JP2000177163A - 粉末現像剤噴射式画像形成装置 - Google Patents

粉末現像剤噴射式画像形成装置

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JP2000177163A
JP2000177163A JP35746898A JP35746898A JP2000177163A JP 2000177163 A JP2000177163 A JP 2000177163A JP 35746898 A JP35746898 A JP 35746898A JP 35746898 A JP35746898 A JP 35746898A JP 2000177163 A JP2000177163 A JP 2000177163A
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JP
Japan
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back electrode
electric field
hole
image forming
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JP35746898A
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Oichi Sano
央一 佐野
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドット形成に必要な量の現像剤を複数段階に
分けて貫通孔を通過させることにより、貫通孔の目詰ま
りを防止する現像剤噴射式画像形成装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る現像剤噴射式画像形成装置
は、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に向けて付勢する第1の電界を形成する第1
の出力部と、個別電極36に電圧を印加することによ
り、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に向けて付勢するとともに、第1の電界との
協働により貫通孔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、第
2の電界を形成する第2の出力部とを有し、第1の出力
部を、第1の電界と第2の電界に基づく現像剤18の飛
翔開始から飛翔終了までの間に、第1の電界を弱めるよ
うに設定する。

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
持されている粉末現像剤(例えばトナー)を電気的な力
により飛翔させて記録媒体に付着させる、粉末現像剤噴
射式画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】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、荷電性の現像剤を担持するロ
ーラと、このローラに所定の間隔を置いて対向する背面
電極と、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とを有する。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する空間が形成されている。隔壁
は、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に基づいて、個別電極にパルス電
圧が印加される。この電圧は、ローラに担持されている
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、パルス電圧の印加により生じる付勢力と、
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、パルス電圧が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
的の画像が形成される。
【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、貫通孔の内面に現像剤が付着し、その
量が次第に多くなると記録媒体上に形成されるドットの
径が小さくなるという本質的問題がある。また、個別電
極に電圧パルスが印加されると、大量の現像剤が一時に
貫通孔に入り、その結果、貫通孔が詰まってしまう危険
性が高い。
【0005】このような事情から、本発明は、ドット形
成に必要な量の現像剤を複数段階に分けて貫通孔を通過
させることにより、貫通孔の目詰まりを防止する現像剤
噴射式画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1に係る現像剤噴射式画像形成装置
は、(a) 荷電性の粉末現像剤を担持する現像剤担持
体と、(b) 現像剤担持体と所定の距離を置いて対向
する背面電極と、(c) 現像剤担持体と背面電極との
間に配置され、これら現像剤担持体と背面電極の対向す
る領域に少なくとも1つの貫通孔を有し、背面電極との
間に記録媒体の通過できる空間を形成する、絶縁材料か
らなる隔壁と、(d) 貫通孔の近傍に配置された個別
電極と、(e) 現像剤担持体に担持されている現像剤
を背面電極に向けて付勢する第1の電界を形成する第1
の出力部と、(f) 個別電極に電圧を印加することに
より、現像剤担持体に担持されている現像剤を背面電極
