JP3623305B2

JP3623305B2 - 画像記録方法及び装置

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Publication number: JP3623305B2
Application number: JP8583696A
Authority: JP
Inventors: 捷夫酒井; 雅史門永; 貴彦徳増
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH09248930A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーを担持するトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画像を形成する画像記録方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像記録方法としてダイレクトトーニングまたはトナープロジェクションと称される画像記録方式が知られている。この画像記録方式は、孔やスリットの周りに設けた画像電極に電圧を印加し、帯電させたトナーをその孔やスリットを通して移動（飛翔）させ、紙等の記録部材に直接画像を形成するものである。
【０００３】
上記画像記録方式については多くの提案がなされている。例えば、特公昭４４−２６３３３号公報には、背面電極、記録体、制御格子、メッシュ電極、このメッシュ電極にトナーを供給する毛皮ブラシを順に配置した装置が開示されている。この装置では、絶縁性トナーをブラシの回転により摩擦帯電させ、メッシュ電極と背面電極の間の空間に形成される電界で加速して背面電極に向かわせ、制御格子を通して紙上に像を形成する。この制御格子に加える電気信号の値を変えるとメッシュ電極と制御格子間の電界が逆転し、トナーが飛翔せず地肌部（白）が形成され、また電気信号を加減することで画像濃度を変えることもできるようになっている。
【０００４】
ところが、上記装置では絶縁性トナーをもちいるので、これを摩擦帯電させるのにブラシを回転させる大がかりな装置が必要となる。絶縁性トナーの摩擦帯電を、二成分現像方式や一成分現像方式で行うことも考えられるが、これらにおいても、キャリヤ、撹拌機構、現像ローラなどが必要のため、装置が大がかりになってしまう。また、摩擦帯電によって熱が発生するため、トナーの母体樹脂として比較的融点の高い樹脂を用いる必要があり、定着時の温度を低下させるのが困難であり、省エネルギーが実現されにくい。
【０００５】
一方、特公平６−４７２９８号公報には、対向電極、記録体、微小開口部と該微小開口部の周囲に設けられた制御電極とを有する制御部材、層状に導電性トナーを担持するトナー担持体を順に配置した装置が開示されている。この装置では、トナー担持体と対向電極間に直流電界を与えた状態で、画像信号に応じて制御電極の電圧状態を、トナー担持体上のトナーの記録体に向けての飛翔を起こさせ得る電圧状態と同飛翔を起こさせない電圧状態との間で切り換える。そして、上記制御電極を前者の電圧状態に切り換えたときには、導電性トナーに電荷が誘導されてトナーが飛翔し、記録体表面に画像を形成する。このように導電性トナーを用いればあらかじめ電荷を付与しておかなくても、外部電界で電荷注入させて容易に帯電させることができ、摩擦帯電を必要としない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記特公平６−４７２９８号公報では、飛翔を起こさせない電圧状態のときにはトナー担持体と制御電極とに等しい電位が与えられていることが明示されている。このため、飛翔を起こさせ得る電圧状態でトナー担持体から離脱したトナーが記録体に到達する前に制御電極の電圧状態を飛翔を起こさせない電圧状態に切り換えてしまうと、上記トナーの搬送力が消えて浮遊トナーとなってしまうことが予想される。そして、この浮遊トナーが機内を汚染したり、制御電極に付着してしまい、この付着したトナーを除去するためにクリーニングが必要となったりする恐れがある。一方、制御電極を後者の電圧状態に切り換えたときには記録体上に導電性トナーが付着していることも明示されている。これらのことから、上記公報の装置においては、上記画像形成時にはトナー担持体から離脱したトナーが記録体に到達するまで、制御電極に前者の電圧を印加し続けるものと考えられる。よって、この電圧印加時間により、記録速度が左右される。そこで、上記公報には、上記制御電極を一対設け、トナーを加速できる電界を両電極間に形成することにより、記録速度を高速化することも記載されている。
