JP2000263829A - 粉体現像剤噴射式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニング時に現像ローラから剥離した現
像剤を回収する手段を備えた粉体現像剤噴射式画像形成
装置を提供する。 【解決手段】 隔壁４６の貫通孔５４と現像ローラ２６
との距離を一定に保つように、隔壁４６の現像ローラ側
表面に現像ローラ２６と接触するようなスペーサ６４を
配置する形態の粉体現像剤噴射式画像形成装置におい
て、クリーニングのために隔壁４６を振動させると、こ
の振動がスペーサ６４を介して現像ローラ２６に伝わ
り、その結果、現像ローラに担持された現像剤１８の一
部が現像ローラ２６から剥離する可能性がある。本発明
では、現像ローラ２６の現像剤担持面の少なくとも一部
に対向して導電性部材７０を配置し、非印字時に導電性
部材７０から現像ローラ２６に向かう方向に現像剤１
８’を付勢する電界を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、隔壁に形成された
複数の貫通孔を介して粉体現像剤を噴射し、記録媒体に
現像剤を付着させることにより記録媒体上に画像を形成
す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
体現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に所
定の間隔を置いて対向する背面電極と、現像剤担持体上
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。現像剤担持体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
持体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
体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、現像剤担持体と背面電極との
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
像剤担持体から分離し、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】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、貫通孔の周辺及び内面に現像剤が付着し、印字を継
続することでその量が次第に多くなって記録媒体上に形
成されるドットの径が小さくなるという問題がある。こ
のため、貫通孔の周辺及び内面に付着した現像剤を除去
する必要があり、これは、まず例えば隔壁を振動させる
ことにより貫通孔の周辺及び内面に付着した現像剤を移
動させ、その後、移動させた現像剤を適当な手段によっ
て回収することにより行われる。

【０００５】他方、隔壁の貫通孔と現像剤担持体との距
離を一定に保つように、隔壁の現像剤担持体側表面に現
像剤担持体と接触するようなスペーサを配置する形態の
画像形成装置が知られている。そして、こうした形態の
画像形成装置において、クリーニングのために隔壁を振
動させると、この振動がスペーサを介して現像剤担持体
に伝わり、その結果、現像剤担持体に担持された現像剤
の一部が現像剤担持体から剥離する可能性がある。

【０００６】そこで、本発明は、クリーニング時に現像
剤担持体から剥離した現像剤を回収する手段を備えた粉
体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。

【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に係る粉体現像剤噴射式画像形成装
置は、導電性材料からなり、荷電性の粉体現像剤を担持
する担持面を有し、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、貫通孔の近傍に配
置された個別電極と、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シート上に付着させる出力部
とを有する粉体現像剤噴射式画像形成装置において、さ
らに、現像剤担持体の現像剤担持面の少なくとも一部に
対向して配置された導電性部材と、非印字時に導電性部
材から現像剤担持体に向かう方向に現像剤を付勢する電
界を発生させる電界発生手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【０００８】

【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
カラー画像形成装置１の概略構成を示す。画像形成装置
１は、記録媒体２（例えば、紙、樹脂フィルム）を収容
する収容部３を有する。収容部３に積層された記録媒体
の最上シート２は、収容部３の上方に配置された供給ロ
ーラ４に接触しており、供給ローラ４の回転によって収
容部３から図の点線に沿って転写ローラ６まで送り出さ
れるようになっている

【０００９】転写ローラ６の近傍には一対のタイミング
ローラ７が設けてあり、画像信号を受けて図示の方向に
回転し、記録媒体２を転写ローラ６に送り出すようにな
っている。

【００１０】また、記録媒体の搬送経路を挟んで転写ロ
ーラ６の反対側には画像作成部８が設けてあり、後で述
べるように画像作成部の中間転写体（後述）に付着した
現像剤を記録媒体２に転写できるようになっている。

【００１１】記録媒体搬送方向に関して転写ローラ６の
下流側には一対の定着ローラ９を備えた定着部１０及び
記録媒体排出部１１が順次設けてあり、転写ローラ６を
通過した記録媒体２が定着部１０まで運ばれ、そこで、
記録媒体２に付着した現像剤は加熱溶融されて記録媒体
２に固定され、続いて、記録媒体２は定着ローラ９の回
転により記録媒体排出部１１に送り出されるようになっ
ている。

