JPH08132664A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH08132664A
JPH08132664A JP6275313A JP27531394A JPH08132664A JP H08132664 A JPH08132664 A JP H08132664A JP 6275313 A JP6275313 A JP 6275313A JP 27531394 A JP27531394 A JP 27531394A JP H08132664 A JPH08132664 A JP H08132664A
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control
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 負帯電のトナーが通過するゲート２６…を有
する制御電極２３は、トナーが含有する合成樹脂よりも
電子吸引性の大きな合成樹脂からなる制御電極基板２７
上に、リング状電極２５…が形成されてなっている。こ
のため、制御電極２３においては、トナーが飛翔して制
御電極基板２７に接触すると、該接触部位付近が有する
負電荷と、トナーが有する負電荷との間で静電気力（斥
力）が作用して互いに反発するので、トナーは制御電極
基板２７に付着しない。 【効果】 制御電極２３へのトナーの付着が防止され、
ゲート２６…が塞がることがないので、長期間或いは頻
繁に使用した後においても、該制御電極２３によるトナ
ーの飛翔を安定に制御することができ、良好な画像を得
ることができる。制御電極２３の清掃や交換等のメンテ
ナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画質を得
ることができるディジタル複写機を提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】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に
適用され、顕像化粒子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】従来、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には、一般にゼログラ
フィーと呼ばれる手法を使用したものがある。この画像
形成装置は、電気−光学特性を有する顕像体、即ち感光
体上に、光学的書き込み手段により静電パターンを形成
し、この静電パターンに顕像化粒子であるトナーを付着
させて顕像化した後、この像を紙等の記録媒体上に転写
することにより、画像信号を記録媒体上に可視像として
形成するものである。具体的には、先ず、画像信号をレ
ーザやＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光発生装置に
より光信号に変換し、この光を予め一様に帯電させた感
光体に照射して、感光体表面に光強度に応じた静電パタ
ーンを形成する。次に、この静電パターンに、帯電して
いるトナーを接触若しくは飛翔させて現像を行い、感光
体表面にトナー像を形成する。次いで、このトナー像を
電気的吸引力若しくは圧力、またはこれら両者により記
録媒体上に転写した後、この記録媒体上のトナー像を圧
力若しくは熱、またはこれら両者により該記録媒体上に
定着している。
【０００３】また、他の画像形成装置としては、誘電体
ドラム上に画像信号に応じた電荷像を形成し、この電荷
像を現像することにより記録媒体上に可視像を得るもの
がある。この画像形成装置では、荷電粒子流発生器、荷
電粒子流制御グリッド、および顕像体としての誘電体ド
ラムを備え、画像信号に応じて荷電粒子流制御グリッド
に印加する電圧を制御することにより、荷電粒子流発生
器が発生する荷電粒子流を制御する。そして、上記の荷
電粒子により誘電体ドラムに画像信号に応じた電荷像を
形成し、この電荷像をトナーにより現像し、誘電体ドラ
ム上にトナー像を形成する。その後、上記の画像形成装
置と同様に、トナー像の転写と定着とを行っている。
【０００４】しかしながら、この種の画像形成装置で
は、画像信号を一旦静電潜像として感光体若しくは誘電
体ドラム等の顕像体に形成した後、上記の静電潜像をト
ナーにて現像することによりトナー像を得るものとなっ
ている。従って、上記の画像形成装置では、静電潜像を
形成するための特殊な構造の顕像体が必要であると共
に、静電潜像の書き込み手段、および顕像体の残留電荷
を消去する除電手段が必要である。また、顕像体上に形
成されたトナー像を記録媒体に転写する構造が複雑であ
る。このため、画像形成装置の構成が複雑になると共
に、装置の小型化に限度があるといった問題点を有して
いる。
【０００５】一方、例えば特表平1-503221号公報には、
トナー像を、一旦上記顕像体上に形成することなく、用
紙等の記録媒体上に直接形成する画像形成装置が開示さ
れている。この画像形成装置は、トナー担持体とプレー
ト電極との間に、トナー担持体からプレート電極方向へ
トナーを飛翔させるための電界を付与すると共に、トナ
ー担持体とプレート電極との間に設けられたメッシュ状
のグリッド電極によって上記トナーの飛翔を制御し、プ
レート電極におけるトナー担持体との対向面側に設けら
れた記録媒体に、直接にトナー像を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
開示された画像形成装置においては、グリッド電極がメ
ッシュ状であるので、トナーの飛翔を良好に制御して良
質の画質を得るためには、該グリッド電極の構成が複雑
となってしまう。このため、グリッド電極を量産するこ
とが困難であり、上記従来の画像形成装置は量産性に劣
るという問題点を有している。
【０００７】そこで、本願発明者等は、構成が簡単なグ
リッド電極を得るべく、鋭意検討した結果、絶縁性の樹
