JPH10258537A - Image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus

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Publication number
JPH10258537A
JPH10258537A JP6572697A JP6572697A JPH10258537A JP H10258537 A JPH10258537 A JP H10258537A JP 6572697 A JP6572697 A JP 6572697A JP 6572697 A JP6572697 A JP 6572697A JP H10258537 A JPH10258537 A JP H10258537A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
potential
developer
carrier
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6572697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiro Wakahara
史郎 若原
Koichi Fujita
浩一 藤田
Takasumi Wada
孝澄 和田
Shiro Narukawa
志郎 成川
Yukito Nishio
幸人 西尾
Daisaku Imaizumi
大作 今泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP6572697A priority Critical patent/JPH10258537A/en
Publication of JPH10258537A publication Critical patent/JPH10258537A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a printing speed and image quality, to miniaturize an apparatus, to reduce cost and to enhance reliability. SOLUTION: This apparatus comprises a toner supplying section 2 having a toner carrier body 22, an opposing electrode 25 placed in opposition to the carrier body 22, a high voltage power supply 31 that generates a voltage difference across the carrier body 22 and the opposing electrode 25, an insulation substrate disposed between the carrier body 22 and the opposing electrode 25, a plurality of gates 29 that are provided on the insulation substrate to be passing sections for a toner 21 and a control electrode 26 consisting of electrode groups provided at portions surrounding the plurality of gates 29. It is controlled so as to make a first voltage condition wherein an electric field that allows the toner to move from the carrier body 22 to gates 29 is applied to each of the electrode groups corresponding to image data and a second voltage condition wherein an electric field that allows the toner not to newly move from the carrier body 22 to gates 29 and dose not reduce the speed of the toner moving at that time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to a printing section of a digital copying machine and a facsimile apparatus, a digital printer, a plotter, and the like, and an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by flying a developer. It is about.

【0002】[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
7−186436号公報のように顕像剤である荷電粒子
(以後、トナー)に電界を付与して電気力によって飛翔
させ、飛翔路に配置した複数個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トナーを付着さ
せることにより、画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。
2. Description of the Related Art In recent years, as an image forming apparatus for outputting an image signal as a visible image on a recording medium such as paper, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. ) Is caused to fly by an electric force by applying an electric field, and by changing a potential applied to a control electrode including a plurality of passage holes arranged in a flight path to cause toner to adhere to the recording medium, thereby forming an image on the recording medium. 2. Description of the Related Art There has been proposed an image forming apparatus which directly forms an image on the upper surface.

【0003】上記従来技術には、上記制御電極としての
複数の電極に画像情報に対応した電位を印加する制御電
極を使用してトナーの飛翔制御を行う構成となってい
る。
[0003] In the above-mentioned prior art, the flying control of toner is performed by using a control electrode for applying a potential corresponding to image information to a plurality of electrodes as the control electrode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に代表さ
れるようなタイプの画像形成装置では、荷電粒子のゲー
ト通過を制御する制御手段が使用されており、上記の従
来技術のようなタイプの画像形成装置は、上記ゲートと
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。
In an image forming apparatus of the type typified by the above prior art, control means for controlling the passage of charged particles through a gate is used. The image forming apparatus controls whether or not the toner can fly by controlling the electric field formed between the gate and the carrier, and causes the toner to reach the surface of the paper as a recording medium by the strong electric field formed by the counter electrode, thereby forming an image. Is formed.

【0005】一般にトナーの飛翔制御は対向電極の間に
配置されたゲートを有する制御電極に画像データに応じ
てトナーの飛翔を許可する電位(以後、ON電位と称す
る)と、トナーの飛翔を許可しない電位(以後、OFF
電位と称する)を印加し、トナーの飛翔を制御して画像
を形成している。ON電位は通常トナーが記録媒体に到
達した後または制御電極を通過した後にOFF電位に切
り替えている。このために、トナーに飛翔を与える電位
の印加時間(以後、ON時間)がトナーが制御電極に到
達するのに必要な時間よりも短くならない。このON時
間は印字速度に直接影響して印字速度アップの妨げとな
っている。
[0005] In general, toner flying control is performed by controlling a control electrode having a gate disposed between opposing electrodes to a potential (hereinafter referred to as an ON potential) for permitting toner flying in accordance with image data, and to permit toner flying. Potential not to be applied (hereinafter, OFF
(Referred to as a potential) to control the flying of the toner to form an image. The ON potential is normally switched to the OFF potential after the toner reaches the recording medium or passes through the control electrode. For this reason, the application time (hereinafter referred to as the ON time) of the potential that causes the toner to fly does not become shorter than the time required for the toner to reach the control electrode. This ON time directly affects the printing speed and hinders the printing speed from increasing.

【0006】さらに、ON電位の印加されている間に飛
翔中のトナーは常に担持体と制御電極の間の強電界にさ
らされる。飛翔中のトナーは該強電界によって加速さ
れ、非常に高速で飛翔し記録媒体表面へ到達し、到達時
にトナーのリバウンドが発生する。同様にトナーは電荷
を保持しているので、リバウンド中においてトナー同士
のクーロン力が作用して周辺部のトナーは四方に広がる
傾向がある。トナーがリバウンド中に広がって、ドット
領域外に到達すると、該トナーが飛翔トナーとなる。飛
翔トナーが発生すると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。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している。
Further, the toner flying while the ON potential is being applied is always exposed to a strong electric field between the carrier and the control electrode. The flying toner is accelerated by the strong electric field, flies at a very high speed, reaches the surface of the recording medium, and rebounds at the arrival. Similarly, since the toner retains electric charge, the Coulomb force between the toners acts during the rebound, and the toner in the peripheral portion tends to spread in all directions. When the toner spreads during the rebound and reaches outside the dot area, the toner becomes flying toner. When the flying toner is generated, the outline of the dot becomes unclear, resulting in a blurred image from which no contrast can be obtained, which leads to image deterioration. Further, in such a situation, the reproducibility of the halftone is degraded, causing further problems.

