JPH08118706A

JPH08118706A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08118706A
Application number: JP25356494A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Hattori; 智章服部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】引張ばね２５を介してフィルム状の電極アレイ
１に緊張力を付与する場合に、電極アレイ１にしわが発
生するのを防止する。【構成】画像記録媒体３が当接する背面電極体２とトナ
ー担持ローラ１６との間に、複数の開口部１２を有する
電極アレイ１を配置するとき、電極アレイ１の表裏両面
に、画像記録媒体３の移動方向の上流側と下流側とに
は、開口部１２の列に沿うゴム弾性の補強板２４を張設
固定し、補強板２４を介して複数の引張ばね２５にて電
極アレイ１のＸＹ方向に緊張力を付与すべくトナーケー
ス９に固定する。補強板２４に対する引張ばね２５の引
張力の着力点が集中的であっても、この引張力は、補強
板２４を介して電極アレイ１の広幅面に対して略均一に
分散され、電極アレイ１にしわが発生することがない。

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、ファクシミ
リ、プリンタ等に利用し得る画像形成装置の構造に関
し、さらに詳しくは、帯電させたトナーを電界により飛
翔させて画像を形成する画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置として、本
出願人は、先に、特開平６−１５５７９８号公報におい
て、薄いフィルム状の電気絶縁シートに複数の開口部を
一列状に穿設してなる電極アレイに、前記開口部ごとに
制御電極を設け、トナーが入ったトナーケース内のトナ
ー供給手段としてのトナー担持ローラに対して前記電極
アレイを挟んで反対側に用紙等の画像記録媒体を位置さ
せ、前記各制御電極に印加する制御電圧により、帯電し
たトナーの開口部通過を制御し、前記画像記録媒体上に
画像を形成する画像形成装置であって、前記トナーケー
ス内には、前記画像記録媒体の移動方向と直交する回動
軸を有するトナー担持ローラと、該トナー担持ローラの
外周面にトナーを摺接するためのトナー供給ローラとを
備える一方、用紙等の画像記録媒体が移動する方向と直
交する方向に一列状に開口部を備えた電極アレイの外周
部の複数箇所を、直接的に前記トナーケースの上面に固
定したものを提案した。

【０００３】この場合、電極アレイにおける各開口部の
下面近傍がほぼ均一な接触圧をもってトナー担持ローラ
の外周面に接触するように、電極アレイを緊張させた状
態にて接着剤やビスを介してトナーケースに固定するよ
うにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電極ア
レイ自体または接着剤の経年変化により、当該電極アレ
イが部分的にしわよったり、または画像形成装置へのエ
ネルギー付与にて、電極アレイが膨張することにより、
トナーケースに固定された電極アレイへの緊張力が緩ん
で、トナー担持ローラ外周面に対する接触圧が全体的に
少なくなったり、もしくは部分的に接触圧が変化して、
各開口部におけるトナー通過量が不均一となり、印字品
質が低下するという問題があった。

【０００５】薄いフィルム状の電極アレイの広幅面の適
宜複数箇所の係止部を複数の引張ばねの端部で係止し
て、当該電極アレイにそのフィルムのほぼ厚さ方向に緊
張力を付与する場合、電極アレイの薄いフィルムにおけ
る各係止部には、各引張ばねによる引張方向の分力と、
それに対して交差する方向の分力との大きさの違いによ
り、この引張ばねの端部近傍の係止部には、電極アレイ
にしわができるから前記の問題は解決できなかった。

