JPH07132636A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus

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JPH07132636A
JPH07132636A JP28085093A JP28085093A JPH07132636A JP H07132636 A JPH07132636 A JP H07132636A JP 28085093 A JP28085093 A JP 28085093A JP 28085093 A JP28085093 A JP 28085093A JP H07132636 A JPH07132636 A JP H07132636A
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JP
Japan
Prior art keywords
toner
aperture
control
carrying roller
control electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP28085093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaichi Tanabe
政一 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an inexpensive image forming apparatus capable of obtaining high toner supply efficiency and high toner control efficiency using low control voltage. CONSTITUTION:An aperture electrode 1 is obtained by forming a plurality of apertures 6 to an insulating sheet 2 and forming control electrodes 4 with a thickness of 1mum on the single surface of the sheet 2 at every apertures 6 and a toner repulsive pattern smoothing layer having the same thickness as the control electrodes only to a non-pattern part excepting the control electrodes 4 and the wiring parts thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus which can be used in copying machines, printers, plotters, facsimiles and the like.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as one of image forming apparatuses, an electrode having a plurality of openings (hereinafter referred to as apertures) is used, and a voltage is applied to the electrode based on image data. U.S. Pat. No. 3,689,935 discloses controlling toner particles so that they can pass through the aperture and forming an image on a support by the toner particles that have passed.

【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。
This image forming apparatus comprises a flat plate made of an insulating material, a continuous reference electrode formed on one surface of the flat plate, and a plurality of control electrodes insulated from each other formed on the other surface. , An aperture electrode body having at least one row of apertures formed through each of the control electrodes, and a means for selectively applying a potential between the reference electrode and the control electrode. A means for supplying charged toner particles so that the flow of toner particles passing through the aperture is modulated by an electric potential, and a means for positioning the support in the particle flow path so that the support and the aperture electrode body can move relative to each other. It consists of and.

【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。
Also, for example, US Pat. No. 4,743,926.
Nos. 4,755,837, 4,780,733, and 4,847,796 disclose an image forming apparatus in which an aperture electrode body is arranged with a control electrode on the support side and a reference electrode on the toner supply side. There is.

【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。
In contrast, US Pat. No. 4,912,489
In the specification of the above U.S. Pat. It is described that it can be suppressed to about 1/4 as compared with the image forming apparatus.

【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。
Here, the "off" means a time when the toner particles are not attached to the support, that is, a time when a blank portion of an image is formed, and conversely, "on" means that the support is on the support. It means a time point when a toner image is formed on.

【0007】[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おいては、トナー供給手
段とアパチャ電極体との距離が大きく、したがって供給
されたトナーの時間当たりの濃度、すなわちトナー供給
効率は従来の電子写真方式におけるトナー供給系と比較
してももかなり低いものとなっており、所定の画像濃度
を得るためにはかなり大きな制御電圧が必要になってい
た。
However, in the conventional image forming apparatus as described above, the distance between the toner supply means and the aperture electrode body is large, and therefore, the density of the supplied toner per time, that is, the toner supply. The efficiency is considerably lower than that of the toner supply system in the conventional electrophotographic system, and a considerably large control voltage is required to obtain a predetermined image density.

【0008】一方、上記のような従来の画像形成装置に
おいて、トナー供給手段とアパチャ電極体との距離を単
に近づけた場合、トナー流制御手段にトナーが付着し、
これがアパチャの穴詰まりを引き起こす原因となってい
た。特に、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した構成にした場合、
制御電極の保護層がないとトナー供給手段と制御電極と
のギャップが小さくなりすぎ、場合によっては接触して
しまい、制御電圧のON/OFFの周期に同期して放電
が発生したり短絡することによって制御電極の駆動回路
が破壊されるという問題が新たに生じた。しかしなが
ら、この保護層が存在すると、それだけ制御電極とトナ
ー層との距離が遠くなってしまい、トナー層に所定の制
御電界を与えるために必要な制御電圧が大きくなるの
で、耐圧の高い高価な駆動ICを用いざるを得なかっ
た。
On the other hand, in the above conventional image forming apparatus, when the distance between the toner supply means and the aperture electrode body is simply reduced, the toner adheres to the toner flow control means,
This caused the aperture to be clogged. Especially when the aperture electrode body is arranged with the reference electrode on the support side and the control electrode on the toner supply side,
Without the protective layer of the control electrode, the gap between the toner supply means and the control electrode becomes too small, and in some cases, the gap may come into contact with each other, causing discharge or short circuit in synchronization with the ON / OFF cycle of the control voltage. This causes a new problem that the drive circuit of the control electrode is destroyed. However, the presence of this protective layer increases the distance between the control electrode and the toner layer, and increases the control voltage required to apply a predetermined control electric field to the toner layer, resulting in an expensive drive with high breakdown voltage. I had no choice but to use an IC.

