JP2000000994A

JP2000000994A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2000000994A
Application number: JP18164298A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sakai; 捷夫酒井; Masafumi Kadonaga; 雅史門永
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】飛翔記録方式の画像形成方法において、低い
飛翔制御電圧で画像形成粒子を飛翔させることができ、
且つ、画像形成粒子の飛散を軽減することができる画像
形成装置を提供する。【解決手段】粒子担持体１に担持させた導電性トナー
２５をクラウド化させないピーク・ツウ・ピーク値と周
波数との組み合わせで、交流電圧を交流電源２４から粒
子担持体１に印加させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に用いられる画像形
成方法に係り、詳しくは、画像形成粒子を飛翔させて記
録部材等に付着させる飛翔記録方式の画像形成方法の改
良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成方法として、飛翔記録方
式のものが古くから知られている。この飛翔記録方式
は、次のようなプロセスで画像を形成するものである。
即ち、粒子担持体としてのトナー担持体に担持させた帯
電済みの画像形成粒子の集合体、例えばトナー層などに
対して、微小開口部としての孔やスリットの周りに付設
した飛翔制御電極に飛翔電圧を印加して電界を作用さ
せ、該孔や該スリットに対応する特定の位置のトナー集
合体を選択的に飛翔させる。次いで、このトナー集合体
を上記孔や上記スリットを通して紙等の記録部材に付着
させて画像を形成する。

【０００３】しかしながら、上記飛翔記録方式において
は、トナー担持体からトナーを飛翔させるための飛翔電
圧を非常に高くする必要があり、該飛翔電圧のＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御させるために用いるＩＣドライバを高価にす
るという不具合があった。

【０００４】そこで、特開昭５８−４４４５７号におい
て、飛翔に先だってトナーをトナー担持体等から空中に
浮遊させてクラウド化することにより、トナーを上記孔
に向けて飛翔させるための飛翔電圧を低減する画像形成
方法が提案されている。

【０００５】図１及び図２は、上記特開昭５８−４４４
５７号の画像形成方法を用いる画像形成装置の概略構成
図である。それぞれの図に示すように、この画像形成装
置は、絶縁性トナーを粒子担持体であるトナー搬送部材
１とブレード２との間で摩擦帯電させる。次いで、この
絶縁性トナーに対して、ベース電極３とトナー搬送部材
１とへの交流電圧又は直流偏奇させた交流電圧の印加に
より形成させた交流電界を作用させることにより、該絶
縁性トナーを該間で揺動させてクラウド化させる。クラ
ウド化した絶縁性トナーは、飛翔制御電極である信号電
極４への飛翔電圧の印加によって対向電極としての背面
電極５に向けて飛翔を開始し、開口部保持部材である絶
縁部材の孔６を通過した後に記録部材７に付着して画像
を形成する。

【０００６】なお、トナーをクラウド化させる方法は種
々あるが、交流電界を作用させてトナー担持体と飛翔制
御電極等の電極との間で非磁性トナーに飛翔と逆飛翔と
を繰り返し行わせる方法が一般的である。この種の方法
は、特開昭５８−４４４５７号の他、上記特開昭５８−
９６５７０号、特開昭５８−１０４７７１号、特開昭５
８−１７２６６４号、特開昭５９−１８８４５０号、特
開昭６０−２６３９６４号及び特開昭６３−２４６２５
９号等で提案されている。

【０００７】例えば、上記特開昭５８−１７２６６４号
の画像形成方法は、図３に示されるように、磁性トナー
と非磁性トナーとを混合して互いに異極性に帯電させな
がら粒子担持体１に担持させ、ブレード２で薄層化した
後に、粒子担持体１への交流電圧の印加により形成した
交流電界を作用させて非磁性トナーのみをクラウド化さ
せるものである。

【０００８】また例えば、上記特開昭６３−２４６２５
９号の画像形成方法は、図４に示されるように、粒子担
持体としてのドナーローラ１と磁気ブラシ８との間で摩
擦帯電させたトナーをドナーローラ１上に担持させ、ド
ナーローラ１への交流電圧の印加により形成させた交流
電界の作用により孔６の近傍でクラウド化させるもので
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナーをク
ラウド化させると画像形成装置の内部を飛散トナーで汚
染してしまうという問題がある。即ち、個々のトナー粒
子の帯電量を均一に調整することは不可能であり、帯電
量の少ないトナー粒子の浮遊状態を交流電界で制御する
ことができずに該トナー粒子を画像形成装置内の気流で
拡散させてしまうという問題がある。

【００１０】本発明は、以上の背景に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、飛翔記録方式の画像
形成方法において、低い飛翔制御電圧で画像形成粒子を
飛翔させることができ、且つ、画像形成粒子の飛散を軽
減することができる画像形成装置を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数の微小開口部を互いに独立
あるいは一連に設けた開口部保持部材と、該開口部保持
部材に対して一体又は別体に設けた複数の飛翔制御電極
とを、画像形成粒子を担持させる粒子担持体と、該粒子
担持体に対向させて設けた対向電極との間に配設してお
き、画像情報に基づいて、該対向電極に対向電圧を、任
意の該飛翔制御電極に飛翔電圧を、それぞれ印加するこ
とで、該粒子担持体上の画像形成粒子を選択的に飛翔さ
せ、飛翔させた画像形成粒子の一部を任意の微小開口部
を通して該対向電極側に移行させ、更に、該対向電極の
表面、該対向電極上の絶縁体の表面、又は、該対向電極
上の記録部材の表面に付着させて画像を形成する画像形
成方法において、該粒子担持体に担持させた画像形成粒
子をクラウド化させないピーク・ツウ・ピーク値と周波
数との組み合わせで、交流電圧を該粒子担持体に印加す
ることを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の発明は、複数の微小開口部を互
いに独立あるいは一連に設けた開口部保持部材と、該開
口部保持部材に対して一体又は別体に設けた複数の飛翔
制御電極とを、画像形成粒子を担持させる粒子担持体
と、該粒子担持体に対向させて設けた対向電極との間に
配設しておき、画像情報に基づいて、該対向電極に対向
電圧を、任意の該飛翔制御電極に飛翔電圧を、それぞれ
印加することで、該粒子担持体上の画像形成粒子を選択
的に飛翔させ、飛翔させた画像形成粒子の一部を任意の
微小開口部を通して該対向電極側に移行させ、更に、該
対向電極の表面、該対向電極上の絶縁体の表面、又は、
該対向電極上の記録部材の表面に付着させて画像を形成
する画像形成方法において、該粒子担持体に担持させた
画像形成粒子をクラウド化させないピーク・ツウ・ピー
ク値と周波数との組み合わせで、交流電圧を該飛翔電圧
に重畳するか、又は、交流電圧を該飛翔制御電極と別体
に設けた電極部材に印加することを特徴とするものであ
る。