【０００７】
本発明は上記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、記録速度の高速化が可能な新規な画像記録方法及び装置を提供することである。
【０００８】
【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、導電性のトナーを担持するトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画像を形成する画像記録方法において、上記制御電極に画像を形成するための電圧を印加しない場合にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを上記記録部材に向けて飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成する電圧を上記制御電極に印加し続けることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２の発明は、導電性のナーを担持するトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画像を形成する画像記録装置において、上記制御電極に画像を形成するための電圧を印加しない場合にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを上記記録部材に向けて飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成する電圧を上記制御電極に印加し続けることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１又は請求項２の発明においては、上記制御電極に画像を形成するための電圧を印加しない場合にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを上記記録部材に向けて飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成させ続ける。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像記録装置であるカラープリンタに適用した実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る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１０は給紙カセット１から呼び出しローラ２により給紙され、記録紙搬送機能を備え、支持ローラ３１、３２に支持されたベルト状の対向電極４の矢印方向の回動により、制御電極５上に送られる。このベルト状対向電極４に記録紙搬送機能を持たせるには、例えば対向電極４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、この制御電極５の上を水平に送られる間に制御電極５の下方に配置された、上部に開孔を有する４つのトナー容器６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、導電性トナーという。）が付着して、記録紙１０への記録が行われる。
【００１２】
上記対向電極４には、導電性の支持ローラ３１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６はＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの各色のトナーを収容している。
【００１３】
記録紙１０に付着した導電性トナー９１は、定着器としての熱ローラ７及び加圧ローラ８の間に送られて画像を定着される。
【００１４】
