JPH1120221A - 画像形成トナー供給装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極アレイとトナー担持ローラとの接触によ
りトナー層にムラが生じても、これを均一化して鮮明な
画像を形成できる画像形成トナー供給装置等を提供す
る。 【解決手段】 トナー層を形成してトナー１６が担持さ
れているトナー担持ローラ１４から電極アレイ１を離隔
させると共に、トナー担持ローラ１４、供給ローラ１２
及びアジテータ１７を高速回転させることにより、トナ
ー担持ローラ１４の表面におけるトナー層を均一化する
と共に、新しいトナー１６をトナー担持ローラ１４、供
給ローラ１２になじませる。このとき、電極アレイ１の
離隔については、アーム７ａを時計方向に回転させると
共にアーム７ｂを反時計方向に回転させ、その短手方向
両端部がトナーケース１１に固定されている電極アレイ
１を撓ませることにより離隔させる。また、他の離隔方
法としては、電極アレイ１をトナーケース１１の周囲を
囲むように形成されたホルダに固定し、ホルダ毎移動さ
せて電極アレイ１を離隔させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄層化されて担持
されている帯電したトナーに対して電界を印加すること
により、当該トナーを飛翔させ、記録用紙上に当該トナ
ーを直接付着させて画像を形成する画像形成装置の技術
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置の一つとし
て、トナーが通過すべき多数の小さな開口部（以下、ア
パチャと称す。）を備えると共に当該アパチャの周囲に
制御電極を備えた電極アレイを設け、当該制御電極に対
して記録すべき記録情報に基づいた駆動電圧を印加して
電界を発生させることにより、トナーがいずれのアパチ
ャ内を飛翔して通過するかを選択的に制御し、当該アパ
チャを通過したトナーを記録用紙等の上記記録媒体上に
直接付着させて画像を得る画像形成装置があり、その詳
細が、例えば特開平６−１５５７９８号公報等において
開示されている。

【０００３】このような画像形成装置としては、例え
ば、図６（ａ）に示すように、上記アパチャ１０６が図
６（ａ）の紙面に垂直方向に一列に形成されていると共
に夫々のアパチャ１０６に対応する位置に制御電極１０
４が形成されている電極アレイ１０１を挟んで、薄層化
されたトナー１１６を担持するトナー担持ローラ１１４
と記録用紙１２０とを対向させ、更に、記録用紙１２０
の背面に背面電圧印加回路１１０からの背面電圧が印加
された背面電極１２２を備えた構成を有する画像形成装
置１００がある。そして、画像形成装置１００では、制
御電極１０４に制御電圧印加回路１０８から記録すべき
記録情報に応じた制御電圧を印加して、トナー担持ロー
ラ１１４が担持する帯電したトナー１１６のアパチャ１
０６を通過する飛翔を制御し、記録用紙１２０上に画像
を形成している。

【０００４】一方、上記トナー担持ローラ１１４へのト
ナー１１６の供給については、筐体内に貯留されている
トナー１１６をトナー供給ローラ１１２により帯電させ
つつトナー担持ローラ１１４の表面に付着させ、この付
着したトナー１１６の厚さを金属製ブレード状の層厚制
御ブレード１１８により制御して薄層化していた。

【０００５】このとき、上記電極アレイ１０１とトナー
担持ローラ１１４は、トナー１１６を帯電させるため、
当該トナー１１６を間に挟む形で所定の面積をもって接
触している。この接触の状態について図６（ｂ）を用い
て説明すると、電極アレイ１０１は、その長手方向（図
６の紙面に垂直な方向）の中心軸付近がトナー担持ロー
ラ１１４の表面と接するように配置されている。そし
て、各アパチャ１０６の電極アレイ１０１の長手方向の
中心線とトナー担持ローラ１１４の中心軸１１５とが同
一平面上に位置している。更に、電極アレイ１０１自体
は、図６（ｂ）に示すように、トナー担持ローラ１１４
に対してその長手方向の中心軸を中心として左右に同じ
角度だけ撓むように圧接されている。

【０００６】上記の構成により、帯電しているトナー１
１６をアパチャ１０６内を飛翔させることにより記録用
紙１２０に付着させ、画像を形成することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
画像形成装置１００による画像形成を長時間継続してい
ると、トナー担持ローラ１１４上におけるトナー１１６
の層厚に層厚制御ブレード１１８によっても制御できな
いほどのムラが生じ、これにより、鮮明な画像の形成が
できなくなるという問題点があった。すなわち、画像形
成装置１００においては、鮮明な画像形成のためにはト
ナー担持ローラ１１４上のトナー１１６の層厚は、例え
ば、数μｍ程度の厚さ（具体的には、トナー担持ローラ
１１４表面の単位面積当たりのトナー重量に換算して
０．２乃至０．３mg/cm²の厚さ）で均一であることが必
要であるが、電極アレイ１０１の裏面がトナー１１６を
挟んでトナー担持ローラ１１４に加圧接触させたままで
長時間トナー担持ローラ１１４を回転させて画像形成を
継続していると、当該電極アレイ１０１とトナー担持ロ
ーラ１１４との加圧接触に起因してトナー１１６の層厚
に層厚制御ブレード１１８を用いても制御できない程度
のムラが生じてしまうのである。このことは、層厚の厚
い箇所では、トナー１１６がアパチャ１０６を通過して
過剰に飛翔しすぎて所望の濃さよりも濃い画像が形成さ
れてしまう結果を招来し、また、層厚の薄い箇所では、
トナー１１６の飛翔量が少なすぎることとなり、この場
合には、所望の濃さよりも薄い画像が形成されてしまう
こととなる。