【００１３】請求項１又は２の発明においては、上記交
流電圧の印加又は重畳により上記粒子担持体上の画像形
成粒子がクラウド化することなく微細に揺動し、該粒子
担持体への付着と該粒子担持体からの離間とを短時間で
繰り返す。この繰り返しにより、画像形成粒子を上記粒
子担持体から上記微小開口部に向けて飛翔させるために
要求される上記飛翔電圧の最低値が、画像形成粒子を該
粒子担持体に付着させたままの状態で該微小開口部に向
けて飛翔させるために要求される該飛翔電圧の最低値よ
りも、遙かに小さくなる。即ち、画像形成粒子をクラウ
ド化させることなく上記飛翔電圧の値を小さくすること
ができる。なお、本発明の電圧に係る値において「小さ
くする」とは、プラス及びマイナスの極性にかかわら
ず、該値の数字を小さくすることである。従って、例え
ば電圧値を−１００［Ｖ］から−５０［Ｖ］に変更する
ことは、電圧値を小さくすることである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１又は２の画像
形成方法であって、上記交流電圧を印加又は重畳されな
い場合に画像形成粒子が上記粒子担持体から飛翔するた
めに必要とする上記飛翔電圧の最低値よりも、上記交流
電圧と上記飛翔電圧との加算値が該交流電圧の一周期毎
の所定期間において大きくなり、且つ、該最低値に係る
最低印加期間又は最低重畳期間よりも該所定期間が長い
ことを特徴とするものである。

【００１５】本発明において「最低値」とは、プラス及
びマイナスの極性にかかわらず最もゼロに近づく数字を
有する値である。また、「大きくなり」とは、「最低
値」と同極性の値の数字が「最低値」の数字よりも大き
くなることを示すものである。また、「最低印加期間」
又は「最低重畳期間」とは、画像形成粒子を飛翔させる
ために最小限必要とする上記飛翔電圧の印加又は重畳期
間である。即ち、画像形成粒子は、上記飛翔電圧を印加
又は重畳されても直ちに飛翔せず、印加又は重畳された
瞬間から飛翔するまでにタイムラグを有する。このタイ
ムラグは、上記印加又は上記重畳によって生ずる画像形
成粒子を飛翔させようとする応力が、該画像形成粒子と
上記粒子担持体との液架橋力等を上回って該画像形成粒
子を飛翔させるまでに、ある程度の時間を要するために
生ずるものであると推測される。

【００１６】請求項３の発明においては、画像形成粒子
に対して上記粒子担持体上から飛翔させ得る応力を上記
所定期間に確実に付与する。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１又は２の画像
形成方法であって、上記交流電圧を印加又は重畳されな
い場合に形成画像の濃度が飽和するために必要とする上
記飛翔電圧の最低値、及び、該場合に上記粒子担持体と
上記飛翔制御電極との間にコロナ放電が発生し得る上記
飛翔電圧の最低値、よりも上記交流電圧と上記飛翔電圧
との加算値の最大値が小さくなることを特徴とするもの
である。

【００１８】本発明において「最大値」とは、プラス及
びマイナスの極性にかかわらず最もゼロから遠ざかる数
字を有する値である。

【００１９】請求項４の発明においては、形成画像の濃
度を飽和させるとともに上記粒子担持体と上記飛翔制御
電極との間におけるコロナ放電の発生を回避する。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１又は２の画像
形成方法であって、上記交流電圧の値が０［Ｖ］のとき
に、上記飛翔電圧と上記対向電圧との印加により上記粒
子担持体と上記飛翔制御電極との間に形成される電界の
向きが、該間に存在する画像形成粒子を上記対向電極に
向けて加速させる向きであり、且つ、非飛翔電圧と該対
向電圧との印加により該間に形成される電界の向きが、
該間に存在する画像形成粒子を該粒子担持体に向けて加
速させる向きであることを特徴とするものである。

【００２１】本発明において「非飛翔電圧」とは、上記
粒子担持体又は該粒子担持体の近傍から画像形成粒子を
飛翔させないときに、上記飛翔制御電極に印加する電圧
を示すものであり、０［Ｖ］をも包含するものである。

【００２２】請求項５の発明においては、上記非飛翔電
圧の印加時に上記粒子担持体と上記飛翔制御電極との間
に形成される電界の平均的な向きは、該間に存在する画
像形成粒子を粒子担持体に向けて加速する向きとなる。
即ち、上記非飛翔電圧の印加時に上記電界が上記粒子担
持体と上記飛翔制御電極との間に存在する画像形成粒子
に付与する平均応力は、該画像形成粒子を粒子担持体に
向けて加速させる。

【００２３】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
又は５の画像形成方法であって、上記飛翔電圧と上記非
飛翔電圧との電位差が２４［Ｖ］以下であることを特徴
とするものである。

【００２４】請求項６の発明においては、上記飛翔電圧
のＯＮ／ＯＦＦを制御させるためのＩＣドライバに、汎
用性に優れた２４［Ｖ］のＩＣドライバを用いることが
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】まず、飛翔記録方式の画像形成方
法を用いる従来の画像形成装置として、本発明者らが試
作した飛翔記録方式のカラープリンタの一例について説
明する。図５は上記カラープリンタの要部の概略構成図
である。本カラープリンタでは、記録部材としての記録
紙７は給紙カセット９から呼び出しローラ１０により給
紙され、記録紙搬送機能を備え、支持ローラ１１、１２
に支持されたベルト状の対向電極１３の矢印方向の回動
により、飛翔制御電極４と開口部保持部材とが一体に形
成された基板１４上に送られる。このベルト状対向電極
１３としては、例えば、ニッケルベルトを用いることが
できる。このベルト状対向電極１３に記録紙搬送機能を
持たせるには、例えば対向電極１３に多数の孔を形成
し、図示しないバキューム装置により、紙を対向電極表
面に吸着する。そして、この基板１４の上を水平に送ら
れる間に基板１４の下方に配置された、上部に開口を有
する４つのトナー容器１５から、制御電極による制御で
飛翔した導電性カラートナー（以下、導電性トナー又は
トナーという。）が付着して、記録紙７への記録が行わ
れる。

【００２６】上記対向電極１３には、導電性の支持ロー
ラ１１を介して図示しない電圧印加手段により電圧が印
加されている。上記４つのトナー容器１５はＹ、Ｍ、
Ｃ、ＢＫの各色のトナーを収容している。

