JP3747827B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【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】
この種の画像形成装置では、安定してトナー像を形成するために、トナー担持体とフレキシブルプリント回路基板とのギャップを一定に保つ必要がある。そこで、例えば特許第３０４５２９５号の特許掲載公報や特開２０００−２１１１８０号公報などに記載されているように、トナー飛翔開始位置に対して移動方向の上流側にスペーサ（ギャップ規定手段）を配置することで上記ギャップを一定に保つギャップ管理技術が提案されている。すなわち、このスペーサはトナー規定ブレードとトナー飛翔開始位置との間でトナー担持体上に担持されるトナー層と当接するように配置されており、これによってトナー担持体とトナー飛翔制御手段とのギャップを規定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように構成された画像形成装置では、トナー担持体によってトナー飛翔開始位置に搬送されてくる前にトナー担持体上に担持されているトナー層が必ずスペーサと当接することから、その当接によって該トナー層からトナーの一部が離れ、トナー通過孔のトナー担持体側端部とスペーサとに挟まれた空間（以下「飛翔前空間」という）に滞留してしまうことがある。その結果、トナーが十分にトナー飛翔開始位置に供給されなくなり、十分な画像濃度が得られず、画像品質の低下を招くという問題があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー通過孔のトナー担持体側端部とギャップ規定手段との間に位置する飛翔前空間にトナーが滞留するのを防止して十分な画像濃度でトナー像を受像体に形成す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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、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、トナー担持体から背面電極に向けて貫通するトナー通過孔が複数個移動方向とほぼ直交する幅方向に列状に形成されるとともにトナー担持体と背面電極との間に配置された基体と、複数のトナー通過孔の各々について該トナー通過孔を取り囲むように基体に設けられた複数の制御電極とを有し、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背面電極と基体との間に搬送され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、トナー飛翔開始位置に対して移動方向の上流側で、トナー担持体上に担持されるトナー層と当接してトナー担持体とトナー飛翔制御手段とのギャップを規定するギャップ規定手段と、受像体に形成すべきトナー像に応じて複数の制御電極に与えるバイアスを変化させる制御バイアス発生手段とを備え、トナー飛翔制御手段は、基体に設けられて複数の制御電極を制御バイアス発生手段に電気的に接続する複数のリード線を有し、複数のリード線の各々は、該リード線に対応する制御電極からギャップ規定手段の直下位置に伸びる第１部位と、第１部位から幅方向に伸びる第２部位とを有し、しかも、複数のトナー通過孔のトナー担持体側端部とギャップ規定手段との間に位置する飛翔前空間内で、隣接配置されたリード線の第２部位同士が互いに絶縁状態を保ちつつ幅方向において重なり合っていることを特徴としている。
【００１３】
このように構成された発明では、リード線の一部（第１および第２部位）が飛翔前空間を挟み込むようにトナー担持体に対向しており、制御電極の各々に対してリード線を介して制御バイアス発生手段からバイアスが与えられる。このバイアスは受像体に形成すべきトナー像に応じて変化するため、そのバイアス変化に伴ってリード線の一部とトナー担持体との間に交番電界が発生する。そのため、トナー担持体から離れたトナーはトナー飛翔制御手段に堆積することなくトナー飛翔開始位置に搬送されていき、飛翔前空間へのトナーの滞留が抑制されて画像濃度の低下が防止される。
【００１４】
特に、本発明では、隣接配置されたリード線の第２部位同士が互いに絶縁状態を保ちつつ幅方向において重なり合っているので、飛翔前空間内では移動方向全体はもちろんのこと幅方向全体にわたっても交番電界が発生して飛翔前空間におけるトナー滞留を均等に抑制することができ、幅方向における画像濃度のムラを抑え、より良好な品質でトナー像を受像体上に形成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は図１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１０１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。
【００１６】
