JP3791386B2

JP3791386B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3791386B2
Application number: JP2001317123A
Authority: JP
Inventors: 淳憲北澤; 清輝香月
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2021-10-15
Also published as: JP2003118158A

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】
【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４ａ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を取り囲むリング状に形成さ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、前記制御電極のリングの中心が、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設けられて、前記制御電圧により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よりも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。
【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、４５Ｒ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、４５Ｒ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４８Ｒ（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、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。
【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。
【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、ＦＰＣ４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４１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。
【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、制御電極のリングの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いるため、トナー通過孔は、制御電極によるトナー通過孔内部における移送静電界の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

Claims

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を取り囲むリング状に形成さ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、前記制御電極のリングの中心が、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設けられて、前記制御電圧により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よりも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。
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。