JP2002273928A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP2002273928A JP2002273928A JP2001076134A JP2001076134A JP2002273928A JP 2002273928 A JP2002273928 A JP 2002273928A JP 2001076134 A JP2001076134 A JP 2001076134A JP 2001076134 A JP2001076134 A JP 2001076134A JP 2002273928 A JP2002273928 A JP 2002273928A
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- JP
- Japan
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- toner
- toner carrier
- carrier
- δcp
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像形成装置について、トナー通過制御手段
3におけるトナー通過孔列5,5が配設された通過孔列
領域Sを幅方向に2等分する直線と、トナー通過孔列
5,5近傍の曲率半径Rの中心Oを通りトナー通過孔列
5,5方向に延びる直線とを通る基準面Lから、スペー
サ12及びトナー担持体1の接触位置Cpまでの接触距
離ΔCpを間接的に規定できるようにして、トナー担持
体1とトナー通過制御手段3との間隔ΔLkの適正な設
定を容易化して、形成画像の画質を向上させる。 【解決手段】 接触距離ΔCpが、基準面Lからトナー
担持体1の軸心までの軸心距離Δeのみに応じて一義的
に決定されるように構成する。すなわち、定数をkとし
て、ΔCp=kΔe及び1.1≦k≦1.7を満足する
ように構成する。
3におけるトナー通過孔列5,5が配設された通過孔列
領域Sを幅方向に2等分する直線と、トナー通過孔列
5,5近傍の曲率半径Rの中心Oを通りトナー通過孔列
5,5方向に延びる直線とを通る基準面Lから、スペー
サ12及びトナー担持体1の接触位置Cpまでの接触距
離ΔCpを間接的に規定できるようにして、トナー担持
体1とトナー通過制御手段3との間隔ΔLkの適正な設
定を容易化して、形成画像の画質を向上させる。 【解決手段】 接触距離ΔCpが、基準面Lからトナー
担持体1の軸心までの軸心距離Δeのみに応じて一義的
に決定されるように構成する。すなわち、定数をkとし
て、ΔCp=kΔe及び1.1≦k≦1.7を満足する
ように構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等に適用される画像形成装置に関し、特
に、トナー担持体から対向部材へのトナーの飛翔を制御
して、対向部材にトナーを付着させて画像形成を行う画
像形成装置に関する技術分野に属する。
ミリ、プリンタ等に適用される画像形成装置に関し、特
に、トナー担持体から対向部材へのトナーの飛翔を制御
して、対向部材にトナーを付着させて画像形成を行う画
像形成装置に関する技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】近年、パソコンの能力向上及びネットワ
ーク技術の進歩に伴って、大量のドキュメントを扱うこ
とができ、またカラードキュメントも扱うことができる
処理能力の高いプリンタや複写機に対する要請が強くな
っている。しかしながら、満足のいく高品質の白黒やカ
ラーのドキュメントを出力可能でかつ処理速度の高い画
像形成装置は開発途上にあって出現が待たれている。
ーク技術の進歩に伴って、大量のドキュメントを扱うこ
とができ、またカラードキュメントも扱うことができる
処理能力の高いプリンタや複写機に対する要請が強くな
っている。しかしながら、満足のいく高品質の白黒やカ
ラーのドキュメントを出力可能でかつ処理速度の高い画
像形成装置は開発途上にあって出現が待たれている。
【0003】その一つとして電界の作用によりトナーを
記録紙や中間の画像担持ベルトなどの受像手段上に飛翔
させて画像を形成する所謂「トナージェット(登録商
標)」方式の画像形成技術が知られている。
記録紙や中間の画像担持ベルトなどの受像手段上に飛翔
させて画像を形成する所謂「トナージェット(登録商
標)」方式の画像形成技術が知られている。
【0004】その種の画像形成装置としては、特公昭4
4−26333号公報や米国特許第3,689,935
号明細書(特公昭60−20747号公報参照)や特表
平9−500842号公報などに開示されたものが知ら
れている。その一例として、特願平10−100780
号において開示したものを、図12を参照して説明す
る。
4−26333号公報や米国特許第3,689,935
号明細書(特公昭60−20747号公報参照)や特表
平9−500842号公報などに開示されたものが知ら
れている。その一例として、特願平10−100780
号において開示したものを、図12を参照して説明す
る。
【0005】図12において、31は帯電したトナーを
担持して搬送する接地されたトナー担持体、32は規制
ブレードで、トナー担持体31上のトナーを1〜3層に
制御するとともにさらに帯電させる。33は供給ローラ
で、トナー担持体31に対するトナー供給とトナー帯電
を行う。34はトナー通過制御手段で、トナー通過孔3
5が形成されるとともにその周囲に制御電極36が配設
されている。制御電極36には制御電源37から画像信
号に対応する電圧が印加される。38は背面電極、39
は背面電極電源である。40は背面電極38上を搬送さ
れる記録紙などの受像手段である。
担持して搬送する接地されたトナー担持体、32は規制
ブレードで、トナー担持体31上のトナーを1〜3層に
制御するとともにさらに帯電させる。33は供給ローラ
で、トナー担持体31に対するトナー供給とトナー帯電
を行う。34はトナー通過制御手段で、トナー通過孔3
5が形成されるとともにその周囲に制御電極36が配設
されている。制御電極36には制御電源37から画像信
号に対応する電圧が印加される。38は背面電極、39
は背面電極電源である。40は背面電極38上を搬送さ
れる記録紙などの受像手段である。
【0006】以上の構成において、供給ローラ33及び
トナー担持体31を動作させることにより規制ブレード
32にてトナー担持体31上に一様なトナー層を形成し
て搬送している状態で、背面電極38に電圧を印加し、
受像手段40を移動させつつその移動に同期して制御電
極36に対して駆動IC等の制御電源37にて画像信号
に対応する電圧を印加すると、トナー担持体31上のト
ナーが画像信号に応じてトナー通過孔35を通って受像
手段40上に飛翔して付着し、受像手段40上に所要の
画像が形成される。
トナー担持体31を動作させることにより規制ブレード
32にてトナー担持体31上に一様なトナー層を形成し
て搬送している状態で、背面電極38に電圧を印加し、
受像手段40を移動させつつその移動に同期して制御電
極36に対して駆動IC等の制御電源37にて画像信号
に対応する電圧を印加すると、トナー担持体31上のト
ナーが画像信号に応じてトナー通過孔35を通って受像
手段40上に飛翔して付着し、受像手段40上に所要の
画像が形成される。
【0007】ところで、受像手段40の全面に例えば6
00dpi(インチ当たり600ドットの密度)の精細
な画像を形成するためには、トナー通過制御手段34に
そのようなピッチでトナー通過孔35を配設する必要が
あり、一列では当然配列できないため、図14に示すよ
うに、トナー通過孔35及び制御電極36を多数列(図
示例では8列)配列している。トナー通過孔35及び制
御電極36は円形で、各制御電極36に導通する接続電
極は相互の干渉を避けるためにトナー担持体31の移動
方向両側に延設され、それぞれ制御電圧を出力する駆動
ICのリードに接続されている。
00dpi(インチ当たり600ドットの密度)の精細
な画像を形成するためには、トナー通過制御手段34に
そのようなピッチでトナー通過孔35を配設する必要が
あり、一列では当然配列できないため、図14に示すよ
うに、トナー通過孔35及び制御電極36を多数列(図
示例では8列)配列している。トナー通過孔35及び制
御電極36は円形で、各制御電極36に導通する接続電
極は相互の干渉を避けるためにトナー担持体31の移動
方向両側に延設され、それぞれ制御電圧を出力する駆動
ICのリードに接続されている。
【0008】なお、図12においては受像手段40が記
録紙等から成り、その上に直接画像を形成する構成例を
示したが、記録紙などは厚さのばらつき、湿度による性
状の変化、移動中の変形等が発生し易く、またカラープ
リンタの場合には記録紙搬送のばらつきにより各色の画
像形成タイミングの同期をとり難く、画像品質が低下し
易い等の問題があるため、特願平10−100780号
において開示したように、受像手段40として中間の画
像担持ベルトを用い、この画像担持ベルトに形成された
画像を一括して記録紙等に転写するように構成した方が
好ましい場合がある。
録紙等から成り、その上に直接画像を形成する構成例を
示したが、記録紙などは厚さのばらつき、湿度による性
状の変化、移動中の変形等が発生し易く、またカラープ
リンタの場合には記録紙搬送のばらつきにより各色の画
像形成タイミングの同期をとり難く、画像品質が低下し
易い等の問題があるため、特願平10−100780号
において開示したように、受像手段40として中間の画
像担持ベルトを用い、この画像担持ベルトに形成された
画像を一括して記録紙等に転写するように構成した方が
好ましい場合がある。
【0009】これを図13を参照して説明すると、43
は受像手段40としての無端状の画像担持ベルトで、樹
