JPH0858148A

JPH0858148A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0858148A
Application number: JP21820194A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takagi; 修高木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー流を制御するアパチャ電極体を用いた
画像形成装置において、アパチャ電極体のアバチャ近傍
に皺や変形が発生したり、アパチャ電極体がトナー層か
ら浮き上がったりするのを防止し、安定したトナー流の
制御が可能であり、また、アパチャ電極体を取付けるた
めの寸法が短くなっても、的確かつ容易に取付られるよ
うにした。【構成】アパチャ電極体３の制御電極７側にアパチャ
６部分を除いて補強部材８を接合し、この補強部材８を
介してアパチャ電極体３を固定部材側に取付ける。補強
部材８の層厚が厚くなっても、制御電界に影響を及ぼす
ことがなく、また、アパチャ６がトナー担持ローラ１７
から浮き上がったり、補強部材８がトナー層を乱したり
することがない。また、補強部材８を用いて的確にテン
ションをもってアパチャ電極体３を取付けることができ
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、ファクシミリ等に適用され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づいて電圧を印加
することで電界を制御し、もってトナー粒子が前記アパ
チャを通過するのを制御して、通過したトナー粒子によ
り被画像形成媒体上に画像を形成するものが、例えば、
米国特許第３６８９９３５号明細書に開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる基板
と、この基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、被画像形成媒体とアパチャ電極体
とを相対的に移動させて被画像形成媒体を粒子流路中に
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、及び同
４８１４７９６号の明細書には、被画像形成媒体側に制
御電極を、トナー供給側に基準電極を対向して配設した
アパチャ電極体を用いた画像形成装置が開示されてい
る。また、米国特許４９１２４８９号明細書には、被画
像形成媒体側に基準電極を、トナー供給側に制御電極を
対向して配設したアパチャ電極体を用いた画像形成装置
が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来の画像形成装置において、トナーを供給する手
段、例えばトナー担持ローラに対して、アパチャ電極体
を、トナー層を介して接触した位置に配置することによ
り、アパチャ電極の駆動を低電圧で可能とする装置が提
案されている。この装置では、アパチャ電極体は、トナ
ー担持ローラに担持されたトナー層に接して摺動するよ
うに配設され、同トナーに機械的な応力を与え、もっ
て、トナーがトナー担持ローラから剥離し易いようにし
て、アパチャを通過するトナー流の制御を円滑に行える
ようにしている。このような装置構成において、低電圧
駆動のためには、アパチャ電極体の絶縁シートの層厚が
薄い方が有利である。しかしながら、その層厚を単に薄
くすると、アパチャ近傍に皺や変形が発生し易くなり、
安定したトナー流の制御が困難になることがあった。ま
た、絶縁シート層厚の薄いアパチャ電極体を、トナー層
を介するだけの近接した位置に配置するために、アパチ
ャ電極体に適度なテンションを付与して、これをトナー
担持ローラに圧接するごとく配置するものがあるが、画
像形成装置の小型化を図るに伴って、アパチャ電極体の
アパチャの並び方向（幅方向）に直交する方向（トナー
搬送方向）の寸法が短くなり、そのため、アパチャ電極
体を固定部材側へ取付けるための把持部長さが短くな
り、テンションを付与して装置内に的確に取付けること
が容易でなくなる。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、絶縁シートの層厚の薄いアパチャ電
極体を用いて低電圧駆動に適するようにした装置にあっ
て、アパチャ電極体のアパチャ近傍に皺や変形が発生し
たり、アパチャ電極体がトナー層から浮き上がったりす
るのを防止でき、トナー層を乱すことがなく安定したト
ナー流の制御が可能であり、また、アパチャ電極体のア
パチャの並び方向に直交する方向の寸法が短くなって
も、アパチャ電極体を装置内に取付けることが的確かつ
容易に行えるようにした画像形成装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の画像形成装置は、トナーを供給するトナー
供給手段と、複数のアパチャを有し、トナー供給手段か
ら供給されアパチャを通過するトナーの流れを制御する
アパチャ電極体とを備え、アパチャ電極体を通過したト
ナーにより被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成
装置において、アパチャ電極体は、絶縁シートと、この
絶縁シート上のトナー供給手段に対向する側とは反対側
の面に形成された制御電極とからなり、アパチャ電極体
の制御電極側にアパチャ部分を除いて補強部材を接合
し、この補強部材を介してアパチャ電極体を固定部材側
に取付けたものである。また、請求項２の画像形成装置
は、請求項１に記載の画像形成装置において、被画像形
成媒体を挟んでアパチャ電極体に対向する対向電極を配
設したものである。また、請求項３の画像形成装置は、
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、
補強部材が、アパチャ電極体のトナー搬送方向の上流側
と下流側とに設けられ、アパチャ電極体にテンションを
付与し得るように固定部材側に取付けられたものであ
る。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の画像形成装置によれ
ば、アパチャ電極体のトナー供給手段に対向する側とは
反対側の面に形成された制御電極側にアパチャ部分を除
いて補強部材が接合されており、この補強部材を介して
アパチャ電極体を固定部材側に取付けているので、補強
部材の層厚が厚くなっても、制御電界に影響を及ぼすこ
とがなく、また、アパチャの近くまで補強部材を設けて
も、アパチャがトナー供給手段から浮き上がったり、補
強部材がトナー層を乱したりすることがない。しかも、
アパチャ電極体を固定部材側へ取付けるための把持部の
長さが短くなっても補強部材を用いて的確にテンション
をもって取付けることができ、このため、アパチャ電極
体の絶縁シートの層厚が薄いものであっても、アパチャ
近傍に皺や変形が発生し難くなり、安定したトナー流を
発生し得る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図１は、本実施例による画像形成装
置の概略構成図である。画像形成装置１は、図示しない
外部装置から受信した画像信号に基づいて、記録用紙や
ＯＨＰシート等でなる被画像形成媒体２上にトナー像を
形成するものであり、被画像形成媒体２上へのトナー流
の制御を行うアパチャ電極体３及びトナー１４を担持し
てアパチャ電極体３付近に搬送し供給するトナー供給装
置４を有している。アパチャ電極体３は、絶縁体でなる
シート状基材５（絶縁シートという）上にトナーの搬送
方向と直交する方向に一列に並んで多数のアパチャ６が
開口され、かつ、絶縁シート５の上面に各アパチャ６の
周縁を個々に独立して囲むように制御電極７が形成され
ており、アパチャ６内の電界制御によりトナーの通過を
制御するものである。このアパチャ電極体３は、その絶
縁シート５上の制御電極７を被画像形成媒体２に対向さ
せた状態で補強部材８に取付けられ、この補強部材８が
固定部材側であるトナー供給装置４に固定されている。

