JPH10258540A

JPH10258540A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10258540A
Application number: JP6882897A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wakahara; 史郎若原; Masaharu Kimura; 正治木村; Kimihide Tsukamoto; 公秀塚本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】マトリクスドライブの制御電極部を用いた場
合に、顕像剤の漏れを防止し、制御電極部の加工が容易
で、均一な電界形成をすることにより良好な画像形成が
でき、放電等の電気的リークも防ぎ、部品点数の削減と
装置の小型化・コストダウンが可能とする。【解決手段】制御電極部２６は、第１制御電極部２６
ｆと第２制御電極部２６ｇからなる。制御電極部２６
は、対向電極２５表面の接線方向と平行をなしかつ対向
電極２５と対向して２次元的に広がっており、第１制御
電極部２６ｆと第２制御電極部２６ｇの間にトナー担持
体２２を配置する。トナー担持体２２から対向電極２５
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、この制御電極部２６に供給される電位により、トナ
ー担持体２２から対向電極２５へのトナー２１の飛翔が
制御される。

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
およ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
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号を紙等の記録媒体上に可
視像として出力する画像形成装置として、荷電粒子に電
界を付与して電気力によって飛翔させ、飛翔路に配置し
た複数の通過孔を含む制御電極部に印加する電位を変化
させて記録媒体に荷電粒子を付着させることにより、画
像を該記録媒体上に直接形成する画像形成装置が提案さ
れている。

【０００３】このようなタイプの画像形成装置では、ト
ナー飛翔制御をそれぞれ一つの電極で制御するシングル
ドライブが一般的である。しかし、このようなシングル
ドライブの場合は開口部の一つ一つに電位の切り換え手
段を配置してトナーの飛翔制御を行なわなければなら
ず、従って非常に多くの電位切り換え手段（通常トラン
ジスタ）が必要であった。このような不具合を回避する
ため、特開平６−９１９１８号公報に開示されているよ
うに、マトリックス状に交差して並列配置された列・行
電極を備え、交差位置に配置した開口部のトナー通過制
御を行電極と列電極の電位の組み合わせによって行うマ
トリックスドライブが使用されている。特に上記従来技
術のような最も一般的なＸＹマトリックスの場合は、上
記シングルドライブの場合と比較すると使用するトラン
ジスタの数は大幅に削減される。

【０００４】以上のようにマトリックスドライブの場合
はシングルドライブと比較して使用するトランジスタの
数が半分になるので、コストダウンが可能なうえに、ト
ランジスタを配置するスペースが省けて装置の小型化が
可能となる。さらにＯＮ／ＯＦＦするトランジスタの数
が減少するので、電源の電流容量が少なくなって、電源
のコストダウンが可能となるなどの種々のメリットがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マトリックス
ドライブの場合は以下の不具合が発生する。マトリック
スの場合は、交差する両方の電極にトナーを飛翔させる
電位（以後ＯＮ電位）を印加したときにのみ、トナー飛
翔が行われる。これ以外では、例えば開口部の周囲に設
けられた一対の電極のうち、一つでもＯＮ電位でない場
合にはトナーの飛翔が行われないはずである。しかし、
実際は、この一対の電位のうち、一方がＯＮ電位、他方
がトナー飛翔させない電位（以後ＯＦＦ電位）であって
も、若干のトナーが対向電極に対して飛翔して漏れトナ
ーとなる。漏れトナーが発生するとカブリを生じ、画像
劣化を招く。カブリを生じると形成されたドットに十分
な濃度が得られていても生地の部分が良好で無く、結果
的にコントラストのえられないぼやけた画像となる。さ
らに上記の場合はハーフトーンの再現が不十分となるほ
かに、カラー画像形成装置の場合には混色をおこし、忠
実な色再現が困難となる。

【０００６】また、対向電極表面に記録媒体が存在しな
い場合は、トナーを飛翔させない電位を印加しても、飛
翔したトナーが対向電極表面に付着してしまう。この状
態で記録媒体が搬送されると、容易に記録媒体の裏汚れ
が発生する。或いは対向電極に付着したトナーによっ
て、対向電極の見かけの電位が変化して、トナー飛翔制
御が十分に行えなくなるなどの不具合を生じる。

【０００７】更に、漏れトナーが制御電極部のゲートを
通過する場合は上記の不具合を招くが、漏れトナーがゲ
ートを通過せず、そのまま制御電極部或いはゲート内部
に付着する場合は、制御電極部にトナーが付着し、トナ
ーの電荷によって、トナー担持体上のトナーに対する制
御電極部の見かけの電位が変化する。具体的には制御電
極部の電位は、トナーが飛翔しない電位に近くなるよう
に変化するので、トナー飛翔は困難となる。さらに、制
御電極部にトナーが飛翔するような電位を印加してもト
ナー担持体上のトナーは飛翔電界を感じず、飛翔が起こ
らない。またはゲート内部に付着したトナーで目詰まり
を引き起こし、物理的にトナー飛翔が困難となる。この
状態ではドット形成動作が行われず印字不良となり画像
欠落が生じる。

【０００８】これらの不具合を回避するためには、次の
４つの方法が考えられるが、いずれも以下のような不具
合を新たに誘発する。一つはＯＦＦ電位として、より高い電位を印加する方
法がある。しかし、トナーにゲートの通過を与える電位
との電位差が更に高くなり、使用するＦＥＴの耐圧が更
に高くなるなどのコストアップを生ずる。またＯＦＦ電
位を十分に大きくするとＯＮ電位を抑えなければなら
ず、この場合はトナー飛翔が十分得られなくなって十分
な画像濃度が得られず、コントラストのないぼやけた画
像となってしまう。従って電位を変える方法は使用する
ＦＥＴによって制限を受けて適策ではない。２つめの方法として、制御電極部開口部の開口部径を
変える、例えば対向電極側の開口部径を小さくする方法
がある。しかし、この方法はトナー担持体側の電極電位
の効果が現れにくくなるので、使用する電位としてより
高い電位が必要となり、上記と同等の不具合を招来す
る。ＦＥＴの耐圧を維持しながら、この問題を解決する為
には制御電極部をスリーブに近付ける方法がえられる。
更にマトリックス電極の電極間隔を狭くする等が考えら
れる。この２つの方法は使用する制御電極部とスリーブ
の距離精度に非常に高精度が必要なばかりか、制御電極
部の電極間の絶縁がより高レベルの絶縁が必要で制御電
極部のコストアップと歩留まりの低下は免れない。４つめはトナーの物性値制御である。使用するトナー
の物性値（帯電量やトナー層厚）を制御すればある程度
の緩和が可能であるが、帯電量のトナー物性値の制御は
非常に困難な上に環境条件などの変動が不可避であるの
で事実上困難となる。

【０００９】この他に上記のマトリックスドライブの制
御電極部では上記のように多層の電極を重ねているの
で、多くの工程が必要な上にトナーの通過孔となるゲー
トのエッチングや電極の張り付けまたは穴開け加工に対
して非常に高精度を要求される。このために制御電極部
の歩留まりが悪化してコストダウンが困難であった。

【００１０】以上から従来のマトリックス電極形状での
問題解決は非常に困難である。そこで上記従来技術特開
平６−２２７０２２のようにマトリックス電極の間にベ
ルト状の担持体を配置してマトリックス電極の間にトナ
ーを供給する方法が開示されている。しかし、使用する
ベルト状の担持体が帯電して担持体の表面が所望の電位
とは異なる電位を持ちうるので、トナーの表面電位が不
安定となる。その結果、該担持体と制御電極部の間に形
成される電界が所望の電界、即ちトナーの飛翔電界また
は非飛翔電界の形成及び両電界の良好な切り替えが困難
となってトナーの飛翔制御が十分に行えない。さらにベ
ルトの担持体が電極に対して振動したり、浮き上がった
りするので、該担持体に担持されたトナーの電極に対す
る付着力、例えば鏡像力や磁力などが容易に変化してト
ナーの飛翔量が均一でなくなり、画像劣化を起こしてい
る。この不具合の程度が悪化すると飛翔許可と飛翔阻止
が十分に行えず、印字不良が発生する事態となってい
る。さらに担持体が浮き上がって制御電極部に接触また
は近接すると、制御電極部と放電を起こして制御回路や
装置の破壊を招いていた。さらに担持体に担持された顕
像剤が制御電極部の電極群に接触して顕像剤付着を発生
する。付着顕像剤の持つ電荷によって、電極群の電位が
変化して、良好な顕像剤飛翔電界が良好に得られず、飛
翔制御が困難となるなどの不具合を招いている。最悪の
場合は、付着顕像剤がゲート内部に付着してゲートの目
詰まりを起こし、画像欠落や印字不良を容易に発生して
いる。