【００１２】画像作成部８は、各色（イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック）用の４つの印刷部１２（１２
Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）と、無端ベルト状の中間
転写体１３とを有する。中間転写体１３は、駆動ローラ
１４ａ、１４ｂによって懸架されるとともに、駆動ロー
ラ１４ａ、１４ｂの回転により矢印の方向に移動するよ
うになっている。駆動ローラ１４ａ、１４ｂのうちロー
ラ１４ａは、中間転写体１３を介して転写ローラ６に軽
く接触するように配置されている。印刷部１２は、中間
転写体１３の移動方向に沿って例えばイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの順に配置されており、後で説明
するように中間転写体１３上に各色の現像剤を付着する
ようになっている。

【００１３】図２は、図１における各印刷部１２の概略
構成を示す。各印刷部１２は、画像形成装置１に着脱可
能に取り付けられたカセット１６を有する。カセット１
６は、粉体のカラー現像剤１８を収容する収容室２０
と、収容室２０の図面左側に配置された供給室２２とを
有しており、この供給室２２のさらに図面左側には、中
間転写体１３に対向して開口部２４が設けてある。ま
た、開口部２４には、導電性材料からなる現像ローラ２
６が配置されている。収容室２０にはアジテータ２８が
回転可能に設けてあり、アジテータ２８の回転により、
収容室２０に収容されている現像剤１８を攪拌するとと
もに供給室２２に移動させるようになっている。供給室
２２には、図示の方向に回転可能な供給ローラ２９と、
現像ローラ２６の近傍において、供給ローラ２９の略接
線方向に且つ供給ローラ２９の回転方向下流側に突き出
したフィルム状の部材３０とが設けてあり、収容室２０
から搬送された現像剤１８が現像ローラ２６に供給され
るようになっている。現像ローラ２６は、図外のモータ
により矢印３１方向に回転駆動可能としてある。また、
現像ローラ２６は、第１のバイアス電源３２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。

【００１４】カセット１６の開口部２４には、現像ロー
ラ上側部分に対向して、ステンレスなどの導電性材料か
らなるブレード３４が取り付けられている。また、この
ブレード３４は、その基部が弾性部材３６で支持されて
いるとともに、その先端部が上記現像ローラ上側部分と
所定の圧力で接触するようになっており、現像ローラ２
６の回転に伴ってブレード先端部を通過する現像剤１８
は、現像ローラ２６外周面に均一な薄層を形成するとと
もに所定の極性（本実施形態では負極性）に摩擦帯電す
る。さらに、ブレード３４は所定のバイアス電圧が印加
されており、このバイアス電圧と現像ローラ２６のバイ
アス電圧Ｖ_B1との電位差により現像剤１８の帯電量を変
えることができる。

【００１５】カセット１６の開口部２４にはさらに、現
像ローラ下側部分に対向して、例えば発泡ウレタンから
なる弾性層の表面にシリコンゴムシートを設けたシール
部材３８が取り付けられており、このシール部材３８
は、上記現像ローラ下側部分と接触している。また、シ
ール部材３８は所定のバイアス電圧が印加されており、
現像ローラ２６に担持された現像剤１８のうち、中間転
写体１３に対向する領域を通過し且つ後述の画像作成時
に使用されなかった現像剤１８をカセット１６内に収容
する際に、それらの現像剤１８の除電を行うようになっ
ている。

【００１６】中間転写体１３を挟んで現像ローラ２６の
反対側には、現像ローラ２６に対向して背面電極ローラ
（背面電極）４０が、現像ローラ２６と平行に設けてあ
る。背面電極ローラ４０は矢印４２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４０は第２
のバイアス電源４４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_B2の値は、現像ローラ２６と
背面電極ローラ４０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、現像ローラ２６に担持されている
負極帯電現像剤１８が背面電極ローラ４０に向けて吸引
されるが、その吸引力だけでは現像剤１８が現像ローラ
２６から分離しないように調節されている。

【００１７】現像ローラ２６と背面電極ローラ４０との
間には、非導電性材料からなるフレキシブルな薄膜状の
隔壁４６が配置されており、フレーム４８ａ、４８ｂに
よってその両端部が固定されているとともに図面右側に
伸びている。背面電極ローラ４０と隔壁４６の間隔は、
これらの間を中間転写体１３が通過できるとともに、後
に説明するように、この中間転写体１３に付着した現像
剤１８が隔壁４６と接触しない程度の空間５０が形成さ
れるように設定する。