【0007】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。また、カラー画像形成装置の場合は、上記
の他に先に形成されたドットに飛翔トナーが衝突してド
ットを破壊するだけでなく、飛び散ったトナーによって
他のトナーとの混色を容易に招来している。
If this problem occurs in a color image forming apparatus, a situation in which desired color reproducibility cannot be obtained is caused. In addition, in the case of a color image forming apparatus, in addition to the above, not only flying toner collides with a previously formed dot to destroy the dot, but also color mixture with other toner is easily caused by the scattered toner. ing.

【0008】この不具合を回避するためにはトナーの飛
翔する速度、特に、用紙への到達速度を低下させて上記
バウンドを軽減することが考えられる。記録媒体表面へ
のトナーの到達速度を低下させる方法の1つに対向電極
や制御電極に印加する高圧電位によって形成される飛翔
電界を小さくすることが容易である。飛翔電界を小さく
すると飛翔速度が低下するが、トナーが制御電極を通過
するまでの飛翔時間が長くなり、印字する速度の高速化
がより困難となって好適でない。
In order to avoid this problem, it is conceivable to reduce the above-mentioned bounce by lowering the speed at which the toner flies, particularly, the speed at which the toner reaches the paper. One of the methods for reducing the speed at which the toner reaches the recording medium surface is to reduce the flying electric field formed by the high voltage applied to the counter electrode and the control electrode. When the flying electric field is reduced, the flying speed decreases, but the flying time until the toner passes through the control electrode becomes longer, and it is more difficult to increase the printing speed, which is not preferable.

【0009】また、トナーのリバウンド中の広がりは、
トナーが飛翔中におけるトナー同士のクーロン力が原因
している。したがって、トナーの帯電量を小さくすると
飛翔中のトナー同士のクーロン力による反発力が弱ま
り、拡散が軽減されトナー飛散が緩和される。ところ
が、トナーの帯電量は担持体に担持されたトナー層の他
の特性値、例えば、搬送量や充填率、層厚等と独立に制
御することが困難である。トナーの帯電量を制御するト
ナー層自身の状態が変化してしまうので、制御電極の電
位や形状、位置、対向電極の位置、電位などを再度調整
しなければならず好適でない。さらに、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ないだけでな
く、トナーの帯電量が低下するとトナー層形成が不安定
となりやすく、トナーの飛翔制御が不安定となって所望
の画像形成が得られない場合が発生し得る。また、トナ
ーの帯電量が低くなるとトナーが受ける加速力は低減さ
れるがトナーが制御電極を通電するのに必要な時間も長
くなってこの場合も印字する速度の高速化がより困難と
なって好適でない。
Further, the spread of the toner during rebound is as follows.
This is due to the Coulomb force between the toner particles during the flight of the toner particles. Therefore, when the charge amount of the toner is reduced, the repulsive force due to the Coulomb force between the flying toner particles is weakened, the diffusion is reduced, and the toner scattering is reduced. However, it is difficult to control the amount of charge of the toner independently of other characteristic values of the toner layer carried on the carrier, for example, the amount of conveyance, the filling rate, the layer thickness, and the like. Since the state of the toner layer itself that controls the charge amount of the toner changes, the potential, shape, and position of the control electrode, the position and the potential of the counter electrode must be adjusted again, which is not preferable. Further, the increase in the number of parts and the increase in size and cost of the apparatus are inevitable, and when the charge amount of the toner is reduced, the formation of the toner layer tends to be unstable, and the flight control of the toner becomes unstable. A case where image formation cannot be obtained may occur. In addition, when the charge amount of the toner decreases, the acceleration force received by the toner decreases, but the time required for the toner to energize the control electrode also increases, and in this case, it is more difficult to increase the printing speed. Not suitable.

【0010】このために、制御電極に印加する電位を制
御してトナーを減速させる電界(以後、ブレーキ電界と
称す)を形成するように制御する方法も考えられる。ブ
レーキ電界を形成するとトナーの中に存在する逆帯電ト
ナーが制御電極に付着する不具合が発生する。トナーが
制御電極に付着するとトナーの持つ電荷で制御電極の電
位が変化して所望のトナー飛翔制御が困難となる他に、
ゲート内部にトナーが付着すると良好なトナー飛翔が得
られない更なる不具合が発生する。ゲート内部に付着す
るトナーが増加すると最終的にゲートがトナーで目詰ま
りを起こし印字不能の状態が発生して画像欠落を招来す
る。これからのことから大きなブレーキ電界を形成し得
る電位(以後、ブレーキ電位と称する)を制御電極に印
加することができなかった。
For this purpose, a method of controlling an electric potential applied to the control electrode to form an electric field for decelerating the toner (hereinafter referred to as a brake electric field) may be considered. When the brake electric field is formed, a problem occurs that the oppositely charged toner existing in the toner adheres to the control electrode. When toner adheres to the control electrode, the electric potential of the control electrode changes due to the charge of the toner, making it difficult to control the desired toner flight.
If toner adheres to the inside of the gate, a further problem occurs in that good toner flight cannot be obtained. When the amount of toner adhering to the inside of the gate increases, the gate eventually becomes clogged with the toner, and a state where printing cannot be performed occurs, resulting in image loss. From this, it was impossible to apply a potential capable of forming a large brake electric field (hereinafter referred to as a brake potential) to the control electrode.

