JP3462718B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
ファクシミリ装置のプリンタ部、またデジタルプリン
タ、プロッタ等に適用され、特に顕像剤を飛翔させるこ
とにより記録媒体上に画像を直接形成する画像形成装置
に関する。
等から出力される電気的信号より紙等の記録材上に可視
像を形成する方法として、インクを用いるインクジェッ
ト方式やインクを熔融転写する熱転写方式、昇華する方
式、電子写真方式等による画像形成方法が一般的によく
知られている。
光を照射して感光体上にトナー像を形成し、紙等の記録
媒体上に転写する電子写真方式が採用されている。これ
は電気信号をレーザーやLEDヘッドを用いて光に変換
し、この光を予め均一に帯電しておいた感光体に照射
し、感光体表面に光強度に応じた静電潜像を形成し、こ
の静電潜像にトナー担持体に格納されたトナーを接触又
は飛翔させて、感光体表面にトナー像を形成し、このト
ナー像を記録媒体に電気的に吸着させ、かかる後、圧力
と熱の両方を加えるか、若しくは何れか一方を加えて記
録媒体にトナー像を定着させている。
上に画像を形成する画像形成装置が提案されている。例
えば、特開平4−182151号公報では、顕像剤であ
るトナーに電界を付与し、トナーを電気力によって飛翔
させ、飛翔路に配置した複数の通過孔を含む制御電極に
印加する電位を変化させ、記録媒体に直接付着させるこ
とにより、トナー像を記録媒体上、つまりシートに形成
する画像形成装置が提案されている。
される画像形成装置に代表されるようなトナーを飛翔さ
せて画像を直接記録紙上に形成する装置においては、制
御電極の構成が形成される画像に大きく影響する。つま
り、制御電極に供給される電位を制御することで顕像剤
であるトナーの通過量を制御することができる。
との距離、及び対向電極との距離を一定に保つことで、
トナー飛翔を安定させ、良好な状態での記録を行える。
特に制御電極においては、フレキシブル(可撓性)な基
板にて形成されているため、外力やその他の要因により
撓み、上記距離関係が崩れ、トナー飛翔が一定せず、記
録される画質に大きな影響を与える。
装置におていは、制御電極を構成するフレキシブル基板
の両端に一対の台を固定し、この台の間に、互いに台を
引き離す方向への付勢力が作用するバネを介在すること
で、制御電極の変形等を防止するようにしている。
なわち上記公開公報に記載されるような画像形成装置に
おいては、制御電極の撓み等を防止することで、制御電
極と対向電極や担持体との距離を一定に保ち、トナー飛
翔を安定させることができる。
ける制御電極は、担持体に対して、例えば100μm程
度の距離だけ離間するようにして支持されている。この
ような構成で、制御電極、つまり制御電極を構成する可
撓性の基板に対して数十μmの反りやうねりが生じる
と、該制御電極を所定の位置に取り付けた時に、反りや
うねりによる歪みが生じる。このような値は、一般的な
誤差から比較すると非常に小さい値であり、問題ないよ
うに思われる。
する数十μmであるので非常に大きな差となる。このよ
うな場合、所定のトナー飛翔制御が得られるとは限ら
ず、例えば数十μmだけ担持体から離間するとトナーの
飛翔量が不足し、形成されるドット径やドット濃度が不
充分となり画像劣化を生じる。このような状態では所望
のハーフトーンの形成が困難になる上、カラー画像形成
装置においては、良好な色再現が困難となる。
うねりによる歪みが生じた場合、トナーの飛翔量が過剰
となって形成されるドット径やドット濃度が大きくなり
過ぎ、この場合にも当然画像劣化が生じる。またハーフ
トーンの形成が困難となるばかりか、カラー画像形成に
おける色の再現性にも影響する。
製造段階に熱加工等が不可欠であるため、避けることが
できない。この反りやうねりを取り除くために、上述し
た公開公報記載の技術では、制御電極にテンションを付
与して反りやうねりを除去するようにしている。
与して反りやうねりを除去する場合、必要なテンション
として非常に大きなものとなり、制御電極を支持する部
材が耐えられずに破損したり、また制御電極が該テンシ
ョンにより耐えられずに、このテンションにて新たな反
りやうねりを生じたり、あるいは制御電極自身が破損す
ることが考えられる。
な手段により、制御電極に生じる反りやうねりを取り除
くことができる制御電極の取り付け装置を提供すること
で、画質の劣化が生じない画像形成装置を得ることを目
的とする。
ンションを作用させて除去するようにしているが、この
ような大きなテンションを作用させることなく、簡単な
手段にて反りやうねりを効果的に取り除き、よって画質
劣化の生じない安定した画像形成を行える画像形成装置
を提供することを本発明の目的とする。
ための本発明の画像形成装置は、所定の極性に帯電され
た顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置され
た対向電極と、これら担持体と対向電極との間に顕像剤
が通過するためのゲートを有し、それに応じてゲートを
介して顕像剤を選択的に通過制御するための電極を形成
してなる制御電極とで構成され、該制御電極に顕像剤通
過電位を画像データに応じて供給制御することで上記ゲ
ートを介して顕像剤を選択的に通過させて所望の画像を
記録する画像形成装置において、上記ゲートを介して顕
像剤が通過する領域より外れた上記制御電極の領域を支
持部材の平面部分に固定し、該支持部材を所定位置に保
持されてなる支持体に固定する支持装置を備え、該支持
装置にて制御電極を支持する時に、上記ゲートが存在す
る領域が湾曲するように上記支持部材を上記支持体に固
定するようにしたことを特徴とする。
ばトナーが飛翔するゲート領域においては制御電極が湾
曲するようにして支持されるため、制御電極に生じる狭
