JPH10244701A

JPH10244701A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10244701A
Application number: JP9050791A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wakahara; 史郎若原; Koichi Onose; 康一小野瀬; Kazuya Masuda; 和也増田; Kenji Tani; 健次谷; 肇 ▲吉▼永; Hajime Yoshinaga
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 1998-09-14
Also published as: US6042220A

Abstract

(57)【要約】【課題】対向電極２４とトナー担持体２２或いは制御
電極７との間で発生し易い放電を回避する。【解決手段】絶縁性の高い用紙６が対向電極２４を覆
っている間のみ、対向電極２４に高圧を印加して、対向
電極２４とトナー担持体２２との間に画像形成に必要な
強電界を形成させる。そして、それ以外のときは、該強
電界が形成されないように、対向電極２４と高圧電源２
５と間に配設されたリレー２６を切り、対向電極２４へ
の高圧印加を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
ファクシミリ装置の印字部、デジタルプリンタ又はプロ
ッタ等に適用され、顕像剤を飛翔させることにより記録
媒体上に画像を形成する画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像信号に基づいて紙等の記
録媒体上に可視像を形成する画像形成装置として、トナ
ーを直接記録媒体上に飛翔させて画像を形成するものが
ある（例えば特開平６−２８６２０４号公報）。このタ
イプの画像形成装置では、トナー担持体と対向電極とを
相対向させて配置すると共に、これらトナー担持体と対
向電極との間に多数の通過孔（以下、ゲートと称する）
を有する制御電極を配置してなる。そして、この制御電
極に印加する電圧を切り換えて、トナー担持体と制御電
極との間に形成される電界を制御してトナーの飛翔可否
を制御し、対向電極によって形成された強電界によって
記録媒体の表面に到達させ、記録媒体上に画像を形成す
るようになっている。

【０００３】このようなタイプの画像形成装置は、記録
媒体上に画像を直接形成するので、従来の画像形成装置
で用いる感光体や誘電体ドラム等の顕像体が不要であ
る。したがって、顕像体から記録媒体に画像を転写する
転写動作が省略されるので、画像の劣化を生じず、装置
の信頼性が向上する。また、装置の構成が簡単化される
とともに、部品点数が削減されるので、小型化および低
廉化ができるといった利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像形成装置では、対向電極と制御電極、
或いは対向電極とトナー担持体との間に放電が発生し易
く、その放電によりさまざまな問題が引き起こされると
いった不具合を有している。

【０００５】即ち、上記の対向電極には通常１〜２ｋＶ
もの高い電圧が印加されている。ところが、対向電極と
トナー担持体との間、あるいは対向電極と制御電極との
間の距離は、通常数ｍｍ、時には数１００μｍと近接し
ているので、上記の高圧によって容易に放電が生じる。
したがって、たとえ、対向電極と制御電極やトナー担持
体との間の電界の強さが絶縁破壊電界以下であっても、
上記対向電極や制御電極、またはトナー担持体表面のト
ナー層に、紙紛や余分なトナー、或いは他の不純物が付
着した場合には、これらに電界が集中し、容易に絶縁破
壊を生じて放電が発生する。その結果、対向電極、トナ
ー担持体あるいは制御電極の表面が破壊されることにな
る。

【０００６】なお、上記公報に開示されている画像形成
装置の場合、制御電極（公報ではアパチャ電極）のゲー
ト（公報では開口部）の上空を通過したときに対向電極
への高圧印加を開始し、その後、１ページ分の画像デー
タに基づく画像形成が終了すると、制御電極がＯＦＦ電
位に制御されると共に、対向電極への高圧印加が中止さ
れるようになっている。そのため、常時対向電極に高圧
が印加されている構成に比べては放電の発生を抑制でき
るものの、確実に回避できるものではない。

【０００７】また、上記公報に開示されている画像形成
装置の場合、例えば用いられる用紙の搬送方向と直交す
る方向の寸法が、対向電極のその方向の寸法より小さく
ても、対向電極には全体的に高圧が印加されるようにな
っている。したがって、用紙の寸法によっては、対向電
極に大きく露出された部分が存在することとなり、この
部分で起こる放電を回避することはできない。

【０００８】上記の放電が、例えば対向電極の表面で起
こると、対向電極の表面に穴が生じ、あるいはさらにこ
の穴の周囲が盛り上がって突起が生じることになり、記
録媒体の搬送が円滑に行えなくなる。また、上記穴にト
ナーが付着して記録媒体の裏汚れが起きる等の不具合を
生じる。

【０００９】また、放電がトナー担持体の表面で生じる
と、同様に、トナー担持体の表面に穴や突起が形成され
てしまう。この場合には、穴や突起が形成された領域に
おいて適正なトナー層が形成されなくなり、トナーに所
望の特性を付与できず、トナー飛翔制御が困難となる。
この結果、良好な画像形成動作が得られず画質の低下を
招来する。

【００１０】また、放電が制御電極の表面で生じると、
同様に制御電極の表面、即ち絶縁層が破壊されて各電極
が剥き出しになる。この剥き出しになった制御電極上に
トナーが付着すると、トナーが持つ電荷によって、制御
電極の電位が適正な値から変化する。この結果、所望の
トナー飛翔制御が困難となって良好な画像形成動作が得
られず、やはり画質の低下を招来する。

【００１１】さらに、制御電極、トナー担持体あるいは
対向電極の表面に、放電により形成される数多くの突起
は鋭く突出しているため、これらの突起が新たな放電を
誘発するなどの二次的な不具合を引き起こすことにもな
る。

【００１２】また、放電がトナー担持体の表面に発生し
た場合には、放電によって生じる電荷と衝撃とによって
トナーの飛翔制御ができなくなり、トナーが飛翔しない
電位を制御電極に印加している場合でも、トナーが制御
電極や対向電極に飛翔するといった事態を生じる。そし
て、この状態で新たな放電が発生すると、その放電によ
ってトナーが融解し、対向電極、トナー担持体あるいは
制御電極表面に固着すし、このような場合には、記録媒
体の円滑な搬送が阻害され、あるいは記録媒体の裏汚れ
を生じるといった不具合が顕著になる。

【００１３】そして、制御電極、トナー担持体あるいは
対向電極の表面において、上記穴や突起が形成された
り、トナーが固着してしまった場合には、それらの部材
を交換しなければ良好な画像形成を行うことができな
い。

【００１４】一方、放電は電気的なノイズの発生要因と
もなる。放電により発生する該ノイズは非常に強力かつ
非常に広い周波数範囲に及ぶのものであるから、制御回
路がこのノイズを拾って誤動作を起こすなどの不具合が
発生する。この結果、定着部における異常発熱、あるい
は駆動部の故障等を招来することにもなる。

【００１５】また、放電が生じた場合には、放電に関わ
る各部材に所定の電位を供給している電源に、直接高い
電圧の電流、あるいは大電流が流れ込み、電源の電極を
破壊したり、他の制御回路を破壊したりする虞れがあ
る。

【００１６】その他、上記従来の画像形成装置が、他の
機器、例えばホストコンピュータと接続されている場合
には、ケーブル等を介して異常電流が流れ、そのホスト
コンピュータが破壊される可能性もある。

