JPH0930029A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置において、印字されたドット間
の濃度ばらつきを防止し印字品位を向上すること。 【解決手段】 開口部を具備した電極に画像信号を印加
することで帯電されたトナーの前記開口部への通過を制
御する手段を有し、トナー供給源と前記開口部付き電極
体とを挟んで反対側に設けた支持体上に画像を形成する
画像形成装置において、前記制御手段を制御駆動するＬ
ＳＩと前記開口部付き電極体と該開口部付き電極体を支
持する支持部材とを一体化して印字ヘッドユニットを形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリなどに利用される画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、開口部を有した電極に画像信号を
印加する事によりトナー粒子の開口部通過を制御し支持
体上に画像信号を得る画像記録装置は、特開平５−１０
４７７２号公報で開示されているように、絶縁体の層を
挟んで片面に連続した導電体の層（基準電極）ともう一
方の面に互いに絶縁された複数の導電層（制御電極）と
から構成され、各絶縁された複数の制御電極毎に３層を
貫いて少なくとも１列の開口部を有する開口部付き電極
体と、制御電極と基準電極との間に選択的に電位を付与
する手段と、印加された電位によって開口部を通るトナ
ー粒子の流れを変調させるように帯電した粒子を投射す
る手段と、支持体と開口部付き電極体が相対的に移動し
支持体を粒子流路中に位置決めする手段と、から構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電極を含む開口部付き電極体は、１００μｍ〜２００μ
ｍのフィルム状の形態をしているためにその材料自身に
は平滑性を維持するような強度がなく、そのままの状態
で取り付けたとすれば該開口部付き電極体はそれ自身の
波打ちなどもあって安定した状態で現像スリーブとの位
置を保持することができなかった。このために、同一条
件で印字されたドット間に濃度のばらつきが生じて印字
品位が極端に悪かった。

【０００４】図６は画像品位に関するデータであり、実
験条件は現像スリーブと開口部付き電極体との距離のみ
を変更したものであるが、現像スリーブと開口部付き電
極体との距離が０．３ｍｍの場合、濃い印字が可能であ
るが、これより距離が大きくなるに従い印字が薄くな
る。このように現像スリーブと開口部付き電極体との距
離が変動するに従い印字濃度が変動し、印字品位が低下
する。

【０００５】また、開口部はトナーが常時通過する状況
を確保する必要があるので、トナーの状況によって、開
口部が目詰まりを起こした場合は清掃を行う必要がある
のにもかかわらず、開口部付き電極体はフィルム状であ
って、かつ、それ自身もユニット化されておらず、清掃
するには非常な手間を生じた。

【０００６】さらに、駆動回路は別部品として構成され
ており、開口部付き電極体との接続は接続箇所が非常に
多く困難を極めていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置は、開口部を具備した電極に画像信号を印加するこ
とで帯電されたトナーの前記開口部への通過を制御する
手段を有し、トナー供給源と前記開口部付き電極体とを
挟んで反対側に設けた支持体上に画像を形成する画像形
成装置において、前記制御手段を駆動制御するＬＳＩと
前記開口部付き電極体と該開口部付き電極体を支持する
支持部材とを一体化して印字ヘッドユニットを形成した
ことを特徴とする画像形成装置である。

【０００８】請求項２記載の画像形成装置は、前記印字
ヘッドユニットにおいて、開口部付き電極体の位置とト
ナー供給源である現像スリーブとの相対位置を正確に保
持するために、支持部材に開口部付き電極体を張力をか
けた状態で取り付けたことを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置である。

【０００９】請求項３記載の画像形成装置は、前記印字
ヘッドユニットの電極体と前記現像スリーブとの取り付
け公差を０．１ｍｍ以内としたことを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置である。

【００１０】請求項４記載の画像形成装置は、前記印字
ヘッドユニットの電極体は前記現像スリーブと同一中心
を持ち、現像スリーブの半径Ｒと開口部付き電極体と現
像スリーブとの距離ｒとの和Ｒ＋ｒの円周上に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１〜図５に基
づいて説明する。

【００１２】本発明は上記問題点に鑑み、開口部の電極
の位置と現像スリーブの位置精度を保持する方法とし
て、開口部付き電極体のユニット化等を根幹とした発明
を以下詳細に開示する。