【００２７】記録紙７に付着した導電性トナーは、定着
器としての熱ローラ１６及び加圧ローラ１７の間に送ら
れて画像を定着される

【００２８】図６は、同カラープリンタの１色の、対向
電極１３と上記基板１４とトナー容器１５内に設けられ
ている粒子担持体としてのトナー担持体１とを備えた記
録部の記録原理説明図である。上記基板１４は、トナー
担持体１上のトナーに電界を与えることにより、該トナ
ーの飛翔を制御するためのものである。上記基板１４
は、絶縁体である厚さ７５［μｍ］の開口部保持部材と
してのポリイミドフィルム５（コダック製、商品名：カ
プトン）の両面に厚さ２５［μｍ］の銅箔を接着し、そ
れぞれの銅箔表面に電極パターンを露光後にエッチング
し、最後に所定の位置にヤグレーザ等を用いて直径１２
０［μｍ］の孔６を設けて形成することができる。そし
て、対向電極１３側の上記銅箔を画像信号に応じて電圧
が印加される飛翔制御電極４とし、トナー担持体１側の
上記銅箔を、孔６の真下以外の部分で導電性トナーが飛
翔しないようにするためのシールド電極１８とする。こ
のシールド電極１８は、対向電極１３と飛翔制御電極４
とに画像記録時の電圧を与えても孔５４の直下以外の部
分のトナーに加わる電界が飛翔開始電界を下回って飛翔
が起こらないように、例えばトナー担持体１と同様に接
地しておく。また、図２の例では、対向電極１３と飛翔
制御電極４との間隔は４００［μｍ］、シールド電極１
８と導電性トナー層表面との間隔は５０［μｍ］であ
る。

【００２９】図６において、トナー担持体１とシールド
電極１８は接地され、対向電極１３には一定電圧、例え
ば−１２００［Ｖ］が印加されている。また、飛翔制御
電極４にも一定の電圧、例えば−０［Ｖ］が印加されて
いる。このとき、導電性トナー層には飛翔が可能となる
程度の電界は与えられない。そして、記録紙７に記録を
行う場合には、図示しないＩＣドライバより飛翔制御電
極４に例えば−３５０［Ｖ］のパルス電圧が加算され、
前記０［Ｖ］と重畳されて飛翔制御電極４に−３５０
［Ｖ］の飛翔電圧が印加されることとなる。この飛翔電
圧の印加により導電性トナー層表面に形成される電界が
導電性トナーの有する電荷に作用して静電力が生じ、こ
の静電力が導電性トナーに作用している導電性トナー間
あるいはトナー担持体１との付着力（鏡像力、ファンデ
ルワールス力、液架橋力及び重力等の和）を上回ると、
導電性トナーは導電性トナー層を離脱して点線で示す電
気力線に沿って飛翔し、記録紙７に付着して画像を形成
する。

【００３０】この−３５０［Ｖ］という飛翔電圧の値は
本発明者らの鋭意研究により決定されたものである。本
発明者らの試験において、トナー担持体１上のトナーの
一部は飛翔制御電極４に−１００［Ｖ］の電圧が印加さ
れた時点でトナー担持体１から飛翔を開始して記録紙７
上に付着するものの、十分量のトナーが飛翔して十分な
濃度の画像を形成するためには−３５０［Ｖ］の飛翔電
圧の印加が必要であった（以下、トナーが飛翔を開始す
る時点の飛翔電圧の値を飛翔開始電圧値と称する）。な
お、このように、飛翔開始電圧値が０［Ｖ］ではなく−
１００［Ｖ］に達したときにトナーの飛翔が開始するの
は、上述のようにトナー担持体１上のトナーがトナー担
持体１に鏡像力、ファンデルワールス力、液架橋力及び
重力等で強く付着しているからである。また、飛翔開始
電圧値が−１００［Ｖ］を超えた途端に全てのトナーが
一斉に飛翔を開始せず、飛翔電圧の増加とともに加速度
的に増加するのは、個々のトナー粒子の帯電量、粒径及
び形状等の差に起因して付着力に差があるからである。

【００３１】次に、上記カラープリンタに用いられるト
ナー容器１５について説明する。図７はトナー容器１５
の内部の説明図である。このトナー容器１５は上部に幅
４［mm］、長さ２１０［mm］の長方形の開口部を有す
る、幅１０［mm］、高さ５０［mm］、長さ２２０［mm］
のプラスチックの容器である。このトナー容器１５にお
いては、対向電極１３に向けた上記開口部から一部が露
出するように、前述のトナー担持体としてのトナー搬送
ローラ１が設けてある。該トナー搬送ローラ１は少なく
とも表面が絶縁性の材料で構成されている。例えば、直
径５［mm］のアルミ丸棒の表面にポリエステル樹脂が８
０［μｍ］コートされているものを用いる。上記トナー
搬送ローラ１には例えばゴム製のブレード２が当接して
おり、画像形成に用いられなかった未使用導電性トナー
が掻き落とされる。また、トナー容器１５下部には導電
性トナー層を持ち上げるためのプラスチック平板などで
構成された移動台１９と、該移動台１９を移動させるた
めのスクリューシャフト２０とが設けられている。この
スクリューシャフト２０と上記トナー搬送ローラ１とは
図示しないギヤで図示しない本体のモータと連結されて
いる。そして、トナー搬送ローラ１は記録紙７の搬送速
度、例えば５０［ｍｍ／ｓｅｃ］と同じ周速で回転さ
れ、スクリューシャフト２０は、導電性トナーの消費量
に応じて不定期に間欠的に回転され、上記移動台１９を
持ち上げる。また、トナー容器１５の内壁２１には導電
性塗料が塗布されている。（以下、余白）

【００３２】以上のように構成したトナー容器１５にお
いて、導電性トナーとしては、例えば導電率が常温常湿
時で約１０^-4［Ｓ／cm］のリコー製、導電性トナーＲＩ
ＦＡＸ９０００（商品名）を用いることができる。ここ
で、トナー搬送ローラ１に導電性トナーを供給する場合
には、トナー搬送ローラ１を接地し、上記導電性塗料が
塗布されたトナー容器の内壁２１に直流電圧を印加し、
静電誘導により導電性トナー１に電荷を注入させる。そ
して、該電荷と上記直流電界により生じる静電力によ
り、上記導電性トナーを上記トナー搬送ローラ１に向け
て飛翔させる。

