JPH08146725A

JPH08146725A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08146725A
Application number: JP30831694A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Tanabe; 政一田辺
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-11-16
Filing date: 1994-11-16
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】記録用紙に付着したトナーを仮定着して、ト
ナー画像の乱れを防止する。【構成】画像形成装置１は、本体フレ−ム２内に、ア
パチャ電極体１０を取付けたトナー供給機構２０と、記
録用紙Ｐを搬送する搬送機構３０と、背面電極ローラ２
８と、定着機構４０と、前段定着機構４５と、給紙カセ
ットＣＳと、排紙テーブルＤＴから構成される。前段定
着機構４５は、仮定着用ローラ４６と、押圧ローラ４７
により構成され、記録用紙Ｐに形成されたトナー画像
は、仮定着ローラ４６と押圧ローラ４７により仮定着さ
れて、定着機構４０まで、搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アパチャ電極体に形成
した複数の開口部の電極アレーに印加する電圧を制御す
ることで、開口部を通過して記録媒体に付着したトナー
を定着処理する画像形成装置に関し、特にトナーの定着
処理に先立って仮定着処理を施すようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の開口部（アパチャ）を形成
したアパチャ電極体を備え、この開口部に設けた電極に
供給する駆動電圧を制御して、開口部を通過するトナー
を記録媒体に付着させて記録するようにした画像形成装
置が種々提案されている。例えば、特開平６─７９９０
７号公報には、多数の微少な開口部（アパチャ）を、記
録媒体の幅方向に向けて、微少間隔毎に列状に形成する
とともに、これら多数の開口部の各々の周囲に制御電極
を有するアパチャ電極体を設け、このアパチャ電極体の
一方側に、アパチャ電極体の多数の開口部にトナーを押
圧しながら回転して供給するトナー搬送ローラを有する
トナー供給機構を設けるとともに、その他方側に、高電
圧が印加された対向電極を設け、このアパチャ電極体の
各制御電極に供給する駆動電圧を個別に制御しながら、
その対向電極に沿わせて記録媒体を搬送することで、ト
ナー供給機構から供給されるトナーが、開口部を通過し
て、対向電極の静電吸着力により、その対向電極に向け
て飛び出して、記録用紙に付着され、その後定着機構に
より定着されて画像を記録するようにした画像形成装置
を提案した。

【０００３】この画像形成装置においては、アパチャ電
極体に設けた電極アレーの各制御電極により発生する静
電力を介して、各開口部に位置するトナーを記録用紙に
引き付けて付着させる関係上、複数の開口部とこれに対
向する対向電極との間の搬送の為の隙間は、約１ｍｍに
設定されている。即ち、記録用紙は、アパチャ電極体に
対応する以外の搬送経路においては、搬送ローラで搬送
可能であるが、アパチャ電極体に対応する搬送経路にお
いては、搬送ローラを設けられないことから、記録用紙
は、その搬送方向と平行な左右両端部を保持して搬送さ
れ、アパチャ電極体よりも搬送方向下流側に設けられた
定着用加熱ローラで押圧力を付加しつつ加熱され、記録
用紙上のトナーを記録用紙に定着処理するようになって
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本願出願人が提案し
た、特開平６─７９９０７号公報に記載の画像形成装置
においては、アパチャ電極体に対応する搬送経路におい
ては、搬送ローラが設けられないので、記録用紙を、そ
の搬送方向と平行な左右両端部を保持して搬送されるこ
とから、その記録用紙の保持されていない中央部分が下
側に垂れ下がり、搬送中に、トナーケースなどの記録機
構の部材に接触することがあり、このような場合には、
記録用紙に付着したトナー画像が乱れたり、部分的に欠
落し、記録用紙上の画像の品質が低下するという問題が
ある。