図２に図１のＸ−Ｘ’線矢印方向の断面図を示す。なお、対向電極４と制御電極５については図示を省略している。トナー容器６は上記カラープリンタに脱着可能であり、装着時にはトナー容器６が有するギヤ６１が、本体モータ６２側のギヤ６３と噛み合うようになる。また、トナー容器６には導電性トナー９１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上方向に移動可能なトナー担持体６ａと、該トナー担持体６ａを移動させるためのスクリューシャフト６４と、振動素子としての例えばギヤ６５と、弾性体としての例えばバネ６６とを有している。上記ギヤ６５は凹凸のある面が上記トナー容器の側壁のひとつの外側の面に接するように設けられ、上記バネ６６は上記ギヤ６５に向けて上記トナー容器を付勢力により押し出すことができるように設けられている。上記トナー容器６内のトナーが消費されるのに応じてスクリューシャフト６４が回転され、トナー担持体６ａがわずかに上方に移動してその分トナー層を押し上げる。この時、ギヤ６５とバネ６６とでトナー容器６を軽く振動させることによりトナー層表面を常に水平に保つことができる。また、トナー容器６の内壁は導電処理されており、トナー層はギヤを介して本体側板に接続され、これにより常に接地されている。
【００１５】
図３は、図１のカラープリンタの１色の、上記対向電極４と上記制御電極５と上記トナー容器６内に設けられたトナー担持体６ａとを備えた記録部の説明図である。上記制御電極５は、トナー担持体６ａ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。上記制御電極５は、絶縁体である厚さ７５μｍのポリイミドフィルム５２の両面に厚さ２５μｍ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１５０μｍの孔５４を設けて形成することができる。そして、対向電極４側の上記銅箔を画像信号に応じて電圧Ｖ１が印加される画像電極５１とし、トナー担持体６ａ側の上記銅箔を、孔５４の直下以外の部分で導電性トナー９１が飛翔しないようにするためのシールド電極５３とする。このシールド電極５３は、対向電極４と画像電極５１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６ａと同様に接地しておく。また、図３の例では、対向電極４と画像電極５１の間隔は２００μｍ、シールド電極５３と導電性トナー９１層表面との間隔は１００μｍである。上記対向電極４には一定電圧、例えば４００Ｖが印加されている。そして画像信号に応じて画像電極５１にトナーの飛翔を起こさせ得る画像形成のための電圧が印加される。この電圧により導電性トナー９１層表面に形成される電界が導電性トナー９１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９１に作用している導電性トナー９１間あるいはトナー担持体６ａとの付着力（ファンデルワールス力）と重力との和を上回ると、導電性トナー９１は導電性トナー９１層を離脱して破線で示す電気力線に沿って飛翔し、記録紙１０に付着して画像を形成する。
【００１６】
図４は、図３においてトナ−担持体６ａを接地し、画像電極５１に電圧Ｖ１＝１２０Ｖ、１８０Ｖをそれぞれ印加したときのトナー担持体６ａ上のトナー層表面の電界をシミュレーションで求めた結果を示すものである。なお、図３において、電界分布は孔５４の中心線Ｙ−Ｙ’について左右対称であると考えられるので、中心線Ｙ−Ｙ’から左側の部分についてのみシミュレーションを行った。ここで、横軸は上記トナー層表面の位置を表し目盛り２３．５の位置が上記孔５４の中心の直下である。縦軸は、上記トナー層表面における電界強度を表す。この目盛りの単位は１０μｍであり、トナーの直径も１０μｍとしたことから、目盛り１つに１つのトナーが対応していると見ることができる。以下、この目盛りに付した番号をトナー番号という。ここで、トナー番号１７〜２３のトナーが孔の下方にあるトナーであり、トナー番号１５以下のトナーがシールド電極下方にあるトナーである。また、破線はＶ１＝１２０Ｖのときの電界分布を表し、実線はＶ１＝１８０Ｖのときの電界分布を表す。実験により、トナーの飛翔開始電界は３．８×１０^５Ｖ／ｍとわかっている。このことから、図４より、Ｖ１＝１２０Ｖのときには、導電性トナー９１層には飛翔が可能となる程度の電界は与えられず、飛翔するトナーはないが、Ｖ１＝１８０Ｖのときにはトナー番号２０〜２３、すなわち孔５４の中心から約４０μｍ以内の領域のトナーに上記飛翔開始電界以上の電界が与えられ、飛翔することが予測される。このことを実験を行って調べた結果、Ｖ１＝１８０Ｖの場合には、上記孔５４中心直下の直径約８０μｍの円形領域内のトナーが飛翔し、Ｖ１＝１２０Ｖの場合には全く飛翔しないことが確認された。