【０００６】本発明は、これらの技術的課題を解決する
ためになされたものであって、電極アレイの緊張力の緩
みを除去し、安定した印字品質を得ることができる画像
形成装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明の画像形成装置は、複数の開
口部が形成され、各開口部がそれぞれ制御電極を有する
電極アレイと、前記電極アレイの開口部にトナーを供給
するトナー供給手段と、前記電極アレイに対して前記ト
ナー供給手段と反対側に配置された画像記録媒体と、前
記電極アレイの各制御電極を独立して制御することによ
り、前記トナーをトナー供給手段から開口部を介して前
記画像記録媒体上に選択的に飛翔させる制御電極駆動手
段とからなる画像形成装置であって、フィルム状の電極
アレイには、画像記録媒体の移動方向に対して交差する
方向に列状に開口部を形成し、前記電極アレイを前記ト
ナー供給手段が内蔵されたケースに弾性的固定手段を介
して固定したものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、前記弾性固定手段は、前記列状
の開口部を挟んで画像記録媒体の移動方向の前後部位の
電極アレイの表裏両面又は片面に、接着または固定した
ゴム弾性状の補強板からなり、該補強板を前記開口部の
列方向とほぼ平行状に沿設した構成としたものである。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の画像形成装置において、前記補強板とケースとの間に
装架し、電極アレイをそのフィルムの厚み方向と略平行
状に緊張させるように構成した複数の引張りばねによる
緊張力を、トナー供給手段におけるトナー担持ローラの
回転軸線に沿う方向及び該回転軸線と交差する方向に及
ぶように構成したものである。

【００１０】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図１は本発明の画像形成装置の概要を示し、ト
ナー流制御手段としての電極アレイ１の上方には、約１
mmの間隔を有して、背面電極体としての円柱状等の背面
電極ローラ２がフレーム（図示せず）に回動可能に支持
されており、図示しない駆動装置により、矢印Ａ方向に
回転する。電極アレイ１と背面電極ローラ２との間隙に
挿入される印刷用紙等の画像記録媒体３を紙送り装置４
により矢印Ｂ方向に搬送し得るように構成されている。
画像記録媒体３の搬送方向下流側には、画像を定着させ
るための加熱ローラ６と押圧ローラ７とからなる定着装
置５が配置されている。

【００１１】また、電極アレイ１は、トナー供給装置８
のトナーケース９上面に対して後述する弾性的固定手段
２３を介して取付けられている。次に、前記各構成要素
の詳細を説明すると、電極アレイ１は、図１〜図３に示
すように、略２５μｍ厚さの電気絶縁基材としてのポリ
イミド製の絶縁シート１１に、直径略１００μｍの複数
の開口部１２が１列状に形成されており、前記画像記録
媒体３と対向する側に前記各開口部１２毎に区分された
制御電極１３を形成する。

【００１２】即ち、絶縁シート１１を貫通して形成され
た丸孔状等の各開口部１２毎に、絶縁シート１１の上側
に、各開口部１２の円周縁に沿って環状の電極部１３ａ
と、該各電極部１３ａを図１の制御電圧印加回路２１に
接続するためのリード部１３ｂとからなる制御電極１３
が１μｍ厚さの銅、金等の金属にて形成されている。絶
縁シート１１の厚みを余り薄くすると、前記制御電極１
３の形成や、電極アレイ１自体の取扱いが困難になるの
で、厚み２５μｍ厚さのポリイミド樹脂が好適である。

【００１３】トナー供給手段としてのトナー供給装置８
は、ハウジングを兼ねるトナーケース９と、該トナーケ
ース９内に収納されるトナー１８と、供給ローラ１５
と、銅、アルミニウム製等の金属筒製の導電性のトナー
担持ローラ１６等から構成されている。前記画像記録媒
体３が搬送される方向と直交する軸を備えたトナー担持
ローラ１６及び供給ローラ１５は、ほぼ同じ長さを有
し、図示しない回転駆動装置により、それぞれ矢印Ｃ，
Ｄ方向に回転させられる。

【００１４】トナー担持ローラ１６の外周面の一部は、
電極アレイ１の絶縁シート１１の下面であって開口部１
２列の近傍に接触するように配置されている。トナー担
持ローラ１６の回転上流側の周面に圧接するトナー層厚
さ規制用のブレード１９の基端はトナーケース９に固着
されている。図２に示すように、電極アレイ１の絶縁シ
ート１１の外周縁のうち、画像記録媒体３の移動方向の
前後寄り部位の表裏両面には、前記トナー担持ローラ１
６の軸線と平行状に延びる弾性的固定手段として補強板
２４，２４を張設し、リベット２６またはハトメ等にて
両補強板２４，２４にシート１１を挟持固定する。各補
強板２４は、ゴム板または金属性薄板等を使用すること
により、薄いフィルム状の電極アレイ１の弾性挟持体と
しての機能を担い、補強板のうちの数少ない箇所で後述
するように引張ばねにて緊張力を付与しても、その緊張
力が平面的に分散されて、電極アレイにしわが発生する
のを防止できる。

