JPH11301012A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数のトナー担持体から飛翔したトナーの記録
媒体上における相対的な位置関係を正確に制御し、カラ
ー画像等の画像形成状態を良好に維持する。 【構成】各々が別のトナー担持体に対向する飛翔制御部
２ａ，２ｂのそれぞれに同数の通過孔２２を形成し、飛
翔制御部２ａの通過孔２２と飛翔制御部２２ｂの通過孔
２２とを記録媒体の搬送方向に直交する方向に交互に配
置し、各通過孔２２の縁部に互いに独立して偏向電圧が
印加される偏向電極２６ａ〜２６ｃを設けた。飛翔制御
部２ａと飛翔制御部２ｂとのそれぞれに含まれる偏向電
極２６ａ〜２６ｃに対する偏向電圧の印加状態の関係を
制御することにより、飛翔制御部２ａと飛翔制御部２ｂ
とのそれぞれに含まれる通過孔２２におけるトナーの飛
翔方向の相対的な関係を調整し、全ての通過孔２２を通
過したトナーが記録媒体の搬送方向に直交する方向にお
いて等間隔に位置するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記録媒体の搬送方向
に並列配置された複数のトナー担持体に担持されたトナ
ーを飛翔電界が形成される貫通孔を経由して記録媒体に
飛翔させて画像形成を行う画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディジタル複写機等の画像形成装
置では、画像信号に基づいて記録媒体上に可視像を形成
する方式と、インクを飛翔させる方式、インクを溶融転
写する方式、インクを昇華せさる方式、及び、トナーを
用いた電子写真方式等が知られている。このうち、イン
クを飛翔させる所謂インクジェット方式では、装置の構
成が簡単で高速化、高画質化及び低価格化の要請に適合
するものの、液体インクを使用するために記録媒体上で
滲みを生じ易く、固化の問題からインクの保管に困難性
を有し、大量の画像形成を行う使用環境に適さない。こ
のため、大量の画像形成やカラー画像形成を行う場合に
は、トナーを用いた電子写真方式が一般的に採用されて
いる。

【０００３】ところが、電子写真方式の画像形成では、
粉体であるトナーの保管が容易で、記録媒体上での滲み
を生じることがなく、カラー画像形成時の混色が加熱及
び加圧の定着過程で行われことから混合色の制御が容易
である反面、多数の工程を実行するための構造が複雑化
し、装置が大型化する問題がある。

【０００４】そこで、従来より、トナーを用いてインク
ジェット方式のプロセスを行うようにしたトナー飛翔に
よる直接記録方式の画像形成装置が多数提案されてい
る。例えば、特公平１−５０３２２１号公報には、マト
リックス状に配置した複数のワイヤに選択的に電圧を印
加することにより、ワイヤの近傍に電荷像を形成し、こ
の電荷像にトナーを作用させてトナー像を形成する方式
が開示されている。また、特開平６−３０５１７８号公
報には、記録媒体の搬送方向に平行な開口部を形成し、
この開口部を挟んで長手方向に複数対の制御電極を配置
し、複数対の制御電極のそれぞれに対して独立して電圧
を印加することにより、開口部を通過するトナー流を複
数段階に制御して画像の解像度を向上するようにした構
成が開示されている。

【０００５】さらに、特開平６−２３４２３３号公報に
は、記録媒体の搬送方向に各色のトナーを収納した複数
の現像器を配置し、複数の現像器に対向する基板に各現
像器に対応するトナー通過孔を形成し、画像信号に応じ
て各トナー通過孔におけるトナーの通過を制御するよう
にした構成が開示されている。加えて、特開平８−１３
２６６３号公報には、記録媒体の搬送方向に各色のトナ
ーを収納した複数のトナータンクのそれぞれに対応した
制御電極を有するトナー通過孔を形成した共通基板、及
び、各トナータンクに対応した背面電極を設け、制御電
極及び背面電極に対する電圧の印加状態を制御して制御
電極と背面電極との間に搬送された記録媒体にトナータ
ンクからトナーを飛翔させる飛翔電界を選択的に形成す
るようにした構成が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、直接記
録方式の画像形成装置において複数色のトナーの混色に
よってカラー画像を形成する場合には、各色のトナーを
各色毎のトナー担持体から通過孔を経由して記録媒体の
表面における同一の位置に正確に飛翔させなければなら
ず、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔した各色の
トナーの記録媒体の表面における相対的な飛翔位置を高
精度で制御する必要がある。また、単色の画像を形成す
る際に、複数のトナー担持体を記録媒体の搬送方向に並
列するとともに、複数のトナー担持体のそれぞれに対向
する通過孔を記録媒体の搬送方向に直交する方向に位置
をずらせて配置することによって解像度を高くする場合
があり、この場合にも複数のトナー担持体のそれぞれか
ら飛翔したトナーの記録媒体の表面における相対的な位
置関係を高精度で制御する必要がある。

【０００７】この点で、特開平６−３５２７４号公報に
開示された構成では、画素毎に記録媒体の搬送方向の開
口範囲におけるイオン流を偏向させることはできるもの
の、一定の質量を有するトナー粒子を飛翔させるための
運動エネルギや電極に対するトナーの付着等により、ト
ナーの飛翔方向を十分に偏向させることができない。ま
た、特開平６−３１６１０１号公報に開示された構成で
は、同一平面上に両方の制御電極が配置されているた
め、トナーの飛翔方向を偏向する電極がトナー流を発生
する電極によってシールドされ、トナーの飛翔方向を十
分に偏向させることができない問題がある。