【０００８】ここで、上記のようなトナー層のムラが生
じる原因としては、電極アレイ１０１とトナー担持ロー
ラ１１４の接触部分における電極アレイ１０１長手方向
の凹凸（すなわち、接触圧力の不均一）が挙げられる。
この場合、電極アレイ１０１又はトナー担持ローラ１１
４のいずれかが凸となっている部分においては、トナー
担持ローラ１１４上からトナー１１６が剥ぎ取られ、当
該凸の周辺部分に滞留することとなる。そして、この剥
ぎ取りと滞留によりトナー層が凹凸に乱されるのであ
る。この剥ぎ取りと滞留によるトナー層のムラは、特に
新品のトナーを補給した直後において顕著である。これ
は、新品のトナーは帯電量が均一でなかったり、流動性
が悪い場合が多いため、トナー担持ローラ１１４への付
着力が不安定となり、トナー１１６の剥離や滞留を生じ
やすいことによる。

【０００９】一方、上述したトナー層のムラが層厚制御
ブレード１１８によっても制御できない（薄層化できな
い）理由としては、層厚制御ブレード１１８はそもそも
搬送されてきた所定の厚さ（薄層化する前の厚さ）のト
ナー層に対して一定の摩擦力をかけて余分の厚さのトナ
ーを剥ぎ取るものである。従って、当該層厚制御ブレー
ド１１８に到達する以前に生じている層厚のムラについ
ては、トナー層が部分的に圧し固められたり過剰に帯電
していたりすると、層厚制御ブレード１１８ではこれを
整定して均一な厚さのトナー層に修復することができな
いのである。

【００１０】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
なされたもので、その課題は、電極アレイ１０１とトナ
ー担持ローラ１１４との接触によりトナー層にムラが生
じても、これを均一化して鮮明な画像を形成することが
できる画像形成トナー供給装置並びに当該画像形成トナ
ー供給装置を備えた画像形成装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、帯電したトナーを通過
させる複数のアパチャ等の開口部と、夫々の当該開口部
に対応する位置に配置された制御電極であって、前記ト
ナーの通過を制御するための複数の制御電極とが誘電体
基板上に形成されてなる電極アレイと、表面に前記トナ
ーを担持し、当該トナーを前記誘電体基板の前記制御電
極が形成されている面の裏面に接触させて前記開口部に
当該トナーを供給するトナー担持ローラ等のトナー担持
体と、前記トナー担持体に前記トナーを供給する供給ロ
ーラ等のトナー供給体と、当該トナー担持体に担持され
ている当該トナーの層厚を制御する層厚制御ブレード
と、各前記制御電極に対して、記録媒体上に記録すべき
記録情報に基づいて夫々独立に電圧を印加することによ
り、前記トナーを前記トナー担持体から前記開口部を通
過させて前記記録媒体上に選択的に到達させ、前記記録
媒体上に前記記録情報に対応する像を形成する制御電圧
印加部等の制御電極駆動部とを備えたトナー供給部等の
画像形成トナー供給装置であって、前記電極アレイと前
記トナー担持体とを離隔させ、前記トナーが前記電極ア
レイの裏面に接触しないようするアーム等の離隔手段
と、前記トナー担持体上の前記トナーが前記裏面に接触
していない状態で当該トナー担持体及び前記トナー供給
体を稼働させるＣＰＵ等の稼動手段と、を備える。

【００１２】請求項１に記載の発明の作用によれば、離
隔手段は、電極アレイとトナー担持体とを離隔させ、ト
ナーが電極アレイの裏面に接触しないようする。

【００１３】そして、稼動手段は、トナー担持体上のト
ナーが電極アレイの裏面に接触していない状態で当該ト
ナー担持体及びトナー供給体を稼働させる。

【００１４】よって、電極アレイが接触していることに
よりトナー担持体上のトナー層にムラが生じていても、
電極アレイとトナーの接触を解いた上でトナー供給体及
び層厚制御ブレードにより当該ムラを除去できる。

【００１５】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載の画像形成トナー供給装
置において、前記離隔手段は、予め設定された期間毎に
前記電極アレイと前記トナー担持体とを離隔させると共
に、前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持
体とが離隔しているとき当該トナー担持体及び前記トナ
ー供給体を稼動させるように構成される。

【００１６】請求項２に記載の発明の作用によれば、請
求項１に記載の発明の作用に加えて、離隔手段が予め設
定された期間毎に電極アレイとトナー担持体とを離隔さ
せると共に、稼動手段が電極アレイとトナー担持体とが
離隔しているとき当該トナー担持体及びトナー供給体を
稼動させるので、定期的にトナー層のムラを除去するこ
とができる。

【００１７】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成トナー
供給装置において、前記離隔手段は、当該画像形成トナ
ー供給装置に対して電源が投入されたとき前記電極アレ
イと前記トナー担持体とを離隔させると共に、前記稼動
手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体とが離隔し
ているとき当該トナー担持体及び前記トナー供給体を稼
動させるように構成される。

