JP3132097B2 - アパチャー電極体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アパチャーに生じる電
界によって、荷電粒子、特に着色粒子（以下、トナーと
称す）のアパチャー通過を制御することにより、画像を
形成する方式を備えた画像記録装置に使用するアパチャ
ー電極体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アパチャーを有した電極に画像信
号を印加することによりトナー粒子のアパチャー通過を
制御し、支持体上に画像を得ることのできる画像記録装
置は米国特許第３,６８９,９３５号明細書で提案されて
いる。この明細書に記載された画像記録装置は、絶縁体
の層を挟んで片面に連続した導電体の基準電極ともう一
方の面に互いに絶縁された複数の導電体の制御電極とか
ら構成され、各絶縁された複数の制御電極毎に三層を貫
いて少なくとも一列のアパチャーを有しているアパチャ
ー電極体と、制御電極と基準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ーを
通るトナー粒子の流れを変調されるよう帯電した粒子を
投射する手段と、支持体とアパチャー電極体が相対的に
移動し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。

【０００３】このような画像記録装置では、形成画素の
密度を高くするためには、アパチャー電極体2の列方向
にアパチャー密度を高めたアパチャー電極体を用いた
り、あるいは、制御電極と基準電極とを絶縁層を介して
マトリクス状に形成し、その交点に制御電極と絶縁層と
基準電極とを貫くアパチャーを備えたマトリクス型のア
パチャー電極体を用いたりすることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマトリクス型のアパチャー電極体の構成では、複数
列の基準電極のうち有効になる基準電極は一列ずつであ
るため、その基準電極を順次切り替えてアパチャーを駆
動し画素を形成するので、すべてのアパチャーを個別に
駆動する方法に比べ画像形成に要する時間が基準電極の
本数倍だけ遅くなるという欠点があった。

【０００５】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、形成される画素密度が高く、さ
らに、画像形成を速く行なうことのできるアパチャー電
極体を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアパチャー電極体は、絶縁体にて形成された
基体と、その基体の片面に行方向及び列方向に配置され
た多数の列電極と、前記基体の他面に、前記基体をはさ
んで前記各列電極に対向して配置された多数の行電極
と、前記対向する列電極及び行電極と前記基体とを貫通
して形成された多数の開口を備えるアパチャー電極体で
あって、前記基体の片面に前記列電極に沿って列方向に
延びる列導電部を設けると共に、前記基体の他面に、前
記行電極に沿って行方向に延びる行導電部を設け、前記
行電極と行導電部、または、前記列電極と列導電部との
いずれか一方の間にダイオードを接続すると共に他方の
間を直接接続し、さらに、前記対向する行電極と列電極
との間にコンデンサ及び抵抗を接続している。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明のアパチャー電極体
では、多数の対向した行電極と列電極との間に画像デー
タに応じた電圧を印加することにより、その電圧がそれ
ぞれの行電極及び列電極に対応したコンデンサに保持さ
れる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００９】図２は本発明を具体化したアパチャー電極
体１を用いた画像記録装置の一実施例の断面図である。
図２において、アパチャー電極体１の上方には背面電極
ローラ３０が、回転して支持体３３を搬送するよう筐体
（図示せず）に回転可能に配設されている。アパチャー
電極体１の下方には、トナー供給装置２０が配設されて
いる。

【００１０】トナー供給装置２０は、以下のように構成
されている。トナーケース２１内にトナー２６が収納さ
れると共に、ブラシローラ２２と供給ローラ２３とが互
いに平行に配設されている。ブラシローラ２２の上部に
は、ブラシローラ２２の表面のブラシを掻くための掻き
ブレード２４が配設されている。さらに、掻きブレード
２４近傍からアパチャー電極体１の下へ、トナー２６の
流れをガイドする案内板２５が延びている。

【００１１】アパチャー電極体１は、図１に示すよう
に、２５μｍ厚の樹脂製絶縁シート２に直径１００μｍ
のアパチャー６が４列、長手方向のピッチが等しくなる
ように形成され、各アパチャー６の上面側にはデータ側
開口電極５が、下面側にはスキャン側開口電極７がそれ
ぞれ形成されている。また、前記下面側の長手方向に
は、アパチャー６と平行にスキャン電極１２が配設され
ており、前記上面側にはアパチャー６と平行にデータ電
極１１が配設されている。