【００１５】そして、弾性的固定手段２３としての複数
の引張りばね２５にて、前記電極アレイ１をその厚み方
向と略平行状に緊張させるように構成するものであり、
各引張りばね２５の一端は少なくとも補強板２４（他の
実施例としては、シート１１と表裏両補強板２４，２４
を貫通させた係止穴を介して引張りばね２５の一端フッ
ク部を係止ても良い）に連結し、各引張りばね２５の他
端はケース９の上側のフランジ部９ａ等に固定する。

【００１６】また、複数の引張りばね２５の装架方向
は、図２に示すごとく、前記列状の開口部１２を挟んで
画像記録媒体３の移動方向に略沿った上流方向（Ｘ方
向）と下流方向（Ｘ′方向）及び画像記録媒体３の移動
方向に対して交差する方向（Ｙ方向及びＹ′方向）の両
方を含む。換言すると、複数の引張りばね２５の装架方
向は、トナー担持ローラ１６の回転軸線と直交する方向
に電極アレイ１に緊張力（引張力）を付与する方向と、
トナー担持ローラ１６の回転軸線が延びる方向に電極ア
レイ１に緊張力（引張力）を付与する方向との両方を含
むものである。

【００１７】さらに、複数の引張りばね２５の装架方向
は、前記開口部１２の列がトナー担持ローラ１６の外周
上面にて上向きに押し上げられた状態を保持する方向、
換言するとトナー担持ローラ１６に対して開口部１２の
列を中心にしてシート１１が画像記録媒体３の移動方向
の上流側と下流側にほぼ同じ角度だけたわんで、トナー
担持ローラ１６の外周面との接触面積が大きくなる方向
（図２のＺ方向）の緊張力の分力（ベクトル量）を有す
るようにするのものである。

【００１８】なお、図２の実施例では、制御電圧印加回
路２１用の集積回路素子（ＩＣ）をシート１１の表面に
実装しているが、シート１１から離れた別の位置に設け
ても良い。そして、背面電極体２とトナー担持ローラ１
６との間には直流電源２２が接続され、背面電極体２に
＋１ｋＶ程度の高電圧が印加されるようになっており、
トナー担持ローラ１６と制御電極１３との間に制御電圧
印加回路（ＩＣ、集積回路）２１が接続され、画像形成
データに基づいて制御電極１３に０Ｖもしくは＋５０Ｖ
に電圧印加されるようになっている。

【００１９】トナー１８は電気絶縁性を有する絶縁性ト
ナーであり、供給ローラ１５によってトナー担持ローラ
１６の表面に供給される。導電性のトナー担持ローラ１
６の表面及びこれに付着されたトナー１８も含んで全体
として同電位になる。次に、このように構成された画像
形成装置の記録動作（印字動作）について説明する。

【００２０】まず始めに、トナー担持ローラ１６と、こ
れとほぼ同じ長さのトナー供給ローラ１５とが、図１に
示す矢印Ｃ及び矢印Ｄ方向に回転することにより、トナ
ーケース９内にてトナー供給ローラ１５から送られて来
る絶縁性トナー１８は、トナー担持ローラ１６の表面に
擦り付けられて、マイナスに大きく帯電させられる。次
いで、トナー層厚さ規制用のブレード１９にてトナー１
８の層厚さを所定の値に薄層化し、トナー担持ローラ１
６の表面に担持されたトナー１８はトナー担持ローラ１
６の回転によって電極アレイ１に向かって搬送される。

【００２１】トナー担持ローラ１６の表面は電極アレイ
１の下面の絶縁シート１１に擦りつけられる。このと
き、電極アレイ１は、その両側の弾性的固定手段として
の補強板２４の箇所を介して複数の引張ばね２５によ
り、Ｘ方向とＹ方向とに同時に緊張力が付与されてお
り、しかも、電極アレイ１の広幅面は補強板２４により
広い範囲で保持されているので、各引張ばね２５の補強
板２４に対する引張力の着力点が集中的であっても、こ
の引張力は、補強板２４を介して電極アレイ１の広幅面
に対して略均一に分散されて当該電極アレイ１にしわが
発生することがなく、トナー担持ローラ１６表面と電極
アレイ１の下面とは均一且つ安定した接触が得られる。

