JPH11208013A - Toner and image forming apparatus - Google Patents

Toner and image forming apparatus

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Publication number
JPH11208013A
JPH11208013A JP3206998A JP3206998A JPH11208013A JP H11208013 A JPH11208013 A JP H11208013A JP 3206998 A JP3206998 A JP 3206998A JP 3206998 A JP3206998 A JP 3206998A JP H11208013 A JPH11208013 A JP H11208013A
Authority
JP
Japan
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toner
counter electrode
flying
image
carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3206998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sakai
捷夫 酒井
Shinichi Kuramoto
信一 倉本
Klokkal Peyre
クロッカル ペール
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Ricoh Co Ltd
Array Printers AB
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Array Printers AB
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd, Array Printers AB filed Critical Ricoh Co Ltd
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  • Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner used in an image forming apparatus forming images with the use of a direct image record method and an image forming apparatus which can eliminate dust. SOLUTION: Images are formed with the use of a toner of a size and a shape whereby an electrostatic force applied to the toner by an electric field formed at a toner fly space between a confronting electrode member 2 and a developing roller 1 by control electrodes of the confronting electrode member 2 and a toner control member 3 and an air resistance force applied to the toner by the air in the fly space when the toner flies are made in the same order.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、粉体画像形成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と称される
画像形成方式が知られている。この画像形成方式は、孔
やスリットの周りに設けた制御電極部に電圧を印加して
帯電させたトナー層又はトナークラウドに電界を加え、
特定の位置のトナーを選択的に飛翔させ、その孔やスリ
ットを通して移動させて紙等の記録部材に直接画像を形
成するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a powder image forming method, an image forming method called direct toning or toner projection has been known. In this image forming method, an electric field is applied to a charged toner layer or toner cloud by applying a voltage to a control electrode portion provided around a hole or a slit,
This is to selectively fly toner at a specific position and move the toner through holes or slits to directly form an image on a recording member such as paper.

【0003】図5は、このような画像形成方式を採用し
た画像形成装置の画像記録部の拡大模式図である。トナ
ー7を担持する現像ローラ1は接地され、この現像ロー
ラ1と対向して設けられた対向電極部材2との間に、現
像ローラ1上に担持されたトナー7を対向電極部材2に
向けて飛翔させるための飛翔電界を形成する飛翔電界形
成手段としての電源8が接続されている。この電源8に
より対向電極部材2にトナー7の平均的な帯電極性と逆
の極性の直流高電圧が印加される。
FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of an image recording section of an image forming apparatus employing such an image forming method. The developing roller 1 carrying the toner 7 is grounded, and the toner 7 carried on the developing roller 1 is directed to the opposing electrode member 2 between the developing roller 1 and the opposing electrode member 2 provided opposite thereto. A power supply 8 as a flying electric field forming means for forming a flying electric field for flying is connected. This power supply 8 applies a DC high voltage having a polarity opposite to the average charging polarity of the toner 7 to the counter electrode member 2.

【0004】また、現像ローラ1と対向電極部材2との
間には、微小開口部としてのトナー通過孔31と、該ト
ナー通過孔31の周りに設けられた制御電極32とを有
するトナー飛翔制御部材としてのFPC3が配設されて
いる。そして、該現像ローラ1と該FPC3の各制御電
極32との間には、画像情報に基づいて生成された制御
電圧を各制御電極32に印加する電源(以下「画像電
源」という)9が接続されている。この画像電源9によ
り、画像情報に基づいてON/OFF制御されたパルス
状の制御電圧が各制御電極32に対して印加される。こ
の制御電圧のON時の電圧(以下、画像信号電圧とい
う)の値は例えば+325V、OFF時の電圧(以下、
非画像信号電圧という)の値は例えば−50Vに設定さ
れる。
Further, between the developing roller 1 and the counter electrode member 2, a toner flying control having a toner passage hole 31 as a minute opening and a control electrode 32 provided around the toner passage hole 31. An FPC 3 as a member is provided. A power supply (hereinafter, referred to as “image power supply”) 9 for applying a control voltage generated based on image information to each control electrode 32 is connected between the developing roller 1 and each control electrode 32 of the FPC 3. Have been. The image power supply 9 applies a pulse-like control voltage that is ON / OFF controlled based on image information to each control electrode 32. The value of the ON-time control voltage (hereinafter referred to as an image signal voltage) is, for example, +325 V, and the OFF-state voltage (hereinafter, referred to as an image signal voltage).
The value of the non-image signal voltage is set to, for example, -50V.

【0005】また、図示の装置では、上記FPC3の制
御電極32と対向電極部材2との間隔Liは0.5m
m、制御電極32と現像ローラ1との間隔Lkは0.0
5mm、現像ローラ1の周速は300mm/sec、紙
6の搬送速度は100mm/secである。
In the illustrated apparatus, the distance Li between the control electrode 32 of the FPC 3 and the counter electrode member 2 is 0.5 m.
m, the distance Lk between the control electrode 32 and the developing roller 1 is 0.0
5 mm, the peripheral speed of the developing roller 1 is 300 mm / sec, and the transport speed of the paper 6 is 100 mm / sec.

【0006】図6はトナーの飛翔状態を示した模式図で
ある。例えば、マイナスに帯電するトナーを用い、現像
ローラ1を接地し、対向電極部材2に+1.2kVの直
流高電圧を印加し、制御電極32に+325Vの画像信
号電圧Vblackを200μsec印加すると、現像ロー
ラ1上のトナー7に対して3×106V/mの電界が作
用する。その電界の作用の結果、トナー7に加わるクー
ロン力が、トナー7と現像ローラ1との間に作用してい
る付着力や鏡像力の和を上回って、トナー7は対向電極
部材2に向かって飛翔し始め、FPC3のトナー通過孔
31を通過し、対向電極部材2に印加した電圧で形成さ
れる飛翔電界に引かれて飛翔し続け、対向電極部材2上
を図示しない搬送手段により所定方向に搬送されている
紙6に当たって止まり、紙6上に画像が記録される。な
お、この装置において、紙6上のトナーを付着させない
非画像部に対応する制御電極32には、−50Vの非画
像信号電圧Vwhiteが印加される。
FIG. 6 is a schematic view showing a flying state of the toner. For example, when the developing roller 1 is grounded using a negatively charged toner, a high DC voltage of +1.2 kV is applied to the counter electrode member 2, and an image signal voltage Vblack of +325 V is applied to the control electrode 32 for 200 μsec. field of 3 × 10 6 V / m is applied to the toner 7 on the 1. As a result of the action of the electric field, the Coulomb force applied to the toner 7 exceeds the sum of the adhesive force and the image force acting between the toner 7 and the developing roller 1, and the toner 7 moves toward the counter electrode member 2. It starts to fly, passes through the toner passage hole 31 of the FPC 3, and continues to fly due to the flying electric field formed by the voltage applied to the opposing electrode member 2, and moves in a predetermined direction on the opposing electrode member 2 by a conveying means (not shown). The paper 6 stops when the paper 6 is being conveyed, and an image is recorded on the paper 6. In this apparatus, a non-image signal voltage Vwhite of -50 V is applied to the control electrode 32 corresponding to the non-image portion where the toner on the paper 6 does not adhere.

