JPH09248930A

JPH09248930A - 画像記録方法及び装置

Info

Publication number: JPH09248930A
Application number: JP8583696A
Authority: JP
Inventors: Toshio Sakai; 捷夫酒井; Masafumi Kadonaga; 雅史門永; Takahiko Tokumasu; 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: 1997-09-22
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JP3623305B2

Abstract

(57)【要約】【課題】直接記録方式を用いる画像記録方法及び装置
において、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状態に切り換えても、高速化を
可能とする。【解決手段】画像形成しないときにも画像電極５１に
１２０Ｖの固定電圧を与え、導電性トナー９１が制御電
極を抜ける前に画像電極の電圧を非画像形成時の電圧に
切り換えてもトナーがそのまま飛翔し続けるようにす
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、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、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
させ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、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
うな電界を形成させ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３
１、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、Ｂ
Ｋ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６
ａ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２００μ
ｍ、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
３．８×１０⁵Ｖ／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９
１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４０μ
ｍ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４
０μｍ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５
１に画像形成時には１８０Ｖ、非画像形成時には１２０
Ｖ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Ｉ
Ｃドライバーが各電極毎に必要になる。例えば、２１０
mm幅のＡ４縦送りで６００ｄｐｉで印字する場合、４９
６０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、６
２０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２１０
ｍｍ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５
３１〜５３８それぞれは、搬送方向に対して直交する６
２０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５
３１〜５３８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５１
ａ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、５１Ｂ
ｋ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５１
Ｙ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（ＳｉＯ₂）微粉を１．５ｗ
ｔ％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１０⁴Ωｃｍ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、１２０
Ｖ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０．０８２ms
ec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９
１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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
を形成させ続けることを特徴とする画像記録方法。
【請求項２】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
を形成させ続けることを特徴とする画像記録装置。