JPH09286130A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御手段によって第１及び第２の電極群の対
応する電極に所定の電位を印加することにより顕像剤の
ゲートの通過を制御して上記録媒体表面に画像を形成す
る画像形成装置において、制御電極の清掃を円滑に行
う。 【解決手段】 制御手段によって第１及び第２の電極群
の対応する電極に所定の電位を印加することにより顕像
剤のゲートの通過を制御して上記録媒体表面に画像を形
成する画像形成装置において、上記制御手段は、上記制
御電極のゲートを上記顕像剤が通過する状態を与える第
一の電位と、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過
しない状態を与える複数の電位を含む第二の電位状態を
画像データに応じて上記制御電極に印加すると共に 、
上記第二の電位状態は少なくとも二つ以上の電位を含
み、上記制御電極に選択的に付与される。

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や、ディジタルプリン
タ、プロッタ等に適用され、顕像剤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】近年、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として、例えば特開平
３−１６８７６７号公報のように現像粒子であるトナー
に電界を付与してトナーを電気力によって飛翔させ、飛
翔路に配置した複数の通過孔を含む制御電極に印加する
電位を変化させて記録媒体に直接付着させることによ
り、トナー像を該記録媒体上に直接形成する画像形成装
置が提案されている。

【０００３】上記従来技術には現像剤担持体である現像
スリーブと、背面電極と、両者の間に開口部を有する制
御電極が配置されている。上記従来技術はトナーに制御
電極の開口部の通過を与える電位と開口部の通過を与え
ない電位を画像データによって切り替えてトナーの飛翔
を制御して用紙表面にトナー画像を直接形成することが
可能となっている。上記従来技術の画像形成装置におけ
る制御電極はゲートとなる複数の開口部を有する帯状電
極が互いに直交成分をもって絶縁性基盤の両側で交差す
るような構成となっている。

【０００４】上記の従来技術に於ては制御電極の清掃方
法について記載されているが以下に説明する通りに多く
の問題点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像形成装
置ではトナーの非画像形成時に印加される電位によって
制御電極の清掃が行われる。しかし、上記制御電極に付
与する電位が不十分な場合は十分な制御電極の清掃効果
が得られるとは限らず、例えば高湿時等のようにトナー
が吸湿して流動性と帯電量が低下した場合は制御電極に
付着したトナー清掃が困難になる。この場合はさらに高
い電位を必要とする場合が生じる。

【０００６】しかし、制御電極に付着したトナーを取り
除く電位（以後清掃電位）を高くすると、隣接したゲー
トにトナーのゲート通過を与える電位を供給して印字を
行うと、上記清掃電位の影響によってトナー飛翔が十分
に行えずドットの形成が不十分になる。従って清掃電位
は印字動作中には印加できない。

【０００７】此の事態の解決のためにトナーを飛翔させ
る電位も高くする必要が生じる。しかしトナーの飛翔を
与える電位と飛翔を与えない電位のギャップが大きくな
り、両電位の切り換え手段として使用するＦＥＴの耐圧
が一層高くなりＦＥＴのコストアップを容易に招来す
る。更にＦＥＴに流れる電流が増加するので発熱に伴う
冷却手段が更に必要となり、部品点数の増加と装置の大
型化・コストアップは避けられない。制御電極の清掃を
行うために、上記の従来技術のようにマルチ印字の場合
の用紙間で上記の清掃電位を制御電極に印加して制御電
極の清掃を行うことが検討されている。

【０００８】しかし用紙全体にわたってハーフトーンや
黒ベタを印字するような繰り返しトナーのゲート通過が
行われる場合は、徐々にゲート内部にトナーが付着して
トナーが通過しにくくなり、印字開始時と印字終了時で
は同一のゲートを通過するトナー量が徐々に減少し、印
字されるドット濃度が低下するほかにドット径が変化し
うる。此の場合はドット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。例えばゲート内部にト
ナーが付着している場合に飛翔したトナーは所望の飛翔
経路を取ることができず、用紙の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。ドット領域以外に到達した場合はドットの飛び散り
やカブリとなって用紙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ドットとなる。此のような場合は
所望の鮮明な画像が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。

【０００９】さらに上記のドット品位の劣化は印字開始
つまり用紙の先端から徐々に起こるのでハーフトーンや
カラー画像における色再現が用紙の先端と後端で状態が
異なるなどの不具合も誘発する。

【００１０】更に、制御電極に付着したトナーの電荷に
よって トナー担持体上のトナーからみた制御電極の見
かけの電位が変化し、具体的には制御電極の電位はトナ
ーが飛翔しない電位に近くなるように変化するのでトナ
ー飛翔はさらに困難となり、制御電極にトナーが飛翔す
るような電位を印加してもトナー担持体上のトナーは飛
翔電界を感じず、飛翔が起こらない。この状態では画像
形成動作が行われず印字不良となるまたは画像欠落が生
じる。

【００１１】上記のトナー付着が更に悪化すると最終的
にゲートがトナーによって目詰まりを起こし画像形成そ
のものが物理的に不可能となる最悪の場合を招く。

【００１２】これに加えて上記の従来技術に採用されて
いるマトリックス制御を使用した制御電極はゲートの清
掃と印字に関して上記の問題はより顕著になる。マトリ
ックス制御を使用した制御電極は帯状電極をゲートに配
している。

【００１３】従ってトナー担持体に対向して電位が印加
される面積がゲート一つづつを単独で制御する場合と比
較して格段に大きく、それゆえに上記の清掃電位が与え
る清掃効果が単独制御の場合よりも高まる。しかし、ト
ナーに飛翔を与えるゲートが隣接しているならばトナー
飛翔に対して清掃電位が与える影響も大きくなる。

【００１４】即ち任意のゲートにトナーを飛翔させてド
ットを形成した場合は隣接したゲートに上記清掃電位を
印加すると所望のトナー飛翔が得られず画像劣化を更に
引き起こすなど上記に劣化した諸問題がより顕著に現れ
る。