【００１２】図３はデータ側開口電極５と、スキャン側
開口電極７の結線図である。この図に示すように、デー
タ側開口電極５は縦方向に４個ずつデータ電極１１から
のみ電流が流れるように、ダイオード８を介してデータ
電極１１に接続され、スキャン側開口電極７は長手方向
に一列ずつ４列のスキャン電極１２ａ，１２ｂ，１２
ｃ，１２ｄに接続されている。また各アパチャー６のデ
ータ側開口電極５と下スキャン側開口電極７とは、並列
に接続された抵抗１０とコンデンサ９とを介して接続さ
れている。

【００１３】データ電極１１はそれぞれデータ電極駆動
回路１４に接続され、スキャン電極１２はそれぞれスキ
ャン電極走査駆動回路１３に接続されている。データ電
極駆動回路１４は、画像データに応じてデータ電極１１
に印加する電圧を＋１５０Ｖか０Ｖに切り換えることが
できるよう構成されている。スキャン電極走査駆動回路
１３は０Ｖの電圧を順次スキャン電極１２に印加し、他
のスキャン電極１２には＋１５０Ｖの電圧を印加できる
よう構成されている。

【００１４】また、図２において、背面電極ローラ３０
は、＋６００Ｖの直流電源３４に接続され、アパチャー
電極体より０．６ｍｍだけ隔てた位置に配置されてい
る。

【００１５】上述のような構成において作用を以下に詳
述する。

【００１６】画像データが入力され、ブラシローラ２２
と供給ローラ２３が矢印Ａ方向に回転すると、トナー２
６はブラシとの摩擦により負に帯電させられて、そのブ
ラシに担持される。担持されたトナー２６はブラシロー
ラ２２の回転によって掻きブレード２４付近に向かって
搬送され、掻きブレード２４にてはじかれる。はじかれ
たトナー２６は、ブラシの弾性ではねあげられクラウド
状になって、図１において案内板２５の右側からアパチ
ャー６の下方へ送られる。

【００１７】ここでスキャン電極走査駆動回路１３によ
り一つのスキャン電極１２ａを０Ｖで保持し、他のスキ
ャン電極１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを１５０Ｖに保持した
状態で、画像データに応じてそれぞれのデータ電極１１
に画像部には＋１５０Ｖ、非画像部には０Ｖを印加す
る。すると、スキャン電極１２ａ上のアパチャー６のう
ちデータ電極１１に０Ｖの電圧を印加されたものは、そ
のアパチャー６に併設されたコンデンサ９には０Ｖの電
位差が保持される。データ電極１１に＋１５０Ｖの電圧
が印加されたアパチャー６には、そのアパチャー６に併
設されたコンデンサ９はダイオード８を通じて充電さ
れ、コンデンサ９には＋１５０Ｖの電位差が保持され
る。このアパチャー６の内部にはデータ電極１１側から
スキャン電極１２側に向けて電気力線が形成される。

【００１８】１５０Ｖの電圧を印加されているスキャン
電極１２ａ上のアパチャー６のうち、データ電極１１の
電位が０Ｖのアパチャー６では、ダイオード８がコンデ
ンサ９への充電を阻止するので、また、データ電極１１
の電位が＋１５０Ｖのアパチャー６はスキャン電極１２
との間に電位差がないので、アパチャー６に併設された
コンデンサ９の電位差はどちらも０Ｖである。

【００１９】次に、スキャン電極走査駆動回路１３によ
り、スキャン電極１２ｂを０Ｖで保持し、他のスキャン
電極１２ａ、１２ｃ、１２ｄに＋１５０Ｖを印加する。
これと同期して０Ｖで保持されたスキャン電極上１２ｂ
上のアパチャー６位置に対応する画像データによって、
それぞれのデータ電極１１に画像部は＋１５０Ｖ、非画
像部には０Ｖを印加する。スキャン電極１２ｂ上のアパ
チャー６のうちデータ電極１１に０Ｖの電圧を印加され
たものは、そのアパチャー６に併設されたコンデンサ９
には０Ｖの電位差が保持される。データ電極１１に＋１
５０Ｖの電圧が印加されたアパチャー６には、そのアパ
チャー６に併設されたコンデンサ９に＋１５０Ｖの電位
差が保持され、そのアパチャー６の内部にはデータ電極
１１側からスキャン電極１２側に向かう電気力線が形成
される。

