JPH07117263A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で高画質の画像を形成し得る画像形成装
置を提供すること。 【構成】 画像形成装置のアパチャ電極体１は、絶縁シ
ート２に、それを貫通する複数のアパチャ６が形成され
ると共に、各アパチャ６の開口周縁には、制御電極４が
形成されている。また、絶縁シート２の下面側には複数
の交互電界電極５が間隔をおいて配置され、その各交互
電界電極５には、トナー担持ローラ１４との間で交互に
それぞれ＋１００Ｖ、−１００Ｖの直流電源が接続され
ている。それにより、交互電界電極５とトナー担持ロー
ラ１４との間には、交互に向きの変わる電界が形成さ
れ、トナー担持ローラ１４上のトナーは、その交互電界
によって揺り動かされ、トナ−担持ローラ１４との付着
力から解放された状態でアパチャ６下に供給される。そ
れによって制御電極４では比較的低い制御電圧によって
トナー流を制御できる。

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、プリンター、
プロッター、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
の開口部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号の明細書に
おいて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記３者を貫いて
少なくも１列のアパチャが形成されたアパチャ電極体
と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を与
える手段と、印加された電位によってアパチャを通過す
るトナー粒子の流れが変調されるよう帯電したトナー粒
子を供給する手段と、支持体とアパチャ電極体とを相対
的に移動させて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る。

【０００４】しかしこの装置によると、トナー粒子がア
パチャーに目詰まりして記録品質が低下すると共に、記
録速度もあまり早くすることができなかった。

【０００５】本出願人は、更に検討を進め、特願平４ー
２５４４９４号の出願において既に出願しているよう
に、トナーを保持した担持体と記録電極とを接触させて
配置することにより記録特性を大きく改善することがで
きる画像記録装置も提案している。この装置によれば、
記録電極が目詰まりすることがなくて画質の向上はめざ
ましく、画像記録装置として小型化、低コスト化が可能
となった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の画像形成装置においては、トナーは担持体上に鏡像
力、ファンデルワールス力等によって付着して供給され
るので、記録時にトナーを担持体から引き剥しさらに支
持体方向に飛翔させるために高い駆動電圧を必要とし、
そのために駆動素子が高価となり、その結果、装置全体
としても高価になる欠点があった。

【０００７】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、駆動電圧を低電圧化し、その結
果、安価で高画質の画像を形成し得る画像形成装置を提
供することを目的としている。

【０００８】

【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は、トナー流制御部を備えたト
ナー流制御手段と、そのトナー流制御手段に帯電したト
ナーを供給するトナー担持体と、そのトナー担持体とは
トナー流制御手段を挟んで反対側に設けられた背面電極
とより成り、トナー担持体よって供給されるトナーのト
ナー流制御部の通過を制御して、トナー流制御手段を挟
んでトナー担持体とは反対側に配置された支持体上に画
像を形成する画像形成装置であって、前記トナー担持体
のトナー供給方向の上流側に、交互に方向の異なる電界
を形成する手段を備えていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置によ
れば、トナーは、トナー担持体に担持され、トナー流制
御手段のもとに搬送される。そこで画像信号に応じてト
ナー流制御部に電圧が印加される。トナー担持体上のト
ナーは、トナー流制御部によって形成される電界下に搬
送される前に、あらかじめ交互に方向の異なる電界によ
ってトナー流制御手段側もしくはトナー担持体側に交互
に力を受けている。よってトナー担持体上のトナーは、
揺り動かされトナー担持体との付着力が弱められてお
り、トナー流制御部では、比較的低い制御電圧によって
トナー流を制御できる。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は、本発明を実施した画像形成装置の
概要を示す図であり、トナー流制御手段としてのアパチ
ャ電極体１の上側には、０．５ｍｍの間隙を有して、背
面電極としての円柱状の背面電極ローラ２２がきょう体
（図示せず）に回動可能に配設されており、前記間隙に
挿入される支持体２０を搬送し得るように構成されてい
る。

【００１２】前記アパチャ電極体１の下側には、そのア
パチャ電極体１の長手方向に沿って、トナー供給装置１
０が配設されており、また、アパチャ電極体１の搬入側
には、前記支持体２０をアパチャ電極体１と背面電極ロ
ーラ２２との間に搬送するための搬送ローラ２９が回転
可能に配設され、更には、前記背面電極ローラ２２によ
って搬送される支持体２０の進行先には、定着装置２６
が配設されている。

【００１３】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、前記トナー供給装置１０は、装置全体のハウジング
を兼ねるトナーケース１１と、そのトナーケース１１内
に収納されるトナー１６と、供給ローラ１２と、トナー
担持体としてのトナー担持ローラ１４と、トナー層規制
ブレード１８とから構成されている。ここにおいて、前
記トナー担持ローラ１４はトナー１６を層状に担持し、
アパチャ電極体１に向かって搬送するものであり、前記
供給ローラ１２は、トナー担持ローラ１４に対してトナ
ー１６を供給するものである。

【００１４】そして、前記供給ローラ１２とトナー担持
ローラ１４は、トナーケース１１内において図示する矢
印方向に回転可能に支持されており、両者は接触して配
設されている。また、前記トナー層規制ブレード１８
は、トナー担持ローラ１４に担持されるトナー１６の量
がローラ面上で均一になるよう調整すると共にそのトナ
ー１６を均一に帯電させるためのものであり、トナー担
持ローラ１４に圧接されている。