【0011】この事態を回避するために大きなブレーキ
電界をトナーが制御電極を通過する瞬間にだけ印加し、
これ以外ではOFF電位を印加するように制御する方法
が考えられる。しかし、この制御ではON電位、OFF
電位、ブレーキ電位の3値の電位制御が必要で電位の切
り換え手段の回路構成が複雑になるうえに電源部品点数
増加と大型化・コストアップ・信頼性の低下は避けられ
ない。
In order to avoid this situation, a large brake electric field is applied only at the moment when the toner passes through the control electrode,
Other than this, a method of controlling so as to apply the OFF potential can be considered. However, in this control, ON potential, OFF
It is necessary to control three potentials, that is, a potential and a brake potential, which complicates the circuit configuration of the potential switching means, and inevitably increases the number of power supply components and increases the size, cost, and reliability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項1記載の画像形成装置は、少なくとも1色の
顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、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、上記担持体と上記対向電極との間に配置された
絶縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過
部となる複数個のゲートと、該複数個のゲートの周囲に
設けられた少なくとも1つ以上の電極群とからなる制御
電極と、上記制御電極の個々の電極に画像データに応
じ、上記担持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移動を開
始可能な電界を与える第1の電位状態と、上記担持体か
ら上記顕像剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず移動
中の該顕像剤に減速を与えない第2の電位状態とを含む
複数の電位状態を上記電極群に印加可能な制御回路手段
とからなる制御手段を有し、上記制御手段によって上記
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、上記制御電極
と上記対向電極の間に搬送された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
第1の電位状態の印加時間を1画素を形成するために必
要な量の上記顕像剤が上記第1または第2の電位状態が
付与された状態で該ゲートを通過するために必要な時間
よりも短い時間に制御する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, comprising: a supply unit having a carrier for carrying a developer of at least one color; The disposed counter electrode, a high-voltage power supply unit that supplies a high voltage that generates a potential difference between the carrier and the counter electrode, an insulating substrate disposed between the carrier and the counter electrode, A control electrode comprising a plurality of gates provided on the insulating substrate and serving as a passage portion of the developer, and at least one electrode group provided around the plurality of gates; A first potential state for applying an electric field from the carrier to the gate according to the image data, which allows the developer to start moving to the gate, and a new potential from the carrier to the gate. Decelerates to the developing agent while moving And control circuit means capable of applying a plurality of potential states including a second potential state not to be applied to the electrode group. A predetermined potential is applied to a corresponding electrode of the electrode group by the control means. In the image forming apparatus, which controls the passage of the developer through the gate by applying the voltage to form an image on the surface of the recording medium conveyed between the control electrode and the counter electrode, the control unit includes: The application time of one potential state is shorter than the time required for an amount of the developer required to form one pixel to pass through the gate in a state where the first or second potential state is applied. Also control in a short time.

【0013】請求項2記載の画像形成装置は、少なくと
も1色の顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、
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、上記担持体と上記対向電極との間に配
置された絶縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像
剤の通過部となる複数個のゲートと、該複数個のゲート
の周囲に設けられた少なくとも1つ以上の電極群とから
なる制御電極と、上記制御電極の個々の電極に画像デー
タに応じ、上記担持体から上記ゲートへ移動を開始可能
な電界を与える第1の電位状態と、上記担持体から上記
顕像剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず移動中の顕
像剤に減速を与えない第2の電位状態とを含む複数の電
位状態を上記電極群に印加可能な制御回路手段とからな
る制御手段を有し、上記制御手段によって上記電極群の
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、上記制御電極と上記対
向電極の間に搬送された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、上記第1の電
位状態の印加時間を、1画素を形成するために必要な量
の上記顕像剤が上記第1または第2の電位状態で該ゲー
トに到達可能な速度に達するまでの時間よりも長い時間
に制御する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a supply unit having a carrier for carrying a developer of at least one color;
A counter electrode disposed opposite to the carrier; a high-voltage power supply for supplying a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode; and a high-voltage power supply disposed between the carrier and the counter electrode. A control electrode comprising: an insulating substrate; a plurality of gates provided on the insulating substrate to pass a developer; and at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates. A first potential state in which an electric field capable of initiating movement from the carrier to the gate according to image data is applied to the individual electrodes of the control electrode, and the developer is newly applied to the gate from the carrier. And control circuit means capable of applying a plurality of potential states to the electrode group, including a second potential state that does not cause deceleration to the moving developer without causing any movement. The control means controls the position of the corresponding electrode in the electrode group. In the image forming apparatus, which controls the passage of the developer through the gate by applying a potential to form an image on the surface of the recording medium conveyed between the control electrode and the counter electrode, the control means includes: The application time of the first potential state is set to the time required for the amount of the developer necessary to form one pixel to reach the speed at which the developer can reach the gate in the first or second potential state. Control for longer time.

