JPH10258536A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー漏れ等の印字不良を発生することがな
く鮮明な画像の画像形成装置を提供する。 【解決手段】 トナー１２を担持するトナー担持体１０
に対向配置された対向電極３０と、これら担持体１０と
対向電極３０との間に配置された絶縁性基板２１と、絶
縁性基板２１に設けられたトナー１２の通過部となる複
数個のゲートと、ゲートの周囲であって絶縁性基板２１
のトナー担持体１０に設けられた第１電極群及び対向電
極３０側に設けられた第２電極群を含む少なくとも２つ
以上の電極群からなる制御電極２０と、制御電極２０の
個々の電極群に少なくとも画像データに応じた所定の電
位を印加する制御回路とからなり、制御電極の第１電極
群と第２電極群は、少なくとも複数のブロック毎に分割
制御されると共に、対向電極３０は、制御電極の各ブロ
ックに対応するように分割して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写機
及びファクシミリ装置の印字部や、ディジタルプリン
タ、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。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ、ワープロ、ファクシミリ
等から出力される電気的信号より紙等の記録材上に可視
像を形成する方法として、インクを用いるインクジェッ
ト方式やインクを溶融転写する熱転写方式、昇華する方
式、電子写真方式等による画像形成方法が知られてい
る。

【０００３】近年の高速化、高画質化、低価格化に伴い
ノンインパクト方式でプリントヘッドを一体化し比較的
簡単な装置構成であるインクジェット方式の採用が多く
なってきているが、インクジェット方式では、液体であ
るところのインクを用いることから、紙の上でにじみが
生じて良好な画像が得られない他、カラー印字において
重ね印字を行った場合にはインクの混合による混合色の
発色が期待できないことから、高品質が求められる場合
には電子写真方式のトナーによる印字が採用されてい
る。

【０００４】トナーによる印字はにじみが無く、色調の
濃い視覚的に優れた画像が得られる他、カラー化におい
て複数の色を混合した場合、定着の過程において混合さ
れ良好な混合色が得られる。このようなことから、イン
クジェット方式の簡単なプロセスとトナーによる画像を
組み合わせたトナーによる直接印字方式が提案されてい
る。

【０００５】例えば、特開平４−１３５８７０号公報
や、特開平７−２５０５７号公報等では、複数の開口部
と、各開口部毎に設けられ、トナー通過電圧、或いはト
ナー遮蔽電圧が選択的に印加される複数の制御電極とを
有し、前記開口部に対するトナーの通過、或いは遮蔽を
制御し、画像を形成する方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
特開平４−１３５８７０号公報で開示されている技術で
は、トナー通過孔群配設位置に対峙する部位にそれぞれ
磁石体を有した背面電極を設けた構成となっているが、
トナーを磁気力でのみ飛翔させ、電気的な制御が成され
ておらず、背面電極が分割された構成になっていても、
本発明の対象とするところの電界によるトナー飛翔の制
御という基本的な顕像剤飛翔原理について異なってい
る。また、この構成によるとトナーとして磁性トナーを
使用することになるが、磁性トナーは磁性体の含有によ
りカラー化が困難である。

【０００７】さらに、特開平７−２５０５７号公報で
は、絶縁基板と、この絶縁基板の第１の面に複数互いに
行方向に分離して形成した第１電極と、前記第２の面に
複数互いに列方向に分離すると共に前記第１電極と交差
して形成された第２電極と、前記第１電極と前記第２電
極との交差部位に、前記第１電極と前記第２電極と前記
絶縁基板とを貫通して形成された開孔と、前記第１電極
と前記第２電極の各々に接続され信号を供給する接続端
子とから構成された制御電極を用いてトナー飛翔を制御
する方法が提案されている。

【０００８】このような方法では、制御電極が所謂マト
リクス構成となっているため、開孔を１つの電極で制御
する構成と比較して、電位を切り換えるトランジスタ等
の電位切換え手段の数が格段に少なくなる利点がある。
電位切換え手段の数がどの程度削減できるかは、制御電
極の長さ方向に延びる電極に配置される開孔の数で決定
される。１枚の帯状電極に配置される開孔の数が多いほ
ど削減される電位切換え手段の数は小さくなる。例えば
開孔を１つの電極で制御する構成では、Ａ４に対して３
００ｄｐｉならば、必要なトランジスタの数は２５６０
個であるが、特開平７−２５０５７号公報で記載されて
いるマトリクス構成ならば、例えば４行×６４０列の電
極構成であればその数は６４４個となる。これを８行×
３２０列の電極構成としたならばトランジスタの数は３
２８個と約半数に削減することができる。

【０００９】ところが、前述の４行×６４０列構成から
８行×３２０列構成にすると制御電極の行方向に対する
長さが長くなる。制御電極の行方向に対する長さが長く
なると、例えばトナー担持体が円筒状のスリーブである
場合に制御電極の中央部と端部ではトナー担持体との距
離が変化し、その距離が中央部では短く、端部では長く
なる。このためにトナー担持体表面のトナーに作用する
電界の強度の中央部と端部で差が大きくなり、端部では
トナー飛翔制御に必要な電界が大きくなる。従って、使
用する電源の数が増えたり使用するトランジスタの耐圧
が更に大きくなり、このための部品点数の増加とコスト
アップを招来する。

【００１０】例えば、制御電極の行方向に対する長さが
長くなることによるトナーの飛翔制御に関する不具合を
回避する対策として、トナー担持体をベルト部材等で形
成することが検討されている。しかし、ベルト部材を使
用しても制御電極の行方向に対する長さが長くなると平
行を保持する部分が長くなりベルトの撓みやしわの影響
が発生し易くなり好ましくない。更に、ベルトを使用す
ると部品点数の増加と装置の大型化、コストアップは避
けられない。

