JPH11165428A - 粉体画像形成装置及び粉体画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小開口部と該微小開口部のトナー通過を制
御する制御電極部などを供え直接記録紙に粉体を付着さ
せる粉体画像形成装置において、上記トナー散りを抑え
て画像品質を向上させることができる粉体画像形成装置
を提供する。 【解決手段】 トナーを担持するトナー担持体を備えた
トナー容器６、対向電極４、制御電極部を有するトナー
飛翔制御部材５などからなる記録部と、給紙カセット１
との間に液体塗布装置８を設ける。この液体塗布装置８
で、記録紙に液体を塗布した後、上記記録部で記録を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイレクトトーニ
ングまたはトナープロジェクション等と称される画像記
録方式を用いる粉体画像形成装置に係り、詳しくはトナ
ー散りの発生を軽減するための改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体画像記録方法としてダイレク
トトーニングまたはトナープロジェクション等と称され
る画像記録方式が知られている。この画像記録方式は、
孔やスリットの周りに設けた画像電極に電圧を印加し、
帯電させたトナーをその孔やスリットを通して移動（飛
翔）させ、紙等の記録部材、中間転写体もしくは中間転
写体としての機能を兼ねる対向電極などに直接付着させ
て、画像を形成するものである。

【０００３】上記画像記録方式（以下、飛翔記録方式と
称する）については多くの提案がなされている。例え
ば、特公昭４４−２６３３３号公報には、背面電極、記
録体、制御格子、メッシュ電極、このメッシュ電極にト
ナーを供給する毛皮ブラシを順に配置した装置が開示さ
れている。この装置では、絶縁性トナーをブラシの回転
により摩擦帯電させ、メッシュ電極と背面電極の間の空
間に形成される電界で加速して背面電極に向かわせ、制
御格子を通して紙上に像を形成する。この制御格子に加
える電気信号の値を変えるとメッシュ電極と制御格子間
の電界が逆転し、トナーが飛翔せず地肌部（白）が形成
され、また電気信号を加減することで画像濃度を変える
こともできるようになっている。

【０００４】また、例えば、特開昭５８−４４４５６及
び特公平６−４７２９８号公報には、導電性トナーを用
いた装置が開示されている。例えば、特開昭５８−４４
４５６号公報に開示されている技術では、絶縁性トナー
の摩擦帯電を必要とする欠点を解消する導電性磁性トナ
ーを用い、背面電極、記録部材、絶縁部材を挟んで設け
た制御電極およびベース電極、トナー担持部材としての
トナー搬送手段を順に配置した装置が開示されている。
上記絶縁部材を挟んだ制御電極とベース電極には上記ト
ナーが通過するように開孔が貫通している。この装置で
は上記トナー搬送手段としてマグネットローラを用い、
該マグネットローラに磁力により担持されているトナー
を、ベース電極とマグネットローラ間に直流電界を与え
ることにより上記マグネットローラとベース電極間で往
復移動（以下、クラウド化という。）させる。そして、
上記ベース電極と背面電極の間に直流電界が与えられた
状態で、信号電極に所定の電圧が印加されると、上記ク
ラウド化したトナーが開孔を通って記録部材上に像を形
成する。このように、導電性トナーを用いればあらかじ
め電荷を付与しておかなくても、外部電界で電荷注入さ
せて容易に帯電させることができ、摩擦帯電を必要とし
ない。

【０００５】また、特公平６−４７２９８号公報に開示
されている装置では、導電性非磁性トナーを用い、対向
電極、記録部材、微小開口部と該微小開口部のトナーの
飛翔を制御する制御電極とを有するトナー飛翔制御部
材、底部に被覆線が配設された導電性ケース内に回転自
在に設けられたトナー担持体としての導電性ローラを順
に配設した装置が開示されている。この装置において
は、交流電源によって被覆線に交流電圧を印加して導電
性ローラに電荷を誘導し、密閉空間内で飛翔させてクラ
ウド状態にする。そして、クラウド化させたトナーを導
電性ローラの表面に付着させる。導電性ローラへのトナ
ーの付着は、クラウド状態のトナーの電荷による静電吸
着によって行われる。

【０００６】また、特開平８−１９０２８２号公報や特
開平８−２０７３５０号公報には、トナー担持体を有す
るトナー供給機構から、トナー飛翔制御部材であるアパ
チャ電極体の微小開口部を通して飛翔させたトナーを、
記録部材に直接付着させずに一旦中間記録媒体（中間転
写体）に付着させた後、記録部材に転写する画像形成装
置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの画
像形成装置においは、記録部材上又は中間転写体上のト
ナー付着部の周囲に好ましくないトナー付着が生じるト
ナー散りにより画像品質が低下するという問題点があっ
た。

【０００８】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、上記飛翔記録方式を
用いる粉体画像形成装置又は粉体画像形成方法であっ
て、上記トナー散りを抑えて画像品質を向上させること
ができる粉体画像形成装置又は粉体画像形成方法を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナーを担持するトナー担持体
と、該トナー担持体と対向する対向電極と、微小開口部
と該微小開口部のトナー通過を制御する制御電極部とを
有し、該トナー担持体と対向電極との間に設けられたト
ナー飛翔制御部材とを備え、該制御電極部に、画像信号
に応じて電圧を印加し、該トナー担持体上からのトナー
を該微小開口部に通して該対向電極側に移行させ、該ト
ナー飛翔制御部材と該対向電極との間に位置する該対向
電極上又は該対向電極上の記録部材上に付着させて画像
を形成する粉体画像形成装置において、該対向電極又は
該記録部材に対して液体を付与する液体付与装置を設け
たことを特徴とするものである。

