JPH09300686A

JPH09300686A - 粉体画像形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH09300686A
Application number: JP28341296A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Tokumasu; 貴彦徳増; Toshio Sakai; 捷夫酒井; Osamu Endo; 理遠藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】直接記録方式を用いる粉体画像記録方法及び
装置において、画像形成を行うトナーのみを選択的に飛
翔させる。【解決手段】シールド電極５３とトナー担持体６ａを
接地し、孔５４真下以外の部分に、トナーが飛翔しない
ような電界を与える。また、画像形成時には飛翔するト
ナー群の面積が孔５４よりも広くならないような電圧、
例えば１８０Ｖを画像電極５１に与える。

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粉体画像形成方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体画像形成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
画像形成方式が知られている。この画像形成方式は、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】上記画像形成方式については多くの改良、
変形例が提案されている。例えば、特公昭４４−２６３
３３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という不具合もあ
る。

【０００５】一方、例えば、特開昭５８−４４４５６又
は特公平６−４７２９８号公報には、導電性トナーを用
いた技術が開示されている。例えば特公平６−４７２９
８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、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。

【０００６】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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よれば、帯電してトナー担持体から飛翔したトナーが制
御電極に付着すると、逆極性の電荷が注入されて上記ト
ナー担持体に向けて飛翔（以下、逆飛翔という。）し、
飛翔、逆飛翔を繰り返す。このため、開口部が詰まって
しまったり、トナーが開口部から飛び出して背面電極や
制御電極に付着して異常画像の原因となったりしてしま
う。これを防止するためにクリーニング工程が必要とな
り、プリント速度が低下してしまうという問題点があっ
た。

【０００８】また、飛翔、逆飛翔を繰り返すトナーが流
出して装置内を汚さないようにシールドを設ける必要が
あり、その分装置が大きく、コスト高になるという問題
点もあった。また、トナーに電荷注入が繰り返しされる
と、何らかの原因でトナー中のエネルギー準位が低い部
分に電子が深くトラップされてしまい、トナーがどちら
かの極性に帯電し静電的な付着力が強くなって飛翔しな
くなったり、トナー担持体又は制御電極に衝突を繰り返
すうちに破砕されて微粉化し、導電性を失って飛翔でき
なくなったりしてしまうという問題点もあった。

【０００９】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、画像形成を行うトナ
ーのみを選択的に飛翔させる粉体画像形成方法又は装置
を提供することである。

【００１０】

【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粉体画像形成方法において、上
記対向電極と上記制御電極部とに画像形成のための電圧
を印加する時でも、上記微小開口部を通過するトナー以
外のトナーが上記トナー担持体から飛翔しないような電
界を該トナーに与えることを特徴とするものである。

【００１１】この粉体画像形成方法においては、上記微
小開口部を通過するトナー以外のトナーに対して所定の
電界を与え、上記対向電極と上記制御電極部とに画像形
成のための電圧を印加する時でも、該トナーが上記トナ
ー担持体から飛翔しなようにする。

【００１２】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粉体画像形成装置にお
いて、上記制御電極部への画像形成時の電圧印加により
飛翔させる領域外のトナーに、上記対向電極の印加電圧
及び画像形成時の上記制御電極部への印加電圧により及
ぼされる電界を、シールドするためのシールド電極を設
けたことを特徴とするものである。

【００１３】この粉体画像形成装置においては、上記制
御電極部への画像形成時の電圧印加により飛翔させる領
域外のトナーに、上記対向電極に印加する電圧及び画像
形成時に上記制御電極部に印加する電圧により及ぼされ
る電界を、上記シールド電極によりシールドする。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２の粉体画像形
成装置において、上記トナー担持体からトナーが飛翔す
るトナー飛翔領域に対応する領域であって、かつ、上記
複数の微小開口部にそれぞれ対応する部分以外の全領域
を導電性物質又は半導体物質で形成し、かつ、上記部分
に複数の微小開口部を設けて上記シールド電極を構成
し、該シールド電極を、該シールド電極以外に上記対向
電極と上記トナー担持体との間に設けた導電性物質又は
半導体物質で形成した電極のいずれよりもトナー担持体
に近い側で該トナー担持体に対向するように設けたこと
を特徴とするものである。

【００１５】この粉体画像形成装置においては、上記シ
ールド電極に所定の電圧を印加して、トナー担持体上の
該シールド電極に対応する部分、すなわち、トナー担持
体上のトナー飛翔領域であって、かつ、上記複数の微小
開口部にそれぞれ対応する部分以外の全領域のトナー
に、上記対向電極及び該対向電極と該シールド電極との
間に設けた導電性物質又は半導体物質で形成した電極、
例えば制御電極部に印加する電圧により形成される電界
とは異なった電界を与えることができる。

【００１６】請求項４の発明は、請求項２の粉体画像形
成装置において、上記トナー飛翔制御部材を、上記複数
の微小開口部を構成する複数の微小孔部を備え、かつ、
導電性物質又は半導体物質により構成された複数の導電
層と、該複数の導電層を互いに絶縁させる絶縁層とによ
り構成し、上記複数の導電層のうちの最も上記トナー担
持体側に近い側の層以外の層の、上記微小開口部それぞ
れの周囲の部分により上記制御電極部を構成し、上記複
数の導電層のうちの最も上記トナー担持体側に近い側の
層を、上記トナー担持体からトナーが飛翔するトナー飛
翔領域に対応する領域であって、かつ、上記微小開口部
以外の領域の全面に形成し、該層により上記シールド電
極を構成したことを特徴とするものである。