【０００８】さらに、特開平６−３０５１７８号公報に
開示されているように、記録媒体の搬送方向に長く形成
した開口部の縁部に複数対の制御電極を配置した構成で
は、開口部の長手方向についてトナーの漏れを生じ易
く、電極が複雑化する問題がある。また、特開平６−２
３４２３３号公報に開示されているように、複数色のト
ナータンクについての電極部を一体化することによって
各色のトナーの飛翔位置の精度を向上するようにした構
成や、特開平８−１３２６６３号公報に開示されている
ように、各色毎に最適なトナー量が得られるように通過
孔径や制御電圧を決定する構成では、基板上において適
正な位置に制御電極を形成し、かつ、この基板を各トナ
ータンクに対して適正な位置に取り付ける作業必要があ
り、部品の製造作業や装置の組立作業が極めて煩雑にな
る問題があった。

【０００９】この発明の目的は、複数のトナー担持体か
らトナーを飛翔させて直接記録方式の画像形成を行う場
合に、複数のトナー担持体から飛翔したトナーの記録媒
体上における相対的な位置関係を容易かつ正確に制御す
ることができ、カラー画像や高解像度の画像の画像形成
状態を良好に維持することができる画像形成装置を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、記録媒体の移動方向に並列された複数のトナー担持
体のそれぞれに対向する複数の通過孔に選択的に飛翔電
界を形成し、各トナー担持体が担持するトナーを飛翔電
界が形成された通過孔を経由して記録媒体に飛翔させて
画像形成を行う画像形成装置において、複数の通過孔の
それぞれの縁部に複数の範囲に分割した制御電極を配置
し、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔したトナー
の記録媒体上における相対的な位置関係に応じて制御電
極の複数の範囲のそれぞれに対する電圧の印加状態を制
御する電圧制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載した発明においては、複数
のトナー担持体のそれぞれに対向する通過孔のそれぞれ
の縁部に複数の範囲に分割された制御電極が配置され、
複数の範囲に分割された制御電極のそれぞれに対する電
圧の印加状態が、複数のトナー担持体のそれぞれから飛
翔したトナーの記録媒体における相対的な位置関係に応
じて制御される。各通過孔の縁部に配置された制御電極
の複数の範囲のそれぞれに印加する電圧値を変化させる
ことにより、通過孔に形成される飛翔電界の方向が変化
し、通過孔を経由して飛翔するトナーの飛翔方向が偏向
する。したがって、制御電極の複数の範囲のそれぞれに
は、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔したトナー
が記録媒体において所定の相対的な位置関係を実現する
ようにトナーの飛翔方向を偏向させるための電圧が印加
され、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔したトナ
ーの記録媒体における相対的な位置関係は、所定の状態
に維持される。

【００１２】請求項２に記載した発明は、前記複数の通
過孔のそれぞれの記録媒体側の縁部に複数の範囲に分割
した第１の制御電極を配置するとともに、トナー担持体
側の縁部に第２の制御電極を配置し、複数のトナー担持
体のそれぞれから飛翔したトナーの記録媒体における相
対的な位置関係に応じて第１の制御電極の複数の範囲の
それぞれに対する電圧の印加状態を制御するとともに画
像信号に応じて第２の制御電極に対する電圧の印加状態
を制御する電圧制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載した発明においては、通過
孔の記録媒体側の縁部に複数の範囲に分割した第１の制
御電極が配置されるとともに、通過孔のトナー担持体側
の縁部に第２の制御電極が配置され、第１の制御電極の
複数の範囲のそれぞれに複数のトナー担持体のそれぞれ
から飛翔したトナーが記録媒体において所定の相対的な
位置関係を実現するようにトナーの飛翔方向を偏向させ
るための電圧が印加され、第２の制御電極に画像信号に
応じた電圧が印加される。したがって、第２の制御電極
によって形成される飛翔電界により、画像信号に応じて
各トナー担持体から選択的に飛翔したトナーは、第１の
制御電極によって形成される飛翔電界により、他のトナ
ー担持体から飛翔したトナーと記録媒体において所定の
相対的な位置関係を実現する方向に飛翔する。

【００１４】請求項３に記載した発明は、前記電圧制御
手段が、単一のトナー担持体に対向する複数の通過孔に
ついて第１の制御電極の複数の範囲のそれぞれに共通の
電圧を印加することを特徴とする。

【００１５】請求項３に記載した発明においては、単一
のトナー担持体に対向して配置されている複数の通過孔
のそれぞれについて、第１の制御電極の各範囲に対して
共通の電圧が印加される。したがって、単一のトナー担
持体に対向する全ての通過孔においてトナーの飛翔方向
が一定方向に偏向され、単一のトナー担持体に対向する
全ての通過孔について単一の電圧制御手段によってトナ
ーの飛翔方向が制御される。

【００１６】請求項４に記載した発明は、前記電圧制御
手段が、複数のトナー担持体のそれぞれを介して記録媒
体に形成された画像を読み取る画像読取手段を含み、画
像読取手段の読取結果に基づいて制御電極に対する電圧
の印加状態を制御することを特徴とする。

【００１７】請求項４に記載した発明においては、複数
のトナー担持体のそれぞれを介して記録媒体に形成され
た画像の読取結果に基づいて、制御電極に対する電圧の
印加状態が制御される。したがって、複数のトナー担持
体のそれぞれにより形成された画像の記録媒体における
相対的な位置関係が適正になるように、制御電極に対す
る電圧の印加状態が制御される。

【００１８】請求項５に記載した発明は、前記電圧制御
手段が、前記位置検出用のパターン画像の読取結果に基
づいて、前記制御電極に印加する電圧値、及び、電圧の
印加タイミングを制御することを特徴とする。