【００１１】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、上述のように制御電極の行方向に
対する長さが長くなることが無く、トナー担持体との間
の距離が影響することが無く、制御電極の全面にわたっ
て均一な電界でトナーを安定に飛翔させることが可能と
なる画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置は、少なくとも１色の顕像剤を担持する担持体を有
する供給手段と、該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た絶縁性
基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部とな
る複数個のゲートと、該複数のゲートの周囲であって前
記絶縁性基板の前記担持体側に設けられた第１電極群及
び対向電極側に設けられた第２電極群を含む少なくとも
２つ以上の電極群からなる制御電極と、該制御電極の個
々の電極群に少なくとも画像データに応じた所定の電位
を印加する制御回路手段とからなり、該制御回路手段に
よって前記制御電極の電極群に所定の電位を印加するこ
とにより、前記制御電極と前記対向電極の間に搬送され
た記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置におい
て、前記制御電極の第１電極群と第２電極群は、少なく
とも複数のブロック毎に分割制御する。

【００１３】請求項２記載の画像形成装置は、前記制御
電極の各ブロックと、これに対応して分割配置された前
記対向電極の制御をそれぞれ同期させて制御することを
特徴とする。

【００１４】請求項３記載の画像形成装置は、少なくと
も１色の顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、
該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た絶縁性基板と、該絶縁性基
板に設けられた顕像剤の通過部となる複数個のゲート
と、該複数のゲートの周囲であって前記絶縁性基板の前
記担持体側に設けられた第１電極群及び対向電極側に設
けられた第２電極群を含む少なくとも２つ以上の電極群
からなる制御電極と、該制御電極の個々の電極群に少な
くとも画像データに応じた所定の電位を印加する制御回
路手段とからなり、該制御回路手段によって前記制御電
極の電極群に所定の電位を印加することにより、前記制
御電極と前記対向電極の間に搬送された記録媒体表面に
画像を形成する画像形成装置において、前記第１電極群
及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グループ
は、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過の電
位を切り換えることにより制御する電位切換え手段を各
々有すると共に、前記電極群以外の各グループは、前記
顕像剤の前記ゲートの通過の電位を切り換えることによ
り制御する電位切換え手段を共有することを特徴とする
画像形成装置である。

【００１５】請求項４記載の画像形成装置は、分割配置
された前記対向電極は、前記制御電極の第１電極群及び
第２電極群の内、各グループが各々電位切換え手段を有
する電極群に対応するブロックに同期して制御されるこ
とを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の画像形成装置は、前記制御
電極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通
過を制御しているブロックに対応する前記対向電極に対
してのみ、前記顕像剤と逆極性の電位を印加することを
特徴とする。

【００１７】請求項６記載の画像形成装置は、前記制御
電極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通
過を制御阻止しているブロックに対応する前記対向電極
に対し、前記顕像剤と同極性の電位を印加することを特
徴とする。

【００１８】請求項７記載の画像形成装置は、分割配置
された前記対向電極は、前記顕像剤と逆極性の電位と、
前記顕像剤と同極性の電位とを切り換える電位切換え手
段を有することを特徴とする。

【００１９】請求項８記載の画像形成装置は、前記第１
電極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グル
ープは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過
を電位を切り換えることにより制御する電位切換え手段
を各々有すると共に、該各電位切換え手段の最大電流供
給能力が約７０ｍＡ以下であることを特徴とする。

【００２０】請求項９記載の画像形成装置は、前記電位
切換え手段を共有する前記制御電極のどちらか一方の電
極群において、前記電位切換え手段の最大電流供給能力
が約７０ｍＡ以下であることを特徴とする。

【００２１】請求項１０記載の画像形成装置は、分割配
置された前記対向電極の前記電位切換え手段の最大電流
供給能力が約７０ｍＡ以下であることを特徴とする。

【００２２】請求項１記載の構成によれば、上述のよう
に制御電極の行方向に対する長さが長くなることが無
く、トナー担持体との間の距離が影響することが無く、
制御電極の全面にわたって均一な電界でトナーを安定に
飛翔させることが可能となり、トナー漏れ等の印字不良
を発生することがなく鮮明な画像を提供することができ
るる。また、本発明による制御電極の構成上、例えば４
行×６４０列の電極構成で８行×３２０列の電極構成の
場合と同等の効果が得られ、トランジスタ等の部品点数
が大幅に削減することができる。

【００２３】さらに、前記対向電極を、前記制御電極の
各ブロックに対応するように分割して配置した構成にす
ることにより、例えば、制御電極において、ブロックで
トナーを阻止している状態のとき、そのブロックに対応
する位置に当たる対向電極にトナーの飛翔するための方
向の電位が印加されていた場合、その対向電極の電位に
よりトナーを阻止している状態のブロックからトナーが
漏れ出てしまうという問題も合わせて解決することがで
き、良好な印字品質の画像を提供することができる。

【００２４】請求項２記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックと、これに対応して分割配置された前記
対向電極の制御をそれぞれ同期させて制御することによ
り、トナー飛翔の制御を効率良く的確に行うことができ
る。

【００２５】請求項３記載の構成によれば、前記第１電
極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グルー
プは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過の
電位を切り換えることにより制御する電位切換え手段を
各々有すると共に、前記電極群以外の各グループは、前
記顕像剤の前記ゲートの通過の電位を切り換えることに
より制御する電位切換え手段を共有することにより、電
位切換え手段の部品点数の削減を実現できると共に、装
置の小型化及び低廉化ができる。