【００１５】また、上記の単独制御では制御するゲート
の数だけ上記の電位の切り替え手段が必要であり、大幅
な部品点数の増加と装置の大型化・コストアップを招い
ていた。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像形成
装置は、顕像剤を担持する担持体と、該担持体の表面に
速度をあたえる駆動手段と該担持体に対向配置された対
向電極と、これら担持体と対向電極との間に配置され、
顕像剤の通過部となる複数個のゲートを有し、上記複数
のゲートの周囲に設けられ、印加される電位に基づいて
お互いに対応する開口部を介して顕像剤の記録媒体への
飛翔をそれぞれ選択的に制御する複数の電極からなる第
一及び第二電極群を含む制御電極と、上記第一及び第二
電極群の対応する電極に所定の電位を印加する制御手段
と、上記の制御手段によって上記第一及び第二電極群の
対応する電極に所定の電位を印加することにより顕像剤
の上記ゲートの通過を制御して上記録媒体表面に画像を
形成する画像形成装置において、上記制御手段は、上記
制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する状態を与える
第一の電位と、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通
過しない状態を与える複数の電位を含む第二の電位状態
を画像データに応じて上記制御電極に印加すると共に
、上記第二の電位状態は少なくとも二つ以上の電位を
含み、上記制御電極に選択的に付与されることを特徴と
する画像形成装置である。

【００１７】請求項２記載の画像形成装置は、上記制御
手段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する
状態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲートを上
記顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位を含む第
二の電位を画像データに応じて上記制御電極に印加する
と共に、上記第二の電位状態の一つとして、上記制御電
極に存在する上記顕像剤が少なくとも上記担持体方向に
移動しうるような第三の電位を含むことを特徴とする請
求項１記載の画像形成装置である。

【００１８】請求項３記載の画像形成装置は、上記制御
手段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する
状態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲートを上
記顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位を含む第
二の電位状態を画像データに応じて上記制御電極に印加
すると共に、上記第二の電位状態の一つとして、上記制
御電極に存在する上記顕像剤が少なくとも上記担持体方
向に移動しうるような第三の電位を上記制御電極に選択
的に付与可能であって、任意の上記ゲートに上記第一の
電位を印加している場合、少なくとも該ゲートに隣接し
たゲートには上記第三の電位を印加しないことを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置である。

【００１９】請求項４記載の画像形成装置は、上記制御
手段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する
状態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲートを上
記顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位を含む第
二の電位状態を画像データに応じて上記制御電極に印加
すると共に、上記第二の電位状態の一つとして、上記制
御電極に存在する上記顕像剤が少なくとも上記担持体方
向に移動しうるような第三の電位を上記制御電極の上記
担持体側に配置された電極群に対して選択的に付与可能
であって、任意の上記ゲートに上記第一の電位を印加し
ている場合、少なくとも該ゲートに隣接したゲートには
上記第三の電位を印加しないことを特徴とする請求項１
記載の画像形成装置である。

【００２０】請求項５記載の画像形成装置は、上記制御
手段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する
状態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲートを上
記顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位を含む第
二の電位状態を画像データに応じて上記制御電極に印加
すると共に、上記第二の電位状態の一つとして、上記制
御電極に存在する上記顕像剤が少なくとも上記担持体方
向に移動しうるような第三の電位を上記第一・第二電極
群のうち、電極数の少ないほうの電極群に対して選択的
に付与可能であって、任意の上記ゲートに上記第一の電
位を印加している場合、少なくとも該ゲートに隣接した
ゲートには上記第三の電位を印加しないことを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置である。

【００２１】請求項６記載の画像形成装置は、顕像剤を
担持する担持体と、該担持体の表面に速度をあたえる駆
動手段と該担持体に対向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、顕像剤の通過部と
なる複数個のゲートを有し、上記複数のゲートの周囲に
設けられ、印加される電位に基づいてお互いに対応する
開口部を介して顕像剤の記録媒体への飛翔をそれぞれ選
択的に制御する複数の電極からなる電極群であって、上
記担持体側及び対向電極側にそれぞれ配置された第一及
び第二電極群を含む制御電極と、上記第一及び第二電極
群の対応する電極に所定の電位を印加する制御手段と、
上記の制御手段によって上記第一及び第二電極群の対応
する電極に所定の電位を印加することにより顕像剤の上
記ゲートの通過を制御して上記録媒体表面に画像を形成
する画像形成装置において、上記第一・第二電極群が有
する電極数ｎ１，ｎ２はｎ１≦ｎ２であると共に、該第
一電極群が上記担持体側に配置されており、上記制御手
段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過する状
態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲートを上記
顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位を含む第二
の電位状態を画像データに応じて上記制御電極に印加す
ると共に、上記第二の電位状態の一つとして、上記制御
電極に存在する上記顕像剤が少なくとも上記担持体方向
に移動しうるような第三の電位を第一電極群に対して選
択的に付与可能であって、任意の上記ゲートに上記第一
の電位を印加している場合、少なくとも該ゲートに隣接
したゲートには上記第三の電位を印加しないことを特徴
とする画像形成装置である。

【００２２】請求項７記載の画像形成装置は、複数のカ
ラーの顕像剤を担持する複数の担持体と、該担持体の表
面に速度をあたえる駆動手段と該担持体に対向配置され
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、顕像剤の通過部となる複数個のゲートを有し、上記
複数のゲートの周囲に設けられ、印加される電位に基づ
いてお互いに対応する開口部を介して顕像剤の記録媒体
への飛翔をそれぞれ選択的に制御する複数の電極からな
る第一及び第二電極群を含む制御電極と、上記第一及び
第二電極群の対応する電極に所定の電位を印加する制御
手段と、上記の制御手段によって上記第一及び第二電極
群の対応する電極に所定の電位を印加することにより顕
像剤の上記ゲートの通過を制御して上記録媒体表面に画
像を形成する画像形成装置において、上記制御手段及び
制御電極が、上記請求項１から６の制御手段及び制御電
極であることを特徴とする画像形成装置である。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例について図１に
基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、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。

【００２４】本実施例にかかる画像形成装置の各要素に
ついて概要を説明する。

【００２５】本実施例の画像形成装置は、図１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、顕像剤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、本画像形
成装置は、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
とにより紙上に画像を直接形成するものである。

【００２６】上記画像形成部１への用紙の入紙側には、
給紙装置１０が設けられている。給紙装置１０は、記録
媒体としての用紙５・・・を収容する用紙カセット４、
この用紙カセット４から用紙５を送り出すピックアップ
ローラ６、供給された用紙５をガイドする給紙ガイド７
からなる。また、給紙装置１０は、用紙５が供給された
ことを検出する給紙センサ（図示せず）を備えている。
上記の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。

