JPH09193442A

JPH09193442A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09193442A
Application number: JP377396A
Authority: JP
Inventors: Masataka Maeda; 昌孝前田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】構成が簡単で安価な画像形成装置を提供す
る。【解決手段】アパチャ電極体１はベース２のトナー供
給上流側端部がトナー担持ローラー１４に圧接され切断
面１８はトナー担持ローラー１４と８０度の迎え角を形
成するよう配置されている。よって、トナー担持ローラ
ー上に担持され搬送されてきたトナー１６のうち余分な
ものは、アパチャ電極体１の切断面１８によって戻さ
れ、一定量のトナーが、アパチャ電極体１と担持ローラ
ー間に誘導され、薄く均一な厚みのトナー層となって担
持される。

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、ファクシミリなどに適用され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（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、荷電体（以下、トナーと称する）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３６８９
９３５号の明細書及び図面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、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
ーの流れが変調されるよう帯電したトナーを供給する手
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】しかしながら、この装置は、トナーがアパ
チャに目詰まりするために記録品質が低下し易く、且つ
記録速度もあまり早くすることができなかった。

【０００５】そこで本出願人は更に検討を進め、特開平
６−１５５７９８号公報で、トナーを保持した担持体と
アパチャ電極体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を提案
している。

【０００６】この画像形成装置では、複数のアパチャを
列状に配置した絶縁性シートからなるアパチャ電極体
を、その一面側がトナー担持ローラの周面に対向するよ
うに配置するとともに、そのアパチャ電極体のトナー担
持ローラと反対側の面、すなわち、記録媒体と対向する
側の面に、帯電したトナーのアパチャ通過を制御する制
御電極を各アパチャ毎に区分して設置し、さらに、所定
の極性の電圧が印加された背面電極ローラを、記録媒体
の裏面側に接触するように配置して、前記アパチャから
引き出されたトナーを、静電気力で記録媒体の表面に向
かって飛翔させるようにしている。

【０００７】この画像形成装置によれば、制御電極によ
る電界が、制御電極とアパチャの内部、およびそのアパ
チャと対向するトナー担持ローラのトナー担持面との間
に形成されるので、担持されるトナーに直接、制御電界
を印加できるため、制御効率がよく、また、供給される
トナーの一部が、アパチャ電極体との接触により機械的
な力等を受け、非画像部に対応するアパチャ内に進入し
ても、アパチャ内部の電界でアパチャを通過しないよう
に制御できるため、かぶりがでない。よって、高画質の
画像を容易に得ることができる。さらに、トナー担持ロ
ーラとアパチャ電極体とがトナー層を挟んで対向してい
るので、それらを比較的近距離に配置することができ、
低い制御電圧でもトナーの流れを適確に制御することが
できる。従って、高価な制御用駆動素子等を必要とせ
ず、安価で、しかも信頼性が高い等の優れた効果が期待
できる。

【０００８】このプロセスにおいてむらの無い画像を得
るためアパチャ下に供給されるトナー担持体上のトナー
は均一である必要がある。そのため、トナー担持ローラ
ー上のトナーをトナー担持ローラー方向に押圧されるよ
う配置された金属製層規制ブレードとの間をくぐらせト
ナー層厚を均一にしたものが用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
ロセスにおいてにトナー担持ローラー上のトナーを均一
にするためのブレードを必要とし装置の構成が複雑にな
り、小型化、低コスト化が難しいという欠点があった。

【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、層規制用に新たな部材を必要と
せず、よって構成が簡単で安価な画像形成装置を提供す
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、請求項１記載の画像形成装置は、複数の開口を有し
各開口の電界を制御する荷電体流制御手段と、その荷電
体流制御手段に帯電した荷電体を供給する荷電体担持手
段を備えた画像形成装置であって、前記荷電体流制御手
段の荷電体供給上流側端部を、前記荷電体担持手段上の
荷電体に圧接するよう配置したことを特徴としている。

【００１２】よって、荷電体流制御手段の端部が荷電体
担持手段上の荷電体の層厚を均一にする。

【００１３】また、請求項２記載の画像形成装置は、請
求項１記載の画像形成装置であって、前記荷電体流制御
手段の前記荷電体担持手段に圧接される端部の側面と荷
電体担持手段との間の迎え角が７０度から９０度の範囲
であることを特徴としている。