【００１７】なお、一般的に、上記の不具合は対向電
極、トナー担持体あるいは制御電極を絶縁することで回
避可能と思われがちである。しかしながら、対向電極表
面やトナー担持体表面に高抵抗の保護層を設けると、記
録媒体やトナーと上記保護層との摩擦によって保護層表
面に電荷が生じ、この電荷が保護層に蓄積されてしま
い、例えばトナー担持体ではトナーやトナー層に良好な
特性を付与させることができなくなる。また、対向電極
では上記電荷の持つ電位によって、所定の電界が形成で
きなくなる。この結果、トナーの飛翔制御が困難とな
り、最悪の場合には、画像が形成できなくなるといった
事態を招来する。

【００１８】一方、上記の事態を避けるべく、保護層表
面に生じた電荷を中和しようとして保護層の抵抗を下げ
ると、今度は放電に対する保護効果が低下してしまう。
また、上記従来技術に代表される画像形成装置におい
て、トナー担持体の表面に保護層を形成する場合には、
担持体と制御電極との間隔が非常に狭いので、保護層を
薄く形成しなければならない。このため、保護層による
放電に対する保護効果はさらに低いものとなる。その
上、上記担持体はトナーとの摩擦帯電が常時行われてい
るので、寿命の点から保護層を長期間にわたって良好に
維持することができず、安定したトナー層を形成するた
めの制御が困難となる。このため、担持体の表面には保
護層を配置しにくいのが現状である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１記載の画像形成装置は、顕像剤
を担持する担持体と、この担持体に対向配置された対向
電極と、これら担持体と対向電極との間に配置され、貫
通孔からなる複数のゲートを有し、該ゲート毎に顕像剤
のゲート通過を制御するための電極が設けられた制御電
極とを備え、上記の担持体と対向電極との間に形成され
る電界にて顕像剤を担持体から対向電極へと飛翔させる
と共に、担持体と制御電極との間に形成される電界にて
上記の飛翔する顕像剤のゲート通過を制御し、制御電極
と対向電極との間を搬送される記録媒体の表面に上記顕
像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置におい
て、対向電極と担持体または制御電極との間の電界を、
搬送される記録媒体が対向電極の有効領域を覆うときの
み画像形成に必要な強度とし、それ以外のときは画像形
成に必要な強度よりも弱める或いは無くするように制御
する電界制御手段が設けられていることを特徴としてい
る。

【００２０】上記の構成によれば、電界制御手段が、対
向電極と担持体または制御電極との間の電界を、搬送さ
れる記録媒体が対向電極の有効領域を覆うときのみ画像
形成に必要な強度とし、それ以外のときは画像形成に必
要な強度よりも弱める或いは無くするように制御する。
ここで言う、有効領域とは、対向電極が担持体や制御電
極と対向し、放電を生じ得る領域であり、対向電極の形
状によって対向電極全面の場合もあれば、一部の場合も
ある。

【００２１】これにより、担持体や制御電極と対向電極
との間の絶縁性が低くても、高い絶縁性を必要とするよ
うな電界が形成されるときには、制御電極と対向電極と
の間に常に記録媒体が存在するため、前述した放電が起
こることをほぼ確実に防止できる。

【００２２】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
請求項１の構成において、互いに異なる色の顕像剤を担
持する複数の担持体と、各担持体毎に設けられる対向電
極と制御電極とを、記録媒体の搬送経路に備え、上記電
界制御手段は、各対向電極と各担持体または各制御電極
との間に形成されるそれぞれの電界の強度を個別に制御
することを特徴としている。

【００２３】上記の構成によれば、それぞれ複数の担持
体、制御電極、並びに対向電極を備え、電界制御手段
が、各対向電極と各担持体または各制御電極との間に形
成されるそれぞれの電界の強度を個別に制御する。した
がって、画像形成の工程を複数回行ってカラー画像を形
成する場合でも、記録媒体が各対向電極の有効領域を覆
っている間だけ、顕像剤を飛翔させるための電界が印加
され、前述した放電が起こることをほぼ確実に防止でき
る。

【００２４】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
請求項１又は２の構成において、上記電界制御手段は、
対向電極の印加電位を変化させることで上記の電界制御
を行うことを特徴としている。

【００２５】上記の構成によれば、電界制御手段が、対
向電極の印加電位を変化させることで上記の電界制御を
行うので、例えば請求項５記載の画像形成装置の構成と
比較して、駆動部分が少なくて済む。その結果、信頼性
の向上とともに、構成の簡素化による部品点数の削減や
コストダウンが可能となる。

【００２６】本発明の請求項４記載の画像形成装置は、
請求項３の構成において、上記対向電極の印加電位の変
化が、該対向電極と該対向電極へ電圧を供給する電源手
段との間に設けられたスイッチング手段により行われる
ことを特徴としている。

【００２７】上記の構成によれば、対向電極の電位の切
り換えを電源手段からの出力を対向電極に入力させるか
否かで行うので、高圧の出力を開始した直後に出力電位
が不安定化することによる影響を受けず、常に安定した
電圧を対向電極に印加できる。

【００２８】本発明の請求項５記載の画像形成装置は、
請求項１又は２の構成において、上記電界制御手段は、
対向電極と担持体との離間距離を変化させることで上記
の電界制御を行うことを特徴としている。

【００２９】対向電極と担持体あるいは制御電極との間
の距離が遠くなればなるほど電界の強度は小さくなるの
で、上記した電界制御を対向電極と担持体との離間距離
を変えることによっても電界制御が行える。例えば請求
項３記載の画像形成装置のように、対向電極への印加電
圧を切り換える方法では、電気的なノイズが発生するこ
とがあるが、これのようにして電界制御を行うことで、
該ノイズが一切発生せず、画像形成装置に設けられてい
る各種の回路系に対して、誤作動を生じさせるようなこ
とがない。

【００３０】本発明の請求項６記載の画像形成装置は、
請求項１ないし５の構成において、上記電界制御手段
は、対向電極における記録媒体の搬送方向上流側に、記
録媒体の有無を少なくとも検出可能な検出手段を有して
おり、該検出手段による検出結果を基に上記の電界制御
を行うことを特徴としている。

【００３１】上記電界制御手段が、上記のような電界制
御を行うためには、搬送される記録媒体の位置を検出し
てタイミングを図る必要があるが、そのタイミングの図
り方として、上記のように対向電極の搬送方向上流側に
設置した検出手段にて記録媒体の位置を検出し、この検
出結果を基にすることで、例えば画像形成のスタートボ
タンからの時間経過を基に記録媒体の位置を求めてタイ
ミングを図る構成等に比べ、より確実な制御が可能とな
る。

【００３２】本発明の請求項７記載の画像形成装置は、
請求項６の構成において、上記電界制御手段の検出手段
として、対向電極における記録媒体の搬送方向上流側に
配置された記録媒体を搬送するための搬送手段が兼用さ
れていることを特徴としている。

【００３３】搬送手段においては、記録媒体を搬送して
いるときのみ駆動されたり、或いは記録媒体を搬送して
いるときとしていないときとで、消費する電流が異なっ
たりする。したがって、この違いにより記録媒体の位置
を求めてタイミングを図ることでも、請求項６と同様に
確実な制御が可能となる。そしてこの場合、電界制御手
段によるタイミングを図るためだけに検出手段を別途設
ける必要がないので、画像形成装置の構成を簡略化で
き、部品点数の削減が可能となる。

