JPH08169135A

JPH08169135A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08169135A
Application number: JP33501194A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】アパチャ電極体の電極アレイと背面電極との
間の搬送間隙への空気流の流入を防止する。【構成】布地Ｗは、布地搬送機構１０により、プロセ
スカートリッジ３１の後端に付設されたアパチャ電極体
４０の正面に搬送され、トナー搬送ローラー３２により
搬送されるトナー３がアパチャ電極体４０の制御電極へ
の駆動電圧の印加により開口部から飛翔し、背面電極ロ
ーラー５０からの電界により布地Ｗに衝突して付着す
る。このとき、プロセスカートリッジ３１の後端部の外
周には、角筒体の空気流遮断部材５５が設けられてお
り、空気流の流入によりトナー画像が乱れることがな
い。布地Ｗ上のトナー画像は、その後定着機構２０によ
り加熱定着される。

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、フ
ァクシミリ等に適用可能な画像形成装置であって、アパ
チャ電極体に形成した複数の開口部の制御電極の電圧を
制御することで、開口部を通過したトナーを飛翔させて
画像記録媒体に付着させて記録する画像形成装置に関
し、特にトナーが飛翔する搬送隙間への空気流の流入を
遮断して、トナーの飛翔性を安定させるようにしたもの
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、絶縁性シートに画像記録媒体の搬
送方向と直交方向に列設された複数の開口部とこれら開
口部の近傍に位置する複数の制御電極からなる電極アレ
イとを形成してなるアパチャ電極体と、アパチャ電極体
の電極アレイにトナーを供給するトナー供給機構と、ア
パチャ電極体の電極アレイに対して画像記録媒体の搬送
隙間を隔てて近接状に対向する背面電極と、画像信号に
基づいて電極アレイの複数の制御電極に印加する駆動電
圧を個別に制御する制御ユニットとを設け、制御ユニッ
トにより、画像信号に基づいて、電極駆動回路を介し
て、各制御電極へ印加する駆動電圧を制御し、制御電極
とトナー搬送ローラー間の電界と、制御電極と背面電極
間の電界を介して、トナー搬送ローラーの表面のトナー
を開口部を通過して搬送隙間を飛翔させて画像記録媒体
（記録用紙）に記録するように構成した静電記録方式の
画像形成装置が、種々提案されている（例えば、特開平
２─２９７５７０号公報、特開平６─１５５７９８号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、特開
平２─２９７５７０号公報、特開平６─１５５７９８号
公報に記載の静電記録方式を採用した画像形成装置にお
いては、画像信号に応じた開口部を通過して搬送隙間を
飛翔したトナー粒子を画像記録媒体に付着させて画像記
録するので、その搬送隙間が記録用紙に適した約１〜２
ｍｍであっても、その搬送隙間に外部から若干でも空気
流が流入すると、搬送隙間を飛翔する微小で軽量のトナ
ー粒子は微妙な空気流の影響を受け易く、トナー粒子の
飛翔方向が微妙に変化して、画像記録媒体上の所定の記
録位置から外れた表面に付着することから、画像記録媒
体上のトナー画像に乱れが生じて、画像品質が低下する
という問題がある。

【０００４】特に、記録用紙以外の、例えば、カラフル
に染色された布地に画像記録する場合には、厚手の布地
にも画像記録し得るように、搬送隙間は、例えば、約２
０ｍｍ以上に設定するので、トナー粒子が飛翔する距離
が長くなることから、空気流によるトナー粒子の飛翔方
向が大きく変化して、同様に画像品質が低下するという
問題がある。

