JPH1016279A

JPH1016279A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1016279A
Application number: JP8176198A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wakahara; 史郎若原; Takasumi Wada; 孝澄和田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】トナー担持体に担持されたトナーを選択的に
飛翔させるための制御電極に供給する電位波形がひずむ
ことにより不要にトナー飛翔が継続し、画質劣化を生じ
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２１の飛翔を制御する制御電極
２６が配置されている。ゲート２９の周囲に設けたリン
グ状電極２７に、記録時に制御電源部３１を構成する第
１電源部よりトナーを飛翔する電圧を、又はトナー飛翔
を阻止するために第２電源部より電圧を供給するための
切換制御を行うトランジスタに供給される画像信号に応
じて供給制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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。

【０００３】特開平６−１５５７９８号公報記載の画像
形成装置を図９を参照して説明すれば、トナー供給部５
２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７１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
に密接状態で接触する誘電体ベルト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、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、図中矢印Ｆ方向に例えば速度が３０ｍｍ
／ｓｅｃで走行駆動される。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に接触してなる帯電
ローラ７４が記録紙の搬送方向上流側に配置されてお
り、該帯電ローラ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部
８２が設けられている。

【０００７】そこで、上記帯電電源部８２にて帯電供給
ローラ７４に、例えば１ｋＶの高電位が供給されること
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表面の
接線方向と平行をなし、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）上に厚さ２０μｍ
程度の銅箔からなるリング状電極７７・・・を設けて構
成されている。フレキシブルプリント基板には、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】リング状電極７７・・・には、制御電源部
８１により、画像信号に応じた電圧が印加される。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、例えば１５０Ｖを印加
させることで、トナー７１をリング電極７７のゲート７
９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。また、通過させない場合には、リング状電極７７に
−２００Ｖを印加することで、トナー担持体７２上のト
ナーは対向電極７５側へ飛翔されるのを阻止される。こ
のようにして、リング状電極７７・・・に画像信号に従
って上述した電圧を印加することで、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。

【００１１】ここで、上記トナー担持体７２の回転、対
向電極７５の回転、制御電極７６へのトナー７１を通過
させない電位の印加、対向電極への高圧の印加は、単一
のトリガによってほぼ同時に印加される。また、トナー
担持体７２上のトナー７１が記録紙５５上に到達するま
での飛翔時間は、トナーの帯電電荷量、トナー担持体７
２と対向電極７５との間の距離及び印加される電位差、
特に電界の強さによって決まる。その時間は、例えば２
５０μｓｅｃ程度であり、上記リング状電極７７に供給
する印加時間は、上記飛翔時間より長い３００μｓｅｃ
程度に設定している。これにより、トナーを確実に対向
電極７５上の記録紙５５へと付着させるようにしてい
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、リング状電極７７に供給される電位波形
は、トナー７１が通過する電位（例えば１５０Ｖ）から
トナー７１が通過しない電位（例えば−２００Ｖ）に切
り替わる瞬間に波形に歪みが生じる。

【００１３】上記制御電極７６を構成するリング状電極
７７に上述した電位（１５０Ｖ又は−２００Ｖ）を供給
制御するための制御電源部８１は、例えば図１０に示す
ように、トナーがゲート７９を通過させるための１５０
Ｖの電位をリング状電極７７に与える第１電源部８３
と、トナー７１がゲート７９を通過できない−２００Ｖ
の電位を与えるための第２電源部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。

【００１４】そのため、画像信号として図７（Ｂ）に示
す信号が、上記トランジスタ８５に供給されると、トラ
ンジスタ８５をＯＦＦし、この時、第１電源部８２にて
トナーを飛翔する電圧（１５０Ｖ）をリング状電極７７
に供給する。また、画像信号がなければトランジスタ８
５がＯＮし、特に第２電源部８３にてトナーを飛翔させ
ない電圧（−２００Ｖ）を供給する。そして、図１０の
制御回路であれば、図７（Ｂ）に示すようにリング状電
極７７に供給する電位波形は、トナーを飛翔させている
状態よりトナーを飛翔させない非飛翔状態に立ち下がる
場合、どうしても波形にひずみが生じる。つまり、リン
グ状電極７７に供給される電圧が徐々に−２００Ｖに立
ち下げる傾向にある。

