JPH08118718A

JPH08118718A - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH08118718A
Application number: JP28909794A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Hattori; 智章服部
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】アパチャ電極体の開口部の内壁面への帯電を
防止する。【構成】画像記録装置１は、本体フレーム２内に、ア
パチャ電極体１０を取付けたトナー供給機構２０と、記
録用紙Ｐを搬送する搬送ローラ４０〜４３及びガイドプ
レート４〜６と、背面電極ローラ３０と、給紙カセット
ＣＳと、排紙テーブルＤＴから構成される。アパチャ電
極体１０の開口部１１の内壁面に半導電性の被膜が形成
されており、当該内壁面への帯電が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アパチャ電極体に形成
した複数の開口部の電極に印加する電圧を制御して、開
口部を通過するトナーを記録媒体に付着させて記録する
画像記録装置に関し、特に各開口部の内壁面への帯電を
防止するようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多数の開口部（アパチャ）を形成
したアパチャ電極体を備え、この開口部に設けた電極に
供給する駆動電圧を制御して、開口部を通過するトナー
を印字媒体に付着させて記録するようにした画像記録装
置が種々提案されている。本願出願人は、例えば、特開
平６─７９９０７号公報において、多数の微小な開口部
（アパチャ）を、記録媒体の幅方向に向けて、微小間隔
毎に列状に形成するとともに、これら多数の開口部の各
々の周囲に電極を有するアパチャ電極体を設け、このア
パチャ電極体の一方側に、アパチャ電極体の多数の開口
部にトナーを押圧しながら回転して供給するトナー搬送
ローラを有するトナー供給機構を設けるとともに、その
他方側に、高電圧が印加された対向電極を設け、このア
パチャ電極体の各電極に供給する駆動電圧を個別に制御
しながら、その対向電極に沿わせて記録媒体を搬送する
ことで、トナー供給機構から供給されるトナーが、開口
部を通過して、対向電極の静電吸着力により、その対向
電極に向けて飛び出して、記録用紙に付着され、その後
定着機構により定着されて画像を記録するようにした画
像記録装置を提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平６─７９９
０７号公報に記載の画像記録装置においては、アパチャ
電極体は、ポリイミド製の絶縁シートに多数の開口部を
形成するとともに、トナー搬送ローラを回転駆動させる
ことで、各開口部に、トナーを押圧移動しながら供給す
るので、マイナスに帯電したトナーとアパチャ電極体の
絶縁シートとの摩擦により高電圧の静電気が発生し、こ
の静電気が開口部の内壁面に帯電する。その結果、開口
部の内部には、この静電気による、常に一定方向の電界
が発生することになり、電極に供給される駆動電圧が、
例えば、＋３０Ｖと−３０Ｖとの何れか一方から他方に
切り換わっても、マイナスに帯電されたトナーは、この
帯電した静電気に影響を受けて、画像信号とは無関係に
開口部を通過することになり、画像信号に基づいた綺麗
な画像を記録できないという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、アパチャ電極体に形成し
た開口部の内壁面への不要な帯電を防止して、画像信号
に基づいた綺麗な画像を記録し得るような画像記録装置
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像記録装置
は、複数の開口部が記録媒体の幅方向に列状に形成され
るとともに、複数の開口部の各々に電極を有するアパチ
ャ電極体と、そのアパチャ電極体の開口部にトナーを供
給するトナー供給機構と、アパチャ電極体の各電極に供
給する電圧を個別に制御して、各開口部を通過するトナ
ーを制御するトナー制御手段とを備え、アパチャ電極体
に対してトナー供給機構と反対側にある記録媒体に、開
口部を通過したトナーを付着させて記録するようにした
画像記録装置において、アパチャ電極体の複数の開口部
の各々の内壁面への帯電を防止する為に、各内壁面に半
導電性の被膜を形成したものである。