脂基板上に電極層を形成してなるグリッド電極を見い出
した。このグリッド電極（制御電極）は、例えば、ポリ
イミドやポリエステル、ポリエチレン等の一般にフレキ
シブル基板等に供される樹脂フィルムの片面に、金属膜
からなる電極層を所定の手法により形成し、次いで、該
電極層を覆うようにしてポリイミドやポリエステル、ポ
リエチレン等からなる保護層を形成した後、上記樹脂フ
ィルムおよび保護層に、トナー（顕像化粒子）の通過部
となる複数個の孔（ゲート）を所定の手法により設ける
ことによって得られる。このため、該グリッド電極の構
成が簡単となり、量産することが容易となる。上記のグ
リッド電極を用いることにより、トナーの飛翔を良好に
制御して良質の画質を得ることができる。
【０００８】しかしながら、上記のグリッド電極におい
ては、帯電粒子であるトナーが飛翔して、樹脂フィルム
や保護層に接触すると、静電気力により樹脂フィルム表
面や保護層表面とトナーとの間に吸引力が発生し、該表
面にトナーが付着してしまう。つまり、トナーが樹脂フ
ィルムの表面や保護層の表面に静電気力で担持されてし
まう。このため、上記のグリッド電極は、長期間或いは
頻繁に使用すると、上記孔の周りにトナーが多量に付着
し、孔が塞がってしまう。従って、長期間安定して良質
の画質を得るためには、使用頻度等に応じて、グリッド
電極を清掃して孔に付着したトナーを除去するか、或い
はグリッド電極を交換する等のメンテナンスを行わなけ
ればならないという不都合を有している。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、制御電極の清掃や交換等の
メンテナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画
質を得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記載の発明の画
像形成装置は、上記の課題を解決するために、負帯電の
顕像化粒子を担持する担持体と該担持体に対して対向配
置された対向電極との間に配され、顕像化粒子の通過部
となる複数個のゲートを有する制御電極を備え、上記担
持体と対向電極との間に所定の電位差を生じさせる電位
を付与すると共に、上記制御電極に付与する電位を変化
させて担持体と対向電極との間に存在する電界を変化さ
せ、上記ゲートを通じての担持体から対向電極方向への
顕像化粒子の飛翔を制御して画像を形成する画像形成装
置であって、上記制御電極は、上記顕像化粒子が含有す
る樹脂よりも電子吸引性の大きな樹脂からなる絶縁層上
に電極層が形成されてなることを特徴としている。
【００１１】請求項２記載の発明の画像形成装置は、上
記の課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装
置において、上記電極層表面に、上記顕像化粒子が含有
する樹脂よりも電子吸引性の大きな樹脂からなり、該電
極層を保護する保護層が形成されていることを特徴とし
ている。
【００１２】請求項３記載の発明の画像形成装置は、上
記の課題を解決するために、正帯電の顕像化粒子を担持
する担持体と該担持体に対して対向配置された対向電極
との間に配され、顕像化粒子の通過部となる複数個のゲ
ートを有する制御電極を備え、上記担持体と対向電極と
の間に所定の電位差を生じさせる電位を付与すると共
に、上記制御電極に付与する電位を変化させて担持体と
対向電極との間に存在する電界を変化させ、上記ゲート
を通じての担持体から対向電極方向への顕像化粒子の飛
翔を制御して画像を形成する画像形成装置であって、上
記制御電極は、上記顕像化粒子が含有する樹脂よりも電
子供与性の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極層が形成
されてなることを特徴としている。
【００１３】請求項４記載の発明の画像形成装置は、上
記の課題を解決するために、請求項３記載の画像形成装
置において、上記電極層表面に、上記顕像化粒子が含有
する樹脂よりも電子供与性の大きな樹脂からなり、該電
極層を保護する保護層が形成されていることを特徴とし
ている。
【００１４】
【作用】請求項１記載の構成によれば、負帯電の顕像化
粒子の通過部となる複数個のゲートを有する制御電極
は、上記の顕像化粒子が含有する樹脂よりも電子吸引性
の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極層が形成されてな
っている。このため、制御電極においては、帯電粒子で
ある顕像化粒子が飛翔して絶縁層に接触すると、絶縁層
における接触部位付近が、顕像化粒子から電荷を一部受
け取って負に帯電する。従って、絶縁層における接触部
位付近が有する負電荷と、顕像化粒子が有する負電荷と
の間で静電気力（斥力）が作用して互いに反発するの
で、顕像化粒子は絶縁層に付着しない。つまり、顕像化
粒子が絶縁層表面に担持されることはない。
【００１５】このように、制御電極への負帯電の顕像化
粒子の付着が防止され、上記ゲートが塞がることがない
ので、長期間或いは頻繁に使用した後においても、該制
御電極による顕像化粒子の飛翔を安定に制御することが
でき、良好な画像を得ることができる。これにより、制
御電極の清掃や交換等のメンテナンスを行わなくても、
長期間安定して良質の画質を得ることができる画像形成
装置を提供することができる。また、上記のメンテナン
スが不要となるので、ランニングコストを抑えることが
できる。
【００１６】請求項２記載の構成によれば、電極層表面
に、上記の顕像化粒子が含有する樹脂よりも電子吸引性
の大きな樹脂からなり、該電極層を保護する保護層が形
成されている。このため、顕像化粒子が飛翔して保護層
に接触すると、保護層における接触部位付近が、顕像化
粒子から電荷を一部受け取って負に帯電するので、この
負電荷と、顕像化粒子が有する負電荷との間で静電気力
が作用して互いに反発し、顕像化粒子は保護層に付着し
