JPH10235923A

JPH10235923A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10235923A
Application number: JP3824297A
Authority: JP
Inventors: Shiro Wakahara; 史郎若原; Yukito Nishio; 幸人西尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの飛翔状態からその飛翔の停止状態へ
の切り替え時におけるトナーの飛散を抑制することによ
り、画像劣化を防止し得る画像形成装置を提供する。【解決手段】ＯＮ電位からＯＦＦ電位への切り替え時
における、トナー飛翔電位状態からトナー停止電位状態
への変化の度合いを低減させるための制御回路部３１が
設けられている。制御回路部３１は、制御電極２６に対
してＯＦＦ電位として収束電位を印加させるか、中間段
階の収束電位を経由してＯＦＦ電位を印加させるか、又
は電位波形の歪みによってゲート２９…近傍の等電位面
の変化を和らげる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
ファクシミリ装置の印字部、デジタルプリンタ又はプロ
ッタ等に適用され、顕像剤を飛翔させることにより記録
媒体上に画像を直接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】画像信号を紙等の記録媒体上に可視像と
して出力する従来の画像形成装置として、例えば特開平
７−１７８９５３号公報に開示されたものがある。この
公報の画像形成装置では、トナー担持体と対向電極との
間に電位差を発生させることにより、トナー担持体のト
ナーに電界を付与して電気力にてこれらトナーを飛翔さ
せる一方、飛翔路に配置した複数の通過孔（以下、「ゲ
ート」と称する）を有する制御電極に印加する電位を変
化させて記録媒体にトナーを付着させることにより、画
像を記録媒体上に直接形成するようになっている。

【０００３】詳細には、ゲートとトナー担持体との間に
形成される電界制御によってトナーの飛翔可否を制御
し、対向電極によって形成された強電界によって記録媒
体である用紙表面にトナーを到達させて画像を形成して
いる。

【０００４】ここで、本発明の説明図である図５に示す
ように、一般に、トナーを飛翔させる電位（以後、「Ｏ
Ｎ電位」と称する）の印加中はゲート近傍の等電位面は
トナー担持体に対して凹となるように制御される。

【０００５】一方、トナーを飛翔させない電位（以後、
「ＯＦＦ電位」と称する）は、従来技術では、通常、ト
ナー担持体と同電位か又はトナーと逆電位を印加するよ
うになっている。例えば、上記公報の技術では、図２４
に示すように、トナー担持体１２２と同じ電圧０Ｖを印
加している。そして、このときには等電位面がトナー担
持体１２２に対してシャープな凸となると共に、電位差
が小さいのでトナー担持体１２２からのトナーの飛翔が
生じないようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置では、ＯＮ電位からＯＦＦ電位に切り
替えたときには、図５に示す等電位面がトナー担持体に
対して凹の状態から激しく変形して図２４に示すシャー
プな凸の状態となる。このため、図２５（ａ）に示すよ
うに、このときにゲート１２９ｎ内部やその近傍に存在
する飛翔トナー１２１ｂは、周囲に広がる方向等の予想
外の方向及び大きさの力を受ける。そして、飛翔中に広
がった上記トナー１２１ｂは、図２５（ｂ）に示すよう
に、用紙１０５に到達したときに画素であるドット１２
１ｃ以外の領域に到達し、その結果、用紙１０５上に形
成されたドット１２１ｃに対して飛散トナー１２１ｄと
なる。

【０００７】このような飛散トナー１２１ｄが発生する
と、ドット１２１ｃの輪郭が不鮮明となりコントラスト
の得られないぼやけた画像となって画像劣化を招来する
という問題点を有している。

【０００８】また、このような状況下ではハーフトーン
の再現性が劣化してさらなる不具合を招来する。さら
に、この不具合がカラー画像形成装置に対して発生した
場合には、所望のカラー再現性が得られなくなると共
に、他の色のトナー上に別の色のトナーが飛翔して容易
に混色を招来することになる。

【０００９】また、上記においては、ＯＦＦ電位として
トナー担持体と同電位を印加しているが、例えば、ＯＦ
Ｆ電位としてトナーとは逆電位を印加すると、ＯＮ電位
からＯＦＦ電位に切り替えた瞬間には、トナーに付与さ
れる力が逆転等するので、飛翔トナーの方向及び大きさ
がさらに極端に変化する。従って、電位の切り替えられ
た瞬間にトナーが激しく振動する。

【００１０】通常、トナーは単独では存在せず複数のト
ナー粒子が集合体を構成し、このトナー粒子の集合体が
全体として良好な帯電量等の特性を示している。ところ
が、上記のようにトナーがＯＮ電位からＯＦＦ電位に切
り替えられた瞬間に与えられる振動によって、この集合
体が崩壊し、より細かい集合体や個々のトナー粒子に分
裂する。

【００１１】より細かく分裂したトナー集合体やトナー
粒子がそれぞれ良好な特性を示すとは限らず、数多くの
逆帯電トナーや逆帯電の集合体を含む。従って、この状
態で、制御電極に印加する電位がトナーと同極性の電位
であるとすると、上記逆帯電トナーや逆帯電集合体の飛
翔を容易に招来し、かつ制御電極へのトナーの付着を招
来する。そして、制御電極にトナーが付着した場合に
は、トナー担持体からみた制御電極の電位が変化して良
好なトナー飛翔制御が困難となり、その結果、印字不良
や画像欠落を来す。さらに、最悪の場合は、トナーがゲ
ートの内部に付着して目詰まりを起こし、物理的にゲー
トの通過が困難となる不具合が発生するという問題点を
有している。

【００１２】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、顕像剤の飛翔状態からそ
の飛翔の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散
を抑制することにより、画像劣化を防止し得る画像形成
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の画
像形成装置は、上記課題を解決するために、少なくとも
１色の顕像剤を担持する担持体と、この担持体に対向配
置された対向電極と、これら担持体と対向電極との間に
電位差を発生させる高電圧を供給する高圧電源手段と、
上記担持体と対向電極との間に配置された絶縁性基板に
穿設された顕像剤の通過部となる複数個のゲートの各周
囲に少なくとも一つ以上の電極を備えた電極群からなる
制御電極と、この制御電極の各電極に複数の電位状態を
与える制御手段とを備え、上記制御手段によって制御電
極の対応する電極に対して顕像剤を飛翔させる飛翔電位
と顕像剤の飛翔を停止させる停止電位とを印加すること
により担持体から飛翔する顕像剤のゲートの通過を制御
して、上記制御電極と対向電極との間に搬送される記録
媒体の表面に顕像剤を付着させて画像を形成する画像形
成装置において、上記飛翔電位から停止電位への切り替
え時における、該飛翔電位状態から停止電位状態への変
化の度合いを低減させるための低減手段が設けられてい
ることを特徴としている。

【００１４】上記の発明によれば、担持体と対向電極と
の間には、高圧電源手段にて電位差が発生していると共
に、担持体と対向電極との間には、複数のゲートを有す
る制御電極が設けられている。従って、制御手段にて飛
翔電位又は停止電位を印加することにより担持体から飛
翔する顕像剤のゲートの通過を制御して、上記制御電極
と対向電極との間に搬送される記録媒体の表面に顕像剤
を付着させて画像を形成することができる。

【００１５】ここで、飛翔電位から停止電位への切り替
え時には、該飛翔電位状態から停止電位状態となるの
で、例えば、ゲート内の等電位面が大きく変化する。そ
して、これによって、切り替え時にゲート近傍に存在し
ていた飛翔顕像剤は、等電位面の変化の影響を受けて飛
散するので、記録媒体の表面においては、所定の画素を
形成する領域以外に顕像剤が到達することになり、その
結果、画像劣化を招くことになる。

【００１６】しかし、本発明においては、低減手段が、
飛翔電位から停止電位への切り替え時における、該飛翔
電位状態から停止電位状態への変化の度合いを低減させ
る。従って、切り替え時にゲート近傍に存在していた飛
翔顕像剤は、例えば等電位面の変化が和らげられるの
で、飛翔顕像剤が飛散するのを抑制することができる。
そして、この飛翔顕像剤は、記録媒体の表面における略
所定の画素の領域に到達するので、顕像剤の飛散が目立
たない。

【００１７】この結果、顕像剤の飛翔状態からその飛翔
の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散を抑制
することにより、画像劣化を防止し得る画像形成装置を
提供することができる。

【００１８】請求項２に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置
において、上記の低減手段は、飛翔電位状態から停止電
位状態へのゲート近傍の等電位面の変化の度合いを低減
させるべく制御手段による制御電極への印加電圧を制御
するものからなることを特徴としている。

【００１９】上記の発明によれば、低減手段は、飛翔電
位状態から停止電位状態へのゲート近傍の等電位面の変
化の度合いを低減させるべく制御手段による制御電極へ
の印加電圧を制御する。

【００２０】即ち、従来においては、例えば、制御電極
に印加される飛翔電位は例えば２５０Ｖであり、停止電
位は担持体と同じ例えば０Ｖが設定されていた。そし
て、飛翔電位状態においては、ゲート近傍の等電位面
は、担持体側に対して凹又はなだらかな凸となる一方、
停止電位状態では、ゲート近傍の等電位面は、担持体側
に対してシャープな凸となっていた。

【００２１】しかし、本発明においては、低減手段に
て、制御手段による制御電極への印加電圧を制御するこ
とにより、飛翔電位状態から停止電位状態へのゲート近
傍の等電位面の変化の度合いが低減される。具体的に
は、例えば、停止電位を例えば５０Ｖとして、顕像剤の
飛翔が生じない範囲で、停止電位を０Ｖとしたシャープ
な凸となる等電位面よりもなだらかな凸となる等電位面
となるようにすることにより、飛翔顕像剤の飛散を防止
することができる。