【００１０】請求項１の発明においては、上記対向電極
又は上記記録部材は、例えばトナー付着により画像を形
成されるのに先立ち、上記液体付与装置により液体を付
与される。画像を形成すべく飛翔されたトナーは、この
液体を介して上記対向電極又は上記記録部材の表面と、
又は、該液体のみと、衝突することで、該表面と直接衝
突するときよりも衝突の際の反発係数を低下される。そ
して、反発係数が低下すると、上記対向電極上又は上記
記録部材上におけるトナーの跳ね返りが軽減する。即
ち、画像を形成するのに先立ち、上記対向電極又は上記
記録部材に液体を付与することで、該対向電極上又は該
記録部材上におけるトナーの跳ね返りを軽減することが
できる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の粉体画像形
成装置において、上記液体としてシリコンオイルを用い
たことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の発明においては、上記液体とし
て、一般に広く使用されている安価なシリコンオイルを
用いることにより、トナー散りの発生を軽減する。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２の粉体
画像形成装置において、上記トナーの付着した記録部材
面に接触して該トナーを記録部材上に加圧するための加
圧部材を有する定着装置を設け、装置内における記録材
搬送装置を、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極と
の間で画像を形成する前に該記録部材を該定着装置に通
過させるように構成し、該加圧部材に液体を付与する付
与手段を設けて該加圧部材を上記液体付与手段の一部と
して兼用することを特徴とするものである。

【００１４】請求項３の発明においては、上記定着装置
の加圧部材を液体付与装置の一部として兼用する。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１又は２の粉体
画像形成装置であって、上記対向電極又は上記記録部材
が中間転写体であり、上記液体付与装置が該中間転写体
の被記録面に上記液体を付与することを特徴とするもの
である。

【００１６】請求項４の発明においては、例えば、画像
を形成するのに先立ち、上記中間転写体に液体を付与す
ることで、該中間転写体上におけるトナーの跳ね返りを
軽減することができる。

【００１７】請求項５の発明は、トナーを担持するトナ
ー担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、微
小開口部と該微小開口部のトナー通過を制御する制御電
極部とを有し、該トナー担持体と対向電極との間に設け
られたトナー飛翔制御部材とを備え、該制御電極部に、
画像信号に応じて電圧を印加し、該トナー担持体上から
のトナーを該微小開口部に通して該対向電極側に移行さ
せ、該トナー飛翔制御部材と該対向電極との間に位置す
る、又は、該対向電極である、中間転写体の被記録面上
に付着させた後、該被記録面上から記録部材に転写する
粉体画像形成装置であって、該被記録面が、弾性体から
なることを特徴とするものである。

【００１８】請求項５の発明においては、上記中間転写
体の被記録面を弾性体で構成する。この被記録面は、弾
性体で構成されていない被記録面よりもトナーとの反発
係数が低くなる。そして、反発係数が低くなることによ
り、上記被記録面上におけるトナーの跳ね返りが軽減さ
れる。即ち、上記中間転写体の被記録面の弾性体が該被
記録面上におけるトナーの跳ね返りを軽減する。

【００１９】請求項６の発明は、請求項５の粉体画像形
成装置であって、上記中間転写体が導電性を有すること
を特徴とするものである。

【００２０】請求項６の発明においては、導電性を有す
る材料で構成した上記中間転写体を、上記対向電極とし
て兼用することができる。例えば、上記トナー飛翔制御
部材と中間転写体との距離が一定である場合、該中間転
写体を対向電極として兼用する方が、該中間転写体と対
向電極とを別体で構成するよりも、該トナー飛翔制御部
材と対向電極との距離を短くすることができる。そし
て、上記トナー飛翔制御部材と対向電極との距離を短く
することで、装置を小型化したり、該対向電極に印加す
る電圧（以下、対向電圧と称する）の値を低減したりす
ることができる。即ち、上記中間転写体を上記対向電極
として兼用することで、装置の小型化や対向電圧の低減
を図ることができる。

【００２１】請求項７の発明は、請求項５の粉体画像形
成装置であって、上記弾性体がゴムであることを特徴と
するものである。

【００２２】請求項７の発明においては、上記対向電極
又は上記中間転写体の被記録面に設けたゴムにより、該
被記録面上におけるトナーの跳ね返りを軽減する。

【００２３】請求項８の発明は、請求項７の粉体画像形
成装置であって、上記ゴムが無反発ゴムであることを特
徴とするものである。

【００２４】請求項８の発明においては、上記被記録面
に設けた反発係数の極めて小さい無反発ゴムにより、該
被記録面上におけるトナーの跳ね返りをより軽減する。

【００２５】請求項９の発明は、請求項７の粉体画像形
成装置であって、上記ゴムが導電性を有する導電性ゴム
であることを特徴とするものである。

【００２６】請求項９の発明においては、例えば、上記
中間転写体の被記録面を導電性ゴムで構成することによ
り、該被記録面を上記対向電極として兼用することがで
きる。そして、このように兼用する場合には、装置の小
型化や対向電圧の低減を図ることができる。

【００２７】請求項１０の発明は、請求項５の粉体画像
形成装置であって、上記弾性体が軟質プラスチックであ
ることを特徴とするものである。

【００２８】請求項１０の発明においては、上記対向電
極又は上記中間転写体の被記録面に設けた軟質プラスチ
ックにより、該被記録面上におけるトナーの跳ね返りを
軽減する。

【００２９】請求項１１の発明は、請求項１０の粉体画
像形成装置であって、上記軟質プラスチックが導電性を
有する導電性軟質プラスチックであることを特徴とする
ものである。

