JPH06218977A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速で、高精細な画像形成装置を提供するこ
と。 【構成】 支持体３の搬送方向に対して直行したアパチ
ャは６は２列あり、それぞれのアパチャ列は支持体３の
搬送方向の同一線上に１組ずつ一致するように配置され
ている。

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、プリンター、
プロッター、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
３６８９９３５号明細書で提案されている。

【０００３】この画像記録装置は、絶縁体の層を挟んで
一方の面に形成される連続したシールド電極と他方の面
に形成される互いに絶縁された複数の制御電極と各絶縁
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アパチャ電極体と、制御電極とシ
ールド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が
変調されるよう帯電したトナー粒子を供給する手段と、
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とから構成されている。

【０００４】また、特願平４−２５４４９４号の出願で
は、アパチャ電極体とトナー担持体とを接触させ、かつ
トナー担持体と、アパチャ電極体のトナー担持体とは反
対側に設られた制御電極との間に形成される電界によっ
てトナー流を制御する方法が提案され、アパチャの穴詰
まりを発生させず、制御電圧の効率をよくし、且つ画像
形成速度を従来より格段に速くしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなトナー担持体とアパチャ電極体を接触させ、か
つ接触部分が摺動している様な画像記録装置は、種々の
原因でトナー流の制御性が悪くなり、１０ｐｐｍといっ
た実用的な記録速度で高精細な記録を得られないといっ
た問題があった。

【０００６】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、高速度記録でも高精細な画像形
成装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【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、トナーの流れを制御するト
ナー流制御手段と、そのトナー流制御手段にトナーを供
給するトナー供給手段とを備え、前記トナー流制御手段
は支持体搬送方向と同方向に延びる線上に複数のトナー
流制御領域が形成されていることを特徴としている。

【０００８】

【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、１ドットを複数のトナー流制御領域からのトナー
流で形成し、高速度記録でも高精細なドットを形成でき
得る。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明を実施した画像形成装置の断
面図である。図１において、本発明のトナー流制御手段
としてのアパチャ電極体１の上側に１ｍｍの間隔を隔て
て背面電極ローラ３２が、本体フレーム（図示せず）に
回動可能に配設され、その背面電極ローラ３２の回転に
伴って支持体３１が搬送される。アパチャ電極体１の下
側には、トナー供給装置２０が配設されている。支持体
３１の進行先には定着装置３５が配設されている。

【００１１】上記トナー供給装置２０は、以下のように
構成されている。

【００１２】トナーケース２１にはトナー２６が収納さ
れ、そこには供給ローラ２３とアルミニウム製の担持ロ
ーラ２４が平行に配設されている。

【００１３】トナー規制ブレード２７は、担持ローラ２
４上に圧接するよう配置されている。

【００１４】アパチャ電極体１は、図２にも詳細に示す
ように、２５μｍ厚のポリイミド製の絶縁シート２に直
径１００μｍのアパチャ６ａ，６ｂが支持体３の搬送方
向と同一方向の直線上に２個設けられており、また、ア
パチャは、支持体３の搬送方向と直交する方向に２列状
に延びている。前記各アパチャ６毎の支持体３の上側に
は、各アパチャを取り囲むようにして制御電極３が１μ
ｍ厚でそれぞれ形成されており、アパチャ６により、本
発明のトナー流制御領域が構成される。

【００１５】アパチャ電極体１は、図１に示すように支
持体３１側に制御電極３が対向した状態でポリイミド製
絶縁シート２がアパチャ６位置で担持ローラ２４上のト
ナーと接するよう配設されている。

【００１６】前記制御電極３は、それぞれ電気的に絶縁
されており、各制御電極３と担持ローラ２４間には、制
御電圧印加回路８が接続されている。制御電圧駆動回路
８は画像信号によって０Ｖ、もしくは＋５０Ｖを各制御
電極３に出力するよう構成されている。背面電極ローラ
３２と担持ローラ２４間には＋１ｋＶの直流電源３３が
接続されている。

【００１７】上述のような構成において作用を以下に詳
述する。

【００１８】担持ローラ２４と供給ローラ２３の矢印方
向の回転により、トナー２６は供給ローラ２３から担持
ローラ２４に擦りつけられ、マイナスに帯電させられ担
持ローラ２４上に担持される。担持されたトナー２６は
層規制ブレード２７によって薄層化され、担持ローラ２
４の回転によってアパチャ電極体１付近に向かって搬送
される。ここで担持ローラ２４上のトナー２６は、アパ
チャ電極体１に擦られつつアパチャ下に供給される。

【００１９】ここで、画像信号に応じ画像部に対応する
制御電極３には、制御電圧印加回路８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３と担持ローラ２４間の電位差により、制
御電極３より担持ローラ２４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
静電気力を受け、担持ローラ２４上からアパチャ６を通
過して制御電極３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３２に印加されている電圧で支持
体３１とアパチャ電極体１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。

【００２０】しかし、従来のものでは、種々の理由で支
持体上に堆積するトナーの細かな制御性は悪く、例え
ば、１個のアパチャのみを用い、１０ｐｐｍの様な記録
速度で３００ｄｐｉの解像度を狙い１ドット、１スペー
スを交互に形成するために図４（ａ）に示す様なパルス
電圧を制御電極１３に印可すると、１個のアパチャから
支持体３１上に到達するトナー流量は、図４（ｂ）に示
す様にパルス電圧と一致せず、支持体３１に形成される
ドットも尾引きのある細長い形状となり、支持体３１の
搬送方向に対して十分な解像度が得られない。その原因
を図で簡単に説明する。

