JPH06305178A - 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の搬送方向に長く延びた長穴形状を
したアパチャ６の開口周辺には、制御電極６が６分割し
て形成されており、それぞれの制御電極には独立して電
圧制御が可能となっている。

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
第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層を貫いて形成されると共
に、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して配置す
ると共に、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ようにした画像記録装
置が提案され、それによれば、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
たような従来の画像記録装置では、図４に示す様な円形
アパチャを用いていたので、単位時間内で支持体上に堆
積させるトナーの量に限度があり、１０ｐｐｍの様な記
録速度で３００ｄｐｉの解像度を達成するのは困難であ
って、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、上述した従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、高速度記録でも高精細な
画像を形成することができる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、支持体搬送方向に長く延びる長穴状のアパチャを有
し、そのアパチャ周辺には、分割された制御電極が配置
されると共に、それらの制御電極には、独立して制御電
圧が印加され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によ
れば、支持体の搬送に応じて分割された制御電極に順次
制御電圧を印加することにより、１ドットを形成するた
めに費やすトナー流の発生時間を長くすることができ、
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、匡体（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上に圧接するように配置されている。

【００１４】アパチャ電極体１は、図２にも詳細に示す
ように、厚さ２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２
に、横幅１００μｍ，縦幅５００μｍの、支持体搬送方
向に長く延びた長穴状のアパチャ６が一列に配置されて
おり、また、絶縁シート２の支持体３１側には、各アパ
チャ６を取り囲むようにして６分割された制御電極３が
厚さ１μｍでそれぞれ形成されており、これらは互いに
絶縁されている。

【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の位置で担持ローラ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。

【００１７】前記制御電圧駆動回路８は、画像信号によ
って０Ｖ、もしくは＋５０Ｖを各制御電極３に個別に出
力するよう構成されている。以後、制御電極に＋５０Ｖ
が印加された状態をＯＮ状態、０Ｖが印加された状態を
ＯＦＦ状態と呼ぶ。前記背面電極ローラ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。

【００１８】上述のような構成において作用を以下に詳
述する。

【００１９】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２４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。

【００２０】ここで、画像信号に応じ画像部に対応する
アパチャ６の制御電極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６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。

【００２１】この時、本実施例では、アパチャ６の周辺
に分割された制御電極３に印加する電圧を個別に制御す
ることにより、アパチャ６内でのトナー流が発生する部
分を任意に制御し、１ドットに費やすトナー流の発生時
間を十分に充てることにより十分な濃度を得る。

【００２２】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２で説明する。アパチャ６の
開口周辺に形成された制御電極３において、６分割され
た制御電極をそれぞれ３ａ〜３ｆとすると、制御電極３
ａと制御電極３ｂのみをオンにし残りの制御電極３ｃ〜
３ｆをオフ状態にすれば、アパチャ６の右下部分のみに
トナー流が発生する。また、制御電極３ｃと制御電極３
ｄのみをオンにし、残りの４つをオフにすればアパチャ
６の中央部のみにアパチャ流が発生する。さらに、制御
電極３ｅと制御電極３ｆのみをオンにし残り４つをオフ
にすればアパチャ６の左上部分のみにトナー流が発生す
る。

【００２３】つまり、６分割された制御電極３ａ〜３ｆ
に個別に制御電圧を印加することにより、アパチャ６内
でトナー流が発生する位置をアパチャ６の長手方向の３
つの部分で制御することができる。

【００２４】従って、支持体が図２中の矢印方向に搬送
されるとすると、支持体のドット形成点がアパチャ６の
右下左部分に搬送されてきたら、右下部分にトナー流を
発生させるため制御電極３ａと制御電極３ｂのみをオン
する。さらにドット形成点がアパチャ６の中央部まで搬
送されてきたら、中央部にトナー流を発生させるため制
御電極６ｃと制御電極６ｄのみをオンにする。また、ド
ット形成点がアパチャ６の左上部分まで搬送されてきた
ら、左上部分のみにトナー流を発生させるため、制御電
極３ｅと制御電極３ｄのみをオンにする。従って、支持
体の搬送に同期して支持体のあるドット形成点に対して
３段階でトナー流を発生させるため、１回ごとのトナー
流量は小さくとも、３回分の総流量が十分であれば良い
こととなり、高速で濃度の濃い画像を形成することがで
きる。

【００２５】また、制御電極３ａ〜３ｆをオン、オフす
る組み合わせにより図３のごとく８通りのトナー流制御
方法があり、図中のトナー流発生位置を示す欄の長穴は
アパチャを示し、上が支持体搬送上流を示す。また、長
穴内の黒く塗りつぶされた部分はトナー流発生位置を表
す。

【００２６】例えば１ドット１スペースを交互に繰り返
す様なプリントする場合は図３中のパターン２から始ま
った後パターン３と７を繰り返すことになる。また、支
持体搬送方向の直線をプリントする場合は、当然パター
ン８を続ければ良い。

【００２７】非画像部に対応するアパチャ列４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】支持体をその長さ分搬送する間、上記のプ
ロセスを各アパチャにおいて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、アパチャ６の周辺に制御電
極３を６分割しているが、より細かく分割すれば、アパ
チャ内におけるトナー流発生位置をより正確に制御で
き、またトナー流発生位置の移動も滑らかとなるため、
より高精細かつ効率的なプリントが可能となる。

【００３０】また、本実施例では１ドットを３段階のト
ナー流で形成しているが、濃度変調をしたい場合は、１
〜２段階のトナー流で形成しても良いし、また、各段階
で印加する電圧を変調しても良いし、これら両者の組み
合わせでも良い。

【００３１】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極を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１−５０３２２１号公報に記載されるような
編み目状の電極体を用いることも可能である。

【００３２】

【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、トナー流制御手段が支持体搬送
方向に長く延びる長穴状のアパチャを有し、そのアパチ
ャ周辺には分割された制御電極が配置され、かつそれら
の制御電極を独立して電圧制御することにより、アパチ
ャ内でトナー流が発生する位置を制御し、１ドットを複
数段階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】本発明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】本発明の画像形成装置の分割制御電極に印加す
る電圧パターンとトナー流発生位置を示す図である。

【図４】従来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。

【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、支持体搬送方向に長く延びる
   長穴状のアパチャを有し、 そのアパチャ周辺には、分割された制御電極が配置され
   ると共に、それらの制御電極には、独立して制御電圧が
   印加されることを特徴とする画像形成装置。