い範囲での反りやうねりが、上記形成される湾曲部分に
て吸収されてしまい、除去されることになる。そのた
め、制御電極の反りやうねりがトナーが通過するゲート
領域に及ぼす影響がなくなり、トナー飛翔状態が安定
し、結果として画質劣化が生じることなく良好なる画像
形成が可能となる。
うねりを除去し、トナー飛翔を安定される程度であり、
あまり大きくし過ぎると、反りやうねりを除去する効果
が高まるものの、距離的な差が大きくなり、画質が低下
する。そのため、反りやうねりを除去できる程度に湾曲
させるようにして制御電極が支持される。
において、上記支持装置として、制御電極を支持部材に
固定するために、平面形状部分を有する固定部材とで挟
持するようにして固定する構成を採ることで、制御電極
に生じる狭い範囲での反りやうねり等が生じたものが平
面部分で挟持されることで除去される。しかも、部分的
に圧力が加わることなく、制御電極全体に作用するよう
になるため、部分的に破損するようなことはなくなる。
また、制御電極を所定位置に支持させるために、平面部
分を有す支持部材や固定部材を設けるだけの非常に簡単
な構成でよく、よってコスト低減だけでなく、小型化及
び信頼性の向上を図ることができる。
て、上記支持装置が、支持部材を支持体に固定する時
に、少なくとも2点以上で固定するようにし、該固定位
置と異なる部分に、上記支持部材を記録紙の搬送方向に
微小変形させる調整手段を設けるようにしておけば、例
えば図6に示すように広範囲で生じる制御電極(26)
の反りやうねりにより間隔dが生じる。これを除去又は
軽減するために、図2に示すように支持部材(51)を
調整手段(56)にて微小量(L)変形させることで、
中央部の制御電極(26)を引っ張り、除去するように
している。この変形量としては数十μmオーダーで調整
可能となり、上述した間隔dを軽減、除去することが可
能となる。
微小変形させるために記録紙の搬送方向に付勢力を付与
する付勢部材を備えるようにしたことで、付勢部材によ
り制御電極に生じる反りやうねりをより効果的に除去で
きる。しかも、付勢手段により支持部材に作用する力を
和らげるため、微小変形を維持でき、部分的に生じる反
りやうねり等を吸収できる。
の一部を折り曲げた部分の弾性変形を利用することで、
特別に付勢手段を設けることなく、ゲート領域における
反りやうねり等を除去できる。例えば、図7に示すよう
に支持部材(51)を固定した支持体(53)の折り曲
げ部分(53a)を介して、調整手段(56)である調
整部材(57)が、上記支持部材にネジ込まれる構成と
する。そのため、折り曲げ部分(53a)の弾性変形に
より支持部材を図において矢印C方向へと付勢する力が
作用し、よって支持部材をその方向に微量(L)変形さ
せることができる。そのため、付勢部材を特別に設ける
ことなく、支持体(53)の一部を併用させることがで
きるため、コスト低減及び小型化が可能となる。
を参照して説明すれば、以下の通りである。図1は本発
明の画像形成装置を構成する画像形成部に設けられる制
御電極の支持装置の一例を示すもので、(a)に側面図
が、(b)に上面図が示されている。また、図2は図1
における支持装置における微調整を行うための作用の説
明図である。また、図3は本発明の画像形成装置の全体
の構造を示す内部の概略を示す断面図、図4は図3にお
ける特に画像形成部の詳細を示す構成図である。
プリンタの各要素について図3および図4を用いて概要
を説明する。本発明の画像形成装置は、情報処理装置で
あるホストコンピュータ等から転送されてくる画像信号
(画像データ)に応じた画像を、顕像剤としてのトナー
を使用して記録媒体である用紙(記録紙)上に顕像化す
るものである。つまり、本発明の画像形成装置は、トナ
ーの飛翔を画像データに基づいて選択的に制御すること
により、記録紙上に画像を直接形成するものである。
は、中央部に画像形成部1を備えており、その右側には
画像形成部1へとシート状の記録媒体である記録紙を給
送するための給送装置10が設けられており、画像形成
部1の後方、つまり記録紙の搬送方向の下流側に、形成
された画像、特にトナー像を加熱定着する定着部11が
設けられようにして構成されている。
配置されている画像形成部1へとシート状の記録紙を送
り込むための給送装置10は、記録紙4を収容する用紙
カセット5、この用紙カセット5から記録紙4を送り出
すピックアップローラ6、供給された記録紙4をガイド
する給紙ガイド7及び一対のレジストローラ9からな
る。また、給送装置10は、記録紙4が供給されたこと
を検出する給紙センサ8(図4参照)を備えている。前
記のピックアップローラ(給紙ローラ)6は、図示しな
い駆動装置によって、駆動される。
側、つまり下流側には、画像形成部1にて記録紙4上に
形成されたトナー像を加熱及び加圧することにより記録
紙4に定着させる定着部11が設けられている。定着部
11は、ヒータ12、加熱ローラ13、加圧ローラ1
4、温度センサ15及び温度制御回路16からなる。加
熱ローラ13は、例えば厚さ2mmのアルミニウム管か
らなる。ヒータ12は、例えばハロゲンランプからな
り、加熱ローラ13に内蔵されている。加圧ローラ14
は、例えばシリコーン樹脂からなる。そして、互いに対
向して設けられた前記加熱ローラ13及び加圧ローラ1
4には、記録紙4を挟んで加圧することができるように
それぞれの軸の両端に図示しないスプリング等によって
例えば2kgの荷重が加えられている。
温度を測定する。温度制御回路16は、後述する主制御
部によって制御されており、温度センサ15の測定結果
に基づいてヒータ12のON/OFF等を制御し、加熱
ローラ13の表面温度を例えば150℃に保持する。ま
た、定着部11は、記録紙4が排出されたことを検出す
る排紙センサ(図示せず)を備えている。尚、ヒータ1
2、加熱ローラ13、加圧ローラ14等の材質は特に限
