JPH06278306A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精細な画像を形成すること。 【構成】 背面電極２２は、アルミナ板２２ａとカーボ
ンコート層２２ｂとの２層構造であり、またアルミナ板
２２ａの下面におけるＦ点及びＧ点には、電極の長手方
向に延びる線状の導電体２２ｃ、２２ｄがそれぞれ埋設
されている。そして、各導電体２２ｃ、２２ｄには、１
ｋＶと０Ｖの電圧が印加されており、従って背面電極２
２のＦ点から左端Ｇ点までは＋１ｋＶから０Ｖまでの電
圧勾配が生ずる。このため、背面電極２２の左端部に於
いて、トナーを右方に引き戻そうとする強力な電界は発
生することがなく、従来のように前記支持体搬送方向に
対して後方に飛散するトナーは発生しない。

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搭載される印刷手段として
用いることが可能な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。

【０００３】この画像記録装置は、図４にその一部を示
すように、絶縁体の層３２を挟んで一方の面に形成され
る連続したシールド電極３３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３４とを有し、更に各
絶縁された複数の制御電極３４毎に３層を貫いて形成さ
れ、且つ少なくも１列に配置されたアパチャ３５を有し
ているアパチャ電極体３１と、制御電極３４とシールド
電極３３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３５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、アパチャ電極体３１に対向配置され、且つトナー粒
子の帯電極とは反対の極の電圧が印加された板状の対向
電極３６とから構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成では、対向電極３６の表面電位が一様であるた
め、図４に、対向電極３６の左端部における制御電極４
に向かう電気力線を示すように、左端から少し左に外れ
た位置では、紙送りと反対方向に向かう電界が発生す
る。従って、前記画素が形成された支持体が搬送される
途中、対向電極３６の左端を通過する際に、画素を形成
しているトナーは依然帯電しているため、対向電極３６
に向かうクーロン力を受け、それにより支持体に付着し
た定着前のトナーが再び対向電極３６に戻るように、即
ち、支持体の移動方向とは反対側に飛散して、支持体上
の画像が乱れるといった問題があった。

【０００５】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、高精細な画像形成装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【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、帯電したトナーのトナー流
を制御するトナー流制御手段と、その制御手段にトナー
を供給するトナー供給手段と、前記トナー流制御手段
の、トナー供給手段とは反対側に配置された背面電極と
を備え、前記背面電極には、場所により異なる電圧を印
加したことを特徴とする。

【０００７】また、支持体の移動方向の下流側に、上流
側に比べて低い電圧を印加しても良い。

【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、背面電極には場所により異なる電圧が印加されて
いるため、背面電極端部での背面電極に向かう電界強度
が小さく、支持体が背面電極を離れる際の画像乱れが無
く、高精細なドットを形成できうる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１０】図１は、本発明の画像形成装置の概要を示
す図であり、トナー流制御手段としてのアパチャ電極体
１の上側には、１ｍｍの間隙を有して、板状の背面電極
２２が匡体（図示せず）に配設されている。背面電極２
２は、図３に示す様に、絶縁体である厚み３ｍｍのアル
ミナ板２２ａと、その下面に厚み５μｍのカーボンをコ
ーティングして形成したカーボンコート層２２ｂとの２
層構造であり、またアルミナ板２２ａの下面におけるＦ
点及びＧ点には、電極の長手方向に延びる線状の導電体
２２ｃ、２２ｄがそれぞれ埋設されている。

【００１１】前記アパチャ電極体１の下側には、そのア
パチャ電極体１の長手方向に沿って、トナー供給装置１
０が配設されている。

【００１２】アパチャ電極体１の右方には、一対の支持
体送りローラ１５が回転可能に配設されており、ここに
挿入された支持体２０を前記アパチャ電極体１と背面電
極２２との間隙に搬送する。さらに、その進行先には、
定着装置２６が配設されている。