【００１８】請求項３に記載の発明の作用によれば、請
求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、離隔手段が
画像形成トナー供給装置に対して電源が投入されたとき
電極アレイとトナー担持体とを離隔させると共に、稼動
手段が電極アレイとトナー担持体とが離隔しているとき
当該トナー担持体及びトナー供給体を稼動させるので、
電源投入直後において生じている上記ムラを除去するこ
とができる。

【００１９】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の
画像形成トナー供給装置において、前記稼動手段は、前
記電極アレイと前記トナー担持体とが離隔していると
き、前記トナー担持体及び前記トナー供給体を通常動作
時よりも高速で稼動させるように構成される。

【００２０】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項１から３のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、稼動手段が電極アレイとトナー担持体とが離隔して
いるときトナー担持体及びトナー供給体を通常動作時よ
りも高速で稼動させるので、より迅速に上記ムラを除去
することができる。

【００２１】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の
画像形成トナー供給装置において、前記トナーを貯留す
ると共に、前記トナー供給体に供給するアジテータ、貯
留部等の貯留手段を更に備えると共に、前記離隔手段
は、前記貯留手段に新しい前記トナーが補給されたとき
前記電極アレイと前記トナー担持体とを離隔させる、更
に前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体
とが離隔しているとき当該トナー担持体及び前記トナー
供給体並びに前記貯留手段を稼動させる。

【００２２】請求項５に記載の発明の作用によれば、請
求項１から４のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、貯留手段は、トナーを貯留すると共に、トナー供給
体に供給する。

【００２３】一方、離隔手段は、貯留手段に新しいトナ
ーが補給されたとき電極アレイとトナー担持体とを離隔
させる。

【００２４】そして、稼動手段は、電極アレイとトナー
担持体とが離隔しているとき当該トナー担持体及びトナ
ー供給体並びに貯留手段を稼動させる。

【００２５】よって、補給された新しいトナーをトナー
担持体及びトナー供給体に対して迅速になじませること
ができる。

【００２６】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項５に記載の画像形成トナー供給装
置において、前記稼動手段は、前記電極アレイと前記ト
ナー担持体とが離隔しているとき、前記トナー担持体及
び前記トナー供給体並びに前記貯留手段を通常動作時よ
りも高速で稼動させるように構成される。

【００２７】請求項６に記載の発明の作用によれば、請
求項５に記載の発明の作用に加えて、稼動手段が電極ア
レイとトナー担持体とが離隔しているとき、トナー担持
体及びトナー供給体並びに貯留手段を通常動作時よりも
高速で稼動させるので、補給された新しいトナーをトナ
ー担持体及びトナー供給体に対してより迅速になじませ
ることができる。

【００２８】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の
画像形成トナー供給装置において、前記誘電体基板は弾
性体であると共に、前記離隔手段は、当該誘電体基板を
撓ませることにより前記電極アレイと前記トナー担持体
とを離隔させるように構成される。

【００２９】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、誘電体基板が弾性体であると共に、離隔手段は、当
該誘電体基板を撓ませることにより電極アレイとトナー
担持体とを離隔させる。

【００３０】よって、離隔手段の構成を簡素化すること
ができる。

【００３１】上記の課題を解決するために、請求項８に
記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の
画像形成トナー供給装置において、前記離隔手段は、前
記電極アレイを支持する支持部を、当該電極アレイと前
記トナー担持体とが離隔する方向に移動させることによ
り当該電極アレイと当該トナー担持体とを離隔させるよ
うに構成される。

【００３２】請求項８に記載の発明の作用によれば、請
求項１から６のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、離隔手段は、電極アレイを支持する支持部を、当該
電極アレイとトナー担持体とが離隔する方向に移動させ
ることにより当該電極アレイと当該トナー担持体とを離
隔させる。

【００３３】よって、電極アレイに負荷をかけることな
く電極アレイとトナー担持体とを離隔させることができ
る。

【００３４】上記の課題を解決するために、請求項９に
記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の
画像形成トナー供給装置と、前記記録媒体を挟んで前記
電極アレイに対向して配置され、夫々の前記制御電極へ
の電圧の印加に対応して電圧が印加されることにより前
記トナーの前記記録媒体への到達を補助する背面電極板
等の背面電極と、前記トナーが到達して付着した前記記
録媒体を加熱加圧することにより当該記録媒体に前記ト
ナーを定着させる定着装置等の定着部と、前記記録媒体
を前記電極アレイの位置から前記定着部まで搬送する搬
送ローラ等の搬送部と、を備える。

【００３５】請求項９に記載の発明の作用によれば、請
求項１から８のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、記録媒体を挟んで電極アレイに対向して配置される
背面電極は、夫々の制御電極への電圧の印加に対応して
電圧が印加されることによりトナーの記録媒体への到達
を補助する。

【００３６】一方、定着部は、トナーが到達して付着し
た記録媒体を加熱加圧することにより当該記録媒体にト
ナーを定着させる。

【００３７】このとき、搬送部は、記録媒体を電極アレ
イの位置から定着部まで搬送する。

【００３８】よって、トナー層におけるムラを除去して
記録媒体上に鮮明に記録情報に対応する像を形成するこ
とができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。なお、以下に説明す
る実施の形態は、薄層化されて担持されている帯電した
トナーに対して電界を印加することにより、当該トナー
を飛翔させ、記録用紙上に当該トナーを直接付着させて
画像を形成する画像形成装置に対して本発明を適用した
場合の実施形態である。

