JP2003118158A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナージェット方式の画像形成装置におい
て、トナー通過孔の目詰まりが発生するのを防止して良
好な画質で画像を形成する。 【解決手段】 移送静電界Ｅの電界中心ＣＥがリング状
の制御電極４３の中心に形成される一方、トナー通過孔
４１はその中心線ＣＡがトナー搬送方向Ｄにおいて電界
中心ＣＥより下流側（図６（ｂ）の右側）を通る位置に
穿設されている。そのため、現像ローラ１２から飛翔し
たトナーＴがトナー搬送方向Ｄへの慣性等によって移送
静電界Ｅの電界中心ＣＥより下流側に逸れて飛翔したと
しても、トナー通過孔４１の内壁面に衝突・付着する頻
度は低いので、トナー通過孔４１の目詰まりが起きにく
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、ファク
シミリ、プリンタ等の画像形成装置、特にトナー担持体
から背面電極へのトナー飛翔を制御することによって複
写紙、転写紙、コピー用紙、記録紙、転写媒体などの受
像体にトナーを付着させて画像形成を行う画像形成装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トナーを用いた画像形成方法としては、
従来よりジャンピング方式のものや、プロジェクション
方式のものが最も広く用いられている。この種の画像形
成方法は、感光体上に画像に対応する静電潜像を形成
し、画像形成剤としてのトナーを現像ローラ等のトナー
担持体から感光体上の静電潜像に付着させてトナー像を
得た後、そのトナー像を複写紙、転写紙、コピー用紙、
記録紙などに転写するものである。しかしながら、これ
らの画像形成方法では、感光体表面に静電潜像を形成す
る工程（感光プロセス）を必要としており、装置構成が
複雑であり、かつ装置コストおよびランニングコストが
高いという問題を含んでいる。そこで、近年、米国特許
第３，６８９，９３５号、同第５，０３６，３４１号や
特表２００１−５０５１４６号公報に記載されたよう
に、電界の作用によりトナーを複写紙、記録紙や中間転
写ベルトなどの受像体上に飛翔させ、画像を形成するい
わゆる「トナージェット（登録商標）」方式の画像形成
装置が注目されてきている。

【０００３】この画像形成装置では、トナーを担持しな
がら所定の移動方向に搬送する現像ローラなどのトナー
担持体が設けられるとともに、そのトナー担持体の表面
に当接するようにトナー規制ブレードが設けられてい
る。このため、トナー担持体上のトナーはトナー規制ブ
レードによって摩擦帯電されるとともに、所定厚みに規
制された後、背面電極と対向するトナー飛翔開始位置ま
で搬送される。

【０００４】また、この画像形成装置には、トナー担持
体と背面電極との間に、帯電トナーが通過するための複
数のトナー通過孔を有するフレキシブルプリント回路基
板（Flexible Printed Circuit）が配置されるととも
に、さらにフレキシブルプリント回路基板と背面電極と
の間に記録紙や転写媒体などの受像体が配置されてい
る。そして、トナー担持体と背面電極との間に電位差が
印加されて帯電トナーをトナー担持体から背面電極に向
かって飛翔させる移送静電界が形成されている。また、
フレキシブルプリント回路基板では、各トナー通過孔の
周囲に制御電極が配置されており、画像信号に応じて各
制御電極に与える電圧を制御することによって各トナー
通過孔を静電気的に開閉し、上記画像信号に対応して帯
電トナーをトナー担持体からトナー通過孔を介して背面
電極に飛翔させ、受像体に付着させる。こうすることで
画像信号に対応するトナー像が受像体上に形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなトナージェット方式の画像形成装置では、トナー担
持体から飛翔したトナーは必ずトナー通過孔を通過する
こととなるため、飛翔トナーの一部がフレキシブルプリ
ント回路基板に付着してトナー通過孔の目詰まりが発生
すると、受像体に形成されるトナー像の画像濃度が低下
したり、印字不能に陥るなどの画像欠陥が生じてしま
う。