脂中に導電フィラーを分散した抵抗1010Ω・cm程度
のフィルムで構成され、一対のローラ44a,44b間
に巻回されている。45は給紙トレイから記録紙46を
1枚づつ送り出すピックアップローラ、47は給紙され
た記録紙46と画像位置の同期をとるタイミングロー
ラ、48は画像担持ベルト42上に形成されたトナー画
像を記録紙46に転写する転写ローラであり、画像担持
ベルト43を間に挟んでローラ44aに向けて押圧され
るとともに、転写電圧が印加される。49は定着装置
で、トナー画像が転写された記録紙46を加熱・加圧す
ることによりトナー画像を記録紙46に定着する。
は受像手段40としての無端状の画像担持ベルトで、樹
脂中に導電フィラーを分散した抵抗1010Ω・cm程度
のフィルムで構成され、一対のローラ44a,44b間
に巻回されている。45は給紙トレイから記録紙46を
1枚づつ送り出すピックアップローラ、47は給紙され
た記録紙46と画像位置の同期をとるタイミングロー
ラ、48は画像担持ベルト42上に形成されたトナー画
像を記録紙46に転写する転写ローラであり、画像担持
ベルト43を間に挟んでローラ44aに向けて押圧され
るとともに、転写電圧が印加される。49は定着装置
で、トナー画像が転写された記録紙46を加熱・加圧す
ることによりトナー画像を記録紙46に定着する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な画像形成装置において、トナー通過孔を通過するトナ
ー量は、トナー担持体と、制御電極が配設されているト
ナー通過制御手段との間隔ΔLkに大きく影響を受け
る。すなわち、その間隔ΔLkが小さ過ぎるときには、
トナー通過孔を通過するトナー量が増大して、記録用紙
等の対向手段が汚れてしまう所謂かぶりという問題が生
じる一方、その間隔ΔLkが大きくなり過ぎると、トナ
ー通過孔を通過するトナー量が減少して、形成画像が薄
くなるという問題が生じる。従って、形成画像を高画質
化するためには、そのトナー担持体とトナー通過制御手
段との間隔ΔLkを適正に確保することが必要である。
な画像形成装置において、トナー通過孔を通過するトナ
ー量は、トナー担持体と、制御電極が配設されているト
ナー通過制御手段との間隔ΔLkに大きく影響を受け
る。すなわち、その間隔ΔLkが小さ過ぎるときには、
トナー通過孔を通過するトナー量が増大して、記録用紙
等の対向手段が汚れてしまう所謂かぶりという問題が生
じる一方、その間隔ΔLkが大きくなり過ぎると、トナ
ー通過孔を通過するトナー量が減少して、形成画像が薄
くなるという問題が生じる。従って、形成画像を高画質
化するためには、そのトナー担持体とトナー通過制御手
段との間隔ΔLkを適正に確保することが必要である。
【0011】そこで、トナー通過制御手段におけるトナ
ー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2等分
する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中心を通
りこのトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る平面を
基準面とし、この基準面から、トナー通過制御手段上に
トナー担持体に当接するように設けたスペーサのトナー
担持体との接触位置Cpまでの接触距離ΔCpの大きさ
を所定範囲の目的値に設定することにより、上記間隔Δ
Lkを確保することが考えられる。
ー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2等分
する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中心を通
りこのトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る平面を
基準面とし、この基準面から、トナー通過制御手段上に
トナー担持体に当接するように設けたスペーサのトナー
担持体との接触位置Cpまでの接触距離ΔCpの大きさ
を所定範囲の目的値に設定することにより、上記間隔Δ
Lkを確保することが考えられる。
【0012】しかし、実際には、上記接触距離ΔCpを
変化させると、スペーサとトナー担持体との接触圧やト
ナー通過制御手段の曲率等のパラメータも変化してしま
うため、上記目的値が変わってしまう。つまり、接触距
離ΔCpをその目的値の大きさに設定することで上記間
隔ΔLkを適正に確保することは極めて難しいという問
題がある。
変化させると、スペーサとトナー担持体との接触圧やト
ナー通過制御手段の曲率等のパラメータも変化してしま
うため、上記目的値が変わってしまう。つまり、接触距
離ΔCpをその目的値の大きさに設定することで上記間
隔ΔLkを適正に確保することは極めて難しいという問
題がある。
【0013】本発明は斯かる問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、画像形成装置につい
て、スペーサとトナー担持体との接触圧やトナー通過制
御手段の曲率等のパラメータを変えずに、接触距離ΔC
pを間接的に規定できるようにすることで、トナー担持
体とトナー通過制御手段との間隔ΔLkの適正な確保を
容易化して、形成画像の品質を向上させることにある。
であり、その目的とするところは、画像形成装置につい
て、スペーサとトナー担持体との接触圧やトナー通過制
御手段の曲率等のパラメータを変えずに、接触距離ΔC
pを間接的に規定できるようにすることで、トナー担持
体とトナー通過制御手段との間隔ΔLkの適正な確保を
容易化して、形成画像の品質を向上させることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明では、トナーを担持して搬送する
ローラからなるトナー担持体と、前記トナー担持体に対
向して配設された対向部材と、前記トナー担持体及び対
向部材の間に配設され、トナー担持体のトナーを対向部
材側に向かって通過させるトナー通過孔を前記トナー担
持体の軸心と平行に配列してなるトナー通過孔列を有し
ていて、該トナー通過孔でのトナーの通過を外部からの
画像信号に基づいて制御するトナー通過制御手段と、前
記トナー通過制御手段上に前記トナー担持体に当接する
ように設けられたスペーサとを備える画像形成装置が前
提である。そして、前記トナー通過制御手段におけるト
ナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2等
分する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中心を
通り該トナー通過孔列方向に延びる直線とを通る基準面
から、前記スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの
接触距離ΔCpが、前記基準面からトナー担持体の軸心
までの軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてな
ることを特徴とする。
めに、請求項1の発明では、トナーを担持して搬送する
ローラからなるトナー担持体と、前記トナー担持体に対
向して配設された対向部材と、前記トナー担持体及び対
向部材の間に配設され、トナー担持体のトナーを対向部
材側に向かって通過させるトナー通過孔を前記トナー担
持体の軸心と平行に配列してなるトナー通過孔列を有し
ていて、該トナー通過孔でのトナーの通過を外部からの
画像信号に基づいて制御するトナー通過制御手段と、前
記トナー通過制御手段上に前記トナー担持体に当接する
ように設けられたスペーサとを備える画像形成装置が前
提である。そして、前記トナー通過制御手段におけるト
ナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2等
分する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中心を
通り該トナー通過孔列方向に延びる直線とを通る基準面
から、前記スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの
接触距離ΔCpが、前記基準面からトナー担持体の軸心
までの軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてな
ることを特徴とする。
【0015】また、請求項2の発明では、トナーを担持
して搬送するローラからなるトナー担持体と、前記トナ
ー担持体に対向して配設された対向部材と、前記トナー
担持体及び対向部材の間に配設され、トナー担持体のト
ナーを対向部材側に向かって通過させるトナー通過孔を
前記トナー担持体の軸心と平行に配列してなるトナー通
過孔列を有していて、該トナー通過孔でのトナーの通過
を外部からの画像信号に基づいて制御するトナー通過制
御手段と、前記トナー通過制御手段上に前記トナー担持
体に当接するように設けられたスペーサとを備える画像
形成装置が前提である。そして、前記トナー通過制御手
段におけるトナー通過孔列が配設された通過孔列領域を
幅方向に2等分する直線を通りかつトナー担持体から対
向部材へ向かうトナーの通過方向に延びる基準面から、
前記スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの接触距
離ΔCpが、前記基準面からトナー担持体の軸心までの
軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてなること
を特徴とする。
して搬送するローラからなるトナー担持体と、前記トナ
ー担持体に対向して配設された対向部材と、前記トナー
担持体及び対向部材の間に配設され、トナー担持体のト