【００１５】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に、そ
の絶縁シート２を貫通する直径１００μｍの複数のアパ
チャ６が等間隔で１列状に配置されると共に、絶縁シー
ト２の上面側における各アパチャ６の開口周縁には、ト
ナー流制御部としての制御電極４が１μｍ厚で形成され
ている。また、制御電極形成面と反対側の面のアパチャ
６の手前側に、アパチャ６に沿って幅３０μｍの交互電
界電極５が、１３０μｍの間隔をおいて複数形成されて
いる。

【００１６】前記各交互電界電極５には、前記トナー担
持ローラ１４との間に、図１のアパチャ近傍を拡大した
図３に示すように、交互にそれぞれ＋１００Ｖ、−１０
０Ｖの直流電源が接続されている。

【００１７】そして、前記アパチャ電極体１は、支持体
２０に制御電極４が対向した状態において、図１に示す
ように交互電界電極５がアパチャ６よりトナー供給方向
の上流側に位置するように配置されている。

【００１８】また、前記制御電極４とトナー担持ローラ
１４の間には、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、画像信号に基いて制御電極
４に対して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するよ
うに構成されている。

【００１９】更には、前記背面電極ローラ２２とトナー
担持ローラ１４との間には、直流電源２４が接続されて
おり、この直流電源は、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。

【００２０】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を説明する。

【００２１】まず始めに、トナー担持ローラ１４と供給
ローラ１２の図１に示す矢印方向の回転により、供給ロ
ーラ１２から送られてくるトナー１６は、トナー担持ロ
ーラ１４に擦りつけられ、マイナスに帯電させられてト
ナー担持ローラ１４の外周部上に担持される。担持され
たトナー１６は、層規制ブレード１８によって薄層化さ
れた後、トナー担持ローラ１４の回転によってアパチャ
電極体１に向かって搬送される。

【００２２】複数の交互電界電極５には、交互に＋１０
０Ｖ、−１００Ｖの電圧が印加されているので、交互電
界電極５とトナー担持ローラ１４との間には、交互に向
きの変わる電界が形成されている。トナー担持ローラ１
４上のトナーは、交互電界電極５の下にくると、交互電
界によって、アパチャ電極体１の方向と、トナー担持ロ
−ラ１４の方向とに交互に力を受けて揺り動かされる。
トナー担持ローラ１４の周速は、１３０ｍｍ／ｓ程度で
あるので、トナー担持ローラ１４上のトナー１６は、５
００Ｈｚで変化する電界下を搬送されることによりトナ
−担持ローラ１４との付着力から解放されてアパチャ６
下に供給される。

【００２３】一方支持体２０は、搬送ローラ２９により
アパチャ電極体１と背面電極ローラ２２との間に向かっ
て搬送される。

【００２４】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４には、制御電圧印加回路８から＋
５０Ｖの電圧が印加される。その結果、制御電極からア
パチャを通ってトナー担持ローラ１４上に至る電気力線
が形成される。トナ−担持ローラ１４との付着力から解
放されたトナーは、制御電極４によって形成されている
電界からの静電力を受け、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、更
に、背面電極２２に印加されている電圧によって支持体
２０とアパチャ電極体１との間に形成される電界によ
り、支持体２０に向かって飛翔し、支持体２０上に堆積
して画素を形成する。

【００２５】また、非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０Ｖの電圧が印加される。
その結果、トナー担持ローラ１４と制御電極４との間に
は、電界が形成されないことにより、トナー担持ローラ
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。

【００２６】更には、支持体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間に、アパチャ列と
垂直の方向に１画素分送られる。そして、上記のプロセ
スを繰り返すことにより支持体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、定着装置
２６によって支持体２０上に定着される。

【００２７】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。

【００２８】例えば、上記実施例では交互電界電極５を
絶縁シート２のトナー供給側の面に配置したが、絶縁シ
ート２の支持体２０との対向面側に設けてもよいし、ま
た、アパチャ電極体１の絶縁シート２とは別の絶縁板を
設け、そこに交互電界電極５を配置してもよい。

【００２９】また、上記実施例では非画像部分に対応す
るアパチャの制御電圧を０Ｖとしたが、これは負の電圧
であっても良い。この場合、よりかぶりの少ない画像を
得ることができる。また、上記実施例では制御電極を絶
縁シートの支持体対向面側に配置したが、これはトナー
供給側でもよい。

【００３０】

【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によれば、トナー担持体上のトナー
は、トナー流制御部によって形成される電界下に搬送さ
れる前に、あらかじめ交互電界電極によって形成される
電界によってトナー流制御手段側もしくはトナー担持体
側に力を受けて揺り動かされる。よってトナー流制御部
では比較的低い制御電極によってトナー流を制御でき
る。その結果、駆動電圧を低電圧化し、その結果、安価
で高画質の画像を形成し得る画像形成装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を具体化した一実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明の画像形成装置の構成を具体化した一実
施例の要部を示す断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置に用いられるアパチャー
電極体の斜視図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁性シート ４ 制御電極 ５ 交互電界電極 ６ アパチャ ８ 制御電圧印加回路 １４ トナー担持ローラ ２２ 背面電極ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー流制御部を備えたトナー流制御手
   段と、そのトナー流制御手段に帯電したトナーを供給す
   るトナー担持体と、そのトナー担持体とはトナー流制御
   手段を挟んで反対側に設けられた背面電極とより成り、
   トナー担持体よって供給されるトナーのトナー流制御部
   の通過を制御して、トナー流制御手段を挟んでトナー担
   持体とは反対側に配置された支持体上に画像を形成する
   画像形成装置において、 前記トナー担持体のトナー供給方向の上流側に、交互に
   方向の異なる電界を形成する手段を備えることを特徴と
   する画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナー流制御手段が、トナー担持体
   との間に交互に方向の異なる電界を形成し得る交互電界
   電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形
   成装置。