【００３３】ところで、上述のように、本発明者らが試
作した上記カラープリンタを用いて十分な濃度の画像を
得るためには−３５０［Ｖ］の飛翔電圧の印加が必要と
なるので、この飛翔電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御するため
のＩＣも３５０［Ｖ］用の高価な高電圧ＩＣ（以下、Ｈ
ＶＩＣと称する）が必要となる。さらに、このＨＶＩＣ
は飛翔制御電極の数と同数必要となり、本発明に係る画
像形成方法を用いる画像形成装置のコスト増加をもたら
すことになる。

【００３４】一方、飛翔電圧値を低減させながら十分な
濃度の画像を得るべくトナーをクラウド化させてしまう
と、飛散トナーの発生により上記カラープリンタ内部や
記録紙７を汚染してしまうという問題がある。

【００３５】そこで、本発明者らは、トナーとクラウド
化させることなく飛翔電圧値の低減と十分な画像濃度の
確保とを実現すべく種々の試験を行った。以下、本発明
者らが行った試験について説明する。

【００３６】まず、本発明者らはトナーとトナー担持体
１との付着力に着目した。上述のようにトナーとトナー
担持体１との付着力は、鏡像力、ファンデルワールス
力、液架橋力及び重力等の和である。そして、トナーを
トナー担持体１から飛翔させるためには最低でもこの付
着力を上回る応力を付与しなければならないことにな
る。上記和のうち、鏡像力は簡単に計算で求められる
が、ファンデルワールス力や液架橋力は計算が困難であ
る。但し、鏡像力を除いた付着力の値が実験的に求めら
れており、測定方法、測定条件、トナーの粒径、形状、
湿度及びトナー担持体１の材質等で変化するものの、概
ね１×１０^-10〜１×１０^-6［Ｎ］であることが報告さ
れている（"Measurements of Adhesion Forces of Tone
r Particles byCentrifugal Method" By Manabu Takeuc
hi IS&T's Seventh International Congress on Advanc
es in Non-Impact Printing Technologies p200 199
1)。

【００３７】本発明者らは上記付着力の値に基づいて非
帯電性トナーの最小付着力を５×１０^-9［Ｎ］と想定
し、トナー粒子飛翔シミュレーションプラグラムを用い
るコンピュータによりトナー飛翔のシミュレーションを
行った。以下、本発明者らが実施したトナー飛翔のシミ
ュレーションについて説明する。

【００３８】図８は本シミュレーションで想定したトナ
ー担持体１、基板５及び対向電極１３の構成（以下、記
録部構成と称する）を示す構成図である。図において、
Ｌ１は５０［μｍ］、Ｌ２は２０［μｍ］、Ｌ３は３０
［μｍ］、Ｌ４は６０［μｍ］、Ｌ５は４００［μ
ｍ］、Ｌ６は１００［μｍ］である。なお、図８の構成
は上記カラープリンタの構成（図５及び図６参照）と若
干異なる。即ち、上記カラープリンタがトナーをトナー
担持体１から上方に飛翔させるのに対し、本シミュレー
ションでは基板１４の下で記録紙７を搬送すべく、トナ
ーをトナー担持体１から下方に飛翔させる場合を想定し
ている。また、上記カラープリンタでは、トナー担持体
１における孔６の直下以外からのトナー飛翔を防止すべ
くシールド電極１８を設けていたが、本シミュレーショ
ンでは構成をより単純にすべくシールド電極１８を取り
除いた。

【００３９】［シミュレーション１］上記記録部構成の
他に、次に示す式１〜式７までの条件の具備を想定して
シミュレーション１を実施した。なお、上記トナー飛翔
シミュレーションプログラムは、鏡像力と重力を考慮す
るように設計されている。

【式１】トナーの付着力＝５．０×１０^-9［Ｎ］

【式２】空気抵抗＝１．８×１０^-5［ｋｇ／ｍｘｓｅｃ］

【式３】トナーの帯電量＝トナーの帯電量を−１０［μＣ／ｇ］

【式４】トナーの粒径＝１０［μｍ］

【式５】トナー粒子数＝１個

【式６】対向電圧値＝＋１２００［Ｖ］

【式７】飛翔電圧値＝＋１０〜＋９０［Ｖ］

【００４０】本シミュレーション１において、上記式７
に示されるように飛翔電圧の値を＋１０［Ｖ］から＋９
０［Ｖ］まで、＋１０［Ｖ］ずつ順次増加させてトナー
の模擬飛翔状態を観察したが、トナーの模擬飛翔は認め
られなかった。＋９０［Ｖ］の飛翔電圧の印加を想定し
たときのトナーの模擬飛翔状態を模式図である図９に示
す。なお、図９において（ａ）は飛翔電圧印加直後のト
ナーの模擬飛翔状態を示し、以降、（ｂ）から（ｆ）ま
で５０［μｓｅｃ］経過毎の該模擬飛翔状態を順次示す
ものである（後述の図１０から図１６までについても同
様）。

【００４１】［シミュレーション２］＋１００［Ｖ］の
飛翔電圧の印加を想定して、即ち、上記式７の条件を＋
１００［Ｖ］に変更してトナーの模擬飛翔をシミュレー
ション（以下、シミュレーション２と称する）したとこ
ろ、トナーの模擬飛翔を確認した。これは、実機におけ
るトナーの飛翔状態を高速度カメラで観察した結果と同
様であり、本シミュレーションで確認されるトナーの模
擬飛翔状態が実際のトナー飛翔状態に酷似していること
を示唆するものである。なお、本シミュレーション２に
おいて観察されたトナーの模擬飛翔状態を模式図である
図１０に示す。

【００４２】［シミュレーション３］上記式１から式６
まで、及び、次に示される式８から１０まで、の条件具
備を想定してトナーの模擬飛翔をシミュレーションし
た。なお、本シミュレーション３では式９及び式１０に
示されるように、トナー担持体１に２００［Ｖ］の交流
電圧の印加を想定している。

【式８】飛翔電圧値＝＋９０〜０［Ｖ］

【式９】トナー担持体６ａへの交流電圧Ｖｐ−ｐ値＝２
００［Ｖ］（＋１００Ｖ〜−１００Ｖ）

【式１０】上記交流電圧の周波数＝１００［ｋＨｚ］

【００４３】上記式８に示されるように、飛翔電圧の値
を＋９０［Ｖ］から０［Ｖ］まで＋１０［Ｖ］ずつ順次
減少させてトナーの模擬飛翔状態を観察したところ、全
ての値においてトナーの模擬飛翔を確認した。即ち、飛
翔開始電圧値の低減が認められた。０［Ｖ］の飛翔電圧
の印加を想定したときに観察されたトナーの模擬飛翔状
態を模式図である図１１に、＋５０［Ｖ］の飛翔電圧の
印加を想定したときに観察されたトナーの模擬飛翔状態
を模式図である図１２に、それぞれ示す。図１１（ａ）
及び図１２（ａ）に示されるように、本シミュレーショ
ンにおいて、トナーはクラウド化していない。即ち、ト
ナーをクラウド化させずに飛翔開始電圧値を低減するこ
とができた。従って、上記交流電圧は、飛翔電圧との相
乗作用によりトナー担持体１上のトナーを対向電極１３
に向けて加速させたか、あるいはトナーとトナー担持体
１との付着力を低減したかのどちらかであると考えられ
る。