【０００５】本発明の目的は、開口部を通過して記録用
紙に付着したトナーを、定着処理されるよりも早い時期
に仮定着して、トナー画像が乱れることなく、綺麗な画
像を形成し得るような画像形成装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像形成装置
は、記録媒体の搬送方向と直交する水平方向に列状に形
成され複数の開口部及び複数の開口部に夫々設けた制御
電極からなる電極アレーを有するアパチャ電極体と、そ
のアパチャ電極体の開口部にトナーを供給するトナー供
給機構と、電極アレーの各制御電極に供給する駆動電圧
を個別に制御して、各開口部を通過するトナーを制御す
るトナー制御手段と、アパチャ電極体に対してトナー供
給機構と反対側において、記録媒体をアパチャ電極体の
近傍を経て搬送する搬送経路と、記録媒体に付着したト
ナーを記録媒体に定着させる定着機構とを備えた画像形
成装置において、搬送経路のうち、開口部よりも搬送方
向下流側かつ定着機構よりも上流側において搬送経路に
近接状に設けられ、かつ記録媒体に付着したトナーを記
録媒体に押圧して仮定着させる前段定着手段を備えたも
のである。

【０００７】ここで、請求項２の画像形成装置は、請求
項１の発明において、前記前段定着手段は、搬送経路に
沿って搬送される記録媒体を、所定の押圧力を付加しつ
つ挟むように対向近接状に配設され、少なくとも一方が
回転駆動される１対のローラ部材で構成されたものであ
る。また、請求項３の画像形成装置は、請求項２の発明
において、前記前段定着手段の１対のローラ部材のう
ち、少なくとも記録媒体に付着したトナーに接する方の
ローラ部材の表面には、トナーの付着を防止する付着防
止層が形成されたものである。

【０００８】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、トナー供
給機構により、アパチャ電極体の開口部にトナーが供給
され、またアパチャ電極体に形成された複数の開口部に
夫々設けた制御電極からなる電極アレーに対して、トナ
ー制御手段により、供給する駆動電圧が個別に制御され
るので、トナー供給手段により供給されたトナーが開口
部を通過して、搬送経路に沿って搬送された記録媒体に
付着する。ところで、搬送経路のうち、開口部よりも搬
送方向下流側かつ定着機構よりも上流側において搬送経
路に近接状に前段定着手段が設けられているので、この
前段定着手段により、記録媒体に付着したトナーが記録
媒体に押圧して仮定着される。その後、定着機構によ
り、記録媒体に仮定着されたトナーが加熱により記録媒
体に定着処理される。

【０００９】このように、開口部を通過して記録媒体に
付着したトナーは、定着機構で定着処理されるよりも早
い時期に、記録媒体に仮定着されるので、トナー同志の
付着力やトナーの記録媒体に対する付着力が強化され、
記録媒体が下側に垂れ下がって、アパチャ電極体やトナ
ーケースなどの記録機構の部材に接触することがあって
も、記録媒体に仮定着されたトナー画像が乱れたり、部
分的に欠落するということがなく、綺麗な画像を形成で
きる。

【００１０】請求項２の画像形成装置においては、前記
前段定着手段は、搬送経路に沿って搬送される記録媒体
を、所定の押圧力を付加しつつ挟むように対向近接状に
配設され、少なくとも一方が回転駆動される１対のロー
ラ部材で構成されているので、記録媒体に付着したトナ
ーは、これら１対のローラ部材による押圧力により押圧
されてその付着力が強化されるのに加えて、記録媒体は
一方のローラ部材の回転駆動により搬送されることにな
り、記録媒体が下側に垂れ下がることがなく、綺麗な画
像を形成できる。