【0014】請求項3記載の画像形成装置は、少なくと
も1色の顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、
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、上記担持体と上記対向電極との間に配
置された絶縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像
剤の通過部となる複数個のゲートと、該複数個のゲート
の周囲に設けられた少なくとも1つ以上の電極群とから
なる制御電極と、上記制御電極の個々の電極に画像デー
タに応じ、上記担持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移
動を開始可能な電界を与える第1の電位状態と上記担持
体から上記顕像剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず
移動中の該顕像剤に対して加速を与えない第3の電位状
態とを含む複数の電位状態を上記電極群に印加可能な制
御回路手段とからなる制御手段を有し、上記制御手段に
よって上記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
記制御電極と上記対向電極の間に搬送された記録媒体表
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、上記第1の電位状態の印加時間を、1画素を形成
するために必要な量の上記顕像剤が上記第1または第3
の電位状態が付与された状態で上記担持体担持された状
態から該ゲートを通過するために必要な時間よりも短い
時間に制御する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus, comprising: a supply unit having a carrier for carrying a developer of at least one color;
A counter electrode disposed opposite to the carrier; a high-voltage power supply for supplying a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode; and a high-voltage power supply disposed between the carrier and the counter electrode. A control electrode comprising: an insulating substrate; a plurality of gates provided on the insulating substrate to pass a developer; and at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates. And a first potential state that gives an electric field from the carrier that allows the developer to start moving to the gate according to image data on the individual electrodes of the control electrode, and the developer from the carrier is A control circuit means capable of applying a plurality of potential states to the electrode group including a third potential state in which no new movement occurs to the gate and no acceleration is applied to the moving developer. Control means, and the electrode group is controlled by the control means. In an image forming apparatus that controls the passage of a developer through the gate by applying a predetermined potential to a corresponding electrode to form an image on the surface of a recording medium conveyed between the control electrode and the counter electrode The control means sets the application time of the first potential state to the first or third amount of the developer necessary to form one pixel.
Is controlled to a time shorter than the time required to pass through the gate from the state in which the carrier is carried in the state where the potential state is applied.

【0015】請求項4記載の画像形成装置は、少なくと
も1色の顕像剤を担持する担持体を有する供給手段と、
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、上記担持体と上記対向電極との間に配
置された絶縁性基板と、該絶縁性基板に設けられた顕像
剤の通過部となる複数個のゲートと、該複数個のゲート
の周囲に設けられた少なくとも1つ以上の電極群とから
なる制御電極と、上記制御電極の個々の電極に画像デー
タに応じ、上記担持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移
動を開始可能な電界を与える第1の電位状態と、上記担
持体から上記顕像剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せ
ず移動中の該顕像剤に対して加速を与えない第3の電位
状態とを含む複数の電位状態を上記電極群に印加可能な
制御回路手段とからなる制御手段を有し、上記制御回路
によって上記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、
上記制御電極と上記対向電極の間に搬送された記録媒体
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、上記第1の電位状態の印加時間を、1画素を形
成するために必要な量の上記顕像剤が上記第1または第
3の電位状態で該ゲートに到達可能な速度に達するまで
の時間よりも長い時間に制御する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a supply unit having a carrier for carrying a developer of at least one color;
A counter electrode disposed opposite to the carrier; a high-voltage power supply for supplying a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode; and a high-voltage power supply disposed between the carrier and the counter electrode. A control electrode comprising: an insulating substrate; a plurality of gates provided on the insulating substrate to pass a developer; and at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates. And a first potential state that gives an electric field from the carrier to the gate in which the developer can start moving to the gate according to image data on the individual electrodes of the control electrode; and A plurality of potential states including a third potential state in which no new movement occurs to the gate and no acceleration is applied to the developing agent during movement; and control circuit means capable of applying a plurality of potential states to the electrode group. Control means, and the control circuit controls the electrode Corresponding a predetermined potential to the electrode to control the passage of the gate of the developer by applying the,
In an image forming apparatus for forming an image on the surface of a recording medium conveyed between the control electrode and the counter electrode, the control means needs to apply the first potential state for one pixel. The control is performed for a time longer than the time required for a sufficient amount of the developer to reach the speed at which the gate can reach the gate in the first or third potential state.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置を搭載した
プリンタの実施形態の断面図を図1に示し、各要素につ
いて図2を用いてその概要を説明する。なお、以下の説
明においては、負帯電のトナーに対応する構成を備えた
画像形成装置について詳述するが、正帯電のトナーを使
用する場合には、それに応じて適宜印加電圧の極性を設
定すればよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of a printer equipped with an image forming apparatus according to the present invention, and each element will be outlined with reference to FIG. In the following description, an image forming apparatus having a configuration corresponding to a negatively charged toner will be described in detail. However, when a positively charged toner is used, the polarity of the applied voltage may be appropriately set accordingly. I just need.

【0017】図2に示すように、プリンタはトナー供給
部2と印刷部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、本プリンタは、トナーを飛翔さ
せて用紙に付着させるとともに、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。
As shown in FIG. 2, the printer includes an image forming section 1 having a toner supply section 2 and a printing section. The image forming unit 1 visualizes an image corresponding to an image signal on a sheet as a recording medium using toner as a developer. In other words, the present printer directly forms an image on paper by causing toner to fly and adhere to the paper and controlling the flight of the toner based on an image signal.

【0018】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。
On the side where the paper enters the image forming section 1,
A paper feeding device 10 is provided. The paper feeding device 10 includes a paper cassette 4 that stores paper 5 as a recording medium, a pickup roller 6 that sends out the paper 5 from the paper cassette 4, and a paper feed guide 7 that guides the supplied paper 5. Further, the paper feeding device 10 includes a paper feeding sensor (not shown) for detecting that the paper 5 has been supplied. The pickup roller 6 is driven to rotate by a driving device (not shown).

【0019】また、画像形成部1からの用紙5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。
A fixing unit for fixing the toner image formed on the paper 5 in the image forming unit 1 to the paper 5 by heating and pressing the toner image on the paper output side of the paper 5 from the image forming unit 1. 11 are provided. The fixing unit 11 includes a heating roller 12, a heater 13, a pressure roller 14, a temperature sensor 15,
And a temperature control circuit 80. The heating roller 12 is made of, for example, an aluminum tube having a thickness of 2 mm. Heater 13
Is composed of, for example, a halogen lamp and is built in the heating roller 12. The pressure roller 14 is made of, for example, a silicone resin.