【0007】以上のように、上記構成の画像形成装置を
用いて紙6上に画像を形成することができる。
As described above, an image can be formed on the paper 6 using the image forming apparatus having the above configuration.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
装置を使用して連続的に1000枚のプリントを行った
ところ、初期はシャープな画像であったのが、次第に画
像のシャープ性が劣化した。そのプリント画像を倍率5
0倍のルーペで観察したところ、初期のプリントの文字
の周りにはトナーはほとんど散らばっていないのに、最
後にはかなり多くのトナーが散らばっている(以下、チ
リという)のがみられた。これは、図6に示すように、
トナーが紙6に付着する際に、該トナーが該紙6からラ
ンダムに跳ね返り、該跳ね返ったトナーのうちのいくつ
かのトナー7aが、図中矢印で示すように紙6の面に平
行な方向への初速度を得て移動し、ドット71を形成す
るトナーから離れた位置に付着することで生じる。
However, when 1000 sheets were continuously printed using the apparatus having the above structure, the sharp image was initially formed, but the sharpness of the image gradually deteriorated. . The print image is magnified 5
Observation with a magnifying glass of 0x revealed that although little toner was scattered around the characters of the initial print, quite a lot of toner was scattered at the end (hereinafter referred to as dust). This is shown in FIG.
When the toner adheres to the paper 6, the toner randomly rebounds from the paper 6, and some of the rebounded toner 7 a is in a direction parallel to the surface of the paper 6 as indicated by an arrow in the drawing. This occurs when the toner moves at an initial speed to adhere to a position distant from the toner forming the dots 71.

【0009】本発明者らは、このようなチリの発生とい
う問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トナーの粒
径及び形状が上記チリの発生に関与していることを見い
だした。
The present inventors have conducted intensive studies to solve such a problem of the generation of dust, and as a result, have found that the particle size and shape of the toner are involved in the generation of dust.

【0010】なお、このようなチリの発生を防止する方
法として、先に本出願人は、上記トナー飛翔制御部材の
開口部を通過したトナーを通過させる開口部を有し、上
記トナー担持体から飛翔したトナーを加速させるような
加速電界を形成し、かつ、対向電極との間を飛翔するト
ナーを減速させるような減速電界を形成するための中間
電極を、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間
に設けた構成の画像形成装置を提案した(特願平9−1
43376号)。しかしながら、この装置では、装置構
成が複雑になってしまう。
As a method for preventing the generation of dust, the applicant of the present invention has an opening through which the toner that has passed through the opening of the toner flight control member passes. An intermediate electrode for forming an acceleration electric field for accelerating the flying toner and forming a deceleration electric field for decelerating the toner flying between the counter electrode and the toner flying control member and the counter electrode. (Japanese Patent Application No. 9-1).
43376). However, this device has a complicated device configuration.

【0011】また、帯電させたトナーを電界で制御して
飛翔させ、紙に直接記録する場合に、記録部材として紙
に代え粘着テープを使用すれば、跳ね返りがなくなり画
像チリが解消されることが知られている(Fred W.Schmi
dlin et.al,"DirectElectrostatic Printing(DEP)-A Si
mple Powder Marking Process",The SixthInternationa
l Congress On Advances In Non-Impact Printing Tech
nologies,1990)。しかし、この方法では、紙に直接記
録することができない。
In the case where the charged toner is caused to fly by being controlled by an electric field and recorded directly on paper, if an adhesive tape is used instead of paper as a recording member, rebound does not occur and image dust can be eliminated. Known (Fred W. Schmi
dlin et.al, "DirectElectrostatic Printing (DEP) -A Si
mple Powder Marking Process ", The SixthInternationa
l Congress On Advances In Non-Impact Printing Tech
nologies, 1990). However, this method cannot directly record on paper.

【0012】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、チリを解消できる画像
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 background, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of eliminating dust.

【0013】[0013]

【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、該トナー担
持体と対向電極との間に配設され、互いに独立あるいは
一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を
制御する複数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部
材とを備え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部
に、画像信号に応じて電圧を印加することにより、上記
トナー担持体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔さ
せた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、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に
付着させることで画像を形成する画像形成装置で使用さ
れるトナーにおいて、上記対向電極及び上記制御電極部
が該対向電極と上記トナー担持体との間のトナーの飛翔
空間に形成する電界により該トナーが受ける静電力と、
該トナーの飛翔中に該飛翔空間の空気により受ける空気
抵抗力とが同じオーダーになるような大きさと形状であ
ることを特徴とするものである。
According to one aspect of the present invention, there is provided a toner carrier for supporting a toner, a counter electrode facing the toner carrier, and a counter electrode facing the toner carrier. A toner fly control member disposed between the electrodes and having a plurality of independent or series of minute openings and a plurality of control electrodes controlling the passage of toner through each minute opening; By applying a voltage to the control electrode portion of the member in accordance with an image signal, the toner on the toner carrier is caused to fly selectively, and the flying toner is passed through the minute opening to form the counter electrode. Side, and the toner is used in an image forming apparatus that forms an image by adhering to the counter electrode or a recording member on the counter electrode. And electrostatic force the toner is subjected by the electric field to be formed on the flying space of the toner between the toner carrying member,
The size and the shape are such that the air resistance force received by the air in the flying space during the flight of the toner is of the same order.

【0014】請求項2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、該
トナー担持体と対向電極との間に配設され、互いに独立
あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナ
ー通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー飛
翔制御部材とを備え、該トナー飛翔制御部材の上記制御
電極部に、画像信号に応じて電圧を印加することによ
り、上記トナー担持体上のトナーを選択的に飛翔させ、
該飛翔させた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、該対向電極又は該対向電極上の記録
部材上に付着させることで画像を形成する画像形成装置
で使用されるトナーにおいて、上記対向電極又は上記記
録部材と衝突して跳ね返り、該対向電極面に平行な方向
の初速度を得て該方向に移動したときに、該方向の速度
がゼロになるまでの該トナーの移動距離が40μm以内
となる空気抵抗力を受けるような大きさと形状であるこ
とを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a toner carrier for carrying a toner, a counter electrode opposed to the toner carrier, and a toner carrier and a counter electrode provided between the toner carrier and the counter electrode. A toner flight control member having a plurality of minute openings and a plurality of control electrodes for controlling the passage of toner through each minute opening, wherein a voltage is applied to the control electrode of the toner flight control member in accordance with an image signal. To selectively fly the toner on the toner carrier,
The toner used in an image forming apparatus for forming an image by transferring the flying toner to the counter electrode side through the minute opening and attaching the toner to the counter electrode or a recording member on the counter electrode. In the method, when the toner collides with the counter electrode or the recording member and rebounds, and moves in the direction with an initial speed in a direction parallel to the surface of the counter electrode, the toner in the direction until the speed in the direction becomes zero becomes zero. It is characterized in that it has a size and a shape such that it receives an air resistance force with a moving distance within 40 μm.