【００１５】そのため、リング状電極７７にトナー７１
が飛翔しないような電位が供給されても、その波形のひ
ずみ領域において多少なりとも不要なトナー７１の飛翔
が継続する。そのため、濃度が必要以上に濃くなった
り、１ドットが所定以上に大きくなり、ドットが尾を引
いたようになりトナー画像に歪みが生じることにもな
る。特に、ドット同士が、この尾によって重なり合った
りするとハーフトーン等の再現性が乏しくなり、画像劣
化を招く。また、このような飛翔トナーにおいては、ト
ナー飛散の原因にもなり、ドットが不明瞭になり、コン
トラストと鮮明さにかけるぼやけた画像になってしま
う。

【００１６】従って、制御電極７６を構成するリング状
電極７７に供給する電位は、ひずみがない状態で供給し
ないと、上述したような不都合が発生する。そのため、
ひずみが生じる状態でトナー飛翔が生じないようにしよ
うとすれば、トナー７１自身の物性値を制御したりする
などの対策が必要となり、トナー７１の材料組成の複雑
化と、トナーを担持する担持体の部品点数等の増加と装
置の大型化、コストアップは避けられない。

【００１７】あるいは、ひずみのために、１ドットの印
字間隔を長くすることが考えられるが、記録紙５５の搬
送速度を低下させる必要あり、印字速度が低下する。

【００１８】一方、１つのゲート７９に対してリング状
電極７７を設ける上述した方式以外に、互いに直交する
方向、例えばＸ及びＹ方向に電極を設け、互いに重なる
位置にゲート７９を設けてなるマトリックス構成された
制御電極においては、各Ｘ及びＹ方向に供給する電圧の
歪みにより、隣接するゲート７９が影響を受け、トナー
飛翔制御を完全に阻止することができなくなる。つま
り、非印字部のゲート７９よりトナーが漏れる現象が生
じ、カブリや画像劣化がなお一層顕著に現れることにも
なる。

【００１９】そこで、非印字のゲート７９よりトナーが
漏れるのを防止するために、トナー７１を飛翔させない
ための電位を高くすることが考えられる。しかし、電位
を高くすると、使用するトランジスタ（ＦＥＴ）８５の
耐圧が更に高くなるほか、電源の高圧化、制御電極７６
のパターンの耐圧向上が不可欠となる。従って、単純に
部品点数の増加と、装置の大型化、コストアップを避け
ることができなくなる。

【００２０】これは、カラー画像を形成するために、異
なる色のトナーを備えるトナー担持体を複数個併設する
ような場合、不要なトナーが漏れ出るようなことになれ
ば、カラーの再現性が著しく低下することは顕著であ
る。

【００２１】さらに、制御電極のリング状電極７７に供
給する電位において、特に立ち上がり、つまりトナー飛
翔状態からトナーを非飛翔状態へと切り替える時にトナ
ー飛翔の問題が生じる他に、逆にトナーを飛翔させてい
ない状態からトナーを飛翔させる状態においても以下に
記載する不都合が生じる。

【００２２】特にリング状電極７７にトナーを飛翔させ
る電圧値に立ち上がる時、図７（Ｂ）に示したように瞬
時に変化すれば、その瞬間においては周波数成分を持っ
た電界が発生した状態と同様の効果があり、このように
電界が急激に付与された場合、トナー担持体７２表面に
担持されたトナー７１の飛翔電界の閾値が低下する。そ
のため、僅かな電界の変化でトナーが飛翔し、このトナ
ーがゲート７９に対向した位置に存在する場合には、ゲ
ート７９を通過してドットを形成するため、問題にはな
らない。

【００２３】また、ゲート７９やゲート７９周囲に設け
られたリング状電極７７に対向しない領域であっても、
その近傍に位置する領域では、電圧供給時の急激な変化
を持った電界が付与される。そのため、付与される電界
は、ゲート７９やリング状電極７７に対向する領域に付
与される電界よりは小さくトナー飛翔は生じない。しか
しながら、トナー粒子には該トナー帯電特性や流動性等
の特性の改善のために、トナー粒子と共に外添剤が添加
されている。そのため、トナー粒子の周囲に存在する外
添剤の中には、急激な電界変化によって飛翔を開始する
ものも存在する。図８にその状態を示している。図にお
いて、符号７１ａがトナー７１に添加される外添剤であ
る。図に示すように、ゲート７９等を通過し、記録紙５
５に付着し、トナー担持体７２側に戻ることはない。

