JPH04166348A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、トナーを担持する現像ローラと背面電極を
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現像ローラに担持したトナーを記録
材側に転送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
ずに現像ローラ上に担持させたトナーを直接、画像情報
に対応させてドツ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８
７０４８８３号他）かかる装置構成を本出願人が先に出
願した第５図に示す概要図に基づいて簡単に説明するに
、ｌＯ′は現像ローラ、は該現像ローラ１０’を回転可
能に軸支すると共に、下面側に帯状開口１３′を形成し
たトナー容器１２″、３′は前記帯状開口１３′に張設
したマトリックス状の制御グリッド、２″は該制御グリ
ッド３′と所定空隙介して対面配置させた背面電極、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、６′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。

次にかかる装置の作用を簡単に説明するに、トナー容器
１２内に収納された一成分磁性トナーはドクターブレー
ド１６’により層厚規制した後制御グリッドと対面する
現像位置に導かれ、一方該現像位置では背面電極側に設
けた電源回路４により前記現像ローラ１０’と背面電極
間に現像電界を距加する。

そしてこの状態で、制御回路５′及び駆動回路６′より
の信号に基づいて該制御グリッド３′をＸ−Ｙ軸方向に
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させる事により前記背面電極２
′表面に画像情報に同期させて記録材８を挿通させる事
により、前記トナー通過孔３ａを介して画像情報に対応
したトナーが現像ローラｌＯ″より記録材側に転送され
ながら所定の画像形成が可能となる。

「発明が解決しようとする技術的課題」さてかかる技術
によれば適切な画像濃度を得るために、現像ローラと背
面電極間の現像ギャップを精度よく維持する必要がある
が、前記のように、背面電極及び制御グリッドが平面状
であるにも拘らず、現像ローラが円筒状である事は、前
記ギャップの高精度化を図ろうとすると結果的に前記現
像幅を狭くせざるを得ず、その分印字解像度の低下を招
く。

この場合前記欠点を解消する為に前記現像電界強度を現
像ギャップ差に対応させて変化させる事も可能であるが
、かかる構成を取ると電界制御が繁雑化するという欠点
も生じる。

而も前記現像ローラを小径化すればするほど前記欠点が
増大し、装置小型化の大きな制約になるのみならず、而
も該ローラと平面状部材の組合せでは、例えスペーサ等
を用いてもその間隔設定は中々精度よく行なう事が出来
ない。

一方前記装置においては狭小な現像ギャップ（例えば数
百μｍ）間に制御グリッドを介在する構成を取るために
、結果として前記制御グリッドと現像ローラ間、及び制
御グリッドと背面電極間の間隙は夫々２００μｍ前後の
微小空隙となってしまうが、この様な微小空隙を夫々独
立したスペーサを用いて精度よく維持する事は中々困難
である。

また前記各部材間の間隔、特に制御グリッドと背面電極
（記録紙）間の間隙が変動すると、結果として前記空孔
３ａを介して記録紙上に担持されるトナーのドツト径に
変動が生じ鮮明画像が形成し得ない。

この為前記間隔設定を精度よく行う必要があるが、平面
状の背面電極上を記録材が挿通する構成を取ると、紙白
体の浮き上がりやふらつき等が発生し、前記間隔変動を
精度よく抑制し得ない。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、現像ローラと制
御グリッド及び背面電極間の間隔規制を簡単な構成にて
精度よく行ない得る画像形成装置を提供する事を目的と
する。

本発明の他の目的とする所は前記間隔規制を精度よく行
ないつつも容易に現像幅の拡大が可能な画像形成装置を
提供する事にある。

本発明の他の目的とする所はトナー転送時に記録材のふ
らつきが生じる事なく背面電極上を精度よく記録材が挿
通可能な画像形成装置を提供する事を目的とする。

本発明の他の目的は独立した熱源等を用いる事なく安定
してトナーの除湿が可能になるとともに、装置小型化と
省スペース化を達成し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）乃至３）記載の第一発明は、第１図及び第２
図に示すように前記トナー通過手段たる制御グリッド３
と前記背面電極２とを現像ローラ１０とほぼ同心状に湾
曲させて配置させた点にある。

