JP2000094734A

JP2000094734A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000094734A
Application number: JP27021898A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kadonaga; 雅史門永; Toshio Sakai; 捷夫酒井
Original assignee: Ricoh Co Ltd; Array Printers AB
Current assignee: Ricoh Co Ltd; Array Printers AB
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】飛翔記録方式を用いて形成した画像を中間記
録体から記録部材に転写する画像形成装置において、ト
ナーチリ等の粒子チリの発生を低減することができる画
像形成装置を提供する。【解決手段】各画像形成器３の近傍で、且つ、各画像
形成器３よりも中間記録ベルト１０の移動方向下流側
に、中間記録ベルト１０を挟み込む４つの電荷付与装置
１Ｂｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙを設けた。そして、画像を中
間記録ベルト１０の記録面のトナー付着部に重ねて形成
する毎に、該トナー付着部に向けてマイナスの電荷を付
与させるように構成した。このトナー付着部に向けて付
与されたマイナス電荷は、該トナー付着部のトナー１２
のマイナス電荷と反発し、該トナー付着部ではなく周囲
の非画像部に付与される。これにより、トナー付着部と
周囲の非画像部との間に生ずる電位差によって形成され
る飛翔助長電界の力を低減して、トナーチリの発生を低
減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛翔記録方式を用
いる複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装
置に係り、詳しくは、トナーチリ等の粒子チリを低減す
ることができる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイレクトトーニング又はトナー
プロジェクションと称される飛翔記録方式を用いる画像
形成装置が知られている。この飛翔記録方式とは、次の
ようなプロセスで画像を形成するものである。即ち、微
小開口部としての孔やスリットの周りに設けた飛翔制御
電極に飛翔電圧を印加して、該飛翔制御電極の近傍に位
置するトナー等の画像形成粒子の層やクラウドに電界を
作用させる。この電界の作用により、上記層や上記クラ
ウドから画像形成粒子の集合体を選択的に飛翔させ、飛
翔させた該集合体の一部に対して上記孔や上記スリット
を通過させる。更に、対向電圧を印加した対向電極から
生ずる電界の影響により、通過させたこの集合体を該対
向電極や該対向電極上の記録部材などの記録面に付着さ
せて、該記録面に画像を直接形成するものである。

【０００３】また、飛翔記録方式を用いる画像形成装置
において、複数の画像形成器により、中間記録体として
の機能を兼ね備える対向電極、又は、対向電極上の中間
記録体、の記録面に画像を順次重ねて形成した後、記録
部材に一括転写してフルカラー画像等の合成画像を形成
するものが知られている。この画像形成器とは、画像形
成粒子を担持する粒子担持体と、微小開口部が複数設け
られた開口部材と、該微小開口部に対応する複数の飛翔
制御電極とを有するものである。

【０００４】飛翔記録方式を用いるこれらの画像形成装
置においては、例えば画像形成粒子としてトナーを用い
る場合、従来より、上記記録面のトナー付着対象部への
画像形成粒子付着量を多くすると、いわゆるトナーチリ
と称される現象を発生させ易かった。このトナーチリと
は、トナー付着対象部の周囲の非画像部にトナーを飛散
・付着させるものである。特に、上記合成画像を形成す
る画像形成装置においては、重ね回数の多い画像ほど、
即ち、後に重ねられる画像ほど、上記トナーチリが発生
し易かった。そして、このようにトナーチリを発生させ
ると、画像をぼかしたり、にじませたりして、該画像の
鮮明さを低下させてしまうという問題があった。

【０００５】この問題は画像形成粒子としてトナーを用
いる場合に生ずるものであるが、同様の問題はトナー以
外の画像形成粒子を用いる場合にも生じ得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、トナーチリを発生させる原因について鋭意研究を重
ねた結果、この原因を次のように見出した。即ち、中間
記録体などの記録面のトナー付着対象部にトナーを付着
させると、トナーの電荷により該トナー付着対象部と該
トナー付着対象部の周囲の非画像部との間に電位差を生
じさせる。そして、この電位差により形成される電界の
影響により、トナー付着対象部に一旦付着させたトナー
や後続の飛翔トナーを該トナー付着対象部の周囲に飛散
・付着させてトナーチリを発生させていたことを見出し
た。

【０００７】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、飛翔記録方式を用いて
形成した画像を中間記録体から記録部材に転写する画像
形成装置において、トナーチリ等の粒子チリの発生を低
減することが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、画像形成粒子を担持する粒子担
持体と、互いに独立あるいは連続する複数の微小開口部
が設けられ、該粒子担持体に対向する開口部材と、該開
口部材又は該開口部材の近傍に設けられ、該粒子担持体
上の画像形成粒子の飛翔を制御する複数の飛翔制御電極
とを有する画像形成器と、該開口部材を介して該粒子担
持体に対向する対向電極とを備え、飛翔記録方式によ
り、該対向電極上の中間記録体、又は、中間記録体とし
ての機能を有する該対向電極、の記録面に画像を形成し
た後、該画像を記録部材に転写する画像形成方法におい
て、該記録面に電荷を付与する電荷付与手段を設け、該
電荷の付与により、該記録面の画像形成粒子付着部とこ
の周囲の非画像部との電位差を低減させるか、あるいは
該画像形成粒子付着部と該非画像部との間に形成される
電界の向きを反転させるように構成したことを特徴とす
るものである。