【００１９】請求項５に記載した発明においては、複数
のトナー担持体のそれぞれを介して記録媒体に形成され
た画像の読取結果に基づいて、制御電圧に印加する電圧
値、及び、電圧の印加タイミングが制御される。複数に
分割された制御電極のそれぞれの範囲に印加する電圧を
制御することによってトナーの飛翔方向が偏向され、記
録媒体の搬送方向及び搬送方向に直交する方向における
トナーの飛翔位置が変化する。また、制御電極に対する
電圧の印加タイミングを制御することによって記録媒体
の搬送方向におけるトナーの飛翔位置が変化する。した
がって、複数のトナー担持体のそれぞれにより形成され
た画像の記録媒体における相対的な位置関係が適正にな
るように、記録媒体の搬送方向及び搬送方向に直交する
方向のトナーの飛翔位置が制御される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施形態
に係る画像形成装置の構成を示す概略図であり、図２は
上記画像形成装置の印字部の近傍の構成を示す図であ
り、図３は上記印字部を構成する飛翔制御部の平面図及
び部分破断斜視図であり、図４は上記画像形成装置の制
御部の構成を示す図である。画像形成装置１０は、高解
像度の単色の画像を形成する画像形成装置であり、印字
部１、給紙部４、定着部６及び制御部７から構成されて
いる。給紙部４は、画像形成装置１０の本体の上面に装
着された給紙カセット４１、給紙カセット４１に収納さ
れている記録媒体Ｐを１枚ずつ送り出すピックアップロ
ーラ４２、及び、送り出された記録媒体Ｐを所定のタイ
ミングで印字部１内に導くレジストローラ４２を備えて
いる。ピックアップローラ４１及びレジストローラ４２
は、制御部７から出力される駆動信号に基づいて図外の
駆動機構を介して駆動される。

【００２１】定着部６は、内部にハロゲンランプ等のヒ
ータ６１を収納した円筒状のヒートローラ６２、ヒート
ローラ６２に所定の圧力で当接する圧力ローラ６３、及
び、ヒートローラ６２の温度を検出する温度センサ６４
を備えており、温度センサ６４の検出信号に基づいてヒ
ータ６１をオン／オフ制御することにより、ヒートロー
ラ６２の表面温度をトナーを溶融可能な温度に維持す
る。印字部１を通過した記録媒体Ｐは、定着部６におい
てヒートローラ６２と圧力ローラ６３との間に導かれ、
加熱及び加圧を受ける。これによって、記録媒体Ｐの表
面に付着したトナーが溶融して記録媒体Ｐの表面に定着
する。

【００２２】図２に示すように、印字部１は、所定の極
性及び所定の値に帯電させた所定量のトナーＴを供給す
るトナー帯電器３、トナー帯電器３によって供給された
トナーの飛翔制御を行う飛翔制御部２ａ，２ｂ、飛翔制
御部２ａ，２ｂに一定の間隙を挟んで対向する対向電極
１１ａ，１１ｂ、及び、記録媒体Ｐを吸引するファン１
３ａ，１３ｂを、下方から上方に向かってこの順に配置
して構成されている。対向電極１１ａ，１１ｂは、トナ
ー担持体３１ａ，３１ｂの周面に対して例えば１ｍｍの
間隙を設けて配置されており、後述する対向電極電源７
５から２ｋＶの電圧が印加される。

【００２３】トナーＴを収納するトナー帯電器３は、２
本のトナー担持体３１ａ，３１ｂ、２個のブレード３２
ａ，３２ｂ及び２本の供給ローラ３３ａ，３３ｂを備え
ている。トナー担持体３１ａ，３１ｂは、図外の駆動機
構を介して駆動され、図２中に矢印で示す方向に例えば
周速６０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。トナー担持体３１
ａ，３１ｂは、後述する対向電極１１ａ，１１ｂ及び飛
翔制御部２ａ，２ｂとの間でトナーＴを飛翔させるため
の飛翔電界を形成する。

【００２４】トナー担持体３１ａ，３１ｂの表面には、
数μｍ程度の凹凸が形成されており、ブレード３２ａ，
３２ｂの端部が圧接する。このブレード３２ａ，３２ｂ
の圧接により、トナー担持体３１ａ，３１ｂの表面にト
ナーＴが担持される。供給ローラ３３ａ，３３ｂは、図
外の駆動機構を介して駆動され、図２中に矢印で示す方
向に回転し、トナー帯電器３内に収納されたトナーＴを
攪拌してトナー担持体３１ａ，３１ｂに供給する。トナ
ーＴは、例えばスチレンアクリルを主体とする粒径１０
μｍ程度の粉体であり、供給ローラ３３ａ，３３ｂによ
る攪拌を受けて所定の電荷を帯電する。この実施形態で
は、一例として負の電荷を帯電するトナーＴを用いる。

【００２５】給紙部４からレジストローラ４３の回転に
より印字部１に導かれた記録媒体Ｐは、ファン１３ａ，
１３ｂの吸引力により、対向電極１１ａ，１１ｂの下面
に吸着した状態で、対向電極１１ａ，１１ｂと飛翔制御
部２ａ，２ｂとの間に搬送される。この間において記録
媒体Ｐの下面にトナー担持体３１ａ，３１ｂから選択的
に飛翔したトナーＴが付着する。下面にトナーＴが付着
した記録媒体Ｐは、ヒートローラ６２と圧力ローラ６３
との間において加熱及び加圧され、トナーＴが溶融して
記録媒体Ｐの下面に定着する。