【００２２】この結果、顕像剤の飛翔状態からその飛翔
の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散を抑制
することにより、画像劣化を防止し得る画像形成装置を
提供することができる。

【００２３】請求項３に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１又は２記載の画像形
成装置において、上記の低減手段は、飛翔電位から停止
電位への切り替えの際に、制御手段による制御電極への
印加電圧として該飛翔電位状態から停止電位状態への変
化の度合いを低減させるべく中間段階の中間電位を印加
させた後、停止電位を印加するように制御することを特
徴としている。

【００２４】上記の発明によれば、低減手段は、飛翔電
位から停止電位への切り替えの際に、制御手段による制
御電極への印加電圧として該飛翔電位状態から停止電位
状態への変化の度合いを低減させるべく中間段階の中間
電位を印加させた後、停止電位を印加する。

【００２５】従って、飛翔電位から停止電位への切り替
えの際に、飛翔電位状態には担持体側に対して凹又はな
だらかな凸であったゲート近傍の等電位面は、一旦、例
えば中間電位５０Ｖが印加されることにより、飛翔電位
２５０Ｖのときよりもなだらかな凹又はなだらかな凸の
等電位面となる。そして、この中間電位５０Ｖのなだら
かな凹又はなだらかな凸の等電位面から、停止電位０Ｖ
のシャープな凸の等電位面に移行する。

【００２６】このため、切り替え時にゲート近傍に存在
していた飛翔顕像剤は、中間電位による中間的な等電位
面を経由するので、飛翔電位２５０Ｖから停止電位０Ｖ
に一気に変化するのに比べて、その等電位面の変化が和
らげられる。

【００２７】この結果、顕像剤の飛翔状態からその飛翔
の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散を抑制
することにより、画像劣化を防止し得る画像形成装置を
提供することができる。

【００２８】請求項４に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項３記載の画像形成装置
において、上記の中間電位は、飛翔電位から停止電位に
移行する過程に生じる電位波形の歪みによって得られる
ものであることを特徴としている。

【００２９】上記の発明によれば、中間電位は、飛翔電
位から停止電位に移行する過程に生じる電位波形の歪み
によって得られる。即ち、中間電位は、必ずしも所定の
電圧を印加する必要はなく、飛翔電位から停止電位への
変化の程度を低減するための電圧であれば良い。

【００３０】従って、飛翔電位２５０Ｖから停止電位０
Ｖへ移行するために、電位波形の歪みを利用することに
より、その変化の程度を低減することができる。具体的
には、電位波形が減衰曲線となるように飛翔電位２５０
Ｖから停止電位０Ｖへ移行させることにより、変化の程
度を低減させることができる。

【００３１】この結果、制御手段として、例えば、飛翔
電位２５０Ｖ、中間電位５０Ｖ及び停止電位０Ｖという
ような複雑な３値のパルス回路にて構成する必要がなく
なるので、部品点数の削減と装置の小型化及びコストダ
ウンを図ることが可能となる。

【００３２】請求項５に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１〜４のいずれか１項
に記載の画像形成装置において、上記の制御電極は、複
数個のゲートの各周囲において顕像剤の通過方向に並び
配される第一電極と第二電極とを有し、かつこれら複数
の第一電極同士を所定数毎に集めてなる第一電極群と複
数の第二電極同士を所定数毎に集めてなる第二電極群と
からなり、かつ上記制御手段によって制御電極における
第一電極群及び第二電極群の両方を飛翔電位にすること
により担持体から飛翔する顕像剤のゲートを通過させる
ように形成されていることを特徴としている。

【００３３】上記の発明によれば、制御電極は、複数個
のゲートの各周囲において顕像剤の通過方向に並び配さ
れる第一電極と第二電極とを有し、かつこれら複数の第
一電極同士を所定数毎に集めてなる第一電極群と複数の
第二電極同士を所定数毎に集めてなる第二電極群とから
なっていると共に、制御手段によって制御電極における
第一電極群及び第二電極群の両方を飛翔電位にすること
により担持体から飛翔する顕像剤をゲート通過させるよ
うになっている。

【００３４】そして、この場合には、第一電極群又は第
二電極群の内のいずれか一方に対して低減手段による低
減動作が行われる。従って、このようなマトリックス制
御による制御電極にて顕像剤を飛翔制御する画像形成装
置においても、低減手段により、その低減機能を果たす
ことができる。

【００３５】この結果、マトリックス制御によって制御
回路の削減を行うことが可能となり、部品点数の削減と
装置の小型化及びコストダウンを図ることが可能とな
る。

【００３６】請求項６に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１〜５のいずれか１項
に記載の画像形成装置において、上記の制御電極には、
上記複数のゲートの少なくとも２つ以上を対象とする少
なくとも１つ以上の電極板が設けられ、低減手段は電極
板に対して低減動作が行われるように制御することを特
徴としている。

【００３７】上記の発明によれば、制御電極には、上記
複数のゲートの少なくとも２つ以上を対象とする少なく
とも１つ以上の電極板が設けられ、低減手段は電極板に
対して低減動作が行われるように制御する。

【００３８】このため、この電極板に対して、例えば中
間電位を印加するので、中間電位を印加すべく複雑な３
値のパルス回路を構成する必要がなくなる。即ち、制御
手段を単純な２値の制御回路にて構成することができる
ので、例えば、従来の装置にこの電極板を取り付けるだ
けで良い。この結果、装置の複雑化を防止し、コストダ
ウンを図ることが可能となる。

【００３９】請求項７に係る発明の画像形成装置は、上
記課題を解決するために、請求項１〜６のいずれか１項
に記載の画像形成装置において、上記の画像形成装置
は、カラー画像形成装置であることを特徴としている。

【００４０】上記の発明によれば、上記低減手段はカラ
ー画像形成装置に適用される。従って、カラー画像形成
装置においても、カラーの顕像剤が飛翔状態からその飛
翔の停止状態への切り替えにおいて、記録媒体の表面に
おける画素以外の領域に到達するのを防止することがで
き、その結果、混色を無くすことができる。

【００４１】これにより、常に良好なカラー再現を得る
ことが可能となる。

【００４２】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態について図１な
いし図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。
尚、本実施の形態では、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として、デジ
タルプリンタへの適用例及びデジタル複写機への適用例
について説明するが、必ずしもこれに限らず、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他の
例えばファクシミリ装置の印字部やプロッタ等への適用
も可能である。

【００４３】また、本実施の形態の説明においては、顕
像剤として負帯電のトナーに対応する構成を備えたデジ
タルプリンタ及びデジタル複写機について説明する。従
って、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良い。

【００４４】本実施の形態のデジタルプリンタは、図２
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。上記の画像形成部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
記録媒体としての用紙上に顕像化するものである。より
詳しくは、トナーを飛翔させる際にそのトナーの飛翔を
画像信号に基づいて制御し、その飛翔制御されたトナー
を用紙に付着させることにより、画像を用紙上に直接形
成するものである。

【００４５】上記画像形成部１への入紙側には、同図及
び図１に示すように、給紙装置１０が設けられている。
この給紙装置１０は、用紙５を収容する用紙カセット４
と、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と、供給される用紙５を画像形成部１へ案
内する給紙ガイド７とからなっている。また、この給紙
装置１０は、用紙５が供給されたことを検出する図示し
ない給紙センサを備えている。さらに、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
されるようになっている。

【００４６】また、画像形成部１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及び加
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。上記定着部１１は、加熱ローラ１２、ヒー
タ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５及び温度制御
回路８０からなっている。

【００４７】上記の加熱ローラ１２は、例えば厚さ２ｍ
ｍのアルミニウム管からなっている。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
らなっている。これら互いに対向して設けられた上記加
熱ローラ１２及び加圧ローラ１４には、各ローラ軸の間
に図示しないスプリング等が懸架されており、これによ
って、加熱ローラ１２と加圧ローラ１４との間に用紙５
を挟んで例えば２ｋｇの荷重にて加圧することができる
ようになっている。

【００４８】上記温度センサ１５は、加熱ローラ１２表
面の温度を測定するものである。この温度センサ１５に
接続された温度制御回路８０は、後述する主制御部によ
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℃に保持している。

【００４９】さらに、上記の定着部１１は、用紙５が排
出されたことを検出する図示しない排紙センサを備えて
いる。

【００５０】尚、上記の加熱ローラ１２、ヒータ１３及
び加圧ローラ１４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表面の温度についても、特に
限定されるものではない。さらに、定着部１１は、本実
施の形態のように必ずしも加熱及び加圧の両方の手段に
より定着するものに限らず、例えば、用紙５を加熱のみ
又は加圧のみを行うことによりトナー像を定着させる構
成となっていても良い。

【００５１】一方、図示しないが、定着部１１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や排出された用紙５を受ける排紙ト
レイが設けられている。

【００５２】尚、上記の加熱ローラ１２、加圧ローラ１
４及び排紙ローラは、図示しない駆動装置によって回転
駆動されるようになっている。

【００５３】次に、画像形成部１について詳述する。先
ず、図１に示すように、画像形成部１のトナー供給部２
には、顕像剤としてのトナー２１を収容するトナー収容
槽２０、トナー２１を磁気力により担持する円筒状の担
持体としてのトナー担持体２２、及びトナー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が備えら
れている。

【００５４】上記のドクターブレード２３は、トナー担
持体２２の回転方向（図１において矢印Ａ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となるように配されている。即ち、トナー
２１は、平均粒径が例えば６μｍの磁性トナーからなっ
ており、ドクターブレード２３により、帯電量が例えば
−４μＣ／ｇ〜−５μＣ／ｇとなるように電荷が付与さ
れる。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、また、トナー２
１の平均粒径や帯電量についても特に限定されるもので
はない。