に向けて付勢するとともに、第1の電界との協働により
貫通孔を介して飛翔させ、隔壁と背面電極との間にある
記録媒体に付着させる、第2の電界を形成する第2の出
力部とを有し、 第1の出力部が、第1の電界と第2の電界に基づく現像
剤の飛翔開始から飛翔終了までの間に、第1の電界を弱
めるように設定されていることを特徴とするものであ
る。
【0007】
【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を有す
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、バイアス電圧
B1が印加できるようにしてある。現像剤担持ローラ1
2の外周には粉体の現像剤18が担持されており、この
現像剤18は所定の極性(本実施形態では負極性とす
る。)に帯電されている。
【0008】現像剤担持ローラ12の下方には、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、バイアス電圧
B2が印加できるようにしてある。
【0009】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。
【0010】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は第3のバイアス電源38に接続
され、バイアス電圧VB3が印加できるようにしてある。
【0011】バイアス電源16、24、38はコントロ
ーラ(CPU)40に接続されており、コントローラ4
0から出力される信号に応じて、以下に詳細に説明する
ように、それぞれの出力(バイアス電圧VB1,VB2,V
B3)を調整するように構成されている。
【0012】このように構成された画像作成部10の画
像作成動作について説明する。現像剤担持ローラ12、
背面電極ローラ20は、それぞれ矢印14、矢印22方
向に一定の速度で回転する。画像信号が未入力状態で、
コントローラ40はバイアス電源16、24、38にそ
れぞれ所定の信号を出力する。この信号に対応して、バ
イアス電源16と24は、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をそれぞれVB1
=V1(例えば−100V)、VB2=V20(例えば0
V)に設定する〔図3(a)、(b)、図4(a)参
照〕。また、バイアス電源38は、個別電極36に印加
するバイアス電圧VB3をV30(例えば−70V)に設定
する[図3(c)参照]。このように設定すると、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E1により、現像剤担持
ローラ12に担持されている負極性帯電現像剤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。
【0013】記録媒体28が印刷領域32に運ばれ、さ
らに、画像信号が入力されると、コントローラ40は作
成すべき画像の各画素に対応して、バイアス電源VB2
B3に所定の信号を出力する。この信号を受信すると、
背面電極ローラ20に印加するバイアス電圧VB2をV20
(0V)からV21(例えば+1000V)、個別電極3
6に印加するバイアス電圧VB3をV30(−70V)から
31(例えば+450V)に切り替える。これにより、
現像剤担持ローラ12から背面電極ローラ20に向かっ
て大きな電界E2(>E1)が形成される。これにより、
対応する貫通孔34に対向する現像剤担持ローラ部分に
保持されている現像剤18には現像剤担持ローラ12か
ら分離するだけのクーロン力が作用し、表層側にある現
像剤18a〔図5(a)(i)、(ii)参照〕から、
現像剤担持ローラ12より分離する。
【0014】この大きな電界E2の形成される時間は限
られており、図3における時刻t0から時刻t1までであ
る。時刻t1になると、バイアス電源24から背面電極
ローラ20に印加されるバイアス電圧VB2が、V21(+
1000V)からV20(0V)に低下する。バイアス電
源38から個別電極36に印加するバイアス電圧VB3
現状(V31=+450V)を維持する。これにより、現
像剤担持ローラ12から背面電極ローラ20に向かって
形成される電界はE2からE3に低下する〔図4(b)、
(c)〕。その結果、この時点で貫通孔34に対向する
現像剤担持ローラ部分に残っている現像剤18bには現
像剤担持ローラ12から分離するだけのクーロン力が作
用せず、現像剤担持ローラ12に保持される。そのた
め、既に現像剤担持ローラ12から分離している現像剤
18aと残りの現像剤18bとが分かれる。
【0015】この状態は時刻t1から所定時間後の時刻
2まで維持される。時刻t2になると、バイアス電源2
4から背面電極ローラ20に印加されるバイアス電圧V
B2が、V20(0V)からV21(+1000V)に上昇す
る。バイアス電源38から個別電極36に印加するバイ
アス電圧VB3は現状(V31=+450V)を維持する。
これにより、現像剤担持ローラ12から背面電極ローラ
20に向かって大きな電界E2(>E3)が再び形成され
〔図4(b)参照〕、残りの現像剤18bにはこれを現
像剤担持ローラ12から分離するクーロン力が作用し、
現像剤18bは先に分離した現像剤18aの後を追って
現像剤担持ローラ12から分離する〔図5(iii)参
照〕。
【0016】この状態は時刻t2から所定時間後の時刻
3まで維持される。この間、現像剤担持ローラ12か
ら分離した現像剤18a、18bは貫通孔34を通り
〔図5(iv)参照〕、この貫通孔34に対向する記録
