JPH11268328A

JPH11268328A - トナー、画像形成方法、及び、画像形成装置

Info

Publication number: JPH11268328A
Application number: JP9858398A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sakai; 捷夫酒井; Shinichi Kuramoto; 信一倉本
Original assignee: Ricoh Co Ltd; Array Printers AB
Current assignee: Ricoh Co Ltd; Array Printers AB
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】逆飛翔を解消して、微小開口部におけるクリ
ーニングの容易化、画像形成方法及び画像形成装置の低
コスト化、並びに、画像形成速度の高速化を図ることが
できるトナーを提供する。【解決手段】様々な種類の外添加剤又は外添加剤の組
み合わせをトナーに添加して調整した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー担持体に担
持させたトナーを選択的に飛翔させて、該トナー担持体
と該トナー担持体に対向する対向電極または該対向電極
上の記録部材上に、該トナーを付着させることで画像を
形成する画像形成方法、画像形成装置及びこれらに用い
られるトナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体画像形成方法としてダイレク
トトーニングまたはトナープロジェクションと称される
画像形成方式が知られている。この画像形成方式は、孔
やスリットの周りに設けた制御電極部に電圧を印加して
帯電させたトナー層又はトナークラウドに電界を加え、
特定の位置のトナーを選択的に飛翔させ、その孔やスリ
ットを通して移動させて紙等の記録部材に直接画像を形
成するものである。

【０００３】このような画像形成方式を採用した画像形
成装置は、トナーを担持するスリーブ状のトナー担持
体、該トナー担持体１に対向するように配置した対向電
極としての対向電極部材、トナーを通過させる微小な孔
及び制御電極を有するトナー制御部材等で構成される。
上記トナー担持体は、トナーを収容するトナー容器の内
部に配置され、公知の電子写真方式の画像形成装置でト
ナー担持体にトナーを担持するときに採用される公知技
術により、その表面にトナーを担持する。

【０００４】また、上記トナー制御部材は、トナー容器
の適所に形成された開口を塞ぐように取り付けられ、ト
ナー担持体と対向電極部材との間で該トナー担持体から
該対向電極部材へのトナー飛翔を制御する。そして、ト
ナー担持体と対向して設けた対向電極部材との間に、ト
ナー担持体上に担持したトナーを対向電極部材に向けて
飛翔させるための飛翔電界を形成する。

【０００５】このような画像形成装置において、例え
ば、トナーをマイナスに帯電させ、上記トナー担持体を
接地し、対向電極部材に直流高電圧を印加して、トナー
制御部材の制御電極に画像信号電圧を印加すると、トナ
ー担持体上のトナーに対して電界が作用する。この電界
の作用の結果、トナーに加わるクーロン力が、トナーと
トナー担持体との間に作用している付着力や鏡像力の和
を上回って、トナーが対向電極部材に向かって飛翔し始
める。これにより、該トナーは、トナー制御部材の微小
な孔を通過し、対向電極部材に印加した電圧で形成され
る飛翔電界に引かれて飛翔し続け、例えば、対向電極部
材上を所定方向に搬送される紙に当たって止まり、該紙
上に画像が記録される。

【０００６】また、従来、図８及び図９に示すように、
上述のような画像形成装置を複数個（図示の例では４
個）併設して、多色画像を形成するように構成されたも
のが知られている（特開平６―２３４２３３号公報記載
の「多色画像生成装置」）。図８及び図９において、符
号１０、１１、１２、１３は互いに異なった色の画像を
形成する現像器、１４は現像ロール（上記画像形成装置
におけるトナー担持体に相当）、１５はトナー容器、２
２は第１電極層（上記画像形成装置におけるトナー制御
部材に相当）、２３は用紙５４を吸引搬送するベルト４
１を兼ねた後部電極（上記画像形成装置における対向電
極部材に相当）である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の多色
画像生成装置により、非磁性絶縁性トナーを用いて、テ
ストパターンをプリンとしたところ、トナー担持体とし
ての現像ローラから対向電極部材としての後部電極に向
けて飛翔したトナーのうちの、５％から１０％のトナー
が本来の飛翔方向とは逆の方向に飛翔した（以下、この
トナーが逆方向に飛翔する現象を、トナーの「逆飛翔」
という）。そして、この逆飛翔したトナーをクリーニン
グせずに、そのまま連続してプリントを行った結果、プ
リント枚数が５枚から５０枚（この枚数は、テストパタ
ーンの画像面積率：テストパターン用紙のパターン画像
の占める割合、に依存する）に達した時点で、そのトナ
ー制御部材としての第１電極層のトナー通過孔に目詰ま
りが発生し、プリントされた用紙の全面の画像部分に白
スジが現れた。また、白スジが現れなかった用紙の場合
でも、上記の目詰まり部分に対応した画像の線が細くな
ったり、用紙の白地の部分に散り状の地汚れが生じたり
して、プリントの画像品質が低下した。なお、この実験
における、トナーの平均粒径は７．０μｍ、上記現像ロ
ーラ上の平均帯電量は−１０μＣ/ｇである。

【０００８】このため、上述のような画像形成方法に基
づく画像形成装置のプリント画質を最高の状態に維持す
るためには、その画像形成プロセスにおいて、１枚の用
紙へのプリントが完了する毎に、そのトナー制御部材と
しての第１電極層をクリーニングして、該第１電極層の
トナー通過孔の目詰まりを防止する必要がある。

【０００９】しかしながら、この画像形成装置におい
て、微小なトナー透過孔に目詰まりしたトナーを除去す
るためには、クリーニング性能の高い特殊なクリーニン
グ装置を用いる必要があり、装置のコストアップを招く
不具合がある。また、上記多色画像生成装置において、
該トナー通過孔の清掃を行えるようにするためには、用
紙へのプリントが終了する毎に、該用紙の搬送手段を兼
ねた対向電極ベルトを、トナー制御部材としての第１電
極層の部位から退避させて、このトナー制御部材に該ク
リーニング装置を接近移動させる必要がある。このた
め、このようなクリーニング装置を搭載した画像形成装
置では、その構成が複雑化するとともに、その作像プロ
セスに上記トナー制御部材及びクリーニング装置の移動
工程が加わるため、用紙１枚当たりのプリント速度が著
しく低下する不具合がある。