【００４４】［シミュレーション４］上記交流電圧がト
ナーに与えた影響を確認すべく、上記式２から式６ま
で、並びに、次に示される式１１及び式１２の条件具備
を想定してトナーの模擬飛翔をシミュレーションした。

【式１１】トナーの付着力＝０［Ｎ］

【式１２】飛翔電圧値＝＋５０［Ｖ］

【００４５】上記式１１に示されるように、本シミュレ
ーション４においてはトナーとトナー担持体１との付着
力を考慮していない。また、式９の条件具備、即ち、上
記交流電圧の印加、を想定していない。本シミュレーシ
ョン４で観察されたトナーの模擬飛翔状態を模式図であ
る図１３に示す。図１３とシミュレーション３の図１２
とを比較すると、トナーの模擬飛翔の状態が酷似してい
る。図１３と図１２との条件の相違点は、トナー付着力
の考慮の有無、及び、上記交流電圧の印加の有無、であ
る。即ち、トナーの付着力を考慮せず且つ上記交流電圧
の印加を想定しない場合（図１３）と、トナーの付着力
を考慮し且つ該交流電圧の印加を想定した場合（図１
２）とでほぼ同一の結果を得ており、該交流電圧はトナ
ーとトナー担持体１との付着力を低減したものと考えら
れる。換言すれば、トナー担持体１に印加される上記交
流電圧はトナーとトナー担持体１との間の付着力を低減
するが、トナーを対向電極１３に向けて飛翔させるため
には殆ど寄与していないと考えられる。従って、上記シ
ミュレーション３の図１１（上記交流電圧及び０［Ｖ］
の飛翔電圧の印加を想定した場合）において、トナーは
＋１２００［Ｖ］の対向電圧の影響でトナー担持体１と
飛翔制御電極４との間に図面の下に向かって模擬形成さ
れた強度＝２．５×１０⁵［Ｖ／ｍ］の微弱な電界で模
擬飛翔したことになる。そして、図１１におけるトナー
とトナー担持体との間の電界強度は、図１０における該
間の電界強度の約１／６であるので、当然ながら図１１
のトナーの模擬飛翔速度は図１０の模擬飛翔速度よりも
遅い。また、トナー担持体１に交流電圧を印加しない場
合にトナー飛翔のために要求される電界強度は１．５×
１０⁶［Ｖ／ｍ］であり、飛翔電圧値が０［Ｖ］である
ときの上記シミュレーション３の結果よりも約一桁大き
い値である。なお、対向電圧の影響を相殺してトナー担
持体１と飛翔制御電極４との間の電界強度を０［Ｖ／
ｍ］にするためには、飛翔電圧値を−２０［Ｖ］にする
必要がある。

【００４６】［シミュレーション５］上記式１から式６
まで、上記式９から式１０まで、及び、次に示される式
１３、の条件具備を想定してトナーの模擬飛翔をシミュ
レーションした。なお、本シミュレーション５と上記シ
ミュレーション３との条件の相違点は飛翔電圧の値のみ
である。

【式１３】飛翔電圧値＝−１０［Ｖ］

【００４７】本シミュレーション５におけるトナーの模
擬飛翔状態を模式図である図１４に示す。図に示される
ように、本シミュレーション５においてトナーの模擬飛
翔は認められなかった。本シミュレーション５において
も、トナー担持体１と飛翔制御電極４との間の電界は、
対向電圧の影響によってトナーを対向電極１３に向けて
加速する方向に微弱に（電界強度＝２．５×１０⁵［Ｖ
／ｍ］）形成される。しかし、飛翔電圧値＝−１０
［Ｖ］と上記交流電圧のピーク値（±１００Ｖ）との電
位差の最大値は、トナーを対向電極１３に向けて飛翔さ
せるように作用するプラス側で＋９０［Ｖ］であるの
で、トナーとトナー担持体１との付着力を上回る静電力
を発生させることができずにトナーの模擬飛翔をもたら
さなかった。即ち、上記記録部構成で対向電圧値＝＋１
２００［Ｖ］、上記交流電圧のＶｐ−ｐ値＝２００
［Ｖ］の条件の場合には、飛翔電圧値＝０［Ｖ］、及び
トナーを飛翔させないときに飛翔制御電極４に印加する
非飛翔電圧＝−１０［Ｖ］の条件で作像プロセスを実現
できることになる。そして、飛翔電圧の電位差が１０
［Ｖ］であるので、飛翔制御電極４の電圧制御用ＩＣド
ライバに汎用性に優れた安価な２４［Ｖ］ＩＣが使用で
きることになる。

【００４８】上記シミュレーション３から５で想定した
トナーとトナー担持体１との付着力の値は、５×１０^-9
［Ｎ］であった。しかし、実際にはより強い付着力でト
ナー担持体１と付着しているトナーは多数存在し得る。
このため、トナーの模擬飛翔が確認された上記シミュレ
ーション３及び４における画像濃度は薄い。そこで、よ
り強い付着力を考慮すべく、次に示されるシミュレーシ
ョン６及び７を実施した。

【００４９】［シミュレーション６］上記式２から式６
まで、及び、次に示される式１４から１７まで、の条件
具備を想定してトナーの模擬飛翔をシミュレーションし
た。

【式１４】トナーの付着力＝５．０×１０^-9×２倍［Ｎ］

【式１５】飛翔電圧値＝０［Ｖ］

【式１６】トナー担持体６ａへの交流電圧Ｖｐ−ｐ値＝
２００又は４００［Ｖ］

【式１７】上記交流電圧の周波数＝１００［ｋＨｚ］

【００５０】本シミュレーション６において、上記Ｖｐ
−ｐ値＝２００［Ｖ］の場合にはトナーの模擬飛翔が認
められず、上記Ｖｐ−ｐ値＝４００［Ｖ］の場合にトナ
ーの模擬飛翔が認められた。

【００５１】［シミュレーション７］上記式２から式６
まで、上記式１５、上記式１７、並びに、次に示される
式１８及び式１９、の条件具備を想定してトナーの模擬
飛翔をシミュレーションした。