【００１１】本発明は、上記課題を鑑みてなされたもの
であり、マトリクスドライブの制御電極部を用いた場合
に、顕像剤の漏れを防止し、制御電極部の加工が容易
で、均一な電界形成をすることにより良好な画像形成が
でき、放電等の電気的リークも防ぎ、部品点数の削減と
装置の小型化・コストダウンが可能な画像形成装置を提
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の発明は、顕像
剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向
電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲ
ートを有する一つ以上の第一電極（群）を上記担持体と
上記対向電極との間に配置し、上記担持体の対向電極側
外周面に対して反対向電極側に上記ゲート位置で上記第
一電極（群）に交差させて第二電極（群）を配置した制
御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位
をそれぞれ制御して、上記対向電極に搬送された記録媒
体への飛翔を選択的に制御する第一制御手段及び第二制
御手段と、を備えた画像形成装置である。上記担持体
は、低抵抗部材を基材として構成されると同時に上記第
二電極に対して少なくとも電気的に非接触であることを
特徴とする。

【００１３】請求項２の発明は、上記担持体が、中高抵
抗部材を基材として構成し、該担持体表面を除電する除
電部材または該除電部材と該除電部材に電位を供給する
電源を有することを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明は、上記第二電極（群）が
上記担持体の方向に可動であることを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項３記載の画像形
成装置であって、上記担持体に少なくとも上記第二電極
（群）方向に向かう力を発生しうる担持体の吸着手段を
有することを特徴とする。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４記載の画像形
成装置であって、上記吸着手段が、エア吸着であって上
記第二電極（群）の間に吸気口を有することを特徴とす
る。

【００１７】請求項６の発明は、請求項４記載の画像形
成装置であって、上記吸着手段が、磁力発生手段であっ
て上記担持体が磁性体若しくは磁性体を混入された部材
から形成されていることを特徴とする。

【００１８】請求項７の発明は、少なくとも上記第一電
極（群）と上記第二電極（群）が対向する領域で、上記
第二電極（群）との距離が均一になるように上記担持体
あるいは第一電極（群）を配置したことを特徴とする。

【００１９】請求項８の発明は、上記第二電極（群）に
対して順次所定の順序で電位が印加される場合には、第
二電極（群）の端部に、第二電極（群）に印加される電
位と同電位を少なくとも印字時に印加するダミー電極を
配置することを特徴とする。

【００２０】請求項９の発明は、少なくとも上記担持体
と上記電極（群）とが対向する領域に交流成分を有する
磁界を発生する磁界発生手段を有し、該交流成分を有す
る磁界によって磁性を有する顕像剤を上記第一電極
（群）と第二電極（群）の間に搬送可能であることを特
徴とする。

【００２１】請求項１の発明においては、第一・第二電
極（群）で担持体を挟むので、電極によって形成される
電界に電極電位が効率よく反映できる。すなわち、従来
技術のように、担持体と対向電極の間に制御電極部があ
ると、電極の一方がＯＮ電位の場合に担持体から顕像剤
が飛翔してしまう場合があり、漏れ顕像剤が生じていた
が、第一・第二電極（群）で担持体を挟む構造であり、
飛翔方向に電極（群）間の電位差が生じなければ、顕像
剤は飛翔しない。さらに穴開け加工が必要な電極が第一
電極（群）の１層だけなので、穴開けの工程が大幅に省
略できる。さらに上記担持体が低抵抗部材で構成される
ので、担持体上に発生する電荷を容易に中和でき、該電
荷によって電界が乱されることがない。さらに担持体
を、上記第二電極（群）に対して非接触または電気的に
接触しないので、担持体を介して発生する第二電極
（群）同士の電気的リークが発生しない。

【００２２】請求項２の発明においては、担持体の抵抗
値をある程度高くするので、抵抗値が低い場合に比較し
て、第一・第二電極（群）によって形成される電界が、
担持体と第一電極（群）に形成される。また、該担持体
の表面電荷を除電するので、電荷による電界の形成不良
がなく、電極（群）と担持体が接触しても、放電が発生
しない。

【００２３】請求項３の発明においては、第二電極
（群）が可動であるので、第二電極（群）を担持体に対
して常に接触状態に維持したり、常に両者の間隔を一定
に保持したりすることが容易に可能となる。

【００２４】請求項４の発明においては、上記担持体に
少なくとも上記第二電極（群）方向に向かう力を発生し
うる担持体の吸着手段を有するので、第二電極（群）を
担持体に対して常に接触状態に維持したり、常に両者の
間隔を一定に保持したりすることが容易に可能となる。
また、担持体が第二電極（群）に吸引されて常に接触状
態であるので、担持された顕像剤が制御電極や第一電極
（群）に接触することがなく、顕像剤の付着やゲートの
目詰まりを発生しない。

【００２５】請求項５の発明においては、担持体をエア
吸引によって第二電極（群）に吸引するので、比較的安
価な構成で担持体の吸引が得られる上に、使用する顕像
剤の特性によって顕像剤層の状態に全く影響を及ぼさな
いで、良好な顕像剤層を維持可能である。

【００２６】請求項６の発明においては、担持体に磁性
特性をもたせ磁力によって第二電極（群）に吸引するの
で、第二電極を担持体に対して常に接触状態に維持する
または常に両者の間隔を一定に保持することが、さらに
安価で容易に可能となる。

【００２７】請求項７の発明においては、第一・第二電
極（群）間の間隔を均一にするので、両電極の間に形成
される電界を容易に均一にすることが可能となる。従っ
て、該間隔が不均一な場合に必要な電源の数を削減でき
る他に回路構成を簡略化できる。この他に担持体が第二
電極（群）に対して等距離にあるので、顕像剤の持つ鏡
像力を均一になるように構成可能となり、第二電極
（群）に対向する領域全体で一定の電界で飛翔制御が可
能となる。

【００２８】請求項８の発明においては、第二電極
（群）の端部にＯＦＦ電位となる電極を配置するので、
第二電極（群）の全面にわたって均一な顕像剤の飛翔特
性をえることが可能である。

【００２９】請求項９の発明においては、第一・第二電
極（群）の間に交流成分を有する磁場を発生させ、該磁
場によって顕像剤を搬送するので、担持体をベルト等の
機械的構成による顕像剤搬送手段が不要となる。また、
鋼体のトナー担持体を構成しても制御電極に対向する領
域でトナー担持体を平面に構成できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態ついて図面を
参照しながら説明する。図１は本発明に係る画像形成装
置の一実施形態を示す要部の概略構成図である。尚、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
極性を設定すればよい。

【００３１】図１に示すように、画像形成装置は、トナ
ー供給部２と印刷部３とを有する画像形成部１を備えて
いる。この画像形成部１は、画像信号に応じた画像を、
顕像剤としてのトナーを使用して記録媒体である用紙上
に顕像化するものである。つまり、本画像形成装置は、
トナーを飛翔させて用紙に付着させると共に、上記トナ
ー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。

【００３２】上記画像形成部１への用紙の入紙側には、
給紙装置１０が設けられている。給紙装置１０は、記録
媒体としての用紙５を収容する用紙カセット４、この用
紙カセット４から用紙５を送り出すピックアップローラ
６、供給された用紙５をガイドする給紙ガイド７からな
る。また、給紙装置１０は、用紙５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。上記の
ピックアップローラ６は、図示しない駆動装置によって
回転駆動される。

【００３３】また、画像形成部１からの用紙の出紙側に
は、画像形成部１にて用紙５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５に定着させる定着
部１１が設けられている。定着部１１は、加熱ローラ１
２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５、お
よび、温度制御回路８０からなる。加熱ローラ１２は例
えば厚さ２mmのアルミニウム管からなる。ヒータ１３
は、例えばハロゲンランプからなり、加熱ローラ１２に
内蔵されている。加圧ローラ１４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上記
加熱ローラ１２および加圧ローラ１４には、用紙５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１５は、加熱ローラ１２表
面の温度を測定する。温度制御回路８０は、主制御部に
よって制御されており、温度センサ１５の測定結果に基
づいてヒータ１３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御し、加熱ロー
ラ１２表面の温度を例えば１５０℃に保持する。また、
定着部１１は、用紙５が排出されたことを検出する排紙
センサ（図示せず）を備えている。尚、加熱ローラ１
２、ヒータ１３、加圧ローラ１４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１２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１１
は、用紙５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よい。