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、同図の矢印方向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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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１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。
【００２０】
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３および図４を参照しつつＦＰＣ４の構成および作用について説明する。
【００２１】
図３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４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リード線を示す図である。このＦＰＣ４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３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３紙面の垂直方向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円形に形成してもよいし、また楕円形あるいは多角形であってもよい。
【００２２】
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で、しかも現像ローラ１２の回転方向（本発明の移動方向に相当）Ｄの上流側（−Ｄ）に延びている。なお、制御電極４３の形状は円形に限定されるものではなく任意であり、例えば楕円形あるいは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。
【００２３】
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，４５Ｒが中間転写ベルト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。
【００２４】
この基体４２には、図３および図４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２）、Ｌ偏向バイアス発生部４８Ｌ（図２）およびＲ偏向バイアス発生部４８Ｒ（図２）が設けられている。このうち、制御バイアス発生部４７は各リード線４４によって各制御電極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。
【００２５】
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。
【００２６】
(1)偏向なし：図３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３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。
【００２７】
(2)左偏向：図３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４５Ｒ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３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。
【００２８】
(3)右偏向：図３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４５Ｌ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３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。
【００２９】
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。
【００３０】
ただし、上述の如く偏向電極４５Ｌ，４５Ｒ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。
【００３１】
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４９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。
【００３２】
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、つまり幅方向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よりも回転方向Ｄの手前側に差し込まれており、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。
