JPH086362A

JPH086362A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH086362A
Application number: JP6136110A
Authority: JP
Inventors: Koji Kubota; 浩司久保田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-12
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JP3091083B2

Abstract

(57)【要約】【構成】転写ドラム２の表面には高誘電体層３２が形
成される。転写ドラム２の対向位置には光導電層３４と
透明電極層３３との２層からなる帯状かつ環状のトナー
搬送帯３が、光導電層３４を転写ドラム２の表面に接触
させて回転自在に設けられる。トナー搬送帯３の表面へ
導電性トナー８を供給するトナーカートリッジ９と、ト
ナー搬送帯３の内側においてトナー搬送帯３を挟んだ状
態で転写ドラム２に対向して設けられるＬＥＤアレー１
０と、転写ドラム２とトナー搬送帯３の透明電極層３３
との間に所定の電圧を印加するドラム側電源と、トナー
搬送帯３の透明電極層３３とトナーカートリッジ９に収
容されている導電性トナー８との間に所定の電圧を印加
する収容器側電源とを備えている。【効果】装置の簡素化、小型化及びコストダウンを図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー像を転写ドラム
に形成し、このトナー像を用紙に転写した後定着して画
像形成する例えばプリンタ、ハードコピー装置及びファ
クシミリ等の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置には、図１１に示すよう
に、感光体ドラム８１を有するものがある。この感光体
ドラム８１を用いた画像形成装置においては、表面から
露光するものが良く知られている。

【０００３】この種の画像形成装置にて画像形成する場
合には、感光体ドラム８１の表面を予め帯電部８２によ
り帯電させ、感光体ドラム８１の表面に向けて印字信号
に応じたレーザビーム８３を出射することにより感光体
ドラム８１の表面に静電潜像を形成する。次いで、静電
潜像が形成された感光体ドラム８１の表面に現像部８４
にて帯電したトナー粒子を付着させることにより現像す
る。さらに、それを転写部８５にて用紙８６に転写し、
最後に定着部８７にて定着する。

【０００４】このような画像形成方式は、既に公知であ
り、広く実用化されて普及している。さらに、上記の画
像形成プロセスをイエロー、マゼンタ、シアン及びブラ
ックの４色について行なう機構を備えたカラーレーザプ
リンタ等の画像形成装置も既に実用化されている。

【０００５】一方、画像形成装置には、特公平２−４９
００号公報や特公平３−６４８６４号公報に開示されて
いるように、背面露光方式を採用したものも存在する。
背面露光方式では、図１２に示すように、感光体ドラム
９１として透明支持体９２の上に透明電極層９３と光導
電層９４と絶縁層９５とを順次積層したものが使用され
る一方、露光は感光体ドラム９１の背面から行なわれ
る。

【０００６】背面露光方式の画像形成においては、感光
体ドラム９１の絶縁層９５側に現像器９６を配し、絶縁
層９５と現像器９６との間に磁力により搬送した導電性
磁性トナーを供給しながら、導電性磁性トナーと透明電
極層９３との間に電圧を印加しつつ、光導電層９４を照
明９７にて露光する。これにより、明部においては絶縁
層９５を挟んで光導電層９４と導電性磁性トナーとの間
に逆極性の電荷対が形成され、磁力に打ち勝って導電性
磁性トナーを感光体ドラム９１の表面に静電力にて吸着
し、トナー像を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置において、表面露光方式では、感光体
ドラム８１の表面を数千ボルトに帯電させる必要があ
る。この帯電にはコロナ放電装置が用いられているの
で、大型化せざるを得ないという問題点を有している。
また、コスト的にも高くなり、高速のページプリンタと
して実用化されているが、低価格のシリアルプリンタと
しては不向きである。さらに放電によりオゾン発生とい
う好ましくない副作用も伴う。

【０００８】また、従来の背面露光方式においては、ト
ナーの搬送に磁気手段を必要とし、トナー自身にも磁性
を付与するか、若しくは磁性キャリアを混入させる必要
があり、装置の簡素化の点で不十分であるという問題点
を有している。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、装置の簡素化、小型化及
びコストダウンを図り得る画像形成装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の画
像形成装置は、上記課題を解決するために、トナー像を
転写ドラムに形成し、このトナー像を用紙に転写した後
定着して画像形成する画像形成装置において、上記転写
ドラムの表面には高誘電体層が形成される一方、転写ド
ラムの対向位置には光導電層と透明電極層との２層から
なる帯状かつ環状のトナー搬送帯が、光導電層を転写ド
ラムの表面に接触させて回転自在に設けられ、さらに、
上記トナー搬送帯の表面へ導電性トナーを供給するトナ
ー収容器と、上記トナー搬送帯内側においてこのトナー
搬送帯を挟んだ状態で転写ドラムに対向して設けられる
光照射手段と、転写ドラムとトナー搬送帯の透明電極層
との間に所定の電圧を印加するドラム側印加手段と、ト
ナー搬送帯の透明電極層とトナー収容器に収容されてい
る導電性トナーとの間に所定の電圧を印加する収容器側
印加手段とを備えていることを特徴としている。

