JP2000177162A - 粉体現像剤噴射式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤担持ローラに保持されている現像剤の
密度を高めることによって、記録媒体上に形成されるド
ットの広がりと長円化を防止する粉体現像剤噴射式画像
形成装置を提供する。 【解決手段】 画像制御部３８から個別電極３６に対し
て、現像剤担持体１２に担持されている現像剤１８を背
面電極２０に向けて付勢するパルス４０を印加し、現像
剤担持体１２に保持されている現像剤１８を隔壁２６の
貫通孔３４を介して飛翔させ、隔壁２６と背面電極２０
との間にある記録媒体２８に付着させる粉体現像剤噴射
式画像形成装置において、さらに、個別電極３６の現像
剤１８搬送方向上流側に且つ現像剤１８と接触して配置
され、現像剤１８と同極性の電圧を印加することによ
り、現像剤１８を現像剤担持体１２に対し押圧する導電
性部材４４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体に担
持されている粉体現像剤を電気的な力により飛翔させて
記録媒体に付着させる、粉体現像剤噴射式画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉体現像剤噴射式画像形成装置として、
米国特許第５，４７７，２５０号に開示されているもの
がある。この画像形成装置は、荷電性の粉体現像剤を担
持する現像剤担持ローラと、現像剤担持ローラに所定の
間隔を置いて対向する背面電極と、現像剤担持ローラ上
の現像剤を背面電極に向けて付勢する電界を形成するた
めの電源を有する。現像剤担持ローラと背面電極との間
には隔壁が配置され、この隔壁と背面電極との間に記録
媒体の通過できる空間が形成されている。隔壁は、現像
剤担持ローラと背面電極との対向する領域に位置する部
分に、複数の円形貫通孔が形成されている。また、隔壁
は、各貫通孔の周囲に個別電極を有し、各個別電極が画
像制御部に接続されている。

【０００３】この画像形成装置によれば、作成すべき画
像に対応した画像信号が個別電極に印加される。このと
き、画像信号は、現像剤担持ローラに保持されている現
像剤を背面電極に向けて電気的に付勢する極性を有す
る。従って、画像信号の印加により生じる付勢力と、現
像剤担持ローラと背面電極との間に形成されている電界
の付勢力との協力により、画像信号の印加された個別電
極に対向する位置にある一群の現像剤が現像剤担持ロー
ラから分離し、対応する貫通孔を介して、隔壁と背面電
極との間にある記録媒体に到達し、この記録媒体上に現
像剤のドットが形成される。そして、ドットの集合によ
り記録媒体上に目的の画像が作成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに粉体の現像剤を貫通孔を介して飛翔させる形態の画
像形成装置では、現像剤担持ローラに保持される現像剤
の密度が低い場合、現像剤担持ローラから分離した現像
剤群は、それらを構成する現像剤粒子間の凝縮力が弱い
ために広がる傾向にあり、その結果、記録媒体に形成さ
れるドットが所望より大きくなる恐れがある。

【０００５】また、現像剤担持ローラに保持される現像
剤の密度が低い場合、現像剤担持ローラからの現像剤の
分離は一度に起こらず、現像剤担持ローラに形成した現
像剤層の表面から徐々に分離が起きるので、現像剤担持
ローラから飛翔した現像剤群が長く伸びる傾向がある。
その結果、移動する記録媒体に形成されるドットは、円
形にならず記録媒体の移動方向に長く伸びた長円を形成
する。

【０００６】そこで、本発明は、現像剤担持ローラに保
持されている現像剤の密度を高めることによって、記録
媒体上に形成されるドットの広がりと長円化を防止する
画像形成装置を提供することを目的とする。

【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、請求項１に係る粉体現像剤噴射式画像形成装置は、
（ａ） 荷電性の粉体現像剤を担持し、この現像剤を所
定の方向に搬送する現像剤担持体と、（ｂ） 非導電性
材料からなり、現像剤担持体と所定の間隔を置いて対向
し、現像剤担持体に近接する領域に複数の貫通孔を有す
る隔壁と、（ｃ） 貫通孔の近傍に配置された個別電極
と、（ｄ） 個別電極の現像剤搬送方向上流側に且つ現
像剤と接触して配置され、現像剤と同極性の電圧が印加
されることにより、現像剤を現像剤担持体に対し押圧す
る導電性部材と、（ｅ） 画像信号に基づいて個別電極
に電圧を印加し、現像剤担持体から貫通孔を介して隔壁
を通過する方向に現像剤を付勢する電界の強度を変える
ことにより、貫通孔に対向した現像剤担持部分に保持さ
れている現像剤を貫通孔を介して飛翔させ、隔壁を挟ん
で現像剤担持体の反対側にある記録媒体に付着させる出
力部とを有することを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る粉体現像剤噴射式画像形成
装置は、請求項１に係る粉体現像剤噴射式画像形成装置
において、上記導電性部材が金属ローラであることを特
徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る
粉体現像剤噴射式画像形成装置における画像作成部１０
の概略構成を示す。画像形成部１０は、導電性の材料か
らなる現像剤担持ローラ（現像剤担持体）１２と現像剤
担持ローラ１２に近接した現像剤供給ローラ１３とを有
し、現像剤供給ローラ１３から現像剤担持ローラ１２に
粉末の現像剤１８が供給されるようになっている。現像
剤担持ローラ１２は矢印１４で示す方向に回転自在に支
持されている。また、現像剤担持ローラ１２は、第１の
バイアス電源１６に接続され、所定の電圧（本実施形態
では負極性のバイアス電圧Ｖ_B1）が印加できるようにし
てある。また、現像剤担持ローラ１２の外周に担持され
た現像剤１８は、所定の極性（本実施形態では負極）に
帯電されている。