【式１８】トナーの付着力＝５．０×１０^-9×３倍［Ｎ］

【式１９】トナー担持体６ａへの交流電圧Ｖｐ−ｐ値＝
４００又は６００［Ｖ］

【００５２】本シミュレーション７において、上記Ｖｐ
−ｐ値＝４００［Ｖ］の場合にはトナーの模擬飛翔が認
められず、上記Ｖｐ−ｐ値＝６００［Ｖ］の場合にトナ
ーの模擬飛翔が認められた。なお、上記Ｖｐ−ｐ値＝６
００［Ｖ］の場合におけるトナーの模擬飛翔状態を模式
図である図１５に示す。

【００５３】また、本シミュレーション７において、非
飛翔電圧値を上記シミュレーション５と同様に−１０
［Ｖ］に設定すると、トナー担持体１と飛翔制御電極４
との間に平均して（上記交流電源が０［Ｖ］のとき）対
向電極１３に向かう電界を形成させ、低付着力のトナー
を飛翔させて汚れを発生させることが判明した。そこ
で、平均してトナー担持体１に向かう電界を形成させ、
トナー担持体１から瞬間的に離間させたトナーをトナー
担持体１に再度戻すべく、飛翔電圧値を−２４［Ｖ］に
設定した。なお、このときの平均電界はトナー担持体１
の方向に１．０２×１０⁵［Ｖ／ｍ］である。このとき
のトナーの模擬飛翔状態を模式図である図１６に示す。
図に示されるように、非飛翔電圧印加時のトナーの飛翔
を回避することができた。

【００５４】本シミュレーション７の結果より、画像信
号に基づいて記録部材７上に画像を形成する場合にはト
ナーを飛翔制御電極４の方向に加速するような電界を形
成し得る飛翔電圧を印加し、高い値の上記交流電圧をト
ナー担持体１に印加することで、付着力の小さなトナー
のみならず大きなトナーをも飛翔させて高濃度の画像形
成を実現できることが判明した。しかも、飛翔電圧制御
用のＩＣドライバに２４［Ｖ］のＩＣを使用できること
は明らかである。なお、上記交流電圧を印加しない従来
の方式では、記録部材７上に非画像部を形成させるとき
にはトナー飛翔を起こさない値の範囲で飛翔電圧を印加
すればよく、トナー担持体７と飛翔制御電極４との間に
飛翔制御電極４に向かう電界を形成させても問題はなか
った。

【００５５】トナー担持体１上の全てのトナーを飛翔さ
せるためには、上記交流電圧のＶｐ−ｐ値をより高く設
定することが望ましいが、最大の付着力を有するトナー
を飛翔させる以上に静電力を発生させる必要はない。ま
た、トナー担持体１と飛翔制御電極４との間でコロナ放
電を発生させ得るＶｐ−ｐ値の交流電圧は危険であるの
で印加されるべきでない。従って、トナー担持体１に上
記交流電圧を印加せず（トナー担持体１を接地し）、直
流電圧である飛翔電圧を徐々に上昇させたときにコロナ
放電を発生させずにトナー担持体１上のトナーを全て飛
翔させて対向電極１３に転移させるようなＶｐ−ｐ値が
理想的なＶｐ−ｐ値の最大値である。しかし、個々のト
ナー粒子の付着力は上述したように１×１０^-10〜１×
１０^-6［Ｎ］と非常に幅広い範囲で分布しているので、
全てのトナーをトナー担持体１から飛翔させることは不
可能であり、実際には３００〜５００［Ｖ］の飛翔電圧
の印加で約半分量のトナーを飛翔させることができる。

【００５６】図１７に上記Ｖｐ−ｐ値＝６００［Ｖ］、
上記交流電圧の周波数＝１００［ｋＨｚ］、飛翔電圧値
＝０及び−２４［Ｖ］、及び、対向電圧＋１２００
［Ｖ］の条件でシミュレーションを実施したときにおけ
る、トナー担持体１と飛翔制御電極４との間の電界Ｅ、
及び、トナーのトナー担持体１からの離間距離Ｙ、の経
時的変化を示すグラフを示す。図において、正方形は飛
翔電圧値＝０［Ｖ］のときにおける離間距離Ｙを、×印
は非飛翔電圧値＝−２４［Ｖ］のときにおける離間距離
Ｙを、菱形は飛翔電圧値＝０［Ｖ］のときにおける電界
Ｅを、三角形は非飛翔電圧値＝−２４［Ｖ］のときにお
ける電界Ｅを、それぞれ示す。即ち、飛翔電圧の印加を
想定したときにおける離間距離Ｙと電界Ｅとを正方形と
菱形で示し、非飛翔電圧の印加を想定したときの離間距
離Ｙと電界Ｅとを×印と三角形とで示している。図に示
されるように、飛翔電圧の印加時には、上記交流電圧１
周期あたりにおけるトナーのトナー担持体１方向への移
動距離が対向電極１３方向への移動距離よりも小さく、
トナーはトナー担持体１から徐々に離れて行く。即ち、
電界がトナー担持体１に向かう方向に反転したときにお
けるトナーのトナー担持体１方向への戻り量が少ない。
一方、非飛翔電圧の印加時には、上記交流電圧１周期あ
たりにおけるトナーのトナー担持体１方向への移動距離
と、対向電極１３方向への移動距離とがほぼ同等で、ト
ナーは微細な揺動幅でトナー担持体１との接触と離間と
を繰り返している。トナー担持体１上におけるトナーの
微小な揺動幅は０．５［μｍ］以下である。即ち、トナ
ーはクラウド化しておらず、上記交流電圧により移動量
を制御されているので、交流電圧の印加によりトナーを
クラウド化させる従来の技術のように飛散トナーの発生
により画像形成装置内部や記録部材を汚染するようなこ
とはない。

【００５７】以上、トナー担持体１に交流電圧を印加し
たシミュレーションについて説明したが、飛翔電圧に交
流電圧を重畳して交流電圧を印加するような態様にも本
発明の適用が可能であることは言うまでもない。

【００５８】次に、以上の各シミュレーション結果の正
当性を確認すべく、即ち、飛翔電圧を低減し、トナー担
持体１上のトナーをクラウド化させて機内に拡散させ
ず、且つ、十分な画像濃度を維持することができること
を実証すべく、次に示すような種々の実験を行った。

【００５９】図１８（ａ）及び（ｂ）は、各実験に用い
られた実験装置の概略構成図である。図に示されるよう
に、本実験装置は粒子担持体１と、直径が１０［ｍｍ］
で深さ１［ｍｍ］の窪みを有する基板電極２２と、対向
電極１３と、直流電源２３と、交流電源２４とから構成
されている。本実験においては、電荷注入で帯電させた
直径５０［μｍ］の球形導電性粒子をトナーのかわりに
用いた。