【００３４】また、図示しないが、定着部１１からの用
紙の出紙側には、定着部１１で処理された用紙５を排紙
トレイ上に排出する排紙ローラ、および排出された用紙
５を受ける排紙トレイ（いずれも図示せず）が設けられ
ている。上記の加熱ローラ１２、加圧ローラ１４、およ
び排紙ローラは、図示しない駆動装置によって回転駆動
される。

【００３５】画像形成部１のトナー供給部２は、顕像剤
としてのトナー２１が収容されているトナー収容槽２
０、トナー２１を担持するベルト状の担持体としてのト
ナー担持体２２、不図示の駆動手段によってベルトの支
持及び駆動を行うベルト支持部材２２ａと２２ｂおよ
び、トナー収容槽２０が内部に設けられトナー２１を帯
電させると共にトナー担持体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、から
なる。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
らの距離が例えば６０μｍとなるように設けられてい
る。トナー２１は、例えば平均粒径が６μｍの非磁性ト
ナーであり、ドクターブレード２３により、例えば帯電
量が−４μＣ／ｇ〜−５μＣ／ｇとなるように電荷が付
与されている。

【００３６】また、トナー収容槽２０の内部にはトナー
担持体２２の表面に接触してトナー担持体２２表面のト
ナー層を剥離する剥離部材３２ａとトナー２１層が剥離
された後のトナー担持体２２の表面に接触可能であって
該表面の除電を行うローラー状の除電ブラシ３２ｃと、
トナー担持体２２の裏面にトナー担持体２２に接触可能
に除電ブラシ３２ｃに対向配置された導電性を有するロ
ーラー３２ｂとローラー３２ｂに対向配置されて、剥離
部材３２ａを支持し内部に除電ブラシ３２ｃを有する支
持ケース部材３２を有する。

【００３７】尚、ドクターブレード２３とトナー担持体
２２との距離は、特に限定されるものではない。またト
ナー２１の平均粒径や帯電量等は、特に限定されるもの
ではない。

【００３８】トナー担持体２２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
での速度が８０mm/secで回転する。トナー担持体２２
は、その外周面にトナー２１をトナー２１の持つ電荷に
よる静電気力やファンデルワールス力や凝集力またはそ
の他の粒子間または物質間力によって担持することがで
きるようになっている。尚、トナー担持体２２の回転速
度は、特に限定されるものではない。

【００３９】画像形成部１の印刷部３は、例えば厚さ１
mmのアルミニウム板からなり、トナー担持体２２の外周
面と対向する対向電極２５と、該対向電極２５に高圧を
供給する高圧電源３０と、第１制御電極部２６ｆと第２
制御電極部２６ｇからなる制御電極部２６と、除電ブラ
シ２８と除電ブラシ２８に除電電位を与える除電電源１
７、用紙５を帯電させる帯電ブラシ８と、該帯電ブラシ
８に帯電電位を与える帯電電源１８と、誘電体ベルト２
４と、該誘電体ベルト２４を支持する支持部材１６ａ，
１６ｂとクリーナーブレード１９を備えている。上記の
対向電極２５は、トナー担持体２２の外周面からの距離
が例えば１．１mmとなるように設けられている。誘電体
ベルト２４はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を基材
とし、体積抵抗率で１０¹⁰Ω・cm、厚さが７５μｍであ
る。該誘電体ベルト２４は図示しない駆動装置によって
駆動され、図中矢印方向に例えばその表面での速度が３
０mm/secで回転する。また、対向電極２５には、高圧電
源（制御手段）３０により、例えば２．３kVの高圧が印
加されている。つまり、対向電極２５とトナー担持体２
２との間には、高圧電源部３０から印加される高圧によ
り、トナー担持体２２に担持されたトナー２１を対向電
極２５方向に飛翔させるのに必要な電界が付与されてい
る。

【００４０】上記除電ブラシ２８は誘電体ベルト２４の
回転方向における制御電極部２６下流側に該誘電体ベル
ト２４に圧接するようにして設けられている。除電ブラ
シ２８は除電電源１７によって除電電位２．５kVが印加
され、誘電体ベルト２４表面に存在する不要電荷を除電
する。

【００４１】上記のクリニングブレード１９は、例え
ば、紙詰まり（ペーパージャム）等の不測の事態が生じ
て誘電体ベルト２４表面にトナー２１が付着した場合
に、このトナー２１を除去して、用紙裏面が該トナー２
１によって汚染されることを防止する。尚、対向電極２
５の材質は、特に限定されるものではない。また、対向
電極２５とトナー担持体２２との距離は、特に限定され
るものではない。さらに、対向電極２５の回転速度や、
印加される電圧は、特に限定されるものではない。

【００４２】また、図示しないが、本画像形成装置は、
制御回路として、画像形成装置全体を制御する主制御部
と、原稿等の画像を読み取る画像読み取り装置から得ら
れた画像データを印刷すべき画像データの形式に変換す
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
電極部２６に与えるべき画像データに変換する画像形成
制御ユニットとを備えている。

【００４３】図２に、この制御電極部２６近傍の断面図
を示す。制御電極部２６は、対向電極２５表面の接線方
向と平行をなしかつ対向電極２５と対向して２次元的に
広がっており、トナー担持体２２から対向電極２５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、
この制御電極部２６に供給される電位により、トナー担
持体２２と対向電極２５との間に付与された電界が変化
し、トナー担持体２２から対向電極２５へのトナー２１
の飛翔が制御される。

【００４４】図３は第１制御電極部２６ｆの概略構成図
である。第１制御電極部２６ｆは、トナー担持体２２の
外周面からの距離が例えば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、第１制御電極部２６ｆは、絶縁
性基板２６ａ、高圧ドライバ（図示せず）、および、各
々独立した帯状の導電体、即ち帯状電極群２７ｂからな
っている。基板２６ａは、例えばポリイミド樹脂からな
り、厚さ２５μｍに形成されている。また、基板２６ａ
には、後述するゲート２９となるべき孔が形成されてい
る。帯状電極２７ｂは、例えば銅箔からなり、上記孔
（ゲート）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。また、各孔の開口部は、例えば直径
１６０μｍに形成されており、トナー担持体２２から対
向電極２５へ飛翔するトナー２１の通過部となってい
る。同時に上記帯状電極２７ｂは該ゲートに対応する位
置で、上記帯状電極群２７ａと対向するように配置され
ている。尚、第１制御電極部２６ｆとトナー担持体２２
との距離は、特に限定されるものではない。また、各帯
状電極２７ｂには開口部径が２２０μｍの開口部が設け
られている。また、ゲート２９の大きさや、基板２６ａ
および帯状電極２７ｂの材質や厚さ等は、特に限定され
るものではない。

【００４５】図４に第２制御電極部２６ｇの斜視図を示
し、図５に対向電極側から見た制御電極部の構成図を示
す。帯状電極２７ａは、ゲート２９に対応した位置で帯
状電極２７ｂと交差し、望ましくは該トナー担持体２２
の長手方向と平行になるように配置されている。この帯
状電極２７ａは絶縁性基板２６ｂに形成されており、更
に絶縁性基板２６ｂには後述するダミー電極２６ｅが形
成され、帯状電極２７ａとダミー電極２６ｅは絶縁層２
６ｃで覆われている。この絶縁性基板２６ｂは、図示の
支持部材によって支持されている。絶縁層２６ｃは帯状
電極２７ａの個々の電極または個々の電極とトナー担持
体２２の間の放電を回避するために配置されている。

【００４６】上記各帯状電極２７ａ，２７ｂは、給電線
および高圧ドライバ（図示せず）を介して制御電源部３
１に電気的に接続されている。また、上述のように帯状
電極２７ａは絶縁層２６ｃで覆われているが、同様にし
て帯状電極２７ｂ表面および給電線表面は、厚さ３０μ
ｍの絶縁層で覆われており、これにより、帯状電極２７
ｂ同士の絶縁性、給電線同士の絶縁性、および、トナー
担持体２２や対向電極２５と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。

【００４７】制御電極部２６の帯状電極２７ａ、２７ｂ
には、制御電源部（制御手段）３１により画像信号に応
じたパルス、即ち、電圧が印加される。つまり、制御電
源部３１は、帯状電極２７ａに対しては、トナー担持体
２２に担持されたトナー２１を対向電極２５方向に通過
させる場合、例えば−２００Ｖを、通過させない場合、
例えば１５０Ｖを印加する。帯状電極２７ｂに対して
は、それぞれ例えば１５０Ｖと−２００Ｖを印加するよ
うになっている。

