JP5618177B2 - Image forming apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる作像装置、及び、その作像装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, and an image forming apparatus including the image forming apparatus.
従来の画像形成装置として、トナージェット、ダイレクトトーニング、トナープロジェクションなどと称される直接記録方式の画像形成方法を採用した画像形成装置(以下、直接記録方式の画像形成装置という)が知られている(特許文献1など)。この種の画像形成装置は、電子写真プロセスのように感光体上に形成された潜像をトナー等の画像形成剤で現像し、その現像された画像を感光体上から記録紙や転写体に転写するというようなことは行わず、記録紙や転写体などに対し、飛翔させた画像形成剤を付着させて画像を直接記録紙や転写体などに形成するものである。
As a conventional image forming apparatus, an image forming apparatus employing a direct recording type image forming method called toner jet, direct toning, toner projection or the like (hereinafter referred to as a direct recording type image forming apparatus) is known. (
図9は、従来の直接記録方式の画像形成装置における要部構成の一例を示す構成図である。図9において、トナー担持ローラ501は、その軸線を図中左右方向に延在させるように配設され、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、帯電済みのトナーTをその表面に担持する。このトナー担持ローラ501の下には、複数の孔502を形成する孔形成部材としてのフレキシブルプリント基板(以下、FPCという)503が配設されている。そして、トナー担持ローラ501の表面に担持されたトナーは、トナー担持ローラ501の表面に当接する図示しないドクターブレードによりトナー量が規制された後、FPC503との対向位置まで搬送される。FPC503は、各孔502を囲むようにトナー担持ローラ501との対向面側に形成されたリング状の複数の飛翔電極504を備えている。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a main configuration of a conventional direct recording type image forming apparatus. In FIG. 9, a
そして、FPC503の下方には、FPC50を挟んでトナー担持ローラ501に対向する対向電極506が配設されている。また、この対向電極506上に搬送手段によって記録紙507が搬送される。図9においては、便宜上、孔502及び飛翔電極504をそれぞれ1つずつしか示していないが、実際には、FPC503にこれらの組み合わせが複数形成されている。具体的には、例えば600[dpi]用のFPC503では、これらの組み合わせが4960個形成されている。
A
飛翔電極504に飛翔電圧が印加されると、トナー担持ローラ501上で飛翔電極504と対向する位置にあるトナーTや、これの近傍にあるトナーTに、トナー担持ローラ501からトナーを飛翔させるような所定強度の電界が作用する。この電界の作用により、トナーTに加わる静電力がトナーTとトナー担持ローラ501との付着力を上回り、トナーTの集合体がドット状の形状でトナー担持ローラ501から選択的に飛翔して孔502内に進入する。そして、飛翔電極504と、これよりも高い電位の電圧が印加された対向電極506との間に形成される電界に引かれて飛翔を続け、孔502を通過して記録紙507の表面に付着してドット像となる。
When a flying voltage is applied to the
直接記録方式において、ドット像の濃度や解像度が良好となる高画質な画像を得るには、トナー担持ローラ501とFPC503との間隔であるトナー供給ギャップを高精度に設定し維持する必要がある。
In the direct recording method, in order to obtain a high-quality image with good dot image density and resolution, it is necessary to set and maintain the toner supply gap, which is the distance between the
本願出願人は、直接記録方式の画像形成装置に用いられる作像装置において、トナー担持ローラと孔形成部材との間隔であるトナー供給ギャップを所定の間隔で維持できるように、特願2008−273508号(以下、先願という)で次のような作像装置を提案した。 In the image forming apparatus used in the direct recording type image forming apparatus, the applicant of the present application has applied the Japanese Patent Application No. 2008-273508 so that the toner supply gap, which is the distance between the toner carrying roller and the hole forming member, can be maintained at a predetermined distance. The following imaging device was proposed in the issue (hereinafter referred to as the prior application).
すなわち、先願に記載の作像装置は、トナーを収納する筐体と、その筐体に軸支され筐体に形成された開口から外部に臨むトナー担持ローラと、トナー担持ローラ上のトナー量を規制するトナー規制手段と、複数の孔が形成され所定の間隔をあけてトナー担持ローラに対向するシート状の孔形成部材と、複数の孔それぞれに対応させて孔形成部材に設けられた複数の飛翔電極と、を備えている。また、トナー担持ローラを覆うように前記筐体に設けられ、少なくとも孔形成部材に形成された複数の孔と対向する箇所に開口部が形成された自身の側壁で孔形成部材をトナー担持ローラ軸方向にわたって保持し、孔形成部材の孔とトナー担持ローラとの相対位置が所定の位置関係になるようトナー担持ローラに対する前記孔の位置決めをする位置決め手段を有する。そして、画像情報に基づいて、飛翔電極によって形成された飛翔電界によってトナー担持ローラから選択的に飛翔させたトナーを、孔形成部材の孔を通して記録部材上に付着させて画像を作像する。 In other words, the image forming apparatus described in the prior application includes a housing that stores toner, a toner carrying roller that is pivotally supported by the housing and is exposed to the outside, and a toner amount on the toner carrying roller. A toner regulating means for regulating toner, a sheet-like hole forming member which is formed with a plurality of holes and is opposed to the toner carrying roller at a predetermined interval, and a plurality of holes provided in the hole forming member corresponding to each of the plurality of holes And a flying electrode. In addition, the hole forming member is provided on the casing so as to cover the toner carrying roller, and the hole forming member is attached to the toner carrying roller shaft at its side wall formed with openings at least at positions opposed to the plurality of holes formed in the hole forming member. And positioning means for positioning the hole with respect to the toner carrying roller so that the relative position between the hole of the hole forming member and the toner carrying roller is in a predetermined positional relationship. Then, based on the image information, the toner selectively ejected from the toner carrying roller by the flying electric field formed by the flying electrode is attached to the recording member through the hole of the hole forming member to form an image.
