JPH0761025A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字密度が高く、且つ高品質の画像を形成す
ることができる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、背面電極ローラ２２が配設され、下側には、トナー
供給装置のトナー担持ローラ１４が配設されている。ア
パチャ電極体１には、アパチャ６が２列形成され、且つ
その上面に厚さ１μｍの制御電極４が各アパチャ６の開
口周縁毎に形成されている。アパチャ電極体１は、トナ
ー担持ローラ１４の中心と背面電極ローラ２２の中心と
を結ぶ直線ｌに対して下流側に位置するアパチャ６ｂの
中心が一致するように配置されると共に、上流側に位置
するアパチャ６ａの制御電極４ａに比べて下流側に位置
するアパチャ６ｂの制御電極４ｂに高い制御電圧が印加
されており、それにより、各アパチャ６列を通過するト
ナー量は等しく、濃度むらのない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を相対的
に移動させて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、この画像形成装置を更に改良したも
のとして、特願平４−２５４４９４号の出願では、開口
部を有するアパチャ電極をトナー担持体に接触して配置
すると共に、アパチャ電極の、トナー担持体とは反対側
の面の開口部周縁に制御電極を形成した画像形成装置が
提案されている。

【０００５】

【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、アパチャもしくは開
口部が一列に配設されているので、あまり印字密度を高
くすることができず、また、印字密度を高くするため
に、アパチャもしくは開口部を複数列形成した場合に
は、各列において形成される画素の濃度が異なって画像
の品質が低下するなどの問題が生じた。

【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、印字密度を高くすることができ
ると共に、高品質の画像を形成することができる画像形
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、荷電粒子を保持し供給する
担持体と、前記担持体とは荷電粒子を介して配置され、
且つ荷電粒子の流れを制御するための、受像体の搬送方
向とは直行する方向に延びる制御部の列が、互いに間隔
をおいて複数列形成された電界制御手段と、前記電界制
御手段に対して受像体を介して配置される対向電極とを
備え、前記担持体と対向電極を結ぶ直線上に前記いずれ
かの制御部を配設すると共に、その制御部に印加する制
御電圧に比べて他の制御部に印加する電圧を高く設定し
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で
は、担持体と対向電極を結ぶ直線上に前記いずれかの制
御部を配設すると共に、その制御部に印加する制御電圧
に比べて他の制御部に印加する電圧を高く設定している
ため、上流側の制御部と下流側の制御部とを等量の荷電
粒子が通過し、従って濃度むらのない高品質の画像が形
成できる。

【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、電界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、対向電極と
しての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の開口周縁毎に形
成されたものである。前記アパチャ６は、絶縁シート２
の幅方向に間隔を於て平行に延びる２本の直線上に配置
され、各列に配置されたアパチャ６は、互いに支持体２
０を搬送方向に重ならないようにずれて配置されてお
り、これにより、記録密度を向上させることができる。

【００１４】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、前記アパチャ電極体１は、図３に示すよう
に、背面電極ローラ２２側に制御電極４を対向させた状
態でトナー担持ローラ１４に担持されたトナー１６を介
してトナー担持ローラ１４に圧接されていると共に、前
記トナー担持ローラ１４の中心と背面電極ローラ２２の
中心とを結ぶ直線をｌとすると、その直線ｌに対してト
ナー担持ローラ１４の回転方向の下流側に位置するアパ
チャ６ｂの中心が一致するように配置されている。ま
た、絶縁シート２は、直線ｌに対して左右同じ角度にな
るようにトナー担持ローラ１４に圧接されている。

【００１５】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、トナー担持ローラ１４の回
転方向の上流側に位置するアパチャ６ａの制御電極４ａ
に対して画像信号に基いて０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電
圧を印加し、また、トナー担持ローラ１４の回転方向の
下流側に位置するアパチャ６ｂの制御電極４ｂに対して
画像信号に基いて０Ｖ、もしくは＋４０Ｖの電圧を印加
するように構成されている。

【００１６】通常、トナー担持ローラ１４の中心と背面
電極ローラ２２の中心とを結ぶ直線直線ｌに対してトナ
ー担持ローラ１４の回転方向の下流側に位置するアパチ
ャ６ｂの中心が一致するようにアパチャ電極体１が配置
されていると、アパチャ６ｂを通過するトナ−量が上流
側に比べて多くなるが、本実施例では、トナー担持ロー
ラ１４の回転方向の上流側に位置するアパチャ６ａの制
御電極４ａに比べて下流側に位置するアパチャ６ｂの制
御電極４ｂに高い制御電圧が印加されているため、上流
側に位置するアパチャ６ａを通過するトナ−量と下流側
に位置するアパチャ６ｂを通過するトナ−量とを等しく
することができる。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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に擦られつつ各アパチャ６の下に供給され
る。

【００２０】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＋
４０Ｖもしくは＋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。

【００２１】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２
０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。この時、本実施例では、トナー担持ローラ１４
の回転方向の上流側に位置するアパチャ６ａの制御電極
４ａに比べて下流側に位置するアパチャ６ｂの制御電極
４ｂに高い制御電圧が印加されているため、上流側に位
置するアパチャ６ａを通過するトナ−量と下流側に位置
するアパチャ６ｂを通過するトナ−量とが等しく、濃度
むらのない高品質の画像を形成することができる。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】また、上述した実施例では、トナー担持ロ
ーラ１４の中心と背面電極ローラ２２の中心とを結ぶ直
線ｌに対してトナー担持ローラ１４の回転方向の下流側
に位置するアパチャ６ｂの中心が一致するようにアパチ
ャ電極体１を配置すると共に、トナー担持ローラ１４の
回転方向の上流側に位置するアパチャ６ａの制御電極４
ａに対して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加し、ま
た、トナー担持ローラ１４の回転方向の下流側に位置す
るアパチャ６ｂの制御電極４ｂに対して０Ｖ、もしくは
＋４０Ｖの電圧を印加するように構成したが、直線ｌに
対してトナー担持ローラ１４の回転方向の上流側に位置
するアパチャ６ａの中心が一致するようにアパチャ電極
体１を配置すると共に、トナー担持ローラ１４の回転方
向の上流側に位置するアパチャ６ａの制御電極４ａに対
して０Ｖ、もしくは＋４０Ｖの電圧を印加し、また、下
流側に位置するアパチャ６ｂの制御電極４ｂに対して０
Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するように構成して
も差し支えない。

【００３３】更に、上述した実施例では、アパチャ電極
体１にアパチャ列を２列形成したが、３列以上のアパチ
ャ列を形成しても差し支えない。

【００３４】

【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よれば、印字密度が高く、且つ高品
質の画像を形成することができる。

【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】要部を拡大して示す図である。

【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 １４ トナー担持ローラ ２２ 背面電極ローラ ２４ 直流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を保持し供給する担持体と、 前記担持体とは荷電粒子を介して配置され、且つ荷電粒
   子の流れを制御するための、受像体の搬送方向とは直行
   する方向に延びる制御部の列が、互いに間隔をおいて複
   数列形成された電界制御手段と、 前記電界制御手段に対して受像体を介して配置される対
   向電極とを備え、 前記担持体と対向電極を結ぶ直線上に前記いずれかの制
   御部を配設すると共に、その制御部に印加する制御電圧
   に比べて他の制御部に印加する電圧を高く設定したこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記担持体は、ドラムにより構成される
   と共に、前記荷電粒子は、そのドラムの回転に伴ってそ
   の表面に担持されて供給されることを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。