【００１１】請求項３の画像形成装置においては、前記
前段定着手段の１対のローラ部材のうち、少なくとも記
録媒体に付着したトナーに接する方のローラ部材の表面
には、トナーの付着を防止する付着防止層が形成されて
いるので、記録媒体に付着したトナーは、トナーに接す
るローラ部材に剥ぎ取られることもなく、何ら支障なく
確実に仮定着することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、トナー供給機構から供給される
トナーの移動を、アパチャ電極体で制御して、記録用紙
に画像を記録する画像形成装置に本発明を適用した場合
のものである。図１に示すように、画像形成装置１は、
その本体フレーム２内に、アパチャ電極体１０と、トナ
ー供給機構２０と、記録用紙Ｐを搬送する搬送機構３０
と、背面電極ローラ２８と、定着機構４０と、前段定着
機構４５とを基本的に備えたものである。ここで、本体
フレーム２の前側には多数の記録用紙Ｐを収納した給紙
カセットＣＳが設けられ、また本体フレーム２の後側に
は記録されて排出された記録用紙Ｐを収納する排紙テー
ブルＤＴが設けられている。

【００１３】先ず、トナー供給機構２０について説明す
ると、記録用紙Ｐの幅と略同様の幅寸法を有するトナー
ケース２１内には、電気絶縁性を有する絶縁性のトナー
Ｔが収納されるとともに、左右方向に延びるトナー供給
ローラ２２とトナー搬送ローラ２３とが、夫々回転可能
に枢支されている。このトナー搬送ローラ２３は、スポ
ンジローラ本体部の外周に、ニッケル製のスリーブを取
付けたものであり、これらトナー供給ローラ２２とトナ
ー搬送ローラ２３とは、図示外のローラ駆動機構により
回転駆動される。ここで、トナー供給ローラ２２からト
ナー搬送ローラ２３にトナーＴが供給される際に、トナ
ーＴは、これら両ローラ２２，２３で擦り付けられてマ
イナスに帯電される。但し、このトナー搬送ローラ２３
の表面に、絶縁材からなる絶縁コート層を形成したもの
でもよい。

【００１４】ところで、トナーケース２１には、薄い板
状の弾性を有するトナー規制ブレード２４の一端部が取
付けられ、その湾曲状部分がトナー搬送ローラ２３に押
圧状で接触しており、トナー供給ローラ２２で供給され
てトナー搬送ローラ２３の表面に付着するトナーＴの量
が、このトナー規制ブレード２４で所定量に規制され
る。

【００１５】前記トナーケース２１の上端部には、この
トナーケース２１を覆うように、しかもトナー搬送ロー
ラ２３の上端部に上側から接触するように、略屋根型に
傾斜したアパチャ電極体１０が取付けられている。この
アパチャ電極体１０は、図１〜図３に示すように、絶縁
性を有する厚さ約２５μｍのポリイミド樹脂のフィルム
からなる耐熱性を有するベース基板に、その前後方向の
略中央部の位置で、左右方向向き（搬送方向と直交する
水平方向に相当する）に、直径約６０〜６５μｍとする
円形の開口部（アパチャ）１１が、約１２７μｍ間隔
に、例えばＡ４用紙の印字幅の場合には約１７００個
分、１列状に形成されている。

【００１６】更に、これら多数の開口部１１の各々の外
周の上面には、金属箔からなる環状の制御電極１２が夫
々張り付けられ、各制御電極１２から延びる細い導線１
３がベース基板上に夫々張り付けられている。そして、
図３に示すように、これら多数の導線１３の各々には、
画像データに応じた、＋３０Ｖ又は−３０Ｖの駆動電圧
が、制御線Ｌを介して駆動回路５１により個別に供給さ
れる。

【００１７】次に、搬送機構３０について、図１に基づ
いて説明する。前記給紙カセットＣＳから排紙テーブル
ＤＴとの間に、ガイドプレート３１〜３４が順次設けら
れ、これらガイドプレート３１〜３４でガイドされ、給
紙カセットＣＳからアパチャ電極体１０の上側近傍を経
て排紙テーブルＤＴに至る搬送経路Ｄが形成されてい
る。そして、この搬送経路Ｄの上流側には、１対の搬送
ローラ３５〜３６が回転可能に設けられるとともに、そ
の最下流には、搬送経路Ｄに近接状に定着機構４０が設
けられ、更にこの定着機構４０よりも搬送方向上流側か
つ開口部１１よりも下流側には、前段定着機構４５が搬
送経路Ｄに近接状に設けられている。