【００３４】本発明の請求項８記載の画像形成装置は、
顕像剤を担持する担持体と、この担持体に対向配置され
た対向電極と、これら担持体と対向電極との間に配置さ
れ、貫通孔からなる複数のゲートを有し、該ゲート毎に
顕像剤のゲート通過を制御するための電極が設けられた
制御電極とを備え、上記の担持体と対向電極との間に形
成される電界にて顕像剤を担持体から対向電極へと飛翔
させると共に、担持体と制御電極との間に形成される電
界にて上記の飛翔する顕像剤のゲート通過を制御し、制
御電極と対向電極との間を搬送される記録媒体の表面に
上記顕像剤を付着させて画像を形成する画像形成装置に
おいて、搬送される記録媒体の搬送方向と直交する方向
の寸法に応じて、対向電極と担持体または制御電極との
間に形成する画像形成に必要な電界の形成領域を切り換
える電界形成領域切り換え手段を備えていることを特徴
としている。

【００３５】上記の構成によれば、電界形成領域切り換
え手段が、搬送される記録媒体の搬送方向と直交する方
向の寸法に応じて、対向電極と担持体または制御電極と
の間に形成する画像形成に必要な電界の形成領域を切り
換える。したがって、用いられる用紙の搬送方向と直交
する方向の寸法が、対向電極のその方向の寸法より小さ
くても、対向電極と担持体または制御電極との間の電界
は記録媒体が存在する部分にのみ形成され、前述した放
電が起こることをほぼ確実に防止できる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の一形態につい
て図１ないし図１２に基づいて説明すれば、以下の通り
である。なお、本実施の形態では、負帯電のトナーの使
用を前提とした構成の画像形成装置を例示し、印加電圧
の極性もそれに応じて設定されているが、正帯電のトナ
ーを使用する場合には、適宜その特性に応じた構成およ
び印加電圧の極性を設定すればよい。

【００３７】本実施の形態の画像形成装置であるデジタ
ルプリンタは、図２に示すように、トナー供給部３と印
刷部４とを有する画像形成部２を備えている。画像形成
部２では、トナー供給部３から供給されるトナー５（顕
像剤）を飛翔させて、印刷部４において、搬送されてく
る用紙６上に直接画像を形成する。このとき、画像デー
タに応じた画像が形成されるように、制御電極７により
トナー５の飛翔を制御する。

【００３８】なお、図示しないが、本画像形成装置に
は、制御系として、画像形成装置全体を制御する主制御
部と、得られた画像データを印刷すべき画像データの形
式（画像信号）に変換する画像処理部と、変換された該
画像データを記憶する画像メモリと、画像処理部から得
られた画像データを制御電極７に与えるべき画像信号に
変換する画像形成制御ユニットとが設けられている。

【００３９】図１に示すように、画像形成部２への給紙
側には、給紙装置８が設けられている。給紙装置８は、
記録媒体としての用紙６を複数枚収容する用紙カセット
９と、回転駆動されて上記用紙カセット９から用紙６を
送り出すピックアップローラ１０と、供給された用紙６
をガイドする給紙ガイド１１と、用紙６が供給されたこ
とを検出する給紙センサー（図示せず）とからなる。

【００４０】一方、画像形成部２からの排紙側には、画
像形成部２において用紙６上に形成されたトナー像を加
熱および加圧することにより用紙６に定着させる定着部
１２が設けられている。定着部１２は、加熱ローラ１
３、ヒータ１４、加圧ローラ１５、温度センサー１６お
よび温度制御回路１７とを備えている。

【００４１】上記加熱ローラ１３は、厚さ２mmのアルミ
ニウム管で形成されており、内部にハロゲンランプを用
いたヒータ１４が内蔵されている。また、加圧ローラ１
５はシリコーン樹脂製である。なお、上記の構成は一例
であり、加熱ローラ１３、ヒータ１４、加圧ローラ１５
の各寸法、素材、構成等は上記に限定されるものではな
い。

【００４２】上記加熱ローラ１３と加圧ローラ１５とは
互いに対向して設けられており、両者の間に用紙６を挟
んで加圧することができるように、それぞれの軸の両端
に図示しないスプリング等によって２ｋｇの荷重が加え
られている。温度センサー１６は、加熱ローラ１３表面
の温度を測定するものである。温度制御回路１７は、前
述の主制御部によって制御されており、温度センサー１
６の測定結果に基づいてヒータ１４を制御し、加熱ロー
ラ１３の表面温度を１５０℃に保持するものである。な
お、該表面温度は用いるトナーの溶融特性に応じて設定
されるものであり、上記に限定されるものではない。ま
た、定着部１２は、用紙６の加熱のみもしくは加圧のみ
によってトナー像を定着させる構成であってもよい。

【００４３】加熱ローラ１３および加圧ローラ１５は図
示しない駆動装置によって用紙６の排紙方向（図の矢印
Ｂ方向）に回転駆動されるようになっている。また、図
示しないが、定着部１２からの用紙６の排紙側には、定
着部１２で処理された用紙６を受ける排紙トレイと、該
排紙トレイ上に用紙６を排出する方向に回転駆動される
排紙ローラと、用紙６が正常に排紙されたことを検出す
る排紙センサーとが設けられている。

【００４４】次に、画像形成部２の詳細な構成を説明す
る。図１において、画像形成部２におけるトナー供給部
３は、トナー５が収容されているトナー収容槽２１と、
このトナー収容槽２１内部に設けられた、トナー５を担
持する円筒状のトナー担持体（担持体）２２、及びトナ
ー５を帯電させるとともに、トナー担持体２２の外周面
に担持されるトナー層の厚さを規制するドクターブレー
ド２３とからなる。

【００４５】上記トナー担持体２２は接地され、かつ、
図示しない駆動装置によって、表面の速度が８０ｍｍ／
ｓｅｃとなるように、矢印Ａ方向に回転駆動される。そ
して、上記ドクターブレード２３は、トナー担持体２２
の回転方向における上流側に、トナー担持体２２の外周
面からの距離が６０μｍとなるように設けられている。
また、トナー５の平均粒径は６μｍであり、ドクターブ
レード２３により、帯電量が−４μＣ/g〜−５μＣ/gと
なるように電荷が付与される。

【００４６】なお、トナー担持体２２におけるトナーの
担持力は、磁気力、静電力、あるいは磁気力と静電力と
の組合せでもよい。また、トナー担持体２２の速度やト
ナー５の平均粒径、ドクターブレード２３とトナー担持
体２２との距離、トナー５に与える帯電量等は、それぞ
れ画像形成装置の仕様によって定まる設計事項であり、
上記に限定されるものではない。

【００４７】一方、画像形成部２の印刷部４には、厚さ
１ｍｍのアルミニウム板からなる対向電極２４が設けら
れており、上記制御電極７は、対向電極２４と上記トナ
ー担持体２２との間に配されている。さらに、印刷部４
には、該対向電極２４に高電圧を供給する高圧電源２５
と、該対向電極２４に印加する高電圧をＯＮ／ＯＦＦす
る高圧リレー２６と、用紙６を静電吸着させて搬送する
誘電体ベルト２７と、該誘電体ベルト２７を支持する支
持部材２８ａ・２８ｂと、誘電体ベルト２７を帯電させ
る帯電ブラシ２９および帯電ブラシ２９に帯電電位を与
える帯電電源３０と、誘電体ベルト２７を除電する除電
ブラシ３１および除電ブラシ３１に除電電位を与える除
電電源３２と、クリーニングブレード３３とが設けら
れ、加えて、対向電極２４における用紙搬送方向の上流
側には、用紙６の有無を検知する紙検知センサー（検出
手段）３４が配置されている。