定されるものではない。また、加熱ローラ13表面の温
度は特に限定されるものではない。さらに、定着部は、
記録紙4を加熱若しくは加圧することによりトナー像を
定着させる構成となっていても良い。
紙4の出紙側には、定着部11で処理された記録紙4を
排紙トレイ上に排出する図4に示す排紙ローラ17、及
び排出された記録紙4を受ける排紙トレイが設けられて
いる。前記の加熱ローラ13、加圧ローラ14及び排紙
ローラ17は、図示してない駆動装置によって駆動され
る。
を説明する。画像形成部1は、大きく区分してトナー供
給部2及び印刷部3から構成されている。画像形成部1
を構成するトナー供給部2は、顕像剤としてのトナー2
1が収容されているトナー収容槽20、トナー21を例
えば磁気力により担持する円筒状の担持体(スリーブ)
としてのトナー担持体22及びトナー収容槽20内部に
収容されているトナー21を帯電すると共に、トナー担
持体22の外周部に担持されるトナー層の厚さを規制す
るドクターブレード23からなる。ドクターブレード2
3は、トナー担持体22の回転方向における上流側に、
トナー担持体22の外周部からの距離が例えば60μm
となるように設けられている。
性トナーであり、ドクターブレード23により、例えば
帯電量が−4μC/g〜−5μC/gとなるように電荷
が付与されている。尚、ドクターブレード23とトナー
担持体22との距離は、特に限定されるものではない。
また、トナー21の平均粒径や帯電量等は特に限定され
るものではない。
によって駆動され図中、矢印A方向に、例えばその表面
の速度が80mm/secで回転する。また、トナー担
持体22は接地されると共に、トナー担持体22内部に
おけるドクターブレード23と対向する位置及び後述す
る制御電極と対向する位置に、図示しない磁石が配置さ
れている。これにより、トナー担持体22は、その外周
面にトナー21を担持することができるようになってい
る。また、トナー担持体22の外周面に担持されたトナ
ー21は、該外周面における前記位置に対応する位置で
穂立ちを形成する。
限定されるものではない。また、トナー担持体22は、
磁気力によりトナー21を担持する代わりに、電気力、
又は電気力及び磁気力により担持する構成となっていて
も良い。
は、例えば厚さ1mmのアルミニウム板からなり、トナ
ー担持体22の外周面と対向する対向電極(背面電極)
24と、該対向電極24に高圧を供給する対向電極電圧
電源25と、前記トナー担持体22との間に設けられた
制御電極26と、ブラシ又はローラ等からなる除電部材
27と、該除電部材27に除電電位を与える除電電圧電
源28、記録紙4を帯電させるブラシ又はローラ等から
なる帯電部材29と、該帯電部材29に帯電電位を与え
る帯電電圧電源30と、誘電体ベルト31と、該誘電体
ベルト31を支持する支持ローラ32a,32bと、ク
リーナブレード33を備えている。
の外周面からの距離が例えば1.1mm程度となるよう
に設けられている。誘電体ベルト31はPVDF(ポリ
フッ化ビニリデン)を基材とし、体積抵抗率が1010Ω
・cm程度の材質よりなり、その厚さが75μm程度に
形成されたエンドレス状のベルトである。この誘電体ベ
ルト31は、図示しない駆動装置によって駆動され、図
中矢印方向に、例えばその表面での速度が30mm/s
ecで回転する。
源25により、例えば2.3kVの高圧が印加されてい
る。つまり、対向電極24とトナー担持体22との間に
は、上記電源25から供給される高電圧により、トナー
担持体22に担持されたトナー21を対向電極24方向
に飛翔させるのに必要な電界が付与されている。
の回転方向における下流側に該誘電体ベルト31に圧接
するようにして設けられている。除電部材27は除電電
圧電源28によって除電電位2.5kVが印加され、誘
電体ベルト31表面に存在する不要電荷を除電する。
尚、対向電極24の材質は特に限定されるものではな
い。また、対向電極24とトナー担持体22との距離
は、特に限定されるものではない。さらに、対向電極2
4に印加される電圧は特に限定されるものではない。
31に先端が当接してブレード33が設けられている
が、該ブレード33は、例えば用紙4の詰まりにより直
接誘電体ベルト31表面に付着したトナーを除去するた
めのクリーニング部材である。これにより、紙詰まりし
た用紙を除去した後の画像形成において、用紙裏面が誘
電体ベルト31に付着したトナーで汚れるのを阻止して
いる。このクリーニングブレード33に対応して、除去
したトナーを受ける図示されていないトナー回収容器が
備えられている。
画像形成装置は、先に説明したように外部からの画像デ
ータを受けるだけでなく、原稿等の画像を読取スキャナ
ー等からの画像データを受けることができる。つまり、
画像形成装置本体には、スキャナーを備えており、さら
にその画像データを画像形成部にて記録再生できるよう
なデータに画像処理する画像処理部、画像形成装置全体
を制御する制御部、画像データを必要に応じて記憶する
記憶部、画像データを本発明による画像形成部の特に制
御電極26に供給するデータに変換する変換部等を備え
ている。
接線方向と平行をなし且つ、対向電極24と対向して2
次元的に広がっており、トナー担持体22から対向電極
24へのトナー流が通過可能な構造となっている。そし
て、この制御電極26に供給される電位により、トナー
担持体22と対向電極24との間に付与された電界が変
化し、トナー担持体22から対向電極24へのトナー2
1の飛翔が制御される。また、制御電極26は、トナー
担持体22の外周面からの距離が、例えば100μmの
間隔で隔たるように設けられており、図示しない支持部
材により固定されている。
例を示しており、この制御電極26によれば、絶縁性基
板34、高圧ドライバ35(図1参照)、各々独立した
リング形状のリング状電極36から構成されている。特