【００１７】この粉体画像形成装置においては、上記シ
ールド電極に所定の電圧を印加して、トナー担持体上の
該シールド電極に対応する部分、すなわち、トナー担持
体上のトナー飛翔領域であって、かつ、上記複数の微小
開口部にそれぞれ対応する部分以外の全領域のトナー
に、上記対向電極及び上記制御電極部に印加する電圧に
より形成される電界とは異なった電界を与えることがで
きる。また、制御電極部と上記シールド電極とが一体化
された構成になっていることで、該制御電極部とシール
ド電極との間に空間がなく、この部分で例えば未帯電ト
ナーや逆帯電トナーが浮遊することがない。

【００１８】請求項５の発明は、請求項２、３、又は、
４の粉体画像形成装置において、上記シールド電極の上
記トナー担持体に対向する面を、上記トナー飛翔領域に
対応する領域よりも広くなるように構成したことを特徴
とするものである。

【００１９】この粉体画像形成装置においては、上記ト
ナー担持体上の、上記シールド電極に対応する部分が上
記トナー飛翔領域よりも広くなるので、上記対向電極の
印加電圧又は制御電極部への印加電圧による電界が上記
シールド電極の外側を廻り込みにくくなる。

【００２０】請求項６の発明は、請求項２、３、４、又
は、５の粉体画像形成装置において、上記制御電極部に
印加する画像形成時の電圧により飛翔させる領域外のト
ナーに、該トナーが飛翔しない範囲の電界を与え得るよ
うな電圧を上記シールド電極に印加する電圧印加手段を
設けたことを特徴とするものである。

【００２１】この粉体画像形成装置においては、上記シ
ールド電極への電圧印加により、上記制御電極部に印加
する画像形成時の電圧により飛翔させる領域外のトナー
に所定の電界を与え、該トナーを飛翔させない。

【００２２】請求項７の発明は、請求項６の粉体画像形
成装置において、上記制御電極部への画像形成時の電圧
印加により飛翔させる領域外のトナーに、該トナーが飛
翔しない電界を与え得るような電圧を上記シールド電極
に印加した状態で、上記制御電極部への画像形成時の電
圧印加によりトナー担持体から飛翔して上記微小開口部
に到達するトナー群の直径が、前記微小開口部の直径よ
りも小さくなるように、画像形成時の上記対向電極及び
上記制御電極部への印加電圧を設定したことを特徴とす
るものである。

【００２３】この粉体画像形成装置においては、上記制
御電極部への画像形成時の電圧印加で飛翔させる領域外
のトナーは、上記シールド電極に印加した電圧に基づく
電界により飛翔せず、しかも、上記対向電極及び上記制
御電極部に画像形成時に印加する電圧により飛翔して上
記微小開口部に到達するトナー群の直径が、前記微小開
口部の直径よりも小さくなる。

【００２４】請求項８の発明は、請求項２、３、４、
５、６、又は、７の粉体画像形成装置において、上記複
数の微小開口部を構成する微小孔部が形成された複数の
画像電極と、上記複数の微小開口部を構成する微小孔部
が形成された複数の時分割電極とを、該複数の時分割電
極が複数の画像電極よりも上記トナー担持体側又は上記
対向電極側に位置し、かつ、各時分割電極の複数の微小
孔部が互いに異なるいずれか一つの画像電極のいずれか
一つの微小孔部に対向するように配設して、互いに対向
する画像電極の微小孔部と時分割電極の微小孔部それぞ
れの周囲の画像電極部分及び時分割電極部分により上記
制御電極部を構成し、上記画像信号に応じて、複数の画
像電極それぞれに互いに異なる第一電圧及び第二電圧を
選択的に印加するとともに複数の時分割電極それぞれに
互いに異なる第三電圧及び第四電圧を選択的に印加する
電圧印加手段を設け、画像電極及び時分割電極の微小孔
部周囲部分の電圧の組み合わせである、第一電圧と第三
電圧との組み合わせ、第一電圧と第四電圧との組み合わ
せ、第二電圧と第三電圧との組み合わせ、及び、第二電
圧と第四電圧との組み合わせのうち、一つの組み合わせ
については、対応する上記微小開口部を介して上記対向
電極側へのトナーの移行が生じ、他の３つの組み合わせ
については、対応する上記微小開口部を介して上記対向
電極側へのトナーの移行が生じないように、上記第一乃
至第四の電圧を設定したことを特徴とするものである。（以下、余白）

【００２５】ここで、この粉体画像形成装置には、上記
トナー飛翔制御部材と上記対向電極との間で所定方向に
記録部材を搬送する搬送手段を設け、上記複数の時分割
電極を、該搬送手段による記録部材搬送方向と交差させ
て該搬送方向に並べて配置することが望ましい。

【００２６】この粉体画像形成装置においては、たとえ
ば上記第一電圧と第三電圧との組み合わせについて、対
応する上記微小開口部を介して上記対向電極側へのトナ
ーの移行が生じるように上記第一乃至第四の電圧を設定
した場合、上記第三電圧を、印加対象を逐次切り替えな
がら、複数の時分割電極のうちいずれか一つに印加し、
かつ、該第三電圧の印加対象でない時分割電極には上記
第四電圧を印加する。これと同時に、上記複数の画像電
極には、該第三電圧が印加されている時分割電極の微小
孔に対向する画像電極の微小孔についての上記画像信号
に応じて上記第一電圧又は上記第二電圧を印加する。す
なわち、該画像電極の微小孔を介して上記対向電極側へ
トナーを移行させるときは、その画像電極に第一電圧を
印加し、同移行をさせないときは、その画像電極に第二
電圧を印加する。この電圧印加により、複数の画像電極
それぞれの複数の微小孔のうち上記第三電圧が印加され
ている時分割電極の微小孔に対向するものについて、こ
れを介して上記対向電極側へトナーを移行させるか否か
を制御する。このとき、各画像電極の他の微小孔は、第
四電圧が印加されている時分割電極に対向しているた
め、画像電極の印加電圧が第一電圧か第二電圧かにかか
わらず、これを介しての上記対向電極側へのトナー移行
は生じない。