【００１０】また、上述のような画像形成方法では、ド
ット等の単位画像を形成するトナーの集合体はストリー
ム状に飛翔し、該集合体の先頭部が用紙に到達してから
最後部が用紙に到達するまでにタイムラグがある。そし
て、このタイムラグにより、ドットは正円形にならず、
用紙の移動方向に延びる楕円状に形成される。このた
め、用紙の移動速度を速めすぎると、ドット形状の乱れ
により画像の質を低下させてしまう。従って、用紙の移
動速度、ひいてはプリント速度を速めるためには、ドッ
トを形成すべく飛翔させたトナーの集合体の飛翔速度を
速めて、上記タイムラグを極力短縮することが望まし
い。トナーの飛翔速度を速めるためには、トナーの飛翔
に寄与する静電力、即ち、電界強度とトナーの電荷量と
の積を大きくすればよい。しかし、電界強度を大きくし
すぎると放電を発生させるので、電界強度については放
電を発生させない程度に抑える必要がある。また、トナ
ーの帯電量を大きくしすぎると、次の２つの原因により
形成画像の品質を低下させてしまうという不具合を生ず
る。１．既に用紙上に付着しているトナーの電荷により、新
たに付着するトナーが静電的に反発されて該用紙上のド
ット付着領域を外れてしまういわゆる画像散りが発生す
る。２．対抗電極に付着したトナー画像を記録部材に転写す
る構成の場合には、該転写時にトナー粒子同士が静電的
に反発されて転写散りが発生する。

【００１１】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その第１の目的とするところは、逆飛翔を解消し
て、微小開口部におけるクリーニングの容易化、設備の
低コスト化、並びに、画像形成速度の高速化を図ること
ができる画像形成方法を提供することである。

【００１２】また、その第２の目的とするところは、画
像散り又は転写散りを解消して、形成画像の品質の向上
を図ることができる画像形成方法を提供することであ
る。

【００１３】また、その第３の目的とするところは、微
小開口部に付着したトナーのクリーニングの容易化、設
備もしくは装置の低コスト化及び画像形成速度の高速
化、又は、形成画像の品質の向上、を図ることができる
トナーを提供することである。

【００１４】また、その第４の目的とするところは、微
小開口部に付着したトナーのクリーニングの容易化、装
置の低コスト化及び画像形成速度の高速化、又は、形成
画像の品質の向上、を図ることができる画像形成装置を
提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、トナーを担持するトナー
担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、該ト
ナー担持体と該対向電極との間に配設され互いに独立あ
るいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー
通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー制御
部材とからなる、単色画像を形成する１つの作像ユニッ
ト、または、互いに異なった多色画像を形成する複数の
作像ユニットを用いて、該対向電極、及び該トナー制御
部材の該制御電極部に、画像信号に応じた電圧を印加す
ることにより、該トナー担持体に担持させたトナーを選
択的に飛翔させ、該微小開口部を通して該対向電極側に
移行させたトナーを、該対向電極又は該対向電極上の記
録部材上に付着させることで単色画像または多色画像を
形成する画像形成方法であって、該対向電極上又は該記
録部材上に付着しても、該対向電極と同極性の電荷を注
入させないトナーを用いることを特徴とするものであ
る。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の画像形成方
法であって、２．０×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さ
の電界を１００［ｍｓｅｃ］の間形成されたときの上記
トナー担持体からの飛翔量を、０．１［ｍｇ／ｃｍ²］
以下とするトナーを用いることを特徴とするものであ
る。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の画像形成方
法であって、外添加剤として、プラス帯電用酸化チタン
粉末を含有するトナーを用いることを特徴とするもので
ある。

【００１８】請求項１、２又は３の発明においては、粒
子担持体から飛翔したトナーは、上記対向電極、上記記
録部材又はこれらに付着するトナーの集合体等に付着し
ても、該対向電極と同極性の電荷を注入されない。従っ
て、上記対向電極や上記記録部材と静電的に反発するこ
とによる付着トナーの逆飛翔が解消される。

【００１９】請求項４の発明は、トナーを担持するトナ
ー担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、該
トナー担持体と該対向電極との間に配設され互いに独立
あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナ
ー通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー制
御部材とからなる、単色画像を形成する１つの作像ユニ
ット、または、互いに異なった多色画像を形成する複数
の作像ユニットを用いて、該対向電極、及び該トナー制
御部材の該制御電極部に、画像信号に応じた電圧を印加
することにより、該トナー担持体に担持させたトナーを
選択的に飛翔させ、該微小開口部を通して該対向電極側
に移行させたトナーを、該対向電極又は該対向電極上の
記録部材上に付着させることで単色画像または多色画像
を形成する画像形成方法であって、該対向電極上又は該
記録部材上との付着により注入される該対向電極と同極
性の電荷量を、該対向電極又は該記録部材と反発して該
粒子担持体に向けて飛翔する量より少なくするトナーを
用いることを特徴とするものである。

【００２０】請求項５の発明は、請求項４の画像形成方
法であって、２．０×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さ
の電界を１００［ｍｓｅｃ］の間形成されたときの上記
トナー担持体からの飛翔量を、０．９［ｍｇ／ｃｍ²］
以下とするトナーを用いることを特徴とするものであ
る。

【００２１】請求項６の発明は、請求項５の画像形成方
法であって、外添加剤として、マイナス帯電用シリカ粉
末を含有し、全体的にプラスに帯電することにより上記
対向電極に向かって飛翔するか、又は、プラス帯電用の
シリカ、アルミナもしくは酸化チタンの粉末を含有する
トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。もので
ある。

【００２２】請求項４、５又は６の発明においては、粒
子担持体から飛翔したトナーは、上記対向電極、上記記
録部材又はこれらに付着するトナーの集合体等に付着し
て、該対向電極と同極性の電荷を注入されても、該注入
される電荷量では該対向電極や該記録部材との静電的な
反発による逆飛翔を生じない。従って、付着トナーの逆
飛翔が解消される。

【００２３】上記第２の目的を達成するために、請求項
７の発明は、トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
ー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該対
向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからなる、
単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、互い
に異なった多色画像を形成する複数の作像ユニットを用
いて、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加することにより、該
トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔させ、
該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたトナー
を、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着さ
せることで単色画像または多色画像を形成する画像形成
方法であって、該対向電極上又は該記録部材上への付着
により該対向電極と同極性の電荷を注入されても、該付
着の後に飛翔してくる後続のトナーに対して、該注入後
の残留電荷で該対向電極上又は該記録部材上への付着位
置を静電的に変化させないトナーを用いることを特徴と
するものである。

【００２４】請求項８の発明は、請求項７の画像形成方
法であって、２．０×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さ
の電界を１００［ｍｓｅｃ］の間形成されたときの上記
トナー担持体からの飛翔量を、０．２［ｍｇ／ｃｍ²］
以上、０．４［ｍｇ／ｃｍ²］以下とするトナーを用い
ることを特徴とするものである。

【００２５】請求項９の発明は、請求項７の画像形成方
法であって、外添加剤として、プラス帯電用のシリカ又
はアルミナの粉末を含有するトナーを用いることを特徴
とするものである。