【0020】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。なお、定着部11は
用紙5を加熱定着もしくは加圧することによりトナー像
を定着させる構造となっていてもよい。
The heating roller 12 and the pressure roller 14, which are provided opposite to each other, are provided with springs or the like (not shown) at both ends of each shaft, for example, 2 kg so that the paper 5 can be pressed therebetween. Is applied. The temperature sensor 15 measures the temperature of the surface of the heating roller 12. The temperature control circuit 80 is controlled by the main control unit, controls ON / OFF of the heater 13 based on the measurement result of the temperature sensor 15, and keeps the temperature of the surface of the heating roller 12 at, for example, 150 ° C. Also,
The fixing unit 11 includes a paper discharge sensor (not shown) that detects that the paper 5 has been discharged. Note that the fixing unit 11 may be configured to fix the toner image by heating or pressing the sheet 5.

【0021】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。
Although not shown, on the paper output side of the paper from the fixing unit 11, a paper discharge roller for discharging the paper 5 processed by the fixing unit 11 onto a paper discharge tray, and the discharged paper 5 A receiving tray is provided. The above-mentioned heating roller 12, pressure roller 14, and paper discharge roller are rotationally driven by a driving device (not shown).

【0022】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
るとともに、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−
4μC/g〜−5μC/gとなるように電荷が付与され
ている。
The toner supply unit 2 of the image forming unit 1 includes a toner storage tank 2 in which a toner 21 as a developer is stored.
0, a toner carrier 22 as a cylindrical carrier (sleeve) for carrying the toner 21 by magnetic force, and a toner storage tank 20 are provided inside, and the toner 21 is charged and an outer periphery of the toner carrier 22 is provided. The doctor blade 23 regulates the thickness of the toner layer carried on the surface. The doctor blade 23 is provided on the upstream side in the rotation direction of the toner carrier 22 so that the distance from the outer peripheral surface of the toner carrier 22 is, for example, 60 μm.
The toner 21 is, for example, a magnetic toner having an average particle diameter of 6 μm.
The charge is applied so as to be 4 μC / g to −5 μC / g.

【0023】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は接地されるとともに、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
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は外周面における上記の位置に対応
する位置で穂立ちを形成する。なお、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
たは電気力及び磁気力により担持する構成となっていて
もよい。
The toner carrier 22 is driven by a driving device (not shown), and rotates at a speed of, for example, 80 mm / sec on the surface in the direction of arrow A in the figure. The toner carrier 22 is grounded, and magnets (not shown) are arranged inside the toner carrier 22 at a position facing the doctor blade 23 and a position facing a control electrode 26 described later. Thereby, the toner carrier 22
Can carry the toner 21 on its outer peripheral surface. Further, the toner 21 carried on the outer peripheral surface of the toner carrier 22 forms ears at positions corresponding to the above positions on the outer peripheral surface. The toner carrier 22
May be configured to carry toner 21 by electric force or electric force and magnetic force instead of carrying toner 21 by magnetic force.

【0024】画像形成部1の印刷部は、例えば厚さ1m
m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
供給する高圧電源部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、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との
クリーナーブレード19を備えている。
The printing section of the image forming section 1 has a thickness of, for example, 1 m.
m, an opposing electrode 25 facing the outer peripheral surface of the toner carrier 22, a high-voltage power supply unit 30 for supplying a high voltage to the opposing electrode 25, and a control provided between the toner carrier 22. Electrode 26, static elimination brush 28, static elimination power supply 17 for applying a static elimination potential to static elimination brush 28, paper 5
, A charging power source 18 for applying a charging potential to the charging brush 8, a dielectric belt 24, and cleaner blades 19 for supporting members 16a and 16b supporting the dielectric belt 24. .

【0025】上記対向電極25は、トナー担持体22の
外周面からの距離が例えば1.1mmとなるように設け
られている。誘電体ベルト24はPVDFを基材とし、
体積抵抗率で1010Ω・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30m
m/secで回転する。また、対向電極25には、高圧
電源部(制御手段)30により、例えば2.3kVの高
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。
The counter electrode 25 is provided such that the distance from the outer peripheral surface of the toner carrier 22 is, for example, 1.1 mm. The dielectric belt 24 is made of PVDF as a base material,
It has a volume resistivity of 10 10 Ω · cm and a thickness of 75 μm.
The dielectric belt 24 is driven by a driving device (not shown), and the speed on its surface is, for example, 30 m in the direction of the arrow in the figure.
Rotate at m / sec. Further, a high voltage of, for example, 2.3 kV is applied to the counter electrode 25 by a high voltage power supply unit (control means) 30. That is, an electric field required to cause the toner 21 carried on the toner carrier 22 to fly in the direction of the counter electrode 25 is generated between the counter electrode 25 and the toner carrier 22 by the high voltage applied from the high voltage power supply unit 30. Has been granted.

【0026】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。
The neutralization brush 28 is provided on the downstream side of the control electrode 26 in the rotation direction of the dielectric belt 24 so as to be in pressure contact with the dielectric belt 24. The neutralizing brush 28 is applied with a neutralizing potential of 2.5 kV by the neutralizing power source 17 to neutralize unnecessary charges existing on the surface of the dielectric belt 24.

【0027】上記クリーナーブレード19は、例えば、
紙詰まり(ペーパジャム)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21によって
汚染されることを防止する。
The cleaner blade 19 includes, for example,
When the toner 21 adheres to the surface of the dielectric belt 24 due to an unexpected situation such as a paper jam (paper jam), the toner 21 is removed to prevent the back surface of the paper from being contaminated by the toner 21.