【００２４】また、記録紙５５だけでなく、制御電極７
６表面にも飛翔し、該外添剤７１ａは同様にトナー担持
体７２側へと戻されることはない。

【００２５】従って、このようにトナーを飛翔させるた
めに急激な電界変化が画像形成のために繰り返し行われ
れば、トナー担持体７２側のトナー７１に添加される外
添剤７１ａが徐々に失われる。この状態で画像形成が継
続すると、トナー担持体７２側のトナー７１に添加され
ている外添剤７１ａの割合が大きく変化し、トナー７１
の帯電量や、流動性が大きく変化し、トナー担持体７２
に担持されるトナー層の厚さ等も変化することから、画
質等が変化したり、トナー７１の正常な飛翔制御につい
ても望めなくなる。

【００２６】よって、トナーを飛翔させるための電位波
形としては、急激に立ち上（或いは立ち下）がるのでは
なく、徐々に立ち上（或いは立ち下）がるようにするこ
とが重要となる。

【００２７】本発明は、上述の問題点に鑑みて、簡単な
手段にてトナー、つまり顕像化粒子の飛翔を防止し、不
要なトナー等が制御電極等へと飛翔させることを阻止す
ることを目的とする。

【００２８】

【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している状態で、上記制
御電極に画像信号に応じて顕像化粒子を飛翔させる電位
又は飛翔させない電位を付与させる制御電源部を設け、
上記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を備えた画
像形成装置において、上記制御電源部は、顕像化粒子を
飛翔させる電位と飛翔させない電位を付与する電源部を
備え、該電源部の出力状態を画像信号に応じて切り換え
る切換手段を備え、その切換手段による切換時に電位波
形にひずみの生じないように補助する電気部品を設けた
ことを特徴とする。

【００２９】そこで、上記制御電源部は、特に顕像化粒
子を飛翔されている状態から飛翔させない状態に変化さ
せるために電位を切換制御した時に、電位の波形にひず
みが生じないように容量成分からなる電気部品、特にコ
ンデンサを設けるとよい。

【００３０】より具体的には、図３に示すように、画像
信号に応じて第１及び第２電源部８３、８４を切換制御
するスイッチング手段（切換手段）であるトランジスタ
８６のスイッチング特性を補助するために、コンデンサ
３５が、制御電極を構成しトナーの通過孔であるゲート
に設けられるリング状電極（２７）と接続される出力端
と基準電位である接地部との間に接続される。

【００３１】これにより、トナーが飛翔している状態か
らトナーを飛翔させない状態にリング状電極に供給する
電位状態を切り換えるためにトランジスタ８６が、ＯＦ
Ｆ状態からＯＮ状態に切り替わる時、トナー飛翔時にコ
ンデンサ３５には十分な電荷充電されているため、トラ
ンジスタ８６を瞬時にＯＮ状態にすることができる。そ
のため、図７（Ａ）に示すようにトナーを飛翔させない
ような電位波形を瞬時に得ることができる。よって、余
分なトナー飛翔がなくなり、画質劣化等が生じる危惧が
なくなる。

【００３２】一方、トナーを飛翔させない状態からトナ
ーを飛翔させる状態にトランジスタ８５にて切換制御す
る場合について考える。この場合、コンデンサ３５は、
その充電電荷が先に説明したようにトランジスタをＯＮ
させた時に放電されているか、最初の画像形成開始時に
は電荷がない状態である。そこで、トランジスタ８５が
ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替われば、コンデンサ８
５に第１電源部８２からの電流がながれ、徐々にコンデ
ンサ８５の出力端側の電位が第１電源部８２の電位にな
る。よって、図７（Ａ）に示すように急激な電位変化が
抑制され、徐々に所定の電位（例えば１５０Ｖ）に立ち
上がる。

【００３３】この結果、急激な電位変化によりトナーと
共にトナーに添加されていた外添剤が同時に飛翔するも
のの、それ以上の外添剤に飛翔が生じていたが、この問
題が解消される。従って、トナーを常時安定した特性状
態に維持でき、常に安定した画質を保証できる。

