JPH10181072A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JPH10181072A JPH10181072A JP35027796A JP35027796A JPH10181072A JP H10181072 A JPH10181072 A JP H10181072A JP 35027796 A JP35027796 A JP 35027796A JP 35027796 A JP35027796 A JP 35027796A JP H10181072 A JPH10181072 A JP H10181072A
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- aperture
- roller
- image forming
- forming apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多数枚の印字を行っても、十分な濃度コント
ラストが得られる画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 帯電したトナー16の流れを制御するア
パーチャ電極体1からなるトナー流制御手段と、そのト
ナー流制御手段に、トナー16を供給するトナー担持ロ
ーラ14を含むトナー供給装置10とを備える画像形成
装置において、凝集度が10%以下で、しかも嵩密度が
0.3g/cc以上0.6g/cc以下のトナーを用い
ることにより、トナー16がアパーチャ6付近の制御電
極4に熱融着を起こしにくくするとともに、アパーチャ
6の穴詰まりを抑え、多数枚の印字を行っても、十分な
濃度コントラストを得られるようにする。
ラストが得られる画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 帯電したトナー16の流れを制御するア
パーチャ電極体1からなるトナー流制御手段と、そのト
ナー流制御手段に、トナー16を供給するトナー担持ロ
ーラ14を含むトナー供給装置10とを備える画像形成
装置において、凝集度が10%以下で、しかも嵩密度が
0.3g/cc以上0.6g/cc以下のトナーを用い
ることにより、トナー16がアパーチャ6付近の制御電
極4に熱融着を起こしにくくするとともに、アパーチャ
6の穴詰まりを抑え、多数枚の印字を行っても、十分な
濃度コントラストを得られるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成
装置に関するものである。
タ、プロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、画像形成装置の1つとして、複数
の開口部(以下、アパーチャと称する)が形成された電
極を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧
を印加し、トナー粒子が前記アパーチャを通過し得るよ
うに制御して、通過したトナー粒子により支持体上に画
像を形成するものが、米国特許第3689935号明細
書において開示されている。
の開口部(以下、アパーチャと称する)が形成された電
極を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧
を印加し、トナー粒子が前記アパーチャを通過し得るよ
うに制御して、通過したトナー粒子により支持体上に画
像を形成するものが、米国特許第3689935号明細
書において開示されている。
【0003】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記3者を貫いて
少なくも1列のアパーチャが形成されたアパーチャ電極
体と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を
与える手段と、印加された電位によってアパーチャを通
過するトナー粒子の流れが変調されるように帯電したト
ナー粒子を供給する手段と、支持体とアパーチャ電極体
とが相対的に移動し得るように支持体を粒子流路中に位
置決めする手段とから構成されている。
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記3者を貫いて
少なくも1列のアパーチャが形成されたアパーチャ電極
体と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を
与える手段と、印加された電位によってアパーチャを通
過するトナー粒子の流れが変調されるように帯電したト
ナー粒子を供給する手段と、支持体とアパーチャ電極体
とが相対的に移動し得るように支持体を粒子流路中に位
置決めする手段とから構成されている。
【0004】また、例えば、米国特許第4743926
号、同4755837号、同4780733号、および
同4814796号の各明細書には、アパーチャ電極体
が支持体側に制御電極、トナー供給側に基準電極を向け
て配設された画像形成装置が開示されている。
号、同4755837号、同4780733号、および
同4814796号の各明細書には、アパーチャ電極体
が支持体側に制御電極、トナー供給側に基準電極を向け
て配設された画像形成装置が開示されている。
【0005】これに対して、米国特許第4912489
号明細書には、アパーチャ電極体を、支持体側に基準電
極、トナー供給側に制御電極を向けて配設することによ
り、オフ時に制御電極に対して印加される電圧を、上記
米国特許に開示される画像形成装置に比べて1/4程度
に抑えることができる旨記載されている。
号明細書には、アパーチャ電極体を、支持体側に基準電
極、トナー供給側に制御電極を向けて配設することによ
り、オフ時に制御電極に対して印加される電圧を、上記
米国特許に開示される画像形成装置に比べて1/4程度
に抑えることができる旨記載されている。