【００１１】請求項２記載の発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置
において、上記転写ドラムは、導電性基材表面に高誘電
体層が形成されてなると共に、この高誘電体層は、ＰＺ
Ｔ（ＰｂＺｒ_xＴｉ_yＯ₃：Ｘ＋Ｙ＝１）、ＰｂＭＺｎ
ＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又はＳｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉＯ
₃（Ｘ＋Ｙ＝１）、Ｂｉ_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝
１）又はＳｒ_xＴｉ_yＯ（Ｘ＋Ｙ＝１）からなることを
特徴としている。

【００１２】請求項３記載の発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置
において、少なくとも上記転写ドラム、トナー搬送帯、
トナー収容器及び光照射手段を１つのユニットとして、
複数ユニットが載置台上に並置される一方、各ユニット
のトナー収容器には、それぞれ異なる色の導電性トナー
が収容されていることを特徴としている。

【００１３】

【作用】請求項１の構成によれば、画像を形成する場合
には、まず、収容器側印加手段によってトナー搬送帯の
透明電極層とトナー収容器に収容されている導電性トナ
ーとの間に所定の電圧が印加される。これにより、トナ
ー収容器に収容された導電性トナーがトナー搬送帯の表
面へ付着供給される。

【００１４】次いで、トナー搬送帯の表面に付着した導
電性トナーは、トナー搬送帯の回転移動により、転写ド
ラムとの接触部まで搬送される。接触部では、光照射手
段によって、印字情報に応じた光がトナー搬送帯の内側
つまり背面から出射される。

【００１５】これによって、トナー搬送帯の光導電層に
付着していた導電性トナーは、光励起による電荷の移動
によって、トナー搬送帯への静電吸着力を失う。また、
このとき、転写ドラムの接触部では、ドラム側印加手段
によって転写ドラムとトナー搬送帯の透明電極層との間
に所定の電圧が印加され、かつ、転写ドラムの表面は高
誘電体層となっているので、導電性トナーは、転写ドラ
ムの表面に静電吸着される。この動作は、上記光照射手
段による印字情報に応じた光のＯＮ／ＯＦＦにより連続
して行なわれ、これによって、順次、転写ドラムにトナ
ー像が形成される。その後、このトナー像は用紙に転写
され定着されて画像が完成する。

【００１６】このように、本発明の画像形成装置は、磁
性トナー又は磁性キャリアを含めた磁気的手段を必要と
せず、また、ドラム側印加手段及び収容器側印加手段に
おける各印加電圧も低電圧とすることが可能である。こ
のため、簡単な構成でトナー搬送帯に導電性トナーを吸
着させることができ、装置の簡素化、小型化及びコスト
ダウンを図ることができる。

【００１７】また、請求項２の構成によれば、転写ドラ
ムは、導電性基材表面に高誘電体層が形成されてなると
共に、この高誘電体層は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒ_xＴｉ_yＯ
₃：Ｘ＋Ｙ＝１）、ＰｂＭＺｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又
はＳｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝１）、Ｂｉ
_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝１）又はＳｒ_xＴｉ_yＯ
（Ｘ＋Ｙ＝１）からなっている。

【００１８】すなわち、トナー搬送帯の表面から転写ド
ラムの表面への導電性トナーの移動は、確実かつ迅速で
あることが要求される。また、転写ドラムによる導電性
トナーの吸着力つまり静電引力を求める式からすると、
転写ドラムの表面における材質は、静電容量値が大きい
ことが好ましい。また高いコントラスト画像を得るため
には、転写ドラムの表面への吸着力は、トナー搬送帯に
おける光導電層の吸着力に比較して、１０倍以上である
ことが好ましい。この点、上記の各材料は、比誘電率が
３０以上のものであり上記の吸着力の条件を満たすと共
に、スパッタ成膜、ＣＶＤ成膜又は塗布コートが可能な
ものである。したがって、これらの材料による高誘電体
層の形成により、導電性トナーの転写ドラムへの転移が
確実かつ安定なものとなり、高印字品位のシリアルプリ
ンターの提供が可能となる。また、ドラム側印加手段の
印加電圧を低電圧に抑えることができ、装置の簡素化、
小型化及びコストダウンを図ることができる。

