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JP5218898B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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JP5218898B2 JP2008175697A JP2008175697A JP5218898B2 JP 5218898 B2 JP5218898 B2 JP 5218898B2 JP 2008175697 A JP2008175697 A JP 2008175697A JP 2008175697 A JP2008175697 A JP 2008175697A JP 5218898 B2 JP5218898 B2 JP 5218898B2
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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、飛翔電界の形成によって剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、微小開口部を通して記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, and the like. Specifically, an image forming agent that is selectively ejected from an agent carrier by forming a flying electric field is attached onto a recording member through a minute opening. The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image.

従来の画像形成装置として、トナージェット、ダイレクトトーニング、トナープロジェクションなどと称される直接記録方式の画像形成方法を採用した画像形成装置（以下、直接記録方式の画像形成装置という）が知られている（特許文献１など）。この種の画像形成装置は、電子写真プロセスのように静電潜像をトナー等の画像形成剤で現像するというようなことは行わず、記録紙や転写体に対し、飛翔させた画像形成剤を付着させて画像を直接記録するものである。   As a conventional image forming apparatus, an image forming apparatus employing a direct recording type image forming method called toner jet, direct toning, toner projection or the like (hereinafter referred to as a direct recording type image forming apparatus) is known. (Patent Document 1 etc.). This type of image forming apparatus does not develop an electrostatic latent image with an image forming agent such as toner as in an electrophotographic process, and the image forming agent is made to fly to a recording paper or a transfer body. The image is directly recorded with the image attached.

図１９は、従来の直接記録方式の画像形成装置における要部構成の一例を示す構成図である。図１９において、剤担持体としてのトナー担持ローラ５０１は、その軸線を図中左右方向に延在させるように配設され、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられながら、帯電済みのトナーＴをその表面に担持する。このトナー担持ローラ５０１の下には、複数の孔５０２を形成する穴形成部材としてのフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）５０３が配設されている。ＦＰＣ５０３は、各孔５０２を囲むようにトナー担持ローラ５０１との対向面側に形成されたリング状の複数の飛翔電極５０４を備えている。   FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an example of a main configuration of a conventional direct recording type image forming apparatus. In FIG. 19, a toner carrying roller 501 as an agent carrying member is disposed so that its axis extends in the left-right direction in the figure, and is rotated by a driving means (not shown), while charging the charged toner T. Supported on the surface. Under this toner carrying roller 501, a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) 503 is provided as a hole forming member for forming a plurality of holes 502. The FPC 503 includes a plurality of ring-shaped flying electrodes 504 formed on the side facing the toner carrying roller 501 so as to surround each hole 502.

そして、ＦＰＣ５０３の下方には、これを介してトナー担持ローラ５０１に対向する対向電極５０６と、この対向電極５０６上で搬送手段によって搬送される記録紙５０７とが配設されている。なお、図１９においては、便宜上、孔５０２及び飛翔電極５０４をそれぞれ１つずつしか示していないが、実際には、ＦＰＣ５０３にこれらの組み合わせが複数形成されている。具体的には、例えば６００ｄｐｉ用のＦＰＣ５０３では、これらの組み合わせが４９６０個形成されている。   Below the FPC 503, a counter electrode 506 that faces the toner carrying roller 501 through the FPC 503 and a recording paper 507 that is transported by the transport unit on the counter electrode 506 are disposed. In FIG. 19, only one hole 502 and one flying electrode 504 are shown for convenience, but actually, a plurality of these combinations are formed in the FPC 503. Specifically, for example, in an FPC 503 for 600 dpi, 4960 combinations of these are formed.

トナー担持ローラ５０１は、例えば接地された状態で、マイナス極性に帯電したトナーＴをクラウド状態で表面に担持する。飛翔電極５０４にプラス極性の飛翔電圧が印加されると、飛翔電極５０４と対向する位置にあるトナー担持ローラ５０１の表面付近で浮遊しているトナーＴや、これの近傍で浮遊しているトナーＴなどに所定強度の電界が作用する。この電界の作用により、トナーＴがトナー担持ローラ５０１から選択的に飛翔して孔５０２内に進入する。そして、孔５０２内に進入したトナーＴは、プラス極性の対向バイアスが印加された対向電極５０６によって形成される電界に引かれて飛翔を続け、孔５０２を通過し記録紙５０７の表面に付着してドット画素像となる。   The toner carrying roller 501 carries, for example, a negatively charged toner T on the surface in a cloud state while being grounded. When a positive flying voltage is applied to the flying electrode 504, the toner T floating near the surface of the toner carrying roller 501 at the position facing the flying electrode 504, or the toner T floating near the toner T An electric field of a predetermined strength acts on the By the action of this electric field, the toner T selectively flies from the toner carrying roller 501 and enters the hole 502. The toner T that has entered the hole 502 continues to fly by being attracted by the electric field formed by the counter electrode 506 to which a positive-polarity counter bias is applied, passes through the hole 502, and adheres to the surface of the recording paper 507. Dot image.

特開昭５９−１８１３７０号公報JP 59-181370 A

トナー担持ローラ５０１の表面付近に浮遊しているマイナス極性に帯電したトナーＴが孔５０２に向かって飛翔した際に、プラス極性の飛翔電圧が印加された飛翔電極５０４に引きつけられると、その引きつけられたトナーＴが図１９に示すように飛翔電極５０４の表面に付着する。経時で飛翔電極の表面にトナーＴが付着し堆積すると、飛翔電極によって形成されるトナーＴを飛翔させる電界が弱まってしまい、飛翔効率が低下してしまう。そのため、経時で孔５０２を通過するトナーＴの通過量が変化し、所望の画像濃度が得られなくなるといった問題が生じる。   When the negatively charged toner T floating near the surface of the toner carrying roller 501 flies toward the hole 502, the toner T is attracted to the flying electrode 504 to which a positive polarity flying voltage is applied. The toner T adheres to the surface of the flying electrode 504 as shown in FIG. If the toner T adheres and accumulates on the surface of the flying electrode over time, the electric field for flying the toner T formed by the flying electrode is weakened and the flying efficiency is lowered. As a result, the amount of toner T passing through the hole 502 changes over time, causing a problem that a desired image density cannot be obtained.

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、飛翔電極に付着する画像形成剤を低減させることができる画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing an image forming agent adhering to a flying electrode.

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、該クラウド電極に対して画像形成剤が反発する力が作用する電圧Ｖｓを該クラウド電極に印加し、該飛翔電極に対し画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、該外周電極に電圧Ｖｇを印加し、該対向電極に電圧Ｖｐを印加するとき、画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞Ｖｓ＞Ｖｇであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、画像形成剤が上記開口部を通過不可能な状態にするときには、上記飛翔電極に対して電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、画像形成剤が該開口部を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｓ＞Ｖｇ、且つ、Ｖｓ＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｓの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｓの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、該クラウド電極に対して画像形成剤が反発する力が作用する電圧Ｖｓを該クラウド電極に印加し、該飛翔電極に対し画像形成剤が上記開口部を通過可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、該外周電極に電圧Ｖｇを印加し、該対向電極に電圧Ｖｐを印加するとき、該剤担持体の表面及びクラウド電極近傍に画像形成剤が存在している状態で該飛翔電極側から該剤担持体側を見たときの画像形成剤による電位をＶｔとすると、画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、画像形成剤が上記開口部を通過不可能な状態にするときには、上記飛翔電極に対して電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、画像形成剤が該開口部を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであり、且つ、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の画像形成装置において、上記クラウド電極がワイヤー部材であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記画像形成剤は磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤であり、上記剤担持体は磁性部材を内包するマグネットローラであり、上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、該剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記画像形成剤はトナーを含む一成分画像形成剤であり、上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、上記剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、上記画像形成剤は磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤であり、上記剤担持体にトナーを供給する、磁性部材を内包しローラ表面にトナーを担持するマグネットローラを有しており、上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、該剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、画像形成剤を担持する剤担持体と、複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該対向電極に対向する側の面における開口部周囲に個別背面電極が設けられており、該飛翔電極と該個別背面電極とに常時同電位の電圧を印加するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記飛翔電極と上記個別背面電極とが上記開口部の内壁面を介して導通していることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項９の画像形成装置において、上記飛翔電極と上記個別背面電極とが上記開口部の内壁面以外の箇所で導通していることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、異なる色の画像形成剤を記録部材上で重ね合わせて該記録部材上にカラー画像を形成するように構成したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes an agent carrier for supporting an image forming agent, and formation of an opening formed so as to be opposed to the agent carrier. A member and a plurality of openings are provided around the openings on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and selectively fly the image forming agent from the agent carrier. A plurality of flying electrodes for forming an electric field, and an image forming agent that is provided between the agent carrier and the opening forming member and is carried on the agent carrier for clouding by electrostatic force A cloud electrode, and a counter electrode that is disposed so as to face the agent carrier via the opening forming member and that forms an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier. Based on the image information, the formation of the flying electric field In the image forming apparatus in which the image forming agent selectively ejected from the agent carrier is transferred to the counter electrode side through the opening and then deposited on the recording member to form an image. A plurality of outer peripheral electrodes provided via the flying electrodes around the opening on the surface on the opposite side corresponding to each of the openings; and between the counter electrode and the outer peripheral electrode, The flying image forming agent is configured to form an electric field such that the image forming agent moves from the outer peripheral electrode side to the counter electrode side through the opening , and the image forming agent has a force to repel the cloud electrode. A voltage Vs that acts is applied to the cloud electrode, a voltage Vc-on is applied to the flying electrode so that an image forming agent can pass through the opening, and a voltage Vg is applied to the outer peripheral electrode. When applying the voltage Vp to the counter electrode The relationship between the potentials when the image forming agent is allowed to pass through the opening is Vp>Vc-on>Vs> Vg, and the voltage is applied when the image forming agent is negatively charged. The absolute value of the potential of Vp is set to be higher on the positive potential side, and when the image forming agent is charged positively, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the negative potential side. It is a feature.
Further, the invention of claim 2, the image forming apparatus according to claim 1, when the image forming agent is impossible state passing through the opening, applying a voltage Vc-off with respect to the flight electrode, an image When the forming agent cannot pass through the opening, the relationship between the potentials is Vs> Vg and Vs> Vc-off, and the image forming agent is negatively charged. The setting is such that the absolute value of the potential of the voltage Vs is increased to the plus potential side, and when the image forming agent is positively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vs is set to be increased to the minus potential side. It is characterized by this.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an agent carrier for supporting an image forming agent, an opening forming member having a plurality of openings formed so as to face the agent carrier, and the plurality of openings. Corresponding to each opening, it is provided around the opening on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and an electric field is formed so that the image forming agent can selectively fly from the agent carrier. A plurality of flying electrodes, a cloud electrode provided between the agent carrier and the opening forming member for clouding the image forming agent carried on the agent carrier by electrostatic force, and the opening And a counter electrode disposed to face the agent carrier via the part forming member and for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier, based on the image information Selecting from the agent carrier by forming the flying electric field In the image forming apparatus in which the image forming agent that has been made to fly is transferred to the counter electrode side through the opening and then deposited on the recording member, an image is formed corresponding to each of the plurality of openings. A plurality of outer peripheral electrodes are provided around the opening on the surface on the opposite side via the flying electrode, and the flying image forming agent is between the counter electrode and the outer peripheral electrode. An electric field that moves from the outer peripheral electrode side through the opening toward the counter electrode side is formed, and a voltage Vs at which a force repelling the image forming agent acts on the cloud electrode is applied to the cloud electrode. is applied to the electrodes, the image forming agent to the flight electrode applies a voltage Vc-on when ready to pass through the opening, a voltage Vg is applied to the peripheral electrode, the voltage Vp to the counter electrode when applying a surface of said carrying member When the potential by the image forming agent when the image bearing agent side is viewed from the flying electrode side when the image forming agent is present near the cloud electrode is Vt, the image forming agent can pass through the opening. The relationship between the potentials in the state is Vp>Vc-on> (Vs + Vt)> Vg, and when the image forming agent is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is a positive potential. The setting is such that when the image forming agent is positively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the negative potential side.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third aspect , when the image forming agent is unable to pass through the opening, a voltage Vc-off is applied to the flying electrode to The relationship between the potentials when the forming agent cannot pass through the opening is (Vs + Vt)> Vg, and (Vs + Vt)> Vc−off, and the image forming agent has a negative polarity. When charged, the absolute value of the potential of (Vs + Vt) is set to the positive potential side. When the image forming agent is charged positively, the absolute value of the potential of (Vs + Vt) is set to the negative potential side. This setting is characterized by the fact that the setting becomes higher.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, or fourth aspect, the cloud electrode is a wire member.
The invention of claim 6 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, the image forming agent is a two-component image forming agent comprising a magnetic carrier and a toner, the carrying member Is a magnet roller containing a magnetic member, and a voltage containing an AC component is applied to the cloud electrode to form an electric field between the agent carrier and the cloud electrode. The toner carried on the toner is clouded.
The invention according to claim 7 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 , wherein the image forming agent is a one-component image forming agent including a toner, and the cloud electrode includes an AC component. A voltage is applied to form an electric field between the agent carrier and the cloud electrode, and the toner carried on the agent carrier is clouded by the electric field. Is.
The invention according to claim 8 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 , wherein the image forming agent is a two-component image forming agent comprising a magnetic carrier and a toner, and the agent carrier. A magnet roller that encloses a magnetic member and carries the toner on the roller surface, and a voltage containing an AC component is applied to the cloud electrode, so that the agent carrier and the cloud electrode An electric field is formed between them, and the toner carried on the agent carrier is clouded by the electric field.
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an agent carrier for supporting an image forming agent, an opening forming member formed with a plurality of openings and facing the agent carrier, and the plurality of openings. Corresponding to each opening, it is provided around the opening on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and an electric field is formed so that the image forming agent can selectively fly from the agent carrier. A plurality of flying electrodes, a cloud electrode provided between the agent carrier and the opening forming member for clouding the image forming agent carried on the agent carrier by electrostatic force, and the opening And a counter electrode disposed to face the agent carrier via the part forming member and for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier, based on the image information Selecting from the agent carrier by forming the flying electric field In the image forming apparatus in which the image forming agent that has been made to fly is transferred to the counter electrode side through the opening and then deposited on the recording member, an image is formed corresponding to each of the plurality of openings. A plurality of outer peripheral electrodes are provided around the opening on the surface on the opposite side via the flying electrode, and the flying image forming agent is between the counter electrode and the outer peripheral electrode. the opening configured to form an electric field that moves toward the street counter electrode side from the outer electrode side, opposite to the counter electrode of said opening forming member respectively corresponding to said plurality of openings it is provided with individual back electrode around the opening in the surface on the side and is characterized by being configured to apply a voltage always the same potential to the said flight electrode and the individual-specific back electrode.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the ninth aspect , the flying electrode and the individual back electrode are electrically connected through the inner wall surface of the opening.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the ninth aspect , the flying electrode and the individual back electrode are electrically connected to each other at a place other than the inner wall surface of the opening. .
The invention according to claim 12 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11, wherein image forming agents of different colors are applied to the recording member. A color image is formed on the recording member in a superimposed manner.

本発明においては、対向電極と外周電極との間に、剤担持体から飛翔した画像形成剤が外周電極側から開口部を通り対向電極側に向かって移行するような電界が形成される。ここで、この電界の状態を表す電気力線は、上記開口部を通り、且つ、飛翔電極をまたぐように剤担持体と開口部形成部材との間の空間を通って、対向電極と外周電極との間に形成される。そのため、剤担持体から飛翔電極に向かって飛翔してきた画像形成剤は、飛翔電極に達する前に上記電気力線に達し、その電気力線に沿って外周電極側から上記開口部を通り対向電極に向かって移行される。よって、剤担持体から飛翔した画像形成剤が飛翔電極に到達し難くなり、飛翔電極に付着する画像形成剤を低減させることができる。   In the present invention, an electric field is formed between the counter electrode and the outer peripheral electrode so that the image forming agent flying from the agent carrier moves from the outer peripheral electrode side to the counter electrode side through the opening. Here, the electric lines of force representing the state of the electric field pass through the opening and through the space between the agent carrier and the opening forming member so as to straddle the flying electrode, and the counter electrode and the outer peripheral electrode. Formed between. Therefore, the image forming agent that has flown from the agent carrier toward the flying electrode reaches the electric force line before reaching the flying electrode, and passes through the opening from the outer peripheral electrode side along the electric force line. Will be moved towards. Therefore, it becomes difficult for the image forming agent flying from the agent carrier to reach the flying electrode, and the image forming agent attached to the flying electrode can be reduced.

以上、本発明によれば、飛翔電極に付着する画像形成剤を低減させることができるという優れた効果がある。   As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that the image forming agent attached to the flying electrode can be reduced.

［実施形態１］
以下、直接記録方式の画像形成装置に本発明を適用した第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示したものである。この要部構成においては、トナーＴを担持するローラ状のトナー担持体１と、トナーＴが付着させられる記録媒体３と、トナー担持体１と記録媒体３との間に配置された複数のトナー通過孔４１を有するトナー制御手段４とを備えている。 [Embodiment 1]
A first embodiment in which the present invention is applied to a direct recording type image forming apparatus will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a main configuration of an image forming apparatus according to this embodiment. In this main configuration, a roller-shaped toner carrier 1 that carries toner T, a recording medium 3 to which the toner T is attached, and a plurality of toners disposed between the toner carrier 1 and the recording medium 3. And a toner control means 4 having a passage hole 41.

トナー担持体１は、表面に予め電荷を与えられたトナーＴを薄層を有し、トナー担持体１が回転することでトナーＴが搬送される。このトナー担持体１から僅かに離間した位置にクラウド電極１１を有し、このクラウド電極１１とトナー担持体１との間にＡＣパルスを含むクラウドバイアス（Ｖｗ）を電源５によって印加してトナーＴのクラウド化（トナーが浮遊している状態）を行う。クラウド電極１１としては、後述する制御電極４２の幅方向に相当する領域にΦ０．０５〜０．１［ｍｍ］のワイヤを１本または複数本設けた構成、または０．０５〜０．１［ｍｍ］のワイヤをメッシュ状に編んだ構成であってもよい。このクラウド電極１１とトナー担持体１との間隔は０．０２〜０．０６と非常に近接した距離に設定することでトナー担持体表面のトナーＴを剥離するための電界を形成してクラウド化が可能となる。   The toner carrier 1 has a thin layer of the toner T that has been previously charged on the surface, and the toner T is conveyed by the rotation of the toner carrier 1. A cloud electrode 11 is provided at a position slightly separated from the toner carrier 1, and a cloud bias (Vw) including an AC pulse is applied between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 by a power source 5 to thereby add toner T To make the cloud (the toner is floating). The cloud electrode 11 has a configuration in which one or a plurality of wires having a diameter of 0.05 to 0.1 [mm] are provided in a region corresponding to the width direction of the control electrode 42 described later, or 0.05 to 0.1 [ mm] wire may be knitted into a mesh shape. The distance between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 is set to a very close distance of 0.02 to 0.06, thereby forming an electric field for separating the toner T on the surface of the toner carrier to form a cloud. Is possible.

