JPH0939289A

JPH0939289A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0939289A
Application number: JP19297095A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度むらが無く、安定した印字が可能な画像
形成装置を実現すること。【解決手段】絶縁シート２のアパチャ６とドライバＩ
Ｃ３との間で、下流固定部材上４１及び下流固定部材下
４２とウレタンゴム５とが絶縁シート２をクランプして
いる。よって、ドライバＩＣ３近傍にしわが発生して
も、下流固定部材上４１及び下流固定部材下４２とウレ
タンゴム５とによってアパチャ６近傍にはそのしわが及
ばない。また、絶縁シート２のクランプ部はウレタンゴ
ム５、７を介在させてあるため均一なクランプ力となっ
ている。さらに引っ張りバネ９によって絶縁シート２に
張力を付与して絶縁シート２が緩まないように張ってい
る。従って、アパチャ電極体１とトナー担時ローラ１４
の当接力も均一になり、濃度ムラの無い画質が得られ
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し得る画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の１つとして、複数
の小さな孔（以下、アパチャと称する）を有したアパチ
ャ電極体に画像信号による駆動信号を印加することによ
り、トナー粒子のアパチャ通過を制御し、通過したトナ
ー粒子により印字用紙等の画像記録媒体上に画像を得る
画像形成装置が、特開平６−１５５７９８号公報等にお
いて開示されている。

【０００３】このような画像形成装置は、図４に示すよ
うに、アパチャ電極体１０１を挟んで、トナー担持ロー
ラ１１４と画像記録媒体１２０とを対向させ、さらに、
画像記録媒体１２０の背面に背面電極ローラ１２２を設
けた構成となっている。また、この画像形成装置１００
では、アパチャ電極体１０１は、図５に示すように、厚
さ２５μポリイミド製の絶縁シート１０２に直径１００
μｍの複数のアパチャ１０６が、アパチャ電極体１０１
の長手方向に一列に形成され、当該アパチャ１０６の周
囲に厚さ１μｍ、幅２０μｍの銅箔からなる制御電極１
０４が各々形成されている。このアパチャ電極体１０１
は、図４に示すように、制御電極１０４が設けられてい
る面を画像記録媒体１２０に対向して配置されている。
この画像形成装置１００では、制御電極１０４に制御電
圧印加回路１０８から画像信号に応じた制御電圧を印加
して、トナー担持ローラ１１４が担持するトナー１１６
の飛翔を制御し、画像記録媒体１２０上に画像を形成し
ている。

【０００４】また、図５に示すように従来の絶縁シート
１０２のクランプ方法は絶縁シート１０２の両端をそれ
ぞれ下流固定部材上３０１と下流固定部材下３０２、上
流固定部材上３０３と上流固定部材下３０４で挟み込
み、トナーケース等の本体フレームに接着剤やネジで固
定するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像形成装置においては、製造コスト削減のため、各ア
パチャの制御電極に印加する電圧を制御するための制御
回路素子（集積回路素子）のチップをアパチャ電極体の
表面に実装することが考えられるが、薄いフィルム状の
アパチャ電極体に制御回路素子のチップを接着剤にて固
定すると、その箇所のアパチャ電極体の剛性が他の部位
より高くなるため、アパチャ電極体にしわが発生してし
まい、その結果、各アパチャにおけるトナー通過量が不
均一となり画像の濃度むらや画像の歪みが発生して印字
品質が低下するという問題点がある。

【０００６】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、低コストで優れた画像品質と安
定した画像形成が可能な画像形成装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【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記載の画像形成装置は、複数の開
口部が少なくとも一列並んで配列形成されると共に各開
口部に対応する複数の制御電極を有する電極アレーと、
その電極アレーの開口部に荷電粒子を供給するための荷
電粒子供給手段とを備え、荷電粒子を荷電粒子供給手段
から電極アレーの開口部を貫通して画像記録媒体上に選
択的に飛翔させる画像形成装置において、電極アレー上
に設けられると共に複数の制御電極のそれぞれと接続さ
れ、その複数の制御電極を独立して駆動制御するための
集積回路チップと、開口部と集積回路チップとの間で開
口部の配列方向と同方向に延びるように配置され、電極
アレーを本体フレームに取付けるための第１の取付手段
と、開口部に対する第１の取付手段の反対側に配置さ
れ、電極アレーを前記本体フレームに取付けるための第
２の取付手段とを備えている。従って、集積回路チップ
を設けることによって発生する電極アレーのしわは第１
の取付手段によって開口部付近には到らず、各開口部に
おける荷電粒子通過量を均一にすることができる。

