JP3276774B2 - 記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリ等に適用される記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録装置の一つとして、
開口部を有し、その開口部を通過するトナーの流れを変
調制御するアパチャ電極と、そのアパチャ電極の裏面に
配置され、帯電したトナーを前記アパチャ電極の開口部
に搬送するトナー搬送装置と、そのトナー搬送装置によ
り搬送され、前記アパチャ電極の開口部を通過したトナ
ーを、前記アパチャの表面に配置される支持体に導く対
向電極とを備える記録装置が提案されている。このアパ
チャ電極は、ポリイミドなどの絶縁性の基板に銅膜など
の導電性の制御電極のパターンが設けられている。

【０００３】しかしながら、この記録装置は、アパチャ
電極に搬送されるトナーが、トナー搬送装置におけるト
ナー搬送体に、鏡像力などによって強固に付着している
ために、トナーの流れを制御することができなかった。

【０００４】そこで、本出願人は、特願平４−２５４４
９４号の出願に於て、前記トナー搬送体と、アパチャ電
極とを少なくとも開口部付近に於いて接触させて配置し
た記録装置を提案している。たとえば図１に示されるよ
うに、アパチャ電極１には、保持部材３０が設けられ
て、この保持部材３０の両端をバネなどによって、引っ
張っている。この状態で、アパチャ電極１がトナー搬送
体であるトナー担持ローラにとりつけられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
記録装置において、図４に示されるように、前記アパチ
ャ電極５１にとりつけられた保持部材３０が、両端のみ
引っ張られるために、図中の点線に示されるように、両
端が中央部分に比べて大きくたわむ。従って、アパチャ
電極は、両端部分が中央部分に比べて、大きなテンショ
ンを受けることになる。そして、アパチャ電極５１は、
図５に示されるように、ある巻き付け角度θでトナー搬
送体であるトナー搬送ローラ１１に巻き付けられて、ア
パチャ電極５１をＴなる力で引っ張ったときに、接触圧
力は、Ｐ＝２＊Ｔ＊ｃｏｓθで表されて、ＰはＴに比例
する。そして、トナー搬送ローラ１１に、両端部分で
は、中央部分に比べて、大きな接触圧力で接触すること
となる。

【０００６】このような不均一な圧力で、アパチャ電極
がトナー担持ローラに接触しているために、記録に濃度
むらが発生していた。すなわち、強い圧力でトナー担持
ローラに接触している両端部分では、濃度の高い記録
が、弱い圧力でトナー担持ローラに接触している中央部
分では、濃度の低い記録が達成されていた。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、記録むらがなく、安定した記録
を達成することができる記録装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る記録装置においては、開口
部が列設された基板と、その基板の表面に、前記開口部
に対応して形成された制御電極と、荷電粒子を前記開口
部まで搬送する荷電粒子搬送体と、前記基板に対して前
記荷電粒子搬送体とは反対の側に配置された対向電極と
を備え、前記荷電粒子搬送体によって搬送された荷電粒
子を、前記荷電粒子搬送体と前記制御電極との間及び前
記荷電粒子搬送体と前記対向電極との間に電圧を印加す
ることによって前記荷電粒子搬送体から前記開口部を通
って飛翔させ、前記基板と前記対向電極との間に搬送さ
れた支持体上に付着させて前記支持体上に所望の画像を
記録するものを対象として、特に、前記基板には、金属
膜で構成されると共に、前記開口部の列に沿って形成さ
れ、その幅が前記開口部の位置によって異なるテンショ
ンむら補正部材が形成されていることを特徴とする。ま
た、請求項２に係る記録装置は、前記テンションむら補
正部材の材料は、前記制御電極と同一の材料であること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置によれ
ば、金属膜で構成されると共に、開口部の列に沿って形
成され、その幅が開口部の位置によって異なるテンショ
ンむら補正部材が、設けられることによって、全ての開
口部にわたって、均一な圧力で、基板が荷電粒子搬送体
に接触する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１１】図１は本発明を実施した記録装置の構成を
具体化した概略図であり、装置外装２６の右側部には、
画像を記録すべき支持体Ｐを挿入するための挿入口２１
が設けられており、左側部には画像が記録された支持体
Ｐが排出される取り出し口２２が設けられている。そし
て、装置内部には、荷電粒子制御手段としてのアパチャ
電極１と、対向電極６と、トナー搬送装置１０とが設け
られている。