【００２６】請求項７、８又は９の発明においては、粒
子担持体から飛翔したトナーは、上記対向電極、上記記
録部材又はこれらに付着するトナーの集合体等に付着し
て、該対向電極と同極性の電荷を注入されても、該注入
の後の残留電荷量では、該付着の後に飛翔してくる後続
のトナーに対して、該対向電極上又は該記録部材上への
付着位置を、静電的に変化させない。これにより、後続
のトナーは上記対向電極上又は上記記録部材上で正規の
位置に付着し、画像又は転写散りが解消される。

【００２７】請求項１０の発明は、トナーを担持するト
ナー担持体と、該トナー担持体と対向する対向電極と、
該トナー担持体と該対向電極との間に配設され互いに独
立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のト
ナー通過を制御する複数の制御電極部とを有するトナー
制御部材とからなる、単色画像を形成する１つの作像ユ
ニット、または、互いに異なった多色画像を形成する複
数の作像ユニットを用いて、該対向電極、及び該トナー
制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じた電圧を印
加することにより、該トナー担持体に担持させたトナー
を選択的に飛翔させ、該微小開口部を通して該対向電極
側に移行させたトナーを、該対向電極又は該対向電極上
の記録部材上に付着させることで単色画像または多色画
像を形成する画像形成方法であって、該対向電極上への
付着により該対向電極と同極性の電荷を注入されても、
該注入後の残留電荷では、自らを互いに静電的に反発さ
せず上記転写時に該対向電極上又は該記録部材上から飛
翔しないトナーを用いることを特徴とするものである。

【００２８】請求項１１の発明は、請求項１０の画像形
成方法であって、２．０×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の
強さの電界を４０［ｍｓｅｃ］形成されたときの上記ト
ナー担持体からの飛翔量を、０．５［ｍｇ／ｃｍ²］以
上、０．９［ｍｇ／ｃｍ²］以下とするトナーを用いる
ことを特徴とするものである。

【００２９】請求項１２の発明は、請求項１０の画像形
成方法であって、外添加剤として、マイナス帯電用シリ
カ粉末を含有し、全体的にプラスに帯電することにより
上記対向電極に向かって飛翔するか、又は、マイナス帯
電用シリカ粉末とプラス帯電用酸化チタン粉末との混合
粉末、プラス帯電用シリカ粉末、もしくはプラス帯電用
アルミナ粉末、のうち２以上の混合により構成される粉
末を含有するトナーを用いることを特徴とするものであ
る。

【００３０】請求項１０、１１又は１２の発明において
は、粒子担持体から飛翔したトナーは、上記対向電極又
は該対向電極に付着するトナーの集合体等に付着して、
該対向電極と同極性の電荷を注入されても、上記転写時
の残留電荷量では、トナーを互いに反発させて該対向電
極上又は上記記録部材上から飛翔させない。これによ
り、上記対向電極上に付着するトナーは、上記転写の際
に上記記録部材上で正規の位置に転写され、転写散りが
解消される。

【００３１】上記第３の目的を達成するために、請求項
１３の発明は、トナーを担持するトナー担持体と、該ト
ナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該
対向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複
数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからな
る、単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、
互いに異なった多色画像を形成する複数の作像ユニット
内で、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加されることにより、
該トナー担持体から選択的に飛翔し、該微小開口部を通
過して該対向電極側に移行した後に、該対向電極又は該
対向電極上の記録部材上に付着することで単色画像また
は多色画像を形成するトナーであって、請求項１、２、
３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の画
像形成方法に用いられることを特徴とするものである。

【００３２】請求項１３の発明においては、トナーの逆
飛翔又は画像もしくは転写散りを解消することができ
る。

【００３３】上記第４の目的を達成するために、請求項
１４の発明は、トナーを担持するトナー担持体と、該ト
ナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該
対向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複
数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからな
る、単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、
互いに異なった多色画像を形成する複数の作像ユニット
を備え、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電
極部に、画像信号に応じて電圧を印加することにより、
該トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔さ
せ、該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたト
ナーを、該対向電極又は該対向電極上の記録部材に付着
させることで単色画像または多色画像を形成する画像形
成装置であって、請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０、１１又は１２のトナーを用いることを特
徴とするものである。

【００３４】請求項１４の発明においては、請求項１、
２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２
の画像形成方法を用いることにより、トナーの逆飛翔又
は画像もしくは転写散りを解消することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】［実施形態］以下、本発明を適用
するための基本構成を備える画像形成装置の実施形態に
ついて説明する。図１はこのような画像形成方式を採用
した従来の画像形成装置の要部の概略構成を示す斜視図
である。この画像形成装置は、トナーを担持するスリー
ブ状のトナー担持体１、該トナー担持体１に対向するよ
うに配置した対向電極としての対向電極部材２、トナー
制御部材３等を備えている。上記トナー担持体１はトナ
ーを収容するトナー容器４の内部に配置され、該トナー
担持体１の表面には、公知の電子写真方式の画像形成装
置でトナー担持体にトナーを担持するときに採用される
公知技術により、トナーを担持することができる。本画
像形成装置では、ドクターブレード５あるいは図示しな
いトナー供給部材とトナー担持体１との間での摩擦によ
ってマイナスに摩擦帯電したトナーを、静電気力でトナ
ー担持体１上に担持し、ドクターブレード５で規制する
ことによりトナー層を形成している。

【００３６】上記トナー制御部材３は、トナー容器４の
下壁部に形成された開口を塞ぐように取り付けられてい
る。このトナー制御部材３は、図２に示すように、トナ
ー担持体１と対向電極部材２との間で該トナー担持体１
から該対向電極部材２へのトナー飛翔を制御するよう
に、複数の微小開口部としてのトナー通過孔（以下
「孔」という）３１及び各孔の周りに形成された内径φ
が０．１６０ｍｍのリング状の制御電極３２を有してい
る。この孔３１の直径φや、記録媒体（記録部材）とし
ての紙６の搬送方向と直交する方向（トナー担持体１の
軸方向）における孔３１間のピッチＰｈ等は、紙６に記
録する画像の解像度に応じて設定される。この画像形成
装置では、解像度３００ｄｐｉ程度の画像を記録できる
ように、厚さ０．０７５ｍｍのポリイミドからなる基板
に、直径φｈが０．１４０ｍｍの孔３１を、上記ピッチ
Ｐｈが０．０８４５ｍｍとなる間隔で形成している。ま
た、この孔３１は、紙６の搬送方向の幅Ｗが約２ｍｍの
領域に８列（３１−１〜３１−８）形成され、孔３１の
総数は２３００個となっている。各孔３１の周りには互
いに電気的に独立した、内径φが０．１６０mmのリング
状の制御電極３２が形成され、各制御電極３２は、画像
情報に応じた電圧を印加するための電源回路に接続され
ている。

【００３７】図３は、このような画像形成方式を採用し
た画像形成装置の画像記録部の拡大模式図である。トナ
ー７を担持するトナー担持体１は接地され、このトナー
担持体１と対向して設けられた対向電極部材２との間
に、トナー担持体１上に担持されたトナー７を対向電極
部材２に向けて飛翔させるための飛翔電界を形成する飛
翔電界形成手段としての電源８が接続されている。この
電源８により対向電極部材２にトナー７の平均的な帯電
極性と逆の極性の直流高電圧が印加される。