【００４８】このように、制御電極部２６への付与電位
を画像信号に応じて制御し、対向電極２５におけるトナ
ー担持体２２との対向面側に用紙５を配すると、用紙５
の表面に画像信号に応じたトナー像が形成される。尚、
制御電源部３１は、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部制御信号によって制御されて
いる。

【００４９】上記画像形成装置は上記のようにプリンタ
ーの印字部として使用されているが、ファックスやデジ
タルコピーの印字部として使用可能である。例えばデジ
タルコピーの印字部として使用した場合の本画像形成装
置による画像形成動作について図６を用いて以下に説明
する。

【００５０】先ず、例えば、画像読取り部に複写すべき
原稿が載置され、コピースタートボタン（図示せず）が
操作されると、この入力を受けた主制御部は画像形成動
作を開始させる。即ち、画像読み取り部によって原稿画
像が読み取られ（ステップＳ１）、その画像データが画
像処理部で処理され（ステップＳ２）、画像メモリに記
憶される（ステップＳ３）。画像メモリに記憶された画
像データが、画像形成制御ユニットに転送され（ステッ
プＳ４）、画像形成制御ユニットでは、入力された画像
データを制御電極部２６に与える制御電極部制御信号に
変換し始める（ステップＳ５）。

【００５１】また、画像形成制御ユニットは、所定量の
制御電極部制御信号を得ると（ステップＳ６；ＹＥ
Ｓ）、図示しない駆動装置を制御して、画像形成部１の
トナー担持体２２（スリーブ）の回転を開始させる（ス
テップＳ８）。制御電源部３１から帯状電極２７ａ，２
７ｂに適宜１５０Ｖもしくは−２００Ｖの電圧が印加さ
れる（ステップＳ９）。対向電極２５と帯電ブラシ８と
除電ブラシ２８とに前述の所定の電圧を印加し、誘電体
ベルト２４を駆動する（ステップＳ１０）。所望の制御
電極部信号でない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、このフ
ローが中断され、エラー表示が行われる（ステップＳ
７）。

【００５２】次に、給紙装置１０のピックアップローラ
６を作動させ（ステップＳ１１）、記録紙５を取り出
す。取り出された記録紙５は、画像形成部１に送り出さ
れ、帯電ブラシ８と支持部材１６ａの間に搬送される。
前述のように、対向電極２５と支持部材１６ａは２．３
kV、帯電ブラシ８には１．２kVの高圧が印加されてい
る。従って、帯電ブラシ８と支持部材１６ａの間の電位
差によって帯電ブラシ８と誘電体ベルト２４の間に搬送
された用紙５の表面にはマイナスの電荷が供給される。
マイナスの電荷が供給されると該電荷の静電気力によっ
て用紙５は誘電体ベルト２４に吸着されたまま誘電体ベ
ルト２４の移動によってゲート２９の直下に移動する。
誘電体ベルト２４表面の電荷はゲート２９の直下に到達
するまでに時間減衰して対向電極２５の電位との兼ね合
いから表面電位は２kVとなる。

【００５３】正常な給紙状態であるかどうかを給紙セン
サにて検出し、給紙が正常に行われていなければ、（ス
テップＳ１２；ＮＯ）、このフローが中断され、エラー
表示が行われる（ステップＳ１３）。給紙が正常に行わ
れていると（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、画像形成制御
ユニットは、上記の制御電極部制御信号を制御電源部３
１に供給する。この制御電極部制御信号の供給は、上記
の帯電ブラシ８による印刷部３への用紙５の供給に応じ
たタイミングで行われる。制御電源部３１は、上記の制
御電極部制御信号に基づいて、制御電極部２６の各帯状
電極２７ａ、２７ｂに印加する高圧を制御する（ステッ
プＳ１４）。つまり、制御電源部３１から適宜所定の帯
状電極２７ａ，２７ｂに１５０Ｖもしくは−２００Ｖの
電圧が印加され、画像データに応じて制御電極部２６付
近の電界が制御される。即ち、制御電極部２６のゲート
２９を通過して、トナー２１をトナー担持体２２から対
向電極２５へ飛翔させる場合、−２００Ｖまたは１５０
Ｖの電圧を一画素当たり２００μsec印加し、トナー２
１を通過させない場合は１５０Ｖまたは−２００Ｖの電
位を印加する。これにより、対向電極２５表面の誘電体
ベルト２４の移動によって出紙側に向かって３０mm／se
cの速度で移動している用紙５上に、画像信号に応じた
トナー像が形成される。

【００５４】トナー像が形成された用紙５は支持部材１
６ｂの持つ極率で誘電体ベルト２４から剥離されて定着
部１１に搬送されたのちに、この定着部１１でトナー像
が用紙５に定着される。トナー像が定着された用紙５
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、主制御部が印刷動作の正常な終了
を判断する（ステップＳ１５）。

【００５５】以上の画像形成動作により、用紙５上に良
好な画像が形成される。本画像形成装置は、用紙５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用となっ
ている。従って、顕像体から用紙５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。また、装置の構成が簡
単化されると共に、部品点数が削減されるので、小型化
および低廉化が可能となっている。

【００５６】尚、上記の説明においては、トナー２１を
通過させるべく制御電極部２６の各帯状電極２７に付与
する電位が、１５０Ｖまたは−２００Ｖの場合を一例に
挙げたが、該電位は、トナー２１の所望した飛翔制御を
行えるなら、特に限定されるものではない。

【００５７】上記のように帯状電極２７ａに印加するＯ
Ｎ及びＯＦＦ電圧として−２００Ｖと１５０Ｖとし、帯
状電極２７ｂの場合はそれぞれ１５０Ｖと−２００Ｖを
使用している。即ち使用する電源は−２００Ｖと１５０
Ｖの２種類だけであって同一の電源から供給可能として
もよく、この場合はトナー２１の飛翔制御に必要な電源
数が２つだけでよく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。しかし使用するトナー２１や
装置の構成によっては上記実施形態のようにトナー２１
飛翔制御に必要な電位が３つ以上になる場合は適宜電源
を用いてもよい。同様に対向電極２５の印加電位と帯電
ブラシ８に印加する電位及びゲート２９直下での用紙５
の表面電位もまたトナー２１の所望した飛翔制御を行え
るなら、特に限定されるものではない。

【００５８】以上が画像形成動作の概略であるが、ここ
で、画像形成動作について、より具体的な説明を加え
る。例えば、ゲート２９−ｎにトナー２１の通過を与え
る場合は、図７に示す制御電位によって制御電極部が制
御される。図５に示す制御電極を参照しながら説明を行
う。まずゲート２９−ｎが設けられている帯状電極２７
ｂ−ｎと帯状電極２７ａ−１にトナー２１を飛翔させる
電位としてそれぞれ１５０Ｖと−２００Ｖが印加され
る。この状態でゲート２９−ｎに対向したトナー担持体
２２表面には帯状電位２７ａ，２７ｂの間の３５０Ｖの
電位差による電界が形成され該領域に存在するトナー２
１がゲート２９−ｎに向かって飛翔する。

【００５９】一方、ゲート２９−ｎ＋１〜ｎ＋３に対応
する帯状電極には次の電位を印加する。すなわち、帯状
電極２７ｂ−ｎにはトナー２１を飛翔させる為に印加す
る電位である１５０Ｖを印加するが、帯状電極２７ａ−
２〜２７ａ−４はトナー２１を飛翔させない電位１５０
Ｖを印加する。両電極間に電位差が存在せず電界が十分
に形成されないので、これらのゲート２９に対向する領
域ではトナー２１は飛翔しない。

【００６０】上記帯状電極以外において、例えば、帯状
電極２７ｂには−２００Ｖ、帯状電極２７ａに１５０Ｖ
が印加されているとする。両電極には電位差が生じてい
るが、形成される電界は対向電極２５からトナー担持体
２２に向かう力を与える方向であるので、ゲート２９−
ｎ以外では、トナー２１の飛翔は起こらない。

【００６１】上記のゲート２９−ｎ以外のゲート２９例
えばゲート２９−ｎ＋１にＯＮ電位を印加してトナー２
１飛翔を行う場合は帯状電極２７ａのスキャン電位のタ
イミングによって帯状電極２７ｂ−ｎに１５０Ｖを印加
すればよく、他のゲート２９に対しても同様な制御によ
って任意のゲート２９にトナー２１の飛翔を与えること
が可能で所望の画像データが印字可能となる。