【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、高いトナー供給効率及び高いト
ナー制御効率を低い制御電圧で得ることのできる安価な
画像形成装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an inexpensive image forming apparatus capable of obtaining high toner supply efficiency and high toner control efficiency with a low control voltage. Has an aim.

【0010】[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、帯電したトナーが通過する
開口部を備えた絶縁性基板と、その絶縁性基板上に形成
され、前記帯電したトナーが開口部を通過するのを制御
する制御電極と、前記絶縁性基板上の制御電極が形成さ
れていない部分のみに、制御電極の厚みと同じ厚みで形
成され、前記トナーの帯電極性とは同極性に帯電するよ
う構成されたトナー反発性パターン平滑化層とを有する
トナー流制御手段と、前記トナーを担持するトナー担持
体を有し、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ている。
To achieve this object, an image forming apparatus of the present invention comprises an insulating substrate having an opening through which charged toner passes, and the insulating substrate is formed on the insulating substrate. The control electrode that controls the passage of the charged toner through the opening and the portion of the insulating substrate where the control electrode is not formed are formed to have the same thickness as the control electrode. Has a toner repulsion pattern smoothing layer configured to be charged to the same polarity, and a toner carrier for carrying the toner, and supplies the toner to the toner flow control means. And a toner supply unit that operates.

【0011】尚、前記トナー担持体と、トナー流制御手
段の制御電極が形成されている面とが、前記トナーを介
して圧接するよう構成してもよい。
The toner carrier may be in pressure contact with the surface of the toner flow control means on which the control electrode is formed via the toner.

【0012】[0012]

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
制御電極に印加される制御電圧に関わらず、常にトナー
反発性パターン平滑化層から制御電極に向かってトナー
が力を受ける向きの電界が、トナー流制御手段表面近傍
に生じているので、制御電極表面上にトナーの薄層が付
着し、これがトナー担持部材との間の間隙を保持する保
護層の役割を果たしつつ、ON時には印字に供される。
したがって、制御電極とトナー担持部材との間の放電や
接触による短絡を引き起こすことがない。また、トナー
担持部材と、トナー流制御手段の前記制御電極を有する
面とは、前記トナーを介して圧接するようトナー流制御
手段及びトナー供給手段が配置されている場合でも、ト
ナー流制御手段のトナー担持部材と接触する面上には制
御電極の存在に起因する凹凸がトナー反発性パターン平
滑化層によって平滑化されているので、トナーの流れが
乱されてアパチャ毎にトナー供給量にむらが生じること
に起因する画像濃度のむらが生じることがない。
The image forming apparatus of the present invention having the above structure is
Regardless of the control voltage applied to the control electrode, an electric field is always generated near the surface of the toner flow control means in the direction in which the toner receives a force from the toner repulsive pattern smoothing layer toward the control electrode. A thin layer of toner adheres to the surface, and this serves as a protective layer for holding a gap between the toner carrying member and the toner carrying member, and is used for printing when ON.
Therefore, a short circuit due to discharge or contact between the control electrode and the toner carrying member does not occur. Further, even if the toner flow control means and the toner supply means are arranged such that the toner carrying member and the surface of the toner flow control means having the control electrode are in pressure contact with each other via the toner, Since the unevenness due to the presence of the control electrode is smoothed by the toner repulsive pattern smoothing layer on the surface in contact with the toner carrying member, the toner flow is disturbed and the toner supply amount varies for each aperture. The unevenness of the image density due to the occurrence does not occur.