【００４０】（Ｉ）第１実施形態 始めに本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を
用いて説明する。ここで、図１は第１実施形態の画像形
成装置Ｓの縦断面図であって電極アレイとトナー担持ロ
ーラが接触している画像形成時の状態を示す縦断面図で
あり、図２は電極アレイの外観図であり、図３は画像形
成装置Ｓの縦断面図であって電極アレイとトナー担持ロ
ーラとを離隔させ、各ローラ及びアジテータをトナーと
共に空転させている非画像形成時の状態を示す縦断面図
である。

【００４１】図１に示すように、画像形成装置Ｓは、画
像形成トナー供給装置としてのトナー供給装置１０と、
背面電極板２２と、定着部としての定着装置２６と、搬
送部としての一組の搬送ローラ１９と、制御電極駆動部
としての制御電圧印加回路８と、背面電圧印加回路２４
と、離隔手段及び稼動手段としてのＣＰＵ１３とにより
構成されている。

【００４２】一方、トナー供給装置１０は、外部筐体で
あるトナーケース１１内に、アパチャ６及び制御電極４
が形成されている電極アレイ１と、トナー担持体として
のトナー担持ローラ１４と、トナー供給体としての供給
ローラ１２と、トナーを貯留する貯留部２１内に配置さ
れたアジテータ１７と、層厚制御ブレード１８と、離隔
手段としてのアーム７ａ及び７ｂを含んで構成されてい
る。

【００４３】更に、定着装置２６は、シリコンゴム等を
表層に有するプレッシャーローラ２６ａと、内部にハロ
ゲンヒータを有するヒートローラ２６ｂとから構成され
る熱定着方式のものである。

【００４４】次に、上記電極アレイ１の細部構成につい
て、図２を用いて説明する。

【００４５】図２（ａ）に示すように、実施形態の電極
アレイ１は、厚さ５０μｍ程度のポリイミド製の弾力性
のある絶縁性シート２に複数の矩形のアパチャ６が電極
アレイ１の長手方向に８０μｍの間隔を空けて一列に形
成されており、各アパチャ６の間の位置に厚さ５μｍの
銅薄膜によりなる制御電極４が形成されている。なお、
絶縁性シート２はセラミックスを用いて形成してもよ
い。更に、図２（ａ）は、電極アレイ１の制御電極４が
形成されている面を示すものであり、トナー担持ローラ
１４に対しては、図２（ａ）に示す面の裏面が接触す
る。また、電極アレイ１の短手方向両端部がトナーケー
ス１１に固定されており、当該裏面の短手方向両端部内
側近傍が夫々アーム７ａ及び７ｂによって支持されてい
る。このアーム７ａ及び７ｂは、夫々図１に示す方向
（アーム７ａは時計方向、アーム７ｂは反時計方向）に
ＣＰＵ１３の制御により回転可能なように夫々軸７ｃ及
び７ｄにより支持されている。そして、当該アーム７ａ
及び７ｂが、夫々図１に示す方向に電極アレイ１の裏面
を支持しつつ回転すると共に、電極アレイ１の短手方向
両端部がトナーケース１１に固定されていることによ
り、当該電極アレイ１の中央部を図１中左方向に撓ませ
てトナー担持ローラ１４から離隔させることが可能とな
っている。

【００４６】次に、電極アレイ１とトナー担持ローラ１
４の位置関係について図２（ｂ）を用いて説明する。

【００４７】図２（ｂ）に示すように、画像形成時にお
ける電極アレイ１は、その絶縁性シート２の長手方向の
中心軸付近がトナー担持ローラ１４の表面に接するよう
に配置されている。そして、各アパチャ６の電極アレイ
１の長手方向の中心線とトナー担持ローラ１４の中心軸
３２とが同一平面３０上に位置している。

【００４８】更に、電極アレイ１自体は、図２（ｂ）に
示すように、トナー担持ローラ１４に対してその長手方
向の中心軸を中心として左右に同じ角度だけ撓むように
圧接されている。

【００４９】これにより、電極アレイ１とトナー担持ロ
ーラ１４とのトナー１６を挟んだ接触面積を大きくする
ことができる。

【００５０】次に、第１実施形態の画像形成装置Ｓの動
作について、図１乃至図３を用いて説明する。

【００５１】始めに、電極アレイ１がトナー担持ローラ
に圧接されているときにおける動作、すなわち、画像形
成時における動作について説明する。

【００５２】トナーケース１１内に形成されているトナ
ー１６の貯留部２１内にあるアジテータ１７は、図１中
Ｃ方向に回転しつつトナー１６を攪拌しながら隣接して
配置された円筒形の供給ローラ１２に向かって少量ずつ
送り込む。そして、図１中Ｂ方向に回転可能に取り付け
られている供給ローラ１２は、その回転によってトナー
１６を隣接して配置されている円筒形のトナー担持ロー
ラ１４に搬送する。

【００５３】この供給ローラ１２は、その表面がウレタ
ンやシリコン等の発泡ゴムにより形成されており、トナ
ー担持ローラ１４とは接触しながら回転している。この
接触を伴う回転によりトナー１６を当該接触部において
マイナスに摩擦帯電させた上、トナー担持ローラ１４の
表面に担持させる。

