JPH10202934A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーの飛翔軌道を制御する制御電極のゲー
トの目詰まりを防止して、高品位な画像の形成を長期間
にわたって維持することのできる画像形成装置を提供す
ること。 【解決手段】 トナー（２１）を帯電させて担持するト
ナー担持体（２）と、前記トナー担持体に対向配置され
て該トナー担持体との間に電界を形成する対向電極（１
９）と、前記電界の作用を受けて前記トナー担持体
（２）から前記対向電極（１９）に向けて飛翔するトナ
ー（２１）の飛翔軌道上に配設された制御電極（２６）
とを有し、画像信号に基づき前記制御電極（２６）の電
位を変化させることにより、前記トナー（２１）の飛翔
軌道を制御して記録媒体（５）に画像を形成する画像形
成装置であって、前記制御電極（２６）はトナー（２
１）とは同極性のエレクトレットを基材として構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等の画像形成装置に関し、特に、トナーなどの顕像化粒
子を電気力より記録媒体に向けて飛翔させて画像の形成
を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば特開平６−１５５７９８号
公報に開示されているように、画像信号に基づき紙等の
記録媒体上に可視像を形成して出力する画像形成装置と
して、顕像化粒子であるトナーを電気力（電界）により
飛翔させて記録媒体に付着させることにより、可視像
（トナー像）を該記録媒体上に直接的に形成する画像形
成装置が提案されている。

【０００３】以下、この種の従来の画像形成装置につい
て、図５を参照しながら説明する。同図に示すように、
この画像形成装置は、トナー供給部８０２と印刷部８０
３とからなる画像形成部８０１を備えて構成され、トナ
ー供給部８０２から印刷部８０３に向けてトナー８２１
を飛翔させ、このトナー８２１の飛翔軌道を画像信号に
基づいて制御することにより画像（トナー像）を記録媒
体上に直接的に形成する。

【０００４】ここで、トナー供給部８０２は、トナー８
２１を収容するトナー収容槽８２０と、トナー８２１を
担持するトナー担持体８２２からなる。トナー担持体８
２２は接地されており、図中矢印Ａ方向にその表面での
速度が例えば３０mm/secで回転する。トナー８２１は、
平均粒径が１０μｍの１成分トナーであり、ドクターブ
レード８２３によって帯電量が例えば−８μＣ／ｇ〜−
１０μＣ／ｇとなるように負の電荷が付与されて、トナ
ー担持体８２２の外周面に例えば平均厚さ８０μｍをも
って担持される。

【０００５】一方、印刷部８０３は、例えば直径５０ｍ
ｍのアルミニウムの円筒体からなる対向電極８１９と、
該対向電極８１９と前記トナー担持体８２２との間に設
けられた制御電極８２６とを備える。この対向電極８１
９は、トナー担持体８２２の外周面から例えば１ｍｍの
距離に設けられ、直流電源部８３０により約２ｋＶの高
電圧が印加されている。これにより、対向電極８１９と
トナー担持体８２２との間には、トナー担持体８２２に
担持されたトナー８２１を対向電極８１９方向に飛翔さ
せるのに必要な電界が形成されている。また、この対向
電極８１９は、トナー担持体８２２の回転に同期して図
中矢印Ｂ方向に回転し、記録材８０５を搬送する。

【０００６】この印刷部８０３を構成する制御電極８２
６は、対向電極８１９の外周面の接線方向と平行をな
し、且つ対向電極８１９と対向するようにして２次元的
に広がっており、後述するように、この制御電極８２６
に供給される電位により、トナー担持体８２２から対向
電極８１９に向けて飛翔するトナー８２１の飛翔軌道を
制御する。

【０００７】この制御電極８２６は、トナー担持体８２
２の外周面から例えば１００μｍの距離に設けられてお
り、厚さ５０μｍのフレキシブルプリント基板（ＦＰ
Ｃ）８２６Ａ、および例えば厚さ２０μｍの銅箔からな
るリング状電極８２７を備え、このリング状電極８２７
は、給電線および高圧ドライバー（何れも図示せず）を
介して制御電源部８３１に電気的に接続されている。

【０００８】また、この基板８２６Ａには、トナー８２
１の通過部となる例えば直径１５０μｍの孔８２９（後
述のゲート２９に相当）が、リング状電極８２７の開口
部に位置するように形成されている。なお、図５では、
リング状電極８２７及び穴８２９を簡略的に記載した
が、実際には所定の配列で複数形成されている。

