JPH09141919A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口部を有するアパチャ電極体を用いてトナ
ーの通過を制御し、画像記録媒体上にトナーを飛翔さ
せ、画像を形成する画像形成装置において、アパチャ電
極体の素材としてセラミック材料を用いた場合に、電極
基板の厚みが厚くなっても、有効な制御電界が得られ、
適正な画像形成を可能とする。 【解決手段】 アパチャ電極体１は、その基板がセラミ
ック材料で構成され、基板に設けられた制御電極３がト
ナー担持ローラ１９に対向するように配置されている。
このため、電極基板の厚みが厚くなっても、制御電極３
とトナー担持ローラ１９との距離を小さくでき、制御電
極３に印加する電圧を高くしなくても、有効な制御電界
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、ファクシミリ等に適用し得る画像形成装置に係り、
特に、トナー等の荷電粒子の飛翔を制御して、記録用紙
に画像を形成する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置の一つとし
て、トナーが通過し得る複数の開口部（アパチャ）と、
トナーの開口通過を制御する制御電極を有したアパチャ
電極体を用い、この開口部にトナーをトナー供給手段に
より供給すると共に、前記制御電極に電圧を印加するこ
とによって前記開口部に電界を発生させ、トナーの開口
部の通過を制御し、それにより記録用紙等の画像記録媒
体上にトナーを選択的に飛翔させ、画像を形成するもの
がある。そして、このような画像形成装置においては、
トナー供給手段とアパチャ電極体を挟んで反対側に該ア
パチャ電極体とは所定の間隔をおいて背面電極が設けら
れ、このアパチャ電極体と背面電極の間に、アパチャ電
極体とは所定の距離をおいて画像記録媒体が搬送手段に
より搬送されるように構成されている。

【０００３】そして、アパチャ電極体の基板素材として
は、平板状絶縁体であればよく、ポリイミド等の樹脂材
料やアルミナ、ジルコニア等のセラミック材料が使用さ
れている。そのうち、ポリイミド等の樹脂材料を用いた
場合は、材質がもろくないので、厚さ２５μｍ程度のフ
ィルム状の薄板としても使用可能であるが、撓み易いと
いう難点がある。一方、セラミック材料を用いた場合
は、材質がもろいので、ある程度の厚みを１４０〜１５
０μｍ程度にする必要とする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一般に、ア
パチャ電極体は、トナー流を制御することから、その制
御電極面がトナー供給手段とは反対側、つまり画像記録
媒体と向き合う側に配置されて使用されているが、その
ような配置の場合、基板の素材としてセラミック材料を
用いて基板が厚くなった分だけトナー供給手段との距離
が大きくなり、基板が薄い場合に比べて同じある電圧を
制御電極に印加したのでは、アパチャ内部の電界強度が
弱くなり、有効な制御電界が得られなくなる。そこで、
電界強度を上げるため、高い電圧を印加しようとする
と、制御電極駆動用のＩＣが高価となる。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、ア
パチャ電極体の素材としてセラミック材料を用いた場合
において、その基板の厚みがある程度厚くなっても、制
御電極に高い電圧を印加しなくとも有効な制御電界が得
られ、適正な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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１の発明の画像形成装置は、複数の開口部が少なくと
も一列に並んで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体と、その電極体の開口部に
荷電粒子を供給するための荷電粒子供給手段と、荷電粒
子供給手段とは電極体を挟んで反対側に記録用紙等の画
像記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、電極体の各制
御電極へ印加する電圧を制御することにより、荷電粒子
を荷電粒子供給手段から開口部を貫通して画像記録媒体
上に選択的に飛翔させ、画像を形成する画像形成装置に
おいて、電極体は、その基板がセラミック材料で構成さ
れ、その基板に設けられた制御電極が荷電粒子供給手段
による荷電粒子供給側に対向するように配置されている
ものである。

【０００６】上記構成においては、電極体の基板がセラ
ミック材料で構成され、その厚みがある程度厚くなって
も、制御電極が荷電粒子供給側に対向するように配置さ
れているので、制御電極と荷電粒子供給手段との距離を
小さくでき、従って、制御電極に印加する電圧を特に高
くしなくても、有効な制御電界が得られる。

【０００７】また、請求項２の発明の画像形成装置は、
前記構成に加えて、荷電粒子供給手段と電極体を挟んで
反対側に、該電極体と所定の間隔をおいて配置された背
面電極体をさらに備え、電極体は、その制御電極が荷電
粒子供給手段と荷電粒子を介して接するように配設され
ているものである。