に、リング状電極36は、トナーを通過させるための通
過孔37となる部分に開口を有しており、該開口部分に
通過孔37が形成される。また、トナー担持体22側と
対向する基板34表面には、トナーを通過又は非通過制
御する1枚もののシールド電極38が設けられている。
リイミド樹脂からなり、厚さ25μmに形成されてい
る。
8μm程度の銅箔からなり、該電極38の開口部に上記
通過孔つまりゲート37が設けられており、所定の配列
に従って形成されている。各通過孔37は、トナー担持
体22から対向電極24へ飛翔するトナー21の通過部
となっている。以下、この通過部をゲート37と称する
こととする。
らなり、上記ゲート37と、該ゲート37の周囲に設け
られたリング状電極36に対応するように開口部が形成
されている。特にリング状電極36の開口部の径(直
径)は、例えば200μm程度に形成され、またシール
ド電極38の開口部の径は、例えば240μm程度に形
成されている。そして、リング状電極36及びシールド
電極38にそれぞれ対応する開口部に上述したゲート3
7が形成されており、該ゲート37の開口径は、例えば
160μm程度に形成されている。
距離は特に限定されるものではない。また、ゲート37
の大きさや、絶縁性基板34、リング状電極36及びシ
ールド電極38の材質や厚さ等は特に限定されるもので
はない。また、シールド電極38は、非記録時にトナー
を飛翔させない電位を供給するものであって、設けられ
ない場合もある。
には限定されないが、A4サイズの記録紙に300dp
i(dot per inchi)でドットを形成する
時に、例えば2560個形成されており、各電極37及
びシールド電極38には、各給電線39及び高圧ドライ
バ35等を介して制御電極電圧電源40に電気的に接続
されている。
8表面は、例えば厚さ30μm程度の絶縁体層41(図
3参照)等で覆われており、これに各電極間同士の絶縁
性を確保し互いに接続されていないように保護されてい
る。尚、絶縁体層41の材質や厚さ等は特に限定される
ものではない。
及びシールド電極38には、制御電極電圧電源40によ
り画像信号に応じたパルス、即ち電圧が印加される。つ
まり制御電極電圧電源40はリング電極36に対し、ト
ナー担持体22に担持されたトナー21を、対向電極2
4方向に通過させる場合には例えば150V(以下ON
電位と記す)を印加し、通過させない場合には例えば−
200V(以下OFF電位と記す)を高圧ドライバ35
を介して切換て印加するようになっている。このような
トナーを飛翔させるためのON電位と、トナーを飛翔さ
せることのないOFF電位の値は特に限定されるもので
はなく、トナー飛翔に最適な電位を適宜設定すればよ
い。
を飛翔させる時に同様に飛翔させる上述しリング状電極
36と同等の電位が電圧電源42から、高圧ドライバを
介して供給され、トナーの非飛翔状態においてもリング
状電極36と同様の電位が供給される。
ついて説明する。先ず、ホストコンピュータや、画像読
取装置であるスキャナからの画像データを受けた画像形
成装置の主制御部は、画像形成動作を開始する。
と、画像形成動作を開始する。この場合、駆動装置にて
回転駆動される図4に示すピックアップローラ6により
用紙カセット5内の記録紙4が画像形成部1方向へ送り
出されると共に、正常な給紙状態であることが給紙セン
サ8にて検出される。ピックアップローラ6によって送
り出された記録紙4は帯電部材29と支持ローラ32b
の間に搬送される。支持ローラ32bには電源によって
対向電極24とほぼ同電位が印加される。帯電部材29
には帯電電圧電源30によって帯電電位として1.2k
Vが印加される。記録紙4は帯電部材29と支持ローラ
32bの電位差による電荷を供給され、静電気的に吸着
されたまま画像形成部1の印刷部3における誘電体ベル
ト31のトナー担持体22との対向面側に搬送される。
電源40から制御電極26に電位が供給される。この電
位の供給は、前記の帯電部材29による印刷部3への記
録紙4の供給に同期したタイミングで行われる。制御電
極電圧電源40は画像データの信号により、適宜所定の
制御電極26、つまりリング状電極36にON電位若し
くはOFF電位が印加され、シールド電極38には、画
像形成動作の開始タイミングに合わせて電源42からO
N電位が供給される。そのため、制御電極26付近の電
界が制御される。即ち、制御電極26のゲート36にお
いて、画像データに応じてトナー担持体22から対向電
極24へのトナー21の飛翔の阻止と、その解除とが適
宜行われる。
回転によって出紙側に向かって30mm/secの速度
で移動している記録紙4上に画像信号に応じたトナー像
が形成される。トナー像が形成された記録紙4は支持ロ
ーラ32aの持つ曲率で誘電体ベルト31から剥離さ
れ、定着部11に搬送された後、この定着部11でトナ
ー像が用紙4に定着される。トナー像が定着された記録
紙4は、排紙ローラ17(図3参照)にて紙トレイ上に
排出されると共に、正常に排出されたことを排紙センサ
にて検出される。この検出動作に基づいて、主制御部は
印刷動作の正常な終了を判断する。
良好な画像が形成される。本画像形成装置は、記録紙4
上に画像を直接形成するので、従来の画像形成装置で用
いられている感光体や誘電体ドラム等の顕像体が不要と
なっている。従って、顕像体から記録紙4に画像を転写
する転写動作が省略されるので画像の劣化を生じない。
このため、装置の信頼性が向上すると共に、装置の構成
が簡単化され、また、部品点数が削減されるので小型
化、低コスト化が可能となる。
発明による画像形成部1の特に印刷部3を構成する制御
電極26の支持装置の構成について詳細に説明する。つ
まり、本発明における支持装置は、トナー通過状態を安
定化させるために、制御電極26に生じる反りやうねり