【００１９】また、請求項３の構成によれば、少なくと
も上記転写ドラム、トナー搬送帯、トナー収容器及び光
照射手段を１つのユニットとして、複数ユニットが載置
台上に並置される。並置の方法は、横並びでも縦並びで
も良い。そして、各ユニットのトナー収容器には、それ
ぞれ異なる色の導電性トナーが収容されている。

【００２０】これによって、カラー印字が可能となり、
装置の簡素化、小型化及びコストダウンを図り得るカラ
ー画像形成装置を提供することが可能となる。

【００２１】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図５
に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実
施例の画像形成装置は、トナーを使用して画像形成する
例えばプリンタ、ハードコピー装置及びファクシミリ等
の情報機器に適用が可能であるが、ここでは、プリンタ
への適用例について説明する。

【００２２】本実施例の画像形成装置としてのプリンタ
は、図２に示すように、記録ヘッド１を有している。記
録ヘッド１には、トナー像が形成される転写ドラム２が
回転自在に設けられている。また、転写ドラム２の対向
位置には帯状かつ環状のトナー搬送帯３が、転写ドラム
２の表面における接触部２ａに接触して回転自在に設け
られている。上記転写ドラム２及びトナー搬送帯３は、
一定の周速度にて回転されるようになっている。

【００２３】トナー搬送帯３の内側には、図１に示すよ
うに、トナー搬送帯３を環状に支持するための支持ロー
ラ４…と、トナー搬送帯３を弛まないように外側に付勢
するためのバネ５を有する押さえローラ６とが設けられ
ている。また、１つの支持ローラ４の対向位置には、ト
ナー搬送帯３を挟んだ位置に駆動ローラ７が設けられて
おり、後述するモータ１９によって、駆動ローラ７を介
してトナー搬送帯３が駆動されるようになっている。

【００２４】上記トナー搬送帯３における押さえローラ
６側の外側には、トナー搬送帯３の表面へ導電性トナー
８を供給するトナー収容器としてのトナーカートリッジ
９が設けられている。

【００２５】また、上記トナー搬送帯３の内側における
転写ドラム２側には、このトナー搬送帯３を挟んだ状態
で転写ドラム２に対向して設けられる光照射手段として
のＬＥＤアレー１０が設けられており、ＬＥＤアレー１
０にてトナー搬送帯３の背面から光照明が行なわれるよ
うになっている。このＬＥＤアレー１０からの光３８
は、図示しないセルフォックスレンズにより、トナー搬
送帯３の光導電層３４に焦点が合わせられるようになっ
ている。

【００２６】上記の転写ドラム２における、トナー搬送
帯３とは反対側には、この転写ドラム２に接触するプラ
テン１１が設けられており、このプラテン１１と転写ド
ラム２との間に、用紙１２が搬送されるようになってい
る。

【００２７】また、図２に示すように、転写ドラム２の
側方には、定着ローラ１３が設けられており、転写ドラ
ム２にて導電性トナーが転写された用紙１２を定着する
ようになっている。

【００２８】上記記録ヘッド１は、底部に載置台として
のキャリッジ１４を有している。このキャリッジ１４の
転写ドラム２側には、キャリッジシャフト１５が遊嵌状
態に貫通される一方、キャリッジ１４のトナーカートリ
ッジ９側にはローラ受け板１６の上を転動するキャリッ
ジローラ１７が設けられている。キャリッジローラ１７
は、図３に示すように、キャリッジ１４に設けられた軸
１８に回転自在に設けられており、これによって、記録
ヘッド１は、キャリッジシャフト１５の延びる方向（同
図において紙面の表裏方向）に進退移動自在となってい
る。

【００２９】また、キャリッジ１４には、モータ１９が
設けられており、このモータ１９の駆動力は、モータ軸
２０に取り付けられたギヤ２１及びこのギヤ２１の駆動
に従動するギヤ２２・２３を介して転写ドラム２に伝達
されるようになっている。

【００３０】また、上記ギヤ２２のギヤ軸２２ａは、図
２に示す駆動ローラ７に直結されており、これによって
トナー搬送帯３に回転力が付与されるようになってい
る。なお、モータ１９の回転は、キャリッジ１４の移動
と同期するようになっていると共に、キャリッジ１４の
移動速度は、転写ドラム２及びトナー搬送帯３の周速度
にほぼ等しくなるように設定されている。