【００６２】次に本発明及び本実施形態の持つ効果につ
いて説明する。上記の従来技術のようなタイプの画像形
成装置において、通常図８のような構成のマトリックス
ドライブによる制御電極を使用している。このような制
御でのトナー担持体２２表面に担持されたトナー２１の
挙動を図９を使用して説明する。図９では、帯状電極４
１ａ、４１ｂが配置され、マトリックスドライブによる
制御が行われる。該制御では帯状電極４１ａがＯＮ、帯
状電極４１ｂがＯＦＦの状態を生じる。帯状電極４１ａ
がＯＮ、帯状電極４１ｂがＯＦＦの状態では帯状電極４
１ｂのＯＦＦ電位の効果によってゲート２９を通ってト
ナー２１が飛翔することはないが、トナー担持体２２上
のトナー２１は帯状電極４１ａの印加電位によってトナ
ー２１が飛翔して該帯状電極４１ａ及びその周辺若しく
はゲート２９の周辺若しくはその内部に飛翔して付着ト
ナー２１−ａとなる。付着トナー２１−ａの中にはゲー
ト２９内部に付着するトナー２１−ｂが存在する。この
状態で帯状電極４１ａがＯＦＦ、帯状電極４１ｂがＯＮ
となる瞬間が存在するために図１０のようにゲート２９
内部またはその周辺に飛翔したトナー２１−ｂは対向電
極２５に向けて飛翔を開始する。この状態で飛翔する
と、用紙５に到達したトナー２１−ｂがカブリトナーと
なって、コントラストのえられないぼやけた画像とな
る。

【００６３】この現象は図１１のように帯状電極４１ｂ
が左右に分割されたタイプの制御電極を使用した場合は
より顕著に現れる。図１１の制御電極は帯状電極４１ｂ
を帯状電極４２ｂと４２ｄに分割し、さらに帯状電極４
１ａを帯状電極４２ａと帯状電極４２ｃにグループ分け
し、そして各帯状電極４２ｂと４２ｄを接続している。
図１１のような制御電極部２６では、使用する高圧ドラ
イバー８７が上記従来技術のようなＸ−Ｙマトリックス
の制御電極の場合に比較すると約半部に削減できるメリ
ットがある。しかも、従来技術のような単純なＸ−Ｙマ
トリックスを使用して高圧ドライバーの数を削減使用す
ると、例えば８×３２０のマトリックスを構成しなけれ
ばならず帯状電極４２ａが８本並んだ形状となって用紙
５搬送方向の長さ（図１１中のＬ）が長くなるが、図１
１の様な制御電極を使用した場合は該長さＬを全く変え
ずに高圧ドライバーの削減が可能となる。図１１の制御
電極では帯状電極４２ａと４２ｃをＯＮ電位でスキャン
して印字を行う。従って上記の様な現象が起こった場合
は図１２に示すようなミラーゴーストが発生する。

【００６４】上記のゴーストは帯状電極４１の開口部径
を図１３のような形状とすると大幅な改善が可能とな
る。図１３のような形状ではトナー担持体２２側に配置
された開口部径が対向電極２５側に配置された電極の開
口部径より大きいので、上記のようなトナー担持体２２
側のＯＮ電位によってトナーが飛翔して上記のトナー２
１−ａが発生しても図９のようなゲート２９内部や該ゲ
ート２９近傍に付着するトナー２１−ｂが非常に少なく
なり、上記のようなカブリトナーやゴーストが発生する
度合いが非常に改善される。

【００６５】上記不具合は使用する制御電極部２６の構
成が、特に帯状電極の開口部径について、トナー担持体
２２側の帯状電極４１ａの開口部径ｄ１と対向電極２５
側の帯状電極４１ｂの開口部径ｄ２についてｄ１＝ｄ２
となっている場合により顕著になる。しかし制御電極部
２６の形状がｄ１＜ｄ２の場合は帯状電極２７ｂの電位
をトナー担持体２２表面に担持されたトナー２１が感じ
ることができず、マトリックス制御自体が困難となる。
またはマトリックス制御に必要な電位が非常に大きくな
る場合が電極の位置や電極間距離等によって発生しう
る。この場合は上記の様なＦＥＴの耐圧が非常に高くな
る等の不具合を招来する。逆に制御電極の構成を上記の
如くｄ１＞ｄ２とすることで必要な電位の即ちトナー２
１を飛翔させる電位と飛翔させない電位の電位差が小さ
くなって使用するＦＥＴの耐圧を低下させてＦＥＴのコ
ストダウンが可能となる。ＦＥＴのコストダウンは使用
するＦＥＴの数が多数なので装置全体としては非常に有
効なコストダウン手段となる。

【００６６】しかし、上記の漏れトナーやゴーストが完
全に回避できるわけでなく、これらの不具合は上記の制
御電極のような構成では回避不可能な問題である。これ
は電極に印加する電位によって形成される電界が該印加
電位の変化を総て反映してないためである。

【００６７】本実施形態では上記のような構成であるの
で、電極に印加する電位を電界に効率よく反映できる。
その上に、トナー２１−ｂのような即ちマトリックス電
極の一方の電極がＯＮ状態で発生する飛翔トナー２１−
ｂのような従来技術の制御電極が有する潜在的な問題が
発生せず、上記の問題点が総て回避可能となっている。
従って、従来技術の有する漏れトナーやゴーストといっ
た問題が全く発生しない。

【００６８】さらに上記従来技術の図８のような制御電
極部２６では絶縁性基板２６ａの表裏に電極４１ａと４
１ｂを配置してさらに貫通孔即ちゲートを配置している
ので絶縁性基板２６ａと２層の電極のゲートの貫通孔の
位置合わせが非常に厳しく高精度の穴開け加工が要求さ
れていた。このために従来の制御電極の製造に関して工
程数が多くなり、良品率が低下し、製造コストが下げら
れないといった不具合を持っていた。しかし、上記の実
施形態において、ゲートは帯状電極４１ｂにしか配置し
ないので、電極間の貫通孔の位置ずれが基本的に発生せ
ず、電極間の穴位置のずれによる不良品が全く発生せ
ず、穴開け加工が大幅に省略できるうえに簡単な穴開け
加工が適用できる。従って、良品率の向上と製造コスト
の低下が容易に達成できる。

【００６９】また、上記実施形態ではトナー担持体２２
としてベルトを使用している。上記の実施形態のように
ベルトを使用すると帯状電極２７ａ，２７ｂの間隔に容
易にトナー２１を搬送可能なうえに、帯状電極２７ａ，
２７ｂに対向した領域を平面で構成できるのでトナー２
１の担持位置を帯状電極２７ａ，２７ｂに対して全面に
わたって均一に構成できる。トナー２１の担持位置が帯
状電極２７ａ，２７ｂに対して不均一ならば、トナー２
１の持っている電荷の帯状電極２７ａ，２７ｂに対する
鏡像力が均一でなくなる。このため、トナー２１の飛翔
開始電界や得られる画像濃度などが容易に変化して、ト
ナー２１の飛翔制御が良好でなくなるなどの不具合を有
する。例えば、トナー２１が電極に対して比較的近い位
置に担持されているならば、鏡像力が強く飛翔のために
印加する電界として大きな電界が必要となる。しかし、
トナー２１が帯状電極２７ａ，２７ｂから比較的遠い位
置に担持されている場合は、上記の鏡像力が小さくなっ
てトナー２１飛翔に必要な電界が小さくてすむ。従っ
て、同じ電界が両者に対して印加された場合は飛翔濃度
が変化する等の不具合が発生する。

【００７０】この不具合を回避する為には飛翔の不十分
な領域に付与される電界を大きくする必要がある。この
場合は印加する電位の数が増えるので使用する電源の数
が増えるほか、電位の切り換え手段が必要なＦＥＴの耐
圧が上昇し、単純なコストアップを招来する。使用する
電源数の増加を回避するためには電極間に構成される電
界を十分に大きくすることが考えられる。電界を十分に
大きくすると飛翔するトナー２１量が飽和して一定した
トナー２１飛翔が得られる。しかし、この場合は上記の
ような電位の切り換え手段に必要なＦＥＴ耐圧のアップ
が不可避でやはり単純なコストアップを招来する。

