JPH10309821A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直接記録方式を用いて画像形成を行う画像形
成装置において、簡単な構造で、良好な形状のドットを
形成することを可能とする。 【解決手段】 トナー制御部材３のトナー通過孔３１の
記録紙搬送方向に直交する方向、すなわち、主走査方向
の寸法を、記録紙搬送方向の寸法に比して大きく設定す
る。これにより、記録紙が搬送されながら該トナー通過
孔を通過したトナーが該記録紙に付着しても、該記録紙
上に形成されるドットが記録紙搬送方向に長くなるのを
防止することができる。よって、簡単な構造で、良好の
形状のドットを形成することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成装置として、トナ
ーを担持するトナー担持体と、該トナー担持体と対向す
る対向電極と、該トナー担持体と対向電極との間に配設
され、互いに独立の複数のトナー通過孔と各トナー通過
孔のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを有する
トナー飛翔制御部材とを備え、該トナー飛翔制御部材の
上記制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加するこ
とにより、上記トナー担持体上のトナーを選択的に飛翔
させ、該飛翔させたトナーを上記トナー通過孔に通して
上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と
上記対向電極との間に位置して一方向に搬送される記録
部材上に付着させることで画像を形成する画像形成装置
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
画像形成装置によれば、上記記録部材が搬送されながら
上記トナーが記録部材に付着する。また、上記トナー通
過孔間の制御電極が存在しない箇所（以下、非開口部と
いう）では電界が弱くなることから、該非開口部に対応
する記録部材部分に向かってはトナーが飛翔しにくい。
このため、上記トナー通過孔から円状にトナーを飛翔さ
せても、記録部材上に付着するときに該記録部材搬送方
向（以下、副走査方向という）に長い形状のドットが形
成されてしまうという問題点があった。

【０００４】また、上記非開口部に対応する記録部材部
分に向かってはトナーが飛翔しにくいことから、副走査
方向に直交する方向（以下、主走査方向という）に伸び
る直線画像などを形成した場合に、上記トナー通過孔に
対応する記録部材部分ではトナー付着量が多いが、非開
口部に対応する記録部材部分ではトナー付着量が少な
く、上記主走査方向で、濃淡ムラが発生することがある
という問題点もあった。

【０００５】ここで、特開平８−１１２９３２号公報で
は、対向電極である背面電極体の、上記トナー通過孔に
対向する部位で画像記録媒体に対して離間し、かつ、非
開口部に対向する部位で画像記録媒体に対して接近する
ように凹環状部と凸環状部とを交互に形成し、非開口部
における電界の強さを開口部における電界の強さに近づ
けるように構成した画像形成装置が開示されている。こ
の装置によれば、上記非開口部に対応する記録媒体部分
と開口部に対応する記録媒体部分とでトナー付着量がほ
ぼ等しくなり、上記問題点を解決することが可能であ
る。しかしながら、上記背面電極体の表面の凹凸と、上
記トナー通過孔及び非開口部との位置合わせが困難であ
るとともに、電界を均一にするための凹凸の大きさの精
度も必要となり、作製が困難である。

【０００６】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のであり、その第一の目的とするところは、簡単な構造
で、良好な形状のドットを形成することができる画像形
成装置を提供することである。

【０００７】また、その第二の目的とするところは、上
記第一の目的に加えて、上記主走査方向の濃淡ムラを解
消できる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】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナーを担持するトナー担持体
と、該トナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担
持体と対向電極との間に配設され、互いに独立の複数の
トナー通過孔と各トナー通過孔のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部材と、を
備え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像
信号に応じて電圧を印加することにより、上記トナー担
持体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナ
ーを上記トナー通過孔に通して上記対向電極側に移行さ
せ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位
置して一方向に搬送される記録部材上に付着させること
で画像を形成する画像形成装置において、上記トナー通
過孔の記録部材搬送方向に直交する方向の寸法を、記録
部材搬送方向の寸法に比して大きく設定したことを特徴
とするものである。