ない。つまり、顕像化粒子が保護層表面に担持されるこ
とはない。
【００１７】これにより、制御電極の清掃や交換等のメ
ンテナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画質
を得ることができる。
【００１８】請求項３記載の構成によれば、正帯電の顕
像化粒子の通過部となる複数個のゲートを有する制御電
極は、上記の顕像化粒子が含有する樹脂よりも電子供与
性の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極層が形成されて
なっている。このため、制御電極においては、帯電粒子
である顕像化粒子が飛翔して絶縁層に接触すると、絶縁
層における接触部位付近が、顕像化粒子から電荷を一部
受け取って正に帯電する。従って、絶縁層における接触
部位付近が有する正電荷と、顕像化粒子が有する正電荷
との間で静電気力（斥力）が作用して互いに反発するの
で、顕像化粒子は絶縁層に付着しない。つまり、顕像化
粒子が絶縁層表面に担持されることはない。
【００１９】このように、制御電極への正帯電の顕像化
粒子の付着が防止され、上記ゲートが塞がることがない
ので、長期間或いは頻繁に使用した後においても、該制
御電極による顕像化粒子の飛翔を安定に制御することが
でき、良好な画像を得ることができる。これにより、制
御電極の清掃や交換等のメンテナンスを行わなくても、
長期間安定して良質の画質を得ることができる画像形成
装置を提供することができる。また、上記のメンテナン
スが不要となるので、ランニングコストを抑えることが
できる。
【００２０】請求項４記載の構成によれば、電極層表面
に、上記の顕像化粒子が含有する樹脂よりも電子供与性
の大きな樹脂からなり、該電極層を保護する保護層が形
成されている。このため、顕像化粒子が飛翔して保護層
に接触すると、保護層における接触部位付近が、顕像化
粒子から電荷を一部受け取って正に帯電するので、この
正電荷と、顕像化粒子が有する正電荷との間で静電気力
が作用して互いに反発し、顕像化粒子は保護層に付着し
ない。つまり、顕像化粒子が保護層表面に担持されるこ
とはない。
【００２１】これにより、制御電極の清掃や交換等のメ
ンテナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画質
を得ることができる。
【００２２】
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図１０
に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、本実施
例においては、本発明の画像形成装置の構成をディジタ
ル複写機に適用した場合について説明する。また、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
えたディジタル複写機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。
【００２３】本実施例のディジタル複写機は、図４に示
すように、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、顕像化粒子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、
本ディジタル複写機は、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、用紙上に画像を直接形成するもの
である。
【００２４】上記画像形成部１への用紙の入紙側には、
記録媒体である用紙５…を収容した用紙カセット４、こ
の用紙カセット４から用紙５を送り出す給紙ローラ６、
供給された用紙５に駆動されて移動する用紙検出部材
７、この用紙検出部材７の移動により用紙５が供給され
たことを検出する給紙センサ８、および用紙カセット４
から供給された用紙５を所定のタイミングで画像形成部
１に供給するレジストローラ９が設けられている。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若しくは加
圧、またはこれら両方により用紙５に定着させる定着部
１０、この定着部１０で処理された用紙５を後述の排紙
トレイ１４上に排出する排紙ローラ１１、排出される用
紙５に駆動されて移動する用紙検出部材１２、この用紙
検出部材１２の移動により用紙５が排出されたことを検
出する排紙センサ１３、および排出された用紙５を受け
る排紙トレイ１４が設けられている。上記の給紙ローラ
６、レジストローラ９、排紙ローラ１１等は、図示しな
いメインモータによって駆動される。
【００２５】また、本ディジタル複写機は、制御回路と
して、図５に示すように、ディジタル複写機全体を制御
する主制御部３１と、画像読取り部２４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３２と、画像形成制御ユニット３３と、画像形成
部１の各電極部等に電位を付与するための電源部２９と
を備えている。
【００２６】上記の画像読取り部２４は、例えば、透明
な原稿載置台上に載置された原稿を光学的走査手段によ
って走査し、その反射光をＣＣＤ(Charge Coupled Devi
ce)によって画像信号に変換し、画像データを得るもの
である。画像処理部３２は、例えば半導体メモリ、また
はハードディスク等の磁気的な記録媒体からなる画像メ
モリを備え、画像読取り部２４から得られた画像データ
に対して上記処理を行った後、この処理済の画像データ
を画像メモリに記憶する。
【００２７】画像形成制御ユニット３３は、画像形成制
御部３４と、データ処理部３５と、これら画像形成制御
部３４およびデータ処理部３５と共に制御電極２３（後
述する）の電位制御手段を構成する印刷ヘッド制御部３
６と、プロセス制御部３７とを備えている。画像形成制
御部３４は、上記の画像処理部３２から得られた画像デ