【００２７】請求項９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粉体画像形成方法にお
いて、上記トナー飛翔制御部材の対向電極側の表面に絶
縁層を設けたことを特徴とするものである。

【００２８】この画像形成装置においては、上記トナー
飛翔制御部材の対向電極側の表面に絶縁層を設けたの
で、例えば、記録部材の搬送不良が起きた場合でも該記
録部材と上記トナー飛翔制御部材の有する制御電極部と
が接触することがない。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を粉体画像形成装置
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、トナー飛翔制御部材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、このトナー飛翔制御部材５の上を水平に送られ
る間に該トナー飛翔制御部材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、トナー飛翔
制御部材５が有する制御電極部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。なお、図中符
号４１は、上記ベルト状対向電極をガイドするガイド部
材である。

【００３０】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。

【００３１】記録紙１０に付着した導電性トナーは、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

【００３２】図２は、同プリンタの１色の、上記対向電
極４と上記トナー飛翔制御部材５と上記トナー容器６中
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。上記トナー飛翔制御部材５は、トナー担持体
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。図示の例においては、画
像信号に応じて電圧が印加される画像電極５１と後に詳
述するシールド電極５３とが絶縁層を挟んで一体化さ
れ、導電層、絶縁層、導電層の３層構造のトナー飛翔制
御部材５を構成している。該トナー飛翔制御部材５は、
例えば、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所定の径の孔
５４を所定のピッチで設けて形成することができる。そ
して、対向電極４側の上記銅箔を上記画像電極５１と
し、トナー担持体６ａ側の上記銅箔を、上記シールド電
極５３とする。このように、該シールド電極５３は、該
シールド電極５３以外に上記対向電極４と上記トナー担
持体６ａとの間に設けられている導電性物質で形成した
部材、すなわち画像電極５１よりもトナー担持体６ａに
近い側に設けるのが望ましい。また、図２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とトナー層表面との間隔は１００μｍである。

【００３３】画像形成に用いるトナーは、例えば、直径
６μｍのポリスチレン樹脂球に導電性高分子ポリピロー
ルを厚さ０．１μｍにコートし、更に平均粒径０．１μ
ｍのシリカ（ＳｉＯ₂）微粉を１．５ｗｔ％まぶして形
成することができる。ここでは、黒色の導電性トナーを
形成し、抵抗率を測定したところ、１０Ωｃｍとほとん
ど金属並の低抵抗であった。

【００３４】本実施形態では、上記画像電極に印加する
画像形成時の電圧により飛翔させる孔５４の直下以外の
トナーに上記対向電極の印加電圧及び画像形成時の上記
制御電極部への印加電圧により及ぼされる電界を、シー
ルドするためのシールド電極５３を設けている。このた
め、トナー担持体上に保持されており、シールド電極５
３直下にあるトナーには、上記対向電極に印加する電圧
により形成される電界とは異なった電界を与えることが
できる。例えば、該シールド電極５３を上記トナー担持
体６ａと同じ電位に保てば、シールド電極とトナー担持
体間における電界がほぼゼロとなり、上記孔５４の直下
以外の部分では上記導電性トナー９１は飛翔しない。一
方、上記画像電極には、非画像形成時にはトナーが飛翔
しない程度の一定の電圧、例えば１２０Ｖが印加されて
いる。そして、画像形成時には孔５４微小開口部に到達
するトナー群の直径が、前記微小開口部の直径よりも小
さくなる範囲の電圧、例えば１８０Ｖを画像形成時に印
加する。

【００３５】図３に、上記シールド電極５３とトナー担
持体６ａとを接地し、対向電極に一定電圧４００Ｖを与
え、１２０Ｖの電圧が印加されている画像電極にさらに
パルス信号電圧を６０Ｖ加えて上記画像電極に印加され
る電圧を１８０Ｖにしたときの、導電性トナー９１の飛
翔状態のシミュレーション結果を示す。なお、孔５４の
径は１５０μｍとした。図３（ａ）は、電圧印加前の状
態であり、トナー担持体６ａ上のトナーはまだ飛翔して
いない。図３（ｂ）は、信号電圧印加後に導電性トナー
９１が飛翔を開始した直後を示しており、孔５４直下部
の、導電性トナー９１が飛翔するに充分な電界が与えら
れた範囲で８個のトナーが飛翔を開始している。図３
（ｃ）は、飛翔したトナーが孔５４を通過している途中
を示しており、飛翔した８個のトナーが電気力線に沿っ
て雁行して孔５４を通過している。また、図３（ｄ）で
は、上記孔５４を通過したトナーが紙に付着したところ
を示している。

【００３６】ここで、直径１５０μｍの孔５４を３００
μｍピッチで設けたトナー飛翔制御部材５を上述の方法
で作製して図１のプリンタに設置し、上述のように形成
した導電性トナー９１を同プリンタのトナー容器に入
れ、シミュレーションの場合と同様にシールド電極５３
とトナー担持体６ａとを接地し、対向電極に一定電圧４
００Ｖを与えた状態で、１２０Ｖの電圧が印加されてい
る画像電極にさらにパルス信号電圧を６０Ｖを１msec間
加え、すなわち画像電極に信号電圧１８０Ｖを１msec間
印加し、定着後に得られたドット画像の直径を画像解析
装置ルーゼックス（商品名）で測定したところ、７５±
５μｍであった。この時の、トナーの飛翔状態を高速度
カメラで撮影したところ、上記孔５４直下の直径約８０
μｍの円形領域のトナーがトナー担持体から離脱し、直
径９５μｍ程度に広がって飛翔するのが観察された。ト
ナーが広がるのは、同極性に帯電したトナー同士の静電
反発力によると考えられる。その後、飛翔したトナーは
孔５４を抜けて、その後少し縮まって直径７５μｍ程度
の円形範囲に付着するのが観察された。また、この時シ
ールド電極の直下ではトナーが全く飛翔しなかった。こ
れは、接地されたシールド電極５３と接地されたトナー
担持体６ａ上の導電性トナー９１層表面とが同電位であ
り、トナー層表面にほとんど電界が形成されていないた
めと考えられる。シールド電極に印加する電圧を変えて
同様に実験したところ、シールド電極５３の電圧が−４
０Ｖ〜４０Ｖの範囲では飛翔が起こらなかったが、それ
以外の電圧ではシールド電極に向かっての飛翔、逆飛翔
が発生した。