【００２６】なお、定着部６の排紙側には、ヒートロー
ラ６２と圧力ローラ６３との間を通過した記録媒体Ｐの
下面に対向する画像読取センサ８１が設けられている。
この画像読取センサ８１は、後述するように記録媒体Ｐ
に形成された位置検出用のパターン画像を読み取る。

【００２７】図３に示すにように、飛翔制御部２ａ，２
ｂは、例えば厚さ２５μｍのポリイミド樹脂を素材とす
るベース基板２５に、複数の通過孔２２、給電電極２４
及び制御電極２６を形成して構成されている。ベース基
板２５には、上面にカバーレイヤ２８、下面にシールド
電極２７が積層して形成されている。カバーレイヤ２８
は、ベース基板の上面に形成された給電電極２４及び制
御電極２６を保護する。シールド電極２７は、ベース基
板２５を介して給電電極２４及び対向電極１１ａ，１１
ｂの電界のトナー担持体３１ａ，３１ｂに担持されたト
ナーＴへの作用を防止する。このベース基板２５は、対
向電極１１ａ，１１ｂに平行にして、トナー担持体３１
ａ，３１ｂとの間に例えば１００μｍの間隙を設けて取
付台２１に取り付けられる。

【００２８】制御電極２６の電極径は約２００μｍにさ
れており、通過孔２２の開口径は約１６０μｍにされて
いる。通過孔２２は、一例として、ベース基板２５内の
飛翔制御部２ａにおいて、記録媒体Ｐの搬送方向に対し
て所定角度傾斜した方向に４個ずつ、記録媒体Ｐの搬送
方向に直交する方向に６４０個ずつ形成されており、合
計２５６０個の通過孔２２ａ−１〜２２ａ−２５６０が
形成されている。即ち、この例では、飛翔制御部２ａに
おいて、長手方向に搬送されるＡ４サイズの記録媒体Ｐ
に対して、３００ＤＰＩの解像度に対応する個数の通過
孔２２が形成されており、各通過孔２２の記録媒体Ｐの
搬送方向に直交する方向の間隔は、１／３００インチ
（８５μｍ）にされている。

【００２９】飛翔制御部２ｂにおいても、飛翔制御部２
ａと同様の配置状態で合計２５６０個の通過孔２２ｂ−
１〜２２ｂ−２５６０が形成されている。但し、飛翔制
御部２ａの通過孔２２ａ−１〜２２ａ−２５６０と飛翔
制御部２ｂの通過孔２２ｂ−１〜２２ｂ−２５６０と
は、記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向に１／６００
インチ（４２μｍ）だけ偏位して配置されている。した
がって、飛翔制御部２ｂと飛翔制御部２ａとに順に対向
して搬送される間に記録媒体Ｐの下面には、搬送方向に
直交する方向に通過孔２２が１／６００インチの間隔で
対向することになり、６００ＤＰＩの解像度で画像が形
成される。

【００３０】飛翔制御部２ａ，２ｂのそれぞれにおい
て、制御電極２６は、２５６０個の通過孔２２のそれぞ
れの縁部を囲む位置に形成されている。各制御電極２６
は、通過孔２２の縁部の周囲を３分割する範囲の偏向電
極２６ａ〜２６ｃによって構成されている。また、給電
電極２４は、制御電極２６を構成する偏向電極２６ａ〜
２６ｃのそれぞれと後述する偏向電極電源７６ａ〜７６
ｃのそれぞれとの間を接続する。

【００３１】なお、トナー担持体３１ａ，３１ｂと飛翔
電極部２ａ，２ｂ及び対向電極１１ａ，１ｂとの距離、
通過孔２２の開口径、制御電極２６の電極径、対向電極
１１ａ，１１ｂに印加する電圧、並びに、ベース基板２
５の構成は、トナーＴの組成や記録媒体Ｐの種類等によ
って適宜決定することができる。

【００３２】図４に示すように、制御部７は、飛翔制御
部２ａ，２ｂのそれぞれに対応する制御部７ａ，７ｂに
分割して構成されている。この制御部７ａと制御部７ｂ
とは、同一の構成であり、ここでは、制御部７ａについ
て説明する。制御部７ａは、ＣＰＵ７１、シフトレジス
タ７２、偏向電極ドライバ７４、対向電極電源７５及び
偏向電極電源７６ａ〜７６ｃを備えている。ＣＰＵ７１
は、対向電極電源７５及び偏向電極電源７６ａ〜７６ｃ
に対して制御信号を出力する。シフトレジスタ７２は、
偏向電極ドライバ７４に対して画像信号に応じたタイミ
ングで動作信号を出力する。

【００３３】対向電極電源７５は、ＣＰＵ７１から出力
される制御信号に基づいて印字動作時に対向電極１１
ａ，１１ｂに２ｋＶの電圧を印加する。偏向電極電源７
６ａ〜７６ｃは、給電電極２４及び偏向電極ドライバ７
４を介して偏向電極２６ａ〜２６ｃのそれぞれに接続さ
れており、ＣＰＵ７１から偏向電極電源７６ａ〜７６ｃ
のそれぞれに個別に出力される制御信号によって設定さ
れる偏向電圧を出力する。偏向ドライバ７４は、シフト
レジスタ７２から出力される動作信号に基づいて偏向電
極電源７６ａ〜７６ｃから出力された偏向電圧を偏向電
極２６ａ〜２６ｃのそれぞれに供給する。

