JPH1178102A - 飛翔型画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直交する両方の電極が非印字となるＯＦＦ電
位の他に、どちらか一方の電極がＯＦＦ電位となる場
合、即ちトナー担持体と制御電極間の電界差が小さい場
合であっても良好な飛翔制御ができるようなトナー帯電
方法を提供する。 【解決手段】 ２層の制御電極により、トナーをトナー
担持体より記録媒体に直接飛翔させて画像形成を行う装
置において、トナー担持体上のトナー帯電量の絶対値が
７μＣ／ｇ以上に設定することにより、小さい電界差で
あってもトナーの良好な飛翔制御を行うことができ、良
質な画像を形成することができる。適切な位置にトナー
回収部材、発泡弾性部材、トナー層厚規制部材を配置す
ることで、トナー担持体上の飛翔履歴の削除、トナーへ
の均一な帯電の付与、層厚規制されたトナー層の形成が
順次行われ、所望の帯電量の安定したトナー層を形成す
ると共に、トナー担持体から制御電極や対向電極の距離
が一定となり、安定した画像形成を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機及
びファクシミリ装置の印字部や、デジタルプリンタ、プ
ロッタ等に適用され、トナーを飛翔させることにより記
録媒体上に画像を形成する飛翔型画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置として画像情報を光
に変換し、感光体に照射して静電像を感光体上に形成
し、トナーで現像するところの所謂電子写真方式が多く
用いられてきたが、近年、コンピューター等による急速
なデジタル化が進み、インクやトナーを直接飛翔させる
飛翔型の画像形成装置が提案されている。

【０００３】すなわち、トナーを直接飛翔させる飛翔型
の画像形成装置では、電子写真方式と同等のトナーによ
る高品位の印字が実現でき、また、感光体へ光学的に静
電潜像を書き込むための所謂光学書込系や感光体などが
不要となることから数々の方式が提案されている。

【０００４】例えば、特表平１−５０３２２１号公報で
は、マトリックス状に形成されたワイヤーに所定の電圧
を印加することにより、ワイヤー近傍に電荷像を形成
し、電荷像にトナーを作用させることによりトナー像を
形成する方法が開示されている。

【０００５】また、特開平７−３２９３４５号公報で
は、トナーの通過が可能な通過孔と通過孔に連係し、直
交する２層の電極で構成されたトナーの通過制御手段で
あって、トナー担持体と平行に配される側の電極に印字
信号電圧に重畳してトナー担持体と電極との距離を補正
する補正電圧を印加し、２層の電極によって形成される
電界により、トナーの飛翔制御を行い、記録材上にトナ
ー像を形成する画像形成装置について開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した特表平１−５
０３２２１号公報では、マトリックス状に形成されたワ
イヤーに所定の電圧を印加することにより、ワイヤー近
傍に電荷像を形成し、電荷像にトナーを作用させること
によりトナー像を形成する方法が開示されており、電子
写真方式と同等のトナーによる高品位の印字が実現でき
る利点があり、また、感光体へ光学的に静電潜像を書き
込むための所謂光学書込系や感光体などが不要となると
いった点でも有効である。

【０００７】また、上述した特開平７−３２９３４５号
公報では、トナー担持体と平行に配される側の電極に印
字信号電圧に重畳してトナー担持体の曲率によるギャッ
プ差を補正する補正電圧の印加すること又はギャップ差
に応じた所定時間だけ所定電圧を印加することにより、
円筒状のトナー担持体の表面に担持されているトナーに
加わるクーロン力が、トナー担持体の表面と印字ヘッド
の表面との距離によらず一定となり、画像品質を向上さ
せることができるという利点がある。

【０００８】しかし、上述した従来技術においては、直
交する両方の電極が非印字となるＯＦＦ電位の他に、い
ずれかの電極がＯＦＦ電位となる場合においてもトナー
の飛翔を完全に遮断することが求められる。従って、ト
ナー担持体からトナーを飛翔させたい場合とさせたくな
い場合の電界差が小さくなり、トナー担持体上でのトナ
ー帯電量やトナー層厚の変化に対してトナー飛翔量が影
響を受けやすくなるといった問題点がある。

【０００９】本発明は、上述の問題を解決するために、
上述のような少なくとも２層以上の電極の協同作用によ
り飛翔制御を行う飛翔型画像形成装置において、すべて
の直交する電極が非印字となるＯＦＦ電位の他に、いず
れかの電極がＯＦＦ電位となる場合、即ちトナー担持体
と制御電極間の電界差が小さい場合であっても良好な飛
翔制御ができるような飛翔型画像形成装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【００１０】また、本発明は、上述した目的を達成する
と同時に、トナー担持体上における飛翔履歴を削除し、
トナーへ均一な帯電を付与し、トナー層の形成が順次行
われることにより、トナー担持体における飛翔位置にお
いて最適のトナー帯電量及びトナー層を安定して形成す
ることを第２の目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の飛翔型画
像形成装置は、トナーを担持する回動可能なトナー担持
体と、該トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加可能
な対向電極と、該トナー担持体と該対向電極間にそれぞ
れ所定の間隙をもって介在し、複数のゲートを有する制
御手段であって、該制御手段は、絶縁層を介して少なく
とも２層で構成され互いに直交する制御電極群を有し、
該制御電極群に所定の電圧を印加することで、各ゲート
部を通過するトナーの飛翔を制御し、記録媒体上に所望
の画像を形成する画像形成装置において、該トナー担持
体に接触する部材として、鉛直方向に上から順に、か
つ、該トナー担持体の回転方向に対して上流側から順
に、トナー回収部材、回動可能な弾性部材、トナー層厚
規制部材を配置するとともに、直交する各電極のすべて
がＯＦＦ電位となる場合の他に、いずれかの電極がＯＦ
Ｆ電位となる場合についても、トナーの飛翔を遮断でき
るようトナーの帯電量が設定されていることを特徴とす
る。

【００１２】請求項１記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、電極の協同作業によりトナー担持体上のトナーの飛
翔制御を行う場合において、制御電極すべてが非印字と
なるＯＦＦ電位の他に、いずれかの制御電極がＯＦＦ電
位となる場合、即ちトナー担持体と制御電極との電界差
が小さい場合であってもトナーの飛翔を遮断でき、良質
な画像を形成することができる。

【００１３】また、適切な位置にトナー回収部材、弾性
部材、トナー層厚規制部材を配置することによって、ト
ナー担持体上の飛翔履歴の削除、トナーへの均一な帯電
の付与、層厚規制されたトナー層の形成が順次行われ、
所望の帯電量の安定したトナー層を形成すると共に、ト
ナー担持体から制御電極や対向電極の距離が一定とな
り、安定した画像形成を行うことができる。

【００１４】請求項２記載の飛翔型画像形成装置は、ト
ナー層厚規制部材通過後の、トナー担持体上のトナーの
帯電量の絶対値が５μＣ／ｇを越える値に設定されるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、電極の協同作業によりトナー担持体上の飛翔制御を
行う場合において、該トナーの帯電量の絶対値が５μＣ
／ｇを越える値に設定されることにより、上記のように
小電界差であっても、具体的にトナーの良好な飛翔制御
を行うことができ、良質な画像を形成することができ
る。