【０００９】この画像形成装置においては、上記トナー
通過孔の記録部材搬送方向に直交する方向の寸法が、記
録部材搬送方向の寸法に比して大きく設定されているの
で、該トナー通過孔を通過したトナーが記録部材上に付
着するときに記録部材搬送方向に長い形状のドットが形
成されるのを防止することができる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、上記トナー通過孔の最大径方向が記録部材
搬送方向に直交する方向に対して斜めになり、かつ、記
録部材搬送方向に直交する方向に配列された少なくとも
一列で、該記録部材搬送方向に直交する方向で隣り合う
トナー通過孔の一部が記録部材搬送方向の同一線上に存
在するように各トナー通過孔を配置したことを特徴とす
るものである。

【００１１】この画像形成装置においては、上記トナー
通過孔の最大径方向が記録部材搬送方向に直交する方向
に対して斜めになり、かつ、記録部材搬送方向に直交す
る方向に配列された少なくとも一列で、該記録部材搬送
方向に直交する方向で隣り合うトナー通過孔の一部が記
録部材搬送方向の同一線上に存在する。このような配置
により、上記ドットが記録部材上に記録される場合に、
記録部材が搬送されるときにトナー通過孔間の制御電極
が存在しない箇所以外の部分であるトナー通過孔に、全
く対向することがない部分がなくなる。これにより、記
録部材搬送方向に直交する方向すなわち主走査方向のど
の部分においてもトナーが飛翔するようになり、トナー
付着量が少なくなる部分が発生しにくくなる。さらに、
このようなトナー付着量が少なくなる部分が発生しにく
くなるトナー通過孔の配置を１ラインで実現することも
可能となる。

【００１２】請求項３の発明は、上記トナー通過孔を、
記録部材搬送方向に直交する方向に平行に複数列配列
し、かつ、各トナー通過孔の記録部材搬送方向に直交す
る方向の端部が位置する記録部材搬送方向の同一線上に
他のトナー通過孔の一部が存在するように各トナー通過
孔を配置したことを特徴とするものである。

【００１３】この画像形成装置においては、上記トナー
通過孔が記録部材搬送方向に直交する方向に平行に複数
列配列され、かつ、各トナー通過孔の記録部材搬送方向
に直交する方向の端部が位置する記録部材搬送方向の同
一線上に他のトナー通過孔の一部が存在する。このよう
な配置により、上記ドットが記録部材上に記録される場
合に、記録部材が搬送されるときにトナー通過孔間の制
御電極が存在しない箇所以外の箇所であるトナー通過孔
に、全く対向することがない部分がなくなる。これによ
り、記録部材搬送方向に直交する方向すなわち主走査方
向のどの部分においてもトナーが飛翔するようになり、
トナー付着量が少なくなる部分が発生しにくくなる。ま
た、トナー通過孔を複数列配列することで、トナー通過
孔の周りにスペースができるので、該トナー通過孔の形
を容易に変更することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置に適
用した一実施形態について説明する。図１は本実施形態
に係る画像形成装置の要部を示す概略構成図である。こ
の画像形成装置は、トナーを担持するスリーブ状のトナ
ー担持体１、該トナー担持体１に対向するように配置さ
れた対向電極としての対向電極部材２、トナー制御部材
３等を備えている。上記トナー担持体１はトナーを収容
するトナー容器４から供給されたトナーを表面に担持し
てトナー制御部材３との対向部に搬送する。本実施形態
では、マイナスに摩擦帯電した絶縁性トナーを静電気力
でトナー担持体１上に担持している。

【００１５】上記トナー担持体１は接地され、このトナ
ー担持体１と対向電極部材２と間に、トナー担持体１上
に担持されたトナーを対向電極部材２に向けて飛翔させ
るための飛翔電界を形成する飛翔電界形成手段としての
電源５が接続されている。この電源５により対向電極部
材２にトナーの平均的な帯電極性と逆の極性の直流高電
圧、例えばプラス１．２ｋＶの電圧が印加される。

