JP2010060971A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーを飛翔させ、クラウド化して担持するトナー担持体1と、トナーが付着させられる記録媒体手段3と、トナー担持体1と記録媒体手段3との間に配置された複数のトナー通過穴41を有するトナー制御手段4とを備え、トナー制御手段4は、トナー担持体側表面に、トナー通過穴41の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかにトナーの通過を制御する制御電極42が設けられ、制御電極42の外側に複数のトナー通過穴41に共通の共通電極43が設けられ、トナー制御手段4をトナー担持体1のトナーが記録媒体手段に向かって通過可能にするとき、記録媒体手段3側とトナー制御手段4の共通電極43との間に制御電極42を迂回してループ状に電気力線が形成される。
【選択図】図1
Description
トナーを担持するトナー担持体と、
前記トナー担持体上でトナーをクラウド化する手段と、
前記トナーが付着させられる記録媒体手段と、
前記トナー担持体と前記記録媒体手段との間に配置され、複数のトナー通過穴を有するトナー制御手段と、
前記記録媒体手段に前記トナーを移動させる方向のバイアス電圧を印加する対向電極手段と、を備え
前記トナー制御手段は、前記トナー担持体側表面に、前記トナー通過穴の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかに前記トナーの通過を制御する制御電極が設けられ、この制御電極の外側に複数の前記トナー通過穴に共通の共通電極が設けられ、
前記トナー制御手段の前記トナー通過穴を前記トナー担持体の前記トナーが前記記録媒体手段に向かって通過可能な状態にするとき、前記記録媒体手段側と前記トナー制御手段の前記共通電極との間に前記制御電極を迂回してループ状に電気力線が形成され、
前記トナーをクラウド化する手段に対し時間的に変動する平均電位Vsの電圧を印加し、
前記トナー担持体の表面に前記トナーが存在している状態で、前記トナー制御手段の制御電極側から前記トナー担持体側を見たときの前記トナーによる電位をVtとし、
前記トナー担持体側から見たときの前記トナー制御手段の表面電位をVaとし、
前記トナー制御手段を通過したトナーを前記記録媒体手段側に導いてトナーを付着させるために前記記録媒体手段側に印加するバイアス電圧をVpとし、
前記トナー制御手段の制御電極に対し前記トナーが前記トナー通過穴を通過可能な状態にするときに電圧Vc-onを印加し、前記共通電極に電圧Vgを印加し、このときの前記制御電極周辺の表面電位がVa-onとなるとき、
前記トナーを通過可能な状態にするときの各電位の関係は、
Vs+Vt>Vg、かつ、
Vp>Va-on>(Vs+Vg)、
であって、前記トナーが負帯電トナーの場合は前記バイアス電圧Vpがプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合は前記バイアス電圧Vpがマイナス電位側に高くなる設定である
構成とした。
この実施形態においては、トナーTを飛翔させ、クラウド化した状態で担持するローラ状のトナー担持体1と、トナーが付着させられる記録媒体手段3と、トナー担持体1と記録媒体手段3との間に配置され、複数のトナー通過穴41を有するトナー制御手段4と、トナー担持体1に対向する位置に配置され、記録媒体手段3にトナーを移動させる方向であってトナー担持体1側から飛翔させるトナーを付着させるバイアス電圧を印加する対向電極手段(背面電極)5とを備えている。
図3(a)は同トナー制御手段の印写面側の説明図、(b)は同じくトナー供給側面の説明図である。
この例は、絶縁基板(基材)45のトナー供給側(トナー担持体11側)面に、トナー通過穴41を囲む形で10〜100μm幅のリング状の制御電極42を設け、この制御電極42から20〜50μmの間隔を置いて、つまり、絶縁基材45で形成される絶縁領域を介して、制御電極42と同一面に、複数のトナー通過穴41に共通のバイアス電圧Vgを印加する共通電極43を設けた構成である。
この例は、絶縁基板(基材)45のトナー供給側(トナー担持体11側)面に、トナー通過穴41を囲む形で10〜100μm幅のリング状の制御電極42を設け、この制御電極42から20〜50μmの絶縁領域の間隔を置いて複数のトナー通過穴41に共通のバイアス電圧Vgを印加する共通電極43が空いたスペース全体を覆うようにベタ状に設けられた構成としている。
トナーがトナー通過穴41を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、
Vp>Vc-on>Vs>Vg
とし、トナーが負帯電トナーの場合はバイアス電圧Vpがプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合はバイアス電圧Vpがマイナス電位側に高くなる設定とする。
Vs>Vg であり、且つ、Vs>Vc-off
であって、トナーが負帯電トナーの場合は平均電位Vsがプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合は平均電位Vsがマイナス電位側に高くなる設定とすることが好ましい。
Vp>Vc-on>(Vs+Vt)>Vg
と、負帯電トナーの場合はVpがプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合はVpがマイナス電位側に高くなる設定とする。
(Vs+Vt)>Vg であり、且つ、(Vs+Vt)>Vc-off
とし、負帯電トナーの場合は(Vs+Vt)がプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合は(Vs+Vt)がマイナス電位側に高くなる関係に設定する。
Vs+Vt>Vg、かつ、
Vp>Va-on>(Vs+Vg)、
に設定するようにしている。
この画像形成装置は、前述した実施形態のユニットを4個設けてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色分のトナーのクラウド化とトナー制御手段によるON/OFF制御を行ってカラー画像を形成する画像形成装置の例である。
この画像形成装置は、記録媒体手段を記録紙として、記録紙上に直接画像を形成する例である。つまり、ここでは、給紙部151から供給される記録紙150を紙搬送ベルト161に静電的に吸着してトナー供給ユニット100の領域を通過させ、トナー制御手段104の画像に応じたON/OFF制御によって記録紙150上に直接カラー画像を形成する。