を軽減あるいは除去するようにして支持するものであ
る。
本発明による支持装置50にて支持されている。この両
側の支持装置50は、同一構造であり、一方の支持装置
50にて説明する。
支持部材51を有し、制御電極26を支持部材51と上
面より金属製の固定部材52とで挟持するようにして支
持部材51に固定するように取付ける。上記支持部材5
1は、画像形成装置本体側に所定の位置に固定され保持
された断面がL字状の支持体53に図1(b)に示すよ
うに両端部がビス54等にてビス固定される。よって、
制御電極26は、上記支持部材51と固定部材52にて
挟持されるように支持部材51に取付け固定されたいる
ため、支持体53側の定めた位置に固定されることにな
る。
して複数の固定ビス55にて固定部材51に固定されて
いる。制御電極26を固定部材52及び支持部材51に
て挟持固定する領域は、トナー通過を制御するリング状
電極36に所定の電位を供給するための給電線39が延
長されて配線された領域、つまりゲート37が形成され
た記録領域を大きく外れた領域である。そして、リング
状電極36は、高圧ドライバ35、及び給電線39を介
して図4に示した電圧電源40に接続されるている。そ
のため、固定ビス55が貫通する部分は、上記高圧ドラ
イバ35まで延長される給電線39が存在しないように
配線されている。つまり、各給電線39がビス55及び
固定部材52を介して短絡されのを避ける。
示すように平らな平面を有しており、その平面部分にて
制御電極26を挟持するようにいて固定している。その
ため、制御電極26に生じる反りやうねりを無くすよう
に両側から挟持され、しかも部分的に圧力が集中するこ
となく、全体均等に作用させており、よって制御電極2
6の変形や部分的に集中する圧力等からの破損を回避し
ている。
持部材51及固定部材52にて挟持するように取り付
け、支持部材51を画像形成装置本体側の支持体53に
固定するようにして支持装置50を構成していることか
ら、必要な部材として特別な部品を必要とせず、簡単な
構造で容易に精度のよい制御電極26の支持が可能とな
る。また、部品点数の削減による信頼性の向上、装置の
小型化、コストダウンが可能になる。
極26を所定の位置に取り付ける場合、支持部材51は
所定位置に保持された支持体53に対して制御電極26
のゲート37領域を中心にして、該ゲート37領域に向
かって(矢印B方向)力を加えた状態で、ビス54にて
支持部材51を支持体51に固定するようにする。これ
により、制御電極26は、ゲート37の領域が下側に湾
曲するように位置付けられる。
付け状態において、制御電極26の記録部分となるゲー
ト37領域に湾曲部が生じるよにした。これにより、製
造過程において生じた制御電極26の小さな反りやうね
りが、制御電極26の一部、特に記録部分となるゲート
37領域を湾曲させるようにすることで、緩和され除去
される。よって、ゲート29領域を滑らから面にするこ
とができ、トナー飛翔条件を一定にし、安定したトナー
飛翔を行え、同時に画質の劣化を防止できる。
する制御電極26の反りやうねりは、その部分が取り除
かれ、トナー担持体22と制御電極26との距離精度は
おおむね±10から20μmの誤差範囲に留められ、非
常に取り付け精度の高いものとなる。
域を湾曲する場合、その湾曲させる度合いとしては、ト
ナー飛翔に影響が生じる反りやうねりを除去できる程度
であり、またトナー担持体22や対向電極24との距離
関係において大きく差がでない程度にする。つまり、湾
曲状態が大きくなり過ぎると、上述した距離関係に大き
な差が生じて画質が劣化するため、この画質劣化が生じ
ない程度に湾曲させることが好適である。
態においては、上述したように製造段階にて発生する制
御電極26の反りやうねりが効果的に除去できる。つま
り、制御電極26の記録紙4の搬送方向と直交する幅方
向に対して、支持装置50の支持部材51や固定部材5
2によって均一に力を付与するので比較的狭い範囲の反
りやうねりに対しては上述したように効果的に除去でき
る。
囲に渡る場合は十分ではない。そこで、この実施形態に
おいては、その広範囲に渡る反りやうねりをも効果的に
除去できる制御電極26の支持装置50について説明す
る。
図6(a)のように所望の形状に対して両端が膨らんだ
形状であって、これは給電線39やリング状電極36が
ゲート37領域に集中する為であり頻繁に発生する。こ
のような状態で第1の実施形態にて説明した制御電極2
6の取り付けを行った場合には図6(a)の矢印の方向
から見た状態を同図(b)に示したように記録紙の搬送
方向と直交する幅方向の膨らみを十分に吸収できず、ゲ
ート37領域の長手方向に対する端部より中央部が数十
μm盛り上がった歪み(間隔d)となって現れる。
22との距離が常に端部より中央部で大きくなりトナー
21の飛翔状況が端部と中央部で異なる事態となる。こ
の場合は端部と中央部で形成される画像品位が異なって
画像劣化が生じる。
されたり、また形成される1ラインが中央部で細くなる
ほかに、端部と中央部でのハーフトーンの再現状態が異
なり、カラー画像を形成する場合には、端部と中央部の
色再現が異なったりする不具合が発生する。
度で制御電極26の支持に対して、特に中央部に対する
調整を行わなければならない。例えば、第1の実施形態
において説明した支持方法ではこのような微調整は行え
ない。
支持部材51に対して上記の微調整が必要な部分、例え
ば図6の事例では中央部に相当する位置に微調整を加え
ることが可能な支持装置が必要となる。
持装置50は、微調整を行える調整手段56を備えてい
る。微調整が可能な調整手段56は、支持体53のL字
状にした折り曲げ部分53aを貫通し、支持部材52に
ネジ込まれてたビス等のネジ手段である調整部材57
と、該調整部材57の頭部57aと支持体53の折り曲
げ部分53aとの間に介在された圧縮スプリング等の付