【００３１】ここで、本実施例の転写ドラム２及びトナ
ー搬送帯３の構造について詳細に説明する。

【００３２】まず、転写ドラム２は、図１に示すよう
に、表面研磨したアルミ円筒等の導電性基材３１に高誘
電体層３２としての例えばＰＺＴ（ＰｂＺｒ_xＴｉ_yＯ
₃「チタン酸ジルコン酸塩：Lead Zirco-Titanate 」）
の薄膜を厚さ２〜１０μｍにスパッタリング又はＣＶＤ
(Chemical Vapor Deposition) により形成したものから
なっている。なお、転写ドラム２における高誘電体層３
２の材料としては、必ずしもＰＺＴに限らず、例えば、
ＰｂＭＺｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又はＳｒ）、Ｂａ_xＳ
ｒ_yＴｉＯ₃、Ｂｉ_xＳｒ_yＴｉＯ₃、Ｓｒ_xＴｉ_yＯ
も適用が可能である。また、本実施例では、高誘電体層
３２の薄膜の形成としてスパッタリング又はＣＶＤによ
るものを例示しているが、必ずしもこれに限らず、例え
ば、上記ＰＺＴ、ＰｂＭＺｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又は
Ｓｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉＯ₃及びＢｉ_xＳｒ_yＴｉＯ
₃、Ｓｒ_xＴｉ_yＯの材料の一種或いは複数種の微粉末
を例えばポリフッカビニリデン又はポリアセタール等の
有機高分子中に分散させ、アルミ円筒の表面に塗布して
焼成する方法も可能である。そして、このようにして形
成した高誘電体層３２により好適な比誘電率３０以上が
得られるものとなっている。

【００３３】また、トナー搬送帯３は、透明電極層３３
としての可撓性を有する透明金属箔の表面に光導電層３
４の膜が形成された２層構造の帯からなっている。トナ
ー搬送帯３の具体例としては、例えばＩＴＯ（Indium T
in Oxide：インジウムすず酸化物）等の透明金属箔の上
に、例えばＺｎＯ若しくはＣｄＳ等の光導電性材料を樹
脂中に分散させたもの又はＯＰＣ(Organic Photoconduc
tive Conductor：有機光導電物質）を塗布し乾燥し焼結
したものが好ましく、このように形成したものを環状に
切断して使用している。

【００３４】次に、本実施例のプリンタの印字方法につ
いて、以下に説明する。まず、トナーカートリッジ９の
内部には、図１に示すように、電極３５が設けられてお
り、この電極３５と透明電極層３３との間には、図４に
示すように、所定の電圧を印加する収容器側印加手段と
しての収容器側電源３６が設けられている。そして、こ
の収容器側電源３６にてトナーカートリッジ９の導電性
トナー８との間に例えば４０Ｖの電圧を印加することに
よって、トナーカートリッジ９に収容された導電性トナ
ー８がトナー搬送帯３に付着する。その後、この導電性
トナー８は、転写ドラム２の回転によって、転写ドラム
２との接触部２ａに搬送されるようになっている。

【００３５】すなわち、上記の付着原理を詳述すると、
誘電体を介して充電された１対の電極間には、静電吸引
力が作用する。ここで、収容器側電源３６の印加電圧を
Ｖ、光導電層３４の比誘電率をε_r、真空の誘電率をε
₀、層厚をｄ、表面積をＳとすると、表面積Ｓの静電容
量値Ｃは、Ｃ＝ε₀ε_rＳ／ｄで示され、蓄積される電荷量Ｑは、Ｑ＝ＣＶ＝ε₀ε_rＳ／ｄ × Ｖとなる。また、電極間に作用する静電引力ｆは、蓄積エ
ネルギーをＥとすると、ｆ＝∂Ｅ／∂ｄと表されるが、Ｅ＝Ｑ×Ｖ／２＝１／２×ＣＶ² であるから、ｆ＝∂Ｅ／∂ｄ＝１／２×Ｖ²×∂Ｃ／∂ｄ＝−１／２×Ｖ²× ε₀ε_rＳ／ｄ² ………（１）となる。実際の数値で計算すると、ε_r＝３、ｄ＝１０
^-5〔ｍ〕、Ｖ＝３０〔ｖ〕、Ｓ＝１００μｍ×１００μ
ｍを代入して、ｆ≒１．３×１０^-6〔Ｎ〕となる。この静電引力ｆは、導電性トナー８に作用する
重力の約１０００倍となっている。したがって、この静
電引力ｆによって導電性トナー８がトナー搬送帯３に付
着する。

【００３６】一方、図５（ａ）に示すように、転写ドラ
ム２とトナー搬送帯３との間には、例えば１２Ｖの電圧
を印加するドラム側印加手段としてのドラム側電源３７
が設けられている。このドラム側電源３７の負側は転写
ドラム２の導電性基材３１に接続される一方、ドラム側
電源３７の正側はトナー搬送帯３の透明電極層３３に接
続されている。