【００１２】前記アパチャ電極１は、図２に詳細に示さ
れるように、後述する絶縁材料からなる板状の絶縁性の
基板２により構成されており、その長手方向には多数の
開口部４が等間隔で一列に並んで設けられている。

【００１３】前記絶縁性の基板２の上面には、各開口部
４を独立して取り囲むように多数の制御電極３が設けら
れている。この制御電極３は、開口部４よりもトナー搬
送方向の下流側に引き回される。開口部４を挟んで、制
御電極の反対側には、テンションむら補正部材８が設け
られており、テンションむら補正部材８は、開口部４の
列設方向と平行、すなわち、基板２の長手方向に沿って
延びている。

【００１４】前記絶縁性の基板２は、厚さ２５μｍの高
分子樹脂フィルム、本実施例ではポリイミドによって構
成されており、前記制御電極３と、テンションむら補正
部材８とは、厚さ８μｍの金属膜、本実施例では銅膜に
よって構成されている。このテンションむら補正部材８
は、中央部分が幅が狭く、両端部では幅が広くなるよう
に設けられる。そして、各制御電極３は、制御電圧印加
手段としての制御電圧印加回路５にそれぞれ接続されて
いる。テンションむら補正部材８は、望ましくは、アー
スに接続されている。

【００１５】アパチャ電極１は、保持部材３０にとりつ
けられて、保持部材３０の両端をバネ３１によって、引
っ張ることによって、テンションを与えられている。バ
ネ３１は、台９にとりつけられている。

【００１６】前記アパチャ電極１の下部には、トナー搬
送装置１０が設けられている。このトナー搬送装置１０
は、トナーケース１５によって覆われており、荷電粒子
搬送体としてのトナー搬送ローラ１１と、供給ローラ１
２と、層規制手段としてのブレード１３とから構成され
ている。また、前記トナーケース１５の内部には、荷電
粒子としてのトナー１４が貯蔵されている。前記供給ロ
ーラ１２は、前記トナー搬送ローラ１１にトナー１４を
供給するために、図の矢印方向に回転するように構成さ
れている。更には、前記ブレード１３は、トナー搬送ロ
ーラ１１に圧接するように配設されている。

【００１７】前記アパチャ電極１の上方には、対向電極
６が配置されている。更に、この対向電極６とアパチャ
電極１との間には、支持体Ｐが通過できるような、例え
ば０．５ミリのスペースが設けられている。そして、こ
の対向電極６には、直流電源７によって、プラス５００
ボルトの電圧が印加されるようになっている。

【００１８】支持体Ｐは一対のガイドローラ２３によっ
て、挿入口２１から対向電極６の下方へ向って搬送さ
れ、対向電極６を通過した後、内部に熱源を備えたヒー
トローラ２４とプレスローラ２５との間に搬送されて、
支持体上のトナーが熱定着されるように構成されてい
る。

【００１９】次に、上記のように構成される記録装置の
動作を説明する。

【００２０】トナー搬送装置１０に於て、トナーケース
１５に貯蔵されたトナー１４は、供給ローラ１２によっ
て、トナー搬送ローラ１１に供給される。この場所で、
トナー１４は、供給ローラ１２とトナー搬送ローラ１１
とによって、接触しつつ摩擦して、マイナスに帯電す
る。この帯電したトナー１４は、トナー搬送ローラ１１
が回転することによって、ブレード１３を経由して、ア
パチャ電極１の開口部４に搬送される。前記ブレード１
３によって、トナー搬送ローラ１１に担持されたトナー
１４は、薄く均一な厚みのトナー層となる。

【００２１】このトナー搬送ローラ１１上に薄く均一な
厚みのトナー層となって担持されたトナー１４は、アパ
チャ電極１の開口部４に搬送される前に、アパチャ電極
１の絶縁性の基板２とトナー搬送ローラ１１表面との摺
動によって、せん断力による運動エネルギーを与えられ
て、トナー搬送ローラ１１へのトナー付着力が緩和され
る。このトナー搬送ローラ１１との付着力の緩和された
トナーが、アパチャ電極１の開口部４に搬送される。