【０００６】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、トナー通過孔の目詰まりが発生するのを防止して
良好な画質で画像を形成することができるトナージェッ
ト方式の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】本願発明者は、従来の画
像形成装置においてトナー飛翔の様子や目詰まりの発生
過程に関する種々の実験・観察を行った結果、トナー通
過孔内壁面に付着したトナーが互いに凝集して大きな塊
となって目詰まりが発生することと、このような内壁面
へのトナー付着には異方性がありトナー通過孔の内壁面
のうちトナー搬送方向において下流側（以下、単に「下
流側」という）の壁面にトナーが付着しやすいこととを
見出すとともに、トナー担持体から飛翔したトナーの多
くが下流側方向への速度成分を持っていることを確認し
た。

【０００８】このことから、本願発明者は、このような
トナー通過孔の目詰まりが次のようなメカニズムによっ
て発生していると考えた。図１は従来の画像形成装置に
おける目詰まり発生メカニズムを説明する図である。こ
の画像形成装置では、フレキシブルプリント回路基板４
ａに穿設されたトナー通過孔４１ａを囲むリング状の制
御電極４３ａにトナーＴaを飛翔させるための制御電圧
が印加されると、トナー通過孔４１ａの近傍には図１の
破線に示すようにトナー通過孔４１ａの中心Ｃを電界中
心とする移送静電界Ｅaが形成される。

【０００９】そして、トナー担持体１２ａ上に担持され
たトナーＴaが、トナー担持体１２ａの図１に示す矢印
方向Ｄaへの移動に伴ってトナー搬送方向Ｄaにおいて上
流側（以下、単に「上流側」という）からトナー飛翔開
始位置Ｊaまで搬送されてくると、トナーＴaは移送静電
界Ｅaの作用によって電界Ｅaの向きに沿う方向の力を受
けてトナー担持体１２ａから引き離され、背面電極３ａ
に向けて飛翔を開始する（符号Ｔ1）。このとき、トナ
ー担持体１２ａによって搬送されてきたトナーＴ1は搬
送方向Ｄaへの慣性を有しているため、飛翔するトナー
Ｔ1は図１に示すように下流側に向けた速度成分を有す
ることとなる。

【００１０】また、飛翔するトナーＴaの全てが飛翔開
始位置Ｊaまで搬送されてきた後に飛翔するというわけ
ではなく、中にはトナー飛翔開始位置Ｊaに到達する
前、すなわちトナー飛翔開始位置Ｊaより上流側（図１
の紙面では左側）でトナー担持体１２ａから離れて飛翔
を開始するものがある（符号Ｔ2）。このようなトナー
Ｔ2は移送静電界Ｅaによってその電界中心に向かう力を
受けるため、この力によっても下流側方向への速度成分
を付与されることとなる。

【００１１】このように、トナー担持体１２ａから飛翔
したトナーの多くは、下流側方向への速度成分を有する
ため制御電圧による電界中心より下流側に逸れつつトナ
ー通過孔４１ａを通過することとなる。そのため、トナ
ー通過孔４１ａの下流側内壁面にはトナーが衝突（符号
Ｔ3）・付着（符号Ｔ4）しやすく、こうして付着したト
ナーが互いに凝集することでトナー通過孔４１ａの目詰
まりが発生する。

【００１２】そこで、このような問題を解消し上記目的
を達成するために、この発明は、背面電極と、トナーを
担持しながら、所定の移動方向に移動して前記背面電極
と対向するトナー飛翔開始位置に該トナーを搬送するト
ナー担持体と、前記トナーを通過させるためのトナー通
過孔と前記トナー通過孔の周囲に設けられて前記トナー
の前記トナー担持体から前記背面電極への飛翔を制御す
るための制御電圧が印加される制御電極とを有し、前記
背面電極と前記トナー担持体との間に配置されて、前記
トナー担持体の前記トナー飛翔開始位置から前記背面電
極へのトナー飛翔を制御することによって前記背面電極
との間を搬送されてくる受像体にトナーを着弾させてト
ナー像を形成するトナー飛翔制御手段とを備え、しか
も、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記背面電
極に向けて飛翔させるべく前記制御電極に印加される制
御電圧によって前記トナー通過孔の近傍に形成される電
界の中心が、前記トナー通過孔の中心に対して前記移動
方向の上流側に位置することを特徴としている（請求項
１）。