【００１３】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、前記トナー供給装置１０は、装置全体のハウジング
を兼ねるトナーケース１１と、そのトナーケース１１内
に収納されるトナー１６と、供給ローラ１２と、トナー
担持ローラ１４と、トナー層規制ブレード１８とから構
成されている。ここにおいて、前記トナー担持ローラ１
４はトナー１６を担持し、アパチャ電極体１に向かって
搬送するものであり、前記供給ローラ１２は、トナー担
持ローラ１４に対してトナー１６を供給するものであ
る。そして、前記供給ローラ１２とトナー担持ローラ１
４は、トナーケース１１に図示する矢印方向に回転可能
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１８
は、トナー担持ローラ１４に担持されるトナー１６の量
がローラ面上で均一になるよう調整するものであり、ト
ナー担持ローラ１４に圧接されている。

【００１４】前記アパチャ電極体１は、図２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１
００μｍの複数のアパチャ６が１列に形成され、且つ絶
縁シート２の上面側における各アパチャ６の開口周縁に
制御電極４が１μｍ厚で形成されたものである。そし
て、前記アパチャ電極体１は、図１に示すように支持体
２０側に制御電極４を対向させ、絶縁シート２がアパチ
ャ６の位置でトナー担持ローラ１４上のトナーと接する
ように配設されている。

【００１５】また、前記制御電極４とトナー担持ローラ
１４の間には、制御電圧印加回路部８が接続されてい
る。この制御電圧印加回路部８は、画像信号に基いて制
御電極４に対して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加
するように構成されている。

【００１６】更には、図３に示すように、前記背面電極
２２の導電体２２ｃとトナー担持ローラ１４との間に
は、直流電源２４が接続されており、この直流電源は前
記背面電極２２に対して＋１ｋＶの電圧を印加し得るよ
うになっている。また、前記背面電極２２の導電体２２
ｄは、前記担持ローラ１４と同電位になっている。従っ
て、背面電極２２のカーボンコート層２２ｂの下面上で
は、Ｆ点からＧ点に向かって電圧が＋１ｋＶから０Ｖま
で徐々に変化すると共に、Ｆ点から右側の部分は、同電
位となっている。

【００１７】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。

【００１８】まず始めに、トナー担持ローラ１４と供給
ローラ１２の図１に示す矢印方向の回転により、供給ロ
ーラ１２から送られてくるトナー１６はトナー担持ロー
ラ１４に擦りつけられ、マイナスに帯電させられてトナ
ー担持ローラ１４上に担持される。担持されたトナー１
６は層規制ブレード１８によって薄層化され、トナー担
持ローラ１４の回転によってアパチャ電極体１に向かっ
て搬送される。そして、トナー担持ローラ１４上のトナ
ーはアパチャ電極体１の絶縁シート２に擦られつつアパ
チャ６の下に供給される。

【００１９】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極４には、制御電圧印加回路８から＋
５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパチャ６の近傍には、制御電極４とトナー担持ロ
ーラ１４の間の電位差により、制御電極４よりトナー担
持ローラ１４に向かう電気力線が形成される。それによ
り、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１４上からアパチャ６を
通過して制御電極４側に引き出される。引き出されたト
ナー１６は、更に、背面電極２２に印加されている電圧
によって支持体２０とアパチャ電極体１との間に形成さ
れる電界により、カーボンコート層２２ｂのＰ点に向か
って飛翔し、支持体２０上に堆積して画素を形成する。

【００２０】この時、図３に示すように、本実施例の背
面電極２２の下面上において、Ｆ点から右端までは１ｋ
Ｖの電圧が印加されており、アパチャ６を通過したトナ
ーの飛翔目標であるＰ点はその中間に位置し、また、Ｆ
点から左端Ｇ点までは＋１ｋＶから０Ｖまでの電圧勾配
があるため、背面電極２２の左端部に於いて、トナーを
右方に引き戻そうとする強力な電界は発生することがな
く、従来のように前記支持体搬送方向に対して後方に飛
散するトナーは発生しない。また、この時に、絶縁性ト
ナーを用いれば、トナー担持ローラ１４と制御電極４の
間の絶縁性が保たれ、アパチャ６が絶縁破壊することが
ない。