ータを印刷ヘッド制御部３６に与えるべき画像データに
変換する。具体的には、画像データによって示される例
えば文字コードをドットの並びに変換する。さらに画像
形成制御部３４は、電源部２９から出力される電圧を、
画像形成部１における各電極部に与える。データ処理部
３５は、画像形成制御部３４で処理された画像データ
を、さらに後述する制御電極２３の列数に応じて分解す
る。印刷ヘッド制御部３６は、データ処理部３５から入
力された画像データに基づいて、制御電極２３の電位を
制御するための制御電極制御信号を生成し、印刷ヘッド
２２に与える。プロセス制御部３７は、画像形成制御部
３４から与えられたコマンドに従って、各部に各プロセ
スに応じた制御信号を与える。
【００２８】画像形成部１のトナー供給部２は、図６に
示すように、トナー収容槽１６の内部に、顕像化粒子と
してのトナー１７が収容されると共に、トナー１７を攪
拌して帯電させる攪拌ローラ１８、および、トナー１７
を電気力若しくは磁気力、またはこれら両者により担持
する円筒状の担持体としてのトナー担持体１９が設けら
れている。このトナー担持体１９の外周面に担持される
トナー層の厚さは、トナー収容槽１６に設けられたドク
ターブレード２０にて規制される。
【００２９】印刷部３は、トナー担持体１９の外周面と
対向する対向電極２１と、この対向電極２１とトナー担
持体１９との間に設けられた印刷ヘッド２２とを備えて
いる。上記の対向電極２１は、例えば、トナー担持体１
９の接線方向と平行に設けられた平板状の導電板、また
はトナー担持体１９と平行に設けられた円弧状の導電
板、若しくは導電性の円筒からなる。トナー担持体１９
付近には、トナー担持体１９と対向電極２１との間に前
記電源部２９から印加される電圧によって、トナー担持
体１９に担持されたトナー１７を対向電極２１方向に飛
翔させるのに必要なトナー飛翔開始電界よりも強い電界
若しくは弱い電界が付与される。
【００３０】印刷ヘッド２２は、制御電極２３を備える
と共に、印刷ヘッド制御部３６から供給される制御電極
制御信号に基づいて、電源部２９から制御電極２３に供
給される電圧を制御している。制御電極２３は、対向電
極２１と平行をなしかつ対向電極２１と対向して２次元
的に広がっており、トナー担持体１９から対向電極２１
方向へのトナー流が通過可能な構造、例えばグリッドと
なっている。そして、この制御電極２３に供給される電
位により、トナー担持体１９と対向電極２１との間に付
与された電界が変化し、トナー担持体１９から対向電極
２１へのトナー１７の飛翔が制御される。
【００３１】ここで、制御電極制御信号に基づいて制御
電極２３に付与される電位は、トナー担持体１９と対向
電極２１との間の電界が、上記のトナー飛翔開始電界よ
りも強い電界である場合には、トナー１７の飛翔を阻止
する電位である一方、上記の電界がトナー飛翔開始電界
よりも弱い電界である場合には、トナー１７を飛翔させ
る電位である。
【００３２】また、画像形成部１でのトナー１７による
画像形成は、以下の原理により行われる。一般に、帯電
粒子を空気（真空）物質境界面に置いた場合には、静電
気力により物質境界面と帯電粒子との間に吸引力が発生
する。これは電磁気学的に周知の事実である。従って、
トナー１７は、トナー担持体１９の表面に静電気力で担
持される。この状態において、トナー担持体１９の表面
に、トナー１７とトナー担持体１９との間の電磁気的吸
引力を上回る電界が印加されると、トナー１７はトナー
担持体１９から離れ、電界による力で加速されて特定の
方向へ移動する。そこで、制御電極２３に付与する電位
と、トナー担持体１９および対向電極２１との電位関係
により、トナー担持体１９に担持されているトナー１７
を対向電極２１方向に飛翔させることができる電界をト
ナー担持体１９の表面に発生させ、この電界により、図
７に示すように、トナー１７を制御電極２３を通過させ
て対向電極２１に飛翔させている。この場合、制御電極
２３への付与電位を画像信号に応じて制御し、対向電極
２１におけるトナー担持体１９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、トナー１７が飛翔を開始する電界をト
ナー飛翔開始電界Ｅthと呼び、例えば或る実験では 1.0
Ｍ (V/m)なる値を得ている。
【００３３】上記の制御電極２３は、図２に示すよう
に、銅やステンレス等からなる各々独立したリング状の
導電体、即ちリング状電極２５を、Ｘ方向と、Ｘ方向の
直交方向であるＹ方向とに複数個ずつ並べてなってい
る。各リング状電極２５の内部は、トナー担持体１９か
ら対向電極２１へ飛翔するトナー１７の通過部となって
いる。尚、以下、この通過部をゲート２６と称すること
とする。
【００３４】制御電極２３は、図１に示すように、絶縁
性の制御電極基板（絶縁層）２７にゲート２６…となる
べき孔が形成され、制御電極基板２７の一方の面におけ
る上記孔の周りに、互いに絶縁されたリング状電極（電
極層）２５…が蒸着法やフォトエッチング法等の手法に
よって設けられることにより構成されている。各リング
状電極２５には給電線２８が接続されており、各給電線
２８は互いに絶縁されている。尚、同図においては、制
御電極２３の構成を見易くするために、リング状電極２
５…および給電線２８…の厚みを無視して記載してい
る。また、制御電極２３は、制御電極基板２７にリング
状電極２５…および給電線２８…を接着剤等によって貼
着することにより構成されていてもよい。
【００３５】また、制御電極基板２７におけるリング状
電極２５…が設けられている面には、図３に示すよう
に、ゲート２６…に対応する孔を有する電極保護層（保
護層）４１が形成されている。この電極保護層４１は、
リング状電極２５…同士の絶縁性、給電線２８…同士の
絶縁性、および、互いに接続されていないリング状電極
２５…と給電線２８…との間の絶縁性をより一層向上さ
せると共に、リング状電極２５…および給電線２８…、