【００３４】なお、偏向電極電源７６ａ〜７６ｃは、飛
翔制御部２ａに形成された２５６０個の通過孔２２に形
成された全ての制御電極２６に対して１組のみ備えるこ
とができる。これによって、飛翔制御部２ａに含まれる
２５６０個の通過孔２２のそれぞれに形成された制御電
極２６の全てについて、同一の偏向電圧の印加状態が設
定される。一方、偏向電極ドライバ７４は飛翔制御部２
ａに含まれる通過孔２２毎に備えられており、画像信号
に応じて通過孔２２ａ−１〜２２ａ−２５６０のそれぞ
れに形成された制御電極２６に選択的に偏向電圧が印加
される。

【００３５】図５は、上記画像形成装置における画像形
成状態を示す図である。上述のように構成された画像形
成装置１０において、制御部７ａ，７ｂの対向電極電源
７５から対向電極１１ａ，１１ｂに所定の電圧を印加
し、偏向電極ドライバ７４によって選択された通過孔２
２に形成された偏向電極２６ａ〜２６ｃに偏向電極電源
７６ａ〜７６ｃにおいて設定された偏向電圧を印加する
と、偏向電圧が印加された通過孔２２においてトナー担
持体３１ａ，３１ｂから対向電極１１ａ，１１ｂへの飛
翔電界が形成され、トナー担持体３１ａ，３１ｂの表面
に担持されたトナーＴが飛翔制御部２ａ，２ｂにおける
通過孔２２を経由して対向電極１１ａ，１１ｂ方向に飛
翔し、対向電極１１ａ，１１ｂと飛翔制御部２ａ，２ｂ
との間に存在する記録媒体Ｐの表面にトナーＴが付着す
る。

【００３６】この結果、トナー担持体３１ａから飛翔制
御部２ａを経由して飛翔したトナーＴと、トナー担持体
３１ｂから飛翔制御部２ｂを経由して飛翔したトナーＴ
と、によって６００ＤＰＩの解像度の画像が記録媒体Ｐ
に形成される。したがって、記録媒体Ｐにおいて所定の
解像度で正確に画像を形成するためには、トナー担持体
３１ａから飛翔したトナーＴとトナー担持体３１ｂから
飛翔したトナーＴとを、設定された解像度に応じた所定
の間隔で記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向に交互に
位置させる必要がある。

【００３７】そこで、上記画像形成装置１０では、記録
媒体Ｐに形成した位置検出用のパターン画像を画像読取
センサ８１によって読み取り、この読取結果に基づいて
制御部７ａ，７ｂにおいてＣＰＵ７１から出力される制
御信号を介して偏向電極電源７６ａ〜７６ｃに設定する
偏向電圧の電圧値を変更することにより、トナー担持体
３１ａから飛翔したトナーＴとトナー担持体３１ｂから
飛翔したトナーＴとが、設定された解像度に応じた所定
の間隔で記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向に交互に
位置するように、両者の相対的な位置関係を調整する。

【００３８】即ち、トナー担持体３１ａ，３１ｂから対
向電極１１ａ，１１ｂに対するトナーＴの飛翔方向を決
定する飛翔電界の方向は、偏向電圧２６ａ〜２６ｃのそ
れぞれに印加する偏向電圧の電圧値に応じて変化する。
したがって、飛翔制御部２ａ及び飛翔制御部２ｂにおけ
る偏向電圧２６ａ〜２６ｃに対する偏向電圧の印加状態
を変えることにより、トナー担持体３１ａから飛翔した
トナーＴとトナー担持体３１ｂから飛翔したトナーＴと
の記録媒体Ｐの表面における相対的な位置関係を調整す
ることができる。

【００３９】例えば、制御部７ａにより飛翔制御部２ａ
の通過孔２２ａ−１に形成された偏向電極２６ａ〜２６
ｃに＋２５０Ｖの偏向電圧を印加するとともに、記録媒
体Ｐの搬送方向において通過孔２２ａ−１から３８０μ
ｍの距離にあるべき飛翔制御部２ｂの通過孔２２ｂ−５
に形成された偏向電極２６ａ〜２６ｃに制御部７ｂから
＋２５０Ｖの偏向電圧を印加することにより、記録媒体
Ｐの表面に２本の線画像Ｌ１，Ｌ２によって構成される
位置検出用のパターン画像を形成し、このパターン画像
を画像読取センサ８１によって読み取る。画像読取セン
サ８１によって読み取られた線画像Ｌ１，Ｌ２の間隔が
４００μｍであった場合には、制御部７ｂのＣＰＵ７１
により、偏向電極電源７６ａ，７６ｃに例えば＋２３０
Ｖの偏向電圧を設定し、偏向電極電源７６ｂに例えば＋
３００Ｖの偏向電圧を設定する。これによって、通過孔
２２ｂ−５に形成された偏向電極２６ａ及び２６ｃに＋
２３０Ｖの偏向電圧を印加し、偏向電極２６ｂに＋３０
０Ｖの偏向電圧を印加して画像形成を行うことにより、
記録媒体Ｐの表面に形成された線画像Ｌ１，Ｌ２の間隔
が３８０μｍの適正値になるようにする。

【００４０】なお、位置検出用のパターン画像は、記録
媒体Ｐにおける印字領域外に形成することにより、通常
の画像の印字処理と同時に偏向電圧を調整するための位
置検出用のパターン画像を形成することができる。この
場合に位置検出用のパターン画像の形成位置及び形状
を、例えば、記録媒体Ｐの搬送方向又は搬送方向に直交
する方向についての中点位置や罫線位置の目印として使
用できるものとしてもよい。