【０００８】上記構成においては、電極体と荷電粒子供
給手段とは荷電粒子を介して接するように配設されるの
で、電極体と荷電粒子供給手段とは極近接したものとな
り、上記の作用がより一層顕著に得られる。また、セラ
ミック材料で成る電極体は撓み難いので、電極体の荷電
粒子供給手段又は背面電極体に対する間隔を所定のもの
とすることが容易となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。図１は画像形成装置の
断面図、図２は同装置に用いられているアパチャ電極体
の斜視図、図３はアパチャ電極体とトナー担持ローラと
の配置関係を示す図である。図１において、画像形成装
置１０には、荷電粒子であるトナー１４が収納されたト
ナー供給装置１１（荷電粒子供給手段）が備えられ、こ
のトナー供給装置１１に対向して、開口部（アパチャと
称す）を有しトナー１４のアパチャ通過を制御する電極
アレイとしてのアパチャ電極体１が配設され、さらに、
トナー供給装置１１とはアパチャ電極体１を挟んで反対
側に、アパチャ電極体１と約０．５〜１ｍｍの間隔を保
持して背面電極板１２が配設されている。

【００１０】また、画像形成装置１０には、アパチャ電
極体１と背面電極板１２の間隙に記録用紙等の画像記録
媒体を搬入する搬送手段として対になった搬送ローラ１
３が備えられている。この搬送ローラ１３の矢印Ｄ方向
の回転により、画像記録媒体１５が矢印Ｃ方向に挿入搬
送され、画像記録媒体１５上にトナー像が形成されるよ
うになっている。さらに、画像記録媒体１５の搬送方向
上には、画像を画像記録媒体１５に定着させる定着装置
１６が配設されている。定着装置１６はシリコンゴムを
表層するプレッシャーローラ１７と内部にハロゲンヒー
タを有するヒートローラ１８から構成される熱定着方式
である。画像記録媒体１５は、アパチャ電極体１と背面
電極体１２との間に、背面電極体１２とは接し得る状態
で、アパチャ電極体１の表面とは所定の距離をおいた状
態で搬入される。

【００１１】前記トナー供給装置１１には、トナー供給
装置１１全体のハウジングを兼ねる本体フレームとして
のトナーケース２０が備えられており、また、トナー１
４を担持してアパチャ電極体１に配送する円筒形のトナ
ー担持ローラ１９が矢印Ｂ方向に回動可能にトナーケー
ス２０内に支持されている。トナー担持ローラ１９の後
方には、トナー１４を該ローラ１９に給送する円筒形の
供給ローラ２１が設けられている。また、トナーケース
２０内において、前記トナー担持ローラ１９の上方に
は、トナー担持ローラ１９により担持されるトナー１４
の量をトナー担持ローラ１９のローラ面上で均一になる
ように調整すると共に、そのトナー１４を均一帯電させ
るためのトナー層規制ブレード２２が設けられている。

【００１２】前記アパチャ電極体１について図２を参照
して説明する。アパチャ電極体１は、セラミック材料か
らなる電極基板２を備え、この電極基板２上に複数の開
口部（アパチャ）４がアパチャ電極体１の長手方向に並
列に開設されると共に、各アパチャ４毎に銅箔からなる
制御電極３が設けられ、もって電極アレー５を形成して
いる。

【００１３】次に、アパチャ電極体１とトナー担持ロー
ラ１９との配置関係について図３を参照して説明する。
アパチャ電極体１は、各アパチャ４の中心線３０がトナ
ー担持ローラ１９の周面の最上部分と、トナー担持ロー
ラ１９の中心軸３２とを通過するように配置されてい
る。また、制御電極３が設けられている面がトナー担持
ローラ１９と、その表面に供給されるトナー層を介して
接するように配置されている。この構成により、各アパ
チャ４は、トナー担持ローラ１９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４を通過するトナー１４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４の壁面と
トナー１４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、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。

【００１４】次に、上記のように構成された画像形成装
置１０の動作について図１乃至図３を参照して説明す
る。画像信号受信手段（図示せず）から送られて来る画
像信号に応じてデータ制御回路２４からアパチャ電極体
１に＋３０Ｖの電圧を印加すると、該電圧が印加された
アパチャ４には、制御電極３とトナー担持ローラ１９に
向かう電気力線が形成され、それにより、マイナスに帯
電されたトナー１４は電位の高い方向に静電力を受け、
トナー担持ローラ１９上からアパチャ４を通過して制御
電極３側に引き出される。引き出されたトナー１４は、
背面電圧印加回路２３が背面電極板１２に印加している
＋１ＫＶの電圧によって画像記録媒体１５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１
５に向かって飛翔し、画像記録媒体１５上に堆積して画
素を形成する。