【０００９】リング状電極８２７には、制御電源部８３
１により、画像信号に応じた電圧が印加される。即ち、
トナー担持体８２２に担持されたトナー８２１（負に帯
電）を対向電極８１９方向に通過させる場合、制御電源
部８３１は、トナー８２１がトナー担持体８２２から対
向電極８１９に移動するのに必要な時間（例えば２５０
μsec）より長い時間（例えば３００μsec）の間、リン
グ状電極８２７に対して例えば＋２００Ｖの高電位を印
加し、逆に、通過させない場合には−２００Ｖの低電位
を印加する。

【００１０】このように、制御電極８２６のリング状電
極８２７に与える電位を画像信号に応じて制御しなが
ら、対向電極８１９におけるトナー担持体８２２の対向
面側に記録材８０５を搬送すると、記録材８０５の表面
に画像信号に応じた画像が直接的に形成される。なお、
トナー担持体８２２の回転、対向電極８１９の回転、制
御電極８２６へのトナー８２１を通過させない電位の印
加、対向電極８１９への高電圧の印加は、単一のトリガ
ーによって略同時に行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の画像
形成装置を用いて画像形成を行う際に、制御電極の穴８
２９にトナーが詰まって、目詰まりを起こすことがあ
り、画像を形成する上で重大な支障をきたすことがあっ
た。

【００１２】このような制御電極の目詰まりを防止する
ことを目的として、例えば、特開平６−２１８９８１号
公報に開示されているように、制御電極を清掃するため
のブラシローラを設けた装置や、或いは特開平３−１６
８７６７号公報に開示されているように、非画像形成時
に印加される電位によって制御電極の清掃を行う装置が
ある。

【００１３】しかしながら、上述の従来の装置によれ
ば、ブラシローラを駆動するための特別な機構を必要と
したり、或いは清掃用の電位を与えるためのドライバー
を要することから、コストアップの要因となるだけでな
く、装置が複雑化し、小型化の妨げとなっていた。

【００１４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、制御電極のゲートの目詰まりを有効且つ
安価に防止することができ、高品位な画像の形成を長期
間にわたって維持することのできる画像形成装置を提供
することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。即ち、請求項１
に記載の発明に係る画像形成装置は、トナーを帯電させ
て担持するトナー担持体と、前記トナー担持体に対向配
置されて該トナー担持体との間に電界を形成する対向電
極と、前記電界の作用を受けて前記トナー担持体から前
記対向電極に向けて飛翔するトナーの飛翔軌道上に配設
された制御電極とを有し、画像信号に基づき前記制御電
極の電位を変化させることにより、前記トナーの飛翔軌
道を制御して記録媒体に画像を形成する画像形成装置で
あって、前記制御電極は、エレクトレットを基材として
構成されたことを特徴とする画像形成装置の構成を有す
る。

【００１６】また、請求項２に記載の発明に係る画像形
成装置は、エレクトレットが、トナー担持体と対向電極
との間に形成された電界の作用を受けて前記トナー担持
体から前記対向電極に向けて飛翔するトナーと同極性に
帯電したモノポール型であることを特徴とする請求項１
に記載の画像形成装置の構成を有する。

【００１７】また、請求項３に記載の発明に係る画像形
成装置は、制御電極が、トナーの飛翔軌道を制御するた
めの電位が与えられるリング状電極をエレクトレットで
被覆して構成されたことを特徴とする請求項１または２
の何れか１項に記載の画像形成装置の構成を有する。

【００１８】また、請求項４に記載の発明に係る画像形
成装置は、制御電極が、トナーの飛翔軌道を制御するた
めの電位が与えられるリング状電極をエレクトレットの
表面に形成して構成されたことを特徴とする請求項１ま
たは２の何れか１項に記載の画像形成装置の構成を有す
る。

【００１９】また、請求項５に記載の発明に係る画像形
成装置は、所望の帯電極性とは逆の極性に帯電したトナ
ーをトナー担持体から選択的に排除するトナー分別手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１から４の何れか
１項に記載の画像形成装置の構成を有する。

【００２０】また、請求項６に記載の発明に係る画像形
成装置は、トナー分別手段によりトナー担持体から選択
的に排除されたトナーを回収して廃トナー収納容器に搬
送する廃トナー回収手段を備えたことを特徴とする請求
項５に記載の画像形成装置の構成を有する。