【００４１】また、各制御電極２６を構成する偏向電極
２６ａ〜２６ｃに印加する偏向電圧の電圧値は、通過孔
２２を経由するトナーＴの飛翔方向のみならず、トナー
Ｔの飛翔量にも影響を与える。そこで、画像読取センサ
８１により、パターン画像の形成位置のみならず、パタ
ーン画像の画像濃度をも同時に検出し、検出したパター
ン画像の画像濃度に基づいて制御部２ａ，２ｂの偏向電
極電源７６ａ〜７６ｃにおける偏向電圧の設定値を増減
変化させ、形成される画像の濃度を調整するようにして
もよい。

【００４２】さらに、上記の実施形態では、各制御電極
２６を３個の偏向電極２６ａ〜２６ｃによって構成した
が、各制御電極２６を２個又は４個以上の偏向電極によ
って構成することもできる。但し、制御電極２６を２個
の偏向電極によって構成する場合に、記録媒体Ｐの搬送
方向に２個の偏向電極を配置すると、記録媒体Ｐの搬送
方向に直交する方向にトナーＴの飛翔方向を調整するこ
とができなくなることに考慮すべきである。

【００４３】加えて、画像読取センサ８１が読み取った
パターン画像に基づくトナー飛翔位置の検出では、位置
検出用のパターン画像は、図６（Ａ）に破線で示すよう
に、記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な境界線、及び、記録
媒体Ｐの搬送方向と所定角度θをなす境界線とを含む基
準パターン画像Ｇａの画像データに基づいて、記録媒体
Ｐにパターン画像Ｇ１を形成するようにしてもよい。こ
の場合、画像読取センサ８１による基準パターン画像Ｇ
ａの読取信号Ｓ１をＣＰＵ７１において図６（Ｂ）に示
す基準信号Ｓａと比較する。この比較において、パター
ン画像Ｇ１の読取信号Ｓ１の立ち上がり及び立ち下がり
のタイミングをｔ１及びｔ３、基準信号Ｓａの立ち上が
り及び立ち下がりのタイミングをｔ０及びｔ２、記録媒
体Ｐの搬送速度をＶとして、基準パターン画像Ｇａに対
するパターン画像Ｇ１の記録媒体Ｐの搬送方向と直交す
る方向の誤差ΔＸ、及び、記録媒体Ｐの搬送方向の誤差
ΔＹは、 ΔＸ＝｛（ｔ１−ｔ０）−（ｔ３−ｔ２）｝×Ｖ／ｔａ
ｎθ ΔＹ＝（ｔ３−ｔ２）×Ｖ によって算出される。このようにして算出した誤差、又
は、誤差に対応して決定された偏向電圧値を制御部７が
備える図外の不揮発性メモリに更新的に記憶しておくこ
とにより、画像形成時に不揮発性メモリの記憶内容を読
み出して制御電極２６に対する電圧の印加タイミングや
偏向電圧値を適正に決定することができる。

【００４４】なお、記録媒体Ｐの搬送方向について、制
御部７のＣＰＵ７１及びシフトレジスタ７２から対向電
極１１及び偏向電極ドライバ７４に対する信号の出力タ
イミングの制御によって１画素分の誤差を補正すること
ができ、ＣＰＵ７１から偏向電極２６ａ〜２６ｃに設定
する偏向電圧の電圧値を制御することによって１画素未
満の誤差を補正することができる。

【００４５】図７はこの発明の第２の実施形態に係る画
像形成装置の構成を示す図であり、図８は上記画像形成
装置の印字部の構成を示す図である。この実施形態に係
る画像形成装置１０は、印字部１に飛翔制御部２ａ〜２
ｄ、トナー帯電器３ａ〜３ｄ、対向電極１１ａ〜１１ｄ
及び転写ベルト１２を備えたものである。トナー帯電器
３ａ〜３３ｄのそれぞれには、イエロー、マゼンタ、シ
アン及びブラックの各色のトナーが収納されており、図
８に示すように、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれ
は、トナー担持体３１、ブレード３２、供給ローラ３３
及び攪拌部材３４を備えている。対向電極１１ａ〜１１
ｄのそれぞれは、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれに
備えられたトナー担持体３１の周面に所定の間隔を設け
て対向する位置に配置されており、飛翔制御部２ａ〜２
ｄのそれぞれを構成する図外のベース基板は、対向電極
１１ａ〜１１ｄの下面において対向電極１１ａ〜１１ｄ
のそれぞれに平行に配置されている。転写ベルト１２
は、対向電極１１ａ〜１１ｄと飛翔制御部２ａ〜２ｄと
の間を通過する状態に張架されており、転写ベルト１２
を張架する一方のローラは、定着部６において圧力ロー
ラを兼ねる。

【００４６】以上の構成により、トナー帯電器３ａ〜３
ｄのそれぞれが備えるトナー担持体３１から飛翔した４
色のトナーＴが、転写ベルト１２の表面に付着し、４色
のトナーの混合によってカラー画像が形成される。給紙
部４において給紙カセット４１に収納された記録媒体Ｐ
は、ピックアップローラ４２の回転によって１枚ずつ送
り出され、レジストローラ４３の回転によって転写ベル
ト１２の表面に形成されたカラー画像に同期するタイミ
ングで定着部６内に導かれる。これによって、転写ベル
ト１２においてカラー画像を構成する４色のトナーが記
録媒体Ｐの表面に転写するとともに、定着部６における
加熱及び加圧を受けて溶融し、記録媒体Ｐの表面に定着
する。定着部６を通過して記録媒体Ｐは、カラー画像を
構成するトナーが定着した面を画像読取センサ８１に対
向させた後、排紙ローラ６５の回転によって装置の上面
に排出される。