【0006】ここにおいて、前記オフ時とは、支持体上
にトナー粒子を付着させない時、すなわち画像の空白部
分を形成する時点を意味するものであり、逆にオン時と
言えば、支持体上にトナー像を形成する時点を意味する
ものである。
にトナー粒子を付着させない時、すなわち画像の空白部
分を形成する時点を意味するものであり、逆にオン時と
言えば、支持体上にトナー像を形成する時点を意味する
ものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置は、オン時の制御電圧とオ
フ時の制御電圧の電圧差を駆動電圧と呼び、これは集積
回路によって駆動されるため、なるべく小さな値である
ことが好ましく、実用的な駆動電圧としては、50V以
内で設定しなければならない。ところが、制御電極に印
加する制御電圧と支持体に形成される画像濃度との関係
は、図5(a)の破線に示すようになるため、オン時と
オフ時の制御電圧を50Vの電圧でいかなるように設定
しても、オン時に1.5以上の十分な濃度を出し、オフ
時に0.07以下の被りのない印字をすることは不可能
であった。
たような従来の画像形成装置は、オン時の制御電圧とオ
フ時の制御電圧の電圧差を駆動電圧と呼び、これは集積
回路によって駆動されるため、なるべく小さな値である
ことが好ましく、実用的な駆動電圧としては、50V以
内で設定しなければならない。ところが、制御電極に印
加する制御電圧と支持体に形成される画像濃度との関係
は、図5(a)の破線に示すようになるため、オン時と
オフ時の制御電圧を50Vの電圧でいかなるように設定
しても、オン時に1.5以上の十分な濃度を出し、オフ
時に0.07以下の被りのない印字をすることは不可能
であった。
【0008】より詳しく述べると、種々の理由により、
制御電圧と画像濃度の関係は、図5(a)に示す破線に
おいて、オン時に制御電極に対してトナー流を発生させ
るためのプラス電圧を印加すると、トナー流の発生はそ
の制御電圧に対して応答が良いが、逆にオフ時に制御電
極に対してトナー流を発生させないためのマイナス電圧
を印加すると、トナー流はその制御電圧に対して応答性
が悪いといった問題があった。
制御電圧と画像濃度の関係は、図5(a)に示す破線に
おいて、オン時に制御電極に対してトナー流を発生させ
るためのプラス電圧を印加すると、トナー流の発生はそ
の制御電圧に対して応答が良いが、逆にオフ時に制御電
極に対してトナー流を発生させないためのマイナス電圧
を印加すると、トナー流はその制御電圧に対して応答性
が悪いといった問題があった。
【0009】例えば、図5(a)の破線において、オン
時の制御電圧を70Vに設定し、オフ時の制御電圧を2
0Vに設定すると、オン時の画像濃度は1.5以上で実
用的に十分であるが、オフ時には画像かぶりが発生して
画像濃度が十分に下がらず、見苦しい画像となる。かと
いって、画像かぶりを抑えるため、図5(a)の破線に
おいてオン時の制御電圧を30Vに設定し、オフ時の制
御電圧を−20Vに設定すると、オフ時の画像かぶりが
抑えられ、紙の濃度である0.07まで画像濃度は十分
に下がるが、オン時の画像濃度は不十分であるためやは
り見ずらい画像となる。
時の制御電圧を70Vに設定し、オフ時の制御電圧を2
0Vに設定すると、オン時の画像濃度は1.5以上で実
用的に十分であるが、オフ時には画像かぶりが発生して
画像濃度が十分に下がらず、見苦しい画像となる。かと
いって、画像かぶりを抑えるため、図5(a)の破線に
おいてオン時の制御電圧を30Vに設定し、オフ時の制
御電圧を−20Vに設定すると、オフ時の画像かぶりが
抑えられ、紙の濃度である0.07まで画像濃度は十分
に下がるが、オン時の画像濃度は不十分であるためやは
り見ずらい画像となる。
【0010】理想的には、制御電圧と画像濃度の関係は
図5(b)の実線のごとくある電圧しきい値で2値的に
変化してくれれば、制御電圧は極めて小さくできる。し
かし、実際には図5(a)の破線のようになってしま
い、制御電圧が大きくなってしまう理由が種々ある。最
大の原因は、トナー流制御手段に供給されるトナーの帯
電量にばらつきがあるということであり、それぞれのば
らついたトナーがトナー流となる電圧しきい値は当然違
うため、図5(b)の実線で示す理想曲線のしきい値も
ぼやけたものとなってしまう。
図5(b)の実線のごとくある電圧しきい値で2値的に
変化してくれれば、制御電圧は極めて小さくできる。し
かし、実際には図5(a)の破線のようになってしま
い、制御電圧が大きくなってしまう理由が種々ある。最
大の原因は、トナー流制御手段に供給されるトナーの帯
電量にばらつきがあるということであり、それぞれのば
らついたトナーがトナー流となる電圧しきい値は当然違
うため、図5(b)の実線で示す理想曲線のしきい値も
ぼやけたものとなってしまう。
【0011】そのため、トナーはできれば均一な飽和帯
電をすることが好ましく、規制ブレードでの摩擦帯電だ
けでは十分ではなく、電極と担持ローラの間で再度摩擦
帯電させることが好ましく、そのため電極と担持ローラ
との間の押圧が高ければ高いほど、理想曲線に効率的に
近づけることができる。
電をすることが好ましく、規制ブレードでの摩擦帯電だ
けでは十分ではなく、電極と担持ローラの間で再度摩擦
帯電させることが好ましく、そのため電極と担持ローラ
との間の押圧が高ければ高いほど、理想曲線に効率的に
近づけることができる。
【0012】しかしながら、電極と担持ローラ間との圧
力の増大はトナーのストレスの増加を招き、数枚から数
十枚で電極にトナーが熱融着を起こし濃度の低下や、画
質濃度の低下などを引き起こすようになる。
力の増大はトナーのストレスの増加を招き、数枚から数
十枚で電極にトナーが熱融着を起こし濃度の低下や、画
質濃度の低下などを引き起こすようになる。
【0013】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、トナーの凝集度を特定すること
により、凝集したトナーを電極と担持ローラとの間に入