ナーを対向部材側に向かって通過させるトナー通過孔を
前記トナー担持体の軸心と平行に配列してなるトナー通
過孔列を有していて、該トナー通過孔でのトナーの通過
を外部からの画像信号に基づいて制御するトナー通過制
御手段と、前記トナー通過制御手段上に前記トナー担持
体に当接するように設けられたスペーサとを備える画像
形成装置が前提である。そして、前記トナー通過制御手
段におけるトナー通過孔列が配設された通過孔列領域を
幅方向に2等分する直線を通りかつトナー担持体から対
向部材へ向かうトナーの通過方向に延びる基準面から、
前記スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの接触距
離ΔCpが、前記基準面からトナー担持体の軸心までの
軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてなること
を特徴とする。
【0016】これらの発明により、上記接触距離ΔCp
が軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されるので、
上述した接触距離ΔCpの目的値の前提条件となるパラ
メータ、つまりスペーサとトナー担持体との接触圧や、
その接触位置におけるトナー通過制御手段の曲率等の他
のパラメータを変えることなく、軸心距離Δeによって
接触距離ΔCpを間接的に規定することができる。すな
わち、軸心距離Δeの設定により、直接的ではなくて、
間接的に接触距離ΔCpを規定して、トナー担持体とト
ナー通過制御手段との間隔ΔLkを容易にかつ適正に設
定することができるとともに、トナー通過孔を通過する
トナー量を適正にして、形成画像の品質の向上を図るこ
とができる。
が軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されるので、
上述した接触距離ΔCpの目的値の前提条件となるパラ
メータ、つまりスペーサとトナー担持体との接触圧や、
その接触位置におけるトナー通過制御手段の曲率等の他
のパラメータを変えることなく、軸心距離Δeによって
接触距離ΔCpを間接的に規定することができる。すな
わち、軸心距離Δeの設定により、直接的ではなくて、
間接的に接触距離ΔCpを規定して、トナー担持体とト
ナー通過制御手段との間隔ΔLkを容易にかつ適正に設
定することができるとともに、トナー通過孔を通過する
トナー量を適正にして、形成画像の品質の向上を図るこ
とができる。
【0017】請求項3の発明では、定数をkとしたと
き、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1≦k≦1.7 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足していることを特徴とする。
き、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1≦k≦1.7 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足していることを特徴とする。
【0018】定数kが1.1よりも小さいときには、接
触距離ΔCp及び軸心距離Δeの値が近くなり、トナー
通過孔列近傍の曲率半径は大きくなる。このとき、軸心
距離Δeが大きくなると、上記間隔ΔLkは急激に大き
くなって、形成画像の濃度が薄くなるため、その間隔Δ
Lkを適正な大きさに設定することができない。つま
り、軸心距離Δeの適正値を得ることができない。
触距離ΔCp及び軸心距離Δeの値が近くなり、トナー
通過孔列近傍の曲率半径は大きくなる。このとき、軸心
距離Δeが大きくなると、上記間隔ΔLkは急激に大き
くなって、形成画像の濃度が薄くなるため、その間隔Δ
Lkを適正な大きさに設定することができない。つま
り、軸心距離Δeの適正値を得ることができない。
【0019】一方、定数kが1.7よりも大きいときに
は、トナー通過孔列近傍の曲率半径が小さくなって、ト
ナー担持体の半径に極めて近くなるので、接触位置が不
安定となってしまう。また、間隔ΔLkが小さくなるた
めに、所謂かぶりが発生する。このとき、軸心距離Δe
を大きくするようにしても、軸心距離Δeの増加に対す
る上記間隔ΔLkの増加率が小さいので、このかぶりを
解消することができない。
は、トナー通過孔列近傍の曲率半径が小さくなって、ト
ナー担持体の半径に極めて近くなるので、接触位置が不
安定となってしまう。また、間隔ΔLkが小さくなるた
めに、所謂かぶりが発生する。このとき、軸心距離Δe
を大きくするようにしても、軸心距離Δeの増加に対す
る上記間隔ΔLkの増加率が小さいので、このかぶりを
解消することができない。
【0020】従って、上記本発明の構成によって、トナ
ー通過孔を通過するトナー量が適正となる間隔ΔLkを
設定するための軸心距離Δeの適正値を得ることができ
る。そして、その軸心距離Δeを設定することにより間
接的に接触距離ΔCpを規定して、望ましい上記間隔Δ
Lkを容易に設定することができるとともに、形成画像
の品質を向上させることができる。
ー通過孔を通過するトナー量が適正となる間隔ΔLkを
設定するための軸心距離Δeの適正値を得ることができ
る。そして、その軸心距離Δeを設定することにより間
接的に接触距離ΔCpを規定して、望ましい上記間隔Δ
Lkを容易に設定することができるとともに、形成画像
の品質を向上させることができる。
【0021】また、請求項4の発明では、定数をkとし
たとき、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.2≦k≦1.6 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足することが好ましい。
たとき、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.2≦k≦1.6 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足することが好ましい。
【0022】請求項5の発明では、定数をkとしたと
き、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ k=1.4 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足することを特徴とする。このことにより、望まし
い定数kの値を得ることができる。
き、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ k=1.4 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足することを特徴とする。このことにより、望まし
い定数kの値を得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。本実施形態の画像形成装置の概略構
成を示す図1において、1は帯電したトナー2を担持し
て搬送するトナー担持体で、接地された回転可能なロー
ラからなり、帯電されたトナー2が1〜3層の薄層状態
で吸着されている。
基づいて説明する。本実施形態の画像形成装置の概略構
成を示す図1において、1は帯電したトナー2を担持し
て搬送するトナー担持体で、接地された回転可能なロー
ラからなり、帯電されたトナー2が1〜3層の薄層状態
で吸着されている。
【0024】3はトナー通過制御手段であり、その構成
については後で詳しく説明するが、通常トナー通過制御
手段3は制御電極を内包した柔軟なポリイミド等の樹脂
フィルムにより構成されている。そして、トナー通過制
御手段3はトナー担持体1の軸方向と直交する方向の両
端部でケーシングなどの固定体に支持されており、さら
にその両端部のうち少なくとも一方が弾性支持されてい
る。本実施形態では、トナー通過制御手段3は後述のト
ナー通過孔列4近傍でのトナー2の搬送方向上手側(同
図における上側)でばね13を介して固定体に弾性支持
される一方、下手側(同図における下側)で固定体に固
定支持されている。尚、トナー通過制御手段3は同上手
側で固定体に固定支持される一方、下手側で固定体に弾
性支持されるようにしてもよい。
については後で詳しく説明するが、通常トナー通過制御
手段3は制御電極を内包した柔軟なポリイミド等の樹脂
フィルムにより構成されている。そして、トナー通過制
御手段3はトナー担持体1の軸方向と直交する方向の両
端部でケーシングなどの固定体に支持されており、さら
にその両端部のうち少なくとも一方が弾性支持されてい
る。本実施形態では、トナー通過制御手段3は後述のト
ナー通過孔列4近傍でのトナー2の搬送方向上手側(同
図における上側)でばね13を介して固定体に弾性支持
される一方、下手側(同図における下側)で固定体に固
定支持されている。尚、トナー通過制御手段3は同上手
側で固定体に固定支持される一方、下手側で固定体に弾
性支持されるようにしてもよい。
【0025】この時のばね13によって発生するトナー
担持体1とトナー通過制御手段3との接触圧力は、0.
002〜0.2N/mm2が適当である(例えば、接触
長さ200mm、接触幅0.5mm及び接触力2Nのと
き接触圧力は0.02N/mm2である)。これはトナ
ー通過孔地点でのトナー担持体1とトナー通過制御手段
3の間の間隔を常に維持するために、トナー担持体1の
回転軸心の偏心に追従して常にトナー担持体1とトナー
通過制御手段3が同じ状態で接触している必要があるた
めであり、かつ強すぎる接触圧によりトナー担持体1上
のトナー層が変形しない必要があるためである。この接
触圧力は、トナー担持体1及びトナー通過制御手段3の
材質等により若干変動する。
担持体1とトナー通過制御手段3との接触圧力は、0.