【００５５】上記のトナー担持体２２は、図示しない駆
動装置によって、その表面での速度が例えば８０ｍｍ／
ｓｅｃにて回転駆動される。このトナー担持体２２は接
地されていると共に、トナー担持体２２の内部には、ド
クターブレード２３と対向する位置、及び後述する制御
電極２６と対向する位置に、図示しない磁石が配置され
ており、これによって、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い
る。上記トナー担持体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
立ちを形成するものとなっている。尚、トナー担持体２
２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、又は電気力と磁気力とによりトナ
ー２１を担持する構成となっていても良い。

【００５６】次に、上記画像形成部１の印刷部３は、図
１に示すように、トナー担持体２２の外周面に対向する
対向電極２５と、この対向電極２５に高電圧を供給する
高圧電源手段としての高圧電源３０と、この対向電極２
５とトナー担持体２２との間に設けられた制御電極２６
と、除電ブラシ２８と、この除電ブラシ２８に除電電位
を与える除電電源１７と、用紙５を帯電させる帯電ブラ
シ８と、この帯電ブラシ８に帯電電位を与える帯電電源
１８と、誘電体ベルト２４と、この誘電体ベルト２４を
支持する支持部材１６ａ・１６ｂと、クリーニングブレ
ード１９とを備えている。

【００５７】上記の対向電極２５は、例えば厚さ１ｍｍ
のアルミニウム板からなり、トナー担持体２２の外周面
からの距離が例えば１．１ｍｍとなるように配されてい
る。また、対向電極２５には、高圧電源３０により、例
えば２．３ｋＶの高電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、この高圧電
源３０から印加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。

【００５８】上記の誘電体ベルト２４は、ＰＶＤＦ(Pol
yvinylidene Fluoride) を基材とし、体積抵抗率で例え
ば１０¹⁰Ω・ｃｍ、厚さが例えば７５μｍとなってい
る。この誘電体ベルト２４は、図示しない駆動装置によ
って駆動され、その表面での速度が例えば３０ｍｍ／ｓ
ｅｃで同図の矢印方向に回転する。

【００５９】上記の除電ブラシ２８は、誘電体ベルト２
４の回転方向における制御電極２６の下流側にて該誘電
体ベルト２４に圧接するように設けられている。そし
て、この除電ブラシ２８は、除電電源１７にて例えば除
電電位２．５ｋＶが印加されて誘電体ベルト２４表面に
存在する不要電荷を除電するようになっている。

【００６０】上記のクリーニングブレード１９は、例え
ば、ペーパージヤム等の紙詰まり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、そのトナー２１を除去して、用紙５の裏面がトナー
２１によって汚染されることを防止するものである。

【００６１】尚、対向電極２５の材質は、特に限定され
るものではなく、また、対向電極２５とトナー担持体２
２との距離についても、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につ
いても、特に限定されるものではない。

【００６２】また、図示しないが、本実施の形態のデジ
タルプリンタは、制御回路として、デジタルプリンタ全
体を制御する主制御部と、得られた画像データを印刷す
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上記制御電極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ットとを備え
ている。

【００６３】一方、上記の制御電極２６は、対向電極２
５とトナー担持体２２との間において対向電極２５と平
行に対向して２次元的に広がっており、かつ制御電極２
６に形成される複数の孔である後述するゲート２９…に
よって、トナー担持体２２から対向電極２５方向へトナ
ー２１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、制御電源を含む制御手段及び
低減手段としての制御回路部３１からの電位によりトナ
ー担持体２２表面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
されるようになっている。

【００６４】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。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。

【００６５】また、制御電極２６は、図３に示すよう
に、絶縁性の基板２６ａ、図示しない高圧ドライバ及び
各々独立したリング状の導電体であるリング状電極２７
…からなっている。

【００６６】上記基板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、複数の孔が形成されている。即ち、これら
各孔の開口径は、例えば直径１６０μｍ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。

【００６７】一方、上記リング状電極２７…は、例えば
厚さ１８μｍの銅箔からなり、その開口径が上記ゲート
２９の開口径よりも少し大きい２００μｍとなってい
る。これらリング状電極２７…は、基板２６ａにおける
上記ゲート２９…の周りに各々設けられており、所定の
配列に従って配置されている。

【００６８】尚、ゲート２９の大きさ並びに基板２６ａ
及びリング状電極２７…の材質や厚さ等は特に限定され
るものではない。

【００６９】上記のゲート２９…、つまりリング状電極
２７…内の孔は例えば２５６０個形成されると共に、各
リング状電極２７…は、給電線４１及び図示しない高圧
ドライバを介して上記制御回路部３１に電気的に接続さ
れている。尚、ゲート２９…及びリング状電極２７…の
個数は、特に限定されるものではない。

【００７０】また、上記のリング状電極２７…表面及び
給電線４１表面は、厚さ３０μｍの図示しない絶縁体層
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４１…同士の絶縁性、互いに接続され
ていないリング状電極２７…と給電線４１…との間の絶
縁性、及び上記トナー担持体２２や対向電極２５との絶
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。

【００７１】上記の制御電極２６のリング状電極２７…
には、図１に示す制御回路部３１により画像信号に応じ
たパルスつまり電圧が印加される。即ち、制御回路部３
１は、リング状電極２７…に対して、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（以下、飛翔電位としての「ＯＮ電位」と称す
る）には例えば２５０Ｖを印加し、通過させない場合
（以下、停止電位としての「ＯＦＦ電位」と称する）に
は後述するようにトナー２１の収束を行う電位（以下、
「収束電位」と称する）である例えば５０Ｖを印加する
ようになっている。

【００７２】このように、トナー担持体２２に担持され
たトナー２１を対向電極２５方向に通過させるに際し
て、制御電極２６への付与電位を画像信号に応じて制御
しながら、対向電極２５と制御電極２６との間に用紙５
を搬送して配することにより、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、制御回路部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】ここで、上記の説明では、画像形成装置と
して、コンピューターやワードプロセッサの出力用とし
てのデジタルプリンタを取り上げて説明してきたが、本
発明の画像形成装置は、デジタル複写機にも適用可能で
ある。そこで、以下においては、デジタル複写機として
適用した場合の画像形成動作を、概括的に、図４に示す
フローチャート及び図１に基づいて説明する。尚、上記
の画像形成部１、給紙装置１０及び定着部１１の構成は
共通であるので、これに基づいて説明する。

【００７４】先ず、図示しない画像読み取り部に複写す
べき原稿が載置され、図示しないコピースタートボタン
が押圧操作されると、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。

【００７５】即ち、図４に示すように、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（Ｓ３）。次いで、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る（Ｓ
４）。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）。

【００７６】次いで、制御電極２６は送られてきた制御
電極制御信号が所望の制御電極制御信号であるか否かを
判断した後（Ｓ６）、制御電極制御信号を受け始める。
尚、Ｓ６で所望の制御電極制御信号でないときには、装
置本体の図示しない操作パネルにエラー表示を行う（Ｓ
７）。

【００７７】次に、Ｓ６で所望の制御電極制御信号であ
るときには、画像形成部１では、トナー担持体２２が回
転駆動され（Ｓ８）、図１に示す制御電極２６のリング
状電極２７…には、制御回路部３１にてトナー担持体２
２に担持されたトナー２１を対向電極２５方向に通過さ
せない電位であるＯＦＦ電位５０Ｖが印加される（Ｓ
９）。

【００７８】また、対向電極２５には高圧電源３０にて
高電圧が印加されると共に、誘電体ベルト２４が回転駆
動される（Ｓ１０）。

【００７９】次いで、上記の制御電極２６が所定量の上
記制御電極制御信号を得ると、図示しない駆動装置が作
動し、この駆動装置にて回転駆動されるピックアップロ
ーラ６により（Ｓ１１）、用紙カセット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、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（Ｓ１２）。
尚、正常な給紙状態でないときには、その旨がエラー表
示される（Ｓ１３）。

【００８０】また、Ｓ１２で正常な給紙状態であると判
断されたときには、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１６ａ・１６
ｂに巻装された誘電体ベルト２４との間に搬送される。
上記の支持部材１６ａ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一方、帯電ブラシ８には帯
電電源１８によって帯電電位として例えば１．２ｋＶが
印加される。

【００８１】用紙５は、帯電ブラシ８と支持部材１６ａ
との電位差による電荷を供給され、静電気的に吸着され
た状態で画像形成部１の印刷部３における誘電体ベルト
２４の制御電極２６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、デジタル複写機の構成
等によって異なる。

【００８２】次いで、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回路部３１に供拾する。この制
御回路部３１へ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。

【００８３】制御回路部３１は、上記の制御電極制御信
号に基づいて、制御電極２６の各リング状電極２７…に
印加する高電圧を制御する（Ｓ１４）。具体的には、制
御回路部３１から適宜所定のリング状電極２７…に２５
０Ｖ又は５０Ｖのいずれかの電位が印加され、これによ
って、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２１
の飛翔の阻止とその解除とが適宜行われる。

【００８４】これにより、対向電極２５表面の誘電体ベ
ルト２４の移動によって出紙側に向かって３０ｍｍ／ｓ
ｅｃの速度で移動している用紙５上に飛翔したトナー２
１が付着し、画像信号に応じたトナー像が形成される。

【００８５】ここで、上記の画像形成における原理につ
いて、具体的に説明する。即ち、前記したように、トナ
ー担持体２２は接地される一方、対向電極２５及び支持
部材１６ａには２．３ｋＶ、帯電ブラシ８には１．２ｋ
Ｖ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と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。

【００８６】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
御回路部３１により、制御電極２６のリング状電極２７
…に対して２５０Ｖの電圧を印加し、トナー２１がゲー
ト２９…を通過させない場合は５０Ｖの電位を印加す
る。これにより、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。