【００２１】また、非画像部分に対応する制御電極４に
は、制御電圧印加回路８から０Ｖの電圧が印加される。
その結果、トナー担持ローラ１４と制御電極４間には電
界が形成されないことにより、トナー担持ローラ１４上
のトナー１６は静電力を受けないため、アパチャ６を通
過しない。

【００２２】更には、支持体２０は、その面上にトナー
１６により１列の画素が形成される間に、アパチャ列と
垂直の方向に１画素分送られる。そして、上記のプロセ
スを繰り返すことにより支持体２０の全面にトナー像が
形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装置
２６によって支持体２０上に定着される。

【００２３】図４には、背面電極２２の他の実施例が示
されており、この実施例の場合、背面電極２２は、絶縁
体である厚み３ｍｍのアルミナ板２２ａと、その下面に
形成されると共に、間隔をおいて背面電極の長手方向に
延びる複数の導電体２２ｅとから構成されている。図４
において、支持体の搬送方向の最も上流側に位置する導
電体２２ｅは直流電源２４が接続され、また最も下流側
に位置する導電体２２ｅはトナー担持ローラ１４と同電
位に設定され、更にその両導電体２２ｅ間に位置する導
電体２２ｅは抵抗Ｒを介して接続されている。

【００２４】本実施例の背面電極２２においても、その
下面に配置された複数の導電体２２ｅ間に、中央部分か
ら左端側に向かって＋１ｋＶから０Ｖまでの電圧勾配が
生じ、背面電極２２の左端部に於いて、トナーを右方に
引き戻そうとする強力な電界は発生することがなく、従
来のように前記支持体搬送方向に対して後方に飛散する
トナーは発生しない。

【００２５】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。

【００２６】例えば、上記実施例では背面電極の形状は
板状であるが、これに限定されるものでは無く、例えば
回転可能な円筒状でも良い。ただし、トナー飛翔位置か
ら支持体搬送方向に向かって電圧勾配がつけてあれば良
い。

【００２７】また、上記実施例では背面電極２２の強度
保持部材としてアルミナを用いたが、これに限定されず
セラミックスや樹脂でも良い。また、アルミナ板の上に
直接カーボンをコートしなくとも、カーボンを混入した
ゴムや樹脂板を接着しても良いし、樹脂板に十分強度が
あればアルミナ板は不要である。

【００２８】また、上記実施例では非画像部分に対応す
るアパチャの制御電圧を０Ｖとしたが、これは負の電圧
であっても良い。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、上記実施例においては、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
編目状の電極体を用いることも可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成装置においては、背面電極に、場所によ
り異なる電圧を印加したので、背面電極端部での背面電
極に向かう電界強度が小さく、支持体が背面電極を離れ
る際の画像乱れが無く、高精細な画像を形成することが
できる。

【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
極体の構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の画像形成装置の背面電極部分を示す断
面図である。

【図４】背面電極の他の実施例を示す図である。

【図５】従来の画像形成装置の対向電極近傍の電気力線
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁性シート ４ 制御電極 ６ アパチャ ８ 制御電圧印加回路 １４ トナー担持ローラ ２２ 背面電極 ２２ａ アルミナ板 ２２ｂ カーボンコート層 ２４ 直流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電したトナーのトナー流を制御するト
   ナー流制御手段と、その制御手段にトナーを供給するト
   ナー供給手段と、前記トナー流制御手段の、トナー供給
   手段とは反対側に配置された背面電極とを備え、 前記背面電極には、場所により異なる電圧を印加したこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 支持体の移動方向の下流側に、上流側に
   比べて低い電圧を印加したことを特徴とする請求項１に
   記載の画像形成装置。