【0028】また、図示しないが、本プリンタは、制御
回路として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
ユニットとを備えている。
Although not shown, the printer has a main control section which controls the entire printer as a control circuit, an image processing section which converts the obtained image data into a format of image data to be printed, and An image memory for storing image data and an image forming control unit for converting image data obtained from the image processing unit into image data to be given to the control electrode 26 are provided.

【0029】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2
5方向へのトナー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。
The control electrode 26 extends two-dimensionally in parallel with the tangential direction of the surface of the counter electrode 25 and opposed to the counter electrode 25.
The structure allows the toner to pass in five directions. The electric field applied to the surface of the toner carrier 22 changes according to the potential supplied to the control electrode 26, and the flying of the toner 21 from the toner carrier 22 to the counter electrode 25 is controlled.

【0030】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。図3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
したリング状の導電体、即ちリング状電極27からなっ
ている。
The control electrode 26 is provided so that the distance from the outer peripheral surface of the toner carrier 22 is, for example, 100 μm, and is fixed by a support member (not shown). As shown in FIG. 3, the control electrode 26 includes an insulating substrate 26a, a high-voltage driver (not shown), and an independent ring-shaped conductor, that is, a ring-shaped electrode 27.

【0031】絶縁性基板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、絶
縁性基板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、例えば厚さ1
8μmの銅箔からなり、上記孔の周りに設けられてお
り、所定の配列にしたがって配置されている。また、各
孔の開口部は、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と称することとする。なお、各リング状電極27
には開口部径が200μmの開口部が設けられている。
そして、上記ゲート29、即ち、リング状電極27に形
成された孔は、例えば2560個形成されており、各リ
ング状電極27は、給電線41および高圧ドライバ(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。
The insulating substrate 26a is made of, for example, a polyimide resin and has a thickness of 25 μm. Further, a hole to be a gate 29 described later is formed in the insulating substrate 26a. The ring-shaped electrode 27 has, for example, a thickness of 1
It is made of a copper foil of 8 μm, provided around the hole, and arranged according to a predetermined arrangement. The opening of each hole has a diameter of, for example, 160 μm, and serves as a passage for the toner 21 flying from the toner carrier 22 to the counter electrode 25. Hereinafter, this passing portion is referred to as a gate 29. In addition, each ring-shaped electrode 27
Is provided with an opening having an opening diameter of 200 μm.
The gate 29, that is, 2560 holes formed in the ring-shaped electrode 27 are formed, for example, and each ring-shaped electrode 27 is controlled by a power supply line 41 and a high-voltage driver (not shown). It is electrically connected to the unit 31.

【0032】また、リング状電極27表面および給電線
41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、リング状電極27同士の絶縁
性、給電線41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との絶縁が確
保されている。
The surface of the ring-shaped electrode 27 and the surface of the power supply line 41 are covered with an insulator layer (not shown) having a thickness of 30 μm. The insulation between them, the insulation between the ring-shaped electrode 27 and the power supply line 41 that are not connected to each other, and the insulation between the toner carrier 22 and the counter electrode 25 are ensured.

【0033】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
(以後、ON電位と称す)には、例えば200Vを印加
し、通過させない場合(以後、OFF電位と称す)には
例えば後述するように0Vを印加するようになってい
る。
A pulse corresponding to an image signal, that is, a voltage is applied to a ring-shaped electrode 27 of the control electrode 26 by a control power supply unit (control means) 31. That is, the control power supply unit 31
In the case where the toner 21 carried by the toner carrier 22 is allowed to pass through the ring-shaped electrode 27 in the direction of the counter electrode 25 (hereinafter referred to as ON potential), for example, 200 V is applied and not passed (hereinafter referred to as “ON potential”). , OFF potential), for example, 0 V is applied as described later.

【0034】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。なお、
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。
As described above, when the potential applied to the control electrode 26 is controlled in accordance with the image signal, and the paper 5 is disposed on the surface of the counter electrode 25 facing the toner carrier 22, the image signal is applied to the surface of the paper 5. Is formed in accordance with. In addition,
The control power supply unit 31 is controlled by a control electrode control signal sent from an image forming control unit (not shown).

【0035】上記のプリンタは、コンピューターやワー
ドプロセッサの出力用としてのプリンタとして使用可能
な他にディジタルコピーの印字部分にも使用可能であっ
て、以下はディジタルコピーの印字部分として使用した
場合の画像形成動作を図4のフローチャートとともに説
明する。
The above-mentioned printer can be used not only as a printer for output of a computer or a word processor but also for a print portion of a digital copy. The operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0036】まず、例えば、画像読取部に複写すべき原
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、画像読取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)。この
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)。
First, for example, when a document to be copied is placed on the image reading section and a copy start button (not shown) is operated, the main control section having received this input starts an image forming operation. That is, a document image is read by the image reading unit (S1), the image data is processed by the image processing unit (S2), and stored in the image memory (S3). The image data stored in the image memory is transferred to the image forming control unit (S4), and the image forming control unit starts converting the input image data into a control electrode control signal to be given to the control electrode 26 (S5). .

【0037】また、画像形成制御ユニットは、所望(所
定量)の上記制御電極制御信号を得ると(S6)、図示
しない駆動装置によりトナー担持体22を回転させ(S
7)、制御電極26にOFF電位を印加し(S8)、高
圧電源部30により高圧を印加するとともに誘電体ベル
ト24を駆動する(S9)。また、この駆動装置に回転
駆動される図2に示すピックアップローラ6により(S
10)、用紙カセット4内の用紙5が画像形成部1方向
へ送り出されるとともに、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(S11)。
When the desired (predetermined amount) of the control electrode control signal is obtained (S6), the image forming control unit rotates the toner carrier 22 by a driving device (not shown) (S6).
7) An OFF potential is applied to the control electrode 26 (S8), and a high voltage is applied by the high voltage power supply 30 and the dielectric belt 24 is driven (S9). Further, the pickup roller 6 shown in FIG.
10) The paper 5 in the paper cassette 4 is sent out toward the image forming unit 1, and the paper feed sensor detects that the paper is in a normal paper feed state (S11).

