JPH0872289A - 画像形成装置用電極体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣチップの配線部が断線しにくい画像形成
装置用電極体を提供する。 【構成】 本画像形成装置のアパチャ電極体１は、絶縁
シート２上にアパチャ６を一列に配置し、各アパチャ６
ごとに制御電極４を設けている。この制御電極４は、Ｉ
Ｃチップ３により独立してスイッチングされ、トナー供
給装置が搬送するトナーを選択的にアパチャ６から飛翔
させて、画像記録媒体上に画像を形成する。アパチャ電
極体１の固定部材５は、ＩＣチップ３の実装された絶縁
シート２の裏側まで延長されて接着してあり、ＩＣチッ
プ３の周辺をしっかりと保持している。

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、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用
電極体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
ー粒子により画像記録媒体（印字用紙等）上に画像を得
る画像形成装置が特開平６−１５５７９８号公報等で開
示されている。

【０００３】このような画像形成装置１００は、図３に
示すように、アパチャ電極体１０１を挟んで、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１２２を設けた構
成となっている。また、この画像形成装置１００に用い
られるアパチャ電極体１０１には、厚さ２５μポリイミ
ド製の絶縁シート１０２に直径１００μｍの孔である複
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１０４が各
々形成されている。さらに、このアパチャ電極体１０１
は、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。

【０００４】この画像形成装置１００では、制御電極１
０４に制御電圧印加回路１０８から画像信号に応じた制
御電圧を印加すると、制御電極１０４と帯電したトナー
１１６を担持している担持ローラ１１４との間に電界が
形成され、制御電極１０４と担持ローラ１１４との間に
トナー流が発生する。そして、担持ローラ１１４上のト
ナー１１６はアパチャ１０６を通過して、画像記録媒体
１２０上に画像を形成する。

【０００５】ここで、上述したような画像形成装置１０
０では、アパチャ電極体１０１を担持ローラ１１４にト
ナー層を介して均一に接するように固定する必要がある
が、そのためのアパチャ電極体が、本出願人の出願にか
かる特願平６−１９５５１５号の明細書において開示さ
れている。

【０００６】このアパチャ電極体１０１は、図４に示す
ように、絶縁体からなる厚さ２５μｍの絶縁シート１０
２上に、それぞれ独立した複数の制御電極１０４と、複
数のアパチャ１０６とを設けており、制御電極１０４
は、絶縁シート１０２の片面のみに設けられている。ま
た、各制御電極１０４は各アパチャ１０６の周囲を囲む
ように配設され、アパチャ１０６から絶縁シート１０２
の一端部に設けられたＩＣチップ１０３へと配線部が延
びており、ＩＣチップ１０３の各端子と制御電極１０４
の配線部は図示しないワイヤーボンディングによって接
続されている。

【０００７】ここで、絶縁シート１０２はＩＣチップ１
０３の外側で固定部材１０５ａ、１０５ｂにより両面か
ら挟み込む様にネジ止めされ、さらに、引きバネ１０７
によって図示しないフレーム方向に牽引されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
画像形成装置用電極体の場合には、ＩＣチップ１０３
は、非常に薄い絶縁シート１０２上に配設されているた
め、ＩＣチップ１０３の周辺の絶縁シート１０２は屈曲
しやすく、また、引きバネ１０７による張力が絶縁シー
ト１０２に直接加えられるので、絶縁シート１０２が変
形することがあった。ここで、ＩＣチップ１０３の背面
部の絶縁シートが変形すると、ＩＣチップ１０３の端子
と前記制御電極１０４の配線部との間のワイヤーボンデ
ィング部に歪が生じ、ワイヤーボンディング部が断線す
ることがあった。

【０００９】ワイヤーボンディング部が断線すると、該
当する制御電極１０４に制御電圧の印加ができなくなる
ので、アパチャ１０６への電界の制御が不能になる。従
って、トナー流のオン、オフができず、画素の欠落やト
ナーのかぶりを生じる原因となっていた。