【００５４】次に、トナー担持ローラ１４は図１中Ａ方
向に回転可能に取り付けられており、担持したトナー１
６を電極アレイ１のアパチャ６に供給する。このとき、
トナーケース１１内においてトナー担持ローラ１４に接
触する位置には、トナー担持ローラ１４の表面に担持さ
れるトナー１６の層を薄く、均一になるように制御する
と共に、担持されているトナー１６をより均一に摩擦帯
電させるための層厚制御ブレード１８が設けられてい
る。

【００５５】この層厚制御ブレード１８は、りん青銅等
のバネ材を材料として構成されている。そして、当該バ
ネ材の弾性力によりその先端部がトナー担持ローラ１４
の表面を押圧するように取り付けられている。

【００５６】なお、上記トナー担持ローラ１４及び供給
ローラ１２並びにアジテータ１７の回転は、ＣＰＵ１３
により統轄して制御されている。

【００５７】次に、画像形成時における各電極の制御に
ついて説明する。

【００５８】図１に示すように、制御電極４と供給ロー
ラ１２との間に接続されている制御電圧印加回路８は、
ＣＰＵ１３の制御の下、図示しない外部の画像信号出力
装置から送られてくる画像信号に基いて、各制御電極４
に個別に−１０Ｖ又は＋３５Ｖの電圧を印加する。ここ
で、当該図示しない画像信号出力装置としては、例え
ば、外部のコンピュータや記録すべき画像を読み取る画
像読取装置等を接続することができる。

【００５９】さらに、背面電極板２２と供給ローラ１２
との間に接続されている背面電圧印加回路２４は、ＣＰ
Ｕ１３の制御の下、背面電極板２２に対して常に＋１ｋ
Ｖの電圧を印加する。

【００６０】そして、トナー担持ローラ１４に担持され
ている薄層化されたトナ−１６（層厚制御ブレード１８
によってマイナス帯電が均一化されている）が、トナー
担持ローラ１４の図１中Ａ方向への回転と共に、トナー
担持ローラ１４の表面に担持されたまま電極アレイ１に
向けて搬送される。そして、搬送されたトナー１６は電
極アレイ１の絶縁性シート２により擦られつつアパチヤ
６の下に供給される。

【００６１】このとき、制御電圧印加回路８は、上記画
像信号に対応して、当該画像信号内の画像の位置に対応
する制御電極４に対して＋３５Ｖの電圧を印加する。こ
れにより、電圧が印加された制御電極４の両側のアパチ
ャ６には、制御電極４とトナー担持ローラ１４（接地さ
れている。）の間の電位差により、制御電極４よりトナ
ー担持ローラ１４に向かう電気力線が形成される。従っ
て、アパチャ６に搬送されているマイナスに帯電された
トナー１６は電位の高い方向に静電力を受け、トナー担
持ローラ１４上からアパチャ６を通過して制御電極４側
に引き出される。その後、引き出されたトナー１６は、
背面電圧印加回路２４が背面電極板２２に印加している
＋１ｋＶの電圧によって記録用紙２０と電極アレイ１と
の間に形成される電界により、記録用紙２０に向かって
飛翔し、記録用紙２０上に付着して画素を形成する。

【００６２】一方、画像信号中の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から一１０Ｖの電
圧が印加されるため、トナー担持ローラ１４と当該非画
像部分に対応する制御電極４との間には電界が形成され
ず、トナー担持ローラ１４上のトナー１６は静電力を受
けないので、トナ−１６がアパチャ６を通過することが
なく、記録用紙２０上の非画像部分に相当する制御電極
４に対向する部分には画素が形成されない。

【００６３】そして、記録用紙２０は、その表面にトナ
ー１６により画像信号一スキャン分の画素が形成される
と、次に、図１中Ｄ方向に回転する搬送ローラ１９及び
図１中Ｅ方向に回転する定着装置２６により、電極アレ
イ１の長手方向に垂直な方向（各アパチャ６により形成
されているアパチャ列と垂直な方向）に１画素分搬送さ
れる。以上説明した画像形成のプロセスを繰り返すこと
により記録用紙２０の全面にトナー像が形成される。

【００６４】その後、形成されたトナー像は、搬送部１
９によって定着装置２６に搬送され、記録用紙２０上に
定着される。尚、定着装置２６は、加熱定着方式の他
に、圧力定着方式のタイプでもよい。

【００６５】次に、非画像形成時において本発明に係る
トナー層の薄層化（すなわち、画像形成時における電極
アレイ１とトナー担持ローラ１４とに接触により生じた
トナー層のムラの除去）のための動作について、図３を
用いて説明する。

【００６６】非画像形成時においてトナー層の薄層化を
実行するときには、図３に示すように、ＣＰＵ１３の制
御の下、アーム７ａが図１に示す位置から時計方向に所
定量回転すると共に、アーム７ｂが図１に示す位置から
反時計方向に所定量回転することにより、電極アレイ１
が図３中左方向に突出するように撓み変形し、これによ
り電極アレイ１とトナー担持ローラ１４との圧接状態が
解放される。そして、この状態で、ＣＰＵ１３がトナー
担持ローラ１４及び供給ローラ１２並びにアジテータ１
７を通常の画像形成時よりも高速で夫々の回転すべき方
向に回転させる。

【００６７】この動作により、供給ローラ１２によるト
ナー担持ローラ１４上の古いトナー層の剥ぎ取り（供給
ローラ１２とトナー担持ローラ１４とがその接触方向に
おいて反対方向に回転していることによるトナー層の剥
ぎ取り）と新しいトナー１６の供給とトナー層の形成が
行われると共に層厚制御ブレード１８によりトナー層の
層厚の制御が実行され、従って、トナー担持ローラ１４
上のトナー層の層厚が均一に整えられる。