【００３４】また上記コンデンサ３５は、その静電容量
が、上記切換手段であるトランジスタ８５が有する静電
容量成分の容量より十分に大きく設定されているで、特
にトランジスタのスイッチング特性を安定状態に補助で
きる。つまり、温湿度においてトランジスタ８５の容量
成分が変化しても、十分に大きな容量を備えるコンデン
サ３５により、その変化分を吸収し、スイッチング状態
を安定させ、常に図７（Ａ）の状態で、トナー飛翔制御
にかかる電極への電位供給を保証できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に図１ないし図７に従って本
発明の実施形態を詳細に説明する。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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る部材をコーティン
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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】上記トナー２１は、従来より周知のよう
に、トナーの特性を補助するために、外添剤が添加され
ている。つまり、トナーの帯電性や、流動性を確保する
ためにトナー２１より小さいシリカ等の微粉粒子等が添
加されている。

【００４５】またドクターブレード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６
μｍ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２
３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１００ｍ
ｍ／ｓｅｃ程度で回転駆動される。

【００４６】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。

【００４７】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、除電ブラシ３２と除電ブラシ３２に除電電位を
与える除電電源１７と、記録紙５を帯電させる帯電ブラ
シ３３と、該帯電ブラシ３３に帯電電位を与える帯電電
源１８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。

【００４８】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。

【００４９】上記対向電極２５に密着するように走行さ
れ、記録紙５を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２４ａ，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２
４ｂ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。

【００５０】また、対向電極２５には、高圧電源部（電
源手段）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。

【００５１】上記除電ブラシ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。この除電ブラシ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電荷を除電する。

【００５２】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、誘電体ベルト２４
の回転速度（走行速度）、対向電極２５に供給される電
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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。また、基板２６ａには、後述するゲート２９・
・・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（外側の径）２２０μ
ｍ、厚さ３０μｍ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。

【００５６】また、ゲート２９・・・の大きさや、基板
２６ａ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３００ＤＰ
Ｉ（dot per inch）に相当し、１ライン分の画像を形成
する。

【００５７】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はない。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３０
μｍ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２７・・・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。

【００５８】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。

【００５９】次に本発明にかかる制御電源部３１につい
て図３に従って説明する。制御電源部３１は、トナー２
１の飛翔を制御するためにリング状電極２７に飛翔電位
又は飛翔させない電位を供給するか否かを画像信号に応
じて供給制御するために設けられているものであって、
図３には一つのリング状電極２７に供給する制御電源部
３１を示している。この制御電源部３１は各リング状電
極２７に対応してそれぞれに設けられており、電圧の供
給制御が行われる。

【００６０】図３において、従来例で説明した制御電源
部８１とは、容量成分の電気部品であるコンデンサ３５
を、基準電位である接地部とリング状電極２７と接続さ
れる出力部との間に接続した点である。このコンデンサ
３５は、トランジスタ（ＦＥＴ）８６の補助、つまりス
イッチング特性を保証するために設けられている。そし
て、その他の部分は、図１０において説明した回路構成
と同一であり、同一符号を付している。

【００６１】第１電源部８３は、基準電位である接地部
とプルアップ抵抗８５との間に接続されており、プルア
ップ抵抗８５の一端がトラジスタ８６のソース端子に接
続されている。トランジスタ８６のドレイン端子と接地
部との間には第２電源部８４が接続されており、このト
ランジスタ８６のゲート端子には画像信号制御回路８７
より画像信号に対応した電圧が供給される。そして、ト
ランジスタ８６のスイッチング状態を補助し、リング状
電極２７に供給する電位波形のひずみを取り除くための
コンデンサ３５が、接地部と出力端、つまりトランジス
タ８６のソース端子との間に接続している。

【００６２】この図３に示すように、コンデンサ３５を
接続するだけの簡単な構成により、従来の図７（Ｂ）に
示す波形図と対比して示す図７（Ａ）に示している通
り、リング状電極２７に供給される電位の立ち下がり、
特に飛翔している状態から非飛翔状態に切り替える瞬間
の立ち下げの電位波形が改善され、ほとんどひずみの無
い状態でリング状電極２７に供給され、不要なトナー飛
翔を阻止できる。