【００２６】請求項４記載の構成によれば、分割配置さ
れた前記対向電極は、前記制御電極の第１電極群及び第
２電極群の内、各グループが各々電位切換え手段を有す
る電極群に対応するブロックに同期して制御されること
でトナー飛翔制御を効率良く且つ的確に行うことができ
る。

【００２７】請求項５記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通過
を制御しているブロックに対応する前記対向電極に対し
てのみ、前記顕像剤と逆極性の電位を印加することで、
トナーの飛翔制御を的確に行うと共に、トナー漏れ等の
印字不良を発生させることなく鮮明な画像を提供するこ
とができる。

【００２８】請求項６記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通過
を制御阻止しているブロックに対応する前記対向電極に
対し、前記顕像剤と同極性の電位を印加することで、ト
ナーの飛翔制御を的確に行うと共に、トナー漏れ等の印
字不良を発生させることなく鮮明な画像を提供すること
ができる。

【００２９】請求項７記載の構成によれば、分割配置さ
れた前記対向電極は、前記顕像剤と逆極性の電位と、前
記顕像剤と同極性の電位とを切り換える電位切換え手段
を有することで制御回路構成がコンパクトになり、装置
の小型化及び低廉化が実現できる。

【００３０】請求項８記載の構成によれば、前記第１電
極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グルー
プは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過を
電位を切り換えることにより制御する電位切換え手段を
各々有すると共に、該各電位切換え手段の最大電流供給
能力が約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守
し、安全で且つ信頼性の高い装置を提供することができ
る。

【００３１】請求項９記載の構成によれば、前記電位切
換え手段を共有する前記制御電極のどちらか一方の電極
群において、前記電位切換え手段の最大電流供給能力が
約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守し、安全
で且つ信頼性の高い装置を提供することができる。

【００３２】請求項１０記載の構成によれば、分割配置
された前記対向電極の前記電位切換え手段の最大電流供
給能力が約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守
し、安全で且つ信頼性の高い装置を提供することができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の画
像形成装置について図面を参照しながら説明する。以下
の説明においては負帯電のトナーに対応する構成を備え
た画像形成装置について詳述するが、正帯電のトナーを
使用する場合には、それに応じて適宜各印加電圧の極性
を設定すれば良い。

【００３４】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置
を搭載したプリンタの断面を図１に示し、各要素につい
て図２を用いてその概要を説明する。

【００３５】図２のように、印字部１０２は、図示しな
いホストコンピュータからの画像信号に応じた画像を、
顕像剤としてのトナー１２を使用して記録媒体である用
紙８上に顕像化するものである。つまり、本画像形成装
置は、トナー１２の飛翔を画像信号に基づいて制御する
ことにより紙上に画像を直接形成するものである。

【００３６】画像形成部３への用紙の入紙側には、給紙
部１０１が設けられている。給紙部１０１には、記録媒
体としての用紙８を収容する用紙カセット７、この用紙
カセット７から用紙８を送り出すピックアップローラ
５、供給された用紙８をガイドする図示しない給紙ガイ
ド及び一対のレジストローラからなる。また、給紙部１
０１は、用紙８が供給されたことを検出する給紙センサ
（図示せず）を備えている。 ピックアップローラ５
は、図示しない駆動装置によって駆動される。また、画
像形成部３からの用紙８の出紙側には、画像形成部３に
て用紙８上に形成されたトナー像を加熱及び加圧するこ
とにより用紙８に定着させる定着部１０３が設けられて
いる。定着部１０３は、ヒーター４０、加熱ローラ４
１、加圧ローラ４２、温度センサ４３及び温度制御回路
５４からなる。加熱ローラ４１は、例えば厚さ２ｍｍの
アルミニウム管からなる。ヒーター４０は、例えばハロ
ゲンランプからなり加熱ローラ４１に内蔵されている。

【００３７】加圧ローラ４２は、例えばシリコーン樹脂
からなる。そして、互いに対向して設けられた前記加熱
ローラ４１及び加圧ローラ４２には、用紙８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例えば２ｋｇの荷重が加えら
れている。温度センサ４３は、加熱ローラ４１表面の温
度を測定する。温度制御回路５４は、後述する主制御部
によって制御されており、温度センサ４３の測定結果に
基づいてヒーター４０のＯＮ／ＯＦＦ等を制御し、加熱
ローラ４１の表面温度を例えば約１５０℃に保持する。

【００３８】また、定着部１０３は用紙８が排出したこ
とを検出する排紙センサ（図示せず）を備えている。
尚、ヒーター４０、加熱ローラ４１、加圧ローラ４２等
の材質は特に限定されるものではない。また、加熱ロー
ラ４１表面の温度は特に限定されるものではない。さら
に、定着部１０３は、用紙８を加熱若しくは加圧するこ
とによりトナー像を定着させる構成となっていても良
い。

【００３９】また、図示しないが定着部１０３からの用
紙８の出紙側には、定着部１０３で処理された用紙８を
排紙トレイ上に排出する排紙ローラ、及び排出された用
紙８を受ける排紙トレイが設けられている。前記の加熱
ローラ４１、加圧ローラ４２及び排紙ローラは、図示し
ない駆動装置によって駆動される。