【００７１】上記実施形態では、トナー担持体２２をベ
ルト状で構成しているので、トナー２１の担持位置が帯
状電極２７ａ，２７ｂに対向する領域で帯状電極２７
ａ，２７ｂに対して常に均一に維持できる。その上に、
帯状電極２７ａを帯状電極２７ｂに対して常に等距離に
構成できるので帯状電極２７ａ，２７ｂ間の電界に対し
て常に均一な感度を有するようにトナー２１を担持で
き、常に良好なトナー２１飛翔制御が得られる。トナー
２１ベルトとしての材料は特に限定されないが、できる
だけ伸縮がなくカーボンブラックやイオン導電剤等の混
入によって抵抗値を容易に調節可能な材料例えばＰＶＤ
Ｆやペット等の材料が好適である。上記実施形態ではト
ナー担持体２２の抵抗値として１０⁹Ωcmとしており、
これによってトナー担持体２２表面に誘起された電荷
が、除電ブラシ３２ｃとローラー３２ｂを同電位をする
ことで除電が可能である。上記実施形態のように、１０
⁵〜１０⁸Ωｃｍの低抵抗に対しては、別途除電手段を配
置しなくてもある程度の電荷の除電が可能である。しか
し、１０⁹〜１０¹⁴Ωｃｍの中高抵抗部材の除電に対し
ては、上記の除電ブラシ３２ｃのような除電手段が必要
である。また、１０¹²〜１０¹⁴Ωｃｍ程度の抵抗を持つ
部材に対しては、別途電源を設けて両者に電位差を設け
てもよい。

【００７２】トナー担持体２２としてはさらに高い抵抗
値の場合は上記の様な除電電源が必要不可欠となる。一
方トナー担持体２２の抵抗値が低くなると上記のような
電荷がトナー担持体２２表面に誘起されても速やかに中
和されるので上記のような除電手段が不必要となる。し
かし、トナー担持体２２の抵抗値が低すぎると、帯状電
極２７ａの電位をトナー担持体２２がシールドしてしま
い、トナー担持体２２に担持されたトナー２１に所望の
電界が印加されず、上記のマトリクス制御が困難とな
る。さらに、例えば帯状電極２７ａがトナー担持体２２
に接触した場合は、トナー担持体２２と帯状電極２７ａ
がショートして発熱や回路の破壊や放電などの不具合が
発生する為に、帯状電極２７ａとトナー担持体２２を直
接接触不可能な構成としなければならない。例えば帯状
電極２７ａとトナー担持体２２が非接触状態とする構成
や上記実施形態のように絶縁層２６ｃを配置する構成と
しなければならない。また、上記ベルト状のトナー担持
体２２がゆるみやたわみを発生した場合に、制御電極と
の距離が小さくなって該制御電極部２６との間に放電を
発生しかねない。この場合は容易に上記の不具合を発生
する。

【００７３】逆にトナー担持体２２の抵抗値が高くなる
とトナー担持体２２と帯状電極２７ａの絶縁が不要とな
るので、上記のように帯状電極２７ａとトナー担持体２
２の間に絶縁層２６ｃが不要となり、電極の簡略化とコ
ストダウンが可能となる。しかし、トナー担持体２２の
抵抗値が高ければ高いほど、上記のトナー担持体２２表
面の電荷が無視できなくなり、上記の除電手段と除電電
源が不可欠な上に、除電に必要な電位差が大きくなり、
電源コストや各構成部分の絶縁性アップ等を始めとする
種々の不具合が発生する。従って上記の実施形態のよう
にトナー担持体２２として使用するベルトにはその抵抗
値の範囲に適性値が生じる。該抵抗値は使用するベルト
の特性や使用するトナー２１の特性やトナー２１層の状
態等によって影響を受けるものの１０^5〜14Ωcmが使用
可能であり、上記の実施形態では上記の如く１０⁹Ωcm
が適性であった。

【００７４】また、上記の実施形態ではトナー担持体２
２としベルト状の構成を使用したが、ＦＲＰなどのよう
に非常に薄く、硬質の材料が使用可能な場合は上記のよ
うな抵抗値の円筒状部材を構成してもよい。円筒状部材
の場合はベルトに比較するとよれや片寄を防止する機構
が不要となる上に、帯状電極２７ｂとの距離を一定に保
ちやすくメカ的な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。この場合は図１４のように帯状
電極２７ａを配置し、さらに望ましくは図１５のように
帯状電極２７ａを担持体に対して等距離になるような配
置として、トナー２１の帯状電極２７ａに対する鏡像力
が均一になるようにするのが好適である。

【００７５】また、上記の実施形態では帯状電極２７ａ
に対して電極数を帯状電極２７ｂより少なく構成して更
に電位スキャンを行っている。もし帯状電極２７ａ，２
７ｂが上記の構成でなく、例えば上記実施形態とは逆に
帯状電極２７ａの方が帯状電極２７ｂより電極数が多い
場合があり得る。その場合は、トナー担持体２２の内部
に上記の制御電源部３１の電位切り換え回路の個々の出
力と帯状電極２７ａの個々の電極とを接続する多数の給
電線を配置しなければならず、配線スペースを要し、製
造上煩雑をなることなどの点から種々の不具合が発生す
る。しかし上記の実施形態のように電極の少ないほうの
電極群をトナー担持体２２内部に配置するのでトナー担
持体２２内部の構成が非常に簡略となり、上記とは逆に
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。

【００７６】また上記の実施形態では図２のようにダミ
ー電極２６ｅが配置されている。上記のように帯状電極
２７ａに対してはスキャン電位が印加される。この場合
は任意の帯状電極２７ａにＯＮ電位が印加される場合
は、該電極に隣接した電極はかならずＯＦＦ電位となっ
ている。例えば図１６のようにダミー電極２６ｅがない
場合は絶縁性基板２６ｂの中央部に配置された電極２７
ａ−２または２７ａ−３にＯＮ電位が印加されると該Ｏ
Ｎ電位が印加された電極の両端はかならずＯＦＦ電位で
ある。一方端部に配置された電極例えば２７ａ−１や２
７ａ−４にＯＮ電位が印加された場合は電極２７ａ−２
や２７ａ−３のように両端の電極がＯＦＦ電位であるこ
とはない。従って電界の形成状態が２７ａ−２や２７ａ
−３と異なるケースが容易に考えられる。

【００７７】この場合は電極２７ａ−１や２７ａ−４の
印加電位を変えて電界の補正を行う場合があるが、この
場合は必要な電位の数が増えて電源の数が増加する上に
電位切り換え手段としてより高耐圧が必要となるので部
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。

【００７８】しかし上記実施形態では、図２のように、
ダミー電極２６ｅを配置して常にＯＦＦ電位を印加して
いるので、２７ａ−１や２７ａ−４にＯＮ電位が印加さ
れた場合であっても、２７ａ−２や２７ａ−３に印加さ
れた場合と同様に、２７ａ−１と２７ａ−４の両端が常
にＯＦＦ電位である。従って、２７ａ−２や２７ａ−３
にＯＮ電位が印加された場合と同様な電界形成が可能と
なる。このため、各ゲート２９におけるトナー２１飛翔
の状態が均一で、安定したトナー２１飛翔制御が可能で
良好な画像形成が行われる。

【００７９】上記の実施形態では電極２７ａ−２や２７
ａ−３でも、その端部近傍においては、ＯＦＦ電位が印
加された電極が存在しないので、電極２７ａ−２や２７
ａ−３の端部にもダミー電極２６ｅを配置するのが好適
である。従って、ダミー電極２６ｅの望ましい形態とし
ては、矩形の電極であって、該電極で帯状電極２７ａの
周囲を囲むのが好適である。また、この場合、少なくと
も印字中は上記のようにＯＦＦ電位を印加する必要があ
るが、例えば非印字中においてはトナー２１がトナー担
持体２２に向かう電界を形成するような電位を印加して
もよい。

【００８０】また、上記制御電極部２６の帯状電極２７
ｂは絶縁性基板２６ａのトナー担持体２２側に配置され
ている。もしトナー２１が制御電極部２６の帯状電極２
７ｂ表面に付着した場合はトナー２１の持つ電荷が帯状
電極２７ｂに対して電位を持ち、該電位は帯状電極２７
ｂとの距離に比例して大きくなる。したがって、もし帯
状電極２７ｂが絶縁性基板２６ａの対向電極側に配置さ
れて上記のようなトナー２１が付着した場合、該トナー
２１の持つ電荷が表す電位は、上記の実施形態の場合よ
りも大きな値を示し、具体的にはトナー２１の飛翔を妨
げるように働く。また該付着トナー２１が逆帯電トナー
２１ならば、トナー２１の飛翔を促進する方向に働くの
で、トナー２１の飛翔制御が良好に行えない場合が発生
する。上記の実施形態では帯状電極２７ｂをトナー担持
体２２側に配置しているので、上記の不具合が発生せ
ず、トナー２１の付着が発生しても良好なトナー２１飛
翔制御と画像形成が可能となる。

