JP2910018B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、感光体ドラムその他の潜像担持体を介さず
に直接普通紙その他の記録材にトナー像を付着可能に構
成した画像形成装置に係り、特に電磁気的に開閉可能な
トナー通過孔群を所定方向に沿って配列したトナー通過
手段を介して、トナー担持体と背面電極を対面配置し、
該背面電極表面に沿って記録材を移動させながら、画像
情報に対応した制御電圧を前記トナー通過手段に印加し
ながらトナー通過孔を選択的に開放し、該通過孔を介し
て前記担持体に担持したトナーを記録材側に転移可能に
構成した画像形成装置に関する。

「従来の技術」 従来より潜像担持体として機能する感光体ドラムを用
いずにトナー担持体上に担持させたトナーを直接、画像
情報に対応させてドットパターン上に記録材上に転送さ
せる画像形成装置は公知であり、（スエーデン国特許願
第8704883号他） かかる装置構成を第１図に示す本発明の基本構成図に
基づいて簡単に説明するに、１は電磁気的にトナーを薄
膜状に保持したスリーブ状のトナー担持体、２は該トナ
ー担持体１に対向配置された背面電極で、両者間にマト
リックス状の制御グリッド３を配し、該制御グリッド３
に通電制御することにより、該マトリックス間のトナー
通過孔3aに作用する現像電界を画像情報に対応させて選
択的に遮断若しくは導通可能に構成し、これにより前記
背面電極２表面を通過する記録材８上に前記トナー通過
孔3aを介して画像情報に対応したトナーがトナー担持体
１より転移可能に構成したものである。

そして前記制御グリッド３はり第４図に示すように長
手方向（Ｘ）に延在する複数本のループ電極31Xと、該
ループ電極31Xに対し所定角度傾斜させて平行に延設す
る多数本のループ電極31Yからなるマトリックス状のル
ープ線群31X-31Yを絶縁フィルムを介して表裏両面より
サンドイッチ状に絶縁性フィルム32A,32B,32Cで挟着さ
せると共に、前記両ループ線31X-31Yに挟まれる部位及
びサンドイッチするフィルム32A-32Cの対向する面に夫
々貫通孔を穿孔し、トナー通過孔3aとなしたFPCにより
形成されるのが一般的である。

「発明が解決しようとする技術的課題」 さてかかる従来技術によればグリッドの制御電圧と背
面電極でつくる電界ホールの大きさによってドットの大
きさが規制されるが、通過孔3aを無用に小径化すると目
詰りが生じ易く、この為一般的には前記制御グリッド３
に印加される制御電圧による電界強度によりトナー通過
孔3aを制御し、印字ドットの小径化を図っている。

又前記制御電圧のスイッチングを高速化すればするほ
ど小径化されたトナー通過孔3aに背面電極２とトナー担
持体１間に形成される現像電界のみで、高画像濃度に必
要な十分なる量のトナーを通過吸引させる事は中々困難
であり、又画像濃度を高めるために前記現像電圧を高電
圧化する事は安全上からも、又耐久性の面からも問題と
なる。

又前記現像電界のみでは、前記制御電圧が印加してい
る制御グリッド３部で電界が一旦絞られる為に、該電界
分布が背面電極２側に向け末広がり状になり、ドット状
の印字領域の周囲にドーナツ状のトナー飛散領域が形成
されてしまい、ドットがぼけてしまう。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記トナー通
過孔を小径化しても又前記制御電圧のスイッチングを高
速化した場合においても、言換えれば記録速度の高速度
化と印字ドットの緻密化を図った場合においても高画像
濃度と印字ドットの鮮明化を達成し得る画像形成装置を
提供する事を目的とする。

又本発明の他の目的とする所は印字ぼけを防止しつつ
より高解像化を図り得る画像形成装置を提供する事にあ
る。

「課題を解決する為の技術手段」 請求項１）記載の発明は、磁性トナーを用い、該磁性
トナーをトナー担持体１の背面側に配した固定磁石体
（集成体）により担持可能に構成した画像形成装置に関
するもので、 前記固定磁石体は、前記トナー通過孔群のうち少なく
とも前記記録材移動方向に配置した複数のトナー通過孔
に対応して前記トナー担持体の背面に配置され、 前記背面電極の背面側に、前記複数のトナー通過孔と
対峙して前記固定磁石体の磁極と逆極性の磁極を有する
磁石体を配置するとともに、 前記逆極性の磁極をそれぞれ前記トナー通過孔に対向
配置することにより、前記逆極性の磁極に対応した磁力
分布を複数存在させ、該磁力分布を前記記録材移動方向
に沿って配置せしめ、 少なくとも前記背面電極２の前記複数のトナー通過孔
と対峙する部位（以下制御グリッド配設位置という）
と、前記トナー担持体１の背面側に配した前記固定磁石
体11との間で前記背面電極２側に向けトナーの磁気的吸
引力を生じせしめた事を特徴とする。

このような構成は例えば第１図に示すように前記固定
磁石集成体11と逆極性の磁石体22を、前記背面電極２の
背面側に配してもよく、又前記背面電極２の制御グリッ
ド配設位置と対峙するフィルムを磁性体で形成してもよ
い。