【００３７】本実施形態によれば、上記シールド電極５
３への電圧印加により形成される電界によって、孔５４
直下以外の導電性トナー９１の飛翔を抑制することがで
きる。よって、該トナーが装置内に流出して機内を汚し
たり、孔５４を詰まらせたり、背面電極や制御電極に付
着して異常画像の原因となったりすることがない。ま
た、このとき該トナーには電荷注入が行われないので、
電荷注入による劣化を防止することができる。

【００３８】一方、上記画像電極５１に印加する信号電
圧を高くするに従って、導電性トナー９１層からトナー
が離脱する範囲も、孔５４を通過するときの範囲も、記
録紙１０に付着する範囲も広がっていく。

【００３９】また、本実施形態においては、上記シール
ド電極への電圧印加により孔５４直下以外の部分のトナ
ーの飛翔を抑制する電界を形成した状態のまま、上記孔
５４を通過するトナー群の直径が、前記微小開口部の直
径よりも小さくなる範囲の信号電圧、例えば１８０Ｖを
画像電極５１に与える。このため、シールド電極直下で
トナーが飛翔せず、かつ、飛翔した導電性トナー９１が
孔５４を詰まらせたり、シールド電極５３や画像電極５
１に付着したりすることがない。このため、クリーニン
グ工程が不要であるので、プリント速度の高速化も実現
でき、シールドも不要であるのでコストを低減すること
もできる。また、飛翔したトナーは全て画像形成を行
い、電荷注入が複数回行われることがないので、トナー
が劣化することもない。

【００４０】次に、同プリンタにより、６００ｄｐｉで
Ａ４横幅（２１０mm）の記録を行う場合のトナー飛翔制
御部材５の一例について説明する。図４は、上記トナー
飛翔制御部材５の概略構成を示す平面図である。該トナ
ー飛翔制御部材５は図中手前側がトナー担持体６ａ側
に、図中奥側が対向電極４側になるように上記カラープ
リンタに設置される。図４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。また、図中符号Ｗ１は紙搬送方向
の最上流側の孔中心と最下流側の孔中心との間隔、Ｗ２
は、後述するトナー飛翔領域の上記記録紙搬送方向の
幅、Ｗ３は、上記シールド電極５３の上記記録紙搬送方
向の幅である。図４のトナー飛翔制御部材５において、
上記ポリイミドフィルム５２の記録紙搬送側の面、すな
わち、対向電極４に対向する側の面には、画像電極５１
が設けられている。６００ｄｐｉではドット間ピッチは
４２．３μｍであるが、それを画像電極５１直径１８０
μｍ、孔５４直径１２０μｍで実現するために、図示の
例においては紙搬送方向に直交する方向（以下、紙幅方
向という）の孔５４が８つずつ紙搬送方向に対して所定
角度傾斜するように配置し、かつ、孔中心が紙搬送方向
上で重なり合わないように隣合う８つずつの画像電極が
それぞれ間隔をおいて配列されている。すなわち、紙幅
方向における孔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。また、紙搬送方向における孔５４中
心のピッチは６００ｄｐｉ相当の４２．３μｍの整数倍
になるように設定されている。この画像電極５１の群の
寸法は、紙搬送方向の最上流側の孔中心と最下流側の孔
中心との間隔Ｗ１が１．１８４４ｍｍで、紙幅方向幅が
Ａ４横幅と同じ２１０ｍｍである。そして、上記画像電
極５１のそれぞれが図示しないＩＣドライバに接続され
ている。

【００４１】図４の例のトナー飛翔制御部材を用いて６
００ｄｐｉの画像形成を行う場合には、図示しない電圧
駆動部により上記画像電極５１の群を８分割駆動する。
すなわち、上記画像電極５１の群において、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、紙幅方向の孔列単位で、画像電極５１を順
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には、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
バの出力を画像電極５１に印加する。すなわち、孔５４
直下のトナーを飛翔させて画像形成を行う孔５４に対応
する画像電極５１には、該トナーが飛翔する程度の電界
を与える画像形成時の電圧、例えば、１８０Ｖを与え、
トナーを飛翔させない孔５４に対応する画像電極５１に
は、該トナーが飛翔しない程度の電界を与える非画像形
成時の電圧、例えば、１２０Ｖを印加する。そして、該
最上流側以外の孔列以外の孔に対応した画像電極５１に
は上記非画像形成時の電圧、例えば、１２０Ｖを印加す
る。以上の動作を画像電極５１の紙幅方向に並ぶ紙搬送
方向８つの列について順次行う。このような８分割駆動
で、上記８つの孔列を、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、順次上記孔列それ
ぞれの孔の全てに画像形成時の電圧を印加した状態にす
れば、紙幅方向に１本の直線が記録紙１０上に記録され
る。

