JPH06320780A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御電極がオフの状態でトナーがトナー担持
ローラから離れることがなく、下地かぶりのない良好な
画像を形成することとができる画像形成装置を提供する
こと。 【構成】 トナー担持ローラ１４の内部でアパチャ電極
体１のアパチャ６と対向する位置には永久磁石１３が固
定されている。また、トナー１６は磁性体を含んでお
り、常時は、トナー担持ローラ１４内の永久磁石１３が
発する磁場によりトナー担持ローラ１４の表面にトナー
１６が引きつけられる。

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、平板と基準電極
と制御電極との三者を貫いて少なくも一列のアパチャが
形成されたアパチャ電極体と、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、与えられた電位によ
ってアパチャを通過するトナーの流れが変調されるよう
帯電したトナーを供給する手段と、支持体とアパチャ電
極体とが相対的に移動し得るよう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】しかしながら、この方式では、トナーの供
給量が十分ではなく、許容できる画像濃度を得ることが
困難であった。

【０００５】この問題点を改良し、十分な画像濃度を得
るために、種々の改良がなされた。そのような画像形成
装置の一例を説明する。

【０００６】この画像形成装置では、トナーを複数のア
パチャを有するアパチャ電極体へ供給するためのトナー
供給手段は、導電体で構成されたトナー担持ローラと、
そのトナー担持ローラの表面にトナーを供給するように
トナー担持ローラに接触して配置されたトナー供給ロー
ラと、トナー担持ローラの表面に担持されたトナーの層
厚を規制する層厚規制ブレードとから構成されている。
また、アパチャ電極体とトナー担持ローラとは、層厚規
制ブレードにより層厚を規制されたトナーを介して接触
するよう配置されている。

【０００７】そして、この画像形成装置では、従来アパ
チャ電極体に設けられていた基準電極の役割をトナー担
持ローラにさせているので、アパチャ電極体には制御電
極のみが設けられている。また、トナー担持ローラは接
地されている。さらに、円筒状の背面電極ローラがトナ
ー担持ローラと対向する位置に、アパチャ電極と１ｍｍ
の間隙を有して回転可能に配設されている。そして、１
ｍｍの間隙には、トナーによる可視像が形成される支持
体が搬送される。背面電極ローラには、画像形成の動作
中、トナーの電荷と逆極性の１ｋＶ程度の電圧が印加さ
れており、前記アパチャ電極体上の制御電極には、背面
電極と同極性の５０Ｖ程度の電圧が、画像信号に応じて
オンオフされる。

【０００８】トナー担持ローラ上に担持された層状のト
ナーは、アパチャ電極体上の制御電極に電圧が印加され
ていない場合は、トナー担持ローラの表面から動かな
い。しかし、制御電極に電圧が印加されると、背面電極
と制御電極との間に発生する電界の影響によりトナーが
トナー担持ローラから離れて、背面電極に引き寄せら
れ、背面電極とアパチャ電極体との間に搬送された支持
体に付着する。その結果、支持体上には、制御電極のオ
ンオフに応じた可視像が形成される。

【０００９】

【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、制御電極がオフの状態
であっても、トナー担持ローラから離れて支持体に付着
するトナーが若干量あるため、下地かぶりの原因とな
り、支持体上に形成される画像の品質を低下させてい
た。

【００１０】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、画像形成時以外でもトナー担持
ローラ上のトナーが離散することがなく、下地かぶりの
ない良好な画像を形成することを可能にする画像形成装
置を提供することを目的としている。