【００６３】また、逆にトナーを飛翔させる状態にする
ための電圧供給時点の波形は、徐々に高くなり、リング
状電極２７に急激に変化する電位波形でなくなり、電界
の急激は変化が抑制される。このため、顕像化粒子であ
るトナー２１に添加される外添剤の飛翔を阻止でき、こ
れによる画質の劣化等を防止できる。上述の本発明によ
る図３の動作説明については後に詳細に説明する。

【００６４】次に、本画像形成装置による画像形成動作
を図４を参照して説明する。

【００６５】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、画像形成制御ユニットに転送（ステッ
プｎ４）され、画像形成制御ユニットでは、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）。

【００６６】また、画像形成制御ユニットは、所定量の
上記制御電極２６に供給する制御信号を得ると、トナー
担持体２２を回転駆動（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２
４ａ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。帯電ブラシ３３
には、帯電電源１８によって帯電電位として１．２ｋＶ
が、除電ブラシ３２は除電電源１７によって除電電位が
印加（ステップｎ９）される。

【００６７】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）。

【００６８】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。

【００６９】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、帯電ブラシ１４と支持ローラ１
６ａ間に搬送される。記録紙５は帯電ブラシ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。

【００７０】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
ブラシ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。

【００７１】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
トナー像が記録紙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。

【００７２】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。本画像形成
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
の顕像体が不要となっている。

【００７３】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
が簡単化されると共に、部品点数が削減されるので、小
型化および低コスト化が可能となる。

【００７４】ここで、上述したようにトナー担持体２２
は、接地されており、対向電極２５と、支持ローラ２４
ａとの間には、２．３ｋＶ、帯電ブラシ３３には１．２
ｋＶの高圧が供給されている。これにより、帯電ブラシ
３３と支持ローラ２４ａとの間の電位差によって誘電体
ベルト２４上を搬送される記録紙５の表面には負の電荷
が付与されることになる。この負の電荷により記録紙５
は誘電体ベルト２４との間で作用する静電気力によって
誘電体ベルト２４に吸着されて搬送され、印刷部３の特
にゲート２９と対向する直下へと移動する。この時、誘
電体ベルト２４表面の電荷は、ゲート２９の直下に達す
るまでに時間減衰して対向電極２５に供給される電位と
の兼ね合いから、表面電位は２ｋＶ程度になる。

【００７５】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２
７・・・に対して１５０Ｖの電圧を一画素あたり例えば
１５０μｓｅｃ印加する。また、トナー２１をゲート２
９を通過させないようにするためには、リング状電極２
７には、−２００Ｖの電圧が供給される。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
すれば、ドット状のトナーが記録紙５上に選択的に付着
し、画像が直接形成される。

【００７６】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。

【００７７】また、制御電極２６のリング状電極２７に
印加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、つ
まりトナー担持体２２側に湾曲する状態を変化させるこ
とができる。そのため、ゲート２９を通過するトナー２
１に対して作用する電気力を変化させることができる。
これにより、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、記録紙５上に形成される画像の
ドット径（ＦＬ）を任意に調節することかできる。この
ように、対向電極２５に高電圧が供給された状態で、上
記制御電極２６にトナー飛翔電圧を印加すれば、トナー
を飛翔させると同時に、ゲート２９の通過時に、上述し
たように１画素を形成するドット径を制御できる。

【００７８】一方、トナー２１の通過を阻止すべく制御
電極２６のリング状電極２７・・・に付与する電位は、
上述の説明のように−２００Ｖとして説明したが、この
値に限定されるものではない。上記の電位は、具体的に
は、例えば実験等を行うことにより適宜決定すればよ
い。

【００７９】本発明は、上述したように記録紙５への画
像形成を行う場合、特にトナー飛翔状態において、トナ
ーを飛翔させない状態、つまり非飛翔状態へと切り替え
る時に、不要なトナー飛翔が生じさせないようにすべ
く、ゲート２９を通過するトナーの飛翔を制御するリン
グ状電極２７に供給する電位を制御することにある。こ
れは、図３において説明したように制御電源部３１にて
本発明の目的を達成できる。