【００６８】一方、貯留部２１においては、アジテータ
１７が通常時よりも高速で回転しているため、新しいト
ナー１６が補給された場合に、当該新しいトナー１６が
トナー担持ローラ１４及び供給ローラ１４に迅速になじ
み、帯電量についても均一化されることとなる。

【００６９】なお、上述したトナー層の薄層化（トナー
層におけるムラの除去）が実行されるタイミングとして
は、例えば、数日おきに定期的に実行してもよいし、ま
た、画像形成装置Ｓの電源を投入した直後に実行させて
もよい。

【００７０】また、アジテータ１７の高速回転による新
トナーのなじませについては、トナー担持ローラ１４及
び供給ローラ１２の高速回転と共に常に実行させる必要
はなく、貯留部２１に新しいトナー１６が補給されたと
きのみ実行するようにしてもよい。

【００７１】なお、電極アレイ１と背面電極板２２との
間のギャップが小さい画像形成装置の場合には、上記ア
ーム７ａ及び７ｂの回転動作に連動して背面電極板２２
が後方（図３中左方向）に退避する構成とすることが望
ましい。この構成にすれば、電極アレイ１がトナー担持
ローラ１４から離隔するために必要な空間が確保される
こととなる。

【００７２】以上説明したように、第１実施形態の画像
形成装置Ｓにおけるトナー層の薄層化の動作によれば、
電極アレイ１とトナー担持ローラ１４とを離隔させてト
ナー１６が電極アレイ１の裏面に接触しないようにしつ
つ、当該トナー担持ローラ１４及び供給ローラ１２を回
転させるので、電極アレイ１が接触していることにより
トナー担持ローラ１４上のトナー層にムラが生じていて
も、電極アレイ１とトナー１６の接触を解いた上で供給
ローラ１４及び層厚制御ブレード１８により当該ムラを
除去できる。

【００７３】また、定期的に電極アレイ１とトナー担持
ローラ１４とを離隔させて、当該トナー担持ローラ１４
及び供給ローラ１４を回転させる場合には、定期的にト
ナー層のムラを除去することができる。

【００７４】更に、画像形成装置Ｓに対して電源が投入
されたときトナー層の薄層化を実行すれば、電源投入直
後において生じている上記ムラを除去することができ
る。

【００７５】更にまた、トナー層の薄層化時にトナー担
持ローラ１４及び供給ローラ１２を通常動作時よりも高
速で稼動させるので、より迅速に上記ムラを除去するこ
とができると共に、迅速に画像形成を再開することがで
きる。

【００７６】また、新しいトナー１６が補給されたとき
アジテータ１７の高速回転を伴うトナー層の薄層化を実
行すれば、補給された新しいトナー１６をトナー担持ロ
ーラ１４及び供給ローラ１２に対して迅速になじませる
ことができる。

【００７７】更に、電極アレイ１が弾力性のある誘電体
シート２により形成されていると共に、当該電極アレイ
１をアーム７ａ及び７ｂにより撓ませることにより電極
アレイ１とトナー担持ローラ１４とを離隔させるので、
簡易な構成で電極アレイ１とトナー担持ローラ１４とを
離隔させることができ、画像形成装置Ｓ全体の構成を簡
素化することができる。

【００７８】更にまた、上記トナー層の薄層化を実行す
ることにより、トナーにおけるムラが除去できるので、
記録用紙２０上に鮮明に記録情報に対応する画像を形成
することができる。

【００７９】（II）第２実施形態 次に、本発明の他の実施形態である第２実施形態につい
て、図４及び図５を用いて説明する。ここで、図４は第
２実施形態の画像形成装置Ｓ’の縦断面図であって電極
アレイ１とトナー担持ローラ１４が接触している画像形
成時の状態を示す縦断面図であり、図５は画像形成装置
Ｓ’の縦断面図であって電極アレイ１とトナー担持ロー
ラ１４とを離隔させ、各ローラ及びアジテータ１７をト
ナーと共に空転させている非画像形成時の状態を示す縦
断面図である。また、各図において、第１実施形態と同
様の部材については、同様の部材番号を付して細部の動
作説明等は省略する。

【００８０】上述の第１実施形態の画像形成装置Ｓにお
いては、アーム７ａ及び７ｂを回転させて電極アレイ１
を撓ませることにより電極アレイ１とトナー担持ローラ
１４とを離隔させたが、本第２実施形態においては、電
極アレイ１を変形させるのではなく、電極アレイ１をそ
の支持部ごと移動させて電極アレイ１とトナー担持ロー
ラ１４とを離隔させる。

【００８１】図４に示すように、第２実施形態の画像形
成装置Ｓ’においては、電極アレイ１の短手方向両端部
は、トナーケース１１の周囲を囲むように形成されＣＰ
Ｕ１３の制御により図４中左右方向に移動可能とされて
いるホルダ３７に固定されている。

【００８２】そして、画像形成時においては、図４に示
すように、ホルダ３７が図４中右方向に移動し、電極ア
レイ１をトナー担持ローラ１４に圧接させ記録用紙２０
に対する画像形成を実行する。当該画像形成時における
ホルダ３７以外の部材の動作については、上述した第１
実施形態と同様であるので、細部の説明は省略する。