【0013】[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。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の画像形成装置の概要を示
す図であり、また、図4は、本実施例の画像形成装置の
要部を拡大した図である。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。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the image forming apparatus of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of the main part of the image forming apparatus of this embodiment. A cylindrical rear electrode roller 22 is rotatably arranged on a chassis (not shown) on the upper side of the aperture electrode body 1 as a toner flow control means with a gap of 1 mm. It is configured to be able to carry the support 20 inserted into the. Further, a toner supply device 10 is arranged below the aperture electrode body 1 along the longitudinal direction of the aperture electrode body 1, and further, a support body conveyed by the back electrode roller 22. A fixing device 26 is disposed at the destination of the movement of 20.

【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。
Next, the respective components will be described in detail. In the toner supply device 10, the toner case 11 also serving as a housing of the entire device, the toner 16 housed in the toner case 11, and the supply roller 12 are provided. And a toner carrying roller 14 and a toner layer regulating blade 18. Here, the toner carrying roller 1
Reference numeral 4 is for carrying the toner 16 and carrying it toward the aperture electrode body 1, and the supply roller 12 is for supplying the toner 16 to the toner carrying roller 14.

【0016】前記供給ローラ12とトナー担持ローラ1
4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。
The supply roller 12 and the toner carrying roller 1
4 is rotatably supported in the toner case 11 in the direction of the arrow shown in FIG.

【0017】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。
The toner carrying roller 14 is also connected to a motor (not shown), and the supply roller 12 is also connected to a motor (not shown).
It is driven by the motor.

【0018】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、トナー担持ローラ14表面と制御
電極4との接触による制御電圧の短絡を防ぐ作用を供す
るものである。
Further, on the toner carrying roller 14, an insulating spacer 1 made of insulating fine particles such as glass beads is formed.
3 is formed, which serves to prevent the control voltage from being short-circuited due to the contact between the surface of the toner carrying roller 14 and the control electrode 4.

【0019】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の表面上に均一に分布して着接されてい
る。
The insulating spacers 13 are evenly formed on the surface of the toner carrying roller 14 by a method such as coating the toner carrying roller 14 with a dispersion of insulating fine particles in a known conductive adhesive or the like. It is distributed and worn.

【0020】そして、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、この帯
電電荷によってトナー担持ローラ14表面に対して誘起
される鏡像力及びファンデルワールス力等の付着力によ
ってトナー担持ローラ14上に担持される。
The toner 16 sent from the supply roller 12 is rubbed against the toner support roller 14 by the rotation of the toner support roller 14 and the supply roller 12 in the direction of the arrow shown in FIG. The toner image is carried on the toner carrying roller 14 by an adhesion force such as a mirror image force and a van der Waals force induced on the surface of the toner carrying roller 14 by this charged electric charge.

【0021】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、前記トナー担持ローラ上に担持さ
れたトナー16を均一に帯電させるよう、適当な材質を
選択したり、電源の接続などの構成を行ってもよい。
The toner layer regulating blade 18 is for adjusting the amount of the toner 16 carried by the toner carrying roller 14 so as to be uniform on the roller surface, and is pressed against the toner carrying roller 14. The toner layer regulating blade 18 may be configured by selecting an appropriate material and connecting a power source so that the toner 16 carried on the toner carrying roller is uniformly charged.

