JPH04278366A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、プリンター、
プロッター、ファクシミリ等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、アパチャー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ー通過を
制御し支持体上に画像を得る画像記録装置が米国特許第
３６８９９３５号明細書に開示されている。

【０００３】この画像記録装置は、絶縁体の層を挟んで
一方の面に連続した導電体の層（以下、基準電極と称す
る）が、他方の面に互いに絶縁された複数の導電層（以
下、制御電極と称する）が形成され、各制御電極毎に３
層を貫いて少なくも１列のアパチャーを有しているアパ
チャー電極体と、制御電極に基準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
ーを通るトナー粒子の流れを変調されるよう帯電した粒
子を投射する手段と、支持体とアパチャー電極体が相対
的に移動し支持体を粒子流路中に位置決めする手段から
構成されている。

【０００４】上記画像記録装置において、帯電したトナ
ー粒子をアパチャー近傍に供給する手段として帯電トナ
ーを振動子によりクラウド状にして搬送する方式が提案
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、上記の
ようにトナー粒子をアパチャー近傍に供給するためにト
ナー搬送ベルトをアパチャーの下方の振動子により振動
させ、帯電トナーをクラウド状にして搬送する方式では
、トナー搬送ベルト全体が振動してしまい、アパチャー
直下に来る前にトナーが飛散してしまい、良好なトナー
クラウドを得ることが出来ないと言う欠点があった。

【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、良好なトナークラウドを得るこ
とができ、アパチャー通過制御のしやすい画像形成装置
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、アパチャーを備えた電極
に画像信号を印加することにより帯電されたトナーのア
パチャー通過を制御し、トナー供給源とアパチャー付き
電極を挟んで反対側に設けた支持体上に画像を形成する
画像形成装置において、一面をアパチャーに対向するよ
う配置されたトナー搬送ベルトと、トナー搬送ベルトの
アパチャーと対向する面にトナーを供給する供給手段と
、トナー搬送ベルトを高次モードに振動させる振動手段
とを備え、供給手段によりトナー搬送ベルトにトナーが
供給される位置からから振動波の最初の腹の位置に前記
アパチャーが対向するように前記アパチャー付き電極を
配置している。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明によれば、帯電した
トナーはトナー搬送ベルトに担持されアパチャー対向面
に搬送される。トナー搬送ベルトの表面は振動手段によ
り高次モードに振動している。従って、トナー搬送ベル
トの表面に担持されたトナーは、ベルト表面の振動加速
度によってベルトとの間に発生しているファンデルワー
ルス力等の付着力から解放されて、ベルト上で躍動して
いる。

【０００９】一方、アパチャー付き電極は、トナーがト
ナー搬送ベルトに担持される位置から最初の振動波の腹
の発生する位置にアパチャーが対向するように配設され
ており、アパチャー付き電極が発生する比較的小さな電
界によってトナーのアパチャー通過が制御される。

【００１０】

【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。

【００１１】本発明のアパチャー付き電極を構成するア
パチャー電極体１は、図２に詳細に示すように、絶縁層
２の一方の面に基準電極３が形成され、基準電極３及び
絶縁層２を貫くアパチャー６が多数一列に形成され、後
述する支持体１０の幅分だけ並んでいる。

【００１２】制御電極４は、多数のアパチャー６の各々
に単独に制御電圧が加えられるように、絶縁層２の他方
の面においてアパチャーの周囲に１個のアパチャーに対
応して１個づつ設けられている。制御電極４の各々は、
画像信号に応じた電圧を発生する制御電圧駆動回路８に
繋がれている。尚、基準電極３は接地されている。

【００１３】図１に示すように、アパチャー電極体１の
制御電極４側には支持体１０を搬送する支持体搬送ロー
ラ１４が配設され、その支持体１０のアパチャー電極体
１と対向する面の裏側に接するように背面電極１１が配
設され、背面電極１１は負の高圧電源１２に繋がれてい
る。また、支持体１０の搬送先には定着装置１３が配置
されている。