【００８３】一方、非画像形成時であって、上記トナー
層の薄層化を実行するときには、図５に示すようにホル
ダ３７が図５中左方向に移動し、電極アレイ１とトナー
担持ローラ１４とを離隔させる。そして、このとき同時
にトナー担持ローラ１４、供給ローラ１２及びアジテー
タ１７を高速回転させてトナー層の薄層化及び新トナー
６のなじませを実行することとなる。

【００８４】なお、電極アレイ１と背面電極板２２との
間のギャップが小さい画像形成装置の場合には、上記ホ
ルダ３７の移動に連動して背面電極板２２も後方（図５
中左方向）に退避する構成とすることが望ましい。そし
て、ホルダ３７が図５中左方向に移動する際には、背面
電極板２２も図５中左方向に退避するようにし、電極ア
レイ１がトナー担持ローラ１４から離隔するために必要
な空間を確保することが必要である。

【００８５】以上説明したように、第２実施形態の画像
形成装置Ｓ’におけるトナー層の薄層化の動作によれ
ば、第１実施形態の画像形成装置Ｓにおけるトナー層の
薄層化の効果に加えて、電極アレイ１を支持するホルダ
３７を、当該電極アレイ１とトナー担持ローラ１４とが
離隔する方向に移動させることにより当該電極アレイ１
と当該トナー担持ローラ１４とを離隔させるので、電極
アレイ１に撓み等の負荷をかけることなく電極アレイ１
とトナー担持ローラ１４とを離隔させてトナー層の薄層
化を実行することができる。

【００８６】なお、上記の第１及び第２実施形態におい
ては、電極アレイ１をトナー担持ローラ１４から離隔さ
せることで圧接状態から解放していたが、これ以外に、
電極アレイ１を画像形成装置Ｓに対して固定とし、トナ
ー担持ローラ１４以下供給ローラ１２及びアジテータ１
７等を含むトナー供給装置１０全体を移動可能な構成と
し、トナー供給装置１０を移動させて電極アレイ１とト
ナー担持ローラ１４との圧接状態を解放するようにして
もよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、電極アレイとトナー担持体とを離隔させ
てトナーが電極アレイの裏面に接触しないようにしつ
つ、当該トナー担持体及びトナー供給体を稼働させるの
で、電極アレイが接触していることによりトナー担持体
上のトナー層にムラが生じていても、電極アレイとトナ
ーの接触を解いた上でトナー供給体及び層厚制御ブレー
ドにより当該ムラを除去できる。

【００８８】従って、均一な層厚のトナーを飛翔させて
記録媒体上に画像を形成できるので、鮮明に画像を形成
することができる。

【００８９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、予め設定された期間毎に
電極アレイとトナー担持体とを離隔させると共に、当該
トナー担持体及びトナー供給体を稼動させるので、定期
的にトナー層のムラを除去することができる。

【００９０】従って、鮮明な画像形成が可能なトナー層
の状態を維持できる。

【００９１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、画像形成トナー供
給装置に対して電源が投入されたとき電極アレイとトナ
ー担持体とを離隔させると共に、トナー担持体及びトナ
ー供給体を稼動させるので、電源投入直後において生じ
ている上記ムラを除去することができる。

【００９２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から３のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、電
極アレイとトナー担持体とが離隔しているときトナー担
持体及びトナー供給体を通常動作時よりも高速で稼動さ
せるので、より迅速に上記ムラを除去することができる
と共に、迅速に画像形成を再開することができる。

【００９３】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、新
しいトナーが補給されたとき電極アレイとトナー担持体
とを離隔させてトナー担持体及びトナー供給体並びに貯
留手段を稼動させるので、補給された新しいトナーをト
ナー担持体及びトナー供給体に対して迅速になじませる
ことができる。

【００９４】従って、画像形成トナー供給装置を迅速に
画像形成可能な状態にすることができる。

【００９５】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の発明の効果に加えて、電極アレイとトナー担持
体とが離隔しているとき、トナー担持体及びトナー供給
体並びに貯留手段を通常動作時よりも高速で稼動させる
ので、補給された新しいトナーをトナー担持体及びトナ
ー供給体に対してより迅速になじませることができる。

【００９６】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、誘
電体基板が弾性体であると共に、当該誘電体基板を撓ま
せることにより電極アレイとトナー担持体とを離隔させ
るので、離隔手段の構成を簡素化して画像形成トナー供
給装置全体の構成を簡素化することができる。

【００９７】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
から６のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、電
極アレイを支持する支持部を、当該電極アレイとトナー
担持体とが離隔する方向に移動させることにより当該電
極アレイと当該トナー担持体とを離隔させるので、電極
アレイに負荷をかけることなく電極アレイとトナー担持
手段とを離隔させることができる。

【００９８】よって、電極アレイの寿命を延命化しつつ
鮮明な画像を形成することができる。

【００９９】請求項９に記載の発明によれば、請求項１
から８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、ト
ナー層におけるムラを除去して記録媒体上に鮮明に記録
情報に対応する画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成を示す縦断
面図である。