【００４８】上記対向電極２４は、トナー担持体２２の
外周面からの最近接距離が１．１ｍｍとなるように、ト
ナー担持体２２の外周面に対向して配されるとともに、
高圧電源２５から２．３ｋＶもの高圧が印加されるよう
になっている。この高圧により、接地されたトナー担持
体２２との間に、トナー担持体２２に担持されているト
ナーを対向電極２４側へと飛翔させるのに必要な強電界
が形成されることになる。

【００４９】誘電体ベルト２７は、ＰＶＤＦ(polyvinyl
idene difluoride) を基材として、体積抵抗率１０¹⁰Ω
・ｃｍ、厚さ７５μｍに形成されており、図示しない駆
動装置によって、矢印Ｂ方向に表面速度が３０ｍｍ／ｓ
ｅｃとなるように回転駆動されている。

【００５０】上記除電ブラシ３１は、誘電体ベルト２７
の回転方向における制御電極７下流側に該誘電体ベルト
２７に圧接するようにして設けられるとともに、除電電
源３２によって除電電位２．５ｋＶが印加され、誘電体
ベルト２７表面に存在する不要電荷を除電するものであ
る。

【００５１】クリーニングブレード３３は、紙詰まり等
の不測の事態が生じて誘電体ベルト２７表面にトナー５
が付着した場合に、このトナー５を除去して、用紙６の
裏面がトナー５によって汚染されることを防止するもの
である。

【００５２】なお、上記において、対向電極２４の材質
や対向電極２４とトナー担持体２２との距離、その他、
対向電極２４の回転速度や印加される電圧等は、いずれ
も設計事項であり、画像形成装置の仕様に応じて任意に
設定すればよく、上記に限定されるものではない。

【００５３】上記の制御電極７は、トナー担持体２２の
外周面との最近接距離が１００μｍとなるように配され
るとともに、対向電極２４と平行を成し、かつ対向電極
２４と対向して２次元的に広がっている。そして、トナ
ー担持体２２から対向電極２４方向にトナー５が通過す
るゲート７ａ…が設けられており、この制御電極７で
は、供給される電位によりトナ一担持体２２表面に付与
される電界を変化させ、トナー担持体２２から対向電極
２４へとゲート７ａ…を通過するトナー５の飛翔を制御
するようになっている。

【００５４】図３に示すように、制御電極７は、ポリイ
ミド樹脂を厚さ２５μｍに形成した絶縁性の基板７ｂ
と、図示しない高圧ドライバーと、各々独立したリング
状電極７ｃ…と、リング状電極７ｃ…に制御電圧を与え
る導電路として、給電線７ｄ…がそれぞれに設けられて
いる。また、リング状電極７ｃ…や給電線７ｄ…の表面
は、厚さ３０μｍの図示しない絶縁体層で覆われてお
り、これにより、リング状電極７ｃ同士の絶縁性、給電
線７ｄ同士の絶縁性、互いに接続されていないリング状
電極７ｃと給電線７ｄとの間の絶縁性、および上記トナ
ー担持体２２や対向電極２４との間の絶縁性を確保して
いる。

【００５５】また、基板７ｂには、ゲート７ａ…として
直径１６０μｍの孔が多数、所定の配列に従って形成さ
れている。そして、厚さ１８μｍの銅箔からなる上記リ
ング状電極７ｃ…はそれぞれ、各ゲート７ａの外周部に
内径２００μｍで形成されている。トナー５は、各ゲー
ト７ａを通過して、トナー担持体２２から対向電極２４
方向へ飛翔する。これらゲート７ａ…（即ちリング状電
極７ｃ…）は総数２５６０個形成されており、３００ｄ
ｐｉの解像度でほぼＡ４幅をカバーすることができる。

【００５６】なお、ゲート７ａ…の数は上記の数に限定
されるものではなく、解像度や画像形成装置に適用され
る用紙の最大サイズ等、画像形成装置の仕様に応じて設
定すればよい。もちろん上記した制御電極７とトナー担
持体２２との間の距離やゲート７ａ…の大きさ、基板７
ｂおよびリング状電極７ｃ…の材質や厚さ等について
も、同様に上記に限定されるものではない。

【００５７】各リング状電極７ｃには、各給電線７ｄお
よび高圧ドライバーを介して接続された制御電源３５に
より、画像信号に応じたパルス電圧が印加される。具体
的には、制御電源３５は、リング状電極７ｃ…に対し、
トナー担持体２２に担持されたトナー５を対向電極２４
方向に通過させる場合（以下、ＯＮ電位と称する）には
例えば１５０Ｖを印加し、通過させない場合（以下、Ｏ
ＦＦ電位と称する）には例えば−２００Ｖを印加するよ
うになっている。このように、制御電極７に付与する電
位を画像信号に応じて制御し、対向電極２４におけるト
ナー担持体２２との対向面側に用紙６を配すると、用紙
６の表面に画像信号に応じたトナー像が形成される。な
お、制御電源３５は、前記した図示しない画像形成制御
ユニットから送られてくる制御電極信号によって制御さ
れている。

【００５８】次いで、画像形成動作を、図４に示すフロ
ーチャート及び図１に基づいて説明する。形成しようと
する画像の画像データが入力されると（Ｓ１）、この入
力を受けた主制御部は画像形成動作を開始し、まず、入
力された画像データが画像処理部で処理され、画像信号
として画像メモリに格納される（Ｓ２）。そして、この
画像信号が、画像形成制御ユニットに転送され、制御電
極７に与える制御電極信号に変換される（Ｓ３）。

【００５９】画像形成制御ユニットにおいて、制御電極
信号が、所定の画像データ量に達すると、制御電極信号
に異常がないかを判定し（Ｓ４）、異常があればエラー
を表示して（Ｓ５）、画像形動作を終了する。

【００６０】Ｓ４で異常がなければ、トナー担持体２２
を回転駆動させて（Ｓ６）、制御電極７にＯＦＦ電位を
印加する（Ｓ７）。次いで、支持部材２８ａ・２８ｂと
帯電ブラシ２９と除電ブラシ３１とに所定の電圧を印加
し、誘電体ベルト２７を回転駆動させる（Ｓ８）。

【００６１】次に、ピックアップローラ１０を回転駆動
させ、用紙カセット９内から画像形成部２方向へ用紙６
を給紙する（Ｓ９）。なお、ここで、ペーパージャム等
により正常な給紙が行われない場合は、前述の給紙セン
サーにて給紙異常が検出され（Ｓ１０）、エラーを表示
して（Ｓ１１）、画像形成動作を終了する。

【００６２】ピックアップローラ１０によって送り出さ
れた用紙６は帯電ブラシ２９と、誘電体ベルト２７を介
して支持部材２８ａとの間に搬送される。支持部材２８
ａには高圧電源２５によって対向電極２４に印加される
電圧と同電圧が印加され、帯電ブラシ２９には帯電電源
３０によって１．２ｋＶの帯電電位が印加されている。
したがって、帯電ブラシ２９と誘電体ベルト２７の間に
搬送される用紙６の表面にはマイナスの電荷が供給さ
れ、誘電体ベルト２７に静電的に吸着されながら、誘電
体ベルト２７の移動に伴って印刷部４における制御電極
７と対向電極２４との間に搬送され、ゲート７ａの直下
に達する。誘電体ベルト２７表面の電荷はゲート７ａの
直下に到達するまでに時間減衰して対向電極２４の電位
との兼ね合いから表面電位は２ｋＶとなる。

