JP3255311B2 - 記録用電極 - 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、フ
ァクシミリ等に適用される記録装置に搭載される記録用
電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録用電極を搭載した記
録装置の一つは、米国特許第３６８９９３５号明細書に
開示されているように、開口部を有し、その開口部を通
過するトナーの流れを制御するアパチャ電極体と、この
アパチャ電極体の裏面に配置され、帯電したトナーを前
記アパチャ電極体の開口部に供給するトナー供給装置
と、そのトナー供給装置により供給され、前記アパチャ
電極体の開口部を通過したトナーを、前記アパチャ電極
体の表面に配置される支持体に導く対向電極とを備え
る。

【０００３】また、特願平４−２５４４９４号の願書に
添付された明細書及び図面には、図４に示すように、開
口部７４を有する絶縁性のシート７２とこの開口部７４
の周りに設けられた制御電極７３とから構成されるアパ
チャ電極体７１と、そのアパチャ電極体７１の絶縁性の
シート７２側に接触して配置され、このアパチャ電極体
７１の開口部７４にトナー１４を供給するように構成さ
れるトナー担持体１１とから構成された画像形成装置が
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の装置では、アパチャ電極体の制御電極のための
電極引き回しパターンの一部が、絶縁性のシートを挟ん
で、トナー担持体と近接あるいは接しているために、例
えば、トナー担持体の移動方向の上流に、制御電極引き
回しパターンが位置する場合において、制御電極に印加
される制御電圧によって、開口部に供給されるトナーの
量に少なからず影響を与えている。

【０００５】即ち、図４を参照して詳細に説明すると、
制御電極７３にトナー通過電圧３０ボルトが印加される
と、開口部７４の内部において、トナー担持ローラ１１
と制御電極７３との間にトナー通過電界が形成されると
ともに、開口部７４以外の場所においても、開口部に形
成される電界に比べて、絶縁層７２の厚み分や、比誘電
率分小さくなるものの、絶縁層７２を挟んで、トナーが
制御電極７３の方向に向かう電界が形成される。

【０００６】この電界によって、開口部７４のトナー担
持ローラ１１の上流に位置する制御電極７３ａの裏の絶
縁層７２にトナーが引きつけられて付着して、それよっ
て、トナー担持ローラ１１上のトナーの量が、絶縁層７
２に移動付着した分だけ減少し、その結果、トナー担持
ローラ１１が回転することによって開口部７４に供給さ
れるトナーは、極僅かになってしまう。この結果、開口
部を通過するトナーの量がずいぶん少なくなって、記録
濃度が薄くなるという問題がある。

【０００７】この記録濃度が薄くなるという問題は、特
に、絶縁シートにトナーが付着し始めるトナー通過電圧
印加開始時に顕著に起こることによって、記録ドットの
立ち上がりを鈍らせて、解像度を低下させたり、記録濃
度のむらを引き起こさせたりする。

【０００８】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、高解像度、高画質の記録を達成
することが可能となるような、記録用電極を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の記録用電極は、複数の開口部が列設された
絶縁性の基材と、前記各開口部に対応して前記基材の表
面に形成された制御電極とを備え、前記基材の前記制御
電極が形成された一方の側とは反対の他方の側に設けら
れたトナー担持体によって担持され前記開口部まで搬送
されたトナーを、前記トナー担持体と前記制御電極との
間に電界を発生させることによってトナー担持体から飛
翔させ、前記開口部を貫通させ、前記基材の前記一方の
側に搬送された被記録媒体上に付着させて、所望の画像
を前記被記録媒体上に記録するためのものを対象とし
て、特に、前記基材の前記他方の側の面には、前記トナ
ー担持体と同電位のシールド電極が形成され、そのシー
ルド電極は、少なくとも前記トナー担持体の搬送方向上
流側において前記開口部の列に沿って繋がっている部分
を有し、前記トナー担持体の搬送方向下流側において前
記開口部の列に沿って形成されていない部分を有するこ
とを特徴としている。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録用電極によれ
ば、シールド電極によって、制御電極に印加される電圧
がシールドされる。

【００１１】

【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。

【００１２】図１は、本発明の記録用電極の構成を具体
化した概略図である。図１において、この記録用電極と
してのアパチャ電極１は、後述する絶縁材料からなる板
状の基材としての絶縁層２を備え、その長手方向には、
多数の開口部４が等間隔で一列に並んで設けられてい
る。また、前記絶縁層２の上面には、各開口部４を独立
して取り囲むように多数の制御電極３が設けられてい
る。