【００１６】請求項３記載の飛翔型画像形成装置は、ト
ナー担持体に当接する弾性体の回転方向がトナー担持体
と弾性部材の当接部分において同方向であることを特徴
とする。

【００１７】請求項３記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、トナー担持体に当接する弾性体の回転方向がトナー
担持体と弾性部材の当接部分において同方向とすること
で、トナー担持体と弾性部材の当接部の下流側には弾性
部材とトナー担持体により摺擦されたトナーのみが送り
出されることになり、逆帯電や弱帯電のような所謂不良
トナーを低減することができる。

【００１８】請求項４記載の飛翔型画像形成装置は、弾
性部材の材質が発泡弾性体であることを特徴とする。

【００１９】請求項４記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、弾性部材の材質を発泡弾性体とすることで、弾性部
材はトナー担持体との接触部において変形して面接触状
態となり、弾性部材の発泡部、すなわちセルが変形し、
セルに担持されたトナーが押し出され、トナー担持体に
対し効率よくトナーを供給することができる。

【００２０】請求項５記載の飛翔型画像形成装置は、発
泡弾性体の材質が導電性であることを特徴とする。

【００２１】請求項５記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、発泡弾性体の材質を導電性とすることで、トナー担
持体との摺擦による弾性部材の異常帯電を防止すること
ができ、発泡弾性体へのトナーの付着が減少し、トナー
担持体上において安定したトナーの帯電量とトナー層が
維持できる。

【００２２】請求項６記載の飛翔型画像形成装置は、発
泡弾性部材のトナー担持体回転方向に対して上流側に、
かつ、該トナー担持体から所定の間隙を有する位置に回
動可能な第２の弾性部材を配したことを特徴とする。

【００２３】請求項６記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、発泡弾性部材のトナー担持体回転方向に対して上流
側に、かつ、トナー担持体から所定の間隙を有する位置
に回動可能な第２の発泡弾性部材を配したことにより、
トナーを供給する弾性部材がトナーに埋没するような場
合においても、トナー貯蔵槽内のトナー量に関係なく常
に安定してトナー層を形成でき、トナーに帯電を付与す
ることができる。

【００２４】請求項７記載の飛翔型画像形成装置は、第
２の弾性部材の材質が発泡弾性体であることを特徴とす
る。

【００２５】請求項７記載の飛翔型画像形成装置によれ
ば、第２の弾性部材の材質を発泡弾性体とすることで、
第２の弾性部材の発泡部、すなわちセルにトナーが担持
されやすくなり、請求項６と比して更にトナー担持体に
対し効率よくトナーを供給することができる。

【００２６】請求項８記載の飛翔型画像形成装置は、第
２の弾性部材のトナー担持体回転方向に対して上流側に
配置され、該第２の弾性部材に当接する可撓性部材を有
することを特徴とする。

【００２７】第２の弾性部材のトナー担持体回転方向に
対して上流側に配置され、第２の弾性部材に当接する可
撓性部材を有することで、第２の弾性部材に残留付着す
るトナーを取り除き、弾性部材の上流側において安定し
たトナーの循環が行われ、常に安定したトナー層形成お
よびトナー帯電付与が実現できる。

【００２８】請求項９記載の飛翔型画像形成装置は、ト
ナー担持体と発泡弾性部材の当接位置における接触幅は
３ｍｍ以上であることを特徴とする。

【００２９】上記接触幅を３ｍｍ以上とすることで、ト
ナー担持体と弾性部材の周速比が小さい場合であって
も、充分なトナーの摺擦効果が得ることができ、弾性部
材の摩擦等による劣化を抑えながら、弱い電界でトナー
層からトナーが離脱することを防止し、トナー層の適性
なトナー帯電量が得られる。

【００３０】請求項１０記載の飛翔型画像形成装置は、
トナー担持体と発泡弾性部材の擦過幅が０．５ｍｍ以上
であることを特徴とする。

【００３１】上記擦過幅を０．５ｍｍ以上とすること
で、トナー担持体と弾性部材の周速比が小さい場合であ
っても、充分なトナーの摺擦効果が得ることができ、発
泡弾性部材の摩擦等による劣化を抑えながら、トナー供
給量が少なくなることで飛翔量が少なくなったり、トナ
ー担持体上のトナー層の前歴が完全に消去されないこと
によるトナー層のムラの発生や濃度変化等の不具合を防
止し、トナー層の適性なトナー帯電量が得られる。

【００３２】請求項１１記載の飛翔型画像形成装置は、
発泡弾性部材の周速がトナー担持体の周速の０．８倍以
上であることを特徴とする。

【００３３】発泡弾性部材の周速をトナー担持体の周速
の０．８倍以上とすることで、発泡弾性部材に撓みが生
じ発泡弾性体通過後のトナー層にムラを生じることな
く、トナー担持体への安定したトナーの供給を実現する
ことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の飛
翔型画像形成装置について、まず全体の概要について図
面を参照しながら説明を行い、その後に各実施例につい
て図面を参照しながら詳細説明する。

【００３５】尚、以下の説明においては、負帯電のトナ
ーに対応する構成を備えた飛翔型画像形成装置について
説明するが、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すればよいので、
説明は省略する。

【００３６】また、本画像形成装置はコンピューターや
ワードプロセッサ等の印字出力用のプリンタとして使用
可能なほかに、デジタルコピーの印字部分にも使用可能
である。

【００３７】図１は本実施例にかかる現像方法を用いた
飛翔型画像形成装置の断面図であり、本方式によるトナ
ーを用いた画像形成装置は、トナー供給部３のトナーを
画像信号に応じて飛翔制御することにより、用紙などの
記録媒体（以下、単に「記録材Ｐ」という）にトナー像
を形成させ、出力するものである。

【００３８】印字部１への記録材Ｐの搬送方向上流側に
は、給紙部４が設けられている。給紙部４は、記録材Ｐ
を収容する記録材収容部４０と、この記録材収容部４０
から記録材Ｐを送り出すピックアップローラ４１、供給
された記録材Ｐを印字のタイミングにあわせて搬送する
一対のレジストローラ４２とからなり、記録材Ｐは印字
部１に案内される。

【００３９】また給紙部４は、記録材Ｐが供給されたこ
とを検出する給紙センサ（図示せず）を備えており、ピ
ックアップローラ４１およびレジストローラ４２はコン
トローラー部７からの駆動信号により図示しない駆動装
置によって回転駆動される。

【００４０】図示しないが、コントローラ部７は、画像
形成装置全体を制御する主制御部と、得られた面像デー
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メモリと、
画像処理部から得られた画像データを後述する飛翔制御
部２に与えるべき画像データに変換する画像形成制御ユ
ニツト等を備えている。

