JPH0789118A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精細な画像を形成することが可能な画像形
成装置を提供すること。 【構成】 本画像形成装置のアパチャ電極体１は４層構
造になっており、直径１００μｍの複数のアパチャ６が
長手方向に等間隔をおいて１列に、前記４層を貫通して
形成されている。最下層は厚さ２５μｍのポリイミド製
の絶縁シート２で構成されており、その上面には各アパ
チャ６毎に厚さ１μｍの制御電極４が形成されている。
また、これらの上層には厚さ１０μｍのポリイミド製の
絶縁シート７が接着されており、その上層には全面に厚
さ１μｍの上層電極９が形成されている。更には、アパ
チャ６は上層電極７が制御電極４より大きく開口してい
る。そして、上層電極９に上層電圧印加回路１１によ
り、０Ｖが印加されることにより、図３の矢印に示すよ
うな広がりの無い電界が形成される。

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搭載される印刷手段として
用いることが可能な画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アパチャを有した電極に画像信号
を印加することにより、トナー粒子のアパチャ通過を制
御して支持体上に画像を得る画像形成装置は、米国特許
３６８９９３５号公報で提案されている。この画像形成
装置は、絶縁体の層を挟んで一方の面に形成される連続
したシールド電極と、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を有し、各絶縁された複数の制
御電極毎に３層を貫いて少なくも１列のアパチャを有し
ているアパチャ電極体と、制御電極とシールド電極との
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、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。

【０００３】

【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、アパチャを通過した
トナーが支持体上に安定したドットを形成できないとい
った問題があった。なぜなら、隣合ったアパチャ同士で
は各々の制御電極に印加される電圧の種類が常に同一で
無いため互いに干渉し、アパチャから支持体に向かう電
界が歪められてしまい、この歪められた電界に沿って飛
翔するトナーは支持体上に歪んだ、あるいは飛散の多い
ドットを形成してしまうからである。

【０００４】特に、この傾向はアパチャ同士が高密度で
配置され、且つ制御電極の面積も十分にとる事が困難
で、アパチャ同士で電界が干渉しやすい６００乃至１２
００ＤＰＩ仕様等の高精細なアパチャ電極体において顕
著である。

【０００５】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、高精細な画像を形成することが
可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【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、そのト
ナー供給手段とは、前記トナー流制御手段を挟んで対向
するように配置される背面電極とを備えるものであり、
更には、前記トナー流制御手段が、少なくとも１つの絶
縁体と、その絶縁体に挟まれた制御電極と、前記絶縁体
の背面電極と対向する面上に形成された電極とを有して
いる。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置にお
けるトナー流制御手段は、絶縁体の背面電極と対向する
面上に形成された電極に、常に一定の電圧を印可するた
め、トナー流発生側に形成される電界が乱れず、歪みや
飛散が無い、高精細な記録ドットを形成し得る。

【０００８】

【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。

【０００９】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、背面電極板２２
がシャーシ（図示せず）に配設されている。背面電極板
２２の右には、一対の搬送ローラ１１９が配設されてお
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
極板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。定着装置２６は加圧ロー
ラ２６ａと内部にヒータを有するヒートローラ２６ｂか
ら構成されている。

【００１０】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。そして、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、両者は僅かな隙間をもって平行に配
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。

【００１１】前記アパチャ電極体１は、図２に示すよう
に４層構造になっており、直径１００μｍの複数のアパ
チャ６が長手方向に等間隔をおいて１列に、前記４層を
貫通して形成されている。最下層は厚さ２５μｍのポリ
イミド製の絶縁シート２で構成されており、その上面に
は各アパチャ６毎に厚さ１μｍの制御電極４が形成され
ている。また、これらの上層には厚さ１０μｍのポリイ
ミド製の絶縁シート７が接着されており、その上層には
全面に厚さ１μｍの上層電極９が形成されている。更に
は、図３に示すように、アパチャ６は上層電極７が制御
電極４より大きく開口している。