【００３８】また、トナー担持体１と対向電極部材２と
の間には、微小開口部としてのトナー通過孔３１と、該
トナー通過孔３１の周りに設けられた制御電極３２とを
有するトナー制御部材としてのトナー制御部材３が配設
されている。そして、該トナー担持体１と該トナー制御
部材３の各制御電極３２との間には、画像情報に基づい
て生成された制御電圧を各制御電極３２に印加する電源
（以下「画像電源」という）９が接続されている。この
画像電源９により、画像情報に基づいて各制御電極３２
に対して互いに独立した画像信号電圧が印加される。

【００３９】また、図示の装置では、上記トナー制御部
材３の制御電極３２と対向電極部材２との間隔Ｌｉは
０．５ｍｍ、制御電極３２とトナー担持体１との間隔Ｌ
ｋは０．０５ｍｍ、トナー担持体１の周速は３００ｍｍ
／ｓｅｃ、紙６の搬送速度は１００ｍｍ／ｓｅｃであ
る。

【００４０】図４はトナーの飛翔状態を示した模式図で
ある。例えば、トナーをマイナス帯電させ、トナー担持
体１を接地し、対向電極部材２に例えば＋０．９ｋＶの
直流高電圧を印加し、制御電極３２に＋３２５Ｖの画像
信号電圧Ｖblackを２００μｓｅｃ印加すると、トナー
担持体１上のトナー７に対して６×１０⁶Ｖ／ｍの電界
を作用させることができる。この作用の結果、トナー７
に加わるクーロン力が、トナー７とトナー担持体１との
間に作用している付着力や鏡像力の和を上回って、トナ
ー７は対向電極部材２に向かって飛翔し始め、トナー制
御部材３の孔３１を通過し、対向電極部材２に印加した
電圧で形成される飛翔電界に引かれて飛翔し続け、対向
電極部材２上を図示しない搬送手段により所定方向に搬
送されている紙６に当たって止まり、紙６上に画像が記
録される。なお、紙６上のトナーを付着させない非画像
部に対応する制御電極３２に、トナーの電荷と逆極性の
電圧、例えば−５０Ｖの非画像信号電圧Ｖwhiteを印加
することにより、該非画像部へのトナー飛翔を解消する
ことができる。

【００４１】ところで、前述したような付着トナーの逆
飛翔が発生する原因を知るために、公知のファラデーゲ
ージを用いて、逆飛翔トナーの帯電量を測定したとこ
ろ、＋３μＣ／ｇ（正規極性と逆極性）であった。ま
た、該トナーの飛翔中、及び、着地後の様子を、１秒間
当たり２７，０００コマの高速度カメラで撮影して観察
したところ、該トナーが対向電極部材２に着地した後、
直ぐに該トナーの逆飛翔が開始されるのではなく、先頭
のトナーが対向電極部材２に着地してから、１．２〜
３．７ｍｓｅｃ経てから、付着トナーの逆飛翔が開始さ
れることが判明した。

【００４２】この結果から、正規極性（ここではマイナ
ス極性）に帯電したトナー７が対向電極部材２に着地し
た後、上記の時間が経過した後に、該トナー７の帯電極
性が逆極性に反転したことは明らかである。しかしなが
ら、上記の高速度カメラが捉えた撮影ビデオ映像による
と、飛翔したトナーは、その着地時に多少跳ねたり転が
ったりするが、短時間内に静止することが判るので、上
記時間内に摩擦帯電されて逆極性に変化した訳ではな
い。

【００４３】従って、このようなトナーの帯電極性の反
転現象は、上記時間内に対向電極部材２から逆極性の電
荷が注入されたことによって発生したものと考えられ
る。しかし、このトナー７の母体はポリエステル樹脂か
らなり、完全な絶縁体である。従って、この絶縁体から
なるトナー母体に、対向電極部材２とトナー制御部材３
との間の電界の作用で、逆極性の電荷が注入されるはず
がなく、また、該トナーに埋め込まれた極性制御剤（Ｃ
ＣＡ）や染料、或いは顔料などの電荷が移動したとも考
え難い。

【００４４】このようなことから、本発明者らは、トナ
ーの付着力を弱めて該トナーの流動性を向上させる目的
で、該トナーの表面に外添加されているマイナス帯電用
シリカａに着目した。このマイナス帯電用シリカａの微
粉末の直径は、０．１μｍ以下と非常に小さいが、該ト
ナーの付着力の主要因であるファンデルワールス力を消
失させるには十分な大きさである。

【００４５】そこで、上記極性制御剤（ＣＣＡ）や、染
料及び顔料等の色材を取り除いたポリエステル樹脂のみ
の、平均粒径７．０μｍのトナー状粉末を、公知の粉砕
法によって作成し、その表面に、マイナス帯電用シリカ
ａを公知のハイブリタリゼーション法により外添加した
擬似トナーを作成した。マイナス帯電用シリカａの添加
量は、トナー母体のポリエステル樹脂に対して、１ｗｔ
％とした。

【００４６】そして、この擬似トナーを、図５に示す静
電飛翔実験装置１００にセットし、該擬似トナーに対す
る印加電圧Ｖｓの印加時間（パルス幅）を変化させて、
該擬似トナーの飛翔量とを、公知の方法により測定する
実験（以下、実験１と称する）を行った。静電飛翔実験
装置１００は、前記トナー担持体１に相当する接地され
た金属板１０１のほぼ中央部に、深さｄ＝０．１ｍ、直
径φＤ＝１０ｍｍのクレーター状の窪み１０１ａを形成
して、該窪み１０１ａ内に、該擬似トナーをゴムブレー
ドでスクイズして平面状に充填するとともに、該金属板
１０１の上方に、該金属板１０１と平行に、Ｌ＝１．
０ｍｍの間隙を保って、前記対向電極部材２に相当する
対向電極板１０２を配設して構成したものである。そし
て、該静電飛翔実験装置１００の対向電極板１０２に、
図示しない高圧パルス電源より、−２ｋＶ（実機と同レ
ベル）のパルスを、１００μｓｅｃ〜１０００ｍｓｅｃ
の時間印加して、該対向電極板１０２に飛翔して付着し
た上記擬似トナーの重さ、即ち飛翔量を測定した。な
お、この飛翔量の値とトナーの電荷注入のされ易さとは
正の相関があり、該値が大きいトナーほど電荷を注入さ
れ易い。