【００１５】また、非画像部分に対応する制御電極３に
は、データ制御回路２４から−３０Ｖの電圧が印加され
るため、トナー担持ローラ１９と制御電極３との間に電
界が形成されず、トナー担持ローラ１９は静電力を受け
ない結果、トナー１４がアパチャ４を通過しない。よっ
て、画像記録媒体１５上の当該制御電極３に対向する部
分には、画素が形成されない。

【００１６】画像記録媒体１５の面上にトナー１４によ
り１列の画素が形成されると、次に、搬送ローラ１３に
より、アパチャ４の列と垂直の方向に１画素分搬送され
る。こうして、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１５の全面にトナー像が形成され
る。その後、画像記録媒体１５上に形成されたトナー像
は、定着装置１６によって定着される。

【００１７】上記実施の形態においては、アパチャ電極
体１の基板がセラミック材料で構成され、その制御電極
３をトナー担持ローラ１９に対向し、かつ制御電極３と
トナー担持ローラ１９とが同ローラ上のトナー１４の層
を介して接するように配置したので、基板の厚みがある
程度厚くなっても、制御電極３とトナー担持ローラ１９
との距離を極めて小さくでき、従って、制御電極３に印
加する電圧が低くても有効な制御電界が得られる。ま
た、セラミック材料で成る基板は撓み難いので、アパチ
ャ電極体１のアパチャ４のトナー担持ローラ１９又は背
面電極体１２に対する配置位置は正確なものとなり、そ
れにより、高品位の画像形成が可能となる。

【００１８】なお、本発明は、上記実施の形態構成に限
られず種々の変形が可能であり、例えば、背面電極板１
２はこれに代えて回転自在な背面ローラを用いてもよ
い。また、制御電極３がトナー担持ローラ１９とトナー
１４を介して接するようにしているが、トナー１４を介
在することなく直接に接して短絡すると不具合である。
従って、そのような事態を未然に防止するには、制御電
極３の表面に絶縁被膜をコーティングすればよい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る画像
形成装置によれば、電極体の基板をセラミック材料で構
成した場合に、その厚みがある程度厚くなっても、制御
電極が荷電粒子供給側に対向するように配置されている
ので、制御電極と荷電粒子供給手段との距離を小さくで
き、従って、制御電極に高い電圧を印加しなくても有効
な制御電界が得られ、適正な画像形成が行えると共に、
高圧の駆動用回路等が必要でなくコスト上昇を抑えるこ
とができる。

【００２０】また、請求項２の発明に係る画像形成装置
によれば、電極体が荷電粒子供給手段と荷電粒子を介し
て接するように配設され、荷電粒子供給手段との距離は
近接したものとなるので、上記の作用効果はより一層顕
著に得られ、また、セラミック材料で成る電極体は撓み
難いので、電極体の荷電粒子供給手段又は背面電極体に
対する位置決めが正確に行え、従って、高品位な画像形
成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の断
面図である。

【図２】同装置に用いられているアパチャ電極体の一部
の斜視図である。

【図３】アパチャ電極体とトナー担持ローラの配置関係
を示す図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 電極基板 ３ 制御電極 ４ 開口部（アパチャ） １０ 画像形成装置 １１ トナー供給装置 １２ 背面電極板 １４ トナー １５ 画像記録媒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の開口部が少なくとも一列に並んで
   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
   有する電極体と、その電極体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、前記荷電粒子供給手段
   とは前記電極体を挟んで反対側に記録用紙等の画像記録
   媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記電極体の各制御
   電極へ印加する電圧を制御することにより、荷電粒子を
   前記荷電粒子供給手段から開口部を貫通して前記画像記
   録媒体上に選択的に飛翔させ、画像を形成する画像形成
   装置において、 前記電極体は、その基板がセラミック材料で構成され、
   その基板に設けられた前記制御電極が前記荷電粒子供給
   手段による荷電粒子供給側に対向するように配置されて
   いることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記荷電粒子供給手段と前記電極体を挟
   んで反対側に、該電極体と所定の間隔をおいて配置され
   た背面電極体をさらに備え、 前記電極体は、その制御電極が前記荷電粒子供給手段と
   荷電粒子を介して接するように配設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。