先願に記載の作像装置においては、位置決め手段が前記側壁でトナー担持ローラ軸方向にわたって孔形成部材を保持するので、前記間隔がトナー担持ローラ軸方向でばらついてしまうような撓みなどが孔形成部材に生じるのを抑制することができる。したがって、トナー担持ローラと孔形成部材との間隔がトナー担持ローラ軸方向でばらつくのを抑えられ前記所定の間隔で維持することができる。 In the image forming apparatus described in the prior application, the positioning means holds the hole forming member over the toner carrying roller axial direction on the side wall, so that a bend or the like that causes the interval to vary in the toner carrying roller axial direction is formed in the hole. It can suppress producing in a member. Therefore, the interval between the toner carrying roller and the hole forming member is prevented from varying in the axial direction of the toner carrying roller, and can be maintained at the predetermined interval.
しかしながら、先願に記載の作像装置においては、前記位置決め手段を設ける分、部品点数が増えるためコストが上がってしまうといった問題が生じる。 However, in the image forming apparatus described in the prior application, there is a problem that the cost increases because the number of parts increases as the positioning means is provided.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、低コスト化を図りつつ、剤担持体と孔形成部材との間隔を所定の間隔に設定し維持できる作像装置、及び、その作像装置を備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of setting and maintaining a predetermined interval between the agent carrier and the hole forming member while reducing costs. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus including the image forming apparatus.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、作像装置において、画像形成剤を収納する筐体と、該筐体に軸支され該筐体の側面に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、該筐体とは別体であり、該剤担持体を覆うように該筐体の該開口が形成された側面に設けられ、該剤担持体と対向する壁部に少なくとも該孔形成部材に形成された該複数の孔と対向する箇所に開口部が形成され、該壁部の該剤担持体に対向する側とは反対側の壁面で該孔形成部材を剤担持体軸方向にわたって保持し、該剤担持体と該孔形成部材との相対位置が所定の位置関係になるよう該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めをする位置決め手段と、を備え、前記位置決め手段の前記壁部の前記剤担持体に対向する側の壁面の一部であり、該壁部に形成された前記開口部の剤担持体回転方向上流側で該剤担持体に面する縁部を、該剤担持体の表面に接触させて、該剤担持体と該孔形成部材との間の間隔が所定の間隔となるように、該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めを行っており、前記位置決め手段の前記縁部を前記剤担持体上の剤の量を規制する剤規制手段として兼用したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の作像装置において、上記筐体を着脱可能に保持する保持部材を有し、前記保持部材内に前記筐体が装着された際に上記位置決め手段の上記壁部が保持部材外部に臨むような開口が該保持部材に形成されており、上記孔形成部材が前記保持部材の開口を覆うように前記保持部材に設けられ、前記保持部材内に前記筐体を装着し前記保持部材の開口で前記位置決め手段を前記孔形成部材に接触させることで、前記位置決め手段により上記剤担持体に対する前記孔形成部材の位置決めがなされるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の作像装置において、上記孔形成部材は柔軟な材質からなり、上記保持部材に設けられ上記孔形成部材に張力を付与する張力付与手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、画像形成剤を収納する筐体と、該筐体に軸支され該筐体に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、該剤担持体と該孔形成部材との相対位置が所定の位置関係になるよう該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めをする位置決め手段とからなる作像手段と、前記孔形成部材を介して前記剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、画像情報に基づいて、前記飛翔電界の形成によって前記剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、前記孔を通して前記対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、前記作像手段として、請求項1、2または3の作像装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
The invention according to claim 2 is the image forming apparatus according to
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the second aspect, the hole forming member is made of a flexible material, and has tension applying means that is provided on the holding member and applies tension to the hole forming member. It is characterized by.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a housing for storing an image forming agent, and an image forming agent that is pivotally supported by the housing and faces the outside of the housing through an opening formed in the housing. And a sheet-like hole forming member formed so as to be opposed to the agent carrier at a predetermined interval, and a plurality of holes, and a plurality of holes formed in the hole. A plurality of flying electrodes for forming an electric field that is provided in the hole forming member and selectively causes the image forming agent to fly toward the hole from the agent carrier, and the agent carrier and the hole formation. An imaging means comprising positioning means for positioning the hole forming member with respect to the agent carrier so that the relative position to the member is in a predetermined positional relationship; and the agent carrier through the hole forming member Arranged to attract the image forming agent flying from the agent carrier. A counter electrode for forming a field, and based on image information, the image forming agent that has been selectively ejected from the agent carrier by forming the flying electric field is transferred to the counter electrode side through the hole. Then, in the image forming apparatus for forming an image by adhering to a recording member, the image forming apparatus according to
本発明においては、位置決め手段が前記壁部の剤担持体に対向する側とは反対側の壁面でトナー担持体軸方向にわたって孔形成部材を保持するので、前記間隔がトナー担持体軸方向でばらついてしまうような撓みなどが孔形成部材に生じるのを抑制することができる。したがって、トナー担持体と孔形成部材との間隔がトナー担持体軸方向でばらつくのを抑えられ前記所定の間隔で維持することができる。
また、位置決め手段の前記壁部の剤担持体に対向する側の壁面の一部を剤担持体の表面に接触または近接させて剤担持体上の剤の量を規制し、位置決め手段を剤規制手段として兼用する。これにより、剤規制手段を別途で設ける場合よりも部品点数を減らすことができ、その分、低コスト化を図ることができる。
In the present invention, the positioning means holds the hole forming member over the toner carrier axis direction on the wall surface of the wall opposite to the side facing the agent carrier, so that the interval varies in the toner carrier axis direction. Can be prevented from occurring in the hole forming member. Therefore, the interval between the toner carrier and the hole forming member can be prevented from varying in the axial direction of the toner carrier, and can be maintained at the predetermined interval.