【0038】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16aには高圧電源部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。用紙5は帯電ブラシ8と支持部材16a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。なお、制御電極制
御信号の上記所定量はプリンタの構成等によって異な
る。
The sheet 5 sent out by the pickup roller 6 is transported between the charging brush 8 and the supporting member 16. The same potential as that of the counter electrode 25 is applied to the support member 16a by the high-voltage power supply unit 30 (S12). Charging brush 8
, A charging potential of 1.2 kV is applied by the charging power supply 18. The paper 5 is supplied with a charge due to a potential difference between the charging brush 8 and the support member 16a, and is conveyed to the surface of the printing unit of the image forming unit 1 facing the control electrode 26 of the dielectric belt 24 while being electrostatically attracted. The predetermined amount of the control electrode control signal differs depending on the configuration of the printer.

【0039】その後、画像形成制御ユニットは、上記制
御電極制御信号を制御電源部31に供給する。この制御
電極制御信号の供給は、上記帯電ブラシ8による印刷部
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に印加する高圧を制御
する。つまり、制御電源部31から適宜所定のリング状
電極27に200Vもしくは0Vの電位が印加され、制
御電極26付近の電界が制御される。即ち、制御電極2
6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
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/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。
Thereafter, the image forming control unit supplies the control electrode control signal to the control power supply unit 31. The supply of the control electrode control signal is performed at a timing synchronized with the supply of the paper 5 to the printing unit by the charging brush 8. The control power supply unit 31 controls a high voltage applied to each ring-shaped electrode 27 of the control electrode 26 based on the control electrode control signal. That is, a potential of 200 V or 0 V is appropriately applied from the control power supply unit 31 to the predetermined ring-shaped electrode 27, and the electric field near the control electrode 26 is controlled. That is, the control electrode 2
In the gate 29 of No. 6, the prevention of the flight of the toner 21 from the toner carrier 22 to the counter electrode 25 and the release thereof are appropriately performed according to the image data. Thereby, the counter electrode 25
Due to the movement of the dielectric belt 24 on the front surface, a toner image corresponding to the image signal is formed on the paper 5 moving at a speed of 30 mm / sec toward the paper output side.

【0040】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、排紙ローラにて排紙トレイ上に排出されるととも
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(S13)。
The paper 5 on which the toner image has been formed is the support member 1
After being separated from the dielectric belt 24 at the curvature of 6b and conveyed to the fixing unit 11, the fixing unit 11 fixes the toner image on the paper 5. Paper 5 with toner image fixed
Is discharged onto a discharge tray by a discharge roller, and normal discharge is detected by a discharge sensor. Based on this detection operation, the main control unit determines whether the printing operation has been normally completed (S13).

【0041】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。本プリンタは、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要となってい
る。したがって、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
略化されるとともに、部品点数が削減されているので、
小型化及び低廉化が可能となっている。
By the above image forming operation, a good image is formed on the paper 5. Since the printer directly forms an image on the sheet 5, a visualizing member such as a photoconductor or a dielectric drum used in a conventional image forming apparatus is not required. Therefore, the transfer operation for transferring the image from the visualized object to the sheet 5 is omitted, so that the image does not deteriorate. For this reason, the reliability of the device is improved. In addition, since the configuration of the device is simplified and the number of parts is reduced,
It is possible to reduce the size and cost.

【0042】上記実施形態であるプリンタをコンピュー
タの出力端末機の印字部分として使用する場合も、ディ
ジタルコピーの印字部分として使用する場合も、処理す
る画像信号およ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何ら相違点を有しない。
Whether the printer according to the above embodiment is used as a print portion of an output terminal of a computer or a print portion of a digital copy, an image forming operation is performed even though there is a difference in the image signal to be processed and its exchange. The method itself has no differences.

【0043】上記したように、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。したがって、帯電ブラシ8と支持部材16
aの間の電位差によって帯電ブラシ8と誘電体ベルト2
4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。
As described above, the toner carrier 22 is grounded, while the counter electrode 25 and the supporting member 16a are applied with a high voltage of 2.3 kV, and the charging brush 8 is applied with a high voltage of 1.2 kV. Therefore, the charging brush 8 and the supporting member 16
a between the charging brush 8 and the dielectric belt 2
Negative charges are supplied to the surface of the sheet 5 transported during the period 4. When a negative charge is supplied, the paper 5 is moved directly below the gate 29 by the movement of the dielectric belt 24 while being attracted to the dielectric belt 24 by the electrostatic force of the charge. The charge on the surface of the dielectric belt 24 is
And the surface potential becomes 2 kV due to the balance with the potential of the counter electrode 25.

【0044】この状態で、トナー担持体22に担持され
たトナー21を対向電極25方向に通過させるべく、制
御電源部31により制御電極26のリング状電極27に
対して200Vの電圧を印加し、トナー21がゲート2
9を通過させない場合は0V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。
In this state, a voltage of 200 V is applied to the ring-shaped electrode 27 of the control electrode 26 by the control power supply 31 so that the toner 21 carried on the toner carrier 22 passes in the direction of the counter electrode 25. Toner 21 is gate 2
9 is not applied, a potential of 0 V is applied. In the state where the paper 5 is attracted to the dielectric belt 24 in this manner,
An image is formed directly on the surface.