そして、単に前記逆極性の磁石体22を配する構成で
は、磁力分布が制御グリッド３の短手幅（現像幅）の中
央が大になり、その両側の磁力分布が低下する為に、特
に前記現像幅を拡幅化しようとすると必ずしも均等な画
像濃度を得る事が出来ない場合がある。

そのために本願発明においては、第２図（ｄ）に示す
ように、前記背面電極２の背面側に、前記複数のトナー
通過孔と対峙して前記固定磁石体の磁極と逆極性の磁極
を有する磁石体21′を配置するとともに、 前記逆極性の磁極S,Sをそれぞれ前記トナー通過孔に
対向配置することにより、前記逆極性の磁極S,Sに対応
した磁力分布を複数存在させ、該磁力分布を前記記録材
移動方向に沿って配置せしめた。

この様な場合に、前記磁石体に磁力分布を複数存在さ
せ、該磁力分布を記録材移動方向即ち現像幅方向に沿っ
て平行に配置すればよい。

さて請求項３）に記載した発明は、磁性トナーを用い
る装置に限定される事なく前記目的を達成せんとするも
ので、前記トナー通過孔3aの長手方向若しくは短手方向
に沿うほぼ線上に沿って、夫々電磁気的にトナーの集束
化を行なう手段を配した事を特徴とするものである。

そしてこの様な集束手段は第３図に示すように、トナ
ー担持体１の背面側に配した固定磁石体11との間に形成
する事も可能であるが、また、トナー通過孔3aに沿って
延設される線電極2aで形成する事も出来る。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳し
く説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品
の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な
記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定す
る趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の実施例に係る基本動作を説明する画
像形成装置の要部構成を示し、その構成を簡単に説明す
るに、１は現像ローラ、６は該現像ローラ１を回転可能
に軸支すると共に、下面側に帯状開口61を形成したトナ
ー容器、３は前記帯状開口61に張設した制御グリッド、
20は該制御グリッド３と所定空隙を介して対面配置させ
た背面電極ユニット、４は前記背面電極に現像電圧を印
加する電源回路、５は画像情報に対応する信号を生成す
る制御回路、51は該信号に基づいて前記制御グリッド３
をスイッチングする駆動回路、７は底面より付勢された
バネ71を介して前記背面電極２を所定位置に位置決め固
定させる装置本体である。

次にこれらの主要部材について詳説するに、トナー容
器６は内部に一成分磁性トナーを収納すると共に、前記
現像ローラ１と対面する内壁面にドクターブレード62を
設ける。

現像ローラ１は、現像スリーブ10と該スリーブ10内に
内包させた固定磁石集成体11からなり、前記現像スリー
ブ10を表面をアルマイト処理若しくは絶縁層を被覆した
アルミ筒（非磁性筒）で形成すると共に、該現像スリー
ブ10を接地させている。

そして固定磁石集成体11は前記帯状開口61と対面する
側をＮ極としている。

一方背面電極ユニット20は、その本体たる電極板２を
前記制御グリッド３と平行なスリット間隙を介して対峙
可能に帯状平板状の導電性部材で形成すると共に、その
表面層に記録材８との間でのリーク等を防止し且つ円滑
な挿通を確保するために摺動抵抗の低い絶縁膜、例えば
アルマイトやフッ素樹脂で被覆する。

そして該本体２の背面側には前記トナー容器６の帯状
開口61とほぼ同一幅の磁性体22を現像スリーブ10の軸方
向に沿って延設固着させるとともに、これらを絶縁性の
支持部材25上にほぼ面一になる如く固着させる。

そして該背面電極２は、背面側に設けた男性部材71に
より付勢された状態で、装置本体の一部をなす支持体27
に係止させる。

尚前記磁性体22は前記したように鉄その他の磁性材料
で形成されるが、これのみに限定される事なく、前記固
定磁石集成体11の帯状開口と対面する側に位置するＮ極
と逆極性の極性を有する磁石体21（第３図）で形成して
もよい。

次にかかる実施例の作用を第２図の作用図を中心に模
式的に説明する。

第２図はいずれもトナー担持体１を省略した固定磁石
集成体11と背面電極２の関係を示す。

（ａ）は背面電極２を非磁性体で形成した従来技術
で、この場合は制御グリッド３と対面する位置に配した
固定磁石集成体11のＮ磁極は、隣接する集成体11のＳ極
との間で磁界が形成され、トナーは現像電界のみの力で
記録材側に吸引される事になる。

（ｂ）は背面電極２自体を磁性体とした本発明の実施
例で、この場合は前記固定磁石集成体11のＮ磁極は、背
面電極２との間で磁界が形成されることとなり、トナー
は現像電界とともに該磁界の作用によりトナーが記録材
側に吸引される事になる。

しかしながらこの場合は固定磁石集成体11の磁界によ
ってのみ背面電極２の磁性体が励磁される為に、該集成
体11中心を通る垂直線より現像幅方向に遠ざかるに連れ
励磁力が弱くなり、現像幅方向における画像濃度の均一
性が薄れる。