【００３０】請求項１１の発明においては、例えば、上
記中間転写体の被記録面を導電性軟質プラスチックで構
成することにより、該被記録面を上記対向電極として兼
用することができる。そして、このように兼用する場合
には、装置の小型化や対向電圧の低減を図ることができ
る。

【００３１】請求項１２の発明は、トナーを担持するト
ナー担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、
微小開口部と該微小開口部のトナー通過を制御する制御
電極部とを有し、該トナー担持体と対向電極との間に設
けられたトナー飛翔制御部材とを用い、該制御電極部
に、画像信号に応じて電圧を印加し、該トナー担持体上
からのトナーを該微小開口部に通して該対向電極側に移
行させ、該トナー飛翔制御部材と該対向電極との間に位
置する該対向電極上又は該対向電極上の記録部材上に付
着させて画像を形成する粉体画像形成方法において、該
対向電極又は該記録部材に対して液体を付与する液体付
与装置を用いることを特徴とするものである。

【００３２】請求項１２の発明においては、画像を形成
するのに先立ち、上記対向電極又は上記記録部材に液体
を付与することで、該対向電極上又は該記録部材上にお
けるトナーの跳ね返りを軽減することができる。

【００３３】請求項１３の発明は、トナーを担持するト
ナー担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、
微小開口部と該微小開口部のトナー通過を制御する制御
電極部とを有し、該トナー担持体と対向電極との間に設
けられたトナー飛翔制御部材とを用い、該制御電極部
に、画像信号に応じて電圧を印加し、該トナー担持体上
からのトナーを該微小開口部に通して該対向電極側に移
行させ、該トナー飛翔制御部材と該対向電極との間に位
置する該対向電極上に付着させて画像を形成する粉体画
像形成方法において、該対向電極の被記録面を弾性体で
構成することを特徴とするものである。

【００３４】請求項１３の発明においては、上記対向電
極の被記録面の弾性体が該被記録面上におけるトナーの
跳ね返りを軽減する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を粉体画像記録装置
であるカラープリンタに適用した第１実施形態について
説明する。図１は本第１実施形態が適用可能なカラープ
リンタの例の概略構成図である。図１に示すカラープリ
ンタでは、記録部材としての記録紙１０は給紙カセット
１から呼び出しローラ２により給紙され、搬送ローラ３
対により対向電極４とトナー飛翔制御部材５との間に送
られる。この対向電極４には図示しない電圧印加手段に
より電圧が印加されている。また、上記トナー飛翔制御
部材５の下方には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の各色のトナーを収容
し、上部が開口した４つのトナー容器６が配置されてい
る。そして、上記トナー飛翔制御部材５の上を水平に送
られる間に、トナー飛翔制御部材による制御で上記４つ
のトナー容器６から飛翔した非磁性カラートナー（以
下、トナーという。）が付着し、記録紙１０への記録が
行われる。記録紙１０に付着したトナー９１は、それぞ
れ加圧部材としての加圧ローラ７１及び加熱ローラ７２
を有する定着装置７に送られて画像を定着される。

【００３６】図２は、上記対向電極４と上記トナー飛翔
制御部材５と上記トナー容器６内に設けられたトナー担
持体６ａとからなる記録部の原理説明図である。上記ト
ナー飛翔制御部材５は、トナー担持体６ａ上のトナー９
１に電界を与えることにより、該トナー９１の飛翔を制
御するためのものである。上記トナー飛翔制御部材５
は、絶縁体である厚さ７５μｍのポリイミドフィルム５
２の両面に例えば厚さ２５μｍの銅箔を接着し、それぞ
れの銅箔表面に電極パターンを露光後にエッチングし、
最後に所定の位置にヤグレーザ等を用いて例えば直径１
２０μｍの孔５４を、所望の解像度に応じて多数設ける
ことにより、形成することができる。そして、対向電極
４側の上記銅箔を画像信号に応じて信号電圧が印加され
る画像電極５１とし、トナー容器６側の上記銅箔を、孔
５４の直下以外の部分でトナー９１が飛翔しないように
するためのシールド電極５３とする。このシールド電極
５３は、対向電極４と画像電極５１に画像記録時の電圧
を与えても孔５４の直下以外の部分のトナー９１に加わ
る電界が飛翔開始電界を下回って飛翔が起こらないよう
に、例えばトナー容器６と同様に接地しておく。また、
図２の例では、対向電極４と画像電極５１の間隔は２０
０μｍ、シールド電極５３とトナー９１層表面との間隔
は１００μｍである。上記対向電極４には一定電圧、例
えば−４００Ｖが印加されている。また、画像電極にも
一定の電圧、例えば−１２０Ｖが印加されていて、画像
信号に基づいて、図示しないＩＣドライバより、例えば
−６０Ｖのパルス信号電圧が印加される。このとき、画
像電極には前記−１２０Ｖの電圧に重畳されて−１８０
Ｖの電圧が印加されることとなる。この電圧によりトナ
ー９１層表面に形成される電界がトナー９１の有する電
荷に作用して静電力が生じ、この静電力がトナー９１に
作用しているトナー９１間あるいはトナー担持体６ａと
の付着力（ファンデルワールス力）と重力との和を上回
ると、トナー９１はトナー９１層を離脱して破線で示す
電気力線に沿って飛翔し、記録紙１０に付着して画像を
形成する。なお、上記トナーの電荷は、絶縁性トナーに
あっては、摩擦帯電により付与することができ、導電性
トナーにあっては、上記電界によりトナー担持体６ａか
らの注入で付与することができる。