002〜0.2N/mm2が適当である(例えば、接触
長さ200mm、接触幅0.5mm及び接触力2Nのと
き接触圧力は0.02N/mm2である)。これはトナ
ー通過孔地点でのトナー担持体1とトナー通過制御手段
3の間の間隔を常に維持するために、トナー担持体1の
回転軸心の偏心に追従して常にトナー担持体1とトナー
通過制御手段3が同じ状態で接触している必要があるた
めであり、かつ強すぎる接触圧によりトナー担持体1上
のトナー層が変形しない必要があるためである。この接
触圧力は、トナー担持体1及びトナー通過制御手段3の
材質等により若干変動する。
【0026】6は回転可能なローラからなりトナー通過
制御手段3を間に挟んでトナー担持体1に対向するよう
に配設された背面電極である。7はトナー担持体1に対
向して配設され、背面電極6とトナー通過制御手段3と
の間の一定経路上を矢印aの方向に搬送される記録紙又
は画像担持ベルトなどの対向部材である。
制御手段3を間に挟んでトナー担持体1に対向するよう
に配設された背面電極である。7はトナー担持体1に対
向して配設され、背面電極6とトナー通過制御手段3と
の間の一定経路上を矢印aの方向に搬送される記録紙又
は画像担持ベルトなどの対向部材である。
【0027】トナー通過制御手段3は、図1及び2に示
すように、トナー担持体1及び対向部材7の間に配設さ
れ、トナー担持体1のトナー2を対向部材7側に向かっ
て通過させるトナー通過孔4をトナー担持体1の軸心と
平行に配列してなるトナー通過孔列5を有している。詳
しくは、このトナー通過孔列5は、トナー通過孔4がト
ナー担持体1の軸心方向に沿って配列されてなり、本実
施形態では、2列のトナー通過孔列5,5が互いに近接
するようにして設けられている。
すように、トナー担持体1及び対向部材7の間に配設さ
れ、トナー担持体1のトナー2を対向部材7側に向かっ
て通過させるトナー通過孔4をトナー担持体1の軸心と
平行に配列してなるトナー通過孔列5を有している。詳
しくは、このトナー通過孔列5は、トナー通過孔4がト
ナー担持体1の軸心方向に沿って配列されてなり、本実
施形態では、2列のトナー通過孔列5,5が互いに近接
するようにして設けられている。
【0028】そして、トナー通過制御手段3は、このト
ナー通過孔列5でのトナー2の通過を外部からの画像信
号に基づいて制御するように構成されている。すなわ
ち、図2に示すように、このトナー通過制御手段3は、
50μm厚程度のメインフィルム8とその両面に10〜
15μm厚程度の接着剤層にて貼り付けられた10〜3
0μm厚程度の上下のカバーフィルム9a,9bから成
る3層のポリイミド樹脂フィルムにて構成されている。
尚、各フィルムの材質や寸法や構成層数などについては
これに限定されるものではなく、任意に設計すればよ
い。そして、同図において、メインフィルム8の上面に
は各トナー通過孔4の周囲を取り囲むように制御電極1
0が配設され、メインフィルム8の下面にはトナー通過
孔4を両側から取り囲むように一対の偏向電極11a,
11bが配設されている。これら電極10,11a,1
1bはメインフィルム8上にパターン形成された8〜2
0μm厚程度のCu膜にて構成されている。
ナー通過孔列5でのトナー2の通過を外部からの画像信
号に基づいて制御するように構成されている。すなわ
ち、図2に示すように、このトナー通過制御手段3は、
50μm厚程度のメインフィルム8とその両面に10〜
15μm厚程度の接着剤層にて貼り付けられた10〜3
0μm厚程度の上下のカバーフィルム9a,9bから成
る3層のポリイミド樹脂フィルムにて構成されている。
尚、各フィルムの材質や寸法や構成層数などについては
これに限定されるものではなく、任意に設計すればよ
い。そして、同図において、メインフィルム8の上面に
は各トナー通過孔4の周囲を取り囲むように制御電極1
0が配設され、メインフィルム8の下面にはトナー通過
孔4を両側から取り囲むように一対の偏向電極11a,
11bが配設されている。これら電極10,11a,1
1bはメインフィルム8上にパターン形成された8〜2
0μm厚程度のCu膜にて構成されている。
【0029】トナー通過孔4の開口形状は図5(a)に
示すように円形であるが、長円形や楕円形等の形状であ
ってもよい。寸法的には、直径が70〜120μm程度
に設定されている。また、トナー通過孔4の内周壁面の
表面粗さRは、トナー2の外添剤の平均粒径以下の0.
1〜0.5μm以下としている。このような表面粗さR
の穴加工は、エキシマレーザやプレス加工で穴開け加工
することによって可能であり、またその他YAGレーザ
やCO2レーザ等で穴開け加工した後、エッチング等の
後処理を行ってもよい。
示すように円形であるが、長円形や楕円形等の形状であ
ってもよい。寸法的には、直径が70〜120μm程度
に設定されている。また、トナー通過孔4の内周壁面の
表面粗さRは、トナー2の外添剤の平均粒径以下の0.
1〜0.5μm以下としている。このような表面粗さR
の穴加工は、エキシマレーザやプレス加工で穴開け加工
することによって可能であり、またその他YAGレーザ
やCO2レーザ等で穴開け加工した後、エッチング等の
後処理を行ってもよい。
【0030】トナー通過孔4の周囲の制御電極10も図
5(a)に示すようにトナー通過孔4の平面形状に対応
した形状が好ましい。さらに、図5(b)に示すように
隣接するトナー通過孔4で偏向電極11a,11bは共
通化している。
5(a)に示すようにトナー通過孔4の平面形状に対応
した形状が好ましい。さらに、図5(b)に示すように
隣接するトナー通過孔4で偏向電極11a,11bは共
通化している。
【0031】そして、トナー通過制御手段3上には、ト
ナー担持体1に当接するように設けられて所定の厚さを
有するスペーサ12が配設されている。すなわち、この
スペーサ12は、トナー通過制御手段3のトナー担持体
1との対向面上であって、トナー通過孔列5,5の近傍
に固着された状態で設けられている。また、スペーサ1
2は電気的に接地されており、その厚みは5〜20μm
が好ましく、本実施形態では例えば10μmとしてい
る。
ナー担持体1に当接するように設けられて所定の厚さを
有するスペーサ12が配設されている。すなわち、この
スペーサ12は、トナー通過制御手段3のトナー担持体
1との対向面上であって、トナー通過孔列5,5の近傍
に固着された状態で設けられている。また、スペーサ1
2は電気的に接地されており、その厚みは5〜20μm
が好ましく、本実施形態では例えば10μmとしてい
る。
【0032】そして、本発明の特徴として、図1及び図
2にも示すように、基準面Lは、トナー通過制御手段3
におけるトナー通過孔列5,5が配設された領域であっ
て、このトナー通過孔列に沿って帯状に延びる通過孔列
領域Sをその幅方向(つまり、トナー通過孔列近傍にお
けるトナーの搬送方向)に2等分しかつトナー通過孔列
方向に延びる基準直線と、トナー通過孔列5,5近傍の
曲率半径Rの中心Oを通りこのトナー通過孔列方向に延
びる直線とを通る平面である。そして、本実施形態に係
る画像形成装置は、この基準面Lから、スペーサ12及
びトナー担持体1の接触位置Cpまでの接触距離ΔCp
が、基準面Lからトナー担持体1の軸心までの軸心距離
Δeのみに応じて一義的に決定されてなる。
2にも示すように、基準面Lは、トナー通過制御手段3
におけるトナー通過孔列5,5が配設された領域であっ
て、このトナー通過孔列に沿って帯状に延びる通過孔列
領域Sをその幅方向(つまり、トナー通過孔列近傍にお
けるトナーの搬送方向)に2等分しかつトナー通過孔列
方向に延びる基準直線と、トナー通過孔列5,5近傍の
曲率半径Rの中心Oを通りこのトナー通過孔列方向に延
びる直線とを通る平面である。そして、本実施形態に係
る画像形成装置は、この基準面Lから、スペーサ12及
びトナー担持体1の接触位置Cpまでの接触距離ΔCp
が、基準面Lからトナー担持体1の軸心までの軸心距離
Δeのみに応じて一義的に決定されてなる。
【0033】すなわち、本実施形態に係る画像形成装置
は、定数をkとしたとき、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ なる関係式を満足するように構成されている。そして、さらに定数kが、 1.1≦k≦1.7 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足するようになされている。
は、定数をkとしたとき、 ΔCp=kΔe ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ なる関係式を満足するように構成されている。そして、さらに定数kが、 1.1≦k≦1.7 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足するようになされている。
【0034】以上の構成において、画像形成動作時の各
制御電極10に対する印加電圧Vpは、例えば−50
V,200V,250Vの間で、偏向電極11a,11
bに対する印加電圧VDD-L,VDD-Rは、例えば150
V,0V,−150Vの間で、それぞれ図4に示すよう
なタイミングで切り換えられ、背面電極6に対する印加
電極は例えば1000Vとされている。
制御電極10に対する印加電圧Vpは、例えば−50
V,200V,250Vの間で、偏向電極11a,11
bに対する印加電圧VDD-L,VDD-Rは、例えば150
V,0V,−150Vの間で、それぞれ図4に示すよう
なタイミングで切り換えられ、背面電極6に対する印加