【００１２】前記アパチャ電極体１は、図１に示すよう
に支持体２０側に上層電極７を対向させ、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。

【００１３】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４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。

【００１４】更には、アパチャ電極体１自体は、図４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。

【００１５】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が接続されおり、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〜＋５０Ｖの電圧を印加するように構成されてい
る。

【００１６】また、前記上層電極９とトナー担持ローラ
１４の間には、上層電圧印加回路１３が接続されてお
り、常に＋６０Ｖの一定電圧を印加するように構成され
ている。更には、前記背面電極板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＋１ｋ
Ｖの電圧を印加し得るようになっている。

【００１７】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。

【００１８】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、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。

【００１９】ここで、画像濃度信号に応じて、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５Ｖ〜＋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側に引き出されるがこ
れをトナー流と呼ぶ。引き出されたトナー１６は、更
に、背面電極板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。前記５Ｖ〜＋５０Ｖの電圧変調に
より、制御電極４側に引き出されるトナーの量は制御さ
れ、電圧による濃度変調が可能となっている。

【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。

【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】図５は従来の上層電極が無い２層で、アパ
チャ同士が近接しており、かつ制御電極の面積が十分に
取れないアパチャ電極体１の断面図を示している。図
中、アパチャ６ａの制御電極には５Ｖ、またこれと右側
に隣接するアパチャ６ｂの制御電極には５０Ｖが印加さ
れており、さらに、左側に隣接するアパチャ６ｃには０
Ｖが印加されているものとする。この場合、アパチャ６
ａからは最低濃度のドットを形成するため、わずかにト
ナー流が発生し、また、アパチャ６ｂからは最高量濃度
のドットを形成するため多量のトナー流が通過する。ま
た、アパチャ６ｃではトナー流が発生しない。

【００２３】図５中の矢印は、この状態での、アパチャ
６ａ部に形成される電気力線を示しており、アパチャ６
ｂ側の制御電界の影響を受けて、従来垂直方向に向かう
べき電気力線が歪められてしまっている。従って、発生
したトナー流も歪んだ電気力線に沿って飛翔してしま
い、支持体上に歪んで発散したドットを形成してしま
う。

【００２４】ところが、本発明のアパチャ電極体１で
は、上層電極９に上層電圧印加回路１１により、０Ｖが
接続されているので、図３の矢印に示すような広がりの
無い電界が形成されているため、支持体上に拡散したド
ットを形成することがない。

【００２５】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。

【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、上記実施例では上層電極９に対す
る印可電圧を６０Ｖにしたが、他の電圧でも良い。

【００２８】また、アパチャ６は上層電極９部の開口径
は必ずしも制御電極４部の開口径より大きい必要はな
く、逆に小さくても良い。

【００２９】さらには、本実施例ではアパチャ電極体１
の電極は２層になっているが、３層以上にしても良い。

【００３０】また、本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、
特表平１ー５０３２２１号公報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。

【００３１】

【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によれば、トナー流制御手段が、絶
縁体の背面電極と対向する面上に形成された電極に、常
に一定の電圧を印可するため、トナー流発生側に形成さ
れる電界が乱れないことにより、歪みや飛散が無い、高
精細な記録ドットによる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
施例を示す断面図である。

【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の電界構成の説明に供す
る図である。

【図４】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関係を模式的に表す図であ
る。

【図５】従来の画像形成装置の電界構成の説明に供する
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 ９ 上層電極 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】 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、 そのトナー供給手段とは、前記トナー流制御手段を挟ん
   で対向するように配置される背面電極とを備える画像形
   成装置において、 前記トナー流制御手段が、少なくとも１つの絶縁体と、
   その絶縁体に挟まれた制御電極と、前記絶縁体の背面電
   極と対向する面上に形成された電極とを有することを特
   徴とする画像形成装置。