JPH0789122A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バラツキの無いベタ黒記録に優れた画像形成
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、２等
辺三角形状のアパチャ６が、一直線状に配置されてい
る。各アパチャ６は、交互に向きを変えて配置され、各
アパチャ６の長辺は、用紙搬送方向において重なるよう
に構成されている。それにより、記録特性が各アパチャ
でばらつくことが防止でき、且つ各ドット間の無記録部
の発生が防止できる。

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、ファクシミリなど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、画像形成装置の１つとして、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いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号の明細書に
おいて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平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、支持体とアパチャ電極体とを相対
的に移動させて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。

【０００４】ここで、このような従来の画像形成装置に
用いられるアパチャ電極体について、図５を参照して更
に詳細に説明すると、アパチャ電極体１００は、ポリイ
ミド製の絶縁シート２００に複数のアパチャ６００が１
列に形成され、且つ上面に制御電極４００が各アパチャ
６００毎に形成されたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の画像形成装置のアパチャ電極体においては、
各アパチャから飛翔するトナーにより形成されるドット
は、べた印字や連続線印字のため、隣接するドットの一
部が重なり合わなければならないが、このような構成の
アパチャ電極体では、各アパチャの間隔を無くし、開口
部を重ねて配置する事ができないため、アパチャから吐
出されるトナー流を拡げることにより重ね合わせを形成
していた。そのため、トナー流の拡散により記録品位が
劣化したり、また吐出速度が追いつかないため、十分な
記録を行うことができなかった。

【０００６】その対策として、アパチャをいわゆる千鳥
配置にすることにより、開口部を十分重ね合わせる事も
検討されているが、開口部が副走査方向にオフセットさ
れたことにより、トナー搬送方向上下流で記録の差異が
発生して画質が低下するなど、新たな問題が生じたたり
した。

【０００７】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、画質が低下することがなく、且
つ高速で記録することができる画像形成装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【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、荷電粒子を担持供給する担
持体と、前記担持体とは荷電粒子を介して配置され、そ
の荷電粒子が通過可能な複数の開口部を備える電界制御
手段と、前記電界制御手段に対して受像体を挟んで配置
された対向電極とで構成された画像形成装置であって、
前記電界制御手段は、その開口部が、前記受像体の搬送
方向に対して隣接する各開口部の少なくとも一部が重な
るようにして一列に配置されていることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置にお
いては、電界制御手段は、その開口部が、前記受像体の
搬送方向に対して隣接する各開口部の少なくとも一部が
重なるようにして一列に配置されているので、開口部か
ら吐出される荷電粒子流を拡げることなく隣接するドッ
トの一部を重ね合わせて形成することができ、画質が低
下することがなく、且つ高速で記録することが可能とな
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１１】図１は、本発明の画像形成装置の概要を示
す図であり、電界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、対向電極としての円
柱状の背面電極ローラ２２がシャーシ（図示せず）に回
動可能に配設されており、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、前記背面電極ローラ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。

【００１２】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。

【００１３】そして、前記供給ローラ１２とトナー担持
ローラ１４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、両者は接した状態で平行に
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。

【００１４】次に前記アパチャ電極体１を、図２を使用
して説明する。図２（ａ）は、アパチャ電極体の上面図
であり、また（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ’線
断面図である。アパチャ電極体１は、厚さ２５μｍのポ
リイミド製の絶縁シート２に、長辺１５０μｍの二等辺
三角形状をなす複数のアパチャ６が１列に配置され、且
つ上面に厚さ１μｍの制御電極４が各アパチャ６毎に形
成されたものである。隣接する各アパチャ６のピッチ
は、２００ｄｐｉの場合１２５μｍであり、また各アパ
チャ６は、その長辺が絶縁シート２の長手方向と一致す
る方向、すなわちトナ−搬送方向とは直交する方向に配
置されている。

【００１５】また、各アパチャ６は交互に異なる向き、
すなわちアパチャ６の、トナ−搬送方向とは直交する方
向の幅が、トナ−搬送方向に狭くなるアパチャ６と、広
くなるアパチャ６とが交互に配置されていて、従って各
アパチャ６の長辺の両端側は、隣接するアパチャ６の長
辺とトナー搬送方向において重なり合っている。そし
て、前記アパチャ電極体１は、図１に示すように支持体
２０側に制御電極４を対向させた状態で、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。

【００１６】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３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。

【００１７】更には、アパチャ電極体１自体は、図３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。

【００１８】また、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が接続されている。
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、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するよ
うに構成されている。

【００１９】更には、前記背面電極ローラ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、この直流電源は前記背面電極ローラ２２に対して＋
１ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。