【００４０】画像形成部３のトナー供給部４は、顕像剤
としてのトナー１２が収容されているトナー収容槽１
１、トナー１２を磁気力により担持する円筒状の担持体
（スリーブ）としてのトナー担持体１０及びトナー収容
槽１１内部に設けられトナー１２を帯電すると共に、ト
ナー担持体１０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１３からなる。ドクターブレ
ード１３は、トナー担持体１０の回転方向における上流
側に、トナー担持体１０の外周面からの距離が例えば約
６０μｍとなるように設けられている。

【００４１】トナー１２は、例えば平均粒径が約６μｍ
の磁性トナーであり、ドクターブレード１３により、例
えば帯電量が−約４μＣ／ｇ〜−約５μＣ／ｇとなるよ
うに電荷が付与されている。尚、ドクターブレード１３
とトナー担持体１０との距離は、特に限定されるもので
はない。また、トナー１２の平均粒径や帯電量等は特に
限定されるものではない。

【００４２】トナー担持体１０は、図示しない駆動装置
によって駆動され図中、矢印Ａ方向に例えばその表面の
速度が約８０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。また、トナー担
持体１０は接地されると共に、トナー担持体１０内部に
おけるドクターブレード１３と対向する位置及び後述す
る制御電極２０と対向する位置に、図示しない磁石が配
置されている。これにより、トナー担持体１０は、その
外周面にトナー１２を担持することができるようになっ
ている。

【００４３】また、トナー担持体１０の外周面に担持さ
れたトナー１２は、該外周面における前記位置に対応す
る位置で穂立ちを形成する。尚、トナー担持体１０の回
転速度は特に限定されるものではない。また、トナー担
持体１０は、磁気力によりトナー１２を担持する代わり
に、電気力、又は電気力及び磁気力により担持する構成
となっていても良い。

【００４４】画像形成部３の印刷部は、例えば厚さ約１
ｍｍのアルミニウム板からなり、トナー担持体１０の外
周面と対向する対向電極３０と、該対向電極３０に高圧
を供給する対向電極電源５２と、前記トナー担持体１０
との間に設けられた制御電極２０と、吸引力により用紙
８を吸着搬送するファンモータ６とを備えている。

【００４５】ここで、本画像形成装置の画像形成工程に
ついて説明する。先ず、図示しないホストコンピュータ
からの信号を受けたプリンタの主制御部は画像形成動作
を開始する。即ち、ホストコンピュータの情報である画
像データを制御電極の配列パターンに変換した後、制御
電極制御部に送られる。

【００４６】プリンタの主制御部は、図示しない駆動装
置を作動させ、この駆動装置に回転駆動されるピックア
ップローラ５により用紙カセット７内の用紙８が画像形
成部３方向へ送り出されると共に、正常な給紙状態であ
ることが給紙センサにて検出される。ピックアップロー
ラ５によって送り出された用紙８は画像形成部３へ搬送
される。

【００４７】その後、画像データに応じて制御電極制御
部から信号が出力されそれぞれの電位切換え手段により
制御電極に電圧が印加される。この印加される電圧は例
えば約１５０Ｖ若しくは−約２００Ｖに印加され制御電
極付近の電界が制御される。即ち制御電極のゲートにお
いて、画像データに応じてトナー担持体１０から対向電
極３０へのトナー １２の飛翔の阻止とその解除とが適
宜行われる。これにより出紙側に向かって約３０ｍｍ／
ｓｅｃの速度で移動している用紙８上に画像信号に応じ
たトナー像が形成される。トナー像が形成された用紙８
は定着部１０３に搬送された後に、該定着部１０３でト
ナー像が用紙８に定着される。トナー像が定着された用
紙８は、排紙ローラにて紙トレイ上に排出されると共
に、正常に排出されたことを排紙センサにて検出され
る。この検出動作に基づいてプリンタの主制御部は印刷
動作の正常な終了を判断する。

【００４８】以上の画像形成動作により、用紙８上に良
好な画像が形成される。本画像形成装置は用紙８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られ
ている感光体や誘電体ドラム等の顕像体が不要となって
いる。従って、顕像体から用紙８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ない。このた
め、装置の信頼性が向上すると共に、装置の構成が簡単
化され、また、部品点数が削減されるので小型化、低廉
化が可能となっている。

【００４９】ここで、本発明による制御電極２０の構成
について説明する。制御電極２０は対向電極３０表面の
接線方向と平行をなし且つ対向電極３０と対向して２次
元的に広がっており、トナー担持体１０から対向電極３
０方向へのトナー流が通過可能な構造となっている。そ
して、この制御電極２０に供給される電位により、トナ
ー担持体１０表面のトナー１２に付与された電界が変化
し、トナー担持体１０から対向電極３０へのトナー飛翔
が制御される。

【００５０】制御電極２０は、絶縁性基板２１、各々独
立したリング状の導電体であるリング状電極２２、及び
各リング状電極２２に対応するように開口部が設けられ
た板状のシールド電極２３からなっている。制御電極２
０のシールド電極２３等の各電極は制御電極電圧電源５
０に接続される。

【００５１】前記制御電極２０は、トナー担持体１０外
周面からの距離が例えば約１００μｍとなるように設け
られており、図示しない支持部材により固定されてい
る。図３に示すように制御電極２０は絶縁性基板２１、
電位切換え手段２３０−１、２３０−２、２３０−３、
２３０−４、２４０、２５０−１、２５０−２、２５０
−３、２５０−４、及び各々独立した帯状の導電体、即
ち帯状電極２００ａ−１、２００ａ−２、・・・２００
ａ−３２０、２００ｂ−１、２００ｂ−２、・・・２０
０ｂ−３２０、２１０−１、２１０−２、２１０−３、
２１０−４、２２０−１、２２０−２、２２０−３、２
２０−４、からなっている。