【0022】前記アパチャ電極体1は、図2に示すよう
に厚さ25μm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、
トナー担持ローラ14と対向する面に厚さ1μmの制御
電極4が各アパチャ6毎に形成され、さらに、この制御
電極4とその配線部を除いた非パターン部のみに施され
たコート層であって、その厚みは制御電極と同じ1μm
であるトナー反発性パターン平滑化層5が形成されたも
のである。
As shown in FIG. 2, the aperture electrode body 1 comprises a polyimide insulating sheet 2 having a thickness of 25 μm and a diameter of 1 mm.
A plurality of apertures 6 of 00 μm are formed in one row, and
A control electrode 4 having a thickness of 1 μm is formed on each surface of the aperture 6 on the surface facing the toner carrying roller 14. Further, the control electrode 4 is a coating layer applied only to the non-patterned portion excluding the wiring portion. And its thickness is the same as the control electrode, 1 μm
And the toner repulsive pattern smoothing layer 5 is formed.

【0023】そして、前記アパチャ電極体1は、図4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1
4に対して圧接されている。
As shown in FIG. 4, the aperture electrode body 1 has the toner carrying roller 1 at the aperture position of the insulating sheet 2 with the control electrode 4 facing the support body 20 side.
It is pressed against 4.

【0024】前記トナー反発性パターン平滑化層5の材
質は、例えばポリ四ふっ化エチレン、ポリ三重水素化一
塩化エチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエステル、
ポリジフェニロプロパンカーボネート、ポリエチレン、
ポリアクリロニトリルなど、公知の帯電列上で負端近く
に位置しているような材質を選択することができる。ま
た、前記トナー担持ローラ14との摩擦によってマイナ
スに帯電するよう、前記トナー16、前記トナー担持ロ
ーラ14、及びトナー反発性パターン平滑化層5の材質
の組み合わせを選択してもよい。
The material of the toner repulsive pattern smoothing layer 5 is, for example, polytetrafluoroethylene, polytrihydrogenated ethylene monochloride, polyvinyl chloride, chlorinated polyester,
Polydiphenylpropane carbonate, polyethylene,
It is possible to select a material such as polyacrylonitrile that is located near the negative end on the known charging train. Further, a combination of materials of the toner 16, the toner carrying roller 14, and the toner repulsive pattern smoothing layer 5 may be selected so that the toner 16, the toner carrying roller 14, and the toner carrying roller 14 are negatively charged.

【0025】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。
Here, the positional relationship between the aperture 6 of the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14 will be described in detail. As shown in FIG. 3, each center line 30 of each aperture 6 has a toner carrying roller 14. It is arranged so as to pass through the uppermost portion of the peripheral surface of and the central shaft 32 of the toner carrying roller 14. According to this, each aperture 6
Based on the uppermost part of the peripheral surface of the toner carrying roller 14,
By arranging them evenly on the left and right, the distribution of the toner 16 passing through each aperture 6 can be made uniform over the entire area of the aperture. In addition, the wall surface of the aperture 6 and the toner 16
Since the flying direction of the toner is parallel to the flying direction of the toner, it is possible to stably fly the toner.

【0026】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。
Further, the aperture electrode body 1 itself has an aperture 6 with respect to the toner carrying roller 14 as shown in FIG.
It is pressed so that it bends to the left and right about the same angle. As a result, the contact area between the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14 can be increased, and the lower periphery of the aperture 6 can be pressed uniformly to the left and right, so that uneven toner concentration is minimized. Can be suppressed.

【0027】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+50Vの電圧を印加するよ
うに構成されている。
A control voltage applying circuit 8 is connected between the control electrode 4 and the toner carrying roller 14.
The control voltage application circuit 8 is configured to apply a voltage of 0 V or +50 V to the control electrode 4 based on the image signal.

【0028】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。
Further, a DC power source 24 is connected between the back electrode roller 22 and the toner carrying roller 14, and this DC power source is + with respect to the back electrode roller 22.
A voltage of 1 kV can be applied.

【0029】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4を用いて説明する。
Next, the operation of the image forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 4.

【0030】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。
First, by rotating the toner carrying roller 14 and the supplying roller 12 in the direction of the arrow shown in FIG. 1, the toner 16 sent from the supplying roller 12 is rubbed against the toner carrying roller 14 to be negatively charged. The toner is carried on the toner carrying roller 14. Toner 1 carried
After being thinned by the layer regulation blade 18, 6 is conveyed toward the aperture electrode body 1 by the rotation of the toner carrying roller 14. Then, the toner on the toner carrying roller 14 is supplied under the aperture 6 while being rubbed by the insulating sheet 2 of the aperture electrode body 1.