【００２７】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
加熱および加圧することにより用紙５に定着させる定着
部１１が設けられている。定着部１１は、加熟ローラ１
２、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８０からなる。加熱ローラ１２は例
えば厚さ２ｍｍのアルミニウム管からなる。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。加圧ローラ１４は、例えばシリコーン
樹脂からなる。

【００２８】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、用紙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
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。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８０は、主制御部に
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、加熱ロー
ラ１２表面の温度を例えば１５０℃に保持する。また、
定着部１１は、用紙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。

【００２９】尚、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ロ
ーラ１４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、定着部１１は、用紙５を加熱着しく
は加圧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。

【００３０】また、図示しないが、定着部１１からの用
紙の出紙側には、定着部１１で処理された用紙５を排紙
トレイ上に排出する排紙ローラ、および排出された用紙
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る。

【００３１】画像形成部１のトナー供給部２は、顕像剤
としてのトナー２１が収容されているトナー収容槽２
０、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が内部に設けられ、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からなる。
ドクターブレード２３は、トナー担持体２２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となるように設けられている。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−４
μＣ／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い。またトナー２
１の平均粒径や帯電量等は、特に限定されるものではな
い。

【００３２】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８０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。また、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
い磁石が配置されている。これにより、トナー担持体２
２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位置に
対応する位置で穂立ちを形成する。

【００３３】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。

【００３４】顕像形成部１の印刷部３は、例えば厚さ１
ｍｍのアルミニウム板からなり、トナー担持体２２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、除電ブラシ２８と除電
ブラシ２８に除電電位を与える除電電源１７、用紙５を
帯電させる帯電ブラシ８と、該帯電ブラシ８に帯電電位
を与える帯電電源１８と、該帯電ブラシ８を駆動する駆
動手段（図示せず）と、誘電体ベルト２４と、該誘電体
ベルト２４を支持する支持部材１６ａ，１６ｂとクリー
ナーブレード１９を備えている。上記の対向電極２５
は、トナー担持体２２の外周面からの距離が例えば１ｍ
ｍとなるように設けられている。誘電体ベルト２４はＰ
ＶＤＦを基材とし、体積抵抗率で１０¹⁴Ω・ｃｍ、厚さ
が７５μｍである。該誘電体ベルト２４は図示しない駆
動装置によって駆動され、図中矢印方向に例えばその表
面での速度が３０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

【００３５】また、対向電極２５には、高圧電源（制御
手段）３０により、例えば２．３ｋＶの高圧が印加され
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から印加される高圧により、ト
ナー担持体２２に担持されたトナー２１を対向電極２５
方向に飛翔させるのに必要な電界が付与されている。

【００３６】上記除電ブラシ２８は誘電体ベルト２４の
回転方向における制御電極２６下流側に該誘電体ベルト
２４に圧接するようにして設けられている。除電ブラシ
２８は除電電源１７によって除電電位２．５ｋＶが印加
され、誘電体ベルト２４表面に存在する不要電荷を除電
する。

【００３７】上記のクリーニングプレード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。

【００３８】尚、対向電極２５の材質は、特に限定され
るものではない。また、対向電極２５とトナー担持体２
２との距離は、特に限定されるものではない。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
定されるものではない。

【００３９】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。

【００４０】上記の制御電極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の飛翔が制御される。

【００４１】上記の制御電極２６は、トナー担持体２２
の外周面からの距離が例えば１００μｍとなるように設
けられており、図示しない支持部材により固定されてい
る。図２に示すように、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
した帯状の導電体、即ち帯状電極２７ａ，２７ｂからな
っている。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。

【００４２】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。帯状電極２７
ａ，２７ｂ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。各帯
状電極２７ａ，２７ｂは、例えば直径２２０μｍ、厚さ
３０μｍに形成されている。また、基板２６ａの各開口
部は、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。また、帯状電極２７ａがトナー担持
体２２側で帯状電極２７ｂが対向電極２５側となる。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。

【００４３】また、ゲート２９・・・の大きさや、基板
２６ａおよび帯状電極基板２７ａ，２７ｂの材質や厚さ
等は、特に限定されるものではない。

【００４４】上記のゲート２９・・・、即ち帯状電極２
７ａ，２７ｂの開口部は、例えば２５６０個形成されて
おり、各帯状電極２７ａ，２７ｂは、給電線および高圧
ドライバ（いずれも図示せず）を介して制御電源部３１
に電気的に接続されている。

【００４５】上記個数は、解像度３００ＤＰＩ（ｄｏｔ
ｐｅｒ ｉｎｃｈ）でＡ４判の用紙の横幅に相当す
る。尚、帯状電極２７ａ，２７ｂの個数は、特に限定さ
れるものではない。

【００４６】また、上記帯状電極２７ａ，２７ｂ表面お
よび給電線表面は、厚さ３０μｍの絶縁体層（図示せ
ず）で覆われており、これにより、帯状電極２７ａ，２
７ｂ同士の絶縁性、給電線同士の絶縁性、および、互い
に接続されていない帯状電極２７ａ，２７ｂと給電線と
の間の絶縁性が確保されている。尚、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。

【００４７】制御電極２６の帯状電極２７ａ，２７ｂ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、帯状電極２７ａ，２７ｂ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を印加し、通過させな
い場合には例えば−７５Ｖと清掃電位として−２００Ｖ
を印加するようになっている。

【００４８】このように、制御電極２６への付与電位を
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、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。

【００４９】次に、本画像形成装置による画像形成動作
を図６を利用して説明する。

【００５０】先ず、例えば、画像読取り部に複写すべき
原稿が載置され、コピースタートポタン（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（Ｓ１）、その画像データが画像処理部
で処理され（Ｓ２）、画像メモリに記憶される（Ｓ
３）、画像メモリに記憶された画像データが画像形成制
御ユニットに転送され（Ｓ４）、画像形成制御ユニット
では、入力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（Ｓ５）。

【００５１】また、画像形成制御ユニットは、所定量の
上記制御電極制御信号を得ると（Ｓ６）、スリーブが回
転し（Ｓ７）、−２００Ｖが印加され（Ｓ８）、対向電
極，帯電ローラー，除電ローラーが所定量に制御される
と共に（Ｓ９）、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図１に示すピックアップローラ
６により、用紙カセツト４内の用紙５が画像形成部１方
向へ送り出されると共に（Ｓ１０）、正常な給紙状態で
あることが給紙センサにて検出される（Ｓ１１）。ピッ
クアップローラ６によって送り出された用紙５は帯電ブ
ラシ８と支持部材１６の間に搬送される。支持部材１６
には高圧電源３０によって対向電極２５と同電位が印加
される（Ｓ１２）。帯電ブラシ８には帯電電源１８によ
って帯電電位として１．２ｋＶが印加される。