【００１３】このように構成された発明では、トナー通
過孔内部における移送静電界の電界中心がトナー通過孔
の幾何学的な中心位置より上流側に位置している。つま
り、トナー通過孔は制御電極による電界中心より下流側
の位置を中心とした開口を有している。そのため、上記
したようにトナー担持体から飛翔したトナーが電界中心
より下流側に逸れてトナー通過孔に進入したとしても、
トナー通過孔の下流側内壁面に衝突する頻度は低く、ト
ナー通過孔の目詰まりを抑制することが可能となってい
る。

【００１４】また、上述したように、トナー担持体から
飛翔した各トナーの飛翔軌跡は一定ではなくトナー搬送
方向に沿って広がりを有するため、トナー通過孔の目詰
まりを効果的に防止するためには、トナー搬送方向に沿
ったトナー通過孔の開口径を如何に設定するかが重要と
なる。ここで、前記トナーの体積平均粒径をｄとしたと
き、前記移動方向に沿った前記トナー通過孔の開口径が
（１０ｄ）以上となるように構成してもよい（請求項
２）。

【００１５】このように構成した場合には、下流側方向
への速度成分を持って飛翔するトナーがトナー通過孔の
下流側内壁面に付着したとしてもそれが直ちに他のトナ
ーの飛翔の妨げになることはなく、付着したトナーがト
ナー通過孔の内壁面に堆積して目詰まりが発生するまで
には時間がかかるので、その間継続して画像形成を行う
ことが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図２はこの発明にかかる画像形成
装置の一実施形態を示す図である。また、図３は図２の
画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。こ
の画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装
置から画像信号が制御ユニット１００のメインコントロ
ーラ１０１に与えられると、このメインコントローラ１
０１からの信号に応じてエンジンコントローラ１０２が
現像器１の各部を制御することで、２つのローラ２１、
２２に掛け渡された中間転写ベルト２３にトナーを飛翔
し、付着させて画像信号に対応するトナー像を形成す
る。このように、この実施形態では中間転写ベルト２３
が受像体として機能している。

【００１７】この現像器１では、ハウジング１１内に、
現像剤としてのトナーＴが貯留されるとともに、現像ロ
ーラ１２、供給ローラ１３および規制ブレード１４が収
容されている。現像ローラ１２は、帯電したトナー（す
なわち、画像形成用の帯電粒子）Ｔを担持し、図２の矢
印方向Ｄに所定の周速度で回転することによって後述す
る背面電極３に対向する位置（トナー飛翔開始位置）Ｊ
に搬送するトナー担持体である。この現像ローラ１２
は、アルミニウム、鉄等の金属又は合金によって円筒状
に形成されており、エンジンコントローラ１０２に設け
られた現像ローラバイアス発生部１０３から直流電圧が
印加されている。

【００１８】供給ローラ１３は現像ローラ１２の外周面
に当接されて、該現像ローラ１２とは逆方向に回転し、
トナーＴを現像ローラ１２に供給するとともに、余分な
トナーＴを該現像ローラ１２から落とすものである。こ
の供給ローラ１３は、例えば金属芯にウレタンスポンジ
等の合成ゴムを巻き付けてなり、現像ローラ１２と摩擦
接触することによってトナーＴを所定極性に帯電させる
働きも有する。なお、本実施形態ではトナーＴは負に帯
電するものとして、以下説明する。

【００１９】規制ブレード１４は、現像ローラ１２の回
転方向Ｄにおいて上記供給ローラ１３よりも下流側で現
像ローラ１２の外周面に当てられ、現像ローラ１２との
摩擦によってトナーＴを負に帯電させるとともに、現像
ローラ１２に担持されるトナーＴの量を規制する。より
具体的には、この規制ブレード１４は、その一端をハウ
ジング１１に固定した板状金属片１４１の他端部に弾性
部材１４２を取り付けたものによって構成され、弾性部
材１４２が現像ローラ１２の外周面に当接し、トナーＴ
を規制している。