【００１０】また、アパチャ電極体３に対向して、被画
像形成媒体２が通過するための約１ｍｍの間隙をおい
て、背面電極９（対向電極）が図示しないシャーシに配
設され、また、前記間隙に挿入される被画像形成媒体２
を図１において上方向へ搬送させるための搬送ローラ１
０が設けられている。アパチャ電極体３及び背面電極９
は、その長手方向が被画像形成媒体２の搬送方向とは直
交する方向に配置されている。さらに、被画像形成媒体
２の搬送先には、定着装置１１が配設されている。この
定着装置１１は、対になった圧ローラ１１ａと熱ローラ
１１ｂとからなる。

【００１１】前記トナー供給装置４の詳細構成を説明す
ると、トナー供給装置４は、アパチャ電極体３の背面電
極９とは反対側にアパチャ電極体３の長手方向に沿って
配設されており、装置全体のハウジングを兼ねるトナー
ケース１２と、そのトナーケース１２内のトナータンク
１３と、このトナータンク１３に収納される荷電粒子と
してのトナー１４と、トナータンク１３内のトナーを撹
拌する撹拌ローラ１５と、トナー供給ローラ１６と、ト
ナー１４を均一にマイナスに帯電させて担持しアパチャ
電極体３に向けて搬送するトナー担持ローラ１７と、こ
のトナー担持ローラ１７に担持されるトナー１４の量が
該ローラ１７面上で均一になるよう規制するために該ロ
ーラ１７に圧接されているトナー層規制ブレード１８と
から構成されている。トナー供給ローラ１６は、トナー
担持ローラ１７に対してトナー１４を供給するものであ
り、これらの両ローラ１６，１７は、図１に示す矢印方
向に回転可能にトナーケース１２に支持され、互いに接
した状態で平行に配設されており、それらの回転軸は被
画像形成媒体２の搬送方向と直交するように配置されて
いる。

【００１２】また、制御電極７とトナー担持ローラ１７
の間には、図示しない外部装置から送られて来る画像信
号に基づいて制御電圧を印加する制御電圧印加回路２１
が接続され、この制御電圧印加回路２１は、画像信号に
基づいて制御電極７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。さらに、背面電極
９とトナー担持ローラ１７との間には、直流電源２２が
接続されており、この直流電源２２は背面電極９に対し
て＋１ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。