【００５２】用紙５は帯電ブラシ８と支持部材１６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との対向面側に搬送される。尚、制御電極
制御信号の上記所定量は、画像形成装置の構成等によっ
て異なる。

【００５３】その後、画像形成制御ユニットは、上記の
制御電極制御信号を制御電源部３１に供拾する。この制
御電極制御信号の供給は、上記の帯電ブラシ８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。制御電源部３１は、上記の制御電極制御信号に基づ
いて、制御電極２６の各帯状電極２７ａ，２７ｂに印加
する高圧を制御する。つまり、制御電源部３１から適宜
所定の帯状電極２７に１５０Ｖもしくは−１００Ｖまた
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。

【００５４】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２１の飛翔の阻止とその解除とが適宜行
われる。これにより、対向電極２５の回転によって出紙
側に向かって３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動している用
紙５上に、画像信号に応じたトナー像が形成される。

【００５５】トナー像が形成された用紙５は支持部材１
６ｂの持つ曲率で誘電体ベルト２４から剥離されて定着
部１１に搬送されたのちに、この定着部１１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、排紙ローラにて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。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。

【００５６】以上の画像形成動作により、用紙５上に良
好な画像が形成される。本画像形成装置は、用紙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。従って、顕像体から用紙５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、装置の構成が簡
単化されると共に、部品点数が削減されるので、小型化
および低廉化が可能となっている。

【００５７】前記したように、トナー担持体２２は接地
されており、一方、対向電極２５と支持部材１６ａは
２．３ｋＶ、帯電ブラシ８には１．２ｋＶの高圧が印加
されている。従って、帯電ブラシ８と支持部材１６ａの
間の電位差によって帯電ブラシ８と誘電体ベルト２４の
間に搬送された用紙５の表面にはマイナスの電荷が供給
される。マイナスの電荷が供給されると該電荷の静電気
力によって用紙５は誘電体ベルト２４に吸着されたまま
誘電体ベルト２４の移動によってゲート２９の直下に移
動する。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２５の電位と
の兼ね合いから表面電位は２ｋＶ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２
５方向に通過させるべく、制御電源部３１により、制御
電極２６の帯状電極２７ａ，２７ｂに対して１５０Ｖの
電圧を一画素あたり２００μｓｅｃ印加し、トナー２１
がゲート２９を通過させない場合は−７５Ｖまたは−２
００Ｖの電位を印加する。このように用紙５を誘電体ベ
ルト２４に吸着した状態で用紙５表面に画像を直接形成
する。

【００５８】尚、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の帯状電極２７ａ，２７ｂ
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。同様に対向電極２５
の印加電位と帯電ブラシ８に印加する電位及びゲート２
９直下での用紙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なら、特に限定されるものではな
い。

【００５９】上記実施例では制御電極２６の帯状電極２
７に印加する電位を変化させることにより、制御電極２
６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
とができるこのため、制御電源部３ｌにより付与する電
位を適宜変化させることにより、用紙５上に形成される
画像のドット径を任意に調節することかできる。

【００６０】尚、トナー２１の通過を阻止すべく制御電
極２６の帯状電極２７ａ，２７ｂに付与する電位は、本
発明の請求範囲を逸脱しない限りにおいて特に限定され
るものではない。

【００６１】次に、制御回路３１による制御電極２６に
印加する電位制御について説明を加える。

【００６２】制御回路３１は任意のゲートにたいしてト
ナー２１にゲート２９の通過を与える電位である１５０
Ｖを印加した場合は、該ゲート２９に隣接したゲート２
９であってトナー２１を飛翔させないゲート２９を有す
る帯状電極２７ａ，２７ｂにはトナー２１にゲート２９
の通過を与えない電位の−７５Ｖを印加し、その他のト
ナー２１を飛翔させないゲート２９であってトナー２１
を飛翔させる他のゲート２９に隣接していないゲート２
９に配置された帯状電極２７ａ，２７ｂにはトナー２１
をトナー担持体２２に引き戻す電位（清掃電位）である
−２００Ｖを印加する。

【００６３】例えば図２においてゲート２９−１とゲー
ト２９−２に対してトナー２１を飛翔させてドットを形
成させる場合は以下のような電位制御となる。帯状電極
２７ｂ−２と帯状電極２７ｂ−５及び帯状電極２７ａ−
１に１５０Ｖを印加し、同時に帯状電極２７ａ−２には
上記のとおり−７５Ｖ、帯状電極２７ｂ−２と帯状電極
２７ｂ−５以外の帯状電極２７ｂにも上記のとおり−７
５Ｖを印加し、帯状電極２７ａ−３と帯状電極２７ａ−
４は−２００Ｖを印加してゲート２９−１にトナー２１
を飛翔させてドットを形成する。

【００６４】次にゲート２９−２にトナー２１を飛翔さ
せる場合は帯状電極２７ａ−２に１５０Ｖを印加し、帯
状電極２７ａ−１と帯状電極２７ａ−３に−７５Ｖを印
加するとゲート２９−２にトナー２１の飛翔が与えられ
てドットが形成される。

【００６５】此の様子を図４に示す。上記の従来技術に
代表される画像形成装置では、印字動作中に於ては通常
トナー２１にゲート２９の通過を与える電位とゲート２
９の通過を与えない電位の２つのどちらかを画像情報に
応じて制御電極２６に印加する。此の場合トナー２１に
上記ゲート２９の通過を与えない電位は一つの電位状態
であるのが普通である。

【００６６】このような場合は通常トナー２１が十分制
御電極２６から取り除かれる電位が印加できるとは限ら
ない。上記ゲート２９の任意の一つにトナー２１にゲー
ト２９の通過を与えてドットを形成し、該ゲート２９に
隣接したゲート２９にはトナー２１に上記ゲート２９の
通過を与えない電位（清掃電位）を印加してドット形成
を行わない場合、トナー２１が飛翔すべきゲート２９が
上記隣接したゲート２９に印加された清掃電位の影響を
受けて十分なトナー２１飛翔が得られなくなる場合を生
じる。