【００３７】そして、本第１実施形態では、トナー防止
のため、上記対向電極４とトナー飛翔制御部材５との間
で記録を行う記録紙１０に液体を塗布する液体塗布装置
８が設けられている。この液体塗布装置８は、給紙カセ
ット１から、対向電極４とトナー飛翔制御部材５との間
に至る搬送路上に設けられ、液を収容した液容器８１
と、この液容器８１の液体を汲み上げるフェルト８２
と、このフェルト８２で汲み上げられた液体を、トナー
９１を付着させる側の記録紙面に塗布する回転塗布ロー
ラ８３と、記録紙搬送路を挟んで該塗布ローラ８３に対
向する回転バックアップローラ８４とから構成されてい
る。上記液体としては、シリコンオイルを用いた。この
塗布装置８の各構成部材は、シリコンオイルが塗布され
る、加熱・加圧方式の定着装置のものをそのまま使用す
ることができる。無論、加熱のためのヒータ等は不要で
ある。

【００３８】本第１実施形態のカラープリンタにおいて
は、給紙カセット１から、対向電極４とトナー飛翔制御
部材５との間への搬送中、上記液体塗布装置８により、
記録紙１０のトナー９１を記録する面に液体を塗布す
る。そして、この液体が塗布された記録紙１０に、上記
記録部でトナー像を形成する。これによれば、トナーチ
リの無い画像を形成できた。

【００３９】図３は、同カラープリンタの第１変形例装
置の概略構成図である。このカラープリンタにおいて
は、図１に示したカラープリンタに支持ローラ４１と４
２に支持されて矢印方向への回動により記録紙搬送機能
を備えた搬送ベルト４３と、非記録時にトナー容器上部
の開口を覆ってトナーの飛散を防止するためのシャッタ
ー１０２とが設けられている。上記搬送ベルト４３は、
記録紙１０を表面に吸着した状態で対向電極４とトナー
飛翔制御部材５との間に前記記録紙１０を搬送するもの
である。従って、記録紙１０の先端が該ベルト表面から
浮いた状態とならないので、トナー９１が付着する位置
の精度が低下することがない。これにより、異色トナー
９１を積層してカラープリントする際の色ずれを抑える
ことができる。そして、上記支持ローラ４１、４２のう
ち、給紙カセット１側の支持ローラ４２に、記録紙搬送
経路を挟んで下側から対向させ、液体塗布装置８を設け
ている。この液体塗布装置８は、上記液容器８１、フェ
ルト８２及び回転塗布ローラ８３からなり、上記支持ロ
ーラ４２を、回転バックアップローラとして兼用してい
る。その他の構成は、図１の装置と同一である。

【００４０】図４は同カラープリンタの第２変形例装置
の概略構成図である。この装置は、図１の装置をベース
にし、専用の液体塗布装置８を設けるのに代え、定着器
７を、液体塗布装置として兼用するように改造したもの
である。この兼用のため、定着装置７として、記録紙の
トナー付着面側に設けた加熱ローラ７２で、記録紙の同
面にシリコンオイルを塗布する方式のものを用いてい
る。図示の例では、液容器８１及び汲み上げ塗布フェル
ト８２が加熱ローラ７２に付設されたものを用いてい
る。そして、この装置では、給紙カセット１から呼び出
しローラ２により給紙し、搬送ローラ３対により搬送す
る記録紙を、不作動状態にした対向電極４とトナー飛翔
制御部材５との間を通過させ、上記定着装置７に通し、
この定着装置７で記録紙１０の、トナー９１を記録すべ
き面にシリコンオイルを塗布する。この塗布後、定着装
置７のローラ７１、７２を逆転させ、また、搬送ローラ
３対も逆転させ、記録紙１０を記録部より給紙カセット
１側まで戻す。そして、こんどは作動状態にした記録部
を通過させて記録を行い、かつ、定着装置７を通過させ
て、記録及び定着を行う。なお、以上のような記録紙１
０の往復搬送のため、必要に応じて定着装置７よりも下
流側に正逆回転方向切り換え可能な搬送ローラ対を設け
てもよい。

【００４１】図５は同カラープリンタの第３変形例装置
の概略構成図である。この装置は、図２の装置をベース
として、専用の液体塗布装置８を設けるのに代え、定着
器７を、液体塗布装置として兼用するように改造したも
のである。この兼用のため、前述の図４の装置と同様、
定着装置７として、記録紙のトナー付着面側に設けた加
熱ローラ７２で、記録紙の同面にシリコンオイルを塗布
する方式のものを用いている。この装置でも、給紙カセ
ット１から呼び出しローラ２により給紙し、搬送ローラ
３対及び搬送ベルト４３により搬送する記録紙を、不作
動状態にした対向電極４とトナー飛翔制御部材５との間
を通過させ、上記定着装置７に通し、この定着装置７で
記録紙１０の、トナー９１を記録すべき面にシリコンオ
イルを塗布する。この塗布後、定着装置７のローラ７
１、７２を逆転させ、また、搬送ローラ３及び搬送ベル
ト４３も逆転させ、記録紙１０を記録部より給紙カセッ
ト１側まで戻す。そして、今度は作動状態にした記録部
を通過させて記録を行い、且つ、定着装置７を通過させ
て、記録及び定着を行う。なお、以上のような記録紙１
０の往復搬送のため、必要に応じて定着装置７よりも下
流側に正逆回転方向切り換え可能な搬送ローラ対を設け
てもよい。

【００４２】なお、図４や図５の装置のように、定着装
置７を液体塗布装置として兼用するため、単一の搬送経
路で記録紙１０を往復搬送するように構成するのに代
え、装置内に、定着装置７を通過した記録紙１０を記録
部に戻す循環路を形成し、不作動の記録部を追加させた
後の記録紙１０を定着装置に通して液体を塗布し、その
後、この循環経路を通して、作動状態にした記録部に通
すように構成してもよい。