【０００６】ここで、請求項２の画像記録装置は、請求
項１の発明において、前記半導電性の被膜の表面抵抗率
が、１０⁴〜１０¹³（Ω−cm）の範囲内に設定されたも
のである。また、請求項３の画像記録装置は、請求項２
の発明において、前記半導電性の被膜は、半導電性の有
機化合物で構成されたものである。更に、請求項４の画
像記録装置は、請求項２の発明において、前記半導電性
の被膜は、絶縁性の合成樹脂に金属又は黒鉛の微粉末を
混入した材料で構成されたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の画像記録装置においては、トナー供
給機構のトナー搬送ローラにより、アパチャ電極体の開
口部にトナーが押圧状態で供給され、またアパチャ電極
体に形成された複数の開口部の各電極に対して、トナー
制御手段により、供給する電圧が個別に制御されるの
で、各開口部を通過するトナーが制御される。ここで、
アパチャ電極体は、トナーの飛び出しを制御する為の電
極を形成することから、絶縁体で構成されており、アパ
チャ電極体の複数の開口部の各々の内壁面には、マイナ
スに帯電したトナーとアパチャ電極体との摩擦により発
生した高電圧の静電気が帯電するようになる。その結
果、開口部の内部には、この静電気による、常に一定方
向の電界が発生することになり、電極に供給される電圧
が変化しても、マイナスに帯電されたトナーは、この帯
電した静電気に影響を受けて、開口部を通過しにくくな
る。

【０００８】しかし、各開口部の内壁面には、半導電性
の被膜が夫々形成されているので、この発生した高電圧
の静電気は、この被膜を介して電極に放電され、帯電す
ることがない。その結果、開口部の内部には、不要な電
界が生じることがなく、電極に供給される電圧に応じ
て、トナーが開口部を確実に通過できることから、開口
部を通過したトナーが、アパチャ電極体に対して、トナ
ー供給機構と反対側にある記録媒体に集団的に層状に付
着して記録される。

【０００９】このように、絶縁体で構成されたアパチャ
電極体の開口部の内壁面には、トナーとアパチャ電極体
との摩擦により静電気が発生するが、この静電気がは、
開口部の内壁面に形成された半導電性の被膜を介して外
部に放電されることから、開口部の内部に不要な電界が
生じることがなく、電極に供給される電圧に応じて、ト
ナーが開口部を確実に通過でき、画像信号に基づいた綺
麗な画像を記録媒体に記録できる。

【００１０】請求項２の画像記録装置においては、前記
半導電性の被膜の表面抵抗率が、１０⁴〜１０¹³（Ω−
cm）の範囲内に設定されているので、隣接する２つの電
極間で短絡状態になることなく、静電気だけを確実に放
電でき、開口部の内壁面への帯電を効果的に防止でき
る。

【００１１】請求項３の画像記録装置においては、前記
半導電性の被膜は、半導電性の有機化合物で構成したの
で、この半導電性の有機化合物を含む溶剤を開口部に吹
付けて、或いはこの溶剤にアパチャ電極体を浸すだけ
で、開口部の内壁面を簡単に半導電性にすることができ
る。

【００１２】請求項４の画像記録装置においては、前記
半導電性の被膜は、絶縁性の合成樹脂に金属の微粉末を
混入した材料で構成したので、混入させる金属又は黒鉛
の微粉末の量を調節することで、半導電性の表面抵抗率
を任意に設定することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、トナー供給機構から供給される
トナーの移動を、アパチャ電極体で制御して、記録媒体
に画像を記録する画像記録装置に本発明を適用した場合
のものである。図１に示すように、画像記録装置１は、
その本体フレーム２内に、アパチャ電極体１０を取付け
たトナー供給機構２０と、記録用紙Ｐを搬送する搬送機
構とを、基本的に備えたものである。ここで、搬送機構
は、搬送される記録用紙Ｐを支持するガイドプレート４
〜６と、搬送用ローラ４０〜４１から構成される。本体
フレーム２の前側には、多数の記録用紙Ｐを収納した給
紙カセットＣＳが設けられ、また本体フレーム２の後側
には、記録されて排出された記録用紙Ｐを収納する排紙
テーブルＤＴが設けられ、更に、搬送方向下流側には、
ハロゲンランプを内蔵した定着用ローラ４２と押圧ロー
ラ４３とが設けられてある。