【００１３】開口部付き電極体は、１００μｍ〜２００
μｍのフィルム状の形態をしているため、上記した不便
を生じていたが、これを解決するために支持部材を中心
としてユニット化することで、すなわち、支持部材に殆
ど変形しない金属の塊などから削りだしたものを用い、
この支持部材を基本として、これに開口部付き電極体を
駆動する駆動回路を乗せた開口部付き電極体を張り合わ
せて１つのユニットを形成し上記問題に対処した。

【００１４】図３は開口部付き電極体を支持部材に張り
付けた状態を示す図であり、図４は開口部付き電極体の
断面図である。さらに、図５の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は本発明の印字ヘッドユニットの製造工程を示すもので
ある。

【００１５】開口部付き電極体１は、例えばフレキシブ
ルプリント基板と同様の方法で製作され、開口部のない
１枚のフィルム状の基板として完成する。このフィルム
状の基板に例えばエキシマレーザー加工機、打ち抜き金
型、エッチングなどの手法を用いて開口部の加工を行
う。次にこの開口部加工を施された開口部付き電極体の
上に駆動用ＬＳＩ１５などからなる開口部付き電極体の
駆動用の回路構成部品をフリップチップ、ＣＯＦ（チッ
プオンフレキシブルプリント基板）などの手法を用いて
搭載する。これで駆動回路を搭載した開口部付き電極体
が完成する（図５（Ａ））。

【００１６】次に金属塊から削り出すとか、鋳物で製作
するなどしてできる、変形しない支持部材８を製作し、
開口部付き電極体１を張り付ける面の仕上がり精度を十
分仕上げると共に、取り付け精度も確保するように加工
する。この支持部材８に接着用の薄膜の接着用シート１
６を開口部付き電極体１が接着される面に仮固定する
（図５（Ｂ））。

【００１７】次にこの支持部材８に開口部付き電極体１
の４辺もしくは２辺の方向に均一な力をかけてやり開口
部付き電極体１が平滑な状態になった状況のもとで張り
付ける。張り付けた後、開口部付き電極体１を固定する
ために全面に均一な圧力と加熱を施す。例えば１５０℃
×３ｋｇｆ／ｃｍ²×６０分で接着する。一定時間この
状態を保持した後、取り出すと印字ヘッドユニットが完
成する（図５（Ｃ））。

【００１８】この時、開口部付き電極体１は全体的に均
一な張力がかかるため張り付けた後も支持部材８と開口
部付き電極体１との間で張力が残っている状態になって
いる。また、支持部材の精度を規制することにより、ユ
ニット内部およびユニット間のばらつきを少なくし、装
置毎のばらつきをなくしたユニットを製作できる。

【００１９】図１は本発明にかかる画像形成装置１００
の断面図であり、図２は開口部付き電極体１の開口部付
近のトナーの飛翔の状況を示す図である。画像形成装置
１００の右方には支持体５を収納するカセット４０と支
持体５を１枚ずつ供給する給紙するローラー４１と下流
部に支持体５を搬送するための搬送ローラー４２と給紙
ガイド４３とが配設されている。

【００２０】その下流では開口部付き電極体１のＸ方向
制御電極４の現像スリーブ６の反対側に正の高圧の電位
に制御された背面電極７が配置されている。開口部付き
電極体１のスリーブ電極６と背面電極７に対する位置関
係は少なくとも現像スリーブ６とＹ方向制御電極３との
位置が０．１〜０．２ｍｍの範囲で位置に対する誤差が
±０．０１ｍｍ以内であることが肝要である。また、開
口部付き電極体１と背面電極７との位置関係は１〜２ｍ
ｍの範囲で比較的自由度が高い。 これら現像ユニット
１１を通過し、トナー像の形成された支持体５は現像ユ
ニット１１の下流側に設置されてある定着ユニット１２
の定着ローラー４４と定着搬送ローラー４５との間を通
過し、像は支持体５に定着される。さらに、支持体５は
支持体搬送ガイドにガイドされ、排紙ローラー４８によ
り排紙カセット４６に排出される。