【００１８】図３、４によく示されるように、隔壁４６
の一部、すなわち現像ローラ２６と背面電極ローラ４０
とが対向する領域５２に含まれる部分には、この隔壁４
６を貫通する複数の孔５４が、現像ローラ２６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４６の内部には、各孔５４を囲むように、リング状
の個別電極５６が設けてある。図２に示されるように、
各個別電極５６は、現像ローラ２６の中心軸に略垂直に
並んだリード部５７（図４）を介して第１の電源回路５
８に接続されている。第１の電源回路５８は、コントロ
ーラ６０に接続されており、このコントローラ６０から
の出力信号に応じて個別電極５６にパルス電圧が印加で
きるようにしてある。

【００１９】図３に最もよく示されるように、現像剤の
搬送方向３１に関して孔５４の上流側であって且つ現像
ローラ２６に対向する隔壁表面には、現像ローラ２６の
中心軸に平行に伸びた、非導電性材料からなる板状のス
ペーサ６４が配置されており、一端が現像ローラ２６の
軸方向に関して均一に現像ローラ２６上の現像剤１８に
接触し、その結果、孔５４周辺の隔壁部分と現像ローラ
２６とのギャップが現像ローラ２６の軸方向に関して略
均一になるようになっている。また、他端がフレーム４
８ａに固定されている。

【００２０】このように構成された画像形成装置による
画像作成動作を説明する。まず、コントローラ６０は、
画像信号を受けて第１の電源回路５８に信号を出力し、
個別電極５６に正極性のパルス電圧が印加される。

【００２１】その結果、個別電極５６とこれに対向する
現像ローラ部分との間には、この現像ローラ部分に保持
されている負極性現像剤１８を背面電極ローラ４０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及び第２のバイアス電源３
２、４４により現像ローラ２６と背面電極ローラ４０と
の間に形成されている電界と相俟って、現像ローラ部分
に担持されている一群の現像剤１８を現像ローラ２６か
ら分離し、飛翔させる。

【００２２】飛翔した現像剤１８の集団は対応する孔５
４を通り、この孔５４に対向する中間転写体部分に付着
してドットを形成する。そして、このようにしてイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で中間転写体１
３上にカラー現像剤１８のドットを重ねて付着させる。
その後、現像剤１８の付着した中間転写体部分は転写ロ
ーラ６まで搬送され、画像信号に同期して転写ローラ６
に搬送された記録媒体２に、現像剤１８が転写される。

【００２３】次に、隔壁４６の孔５４の周辺及び内面に
付着した現像剤１８を除去するための構成、及びクリー
ニング時に現像ローラ２６から剥離した現像剤１８を回
収するための構成を説明する。図２、３に示されるよう
に、スペーサ６４を挟んで隔壁４６の反対側には、圧電
素子６６が、接着剤などの固定部材を用いてスペーサ６
４に連結されており、圧電素子６６の振動がスペーサ６
４（及び隔壁４６）に伝わるようになっている。

【００２４】圧電素子６６は、駆動回路６８を介してコ
ントローラ６０に接続されており、駆動回路６８はコン
トローラ６０からの信号を受けて圧電素子６６に電圧を
印加し、これにより圧電素子６６が振動するようになっ
ている。

【００２５】現像剤１８の搬送方向３１に関して孔５４
の下流側の現像ローラ外周部分に対向して、薄板状の導
電性部材７０が、その一端を容器開口部２４の図面下側
の側壁部分に固定し、他端を隔壁４６の図面下側表面部
分に接触して配置されている。導電性部材７０は、第２
の電源回路７２を介してコントローラ６０に接続されて
おり、第２の電源回路７２はコントローラ６０からの信
号を受けて導電性部材７０に所定の電圧を印加するよう
になっている。

【００２６】次に、クリーニングの動作、及びこのとき
現像ローラ２６から剥離した現像剤１８を回収するため
の動作を説明する。非印字時、コントローラ６０からの
出力信号によって圧電素子６６を振動させる。これによ
りスペーサ６４も振動し、この振動が隔壁４６と現像ロ
ーラ２６に伝達する。隔壁４６の振動により孔５４の周
辺及び内面に付着した現像剤１８を移動させ、その後適
当な手段を用いて除去される。他方、現像ローラ２６の
振動により現像ローラ２６に担持されている現像剤１８
の一部が現像ローラ２６から剥離することもある。