クラウド電極１１のトナー搬送方向の幅について、トナー制御手段４のトナー通過孔４１の列数に応じた構成とし、ワイヤの場合は１本から４本程度で必要なトナークラウドが得られる。   The width of the cloud electrode 11 in the toner conveyance direction is configured according to the number of rows of the toner passage holes 41 of the toner control unit 4, and in the case of a wire, the required toner cloud can be obtained with about one to four.

図１に示す要部構成の例において、クラウド電極１１とトナー担持体１との間に印加するＡＣパルスを含むクラウドバイアスは、トナー担持体１に電源９によって＋２００［Ｖ］のＤＣバイアスを印加し、クラウド電極１１に電源５によって＋２００Ｖ±２５０Ｖｐｐ（＋４５０〜−５０［Ｖ］のパルス電圧）を印加する構成である。このＡＣバイアスの電位差は、トナー担持体表面に付着しているトナーＴを剥離すると同時にワイヤに付着するトナーＴを剥離する作用もあり、一定値以上の電界強度が必要である。また、クラウドバイアス値が高すぎる場合は、放電の発生、またトナーＴのクラウド高さが高くなりトナー制御手段表面へのトナー付着が発生する。したがって、クラウド電極１１とトナー担持体１の間隔０．０２〜０．０６ではＡＣバイアス値は±１００Ｖｐｐ〜±１０００［Ｖ］で可能である。   In the example of the main configuration shown in FIG. 1, a cloud bias including an AC pulse applied between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 is applied with a DC bias of +200 [V] to the toner carrier 1 by the power source 9. In addition, +200 V ± 250 Vpp (+450 to −50 [V] pulse voltage) is applied to the cloud electrode 11 by the power supply 5. This potential difference of the AC bias has an action of peeling off the toner T adhering to the surface of the toner carrying member and at the same time peeling off the toner T adhering to the wire. On the other hand, when the cloud bias value is too high, discharge occurs and the cloud height of the toner T increases, and toner adheres to the surface of the toner control means. Therefore, the AC bias value can be ± 100 Vpp to ± 1000 [V] in the interval 0.02 to 0.06 between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1.

図１に示す要部構成の例において、トナー担持体１が＋２００［Ｖ］のＤＣバイアス、クラウド電極１１が＋２００［Ｖ］±２５０Ｖｐｐ（＋４５０〜−５０［Ｖ］のパルス電圧）を印加しているが、この逆の構成、または必要に応じてそれぞれのＤＣ電圧を可変して与えた構成であってもよい。   1, the toner carrier 1 is applied with a +200 [V] DC bias, and the cloud electrode 11 is applied with +200 [V] ± 250 Vpp (+450 to −50 [V] pulse voltage). However, the reverse configuration may be employed, or a configuration in which each DC voltage is variably applied as necessary.

またクラウドバイアスの切り替え周波数ｆは、トナーＴのクラウド化の効率とトナー飛翔の応答性から１〜１２［ｋＨｚ］の様な範囲から設定すれば良い。   The cloud bias switching frequency f may be set from a range of 1 to 12 [kHz] from the efficiency of toner T clouding and the responsiveness of toner flying.

以上より、トナーＴをクラウド化する手段を構成している。   As described above, a means for converting the toner T into a cloud is configured.

トナー制御手段４は、トナーＴが通過可能なトナー通過孔（開口）４１が複数設けられ、このトナー制御手段４のトナー供給側面（トナー担持体１側の面）の各トナー通過孔４１周辺には各トナー通過孔４１に対して個別的にリング状に制御電極（個別制御電極、個別電極ともいう）４２が設けられ、更にトナー通過孔４１に対し制御電極４２の外側に絶縁領域を介して複数のトナー通過孔４１に共通の共通電極４３が設けられている。なお、「共通の」とは同じ電位が印加されること、ないし、電気的に繋がっていることを意味する。   The toner control means 4 is provided with a plurality of toner passage holes (openings) 41 through which the toner T can pass, and around each toner passage hole 41 on the toner supply side surface (surface on the toner carrier 1 side) of the toner control means 4. Each of the toner passage holes 41 is individually provided with a control electrode (individual control electrode or individual electrode) 42 in a ring shape, and further to the toner passage hole 41 outside the control electrode 42 via an insulating region. A common electrode 43 common to the plurality of toner passage holes 41 is provided. Note that “common” means that the same potential is applied, or that they are electrically connected.

このトナー制御手段４の制御電極４２には、制御パスル発生手段６から例えば図２に示すような制御パルスＶｃが印加される。この場合、トナー通過孔４１をトナーＴが通過可能な状態（ＯＮ状態）にするときには制御電極４２に電圧Ｖｃ−ｏｎが印加され、トナーＴが通過不可能な状態（ＯＦＦ状態）にするときには制御電極４２に電圧Ｖｃ−ｏｆｆが印加される。また、共通電極４３には常時電源手段７から電圧Ｖｇが印加される。トナー制御手段４の制御電極４２は、トナー通過孔４１周囲だけでも動作が可能であるが、トナー通過孔４１の内壁面又はトナー通過孔４１の内壁面とトナー担持体１側の周囲の両方に設けたものであってもよい。   For example, a control pulse Vc as shown in FIG. 2 is applied from the control pulse generating means 6 to the control electrode 42 of the toner control means 4. In this case, the voltage Vc-on is applied to the control electrode 42 when the toner T is allowed to pass through the toner passage hole 41 (ON state), and the control is performed when the toner T is not allowed to pass (OFF state). A voltage Vc-off is applied to the electrode 42. Further, the voltage Vg is constantly applied from the power supply means 7 to the common electrode 43. The control electrode 42 of the toner control means 4 can operate only around the toner passage hole 41, but on both the inner wall surface of the toner passage hole 41 or the inner wall surface of the toner passage hole 41 and the periphery on the toner carrier 1 side. It may be provided.

記録媒体３側には、記録媒体３の背面に、トナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体３に付着させるためのバイアス電圧が印加されるバイアス電圧印加手段となる電極手段としての背面電極３１が配置され、トナー通過孔４１を通ってトナー制御手段４を通過したトナーＴを記録媒体３に付着させるため、バイアス電源手段８からのバイアス電圧Ｖｐが印加される。   On the recording medium 3 side, a back electrode as an electrode means serving as a bias voltage applying means to which a bias voltage for applying the toner T that has passed the toner control means 4 to the recording medium 3 is applied to the back surface of the recording medium 3. A bias voltage Vp from the bias power supply unit 8 is applied to attach the toner T that has passed through the toner control unit 4 through the toner passage hole 41 to the recording medium 3.

この記録媒体３は、この上に一度画像を形成し、その後紙に転写する中間転写記録媒体、あるいは、記録紙であってもよい。   This recording medium 3 may be an intermediate transfer recording medium or recording paper on which an image is once formed and then transferred to paper.

この記録媒体３に対するバイアス電圧Ｖｐの印加は、例えば記録媒体３の背面側（トナー担持体１と反対側面）に背面電極３１を配置し、この背面電極３１上面に記録媒体３を通過させる構成、あるいは、中間転写記録媒体であれば内部に電極を埋め込んだ構成（記録媒体側の電極を内部電極とする構成）又は中間転写記録媒体の背面に背面電極３１を配置した構成とすることができる。   For the application of the bias voltage Vp to the recording medium 3, for example, a back electrode 31 is disposed on the back side (the side opposite to the toner carrier 1) of the recording medium 3 and the recording medium 3 is passed over the back electrode 31; Alternatively, in the case of an intermediate transfer recording medium, a configuration in which an electrode is embedded inside (a configuration in which an electrode on the recording medium side is used as an internal electrode) or a configuration in which a back electrode 31 is disposed on the back surface of the intermediate transfer recording medium can be employed.

次に、トナー制御手段４の具体的構成の一例について、図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）はトナー制御手段４の印写面側の説明図、（ｂ）はトナー制御手段４のトナー供給側面の説明図である。   Next, an example of a specific configuration of the toner control unit 4 will be described with reference to FIG. 3A is an explanatory diagram of the toner control unit 4 on the printing surface side, and FIG. 3B is an explanatory diagram of the toner supply side of the toner control unit 4.

この例は、絶縁基板（基材）４５のトナー供給側（トナー担持体１１側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０〜１００［μｍ］幅のリング状の制御電極４２を設け、この制御電極４２から２０〜５０［μｍ］の間隔を置いて、つまり、絶縁基材４５で形成される絶縁領域を介して、制御電極４２と同一面に、複数のトナー通過孔４１に共通のバイアス電圧Ｖｇを印加する共通電極４３を設けた構成である。   In this example, a ring-shaped control electrode 42 having a width of 10 to 100 [μm] is provided on the surface of the insulating substrate (base material) 45 on the toner supply side (toner carrier 11 side) so as to surround the toner passage hole 41. Common to the plurality of toner passage holes 41 on the same surface as the control electrode 42 at an interval of 20 to 50 [μm] from the control electrode 42, that is, through an insulating region formed of the insulating base material 45. In this configuration, a common electrode 43 for applying the bias voltage Vg is provided.

トナー通過孔４１は、形成するドット径のサイズで決定するが直径φ３０［μｍ］〜φ１５０［μｍ］である。制御電極４２は個々にトナーＴの通過をＯＮ、ＯＦＦ制御するためのドライバ回路（駆動回路）に接続するためのリードパターン４２ａが接続され、また共通電極４３は共通のリードパターン４３ａに接続されている。また、絶縁基板４５の印写面側（記録媒体３側の面）はトナー通過孔４１が開口した状態である。   The toner passage hole 41 has a diameter of φ30 [μm] to φ150 [μm], which is determined by the size of the dot diameter to be formed. The control electrode 42 is connected to a lead pattern 42a for connection to a driver circuit (drive circuit) for controlling ON / OFF of the passage of the toner T, and the common electrode 43 is connected to a common lead pattern 43a. Yes. Further, the toner passing hole 41 is opened on the printing surface side (the surface on the recording medium 3 side) of the insulating substrate 45.

このように、トナー制御手段４の共通電極４３は、制御電極４２の外側を絶縁領域を介してリング状に囲む形状である構成とすることで、記録媒体３側のバイアス電圧と制御電極４２外側の共通電極４３との間に形成する電気力を各トナー通過孔独立の電気力線として形成できるため、マルチ駆動（複数のトナー通過孔４１からトナーを飛翔させる駆動）のときの相互干渉（他のトナー通過孔４１の状態を受けること）が発生しない。   As described above, the common electrode 43 of the toner control unit 4 is configured to surround the outside of the control electrode 42 in a ring shape with the insulating region interposed therebetween, so that the bias voltage on the recording medium 3 side and the outside of the control electrode 42 are outside. Since the electric force formed between the common electrode 43 and the common electrode 43 can be formed as an independent line of electric force for each toner passage hole, mutual interference during multi-driving (driving toner from a plurality of toner passage holes 41) (others) The toner passing hole 41 is not generated).

また、トナー制御手段４の制御電極４２と共通電極４３を同一面上形成することで、一回の製造プロセスで同時に形成でき、精度よく低コストに電極を作ることができる。   Further, by forming the control electrode 42 and the common electrode 43 of the toner control means 4 on the same surface, they can be formed simultaneously in a single manufacturing process, and the electrodes can be made with high accuracy and at low cost.

また、トナー制御手段４の具体的構成の他の例について図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）はトナー制御手段４の印写面側の説明図、（ｂ）はトナー制御手段４のトナー供給側面の説明図である。この例は、絶縁基板（基材）４５のトナー供給側（トナー担持体１１側）面に、トナー通過孔４１を囲む形で１０〜１００［μｍ］幅のリング状の制御電極４２を設け、この制御電極４２から２０〜５０［μｍ］の絶縁領域の間隔を置いて複数のトナー通過孔４１に共通のバイアス電圧Ｖｇを印加する共通電極４３が空いたスペース全体を覆うようにベタ状に設けられた構成としている。   Another example of the specific configuration of the toner control unit 4 will be described with reference to FIG. 4A is an explanatory diagram of the toner control unit 4 on the printing surface side, and FIG. 4B is an explanatory diagram of the toner supply side of the toner control unit 4. In this example, a ring-shaped control electrode 42 having a width of 10 to 100 [μm] is provided on the surface of the insulating substrate (base material) 45 on the toner supply side (toner carrier 11 side) so as to surround the toner passage hole 41. A common electrode 43 for applying a common bias voltage Vg to the plurality of toner passing holes 41 is provided in a solid shape so as to cover the entire space with an interval of an insulating region of 20 to 50 [μm] from the control electrode 42. The configuration is as follows.

このように、トナー制御手段４の共通電極４３は、制御電極４２の外側に絶縁領域を介してベタ状に設けられている構成、つまり、共通電極４３を制御電極４２の外側領域全体にわたり形成することで、記録媒体３側のバイアス電圧の電界をシールドすることができ、かつ制御電極４２へのトナー付着低減、およびトナーＴの利用効率向上を図れる。   As described above, the common electrode 43 of the toner control unit 4 is configured to be solid on the outside of the control electrode 42 via the insulating region, that is, the common electrode 43 is formed over the entire outer region of the control electrode 42. As a result, the electric field of the bias voltage on the recording medium 3 side can be shielded, toner adhesion to the control electrode 42 can be reduced, and toner T utilization efficiency can be improved.

このようなトナー制御手段４の具体的製造方法は、基材４５である絶縁性部材として、コスト、製造プロセスの観点から樹脂フィルム、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳ等で、厚さは３０［μｍ］〜１００［μｍ］のものを使用し、まずフィルム面に０．２［μｍ］〜１［μｍ］のＡｌ蒸着膜を形成する。次に、フォトリソ工程で、フォトレジストをスピンナで塗布後、プリベーク、マスク露光を行ない、現像した後、フォトレジストの加熱硬化を進めた後、Ａｌエッチング液によるＡｌのパタンニングを行う。   A specific manufacturing method of such a toner control unit 4 is an insulating member that is a base material 45, and is a resin film, for example, polyimide, PET, PEN, PES, etc. from the viewpoint of cost and manufacturing process, and has a thickness of 30. [Μm] to 100 [μm] is used, and an Al deposited film of 0.2 [μm] to 1 [μm] is first formed on the film surface. Next, in the photolithography process, after applying a photoresist with a spinner, pre-baking and mask exposure are performed, development is performed, and after the photoresist is heated and cured, Al patterning is performed with an Al etching solution.

フィルムの裏面にも電極パターンが必要な場合は上記と同様に可能であるが、穴加工用のマスクとして使用するパターンを裏面に形成してもよい。トナー通過孔４１となる貫通孔の形成は、パターン形成後プレスによる機械的な加工、または裏面に形成したパターンを利用したエキシマレーザー加工、またはスパッタエッチング加工等のドライエッチング加工によれば、位置ずれの無い高精度な孔加工が可能である。   If an electrode pattern is also required on the back surface of the film, it can be performed in the same manner as described above, but a pattern used as a mask for hole processing may be formed on the back surface. The formation of the through-hole serving as the toner passage hole 41 is caused by positional displacement according to mechanical processing by pressing after pattern formation, excimer laser processing using a pattern formed on the back surface, or dry etching processing such as sputter etching processing. High-accuracy drilling can be performed.

このように構成した画像形成装置においては、トナーＴをクラウド化するために印加するクラウドバイアスを印加することによって、トナー担持体１上でトナーＴが飛翔してクラウド化され、トナー担持体１の回転による搬送によってトナーＴが搬送される。一方、記録媒体３側の背面電極３１に印写バイアス電圧Ｖｐが印加される。   In the image forming apparatus configured as described above, by applying a cloud bias that is applied to make the toner T cloud, the toner T flies on the toner carrier 1 to be clouded. The toner T is conveyed by conveyance by rotation. On the other hand, the printing bias voltage Vp is applied to the back electrode 31 on the recording medium 3 side.

この状態で、トナー制御手段４の共通電極４３に対して電圧Ｖｇを印加し、制御電極４２に対してトナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にするときには図２に示すＯＮ時の電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、トナーＴがトナー通過孔４１を通過不可能な状態（ＯＦＦ状態）にするときには図２に示すＯＦＦ時の電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加する。   In this state, when the voltage Vg is applied to the common electrode 43 of the toner control means 4 so that the toner T can pass through the toner passage hole 41 with respect to the control electrode 42 (ON state), it is shown in FIG. When the voltage Vc-on at the time of ON is applied and the toner T is in a state where it cannot pass through the toner passage hole 41 (OFF state), the voltage Vc-off at the time of OFF shown in FIG. 2 is applied.

この場合、これらの各電極１１，３１，４２，４３に対する電圧を後述するように設定することで、トナー制御手段４をトナー担持体１のトナーＴが記録媒体３に向かって通過可能な状態にするときに、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間に、トナーＴの通過を制御する制御電極４２をまたいでループ状に電気力線１０が形成される。   In this case, the voltages for these electrodes 11, 31, 42, 43 are set as will be described later so that the toner T of the toner carrier 1 can pass through the toner carrier 1 toward the recording medium 3. When doing so, the electric lines of force 10 are formed in a loop between the recording medium 3 side and the common electrode 43 of the toner control means 4 across the control electrode 42 that controls the passage of the toner T.

これにより、トナー担持体１上でクラウド化しているトナーＴは電気力線１０による電界に乗ってトナー制御手段４のトナー通過孔４１を通過して記録媒体３上に着弾する。したがって、画像に応じてトナー制御手段４１の各トナー通過孔４１をＯＮ／ＯＦＦ制御（開閉制御）することで、記録媒体３上に直接トナー画像を形成することができる。   As a result, the clouded toner T on the toner carrier 1 rides on the electric field generated by the electric force lines 10, passes through the toner passage hole 41 of the toner control unit 4, and lands on the recording medium 3. Therefore, a toner image can be directly formed on the recording medium 3 by performing ON / OFF control (opening / closing control) of each toner passage hole 41 of the toner control unit 41 according to the image.

そして、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間にトナーＴの通過を制御する制御電極４２をまたいでループ状に電気力線１０が形成されることから、制御電極４２やトナー通過孔４１周辺へのトナーの付着が低減され、またトナーＴをクラウド化していることでトナーＴの利用効率が向上する。   Since the electric lines of force 10 are formed in a loop shape across the control electrode 42 that controls the passage of the toner T between the recording medium 3 side and the common electrode 43 of the toner control means 4, Toner adhesion to the periphery of the toner passage hole 41 is reduced, and the use efficiency of the toner T is improved because the toner T is clouded.