【００４１】印字部１の下方には、トナー供給部３が配
されており、記録材Ｐがピックアップローラ４１により
給紙され、レジストローラ４２を経て搬送され印字部１
に到達すると、トナー供給部３にて所定の電荷量に帯電
されたトナーが記録材Ｐまで飛翔させられ、記録材Ｐ上
に所定のトナー像が形成される。

【００４２】さらに、印字部１からの記録材Ｐの搬送方
向下流側には、記録材Ｐを印字部１から搬送方向下流側
へ搬送するための後述する搬送ガイド板５１と、印字部
１にて記録材Ｐ上に形成されたトナー像を加熱定着又は
加圧して永久可視像化するための定着部６がある。尚、
以下の説明では、トナー像の定着方法として、加熱定着
する場合についてのみ説明を行い、圧力定着する場合に
ついては説明を省略する。

【００４３】図２はトナー供給部３の断面図である。ト
ナー供給部３は、トナーＴが収容されているトナー貯蔵
槽３５内のトナーＴを撹拌してトナー貯蔵槽３５内のト
ナーＴの片寄りを防ぐ撹拌ローラ３４、トナーＴを担
持、搬送する円筒状の担持体（スリーブ）としてのトナ
ー担持体３１、トナー担持体３１上のトナーＴをトナー
担持体３１より回収するトナー回収部材３６、トナー担
持体３１にトナーを供給するための第１の供給ローラ３
３（弾性部材）、トナーＴに所定の電荷を付与するとと
もにトナー担持体３１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３２（トナー層厚規制
部材）からなる。

【００４４】なお、一般的に供給ローラの材質として
は、発泡ウレタンが使用される場合が多いが、本発明に
おいては、該発泡弾性部材の材質につき、特に限定する
ものではない。

【００４５】ドクターブレード３２は、トナー担持体３
１の後述する対向電極１１と向かい合う位置、すなわち
飛翔位置からみてトナー担持体３１の回転方向上流側
に、トナー担持体３１に対して所定の圧力で接するよう
に設けられている。

【００４６】またトナーＴは、例えばスチレンアクリル
を主体とする１０μｍ程度の粒子であり、ドクターブレ
ード３２および第１の供給ローラ３３近傍での撹拌、搬
送により、マイナス電荷が付与される。

【００４７】トナー担持体３１は、図示しない駆動装置
によって駆動され、図中、矢印方向に例えばその表面で
の速度が６０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。またトナー担持
体３１は表面に数μｍの凹凸が形成されており、トナー
Ｔはドクターブレード３２によりトナー担持体３１の凹
凸面に圧接される。これにより、トナー担持体３１は、
その外周面に対し、所定の層厚でトナーＴを担持するこ
とができるようになっている。

【００４８】図４は本発明の画像形成と印字工程を説明
するためのものであり、印字部１（飛翔制御部２、対向
電極１１、電極取付台２１、トナー担持体３１）、用紙
搬送部（レジストローラ４２、給紙ガイド板４３、紙押
さえ板４４）、搬送ガイド板５１、定着部６（ヒータ６
１、ヒートローラ６２、圧力ローラ６３、温度センサー
６４）を図示している。

【００４９】まず、前述のコントローラー部７からの駆
動信号により、前述の給紙部４から給紙された記録材Ｐ
はレジストローラ４２を経て、給紙ガイド板４３と紙押
さえ板４４により印字部１へ案内される。

【００５０】記録材Ｐへの印字はトナ一担持体３１の外
周面と対向する飛翔制御部２及び対向電極１１により行
われ、前述したコントローラ部７からの画像信号に応じ
て後述する飛翔制御部２の制御電極群２３と２６に所定
の電圧を印加することにより、トナー担持体３１から対
向電極１１へのトナーＴの通過を選択的に制御する。

【００５１】対向電極１１は、トナー担持体３１の外周
面からの距離が例えば１ｍｍとなるように設けられてい
る。また飛翔制御部２は、対向電極１１と平行をなし、
かつ対向電極１１と対向して２次元的に広がっており、
トナー担持体３１から対向電極１１方向へのトナーが通
過可能な構造となっている。

【００５２】搬送ガイド板５１は、記録材Ｐを印字部１
から定着部６へ搬送するために設けられており、図示し
ないファンにより記録材Ｐを吸引し搬送することができ
る。

【００５３】すなわち、印字部１において所定のトナー
像が形成された後、記録材Ｐは図示しないファン及び搬
送ベルトによって吸引・搬送されるとともに、搬送ガイ
ド板に案内されて、定着部６へ搬送される。

【００５４】定着部６は、ヒータ６１を内包したヒート
ローラ６２、圧力ローラ６３、温度センサー６４からな
り、ヒートローラ６２は例えば厚さ２ｍｍのアルミニウ
ム管からなる。ヒータ６１は、例えばハロゲンランプか
らなり、ヒートローラ６２に内包されている。圧力ロー
ラ６３の材質は、例えばシリコーン樹脂からなる。

【００５５】そして、互いに対向して設けられた上記ヒ
ートローラ６２および圧力ローラ６３には記録材Ｐ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。

【００５６】温度センサー６４は、ヒートローラ６２の
表面の温度を測定するものであり、一般的にサーミスタ
等が用いられている。

【００５７】また、温度センサー６４による上記測定値
はコントローラー部７の図示しない温度制御部に入力さ
れ、温度センサー６４の測定結果に基づき、ヒートロー
ラ６２の表面温度に応じてヒータ６１のＯＮ/ＯＦＦ等
を制御し、ヒートローラ６２の表面温度を例えば１５０
℃に保持する。

【００５８】また、定着部６は記録材Ｐ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。ま
た、図示しないが、定着部６からの記録材Ｐの排出側に
は、定着部６で処理された記録材Ｐを機外に排出する排
出ローラ、および排出された記録材Ｐを受ける排出トレ
イが設けられている。ヒートローラ６２、圧力ローラ６
３、および排出ローラは、図示しない駆動装置によって
回転駆動される。

【００５９】図５、図６は飛翔制御部２の電極部分をそ
れぞれトナー担持体３１側、対向電極１１側から見た図
であり、ゲート２２、第１の制御電極群２３、給電線群
２４、２７、電極基板２５、第２の制御電極群２６を示
している。

【００６０】また、第７図は飛翔制御部２の電極部分の
斜視図であり、ゲート２２、第１の制御電極群２３、電
極基板２５、第２の制御電極群２６を示している。

【００６１】第１の制御電極群２３と第２の制御電極群
２６は絶縁層２８を介して積層するよう配置され、か
つ、互いに直交するように配されており、それぞれの制
御電極の交差部においてトナーＴの通過が可能なゲート
２２を有する。

【００６２】第１の制御電極群２３は、例えば記録材Ｐ
の移動方向に対して所定の角度をもって設けられてお
り、絶縁層２８を挟んで記録材Ｐの進行方向に直交する
ように並列して設けられた第２の制御電極群２６と交差
する位置にそれぞれの電極パターンを貫通するようにゲ
ート２２を形成する１８０μｍの開口部が開けられてい
る。