【００６３】この状態で、紙検知センサー３４が用紙の
先端を検出すると（Ｓ１２）、検出から所定の時間経過
後、すなわち、用紙６の先端が対向電極２４の搬送方向
下流側に達し、用紙６が対向電極２４を覆う位置にきた
とき、高圧リレー２６がＯＮとなって対向電極２４に強
電界を形成するための電圧が印加される（Ｓ１３）。

【００６４】その後、画像形成制御ユニットは、上記の
制御電極信号を制御電源３５に供給する（Ｓ１４）。制
御電源３５は、上記の制御電極信号に基づいて、制御電
極７の各リング状電極７ｃに印加する電圧を制御する。
つまり、制御電源３５から適宜所定のリング状電極７ｃ
…にＯＮ電位もしくはＯＦＦ電位が印加され、制御電極
７付近の電界が制御される。その結果、制御電極７のゲ
ート７ａにおいて、画像データに応じてトナー担持体２
２から対向電極２４へのトナー５の飛翔の阻止とその解
除とが適宜行われ、対向電極２４表面の誘電体ベルト２
７の移動によって排紙側に向かって３０ｍｍ／ｓｅｃの
速度で移動している用紙６上に、画像信号に応じたトナ
ー像が形成される。

【００６５】この後、さらに用紙６が搬送されると、紙
検知センサー３４が用紙６を検出しなくなる（Ｓ１
５）。紙検知センサー３４による用紙６検出を終了して
から所定時間経過後、つまり、用紙６の後端が対向電極
２４の搬送方向上流側に達し、対向電極２４の表面が露
出される直前の位置にきたとき、高圧リレー２６がＯＦ
Ｆし、対向電極２４への印加電圧が解除される（Ｓ１
６）。

【００６６】この後、支持部材２８ａ・２８ｂの電位を
始めとする各印加電圧がＯＦＦとなった後に、トナー担
持体の回転駆動が停止し（Ｓ１７）、トナー担持体２２
の駆動と制御電極７へのＯＦＦ電位の印加を停止する
（Ｓ１８）。

【００６７】一方、トナー像が形成された用紙６は支持
部材２８ｂの持つ曲率で誘電体ベルト２７から剥離され
て定着部１２に搬送された後、この定着部１２でトナー
像が用紙６に定着される。トナー像が定着された用紙６
は、排紙ローラにて排紙トレイ上に排出されると共に、
正常に排紙されたことを排紙センサーが検出し（Ｓ１
９）、正常に排紙された場合は、主制御部が印刷動作の
正常な終了を判断し、排紙が異常な場合は、エラーを表
示して（Ｓ２０）、画像形成動作を終了する。

【００６８】ここで、図５のタイミングチャートを用い
て、対向電極２４へ高圧を印加するタイミングを詳細に
説明する。本デジタルプリンタでは、対向電極２４とト
ナー担持体２２或いは制御電極７との間に形成される電
界の強度を、対向電極２４に印加する高圧のＯＮ／ＯＦ
Ｆにて行うようになっている。

【００６９】即ち、トナー担持体２２が回転駆動されて
から後（同図（ａ）参照）、紙検知センサー３４の検出
レベルがＯＮとなる時刻ｔ₁より後の時刻ｔ₂から、高
圧電源２５より対向電極２４への高圧印加が開始される
（同図（ｄ)(ｅ）参照）。このとき、時刻ｔ₁から時刻
ｔ₂までの時間は、用紙６の先端が紙検知センサー３４
に到達してから対向電極２４の下流側に到達するまでの
時間以上とする。

【００７０】これにより、用紙６の先端が対向電極２４
に達した時点で対向電極２４への電圧の印加が開始され
るのではなく、用紙６の先端が対向電極２４の下流側に
達し、対向電極２４の表面が用紙６で完全に覆われた後
に、該対向電極２４に電圧の印加が開始されることとな
る。この結果、対向電極２４とトナー担持体２２或いは
制御電極７との間で放電が発生するようなことを確実に
回避できる。

【００７１】そして、対向電極２４に電圧が印加された
後、制御電極７には画像信号に応じたＯＮ電位とＯＦＦ
電位が印加される（同図（ｂ)(ｃ）参照）。

【００７２】その後、１ぺージ分の印字が終了すると、
紙検知センサー３４の検出レベルがＯＦＦとなる時刻ｔ
₃から一定時間経過したｔ₄で、対向電極２４への高圧
印加を解除する（同図（ｄ)(ｅ）参照）。

【００７３】そして、この後に支持部材２８ａや帯電ブ
ラシ２９や除電ブラシ３１を始めとする各高圧電位の印
加やトナー担持体２２や制御電極７の駆動および電位供
給が停止する（同図（ａ）参照）。

【００７４】時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの時間について
は、やはり、用紙６が搬送されるのに伴って対向電極２
４の表面が露出しないような時間、即ち用紙６の後端が
紙検知センサー３４から離れて対向電極２４の上流側に
到達するまでの時間以下に設定されている。

【００７５】なお、上記のようなタイミングで対向電極
２４への高圧印加を制御することで放電を防止すること
ができるが、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までの間隔が長く、
時刻ｔ₃から時刻ｔ₄までの間隔が短いと用紙６におけ
る画像形成領域が狭くなって好ましくなくなるので、高
圧印加のＯＮ／ＯＦＦの時刻ｔ₂およびｔ₄は、用紙６
の搬送速度と対向電極２４の幅（搬送方向の寸法）や対
向電極２４と紙検知センサー３４の距離等のような装置
の構成に応じて、上記放電を生じないように適宜決定す
ればよい。

【００７６】以上のように、本デジタルプリンタでは、
対向電極２４への高圧の印加が、対向電極２４が用紙６
にて確実に覆われている期間のみ行われ、それ以外のと
きは、対向電極２４への高圧の印加は行われない構成で
ある。

【００７７】したがって、例えば、対向電極２４に対し
て上記の時刻ｔ₂より前に高圧が印加された場合や、時
刻ｔ₄以降にも高圧が印加され続けた場合には、トナー
担持体２２や制御電極７と対向電極２４との間に用紙６
が存在せず、対向電極２４が用紙６にて覆われていない
状態で対向電極２４に高圧が印加されるので、対向電極
２４の表面がトナー担持体２２や制御電極７に対して露
出した状態となり、対向電極２４とトナー担持体２２ま
たは対向電極２４と制御電極７の間に放電が生じやすく
なるが、このような構成とすることで、放電を確実に回
避できる。

【００７８】なお、本画像形成装置では、用紙６が対向
電極２４を覆う位置にあるかどうかを検出して対向電極
２４への高圧印加のタイミングを決定するために、紙検
知センサー３４を対向電極２４の上流側に配置してい
る。しかしながら、用紙６の搬送速度が一定であれば、
ピックアップローラ１０の駆動が開始されて用紙６の先
端が対向電極２４の下流側に達するまでの所要時間
Ｔ₁、並びに用紙６の後端が対向電極２４の上流側に達
するまでの所要時間Ｔ₂はそれぞれ一定であるから（但
し、Ｔ₂は用紙６の搬送方向の長さが同じ場合）、ピッ
クアップローラ１０の駆動開始から、時間Ｔ₁経過後に
対向電極２４に高圧を印加させるようにし、その後、時
間Ｔ₂経過する直前に、対向電極２４への高圧印加を解
除するようにしても、上記と同様に対向電極２４が用紙
６に覆われている状態でのみ対向電極２４に高圧を印加
できる。