【００１４】先ず、トナー供給機構２０について説明す
ると、記録用紙Ｐの幅と略同様の幅寸法を有するトナー
ケース２１内には、電気絶縁性を有する絶縁性のトナー
Ｔが収納されるとともに、左右方向に延びるトナー供給
ローラ２２とトナー搬送ローラ２３とが、夫々回転可能
に枢支されている。このトナー搬送ローラ２３は、スポ
ンジローラ本体部の外周に、ニッケル製のスリーブを取
付けたものであり、これらトナー供給ローラ２２とトナ
ー搬送ローラ２３とは、図示外のローラ駆動機構により
回転駆動される。

【００１５】ところで、トナーケース２１には、薄い板
状の弾性を有するトナー規制ブレード２４の一端部が取
付けられ、その湾曲状部分がトナー搬送ローラ２３に押
圧状で接触しており、トナー供給ローラ２２で供給され
てトナー搬送ローラ２３の表面に付着するトナーＴの付
着量及び帯電量が、このトナー規制ブレード２４で所定
量に規制される。

【００１６】前記トナーケース２１の上端部には、この
トナーケース２１を覆うように、しかもトナー搬送ロー
ラ２３の上端部に上側から接触するように、略屋根型に
傾斜したアパチャ電極体１０が取付けられている。この
アパチャ電極体１０は、図１〜図３に示すように、絶縁
性を有する厚さ約２５μｍのポリイミド樹脂フィルムか
らなるベース基板に、その前後方向の略中央部の位置
で、左右方向向きに、直径約６０〜６５μｍとする円形
の開口部（アパチャ）１１が、約１２７μｍ間隔に、例
えば、Ａ４用紙と対応する場合は約１６００個分、１列
状に形成されている。更に、これら多数の開口部１１の
各々の外周の上面には、環状のトナー制御電極１２が夫
々形成され、各トナー制御電極１２から延びる細い導線
１３がベース基板上に夫々形成されている。そして、図
２に示すように、これら多数の導線１３の各々には、画
像データに応じた、＋３０Ｖ又は−３０Ｖの駆動電圧
が、制御線Ｌを介して駆動回路５１により個別に供給さ
れる。

【００１７】ここで、前記開口部１１の内壁面には、図
４に示すように、４級アンモニウム塩をアルコール溶液
に溶解させた半導電性の有機化合物を吹付けることで、
トナー制御電極１２に及んで半導電性の被膜１４が形成
されている。この４級アンモニウム塩による半導電性被
膜１４の表面抵抗率は、１０¹⁰（Ω−cm）に設定されて
いる。即ち、この半導電性被膜の表面抵抗率が１０
¹⁰（Ω−cm）なので、隣接する２つのトナー制御電極１
２間で、短絡状態になることなく、静電気だけを効果的
に放電できる。

【００１８】即ち、トナー搬送ローラ２３の表面に付着
するトナーＴは、トナー規制ブレード２４で所定量に規
制されるとともに、マイナスに帯電されており、更にト
ナー搬送ローラ２３の所定回転方向への回転により、ア
パチャ電極体１０と摩擦しながら開口部１１に臨むの
で、これらトナーＴとアパチャ電極体１０との摩擦によ
り発生した高電圧の静電気が開口部１１の内壁面に帯電
するようになる。しかし、各開口部１１の内壁面には、
半導電性の被膜１４が夫々形成されているので、この発
生した高電圧の静電気は、この半導電性被膜１４を介し
てトナー制御電極１２に放電され、帯電することがな
い。その結果、開口部１１の内部には、不要な電界が生
じることがない。

【００１９】一方、アパチャ電極体１０の直ぐ上側に
は、背面電極ローラ３０が配設され、本体フレーム２に
回転可能に枢支されている。そして、記録用紙Ｐは、こ
の背面電極ローラ３０の下部に接しながら搬送方向に搬
送され、この記録用紙Ｐの下面には、搬送途中におい
て、画像信号に応じて開口部１１から移動したトナーＴ
が付着される。ここて、この背面電極ローラ３０は、図
示外のローラ駆動機構により、記録用紙Ｐの搬送と同期
して回転駆動される。