【００１６】上記トナー制御部材３は、トナー担持体１
と対向電極部材２との間で該トナー担持体１から該対向
電極部材２へのトナー飛翔を制御するように、複数のト
ナー通過孔３１及び各孔の周りに形成されたリング状の
制御電極３２を有している。このトナー通過孔３１の直
径や、記録部材としての記録紙６の搬送方向と直交する
方向（以下、主走査方向という）におけるトナー通過孔
３１間のピッチ等は、記録紙６に記録する画像の解像度
に応じて設定される。図示の装置では、解像度３００ｄ
ｐｉ程度の画像を記録できるように、絶縁基板としての
ポリイミド基板に、後述の寸法のトナー通過孔３１を、
上記ピッチが０．０８４５ｍｍとなる間隔で形成してい
る。また、各トナー通過孔３１の周りには互いに電気的
に独立したリング状の制御電極３２が形成されている。
上記トナー担持体１とトナー制御部材３の各制御電極３
２との間には、画像情報に基づいて生成された制御電圧
を各制御電極３２に印加する電源７が接続されている。
この電源７により、画像情報に基づいて各制御電極３２
に対して互いに独立した画像信号電圧が印加される。例
えば、トナーを飛翔させる画像部に対応する制御電極で
はプラス３００Ｖの電圧が、トナーを飛翔させない非画
像部に対応する制御電極では０Ｖ、あるいはマイナスの
電圧が印加される。

【００１７】この画像形成装置において、記録紙６は矢
印Ａ方向に搬送され、対向電極部材２とトナー制御部材
３との間に送られる。そして、このトナー制御部材３の
上を水平に送られる間に、画像部に対応する制御電極３
２にプラス３００Ｖの電圧が印加されると、該制御電極
３２とトナー担持体１との電位差により電界が形成さ
れ、トナーがトナー通過孔３１に向かって飛翔する。該
トナー通過孔３１を通過したトナーは対向電極部材２と
トナー制御部材３との間の電界によって、該対向電極部
材２の方に向かって飛翔し続け、上記記録紙６に付着す
る。これにより、画像が記録される。また、非画像部に
対応する制御電極３２には前述のように０Ｖ又はマイナ
ス電圧が印加され、トナー担持体１と制御電極３２との
間には電界が形成されない、あるいは、トナー担持体上
のトナーを飛翔させる方向と逆向きの電界が形成され
る。よって、非画像部でトナーは飛翔しない。

【００１８】上記トナー制御部材３に設けるトナー通過
孔３１の形が円状であると、記録紙が搬送されながら該
記録紙にトナーが付着することと、トナー通過孔３１間
の、制御電極３２が存在しない箇所（以下、非開口部と
いう）では電界が弱くなり、該非開口部に対応する記録
部材部分に向かってはトナーが飛翔しにくいこととか
ら、記録紙搬送方向の長さに比して該方向に直交する方
向の長さが短いドットが形成されてしまう。

【００１９】また従来、非開口部に対応する記録部材部
分に向かってはトナーが飛翔しにくいことから、例えば
記録紙搬送方向に直交する方向に伸びる直線画像などを
形成した場合、該記録紙搬送方向に直交する方向に濃度
ムラが発生して記録紙搬送方向に平行な白スジが発生し
てしまうことがあった。このような濃度ムラが発生しな
いようにトナー通過孔の径を大きくすると、記録紙搬送
方向での解像度が低くなってしまうので好ましくない。

【００２０】そこで、本実施形態におけるトナー制御部
材３では、トナー通過孔３１の記録紙搬送方向に直交す
る方向、すなわち、主走査方向の寸法を、記録紙搬送方
向（以下、副走査方向という）の寸法に比して大きく設
定している。図２は、本実施形態で用いるトナー制御部
材３の拡大図である。図中矢印Ａ方向が副走査方向、図
中矢印Ｂ方向が主走査方向である。このトナー制御部材
３において、トナー通過孔３１の主走査方向の寸法Ｗ１
は副走査方向の寸法Ｗ２よりも大きい。図示のトナー制
御部材３では、該トナー通過孔３１の副走査方向の寸法
は、３００ｄｐｉの解像度を実現するために、０．１３
５ｍｍに設定されている。そして、主走査方向の寸法Ｗ
１は、該トナー通過孔３１を通過したトナーの付着によ
り記録紙上にドットが形成される際に、該ドットの主走
査方向の長さと副走査方向の長さとが等しくなるように
設定されている。なお、各トナー通過孔３１の主走査方
向におけるピッチＰｈは、前述のように０．０８４５ｍ
ｍに設定している。