【００６７】上記実施例において例えば上述のように
（任意のｎに対して）ゲート２９−ｎに１５０Ｖを印加
した場合は隣接したゲート２９−ｎ−１やゲート２９−
ｎ＋１に清掃電位である−２００Ｖを印加するとゲート
２９−ｎは所望のトナー２１の飛翔が得られなくなる。
例えば隣接したゲート２９−ｎ又は２９−ｎ＋１に−７
５Ｖを印加した場合の帯状電極電位とゲート２９−ｎを
飛翔するトナー量と隣接したゲート２９に−２００Ｖを
印加した場合のトナー飛翔量の変化を図３に示す。実線
がトナー２１を飛翔させようとするゲート２９に隣接し
たゲート２９に−７５Ｖを印加した場合で、波線が−２
００Ｖを印加した場合である。

【００６８】このように−２００Ｖを印加した場合は、
トナー２１を飛翔させたいゲート２９に印加する電位が
同じならば、隣接するゲート２９に印加する−７５Ｖを
印加した場合よりもゲート２９を飛翔するトナー２１量
が減少していることがわかる。此のためにトナー２１が
飛翔すべきゲート２９の隣接したゲート２９に上記清掃
電位が印加されていると飛翔するトナー２１量が減少し
て、画像の周辺部等ではドットの濃度が低下してにじみ
が多くコントラストのないぼやけた画像となる。

【００６９】このような不具合を解消するためにはトナ
ー２１に通過を与えてドットを形成するゲート２９の隣
接したゲート２９に清掃電位を印加した場合にはトナー
２１にゲート２９の通過を与える電位を大きくすること
が容易に考えられる。しかしこれは制御電極２６に印加
する電位を切り替える切り換え手段例えばトランジスタ
の耐圧と電源出力が更に大きくなりコストアップを容易
に招来する他に、回路に流れる電流が増大し発熱が問題
となって回路を冷却する冷却手段のために部品点数の増
加と装置の大型化・コストアップは避けられない。さら
にトナー２１にゲート２９の通過を与える電位を大きく
すると、該電位によって隣接するゲート２９に与えられ
る清掃電位の効果が弱められ十分な清掃効果が得られな
くなるといった逆の問題を新たに生じる。

【００７０】従ってトナーにゲート２９の通過を与えな
い電位として印字中に印加する電位が一つだけであれ
ば、印字を十分に行うために清掃電位を抑えざるをえ
ず、印字中の清掃効果が十分得られなかった。此の状態
では用紙５全体の画像データの印字においてはゲート２
９を通過してトナー２１の飛翔が繰り返されるため、ゲ
ート２９の内部または周辺にトナー２１が徐々に付着
し、ゲート２９の内部の又は周辺のトナー２１付着状態
が用紙５の後端に近いほどひどくなり、用紙５の後端に
近くなるほどトナー２１がゲート２９を通過しにくくな
る現象が発生していた。

【００７１】従って用紙５の先端におけるゲート２９の
トナー２１通過量と後端におけるトナー２１通過量の違
いが生じ、用紙５後端ではゲート２９を通過するトナー
２１量が減少し、用紙５上に形成されるドットの状態が
変化する事態が発生していた。

【００７２】此の場合は図５に示すようにドットは用紙
５の後端に近づくほど濃度が低下して、ドット径が小さ
くなる他に所望のドット形状を得ることが困難となる。
図５はトナーにゲート２９の通過を与えない電位として
−７５Ｖだけを隣接した帯状電極２７ａ，２７ｂに印加
してドットの連続印字を行った場合のドット径の変化を
用紙５先端部のドット径で規格化して表している。従っ
て得られる画像も濃度が低下してコントラストのないぼ
やけた画像となる。

【００７３】此のような場合はハーフトーンの再現が用
紙５の後端で不可能となりカラー画像の場合は色再現が
困難となるばかりでなくハーフトーンと色再現の状態が
用紙５先端と後端で異なる異常な事態を招く。

【００７４】用紙５上に形成されるドット状態は用紙５
の後端に近くなるほど劣化して画像品位が低下する。此
の理由はトナー２１の飛翔経路が変化するためである。

【００７５】トナー２１の飛翔経路が変化する理由の一
つはゲート２９の内部をトナー２１が通過する時に、ゲ
ート２９の内部に付着したトナー２１によってゲート２
９の内径が狭くなり、付着したトナー２１との接触など
によってその飛翔経路が物理的に変化するためで、用紙
５へトナー２１が到達した場合の到達点の予測と制御が
不可能となる。トナー２１の飛翔経路の変化はもう一つ
の理由がある。ゲート２９内部に付着したトナー２１は
自らの持つ電荷によって電位を持つので制御電極２６の
見かけの電位、即ちトナー担持体２２上に担持されたト
ナー２１または飛翔しているトナー２１からみた制御電
極２６の電位が変化して所望の電界がトナー２１に付与
されずトナー担持体２２からトナー２１の飛翔が起こら
ない又は仮に飛翔が起こった場合でもゲート２９近傍の
等電位面の形状が所望の形状ではなくなり、適正な飛翔
経路が得られなくなる。此の場合も用紙５に到達するト
ナー２１の到達点の予測と制御が不可能となる。

【００７６】トナー２１の用紙５表面への到達を制御で
きなくなるとトナー２１は形成すべきドットの領域に到
達するとは限らずドット以外の領域に到達する場合があ
る。これらのトナー２１は具体的には飛散トナーまたは
カブリトナーとなってドットの飛散とカブリが増大し、
直接画像の劣化を引き起こす。此の場合ドットは上述の
とおり、濃度が低下しているので飛散やカブリによる画
像劣化が極端に現れ、飛散とカブリが多くニジミのひど
いコントラストのないぼやけたドットなる。

【００７７】また、上記のようにゲート２９に付着した
トナー２１の電位によって飛翔制御が困難になってトナ
ー２１の飛翔そのものが電気的に不可能な場合や付着し
たトナー２１によってゲート２９が目詰まりし、物理的
に飛翔が困難な場合はドットが形成できず画像欠落や白
筋が生じる最悪の事態を来たす。