【００４３】図６は同カラープリンタの第４変形例装置
の概略構成図である。図に示されるように、この装置
は、４つのトナー容器６の底部にそれぞれ個別のトナー
飛翔制御部材５を有している。また、４つのトナー容器
６の内部にはそれぞれ、トナー９１を担持するトナー担
持体としての現像ローラ６ａと、トナー容器６内のトナ
ー９１を現像ローラ６ａに供給するトナー供給ローラ６
ｂとを備えている。さらに、中間転写ベルト４４を介し
て各現像ローラ６ａと対向する４つの対向ローラ４５を
備えている。これら４つの対向ローラ４５には、対向電
極としての機能を発揮すべく、図示を省略された電源に
よりそれぞれ所定の対向電圧が印加される。

【００４４】中間転写体としての中間転写ベルト４４
は、且つ４つの現像ローラ６ａと４つの対向ローラ４５
との間（以下、現像部と称する）に位置するようにロー
ラ４６と４７とにより張架され、図示を省略された駆動
系により駆動されるローラ４６の駆動に伴って、対向ロ
ーラ４５と接触し且つ飛翔制御部材５には接触しないよ
うな位置で無端移動される。そして、４つの上記現像部
を水平に通過される間に、被記録面（上記現像部で現像
ローラ６ａと対向する側の面）に各トナー飛翔制御部材
５による制御で各トナー容器６から飛翔し且つ各孔を通
過したトナー９１を付着されることで、顕像を形成され
る。

【００４５】一方、給紙カセット１内の記録紙１０は呼
び出しローラ２により、上記顕像の形成にタイミングを
合わせて排紙され、搬送ローラ３対により中間転写ベル
ト４４と転写ローラ４８との摺接部で加圧により上記顕
像を転写された後、中間転写ベルト４４の移動に伴って
図中矢印Ａの方向に搬送される。そして、加圧ローラ７
１及び加熱ローラ７２を有する定着装置７に送られるこ
とで、付着されたトナー９１を定着されて画像を形成さ
れる。

【００４６】さらに。この装置は、ローラ４７の上部に
液体塗布装置８を備えている。また、中間転写ベルト４
４の被記録面は、電子写真方式の画像形成装置に多く用
いられる非弾性のＥＦＴＥ（Polyethylene−tetrafluor
oethylen）又はＰＶＤＦ（Polyvinylidene fluoride）
から形成されている。この中間転写ベルト４４の被記録
面は、トナー飛翔によるトナー付着を施されるに先立っ
て、液体塗布装置８の回転塗布ローラ８３により液体と
してのシリコンオイルを塗布される。一方、画像を形成
すべく飛翔されたトナー９１は、このシリコンオイルを
介して上記被記録面と、又は、該シリコンオイルのみ
と、衝突することで、該記録面と直接衝突するときより
も衝突の際の反発係数を低下される。そして、反発係数
が低下すると、上記被記録面上におけるトナー９１の跳
ね返りが軽減する。即ち、画像を形成するのに先立ち、
中間転写ベルト４４の被記録面にシリコンオイルを付与
することで、該被記録面上におけるトナー９１の跳ね返
りを軽減することができる。

【００４７】以上、本第１実施形態のプリンタによれ
ば、対向電極４上の記録用紙１０又は中間転写ベルト４
４の被記録面にトナー９１を付着させて画像を形成する
のに先立ち、液体塗布装置８等により記録用紙１０又は
該記録面に液体としてのシリコンオイルを付与すること
でトナー９１の跳ね返りを軽減できるので、トナー散り
の発生を軽減することができる。また、一般に広く使用
されている安価なシリコンオイルを用いるので、特殊な
液体を用いるよりもコストを抑えることができる。ま
た、記録用紙１０にシリコンオイルを付与した場合に
は、トナー散りの無い画像を得ることができた。

【００４８】次に、本発明を粉体画像記録装置であるカ
ラープリンタに適用した第２実施形態について説明す
る。図７は本第２実施形態のカラープリンタの概略構成
図である。図に示されるように、同カラープリンタは、
上記第１実施形態の第４変形例装置とほぼ同様に構成さ
れているが、液体塗布装置８を備えていない。また、図
示を省略されているが、中間転写ベルト４４の構成が上
記第１実施形態の第４変形例装置と異なる。図８は本第
２実施形態のカラープリンタにおける中間転写ベルト４
４の拡大断面図である。図に示されるように、中間転写
ベルト４４は、被記録面側に形成された導電性の弾性体
からなる導電性弾性層４４ａと、被記録面とは反対側に
形成された導電性の材料からなる導電性基層４４ｂとか
ら構成されている。このような構成により中間転写ベル
ト４４は、全体として導電性を有しており、対向ローラ
４５と摺接することにより、対向電極としての機能を発
揮している。即ち、中間転写ベルト４４に対向電極とし
ての機能を兼ねさせている。以上の構成の他は、上記第
１実施形態の第４変形例装置と同様であるので、説明を
省略する。

【００４９】以上の構成において、本第２実施形態のカ
ラープリンタでは、中間転写ベルト４４の被記録面が、
弾性体で構成されていない場合よりもトナー９１と該被
記録面との反発係数を低くする。そして、反発係数が低
くなることにより、中間転写ベルト４４の被記録面上に
おけるトナー９１の跳ね返りが軽減する。即ち、中間転
写ベルト４４の被記録面の弾性体が、該被記録面におけ
るトナー９１の跳ね返りを軽減する。

【００５０】また、例えば、中間転写ベルト４４を対向
電極として兼用することにより、中間転写ベルト４４と
対向電極とを別体で構成するよりも、ポリイミドフィル
ム５２と対向電極との距離を短縮している。そして、こ
の短縮により、装置の小型化と、対向電圧の値の低減と
を実現している。

