JPH06328766A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な濃度のトナー像を形成することが可能
な記録安定性の高い画像形成装置を提供すること。 【構成】 本画像形成装置の振動体４２は図３（ｃ）に
示すように、アパチャ電極の振動のビートが形成される
部分と相対する部分（斜線にて図示）に対して、レー
ザ、または高周波で焼き入れが施され、その部分の材質
が硬くなっている。これにより、斜線部分に発生する振
動を抑制することができるため、その部分と相対するア
パチャ電極部分に振動のビートが発生することがなくな
り、アパチャ電極全体を均一に振動させることができ
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号の明細書に
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
少なくも１列のアパチャが形成されたトナー流制御手段
としてのアパチャ電極体と、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され
るよう帯電したトナー粒子を供給するトナー供給手段
と、支持体とアパチャ電極体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】そして、上記の構成により、前記画像形成
装置は、トナー供給手段より供給され、飛翔しつつアパ
チャを通過するトナーを、画像情報に基いて基準電極と
制御電極との間に形成される電界によって制御すること
により、支持体上に画像を形成するものである。

【０００５】しかしながら、この画像形成装置は、アパ
チャ電極体のアパチャがトナーによって穴づまりを起こ
すという致命的な問題点があった。そこで、本出願人
は、特開平４−８００５３号公報において、励振手段を
アパチャ電極に備え付けることによって、アパチャ電極
体を振動させて、開口部に詰まったトナーをふるい落と
して記録安定性を飛躍的に向上させたものを提案した。
また更に、本出願人は、特願平３−２４１５０６号の願
書に添付した明細書及び図面において、アパチャ電極体
の片面に対して、アパチャを露出することが可能なスリ
ットを備えた振動体を固定して、その振動体に進行波を
励振することにより、アパチャ電極体全体を振動させ得
るものを提案した。

【０００６】

【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において、振動体により励
振されるアパチャ電極体の振動の振幅の分布は、振動波
が反射、或いは吸収されることにより場所によって異な
るため、アパチャ電極体全体が均一に振動しないことに
より、形成されるトナー像に濃度ムラ等が発生してい
た。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、均一な濃度のトナー像を形成することが
可能な、記録安定性の高い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、開口部を有し、その開口部
を通過する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対して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に取り付けられ
る振動体と、その振動体を励振する励振体とを備えるも
のであり、更には、前記振動体の各部の剛性は、その振
動体全体が均一に振動し得るように調整されている。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
トナー流制御手段に取り付けられる振動体の各部の剛性
が、その振動体全体が均一に振動し得るように調整され
ていることにより、トナー流制御手段は、全体が均一に
振動する。

【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、装置外装５の側部には、挿入口３と取り出
し口４とが設けられており、装置内部には、記録部１と
それに隣接して熱定着部２とが設けられている。そし
て、上記構成により、挿入口３から入った支持体Ｐには
記録部１で画像記録がなされ、その画像は熱定着部２に
おいて支持体Ｐ上に熱定着される。その後、支持体Ｐは
ガイド３３を経由して取り出し口４から取り出される。

【００１１】記録部１の内部には、ブラシローラ１１
と、アパチャ電極２０と、対向電極２５とが設けられて
いる。前記ブラシローラ１１の周囲には、ブラシローラ
１１の回転方向の上流に、ブラシローラ１１を掻く掻き
部材１５と、供給ローラ１２とが前記ブラシローラ１１
に接触して設けられている。また、供給ローラ１２とブ
ラシローラ１１は、トナーケース１４によって囲まれた
領域にある。更には、トナーケース１４の内部には、ト
ナーＴが貯蔵されている。また、供給ローラ１２に接触
して、ここに付着したトナーＴを均一なトナーＴの層に
するための層厚規制部材１３が設けられている。ブラシ
ローラ１１は、アースに接続されている。そして、ブラ
シローラ１１の上方にはアパチャ電極２０が配置されて
いる。

