JPH06278307A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動素子を減らすことにより安価な画像形成
装置を提供すること。 【構成】 アパチャ電極体１の下側に配置されたトナー
担持ローラ１４は、絶縁性ローラ芯１７の周りに螺旋状
の８本の基準電極１５が配置されて構成されている。基
準電極１５は同時に９個のアパチャと対向するようその
螺旋の角度と幅が決められている。また、アパチャ電極
体１の制御電極４は、４つのグループにグループ化され
ており、１つの駆動素子は、各グループ内の１つの制御
電極４に接続されている。従って、１つの駆動素子に接
続されている４つの制御電極４は、トナー担持ローラ１
４上の基準電極１５に同時に対向することがない。従っ
て、４つの制御電極４に同時に制御電圧が印加される
が、基準電極１５と対向する１つの制御電極４にしか制
御電界が形成されず、それ部分において画素が形成され
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、制御電極に画像信号を印加するこ
とによりトナー粒子の流れを制御して支持体上に画像を
形成し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】この提案では、絶縁体の層を挟んで片面に
連続したシールド電極と、もう一方の面に互いに絶縁さ
れた複数の制御電極とから構成され、各絶縁された複数
の制御電極毎に３層を貫いて形成され、且つ少なくも１
列に配置されたアパチャを有す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
子の流れが制御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とを相対的に移動さ
せて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。

【０００４】また、特願平４−２５４４９４号の出願で
は、アパチャ電極体の片面に制御電極を形成すると共
に、シールド電極としてのトナー担持体との間に制御電
圧を印加するようにしたものが提案されている。

【０００５】これらの装置では、トナーの流れの制御を
するアパチャ電極体の全ての制御電極に、同時に画像信
号に応じた制御電圧が印加されてアパチャ電極体の全幅
に渡って画像が形成されるようになっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、すべての制御電極に同時に画像信号に
応じて制御電圧を印加する必要があり、そのため多くの
駆動素子が必要となり装置を高価にする欠点があった。

【０００７】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、駆動素子を減らすことにより安
価な画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【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、帯電されたトナーを供給す
るためのトナー供給手段と、そのトナー供給手段から供
給されるトナーの流れを制御する多数の制御部を有する
制御手段とを備え、制御手段によって制御されたトナー
によって支持体上に画像を形成する画像形成装置であっ
て、前記トナー供給手段には、それと制御手段との相対
移動によって前記制御部と順次対向する基準電極部を設
け、前記制御手段の制御部を複数のグループにグループ
化すると共に、前記各グループ内のある一つの制御部に
共通して制御電圧を印加できるように接続された電圧印
加手段を前記基準電極部との間に設けた。

【０００９】また、前記トナー供給手段は、円筒状のト
ナー担持ローラにより構成されると共に、前記基準電極
部は、トナー担持ローラの外周面にスパイラル状に配置
されていても良い。

【００１０】

【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、トナー供給手段と制御手段との相対移動によって
基準電極部は、複数の制御部に順次対向する。このと
き、基準電極部が対向した制御部には、画像信号に応じ
て制御電圧が印加される。帯電したトナーは、制御部と
基準電極部間に形成される電界により制御部を通過した
後、支持体上に付着してトナー像を形成する。このと
き、電圧印加手段を共通にしている他のグループの制御
部にも制御電圧が印加されるが、その制御部には基準電
極部が対向しないので電界が形成されず、その部分では
トナー像は形成されない。

【００１１】トナー供給手段と制御手段との相対移動に
よって基準電極部と対向する制御部が順次に入れ替わる
ことにより、制御手段の全てにわたってトナー像が形成
される。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は、本発明の画像形成装置の概要を示
す図であり、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、円柱状の背面電極ローラ
２２がシャーシ（図示せず）に回動可能に配設されてお
り、前記間隙に挿入される支持体２０を搬送し得るよう
に構成されている。また、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１０が配設されており、更には、前記背面電
極ローラ２２によって搬送される支持体２０の進行先に
は、定着装置２６が配設されている。

【００１４】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。

【００１５】そして、前記供給ローラ１２とトナー担持
ローラ１４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、両者は接した状態で平行に
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とともに、その
トナー１６を均一に帯電させるためのものであり、トナ
ー担持ローラ１４に圧接されている。

【００１６】前記トナー担持ローラ１４は、図３に詳細
に示すように、絶縁性のローラ芯１７の外周が円周方向
に８分割され、その分割された各表面上に、螺旋状に延
びる８本の導電性の基準電極１５が配置されて構成され
ている。前記基準電極１５は、同時に９個の後述するア
パチャと対向するようにその螺旋の角度と幅が設定され
ている。

【００１７】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に、厚さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２に直径
１００μｍ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
に制御部としての制御電極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１６と接するように配設されている。

【００１８】また、前記各制御電極４とトナー担持ロー
ラ１４上の基準電極１５との間には、９個の駆動素子８
がそれぞれ接続されている。図３に詳細に示すように、
前記制御電極４は、４つのグループにグループ化されて
おり、１つの駆動素子は、各グループ内の１つの制御電
極４に接続されている。従って、１つの駆動素子に接続
されている４つの制御電極４は、トナー担持ローラ１４
上の基準電極１５に同時に対向することがない。前記各
駆動素子８は、画像信号に基いて制御電極４に対して０
Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するように構成され
ている。