【００７８】また、上記従来技術に代表される画像形成
装置に於ては上記のようにゲート２９の清掃が印字動作
中には不十分にしか行われないので紙間で制御電極２６
とトナー担持体２２間にトナー２１をトナー担持体２２
方向に引き戻す方向に高電界を与えて制御電極２６の付
着トナーを除去している。しかし付着したトナーは時間
が経過するに従って除去が困難となるので特に低速機に
於ては完全に付着トナーの除去が困難で、エアーを吹き
付けたり、ブラシを摩擦させるなどの清掃手段を別途配
置して強制的に付着トナーを除去していた。

【００７９】従ってこれらの清掃手段による部品点数の
増加と装置の大型化・コストアップは避けられない上
に、制御電極２６は非常に薄く破損しやすいので該清掃
手段によって制御電極２６が傷付けられる、もしくは制
御電極２６の位置が微妙に変化して印字が困難になる場
合があった。

【００８０】本実施例では上記のようにトナー２１がゲ
ート２９を通過する電位を印加している帯状電極２７に
隣接したゲート２９の帯状電極にはトナー２１をトナー
担持体２２に引き戻す非常に高い清掃電位を印加しない
のでトナー２１を飛翔させるゲート２９に清掃電位が影
響を与えない。

【００８１】また、トナー２１が飛翔通過するゲート２
９に隣接しないゲート２９には上記の清掃電位を印加す
るので印字中も安定したゲート２９の清掃効果が得られ
ると同時にゲート２９に付着したトナー２１の除去をた
だちに行えるので清掃効果を最大限に得られ、上記のよ
うな清掃手段が不要となり部品点数の増加と装置の大型
化・コストアップが避けられる。

【００８２】さらに用紙５全体にわたって所望のドット
と適切なハーフトーンの再現がえられ良好の画像形成が
可能となる。

【００８３】また、本実施例ではトナー２１を通過させ
るゲート２９の隣のゲート２９には強い清掃電位（上記
実施例では−２００Ｖ）を印加せず弱い清掃電位（上記
実施例では−１１０Ｖ）を印加し、トナーを印加するゲ
ート２９から一つ隔てたゲート２９には強い清掃電位
（−２００Ｖ）を印加している。清掃電位を印加するの
は、トナー２１を飛翔させるゲート２９からどの程度の
間隔が必要なのかはトナー担持体２２上に担持されたト
ナー２１に作用する電界の数値シュミレーションおよび
実験によって求める。

【００８４】これらをまとめたものを図８に示す。便宜
上トナー２１を通過させるゲート２９をゲート２９−ｍ
として、隣接したゲート２９をゲート２９−ｍ−１また
は２９−ｍ＋１とし、さらにその隣をゲート２９−ｍ−
２、ゲート２９−ｍ＋２としている。加える清掃電位と
して上記の−７５Ｖと−２００Ｖを使用しており、−７
５Ｖの場合は弱、−２００Ｖの場合は強としている。ゲ
ート２９−ｍに印字電位の１５０Ｖを印加し、隣接する
ゲート２９に図７のような電位の組み合わせに従って清
掃電位を印加した場合のトナー担持体２２の表面のゲー
ト２９−ｍに対向して存在するトナー２１が得る電界を
数値シュミレーションによって計算し、該トナー２１が
良好な画像形成に必要な飛翔電界を得られる場合には
○、飛翔が可能ではあるが十分ではない場合には△、飛
翔が困難な場合には×で表している。同様に同じ条件で
印字実験を行った場合の印字結果を併記している。

【００８５】上記実施例では制御電極２６にマトリック
ス制御によるマトリックス電極を使用している。マトリ
ックス電極はゲート２９の一つ一つを単独で制御する場
合に比較して電極に印加する電位を切り替えるＦＥＴの
数を格段に少なくできる。

【００８６】上記のようなＡ４幅に対して３００ＤＰＩ
の解像度の印字を行う場合はゲート２９の数は上記のよ
うに２５６０個が必要となるので使用するトランジスタ
の数も２５６０個が必要となる。

【００８７】本実施例の様な４×６４０のマトリックス
電極を使用した場合は使用する電位切り換え手段の数は
６４４個となり、大幅な部品点数の削減と装置の小型化
・コストダウンが可能となる。

【００８８】本発明の様な３つの電位を切り替える様な
制御では切り換え手段が非常に複雑で高価なものとなる
ので上記のような電位切り換え手段の削減は更に大幅な
部品点数の削減と装置の小型化・コストダウンが可能と
なる。

【００８９】しかも上記の実施例のように清掃電位を印
加する電極に上記帯状電極２７ａを選んでいるので３つ
の電位を切り替える切り換え手段は４つでよく残りの６
４０個の電位切り換え手段は簡単な公知のトランジスタ
回路が使用できるので更に大幅な部品点数の削減と装置
の小型化・コストダウンが可能となる。

【００９０】更に上記実施例では制御電極２６のトナー
担持体２２側に帯状電極２７を配置しているので上記清
掃電位による効果が更に有効となる。

【００９１】帯状電極２７ｂに即ちトナー担持体２２側
の電極群に対して清掃電位を印加すると帯状電極２７ｂ
とトナー担持体２２間にトナー２１をトナー担持体２２
方向に引き戻す方向の電界が付与されるが、帯状電極２
７ｂより対向電極２５側についてはトナー２１がトナー
担持体２２に方向に引き戻す方向の電気力は作用しな
い。従って上記ゲート２９の内部に付着したトナー２１
に対しては該付着トナー２１をトナー担持体２２に引き
戻す方向の力は作用せず、ゲート２９内部の帯状極２７
ｂより対向電極２５側に付着したトナー２１は除去が困
難となる。

【００９２】本実施例においては清掃電位を上記のトナ
ー担持体２２側の帯状電極２７ｂではなく対向電極２５
側の帯状電極２７ａに印加した場合はゲート２９内部に
付着したトナー２１にトナー担持体２２側に向く電気力
を作用できるのでゲート２９内部に付着したトナー２１
の除去が可能となる。

【００９３】さらに上記帯状電極２７ａ，２７ｂの開口
部径をそれぞれｄ１，ｄ２とすると上述の通りｄ１＝２
２０μｍ，ｄ２＝１６０μｍであるので上記実施例では
ｄ１＞ｄ２となっている。すなわち、帯状電極２７ａ，
２７ｂの形状は図９のようになっている。

