JPH06328769A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価な高耐圧スイッチング素子を用いること
なく制御を行うことが可能な、低価格の画像形成装置を
提供することを目的としている。 【構成】 本画像形成装置における制御電極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。制御電圧印加回路８は、制御電極毎に画像信
号出力回路３５と圧電トランス３６から構成されてお
り、圧電トランス３６は柱状のＰＺＴ３１に共通電極３
４と、入力電極３３と、出力電極３２とが形成されたも
のであり、ＰＺＴ３１は入力電極３３と共通電極３４に
挟まれている部分は矢印３７方向に、共通電極３４と出
力電極の間は矢印３８方向に分極されている。そして、
この圧電トランス３６で比較的低電圧の画像信号を昇圧
して高電圧とし、トナー流を制御する。

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】また、例えば米国特許出願第９４６９３７
号、同９２６１６９号、同１４０２６６号、および同９
２６１５８号の明細書には、アパチャ電極体が支持体側
に制御電極、トナー供給側に基準電極を向けて配設され
た画像形成装置が開示されている。

【０００５】これに対して、特開平２−２２６２６１号
公報には、アパチャ電極体を支持体側に基準電極、トナ
ー供給側に制御電極を向けて配設することにより、オフ
時に制御電極に対して印加される電圧を、上記米国特許
に開示される画像形成装置に比べて１／４程度に抑える
ことができることが記載されている。

【０００６】ここにおいて、前記オフ時とは、支持体上
にトナー粒子を付着させない時、すなわち画像の空白部
分を形成する時点を意味するものであり、逆にオン時と
言えば、支持体上にトナー像を形成する時点を意味する
ものである。

【０００７】また、本出願人は、特願平４ー２５４４９
４号の明細書および図面において、トナーを保持した担
持体と記録電極とを接触させて配置することにより記録
特性を大きく改善することができる画像記録装置も提案
している。この装置によれば、制御電圧をはさらに低下
させることが可能であつた。

【０００８】

【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では、アパチャ電極体の各
電極に対する制御電圧が高いため、高価な高耐圧スイッ
チング素子が必要となり、高耐圧スイッチング素子を多
く使用すると装置が高価になる欠点があった。

【０００９】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、高価な高耐圧スイッチング素子
を用いることなく制御を行うことが可能な、低価格の画
像形成装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【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、帯電したトナーの流れを制
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、前記帯電したトナーを供給するトナー供給手段
と、そのトナー供給手段とは、全トナー流制御手段を挟
んで反対側に設けられた背面電極とを備えるものであ
り、更には、前記トナー流制御手段は、制御電圧を印加
するための電圧印加手段を有し、その電圧印加手段は、
圧電トランスを備えている。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置にお
けるトナー流制御手段は、比較的低電圧の画像信号を圧
電トランスで昇圧して高電圧とし、トナー流を制御す
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、トナー流制御手段としてのアパチャ電極体
１の上側には、０．５ｍｍ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】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に厚さ５０μｍのポリイミド製の絶縁シート２に直径１
００μｍの複数のアパチャ６が１列に形成され、且つ上
面に厚さ１μｍの制御電極４が各アパチャ６毎に形成さ
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を対向させた
状態で、絶縁シート２のアパチャ位置でトナー担持ロー
ラ１４に対して圧接されている。

【００１７】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は図３に詳細に示すように、各
制御電極毎に画像信号出力回路３５と圧電トランス３６
から構成されている。圧電トランス３６は柱状のＰＺＴ
３１に共通電極３４と、入力電極３３と、出力電極３２
とが図のように形成され、ＰＺＴ３１は入力電極３３と
共通電極３４に挟まれている部分は矢印３７方向に、共
通電極３４と出力電極の間は矢印３８方向に分極されて
いる。

【００１８】出力３２は制御電極４に接続されている。
圧電トランス３６は共振周波数４ＭＨｚで昇圧比１００
となるよう形成されている。入力電極３３は画像信号出
力回路３５に共通電極３４はトナー担持ローラ１４に接
続されている。

【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、画像部分には
画像信号出力回路３５から４ＭＨｚ５Ｖの矩形波が出力
される。その信号は圧電トランス３６で昇圧され、出力
電極と共通電極との間に約５００Ｖの矩形波が出力され
制御電極に印加される。

【００２３】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の間に
電圧波形に対応する制御電界が形成される。制御電極に
５００Ｖが印加されているとき電気力線は、制御電極４
よりトナー担持ローラ１４に向かう。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
ける。電界は、画像信号と同じ４ＭＨｚで振動している
が、トナーはその質量のため振動に追従せず、その運動
方向はトナー担持ローラ１４上からアパチャ６を通過す
る方向に平滑される。よってトナー担持ローラ１４上の
トナーは、アパチャ６を通過し制御電極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、非画像部分に対応する制御電極４に
つながる圧電トランス３６の入力電極には、画像信号出
力回路３５から０Ｖの電圧が印加される。その結果、圧
電トランス３６の出力電極３２、及びそれにつながる制
御電極４には電圧が印加されない。よって、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】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、共通電極に負
の直流電圧を重畳することにより、負の電圧を印加して
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。

【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、トナー流制御手段が、制御電圧
を印加するための電圧印加手段を有し、その電圧印加手
段が、圧電トランスを備えていることにより、低い電圧
でトナー流を制御できるため、高価な高耐圧スイッチン
グ素子を用いる必要がないことにより、低価格で構成す
ることが可能となる。

【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】本発明の要部である制御電圧印加回路周辺の構
成を示す図である。

【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 ３６ 圧電トランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電した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、前記帯電したトナーを
   供給するトナー供給手段と、 そのトナー供給手段とは、全トナー流制御手段を挟んで
   反対側に設けられた背面電極とを備える画像形成装置に
   おいて、 前記トナー流制御手段は、制御電圧を印加するための電
   圧印加手段を有し、その電圧印加手段は、圧電トランス
   を備えていることを特徴とする画像形成装置。