【０００９】本発明において「中間記録体」とは、画像
形成のプロセスで画像が一時的に記録される記録媒体を
示す概念である。

【００１０】この画像形成装置においては、電荷付与手
段から上記記録面への電荷付与により、該記録面上のト
ナー付着部と非画像部との間に形成される飛散助長電界
の力を低減するか、あるいは該間に飛散低減電界を形成
する。この飛散助長電界とは、電荷を有するトナー付着
部と電荷を有さない非画像部との電位差により形成さ
れ、画像形成粒子に対してトナー付着部から非画像部へ
の移動を助長するように作用するものである。また、飛
翔低減電界とは、画像形成粒子に対して非画像部からト
ナー付着部への移動を助長するように作用する電界であ
り、飛翔助長電界の向きとは逆方向の向きに形成される
ものである。

【００１１】請求項２の発明は、複数の上記画像形成器
により、画像を上記記録面に順次重ねて合成画像を形成
する請求項１の画像形成装置において、各画像形成器に
より該記録面に画像を重ねる毎に、上記電位差を低減さ
せるかあるいは上記電界の向きを反転させるように構成
したことを特徴とするものである。

【００１２】この画像形成装置においては、複数の上記
画像形成器により画像を重ねて形成しても、飛散助長電
界の力を確実に低減するか、あるいは飛散低減電界を確
実に形成する。例えば、画像を重ねて合成画像を形成す
る過程においては、画像を重ねる毎にトナー付着部のト
ナー電荷を増加させるので、電荷付与手段からの電荷を
上記記録面に適宜付与しないと、飛散低減電界力を復帰
させたり、飛散助長電界を維持することができなかった
りする。そこで、この画像形成装置においては、上記記
録面に画像を重ねる毎に該記録面に電荷を付与すること
で、飛散助長電界の力を確実に低減するか、あるいは飛
散低減電界を確実に形成する。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の画像形成装置において、画像形成粒子の帯電極性と同
極性の電荷を上記記録面の画像形成粒子付着部に向けて
付与させるように上記電荷付与手段を構成したことを特
徴とするものである。

【００１４】この画像形成装置においては、飛散助長電
界の力を効率良く低減するか、あるいは飛散低減電界を
効率良く形成する。例えば、中間記録体や対向電極に対
して、その画像形成粒子付着部から離れた部位に電荷を
付与させるように電荷付与手段を構成すると、飛散助長
電界力の低減化や飛散低減電界の形成が困難になる場合
がある。具体的には、このように離れた部位から画像形
成粒子付着部の近傍の非画像部に電荷を移動させるべく
多量の電荷を付与する必要が生じたり、記録面の電気抵
抗の値によっては該部位に付与した電荷を該非画像部に
移動させることができなかったりする。そこで、この画
像形成装置においては、画像形成粒子の帯電極性と同極
性の電荷を記録面の画像形成粒子付着部に向けて付与す
る。このように付与された電荷は、画像形成粒子付着部
のトナーの電荷と反発して、該画像形成粒子付着部の近
傍の非画像部に移動する。これにより、この非画像部に
電荷が効率良く付与される。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１、２、又は３
の画像形成装置において、上記記録面と上記電荷付与手
段とを接触させないように構成したことを特徴とするも
のである。

【００１６】この画像形成装置においては、電荷付与手
段と上記記録面上の画像との接触による該画像の乱れを
防止する。

【００１７】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４の画像形成装置であって、上記中間記録体又は上記対
向電極は、上記記録面に上記電荷が付与されてから上記
画像が上記記録部材に転写されるまでの間、付与された
該電荷を該記録面に保持し得ることを特徴とするもので
ある。

【００１８】この画像形成装置においては、上記記録面
は電荷付与手段による電荷付与が開始されてから、該記
録面に形成された画像が記録部材に転写されるまでの
間、付与された電荷を該記録面に保持する。これによ
り、この間に上記記録面から電荷が逃げることにより生
ずる飛散助長電界力の復帰や飛散低減電界力の低減化が
回避される。

【００１９】請求項６の発明は、請求項５の画像形成装
置において、上記記録面に形成した画像を記録部材に転
写させた後、該記録面を除電させるように構成したこと
を特徴とするものである。