電極は例えば1000Vとされている。
【0035】図4においては、偏向電極11a,11b
がともに0Vで、制御電極10を−50Vとして背面電
極6による電界がトナー担持体1に吸着されたトナー2
に影響を与えないようにした状態から、まず左の偏向電
極11aに+150V、右の偏向電極11bに−150
Vを印加して−帯電したトナー2を左に偏向させるよう
にした状態で、制御電極10にまず250Vの電圧を印
加してトナー担持体1に吸着しているトナー2を引き剥
がし、その後200Vの電圧を印加することによって、
図3(a)に示すように、そのトナー2はトナー通過孔
4を通過するとともに左側に偏向して飛翔し、対向部材
7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも左側に例え
ば40μm程度変位した位置にトナーが付与される。次
に、左右の偏向電極11a,11bを共に0Vとした状
態で、制御電極10に上記と同様に電圧を印加すること
によって、図3(b)に示すように、対向部材7上のト
ナー通過孔4に対向する位置にトナー2が付与される。
次に、左の偏向電極11aに−150V、右の偏向電極
11bに+150Vを印加して−帯電したトナー2を右
に偏向させるようにした状態で、制御電極10に上記と
同様に電圧を印加することによって、図3(c)に示す
ように、対向部材7上のトナー通過孔4に対向する位置
よりも右側に同じく40μm程度変位した位置にトナー
が付与される。こうして、制御電極10、偏向電極11
a,11bに対する印加電圧を順次切り換えることによ
って1つのトナー通過孔4にて左右と中央の3点に対し
てトナーを付与される。
がともに0Vで、制御電極10を−50Vとして背面電
極6による電界がトナー担持体1に吸着されたトナー2
に影響を与えないようにした状態から、まず左の偏向電
極11aに+150V、右の偏向電極11bに−150
Vを印加して−帯電したトナー2を左に偏向させるよう
にした状態で、制御電極10にまず250Vの電圧を印
加してトナー担持体1に吸着しているトナー2を引き剥
がし、その後200Vの電圧を印加することによって、
図3(a)に示すように、そのトナー2はトナー通過孔
4を通過するとともに左側に偏向して飛翔し、対向部材
7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも左側に例え
ば40μm程度変位した位置にトナーが付与される。次
に、左右の偏向電極11a,11bを共に0Vとした状
態で、制御電極10に上記と同様に電圧を印加すること
によって、図3(b)に示すように、対向部材7上のト
ナー通過孔4に対向する位置にトナー2が付与される。
次に、左の偏向電極11aに−150V、右の偏向電極
11bに+150Vを印加して−帯電したトナー2を右
に偏向させるようにした状態で、制御電極10に上記と
同様に電圧を印加することによって、図3(c)に示す
ように、対向部材7上のトナー通過孔4に対向する位置
よりも右側に同じく40μm程度変位した位置にトナー
が付与される。こうして、制御電極10、偏向電極11
a,11bに対する印加電圧を順次切り換えることによ
って1つのトナー通過孔4にて左右と中央の3点に対し
てトナーを付与される。
【0036】尚、トナー2がトナー通過孔4を通らない
ようにする場合にも、制御電極10に対する印加電圧を
仮想線で示すように−50Vから一旦0Vとすることに
よって、トナー2の内、逆極性(+極性)に帯電してト
ナー通過制御手段3の表面に堆積しているトナー2がト
ナー担持体1に吸着されている−帯電のトナー2側に戻
るような運動をし、制御電極10の上方に堆積した逆極
性のトナー2を核にして−帯電したトナー2がトナー通
過孔4の周囲に堆積し、トナー通過孔4の目詰まりの原
因になるのを防止している。
ようにする場合にも、制御電極10に対する印加電圧を
仮想線で示すように−50Vから一旦0Vとすることに
よって、トナー2の内、逆極性(+極性)に帯電してト
ナー通過制御手段3の表面に堆積しているトナー2がト
ナー担持体1に吸着されている−帯電のトナー2側に戻
るような運動をし、制御電極10の上方に堆積した逆極
性のトナー2を核にして−帯電したトナー2がトナー通
過孔4の周囲に堆積し、トナー通過孔4の目詰まりの原
因になるのを防止している。
【0037】そのとき、形成画像を良好なものとするた
めに、接触距離ΔCpの大きさを所定範囲の目的値に設
定することによって、トナー担持体1とトナー通過制御
手段3との間隔ΔLkを適正に確保することが考えられ
る。しかし、実際には、上記接触距離ΔCpを変化させ
ると、スペーサ12とトナー担持体1との接触圧やトナ
ー通過制御手段3の曲率半径R等のパラメータも変化し
てしまうため、上記目的値が変わってしまう。つまり、
接触距離ΔCpをその目的値の大きさに設定することで
上記間隔ΔLkを適正に確保することは困難である。
めに、接触距離ΔCpの大きさを所定範囲の目的値に設
定することによって、トナー担持体1とトナー通過制御
手段3との間隔ΔLkを適正に確保することが考えられ
る。しかし、実際には、上記接触距離ΔCpを変化させ
ると、スペーサ12とトナー担持体1との接触圧やトナ
ー通過制御手段3の曲率半径R等のパラメータも変化し
てしまうため、上記目的値が変わってしまう。つまり、
接触距離ΔCpをその目的値の大きさに設定することで
上記間隔ΔLkを適正に確保することは困難である。
【0038】これに対して、本発明の構成によって、接
触距離ΔCpが軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定
されるので、上記接触距離ΔCpの目的値の所定範囲の
前提条件となる上記各種パラメータを変化させることな
く、軸心距離Δeにより接触距離ΔCpを間接的に規定
することができる。すなわち、軸心距離Δeの設定によ
り、直接的ではなくて、間接的に接触距離ΔCpを規定
することによって、トナー担持体1とトナー通過制御手
段3との間隔ΔLkを容易にかつ適正に設定することが
できる。従って、トナー通過孔4を通過するトナー量を
適正にして、形成画像の品質の向上を図ることができ
る。
触距離ΔCpが軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定
されるので、上記接触距離ΔCpの目的値の所定範囲の
前提条件となる上記各種パラメータを変化させることな
く、軸心距離Δeにより接触距離ΔCpを間接的に規定
することができる。すなわち、軸心距離Δeの設定によ
り、直接的ではなくて、間接的に接触距離ΔCpを規定
することによって、トナー担持体1とトナー通過制御手
段3との間隔ΔLkを容易にかつ適正に設定することが
できる。従って、トナー通過孔4を通過するトナー量を
適正にして、形成画像の品質の向上を図ることができ
る。
【0039】さらに、本実施形態に係る画像形成装置
が、上記数式及び数式を満足するように構成されて
いるので、トナー通過孔4を通過するトナー量が適正と
なる上記間隔ΔLkを設定するための軸心距離Δeの適
正値を得ることができる。
が、上記数式及び数式を満足するように構成されて
いるので、トナー通過孔4を通過するトナー量が適正と
なる上記間隔ΔLkを設定するための軸心距離Δeの適
正値を得ることができる。
【0040】すなわち、定数kが1.1よりも小さいと
きには、接触距離ΔCp及び軸心距離Δeの値が近くな
り、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rは大きくな
る。このとき、軸心距離Δeが大きくなると、上記間隔
ΔLkは急激に大きくなって、形成画像の濃度が薄くな
るため、その間隔ΔLkを適正な大きさに設定すること
ができない。つまり、軸心距離Δeの適正値を得ること
ができない。
きには、接触距離ΔCp及び軸心距離Δeの値が近くな
り、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rは大きくな
る。このとき、軸心距離Δeが大きくなると、上記間隔
ΔLkは急激に大きくなって、形成画像の濃度が薄くな
るため、その間隔ΔLkを適正な大きさに設定すること
ができない。つまり、軸心距離Δeの適正値を得ること
ができない。
【0041】一方、定数kが1.7よりも大きいときに
は、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rが小さくな
って、トナー担持体1の半径に極めて近くなるので、接
触位置が不安定となってしまう。また、上記間隔ΔLk
が小さくなるために、所謂かぶりが発生する。このと
き、軸心距離Δeを大きくするようにしても、軸心距離
Δeの増加に対する間隔ΔLkの増加率が小さいので、
このかぶりを解消することができない。
は、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rが小さくな
って、トナー担持体1の半径に極めて近くなるので、接
触位置が不安定となってしまう。また、上記間隔ΔLk
が小さくなるために、所謂かぶりが発生する。このと
き、軸心距離Δeを大きくするようにしても、軸心距離
Δeの増加に対する間隔ΔLkの増加率が小さいので、
このかぶりを解消することができない。
【0042】従って、軸心距離Δeの適正値を得ること
ができ、その軸心距離Δeを設定することにより間接的
に接触距離ΔCpを規定して、望ましい上記間隔ΔLk
を容易に設定することができるとともに、形成画像の品