【００８７】その後、トナー像が形成された用紙５は支
持部材１６ｂの持つ曲率によって誘電体ベルト２４から
剥離されて定着部１１に搬送され、その後、この定着部
１１にてトナー像が用紙５に定着される。

【００８８】トナー像が定着された用紙５は、図示しな
い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が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（Ｓ１５）。印字終了でないときには、Ｓ１
１に戻り印刷動作を継続する。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。

【００８９】このような方式によるデジタルプリンタや
デジタル複写機等の画像形成装置では、用紙５上に画像
を直接形成するので、旧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。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、小型化及
び低廉化が可能となっている。

【００９０】尚、本実施の形態の画像形成装置をコンピ
ューターの出力端末機の印字部分であるデジタルプリン
タとして使用する場合も、デジタル複写機の印字部とし
て使用する場合も、処理する画像信号及びそのやり取り
に相違があるものの画像形成動作方法そのものはなんら
相違点を有しない。

【００９１】また、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、つまりＯＮ電位が、２５０Ｖ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。さら
に、同様に対向電極２５の印加電位、帯電ブラシ８に印
加する電位及びゲート２９直下での用紙５の表面電位も
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。

【００９２】次に、本実施の形態の画像形成装置の特徴
である制御回路部３１の制御電極２６への電位制御につ
いて詳細に説明する。

【００９３】今、図３に示す例えばゲート２９ｎに対し
てＯＮ電位２５０Ｖを印加して前記トナー２１を飛翔さ
せるときのゲート２９ｎ付近の等電位面は、図５に示す
ように、トナー担持体２２に対して凹となっている。

【００９４】尚、ＯＮ電位を印加したときに、本実施の
形態のように、必ずしもトナー担持体２２に対して凹と
する必要はなく、本発明においては、例えば、トナー担
持体２２に対して凸とすることも可能である。このよう
にトナー担持体２２に対して凸とした場合には、トナー
２１がゲート２９ｎの中心方向に収束されるので、鮮明
な画像が得られるメリットがある。

【００９５】但し、等電位面をトナー担持体２２に対し
て凸とした場合には、凹にする場合と比較して飛翔効率
が悪くなるという欠点を有している。従って、この点か
ら、一般的には、ＯＮ電位を印加するときには、ゲート
２９ｎ付近の等電位面は、トナー担持体２２に対して凹
とするようにしている。以下、ＯＮ電位の印加時には、
等電位面はトナー担持体２２に対して凹となっているも
のとして話を進める。

【００９６】この状態から、制御電極２６にＯＦＦ電位
を印加してトナー２１の飛翔を停止させる。このとき、
本実施の形態では、ＯＦＦ電位として収束電位である５
０Ｖを印加する。これによって、図６に示すように、ゲ
ート２９ｎ近傍の等電位面は、トナー担持体２２に対し
てなだらかな凸となる。

【００９７】このため、ＯＮ電位からＯＦＦ電位に切り
替えた場合においても、ゲート２９ｎの近傍の等電位面
の変形が激しくなく、その結果、図７（ａ）に示すよう
に、切り替え時にゲート２９ｎ近傍に存在していたトナ
ー２１は、良好な収束効果が得られるので、ドットが形
成し得る良好な領域に到達してトナー２１ｅとなる。

【００９８】また、図７（ｂ）に示すように、既に用紙
５に画素としてのドット２１ｃが形成されていた場合に
も、ドット２１ｃ以外の領域に到達して飛散トナーとな
ることがなく、ドット２１ｃ上に到達するので、トナー
２１ｅは全く目立たない。逆に、トナー２１ｅが用紙５
に到達した時点でドット２１ｃが形成されていない場合
でも、再度のＯＮ電位により、トナー２１ｅ上にドット
２１ｃが形成される可能性が高く、この場合もトナー２
１ｅは全く目立たない。

【００９９】さらに、上記のＯＦＦ電位に代わる収束電
位５０Ｖは、トナー２１が飛翔しない電位が選ばれてい
るので通常はトナー２１の飛翔は起こらないが、装置を
使用する環境や装置の劣化が発生した場合等の他に、不
測の事態によってトナー２１が少量ながら飛翔を始める
場合がある。

【０１００】しかし、本実施の形態の画像形成装置で
は、仮に、不測の事態等によってトナー２１の飛翔が生
じたとしても、収束電位５０Ｖのときのゲート２９ｎ近
傍の等電位面はなだらかな凸となっているので、大きく
飛散するということがない。逆に、凸の中心に落ち込む
状態となる。従って、上記と同様に、再度のＯＮ電位に
より、トナー２１ｅ上にドット２１ｃが形成される可能
性が高く、この場合もトナー２１ｅは全く目立たないこ
とになる。

【０１０１】このように、本実施の形態の画像形成装置
では、トナー担持体２２と対向電極２５との間には、高
圧電源３０にて電位差が発生していると共に、トナー担
持体２２と対向電極２５との間には、複数のゲート２９
…を有する制御電極２６が設けられている。従って、制
御回路部３１にてＯＮ電位又はＯＦＦ電位を印加するこ
とによりトナー担持体２２から飛翔するトナー２１のゲ
ート２９…通過を制御して、制御電極２６と対向電極２
５との間に搬送される用紙５の表面にトナー２１を付着
させて画像を形成することができる。

【０１０２】ここで、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への切り
替え時には、トナー飛翔電位状態からトナー停止電位状
態となるので、例えば、ゲート２９…内の等電位面が大
きく変化する。そして、これによって、切り替え時にゲ
ート２９…近傍に存在していた飛翔中のトナー２１は、
等電位面の変化の影響を受けて飛散するので、用紙５の
表面においては、所定のドット２１ｃを形成する領域以
外にトナー２１が到達することになり、その結果、画像
劣化を招くことになる。

【０１０３】しかし、本実施の形態においては、制御回
路部３１が、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への切り替え時に
おける、該トナー飛翔電位状態からトナー停止電位状態
への変化の度合いを低減させる。

【０１０４】従って、切り替え時にゲート２９…近傍に
存在していた飛翔中のトナー２１は、等電位面の変化が
和らげられるので、飛翔中のトナー２１が飛散するのを
抑制することができる。そして、この飛翔中のトナー２
１は、用紙５の表面における略所定のドット２１ｃの領
域に到達するので、トナー２１の飛散が目立たない。

【０１０５】この結果、トナー２１の飛翔状態からその
飛翔の停止状態への切り替え時におけるトナー２１の飛
散を抑制することにより、画像劣化を防止し得る画像形
成装置を提供することができる。

【０１０６】また、本実施の形態の画像形成装置では、
制御回路部３１は、トナー飛翔電位状態からトナー停止
電位状態へのゲート２９…近傍の等電位面の変化の度合
いを低減させるべく制御電極２６への印加電圧を制御す
る。

【０１０７】即ち、従来においては、例えば、制御電極
２６に印加されるＯＮ電位は例えば２５０Ｖであり、Ｏ
ＦＦ電位はトナー担持体２２と同じ例えば０Ｖが設定さ
れていた。そして、トナー飛翔電位状態においては、ゲ
ート２９…近傍の等電位面は、トナー担持体２２側に対
して凹又はなだらかな凸となる一方、トナー停止電位状
態では、ゲート２９…近傍の等電位面は、トナー担持体
２２側に対してシャープな凸となっていた。

【０１０８】しかし、本実施の形態では、制御回路部３
１にて制御電極２６への印加電圧を制御することによ
り、トナー飛翔電位状態からトナー停止電位状態へのゲ
ート２９…近傍の等電位面の変化の度合いが低減され
る。具体的には、例えば、ＯＦＦ電位を例えば５０Ｖと
して、トナー２１の飛翔が生じない範囲で、ＯＦＦ電位
を０Ｖとしたシャープな凸となる等電位面よりもなだら
かな凸となる等電位面となるようにすることにより、飛
翔中のトナー２１の飛散を防止することができる。

【０１０９】この結果、トナー２１の飛翔状態からその
飛翔の停止状態への切り替え時におけるトナー２１の飛
散を抑制することにより、画像劣化を防止し得る画像形
成装置を提供することができる。

【０１１０】尚、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、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。

【０１１１】また、本実施の形態においては、顕像剤が
トナーである場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこ
れに限らず、顕像剤は例えばインク等であっても良い。
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。即ち、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
いても良い。

【０１１２】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図８ないし図１１に基づいて説明すれば、以下
の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態
１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材につい
ては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【０１１３】前記実施の形態１の画像形成装置では、Ｏ
ＦＦ電位として収束電位を兼ねた電位である５０Ｖを使
用していた。しかし、ＯＮ電位２５０Ｖに対してＯＦＦ
電位を５０Ｖとするのは、ＯＦＦ電位時に、トナー飛翔
の阻止が上記電位では不十分な場合が発生し得る。

【０１１４】例えば、使用するトナー２１の特性やトナ
ー２１層の状態、制御電極２６の構成、制御電極２６と
対向電極２５との相対位置、及び制御電極２６とトナー
担持体２２との相対位置等によってはＯＦＦ電位として
さらに大きな電位差が必要となる場合が発生する。

【０１１５】そこで、本実施の形態では、トナー２１の
飛翔を完全に阻止するために、ＯＦＦ電位としてトナー
担持体２２と同電位の０Ｖを採用する一方、図８に示す
ように、上記のＯＮ電位２５０ＶからＯＦＦ電位０Ｖに
移行する場合に、収束電位である５０Ｖを経由させてか
ら、ＯＦＦ電位０Ｖとなるように制御している。