【００１３】さらに、絶縁層２を挟んで、制御電極の反
対側に、シールド電極５が設けられる。このシールド電
極５は、少なくとも開口部４の周りの絶縁層２が露出す
るようにして設けられる。このシールド電極５の開口部
４を露出する領域は、後述するトナー担持体としてのト
ナー担持ローラ１１と、制御電極３との間に形成される
制御電界に影響を及ぼさない範囲に設けられる。たとえ
ば、本実施例では、開口部４の開口周縁からから１００
μｍほど離れた位置にシールド電極５が設けられてい
る。

【００１４】前記絶縁層２は、厚さ１２．５μｍの高分
子樹脂フィルム、望ましくはポリイミドによって構成さ
れており、前記制御電極３及びシールド電極５は、厚さ
１μｍの金属膜、望ましくは銅によって構成されてい
る。そして、各制御電極３は制御電圧印加回路８にそれ
ぞれ接続されている。また、前記開口部４は、３００Ｄ
ＰＩの記録解像度をめざすならば、望ましくは、穴径３
０μｍから１５０μｍの範囲の貫通穴が良い。一方、シ
ールド電極５は、通常、アースに接続される。

【００１５】図２は、本実施例のアパチャ電極を搭載し
た記録装置の構成を具体化した概略図であり、装置外装
２６の右側部には、画像を記録すべき被記録媒体として
の支持体Ｐを挿入するための挿入口２１が設けられてお
り、左側部には、画像が記録された支持体Ｐが排出され
る取り出し口２２が設けられている。そして、装置内部
には、アパチャ電極１と、対向電極６と、トナー供給装
置１０とが設けられている。

【００１６】前記アパチャ電極１は、装置内のシャーシ
（図示せず）に設けられた台９によって支えられてい
る。

【００１７】そして、前記アパチャ電極１の下部には、
トナー供給装置１０が設けられている。このトナー供給
装置１０は、トナーケース１５によって覆われており、
トナー担持ローラ１１と、供給ローラ１２と、ブレード
１３とから構成されている。また、前記トナーケース１
５の内部には、トナー１４が貯蔵されている。前記供給
ローラ１２は、前記トナー担持ローラ１１にトナー１４
を供給するために、図の矢印方向に回転するように構成
されている。更には、前記ブレード１３は、トナー担持
ローラ１１に圧接するように配設されている。更に、ト
ナー担持ローラ１１は、アパチャ電極１のシールド電極
５側の全ての開口部４付近に接するように設けられる。

【００１８】前記トナーは、平均粒径が約１０μｍの粉
砕したものが用いられ、例えばマイナスに帯電し易いも
のが、用いられる。

【００１９】前記アパチャ電極１の上方には、対向電極
６が配置されている。更に、この対向電極６とアパチャ
電極１との間には、支持体Ｐが通過できるような、例え
ば１ミリのスペースが設けられている。そして、この対
向電極６には、電源７によって、プラス１キロボルトの
電圧が印加されるようになっている。

【００２０】支持体Ｐは一対のガイドローラ２３によっ
て、挿入口２１から対向電極６の下方へ向って搬送さ
れ、対向電極６を通過した後、内部に熱源を備えたヒー
トローラ２４とプレスローラ２５との間に搬送されて、
支持体上のトナーが熱定着されるように構成されてい
る。

【００２１】次に、上記のように構成された記録装置の
動作と共に説明する。

【００２２】図２に示さすように、トナー供給装置１０
に於て、トナーケース１５に貯蔵されたトナー１４は、
供給ローラ１２によって、トナー担持ローラ１１に供給
される。この場所でトナー１４は、供給ローラ１２とト
ナー担持ローラ１１とによって、接触しつつ摩擦して、
マイナスに帯電する。この帯電したトナー１４は、トナ
ー担持ローラ１１が回転することによって、ブレード１
３を経由してアパチャ電極１の開口部４に搬送される。
また、前記ブレード１３によって、トナー担持ローラ１
１に担持されたトナー１４は、薄く均一な厚みのトナー
層となる。

【００２３】このトナー担持ローラ１１上に薄く均一な
厚みのトナー層となって担持されたトナー１４は、アパ
チャ電極１の開口部４に供給される前に、アパチャ電極
１とトナー担持ローラ１１表面との摺動によって、せん
断力による運動エネルギーを与えられて、トナー担持ロ
ーラ１１へのトナー付着力が緩和される。そして、この
トナー担持ローラ１１との付着力の緩和されたフリーな
トナーは、アパチャ電極１の開口部４にまで供給され
る。

【００２４】そして、アパチャ電極１の開口部４に供給
されたトナー１４は、制御電圧印加回路８から制御電極
３に印加される電圧によって、この制御電極３に対応し
て設けられた開口部４の通過が制御される。この際に、
制御される帯電トナーが、トナー担持ローラ１１との付
着力が緩和されたフリーな状態で供給されるために、か
なりの低い電圧による制御が可能となっている。

