JP3082276B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、プリンター等に
応用される非接触直接変調式の静電記録装置である画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この画像形成装置は、トナー担持
体とアパチャー電極とから構成される。前記トナー担持
体は帯電したトナーを担持して、前記アパチャー電極付
近にこの帯電したトナーを供給する手段である。前記ア
パチャー電極は、それに画像信号が印加されることによ
って、帯電した前記トナーの流れを変調する制御手段で
ある。そして、この変調されたトナーが普通紙などの支
持体上に投射され、画像などが形成される。前記トナー
担持体には、例えば、特願平２−１０９０６号の願書に
添付された明細書および図面に記載されているような、
円筒面に弾性体からなる複数のブラシを有するブラシロ
ーラが知られている。

【０００３】このブラシローラは大量のトナーを担持
し、前記アパチャー電極付近まで運ぶ。その位置で、前
記ブラシがトナー粒子離脱部材と係合して弾性変形し、
その係合が外れて変形が解除されることによって、ブラ
シに担持されたトナーが、アパチャーに向かって飛翔す
る。

【０００４】又、前記画像形成装置は、例えば、特願平
２−２７９５６４号に添付した明細書及び図面に開示さ
れるように、トナー担持体と、落下制御部材と、アパチ
ャー電極とから構成されるものもある。

【０００５】この構成によれば、前記落下制御部材をト
ナーが接触、移動することによりトナーが帯電する。そ
して、その帯電したトナーが落下し、前記アパチャー電
極で制御することにより支持体に画像を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブラシローラを用いた画像形成装置、あるいは、落下方
式による画像形成装置によれば、逆極性トナーがあるた
め、アパチャー電極に画像信号が入力されていないとき
（ＯＦＦ時）にもトナー粒子がアパチャーを通過し、支
持体を汚したりする等の問題があり、最終的に印字品質
の低下を引き起こしていた。

【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、逆極性トナーがあっても、印字品
質の良い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、本発明の画像形成装置は、絶縁層に、当該絶縁層を
貫通する開口部と当該開口部を通過する帯電したトナー
粒子を制御する制御電極とを設けたアパチャー電極と、
前記アパチャー電極の上方に設けられ、前記開口 部を通
過したトナー粒子を画像が形成される支持体に引きつけ
る対向電極と、前記アパチャー電極に対して、前記対向
電極と反対側に設けられ、前記開口部の直下で前記帯電
したトナー粒子をアパチャー電極と平行に飛翔させて供
給するトナー供給手段と、前記開口部の直下で、前記帯
電したトナー粒子の飛翔方向と前記開口部の貫通方向と
のいずれにも直交し、前記開口部の直下を飛翔する帯電
したトナーに対して前記開口部の方向にローレンツ力を
発生させる方向に磁界を加える磁界発生手段とを備え
た。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明によれば、アパチャ
ー電極に平行に供給されたトナー（帯電粒子）が、その
運動方向に対して直交する方向かけられている磁界によ
りローレンツ力を受ける。この力を受ける方向は帯電極
性により逆になるため、必要な極性のトナーのみをアパ
チャーに引きつけることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１を
参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明の画像記録装置の構成を示
す概略構成図である。

【００１２】装置外装１７の左側部には挿入口１５が、
また、右側部には取り出し口１６がそれぞれ設けられて
いる。装置内部の挿入口１５と取り出し口１６との間に
は、記録部１と、それに隣接する熱定着部２と、ガイド
１３とが設けられている。挿入口１５から入った支持体
Ｐは、記録部１で画像が記録され、この支持体Ｐ上の画
像は、定着部２において熱定着される。そして、この支
持体Ｐは、ガイド１３を経由して、取り出し口１６から
取り出される。

【００１３】記録部１の内部には、回転可能に支持され
たブラシローラ３と、アパチャー電極９と、対向電極１
０と、基本電極３１とが設けられている。このブラシロ
ーラ３は円筒ローラの円筒面に複数のブラシが立設され
ており、このブラシはアクリルやテフロンといった弾性
体から形成される。その長さは略１ｍｍ程度であり、前
記円筒面の１インチ四方に３万本程度均等に配設されて
いる。このブラシローラ３の上方には、ブラシ掻きブレ
ード３０が配設されており、このブラシ掻きブレード３
０の先端は、ブラシローラ３に向かって延出してブラシ
に接触し、該ブラシを弾性変形させる。