【００４２】そして、同カラープリンタにおいては、上
記構成の画像電極５１が各色毎に配置されている。

【００４３】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が設
けられている。該シールド電極５３は、上記トナー担持
体からトナーが飛翔するトナー飛翔領域に対応する領域
であって、かつ、孔５４以外の全ての領域を導電性物質
又は半導体物質で形成して構成されている。なお、該ト
ナー飛翔領域はトナー容器上部に設けられた開口部に対
応する領域にほぼ等しいと考えることができる。また、
本実施形態においては、上述のようにこのシールド電極
を、該シールド電極５３以外に上記対向電極４と上記ト
ナー担持体６ａとの間に設けられている導電性物質で形
成した部材、すなわち画像電極５１よりもトナー担持体
６ａに近い側に設けている。これにより、上記画像電極
に印加する電圧により形成される電界とは異なった電界
を、上記シールド電極５３に対向するトナー飛翔領域の
上記孔５４直下以外の部分に与えることができる。そし
て、該シールド電極には、トナー飛翔領域対向電極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９１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、図示しない電位印
加手段により、例えばトナー容器６と同様に接地電位を
印加しておく。

【００４４】また、図示のシールド電極５３は、記録紙
搬送方向において上記トナー容器内からトナーが飛翔し
うる領域であるトナー飛翔領域に対応した領域よりも広
くなるように、すなわちＷ３＞Ｗ２となるように構成さ
れている。また、図示していないが、上記シールド電極
５３の記録紙幅方向の幅もトナー飛翔領域の記録紙幅方
向の幅よりも広くなるように構成されている。このた
め、上記対向電極４の印加電圧又は画像電極への印加電
圧による電界が、上記シールド電極の外側を廻り込みに
くくなる。従って、トナー担持体６ａ上のトナーへの該
電界の廻り込みによる該トナーの飛翔を防止することが
できる。上記シールド電極５３は、上記廻り込みによる
電界を充分弱めることができる程度に広く、例えば、上
記トナー飛翔領域の縁部に最も近い位置にある画像電極
に画像形成のための電圧を印加した場合でも、該電圧に
よる電界あるいは対向電極への印加電圧による電界が上
記シールド電極の外側を廻り込み、該廻り込んだ電界に
よるトナーの飛翔が起こらない程度の広さを持つように
形成するのが望ましい。

【００４５】次に、変形例に係るトナー飛翔制御部材５
について説明する。図５は、該トナー飛翔制御部材５の
一例の概略構成を示す平面図である。該トナー飛翔制御
部材５は図中手前側が対向電極４側に、図中奥側がトナ
ー担持体６ａ側になるように上記カラープリンタに設置
される。また、白抜きの矢印Ｂで示すように上下方向が
記録紙の搬送方向（以下、紙搬送方向という）である。
図５の例のトナー飛翔制御部材５においては、４つの孔
５４分の画像電極５１を一体化した共通画像電極５１ａ
と、後述する時分割電極５５とを設け、該共通画像電極
５１ａと時分割電極５５による時分割駆動により、高価
なＩＣドライバの使用量を減らすことが可能な構成を採
用している。

【００４６】まず、この例のトナー飛翔制御部材５の構
造について図６を用いて説明すると、該トナー飛翔制御
部材５は導電層、絶縁層、導電層、絶縁層、導電層の５
層構造であり、対向電極４に１番近い側の導電層を画像
電極５１、２番目に近い導電層を時分割電極５５、トナ
ー担持体６ａに最も近い導電層をシールド電極５３とし
ている。そして、このように該シールド電極５３を、該
シールド電極５３以外に上記対向電極４と上記トナー担
持体６ａとの間に設けられている導電性物質で形成した
部材、すなわち画像電極５１や時分割電極５５よりもト
ナー担持体６ａに近い側に設けたことにより、この例の
トナー飛翔制御部材５を用いた場合においても上記画像
電極５１に印加する電圧や時分割電極５５に印加する電
圧により形成される電界とは異なった電界を、上記シー
ルド電極５３に対向するトナー飛翔領域の上記孔５４直
下以外の部分に与えることが可能な構成となっている。

【００４７】図５のトナー飛翔制御部材の画像電極５１
は、４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１２４０個の群により構成されている。
この１２４０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
る紙幅方向における孔５４中心のピッチが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の群の紙
幅方向の幅はＡ４横幅と同じ２１０ｍｍである。（以下、余白）

【００４８】また、上記時分割電極５５として、４つの
時分割電極５５１〜５５４が設けられている。この時分
割電極５５１〜５５４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。各時分割電極５
５１〜５５４それぞれは、搬送方向に対して直交するよ
うに並んだ１２４０個の孔を備えている。そして、各時
分割電極５５１〜５５４の１２４０個の孔それぞれが、
上記１２４０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
面状に並べられている。例えば、紙搬送方向で最下流に
位置する時分割電極５３１の１２４０個の孔それぞれ
は、上記１２４０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。

【００４９】また、上記シールド電極５３は、図４のト
ナー制御部材の場合と同様に、上記トナー担持体からト
ナーが飛翔するトナー飛翔領域に対応する領域であっ
て、かつ、孔５４以外の全ての領域を導電性物質又は半
導体物質で形成して構成されている。該シールド電極に
は、図４のトナー制御部材５の場合と同様に、トナー飛
翔領域対向電極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９１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、図示しない電位印加手段により例えばトナー容器６
と同様に接地電位を印加しておく。

【００５０】また、図示のシールド電極５３は、図４の
トナー飛翔制御部材の場合と同様に上記トナー容器内か
らトナーが飛翔しうる領域であるトナー飛翔領域に対応
した領域よりも広くなるように、すなわちＷ３＞Ｗ２と
なるように構成されている。これにより、上記対向電極
４の印加電圧又は画像電極への印加電圧による電界が、
上記シールド電極の外側を廻り込みにくくなる。従っ
て、トナー担持体６ａ上のトナーへの該電界の廻り込み
による該トナーの飛翔を防止することができる。