Further, a part of the wall surface of the positioning means facing the agent carrier is brought into contact with or close to the surface of the agent carrier to regulate the amount of the agent on the agent carrier, and the positioning means is regulated by the agent. Also used as a means. Thereby, the number of parts can be reduced as compared with the case where the agent regulating means is provided separately, and the cost can be reduced accordingly.
以上、本発明によれば、低コスト化を図りつつ、剤担持体と孔形成部材との間隔を所定の間隔に設定し維持できるという優れた効果を得ることができる。 As mentioned above, according to this invention, the outstanding effect that the space | interval of an agent carrier and a hole formation member can be set and maintained to a predetermined | prescribed space | interval can be acquired, aiming at cost reduction.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図2は転写媒体として中間転写ベルト20を用いたカラー画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略側面図である。プリンタユニット12により中間転写ベルト20にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト20の1回転中に中間転写ベルト20上で色毎に順次に重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置である。中間転写ベルト20上で各色のトナー像を直接重ね合わせるので、感光体と中間転写体を用いた電子写真方式のカラー画像形成装置よりも位置ずれを少なくすることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic side view showing a configuration of an image forming unit of a color image forming apparatus using the
画像形成部において、トナー像担持体としての中間転写ベルト20が駆動ローラ21、テンションローラ22、転写対向ローラ23、トナー制御に用いる中間転写ベルト20側の電極(対向電極)である対向ローラ24などによって展張されて、本実施形態の場合は縦長に略垂直配置されている。
In the image forming unit, an
中間転写ベルト20は駆動ローラ21と連結された図示しないモータよって図中反時計周回り方向に回動される。中間転写ベルト20の展張表面の左側には、同じ構成で収納される現像剤の色がそれぞれ異なる各色のプリンタユニット12が四つ積み重なるようにして中間転写ベルト20の移動方向に沿って一定の間隔を置いて順次配置されている。
The
各プリンタユニット12は装置本体に対して横置きで、中間転写ベルト20を挟んで各色の対応した対向ローラ24とそれぞれ対向し、プリンタユニット12の後述するトナー制御電極基板が中間転写ベルト20に対して印写ギャップと言われる所定間隔(数百[μm])だけ離れて設置されている。なお、その位置を印写位置としている。
Each
また、中間転写ベルト20を挟んで転写対向ローラ23と転写部を形成する転写ローラ27や、中間転写ベルト20のループ内側で駆動ローラ21と転写対向ローラ23との間に画像形成動作の基準信号を生成するためのマークセンサ25などが配置されている。
In addition, a
中間転写ベルト20よりも下方には、中間転写ベルト20を挟んで転写ローラ27と転写対向ローラ23とで形成される転写部に対して用紙搬送方向が斜めになるよう、上記転写部の搬入側に給紙ローラ28やレジストローラ対29などから成る給紙搬送部30が、上記転写部の搬出側に定着装置32が配置されている。また、カラー画像形成装置本体には回転軸33が設けられており、プリンタユニット12や給紙搬送部30などを装置本体内に残して装置本体に対し中間転写ベルト20や転写部や定着装置32などを一体的に離間させることができる。
On the lower side of the
各プリンタユニット12には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色トナーが格納されており、各プリンタユニット12にからトナーを中間転写ベルト20上に飛翔させて、4色のトナー像が重ね合わさるように中間転写ベルト20上に各色トナー像を形成する。重ね合わされたトナー像は中間転写ベルト20の回転によって転写部に送られる。
Each
一方、上述したような印写や作像動作などに同期して給紙搬送部30で用紙搬送シーケンスが動作し、給紙ローラ28やレジストローラ対29などにより用紙が搬送され、中間転写ベルト20の表面に沿うように接触する。そして転写部でトナー像と用紙が合わさり、転写ローラ27のバイアス印加により中間転写ベルト20上の4色トナー像が一括して用紙に転写される。転写後の用紙は、図示しない除電針などにより中間転写ベルト20から剥離され、定着装置32に送られ用紙上にトナー像が定着される。転写後に中間転写ベルト20に残留した残トナーは、クリーニングブレード26でクリーニングされ、中間転写ベルト20は次の画像形成に備える。
On the other hand, in synchronization with the above-described printing or image forming operation, the sheet conveying sequence is operated by the sheet feeding / conveying
本実施形態のカラー画像形成装置は、プリンタユニット12により中間転写ベルト20上に4色のトナー像を重ね合わせて形成し、中間転写ベルト20の1回転でカラー画像を出力するので、高品位なカラー画像を高速で出力することができ、しかもカラー画像形成装置の小型化が可能となる。
In the color image forming apparatus according to the present embodiment, four color toner images are superimposed on the
なお、本実施形態では中間転写ベルト20を用いたカラー画像形成装置にプリンタユニット12を搭載した形態で説明したが、本発明はそれに限定されることはない。例えば、中間転写ベルト20などの中間転写媒体を用いずに直接、プリンタユニット12から用紙上に各色のトナーを印写するタイプのカラー画像形成装置でも構わない。
In the present embodiment, the
図3は本発明に適応する直接記録方法の模式的構成図である。
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ローラ1と、トナーTが付着させられる記録媒体3と、トナー担持ローラ1と記録媒体3との間に配置された複数のトナー通過孔41を有するトナー制御電極基板4とを備えている。なお、図3においては、便宜上、トナー通過孔41を1つしか示していないが、実際には、トナー通過孔41に複数形成されている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a direct recording method adapted to the present invention.