つまり制御電極２３本体を保護し、該制御電極２３本体
の耐環境性や寿命等をより一層向上させるために設けら
れている。電極保護層４１は、制御電極基板２７表面に
合成樹脂（後述する）を塗布して硬化させるか、或いは
樹脂フィルムを接着剤等によって貼着することにより設
けられている。
【００３６】制御電極基板２７および電極保護層４１
は、フィルム状に形成されており、負帯電のトナー１７
が含有する熱可塑性樹脂よりも電子吸引性の大きな合成
樹脂からなる。つまり、制御電極基板２７および電極保
護層４１は、トナー１７の樹脂が例えばポリスチレンで
ある場合には、該ポリスチレンよりも電子吸引性の大き
な合成樹脂からなる。上記の合成樹脂としては、例え
ば、エポキシ樹脂、ポリアクリロニトリル、フッ素樹
脂；或いは、クロロ基等のハロゲン基やニトロ基等の電
子吸引基を有するスチレン誘導体を重合してなるポリス
チレン等が挙げられるが、特に限定されるものではな
い。そして、制御電極基板２７と電極保護層４１とは、
互いに同一の合成樹脂からなっていてもよく、また、互
いに異なる合成樹脂からなっていてもよい。
【００３７】上記の制御電極２３においては、例えば、
帯電粒子であるトナー１７が飛翔したときに、互いに衝
突等することによりその飛翔方向が乱されて、該トナー
１７の一部が制御電極基板２７または電極保護層４１に
接触すると、制御電極基板２７または電極保護層４１に
おける接触部位付近が、トナー１７から電荷を一部受け
取って負に帯電する。従って、制御電極基板２７または
電極保護層４１における接触部位付近が有する負電荷
と、トナー１７が有する負電荷との間で静電気力（斥
力）が作用して互いに反発するので、トナー１７は制御
電極基板２７または電極保護層４１に付着しない。つま
り、トナー１７が制御電極基板２７表面または電極保護
層４１表面、或いはゲート２６…の周面に担持されるこ
とはない。また、トナー１７以外の粒子、例えば負帯電
の埃や塵が制御電極基板２７または電極保護層４１に担
持されることもない。
【００３８】尚、正帯電のトナーを使用する場合におい
ては、制御電極基板２７および電極保護層４１は、該ト
ナーが含有する熱可塑性樹脂よりも電子供与性の大きな
合成樹脂からなる。つまり、制御電極基板２７および電
極保護層４１は、トナーの樹脂が例えばポリスチレンで
ある場合には、該ポリスチレンよりも電子供与性の大き
な合成樹脂からなる。上記の合成樹脂としては、例え
ば、ポリエチレングリコール、ポリアミド；或いは、ア
ミノ基や水酸基等の電子供与基を有するスチレン誘導体
を重合してなるポリスチレン、上記例示の電子供与基を
有するポリアミド等が挙げられるが、特に限定されるも
のではない。そして、制御電極基板２７と電極保護層４
１とは、互いに同一の合成樹脂からなっていてもよく、
また、互いに異なる合成樹脂からなっていてもよい。こ
のように制御電極基板２７および電極保護層４１を電子
供与性の大きな合成樹脂で形成することにより、正帯電
のトナーが制御電極基板２７表面または電極保護層４１
表面、或いはゲート２６…の周面に担持されることはな
い。また、トナー以外の粒子、例えば正帯電の埃や塵が
制御電極基板２７または電極保護層４１に担持されるこ
ともない。
【００３９】次に、上記制御電極２３の製造方法の一例
について以下に説明する。先ず、制御電極基板２７とな
るべき樹脂フィルムの片面に、リング状電極２５…およ
び給電線２８…となるべき金属膜を蒸着法等の手法によ
り形成する。上記樹脂フィルムおよび金属膜の厚みは、
特に限定されるものではないが、樹脂フィルムの厚みは
例えば25μｍ程度が好適であり、金属膜の厚みは例えば
18μｍ程度が好適である。次に、上記の金属膜をフォト
エッチング法等の手法によりパターニングしてリング状
電極２５…および給電線２８…を形成する。次いで、こ
れらリング状電極２５…および給電線２８…を含む上記
樹脂フィルム片面全体を覆うようにして、電極保護層４
１となるべき樹脂層を前記塗布や貼着等により形成す
る。上記樹脂層の厚みは、特に限定されるものではな
い。その後、上記樹脂フィルムおよび樹脂層に、ゲート
２６…となるべき孔をレーザ加工法等の手法により設け
て制御電極基板２７および電極保護層４１とする。以上
の方法により、制御電極２３が製造される。
【００４０】尚、以下、本実施例においては、説明の便
宜上、上記のリング状電極２５…は、図２に示すよう
に、Ｘ方向にＸm-1 列，Ｘm 列，Ｘm+1 列，Ｘm+2 列の
４列並び、Ｙ方向にＹn-1 列，Ｙn 列，Ｙn+1 列，Ｙn+
2 列の４列並んでいるものとする。この場合、Ｘm 列か
つＹn 列に位置するゲート２６は、ゲートＧmnと表すも
のとする。また、印刷部３における用紙５の搬送方向を
Ｙ方向とした場合に、Ｙ方向には少なくとも２列以上の
ゲート２６…が設けられるものとする。
【００４１】図８に示すように、上記の各リング状電極
２５は、各リング状電極２５に接続された給電線２８を
介して、高圧ドライバ部３８における各リング状電極２
５に個々に対応して設けられたドライバ３９と接続され
ている。これら各ドライバ３９は、前記の印刷ヘッド制
御部３６から供給される制御電極制御信号に基づいて各
ドライバ３９を制御する制御電極制御部４０と接続され
ている。そして、これら高圧ドライバ部３８および制御
電極制御部４０は、前記の印刷ヘッド２２に備えられて
いる。尚、同図に示す状態では、ドライバ３９により、
ゲートＧmnのみにトナー担持体１９から対向電極２１へ
のトナー１７の飛翔を可能とするトナー飛翔電位Ｖc が
付与され、その他のゲート２６…には、上記トナー１７
の飛翔を阻止するトナー飛翔抑制電位Ｖc-が付与されて
いる。
【００４２】尚、上記の制御電極２３は、トナー担持体
１９と制御電極２３との距離よりも、ゲート２６のピッ
チの方が大きくなるように設けられている。また、制御
電極２３は、トナー担持体１９と制御電極２３との距離
よりも、ゲート２６の径の方が大きくなるように設けら