【００１７】
次に、Ｖ１＝１２０Ｖが印加されている画像電極５１に更に６０Ｖ加えてＶ１＝１８０Ｖにしたときの、トナーの軌跡のシミュレーション結果を図５に示す。図５（ａ）は、Ｖ１＝１８０Ｖにした瞬間で、トナーはまだ飛翔するに充分な電荷を得ていない。そして図５（ｂ）に示すように０．２ｍｓｅｃ後には、トナーが飛翔するに充分な電荷を得て上述のように孔５４中心から４０μｍ以内の領域の８個のトナーがトナー層より離脱し、電気力線に沿って飛翔を始める。そして、図５（ｃ）に示すように０．４ｍｓｅｃ後には、前記８個のトナーが雁行して、すなわち中心のトナーを先頭にして前記８個のトナーが集まりながら、制御電極５の孔５４を抜けていく。そして、図５（ｄ）に示すように０．６ｍｓｅｃ後には、全てのトナーが記録部材である紙の上に付着している。なお、このシミュレーションはＶ１＝１８０Ｖ一定として行ったものである。しかしながら、上記トナーがトナー層から離脱して飛翔開始した後は、少々電圧を下げて電界を弱めたとしても、トナーに働く重力（この場合０．０５×１０^{− １０}Ｎ）が、静電力（この場合５×１０^{− １０}Ｎ）に比較して無視できるほど小さいので、トナーの到達時間が多少遅れるだけでトナーはそのまま飛翔し続ける。従って、トナーが制御電極５の孔５４を抜ける前にＶ１＝１２０Ｖに切り換えても、トナーが浮遊して機内を汚染したり、シールド電極に付着してクリーニングが必要になったりすることがない。
【００１８】
そこで、本実施形態では、上記画像電極５１に画像形成時には１８０Ｖ、非画像形成時には１２０Ｖの電圧を与える。これにより、トナーが制御電極５の孔５４を抜けるまで、画像電極の電圧の切り換えを待つ必要がないので、高速化が実現できる。また、制御電極５の分割駆動も可能となる。例えば、制御電極を横一列に並べて全電極を同時に駆動する場合、駆動のためのＩＣドライバーが各電極毎に必要になる。例えば、２１０ｍｍ幅のＡ４縦送りで６００ｄｐｉで印字する場合、４９６０個の画像電極を駆動することが必要である。ここで、３２の出力端子を有し、３２個の画像電極を駆動可能なＩＣドライバーを用いる場合、必要となるＩＣドライバーの個数は４９６０／３２＝１５５個にもなる。カラープリンタの場合はこれが４色分必要となるため、６２０個にもなる。一方、ＩＣドライバーの一つのピン（出力端子）に８個の画像電極５１を接続して、８分割駆動した場合、その個数は１／８の７８個に減少し、そのコストや占有体積も１／８に縮小することができる。
【００１９】
次に、本実施形態における制御電極５１及びシールド電極５３の詳細について説明する。図６に１色分の制御電極及びシールド電極の一例を示す。この例は、６００ｄｐｉの一例である。この例では、画像電極への記録時の電圧駆動に用いる図示しない高価なＩＣドライバーの使用量を減らすために６００ｄｐｉの主走査１ラインの画像電極を８分割駆動する。
図６において、白抜きの矢印Ａで示すように左右方向が記録紙の搬送方向（以下、紙搬送方向という）である。上記ポリイミドフィルム５２の記録紙搬送側の面に設ける画像電極５１は、８つの孔５４分の画像電極５１を一体化した共通画像電極５１ａの６２０個の群により構成されている。この６２０個の共通画像電極５１ａの群では、各共通画像電極５１ａが紙搬送方向に対して所定角度傾斜し、かつ、隣合う共通画像電極同士の孔中心が紙搬送方向上で重なり合わないように隣合う共通画像電極と間隔をおいて配列されている。具体的には、紙搬送方向に直交する方向（以下、紙幅方向という）における孔５４中心のピッチｄ１が６００ｄｐｉ相当の４２．３μｍになるように、上記傾斜角度及び間隔が設定されている。この共通画像電極５１ａの群全体の寸法は、紙搬送方向ｗ１が１．６５ｍｍで、紙幅方向幅ｌがＡ４横幅と同じ２１０ｍｍである。
（以下、余白）
【００２０】