【００３７】上述したように、図１に示すトナー搬送帯
３に付着された導電性トナー８は、トナー搬送帯３の回
転によって、トナー搬送帯３と転写ドラム２との間の接
触部２ａへ搬送される。そして、接触部２ａでは、トナ
ー搬送帯３の裏面からＬＥＤアレー１０にて光３８が出
射される。この光３８は、図５（ｂ）に示すように、印
字信号に応じた制御スイッチ３９のＯＮ／ＯＦＦにより
制御されている。そして、このＬＥＤアレー１０によっ
て、光３８が出射されると、図５（ａ）に示すように、
トナー搬送帯３における光導電層３４に付着していた導
電性トナー８は、光励起による導電性トナー８と光導電
層３４との間にトラップされていた電荷の移動により、
トナー搬送帯３への静電吸着力を失う。

【００３８】また、転写ドラム２では、ドラム側電源２
７にて印加された電圧により、かつ、導電性基材３１に
負側の電荷、すなわち透明電極層３３とは逆極性の電荷
が形成されることにより、この導電性トナー８は転写ド
ラム２の表面、つまり高誘電体層３２に吸着される。こ
のようにして、転写ドラム２の表面には、上記ＬＥＤア
レー１０における印字信号に応じた制御スイッチ３９の
ＯＮ／ＯＦＦにより、順次トナー搬送帯３から導電性ト
ナー８が移動し、転写ドラム２に吸着される。

【００３９】その後、図１に示すように、転写ドラム２
に吸着された導電性トナー８は、転写ドラム２の回転に
よって、トナー搬送帯３とは反対側に移動し、プラテン
１１との間に挟装された用紙１２に転写される。次い
で、用紙１２に転写された導電性トナー８は、図２に示
す定着ローラ１３にて定着され、これによって画像形成
が完成する。

【００４０】このように、本実施例のプリンタは、画像
を形成する場合には、まず、収容器側電源３６によって
トナー搬送帯３の透明電極層３３とトナーカートリッジ
９に収容されている導電性トナー８との間に所定の電圧
が印加される。これにより、トナーカートリッジ９に収
容された導電性トナー８がトナー搬送帯３の表面へ付着
供給される。

【００４１】次いで、トナー搬送帯３の表面に付着した
導電性トナー８は、トナー搬送帯３の回転移動により、
転写ドラム２との接触部２ａまで搬送される。接触部２
ａでは、ＬＥＤアレー１０によって、印字情報に応じた
光がトナー搬送帯の内側つまり背面から出射される。

【００４２】これによって、トナー搬送帯３の光導電層
３４に付着していた導電性トナー８は、光励起による電
荷の移動によって、トナー搬送帯３への静電吸着力を失
う。

【００４３】また、このとき、転写ドラム２の接触部２
ａでは、ドラム側電源３７によって転写ドラム２とトナ
ー搬送帯３の透明電極層３３との間に所定の電圧が印加
され、かつ、転写ドラム２の表面は高誘電体層３２とな
っているので、導電性トナー８は、転写ドラム２の表面
に静電吸着される。この動作は、ＬＥＤアレー１０によ
る印字情報に応じた光３８のＯＮ／ＯＦＦにより連続し
て行なわれ、これによって、順次、転写ドラム２にトナ
ー像が形成される。その後、このトナー像は用紙１２に
転写され定着されて画像が完成する。

【００４４】したがって、本実施例のプリンタでは、磁
性トナー又は磁性キャリアを含めた磁気的手段を必要と
せず、また、ドラム側電源３７及び収容器側電源３６に
おける各印加電圧も低電圧とすることが可能である。さ
らに、従来使用されていた摩擦帯電装置も不要である。
このため、簡単な構成でトナー搬送帯３に導電性トナー
８を吸着させることができ、装置の簡素化、小型化及び
コストダウンを図ることができる。

【００４５】また、本実施例では、転写ドラム２は、導
電性基材３１の表面に高誘電体層３２が形成されてなる
と共に、この高誘電体層３２は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒ_xＴ
ｉ_yＯ₃）、ＰｂＭＺｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又はＳ
ｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉＯ₃、Ｂｉ_xＳｒ_yＴｉＯ₃又
はＳｒ_xＴｉ_yＯからなっている。