れず、一部分に過度にストレスがかかる部分をなくし、
融着を起こしにくくするとともに、電極の穴詰まりを防
ぎ、濃度の低下を防いて実用的な枚数の印字を可能にす
る画像形成装置を提供することを目的としている。
になされたものであり、トナーの凝集度を特定すること
により、凝集したトナーを電極と担持ローラとの間に入
れず、一部分に過度にストレスがかかる部分をなくし、
融着を起こしにくくするとともに、電極の穴詰まりを防
ぎ、濃度の低下を防いて実用的な枚数の印字を可能にす
る画像形成装置を提供することを目的としている。
【0014】また、トナーの嵩密度を特定することによ
り、電極と担持ローラとの間のストレスをよりかかりに
くくし、電極へのトナーの融着を防ぎ、画像の被りを防
いでより多くの枚数の印字を可能にする画像形成装置を
提供することを目的としている。
り、電極と担持ローラとの間のストレスをよりかかりに
くくし、電極へのトナーの融着を防ぎ、画像の被りを防
いでより多くの枚数の印字を可能にする画像形成装置を
提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項1記載の画像形成装置は、トナーの凝
集度が10%以下のトナーを用いることにより、画像形
成に際して電極上に凝集粒子を送り込まず、電極上に過
度のストレスを起こさず熱融着を起こしにくくすると同
時に、アパーチャの穴詰まりを防ぎ、印字枚数を重ねて
も実用十分な濃度コントラストが得られるようにする。
に本発明の請求項1記載の画像形成装置は、トナーの凝
集度が10%以下のトナーを用いることにより、画像形
成に際して電極上に凝集粒子を送り込まず、電極上に過
度のストレスを起こさず熱融着を起こしにくくすると同
時に、アパーチャの穴詰まりを防ぎ、印字枚数を重ねて
も実用十分な濃度コントラストが得られるようにする。
【0016】また請求項2記載の画像形成装置は、凝集
度が10%以下で、しかも嵩密度が0.3g/cc以上
0.6g/cc以下のトナーを用いることにより、流動
性を保ちつつも、過度にトナーが圧縮され易くもなく、
電極上で流動性を保ちつつ印字されるので熱融着を起こ
しにくく、より多くの印字枚数を重ねても実用十分な濃
度コントラストが得られるようになる。
度が10%以下で、しかも嵩密度が0.3g/cc以上
0.6g/cc以下のトナーを用いることにより、流動
性を保ちつつも、過度にトナーが圧縮され易くもなく、
電極上で流動性を保ちつつ印字されるので熱融着を起こ
しにくく、より多くの印字枚数を重ねても実用十分な濃
度コントラストが得られるようになる。
【0017】さらに請求項3記載の画像形成装置は、ト
ナーの凝集度を0.1%以上に特定することにより、安
価且つ容易に製作可能なトナーとすることができる。
ナーの凝集度を0.1%以上に特定することにより、安
価且つ容易に製作可能なトナーとすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面を参照しながら説明する。
の形態を図面を参照しながら説明する。
【0019】図1は、本実施形態の画像形成装置の概要
を示す図であり、本発明のトナー流制御手段としてのア
パーチャ電極体1の左側には、1mmの間隙を存して、
背面電極板22がシャーシ(図示せず)に配設されてい
る。背面電極板22の下方には、一対の搬送ローラ11
9が配置されており、同搬送ローラ119等により前記
1mmの間隙を通って支持体20を搬送し得るように構
成されている。また、前記アパーチャ電極体1の右側に
は、そのアパーチャ電極体1の長手方向に沿って、本発
明のトナー供給手段としてのトナー供給装置10が配設
されており、更には、前記背面電極板22によって搬送
される支持体20の進行先には定着装置26が配設され
ている。
を示す図であり、本発明のトナー流制御手段としてのア
パーチャ電極体1の左側には、1mmの間隙を存して、
背面電極板22がシャーシ(図示せず)に配設されてい
る。背面電極板22の下方には、一対の搬送ローラ11
9が配置されており、同搬送ローラ119等により前記
1mmの間隙を通って支持体20を搬送し得るように構
成されている。また、前記アパーチャ電極体1の右側に
は、そのアパーチャ電極体1の長手方向に沿って、本発
明のトナー供給手段としてのトナー供給装置10が配設
されており、更には、前記背面電極板22によって搬送
される支持体20の進行先には定着装置26が配設され
ている。
【0020】次に、上記各構成部品の詳細について説明
すると、前記トナー供給装置10は、装置全体のハウジ
ングを兼ねるトナーケース11と、そのトナーケース1
1内のトナー溜21に収納されるトナー16と、供給ロ
ーラ12と、担持ローラ(トナー担持ローラ)14と、
回収ローラ15と、トナー層規制ブレード18と、回収
ブレード19と、アジテータ17とから構成されてい
る。ここにおいて、前記担持ローラ14は、そのローラ
表面にトナー16を担持し、アパーチャ電極体1に向か
って搬送するものであり、前記供給ローラ12は、担持
ローラ14に対してトナー16を供給するものである。
また、回収ローラ15は、ステンレス鋼の軸にナイロン
ブラシの生地が接着してあり、担持ローラ14に残留し
たトナー16を剥ぎ取るものである。さらに、アジテー
タ17は、未使用のトナー16及び回収ローラ15によ
り回収されたトナー16をトナー溜21で混合して攪拌
するものである。
すると、前記トナー供給装置10は、装置全体のハウジ
ングを兼ねるトナーケース11と、そのトナーケース1
1内のトナー溜21に収納されるトナー16と、供給ロ
ーラ12と、担持ローラ(トナー担持ローラ)14と、
回収ローラ15と、トナー層規制ブレード18と、回収
ブレード19と、アジテータ17とから構成されてい
る。ここにおいて、前記担持ローラ14は、そのローラ
表面にトナー16を担持し、アパーチャ電極体1に向か
って搬送するものであり、前記供給ローラ12は、担持