【００１８】そして、アパチャ電極体１０の直ぐ上側に
は、背面電極ローラ２８が配設され、本体フレーム２に
回転可能に枢支されており、給紙カセットＣＳに収納さ
れた記録用紙Ｐは、これら搬送ローラ３５〜３６で搬送
されて、背面電極ローラ２８の下部に接しながら、アパ
チャ電極体１０の上側近傍を経て、更に定着機構４０や
前段定着機構４５を経て、搬送経路Ｄに沿って排紙テー
ブルＤＴまで搬送方向Ｆに搬送される。ここで、制御電
極１２で発生する静電力でトナーＴが開口部１１を通過
して記録用紙Ｐに付着することから、開口部１１に対応
する搬送経路部分においては、記録用紙Ｐはアパチャ電
極体１０に対して、約１mmの狭い隙間を搬送されるよう
になっている。

【００１９】前記定着機構４０は、ハロゲンランプを内
蔵した定着用加熱ローラ４１とこれに押圧する押圧ロー
ラ４２とから構成され、また前段定着機構４５は、仮定
着用ローラ４６とこれに押圧する押圧ローラ４７とから
構成されている。これら仮定着用ローラ４６と押圧ロー
ラ４７とは、搬送される記録用紙Ｐを、所定の押圧力を
付加しつつ挟むように対向近接状に設けられている。ま
た、その仮定着用ローラ４６の表面には、テフロンコー
トなどのフッ素樹脂からなる、耐熱性に優れた付着防止
層４６ａが形成され、仮定着時に、記録用紙Ｐ上のトナ
ーＴの付着が防止されている。

【００２０】そして、背面電極ローラ２８と、搬送ロー
ラ３５と、仮定着用ローラ４６と、定着用加熱ローラ４
１とは、図示しない搬送駆動機構を介して駆動モータで
駆動され、その搬送駆動は、所定の搬送速度となるよう
に、後述するコントロールユニット５０により制御され
る。

【００２１】次に、この画像形成装置１の画像記録に関
する制御系について、図３に基づいて簡単に説明する
と、前記背面電極ローラ２８には、電源回路Ｅ１によ
り、約＋１ＫＶの高電圧が常に印加され、マイナスに帯
電されたトナーＴを大きな静電力で背面電極ローラ２８
に引き付けるようになっている。

【００２２】一方、アパチャ電極体１０の導線１３に
は、複数本の信号線からなる制御線Ｌを介して駆動回路
５１が接続され、この駆動回路５１には、＋３０Ｖと−
３０Ｖの２種類の駆動電圧を出力する電源回路Ｅ２と、
マイクロコンピュータなどからなるコントロールユニッ
ト５０とが接続されている。そして、コントロールユニ
ット５０は、画像信号に応じた駆動信号を駆動回路５１
に出力するので、駆動回路５１はその駆動信号に応じ
て、＋３０Ｖ又は−３０Ｖの駆動電圧を切り換えて、制
御線Ｌを介して、各導線１３に個別に供給するようにな
っている。また、コントロールユニット５０は、図示し
ない外部のコンピュータや通信装置等の画像信号を送り
出す装置に接続されている。更に、トナー搬送ローラ２
３は常に接地されている。

【００２３】これにより、駆動回路５１により、＋３０
Ｖの駆動電圧が導線１３、つまり制御電極１２に印加さ
れると、制御電極１２とトナー搬送ローラ２３との電位
差により、制御電極１２からトナー搬送ローラ２３に向
かう電界が発生し、この電界により、マイナスに帯電さ
れたトナーＴは、電位の高い方向に静電力を受け、トナ
ー搬送ローラ２３の表面から開口部１１を通過して制御
電極１２に引き付けられると同時に、背面電極ローラ２
８に印加された高電圧により、背面電極ローラ２８と制
御電極１２との間に発生した電界による静電力を介し
て、その開口部１１を通過して背面電極ローラ２８、つ
まり記録用紙Ｐに引き寄せられて付着する。しかし、制
御電極１２に−３０Ｖの電圧が印加されたときには、前
記と逆に、トナー搬送ローラ２３から制御電極１２に向
かう電界により、トナー搬送ローラ２３の表面のトナー
Ｔは、開口部１１を通過することがない。