【００２０】この現像ローラ１２に対向して背面電極３
が配置されている。より詳しくは、背面電極３は、図２
に示すように、中間転写ベルト２３を挟んで現像ローラ
１２の反対側に配置されている。そして、エンジンコン
トローラ１０２に設けられた背面バイアス発生部１０４
から、現像ローラ１２に印加される電圧よりも高い直流
電圧が印加されており、現像ローラ１２と背面電極３と
の間に帯電トナーＴを背面電極３に向かって移送させる
ための移送静電界が形成されている。このため、この移
送静電界によってトナー飛翔開始位置Ｊで帯電トナーＴ
が現像ローラ１２から背面電極３に向けて飛翔し、受像
体として機能する中間転写ベルト２３の表面に着弾付着
する。

【００２１】また、この実施形態では、中間転写ベルト
２３への帯電トナーＴの飛翔を制御するために、現像ロ
ーラ１２と背面電極３との間にフレキシブルプリント回
路基板（以下、ＦＰＣという）４が配置されている。以
下、図４および図５を参照しつつＦＰＣ４の構成および
作用について説明する。

【００２２】図４はフレキシブルプリント回路基板の部
分拡大断面および帯電トナーの飛翔モデルを示す図であ
る。また、図５はフレキシブルプリント回路基板に形成
された制御電極および偏向電極を示す図である。このＦ
ＰＣ４では、現像ローラ１２から背面電極３に帯電トナ
ーＴを案内するためのトナー通過孔４１がポリイミド等
の電気絶縁性材料よりなる基体４２に穿設されている。
なお、図４においては、トナー通過孔４１が１つだけ示
されているが、この実施形態では、複数のトナー通過孔
４１が図４紙面の垂直方向（方向Ｘ）に等間隔で一列に
設けられており、各トナー通過孔４１を介して帯電トナ
ーＴが背面電極３側に向けて通過可能となっている。な
お、この実施形態ではトナー通過孔４１を１列に並べて
いるが、複数列に並べて設けてもよい。また、トナー通
過孔４１の形状については、この実施形態の如く長方形
に形成してもよいし、また正方形、円形、楕円形あるい
は他の多角形等であってもよい。

【００２３】また、基体４２の現像ローラ１２側におい
て、各トナー通過孔４１を取り囲むように、リング状に
制御電極４３が形成されている。また、各制御電極４３
からリード線４４がトナー通過孔４１の配列方向と直交
する方向（図５に示す方向Ｙ）に延びている。なお、制
御電極４３の形状は長方形に限定されるものではなく任
意であり、例えば正方形、円形、楕円形あるいは他の多
角形であってもよく、また、完全なリングではなく一部
が欠けたものであってもよい。

【００２４】ここで、図５に示すように、トナー通過孔
４１はリング状に形成された制御電極４３の中央ではな
く、やや下流側（図５において上方）にずれた位置に穿
設されているが、その理由については後に詳述する。

【００２５】また、基体４２の背面電極３側において、
各トナー通過孔４１ごとに、一対の偏向電極４５Ｌ、４
５Ｒが図５に示すように中間転写ベルト２３の搬送方向
（トナー通過孔列と直交する方向）Ｙに対して斜めに対
向するように設けられるとともに、偏向電極４５Ｌ、４
５Ｒからリード線４６Ｌ、４６Ｒがそれぞれ延設されて
いる。

【００２６】この基体４２には、図４および図５への図
示は省略されているものの、高圧ドライバＩＣなどから
なる制御バイアス発生部４７（図３）、Ｌ偏向バイアス
発生部４８Ｌ（図３）およびＲ偏向バイアス発生部４８
Ｒ（図３）が設けられている。このうち、制御バイアス
発生部４７は各制御電極４３に電気的に接続されてお
り、エンジンコントローラ１０２のＣＰＵ１０５からの
開閉制御信号に応じて適切な制御電圧が選択的に印加さ
れることによって、上記トナー通過孔４１を静電気的に
開閉する。つまり、各制御電極４３ごとに、帯電トナー
Ｔが現像ローラ１２から飛び出し、トナー通過孔４１を
通過して背面電極３に向かって飛翔するように、現像ロ
ーラ１２と背面電極３との間にトナー通過孔４１を通る
移送静電界を露出させ、また該露出を制限するものであ
る。