【００２５】具体的に述べると、制御電圧印加回路９か
らトナー通過電圧として、プラス３０ボルトの電圧が制
御電極３に印加されるとき、接地されたトナー担持ロー
ラ１１と制御電極３との間に、すなわち制御電極に対応
する開口部４の内部において、マイナス帯電したトナー
１４が開口部４を通過できるような電界が発生し、この
電界によるクーロン力を受けて、トナー１４は開口部４
を通過する。

【００２６】また制御電圧印加回路９からトナー遮蔽電
圧として、マイナス１０ボルトの電圧が制御電極３に印
加されると、接地されたトナー担持ローラ１１と制御電
極３との間に、すなわちその開口部４内部において、マ
イナス帯電したトナー１４が、開口部４の通過を阻止さ
れる電界が発生し、この電界によるクーロン力を受け
て、トナー１４は開口部４を通過しない。

【００２７】この時、本実施例においては、アパチャ電
極１の絶縁層２にシールド電極５が設けられるので、こ
のトナーの制御電極に印加される３０ボルトのトナー通
過電圧による絶縁層２へのトナーの付着を少なくするこ
とが可能となる。

【００２８】一方、挿入口２１より装置内部に挿入され
た支持体Ｐは、一対のガイドローラ２３によって対向電
極６に搬送される。

【００２９】対向電極６には電源７によってプラス１キ
ロボルトの電圧が印加されている。この電圧印加によっ
て対向電極６とアパチャ電極１との間に電界が形成さ
れ、この電界に沿ってアパチャ電極１の開口部４を通過
してきたトナー１４が対向電極６へ吸引される。そし
て、搬送されてきた支持体Ｐにトナー１４が塗布され
る。そして、順次支持体が搬送されることによって、ト
ナー画像が支持体Ｐ上に形成される。

【００３０】その後、支持体Ｐは取り出し口の方向に搬
送され、ヒートローラ２４とプレスローラ２５とによっ
て挟み込まれ、支持体Ｐ上のトナー画像は熱定着され
る。

【００３１】トナー像の熱定着された支持体Ｐは、取り
出し口２２へ搬送され、排出される。

【００３２】以上説明したように本実施例のアパチャ電
極によれば、制御電極に印加される電圧に影響されるこ
となく、トナーが開口部に供給されることが可能となっ
て、良好な記録が達成される。

【００３３】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、その趣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できる。

【００３４】例えば、図３に示されるように、開口部４
のトナー供給方向の上流側にのみシールド電極５５を設
けることによって、制御電極４に印加される電圧の影響
を抑えることも可能である。

【００３５】例えば、本実施例においては、トナー供給
装置にトナーを薄層化して帯電させる、いわゆる非磁性
１成分の帯電方式を採用しているが、キャリアとトナー
とを混合して帯電させるような２成分の帯電方式や、マ
グネットローラを用いて帯電させる磁性１成分の帯電方
式などを採用しても良い。

【００３６】また、本実施例においては、記録用電極と
してアパチャ電極を用いたが、特表平１ー５０３２２１
号公報に記載されたメッシュ状の制御電極を用いること
も可能であるのは、容易に理解される。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の記録用電極によれば、制御電極に印加される電圧
に影響されることなく、トナーが開口部に供給されるこ
とが可能となって、良好な記録が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録用電極を示す図である。

【図２】本発明の記録用電極を搭載した記録装置の構成
図である。

【図３】本発明の記録用電極の他の実施例を示す図であ
る。

【図４】本発明の従来のアパチャ電極体を搭載した記録
装置を示す図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極 ２ 絶縁層 ３ 制御電極 ４ 開口部 ５ シールド電極 ６ 対向電極 １０ トナー供給装置 １１ トナー担持ローラ ５５ シールド電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の開口部が列設された絶縁性の基材
   と、 前記各開口部に対応して前記基材の表面に形成された制
   御電極とを備え、 前記基材の前記制御電極が形成された一方の側とは反対
   の他方の側に設けられたトナー担持体によって担持され
   前記開口部まで搬送されたトナーを、前記トナー担持体
   と前記制御電極との間に電界を発生させることによって
   トナー担持体から飛翔させ、前記開口部を貫通させ、前
   記基材の前記一方の側に搬送された被記録媒体上に付着
   させて、所望の画像を前記被記録媒体上に記録するため
   の記録用電極において、 前記基材の前記他方の側の面には、前記トナー担持体と
   同電位のシールド電極が形成され、 そのシールド電極は、少なくとも前記トナー担持体の搬
   送方向上流側において前記開口部の列に沿って繋がって
   いる部分を有し、前記トナー担持体の搬送方向下流側に
   おいて前記開口部の列に沿って形成されていない部分を
   有することを特徴とする記録用電極。