JPH09254428A

JPH09254428A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09254428A
Application number: JP6432596A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wakahara; 史郎若原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】誘電体ベルトの徐電を良好に行い、誘電体へ
の記録紙の静電的な吸着作用を確実に行わせる。【解決手段】トナー担持体２２と対向電極２５との間
には、担持されたトナー２１が対向電極側に飛翔できる
ような電界を付与するために対向電極２５に高圧電源部
３０より高電圧が供給されており、トナー担持体２２と
対向電極２５との間にトナーの飛翔を制御する制御電極
２６が配置されている。制御電極２６に形成されトナー
２１が飛翔するゲート２９の周囲に設けたリング状電極
２７に、画像形成時に制御電源部３１を介してトナー２
１を飛翔する電位又は飛翔しない電位が印加すること
で、対向電極２５上を誘電体ベルト２４に静電吸着され
た記録紙５にトナーによる画像が形成される。記録紙５
は、画像形成後に誘電体ベルト５より分離され、その後
に誘電体ベルト５は除電ローラ３２により均一に除電さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写機
およびファクシミリ装置の印字部本体、またディジタル
プリンタ、プロッタ等に適用され、顕像化粒子を飛翔さ
せることにより記録紙等の記録媒体上に画像を直接形成
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号に応じて記録紙等の記録
媒体上に可視像として出力する画像形成装置として、顕
像化粒子である例えばトナーを上記記録媒体に直接付着
させることにより、トナー像を記録媒体上に直接形成す
る画像形成装置が、例えば特開平６−１５５７９８号公
報にて提案されている。また、記録媒体である記録紙を
ベルトにて画像を形成する領域へと搬送する構成を、本
発明者にて特願平７−２９１４８１号にて提案してい
る。

【０００３】上述の公開公報等に記載されている従来技
術の画像記録装置について、図６を参照して説明すれ
ば、トナー供給部５２と印刷部５３とを有する画像形成
部５１を備えており、トナー供給部５２に担持されてい
るトナー７１を選択的に飛翔させて記録媒体であるシー
ト状の記録紙５５に付着させる。この時、上記トナー７
１の飛翔を画像信号に応じて制御することにより、トナ
ーを選択的に記録紙５５上に直接付着させることで可視
像を形成している。

【０００４】上記トナー供給部５２は、例えば負帯電さ
れた顕像化粒子としてのトナー７１を収容しているトナ
ー収容部７０、及びトナー７１を例えば磁気力により担
持するトナー担持体７２から構成されている。トナー担
持体７２は接地されており、図中矢印Ｅ方向に、かつそ
の表面速度が、例えば３０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動され
ている。トナー７１は、平均粒径が１０μｍの磁性トナ
ーであり、周知の技術によって帯電量が−４μＣ／ｇ〜
−５μＣ／ｇとなるように電荷が付与される。また、ト
ナー７１は、トナー担持体７２の外周面に平均厚さ８０
μｍ程度でもって担持されている。

【０００５】画像形成部５１を構成する印刷部５３は、
厚み約２ｍｍ程度のアルミニウム管からなる対向電極７
５と、該対向電極７５と上記トナー担持体７２との間に
設けられた制御電極７６とから構成されている。上記対
向電極７５は、トナー担持体７２の外周面から距離が１
ｍｍ程度離間した状態で配置されている。対向電極７５
は、直流電源部８０により、例えば２．３ｋＶの高電圧
が供給されている。つまり、対向電極７５とトナー担持
体７２との間には、トナー担持体７２に担持されている
トナー７１を、対向電極７５方向に飛翔させるのに必要
な電界が付与されている。

【０００６】上記対向電極７５上には、該電極７５表面
に接触する状態で誘電体ベルト７３が走行可能に設けら
れている。誘電体ベルト７３は、無端状（エンドレス）
に設けられており少なくとも２個の支持ローラ７３ａ及
び７３ｂ間に張架されており、支持ローラ７３ａが駆動
されることで、矢印Ｆ方向に走行駆動される。また、誘
電体ベルト７３に、記録紙５５を静電的に吸着させて搬
送させるために、記録紙５５を介して誘電体ベルト７３
に接触してなる電荷供給ローラ７４が記録紙の搬送方向
上流側に配置されており、該電荷供給７４に記録紙５５
を所定の電荷を付与させて誘電体ベルト７３に吸着させ
るための帯電電源８２が設けられている。

【０００７】そこで、上記帯電電源８２にて電荷供給ロ
ーラ７４に、例えば１ｋＶの高電圧が供給されること
で、記録紙５５は、対向電極７５に供給される２．３ｋ
Ｖの関係で、負の電荷が注入され、誘電体ベルト７３に
静電的に吸着され、誘電体ベルト７３の走行速度に従っ
て印刷部５３の領域へと搬送されることになる。

【０００８】上記制御電極７６は、対向電極７５表面と
平行をなし、かつ対向電極７５と対向して２次元的に広
がっており、トナー担持体７２から対向電極７５方向へ
のトナー流が通過可能な構造となっている。そして、こ
の制御電極７６に供給される電位により、トナー担持体
７２と対向電極７５との間に付与された電界が変化し、
トナー担持体７２から対向電極７５へのトナー７１の飛
翔が制御される。

【０００９】上記制御電極７６は、トナー担持体７２の
外周面からの距離が、例えば１００μｍとなるように配
置されている。また、制御電極７６は、厚さ５０μｍの
フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７６ａ、および厚
さ２０μｍ程度の銅箔からなるリング状電極７７・・・
からなっている。基板７６ａには、トナー７１の通過部
となる直径１５０μｍ程度のゲート７９・・・が形成さ
れており、これらゲート７９・・・の周りに上記リング
状電極７７・・・が設けられている。上記各リング状電
極７７は、給電線および高電圧ドライバー（何れも図示
せず）を介して制御電源部８１に電気的に接続されてい
る。

【００１０】上記制御電源部８１は、図７にその詳細を
示すように、トナー７１がゲート７９を通過させるため
の例えば１５０Ｖの電位をリング状電極７７に与える第
１電源８３と、トナー７１がゲート７９を通過できない
例えば−２００Ｖの電位を与える第２電源８４と、プル
アップ抵抗８５と、電圧切換手段である電界効果型トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）８６と、該トランジスタ８６に画像
信号を供給する画像信号制御回路８７とから構成されて
いる。通常ＦＥＴ８６は、画像信号制御回路８７からの
信号に応じてＯＮ状態となれば、リング状電極７７に
は、第２電源８４にて、トナー担持体７２に担持された
トナー７１を通過させない電位（−２００Ｖ）が付与さ
れる。一方、画像信号制御回路８７によってＦＥＴ８６
がＯＦＦ状態にされると、リング状電極７７には、第１
電源８３にて、例えば１５０Ｖの電位が付与されること
で、トナー７１をリング電極７７のゲート７９を介して
対向電極側の記録紙に飛翔させることができる。

【００１１】以上のように、リング状電極７７・・・に
は、上記制御電源部８１により、画像信号に応じた電位
が付与される。つまり、制御電源部８１は、リング状電
極７７・・・に対し、トナー担持体７２に担持されたト
ナー７１を対向電極７５方向に通過させる場合に、１５
０Ｖの電位を３００μｓｅｃ程度印加し、通過せるない
場合には−２００Ｖの電位を印加するようなっている。
このように、画像信号に従って上述した電位をリング状
電極７７・・・に選択的に印加制御することで、トナー
を選択的に飛翔させて記録紙５５上に画像信号に応じた
可視像を直接形成できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像形成装
置においては、記録紙５５が印刷部５３の制御電極７６
のゲート７９と対向する画像形成領域において、浮き上
がるのを防止するために、上述したように誘電体ベルト
７３を設け、この誘電体ベルト７３に記録紙５５を帯電
させて静電的に吸着させている。これにより、正確な記
録紙５５の搬送を行い安定した画像形成を可能にしてい
る。