れている。但し、ゲート２６の径とは、制御電極基板２
７に形成された孔径等ではなく、ゲート２６の電位的な
径、即ちリング状電極２５の内径である。このような設
定により、制御電極２３への電位付与によるゲート２６
の電界の変化の影響をトナー担持体１９の表面まで確実
に及ぼすようにし、トナー担持体１９から対向電極２１
へのトナー１７の飛翔の制御を良好に行うようになって
いる。
【００４３】次に、本ディジタル複写機による画像形成
動作について以下に説明する。先ず、図５に示す画像読
取り部２４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３１は画像形成動作を開始させる。即ち、画
像読取り部２４によって原稿画像が読み取られ、その画
像データが画像処理部３２で処理され、画像メモリに記
憶される。また、図示しないメインモータが作動し、こ
のメインモータに駆動される図４に示す給紙ローラ６に
より、用紙カセット４内の用紙５が画像形成部１方向へ
送り出される。この用紙５により用紙検出部材７が押し
上げられると、この動作により正常な給紙状態であるこ
とが給紙センサ８にて検出される。その後、用紙５は、
静止しているレジストローラ９にその先端部が当接し、
一旦停止する。
【００４４】給紙センサ８により正常な給紙が検出され
ると、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３３に転送される。画像形成制御ユニット
３３では、入力された画像データを印刷ヘッド２２に与
える制御電極制御信号に変換し始める。また、画像形成
制御ユニット３３は、所定量の上記制御電極制御信号を
得ると、レジストローラ９を作動させて用紙５を画像形
成部１の印刷部３における対向電極２１のトナー担持体
１９との対向面側に搬送する。尚、制御電極制御信号の
上記所定量は、ディジタル複写機の構成等によって異な
る。
【００４５】その後、画像形成制御ユニット３３は、上
記の制御電極制御信号を印刷ヘッド２２に供給する。こ
の制御電極制御信号の供給は、上記のレジストローラ９
による印刷部３への用紙５の供給に同期したタイミング
で行われる。印刷ヘッド２２では、図８に示す制御電極
制御部４０が上記の制御電極制御信号に基づいて、高圧
ドライバ部３８の各ドライバ３９を制御する。これによ
り、ドライバ３９から適宜所定のリング状電極２５に電
圧が印加され、印刷ヘッド２２付近の電界が制御され
る。即ち、制御電極２３のゲート２６において、画像デ
ータに応じてトナー担持体１９から対向電極２１へのト
ナー１７の飛翔の阻止とその解除とが適宜行われる。こ
れにより、用紙５に画像信号に応じたトナー像が形成さ
れる。
【００４６】トナー像が形成された用紙５は定着部１０
に搬送され、この定着部１０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１
１にて排紙トレイ１４上に排出される。このとき、この
用紙５により用紙検出部材１２が押し上げられ、この動
作により用紙５が正常に排出されたことが排紙センサ１
３にて検出される。この検出動作に基づいて、主制御部
３１が印刷動作の正常な終了を判断する。
【００４７】ここで、トナー担持体１９と対向電極２１
との間への電圧印加により生じるトナー担持体１９と対
向電極２１との間の電界が、トナー飛翔開始電界Ｅthよ
りも弱い電界である場合には、制御電極制御信号に基づ
いて制御電極２３に付与される電位は、トナー１７を飛
翔させる電位である。即ち、図９（ａ）に示す画像形成
部１において、同図（ｂ）に示すように、トナー担持体
１９の電位をＶｓ、対向電極２１の電位をＶｂ、制御電
極２３に印加する電位をＶｍ、トナー担持体１９と対向
電極２１との間への電圧印加によって生じる制御電極２
３の位置の電位であって、制御電極２３に電位Ｖｍを与
える以前の電位をＶｏとすると、電位Ｖｍは電位Ｖｏよ
りも高くなる。従って、電位Ｖｍを印加したとき、トナ
ー担持体１９から対向電極２１に至る電位変化は、電位
Ｖｍを印加する以前の電位変化線Ａに対して変化し、電
位変化線Ｂに示すようになる。
【００４８】また、このような電位変化に応じて、同図
（ｃ）に示すように、トナー飛翔開始電界をＥth、制御
電極２３に電位Ｖｍを与えたときの電界の強さをＥｍ、
制御電極２３に電位Ｖｍを与える以前の電界の強さをＥ
ｏとすると、トナー担持体１９付近の電界の強さＥｍ
は、トナー飛翔開始電界Ｅthよりも強くなる。
【００４９】一方、トナー担持体１９と対向電極２１と
の間への電圧印加により生じるトナー担持体１９と対向
電極２１との間の電界が、トナー飛翔開始電界Ｅthより
も強い電界である場合には、制御電極２３に付与される
電位は、トナー１７の飛翔を阻止する電位である。即
ち、図１０（ａ）に示す画像形成部１において、同図
（ｂ）に示すように、上記の電位Ｖｍは上記の電位Ｖｏ
よりも低くなる。従って、電位Ｖｍを印加したとき、ト
ナー担持体１９から対向電極２１に至る電位変化は、電
位変化線Ｃに示すようになる。また、このような電位変
化に応じて、同図（ｃ）に示すように、トナー担持体１
９付近の上記電界の強さＥｍは、トナー飛翔開始電界Ｅ
thよりも弱くなる。
【００５０】尚、図９に示した制御と図１０に示した制
御とを比較して分かるように、図１０に示した制御の方
が、制御電極２３への付与電位を低く設定することがで
きる。従って、制御電極２３への付与電位から見たトナ
ー飛翔制御においては、制御電極２３に電位を付与する
電源部２９の出力電圧低下、この電源構成部品および電
圧印加部の耐圧等の点から、図１０に示す制御の方が有
利である。これに対し、制御電極２３の電位不良による
故障時の影響度から見たトナー飛翔制御においては、図
１０の制御では黒ベタ画像となってしまう一方、図９の
制御では白紙画像で済む点から、図９の制御の方が有利
である。
【００５１】本実施例にかかるディジタル複写機は、以
上のように、負帯電のトナー１７の通過部となるゲート