【００２７】また、Ｌ偏向バイアス発生部４８Ｌは偏向
電極４５Ｌと電気的に接続されるとともに、Ｒ偏向バイ
アス発生部４８Ｒは偏向電極４５Ｒと電気的に接続され
ており、エンジンコントローラ１０２からの偏向制御信
号に応じて偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのそれぞれに適切な
電圧が選択的に印加されることによって、帯電トナーＴ
の飛翔方向を以下の３方向に切り替えている。

【００２８】(1)偏向なし：図４の矢符Ｐ1 偏向電極４５Ｌ、４５Ｒの両者に同一電圧を印加した場
合には、帯電トナーＴは図４の矢符Ｐ1で示すようにト
ナー通過孔４１をまっすぐ通過して中間転写ベルト２３
の上の当該トナー通過孔４１に対応する位置に飛翔す
る。

【００２９】(2)左偏向：図４の矢符Ｐ2 両偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのうち中間転写ベルト２３の
搬送方向Ｙを基準としてトナー通過孔４１の左側に配置
された偏向電極４５Ｌに右側に配置された偏向電極４５
Ｒよりも相対的に高い電圧を印加した場合には、負極性
に帯電している帯電トナーＴは、図４の矢符Ｐ2に示す
ように、両電極４５Ｌ、４５Ｒの間に生ずる偏向用静電
界によって左側に偏向する。

【００３０】(3)右偏向：図４の矢符Ｐ3 両偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのうち中間転写ベルト２３の
搬送方向Ｙを基準としてトナー通過孔４１の右側に配置
された偏向電極４５Ｒに左側に配置された偏向電極４５
Ｌよりも相対的に高い電圧を印加した場合には、負極性
に帯電している帯電トナーＴは、図４の矢符Ｐ3に示す
ように、両電極４５Ｌ、４５Ｒの間に生ずる偏向用静電
界によって右側に偏向する。

【００３１】このように、この実施形態では、帯電トナ
ーＴの飛翔方向を３方向に切替えながら、その偏向範囲
内を含む中間転写ベルト２３の着弾位置ＰＩで帯電トナ
ーＴを中間転写ベルト２３に着弾させている。

【００３２】ただし、上述の如く偏向電極４５Ｌ、４５
Ｒは中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙに対して斜め方向
に対向配置されているから、上記(1)偏向なし、(2)左偏
向及び(3)右偏向という３つの態様によって、中間転写
ベルト２３が停止しているときは該中間転写ベルト２３
の搬送方向Ｙに対して斜めに直線的に並ぶ３つのドット
が中間転写ベルト２３上に形成される。この場合、中間
転写ベルト２３がドットを打つ周期（時間）で相隣るド
ットのずれ量（距離）だけ搬送されるようにその搬送速
度を定めることにより、当該３つのドットを中間転写ベ
ルト２３の搬送方向Ｙと直交する方向に直線的に並べる
ことができる。従って、１つのトナー通過孔４１で３つ
のドットを形成することができ、ドットの高密度化を図
ることができる。

【００３３】ＦＰＣ４の基体４２では、現像ローラ１２
側の表面４２１上と、背面電極３側の表面４２２上と
に、帯電防止用の半導電性層４９が形成されるととも
に、接地電位が与えられている。これらの半導電性層４
９は予め設定されている温度（初期設定温度）で最適抵
抗値を示し、上記のようにして飛翔する帯電トナーＴが
ＦＰＣ４と接触することで発生する摩擦電荷をＦＰＣ４
から逃がしてＦＰＣ４の帯電を効果的に防止するととも
に、移送静電界および偏向用電界への影響を抑えること
ができるように構成されている。すなわち、半導電性層
４９の温度が初期設定温度あるいは許容温度範囲内に保
持される間、良好な印字品質を確保可能となっている。