【０１１６】即ち、画像信号のＯＮ信号によってリング
状電極２７ｎにＯＮ電位である２５０Ｖが制御回路部３
１によって印加される一方、このとき、他のゲート２９
…に配置された他のリング状電極２７…の電位はいずれ
もＯＦＦ電位０Ｖが印加されている。そして、ＯＮ電位
２５０Ｖが印加されている時間帯においてはトナー担持
体２２との間にトナー２１飛翔が良好に得られる所望の
電界が形成され、所定量のトナー２１が飛翔して良好な
画素であるドットが得られる。

【０１１７】ここで、ゲート２９ｎに注目すると、上記
のＯＮ電位からＯＦＦ電位に移行する場合に、同図に示
すように、収束電位である５０Ｖを経由させる。

【０１１８】このように、ＯＮ電位２５０ＶからＯＦＦ
電位０Ｖに移行するに際して、収束電位５０Ｖを経由す
る場合としない場合とについて説明する。

【０１１９】先ず、収束電位５０Ｖを経由しない場合と
して、リング状電極２７の電位をＯＮ電位２５０Ｖから
ＯＦＦ電位に切り替える瞬間には、図９に示すように、
未だ、ゲート２９ｎ内部やゲート２９ｎ周辺を飛翔して
いるトナー２１ｂが存在する。ここで、従来技術の説明
図である図２４に示すように、トナー担持体２２と同電
位であるＯＦＦ電位０Ｖが印加された場合には等電位面
の変形が激しい。このため、図９に示すトナー２１ｂの
飛翔中に大きな偏向力がトナー２１ｂに作用する。その
結果、図１０に示すように、トナー２１ｂの発散が起こ
り、トナー２１ｂの収束効果が損なわれ、ドットを良好
に形成することができない。

【０１２０】最終的には用紙５の表面には、従来技術の
説明図である前記図２５（ｂ）に示すように、ドットを
形成するトナー１２１ｃとドット１２１ｃの外側に達し
て飛散トナーとなるトナー１２１ｄとが形成される。飛
散トナーとなるトナー１２１ｄが発生すると上記の如く
ドットの輪郭が不鮮明となりコントラストの得られない
ぼやけた画像となって画像劣化を招来する。

【０１２１】さらに、このような状況下ではハーフトー
ンの再現性が劣化して更なる不具合を招来する。

【０１２２】この不具合がカラー画像形成装置に対して
発生した場合は、所望のカラー再現性が得られない事態
を招来する他に、他の色のトナー上に別のトナーが飛翔
して容易に混色を招来する。

【０１２３】しかしながら、本実施の形態のように、Ｏ
Ｎ電位からＯＦＦ電位への切り替える時に、図８に示す
ように、一旦、収束電位５０Ｖを経由させる場合には、
この収束電位５０Ｖの等電位面は、前記図６に示すよう
に、トナー担持体２２に対してなだらかな凸となる。

【０１２４】そして、上記の収束電位５０Ｖの印加時に
は、形成される電界はＯＮ電位２５０Ｖの印加時に比較
すると弱いので、トナー担持体２２からの新たなトナー
２１飛翔は発生しないが、ＯＦＦ電位０Ｖの印加時より
も等電位面の変形が激しくなく、トナー２１の発散が発
生せず収束が良好に行われる。即ち、切り替え時に形成
される電界の方向が逆転することがなく、かつＯＦＦ電
位印加時に形成される電界が微小となることもない。従
って、電位の切り替えの瞬間にトナー２１に振動が付与
されることがない。

【０１２５】この結果、形成されるドット２１ｃの形状
は、図１１に示すように、飛散トナーの発生しない良好
なドット２１ｃが形成される。

【０１２６】さらに、本実施の形態では、特に、トナー
２１ｂがゲート２９ｎを通過した後、即ちゲート２９ｎ
近傍にトナー２１ｂが存在しない状態で、収束電位５０
ＶからＯＦＦ電位０Ｖに切り替えている。従って、ＯＦ
Ｆ電位０Ｖによって、前記図２４に示すように等電位面
が変形しても、等電位面が激しく変形する領域にトナー
２１ｂが存在せず用紙５上に形成されるドット２１ｃの
形状には全く悪影響を及ぼさないのでドット２１ｃの輪
郭が鮮明な良好なドット２１ｃが形成できる。

【０１２７】このように、本実施の形態の画像形成装置
では、制御回路部３１は、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への
切り替えの際に、制御電極２６への印加電圧として該ト
ナー飛翔電位状態からトナー停止電位状態への変化の度
合いを低減させるべく中間段階の中間電位である収束電
位を印加した後、ＯＦＦ電位を印加する。

【０１２８】従って、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への切り
替えの際に、トナー飛翔電位状態にはトナー担持体２２
側に対して凹又はなだらかな凸であったゲート２９…近
傍の等電位面は、一旦、例えば収束電位５０Ｖが印加さ
れることにより、飛翔電位２５０Ｖのときよりもなだら
かな凹又はなだらかな凸の等電位面となる。そして、こ
の収束電位５０Ｖのなだらかな凹又はなだらかな凸の等
電位面から、ＯＦＦ電位０Ｖのシャープな凸となる等電
位面に移行する。

【０１２９】このため、切り替え時にゲート２９…近傍
に存在していた飛翔中のトナー２１は、収束電位による
中間的な等電位面を経由するので、ＯＮ電位２５０Ｖか
らＯＦＦ電位０Ｖに一気に変化するのに比べて、その等
電位面の変化が和らげられる。

【０１３０】この結果、トナー２１の飛翔状態からその
飛翔の停止状態への切り替え時におけるトナー２１の飛
散を抑制することにより、画像劣化を防止し得る画像形
成装置を提供することができる。

【０１３１】〔実施の形態３〕本発明の他の実施の形態
について図１２及び図１３に基づいて説明すれば、以下
の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態
１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を
有する部材については、同一の符号を付し、その説明を
省略する。

【０１３２】前記実施の形態１及び実施の形態２では、
ゲート２９…のトナー２１飛翔制御は個々のゲート２９
…を一つのリング状電極２７…で制御するシングルドラ
イブによる制御電極２６の場合について説明した。

【０１３３】しかし、本発明においては、図１２に示す
ように、マトリックス制御による制御電極３６を使用し
た場合でも、良好な画像形成が可能である。

【０１３４】即ち、本実施の形態におけるマトリックス
制御による制御電極３６では、第一電極及び第二電極と
しての機能を果たす前記リング状電極２７…の代わりに
帯状電極３７ａ…・３７ｂ…を交差状態に配置してい
る。詳細には、制御電極３６のトナー担持体２２側に、
同図において実線で示すように、帯状電極３７ｂ…を配
置する一方、対向電極２５側に、同図において破線で示
すように、帯状電極３７ａ…を配置する構成となってい
る。

【０１３５】本構成の制御電極３６の制御動作について
は、帯状電極３７ｂ…に対して前記図８に示すような収
束電位を経由する電位制御を行っている。具体的には、
前記トナー２１をゲート２９ｎを通して印字する場合の
各帯状電極３７ａ…・３７ｂ…の制御は、図１３に示す
ように、対向電極２５側の帯状電極３７ａ…について
は、帯状電極３７ａ₁、帯状電極３７ａ₂、…（図示し
ない帯状電極３７ａ₄まで）の順にスキャンしてＯＮ電
位２５０Ｖの電位を印加する一方、トナー担持体２２側
の帯状電極３７ｂ…に対して上記ＯＮ電位２５０Ｖを印
加し、そのＯＮ電位２５０Ｖを収束電位５０Ｖ、ＯＦＦ
電位０Ｖの順番に切り替えている。尚、この結果、帯状
電極３７ａ…と帯状電極３７ｂ…とが両方共ＯＮ電位２
５０Ｖとなったときにのみ、トナー２１が飛翔すること
になる。従って、例えば、ゲート２９ｎでは、帯状電極
３７ａ₁と帯状電極３７ｂｎとが両方共ＯＮ電位２５０
Ｖとなったときにのみ、トナー２１が飛翔する。

【０１３６】このように、上記の制御電極３６において
は収束電位印加の制御をトナー担持体２２側に配置され
た帯状電極３７ｂ…に対して行っている。しかし、必ず
しもこれに限らず、例えば、帯状電極３７ａ…と帯状電
極３７ｂ…の配置位置を逆転し、トナー担持体２２側に
帯状電極３７ａ…を配置すると共に、対向電極２５側に
帯状電極３７ｂ…を配置して電位制御を対向電極２５側
の帯状電極３７ｂ…に対して行うことが可能であり、よ
り効果的である。

【０１３７】即ち、制御電極３６のトナー担持体２２側
に配置した電極に対して上記の収束電位５０Ｖを印加し
てトナー２１の収束を行っても、対向電極２５側に印加
する電位によって再び発散する場合が起こり得る。従っ
て、最終的にゲート２９…を通過したときのトナー２１
の飛翔方向に対して良好な収束効果が得られない場合が
有り得る。

【０１３８】しかし、対向電極２５側に配置した電極に
対して収束電位を印加する制御を行った場合には、トナ
ー２１の収束を十分に行うことができ、収束電界による
効果をより有効に利用することか可能となる。

【０１３９】また、本実施の形態における図１２に示す
制御電極３６においては、上記収束電位を印加する電極
を帯状電極３７ｂ…ではなく、帯状電極３７ａ…に対し
て印加する、つまり電極数の少ない電極群に対して収束
電位を印加することが可能であり、この方が好ましい。

【０１４０】即ち、図１３からも明らかなように、中間
段階の収束電位を印加する場合には、少なくとも２５０
Ｖと５０Ｖと０Ｖとの３値のパルス制御が不可避であ
り、回路の複雑化と部品点数の増加によるコストアップ
が発生し易く、この点から好適でない。