【００１４】また、請求項３記載の画像形成装置は、請
求項１または２記載の画像形成装置であって前記荷電体
担持手段と反対側に配置されたシート部材によって前記
荷電体に圧接されることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００１６】図１は、本実施の形態の画像形成装置の概
略構成図であり、その下部にトナー供給装置１０が設け
られるとともに、トナー供給装置１０の上部には、トナ
ー流の制御を行う荷電体流制御手段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の上方
には、およそ１ｍｍの間隔を保持して背面電極、好まし
くは背面電極ローラ２２が回転可能に配設されている。
また、アパチャ電極体１と背面電極ローラ２２の間隙に
は、背面電極ローラ２２の図１に示す矢印Ｄ方向への回
動によって、さらには、搬送ローラ１９の回転等によっ
て、記録媒体２０が図１に示す矢印Ｃ方向に搬送される
とともに、その搬送先には、一対の加圧ローラと加熱ロ
ーラとからなる熱定着装置２６が配設されている。な
お、この熱定着装置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置換え可能である。

【００１７】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、先ず、前記トナー供給装置１０は、図１に示される
ように、装置全体のハウジングを兼ねるトナーケース１
１が設けられ、そのトナーケース１１内に、荷電体、望
ましくは絶縁性のトナー１６が収納されるとともに、ト
ナー１６を担持してアパチャ電極体１に向かって搬送す
るための荷電体担持手段としての円筒形のトナー担持ロ
ーラ１４が、図１に示す矢印Ｂ方向に回動可能に設けら
れている。また、トナー担持ローラ１４の左斜め下方に
は、トナーケース１１に収容されているトナー１６をト
ナー担持ローラ１４に給送する円筒形の供給ローラ１２
が、図１に示す矢印Ａ方向に回転可能に設けられてい
る。そして、供給ローラ１２とトナー担持ローラ１４と
は、それらの円筒面の母線が接するように互いに平行に
配設されている。

【００１８】前記アパチャ電極体１は、図２に詳細に示
されるように、たとえば、厚さ２５μｍ程度のポリイミ
ド製の絶縁性のベース２から構成され、そのベース２
に、直径６０μｍ程度の多数のアパチャ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程度の銅、あるい
は、金等の導電性金属パターンからなる制御電極４が各
アパチャ６毎に形成されている。

【００１９】アパチャ列の一方の側は制御電極４から導
電性金属パターンからなる引き出し線７が引き出されベ
ース２上に登載された駆動ＩＣ８に接続されている。

【００２０】また、アパチャ列の他方の側のベース２は
アパチャ列から約５ｍｍの距離でアパチャ列と平行に切
断されており、切断面１８はベース面と約８０度の角度
をなしている。また、切断端部はポリイミドシート１７
と、ベース上面と重ね合わされ接着されている。ポリイ
ミドシート１７の反対側はトナーケースに接着されてい
る。

【００２１】アパチャ電極体１はトナー担持ローラー１
４に対して、アパチャ６の各々の中心線がトナー担持ロ
ーラ１４の周面の最上部分と、トナー担持ローラ１４の
中心軸とを通過する位置で、駆動ＩＣ８側をトナー供給
下流側、ポリイミドシート１７接着側をトナー供給上流
側に向けられて配置され、アパチャ電極体１のベース２
のＩＣ搭載側の端部とポリイミドシート１７のベースと
接着されていない側の端部は張力を加えてトナーケース
に接着されているので、ベース２はアパチャ列を中心に
両側を約３度たわんでアパチャ列を中心に両側約５ｍｍ
にトナー担持ローラーに圧接している。

【００２２】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６内の全域で均一にすること
ができる。しかも、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。

【００２３】また、アパチャ電極体のベース２のトナー
供給上流側は端部がトナー担持ローラー１４に圧接され
切断面１８はトナー担持ローラー１４と８０度の迎え角
を形成する。

【００２４】なお、駆動ＩＣ８は、画像信号に基づい
て、画像部に対応する制御電極４に対しては＋３０Ｖ程
度の正電圧を、非画像部に対応する制御電極４に対して
は０Ｖ、あるいは、−３０Ｖ程度の負電圧を印加するよ
うに構成されている。一方、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、直流高圧電源からな
る背面電圧印加回路２４が接続されており、背面電極ロ
ーラ２２に対して＋１ｋＶ程度の高電圧を印加し得るよ
うになっている。

【００２５】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。

【００２６】先ず始めに、供給ローラ１２が図１に示す
矢印Ａ方向に回動することにより、トナーケース１１内
に収容されているトナー１６は、トナー担持ローラ１４
に向けて搬送される。そして、供給ローラ１２から供給
されてきたトナー１６のうち余分なものは、アパチャ電
極体１の切断面１８によって戻され、一定量のトナー
が、アパチャ電極体１と担持ローラー間に誘導され、薄
く均一な厚みのトナー層となって担持される。トナー担
持ローラー上で薄層化されたトナーはトナー担持ローラ
ー１４、アパチャ電極間に誘導され、アパチャ電極に擦
られながら所定の極性、ここでは負極性（マイナス）に
帯電させられる。

【００２７】そして、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が矢印Ｂ方向に
回転するに伴って、トナー担持ローラ１４の円筒形のロ
ーラ表面に担持されたまま、アパチャ電極体１に向けて
搬送される。