【００１３】しかし、記録紙５５を誘電体ベルト７３に
吸着されて搬送させるために、記録紙５５を帯電させる
必要があり、この帯電を電荷供給ローラ７４を利用して
行っている。この電荷供給ローラ７４は、誘電体ベルト
７３に圧接され、誘電体ベルト７３の走行に従動される
構成である。そこで、電荷供給ローラ７４にて誘電体ベ
ルト７３を均一に帯電させるためには、該誘電体ベルト
７３の表面状態が均一、つまり帯電前の表面電位が均一
であることが重要となる。

【００１４】そのため、図５に示すように、記録動作を
完了した後の誘電体ベルト７３を均一に除電するために
除電ブラシ（図示せず）等が誘電体ベルト７３を張架し
てなる支持ローラ７３ｂに対応して設けられている。

【００１５】しかしながら、誘電体ベルト７３が例えば
支持ローラ７３ｂに固定されていないかぎり誘電体ベル
ト７３と支持ローラ７３ｂとの間には、誘電体ベルト７
３の収縮などによって空隙が生じることがある。この空
隙により、除電が十分に行われず、誘電体ベルト７３表
面に電荷が不均一に残留する。残留電荷が誘電体ベルト
７３表面に不均一に存在すると、誘電体ベルト７３の表
面電位が安定しないばかりか、誘電体ベルト７３表面の
電位が変化、具体的には電荷供給ローラ７４との電位差
が小さくなる方向に変化し、記録紙５５表面への電荷の
移動が十分に起こらなくなる。そのため記録紙５５の誘
電体ベルト７３への吸着力を十分に付与できず、記録紙
５５の浮き上がり等により、制御電極７６に触れるなど
して制御電極７６を破損したり、記録領域へと記録紙５
５を正常な状態で搬送できなくなる。

【００１６】上述のように、誘電体ベルト７３の除電が
不十分な場合、記録紙５５の誘電体ベルト７３への吸着
が不完全になり、記録紙５５が誘電体ベルト７３に対し
て滑りを生じることもある。記録紙５５が誘電体ベルト
７３に対して滑り等が生じると、斜め送りや、記録紙の
瞬間的な停止が生じ、記録紙５５の正確な搬送を行えな
くなる。

【００１７】記録紙５５の滑りや、瞬間的な停止により
正確に記録紙５５を所望の位置に達する前、例えば先端
部分が画像形成領域に到達する前に、画像形成動作が開
始され、記録紙５５の所定の位置への画像形成が行えな
くなるか、誘電体ベルト７３表面に直接トナーが到達
し、記録紙５５の裏面を汚す等の不具合が生じる。ま
た、滑りによる斜め送りが発生することもあり、これに
より画像が記録紙５５の領域からはみだし、上述したよ
うに誘電体ベルト７３にトナーが付着し、記録紙５５の
裏面を汚す等の不具合を生じる。

【００１８】また、記録紙５５の滑りが生じると記録紙
５５の搬送速度が低下し、画像形成位置まで記録紙５５
が到達するのに所定以上の時間がかかる。そのため、記
録紙５５表面の電荷が減衰して、記録紙５５の表面電位
が所望の電位から変化し、記録紙５５の静電吸着に必要
な電荷が得られなくなる。また、滑りにより記録紙５５
全体を均一に帯電できずに、帯電ムラが生じ、誘電体ベ
ルト７３に静電吸着させ、記録紙５５を正確に搬送する
ことができなくなる。

【００１９】しかも、記録紙５５の表面電位が、所望の
値でなくなるため、トナー担持体７２と対向電極７５間
の電界が適正でなくなり、正確なトナー飛翔制御が困難
になる。そのため、画像の劣化や画像形成不良が生じ、
最悪の場合には画像形成を行えなくなる。

【００２０】ここで、記録紙５５の正常な搬送、つまり
誘電体ベルト７３の走行速度と同一の速度で搬送されな
ければ、電荷供給ローラ７４との記録紙５５の接触時間
が変化することで、電荷の移動も正確に行われなくな
る。そのため、記録紙５５に均一な、電荷量を付与でき
ずに、上述したように画質不良が生じる原因を作り出
す。

【００２１】このほか、記録紙５５が誘電体ベルト２４
に対して滑りが生じると、記録紙５５と誘電体ベルト７
３との局所的距離が一時的に大きくなり、剥離放電が生
じることもある。剥離放電は、記録紙５５の表面に均一
に起こるのではなく、部分的に、しかも不定期に起こる
ため、記録紙５５表面では、表面電位が不均一になるこ
とから上述したような不具合が顕著になる。

【００２２】以上のように記録紙５５の帯電電位が不均
一な状態で画像形成が行われると、粒状模様となって現
れ、画像の劣化、印字不良の不具合を生じるほか、上述
したような不具合も併発する。

【００２３】一方、トナー飛翔を制御するための制御電
極７６においては、１ラインを形成するための個数のゲ
ート７９を１ライン上に設けた場合、その画像形成領
域、特に記録紙５５の搬送方向における幅は非常に短く
てすむ。しかし、１ライン上に全てのゲート７９を形成
することは非常に困難であり、またゲート７９に対して
個々に設けられるリング状電極７７・・・にトナー飛翔
を制御する電位を供給する図７に示す回路を、リング状
電極７７の個数部設ける必要がある。つまり、トナー飛
翔制御を行うための電圧の印加のためのドライバ回路が
複雑になり、コストの増大ともなる。

【００２４】このようなことを解消するために、ゲート
７９をマトリクス状態で形成し、そのゲートを通過する
トナーの飛翔制御をマトリクス駆動することで、トナー
飛翔制御のための図７のようなドライバ回路を少なくす
ると同時に、ゲート７９の形成を容易にしている。しか
し、このような制御電極７６を配置すれば、記録紙５５
の搬送方向の幅が非常に長くなる。このため、記録紙５
５を誘電体ベルト７３に正確に吸着させて搬送すること
が重要となる。

【００２５】しかも、解像度を向上させるには、制御電
極７６に形成されているゲート７９の個数を増加させる
必要があるため、制御電極７６は記録紙５５の搬送方向
にさらに長くなる。この結果、記録紙５５を誘電体ベル
ト７３に吸着させる時間を長くする必要がある。

【００２６】この他、カラートナーを利用してカラー画
像を形成する場合、例えばイエロー、マゼンタ、シア
ン、さらにブラックの顕像化粒子を担持するそれぞれの
担持体７２を必要とし、それに応じた制御電極７６をそ
れぞれ設けている。そのため、記録紙５５の搬送におい
て、各色の顕像化粒子であるカラートナー担持体７２の
画像形成領域を通過させる必要があるため、各色の画像
形成領域を通過させる時間が長くなり、該記録紙５５を
誘電体ベルト７３に確実に吸着させ、正確な搬送を行わ
せるための時間をも長くなる。

【００２７】以上のように、記録紙５５を誘電体ベルト
７３に吸着させて搬送させる時間が長くなると共に、上
述したように記録紙５５に付与する電荷が均一でないこ
とによる画像形成不良が生じるが、制御電極７６を通過
する距離が長くなれば、従来の搬送方法によれば、画像
形成不良がより顕著になる。

【００２８】そこで、記録紙５５の誘電体ベルト７３へ
の吸着状態を安定させるために、電荷供給ローラ７４の
押圧力を強くするなどの方法が考えられる。しかし、こ
れではローラ７４の変形等が生じる原因にもなり、長期
の使用が不可能になる。また、ローラの圧接力が強くな
ると、誘電体ベルト７３を走行させるための支持ローラ
７３ｂの駆動トルクが大きくなり、モータ及びモータ電
源のコストアップは免れない。

【００２９】また、記録紙５５の誘電体ベルト７３の吸
着不良による滑りによる画像形成位置のずれを解消する
には、電荷供給ローラ７４とゲート７９が形成されてい
る画像形成領域との間に記録紙５５の先端検知センサを
配置することで、画像形成開始を制御すればよい。しか
しながら、上記ローラ７３と画像形成領域との間に検知
センサを設けることが非常に困難であるだけでなく、検
知センサを設けることによるコストアップを回避できな
い。