ローラ14に対してトナー16を供給するものである。
また、回収ローラ15は、ステンレス鋼の軸にナイロン
ブラシの生地が接着してあり、担持ローラ14に残留し
たトナー16を剥ぎ取るものである。さらに、アジテー
タ17は、未使用のトナー16及び回収ローラ15によ
り回収されたトナー16をトナー溜21で混合して攪拌
するものである。
【0021】そして、前記供給ローラ12、担持ローラ
14、回収ローラ15及びアジテータ17は、トナーケ
ース11に図示する矢印方向に回転可能に支持されてお
り、平行に配設されている。また、担持ローラ14と供
給ローラ12、及び、担持ローラ14と回収ローラ15
はそれぞれ接した状態で配設されている。さらに、前記
トナー層規制ブレード18は、担持ローラ14に担持さ
れるトナー16の量がローラ面上で単層で均一になるよ
うに調整するとともに、そのトナー16を均一に帯電さ
せるためのものであり、担持ローラ14に圧接されてい
る。また、回収ブレード19は、回収ローラ17のブラ
シ先端と接触するように配置されており、回収ローラ1
7が回転すると、ブラシに付着しているトナー16がト
ナー溜21に剥ぎ取られて落ちるようになっている。
14、回収ローラ15及びアジテータ17は、トナーケ
ース11に図示する矢印方向に回転可能に支持されてお
り、平行に配設されている。また、担持ローラ14と供
給ローラ12、及び、担持ローラ14と回収ローラ15
はそれぞれ接した状態で配設されている。さらに、前記
トナー層規制ブレード18は、担持ローラ14に担持さ
れるトナー16の量がローラ面上で単層で均一になるよ
うに調整するとともに、そのトナー16を均一に帯電さ
せるためのものであり、担持ローラ14に圧接されてい
る。また、回収ブレード19は、回収ローラ17のブラ
シ先端と接触するように配置されており、回収ローラ1
7が回転すると、ブラシに付着しているトナー16がト
ナー溜21に剥ぎ取られて落ちるようになっている。
【0022】前記アパーチャ電極体1は、図2に示すよ
うに厚さ25μm程度のポリイミド製の絶縁シート2に
直径100μm程度の複数のアパーチャ6が1列に形成
され、且つ上面に厚さ1μm程度の制御電極4が各アパ
ーチャ6毎に形成されたものである。そして、前記アパ
ーチャ電極体1は、図1に示すように支持体20側に制
御電極4を対向させた状態で、絶縁シート2のアパーチ
ャ位置で担持ローラ14に対して圧接されている。
うに厚さ25μm程度のポリイミド製の絶縁シート2に
直径100μm程度の複数のアパーチャ6が1列に形成
され、且つ上面に厚さ1μm程度の制御電極4が各アパ
ーチャ6毎に形成されたものである。そして、前記アパ
ーチャ電極体1は、図1に示すように支持体20側に制
御電極4を対向させた状態で、絶縁シート2のアパーチ
ャ位置で担持ローラ14に対して圧接されている。
【0023】ここにおいて、前記アパーチャ電極体1の
アパーチャ6と担持ローラ14との位置関係の詳細を説
明すると、図3に示すように、各アパーチャ6は各々の
中心線30が担持ローラ14の周面の最左部分と、担持
ローラ14の中心軸32とを通過するように配置されて
いる。これによれば、各アパーチャ6は、担持ローラ1
4の周面の最左部分を基準として、上下均等に配置され
ることにより、各アパーチャ6を通過するトナー16の
分布をアパーチャ内の全域で均一にすることができる。
また、アパーチャ6の壁面とトナー16の飛翔方向とが
平行であるため、安定してトナーを飛翔させることがで
きる。このようなトナー供給手段によりトナーが供給さ
れる。
アパーチャ6と担持ローラ14との位置関係の詳細を説
明すると、図3に示すように、各アパーチャ6は各々の
中心線30が担持ローラ14の周面の最左部分と、担持
ローラ14の中心軸32とを通過するように配置されて
いる。これによれば、各アパーチャ6は、担持ローラ1
4の周面の最左部分を基準として、上下均等に配置され
ることにより、各アパーチャ6を通過するトナー16の
分布をアパーチャ内の全域で均一にすることができる。
また、アパーチャ6の壁面とトナー16の飛翔方向とが
平行であるため、安定してトナーを飛翔させることがで
きる。このようなトナー供給手段によりトナーが供給さ
れる。
【0024】更には、アパーチャ電極体1自体は、図3
に示すように担持ローラ14に対して、アパーチャ6を
中心として上下に同じ角度だけたわむように圧接されて
いる。これにより、アパーチャ電極体1と担持ローラ1
4との接触面積を大きくすることができるとともに、ア
パーチャ6の下部周辺を上下均一に圧接することができ
るため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑える
ことができる。
に示すように担持ローラ14に対して、アパーチャ6を
中心として上下に同じ角度だけたわむように圧接されて
いる。これにより、アパーチャ電極体1と担持ローラ1
4との接触面積を大きくすることができるとともに、ア
パーチャ6の下部周辺を上下均一に圧接することができ
るため、トナーの濃度むらが発生することを極力抑える
ことができる。
【0025】また、前記制御電極4と担持ローラ14の
間には、制御電圧印加回路8が接続されている。この制
御電圧印加回路8は、画像信号に基いて制御電極4に対
して0V(オフ時)、もしくは+50V(オン時)の電
圧を印加するように構成されている。
間には、制御電圧印加回路8が接続されている。この制
御電圧印加回路8は、画像信号に基いて制御電極4に対
して0V(オフ時)、もしくは+50V(オン時)の電
圧を印加するように構成されている。
【0026】更には、前記背面電極板22と担持ローラ
14との間には直流電源24が接続されており、この直
流電源は前記背面電極板22に対して+1kVの電圧を
印加し得るようになっている。このようなトナー流制御
手段によりトナー流が制御される。
14との間には直流電源24が接続されており、この直
流電源は前記背面電極板22に対して+1kVの電圧を