質を向上させることができる。
ができ、その軸心距離Δeを設定することにより間接的
に接触距離ΔCpを規定して、望ましい上記間隔ΔLk
を容易に設定することができるとともに、形成画像の品
質を向上させることができる。
【0043】尚、上記実施形態では、基準面Lを、トナ
ー通過制御手段3におけるトナー通過孔列5,5が配設
された通過孔列領域Sをその幅方向に2等分する基準直
線と、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rの中心O
を通りこのトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る平
面としたが、この代わりに、トナー通過制御手段3にお
けるトナー通過孔列5,5が配設された領域であって、
このトナー通過孔列5,5に沿って帯状に延びる通過孔
列領域Sをその幅方向(つまり、トナー通過孔列5,5
近傍におけるトナー2の搬送方向)に2等分しかつトナ
ー通過孔列5,5方向に延びる基準直線を通りかつトナ
ー担持体1から記録用紙等の対向部材7へ向かうトナー
2の通過方向に延びる平面であるようにしてもよい。こ
のように基準平面を規定しても、上記実施形態と同様の
作用効果を奏することができる。
ー通過制御手段3におけるトナー通過孔列5,5が配設
された通過孔列領域Sをその幅方向に2等分する基準直
線と、トナー通過孔列5,5近傍の曲率半径Rの中心O
を通りこのトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る平
面としたが、この代わりに、トナー通過制御手段3にお
けるトナー通過孔列5,5が配設された領域であって、
このトナー通過孔列5,5に沿って帯状に延びる通過孔
列領域Sをその幅方向(つまり、トナー通過孔列5,5
近傍におけるトナー2の搬送方向)に2等分しかつトナ
ー通過孔列5,5方向に延びる基準直線を通りかつトナ
ー担持体1から記録用紙等の対向部材7へ向かうトナー
2の通過方向に延びる平面であるようにしてもよい。こ
のように基準平面を規定しても、上記実施形態と同様の
作用効果を奏することができる。
【0044】また、上記数式とともに、上記定数kが 1.2≦k≦1.6 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足するように画像形成装置を構成してもよく、この
ように定数kの範囲を規定しても、上記トナー担持体1
とトナー通過制御手段3との間隔ΔLkを適正に確保し
て、形成画像の品質を向上させるのに好ましい。
ように定数kの範囲を規定しても、上記トナー担持体1
とトナー通過制御手段3との間隔ΔLkを適正に確保し
て、形成画像の品質を向上させるのに好ましい。
【0045】さらに、上記数式とともに、上記定数k
が k=1.4 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足するように画像形成装置を構成するようにしても
よい。このことにより、望ましい定数kの値を得ること
ができる。
が k=1.4 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ を満足するように画像形成装置を構成するようにしても
よい。このことにより、望ましい定数kの値を得ること
ができる。
【0046】そして、スペーサ12は本実施形態に限ら
ず、電気的に接地されていなくてもよく、スペーサ12
の材料をして樹脂等の絶縁材料を用いてもよい。また、
スペーサ12の厚みを0、つまり、スペーサとしてトナ
ー通過制御手段3そのものを用いた構成としてもよく、
本発明の趣旨を何等損なうものではない。
ず、電気的に接地されていなくてもよく、スペーサ12
の材料をして樹脂等の絶縁材料を用いてもよい。また、
スペーサ12の厚みを0、つまり、スペーサとしてトナ
ー通過制御手段3そのものを用いた構成としてもよく、
本発明の趣旨を何等損なうものではない。
【0047】
【実施例】図6にも概略的に示すように、上記実施形態
に示した画像形成装置について、トナー担持体1の保持
位置、トナー通過孔4近傍のトナー通過制御手段3の曲
率半径R等を所定の値に設定した場合における、接触距
離ΔCp及び軸心距離Δeの大きさと形成画像の画質と
の関係を検討した。
に示した画像形成装置について、トナー担持体1の保持
位置、トナー通過孔4近傍のトナー通過制御手段3の曲
率半径R等を所定の値に設定した場合における、接触距
離ΔCp及び軸心距離Δeの大きさと形成画像の画質と
の関係を検討した。
【0048】実施例1〜4及び比較例1〜3におけるそ
れぞれの各種仕様パラメータを表1の上段に示す。
れぞれの各種仕様パラメータを表1の上段に示す。
【0049】
【表1】
【0050】具体的には、トナー担持体1の半径を9m
m、トナー通過制御手段3の厚みを0.1mm、トナー
通過制御手段3の剛性を150Nmm2とし、トナー通
過制御手段3の一端を固定支持する一方、他端(図6に
おける上側)に、図中に矢印で示すように、接触位置C
pから離れる方向へ5Nの張力を加えて支持するように
した。
m、トナー通過制御手段3の厚みを0.1mm、トナー
通過制御手段3の剛性を150Nmm2とし、トナー通
過制御手段3の一端を固定支持する一方、他端(図6に
おける上側)に、図中に矢印で示すように、接触位置C
pから離れる方向へ5Nの張力を加えて支持するように
した。
【0051】また、図6にも示すように、トナー担持体
1とトナー通過制御手段3上のスペーサとの接触位置C
pを原点Oとしており、この原点Oにおけるトナー担持
体1に接する接線方向をX方向(同図中上方向が正方
向)、このX方向に直交する方向をY方向(同図中右方
向が正方向)とする座標系を設定する。
1とトナー通過制御手段3上のスペーサとの接触位置C
pを原点Oとしており、この原点Oにおけるトナー担持
体1に接する接線方向をX方向(同図中上方向が正方
向)、このX方向に直交する方向をY方向(同図中右方
向が正方向)とする座標系を設定する。
【0052】そして、表1におけるトナー通過制御手段
3の保持位置とは、トナー通過制御手段3の張力を負荷
する一端部の保持位置の座標、つまり原点OからX方向
及びY方向への距離を示している。このとき、他端部の
保持位置は、Y座標が上記一端部と同一であり、X座標
が上記一端部のX座標に対するマイナス座標となるよう
な位置としている。つまり、Y軸に対して対称な2点で
トナー通過制御手段3を保持するようしており、例え
ば、実施例1では、図6における上側一端部及び他端部
の保持位置の座標(Xmm,Ymm)は、それぞれ(1
9mm,3mm),(−19mm,3mm)となる。
3の保持位置とは、トナー通過制御手段3の張力を負荷
する一端部の保持位置の座標、つまり原点OからX方向
及びY方向への距離を示している。このとき、他端部の
保持位置は、Y座標が上記一端部と同一であり、X座標
が上記一端部のX座標に対するマイナス座標となるよう
な位置としている。つまり、Y軸に対して対称な2点で
トナー通過制御手段3を保持するようしており、例え
ば、実施例1では、図6における上側一端部及び他端部
の保持位置の座標(Xmm,Ymm)は、それぞれ(1
9mm,3mm),(−19mm,3mm)となる。
【0053】そして、実施例1〜4では保持位置(Xm
m,Ymm)を、それぞれ(19mm,3mm),(1
9mm,5mm),(19mm,7mm),(19m
m,9mm)としており、比較例1〜3では、それぞれ
(19mm,1mm),(25mm,3mm),(19
mm,11mm)としている。
m,Ymm)を、それぞれ(19mm,3mm),(1
9mm,5mm),(19mm,7mm),(19m
m,9mm)としており、比較例1〜3では、それぞれ
(19mm,1mm),(25mm,3mm),(19
mm,11mm)としている。
【0054】また、このときの各実施例1〜4及び比較
例1〜3の原点O近傍の曲率半径Rは、それぞれ28,
19,14,10、80,48,9mmとなる。尚、曲
率半径Rは原点O近傍の3点の座標を測定することによ
り計測することができる。
例1〜3の原点O近傍の曲率半径Rは、それぞれ28,
19,14,10、80,48,9mmとなる。尚、曲
率半径Rは原点O近傍の3点の座標を測定することによ
り計測することができる。
【0055】そして、このような仕様の下で、基準面L
からトナー担持体1の軸心までの軸心距離Δeを0から
増大させるとともに、そのときの形成画像の濃度と、基
準面Lからスペーサ及びトナー担持体1の接触位置Cp
までの接触距離ΔCpとを測定した。
からトナー担持体1の軸心までの軸心距離Δeを0から
増大させるとともに、そのときの形成画像の濃度と、基
準面Lからスペーサ及びトナー担持体1の接触位置Cp
までの接触距離ΔCpとを測定した。
【0056】軸心距離Δeの計測は、図7に示すよう
に、目盛り付き拡大スコープ21により、トナー担持体
1の軸心と、2列のトナー通過孔列が配設された通過孔
列領域Sを幅方向に2等分する基準直線との距離を測定
することにより行った。
に、目盛り付き拡大スコープ21により、トナー担持体
1の軸心と、2列のトナー通過孔列が配設された通過孔
列領域Sを幅方向に2等分する基準直線との距離を測定
することにより行った。
【0057】そして、接触距離ΔCpの計測は、トナー
担持体1を数秒間回転させた後、このトナー担持体1の
回転を停止させて、制御電極10及び背面電極6に数秒
間所定の電圧を印加する。その後、画像形成装置のケー
シング(図示省略)からトナー担持体1を取り出して、