【００２２】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極１３には、制御電圧印加回路２１か
ら＋５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に
対応する開口部１２近傍には、制御電極１３と導電性の
トナー担持ローラ１６と間の電位差により、リング状の
制御電極部１３ａよりトナー担持ローラ１６に向かう電
気力線が形成される。このときの電気力線の強度は、前
記電位差に比例し、且つ制御電極１３とトナー担持ロー
ラ１６表面との距離に反比例するものである。

【００２３】そして、マイナスに帯電したトナー１８
は、制御電極１３からトナー担持ローラ１６に向かう電
気力線により、電位の高い方向に静電力を受け、開口部
１２を通過するように引き出される。このようにして引
き出されたトナー１８は、さらに、背面電極体２に印加
されている電圧（＋１０００Ｖ）によって、画像記録媒
体３と電極アレイ１との間に形成される電界により、画
像記録媒体３に向かってトナー１８が飛翔し、画像記録
媒体３表面にはトナー１８が堆積されて可視的な画素を
形成する。

【００２４】なお、非画像部分に対する制御電極１３に
は、制御電圧印加回路２１から０Ｖの電圧が印加され
る。その結果、トナー担持ローラ１６と制御電極１３と
の間には前記の画像形成部分に対する電界と逆向の電界
が形成されることになり、トナー担持ローラ１６上のト
ナー１８はトナー担持ローラ１６方向に向かう静電力を
受けるために、これらのトナー１８は開口部１２を通過
することはない。

【００２５】さらに、画像記録媒体３の表面に開口部１
２列によりトナー１８の１列分の画素が形成される間
に、当該画像記録媒体３を開口部１２の列と直角方向
（図１の矢印Ｂ方向）に１画素分搬送される。このよう
な動作を繰り返すことにより、画像記録媒体３の表面に
は、トナー１８による所定の画像が形成される。その
後、定着装置５の箇所にて画像記録媒体３上にトナー像
が加熱定着されるのである。

【００２６】上記のように構成された画像形成装置にお
いて、絶縁性トナー１８を用いれば、導電性を有するト
ナー担持ローラ１６と電極アレイ１における制御電極１
３との間の電気絶縁性が保持される。上述のように本発
明では、電極アレイ１は、その両側の弾性的固定手段と
しての補強板２４の箇所を介して複数の引張ばね２５に
より、Ｘ方向とＹ方向とに同時に緊張力が付与されてお
り、しかも、電極アレイ１の広幅面は補強板２４により
広い範囲で保持されているので、補強板２４に対する各
引張ばね２５の引張力の着力が集中的であっても、この
引張力は、補強板２４を介して電極アレイ１の広幅面に
対して略均一に分散されて当該電極アレイ１にしわが発
生することがなく、トナー担持ローラ１６表面と電極ア
レイ１の下面とは均一且つ安定した接触が得られる。ま
た、常時引張ばね２５にてフィルム状の電極アレイ１を
その厚さ方向に緊張させているから、電極アレイ１が経
過変化により膨張する等の寸法変動があっても、緩むこ
とがなく、トナー担持ローラ１６の外周面に対して電極
アレイ１の開口部１２を常時密接させることができ、従
来のように、フィルム状の電極アレイ１をトナーケース
９に対して直接的に固定的に張設されている場合に比べ
て、安定した印字品質を得ることができる。

【００２７】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
に記載の発明の画像形成装置は、複数の開口部が形成さ
れ、各開口部がそれぞれ制御電極を有する電極アレイ
と、前記電極アレイの開口部にトナーを供給するトナー
供給手段と、前記電極アレイに対して前記トナー供給手
段と反対側に配置された画像記録媒体と、前記電極アレ
イの各制御電極を独立して制御することにより、前記ト
ナーをトナー供給手段から開口部を介して前記画像記録
媒体上に選択的に飛翔させる制御電極駆動手段とからな
る画像形成装置であって、フィルム状の電極アレイに
は、画像記録媒体の移動方向に対して交差する方向に列
状に開口部を形成し、前記電極アレイを前記トナー供給
手段が内蔵されたケースに弾性的固定手段を介して固定
したものであるから、電極アレイとトナーケースとの固
定着力点が集中的であっても、電極アレイの広幅面は弾
性的固定手段を介してより広い範囲で保持されているの
で、前記固定力が電極アレイの広幅面に対して略均一に
分散されて当該電極アレイにしわが発生することがなく
なるという効果を奏する。