In this embodiment, the
トナー担持ローラ1は、表面側にトナーTを搬送する方向(ここでは周方向)に所定の間隔でトナーTを搬送する方向と直交する方向(ここでは軸方向)に沿って形成された所定ピッチで設けられた複数の電極11を有し、このトナー担持ローラ1の各電極11には、電源5から時間によって電位の異なる平均電位Vsのパスル電圧(クラウドパルス)が印加される。これにより、トナーTをクラウド化する手段を構成している。
The
例えば、0.5[kHz]〜7[kHz]の周波数のパルス電圧が印加され、各電極11の間隔はファインピッチに設けられているため、各電極11間で強い電界が形成される。そのため、トナーTの帯電極性に対して反発する電位にある電極11表面からトナーTは勢いよく飛翔し、飛翔したトナーTは吸引する極性の電位が印加されている電極11に引き寄せられ、パルスが切り替わることでパルス周波数に応じた上下方向の飛翔を繰り返し、トナーTがクラウド化された状態になる。なお、パルスの周波数が高い領域では、上方高くに飛翔したトナーTは、飛翔している間にパルスが切り替わり、電極11表面に戻る前に再び上方に飛翔する場合もある。
For example, a pulse voltage having a frequency of 0.5 [kHz] to 7 [kHz] is applied, and the distance between the
トナー制御電極基板4は、トナーTが通過可能なトナー通過孔(開口)41が複数設けられ、このトナー制御電極基板4のトナー供給側面(トナー担持ローラ1側の面)のトナー通過孔41周辺にはリング状に制御電極42が設けられている。
The toner control electrode substrate 4 is provided with a plurality of toner passage holes (openings) 41 through which the toner T can pass, and around the toner passage holes 41 on the toner supply side surface (surface on the
このトナー制御電極基板4の制御電極42には制御パスル発生手段6から例えば図4に示すような制御パルス電圧Vcが印加される。この場合、トナー通過孔41をトナーTが通過可能な状態(ON状態)にするときには制御電極42に電圧Vc−onが印加され、トナーTが通過不可能な状態(OFF状態)にするときには制御電極42に電圧Vc−offが印加される。なお、トナー制御電極基板4の制御電極42は、トナー通過孔41周囲だけでも動作が可能であるが、トナー通過孔41の内壁面又はトナー通過孔41の内壁面とトナー担持ローラ1側の周囲の両方に設けたものであってもよい。
For example, a control pulse voltage Vc as shown in FIG. 4 is applied from the control pulse generating means 6 to the
記録媒体3側には、記録媒体3の背面に、トナー制御電極基板4を通過したトナーTを記録媒体3に付着させるためのバイアス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段となる電極手段としての対向電極31が配置され、トナー制御電極基板4を通過したトナーTを記録媒体3に付着させるため、バイアス電源8からのバイアス電圧Vpが印加される。この記録媒体3は、この上に一度画像を形成し、その後、紙に転写する中間転写ベルト20、あるいは、記録紙であってもよい。この記録媒体3に対するバイアス電圧Vpの印加は、例えば記録媒体3の背面側(トナー担持ローラ1と反対側面)に対向電極31を配置し、この対向電極31上面に記録媒体3を通過させる構成、あるいは、中間転写ベルト20であれば内部に電極を埋め込んだ構成(記録媒体手段側の電極を内部電極とする構成)又は中間転写ベルト20の背面に対向電極31(図2においては対向ローラ24)を配置した構成とすることができる。
On the
トナー制御電極基板4の断面構図の一例を図5に示す。トナー制御電極基板4は、絶縁性の基材45に設けられた複数のトナー通過孔41や、複数のトナー通過孔41それぞれの周囲に設けられたリング状の制御電極42から構成される。
An example of a cross-sectional composition of the toner control electrode substrate 4 is shown in FIG. The toner control electrode substrate 4 includes a plurality of toner passage holes 41 provided in an insulating
絶縁性の基材45は、柔軟なフレキシブル基板(FPC)を利用することが一般的であるが、ガラス基板などの材料を用いても良い。本実施形態では、基材45として厚み25[μm]のFPCを使用した。
The insulating
トナー通過孔41の直径は装置の解像度により50[μm]〜200[μm]程度としている。トナー通過孔41の配列は、図5に示すように千鳥配列にすることで高解像度な画像を形成することができる。
The diameter of the
また、本実施形態では、制御電極42を40[μm]〜100[μm]の幅を持つリング状の電極とした。また、複数のトナー通過孔41それぞれに設けられた制御電極42は、図示しないICチップを介して電源に接続されており、電圧を可変制御して印加することが可能な構成になっている。
In the present embodiment, the
また、本願発明者らが実験を行った結果、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4とのトナー供給ギャップである間隔d1を50[μm]〜300[μm]に設定し、トナー制御電極基板4と記録媒体3との間隔d2を500[μm]〜1[mm]程度に設定することで、良好な画像形成を得ることができた。
Further, as a result of experiments by the inventors of the present application, as a result, the interval d1 that is a toner supply gap between the
このように構成した直接記録方法の画像形成装置においては、トナー担持ローラ1の電極11に対して平均電位Vsのパルス電圧を印加することによって、トナー担持ローラ1上でトナーTが飛翔してクラウド化され、トナー担持ローラ1の回転又は進行波電界による搬送によってトナーTが搬送される。一方、記録媒体3側の対向電極31にバイアス電圧Vpが印加される。
In the image forming apparatus of the direct recording method configured as described above, by applying a pulse voltage of the average potential Vs to the
この状態で、トナー制御電極基板4の制御電極42に対してトナーTがトナー通過孔41を通過可能な状態(ON状態)にするときには図4に示すON時の電圧Vc−onを印加し、トナーTがトナー通過孔41を通過不可能な状態(OFF状態)にするときには図4に示すOFF時の電圧Vc−offを印加する。
In this state, when the toner T is allowed to pass through the
この場合、これらの各電極11,31,42に対する電圧をある値に設定することで、トナー制御電極基板4をトナー担持ローラ1のトナーTが記録媒体3に向かって通過可能な状態にするときに、記録媒体3側とトナー制御電極基板4との間にトナー通過孔41を通過する電気力線10が形成される。
In this case, by setting the voltage for each of these
これにより、トナー担持ローラ1上でクラウド化しているトナーは電気力線10による電界に乗ってトナー制御電極基板4のトナー通過孔41を通過して記録媒体3上に着弾する。したがって、画像に応じてトナー制御電極基板4の各トナー通過孔41をON/OFF制御(開閉制御)することで、記録媒体3上に直接トナー画像を形成することができる。
As a result, the toner clouded on the
次に、上記直接記録方法のトナー制御電極基板4とトナー担持ローラ1とを用いた本発明のプリンタユニット12の実施例を説明する。
Next, an embodiment of the