【００９４】もし、帯状電極２７ａ，２７ｂの開口部ｄ
１，ｄ２がｄ１＝ｄ２であれば、帯状電極２７ａに清掃
電位を印加してもゲート２９内部にはトナー２１をトナ
ー担持体２２方向に移動させるような電界が付与されに
くく、ゲート２９内部に付着したトナー２１の除去効果
は十分には得られない。さらにｄ１＜ｄ２の場合には帯
状電極２７ａに清掃電位を印加してもゲート２９内部に
はトナー２１をトナー担持体２２方向に移動させるよう
な電界が付与されず、ゲート２９内部に付着したトナー
２１の除去は困難となる。電位の印加によってゲート２
９内部に付着したトナー２１の除去が困難となると電気
的なトナー２１の除去が困難となってエアフロー・ブラ
シなどの清掃手段を必要とし、不具合を招来する。

【００９５】本実施例では上記のように帯状電極２７
ａ，２７ｂの開口部径をｄ１＞ｄ２としているので、ゲ
ート２９内部においてトナー２１をトナー担持体２２方
向に移動可能な電界を形成でき、トナー２１をトナー担
持体２２方向に移動させる電界がより効果的にゲート２
９内部の付着トナー２１に付与され、ゲート２９の付着
トナー２１の除去がより効果的に行える。

【００９６】上記の実施例ではモノクロの画像形成装置
を例に説明したが、本発明はカラーの画像形成装置とし
た場合は更にその効果が得られる。例えば複数のトナー
供給部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・と印刷部３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ・・・を備えた画像形成部１ａ，１ｂ，
１ｃ，１ｄ・・・を配して、それぞれのトナー供給部２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・にカラートナー、例えば図
７のようにイエロー，マゼンダ，シアン，ブラックを使
用したカラー画像形成装置を形成してもよい。

【００９７】図７ではイエロー，マゼンダ，シアン，ブ
ラックにそれぞれ対応し、本発明を施した画像形成部１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを配置しておりそれぞれカラーの
画像データに基づいてカラー画像形成が行われる．その
他の構成要素は図１と同じ構成としてもよい。カラー画
像形成装置の場合において上記の不具合が発生した場合
は上記の通りドットの形状が悪化するのみならずトナー
の飛翔状態が制御不能となり所望の色再現が得られなく
なる他に用紙５の先端と後端で色の再現状態が変化する
などの新たな問題を引き起こすが、本発明によれば上記
の不具合が一切発生せず、所望の色再現と良好なカラー
画像形成が得られる。

【００９８】尚、本実施例においては、顕像剤がトナー
である場合を例に挙げて説明したが、顕像剤はインク等
であってもよい。

【００９９】さらに、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・効果を秦することができる。

【０１００】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。

【０１０１】

【発明の効果】請求項１から６記載の発明によれば、以
上のように、トナーがゲートを通過しない複数の電位を
印加可能にし、該複数の電位の一つにトナーがトナー担
持体方向に引き戻される清掃電位を供給するので制御電
極の清掃が可能となる上に、トナーが通過する電位を印
加しているゲートに隣接したゲートには該清掃電極を印
加しないので該トナーが通過すべきゲートには該清掃電
位の影響が及ばない。従って清掃電位の影響のない良好
な画像を形成できる。

【０１０２】さらに上記構成では清掃電位に対応してト
ナーがゲートを通過する電位を高くする必要がない。

【０１０３】また、制御電極とゲートを印字動作中に清
掃できるので用紙の先端から後端まで全領域に於て一定
した良好の画像を形成できる。同時に常に制御電極ゲー
トの清掃が可能で目詰まりを防止できる。更にマトリッ
クス制御による制御電極を使用しているので必要な電位
切り換え手段の数を削減でき、大幅な部品点数の削減と
装置の小型化とコストダウンが可能となる。

【０１０４】請求項４記載の発明によれば絶縁性基盤の
トナー担持体側に配置した電極に対して清掃電位を印加
するので清掃電位の効果をさらに高めることができる。

【０１０５】請求項５記載の発明によれば電極数の少な
いほうの電極群に対して清掃電位を印加するように制御
するので複雑な電位の切り換え手段の数を更に削減でき
る。

【０１０６】請求項６記載の発明によれば絶縁性基盤の
トナー担持体側に配置した電極群が有する電極数が対向
電極側の電極群の電極数より少なく、清掃電位はトナー
担持体側の電極群に印加さるので最小限のコストで最大
限の効果を得ることができる。

【０１０７】請求項７記載の発明によれば、カラーの画
像形成装置においても清掃電位を印加した場合に上記の
同等の効果即ち印字動作中に制御電極の清掃を画像劣化
を与えずに行うと同時に各カラーの混色を防止すること
が可能となる。

【０１０８】以上のように本発明の画像形成装置はマト
リックス制御による制御電極を使用した画像形成装置に
於て、印字動作中に印字に品位に影響を与えることなし
に制御電極の清掃を行うことにより、画像の後端で画像
品位が劣化しない良好の画像形成が可能となるうえに制
御電極のゲートの目詰まりを大幅な部品点数の増加と装
置の大型化・コストアップを避けながら防止することが
可能となる。