【００１０】現像剤担持ローラ１２の近傍には、この現
像剤担持ローラ１２と所定の間隔をあけて背面電極ロー
ラ（背面電極）２０が、現像剤担持ローラ１２と平行に
設けてある。背面電極ローラ２０は矢印２２で示す方向
に回転自在に支持されている。また、背面電極ローラ２
０は第２のバイアス電源２４に接続され、所定の電圧
（本実施形態では正極性のバイアス電圧Ｖ_B2）が印加で
きるようにしてある。バイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2の値は、
現像剤担持ローラ１２と背面電極ローラ２０との電位差
によってそれらの間に形成される電界により、現像剤担
持ローラ１２に担持されている負極帯電現像剤１８が背
面電極ローラ２０に向けて吸引されるが、その吸引力だ
けでは現像剤１８が現像剤担持ローラ１２から分離しな
いように調節されている。

【００１１】現像剤担持ローラ１２と背面電極ローラ２
０との間には隔壁２６が配置されている。現像剤担持ロ
ーラ１２と隔壁２６の間隔Ｌ₁は、現像剤担持ローラ１
２に保持されている現像剤１８が隔壁２６との接触によ
り掻き取られないように、両者の間に僅かの隙間を設け
るか、または両者の接触圧を最小限に抑えるように設定
する。他方、背面電極ローラ２０と隔壁２６の間隔Ｌ₂
は、これらの間を記録媒体２８（例えば、紙、樹脂フィ
ルム）が通過できるとともに、後に説明するように、こ
の記録媒体２８に付着した現像剤１８が隔壁２６と接触
しない程度の空間３０が形成されるように設定する。

【００１２】隔壁２６は非導電性材料からなる薄い板で
形成されている。図１、２に示すように、隔壁２６の一
部、すなわち現像剤担持ローラ１２と背面電極ローラ２
０とが対向する領域（印刷領域３２）に含まれる部分に
は、この隔壁２６を貫通する複数の円形孔３４が、現像
剤担持ローラ１２の中心軸と平行な線上に、所定の間隔
をあけて形成されている。隔壁２６の内部または表面に
は、各孔３４を囲むように、リング状の個別電極３６が
設けてある。個別電極３６は電源回路３７を介してコン
トローラ（画像制御部）３８に接続されている。このコ
ントローラ３８は、画像形成装置で作成する画像に対応
した信号を受け、電源回路３７に信号を送り、この信号
に基づいて電源回路３７が各個別電極３６にパルス電圧
４０を印加するようにしてある。

【００１３】孔３４の現像剤搬送方向上流側には、現像
剤担持ローラ１２の軸と平行な軸４２周りに回転自在に
保持された金属ローラ４４が設けてあり、この金属ロー
ラ４４は、一端を支持部材４６に固定し他端を軸４２に
接続したばね４８によって、現像剤担持ローラ１２に接
触するように付勢されている。また、金属ローラ４４
は、第３のバイアス電源５０によって現像剤１８と同極
性（本実施例では負極性）の電圧が印加されている。

【００１４】したがって、現像剤担持ローラ１２に保持
された現像剤層１８は、金属ローラ４４によって物理的
に押圧されるとともに、金属ローラ４４と現像剤１８と
の電気的反発力によって電気的に押圧される。その結
果、金属ローラ４４との接触部分を通過した現像剤層１
８の密度が高くなる。

【００１５】上記のように構成された画像作成部１０の
画像作成動作時、記録媒体２８が印刷領域３２に運ばれ
ると、この記録媒体２８と同期を取ったコントローラ３
８からの信号を受けて、電源回路３７が個別電極３６に
パルス４０（ここでは正極性）を印加する。

【００１６】その結果、個別電極３６とこれに対向する
現像剤担持ローラ部分との間には、この現像剤担持ロー
ラ部分に保持されている高密度の負極性現像剤１８を背
面電極ローラ２０に向けて付勢する新たな電界が形成さ
れる。この新たに形成された電界は、すでに第１と第２
のバイアス電源１６、２４により現像剤担持ローラ１２
と背面電極ローラ２０との間に形成されている電界と相
俟って、現像剤担持ローラ部分に担持されている押圧さ
れた一群の現像剤１８を現像剤担持ローラ１２からブロ
ック状に分離し、飛翔させる。

