JPH08164629A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像記録媒体に帯電した静電気を予め除去し
得る画像形成装置を提供する。 【構成】 布地Ｗは、除電用ブラシ５６によって静電気
が除去されてから、布地搬送機構１０により、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４
０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は、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。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画像記録媒
体に静電気により付着させて記録する画像形成装置に関
し、特に画像記録媒体に帯電した静電気を除去してから
画像記録することで、トナーの飛翔性を改善するように
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
を開口部を通過させて、静電気により画像記録媒体（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】この種の画像形成装置においては、画像記
録媒体として、通常、Ａ４版などの所定の大きさの記録
用紙が一般的に用いられ、前記複数の開口部は、通常、
直径約６５〜１００μｍの大きさの微小開口部であり、
トナー供給機構は、トナー搬送ローラーの周面にマイナ
スに帯電してトナーを付着させて搬送するように構成さ
れ、背面電極に約＋１０００Ｖを印加しておき、制御電
極に、画素形成の有無に応じて、＋３０Ｂ又は−３０Ｖ
の駆動電圧を印加するように構成してある。

【０００４】

【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
公報に記載の画像形成装置においては、Ａ４版などの所
定の大きさの記録用紙を画像記録媒体として用いて、静
電記録方式により、画像信号に応じたトナー画像をこの
記録用紙に付着させて画像形成するものであり、記録用
紙以外の、例えば、カラフルに染色された布、オーバー
ヘッドプロジェクターに用いる透明な合成樹脂製のＯＨ
Ｐ用シートなどの種々の画像記録媒体に画像記録するこ
とも考えられる。

【０００５】ところで、特に、これらＯＨＰ用シート、
ナイロン、キュプラ、ジャージー等の化学繊維からなる
布地、ウール、ツィード等の天然繊維からなる布地、ア
ートコート紙や上質紙を画像記録媒体として用いる場合
には、これらの画像記録媒体には、摩擦による静電気が
多量に帯電し易いことから、トナーをマイナス電極に帯
電させているときに、画像記録媒体に、例えばマイナス
電極の静電気が帯電している場合には、トナーと画像記
録媒体とが同極であることから、アパチャ電極体の開口
部を通過して飛翔するトナーは、画像記録媒体に対して
反発しながら背面電極の大きな静電力で引き寄せられる
ことから、背面電極に対して拡散しながら画像記録媒体
に付着し、画像の歪みが発生して、画像品質が低下する
という問題がある。

【０００６】一方、画像記録媒体に、例えばプラス電極
の静電気が帯電している場合には、トナーと画像記録媒
体とが異極であることから、開口部を通過して飛翔する
トナーは、画像記録媒体に引き寄せられて、トナーの飛
翔性が悪化することはないが、画像記録媒体が制御電極
に接触したときには、その画像記録媒体の静電気と制御
電極に印加されたマイナスの駆動電圧とがショートし
て、電子部品が破損する場合があるという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、画像記録媒体に帯電した
余分な静電気を予め除去することで、トナーが背面電極
へ飛翔するときの直進性を高めて画像品質の向上を図
れ、また電子部品の破損を防止し得るような画像形成装
置を提供することである。

【０００８】

【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、搬送隙間
を経由して画像記録媒体を所定の搬送方向に搬送する搬
送経路のうちの、電極アレイよりも搬送方向上流側の搬
送経路に臨むように設けられた除電手段であって、画像
記録媒体に帯電した静電気をトナーの付着に先立って除
去する除電手段を備えたものである。

【０００９】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、前記除電手段は、接地された導電
性のブラシで構成されたものである。また、請求項３の
画像形成装置は、請求項１の発明において、前記除電手
段は、接地された導電性のローラー部材で構成されたも
のである。

【００１０】

【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が供給され、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を飛翔さ
せて画像記録媒体に画像が記録される。

【００１１】ここで、搬送隙間を経由して画像記録媒体
を所定の搬送方向に搬送する搬送経路のうちの、電極ア
レイよりも搬送方向上流側の搬送経路に臨むように設け
られた除電手段は、画像記録媒体に帯電した静電気を、
トナーの付着に先立って除去するので、制御電極と背面
電極間に発生する電界やトナーは、画像記録媒体から静
電気的に何ら影響を受けることがないので、開口部を通
過したトナーは、その背面電極の電界による静電力によ
り、背面電極へ飛翔するときの直進性が向上することか
ら、画像品質を向上でき、また画像記録媒体が制御電極
に接触た場合でも、ショートしないことから、電極制御
手段の電子部品が破損するようなことがない。

【００１２】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、前記除電手段は、接地さ
れた導電性のブラシで構成されるので、簡単なブラシを
用いて画像記録媒体に帯電した静電気を確実に除去でき
る。

【００１３】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、前記除電手段は、接地さ
れた導電性のローラー部材で構成されるので、画像記録
媒体が特に厚手の毛羽立った布地であっても、その布地
に帯電した静電気を、何ら支障なく確実に除去できる。

【００１４】

【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、プロッター等に適用可能
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、各種の布地Ｗに、裁断用の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）を搬送する布地搬送機構
１０と、定着機構２０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２０ｍｍ）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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】プロセスカートリッジ３１の左端部には、
プロセスカートリッジ３１の左端の開口部分を覆うよう
に且つトナー搬送ローラー３２の左端部に層状のトナー
３を介して左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。