【００５２】絶縁性基板２１は、例えばポリイミド樹脂
からなり、厚さ約２５μｍに形成されている。また、絶
縁性基板２１にはゲートとなるべき孔が形成されてい
る。

【００５３】帯状電極２００ａ−１等、２００ｂ−１
等、２１０−１等、２２０−１等は、例えば銅箔からな
り、前記絶縁性基板２１におけるトナー担持体１０側表
面と対向電極３０側、即ち前記孔の周りに設けられてお
り、所定の配列に従って配置されている。各帯状電極２
００ａ−１等、２００ｂ−１等、２１０−１等、２２０
−１等は例えば直径約２２０μｍ、厚さ約３０μｍに形
成されている。また、帯状電極２００ａ−１等、２００
ｂ−１等、２１０−１等、２２０−１等の開口部は、例
えば直径約２００μｍに形成されており、トナー担持体
１０から対向電極３０へ飛翔するトナー１２の通過部と
なっている。対向電極３０は対向電極電圧電源５２に接
続される。ここでこの通過部を以下、ゲートと称する。
尚、制御電極２０とトナー担持体１０との距離は、特に
限定されるものではない。また、ゲートの大きさや、絶
縁性基板２１及び帯状電極２００ａ、２００ｂ、２１
０、２２０の材質や厚さ等は特に限定されるものではな
い。

【００５４】前記ゲートは、例えば２５６０個形成され
ており、各帯状電極２００ａ−１等、２００ｂ−１等、
２１０−１等、２２０−１等は、給電線を介して電位切
換え手段としての高圧ドライバに電気的に接続されてい
る。前記ゲートの個数は、Ａ４判の用紙の横幅における
解像度３００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）に相
当する。尚、帯状電極２００ａ−１等、２００ｂ−１
等、２１０−１等、２２０−１等の個数は特に限定され
るものではない。

【００５５】また、前記帯状電極２００ａ−１等、２０
０ｂ−１等、２１０−１等、２２０−１等の表面及び給
電線表面は、厚さ約３０μｍの絶縁体層（図示せず）で
覆われており、これにより、帯状電極２００ａ−１等、
２００ｂ−１等、２１０−１等、２２０−１等同士の絶
縁性、給電線同士の絶縁性、及び互いに接続されていな
い帯状電極２００ａ−１等、２００ｂ−１等、２１０−
１等、２２０−１等と給電線との間の絶縁性が確保され
ている。尚、絶縁体層の材質や厚さ等は特に限定される
ものではない。

【００５６】図３に示す本発明による一実施の形態で
は、所謂行電極２１０−１等、２２０−１等と列電極２
００ａ−１等、２００ｂ−１等は４×６４０のマトリク
スを構成している。本実施の形態では電位切換え手段と
してトランジスタを用いた。また、このトランジスタが
スイッチングに必要な消費電流において、全トランジス
タの消費電流を合わせたときの最大電流が約７０ｍＡ以
下となるように回路を構成しなければならない。これ
は、安全規格上このような制約があるからである。その
ため、制御電極２０の各電位切換え手段及び対向電極３
０の電位切換え手段においてこの規格に逸脱しないよう
に回路を構成している。

【００５７】行電極２１０−１〜４、２２０−１〜４の
８本は４本ずつのグループを形成していて８個のトラン
ジスタで構成される８チャンネルの電位切換え手段でそ
れぞれを制御している。列電極２００ａ−１〜３２０、
２００ｂ−１〜３２０は３２０本ずつのグループを形成
し、６４個のトランジスタを１チップのＩＣに内蔵した
６４チャンネルの電位切換え手段が５個で制御されてい
る。列電極２００ａ、２００ｂは、２００ａ−１と２０
０ｂ−１、２００ａ−２と２００ｂ−２といったように
６４チャンネルの電位切換え手段の１チャンネルにより
各グループの１つずつの電極が制御される。

【００５８】ここで、具体的に図３のゲート３００−１
と３００−３２０がＯＮで他のゲート３００がＯＦＦの
場合は以下の制御となる。先ず、電位切換え手段２３０
によって行電極２１０−１がＯＮ、他の行電極２１０−
２〜４と２２０−１〜４はＯＦＦ、電位切換え手段２４
０によって列電極２００ａ−１、２００ｂ−１はＯＮ、
２００ａ−２〜３２０、２００ｂ−２〜３２０はＯＦＦ
とされ、まず行列共にＯＮとなったゲート３００−１が
印字される。

【００５９】次に電位切換え手段２５０によって行電極
２２０−１がＯＮ、他の行電極２１０−１〜４と２２０
−２〜４はＯＦＦ、列電極２００ａ−１、２００ｂ−１
はＯＮ、２００ａ−２〜３２０、２００ｂ−２〜３２０
はＯＦＦとされ、行列共にＯＮとなったゲート３００−
３２０が印字される。

【００６０】従来の技術では、４×６４０のマトリクス
制御では使用するトランジスタは６４４個であったが、
本実施の形態によると３２８個で従来と同様の制御が実
現できた。このように本実施の形態では４×６４０のマ
トリクス制御において、従来必要とされていたトランジ
スタの数を約半数に削減することができた。