【0015】請求項3の発明は、請求項1又は2のトナ
ーにおいて、粒径が8μm以下であることを特徴とする
ものである。
A third aspect of the present invention is the toner according to the first or second aspect, wherein the particle diameter is 8 μm or less.

【0016】請求項4の発明は、請求項1又は2のトナ
ーにおいて、粒径が8μm以下の球形トナーと同等の空
気抵抗力を受けるような大きさと形状であることを特徴
とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the toner according to the first or second aspect, wherein the toner has a size and a shape to receive an air resistance equivalent to that of a spherical toner having a particle diameter of 8 μm or less. .

【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、該
トナー担持体と対向電極との間に配設され、互いに独立
あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナ
ー通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー飛
翔制御部材とを備え、該トナー飛翔制御部材の上記制御
電極部に、画像信号に応じて電圧を印加することによ
り、上記トナー担持体上のトナーを選択的に飛翔させ、
該飛翔させた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、該対向電極又は該対向電極上の記録
部材上に付着させることで画像を形成する画像形成装置
において、上記トナーとして、上記対向電極及び上記制
御電極部がトナーの飛翔空間に形成する電界により該ト
ナーが受ける静電力と、該トナーの飛翔中に該飛翔空間
の空気により受ける空気抵抗力とが同じオーダーになる
ような大きさと形状であるトナーを用いたことを特徴と
するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a toner carrier for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrier, and a toner carrier and a counter electrode provided between the toner carrier and the counter electrode. A toner flight control member having a plurality of minute openings and a plurality of control electrodes for controlling the passage of toner through each minute opening, wherein a voltage is applied to the control electrode of the toner flight control member in accordance with an image signal. To selectively fly the toner on the toner carrier,
In the image forming apparatus for forming an image by transferring the toner that has been jetted to the counter electrode side through the fine opening and attaching the toner to the counter electrode or a recording member on the counter electrode, the toner is used as the toner. The electrostatic force received by the toner due to the electric field formed in the flying space of the toner by the counter electrode and the control electrode unit is the same as the air resistance force received by the air in the flying space during the flight of the toner. It is characterized by using a toner having an appropriate size and shape.

【0018】請求項6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、該
トナー担持体と対向電極との間に配設され、互いに独立
あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナ
ー通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー飛
翔制御部材とを備え、該トナー飛翔制御部材の上記制御
電極部に、画像信号に応じて電圧を印加することによ
り、上記トナー担持体上のトナーを選択的に飛翔させ、
該飛翔させた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、該対向電極又は該対向電極上の記録
部材上に付着させることで画像を形成する画像形成装置
において、上記トナーとして、上記対向電極又は上記記
録部材と衝突して跳ね返り、該対向電極面に平行な方向
の初速度を得て該方向に移動したときに、水平速度がゼ
ロになるまでの該トナーの移動距離が40μm以内とな
る空気抵抗力を受けるような大きさと形状であるトナー
を用いたことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a toner carrier for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrier, and a plurality of independent electrodes provided between the toner carrier and the counter electrode. A toner flight control member having a plurality of minute openings and a plurality of control electrodes for controlling the passage of toner through each minute opening, wherein a voltage is applied to the control electrode of the toner flight control member in accordance with an image signal. To selectively fly the toner on the toner carrier,
In the image forming apparatus for forming an image by transferring the toner that has been jetted to the counter electrode side through the fine opening and attaching the toner to the counter electrode or a recording member on the counter electrode, the toner is used as the toner. When the toner collides with the counter electrode or the recording member and rebounds, and moves in the direction with an initial velocity in a direction parallel to the counter electrode surface, the moving distance of the toner until the horizontal velocity becomes zero is reduced. It is characterized by using a toner having a size and a shape to receive an air resistance force within 40 μm.

【0019】請求項1、3、4、5、及び、6の発明に
おいては、上記対向電極及び上記制御電極部が該対向電
極と上記トナー担持体との間のトナーの飛翔空間に形成
する電界により該トナーが受ける静電力と、該トナーの
飛翔中に該飛翔空間の空気により受ける空気抵抗力とが
同じオーダーになる。これにより、該トナーの飛翔速度
が空気抵抗力によって次第に低下し、上記対向電極又は
上記記録部材に到達するときの速度が比較的小さくな
る。よって、該トナーが対向電極又は記録部材に衝突し
て跳ね返りにくくなる。また、該対向電極又は該記録部
材に到達する際に、該トナーが該対向電極又は該記録部
材に衝突して該対向電極面に平行な方向の初速度を得て
該方向に移動しようとしても、該トナーが上記空気抵抗
力を受けることで、該方向に比較的移動しにくくなる。
よって、該トナーが対向電極又は記録部材に衝突して跳
ね返った場合でも、該対向電極又は記録部材上の上記ト
ナーを付着させようとする所望の領域から離れた位置に
付着しにくくなる。また、上記空気抵抗力のオーダーが
上記静電力のオーダーよりも大きい場合に比して、トナ
ーが記録部材に到達するまでの時間が短くなり、画像形
成速度を高速にできる。
In the first, third, fourth, fifth and sixth aspects of the present invention, the electric field formed by the counter electrode and the control electrode portion in a flying space of the toner between the counter electrode and the toner carrier. Accordingly, the electrostatic force received by the toner and the air resistance received by air in the flying space during the flight of the toner are in the same order. As a result, the flying speed of the toner gradually decreases due to the air resistance, and the speed at which the toner reaches the counter electrode or the recording member becomes relatively small. Therefore, the toner hardly rebounds by colliding with the counter electrode or the recording member. Also, when the toner reaches the counter electrode or the recording member, the toner collides with the counter electrode or the recording member to obtain an initial velocity in a direction parallel to the counter electrode surface and try to move in the direction. When the toner receives the air resistance, it is relatively difficult to move in the direction.
Therefore, even if the toner collides with the counter electrode or the recording member and rebounds, the toner hardly adheres to a position on the counter electrode or the recording member that is away from a desired area where the toner is to be adhered. Further, as compared with the case where the order of the air resistance is larger than the order of the electrostatic force, the time until the toner reaches the recording member is shortened, and the image forming speed can be increased.