図1に、側面から見たプリンタユニット12の概略構成図を示す。プリンタユニット12は、トナー担持ローラ1を支持する作像ユニット13と、画像形成装置本体に固定され作像ユニット13を着脱可能に保持する、上ホルダ部50aと下ホルダ部50bとを有するユニットホルダ50とからなり、作像ユニット13を交換可能な交換ユニットとしている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
作像ユニット13には、非磁性トナーから成る一成分現像剤が収納されている。なお、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分現像剤を用いてもよい。
The
作像ユニット13は、現像剤が格納される作像ユニットケース13dと、トナーを担持するローラ状のトナー担持ローラ1、作像ユニットケース13d内の現像剤をトナー担持ローラ1に供給する供給ローラ13a、及び、作像ユニットケース13d内の現像剤を撹拌する2本の攪拌スクリュ13b,13cなどで構成されており、トナー担持ローラ1、供給ローラ13a及び攪拌スクリュ13b,13cなどは作像ユニットケース13dに収納されて設けられる。
The
作像ユニットケース13dは、トナー担持ローラ1が支持されている側(図の右側面)が開放されていて、トナー担持ローラ1を作像ユニットケース13dの外部に露出させる構成としている。また、作像ユニットケース13dのトナー担持ローラ1が支持され露出している開放側面には、トナー担持ローラ1を覆うようにホルダ14がネジによって取り付けられている。また、このホルダ14のトナー担持ローラ1と対向する壁部には開口が形成されている。
The image forming
トナー担持ローラ1は作像ユニットケース13dの側板に回転可能に軸支されており、図示しないモータに連結されて回転駆動する。そして、永久磁石が内包された供給ローラ13aによって二成分現像剤をトナー担持ローラ1と対向する位置まで搬送し、そこでトナーの一部にバイアスが印加され、そのバイアス電位によってトナー担持ローラ1に供給ローラ13aからトナーが転移する。または、トナー担持ローラ1と供給ローラ13aとの表面速度を異ならせて、その速度差による摩擦を利用してトナーを供給ローラ13aからトナー担持ローラ1に転移させる。トナー担持ローラ1に転移されたトナーは、上述した方法などによってクラウド状態となる。
The
ここで、ホルダ14のトナー担持ローラ1に対向する壁部のトナー担持ローラ1と対向する側の壁面の一部、詳しくは、前記壁部に形成された開口のトナー担持ローラ回転方向上流側でトナー担持ローラ1に面する縁部14aが、図2に示すように、トナー担持ローラ1の表面に接触して設けられており、ホルダ14の縁部14aによってトナー担持ローラ1上のトナーの量が規制される。すなわち、本実施形態では、ホルダ14をトナー担持ローラ1上のトナー量を規制するトナー量規制手段として兼用している。これにより、トナー量規制手段を別途で設ける場合よりも部品点数を減らすことができ、その分、低コスト化を図ることができる。
Here, a part of the wall surface of the
なお、ホルダ14の縁部14aは前記壁部のコシや設置角度などによって最適な押し付け圧で、トナー担持ローラ1側に押し付けられている。
The edge 14a of the
また、本実施形態においては、ホルダ14の前記壁部の少なくとも縁部14aが位置する部分の厚みを、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間の設定すべきトナー供給ギャップに相当する厚さ(図2に示した間隔d1)にしている。これにより、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4それぞれに接触して両者間に挟まれたホルダ14の前記壁部の厚さで、容易に精度良くトナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間のトナー供給ギャップを所定の間隔にすることが可能となる。
In this embodiment, the thickness of at least the edge portion 14 a of the wall portion of the
トナー担持ローラ1の回転によって、ホルダ14の縁部14aによりトナー量が規制され薄層化されたトナー担持ローラ1上のトナーは、トナー制御電極基板4と対向する位置へと運ばれる。そして、上述したような方法によって、トナー担持ローラ1上でクラウド化しているトナーを電界に乗せてトナー制御電極基板4のトナー通過孔41を通過させ図示しない記録媒体3上に着弾させ印写する。
Due to the rotation of the
トナー担持ローラ1上の印写に用いられなかったトナーは、トナー担持ローラ1の回転により再び供給ローラ13aに戻ってくるようになっている。クラウド状態のトナーのトナー担持ローラ1の表面に対する付着力は非常に低いので、印写されず供給ローラ13aとの対向位置まで戻ってきたトナー担持ローラ1上のトナーは、供給ローラ13aの回転に追随した現像剤によって容易に掻き取られたり均されたりする。これを繰り返すことによって、トナー担持ローラ1上には常にほぼ一定量のトナーがクラウド状態で担持される。
The toner that has not been used for printing on the
また、経時使用によりホルダ14の縁部14aにトナーが固着する虞があるが、ホルダ14を供給ユニットの交換周期とともに容易に交換することができる。
Further, although there is a possibility that the toner adheres to the edge portion 14a of the
図6は、ユニットホルダ50から作像ユニット13を取り外した状態を示しており、図中矢印方向に作像ユニット13をユニットホルダ50内、すなわち、ユニットホルダ50の上ホルダ部50aと下ホルダ部50bとの間に形成された中空内部に差し込んで図1に示したような装着状態にする。なお、前記中空内部の作像ユニット差し込み方向両端は共に外部と連通するように開口している。
FIG. 6 shows a state in which the
ユニットホルダ50には、前記中空内部の作像ユニット差し込み方向下流側端部の開口を覆うようにトナー制御電極基板4が設けられている。トナー制御電極基板4の一端側は、下ホルダ部の外壁に取り付けられている。一方、上ホルダ部50aの外壁に取り付けられた支持板56に一端が支持されたバネからなるテンション付与部材55の他端に、トナー制御電極基板4の他端側が繋がれている。そして、トナー制御電極基板4がテンション付与部材55により前記一端側から他端側に引っ張られ弛まないように張力が付与された状態でユニットホルダ50に保持されている。
The
作像ユニット13がユニットホルダ50内に装着されるとトナー制御電極基板4とホルダ14の壁面14bとが接触し、トナー制御電極基板4がホルダ14を介して作像ユニット13に押し付けられる状態になる。このようにすることで、後述するように、ホルダ14によるトナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔であるトナー供給ギャップの管理が行われる。
When the
また、テンション付与部材55によってトナー制御電極基板4に張力を付与し、トナー制御電極基板4に弛みが生じるのを抑えつつ、ユニットホルダ50にトナー制御電極基板4を保持できるので、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔をより精度良く維持することができる
In addition, the toner control electrode substrate 4 can be held on the
このように本実施形態では、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間の間隔であるトナー供給ギャップを所定の間隔で形成し設定するために、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との相対位置を決めるホルダ14を作像ユニット13とトナー制御電極基板4との間に介在させている。
As described above, in this embodiment, in order to form and set a toner supply gap, which is an interval between the
ホルダ14を用いずに、例えばトナー担持ローラ1を覆うように湾曲させながら直接、作像ユニット13の作像ユニットケース13dにトナー制御電極基板4を取り付ける方法も考えられるが、トナー制御電極基板4の剛性の低さから、トナー制御電極基板4の全域にわたってトナー供給ギャップを精度良く設定し維持することが困難となる。また画像形成装置本体の駆動系などからの振動で共振してしまう恐れもあり、ギャップ変動などが危惧される。