【００７９】その他、帯電ブラシ２９に流れる電流値の
変化を検出することでも、上記タイミングを決めること
ができる。即ち、帯電ブラシ２９に流れる電流値は、帯
電ブラシ２９が用紙６に接触しているか否かによって変
化するので、用紙６が帯電ブラシ２９に接触しはじめた
時点から、用紙６の先端が対向電極２４の下流側に達す
るまでの所要時間Ｔ₃経過した後に対向電極２４に高圧
を印加させるようにし、用紙６が接触しなくなってから
用紙の後端が対向電極２４の上流側に達するまでの時間
Ｔ₄経過する直前に、対向電極２４への高圧印加を解除
するようにしてもよい。

【００８０】このように用紙６の搬送手段を用紙６の検
出手段として使用することで、紙検知センサー３４を別
途設ける構成に比べて、部品点数の削減や装置の小型化
・コストダウンが可能となる。

【００８１】また、本画像形成装置では、対向電極２４
への高圧の印加と解除とを、高圧電源２５と対向電極２
４との間に介在された高圧リレー２６で行っているた
め、対向電極２４に印加される電圧は常に安定し、対向
電極２４の表面に形成される強電界も安定し、良好な画
像形成が行える。

【００８２】但し、上記スイッチングについては、その
他、公知の他のスイッチング回路を使用してもよく、例
えば、ＯＮ／ＯＦＦによって出力が不安定とならず、高
圧の出力を開始した直後から所定の高圧を速やかに出力
可能な電源を高圧電源２５として使用すれば、高圧電源
２５の出力のＯＮ／ＯＦＦや高圧電源２５への電力供給
のＯＮ／ＯＦＦによって高圧印加を制御することも可能
である。この場合は、上記の高圧リレー２６を配置する
必要がなくなるから、部品点数の削減と装置の小型化・
コストダウンが可能となる。

【００８３】また、対向電極２４への高圧の印加と解除
とを、高圧リレー２６の代わりに可変抵抗を配置し、可
変抵抗の抵抗を可変することにより対向電極２４に印加
する電圧を降圧させる構成としてもよい。高圧リレー２
６でＯＮ／ＯＦＦを行うと電気的なノイズが発生し、こ
の電気的なノイズが回路の誤動作を発生させる可能性が
あるため、さらに好ましい構成とできる。

【００８４】また、本実施の形態では、上記の対向電極
２４に印加する高圧のＯＮ／ＯＦＦを制御することによ
り、対向電極２４とトナー担持体２２または制御電極７
との間に形成される電界の強度を制御していたが、例え
ば、図６に示すように、対向電極２４を図の矢印Ｃ−Ｄ
方向に移動可能としておき、用紙６が対向領域に搬送さ
れ、用紙６への画像形成を開始する寸前に対向電極２４
が制御電極７に近接する方向、すなわち矢印Ｃ方向に移
動させ、画像形成が終了した後等、用紙６が対向領域か
ら移動した場合にはトナー担持体２２や制御電極７から
矢印Ｄ方向に離間させておく構成でも可能である。

【００８５】この構成では、対向電極２４に印加される
電圧が一定であっても離間によって、形成される電界が
弱くなるため、放電が生じ難くなる。この移動方向は図
６に示す直線運動に限らず回転運動によってでもよく装
置の特性によって決定すればよい。

【００８６】なお、本実施の形態では、トナー５を通過
させるためのＯＮ電圧を１５０Ｖとして説明したが、こ
の電圧の値は、トナーの特性や画像形成部２の構成の違
いによって、適正値が変化するものであり、上記値に限
定されるものではない。もちろん、前記した対向電極２
４の印加電位と帯電ブラシ２９に印加する電位やゲート
７ａ直下での用紙６の表面電位等についても同様のこと
が言える。また、トナー５の通過を阻止するためのＯＦ
Ｆ電圧についても、本発明の請求範囲を逸脱しない限り
において特に限定されるものではない。

【００８７】さらに、ここでは、対向電極２４における
放電が起こり得る有効領域を対向電極２４の全面として
いるが、対向電極２４がローラ状の場合、或いは対向電
極が上記の有効領域より大きく設定されている場合は、
それぞれ有効領域に対してタイミングを制御すればよ
い。

【００８８】ところで、上記のような画像形成装置にお
いては、用紙６として使用する記録媒体のサイズとして
複数種類設定されている場合が容易に考えられる。例え
ば、Ａ４の用紙６が使用される画像形成装置では、対向
電極２４の長さ（用紙６の搬送方向と直交する方向の寸
法）は少なくともＡ４幅を有している必要がある。しか
しながら、このようなＡ４幅の長さを有する対向電極２
４にＢ５の用紙６を使用すると、図７に示すように、ト
ナー供給部３における図示しないトナー担持体や制御電
極７に対して、対向電極２４の一部が露出してしまうこ
とになる。このような条件で対向電極２４に電圧を印加
すれば上記した放電が生じる可能性がある。

【００８９】そこで、このような場合は、図８ないし図
１０に示すように、使用する用紙６の幅に応じて、対向
電極２４と制御電極７或いはトナー担持体２２との間に
形成する強電界の形成領域を切り換える構造とするのが
よい。

【００９０】例えば、図８では対向電極２４を対向電極
２４ａと対向電極２４ｂとに２分割し、さらに対向電極
２４ａ、２５ｂに高圧電源２５から印加する電圧を制御
する高圧リレー２６ａと高圧リレー２６ｂとをそれぞれ
配置している。そして、Ｂ５の用紙６が搬送された場合
には、高圧リレー２６ａをＯＮとし、高圧リレー２６ｂ
をＯＦＦとすれば、対向電極２４ｂは、制御電極７に対
して露出するが、この対向電極２４ｂには飛翔電圧が印
加されないので、上記放電が回避できる。また、Ａ４の
用紙６が搬送された場合には、高圧リレー２６ｂもＯＮ
となり、対向電極２４ｂにも高圧が印加され、用紙６の
全面にわたって対向電極２４の強電界が形成されること
になる。

【００９１】なお、対向電極２４ａ・２４ｂへの高圧の
印加と解除とを、高圧リレー２６ａ・２６ｂのＯＮ／Ｏ
ＦＦによって行っているが、このような高圧リレー２６
ａ・２６ｂのＯＮ／ＯＦＦを行うと非常に強い電気的な
ノイズが発生し、場合によっては、この電気的なノイズ
が回路の誤動作を発生させる可能性もある。そこで、高
圧リレー２６ａ・２６ｂに変えて可変抵抗を配置し、該
可変抵抗の抵抗を可変することにより対向電極２４ａ・
２４ｂに印加する電圧を降圧させるようにしてもよい。
降圧させるレベルについては、上記の放電が容易に生じ
ないような電位とすればよい。