そこで、クラウド電極１１側からトナーが反発する力が作用するクラウド電極１１に対する電圧をＶｓとし、記録媒体３側の電極３１に対する電圧Ｖｐ、トナー制御手段４の制御電極４２に対する制御パルス電圧Ｖｃ、共通電極４３に対する電圧Ｖｇについて、図５を参照して説明する。なお、図５は、トナー担持体１、クラウド電極１１、トナー制御手段４、記録媒体３の二次元断面電界強度分布のシミュレーション結果に基づくトナー通過孔４１を通過する電気力線を示す説明図である。   Therefore, the voltage to the cloud electrode 11 to which the force of repulsion of the toner acts from the cloud electrode 11 side is Vs, the voltage Vp to the electrode 31 on the recording medium 3 side, the control pulse voltage Vc to the control electrode 42 of the toner control means 4, common The voltage Vg with respect to the electrode 43 will be described with reference to FIG. 5 is an explanatory diagram showing electric lines of force passing through the toner passage hole 41 based on the simulation results of the two-dimensional cross-sectional electric field intensity distribution of the toner carrier 1, the cloud electrode 11, the toner control unit 4, and the recording medium 3. FIG. is there.

クラウド電極１１にＡＣ成分を含むクラウドバイアスとして＋２００［Ｖ］±２５０Ｖｐｐ（＋４５０〜−５０［Ｖ］のパルス電圧）を印加を印加するが、図５のシミュレーションはクラウド電極１１が−５０［Ｖ］でトナーが反発する電位にある。トナー担持体１は＋ＤＣ２００［Ｖ］で、クラウド電極１１に印加するパルス電位の平均電位を与えている。   Application of +200 [V] ± 250 Vpp (+450 to −50 [V] pulse voltage) as a cloud bias including an AC component is applied to the cloud electrode 11, but in the simulation of FIG. 5, the cloud electrode 11 is −50 [V]. At a potential at which the toner repels. The toner carrier 1 is + DC 200 [V] and gives an average potential of the pulse potential applied to the cloud electrode 11.

なお、トナー担持体１とトナー制御手段４との間隔ｄは０．５［ｍｍ］、トナー担持体１とクラウド電極１１との間隔は０．０２５［ｍｍ］、クラウド電極１１のワイヤーの断面形状は０．０６［ｍｍ］×０．０６［ｍｍ］の正方形であり、直径０．０６［ｍｍ］の円形状に近似してシミュレーションを行っている。   The distance d between the toner carrier 1 and the toner control means 4 is 0.5 [mm], the distance between the toner carrier 1 and the cloud electrode 11 is 0.025 [mm], and the cross-sectional shape of the wire of the cloud electrode 11 Is a square of 0.06 [mm] × 0.06 [mm], and is simulated by approximating a circular shape with a diameter of 0.06 [mm].

また、この例では、トナー制御手段４のトナー通過孔４１の直径φ１００［μｍ］、リング状の制御電極４２の孔中心方向の幅は５０［μｍ］、制御電極４２は共通電極４３の間隔は４０［μｍ］である。   Further, in this example, the diameter φ100 [μm] of the toner passage hole 41 of the toner control means 4, the width of the ring-shaped control electrode 42 in the center direction of the hole is 50 [μm], and the distance between the control electrodes 42 and the common electrode 43 is 40 [μm].

このトナー制御手段４の共通電極４３へのバイアスＶｇはＤＣ−１２５［Ｖ］であり、共通電極４３の電位と、トナー担持体１の電位（＋２００［Ｖ］）及びクラウド電極手段の電位Ｖｓ（−５０［Ｖ］）との関係は、トナーＴを常に共通電極４３から反発する方向のバイアスであるため、この共通電極４３面へのトナー付着はない。   The bias Vg to the common electrode 43 of the toner control means 4 is DC-125 [V], and the potential of the common electrode 43, the potential of the toner carrier 1 (+200 [V]), and the potential Vs of the cloud electrode means ( −50 [V]) is a bias in a direction in which the toner T is always repelled from the common electrode 43, and therefore, the toner does not adhere to the surface of the common electrode 43.

そして、トナー制御手段４の制御電極４２には、トナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にする場合、制御パルス電圧Ｖｃ−ｏｎは＋５０［Ｖ］、トナーＴを通過させる時以外の阻止状態の（通過不可能な状態にする）場合の電圧Ｖｃ−ｏｆｆは−１２５［Ｖ］としている。記録媒体３の背面電極３１への電圧Ｖｐはトナー制御手段４と記録媒体３との間隔にもよるが、例えば＋２００〜＋１５００［Ｖ］のＤＣ電圧を印加すればよい。図５に示すシミュレーションでは、トナー制御手段４と記録媒体３との間隔を０．３［ｍｍ］としており、ＤＣ＋５００［Ｖ］を印加して、マイナス帯電トナーを記録媒体３の表面に引き寄せる電位勾配としている。   When the toner T is in a state (ON state) in which the toner T can pass through the toner passage hole 41, the control pulse voltage Vc-on is +50 [V] and the toner T is passed through the control electrode 42 of the toner control unit 4. The voltage Vc-off in the blocking state other than the time (to make it impossible to pass) is set to -125 [V]. Although the voltage Vp to the back electrode 31 of the recording medium 3 depends on the interval between the toner control means 4 and the recording medium 3, for example, a DC voltage of +200 to +1500 [V] may be applied. In the simulation shown in FIG. 5, the gap between the toner control unit 4 and the recording medium 3 is 0.3 [mm], and a potential gradient that draws negatively charged toner to the surface of the recording medium 3 by applying DC + 500 [V]. It is said.

各電極１１、３１、４２、４３に印加する電位の関係を以上のように設定することで、マイナスに帯電したトナーＴをトナー通過孔４１を通過可能な状態にする場合においては、最もプラス側に電位が高い記録媒体３側の電極３１から出る電気力線のうち、トナー制御手段４のトナー通過孔４１を通る電気力線の多くが、トナー通過孔４１を通過した後、一番電位の低い共通電極４３に入ることになる。このとき、近接した距離にあるトナー制御手段４の制御電極４２と共通電極４３とにも１７５［Ｖ］の電位差があるため、その間にも強い電気力線が生じる。   When the relationship between the potentials applied to the electrodes 11, 31, 42, 43 is set as described above, the toner T that is negatively charged can pass through the toner passage hole 41, and the most positive side Among the electric lines of force generated from the electrode 31 on the recording medium 3 side having a high potential, most of the electric lines of force that pass through the toner passage hole 41 of the toner control means 4 pass through the toner passage hole 41 and then have the highest potential. The low common electrode 43 is entered. At this time, since there is a potential difference of 175 [V] between the control electrode 42 and the common electrode 43 of the toner control means 4 at a close distance, a strong electric force line is generated between them.

そのため、図５（ａ）に示すように、トナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にしたときには、先の記録媒体３側の電極３１からトナー通過孔４１を通る電気力線１０は、制御電極４２に入ること無く（制御電極４２をまたいで）、−１２５［Ｖ］と最も電位の低い共通電極４３に多くが入るため、ループ状に拡がった形状となる。つまり、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間に制御電極４２をまたいでループ状に電気力線１０が形成される。   Therefore, as shown in FIG. 5A, when the toner T is in a state where it can pass through the toner passage hole 41 (ON state), the electric force passing through the toner passage hole 41 from the electrode 31 on the previous recording medium 3 side. The line 10 does not enter the control electrode 42 (between the control electrodes 42), and most of the line 10 enters the common electrode 43 having the lowest potential of −125 [V], and thus has a shape that expands in a loop shape. That is, the electric lines of force 10 are formed in a loop shape across the control electrode 42 between the recording medium 3 side and the common electrode 43 of the toner control means 4.

したがって、クラウド電極１１近傍にあるマイナス帯電トナーＴがこの電気力線１０に沿ってトナー通過孔４１を通過し、記録媒体３の表面に多くのトナーＴが移動することができる。   Therefore, the negatively charged toner T in the vicinity of the cloud electrode 11 passes through the toner passage hole 41 along the electric force line 10, and a lot of toner T can move to the surface of the recording medium 3.

このとき制御電極４２には＋５０［Ｖ］が印加され、クラウド電極１１の−５０［Ｖ］との関係は、トナーＴを制御電極４２へ吸着する関係にあるため、本来であればこの＋５０［Ｖ］が印加されている間に制御電極４２表面にトナーが付着するはずであるが、図５（ａ）のシミュレーションの結果から分かる様に、＋５０［Ｖ］が印加されている制御電極４２上方を記録媒体３側電極からトナー通過孔４１を通って共通電極４３に入る電気力線１０が覆っているため、制御電極４１へトナーＴが付着することが防止される。   At this time, +50 [V] is applied to the control electrode 42, and the relationship between the cloud electrode 11 and −50 [V] is that the toner T is adsorbed to the control electrode 42. The toner should adhere to the surface of the control electrode 42 while V] is applied. As can be seen from the result of the simulation in FIG. 5A, above the control electrode 42 to which +50 [V] is applied. Is covered with the lines of electric force 10 entering the common electrode 43 from the recording medium 3 side electrode through the toner passage hole 41, so that the toner T is prevented from adhering to the control electrode 41.

一方、トナーＴがトナー通過孔４１を通過不可能な阻止状態（ＯＦＦ状態）にした場合、制御電極４２には−１２５［Ｖ］が印加され、共通電極４３に対する電位と同じ電位であり、クラウド電極１１の−５０［Ｖ］との関係は、クラウド電極１１側に反発する関係であり、トナー制御手段４へのトナーＴの付着はないし、図５（ｂ）に示すように記録媒体３側電極からの電気力がトナー通過孔４１を通り抜ける電気力線もないため、トナーＴがトナー通過孔４１を通過することもなく、地汚れ画像は発生しない。   On the other hand, when the toner T is in a blocking state (OFF state) in which the toner cannot pass through the toner passage hole 41, −125 [V] is applied to the control electrode 42, and the potential is the same as the potential with respect to the common electrode 43. The relationship between the electrode 11 and −50 [V] is a relationship repelling toward the cloud electrode 11, and the toner T does not adhere to the toner control means 4, and the recording medium 3 side as shown in FIG. Since there is no electric force line through which the electric force from the electrode passes through the toner passage hole 41, the toner T does not pass through the toner passage hole 41, and no background image is generated.

なお、阻止状態（ＯＦＦ状態）の制御電極４２への印加電圧は共通電極４３の電位と同じ電位である必要はなく、よりマイナス側の電位であってもトナーＴの通過を阻止する（ＯＦＦ状態にする）ことはできる。   Note that the voltage applied to the control electrode 42 in the blocking state (OFF state) does not have to be the same as the potential of the common electrode 43, and even if the potential is more negative, the toner T is blocked from passing (OFF state). Can).

また、クラウド電極１１がトナーを吸引する電位＋４５０［Ｖ］が印加されている状態においては、制御電極４２のＯＮ時＋５０［Ｖ］、ＯＦＦ時−１２５［Ｖ］、いずれにおいてもトナーＴはクラウド電極１１側に吸引する方向にあるため、制御電極４２へのトナー付着は発生しない。   Further, in the state where the potential +450 [V] for attracting the toner to the cloud electrode 11 is applied, the toner T is clouded at any time of +50 [V] when the control electrode 42 is ON and −125 [V] when the control electrode 42 is OFF. Since it is in the direction of suction toward the electrode 11, toner adhesion to the control electrode 42 does not occur.

このように、トナーＴを担持するトナー担持体１と、トナー担持体１のトナーＴをクラウド化するためのクラウド電極１１と、トナーＴが付着させられる記録媒体３と、トナー担持体１と記録媒体３との間に配置され複数のトナー通過孔４１を有するトナー制御手段４と、を備え、トナー制御手段４は、トナー担持体側表面に、トナー通過孔４１の周囲及び穴内壁の少なくともいずれかにトナーの通過を制御する制御電極４２が設けられ、この制御電極４２の外側に複数のトナー通過孔４１に共通の共通電極４３が設けられ、トナー制御手段４のトナー通過孔４１をトナー担持体１のトナーＴが記録媒体３に向かって通過可能な状態にするとき、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間に制御電極４２をまたいでループ状に電気力線が形成されることにより、トナーＴを吸引する電位が印加される制御電極４２の表面やその周囲へのトナー付着を大幅に低減でき、トナーＴの通過のＯＮ／ＯＦＦの制御を安定して行うことができるとともに、記録媒体３側のバイアス電圧と制御電極４２外側の共通電極４３との間に形成される電気力線はトナー担持体１側ではトナー通過孔４１の径より大きく広がり、クラウド化されたトナーＴを広範囲に捕獲して印写面側に向けて飛翔させることが可能となってトナーＴの利用効率が上がり、印刷濃度の確保、印刷速度の向上を図れる。   As described above, the toner carrier 1 that carries the toner T, the cloud electrode 11 for making the toner T of the toner carrier 1 cloud, the recording medium 3 to which the toner T is attached, the toner carrier 1 and the recording And a toner control unit 4 having a plurality of toner passage holes 41 disposed between the medium 3 and the toner control unit 4. The toner control unit 4 has at least one of the periphery of the toner passage hole 41 and the inner wall of the hole on the surface of the toner carrier. Is provided with a control electrode 42 for controlling the passage of toner, a common electrode 43 common to the plurality of toner passage holes 41 is provided outside the control electrode 42, and the toner passage hole 41 of the toner control means 4 is connected to the toner carrier. When one toner T is allowed to pass toward the recording medium 3, the electric current is looped across the control electrode 42 between the recording medium 3 side and the common electrode 43 of the toner control means 4. By forming the force line, toner adhesion to the surface of the control electrode 42 to which the potential for attracting the toner T is applied and the periphery thereof can be greatly reduced, and the ON / OFF control of the passage of the toner T can be stabilized. In addition, the lines of electric force formed between the bias voltage on the recording medium 3 side and the common electrode 43 outside the control electrode 42 are larger than the diameter of the toner passage hole 41 on the toner carrier 1 side, The clouded toner T can be captured in a wide range and fly toward the printing surface, so that the use efficiency of the toner T is improved, and the printing density can be secured and the printing speed can be improved.

このように、上述したトナー通過ＯＮ時に各電極に対して印加する電圧の電位の関係を、次のように設定することで、記録媒体３側とトナー制御手段４の共通電極４３との間に制御電極４２をまたいでループ状に電気力線を形成することができる。   As described above, the relationship between the potentials of the voltages applied to the respective electrodes when the toner passage is ON is set as follows, so that the gap between the recording medium 3 side and the common electrode 43 of the toner control unit 4 is set. Electric lines of force can be formed in a loop across the control electrode 42.

つまり、クラウド電極１１からトナーＴが反発する力が作用するバイアス電圧Ｖｓを印加し、トナー制御手段４の制御電極４２に対しトナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｎを、共通電極４３に電圧Ｖｇを印加し、トナーＴがトナー通過孔４１を通過不可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、トナー制御手段４のトナー通過孔４１を通過したトナーＴを記録媒体３に導いてトナーＴを記録媒体３に付着させるために記録媒体３側にバイアス電圧Ｖｐを印加するとき、トナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態にするときの各電圧の電位の関係は、数１に示すような関係とし、トナーＴが負帯電トナーの場合はバイアス電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合はバイアス電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定とする。

Figure 0005218898
In other words, the bias voltage Vs on which the force of repelling the toner T acts from the cloud electrode 11, and the voltage Vc is set when the toner T is allowed to pass through the toner passage hole 41 with respect to the control electrode 42 of the toner control means 4. -On, voltage Vg is applied to the common electrode 43, voltage Vc-off is applied when the toner T cannot pass through the toner passage hole 41, and the toner passes through the toner passage hole 41 of the toner control means 4. When the bias voltage Vp is applied to the recording medium 3 in order to guide the toner T to the recording medium 3 and adhere the toner T to the recording medium 3, the toner T can be passed through the toner passage hole 41. The relationship between the potentials of the respective voltages is as shown in Formula 1, and when the toner T is a negatively charged toner, the absolute value of the potential of the bias voltage Vp is increased to the positive potential side. If a set of absolute value of the potential of the bias voltage Vp becomes higher on the minus potential side.
Figure 0005218898

各電極１１、３１、４２、４３に対する電位の関係を上述した関係に設定することにより、背面電極３１とトナー担持体１との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極３１と制御電極４２外側の共通電極４３との間に電気力を形成することができ、これにより、トナーＴを吸引する電圧が印加される制御電極４２へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。   By setting the potential relationship with respect to each electrode 11, 31, 42, 43 to the above-described relationship, the lines of electric force directly formed between the back electrode 31 and the toner carrier 1 are reduced, and the back electrode 31 An electric force can be generated between the control electrode 42 and the common electrode 43, whereby toner adhesion to the control electrode 42 to which a voltage for attracting the toner T is applied can be greatly reduced, and the control potential can be reduced. Is stable.

また、背面電極３１と制御電極４２外側の共通電極４３との間に形成される電気力線は、トナー供給側ではトナー通過孔４１の径より大きく広がるため、クラウド化されたトナーＴを広範囲に捕獲して印写面側に向けて飛翔させることが可能となり、トナーＴの利用効率が上がり、印刷濃度の確保、印刷速度の向上を図ることができる。   In addition, since the electric lines of force formed between the back electrode 31 and the common electrode 43 outside the control electrode 42 are larger than the diameter of the toner passage hole 41 on the toner supply side, the clouded toner T is spread over a wide range. It is possible to capture and fly toward the printing surface side, so that the use efficiency of the toner T can be improved, the printing density can be ensured, and the printing speed can be improved.

さらに、トナー制御手段４の共通電極４３はトナーＴを常に反発する関係の電位にあるため、トナーＴの付着が発生することがなく、共通電極４３の電位を一定に保つことが可能となり信頼性の高い画像形成装置を実現できる。   Further, since the common electrode 43 of the toner control means 4 is at a potential that always repels the toner T, adhesion of the toner T does not occur, and the potential of the common electrode 43 can be kept constant. High image forming apparatus can be realized.

また、トナーＴがトナー通過孔４１を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、数２に示すような関係であって、トナーＴが負帯電トナーの場合はバイアス電圧Ｖｓの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合はバイアス電圧Ｖｓの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定とすることが好ましい。これにより、トナーがトナー通過孔１４を通過しないようにする制御が良好に行える。

Figure 0005218898
The relationship between the potentials when the toner T is in a state in which the toner T cannot pass through the toner passage hole 41 is as shown in Equation 2, and when the toner T is a negatively charged toner, the potential of the bias voltage Vs. The absolute value of the bias voltage Vs is preferably set so that the absolute value of the bias voltage Vs increases to the negative potential side. Thereby, it is possible to satisfactorily control the toner so as not to pass through the toner passage hole 14.
Figure 0005218898

ここで、高速印刷のためにトナー担持体１表面のトナー量が多くなった場合、また帯電電荷量が大きいトナーを使用して印刷を行う場合は、トナーＴが有する電荷によるトナー電位を無視できなくなり、各電極に印加する電位決定に考慮が必要となる。   Here, when the amount of toner on the surface of the toner carrier 1 is increased due to high-speed printing, or when printing is performed using a toner having a large charge amount, the toner potential due to the charge of the toner T can be ignored. Therefore, it is necessary to consider the potential to be applied to each electrode.