【００３４】また、現像ローラ１２の回転方向Ｄにおい
てトナー飛翔開始位置Ｊよりも上流側において、上記の
ように構成されたＦＰＣ４と現像ローラ１２との間に現
像ローラ１２の長手方向（図４紙面の垂直方向Ｘ）の全
長にわたって広がったスペーサ５がＦＰＣ４のトナー通
過孔４１よりも手前側まで差し込まれており、スペーサ
５の一部が現像ローラ１２上に担持されるトナー層ＴＬ
と当接することで、現像ローラ１２とＦＰＣ４のトナー
通過孔４１とのギャップＧＰが一定値に規定されてい
る。

【００３５】なお、上記のように構成された画像形成装
置では、外部装置から画像信号が制御ユニット１００の
メインコントローラ１０１に与えられると、このメイン
コントローラ１０１からの信号に応じてエンジンコント
ローラ１０２のＣＰＵ１０５がその画像信号に応じた制
御信号を制御バイアス発生部４７、Ｌ偏向バイアス発生
部４８ＬおよびＲ偏向バイアス発生部４８Ｒに与えてト
ナーＴを中間転写ベルト２３上に飛翔・付着させて画像
信号に対応したトナー像を形成する。そして、そのトナ
ー像については、所定の転写領域ＴＲにおいて、カセッ
ト７から取り出された複写紙、転写紙、およびＯＨＰ用
透明シートなどのシートＳ上に転写する。また、こうし
て画像が形成されたシートＳは定着ユニット８を経由し
て図示を省略する排出トレイに搬送される。

【００３６】次に、トナー通過孔４１の中心と制御電極
４３の中心とが相互にずれるようにトナー通過孔４１お
よび制御電極４３がＦＰＣ４に設けられている理由につ
いて、図６を参照しつつ説明する。図６はこの画像形成
装置においてトナーがトナー通過孔を通過する様子を模
式的に示す図である。なお、ここでは理解を容易にする
ために、図６においては装置の構造を簡略化したモデル
を用い、トナー飛翔方向に対する偏向なし、すなわち偏
向電極４５Ｌ、４５Ｒに同じ電圧が印加されて、図４の
矢符Ｐ1に示すようにトナーＴをまっすぐ飛翔させる場
合について説明するが、偏向電極４５Ｌ、４５Ｒの間に
電位差を与えてトナーＴを偏向させる場合についても同
様である。

【００３７】前述した従来の画像形成装置と同様に、こ
の画像形成装置においても、トナーＴはトナー担持体た
る現像ローラ１２が図６（ａ）に示す矢印方向Ｄに回転
することによってトナー飛翔開始位置Ｊまで搬送され
る。そして、制御電極４３に印加された制御電圧によっ
てトナー飛翔開始位置Ｊの近傍に形成される移送静電界
Ｅから受ける力によって現像ローラ１２から引き離さ
れ、背面電極３に向けて飛翔を開始するが、前述したよ
うに、飛翔トナーの多くは下流側方向（同図において右
向き）の速度成分を有しているため、これらのトナーＴ
はまっすぐ背面電極３に向かうのではなく、同図に示す
矢印Ｄ1、Ｄ2のようにやや下流側に向けて飛翔する。

【００３８】ここで、この画像形成装置では、図６
（ｂ）に示すように、トナー通過孔４１の中心線ＣＡが
リング状に形成された制御電極４３の中心からやや下流
側（同図において右側）にずれるように、トナー通過孔
４１が穿設されている。したがって、制御電極４３のリ
ング中央に形成される移送静電界Ｅの電界中心ＣＥは、
トナー通過孔４１の中心線ＣＡよりもやや上流側（同図
において左側）に位置することとなる。そのため、上記
のようにトナーＴが電界中心ＣＥから下流側に逸れなが
ら飛翔しトナー通過孔４１に進入したとしても、ＦＰＣ
４の表面やトナー通過孔４１の内壁面に衝突することな
くトナー通過孔４１を通過し、背面電極３に向けて飛翔
することができる。