【００２１】このように上記トナー通過孔３１の記録紙
搬送方向に直交する方向の寸法が記録紙搬送方向の寸法
に比して大きく設定された場合、記録紙が搬送されなが
ら該トナー通過孔３１を通過したトナーが該記録紙に付
着しても、該記録紙上に形成されるドットが記録紙搬送
方向に長くなるのを防止することができる。よって、簡
単な構造で、良好の形状のドットを形成することが可能
となる。

【００２２】さらに、図示の例のトナー制御部材３で
は、各トナー通過孔３１の最大径方向が記録部材搬送方
向に直交する方向に対して斜めになるように各トナー通
過孔３１が配置されている。また、主走査方向に配列さ
れた少なくとも一列で、該主走査方向で隣り合うトナー
通過孔３１の一部が副走査方向の同一線上に存在するよ
うに各トナー通過孔が配置されている。具体的には、ト
ナー通過孔３１は主走査方向に一列に配列されており、
該配列された一列の、各トナー通過孔３１の主走査方向
の端部が位置する副走査方向の同一線上に、該トナー通
過孔３１に主走査方向で隣り合うトナー通過孔３１の一
部が存在するように、各トナー通過孔が配置されてい
る。このような配置により、上記ドットが記録紙上に記
録される場合に、該記録紙が搬送されるときに上記非開
口部以外の箇所であるトナー通過孔に全く対向すること
がない部分がなくなる。これにより、主走査方向のどの
部分においてもトナーが飛翔するようになり、トナー付
着量が少なくなる部分が発生しにくくなる。よって、濃
度ムラを防止することができる。また、上記斜めにトナ
ー通過孔３１を配置することで、このようなトナー付着
量が少なくなる部分が発生しにくくなるトナー通過孔３
１の配置を１ラインで実現することも可能となる。この
ようにトナー通過孔３１を１ラインに配置した場合、ト
ナー通過孔３１を複数ラインに配置した場合に比して、
各トナー通過孔３１での書き込みタイミングの制御が容
易となる。

【００２３】図３は、上記トナー制御部材３の変形例を
示す拡大図である。図中矢印Ａ方向が副走査方向、図中
矢印Ｂ方向が主走査方向である。このトナー制御部材３
においても、トナー通過孔３１の主走査方向の寸法Ｗ１
は副走査方向の寸法Ｗ２よりも大きく、良好な形状のド
ットを形成することができる。また、このトナー制御部
材３は、上記トナー通過孔３１が主走査方向に平行に２
列配列され、かつ、各トナー通過孔３１の記録部材搬送
方向に直交する方向の端部が位置する副走査方向の同一
線上に他のトナー通過孔３１の一部が存在するように、
各トナー通過孔が配置されている。なお、上記トナー通
過孔３１は主走査方向に平行に３列以上に配列してもよ
い。このトナー制御部材を用いてドットを形成する場合
には、矢印Ａ方向に搬送される記録紙のトナーを付着さ
せようとする部分がトナー通過孔に対向するときに該ト
ナー通過孔の制御電極に上述の画像部の電圧、例えばプ
ラス３００Ｖが印加されるように制御電極への電圧印加
タイミングを制御する。

