JPH05254173A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーによる絶縁破壊で、アパチャ電極体が
破損することの無い画像形成装置を提供すること。 【構成】 トナー２２は、体積抵抗の高い絶縁性トナー
であるため、アパチャ６内をかなりの量のトナー２２が
通過しても、制御電極４と基準電極３との絶縁性が保た
れ、アパチャ６が絶縁破壊することはない。

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、プ
ロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アパチャ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通過を制御
して支持体上に画像を得る画像記録装置は、米国特許第
３６８９９３５号明細書で提案されている。この提案で
は、絶縁体の層を挟んで片面に連続した基準電極ともう
一方の面に互いに絶縁された複数の制御電極から構成さ
れ、各絶縁された複数の制御電極毎に３層を貫いて少な
くも１列のアパチャを有しているトナー流制御手段とし
てのアパチャ電極体と、制御電極に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か
ら構成されている。この方式において帯電したトナー粒
子をアパチャ近傍に供給する手段として帯電トナーを振
動子によりクラウド状にして搬送する方式が特願平２ー
２９４５８７号の願書に添付した明細書及び図面で提案
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置に用いられる黒のトナー
は、一般にカーボンを含んでいるため、体積抵抗が交流
１０ボルト、１キロヘルツで１０^ー11オーム・センチメ
ートルと低かった。よって、アパチャにわずかに付着し
たトナーや、印字中にアパチャを通過するトナーにより
制御電極と基準電極との間の絶縁抵抗が下がり、アパチ
ャ内で放電が起こって、アパチャ電極体を破壊してしま
う問題があった。

【０００４】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、トナーによる絶縁破壊で、トナ
ー流制御手段が破損することの無い画像形成装置を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の画像形成装置は、印加される画像信号に基
いて、飛翔する帯電したトナーの流れを制御するトナー
流制御手段を用いて、支持体上に画像を形成するもので
あり、更には前記トナーが絶縁性トナーである。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置によ
れば、絶縁性トナーによりトナー流制御手段における絶
縁破壊を防ぐ。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は本発明を具体化した一実施例の画像
形成装置１００の断面図である。アパチャ電極体１は、
図２に詳細に示すように絶縁層２のトナー供給源側に基
準電極３、支持体側に制御電極４を有し、基準電極３、
絶縁層２及び制御電極４を貫くアパチャ６が多数一列に
支持体の幅分形成されている。図１において、画像形成
装置１００の左方には、支持体１０を収納するカセット
５０と、支持体１０を一枚づつ供給する半月ローラ５１
と、下流部に支持体１０を送り出す支持体供給ローラ５
２とシュート５３が配設されている。

【０００９】下流では、アパチャ電極体１の制御電極側
には、支持体搬送ローラ１４、センサー５７、及び支持
体１０の背面に接して背面電極１１が配設され、各制御
電極４は画像信号によって電圧を発生する制御電圧駆動
回路８にそれぞれ繋がれている。背面電極１１は負の高
圧電源１２に繋がれている。

【００１０】アパチャ電極体１の基準電極側には、トナ
ー搬送ベルト２６が駆動ローラ２０とバックアップロー
ラ２４間に巻装されており、その搬送ベルト２６のアパ
チャ電極体対向面の裏側には、楕円断面のカムローラ２
７が、その上流側に除電ブラシ３７がそれぞれ配置され
ている。これらは供給ローラ２３付近に蓄えられたトナ
ー２２、及び供給ローラ２３に接し、且つトナー搬送ベ
ルト２６とすきまが０．１〜０．４ミリメートルを有す
る担持ローラ３０とともにトナーケース２１内に納めら
れている。供給ローラ２３はスポンジ等、担持ローラ３
０は樹脂で表面が形成されている。

【００１１】トナー２２は下記の表１に示す組成を用
い、先ず、スチレンアクリル樹脂とオイルブラックを混
練粉砕し、しかる後、疎水性シリカを加えて数十度の温
度下で攪はんして製造した。

【００１２】 スチレンアクリル樹脂 １００ 重量部 オイルブラック １０ 重量部 疎水性シリカ ０．５ ｗｆ％ このトナー２２の体積抵抗は、交流１０ボルト、１キロ
ヘルツで１０^ー14オーム・センチメートルである。