【００５１】そして、上記１２４０個の共通画像電極５
１ａ、４つの時分割電極５５１〜５５４及びシールド電
極５３が図示しないＩＣドライバに接続されている。

【００５２】図５の例のトナー飛翔制御部材を用いて６
００ｄｐｉの画像形成を行う場合には、上記１２４０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、
時分割電極５５１〜５５４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５１
ａに印加するときは、同最上流側の時分割電極５５４
を、画像信号に応じてトナーを飛翔させる電圧が印加さ
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、他の時
分割電極５５１〜５５３は、画像信号に応じてトナーを
飛翔させる電圧が印加されている上記共通画像電極５１
ａの孔にも、その直下の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、非駆動電位状態とい
う）にする。

【００５３】例えば、図２の例に関して上述した各部寸
法を採用し、対向電極に４００Ｖを印加し、共通画像電
極５１ａにトナー飛翔用の電圧として例えば１８０Ｖ、
トナー不飛散用の電圧として例えば１２０Ｖをそれぞれ
用いた場合、上記時分割電極５３８の駆動電圧状態用の
電圧としては例えば０ボルト（すなわち接地）、非駆動
電圧状態の電圧としては例えば−２０ボルトを印加す
る。これによれば、例えば、上述の方法で形成したトナ
ーの場合、トナー飛翔用の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、トナー不飛翔用の電圧が
印加されている共通画像電極５１の孔と駆動電圧状態の
電圧が印加されている時分割電極５５１〜５５４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とわず、
非駆動電圧状態の電圧が印加されている時分割電極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。

【００５４】そして、上記１２４０個の共通画像電極５
１ａ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番目の時分割電極
５５３を駆動電位状態にし、他の時分割電極５５１、５
５２及び５５４は非駆動電位状態にする。以上の４分割
駆動で、例えば、共通画像電極５１ａのすべてにトナー
を飛翔させる電圧を印加した状態で、時分割電極５５１
〜５５４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４個の時分割電極５５１〜５
５４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。

【００５５】以上、上記変形例に係るトナー飛翔制御部
材５を用いた場合には、共通画像電極が有する複数の孔
について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ほぼ１／４に減少させて大幅なコ
ストダウンが可能である。

【００５６】なお、上記実施形態においては、対向電極
に最も近い層が導電層であるような構造のトナー飛翔制
御部材５を用いた例について説明を行ったが、該トナー
飛翔制御部材５の対向電極４側の表面には絶縁層を設け
た方が望ましい。このように絶縁層を設けることによ
り、例えば、記録紙の搬送不良が起きた場合でも該記録
紙と上記トナー飛翔制御部材５の画像電極として用いら
れる導電層とが接触することがない。従って、高湿時に
記録紙の抵抗が低くなった場合でも、該導電層と対向電
極との間に上記記録紙を介した放電が起きてトナー飛翔
制御部材５が破壊するのを防止することができる。

【００５７】また、上記実施形態においては、画像電極
５１とシールド電極５３又は画像電極５１とシールド電
極５３と時分割電極５５とを一体化してトナー飛翔制御
部材５を構成した例についてのみ説明を行ったが、上記
各電極をそれぞれ別体とした構成を採用してもよい。し
かしながら、上記実施形態の例のように上記電極を一体
化した構成を採ることにより、各電極間に空間がなく、
この部分で例えば未帯電トナーや逆帯電トナーが浮遊し
て上記電極に付着することがない。

【００５８】また、図１に示したカラープリンタに代
え、例えば、図７に示すような構成のカラープリンタに
本発明を適用してもよい。本カラープリンタにおいて
は、図１のベルト状対向電極３に代え、搬送ローラ３に
より記録紙の搬送を行う。そして、対向電極４は記録紙
と離間して設けられている。そして上記搬送ローラ３に
より給紙された記録紙１０は、搬送ローラ３により上記
対向電極４とトナー飛翔制御部材５との間に送られ、こ
のトナー飛翔制御部材５の上を水平に送られる間に、図
１のカラープリンタの場合と同様に記録紙１０への記録
が行われる。また、図８に示すような構成のカラープリ
ンタに本発明を適用してもよい。このカラープリンタに
おいては、図７に示したカラープリンタに支持ローラ４
１と４２に支持されて矢印方向への回動により記録紙搬
送機能を備えた搬送ベルト４３と、非記録時にトナー容
器上部の開口を覆ってトナーの飛散を防止するためのシ
ャッター１０２とが設けられている。上記搬送ベルト４
３は、記録紙１０を表面に吸着した状態で対向電極４と
トナー飛翔制御部材５との間に前記記録紙１０を搬送す
るものである。従って、記録紙１０の先端が該ベルト表
面から浮いた状態とならないので、トナーが付着する位
置の精度が低下することがない。これにより、異色トナ
ーを積層してカラープリントする際の色ずれを抑えるこ
とができる。

【００５９】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、その表面にシリカをまぶ
して通常の粉砕法で形成することができる。

【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。

【００６０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、上記微小開口
部を通過するトナー以外のトナーに与えられる電界によ
り、該トナーが上記トナー担持体から飛翔しないので、
画像形成に寄与しないトナーが装置内に流出して機内を
汚したり、上記微小開口部を詰まらせたり、対向電極や
制御電極部に付着して異常画像の原因となったりするこ
とがないという優れた効果がある。このため、クリーニ
ング工程が不要であるので、プリント速度の高速化も実
現でき、シールドも不要であるのでコストを低減するこ
ともできる。また、飛翔したトナーは全て画像形成を行
い、電荷注入が複数回行われることがないので、トナー
が劣化することもないという優れた効果がある。