【００２１】また、請求項７に記載の発明に係る画像形
成装置は、トナー分別手段によりトナー担持体から選択
的に排除されたトナーを回収してトナー収容槽へ戻すト
ナー回収手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載
の画像形成装置の構成を有する。

【００２２】以下、上記構成された本発明の作用につい
て述べる。即ち、請求項１及び２に記載の発明に係る画
像形成装置によれば、帯電されてトナー担持体に担持さ
れたトナーは、トナー担持体と対向電極との間に形成さ
れた電界の作用を受けて、トナー担持体から対向電極に
向けて飛翔する。このトナーの飛翔軌道は、画像信号に
基づいて制御電極の電位を変化させることにより制御さ
れ、このトナーが記録媒体に付着して画像を形成する。
このとき、制御電極の基材であるエレクトレットは、恒
久的に分極して、見かけ上、トナーと同極性に帯電して
いるので、制御電極の表面の近傍ではトナーに対して斥
力が与えられ、制御電極の表面への付着が阻止される。

【００２３】また、請求項３に記載の発明に係る画像形
成装置によれば、リング状電極を被覆するエレクトレッ
トがトナーに対して斥力を与えることにより、リング状
電極を含む制御電極の表面に対するトナーの付着を阻止
する。

【００２４】また、請求項４に記載の発明に係る画像形
成装置によれば、エレクトレットがトナーに対して斥力
を与えることにより、リング状電極を除く制御電極の表
面に対するトナーの付着を阻止する。

【００２５】また、請求項５に記載の発明に係る画像形
成装置によれば、トナー分別手段は、所望の帯電極性と
は逆の極性に帯電したトナーに対して、例えばトナー担
持体との間に斥力を与えるような電界を印加して、これ
をトナー担持体から選択的に排除する。これにより、エ
レクトレットの分極電荷に引かれて制御電極に付着する
トナーが予め排除され、トナー担持体から対向電極に向
けて飛翔するトナーは、制御電極を構成するエレクトレ
ットと同極性のもののみとなる。

【００２６】また、請求項６に記載の発明に係る画像形
成装置によれば、廃トナー回収手段は、トナー分別手段
により排除されたトナーを廃トナーとして回収し、これ
をトナー収容槽に収容されたトナーから隔離する。

【００２７】また、請求項７に記載の発明に係る画像形
成装置によれば、トナー回収手段は、トナー分別手段に
より排除されたトナーを回収し、これを再利用するため
にトナー収容槽へ戻す。トナー担持体はトナー収容槽に
回収されたトナーを再び担持して、画像の形成に再び使
用する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１及び第２の実
施の形態について、図１〜図４を参照しながら、順に説
明する。なお、各図において、共通する要素、或いは相
当する要素には同一符号を付して、これらの重複する説
明を省略する。

【００２９】〔第１の実施の形態について〕先ず、本発
明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して
説明する。なお、以下の説明においては、負帯電のトナ
ーに対応するように構成された画像形成装置について詳
述するが、正帯電のトナーを使用する場合には、それに
応じて適宜各印加電圧の極性を設定して構成すればよ
い。

【００３０】本実施形態に係る画像形成装置は、図１に
示すように、トナー供給部２と印刷部３とを有する画像
形成部１を備え、この画像形成部１の入紙側及び出紙側
には、それぞれ給紙装置１０及び定着部１１が設けられ
ている。ここで、画像形成部１は、後述するように、顕
像化粒子としてのトナー２１を飛翔させて、この飛翔軌
道を画像信号に応じて制御し、記録媒体である記録材５
の上に画像（トナー像）を直接的に形成する。

【００３１】また、給紙装置１０は、記録媒体としての
記録材５を収容する記録材カセット４と、この記録材カ
セット４から記録材５を送り出すピックアップローラ６
と、記録材５をガイドする給紙ガイド７と、記録材５が
供給されたことを検出する給紙センサ（図示せず）とを
備える。ピックアップローラ６は、図示しない駆動装置
によって回転駆動され、記録材５を給紙装置１０から１
枚づつ取り出す。

【００３２】また、定着部１１は、加熱ローラ１２と、
ヒータ１３と、加圧ローラ１４と、温度センサ１５と、
温度制御回路１６とからなり、画像形成部１にて記録材
５上に形成されたトナー像を加熱および加圧して記録材
５に定着させる。ここで、加熱ローラ１２は例えば厚さ
２ｍｍのアルミニウム管からなる。ヒータ１３は、例え
ばハロゲンランプからなり、加熱ローラ１２に内蔵され
ている。加圧ローラ１４は、例えばシリコーン樹脂から
なる。