【００２０】このようにスキャン電極１２を順次０Ｖに
切り替えながら、画像データに応じてデータ電極１１に
電圧を印加することにより、すべてのアパチャー６に併
設されたコンデンサ９に画像データに応じた電位差が保
持され、その電位差に応じた電界がすべてのアパチャー
６に同時に形成される。

【００２１】ここで、アパチャー６のスキャン電極１２
面近傍に供給されている負に帯電しているトナー２６
は、＋１５０Ｖの電位差が保持されているアパチャー６
ではアパチャー６内に形成されている電界によって、ス
キャン電極１２側からデータ電極１１側へアパチャー６
を通過し、さらには背面電極ローラ３０によって形成さ
れている飛翔電界によって支持体３３上に飛翔、保持さ
れ画像を形成する。一方、０Ｖの電位差の保持されてい
るアパチャー６にはアパチャー６内に電界が形成されて
いないので、トナー２６はアパチャー６を通過しない。

【００２２】アパチャー６の各コンデンサ９には抵抗１
０が並列に接続されているのでコンデンサ９に保持され
た電位差は時間とともに放電されて徐々に小さくなる。
そのため、画素形成中は上記走査を繰り返すことにより
電位差を保つ。

【００２３】すべてのアパチャー６分の画像を形成し終
えたら、支持体１３を搬送し新たな画像データを読み込
んで上記のように対応するアパチャー６に電圧を印加し
走査を繰り返す。但し、このとき以前にコンデンサ９に
＋１５０Ｖの電位差が保持されているアパチャー６が、
新たに非画像部となるときはその電位差は抵抗を通じて
放電し０Ｖとなる。

【００２４】このようにして支持体３３の全面にトナー
２６による画像が形成される。画像が形成された支持体
３３は図示しない周知の手段により定着されて、筐体の
外部へ排出される。

【００２５】なお、上述した実施例ではアパチャー６に
電界を形成するために０Ｖと＋１５０Ｖの電圧を用いた
が、これは２つの電極間にトナー２６を通過させるため
の電界を形成できればよく、本実施例に限定されない。

【００２６】また、上記実施例では負帯電トナーを用い
たがこれは正帯電トナーでもよい。ただし、このときダ
イオード８の極性はアパチャー６側をアノードとし、す
なわち、アパチャー６からデータ電極１１へ電流が流れ
る向きとし、スキャン電極１２の電位をデータ電極１１
の電位と比べて高電位とする。

【００２７】また上記実施例ではトナー２６をアパチャ
ー電極体１のスキャン電極１２側から供給しているが、
これをアパチャー電極体１のデータ電極１１側から供給
し、スキャン電極１２側に支持体３３及び背面電極ロー
ラ３０を設けてもよい。

【００２８】さらに、アパチャー電極体１に配設される
抵抗１０、コンデンサ９はディスクリート素子に限ら
ず、例えば上記実施例において絶縁シート２が高誘電率
で適当な導電性を備えていれば、ディスクリートな抵抗
１０、コンデンサ９はあえて必要ない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のアパチャー電極体を用いることより、一度にすべ
ての開口を駆動できるので、形成画素密度が高く、画像
形成を速く行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化したアパチャー電極体を示す上
面図及び断面図である。

【図２】アパチャー電極体を備えた画像記録装置の一実
施例を示す断面図である。

【図３】アパチャー電極体の各素子の結線を示す回路図
である。

【符号の説明】 １ アパチャー電極体 ２ 絶縁シート ５ データ電極側開口電極 ６ アパチャー ７ スキャン電極側開口電極 ８ ダイオード ９ コンデンサ １０ 抵抗 １１ データ電極 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ スキャン電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁体にて形成された基体と、その基体
   の片面に行方向及び列方向に配置された多数の列電極
   と、前記基体の他面に、前記基体をはさんで前記各列電
   極に対向して配置された多数の行電極と、前記対向する
   列電極及び行電極と前記基体とを貫通して形成された多
   数の開口を備えるアパチャー電極体において、 前記基体の片面に前記列電極に沿って列方向に延びる列
   導電部を設けると共に、前記基体の他面に、前記行電極
   に沿って行方向に延びる行導電部を設け、前記行電極と
   行導電部、または、前記列電極と列導電部とのいずれか
   一方の間にダイオードを接続すると共に他方の間を直接
   接続し、さらに、前記対向する行電極と列電極との間に
   コンデンサ及び抵抗を接続したことを特徴とするアパチ
   ャー電極体。