印加し得るようになっている。このようなトナー流制御
手段によりトナー流が制御される。
【0027】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
【0028】まず始めに、アジテータ17と供給ローラ
12と担持ローラ14との図1に示す矢印方向の回転に
より、トナー溜19のトナー16は供給ローラ12に付
着させられ、さらに供給ローラ12に付着したトナー1
6は担持ローラ14に擦りつけられ、担持ローラ14上
に担持される。担持されたトナー16は、層規制ブレー
ド18によって薄層化されるとともにマイナス帯電させ
た後、担持ローラ14の回転によってアパーチャ電極体
1に向かって搬送される。そして、担持ローラ14上の
トナー16はアパーチャ電極体1の絶縁シート2に擦ら
れつつアパーチャ6の下に供給される。
12と担持ローラ14との図1に示す矢印方向の回転に
より、トナー溜19のトナー16は供給ローラ12に付
着させられ、さらに供給ローラ12に付着したトナー1
6は担持ローラ14に擦りつけられ、担持ローラ14上
に担持される。担持されたトナー16は、層規制ブレー
ド18によって薄層化されるとともにマイナス帯電させ
た後、担持ローラ14の回転によってアパーチャ電極体
1に向かって搬送される。そして、担持ローラ14上の
トナー16はアパーチャ電極体1の絶縁シート2に擦ら
れつつアパーチャ6の下に供給される。
【0029】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極4には、制御電圧印加回路8から+
50Vの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパーチャ6の近傍には、制御電極4と担持ローラ
14との間の電位差により、制御電極4より担持ローラ
14に向かう電気力線が形成される。それにより、マイ
ナスに帯電されたトナーは電位の高い方向に静電力を受
け、担持ローラ14上からアパーチャ6を通過して制御
電極4側に引き出される。引き出されたトナー16は、
更に、背面電極板22に印加されている電圧によって支
持体20とアパーチャ電極体1との間に形成される電界
により、支持体20に向かって飛翔し、支持体20上に
堆積して画素を形成する。前記の如く、均質なトナー1
6が単層でアパーチャ6に供給されているため、図5
(a)の実線に示すように50Vの駆動電圧で、必要か
つ十分なコントラストが得られる。
に対応する制御電極4には、制御電圧印加回路8から+
50Vの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパーチャ6の近傍には、制御電極4と担持ローラ
14との間の電位差により、制御電極4より担持ローラ
14に向かう電気力線が形成される。それにより、マイ
ナスに帯電されたトナーは電位の高い方向に静電力を受
け、担持ローラ14上からアパーチャ6を通過して制御
電極4側に引き出される。引き出されたトナー16は、
更に、背面電極板22に印加されている電圧によって支
持体20とアパーチャ電極体1との間に形成される電界
により、支持体20に向かって飛翔し、支持体20上に
堆積して画素を形成する。前記の如く、均質なトナー1
6が単層でアパーチャ6に供給されているため、図5
(a)の実線に示すように50Vの駆動電圧で、必要か
つ十分なコントラストが得られる。
【0030】そして、ここで使用されるトナーは、均一
な帯電をさせるためにアパーチャ電極体1と担持ローラ
14との間で非常に強いストレスが加えられることにな
るが、本実施の形態によれば、架橋剤をトナーに加える
ことによりトナーの樹脂成分の高分子領域を増やしてい
るため、このシステムの高ストレス状態でも耐えること
ができる。
な帯電をさせるためにアパーチャ電極体1と担持ローラ
14との間で非常に強いストレスが加えられることにな
るが、本実施の形態によれば、架橋剤をトナーに加える
ことによりトナーの樹脂成分の高分子領域を増やしてい
るため、このシステムの高ストレス状態でも耐えること
ができる。
【0031】また、非画像部分に対応する制御電極4に
は、制御電圧印加回路8から0Vの電圧が印加される。
その結果、担持ローラ14と制御電極4との間には電界
が形成されないことにより、担持ローラ14上のトナー
16は静電力を受けないためアパーチャ6を通過しな
い。
は、制御電圧印加回路8から0Vの電圧が印加される。
その結果、担持ローラ14と制御電極4との間には電界
が形成されないことにより、担持ローラ14上のトナー
16は静電力を受けないためアパーチャ6を通過しな
い。
【0032】更には、支持体20は、その面上にトナー
16により1列の画素が形成される間に、アパーチャ列
と垂直の方向に1画素分送られる。そして、上記のプロ
セスを繰り返すことにより支持体20の全面にトナー像
が形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装
置26によって支持体20上に定着される。
16により1列の画素が形成される間に、アパーチャ列
と垂直の方向に1画素分送られる。そして、上記のプロ
セスを繰り返すことにより支持体20の全面にトナー像
が形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装
置26によって支持体20上に定着される。
【0033】アパーチャ6を通過せず担持ローラ14に
残留したトナー16は、回収ローラ15のブラシで掻き
取られて、これに付着し、さらに、回収ローラ15のブ
ラシに付着したトナー16は回収ブレード21で剥ぎ取
られてトナー溜21に回収される。トナー溜21に回収
されたトナー16は、アジテータ17の回転により未使
用のトナー16と混合、攪拌され、その一部は再び供給
ローラ12に付着して行く。
残留したトナー16は、回収ローラ15のブラシで掻き
取られて、これに付着し、さらに、回収ローラ15のブ