具体的に説明すると、トナー担持体１表面の供給トナー量［ｍ／Ａ］（［ｍｇ／ｃｍ２］）に対するトナー電位の変化は図６に示すようになる。ここでは、トナーＴはマイナスに帯電したトナーＴの例であり、トナー担持体１表面の単位面積当たりのトナー量が増加するに従って、制御電極４２側からみた表面電位はマイナス電位に上昇する。そして、供給したトナーＴがトナー担持体１表面に単に付着したままの電位Ｖｏに対して、クラウド電極１１とトナー担持体１との間に電圧を印加してトナーＴがクラウド状態の電位Ｖｔは大きく上昇する。これは、トナーＴがトナー担持体１の表面上にあるよりも表面近傍の空間にある方が、個々のトナーの周囲に対する結合静電容量が小さくなり、その結果電位が上昇するためである。 More specifically, the change in toner potential with respect to the supplied toner amount [m / A] ([mg / cm 2 ]) on the surface of the toner carrier 1 is as shown in FIG. Here, the toner T is an example of the negatively charged toner T, and as the toner amount per unit area on the surface of the toner carrier 1 increases, the surface potential viewed from the control electrode 42 side increases to a negative potential. Then, a voltage V is applied between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 with respect to the potential Vo where the supplied toner T is simply attached to the surface of the toner carrier 1, and the potential Vt in which the toner T is in the cloud state is A big rise. This is because, when the toner T is in the space near the surface rather than on the surface of the toner carrier 1, the combined electrostatic capacity with respect to the periphery of the individual toner is reduced, and as a result, the potential is increased.

このクラウド状態のトナー電位Ｖｔの測定は、クラウド電極１１とトナー担持体１との間にパルス電圧を印加しながら、供給したトナーＴをクラウド状態にして、その上方に表面電位計を設定することで、容易に測定することができる。具体的には、クラウド化を起こすパルスを印加して、後述する一成分現像剤または二成分現像剤を担持するローラからトナーＴを供給しながらトナー担持体１を回転し、トナー制御手段４が設定される位置にてトナー担持体１表面から２［ｍｍ］程度離れた位置に表面電位計を設置して測定する。図６の結果は、帯電電荷量が−１５〜−２５［μＣ／ｇ］のトナー供給した場合のＶｏ、そのトナーを飛翔高さがトナー担持体１の表面近傍から２００［μｍ］の範囲でクラウド状態にした場合のトナー電位Ｖｔの場合の例である。   In the measurement of the toner potential Vt in the cloud state, a pulse voltage is applied between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 while the supplied toner T is in the cloud state and a surface electrometer is set above the toner T. Thus, it can be easily measured. Specifically, a pulse that causes clouding is applied, and the toner carrier 1 is rotated while supplying toner T from a roller carrying a one-component developer or a two-component developer, which will be described later. A surface electrometer is installed at a position approximately 2 [mm] away from the surface of the toner carrier 1 at the set position. The result of FIG. 6 is that Vo when the charged charge amount is −15 to −25 [μC / g] and the flying height of the toner is in the range of 200 [μm] from the vicinity of the surface of the toner carrier 1. This is an example of the toner potential Vt in the cloud state.

この図６に示す各供給トナー量においてトナー制御手段４によりトナーの通過のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って印刷を行った結果、トナー制御手段４の制御電極４２及び共通電極４３それぞれの表面に付着したトナー量を評価した結果を図７に示している。この図７の結果において、供給トナー量が少ない領域では制御電極４２や共通電極４３などへのトナー付着はないが、供給トナー量が増加して０．９［ｍｇ／ｃｍ２］ではトナー電位Ｖｔが−８０［Ｖ］となり、制御電極４２へのトナー付着が起き始める。 6, the toner control unit 4 performs ON / OFF control of toner passage for each supplied toner amount shown in FIG. 6, and as a result, the toner adheres to the surfaces of the control electrode 42 and the common electrode 43 of the toner control unit 4. The result of evaluating the toner amount is shown in FIG. In the result shown in FIG. 7, no toner adheres to the control electrode 42 and the common electrode 43 in the region where the supplied toner amount is small, but the toner potential Vt increases when the supplied toner amount increases and 0.9 [mg / cm 2 ]. Becomes −80 [V], and toner adhesion to the control electrode 42 begins to occur.

これは、等価的にクラウド電極１１とトナー担持体１との電位がマイナス側に電位上昇してトナー制御手段４の共通電極４２との電位差が小さくなった結果、背面電極３１から出てトナー通過孔４１を通る電気力線のうち、トナー担持体１に直接入る電気力線が増加し、共通電極４３へ入るループ状の電気力線が減ったためである。すなわち、ループ状の電気力線が少なくなると、飛翔エネルギーの高いトナーＴがループ状の電気力線に乗って印写面の方向に飛翔することなく、ＯＮ電圧が印加されている制御電極４２まで飛翔するためである。   This is equivalently because the potential between the cloud electrode 11 and the toner carrier 1 rises to the minus side and the potential difference with the common electrode 42 of the toner control means 4 becomes smaller, so that the toner passes through the back electrode 31 and passes through the toner. This is because, among the electric lines of force passing through the holes 41, the electric lines of force directly entering the toner carrier 1 are increased, and the loop-shaped electric lines of force entering the common electrode 43 are decreased. That is, when the loop-shaped electric lines of force are reduced, the toner T having a high flying energy rides on the loop-shaped electric lines of force and does not fly in the direction of the printing surface, and reaches the control electrode 42 to which the ON voltage is applied. This is to fly.

さらに、供給トナー量が増加して１．２［ｍｇ／ｃｍ２］超えると、トナー電位Ｖｔは−１２０［Ｖ］以上の値となる。この領域では、トナー制御手段４の共通電極４３の電圧Ｖｇ（−１２５［Ｖ］）との電位差がなくなり、飛翔エネルギーを有するトナーＴが共通電極４３まで到達し始めてトナー付着が起きた結果である。また、制御電極４２へのトナー付着量も増えてくる。 Further, when the supplied toner amount increases and exceeds 1.2 [mg / cm 2 ], the toner potential Vt becomes −120 [V] or more. In this region, the potential difference from the voltage Vg (−125 [V]) of the common electrode 43 of the toner control unit 4 disappears, and the toner T having flying energy starts to reach the common electrode 43 and the toner adheres. . In addition, the amount of toner attached to the control electrode 42 also increases.

これらのトナー付着は、定期的な電極クリーニングの頻度を上げることで、使用できないことはないが、画質低下が発生する。トナー付着が発生しない条件であれば、連続印刷においても画像濃度が低下することなく、信頼性の高い画像記録装置が可能となる。   These toner adhesions are not unusable by increasing the frequency of periodic electrode cleaning, but image quality deteriorates. As long as toner adhesion does not occur, a highly reliable image recording apparatus can be achieved without decreasing image density even in continuous printing.

そこで、トナー量が多い場合、また帯電電荷量が大きいトナーを使用して画像を形成する場合は、各電極に対する電位を、次の条件で設定することで、制御電極４２や共通電極４３へのトナー付着が回避され、さらにトナー利用効率の向上で画像濃度が低下することなく高速印刷が可能になる。   Therefore, when the amount of toner is large, or when an image is formed using toner having a large amount of charged charge, the potential to each electrode is set to the control electrode 42 and the common electrode 43 by setting the potential to the following conditions. Toner adhesion is avoided, and further, high-speed printing is possible without a reduction in image density by improving toner utilization efficiency.

すなわち、電荷を有するトナーＴがトナー担持体１表面から飛翔してクラウド状態にある制御電極４２側からみたトナー電位をＶｔとしたとき（他の条件は上記の条件と同じとする。）、トナーの通過をＯＮさせる場合の各電位の関係は、数３に示すような関係とし、負帯電トナーの場合はＶｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合はＶｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定とする。

Figure 0005218898
That is, when the toner potential as seen from the side of the control electrode 42 in the cloud state where the toner T having electric charges flies from the surface of the toner carrier 1 is Vt (other conditions are the same as the above conditions). The relationship between the respective potentials when turning on the passage of toner is as shown in Equation 3, in the case of negatively charged toner, the relationship in which the absolute value of the potential of Vp increases to the positive potential side, and in the case of positively charged toner, Vp The absolute value of the potential is set to be higher on the negative potential side.
Figure 0005218898

各電極１１、３１、４２、４３に対する電位を上記のように設定する、つまり、トナー供給側の電位として、トナー担持体表面のトナーＴが飛翔することによる電位も考慮して各電極の電位を適正に設定することで、印刷速度が速い供給トナー量が多い場合、またトナーの帯電電荷量が大きい場合においても、制御電極４２などへのトナー付着の低減やトナー利用効率の向上などが図れ、高濃度、高速印刷の画像形成装置を実現することができる。この場合、トナーＴをクラウド化していない（パルスを印加していない）状態でも、上述した電位の関係に設定することで、制御電極４２などにトナー付着が発生しないため、信頼性が向上する。   The potentials for the electrodes 11, 31, 42, and 43 are set as described above. That is, the potential of each electrode is set as the potential on the toner supply side in consideration of the potential due to the toner T flying on the surface of the toner carrier. By appropriately setting, even when the amount of supplied toner is high at a high printing speed or when the amount of charged charge of the toner is large, it is possible to reduce toner adhesion to the control electrode 42 or the like and improve toner utilization efficiency. An image forming apparatus for high density and high speed printing can be realized. In this case, even when the toner T is not clouded (no pulse is applied), by setting the above-described potential relationship, toner adhesion does not occur on the control electrode 42 and the like, thereby improving reliability.

これにより、背面電極３１からトナー制御手段４の共通電極４３に向けて形成されるループ状の電気力線を強いものとし、クラウド化されたトナーＴを印写面に向けてより多く飛翔させることができ、高速、高品質のドット形成が可能となる。   As a result, the loop-shaped electric lines of force formed from the back electrode 31 toward the common electrode 43 of the toner control means 4 are strengthened, and the clouded toner T is caused to fly more toward the printing surface. And high-speed, high-quality dot formation is possible.

なお、上記の例では、クラウド電極１１にクラウドパルスを印加してトナーＴがクラウド状態にある場合の条件について説明したが、トナーを飛翔させていない状態の制御電極４２側からみたトナーＴによる電位をＶｔとしたとき前記と同条件に設定することで、制御電極４２などへのトナー付着を回避する効果がある。つまり、クラウドパルスの印加をＯＦＦしてトナーＴのクラウドが無い状態においても、僅かなトナーが浮遊している。この僅かな浮遊トナーの電位は無視できるが、トナー担持体表面に着地して乗っているトナー電位があり、この電位Ｖｔを考慮した（Ｖｓ＋Ｖｔ）も前記と同条件の範囲に設定することで、同じ効果が得られる。   In the above example, the condition when the cloud pulse is applied to the cloud electrode 11 and the toner T is in the cloud state has been described. However, the potential due to the toner T viewed from the control electrode 42 in the state where the toner is not flying is described. Setting Vt to the same condition as described above has the effect of avoiding toner adhesion to the control electrode 42 and the like. That is, even when the application of the cloud pulse is turned off and there is no cloud of the toner T, a slight amount of toner is floating. Although the slight potential of the floating toner is negligible, there is a toner potential landing on the surface of the toner carrying member, and (Vs + Vt) in consideration of this potential Vt is also set in the same condition range as above. The same effect can be obtained.

また、トナーの通過をＯＦＦさせる場合の各電位の関係は、数４に示すような関係とし、負帯電トナーの場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がプラス電位側に高くなる関係、正帯電トナーの場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる関係に設定する。これにより、トナーがトナー通過孔１４を通過しないようにする制御が良好に行える。

Figure 0005218898
In addition, the relationship between the potentials when the toner passage is turned off is as shown in Equation 4, and in the case of the negatively charged toner, the relationship that the absolute value of the potential of (Vs + Vt) increases to the positive potential side, the positive charge In the case of toner, the relationship is set such that the absolute value of the potential of (Vs + Vt) increases to the minus potential side. Thereby, it is possible to satisfactorily control the toner so as not to pass through the toner passage hole 14.
Figure 0005218898

上述したように、本実施形態では、トナーＴを担持するトナー担持体１と、トナー担持体１のトナーＴをクラウド化するためのクラウド電極１１に時間的に変動する電圧を印加する。ここで、トナー制御手段４の共通電極４３がない場合や各電極へ印加する電圧の電位の設定が上述した範囲に無い場合などには、制御電極４２などへのトナー付着が急速に発生する等、信頼性の低下は避けられない。また、クラウド化したトナーＴの利用効率が非常に低下するため、画像濃度の確保、高速印刷の画像形成装置を達成することはできなくなる。   As described above, in the present embodiment, a time-varying voltage is applied to the toner carrier 1 that carries the toner T and the cloud electrode 11 for clouding the toner T of the toner carrier 1. Here, when there is no common electrode 43 of the toner control unit 4 or when the potential of the voltage applied to each electrode is not within the above-described range, toner adhesion to the control electrode 42 occurs rapidly. In addition, a decrease in reliability is inevitable. In addition, since the use efficiency of the toner T made into a cloud is greatly reduced, it becomes impossible to achieve an image forming apparatus capable of ensuring image density and performing high-speed printing.

［実施形態２］
次に、直接記録方式の画像形成装置に本発明を適用したの第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示したものである。なお、実施形態１と共通する構成については、その説明を省略する。また、特に記載しない場合は、トナーＴを負帯電トナーとする。 [Embodiment 2]
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to a direct recording type image forming apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. Note that the description of the configuration common to the first embodiment is omitted. Further, unless otherwise specified, the toner T is a negatively charged toner.

本実施形態において、トナー制御手段４には、前述したようにトナーＴが通過可能なトナー通過孔（開口）４１が複数設けられ、このトナー制御手段４のトナー供給側面（トナー担持体１側の面）の各トナー通過孔４１周辺には各トナー通過孔４１に対して個別的にリング状に制御電極４２が設けられ、トナー通過孔４１に対し制御電極４２の外側に絶縁領域を介して複数のトナー通過孔４１に共通の共通電極４３が設けられている。   In the present embodiment, the toner control unit 4 is provided with a plurality of toner passage holes (openings) 41 through which the toner T can pass as described above, and the toner supply side surface (on the toner carrier 1 side) of the toner control unit 4. A control electrode 42 is individually provided in a ring shape around each toner passage hole 41 on the periphery of each toner passage hole 41, and a plurality of control electrodes 42 are provided outside the control electrode 42 with respect to the toner passage hole 41 via an insulating region. A common electrode 43 common to the toner passage holes 41 is provided.

さらに、このトナー制御手段４の記録媒体３側面（記録媒体３側の面）の各トナー通過孔４１周辺には、各トナー通過孔４１に対して個別的に、個別背面電極４４が設けられ、この個別背面電極４４には常時、制御電極４２と同じ電位Ｖｃ（＝Ｖｒ）が印加されている。   Further, an individual back electrode 44 is provided individually for each toner passage hole 41 around each toner passage hole 41 on the side surface of the recording medium 3 (surface on the recording medium 3 side) of the toner control means 4. The same potential Vc (= Vr) as that of the control electrode 42 is always applied to the individual back electrode 44.

このようなトナー制御手段４の具体的構成の一例について図９を参照して説明する。
このトナー制御手段４は、図９（ｂ）に示すように、絶縁基板（基材）４５のトナー供給側（トナー担持体１１側）面に、図４で説明したのと同様に、トナー通過孔４１を囲む形で１０〜１００［μｍ］幅のリング状の制御電極４２を設け、この制御電極４２から２０〜５０［μｍ］の絶縁領域の間隔を置いて複数のトナー通過孔４１に共通のバイアス電圧Ｖｇを印加する共通電極４３が空いたスペース全体を覆うようにベタ状に設けられている。 An example of a specific configuration of the toner control unit 4 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9B, the toner control unit 4 passes the toner on the toner supply side (toner carrier 11 side) surface of the insulating substrate (base material) 45 in the same manner as described in FIG. A ring-shaped control electrode 42 having a width of 10 to 100 [μm] is provided so as to surround the hole 41, and common to the plurality of toner passage holes 41 with an interval of an insulating region of 20 to 50 [μm] from the control electrode 42. The common electrode 43 to which the bias voltage Vg is applied is provided in a solid shape so as to cover the entire vacant space.

一方、図９（ａ）に示すように、絶縁基板４５の記録媒体３側（印写面側）にはトナー通過孔４１を囲む形でリング状の個別背面電極４４が設けられている。この個別背面電極４４は例えばＡｌ蒸着で形成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 9A, a ring-shaped individual back electrode 44 is provided on the recording medium 3 side (printing surface side) of the insulating substrate 45 so as to surround the toner passage hole 41. The individual back electrode 44 is formed by, for example, Al vapor deposition.

なお、その他のトナー担持体１、記録媒体３などの構成については実施形態１の構成と同じであるので説明を省略する。   Other configurations of the toner carrier 1, the recording medium 3, and the like are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

本実施形態においても、実施形態１と同様に、各電極１１、３１、４２、４３に対する電位の関係を上述した関係に設定することにより、背面電極３１とトナー担持体１との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極３１と制御電極４２外側の共通電極４３との間に電気力線を形成することができ、これにより、トナーＴを吸引する電圧が印加される制御電極４２へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the potential relationship with respect to each of the electrodes 11, 31, 42, 43 is set to the above-described relationship, thereby forming directly between the back electrode 31 and the toner carrier 1. The electric lines of force are reduced, and electric lines of force can be formed between the back electrode 31 and the common electrode 43 outside the control electrode 42, whereby the control electrode to which a voltage for attracting the toner T is applied. The toner adhesion to 42 can be greatly reduced, and the control potential is stabilized.

このように構成したトナー制御手段４の制御電極４２に対する電位Ｖｃ、共通電極４３に対する電位Ｖｇ、個別背面電極４４に対する電位Ｖｒとして、それぞれ＋５０［Ｖ］、−１２５［Ｖ］、＋５０［Ｖ］を印加し、トナー担持体１にＤＣ＋２００［Ｖ］、クラウド電極１１に−５０［Ｖ］の電圧を印加したときの電極電界分布のシミュレーション結果を図１０（ａ）に示している。   As the potential Vc for the control electrode 42, the potential Vg for the common electrode 43, and the potential Vr for the individual back electrode 44 of the toner control means 4 configured in this way, +50 [V], -125 [V], and +50 [V], respectively. FIG. 10A shows a simulation result of the electrode electric field distribution when a voltage of DC + 200 [V] is applied to the toner carrier 1 and a voltage of −50 [V] is applied to the cloud electrode 11.

