JP2000238313A - 粉体現像剤噴射式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各貫通孔を通じて飛翔する現像剤の量を一定
に保ち、所望濃度の画像を得ることができる粉体現像剤
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を印加すると、
現像剤担持体１２に保持されている現像剤１８は隔壁２
６の貫通孔３４を介して飛翔し、隔壁２６と背面電極２
０との間にある記録媒体２８に付着する。また、現像剤
担持体１２と隔壁２６との間に、貫通孔３４の近傍から
現像剤担持体１２の現像剤搬送方向に関して上流側に伸
びた導電性材料からなるシールド部材５０を設け、この
シールド部材５０と現像剤担持体１２とをほぼ同電位に
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、荷電性の粉体現像
剤を電気的な力で飛翔させて記録媒体に付着させること
で画像を作成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記画像形成装置の一態様として、米国
特許第５、４７７、２５０号公報に開示されているもの
がある。この画像形成装置は、荷電性の粉末現像剤を担
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、各個別電極が駆動電
源に接続されている。

【０００３】この画像形成装置によれば、作成すべき画
像に基づく画像信号に対応した電圧が駆動電源から個別
電極に印加される。このとき、印加電圧は、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。したがって、この印加電圧
により生じる電界の付勢力と、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、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、この画
像形成装置では、各個別電極は対応するリード部を介し
て駆動電源に接続されており、駆動電源からリード部を
介して電圧が印加される。したがって、画像信号に対応
した電圧（現像剤を背面電極に向けて付勢する極性を有
する。）が個別電極に印加されると、リード部とこれに
対向する現像剤担持ローラ部分との間に強い電界が形成
され、この部分にその周囲にある現像剤が集まり、現像
剤担持ローラ上に現像剤の濃淡部分を生じる。そのため
に、貫通孔に対向する位置に到達した現像剤担持ローラ
部分から各貫通孔を介して飛翔する現像剤量が貫通孔ご
とに異なり、所望の画質が得られないという問題があ
る。

【０００５】特に、図５のように貫通孔１００を千鳥状
に複数列配置した場合、現像剤搬送方向に関して上流側
のリード部１０２に現像剤が矢印のように引き寄せら
れ、リード部１０２に対向する現像剤担持ローラ部分同
士の間に存在する現像剤量が減少する。このため、上流
側の貫通孔１００ａに供給される現像剤量に比べて、下
流側の貫通孔１００ｂへの現像剤供給量が少なくなる。

【０００６】そこで、本発明は、各貫通孔を通じて飛翔
する現像剤の量を一定に保ち、所望濃度の画像を得るこ
とができ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】このような目的を達成す
るために、請求項１に係る画像形成装置は、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、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、隔壁に設けられ
た、各貫通孔の近傍に位置する電極とこの電極に接続さ
れたリード部と、リード部に接続された画像信号の出力
部と、出力部の出力を調整し、電極と現像剤担持体との
間の電界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画像形成装置において、現像剤担持
体と隔壁との間に、貫通孔の近傍から現像剤担持体の現
像剤搬送方向に関して上流側に伸びた導電性材料からな
るシールド部材を設け、このシールド部材を所定電位に
保持したことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る画像形成装置は、請求項１
の画像形成装置において、前記シールド部材は、現像剤
担持体とほぼ同電位に設定されていることを特徴とする
ものである。

【０００９】請求項３に係る画像形成装置は、請求項１
の画像形成装置において、シールド部材が現像剤担持体
に担持されている現像剤と接触していることを特徴とす
るものである。

【００１０】

【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
らなるローラ状の現像剤担持体１２を有する。現像剤担
持体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、現像剤担持体１２は、第１のバイアス電源
１６に接続され、所定の電圧（ここ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。現像剤担持
体１２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（ここでは負極性）に帯電
されている。

【００１１】現像剤担持体１２の下方には、この現像剤
担持体１２と所定の間隔をあけてローラ状の背面電極２
０が、現像剤担持体１２と平行に設けてある。背面電極
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２０は第２のバイアス電源２４に接
続され、所定の電圧（ここ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、現像剤担持体１２と背面電極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
担持体１２に担持されている負極帯電現像剤１８が背面
電極２０に向けて吸引されるが、その吸引力だけでは現
像剤１８が現像剤担持体１２から分離しないように調節
されている。

【００１２】現像剤担持体１２と背面電極２０との間に
は隔壁２６が配置されている。現像剤担持体１２と隔壁
２６の間隔Ｌ₁は、現像剤担持体１２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程
度の僅かの隙間が形成されるように設定する。他方、背
面電極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。

【００１３】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体１２と背面電極２０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、現像剤担持体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。各個別
電極３６は、個別電極３６に対し現像剤担持体１２の回
転方向（すなわち現像剤１８の搬送方向）に関し個別電
極３６の上流側に配置され、且つ現像剤担持体１２の中
心軸に略垂直に並んだリード部３７を介して、コントロ
ーラ（画像制御部）３８に接続され、このコントローラ
３８から各個別電極３６に画像信号に対応したパルス電
圧４０が印加できるようにしてある。

【００１４】画像形成部１０の孔３４周辺領域の拡大図
である図３に最もよく示されているように、現像剤の搬
送方向に関して孔３４の上流側に板状の導電性スペーサ
５０が配置されており、その先端部５４が現像剤担持体
１２に保持されている現像剤層５６に接触し、現像剤層
５６の厚さを均一にするようになっている。スペーサ５
０は、図２のようにリード部３７上方を覆うとともに、
孔３４の上流側の個別電極部分５２上方に達するまで伸
びており、その先端部５４と孔３４との距離Ｌ ₃は、個
別電極部分５２と孔３４との距離をＬ₄としたときにＬ₃
がＬ₄以下であるように設定されている。また、スペー
サ５０には、現像剤担持体１２の電位Ｖ_B1と等しくなる
ように、第１のバイアス電源１６に接続されている。