【００１４】ケース２１の上端にはアパチャー電極体１
が固定されており、アパチャー電極体１の基準電極３と
対向するように、ケース２１の内部には、駆動ローラ２
０と負の高圧電源１２に接続されているバックアップロ
ーラ２４との間にトナー搬送ベルト２６が掛け渡されて
いる。そのトナー搬送ベルト２６を挟んでアパチャー電
極体１の反対側には、本発明の振動手段を構成する超音
波振動子２７が配置されている。このトナー搬送ベルト
２６と超音波振動子２７との隙間は１０ミリメートル以
下になっている。

【００１５】ケース２１内部において前記バックアップ
ローラ２４の左下方には、トナー２２が蓄えられている
。この蓄積されているトナー２２の付近には、供給ロー
ラ２３が配設され、その供給ローラ２３と圧接する位置
に、担持ローラ３０が配設されている。この担持ローラ
３０とバックアップローラ２４に巻かれているトナー搬
送ベルト２６との間は０．１〜０．４ミリメートルの隙
間が形成されている。前記供給ローラ２３はスポンジ等
、担持ローラ３０は樹脂で表面が形成されている。この
供給ローラ２３と担持ローラ３０とにより本発明の供給
手段が構成される。

【００１６】尚、アパチャー電極体１は、トナー搬送ベ
ルト２６の担持ローラ３０に対向する位置からみて超音
波振動子２７によって起こされる最初の振動波の腹３１
の位置にアパチャー６が対向するように配設されている
。

【００１７】上記のように構成された画像形成装置の動
作について以下に詳述する。

【００１８】駆動ローラ２０が図１の時計方向（矢印方
向）に回転することにより、トナー搬送ベルト２６はバ
ックアップローラ２４と駆動ローラ２０との間を廻る。 一方、供給ローラ２３が図１の時計方向（矢印方向）に
回転すると共に担持ローラ３０が同図の時計方向（矢印
方向）に回転することにより、トナー２２は供給ローラ
２３と担持ローラ３０とに擦られ、正に摩擦帯電させら
れる。

【００１９】そして、バックアップローラ２４には高圧
電源１２による負の高電圧が印加されているので、この
電圧により担持ローラ３０とバックアップローラ２４と
の間には電界が発生する。その電界により正に帯電した
トナー２２がバックアップローラ２４に掛け渡されてい
るトナー搬送ベルト２６上に飛翔し、トナー２２がトナ
ー搬送ベルト２６のアパチャー電極１と対向面に静電塗
布によって担持される。

【００２０】担持されたトナー２２はトナー搬送ベルト
２６の回転に伴ってアパチャー電極１の下方に向かって
搬送される。

【００２１】一方、バックアップローラ２４と駆動ロー
ラ２０との間に位置するトナー搬送ベルト２６は、その
表面が超音波振動子２７の２０キロヘルツ以上の振動に
より空気を介して超音波振動子２７と同じ振動数で高次
モードに振動している。従って、トナー２２はトナー搬
送ベルト２６に担持されてから最初の振動波の腹３１の
位置において、トナー２２はトナー搬送ベルト２６の振
動加速度により力を受け、鏡像力、ファンデルワールス
力、及び搬送ベルト２６との静電気力等の付着力から解
放され、トナークラウドを発生する。

【００２２】このとき画像信号に応じて制御電極４には
負の電圧を印加される。負の電圧が印加された制御電極
４に対応するアパチャー６には、基準電極３側から制御
電極４側に向かう電気力線が形成される。そして、トナ
ークラウドを発生している正帯電のトナー２２は、アパ
チャー６を通じて基準電極３側から制御電極４側に引き
出され、さらには背面電極１１により形成されている飛
翔電界によって支持体１０上に飛翔し、支持体１０上に
付着してトナー像を形成する。

