JPH0752443A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH0752443A
JPH0752443A JP5204933A JP20493393A JPH0752443A JP H0752443 A JPH0752443 A JP H0752443A JP 5204933 A JP5204933 A JP 5204933A JP 20493393 A JP20493393 A JP 20493393A JP H0752443 A JPH0752443 A JP H0752443A
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JP
Japan
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toner
aperture
carrying roller
control electrode
electrode
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JP5204933A
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English (en)
Inventor
Osamu Takagi
修 高木
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Brother Industries Ltd
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Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/385Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material
    • B41J2/41Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing
    • B41J2/415Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing by passing charged particles through a hole or a slit
    • B41J2/4155Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing by passing charged particles through a hole or a slit for direct electrostatic printing [DEP]

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー供給手段側に存在するトナーの制御性
が良好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の制御
電極4の動作部以外の部分が動作部に比べて、トナー担
持ローラ14から離れたところに配置されていることに
より、トナー担持ローラ14上のトナーがアパチャ電極
体1の絶縁シート2に対して付着、離反を繰り返すこと
がなく、安定したトナー流を発生できるため、かすれや
かぶりの無い美しい画像を出力することができる。

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】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は、アパチャ電極体の制御
電極に電圧を印加すると、トナー供給手段側に存在する
トナーが、必要以上にアパチャ電極体に引き付けられて
付着したり、あるいは遠ざけられたりしてしまう。これ
は、トナー流制御性に関して致命的であり、トナー流の
発生の立ち上がりが遅れたり、あるいはトナー流の発生
量が安定しないといった問題があった。
【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、トナー供給手段側に存在するト
ナーの制御性が良好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、制御電極を有し、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
ー流制御手段に前記帯電したトナーを供給するトナー供
給手段とを備えるものであり、更には前記制御電極が動
作部と非動作部とからなり、非動作部は動作部よりも前
記トナー供給手段から離れたところに配置されている。
【0010】
【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
担持体上のトナーがトナー流制御手段に付着、離反を繰
り返すことがなく、安定したトナー流を発生できるた
め、かすれやかぶりの無い美しいプリントが得られる。
【0011】
【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。
【0012】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、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。
【0013】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。
【0014】そして、前記供給ローラ12とトナー担持
ローラ14は、図示する矢印方向に回転可能なようにト
ナーケース11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1
6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。
【0015】前記アパチャ電極体1は、図2に示すよう
に段差を有するポリイミド製の絶縁シート2に直径10
0μmの複数のアパチャ6が1列に形成され、その上面
に厚さ1μmの制御電極4が、シートの段差に沿って各
アパチャ6毎に形成されたものである。また、前記絶縁
シート2の段差は、アパチャ6付近から手前側の部分が
15μmの厚さで、他の部分が50μmの厚さとなって
いる。従って、前記制御電極4のうち、アパチャ6から
離れた非動作部分はアパチャ近傍の動作部分に比べて、
高い位置に配置されている。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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【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、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。
【0023】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。
【0024】図5は従来のアパチャ電極体1の構成を示
すものであり、15μmの絶縁シート2に直径100μ
mの複数のアパチャ6が1列に形成されており、且つ絶
縁シート上面には厚さ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。このような構成のアパチ
ャを用いた場合、前記制御電極4に+50Vの電圧を印
加すると、トナー流が発生すると共にアパチャ電極体1
とトナー担持ローラ14の接触部分では絶縁シート2を
介して制御電極4の配線部とトナー担持体14間に形成
される電界によって、担持ローラ14上のトナーが絶縁
シート2に引き寄せられ、付着してしまう。そうする
と、制御電極4と担持ローラ14の距離が離れてしま
い、トナー流発生の電界が弱まってしまう。特に配線が
担持ローラ14のトナー搬送上流側にあり、そこで付着
が発生すると、連続ドットをプリントするとき、アパチ
ャに対するトナーの供給量が一時的に付着分不足し、形
成画像がかすれてしまう。
【0025】逆に、トナー付着を引き起こしている制御
電極4に対してトナー流発生を止めるために0Vを印加
すると、前記制御電極4とトナー担持ローラ14との間
で形成されていたトナーを引き寄せる電界がなくなり、
付着トナーは担持ローラ14に復帰して搬送される。そ
うすると付着トナーが復帰した担持ローラ上はその部分
だけ担持量が増える上に、トナー担持の状態が均一でな
い。従って、この部分がアパチャに供給された時、制御
電極4に50Vを印加してトナー流を発生させると、過
剰なトナー供給となってトナー流量が増えすぎたり、あ
るいは制御電極0Vを印加してもトナーがアパチャから
吹き出してしまって画像かぶりになる。
【0026】さらに、制御電極4のオン、オフによりト
ナーの付着と復帰を繰り返していると、常に制御電極4
とトナー担持ローラ14の距離が変動してトナー流を発
生させる電界が安定しない。しかし、本実施例のアパチ
ャ電極体では制御電極4とトナー担持ローラ14の距離
は、トナー流を発生させる電界を形成するアパチャ近傍
のみが近く、配線部は離れているため、トナー担持体1
4上のトナーを絶縁シートに付着させることが無く、上
述の不具合が発生しない。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】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。
【0030】また、供給されるトナー16の一部が、ア
パチャ電極体1との摺動で機械的な力等を受け、非画像
部に対応するアパチャ6内に進入しても、アパチャ6内
部の電界でアパチャ6を通過しないよう制御できるた
め、トナーの制御性が良い。
【0031】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、比較的
近距離に配置することができることにより、制御電圧を
低くでき、安価な駆動素子を使用することができる。
【0032】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。
【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、上記実施例では制御電極4の配線
は片側のみであるが、もちろん両側にあっても良い。こ
の場合、アパチャ電極体1の絶縁層はアパチャ部分のみ
が薄く、配線部分が厚くなっておれば良い。
【0036】さらに、上記実施例では制御電極4の配線
が絶縁シート2上に直接形成されているが、ワイヤーボ
ンディングで配線して担持ローラ14からの距離を離し
ても良い。
【0037】また、配線をトナー搬送の下流側に集中さ
せれば、プリントのかすれやかぶり、あるいは画像濃度
のむらを大幅に軽減できるが、配線のスペースが確保で
きない。そこで、図4に示す如く絶縁層を介して配線を
多層構造にすれば配線スペースは確保しやすい。
【0038】また、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。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したことから明かなように、本
発明の画像形成装置は、制御電極の非動作部が動作部よ
りもトナー供給手段から離れたところに配置されている
ことにより、トナー供給手段側に存在するトナーの制御
性が良好なため、かすれやかぶりの無い美しい画像を出
力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。
【図4】本発明の画像形成装置に適用が可能なアパチャ
電極体の他の構成を示す断面図である。
【図5】従来のアパチャ電極体の構成を示す斜視図であ
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 背面電極板 24 直流電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御電極を有し、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
    に前記帯電したトナーを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、 前記制御電極が動作部と非動作部とからなり、非動作部
    は動作部よりも前記トナー供給手段から離れたところに
    配置されることを特徴とする画像形成装置。
JP5204933A 1993-08-19 1993-08-19 画像形成装置 Pending JPH0752443A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5204933A JPH0752443A (ja) 1993-08-19 1993-08-19 画像形成装置
US08/262,493 US5748212A (en) 1993-08-19 1994-06-20 Image forming apparatus having a charged particle control device with a selectively insulating arrangement

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JP5204933A JPH0752443A (ja) 1993-08-19 1993-08-19 画像形成装置

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