【００２４】次に、この画像形成装置１により、搬送経
路Ｄに沿って搬送された記録用紙Ｐにトナー画像を形成
する作用及び仮定着作用について説明する。給紙カセッ
トＣＳから給紙された記録用紙Ｐが、所定の記録開始位
置まで、搬送経路Ｄに沿って搬送方向Ｆに搬送されたと
き、コントロールユニット５０は、図示外の外部装置か
ら受信した画像信号に基づいて、駆動回路５１に駆動信
号を出力する。そして、駆動回路５１から＋３０Ｖの駆
動電圧が制御電極１２に印加されたときには、制御電極
１２からトナー搬送ローラ２３に向かう電界が発生し、
この電界により、トナー搬送ローラ２３の表面上の、マ
イナスに帯電されたトナーＴは、電位の高い方向に静電
力を受け、トナー搬送ローラ２３の表面から開口部１１
を通過して制御電極１２に引き付けられる。

【００２５】更に、背面電極ローラ２８に印加された高
電圧（約＋１ＫＶ）により、背面電極ローラ２８と制御
電極１２との間に発生した電界による静電力を介して、
開口部１１を通過したトナーＴは、背面電極ローラ２
８、つまり記録用紙Ｐに引き付けられて飛び出して、そ
の表面に付着する。このとき、記録用紙Ｐの付着面に
は、トナーＴが集団的に層状に付着している。その後、
記録用紙Ｐに付着したトナーＴは、図４に示すように、
前段定着機構４５により、これら仮定着用ローラ４６と
押圧ローラ４７とで、所定の押圧力を付加しつつ挟むよ
うに押圧されて、押し潰した状態のトナーＴａに変化し
て、トナーＴａ同志の付着力が強化されるとともに、ト
ナーＴａの記録用紙Ｐに対する付着力が強化されてい
る。

【００２６】そして、仮定着された記録用紙Ｐ上のトナ
ーＴａは、その後、定着機構４０の定着用加熱ローラ４
１により、加熱による定着処理が施されて、排紙テーブ
ルＤＴに排出される。このように、開口部１１を通過し
て記録用紙Ｐに付着したトナーＴは、定着機構４０で定
着処理されるよりも早い時期に、前段定着機構４５によ
り記録用紙Ｐに仮定着されるので、トナーＴ同志の付着
力やトナーＴの記録用紙Ｐに対する付着力が強化される
とともに、仮定着用ローラ４６と押圧ローラ４７とによ
り挟持されているので、記録用紙Ｐが下側に垂れ下がっ
て、トナーケース２１などの記録機構の部材と接触し
て、トナー画像が乱れたり、部分的に欠落するというこ
とがなく、綺麗な画像を形成できる。

【００２７】また、記録用紙Ｐが、例にトナーケース２
１などに接触した場合でも、記録用紙Ｐ上のトナーＴ
は、その付着力が強化されていることから、トナー画像
の乱れが生じることがなく、同様に綺麗な画像が形成で
きる。更に、仮定着用ローラ４６の表面には、耐熱性に
優れたフッ素樹脂からなる付着防止層４６ａが形成され
ているので、記録用紙Ｐに付着したトナーＴが剥ぎ取ら
れることもなく、トナーＴに何ら支障なく確実に仮定着
することができる。