【００３９】また、本実施形態の画像形成装置では、そ
の体積平均粒径ｄが約７μｍであるトナーＴを使用して
おり、これに対応して中間転写ベルトの搬送方向Ｙにお
けるトナー通過孔４１の開口径Ｄyは約１００μｍとし
ている。トナーＴの体積平均粒径およびトナー通過孔４
１の開口径はこれに限定されるものではないが、トナー
通過孔４１の内壁面に若干のトナー付着があっても画像
形成を継続できるようにするために、方向Ｙにおけるト
ナー通過孔４１の開口径Ｄyは、使用するトナーＴの体
積平均粒径ｄの１０倍以上とすることが好ましい。

【００４０】このように、この実施形態にかかる画像形
成装置では、制御電極４３に印加された制御電圧による
移送静電界Ｅの電界中心ＣＥが、トナー通過孔４１の中
心より上流側に位置するように構成している。そのた
め、移送静電界Ｅの電界中心ＣＥより下流側に逸れつつ
飛翔するトナーＴを効率よくトナー通過孔４１を通過さ
せることができるので、トナー通過孔４１の内壁面への
トナー付着によるトナー通過孔４１の目詰まりを効果的
に抑制して、良好な画質で画像形成を行うことが可能と
なっている。

【００４１】また、トナー通過孔４１の方向Ｙにおける
開口径Ｄyを、トナーＴの体積平均粒径ｄの１０倍以上
としているので、トナーＴの一部が下流側に大きく逸れ
てトナー通過孔４１の内壁に付着したとしても直ちに目
詰まりを起こすことがなく、画像形成を継続して行うこ
とができる。

【００４２】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、トナー通過孔４１および制御電極４３の形
状やその配置については上記した実施形態以外にも種々
の構成が考えられるが、トナーの搬送方向において移送
静電界の電界中心から下流側へ逸れて飛翔するトナーを
通過させるために、トナー通過孔の中心が移送静電界の
中心より下流側に位置するように構成したものはすべて
本発明の技術思想の範囲に含まれるべきものである。

【００４３】すなわち、トナー通過孔４１の形状が例え
ば図７に示す正方形（同図（ａ））、円形（同図
（ｂ））、楕円形（同図（ｃ））または図示しない他の
形状であっても、同図に一点鎖線で示す方向Ｙにおける
トナー通過孔４１の中心線、すなわち方向Ｙに沿った開
口径Ｄyを二分する線ＣＡよりも上流側（同図左側）に
移送静電界の中心が位置する（例えば、同図（ａ）に示
す×印）ように構成したものは、本発明の技術思想の範
囲に含まれる。なお、トナー通過孔４１の方向Ｘについ
ては、電界中心が必ずしもその中心線上にある必要はな
く、図７の上方または下方にずれていてもよい。

【００４４】また、例えば、上記実施形態では、トナー
像を中間転写ベルト２３などの転写媒体に形成した後、
その転写媒体上のトナー像をシートＳに転写する中間転
写方式の画像形成装置に本発明を適用しているが、現像
器１から飛翔させた帯電トナーＴを直接シートＳに着弾
させて画像を形成する画像形成装置に対して本発明を適
用してもよい。

【００４５】また、上記実施形態では、半導電性層４９
を設けてＦＰＣ４の帯電防止を図っている画像形成装置
に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象は
これに限定されるものではなく、帯電防止用半導電性層
を設けていない画像形成装置に対しても本発明を適用す
ることができる。

【００４６】また、上記実施形態では、偏向電極４５
Ｌ、４５Ｒによって帯電トナーＴの飛翔方向を３方向Ｐ
1、Ｐ2、Ｐ3に切替可能な画像形成装置に対して本発明
を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定され
るものではなく、帯電トナーＴの飛翔方向が固定された
画像形成装置に対しても本発明を適用することができ
る。