【００１３】次に、アパチャ電極体３の詳細構成につい
て図２を参照して説明する。アパチャ電極体３は、厚さ
２５μｍのポリイミド製の絶縁シート５に、直径が約６
０μｍの円形の複数のアパチャ６が１列に形成され、か
つ各アパチャ６の上側に制御電極７が厚さ８μｍで形成
されたものである。このアパチャ電極体３の絶縁シート
５は、被画像形成媒体２の幅（記録幅）とほぼ同じ長さ
を有し、絶縁シート５上におけるアパチャ６の配列ピッ
チは、例えば２００ｄｐｉの場合には１２５μｍであ
る。アパチャ電極体３は、図１に示すように被画像形成
媒体２側に制御電極７を対向させた状態で、絶縁シート
５のアパチャ６の位置でトナー担持ローラ１７に対して
（該ローラ１７にトナーが担持されていればトナー層を
介して）接触し、トナー担持ローラ１４と摺動するよう
に設けられている。

【００１４】また、アパチャ電極体３にはその制御電極
７側にアパチャ６部分を除いて補強部材８がトナー搬送
方向の上流側と下流側に貼り付けられる。この補強部材
８には絶縁シート５と密着性が良く熱膨脹率が同等のポ
リイミド、ポリアミド等の材質を用い、その材厚は絶縁
シート５よりも大幅に厚いものでよい。アパチャ電極体
３はこの補強部材８を介して固定部材側のトナーケース
１２に取り付けられる。そのとき、アパチャ電極体３
は、その絶縁シート５にアパチャ６の並び方向とは直交
する方向、つまりトナーの搬送方向にテンションを持た
せた状態で、アパチャ電極体３の絶縁シート５の一部が
トナー担持ローラ１７に圧接した状態とされる。補強部
材８の上流側と下流側の各部材はトナーケース１２に対
しねじ止めし、あるいは、バネを用いて引っ張るように
すればよい。また、アパチャ電極体３の各制御電極７に
は、制御電圧印加回路２１からの電圧を印加するための
導電部７ａがトナー搬送の下流方向に向けて設けられて
いる。

【００１５】さらに、アパチャ電極体３のアパチャ６と
トナー担持ローラ１７との位置関係を詳細に説明する
と、各アパチャ６の中心線がほぼトナー担持ローラ１７
の周面の図示の最左側部分とその中心軸を通るようにア
パチャ電極体３を配置し、各アパチャ６を通過するトナ
ー１４の分布がアパチャ内の全域で均一となるようにし
ている。また、アパチャ６の壁面６ａとトナー１４の飛
翔方向とを平行として、トナー１４を安定して飛翔させ
ることができるようにしている。また、アパチャ電極体
３自体が、トナー担持ローラ１７に対して、アパチャ６
を中心として上下（図１上で）にほぼ同じ角度だけ撓む
ように接触させることにより、アパチャ電極体３とトナ
ー担持ローラ１７との接触面積を比較的大きくすると共
に、アパチャ６周辺を上下（図１上で）均一にトナー担
持ローラ１７に接触させており、これにより、トナーの
濃度むら発生を抑えるようにしている。

【００１６】次に、上述のように構成された画像形成装
置の画像形成動作を説明する。撹拌ローラ１５を撹拌す
ると共にトナー供給ローラ１６とトナー担持ローラ１７
を図１に示す矢印方向に回転させることにより、トナー
供給ローラ１６から送られてくるトナー１４はトナー担
持ローラ１７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１７上に担持される。この担持され
たトナー１４は、トナー層規制ブレード１８によって薄
層化されると共に帯電された後、トナー担持ローラ１７
の回転によってアパチャ電極体３に向けて搬送される。
トナー担持ローラ１７上のトナー１４はアパチャ電極体
３の絶縁シート５に擦られつつアパチャ６付近に供給さ
れる。

【００１７】次に、図示しない外部装置から送られて来
る画像信号に応じて、その画像部分に対応する制御電極
７に、制御電圧印加回路２１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７とトナー担持ローラ１７の間の電位
差により、制御電極７よりトナー担持ローラ１７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１４は電位の高い方向に静電力を受け、ト
ナー担持ローラ１７上からアパチャ６を通過して制御電
極７側に引き出される。この引き出されたトナー１４
は、さらに、直流電源２２によって背面電極９に印加さ
れている＋１ｋＶの電圧によって被画像形成媒体２とア
パチャ電極体３との間に形成される電界により、被画像
形成媒体２に向けて飛翔し、被画像形成媒体２上に堆積
して画素を形成する。

【００１８】また、非画像部分に対応する制御電極７に
は、制御電圧印加回路２１から０Ｖの電圧が印加され
る。その結果、トナー担持ローラ１７と制御電極７との
間には、電界が形成されないことになり、トナー担持ロ
ーラ１７上のトナー１４は、静電力を受けないため、ア
パチャ６を通過しない。