【００２０】この画像形成装置においては、上記記録面
上の形成画像を記録部材に転写した後に、この転写に先
立って該記録面上に付与した電荷を電荷付与手段により
除電する。これにより、上記記録面上の残留電荷による
画像の乱れを防止する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を飛翔記録方式の画
像形成装置である飛翔記録プリンタ（以下、プリンタと
称する）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プリンタの概略構成の一部を示す断
面図である。図示のように、このプリンタは４組の画像
形成器３を備えている。各画像形成器３Ｂｋ、３Ｃ、３
Ｍ、３Ｙは、それぞれ画像形成粒子としてのブラツクト
ナー（Ｂｋ）、シアントナー（Ｃ）、マゼンタトナー
（Ｍ）、イエロートナー（Ｙ）を用いてトナー画像を中
間記録体である中間記録ベルト１０の記録面に形成する
ものである。そして、トナーを担持する粒子担持体とし
てのトナー担持ローラ３０や、開口部材及び飛翔制御電
極としての機能を有する板状のトナー制御部材３１など
を備えている。各画像形成器３の下側には、各トナー担
持ローラ３０に対向する対向電極としての導電性の対向
ローラ２が各々設けられている。上述の中間記録ベルト
１０は、これら各画像形成器３と各対向ローラ２との間
を移動するように無端駆動される。具体的には、２本の
ローラ４及び転写対向ローラ５ａにより、転写対向ロー
ラ５ａを下側の頂点とする逆三角の形に張架され、一方
のローラ４の回転により図中矢印方向に無端駆動され
る。転写対向ローラ５ａの下側対向部には、中間記録ベ
ルト１０を介して転写ローラ５ｂが配設されており、こ
れら転写対向ローラ５ａと転写ローラ５ｂとにより転写
部５が形成されている。この転写部５の図中右側には、
搬出ローラ７ａ、給紙カセット７ｂ、等からなる紙搬出
部７が設けられており、搬出ローラ７ａの回転により給
紙カセット７ｂ内の記録部材である記録紙１１を転写部
５に向けて搬出する。記録紙１１は転写部５に送られて
中間記録ベルト１０の記録面上の画像が転写された後、
定着部６内の定着ローラ対６ａ、６ｂの間に送られて該
画像が定着される。なお、図中の各画像形成器３、これ
らを構成する部材、及び、トナー色に関連するような装
置、の符号には、各色トナーに対応する添え字Ｂｋ、
Ｃ、Ｍ、Ｙを付している。

【００２２】中間記録ベルト１０は、例えばフッ素系樹
脂の中に分散カーボンブラックを含有する単層もしくは
多層の中抵抗体や、ＰＥＴフィルムなどの絶縁体で構成
され、厚みが５０〜３００［μｍ］に、比誘電率が２〜
２０程度に、それぞれ調整されている。

【００２３】図２は画像形成器３の概略構成を示す斜視
図である。各画像形成器３Ｂｋ、３Ｃ，３Ｍ，３Ｙは、
ほぼ同じ構成であり、トナー担持ローラ３０、トナー制
御部材３１、などを備えている。なお、図２において
は、便宜上、トナー制御部材３１の内部に設けられた飛
翔電極３３を、点線ではなく実線で示している。

【００２４】トナー担持ローラ３０はトナーを収容する
トナーホッパー３４の内部に配設され、電子写真式画像
形成方法などで採用されている公知の技術により、帯電
したトナーをローラ表面に担持する。本実施形態では、
トナーをドクターブレード３５とトナー担持ローラ３０
との間でマイナスに摩擦帯電させ、静電気力によりトナ
ー担持ローラ３０上に担持させ、担持させたトナーの層
をドクターブレード３５で規制することにより、薄厚の
トナー層をトナー担持ローラ３０上に形成している。な
お、例えばトナー供給ローラなどのドクターブレード３
５とは別の手段によりトナーを帯電させてもよい。

【００２５】トナー制御部材３１は、フレキシブルプリ
ント基板（以下、ＦＥＰと称する）を基材として板状に
形成され、トナーホッパー３４の下壁部に形成された開
口を塞ぎ、且つトナー担持ローラ１に対向するように取
り付けられており、開口部材及び飛翔制御電極としての
機能を兼ね備えている。即ち、ＦＥＰに微小開口部とし
ての孔３２と、孔３２の周りに配設されたリングを有す
る飛翔制御電極としての飛翔電極３３とを複数組備えて
いる。この飛翔電極３３には飛翔電圧としての画像信号
電圧Ｖｂｌａｃｋが印加される。

【００２６】図３はトナー制御部材３１の内部に設けら
れた飛翔電極３３を示す平断面図である。図示におい
て、飛翔電極３３のリングの内径φは０．１６０［ｍ
ｍ］であり、このリングの内側にはＦＥＰの孔３２が設
けられている。この孔３２の内径や、中間記録ベルト１
０の移動方向と直行する方向（トナー担持ローラ３０の
軸方向）における各孔３２間のピッチＰｈ等は、中間記
録ベルト１０の記録面に形成する画像の解像度に応じて
設定される。本実施形態では、解像度３００ｄｐｉ程度
の画像を形成し得るように、厚さ０．０７５ｍｍのポリ
イミドからなるＦＥＰに、０．１４０［ｍｍ］の内径の
孔３２を、０．０８４５ｍｍのピッチＰｈで形成してい
る。また、各孔３２は、中間記録ベルト１０の移動方向
の幅Ｗ内（約２ｍｍの領域内）に８つ（３１−１から３
１‐８）横列するように、且つ、ＦＥＰにおける総数が
２３００個となるように各々形成されている。各飛翔電
極３３のリングからはそれぞれ電気的に独立した短冊状
のリードが延在しており、このリードには画像情報に応
じた上記Ｖｂｌａｃｋが印加されるべく電源回路（図示
せず）に接続されている。