A method of directly attaching the toner control electrode substrate 4 to the image forming
これらを解決するには、トナー制御電極基板4を正確な位置で全域にわたってガイドして、トナー制御電極基板4に所望の面形状を形成しトナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間のトナー供給ギャップが所定の間隔となるようトナー担持ローラ1に対するトナー制御電極基板4の位置決めを行う必要がある。
In order to solve these problems, the toner control electrode substrate 4 is guided over the entire area at an accurate position so as to form a desired surface shape on the toner control electrode substrate 4 and between the
そこで本実施形態では、トナー制御電極基板4に多数開けられたトナー通過孔41の領域を除いたトナー制御電極基板4のほぼ全域にわたって所望の面形状となるようにガイドして前記位置決めを行う位置決め手段を有している。本実施形態では、前記位置決め手段として図7に示すような、トナー制御電極基板4に多数開けられたトナー通過孔41の領域分だけトナー担持ローラ回転方向とトナー担持ローラ軸方向とに開口した開口部14cが、トナー担持ローラ1に対向する壁部に形成され、トナー通過孔41の領域を除いたトナー制御電極基板4を前記壁部のトナー担持ローラ1と対向する側とは反対側の壁面14bに接触させて保持するようなホルダ14を、作像ユニット13に設けている。なお、前記位置決め手段としては、図8に示すような、トナー担持ローラ1と対向する支持板15aと支持板15bとからなり、トナー担持ローラ回転方向でトナー制御電極基板4に多数開けられたトナー通過孔41の領域分だけ間隔を空けて、トナー通過孔41の領域を除いたトナー制御電極基板4を、支持板15aと支持板15bそれぞれのトナー担持ローラ1と対向する側とは反対側の壁面15cや壁面15dに接触させて保持するようなホルダ15を用いても良い。
Therefore, in the present embodiment, the positioning is performed by guiding the toner control electrode substrate 4 so as to have a desired surface shape over almost the entire area of the toner control electrode substrate 4 except for the region of the toner passage holes 41 formed in the toner control electrode substrate 4. Have means. In this embodiment, as the positioning means, as shown in FIG. 7, an opening opened in the toner carrying roller rotation direction and the toner carrying roller axial direction by an amount corresponding to the area of the toner passage holes 41 opened in the toner control electrode substrate 4. The portion 14c is formed on the wall portion facing the
このホルダ14を用いれば、上記トナー通過孔41の領域を除いたトナー制御電極基板4のほぼ全域がホルダ14の前記壁部で壁面14bに接触して保持されるため、上述したようなトナー制御電極基板4の低剛性による欠点が解消され、トナー制御電極基板4のトナー担持体軸方向中央部付近にトナー担持体軸方向でトナー供給ギャップがばらつくような撓みや歪みなども無くなり、トナー担持ローラ1に対して正確な位置でトナー制御電極基板4に所望な面形状を形成し設定することができる。
If this
また、ホルダ14をトナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4の間に1枚入れるだけで、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4とのギャップ規制を行える構成であるため、積み上げ公差などによるトナー供給ギャップの変動を最小限に抑えることができる。
In addition, since the gap between the
以上、本実施形態によれば、作像装置であるプリンタユニット12において、画像形成剤であるトナーを収納する筐体である作像ユニットケース13dと、作像ユニットケース13dに軸支され作像ユニットケース13dの側面に形成された開口から作像ユニットケース13d外部に臨み作像ユニットケース13d内に収容されたトナーを担持する剤担持体であるトナー担持ローラ1と、複数の孔であるトナー通過孔41が形成され、所定の間隔をあけてトナー担持ローラ1に対向するように配設されたシート状の孔形成部材であるトナー制御電極基板4と、複数のトナー通過孔41それぞれに対応させてトナー制御電極基板4に設けられ、トナー担持ローラ1からトナーを選択的にトナー通過孔41に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極である制御電極42と、作像ユニットケース13dとは別体であり、トナー担持ローラ1を覆うように作像ユニットケース13dの前記開口が形成された側面に設けられ、トナー担持ローラ1と対向する壁部に少なくともトナー制御電極基板4に形成された複数のトナー通過孔41と対向する箇所に開口部14cが形成され、前記壁部のトナー担持ローラ1に対向する側とは反対側の壁面14bでトナー制御電極基板4をトナー担持体軸方向にわたって保持し、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との相対位置が所定の位置関係になるようトナー担持ローラ1に対するトナー制御電極基板4の位置決めをする位置決め手段であるホルダ14と、を備え、ホルダ14の前記壁部のトナー担持ローラ1に対向する側の壁面の一部であり、前記壁部に形成された開口部14cのトナー担持ローラ回転方向上流側でトナー担持ローラ1に面する縁部14aを、トナー担持ローラ1の表面に接触させて、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間の間隔が所定の間隔となるように、トナー担持ローラ1に対するトナー制御基板4の位置決めを行っており、ホルダ14の縁部14cをトナー担持ローラ1上のトナーの量を規制する剤規制手段であるトナー量規制手段として兼用した。これにより、ホルダ14が前記壁部の壁面14bでトナー担持体軸方向にわたってトナー制御電極基板4を保持するので、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔がトナー担持体軸方向でばらついてしまうような撓みなどがトナー制御電極基板4に生じるのを抑制することができる。したがって、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔がトナー担持体軸方向でばらつくのを抑えられ前記所定の間隔で維持することができる。また、トナー担持ローラ1の表面に接触させて設けた前記壁部の縁部14aによりトナー担持ローラ1上のトナーの量を規制するトナー量規制手段としてホルダ14を兼用するので、トナー量規制手段を別途で設ける場合よりも部品点数を減らすことができ、その分、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、作像ユニットケース13dなどからなる作像ユニット13を着脱可能に保持する保持部材であるユニットホルダ50を有し、ユニットホルダ50内に作像ユニット13が装着された際にホルダ14の前記壁部がユニットホルダ50外部に臨むような開口がユニットホルダ50に形成されており、トナー制御電極基板4がユニットホルダ50の開口を覆うようにユニットホルダ50に設けられ、ユニットホルダ50内に作像ユニット13を装着しユニットホルダ50の開口でホルダ14をトナー制御電極基板4に接触させることで、ホルダ14によりトナー担持ローラ1に対するトナー担持ローラ1の位置決めがなされるように構成した。これにより、トナー制御電極基板4がユニットホルダ50に設けられているので、作像ユニット13を交換した際にトナー制御電極基板4が作像ユニット13と一体で交換されてしまうようなことがない。よって、トナー制御電極基板4が寿命に達していないのに作像ユニット13と一体でトナー制御電極基板4が交換されることを抑制できる。よって、必要以上にトナー制御電極基板4の交換がなされない分、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トナー制御電極基板4は柔軟な材質からなり、ユニットホルダ50に設けられトナー制御電極基板4に張力を付与する張力付与手段であるテンション付与部材55を有することで、トナー制御電極基板4に弛みが生じるのを抑えつつ、ユニットホルダ50にトナー制御電極基板4を保持できる。よって、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔をより精度良く維持することができる。