【００６３】第１の制御電極群２３には３００μｍの電
極径が形成され、第２の制御電極群２６には第１の制御
電極群２３より小さい２３０μｍの電極径が形成されて
いる。

【００６４】なお、図７に示すようにゲート２２の開口
部より第１の制御電極群２３、および第２の制御電極群
２６の電極径の方が大きいことから両方の電極は開口部
において完全に絶縁される。従って、第１の制御電極群
２３同士の絶縁性、給電線２４群同士の絶縁性、第２の
制御電極群２６同士の絶縁性、給電線群２７同士の絶縁
性、第１の制御電極２３群と第２の制御電極２６群との
絶縁性、および、前述のトナー担持体３１や対向電極１
１との絶縁が確保されている。

【００６５】また、絶縁層２８は、例えばポリイミド樹
脂からなり、厚さ２５μｍに形成されており、絶縁層の
両側に厚さ１８μｍの銅箔の制御電極パターンが形成さ
れる。さらに、銅箔の制御電極パターンを保護するため
に第１の制御電極群２３と接続される給電線群２４およ
び、第２の制御電極群２６と接続される給電線群２７の
パターンの上には２０μｍのエポキシ層が形成される。

【００６６】本発明の実施例では、飛翔制御部の制御電
極が２層である場合のみを示すが、本発明は２層電極の
場合に限定させるものではなく、２層以上の場合につい
ては説明を省略する。

【００６７】図８は、飛翔制御に関する説明図であり、
飛翔制御部２、コントローラ部７、対向電極１１、トナ
ー担持体３１の関係を示したものである。

【００６８】飛翔制御部２の第１の制御電極群２３およ
び、第２の制御電極群２６には、第１の制御電極電圧印
加手段７２および第２の制御電極電圧印加手段７３によ
り画像信号に応じた所定のパルス、即ち、電圧が印加さ
れる。

【００６９】つまり、トナー担持体３１に担持されたト
ナーＴを対向電極１１方向に飛翔させる場合(以後ＯＮ
電位と略す)には例えば第１の制御電極群２３と第２の
制御電極群２６の両方に３００Ｖを印加し、通過させな
い場合(以後ＯＦＦ電位)には、例えば、両方もしくはど
ちらか一方の制御電極に０Ｖを印加するようになってい
る。なお、ＯＮ電位、ＯＦＦ電位の値は電極形状やその
他の条件に応じて適宜設定される。

【００７０】また、第１の制御電極電圧印加手段７２と
第２の制御電極電圧印加手段７３には、信号入力部７ａ
が接続されており、図示されない画像形成制御ユニット
から送られてくるクロック画像信号や制御信号等の電極
制御信号を信号入力部７ａに入力して、第１の制御電極
電圧印加手段７２と第２の制御電極電圧印加手段７３を
適宜ＯＮ、ＯＦＦさせ、第１の制御電極群２３と第２の
制御電極群２６に対し適宜所定電圧を印加する。

【００７１】第１の制御電極群２３は、前述の給電線群
２４を介して第１の制御電極電圧印加手段７２に電気的
に接続されている。また、第２の制御電極群２６は前述
の給電線群２７を介して第２の制御電極電圧印加手段７
３に電気的に接続されている。

【００７２】また、対向電極１１には対向電極電圧印加
手段７１により、例えば印字動作時において２ｋＶの高
圧が印加されている。つまり、対向電極１１とトナー担
持体３１との間には、対向電極電圧印加手段７１による
対向電極１１への電圧付与により、トナー担持体３１に
担持されたトナーＴを対向電極１１方向に飛翔させるの
に必要な電界が形成されている。

【００７３】従って、電極基板２５内に絶縁層を介して
積層されている第１の制御電極群２３と第２の制御電極
群２６に印加される電位により、トナー担持体３１上の
トナー層に作用する電界が変化し、トナー担持体３１か
ら対向電極１１へのトナーＴの飛翔が制御される。

【００７４】また、電極基板２５は、トナー担持体３１
の外周面からの距離が例えば１００μｍとなるように設
けられており、電極取付台２１により固定保持される。

【００７５】以下はプリンタとしての飛翔型画像形成装
置に本発明によるトナー帯電方法を用いた場合における
各実施例毎の詳細な説明である。

【００７６】（実施例１）図１において、例えば図示さ
れないホストコンピューターよりの画像信号がコントロ
ーラー部７に送られると、コントローラー部７では、画
像信号をプリント開始信号や記録材サイズ等の制御信号
と画像データに分離し、まず、プリント開始信号により
ピックアップローラ４１を回転させ、記録材収容部４０
に収容されている記録材Ｐをレジストローラ４２に当接
するまで送り出す。なお、このとき記録材収容部４０に
設けられた記録材の収容の有無を検知する図示されない
記録材検知センサーにより、記録材Ｐが収納されている
ことが確認された上でピックアップローラ４１の動作が
始まる。

【００７７】次に図４において、レジストローラ４２の
等速回転が始まり、記録材Ｐは紙押さえ板４４で給紙ガ
イド板４３に押しつけられながら、一定速度で給紙ガイ
ド板４３上を経て対向電極１１へ搬送される。

【００７８】レジストローラ４２の回転動作の開始に同
期してコントローラ部７の画像形成制御ユニットで画像
信号の処理が開始されるが、記録材Ｐはレジストローラ
４２に当接した状態から搬送されるので、記録材Ｐの先
端からの画像形成位置は画像形成制御ユニット内で計算
され、記録材Ｐの所定の位置に印字を行うことができ
る。

【００７９】次に飛翔制御部での動作について図２、図
４および図８により説明する。

【００８０】ドクターブレード３２と第１の供給ローラ
３３での撹拌、摺擦により所定の極性（本実施例では負
極性）に帯電されたトナーＴは、トナー担持体３１の回
転により飛翔制御部２のゲート２２に対向する位置に搬
送される。

【００８１】ここで、第１の制御電極２３と第２の制御
電極２６に対し、ともに印字電圧（本実施例では+３０
０Ｖ）が印加された場合、トナーＴはゲート２２の開口
部から対向電極１１に向けて飛翔する。このとき開口部
であるゲート２２には対向電極１１からの電界がトナー
担持体３１方向に回り込むようにして入り込んでいる。
このため、トナー担持体３１上のトナーＴは、回り込ん
だ電界強度に応じて対向電極１１に向けて飛翔し、対向
電極１１上を移動する記録材Ｐ上にトナー像を形成す
る。

【００８２】ここで、トナー担持体３１におけるのトナ
ーＴの付着力について考察すると、トナー担持体３１の
凹凸部への機械的作用等も考えられるが、トナー担持体
３１の電荷とトナーＴの電荷が引き合う鏡像力の作用
（影響）が最も大きいと推測される。したがって、トナ
ーＴの帯電量が低い場合にはトナー担持体３１に付着す
るトナーＴの量が少なくなることから飛翔するトナーＴ
も少なくなり、十分な濃度を得ることができなくなる。