【０００８】また、請求項２記載の画像形成装置は、第
１の取付手段が集積回路及び制御電極が配置された電極
アレーの一面と接触する開口部の配列方向と同方向に延
びる板状の弾性部材を含んでいるため、その弾性部材に
より電極アレーを安定且つ均一に保持することができ
る。

【０００９】そして、請求項３記載の画像形成装置は、
第１の取付手段が開口部の配列方向と同方向に延びるよ
うに電極アレーの他面に配置されると共に本体フレーム
に取付けられる剛性取付板と、その剛性取付板に電極ア
レーを弾性部材を介して押し付ける剛性取付板と同方向
に延びる剛性押え板とから構成されている。従って、剛
性押え板が弾性部材を介して電極アレーを剛性取付板に
押圧するため、電極アレーの集積回路チップ近傍に発生
するしわが開口部付近に到ることをより強く防止でき
る。

【００１０】更に、請求項４記載の画像形成装置は、第
１の取付手段と本体フレームとの間には、電極アレーに
張力を付与するためのバネ部材が配置されているため、
各開口部近傍の電極アレーに均一に張力を付与して、し
わの発生を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一つの
実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【００１２】先ず、図１を参照して画像形成装置５０の
全体の構成について説明する。

【００１３】本発明の実施の形態である画像形成装置５
０は、その右部に荷電粒子供給手段としてのトナー供給
装置１０が設けられ、トナー供給装置１０の左方には、
トナー流の制御を行う電極アレーとしてのアパチャ電極
体１が設けられている。このアパチャ電極体１の左方に
は、当該アパチャ電極体１と１ｍｍの間隔を保持して背
面電極板２２が配設されている。前記アパチャ電極体１
と背面電極板２２の間隙には、搬送ローラ１９の矢示Ｄ
方向の回転によりトナーにより画像が形成される画像記
録媒体２０が矢印Ｃ方向に挿入搬送される。さらに画像
記録媒体２０の搬送方向上には、画像を画像記録媒体２
０に定着させる定着装置２６が配設されている。定着装
置２６はシリコンゴムを表層に有するプレッシャーロー
ラ２６ａと内部にハロゲンヒータを有するヒートローラ
２６ｂから構成される熱定着方式である。

【００１４】次に、上記画像形成装置５０の各部の詳細
を図面を参照して説明する。

【００１５】前記トナー供給装置１０には図１に示すよ
うに、トナー供給装置１０全体のハウジングを兼ねるト
ナーケース１１が設けられ、そのトナーケース１１内に
は、荷電粒子としてのトナー１６が蓄えられており、ま
た、トナー１６を担持して前記アパチャ電極体１に搬送
する円筒形のトナー担持ローラ１４が矢印Ｂ方向に回動
可能にトナーケース１１内に支持されている。図１にお
いてトナー担持ローラ１４の右斜め下方部には、トナー
ケース１１に蓄えらているトナー１６を前記トナー担持
ローラ１４に給送する円筒形の供給ローラ１２が設けら
れ、供給ローラ１２とトナー担持ローラ１４とは、互い
に平行に配設され、その円筒面の母線を接している。

【００１６】また、トナーケース１１内において前記ト
ナー担持ローラ１４の上方には、トナー担持ローラ１４
により担持されるトナー１６の量をトナー担持ローラ１
４のローラ面上で均一になるように調整するとともに、
そのトナー１６を均一に帯電させるためのトナー層規制
ブレード１８が設けられ、当該トナー層規制ブレード１
８はトナー担持ローラ１４にその一端を圧接されてい
る。

【００１７】次に、アパチャ電極体１について図面を参
照して説明する。

【００１８】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に厚さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２から構成
され、その絶縁シート２には、直径６０μｍの開口部と
しての複数のアパチャ６がアパチャ電極体１の長手方向
に一列に形成されている。また、そのアパチャ６の周囲
には、厚さ８μｍの銅箔からなる制御電極４が各アパチ
ャ６毎に形成されている。更に、アパチャ電極体１の制
御電極４が形成された面には複数の集積回路チップとし
てのドライバＩＣ３が接着剤によって固定されており、
ドライバＩＣ３の各出力端子は各制御電極４にそれぞれ
接続されている。