【００１３】更に下流には、定着装置１３、シュート５
４、排出ローラ５５、トレイ５６が配設されている。

【００１４】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を詳述する。

【００１５】カセット５０に収納された支持体１０は、
半月ローラ５１により一枚づつ繰り出され、シュート５
３にガイドされ、支持体供給ローラ５２により支持体搬
送ローラ１４に搬送される。センサー５７により支持体
１０の先端が検知されると、駆動ローラ２０の矢印方向
の回転によりトナー搬送ベルト２６は、バックアップロ
ーラ２４及び駆動ローラ２０の間を廻り、供給ローラ２
３の矢印方向の回転によりトナー２２は担持ローラ３０
に擦られて正に摩擦帯電させられたのち、トナー搬送ベ
ルト２６に高圧電源による静電塗布によって担持され
る。

【００１６】担持されたトナーはアパチャ電極対向面に
向かって搬送されるがこの位置の上流側で搬送ベルト２
６の裏側より除電ブラシ３７により搬送ベルト２６が除
電される。アパチャ電極対向面位置でカムローラ２７が
回転しているので、搬送ベルト２６の表面は振動する。
よって搬送ベルト２６に担持されたトナーは搬送ベルト
２６の振動加速度により力を受けファンデルワールス
力、及び搬送ベルト２６との静電気力等の付着力から解
放される。

【００１７】一方このとき記憶手段（図示せず）からの
画像信号に応じて制御電極４に負の電圧を印加すると、
印加された制御電極４のもつアパチャ６にはアパチャ６
の裏面から表面に向かう電気力線が形成され、正に帯電
しているトナー２２はアパチャ６の裏面からおもて面に
引き出され、さらには背面電極１１によって形成されて
いる飛翔電界によって支持体上に飛翔し、保持され画像
部を形成する。

【００１８】この時、トナー２２は、先述のように体積
抵抗の高い絶縁性トナーであるため、アパチャ６内をか
なりの量のトナー２２が通過しても、制御電極４と基準
電極３との絶縁性が保たれ、アパチャ６が絶縁破壊する
ことはない。

【００１９】非画像部に対応するアパチャ６の制御電極
４には、基準電極３と同電位か正電圧を印加することに
より、背面電極１１による飛しょう電界をシールドする
かもしくはアパチャ６内におもて面から裏面の基準電極
３に向かう電気力線を形成することによりトナー２２の
アパチャ６通過を抑える。このプロセスを支持体１０を
搬送させながら繰り返すことにより支持体１０全面にト
ナー像が形成される。

【００２０】トナー像の形成された支持体は定着装置１
３を通過し、像は支持体１０に定着される。さらに、シ
ュート５４にガイドされ、排出ローラ５５によりトレイ
５６に排出される。

【００２１】次に、本発明の第２の実施例を図面を参照
しながら説明する。

【００２２】図３において、アパチャ電極体６１の上側
には、１ｍｍの間隙を有して背面電極ローラ８２が支持
体８１を搬送すべく匡体（図示せず）に回動可能に配設
されている。前記アパチャ電極体６１の下側には、トナ
ー供給装置７０が配設されており、前記支持体８１の進
行先には定着装置８５が配設されている。

【００２３】また、前記トナー供給装置７０は、トナー
ケース７１と、その中に収納されたトナー７６と供給ロ
ーラ７３とアルミニウム製のトナー担持ローラ７４とト
ナー層規制ブレード７７とから構成されている。そし
て、前記供給ローラ７３とトナー担持ローラ７４はとも
に図示する矢印方向に回転可能にトナーケース７１に支
持されており、両者は僅かな隙間をもって平行に配設さ
れている。また、前記トナー層規制ブレード７７はトナ
ー担持ローラ７４に圧接されている。

【００２４】前記アパチャ電極体６１は、２５μｍ厚の
ポリイミド製の絶縁シート６２に直径１００μｍのアパ
チャが１列形成され、各アパチャ毎に、その上側に制御
電極６３が１μｍ厚で形成されている。アパチャ電極体
６１は、図３に示すように支持体８１側に制御電極６３
を対向させ、絶縁シート６２がアパチャ位置でトナー担
持ローラ上のトナーと接するように配設されている。