【０００５】本発明の目的は、アパチャ電極体の電極ア
レイと背面電極との間の搬送隙間への空気流の流入を防
止して、トナー粒子の飛翔性を安定させて、画像品質の
向上を図れるような画像形成装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の画像形成装置
は、絶縁性シートに画像記録媒体の搬送方向と直交方向
に列設された複数の開口部とこれら開口部の近傍に位置
する複数の制御電極からなる電極アレイとを形成したア
パチャ電極体と、アパチャ電極体の電極アレイにトナー
を供給するトナー供給機構と、アパチャ電極体の電極ア
レイに対して画像記録媒体の搬送隙間を隔てて近接状に
対向する背面電極と、画像信号に基づいて電極アレイの
複数の制御電極に印加する駆動電圧を個別に制御する電
極制御手段とを備えた画像形成装置において、電極アレ
イと背面電極との間の搬送隙間へ外部から空気流が流入
するのを防止する空気流遮断部材を備えたものである。

【０００７】ここで、請求項２の画像形成装置は、請求
項１の発明において、前記空気流遮断部材は、可撓性の
合成樹脂シート製の角筒体からなるものである。請求項
３の画像形成装置は、請求項２の発明において、前記空
気流遮断部材の画像記録媒体側の開放端部のうち、少な
くとも、画像記録媒体の搬送方向に直交する開放端部に
は、画像記録媒体の搬送方向への弾性変形を促進する為
に所定間隔おきに複数のスリットを形成したものであ
る。

【０００８】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、アパチャ
電極体は、絶縁性シートに複数の開口部とこれら開口部
の近傍に位置する複数の制御電極からなる電極アレイと
を形成してなり、背面電極は電極アレイに対して画像記
録媒体の搬送隙間を隔てて近接状に対向し、トナー供給
機構により電極アレイにトナーを供給され、電極制御手
段により、画像信号に基づいて電極アレイの複数の制御
電極に印加する駆動電圧を個別に制御することで、制御
電極とトナー供給機構間の電界と、制御電極と背面電極
間の電界とを介して、開口部を通過したトナーが搬送隙
間を飛翔して、画像記録媒体上に画像が記録される。

【０００９】ここで、アパチャ電極体の電極アレイと背
面電極との間の搬送隙間へ、外部から空気流が流入する
のを防止する空気流遮断部材を備えているため、開口部
を通過したトナーが搬送隙間を飛翔するときに、空気流
の影響を受けることがなく、トナーは背面電極の電界に
よる静電気力により背面電極の方へ直線状に飛翔できる
ことから、トナーの飛翔性が安定して、画像品質を高め
ることができる。

【００１０】請求項２の画像形成装置においては、請求
項１と同様の作用を奏するが、前記空気流遮断部材は、
可撓性の合成樹脂シート製の角筒体からなるので、可撓
性であることから搬送される画像記録媒体に接触して容
易に撓むので、画像記録媒体の搬送を妨げることはな
く、しかも合成樹脂シート製の角筒体であることから剛
性を有し、その剛性で空気流を確実に遮断することがで
きる。

【００１１】請求項３の画像形成装置においては、請求
項１と同様の作用を奏するが、前記空気流遮断部材の画
像記録媒体側の開放端部のうち、少なくとも、画像記録
媒体の搬送方向に直交する開放端部には、画像記録媒体
の搬送方向への弾性変形を促進する為に所定間隔おきに
複数のスリットを形成したので、画像記録媒体の搬送時
に、画像記録媒体の搬送方向に直交する開放端部は、複
数形成されたスリットを介して画像記録媒体の搬送に応
じて容易に弾性変形することから、画像記録媒体の搬送
がよりスムーズになる上、画像記録媒体に付着したトナ
ーを剥離したり移動させて画像を乱すようなことはな
い。

【００１２】

【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。図１に示すように、画像形成装置１は、複写
機、プリンタ、ファクシミリ等に適用可能な静電方式の
画像記録装置であり、この画像形成装置１は、各種の縫
製用の布地Ｗに、裁断用のマークや縫い代を指示するマ
ークなどの画像を記録するように構成されたものであ
り、図示外の本体フレームに、布地Ｗ（画像記録媒体に
相当する）を搬送する布地搬送機構１０と、定着機構２
０と、所定量のトナー３と、プロセスカートリッジ３１
を有するトナー供給機構３０と、このプロセスカートリ
ッジ３１の左端に付設されたアパチャ電極体４０と、ア
パチャ電極体４０と布地搬送隙間（例えば、約２０ｍ
ｍ）１８を隔てて配設された背面電極ローラー５０とを
設けたものである。