【００１０】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、容易に断線しない画像形成装置
用電極体を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置用電極体は、帯電したトナー
を通過させる複数の開口部が形成され、かつ、前記各開
口部がそれぞれトナーの通過を制御する制御電極を有す
る絶縁部材と、前記絶縁部材の各制御電極と接続され
て、前記絶縁部材上に設けられたＩＣチップと、前記絶
縁部材の前記ＩＣチップを設けていない側の面に固着さ
れ、かつ、前記ＩＣチップの裏面位置まで延びている固
定部材とを備えている。

【００１２】また、前記固定部材は、弾性体によって牽
引されるようにしてもよい。

【００１３】さらに、前記固定部材は、前記絶縁部材と
熱膨張率が同一又は近似した部材により構成されるよう
にしてもよい。

【００１４】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置用電
極体では、開口部と制御電極及びＩＣチップを備えた絶
縁部材は、固定部材によって、画像形成装置に固定され
る。このとき、固定部材は、ＩＣチップが設けられてい
る絶縁部材の裏面まで延びて、絶縁部材に固着されてお
り、ＩＣチップの背面部では、固定部材と絶縁部材は一
体となっている。従って、ＩＣチップの背面部の絶縁部
材の強度が向上し、ＩＣチップ周辺での絶縁部材の屈曲
や変形が生じることがなく、ＩＣチップと制御電極との
接続部が断線することがない。

【００１５】また、前記固定部材を、弾性体によって牽
引する場合には、前記絶縁体に張力が付加されるが、こ
の場合でも、ＩＣチップの背面部では、固定部材と絶縁
部材は一体となっているため、ＩＣチップの背面部の絶
縁部材の強度が向上し、絶縁部材に変形が生じない。

【００１６】さらに、前記固定部材を、前記絶縁部材と
熱膨張率が同一又は近似した部材により構成する場合に
は、固着した固定部材と絶縁部材の間に熱膨張率の差に
よって歪を生じることがなく、絶縁部材に変形が生じな
い。従って、ＩＣチップと制御電極の接続部に断線を生
じることがない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１８】先ず、図１を参照して本発明の一実施例で
あるアパチャ電極体１について説明する。

【００１９】アパチャ電極体１は、図１に示すように厚
さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２に直径１００
μｍの孔である複数のアパチャ６が１列に形成され、且
つ絶縁シート２の上面に厚さ１μｍの銅箔による制御電
極４が各アパチャ６毎に形成されている。また、制御電
極４は、絶縁シート２の一端部に配設されたＩＣチップ
３へ向かって配線されており、複数のＩＣチップ３は接
続コード９を通じて図２に示す制御電圧印加回路８へ接
続されている。なお、ＩＣチップ３と制御電極４の間は
ワイヤボンディングで接続されている。

【００２０】ここで、前記ＩＣチップ３の実装された絶
縁シート２の裏側には、図１に示すように固定部材５が
接着してあり、ワイヤーボンディングが施されているＩ
Ｃチップ３の周辺の絶縁部材と一体となって、ＩＣチッ
プ３を保持している。

【００２１】この固定部材５の材質は、樹脂、金属等各
種のものを用いることができるが、例えば、ベークライ
トを用いれば、耐熱性及び絶縁性に優れる。また、絶縁
シート２を構成しているポリイミドにより固定部材５を
形成すれば、熱膨張率が絶縁シート２と同じなので、熱
膨張率の差により、絶縁シート２と固定部材５の間に歪
を生じることがない。さらに、他の樹脂では、石炭酸−
ホルマリン樹脂成形品やメラミン樹脂のアスベスト充填
品やジアリルフタレート成形品が熱膨張率がポリイミド
に近く、金属では、ジュラルミンや黄銅が熱膨張率がポ
リイミドに近いので、熱膨張による歪防止の観点から固
定部材５の材質として適している。

【００２２】ここで、固定部材５は複数の引きバネ７に
よって牽引され、図示しない画像形成装置のフレームに
前記バネ７の他の一端が固定されている。また、絶縁シ
ート２のＩＣチップ３を設けない方の端部は、図２に示
すようにトナーケース１１に固定されている。