【0031】また、アパチャ電極体1のトナー担持ロー
ラ14に対向する面に設けられたトナー反発性パターン
平滑化層5は、トナー担持ローラ14との摩擦によっ
て、トナー16と同極性のマイナスに弱く帯電し、その
表面電位は約80〜200Vに達するので、制御電極4
に印加する電圧に関わらず、つねにトナー反発性パター
ン平滑化層5の表面から制御電極4の表面に負帯電トナ
ー16が向かう方向に電界が生じるので、トナー16は
制御電圧に関わらず制御電極4に薄層状に付着してこれ
を介してトナー担持ローラ14と対向するので、トナー
担持ローラ14と短絡することはなく、したがって放電
や短絡などの問題を引き起こすことがない。
Further, the toner repulsive pattern smoothing layer 5 provided on the surface of the aperture electrode body 1 facing the toner carrying roller 14 is weakened to minus of the same polarity as the toner 16 due to friction with the toner carrying roller 14. Since it is charged and its surface potential reaches about 80 to 200 V, the control electrode 4
Regardless of the voltage applied to the toner repulsive pattern smoothing layer 5, an electric field is always generated in the direction from the surface of the toner repulsive pattern smoothing layer 5 to the surface of the control electrode 4, so that the toner 16 does not depend on the control voltage. Since it adheres in a thin layer and faces the toner carrying roller 14 via this, it does not short-circuit with the toner carrying roller 14 and therefore does not cause problems such as discharge and short circuit.

【0032】また、アパチャ電極体1とトナー担持ロー
ラ14が摺動する面には、制御電極4およびトナー反発
性パターン平滑化層5が設けられており、これらの間に
は段差がないので、この面に押しつけられながら搬送さ
れてくるトナー16の層の流れがこのような段差によっ
て遮られて生ずる部分的トナー供給過剰または不足とい
うようなトナー供給ムラが、本発明の画像形成装置にお
いては生ずることはない。
Further, since the control electrode 4 and the toner repulsive pattern smoothing layer 5 are provided on the surface on which the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14 slide, there is no step between them, In the image forming apparatus of the present invention, uneven toner supply such as partial excessive toner supply or insufficient toner supply caused by the flow of the layer of the toner 16 conveyed while being pressed against this surface is interrupted by such steps. There is no such thing.

【0033】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、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。
Here, in accordance with the image signal, the control voltage applying circuit 8 adds + to the control electrode 4 corresponding to the image portion.
A voltage of 50V is applied. As a result, an electric force line from the control electrode 4 toward the toner carrying roller 14 is formed in the vicinity of the aperture 6 corresponding to the image portion due to the potential difference between the control electrode 4 and the toner carrying roller 14. As a result, the negatively charged toner receives an electrostatic force in the direction of higher electric potential, passes through the aperture 6 from the toner carrying roller 14, and is drawn out to the control electrode 4 side. The extracted toner 16 further flies toward the support 20 due to the electric field formed between the support 20 and the aperture electrode body 1 by the voltage applied to the back electrode 22, and the toner 16 on the support 20 rises. To form pixels.

【0034】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1
4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。
A voltage of 0V is applied from the control voltage application circuit 8 to the control electrode 4 corresponding to the non-image portion.
As a result, since no electric field is formed between the toner carrying roller 14 and the control electrode 4, the toner carrying roller 1
The toner 16 on 4 does not pass through the aperture 6 because it is not subjected to electrostatic force.

【0035】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。
Further, the support 20 is fed by one pixel in the direction perpendicular to the aperture row while the toner 16 forms one row of pixels on the surface thereof. Then, the toner image is formed on the entire surface of the support 20 by repeating the above process. Then, the formed toner image is fixed on the support 20 by the fixing device 26.

【0036】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。
In the image forming apparatus constructed as described above, if the insulating toner is used, the toner carrying roller 14 is used.
The insulation between the control electrode 4 and the control electrode 4 is maintained, and the aperture 6 does not cause dielectric breakdown.