【００１１】

【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、表面にトナーを担持するト
ナー担持体と、前記トナーを通過させるための複数の開
口部を有するアパチャ電極体と、そのアパチャ電極体を
挟んで前記トナー担持体と対向すると共に、アパチャ電
極体と所定間隔だけ離れた位置に配置され、電圧が印加
されることにより前記アパチャ電極体との間に電界を発
生する背面電極とを有する画像形成装置であって、前記
トナー担持体を挟んで前記アパチャ電極体の開口部と対
向する位置に磁石を配置し、前記トナーは、少なくとも
着色微粒子と磁性体とを含むものである。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置で
は、トナー担持体を挟んでアパチャ電極体の開口部と対
向する位置に磁石を設け、トナーとして磁性体を含んだ
ものを使用することにより、磁石が発する磁力がトナー
をトナー担持体の表面に拘束する。そのため、画像形成
時以外にトナーがトナー担持体から離れることがないの
で、下地被りのない良好な画像を形成する。

【００１３】

【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。

【００１４】図１は、本発明の画像形成装置の概略構成
図である。トナー流制御手段としてのアパチャ電極体１
の上方には、１ｍｍの間隙を有して、円柱状の背面電極
ローラ２２が図示する矢印方向に回転可能に配設され、
その１ｍｍの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、アパチャ電極体１の下方
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が配設されている。背面電極ローラ２２
によって搬送される支持体２０の進行方向には支持体２
０の表面に付着したトナー１６を加熱及び加圧により定
着させる定着装置２６が配設されている。これらの構成
要素と主電源３４とメイン基板３５は、本体ケース３０
の内部に収められている。また、本体ケース３０の外側
面には、給紙トレイ３３と排紙トレイ３２とが配設され
ている。

【００１５】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、トナー供給装置１０は、そのトナー供給装置１０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、トナー供給
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、オーガ１７と、永久磁石１３とから構
成されている。ここにおいて、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、アルミニウム等の導体からなると共に
中空の筒状に形成されている。トナー供給ローラ１２
は、トナーケース１１内のトナー１６をトナー担持ロー
ラ１４に対して供給するものである。また、オーガ１７
は、トナーケース１１内のトナー１６がトナー担持ロー
ラ１４の長手方向に偏ることを防ぐものである。

【００１６】そして、トナー供給ローラ１２とトナー担
持ローラ１４とオーガ１７とは、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、トナー
供給ローラ１２とトナー担持ローラ１４とは接した状態
で平行に配設されている。また、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
の量がトナー担持ローラ１４の表面上で均一になるよう
調整するとともに、そのトナー１６を均一に帯電するた
めのものであり、トナー担持ローラ１４に圧接されてい
る。

【００１７】アパチャ電極体１は、図２に示すように２
５μｍ厚のポリイミド製の絶縁シート２に直径１００μ
ｍの複数のアパチャ６が二列に形成され、且つ各アパチ
ャ６の背面電極ローラ２２側に制御電極４を１μｍ厚で
形成したものである。本実施例では、アパチャ６を二列
構成としたが、一列、または三列以上でも構わない。列
数を増すことにより、さらに高解像度の画像を形成可能
となる。

【００１８】そして、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。

【００１９】また、トナー担持ローラ１４は接地されて
おり、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。

【００２０】更には、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２４は背面電極ローラ２２に対して＋１ｋ
Ｖの電圧を印加し得るようになっている。

【００２１】本発明の特徴部分である永久磁石１３は、
トナー担持ローラ１４の内部でアパチャ電極体１のアパ
チャ６と対向する位置に固定されている。この永久磁石
１３はトナー担持ローラ１４とは一体ではないので、ト
ナー担持ローラ１４が回転しても永久磁石１３は回転せ
ず、常に、アパチャ６と対向する位置にある。永久磁石
１３が発する磁場は、トナー担持ローラ１４の表面にお
いて５００〜１０００ｇａｕｓｓ程度となるようにする
のがよく、できるだけ強磁場とすることが望ましい。

【００２２】また、トナーケース１１内に収納されるト
ナー１６としては、少なくとも、例えば、黒色に着色さ
れた帯電微粒子に磁性体を混ぜ合わせたものを使用す
る。このトナー１６は磁性体を含んでいるので、常時
は、トナー担持ローラ１４内の永久磁石１３が発する磁
場によりトナー担持ローラ１４の表面にトナー１６が引
きつけられるのである。