ラシに付着したトナー16は回収ブレード21で剥ぎ取
られてトナー溜21に回収される。トナー溜21に回収
されたトナー16は、アジテータ17の回転により未使
用のトナー16と混合、攪拌され、その一部は再び供給
ローラ12に付着して行く。
【0034】上記の如く、担持ローラ14上にトナー1
6が残留し続けることはなく、常に装置内を循環し続け
るため、摩擦熱によりトナー16が劣化することはな
く、また、一度担持ローラ14上で帯電したトナー16
も、回収によって自然に放電され易く、次回に使用され
るときは、最適な帯電特性に制御し易い。
6が残留し続けることはなく、常に装置内を循環し続け
るため、摩擦熱によりトナー16が劣化することはな
く、また、一度担持ローラ14上で帯電したトナー16
も、回収によって自然に放電され易く、次回に使用され
るときは、最適な帯電特性に制御し易い。
【0035】また、本実施の形態では各構成部品の配置
は理想的であり、担持ローラ14のトナー搬送上流から
順に供給ローラ12、トナー層規制ブレード18、アパ
ーチャ電極体1、回収ローラ15が配置され、且つ、担
持ローラ14の片側に、重力方向の上向から順に、トナ
ー層規制ブレード18、供給ローラ12、回収ローラ1
5が配置され、担持ローラ14の、これらとは反対側に
アパーチャー電極体1が配置されている。
は理想的であり、担持ローラ14のトナー搬送上流から
順に供給ローラ12、トナー層規制ブレード18、アパ
ーチャ電極体1、回収ローラ15が配置され、且つ、担
持ローラ14の片側に、重力方向の上向から順に、トナ
ー層規制ブレード18、供給ローラ12、回収ローラ1
5が配置され、担持ローラ14の、これらとは反対側に
アパーチャー電極体1が配置されている。
【0036】すなわち、トナー層規制ブレード18で発
生する余剰トナーは、供給ローラ14に重力で落下する
ので問題はなく、また、供給ローラ12と担持ローラ1
4との間をすり抜けたトナー16も回収ローラ15に落
下するため問題はないし、回収ローラ15上のトナー1
6は、回収ブレード19によりトナー溜21に回収され
るため、廃棄トナーを発生させることがない。供給ロー
ラ12の外形等を適宜調整することにより、トナー層規
制ブレード18によって発生した余剰トナーが、担持ロ
ーラ14と供給ローラ12との接触部分上方になるべく
ならば滞留せず、回収ローラ15へ落下し易くしておく
ことは、トナー16の劣化をより軽減させる効果があ
る。
生する余剰トナーは、供給ローラ14に重力で落下する
ので問題はなく、また、供給ローラ12と担持ローラ1
4との間をすり抜けたトナー16も回収ローラ15に落
下するため問題はないし、回収ローラ15上のトナー1
6は、回収ブレード19によりトナー溜21に回収され
るため、廃棄トナーを発生させることがない。供給ロー
ラ12の外形等を適宜調整することにより、トナー層規
制ブレード18によって発生した余剰トナーが、担持ロ
ーラ14と供給ローラ12との接触部分上方になるべく
ならば滞留せず、回収ローラ15へ落下し易くしておく
ことは、トナー16の劣化をより軽減させる効果があ
る。
【0037】さらに、担持ローラ14の右方で行われる
トナー16の循環は、左方に配置されたアパーチャ電極
体1に対して、余計なトナー16を混入させることはな
く、装置全体のシールも極めて簡単にできる。
トナー16の循環は、左方に配置されたアパーチャ電極
体1に対して、余計なトナー16を混入させることはな
く、装置全体のシールも極めて簡単にできる。
【0038】上記のように構成される画像形成装置にお
いて、絶縁性トナーを用いれば、担持ローラ14と制御
電極4の間の絶縁性が保たれ、アパーチャ6が絶縁破壊
することがない。
いて、絶縁性トナーを用いれば、担持ローラ14と制御
電極4の間の絶縁性が保たれ、アパーチャ6が絶縁破壊
することがない。
【0039】上記のプロセスにおいて、制御電極4によ
る制御電界は、制御電極4とアパーチャ6の内部、及
び、そのアパーチャ6と対向する担持ローラ14のトナ
ー担持面との間に形成されるので、担持されるトナー1
6に直接、制御電界を印加できるため、制御効率がよ
い。
る制御電界は、制御電極4とアパーチャ6の内部、及
び、そのアパーチャ6と対向する担持ローラ14のトナ
ー担持面との間に形成されるので、担持されるトナー1
6に直接、制御電界を印加できるため、制御効率がよ
い。
【0040】また、供給されるトナー16の一部が、ア
パーチャ電極体1との摺動で機械的な力等を受け、非画
像部に対応するアパーチャ6内に進入しても、アパーチ
ャ6内部の電界でアパーチャ6を通過しないように制御
できるため、トナーの制御性が良い。
パーチャ電極体1との摺動で機械的な力等を受け、非画
像部に対応するアパーチャ6内に進入しても、アパーチ
ャ6内部の電界でアパーチャ6を通過しないように制御
できるため、トナーの制御性が良い。
【0041】更には、担持ローラ14とアパーチャ電極
体1とはトナー層を挟んで対向しているので、比較的近
距離に配置することができることにより、制御電圧を低
くでき、安価な駆動素子を使用することができる。
体1とはトナー層を挟んで対向しているので、比較的近
距離に配置することができることにより、制御電圧を低
くでき、安価な駆動素子を使用することができる。
【0042】また、アパーチャ電極体1の絶縁性シート
2は、担持ローラ14側に向けられているので、トナー
供給系の不具合で担持ローラ14上にトナー16が存在
しない場合でも、制御電極4と担持ローラ14とが接触
して電気的に短絡し、駆動素子を壊す虞れがない。
2は、担持ローラ14側に向けられているので、トナー
供給系の不具合で担持ローラ14上にトナー16が存在
しない場合でも、制御電極4と担持ローラ14とが接触
して電気的に短絡し、駆動素子を壊す虞れがない。
【0043】また、アパーチャ電極体1と担持ローラ1
4上のトナー16とは、アパーチャ6の入口部分で接触
していることにより、アパーチャ6の入口部分に堆積す