【００３０】以上説明したように、記録紙５５の滑り等
による電荷の減衰及び剥離放電を見越して、予め余分な
電荷を記録紙に付与させることが考えられる。しかし、
上記電荷の減衰あるいは剥離放電は不均一、不安定なも
ので、記録紙５５の吸着搬送が可能であったとしても、
記録に及ぼす悪影響が大きくなる。また、記録紙５５の
表面電位が不安定となることによる画像劣化の問題が残
る。

【００３１】しかも、記録紙５５に帯電する電荷を多く
することは、過剰な電荷が存在することにもなり、記録
紙５５を記録動作後に誘電体ベルト７３より分離する場
合、この分離による放電が生じ易くなる。このような放
電により、記録動作中におけるトナー飛翔制御に大きな
悪影響が生じることは先に説明した通りである。つま
り、トナー飛翔電界が安定せず、正常なトナー飛翔を望
めなくなるためである。しかも、分離時の放電により記
録紙５５上に形成されたトナー像が飛散により乱される
ことにもなる。

【００３２】特に、記録紙５５の誘電体ベルト７３への
静電的に吸着させる力を強くさせためには、上記電荷供
給ローラ７４に供給する電圧値を上げる必要があり、電
源回路の負担が増し、コストアップにもつながる。

【００３３】さらに、記録紙５５が正常に搬送されたと
しても、上述のように誘電体ベルト７３の除電が十分で
ない領域ではトナー飛翔に必要な所望の表面電位が得ら
れず、適切なトナー飛翔が得られない。またはトナー飛
翔そのものが困難となるので所望のドットが形成されな
い。このような場合、ドットの濃度と径が変化するだけ
でなく、形状等のドット品位が劣化する。

【００３４】しかも、記録紙５５表面の電位が所望の値
から変化し、上記のようにトナーが飛翔しにくいように
変化した場台には、ゲート７９及び誘電体ベルト７３表
面近傍の等電位面の形状が適正でなくなり、飛翔したト
ナーは、所望の飛翔経路を取ることができなくなる。こ
の場合のトナー７１の飛翔経路の予測と制御が困難であ
り、トナー７１の記録紙５５表面への到達点の予測と制
御も不可能である。このようにトナー７１が所望の飛翔
経路をとることができないと、飛翔したトナー７１は記
録紙５５の決まったドット領域に飛翔到達するとは限ら
ず、ドット領域以外に到達する可能性がある。ドット傾
域以外に到達した場合には、ドットの飛び散りやカブリ
となって記録紙５５上のドットは、にじみが多くコント
ラストのないぼやけたものとなる。従って、鮮明な画像
を形成できないことは言うまでもないが、ハーフトーン
やカラー画像の色再現が困難となる。さらに記録紙５５
表面の電位の変化は、不定期に且つ不安定に起きるので
ドット品位の劣化はハーフトーンやカラー画像における
色再現状態も、記録紙の場所によって異なるなどの不具
合も誘発する。

【００３５】きらに封筒や、厚紙または狭い用紙が搬送
された場合には、上記の不具合はより顕著に現れる。

【００３６】従って、誘電体ベルト７３の除電に際して
は誘電体ベルト７３と、該誘電体ベルト７３を張架する
ための支持部材の間には空隙を生じないようにすること
が必要となる。

【００３７】本発明は、上述の各種問題点に鑑みて、誘
電体ベルトの除電を良好に行い、該誘電体への記録紙の
静電的な吸着作用を確実に行わせることを目的とする。

【００３８】そのため、本発明の目的は、上述したよう
に除電時に誘電体ベルトの空隙を生じないする点にあ
る。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明の上述した目的を
達成するための画像形成装置は、顕像化粒子を担持する
担持体と、該担持体に対向して配置された対向電極と、
これら担持体と対向電極との間に配置され顕像化粒子の
通過部となる複数のゲートを有する制御電極と、上記対
向電極上を搬送され上記顕像化粒子による画像が形成さ
れる記録媒体と、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ることにより顕像化粒子の
上記ゲートの通過を制御して上記搬送される記録媒体上
に画像を形成する制御手段と、を備えた画像形成装置に
おいて、上記対向電極上に沿って送行される無端状の誘
電体ベルトと、該誘電体ベルトを張架する複数のローラ
を備え、少なくとも１つのローラを駆動してなるベルト
駆動手段と、上記誘電体ベルトに上記記録媒体を介して
画像形成前に静電的に吸着させるための帯電部材と、上
記記録媒体への画像形成後に上記誘電体ベルトに残留す
る電荷を除電するための除電部材とを設け、上記除電部
材は弾性部材又は導電性部材よりなり上記誘電体ベルト
表面に対して圧接状態で設けられた回転可能なローラ部
材にて構成されたことを特徴とする。

【００４０】そこで上記除電部材としては、少なくとも
導電性からなり、上記誘電体ベルトの表面との間に電位
差が生じるような除電電位が供給されるようにする。

【００４１】しかも上記除電部材としては、上記誘電体
ベルトを張架する下流側の一つの支持ローラと対向した
位置にローラ部材を圧接させて配置する。このように構
成することで、誘電体ベルトを画像形成後に除電する時
に、該誘電体ベルトと除電部材との接触を良好に行わせ
ることができ、除電効果を高めることができる。つま
り、除電部材が回転可能なローラ部材にて構成さて、誘
電体ベルトへの圧接させる状態でるため、誘電体ベルト
が駆動に追従して回転され、誘電体ベルトを例えば支持
ローラより浮き上がらせることなく、空隙の発生を抑制
できる。特にローラ部材が弾性であれば、支持ローラと
誘電体ベルトとの接触幅（ニップ）を所定に確保でき、
この間での空隙を無くし、除電効率を高める作用が助長
できる。

【００４２】また、ローラ部材が導電性で、かつこのロ
ーラ部材に除電電位を供給するようにすることで、誘電
体ベルトに残留する電荷を除去し、供給される電位によ
り誘電体ベルト表面の電位を一定レベルに均一にするこ
とができる。これにより、帯電部材にて誘電体ベルトを
均一帯電させて、記録媒体を誘電体ベルトに安定した状
態で静電吸着させ、画像の劣化を等を解消し、鮮明な画
像形成を可能にしている。特に、除電部材に供給される
電位としては、誘電体ベルトの表面電位と対向電極との
電位との電位差が小さくなるようにすることができる電
位である。例えば、対向電極に正の２．３ｋＶの電位が
供給され、帯電部材にて誘電体ベルトに負に帯電された
場合におていは、該帯電電荷及び余分に付与された電荷
除去するために、＋２．３ｋＶを以上で、例えば＋２．
５ｋＶの電位を供給する。

【００４３】ここで、上記除電部材を構成するローラ部
材の硬度としては、アスカｃ−３０°以上で、６５°以
下であることが好ましい。特に、硬度としてアスカｃ−
３０°未満であれば、誘電体ベルトを支持ローラ側に圧
接させるためのニップ幅を大きくできるが、支持ローラ
の弛みを完全に除去できる空隙が生じることも考えられ
る。また、アスカｃ−６５°を越えると、所定のニップ
幅を得られずに、線状態で接触することで除電効果が望
めなくなる。

【００４４】一方、上記制御電極としては、そのゲート
が記録媒体の搬送方向に沿って複数形成されてい場合、
記録媒体が制御電極のゲートた対向する画像形成領域を
通過するのに時間がかかるとしても、誘電体ベルトが均
一の除電されることから、記録媒体が誘電体ベルトに静
電的に均一状態で吸着されているため、記録媒体の浮き
上がりによる搬送不良を解消し、画像形成が安定するこ
とで、画像の劣化を阻止できる。特にカラーおいては、
それぞれの色に応じて設けられた各制御電極を順次通過
する時に、画像劣化を生じることなく、忠実な色による
画像を鮮明に形成することができる。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下に図１ないし図３に従って本
発明の実施形態を詳細に説明する。なお、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画像
形成装置について説明するが、正帯電トナーを使用する
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。