【００３３】そして、互いに対向して設けられた加熱ロ
ーラ１２および加圧ローラ１４には、記録材５を挟んで
加圧することができるように、それぞれの軸の両端に図
示しないスプリング等によって例えば２kgの荷重が加え
られている。また、温度センサ１５は、加熱ローラ１２
表面の温度を測定する。そして、温度制御回路１６は温
度センサ１５の測定結果に基づいてヒータ１３のＯＮ／
ＯＦＦ等を制御し、加熱ローラ１２表面の温度を例えば
１５０℃に保持する。定着部１１は記録材５が排出され
たことを検出する排紙センサ（図示せず）を備えてい
る。

【００３４】また、図示しないが、定着部１１の出紙側
には、定着部１１で定着処理された記録材５を排紙トレ
イ上に排出する排紙ローラ、および排出された記録材５
を受ける排紙トレイが設けられている。なお、加熱ロー
ラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４等の材質、或いは
加熱ローラ１２の表面温度は、上述の例に限定されるも
のではなく、また、定着部１１は、記録材５を加熱また
は加圧の何れかによりトナー像を定着させる構成として
もよい。

【００３５】次に、上述の画像形成部１について、さら
に詳細な説明を加える。画像形成部１を構成するトナー
供給部２は、顕像化粒子としてのトナー２１が収容され
ているトナー収容槽２０と、トナー２１を担持し搬送す
るトナー担持体２２と、トナー２１を負帯電させると共
にトナー担持体２２の外周面に担持されるトナー層の厚
さを規制するドクターブレード２３とを備えて構成され
る。

【００３６】ここで、トナー担持体２２は、図示しない
駆動装置によって駆動され、図中矢印Ａ方向に例えばそ
の表面での速度が３０mm/secで回転する。ドクターブレ
ード２３はトナー担持体２２の回転方向における上流側
に、トナー担持体２２の外周面から例えば６０μｍの距
離に設けられており、この距離に応じてトナー層の厚さ
を規制する。

【００３７】トナー２１は、例えば平均粒径が８μｍの
非磁性１成分トナーであり、ドクターブレード２３によ
り、例えば帯電量が−８μＣ／ｇ〜−１０μＣ／ｇとな
るように電荷が付与される。なお、ドクターブレード２
３とトナー担持体２２との距離、或いはトナー２１の平
均粒径や帯電電荷量等は、特に上述の例に限定されるも
のではない。

【００３８】一方、画像形成部１を構成する印刷部３
は、トナー担持体２２の外周面と対向する対向電極１９
と、該対向電極１９に高電圧を供給する電源３０と、前
記トナー担持体２２と前記対向電極１９との間に設けら
れた制御電極２６とを備えて構成される。

【００３９】ここで、対向電極１９は、例えば厚さ１ｍ
ｍのアルミニウムの円筒体からなり、トナー担持体２２
の外周面から例えば１ｍｍの距離に位置させて、電源３
０により例えば６００Ｖの高電圧が印加されている。こ
れにより、トナー担持体２２と対向電極１９との間に、
トナー担持体２２に担持されたトナー２１を対向電極１
９に向けて飛翔させるのに必要な電界を形成する。ま
た、対向電極１９は、トナー担持体２２の回転に同期し
て図中矢印Ｂ方向に回転し、記録材５を搬送する。

【００４０】なお、図示しないが、本画像形成装置は、
制御回路として、画像形成装置の全体を制御する主制御
部と、原稿等の画像を読み取る画像読み取り装置から得
られた画像データを印刷すべき画像データの形式に変換
する画像処理部と、変換された該画像データを記憶する
画像情報メモリと、画像処理部から得られた画像データ
を制御電極２６に与えるべき画像データに変換する画像
形成制御ユニットとを備える。

【００４１】また、制御電極２６は、対向電極１９の外
周面の接線方向と平行をなし、且つ対向電極１９と対向
して２次元的に広がっており、トナー担持体２２から対
向電極１９に向けて飛翔するトナー流が通過可能な構造
となっている。そして、この制御電極２６に供給される
電位により、トナー担持体２２と対向電極１９との間に
形成された電界が変化し、トナー担持体２２から対向電
極１９へのトナー２１の飛翔軌道が制御される。