るトナー16は、担持ローラ14により順次供給される
トナー16により押し流されるため、トナー16が堆
積、架橋してアパーチャ6を塞ぐことがない。
4上のトナー16とは、アパーチャ6の入口部分で接触
していることにより、アパーチャ6の入口部分に堆積す
るトナー16は、担持ローラ14により順次供給される
トナー16により押し流されるため、トナー16が堆
積、架橋してアパーチャ6を塞ぐことがない。
【0044】次にトナー16の成分について説明する。
【0045】本実施の形態におけるトナー16は、 樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
し、粉砕し、分級して、平均粒径9.5μmの負帯電性
の黒色トナーを得た。
し、粉砕し、分級して、平均粒径9.5μmの負帯電性
の黒色トナーを得た。
【0046】このトナーに、日本アエロジル製シリカ
を、0.1、0.3、1.0、3.0重量部外添し、そ
れぞれのトナーをA〜Dとし、ヘキスト製シリカを、
0.1、0.3、1.0、2.0、3.0重量部外添
し、それぞれのトナーをE〜Iとした。以上9種類のト
ナーを使用して、印字したときの最初の印字データと、
3000枚連続印字したときの100枚目、1000枚
目、3000枚目の印字データを図4に示す。
を、0.1、0.3、1.0、3.0重量部外添し、そ
れぞれのトナーをA〜Dとし、ヘキスト製シリカを、
0.1、0.3、1.0、2.0、3.0重量部外添
し、それぞれのトナーをE〜Iとした。以上9種類のト
ナーを使用して、印字したときの最初の印字データと、
3000枚連続印字したときの100枚目、1000枚
目、3000枚目の印字データを図4に示す。
【0047】なお、凝集度、嵩密度、濃度、被りの各値
は以下の方法により測定した。
は以下の方法により測定した。
【0048】[凝集度の測定]ホソカワミクロン製パウ
ダテスタで、目開き250μm、150μm、75μm
の3つのメッシュを重ね、その上に試料を10g置き、
20秒間、篩振幅1mmで60回/秒振るい、250μ
mのメッシュに残った試料を10倍し、150μmのメ
ッシュに残った試料を6倍し、75μmのメッシュに残
った試料を2倍したものを全て足した値を凝集度(%)
とした。
ダテスタで、目開き250μm、150μm、75μm
の3つのメッシュを重ね、その上に試料を10g置き、
20秒間、篩振幅1mmで60回/秒振るい、250μ
mのメッシュに残った試料を10倍し、150μmのメ
ッシュに残った試料を6倍し、75μmのメッシュに残
った試料を2倍したものを全て足した値を凝集度(%)
とした。
【0049】[嵩密度の測定]内容量30cc高さ20
cmの筒に、試料を目開き500μmの篩で振るい分け
た後に入れて、容器が一杯になったときの重量を30で
割った値を、嵩密度とした。
cmの筒に、試料を目開き500μmの篩で振るい分け
た後に入れて、容器が一杯になったときの重量を30で
割った値を、嵩密度とした。
【0050】[濃度の測定]画像データの+50V印加
部分(印字部分)をMACHBETH社製RD914反
射濃度計で測定した値を濃度とした。
部分(印字部分)をMACHBETH社製RD914反
射濃度計で測定した値を濃度とした。
【0051】[被りの測定]画像データの0V印加部分
(非印字部分)をMACHBETH社製RD914反射
濃度計で測定した値を被りとした。
(非印字部分)をMACHBETH社製RD914反射
濃度計で測定した値を被りとした。
【0052】以上のように測定した場合、一般に濃度は
1.5以上、被りは0.10以下であることが実用上望
ましい。
1.5以上、被りは0.10以下であることが実用上望
ましい。
【0053】図4から明らかなように、凝集度が所定の
範囲内(10%以下)に入っているトナーC、F、G、
H、Iはその他のトナーに比べ印字枚数を重ねても濃度
が下がりにくく、嵩密度が所定の範囲内(0.3g/c
c以上0.6g/cc以下)にあるトナーD、G、H、
Iは印字枚数を重ねても、被りが増えにくく、凝集度、
嵩密度がともに所定の範囲内のトナーG、H、Iは最後
まで画質が変化しにくかった。また、所定の範囲から大
きく外れているトナーA、B、Eでは制御電極にトナー
の融着があった。結局、凝集度、嵩密度がともに所定の
範囲内にあるトナーは熱融着が起こりにくく、アパーチ
ャの穴詰まりを押さえ、多数枚の印字を行っても画質の
変化が起こりにくかった。
範囲内(10%以下)に入っているトナーC、F、G、
H、Iはその他のトナーに比べ印字枚数を重ねても濃度
が下がりにくく、嵩密度が所定の範囲内(0.3g/c
c以上0.6g/cc以下)にあるトナーD、G、H、
Iは印字枚数を重ねても、被りが増えにくく、凝集度、
嵩密度がともに所定の範囲内のトナーG、H、Iは最後
まで画質が変化しにくかった。また、所定の範囲から大
きく外れているトナーA、B、Eでは制御電極にトナー
の融着があった。結局、凝集度、嵩密度がともに所定の
範囲内にあるトナーは熱融着が起こりにくく、アパーチ
ャの穴詰まりを押さえ、多数枚の印字を行っても画質の
変化が起こりにくかった。
【0054】また、凝集度が0.1%未満のトナー、嵩
密度が0.6g/ccより大きいトナーは、現時点では
製作が難しいため、ここでは一応割愛することとした。
密度が0.6g/ccより大きいトナーは、現時点では
製作が難しいため、ここでは一応割愛することとした。
【0055】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更を加えることが可能である。
限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々の変更を加えることが可能である。
【0056】例えば、上記実施の形態においては、トナ
ー流制御手段として円形のアパーチャ6を備えたアパー
チャ電極体1を用いたが、例えば、米国特許第5036
341号明細書に記載されるような網目状の電極体を用