【００８０】本発明によれば、図３に示すように画像信
号制御回路８７によって、画像が必要となる時にトラン
ジスタ（ＦＥＴ）８６がＯＦＦする信号が出力され、ト
ナー２１がゲート２９を通過するための電位として、リ
ング状電極２７に、第１電源部８３により例えば１５０
Ｖが供給される。この時の供給時間としては、上述した
ように例えば１５０μｓｅｃに上記画像信号制御回路８
７にて制御される。そして、画像信号制御回路８７にて
画像不要としての信号が出力されると、上記トランジス
タ８６がＯＮし、よって主に第２電源部８４により、例
えば−２００Ｖの電位が上記リング状電極２７に供給さ
れる。これによりトナー２１がゲート２７を通過できな
い電界状態となり、トナー担持体２２側に保持される。

【００８１】そこで、上述にように制御電極２６のリン
グ状電極２７へと供給される電位波形について考える。
まず、トナー２１を飛翔させる電位（例えば１５０Ｖ）
からトナー２１を飛翔させない電位（例えば−２００
Ｖ）への切り替えの波形について、図７（Ａ）に示すよ
うに画像信号制御回路８７から出力させる画像信号に対
応するパルス波形に対し、トランジスタ８６を介してス
イッチングされリング状電極２７に供給される。

【００８２】また図７（Ｂ）は図１０の回路における電
位波形であって、リング状電極２７への電圧供給の立ち
下がりにおいて、大きくひずむことになる。この波形が
ひずむ領域で、トナー２１の若干の飛翔が継続すること
は説明した通りである。

【００８３】これに対し、図３において説明したように
コンデンサ３５が新たに接地部とリング状電極２７に接
続された出力部との間に接続したことで、図７（Ｂ）に
示すように立ち下がりの鋭い、ひずみのない波形状態と
なる。これにより、不要にトナー飛翔が継続することな
く、上述した不要トナーによる画像劣化を防止できる。

【００８４】また、コンデンサ３５を設けていること
で、トナーを飛翔させていない状態において、画像が必
要となる時にトナーを飛翔させる状態に立ち上げる場
合、コンデンサ３５に充電される電流に影響により、リ
ング状電極２７に供給される第１電源部８３による電圧
波形が徐々に所定の電位に立ち上がることになる。その
ため、急激な電位変化が起こらなくなるため、顕像化粒
子であるトナー２１に添加されている流動性や帯電性に
かかる外添剤が不要に失われることがなくなる。そのた
め、トナー２１の特性が長期に渡り安定に維持されるた
め、これによる画質の劣化が生じることもなくなる。

【００８５】そこで、図３の回路において、図７（Ａ）
のような電位波形を得られる動作説明を詳細に説明すれ
ば、まずトナーを飛翔させていない状態において、トナ
ーを飛翔させるためにトランジスタ８６は、画像信号に
応じてＯＮ状態からＯＦＦ状態にスイッチングする。こ
の時、コンデンサ３５に第１電源部８３により電流が流
れるため、トランジスタ８６のソース端子、つまり出力
端は、第１電源部８３の電位に即座に立ち上がれない。
従って、コンデンサ３５は徐々に充電され、そのため、
リング状電極２７に供給される電位は、徐々に立ち上が
り、図７（Ａ）に示すように急激な電位変化が生じな
い。これは、図７（Ｂ）の従来の電位波形と比べても、
立ち上がりの急激な変化が抑制されている。なお、上記
コンデンサ３５は、画像形成開始前、及び画像形成にお
いてトナー飛翔時に充電電荷は放電されいる。

【００８６】上述のトナー非常状態を例えば１５０μｓ
ｅｃ継続した後、画像が不要である信号がトランジスタ
８６のゲート端子に供給されれば、トランジスタ８６は
ＯＦＦ状態からＯＮ状態にスイッチングする。これによ
りトナー飛翔が停止する。この時、上記コンデンサ３５
は先に説明したように第１電源部８３にて十分に電荷が
充電されており、トランジスタ８６がＯＮ状態となれ
ば、放電される。そのため、トランジスタ８６がＯＮす
る状態への移行がコンデンサ３５の充電電荷により助成
され、即座にＯＮ状態となる。その結果、出力波形、つ
まりリング状電極２７に供給される電位波形の立ち下が
りが鋭くなり、図７（Ｂ）の波形に比べて徐々に電圧が
低くなるひずみがほとんどなくなる。これによりトナー
の不要な飛翔状態を無くし、画質低下を防止できる。