【００１３】前記布地搬送機構１０は、平坦状の布地Ｗ
を支持しながら搬送する無端状のベルト体からなる幅広
の搬送用ベルト１１と、この搬送用ベルト１１を搬送駆
動する複数の搬送用ローラー１４，１５と、布地搬送機
構１０を駆動するローラー駆動機構（図示略）等で構成
されている。ここで、搬送用ベルト１１には、画像形成
に供する布地Ｗの先端部を着脱可能に支持して固定する
先端取付け具１２と、その布地Ｗの後端部を着脱可能に
支持して固定する後端取付け具１３とが固定されてい
る。定着機構２０は、ハロゲンランプを内蔵した定着用
ローラー１６と押圧ローラー１７とからなり、布地Ｗの
表面（図１において右側の記録面）に記録されたトナー
３を加熱しつつ押圧して布地Ｗに定着させるものであ
る。

【００１４】次に、トナー供給機構３０について説明す
ると、図示外の本体フレームには、着脱自在のプロセス
カートリッジ３１が配設されている。このプロセスカー
トリッジ３１は、布地搬送方向（下方から上方向き）に
直交する方向に、布地Ｗの最大幅より広幅であり、その
プロセスカートリッジ３１の内部には、電気絶縁性を有
するトナー３が収納されている。更に、プロセスカート
リッジ３１の内部には、トナー搬送ローラー３２と、こ
のトナー搬送ローラー３２にトナー３を供給するトナー
供給ローラー３３と、このトナー供給ローラー３３にト
ナー３を補給するトナー補給板３４とが左右方向向きに
水平に配設され、これらローラー３２，３３及びトナー
補給板３４は、夫々回転可能に枢支されている。

【００１５】ここで、トナー供給ローラー３３は、シリ
コン発泡体で構成されており、このトナー供給ローラー
３３は、トナー３をトナー搬送ローラー３２の方へ移送
し且つトナー３との摩擦接触を介してトナー３をマイナ
ス電極に帯電させる。トナー搬送ローラー３２は、絶縁
材料からなる合成樹脂発泡体製のローラー本体部３２ａ
の外周に、ニッケル製のスリーブ３２ｂを外嵌した構造
であり、このトナー搬送ローラー３２の表面に静電気力
で付着したトナー３が、矢印Ａ方向へ搬送される。これ
らトナー供給ローラー３３とトナー搬送ローラー３２と
は、図示外のローラー駆動機構により、矢印Ｂ方向及び
矢印Ａ方向へ回転駆動される。尚、トナー搬送ローラー
３２の全周面には、合成樹脂製絶縁被膜又は半導電性被
膜を形成する場合もある。

【００１６】前記プロセスカートリッジ３１内には、薄
い板状の弾性を有する絶縁材料製のトナー層規制ブレー
ド３５が取付けられ、その湾曲部分がトナー搬送ローラ
ー３２に押圧状に接触しており、トナー搬送ローラー３
２の表面に層状に付着したトナー３の層厚が、このトナ
ー層規制ブレード３５で所定厚さ（約40〜50μｍ）に規
制される。

【００１７】プロセスカートリッジ３１の後端部には、
プロセスカートリッジ３１の後端の開口部分を覆うよう
に且つトナー搬送ローラー３２の後端部に層状のトナー
３を介して後側から接触するように、ほぼ屋根型に傾斜
したアパチャ電極体４０が取付けられている。このアパ
チャ電極体４０について説明すると、図２、図３に示す
ように、アパチャ電極体４０は、合成樹脂（例えば、ポ
リイミド）製の厚さ約２５μｍの絶縁性シート４１と、
多数の微小な開口部４２と、絶縁性シート４１の表面
（図２において左側の面）において多数の開口部４２の
外周部に夫々形成された多数の環状の制御電極４３から
なる電極アレイ４４と、これら多数の制御電極４３から
夫々所定方向へ延びる多数の導線４５等で構成されてい
る。