勢部材58とから構成されている。
うに制御電極26の幅方向に対して中央位置に設けられ
ている。そして、調整部材57は、頭部57aと反対の
先端が支持体53の折り曲げ部分53aを貫通し、支持
部材51にネジ込まれており、そして付勢部材58の付
勢により図1において支持部材51を矢印C方向へと付
勢することになる。
むようにすれば、矢印C方向に支持部材51を引っ張る
ようになっている。
用して、具体的にはビス形状を有する調整部材57を回
転させてることで、付勢部材58による付勢力を可変し
て支持部材51に付与する力を調整できる。
れば、支持部材51は所定位置に固定されている支持体
53に対して、記録紙4の搬送方向と直交する幅方向の
両端部が固定ビス55にて固定されている。そして、図
2(a)において調整手段56である調整部材57を調
整しない状態を示しており、支持部材51の変形は生じ
ない。そして、調整部材57を回転、つまり支持部材5
1に対して調整部材57をネジ込むように回転させるこ
とで、付勢部材58の付勢力と相俟って、図2(b)に
示すように微小量(L)変形させることが可能である。
つまり、変形しない状態が破線とすれば、支持部材51
の両端部がビス固定されているため、中央部での変形量
Lが生じる。
材57を回転させると、付勢部材58及び調整部材57
を介して支持部材51を図1(b)において、矢印C方
向の力が加えられ、剛性体である支持部材51は図2
(b)に示すように変形する。この変形により図6に示
すした制御電極26のゲート37領域に生じる大きな反
りやうねりが吸収され、軽減又は除去される。
ルミ等の鋼体であって、両端を固定ビス55等にて例え
ばステンレス鋼(SUS)等からなる支持体53に固定
しているが、中央部においてはある程度の力を作用させ
ることで、例えば数μmの単位で支持部材51に微小
(L)変形させることが可能となる。
変形を行う量(L)としては、付勢手段58により1k
gの力が加えらえられる場合、例えば50μm程度であ
り、制御電極26に対する微調整が可能となる。そし
て、調整部材57によって付与する力を調整して支持部
材51の変形量Lを数μm単位で容易に微調整すること
ができる。
よれば、図2の調整作用を示した調整量Lを任意に調整
することで、図6にて示したように広範囲に生じる反り
やうねりによる変形量dを10μm以下とすることが可
能となる。
電極26の支持装置において、非常に簡単な構成で非常
に細かな微小量の調整が可能となる。そのため、微小な
反りやうねりによる歪みの調整に対して非常に有効であ
る。
56は、支持部材51に付与する力を、支持する制御電
極26の待つ反りやうねりによる歪みに応じて微調整す
ることによって、制御電極26を反りやうねりによる歪
みのない状態で良好に支持することが可能となる。これ
により、トナーの飛翔状態を安定させ、画質劣化を阻止
できる。
材51や支持体53は金属製の鋼体を使用しているが、
これに限定されず所定の微調整が可能ならば樹脂や硝子
などを使用することも可能である。ただ、支持体53に
ついては、所定位置に固定されたものであって、この支
持体53の変形等が生じない方が望ましく、よって変形
することのないような部材にて形成すればよい。
グを使用しているものを説明したが、これに限定されず
所定の力を付与できるものであればよい。例えば板バネ
や弾性ゴムなどの任意の弾性部材を使用してもよい。
8を設けることなく、調整部材57の頭部57aを支持
体53の折り曲げ部分53aに当接された状態で、支持
部材51を引っ張るようにしてもよい。この事例を図7
に示す。
53の折り曲げ部分53aとの間隔が調整手段56の調
整部材57によって可変可能であって、支持体53の折
り曲げ部分53aによる弾性力を利用して、図2にて説
明した支持部材51に対して力を付与して、微調整の変
形(L)が可能となる。このような構成では付勢手段5
8が不要となって、部品点数削減と小型化、コストダウ
ン、さらに信頼性の向上が可能となる。
8を設けることで、支持部材51を変形させる時に、不
要な圧力を緩和し、安定した力を支持部材51に付与で
きる。そのため、変形状態を良好にし、よって微調整を
安定化できる。結果としては、反りやうねりの除去効果
が助長されることになる。
1の実施形態において説明した制御電極26の一部、特
にゲート37を設ける領域で湾曲させることなく、単独
にて反りやうねりを除去することも可能となる。また、
第1の実施形態において説明した湾曲させる構成と合わ
せて第2の実施形態を実施することで、反りやうねりに
よる制御電極26の歪みを除去でき、安定した画像形成
を行える効果が大きく助長されることは明らかである。
説明した第2の実施形態における制御電極26の支持装
置50に備えられた調整手段56は、図6のような制御
電極26の膨らみのような反りやうねりを対象に構成さ
れたものである。即ち、図1のように中央部に対して力
を作用させる構成である。
なく、他の反りやうねりを除去することもできる。例え
ば、図8のように支持部材51の中央部と片方の端部を
支持体53にビス54にて固定し、固定していない他方
の端部に対応する領域に、図1にて説明した同等の調整
手段56を設けて、調整を行う構成である。つまり、端
部側での反りやうねりが生じる場合には、その部分に対
応させた調整手段56を設けるようにしたものである。
これにより、支持するべき制御電極26のもつ反りやう
ねりによる歪みに応じて、付与する位置や大きさを適宜
変えることができ、好適である。
材51の両端の2点を固定する方法を示しているが、こ
れに限定されるものではなく、例えば3点を固定するよ
うにして、適宜調整手段56を設け、反りやうねりを除
去することも可能となる。
56の調整部材57及び付勢部材58を配置するのでは
なく、支持する制御電極26の反りやうねりによる歪み