【００２７】図４は、画像形成器３の周辺装置の概略構
成を示す断面図である。トナー１２を担持するトナー担
持ローラ３０は接地され、対向する対向ローラ２には、
孔３２を通過したトナー１２を引き寄せるための電界を
トナー制御部材３１との間に形成するための電源８が接
続されている。この接続により、対向ローラ２にはトナ
ー１２の平均的な帯電極性と逆極性の直流高電圧である
対向電圧が印加される。また、トナー制御部材３１の各
飛翔電極３３の上記リードは、画像電源９の内部の電気
回路に接続されており、上述のように、Ｖｂｌａｃｋが
それぞれ独立に印加される。この電気回路は、画像情報
に基づいて各リードへのＶｂｌａｃｋのパルス出力のＯ
Ｎ／ＯＦＦを制御するためのＩＣドライバを飛翔電極３
３の数と同じ数だけ備えており、このＩＣドライバによ
り各飛翔電極３３にＶｂｌａｃｋをそれぞれ独立して印
加する。このＶｂｌａｃｋの値は、例えば＋３２５
［Ｖ］である。また、Ｖｂｌａｃｋが印加されない飛翔
電極３３には、例えば−５０［Ｖ］の非画像信号電圧Ｖ
ｗｈｉｔｅが印加される。なお、トナー制御部材３１の
飛翔電極３３と対向ローラ２との間隔は０．５［ｍ
ｍ］、飛翔電極３３とトナー担持ローラ３０との間隔は
０．０７５［ｍｍ］、トナー担持ローラ３０の周速は
３００［ｍｍ／ｓｅｃ］、中間記録ベルト１０の移動速
度は１００［ｍｍ／ｓｅｃ］にそれぞれ設定されてい
る。

【００２８】トナー担持ローラ３０上のトナー層を構成
する無数のトナーのうち、Ｖｂｌａｃｋが印加された飛
翔電極３３の近傍に位置するトナーの集合体は、該飛翔
電極３３に向けて飛翔する。そして、一部はＦＥＰとの
接触により淘汰されるが、他の一部は孔３２を通過し、
後述の対向電圧を印加された対向ローラ２とＦＥＰとの
間に形成された電界の影響によって対向ローラ２に向け
て更に飛翔し、対向ローラ２上を移動する中間記録ベル
ト１０の記録面に付着してドットを形成する。このよう
なドットが複数形成されることにより、中間記録ベルト
１０上に画像が形成される。

【００２９】図５はトナー担持ローラ３０と対向ローラ
２との間におけるトナーの飛翔状態を示す模式図であ
る。図において、例えば、対向ローラ２に＋２．０［ｋ
Ｖ］の対向電圧を印加しながら、飛翔電極３３に＋３２
５［Ｖ］のＶｂｌａｃｋを２００［μｓｅｃ］の間印加
すると、トナー担持ローラ３０上に形成されたトナー層
のうち、該飛翔電極３３の近傍に位置するマイナス帯電
したトナー１２の集合体に対して約４×１０６［Ｖ／
ｍ］の電界が作用する。この作用により、トナー１２に
働く力が、上記集合体とトナー担持ローラ３０との間の
付着力や鏡像力の和を上回り、該集合体が飛翔電極３３
のリング内に向けて飛翔する。そして、上述のように、
上記集合体の一部孔３２を通過し、ＰＥＦと対向ローラ
２との間に形成される電界（加速電界）の作用によって
加速され、対向ローラ２に向けて更に飛翔し、対向ロー
ラ２上を移動する中間記録ベルト１０の記録面に接触す
る。この接触により、上記記録面上にドットが形成され
る。

【００３０】図１に示したように、中間記録ベルト１０
の記録面は、画像形成器３Ｂｋ、３Ｃ，３Ｍ、３Ｙの下
を順次移動する。この移動の際に、各色トナー像が記録
面に重ねて形成され、上記記録面上にフルカラー画像が
形成される。このフルカラー画像は、転写部５において
記録紙１１上に転写された後、定着部６で加熱されて記
録部材６上に定着される。なお、転写部５における転写
方法や定着部６における定着方法は、公知の電子写真式
画像形成方法で用いられている方法と同様であるので、
説明を省略する。

【００３１】ところで、上述のように、中間記録ベルト
１０（中間記録ベルト１０を用いずに記録紙等の記録部
材に画像を直接形成する場合には記録部材）の記録面の
トナー付着量が多くなると、該記録面のトナー付着部と
非画像部との間に電位差が生ずる。そして、トナー付着
部に一旦付着したトナー１２や、後続の飛翔トナーが、
この電位差により形成される電界の作用で非画像部に移
動して、トナーチリを生じてしまう恐れがある。特に、
本実施形態のプリンタのように、ブラック、マゼンタ、
シアン、及びイエロー、のトナーを重ねてフルカラー画
像を形成すると、中間記録ベルト１０の記録面における
付着トナーの高さを数十［μｍ］以上にする場合があ
る。このように帯電したトナーを高く積み重ねると、各
トナーの電荷間に働くクーロン反発力を大きくしてしま
う。そして、このクーロン反発力をトナー同士の付着力
よりも大きくするとトナーを不安定な状態にする。

【００３２】図６は中間記録ベルト１０に付着したトナ
ー１２と、トナー１２の周囲に形成される電界の電気力
線とを模式的に示す模式図である。図示のように、トナ
ー１２が局所的に積み重ねられたトナー付着部と、該ト
ナー付着部の周囲の非画像部との間の電位差により、マ
イナスの電荷に対して該トナー付着部から該非画像部に
向けて移動させるように作用する電界が形成されてしま
う。従来の飛翔記録方式の画像形成装置では、この電界
により、トナー１２をトナー付着部である画像部とは別
の非画像部に付着させて、トナーチリを発生させていた
ことがわかる。このようなトナーチリは、フルカラー画
像形成装置に限らず、単色画像形成装置において高濃度
の画像が形成される場合、即ち、単色のトナー１２が高
く積み重ねられる場合にも発生し得る。また、中間記録
ベルト１０上に限らず、記録紙１１上に画像を直接形成
する場合にも発生し得る。そこで、本実施形態のプリン
タにおいては、トナーチリの発生を低減すべく、次のよ
うな特徴的な構成を備えている。