【００２０】次に、この画像記録装置１の制御系につい
て、図２に基づいて簡単に説明すると、前記背面電極ロ
ーラ３０には、電源回路Ｅ１により、約＋１ＫＶの高電
圧が常に印加され、マイナスに帯電されたトナーＴを大
きな静電力で背面電極ローラ３０に引き付けるようにな
っている。一方、アパチャ電極体１０の導線１３には、
複数本の信号線からなる制御線Ｌを介して駆動回路５１
が接続され、この駆動回路５１には、＋３０Ｖと−３０
Ｖの２種類の電圧を出力する電源回路Ｅ２と、マイクロ
コンピュータなどからなるコントロールユニット５０と
が接続され、コントロールユニット５０は、画像信号に
応じた駆動信号を駆動回路５１に出力するので、駆動回
路５１はその駆動信号に応じて、＋３０Ｖ又は−３０Ｖ
の駆動電圧を切り換えて、制御線Ｌを介して、各導線１
３に個別に供給するようになっている。また、トナー搬
送ローラ２３は常に接地されている。

【００２１】これにより、駆動回路５１により、＋３０
Ｖの電圧が導線１３、つまりトナー制御電極１２に印加
されると、トナー制御電極１２とトナー搬送ローラ２３
との電位差により、トナー制御電極１２からトナー搬送
ローラ２３に向かう電界が発生し、この電界により、マ
イナスに帯電されたトナーＴは、電位の高い方向に静電
力を受け、トナー搬送ローラ２３の表面から開口部１１
を通過してトナー制御電極１２に引き付けられると同時
に、背面電極ローラ３０に印加された高電圧により、背
面電極ローラ３０とトナー制御電極１２との間に発生し
た電界による静電力を介して、その開口部１１を通過し
て背面電極ローラ３０、つまり記録用紙Ｐに引き寄せさ
れて、その記録用紙Ｐに付着する。しかし、トナー制御
電極１２に−３０Ｖの電圧が印加されたときには、前記
と逆に、トナー搬送ローラ２３からトナー制御電極１２
に向かう電界により、トナー搬送ローラ２３の表面のト
ナーＴは、開口部１１を通過することがない。

【００２２】次に、この画像記録装置１により、画像信
号に応じてトナーＴを記録用紙Ｐに付着させて画像を記
録する作用を説明する。前述したように、トナー搬送ロ
ーラ２３の表面に付着するトナーＴは、トナー搬送ロー
ラ２３の所定回転方向への回転により、アパチャ電極体
１０と摩擦しながら開口部１１に臨むので、これらトナ
ーＴとアパチャ電極体１０との摩擦により発生した高電
圧の静電気が開口部１１の内壁面に帯電するようにな
る。しかし、各開口部１１の内壁面には、半導電性の被
膜１４が夫々形成されているので、隣接する２つのトナ
ー制御電極１２間で短絡することなく、この発生した高
電圧の静電気は、この半導電性被膜１４を介してトナー
制御電極１２に確実に放電され、帯電することがない。
その結果、開口部１１の内部には、不要な電界が生じる
ことがない。

【００２３】そして、図２〜図３に示すように、コント
ロールユニット５０から受けた駆動信号に基づいて、駆
動回路５１から＋３０Ｖがトナー制御電極１２に印加さ
れたときには、前述したように、各開口部１１の内部に
は、不要な電界が発生していないので、トナー制御電極
１２からトナー搬送ローラ２３に向かう電界が確実に発
生し、この電界により、トナー搬送ローラ２３の表面上
の、マイナスに帯電されたトナーＴは、電位の高い方向
に静電力を受け、トナー搬送ローラ２３の表面から開口
部１１を通過してトナー制御電極１２に引き付けられ
る。

【００２４】更に、背面電極ローラ３０に印加された高
電圧（約＋１ＫＶ）により、背面電極ローラ３０とトナ
ー制御電極１２との間に発生した電界による静電力を介
して、開口部１１を通過したトナーＴは、背面電極ロー
ラ３０、つまり記録用紙Ｐに引き付けられて飛び出し
て、その表面に付着する。このとき、記録用紙Ｐの付着
面には、トナーＴが集団的に層状に付着している。その
後、記録用紙Ｐに付着したトナーＴは、定着用ローラ４
２により定着処理されて排紙テーブルＤＴに排出され
る。