一方、上記ポリイミドフィルム５２の記録紙搬送側とは反対の面には、前記シールド電極５３の機能を兼ねた分割駆動のための８つのシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８が設けられている。このシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８は、分割駆動にあたって、画像信号に応じてトナーを飛翔させる電圧（以下、トナー飛翔用電圧という）が上記共通画像電極５１ａに印加されている状態でも、共通画像電極５１ａの駆動対象の孔以外の孔についてトナーが通過しないような電界を形成するためのものである。各シールド兼分割駆動電極５３１〜５３８それぞれは、搬送方向に対して直交する６２０個の孔を備えている。そして、各シールド兼分割駆動電極５３１〜５３８の６２０個の孔それぞれが、上記６２０個の共通画像電極５１ａの紙搬送方向における同一順位の孔に対応するようにして、紙搬送方向に並べられている。例えば、紙搬送方向で最下流に位置するシールド兼分割駆動電極５３１の６２０個の孔それぞれは、上記６２０個の共通画像電極５１ａの、紙搬送方向における最下流の孔に対応する。
そして、上記６２０個の共通画像電極５１ａ及び８つのシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８が図示しないＩＣドライバに接続されている。
【００２１】
この例の制御電極においては、上記６２０個の共通画像電極５１ａの孔を、紙幅方向に並ぶ紙搬送方向で１番目の孔の列、同２番目の孔の列というように、シールド兼分割電極５３１〜５３８のそれぞれに対応する紙幅方向の孔列単位で、順次駆動状態にする。具体的には、例えば紙搬送方向で最上流側の孔列を駆動状態にするとき、つまり、該最上流側の孔列に相当するドットの画像情報に基づいたＩＣドライバの出力を共通画像電極５１ａに印加するときは、同最上流側のシールド兼分割駆動電極５３８を、画像信号に応じてトナー飛翔用電圧が印加されている上記共通画像電極５１ａの孔に、飛翔トナーの通過する電界が形成され、かつ、トナーを飛翔させない電圧（以下、トナー不飛翔用電圧という）が印加されている上記共通画像電極５１ａの孔に、トナーが飛翔しない程度の電界しか形成されない電位状態（以下、駆動電位状態という）にする。一方、他のシールド兼分割駆動電極５３１〜５３７は、画像信号に応じてトナー飛翔用電圧が印加されている上記共通画像電極５１ａの孔にも、その直下のトナーが通過しない程度の電界しか形成されない電位状態（以下、非駆動電位状態という）にする。
【００２２】
例えば、図３の例に関して上述した各部寸法及び対向電極電圧を採用し、共通画像電極５１ａにトナー飛翔時の電圧として例えば１８０Ｖ、トナー不飛散用の電圧として１２０Ｖをそれぞれ用いた場合、上記シールド兼分割駆動電極５３１〜５３８の駆動電圧状態様の電圧としては例えば−２０Ｖ、非駆動電圧状態の電圧としては０Ｖ（すなわち接地）を印加する。これによれば、トナー飛翔のための電界強度の下限である飛翔開始電界強度が、例えば４．０×１０の５乗（Ｖ／ｍ）である低抵抗のトナーを用いた場合、トナー飛翔用電圧が印加された共通画像電極５１の孔と、駆動電圧状態用の電圧が印加されたシールド電極５３の孔とが重なる孔５４の直下では、トナー層に加わる電界強度が飛翔開始電界強度を上回って飛翔が起こり、該孔５４を通って対向電極側に移転し、記録紙１０に付着する。また、印加電圧の組み合わせがこれとは異なる孔５４、すなわち、トナー不飛翔用電圧が印加されている共通画像電極５１ａの孔と駆動電圧状態の電圧が印加されているシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８の孔とが重なる孔５４や、共通画像電極５１への印加電圧が上記トナー飛散用電圧かトナー不飛散用電圧かを問わず、非駆動電圧状態の電圧が印加されているシールド兼分割駆動電極５１の孔と共通画像電極５１の孔とが重なる孔５４の直下では、トナー層に加わる電界が飛翔開始電界を下回って飛翔は起こらない。
【００２３】
そして、上記６２０個の共通画像電極５１ａの紙搬送方向で例えば上流側から２番目の孔列を駆動状態にするときは、同上流側から２番目のシールド兼分割駆動電極５３７を駆動電位状態にし、他のシールド兼分割駆動電極５３１〜５３６及び５３８は非駆動電位状態にする。
以上の８分割駆動で、例えば、共通画像電極５１ａのすべてにトナー飛翔用電圧を印加した状態で、シールド兼分割駆動電極５３１〜５３８の紙搬送方向におけるピッチ分だけ記録紙が移動する時間をずらして上記８個のシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８を順次駆動状態にすれば、紙幅方向に１本の直線が記録紙１０上に記録される。
【００２４】
