JPH07117258A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH07117258A
JPH07117258A JP5263583A JP26358393A JPH07117258A JP H07117258 A JPH07117258 A JP H07117258A JP 5263583 A JP5263583 A JP 5263583A JP 26358393 A JP26358393 A JP 26358393A JP H07117258 A JPH07117258 A JP H07117258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
electrode
aperture
roller
carrying roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP5263583A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaichi Tanabe
政一 田辺
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で、必要な画像濃度、コントラス
トおよび印字速度を得ることが可能な画像形成装置を提
供すること。 【構成】 本画像形成装置は、帯電したトナーの流れを
制御するアパチャ電極体1と、前記トナーを担持し、そ
のトナーを前記アパチャ電極体1に対して供給するトナ
ー担持ローラ14とを備え、そのトナー担持ローラ14
の表面上には絶縁スペーサ13が着接されている。それ
により、アパチャ電極体1上に設置された制御電極4
は、トナー担持ローラ14に対向して配置されている
が、両者が接触してショートすることがないため、トナ
ー担持ローラ14に強固に付着したトナー16を小さな
駆動電圧で支持体上に飛翔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、例えば米国特許第4743926
号、同4755837号、同4780733号、および
同4814796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、米国特許第4912489
号の明細書には、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】
【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於いては、通常導体で構
成されているトナー担持体表面と制御電極との間に生じ
る電界でトナーの飛翔を制御しているため、この両者の
距離を近づけなければ十分な画像濃度が得られなかっ
た。しかしながら、この距離を近づけすぎると、ショー
トが発生し、この電流によってトナー流制御手段が焼き
付いたり、ドライバICが壊れるなどの問題が生じてい
た。
【0008】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、簡易な構成で、必要な画像濃
度、コントラストおよび印字速度を得ることが可能な画
像形成装置を提供することを目的としている。
【0009】
【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
御するために、少なくとも開口部と制御電極とを備えた
トナー流制御手段と、前記トナーを担持し、そのトナー
を前記トナー流制御手段に対して供給するトナー供給手
段とを備えるものであり、更には、前記トナー供給手段
がトナーを担持するためのトナー担持体を有するととも
に、このトナー担持体の表面には、絶縁体より成り、ト
ナー流制御手段との間隙を保持する間隙保持部材が形成
されている。
【0010】尚、前記制御電極が前記トナー流制御手段
のトナー担持体と対向する面上に形成されていてもよ
い。
【0011】
【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置にお
けるトナー担持体は、その表面に形成される間隙保持部
材により、トナー流制御手段との間隙を一定に保持して
いる。
【0012】それにより、制御電極がトナー流制御手段
のトナー担持体と対向する面上に形成されていても、制
御電極とトナー担持体とがショートすることがない。
【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、本発明を実施した画像形成装置の
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、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。
【0015】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。
【0016】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、トナー担持ローラ14は、モー
タ(図示せず)に接続され、供給ローラ12もまたモー
タ(図示せず)に接続されており、それぞれのローラ
は、前記のモータによって駆動されている。
【0017】更に、トナー担持ローラ14上には、ガラ
スビーズ等の絶縁性微粒子で構成された絶縁スペーサ1
3が形成されており、この絶縁スペーサ13は、例えば
周知の導電性接着剤等に絶縁性微粒子を分散したものを
トナー担持ローラ14上に塗布する等の方法により、前
記トナー担持ローラ14の表面上にまんべんなく分布し
て着接されている。
【0018】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。なお、このトナー層
規制ブレード18は、適当な材質を選ぶことにより、ト
ナー16を帯電させることができ、帯電ブレードとして
の作用を担わせることもできる。
【0019】前記アパチャ電極体1は、図2に示すよう
に、厚さが25乃至100μmのポリイミド製の絶縁シ
ート2に、直径30乃至100μm程度の大きさをもつ
複数のアパチャ6が1列または複数列に形成され、且つ
上面に厚さ1乃至10μm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に示すようにトナー担持ローラ14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。
【0020】ここにおいて、前記アパチャ電極体1のア
パチャ6とトナー担持ローラ14との位置関係の詳細を
説明すると、図3に示すように、各アパチャ6は各々の
中心線30がトナー担持ローラ14の周面の最上部分
と、トナー担持ローラ14の中心軸32とを通過するよ
うに配置されている。これによれば、各アパチャ6は、
トナー担持ローラ14の周面の最上部分を基準として、
左右に均等に配置されることにより、各アパチャ6を通
過するトナー16の分布をアパチャ内の全域で均一にす
ることができる。また、アパチャ6の壁面とトナー16
の飛翔方向とが平行であるため、安定してトナーを飛翔
させることができる。
【0021】更には、アパチャ電極体1自体は、図3に
示すようにトナー担持ローラ14に対して、アパチャ6
を中心として左右に同じ角度だけたわむように圧接され
ている。これにより、アパチャ電極体1とトナー担持ロ
ーラ14との接触面積を大きくすることができるととも
に、アパチャ6の下部周辺を左右均一に圧接することが
できるため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑
えることができる。
【0022】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、画像信号に基いて制御電極
4に対して0V、もしくは任意の+の電圧を印加するよ
うに構成されている。
【0023】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。
【0024】なお、制御電圧印加回路8、及び直流電源
24は、周知のCPUなどにより構成された印字制御部
40によって制御されている。
【0025】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。
【0026】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
16は、層規制ブレード18によって薄層化された後、
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。
【0027】このとき、トナーケース11内にトナーが
多いときと少ないときによって担持されたトナー層の厚
みが変化しても、制御電極4とトナー担持ローラ14表
面との距離は絶縁スペーサ13によって一定に保持され
るので、トナー層が薄くなったときに制御電極4とトナ
ー担持ローラ14とが接触して、ショートすることがな
い。
【0028】次に、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、前
記印字制御部40によって制御された印字ON時の制御
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。
【0029】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
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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】上記のプロセスにおいては、制御電極4は
トナー担持ローラ14と対向する面に配置されており、
更には、トナー担持ローラ14とアパチャ電極体1は、
トナー層を挟んで対向しているので、制御電極4による
制御電界は、制御電極4と、これに対向するトナー担持
ローラ14の表面との間に形成されるので、担持される
トナー16に直接、近接した距離で制御電界を印加でき
るため、制御効率がよく、また同じ制御電界を得るため
に必要な制御電極印加電圧も小さくてよいので、制御電
圧印加回路8を構成するドライバICを耐圧の低い安価
なものを用いることができ、装置のコストが飛躍的に改
善される。
【0033】また、アパチャ電極体1とトナー担持ロー
ラ14上のトナー16とは、アパチャ6の入口部分で接
触していることにより、アパチャ6の入口部分に堆積す
るトナー16は、トナー担持ローラ14により順次供給
されるトナーにより押し流されるため、トナー16が堆
積、架橋してアパチャ6を塞ぐことが無い。
【0034】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。
【0035】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、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、米国特許第5036341号の明細書に記載される
ような編目状の電極体を用いることも可能である。
【0036】
【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、トナー供給手段がトナーを担持
するためのトナー担持体を有するとともに、このトナー
担持体の表面には、絶縁体より成り、トナー流制御手段
との間隙を保持する間隙保持部材が形成されていること
により、制御電極がトナー流制御手段のトナー担持体と
対向する面上に形成されていても、両者が接触すること
によりショートすることがない。従って、簡易な構成に
て、必要な画像濃度、コントラストおよび印字速度を得
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
極体とトナー担持ローラとの構成を模式的に表す図であ
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 13 絶縁スペーサ 14 トナー担持ローラ 22 背面電極ローラ 24 直流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/29 E