【００４６】図１は本発明における画像形成装置の全体
的の構成を示す概略断面図である。図において、本発明
の画像形成装置は、トナー供給部２と印刷部３とで構成
される画像形成部１を備えている。画像形成部１は、画
像信号に応じて、顕像化粒子としてのトナーを使用し
て、記録媒体である記録紙上に顕像化するものである。
つまり、この画像形成装置は、トナーを選択的に飛翔さ
せて記録紙５上に付着させると共に、上記トナーの飛翔
を画像形成信号に基づいて制御することにより記録紙５
上にトナーによる可視画像を直接形成するものである。

【００４７】上記画像形成部１への記録紙５の入紙側に
は、給紙装置１０が設けられている。給紙装置１０は、
記録媒体としての記録紙５を収容する用紙カセット４、
この用紙カセット４から記録紙５を１枚ずつ送り出すピ
ックアップローラ（給紙ローラ）６、送り出された記録
紙５をガイドする給紙ガイド７から構成されている。ま
た、給紙装置１０は、記録紙５が給紙されたことを検出
する図示していない検出センサが、給紙経路中に設けら
れている。ピックアップローラ６は、図示しない駆動装
置によって回転駆動される。

【００４８】また、画像形成部１からの記録紙５の出紙
側には、画像形成部１にて記録紙５上に形成されたトナ
ー像を、加熱および加圧することにより記録紙５に定着
させる定着装置１１が設けられている。定着装置１１
は、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温
度センサ１５、および温度制御回路１６から構成されて
いる。加熱ローラ１２は、例えば厚さ２ｍｍのアルミニ
ウム管表面にトナーに対して離型性のよいフッ素樹脂等
がコーティングされた状態で構成されている。上記ヒー
タ１３は、例えばハロゲンランプからなり、加熱ローラ
１２に内蔵されている。

【００４９】加圧ローラ１４は、例えばアルミニウム等
の管の表面にシリコーン樹脂からな部材をコーティング
して構成されている。そして、互いに対向して設けられ
た上記加熱ローラ１２および加圧ローラ１４には、記録
紙５を挟んで加圧することができるように、それぞれの
軸の両端には、図示しないスプリング等によって例えば
２ｋｇの荷重が加えられている。

【００５０】温度センサ１５は、加熱ローラ１２表面の
温度を測定する。温度制御回路１６は、主制御部（後述
する）によって制御されており、温度センサ１５の測定
結果に基づいてヒータ１３のＯＮ／ＯＦＦ等を制御し、
加熱口一ラ１２表面の温度を例えば１５０℃に保持す
る。

【００５１】また、定着装置１１は、記録紙５が排出さ
れたことを検出する排紙センサ（図示せず）を備えてい
る。なお、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１
４等の材質は、特に限定されるものではない。また、加
熱ローラ１２表面の温度は、特に限定されるものではな
い。さらに、定着装置１１は、記録紙５を加熱定着する
だけでなく、加圧定着することによりトナー像を定着さ
せる構成となっていてもよい。

【００５２】さらに、図示しないが、定着装置１１から
の用紙の出紙側には、定着装置１１で処理された記録紙
５を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ、および排出さ
れた記録紙５を受ける排紙トレイが設けられている。上
記の加熱ローラ１２、加圧ローラ１４、および排紙ロー
ラは、図示しない駆動装置によって回転駆動され、記録
紙５を排紙する。

【００５３】画像形成部１を構成するトナー供給部２
は、顕像化粒子としてのトナー２１が収容されているト
ナー収容槽２０、トナー２１を磁気力により担持する円
筒状の担持体（スリーブ）としてのトナー担持体２２、
およびトナー収容槽２０内部に設けられ、トナー２１を
帯電させると共に、トナー担持体２２の外周面に担持さ
れるトナー層の厚さを規制するドクターブレード２３か
ら構成されている。

【００５４】ドクターブレード２３は、トナー担持体２
２の回転方向における上流側に、トナー担持体２２の外
周面からの距離が例えば６０μｍ程度の間隔を隔てて配
置されている。トナー２１は、例えば平均粒径が６μｍ
の磁性トナーであり、ドクターブレード２３により、例
えば帯電量が−４μＣ／ｇ〜−５μＣ／ｇとなるように
電荷が付与されている。尚、ドクターブレード２３とト
ナー担持体２２との距離は、特に限定されるものではな
く、トナー搬送量に応じて適宜設定される。またトナー
２１の平均粒径や帯電量等は、特に限定されるものでは
なく、必要に応じて設定すればよい。トナー担持体２２
は、図示しない駆動装置によって駆動され、図中矢印Ａ
方向に例えばその表面での速度が例えば１００ｍｍ／ｓ
ｅｃ程度で回転駆動される。

【００５５】トナー担持体２２は接地されると共に、ト
ナー担持体２２内部におけるドクターブレード２３と対
向する位置および、制御電極２６（後述する）と対向す
る位置に、図示しない固定状態で磁石が配置されてい
る。これにより、トナー担持体２２は、その外周面にト
ナー２１を担持することができるようになっており、さ
らにスリーブであるトナー担持体２２を回転させること
で磁気的に吸着（担持）しているトナーを搬送してい
る。また、トナー担持体２２の外周面に担持されたトナ
ー２１は、該外周面における上記固定された磁石の磁極
位置に対応する位置で、いわゆるトナーによる穂立ちを
形成する。尚、トナー担持体２２の回転速度は、特に限
定されるものではなく、トナーを搬送する量等に基づい
て速度を決定すればよい。また、トナー担持体２２は、
磁気力によりトナー２１を担持する代わりに、電気力、
または電気力および磁気力により担持する構成となって
いてもよい。

【００５６】画像形成部１の印刷部３は、例えば厚さ１
ｍｍのアルミニウム板から形成された、トナ一担持体２
２の外周面と対向する対向電極２５と、該対向電極２５
に高圧を供給する本発明の電源手段である高圧電源３０
と、上記トナー担持体２２との間に設けられた制御電極
２６と、除電ローラ３２と該除電ブラシ３２に除電電位
を与える除電電源１７と、記録紙５を帯電させる誘電体
ベルト２４に静電的に吸着させるための電荷供給（帯
電）ローラ３３と、該帯電ローラ３３に帯電電位を与え
る帯電電源１８と、帯電ローラ３３を決められた速度で
回転駆動させるための駆動手段であるモータ３４と、誘
電体ベルト２４と、該誘電体ベルト２４を支持し走行さ
せる支持ローラ２４ａ，２４ｂと、クリーナーブレード
１９を備えている。

【００５７】上記の対向電極２５は、トナー担持体２２
の外周面からの離間距離が例えば１ｍｍとなるように設
けられている。

【００５８】上記対向電極２５に密着するように走行さ
れ、記録紙５を静電的に吸着させて搬送するための誘電
体ベルト２４は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を
基材として形成されており、その体積抵抗率が１０¹⁴Ω
・ｃｍ程度で、厚さが７５μｍ程度のエンドレス形状の
ベルトである。該誘電体ベルト２４は、支持ローラ２４
ａ，２４ｂ間に張架され、図示しない駆動装置によって
例えば支持ローラ２４ｂを介して駆動され、図中矢印方
向に、例えばその表面での速度が３０ｍｍ／ｓｅｃで回
転される。

【００５９】また、対向電極２５には、高圧電源部（制
御手段）３０により、例えば２．３ｋＶの高電圧が供給
されるよになっている。つまり、対向電極２５とトナー
担持体２２との間には、高圧電源部３０から供給される
高電圧により、トナー担持体２２に担持されたトナー２
１を、対向電極２５方向に飛翔させるのに必要な電界が
付与されることになる。

【００６０】上記帯電ローラ３３は、ウレタンを母材と
する発泡ゴムを使用し、特に硬度がアスカｃ−６０°
（ＪＩＳ−Ａ３０°程度）、抵抗値が１０⁸Ω・ｃｍの
特性を有し、記録紙５の搬送速度と同一の速度で回転駆
動されている。つまり、誘電体ベルト２４上に静電的に
吸着された搬送される記録紙５の搬送速度と一致する速
度で、上述したモータ３４にて上記帯電ローラ３３が回
転駆動されている。このモータ３４は、帯電供給ローラ
３３を回転駆動させるだけでなく、誘電体ベルト２４を
走行させるために、支持ローラ２４ａを回転駆動させる
駆動源と同一にしてもよい。しかも、帯電ローラ３３は
駆動用モータ３４にて駆動されるものでなく、回転可能
に設けられ、誘電体ベルト２４と接触して従動回転する
ように構成してもよい。