また、本実施形態によれば、画像形成剤であるトナーを収納する筐体である作像ユニットケース13dと、作像ユニットケース13dに軸支され作像ユニットケース13dに形成された開口から作像ユニットケース13d外部に臨み作像ユニットケース13d内に収容されたトナーを担持するトナー担持ローラ1と、複数の孔であるトナー通過孔41が形成され、所定の間隔をあけてトナー担持ローラ1に対向するように配設されたシート状の孔形成部材であるトナー制御電極基板4と、複数のトナー通過孔41それぞれに対応させてトナー制御電極基板4に設けられ、トナー担持ローラ1からトナーを選択的にトナー通過孔41に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極である制御電極42と、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との相対位置が所定の位置関係になるようトナー担持ローラ1に対するトナー制御電極基板4の位置決めをする位置決め手段であるホルダ14とからなる作像手段と、トナー制御電極基板4を介してトナー担持ローラ1に対向するように配設され、トナー担持ローラ1から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極31とを備え、画像情報に基づいて、前記飛翔電界の形成によってトナー担持ローラ1から選択的に飛翔させたトナーを、トナー通過孔41を通して対向電極31側に移行させた後、記録部材である記録媒体3上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、前記作像手段として、本発明の作像装置であるプリンタユニットを用いることで、低コスト化を図りつつ、トナー担持ローラ1とトナー制御電極基板4との間隔を所定の間隔に設定し維持でき、良好な画像形成を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment , in the
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the toner control electrode substrate 4 is made of a flexible material, and includes the
Further, according to the present embodiment, the image forming
1 トナー担持ローラ
3 記録媒体
4 トナー制御電極基板
5 電源
6 制御パスル発生手段
8 バイアス電源
10 電気力線
11 電極
12 プリンタユニット
13 作像ユニット
13a 供給ローラ
13b 攪拌スクリュ
13c 攪拌スクリュ
13d 作像ユニットケース
14 ホルダ
14a 縁部
14b 壁面
14c 開口部
15 ホルダ
15a 支持板
15b 支持板
15c 壁面
15d 壁面
20 中間転写ベルト
21 駆動ローラ
22 テンションローラ
23 転写対向ローラ
24 対向ローラ
25 マークセンサ
26 クリーニングブレード
27 転写ローラ
28 給紙ローラ
29 レジストローラ対
30 給紙搬送部
31 対向電極
32 定着装置
33 回転軸
41 トナー通過孔
42 制御電極
45 基材
50 ユニットホルダ
50a 上ホルダ部
50b 下ホルダ部
55 テンション付与部材
56 支持板
501 トナー担持ローラ
502 孔
504 飛翔電極
506 対向電極
507 記録紙
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該筐体に軸支され該筐体の側面に形成された開口から筐体外部に臨み該筐体内に収容された画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の孔が形成され、所定の間隔をあけて該剤担持体に対向するように配設されたシート状の孔形成部材と、
該複数の孔それぞれに対応させて該孔形成部材に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に該孔に向かって飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、
該筐体とは別体であり、該剤担持体を覆うように該筐体の該開口が形成された側面に設けられ、該剤担持体と対向する壁部に少なくとも該孔形成部材に形成された該複数の孔と対向する箇所に開口部が形成され、該壁部の該剤担持体に対向する側とは反対側の壁面で該孔形成部材を剤担持体軸方向にわたって保持し、該剤担持体と該孔形成部材との相対位置が所定の位置関係になるよう該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めをする位置決め手段と、を備え、
前記位置決め手段の前記壁部の前記剤担持体に対向する側の壁面の一部であり、該壁部に形成された前記開口部の剤担持体回転方向上流側で該剤担持体に面する縁部を、該剤担持体の表面に接触させて、該剤担持体と該孔形成部材との間の間隔が所定の間隔となるように、該剤担持体に対する該孔形成部材の位置決めを行っており、
前記位置決め手段の前記縁部を前記剤担持体上の剤の量を規制する剤規制手段として兼用したことを特徴とする作像装置。 A housing for storing the image forming agent;
An agent carrier that supports the image forming agent that is supported by the housing and faces the outside of the housing through an opening formed on a side surface of the housing;
A plurality of holes are formed, and a sheet-like hole forming member disposed to face the agent carrier with a predetermined interval;
A plurality of flying electrodes provided in the hole forming member corresponding to each of the plurality of holes, and for forming an electric field for selectively flying the image forming agent from the agent carrier toward the holes;
The casing is separate from the casing, and is provided on the side surface of the casing where the opening is formed so as to cover the agent carrier. At least the hole forming member is formed on the wall facing the agent carrier. An opening is formed at a location facing the plurality of holes formed, and the hole forming member is held in the axial direction of the agent carrier on the wall surface of the wall opposite to the side facing the agent carrier, e Bei and positioning means relative position between the agent carrier and the hole forming member to position the porogenic member against the agent carrying member so that a predetermined positional relationship, and