図７に同カラープリンタの４色分の制御電極列を示す。各色とも表面に６２０個の共通画像電極からなる共通画像電極群５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｂｋと、裏面に８個のシールド兼分割駆動電極（図示せず。）を有する。なお図中、リード線に対応して記入した数字は、６２０個の画像電極の１番目から６２０番目それぞれとの対応を示すものである。例えば、記録時の画像電極の電位を１８０Ｖとし、非記録時の画像電極の電位を１２０Ｖとすると、各共通画像電極間の電位差は最大６０Ｖと低く、隣り合う共通画像電極間にリーク電流が流れることはない。従って、リード線の幅と間隔をそれぞれ例えば３０μｍと小さくできるので、各色間のピッチｄ２は１８．６ｍｍ、全体幅ｗ２は６１．８ｍｍと小さくすることができる。このため、この４色分の共通画像電極群は同一のポリイミドフィルム上に、上述の方法で１回のパターン露光で同時に形成することが可能である。そのため、４色分の共通画像電極群間の位置精度は非常に高く、一番離れたイエローの共通画像電極群５１Ｙとブラックの共通画像電極群５１Ｂｋ間でも１５μｍ以下の位置精度を保つことができる。無論、電極幅内でリード線を引き出せるシールド兼分割駆動電極についても、上述の方法で１回のパターン露光による４色同時形成が可能で、高い位置精度を保つことができる。この結果、非常に位置合わせに優れた高精細のプリントを得ることができる。
【００２５】
ここで、各色の顔料を分散し、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックに着色した、直径１０μｍのポリスチレン樹脂球に透明な低抵抗の極性制御材をスプレードライ法で厚さ０．１μｍにコートし、さらに平均粒径０．１μｍのシリカ（ＳｉＯ_２）微粉を１．５ｗｔ％まぶじて４色のトナーを作成した。その抵抗率は４色とも１０^４Ωｃｍと低抵抗であった。
【００２６】
上記のようにして作成した４色のトナーを図１のそれぞれのトナー容器に入れて、普通紙を吸着し４００Ｖの固定電圧が印加された対向電極４を矢印の方向に６６ｍｍ／ｓｅｃで回動させながら、上記８個のシールド兼分割駆動電極５３１〜５３８を順次駆動させ、１２０Ｖの固定電圧が印加されている画像電極５１に、画像信号に応じて図示しないＩＣドライバーから更に６０Ｖのパルス電圧を加算して、１８０Ｖの電圧が０．０８２ｍｓｅｃ間印加されるようにしたところ、位置合わせに優れた高精細のフルカラープリントが得られた。この時のプリント速度は毎分１２枚で充分高速にプリントできた。また、分割駆動が可能であるためコストの高いＩＣドライバーの使用数を１／８に減少させて大幅なコストダウンが可能となった。
【００２７】
上記実施形態では、８分割駆動した場合について述べたが、分割駆動の方式についてはこの限りでない。また、分割駆動しない場合には、上記の８倍、すなわち毎分９６枚の速度でのプリントも可能である。
【００２８】
上記実施形態では、記録部材として普通紙に直接トナーを付着させた方式についてのみ述べたが、例えば搬送ベルトを中間転写体として、そのうえに４色トナーを重ねた後、一括して普通紙に転写してもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、図２に示したような概略構成を持つトナー容器を用いて説明を行ったが、トナーの搬送、補給方法はこれに限られることなく、他の方式のものを用いても良い。また、磁性トナーを使用し磁力で搬送する方法でも、コストや装置の大きさが問題にならず、しかも弱くて均一な磁力が得られるならば用いることができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、トナーを鉛直方向下から上へトナーを飛翔させる方式について示したが、上から下へあるいは横方向で飛翔させても同様に実施できる。
【００３１】
また、上記実施形態では、シールド電極を設けた構成について述べたが、電極の形状や配置、電圧の大きさによってはシールド電極がなくても実施可能であり、さらには本発明の主旨の範囲で他の構成の電極配置を取ることも可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では、導電性トナー９１として正又は負のみに帯電する整流性トナーを用いることもできる。例えば、正のみに帯電する整流性トナーとしては、例えば、スチレンとアクリル系モノマーと下式で表される陽イオン性ポリマーの強重合体を母体樹脂とし、その中に色材を分散し、通常の粉砕法で形成した後、その表面にシリカをまぶしたものを用いることができる