これにより、前記いずれの部材も同心状に凹弧状に形成
されているために、制御グリッド３と前記背面電極２を
現像幅方向に幅広に形成してもその間隔を均等に設定す
る事が出来、これにより現像の安定化ととともに、前記
トナー通過孔を多数列配列できるために現像速度の高速
化及び高解像化が容易に達成される。

この場合、前記制御グリッド３と背面電極２とを前もっ
て剛性的に湾曲させたものを用いてもよいが、例えば前
記両部材（一方の部材でも可）を可撓性部材で形成する
とともに、間隔規制部材１４．１５を介した現像ローラ
１０を含む現像ユニットの押圧力により、所定曲率に（
現像ローラｌＯとほぼ同心状に）湾曲可能に構成する事
により自動的に且つ精度よくセツティングが可能である
。

而も前記現像ローラｌＯを含むユニットを取り出し可能
に構成した場合に現像ローラ１０を単に位置決め装着す
るだけで自動的に且つ安定した間隔規制が可能でありそ
の分装置構成が簡単化する。

この場合間隔規制部材１４．１５は制御グリッド３若し
くは背面電極２側夫々に設けてもよいが、この様に構成
すると現像ローラ１０と前記部材２．３間で個々に独立
させて間隔規制を行わなければならず結果として前記間
隔規制方法が繁雑化し且つ高精度な間隔規制が困難とな
る。

そこでこの様な場合は前記現像ローラ１０側の非印字領
域に前記トナー通過手段と前記背面電極２夫々の間隔規
制部材１４．１５を配するのが好ましい。

さて記録材が押通する制御グリッド３と背面電極２間が
湾曲しているために、記録材もガイド手段等を利用して
該形状に沿って湾曲されながら挿通される事となる。

そして記録材を湾曲させた場合、記録材自身のもってい
るいわゆる腰により弾力性を生じせしめる事が出来、こ
の状態でガイド規制を行って挿通すると、紙白体の浮き
上がりやふらつき等が抑制され、ジャムの抑制や記録紙
と制御グリッド３間の精度よい間隔設定が可能となり、
画像が安定化するという長所も合せ有す。

さて前記制御グリッド３は一般にＦＰＣ等の薄層部材で
形成されるが、この様な薄層部材を用いて湾曲を行なう
と軸方向若しくは現像幅方向に撓みが生じるのを避けら
れない。

そこで好ましい実施例においては、非印字領域の少なく
とも対向する二側に弾性力を有する可撓性板状部材、例
えば板バネを取り付ける事により前記薄層部材を湾曲さ
せた場合にも常に所定の張力をもって湾曲させる事が出
来、前記欠点の解消が図れる。

特に現像幅方向に板バネ部材を設けた場合は前記現像ユ
ニットの押圧力を解除する事により自動的に湾曲状態か
ら平面状に復帰し、ジャム処理若しくはグリッド交換そ
の他のメインテナンスに有利である。

さて、前記記録材上に転送されたトナーは未定着トナー
である為に、前記画像形成後のトナーの定着を行なう熱
定着装置を前記現像位置の下流側に配する必要があるが
、従来装置においては背面電極２が平面状に形成されて
いる為に、前記記録材搬送路が現像ローラｌＯの接線方
向に位置してしまい、言換えれば制御グリッド３や背面
電極２の配設方向と記録材搬送方向が交差してしまい、
従って該搬送路の下流側に定着器を配する事は前記現像
位置を挟んで十字状に前記定着器と前記電極等が配する
事になり、省スペース化が達成しにくい。

そこで本第２の発明の特徴とする所は前記熱定着装置を
前記トナー担持体を挟んで背面電極２の反対側に配置し
た事にある。

これにより装置全体が縦長になり、省スペース化が達成
されるとともに、特に前記発明のように現像位置を通る
記録材の搬送路を凹弧状に形成した場合は、これに沿っ
て反転させながら前記定着装置に導く事が出来、これに
より特別な反転用搬送路を設ける事なく、ページ類に記
録紙が堆積される反転排紙が容易に達成され、好ましい
。