【００２２】アパチャ電極１は、図２に示されるよう
に、保持部材３０が、両端のみ引っ張られるために、図
２の点線に示されるように、両端が中央部分に比べて大
きくたわむ。従って、アパチャ電極は、両端部分が中央
部分に比べて、大きなテンションを受けることになっ
て、従来技術の問題点で述べたように、トナー搬送ロー
ラ１１に、両端部分では、中央部分に比べて、大きな接
触圧力で接触することとなる。しかしながら、本実施例
においては、テンション補正部材８が設けられることに
よって、上述したようなテンションむらが補正される。
このテンションむらの補正メカニズムを以下に説明す
る。

【００２３】アパチャ電極１の材料構成は、絶縁性の基
板としてのポリイミドと、導電層としての銅とから構成
されている。ポリイミドの熱膨張係数は、２．０＊１０
−５であって、一方、銅の熱膨張係数は、１．７＊１０
−５である。従って、銅膜の製膜工程であるスパッタや
メッキの工程は、常温よりも高い温度で行われるため
に、常温では、銅よりもポリイミドの方が縮む割合が大
きくなる。すなわち、銅膜は、圧縮の内部応力を、ポリ
イミドは、引っ張りの内部応力を備えることとなる。銅
膜をエッチングなどによって、除去すると、ポリイミド
は、引っ張りの内部応力から解放されて、銅膜の設けら
れた部分よりも縮む。

【００２４】図２に示されるように、テンションむら補
正部材８の中央部分の幅Ｗ１が、その両端部分の幅Ｗ２
よりも小さいので、中央部分では両端部分よりも大きく
縮む。保持部材３０によって、両端部分に比べて、中央
部分の方が高いテンションで引っ張られるが、テンショ
ンむら補正部材８によって、中央部分が両端部分よりも
縮んでいるので、このテンションむらが補正される。従
って、開口部４の全てにわたって、均一なテンションで
アパチャ電極１が引っ張られるために、均一な圧力で、
アパチャ電極１は、トナー担持ローラに接触することが
できる。この結果、記録出力に、濃度の高いところや低
いところが発生することな無くなって、むらのない記録
が達成される。

【００２５】次に、トナー流の制御を具体的に述べる。
制御電圧印加回路５からトナー通過電圧として、プラス
３０ボルトの電圧が制御電極３に印加されるとき、接地
されたトナー搬送ローラ１１と制御電極３との間に、す
なわち制御電極３に対応する開口部４の内部において、
マイナス帯電したトナー１４が開口部４を通過できるよ
うな電界が発生し、トナー１４は開口部４を通過する。

【００２６】また制御電圧印加回路５からトナー遮蔽電
圧として、マイナス１０ボルトの電圧が制御電極３に印
加されると、接地されたトナー搬送ローラ１１と制御電
極３との間に、すなわちその開口部４内部において、マ
イナス帯電したトナー１４が、開口部４の通過を阻止さ
れる電界が発生し、トナー１４は開口部４を通過しな
い。

【００２７】対向電極６には、電源７によってプラス５
００ボルトの電圧が印加されている。この電圧印加によ
って対向電極６とアパチャ電極１との間に電界が形成さ
れ、この電界に沿ってアパチャ電極１の開口部４を通過
してきたトナー１４が対向電極６へ吸引される。そし
て、搬送されてきた支持体Ｐにトナー１４が塗布され
る。

【００２８】一方、挿入口２１より装置内部に挿入され
た支持体Ｐは、一対のガイドローラ２３によって対向電
極６に搬送される。そして、順次支持体が搬送されるこ
とによって、トナー画像が支持体Ｐ上に形成される。そ
の後、支持体Ｐは取り出し口の方向に搬送され、ヒート
ローラ２４とプレスローラ２５とによって挟み込まれ、
支持体Ｐ上のトナー画像は熱定着される。トナー像の熱
定着された支持体Ｐは、取り出し口２２へ搬送され、装
置外に排出される。

【００２９】以上説明したように、本実施例によれば、
アパチャ電極が、全ての開口部にわたって一定の圧力
で、トナー担持ローラに接触することができるために、
濃度の高いところや、濃度の低いところができなくなっ
て、長手方向に安定な記録が達成される。