【０１４１】従って、本実施の形態においては、帯状電
極３７ｂ…よりは帯状電極３７ａ…に対して収束電位を
印加する制御の方がコストダウンの観点から好適であ
る。例えば、同図の場合は、帯状電極３７ａ…が４本の
電極にて構成されているので、３値のパルス制御回路は
４回路が必要となるだけである。このため、帯状電極３
７ｂ…に印加する場合と比較すると制御回路が非常に削
減される。

【０１４２】さらに、収束電位を印加する電極が帯状電
極３７ａ…の場合には、上述したように、この帯状電極
３７ａ…を、同図のように、対向電極２５側に配置する
のが効率的で、これによって、ゲート２９…の脱出時の
トナー２１の収束を十分に行え、収束電界による効果を
より有効に利用できる点で最も好適である。

【０１４３】このように、本実施の形態の画像形成装置
では、制御電極３６は、複数個のゲート２９…の各周囲
においてトナー２１の通過方向に並び配される第一電極
と第二電極とを有し、かつこれら複数の第一電極同士を
所定数毎に集めてなる第一電極群としての帯状電極３７
ａ…と複数の第二電極同士を所定数毎に集めてなる第二
電極群としての帯状電極３７ｂ…とからなっていると共
に、制御回路部３１によって制御電極３６における帯状
電極３７ａ…及び帯状電極３７ｂ…の両方をＯＮ電位に
することによりトナー担持体２２から飛翔するトナー２
１をゲート２９…通過させるようになっている。そし
て、これら帯状電極３７ａ…又は帯状電極３７ｂ…のう
ちのいずれか一方の電極群に対して収束電位を印加する
制御を行っている。

【０１４４】従って、このようなマトリックス制御によ
る制御電極３６にてトナー２１を飛翔制御する画像形成
装置においても、制御回路部３１により、そのＯＮ電位
とＯＦＦ電位との変化の度合いの低減機能を果たすこと
ができる。

【０１４５】この結果、マトリックス制御によって制御
回路の削減を行うことが可能となり、部品点数の削減と
装置の小型化及びコストダウンを図ることが可能とな
る。

【０１４６】また、本実施の形態の画像形成装置では、
帯状電極３７ａ…及び帯状電極３７ｂ…は、ゲート２９
…においてトナー２１の通過方向に並び配されると共
に、これら帯状電極３７ａ…又は帯状電極３７ｂ…のい
ずれかの内、対向電極２５に面する方の帯状電極３７ａ
…に対して、低減手段による低減動作、つまり収束電圧
の印加が行われるようになっている。

【０１４７】このため、マトリックス制御による制御電
極３６において、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への切り替え
時に、対向電極２５側に配置された電極に対してトナー
２１の飛散防止の制御を行うので収束効果を最大限に得
ることができる。

【０１４８】また、本実施の形態の画像形成装置では、
帯状電極３７ａ…又は帯状電極３７ｂ…のいずれか一方
の電極群である帯状電極３７ａ…は、制御回路部３１に
て順番にＯＮ電位が印加されると共に、この順番にＯＮ
電位が印加される帯状電極３７１ａに対して、低減手段
の低減動作が行われるようになっている。

【０１４９】このため、マトリックス制御による制御電
極３６においてスキャン電位を印加する帯状電極３７ａ
…に対して、低減手段による低減動作が行われるので、
収束電位を印加するための制御回路がより削減可能とな
り、これによって、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。

【０１５０】また、本実施の形態の画像形成装置では、
帯状電極３７ａ…又は帯状電極３７ｂ…の内、電極数の
少ない方の帯状電極３７ａ…に対して、低減手段の低減
動作が行われる。

【０１５１】このため、マトリックス制御による制御電
極３６に対して、収束電位による効果をできるだけ少な
い制御回路数で実現することが可能となる。

【０１５２】〔実施の形態４〕本発明の他の実施の形態
について図１４ないし図２２に基づいて説明すれば、以
下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形
態１ないし実施の形態３の図面に示した部材と同一の機
能を有する部材については、同一の符号を付し、その説
明を省略する。

【０１５３】前記実施の形態１ないし実施の形態３にお
いては、トナー２１の飛翔制御を行う電極に収束電位を
印加してトナー２１の収束を行う場合を説明したが、収
束電位を印加する電極を別途配置して収束電位を印加し
て収束電界を形成することも可能である。

【０１５４】即ち、例えば、図１４（ａ）（ｂ）に示す
ように、リング状電極２７…の前記トナー担持体２２側
に電極板としてのシールド電極３９が配置された制御電
極４６とすることが可能である。

【０１５５】上記のシールド電極３９には、通常、トナ
ー２１の付着を防止するために、トナー担持体２２と同
電位か又はトナー層に対して僅かに電位差を有する同極
性の電位が印加されると共に、このシールド電極３９に
対して収束電位が印加される。尚、トナー２１の飛翔可
否の制御は、リング状電極２７…にて行われる。

【０１５６】ここで、シールド電極３９の収束電位とし
て例えば３０Ｖを印加することが可能である。このとき
の制御電極４６における電位制御は、図１５に示すよう
に、シールド電極３９に印加する収束電位として、上記
３０Ｖのように比較的低電位が使用可能な場合はシール
ド電極３９の電位を収束電位で一定にすることが可能で
あり、シールド電極３９の電位を切り替える必要がな
い。尚、収束電位を比較的低電位とするためには、該電
位でトナー２１がシールド電極３９に対して飛翔するこ
とがなく、かつシールド電極３９にトナー２１が付着す
ることがないことが必要条件となる。

【０１５７】また、このシールド電極３９を収束電位３
０Ｖにするということは、ゲート２９ｎ以外のゲート２
９…についても収束電位３０Ｖになることを意味する
が、この収束電位３０Ｖはトナー２１が飛翔しない電位
であるので影響はない。

【０１５８】このような制御を行うことにより、リング
状電極２７…に印加する電位は、例えばＯＮ電位２５０
ＶとＯＦＦ電位０Ｖとの２値のパルス波形で良いことに
なり、基本的に、前記図１３において説明した３値のパ
ルス制御が不要となると共に、従来の簡単な電位切り換
え回路が使用でき、電位の切り換え手段に関するコスト
アップが全く発生しない。

【０１５９】一方、使用するトナー２１やトナー担持体
２２上のトナー２１層の状態、又はシールド電極３９の
位置を始めとする制御電極４６の位置・構成によって
は、収束電位として比較的大きな値が必要となる場合が
ある。

【０１６０】例えば、トナー２１層に担持されたトナー
２１中に比較的低電界で飛翔するトナー２１が多く含ま
れる場合は、上記のような収束電位３０Ｖでもトナー２
１が制御電極４６に飛翔して、トナー２１の良好な飛翔
制御が困難となる場合が容易に発生し得る。

【０１６１】この場合には、図１６に示すように、トナ
ー２１の飛翔を停止しておくためにシールド電極３９に
印加する電位として、トナー２１の飛翔が起こらない電
位０Ｖと、飛翔中のトナー２１の収束が可能な収束電位
３０Ｖとに切り替えるのが好適である。

【０１６２】ここで、切り替えに際しては、同図に示す
ように、リング状電極２７ｎの電位がＯＮ電位からＯＦ
Ｆ電位に切り替わる瞬間にシールド電極３９の電位とし
て３０Ｖの収束電位を印加するのが好ましい。これによ
って、ＯＮ電位２５０Ｖから収束電位３０Ｖを経て、Ｏ
ＦＦ電位０Ｖに移行するため収束電位のとしての機能が
有効に発揮できる。

【０１６３】また、図１４（ａ）（ｂ）及び図１６に示
すように、収束電位３０Ｖを印加する電極がシールド電
極３９一つに限られるので、収束電位の切り換え回路が
単純な２値の制御回路一つで良く、また、前記図１３に
示したような３値のパルス制御が不要となるので、制御
回路の構成が非常に簡素化されて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。

【０１６４】一方、上記の実施の形態においては、制御
電極４６はシールド電極３９としては単一の電極板を使
用しているが、必ずしもこれに限らず、例えば、シール
ド電極３９として複数の電極板を使用することも可能で
ある。即ち、ゲート２９…の少なくとも２つ以上を対象
とする少なくとも１つ以上の電極板からなっていれば良
い。

【０１６５】また、シングルドライブに限らず、前記図
１２に示したマトリックス制御による制御電極３６の場
合も同様に、トナー担持体２２側にシールド電極３９を
別途に設けて、図１６に示すシールド電極３９の電位制
御を行っても良い。

【０１６６】さらに、図１４（ａ）（ｂ）においては、
シールド電極３９をトナー担持体２２側に配置している
が、前述したように収束電位は対向電極２５により近い
電極に印加する方がより効果的である。従って、シング
ルドライブ及びマトリックスドライブによる制御電極２
６に対して、それぞれ図１７及び図１８に示すように、
シールド電極３９を対向電極２５側に配置するのが好適
である。

【０１６７】尚、図１４（ａ）（ｂ）の場合のように、
シールド電極３９をトナー担持体２２側に配置した場合
には、シールド電極３９による効果が得られ難くなる場
合が発生するので、図１９及び図２０に示すように、シ
ールド電極３９とは異なる収束電極５０を対向電極２５
側に配置する構成が好適である。

【０１６８】また、この配置に際して、シールド電極３
９や収束電極５０を制御電極２６に対して独立に配置し
ても良いが開口部の位置合わせ等に対して非常に高精度
が要求される上に、各電極の取付けが煩雑になって装置
の複雑化と大型化を招く。

【０１６９】そこで、各電極の開口部の位置合わせのた
めに、図１７〜図２０に示すように、各電極を一体に構
成するのが良く、各電極の取付けが簡素化されて部品点
数の削減と装置の小型化・コストダウンが可能となる。