【００５１】以上、本第２実施形態のカラープリンタに
よれば、中間転写ベルト４４の被記録面におけるトナー
９１の跳ね返りを軽減するので、トナー散りの発生を軽
減することができる。また、装置の小型化と対向電圧の
低減とを実現しているので、装置やランニングコストの
低コスト化を図ることができる。

【００５２】図９は同カラープリンタの第１変形例装置
における中間転写ベルト４４の拡大断面図である。図に
示されるように、この第１変形例装置における中間転写
ベルト４４は、導電性弾性層４４ａと導電性基層４４ｂ
との間に接着層４４ｃを備えている。この接着層４４ｃ
にも導電性の材料が用いられており、この第１変形例装
置における中間転写ベルト４４は全体として導電性を有
する。このように、導電性弾性層４４ａと導電性基層４
４ｂとの間に接着層を設ける構成は、弾性層４４ａと基
層４４ｂとに対して、それぞれ互いに接着性の低い材料
を用いる場合に有効である。

【００５３】図１０、１１、１２及び１３は、それぞれ
同カラープリンタの第２、３、４、及び５変形例変形装
置における中間転写ベルト４４の拡大断面図である。そ
れぞれの図において、４４ａ１は導電性のゴムからなる
導電性ゴム層を、４４ａ２は導電性の軟質プラスチック
からなる導電性軟質プラスチック層を、４４ｂ１はニッ
ケル（Ｎｉ）層を示す。なお、導電性基層４４ｂの材料
はニッケルに限られるものではない。

【００５４】以上、本第２実施形態において、全体とし
て導電性を有する構成の中間転写ベルト４４を対向電極
として兼用する装置について説明したが、中間転写ベル
ト４４の構成はこれに限られるものではない。例えば、
弾性体層を導電性の材料で、基層を絶縁体で構成し、対
向ローラ４５ではなく、他の電圧印加手段によりこの弾
性層に対向電圧を印加させてもよい。

【００５５】次に、本発明を粉体画像形成装置であるカ
ラープリンタに適用した第３実施形態について説明す
る。図１４は同カラープリンタにおける中間転写ベルト
４４の拡大断面図である。図中、４４ｄは無反発ゴムか
らなる無反発ゴム層を示す。この無反発ゴムの構成の他
は上記第２実施形態のカラープリンタと同様であるので
説明を省略する。この無反発ゴムの反発係数は０．１程
度であり一般のゴムよりも格段に低いことが知られてい
る。このため、本第３実施形態の無反発層４４ｄは、上
記第２実施形態の導電性ゴム層４４ａ１よりも、中間転
写ベルト４４の被記録面におけるトナー９１の跳ね返り
を軽減する。なお、無反発ゴムとしては、例えば、ＮＯ
Ｋメグラスティック社のハイダンピングラバーなどが知
られている。

【００５６】反発弾性係数（Ｒ）とロスファクタ（ｔａ
ｎδ）との間には、次の式１に示される関係がある。

【式１】Ｒ＝ＥＸＰ（−π×ｔａｎδ）

【００５７】また、エネルギー保存則により、反発弾性
係数（Ｒ）と、高さ（ｈ）と、速度（Ｖ）との関係を、
次の式２として導くことができる。なお、式２におい
て、ｈ１は初期状態の高さ、ｈ２は衝突後の跳ね返り高
さ、Ｖ１は初期状態での速度、Ｖ２は衝突後の速度であ
る。

【式２】Ｒ＝ｈ２／ｈ１＝Ｖ２²／Ｖ１²

【００５８】無反発ゴムのロゴファクタ（ｔａｎδ）の
値は０．６〜１．４であるので、この値から無反発ゴム
の反発弾性係数Ｒを求めると次の式３に示される値とな
る。

【式３】無反発ゴムの反発弾性係数（Ｒ）≒０．０１２
〜０．１５２

【００５９】一方、一般に広く使用されているゴムの反
発弾性係数として、天然ゴム、ブチルゴム及びクロロプ
レンゴムの例をそれぞれ次の式４から式６に示す。

【式４】天然ゴムの反発弾性係数（ＮＲ）≒０．７

【式５】 ブチルゴムの反発弾性係数（ＩＩＲ）≒０．３

【式６】 クロロプレンゴムの反発弾性係数（ＣＲ）≒０．４５

【００６０】上記式３と式４から式６との比較により、
本第３実施形態のカラープリンタの無反発ゴム層４４ｄ
は、上記第２実施形態のカラープリンタにおける導電性
ゴム層４４ａ１よりも、格段に優れたトナー９１の跳ね
返りの軽減機能、ひいてはトナー散り発生の軽減機能、
を発揮することがわかる。

【００６１】飛翔記録方式において、弾性層の反発弾性
係数を０．１又は０．５と想定したときにおけるトナー
９１の弾性層上での跳ね返りの状態を、ドット形成シミ
ュレーションプログラムを用いるシミュレーションシス
テムによりシミュレーションした。なお、このシミュレ
ーションシステムにおいて観察されるトナーの飛翔状態
は、実際のトナーの飛翔状態に酷似していることが反復
的な比較試験により実証されている。

【００６２】弾性層の反発弾性係数を０．１と想定した
上記シミュレーションにおいて観察された上記跳ね返り
の状態を模式図である図１５に、０．５と想定したシミ
ュレーションにおいて観察された該跳ね返りの状態を模
式図である図１６にそれぞれ示す。それぞれの図におい
て、（ａ）は画像電極５１に電圧を印加した直後のトナ
ー９１の状態を、（ｂ）から（ｏ）までは該状態から順
次５０ｍｓｅｃずつ経過したときにおけるトナー９１の
状態をそれぞれ示す。即ち、（ｏ）は画像電極５１に電
圧を印加してから７００ｍｓｅｃ経過したときにおける
トナー９１の状態を示すものである。