【００２５】尚、各開口部１１の内壁面に形成する半導
電性の被膜１４は、トナー制御電極１２や導線１３を覆
うように、アパチャ電極体１０の上面にも拡大して形成
したり、テトラシアノキジメタン（ＴＣＮＱ）や界面活
性剤を溶剤で溶かした半導電性の有機化合物を吹付けた
半導電性の被膜１４を形成したり、絶縁性の合成樹脂
に、銅や銀などの金属の微粉末や黒鉛の微粉末を混入し
た材料で半導電性の被膜１４を形成する等、１０⁴〜１
０¹³（Ω−cm）の範囲内の表面抵抗率を有する種々の半
導電性被膜１４を形成することが可能である。また、本
発明の技術的思想の範囲内において、既存の技術や当業
者に自明の技術に基いて種々の変更を加えることもあり
得る。尚、トナーＴの記録用紙Ｐへの付着をアパチャ電
極体１０で制御するようにした種々の画像記録装置に本
発明を適用し得ることは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の画像記録装置によれば、アパ
チャ電極体と、トナー供給機構と、トナー制御手段とを
備え、各内壁面に半導電性の被膜を形成したので、絶縁
体で構成されたアパチャ電極体の開口部の内壁面には、
トナーとアパチャ電極体との摩擦により静電気が発生す
るが、この静電気は、開口部の内壁面に形成された半導
電性の被膜を介して外部に放電されることから、開口部
の内部に不要な電界が生じることがなく、電極に供給さ
れる電圧に応じて、トナーが開口部を確実に通過でき、
画像信号に基づいた綺麗な画像を記録媒体に記録でき
る。

【００２７】請求項２の画像記録装置によれば、前記半
導電性の被膜の表面抵抗率が、１０⁴〜１０¹³（Ω−c
m）の範囲内に設定されているので、隣接する２つの電
極間で短絡状態になることなく、静電気だけを確実に放
電でき、開口部の内壁面への帯電を効果的に防止でき
る。

【００２８】請求項３の画像記録装置によれば、前記半
導電性の被膜は、半導電性の有機化合物で構成したの
で、この半導電性の有機化合物を含む溶剤を開口部に吹
付けて、或いはこの溶剤にアパチャ電極体を浸すだけ
で、開口部の内壁面を簡単に半導電性にすることができ
る。

【００２９】請求項４の画像記録装置によれば、前記半
導電性の被膜は、絶縁性の合成樹脂に金属又は黒鉛の微
粉末を混入した材料で構成したので、混入させる金属又
は黒鉛の微粉末の量を調節することで、半導電性の表面
抵抗率を任意に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の内部機構を説明する概略側面図
である。

【図２】記録用紙へのトナーの付着を説明する図１の要
部拡大側面図である。

【図３】アパチャ電極体の部分拡大斜視図である。

【図４】半導電性被膜を形成したアパチャ電極体の開口
部を示す図２の要部拡大側面図である。

【符号の説明】

１画像記録装置１０アパチャ電極体１１開口部１２トナー制御電極１４半導電性被膜２０トナー供給機構３０背面電極ローラ５０コントロールユニット５１駆動回路Ｅ１電源回路Ｅ２電源回路Ｐ記録用紙Ｔトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の開口部が記録媒体の幅方向に列状
に形成されるとともに、複数の開口部の各々に電極を有
するアパチャ電極体と、そのアパチャ電極体の開口部に
トナーを供給するトナー供給機構と、前記アパチャ電極
体の各電極に供給する電圧を個別に制御して、各開口部
を通過するトナーを制御するトナー制御手段とを備え、
前記アパチャ電極体に対してトナー供給機構と反対側に
ある記録媒体に、開口部を通過したトナーを付着させて
記録するようにした画像記録装置において、前記アパチャ電極体の複数の開口部の各々の内壁面への
帯電を防止する為に、各内壁面に半導電性の被膜を形成
したことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】前記半導電性の被膜の表面抵抗率が、１
０⁴〜１０¹³（Ω−cm）の範囲内に設定されたことを特
徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】前記半導電性の被膜は、半導電性の有機
化合物で構成されたことを特徴とする請求項２に記載の
画像記録装置。
【請求項４】前記半導電性の被膜は、絶縁性の合成樹
脂に金属又は黒鉛の微粉末を混入した材料で構成された
ことを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。