【００１７】飛翔した現像剤の集団は、対応する孔３４
を通り、高密度であるがゆえに分散することなく、この
孔３４に対向する記録媒体部分に付着して、孔３４の形
状にほぼ近い円形のドット５２を形成する。そして、こ
のようにして形成された多数のドットの集合により目的
の画像が作成される。なお、記録媒体２８に付着した現
像剤は記録媒体２８と共に図示しない定着工程に運ば
れ、そこで加熱溶融されて記録媒体２８に固定される。

【００１８】なお、特開平７−３２６４０号には、孔に
関して現像剤搬送方向上流側の個別電極部分のさらに上
流側に、現像剤担持ローラの軸に平行な直線状の電極を
設けるとともに、この電極に現像剤と同極性の電圧を印
加する手段が開示されている。しかし、この発明は、孔
の現像剤搬送方向上流側の隔壁に現像剤が付着しないよ
うにするものであり、現像剤を現像剤担持ローラに押し
付けてこの現像剤を高密度化することはできない。これ
に対し、本発明では、現像剤１８と同極性の電圧を印加
する導電性部材４４を、直接現像剤層１８に押圧してい
るので、印刷領域３２に搬送される現像剤１８を十分に
高密度化することができる。

【００１９】以上の説明は本発明の一実施形態に関する
ものであって、本発明は種々改変可能である。例えば、
金属ローラ４４の代わりに、導電性ブレードなど現像剤
ローラ１２に接触するとともに現像剤１８と同極性の電
圧を印加できる導電性部材であればどのようなものでも
よい。しかしながら、導電性部材と現像剤担持体１２と
の摩擦をできる限り小さくするために、回転自在の金属
ローラ４４が好適である。

【００２０】また、金属ローラ４４の表面を絶縁体又は
半導体でコーティングすることによって、帯電した現像
剤層１８に対する金属ローラ４４からの電荷注入が起き
ないようにするのが好適である。

【００２１】また、現像剤担持ローラ１２と背面電極ロ
ーラ２０に印加するバイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2の極性及び
大きさ、金属ローラ４４に印加するバイアス電圧の大き
さ、現像剤１８の極性は、以上に説明した現像剤の飛翔
に悪影響を与えない範囲で変更できる。

【００２２】さらに、現像剤担持体、背面電極はローラ
に限るものでなく、ベルト、剛性の板であってもよい。
要するに、現像剤担持体は現像剤１８を担持できる部材
であればよく、背面電極は、現像剤担持体と協働して、
現像剤担持体に保持されている現像剤１８を背面電極に
向けて吸引できることができるものであればよい。

【００２３】さらにまた、隔壁２６に形成する孔３４は
複数列設けてもよいし、その配置形態は千鳥状態であっ
てもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る画像形成装置では、現像剤
担持ローラに保持された現像剤層の密度を高くすること
によって、現像剤担持ローラから飛翔する現像剤群をブ
ロック状にし、その結果、飛翔する現像剤群が広がら
ず、記録媒体に形成されるドットの大きさと形状を所望
のものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置の画像形成部を模
式的に表した断面図。

【図２】 隔壁に形成した孔の配置を示す平面図。

【符号の説明】

１０：画像形成部、１２：現像剤担持ローラ（現像剤担
持体）、１６：第１のバイアス電源、１８：現像剤、２
０：背面電極ローラ（背面電極）、２４：第２のバイア
ス電源、２６：隔壁、２８：記録媒体、３４：孔、３
６：個別電極、３７：電源回路、３８：コントローラ、
４０：パルス、４４：金属ローラ、４６：支持部材、４
８：ばね、５０：第３のバイアス電源。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ） 荷電性の粉体現像剤を担持し、
   この現像剤を所定の方向に搬送する現像剤担持体と、
   （ｂ） 非導電性材料からなり、現像剤担持体と所定の
   間隔を置いて対向し、現像剤担持体に近接する領域に複
   数の貫通孔を有する隔壁と、（ｃ） 貫通孔の近傍に配
   置された個別電極と、（ｄ） 個別電極の現像剤搬送方
   向上流側に且つ現像剤と接触して配置され、現像剤と同
   極性の電圧が印加されることにより、現像剤を現像剤担
   持体に対し押圧する導電性部材と、（ｅ） 画像信号に
   基づいて個別電極に電圧を印加し、現像剤担持体から貫
   通孔を介して隔壁を通過する方向に現像剤を付勢する電
   界の強度を変えることにより、貫通孔に対向した現像剤
   担持部分に保持されている現像剤を貫通孔を介して飛翔
   させ、隔壁を挟んで現像剤担持体の反対側にある記録媒
   体に付着させる出力部とを有することを特徴とする粉体
   現像剤噴射式画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記導電性部材が金属ローラであること
   を特徴とする請求項１の粉体現像剤噴射式画像形成装
   置。