２６…を有する制御電極２３は、トナー１７が含有する
合成樹脂よりも電子吸引性の大きな合成樹脂からなる制
御電極基板２７上に、リング状電極２５…が形成されて
なっている。また、リング状電極２５…表面、即ち制御
電極基板２７表面に、トナー１７が含有する合成樹脂よ
りも電子吸引性の大きな合成樹脂からなり、該リング状
電極２５…を保護する電極保護層４１が形成されてい
る。このため、制御電極２３においては、帯電粒子であ
るトナー１７が飛翔して制御電極基板２７または電極保
護層４１に接触すると、制御電極基板２７または電極保
護層４１における接触部位付近が、トナー１７から電荷
を一部受け取って負に帯電する。従って、制御電極基板
２７または電極保護層４１における接触部位付近が有す
る負電荷と、トナー１７が有する負電荷との間で静電気
力（斥力）が作用して互いに反発するので、トナー１７
は制御電極基板２７または電極保護層４１に付着しな
い。つまり、トナー１７が制御電極基板２７表面または
電極保護層４１表面に担持されることはない。
【００５２】このように、制御電極２３への負帯電のト
ナー１７の付着が防止され、上記のゲート２６…が塞が
ることがないので、長期間或いは頻繁に使用した後にお
いても、該制御電極２３によるトナー１７の飛翔を安定
に制御することができ、良好な画像を得ることができ
る。これにより、制御電極２３の清掃や交換等のメンテ
ナンスを行わなくても、故障することなく、長期間安定
して良質の画質を得ることができるディジタル複写機を
提供することができる。また、上記のメンテナンスが不
要となるので、ランニングコストを抑えることができ
る。
【００５３】さらに、制御電極２３を特殊な構造としな
くてもトナー１７の付着を防止することができるので、
制御電極２３の製造に手間およびコストが掛からない。
尚、制御電極２３への負帯電のトナー１７の付着をより
一層防止するために、例えば、制御電極２３に超音波振
動を適宜与える超音波振動装置や、ゲート２６…内に空
気流を適宜発生させる空気流発生装置等を設けてもよ
い。
【００５４】本実施例においては、負帯電のトナーに対
応する構成を備えたディジタル複写機について詳述した
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ることにより、上記と同
様の作用・効果を奏することができる。
【００５５】尚、本実施例においては、制御電極２３
は、制御電極基板２７の一方の面にリング状電極２５…
が設けられて構成されている場合を例に挙げて説明した
が、制御電極は、制御電極基板の両面にリング状電極が
設けられて構成されていてもよい。また、本実施例にお
いては、制御電極２３に電極保護層４１が設けられてい
る場合を例に挙げて説明したが、該電極保護層４１は必
要に応じて設ければよい。従って、制御電極は電極保護
層を備えていなくてもよい。
【００５６】また、対向電極２１の形状としては、図６
に示した平板状、図４に示した円弧状の他、円筒状であ
ってもよい。対向電極２１は、画像形成時に、対向電極
２１におけるトナー担持体１９との対向面側を搬送され
る用紙５に対し、搬送ガイドとして機能することができ
る。これにより、専用の搬送ガイドが不要となり、装置
の小型化および構造の簡素化を図ることができる。
【００５７】本実施例においては、本発明の画像形成装
置の構成をディジタル複写機に適用した場合について説
明したが、本発明は、ディジタル複写機の他、ファクシ
ミリ装置の印字部や、ディジタルプリンタ等に好適に適
用することができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の画像形成装置
は、以上のように、制御電極は、顕像化粒子が含有する
樹脂よりも電子吸引性の大きな樹脂からなる絶縁層上に
電極層が形成されてなる構成である。このため、制御電
極においては、帯電粒子である顕像化粒子が飛翔して絶
縁層に接触すると、絶縁層における接触部位付近が、顕
像化粒子から電荷を一部受け取って負に帯電する。従っ
て、絶縁層における接触部位付近が有する負電荷と、顕
像化粒子が有する負電荷との間で静電気力（斥力）が作
用して互いに反発するので、顕像化粒子は絶縁層に付着
しない。つまり、顕像化粒子が絶縁層表面に担持される
ことはない。
【００５９】このように、制御電極への負帯電の顕像化
粒子の付着が防止され、上記ゲートが塞がることがない
ので、長期間或いは頻繁に使用した後においても、該制
御電極による顕像化粒子の飛翔を安定に制御することが
でき、良好な画像を得ることができる。これにより、制
御電極の清掃や交換等のメンテナンスを行わなくても、
長期間安定して良質の画質を得ることができる画像形成
装置を提供することができる。また、上記のメンテナン
スが不要となるので、ランニングコストを抑えることが
できるという効果を奏する。
【００６０】本発明の請求項２記載の画像形成装置は、
以上のように、電極層表面に、顕像化粒子が含有する樹
脂よりも電子吸引性の大きな樹脂からなり、該電極層を
保護する保護層が形成されている構成である。このた
め、顕像化粒子が飛翔して保護層に接触すると、保護層
における接触部位付近が、顕像化粒子から電荷を一部受
け取って負に帯電するので、この負電荷と、顕像化粒子
が有する負電荷との間で静電気力が作用して互いに反発
し、顕像化粒子は保護層に付着しない。つまり、顕像化
粒子が保護層表面に担持されることはない。
【００６１】これにより、制御電極の清掃や交換等のメ
ンテナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画質
を得ることができるという効果を奏する。
【００６２】本発明の請求項３記載の画像形成装置は、
以上のように、制御電極は、顕像化粒子が含有する樹脂
よりも電子供与性の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極
層が形成されてなる構成である。このため、制御電極に