この例は、トナー担持体表面に複数の電極を設け、1本おきの2組を共通にした2相用電極を備え、180°位相の異なる2相パルス(図12参照)を印加して、隣接電極同士で吸引と反発を繰り返す2相電界を形成するトナー担持体の例である。
この例は、3相進行波電界を形成するトナー担持体の例である。絶縁性基材101A上にA相、B相の電極111A、111B、その上層に絶縁層101Cを形成した後C相電極111Cを形成し、このC相電極111Cの上に表面保護層101Bを設けている。
このトナー供給ユニット100は、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分記録剤を用いる例である。記録剤収容部201は2つの室201A、201Bに分けられており、トナー供給ユニット100内の両端部の記録剤通路(図示せず)によって繋がっている。記録剤収容部201には二成分記録剤が収容されており、各室201A、201Bにある攪拌搬送スクリュー202A、202Bによって攪拌されながら記録剤収容部201内を搬送されている。
このトナー供給ユニット100は、非磁性トナーから成る一成分記録剤を用いる例である。トナーは記録剤収容部201に収容されており、帯電ローラ220によってトナーはトナー補給ローラ113と摩擦帯電を行い、静電気力によってトナー補給ローラ113上に汲み上げられる。トナー補給ローラ113上のトナーは記録剤層規制部材114によって薄層とされ、トナー補給ローラ113の回転に伴ってトナー担持体101と対向する位置に搬送される。
3…記録媒体手段
4…トナー制御手段
5…対向電極手段
11…電極
41…トナー通過穴
42…制御電極
43…共通電極
100…トナー供給ユニット
101…トナー担持体
103…中間記録媒体
104…トナー制御手段
150…記録紙
Claims (9)
- トナーを担持するトナー担持体と、
前記トナー担持体上でトナーをクラウド化する手段と、
前記トナーが付着させられる記録媒体手段と、
前記トナー担持体と前記記録媒体手段との間に配置され、複数のトナー通過穴を有するトナー制御手段と、
前記記録媒体手段に前記トナーを移動させる方向のバイアス電圧を印加する対向電極手段と、を備え
前記トナー制御手段は、前記トナー担持体側表面に、前記トナー通過穴の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかに前記トナーの通過を制御する制御電極が設けられ、この制御電極の外側に複数の前記トナー通過穴に共通の共通電極が設けられ、
前記トナー制御手段の前記トナー通過穴を前記トナー担持体の前記トナーが前記記録媒体手段に向かって通過可能な状態にするとき、前記記録媒体手段側と前記トナー制御手段の前記共通電極との間に前記制御電極を迂回してループ状に電気力線が形成され、
前記トナーをクラウド化する手段に対し時間的に変動する平均電位Vsの電圧を印加し、
前記トナー担持体の表面に前記トナーが存在している状態で、前記トナー制御手段の制御電極側から前記トナー担持体側を見たときの前記トナーによる電位をVtとし、
前記トナー担持体側から見たときの前記トナー制御手段の表面電位をVaとし、
前記トナー制御手段を通過したトナーを前記記録媒体手段側に導いてトナーを付着させるために前記記録媒体手段側に印加するバイアス電圧をVpとし、
前記トナー制御手段の制御電極に対し前記トナーが前記トナー通過穴を通過可能な状態にするときに電圧Vc-onを印加し、前記共通電極に電圧Vgを印加し、このときの前記制御電極周辺の表面電位がVa-onとなるとき、
前記トナーを通過可能な状態にするときの各電位の関係は、
Vs+Vt>Vg、かつ、
Vp>Va-on>(Vs+Vg)、
であって、前記トナーが負帯電トナーの場合は前記バイアス電圧Vpがプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合は前記バイアス電圧Vpがマイナス電位側に高くなる設定である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、前記表面電位Va-onを(Vc-on+Vg)/2としたとき、前記各電位の関係が成り立つことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記トナー制御手段の共通電極は、前記制御電極の外側を、絶縁領域を介してリング状に囲む形状であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー制御手段の共通電極は、前記制御電極の外側に絶縁領域を介してベタ状に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー制御手段の共通電極は、前記制御電極と同一平面に絶縁領域を介して設けられていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナー担持体は、表面側に所定の間隔で配設された複数の電極を有し、隣接電極相互の間で前記トナーを吸引する方向と反発する方向を交互に繰り返す関係の電圧が印加され、前記電極に印加する2相の電極間ピッチ又はn本毎の各電極にn相の位相電圧を印加するときのn相の電極間ピッチに対して、前記トナー担持体表面と前記トナー制御手段のトナー担持体側面の間の距離が大きいことを特徴とする画像形成装置
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録媒体手段が記録紙であり、前記記録紙の背面に設けた前記対向電極手段にバイアス電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記記録媒体手段が中間記録媒体であり、前記中間記録媒体と一体又は中間記録媒体の背面に設けた前記対向電極手段にバイアス電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の画像形成装置において、異なる色の前記トナーを重ねて前記記録媒体手段上にカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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