【００２０】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。

【００２１】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るととも
に帯電された後、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。

【００２２】ここで、画像信号に応じて、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＋
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。引き出されたト
ナー１６は、更に、背面電極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。

【００２３】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との間に
は電界が形成されないことにより、トナー担持ローラ１
４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。

【００２４】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。

【００２５】このような過程によって印字される際に、
アパチャ電極体１のアパチャ６は、受像体の搬送方向に
おいて、その長辺が重なって配置されている。従って、
アパチャから吐出されたトナーは、受像体上で搬送方向
とは直交する方向において連続して記録することがで
き、ベタ画像部も良好に記録できる。さらに各アパチャ
は、一直線上に配置されているため、担持ローラとの接
触状態も個々のアパチャ間でバラツキが無く、安定なト
ナー供給状態が実現できる。その結果、各ドットの記録
特性が均質で、且つベタ画像でも非印字部分が発生しな
い良好な記録特性を有する画像記録が可能となる。

【００２６】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。

【００２７】上記のプロセスにおいて、制御電極４によ
る制御電界は、制御電極４とアパチャ６の内部、および
そのアパチャ６と対向するトナー担持ローラ１４のトナ
ー担持面との間に形成されるので、担持されるトナー１
６に直接、制御電界を印加できるため、制御効率がよ
い。

【００２８】また、供給されるトナー１６の一部が、ア
パチャ電極体１との摺動で機械的な力等を受け、非画像
部に対応するアパチャ６内に進入しても、アパチャ６内
部の電界でアパチャ６を通過しないよう制御できるた
め、トナーの制御性が良い。

【００２９】更には、トナー担持ローラ１４とアパチャ
電極体１はトナー層を挟んで対向しているので、比較的
近距離に配置することができることにより、制御電圧を
低くでき、安価な駆動素子を使用することができる。

【００３０】また、アパチャ電極体１の絶縁性シート２
はトナー担持ローラ１４側に向けられているので、トナ
ー供給系の不具合でトナー担持ローラ１４上にトナー１
６が存在しない場合でも、制御電極４とトナー担持ロー
ラ１４が接触して電気的に短絡し、駆動素子を壊すこと
はない。

【００３１】また、アパチャ電極体１とトナー担持ロー
ラ１４上のトナー１６とは、アパチャ６の入口部分で接
触していることにより、アパチャ６の入口部分に堆積す
るトナー１６は、トナー担持ローラ１４により順次供給
されるトナーにより押し流されるため、トナー１６が堆
積、架橋してアパチャ６を塞ぐことが無い。

【００３２】次に本発明の第２の実施例を簡略に説明す
る。図４（ａ）は、本発明の第２の実施例であるところ
のアパチャ電極体の上面図であり、また（ｂ）は、その
Ａ−Ａ’線断面図である。尚、その説明中、同様の機能
を有する箇所には、同じ図番を付与した。アパチャ電極
体１には、Ｔ字型の形状を有するアパチャ６が形成され
ていて、各アパチャ６は用紙搬送方向に対しその一部で
ある上辺部分が重なるように交互に向きを変えて配置さ
れている。この構成によれば第１の実施例に比べ、重畳
される部分がより確実化されることにより、より明瞭な
コントラストを提供することができる。

【００３３】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。

【００３４】例えば、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、米国特許第５０３６３４１号の明細書に記載される
ような編目状の電極体を用いることも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成装置は、記録特性が各アパチャでばらつ
くことを防止し、且つ各ドット間の無記録部の発生を防
止できる。その結果、良好な記録品質を有し、ベタ黒濃
度に優れた記録を出力できる画像形成装置が提供でき
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
極体の構成を示す上面図と断面図である。

【図３】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構成を模式的に示す図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例のアパチャ電極体の構成
を示す上面図と断面図である。

【図５】従来のアパチャ電極の構成を示す斜視図であ
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 １４ トナー担持ローラ ２２ 背面電極ローラ ２４ 直流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を担持供給する担持体と、 前記担持体とは荷電粒子を介して配置され、その荷電粒
   子が通過可能な複数の開口部を備える電界制御手段と、 前記電界制御手段に対して受像体を挟んで配置された対
   向電極とで構成された画像形成装置において、 前記電界制御手段は、その開口部が、前記受像体の搬送
   方向に対して隣接する各開口部の少なくとも一部が重な
   るようにして一列に配置されていることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記開口部の、受像体の搬送方向とは直
   交する方向の幅が、受像体の搬送方向に狭くなる開口部
   と、広くなる開口部とが交互に配置されていることを特
   徴とする請求項１に記載の画像形成装置。