【００６１】また、従来、電位切換え手段を削減するた
めに電極構成を８×３２０のマトリクス構成とした場
合、行電極が２倍の数になりこれにより制御電極２０の
幅が広がってしまった。制御電極の幅が広がるとトナー
担持体１０と制御電極２０の距離が、前記トナー担持体
１０の持つ曲率の影響により中央部と端部で異なってし
まう。この場合、トナー担持体１０の表面に担持されて
いるトナー１２が感じる電界は制御電極２０の中央部に
対向する部分と端部に対向する部分では違いが大きくな
る。例えば制御電極２０の中央部に対向する部分での電
界と、端部に対向する部分での電界は端部に対向する部
分の電界が弱くなるのでトナー１２の飛翔制御が困難と
なる場合があり、最悪の場合は飛翔制御が不可能とな
る。

【００６２】本発明における制御電極２０構成ではこの
ような問題をも解決することができ制御電極の幅を広げ
ることなく前述したトランジスタの数を大幅に削減する
ことができる。

【００６３】ここで、制御電極２０に対向して配置され
ている対向電極３０についてその構成を説明する。本発
明による対向電極３０は、前記制御電極の各ブロックに
対応するように分割して配置されている。

【００６４】例えば、前述した制御電極２０において図
３に示すように行電極は２１０−１〜４と、２２０−１
〜４の４本ずつの２グループに分割されており、列電極
もこれに合わせて２００ａ−１〜３２０、２００ｂ−１
〜３２０の２グループに分割されている。この時、対向
する対向電極３０は第４図に示すように前記制御電極２
０の各グループに対応するように２個の対向電極３０−
ａ、３０−ｂで構成される。

【００６５】この時、前述した図３のゲート３００−１
と３００−３２０がＯＮで他のゲート３００がＯＦＦの
場合の制御に合わせて対向電極３０−ａ、３０−ｂの制
御について説明すると以下の制御となる。

【００６６】先ず、電位切換え手段２３０によって行電
極２１０−１がＯＮ、他の行電極２１０−２〜４と２２
０−１〜４はＯＦＦ、電位切換え手段２４０によって列
電極２００ａ−１、２００ｂ−１はＯＮ、２００ａ−２
〜３２０、２００ｂ−２〜３２０はＯＦＦとされ、対向
電極３０−ａにはトナー１２と逆極性の電位、即ち本実
施の形態におけるトナー１２は負帯電トナーを用いてい
るために、対向電極３０−ａには正極性の電位が印加さ
れ、対向電極３０−ｂにはトナー１２と同極性の電位、
即ち負極性の電位が印加され、まず行列共にＯＮとなり
且つ、対向する対向電極にトナー１２と逆極性の印加さ
れてゲート３００−１が印字される。

【００６７】ここで、ゲート３００−１が存在するブロ
ックに対向配置されている対向電極は３０−ａであるか
ら、対向電極３０−ａには、トナー担持体１０に担持さ
れているトナー１２を対向電極上を通過する記録媒体で
ある用紙８上に飛翔させるためにトナー１２を対向電極
方向に引き寄せる方向の電位を印加しなければならな
い。

【００６８】これに対して、トナー１２の飛翔が阻止さ
れているブロック（行電極 ２２０−１〜４、列電極
２００ｂ−１〜３２０）では、トナー１２がゲートを通
過してしまうと用紙８上に画像信号でトナー１２が飛翔
すべきではない部分にトナー１２が落下してしまいトナ
ー漏れという印字不良を発生してしまうために、トナー
担持体１０に担持されているトナー１２をトナー担持体
１０表面に保持するために対向電極３０−ｂに対向電極
方向に反発する方向の電位であるトナー１２と同極性の
電位を印加する。

【００６９】次に電位切換え手段２５０によって行電極
２２０−１がＯＮ、他の行電極２１０−１〜４と２２０
−２〜４はＯＦＦ、列電極２００ａ−１、２００ｂ−１
はＯＮ、２００ａ−２〜３２０、２００ｂ−２〜３２０
はＯＦＦとされ、対向電極３０−ｂにはトナー１２と逆
極性の電位、即ち本実施例におけるトナー１２は負帯電
トナーを用いているために、対向電極３０−ｂには正極
性の電位が印加され、対向電極３０−ａにはトナー１２
と同極性の電位、即ち負極性の電位が印加され、行列共
にＯＮとなり且つ、対向する対向電極にトナー１２と逆
極性の電位が印加されて、ゲート３００−３２０が印字
される。

【００７０】本発明による制御電極２０のように分割配
置された電極構成となっていた場合、対向電極３０を分
割するのではなく制御電極全面に対向する１枚の対向電
極で構成された場合、例えば前述した制御においてゲー
ト３００−１を印字する時、電位切換え手段２３０によ
って行電極２１０−１がＯＮ、他の行電極２１０−２〜
４と２２０−１〜４はＯＦＦ、電位切換え手段２４０に
よって列電極２００ａ−１、２００ｂ−１はＯＮ、２０
０ａ−２〜３２０、２００ｂ−２〜３２０はＯＦＦとさ
れる。

【００７１】ここで、トナー１２の飛翔が阻止されてい
るブロック（行電極２２０−１〜４、列電極２００ｂ−
１〜３２０）では、行電極は全てＯＦＦされているが、
列電極２００ｂ−１はＯＮされているために、この列電
極２００ｂ−１に当たるゲートにおいて若干の飛翔電界
が形成される。これは列電極２００ａ、２００ｂは、２
００ａ−１と２００ｂ−１、２００ａ−２と２００ｂ−
２といったように６４チャンネルの電位切換え手段の１
チャンネルにより各グループの１つずつの電極が制御さ
れているために生じるものであるが、このような構成は
前述したようにトランジスタの数を削減するためには必
要不可欠なものであり制御構成上何ら問題は無い。

