JPH0596775A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0596775A
JPH0596775A JP3263387A JP26338791A JPH0596775A JP H0596775 A JPH0596775 A JP H0596775A JP 3263387 A JP3263387 A JP 3263387A JP 26338791 A JP26338791 A JP 26338791A JP H0596775 A JPH0596775 A JP H0596775A
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Tsutomu Ohashi
勉 大橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像度を低下させることなく階調性を有する
画像を出力することを目的としている。 【構成】 アパチャー6下方に配置される対向制御電極
5の電位を画像信号にもとづいて多値に制御することに
より、アパチャー6を通過するトナー22の量を制御し
て、形成される各ドットに階調性をもたせるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に係り、
特に帯電トナーを電界により飛翔させて画像を形成する
画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、米国特許第3,689,935号
において、小さな孔であるアパチャーを有するアパチャ
ー電極体に画像信号に基づく駆動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、通過した
トナー粒子により支持体上に画像を得る画像形成装置が
提案されている。この画像形成装置おいては、アパチャ
ー電極体は、絶縁体層を挟んで一方の面に連続した導電
体層からなる基準電極と、他方の面に絶縁された導電層
からなる複数の加速電極とから構成され、各加速電極毎
に前記3層(基準電極・絶縁体層・加速電極)を貫いて
設けられたアパチャーを少なくとも1列有している。
【0003】この画像形成装置は、更に加速電極に基準
電極との間に電位を与える加速電極駆動回路と、印加さ
れた電位によりアパチャーを通るトナー粒子の流れを加
速せしめるために帯電させたトナー粒子を発生する帯電
手段と、トナー像が形成される支持体(例えば、記録
紙)と、支持体をアパチャー電極体に相対的に移動させ
前記支持体をトナー粒子流路中に位置決めする位置決め
手段とを有して構成されている。
【0004】この装置においては、トナーを所定の短時
間内にアパチャーを通過させ、移動する支持体にトナー
を付着させてドットを形成する。この場合、そのドット
を画像信号に応じて支持体上に多数形成させることによ
り画像を形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の画像形成装置では、トナーがアパチャーを通過する
か、不通過かの2種類の制御を行うだけであるため、階
調性のあるドットを形成できず、階調性のある画像を形
成する場合には複数のドットで階調を表現するディザ法
を用いていた。そのため、解像度が低下するという欠点
があった。
【0006】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたものであり、アパチャー電極にトナー粒子
を通過せしめて画像を形成する画像形成装置において、
階調性を有する画像を解像度を低下させることなく得ら
れるようにした画像形成装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、絶縁体の一方の面に導電体層からなる基準
電極が形成され、他方の面に導電体層からなる加速電極
が形成され、これら基準電極と絶縁体と加速電極とを貫
通して形成されたアパチャーを有するアパチャー電極体
と、前記加速電極と基準電極との間に電位を付与する電
位付与装置とを備え、前記アパチャーに進入せしめたト
ナーに電位を付与してトナーの進路を制御することによ
り支持体上に画像を形成する画像形成装置において、前
記アパチャーの基準電極側の近傍に対向制御電極を設
け、この対向制御電極に画像信号に対応した制御電圧を
印加し、この制御電圧の大小に応じて前記アパチャーに
進入するトナー量を制御するように構成した。
【0008】
【作用】本発明によれば、画像信号に応じた電圧が対向
制御電極に印加されるので、前記対向制御電極と基準電
極との間には電気力線が発生し、アパチャー近傍の電界
強度は前記画像信号により決定される。一方、前記アパ
チャー近傍には帯電したクラウド状のトナーが供給さ
れ、このトナーは前記電界強度の対応した速度でアパチ
ャーに進入する。前記アパチャー内には加速電極の印加
電圧に対応した電界強度が形成されているので、前記進
入したトナーは前記形成された電界強度により加速され
てアパチャーを通過する。このため、アパチャーを通過
するトナー量は画像信号に対応した量となり、各画素を
形成するトナー量は画像信号に応じた量となるので、ト
ナー量に応じた濃度のドットが支持体に形成される。例
えば、画像信号が8ビットのデジタル信号の場合には、
256通りのいずれかの電圧が対向制御電極に印加され
るので、形成される各ドットは256階調を形成する。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1に本発明の実施例の画像形成装置Mの側断面
図を示し、図2に画像形成装置Mの制御系の要部ブロッ
ク図を示し、図3に前記画像形成装置Mに用いるアパチ
ャー電極体1の斜視図を示す。
【0010】先ず、図1に基づいて画像形成装置Mの全
体構成を説明する。図1に示すように、トナー粒子の進
行方向を制御するアパチャー電極体1の中央部に形成さ
れたアパチャー6の下方に対向して対向制御電極5が配
置されている。この対向制御電極5は、画像信号に基づ
いて0V〜25.6Vの256通りに変化する電圧を発
生する制御電圧回路14に接続され、この制御電圧回路
14は画像信号を直列信号から並列信号に変換する直並
列変換回路15に接続されている。前記直並列変換回路
15は、図2に示すように、対向制御電極5の数(n
個)に相当する数だけ設けられた制御電圧回路14a、
14b〜14nにそれぞれ接続されている。各制御電圧
回路14a、14b〜14nは、例えば00h〜FFh
(16進、以下同じ)で表される8ビットのデジタル信