【００２１】カセット４０に収納されている支持体５は
支持体供給ローラー４１により１枚ずつ装置内部に送り
込まれ、次に支持体搬送ローラー４２により現像ユニッ
ト１１に搬送される。支持体検知センサーにより支持体
の先端を検知されると現像スリーブ６が回転を始め、現
像スリーブ６に印加されている負の電位にしたがってト
ナーは負に帯電され、現像スリーブ６の回転にしたがっ
てトナーは開口部付き電極体１の開口部９上に搬送され
てくる。

【００２２】このとき搬送されたトナーは開口部付き電
極体１を介して反対側にある正に高圧の電位を与えられ
ている背面電極７に向かって飛翔しようとする。しか
し、現像スリーブ６と背面電極７との間には開口部付き
電極体１があり、該開口部付き電極体１により飛翔を制
御される。この飛翔の制御はＹ方向制御電極３およびＸ
方向制御電極４に記憶手段からの画像信号に応じた電位
を与えることにより実行される。

【００２３】飛翔の制御はＹ方向制御電極３およびＸ方
向制御電極４の電極に飛翔可能な正の電気力線を発生さ
せることにより現像スリーブ６から背面電極７に向かっ
てトナーは飛翔し、現像スリーブ６と同電位にすること
で現像スリーブ６からの飛翔を制限する。このような動
作を繰り返し実行すると共に支持体５をこの制御信号に
対応して搬送させることにより、該支持体５上にトナー
像を形成する。

【００２４】以上のことから、この負に帯電されたトナ
ーは現像スリーブ６の幅方向に均一な状態で電位が与え
られており、トナーは同一の飛翔条件を備えていると考
えられる。この状況下でトナーの飛翔状況を支配するの
は、現像スリーブ６と背面電極７との間にある開口部付
き電極体１により制御される空間の電気力線のみであ
る。

【００２５】このため、同一な信号により同一な画像を
得るためには、トナーの飛翔条件を一定にするべく各開
口部毎の電気力線の状況を同一にすることが必要であ
り、この電気力線の状況を同一にするには与えられた空
間に対して現像スリーブ６と開口部付き電極体１とに配
置されてある制御電極の位置関係を同一にする必要があ
る。

【００２６】そこで、開口部の電極の位置が現像スリー
ブ６の中心からはずれるのにしたがって、現像スリーブ
との距離が変化するという事実に着目し、印字ヘッドユ
ニットの電極体を前記現像スリーブと同一中心を持ち、
現像スリーブの半径Ｒと開口部付き電極体と現像スリー
ブとの距離ｒとの和Ｒ＋ｒの円周上に位置させること
で、各開口部の位置が一定となるようにすることも有効
である。

【００２７】開口部付き電極体１は絶縁層２を挟んで現
像スリーブ６側にＹ方向制御電極３と背面電極７側にＸ
方向制御電極４を有し、Ｙ方向制御電極３、絶縁層２、
Ｘ方向制御電極４を貫く開口部９が多数多列に背面電極
７の幅方向に支持体５の幅にわたって形成される。

【００２８】ここで、前記した方法によって本発明の印
字ヘッドユニットは形成されるが、絶縁層２は樹脂フィ
ルム等で形成されており、正確な位置決めができないこ
とから、開口部９近傍の開口部付き電極体１の位置をま
ず支持部材８に対し正確な位置決めができるように、開
口部付き電極体１に張力を与えて張り付けを行う。開口
部付き電極体１には幅方向の単位長さ当たり１０〜１０
００ｇ・ｃｍ、とくに１００〜２００ｇ・ｃｍの張力を
付加することが望ましい。

【００２９】また、このとき前記開口部付き電極体１は
平面度が０．０１ｍｍ以下の状態にあるものとする。こ
の状況下で支持部材８に接着剤（エポキシ系のフィルム
状の接着剤で厚さ方向に±０．０１ｍｍの精度を保つも
のが適当）を使用し、支持部材８の精度を±０．０１ｍ
ｍの平滑性を持たせておく。これにより、前記開口部付
き電極体１の精度を±０．１ｍｍ以内に保つことが可能
となり、印字品位が良好となる。