【００２３】画像に関係の無いアパチャー６に対応する
制御電極４には、基準電極３と同電位かまたは正電圧を
印加することにより、さらには背面電極１１による飛翔
電界をシールドするか、もしくはアパチャー６内に制御
電極４側から基準電極３側に向かう電気力線を形成する
ことにより、トナー２２のアパチャー６通過を抑えてい
る。

【００２４】上記動作を支持体１０を搬送させながら繰
り返すことにより、支持体１０全面にトナー像が形成さ
れる。トナー像の形成された支持体１０が定着装置１３
を通過することにより、トナー像は支持体１０に定着さ
れる。

【００２５】実験では、トナー搬送ベルト２６の厚みが
０．１ミリメートル、トナー搬送ベルト２６のテンショ
ンが３４０グラム、トナー搬送ベルト２６と超音波振動
子２７との隙間が０．５ミリメートル、超音波振動子２
７の周波数が２０キロヘルツ、超音波振動子２７の振幅
が５マイクロメートルである時、トナー２２がトナー搬
送ベルトに担持される位置から最初のトナー搬送ベルト
２６の振動波の最大振幅は１８マイクロメートルであっ
たのに対し、バックアップローラ２４と超音波振動子２
７の中間位置においてトナー搬送ベルト２６の最大振幅
は、６マイクロメートルであり、また、超音波振動子２
７の中央位置と対向する位置にあるトナー搬送ベルト２
６の最大振幅も同程度であった。なお、トナー搬送ベル
ト２６の振動周波数は、いずれの場合も２０キロヘルツ
であった。

【００２６】振動加速度は振幅に比例し、振幅が大きい
ほど振動加速度が大きくなり、トナークラウドを発生し
易くなる。よって、振幅が他の位置に比べて大きいとこ
ろの、トナー２２が担持される位置から最初のトナー搬
送ベルト２６の振動波の腹３１の位置とアパチャー６が
対向するようにアパチャー電極体１を配置することによ
り、トナークラウドが極めて容易に発生する。

【００２７】また、前記腹３１の位置の振動により、ト
ナー搬送ベルト２６に担持されたトナー２２のほとんど
がクラウド状になってトナー搬送ベルト２６から飛翔し
ているので、前記腹３１の位置よりも駆動ローラ２０に
近い位置にあるトナー搬送ベルト２６上にはトナー２２
がほとんど担持されていない。従って、アパチャー６が
前記腹３１の位置以外の位置と対向するようにアパチャ
ー電極体１を配設しても、その位置ではトナークラウド
が発生していないので、支持体１０上にトナー像が形成
されない。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明によれば、トナーが他に飛散する事なく、効率よ
くアパチャー直下にトナークラウドを発生させることが
でき、アパチャー通過制御のしやすい画像形成装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】アパチャー電極体の詳細を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　アパチャー電極体（アパチャー付き電極）６　　
アパチャー １０　　支持体 ２２　　トナー ２３　　供給ローラ（供給手段） ２６　　トナー搬送ベルト ２７　　超音波振動子（振動手段） ３０　　担持ローラ（供給手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アパチャーを備えた電極に画像信号を
   印加することにより帯電されたトナーのアパチャー通過
   を制御し、トナー供給源とアパチャー付き電極を挟んで
   反対側に設けた支持体上に画像を形成する画像形成装置
   において、一面をアパチャーに対向するよう配置された
   トナー搬送ベルトと、前記トナー搬送ベルトのアパチャ
   ーと対向する面にトナーを供給する供給手段と、前記ト
   ナー搬送ベルトを高次モードに振動させる振動手段とを
   備え、前記供給手段によりトナー搬送ベルトにトナーが
   供給される位置からから振動波の最初の腹の位置に前記
   アパチャーが対向するように前記アパチャー付き電極を
   配置したことを特徴とする画像形成装置。