【００４６】すなわち、トナー搬送帯３の表面から転写
ドラム２の表面への導電性トナー８の移動は、確実かつ
迅速であることが要求される。また、転写ドラム２によ
る導電性トナー８の吸着力つまり静電引力ｆを求める上
記式（１）からすると、転写ドラム２の表面における材
質は、静電容量値が大きいことが好ましい。また高いコ
ントラスト画像を得るためには、転写ドラム２の表面へ
の吸着力は、トナー搬送帯３における光導電層３４の吸
着力に比較して、１０倍以上であることが好ましい。こ
の点、上記の各材料は、比誘電率が３０以上のものであ
り上記の吸着力の条件を満たすと共に、スパッタ成膜、
ＣＶＤ成膜又は塗布コートが可能なものである。したが
って、これらの材料による高誘電体層３２の形成によ
り、導電性トナー８の転写ドラム２への転移が確実かつ
安定なものとなり、高印字品位のシリアルプリンターの
提供が可能となる。また、ドラム側電源３７の印加電圧
を低電圧に抑えることができ、装置の簡素化、小型化及
びコストダウンを図ることができる。

【００４７】また、本実施例のプリンタでは、往復印字
可能となっているので、印字速度の高速化が図れるよう
になっている。

【００４８】〔実施例２〕本発明の他の実施例を図６な
いし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、説明の便宜上、前記の実施例１の図面に示した部
材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を
付し、その説明を省略する。

【００４９】本実施例の画像形成装置としてのプリンタ
は、カラーによる印字ができるようになっている。すな
わち、本実施例の記録ヘッド４０は、図６に示すよう
に、前記実施例１に示した記録ヘッド１が転写ドラム
２、トナー搬送帯３、トナーカートリッジ９及びＬＥＤ
アレー１０を１つのユニットとして、４ユニットが１つ
のキャリッジ１４の上に横並びに連続したものからなっ
ている。これら４ユニットは、それぞれ同図において左
から順に、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの
各単一色用の記録ヘッドとなっており、イエロートナー
カートリッジ４１、マゼンタトナーカートリッジ４２、
シアントナーカートリッジ４３及びブラックトナーカー
トリッジ４４を有している。

【００５０】なお、本実施例の記録ヘッド４０は、キャ
リッジ１４の上に横並びに４ユニットが連続したものか
らなっているが、必ずしもこれに限らず、例えば、図７
に示すように、縦並びに４ユニットを連続配置した記録
ヘッド５０とすることも可能である。この記録ヘッド５
０では、上から順にイエロートナーカートリッジ５１、
マゼンタトナーカートリッジ５２、シアントナーカート
リッジ５３及びブラックトナーカートリッジ５４が段積
みされている。

【００５１】また、記録ヘッド５０では、縦方向に長い
４色分の長さを有する転写ドラム２、駆動ローラ７及び
トナー搬送帯３を有しており、このトナー搬送帯３につ
いては、４ユニットに対して１つのトナー搬送帯３を共
用させている。さらに、記録ヘッド５０では、ＬＥＤア
レー１０は、図示しない単一基板上に４個設けられてお
り、フォックスレンズも同様に単一基板上に４個設けら
れている。

【００５２】なお、各カートリッジ５１・５２・５３・
５４、ＬＥＤアレー１０、トナー搬送帯３及び転写ドラ
ム２においては、混色を防止するために、各色の間隔
は、図９に示すように、１行印字幅分のギャップ部（導
電性トナー８の付かない部分）を設けている。

【００５３】上記の記録ヘッド４０によるシリアルカラ
ー印字の方法を以下に説明する。図６に示すように、記
録ヘッド４０における各色の配列は、左からイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック
（Ｂ）であり、それぞれが、記録ヘッド４０の走査方向
に対して同一線上にあり、しかも、図８（ａ）に示すよ
うに、相互に一定のヘッド間距離Ｌだけ離れている。し
たがって、例えば、同図８（ａ）に示すように、シアン
とマゼンタとの重ね合わせによって得られるグリーンの
文字「１、２、３…」を印字する場合には、マゼンタデ
ータの読出位置は、シアンの読出位置よりもヘッド間距
離Ｌだけ遅れる。このため、図８（ｂ）に示すように、
シアンの「６」の最初のカラムとマゼンタ「２」の最初
のカラムのデータは同時に転送されて同時に印字され
る。したがって、この直前には、文字「１」はグリーン
で印字完了しているが、「３」〜「５」はシアン色だけ
が印字されている。次いで、記録ヘッド４０が１カラム
分、すなわち一文字分だけ右方向に移動し、シアンの
「７」の最初のカラムとマゼンタ「３」の最初のカラム
のデータが同時に転送されて同時に印字される。これを
繰り返すことにより、グリーンの文字「１、２、３…」
を印字することができる。

【００５４】このように、記録ヘッド４０では、キャリ
ッジ１４の走行に伴い、記録ヘッド４０の水平方向の配
置差分、つまりヘッド間距離Ｌだけタイミングをずらし
て印字され、１走査で４色の印字が可能となっている。
なお、キャリッジ１４の復路においては、印字される色
の順序は往路と逆になるが、出力されるデータの順序
は、図示しないコントローラで制御されている。