It is a part of the wall of the positioning means on the side facing the agent carrier, and faces the agent carrier upstream of the opening formed in the wall in the direction of rotation of the agent carrier. the edge in contact with the surface of the carrier, so that the distance between the dosage carrying body and the porogenic member becomes a predetermined distance, the positioning of the hole forming member against said agent carrier Going and
An image forming apparatus characterized in that the edge of the positioning means is also used as an agent restricting means for restricting the amount of the agent on the agent carrier.
上記筐体を着脱可能に保持する保持部材を有し、
前記保持部材内に前記筐体が装着された際に上記位置決め手段の上記壁部が保持部材外部に臨むような開口が該保持部材に形成されており、
上記孔形成部材が前記保持部材の開口を覆うように前記保持部材に設けられ、
前記保持部材内に前記筐体を装着し前記保持部材の開口で前記位置決め手段を前記孔形成部材に接触させることで、前記位置決め手段により上記剤担持体に対する前記孔形成部材の位置決めがなされるように構成したことを特徴とする作像装置。 The imaging device according to claim 1.
A holding member for detachably holding the housing;
An opening is formed in the holding member so that the wall portion of the positioning means faces the outside of the holding member when the housing is mounted in the holding member.
The hole forming member is provided on the holding member so as to cover the opening of the holding member;
By mounting the housing in the holding member and bringing the positioning means into contact with the hole forming member through the opening of the holding member, the positioning means positions the hole forming member with respect to the agent carrier. An image forming apparatus characterized by being configured as described above.
上記孔形成部材は柔軟な材質からなり、
上記保持部材に設けられ上記孔形成部材に張力を付与する張力付与手段を有することを特徴とする作像装置。 The imaging device of claim 2,
The hole forming member is made of a flexible material,
An image forming apparatus comprising tension applying means for applying tension to the hole forming member provided on the holding member.
前記孔形成部材を介して前記剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、
画像情報に基づいて、前記飛翔電界の形成によって前記剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、前記孔を通して前記対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
前記作像手段として、請求項1、2または3の作像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 A housing for storing the image forming agent, an agent carrier that supports the image forming agent that is supported by the housing and faces the outside of the housing from an opening formed in the housing, A sheet-like hole forming member disposed so as to face the agent carrier at a predetermined interval, and provided in the hole forming member corresponding to each of the plurality of holes, A plurality of flying electrodes for forming an electric field for selectively flying the image forming agent from the agent carrier toward the hole, and a relative position between the agent carrier and the hole forming member is a predetermined position. An image forming means comprising positioning means for positioning the hole forming member with respect to the agent carrier so as to be in a relationship;
A counter electrode disposed to face the agent carrier via the hole forming member, and for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier;
Based on the image information, the image forming agent that has been selectively ejected from the agent carrier by the formation of the flying electric field is transferred to the counter electrode side through the hole, and then adhered to the recording member to form an image. In the image forming apparatus to be formed,
An image forming apparatus using the image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3 as the image forming means.
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