【０１７０】また、上記の収束電位における、２５０
Ｖ、３０Ｖ及び０Ｖ等の３値のパルス制御は、前述の如
く回路構成が非常に複雑となり得る。しかし、上記のト
ナー２１のゲート２９の近傍で良好な収束が行えるなら
ば特にその電位波形は限定されない。例えば、図２１に
示すように、ＯＮ電位からＯＦＦ電位の切り替え時にパ
ルス波形の歪みを起こさせるような回路、例えば、図２
２に示すような基本回路を有する制御回路を使用しても
良い。図２２では２５０Ｖの電源６１と抵抗６２とＦＥ
Ｔ６３とによって基本回路を構成している。尚、この制
御回路において、抵抗６２の値によってパルス波形の歪
み具合を、良好な収束効果によって所望の画像が得られ
るように適宜調整しても良い。

【０１７１】尚、上記の制御回路部３１では、制御電極
の各電極に印加する電位として直流電位を例に挙げて説
明したが、本発明は直流電位に限定されることはなく、
交流電位を印加して形成される等電位面が振動成分を有
する場合にも好適に適用できる。

【０１７２】さらに、上記収束電位の値や印加時間は一
定である必要はなく適宜可変制御を行っても良い。例え
ば、図１に示すように、トナー担持体２２が曲率を持つ
場合は、トナー担持体２２と制御電極２６との間隔が一
定であるとは限らず、ゲート２９…の位置によって異な
る場合がある。この場合は、所定の収束電界が形成され
るように収束電位を各ゲート２９…とトナー担持体２２
との間隔に応じて可変しても良い。

【０１７３】また、制御電極３６や制御電極４６のよう
に、シールド電極３９や収束電極５０を配置している場
合には、シールド電極３９や収束電位５０を複数に分割
してそれぞれ異なった収束電位を印加することも有効で
ある。

【０１７４】さらに、画像形成装置の使用環境が大きく
変化した場合、例えば高温高湿環境下に置かれた場合は
トナー２１の飛翔条件が大きく変化する可能性がある。
この場合も印加する収束電位の値や印加時間を適宜調節
するのが好適である。

【０１７５】さらに、使用するトナー２１やトナー担持
体２２やドクターブレード２３の劣化によってトナー担
持体２２上のトナー２１層の状態が所望の状態から変化
する場合があるが、この場合も同様に印加する収束電位
の値や印加時間を適宜調節するのが望ましい。

【０１７６】このように、本実施の形態の画像形成装置
では、制御電極４６には、上記複数のゲート２９…の少
なくとも２つ以上を対象とする少なくとも１つ以上のシ
ールド電極３９が設けられ、制御回路部３１はシールド
電極３９に対して低減動作が行われるように制御する。

【０１７７】このため、このシールド電極３９に対し
て、収束電位を印加するので、収束電位を印加すべく複
雑な３値のパルス回路を構成する必要がなくなる。即
ち、制御回路部３１を単純な２値の制御回路にて構成す
ることができるので、例えば、従来の装置にこの電極板
を取り付けるだけで良い。この結果、装置の複雑化を防
止し、コストダウンを図ることが可能となる。

【０１７８】また、本実施の形態の画像形成装置では、
収束電位は、ＯＮ電位からＯＦＦ電位に移行する過程に
生じる電位波形の歪みによって得られる。

【０１７９】即ち、収束電位は、必ずしも所定の電圧を
印加する必要はなく、ＯＮ電位からＯＦＦ電位への変化
の程度を低減するための電圧であれば良い。

【０１８０】従って、ＯＮ電位２５０ＶからＯＦＦ電位
０Ｖへ移行するために、電位波形の歪みを利用すること
により、その変化の程度を低減することができる。具体
的には、電位波形が減衰曲線となるようにＯＮ電位２５
０ＶからＯＦＦ電位０Ｖへ移行させることにより、変化
の程度を低減させることができる。

【０１８１】この結果、制御回路部３１として、例え
ば、ＯＮ電位２５０Ｖ、収束電位５０Ｖ及びＯＦＦ電位
０Ｖというような複雑な３値のパルス回路にて構成する
必要がなくなるので、部品点数の削減と装置の小型化及
びコストダウンを図ることが可能となる。

【０１８２】また、本実施の形態の画像形成装置では、
制御回路部３１は、制御電極４６におけるシールド電極
３９に対して低減動作を行うに際して、ＯＮ電位からＯ
ＦＦ電位への切り替え時において、トナー２１が飛翔し
ている間に低減動作が行われるように制御する。

【０１８３】このため、ゲート２９…近傍にトナー２１
が存在する場合にだけ収束電位が印加されるので、シー
ルド電極３９にトナー２１が付着する等の不具合が発生
せず、良好なトナー２１の飛翔制御を行うことができ
る。

【０１８４】また、本実施の形態の画像形成装置では、
シールド電極３９が、最も対向電極２５側に配されてい
る。この結果、収束効果を最大限に得ることが可能とな
る。

【０１８５】〔実施の形態５〕本発明の他の実施の形態
について図２３に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態１ないし実
施の形態４の図面に示した部材と同一の機能を有する部
材については、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。

【０１８６】前記実施の形態１ないし実施の形態４にお
いては、白黒の画像形成装置の場合を例に挙げて説明し
たが、カラー画像形成装置の場合には、トナー２１の飛
散による障害は、混色が発生するので用紙５上に顕著に
現れる。

【０１８７】そこで、前記実施の形態１ないし実施の形
態４で述べた収束電位を印加する制御をカラー画像形成
装置に適用することが可能である。

【０１８８】本実施の形態のカラー画像形成装置は、図
２３に示すように、複数のトナー供給部と印刷部とを備
えた画像形成部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄを配設し、各ト
ナー供給部に例えばイエロー、マゼンタ、シアン及びブ
ラック等のカラートナーを使用したものとなっている。
尚、その他の構成要素は、前記図２と同じ構成である。

【０１８９】上記のカラー画像形成装置では、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
るようになっていると共に、各カラートナーの飛翔制御
は、前記実施の形態１ないし実施の形態４で述べた制御
電極２６等により行われるようになっている。

【０１９０】この結果、本実施の形態のカラー画像形成
装置では、混色等の不具合が一切発生しないので、所望
の色再現及び良好なカラー画像形成を行うことができ
る。

【０１９１】このように、本実施の形態の画像形成装置
では、低減手段はカラー画像形成装置に適用される。

【０１９２】従って、カラー画像形成装置においても、
カラーのトナー２１が飛翔状態からその飛翔の停止状態
への切り替えにおいて、用紙５の表面におけるドット２
１ｃ以外の領域に到達するのを防止することができ、そ
の結果、混色を無くすことができる。これにより、常に
良好なカラー再現を得ることが可能となる。

【０１９３】

【発明の効果】請求項１に係る発明の画像形成装置は、
以上のように、飛翔電位から停止電位への切り替え時に
おける、該飛翔電位状態から停止電位状態への変化の度
合いを低減させるための低減手段が設けられているもの
である。

【０１９４】それゆえ、切り替え時にゲート近傍に存在
していた飛翔顕像剤は、例えば等電位面の変化が和らげ
られるので、飛翔顕像剤が飛散するのを抑制することが
できる。そして、この飛翔顕像剤は、記録媒体の表面に
おける略所定の画素の領域に到達するので、顕像剤の飛
散が目立たない。

【０１９５】この結果、顕像剤の飛翔状態からその飛翔
の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散を抑制
することにより、画像劣化を防止し得る画像形成装置を
提供することができるという効果を奏する。

【０１９６】請求項２に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項１記載の画像形成装置において、上
記の低減手段は、飛翔電位状態から停止電位状態へのゲ
ート近傍の等電位面の変化の度合いを低減させるべく制
御手段による制御電極への印加電圧を制御するものであ
る。

【０１９７】具体的には、例えば、停止電位を例えば５
０Ｖとして、顕像剤の飛翔が生じない範囲で、停止電位
を０Ｖとしたシャープな凸となる等電位面よりもなだら
かな凸となる等電位面となるようにすることにより、飛
翔顕像剤の飛散を防止することができる。

【０１９８】それゆえ、請求項１の発明の効果に加え
て、さらに確実に、顕像剤の飛翔状態からその飛翔の停
止状態への切り替え時における顕像剤の飛散を抑制する
ことにより、画像劣化を防止し得る画像形成装置を提供
することができるという効果を奏するという効果を奏す
る。

【０１９９】請求項３に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項１又は２記載の画像形成装置におい
て、上記の低減手段は、飛翔電位から停止電位への切り
替えの際に、制御手段による制御電極への印加電圧とし
て該飛翔電位状態から停止電位状態への変化の度合いを
低減させるべく中間段階の中間電位を印加させた後、停
止電位を印加するように制御するものである。

【０２００】それゆえ、飛翔電位から停止電位への切り
替えの際に、飛翔電位状態には担持体側に対して凹又は
なだらかな凸であったゲート近傍の等電位面は、一旦、
例えば中間電位５０Ｖが印加されることにより、飛翔電
位２５０Ｖのときよりもなだらかな凹又はなだらかな凸
の等電位面となる。そして、この中間電位５０Ｖのなだ
らかな凹又はなだらかな凸の等電位面から、停止電位０
Ｖのシャープな凸の等電位面に移行する。

【０２０１】このため、切り替え時にゲート近傍に存在
していた飛翔顕像剤は、中間電位による中間的な等電位
面を経由するので、飛翔電位２５０Ｖから停止電位０Ｖ
に一気に変化するのに比べて、その等電位面の変化が和
らげられる。

【０２０２】この結果、請求項１又は請求項２の発明の
効果に加えて、さらに確実に、顕像剤の飛翔状態からそ
の飛翔の停止状態への切り替え時における顕像剤の飛散
を抑制することにより、画像劣化を防止し得る画像形成
装置を提供することができるという効果を奏する。