【００１２】次に、図２を用いて、アパチャ電極の構成
の詳細を説明する。アパチャ電極２０は、絶縁層２１を
基準電極層２２と多数の制御電極層２３とにより挟んで
形成されており、更には、列状に設けられた多数の開口
部２４を有している。基準電極層２２は、絶縁層２１の
ブラシローラ１１側の全面に設けられ、各制御電極層２
３は、絶縁層２１の上面において開口部２４の周りに配
置されている。絶縁層２１は、厚さ２５μｍの高分子樹
脂フィルム、例えばポリイミドによって構成されてい
る。また、基準電極層２２及び制御電極層２４は、薄膜
形成法、例えばスパッタリング法で形成された厚さ１μ
ｍ程度の金属膜、例えば銅によって構成されている。開
口部２４は、穴径約８０μｍの貫通穴である。基準電極
層２２はアースに、各制御電極層２３は画像信号Ｓにそ
れぞれ接続されている。

【００１３】更に、図２に示されるように、前記アパチ
ャ電極２０は、後述する一定の幅をもたないスリット４
１を備えた弾性体からなる振動体４２に接着されてい
る。スリット４１は、アパチャ電極２０に１列に設けら
れた開口部２４が露出し、トナーの供給が可能なような
位置に設けられている。振動体４２の両端には、励振体
４３及び振動吸収体４４が設けられ、振動体４２に進行
波が走るように構成されている。励振体４３及び振動吸
収体４４には、例えば、圧電素子を挟み込んだ構成のラ
ンジュバン振動子が用いられる。励振体４３は、ランジ
ュバン振動子の圧電体に適当な振動電圧を印加すること
によって振動体４２を励振できるように構成されてい
る。また、振動吸収体４４のランジュバン振動子の圧電
素子には、抵抗４８が接続され、振動の歪による起電力
を消費できるように構成されている。振動体４２には、
アルミやステンレスなどの金属からなる弾性体が用いら
れている。

【００１４】前記振動体４２の振動は、アパチャ電極２
０に伝えられる。すなわち、振動体４２のスリット４１
以外の部分に接着されたアパチャ電極２０は、そのまま
振動体４２に追従して振動する。スリット４２部分にお
けるアパチャ電極２０は、スリット４２の幅方向の両端
部を励振部として励振されるように構成されている。

【００１５】ここで次に、図３を用いて本発明の要部で
ある振動体４２の構成の詳細を説明する。図３（ａ）に
示すような従来の振動体５０により、アパチャ電極は励
振され、そのアパチャ電極の振幅の分布の状態は、図３
（ｂ）に示すようになっている。これによれば、
（イ），（ロ），（ハ）の部分に振動のビートが形成さ
れていることがわかる。そして、この振動のビートの発
生により、記録濃度に対してムラが生じている。そこ
で、本発明は図３（ｃ）に示すように、アパチャ電極の
振動のビートが形成される部分と相対する振動体の部分
（斜線にて図示）に対して、レーザ、または高周波で焼
き入れを施すことにより、その部分の材質を硬くした。
これにより、斜線部分に発生する振動を抑制することが
できるため、その部分と相対するアパチャ電極部分に振
動のビートが発生することがなくなる。また、焼き入れ
の具合いを調整すれば、アパチャ電極全体を均一に振動
させることができる。

【００１６】アパチャ電極２０の上方には対向電極２５
が配置されている。更に、この対向電極２５とこのアパ
チャ電極２０との間には、支持体Ｐが通過できるような
スペースが設けられている。この対向電極２５は、例え
ばマイナス（−）の電源Ｅに接続されている。

【００１７】支持体Ｐはガイド３３及び一対のガイドロ
ーラ３４によって、挿入口３から対向電極２５を経由し
て熱定着部２まで搬送される。熱定着部２の内部には、
内部に熱源を備えたヒートローラ３１とプレスローラ３
２とが接触して設けられており、支持体Ｐがこのヒート
ローラ３１とプレスローラ３２との間を通過できるよう
に構成されている。