【００３３】以下、この特徴的な構成について説明す
る。図１に示したように、本実施形態のプリンタは、各
画像形成器３の近傍で、且つ、各画像形成器３よりも中
間記録ベルト１０の移動方向下流側に、中間記録ベルト
１０を挟み込む４つの電荷付与装置１Ｂｋ、１Ｃ、１
Ｍ、１Ｙが設けられている。これらの電荷付与装置１に
より、各色のトナー画像が中間記録ベルト１０の記録面
に形成される毎に、該記録面にトナー１２の帯電極性と
同極性の電荷が付与される。即ち、本実施形態のプリン
タにおいては、画像を上記記録面のトナー付着部に重ね
て形成する毎に、該トナー付着部に向けてマイナスの電
荷を付与する。電荷付与装置１は、中間記録ベルト１０
の記録面の上側に配設され、該記録面のトナー付着部に
向けてマイナスの電荷を付与する４つのコロナチャージ
ャ１ａ−Ｂｋ、１ａ−Ｃ、１ａ−Ｍ，１ａ−Ｙと、中間
記録ベルト１０を介して各コロナチャージャ１ａに対向
し、所定の電位値に調整された４つのバックアップ電極
１ｂ−Ｂｋ，１ｂ−Ｃ，１ｂ−Ｍ、１ｂ−Ｙを備えてい
る。このように中間記録ベルト１０を介してコロナチャ
ージャ１ａとバックアップ電極１ｂとを対向させて配設
することで、中間記録ベルト１０に対してマイナス電荷
を十分且つ均一に付与することができる。かかるバック
アップ電極１ｂを設けない場合には、中間記録ベルト１
０の記録面の電位状態を不安定にして、上記非画像部へ
の電荷付与を効率良く行うことができないおそれがあ
る。

【００３４】上記トナー付着部に向けて付与されたマイ
ナス電荷は、該トナー付着部のトナー１２のマイナス電
荷と反発し、該トナー付着部ではなく周囲の非画像部に
付与される。これにより、コロナチャージャ１ａからの
電荷がトナー付着部の周囲の非画像部に効率良く付与さ
れる。

【００３５】図７は本実施例に係るプリンタの中間記録
ベルト１０において電荷付与後にトナー付着部及び非画
像部に形成される電界の電気力線をマイナス帯電したト
ナー１２とともに示す模式図である。図示のように、ト
ナー１２と同極性の電荷がトナー付着部に向けて付与さ
れると、トナー１２の付着によって中間記録ベルト１０
の記録面上に形成された電界の状態が変化し、該同極性
の電荷に対して該トナー付着部から非画像部に向けて移
動させるように作用する電界の力が弱められるか、ある
いはは電界の向きを変化させることがわかる。即ち、ト
ナー付着部に向けてトナー１２と同極性の電荷を付与す
ると、該トナー付着部と周囲の非画像部との電位差を小
さくし、該電位差により形成される電界の力を弱めるか
あるいは該電界の向きを変化させ、トナー１２を該非画
像部に移動させ難くなる。これにより、トナーチリの発
生を低減することができる。

【００３６】図１に示したように、本実施形態のプリン
タにおいて、各コロナチャージャ１ａは中間記録ベルト
１０の記録面に対して非接触となるように設けられてい
る。これにより、記録面上に形成されている画像又は重
ね画像とコロナチャージャ１ａとの接触によるこれら画
像の乱れを回避することができる。中間記録ベルト１０
の記録面に対して非接触に設けることができる電荷付与
手段としては、コロナチャージャの他、スコロトロン帯
電器、針電極に高電圧を印加した装置、電磁波を空中に
照射して得た電離したイオンを電界によって該記録面に
吸着させる装置、などがある。

【００３７】ところで、本実施形態のプリンタにおい
て、中間記録ベルト１０の記録面の電気抵抗値が低すぎ
ると、付与した電荷を該記録面から瞬間的に逃がしてし
まい、上記電位差を低減することが困難になるおそれが
ある。このため、中間記録ベルト１０の記録面は、最初
の電荷付与の役割を担うコロナチャージャ１ａ−Ｂｋに
より電荷が付与されてから、付着している画像が記録紙
１１に転写されるまでの間、付与された電荷を保持し得
るような材料で構成されることが望ましい。このような
構成により、上記最初の電荷付与が行われてから上記転
写が行われるまでの間、上記記録面上に付与された電荷
が保持される。即ち、２度目以降の電荷付与は上記転写
が行われるまでの間に実施されるので、コロナチャージ
ャ１ａ−Ｃ、１ａ−Ｍ、１ａ−Ｙによって上記記録面上
に付与された電荷も上記転写が行われるまでの間、該記
録面上に保持されることになる。従って、コロナチャー
ジャ１ａ−Ｂｋによる最初の電荷付与を行ってから記録
面上の画像を記録紙１１に転写するまでの間、上記電位
差を低減し続けることができ、記録紙１１上に形成する
最終的なフルカラー画像におけるトナーチリの発生を低
減することができる。