【００２３】次に、上記のように構成されるアパチャ電
極体１が使用される画像形成装置５０の構成について説
明する。

【００２４】図２は、本発明の画像形成装置５０の構成
を示す図であり、当該画像形成装置５０の中央部には、
トナー流を制御するために前述したアパチャ電極体１が
設けられ、そのアパチャ電極体１の左方には、アパチャ
電極体１と１ｍｍの間隙を保持して、背面電極板２２が
図示しないシャーシに配設されている。また、アパチャ
電極体１の右方には、トナー供給装置１０が配設されて
いる。さらに、前記アパチャ電極体１と背面電極板２２
との間隙には、矢印Ａ方向に搬送され画像が記録される
画像記録媒体２０が挿入搬送される。また、画像記録媒
体２０の搬送方向上流側には、搬送ローラ１１９ａ、１
１９ｂが図示しないシャーシに軸支されている。画像記
録媒体２０の搬送方向下流側には、画像記録媒体２０に
トナー像を定着させる定着装置２６が図示しないシャー
シ上に設けられている。

【００２５】次に、上記の画像形成装置５０のトナー供
給装置１０の構造について図２を参照して説明する。前
記トナー供給装置１０には、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内の右部には、トナー１６が蓄えられ
ているトナー溜２１が設けられている。また、トナー溜
２１には、未使用のトナー１６及び回収したトナー１６
を混合して攪拌するために、２枚の羽根１７ａを有する
アジテータ１７が、トナーケース１１に軸支されてい
る。

【００２６】アジテータ１７の左斜め上方には、アジテ
ータにより攪拌されたトナー１６を後述する担持ローラ
１４に搬送する供給ローラ１２がトナーケース１１に軸
支されている。また、アジテータ１７の左斜め下方に
は、トナー１６をトナー溜２１に回収するための回収ロ
ーラ１５がトナーケース１１に軸支されている。

【００２７】トナーケース１１内の左部には、トナー１
６を担持して前記アパチャ電極体１に搬送する円筒形の
担持ローラ１４がトナーケース１１内に軸支されてい
る。また、担持ローラ１４と前記供給ローラ１２は、互
いに平行に配設され、担持ローラ１４上に担持されるト
ナー層を介して接している。さらに、担持ローラ１４、
アジテータ１７、回収ローラ１５及び供給ローラ１２
は、各々回転軸を平行にしてトナーケース１１に軸支さ
れている。

【００２８】また、図２に示すようにトナーケース１１
内において前記担持ローラ１４の上方には、担持ローラ
１４により担持されるトナー１６の量を担持ローラ１４
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１８
は担持ローラ１４にその一端を圧接している。

【００２９】さらに、トナーケース１１内でアジテータ
１７の羽根１７ａの先端部と回収ローラ１５のナイロン
ブラシ１５ｂの先端部が接する部分には、回収ローラ１
５により回収されたトナー１６をトナー溜２１に案内す
るための回収ブレード１９が設けられている。この回収
ブレード１９はその先端部分が回収ローラ１５のナイロ
ンブラシ１５ｂの先端部と接するようにしてトナーケー
ス１１に固定されている。

【００３０】ここで、固定部材５が引きばね７によって
牽引されているので、前記アパチャ電極体１は、図２に
示すように担持ローラ１４に対して、アパチャ６を中心
として上下で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と担持ローラ１４とを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。

【００３１】次に、制御電極４及び背面電極板２２の制
御装置について説明する。図２に示すように、制御電極
４とトナー担持ローラ１４の間には、スイッチイング用
のＩＣチップ３を介して、制御電圧印加回路８が接続さ
れている。この制御電圧印加回路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、制御
電極４に対して＋５０Ｖ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
れている。

【００３２】また、前記背面電極板２２とトナー担持ロ
ーラ１４との間には、図２に示すように、直流電源２４
が接続されており、この直流電源２４は前記背面電極板
２２に対して＋１ｋＶの電圧を印加し得るようになって
いる。