【００４７】図６に、上記実験１における上記擬似トナ
ーの飛翔量とパルス幅との関係を示す。単色画像を形成
する画像形成ユニットで、紙６又は対抗電極部材２へ飛
翔・付着したトナーが、上記電圧Ｖｓの印加によって形
成される電界（この電界の強度は約２×１０⁶Ｖ／ｍで
ある）中に暴露されるのは、約２０ｍｓｅｃ程度であ
る。図６を参照すると、疑似トナーは、このような条件
では多量（約１．４ｍｇ／ｃｍ²）してしまうことがわ
かる。実機の条件とこの実験１の条件とは完全に等しい
訳ではない。しかし、飛翔したマイナス帯電トナーが逆
飛翔した原因は、紙６等への付着により逆極性（ここで
はプラス）の電荷を注入され、この逆極性の電荷が、初
期状態トナーの正規極性（マイナス）の電荷を中和し、
更に、トナーを飛翔させる量まで多量に注入されたため
と考えられる。なお、実機において、逆飛翔しないトナ
ーも存在するが、逆飛翔しない理由は外添剤の付着量、
摩擦帯電量、もしくは電界暴露時間等が個々のトナーに
よって異なるためと考えられる。

【００４８】次に、本発明者らは、添加する外添加剤の
種類を種々変えて作成した疑似トナーを、実機で設定し
得る電界強度（実機電界強度）、具体的には−２ｋＶ〜
＋２ｋＶの電圧Ｖｓを印加したときにおける電界強度、
の電界中に２０ｍｓｅｃの間暴露させたときにおけるト
ナーの飛翔量を測定する実験（以下、実験２と称する）
を行った。外添加剤としては、マイナス帯電用シリカ
ａ、マイナス帯電用シリカｂ、プラス帯電用シリカａ、
プラス帯電用シリカｂ、アルミナ及びプラス帯電用酸化
チタンの６種類を使用した。この実験２において、逆飛
翔を生じない疑似トナーに使用した外添加剤を、実際に
使用するトナーに対して逆飛翔を生じない程度の量で添
加すれば、実機においても逆飛翔を生じないことにな
る。但し、実機におけるトナーの流動性を確保するため
には、トナーに１．０ｗｔ％前後の外添加剤を含有させ
る必要がある。

【００４９】図７は上記実験２における印加電圧Ｖｓの
値と疑似トナーの飛翔量との関係を示すグラフである。
図中、Ａはマイナス帯電用シリカａ、Ｂはマイナス帯電
用シリカｂ、Ｃはプラス帯電用シリカａ、Ｄはプラス帯
電用シリカｂ、Ｅはアルミナ、Ｄはプラス帯電用酸化チ
タン、の飛翔量の変化を示すグラフである。図示のよう
に、上記実験２における疑似トナーは、添加された外添
加剤の種類によりその飛翔量を大きく変化させることが
わかる。図７に示される飛翔量により、それぞれの外添
加剤を３又は４種類に分類することができる。例えば、
電圧Ｖｓをマイナスとし、疑似トナーにプラスの電荷を
注入した場合には、多量（１．０ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾
以上）に飛翔した疑似トナーに用いたマイナス帯電用シ
リカａ及びｂと、少量（約０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」
＾）に飛翔した疑似トナーに用いたプラス帯電用シリカ
ａ、ｂ及びアルミナと、全く飛翔しなかった疑似トナー
に用いたプラス帯電用酸化チタンとの３種類に分類する
ことができる。また、電圧Ｖｓをプラスとし、疑似トナ
ーにマイナスの電荷を注入した場合には、多量（１．０
ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾以上）に飛翔した疑似トナーに用
いたマイナス帯電用シリカａと、中程度の量（約０．６
ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾）に飛翔した疑似トナーに用いた
マイナス帯電用シリカｂと、少量（約０．３ｍｇ／ｃｍ
＾「２」＾）に飛翔した疑似トナーに用いたプラス帯電
用シリカａ、ｂ及びアルミナと、殆ど飛翔を生じなかっ
た（０．１ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾以下）疑似トナーに用
いたプラス帯電用酸化チタンとの４種類に分類すること
ができる。なお、実験２における疑似トナーの初期帯電
量は、概ね、プラスの電圧Ｖｓの印加時には−１０μＣ
／ｇ程度、マイナスの電圧Ｖｓの印加時には＋１０μＣ
／ｇ程度であった。

【００５０】上述したように、飛翔量の多いトナーほど
電荷注入をされ易いので、これら６種類の外添加剤をそ
れぞれ含有する６種類の疑似トナーは、接地された金属
板１０１から該外添加剤に電荷を注入されたものから、
殆ど電荷を注入されないものまで種々存在することがわ
かる。

【００５１】なお、このような電荷注入を完全に防止す
ることで、最も質の良い画像が得られるとは限らない。
例えば、このような電荷注入を利用して、トナーに適度
な量の逆極性電荷を注入させることで画像散りや転写散
り等を解消することができる。即ち、上述したように、
ドットの形状の乱れを軽減するためには、トナーの帯電
量を高めて飛翔速度を高めることが必要であるが、該帯
電量を高めすぎると画像散りや転写散りを発生させてし
まう。そこで、紙６等に付着したトナーに逆極性電荷を
注入すれば、トナー同士の静電的反発による画像散りや
転写散りを解消できる。

【００５２】そこで、本実施形態の画像形成装置は、図
８及び９に示される基本構成を備え、且つ、様々な種類
の外添加剤又は外添加剤の組み合わせを添加・調整され
たトナーを用いることにより、トナーの逆飛翔を解消し
たり、画像散りや転写散りを解消するものである。

【００５３】［第１実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第１実施例について説明する。
本第１実施例の画像形成装置は、外添加剤としてプラス
帯電用酸化チタンを１．０ｗｔ％含有するトナーをマイ
ナス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔
量は、約０．１ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾未満である。この
装置によりテストパターンの画像を連続プリントしたと
ころ逆飛翔トナーを殆ど生じなかった。但し、中間転写
ベルトにおいて、フルカラープリント時に３色目、４色
目のトナーを文字の周りに飛散させる画像散りや、顕像
を紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散
させる転写散りを生じた。即ち、外添加剤としてプラス
帯電用酸化チタンを１．０ｗｔ％含有するトナーを用い
る本第１実施例の画像形成装置においては、トナーの逆
飛翔を解消できるが、画像散りや転写散りを解消できな
い。そして、本第１実施例により、０．１ｍｇ／ｃｍ＾
「２」＾未満の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔
方式の画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔を解消
できるが、画像散りや転写散りを解消できないと考えら
れる。