【００４２】また、この制御電極２６は、図２（ａ）に
示すように、エレクトレットを基材とする絶縁性の基板
２６ａと、高圧ドライバ（図示せず）と、各々独立した
リング状電極２７と、給電線２８とからなり、トナー担
持体２２の外周面から例えば１００μｍの距離に図示し
ない支持部材により固定されている。

【００４３】即ち、絶縁性の基板２６ａは、トナー２１
の帯電極性と同極性（負極性）のモノポール型のエレク
トレット樹脂からなり、樹脂材料に電子や負イオン等を
注入して作製され、例えば厚さ２５μｍに形成されてい
る。また、該エレクトレットの基板２６ａには、後述す
るゲート２９となるべき複数の孔が形成されている。

【００４４】リング状電極２７は、例えば銅箔からな
り、トナー担持体２２との対向面側に、前記孔にその開
口部が位置するようにして、所定の配列で配置されてい
る。このリング状電極２７は、例えば外周の直径を２２
０μｍ、厚さを３０μｍとして形成されており、また、
その開口部は例えば直径２００μｍとして形成されてい
る。この開口部は、トナー担持体２２から対向電極１９
へ飛翔するトナー２１の通過部となる。以下、この通過
部をゲート２９と称する。

【００４５】このゲート２９は、例えばＡ４判の記録材
の横幅における解像度を３００ＤＰＩ（Dot Per Inch）
とした場合、２５６０個程度形成され、各ゲートのリン
グ状電極２７は、給電線２８および高圧ドライバ（図示
せず）を介して制御電源部３１に電気的に接続される。

【００４６】また、図２（ｂ）に断面を示すように、リ
ング状電極２７ａを、エレクトレットの基板２６ａの中
に埋め込むようにして、エレクトレットで被覆すれば、
このリング状電極２７ａへのトナーの付着を防止するこ
とができ更に望ましい。なお、ゲート２９の個数や、制
御電極２６とトナー担持体２２との距離、或いは、ゲー
ト２９の大きさやリング状電極２７の厚さ等は、上述の
例に限定されるものではない。

【００４７】上述の制御電極２６のリング状電極２７に
は、図１に示す制御電源部（制御手段）３１により画像
信号に応じたパルス電圧が印加される。例えば、制御電
源部３１は、リング状電極２７に対し、トナー担持体２
２に担持されたトナー２１を対向電極１９方向に通過さ
せる場合には例えば＋２００Ｖを印加し、通過させない
場合には例えば−２００Ｖを印加する。

【００４８】このように、制御電極２６（リング状電極
２７）に付与する電位を画像信号に応じて制御しなが
ら、対向電極１９におけるトナー担持体２２との対向面
側に記録材５を搬送すると、この記録材５の表面に画像
信号に応じたトナー像が形成される。なお、制御電源部
３１は、後述するように、図示しない画像形成制御ユニ
ットから送られてくる制御電極制御信号によって制御さ
れる。

【００４９】次に、本画像形成装置による一連の画像形
成動作について説明する。先ず、例えば、図示しない画
像読み取り部に複写すべき原稿が載置され、コピースタ
ートボタン（図示せず）が操作されると、この入力を受
けた主制御部は画像形成動作を開始させる。即ち、画像
読み取り部によって原稿画像が読み取られ、その画像デ
ータが画像処理部で処理され、画像情報メモリに記憶さ
れる。

【００５０】画像情報メモリに記憶された画像データは
画像形成制御ユニットに転送され、画像形成制御ユニッ
トでは、入力された画像データを制御電極２６に与える
制御電極制御信号に変換し始める。また、画像形成制御
ユニットは、所定量の制御電極制御信号を得ると、図示
しない駆動装置が作動し、この駆動装置に回転駆動され
る図１に示すピックアップローラ６により、給紙装置１
０に収納された記録材５が画像形成部１方向へ送り出さ
れると共に、正常な給紙状態であることが給紙センサに
て検出される。ピックアップローラ６によって送り出さ
れた記録材５は画像信号と同期してトナー担持体２２と
の対向面側に搬送される。

【００５１】このとき、図１に示すトナー供給部２で
は、トナー収容槽２０からトナー２１がトナー担持体２
２に供給される。トナー担持体２２上のトナー２１は、
トナー飛翔領域より手前に設けられたドクターブレード
２３によってその層の厚さを約６０μｍに規制されると
共に、ドクターブレード２３との摩擦によって例えばマ
イナスに帯電されながら、トナー担持体２２の回転と共
にトナー飛翔領域へ搬送される。