に応じ、制御電極26の反りやうねりによる歪みを取り
去ることのできる位置、例えば図9のようにどちらかに
片寄った位置に適宜配置するとよい。
持部材51を例えば図1において矢印C方向、つまり引
っ張る方向に力を付与して微調整を行っている。これと
は逆に、力を付与する構成を利用して上記の微調整が可
能である。
むような反りやうねりによる歪みに対するものである
が、制御電極26を製造するための給電線39やリング
状電極37のパターンニングの形状によっては、制御電
極26の中央部が図6とは逆に縮むような反りやうねり
を生じる場合がある。このような場合、図10に示すよ
うに、調整手段56を構成する付勢部材59を、支持体
53の折り曲げ部分53aと調整部材57の頭部57a
との間に介在することなく、支持部材51と折り曲げ部
材57aとの間に介在する。
で、図において矢印D方向の力を支持部材51に付与す
る。また、図10(b)に示すように、付勢部材58及
59を、それぞれ配置して、矢印CとD方向に付与する
ことも可能となり、制御電極26の反りやうねりの方向
等に応じて種々設定すればよい。
対して調整部材57や付勢部材58を1組配置する構成
として説明したが、制御電極26のもつ反りやうねりに
よる歪みの状態によって、例えば調整手段56を複数配
置することもできる。例えば図11にその一例を示して
いる。
51に対して2箇所に調整手段56,56aを備えてい
る。調整手段56の構成は、図1に示したものであっ
て、調整手段56aは、図7に示したものにおいて、付
勢手段59を支持部材51と支持体53の折り曲げ部分
53aとの間に介在したものである。このように、調整
手段を複数設けることで、部分的に異なる種々の反りや
うねり等を効果的に除去できる。
(a)や(b)に示すもの、また同一構造のもの、互い
に異なる方向に調整を行うものなど、組み合わせについ
ては種々の制御電極26における反りやうねりに合わせ
て設定すればよい。これにより、比較的複雑な形状に反
りやうねりが発生した場合、また個々の制御電極26に
対して固有に存在する反りやうねりによる歪みに対して
も、良好に該反りやうねりによる歪みを回避、あるいは
軽減することが可能となる。
やうねりは、ごく一般的に見られる物であるが、その形
態や大きさは配置される電極バターンや制御電極26の
製法によって異なるので調整量及び上記のような種々の
調整方法を使用する電極によって、一意に決定するのが
望ましく、さらに同一設計による制御電極26であって
も個々の反りやうねりの量は各々異なるため、上述した
ような調整手段56等にて所望の制御電極26の支持、
つまり画質劣化が生じないように、微調整を施すことが
好適である。
にて、制御電極26としては、2次元的にゲート37を
配列して、この各ゲート39に対応して個々のリング状
電極36を設けている。このような制御電極26に限ら
ず、図12に示すように、基板34の表裏面に互いに直
交するように帯状の行方向電極36x及びライン方向電
極36yを形成し、互いに直交する交差位置にゲート3
7が形成されるようなマトリクス構造の制御電極26で
あってもよい。
じたNO又はOFF電位を供給制御し、ライン方向電極
36yに周期的に一つの電極にON電位が供給されるよ
うに駆動制御する。これにより、互いの電極36x及び
36yにON電位が供給されている対応のゲート37を
介してトナーが、トナー担持体22側より飛翔し、記録
紙4上に達して画像を形成できる。
も、図1に示した支持装置50にて両側が支持され、ゲ
ート37領域に生じる反りやうねりを除去し、安定さた
トナー飛翔を確約し、よって画質劣化を防止できる。
ゲート37を介してトナー制御を行うために電位の切換
えを行う高圧ドライバを構成するスイッチング手段の数
を大幅に低減できる。例えば、スイッチング手段を構成
するFET(高耐圧トランジスタ等)の個数が、図5に
示す制御電極26の構造のものに対して1/4程度に低
減できる。
の説明においては、モノクロの画像形成装置を例にした
ものである。このような画像形成装置に限らずに、カラ
ー画像形成装置においても、上述にて説明した各種実施
形態を適用することで当然、同等の効果を得ることがで
きる。特に、カラー画像による色の再現性が良好にな
り、中間調や、1枚の画像の中で色変化が生じない忠実
な画像を再現できる。
示すように、複数のトナー供給部と印刷部とを備えた画
像形成部1a,1b,1c,1dが設けらている。それ
ぞれの画像形成部1a,1b,1c,1dのトナー供給
部には、カラートナー、例えばイエロー、マゼンタ、シ
アンさらにブラックのトナーが収容されている。
置された対向電極24とが対向する記録領域に誘電体ベ
ルト31に吸着されて搬送される時に、図6又は図12
に示した構造の制御電極26に対して各色の画像データ
に応じたトナー飛翔電位が供給制御され、各色のトナー
によるカラー画像が形成される。
は、複数種のトナーを有しており、個々のトナー21は
夫々違った特性を持ちうる。そのため、個々の画像形成
部に対して夫々のトナー21に所望のトナー21飛翔を
与えるように制御を行うのが合理的である。この制御の
方法は全ての画像形成部1a,1b,1c,1dに対し
て同じ制御電極26の形態を使用する構成は望ましくな
い。例えばリング状電極37を有する制御電極26を使
用する画像形成部1dでは、上記の如くリング状電極3
7の開口部径が200μmである一方、他の画像形成部
1bでは220μm、画像形成部1cでは190μm・
・のように複数の画像形成部で使用する制御電極26が
夫々異なる電極の形状を有する。
が異なるなど制御電極26に発生する反りやうねりによ
る歪みが各色に応じて個々の制御電極26が異なること
は、個々の画像形成部で使用するトナー21の特性を十
分に発揮する必要から不合理ではない。そこで、各画像
形成部1a,1b,1c,1dにおける制御電極26に