【００５４】［第２実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第２実施例について説明する。
本第２実施例の画像形成装置は、外添加剤としてプラス
帯電用シリカａを１．０ｗｔ％含有するトナーをマイナ
ス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量
は、約０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置に
よりテストパターンの画像を連続プリントしたところ逆
飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルト
において、フルカラープリント時に３色目、４色目のト
ナーを文字の周りに飛散させる画像散りもほぼ解消し
た。但し、顕像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の
文字周りに飛散させる転写散りを生じた。即ち、外添加
剤としてプラス帯電用シリカａを１．０ｗｔ％含有する
トナーを用いる本第２実施例の画像形成装置において
は、トナーの逆飛翔及び画像散りを解消できるが、転写
散りを解消できない。そして、本第２実施例により、概
ね０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾程度の飛翔量であるトナ
ーを用いるトナー飛翔方式の画像形成装置の場合には、
トナーの逆飛翔及び画像散りを解消できるが、転写散り
を解消できないこと考えられる。

【００５５】［第３実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第３実施例について説明する。
本第３実施例の画像形成装置は、外添加剤としてプラス
帯電用シリカｂを１．０ｗｔ％含有するトナーをマイナ
ス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量
は、約０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置に
よりテストパターンの画像を連続プリントしたところ逆
飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルト
において、フルカラープリント時に３色目、４色目のト
ナーを文字の周りに飛散させる画像散りもほぼ解消し
た。但し、顕像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の
文字周りに飛散させる転写散りを生じた。即ち、外添加
剤としてプラス帯電用シリカｂを１．０ｗｔ％含有する
トナーを用いる本第３実施例の画像形成装置において
は、トナーの逆飛翔及び画像散りを解消できるが、転写
散りを解消できない。そして、上記第２実施例と同様に
本第３実施例からも、概ね０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾
程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔方式の画
像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔及び画像散りを
解消できるが、転写散りを解消できないと考えられる。

【００５６】［第４実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第４実施例について説明する。
本第４実施例の画像形成装置は、外添加剤としてアルミ
ナを１．０ｗｔ％含有するトナーをマイナス帯電させて
用いる。なお、このトナーの飛翔量は、約０．３ｍｇ／
ｃｍ＾「２」＾である。この装置によりテストパターン
の画像を連続プリントしたところ逆飛翔トナーを殆ど生
じなかった。また、中間転写ベルトにおいて、フルカラ
ープリント時に３色目、４色目のトナーを文字の周りに
飛散させる画像散りもほぼ解消した。但し、顕像を紙６
に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散させる
転写散りを生じた。即ち、外添加剤としてアルミナを
１．０ｗｔ％含有するトナーを用いる本第４実施例の画
像形成装置においては、トナーの逆飛翔及び画像散りを
解消できるが、転写散りを解消できない。そして、上記
第２及び３実施例と同様に本第４実施例からも、概ね
０．３ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾程度の飛翔量であるトナー
を用いるトナー飛翔方式の画像形成装置の場合には、ト
ナーの逆飛翔及び画像散りを解消できるが、転写散りを
解消できないと考えられる。

【００５７】［第５実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第５実施例について説明する。
本第５実施例の画像形成装置は、外添加剤としてマイナ
ス帯電用シリカｂを１．０ｗｔ％含有するトナーをプラ
ス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量
は、約０．６ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置に
よりテストパターンの画像を連続プリントしたところ逆
飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルト
において、フルカラープリント時に３色目、４色目のト
ナーを文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕
像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛
散させる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加
剤としてマイナス帯電用シリカｂを１．０ｗｔ％含有す
るトナーを、プラスの電界中（マイナスの電荷注入で）
用いる本第５実施例の画像形成装置においては、トナー
の逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解消できる。
そして、本第５実施例により、概ね０．６ｍｇ／ｃｍ＾
「２」＾程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔
方式の画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔、画像
散り及び転写散りの全てを解消できると考えられる。

【００５８】［第６実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第６実施例について説明する。
本第６実施例の画像形成装置は、外添加剤としてマイナ
ス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラス帯電用シリカ
ａを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイナス極
性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量は、
約０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置により
テストパターンの画像を連続プリントしたところ逆飛翔
トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルトにお
いて、フルカラープリント時に３色目、４色目のトナー
を文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕像を
紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散さ
せる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加剤と
してマイナス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラス帯
電用シリカａを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーを
用いる本第６実施例の画像形成装置においては、トナー
の逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解消できる。
そして、本第６実施例により、概ね０．８ｍｇ／ｃｍ＾
「２」＾程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔
方式の画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔、画像
散り及び転写散りの全てを解消できると考えられる。

【００５９】［第７実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第７実施例について説明する。
本第７実施例の画像形成装置は、外添加剤としてマイナ
ス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラス帯電用シリカ
ｂを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイナス極
性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量は、
約０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置により
テストパターンの画像を連続プリントしたところ逆飛翔
トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルトにお
いて、フルカラープリント時に３色目、４色目のトナー
を文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕像を
紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散さ
せる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加剤と
してマイナス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラス帯
電用シリカｂを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーを
用いる本第７実施例の画像形成装置においては、トナー
の逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解消できる。
そして、上記第６実施例と同様に本第７実施例からも、
概ね０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾程度の飛翔量であるト
ナーを用いるトナー飛翔方式の画像形成装置の場合に
は、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解
消できると考えられる。

【００６０】［第８実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第８実施例について説明する。
本第８実施例の画像形成装置は、外添加剤としてマイナ
ス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、アルミナを０．５ｗ
ｔ％それぞれ含有するトナーをマイナス極性に帯電させ
て用いる。なお、このトナーの飛翔量は、約０．８ｍｇ
／ｃｍ＾「２」＾である。この装置によりテストパター
ンの画像を連続プリントしたところ逆飛翔トナーを殆ど
生じなかった。また、中間転写ベルトにおいて、フルカ
ラープリント時に３色目、４色目のトナーを文字の周り
に飛散させる画像散りのみならず、顕像を紙６に転写に
する際にトナーを紙６の文字周りに飛散させる転写散り
をも殆ど生じなかった。即ち、外添加剤としてマイナス
帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、アルミナを０．５ｗｔ
％それぞれ含有するトナーを用いる本第８実施例の画像
形成装置においては、トナーの逆飛翔、画像散り及び転
写散りの全てを解消できる。そして、上記第６及び７実
施例と同様に本第８実施例からも、概ね０．８ｍｇ／ｃ
ｍ＾「２」＾程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー
飛翔方式の画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔、
画像散り及び転写散りの全てを解消できると考えられ
る。

【００６１】［第９実施例］次に、上記実施形態の構成
を備える画像形成装置の第９実施例について説明する。
本第９実施例の画像形成装置は、外添加剤としてマイナ
ス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラス帯電用酸化チ
タンを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイナス
極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量
は、約０．６ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置に
よりテストパターンの画像を連続プリントしたところ逆
飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルト
において、フルカラープリント時に３色目、４色目のト
ナーを文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕
像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛
散させる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加
剤としてマイナス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％、プラ
ス帯電用酸化チタンを０．５ｗｔ％それぞれ含有するト
ナーを用いる本第９実施例の画像形成装置においては、
トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解消で
きる。そして、上記第５実施例と同様に本第９実施例か
らも、概ね０．６ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾程度の飛翔量で
あるトナーを用いるトナー飛翔方式の画像形成装置の場
合には、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全て
を解消できると考えられる。