【００３８】図８は、コロナチャージャを用いて電気抵
抗率の異なる樹脂シートに表面電位換算で５００［Ｖ］
相当の電荷を付与したときから、１［ｍｓｅｃ］後にお
ける該表面電位の計測結果を示すグラフである。図８に
おいて、横軸は樹脂シートの体積抵抗率を、縦軸は上記
表面電位をそれぞれ表すものである。図８より、体積抵
抗率が１０¹⁰［Ωｃｍ］以上である樹脂シートは、付与
された電荷を表面に保持し得ることがわかる。即ち、体
積抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍ以上である材料をの中間記録ベ
ルト１０の記録面に用いれば、付与した電荷を該記録面
上に留め、転写部５における転写を実施させるまで、ト
ナーチリの発生を低減することができる。従って、少な
くとも表面が１０¹⁰［Ωｃｍ］以上である材料、あるい
は、絶縁体で上記記録面を構成することが望ましい。な
お、上記記録面の電気抵抗値を十分に高くすると、トナ
ーチリを良好に低減することができるが、繰り返し画像
形成を行うと、前回の画像形成時に付与した電荷を上記
記録面上に残留させたまま次の画像形成を実施させてし
まう。そして、連続した画像形成を実施させると、残留
電荷によってトナー付着を抑制するような部分を該記録
面上に発生させ、この部分の画像濃度を低下させたり、
この部分の周囲にトナー１２を付着させたりして、画像
の品質を低下させてしまうおそれがある。このため、転
写後に中間記録ベルト１０の記録面上の残留電荷を除電
する除電装置を設けることが望ましい。このような除電
装置としては、コロナチャージャ、スコロトロン、針電
極に高電圧を印加した装置、電磁波を空中に照射して得
た電離したイオンを電界によって中間記録ベルト１０に
吸着させる装置等の非接触式除電装置に加え、除電ブラ
シ、電圧を印加した除電ローラ等の接触式除電装置など
がある。

【００３９】［実施例１］次に、体積抵抗値が１０
¹⁰［Ωｃｍ］である中間記録ベルト１０を用いるプリン
タの一例として、実施例１のプリンタについて説明す
る。図１の装置において、中間記録ベルト１０の移動速
度を１００［ｍｍ／ｓｅｃ］に設定した。中間記録ベル
ト１０には、厚さ＝１５０［μｍ］、比誘電率＝約３、
体積抵抗値＝１０¹⁰［Ωｃｍ］、のＰＥＴシートを用い
た。また、画像形成時には、シアン画像形成用の画像形
成器３Ｃ、及びマゼンタ画像形成用の画像形成器３Ｍの
みを用い、ブラック画像形成用の画像形成器３Ｂｋ、及
びイエロー用の画像形成器３Ｙを不動作状態とした。更
に、４つのバックアップ電極１ｂ−Ｂｋ，１ｂ−Ｃ，１
ｂ−Ｍ，１ｂ−Ｙを全て接地した。

【００４０】シアン画像形成後の電荷付与の役割を担う
コロナチャージャ１ａ−Ｃ、及びマゼンタ画像形成後の
電荷付与の役割を担うコロナチャージャ１ａ−Ｍには、
トナー１２と同極性の電圧、即ちマイナスの電圧、を印
加し、この印加によりマイナス電荷を中間記録ベルト１
０の記録面に付与する。なお、コロナチャージャ１ａ−
Ｂｋ及びコロナチャージャ１ａ−Ｙを作動させないよう
に、これらの電源をＯＦＦの状態にしておく。

【００４１】以上のように構成したプリンタにおいて、
電荷付与手段としてのコロナチャージャ１ａ−Ｃ、１ａ
−Ｍに印加するバイアスを変化させて、中間記録ベルト
１０の記録面に付与する電荷量を変化させた。そして、
各電荷量毎における、トナー付着部と非画像部との表面
電位差（以下エッジ電位差という）、及び、各エッジ電
位差の条件下におけるトナーチリの発生度合い、の測定
を行った。

【００４２】具体的には、中間記録ベルト１０の記録面
に、副走査方向へのライン画像（ライン幅＝１００［μ
ｍ］、ライン間隔＝１００［μｍ］である画像）を画像
形成器３Ｃで形成してから、コロナチャージャ１ａ−Ｃ
でマイナス電荷を付与した。次いで、このライン画像上
に、画像形成器３Ｍで同様のライン画像を重ねて形成し
てから、コロナチャージャ１ａ−Ｍでマイナス電荷を付
与した。そして、装置を強制的に停止して、シアントナ
ーとマゼンタトナーによる重ね画像が形成された中間記
録ベルト１０を、図９に示したような接地した電極上に
載せて、トナー付着部の表面電位Ｖ１と周囲の非画像部
の表面電位Ｖ２とを測定して、エッジ電位差ΔＶ＝ＶＩ
−Ｖ２を求めた。更に、上記ライン画像を含むｌ［ｍ
ｍ］×ｌ［ｍｍ］の観察領域を拡大してパソコンに読み
込ませ、該観察領域において非画像部に飛散・付着して
いるトナー１２の数（以下、チリトナー数と称する）を
カウントして、トナーチリの発生度合いを測定した。な
お、表面電位の測定には、本発明者らが開発した高分解
能表面電位計を用いた。この高分解能表面電位計はＡＦ
Ｍが採用されており、被検物質に対して非接触に解像度
３２［μｍ］の測定を行うものである。