この結果、トナーＴがトナー通過孔４１を通過可能な状態（ＯＮ状態）にするとき、クラウド状態のトナーＴを取り込んで印写面側に飛翔させるループ状の電界（電気力線１０）は、前述した図５（ａ）の場合（個別背面電極４４がない場合）に比べて、幅が広く、トナー通過孔４１を通過する電気力線１０の量が多いことが分かる。   As a result, when the toner T is allowed to pass through the toner passage hole 41 (ON state), a loop-shaped electric field (electric force lines 10) that takes in the toner T in the cloud state and flies to the printing surface side is: Compared to the case of FIG. 5A described above (in the case where the individual back electrode 44 is not provided), it can be seen that the width is large and the amount of the electric lines of force 10 passing through the toner passage hole 41 is large.

これは、図５（ａ）の場合には、共通電極４３の電圧Ｖｇの電界が印写面側に作用し、印写面側のトナー通過孔４１近傍にも作用して印写バイアスＶｐからの電気力線の通過量を制限しているのに対し、図１０（ａ）の例では個別背面電極４４の電圧Ｖｒが電圧Ｖｃと同じ電位で、トナー制御手段４の印写面側のトナー通過孔４１近傍の表面電位が図５（ａ）の場合に比較して高い電位であるため、トナー通過孔４１を通過する電気力線が多くなった結果である。   In the case of FIG. 5A, the electric field of the voltage Vg of the common electrode 43 acts on the printing surface side, and also acts in the vicinity of the toner passage hole 41 on the printing surface side, from the printing bias Vp. In the example of FIG. 10A, the voltage Vr of the individual back electrode 44 is the same potential as the voltage Vc, and the toner on the printing surface side of the toner control means 4 is limited. This is because the surface potential in the vicinity of the passage hole 41 is higher than that in the case of FIG.

また、図１０（ｂ）は制御電極４２に対する電位Ｖｃ、共通電極４３に対する電位Ｖｇ、個別背面電極４４に対する電位Ｖｒとして、いずれも−１２５［Ｖ］を印加し、トナー担持体１にＤＣ＋２００［Ｖ］、クラウド電極１１に−５０［Ｖ］の電圧を印加したときの電極電界分布のシミュレーション結果であり、トナー通過孔４１近傍が−１２５［Ｖ］の電界で強く覆われているためトナーＴが通過することはない。   In FIG. 10B, −125 [V] is applied as the potential Vc for the control electrode 42, the potential Vg for the common electrode 43, and the potential Vr for the individual back electrode 44, and DC + 200 [V is applied to the toner carrier 1. ] Is a simulation result of an electrode electric field distribution when a voltage of −50 [V] is applied to the cloud electrode 11, and since the vicinity of the toner passage hole 41 is strongly covered with an electric field of −125 [V], the toner T is Never pass.

ここで、トナー制御手段４の個別背面電極４４の電位Ｖｒと制御電極４２の電位Ｖｃとを異なる電位とした場合について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、図８の構成において、制御電極４２に印加する電圧Ｖｃ（＋５０［Ｖ］）に対し、個別背面電極４４に印加する電圧Ｖｒを＋１０［Ｖ］と低くした場合（−４０［Ｖ］低くなる場合）の電界分布を示している。また、図１２（ａ）、（ｂ）は、図８の構成において、制御電極４２に印加する電圧Ｖｃ（＋５０［Ｖ］）に対し、個別背面電極４４に印加する電圧Ｖｒを＋９０Ｖと高くした場合（＋４０［Ｖ］高くした場合）の電界分布を示している。なお、その他の電圧は上記した図１０の例と同様である。   Here, a case where the potential Vr of the individual back electrode 44 of the toner control means 4 and the potential Vc of the control electrode 42 are set to different potentials will be described with reference to FIGS. 11A and 11B show that the voltage Vr applied to the individual back electrode 44 is as low as +10 [V] with respect to the voltage Vc (+50 [V]) applied to the control electrode 42 in the configuration of FIG. In this case, the electric field distribution is shown (when the voltage decreases by −40 [V]). 12A and 12B, in the configuration of FIG. 8, the voltage Vr applied to the individual back electrode 44 is increased to +90 V with respect to the voltage Vc (+50 [V]) applied to the control electrode 42. The electric field distribution in the case (in the case where +40 [V] is increased) is shown. Other voltages are the same as those in the example of FIG.

この結果から、個別背面電極４４の電圧Ｖｒが制御電極４２の電圧Ｖｃよりマイナス側の電位である図１１（ａ）の場合には、電圧Ｖｐが印加される背面電極３１からトナー通過孔４１を通る電気力線１０の量が減少し、その結果クラウド化されたトナーＴを印写面（記録媒体３）側に飛翔させる力が減って印写濃度が低下する。これは、個別背面電極４４の電圧Ｖｒと印写面バイアス電圧Ｖｐとの間で形成される電気力線がトナー通過孔４１の開口エッジ部にはみ出し、トナー通過孔４１を通過する電気力線が減少することによる。   From this result, in the case of FIG. 11A where the voltage Vr of the individual back electrode 44 is a potential on the negative side of the voltage Vc of the control electrode 42, the toner passage hole 41 is passed through the back electrode 31 to which the voltage Vp is applied. The amount of the electric force line 10 that passes through decreases, and as a result, the force that causes the clouded toner T to fly toward the printing surface (recording medium 3) decreases, and the printing density decreases. This is because an electric force line formed between the voltage Vr of the individual back electrode 44 and the printing surface bias voltage Vp protrudes from the opening edge portion of the toner passage hole 41, and an electric force line passing through the toner passage hole 41 is generated. By decreasing.

また、個別背面電極４４の電圧Ｖｒが制御電極４２の電圧Ｖｃよりプラス側の電位である図１２（ａ）、（ｂ）の場合には、電圧Ｖｐが印加される背面電極３１からトナー通過孔４１を通る電気力線１０は、トナー通過孔４１の全体に拡がっており、形成されるドット径が図１０の例に比較して大きくなる。特に、トナー通過電圧ＯＦＦ時においての拡がりが大きく、トナーＴがトナー通過孔４１を通過した直後に電圧ＶｃがＯＦＦになった場合の印刷面側でのトナーＴの拡がりが問題である。   Further, in the case of FIGS. 12A and 12B in which the voltage Vr of the individual back electrode 44 is a positive potential with respect to the voltage Vc of the control electrode 42, the toner passing hole from the back electrode 31 to which the voltage Vp is applied. The line of electric force 10 passing through 41 extends over the entire toner passage hole 41, and the formed dot diameter is larger than in the example of FIG. In particular, the spread when the toner passage voltage is OFF is large, and the spread of the toner T on the printing surface side when the voltage Vc is turned off immediately after the toner T passes through the toner passage hole 41 is a problem.

そのため、トナー通過孔４１の開口径を小さくする必要があり、トナー通過孔４１にトナー、微粉、紙粉等が付着した場合、飛翔トナーが衝突してドット欠けが発生し易く、図１０の例に比較して信頼性が低下する。   Therefore, it is necessary to reduce the opening diameter of the toner passage hole 41. When toner, fine powder, paper powder, or the like adheres to the toner passage hole 41, the flying toner collides and dot missing is likely to occur. The reliability is lower than that.

また、制御電極４２の電圧Ｖｃ及び個別背面電極４４の電圧Ｖｒをドット毎にそれぞれ異なる電圧で印加する構成では、トナー通過孔４１の数の２倍のドライバ（回路）を必要とするため、コストアップとなる。   Further, in the configuration in which the voltage Vc of the control electrode 42 and the voltage Vr of the individual back electrode 44 are applied with different voltages for each dot, a driver (circuit) that is twice the number of the toner passage holes 41 is required. It will be up.

したがって、本実施形態のように、制御電極４２の電圧Ｖｃと個別背面電極４４の電圧Ｖｒとに同じ電圧を印加することにより、トナーＴを印写面に飛翔させる電界の強度を保ち、且つ、トナー通過孔４１の穴径に対して形成ドット径を小さくして高解像度の画像が得られ、しかもドライバコストの上昇を抑えることができる。   Therefore, as in this embodiment, by applying the same voltage to the voltage Vc of the control electrode 42 and the voltage Vr of the individual back electrode 44, the strength of the electric field that causes the toner T to fly to the printing surface is maintained, and The formation dot diameter is made smaller than the hole diameter of the toner passage hole 41 to obtain a high-resolution image, and an increase in driver cost can be suppressed.

［実施形態３］
次に、直接記録方式の画像形成装置に本発明を適用したの第３の実施の形態について図面を参照して説明する。図１３は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示したものである。なお、実施形態１や実施形態２などと共通する構成については、その説明を省略する。また、特に記載しない場合は、トナーＴを負帯電トナーとする。 [Embodiment 3]
Next, a third embodiment in which the present invention is applied to a direct recording type image forming apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 13 shows a main configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. Note that description of configurations common to the first embodiment, the second embodiment, and the like is omitted. Further, unless otherwise specified, the toner T is a negatively charged toner.

本実施形態においても、実施形態１や実施形態２と同様に、各電極１１、３１、４２、４３に対する電位の関係を上述した関係に設定することにより、背面電極３１とトナー担持体１との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極３１と制御電極４２外側の共通電極４３との間に電気力線を形成することができ、これにより、トナーＴを吸引する電圧が印加される制御電極４２へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。   Also in the present embodiment, as in the first and second embodiments, by setting the potential relationship with respect to the electrodes 11, 31, 42, and 43 to the above-described relationship, the back electrode 31 and the toner carrier 1 are separated from each other. The electric lines of force directly formed between them are reduced, and electric lines of force can be formed between the back electrode 31 and the common electrode 43 outside the control electrode 42, whereby a voltage for attracting the toner T is applied. The toner adhesion to the control electrode 42 can be greatly reduced, and the control potential is stabilized.

また、本実施形態においても、実施形態２と同様に、制御電極４２の電圧Ｖｃと個別背面電極４４の電圧Ｖｒとして同じ電位の電圧を印加することにより、トナーＴを印写面に飛翔させる電界の強度を保ち、且つ、トナー通過孔４１の穴径に対して形成ドット径を小さくして高解像度の画像が得られ、しかもドライバコストの上昇を抑えることができる。   Also in the present embodiment, as in the second embodiment, an electric field that causes the toner T to fly to the printing surface by applying a voltage having the same potential as the voltage Vc of the control electrode 42 and the voltage Vr of the individual back electrode 44. In addition, the formed dot diameter can be made smaller than the diameter of the toner passage hole 41 to obtain a high-resolution image, and an increase in driver cost can be suppressed.

本実施形態では、トナー制御手段４１の制御電極４２と個別背面電極４４とがトナー通過孔４１の内壁面に設けた導通パターン４６を介して接続されている。この導通パターン４６の形成は、例えば、トナー通過孔４１以外をメタルマスクで覆い、Ａｌ、Ａｕ、ＩＴＯ等の導電性材料の蒸着、スパッタで内壁面に成膜する、または、トナー通過孔４１以外の部分にレジスト膜を形成した後メッキによる導電性膜を成膜することなどで行うことができる。   In this embodiment, the control electrode 42 of the toner control means 41 and the individual back electrode 44 are connected via a conduction pattern 46 provided on the inner wall surface of the toner passage hole 41. The conductive pattern 46 is formed, for example, by covering a portion other than the toner passage hole 41 with a metal mask and depositing a conductive material such as Al, Au, ITO or the like on the inner wall surface by sputtering, or other than the toner passage hole 41. After forming a resist film on this portion, a conductive film can be formed by plating.

これにより、トナー制御手段４１の制御電極４２に印加する電圧Ｖｃと個別背面電極４４に印加する電圧Ｖｒとは常に同じ電圧になる。この場合、図９（ａ）に示したような個別背面電極４４の引出しパターン４４ａを図示しないドライバに接続して電圧Ｖｃ（＝Ｖｒ）を印加することで、前述の図３や図４などに示す制御電極４２からの引出しパターン４２ａが不要になるので、制御電極４２側へのトナー付着が一層低減されることになる。また、各トナー通過孔４１によってトナードットを形成するための制御信号発生用のドライバは、各トナー通過孔４１の数に対応した数があればよいことになる。   As a result, the voltage Vc applied to the control electrode 42 of the toner control means 41 and the voltage Vr applied to the individual back electrode 44 are always the same voltage. In this case, by connecting the lead pattern 44a of the individual back electrode 44 as shown in FIG. 9A to a driver (not shown) and applying the voltage Vc (= Vr), the above-described FIG. 3 and FIG. Since the drawing pattern 42a from the control electrode 42 shown is unnecessary, toner adhesion to the control electrode 42 side is further reduced. Further, it is sufficient that the number of drivers for generating control signals for forming toner dots by the toner passage holes 41 is the same as the number of the toner passage holes 41.

なお、図１３ではトナー通過孔４１の内壁面に設けた導通パターン４６によって制御電極４２と個別背面電極４４との導通をとった場合の構成を示したが、これに限らず、トナー通過孔４１以外の箇所に導通用のスルーホール（孔）を設け、そのスルーホールの内壁面を介して制御電極４２と個別背面電極４４とを導通することも可能である。このときの導通用スルーホールは導通のみを考慮すればよいため、必要最低限の大きさの孔でよく、導通処理も孔内壁を埋め尽くすものであってもよいことから、導通用スルーホールに導電性インクを噴射して埋めることもできる。   Although FIG. 13 shows a configuration in which the control electrode 42 and the individual back electrode 44 are electrically connected by the conductive pattern 46 provided on the inner wall surface of the toner passing hole 41, the present invention is not limited to this, and the toner passing hole 41 is not limited thereto. It is also possible to provide a through hole (hole) for conduction at a location other than that and conduct the control electrode 42 and the individual back electrode 44 through the inner wall surface of the through hole. Since the through hole for conduction at this time only needs to be considered for conduction, it may be a hole of the minimum necessary size, and the conduction treatment may also fill the inner wall of the hole. It is also possible to fill with conductive ink.

トナー通過孔４１の内壁面全体を導電性膜（導通パターン４６）で覆うことは、トナーを飛翔させるためのループ状電気力線のトナー通過孔４１内部での歪みが大きくなるが、トナー通過孔４１以外の箇所に導通用の孔を設ける構成とすることで、そのループ状電気力線の歪みが抑えられ、トナーの飛翔にとっては印写面への飛翔経路の曲がりが減少し、ドット品質が向上する。   Covering the entire inner wall surface of the toner passage hole 41 with the conductive film (conduction pattern 46) increases the distortion in the toner passage hole 41 of the loop electric lines of force for flying the toner. By adopting a configuration in which holes for conduction are provided at locations other than 41, the distortion of the loop electric lines of force can be suppressed, and for the flight of toner, the bending of the flight path to the printing surface is reduced, and the dot quality is improved. improves.

［実施形態４］
次に、直接記録方式の画像形成装置に本発明を適用したの第４の実施形態について図面を参照して説明する。図１４は、実施形態１、２または３で示した要部構成を有する本実施形態に係る画像形成装置の模式的構成図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色分のトナーのクラウド化とトナー制御手段４によるＯＮ／ＯＦＦ制御とを行ってカラー画像を形成する画像形成装置の例である。 [Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment in which the present invention is applied to a direct recording type image forming apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to this embodiment having the main configuration shown in the first, second, or third embodiment. This image forming apparatus performs colorization of toner for four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) and ON / OFF control by the toner control means 4. FIG.

つまり、この画像形成装置は、記録媒体である中間転写記録体１０３に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーをクラウド化して供給する４個のトナー供給ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋ（色を区別しないときは「トナー供給ユニット１００」という。以下同様。）を配置し、各トナー供給ユニット１００と中間転写記録体１０３との間に、それぞれ前記各実施形態に示したいずれかのトナー制御手段４と同様な構成、すなわち、トナー通過孔、制御電極、共通電極、個別背面電極などが設けられたトナー制御手段１０４を配置している。   That is, this image forming apparatus supplies toner of four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) in a cloud form along the intermediate transfer recording body 103 that is a recording medium. Four toner supply units 100Y, 100M, 100C, and 100K (referred to as “toner supply unit 100” when colors are not distinguished. The same applies hereinafter) are arranged, and each toner supply unit 100 and the intermediate transfer recording member 103 are arranged. A toner control unit 104 having a configuration similar to that of any one of the toner control units 4 described in the above embodiments, that is, a toner passage hole, a control electrode, a common electrode, an individual back electrode, and the like is disposed between each of them. ing.

ここで、中間転写記録体１０３は、２つのローラ１３２、１３３との間に掛け回されて矢印方向に周回移動する。この中間転写記録体１０３の背面（ループ内側）には各トナー供給ユニット１００に対応させて記録媒体側電極である背面電極１３１が配置されている。また、転写後の中間転写記録体１０３上の残トナーを除去するクリーニングユニット１３５が備えられる。   Here, the intermediate transfer recording member 103 is looped around the two rollers 132 and 133 and moves in the direction of the arrow. On the back surface (inside the loop) of the intermediate transfer recording body 103, a back electrode 131 which is a recording medium side electrode is arranged corresponding to each toner supply unit 100. Further, a cleaning unit 135 for removing residual toner on the intermediate transfer recording body 103 after the transfer is provided.

トナー供給ユニット１００は、トナーを担持するトナー担持体１０１と、トナー担持体１０１に担持されたトナーをクラウド化するためのクラウド電極１１１と、このトナー担持体１０１にトナーを補給する、回転可能に設けられたトナー補給ローラ１１３と、トナー担持体１０１上のトナー量を規制するブレード１１４を備えている。   The toner supply unit 100 includes a toner carrier 101 that carries toner, a cloud electrode 111 that converts the toner carried on the toner carrier 101 into a cloud, and a toner that is supplied to the toner carrier 101 and is rotatable. A toner supply roller 113 provided and a blade 114 for regulating the amount of toner on the toner carrier 101 are provided.

ここでは、トナー補給ローラ１１３からトナー担持体１０１にトナーが補給されるとともに、トナー補給ローラ１１３上のトナーとトナー担持体１０１との摩擦によってトナーの摩擦帯電が行われる。また、トナー補給ローラ１１３の下流側のブレード１１４は、トナー担持体１０１表面のトナー量を薄層で一定量にするとともに、トナー帯電量の安定化も図っている。   Here, toner is replenished from the toner replenishing roller 113 to the toner carrier 101 and frictional charging of the toner is performed by friction between the toner on the toner replenishing roller 113 and the toner carrier 101. The blade 114 on the downstream side of the toner replenishing roller 113 keeps the toner amount on the surface of the toner carrying member 101 constant by a thin layer and stabilizes the toner charge amount.