【００９２】また、図９に示すように、対向電極２４を
用紙６の矢印Ｅ−Ｆ方向に移動可能としておき、用紙６
の幅が狭いときには対向電極２４を矢印Ｅ方向に移動さ
せ、用紙６の幅が広いときには矢印Ｆ方向に移動させる
というように、用紙６のサイズに応じて、対向電極２４
と制御電極７との重なる幅を任意に可変できるような構
成としてもよい。上記構成では、任意の幅の用紙６を検
出させるようにすれば、用紙６の幅に依存することな
く、上記した放電が生じないようにすることができる。

【００９３】また、対向電極２４の表面が用紙６の幅に
応じて部分的にトナー担持体２２や制御電極７から離間
する構成が使用できる。例えば、Ｂ５とＡ４の用紙６を
使用できるようにするのであれば、図１０（ａ)(ｂ）に
示すように、Ｂ５幅の長さを有する対向電極面２４ｃと
Ａ４幅の長さを有する対向電極面２４ｄとを備えた対向
電極２４を形成して、用紙６の幅に合わせて適宜回転を
行って強電界を形成する領域を制御することも可能であ
る。

【００９４】上記において同図では、Ｂ５の用紙６が配
置された場合は同図（ａ）に示すように、対向電極面２
４ｃを対向させ、Ａ４の用紙６が配置された場合は同図
（ｂ）に示すように、同図（ａ）の状態から対向電極２
４を回転させて対向電極面２４ｄを制御電極７に対向さ
せている。上記の図１０（ａ）において、対向電極２４
の表面がトナー担持体２２や制御電極７から離間してい
る部分では、形成される電界が弱くなるため、放電が回
避される。

【００９５】以上のように、制御電極７と対向電極２４
との位置関係を適宜変更できるようにすることによって
も、放電を回避することが可能となる。

【００９６】また、本実施の形態では、制御電極７が、
各ゲート７ａをそれぞれ独立したリング状電極７ｃによ
って制御するシングルドライブ制御方式を採用した場合
を例に説明したが、図１１に示すように、リング状電極
７ｃの代わりに、制御電極７のトナー担持体２２側に帯
状電極７ｅを配置し、対向電極２４側に帯状電極７ｆを
配置するマトリクス制御方式を採用した制御電極７’を
使用することもできる。

【００９７】また、本実施の形態では、黒色のトナーを
用いたモノクロの画像形成装置であるデジタルプリンタ
の場合を例に挙げて説明したが、複数色のトナーを用い
るカラー画像形成装置のカラーデジタルプリンタでも同
様に本発明が適用できる。

【００９８】例えば、図１２に示すカラーデジタルプリ
ンタの画像形成部２には、イエロー、マゼンタ、シア
ン、プラックの４色のトナーを用いて、各色のトナーに
対応して、それぞれトナー供給部３ａ・３ｂ・３ｃ・３
ｄと、これらに対応した図示しない４つの制御電極、並
びに４つの対向電極２４ｅ・２４ｆ・２４ｇ・２４ｈを
備えている。もちろん４色以上利用する場合には追加す
る色数に応じて、トナー供給部、制御電極、および対向
電極を追加する。

【００９９】各色に対応する対向電極２４ｅ〜２４ｈへ
の高圧印加のＯＮ／ＯＦＦは、切り換えスイッチ２６ｃ
にそれぞれ設けられた高圧リレーにて行うようになって
いる。その他の構成は、前記した画像形成装置と同一で
ある。

【０１００】このような構成のカラーデジタルプリンタ
では、各色毎にカラーの画像データが与えられ、搬送さ
れる用紙６に対して、それぞれの色の画像を形成し、４
色を重ねることによりカラー画像が形成される。

【０１０１】このようなカラーデジタルプリンタの場合
は、図からも判るように、対向電極２４ｅ〜２４ｆが、
用紙６の搬送方向に沿って長く分布することになるの
で、例えば、対向電極２４ｆは用紙６で覆われていない
が、対向電極２４ｅ・２４ｇでは一部が覆われており、
また対向電極２４ｈは全面が用紙６で覆われているとい
うように、対向電極２４の位置によって用紙６との関係
が変化するため、各対向電極２４ｅ〜２４ｈへの印加電
圧を同時に与えるのではなく個々に制御する必要があ
る。

【０１０２】各対向電極２４ｅ〜２４ｈへの印加電圧を
個々に制御するためには、前述の図２に示したような紙
検知センサー３４を各対向電極２４ｅ〜４５ｈごとに配
置して、各紙検知センサー３４からの検出信号によっ
て、それぞれへの高圧印加を制御してもよいが、各対向
電極２４ｅ〜２４ｈ間の間隔は一定であるから、図１２
に示すように、最も上流側にある対向電極２４ｅの上流
に紙検知センサー３４を配置し、用紙６の検出時点か
ら、それぞれ所定の時間が経過した後に各対向電極２４
ｅ〜２４ｈに電圧を印加するようにすれば、配置するセ
ンサーの数が少なくて済むので、部品点数の削減と装置
の小型化・コストダウンが可能となる。

【０１０３】また、上記したカラー画像形成装置におい
ても、前述の図６に示した対向電極２４と制御電極７或
いはトナー担持体２２との離間距離を可変して電界を制
御する構成としてもよく、さらに、前述の図８〜図１０
に示した、用紙６寸法に応じて電界形成領域を切り換え
る構成を併せて採用することもできる。

【０１０４】なお、上記実施の形態では、顕像剤がトナ
ー５である場合を例に挙げて説明したが、顕像剤はイン
ク等であってもよい。さらに、トナー供給部３の構成
を、イオンフロー法を適用した構成とすることも可能で
ある。つまり、画像形成部２は、コロナ帯電器等のイオ
ン源を備えた構成となっていてもよい。この場合におい
ても、印加電圧を制御することにより、顕像剤の用紙６
への付着を制御できるので、上記実施の形態と同様の作
用・効果を奏することができる。

【０１０５】

【発明の効果】請求項１の発明に係る画像形成装置は、
以上のように、対向電極と担持体または制御電極との間
の電界を、搬送される記録媒体が対向電極の有効領域を
覆うときのみ画像形成に必要な強度とし、それ以外のと
きは画像形成に必要な強度よりも弱める或いは無くする
ように制御する電界制御手段が設けられている構成であ
る。

【０１０６】これにより、対向電極の有効領域は記録媒
体に覆われた状態でしか、画像形成に必要な強い電界が
担持体や制御電極と対向電極との間に形成されることは
ないので、高抵抗を有するまたは非常に厚い絶縁部材を
別途配置する必要のない簡単な構成で各部材の破損に繋
がる放電の発生を確実に回避することができるという効
果を奏する。

【０１０７】請求項２の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項１の構成においおて、互いに異なる
色の顕像剤を担持する複数の担持体と、各担持体毎に設
けられる対向電極と制御電極とを、記録媒体の搬送経路
に備え、上記電界制御手段は、各対向電極と各担持体ま
たは各制御電極との間に形成されるそれぞれの電界の強
度を個別に制御する構成である。

【０１０８】これにより、画像形成の工程を複数回行っ
てカラー画像を形成する場合でも、対向電極と担持体も
しくは制御電極との間で放電を生じることはなく、カラ
ー画像等の形成時にも、各部材の破損に繋がる放電の発
生を回避することができるという効果を奏する。

【０１０９】請求項３の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項１又は２の構成において、上記電界
制御手段は、対向電極の印加電位を変化させることで上
記の電界制御を行う構成である。