【0020】請求項2乃至6の発明によれば、上記トナ
ーが上記対向電極又は上記記録部材と衝突して跳ね返
り、該対向電極面に平行な方向の初速度を得て該方向に
移動したときに、該方向の速度がゼロになるまでの該ト
ナーの移動距離が40μm以内となる空気抵抗力を受け
る。これにより、該トナーが対向電極又は記録部材に衝
突して跳ね返った場合でも、該対向電極又は記録部材上
の上記トナーを付着させようとする所望の領域の縁から
外側に40μmまでの領域よりも外の位置に付着するの
を防止できる。
According to the present invention, when the toner collides with the counter electrode or the recording member and rebounds, the toner obtains an initial velocity in a direction parallel to the counter electrode surface and moves in the direction. Then, an air drag force is applied so that the moving distance of the toner until the velocity in the direction becomes zero is within 40 μm. Thereby, even when the toner collides with the counter electrode or the recording member and rebounds, the outermost region of the desired region on the counter electrode or the recording member to which the toner is to be adhered is larger than the region of up to 40 μm. It can be prevented from adhering to outside positions.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は本実施形態に係る画像形成
装置の要部の概略構成を示す斜視図である。本画像形成
装置は、トナーを担持するトナー担持体としての現像ロ
ーラ1、該現像ローラ1に対向するように配置した対向
電極としての対向電極部材2、粒子飛翔制御部材として
のトナー制御部材であるFPC3等を備えている。上記
現像ローラ1はトナーを収容するトナー容器4の内部に
配置され、該現像ローラ1の表面には、公知の電子写真
方式の画像形成装置でトナー担持体にトナーを担持する
ときに採用される公知技術により、トナーを担持するこ
とができる。本実施形態では、ドクターブレード5ある
いは図示しないトナー供給部材と現像ローラ1との間で
の摩擦によってマイナスに摩擦帯電したトナーを、静電
気力で現像ローラ1上に担持し、ドクターブレード5で
規制することによりトナー層を形成している。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of an image forming apparatus according to the present embodiment. The present image forming apparatus includes a developing roller 1 as a toner carrier for carrying toner, a counter electrode member 2 as a counter electrode arranged to face the developing roller 1, and a toner control member as a particle flight control member. An FPC 3 and the like are provided. The developing roller 1 is disposed inside a toner container 4 containing toner. The surface of the developing roller 1 is used when a known electrophotographic image forming apparatus carries toner on a toner carrier. The toner can be supported by a known technique. In the present embodiment, the toner negatively charged by the friction between the doctor blade 5 or a toner supply member (not shown) and the developing roller 1 is carried on the developing roller 1 by electrostatic force and regulated by the doctor blade 5. Thus, a toner layer is formed.

【0022】上記FPC3は、トナー容器4の下壁部に
形成された開口を塞ぐように取り付けられている。この
FPC3は、図2に示すように、現像ローラ1と対向電
極部材2との間で該現像ローラ1から該対向電極部材2
へのトナー飛翔を制御するように、複数の微小開口部と
してのトナー通過孔(以下「孔」という)31及び各孔
の周りに形成された内径φが0.160mmのリング状の
制御電極32を有している。この孔31の直径φhや、
記録媒体としての紙6の搬送方向と直交する方向(現像
ローラ1の軸方向)における孔31間のピッチPh等
は、紙6に記録する画像の解像度に応じて設定される。
本実施形態では、解像度300dpi程度の画像を記録
できるように、厚さ0.075mmのポリイミドからな
る基板に、直径φhが0.140mmの孔31を、上記
ピッチPhが0.0845mmとなる間隔で形成してい
る。また、この孔31は、紙6の搬送方向の幅Wが約2
mmの領域に8列(31−1〜31−8)形成され、孔
31の総数は2300個となっている。各孔31の周り
には互いに電気的に独立した、内径φが0.160mmの
リング状の制御電極32が形成され、各制御電極32
は、画像情報に応じた電圧を印加するための電源回路に
接続されている。
The FPC 3 is attached so as to close an opening formed in the lower wall of the toner container 4. As shown in FIG. 2, the FPC 3 is provided between the developing roller 1 and the counter electrode member 2 between the developing roller 1 and the counter electrode member 2.
In order to control the toner flying, a plurality of toner passage holes (hereinafter, referred to as “holes”) 31 as minute openings and a ring-shaped control electrode 32 having an inner diameter φ of 0.160 mm formed around each hole. have. The diameter φh of the hole 31 and
The pitch Ph between the holes 31 in a direction (axial direction of the developing roller 1) orthogonal to the transport direction of the paper 6 as a recording medium is set according to the resolution of an image recorded on the paper 6.
In this embodiment, holes 31 having a diameter φh of 0.140 mm are formed in a substrate made of polyimide having a thickness of 0.075 mm at intervals of the pitch Ph of 0.0845 mm so that an image having a resolution of about 300 dpi can be recorded. Has formed. The hole 31 has a width W of about 2 in the conveyance direction of the paper 6.
Eight rows (31-1 to 31-8) are formed in a mm area, and the total number of holes 31 is 2,300. A ring-shaped control electrode 32 having an inner diameter φ of 0.160 mm, which is electrically independent from each other, is formed around each hole 31.
Are connected to a power supply circuit for applying a voltage corresponding to image information.

【0023】図1の画像形成装置の画像記録部の基本的
な構成、寸法、電圧条件、及び、トナーの飛翔原理につ
いては、前述の図5及び図6を用いて説明したものと同
様であるので説明を省略する。
The basic configuration, dimensions, voltage conditions, and toner flying principle of the image recording unit of the image forming apparatus shown in FIG. 1 are the same as those described with reference to FIGS. Therefore, the description is omitted.

【0024】本発明者らは、前述の1000枚の連続プ
リントを行ったときに次第にチリが発生しやすくなった
原因を知るために、まず、初期のトナー及び最後のトナ
ー、具体的には1枚目の画像形成を行う直前の現像ロー
ラ1上のトナー及び1000枚の連続プリントを行った
直後の現像ローラ1上のトナーを採取して、その帯電量
及びその分布と、その粒径及びその分布を細川ミクロン
社製の粒子アナライザー(E−spart:商品名)で
測定した。その結果、平均帯電量及び帯電量分布は変わ
らず、平均粒径もほとんど変わらないのに、9μm以上
のトナーの割合が増えていることがわかった。この結果
は粒径が大きいトナーが画像チリの発生に関与している
ことを示唆している。このように比較的粒径が大きいト
ナーの割合が増えるのは、現像ローラ1上のトナーが上
記ドクターブレード5で規制する際に、該比較的粒径が
大きいトナーが、比較的粒径が小さいトナーに比してド
クターブレード5での規制部を通過しにくいためである
と考えられる。
The inventors of the present invention first examined the initial toner and the last toner, specifically 1 The toner on the developing roller 1 immediately before the image forming of the first sheet and the toner on the developing roller 1 immediately after the continuous printing of 1,000 sheets are performed are collected, and the charge amount and the distribution, the particle size and the The distribution was measured with a particle analyzer (E-spart: trade name) manufactured by Hosokawa Micron Corporation. As a result, it was found that the average charge amount and the charge amount distribution did not change, and the ratio of toner having a particle size of 9 μm or more increased even though the average particle size hardly changed. This result suggests that the toner having a large particle diameter is involved in generation of image dust. The reason why the ratio of the toner having a relatively large particle size increases as described above is that when the toner on the developing roller 1 is regulated by the doctor blade 5, the toner having a relatively large particle size has a relatively small particle size. This is considered to be because it is harder to pass through the restricting portion of the doctor blade 5 than the toner.