【００１９】また、図２に示すように絶縁シート２のア
パチャ６とドライバＩＣ３との間にはアパチャ６の配列
方向（アパチャ電極体１の長手方向）に延びる剛性取付
板としての下流固定部材下４２が設けられ、その下流固
定部材下４２に絶縁シート２を弾性部材としてのウレタ
ンゴム５を挟んで剛性押え板としての下流固定部材上４
１がネジ止めされている。よって、これらの下流固定部
材上４１及び下流固定部材下４２とウレタンゴム５とが
本発明の第１の取付手段を構成している。

【００２０】従って、これらの下流固定部材上４１及び
下流固定部材下４２とウレタンゴム５とがアパチャ６と
ドライバＩＣ３との間で絶縁シート２をクランプするよ
うに構成されていることから、絶縁シート２にドライバ
ＩＣ３を接着剤にて固定する際に発生するしわがアパチ
ャ６近傍の絶縁シート２まで到ることを防止できる。ま
た、制御電極４は剛体である下流固定部材上４１と直接
接触することなくウレタンゴム５と接触するため、制御
電極４が傷ついたり断線してしまうことがない。更に、
ウレタンゴム５がネジ締め力を分散するため、絶縁シー
ト２のネジ締め付け部の近傍のみならず、ネジとネジの
中間部分も均一な力でクランプできている。

【００２１】そして、絶縁シート２のアパチャ６に対す
る下流固定部材上４１及び下流固定部材下４２の反対側
には、アパチャ６の配列方向（アパチャ電極体１の長手
方向）に延びる上流固定部材下４４が設けられ、その上
流固定部材下４４に絶縁シート２をウレタンゴム７を挟
んで上流固定部材上４３がネジ止めされている。よっ
て、これらの上流固定部材上４３及び上流固定部材下４
４とウレタンゴム７とが本発明の第２の取付手段を構成
している。よって、ウレタンゴム５がネジ締め力を分散
するため、絶縁シート２のネジ締め付け部の近傍のみな
らず、ネジとネジの中間部分も均一な力でクランプでき
ている。

【００２２】また、アパチャ電極体１をクランプしてい
る上流固定部材下４４は、図１に示すようにトナーケー
ス１１に固定されている。そして、下流固定部材下４２
はバネ部材としての引っ張りバネ９を介してトナーケー
ス１１に取り付けられている。従って、このトナーケー
ス１１が本発明の本体フレームを構成している。

【００２３】この様に下流固定部材下４２と上流固定部
材下４４とをトナーケース１１に取り付けると絶縁シー
ト２はトナー担持ローラ１１４に押し当てられて絶縁シ
ート２には張力が発生するが、上記両クランプ部がウレ
タンゴム７の作用で、均一にクランプされている為、張
力も均一となる。アパチャ電極体１の張力が均一である
と、アパチャ６とトナー担持ローラ１１４との接触圧力
も均一になり画像出力の濃度むらも発生しない。

【００２４】次に、前記アパチャ電極体１のアパチャ６
とトナー担持ローラ１４との位置関係の詳細を説明する
と、図３に示すように、各アパチャ６は各々の中心線３
０がトナー担持ローラ１４の周面の最上部分と、トナー
担持ローラ１４の中心軸３２とを通過するように配置さ
れている。これによれば、各アパチャ６は、トナー担持
ローラ１４の周面の最上部分を基準として、左右に均等
に配置されることにより、各アパチャ６を通過するトナ
ー１６の分布をアパチャ内の全域で均一にすることがで
きる。また、アパチャ６の壁面とトナー１６の飛翔方向
とが平行であるため、安定してトナーを飛翔させること
ができる。

【００２５】さらに、アパチャ電極体１自体は、図３に
示すようにトナー担持ローラ１４に対して、アパチャ６
を中心として左右に同じ角度だけたわむように圧接され
ている。これにより、アパチャ電極体１とトナー担持ロ
ーラ１４との接触面積を大きくすることができるととも
に、アパチャ６の下部周辺を左右均一に圧接することが
できるため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑
えることができる。

【００２６】次に、各電極の制御装置について説明す
る。図１に示すように、ドライバＩＣ３とトナー担持ロ
ーラ１４の間には、データ制御回路８が接続されてい
る。このデータ制御回路８は、図示しない画像信号受信
手段から送られてくる画像信号に基いてドライバＩＣ３
を介して制御電極４に対して−３０Ｖ、もしくは＋３０
Ｖの電圧を印加するように構成されている。尚、図示し
ない画像信号受信手段は、外部のコンピュータや画像読
取装置や画像通信装置等に接続されいる。