【0037】上記のプロセスにおいて、制御電極4によ
る制御電界は、制御電極4とトナー担持ローラ14のト
ナー担持面との間に形成するので、上記のような構成の
アパチャ電極体1を用いた場合、電極間ギャップは担持
されたトナー16の層の厚さ分だけであり、この狭い間
隙内に存在するトナー16に直接、制御電界を印加でき
るため、制御効率がよく、小さな制御電圧で所望の制御
電界が得られるので制御電極4に電圧を印加するための
制御電圧印加回路8に備えられたIC等の駆動素子を、
耐圧の低い安価なものを使用することができる。
In the above process, since the control electric field by the control electrode 4 is formed between the control electrode 4 and the toner carrying surface of the toner carrying roller 14, when the aperture electrode body 1 having the above construction is used. Since the inter-electrode gap is only the thickness of the layer of the carried toner 16 and the control electric field can be directly applied to the toner 16 existing in this narrow gap, the control efficiency is good and a desired control voltage can be obtained with a small control voltage. Since a control electric field is obtained, a drive element such as an IC provided in the control voltage application circuit 8 for applying a voltage to the control electrode 4 is
It is possible to use an inexpensive one having a low withstand voltage.

【0038】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。
Further, since the aperture electrode body 1 and the toner 16 on the toner carrying roller 14 are in contact with each other at the entrance portion of the aperture 6, the toner 16 accumulated at the entrance portion of the aperture 6 is not supported. Since the toner 16 is pushed away by the toner sequentially supplied, the toner 16 does not accumulate and bridge to block the aperture 6.

【0039】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。
The present invention is not limited to the embodiments described in detail above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【0040】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。
For example, although the control voltage of the aperture corresponding to the non-image portion is set to 0V in the above embodiment, it may be a negative voltage. In this case, an image with less fogging can be obtained. Further, in the above embodiment, the aperture electrode body is used as the toner flow control means, but it is also possible to use, for example, a knitted electrode body as described in the specification of US Pat. No. 5,036,341.

【0041】また、トナー担持部材の表面上に、適当な
絶縁性スペーサを着接してもよい。これによって、トナ
ー担持部材と制御電極との短絡の防止をより確実にする
と同時に、制御電極上に付着したトナーを定期的にはぎ
取り、トナー供給手段内のトナーの循環を補助すること
ができる。
A suitable insulating spacer may be attached to the surface of the toner carrying member. As a result, it is possible to more reliably prevent a short circuit between the toner carrying member and the control electrode, and at the same time, to periodically peel off the toner adhering to the control electrode to assist the circulation of the toner in the toner supply means.

【0042】図5は、上記のような構成の変形例の画像
形成装置を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing an image forming apparatus of a modified example having the above structure.

【0043】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13が形
成されており、トナー切れによりトナー担持ローラ14
上及び制御電極4上のトナー層がなくなった場合でもト
ナー担持ローラ14表面と制御電極4との接触による制
御電圧の短絡を防ぎ、かつ制御電極4上に付着している
トナー16を定期的にはぎ取り、このトナー16を再び
画像形成に供するようにすることができる。
On the toner carrying roller 14, an insulating spacer 13 composed of insulating fine particles such as glass beads is formed, and when the toner runs out, the toner carrying roller 14 is formed.
Even when the toner layer on the upper and control electrodes 4 is gone, short circuit of the control voltage due to contact between the surface of the toner carrying roller 14 and the control electrode 4 is prevented, and the toner 16 adhering to the control electrode 4 is periodically removed. The toner 16 can be peeled off and used again for image formation.

【0044】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の表面上に均一に分布して着接されてい
る。
The insulating spacers 13 are evenly formed on the surface of the toner carrying roller 14 by a method of coating the toner carrying roller 14 with a dispersion of insulating fine particles in a known conductive adhesive or the like. It is distributed and worn.