【００４３】図１０は、エッジ電位差ΔＶとチリトナー
数との関係を示すグラフである。この図１０において、
横軸はエッジ電位差ΔＶを、縦軸はチリトナー数をそれ
ぞれ示すものである。図示のように、エッジ電位差ΔＶ
が大きくなるほど、即ち、記録面上のトナー付着部と非
画像部との電位差が大きくなるほど、トナーチリが多く
発生していることがわかる。換言すれば、エッジ電位差
ΔＶが小さくなるほど、チリトナー数は減少する。そし
て、エッジ電位差ΔＶが＋２００［Ｖ］であるときに
は、チリトナー数がほぼ０［個］になる。しかし、この
ときには、非画像部表面電位Ｖ２をトナー付着部表面電
位Ｖ１よりもマイナス側に大きく帯電させる必要があ
り、このように帯電させることは、コロナチャージャ１
ａによる電荷付与では事実上不可能である。従って、装
置を実使用する場合においては、トナー付着部表面電位
Ｖ１と非画像部電位Ｖ２をほぼ同程度の電位状態にした
ときに、トナーチリを最も低減することができると言え
る。即ち、本実施例１においては、チリトナー数を約１
５０［個／ｍｍ²］（ΔＶ＝０のときのチリトナー数）
まで低減することができる。但し、上記記録面に付与し
たマイナス電荷を上記転写が完了されるまで該記録面に
保持される必要がある。

【００４４】［実施例２］次に、体積抵抗値が１０
¹¹［Ωｃｍ］である中間記録ベルト１０を用いるプリン
タの一例として、実施例２のプリンタについて説明す
る。

【００４５】このプリンタの中間記録ベルト１０はフッ
素系の樹脂の中に分散カーボンブラックを含有する中抵
抗体であり、厚さ＝１５０［μｍ］、比誘電率＝約１
１、体積抵抗値＝１０¹¹［Ωｃｍ］、となるように形成
されている。

【００４６】この中間記録ベルト１０を用いて、記録紙
１１上に上記ライン画像を形成し、このライン画像にお
けるトナーチリの発生度合いとを測定したところ、チリ
トナー数は約１８０〜２００［個／ｍｍ²］であった。
中間記録ベルトの体積抵抗値を高くしているので、コロ
ナチャージャ１ａ−Ｃ，１ａ−Ｍにより上記記録面に付
与した電荷を、上記ライン画像の記録紙１１への転写が
完了するまで、該記録面に保持させることができたの
で、記録紙１１上におけるチリトナー数も低減すること
ができたものと考えられる。

【００４７】［比較例］次に、本発明が適用されていな
いプリンタの一例として、体積抵抗値が１０⁶［Ωｃ
ｍ］である中間記録ベルト１０を用いるプリンタの比較
例について説明する。

【００４８】このプリンタの中間記録ベルト１０はフッ
素系の樹脂の中に分散カーボンブラックを含有する中抵
抗体であり、厚さ＝１５０［μｍ］、比誘電率＝約１
１、体積抵抗値＝１０⁶［Ωｃｍ］、となるように形成
されている。

【００４９】この中間記録ベルト１０を用いて、記録紙
１１上に上記ライン画像を形成し、このライン画像にお
けるトナーチリの発生度合いとを測定したところ、チリ
トナー数は約３００［個／ｍｍ²］であった。コロナチ
ャージャ１ａ−Ｃ，１ａ−Ｍにより上記記録面に付与し
た電荷を該記録面上に保持させることができず、非画像
部電位Ｖ２を０［Ｖ］近くまで低下させてエッジ電位差
ΔＶを元の値に近づけた結果、記録紙１１上のチリトナ
ー数を増加させたと考えられる。従って、実機において
は、転写を完了するまでエッジ電位差ΔＶを０［Ｖ］近
くに保っておく必要がある。

【００５０】［具体例］次に、上記実施例１のプリンタ
に、より特徴的な構成を付加した具体例のプリンタにつ
いて説明する。

【００５１】上記実施例１の装置を用いて、２０枚連続
で格子状のパターン画像を２０枚の記録紙１１上に形成
した後、黒べタ画像を他の記録紙１１に形成したとこ
ろ、白抜きの格子状パターン画像がゴースト画像として
形成された。このゴースト画像とは、形成画像の黒べタ
部に、以前に形成した画像の形状が白抜きで形成される
現象である。

【００５２】そこで、本具体例のプリンタにおいては、
中間記録ベルトの記録面の移動軌道上で、且つ、転写部
５よりもベルト移動方向上流側に、除電用コロナチャー
ジャ（図示せず）を設けている。そして、転写を完了さ
せる毎に、この除電用コロナチャージャにより上記記録
面を除電させたところ、格子状パターン画像を２０枚の
記録紙１１に連続して形成させてから、他の記録紙１１
に黒べタ画像を形成させても、ゴースト画像を生じなか
った。

【００５３】以上、実施形態及び各実施例において、エ
ッジ電位差ΔＶを低減すること、即ち、飛散助長電界の
力を低減すること、によりトナーチリの発生を低減する
構成の画像形成装置について説明したが、飛散低減電界
を形成させて該発生を低減させるように画像形成装置を
構成してもよい。具体的には、非画像部の表面電位をト
ナー付着部よりもトナーの帯電極性と同極性側に大きく
して、該非画像部と該トナー付着部との間に形成される
飛散助長電界の向きを反転させ、該間に飛散低減電界を
形成させるように構成してもよい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、上記トナー付
着部とこの周囲の非画像部との間に形成される飛散助長
電界の力を低減するか、あるいは該間に飛散低減電界を
形成させるので、トナーチリ等の粒子チリの発生を低減
することができるという優れた効果がある。