対して、上述した各種実施形態において説明した種々の
調整方法を適宜使用して、各制御電極26に良好な支持
が得られるような調整手段56を含む支持装置50をそ
れぞれに設ける。更に、調整手段56の形態としては、
上述した種々説明した形態を使用すると同時に、個々の
制御電極26に対して行う微調整が夫々の制御電極26
によって異なるような構成とすればよい。
性を損なうことがなく良好な画像形成が可能となる。
態においては、支持装置50としては、制御電極26の
両側に同一構造のものを設けるようにしている。しか
し、少なくとも一方側を本発明において説明した支持装
置50を設けることでも、制御電極26に生じた反りや
うねりを軽減又は除去できる。しかも、支持装置50に
備えられる調整手段56については、少なくとも一方の
支持装置50側に設ければ、十分にその効果を発揮でき
る。つまり、図1において、右側の支持装置50にの
み、調整手段56を設け、左側の支持装置50に調整手
段56を設ける必要はない。また、両側に設ける場合に
おいては、調整手段56の設ける位置は同一位置でなて
も、反りやうねりの状態に応じて適宜設定すればよいこ
とである。
剤として着色トナーを例に説明したが、トナーに限らず
にインク等が用いられることもある。このような場合に
おいても、当然本発明の上述した各実施形態をそのまま
適用できる。そして、トナー供給部31の構成を、イオ
ンフロー法を適用した構成とすることも可能である。つ
まり、画像形成部1は、コロナ帯電器等によるイオン源
を備えた構成となっていてもより。この場合において
も、同様の制御電極26及び対向電極が設けられてお
り、イオンの通過制御を行うことができる。
複写機及びファクシミリ装置の印刷部、デジタルプリン
タ、プロッタ等にも利用できる。
れば、顕像剤を通過制御するために、通過孔となる多数
のゲートを形成してなる制御電極を支持することで、ゲ
ート領域に生じる制御電極の反りやうねりを効果的に軽
減あるいは除去できる。
持部材にて支持するため、非常に簡単な構成により、上
述した反りやうねりを確実に除去でき、小型化、コスト
ダウンが可能となり、信頼性の向上を図ることができ
る。
いては、支持部材に対していずれかの方向に力を付与し
変形させる調整手段を設けることで、簡単に除去でき、
よって顕像剤の飛翔状態を安定化し、画質劣化を生じる
要因を除去でき、良好なる画像を得ることができる。特
に、カラー画像形成を行う場合、個々の制御電極に対す
る種々の異なる反りやうねりを効果的に軽減あるいは除
去でき、色が異なるようなことなく良好なるカラー画像
を得ることができる。
制御電極を支持する支持装置の一実施形態を示すもの
で、(a)は制御電極のトナー通過孔となるゲート領域
を断面で示した側面図、(b)は制御電極を透視した状
態での一方の支持装置を示す上面図である。
実施形態における調整作用の説明を行うもので、(a)
は調整前の状態を示す上面図、(b)は調整後の状態を
示す上面図である。
を示す断面図である。
を示す構成図である。
の一構成例を示す平面図である。
る反りやうねりによる状態を説明するための図である。
持装置に備えられた調整手段の一態様を示す上面図であ
る。
持装置に備えられた調整手段の他の態様を示す上面図で
ある。
持装置に備えられた調整手段の別の態様を示す上面図で
ある。
支持装置に備えられた調整手段のその他の態様を示す上
面図である。
支持装置に備えられた調整手段のさらに別の態様を示す
上面図である。
極のマトリクス形態における電極構造の一例を示す平面
図である。
例を示す構成図である。
電極群) 37 ゲート(通過孔) 38 シールド電極 50 支持装置 51 支持部材 52 固定部材 53 支持体 53a 折り曲げ部分 54 固定ビス 55 固定ビス 56(56a) 調整手段 57 調整部材 57a 頭部 58 付勢部材 59 付勢部材
Claims (5)
- 【請求項1】 所定の極性に帯電された顕像剤を担持す
る担持体と、前記担持体に対向配置された対向電極と、
前記担持体と前記対向電極との間に形成され、顕像剤が
通過するためのゲートを有する制御電極とを備えてお
り、画像データに応じて顕像剤通過電位を前記制御電極
に供給制御することによって、顕像剤を選択的にゲート
通過させて所望の画像を記録媒体上に記録する画像形成
装置において、画像形成装置本体側に固定される支持部
材と、前記支持部材上に前記制御電極を固定する固定部
材とを備え、前記制御電極のゲートが存在する領域より
外れた領域を、前記支持部材の平面部分と前記固定部材
の平面部分とで挟持して前記制御電極に固定し、ゲート
が存在する領域が記録紙側に湾曲させたことを特徴とす
る画像形成装置。 - 【請求項2】 前記支持部材を画像形成装置本体側に少
なくとも2点以上で固定し、前記支持部材の前記固定位
置と異なる部分を、記録紙の搬送方向に微小変形させる
調整手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の画像
形成装置。 - 【請求項3】 前記調整手段は、前記支持部材を微小変
形させるために記録紙の搬送方向に付勢力を付与する付
勢部材を有したことを特徴とする請求項2記載の画像形
成装置。 - 【請求項4】 前記支持部材を支持体を介して画像形成
装置本体側に固定し、前記支持体の一部を折り曲げ、前
記折り曲げ部分の弾性を前記付勢手段として利用したこ
とを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記制御電極がゲート領域を中心にし
て、前記ゲート領域に向かって力を加えた状態で支持部
材に固定されていることを特徴とする請求項1記載の画
像形成装置。
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