【００２３】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を図１及び図３を参照して説明する。

【００２４】まず、トナー担持ローラ１４とトナー供給
ローラ１２が図１及び図３に示す矢印方向へ回転するこ
とにより、トナー供給ローラ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の表面に担持
される。担持されたトナー１６は、トナー層規制ブレー
ド１８によって薄層化されると共に帯電された後、トナ
ー担持ローラ１４の回転によってアパチャ電極体１の下
方に向かって搬送される。そして、トナー担持ローラ１
４上のトナー１６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の下方へ供給される。この時、ト
ナー担持ローラ１４上のトナー１６は、永久磁石１３が
形成する磁場の影響で、トナー担持ローラ１４に引き付
けられている。

【００２５】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、その電圧の印加
された制御電極４と対応するアパチャ６の近傍には、制
御電極４とトナー担持ローラ１４との間の電位差によ
り、制御電極４からトナー担持ローラ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て
いるトナー１６は電位の高い方向に静電力を受け、永久
磁石１３が発する磁力を振り切って、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。このとき、背面電極ローラ２２とアパチャ電極
体１との間の間隙には、給紙トレイ３３より支持体２０
が送られてきている。そして、制御電極４側に引き出さ
れたトナー１６は、更に、背面電極ローラ２２に印加さ
れている電圧によって支持体２０と制御電極４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。

【００２６】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
は電界が形成されず、トナー担持ローラ１４上のトナー
１６は静電力を受けない。よって、トナー１６は、永久
磁石１３の磁場の影響によりトナー担持ローラ１４に引
き寄せられたままで、アパチャ６を通過しない。

【００２７】更には、支持体２０は、その面上にトナー
１６により、二列あるアパチャ６のうち前列のアパチャ
による画素が形成される間に、アパチャ列と垂直の方向
に二列のアパチャの巾にあたる長さが送られ、後列のア
パチャによる画素が形成される。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、周知の定
着装置２６が支持体２０を加圧及び加熱することにより
支持体２０上に定着される。その支持体２０は排紙トレ
イ３２上に排出される。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】例えば、上記実施例では、永久磁石１３
は、背面電極ローラ２２とアパチャ電極体１の真下に位
置する１個のみとしたが、例えば、周知の電子写真方式
による画像形成装置で用いる二成分現像器の様に、磁石
を多数用いることにより、トナー担持ローラ１４に多数
の磁極を形成することも可能である。この場合、トナー
１６の搬送性が良くなり、帯電特性も良好になるという
利点がある。

【００３１】また、上記実施例では非画像部分に対応す
るアパチャ６の制御電極４に印加する電圧を０Ｖとした
が、これは負の電圧であっても良い。このように負の電
圧を印加すると、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１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、トナー担持体を挟んでアパチャ
電極体の開口部と対向する位置に磁石を設け、トナーと
して磁性体を含んだトナーを使用することにより、磁石
が発する磁力によってトナーをトナー担持体上に拘束し
ているため、画像形成時以外にトナーがトナー担持ロー
ラから離れることがなく、下地かぶりのない良好な画像
を形成することとができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した画像形成装置の概略構成図
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に用いられるアパチャ電
極体の付近のトナーの挙動を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ６ アパチャ １０ トナー供給装置 １４ トナー担持ローラ １６ トナー ２２ 背面電極ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にトナーを担持するトナー担持体
   と、前記トナーを通過させるための複数の開口部を有す
   るアパチャ電極体と、そのアパチャ電極体を挟んで前記
   トナー担持体と対向すると共に、アパチャ電極体と所定
   間隔だけ離れた位置に配置され、電圧が印加されること
   により前記アパチャ電極体との間に電界を発生する背面
   電極とを有する画像形成装置において、 前記トナー担持体を挟んで前記アパチャ電極体の開口部
   と対向する位置に磁石を配置し、 前記トナーは、少なくとも着色微粒子と磁性体とを含ん
   でなることを特徴とする画像形成装置。