【００５５】請求項２の発明によれば、複数の画像形成
器により画像を重ねて形成しても、飛散助長電界の力を
確実に低減するか、あるいは飛散低減電界を確実に形成
するので、トナーチリ等の粒子チリの発生を確実に低減
することができるという優れた効果がある。

【００５６】請求項３の発明によれば、飛散助長電界の
力を効率良く低減するか、あるいは飛散低減電界を効率
良く形成するので、粒子チリの発生を効率良く低減する
ことができるという優れた効果がある。

【００５７】請求項４の発明によれば、電荷付与手段と
上記記録面上の画像との接触による該画像の乱れを防止
するので、該乱れによる画像品質の低下を防止すること
ができるという優れた効果がある。

【００５８】請求項５の発明によれば、付与した電荷を
上記記録面から逃がすことにより生ずる飛散助長電界力
の復帰や飛散低減電界力の低減化を回避するので、粒子
チリをより確実に低減することができるという優れた効
果がある。

【００５９】請求項６の発明によれば、上記記録面に付
与した電荷を該記録面に残留させたまま次の画像を形成
することによる該画像の乱れを防止するので、連続して
画像を形成しても該乱れによる画像品質の低下を回避す
ることができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成の一部を示
す断面図。

【図２】同プリンタの画像形成器３の概略構成を示す斜
視図。

【図３】同画像形成器３のトナー制御部材３１の内部に
設けられた飛翔電極３３を示す平断面図。

【図４】同画像形成器３の周辺装置の概略構成を示す断
面図。

【図５】同プリンタのトナー担持ローラ３０と対向ロー
ラ２との間におけるトナーの飛翔状態を示す模式図。

【図６】従来の飛翔記録方式の画像形成装置における中
間記録ベルト１０上のトナー１２と、トナー１２の周囲
に形成される電界の電気力線とを模式的に示す模式図。

【図７】実施形態に係るプリンタにおける中間記録ベル
ト１０上のトナー１２と、トナー１２の周囲に形成され
る電界の電気力線とを模式的に示す模式図。

【図８】実施例１に係るプリンタの中間記録ベルト１０
の表面電位の計測結果を示すグラフ。

【図９】同表面電位の計測方法を説明する説明図。

【図１０】同実施例１におけるエッジ電位差ΔＶとチリ
トナー数との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１電荷付与装置１ａコロナチャージャ１ｂバックアップ電極２対向ローラ３画像形成器３０トナー担持ローラ３１トナー制御部材３２孔３３飛翔電極３４トナーホッパー３５ドクターブレード４ローラ５転写部５ａ転写対向ローラ５ｂ転写ローラ６定着部６ａ、６ｂ定着ローラ対７紙搬出部７ａ搬出ローラ７ｂ給紙カセット８電源９画像電源１０中間記録ベルト１１記録紙１２トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597063831 ＯｎｎｅｒｅｄｓＢｒｙｇｇａ 13 421 57 ＶｅｓｔｒａＦｒｏｌｕｎｄａＳｗｅｄｅｎ (72)発明者酒井捷夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2C162 AE25 AE69 AE74 AE84 AE92 CA03 CA12 CA24 2H029 AD03 AE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成粒子を担持する粒子担持体と、互
いに独立あるいは連続する複数の微小開口部が設けら
れ、該粒子担持体に対向する開口部材と、該開口部材又
は該開口部材の近傍に設けられ、該粒子担持体上の画像
形成粒子の飛翔を制御する複数の飛翔制御電極とを有す
る画像形成器と、該開口部材を介して該粒子担持体に対
向する対向電極とを備え、飛翔記録方式により、該対向
電極上の中間記録体、又は、中間記録体としての機能を
有する該対向電極、の記録面に画像を形成した後、該画
像を記録部材に転写する画像形成方法において、該記録
面に電荷を付与する電荷付与手段を設け、該電荷の付与
により、該記録面の画像形成粒子付着部とこの周囲の非
画像部との電位差を低減させるか、あるいは該画像形成
粒子付着部と該非画像部との間に形成される電界の向き
を反転させるように構成したことを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】複数の上記画像形成器により、画像を上記
記録面に順次重ねて合成画像を形成する請求項１の画像
形成装置において、各画像形成器により該記録面に画像
を重ねる毎に、上記電位差を低減させるかあるいは上記
電界の向きを反転させるように構成したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２の画像形成装置にお
いて、画像形成粒子の帯電極性と同極性の電荷を上記記
録面の画像形成粒子付着部に向けて付与させるように上
記電荷付与手段を構成したことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項４】請求項１、２、又は３の画像形成装置にお
いて、上記記録面と上記電荷付与手段とを接触させない
ように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１、２、３又は４の画像形成装置で
あって、上記中間記録体又は上記対向電極は、上記記録
面に上記電荷が付与されてから上記画像が上記記録部材
に転写されるまでの間、付与された該電荷を該記録面に
保持し得ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５の画像形成装置において、上記記
録面に形成した画像を記録部材に転写させた後、該記録
面を除電させるように構成したことを特徴とする画像形
成装置。