【００１８】前記絶縁性シート４１の上下方向の略中央
部の位置には、多数の開口部４２が、布地Ｗの搬送方向
と直交する水平方向へ所定の微小間隔おきに１列状に形
成され、絶縁性シート４１の表面には、各開口部４２の
外周を囲撓する銅被膜製の環状の制御電極４３と制御電
極４３から一体的に延びる銅被膜製の導線４５とが形成
されている。前記開口部４２の直径は例えば約６５μｍ
で、開口部４２間のピッチは約１２７μｍであり、布地
Ｗの大きさに応じて多数の開口部４２が列状に形成され
ている。

【００１９】一方、図１に示すように、アパチャ電極体
４０の直ぐ後側には、布地Ｗを搬送する搬送隙間１８を
隔てて背面電極ローラー５０（これが背面電極に相当す
る）が配設され、この背面電極ローラー５０は、その支
軸５０ａを介して本体フレームに回転可能に枢支され、
図示外のローラー駆動機構により搬送用ベルト１１の搬
送と同期して矢印Ｃ方向へ回転駆動される。布地Ｗは、
この背面電極ローラー５０の前端部に接しながら搬送方
向に搬送され、この布地Ｗの表面には、搬送中に制御電
極４３に印加される駆動電圧に応じて、トナー搬送ロー
ラー３２の表面上のトナー３が開口部４２を通過して搬
送隙間１８を飛翔して付着する。

【００２０】ここで、プロセスカートリッジ３１の後端
部には、図２に示すように、角筒体の空気流遮断部材５
５の略前半部分がこの後端部の外周を囲撓するように固
着されている。この空気流遮断部材５５は、導電性及び
可撓製を有する厚さ約１００〜１５０μｍの合成樹脂シ
ート製であり、４つの角部の各々に切り込みが形成さ
れ、更に接地されている。そして、この空気流遮断部材
５５の後半部分の４つの開放端部５５ａ〜５５ｄの後端
は、搬送用ベルト１１の前面に常に接触することで、こ
れら開放端部５５ａ〜５５ｄにより、アパチャ電極体４
０の電極アレイ４と背面電極ローラー５０との間の搬送
隙間１８へ、外部から空気流が流入するのを防止されて
いる。

【００２１】次に、この画像形成装置１の制御系につい
て、図３に基づいて簡単に説明すると、背面電極ローラ
ー５０には、電源回路６１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３を大き
な静電気力で背面電極ローラー５０に引き付けるように
なっている。一方、外部から画像信号を受信する制御ユ
ニット６０と、電源回路６２と、電極駆動回路６３とが
設けられ、制御ユニット６０により、画像信号に基づい
て、電極駆動回路６３を介して多数の制御電極４３に印
加する駆動電圧を制御するように構成してある。また、
トナー搬送ローラー３２は常に接地されている。

【００２２】即ち、アパチャ電極体４０の多数の導線４
５は、多数本の信号線からなる制御線６４を介して電極
駆動回路６３に接続され、この電極駆動回路６３には、
電源回路６２から＋３０Ｖと−３０Ｖの２種類の駆動電
圧が供給される。制御ユニット６０は、多数の制御電極
４３の為の画像信号に応じた制御信号を電極駆動回路６
３に同時に出力し、電極駆動回路６３は、画素を記録す
る各制御電極４３には、＋３０Ｖの駆動電圧を制御線６
４を介して出力し、また画素を記録しない各制御電極４
３には、−３０Ｖの駆動電圧を制御線６４を介して出力
する。

【００２３】次に、以上説明した画像形成装置１の画像
形成動作と画像形成装置１の作用について説明する。先
ず、所定の布地取付け位置において、画像形成に供する
布地Ｗが、先端取付け具１２と後端取付け具１３とによ
り、布地Ｗの先端部と後端部とが搬送用ベルト１１に固
定される。そして、搬送用ベルト１１が複数の搬送用ロ
ーラー１４，１５により周回駆動され、図１に示すよう
に、布地Ｗは搬送用ベルト１１により、空気流遮断部材
５５で囲まれた搬送隙間１８へ搬送される。