【００４７】さらに、上記実施形態では、１つの現像器
１で画像を形成する、いわゆる単色印字を実行する画像
形成装置に本発明を適用しているが、例えばフルカラー
の画像を形成する場合には、イエロー、マゼンタ、シア
ン及びブラックの４種類のトナーについて同様の現像器
１を中間転写ベルト２３やシートＳの搬送方向Ｙに一列
に並ぶように設けた、いわゆるタンデム方式のカラー画
像形成装置に対しても本発明を適用することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、トナ
ー通過孔内部における移送静電界の電界中心がトナー通
過孔の幾何学的な中心位置より上流側になるように構成
しており、トナー通過孔は制御電極による電界中心より
下流側の位置を中心とした開口を有している。したがっ
て、トナー担持体から飛翔したトナーがその慣性等の作
用によって電界中心より下流側に逸れて飛翔したとして
も、トナー通過孔の下流側内壁面に衝突・付着する頻度
は低い。そのため、トナー通過孔の目詰まりを起こすこ
となく、良好な画質で画像形成を行うことが可能であ
る。

【００４９】また、トナー担持体の移動方向に沿ったト
ナー通過孔の開口径を、使用するトナーの体積平均粒径
の１０倍以上としたときには、トナーの飛翔方向が逸れ
てトナー通過孔内壁面に付着したとしても、それによっ
て直ちにトナー通過孔が詰まることはなく、引き続き画
像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の画像形成装置における目詰まり発生メカ
ニズムを説明する図である。

【図２】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を
示す図である。

【図３】図２の画像形成装置の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】フレキシブルプリント回路基板の部分拡大断面
および帯電トナーの飛翔モデルを示す図である。

【図５】フレキシブルプリント回路基板に形成された制
御電極および偏向電極を示す図である。

【図６】この画像形成装置においてトナーがトナー通過
孔を通過する様子を模式的に示す図である。

【図７】トナー通過孔の他の形状を例示する図である。

【符号の説明】

３、３ａ…背面電極 ４、４ａ…ＦＰＣ（トナー飛翔制御手段） １２、１２ａ…現像ローラ（トナー担持体） ２３…中間転写ベルト（受像体） ４１、４１ａ…トナー通過孔 ４３、４３ａ…制御電極 ＣＡ…トナー通過孔４１の中心線 ＣＥ…（移送静電界Ｅの）電界中心 Ｄ、Ｄa…トナー搬送方向 Ｅ、Ｅa…移送静電界 Ｊ、Ｊa…トナー飛翔開始位置 Ｔ、Ｔa…トナー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C162 AE25 AE31 AE47 AE69 AE74 AE84 CA03 CA12 CA19 CA24 CA28 2H029 DB00 DB04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 背面電極と、トナーを担持しながら、所
   定の移動方向に移動して前記背面電極と対向するトナー
   飛翔開始位置に該トナーを搬送するトナー担持体と、 前記背面電極と前記トナー担持体との間に配置されて、
   前記トナー担持体の前記トナー飛翔開始位置から前記背
   面電極へのトナー飛翔を制御することによって前記背面
   電極との間を搬送されてくる受像体にトナーを着弾させ
   てトナー像を形成するトナー飛翔制御手段とを備え、し
   かも、 前記トナー飛翔制御手段は、前記トナーを通過させるた
   めのトナー通過孔と、前記トナー通過孔の周囲に設けら
   れて前記トナーの前記トナー担持体から前記背面電極へ
   の飛翔を制御するための制御電圧が印加される制御電極
   とを有し、前記トナー担持体に担持されるトナーを前記
   背面電極に向けて飛翔させるべく前記制御電極に印加さ
   れる制御電圧によって前記トナー通過孔の近傍に形成さ
   れる電界の中心が、前記トナー通過孔の中心に対して前
   記移動方向の上流側に位置するように構成されているこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナーの体積平均粒径をｄとしたと
   き、前記移動方向に沿った前記トナー通過孔の開口径が
   （１０ｄ）以上であることを特徴とする請求項１に記載
   の画像形成装置。