【００３３】
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。
【００３４】
ところで、本実施形態においてもギャップ管理技術を採用している、つまり現像ローラ１２の回転方向（本発明の移動方向に相当）Ｄにおいてトナー飛翔開始位置Ｊの上流側にスペーサ５を設けることによって現像ローラ１２とＦＰＣ４のトナー通過孔４１とのギャップＧＰを一定値に規定している。このため、従来装置と同様に、トナー層ＴＬがスペーサ５と当接した際にトナーＴが現像ローラ１２から離れ、トナー通過孔４１の現像ローラ側端部４１ａとスペーサ５との間に位置する飛翔前空間ＳＰに滞留する可能性がある。そこで、この実施形態では、リード線４４を上記したように現像ローラ１２の回転方向Ｄの上流側（−Ｄ）に延設することによって飛翔前空間ＳＰへのトナーの滞留を抑制している。以下、その構成および作用効果について詳述する。
【００３５】
本発明者が種々の検証を行ったところ、飛翔前空間ＳＰに滞留するトナーの多くは本来トナー像を形成するために用いているトナーの極性（この実施形態では負極）と逆極性のトナー（この実施形態では正帯電トナー）であり、しかも、その電荷量も非常に小さいものであることがわかった。すなわち、滞留するトナーについては、現像ローラ１２から容易にこぼれる逆極性トナーが支配的であり、現像ローラ１２との鏡像力が弱いためにスペーサ５との当接によって現像ローラ１２から容易に離れ、ＦＰＣ４に堆積してしまうと考察される。
【００３６】
そこで、本実施形態では、リード線４４を上記したように現像ローラ１２の回転方向Ｄの上流側（−Ｄ）に延設することによってリード線４４の一部４４ａ（図３および図４）を飛翔前空間ＳＰを挟んで現像ローラ１２と対向するように基体４２に設けている。この画像形成装置では、中間転写ベルト２３に所望のトナー像を形成するために、開閉制御信号に応じて制御バイアス発生部４７がリード線４４を介して制御電極４３にＯＮ時（トナーを飛翔させる時）の電圧またはＯＦＦ時（トナーを飛翔させない時）の電圧を与えるが、その開閉制御信号に応じて変化する電圧によってリード線４４の一部４４ａと現像ローラ１２との間に交番電界が発生する。すなわち、あるタイミングでトナーＴを中間転写ベルト２３に飛翔させるためにリード線４４を介して制御電極４３に比較的高い正電圧、例えば３００Ｖ程度の電圧が印加されるが、この時、飛翔前空間ＳＰにおいて電界Ｅ1が発生する。一方、別のタイミングで中間転写ベルト２３へのトナーＴの飛翔を禁止するためにリード線４４を介して制御電極４３に負電圧、例えばー５０Ｖ程度の電圧が印加されるが、この時、飛翔前空間ＳＰにおいて電界Ｅ1と逆向きの電界Ｅ2が発生する。このように、この実施形態では、リード線４４の一部４４ａが本発明の「交番電極部位」に相当しており、本発明の「電極部」として機能して飛翔前空間ＳＰに交番電界Ｅ1，Ｅ2を発生させる。
【００３７】
以上のように、この実施形態では、飛翔前空間ＳＰにおいて交番電界Ｅ1，Ｅ2を与えながら、現像ローラ１２が回転駆動してトナーＴを担持しながらトナー飛翔開始位置Ｊに搬送している。このため、スペーサ５との当接によってトナー層ＴＬ中の一部のトナーＴが現像ローラ１２から離れたとしても、該トナーＴは交番電界Ｅ1，Ｅ2によりＦＰＣ４に堆積することなく、現像ローラ１２の回転方向Ｄの下流側（＋Ｄ）に移動していく。その結果、飛翔前空間ＳＰにおけるトナーＴの滞留が抑制され、中間転写ベルト２３上に形成されるトナー像の画像濃度の低下を防止することができる。
【００３８】
また、この実施形態では、リード線４４は単に制御バイアス発生部４７と制御電極４３とを電気的に接続する役割を果たすのみならず電極部としても機能し、また制御バイアス発生部４７も単にトナー飛翔を制御するためのバイアス電圧を発生するのみならず電極部（リード線４４の交番電極部位４４ａ）と現像ローラ１２との間に交流電圧を与えて交番電界Ｅ1，Ｅ2を発生させる交流バイアス発生部としても機能しているので、後で説明する第２実施形態の如く電極部および交流バイアス発生部を別途設ける必要がなく、十分な画像濃度でトナー像を中間転写ベルト２３に形成することができる画像形成装置を低コストで提供することが可能となっている。
【００３９】
なお、上記第１実施形態ではリード線４４を現像ローラ１２の回転方向Ｄと平行に延設しているが、図５に示すように、回転方向Ｄに対して傾斜するようにリード線４４を設けてもよく、この場合、交番電界が形成される領域が広くなり、より好適である。すなわち、図４に示すようにリード線４４を現像ローラ１２の回転方向Ｄと平行に設けた場合、飛翔前空間ＳＰにおいて交番電界が形成される領域がリード線４４の幅程度に限定されるため、幅方向Ｘにおいて交番電界の効果が及ぶ領域と及びにくい領域とが形成されてしまう。これに対し、図５に示す改良実施形態では、リード線４４が回転方向Ｄに対して傾斜配置されているため、幅方向Ｘにおいて交番電界の効果が及ぶ領域Ｒ44が広がり、飛翔前空間ＳＰへのトナーＴの滞留をより効果的に抑制することができる。