【００３３】次に、上述のように構成される画像形成装
置５０の画像形成動作及びそのときのアパチャ電極体１
の動作について説明する。

【００３４】まず始めに、図示しない駆動モータの回動
によってアジテータ１７は矢印Ｂ方向へ回動され、トナ
ー溜２１のトナー１６は攪拌されて、供給ローラ１２に
搬送され、供給ローラ１２に付着する。次いで、図示し
ない駆動モータの回動により供給ローラ１２は矢印Ｃ方
向へ回動され、供給ローラ１２に付着したトナー１６は
担持ローラ１４に擦りつけられ、担持ローラ１４上に担
持される。担持ローラ１４に担持されたトナー１６は、
トナー層規制ブレード１８によって薄層化されるととも
にマイナスに帯電させられた後、図示しない駆動モータ
の回動により担持ローラ１４が矢印Ｄ方向へ回動される
ことによって、アパチャ電極体１に向かって搬送され
る。そして、担持ローラ１４上のトナー１６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。

【００３５】このとき、アパチャ電極体１は、引きばね
７によって図示しないフレーム方向に牽引されているの
で、アパチャ電極体１のアパチャ６の設けられている部
分は、担持ローラ１４にトナー１６の層を介して均一な
圧力で密着されている。また、担持ローラ１４の回動に
よって、アパチャ電極体１に予期しない力が加わって
も、固定部材５をアパチャ電極体１上のＩＣチップ３の
背面部分まで延長して接着しているので、ＩＣチップ３
を載置する部分の絶縁シート２の強度が向上し、絶縁シ
ート２の屈曲や変形を防止でき、ＩＣチップ３の配線部
分に断線を生じることがない。

【００３６】次に、図示しない画像信号受信手段から制
御電圧印加回路８に画像信号が送られてくると、その画
像信号に応じて、画像部分に対応する制御電極４には、
制御電圧印加回路８から絶縁シート２上のＩＣ３を介し
て＋５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に
対応するアパチャ６の近傍には、制御電極４と担持ロー
ラ１４の間の電位差により、制御電極４より担持ローラ
１４に向かう電気力線が形成される。従って、マイナス
に帯電されたトナー１６は電位の高い方向に静電力を受
け、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、さ
らに、背面電極板２２に印加されている＋１ｋＶ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。

【００３７】また、非画像部分に対応する制御電極４
は、制御電圧印加回路８によって０Ｖの電圧に維持され
る。その結果、担持ローラ１４と制御電極４との間には
電界が形成されないことになり、担持ローラ１４上のト
ナー１６は静電力を受けないためアパチャ６を通過しな
い。

【００３８】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、搬送ロー
ラ１１９ａ，１１９ｂにより、矢印Ａ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、搬送ローラ１
１９ａ，１１９ｂ及び図示しない搬送ローラによって定
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、この定着装置２６は定着
ローラ２６ｂ内にヒータを内蔵し、加熱定着を行うもの
であるが、この加熱定着に限らず、定着ローラ２６ｂと
従動ローラ２６ａとの圧力により定着する加圧定着方式
でもよい。

【００３９】次いで、アパチャ６を通過せず担持ローラ
１４に残留したトナー１６は、担持ローラ１４の矢印Ｄ
方向への回動と共に、回収ローラ１５の方向に搬送さ
れ、回収ローラ１５のナイロンブラシ１５ｂに接する
と、回収ローラ１５の矢印Ｅ方向への回動によりナイロ
ンブラシ１５ｂに掻き取られて、これに付着する。そし
て、ナイロンブラシ１５ｂに付着したトナー１６は回収
ブレード１９で剥ぎ取られてトナー溜２１に回収され
る。トナー溜２１に回収されたトナー１６はアジテータ
１７の回転により未使用のトナーと混合、攪拌され、そ
の一部は、また供給ローラ１２に付着して担持ローラ１
４に搬送される。

【００４０】上述したように、本実施例のアパチャ電極
体１は、ＩＣチップ３の実装された絶縁シート２の裏側
まで固定部材５が接着してあり、ＩＣチップ３の実装さ
れた部分の絶縁シート２は固定部材５と一体となってワ
イヤーボンディングが施されているＩＣチップ３の周辺
をしっかりと保持している。

【００４１】従って、ＩＣチップ３の実装された部分の
絶縁シート２の強度が向上し、引きばね７による張力が
加えられても、絶縁シート２が変形することがない。ま
た、画像形成装置５０の画像形成動作中において、担持
ローラ１４の回動によりアパチャ電極体１が予期しない
力を受けた場合でも、ＩＣチップ３の実装された部分の
絶縁シート２の強度が向上しているので、絶縁シート２
の屈曲や変形を防止できる。