【００８３】また、トナーＴの帯電量が低い場合にはト
ナー担持体３１への拘束力が弱くなり、制御電界に対す
る応答性も悪くなることから、本発明のように２層の電
極からなるマトリックス制御においては、たとえば、２
層の制御電極群２３、２６の内どちらかが一方がＯＦＦ
電位となってもトナーＴの対向電極１１方向に向かう慣
性力が打ち勝ち、漏れとなって飛翔することが予想され
る。

【００８４】さらに、対向電極１１方向に向けて飛翔し
ようとする電界の作用も小さいことから、開口部（ゲー
ト２２）に付着したトナーを対向電極１１方向に飛翔さ
せる作用も少なくなり、開口部（ゲート２２）の目詰ま
りを招来することになる。

【００８５】なお、トナーＴの飛翔速度がそれほど大き
くない場合には、トナー帯電量が大きいと対向電極にお
ける付着力も大きくなり、飛散の拡大が抑制できるとい
った効果も生じる。但し、トナーの帯電量が大きくなる
と対向電極到達時の飛翔速度が大きくなり衝突による飛
散が大きくなることが予想される。

【００８６】本実施例では、トナーＴとしてスチレンア
クリルに５重量部のカーボンブラックを混合、混練した
後、粉砕により平均粒子径１０μｍとした粒子にサブミ
クロンの粒子径からなる外添剤を混合したものを使用し
ている。

【００８７】また、鉛直方向に上から順に、かつ、トナ
ー担持体３１の回転方向に対して上流側から順に、厚さ
０．５ｍｍの可撓性シートをトナー担持体３１に当接し
た構成の回収部材３６と、トナー担持体３１に当接し、
当接部においてトナー担持体と同じ向きに回動する第１
の供給ローラ３３と、厚さ１ｍｍのウレタンシートから
なるドクターブレード３２を順に配置し、トナー供給部
３のトナー貯蔵槽３５にトナーＴを５０ｇを投入し、ト
ナー担持体３１を０Ｖ、対向電極１１に対向電極電圧印
加手段７１により２ｋＶの電圧を印加し、第１の制御電
極２３と第２の制御電極２６に３００Ｖを印加した。

【００８８】（実施例２）次に、実施例１において、最
適なトナー帯電量を見つけるために、トナー担持体３１
上の飛翔制御部２と対向する位置におけるトナーの帯電
量を５μＣ/ｇ、７μＣ/ｇ、１０μＣ/ｇ、２０μＣ/
ｇ、３０μＣ/ｇに変更し、その他の条件を一定とした
場合にトナーの漏れ（非印字時においてトナー粒子が記
録材上に飛翔する現象）、画像濃度、印字飛散り、トナ
ーの電極開口部の目詰まりを観察した結果が下記表１で
ある。

【００８９】なお、本評価は直径１２ｍｍの第１の供給
ローラ３３（発泡ウレタン）を３ｍｍの接触幅で、１ｍ
ｍの擦過幅を持たせてトナー担持体３１と発泡ウレタン
部材の当接位置で同方向で、かつ、トナー担持体の周速
に対して１．２倍の速度で回転した場合の結果である。

【００９０】また、トナーの帯電量は、トナーに添加す
る外添剤の量を変えて評価を行ったものであり、本発明
でいう帯電量は、トナー担持体３１上のトナーをファラ
デーゲージに採取し、採取したトナーの帯電量を採取し
た重さで割った値である。

【００９１】

【表１】

【００９２】表１に示す通り、トナー担持体３１上の飛
翔制御部２と対向する位置におけるトナーの帯電量を７
μＣ/ｇとしたところ、記録材Ｐ上にトナー像が形成さ
れ、第１の制御電極２３、第２の制御電極２６の何れか
一方を０Ｖとしたときには記録材Ｐ上においてトナーの
付着（漏れ）は認められなかった。

【００９３】また、表１にはないが、トナー帯電量を３
μＣ/ｇとした場合では、トナー担持体３１上のトナー
層が薄くなり、トナーＴの飛翔が少ないことから、印字
評価を行うことができなかった。

【００９４】一方、トナー帯電量５μＣ/ｇの場合で
は、非印字時においてトナー粒子が記録材上に飛翔する
所謂漏れが発生した。また、印字時においても濃度が薄
く、電極の開口部に詰まり（目詰まり）が発生した。さ
らに印字も飛散の多いものとなった。

【００９５】しかしながら、トナー帯電量５μＣ/ｇの
場合の上記問題点は致命的なものではなく、トナーの帯
電量を７μＣ/ｇの場合は評価結果が良好であったこと
から、トナー帯電量６μＣ/ｇの場合も問題ないレベル
であるものと考えられる。

【００９６】また、飛翔位置におけるトナー帯電量が７
μＣ/ｇより大きい場合においては、制御電極のＯＦＦ
電位に対応してトナー粒子の飛翔が停止することから、
漏れのない制御を行うことができる。

【００９７】トナー帯電量１０μＣ/ｇでは印字の飛び
散りが最も少なく、それ以上のトナー帯電量では変化が
なかった。

【００９８】従って、トナーの帯電量が５μＣ/ｇを越
える範囲ではトナーＴの漏れがなく、実用上問題のない
レベルであると判断される。

【００９９】なお、トナーの帯電量が大きくなると対向
電極１１に到達した時のトナーＴの飛翔速度が大きくな
り、衝突による飛散が大きくなることが予想されるが、
トナー帯電量３０μＣ/ｇにおいても２０μＣ/ｇと差は
見られなかった。これは、制御電極が２層構成となって
おり、印字時には両方の制御電極がともにＯＮ電位とな
り、両制御電極間で飛翔電界が小さくなることから飛翔
速度が減速されるためであると考えられる。

【０１００】なお、発泡ウレタン部材とトナー担持体の
当接条件によるトナー帯電量の差は殆ど見られなかっ
た。

【０１０１】（実施例３）また、実施例１又は２におい
て、トナー担持体３１に当接する発泡ウレタンの回動体
を直径１２ｍｍの円筒状の第１の供給ローラ３３とし、
トナー担持体３１と当接部において同方向に回したとこ
ろ、上記トナー帯電量は７〜１０μＣ/ｇとなり良好な
トナーの飛翔制御が達成できた。

【０１０２】従って、実施例１の状態で、トナー担持体
３１に当接する発泡ウレタンの回転方向がトナー担持体
と発泡ウレタンの当接部分において同方向とするだけ
で、良好な飛翔制御ができることが判明した。

【０１０３】（実施例４）実施例３において、第１の供
給ローラの材質として発泡ウレタン（発泡弾性部材）を
使用した場合、周速差により発泡ウレタンの発泡部、す
なわちセルが変形しセルに担持されたトナーＴが押し出
されてトナー担持体３１にトナーＴを供給することがで
き、単なる弾性部材を使用した場合に比べて、トナーを
供給しする能力が大幅に向上することが判明した。