【００４０】
ここで、制御電極４３の一部は飛翔前空間ＳＰに存在しているため、図５の領域Ｒ43の範囲で交番電界の効果が及ぶこととなる。したがって、同図に示すように幅方向Ｘにおいて、各リード線４４の交番電極部位４４ａが隣接する制御電極４３と飛翔前空間ＳＰ内の幅方向Ｘにおいて重なり合うように設けると、領域Ｒ43と領域Ｒ44が重なり、飛翔前空間ＳＰ内の幅方向Ｘ全体にわたって交番電界が発生して飛翔前空間ＳＰにおけるトナー滞留を均等に抑制することができ、幅方向Ｘにおける画像濃度のムラを抑え、より良好な品質でトナー像を中間転写ベルト２３上に形成することができる。
【００４１】
また、上記第１実施形態（図４）および改良実施形態（図５）ではリード線４４の交番電極部位４４ａは平面視で真直ぐ伸びるライン形状となっているが、その形状は任意であり、例えば図６に示すように平面視で十字形状に仕上げてもよく、このように幅方向Ｘに広がりを有する形状に仕上げることで幅方向Ｘにおいて交番電界が及ぶ範囲が広がり、飛翔前空間ＳＰへのトナーＴの滞留をより効果的に抑制することができる。
【００４２】
さらに、各交番電極部位４４ａが隣接するリード線４４の交番電極部位４４ａと飛翔前空間ＳＰ内の幅方向Ｘにおいて重なり合うように設けるのが望ましい。その理由は上記した改良実施形態（図５）の場合と同様である。すなわち、図６に示す改良実施形態では、隣接する交番電極部位４４ａ同士が幅方向Ｘにおいて重なり合っているので、各交番電極部位４４ａを設けたことにより幅方向において交番電界の効果が及ぶ領域Ｒ44同士が重なり合って飛翔前空間ＳＰへのトナーＴの滞留をより効果的に抑制することができる。
【００４３】
また、上記第１実施形態（図４）および改良形態（図５および図６）では制御電極４３に対してリード線４４が（−Ｄ）方向、あるいはその（−Ｄ）方向に対して傾斜しながらスペーサ５側に延設されているが、図７、図８または図９に示すように、制御電極４３を制御バイアス発生部４７と電気的に接続するためにリード線４４を現像ローラ１２の回転方向Ｄの下流側（＋Ｄ）に延設するようにしてもよく、この場合、リード線４４の一部４４ａを制御電極４３を超えてスペーサ５側に延設することによって上記第１実施形態（図４）や改良形態（図５や図６）と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
図１０はこの発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図である。また、図１１は図１０の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、飛翔前空間ＳＰにおいて交番電界を形成するために専用の交番電界発生手段を設けている点で、リード線４４の一部（交番電極部位）４４ａと制御バイアス発生部４７をトナー飛翔制御のみならず交番電界発生手段として兼用している第１実施形態と大きく相違している。すなわち、この第２実施形態では、リード線４４を現像ローラ１２の回転方向Ｄの下流側（＋Ｄ）に延設しており、飛翔前空間ＳＰに対応する位置にはリード線４４は延設されていないが、リード線４４の代わりに電極部４０が配置されており、この電極部４０と現像ローラ１２とに飛翔前空間ＳＰが存在している。また、この電極部４０には交流バイアス発生部１０６が電気的に接続されており、交流電圧を電極部４０に与えることで、直流電圧が印加されている現像ローラ１２との間で交番電界を発生させるように構成されている。
【００４５】
このように、第２実施形態では、電極部４０と交流バイアス発生部１０６とで交番電界発生手段が構成されており、交流バイアス発生部１０６を適当なタイミングで作動させることによって飛翔前空間ＳＰにおいて交番電界を与えながら、現像ローラ１２を回転駆動してトナーＴを担持しながらトナー飛翔開始位置Ｊに搬送すると、上記第１実施形態と同様に、飛翔前空間ＳＰにおけるトナーＴの滞留を抑制し、中間転写ベルト２３上に形成されるトナー像の画像濃度の低下を防止することができる。
【００４６】
また、第２実施形態によれば、交番電界を発生させるために専用の電極部４０を設けているので、飛翔前空間ＳＰの全体に交番電界を与えることができ、交番電界の印加領域がリード線４４の交番電極部位４４ａに対応する領域に制限される第１実施形態に比べて飛翔前空間ＳＰにおけるトナーＴの滞留をより確実に抑制することができる。
【００４７】
さらに、第１実施形態では上記したように制御バイアス発生部４７が本発明の「交流バイアス発生部」として機能しているため、飛翔前空間ＳＰにおける電界の向きが切り替わるタイミングは画像信号に対応することとなり、常にトナーＴの滞留を抑制するために適した交番電界が飛翔前空間ＳＰに印加されるというわけではない。これに対し、第２実施形態では、専用の交流バイアス発生部１０６を設けたことで常にトナーＴの滞留を抑制するために適した交番電界が飛翔前空間ＳＰに与えることができ、この点においても飛翔前空間ＳＰにおけるトナーＴの滞留をより確実に抑制する上で有利となっている。