媒体部分に付着してドットを形成する。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。
【0017】以上のように背面電極ローラ20と個別電
極36に印加するバイアス電圧VB2、VB3を切り替える
ことにより、現像剤担持ローラ12から分離した現像剤
18a、18bは貫通孔34に詰まることなくそこを通
過する。これに対して、時刻t0から時刻t3までの間、
背面電極ローラ20のバイアス電圧VB2を一定に維持し
た場合、図5(b)に示すように、現像剤18aと18
bが一緒に塊となって現像剤担持ローラ12から分離す
る。その結果、対応する貫通孔34には一時に大量の現
像剤18が侵入し、この貫通孔34に詰まる恐れがあ
る。また、貫通孔34に現像剤18が詰まると、この貫
通孔34に対応するドットが作成されないか、またはそ
のドット径が著しく小さくなり、目的の濃度の画像が得
られない。しかし、上述のように、本発明によれば、貫
通孔34に現像剤18が詰まることはないので、目的の
濃度の画像が安定して得られる。
【0018】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、
図3(d)に示すように、背面電極ローラ20に印加す
るバイアス電圧VB2は、時刻t1から時刻t2までの時間
だけV21からV20に低下し、画像形成に係わるその他の
時間帯は常時高い電圧V21に設定しておくようにしても
よい。この場合も、現像剤18の飛翔は個別電極36に
印加するバイアス電圧VB3により調整されるので、特に
問題はない。
【0019】また、図6に示すように、個別電極36に
対応する第2の個別電極42を隔壁26に設け、背面電
極ローラ20に印加するバイアス電圧VB2を一定に維持
しておき、第2の個別電極42に対して、個別電極36
に印加するバイアス電圧VB3の上昇(時刻t0)から低
下(時刻t3)までの間の時刻t1に低下し、時刻t2
上昇するバイアス電圧を、第2の個別電極42に対応す
る第4のバイアス電源44から印加することで、上述の
実施形態と同様の作用効果が得られる。
【0020】以上に説明した実施形態及びその他の実施
形態では、時刻t0から時刻t3までの間に一回だけバイ
アス電圧VB2又はVB3を低下・上昇するものとしたが、
その低下・上昇は複数回おこなってもよい。この場合、
現像剤は低下・上昇の回数に応じて複数段階にわたって
現像剤担持ローラ12から分離し、貫通孔34への詰ま
りが解消される。
【0021】その他、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。
【0022】また、隔壁26に形成する孔は複数列設け
てもよいし、その配置形態は千鳥状態であってもよい。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る画像形成装置によれば、ド
ット形成に必要な量の現像剤を多段階に分けて貫通孔を
通過させることにより、貫通孔の目詰まりを防止するこ
とができ、目的の大きさのドットにより所望濃度の画像
を得ることができる。
【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。
【図3】 現像剤担持ローラ、背面電極ローラ、個別電
極に印加するバイアス電圧の波形図。
【図4】 現像剤担持ローラと背面電極ローラの間に形
成される電界の様子を示す図。
【図5】 図5(a)は本発明に係る画像形成装置にお
いて現像剤が現像剤担持ローラから分離する様子を示す
図、図5(b)は従来の画像形成装置において現像剤が
現像剤担持ローラから分離する様子を示す図。
【図6】 本発明の他の実施形態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。
【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、38:第3のバイアス電源、40:コン
トローラ、42:第2の個別電極、44:第4のバイア
ス電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) 荷電性の粉末現像剤を担持する
    現像剤担持体と、(b) 現像剤担持体と所定の距離を
    置いて対向する背面電極と、(c) 現像剤担持体と背
    面電極との間に配置され、これら現像剤担持体と背面電
    極の対向する領域に少なくとも1つの貫通孔を有し、背
    面電極との間に記録媒体の通過できる空間を形成する、
    絶縁材料からなる隔壁と、(d) 貫通孔の近傍に配置
    された個別電極と、(e) 現像剤担持体に担持されて
    いる現像剤を背面電極に向けて付勢する第1の電界を形
    成する第1の出力部と、(f) 個別電極に電圧を印加
    することにより、現像剤担持体に担持されている現像剤
    を背面電極に向けて付勢するとともに、第1の電界との
    協働により貫通孔を介して飛翔させ、隔壁と背面電極と
    の間にある記録媒体に付着させる、第2の電界を形成す
    る第2の出力部とを有し、 第1の出力部が、第1の電界と第2の電界に基づく現像
    剤の飛翔開始から飛翔終了までの間に、第1の電界を弱
    めるように設定されていることを特徴とする粉体現像剤
    噴射式画像形成装置。
JP35746898A 1998-12-16 1998-12-16 粉末現像剤噴射式画像形成装置 Pending JP2000177163A (ja)

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