【０１０４】なお、第１の供給ローラの材質は、発泡ウ
レタンに限られるものではなく、発泡性の弾性部材であ
れば同様の効果が得られることは明らかである。

【０１０５】（実施例５）実施例４において、第１の供
給ローラ３３の材質として、体積抵抗率が１０⁷Ω・ｃ
ｍの導電性発泡ウレタンを用いたところ、発泡ウレタン
へのトナーＴの付着が減少し、トナー担持体３１上にお
いて安定した帯電量とトナー層が維持できた。

【０１０６】すなわち、第１の供給ローラ３３の材質を
導電性発泡ウレタン部材とすることで、トナー担持体３
１との摺擦による発泡ウレタン部材の異常帯電を防止す
ることができ、トナーやトナー外添剤の付着による発泡
ウレタン部材の特性低下を抑えることができ、安定した
トナー層形成と電荷付与という効果が得られることが判
明した。

【０１０７】なお、実施例４と同様に、第１の供給ロー
ラの材質は、導電性発泡ウレタンに限られるものではな
く、導電性の発泡弾性部材であれば同様の効果が得られ
ることは明らかである。

【０１０８】（実施例６）実施例４又は５において、ト
ナー貯蔵槽内のトナーＴが多い場合、発泡性ウレタン等
からなる第１のトナー供給部材がトナーに埋没し、安定
したトナー層が形成できず、適切な帯電量をトナーに付
与することができない結果、高品位の画像形成ができな
くなる恐れがある。

【０１０９】そこで、実施例４又は５において図３に示
すように発泡ウレタン等からなる第１の供給ローラ３３
のトナー担持体回転方向に対して上流側に、直径８ｍｍ
の弾性部材からなる第２の供給ローラ３７をトナー担持
体３１から第２の供給ローラ３７の表面において２ｍｍ
の間隙を有する（非接触）ようにして配置したところ、
トナー貯蔵槽３５内のトナー量に関係なく安定したトナ
ー帯電量とトナー層を形成することができた。

【０１１０】（実施例７）実施例６において、弾性部材
として発泡ウレタン等の発泡弾性部材を使用したとこ
ろ、第１のトナー供給手段と同様に、発泡ウレタンの発
泡部、すなわちセルにトナーＴが効率良く担持され、ト
ナー貯蔵槽３５内のトナー量に関係なく安定したトナー
帯電量とトナー層を形成することができた。

【０１１１】すなわち、第２の供給ローラに単なる弾性
部材を使用した場合に比べて、トナーを供給する能力が
大幅に向上することが判明した。

【０１１２】なお、第２の供給ローラの材質も、発泡ウ
レタンに限られるものではなく、発泡性の弾性部材であ
れば同様の効果が得られることは明らかである。

【０１１３】（実施例８）実施例７において図３に示す
ように、第２の供給ローラ３７に当接するよう厚さ０．
２ｍｍのマイラーシートからなる可撓性の供給ブレード
３８をさらに取り付けたところ、第２の供給ローラに付
着するトナーＴを取り除き、発泡ウレタン部材からなる
第１の供給ローラの回転方向に対して上流側において安
定したトナーＴの循環が行われ、トナー貯蔵槽３５内の
トナー量が多い場合においても、常に安定した帯電量を
トナーに付与でき、かつ安定したトナー層を形成するこ
とができた。

【０１１４】（実施例９）図９に示すように、トナー担
持体３１と第１の供給ローラ３３（発泡ウレタン部材）
の接触幅と擦過幅は、それぞれＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’で定
義される。

【０１１５】一般的に、上記接触幅が長いとトナー担持
体３１上のトナーＴが摺擦される時間が長くなり、トナ
ー担持体３１上の印字履歴が消去されるとともに、新た
なトナーＴが供給される時間も長くなり、均一なトナー
層をトナー層規制部材３２方向に搬送することができ
る。

【０１１６】また、接触幅によるトナー帯電量への影響
は少ないが、接触幅が小さい場合はトナーＴが漏れる恐
れがある。すなわち接触幅が小さいことにより、トナー
層に不均一な状態所謂ムラが生じ、トナー層に高低差が
生じることから、トナーＴの飛翔状態に差が生じ、弱い
電界でトナー層から離脱してしてしまったトナーＴが漏
れや目詰まりを引き起こすものと考えられる。

【０１１７】従って、トナー担持体３１と第１の供給ロ
ーラ３３（発泡ウレタン部材）に対して適切な接触幅を
設定することは、印字性能や画像品位を決定する上で重
要である。

【０１１８】そこで、トナー担持体３１と第１の供給ロ
ーラ３３（発泡ウレタン部材）間の接触幅を１ｍｍ、２
ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍに変更し、その他の条件を実施例
８と同じとした場合に、トナー漏れ、画像濃度、トナー
の目詰まり、飛翔位置のトナー層の状態、連続印字時の
濃度変化について観察したものを表２に示す。

【０１１９】

【表２】

【０１２０】表２に示す通り、接触幅が３ｍｍ以上の場
合はトナーの漏れや濃度、目詰まり、トナー層の何れに
ついても不具合がなかった。

【０１２１】したがって、上記接触幅を３ｍｍ以上とす
ることで、トナー担持体と発泡弾性部材の周速比が小さ
い場合においても充分なトナーの摺擦効果を得ることが
でき、発泡ウレタン部材の磨耗等の劣化を抑えながら適
正なトナー帯電量が得られることが判明した。

【０１２２】（実施例１０）一方、擦過幅については、
擦過幅が大きい場合、トナー担持体３１上のトナー層を
より強く押圧することになり、トナー層の履歴を消去す
ることができるとともに、発泡ウレタン部材の発泡部す
なわちセル部に担持されたトナーＴがトナー担持体３１
との接触で押し出されることになり、多くのトナーをト
ナー担持体３１に供給することができる。

【０１２３】しかしながら擦過幅が小さい場合には、ト
ナーの供給量が少なくなる結果、飛翔量が少なくなり、
トナー担持体上３１のトナー層の前歴が完全に消去され
なくなり、トナー層の所謂ムラを生じ、濃度が変化する
といった不具合を招来する。

【０１２４】従って、トナー担持体３１と第１の供給ロ
ーラ３３（発泡ウレタン部材）に対して適切な擦過幅を
設定することも、印字性能や画像品位を決定する上で重
要である。

【０１２５】そこで、擦過幅を０．２ｍｍ、０．５ｍ
ｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍに変更し、その他の条件を
実施例８と同じとした場合に、トナーの漏れ、画像濃
度、トナーの目詰まり、飛翔位置のトナー層の状態、連
続印字時の濃度変化について観察したものを表３に示
す。

【０１２６】

【表３】

【０１２７】表３に示す通り、擦過幅についても、０．
５ｍｍ以上の場合は不具合がなかった。

【０１２８】したがって、トナー担持体と発泡弾性部材
の擦過幅、所謂食い込み量を０．５ｍｍ以上とすること
で、トナー担持体と発泡弾性部材の周速比が小さい場合
においても、充分なトナーの摺擦効果を得ることがで
き、発泡ウレタン部材の磨耗等の劣化を抑えながら、適
正なトナー帯電量が得られることが判明した。