【００４８】
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、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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、上記実施形態では、偏向電極４５Ｌ，４５Ｒによって帯電トナーＴの飛翔方向を３方向Ｐ1，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。
【００５１】
また、上記実施形態では、現像ローラ１２に対して現像ローラバイアス発生部１０３から所定の直流電圧を印加しているが、接地したり、交流電圧を印加するように構成してもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、飛翔前空間において、トナー担持体とトナー飛翔制御手段との間で交番電界を発生させるように構成しているので、ギャップ規定手段に当接することによってトナー担持体から離れたトナーをトナー飛翔制御手段に堆積させることなくトナー飛翔開始位置に搬送することができる。その結果、飛翔前空間へのトナーの滞留を抑制し、画像濃度の低下を防止して十分な画像濃度でトナー像を受像体に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１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３】図１の画像形成装置において用いられている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４】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リード線を示す図である。
【図５】第１実施形態の改良形態を示す図である。
【図６】第１実施形態の他の改良形態を示す図である。
【図７】第１実施形態の別の改良形態を示す図である。
【図８】第１実施形態のさらに他の改良形態を示す図である。
【図９】第１実施形態のさらに別の改良形態を示す図である。
【図１０】この発明にかかる画像形成装置の第２実施形態を示す図である。
【図１１】図１０の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３…背面電極
４…ＦＰＣ（トナー飛翔制御手段）
５…スペーサ（ギャップ規定手段）
１２…現像ローラ（トナー担持体）
２３…中間転写ベルト（受像体）
４０…電極部
４１…トナー通過孔
４１ａ…（トナー通過孔４１の）現像ローラ側端部
４２…基体
４３…制御電極
４４…リード線
４４ａ…交番電界部位
４７…制御バイアス発生部
１０６…交流バイアス発生部
Ｄ…（現像ローラ１２の）回転方向
ＧＰ…ギャップ
Ｊ…トナー飛翔開始位置
ＳＰ…飛翔前空間
Ｔ…トナー
ＴＬ…トナー層
Ｘ…幅方向

Claims (2)

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、
   前記トナー担持体から前記背面電極に向けて貫通するトナー通過孔が複数個前記移動方向とほぼ直交する幅方向に列状に形成されるとともに前記トナー担持体と前記背面電極との間に配置された基体と、前記複数のトナー通過孔の各々について該トナー通過孔を取り囲むように前記基体に設けられた複数の制御電極とを有し、前記トナー担持体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前記基体との間に搬送され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、
   前記トナー飛翔開始位置に対して前記移動方向の上流側で、前記トナー担持体上に担持されるトナー層と当接して前記トナー担持体と前記トナー飛翔制御手段とのギャップを規定するギャップ規定手段と、
   前記受像体に形成すべきトナー像に応じて前記複数の制御電極に与えるバイアスを変化させる制御バイアス発生手段とを備え、
   前記トナー飛翔制御手段は、前記基体に設けられて前記複数の制御電極を前記制御バイアス発生手段に電気的に接続する複数のリード線を有し、
   前記複数のリード線の各々は、該リード線に対応する制御電極から前記ギャップ規定手段の直下位置に伸びる第１部位と、前記第１部位から前記幅方向に伸びる第２部位とを有し、しかも、
   前記複数のトナー通過孔のトナー担持体側端部と前記ギャップ規定手段との間に位置する飛翔前空間内で、隣接配置されたリード線の第２部位同士が互いに絶縁状態を保ちつつ前記幅方向において重なり合っていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１部位と前記第２部位とが前記飛翔前空間内において交差して十字形状を形成している請求項１記載の画像形成装置。

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