【００２８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、前記弾性固定手段は、前記列状
の開口部を挟んで画像記録媒体の移動方向の前後部位の
電極アレイの表裏両面又は片面に、接着または固定した
ゴム弾性状の補強板からなり、該補強板を前記開口部の
列方向とほぼ平行状に沿設した構成としたものである。

【００２９】従って、補強板の長手方向に沿った適宜複
数箇所をトナーケースに対して固定することができ、そ
の場合、前記固定力が電極アレイの広幅面に対して略均
一に分散されて当該電極アレイにしわが発生することが
なくなるという効果を奏する。請求項３に記載の発明
は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記補強
板とケースとの間に装架し、電極アレイをそのフィルム
の厚み方向と略平行状に緊張させるように構成した複数
の引張りばねによる緊張力を、トナー供給手段における
トナー担持ローラの回転軸線に沿う方向及び該回転軸線
と交差する方向に及ぶように構成したものである。

【００３０】従って、電極アレイは、その両側の弾性的
固定手段としての補強板の箇所を介して複数の引張ばね
により、電極アレイの広幅面の２方向に同時に緊張力を
付与することができ、しかも、電極アレイの広幅面は補
強板により広い範囲で保持されているので、補強板に対
する各引張ばねの引張力の着力点が集中的であっても、
この引張力は、補強板を介して電極アレイの広幅面に対
して略均一に分散されて当該電極アレイにしわが発生す
ることがなく、トナー担持ローラ表面と電極アレイの下
面とは均一且つ安定した接触が得られる。

【００３１】しかも、常時引張ばねにてフィルム状の電
極アレイをその厚さ方向に緊張させているから、電極ア
レイが経過変化により膨張する等の寸法変動があって
も、緩むことがなく、トナー担持ローラの外周面に対し
て電極アレイ１の開口部を常時密接させることができ、
安定した印字品質を得ることができるという効果を奏す
るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略側断面図である。

【図２】トナーケースに対する電極アレイの装着状態を
示す斜視図である。

【図３】電極アレイの要部の一部切欠き斜視図である。

【符号の説明】

１電極アレイ２背面電極体３画像記録媒体８トナー供給装置９トナーケース１１絶縁シート１２開口部１３制御電極１６トナー供給手段としてのトナー担持ロー
ラ２１制御電圧印加回路２２直流電源２４弾性固定手段としての補強板２５引張ばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の開口部が形成され、各開口部がそ
れぞれ制御電極を有する電極アレイと、前記電極アレイ
の開口部にトナーを供給するトナー供給手段と、前記電
極アレイに対して前記トナー供給手段と反対側に配置さ
れた画像記録媒体と、前記電極アレイの各制御電極を独
立して制御することにより、前記トナーをトナー供給手
段から開口部を介して前記画像記録媒体上に選択的に飛
翔させる制御電極駆動手段とからなる画像形成装置にお
いて、フィルム状の電極アレイには、画像記録媒体の移
動方向に対して交差する方向に列状に開口部を形成し、
前記電極アレイを弾性的固定手段を介して前記トナー供
給手段が内蔵されたケースに固定したことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記弾性固定手段は、前記列状の開口部
を挟んで画像記録媒体の移動方向の前後部位の電極アレ
イの表裏両面又は片面に、接着または固定したゴム弾性
状の補強板からなり、該補強板を前記開口部の列方向と
ほぼ平行状に沿設し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】前記補強板とケースとの間に装架し、電
極アレイをそのフィルムの厚み方向と略平行状に緊張さ
せるように構成した複数の引張りばねによる緊張力を、
トナー供給手段におけるトナー担持ローラの回転軸線に
沿う方向及び該回転軸線と交差する方向に及ぶように構
成したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装
置。