【００７２】しかし、前記のように若干の飛翔電界が形
成されるためにトナー担持体１０に担持されたトナー１
２がこの電界により飛翔してしまう可能性がある。前記
１枚構成の対向電極では制御電極の全面にわたって一様
にトナー１２を対向電極方向へ引き寄せる方向の電位が
印加され、前記列電極２００ｂ−１に当たるゲートにお
いて形成された若干の飛翔電界をさらに助長させること
になりトナー担持体１０に担持されたトナー１２がこの
電界により飛翔する可能性が高くなる。

【００７３】かかる問題を解決する手段として、本発明
では、対向電極を制御電極の分割構成に合わせて分割配
置することにより前記のようにトナー１２が飛翔すべき
ではないゲートにおいてトナー１２が抜け落ちてしまう
ことを防ぐことができる。

【００７４】さらに、トナー飛翔制御がなされていない
ブロックの対向電極に対してトナー１２と同極性の電位
を印加することによりその効果が絶大なものとなりトナ
ー漏れによる印字不良を発生することがない。

【００７５】本発明による画像形成装置では記録媒体で
ある用紙８の搬送をファンモータ６により空気流により
紙搬送支持部材に吸着させて搬送している。この用紙８
の搬送方法としては、用紙８を誘電体等で形成された支
持部材に該用紙８を帯電させてその支持部材に静電吸着
させて搬送する方法と空気流による吸着搬送の２方法が
考えられる。

【００７６】前者の静電吸着による搬送は、誘電体部材
と用紙８との電位差がポイントとなるが、本発明による
構成においては対向電極に正負の両極性の電位が印加さ
れるために、その上を通過する用紙８を帯電させて搬送
することは困難でリーク等の問題も発生する恐れがある
ため好ましくない。

【００７７】このため、本発明による画像形成装置では
後者のエアーによる吸着搬送が適しているが、この場
合、エアー発生手段である例えばファンモータ６は当然
印字に影響を与える恐れがない対向電極の裏面側に配置
される。この場合、対向電極若しくは対向電極の前後に
この空気流を通す通気孔が必要となる。

【００７８】そこで、本発明では、分割配置された前記
対向電極若しくは該対向電極の前後に多数の通気孔を設
けて用紙８の吸着を適切に行わしめるようにした。この
時、この通気孔は、トナー飛翔に必要な電界を対向電極
の全面にわたって形成するためにこの電界の形成に影響
を及ぼさないように微小な孔にする必要がある。さら
に、分割配置された前記対向電極若しくは該対向電極の
前後に設けられた多数の通気孔を、前記対向電極方向に
吹き込む空気流に対して、上流側が下流側よりも大きく
なるように形成することで用紙８を吸着するための空気
流を効率的に作用させることができる。

【００７９】このように本発明では、大幅な部品点数の
削減ができ、これによる装置の小型化及び低廉化が実現
できると共に、トナー漏れ等の印字不良を発生すること
なく、鮮明な画像を提供することができる。

【００８０】その他、本発明は上記しかつ図面に示した
実施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲内で適宜変形して実施できることは勿論であ
る。

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の構成によれば、少なくと
も１色の顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、
該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た絶縁性基板と、該絶縁性基
板に設けられた顕像剤の通過部となる複数個のゲート
と、該複数のゲートの周囲であって前記絶縁性基板の前
記担持体側に設けられた第１電極群及び対向電極側に設
けられた第２電極群を含む少なくとも２つ以上の電極群
からなる制御電極と、該制御電極の個々の電極群に少な
くとも画像データに応じた所定の電位を印加する制御回
路手段とからなり、該制御回路手段によって前記制御電
極の電極群に所定の電位を印加することにより、前記制
御電極と前記対向電極の間に搬送された記録媒体表面に
画像を形成する画像形成装置において、前記制御電極の
第１電極群と第２電極群は、少なくとも複数のブロック
毎に分割制御されると共に、前記対向電極は、前記制御
電極の各ブロックに対応するように分割して配置するこ
とにより、トナー漏れ等の印字不良を発生することがな
く鮮明な画像を提供することができる。

【００８２】請求項２記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックと、これに対応して分割配置された前記
対向電極の制御をそれぞれ同期させて制御することによ
り、トナー飛翔の制御を効率良く的確に行うことができ
る。

【００８３】請求項３記載の構成によれば、前記第１電
極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グルー
プは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過の
電位を切り換えることにより制御する電位切換え手段を
各々有すると共に、前記電極群以外の各グループは、前
記顕像剤の前記ゲートの通過の電位を切り換えることに
より制御する電位切換え手段を共有することにより、電
位切換え手段の部品点数の削減を実現できると共に、装
置の小型化及び低廉化ができる。

【００８４】請求項４記載の構成によれば、分割配置さ
れた前記対向電極は、前記制御電極の第１電極群及び第
２電極群の内、各グループが各々電位切換え手段を有す
る電極群に対応するブロックに同期して制御されること
でトナー飛翔制御を効率良く且つ的確に行うことができ
る。

【００８５】請求項５記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通過
を制御しているブロックに対応する前記対向電極に対し
てのみ、前記顕像剤と逆極性の電位を印加することで、
トナーの飛翔制御を的確に行うと共に、トナー漏れ等の
印字不良を発生させることなく鮮明な画像を提供するこ
とができる。