（ｃ）は前記欠点を解消する為に、背面電極２よりの
背面側にＳ磁極に着磁した磁石体22を配した他の実施例
で、この場合は前記固定磁石集成体11のＮ磁極は、背面
電極２とのＳ磁極間で磁界が形成される為に現像幅方向
に均等な磁力分布が形成し得、記録速度の高速化が可能
となる。

尚、前記構成では、磁力分布が制御グリッド３の短手
幅の中心部が大になり、その両側の磁力分布が低下する
為に、特に前記現像幅を拡幅化しようとすると必ずしも
均等な画像濃度を得る事が出来ない場合がある。

この様な場合（ｄ）に示すように、磁石体21′に制御
グリッド３中心を挟んでその両側に磁力分布を形成する
事により、現像幅方向に一層均等な磁力分布が形成し
得、記録速度のより高速化が可能となる。

さて前記各実施例では制御グリッド３の幅方向に均等
に磁力分布を形成したが、これのみでは前記制御グリッ
ド３のトナー通過孔3a通過後のトナーの拡散を必ずしも
防止し得ない。

そこで磁石体21を第３図に示すように櫛歯状に形成
し、その櫛歯の突起部分21aをトナー通過孔3aの長手方
向若しくは短手方向に沿う線上に沿って配する事によ
り、該突起部分21aに磁力が集束化し、印字ドットへ向
けトナーの集束化が図られ、画像鮮明化が可能となる。

尚、前記集束化は、同図に示すように絶縁性の板状部
材23内に、線状電極2aをトナー通過孔3aの長手方向若し
くは短手方向に沿う線上に沿って配して背面電極２を形
成しても可能であり、特に該線状電極2aと前記櫛歯磁石
体21を組合せる事により一層の集束化が可能である。

「効果」 以上記載した如く本発明によれば、現像電界とともに
磁気的吸引力を利用して記録材側へのトナー付着を行な
う為に、制御グリッドのトナー通過孔を小径化しても又
前記制御電圧のスイッチングを高速化した場合において
も、言換えれば記録速度の高速度化と印字ドットの緻密
化を図った場合においても高画像濃度と印字ドットの鮮
明化を達成し得る。

又、印字ドットへのトナー集束化が可能であるため
に、印字ぼけを防止しつつより高解像化を図り得る。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る画像形成装置の基本動作
を説明する要部構成図、第２図はその作用図、第３図は
トナー集束化を可能にした本発明の実施例に係る要部構
成図、第４図は本発明が適用される制御グリッドを示す
斜視図である。 ２……背面電極、2a……線状背面電極、3a……トナー通
過孔、11……固定磁石集束体（固定磁石体）、21、22…
…磁石体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−96570（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−192652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−45170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−244652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171164（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−262144（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−39068（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/385

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁気的に開閉可能なトナー通過孔群を所
   定方向に沿って配列したトナー通過手段を介して、磁性
   トナーを担持可能に背面側に固定磁石体を配したトナー
   担持体と、表面を記録材が移動可能な背面電極とを対面
   配置してなる画像形成装置において、 前記固定磁石体は、前記トナー通過孔群のうち少なくと
   も前記記録材移動方向に配置した複数のトナー通過孔に
   対応して前記トナー担持体の背面に配置され、 前記背面電極の背面側に、前記複数のトナー通過孔と対
   峙して前記固定磁石体の磁極と逆極性の磁極を有する磁
   石体を配置するとともに、 前記逆極性の磁極をそれぞれ前記トナー通過孔に対向配
   置することにより、前記逆極性の磁極に対応した磁力分
   布を複数存在させ、該磁力分布を前記記録材移動方向に
   沿って配置せしめ、 少なくとも前記背面電極の前記複数のトナー通過孔と対
   峙する部位と、前記トナー担持体の背面側に配した前記
   固定磁石体との間で、前記背面電極側に向けトナーの磁
   気的吸引力を生じせしめた事を特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】少なくとも前記背面電極の前記複数のトナ
   ー通過孔配設位置と対峙する部位を磁性体で形成した請
   求項１）記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】電磁気的に開閉可能なトナー通過孔群を所
   定方向に沿って配列したトナー通過手段を介して、トナ
   ーを担持させるトナー担持体と、表面を記録材が移動可
   能な背面電極とを対面配置してなる画像形成装置におい
   て、 前記トナー通過孔群のうち少なくとも前記記録材移動方
   向に配置した複数のトナー通過孔に対応して前記トナー
   担持体の背面に固定磁石体を配置し、 前記背面電極の背面側に、前記複数のトナー通過孔と対
   峙してトナー集束手段を配置するとともに、該トナー集
   束手段を前記固定磁石体の磁極と逆極性の磁極を有する
   磁石体もしくは、前記背面電極を線状背面電極として構
   成し、 前記逆極性の磁極もしくは前記線状背面電極をそれぞれ
   前記トナー通過孔に対向配置することにより、 前記複数のトナー通過孔の長手方向若しくは短手方向に
   沿うほぼ線上に沿って、前記複数のトナー通過孔に対応
   する磁気分布が均等化するように電磁気的にトナーの集
   束化を行なう事を特徴とする画像形成装置。