【００６２】［第１０実施例］次に、上記実施形態の構
成を備える画像形成装置の第１０実施例について説明す
る。本第１０実施例の画像形成装置は、外添加剤として
マイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プラス帯電用
シリカａを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイ
ナス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔
量は、約０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置
によりテストパターンの画像を連続プリントしたところ
逆飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベル
トにおいて、フルカラープリント時に３色目、４色目の
トナーを文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、
顕像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに
飛散させる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添
加剤としてマイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プ
ラス帯電用シリカａを０．５ｗｔ％それぞれ含有するト
ナーを用いる本第１０実施例の画像形成装置において
は、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解
消できる。そして、上記第６、７及び８実施例と同様に
本第１０実施例からも、概ね０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」
＾程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔方式の
画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔、画像散り及
び転写散りの全てを解消できると考えられる。

【００６３】［第１１実施例］次に、上記実施形態の構
成を備える画像形成装置の第１１実施例について説明す
る。本第１１実施例の画像形成装置は、外添加剤として
マイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プラス帯電用
シリカｂを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイ
ナス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔
量は、約０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置
によりテストパターンの画像を連続プリントしたところ
逆飛翔トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベル
トにおいて、フルカラープリント時に３色目、４色目の
トナーを文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、
顕像を紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに
飛散させる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添
加剤としてマイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プ
ラス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％それぞれ含有するト
ナーを用いる本第１１実施例の画像形成装置において
は、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解
消できる。そして、上記第６、７、８及び１０実施例と
同様に本第１１実施例からも、概ね０．８ｍｇ／ｃｍ＾
「２」＾程度の飛翔量であるトナーを用いるトナー飛翔
方式の画像形成装置の場合には、トナーの逆飛翔、画像
散り及び転写散りの全てを解消できると考えられる。

【００６４】［第１２実施例］次に、上記実施形態の構
成を備える画像形成装置の第１２実施例について説明す
る。本第１２実施例の画像形成装置は、外添加剤として
マイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、アルミナを
０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマイナス極性に
帯電させて用いる。なお、このトナーの飛翔量は、約
０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾である。この装置によりテ
ストパターンの画像を連続プリントしたところ逆飛翔ト
ナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルトにおい
て、フルカラープリント時に３色目、４色目のトナーを
文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕像を紙
６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散させ
る転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加剤とし
てマイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、アルミナを
０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーを用いる本第１２
実施例の画像形成装置においては、トナーの逆飛翔、画
像散り及び転写散りの全てを解消できる。そして、上記
第６、７、８、１０及び１１実施例と同様に本第１２実
施例からも、概ね０．８ｍｇ／ｃｍ＾「２」＾程度の飛
翔量であるトナーを用いるトナー飛翔方式の画像形成装
置の場合には、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散り
の全てを解消できると考えられる。

【００６５】［第１３実施例］次に、上記実施形態の構
成を備える画像形成装置の第１３実施例について説明す
る。本第１３実施例の画像形成装置は、外添加剤として
マイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プラス帯電用
酸化チタンを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナーをマ
イナス極性に帯電させて用いる。なお、このトナーの飛
翔量は、約０．６ｍｇ／ｃｍ²である。この装置により
テストパターンの画像を連続プリントしたところ逆飛翔
トナーを殆ど生じなかった。また、中間転写ベルトにお
いて、フルカラープリント時に３色目、４色目のトナー
を文字の周りに飛散させる画像散りのみならず、顕像を
紙６に転写にする際にトナーを紙６の文字周りに飛散さ
せる転写散りをも殆ど生じなかった。即ち、外添加剤と
してマイナス帯電用シリカｂを０．５ｗｔ％、プラス帯
電用酸化チタンを０．５ｗｔ％それぞれ含有するトナー
を用いる本第１３実施例の画像形成装置においては、ト
ナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを解消でき
る。そして、上記第５及び９実施例と同様に本第１３実
施例からも、概ね０．６ｍｇ／ｃｍ²程度の飛翔量であ
るトナーを用いるトナー飛翔方式の画像形成装置の場合
には、トナーの逆飛翔、画像散り及び転写散りの全てを
解消できると考えられる。

【００６６】なお、上記実施形態に係る画像形成方法及
び装置では、最も基本的な画像形成プロセスを例として
示したが、この画像形成方法及び装置は、該トナーの帯
電方法や制御電極板の構成が異なっても、画像信号電圧
が形成する電界で帯電しているトナーを、トナー担持体
より静電気力で離脱させ、該静電気力でトナーを飛翔さ
せるダイレクトトーニング方式の画像形成方法及び装置
に適用できることはいうまでもない。

【００６７】また、上記実施形態に係る画像形成装置で
は、紙６などの用紙を記録部材として、該記録材上にト
ナーを付着させて画像形成を行うものを例示したが、該
記録部材としては、紙などの絶縁体の他、紙の背面に上
記対向電極として機能する電極層（例えばアルミ箔層）
を形成したものでもよい。更に、該対向電極は、回転す
る無端ベルト状の金属薄膜からなり、付着されたトナー
を紙などの記録部材に転写する構成のものでもよい。

【００６８】

【発明の効果】請求項１、２、３、４、５又は６の発明
によれば、上記対向電極や上記記録部材と静電的に反発
させることによる付着トナーの逆飛翔を解消できるの
で、トナーのクリーニング回数を減らして画像形成速度
を向上させることができるとともに、クリーニング装置
を簡素化してコストを低下させることができるという優
れた効果がある。

【００６９】請求項７、８又は９の発明によれば、後続
のトナーを上記対向電極上又は上記記録部材上の正規の
位置に付着させて画像又は転写散りを解消できるので、
形成画像の品質を向上させることができるという優れた
効果がある。

【００７０】請求項１０、１１又は１２の発明によれ
ば、上記転写の際に、上記対向電極上に付着させたトナ
ーを上記記録部材上の正規の位置に転写して、転写散り
を解消できるので、形成画像の品質を向上させることが
できるという優れた効果がある。

【００７１】請求項１３又は１４の発明によれば、トナ
ーの逆飛翔又は画像もしくは転写散りを解消できるの
で、トナーのクリーニング回数を減らして画像形成速度
を向上させることができるとともに、クリーニング装置
を簡素化して設備もしくは装置のコストを低下させるこ
とができるか、又は、形成画像の品質を向上させること
ができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成
を示す斜視図。