【００６３】図１５と図１６との（ｆ）から（ｊ）をそ
れぞれ比較すると、トナー９１の図面水平方向への移動
量は図１５の方が小さいことがわかる。また、（ｋ）か
ら（ｏ）をそれぞれ比較すると、図１６にトナー散りが
認められるのに対し、図１５にはトナー散りが認められ
ない。このように、弾性層に反発弾性係数の極めて小さ
い無反発ゴムを用いることで、トナー散りの極めて少な
い画像を得ることができる。

【００６４】以上、第２又は第３実施形態において、２
層又は３層構造の中間転写ベルト４４について説明した
が、層の数はこれらに限られるものではない。例えば、
中間転写ベルト４４と、これに接触する各ローラとのス
リップを軽減すべく摩擦抵抗の大きい層を付加したり、
中間転写ベルト４４の硬度を増加すべく硬度の大きい層
を付加したりしてもよい。

【００６５】また、導電性を有するニッケルを基層とし
て用いた中間転写ベルト４４について説明したが、例え
ば、基層をプラスチックからなるプラスチック層で構成
し、このプラスチック層にニッケル等の金属からなる金
属層をメッキあるいは蒸着等させてもよい。さらに、こ
の金属層の上に弾性層を設けることも可能である。そし
て、この弾性層を導体で構成する場合には、上述のよう
に弾性層に対向電圧を印加することにより、該弾性層を
対向電極として兼用することができる。また、弾性層を
絶縁体で構成する場合には、上記金属層に対向電圧を印
加することにより、該金属層を対向電極として兼用する
ことができる。即ち、対向ローラ４５を対向電極印加手
段として用いる場合には、基層、基層及び接着層、又
は、基層及び接着層に加えて弾性層、を導体で構成する
ことにより、順次、対向電極とトナー飛翔部材とを離間
距離を短縮することができる。また、任意の層に直接的
に対向電圧を印加する場合には、該任意の層を導体で構
成することにより上記離間距離を短縮することができ
る。

【００６６】

【発明の効果】請求項１、２、３又は４の発明によれ
ば、制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上
記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通し
て上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材
と該対向電極との間に位置する該対向電極上又は該対向
電極上の記録部材上に付着させて画像を形成するのに先
立ち、液体付与装置により該対向電極又は該記録部材に
液体を付与することでトナーの跳ね返りを軽減できるの
で、トナー散りの発生を軽減することができるという優
れた効果がある。

【００６７】特に、請求項２の発明によれば、安価なシ
リコンオイルを用いることによりトナー散りの発生を軽
減するので、一般には使用されない特殊な液体を用いる
よりもコストを低減することができるという優れた効果
がある。また、上記記録部材として記録紙を用いる場合
には、トナー散りの無い画像を得ることができた。

【００６８】また特に、請求項３の発明によれば、定着
装置の加圧部材を液体付与装置の一部として兼用するの
で、装置の大型化を抑えることができるという優れた効
果がある。

【００６９】また特に、請求項４の発明によれば、上記
中間転写体上におけるトナーの跳ね返りを軽減できるの
で、該中間転写体を用いる場合においてもトナー散りの
発生を軽減することができるという優れた効果がある。

【００７０】請求項５、６、７、８、９、１０又は１１
の発明によれば、上記中間転写体の被記録面の弾性体が
該被記録面上におけるトナーの跳ね返りを軽減するの
で、トナー散りの発生を軽減することができるという優
れた効果がある。

【００７１】特に、請求項６、９又は１１の発明によれ
ば、上記中間転写体の被記録面を上記対向電極として兼
用する場合には装置の小型化や対向電圧の低減を図るこ
とができるので、装置やランニングコストの低コスト化
を図ることができるという優れた効果がある。

【００７２】また特に、請求項８の発明によれば、上記
被記録面上におけるトナーの跳ね返りをより軽減するの
で、トナー散りの発生をより軽減することができるとい
う優れた効果がある。

【００７３】請求項１２の発明によれば、画像を形成す
るのに先立ち、上記対向電極又は上記記録部材に液体を
付与することでトナーの跳ね返りを軽減できるので、ト
ナー散りの発生を軽減することができるという優れた効
果がある。

【００７４】請求項１３の発明によれば、上記対向電極
の被記録面の弾性体が該被記録面上におけるトナーの跳
ね返りを軽減するので、トナー散りの発生を軽減するこ
とができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本第１実施形態に係るカラープリンタの概略構
成を示す正面図。

【図２】同プリンタの１色の記録部の説明図。

【図３】同プリンタの第１変形例装置の概略構成図。

【図４】同プリンタの第２変形例装置の概略構成図。

【図５】同プリンタの第３変形例装置の概略構成図。

【図６】同プリンタの第４変形例装置の概略構成図。

【図７】本第２実施形態のカラープリンタの概略構成
図。

【図８】同カラープリンタにおける中間転写ベルト４４
の拡大断面図。

【図９】同カラープリンタの第１変形例装置における中
間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１０】同カラープリンタの第２変形例装置における
中間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１１】同カラープリンタの第３変形例装置における
中間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１２】同カラープリンタの第４変形例装置における
中間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１３】同カラープリンタの第５変形例装置における
中間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１４】本第３実施形態のカラープリンタにおける中
間転写ベルト４４の拡大断面図。