【００４２】よって、絶縁シート２の屈曲や変形による
ＩＣチップ３のワイヤーボンディング等の配線部の断線
を防止することが可能となる。

【００４３】尚、本発明は、以上詳述した実施例に限定
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。

【００４４】例えば、本実施例の画像形成装置５０で
は、前記の固定部材５に引きばね７を引っかけて図示し
ないフレーム方向に牽引しているが、この牽引手段は、
引きばねに限られるものではなく、弾性を有する部材で
あれば足り、例えば、ゴムや樹脂であってもよい。ま
た、引きばね７を用いず、固定部材５を直接フレーム等
にねじ止めしても良い。

【００４５】さらに、本実施例では、アパチャ電極体１
の一端部のみを引きばねで牽引しているが、アパチャ電
極体１の両端部ともに引きばねで牽引するものでもよ
い。

【００４６】また、本実施例では固定部材５は、絶縁シ
ート２のＩＣチップ３を設けていない側の面に接着して
いるが、これは、ねじ止めにより固着してもよい。

【００４７】さらに、本実施例では、ＩＣチップ３は、
アパチャ電極体１の一端部に一列に配設されているが、
ＩＣチップ３をアパチャ電極体１の両端部にそれぞれ配
列する場合でも、固定部材５をアパチャ電極体１の各々
両端部に上述のように設けることによって、ＩＣチップ
３の配線部の断線等を防止することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成装置用電極体では、ＩＣチップの実装さ
れた絶縁部材の裏側まで固定部材が固着されており、絶
縁部材と固定部材が一体となって、ＩＣチップを保持す
ることができる。

【００４９】従って、ＩＣチップを載置する部分の絶縁
部材の強度が向上し、絶縁部材の変形が防止され、ＩＣ
チップと制御電極間の断線を防止することが可能とな
る。

【００５０】また、弾性部材により絶縁部材が牽引され
る場合では、ＩＣチップを載置する絶縁部材の部分で
は、絶縁部材と固定部材が一体となっているので、強度
が向上し、張力が絶縁部材に加わっても、絶縁部材の変
形を防止できる。従って、弾性部材の張力により生じる
絶縁部材の変形によるＩＣチップと制御電極間の断線を
防止することが可能となる。

【００５１】さらに、前記固定部材を、前記絶縁部材と
熱膨張率が同一又は近似した部材により構成する場合に
は、固着した固定部材と絶縁部材の熱膨張率の差によっ
て生じる絶縁部材の歪を防止することができ、ＩＣチッ
プと制御電極の接続部の断線を防止することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるアパチャ電極体の構成
を示す正面図である。

【図２】本発明の一実施例であるアパチャ電極体が用い
られる画像形成装置の構成を示す図である。

【図３】従来技術の画像形成装置の構成の一例を示す正
面図である。

【図４】従来技術のアパチャ電極体の一例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁シート ３ ＩＣチップ ４ 制御電極 ５ 固定部材 ６ アパチャ ７ 引きばね ８ 制御電圧印加回路 ９ 接続ケーブル １０ トナー供給装置 １１ トナーケース １２ 供給ローラ １４ 担持ローラ １５ 回収ローラ １６ トナー １７ アジテータ １８ トナー層規制ブレード ２０ 画像記録媒体 ２２ 背面電極板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電したトナーを通過させる複数の開口
   部が形成され、かつ、前記各開口部がそれぞれトナーの
   通過を制御する制御電極を有する絶縁部材と、 前記制御電極と接続され、前記絶縁部材上に設けられた
   ＩＣチップと、 前記絶縁部材の前記ＩＣチップを設けていない側の面に
   固着され、かつ、前記ＩＣチップの裏面位置まで延びて
   いる固定部材とを備えたことを特徴とする画像形成装置
   用電極体。
2. 【請求項２】 前記固定部材は、弾性体によって牽引さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装
   置用電極体。
3. 【請求項３】 前記固定部材は、前記絶縁部材と熱膨張
   率が同一又は近似した部材により構成されていることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置
   用電極体。