【００６１】上記除電ローラ３２は、誘電体ベルト２４
の回転方向における制御電極２６と対向する位置のさら
に下流側で、誘電体ベルト２４に圧接するように設けら
れている。特に除電ローラ３２は、誘電体ベルト２４を
介して、該誘電体ベルト２４を張架する支持ローラ２４
ｂに対向した状態で設けられている。

【００６２】除電ローラ３２は、上記帯電ローラ３３と
同様に、ウレタンを母材とする発泡ゴムを使用し、硬度
がアスカｃ−６０°（ＪＩＳ−Ａ３０゜程度）、抵抗値
が１０⁵Ω・ｃｍの特性を有し、回転可能に設けられて
いる。つまり、誘電体ベルト２４の移送に従動して回転
し、誘電体ベルト２４の移送速度と同等の速度で回転さ
れることになる。そして、除電ローラ３２は、除電電源
１７によって、例えば除電電位２．５ｋＶが印加され、
誘電体ベルト２４表面に存在する不要な残留電荷を除去
する。

【００６３】上記クリーニングブレード１９は、例え
ば、紙詰まり（ペーパージヤム）等の不測の事態が生じ
て誘電体ベルト２４の表面にトナー２１が付着した場合
に、このトナー２１を除去して、用紙裏面が該トナー２
１によって汚染されることを防止する。尚、対向電極２
５の材質は、特に限定されるものではなく、必要な材質
を適宜設定すればよい。また、対向電極２５とトナー担
持体２２との距離についても、特に限定されるものでは
なく、適宜設定すればよい。さらに、対向電極２５の回
転速度や、印加される電圧は、特に限定されるものでな
く、使用するトナーや速度に応じて適宜設定すればよ
い。

【００６４】また、図示しないが、本画像形成装置は、
制御回路として、画像形成装置全体を制御する主制御部
と、原稿等の画像を読み取る画像読み取り装置から得ら
れた面像データを印刷すべき画像データの形式に変換す
る画像処理部と、変換された該画像データを記憶する画
像メモリと、画像処理部から得られた画像データを制御
電極２６に与えるべき画像データに変換する画像形成制
御ユニツトとを備えている。

【００６５】そこで上記制御電極２６は、対向電極２５
表面の接線方向と平行をなし、かつ対向電極２５と対向
して２次元的に広がっており、トナー担持体２２から対
向電極２５方向へのトナー流が通過可能な構造となって
いる。そして、この制御電極２６に供給される電位によ
り、トナー担持体２２と対向電極２５との間に付与され
た電界が変化し、トナー担持体２２から対向電極２５へ
のトナー２１の飛翔を選択的に制御することができる。

【００６６】上記制御電極２６は、トナー担持体２２の
外周面からの距離が例えば１００μｍとなるように配置
さられており、図示しない支持部材により固定されてい
る。図２に制御電極２６の詳細を示すように、該制御電
極２６は、絶縁性の基板２６ａ、高圧ドライバ（図示せ
ず）、および各々独立したリング状の導電体、即ちリン
グ状電極２７・・・からなつている。基板２６ａは、例
えばポリイミド樹脂からなり、厚さ２５μｍに形成され
ている。

【００６７】また、基板２６ａには、後述するゲート２
９・・・となるべき孔が形成されている。リング状電極
２７・・・は、例えば銅箔からなり、該基板２６ａにお
けるトナー担持体２２側表面、即ち上記孔２９の周りに
設けられており、所定の配列に従って配置されている。
各リング状電極２７は、例えば直径２２０μｍ、厚さ３
０μｍに形成されている。また、各リング状電極２７の
開口部２９・・・は、例えば直径２００μｍに形成され
ており、トナー担持体２２から対向電極２５へ飛翔する
トナー２１の通過部となっている。以下、この通過部を
ゲート２９と称することとする。尚、制御電極２６とト
ナー担持体２２との距離は、特に限定されるものではな
い。

【００６８】上記ゲート２９・・・の大きさや、基板２
６ａおよびリング状電極２７・・・の材質や厚さ等は、
特に限定されるものではない。上記のゲート２９・・
・、即ちリング状電極２７・・・は、例えば２５６０個
形成されており、各リング状電極２７は、個々に給電線
２８および高圧ドライバ（図示せず）を介して制御電源
部３１（後述する）に電気的に接続されている。上記個
数は、Ａ４判の用紙の横幅における解像度３００ＤＰＩ
（dot per inch）に相当し、１ライン分の画像を形成す
る。

【００６９】なお、上記リング状電極２７・・・の個数
は、特に限定されるものでなく、１ラインを形成するた
めの画素（ドット）数によって決められる。そして、ゲ
ート２９は図に示すように１ラインの同一ライン上に全
て形成されることがなく、図では４グループに分割さ
れ、各グループのゲート群２９ａ，２９ｂ，２９ｃ及び
２９ｄが、記録紙５の搬送方向、特にトナー担持体２２
の移動方向に、かつライン方向に順次ずれせて形成され
ている。つまり、上述の例では、１ラインに２５６０個
の画素を形成するために、その個数のゲート２９が形成
されており、１つのグループのゲート数は、４４０個で
あって、それらが図２に示すように形成されている。

【００７０】このように構成することで、ドット間隔を
短くすることが容易にでき、特にドット間隔を重ならせ
て、黒べた画像を形成する場合に、円形ドットの隙間を
なくすようにすることができる。また、解像度を上げる
ことも可能になると同時に、隣接するゲートの距離を明
けることでリング状電極２７・・・、その配線等を合わ
せて容易に行うことができ、制御電極の製造コストの大
幅な低減を行える利点がある。

【００７１】また、上記リング状電極２７・・・表面お
よび給電線２８表面は、厚さ３０μｍの程度の絶縁体層
（図示せず）で覆われており、これにより、リング状電
極２７・・・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２
７・・・と給電線２８・・・との間の絶縁性が確保され
ている。また、絶縁体層の材質や厚さ等は、特に限定さ
れるものではない。

【００７２】上記制御電極２６のリング状電極２７・・
・には、制御電源部（制御手段）３１により画像信号に
応じたパルス、即ち電圧が印加される。つまり、制御電
源部３１は、リング状電極２７・・・に対し、トナー担
持体２２に担持されたトナー２１を対向電極２５方向に
通過させる場合には、例えば１５０Ｖの電圧を印加し、
通過させない場合には、例えば−２００Ｖの電圧を印加
するようになっている。このように、制御電極２６への
付与する電圧（電位）を画像信号に応じて制御し、対向
電極２５におけるトナー担持体２２との対向面側の対向
電極２５上に記録紙５を送り込むと、記録紙５の表面に
画像信号に応じたトナー像が形成される。尚、制御電源
部３１は、図示しない画像形成制御ユニットから送られ
てくる制御電極制御信号によって制御されている。

【００７３】次に、本画像形成装置による画像形成動作
を図３を参照して説明する。

【００７４】まず、例えば、画像読取り部に複写すべき
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は画像形成動
作を開始させる。即ち、画像読み取り部によって原稿画
像が読み取られ（ステップｎ１）、その画像データが画
像処理部で処理（ステップｎ２）され、画像メモリに記
憶（ステップｎ３）される。この画像メモリに記憶され
た画像デ一タが、画像形成制御ユニツトに転送（ステッ
プｎ４）され、画像形成制御ユニツトでは、入カされた
画像データを制御電極２６に与える制御電極制御信号に
変換し始める（ステップｎ５）。

【００７５】また、画像形成制御ユニツトは、所定量の
上記制御電極に供給する制御信号を得ると、トナー担持
体２２が回転駆動（ステップｎ７）させる。このトナー
担持体（スリーブ）２２の回転により担持されるトナー
の帯電量を安定化させる。この後に、支持ローラ２４ａ
には高圧電源３０によって対向電極２５と同電位の高電
圧が供給（ステップｎ９）される。帯電ローラ３３に
は、帯電電源１８によって帯電電位が、除電ローラ３２
は除電電源１７によって除電電位が印加（ステップｎ
９）される。