【０１２９】なお、接触幅を３ｍｍ、擦過幅を０．５ｍ
ｍとしたところ、トナー帯電量は７μＣ/ｇとなり良好
なトナーの飛翔制御が達成でき、接触幅を３ｍｍ以上、
擦過幅を０．５ｍｍ以上とした場合においても、トナー
の帯電量は７〜１０μＣ/ｇとなり、良好なトナーの飛
翔制御が達成することができた。

【０１３０】（実施例１１）第１の供給ローラ３３（発
泡ウレタン）とトナー担持体３１をその当接位置におい
て同方向に回転させた場合、発泡ウレタンの周速比が大
きい程、すなわち発泡ウレタンの周速が速いほどトナー
の供給量を多くすることができるが、周速差によりトナ
ー担持体３１表面を摺擦するように作用することから、
トナー担持３１表面は適度に拭われ過剰なトナー供給を
防止できる。

【０１３１】また、供給ローラとして発泡弾性部材を使
用しているので、周速差により発泡ウレタンの発泡部、
すなわちセルが変形しセルに担持されたトナーＴが押し
出されてトナー担持体３１にトナーＴを供給することが
できる。

【０１３２】一方、上記周速比が小さい場合は摺擦が大
きくなり、また、供給されるトナーＴの量が少なくな
り、十分な濃度が得られない可能性がある。

【０１３３】そこで、トナー担持体３１の周速を６０ｍ
ｍ／ｓｅｃとし、発泡ウレタンからなる第１の供給ロー
ラ３３の周速を変化させ、周速比を０．６、０．８、
１．０、１．５、２．０に変更し、その他の条件を実施
例８と同じとした場合に、トナー漏れ、画像濃度、トナ
ーの目詰まり、飛翔位置のトナー層の状態、連続印字時
の濃度変化について観察したものが表４である。

【０１３４】

【表４】

【０１３５】表４に示している通り、周速比０．８でト
ナー担持体３１との接触部において同方向となるように
回転させたところ、トナーの帯電量は７〜１０μＣ/ｇ
となり、また、トナー担持体３１上にムラのない均一な
トナー層が形成された。

【０１３６】なお、発泡ウレタンの周速がトナー担持体
周速の０．８倍以下となる設定においてはトナー層に鱗
状のムラが発生した。

【０１３７】また、周速比０．８以下では摺擦が大きく
なることから、供給されるトナーの量が少なくなり十分
な濃度が得られない結果となった。

【０１３８】さらに、周速比１、すなわち同速の場合に
おいても、摺擦、および摺擦によるセルの変形が少ない
ことからトナー層にムラが発生し濃度が若干低いという
問題が生じた。しかしながら、周速比１の場合の上記問
題は、濃度が若干低いということだけであり、画像形成
上、致命的な問題というわけではない。

【０１３９】従って、少なくとも発泡ウレタン部材の周
速をトナー担持体比０．８倍以上とすることで、良好な
トナー帯電量、トナー層、画像品位等が得られることが
判明した。

【０１４０】なお、発泡ウレタン部材の摩耗による劣化
を考慮した場合、上記摩擦幅や擦過幅は少ない程よいこ
とから、接触幅は３ｍｍから４ｍｍ、擦過幅は０．５ｍ
ｍから１．５ｍｍ程度がさらに望ましく、一方周速比も
大きすぎると過剰なトナー供給が行われることから、摺
擦との兼ね合いで１．０から１．５程度がさらに望まし
いものと考えられる。

【０１４１】

【発明の効果】本件発明によるトナー帯電方法を採用し
た飛翔型画像形成装置では、飛翔制御の手段として電極
への選択的な電圧印加により形成される合成電界と、ト
ナー担持体と対向電極間に形成される飛翔電界により印
字、非印字の飛翔制御が行われる。

【０１４２】この方法では制御画素数は電極群のそれぞ
れの積によって決まることから個々の制御電極への電圧
印加手段、所謂ドライバーを大幅に削減できる。しかし
ながら、飛翔型画像形成装置については電極のすべてが
ＯＮ電位になった場合には充分なトナーが飛翔し、いず
れかの電極がＯＦＦ電位となった場合には完全にトナー
の飛翔を遮断することが必須条件であり、このような電
界条件に応じて制御されるようなトナーを供給する方法
が求められていた。

【０１４３】請求項１では、上記のような電極の協同作
用により飛翔制御を行う場合において、小さい電界差で
あっても良好な飛翔制御ができるようなトナー帯電方法
に関するものである。すなわち本発明によれば、トナー
担持体上における飛翔履歴の削除、トナーへの均一帯電
の付与、トナー層の形成が順次行われることにより、ト
ナー担持体飛翔位置において最適のトナー帯電量、およ
びトナー層を形成することができる。

【０１４４】また、トナー担持体に接触する部材とし
て、鉛直方向に上から順に、かつ、該トナー担持体回転
方向に対して上流側から順に、トナー回収部材、回動可
能な弾性部材、トナー層厚規制部材を配置するととも
に、直交する各電極のすべてがＯＦＦ電位となる場合の
他に、いずれかの電極がＯＦＦ電位となる場合について
も、トナーの飛翔を遮断できるようトナーの帯電量が設
定される。

【０１４５】したがって、トナー担持体からトナーを飛
翔させたい場合とさせたくない場合の電界差が小さい場
合であってもトナーの飛翔を的確に制御できる。

【０１４６】また、弾性部材でのトナー送り量がトナー
層厚規制部材での送り量より大きくなるように設定すれ
ば、トナー層厚規制部材との当接位置のトナー担持体回
転方向上流側には常に弾性部材で摺擦されたトナーが充
填され、所望の帯電量の安定したトナー層が形成され
る。

【０１４７】さらに、トナー回収部材、弾性部材からな
る第１のトナー供給ローラ（弾性部材）、トナー層厚規
制部材を上から順に、かつ、トナー担持体の回転方向に
配置していることにより、トナーのスムーズな循環が行
われ、安定したトナー層形成と帯電量が持続されるとい
う効果も得られる。

【０１４８】請求項２では、該トナー層厚規制部材通過
後の、該トナー担持体上のトナーの帯電量の絶対値が５
μＣ／ｇを越える値に設定されることで、先ずトナー回
収部材において飛翔位置で飛翔されずに残った部分がト
ナー回収部材によりトナー担持体から剥がされ、次に弾
性部材によりトナーがトナー担持体に供給される。

【０１４９】また、上記のように小さい電界差であって
も、具体的にトナーの良好な飛翔制御を行うことがで
き、結果的に良質な画像を形成することができる。

【０１５０】請求項３では、トナー担持体に接触する弾
性部材の回転方向をトナー担持体との接触部において同
方向とすることで、トナー担持体との接触部の下流側に
は弾性部材とトナー担持体とによって摺擦されたトナー
のみが送り出されることになり、逆帯電や弱帯電のよう
な不良帯電トナーを低減できるという効果が得られる。