【００５５】一方、上記の縦型の記録ヘッド５０にて、
図９に示す文字列を印字する場合には、各色のヘッドは
１行置きの間隔を有して配置されているので、図１０
（ａ）に示すように、まず、一行置きにそれぞれの文字
がそれぞれの色に１カラムずつ同時に印字される。次い
で、用紙が１行分上方向に改行される。この状態で、図
１０（ｂ）に示すように、偶数行目のそれぞれの文字が
それぞれの色に１カラムずつ同時に印字される。その
後、上記記録ヘッド４０の印字方法にて説明したと同様
に各文字について所定色の重ね書きが行なわれる。した
がって、この場合には、メモリとして最低８行分が必要
である。すなわち、図示しないコントローラは、１頁又
は数行分のデータバッファを有し、ヘッドの色毎の配置
間隔に応じたデータを取り出して、ヘッド部へ転送す
る。そして、１走査で色毎に別の行が４行同時に印刷さ
れる。また、次の走査では、ギャップ部が印字される。

【００５６】このように、本実施例のプリンタは、少な
くとも転写ドラム２、トナー搬送帯３、トナーカートリ
ッジ９及びＬＥＤアレー１０を１つのユニットとして、
複数ユニットが載置台上に並置される。並置の方法は、
横並びでも縦並びでも良い。

【００５７】そして、各ユニットのトナーカートリッジ
９には、それぞれ異なる色の導電性トナー８が収容され
ている。

【００５８】これによって、カラー印字が可能となり、
記録ヘッド４０・５０は１組であるため、ヘッド全体も
小型になる。したがって、装置の簡素化、小型化及びコ
ストダウンを図り得るカラー画像形成装置を提供するこ
とが可能となる。また、４行が一回の走査で印字される
ため、印字速度は低下しない。

【００５９】さらに、本実施例では、上記の４ユニット
に対し、１つのトナー搬送帯３、転写ドラム２及びＬＥ
Ｄアレー１０を設け、各色で分割使用している。したが
って、これによって、印字速度を低下せずに、コストの
低減を図ることができる。

【００６０】さらに、本実施例のプリンタは、イエロー
トナーカートリッジ４１・５１、マゼンタトナーカート
リッジ４２・５２、シアントナーカートリッジ４３・５
３及びブラックトナーカートリッジ４４・５４がそれぞ
れ独立しており、色毎に交換可能となっている。このた
め、各色の導電性トナー８を個別に交換することによ
り、ランニングコストの低減が図れるものとなってい
る。

【００６１】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置は、以上
のように、上記転写ドラムの表面には高誘電体層が形成
される一方、転写ドラムの対向位置には光導電層と透明
電極層との２層からなる帯状かつ環状のトナー搬送帯
が、光導電層を転写ドラムの表面に接触させて回転自在
に設けられ、さらに、上記トナー搬送帯の表面へ導電性
トナーを供給するトナー収容器と、上記トナー搬送帯内
側においてこのトナー搬送帯を挟んだ状態で転写ドラム
に対向して設けられる光照射手段と、転写ドラムとトナ
ー搬送帯の透明電極層との間に所定の電圧を印加するド
ラム側印加手段と、トナー搬送帯の透明電極層とトナー
収容器に収容されている導電性トナーとの間に所定の電
圧を印加する収容器側印加手段とを備えている構成であ
る。

【００６２】これにより、磁性トナー又は磁性キャリア
を含めた磁気的手段を必要とせず、また、ドラム側印加
手段及び収容器側印加手段における各印加電圧も低電圧
とすることが可能である。このため、簡単な構成でトナ
ー搬送帯に導電性トナーを吸着させることができ、装置
の簡素化、小型化及びコストダウンを図ることができる
という効果を奏する。

【００６３】請求項２の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項１の画像形成装置において、上記転写ド
ラムは、導電性基材表面に高誘電体層が形成されてなる
と共に、この高誘電体層は、ＰＺＴ（ＰｂＺｒ_xＴｉ_y
Ｏ₃：Ｘ＋Ｙ＝１）、ＰｂＭＺｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ
又はＳｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝１）、Ｂ
ｉ_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝１）又はＳｒ_xＴｉ_yＯ
（Ｘ＋Ｙ＝１）からなる構成である。