【００３０】なお、開口部付き電極体１は例えばフレキ
シブルプリント基板等で製作されており、位置精度を保
つような強度は持たないが支持部材８の精度に忠実な状
態に張り付けられることにより、第１に支持部材８に対
して精度を保ち、次にこの精度を維持しつつ現像槽２０
に取り付けられるものである。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、開口部付
き電極体と駆動用ＬＳＩと支持部材とを一体化すること
により、各開口部に対して同一条件で制御電極への電荷
を印加することができ、印字状態において正確なドット
形成が可能となる。

【００３２】また、一体化された印字ヘッドユニットの
現像槽への取り付け／取り外しが容易になり、目詰まり
に対する清掃が簡単にできる。

【００３３】さらに、駆動回路の配線も少なくでき、装
置の簡略化に繋がり安価な画像形成装置を提供できる。

【００３４】請求項２記載の発明によれば、支持部材に
開口部付き電極体を均一な張力をかけた状態で取り付け
ることにより、平滑性の良好な印字ヘッドを作成でき印
字品位の高い画像形成装置を提供できる。

【００３５】請求項３記載の発明によれば、印字ヘッド
ユニットの電極体と前記現像スリーブとの取り付け公差
を０．１ｍｍ以内とすることで、両者の位置関係を厳密
に保持でき、安定したトナー飛翔を実行して印字品位の
高い画像形成装置を提供できる。

【００３６】請求項４記載の発明によれば、印字ヘッド
ユニットの電極体を前記現像スリーブと同一中心を持
ち、現像スリーブの半径Ｒと開口部付き電極体と現像ス
リーブとの距離ｒとの和Ｒ＋ｒの円周上に位置させるこ
とで、各開口部の位置が一定となり、安定した電気力線
が形成され、飛翔するトナーも安定するため印字品位の
高い画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。

【図２】開口部付き電極体の開口部付近のトナーの飛翔
状況を示す図である。

【図３】開口部付き電極体を支持部材に張り付けた状態
を示す図である。

【図４】開口部付き電極体の断面図である。

【図５】（Ａ）開口部付き電極体に駆動用ＬＳＩを取り
付ける過程を示す図である。 （Ｂ）駆動用ＬＳＩが取り付けられた開口部付き電極体
に支持部材を取り付ける過程を示す図である。 （Ｃ）印字ヘッドユニットの側面図である。

【図６】開口部付き電極体と現像スリーブとの距離ｒの
違いよるトナーの飛翔状況を示す図である。

【符号の説明】

１ 開口部付き電極（体） ２ 絶縁層 ３ Ｙ方向制御電極 ４ Ｘ方向制御電極 ５ 支持体 ６ 現像スリーブ（スリーブ電極） ７ 背面電極 ８ 支持部材 ９ 開口部 １０ トナー １１ 現像ユニット １２ 定着ユニット １５ 駆動用ＬＳＩ １６ 接着用シート ２０ 現像槽 ４０ 給紙カセット ４１ 給紙ローラー ４２ 搬送ローラー ４３ 給紙ガイド ４４ 定着ローラー ４５ 定着搬送ローラー ４６ 排紙カセット ４８ 排紙ローラー １００ 画像形成装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を具備した電極に画像信号を印加
   することで帯電されたトナーの前記開口部への通過を制
   御する手段を有し、トナー供給源と前記開口部付き電極
   体とを挟んで反対側に設けた支持体上に画像を形成する
   画像形成装置において、前記制御手段を制御駆動するＬ
   ＳＩと前記開口部付き電極体と該開口部付き電極体を支
   持する支持部材とを一体化して印字ヘッドユニットを形
   成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記印字ヘッドユニットにおいて、開口
   部付き電極体の位置とトナー供給源である現像スリーブ
   との相対位置を正確に保持するために、支持部材に開口
   部付き電極体を張力をかけた状態で取り付けたことを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記印字ヘッドユニットの電極体と前記
   現像スリーブとの取り付け公差を０．１ｍｍ以内とした
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記印字ヘッドユニットの電極体は前記
   現像スリーブと同一中心を持ち、現像スリーブの半径Ｒ
   と開口部付き電極と現像スリーブとの距離ｒとの和Ｒ＋
   ｒの円周上に位置することを特徴とする請求項１記載の
   画像形成装置。