【図２】電極アレイの構成を示す図であり、（ａ）は電
極アレイの外観斜視図であり、（ｂ）は電極アレイとト
ナー担持ローラの関係を示す断面図である。

【図３】第１実施形態の画像形成装置におけるトナー層
薄層化時の構成を示す縦断面図である。

【図４】第２実施形態の画像形成装置の構成を示す縦断
面図である。

【図５】第２実施形態の画像形成装置におけるトナー層
薄層化時の構成を示す縦断面図である。

【図６】従来技術の画像形成装置の構成を示す図であ
り、（ａ）はその縦断面図であり、（ｂ）は電極アレイ
とトナー担持ローラの関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１、１０１…電極アレイ ２…絶縁性シート ４、１０４…制御電極 ６、１０６…アパチャ ７ａ、７ｂ…アーム ７ｃ、７ｄ…軸 ８、１０８…制御電圧印加回路 ９ａ、９ｂ…摩擦低減部 １０…トナー供給装置 １１…トナーケース １２、１１２…供給ローラ １３…ＣＰＵ １４、１１４…トナー担持ローラ １６、１１６…トナー １７…アジテータ １８、１１８…層厚制御ブレード １９…搬送ローラ ２０、１２０…記録用紙 ２１…貯留部 ２２、１２２…背面電極板 ２４、１１０…背面電圧印加回路 ２６…定着装置 ２６ａ…プレッシャーローラ ２６ｂ…ヒートローラ ３０…平面 ３２…中心軸 ３７…ホルダ Ｓ、Ｓ’、１００…画像形成装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電したトナーを通過させる複数の開口
   部と、夫々の当該開口部に対応する位置に配置された制
   御電極であって、前記トナーの通過を制御するための複
   数の制御電極とが誘電体基板上に形成されてなる電極ア
   レイと、表面に前記トナーを担持し、当該トナーを前記
   誘電体基板の前記制御電極が形成されている面の裏面に
   接触させて前記開口部に当該トナーを供給するトナー担
   持体と、前記トナー担持体に前記トナーを供給するトナ
   ー供給体と、当該トナー担持体に担持されている当該ト
   ナーの層厚を制御する層厚制御ブレードと、各前記制御
   電極に対して、記録媒体上に記録すべき記録情報に基づ
   いて夫々独立に電圧を印加することにより、前記トナー
   を前記トナー担持体から前記開口部を通過させて前記記
   録媒体上に選択的に到達させ、前記記録媒体上に前記記
   録情報に対応する像を形成する制御電極駆動部とを備え
   た画像形成トナー供給装置であって、 前記電極アレイと前記トナー担持体とを離隔させ、前記
   トナーが前記電極アレイの裏面に接触しないようする離
   隔手段と、 前記トナー担持体上の前記トナーが前記裏面に接触して
   いない状態で当該トナー担持体及び前記トナー供給体を
   稼働させる稼動手段と、 を備えることを特徴とする画像形成トナー供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成トナー供給装
   置において、 前記離隔手段は、予め設定された期間毎に前記電極アレ
   イと前記トナー担持体とを離隔させると共に、 前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体と
   が離隔しているとき当該トナー担持体及び前記トナー供
   給体を稼動させることを特徴とする画像形成トナー供給
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の画像形成トナー
   供給装置において、 前記離隔手段は、当該画像形成トナー供給装置に対して
   電源が投入されたとき前記電極アレイと前記トナー担持
   体とを離隔させると共に、 前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体と
   が離隔しているとき当該トナー担持体及び前記トナー供
   給体を稼動させることを特徴とする画像形成トナー供給
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載の
   画像形成トナー供給装置において、 前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体と
   が離隔しているとき、前記トナー担持体及び前記トナー
   供給体を通常動作時よりも高速で稼動させることを特徴
   とする画像形成トナー供給装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載の
   画像形成トナー供給装置において、 前記トナーを貯留すると共に、前記トナー供給体に供給
   する貯留手段を更に備えると共に、 前記離隔手段は、前記貯留手段に新しい前記トナーが補
   給されたとき前記電極アレイと前記トナー担持体とを離
   隔させ、 更に前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持
   体とが離隔しているとき当該トナー担持体及び前記トナ
   ー供給体並びに前記貯留手段を稼動させることを特徴と
   する画像形成トナー供給装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の画像形成トナー供給装
   置において、 前記稼動手段は、前記電極アレイと前記トナー担持体と
   が離隔しているとき、前記トナー担持体及び前記トナー
   供給体並びに前記貯留手段を通常動作時よりも高速で稼
   動させることを特徴とする画像形成トナー供給装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
   画像形成トナー供給装置において、 前記誘電体基板は弾性体であると共に、 前記離隔手段は、当該誘電体基板を撓ませることにより
   前記電極アレイと前記トナー担持体とを離隔させること
   を特徴とする画像形成トナー供給装置。
8. 【請求項８】 請求項１から６のいずれか一項に記載の
   画像形成トナー供給装置において、 前記離隔手段は、前記電極アレイを支持する支持部を、
   当該電極アレイと前記トナー担持体とが離隔する方向に
   移動させることにより当該電極アレイと当該トナー担持
   体とを離隔させることを特徴とする画像形成トナー供給
   装置。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか一項に記載の
   画像形成トナー供給装置と、 前記記録媒体を挟んで前記電極アレイに対向して配置さ
   れ、夫々の前記制御電極への電圧の印加に対応して電圧
   が印加されることにより前記トナーの前記記録媒体への
   到達を補助する背面電極と、 前記トナーが到達して付着した前記記録媒体を加熱加圧
   することにより当該記録媒体に前記トナーを定着させる
   定着部と、 前記記録媒体を前記電極アレイの位置から前記定着部ま
   で搬送する搬送部と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。