【0025】次に、上記粒径が大きいトナーが画像チリ
の発生に関与しているという推定を確認するために、コ
ダック社製の高速度カメラ(Kodak EKTAPR
OHS Motion Analyzer Model
4540:商品名)を使用し、トナーの飛翔及び着地
の状態を倍率140倍、27000コマ/秒で撮影し、
25コマ/秒で再生して観察した。その結果、解像力が
高くないので定量的な測定は困難であるが、着地時に大
きく跳ねるトナーは粒径が大きいように見えた。
Next, in order to confirm the presumption that the toner having a large particle diameter is involved in the generation of image dust, a high-speed camera (Kodak EKTAPR) manufactured by Kodak Corporation was used.
OHS Motion Analyzer Model
4540: trade name), the flying and landing state of the toner was photographed at a magnification of 140 times and 27000 frames / sec.
It was reproduced at 25 frames / sec and observed. As a result, it was difficult to perform quantitative measurement because the resolution was not high, but the toner that rebounded greatly upon landing appeared to have a large particle size.

【0026】さらに、トナー粒径とチリの発生との関係
を詳しく調べるために、トナー粒径を3.0μm、6.
0μm、7.0μm、8.0μm、9.0μm、12.
0μm、15.0μm、18.0μmに変えて、該トナ
ーの飛翔及び着地の様子をシミュレーションした。この
シミュレーションの結果は高速度カメラの撮影結果とよ
く一致することが前もって何度も確認されている。な
お、このシミュレーションは、トナーの帯電量を−10
μC/gに、対向電極部材2への印加電圧を+1000
Vに、制御電極32への印加電圧を+250Vに設定
し、現像ローラ1を接地し、現像ローラ1上に3層重ね
た合計150乃至75個のトナーについて行った。これ
らのシミュレーションの結果、粒径3.0μmの場合に
は、トナーが紙6に着地する際に全く跳ね返らず、粒径
6.0μmの場合にもほとんど跳ね返らないのに対し、
粒径7.0μm以上では跳ね返りが少しずつ増加してい
くことがわかった。300dpiの画像を形成する場合
には、その理想的なドット径が120乃至140μm程
度であるので、許容最大ドット径をその1.5倍とする
と180乃至210μmとなる。従って、水平方向の許
容移動距離は約40μmである。しかし、特に粒径9.
0μm以上では跳ね返りがかなり大きくなり、上記30
0dpiの画像形成時の許容限度である40μmをはる
かに越え、さらに18μmトナーでは500μm以上も
遠くに跳んでいた。
Further, in order to investigate in detail the relationship between the toner particle size and the generation of dust, the toner particle size was set to 3.0 μm, and 6.
0 μm, 7.0 μm, 8.0 μm, 9.0 μm, 12.
The flying and landing states of the toner were simulated by changing to 0 μm, 15.0 μm, and 18.0 μm. It has been confirmed many times in advance that the results of this simulation agree well with the results of high-speed camera photography. In this simulation, the charge amount of the toner was set to -10
μC / g, and the applied voltage to the counter electrode member 2 was increased to +1000.
V, the voltage applied to the control electrode 32 was set to +250 V, the developing roller 1 was grounded, and a total of 150 to 75 toners were stacked on the developing roller 1. As a result of these simulations, when the particle size is 3.0 μm, the toner does not rebound at all when the toner lands on the paper 6, and when the particle size is 6.0 μm, it hardly rebounds.
It was found that the bounce gradually increased when the particle size was 7.0 μm or more. In the case of forming an image of 300 dpi, the ideal dot diameter is about 120 to 140 μm. Therefore, if the maximum allowable dot diameter is 1.5 times that, it becomes 180 to 210 μm. Therefore, the allowable horizontal movement distance is about 40 μm. However, especially the particle size is 9.
Above 0 μm, the rebound becomes considerably large,
The value exceeded the allowable limit of 40 μm at the time of image formation at 0 dpi, and further jumped as far as 500 μm or more with 18 μm toner.

【0027】これらのシミュレーション結果から、粒径
ごとに左右にもっとも遠くまで跳ね返ったトナーのセン
ターからの距離(以下、跳ね返り距離という)を読みと
り、トナー粒径と該跳ね返り距離との関係を求めた。こ
の結果を図3に示す。この結果から、トナー粒径と跳ね
返り距離との間に、トナー粒径が大きくなるほど跳ね返
り距離が大きくなるという強い相関関係があるのは明ら
かである。
From these simulation results, the distance from the center of the toner that rebounded farthest to the left and right for each particle size (hereinafter referred to as the rebound distance) was read, and the relationship between the toner particle size and the rebound distance was determined. The result is shown in FIG. From this result, it is clear that there is a strong correlation between the toner particle size and the rebound distance, such that the larger the toner particle size, the larger the rebound distance.

【0028】ところで、上記シミュレーションにおい
て、トナー粒径は互いに異なっていても帯電量Q/mは
互いに等しく設定している。また、上記各電極への電圧
印加によって現像ローラ1と対向電極部材2との間のト
ナー飛翔空間に形成される電界Eも互いに等しいので、
該トナー飛翔空間でトナーが受ける静電力F=QEによ
る加速度aは、a=F/m=QE/m=(Q/m)×E
となり、トナー粒径によらず一定となる。その結果、ト
ナーの衝突速度も等しくなるはずである。さらに、上記
シミュレーションでは粒径に関わらず、衝突係数も0.
71に設定して行っているので、跳ね返り距離は粒径に
よらず一定になるはずである。
In the above simulation, the charge amount Q / m is set equal to each other even if the toner particle diameters are different from each other. Further, the electric fields E formed in the toner flying space between the developing roller 1 and the counter electrode member 2 by applying a voltage to each of the electrodes are also equal to each other.
The acceleration a due to the electrostatic force F = QE received by the toner in the toner flying space is a = F / m = QE / m = (Q / m) × E
And becomes constant regardless of the toner particle size. As a result, the collision speed of the toner should be equal. Further, in the above simulation, the collision coefficient was also set to 0.1 regardless of the particle size.
Since it is set at 71, the rebound distance should be constant regardless of the particle size.