【００５２】一方、上述の画像形成制御ユニットでは、
印刷部３への記録材５の搬送に同期したタイミングで、
図１に示す制御電極２６への画像信号の供給を制御す
る。即ち、制御電源部３１は、画像形成制御ユニットか
ら入力する制御電極制御信号に基づいて、制御電極２６
の各リング状電極２７に＋１５０Ｖもしくは−２００Ｖ
の電圧を印加し、制御電極２６近傍の電界を制御する。

【００５３】この結果、制御電極２６のゲート２９にお
いて、画像データに応じてトナー担持体２２から対向電
極１９へのトナー２１の飛翔の阻止とその解除とが適宜
行われて、トナーの飛翔軌道が制御され、記録材５上に
トナー像が形成される。このとき、制御電極２６は、制
御電極２６のトナー担持体２２側及び記録材５側の両面
でトナー２１の帯電極性と同極性（本実施形態では負極
性）を有するようエレクトレット化されているため、ト
ナー２１が制御電極２６のゲート２９を通過する際に、
制御電極２６の近傍でトナー２１と制御電極２６との間
に斥力が作用し、制御電極２６（ゲート２９）へのトナ
ーの付着が阻止される。なお、トナー２１として、その
製造過程または製造後に電子あるいは負イオンを注入す
ることによって得られるエレクトレット化されたトナー
を用いると更に望ましい。

【００５４】このようにしてトナー像が形成された記録
材５は、図１に示す定着部１１に搬送されて、トナー像
が記録材５に定着される。トナー像が定着された記録材
５は、排紙ローラ（図示なし）にて排紙トレイ上に排出
されると共に、正常に排出されたか否かが排紙センサ
（図示なし）にて検出される。この検出結果に基づい
て、主制御部が印刷動作の正常な終了を判断する。

【００５５】以上の画像形成動作において、制御電極２
６の基材であるエレクトレットがトナーに与える斥力
は、リング状電極２７がトナーに与える作用に比較して
微弱であるため、トナーの飛翔軌道の制御に対して影響
を与えることがなく、画像信号に応じた飛翔軌道の制御
を可能とする一方、制御電極２６に対するトナーの付着
を阻止し、長期にわたる使用を経ても、制御電極２６の
ゲート２９は目詰まりすることがない。

【００５６】〔第２の実施の形態について〕次に、図３
を参照しながら、本発明の第２の実施形態について説明
する。上述の第１の実施形態では、トナーの帯電極性に
合わせて、負極性のエレクトレットを用いて制御電極を
構成するものとしたが、仮に、所望する極性（この場
合、負極性）に帯電されて飛翔するトナーの中に所望す
る極性とは逆極性（この場合、正極性）のトナーが混入
していると、負極性のエレクトレットはこれを引き寄せ
て、この正極性のトナーを付着する。本実施形態は、こ
の点に着目して構成されたもので、エレクトレットと逆
極性のトナーを予め排除することにより、何れの極性の
トナーに対しても制御電極への付着を防止するものであ
る。

【００５７】即ち、図３に本実施形態の構成の要部を示
すように、本実施形態の装置が備えるトナー供給部３０
２は、トナー２１を収容するトナー収容槽３２０と、ト
ナー２１を担持するトナー担持体２２と、該トナー担持
体２２にトナー２１を供給するトナー供給部材３４１
と、所望の極性に帯電したトナーのみを分別して前記ト
ナー担持体２２に搬送するトナー分別手段３４２と、ト
ナー担持体３２２に担持されるトナー層の厚さを規制す
るドクターブレード２３と、トナー２１に電荷を付与す
る電荷付与部材３２４とから構成される。

【００５８】この電荷付与部材３２４は、トナー供給部
材３４１の外周面から例えば１００μｍの微小ギャップ
を設けて、トナー担持体２２にトナー２１を供給する位
置の手前側のトナー収容槽３２０内に設けられており、
例えば−２００Ｖの電圧が印加されている。なお、前記
トナー担持体２２とトナー供給部材３４１とのギャッ
プ、或いはトナー供給部材３４１に印加する電圧は、特
に上述の例に限られるものではない。

【００５９】トナー供給部材３４１は、図示しない駆動
装置によって駆動され、例えば図中矢印Ｂ方向に回転す
る。この回転により、トナー供給部材３４１上のトナー
２１は帯電付与部材３２４と接触摩擦して帯電電荷を与
えられる。これにより負帯電されたトナー２１は、トナ
ー供給部材３４１の回転にともなってトナー担持体２２
の近傍まで搬送される。