【００８７】上記コンデンサ３５は、上述したようにト
ランジスタ８６スイッチング動作を補助し、電圧波形の
ひずみを除くことができる。そして、トナー飛翔状態と
なれば、トランジスタ８６のＯＦＦ状態へのスイッチン
グにおいては、充電を行い、リング状電極２７に生じる
急激な電界の発生を抑制し、トナーの正常な飛翔を行う
ことができる。

【００８８】本実施形態において使用しているトランジ
スタ（ＦＥＴ）８６は、該トランジスタがもつ等価的な
静電容量が５ｐＦであるが、これは温湿度によって変化
しやすい。そのため、図７（Ｂ）に示すようなリング状
電極に供給する電圧波形が、温湿度に応じて大きく変化
することにもなる。

【００８９】しかし、コンデンサ３５は、温湿度の変化
に対して非常に安定してる上、該コンデンサ３５の静電
容量が、トランジスタ８６の静電容量より十分に大きな
ものを使用することで、温湿度に左右されず図７（Ｂ）
に示す波形状態を常時維持できる。コンデンサ３５は、
例えば５０ｐＦ程度のものが設定される。また、あまり
にも大きな容量を使用すると、立ち上がりが鈍り、１５
０μｓｅｃといった短い時間に対応できなくなる。その
ため、トランジスタ８６の容量の１０倍程度が好適であ
る。

【００９０】上述のことは、画像を形成する上において
非常に重要なことであって、ドットの形状、大きさ、濃
さ等を一定にでき、画質状態の安定を保証できる。

【００９１】以上のように、本発明の実施形態によれ
ば、非常に簡単な手段、つまりコンデンサ３５を制御電
源部３１に設けるだけで、リング状電極２７に供給する
電位の波形を安定させることができ、画質を安定させる
ことが可能となる。

【００９２】ま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の制御電極
を使用したが、制御電極の形状は図５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。

【００９３】図５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（Ｘ、Ｙ方向）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。

【００９４】そして、表面の各帯状電極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
裏面の各帯状電極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それぞれの帯状電極
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。

【００９５】このような構成の制御電極２６において
も、上述した実施形態での説明の場合と同様の効果が得
られる。つまり、制御電極２６を構成するＸ及びＹ方向
の各帯状電極（Ｘ電極）２７ａ及び各帯状電極（Ｙ電
極）２７ｂに、それぞれ図３に示す回路による出力電圧
を供給する。そして、上述したように、Ｘ電極２７ａに
ついては、画像信号に応じてトランジスタ８６をＯＮ／
ＯＦＦ制御し、Ｙ電極２７ｂについては、走査信号によ
りトランジスタ８６をＯＮ／ＯＦＦ制御するようにすれ
ばよい。

【００９６】図５の構成においては、各ゲート２９を通
過させるトナーの飛翔制御のための、図３に示す回路
を、各Ｘ及びＹ電極に対応して設ければよく、その個数
が大幅に削減できる。

【００９７】本発明の実施形態においては、トナーを負
に帯電させ、対向電極２５等に正の高電位を供給し、ト
ナー２１を飛翔させるようにして説明した。しかし、ト
ナーを正に帯電させた場合には、対向電極２５等に負の
電位を供給することになる。そのため図７におけるリン
グ状電極２７の供給するための電位波形としては、逆向
きの波形となるだけで、トナーを飛翔している状態から
飛翔させない状態へと切り換える時の波形は、立ち下が
ることになる。しかし、図３におけるスイッチング手段
であるトランジスタ８６におけるスイッチング動作を制
御することで同様の制御に制御できることはいうまでも
ない。

【００９８】さらに、本発明の実施形態において、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
ーを使用する必要がある。そのため、図６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５の搬送方向にそっ
て併設する。

【００９９】図６のカラー画像形成装置によれば、顕像
化粒子として、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラッ
クのトナーを用いる場合であって、ブラックの画像を形
成するための画像形成部１ａ、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、それぞれのトナー担持
体２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対応して、制御電
極２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び２６ｄ、そして供給の対
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。