【００２８】尚、前記前段定着機構４５は、開口部１１
よりも搬送方向下流側において、開口部１１に最接近さ
せて設けるようにしてもよい。尚、本発明の技術的思想
の範囲内において、既存の技術や当業者に自明の技術に
基いて種々の変更を加えることもあり得る。尚、トナー
Ｔの記録用紙Ｐへの付着をアパチャ電極体１０で制御す
るようにした種々の画像形成装置に本発明を適用し得る
ことは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置によれば、開口
部及び電極アレーを有するアパチャ電極体と、トナー供
給機構と、トナー制御手段と、アパチャ電極体の近傍を
経て記録媒体を搬送する搬送経路とを備え、更に前段定
着手段を設け、開口部を通過して記録媒体に付着したト
ナーは、定着機構で定着処理されるよりも早い時期に、
記録媒体に仮定着されて、トナー同志の付着力やトナー
の記録媒体に対する付着力が強化されることから、記録
媒体が下側に垂れ下がって記録機構の部材に接触するこ
とがあっても、記録媒体に仮定着されたトナー画像が乱
れたり、部分的に欠落するということがなく、綺麗な画
像が形成できる。

【００３０】請求項２の画像形成装置によれば、前記前
段定着手段は、搬送経路に沿って搬送される記録媒体
を、所定の押圧力を付加しつつ挟むように対向近接状に
配設され、少なくとも一方が回転駆動される１対のロー
ラ部材で構成されているので、記録媒体に付着したトナ
ーは、これら１対のローラ部材による押圧力により押圧
されてその付着力が強化されるのに加えて、記録媒体は
一方のローラ部材の回転駆動を介して、１対のローラ部
材により支持されながら搬送されることになり、記録媒
体が下側に垂れ下がることがなく、綺麗な画像形成がで
きる。

【００３１】請求項３の画像形成装置によれば、前記前
段定着手段の１対のローラ部材のうち、少なくとも記録
媒体に付着したトナーに接する方のローラ部材の表面に
は、トナーの付着を防止する付着防止層が形成されてい
るので、記録媒体に付着したトナーは、トナーに接する
ローラ部材に剥ぎ取られることもなく、記録媒体に支障
なく確実に仮定着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の内部機構を説明する概略側面図
である。

【図２】アパチャ電極体の部分拡大斜視図である。

【図３】記録用紙へのトナーの付着を説明する図１の要
部拡大部分側面図である。

【図４】前段定着機構及び定着機構を示す図１の要部拡
大部分側面図である。

【符号の説明】

１画像形成装置１０アパチャ電極体１１開口部１２制御電極２０トナー供給機構３５加熱用ローラ４０定着機構４１定着用加熱ローラ４５前段定着機構４６仮定着用ローラ４６ａ付着防止層４７押圧ローラ５０コントロールユニット５１駆動回路Ｄ搬送経路Ｅ１電源回路Ｅ２電源回路Ｐ記録用紙Ｔトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の搬送方向と直交する水平方向
に列状に形成され複数の開口部及び複数の開口部に夫々
設けた制御電極からなる電極アレーを有するアパチャ電
極体と、そのアパチャ電極体の開口部にトナーを供給す
るトナー供給機構と、前記電極アレーの各制御電極に供
給する駆動電圧を個別に制御して、各開口部を通過する
トナーを制御するトナー制御手段と、前記アパチャ電極
体に対してトナー供給機構と反対側において、記録媒体
をアパチャ電極体の近傍を経て搬送する搬送経路と、記
録媒体に付着したトナーを記録媒体に定着させる定着機
構とを備えた画像形成装置において、前記搬送経路のうち、前記開口部よりも搬送方向下流側
かつ前記定着機構よりも上流側において搬送経路に近接
状に設けられ、かつ記録媒体に付着したトナーを記録媒
体に押圧して仮定着させる前段定着手段を備えたことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記前段定着手段は、搬送経路に沿って
搬送される記録媒体を、所定の押圧力を付加しつつ挟む
ように対向近接状に配設され、少なくとも一方が回転駆
動される１対のローラ部材で構成されたことを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記前段定着手段の１対のローラ部材の
うち、少なくとも記録媒体に付着したトナーに接する方
のローラ部材の表面には、トナーの付着を防止する付着
防止層が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の
画像形成装置。