【0029】そこで、本発明者らは、上記シミュレーシ
ョンから得られた結果でトナー粒径が大きくなるほど跳
ね返り距離が大きくなるという関係が得られた理由を得
るべくシミュレーション結果をさらに検討した。する
と、静電力に基づく速度は粒径によらず一定になるはず
であるにもかかわらず、粒径が小さいほど、着地までに
長い時間を要していることが判明した。ここで、本発明
者らは空気抵抗に着目し、空気抵抗がない条件で粒径
6.0μmのトナーについて、同様に飛翔と跳ね返りの
シミュレーションを行い、比較検討を行った。その結
果、空気抵抗がある場合にはほとんど跳ね返らなかった
のに、空気抵抗がないと18μmのトナーのように50
0μm以上も大きく跳ね返るという結果が得られた。従
って、空気抵抗がない場合には小粒径トナーでも大粒径
トナーと同じく大きく跳ね返るのが明らかである。
Therefore, the present inventors further studied the simulation results in order to obtain the reason why the relation obtained that the rebound distance increases as the toner particle diameter increases, based on the results obtained from the above simulation. Then, it was found that although the speed based on the electrostatic force should be constant irrespective of the particle size, the smaller the particle size, the longer it takes to land. Here, the present inventors paid attention to air resistance, simulated flying and rebounding similarly for toner having a particle diameter of 6.0 μm under the condition that there is no air resistance, and performed comparative study. As a result, it hardly bounced off when there was air resistance, but when air resistance was not present, 50% like 18 μm toner.
The result was a large rebound of 0 μm or more. Therefore, when there is no air resistance, it is clear that the toner having a small particle diameter rebounds as much as the toner having a large particle diameter.

【0030】次に、空気抵抗の影響を調べるために、前
記シミュレーション結果からトナー粒径ごとに飛翔速度
及び衝突時の衝突速度(以下、着地速度という)を求
め、該トナー粒径と飛翔速度及び着地速度との関係を求
めた。この結果を図4に示す。なお、実際のトナーと同
じ粒径6.0μm、帯電量−10μC/gで同様にシミ
ュレーションしたときの飛翔速度は、1.2m/secとな
り、高速度カメラの撮影結果から求めた値1.3m/sec
とよく一致したので、このシミュレーション結果は実測
で得られるものと同様の結果が得られると考えられる。
図4から、飛翔及び着地速度は粒径によって大きく異な
り、粒径が小さいほど飛翔速度速度及び着地速度が小さ
くなることがわかる。特に10μm以下では速度が大き
く低下するのがわかる。これは、粒径が小さいほど空気
抵抗の影響が大きく、飛翔速度及び着地速度が低下す
る、換言すれば、粒径が大きいトナーほど空気抵抗の影
響が小さく、飛翔速度及び着地速度が高くなるからであ
る。ストークスの法則によれば、空気抵抗力は粒径に比
例するので、粒径が大きいトナーほど空気抵抗の影響が
少なく速度が速くなるというのは矛盾しているように見
える。しかし、粒径が大きくなるとそのトナーの有する
電荷量は粒径の3乗で大きくなり、該トナーに作用する
静電力も粒径の3乗で大きくなる。従って、粒径の1乗
で作用する空気抵抗力は相対的に小さくなり、飛翔速度
は空気抵抗がない状態に限りなく近づくのである。
Next, in order to investigate the influence of air resistance, a flying speed and a collision speed (hereinafter referred to as a landing speed) at the time of collision are obtained for each toner particle size from the above simulation results. The relationship with the landing speed was determined. The result is shown in FIG. The flying speed when similarly simulated with the same particle diameter of 6.0 μm as the actual toner and the charge amount of −10 μC / g is 1.2 m / sec, which is 1.3 m obtained from the photographing result of the high-speed camera. / sec
Therefore, it is considered that the result of this simulation is similar to that obtained by actual measurement.
From FIG. 4, it can be seen that the flying and landing speeds vary greatly depending on the particle size, and the smaller the particle size, the lower the flying speed and landing speed. In particular, it can be seen that the speed is greatly reduced below 10 μm. This is because the smaller the particle size, the greater the effect of air resistance and the lower the flight speed and landing speed. In other words, the larger the particle size, the smaller the effect of air resistance and the higher the flying speed and landing speed. It is. According to Stokes' law, since the air resistance is proportional to the particle size, it seems contradictory that the larger the particle size, the smaller the effect of the air resistance and the higher the speed. However, as the particle size increases, the charge amount of the toner increases as the cube of the particle size, and the electrostatic force acting on the toner also increases as the cube of the particle size. Therefore, the air resistance acting on the first power of the particle diameter becomes relatively small, and the flying speed approaches the state without air resistance without limit.

【0031】以上の結果から、小粒径トナーで跳ね返り
距離が大粒径トナーより大幅に短くなった理由は、相対
的に空気抵抗力が大きくなり、着地速度が遅く具体的に
は2m/sec以下になったためと結論される。
From the above results, the reason why the rebound distance of the small particle size toner is significantly shorter than that of the large particle size toner is that the air resistance is relatively large and the landing speed is low, specifically, 2 m / sec. It is concluded that:

【0032】次に、空気抵抗によらず他の方法で着地速
度を2m/sec以下に低下させた場合でも、跳ね返り距離
が短くなるかどうかを調べるために、トナー粒径が18
μmのトナーについて、前記シミュレーションの場合に
比較して、トナー飛翔空間に形成する電界を弱めること
で上記着地速度を遅くして同様のシミュレーションを行
った。この場合の電圧条件は、対向電極への印加電圧を
1000Vから250Vに、制御電極32への印加電圧
を250Vから63Vに、それぞれ1/4にして、この
結果形成される電界の強さが前記シミュレーションの場
合に比して1/4となるようにした。この結果、着地速
度は、電界を弱めない場合のトナー粒径が9μmのトナ
ーのシミュレーションで得られた着地速度とほぼ同じ着
地速度(2m/sec)に低下したが、跳ね返り距離は、該
9μmのトナーの跳ね返り距離よりもはるかに大きく、
500μm近くも跳ね返っていた。
Next, even if the landing speed is reduced to 2 m / sec or less by another method irrespective of the air resistance, the toner particle size is set to 18 to check whether the rebound distance becomes short.
Similar simulations were performed for the μm toner by lowering the landing speed by weakening the electric field formed in the toner flight space as compared to the above simulation. The voltage conditions in this case were as follows: the applied voltage to the counter electrode was reduced from 1000 V to 250 V, and the applied voltage to the control electrode 32 was reduced from 250 V to 63 V, respectively, to 1/4. It was made to be 1/4 of that of the simulation. As a result, the landing speed decreased to approximately the same as the landing speed (2 m / sec) obtained by the simulation of the toner having a toner particle diameter of 9 μm when the electric field was not weakened, but the rebound distance was 9 μm. Much larger than the rebound distance of the toner,
It rebounded almost 500 μm.