【００６０】まず、各実験に係る実験前準備のプロセス
について説明する。実験前準備は次のようなプロセスは
に従って行われる。即ち、まず、該球形導電性粒子を上
記窪みに充填させた基板電極２２を１［ｍｍ］の間隙Ｌ
で粒子担持体１に対向配置し、この基板電極２２を接地
した。そして、適当量の上記球形導電性粒子を粒子担持
体１に担持させるべく、粒子担持体１に＋５００［Ｖ］
の直流電圧を印加した。この印加により、基板電極２２
から上記窪み中の球形導電性粒子に負電荷が注入され、
球形導電性粒子は負に帯電して粒子担持体１に飛翔・付
着する（図１８（ａ））。次いで、基板電極２２を取り
除き、代わりに薄い絶縁性テープを被服した対向電極１
３を粒子担持体１に同様の間隙で対向配置する。そして
最後に、粒子担持体１に交流電源２４を接続し、対向電
極１３に直流電源２３を接続する（図１８（ｂ））。な
お、上記直流電圧印加時における球形導電性粒子の帯電
量Ｑ／ｍは−１．５［μＣ／ｇ］であり、粒子担持体１
への付着量は約２．５［ｍｇ］である。また、粒子担持
体１に付着させた球形導電性粒子に粒子担持体１からの
逆電荷を注入させて球形導電性粒子を逆飛翔させないよ
うに、粒子担持体１には薄い絶縁性テープ１ａを被服し
ている。また、直流電圧の印加時間は０．１［ｍｓｅ
ｃ］以上であればよい。

【００６１】次に、各実験について説明する。［実験１］粒子担持体１に交流電源２４による交流電圧
を印加せずに、対向電極１３に直流電源２３による直流
電圧（対向電圧）を０［Ｖ］から５０［Ｖ］刻みで徐々
に上昇させながら印加した。すると、対向電圧を＋３５
０［Ｖ］に上昇させた時点で粒子担持体１からの球形導
電性粒子の飛翔が認められた。本実験１において、上記
カラープリンタのように＋１００［Ｖ］で飛翔を開始し
ないのは、本実験装置の構成が該カラープリンタの構成
に比べて、粒子担持体１と対向電極１３とのギャップが
大きく（１［ｍｍ］）、球形導電性粒子の粒径が大きく
（５０［μｍ］）、且つ、電極構造が異なるためであ
る。

【００６２】［実験２］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋１０００［Ｖ］、周波数＝１［ｋＨｚ］
に設定し、対向電圧の値を上記実験１と同様に徐々に上
昇させたところ、飛翔開始電圧は２００［Ｖ］に減少し
た。なお、本実験２における導電性粒子の飛翔量及び残
量（非飛翔量）と対向電圧の値との関係を模式図である
図１９に示す。

【００６３】［実験３］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋１５００［Ｖ］、周波数＝１［ｋＨｚ］
に設定し、対向電圧の値を上記実験１と同様に徐々に上
昇させたところ、飛翔開始電圧は更に１５０［Ｖ］に減
少した。

【００６４】［実験４］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋２０００［Ｖ］、周波数＝１［ｋＨｚ］
に設定したところ、この交流電圧を印加しただけで、即
ち、直流電圧を印加する前に、粒子担持体１上の全ての
球形導電性粒子を対向電極１３に付着させることなく消
失させてしまった。実験装置の側方からの観察により、
交流電圧を印加した途端に球形導電性粒子のクラウド化
を確認したので、球形導電性粒子を室内に拡散飛翔させ
たものと考えられる。

【００６５】［実験５］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋２０００［Ｖ］、周波数＝３［ｋＨｚ］
に設定したところ、直流電圧＝０［Ｖ］で消失するトナ
ー量を半減させた。但し、半分量を消失させた。

【００６６】［実験６］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋２０００［Ｖ］、周波数＝５［ｋＨｚ］
に設定したところ、直流電圧＝０［Ｖ］で消失するは認
められなかった。そこで、実験１と同様に対向電圧を徐
々に上昇させた結果、飛翔開始電圧は＋１５０［Ｖ］で
あった。 (以下、余白)

【００６７】［実験７］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋２０００［Ｖ］、周波数＝１０［ｋＨ
ｚ］に設定したところ、上記実験５と同様に直流電圧＝
０［Ｖ］で消失するは認められなかった。そこで、実験
５と同様に対向電圧を徐々に上昇させた結果、安定した
飛翔開始電圧を確認することができなかった。即ち、球
形導電性粒子を、対向電圧値＝＋５０［Ｖ］で半分量の
球形導電性粒子を飛翔させたり、対向電圧値＝＋１００
［Ｖ］で全く飛翔させなかったり、対向電圧値＝＋１５
０［Ｖ］及び＋２００［Ｖ］で飛翔を認めたときもあれ
ば認めないときもあったり、と結果が安定しなかった。
但し、対向電圧値＝＋２５０［Ｖ］の場合には球形導電
性粒子を確実に飛翔させた。

【００６８】［実験８］粒子担持体１への交流電圧を、
Ｖｐ−ｐ値＝＋１５００［Ｖ］、周波数＝５［ｋＨｚ］
に設定し、対向電圧の値を上記実験１と同様に徐々に上
昇させたところ、飛翔開始電圧は２００［Ｖ］であっ
た。（以下、余白）

【００６９】実験１から８までの結果を次の表１にまと
めて示す。

【表１】

【００７０】これら実験１から８までの結果より、トナ
ー担持体１上のトナーをクラウド化させずに飛翔開始電
圧を＋３５０［Ｖ］から＋１５０［Ｖ］に低減できる交
流電圧の印加条件を確認することができた。即ち、上記
各シミュレーションの正当性が実証された。

【００７１】以上、トナー担持体１（粒子担持体１）上
の電荷注入トナーを用いた場合について説明してたが、
電荷注入のみならず摩擦帯電トナーを用いた場合でも本
発明の適用が可能であることは言うまでもない。

【００７２】

【発明の効果】請求項１又は２の発明によれば、画像形
成粒子をクラウド化させることなく上記飛翔電圧の値を
小さくすることができるので、低い飛翔制御電圧で画像
形成粒子を飛翔させることができ、且つ、画像形成粒子
の飛散を軽減することができるという優れた効果があ
る。

【００７３】請求項３の発明によれば、画像形成粒子に
対して上記粒子担持体上から飛翔させ得る応力を上記所
定期間に確実に付与するので、画像形成粒子を該粒子担
持体から確実に飛翔させて画像を形成することができる
という優れた効果がある。