【００６０】ここでトナー分別手段３４２は、所望の極
性（負極性）に帯電したトナーのみをトナー担持体２２
側へ移動させるような電界を、トナー供給部材３４１か
らトナー担持体２２にトナー２１が供給される位置に印
加する。これにより、所望の極性とは逆に帯電したトナ
ーを排除して、トナー担持体２２には所望の極性に帯電
したトナーのみを供給し、トナー層を形成する。上述の
ようにしてトナー２１が供給されたトナー担持体２２
は、例えば図中矢印Ｃの方向に回転し、この担持体２２
に担持されたトナーが、トナー飛翔領域の手前でドクタ
ーブレード３２３により所望の層厚に規制される。

【００６１】トナー飛翔領域（トナー飛翔軌道上）に位
置を合わせて設けられた制御電極２６は、全体が負極性
にエレクトレット化されている。このため、制御電極２
６と所望の極性に帯電したトナー２１との間には斥力が
作用し、制御電極２６へのトナー２１の付着が阻止され
る。

【００６２】この場合、本実施形態では、トナー分別手
段３４２により、予め所望の帯電極性とは逆の極性（正
極性＝エレクトレットとは逆極性）に帯電したトナーを
排除するので、トナー担持体２２から対向電極１９に向
けて飛翔するトナーは全て制御電極２６のエレクトレッ
トと同一極性のもののみに選択される。このため、エレ
クトレットとは逆極性のトナーが制御電極に引かれて付
着することがなく、連続的に画像形成を行っても、常時
良好な画像形成を行うことができる。

【００６３】上述のように、トナー分別手段３４２によ
り排除されたトナーは、所望する極性とは逆極性に帯電
した粒子であり、所望の極性に帯電するトナーに混ぜる
と凝集し、顕像剤としてのトナーの特性に悪影響を及ぼ
す場合がある。そこで、このような場合、図４（ａ）に
示すように、トナー分別手段３４２により排除されたト
ナー４４３を廃トナーとして回収し、所望の極性に帯電
するトナーから隔離するように構成してもよい。

【００６４】即ち、図４（ａ）に示すトナー供給部４０
２は、トナー２１が収容されているトナー収容槽４２０
と、トナー２１を担持して図中Ｄ方向に回転するトナー
担持体２２と、該トナー担持体２２にトナー２１を供給
するトナー供給部材４４１と、トナー担持体４２２の外
周面に担持されるトナー層の厚さを規制するドクターブ
レード４２３と、所望の極性とは逆の極性に帯電したト
ナー４４３をトナー担持体２２から回収する回収ローラ
４４２と、回収されたトナー４４３を収容する廃トナー
収納容器４４４とから構成される。

【００６５】この構成の場合、トナー担持体２２に担持
されたトナー２１は、このトナー担持体２２の回転にと
もなってトナー飛翔領域まで搬送されるが、ドクターブ
レード４２３とトナー飛翔領域との中間位置に設けられ
た回収ローラ４４２には、所望の帯電極性（負極性）と
同じ極性の電圧が印加されている。

【００６６】このため、トナー担持体２２に担持された
帯電トナー２１のうち所望する極性と逆極性（正極性）
のトナー４４３のみがトナー飛翔領域に搬送される前
に、回収ローラ４４２により回収されて、トナー担持体
２２から排除される。このトナー４４３は、廃トナー回
収容器４４４に搬送され回収／廃棄される。

【００６７】なお、回収されたトナー４４３の中には、
例えばトナー同士の摩擦により逆極性に帯電したものが
あり、この場合、ドクターブレードにより適切な摩擦を
与えれば、所望の極性に帯電が可能である。従って、こ
のような場合、回収されたトナー４４３は再使用が可能
なものであから、図４（ｂ）に示すように、トナー回収
手段４５０を設けて、回収されたトナー４４３をトナー
収容槽４２０へ再び戻すように構成してもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下のような効果を得ることができる。即
ち、請求項１及び２に記載の発明によれば、制御電極を
エレクトレットを基材として構成したので、制御電極の
表面の近傍においてトナーに斥力が作用し、制御電極へ
のトナーの付着を有効に防止することができる。従っ
て、簡単且つ安価な構成で制御電極へのトナー付着を防
止することができ、常に良好な画像形成を行えると共
に、制御電極をクリーニングする機構等を必要としない
ため、装置の小型化及び低コスト化を実現することがで
きる。また、制御電極のトナー担持体側及び対向電極側
の両面において制御電極のトナー付着を防止することが
できるので、制御電極の目詰まりや記録紙の汚れを有効
に防止することができ、常に良好な画像形成を行うこと
ができる。