【0033】電界を弱くすると、衝突後のトナー7が紙
6に再度到達するまでの時間も長くなり、その間に水平
方向に移動する距離も長くなるわけであるが、それを考
慮しても上記跳ね返り距離は非常に大きい。この結果か
ら、小粒径トナーでは空気抵抗により上記着地速度が遅
くなるのみならず、紙6に衝突して水平方向の初速度を
得て、横すなわち水平方向に移動するときに、空気抵抗
が大きく働いてブレーキがかかり、水平移動距離が短く
なっていたと考えられる。この解析結果から、跳ね返り
を小さくして画像チリを防ぐためには、トナーが紙6に
到達するまでの該トナー7の飛翔速度及び着地速度を許
容範囲内に抑えることが可能な、上記静電力に抗する空
気抵抗力を受けるようなトナー、あるいは、初速度運動
するトナーを許容される距離内で止めることができる空
気抵抗を受けるようなトナーを使用すればよいことは明
らかである。
When the electric field is weakened, the time required for the toner 7 after collision to reach the paper 6 again becomes longer, and the distance in which the toner 7 moves in the horizontal direction during that time also becomes longer. The rebound distance is very large. From this result, not only does the small particle size toner reduce the landing speed due to the air resistance, but also obtains the initial velocity in the horizontal direction by colliding with the paper 6 and the air resistance is reduced when the toner moves laterally, that is, horizontally. It is probable that the brakes were applied and the horizontal movement distance was shortened. From this analysis result, in order to reduce the rebound and prevent the image dust, the flying force and the landing speed of the toner 7 until the toner reaches the paper 6 can be suppressed within the allowable range. Obviously, it is sufficient to use a toner that receives an air resistance that resists or an air resistance that can stop the toner moving at the initial speed within an allowable distance.

【0034】そこで、本実施形態に係る画像形成装置に
おいては、上記対向電極部材2及び上記制御電極32
が、該対向電極部材2と現像ローラ1との間のトナー7
の飛翔空間に形成する電界により該トナーが受ける静電
力と、該トナーの飛翔中に該飛翔空間の空気により受け
る空気抵抗力とが同じオーダーになるような大きさと形
状であるトナーを用いて画像形成を行う。また、本画像
形成装置においては、上記跳ね返り距離が300dpi
の画像を形成する際の許容限度である40μm以内に収
まるようなトナーを用いて画像形成を行う。具体的に
は、飛翔したトナー7が上記紙6に衝突して跳ね返り、
対向電極面に平行な方向(以下、水平方向という)の初
速度を得て該水平方向に移動したときに、該水平方向の
速度がゼロになるまでの該トナーの移動距離が40μm
以内となる空気抵抗力を受けるような大きさと形状であ
るトナーを用いて画像形成を行う。
Therefore, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the counter electrode member 2 and the control electrode 32
Is the toner 7 between the counter electrode member 2 and the developing roller 1.
An image is formed using a toner having a size and a shape such that an electrostatic force received by the toner due to an electric field formed in the flight space of the air and an air resistance force received by air in the flight space during the flight of the toner are in the same order. Perform formation. In the present image forming apparatus, the rebound distance is 300 dpi.
An image is formed using a toner that falls within the allowable limit of 40 μm when forming the image. Specifically, the flying toner 7 collides with the paper 6 and rebounds,
When an initial velocity in a direction parallel to the counter electrode surface (hereinafter, referred to as a horizontal direction) is obtained and the toner is moved in the horizontal direction, the moving distance of the toner until the velocity in the horizontal direction becomes zero is 40 μm.
An image is formed using a toner having a size and a shape capable of receiving an air resistance within the range.

【0035】ここで、該空気抵抗力は、トナーの粒径と
形状とによって決まる。図示の装置においては、上記条
件を満たすようなトナーとして、8μm以下の球形トナ
ーを用いて画像形成を行う。このような粒径及び形状の
トナーを用いれば、前述のシミュレーション結果からも
明らかなように、空気抵抗力によりトナー7が紙6に衝
突する際の着地速度が抑えられるとともに、該衝突後に
水平方向への初速度を得て移動したときに、該水平方向
の速度がゼロになるまでのトナーの移動距離が40μm
以内となる。これにより、チリを解消し、良好な画質の
画像を得ることができる。
Here, the air resistance is determined by the particle size and shape of the toner. In the illustrated apparatus, an image is formed using a spherical toner of 8 μm or less as a toner satisfying the above conditions. If the toner having such a particle size and shape is used, as is clear from the above-described simulation results, the landing speed when the toner 7 collides with the paper 6 due to the air resistance is suppressed, and the horizontal direction after the collision is reduced. When the toner is moved with the initial speed to the horizontal speed, the moving distance of the toner until the horizontal speed becomes zero is 40 μm.
Within. As a result, dust can be eliminated, and an image with good image quality can be obtained.

【0036】なお、上記トナーは、必ずしも球形トナー
である必要はない。例えば、不定形トナーを用いた場合
でも、上記8μm以下の球形トナーと同等以上の空気抵
抗力を受けるような大きさ及び形状であれば、同様の効
果を得ることができる。
The toner need not always be a spherical toner. For example, even when the irregular toner is used, the same effect can be obtained as long as the toner has a size and a shape capable of receiving air resistance equal to or higher than that of the spherical toner of 8 μm or less.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1乃至6の発明によれば、チリを
解消して、良好な画質の画像を得ることができるという
優れた効果がある。なお、装置構成が簡単であり、か
つ、紙に直接記録することができるという優れた効果も
ある。
According to the first to sixth aspects of the present invention, there is an excellent effect that dust can be eliminated and a high quality image can be obtained. In addition, there is also an excellent effect that the apparatus configuration is simple and that recording can be performed directly on paper.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成
を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment.

【図2】同画像形成装置のトナー制御部材における制御
電極のパターンを示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a pattern of a control electrode in a toner control member of the image forming apparatus.

【図3】トナー粒径と跳ね返り距離との関係を示す説明
図。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a toner particle diameter and a rebound distance.

【図4】トナー粒径と飛翔速度及び着地速度との関係を
示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a toner particle size, a flying speed, and a landing speed.

【図5】従来の画像形成装置の画像記録部の拡大模式
図。
FIG. 5 is an enlarged schematic diagram of an image recording unit of a conventional image forming apparatus.