【０１５１】請求項４では、弾性部材の材質を発泡弾性
部材とすることで、トナー担持体との接触部において変
形して面接触状態となり、セルに担持された適度のトナ
ーがトナー担持体に付着し、トナー担持体上のトナーは
トナー層規制部材であるところのドクターブレードで摺
擦されの均一な（例えば約４０μｍ）トナー層が形成さ
れるといった効果が得られる。

【０１５２】請求項５では、発泡弾性部材を導電性（例
えば導電性発泡ウレタン）とすることで、トナー担持体
との摺擦による発泡ウレタン部材の異常帯電を防止する
ことができ、トナーやトナー外添剤の付着による発泡ウ
レタン部材の特性低下を抑えることができ、安定したト
ナー層形成と電荷付与という効果が得られる。

【０１５３】請求項６では、発泡弾性部材のトナー担持
体回転方向に対して上流側に非接触の弾性を有する第２
の弾性部材を配置することで、トナー貯蔵槽内のトナー
が多く、発泡ウレタン部材等からなる第１の弾性部材が
トナーに埋没するような場合においても、第１の弾性部
材の上流側、すなわち第１の弾性部材によって搬送摺擦
されるトナーを撹拌することができ、トナー貯蔵槽内の
トナー量に関係なく常に安定したトナー層およびトナー
帯電付与が実現できる。

【０１５４】請求項７では、上記第２の弾性部材の材質
を発泡弾性体とすることで、第２の弾性部材の発泡部す
なわちセルにトナーが担持されやすくなり、担持された
トナーを効果的に搬送することができ、請求項６と比し
て更に効率良くトナーを供給することができる。

【０１５５】請求項８では上記非接触の第２の弾性部材
に当接する可撓性部材が設けられることで、非接触の第
２の弾性部材に付着するトナーを取り除き、発泡ウレタ
ン部材等からなる第１の弾性部材の上流側において、安
定したトナーの循環が行われ、請求項７と比して更に安
定したトナー層形成およびトナー帯電付与が実現でき
る。

【０１５６】請求項９ではトナー担持体と第１の弾性部
材の接触位置における接触幅を３ｍｍ以上とすること
で、トナー担持体と発泡弾性部材の周速比が小さい場合
においても充分なトナーの摺擦効果を得ることができ、
発泡ウレタン部材の磨耗等の劣化を抑えながら適正なト
ナー帯電量が得られる。

【０１５７】請求項１０ではトナー担持体と第１の弾性
部材の擦過幅、所謂食い込み量を０．５ｍｍ以上とする
ことで、トナー担持体と第１の弾性部材の周速比が小さ
い場合においても、充分なトナーの摺擦効果を得ること
ができ、発泡ウレタン部材の磨耗等の劣化を抑えなが
ら、適正なトナー帯電量が得られる。

【０１５８】請求項１１では第１の弾性部材の周速をト
ナー担持体周速の０．８倍以上とすることで、トナー担
持体への安定したトナーの供給を実現することができ
る。

【０１５９】なお、上記周速比が０．８倍以下の場合に
おいては、周速の差から発泡ウレタン部材に撓みが生
じ、発泡ウレタン部材通過後のトナー層にムラが生じ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明によるトナー帯電方法を用いたトナー帯
電器の一実施例を示す断面図である。

【図３】本発明によるトナー帯電方法を用いたトナー帯
電器の別の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置の印字工程の説明図である。

【図５】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置に用いる飛翔制御電極のトナー担持体側から
見た図である。

【図６】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置に用いる飛翔制御電極の対向電極側から見た
図である。

【図７】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置に用いる飛翔制御電極の斜視図である。

【図８】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置の飛翔制御の説明図である。

【図９】本発明によるトナー帯電方法を用いた飛翔型画
像形成装置のトナー担持体と第１の供給ローラの位置関
係に関する説明図である。

【符号の説明】

２ 飛翔制御部（制御手段） １１ 対向電極 ２３ 第１の制御電極群 ２６ 第２の制御電極群 ３１ トナー担持体 ３２ ドクターブレード（トナー層厚規制部材） ３６ トナー回収部材 ３３ 第１の供給ローラ（弾性部材） ３７ 第２の供給ローラ（第２の弾性部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 英志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 塚本 公秀 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを担持する回動可能なトナー担持
   体と、該トナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加可能
   な対向電極と、該トナー担持体と該対向電極間にそれぞ
   れ所定の間隙をもって介在し、複数のゲートを有する制
   御手段であって、該制御手段は、絶縁層を介して少なく
   とも２層で構成され互いに直交する制御電極群を有し、
   該制御電極群に所定の電圧を印加することで、各ゲート
   部を通過するトナーの飛翔を制御し、記録媒体上に所望
   の画像を形成する画像形成装置において、 該トナー担持体に接触する部材として、鉛直方向に上か
   ら順に、かつ、該トナー担持体の回転方向に対して上流
   側から順に、トナー回収部材、回動可能な弾性部材、ト
   ナー層厚規制部材を配置するとともに、直交する各電極
   のすべてがＯＦＦ電位となる場合の他に、いずれかの電
   極がＯＦＦ電位となる場合についても、トナーの飛翔を
   遮断できるようトナーの帯電量が設定されていることを
   特徴とする飛翔型画像形成装置。
2. 【請求項２】 トナー層厚規制部材通過後の、トナー担
   持体上のトナーの帯電量の絶対値が５μＣ／ｇを越える
   値に設定されることを特徴とする請求項１記載の飛翔型
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 トナー担持体に当接する弾性体の回転方
   向がトナー担持体と弾性部材の当接部分において同方向
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の飛翔型画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 弾性部材の材質が発泡弾性体であること
   を特徴とする請求項３記載の飛翔型画像形成装置。
5. 【請求項５】 発泡弾性体の材質が導電性であることを
   特徴とする請求項４記載の飛翔型画像形成装置。
6. 【請求項６】 発泡弾性部材のトナー担持体回転方向に
   対して上流側に、かつ、該トナー担持体から所定の間隙
   を有する位置に回動可能な第２の弾性部材を配したこと
   を特徴とする請求項４又は５記載の飛翔型画像形成装
   置。
7. 【請求項７】 第２の弾性部材の材質が発泡弾性体であ
   ることを特徴とする請求項６記載の飛翔型画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 第２の弾性部材のトナー担持体回転方向
   に対して上流側に配置され、該第２の弾性部材に当接す
   る可撓性部材を有することを特徴とする請求項６又は７
   記載の飛翔型画像形成装置。
9. 【請求項９】 トナー担持体と発泡弾性部材の当接位置
   における接触幅は３ｍｍ以上であることを特徴とする請
   求項８記載の飛翔型画像形成装置。
10. 【請求項１０】 トナー担持体と発泡弾性部材の擦過幅
    が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８記載
    の飛翔型画像形成装置。
11. 【請求項１１】 発泡弾性部材の周速がトナー担持体の
    周速の０．８倍以上であることを特徴とする請求項８記
    載の飛翔型画像形成装置。