号として入力される画像信号をアナログ電圧に変換する
D/A変換回路(図示せず)と、このアナログ電圧を対
向制御電極5に印加する電圧に変換する電圧変換回路
(図示せず)とから構成されている。例えば、制御電圧
回路14は、画像信号00hに対しては−25.6Vを
出力し、画像信号FFhに対しては0Vを出力する。
【0011】また、アパチャー電極体1の下方にはトナ
ー22を収納するトナーケース21が配置され、このト
ナーケース21内にはトナー22を反時計方向に回転し
ながらアパチャー6方向に供給するブラシローラ20が
配置されている。このブラシローラ20は接地され、ブ
ラシローラ20の上方近傍にはブラシに付着したトナー
を跳ね飛ばすためのブラシ掻きローラ24が配置されて
いる。前記ブラシローラ20の右方には、ブラシローラ
20にトナーを供給する供給ローラ23が、互いに接触
するように配置されている。
【0012】前記アパチャー電極体1のアパチャー6の
上方には時計方向に回転する背面電極11が配置され、
この背面電極11は高圧電源12の負極に接続されてい
る。前記背面電極11とアパチャー電極体6との間に支
持体10が挿入される。
【0013】ここで、前記アパチャー電極体1の詳細構
成を図3に基づいて説明する。図3に示すように、板状
の絶縁層2の上面側(図1においてはトナー供給側)に
は基準電極3が形成され、絶縁層2の下面側(図1にお
いては支持体側)には加速電極4が形成されている。こ
れら基準電極3、絶縁層2、加速電極4を貫通して丸孔
からなるアパチャー6が列状に穿設されている。このア
パチャー6の列の幅は、支持体10の幅(図1において
紙面方向)にほぼ等しい。加速電極4は作像時に電圧を
発生する加速電圧回路13に接続され、基準電極3は接
地されている。
【0014】次に動作を説明する。図示しない駆動手段
によるブラシローラ20と供給ローラ23の回転に伴
い、トナー22はブラシローラ20のブラシとの摩擦に
より正に帯電された帯電トナーとなって前記ブラシに担
持される。トナー22はブラシローラ20の回転により
ブラシ掻きブレード24付近に向けて搬送される。する
と、ブラシ掻きブレード24に弾かれた前記ブラシ上の
トナー22は、ブラシの弾性により跳ね上げられクラウ
ド状になって基準電極3の下側に供給される。このと
き、対向制御電極5には制御電圧回路14により画像信
号に基づいた電圧が印加されているので、アパチャー6
の下部には前記電圧による電界が発生している。このた
め、前記正帯電されて供給されたトナー22は、電界強
度に応じた速度でアパチャー6内部に進入する。
【0015】例えば、画像信号が00hである場合に
は、トナー22はアパチャー6に進入するに十分な速度
になっていないのでトナー22はアパチャー6に進入で
きないが、画像信号がFFhの場合にはトナー22は速
い速度でアパチャー6に進入する。
【0016】アパチャー6の内部には加速電極4に向か
う電気力線を有する電界が形成されているので、アパチ
ャー6に進入したトナー22は、この電界によりアパチ
ャー電極体1の裏面(下面)から表面(上面)に引き出
される。この引き出されたトナー22は、背面電極11
により支持体10上まで飛翔して前記支持体10に保持
され、トナー画像部を形成する。
【0017】一方、対向制御電極5に印加される電圧
は、前述の如く制御電圧回路14により画像信号に基づ
いて0V〜25.6Vに256通りに変化する。この印
加電圧により基準電極3下方の電界強度が変化するの
で、アパチャー6に進入するトナー22の速度も変化す
る。このためアパチャー6を通過するトナー22の量も
変化し、各ドットのトナー量が変化するので、各ドット
の濃度を256通りに変化させることができる。
【0018】即ち、図4に示すように、画像信号(例え
ば、00h、10h、FFh)に応じて形成される各ド
ットの濃度が制御される。また、非作像時には加速電圧
回路13は電圧を発生しないので、トナー22はアパチ
ャー6には進入しない。
【0019】以上に説明したプロセスを支持体10を搬
送させつつ各画素において繰り返し画像形成を行うこと
により、支持体10上にトナー画像が形成される。この
ようにして形成されたトナー画像は、各ドット毎に階調
性を有するので、解像度をそのまま保ち、階調性を有す
る画像を形成することが可能となる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
ナーの通過を制御する対向制御電極の電位を画像信号に
基づいて多値に制御するので、階調性を有する画素ドッ
トの形成が可能であり、解像度を低下させることなく階
調性を有する画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の画像形成装置の要部側断面図
である。
【図2】前記画像形成装置の画像信号を256通りに変
換するブロック図である。
【図3】前記画像形成装置のアパチャーの斜視図であ
る。
【図4】前記画像形成装置において画像信号の濃度に応
じてドットが階調性を有するようになることを模式的に
示す図である。
【符号の説明】
1…アパチャー電極体 2…絶縁層 3…基準電極 4…加速電極 5…対向制御電極 6…アパチャー 10…支持体 11…背面電極 12…高圧電源 13…加速電圧回路 14…制御電圧回路 15…直並列変換回路 20…ブラシローラ 22…トナー 23…供給ローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/29 E 9186−5C A 9186−5C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁体の一方の面に導電体層からなる基
    準電極が形成され、他方の面に導電体層からなる加速電
    極が形成され、これら基準電極と絶縁体と加速電極とを
    貫通して形成されたアパチャーを有するアパチャー電極
    体と、前記加速電極と基準電極との間に電位を付与する
    電位付与装置とを備え、前記アパチャーに進入せしめた
    トナーに電位を付与してトナーの進路を制御することに
    より支持体上に画像を形成する画像形成装置において、 前記アパチャーの基準電極側の近傍に対向制御電極を設
    け、この対向制御電極に画像信号に対応した制御電圧を
    印加し、この制御電圧の大小に応じて前記アパチャーに
    進入するトナー量を制御するようにしたことを特徴とす
    る画像形成装置。
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