又現像ユニットの上方に熱定着装置が存在する事は、例
えばコンピュータ本体、ＦＡＸ等に取付けやすくコンポ
ーネント化しやすい。

「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、７は右上端をＬ
字状に欠落させた縦長方形の装置枠体で、略中央水平線
を挟んで上下に２つに分割し、図上左端側に設けた支点
７２を中心に分割開放可能に構成する。

下部本体７Ａはその上端中央位置に下方に垂下するガイ
ド溝７３を形成し、該ガイド溝７３に沿って現像ユニッ
ト１が着脱自在に位置決め支持する。

現像ユニットｌは、固定磁石集成体１７を内包した現像
ローラｌＯと、回転軸１６を介して該現像ローラｌＯを
回転可能に軸支すると共に、下面側に帯状開口１３を形
成したトナー容器１２からなり、該帯状開口１３と対面
させて制御グリッド３と背面電極２とを、夫々所定空隙
介して前記現像ローラ１０と同心状に凹弧状に湾曲して
配置してなる。

そして記録材搬送路２０は、下部本体７Ａ右側端より前
記制御グリッド３と背面電極２間に形成される記録材搬
送路２０に向は斜め下方に向は延伸させ、該側端側より
前記搬送路２０に沿って上流側より順次給紙カセット２
１、給紙ローラ２２、レジストローラ２３が配設されて
おり、 一方前記現像位置の下流側は前記現像ユニット１の外壁
周囲をＲ状に迂回しながら上部本体７Ｂ側に導き、現像
ユニットｌの上方位置に配した熱定着ローラ対２４を通
って前記欠落部分に設けた排紙トレイ２５まで延伸させ
る。

尚、図中２６はファン、２７は排紙ローラである。

そして、次に前記各部材の構成について説明する。

尚、制御グリッド３は第３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を絶縁層３２Ｂを介して表裏両面よ
りサンドイッチ状に第１及び第３の絶縁層３２Ａ、３２
Ｃで挟着させると共に、前記両ループＭ３１Ｘ−３１Ｙ
に挟まれる部位に前記絶縁層３１Ａ−３１０を貫通する
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、そして該グリッド３は前記したように
長方形状のＦＰＣからなり、該ＦＰＣの各辺の縁部に沿
って板バネ３３．３４を貼着し、湾曲可能に補強的機能
をもたせる。

又前記ＦＰＣのトナー通過孔３ａ周囲の内、少なくとも
背面電極２と対面する又必要に応じてトナー通過孔３ａ
内径側と現像ローラ１０側に第３Ｂ図に示すように界面
活性剤、導体若しくは半導体被覆層、その他の帯電防止
層３５を塗布若しくは被覆し、そして前記帯電防止層３
５を導体若しくは半導体被覆層で形成した場合は抵抗Ｒ
を介して接地する。

この結果従来のＦＰＣではトナー通過孔３ａ周囲には絶
縁層３１（フィルム３１Ａ−３１Ｃ）が形成されるため
に、前記トナー通過孔３ａを通過したトナーが前記絶縁
層３１との静電誘導により、トナー通過孔３ａ周囲に付
着し、該付着したトナーが印字トナーと共に背面電極２
側に落下し、印字ドツトの周囲に前記付着トナーが飛散
し、解像度の低減やドツトぼけが生じてしまうが、本実
施例においては前記帯電防止層３５を設けた為にこの様
な不具合を解消する事が出来る。

次に背面電極２の構成を第４図に基づいて簡単に説明す
るに、本背面電極２は可撓性を有する薄板絶縁状部材内
に、トナー通過孔３ａの中心を結ぶ線上に沿って櫛歯形
状の線電極２９を配置し、該櫛歯電極２９のトナー通過
孔３ａのセンター位置２９ａ上を小径ドーナツ状、若し
くは小径ドツト状に形成しトナーの集束化を可能にして
いる。