【００６１】また、請求項２乃至９の発明によれば、上
記制御電極部への画像形成時の電圧印加により飛翔させ
る領域外のトナーに上記対向電極に印加する電圧により
及ぼされる電界が上記シールド電極によりシールドされ
るので、上記電界と異なる電界を上記トナーに与えるこ
とができる。従って、上記トナーに該トナーが飛翔しな
いような電界を与えれば、該トナーが装置内に流出して
機内を汚したり、上記微小開口部を詰まらせたり、対向
電極や制御電極部に付着して異常画像の原因となったり
することを防止できるという優れた効果がある。また、
上記トナーに電荷注入が行われて劣化するのを防止する
ことができるという優れた効果がある。

【００６２】また、請求項３の発明によれば、トナー担
持体上のトナー飛翔領域であって、かつ、上記複数の微
小開口部にそれぞれ対応する部分以外の全領域のトナー
に、上記対向電極及び該対向電極と該シールド電極との
間に設けた導電性物質又は半導体物質で形成した電極に
印加する電圧により形成される電界とは異なった電界を
与えることができる。よって、上記トナーに該トナーが
飛翔しないような電界を与えることにより、該トナーが
装置内に流出して機内を汚したり、上記微小開口部を詰
まらせたり、対向電極や制御電極部に付着して異常画像
の原因となったりすることを防止できるという優れた効
果がある。また、上記トナーに電荷注入が行われて劣化
するのを防止することができるという優れた効果があ
る。

【００６３】また、請求項４の発明によれば、トナー担
持体上のトナー飛翔領域であって、かつ、上記複数の微
小開口部にそれぞれ対応する部分以外の全領域のトナー
に、上記対向電極及び上記制御電極部に印加する電圧に
より形成される電界とは異なった電界を与えることがで
きる。よって、上記トナーに該トナーが飛翔しないよう
な電界を与えることにより、該トナーが装置内に流出し
て機内を汚したり、上記微小開口部を詰まらせたり、対
向電極や制御電極部に付着して異常画像の原因となった
りすることを防止できるという優れた効果がある。ま
た、上記トナーに電荷注入が行われて劣化するのを防止
することができるという優れた効果がある。また、制御
電極部と上記シールド電極とが一体化された構成になっ
ていることで、該制御電極部とシールド電極との間に空
間がなく、この部分で例えば未帯電トナーや逆帯電トナ
ーが浮遊することがなく、該未帯電トナーや逆帯電トナ
ーによる上記各電極へのトナー付着を防止することがで
きるという優れた効果がある。

【００６４】また、請求項５の発明によれば、上記対向
電極の印加電圧又は制御電極部への印加電圧による電界
が上記シールド電極の外側を廻り込みにくくなるので、
該廻り込んだ電界に起因するトナーの飛翔をなくし、該
トナーによる各電極へのトナー付着を防止することがで
きるという優れた効果がある。

【００６５】また、請求項６の発明によれば、上記シー
ルド電極への電圧印加により形成される電界によって、
上記制御電極部に印加する画像形成時の電圧により飛翔
させる領域外のトナーが飛翔しないので、該トナーが装
置内に流出して機内を汚したり、上記微小開口部を詰ま
らせたり、対向電極や制御電極部に付着して異常画像の
原因となったりすることがないという優れた効果があ
る。また、上記トナーに電荷注入が行われて劣化するの
を防止することができるという優れた効果がある。

【００６６】また、請求項７の発明によれば、上記シー
ルド電極に印加した電圧に基づく電界によって、上記制
御電極部に印加する画像形成時の電圧により飛翔させる
領域外のトナーが飛翔せず、しかも画像形成時に上記対
向電極と上記制御電極部に印加した電圧により飛翔して
上記微小開口部に到達するトナー群の直径が、前記微小
開口部の直径よりも小さくなるので、飛翔したトナーが
上記微小開口部を詰まらせたり、制御電極部に付着して
異常画像の原因となったりすることがなく、シールド電
極に付着して上記シールド電極の効果を低減させること
もないので、プリント性能を更に高めることができると
いう優れた効果がある。このため、クリーニング工程が
不要であるので、プリント速度の高速化も実現でき、シ
ールドも不要であるのでコストを低減することもでき
る。また、飛翔したトナーは全て画像形成を行い、電荷
注入が複数回行われることがないので、トナーが劣化す
ることもないという優れた効果がある。

【００６７】また、請求項８の発明によれば、たとえば
上記第一電圧と第三電圧との組み合わせについて、対応
する上記微小開口部を介して上記対向電極側へのトナー
の移行が生じるように上記第一乃至第四の電圧を設定し
た場合、所定の電圧印加により、複数の画像電極それぞ
れの複数の微小孔のうち上記第三電圧が印加されている
時分割電極の微小孔に対向するものについては、これを
介して上記対向電極側へトナーを移行させるか否かを制
御し、かつ、各画像電極の他の微小孔を介しての上記対
向電極側へのトナー移行は生じないようにできるので、
互いに独立な信号状態にできる出力端子の総数が、上記
複数の画像電極と複数の時分割電極との合計数の駆動回
路を使用して、互いに対向する画像電極の微小孔部と時
分割電極の微小孔部それぞれの周囲の画像電極部分及び
時分割電極部分によりなる上記合計数よりも多数の制御
電極部のすべてを駆動できる。よって、トナー飛翔制御
部材の制御電極駆動のための駆動回路の簡素化を図るこ
とができるという優れた効果がある。

【００６８】特に、請求項９の発明によれば、上記トナ
ー飛翔制御部材の対向電極側の表面に絶縁層を設けたこ
とで、例えば、記録部材の搬送不良が起きた場合でも該
記録部材と上記トナー飛翔制御部材の有する制御電極部
とが接触することがなくなるので、上記記録部材として
用紙を用いた場合でも高湿時に該用紙の抵抗が低下して
上記対向電極と制御電極部との間で放電が起きることが
ない。よって、該放電による上記トナー飛翔制御部材の
破壊を防止することが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】同プリンタの１色の記録部の説明図。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図２の記
録部の１２０Ｖ印加されている画像電極にさらに６０Ｖ
加えて１８０Ｖにしたときのトナーの飛翔状態のシミュ
レーション結果の説明図。