【００１９】また、本実施例によれば、補強部材８をア
パチャ電極体３の制御電極７側に貼り付けているので、
補強部材８に層厚の相当に厚いものを用いても、制御電
極７とトナー担持ローラ１７との間隔が変わらず、制御
電界には何等影響を及ぼすことがない。また、アパチャ
６の近くまで補強部材８を設けても、アパチャ６がトナ
ー担持ローラ１７から浮き上がったり、補強部材８がト
ナー層を乱したりすることがない。また、このように補
強部材８を設けることができるので、アパチャ電極体３
を固定部材側へ取付けるための把持部の長さが短くて
も、補強部材８を用いて絶縁シート５にテンションを付
与した状態でアパチャ電極体３を的確かつ容易に取付け
ることができ、従って、アパチャ６の近傍に皺や変形が
発生し難くなり、安定したトナー流の発生、及びその制
御ができるようになる。また、補強部材８として絶縁シ
ート５と密着性が良く熱膨脹率が同等のものを用いてい
るので、温度変化が画像形成動作に影響を与えることも
ない。

【００２０】なお、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、例え
ば−３０Ｖ〜−５０Ｖの負の電圧であってもよく、この
場合、より一層、かぶりの少ない画像を得ることができ
る。また、上記では背面電極９を用いたものを示した
が、被画像形成媒体側が帯電トナーを吸引する電位関係
とすれば、背面電極９は必ずしも設ける必要はない。ま
た、トナーとしてプラスに帯電するものを用いた場合
は、制御電極７や背面電極９に印加する電圧等は上記と
は逆の電位とする。

【００２１】図３は、本発明の一変形例を示す。この例
では、上流側及び下流側の補強部材８の縁を斜めにした
面取り８ａを設けている。この面取り８ａを設けること
によりトナーの飛翔に対して補強部材８の影響が少なく
なる。また、図４は、本発明の他の変形例を示す。この
例では、補強部材８を被画像形成媒体２のスペーサとし
て機能させている。この構成により、被画像形成媒体２
の給送が安定し、アパチャ６の被画像形成媒体２の間隔
を一定にすることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の画像形成装置によ
れば、アパチャ電極体のトナー供給手段に対向する側と
は反対面の制御電極側にアパチャ部分を除いて補強部材
が接合され、この補強部材を介してアパチャ電極体を固
定部材側に取付けるようにしているので、補強部材とし
て層厚の厚いものを用いても制御電界に影響を及ぼすこ
とがなく、また、アパチャの近くまで補強部材を設けて
も、アパチャがトナー供給手段から浮き上がったり、補
強部材がトナー層を乱したりすることがない。しかも、
アパチャ電極体を固定部材側へ取付けるための把持部の
長さが短くても、補強部材を用いて的確にアパチャ電極
体の絶縁シートにテンションを付与した状態で取付ける
ことができるので、アパチャ近傍に皺や変形が発生し難
くなり、安定したトナー流を発生でき、従って、安定し
たトナー流制御が可能となり、画像の濃度むらを起こす
ことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像形成装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の一実施例に用いるアパチャ電極体の斜
視図である。

【図３】アパチャ電極体の変形例を示す斜視図である。

【図４】アパチャ電極体の他の変形例を示す側断面図で
ある。

【符号の説明】

２被画像形成媒体３アパチャ電極体４トナー供給装置５絶縁シート６アパチャ７制御電極８補強部材９背面電極（対向電極）１２トナーケース１４トナー１７トナー担持ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを供給するトナー供給手段と、複
数のアパチャを有し、前記トナー供給手段から供給され
該アパチャを通過するトナーの流れを制御するアパチャ
電極体とを備え、前記アパチャ電極体を通過したトナー
により被画像形成媒体上に画像を形成する画像形成装置
において、前記アパチャ電極体は、絶縁シートと、この絶縁シート
上の前記トナー供給手段に対向する側とは反対側の面に
形成された制御電極とからなり、前記アパチャ電極体の前記制御電極側に前記アパチャ部
分を除いて補強部材を接合し、この補強部材を介して前
記アパチャ電極体を固定部材側に取付けたことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】被画像形成媒体を挟んで前記アパチャ電
極体に対向する対向電極を配設した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】前記補強部材は、前記アパチャ電極体の
トナー搬送方向の上流側と下流側とに設けられ、前記ア
パチャ電極体にテンションを付与し得るように固定部材
側に取付けられたことを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の画像形成装置。