【０２０３】請求項４に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項３記載の画像形成装置において、上
記の中間電位は、飛翔電位から停止電位に移行する過程
に生じる電位波形の歪みによって得られるものである。

【０２０４】具体的には、電位波形が減衰曲線となるよ
うに飛翔電位２５０Ｖから停止電位０Ｖへ移行させるこ
とにより、変化の程度を低減させることができる。

【０２０５】それゆえ、制御手段として、例えば、飛翔
電位２５０Ｖ、中間電位５０Ｖ及び停止電位０Ｖという
ような複雑な３値のパルス回路にて構成する必要がなく
なるので、請求項３の発明の効果に加えて、部品点数の
削減と装置の小型化及びコストダウンを図ることが可能
となるという効果を奏する。

【０２０６】請求項５に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像
形成装置において、上記の制御電極は、複数個のゲート
の各周囲において顕像剤の通過方向に並び配される第一
電極と第二電極とを有し、かつこれら複数の第一電極同
士を所定数毎に集めてなる第一電極群と複数の第二電極
同士を所定数毎に集めてなる第二電極群とからなり、か
つ上記制御手段によって制御電極における第一電極群及
び第二電極群の両方を飛翔電位にすることにより担持体
から飛翔する顕像剤のゲートを通過させるように形成さ
れているものである。

【０２０７】それゆえ、マトリックス制御による制御電
極にて顕像剤を飛翔制御する画像形成装置においても、
低減手段により、その低減機能を果たすことができる。

【０２０８】この結果、請求項１〜４のいずれか１項の
発明の効果に加えて、マトリックス制御によって制御回
路の削減を行うことが可能となり、部品点数の削減と装
置の小型化及びコストダウンを図ることが可能となると
いう効果を奏する。

【０２０９】請求項６に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像
形成装置において、上記の制御電極には、上記複数のゲ
ートの少なくとも２つ以上を対象とする少なくとも１つ
以上の電極板が設けられ、低減手段は電極板に対して低
減動作が行われるように制御するものである。

【０２１０】それゆえ、この電極板に対して、例えば中
間電位を印加するので、中間電位を印加すべく複雑な３
値のパルス回路を構成する必要がなくなる。即ち、制御
手段を単純な２値の制御回路にて構成することができる
ので、例えば、従来の装置にこの電極板を取り付けるだ
けで良い。

【０２１１】この結果、請求項１〜５のいずれか１項の
発明の効果に加えて、装置の複雑化を防止し、コストダ
ウンを図ることが可能となるという効果を奏する。

【０２１２】請求項７に係る発明の画像形成装置は、以
上のように、請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像
形成装置において、上記の画像形成装置は、カラー画像
形成装置であるものである。

【０２１３】それゆえ、カラー画像形成装置において
も、カラーの顕像剤が飛翔状態からその飛翔の停止状態
への切り替えにおいて、記録媒体の表面における画素以
外の領域に到達するのを防止することができ、その結
果、混色を無くすことができる。

【０２１４】これにより、請求項１〜５のいずれか１項
の発明の効果に加えて、常に良好なカラー再現を得るこ
とが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像形成装置で
あるデジタルプリンタの画像形成部を示す構成図であ
る。

【図２】上記デジタルプリンタを示す全体構成図であ
る。

【図３】上記デジタルプリンタの制御電極を示す平面図
である。

【図４】上記デジタルプリンタの印字動作を示すフロー
チャートである。

【図５】上記デジタルプリンタの制御電極におけるＯＮ
電位時の等電位面を示す説明図である。

【図６】上記デジタルプリンタの制御電極におけるＯＦ
Ｆ電位時の等電位面を示す説明図である。

【図７】同図（ａ）は制御電極がＯＮ電位からＯＦＦ電
位に切り替わったときのトナーの飛翔軌跡を示す説明図
であり、同図（ｂ）は、その飛翔トナーがドット上に到
達する状態を示す説明図である。

【図８】本発明の他の実施の形態の画像形成装置を示す
ものであり、ＯＮ電位２５０ＶからＯＦＦ電位０Ｖに切
り替える際に、収束電位５０Ｖを経由させる状態を示す
パルス波形図である。

【図９】上記画像形成装置の制御電極におけるＯＮ電位
のトナー飛翔状態を示す説明図である。

【図１０】上記画像形成装置の制御電極において、ＯＮ
電位２５０Ｖから直接ＯＦＦ電位０Ｖに切り替えるとき
のトナーの飛翔状態を示す説明図である。

【図１１】上記画像形成装置の制御電極においてＯＮ電
位２５０Ｖから収束電位５０Ｖを経由してＯＦＦ電位０
Ｖに切り替えたときの用紙上のトナーのドット形成状態
を示す説明図である。

【図１２】本発明のさらに他の実施の形態の画像形成装
置を示すものであり、マトリックス制御による制御電極
を示す平面図である。

【図１３】上記制御電極にてＯＮ電位２５０ＶからＯＦ
Ｆ電位０Ｖに切り替える際に、収束電位５０Ｖを経由さ
せる状態を示すパルス波形図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施の形態の画像形成装
置を示すものであり、（ａ）はトナー担持体側にシール
ド電極を配設した制御電極を示す底面図、（ｂ）はその
断面図である。

【図１５】上記制御電極にてＯＮ電位２５０ＶからＯＦ
Ｆ電位０Ｖに切り替える際に、収束電位３０Ｖを絶えず
印加しておく制御を示すパルス波形図である。

【図１６】上記制御電極にてＯＮ電位２５０ＶからＯＦ
Ｆ電位０Ｖに切り替える際に、収束電位３０Ｖを経由さ
せる状態を示すパルス波形図である。

【図１７】上記シングルドライブの制御電極において、
対向電極側にシールド電極を配設した状態を示す説明図
である。

【図１８】上記マトリックスドライブの制御電極におい
て、対向電極側にシールド電極を配設した状態を示す説
明図である。

【図１９】上記シングルドライブの制御電極において、
トナー担持体側にシールド電極を配設し、かつ対向電極
側に収束電極を配設した状態を示す説明図である。

【図２０】上記マトリックスドライブの制御電極におい
て、トナー担持体側にシールド電極を配設し、かつ対向
電極側に収束電極を配設した状態を示す説明図である。

【図２１】上記の画像形成装置において、ＯＮ電位２５
０ＶからＯＦＦ電位０Ｖへの切り替え時にパルス波形の
歪みを起こさせた状態を示すパルス波形図である。

【図２２】上記の画像形成装置における、ＯＮ電位２５
０ＶからＯＦＦ電位０Ｖへの切り替え時にパルス波形の
歪みを起こさせる基本回路を示す回路図である。

【図２３】本発明のさらに他の実施の形態の画像形成装
置であるカラー画像形成装置の画像形成部を示す構成図
である。

【図２４】従来の画像形成装置の制御電極におけるＯＦ
Ｆ電位時の等電位面を示す説明図である。

【図２５】同図（ａ）は制御電極がＯＮ電位からＯＦＦ
電位に切り替わったときのトナーの飛翔軌跡を示す説明
図であり、同図（ｂ）は、その飛翔トナーが用紙上に飛
散して到達した状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１画像形成部５用紙（記録媒体）２１トナー（顕像剤）２１ｃドット（画素）２２トナー担持体（担持体）２５対向電極２６制御電極２９ゲート３０高圧電源（高圧電源手段）３１制御回路部（制御手段、低減手段）３６制御電極３９シールド電極（電極板）４６制御電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１色の顕像剤を担持する担持体
と、この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電位差を発生させる高電圧を供
給する高圧電源手段と、上記担持体と対向電極との間に
配置された絶縁性基板に穿設された顕像剤の通過部とな
る複数個のゲートの各周囲に少なくとも一つ以上の電極
を備えた電極群からなる制御電極と、この制御電極の各
電極に複数の電位状態を与える制御手段とを備え、上記
制御手段によって制御電極の対応する電極に対して顕像
剤を飛翔させる飛翔電位と顕像剤の飛翔を停止させる停
止電位とを印加することにより担持体から飛翔する顕像
剤のゲートの通過を制御して、上記制御電極と対向電極
との間に搬送される記録媒体の表面に顕像剤を付着させ
て画像を形成する画像形成装置において、上記飛翔電位から停止電位への切り替え時における、該
飛翔電位状態から停止電位状態への変化の度合いを低減
させるための低減手段が設けられていることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】上記の低減手段は、飛翔電位状態から停止
電位状態へのゲート近傍の等電位面の変化の度合いを低
減させるべく制御手段による制御電極への印加電圧を制
御するものからな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】上記の低減手段は、飛翔電位から停止電位
への切り替えの際に、制御手段による制御電極への印加
電圧として該飛翔電位状態から停止電位状態への変化の
度合いを低減させるべく中間段階の中間電位を印加させ
た後、停止電位を印加するように制御することを特徴と
する請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記の中間電位は、飛翔電位から停止電位
に移行する過程に生じる電位波形の歪みによって得られ
るものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成
装置。
【請求項５】上記の制御電極は、複数個のゲートの各周
囲において顕像剤の通過方向に並び配される第一電極と
第二電極とを有し、かつこれら複数の第一電極同士を所
定数毎に集めてなる第一電極群と複数の第二電極同士を
所定数毎に集めてなる第二電極群とからなり、かつ上記
制御手段によって制御電極における第一電極群及び第二
電極群の両方を飛翔電位にすることにより担持体から飛
翔する顕像剤のゲートを通過させるように形成されてい
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
の画像形成装置。
【請求項６】上記の制御電極には、上記複数のゲートの
少なくとも２つ以上を対象とする少なくとも１つ以上の
電極板が設けられ、低減手段は電極板に対して低減動作
が行われるように制御することを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】上記の画像形成装置は、カラー画像形成装
置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項
に記載の画像形成装置。