【図４】同プリンタのトナー飛翔制御部材５の一例の概
略構成を示す平面図。

【図５】変形例に係るトナー飛翔制御部材の一例の概略
構成を示す平面図。

【図６】同トナー飛翔制御部材の構造の説明図。

【図７】変形例に係るカラープリンタの概略構成図。

【図８】他の変形例に係るカラープリンタの概略構成
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
像を形成する粉体画像形成方法において、上記対向電極と上記制御電極部とに画像形成のための電
圧を印加する時でも、上記微小開口部を通過するトナー
以外のトナーが上記トナー担持体から飛翔しないような
電界を該トナーに与えることを特徴とする粉体画像形成
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
像を形成する粉体画像形成装置において、上記制御電極部への画像形成時の電圧印加により飛翔さ
せる領域外のトナーに、上記対向電極の印加電圧及び画
像形成時の上記制御電極部への印加電圧により及ぼされ
る電界を、シールドするためのシールド電極を設けたこ
とを特徴とする粉体画像形成装置。
【請求項３】請求項２の粉体画像形成装置において、上記トナー担持体からトナーが飛翔するトナー飛翔領域
に対応する領域であって、かつ、上記複数の微小開口部
にそれぞれ対応する部分以外の全領域を導電性物質又は
半導体物質で形成し、かつ、上記部分に複数の微小開口
部を設けて上記シールド電極を構成し、該シールド電極
を、該シールド電極以外に上記対向電極と上記トナー担
持体との間に設けた導電性物質又は半導体物質で形成し
た電極のいずれよりもトナー担持体に近い側で該トナー
担持体に対向するように設けたことを特徴とする粉体画
像形成装置。
【請求項４】請求項２の粉体画像形成装置において、上記トナー飛翔制御部材を、上記複数の微小開口部を構
成する複数の微小孔部を備え、かつ、導電性物質又は半
導体物質により構成された複数の導電層と、該複数の導
電層を互いに絶縁させる絶縁層とにより構成し、上記複
数の導電層のうちの最も上記トナー担持体側に近い側の
層以外の層の、上記微小開口部それぞれの周囲の部分に
より上記制御電極部を構成し、上記複数の導電層のうち
の最も上記トナー担持体側に近い側の層を、上記トナー
担持体からトナーが飛翔するトナー飛翔領域に対応する
領域であって、かつ、上記微小開口部以外の領域の全面
に形成し、該層により上記シールド電極を構成したこと
を特徴とする粉体画像形成装置。
【請求項５】請求項２、３、又は、４の粉体画像形成装
置において、上記シールド電極の上記トナー担持体に対向する面を、
上記トナー飛翔領域に対応する領域よりも広くなるよう
に構成したことを特徴とする粉体画像形成装置。
【請求項６】請求項２、３、４、又は、５の粉体画像形
成装置において、上記制御電極部に印加する画像形成時の電圧により飛翔
させる領域外のトナーに、該トナーが飛翔しない範囲の
電界を与え得るような電圧を上記シールド電極に印加す
る電圧印加手段を設けたことを特徴とする粉体画像形成
装置。
【請求項７】請求項６の粉体画像形成装置において、上記制御電極部への画像形成時の電圧印加により飛翔さ
せる領域外のトナーに、該トナーが飛翔しない電界を与
え得るような電圧を上記シールド電極に印加した状態
で、上記制御電極部への画像形成時の電圧印加によりト
ナー担持体から飛翔して上記微小開口部に到達するトナ
ー群の直径が、前記微小開口部の直径よりも小さくなる
ように、画像形成時の上記対向電極及び上記制御電極部
への印加電圧を設定したことを特徴とする粉体画像形成
装置。
【請求項８】請求項２、３、４、５、６、又は、７の粉
体画像形成装置において、上記複数の微小開口部を構成する微小孔部が形成された
複数の画像電極と、上記複数の微小開口部を構成する微
小孔部が形成された複数の時分割電極とを、該複数の時
分割電極が複数の画像電極よりも上記トナー担持体側又
は上記対向電極側に位置し、かつ、各時分割電極の複数
の微小孔部が互いに異なるいずれか一つの画像電極のい
ずれか一つの微小孔部に対向するように配設して、互い
に対向する画像電極の微小孔部と時分割電極の微小孔部
それぞれの周囲の画像電極部分及び時分割電極部分によ
り上記制御電極部を構成し、上記画像信号に応じて、複
数の画像電極それぞれに互いに異なる第一電圧及び第二
電圧を選択的に印加するとともに複数の時分割電極それ
ぞれに互いに異なる第三電圧及び第四電圧を選択的に印
加する電圧印加手段を設け、画像電極及び時分割電極の
微小孔部周囲部分の電圧の組み合わせである、第一電圧
と第三電圧との組み合わせ、第一電圧と第四電圧との組
み合わせ、第二電圧と第三電圧との組み合わせ、及び、
第二電圧と第四電圧との組み合わせのうち、一つの組み
合わせについては、対応する上記微小開口部を介して上
記対向電極側へのトナーの移行が生じ、他の３つの組み
合わせについては、対応する上記微小開口部を介して上
記対向電極側へのトナーの移行が生じないように、上記
第一乃至第四の電圧を設定したことを特徴とする粉体画
像形成装置。
【請求項９】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
像を形成する粉体画像形成方法において、上記トナー飛翔制御部材の対向電極側の表面に絶縁層を
設けたことを特徴とする粉体画像形成装置。