JPH0732642A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の使用環境が変化しても支持体上に形成
される画像濃度が変化することがないような画像形成装
置を提供すること。 【構成】 本画像形成装置は、アパチャ電極体１の上側
には、背面電極ローラ２２が配設され、またアパチャ電
極体１の下側には、トナー担持ローラ１４を備えるトナ
ー供給装置１０が配設されている。また、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、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。この直流電源２４
は、電流フの字型過電流保護回路を備えた定電圧電源に
より構成されている。従って、装置の使用環境、特に湿
度が変化したとしても背面電極２２の電圧は一定とな
り、環境変化により、画像濃度が変化することがなく、
高品質の画像を形成することができる。

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、支持体の背面側に配置された背面電極とから構成
されていた。

【０００４】

【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、背面電極に高
圧の電圧が印加されているが、装置の使用環境、特に湿
度の変化に伴って支持体の抵抗値が変化すると、支持体
を介してリークする電流が変化して背面電極の電圧が変
動し、支持体上の画像濃度が変化すると言った問題点が
あった。

【０００５】このような問題を解決するために、支持体
と背面電極との間に絶縁体を介在させることも考えられ
るが、絶縁体を介在させると、支持体の表面電位がかえ
って不安定となり、問題の解決にはならないことが、実
験の結果判明した。

【０００６】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、装置の使用環境が変化しても支
持体上に形成される画像濃度が変化することがないよう
な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、飛翔するトナーの流れを制
御するトナー流制御部を有するトナー流制御体と、その
トナー流制御体に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前記トナー流制御体を
挟んで反対側に設けられた背面電極とより成り、前記ト
ナー担持体よって供給されるトナーがトナー流制御部を
通過するのを制御して、前記トナー流制御体と背面電極
との間に配置される支持体上に画像を形成するようにし
た画像形成装置であって、前記背面電極に電圧を印加す
るための電源を定電圧電源により構成したことを特徴と
する。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置によ
れば、背面電極の電圧は、使用環境が変化したとしても
常に一定に保つことができ、形成される画像濃度を一定
に保つことができる。

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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、且つ上
面に厚さ１μｍの制御電極４が各アパチャ６の開口周縁
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。

【００１４】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。

【００１５】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２４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。前
記直流電源２４は、図３に示すように、電流フの字型過
電流保護回路を備えた定電圧電源により構成されてい
る。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】この時本実施例においては、直流電源２４
が定電圧電源により構成されているため、装置の使用環
境、特に湿度が変化したとしても背面電極２２の電圧
は、常に一定となり、環境変化により、画像濃度が変化
することがなく、高品質の画像を形成することができ
る。また、定電圧電源は、電流フの字型過電流保護回路
を備えているため、支持体２０の抵抗率が極端に小さく
なった場合に電源の保護を計ることができる。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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とアパチャ６の内部、および
そのアパチャ６と対向するトナー担持ローラ１４のトナ
ー担持面との間に形成されるので、担持されるトナー１
６に直接、制御電界を印加できるため、制御効率がよ
い。

【００２４】また、アパチャ電極体１の絶縁性シート２
はトナー担持ローラ１４側に向けられているので、トナ
ー供給系の不具合でトナー担持ローラ１４上にトナー１
６が存在しない場合でも、制御電極４とトナー担持ロー
ラ１４が接触して電気的に短絡し、駆動素子を壊すこと
はない。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【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、背面電極に電圧を印加す
るための電源を定電圧電源により構成したので、背面電
極の電圧を、使用環境が変化したとしても常に一定に保
つことができ、形成される画像濃度を一定に保つことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した画像形成装置の構成を示す図
である。

【図２】そ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】直流電源の電気的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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飛翔するトナーの流れを制御するトナー
   流制御部を有するトナー流制御体と、そのトナー流制御
   体に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前記トナー流制御体を挟んで反対側
   に設けられた背面電極とより成り、前記トナー担持体よ
   って供給されるトナーがトナー流制御部を通過するのを
   制御して、前記トナー流制御体と背面電極との間に配置
   される支持体上に画像を形成するようにした画像形成装
   置において、 前記背面電極に電圧を印加するための電源を定電圧電源
   により構成したことを特徴とする画像形成装置。