【００２７】さらに、前記背面電極板２２とトナー担持
ローラ１４との間には背面電圧印加回路２４が接続され
ており、この背面電圧印加回路２４は前記背面電極ロー
ラ２２に対して＋１ｋＶの電圧を印加し得るようになっ
ている。

【００２８】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を図１を参照して説明する。

【００２９】供給ローラ１２の矢印Ａ方向への回動によ
り、トナーケース１１内に蓄えられているトナー１６は
トナー担持ローラ１４に向けて搬送される。そして、搬
送されてきたトナー１６はトナー担持ローラ１４に擦り
つけられ、マイナスに帯電してトナー担持ローラ１４上
に担持される。トナー担持ローラ１４に担持されたトナ
ー１６は、トナー担持ローラ１４の矢印Ｂ方向への回動
とともにトナー担持ローラ１６の円筒形のローラ面に担
持されたまま搬送され、トナー層規制ブレード１８によ
って薄層化されるとともに帯電を均一化された後、トナ
ー担持ローラ１４の矢印Ｂ方向への回動によってアパチ
ャ電極体１に向けて搬送される。そして、トナー担持ロ
ーラ１４上のトナーはアパチャ電極体１の絶縁シート２
に擦られつつアパチャ６の下に供給される。

【００３０】次に画像の形成動作について図１及び図
２、図３を参照して説明する。

【００３１】図示しない画像信号受信手段から送られて
来る画像信号に応じて、データ制御回路８は、その画像
部分に対応する制御電極４に＋３０Ｖの電圧を印加す
る。その結果、電圧が印加された制御電極４内のアパチ
ャ６には、制御電極４とトナー担持ローラ１４の間の電
位差により、制御電極４よりトナー担持ローラ１４に向
かう電気力線が形成される。それにより、マイナスに帯
電されたトナーは電位の高い方向に静電力を受け、トナ
ー担持ローラ１４上からアパチャ６を通過して制御電極
４側に引き出される。引き出されたトナー１６は、背面
電圧印加回路２４が背面電極板２２に印加している＋１
ｋＶの電圧によって画像記録媒体２０とアパチャ電極体
１との間に形成される電界により、画像記録媒体２０に
向かって飛翔し、画像記録媒体２０上に堆積して画素を
形成する。

【００３２】前述した通り、絶縁シート２のドライバＩ
Ｃ３近傍にしわが発生しても、下流固定部材上４１及び
下流固定部材下４２とウレタンゴム５とによってアパチ
ャ６近傍にはそのしわが及ばず、また、絶縁シート２の
クランプ部はウレタンゴム５、７を介在させてあるため
均一なクランプ力となっている。さらに引っ張りバネ９
によって絶縁シート２に張力を付与して絶縁シート２が
緩まないように張っている。従って、アパチャ電極体１
とトナー担時ローラ１４の当接力も均一になり、濃度ム
ラの無い画質が得られる。

【００３３】また、非画像部分に対応する制御電極４に
は、データ制御回路８から−３０Ｖの電圧が印加される
ため、トナー担持ローラ１４と制御電極４との間には電
界が形成されずトナー担持ローラ１４上のトナー１６は
静電力を受けない上、前記ヒータ１５を通電してゴム膜
７によってアパチャが封鎖される。その結果、機械的な
力で誤ってトナーがアパチャ６を通過しない。従って、
画像記録媒体２０上の当該制御電極４に対向する部分に
は、画素が形成されない。

【００３４】ここで、画像記録媒体２０は、その面上に
トナー１６により１列の画素が形成されると、次に、図
示しない搬送手段により、アパチャ６列と垂直の方向に
１画素分搬送される。そして、上記の画像形成のプロセ
スを繰り返すことにより画像記録媒体２０の全面にトナ
ー像が形成される。その後、形成されたトナー像は、図
示しない搬送装置によって定着装置２６に搬送され、定
着装置２６によって画像記録媒体２０上に定着される。
尚、定着装置２６は、加熱定着方式や圧力定着方式のい
ずれのタイプのものでもよい。