いることも可能である。
ー流制御手段として円形のアパーチャ6を備えたアパー
チャ電極体1を用いたが、例えば、米国特許第5036
341号明細書に記載されるような網目状の電極体を用
いることも可能である。
【0057】また、上記実施の形態では、担持ローラ1
4上の残留トナーを回収する手段としてブラシ状の回収
ローラ15を用いたが、これに限らず、粘着性の強いシ
リコンゴム等でも良い。また、ウレタン等の樹脂ブレー
ドで剥ぎとっても良い。その場合、剥ぎ取られたトナー
をトナー溜21まで回収するために、上記実施の形態で
用いた回収ローラ15のような部品を樹脂ブレードの下
部に配置する。
4上の残留トナーを回収する手段としてブラシ状の回収
ローラ15を用いたが、これに限らず、粘着性の強いシ
リコンゴム等でも良い。また、ウレタン等の樹脂ブレー
ドで剥ぎとっても良い。その場合、剥ぎ取られたトナー
をトナー溜21まで回収するために、上記実施の形態で
用いた回収ローラ15のような部品を樹脂ブレードの下
部に配置する。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
記載の画像形成装置によれば、帯電したトナーの流れを
制御するアパーチャ電極体からなるトナー流制御手段
に、トナーを供給するトナー担持ローラを含むトナー供
給手段とを備える画像形成装置において、凝集度が10
%以下のトナーを用いることにより、電極の穴詰まりを
押さえ、電極と担持ローラとの過度なストレスを抑える
ことにより、熱融着を防ぎ、実用上十分な枚数の印字を
可能にする。
記載の画像形成装置によれば、帯電したトナーの流れを
制御するアパーチャ電極体からなるトナー流制御手段
に、トナーを供給するトナー担持ローラを含むトナー供
給手段とを備える画像形成装置において、凝集度が10
%以下のトナーを用いることにより、電極の穴詰まりを
押さえ、電極と担持ローラとの過度なストレスを抑える
ことにより、熱融着を防ぎ、実用上十分な枚数の印字を
可能にする。
【0059】また請求項2記載の画像形成装置によれ
ば、凝集度が10%以下であって、しかも嵩密度が0.
3g/cc以上0.6g/cc以下のトナーを用いるこ
とにより、均一な担持層を形成し、電極に過度のストレ
スを与えず、電極と担持ローラの熱融着を防ぎ、より多
くの枚数の印字を可能にする。
ば、凝集度が10%以下であって、しかも嵩密度が0.
3g/cc以上0.6g/cc以下のトナーを用いるこ
とにより、均一な担持層を形成し、電極に過度のストレ
スを与えず、電極と担持ローラの熱融着を防ぎ、より多
くの枚数の印字を可能にする。
【0060】また請求項3記載の画像形成装置によれ
ば、トナーの凝集度を0.1%以上としたので、現実的
に製作可能なトナーとして、容易かつ安価に利用し得
る。
ば、トナーの凝集度を0.1%以上としたので、現実的
に製作可能なトナーとして、容易かつ安価に利用し得
る。
【図1】本発明の画像形成装置における一実施形態の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図2】本発明の画像形成装置に用いられるアパーチャ
電極体の構成を示す斜視図である。
電極体の構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の画像形成装置に用いられるアパーチャ
電極体と担持ローラとの構成を模式的に示す図である。
電極体と担持ローラとの構成を模式的に示す図である。
【図4】実験データを示す図である。
【図5】画像形成装置における画像濃度の電圧制御性を
示す説明図である。
示す説明図である。
1 アパーチャ電極体(トナー流制御手段) 4 制御電極 6 アパーチャ 10 トナー供給装置(トナー供給装手段) 14 担持ローラ(トナー担持ローラ) 16 トナー
Claims (3)
- 【請求項1】 帯電したトナーの流れを制御するアパー
チャ電極体からなるトナー流制御手段と、そのトナー流
制御手段に、トナーを供給するトナー担持ローラを含む
トナー供給手段とを備える画像形成装置において、 凝集度が10%以下であるトナーを用いたことを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項2】 嵩密度が0.3g/cc以上0.6g/
cc以下であるトナーを用いたことを特徴とする請求項
1に記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 凝集度が、0.1%以上であるトナーを
用いたことを特徴とする請求項1または2に記載の画像
形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35027796A JPH10181072A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35027796A JPH10181072A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10181072A true JPH10181072A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18409410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35027796A Pending JPH10181072A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10181072A (ja) |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35027796A patent/JPH10181072A/ja active Pending
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