その表面を同じく拡大スコープ21で観察することによ
り行った。
担持体1を数秒間回転させた後、このトナー担持体1の
回転を停止させて、制御電極10及び背面電極6に数秒
間所定の電圧を印加する。その後、画像形成装置のケー
シング(図示省略)からトナー担持体1を取り出して、
その表面を同じく拡大スコープ21で観察することによ
り行った。
【0058】すなわち、図8(a)に示すように、トナ
ー担持体1の表面にはトナー層が形成されているが、ト
ナー担持体1及びスペーサが接触していた部分は、その
接触によりトナー層が排除されて、所定の接触幅を有す
る直線状の接触跡22が残る。一方、上記電圧の印加に
より、このトナー担持体1上におけるトナー通過孔に対
応する部分のトナーがその表面から引き剥がされて記録
用紙へ着弾するため、上記電圧印加後のトナー担持体1
の表面には、トナー通過孔に対応するようにしてトナー
層のない2列の印字跡21,21が形成される。図8
(b)にも示すように、この2列の印字跡21,21の
中央を通る基準線21aと、上記接触跡22の接触幅中
央を通る中心線22aとの距離を上記拡大スコープ21
により測定することにより接触距離ΔCpを計測した。
ー担持体1の表面にはトナー層が形成されているが、ト
ナー担持体1及びスペーサが接触していた部分は、その
接触によりトナー層が排除されて、所定の接触幅を有す
る直線状の接触跡22が残る。一方、上記電圧の印加に
より、このトナー担持体1上におけるトナー通過孔に対
応する部分のトナーがその表面から引き剥がされて記録
用紙へ着弾するため、上記電圧印加後のトナー担持体1
の表面には、トナー通過孔に対応するようにしてトナー
層のない2列の印字跡21,21が形成される。図8
(b)にも示すように、この2列の印字跡21,21の
中央を通る基準線21aと、上記接触跡22の接触幅中
央を通る中心線22aとの距離を上記拡大スコープ21
により測定することにより接触距離ΔCpを計測した。
【0059】さらに、このとき、形成画像の状態を計測
した。図9に示すように、形成画像の濃度については、
印字部の濃度をマクベス濃度計により測定した。具体的
には、最も濃度の大きい所謂べた調の形成画像25aに
ついては、マクベス濃度が1.4以上であること、ま
た、中間的な濃度中間調の形成画像25bについては、
マクベス濃度が0.5〜0.7であることをそれぞれ高
画質の条件とした。また、かぶり(つまり記録用紙上に
おける非印字部分26の汚れ)は、その記録用紙上の非
印字部分26の濃度を同様にマクベス濃度計により測定
した。
した。図9に示すように、形成画像の濃度については、
印字部の濃度をマクベス濃度計により測定した。具体的
には、最も濃度の大きい所謂べた調の形成画像25aに
ついては、マクベス濃度が1.4以上であること、ま
た、中間的な濃度中間調の形成画像25bについては、
マクベス濃度が0.5〜0.7であることをそれぞれ高
画質の条件とした。また、かぶり(つまり記録用紙上に
おける非印字部分26の汚れ)は、その記録用紙上の非
印字部分26の濃度を同様にマクベス濃度計により測定
した。
【0060】これらの軸心距離Δe、接触距離ΔCp及
び形成画像の状態を実験結果として上記表1の下段に示
す。この実験結果からわかるように、比較例1及び2の
ものでは、軸心距離Δeが0.28,0.27mmを境
にかぶり発生状態から画像濃度が薄い状態へそれぞれ移
行している。また、比較例3のものでは0以上の全域に
亘ってかぶりが発生する状態となっている。このよう
に、比較例1〜3のものでは、形成画像が高画質となる
軸心距離Δeの値がない。
び形成画像の状態を実験結果として上記表1の下段に示
す。この実験結果からわかるように、比較例1及び2の
ものでは、軸心距離Δeが0.28,0.27mmを境
にかぶり発生状態から画像濃度が薄い状態へそれぞれ移
行している。また、比較例3のものでは0以上の全域に
亘ってかぶりが発生する状態となっている。このよう
に、比較例1〜3のものでは、形成画像が高画質となる
軸心距離Δeの値がない。
【0061】これに対して、実施例1〜4のものでは軸
心距離Δeの値がそれぞれ0.25,0.23,0.2
1,0.19未満のときには、かぶりの発生状態となる
一方、軸心距離Δeの値がそれぞれ0.33,0.3
6,0.44,0.90よりも大きくなるときには、画
像濃度が薄い状態となる。しかし、このかぶりの発生状
態から画像濃度が薄い状態へ移行するまでに、形成画像
が高画質状態となる軸心距離Δeの値の範囲が存在する
ことがわかる。
心距離Δeの値がそれぞれ0.25,0.23,0.2
1,0.19未満のときには、かぶりの発生状態となる
一方、軸心距離Δeの値がそれぞれ0.33,0.3
6,0.44,0.90よりも大きくなるときには、画
像濃度が薄い状態となる。しかし、このかぶりの発生状
態から画像濃度が薄い状態へ移行するまでに、形成画像
が高画質状態となる軸心距離Δeの値の範囲が存在する
ことがわかる。
【0062】従って、画像形成装置がΔCp=kΔeな
る関係を満足し、さらにそのときの定数kが上記数式
(1.1≦k≦1.7)を満足する実施例1〜4のもの
では形成画像を高画質にすることができる一方、定数k
が上記数式を満足しない比較例1〜3のものでは形成
画像を高画質にすることができないことがわかる。
る関係を満足し、さらにそのときの定数kが上記数式
(1.1≦k≦1.7)を満足する実施例1〜4のもの
では形成画像を高画質にすることができる一方、定数k
が上記数式を満足しない比較例1〜3のものでは形成
画像を高画質にすることができないことがわかる。
【0063】ところで、上記間隔ΔLkを適正に確保す
るための接触距離ΔCpの所定範囲の目的値は、画像形
成装置を構成する上記パラメータに基づいて得ることが
できる。すなわち、例えば、接触位置Cp近傍の曲率半
径Rが14mmであるとき、形成画像が薄くならずに高
画質となるのに必要なΔLkの最大値は6μmであるこ
とから、図10のグラフより、ΔCp≦0.5mmが必
要条件となる。
るための接触距離ΔCpの所定範囲の目的値は、画像形
成装置を構成する上記パラメータに基づいて得ることが
できる。すなわち、例えば、接触位置Cp近傍の曲率半
径Rが14mmであるとき、形成画像が薄くならずに高
画質となるのに必要なΔLkの最大値は6μmであるこ
とから、図10のグラフより、ΔCp≦0.5mmが必
要条件となる。
【0064】一方、図11に示すように、トナー通過孔
列5,5の列間距離が0.3mm、トナー通過孔4にお
けるトナー通過孔列5,5の配列方向に垂直な方向の大
きさが0.1mmであるとき、トナー通過孔列5,5の
中央を通る基準線とスペーサの端部との間隔は0.25
〜0.3mmよりも大きい必要があるため、ΔCp≧
0.3が必要条件となる。従って、このときの接触距離
ΔCpの目的値の所定範囲は、 0.3≦ΔCp≦0.5 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ となる。
列5,5の列間距離が0.3mm、トナー通過孔4にお
けるトナー通過孔列5,5の配列方向に垂直な方向の大
きさが0.1mmであるとき、トナー通過孔列5,5の
中央を通る基準線とスペーサの端部との間隔は0.25
〜0.3mmよりも大きい必要があるため、ΔCp≧
0.3が必要条件となる。従って、このときの接触距離
ΔCpの目的値の所定範囲は、 0.3≦ΔCp≦0.5 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ となる。
【0065】したがって、実際にトナー通過制御手段3
に対してトナー担持体1を組み付ける場合には、数式
(1.1≦k≦1.7)を満たす定数kを、例えばk=
1.4として、数式(ΔCp=kΔe)及び数式と
に基づいて、軸心距離Δeの満たすべき値の範囲は、 0.21≦Δe≦0.36 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ となるので、軸心距離Δeをこの数式の範囲を満たす
大きさに直接的に設定することによって、形成画像が高
画質となる画像形成装置を容易に実現することができ
る。
に対してトナー担持体1を組み付ける場合には、数式
(1.1≦k≦1.7)を満たす定数kを、例えばk=
1.4として、数式(ΔCp=kΔe)及び数式と
に基づいて、軸心距離Δeの満たすべき値の範囲は、 0.21≦Δe≦0.36 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ となるので、軸心距離Δeをこの数式の範囲を満たす
大きさに直接的に設定することによって、形成画像が高
画質となる画像形成装置を容易に実現することができ
る。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よると、トナー担持体及びこのトナー担持体に対向して
配設された対向部材の間に配設され、トナー担持体のト
ナーを対向部材側に向かって通過させるトナー通過孔か
らなるトナー通過孔列を有していて、トナー通過孔での
トナーの通過を外部からの画像信号に基づいて制御する
トナー通過制御手段と、このトナー通過制御手段上にト
ナー担持体に当接するように設けられたスペーサとを備
える画像形成装置に対して、トナー通過制御手段におけ
るトナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に
2等分する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中