【００２８】トナー担持ローラー１４上のトナーは、ア
パチャ電極体１と擦られ転動しているので、トナー担持
ローラ１４とトナーの付着力が充分に緩和された状態
で、アパチャ電極体１のアパチャ６下に供給されるトナ
ー１６は、低い制御電圧でアパチャ６の通過を制御する
ことが可能であり、画像信号に応じてトナーの流れを適
確に制御することができる。

【００２９】たとえば、画像信号に応じて、その画像部
に対応する制御電極４に対し、制御駆動ＩＣ８から＋３
０Ｖの正電圧が印加されると、その制御電極４に対応す
るアパチャ６の近傍には、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、負極性に帯電されているトナー１６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。この引き
出されたトナー１６は、さらに、背面電極ローラ２２に
印加されている＋１ｋＶの高電圧によって、記録媒体２
０とアパチャ電極体１との間に形成される電界により、
記録媒体２０に向かって飛翔し、同媒体２０上に堆積し
てドット状の画素を形成する。

【００３０】また、非画像部に対応する制御電極４に
は、駆動ＩＣ８から０Ｖ、あるいは−３０Ｖの負電圧が
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、制御電極４よりトナー担持ローラ１４
に向かう電界が形成されず、アパチャ６を通過し得な
い。しかも、このとき、−３０Ｖの負電圧が印加される
ようにした場合は、トナー担持ローラ１４よりも低い電
圧が制御電極４に印加されるため、それらの間に前記画
像部に対応する電界とは逆の電界が形成されることとな
り、トナー１６の飛翔がより効果的に抑止される。よっ
て、かぶりの少ない画像が形成されることとなる。

【００３１】一方、アパチャ電極体１と背面電極ローラ
２２との間隙を通って搬送される記録媒体２０は、その
面上にトナー１６によって１列の画素が形成される間
に、開アパチャ６の列と直交する方向に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、記
録媒体２０の全面にトナー像が形成される。その後、記
録媒体２０に形成されたトナー像は、熱定着装置２６に
よって記録媒体２０上に定着される。

【００３２】なお、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。

【００３３】たとえば、上記実施例の形態におけるアパ
チャ電極体１の上流側端はポリイミドシートに接着され
トナー担持ローラーに圧接されているが、ポリイミドシ
ートに換えて、金属板、セラミック板を用いても良い。

【００３４】また、エッジの角度は８０度に限らない。
ただし、トナー層との迎え角が小さくなると、トナー層
厚が大きくなり、形成される層厚の安定性が低くなるの
で、７０度から９０度が好ましい。

【００３５】特に９０度のときは、ベース２の製法が簡
単になる効果がある。

【００３６】また、上記実施例の形態においては、荷電
体流制御手段として、円形のアパチャ６を一列に設けた
アパチャ電極体１を用いたが、たとえば、三角形、ある
いは四角形等の角形のアパチャであってもよいし、特表
平１−５０３２２１号公報に記載されるようなメッシュ
状の電極体を用いることも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、請
求項１記載の画像形成装置によればアパチャ電極体ベー
スがトナー層規制をするので、トナー層規制部材を別に
設ける必要が無く構成が簡単で安価な画像形成装置を提
供できる効果がある。

【００３８】また、請求項２記載の画像形成装置によれ
ば、安定したトナー層厚を得られることにより安価に加
えむらのない高画質の画像を形成しうる画像形成装置を
提供できる効果がある。

【００３９】また、請求項３記載の画像形成装置によれ
ば、簡単な構成でアパチャ電極体のベースの端部を荷電
体層に圧接することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した画像形成装置の一実施例を
示す概略構成図である。

【図２】本発明の荷電体流制御手段としてのアパチャ電
極体を上方から視た一部切欠斜視図である。

【図３】本発明を具体化した画像形成装置のアパチャ電
極体付近の拡大図である。

【符号の説明】

１アパチャ電極体２ベース４制御電極６アパチャ１４トナー担持ローラー１６トナー１７シート１８切断面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の開口を有し各開口の電界を制御す
る荷電体流制御手段と、その荷電体流制御手段に帯電し
た荷電体を供給する荷電体担持手段を備えた画像形成装
置において、前記荷電体流制御手段の荷電体供給上流側端部を、前記
荷電体担持手段上の荷電体に圧接するよう配置したこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記荷電体流制御手段の前記荷電体担持
手段に圧接される端部の側面と荷電体担持手段との間の
迎え角が７０度から９０度の範囲であることを特徴とし
た請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記端部は、前記荷電体担持手段と反対
側に配置されたシート部材によって前記荷電体に圧接さ
れることを特徴とした請求項１または２記載の画像形成
装置。