おいては、帯電粒子である顕像化粒子が飛翔して絶縁層
に接触すると、絶縁層における接触部位付近が、顕像化
粒子から電荷を一部受け取って正に帯電する。従って、
絶縁層における接触部位付近が有する正電荷と、顕像化
粒子が有する正電荷との間で静電気力（斥力）が作用し
て互いに反発するので、顕像化粒子は絶縁層に付着しな
い。つまり、顕像化粒子が絶縁層表面に担持されること
はない。
【００６３】このように、制御電極への正帯電の顕像化
粒子の付着が防止され、上記ゲートが塞がることがない
ので、長期間或いは頻繁に使用した後においても、該制
御電極による顕像化粒子の飛翔を安定に制御することが
でき、良好な画像を得ることができる。これにより、制
御電極の清掃や交換等のメンテナンスを行わなくても、
長期間安定して良質の画質を得ることができる画像形成
装置を提供することができる。また、上記のメンテナン
スが不要となるので、ランニングコストを抑えることが
できるという効果を奏する。
【００６４】本発明の請求項４記載の画像形成装置は、
以上のように、電極層表面に、顕像化粒子が含有する樹
脂よりも電子供与性の大きな樹脂からなり、該電極層を
保護する保護層が形成されている構成である。このた
め、顕像化粒子が飛翔して保護層に接触すると、保護層
における接触部位付近が、顕像化粒子から電荷を一部受
け取って正に帯電するので、この正電荷と、顕像化粒子
が有する正電荷との間で静電気力が作用して互いに反発
し、顕像化粒子は保護層に付着しない。つまり、顕像化
粒子が保護層表面に担持されることはない。
【００６５】これにより、制御電極の清掃や交換等のメ
ンテナンスを行わなくても、長期間安定して良質の画質
を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における画像形成装置として
のディジタル複写機が備える画像形成部の制御電極を示
す要部の斜視図である。
【図２】上記制御電極の構成を示す斜視図である。
【図３】上記制御電極の斜視図である。
【図４】上記ディジタル複写機の全体構成を示す概略の
正面図である。
【図５】上記ディジタル複写機が備える制御回路の構成
を示すブロック図である。
【図６】上記画像形成部を示す概略の断面図である。
【図７】上記画像形成部における画像形成動作を説明す
る説明図である。
【図８】上記制御電極に電位を付与する構成を説明する
説明図である。
【図９】（ａ）は、画像形成部を示す概略の断面図、
（ｂ）は、該画像形成部におけるトナー飛翔制御のため
の各部への印加電位を説明する説明図、（ｃ）は、該印
加電位による各部の電界の強さを説明する説明図であ
る。
【図１０】（ａ）は、画像形成部を示す概略の断面図、
（ｂ）は、該画像形成部における、図９（ｂ）に示した
ものとは別のトナー飛翔制御のための各部への印加電位
を説明する説明図、（ｃ）は、該印加電位による各部の
電界の強さを説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成部 ２ トナー供給部 ３ 印刷部 ５ 用紙 １７ トナー（顕像化粒子） １９ トナー担持体（担持体） ２１ 対向電極 ２２ 印刷ヘッド ２３ 制御電極 ２５ リング状電極（電極層） ２６ ゲート ２７ 制御電極基板（絶縁層） ２８ 給電線 ２９ 電源部 ３２ 画像処理部 ３３ 画像形成制御ユニット ３４ 画像形成制御部 ３５ データ処理部 ３６ 印刷ヘッド制御部 ３８ 高圧ドライバ部 ４０ 制御電極制御部 ４１ 電極保護層（保護層）

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】負帯電の顕像化粒子を担持する担持体と該
    担持体に対して対向配置された対向電極との間に配さ
    れ、顕像化粒子の通過部となる複数個のゲートを有する
    制御電極を備え、 上記担持体と対向電極との間に所定の電位差を生じさせ
    る電位を付与すると共に、上記制御電極に付与する電位
    を変化させて担持体と対向電極との間に存在する電界を
    変化させ、上記ゲートを通じての担持体から対向電極方
    向への顕像化粒子の飛翔を制御して画像を形成する画像
    形成装置であって、 上記制御電極は、上記顕像化粒子が含有する樹脂よりも
    電子吸引性の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極層が形
    成されてなることを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項２】上記電極層表面に、上記顕像化粒子が含有
    する樹脂よりも電子吸引性の大きな樹脂からなり、該電
    極層を保護する保護層が形成されていることを特徴とす
    る請求項１記載の画像形成装置。
  3. 【請求項３】正帯電の顕像化粒子を担持する担持体と該
    担持体に対して対向配置された対向電極との間に配さ
    れ、顕像化粒子の通過部となる複数個のゲートを有する
    制御電極を備え、 上記担持体と対向電極との間に所定の電位差を生じさせ
    る電位を付与すると共に、上記制御電極に付与する電位
    を変化させて担持体と対向電極との間に存在する電界を
    変化させ、上記ゲートを通じての担持体から対向電極方
    向への顕像化粒子の飛翔を制御して画像を形成する画像
    形成装置であって、 上記制御電極は、上記顕像化粒子が含有する樹脂よりも
    電子供与性の大きな樹脂からなる絶縁層上に電極層が形
    成されてなることを特徴とする画像形成装置。
  4. 【請求項４】上記電極層表面に、上記顕像化粒子が含有
    する樹脂よりも電子供与性の大きな樹脂からなり、該電
    極層を保護する保護層が形成されていることを特徴とす
    る請求項３記載の画像形成装置。
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