【００１５】こ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と同期を取って、コントローラ３
８より個別電極３６にパルス４０（ここでは正極性）が
印加される。これにより、個別電極３６とこれに対向す
る現像剤担持体部分との間には、この現像剤担持体部分
に保持されている負極性現像剤１８を背面電極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により現像剤担持体１２と背面電極２０との間に形
成されている電界と相俟って、現像剤担持体部分に担持
されている一群の現像剤１８を現像剤担持体１２から分
離し、飛翔させる。

【００１６】飛翔した現像剤の集団は対応する孔３４を
通り、この孔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】上記実施例では、スペーサ５０は所定電位
に保持されており電気的なシールド作用を有するため、
上述した個別電極３６へのパルス電圧印加時、現像剤担
持体１２に保持されている現像剤１８はリード部３７に
生じる電界の影響を受けない。よって、画像形成部１０
に均一でむらのない現像剤層５６を供給することができ
る。

【００１８】また、スペーサ５０と現像剤担持体１２と
の間には、現像剤１８をスペーサ５０側に引き寄せる電
界が生じていないため、現像剤１８が現像剤担持体１２
によって搬送されている最中にスペーサ５０に不要に付
着するようなことはない。従って、現像剤１８がスペー
サ５０に固着することが有効に防止され、装置の長寿命
化に貢献する。

【００１９】更に、スペーサ５０と現像剤担持体１２と
は電位差がないので、両者間に電界が生じておらず搬送
中の現像剤１８が不要な電気的影響を受けることもな
い。

【００２０】また、スペーサ５０は、孔３４の上流側の
個別電極部分５２よりも孔３４の近くに配置されている
ので、現像剤１８が現像剤担持体１２から分離し孔３４
を通過する際に、個別電極部分５２上方の隔壁２６表面
に現像剤１８が付着・堆積する問題を避けることができ
る。

【００２１】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、
導電性スペーサ５０の先端部に、現像剤層５６の厚さを
均一にするブレードを設けることで、スペーサ全体の厚
さを小さくしてもよい。

【００２２】さらに、現像剤担持体１２、背面電極２０
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。

【００２３】また、現像剤担持体１２、背面電極２０、
スペーサ５０の極性、電位の設定は使用する現像剤１８
の帯電極性、帯電量等の特性や、各部材間の距離によっ
て適宜設定すればよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る画像形成装置では、現像剤
担持体１２と隔壁２６との間に、孔３４の近傍から現像
剤担持体１２の現像剤搬送方向に関して上流側に伸び、
所定電位に保持した導電性部材５０を設けることによっ
て、リード部３７に生じる電界の影響による現像剤層５
６の濃淡差が生じず、孔３４に対向する位置に達した現
像剤担持体１２から分離される現像剤の量を一定に保
ち、その結果、記録媒体２８上にむらのない良質の画質
を得ることができる。

【００２５】また、画像導電性部材５０を現像剤担持体
１２と同電位の導電性部材５０を設けることによって、
両者間に電界が生じることはなく、搬送途中の現像剤１
８に不要な電気的影響を与えることを防止できる。例え
ば、搬送途中の現像剤１８が導電性部材５０に電気的に
引き寄せられて付着したり、この付着した現像剤１８が
導電性部材５０に固着したりするといった不都合を未然
に防止することができる。

【００２６】このような画像形成装置は、リード部３７
に対向する現像剤担持領域とこれらの部分の間の現像剤
担持領域との濃淡差がないので、図４に示すような隔壁
２６に形成する孔３４を千鳥状に複数列設けた場合にお
いても、各貫通孔３４を介して飛翔する現像剤の量を一
定に保つことができる。

【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
式的に表わした断面図。

【図２】 隔壁に形成した孔と本発明に係るスペーサと
の配置を示す平面図。

【図３】 本発明に係る画像形成装置の画像形成部にお
ける孔周辺の拡大断面図。

【図４】 孔を千鳥状に配置したときの孔及びリード部
の配置を示す平面図。

【図５】 孔を千鳥状に配置したときの孔及びリード部
の配置を示す平面図。

【符号の説明】

１０：画像形成部、１２：現像剤担持体、１６：第１の
バイアス電源、１８：現像剤、２０：背面電極、２４：
第２のバイアス電源、２６：隔壁、２８：記録媒体、３
４：孔、３６：個別電極、３７：リード部、３８：コン
トローラ、４０：パルス電圧、５０：スペーサ、１０
０：貫通孔、１０２：リード部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C162 AE25 AE31 AE74 AE84 AH59 CA02 CA12 CA24 2H029 AB16 AD04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 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、 隔壁に設けられた、各貫通孔の近傍に位置する電極とこ
   の電極に接続されたリード部と、 リード部に接続された画像信号の出力部と、 出力部の出力を調整し、電極と現像剤担持体との間の電
   界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
   に付着させる画像形成装置において、 現像剤担持体と隔壁との間に、貫通孔の近傍から現像剤
   担持体の現像剤搬送方向に関して上流側に伸びた導電性
   材料からなるシールド部材を設け、 このシールド部材を所定電位に保持したことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記シールド部材は、現像剤担持体とほ
   ぼ同電位に設定されていることを特徴とする請求項１の
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 シールド部材が現像剤担持体に担持され
   ている現像剤と接触していることを特徴とする請求項１
   の画像形成装置。