【図１５】弾性層の反発弾性係数を０．１と想定したシ
ミュレーションにおけるトナー９１の状態を示す模式
図。

【図１６】弾性層の反発弾性係数を０．５と想定したシ
ミュレーションにおけるトナー９１の状態を示す模式
図。

【符号の説明】

１ 給紙カセット １０ 記録紙 ２ 呼び出しローラ ３ 搬送ローラ対 ４ 対向電極 ４１、４２ 支持ローラ ４３ 搬送ベルト ４４ 中間転写ベルト ４５ 対向ローラ ４６、４７ ローラ ４８ 転写ローラ ５ トナー飛翔制御部材 ５１ 画像電極 ５２ ポリイミドフィルム ５３ シールド電極 ５４ 孔 ６ トナー容器 ６ａ トナー担持体又は現像ローラ ６ｂ トナー供給ローラ ６００ トナー供給ユニット ６０１ トナー搬送ローラ ８ 液体塗布装置 ８１ 液容器 ８２ フェルト ８３ 回転塗布ローラ ８４ 回転バックアップローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 捷夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大嶋 清 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 神田 聰 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 ペール クロッカル スウェーデン ブヨルランダ ストランド 97 ピーオーボックス3178 エス−423 61 トルスランダ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
   ー担持体と対向する対向電極と、微小開口部と該微小開
   口部のトナー通過を制御する制御電極部とを有し、該ト
   ナー担持体と対向電極との間に設けられたトナー飛翔制
   御部材とを備え、該制御電極部に、画像信号に応じて電
   圧を印加し、該トナー担持体上からのトナーを該微小開
   口部に通して該対向電極側に移行させ、該トナー飛翔制
   御部材と該対向電極との間に位置する該対向電極上又は
   該対向電極上の記録部材上に付着させて画像を形成する
   粉体画像形成装置において、該対向電極又は該記録部材
   に対して液体を付与する液体付与装置を設けたことを特
   徴とする粉体画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１の粉体画像形成装置において、上
   記液体としてシリコンオイルを用いたことを特徴とする
   粉体画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２の粉体画像形成装置におい
   て、上記トナーの付着した記録部材面に接触して該トナ
   ーを記録部材上に加圧するための加圧部材を有する定着
   装置を設け、装置内における記録材搬送装置を、上記ト
   ナー飛翔制御部材と上記対向電極との間で画像を形成す
   る前に該記録部材を該定着装置に通過させるように構成
   し、該加圧部材に液体を付与する付与手段を設けて該加
   圧部材を上記液体付与手段の一部として兼用することを
   特徴とする粉体画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２の粉体画像形成装置であっ
   て、上記対向電極又は上記記録部材が中間転写体であ
   り、上記液体付与装置が該中間転写体の被記録面に上記
   液体を付与することを特徴とする粉体画像形成装置。
5. 【請求項５】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
   ー担持体と対向する対向電極と、微小開口部と該微小開
   口部のトナー通過を制御する制御電極部とを有し、該ト
   ナー担持体と対向電極との間に設けられたトナー飛翔制
   御部材とを備え、該制御電極部に、画像信号に応じて電
   圧を印加し、該トナー担持体上からのトナーを該微小開
   口部に通して該対向電極側に移行させ、該トナー飛翔制
   御部材と該対向電極との間に位置する、又は、該対向電
   極である、中間転写体の被記録面上に付着させた後、該
   被記録面上から記録部材に転写する粉体画像形成装置で
   あって、該被記録面が、弾性体からなることを特徴とす
   る粉体画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項５の粉体画像形成装置であって、上
   記中間転写体が導電性を有することを特徴とする粉体画
   像形成装置。
7. 【請求項７】請求項５の粉体画像形成装置であって、上
   記弾性体がゴムであることを特徴とする粉体画像形成装
   置。
8. 【請求項８】請求項７の粉体画像形成装置であって、上
   記ゴムが無反発ゴムであることを特徴とする粉体画像形
   成装置。
9. 【請求項９】請求項７の粉体画像形成装置であって、上
   記ゴムが導電性を有する導電性ゴムであることを特徴と
   する粉体画像形成装置。
10. 【請求項１０】請求項５の粉体画像形成装置であって、
    上記弾性体が軟質プラスチックであることを特徴とする
    粉体画像形成装置。
11. 【請求項１１】請求項１０の粉体画像形成装置であっ
    て、上記軟質プラスチックが導電性を有する導電性軟質
    プラスチックであることを特徴とする粉体画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】トナーを担持するトナー担持体と、該ト
    ナー担持体と対向する対向電極と、微小開口部と該微小
    開口部のトナー通過を制御する制御電極部とを有し、該
    トナー担持体と対向電極との間に設けられたトナー飛翔
    制御部材とを用い、該制御電極部に、画像信号に応じて
    電圧を印加し、該トナー担持体上からのトナーを該微小
    開口部に通して該対向電極側に移行させ、該トナー飛翔
    制御部材と該対向電極との間に位置する該対向電極上又
    は該対向電極上の記録部材上に付着させて画像を形成す
    る粉体画像形成方法において、該対向電極又は該記録部
    材に対して液体を付与する液体付与装置を用いることを
    特徴とする粉体画像形成方法。
13. 【請求項１３】トナーを担持するトナー担持体と、該ト
    ナー担持体と対向する対向電極と、微小開口部と該微小
    開口部のトナー通過を制御する制御電極部とを有し、該
    トナー担持体と対向電極との間に設けられたトナー飛翔
    制御部材とを用い、該制御電極部に、画像信号に応じて
    電圧を印加し、該トナー担持体上からのトナーを該微小
    開口部に通して該対向電極側に移行させ、該トナー飛翔
    制御部材と該対向電極との間に位置する該対向電極上に
    付着させて画像を形成する粉体画像形成方法において、
    該対向電極の被記録面を弾性体で構成することを特徴と
    する粉体画像形成方法。