そして、トナー供給ユニット１００から供給されるトナーＴがトナー制御手段１０４によって画像に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されることで中間転写記録体１０３上に飛翔され、中間転写記録体１０３上にカラーのトナー画像が形成される。   Then, the toner T supplied from the toner supply unit 100 is ON / OFF controlled according to the image by the toner control unit 104, so that it flies over the intermediate transfer recording body 103, and the color toner is transferred onto the intermediate transfer recording body 103. An image is formed.

一方、下方に記録紙１５０を収容する給紙部１０５が配置され、給紙部１０５から記録紙１５０がピックアップローラ（給紙ローラ）１０６で給紙されて、中間転写記録体１０３を掛け回したローラ１３２に対向して配置した転写ローラ１０７で中間転写記録体１０３上のトナー画像が転写され、定着ユニット１０８でトナーが記録紙１５０上に溶融定着されて排紙される。   On the other hand, a paper feeding unit 105 that accommodates the recording paper 150 is disposed below. The recording paper 150 is fed from the paper feeding unit 105 by a pickup roller (paper feeding roller) 106 and is wound around the intermediate transfer recording body 103. The toner image on the intermediate transfer recording body 103 is transferred by the transfer roller 107 disposed opposite to the roller 132, and the toner is melted and fixed on the recording paper 150 by the fixing unit 108 and discharged.

なお、ここでは図示していないが、記録紙１５０の裏面側の転写ローラ１０７に＋バイアスが印加されることで中間転写記録体１０３から記録紙１５０面へのトナー画像の転写が行われる。また、上述したように中間転写記録体１０３はクリーニングユニット１３５で残トナーがクリーニングされて、次の画像形成が行われる。   Although not shown here, the toner image is transferred from the intermediate transfer recording body 103 to the surface of the recording paper 150 by applying a + bias to the transfer roller 107 on the back side of the recording paper 150. Further, as described above, the intermediate transfer recording member 103 is cleaned with the remaining toner by the cleaning unit 135, and the next image formation is performed.

このように本実施形態に係る画像形成装置は、中間転写記録体１０３に４色画像を形成した後、給紙部１０５から供給される記録紙１５０に転写を行う中間転写記録方式である。この中間転写記録方式の場合は、印写面（トナーが着弾する面、画像形成面ともいう）とトナー制御手段１０４との間隔を一定に保つ精度確保が容易であり、トナー飛翔速度が低い条件で高画質化を図ることができる。   As described above, the image forming apparatus according to the present embodiment is an intermediate transfer recording method in which a four-color image is formed on the intermediate transfer recording body 103 and then transferred to the recording paper 150 supplied from the paper supply unit 105. In the case of this intermediate transfer recording method, it is easy to ensure the accuracy of keeping a constant distance between the printing surface (also referred to as toner landing surface, image forming surface) and the toner control means 104, and the toner flying speed is low. Can improve image quality.

また、平滑で体積抵抗率の調整によって電荷が蓄積しない、電位変動のない印写面が得られ、クラウド化したトナーの通過のＯＮ／ＯＦＦで直接印刷する画像形成装置は電位に対する感度が高く、印写面バイアス電位の変動に対して画質変動が発生しやすいが、この構成であれば信頼性の高い、高画質のカラー画像を得ることができる。   In addition, an image forming apparatus that prints directly with ON / OFF of the passage of the clouded toner can obtain a printing surface that is smooth and does not accumulate charges by adjusting the volume resistivity, and has no potential fluctuation, and has high sensitivity to potential, Although image quality fluctuations are likely to occur with respect to fluctuations in the printing surface bias potential, this configuration makes it possible to obtain a reliable and high-quality color image.

また、本実施形態に係る画像形成装置は、実施形態１、２または３に示した要部構成を有しているので、実施形態１、２または３で説明したような種々の効果が得られる。   Further, since the image forming apparatus according to the present embodiment has the main configuration shown in the first, second, or third embodiment, various effects as described in the first, second, or third embodiment can be obtained. .

例えば、本実施形態に係る画像形成装置においても、実施形態１、２及び３と同様に、クラウド電極１１１、背面電極１３１、トナー制御手段１０４に設けた制御電極及び共通電極に対する電位の関係を上述した関係に設定することにより、背面電極１３１とトナー担持体１０１との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極１３１とトナー制御手段１０４に設けた制御電極外側の共通電極との間に電気力線を形成することができ、これにより、トナーＴを吸引する電圧が印加されるトナー制御手段１０４に設けた制御電極へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。   For example, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as in the first, second, and third embodiments, the potential relationship with respect to the cloud electrode 111, the back electrode 131, the control electrode provided in the toner control unit 104, and the common electrode is described above. By setting the relationship, the electric lines of force directly formed between the back electrode 131 and the toner carrier 101 are reduced, and the back electrode 131 and the common electrode outside the control electrode provided in the toner control unit 104 are reduced. Electric force lines can be formed between them, whereby toner adhesion to the control electrode provided in the toner control means 104 to which the voltage for attracting the toner T is applied can be greatly reduced, and the control potential is stabilized. .

また、本実施形態においても、実施形態２と同様にトナー制御手段１０４に個別背面電極を設け、制御電極の電圧Ｖｃと個別背面電極の電圧Ｖｒとして同じ電位の電圧を印加することにより、トナーＴを印写面に飛翔させる電界の強度を保ち、且つ、トナー制御手段１０４に設けたトナー通過孔の穴径に対して形成ドット径を小さくして高解像度の画像が得られ、しかもドライバコストの上昇を抑えることができる。   Also in this embodiment, as in the second embodiment, the toner control unit 104 is provided with an individual back electrode, and the toner T is applied by applying a voltage having the same potential as the control electrode voltage Vc and the individual back electrode voltage Vr. A high-resolution image can be obtained by maintaining the strength of the electric field that causes the toner to fly to the printing surface, and by reducing the formed dot diameter relative to the hole diameter of the toner passage hole provided in the toner control means 104. The rise can be suppressed.

［実施形態５］
次に、直接記録方式の画像形成装置に本発明を適用したの第５の実施の形態について図面を参照して説明する。図１５は、実施形態１、２または３で示した要部構成を有する本実施形態に係る画像形成装置の模式的構成図である。なお、実施形態４と符号が共通する部材など構成に関しては、その説明を省略する。この画像形成装置は、記録媒体を記録紙１５０として、記録紙１５０上に直接画像を形成する例である。つまり、ここでは、給紙部１０５から供給される記録紙１５０を紙搬送ベルト１６１に静電的に吸着してトナー供給ユニット１００の領域を通過させ、トナー制御手段１０４の画像に応じたＯＮ／ＯＦＦ制御によって記録紙１５０上に直接カラー画像を形成する。 [Embodiment 5]
Next, a fifth embodiment in which the present invention is applied to a direct recording type image forming apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment having the main configuration described in the first, second, or third embodiment. In addition, about the structure of the member etc. which a code | symbol is common in Embodiment 4, the description is abbreviate | omitted. This image forming apparatus is an example in which an image is directly formed on the recording paper 150 using the recording medium as the recording paper 150. That is, here, the recording paper 150 supplied from the paper supply unit 105 is electrostatically attracted to the paper transport belt 161 and passed through the area of the toner supply unit 100, and ON / OFF according to the image of the toner control unit 104. A color image is directly formed on the recording paper 150 by the OFF control.

なお、紙搬送ベルト１６１は、ポリイミド等から形成され、２つのローラ１６２、１６３に掛け回されて矢示方向に周回移動し、図示しない帯電ローラなどの帯電手段によって帯電されることで記録紙１５０を静電的に吸着保持して搬送する。なお、給紙部１０５から記録紙１５０を紙搬送ベルト１６１に導くためのガイド１６４、レジストローラ１６５なども配置されている。   The paper transport belt 161 is formed of polyimide or the like, is wound around two rollers 162 and 163, moves around in the direction of the arrow, and is charged by a charging unit such as a charging roller (not shown), thereby being recorded on the recording paper 150. Are electrostatically attracted and transported. A guide 164 and a registration roller 165 for guiding the recording paper 150 from the paper supply unit 105 to the paper transport belt 161 are also arranged.

この構成では、トナー通過を制御するトナー制御手段１０４と通過後のトナーＴを記録紙１５０に導くためのバイアスを印加する背面電極１３１との間にポリイミド等の紙搬送ベルト１６１及び記録紙１５０があるため、トナー制御手段１０４と背面電極１３１との間隔を非常に狭く設定することが難しいが、他方、記録紙１５０上に直接カラー画像を形成し、転写プロセスがないため、転写によるトナー散りで画質低下することがなくなる。   In this configuration, a paper transport belt 161 such as polyimide and the recording paper 150 are provided between the toner control means 104 for controlling the toner passage and the back electrode 131 for applying a bias for guiding the toner T after the passage to the recording paper 150. For this reason, it is difficult to set the distance between the toner control means 104 and the back electrode 131 very narrow, but on the other hand, since a color image is directly formed on the recording paper 150 and there is no transfer process, there is no toner scattering due to transfer. The image quality is not degraded.

また、実施形態４に係る画像形成装置に設けられた図１４に示すようなベルトクリーニング機構を必要としないこと等もあり、小型、低コストの画像形成装置の実現に有利である。また、トナーＴをクラウド化する本構成では、印写面バイアスを低い設定にしてトナーを導くことも可能であるため、紙面へのトナーの着弾スピードも低く設定でき、トナーの散りが起きない高画質の画像形成装置を得ることができる。   Further, the belt cleaning mechanism as shown in FIG. 14 provided in the image forming apparatus according to the fourth embodiment is not necessary, which is advantageous for realizing a small-sized and low-cost image forming apparatus. Further, in the present configuration in which the toner T is made into a cloud, it is possible to guide the toner by setting the printing surface bias to a low value, so that the landing speed of the toner on the paper surface can be set low and the toner does not scatter. An image forming apparatus with high image quality can be obtained.

また、本実施形態に係る画像形成装置は、実施形態１、２または３に示した要部構成を有しているので、実施形態１、２または３で説明したような種々の効果が得られる。   Further, since the image forming apparatus according to the present embodiment has the main configuration shown in the first, second, or third embodiment, various effects as described in the first, second, or third embodiment can be obtained. .

例えば、本実施形態に係る画像形成装置においても、実施形態１、２及び３と同様に、クラウド電極１１１、背面電極１３１、トナー制御手段１０４に設けた制御電極及び共通電極に対する電位の関係を上述した関係に設定することにより、背面電極１３１とトナー担持体１０１との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極１３１とトナー制御手段１０４に設けた制御電極外側の共通電極との間に電気力線を形成することができ、これにより、トナーＴを吸引する電圧が印加されるトナー制御手段１０４に設けた制御電極へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。   For example, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as in the first, second, and third embodiments, the potential relationship with respect to the cloud electrode 111, the back electrode 131, the control electrode provided in the toner control unit 104, and the common electrode is described above. By setting the relationship, the electric lines of force directly formed between the back electrode 131 and the toner carrier 101 are reduced, and the back electrode 131 and the common electrode outside the control electrode provided in the toner control unit 104 are reduced. Electric force lines can be formed between them, whereby toner adhesion to the control electrode provided in the toner control means 104 to which the voltage for attracting the toner T is applied can be greatly reduced, and the control potential is stabilized. .

また、本実施形態においても、実施形態２と同様にトナー制御手段１０４に個別背面電極を設け、制御電極の電圧Ｖｃと個別背面電極の電圧Ｖｒとして同じ電位の電圧を印加することにより、トナーＴを印写面に飛翔させる電界の強度を保ち、且つ、トナー制御手段１０４に設けたトナー通過孔の穴径に対して形成ドット径を小さくして高解像度の画像が得られ、しかもドライバコストの上昇を抑えることができる。   Also in this embodiment, as in the second embodiment, the toner control unit 104 is provided with an individual back electrode, and the toner T is applied by applying a voltage having the same potential as the control electrode voltage Vc and the individual back electrode voltage Vr. A high-resolution image can be obtained by maintaining the strength of the electric field that causes the toner to fly to the printing surface, and by reducing the formed dot diameter relative to the hole diameter of the toner passage hole provided in the toner control means 104. The rise can be suppressed.

次に、実施形態４及び実施形態５に係る画像形成装置におけるトナー供給ユニット１００の具体的な構成の一例について図１６を参照して説明する。   Next, an example of a specific configuration of the toner supply unit 100 in the image forming apparatus according to the fourth and fifth embodiments will be described with reference to FIG.

このトナー供給ユニット１００は、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分記録剤を用いる例である。記録剤収容部２０１は２つの室２０１Ａ、２０１Ｂに分けられており、トナー供給ユニット１００内の両端部の記録剤通路（図示せず）によって繋がっている。記録剤収容部２０１には二成分記録剤が収容されており、各室２０１Ａ、２０１Ｂにある攪拌搬送スクリュー２０２Ａ、２０２Ｂによって攪拌されながら記録剤収容部２０１内を搬送されている。   This toner supply unit 100 is an example in which a two-component recording material comprising a magnetic carrier and a non-magnetic toner is used. The recording agent storage unit 201 is divided into two chambers 201 </ b> A and 201 </ b> B and is connected by recording agent passages (not shown) at both ends in the toner supply unit 100. The recording agent storage unit 201 stores a two-component recording agent and is transported through the recording agent storage unit 201 while being stirred by the stirring transport screws 202A and 202B in the chambers 201A and 201B.

記録剤収容部２０１の室２０１Ａにはトナー補給口２０３が配置されており、図示しないトナー収容部からトナー補給口２０３を通って、記録剤収容部２０１内に補給される。記録剤収容部２０１には記録剤の透磁率を検知する図示しないトナー濃度センサが設置されており、記録剤の濃度を検知している。記録剤収容部２０１のトナー濃度が減少すると、トナー補給口２０３から記録剤収容部２０１内にトナーが補給される。   A toner supply port 203 is disposed in the chamber 201 </ b> A of the recording agent storage unit 201, and is supplied into the recording agent storage unit 201 from a toner storage unit (not shown) through the toner supply port 203. The recording agent storage unit 201 is provided with a toner concentration sensor (not shown) that detects the magnetic permeability of the recording agent, and detects the concentration of the recording agent. When the toner concentration in the recording agent storage unit 201 decreases, toner is supplied into the recording agent storage unit 201 from the toner supply port 203.

そして、攪拌搬送スクリュー２０２Ｂと対向する位置には、トナー補給ローラとしてのマグブラシローラ２０４が配置されている。マグブラシローラ２０４の内部には固定された磁石が配置されおり、マグブラシローラ２０４の回転と磁力とによって、記録剤収容部２０１内の記録剤はマグブラシローラ２０４表面に汲み上げられる。記録剤の汲み上げ位置よりマグブラシローラ２０４の回転方向上流において、マグブラシローラ２０４と対向する位置に記録剤層規制部材２０５が設けられている。   A magnet brush 204 as a toner replenishing roller is disposed at a position facing the agitating and conveying screw 202B. A fixed magnet is disposed inside the mag brush roller 204, and the recording agent in the recording agent storage unit 201 is pumped up to the surface of the mag brush roller 204 by the rotation and magnetic force of the mag brush roller 204. A recording material layer regulating member 205 is provided at a position facing the mag brush roller 204 upstream of the recording material pumping position in the rotational direction of the mag brush roller 204.

汲み上げ位置で汲み上げたれた記録剤は記録剤層規制部材２０５によって一定量の記録剤層厚に規制される。記録剤層規制部材２０５を通った記録剤はマグブラシローラ２０４の回転に伴って、トナー担持体１０１と対向する位置まで搬送される。マグブラシローラ２０４には、電圧印加手段２１１によって供給バイアスが印加されている。   The recording agent pumped up at the pumping position is regulated to a certain amount of recording agent layer by the recording agent layer regulating member 205. The recording agent that has passed through the recording agent layer regulating member 205 is conveyed to a position facing the toner carrier 101 as the magnetic brush roller 204 rotates. A supply bias is applied to the magnet brush roller 204 by the voltage applying means 211.

トナー担持体１０１の電位は、図１６に示す例では０［Ｖ］であり、マグブラシローラ２０４と対向する位置においては、電圧印加手段２１１によってトナー担持体１０１とマグブラシローラ２０４との間に電界が生じている。その電界からの静電気力を受け、マグブラシローラ２０４表面に担持されたトナーはキャリアから分離し、トナー担持体１０１表面に移動する。トナー担持体１０１表面に達したトナーは、クラウド電極１１１との間に電源１１９によって印加するＡＣバイアスによってクラウド化し、トナー担持体１０１の回転によって搬送される。   The potential of the toner carrier 101 is 0 [V] in the example shown in FIG. 16, and at a position facing the magbrush roller 204, the voltage application unit 211 places the toner carrier 101 between the toner carrier 101 and the magbrush roller 204. An electric field is generated. Under the electrostatic force from the electric field, the toner carried on the surface of the magbrush roller 204 is separated from the carrier and moves to the surface of the toner carrier 101. The toner that has reached the surface of the toner carrier 101 is clouded by the AC bias applied by the power source 119 to the cloud electrode 111, and is conveyed by the rotation of the toner carrier 101.

そして、図１４や図１５などに示したトナー制御手段１０４と対向する位置まで搬送されたトナーは、トナー制御手段１０４に設けられた制御電極のトナー通過ＯＮ／ＯＦＦの制御電界により選択的に記録媒体手段側に飛翔されて、トナーのドット印写が制御される。   Then, the toner transported to a position facing the toner control unit 104 shown in FIGS. 14 and 15 is selectively recorded by a control electric field of toner passing ON / OFF of a control electrode provided in the toner control unit 104. Flying to the medium means side, toner dot printing is controlled.

次に、トナー供給ユニット１００の他の構成の一例について図１７を参照して説明する。このトナー供給ユニット１００は、非磁性トナーから成る一成分記録剤を用いる例である。トナーは記録剤収容部２０１に収容されており、帯電ローラ２２０によってトナーはトナー担持体１０１と摩擦帯電を行い、規制部材２０５によってトナー担持体表面に薄層のトナー層が形成される。   Next, an example of another configuration of the toner supply unit 100 will be described with reference to FIG. The toner supply unit 100 is an example using a one-component recording material made of non-magnetic toner. The toner is accommodated in the recording agent accommodating portion 201, and the toner is frictionally charged with the toner carrier 101 by the charging roller 220, and a thin toner layer is formed on the surface of the toner carrier by the regulating member 205.

前記の例と同様に、クラウド電極１１１に電源１１９によってＡＣバイアスを印加し、トナー担持体１０１とクラウド電極１１１との間に電界を形成して、その形成された電界によってトナー担持体１０１表面に担持されたトナーがクラウド化され、トナー担持体１０１の回転によって搬送される。   As in the above example, an AC bias is applied to the cloud electrode 111 by the power source 119, an electric field is formed between the toner carrier 101 and the cloud electrode 111, and the surface of the toner carrier 101 is formed by the formed electric field. The carried toner is made into a cloud and conveyed by the rotation of the toner carrier 101.