【００２４】このような配置により、上記ドットが記録
紙上に記録される場合に、該記録紙が搬送されるときに
上記非開口部以外の箇所であるトナー通過孔３１に全く
対向することがない部分がなくなる。これにより、主走
査方向のどの部分においてもトナーが飛翔するようにな
り、トナー付着量が少なくなる部分が発生しにくくな
る。よって、濃度ムラを防止することができる。また、
図示の例においては、上記トナー通過孔３１を複数列配
列することで、トナー通過孔３１の周りにスペースがで
きるので、該トナー通過孔３１の形を容易に変更するこ
とができる。また、図示の例においては、トナー通過孔
３１の最大径方向が記録部材搬送方向に直交する方向、
すなわち、主走査方向に平行になるようにトナー通過孔
を配置している。図２のトナー制御部材のようにトナー
通過孔の最大径方向が主走査方向に対して斜めになるよ
うに配置された場合には、形成されるドットが若干楕円
に近くなり、該楕円が主走査方向に対して斜めに形成さ
れることがある。このようにドットが斜めに形成される
と、該ドットの最大径方向が主走査方向に平行に形成さ
れた場合に比して、主走査方向で隣り合うドットの輪郭
に凹凸が目立ちやすくなる。図３の例では、上記トナー
通過孔の最大径方向が主走査方向に平行になることで、
ドットが、該ドットの最大径方向が主走査方向に平行に
なるように形成され、該凹凸が発生しにくくなる。

【００２５】なお、本実施形態においては、上記トナー
として絶縁性トナーを用い、摩擦帯電によって該トナー
に電荷を付与する例について説明したが、上記トナーと
して導電性トナーを用い、電界によってトナー担持体か
らの電荷注入によって該トナーに電荷を付与してもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】請求項１乃至３の発明によれば、簡単な
構造で、良好な形状のドットを形成することが可能とな
るという優れた効果がある。

【００２７】また、請求項２及び３の発明によれば、上
記主走査方向の濃淡ムラを解消できるという優れた効果
がある。

【００２８】特に、請求項２の発明によれば、トナー通
過孔の配置を１ラインで実現することが可能となるの
で、各制御電極への電圧印加の制御が簡単になるという
効果もある。

【００２９】また、請求項３の発明によれば、トナー通
過孔の周りにスペースができるので、該トナー通過孔の
形を好ましい形に容易に変更することができるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す
正面図。

【図２】同画像形成装置のトナー制御部材の拡大図。

【図３】トナー制御部材の変形例を示す拡大図。

【符号の説明】

１ トナー担持体 ２ 対向電極部材 ３ トナー制御部材 ３１ トナー通過孔 ３２ 制御電極 ４ トナー容器 ５ 電源 ６ 記録紙 ７ 電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
   ー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と対向
   電極との間に配設され、互いに独立の複数のトナー通過
   孔と各トナー通過孔のトナー通過を制御する複数の制御
   電極部とを有するトナー飛翔制御部材と、を備え、該ト
   ナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像信号に応じ
   て電圧を印加することにより、上記トナー担持体上のト
   ナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナーを上記ト
   ナー通過孔に通して上記対向電極側に移行させ、上記ト
   ナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置して一方
   向に搬送される記録部材上に付着させることで画像を形
   成する画像形成装置において、 上記トナー通過孔の記録部材搬送方向に直交する方向の
   寸法を、記録部材搬送方向の寸法に比して大きく設定し
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１の画像形成装置において、 上記トナー通過孔の最大径方向が記録部材搬送方向に直
   交する方向に対して斜めになり、かつ、記録部材搬送方
   向に直交する方向に配列された少なくとも一列で、該記
   録部材搬送方向に直交する方向で隣り合うトナー通過孔
   の一部が記録部材搬送方向の同一線上に存在するように
   各トナー通過孔を配置したことを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】請求項１の画像形成装置において、 上記トナー通過孔を、記録部材搬送方向に直交する方向
   に平行に複数列配列し、かつ、各トナー通過孔の記録部
   材搬送方向に直交する方向の端部が位置する記録部材搬
   送方向の同一線上に他のトナー通過孔の一部が存在する
   ように各トナー通過孔を配置したことを特徴とする画像
   形成装置。