【００８１】さらに帯状電極２７ａとトナー担持体２２
の距離が部分的に不均一な場合は、上記の如くトナー２
１の持つ電荷の持つ電位によってトナー２１の表面電位
が不均一になる。この場合は帯状電極２７ａとトナー担
持体２２や担持されたトナー２１の間に部分的に微小な
放電が発生するなど不具合が発生する可能性がある。こ
の場合は帯状電極２７ａとトナー担持体２２が接触する
あるいは絶縁体を介して間接的に接触することによっ
て、トナー担持体２２と帯状電極２７ａとの距離を一定
に保つ。このことによって、トナー２１の表面電位が均
一に維持される方が望ましく、この場合は図１７のよう
に、スプリングや板ばねなどの押しつけ部材２６ｈを配
置して帯状電極２７ａをトナー担持体２２に押しつけら
れる構成としてもよい。

【００８２】トナー担持体２２を帯状電極２７ａ，２７
ｂに対して常に一定位置にすることは以下の理由によっ
て良好な印字の為に非常に有効である。例えば上記実施
形態のようにベルト状のトナー担持体２２の場合はベル
トのたるみなどによってトナー層が制御電極部２６に接
触する場合があり、この場合はトナー２１が制御電極部
２６に付着して印字不良を招く場合がある。トナー２１
がゲート２９に付着した場合は、トナー２１を飛翔させ
ない電位を印加していても、トナー２１が対向電極２５
に向けて飛翔してしまう。そのため、用紙５が存在する
場合は、画像のカブリを招き、用紙５がない場合は、対
向電極２５を汚して用紙５の裏汚れを招く。付着するト
ナー２１の程度が悪化すると、ゲート２９の目詰まりを
発生しやすく、画像欠落を容易に招来する。

【００８３】さらにトナー担持体２２の抵抗値が低いと
きには、制御電極部２６と接触または近接する場合、制
御電極部２６との間で放電が発生して制御電源３１を破
壊したり、制御電極部２６またはトナー担持体２２の破
壊や破損を引き起こしたりしやすい。最悪の場合は、装
置全体や画像形成装置に接続されている他の機器の破壊
や使用者が感電するといった事態を引き起こす。さらに
トナー担持体２２が制御電極部２６に接触または近接し
た場合、トナー２１が制御電極部２６に接触して付着す
る。該付着トナー２１は自らの持つ電荷によって、制御
電極部２６の見かけの電位を変えて良好なトナー２１の
飛翔電界が形成できず、具体的にはトナー２１が飛翔し
ないように電界が変化して、良好なトナー２１飛翔が得
られず画像の劣化を招く。トナー２１の付着がゲート内
部に生じた場合は、ゲート２９の目詰まりを招来して画
像欠落を容易に招来する。

【００８４】これらの不具合を回避するためにトナー担
持体２２を帯状電極２７ａまたは絶縁層２６ｃに対して
一定距離を保つのがよい。望ましくは帯状電極２７ａま
たは絶縁層２６ｃに接触した状態で維持するのがよく、
上記のようにトナー担持体２２を帯状電極２７ａまたは
絶縁層２６ｃに接触させる手段を有するのが好適であ
る。

【００８５】この他に上記のようにトナー担持体２２を
帯状電極２７ａに押しつける方法として例えば図１８若
しくは図１９のような構成としてもよい。図１８はベル
ト状のトナー担持体２２をエア吸着によって帯状電極２
７ａに対して吸引している。図１８のように絶縁性基板
２６ｂに空気を吸引する吸気口９４が配置されている。
該吸気口９４の上方には不図示の減圧手段が設けられ、
吸気口９４内部の減圧によってトナー担持体２２が絶縁
層２６ｃに対して吸引される。この状態でトナー担持体
２２が駆動されるので、トナー担持体２２が常に絶縁層
２６ｃに接触した状態で移動する。従って、トナー担持
体２２と帯状電極２７ａの距離は常に一定に維持され、
上記の不具合を常に回避できる。なお上記吸気口９４や
減圧手段は特に限定されない。

【００８６】図１９はトナー担持体２２を吸引する吸引
手段として磁界発生手段を配置した場合を説明する説明
図である。図１９において、市販の磁性粉を混入したベ
ルト部材からなるトナー担持体２２ａを配置している。
さらに絶縁性基板２６ｂに対して接触若しくは非接触状
態で支持された磁石４３を配置する。磁石４３とトナー
担持体２２ａの磁気力によって、磁石４３がトナー担持
体２２ａを吸引し、トナー担持体２２ａを絶縁層２６ｃ
に接触した状態とすることが可能である。図１９の場合
は、図１８のようにトナー担持体２２をエア吸着する場
合に比較すると、絶縁性基板２６ｂに吸気口９４が不要
となるので構成が簡単になる他に、減圧手段も同様に不
要となって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。

【００８７】また、上記トナー担持体２２ａに対して、
磁性を維持したまま良好な抵抗値の制御が困難な場合
は、非磁性のトナー担持体２２を配置して、トナー２１
を磁性トナーとする。上記の磁石４３を配置して、磁性
を有するトナー２１を磁力によって吸引することによっ
て、間接的に担持体を吸引することも可能である。この
場合はトナー担持体２２の抵抗値を単独に制御できるの
で、トナー担持体２２のコストダウンが可能となる。

【００８８】しかし、トナー２１が磁性トナーの場合
は、図１９の形態では磁石４３によって所望のトナー２
１層の状態が得られない場合が発生しかねない。この場
合は、磁石４３の形態や磁界強度を適宜変更して、所望
のトナー２１層が得られるように調整すればよい。しか
し磁石４３の調整が困難な場合は図１８のようなエア吸
着が好適である。

【００８９】また、磁石４３を交流磁場を発生する構成
として、この交流磁場によって磁性トナー２１を搬送す
ることも非常に有効である。この場合は上記実施形態の
ようにトナー担持体２２をベルトやスリーブ状に構成す
る必要がない。鋼体でトナー担持体２２を構成した場合
にも、制御電極に対向する領域でトナー担持体２２を平
面に構成できる。そのため、制御電極部２６全面におい
て均一なトナー飛翔を実現でき、所望のトナー飛翔制御
が可能となって、良好な画像形成動作が得られる。さら
に帯状電極２７ａ，２７ｂの非常に狭い間にトナー２１
を搬送できるのでベルトやスリーブを構成する場合と比
較して駆動部品が大幅に削減できて、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。交流磁場を
発生する手段は周知のマグローラー等に因ってもよく、
特に限定されない。

【００９０】上記の実施形態ではモノクロの画像形成装
置を例に説明したが、本発明はカラーの画像形成装置と
した場合は更にその効果が得られる。例えば複数のよう
なトナー供給部と印刷部を備えた画像形成部１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄを配して、それぞれのトナー供給部にカ
ラートナー、例えば図２０のようにイエロー、マゼン
ダ、シアン、ブラックを使用したカラー画像形成装置を
形成してもよい。図２０ではイエロー、マゼンダ、シア
ン、ブラックにそれぞれ対応し、本発明を施した画像形
成部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを配置しており、それぞれ
カラーの画像データに基づいてカラー画像形成が行われ
る。その他の構成要素は図１と同じ構成としてもよい。
カラー画像形成装置の場合において、上記の不具合が発
生した場合は所望のトナー量が飛翔しないので、上記の
ようなドット径や濃度が得られない。このために適切な
色再現が得られなくなるといった新たな問題を招来する
が、本発明によれば上記の不具合が一切発生しないので
所望の色再現と良好なカラー画像形成が得られる。

【００９１】特に漏れトナーが発生した場合、特に該漏
れトナーが用紙５に到達するよりも先の他のカラートナ
ー２１によって用紙５表面に現像が行われていた場合は
カラーの混色を招くうえに所望の色再現が得られず良好
な画像形成が阻害される場合があるが、上記の実施形態
ではこれらの不具合が総て回避されている。

【００９２】尚、本実施形態においては、顕像剤がトナ
ー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２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、上記と同様の作用・効果を奏することができる。
尚、本実施形態においては、顕像剤がトナーである場合
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。本発明にかかる画像形成装置は、例えば、ディジ
タル複写機およびファクシミリ装置の印字部や、ディジ
タルプリンタ、プロッタ等に好適に適用することができ
る。