【００２１】図５（ａ）は制御電極１３に印加されたパ
ルス電圧によりトナー流が発生している状態を示し、ア
パチャ１６内がでたらめな方向の運動ベクトルを持つト
ナーで溢れ、アパチャ１６上部では上方への速度ベクト
ルが失速した状態で存在するトナーが制御電極１３に付
着するものもある。

【００２２】図５（ｂ）は制御電極１３を再びアースに
接続した状態を示し、アパチャ内のトナーが背面電極３
２によるアパチャ１６内への漏れ電界によって緩やかに
排出されると共に、制御電極１３上に引き寄せられてい
たトナーも制御電極１３から背面電極３２に向かう電界
が構成され、背面電極３２に向かって飛翔する。この様
に、制御電極１３に印加されるパルス電圧を止めても、
トナーが支持体３１にずるずると飛翔していくことが、
前記ドットが尾引きする原因となる。

【００２３】だからといって、パルス電圧のパルス幅を
短く制御し、トナー流の発生を所定時間内に限定してみ
ても、従来のアパチャ電極体１２では十分な量のトナー
流が発生しないので、形成ドットの濃度が低くなってし
まう。

【００２４】本実施例では、個々の制御電極３に印加す
るパルス電圧のパルス幅を短く制御してトナー流発生を
所定時間内に限定し、１パルスあたりのトナー流量の不
足を、２個のアパチャを使って、時間差のある２回のパ
ルスによるトナー流でドット形成することにより補う。

【００２５】例えば支持体３１のある目標位置に１つの
ドットを形成する様子を図で説明する。図２中のアパチ
ャ列４はアパチャ列５より支持体搬送上流側に位置し、
中でもアパチャ６ａは、ドットを形成したい支持体３１
上の点と支持体搬送方向について同一線上にある。支持
体３１が上流より搬送されてきて、目標ドット位置がア
パチャ６ａの真上に到達すると、トナー流を発生させる
ため制御電極３ａには図３（ａ）の左部に示す如く制御
電圧印加回路８より、従来技術に比べ短い電圧パルスが
印加される。パルス幅が短いため、図３（ｂ）の左部の
様に支持体へのトナー飛翔流量が収束するまでの時間も
短く、支持体上に形成されるドットも問題になる程尾引
きがないが、１ドットを形成するためのトナー流量は不
足しているため、濃度は不足している。低濃度のドット
が目標位置に形成された支持体３１はさらに下流へ搬送
され、Ｔ時間後にアパチャ列５まで到達する。

【００２６】アパチャ列５中のアパチャ６ｂは、アパチ
ャ６ａや支持対３１上の目標ドット位置と支持体３１の
搬送方向に対して同一線上にある。前記支持体上の低濃
度のドットが真上に達した時、制御電極３ｂには図３
（ａ）の右部の如く制御電圧印加回路８から前記制御電
極３ａに印加したものと同一幅の電圧パルスを印加する
と前回同様アパチャ６ｂからトナー流が発生し、既に目
標位置に形成された濃度の不十分なドット上にかさねて
トナーが付着する。前回同様パルス幅が短いため図３
（ｂ）の右部の如く支持体へのトナー飛翔が収束するま
での時間も短く、既に支持体上に形成されたドット形状
を乱すこと無く、１ドット形成に必要な付着量を追加す
る。

【００２７】非画像部に対応するアパチャ列４，５の各
アパチャではいずれにおいても、対応する制御電極３に
は、制御電圧印加回路８から０Ｖが印加される。その結
果、担持ローラ２４と制御電極３間には電界は形成され
ず、担持ローラ２４上のトナーは静電気力を受けずアパ
チャ６を通過しない。

【００２８】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を形成することができる。

【００２９】本実施例では、支持体３１の搬送方向に対
して同一線上に一対の関係にあるアパチャ列を形成して
いるが、さらに３列以上にすれば、より高速化に対応す
ることも可能である。また、この同一線上にある複数の
アパチャから、トナー流を発生させるアパチャを選択的
に制御すれば、濃度諧調が達成できる。また、このアパ
チャの選択的制御と個々のアパチャに印加するパルス幅
や電圧の制御を組み合わせることにより、ドット径とそ
の濃度を変調し、より微細な諧調表現が実現可能であ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したことから明かなように、本
発明の画像形成装置は、１ドットを、トナー流制御手段
の複数のトナー流制御領域からのトナー流で形成するこ
とにより、高速かつ高解像度の画像形成装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した画像形成装置の要部の構成を
示す図である。

【図２】そ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】その画像形成装置の制御電極に印加する電圧と
トナー飛翔量を示す図である。

【図４】従来の画像形成装置の制御電極に印加する電圧
とトナー飛翔量を示す図である。

【図５】従来の画像形成装置におけるトナーの飛翔メカ
ニズム示すアパチャ電極体の断面図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ３ 制御電極 ６ アパチャ ８ 制御電圧印加回路 ２２ トナー担持ローラ ３２ 背面電極ローラ ３３ 直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーの流れを制御するトナー流制御手
   段と、 そのトナー流制御手段にトナーを供給するトナー供給手
   段とを備え、 前記トナー流制御手段は支持体搬送方向と同方向に延び
   る線上に複数のトナー流制御領域が形成されていること
   を特徴とする画像形成装置。