【００７４】請求項４の発明によれば、形成画像の濃度
を飽和させるとともに上記粒子担持体と上記飛翔制御電
極との間におけるコロナ放電の発生を回避するので、飽
和濃度の画像を維持しつつコロナ放電による人体や各機
器の損傷を回避することができるという優れた効果があ
る。

【００７５】請求項５の発明によれば、上記非飛翔電圧
の印加時に上記電界が上記粒子担持体と上記飛翔制御電
極との間に存在する画像形成粒子に付与する平均応力
は、該画像形成粒子を粒子担持体に向けて加速させるの
で、記録部材の非画像部に画像形成粒子を付着させる地
汚れを回避することができるという優れた効果がある。

【００７６】請求項６の発明によれば、汎用性に優れた
２４［Ｖ］のＩＣドライバを用いることができるので、
本発明を用いる画像形成装置の製造コストを確実に低減
することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】特開昭５８−４４４５７号の画像形成方法を説
明する説明図。

【図２】特開昭５８−４４４５７号の画像形成方法を説
明する説明図。

【図３】特開昭５８−１７２６６４号の画像形成方法を
説明する説明図。

【図４】特開昭６３−２４６２５９号の画像形成方法を
説明する説明図。

【図５】本発明者らが試作した従来のカラープリンタに
おける要部の概略構成図。

【図６】同カラープリンタの記録部の記録原理説明図。

【図７】同カラープリンタのトナー容器６内部の説明
図。

【図８】トナー模擬飛翔のシミュレーションで想定した
記録部構成を示す構成図。

【図９】シミュレーション１におけるトナーの模擬飛翔
状態を示す模式図。

【図１０】シミュレーション２におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１１】シミュレーション３におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１２】シミュレーション３におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１３】シミュレーション４におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１４】シミュレーション５におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１５】シミュレーション７におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１６】シミュレーション７におけるトナーの模擬飛
翔状態を示す模式図。

【図１７】飛翔電圧印加時及び非飛翔電圧印加時におけ
る電界Ｅとトナーの移動距離Ｙとの関係を示すグラフ。

【図１８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実験に用いら
れた実験装置の構成を示す概略構成図。

【図１９】実験２における導電性粒子の飛翔量及び残量
（非飛翔量）と対向電圧の値との関係を示す模式図。

【符号の説明】

１粒子担持体２ブレード３ベース電極４飛翔制御電極５開口部保持部材６孔７搬送装置８磁気ブラシ９給紙カセット１０呼び出しローラ１１支持ローラ１２支持ローラ１３対向電極１４基板１５トナー容器１６熱ローラ１７加圧ローラ１８シールド電極１９移動台２０スクリューシャフト２１内壁２２基板電極２３直流電源２４交流電源２５導電性トナー２６絶縁部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C162 AE25 AE31 AE74 AE84 AF13 AF16 AF69 AF70 CA02 CA12 CA24 2H029 AB16 AC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の微小開口部を互いに独立あるいは一
連に設けた開口部保持部材と、該開口部保持部材に対し
て一体又は別体に設けた複数の飛翔制御電極とを、画像
形成粒子を担持させる粒子担持体と、該粒子担持体に対
向させて設けた対向電極との間に配設しておき、画像情
報に基づいて、該対向電極に対向電圧を、任意の該飛翔
制御電極に飛翔電圧を、それぞれ印加することで、該粒
子担持体上の画像形成粒子を選択的に飛翔させ、飛翔さ
せた画像形成粒子の一部を任意の微小開口部を通して該
対向電極側に移行させ、更に、該対向電極の表面、該対
向電極上の絶縁体の表面、又は、該対向電極上の記録部
材の表面に付着させて画像を形成する画像形成方法にお
いて、該粒子担持体に担持させた画像形成粒子をクラウ
ド化させないピーク・ツウ・ピーク値と周波数との組み
合わせで、交流電圧を該粒子担持体に印加することを特
徴とする画像形成方法。
【請求項２】複数の微小開口部を互いに独立あるいは一
連に設けた開口部保持部材と、該開口部保持部材に対し
て一体又は別体に設けた複数の飛翔制御電極とを、画像
形成粒子を担持させる粒子担持体と、該粒子担持体に対
向させて設けた対向電極との間に配設しておき、画像情
報に基づいて、該対向電極に対向電圧を、任意の該飛翔
制御電極に飛翔電圧を、それぞれ印加することで、該粒
子担持体上の画像形成粒子を選択的に飛翔させ、飛翔さ
せた画像形成粒子の一部を任意の微小開口部を通して該
対向電極側に移行させ、更に、該対向電極の表面、該対
向電極上の絶縁体の表面、又は、該対向電極上の記録部
材の表面に付着させて画像を形成する画像形成方法にお
いて、該粒子担持体に担持させた画像形成粒子をクラウ
ド化させないピーク・ツウ・ピーク値と周波数との組み
合わせで、交流電圧を該飛翔電圧に重畳するか、又は、
交流電圧を該飛翔制御電極と別体に設けた電極部材に印
加することを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】請求項１又は２の画像形成方法であって、
上記交流電圧を印加又は重畳されない場合に画像形成粒
子が上記粒子担持体から飛翔するために必要とする上記
飛翔電圧の最低値よりも、上記交流電圧と上記飛翔電圧
との加算値が該交流電圧の一周期毎の所定期間において
大きくなり、且つ、該最低値に係る最低印加期間又は最
低重畳期間よりも該所定期間が長いことを特徴とする画
像形成方法。
【請求項４】請求項１又は２の画像形成方法であって、
上記交流電圧を印加又は重畳されない場合に形成画像の
濃度が飽和するために必要とする上記飛翔電圧の最低
値、及び、該場合に上記粒子担持体と上記飛翔制御電極
との間にコロナ放電が発生し得る上記飛翔電圧の最低
値、よりも上記交流電圧と上記飛翔電圧との加算値の最
大値が小さくなることを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】請求項１又は２の画像形成方法であって、
上記交流電圧の値が０［Ｖ］のときに、上記飛翔電圧と
上記対向電圧との印加により上記粒子担持体と上記飛翔
制御電極との間に形成される電界の向きが、該間に存在
する画像形成粒子を上記対向電極に向けて加速させる向
きであり、且つ、非飛翔電圧と該対向電圧との印加によ
り該間に形成される電界の向きが、該間に存在する画像
形成粒子を該粒子担持体に向けて加速させる向きである
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５の画像形成方
法であって、上記飛翔電圧と上記非飛翔電圧との電位差
が２４［Ｖ］以下であることを特徴とする画像形成方
法。