【００２７】クリーニング開始と同時か、あるいは所定
時間経過した後、導電性部材７０に所定の大きさ及び極
性（本実施形態では負極性で且つ絶対値が現像ローラ２
６に印加するバイアス電圧値Ｖ_B1より大きい）を有する
電圧（バイアス電圧でもパルス電圧でもよい）を印加す
る。これにより現像ローラ２６から剥離した現像剤１
８’（図３）は、導電性部材７０から現像ローラ２６に
向かう方向に付勢力を受けて現像ローラ２６の外周面に
戻る。なお、これらの現像剤１８’は、現像ローラ２６
の回転により容器２０内に回収される。

【００２８】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、
上記実施形態では、導電性部材７０に電圧を印加するこ
とにより、導電性部材７０から現像ローラ２６に向かう
方向に現像剤１８’を付勢する構成になっていたが、非
印字時に、現像ローラ２６に印字時とは異なる電圧（す
なわち、現像剤１８が例えば負極性の場合、導電性部材
７０より電位を高くする。）を印加することによっても
同様の効果が得られる。

【００２９】また、導電性部材７０として、現像ローラ
２６に対向する部分にのみ導電性材料をコーティングし
たものを用いてもよい。また、その配置は上記実施形態
に限らず、導電性部材７０を孔５４の近傍にまで配置す
れば、クリーニング時に孔５４の周辺から移動させた現
像剤１８を現像ローラ２６に戻す効果も期待できる。

【００３０】さらに、現像剤１８の搬送方向３１に関し
て孔５４の上流側の現像ローラ外周部分に対向する領域
にも同様に、現像ローラ２６に向かう方向に現像剤１８
を付勢する電界発生手段を設けてもよい。

【００３１】また、隔壁４６としてシリコン、セラミッ
ク、ガラスなどの薄い板を用いてもよい。

【００３２】加えて、現像ローラ２６と背面電極ローラ
４０に印加するバイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2の極性及び大き
さ、現像剤１８の極性は、以上に説明した現像剤１８の
飛翔に悪影響を与えない範囲で変更できる。

【００３３】また、現像剤担持体２６及び背面電極４０
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。

【００３４】さらにまた、隔壁４６に形成する孔５４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。

【００３５】また、上記実施形態では、中間転写体１３
に現像剤１８を一旦付着させた後、記録媒体２に転写す
る構成を取っているが、隔壁４６の孔５４を通過した現
像剤１８を直接記録媒体２に付着させる構成でももちろ
んよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明の粉体現像剤噴射式画像形成装置
によれば、現像ローラ２６に向かう方向に現像剤１８を
付勢する電界を発生させる手段を設けることにより、隔
壁４６のクリーニング時に現像ローラ２６から剥離する
現像剤１８’を、現像ローラ２６に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置を模式的に表した
断面図。

【図２】 本発明に係る画像形成装置の各印刷部を模式
的に表した断面図。

【図３】 各印刷部の孔周辺領域の拡大断面図。

【図４】 隔壁に形成した孔及び個別電極の斜視図。

【符号の説明】

１：画像形成装置、２：記録媒体、３：記録媒体収容
部、４：供給ローラ、６：転写ローラ、７：タイミング
ローラ、８：画像作成部、９：定着ローラ、１０：定着
部、１１：記録媒体排出部、１２：印刷部、１３：中間
転写体、１４：駆動ローラ、１８：現像剤、２０：現像
剤収容室、２２：現像剤供給室、２４：開口部、２６：
現像ローラ、２８：アジテータ、２９：供給ローラ、３
０：フィルム状部材、３２：第１のバイアス電源、３
４：ブレード、３６：弾性部材、３８：シール部材、４
０：背面電極ローラ（背面電極）、４４：第２のバイア
ス電源、４６：隔壁、４８：フレーム、５４：孔、５
６：個別電極、５８：第１の電源回路、６４：スペー
サ、６６：圧電素子、７０：導電性部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性材料からなり、荷電性の粉体現像
   剤を担持する担持面を有し、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、 貫通孔の近傍に配置された個別電極と、 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
   あるシート上に付着させる出力部とを有する粉体現像剤
   噴射式画像形成装置において、さらに、 現像剤担持体の現像剤担持面の少なくとも一部に対向し
   て配置された導電性部材と、 非印字時に導電性部材から現像剤担持体に向かう方向に
   現像剤を付勢する電界を発生させる電界発生手段とを備
   えたことを特徴とする粉体現像剤噴射式画像形成装置。