【００２４】そして、図３に示すように、マイナス電極
に帯電したトナー３は、トナー搬送ローラー３２の周面
に付着した状態で、電極アレイ４４の方へ搬送され、制
御電極４３に＋３０Ｖが印加されると、トナー３は制御
電極４３からトナー搬送ローラー３２へ向かう電界から
静電気力を受け、開口部４２を通過して制御電極４３の
方へ飛翔し、更に背面電極ローラー５０から制御電極４
３へ向かう強力な電界から静電気力を受けて背面電極ロ
ーラー５０の方へ搬送隙間１８を飛翔し、布地Ｗに衝突
して付着する。

【００２５】ここで、空気流遮断部材５５により、搬送
隙間１８へ外部からの空気流の流入が防止され、開口部
４２を通過したトナー３が搬送隙間１８を飛翔するとき
に、空気流の影響を受けることがなく、トナー３は背面
電極ローラー５０の電界による静電気力により背面電極
ローラー５０の方へ直線状に飛翔できることから、トナ
ー３の飛翔性が安定する。このとき、搬送用ベルト１１
の搬送速度は遅いので、この搬送用ベルト１１の周回駆
動による空気流が発生することはない。一方、制御電極
４３に−３０Ｖが印加されると、トナー３はトナー搬送
ローラー３２から制御電極４３に向かう電界から静電気
力を受け、開口部４２を通過することがない。そして、
布地Ｗ上のトナー画像は、その後定着機構２０により布
地Ｗに加熱定着される。

【００２６】このように、アパチャ電極体４０の電極ア
レイ４４と背面電極ローラー５０との間の搬送隙間１８
へ、外部から空気流が流入するのを防止する空気流遮断
部材５５を設けたので、開口部４２を通過したトナー３
が搬送隙間１８を飛翔するときに、空気流の影響を受け
ることがなく、トナー３は背面電極ローラー５０の電界
による静電気力により背面電極の方へ直線状に飛翔でき
ることから、トナー３の飛翔性が安定して、画像品質を
高めることができる。

【００２７】また、空気流遮断部材５５は、可撓性の合
成樹脂シート製の角筒体からなるので、搬送される布地
Ｗに接触して搬送方向に容易に撓んで弾性変形するの
で、布地Ｗの搬送を妨げることはなく、しかも合成樹脂
シート製の角筒体であることから剛性を有し、その剛性
で空気流を確実に遮断することができる。更に、空気流
遮断部材５５は、可撓性を有し、しかも接地されている
ことから、布地Ｗに付着したトナー３を、空気流遮断部
材５５に引き寄せて剥離したり移動させて、トナー画像
を乱すようなことはない。

【００２８】ところで、図４に示すように、空気流遮断
部材５５Ａを接地するとともに、空気流遮断部材５５Ａ
の４つの開放端部５５ａ〜５５ｄのうち、布地Ｗの搬送
方向と直交する２つの開放端部５５ａ，５５ｂに、布地
Ｗの搬送方向への弾性変形を促進するように、搬送方向
と直交する方向に所定間隔おきに複数のスリット５６を
形成してもよい。この場合には、布地Ｗの搬送時に、こ
れら開放端部５５ａ，５５ｂは、複数形成されたスリッ
ト５６を介して布地Ｗの搬送に応じて部分的に容易に弾
性変形できることも加えて、布地Ｗをよりスムーズに搬
送できる上、空気流遮断部材５５Ａが接地されているこ
とから、布地Ｗに付着したトナー３を、空気流遮断部材
５５Ａに引き寄せて剥離したり移動させて、トナー画像
を乱すようなことはない。