【００１４】前記ブラシローラ３の回転方向の上流に
は、回転可能な供給ローラ４が設けられている。この供
給ローラ４は、トナーケースＫに覆われている。トナー
ケースＫの内部には、トナーＴが貯蔵されている。尚、
上記ブラシローラ３によりトナー担持体が、ブラシによ
り弾性部が、ブラシ掻きブレード３０によりトナー粒子
離脱部材が構成される。

【００１５】前記アパチャー電極９は、前記ブラシロー
ラ３の右上方に配置される。図２に示すように、アパチ
ャー電極９は、多数のアパチャー５が形成された絶縁層
６と、基準電極層７と、多数の制御電極層８とによって
構成される。前記アパチャー５は絶縁層６に形成された
開口であり、一列に配置されている。前記基準電極層７
は、前記絶縁層６のブラシローラ３側の全面に亘って配
設され、アパチャー５に連通する多数の開口を有する。
各制御電極層８は、前記絶縁層６の上面において各アパ
チャー５に対応して配置され、各々がアパチャー５に連
通する開口を有する。

【００１６】図１に示すように基準電極層７は接地さ
れ、また、それぞれの制御電極層８は信号ソースＳに接
続される。また、ブラシローラ３及び基本電極３１は、
電源Ｅ１のプラス極側に接続されている。

【００１７】磁界Ｙは、アパチャー電極９の下方におい
て紙面に垂直に手前から向こう側に向かって永久磁石に
より加えられる。

【００１８】前記対向電極１０は、前記アパチャー電極
９の上方に配置され、この対向電極１０とこのアパチャ
ー電極９との間を支持体Ｐが通過する。この対向電極１
０は、電源Ｅ２のマイナス極側に接続される。尚、電源
Ｅ１のマイナス極側及び電源Ｅ２のプラス極側は接地さ
れている。また、前記基本電極３１はアパチャー電極９
を挟んで対向電極１０と相対する位置にある。

【００１９】また、記録部１右方には、ガイド１３及び
一対のガイドローラ１４が配設され、挿入口１５から挿
入された支持体Ｐは、ガイド１３及び一対のガイドロー
ラ１４によって、対向電極１０を経由して熱定着部２ま
で搬送される。

【００２０】熱定着部２の内部には、内部に熱源を備え
たヒートローラ１１と、プレスローラ１２とが接触して
設けられている。この熱定着部２は、支持体Ｐがこのヒ
ートローラ１１とプレスローラ１２との間を通過できる
ように構成されている。

【００２１】次に、上記構成を有する画像記録装置の動
作について説明する。

【００２２】記録部１において、供給ローラ４によっ
て、トナーＴがブラシローラ３に供給される。このとき
トナーＴは、供給ローラ４及びブラシローラ３と接触し
つつ摩擦され、例えばプラス（＋）に帯電する。帯電し
たトナーＴは、ブラシローラ３に担持され、ブラシロー
ラ３の矢印ｂ方向への回転に伴って、アパチャー電極９
付近に搬送される。

【００２３】トナーＴを担持したブラシは、アパチャー
電極９付近においてブラシ掻きブレード３０により弾性
変形させられると共に、その変形が解除される。このと
き、ブラシに適量に担持されたトナーが跳ね上がる。こ
の結果、トナーがクラウド状になって、アパチャー電極
９の基準電極層７の下面に沿って飛翔する。即ち、トナ
ーＴは図１において矢印ａの方向に飛翔し、飛翔方向ａ
はアパチャー５の開口方向と直行する。そして、飛翔し
ているトナーＴは、基本電極３１と基準電極層７間の電
界の作用により弱い力でアパチャー５側に引き寄せられ
る。

【００２４】この時、プラスに帯電したトナーＴは、ａ
方向に飛翔することにより磁界Ｙによりアパチャー電極
９方向にローレンツ力を受ける。マイナスに帯電したト
ナーＴは逆方向に力を受ける。これによりアパチャー電
極９には、プラス帯電のみのトナーが供給されることに
なる。