【００３０】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種
々の変更を加えることができる。

【００３１】例えば、本実施例では、テンションむら補
正部材に、絶縁基板であるポリイミドよりも熱膨張係数
の小さい銅膜を用いているが、テンションむら補正部材
に、ポリイミドよりも大きな熱膨張係数を持った材料を
用いることも可能である。例えば、その材料としてはア
ルミが挙げられる。アルミ熱膨張係数は、２．４＊１０
−５である。アルミ膜の製膜工程であるスパッタやメッ
キの工程は、常温よりも高い温度で行われるために、常
温では、アルミの方がポリイミドよりも縮む割合が大き
くなる。すなわち、アルミ膜は、引っ張りの内部応力
を、ポリイミドは、圧縮の内部応力を備えることとな
る。アルミ膜をエッチングなどによって、除去すると、
ポリイミドは、圧縮の内部応力から解放されて、アルミ
膜の設けられた部分よりも延びる。

【００３２】従って、この場合には、図３に示すような
形状をしたテンションむら補正部材３８が用いられる。
このテンションむら補正部材３８の中央部分の幅Ｗ３
が、その両端部分の幅Ｗ４よりも大きいので、両端部分
では中央部分よりも大きく延びる。保持部材３０によっ
て、両端部分に比べて、中央部分の方が高いテンション
で引っ張られることになるが、テンションむら補正部材
３８によって、両端部分が延びるので、このテンション
むらが補正される。従って、開口部４の全てにわたっ
て、均一なテンションでアパチャ電極１が引っ張られる
ために、均一な圧力で、アパチャ電極１は、トナー担持
ローラに接触することができる。この結果、記録出力
に、濃度の高いところや低いところが発生することな無
くなって、むらのない記録が達成される。

【００３３】また本実施例では、テンションむら補正部
材は、１枚構造をしているが、ストライプ状や、ハニカ
ム状などの分割されたテンションむら補正部材を用いる
ことも可能である。

【００３４】更に、本実施例においては、トナー流制御
手段として、アパチャ電極を用いたが、特表平１−５０
３２２１号の公報に記載されたメッシュ状のトナー流制
御手段を用いることも可能であるのは、容易に理解され
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録装置
によれば、本発明によれば、基板が、全ての幅にわたっ
て一定の圧力で、荷電粒子搬送体に接触することができ
るために、濃度の高いところや、濃度の低いところがで
きなくなって、長手方向に安定な記録が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の構成断面図である。

【図２】本発明の記録装置に搭載されるアパチャ電極周
辺の上面図である。

【図３】本発明の変形実施例を示す記録装置に登載され
るアパチャー電極周辺の断面図である。

【図４】従来の記録装置に搭載されるアパチャ電極周辺
の上面図である。

【図５】アパチャ電極を引っ張るテンションと、接触圧
力との関係を説明する図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極 ２ 絶縁性の基板 ３ 制御電極 ４ 開口部 ５ 制御電圧印加回路 ６ 対向電極 ８、３８ テンションむら補正部材 １０ トナー搬送装置 １１ トナー搬送ローラ １４ トナー ３０ 保持部材 ３１ ばね Ｐ 支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/385 B41J 2/415

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部が列設された基板と、 その基板の表面に、前記開口部に対応して形成された制
   御電極と、 荷電粒子を前記開口部まで搬送する荷電粒子搬送体と、前記基板に対して前記荷電粒子搬送体とは反対の側に配
   置された対向電極とを備え、 前記荷電粒子搬送体によって搬送された荷電粒子を、前
   記荷電粒子搬送体と前記制御電極との間及び前記荷電粒
   子搬送体と前記対向電極との間に電圧を印加することに
   よって前記荷電粒子搬送体から前記開口部を通って飛翔
   させ、前記基板と前記対向電極との間に搬送された支持
   体上に付着させて前記支持体上に所望の画像を記録する
   記録装置において、 前記基板には、金属膜で構成されると共に、前記開口部
   の列に沿って形成され、 その幅が前記開口部の位置によ
   って異なるテンションむら補正部材が形成されているこ
   とを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記テンションむら補正部材の材料は、
   前記制御電極と同一の材料であることを特徴とする請求
   項１に記載の記録装置。