【００９３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、電極（群）で
担持体を挟むので、電極によって形成される電界に電極
電位が効率よく反映できる上に、電極の一方がＯＮ電位
の場合に発生する飛翔トナーが存在しないので、漏れト
ナーが一切発生せず良好なトナーの飛翔制御が容易に実
現できる。さらに穴開け加工が必要な電極が第一電極
（群）の１層だけなので、穴開けの工程が大幅に省略で
きるうえに良品率が大幅に向上して制御電極のコストダ
ウンが容易に可能となる。さらに上記担持体が低抵抗部
材で構成されるので、担持体上に発生する電荷を容易に
中和でき、良好な飛翔制御が常に可能である。さらに担
持体を、上記第二電極（群）に対して非接触または電気
的に接触しないので、担持体を介して発生する第二電極
（群）同士の電気的リークが発生せず、該電気的リーク
対策としての電源容量のアップなどが必要なく、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。

【００９４】請求項２の発明によれば、担持体の抵抗値
をある程度高くするので、第一・第二電極（群）によっ
て形成される電界を効率よく利用できる。また、該担持
体の表面電荷を除電するので、電荷による電界の形成不
良がなく、良好な画像形成が可能となる。さらに電極
（群）と担持体が接触しても、放電が発生せず上記不具
合が発生しない。

【００９５】請求項３の発明によれば、第二電極（群）
が可動であるので、第二電極（群）を担持体に対して常
に接触状態に維持したり、常に両者の間隔を一定に保持
したりすることが容易に可能となって、良好なトナー飛
翔制御が維持できる。

【００９６】請求項４の発明によれば、第二電極（群）
を担持体に対して常に接触状態に維持したり、常に両者
の間隔を一定に保持したりすることが容易に可能となっ
て、第二電極（群）に対向する領域で常に一定なトナー
飛翔特性が得られ、領域全面での均一な良好な画像形成
動作が得られる。また、担持体が第二電極（群）に吸引
されて常に接触状態であるので、担持された顕像剤が制
御電極や第一電極（群）に接触することがなく顕像剤の
付着やゲートの目詰まりを発生しない。

【００９７】請求項５の発明によれば、担持体をエア吸
引によって第二電極（群）に吸引するので、比較的安価
な構成で担持体の吸引が得られる上に、使用するトナー
の特性によってトナー層の状態に全く影響を及ぼさず、
良好なトナー層を維持可能で所望の画像形成動作が実現
できる。

【００９８】請求項６の発明によれば、担持体に磁性特
性をもたせ磁力によって第二電極（群）に吸引するの
で、第二電極を担持体に対して常に接触状態に維持する
または常に両者の間隔を一定に保持することがさらに安
価で容易に可能となる。

【００９９】請求項７の発明によれば、第一・第二電極
（群）間の間隔を均一にするので、両電極の間に形成さ
れる電界を容易に均一にすることが可能となり、該間隔
が不均一な場合に必要な電源の数を削減できる他に回路
構成を簡略化できる。この他に担持体が第二電極（群）
に対して等距離にあるので、顕像剤の持つ鏡像力を均一
になるように構成可能となり、第二電極（群）に対向す
る領域全体で一定の電界で飛翔制御が可能となる。

【０１００】請求項８の発明によれば、第二電極（群）
の端部にＯＦＦ電位となる電極を配置するので、第二電
極（群）の全面にわたって均一なトナー飛翔特性をえる
ことが可能で、端部における電界形成を補正する為の制
御が一切不要であるので均一な電界を容易に形成可能と
なる。

【０１０１】請求項９の発明によれば、第一・第二電極
（群）の間に交流成分を有する磁場を発生させ、該磁場
によってトナーを搬送するので、トナー担持体をベルト
で構成する必要がなく、ベルトを駆動する複雑な駆動手
段が不要となり、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。また、鋼体のトナー担持体を構
成しても制御電極に対向する領域でトナー担持体を平面
に構成できるので制御電極全面にわたって良好なトナー
飛翔制御が可能で良好な画像形成動作が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す
要部の概略構成図である。

【図２】この画像形成装置の制御電極部近傍の断面図で
ある。

【図３】第１制御電極部２６ｆの概略構成図である。

【図４】第２制御電極部２６ｇの斜視図である。

【図５】対向電極側から見た制御電極部の構成図であ
る。

【図６】本画像形成装置による画像形成動作を示すフロ
ーチャートである。

【図７】制御電極部の電位制御を示すタイミングチャー
トである。

【図８】通常のマトリックスドライブによる制御電極を
示す構成図である。

【図９】通常の制御電極によるトナー飛翔制御を示す説
明図である。

【図１０】通常の制御電極によるトナー飛翔制御を示す
説明図である。

【図１１】通常のマトリックスドライブによる他の制御
電極を示す構成図である。

【図１２】ミラーゴーストの一例を説明する説明図であ
る。

【図１３】通常のマトリックスドライブによる他の制御
電極のトナー飛翔制御を示す説明図である。

【図１４】本発明による制御電極の他の形態を説明する
説明図である。

【図１５】本発明による制御電極のさらに他の形態を説
明する説明図である。

【図１６】ダミー電極のない制御電極を示す説明図であ
る。

【図１７】押し付け部材によりトナー担持体に制御電極
を押し付ける構造を示す説明図である。

【図１８】本発明による担持体の吸着手段を説明する説
明図である。

【図１９】本発明による担持体の他の吸着手段を説明す
る説明図である。

【図２０】本発明に係るカラーの画像形成装置の概略を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１画像形成部２トナー供給部３印刷部２１トナー２２トナー担持体２５対向電極２６ｆ第１制御電極部２６ｇ第２制御電極部２７ａ第二帯状電極２７ｂ第一帯状電極２９ゲート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図４】

【図２】

【図３】

【図５】

【図８】

【図９】

【図６】

【図１０】

【図１２】

【図７】

【図１１】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する一つ以上の第一電極（群）を上記担持体と上記対向
電極との間に配置し、上記担持体の対向電極側外周面に
対して反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極
（群）に交差させて第二電極（群）を配置した制御電極
部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を
備え、上記担持体が、低抵抗部材を基材として構成されると同
時に上記第二電極に対して少なくとも電気的に非接触で
あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する第一電極（群）を上記担持体と上記対向電極との間
に並列配置し、上記担持体の対向電極側外周面に対して
反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極（群）に
交差させて第二電極（群）を配置した制御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を
備え、上記担持体が、中高抵抗部材を基材として構成し、該担
持体表面を除電する除電部材または該除電部材と該除電
部材に電位を供給する電源を有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項３】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する第一電極（群）を上記担持体と上記対向電極との間
に並列配置し、上記担持体の対向電極側外周面に対して
反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極（群）に
交差させて第二電極（群）を配置した制御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を
備え、上記第二電極（群）が上記担持体の方向に可動で
あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】上記供給手段が、上記担持体に少なくと
も上記第二電極（群）方向に向かう力を発生しうる担持
体の吸着手段を有す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】上記吸着手段が、エア吸着であって上記
第二電極（群）の間に吸気口を有することを特徴とする
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】上記吸着手段が、磁力発生手段であって
上記担持体が磁性体若しくは磁性体を混入された部材か
ら形成されていることを特徴とする請求項４記載の画像
形成装置。
【請求項７】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する第一電極（群）を上記担持体と上記対向電極との間
に並列配置し、上記担持体の対向電極側外周面に対して
反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極（群）に
交差させて第二電極（群）を配置した制御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を備え、少なくとも上記第一電極（群）と上記第二電極（群）が
対向する領域で、上記第二電極（群）との距離が均一に
なるように上記担持体あるいは第一電極（群）を配置し
たことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する第一電極（群）を上記担持体と上記対向電極との間
に並列配置し、上記担持体の対向電極側外周面に対して
反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極（群）に
交差させて第二電極（群）を配置した制御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を
備え、上記第二電極（群）に対して順次所定の順序で電位が印
加される場合には、第二電極（群）の端部に、第二電極
（群）に印加される電位と同電位を少なくとも印字時に
印加するダミー電極を配置することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項９】顕像剤を担持する担持体と、該担持体に対向配置された対向電極と、顕像剤の通過部となる少なくとも一つ以上のゲートを有
する第一電極（群）を上記担持体と上記対向電極との間
に並列配置し、上記担持体の対向電極側外周面に対して
反対向電極側に上記ゲート位置で上記第一電極（群）に
交差させて第二電極（群）を配置した制御電極部と、上記第一及び第二電極（群）の個々の電位をそれぞれ制
御して、上記対向電極に搬送された記録媒体への飛翔を
選択的に制御する第一制御手段及び第二制御手段と、を
備え、少なくとも上記担持体と上記電極（群）とが対向する領
域に交流成分を有する磁界を発生する磁界発生手段を有
し、該交流成分を有する磁界によって磁性を有する顕像
剤を上記第一電極（群）と第二電極（群）の間に搬送可
能であることを特徴とする画像形成装置。