【００２０】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が形成されてい
る。

【００２１】一方、図１に示すように、アパチャ電極体
４０の直ぐ左側には、布地Ｗを搬送する搬送隙間を隔て
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５
０ａ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４
３に印加される駆動電圧に応じてトナー搬送ローラー３
２の表面から飛翔し開口部４２を通過したトナー３が付
着する。即ち、アパチャ電極体４０と背面電極ローラー
５０との間の搬送隙間を経由して布地Ｗを搬送方向に搬
送する搬送経路は、周回駆動される搬送用ベルト１１の
搬送軌跡に相当する。

【００２２】次に、その搬送経路のうちの、電極アレイ
４４よりも搬送方向上流側の搬送経路に臨むように設け
られた除電機構５５について、図１に基づいて説明す
る。プロセスカートリッジ３１よりも搬送方向の直ぐ上
流側、つまりプロセスカートリッジ３１の直ぐ下側にお
いて、微細なステンレス繊維等金属性の多数の針金を先
端部に植設された導電性の除電用ブラシ５６が本体フレ
ームに取付けられ、この除電用ブラシ５６は接地されて
いる。そして、その除電用ブラシ５６の先端部が搬送さ
れる布地Ｗに僅かに接触することで、布地Ｗに帯電した
静電気が確実に除去され、その後除電された布地Ｗに、
開口部４２を通過したトナー３が付着する。ここで、除
電用ブラシ５６はステンレス繊維に限られず、カーボン
繊維やアクリルに銅を混入した繊維やアクリルにカーボ
ンを混入した繊維を使用しても良い。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、搬送用ベルト１１で搬送される布地Ｗは、その先端
部から除電用ブラシ５６に順次接触することで、帯電し
た静電気が除電用ブラシ５６で確実に除去されながら電
極アレイ４４の方へ搬送される。

【００２６】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の方へ直線状に飛翔し、布地Ｗに衝突して付
着する。しかし、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４
３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。

【００２７】このように、アパチャ電極体４０の電極ア
レイ４４よりも搬送方向上流側の搬送経路に臨むように
除電用ブラシ５６を設けたことにより、布地Ｗに帯電し
た静電気を、トナー３の付着に先立って除去するので、
制御電極４３と背面電極ローラー５０間に発生する電界
やトナー３は、布地Ｗから何ら影響を受けることがない
ので、開口部４２を通過したトナー３が背面電極ローラ
ー５０へ飛翔するときの直進性が向上することから、画
像品質を向上できる。また、簡単な除電用ブラシ５６を
用いて布地Ｗに帯電した静電気を確実に除去できる。加
えて、画像形成に供する布地Ｗの静電気が確実に除去さ
れて電極アレイ４４に搬送されるので、布地Ｗが制御電
極４３と接触た場合でも、ショートしないことから、電
極駆動回路６３の電子部品が破損するようなことがな
い。

【００２８】ところで、図４に示すように、画像形成装
置１Ａにおいては、前記除電用ブラシ５６に代えて、布
地幅よりもローラー軸方向に幅広の金属製のローラー部
材５７を、本体フレームに回転可能に枢支し且つ接地す
るようにし、搬送される布地Ｗに接触状に配設するよう
にして除電機構５５Ａを構成してもよい。この場合に
は、搬送用ベルト１１Ａで搬送される画像形成に供する
布地Ｗが、特に厚手の毛羽立ったものであっても、その
布地に帯電した静電気を、何ら支障なく確実に除去でき
る。また、布地幅よりも幅広の、側面視略湾曲状の接地
された除電部材の湾曲部を布地Ｗに接触状に配設するよ
うにしてもよい。

【００２９】尚、布地Ｗに帯電している静電気の極性が
判明しているときには、高電圧を放電させてその静電気
を除去するように除電機構を構成したり、布地Ｗのトナ
ー付着面と反対側の布面の静電気を除去する除電機構を
別途設ける等、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、記録用紙やオーバーヘッド
プロジェクター用のＯＨＰシートや布地などの各種の画
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、電極
アレイよりも搬送方向上流側の搬送経路に臨むように除
電手段を設けたことにより、画像記録媒体に帯電した静
電気を、トナーの付着に先立って除去するので、制御電
極と背面電極間に発生する電界は、画像記録媒体から何
ら影響を受けることがないので、開口部を通過したトナ
ーが背面電極へ飛翔するときの直進性が向上することか
ら、画像品質を向上でき、また画像記録媒体が制御電極
に接触た場合でも、ショートしないことから、電極制御
手段の電子部品が破損するようなことがない。

【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、前記除電手段は、接地され
た導電性のブラシで構成されるので、簡単なブラシを用
いて画像記録媒体に帯電した静電気を確実に除去でき
る。請求項３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、前記除電手段は、接地された導電性
のローラー部材で構成されるので、画像記録媒体が特に
厚手の毛羽立った布地であっても、その布地に帯電した
静電気を、何ら支障なく確実に除去できる。

【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を制御電極側か
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、ローラー部材を設けた図１相
当図である。

【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 除電機構 ５６ 除電用ブラシ ５７ ローラー部材 ６０ 制御ユニット ６３ 電極駆動回路 Ｗ 布地

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記搬送隙間を経由して画像記録媒体を所定の搬送方向
   に搬送する搬送経路のうちの、電極アレイよりも搬送方
   向上流側の搬送経路に臨むように設けられた除電手段で
   あって、画像記録媒体に帯電した静電気をトナーの付着
   に先立って除去する除電手段を備えたことを特徴とする
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記除電手段は、接地された導電性のブ
   ラシで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記除電手段は、接地された導電性のロ
   ーラー部材で構成されたことを特徴とする請求項１に記
   載の画像形成装置。