【００２５】制御電極６３とトナー担持ローラ７４の間
には、制御電圧印加回路６８が接続されている。制御電
圧印加回路６８は画像信号によって制御電極６３に０も
しくは＋５０Ｖを出力するように構成されている。背面
電極ローラ８２とトナー担持ローラ７４間には直流電源
８３が接続され、背面電極ローラに＋１ｋＶを印加して
いる。

【００２６】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を説明する。

【００２７】トナー担持ローラ７４と供給ローラ７３の
図３における矢印方向の回転により、トナー７６は供給
ローラ７３からトナー担持ローラ７４に擦りつけられ、
マイナスに帯電させられトナー担持ローラ上に担持され
る。担持されたトナー７６は層規制ブレード７７によっ
て薄層化され、トナー担持ローラ７４の回転によってア
パチャ電極体付近に向かって搬送される。そして、トナ
ー担持ローラ７４上のトナーはアパチャ電極体６１の絶
縁シート６２に擦られつつアパチャ下に供給される。

【００２８】ここで、画像信号に応じ画像部に対応する
制御電極６３には、制御電圧印加回路６８から＋５０Ｖ
が印加される。その結果、画像部に対応するアパチャ近
傍には、制御電極６３とトナー担持ローラ７４の間の電
位差により、制御電極６３よりトナー担持ローラ７４に
向かう電気力線が形成される。マイナスに帯電されたト
ナーは電位の高い方向に静電力を受け、トナー担持ロー
ラ７４上からアパチャ６６を通過して制御電極６３側に
引き出される。引き出されたトナーは、さらに背面電極
８２に印加されている電圧で支持体８１とアパチャ電極
間６１に形成される電界により、支持体に向かって飛翔
し、支持体上に堆積して画素を形成する。

【００２９】非画像部に対応する制御電極には、制御電
圧印加回路６８から０Ｖが印加される。その結果、トナ
ー担持ローラ７４と制御電極間には電界は形成されず、
トナー担持ローラ７４上のトナーは静電力を受けずアパ
チャ６６を通過しない。

【００３０】支持体は、１列の画素形成時間の間に、ア
パチャ列と垂直方向に１画素分送られる。支持体をその
長さ分搬送する間、上記のプロセスを繰り返すことによ
り支持体全面にトナー像が形成される。形成されたトナ
ー像は、定着装置８５によって支持体上に定着される。

【００３１】上記のように構成される画像形成装置にお
いて、絶縁性トナーを用いれば、トナー担持ローラ７４
と制御電極６３の間の絶縁性が保たれ、アパチャ６６が
絶縁破壊することがない。

【００３２】尚、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、その主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可能である。

【００３３】例えば、上記実施例では非画像部に対応す
るアパチャの制御電圧を０Ｖとしたが、これは負の電圧
を印加しても良い。この場合、よりかぶりの少ない画像
を得ることができる。また、実施例においては、トナー
流制御手段としてアパチャ電極体を用いたが、例えば、
特表平１ー５０３２２１号公報に記載されるような編目
状に形成される電極体を用いることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明の画像形成装置によれば、トナーは体積抵抗の高
い絶縁性トナーであるため、アパチャ内をかなりの量の
トナーが通過しても絶縁性が保たれ、アパチャが絶縁破
壊することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を具体化した一実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明の画像形成装置に用いられるアパチャ電
極体の詳細を示す斜視図である。

【図３】本発明の画像形成装置の他の実施例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁層 ３ 基準電極 ４ 制御電極 ６ アパチャ ８ 制御電圧駆動回路 １０ 支持体 １１ 背面電極 ２２ トナー ２３ 供給ローラ ２４ バックアップローラ ２６ トナー搬送ベルト ２７ カムローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印加される画像信号に基いて、飛翔する
   帯電したトナーの流れを制御するトナー流制御手段を用
   いて、支持体上に画像を形成する画像形成装置におい
   て、 前記トナーが絶縁性トナーであることを特徴とする画像
   形成装置。