そして、トナー制御手段１０４と対向する位置まで搬送されたトナーは、図１４や図１５などに示したトナー制御手段１０４に設けられた制御電極のトナー通過ＯＮ／ＯＦＦの制御電界により選択的に記録媒体側に飛翔されて、トナーのドット印写が制御される。   The toner conveyed to a position facing the toner control unit 104 is selectively recorded by a control electric field for ON / OFF of the toner passing through the control electrode provided in the toner control unit 104 shown in FIGS. Flying to the medium side, toner dot printing is controlled.

図１８は、トナー供給ユニット１００の更に他の構成の一例を示したものである。このトナー供給ユニット１００は、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る二成分記録剤であり、図１６に示したトナー供給ユニット１００と同様に、記録剤収容部２０１は２つの室２０１Ａ、２０１Ｂに分けられており、トナー供給ユニット１００内の両端部の記録剤通路（図示せず）によって繋がっている。記録剤収容部２０１には二成分記録剤が収容されており、各室２０１Ａ、２０１Ｂにある攪拌搬送スクリュー２０２Ａ、２０２Ｂによって攪拌されながら記録剤収容部２０１内を搬送されている。記録剤収容部２０１の室２０１Ａにはトナー補給口２０３、図示しないトナー濃度センサが設置されており、記録剤の濃度を検知して記録剤収容部２０１のトナー濃度が減少すると、トナー補給口２０３から記録剤収容部２０１内にトナーが補給される。   FIG. 18 shows another example of the configuration of the toner supply unit 100. The toner supply unit 100 is a two-component recording material composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner. Similar to the toner supply unit 100 shown in FIG. 16, the recording material container 201 is divided into two chambers 201A and 201B. Are connected by recording agent passages (not shown) at both ends in the toner supply unit 100. The recording agent storage unit 201 stores a two-component recording agent and is transported through the recording agent storage unit 201 while being stirred by the stirring transport screws 202A and 202B in the chambers 201A and 201B. A toner supply port 203 and a toner density sensor (not shown) are installed in the chamber 201A of the recording agent storage unit 201. When the toner concentration in the recording agent storage unit 201 is decreased by detecting the concentration of the recording agent, the toner supply port 203 is provided. Then, the toner is supplied into the recording material container 201.

攪拌搬送スクリュー２０２Ｂと対向する位置には、マグブラシローラ２０４が配置されている。マグブラシローラ２０４の内部には固定された磁石が配置されおり、マグブラシローラ２０４の回転と磁力とによって、記録剤収容部２０１内の記録剤がマグブラシローラ２０４表面に汲み上げられる。記録剤の汲み上げ位置よりマグブラシローラ２０４の回転方向上流において、マグブラシローラ２０４と対向する位置に記録剤層規制部材２０５が設けられている。   A mug brush roller 204 is disposed at a position facing the agitating and conveying screw 202B. A fixed magnet is disposed inside the mag brush roller 204, and the recording agent in the recording agent storage unit 201 is pumped up to the surface of the mag brush roller 204 by the rotation and magnetic force of the mag brush roller 204. A recording material layer regulating member 205 is provided at a position facing the mag brush roller 204 upstream of the recording material pumping position in the rotational direction of the mag brush roller 204.

汲み上げ位置でマグブラシローラ２０４に汲み上げたれた記録剤は記録剤層規制部材２０５によって一定量の記録剤層厚に規制され、クラウド電極１１１の方向に搬送される。このマグブラシローラ２０４はトナー担持体として機能させるものであり、マグブラシローラ２０４は、図１８に示す例では０［Ｖ］であり、クラウド電極１１１に電源１１９によって印加するＡＣバイアスによってマグブラシローラ２０４とクラウド電極１１１との間に形成される電界によってマグブラシローラ２０４表面に担持されたトナーがクラウド化される。そして、図１４や図１５などに示したトナー制御手段１０４に設けた制御電極のトナー通過ＯＮ／ＯＦＦの制御電界により選択的に記録媒体側に飛翔されて、トナーのドット印写が制御される。   The recording agent pumped up to the mag brush roller 204 at the pumping position is regulated to a certain amount of recording agent layer thickness by the recording agent layer regulating member 205 and conveyed toward the cloud electrode 111. The mag brush roller 204 functions as a toner carrier. The mag brush roller 204 is 0 [V] in the example shown in FIG. 18, and the mag brush roller 204 is driven by an AC bias applied to the cloud electrode 111 by the power source 119. The toner carried on the surface of the mag brush roller 204 is clouded by an electric field formed between 204 and the cloud electrode 111. Then, the toner dot printing is controlled by selectively flying to the recording medium side by the control electric field of toner control ON / OFF of the control electrode provided in the toner control means 104 shown in FIGS. .

なお、これらの各トナー供給ユニット１００において、印写に寄与しなかったトナー担持体１０１やマグブラシローラ２０４などに保持されたトナーは、トナー担持体１０１やマグブラシローラ２０４などによってさらに搬送され、図示しない回収手段によってトナー担持体１０１表面やマグブラシローラ２０４などから回収される。回収されたトナーは再び記録剤収容部２０１に戻され、トナー供給ユニット１００内を循環する。   In each of these toner supply units 100, the toner held on the toner carrier 101, the magbrush roller 204, etc. that did not contribute to the printing is further conveyed by the toner carrier 101, the magbrush roller 204, etc. The toner is collected from the surface of the toner carrier 101, the mag brush roller 204, and the like by a collecting unit (not shown). The collected toner is returned again to the recording material container 201 and circulates in the toner supply unit 100.

なお、上記の説明では主に負帯電トナーを例にしているが、正帯電トナーを用いることもできる。   In the above description, mainly negatively charged toner is taken as an example, but positively charged toner can also be used.

以上、各実施形態によれば、画像形成剤を担持する剤担持体であるトナー担持体と、複数の開口部であるトナー通過孔が形成され、トナー担持体に対向するように配設された開口部形成部材であるトナー制御手段と、上記複数のトナー通過孔それぞれに対応させてトナー制御手段のトナー担持体に対向する側の面におけるトナー通過孔周囲に設けられ、トナー担持体から画像形成剤であるトナーを選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極である制御電極と、トナー担持体とトナー制御手段との間に設けられトナー担持体に担持されたトナーを静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、トナー制御手段を介してトナー担持体に対向するように配設され、トナー担持体から飛翔したトナーを引き寄せるような電界を形成するための対向電極である背面電極とを備え、画像情報に基づいて、飛翔電界の形成によってトナー担持体から選択的に飛翔させたトナーを、トナー通過孔を通して背面電極側に移行させた後、記録部材である記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、上記複数のトナー通過孔それぞれに対応させて上記対向する側の面におけるトナー通過孔周囲に制御電極を介して設けられた複数の外周電極である共通電極を有しており、背面電極と共通電極との間に、上記飛翔したトナーが共通電極側からトナー通過孔を通り背面電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成した。このように各実施形態においては、背面電極と共通電極との間に、トナー担持体から飛翔したトナーが共通電極側からトナー通過孔を通り背面電極側に向かって移行するような電界が形成される。ここで、この電界の状態を表す電気力線は、トナー通過孔を通り、且つ、制御電極をまたぐようにトナー担持体とトナー制御手段との間の空間を通って、背面電極と共通電極との間に形成される。そのため、トナー担持体から制御電極に向かって飛翔してきたトナーは、制御電極に達する前に上記電気力線に達し、その電気力線に沿って共通電極側からトナー通過孔を通り背面電極側に向かって移行される。よって、トナー担持体から飛翔したトナーが制御電極に到達し難くなり、制御電極に付着するトナーを低減させることができる。
また、各実施形態によれば、クラウド電極に対してトナーが反発する力が作用する電圧Ｖｓをクラウド電極に印加し、制御電極に対しトナーがトナー通過孔を通過可能な状態にするときの電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、共通電極に電圧Ｖｇを印加し、背面電極に電圧Ｖｐを印加するとき、トナーがトナー通過孔を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞Ｖｓ＞Ｖｇであって、トナーが負極性に帯電している場合は電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、トナーが正極性に帯電している場合は電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定である。これにより、背面電極とトナー担持体との間に直接形成される電気力線が低減され、背面電極とトナー制御手段に設けた制御電極外側の共通電極との間に電気力線を形成することができる。よって、トナーを吸引する電圧が印加されるトナー制御手段に設けた制御電極へのトナー付着を大幅に低減できて、制御電位が安定する。
また、各実施形態によれば、制御電極に対してトナーがトナー通過孔を通過不可能な状態にするときの電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、トナーがトナー通過孔を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｓ＞Ｖｇ、且つ、Ｖｓ＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、トナーが負極性に帯電している場合は電圧Ｖｓの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、トナーが正極性に帯電している場合は電圧Ｖｓの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定である。これにより、トナーがトナー通過孔を通過しないようにする制御が良好に行える。
また、各実施形態によれば、クラウド電極に対してトナーが反発する力が作用する電圧Ｖｓをクラウド電極に印加し、制御電極に対しトナーがトナー通過孔を通過可能な状態にするときの電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、共通電極に電圧Ｖｇを印加し、背面電極に電圧Ｖｐを印加し、トナー担持体の表面及びクラウド電極近傍にトナーが存在している状態で制御電極側からトナー担持体側を見たときのトナーによる電位をＶｔとすると、トナーがトナー通過孔を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであって、トナーが負極性に帯電している場合は電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、トナーが正極性に帯電している場合は電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定である。このように、トナー担持体表面のトナーが飛翔することによる電位も考慮して各電極の電位を適正に設定することで、印刷速度が速い供給トナー量が多い場合、またトナーの帯電電荷量が大きい場合においても、制御電極などへのトナー付着の低減やトナー利用効率の向上などが図れ、高濃度、高速印刷の画像形成装置を実現することができる。
また、各実施形態によれば、制御電極に対してトナーがトナー通過孔を通過不可能な状態にするときの電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、トナーがトナー通過孔を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであり、且つ、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、トナーが負極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、トナーが正極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定である。これにより、トナーの帯電電荷量が大きい場合などにおいても、トナーがトナー通過孔を通過しないようにする制御が良好に行える。
また、各実施形態によれば、上記クラウド電極がワイヤー部材であることで、簡単な構成でトナー担持体に担持されたトナーをクラウド化することができ、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、実施形態２などによれば、複数のトナー通過孔それぞれに対応させてトナー制御手段の背面電極に対向する側の面におけるトナー通過孔周囲に個別背面電極が設けられており、制御電極と個別背面電極とに常時、同電位の電圧を印加するように構成した。これにより、上述したようにトナーを印写面に飛翔させる電界の強度を保ち、且つ、トナー通過孔の穴径に対して形成ドット径を小さくして高解像度の画像が得られ、しかもドライバコストの上昇を抑えることができる。
また、実施形態３などによれば、制御電極と個別背面電極とがトナー通過孔の内壁面を介して導通している。これにより、簡単な構成で制御電極に印加される電圧Ｖｃと個別背面電極に印加される電圧Ｖｒとを常に同じ電圧にすることができる。
また、実施形態３などによれば、制御電極と個別背面電極とがトナー通過孔の内壁面以外の箇所で導通していることで、簡単な構成で制御電極に印加される電圧Ｖｃと個別背面電極に印加される電圧Ｖｒとを常に同じ電圧にすることができ、さらに上述したように、トナーを飛翔させるためのループ状電気力線の歪みが抑えられ、トナーの飛翔にとっては印写面への飛翔経路の曲がりが減少し、ドット品質が向上する。
また、実施形態４及び５によれば、異なる色の画像形成剤であるトナーを記録部材である記録媒体上で重ね合わせて記録媒体上にカラー画像を形成するように構成した、本発明を適用する直接記録方式の画像形成装置によってカラー画像を形成することで、上述したように高画質のカラー画像を得ることができる。
また、本発明を適用する直接記録方式の画像形成装置に設けられる上述したトナー供給ユニットとして、上記画像形成剤が磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤である二成分記録剤であり、トナー担持体は磁性部材である磁石を内包するマグネットローラであるマグブラシローラであり、クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、トナー担持体とクラウド電極との間に電界を形成し、その電界によってトナー担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したトナー供給ユニットを用いるのが好適である。
また、本発明を適用する直接記録方式の画像形成装置に設けられる上述したトナー供給ユニットとして、上記画像形成剤がトナーを含む一成分画像形成剤である一成分記録剤であり、クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、トナー担持体とクラウド電極との間に電界を形成し、その電界によってトナー担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したトナー供給ユニットを用いるのが好適である。
また、本発明を適用する直接記録方式の画像形成装置に設けられる上述したトナー供給ユニットとして、上記画像形成剤が磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤である二成分記録剤であり、トナー担持体にトナーを供給する、磁性部材である磁石を内包しローラ表面にトナーを担持するマグネットローラであるマグブラシローラを有しており、クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、トナー担持体とクラウド電極との間に電界を形成し、その電界によってトナー担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したトナー供給ユニットを用いるのが好適である。 As described above, according to each embodiment, a toner carrier that is an agent carrier that carries an image forming agent and a toner passage hole that is a plurality of openings are formed and disposed so as to face the toner carrier. The toner control means that is an opening forming member and the toner control means are provided around the toner passage hole on the surface of the toner control means facing the toner carrier corresponding to each of the plurality of toner passage holes. A control electrode that is a plurality of flying electrodes for forming an electric field that selectively causes the toner that is an agent to fly, and a toner carried between the toner carrier and the toner control means. A cloud electrode for forming a cloud by electrostatic force and a toner control unit are arranged so as to face the toner carrier, and attracts the toner flying from the toner carrier. And a back electrode that is a counter electrode for forming an electric field. Based on the image information, the toner that is selectively ejected from the toner carrier by forming a flying electric field is transferred to the back electrode through the toner passage hole. Then, in an image forming apparatus that forms an image by being attached onto a recording medium that is a recording member, a control electrode is disposed around the toner passage hole on the surface on the opposite side so as to correspond to each of the plurality of toner passage holes. A common electrode, which is a plurality of outer peripheral electrodes, is provided, and the flying toner moves from the common electrode side to the back electrode side through the toner passage hole between the back electrode and the common electrode. Such an electric field was formed. As described above, in each embodiment, an electric field is formed between the back electrode and the common electrode so that the toner flying from the toner carrier moves from the common electrode side to the back electrode side through the toner passage hole. The Here, the electric lines of force representing the state of the electric field pass through the toner passage hole and through the space between the toner carrier and the toner control means so as to straddle the control electrode, and the back electrode and the common electrode. Formed between. Therefore, the toner flying from the toner carrier toward the control electrode reaches the electric force line before reaching the control electrode, and passes from the common electrode side to the back electrode side through the toner passage hole along the electric force line. Migrated towards. Therefore, it is difficult for the toner flying from the toner carrier to reach the control electrode, and the toner adhering to the control electrode can be reduced.
Further, according to each embodiment, the voltage Vs at which the force of repelling the toner acts on the cloud electrode is applied to the cloud electrode, and the voltage when the toner is allowed to pass through the toner passage hole with respect to the control electrode. When Vc-on is applied, the voltage Vg is applied to the common electrode, and the voltage Vp is applied to the back electrode, the relationship between the potentials when the toner is allowed to pass through the toner passage hole is expressed as Vp> Vc- When on>Vs> Vg and the toner is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the positive potential side, and when the toner is positively charged, the voltage is set. In this setting, the absolute value of the potential of Vp is increased to the minus potential side. As a result, electric lines of force directly formed between the back electrode and the toner carrier are reduced, and electric lines of force are formed between the back electrode and the common electrode outside the control electrode provided in the toner control means. Can do. Therefore, toner adhesion to the control electrode provided in the toner control means to which a voltage for attracting toner is applied can be greatly reduced, and the control potential is stabilized.
Further, according to each embodiment, the voltage Vc-off when the toner is not allowed to pass through the toner passage hole is applied to the control electrode so that the toner cannot pass through the toner passage hole. The relationship between the potentials is Vs> Vg and Vs> Vc-off, and when the toner is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vs is set to be higher on the positive potential side. In addition, when the toner is positively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vs is set to be higher on the minus potential side. Thereby, it is possible to satisfactorily control the toner so as not to pass through the toner passage hole.
Further, according to each embodiment, the voltage Vs at which the force of repelling the toner acts on the cloud electrode is applied to the cloud electrode, and the voltage when the toner is allowed to pass through the toner passage hole with respect to the control electrode. Vc-on is applied, voltage Vg is applied to the common electrode, voltage Vp is applied to the back electrode, and toner is present on the surface of the toner carrier and in the vicinity of the cloud electrode, from the control electrode side to the toner carrier side When the potential of the toner when the toner is viewed is Vt, the relationship between the potentials when the toner is allowed to pass through the toner passage hole is Vp>Vc-on> (Vs + Vt)> Vg, When the toner is negatively charged, the absolute value of the voltage Vp is set to be higher on the positive potential side. When the toner is charged positively, the absolute value of the voltage Vp is on the negative potential side. High The setting is made. In this way, by appropriately setting the potential of each electrode in consideration of the potential due to the toner flying on the surface of the toner carrying member, when the amount of supplied toner is high at a high printing speed, or the charged charge amount of the toner is Even when the size is large, it is possible to reduce the adhesion of toner to the control electrode and the like and to improve the toner utilization efficiency, thereby realizing an image forming apparatus for high density and high speed printing.
Further, according to each embodiment, the voltage Vc-off when the toner is not allowed to pass through the toner passage hole is applied to the control electrode so that the toner cannot pass through the toner passage hole. (Vs + Vt)> Vg and (Vs + Vt)> Vc−off, and the absolute value of the potential of (Vs + Vt) is positive when the toner is negatively charged. In this setting, the potential increases to the potential side, and when the toner is positively charged, the absolute value of the potential of (Vs + Vt) increases to the minus potential side. As a result, even when the charged charge amount of the toner is large, the control for preventing the toner from passing through the toner passage hole can be performed satisfactorily.
In addition, according to each embodiment, since the cloud electrode is a wire member, the toner carried on the toner carrier can be clouded with a simple configuration, and the size and cost of the apparatus can be reduced. be able to.
Further, according to Embodiment 2 or the like, the individual back electrode is provided around the toner passage hole on the surface facing the back electrode of the toner control unit so as to correspond to each of the plurality of toner passage holes. A voltage of the same potential was always applied to the individual back electrode. As a result, as described above, the strength of the electric field that causes the toner to fly to the printing surface is maintained, and the formed dot diameter is made smaller than the hole diameter of the toner passage hole, so that a high-resolution image can be obtained. Can be suppressed.
Further, according to Embodiment 3 or the like, the control electrode and the individual back electrode are electrically connected via the inner wall surface of the toner passage hole. Thereby, the voltage Vc applied to the control electrode and the voltage Vr applied to the individual back electrode can be always set to the same voltage with a simple configuration.
Further, according to Embodiment 3 and the like, the control electrode and the individual back electrode are electrically connected to each other at locations other than the inner wall surface of the toner passage hole, so that the voltage Vc applied to the control electrode and the individual back surface can be easily configured. The voltage Vr applied to the electrode can always be the same voltage, and as described above, distortion of the loop electric lines of force for flying the toner can be suppressed, and for the flying of the toner, to the printing surface. The bend of the flight path is reduced and the dot quality is improved.
Further, according to the fourth and fifth embodiments, the present invention is applied, in which toners that are image forming agents of different colors are superimposed on a recording medium that is a recording member to form a color image on the recording medium. By forming a color image using the direct recording type image forming apparatus, a high-quality color image can be obtained as described above.
Further, as the toner supply unit provided in the image forming apparatus of the direct recording method to which the present invention is applied, the image forming agent is a two-component recording agent that is a two-component image forming agent composed of a magnetic carrier and a toner, The toner carrier is a magnet brush roller that is a magnet roller including a magnet as a magnetic member, and a voltage including an AC component is applied to the cloud electrode to form an electric field between the toner carrier and the cloud electrode. It is preferable to use a toner supply unit configured to cloud the toner carried on the toner carrier by the electric field.
Further, as the above-described toner supply unit provided in the image forming apparatus of the direct recording system to which the present invention is applied, the image forming agent is a one-component recording agent that is a one-component image forming agent containing toner, and the cloud electrode is AC. A toner supply unit configured to apply a voltage including a component to form an electric field between the toner carrier and the cloud electrode and to cloud the toner carried on the toner carrier by the electric field is used. Is preferred.
Further, as the toner supply unit provided in the image forming apparatus of the direct recording method to which the present invention is applied, the image forming agent is a two-component recording agent that is a two-component image forming agent composed of a magnetic carrier and a toner, It has a magnet brush that is a magnet roller that encloses a magnet that is a magnetic member and supplies a toner to the toner carrier, and applies a voltage containing an AC component to the cloud electrode, It is preferable to use a toner supply unit configured to form an electric field between the toner carrier and the cloud electrode, and to cloud the toner carried on the toner carrier by the electric field.