二の場合好ましくは前記集束手段として機能する櫛歯状
電極に、制御グリッド３のトナー通過孔３ａ開閉周期と
対応させてパルス電圧を印加するのがよい。

そして前記背面電極２は予め所定弧状に湾曲させておき
、装置本体７Ｂ側の凹弧状収納部７２に、はぼ表面が面
一になる如（配置しているが、該背面電極２は可撓性を
有する薄板部材で形成されている為に、後記現像コロ１
８．１９の押圧により精度よく湾曲が可能である。

第５図は現像ユニットｌの構成を示し、トナー容器１２
の長手方向両端側突出させた軸１６に軸受けを介して一
対のコロ１８．１９を該軸と同心状に軸支させる。

かかる実施例によれば、第１図及び第２図に示すように
、前記上部本体７Ｂを開放した状態で、ガイド溝７３を
利用して現像ユニットｌを落とし込む事により、前記コ
ロ１８．１９の外周面形状に沿って制御グリッド３と背
面電極２が湾曲しつつ該コロ１８．１９の直径差を利用
して精度よく間隔規制を行う事が出来、又ジャム若しく
は制御グリッド３の目詰まり等が生じた場合においても
、前記現像ユニットｌを取り出す事により制御グリッド
３の側端に取り付けた板バネの弾性力を利用して該グリ
ッドが元の平板状に復帰し、ジャム処理等も容易である
。尚、該グリッドは前記コロ１８．１９に固着させてお
いてもよく、これにより背面電極２が直接開放されるた
めに、ジャム処理が一層容易になる。

又前記装置の記録材搬送路２０は前記背面電極２の凹弧
状面に対応させて現像ユニットｌを迂回する如く下部本
体７Ａから上部本体７Ｂに向けＵ字状に形成されている
ために自動的に反転排紙され、而も熱定着ローラは現像
ユニットｌの上方位置にあるために、その熱エネルギー
により現像ユニットｌ内のトナーの除湿が可能となる。

「効果」 以上記載した如く本第１発明によれば、現像ローラ１０
と制御グリッド３及び背面電極２間の間隔規制を簡単な
構成にて精度よく行ない得るとともに容易に現像幅の拡
大が可能となり、これにより画像鮮明度の向上と記録速
度の高速化が可能となる。

又本発明は記録材を湾曲した状態で挿通させる事が出来
るためにトナー転送時に記録材のふらつきが生じる事な
く背面電極２上を精度よく記録材が挿通出来る。

装置小型化と省スペース化を達成し得る画像形成装置を
提供する事にある。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明は本発明の実施例に係る画像形成装置の
概略構成図、第２図は現像ユニットと制御グリッドと背
面電極の組み立て状態を示す概略図。 第３図制御グリッドの斜視図第３Ｂ図はそのトナー集束
化状態を示す作用図、第４図は背面電極の概略図、第５
図は先行技術の要部構成図である。 拡３品 第３Ｂ図 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、トナーを担持
   可能な現像ローラと、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 前記トナー通過手段と背面電極とを現像ローラとほぼ同
   心状に湾曲させて配置させた事を特徴とする画像形成装
   置 ２）少なくとも前記トナー通過手段と背面電極のいずれ
   かを可撓性部材で形成するとともに、間隔規制部材を介
   した現像ローラを含む現像ユニットの押圧力により、前
   記一若しくは両部材を所定曲率に湾曲可能に構成した請
   求項１）記載の画像形成装置 ３）前記間隔規制部材が現像ローラを含む現像ユニット
   の非印字領域に配した、弧状周面を含む部材である請求
   項２）記載の画像形成装置 ４）前記トナー通過手段を薄層部材で形成するとともに
   該薄層部材の、非印字領域の少なくとも対向する二側に
   弾性力を有する可撓性板状部材を配した請求項１）記載
   の画像形成装置 ５）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
   する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トナ
   ー担持体に担持したトナーを記録材側に転送可能に構成
   した画像形成装置において、 前記記録材上に転送されたトナーの定着を行なう熱定着
   装置を前記トナー担持体を挟んで背面電極の反対側に配
   置した事を画像形成装置