【００２５】そして、信号ソースＳからアパチャー電極
９の制御電極層８に印加される電圧によって、トナーＴ
の流れが変調される。即ち、アパチャー電極９の制御電
極層８にマイナス電圧が印加されると、アパチャー５内
部において、帯電したトナーＴを基準電極層７から制御
電極層８へ向かわせる電界が発生する。この電界によ
り、前記トナーＴはアパチャー５を通過する。そして、
制御電極層８に印加されるマイナス電圧を変化させる
と、前記電界の強さが変化し、トナーＴのアパチャー５
を通過する量が変化する。また、制御電極層８にマイナ
ス電圧が与えられないと、アパチャー５内部には前記電
界が発生しない。従って、トナーＴは、アパチャー５を
通過しない。このようにトナーＴは、アパチャー５を通
過したり、通過しなかったりする。

【００２６】一方、挿入口１５より装置内部に挿入され
た支持体Ｐは、ガイド１３とガイドローラ１４とによっ
て、対向電極１０に搬送される。

【００２７】そして、この場所で、信号ソースＳからア
パチャー電極９の制御電極層８に信号電圧が印加され
る。この信号電圧に基づいて、前記アパチャー電極９と
対向電極１０との間のトナーＴの流れが変調制御され
る。

【００２８】ここで、対向電極１０には、電源Ｅ２によ
ってマイナス電圧が印加されている。この電圧印加によ
って、変調制御されてアパチャー５を通過してきたトナ
ーＴが対向電極１０に向かって吸引される。そして、ア
パチャー電極９と対向電極１０との間には支持体Ｐが配
置されているから、支持体Ｐ上にトナーＴが塗布され
る。以上の結果、支持体上に画像等が形成される。

【００２９】その後、支持体Ｐは、記録部１から熱定着
部２へと搬送される。そして、支持体Ｐ上の画像は、熱
定着部２において熱定着される。この熱定着方法は、既
に公知の技術であるので、詳細な説明を省略する。

【００３０】熱定着部２を通過した支持体は、ガイド１
３を経由して、取り出し口１６へ搬送され、そして、取
り出される。

【００３１】以上詳述したように、本実施例の画像記録
装置は、ブラシローラ３とブラシ掻きブレード３０の作
用によりトナーＴが基準電極層７の下面に沿って飛翔
し、その飛翔方向がアパチャー５と直行している。そし
て、その運動方向に対して直交してかけられている磁界
によりローレンツ力を受ける。この力を受ける方向は帯
電極性により逆になるため、必要な極性のトナーＴのみ
をアパチャー電極９に引きつけることができる。従っ
て、印字品質の良い画像形成装置がを提供できる。

【００３２】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
ることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を
加えることができる。

【００３３】例えば、基本電極３１をなくすことも可能
である。そうすることにより構造を簡略化できる。

【００３４】又、トナーＴを落下させてアパチャー電極
９に供給する、特願平２−２７９５６４号に添付した明
細書及び図面に開示された方式にも利用可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の画像形成
装置は、トナーが基準電極層の下面に沿って飛翔し、そ
の飛翔方向がアパチャー電極と平行している。そして、
その運動方向に対して直交してかけられている磁界によ
りローレンツ力を受ける。この力を受ける方向は帯電極
性により、逆になるため必要な極性のトナーのみをアパ
チャー電極に引きつけることができる。すなわち、アパ
チャー電極に画像信号が入力されていないとき（ＯＦＦ
時）には、トナーがアパチャーを通過することがなく、
印字品質の良い画像形成装置がを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を具体化した一実施例を示す断
面図である。

【図２】図２は、アパチャー電極体の詳細を示す斜視図
である。

【符号の説明】

５ アパチャー ９ アパチャー電極 Ｐ 支持体 Ｓ 画像信号 Ｔ トナー Ｙ 磁界

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層に、当該絶縁層を貫通する開口部
   と当該開口部を通過する帯電したトナー粒子を制御する
   制御電極とを設けたアパチャー電極と、前記アパチャー電極の上方に設けられ、前記開口部を通
   過したトナー粒子を画像が形成される支持体に引きつけ
   る対向電極と、 前記アパチャー電極に対して、前記対向電極と反対側に
   設けられ、前記開口部の直下で前記帯電したトナー粒子
   をアパチャー電極と平行に飛翔させて供給するトナー供
   給手段と、 前記開口部の直下で、前記帯電したトナー粒子の飛翔方
   向と前記開口部の貫通方向とのいずれにも直交し、前記
   開口部の直下を飛翔する帯電したトナーに対して前記開
   口部の方向にローレンツ力を発生させる方向に磁界を加
   える磁界発生手段と を備えたことを特徴とする画像形成
   装置。