【００３５】また、本実施の形態の画像形成装置５０で
は、アパチャ電極体１の絶縁性シート２はトナー担持ロ
ーラ１４側に向けられているので、トナー供給系の不具
合でトナー担持ローラ１４上にトナー１６が存在しない
場合でも、制御電極４とトナー担持ローラ１４が直接接
触して電気的に短絡し、データ制御回路８を壊すことは
ない。

【００３６】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
限定されるものではなく、その主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可能である。

【００３７】例えば、上記形態では弾性体７はウレタン
を使用しているが、ウレタンにこだわらずゴム弾性体、
シリコン、樹脂などを使用してもよい。

【００３８】また、上記形態においては、トナー流制御
手段としてアパチャ電極体を用いたが、例えば、米国特
許第５０３６３４１号の明細書に記載されるような編目
状の電極体を用いることも可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の請求項１記載の画像形成装置は、電極アレーに
設けられた開口部と集積回路チップとの間に第１の取付
手段を配置したため、集積回路チップを設けることによ
って発生する電極アレーのしわが開口部付近に及ぶこと
を防止し、各開口部における荷電粒子通過量を均一にす
ることができる。従って、濃度むらが無く安定した画像
形成を行うことができる。

【００４０】また、請求項２記載の画像形成装置は、第
１の取付手段が集積回路及び制御電極が配置された電極
アレーの一面と接触する開口部の配列方向と同方向に延
びる板状の弾性部材を含んでいるため、その弾性部材に
より電極アレーを安定且つ均一に保持することができ、
その結果、濃度むらが無く安定した画像形成を行うこと
ができる。

【００４１】そして、請求項３記載の画像形成装置は、
剛性押え板が弾性部材を介して電極アレーを剛性取付板
に押圧するため、電極アレーの集積回路チップ近傍に発
生するしわが開口部付近に到ることをより強く防止でき
る。従って、濃度むらが無く安定した画像形成を行うこ
とができる。

【００４２】更に、請求項４記載の画像形成装置は、バ
ネ手段を介して電極アレーが本体フレームに取り付けら
れているため、バネ部材が各開口部近傍の電極アレーに
均一に張力を付与して、しわの発生を防止することがで
きる。よって、濃度むらが無く安定した画像形成を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態である画像形成装置
の内部構成を示した正面図である。

【図２】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
の構成を示す斜視図である。

【図３】上記画像形成装置に用いられるアパチャ電極体
とトナー担持ローラとの位置関係を示す正面図である。

【図４】従来技術の画像形成装置の構成を示した正面図
である。

【図５】従来技術の画像形成装置に用いられるアパチャ
電極体の構成を示す斜視面図である。

【符号の説明】

１アパチャ電極体２絶縁性シート３ドライバＩＣ４制御電極５ウレタンゴム６アパチャ７ウレタンゴム９引っ張りバネ１１トナーケース１４トナー担持ローラ１６トナー２０画像記録媒体４１下流固定部材上４２下流固定部材下４３上流固定部材上４４上流固定部材下

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の開口部が少なくとも一列並んで配
列形成されると共に各開口部に対応する複数の制御電極
を有する電極アレーと、その電極アレーの開口部に荷電
粒子を供給するための荷電粒子供給手段とを備え、荷電
粒子を荷電粒子供給手段から電極アレーの開口部を貫通
して画像記録媒体上に選択的に飛翔させる画像形成装置
において、前記電極アレー上に設けられると共に前記複数の制御電
極のそれぞれと接続され、その複数の制御電極を独立し
て駆動制御するための集積回路チップと、前記開口部と前記集積回路チップとの間で開口部の配列
方向と同方向に延びるように配置され、前記電極アレー
を本体フレームに取付けるための第１の取付手段と、前記開口部に対する前記第１の取付手段の反対側に配置
され、前記電極アレーを前記本体フレームに取付けるた
めの第２の取付手段とを備えたことを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記第１の取付手段は、前記集積回路及
び制御電極が配置された前記電極アレーの一面と接触す
る開口部の配列方向と同方向に延びる板状の弾性部材を
含んでいる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】前記第１の取付手段は、前記開口部の配
列方向と同方向に延びるように前記電極アレーの他面に
配置されると共に前記本体フレームに取付けられる剛性
取付板と、その剛性取付板に電極アレーを前記弾性部材
を介して押し付ける剛性取付板と同方向に延びる剛性押
え板とから構成されている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】前記第１の取付手段と前記本体フレーム
との間には、前記電極アレーに張力を付与するためのバ
ネ部材が配置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。