【００７６】ここで、所望の制御電極信号でない場合に
は、ステップｎ６にてこのフローが中断され、エラー表
示（ステップｎ２０）が行われる。また、所望の制御電
極信号であることが確認されれば、上述したように所定
量の制御電極に供給する制御信号を得た時に、上述した
ように対向電極２５及び帯電ブラシ３３、除電ブラシ３
２に所定の高電圧が供給される前に、本発明において
は、トナー担持体２２のトナー２１を飛翔させないよう
に、制御電極２６の全てのリング状電極２７・・・にト
ナーが飛翔しない電位である−２００Ｖを印加しておく
（ステップｎ８）。

【００７７】この後に図示しない駆動装置が作動し、こ
の駆動装置に回転駆動されるピックアップローラ６によ
り、用紙カセット４内の記録紙５が画像形成部１の方向
へ送り出される（ステップｎ１０）。この時正常な給紙
状態であるか否かがステップｎ１１で確認される。つま
り、給紙される記録紙５が搬送経路中の給紙センサにて
検出されると、正常動作であるとしてステップｎ１２に
進む。

【００７８】ここで、ピックアップローラ６によって送
り出された記録紙５は、帯電ローラ３３と支持ローラ２
４ａ間に搬送される。記録紙５は帯電ローラ３３と支持
ローラ２４ａとの電位差による電荷を供給され、静電気
的に吸着されたまま誘電体ベルト２４の走行に伴って画
像形成部１の印刷部３における誘電体ベルト２４のトナ
ー担持体２２と対向面側に搬送される。なお、制御電極
制御信号の上記所定量は、画像形成装置等によって異な
る。

【００７９】そして、画像形成制御ユニットは、ステッ
プｎ１２において上記制御電極制御信号を制御電源３１
に供給する。この制御電源制御信号の供給は、上記帯電
ローラ３３による印字部３への記録紙５の供給タイミン
グに同期したタイミングで行われる。制御電源部３１
は、上記制御電極制御信号に基づいて、制御電極２６の
各リング状電極２７に印加する電圧を制御する。つま
り、制御電源部３１から画像信号に応じた適宜所定のリ
ング状電極２７に１５０Ｖもしくは−２００Ｖの電圧が
印加され、制御電極２６付近の電界が制御される。即
ち、制御電極２６のゲート２９において、画像データに
応じてトナー担持体２２から対向電極２５へのトナー２
１の飛翔の阻止と、その解除とが適宜行われる。これに
より、誘電体ベルト２４の走行によって出紙側に向かっ
て３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動している記録紙５上
に、画像信号に応じたトナー像が形成される。

【００８０】トナー像が形成された記録紙５は、支持部
材２４ｂの持つ曲率で誘電体ベルト２４から剥離されて
定着装置１１に搬送されたのちに、この定着装置１１で
トナ像が記録紙５に定着される。トナー像が定着された
記録紙５は、排紙ローラにて排紙トレイ上に排出される
と共に、正常に排出されたことを排紙センサにて検出さ
れる。

【００８１】この検出動作に基づいて、主制御部が印刷
動作の正常な終了を判断する。以上の画像形成動作によ
り、記録紙５上に良好な画像が形成される。これを維持
するために、記録動作を終了した誘電体ベルト２４に残
留する余分は電荷を除電ローラ３２を介して除電する。
この除電においては、誘電体ベルト２４を介して支持ロ
ーラ２４ｂに除電ローラ３２を圧接させた状態で設ける
ことで、誘電体ベルト２４の移送速度に一致した速度で
回転される。そのため、誘電体ベルト２４と支持ローラ
２４ｂとの間の空隙が形成されずに、効果的に除電でき
る。そのため、誘電体ベルト２４表面状態は均一な表面
電位に除電されることになる。

【００８２】以上説明したように本発明の画像形成装置
は、記録紙５上に画像を直接形成するので、従来の画像
形成装置で用いられている感光体や誘電体ドラム等の顕
像体が不用となっている。

【００８３】従って、顕像体から記録紙に画像を転写す
る転写動作が省略されるので、画像の劣化を生じない。
このため、装置の信頼性が向上する。また、装置の構成
か簡単化されると共に、部品点数が削減されるので、小
型化および低コスト化が可能となる。

【００８４】ここで、トナー担持体２２と対向電極２５
との帯電ローラ３３の間への電圧供給と、記録紙５の静
電吸着搬送について考えることとする。

【００８５】上述したように、トナー担持体２２は、接
地されており、一方対向電極２５と誘電体ベルト２４を
張架する支持ローラ２４ａには、例えば２．３ｋＶ、帯
電ローラ３３には、例えば１．２ｋＶの高圧が供給され
ている。従って、帯電ローラ３３と支持ローラ２４ａと
の間の電位差によって、帯電ローラ３３と誘電体ベルト
２４の間に搬送されてきた記録紙５の表面には、負（マ
イナス）の電荷が供給され帯電される。この負の電荷が
供給されると、該電荷の静電気力によって、記録紙５は
誘電体ベルト２４に静電的に吸着されたまま誘電体ベル
ト２４の移動によって、制御電極２６のゲート２９直下
の画像形成領域へと搬送される。

【００８６】上記誘電体ベルト２４表面の電荷は、ゲー
ト２９の直下に到達するまでに時間減衰して対向電極２
５の電位との兼ね合いにより、その表面電位は２ｋＶ程
度となる。この状態で、トナー担持体２２に担持された
トナー２１を対向電極２５方向に通過させるべく、制御
電源部３１により、制御電極２６のリング状電極２７・
・・に対して１５０Ｖの電圧を１画素あたり１５０μｓ
ｅｃ印加し、トナー２１がゲート２９を通過させない場
合には、−２００Ｖの電圧を印加する。

【００８７】このようにして、記録紙５を誘電体ベルト
２４に吸着した状態で搬送し、画像形成領域であるゲー
ト２９の直下において、記録紙５表面に、トナーによる
ドットの画像を直接形成する。

【００８８】また、制御電極２６のリング状電極２７に
供給する電位を変化させることにより、制御電極２６の
ゲート２９近傍における等電位面の膨らみの度合いを変
化させることができる。つまり、ゲート２９を通過する
トナー２１に対して作用する電気力を変化させることが
できるため、制御電源部３１により供給する電位を適宜
変化させることにより、記録紙５上に形成されるドット
径を任意に調整することができる。

【００８９】上記帯電ローラ３３は、駆動モータ３４の
駆動により、記録紙５の搬送速度と同速度で回転駆動さ
れている。これによって、記録紙５として厚紙や封筒が
搬送されても、上述したように帯電ローラ３３の駆動と
同時に誘電体ベルト２４も支持ローラ２４ｂの駆動によ
り走行されているため、記録紙５の滑りが発生すること
なく、誘電体ベルト２４にて確実に搬送することができ
る。

【００９０】そこで、上述したように、記録紙５を均一
に帯電し誘電体ベルト２４への静電的な吸着状態を安定
させ、正確かつ鮮明な画像を形成を行うようにする必要
がある。そのためにも、上述したように除電ローラ３２
にて誘電体ベルト２４を均一に除電することが非常に重
要となる。

【００９１】本発明によれば、除電ローラ３２を誘電体
ベルト２４を支持ローラ２４ｂ側へと圧接した状態で、
誘電体ベルト２４に良好に接触していることから、除電
効果が良好となり、均一な除電を望める。

【００９２】これに対し、記録動作を終了すれば記録紙
５は、誘電体ベルト２４より剥離される。この時、記録
紙５に帯電ローラ３３にて付与された電荷が誘電体ベル
ト２４表面に移動し、また狭い記録紙５においては直接
帯電ローラ３３が誘電体ベルト２４を帯電した電荷がそ
のまま残留し、誘電体ベルト２４表面の帯電電位は不均
一な状態となっている。このような不均一な表面状態の
まま、誘電体ベルト２４が、帯電ローラ３３に対向し、
記録紙５を静電吸着させる場合には、解決しようとする
課題の項に記載したようは多種多様の不具合が生じる。