【００６９】また、請求項３に記載の発明によれば、ト
ナーの通過（トナーの飛翔軌道）を制御するリング状電
極をエレクトレットで被覆して構成したので、このリン
グ状電極へのトナーの付着を防止することができる。こ
のため、リング状電極間でのリークを防止することがで
きると共に、常にゲート部をクリーンな状態に保つこと
ができ、長期にわたって良好な画像形成を安定的に行う
ことができる。

【００７０】また、請求項４に記載の発明によれば、リ
ング状電極をエレクトレットの表面に形成するように構
成したので、請求項３に記載の発明に比較して、より簡
単な工程で制御電極を作製することができる。

【００７１】また、請求項５に記載の発明によれば、エ
レクトレットの極性と逆極性に帯電したトナーを予め排
除するように構成したので、エレクトレットへのトナー
の付着を完全に排除することができ、極めて良好な画像
形成を長期間にわたって行うことができる。

【００７２】また、請求項６に記載の発明によれば、所
望の極性とは逆極性に帯電したトナーを所望する極性に
帯電したトナーから分離して回収するように構成したの
で、顕像剤としてのトナーを常に良好な状態に維持する
ことができる。

【００７３】また、請求項７に記載の発明によれば、所
望の極性とは逆極性に帯電したトナーを所望する極性に
帯電したトナーから分離して回収し、さらに再利用する
ように構成したので、廃トナーの発生量をへらしランニ
ングコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
要部構成図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態
に係る画像形成装置が備える制御電極の２面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の
要部構成図である。

【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る画像
形成装置を廃トナーを回収するように拡張した装置の要
部構成図である。（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に
係る画像形成装置を廃トナーを回収して再利用するよう
に拡張した装置の要部構成図である。

【図５】従来の画像形成装置を説明するための要部構成
図である。

【符号の説明】

１ 画像形成部 ２，３０２，４０２ トナー供給部 ３ 印刷部 １０ 給紙装置 １１ 定着部 １９ 対向電極 ２０ トナー収容槽 ２１ トナー ２２ トナー担持体 ２６ 制御電極 ２６ａ 基板 ２７，２７ａ リング状電極 ２８，２８ａ 給電線 ２９ ゲート ４４２ トナー回収ローラー ４５０ トナー回収手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを帯電させて担持するトナー担持
   体と、前記トナー担持体に対向配置されて該トナー担持
   体との間に電界を形成する対向電極と、前記電界の作用
   を受けて前記トナー担持体から前記対向電極に向けて飛
   翔するトナーの飛翔軌道上に配設された制御電極とを有
   し、 画像信号に基づき前記制御電極の電位を変化させること
   により、前記トナーの飛翔軌道を制御して記録媒体に画
   像を形成する画像形成装置であって、 前記制御電極は、エレクトレットを基材として構成され
   たことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 エレクトレットは、トナー担持体と対向
   電極との間に形成された電界の作用を受けて前記トナー
   担持体から前記対向電極に向けて飛翔するトナーと同極
   性に帯電したモノポール型であることを特徴とする請求
   項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 制御電極は、トナーの飛翔軌道を制御す
   るための電位が与えられるリング状電極をエレクトレッ
   トで被覆して構成されたことを特徴とする請求項１また
   は２の何れか１項に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 制御電極は、トナーの飛翔軌道を制御す
   るための電位が与えられるリング状電極をエレクトレッ
   トの表面に形成して構成されたことを特徴とする請求項
   １または２の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 所望の帯電極性とは逆の極性に帯電した
   トナーをトナー担持体から選択的に排除するトナー分別
   手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から４の何
   れか１項に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 トナー分別手段によりトナー担持体から
   選択的に排除されたトナーを回収して廃トナー収納容器
   に搬送する廃トナー回収手段を備えたことを特徴とする
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 トナー分別手段によりトナー担持体から
   選択的に排除されたトナーを回収してトナー収容槽へ戻
   すトナー回収手段を備えたことを特徴とする請求項５に
   記載の画像形成装置。