【図6】同画像記録部におけるトナーの飛翔状態を示す
模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a flying state of toner in the image recording unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トナー担持体 2 対向電極部材 3 トナー制御部材 31 孔 32 制御電極 4 トナー容器 5 ドクターブレード 6 紙(記録媒体) 7 トナー 8 電源 9 画像電源 REFERENCE SIGNS LIST 1 toner carrier 2 counter electrode member 3 toner control member 31 hole 32 control electrode 4 toner container 5 doctor blade 6 paper (recording medium) 7 toner 8 power supply 9 image power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉本 信一 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Shinichi Kuramoto 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku Tokyo Torslanda

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、該トナー担持体と対向
電極との間に配設され、互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部材とを備
え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像信
号に応じて電圧を印加することにより、上記トナー担持
体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナー
を上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、
該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着させる
ことで画像を形成する画像形成装置で使用されるトナー
において、 上記対向電極及び上記制御電極部が該対向電極と上記ト
ナー担持体との間のトナーの飛翔空間に形成する電界に
より該トナーが受ける静電力と、該トナーの飛翔中に該
飛翔空間の空気により受ける空気抵抗力とが同じオーダ
ーになるような大きさと形状であることを特徴とするト
ナー。
1. A toner carrier for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrier, and a plurality of minute openings independent of each other or arranged in series between the toner carrier and the counter electrode. And a plurality of control electrode units for controlling the passage of toner through each minute opening, and a toner flight control member having a plurality of control electrode units. By applying a voltage according to an image signal to the control electrode unit of the toner flight control member, Selectively flying the toner on the toner carrier, passing the flying toner through the fine opening to the counter electrode side,
The toner used in an image forming apparatus that forms an image by adhering to the counter electrode or a recording member on the counter electrode, wherein the counter electrode and the control electrode unit are formed by the counter electrode and the toner carrier. The size and shape are such that the electrostatic force received by the toner due to the electric field formed in the flying space of the toner and the air resistance received by the air in the flying space during the flight of the toner are the same. Characterized toner.
【請求項2】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、該トナー担持体と対向
電極との間に配設され、互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部材とを備
え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像信
号に応じて電圧を印加することにより、上記トナー担持
体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナー
を上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、
該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着させる
ことで画像を形成する画像形成装置で使用されるトナー
において、 上記対向電極又は上記記録部材と衝突して跳ね返り、該
対向電極面に平行な方向の初速度を得て該方向に移動し
たときに、該方向の速度がゼロになるまでの該トナーの
移動距離が40μm以内となる空気抵抗力を受けるよう
な大きさと形状であることを特徴とするトナー。
2. A toner carrying member for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrying member, and a plurality of minute openings which are provided between the toner carrying member and the counter electrode and are independent of each other or a series of minute openings. And a plurality of control electrode units for controlling the passage of toner through each minute opening, and a toner flight control member having a plurality of control electrode units. By applying a voltage according to an image signal to the control electrode unit of the toner flight control member, Selectively flying the toner on the toner carrier, passing the flying toner through the fine opening to the counter electrode side,
In the toner used in an image forming apparatus that forms an image by adhering to the counter electrode or a recording member on the counter electrode, the toner bounces off by colliding with the counter electrode or the recording member and is parallel to the counter electrode surface. The size and the shape are such that, when an initial velocity in a certain direction is obtained and the toner is moved in the direction, the toner travel distance of the toner until the velocity in the direction becomes zero is within 40 μm. Characterized toner.
【請求項3】請求項1又は2のトナーにおいて、 粒径が8μm以下であることを特徴とする球形トナー。3. The spherical toner according to claim 1, wherein the particle diameter is 8 μm or less. 【請求項4】請求項1又は2のトナーにおいて、 粒径が8μm以下の球形トナーと同等の空気抵抗力を受
けるような大きさと形状であることを特徴とするトナ
ー。
4. The toner according to claim 1, wherein the toner has a size and a shape such that the toner receives an air resistance equivalent to that of a spherical toner having a particle size of 8 μm or less.
【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、該トナー担持体と対向
電極との間に配設され、互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部材とを備
え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像信
号に応じて電圧を印加することにより、上記トナー担持
体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナー
を上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、
該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着させる
ことで画像を形成する画像形成装置において、 上記トナーとして、上記対向電極及び上記制御電極部が
トナーの飛翔空間に形成する電界により該トナーが受け
る静電力と、該トナーの飛翔中に該飛翔空間の空気によ
り受ける空気抵抗力とが同じオーダーになるような大き
さと形状であるトナーを用いたことを特徴とする画像形
成装置。
5. A toner carrying member for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrying member, and a plurality of minute openings which are provided between the toner carrying member and the counter electrode and are independent from each other or a series of minute openings. And a plurality of control electrode units for controlling the passage of toner through each minute opening, and a toner flight control member having a plurality of control electrode units. By applying a voltage according to an image signal to the control electrode unit of the toner flight control member, Selectively flying the toner on the toner carrier, passing the flying toner through the fine opening to the counter electrode side,
An image forming apparatus for forming an image by adhering to the counter electrode or a recording member on the counter electrode, wherein the toner is generated by an electric field formed in a flying space of the toner by the counter electrode and the control electrode unit. An image forming apparatus using a toner having a size and a shape such that the electrostatic force received by the toner and the air resistance received by air in the flying space during the flight of the toner are the same.
【請求項6】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、該トナー担持体と対向
電極との間に配設され、互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー飛翔制御部材とを備
え、該トナー飛翔制御部材の上記制御電極部に、画像信
号に応じて電圧を印加することにより、上記トナー担持
体上のトナーを選択的に飛翔させ、該飛翔させたトナー
を上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、
該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着させる
ことで画像を形成する画像形成装置において、 上記トナーとして、上記対向電極又は上記記録部材と衝
突して跳ね返り、該対向電極面に平行な方向の初速度を
得て該方向に移動したときに、水平速度がゼロになるま
での該トナーの移動距離が40μm以内となる空気抵抗
力を受けるような大きさと形状であるトナーを用いたこ
とを特徴とする画像形成装置。
6. A toner carrier for carrying a toner, a counter electrode facing the toner carrier, and a plurality of micro-openings provided between the toner carrier and the counter electrode, independent of each other or in series. And a plurality of control electrode units for controlling the passage of toner through each minute opening, and a toner flight control member having a plurality of control electrode units. By applying a voltage according to an image signal to the control electrode unit of the toner flight control member, Selectively flying the toner on the toner carrier, passing the flying toner through the fine opening to the counter electrode side,
In the image forming apparatus for forming an image by adhering to the counter electrode or the recording member on the counter electrode, the toner may collide with the counter electrode or the recording member and bounce off, and may be parallel to the counter electrode surface. A toner having a size and a shape such that when it is moved in the direction with the initial velocity in the direction, the moving distance of the toner until the horizontal velocity becomes zero is within 40 μm, which is an air resistance force; An image forming apparatus comprising:
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