【００４７】上述したように、画像形成装置１０は、４
個のトナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれに収納している
４色のトナーの混合によってカラー画像を形成するもの
であり、形成されたカラー画像において忠実な再現性を
得るためには、カラー画像の各画素について、トナー帯
電器３ａ〜３ｄのそれぞれに備えられたトナー担持体３
１から飛翔したトナーＴが転写ベルト１２の同一の位置
に正確に付着するようにしなければならない。

【００４８】このため、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれ
ぞれに備えられたトナー担持体３１の周面に対向する飛
翔制御部２ａ〜２ｄのそれぞれは、例えば、図３（Ａ）
に示した飛翔制御部２ａと同様に構成され、それぞれに
含まれる通過孔２２の位置が転写ベルト１２の回転方向
に直交する方向において一致するようにされている。こ
れとともに、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれのトナ
ー担持体３１と対向電極１１ａ〜１１ｄとの間における
飛翔電界の形成タイミングは、転写ベルト１２の表面が
トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれに対向するタイミン
グに一致するようにされている。これによって、理想的
には、転写ベルト１２を介して記録媒体Ｐの表面には３
００ＤＰＩの解像度のカラー画像が形成される。

【００４９】しかし、飛翔制御部２ａ〜２ｄを構成する
ベース基板の取付位置の誤差や対向電極１１ａ〜１１ｄ
に対する対向電圧の印加タイミングの誤差等により、ト
ナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれのトナー担持体３１か
ら飛翔した各色のトナーＴの転写ベルト１２の表面にお
ける付着位置が一致しない場合がある。これを放置する
と、カラー画像の各画素において４色のトナーを正確に
混合させることができず、カラー画像を忠実に再現する
ことができない。

【００５０】そこで、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞ
れに収納されている４色のトナーＴのそれぞれによって
転写ベルト１２を介して記録媒体Ｐに位置検出用のパタ
ーン画像を形成し、このパターン画像を画像読取センサ
８１によって読み取り、パターン画像の読取結果に基づ
いて、飛翔制御部２ａ〜２ｄのそれぞれに含まれる偏向
電極２６ａ〜２６ｃに印加すべき偏向電圧を調整する。
これによって、トナー帯電器３ａ〜３ｄのそれぞれのト
ナー担持体３から飛翔したトナーＴの転写ベルト１２の
表面における付着位置の相対的な位置関係を制御し、４
色のトナーＴが転写ベルト１２の表面の同一の位置に正
確に付着させることより、カラー画像の各画素において
４色のトナーが正確に混合するようにして、カラー画像
を忠実に再現することができる。

【００５１】図９はこの発明の別の実施形態に係る画像
形成装置の飛翔制御部の構成を示す拡大破断斜視図であ
り、図１０は同画像形成装置の制御部の構成を示す図で
ある。この実施形態に係る画像形成装置の飛翔制御部２
は、上下面にカバーレイヤ２８を形成したベース基板２
５に形成された複数の貫通孔２２のそれぞれにおいて、
ベース基板２５の対向電極側である上面側の縁部に偏向
電極２６ａ〜２６ｃによって構成された第１の制御電極
２６を形成するとともに、ベース基板２５のトナー担持
体側である下面側の縁部に第２の制御電極２３を全周に
わたって一体的に形成したものである。第２の制御電極
２３、及び、偏向電極２６ａ〜２６ｄのそれぞれには、
制御部７から独立して電圧が印加される。

【００５２】以上のように構成した飛翔制御部２に対し
て、制御部７からトナーＴを飛翔させるか否かを選択す
る電圧を第２の制御電極２３に印加し、トナーＴの飛翔
方向を調整するための偏向電圧を偏向電極２６ａ〜２６
ｃに印加する。例えば、図３（Ａ）に示した状態に通過
孔２２を配置した飛翔制御部２ａ，２ｂにおいて、飛翔
制御部２ａに含まれる通過孔２２ａ−１と飛翔制御部２
ｂに含まれる通過孔２２ｂ−５とにおいて、偏向電極２
６ａ〜２６ｃに０Ｖの電圧を印加するとともに第２の制
御電極２３に＋２５０Ｖの電圧を印加して形成した２本
の線画像の間隔が４１０μｍであった場合、通過孔２２
ｂ−５の偏向電極２６ｂに＋３０Ｖの偏向電圧を印加す
ることにより、２本の線画像の間隔を３８０μｍの適正
な値にすることができた。

【００５３】このように、飛翔制御部２に含まれる通過
孔２２の対向電極側の縁部に偏向電極２６ａ〜２６ｃに
よって構成される第１の制御電極２６を形成するととも
に、トナー担持体側の縁部に第２の制御電極２３を形成
することにより、飛翔制御部２を構成するベース基板の
下面から記録媒体Ｐの表面に至る比較的長い距離に対し
てトナーの飛翔方向を偏向する電界が作用することにな
り、比較的低い偏向電圧によってトナーの飛翔方向を制
御することができる。また、第２の制御電極２３に印加
する電圧を制御することにより、トナーの飛翔量を確実
に制御することができる。

【００５４】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、複数
のトナー担持体のそれぞれに対向する通過孔のそれぞれ
の縁部に複数の範囲に分割した制御電極を配置し、複数
の範囲に分割された制御電極のそれぞれに対する電圧の
印加状態を、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔し
たトナーの記録媒体における相対的な位置関係に応じて
制御することにより、制御電極の複数の範囲のそれぞれ
に、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔したトナー
が記録媒体において所定の相対的な位置関係を実現する
ようにトナーの飛翔方向を偏向させるための電圧を印加
することができ、複数のトナー担持体のそれぞれから飛
翔したトナーの記録媒体における相対的な位置関係を適
正にして、カラー画像や高解像度の画像の画像形成状態
を良好に維持することができる。