【化１】

上記方法で形成した整流性トナーは上記プリンタで用いる電圧の範囲内では正のみに帯電し、負には帯電しないので、該トナーを用いる場合には、各電極に上記実施形態で述べた電圧と逆極性の電圧を印加する。整流性トナーを用いれば、記録紙１０の抵抗が低い場合でも、記録紙１０に付着した整流性トナーに所望の極性と逆極性の電荷が注入されず、所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔することがない。このため、例えば高温高湿環境下でも充分な画像濃度が得られる。また、トナーを積層した場合にも、静電誘導により２層目以降のトナーが所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔することもないので、異色トナーを積層して良好なフルカラープリントを得ることもできる。また、トナーが一方向にしか飛翔しないような電界を与えれば、トナーが所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔することがないので、記録部材に向かって飛翔するトナーと逆飛翔するトナーが弾性衝突を起こして記録部材上の目的の画像の周りに散らばってトナーが付着することがない。よって、画像と非画像の境界が明確なシャープな画像を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明によれば、非画像形成時にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成させ続けるので、画像形成のための制御電極の電圧を印加してトナー担持体から離脱したトナーがトナー担持体から離脱した時点で制御電極を非画像形成時の電圧状態に切り換えても、トナーが浮遊して機内を汚染したり、制御電極に付着してクリーニングが必要になったりすることがなく、高速化が可能であるという優れた効果がある。また、分割駆動が可能となるので、コストダウンも実現できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す正面図。
【図２】図１のカラープリンタのＸ−Ｘ’線矢印方向の断面図。
【図３】同プリンタの１色の記録部の説明図。
【図４】トナー層表面の電界分布の説明図。
【図５】（ａ）は、図３の、１２０Ｖが印加されている画像電極５１に更に６０Ｖ加えて１８０Ｖにした瞬間のトナーの飛翔のシミュレーション結果の説明図。
（ｂ）は、（ａ）の０．２ｍｓｅｃ後のトナーの飛翔のシミュレーション結果の説明図。
（ｃ）は、（ａ）の０．４ｍｓｅｃ後のトナーの飛翔のシミュレーション結果の説明図。
（ｄ）は、（ａ）の０．６ｍｓｅｃ後のトナーの飛翔のシミュレーション結果の説明図。
【図６】図１のプリンタの１色の制御電極列の平面図。
【図７】同プリンタの４色の制御電極列の平面図。
【符号の説明】
１給紙カセット
１０記録紙
２呼び出しローラ
３搬送ローラ対
４対向電極
５制御電極
５１画像電極
５２ポリイミドフィルム
５３シールド電極
５３１〜５３８シールド電極
５４孔
６トナー容器
６ａトナー担持体
７熱ローラ
８加圧ローラ
９１導電性トナー

Claims

導電性のトナーを担持するトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画像を形成する画像記録方法において、
上記制御電極に画像を形成するための電圧を印加しない場合にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを上記記録部材に向けて飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成する電圧を上記制御電極に印加し続けることを特徴とする画像記録方法。
導電性のトナーを担持するトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画像を形成する画像記録装置において、
上記制御電極に画像を形成するための電圧を印加しない場合にも、上記トナー担持体から離脱したトナーを上記記録部材に向けて飛翔させる静電力を生じ、かつ、トナー担持体上から新たなトナーを飛翔させないような電界を形成する電圧を上記制御電極に印加し続けることを特徴とする画像記録装置。