Claims (2)

    【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ため
    に、少なくとも開口部と制御電極とを備えたトナー流制
    御手段と、 前記トナーを担持し、そのトナーを前記トナー流制御手
    段に対して供給するトナー供給手段とを備える画像形成
    装置において、 前記トナー供給手段がトナーを担持するためのトナー担
    持体を有するとともに、このトナー担持体の表面には、
    絶縁体より成り、トナー流制御手段との間隙を保持する
    間隙保持部材が形成されていることを特徴とする画像形
    成装置。
  2. 【請求項2】 前記制御電極が前記トナー流制御手段の
    トナー担持体と対向する面上に形成されることを特徴と
    する請求項1記載の画像形成装置。
JP5263583A 1993-10-21 1993-10-21 画像形成装置 Pending JPH07117258A (ja)

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JP5263583A JPH07117258A (ja) 1993-10-21 1993-10-21 画像形成装置

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JP5263583A JPH07117258A (ja) 1993-10-21 1993-10-21 画像形成装置

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JPH07117258A true JPH07117258A (ja) 1995-05-09

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JP5263583A Pending JPH07117258A (ja) 1993-10-21 1993-10-21 画像形成装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924578A1 (en) * 1997-12-22 1999-06-23 Minolta Co., Ltd. Direct printing apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924578A1 (en) * 1997-12-22 1999-06-23 Minolta Co., Ltd. Direct printing apparatus
US6241343B1 (en) 1997-12-22 2001-06-05 Minolta Co., Ltd. Direct printing apparatus

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