【００５５】請求項２に記載した発明によれば、通過孔
の記録媒体側の縁部に複数の範囲に分割した第１の制御
電極を配置するとともに、通過孔のトナー担持体側の縁
部に第２の制御電極を配置し、第１の制御電極の複数の
範囲のそれぞれに複数のトナー担持体のそれぞれから飛
翔したトナーが記録媒体において所定の相対的な位置関
係を実現するようにトナーの飛翔方向を偏向させるため
の電圧を印加し、第２の制御電極に画像信号に応じた電
圧を印加することにより、第２の制御電極において形成
される飛翔電界によって画像信号に応じて各トナー担持
体から選択的に飛翔したトナーを、第１の制御電極にお
いて形成される飛翔電界によって他のトナー担持体から
飛翔したトナーと記録媒体において所定の相対的な位置
関係を実現する方向に飛翔させることができ、複数のト
ナー担持体のそれぞれから飛翔したトナーの記録媒体に
おける相対的な位置関係を適正にして、カラー画像や高
解像度の画像の画像形成状態を良好に維持することがで
きる。

【００５６】請求項３に記載した発明によれば、単一の
トナー担持体に対向して配置した複数の通過孔のそれぞ
れについて、第１の制御電極の各範囲に対して共通の電
圧を印加することにより、トナー担持体毎に単一の電圧
制御手段によってトナーの飛翔方向を制御することがで
き、電圧制御手段の構成及び制御内容を簡略化してコス
トダウンを実現できる。

【００５７】請求項４に記載した発明によれば、複数の
トナー担持体のそれぞれを介して記録媒体に形成された
画像の読取結果に基づいて、制御電極に対する電圧の印
加状態を制御することにより、複数のトナー担持体のそ
れぞれにより形成された画像の記録媒体における相対的
な位置関係を適正にするための制御電極に対する電圧の
印加状態を正確に制御することができる。

【００５８】請求項５に記載した発明によれば、複数の
トナー担持体のそれぞれを介して記録媒体に形成された
画像の読取結果に基づいて、制御電圧に印加する電圧
値、及び、電圧の印加タイミングを制御することによ
り、複数のトナー担持体のそれぞれにより形成された画
像の記録媒体における相対的な位置関係が適正になるよ
うに、記録媒体の搬送方向及び搬送方向に直交する方向
のトナーの飛翔位置を正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る画像形成装置
の構成を示す概略図である。

【図２】上記画像形成装置の印字部の近傍の構成を示す
図である。

【図３】上記印字部を構成する飛翔制御部の平面図及び
部分破断斜視図であ上記画像形成装置の印字部を構成す
るトナー帯電器の構成を示す図である。

【図４】上記画像形成装置の制御部の構成を示す図であ
る。

【図５】上記画像形成装置における画像形成状態を示す
図である。

【図６】上記画像形成装置における別の画像形成状態、
及び、画像読取状態を示す図である。

【図７】この発明の第２の実施形態に係る画像形成装置
の構成を示す図である。

【図８】上記画像形成装置の印字部の構成を示す図であ
る。

【図９】この発明の別の実施形態に係る画像形成装置の
飛翔制御部の構成を示す拡大破断斜視図である。

【図１０】同画像形成装置の制御部の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】 １−印字部 ２ａ，２ｂ−飛翔制御部 ３−トナー帯電器 ４−給紙部 ７−制御部 １０−画像形成装置 １１ａ，１１ｂ−対向電極 ２２−通過孔 ２６−制御電極 ２６ａ〜２６ｃ−偏向電極 ３１ａ，３１ｂ−トナー担持体 ７５−対向電極電源 ７６ａ〜７６ｃ−偏向電極電源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体の移動方向に並列された複数のト
   ナー担持体のそれぞれに対向する複数の通過孔に選択的
   に飛翔電界を形成し、各トナー担持体が担持するトナー
   を飛翔電界が形成された通過孔を経由して記録媒体に飛
   翔させて画像形成を行う画像形成装置において、 複数の通過孔のそれぞれの縁部に複数の範囲に分割した
   制御電極を配置し、複数のトナー担持体のそれぞれから
   飛翔したトナーの記録媒体上における相対的な位置関係
   に応じて制御電極の複数の範囲のそれぞれに対する電圧
   の印加状態を制御する電圧制御手段を設けたことを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記複数の通過孔のそれぞれの記録媒体側
   の縁部に複数の範囲に分割した第１の制御電極を配置す
   るとともに、トナー担持体側の縁部に第２の制御電極を
   配置し、複数のトナー担持体のそれぞれから飛翔したト
   ナーの記録媒体上における相対的な位置関係に応じて第
   １の制御電極の複数の範囲のそれぞれに対する電圧の印
   加状態を制御するとともに画像信号に応じて第２の制御
   電極に対する電圧の印加状態を制御する電圧制御手段
   と、を設けた請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記電圧制御手段が、単一のトナー担持体
   に対向する複数の通過孔について第１の制御電極の複数
   の範囲のそれぞれに共通の電圧を印加する請求項２に記
   載の画像形成装置。
4. 【請求項４】前記電圧制御手段が、複数のトナー担持体
   のそれぞれを介して記録媒体に形成された画像を読み取
   る画像読取手段を含み、画像読取手段の読取結果に基づ
   いて制御電極に対する電圧の印加状態を制御する請求項
   １乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】前記電圧制御手段が、前記位置検出用のパ
   ターン画像の読取結果に基づいて、前記制御電極に印加
   する電圧値、又は、電圧の印加タイミングを制御する請
   求項４に記載の画像形成装置。