JPH06297751A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた記録特性を有する画像形成装置を提供
すること。 【構成】 画像形成装置は、トナー担持ローラ１４の軸
中心と背面電極ローラ２２の軸中心を結ぶ直線をｌと
し、また、この直線ｌと、アパチャー電極体１の絶縁層
２とがなす角度を、トナー担持ローラ１４のトナー供給
方向の上流側ではａ、また下流側ではｂとすると、角度
ａが角度ｂと等しく、且つ両角度とも９０度以下になる
ようにトナー担持ローラ１４にアパチャー電極体１が接
触配置されている。これにより、トナー担持ローラ１４
上に担持されたトナー層は、アパチャー電極体１の絶縁
シート２により強く加圧されること無く、従って、固着
トナーが発生することなく、アパチャー電極体１の絶縁
シート２により十分摩擦帯電され、均質な帯電量を付加
されることになる。この結果、良好な記録特性が得られ
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、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、画像形成装置の１つとして、複数
の開口部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号明細書にお
いて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記３者を貫いて
形成され、且つ少なくも１列に配置されたアパチャを備
えるアパチャ電極体と、前記基準電極と制御電極との間
に選択的に電位を与える手段と、印加された電位によっ
てアパチャを通過するトナー粒子の流れが変調できるよ
うに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とから構成されている。

【０００４】また、それを改良したものとして、特願平
４ー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て配置すると共に、トナー担持体
と、アパチャ電極体の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して画像を形成するようにした
画像形成装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置は、画像記録に対し次のよ
うな問題を抱えていた。すなわち記録の際、アパチャ電
極体がトナー流を遮断状態にあるときに支持体側にトナ
ーが吐出してしまい、支持体上にいわゆるかぶりが発現
していた。この原因に関して、検討を進めたところ、ア
パチャ電極体と担持体との間の接触状態が不安定で、ト
ナー供給が円滑に行われていないことがわかってきた。
そしてとくにその要因として、アパチャ電極体と担持体
とがなす角が重要であることが判明してきた。

【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、良好な印字が可能な画像形成装
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によれば、荷電粒子を保持し供
給する担持体と、前記担持体とは荷電粒子を介して配置
され、且つ電界により荷電粒子の流れを制御する電界制
御手段と、前記電界制御手段とは受像体を挟んで配置さ
れた対向電極とで構成された画像形成装置であって、前
記担持体と対向電極とを結ぶ直線と、電界制御手段の表
面となす角が、担持体回転方向上流側と回転方向下流側
のいずれも９０度以下であることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
担持体と電界制御手段が安定に荷電粒子層を介して接触
し、荷電粒子層を電界制御手段により固着させること無
く十分帯電できる。且つ荷電粒子層の薄層化と均質化が
行われて、電界制御手段に供給できる。さらに電界制御
手段の下を通過した後においても荷電粒子が、さらに供
給されてくる荷電粒子層を乱すことがない。それらによ
り円滑な荷電粒子供給状態が形成され、良好な記録特性
が可能となる。

【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、電界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。

【００１１】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、担持体
としてのトナー担持ローラ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１４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１
２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。

【００１２】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。

【００１３】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の上面における各アパチャ６の開口周縁に
厚さ１μｍの制御電極４が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３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。

【００１４】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８が接続されている。
この制御電圧印加回路８は、画像信号に基づいて制御電
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。

【００１５】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。

【００１６】次に、トナー担持ローラ１４とアパチャー
電極体１の配置構成を図３を参照しながら説明する。図
３において、トナー担持ローラ１４の軸中心と背面電極
ローラ２２の軸中心を結ぶ直線をｌとし、また、この直
線ｌと、アパチャー電極体１の絶縁層２とがなす角度
を、トナー担持ローラ１４のトナー供給方向の上流側で
はａ、また下流側ではｂとすると、角度ａは角度ｂと等
しく、且つ両角度とも９０度以下になるようにしてトナ
ー担持ローラ１４にアパチャー電極体１が接触配置され
ていることを特徴としている。

【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３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６の下に供給
される。

【００１９】この時に本実施例では、角度ａが角度ｂと
等しく、且つ、両角度とも９０度以下になるようにトナ
ー担持ローラ１４にアパチャー電極体１が接触配置され
ているため、トナー担持ローラ１４上に担持されたトナ
ー層は、アパチャー電極体１の絶縁シート２により強く
加圧されること無く、固着トナーが発生しない。すなわ
ち本実施例では、絶縁シート２が最小限でしかトナー担
持ローラに接触しているため、従来問題であった加圧時
の不安定に起因する固着トナーや付着トナーが発生する
ことが無い。

【００２０】さらにトナーがアパチャーの下を通過した
後においても、絶縁シート２にトナー層が接触すること
が、極めて少ない。それによりトナー供給層がアパチャ
ーから離れていく時に際しても、トナー流動状態が乱れ
ることが少ない。

【００２１】以上に加え、電極と担持ローラの接触面積
が少ないため、両部材の摺動に関わる不要振動が発生せ
ず良好な接触状態が得られる。すなわち、記録そのもの
に大きな影響を与える接触圧が安定しているため、記録
特性が極めて向上する。

【００２２】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、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】例えば、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、直
線ｌと、アパチャー電極体１の絶縁層２とがなす角度ａ
と角度ｂと等しく設定したが、角度ａが角度ｂより大き
くまたは角度ｂが角度ａより大きく、且つ両角度とも９
０度以下になるようにしてトナー担持ローラ１４にアパ
チャー電極体１が接触配置してもよい。

【００２８】更に、上記実施例では、電界制御手段とし
てアパチャ電極体を用いたが、例えば、特表平１ー５０
３２２１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は、安定でソフトな接触圧により記
録が可能になる。その結果、良好な記録特性を得ること
が可能になる。

【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】担持体とアパチャ電極体の近傍の構成を示す詳
細断面図である。

【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 背面電極ローラ ２４ 直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を保持し供給する担持体と、 前記担持体とは荷電粒子を介して配置され、且つ電界に
   より荷電粒子の流れを制御する電界制御手段と、 前記電界制御手段とは受像体を挟んで配置された対向電
   極とで構成された画像形成装置において、 前記担持体と対向電極とを結ぶ直線と、電界制御手段の
   表面となす角が、担持体回転方向上流側と回転方向下流
   側のいずれも９０度以下であることを特徴とする画像形
   成装置。