【０１００】図６においては、帯電手段として帯電ロー
ラ３３ａを、除電手段として除電ローラ３２ａを設けて
おり、記録紙５は帯電ローラ３３ａにて帯電され誘電体
ベルト２４に静電的に吸着されて、上述した各色の画像
形成部１ａ〜１ｄを通過することで、選択的に各色のト
ナーが記録紙５に付着し、所望のカラー画像が直接形成
される。

【０１０１】このようなカラー画像形成装置において
も、各色の制御電極２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄに
ついて図３に示す制御電源部３１による電位供給制御を
行うことで、不要なトナー飛翔が防止でき、再現される
色の劣化やぼけ、その他の画質の劣化が防止できる。

【０１０２】なお、顕像化粒子がトナーである場合につ
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。

【０１０３】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。

【０１０４】

【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、記録動作時に、顕像化粒子、例えばトナー飛翔状
態よりトナーを飛翔させない状態に切り替えるための電
位の切換制御を行っても、不要にトナー飛翔が発生する
のを防止できる。

【０１０５】そのため、不要なトナー飛翔による画像の
劣化を防止でき、常に安定した画像を得ることができ
る。

【０１０６】また、電位の供給を制御する回路にコンデ
ンサを設けるだけでの非常に簡単な構成でよく、部品点
数の大幅な増加、装置の大型化を回避でき、これにより
コストアップを合わせて回避できる。

【０１０７】この場合、トナー飛翔を行う時の電位波形
として、急激に変化することなく徐々に所定の電位に達
するように制御できるため、トナー等に添加されている
外添剤が不要に損失されるのを防止でき、常にトナーの
特性を安定状態に維持でき、よって常に安定した画質を
保証できる。

【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】本発明による制御電極を構成するリング状電極
に画像信号に応じてトナー飛翔を制御するための電位を
供給するために切換制御する制御電源部の回路構成の一
例を示す図である。

【図４】記録制御動作の流れを示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明における画像形成装置が備える制御電極
をマトリクス方式により形成した例の一部を示す斜視図
である。

【図６】カラー画像形成装置の構成の一例を示す断面図
である。

【図７】図３における回路により、画像信号に応じたリ
ング状電圧に供給される本発明による電圧波形と従来の
電位波形とを対比して示した図であり、特に（Ａ）は本
発明による電位波形を、（Ｂ）は従来の電位波形を示す
図である。

【図８】トナーの添加される外添剤の飛翔状態を示す模
式図である。

【図９】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１０】トナー飛翔を制御するための制御電極を構成
するリング状電極に画像信号に応じてトナー飛翔制御を
行うための電位切換を行うための従来の回路構成を示す
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記録紙（記録媒体）２１トナー（顕像化粒子）２２トナー担持体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３１制御電源部３５コンデンサ８３第１電源部（トナー飛翔用の電位供給用）８４第２電源部（トナー非飛翔のための電位供給用）８６トランジスタ（切換手段）８７画像信号制御回路

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
る電位を付与している状態で、上記制御電極に画像信号
に応じて顕像化粒子を飛翔させる電位又は飛翔させない
電位を付与させる制御電源部を設け、上記顕像化粒子の
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を備えた画像形成装置におい
て、上記制御電源部は、顕像化粒子を飛翔させる電位と飛翔
させない電位を付与する電源部を備え、該電源部の出力
状態を画像信号に応じて切り換える切換手段を備え、そ
の切換手段による切換時に電位波形にひずみの生じない
ように補助する電気部品を設けたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】上記制御電源部は、特に顕像化粒子を飛
翔されている状態から飛翔させない状態に変化させるた
めに電位を切換制御した時に、電位の波形にひずみが生
じないように容量成分からなる電気部品を設けたことを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記顕像化粒子を飛翔させる電位と飛翔
させない電位を切換制御するための切換手段の出力部
に、該切換手段の切換状態を補助するコンデンサを基準
電位との間に接続し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】上記コンデンサは、その静電容量が、上
記切換手段が有する静電容量成分の容量より十分に大き
く設定されていることを特徴とする請求項３記載の画像
形成装置。