【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の全体
構成を示す概略の説明図である。

【図２】上記画像形成装置が備える制御電極の要部の構
成を示す正面図である。

【図３】隣接したゲート電位による帯状電極電位とトナ
ー飛翔量の関係を説明図である。

【図４】制御電極に印加する電位を説明する説明図であ
る。

【図５】トナーにゲートの通過を与えない電位として−
７５Ｖだけを印加した場合に連続印字を行った場合のド
ット径の変化を説明する説明図である。

【図６】印字動作開始時の動作を説明する説明図であ
る。

【図７】カラーの画像形成装置について説明する説明図
である。

【図８】清掃電位と電位組み合わせとによる電界強度と
印字結果との説明図である。

【図９】帯状電極の形状を表す図である。

【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（記録媒体） ６ ピックアップローラー ７ ガイド ８ 帯電ブラシ １０ 給紙装置 １１ 定着部 １２ 加熱ローラー １３ ヒーター １４ 加圧ローラー １５ 温度センサー １６ 支持部材 １７ 除電電源 １８ 帯電電源 １９ クリーニングブレード ２１ トナー（顕像剤） ２２ トナー担持体（担持体） ２３ ドクターブレード ２４ 誘電体ベルト ２５ 対向電極 ２６ 制御電極 ２７ 帯状電極 ２７ａ リング状行電極 ２７ｂ リング状列電極 ２８ 除電ブラシ ２９ ゲート ３０ 高圧電源部（制御手段） ３１ 制御電源部（制御手段） ８０ 温度制御手段 ８１ 制御電源の１チャンネル ８３ 抵抗 ８４ 電源 ８５ 電源 ８６ 画像信号制御回路 ８８ ＦＥＴ ８９ ＦＥＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 好延 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顕像剤を担持する担持体と、該担持体の
   表面に速度をあたえる駆動手段と該担持体に対向配置さ
   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、顕像剤の通過部となる複数個のゲートを有し、上
   記複数のゲートの周囲に設けられ、印加される電位に基
   づいてお互いに対応する開口部を介して顕像剤の記録媒
   体への飛翔をそれぞれ選択的に制御する複数の電極から
   なる第一及び第二電極群を含む制御電極と、上記第一及
   び第二電極群の対応する電極に所定の電位を印加する制
   御手段と、上記の制御手段によって上記第一及び第二電
   極群の対応する電極に所定の電位を印加することにより
   顕像剤の上記ゲートの通過を制御して上記録媒体表面に
   画像を形成する画像形成装置において、 上記制御手段は、上記制御電極のゲートを上記顕像剤が
   通過する状態を与える第一の電位と、上記制御電極のゲ
   ートを上記顕像剤が通過しない状態を与える複数の電位
   を含む第二の電位状態を画像データに応じて上記制御電
   極に印加すると共に 、上記第二の電位状態は少なくと
   も二つ以上の電位を含み、上記制御電極に選択的に付与
   されることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記制御手段は、上記制御電極のゲート
   を上記顕像剤が通過する状態を与える第一の電位と、上
   記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過しない状態を与
   える複数の電位を含む第二の電位を画像データに応じて
   上記制御電極に印加すると共に、上記第二の電位状態の
   一つとして、上記制御電極に存在する上記顕像剤が少な
   くとも上記担持体方向に移動しうるような第三の電位を
   含む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】 上記制御手段は、上記制御電極のゲート
   を上記顕像剤が通過する状態を与える第一の電位と、上
   記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過しない状態を与
   える複数の電位を含む第二の電位状態を画像データに応
   じて上記制御電極に印加すると共に、上記第二の電位状
   態の一つとして、上記制御電極に存在する上記顕像剤が
   少なくとも上記担持体方向に移動しうるような第三の電
   位を上記制御電極に選択的に付与可能であって、任意の
   上記ゲートに上記第一の電位を印加している場合、少な
   くとも該ゲートに隣接したゲートには上記第三の電位を
   印加しないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 上記制御手段は、上記制御電極のゲート
   を上記顕像剤が通過する状態を与える第一の電位と、上
   記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過しない状態を与
   える複数の電位を含む第二の電位状態を画像データに応
   じて上記制御電極に印加すると共に、上記第二の電位状
   態の一つとして、上記制御電極に存在する上記顕像剤が
   少なくとも上記担持体方向に移動しうるような第三の電
   位を上記制御電極の上記担持体側に配置された電極群に
   対して選択的に付与可能であって、任意の上記ゲートに
   上記第一の電位を印加している場合、少なくとも該ゲー
   トに隣接したゲートには上記第三の電位を印加しないこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記制御手段は、上記制御電極のゲート
   を上記顕像剤が通過する状態を与える第一の電位と、上
   記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過しない状態を与
   える複数の電位を含む第二の電位状態を画像データに応
   じて上記制御電極に印加すると共に、上記第二の電位状
   態の一つとして、上記制御電極に存在する上記顕像剤が
   少なくとも上記担持体方向に移動しうるような第三の電
   位を上記第一・第二電極群のうち、電極数の少ないほう
   の電極群に対して選択的に付与可能であって、任意の上
   記ゲートに上記第一の電位を印加している場合、少なく
   とも該ゲートに隣接したゲートには上記第三の電位を印
   加しないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 顕像剤を担持する担持体と、該担持体の
   表面に速度をあたえる駆動手段と該担持体に対向配置さ
   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、顕像剤の通過部となる複数個のゲートを有し、上
   記複数のゲートの周囲に設けられ、印加される電位に基
   づいてお互いに対応する開口部を介して顕像剤の記録媒
   体への飛翔をそれぞれ選択的に制御する複数の電極から
   なる電極群であって、上記担持体側及び対向電極側にそ
   れぞれ配置された第一及び第二電極群を含む制御電極
   と、上記第一及び第二電極群の対応する電極に所定の電
   位を印加する制御手段と、上記の制御手段によって上記
   第一及び第二電極群の対応する電極に所定の電位を印加
   することにより顕像剤の上記ゲートの通過を制御して上
   記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置において、 上記第一・第二電極群が有する電極数ｎ１，ｎ２はｎ１
   ≦ｎ２であると共に、該第一電極群が上記担持体側に配
   置されており、上記制御手段は、上記制御電極のゲート
   を上記顕像剤が通過する状態を与える第一の電位と、上
   記制御電極のゲートを上記顕像剤が通過しない状態を与
   える複数の電位を含む第二の電位状態を画像データに応
   じて上記制御電極に印加すると共に、上記第二の電位状
   態の一つとして、上記制御電極に存在する上記顕像剤が
   少なくとも上記担持体方向に移動しうるような第三の電
   位を第一電極群に対して選択的に付与可能であって、任
   意の上記ゲートに上記第一の電位を印加している場合、
   少なくとも該ゲートに隣接したゲートには上記第三の電
   位を印加しないことを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 複数のカラーの顕像剤を担持する複数の
   担持体と、該担持体の表面に速度をあたえる駆動手段と
   該担持体に対向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、顕像剤の通過部となる複数
   個のゲートを有し、上記複数のゲートの周囲に設けら
   れ、印加される電位に基づいてお互いに対応する開口部
   を介して顕像剤の記録媒体への飛翔をそれぞれ選択的に
   制御する複数の電極からなる第一及び第二電極群を含む
   制御電極と、上記第一及び第二電極群の対応する電極に
   所定の電位を印加する制御手段と、上記の制御手段によ
   って上記第一及び第二電極群の対応する電極に所定の電
   位を印加することにより顕像剤の上記ゲートの通過を制
   御して上記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置に
   おいて、 上記制御手段及び制御電極が、上記請求項１から６の制
   御手段及び制御電極であることを特徴とする画像形成装
   置。