【００１８】次に、上記のように構成された記録装置に
ついて、その作用を説明する。

【００１９】記録部１内部において、供給ローラ１２に
担持されたトナーＴが、この供給ローラ１２が回転する
ことによって一定のトナーＴの層が形成され、そしてブ
ラシローラ１１に供給される。このとき、トナーＴは供
給ローラ１２及びブラシローラ１１と接触しつつ摩擦し
て、例えばプラス（＋）に帯電する。プラス（＋）に帯
電したトナーＴは、ブラシローラ１１に担持され、アパ
チャ電極２０まで供給される。

【００２０】一方、挿入口３より装置内部に挿入された
支持体Ｐは、ガイド３３とガイドローラ３４とによって
対向電極２５に搬送される。そして、この場所で画像信
号Ｓからアパチャ電極２０の制御電極層２３に画像信号
電圧が印加される。この画像信号電圧に基いてトナーＴ
の流れが変調制御される。すなわち、画像信号Ｓからマ
イナス（−）電圧が制御電極層２３に印加されるとき、
開口部２４の内部においてプラス（＋）帯電したトナー
Ｔが基準電極層２２から制御電極層２３へと向かう電界
が発生し、トナーＴは開口部２４を通過する。また画像
信号Ｓから電圧が印加されないときは、開口部２４内部
において電界は発生しないので、トナーＴは開口部２４
を通過しない。

【００２１】さて、ここで、アパチャ電極２０は、振動
体４２が振動することによって、これに追従して振動す
る。そして、鏡像力及びファンデルワールス力でアパチ
ャ電極２０に付着している、或いは付着しようとするほ
とんどのトナーＴが、この励振によって振動加速度が与
えられて落下する。

【００２２】ここでアパチャ電極２０に発生する振動に
ついて詳細に述べる。励振体４３の圧電素子に振動体４
２が共振できるような周波数、例えば４０キロヘルツの
振動電圧が印加される。すると、振動体４２には４０キ
ロヘルツの進行波が発生する。この結果、アパチャ電極
のいくらかの開口部付近が、均一な振幅で振動され、全
ての開口部のトナーによる詰まりが抑えられ、しかも、
支持体上でのトナーの飛散も抑えられる。

【００２３】対向電極２５には電源Ｅによってマイナス
（−）電圧が印加されている。この電圧によって対向電
極２５とアパチャー電極２０との間に電界が形成され、
この電界に沿って変調されたトナーＴが対向電極２５へ
吸引される。そして支持体ＰにトナーＴが塗布される。

【００２４】その後、支持体Ｐは記録部１から熱定着部
２へと搬送され、支持体Ｐ上の画像は熱定着される。

【００２５】熱定着部２を通過した支持体Ｐはガイド３
３を経由して取り出し口４へ搬送され、取り出される。

【００２６】以上説明したように本実施例によれば、振
動体４２のスリット４１の幅を、振動体に励振される振
動の振幅のゆらぎに応じて、変化させることによって、
スリット上に設けられるアパチャ電極２０の開口部２４
付近の振動の振幅がほぼ均一となる。

【００２７】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、その趣旨を逸脱しない範囲において変
更を加えることができる。

【００２８】例えば、上記実施例においては、アパチャ
電極の振動のビートが発生する部分と対応する振動体部
分に対して焼き入れを行い、材質を硬くしているが、そ
の部分の材料を変えたり、補強する部材を付加したりす
ることにより、同様の効果を達成することも可能であ
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よれば、振動体の各部の剛性を、
その振動体全体が均一に振動し得るように調整したこと
により、均一な濃度のトナー像を形成することが可能と
なり、記録安定性が向上する。

【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
施例を示す概要図である。

【図２】図１に示す画像形成装置に搭載されるアパチャ
電極周辺の構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の要部の構成の説明に供する図である。

【符号の説明】

２０ アパチャ電極 ２４ 開口部 ４１ スリット ４２ 振動体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有し、その開口部を通過するト
   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対して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に取り付けられる振動体と、 その振動体を励振する励振体とを備える画像形成装置に
   おいて、 前記振動体の各部の剛性を、その振動体全体が均一に振
   動し得るように調整したことを特徴とする画像形成装
   置。