【００６４】これにより、上記の各材料は、比誘電率が
３０以上のものであり上記の吸着力の条件を満たすと共
に、スパッタ成膜、ＣＶＤ成膜又は塗布コートが可能な
ものである。したがって、これらの材料による高誘電体
層の形成により、導電性トナーの転写ドラムへの転移が
確実かつ安定なものとなり、高印字品位のシリアルプリ
ンターの提供が可能となる。また、ドラム側印加手段の
印加電圧を低電圧に抑えることができ、装置の簡素化、
小型化及びコストダウンを図ることができるという効果
を奏する。

【００６５】請求項３の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項１の画像形成装置において、少なくとも
上記転写ドラム、トナー搬送帯、トナー収容器及び光照
射手段を１つのユニットとして、複数ユニットが載置台
上に並置される一方、各ユニットのトナー収容器には、
それぞれ異なる色の導電性トナーが収容されている構成
である。

【００６６】これにより、カラー印字が可能となり、装
置の簡素化、小型化及びコストダウンを図り得るカラー
画像形成装置を提供することが可能となるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のプリンタの記録ヘッドを示
す平面図である。

【図２】上記記録ヘッドの構造を示す斜視図である。

【図３】上記記録ヘッドの構造を示す断面図である。

【図４】上記記録ヘッドにおけるトナーカートリッジか
らトナー搬送帯への導電性トナーの移動原理を示す説明
図である。

【図５】上記記録ヘッドにおけるトナー搬送帯から転写
ドラムへの導電性トナーの移動原理を示すものであり、
（ａ）はトナー搬送帯から転写ドラムへの導電性トナー
の移動原理を示す説明図、（ｂ）はＬＥＤアレーを示す
回路図である。

【図６】本発明の他の実施例のプリンタにおける横型の
カラー記録ヘッドを示す斜視図である。

【図７】上記プリンタにおける縦型のカラー記録ヘッド
を示す斜視図である。

【図８】上記横型のカラー記録ヘッドにおける印字方法
を示す説明図であり、（ａ）は印字パターンを示すも
の、（ｂ）はシアンデータ及びマゼンタデータの各色の
印字方法を示すものである。

【図９】上記縦型のカラー記録ヘッドにおける印字方法
を示すための印字パターンを示す説明図である。

【図１０】上記縦型のカラー記録ヘッドにおける印字方
法を示す説明図であり、（ａ）は最初の行の印字を示す
もの、（ｂ）は第２行目の印字を示すものである。

【図１１】従来例を示すものであり、表面露光方式のプ
リンタの構造を示す模式図である。

【図１２】他の従来例を示すものであり、背面露光方式
のプリンタを示す模式図である。

【符号の説明】

２転写ドラム２ａ接触部３トナー搬送帯７駆動ローラ９トナーカートリッジ（トナー収容器）１０ＬＥＤアレー（光照射手段）１４キャリッジ（載置台）３１導電性基材３２高誘電体層３３透明電極層３４光導電層３６収容器側電源（収容器側印加手段）３７ドラム側電源（ドラム側印加手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を転写ドラムに形成し、このトナ
ー像を用紙に転写した後定着して画像形成する画像形成
装置において、上記転写ドラムの表面には高誘電体層が形成される一
方、転写ドラムの対向位置には光導電層と透明電極層と
の２層からなる帯状かつ環状のトナー搬送帯が、光導電
層を転写ドラムの表面に接触させて回転自在に設けら
れ、さらに、上記トナー搬送帯の表面へ導電性トナーを
供給するトナー収容器と、上記トナー搬送帯内側におい
てこのトナー搬送帯を挟んだ状態で転写ドラムに対向し
て設けられる光照射手段と、転写ドラムとトナー搬送帯
の透明電極層との間に所定の電圧を印加するドラム側印
加手段と、トナー搬送帯の透明電極層とトナー収容器に
収容されている導電性トナーとの間に所定の電圧を印加
する収容器側印加手段とを備えていることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】上記転写ドラムは、導電性基材表面に高誘
電体層が形成されてなると共に、この高誘電体層は、Ｐ
ＺＴ（ＰｂＺｒ_xＴｉ_yＯ₃：Ｘ＋Ｙ＝１）、ＰｂＭＺ
ｎＮｂＴｉＯ（ＭはＢａ又はＳｒ）、Ｂａ_xＳｒ_yＴｉ
Ｏ₃（Ｘ＋Ｙ＝１）、Ｂｉ_xＳｒ_yＴｉＯ₃（Ｘ＋Ｙ＝
１）又はＳｒ_xＴｉ_yＯ（Ｘ＋Ｙ＝１）からなることを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】少なくとも上記転写ドラム、トナー搬送
帯、トナー収容器及び光照射手段を１つのユニットとし
て、複数ユニットが載置台上に並置される一方、各ユニ
ットのトナー収容器には、それぞれ異なる色の導電性ト
ナーが収容されていることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。