【００２９】尚、前記空気流遮断部材５５，５５Ａは、
導電性を有する矩形状の刷毛部材で構成し、接地するよ
うにしてもよい。この場合にも、布地Ｗの搬送を妨げる
ことはなく、しかも空気流の流入を遮断できる。また、
空気流遮断部材５５，５５Ａは、搬送隙間１８を含む矩
形状空間を囲むように設ける等、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、記録用紙
などの各種の画像記録媒体を上下方向だけでなく、水平
方向に搬送するように構成し、トナー３の画像記録媒体
への付着をアパチャ電極体４０で制御するように構成し
た種々の画像形成装置に本発明を適用し得ることは勿論
である。

【００３０】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置によれば、アパ
チャ電極体の電極アレイと背面電極との間の搬送隙間
へ、外部から空気流が流入するのを防止する空気流遮断
部材を備えているため、開口部を通過したトナーが搬送
隙間を飛翔するときに、空気流の影響を受けることがな
く、トナーは背面電極の電界による静電気力により背面
電極の方へ直線状に飛翔できることから、トナーの飛翔
方向が安定して、画像品質を高めることができる。

【００３１】請求項２の画像形成装置によれば、請求項
１と同様の効果を奏するが、前記空気流遮断部材は、可
撓性の合成樹脂シート製の角筒体からなるので、搬送さ
れる画像記録媒体に接触して容易に撓むので、画像記録
媒体の搬送を妨げることはなく、しかも合成樹脂シート
製の角筒体であることから剛性を有し、その剛性で空気
流を確実に遮断することができる。

【００３２】請求項３の画像形成装置によれば、請求項
２と同様の効果を奏するが、前記空気流遮断部材の画像
記録媒体側の開放端部のうち、少なくとも、画像記録媒
体の搬送方向に直交する開放端部には、画像記録媒体の
搬送方向への弾性変形を促進する為に所定間隔おきに複
数のスリットを形成したので、画像記録媒体の搬送時
に、画像記録媒体の搬送方向に直交する開放端部は、複
数形成されたスリットを介して画像記録媒体の搬送に応
じて容易に弾性変形することから、画像記録媒体をより
スムーズに搬送できる上、画像記録媒体に付着したトナ
ーを剥離したり移動させて、画像を乱すようなことはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の一部縦断
概略側面図である。

【図２】画像形成装置のアパチャ電極体及び空気流遮断
部材を背面電極ローラーから視た部分斜視図である。

【図３】図１の画像形成装置の要部拡大断面図である。

【図４】変更態様に係り、開放端部に複数のスリットを
形成した空気流遮断部材の斜視図である。

【符号の説明】

１画像形成装置３トナー１１搬送用ベルト３０トナー供給機構３２トナー搬送ローラー３３トナー供給ローラー４０アパチャ電極体４２開口部４３制御電極４４電極アレイ５０背面電極ローラー５５空気流遮断部材５５ａ〜５５ｄ開放端部５６スリット６０制御ユニット６３電極駆動回路Ｗ布地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性シートに画像記録媒体の搬送方向
と直交方向に列設された複数の開口部とこれら開口部の
近傍に位置する複数の制御電極からなる電極アレイとを
形成したアパチャ電極体と、アパチャ電極体の電極アレ
イにトナーを供給するトナー供給機構と、アパチャ電極
体の電極アレイに対して画像記録媒体の搬送隙間を隔て
て近接状に対向する背面電極と、画像信号に基づいて電
極アレイの複数の制御電極に印加する駆動電圧を個別に
制御する電極制御手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記電極アレイと背面電極との間の搬送隙間へ外部から
空気流が流入するのを防止する空気流遮断部材を備えた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記空気流遮断部材は、可撓性の合成樹
脂シート製の角筒体からなることを特徴とする請求項１
に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記空気流遮断部材の画像記録媒体側の
開放端部のうち、少なくとも、画像記録媒体の搬送方向
に直交する開放端部には、画像記録媒体の搬送方向への
弾性変形を促進する為に所定間隔おきに複数のスリット
を形成したことを特徴とする請求項２に記載の画像形成
装置。