本発明の基本構成の説明に供する模式的構成図。The typical block diagram with which it uses for description of the basic composition of this invention. 制御電極に印加する制御パルスの一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the control pulse applied to a control electrode. （ａ）トナー制御手段の一例を示す印写面側の説明図。（ｂ）トナー供給側面の説明図。(A) Explanatory drawing by the side of a printing surface which shows an example of a toner control means. (B) Explanatory drawing of the toner supply side. （ａ）トナー制御手段の他の例を示す印写面側の説明図。（ｂ）トナー供給側面の説明図。(A) Explanatory drawing by the side of the printing surface which shows the other example of a toner control means. (B) Explanatory drawing of the toner supply side. （ａ）トナー制御手段がトナー通過可能状態時の二次元断面電界強度分布のシミュレーション結果に基づくトナー通過孔を通過する電気力線を示す説明図。（ｂ）トナー通過不可能状態時の電気力線を示す線図。(A) Explanatory drawing which shows the electric force line which passes a toner passage hole based on the simulation result of the two-dimensional cross-sectional electric field strength distribution when a toner control means is a state which can pass a toner. (B) A diagram showing lines of electric force when toner cannot pass through. 供給トナー量とトナー電位との関係の一例を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a relationship between a supplied toner amount and a toner potential. 供給トナー量とトナー制御手段へのトナー付着との関係の説明に供する説明図。4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between a supplied toner amount and toner adhesion to a toner control unit. FIG. 本発明の一実施形態を示す模式的説明図。The typical explanatory view showing one embodiment of the present invention. （ａ）同実施形態のトナー制御手段の他の例を示す印写面側の説明図。（ｂ）トナー供給側面の説明図。(A) Explanatory drawing by the side of the printing surface which shows the other example of the toner control means of the embodiment. (B) Explanatory drawing of the toner supply side. 同実施形態のトナー制御手段がトナー通過可能状態時の二次元断面電界強度分布のシミュレーション結果に基づくトナー通過孔を通過する電気力線を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing electric lines of force that pass through a toner passage hole based on a simulation result of a two-dimensional cross-sectional electric field strength distribution when the toner control unit of the embodiment is in a state where the toner can be passed. 制御電極と個別背面電極の電位とを異にした場合の説明図。Explanatory drawing at the time of making the electric potential of a control electrode and an individual back electrode different. 制御電極と個別背面電極の電位とを異にした場合の説明図。Explanatory drawing at the time of making the electric potential of a control electrode and an individual back electrode different. 本発明の他の実施形態を示す模式的説明図。The typical explanatory view showing other embodiments of the present invention. 本発明に係る画像形成装置の一例を示す模式的説明図。1 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す模式的説明図。FIG. 9 is a schematic explanatory view showing another example of the image forming apparatus according to the present invention. トナー供給ユニットの一例を示す模式的説明図。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a toner supply unit. トナー供給ユニットの他の例を示す模式的説明図。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram illustrating another example of a toner supply unit. トナー供給ユニットの他の例を示す模式的説明図。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram illustrating another example of a toner supply unit. 従来の直接記録方式の画像形成装置における要部構成の一例を示す模式的説明図。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of a main part configuration in a conventional direct recording type image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ トナー担持体
３ 記録媒体
４ トナー制御手段
１１ クラウド電極
３１ 背面電極
４１ トナー通過孔
４２ 制御電極
４３ 共通電極
４４ 個別背面電極
４５ 絶縁基板
４６ 導通パターン
１００ トナー供給ユニット
１０１ トナー担持体
１０３ 中間転写記録体
１０４ トナー制御手段
１０５ 給紙部
１０６ ピックアップローラ
１０７ 転写ローラ
１０８ 定着ユニット
１１１ クラウド電極
１１３ トナー補給ローラ
１１４ ブレード
１３１ 背面電極
１３５ クリーニングユニット
１５０ 記録紙
１６１ 紙搬送ベルト
１６４ ガイド
１６５ レジストローラ
２０１ 記録剤収容部
２０２ 攪拌搬送スクリュー
２０３ トナー補給口
２０４ マグブラシローラ
２０５ 記録剤層規制部材
２１１ 電圧印加手段
２２０ 帯電ローラ
５０１ トナー担持ローラ
５０２ 孔
５０３ フレキシブルプリント基板
５０４ 飛翔電極
５０６ 対向電極
５０７ 記録紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner carrier 3 Recording medium 4 Toner control means 11 Cloud electrode 31 Back electrode 41 Toner passage hole 42 Control electrode 43 Common electrode 44 Individual back electrode 45 Insulating substrate 46 Conductive pattern 100 Toner supply unit 101 Toner carrier 103 Intermediate transfer recording body 104 Toner Control Unit 105 Paper Feed Unit 106 Pickup Roller 107 Transfer Roller 108 Fixing Unit 111 Cloud Electrode 113 Toner Supply Roller 114 Blade 131 Back Electrode 135 Cleaning Unit 150 Recording Paper 161 Paper Conveying Belt 164 Guide 165 Registration Roller 201 Recording Agent Storage Unit 202 Agitating and conveying screw 203 Toner supply port 204 Mag brush roller 205 Recording agent layer regulating member 211 Voltage applying means 220 Charging roller 501 Toner carrying roller 502 Hole 503 Flexible Bull PCB 504 flying electrode 506 opposite electrode 507 paper

Claims (12)

画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、
該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、
該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、
該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、
画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、
該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、
該クラウド電極に対して画像形成剤が反発する力が作用する電圧Ｖｓを該クラウド電極に印加し、該飛翔電極に対し画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、該外周電極に電圧Ｖｇを印加し、該対向電極に電圧Ｖｐを印加するとき、画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞Ｖｓ＞Ｖｇであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とする画像形成装置。 An agent carrier for carrying an image forming agent;
A plurality of openings formed, and an opening forming member disposed to face the agent carrier;
Corresponding to each of the plurality of openings, it is provided around the opening on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and the image forming agent is selectively ejected from the agent carrier. A plurality of flying electrodes to form an electric field;
A cloud electrode provided between the agent carrier and the opening forming member for clouding the image forming agent carried on the agent carrier by electrostatic force;
A counter electrode disposed to face the agent carrier via the opening forming member, and a counter electrode for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier;
Based on the image information, the image forming agent that is selectively ejected from the agent carrier by forming the flying electric field is transferred to the counter electrode side through the opening, and is then adhered to the recording member to form an image. In an image forming apparatus for forming
A plurality of outer peripheral electrodes provided via the flying electrodes around the openings on the surface on the opposite side corresponding to each of the plurality of openings;
An electric field is formed between the counter electrode and the outer peripheral electrode so that the flying image forming agent moves from the outer peripheral electrode side through the opening toward the counter electrode side ,
A voltage Vc− is applied when a voltage Vs is applied to the cloud electrode so that the repulsive force of the image forming agent acts on the cloud electrode, and the image forming agent can pass through the opening with respect to the flying electrode. When the voltage Vg is applied to the outer peripheral electrode and the voltage Vp is applied to the counter electrode, the relationship between the potentials when the image forming agent is allowed to pass through the opening is Vp> When Vc-on>Vs> Vg and the image forming agent is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the positive potential side. An image forming apparatus, wherein when charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the minus potential side . 請求項１の画像形成装置において、
画像形成剤が上記開口部を通過不可能な状態にするときには、上記飛翔電極に対して電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、画像形成剤が該開口部を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｓ＞Ｖｇ、且つ、Ｖｓ＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｓの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｓの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 .
When the image forming agent cannot pass through the opening, a voltage Vc-off is applied to the flying electrode, and each potential when the image forming agent cannot pass through the opening. The relationship of Vs> Vg and Vs> Vc-off is set such that when the image forming agent is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vs increases to the positive potential side. When the image forming agent is positively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vs is set to be higher on the negative potential side. 画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、
該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、
該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、
該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、
画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、
該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、
該クラウド電極に対して画像形成剤が反発する力が作用する電圧Ｖｓを該クラウド電極に印加し、該飛翔電極に対し画像形成剤が上記開口部を通過可能な状態にするときに電圧Ｖｃ−ｏｎを印加し、該外周電極に電圧Ｖｇを印加し、該対向電極に電圧Ｖｐを印加するとき、該剤担持体の表面及びクラウド電極近傍に画像形成剤が存在している状態で該飛翔電極側から該剤担持体側を見たときの画像形成剤による電位をＶｔとすると、画像形成剤が該開口部を通過可能な状態にするときの各電位の関係は、Ｖｐ＞Ｖｃ−ｏｎ＞（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は該電圧Ｖｐの電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とする画像形成装置。 An agent carrier for carrying an image forming agent;
A plurality of openings formed, and an opening forming member disposed to face the agent carrier;
Corresponding to each of the plurality of openings, it is provided around the opening on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and the image forming agent is selectively ejected from the agent carrier. A plurality of flying electrodes to form an electric field;
A cloud electrode provided between the agent carrier and the opening forming member for clouding the image forming agent carried on the agent carrier by electrostatic force;
A counter electrode disposed to face the agent carrier via the opening forming member, and a counter electrode for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier;
Based on the image information, the image forming agent that is selectively ejected from the agent carrier by forming the flying electric field is transferred to the counter electrode side through the opening, and is then adhered to the recording member to form an image. In an image forming apparatus for forming
A plurality of outer peripheral electrodes provided via the flying electrodes around the openings on the surface on the opposite side corresponding to each of the plurality of openings;
An electric field is formed between the counter electrode and the outer peripheral electrode so that the flying image forming agent moves from the outer peripheral electrode side through the opening toward the counter electrode side,
Voltage when the voltage Vs force imaging agent is repelled from the said cloud electrode acts applied to the cloud electrode, the flying electrode to the image forming agent is ready to pass through the opening Vc- applying a on, the peripheral electrode voltage Vg is applied to, the time counter electrode for applying a voltage Vp to, the flight Xiang electrode in a state where the image forming agent to the surface and near the cloud electrodes of said carrying member is present Assuming that the potential of the image forming agent when viewing the agent carrier from the side is Vt, the relationship between the potentials when the image forming agent is allowed to pass through the opening is Vp>Vc-on> ( When Vs + Vt)> Vg and the image forming agent is negatively charged, the absolute value of the potential of the voltage Vp is set to be higher on the positive potential side, and the image forming agent is charged positively. If the absolute value of the potential of the voltage Vp is Image forming apparatus which is a higher becomes set to the ground potential side. 請求項３の画像形成装置において、
画像形成剤が上記開口部を通過不可能な状態にするときには、上記飛翔電極に対して電圧Ｖｃ−ｏｆｆを印加し、画像形成剤が該開口部を通過不可能な状態にするときの各電位の関係は、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｇであり、且つ、（Ｖｓ＋Ｖｔ）＞Ｖｃ−ｏｆｆであって、画像形成剤が負極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がプラス電位側に高くなる設定であり、画像形成剤が正極性に帯電している場合は（Ｖｓ＋Ｖｔ）の電位の絶対値がマイナス電位側に高くなる設定であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 .
When the image forming agent cannot pass through the opening, a voltage Vc-off is applied to the flying electrode, and each potential when the image forming agent cannot pass through the opening. When (Vs + Vt)> Vg and (Vs + Vt)> Vc−off, and the image forming agent is negatively charged, the absolute value of the potential of (Vs + Vt) is on the positive potential side. An image forming apparatus, wherein the absolute value of the potential of (Vs + Vt) is set to a negative potential side when the image forming agent is positively charged. 請求項１、２、３または４の画像形成装置において、
上記クラウド電極がワイヤー部材であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4.
The image forming apparatus, wherein the cloud electrode is a wire member. 請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記画像形成剤は磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤であり、
上記剤担持体は磁性部材を内包するマグネットローラであり、
上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、該剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The image forming agent is a two-component image forming agent comprising a magnetic carrier and a toner,
The agent carrier is a magnet roller containing a magnetic member,
A voltage containing an AC component is applied to the cloud electrode to form an electric field between the agent carrier and the cloud electrode, and the toner carried on the agent carrier is clouded by the electric field. An image forming apparatus characterized by being configured as described above. 請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記画像形成剤はトナーを含む一成分画像形成剤であり、
上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、上記剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The image forming agent is a one-component image forming agent containing toner,
A voltage containing an AC component is applied to the cloud electrode to form an electric field between the agent carrier and the cloud electrode, and the toner carried on the agent carrier is clouded by the electric field. An image forming apparatus characterized by being configured as described above. 請求項１、２、３、４または５の画像形成装置において、
上記画像形成剤は磁性キャリアとトナーとからなる二成分画像形成剤であり、
上記剤担持体にトナーを供給する、磁性部材を内包しローラ表面にトナーを担持するマグネットローラを有しており、
上記クラウド電極に交流成分を含む電圧を印加して、該剤担持体と該クラウド電極との間に電界を形成し、その電界によって該剤担持体上に担持されたトナーのクラウド化を行うように構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The image forming agent is a two-component image forming agent comprising a magnetic carrier and a toner,
A magnetic roller for supplying toner to the agent carrier, including a magnetic member, and carrying the toner on the roller surface;
A voltage containing an AC component is applied to the cloud electrode to form an electric field between the agent carrier and the cloud electrode, and the toner carried on the agent carrier is clouded by the electric field. An image forming apparatus characterized by being configured as described above. 画像形成剤を担持する剤担持体と、
複数の開口部が形成され、該剤担持体に対向するように配設された開口部形成部材と、
該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該剤担持体に対向する側の面における開口部周囲に設けられ、該剤担持体から画像形成剤を選択的に飛翔させるような電界を形成するための複数の飛翔電極と、
該剤担持体と該開口形成部材との間に設けられ該剤担持体に担持された画像形成剤を静電気力によってクラウド化するためのクラウド電極と、
該開口部形成部材を介して該剤担持体に対向するように配設され、該剤担持体から飛翔した画像形成剤を引き寄せるような電界を形成するための対向電極とを備え、
画像情報に基づいて、該飛翔電界の形成によって該剤担持体から選択的に飛翔させた画像形成剤を、該開口部を通して該対向電極側に移行させた後、記録部材上に付着させて画像を形成する画像形成装置において、
該複数の開口部それぞれに対応させて該対向する側の面における開口部周囲に該飛翔電極を介して設けられた複数の外周電極を有しており、
該対向電極と該外周電極との間に、該飛翔した画像形成剤が該外周電極側から該開口部を通り該対向電極側に向かって移行するような電界を形成するように構成し、
該複数の開口部それぞれに対応させて該開口部形成部材の該対向電極に対向する側の面における開口部周囲に個別背面電極が設けられており、
該飛翔電極と該個別背面電極とに常時同電位の電圧を印加するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 An agent carrier for carrying an image forming agent;
A plurality of openings formed, and an opening forming member disposed to face the agent carrier;
Corresponding to each of the plurality of openings, it is provided around the opening on the surface of the opening forming member facing the agent carrier, and the image forming agent is selectively ejected from the agent carrier. A plurality of flying electrodes to form an electric field;
A cloud electrode provided between the agent carrier and the opening forming member for clouding the image forming agent carried on the agent carrier by electrostatic force;
A counter electrode disposed to face the agent carrier via the opening forming member, and a counter electrode for forming an electric field that attracts the image forming agent flying from the agent carrier;
Based on the image information, the image forming agent that is selectively ejected from the agent carrier by forming the flying electric field is transferred to the counter electrode side through the opening, and is then adhered to the recording member to form an image. In an image forming apparatus for forming
A plurality of outer peripheral electrodes provided via the flying electrodes around the openings on the surface on the opposite side corresponding to each of the plurality of openings;
An electric field is formed between the counter electrode and the outer peripheral electrode so that the flying image forming agent moves from the outer peripheral electrode side through the opening toward the counter electrode side,
Is provided with individual back electrode around the opening in the surface on the side so as to correspond to respective said plurality of openings facing to the counter electrode of said opening forming member,
An image forming apparatus characterized by being configured to apply a voltage always the same potential to the said flight electrode and the individual-specific back electrode. 請求項９の画像形成装置において、
上記飛翔電極と上記個別背面電極とが上記開口部の内壁面を介して導通していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9 .
The image forming apparatus, wherein the flying electrode and the individual back electrode are electrically connected through an inner wall surface of the opening. 請求項９の画像形成装置において、
上記飛翔電極と上記個別背面電極とが上記開口部の内壁面以外の箇所で導通していることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9 .
The image forming apparatus, wherein the flying electrode and the individual back electrode are electrically connected to each other at an area other than the inner wall surface of the opening. 請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
異なる色の画像形成剤を記録部材上で重ね合わせて該記録部材上にカラー画像を形成するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11.
An image forming apparatus characterized in that image forming agents of different colors are superimposed on a recording member to form a color image on the recording member.
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