【００９３】この不具合を解消するために、誘電体ベル
ト２４の除電手段である除電ローラ３２を設けて均一に
除電している。しかしながら、従来のように除電ブラシ
を設けている場合には、誘電体ベルト２４の表面状態を
均一に除電することが困難となり、上述した不具合を解
消できず、正常な記録を行えない。

【００９４】この点、本発明では、上述したように除電
ローラ３２を使用しているので除電の際に、誘電体ベル
ト２４を支持ローラ２４ｂに圧接した状態で除電でき
る。そのため、支持ローラ２４ｂと誘電体ベルト２４と
の間に空隙が生じない。その結果、誘電体ベルト２４の
表面電荷を良好に除去できる。

【００９５】ここで、除電ローラ３２には、先に説明し
たように誘電体ベルト２４の表面に残留する電荷を除去
するための電位である例えば２．５ｋＶの電位が供給さ
れている。そして、図には示していないが、誘電体ベル
ト２４を支持してなる支持ローラ２４ｂには、対向電極
２５と同電位が供給されている。そのため、支持ローラ
２４ｂと除電ローラ３２との間の電位差により誘電体ベ
ルト２４は正の電荷が注入されることになり、先の帯電
ローラ３３にて帯電した負の電荷が除去される。この
時、除電ローラ３２に供給する電位としては、誘電体ベ
ルト２４表面電位と対向電極２５、特に同電位の支持ロ
ーラ２４ｂの電位との電位差が小さくなることが可能な
ような電位を供給する。例えば、先に説明したように、
画像形成領域において、対向電極２５の供給電位が２．
３ｋＶで、その上の誘電体ベルト２４の表面電位が２ｋ
Ｖ程度であることを考えれば、その電位差が３００Ｖ程
度である。そこで、画像形成後に記録紙５が分離された
後、除電ローラ３２にて誘電体ベルト２４表面の残留電
荷を除去するために、上記除電ローラ３２には、上記支
持ローラ２４ｂが２．３ｋＶの電位が供給されている時
に、誘電体ベルト２４表面の電位の低下等を見込んで、
上記３００Ｖの電位差より小さい電位差となるような電
位、例えば２．５ｋＶ程度が供給されることで、残留電
荷を除去し、誘電体ベルト２４の表面をほぼ０電位に均
一に除電することができる。

【００９６】これによって、記録紙５５として厚紙や封
筒等の幅狭な用紙が搬送されても、上記のような誘電体
ベルト２４上に残留電荷が効率よく除電され、不均一に
残留電荷が存在することに由来する記録紙５の帯電不良
による上述の不具合を全て解消できる。

【００９７】本実施例では除電ローラ３２の硬度をアス
カｃ−６０°程度に設定している。これは、この硬度が
アスカｃ−６５゜を越えた場合には、ニップつまり、支
持ローラ２４ｂに圧接した時に、所定の接触幅（ニップ
幅）が形成できず、均一な除電が望めなくなる。しか
も、硬度がアスカｃ−３０゜より低いと、誘電体ベルト
２４がもつ弛みによって生じた空隙を取り除くことが困
難となって、除電効果が低下する。そのため、硬度とし
てはアスカｃ−３０゜以上でアスカｃ−６５゜以下が好
ましい。特に誘電体ベルト２４に弛みが生じようとして
も、除電ローラ３２にて支持ローラ２４ｂへと誘電体ベ
ルト２４を圧接させるために、その弛みによって生じる
空隙を除去した状態で効率よく除電を行うことができ
る。

【００９８】ここで、除電ローラ３２の支持ローラ２４
ｂへの圧接力としては、強くすることで誘電体ベルト２
４の弛みよる空隙を除去する効果が高まるものの、支持
ローラ２４ｂを駆動する時の駆動モータのトルクを大き
いものを必要とする。そのため、駆動モータが効果にな
り、大きくなる。この点、上述したような硬度の除電ロ
ーラ３２を設けることで、圧接力を強くすることなく、
所定のニップ幅を得ることができると同時に、弛みによ
る支持ローラ２４ｂとの間の誘電体ベルト２４の空隙を
解消できる。このため、高価な駆動モータを設ける必要
もなくなる。

【００９９】また、上記除電ローラ３２は、その体積抵
抗率として１０⁵Ω・ｃｍ程度のものを用いている。特
に除電ローラ３２の抵抗率が、上述のものより高すぎる
と除電の時定数が大きく、スムーズな除電が行えないの
で、除電の効率を上げるためにやはり除電電位としてよ
り大きな電位を供給する必要があり、この場合も単純に
コストアップを要因になる。しかも、低効率が低すぎる
とまた、高電圧を供給するためにリーク等の問題を生じ
る。従って、上述したような抵抗率の除電ローラ３２を
設けることで、先に説明した２．５ｋＶといった非常に
高い電位を供給することで誘電体ベルト２４の除電効率
を高める効果が助長される。

【０１００】なお、上記の説明においては、トナー２１
を通過させるべく制御電極２６のリング状電極２７・・
・に付与する電位が、１５０Ｖの場合を一例に挙げた
が、該電位は、トナー２１の所望した飛翔制御を行える
なら、特に限定されるものではない。同様に、トナー２
１を通過させないように−２００Ｖの電位をリング状電
極２７・・・に印加しているが、この電位についても適
宜設定すればよいことである。さらに、対向電極２５の
供給電圧と、電荷供給ローラ３３に供給する電圧、およ
びゲート２９直下での記録紙５の表面電位もまた、トナ
ー２１の所望した飛翔制御を行える場合には、適宜設定
すればよいことである。

【０１０１】また、本発明の図２に示した構造の制御電
極２６によれば、１ラインを形成するために、記録紙５
が制御電極２６の各ゲート２９を通過するまでに長い時
間を要する。つまり、ゲート２９が記録紙５の搬送方向
に沿って４つのグループに区分されているためで、この
ような制御電極２６の構造であっても、記録紙５は、上
述したように誘電体ベルト２４の除電が確実に行えるた
め、該誘電体ベルト２４上に均一な状態で静電的に吸着
させ、滑りが生じることなく確実に搬送できる。このた
め、トナー２１が飛翔し画像を形成する際の不具合を解
消できる。特に記録紙５は上述したように帯電ローラ３
３の回転により、安定した帯電量が付与されて確実に搬
送されるため、トナー２１飛翔に際して障害を与えるこ
となく、確実に記録紙５上に到達させ、画質不良等が生
じることはない。

【０１０２】なお、記録紙５は上述した帯電ローラ３３
にて均一な電荷量を付与させるため、誘電体ベルト２４
との間で静電的に吸着され、その浮き上がりが生じるこ
とがない。そのため、部分的な離間によるその領域の電
荷の放電もなく、よって画像形成を行う場合に、トナー
担持体２２との間での電界が安定するため、トナー飛翔
制御を確実に行える。しかも、帯電ローラ３３と支持ロ
ーラ２４ａとの間の電位差を大きくし、記録紙５に付与
する電荷量を多くする必要がないため、画像形成後の剥
離時に生じる放電をなくし、これによる未定着の画像を
乱すこともなくなる。

【０１０３】上述した本発明の実施形態の説明では、制
御電極２６として図２のようなシングルドライブ、つま
り各リング状電極２７に画像信号に応じて電位をそれぞ
れに印加する方式の制御電極を使用したが、制御電極の
形状は図４のようにマトリクスドライブを使用した構成
でも同様に実施できる。マトリクスドライブは必要なド
ライブ数が、ゲートの数だけ必要としなくなるため、大
幅に削減できコストダウンを図れる効果がある。

【０１０４】図４に示すように制御電極２６は、基板２
６ａの表面及び裏面に帯状電極群２７ａと２７ｂを互い
に直交（交差）する状態で形成されている。表裏面の帯
状電極郡２７ａ及び２７ｂが交差するそれぞれの位置
に、トナー流を通過させるゲート２９が形成されてい
る。