【０１１０】これにより、駆動部分が少なく、信頼性の
向上が可能となるとともに、部品点数の削減と装置の小
型化・コストダウンが可能となるという効果を併せて奏
する。

【０１１１】請求項４の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項３の構成において、上記対向電極の
印加電位の変化が、該対向電極と該対向電極へ電圧を供
給する電源手段との間に設けられたスイッチング手段に
より行われる構成である。

【０１１２】これにより、対向電極の電位の切り換えを
高圧電源の出力状態で行うのでトナーを飛翔させる電圧
の印加を開始した直後に生じる電位の不安定さを回避し
て常に対向電極を安定した電位に保つことができる。そ
の結果、安定した画像形成が可能になるという効果を併
せて奏する。

【０１１３】請求項５の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項１又は２の画像形成装置において、
上記電界制御手段は、対向電極と担持体との離間距離を
変化させることで上記の電界制御を行う構成である。

【０１１４】これにより、画像形成に必要なトナーを飛
翔させる電界と、それより低い電界或いは電界解除とを
切り換える場合に、この切り換えに伴う電気的なノイズ
が一切発生しないため、制御装置等の回路系における誤
動作を招来することがなく安定した画像形成が可能とな
るという効果を併せて奏する。

【０１１５】請求項６の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項１ないし５の構成において、上記電
界制御手段は、対向電極における記録媒体の搬送方向上
流側に、記録媒体の有無を少なくとも検出可能な検出手
段を有しており、該検出手段による検出結果を基に上記
の電界制御を行う構成である。

【０１１６】これにより、例えば画像形成のスタートボ
タンからの時間経過を基に記録媒体の位置を求めてタイ
ミングを図る構成等に比べ、より確実な電界制御が可能
となり、その結果、上記放電回避をより確実に行えると
いう効果を奏する。

【０１１７】請求項７の発明に係る画像形成装置は、以
上のように、請求項６の構成において、上記電界制御手
段の検出手段として、対向電極における記録媒体の搬送
方向上流側に配置された記録媒体を搬送するための搬送
手段が兼用されている構成である。

【０１１８】これにより、電界制御手段によるタイミン
グを図るためだけに検出手段を別途設ける必要がないの
で、画像形成装置の構成を簡略化でき、部品点数の削減
が可能となるという効果を併せて奏する。

【０１１９】本発明の請求項８記載の画像形成装置は、
以上のように、搬送される記録媒体の搬送方向と直交す
る方向の寸法に応じて、対向電極と担持体または制御電
極との間に形成する画像形成に必要な電界の形成領域を
切り換える電界形成領域切り換え手段を備えている構成
である。

【０１２０】これにより、用いられる用紙の搬送方向と
直交する方向の寸法が、対向電極のその方向の寸法より
小さくても、対向電極と担持体または制御電極との間の
電界は記録媒体が存在する部分にのみ形成される。この
結果、高抵抗を有するまたは非常に厚い絶縁部材を別途
配置する必要のない簡単な構成で、各部材の破損に繋が
る放電の発生を確実に回避することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における画像形成装置で
あるデジタルプリンタの要部を示す構成図である。

【図２】上記デジタルプリンタの全体構成図である。

【図３】上記デジタルプリンタに備えられる制御電極を
示す平面図である。

【図４】上記デジタルプリンタにおける画像形成動作を
示すフローチャートである。

【図５】上記デジタルプリンタにおける各部の電位印加
タイミングを示すタイミングチャートである。

【図６】上記デジタルプリンタに備えられる対向電極の
別の構成を示す説明図である。

【図７】対向電極の搬送方向と直交する方向の寸法に対
して、使用される用紙の同方向の寸法が小さい場合の問
題点を示す説明図である。

【図８】上記デジタルプリンタに備えられる対向電極の
別の構成を示す説明図である。

【図９】上記デジタルプリンタに備えられる対向電極の
別の構成を示す説明図である。

【図１０】上記デジタルプリンタに備えられる対向電極
の別の構成を示す説明図である。

【図１１】上記デジタルプリンタに備えられる制御電極
の別の構成を示す平面図である。

【図１２】上記デジタルプリンタの構成をカラー画像形
成装置であるカラーデジタルプリンタに適用した場合の
要部を示す構成図である。

【符号の説明】２画像形成部３トナー供給部５トナー（顕像剤）６用紙（記録媒体）７制御電極７ａゲート１０ピックアップローラ２２トナー担持体（担持体）２４対向電極２５高圧電源３４紙検知センサー（検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷健次大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼永肇大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顕像剤を担持する担持体と、この担持体に
対向配置された対向電極と、これら担持体と対向電極と
の間に配置され、貫通孔からなる複数のゲートを有し、
該ゲート毎に顕像剤のゲート通過を制御するための電極
が設けられた制御電極とを備え、上記の担持体と対向電
極との間に形成される電界にて顕像剤を担持体から対向
電極へと飛翔させると共に、担持体と制御電極との間に
形成される電界にて上記の飛翔する顕像剤のゲート通過
を制御し、制御電極と対向電極との間を搬送される記録
媒体の表面に上記顕像剤を付着させて画像を形成する画
像形成装置において、対向電極と担持体または制御電極との間の電界を、搬送
される記録媒体が対向電極の有効領域を覆うときのみ画
像形成に必要な強度とし、それ以外のときは画像形成に
必要な強度よりも弱める或いは無くするように制御する
電界制御手段が設けられていることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】互いに異なる色の顕像剤を担持する複数の
担持体と、各担持体毎に設けられる制御電極と対向電極
とを、記録媒体の搬送経路に備え、上記電界制御手段は、各対向電極と各担持体または各制
御電極との間に形成されるそれぞれの電界の強度を個別
に制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成
装置。
【請求項３】上記電界制御手段は、対向電極の印加電位
を変化させることで上記の電界制御を行うことを特徴と
する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記対向電極の印加電位の変化が、該対向
電極と該対向電極へ電圧を供給する電源手段との間に設
けられたスイッチング手段により行われることを特徴と
する請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】上記電界制御手段は、対向電極と担持体と
の離間距離を変化させることで上記の電界制御を行うこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項６】上記電界制御手段は、対向電極における記
録媒体の搬送方向上流側に、記録媒体の有無を少なくと
も検出可能な検出手段を有しており、該検出手段による
検出結果を基に上記の電界制御を行うことを特徴とする
請求項１ないし５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】上記電界制御手段の検出手段として、対向
電極における記録媒体の搬送方向上流側に配置された記
録媒体を搬送するための搬送手段が兼用されていること
を特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】顕像剤を担持する担持体と、この担持体に
対向配置された対向電極と、これら担持体と対向電極と
の間に配置され、貫通孔からなる複数のゲートを有し、
該ゲート毎に顕像剤のゲート通過を制御するための電極
が設けられた制御電極とを備え、上記の担持体と対向電
極との間に形成される電界にて顕像剤を担持体から対向
電極へと飛翔させると共に、担持体と制御電極との間に
形成される電界にて上記の飛翔する顕像剤のゲート通過
を制御し、制御電極と対向電極との間を搬送される記録
媒体の表面に上記顕像剤を付着させて画像を形成する画
像形成装置において、搬送される記録媒体の搬送方向と直交する方向の寸法に
応じて、対向電極と担持体または制御電極との間に形成
する画像形成に必要な電界の形成領域を切り換える電界
形成領域切り換え手段を備えていることを特徴とする画
像形成装置。