心を通りトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る基準
面から、スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの接
触距離ΔCpが、基準面からトナー担持体の軸心までの
軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてなる。ま
た、請求項2の発明では、トナー通過制御手段における
トナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2
等分する直線を通りかつトナー担持体から対向部材へ向
かうトナーの通過方向に延びる基準面から、スペーサ及
びトナー担持体の接触位置までの接触距離ΔCpが、基
準面からトナー担持体の軸心までの軸心距離Δeのみに
応じて一義的に決定されてなることにより、スペーサと
トナー担持体との接触圧や、その接触位置におけるトナ
ー通過制御手段の曲率等の他のパラメータを変えること
なく、軸心距離Δeによって接触距離ΔCpを間接的に
規定することができる。従って、軸心距離Δeの設定に
よりトナー担持体とトナー通過制御手段との間隔ΔLk
を容易にかつ適正に設定することができるとともに、形
成画像の品質の向上を図ることができる。
よると、トナー担持体及びこのトナー担持体に対向して
配設された対向部材の間に配設され、トナー担持体のト
ナーを対向部材側に向かって通過させるトナー通過孔か
らなるトナー通過孔列を有していて、トナー通過孔での
トナーの通過を外部からの画像信号に基づいて制御する
トナー通過制御手段と、このトナー通過制御手段上にト
ナー担持体に当接するように設けられたスペーサとを備
える画像形成装置に対して、トナー通過制御手段におけ
るトナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に
2等分する直線と、トナー通過孔列近傍の曲率半径の中
心を通りトナー通過孔列方向に延びる直線とを通る基準
面から、スペーサ及びトナー担持体の接触位置までの接
触距離ΔCpが、基準面からトナー担持体の軸心までの
軸心距離Δeのみに応じて一義的に決定されてなる。ま
た、請求項2の発明では、トナー通過制御手段における
トナー通過孔列が配設された通過孔列領域を幅方向に2
等分する直線を通りかつトナー担持体から対向部材へ向
かうトナーの通過方向に延びる基準面から、スペーサ及
びトナー担持体の接触位置までの接触距離ΔCpが、基
準面からトナー担持体の軸心までの軸心距離Δeのみに
応じて一義的に決定されてなることにより、スペーサと
トナー担持体との接触圧や、その接触位置におけるトナ
ー通過制御手段の曲率等の他のパラメータを変えること
なく、軸心距離Δeによって接触距離ΔCpを間接的に
規定することができる。従って、軸心距離Δeの設定に
よりトナー担持体とトナー通過制御手段との間隔ΔLk
を容易にかつ適正に設定することができるとともに、形
成画像の品質の向上を図ることができる。
【0067】請求項3の発明によると、定数をkとした
とき、ΔCp=kΔe及び1.1≦k≦1.7の2つの
関係式を満足していることにより、間隔ΔLkを設定す
るための軸心距離Δeの適正値を得ることができる。
とき、ΔCp=kΔe及び1.1≦k≦1.7の2つの
関係式を満足していることにより、間隔ΔLkを設定す
るための軸心距離Δeの適正値を得ることができる。
【図1】本実施形態に係る画像形成装置を示す説明図で
ある。
ある。
【図2】同実施形態の要部の拡大縦断正面図である。
【図3】同実施形態の任意のトナー通過孔における3つ
の動作状態を示す縦断側面図である。
の動作状態を示す縦断側面図である。
【図4】同実施形態における制御電極と偏向電極への印
加電圧のタイミング図である。
加電圧のタイミング図である。
【図5】同実施形態における各電極の配設状態を示す平
面図である。
面図である。
【図6】本実施例における画像形成装置の座標系を示す
概略図である。
概略図である。
【図7】軸心距離Δeの測定系を示す説明図である。
【図8】接触位置ΔCpの測定系を示す説明図である。
【図9】記録用紙に形成された画像を示す説明図であ
る。
る。
【図10】接触距離ΔCpとトナー担持体及びトナー通
過制御手段の間隔ΔLkとの関係を示すグラフ図であ
る。
過制御手段の間隔ΔLkとの関係を示すグラフ図であ
る。
【図11】トナー通過孔列の近傍をスペーサとともに拡
大して示す平面図である。
大して示す平面図である。
【図12】従来例の画像形成装置の要部構成図である。
【図13】従来例の画像形成装置の全体構成を示す構成
図である。
図である。
【図14】同従来例における各電極の配設状態を示す平
面図である。
面図である。
S 通過孔列領域 O 曲率半径の中心 R 曲率半径 L 基準面 Cp 接触位置 ΔCp 接触距離 Δe 軸心距離 k 定数 1 トナー担持体 2 トナー 3 トナー通過制御手段 4 トナー通過孔 5 トナー通過孔列 7 対向部材 12 スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597063831 Onnereds Brygga 13 421 57 Vestra Frolund a Sweden (72)発明者 伊藤 太一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2C162 AE25 AE31 AE47 AE56 AE74 CA02 CA12 CA24 2H029 DB04
Claims (5)
- 【請求項1】 トナーを担持して搬送するローラからな
るトナー担持体と、 前記トナー担持体に対向して配設された対向部材と、 前記トナー担持体及び対向部材の間に配設され、トナー
担持体のトナーを対向部材側に向かって通過させるトナ
ー通過孔を前記トナー担持体の軸心と平行に配列してな
るトナー通過孔列を有していて、該トナー通過孔でのト
ナーの通過を外部からの画像信号に基づいて制御するト
ナー通過制御手段と、 前記トナー通過制御手段上に前記トナー担持体に当接す
るように設けられたスペーサとを備える画像形成装置に
おいて、 前記トナー通過制御手段におけるトナー通過孔列が配設
された通過孔列領域を幅方向に2等分する直線と、トナ
ー通過孔列近傍の曲率半径の中心を通り該トナー通過孔
列方向に延びる直線とを通る基準面から、前記スペーサ
及びトナー担持体の接触位置までの接触距離ΔCpが、
前記基準面からトナー担持体の軸心までの軸心距離Δe
のみに応じて一義的に決定されてなることを特徴とする
画像形成装置。 - 【請求項2】 トナーを担持して搬送するローラからな
るトナー担持体と、 前記トナー担持体に対向して配設された対向部材と、 前記トナー担持体及び対向部材の間に配設され、トナー
担持体のトナーを対向部材側に向かって通過させるトナ
ー通過孔を前記トナー担持体の軸心と平行に配列してな
るトナー通過孔列を有していて、該トナー通過孔でのト
ナーの通過を外部からの画像信号に基づいて制御するト
ナー通過制御手段と、 前記トナー通過制御手段上に前記トナー担持体に当接す
るように設けられたスペーサとを備える画像形成装置に
おいて、 前記トナー通過制御手段におけるトナー通過孔列が配設
された通過孔列領域を幅方向に2等分する直線を通りか
つトナー担持体から対向部材へ向かうトナーの通過方向
に延びる基準面から、前記スペーサ及びトナー担持体の
接触位置までの接触距離ΔCpが、前記基準面からトナ
ー担持体の軸心までの軸心距離Δeのみに応じて一義的
に決定されてなることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項3】 定数をkとしたとき、 ΔCp=kΔe 1.1≦k≦1.7 を満足していることを特徴とする請求項1又は2記載の
画像形成装置。 - 【請求項4】 定数をkとしたとき、 ΔCp=kΔe 1.2≦k≦1.6 を満足していることを特徴とする請求項1又は2記載の
画像形成装置。 - 【請求項5】 定数をkとしたとき、 ΔCp=kΔe k=1.4 を満足していることを特徴とする請求項1又は2記載の
画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001076134A JP2002273928A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001076134A JP2002273928A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002273928A true JP2002273928A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18933117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001076134A Pending JP2002273928A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002273928A (ja) |
-
2001
- 2001-03-16 JP JP2001076134A patent/JP2002273928A/ja active Pending
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