【００１９】更には、前記背面電極ローラ２２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ローラ２２に対して＋
１ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。

【００２０】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。

【００２１】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
１６は、層規制ブレード１８によって薄層化されるとと
もに帯電された後、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。

【００２２】ここで、画像信号に応じて、駆動素子８に
より制御電極４に制御電圧を印加する。ただし、トナー
担持ローラ１４上の基準電極１５は螺旋状になっている
ので、同時に電界が形成される有効なアパチャ６は、基
準電極１５と対向している９個だけである。

【００２３】このうち、図３において左から５個のアパ
チャ６に対応して設けられた制御電極４に対し、画像信
号に応じて、駆動素子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上の基準電極１
５の間の電位差により、制御電極４より基準電極１５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、支持体２０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。

【００２４】また、５個のアパチャのうち非画像部分に
対応する制御電極４には、駆動素子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上の基準
電極１５と制御電極４との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。

【００２５】そして、トナー担持ローラ１４の回転に伴
って基準電極１５と対向するアパチャ６が徐々に右側方
向に移動し、その移動に同期して基準電極１５と対向す
るアパチャ６に対応する画像信号を各制御電極１５に印
加すれば、トナー担持ローラ１４の８分の１回転で、す
べてのアパチャ６に電界が形成され、１列分の画素が支
持体２０上に形成される。

【００２６】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時間に、アパチャ列
とは直交する方向に１画素分の速度で送られる。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。

【００２７】図４及び図５は、本発明の第２の実施例の
画像形成装置の概要を示す図であり、前述した実施例と
は、トナー担持ローラ上の基準電極の形態が異なるだけ
であるが、以下に同じものには同じ符号を付してその詳
細を説明する。

【００２８】図５に示すように、トナー担持ローラは１
４はローラ芯１７の周りに４つの基準電極１５が形成さ
れている。基準電極１５は周方向４分の１周の長さで紙
幅の４分の１の幅をもち、周方向に９０度づつずらせて
ローラの長手方向に４個配置されている。

【００２９】アパチャ電極体１は、図４に示すように支
持体２０側に制御電極４を対向させ、ポリイミド製絶縁
シート２がアパチャ位置でトナー担持ローラ１４上のト
ナーと接するよう配設されている。またアパチャ電極体
１は、図５に示すように１つの基準電極１５あたり９個
のアパチャが対面するよう配設されている。

【００３０】制御電極４は、駆動素子８に接続されてい
る。１つの駆動素子は４つの制御電極につながれてい
る。１つの駆動素子に接続されている４つの制御電極
は、トナー担持ローラ１４の４つのー基準電極１５の対
応する位置にそれぞれ配置されている。

【００３１】この実施例においても第１の実施例と同様
にトナーはトナー担持ローラ１４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。ここでトナー担持
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下に供給される。

【００３２】ここで、画像信号に応じて、駆動素子８よ
り電圧を印加する。ただし、トナー担持ローラ１４上の
基準電極１５は４分割されているので、同時に電界が形
成される有効なアパチャは基準電極と対向している９個
だけである。

【００３３】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、駆動素子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上の基準
電極１５の間の電位差により、制御電極４より基準電極
１５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、支持体２０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。

【００３４】また、基準電極に対向している９個のアパ
チャのうち非画像部分に対応する制御電極４には、駆動
素子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上の基準電極１５と制御電極４との間に
は電界が形成されないことにより、トナー担持ローラ１
４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。

【００３５】トナー担持ローラ１４の４分の１回転によ
り画像信号に応じた電界が形成されるアパチャは９つづ
つ幅方向にずれトナー担持ローラ１回転ですべてのアパ
チャに電界が形成される。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】

【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よれば、駆動素子はアパチャの数
だけ必要ないので安価な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】本画像形成装置の断面図である。

【図２】アパチャ電極体の詳細を示す斜視図である。

【図３】トナー担持ローラ及びアパチャ電極体の詳細を
示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例の画像形成装置の断面図
である。

【図５】本発明の第２の実施例のトナー担持ローラ及び
アパチャ電極体の詳細を示す図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ４ 制御電極 ６ アパチャ ８ 駆動素子 １４ トナー担持ローラ １５ 基準電極 ２２ 背面電極ローラ ２４ 直流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電されたトナーを供給するためのトナ
   ー供給手段と、そのトナー供給手段から供給されるトナ
   ーの流れを制御する多数の制御部を有する制御手段とを
   備え、制御手段によって制御されたトナーによって支持
   体上に画像を形成する画像形成装置において、 前記トナー供給手段には、それと制御手段との相対移動
   によって前記制御部と順次対向する基準電極部を設け、
   前記制御手段の制御部を複数のグループにグループ化す
   ると共に、前記各グループ内のある一つの制御部に共通
   して制御電圧を印加できるように接続された電圧印加手
   段を前記基準電極部との間に設けたことを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナー供給手段は、円筒状のトナー
   担持ローラにより構成されると共に、前記基準電極部
   は、トナー担持ローラの外周面に螺旋状に配置されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。