【図２】同画像形成装置のトナー制御部材における制御
電極のパターンを示す説明図。

【図３】同画像形成装置の画像記録部の拡大模式図。

【図４】同画像形成部におけるトナーの飛翔状態を示す
模式図。

【図５】同画像形成部における逆飛翔トナーを測定する
ための実験装置の模式図。

【図６】実験１における疑似トナーの飛翔量と印加電圧
Ｖｓのパルス幅との関係を示すグラフ。

【図７】上記実験２における印加電圧Ｖｓの値と疑似ト
ナーの飛翔量との関係を示すグラフ。

【図８】従来の多色画像形成装置の構成を示す分解斜視
図。

【図９】同多色画像形成装置の画像形成部の構成を示す
概略断面図。

【符号の説明】

１トナー担持体２対向電極部材３トナー制御部材４トナー容器５ドクターブレード６紙７トナー８電源２２第１電極層２３後部電極３１トナー通過孔３２制御電極３４リード線１０３中和電極１０４シールド電極

フロントページの続き (72)発明者倉本信一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
ー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該対
向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからなる、
単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、互い
に異なった多色画像を形成する複数の作像ユニットを用
いて、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加することにより、該
トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔させ、
該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたトナー
を、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着さ
せることで単色画像または多色画像を形成する画像形成
方法であって、該対向電極上又は該記録部材上に付着し
ても、該対向電極と同極性の電荷を注入させないトナー
を用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】請求項１の画像形成方法であって、２．０
×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さの電界を１００［ｍ
ｓｅｃ］の間形成されたときの上記トナー担持体からの
飛翔量を、０．１［ｍｇ／ｃｍ²］以下とするトナーを
用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】請求項１の画像形成方法であって、外添加
剤として、プラス帯電用酸化チタン粉末を含有するトナ
ーを用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
ー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該対
向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからなる、
単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、互い
に異なった多色画像を形成する複数の作像ユニットを用
いて、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加することにより、該
トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔させ、
該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたトナー
を、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着さ
せることで単色画像または多色画像を形成する画像形成
方法であって、該対向電極上又は該記録部材上との付着
により注入される該対向電極と同極性の電荷量を、該対
向電極又は該記録部材と反発して該粒子担持体に向けて
飛翔する量より少なくするトナーを用いることを特徴と
する画像形成方法。
【請求項５】請求項４の画像形成方法であって、２．０
×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さの電界を１００［ｍ
ｓｅｃ］の間形成されたときの上記トナー担持体からの
飛翔量を、０．９［ｍｇ／ｃｍ²］以下とするトナーを
用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】請求項５の画像形成方法であって、外添加
剤として、マイナス帯電用シリカ粉末を含有し、全体的
にプラスに帯電することにより上記対向電極に向かって
飛翔するか、又は、プラス帯電用のシリカ、アルミナも
しくは酸化チタンの粉末を含有するトナーを用いること
を特徴とする画像形成方法。
【請求項７】トナーを担持するトナー担持体と、該トナ
ー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該対
向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複数
の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複
数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからなる、
単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、互い
に異なった多色画像を形成する複数の作像ユニットを用
いて、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加することにより、該
トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔させ、
該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたトナー
を、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に付着さ
せることで単色画像または多色画像を形成する画像形成
方法であって、該対向電極上又は該記録部材上への付着
により該対向電極と同極性の電荷を注入されても、該付
着の後に飛翔してくる後続のトナーに対して、該注入後
の残留電荷で該対向電極上又は該記録部材上への付着位
置を静電的に変化させないトナーを用いることを特徴と
する画像形成方法。
【請求項８】請求項７の画像形成方法であって、２．０
×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さの電界を１００［ｍ
ｓｅｃ］の間形成されたときの上記トナー担持体からの
飛翔量を、０．２［ｍｇ／ｃｍ²］以上、０．４［ｍｇ
／ｃｍ²］以下とするトナーを用いることを特徴とする
画像形成方法。
【請求項９】請求項７の画像形成方法であって、外添加
剤として、プラス帯電用のシリカ又はアルミナの粉末を
含有するトナーを用いることを特徴とする画像形成方
法。
【請求項１０】トナーを担持するトナー担持体と、該ト
ナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該
対向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複
数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからな
る、単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、
互いに異なった多色画像を形成する複数の作像ユニット
を用いて、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御
電極部に、画像信号に応じた電圧を印加することによ
り、該トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔
させ、該微小開口部を通して該対向電極側に移行させた
トナーを、該対向電極又は該対向電極上の記録部材上に
付着させることで単色画像または多色画像を形成する画
像形成方法であって、該対向電極上への付着により該対
向電極と同極性の電荷を注入されても、該注入後の残留
電荷では、自らを互いに静電的に反発させず上記転写時
に該対向電極上又は該記録部材上から飛翔しないトナー
を用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】請求項１０の画像形成方法であって、
２．０×１０⁶［ｖｏｌｔｓ／ｍ］の強さの電界を４０
［ｍｓｅｃ］形成されたときの上記トナー担持体からの
飛翔量を、０．５［ｍｇ／ｃｍ²］以上、０．９［ｍｇ
／ｃｍ²］以下とするトナーを用いることを特徴とする
画像形成方法。
【請求項１２】請求項１０の画像形成方法であって、外
添加剤として、マイナス帯電用シリカ粉末を含有し、全
体的にプラスに帯電することにより上記対向電極に向か
って飛翔するか、又は、マイナス帯電用シリカ粉末とプ
ラス帯電用酸化チタン粉末との混合粉末、プラス帯電用
シリカ粉末、もしくはプラス帯電用アルミナ粉末、のう
ち２以上の混合により構成される粉末を含有するトナー
を用いることを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】トナーを担持するトナー担持体と、該ト
ナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該
対向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複
数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからな
る、単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、
互いに異なった多色画像を形成する複数の作像ユニット
内で、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電極
部に、画像信号に応じた電圧を印加されることにより、
該トナー担持体から選択的に飛翔し、該微小開口部を通
過して該対向電極側に移行した後に、該対向電極又は該
対向電極上の記録部材上に付着することで単色画像また
は多色画像を形成するトナーであって、請求項１、２、
３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２の画
像形成方法に用いられることを特徴とするトナー。
【請求項１４】トナーを担持するトナー担持体と、該ト
ナー担持体と対向する対向電極と、該トナー担持体と該
対向電極との間に配設され互いに独立あるいは一連の複
数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する
複数の制御電極部とを有するトナー制御部材とからな
る、単色画像を形成する１つの作像ユニット、または、
互いに異なった多色画像を形成する複数の作像ユニット
を備え、該対向電極、及び該トナー制御部材の該制御電
極部に、画像信号に応じて電圧を印加することにより、
該トナー担持体に担持させたトナーを選択的に飛翔さ
せ、該微小開口部を通して該対向電極側に移行させたト
ナーを、該対向電極又は該対向電極上の記録部材に付着
させることで単色画像または多色画像を形成する画像形
成装置であって、請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９、１０、１１又は１２のトナーを用いることを特
徴とする画像形成装置。