【０１０５】そして、表面の帯状電極郡２７ａには、例
えば画像信号に応じたトナー飛翔電位を印加する。また
裏面の帯状電極郡２７ｂには、周期的に切換えられる走
査信号に応じたトナー飛翔電位を印加する。これによ
り、ゲート２９の交差する表裏面の帯状電極郡２７ａ及
び２７ｂに同時にトナー飛翔電位が印加された状態で、
トナー担持体２２のトナー２１が飛翔され、ゲート２９
を通過後に、対向電極２５へと飛翔されることになる。

【０１０６】このような構成の制御電極２６において
も、図２に示した制御電極２６と同様であって、記録紙
５の搬送等を妨げるものではない。特に記録紙５は均一
に帯電された状態で誘電体ベルト２４の走行によって、
画像形成領域へと搬送されため、トナー飛翔制御のため
の電位のアンバランスによるトナー飛翔制御を正確に行
えないといった不具合を解消でき、画像形成領域を通過
する時間が長くても、画像形成不良が生じることなく正
確な画像形成を行える。

【０１０７】さらに、本発明の実施形態においては、顕
像化粒子として単色トナーを利用する場合について説明
した。これは少なくとも単色にて画像を形成するためで
あって、カラー画像を形成する場合には、複数の色のト
ナーを使用する必要となる。そのため、図５に示すよう
に、トナー担持体２２をそれぞれの色に対応する個数設
け、このトナー担持体２２を記録紙の搬送方向に沿って
併設する。

【０１０８】この図５によてば、顕像化粒子として、イ
エロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いる
場合、ブラックの画像を形成するための画像形成部１
ａ、シアンの画像を形成するための画像形成部１ｂ、マ
ゼンタの画像を形成するための画像形成部１ｃ、イエロ
ーの画像を形成するための画像形成部１ｄを構成するた
めに、トナー担持体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに
対応して、制御電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ、
そして共通の対向電極２５をそれぞれ記録紙５の搬送方
向に沿って設けている。

【０１０９】このようなカラー画像を形成する装置であ
っても、記録紙５は帯電ローラ３３の作用により誘電体
ベルト２４上に静電的に確実に吸着され、各色の画像形
成領域へと誘電体ベルト２４の走行に従って搬送され
る。この時、記録紙５の浮き上がり等が生じることな
く、確実に搬送され、各色のトナーによる画像が順次形
成されていく。そのため、画像形成領域を記録紙５が通
過する時間が長くても安定した状態での記録紙５の搬送
を行うと同時に、正常な状態での画像形成を行える。

【０１１０】そのためにも、図５において帯電ローラ３
２にて記録動作が完了した誘電体ベルト２４表面を均一
に除電することで、上述したように帯電ローラ３３にて
均一な帯電を可能にしている。図５においては、帯電ロ
ーラ３３及び除電ローラ３２には、帯電及び除電用の電
源が供給される状態で図示していないが、当然図１にお
いて説明したように所定の電位が供給されている。

【０１１１】ここで、除電ローラ３２においては、誘電
体ベルト２４の移送速度に応じて従動回転可能に設ける
ことについて説明したが、帯電ローラ３３同様に駆動用
モータにて駆動させ、誘電体ベルト２４の速度と同一速
度で駆動させれば、誘電体ベルト２４が支持ローラ２４
ａに対して空隙が形成できないようにできる。つまり、
同速度で駆動されることで、誘電体ベルト２４を引っ張
ることがないため、誘電体ベルト２４の弛み等が生じる
のを阻止し、確実に支持ローラ２４ｂ側に圧接させるこ
とが可能になる。

【０１１２】なお、顕像化粒子がトナーである場合につ
ていて説明したが、この顕像化粒子はインク等であって
も同様に実施できる。また、トナー供給部２の構成を、
イオンフロー法を適用した構成とすることも可能であ
る。つまり、画像形成部１は、コロナ帯電器等のイオン
源を備えた構成となっていてもよい。この場合において
も、上記と同様の作用効果を奏することができる。

【０１１３】本発明にかかる画像形成装置は、例えば、
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、プロッタ等に好適に適用すること
ができる。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明した本発明の画像形成装置によ
れば、記録媒体を顕像化粒子が飛翔してくる画像形成領
域へと、静電的に誘電体ベルト上に吸着させるために、
除電ローラを誘電体ベルトに確実に圧接させるために、
記録媒体の滑りによる不具合を解消できる。

【０１１５】そのため、除電電位を上げることなく、効
果的な除電を行えるため、記録媒体を静電的に誘電体ベ
ルトへと吸着させ、良好なる記録動作を行わせることが
でき、画像劣化や画像不良が生じることなく鮮明な画像
形成を行える。

【０１１６】また、記録媒体は誘電体ベルト上に静電的
に確実に吸着されて画像形成領域に搬送させることがで
き、よって画像形成領域が長くなっても、その状態を維
持させることができるため、画像形成の時の不具合はな
く、画像劣化の生じない良質の画像を形成できる。

【０１１７】さらに、記録媒体が誘電体ベルトより剥離
される時に誘電体ベルトに電荷が不均一な状態で残留し
ても、均一な表面電位に除電できるため、画像が乱され
ることもなくなる。

【０１１８】以上のように、記録媒体の搬送の不良及び
該搬送による不良により生じる画像の劣化等が生じるこ
となく、安定した状態で画像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の全体構成を示す概
略の断面図である。

【図２】本発明における画像形成装置が備える制御電極
の一部の詳細な構成を示す平面図である。

【図３】記録制御動作の流れを示すフローチャートであ
る。

【図４】制御電極の他の具体例を示すもので、マトリク
ス構成を有する制御電極の平面図である。

【図５】本発明による画像形成装置におけるカラー画像
形成装置の要部を示す断面図である。

【図６】従来の画像形成装置の画像形成原理を説明する
ための断面図である。

【図７】トナー飛翔を制御するための制御電極を構成す
る例えばリング状電極等に画像信号に応じてトナー飛翔
制御のための電圧を印加制御するための制御回路構成図
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記録紙（記録媒体）１８帯電電源（電源手段）２１トナー（顕像化粒子）２２トナー担持体２４誘電体ベルト２４ａ，２４ｂ支持ローラ（ベルト駆動手段）２５対向電極２６制御電極２７リング状電極２９ゲート３０高圧電源部（制御手段）３１制御電源部（制御手段）３２除電ローラ（除電部材）３３帯電ローラ（帯電部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顕像化粒子を担持する担持体と、該担持
体に対向して配置された対向電極と、これら担持体と対
向電極との間に配置され顕像化粒子の通過部となる複数
のゲートを有する制御電極と、上記対向電極上を搬送さ
れ上記顕像化粒子による画像が形成される記録媒体と、
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
を変化させることにより顕像化粒子の上記ゲートの通過
を制御して上記搬送される記録媒体上に画像を形成する
制御手段と、を備えた画像形成装置において、上記対向電極上に沿って送行される無端状の誘電体ベル
トと、該誘電体ベルトを張架する複数のローラを備え、少なく
とも１つのローラを駆動してなるベルト駆動手段と、上記誘電体ベルトに上記記録媒体を介して画像形成前に
静電的に吸着させるための帯電部材と、上記記録媒体への画像形成後に上記誘電体ベルトに残留
する電荷を除電するための除電部材とを設け、該除電部材は弾性部材又は導電性部材よりなり上記誘電
体ベルト表面に対して圧接状態で設けられた回転可能な
ローラ部材にて構成されたことを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】上記除電部材は、少なくとも導電性から
なり、上記誘電体ベルトの表面との間に電位差が生じる
ような除電電位が供給されることを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置。
【請求項３】上記除電部材は、上記誘電体ベルトを張
架する下流側の一つの支持ローラと対向した位置にロー
ラ部材を圧接状態で設けられたことを特徴とする請求項
１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記制御電極は、そのゲートが記録媒体
の搬送方向に沿って複数形成されていることを特徴とす
る請求項１、２、３何れか記載の画像形成装置。