【0045】[0045]

【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、制御電極に印加する電圧に関わ
らず、つねにトナー反発性パターン平滑化層の表面から
制御電極の表面にトナーが向かう方向に電界が生じるの
で、トナーは制御電圧に関わらず制御電極に薄層状に付
着してこれを介してトナー担持部材と対向するので、ト
ナー担持部材と短絡することはなく、したがって放電や
短絡などの問題を引き起こすことがない。
As is apparent from the above description, the image forming apparatus of the present invention always applies toner from the surface of the toner repulsive pattern smoothing layer to the surface of the control electrode regardless of the voltage applied to the control electrode. Since an electric field is generated in the direction in which the toner adheres, the toner adheres to the control electrode in a thin layer regardless of the control voltage and faces the toner carrying member therethrough, so that it does not short-circuit with the toner carrying member, and therefore discharge or discharge It does not cause problems such as short circuits.

【0046】また、トナー流制御手段とトナー担持部材
が摺動する面には、制御電極およびトナー反発性パター
ン平滑化層が設けられており、これらの間には段差がな
いので、この面に押しつけられながら搬送されてくるト
ナーの層の流れがこのような段差によって遮られて生ず
る部分的トナー供給過剰または不足というようなトナー
供給ムラが生ずることはない。
Further, a control electrode and a toner repulsive pattern smoothing layer are provided on the surface on which the toner flow control means and the toner carrying member slide, and there is no step between them, so there is no difference between them. There is no uneven toner supply such as partial excessive or insufficient toner supply caused by blocking the flow of the toner layer conveyed while being pressed.

【0047】以上のように、本発明の画像形成装置によ
れば、高いトナー供給効率及び高いトナー制御効率を低
い制御電圧で得ることのできる安価な画像形成装置を提
供することができる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to provide an inexpensive image forming apparatus which can obtain high toner supply efficiency and high toner control efficiency with a low control voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment embodying the configuration of an image forming apparatus of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an aperture electrode body used in the image forming apparatus of the present invention.

【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。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an aperture electrode body and a toner carrying roller used in the image forming apparatus of the present invention.

【図4】本実施例の画像形成装置の要部の構成を示す拡
大図である。
FIG. 4 is an enlarged view showing a configuration of a main part of the image forming apparatus of this embodiment.

【図5】本発明の変形例の要部の構成を示す拡大図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged view showing a configuration of a main part of a modified example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アパチャ電極体 2 絶縁性シート 4 制御電極 5 トナー反発性パターン平滑化層 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 1 Aperture electrode body 2 Insulating sheet 4 Control electrode 5 Toner repulsive pattern smoothing layer 6 Aperture 8 Control voltage application circuit 14 Toner carrier roller 22 Back electrode roller 24 DC power supply

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帯電したトナーが通過する開口部を備え
た絶縁性基板と、 その絶縁性基板上に形成され、前記帯電したトナーが開
口部を通過するのを制御する制御電極と、 前記絶縁性基板上の制御電極が形成されていない部分の
みに、制御電極の厚みと同じ厚みで形成され、前記トナ
ーの帯電極性とは同極性に帯電するよう構成されたトナ
ー反発性パターン平滑化層とを有するトナー流制御手段
と、 前記トナーを担持するトナー担持体を有し、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
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
1. An insulating substrate having an opening through which charged toner passes, a control electrode formed on the insulating substrate for controlling passage of the charged toner through the opening, and the insulating substrate. A toner repulsive pattern smoothing layer which is formed in the same thickness as that of the control electrode only on a portion of the flexible substrate where the control electrode is not formed, and is configured to be charged to the same polarity as the charging polarity of the toner. An image forming apparatus comprising: a toner flow control unit having: and a toner carrier that carries the toner, the toner supply unit supplying the toner to the toner flow control unit.
【請求項2】 前記トナー担持体と、トナー流制御手段
の制御電極が形成されている面とが、前記トナーを介し
て圧接するよう構成したことを特徴とする請求項1記載
の画像形成装置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner carrier and the surface of the toner flow control means on which the control electrode is formed are in pressure contact with each other via the toner. .
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