【００８６】請求項６記載の構成によれば、前記制御電
極の各ブロックの中で、前記顕像剤の前記ゲートの通過
を制御阻止しているブロックに対応する前記対向電極に
対し、前記顕像剤と同極性の電位を印加することで、ト
ナーの飛翔制御を的確に行うと共に、トナー漏れ等の印
字不良を発生させることなく鮮明な画像を提供すること
ができる。

【００８７】請求項７記載の構成によれば、分割配置さ
れた前記対向電極は、前記顕像剤と逆極性の電位と、前
記顕像剤と同極性の電位とを切り換える電位切換え手段
を有することで制御回路構成がコンパクトになり、装置
の小型化及び低廉化が実現できる。

【００８８】請求項８記載の構成によれば、前記第１電
極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群の各グルー
プは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲートの通過を
電位を切り換えることにより制御する電位切換え手段を
各々有すると共に、該各電位切換え手段の最大電流供給
能力が約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守
し、安全で且つ信頼性の高い装置を提供することができ
る。

【００８９】請求項９記載の構成によれば、前記電位切
換え手段を共有する前記制御電極のどちらか一方の電極
群において、前記電位切換え手段の最大電流供給能力が
約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守し、安全
で且つ信頼性の高い装置を提供することができる。

【００９０】請求項１０記載の構成によれば、分割配置
された前記対向電極の前記電位切換え手段の最大電流供
給能力が約７０ｍＡ以下とすることで、安全規格を遵守
し、安全で且つ信頼性の高い装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置を示す概
略断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態による画像形成部の要部
の構成を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態による制御電極の構成を
示す説明図である。

【図４】本発明の一実施の形態による制御電極と対向電
極の配置状態を示す図である。

【符号の説明】

１０ トナー担持体 １２ トナー ２０ 制御電極 ２１ 絶縁性基板 ３０ 対向電極 ２３０−１、２３０−２、２３０−３、２３０−４ 電
位切換え手段 ２４０、２５０−１、２５０−２、２５０−３、２５０
−４ 電位切換え手段

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１色の顕像剤を担持する担持
   体を有する供給手段と、該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た絶
   縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部
   となる複数個のゲートと、該複数のゲートの周囲であっ
   て前記絶縁性基板の前記担持体側に設けられた第１電極
   群及び対向電極側に設けられた第２電極群を含む少なく
   とも２つ以上の電極群からなる制御電極と、該制御電極
   の個々の電極群に少なくとも画像データに応じた所定の
   電位を印加する制御回路手段とからなり、該制御回路手
   段によって前記制御電極の電極群に所定の電位を印加す
   ることにより、前記制御電極と前記対向電極の間に搬送
   された記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置にお
   いて、 前記制御電極の第１電極群と第２電極群は、少なくとも
   複数のブロック毎に分割制御されると共に、 前記対向電極は、前記制御電極の各ブロックに対応する
   ように分割して配置されることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記制御電極の各ブロックと、これに対
   応して分割配置された前記対向電極の制御をそれぞれ同
   期させて制御することを特徴とする請求項１記載の画像
   形成装置。
3. 【請求項３】 少なくとも１色の顕像剤を担持する担持
   体を有する供給手段と、該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た絶
   縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部
   となる複数個のゲートと、該複数のゲートの周囲であっ
   て前記絶縁性基板の前記担持体側に設けられた第１電極
   群及び対向電極側に設けられた第２電極群を含む少なく
   とも２つ以上の電極群からなる制御電極と、該制御電極
   の個々の電極群に少なくとも画像データに応じた所定の
   電位を印加する制御回路手段とからなり、該制御回路手
   段によって前記制御電極の電極群に所定の電位を印加す
   ることにより、前記制御電極と前記対向電極の間に搬送
   された記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置にお
   いて、 前記第１電極群及び第２電極群のどちらか一方の電極群
   の各グループは、対応する電極に前記顕像剤の前記ゲー
   トの通過の電位を切り換えることにより制御する電位切
   換え手段を各々有すると共に、 前記電極群以外の各グループは、前記顕像剤の前記ゲー
   トの通過の電位を切り換えることにより制御する電位切
   換え手段を共有することを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 分割配置された前記対向電極は、前記制
   御電極の第１電極群及び第２電極群の内、各グループが
   各々電位切換え手段を有する電極群に対応するブロック
   に同期して制御されることを特徴とする請求項１乃至請
   求項３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記制御電極の各ブロックの中で、前記
   顕像剤の前記ゲートの通過を制御しているブロックに対
   応する前記対向電極に対してのみ、前記顕像剤と逆極性
   の電位を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３の何れかに記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記制御電極の各ブロックの中で、前記
   顕像剤の前記ゲートの通過を制御阻止しているブロック
   に対応する前記対向電極に対し、前記顕像剤と同極性の
   電位を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項３
   の何れかに記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 分割配置された前記対向電極は、前記顕
   像剤と逆極性の電位と、前記顕像剤と同極性の電位とを
   切り換える電位切換え手段を有することを特徴とする請
   求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記第１電極群及び第２電極群のどちら
   か一方の電極群の各グループは、対応する電極に前記顕
   像剤の前記ゲートの通過を電位を切り換えることにより
   制御する電位切換え手段を各々有すると共に、該各電位
   切換え手段の最大電流供給能力が約７０ｍＡ以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載
   の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記電位切換え手段を共有する前記制御
   電極のどちらか一方の電極群において、前記電位切換え
   手段の最大電流供給能力が約７０ｍＡ以下であることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の画像
   形成装置。
10. 【請求項１０】 分割配置された前記対向電極の前記電
    位切換え手段の最大電流供給能力が約７０ｍＡ以下であ
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記
    載の画像形成装置。