【0045】上記実施形態において使用する制御電極2
6の構成について説明を加える。図3においてゲート2
9−nに対してのみトナー21を飛翔させる場合のリン
グ状電極27−nに対する電位制御を例に挙げてこの場
合の電位制御を図5に示す。
Control electrode 2 used in the above embodiment
The configuration of No. 6 will be described. Gate 2 in FIG.
FIG. 5 shows an example of the potential control for the ring-shaped electrode 27-n in the case where the toner 21 is caused to fly only to 9-n.

【0046】図5のような制御において第1の電位状態
としてはON電位、第2の電位状態としてはOFF電位
を制御している。電位制御は図5のように画像信号のO
N信号によってリング状電極27−nにON電位である
200Vが制御電源部31によって切り替えられて印加
されるが、画像信号がOFFおよび他のゲート29に配
置された他のリング状電極27の電位は上記のOFF電
位が印加されている。ON電位が印加されている時間に
おいてはトナー担持体22との間にトナー21の飛翔が
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が得られる。
In the control as shown in FIG. 5, the ON potential is controlled as the first potential state, and the OFF potential is controlled as the second potential state. The potential control is performed as shown in FIG.
According to the N signal, 200 V, which is the ON potential, is switched and applied to the ring-shaped electrode 27-n by the control power supply unit 31, but the image signal is turned off and the potential of the other ring-shaped electrode 27 disposed on the other gate 29. Has the above-mentioned OFF potential applied. During the time period during which the ON potential is applied, a desired electric field is formed between the toner carrier 22 and the toner carrier 22 so that the toner 21 can fly well, and a predetermined amount of the toner 21 flies to obtain good pixels.

【0047】上記実施形態の構造において、トナー担持
体22上のトナー21がON電位が制御電極26に印加
されてから制御電極26に印加されてから制御電極26
を通過するまでの時間t11として約300μsecが
必要であることが高速度カメラなどを使用した実験から
確認されている。例えば、トナー21がON電位が印加
されて150μsec経過した時点の飛翔トナー21の
状態を図6(a)に模式的に表している。このように飛
翔中のトナー21eはON電位が印加されてから150
μsec程度ではトナー21はゲート29を通過するこ
とができない。また、図6(b)にON電位が印加され
てから250μsecでのトナー21の飛翔状況を示
す。基本的に飛翔トナー21eはON電位を印加してか
ら300μsec以下では、一部の帯電量の高いトナー
21であってトナー21層の表層に存在しており、比較
的飛翔開始が早かったトナー21はゲート29に到達す
るものもあるがその殆どはまだゲート29に達しておら
ずトナー21eはゲート29を通過しない。
In the structure of the above embodiment, the ON potential of the toner 21 on the toner carrier 22 is applied to the control electrode 26 after the ON potential is applied to the control electrode 26.
It has been confirmed from an experiment using a high-speed camera or the like that a time t11 required to pass through is approximately 300 μsec. For example, FIG. 6A schematically shows the state of the flying toner 21 when 150 μsec has elapsed after the ON potential was applied to the toner 21. As described above, the toner 21e in flight flies 150 degrees after the ON potential is applied.
In about μsec, the toner 21 cannot pass through the gate 29. FIG. 6B shows a flying state of the toner 21 250 μsec after the ON potential is applied. Basically, the flying toner 21e is a part of the toner 21 having a high charge amount and present on the surface of the toner 21 layer within 300 μsec after the application of the ON potential, and the flying toner 21e, which started flying relatively early, Some arrive at the gate 29, but most of them have not reached the gate 29 yet, and the toner 21e does not pass through the gate 29.

【0048】この状態でON電位をOFF電位に切り替
えると飛翔トナー21に対して作用している加速電界が
解除されて飛翔が起こらないように思われる。しかし、
実際は飛翔中のトナー21eは運動量を持っておりこの
運動量が0または方向が逆転しないかぎり飛翔トナー2
1の停止は起こらない。本実施形態ではOFF電位の印
加時に形成される電界はトナー21に対してトナー担持
体22方向の力を付与するような方向成分を持っておら
ず、飛翔中のトナー21に対してOFF電位が印加され
ていてもその飛翔速度の加速度が低下するがそのまま飛
翔を続けてゲート29を通過する。ゲート29を通過し
たトナー21は制御電極26と対向電極25との間の電
界はその強度が多少変化するだけでその方向は変化しな
いのでゲート29を通過したトナー21はそのまま飛翔
を続けて用紙5に到達し、画像を形成する。
When the ON potential is switched to the OFF potential in this state, the acceleration electric field acting on the flying toner 21 is released, and it seems that the flying does not occur. But,
Actually, the flying toner 21e has a momentum, and unless the momentum is zero or the direction is reversed, the flying toner 2e
No suspension of 1 occurs. In the present embodiment, the electric field formed when the OFF potential is applied does not have a directional component that applies a force in the direction of the toner carrier 22 to the toner 21, and the OFF potential is applied to the flying toner 21. Even if the voltage is applied, the acceleration of the flying speed decreases, but the flying continues as it is and passes through the gate 29. The electric field between the control electrode 26 and the counter electrode 25 of the toner 21 that has passed through the gate 29 only slightly changes its intensity and does not change its direction. To form an image.

【0049】また、上記のように本実施形態ではOFF
電位として0Vを印加している。したがって、OFF電
位の印加時にトナー担持体22と制御電極26の対向領
域やゲート29内部やその周囲に形成される電界は、O
N電位の印加時に比較すると格段に小さくなっている
が、特に対向電極25方向の電界成分が逆転することが
ない。OFF電位で形成される電界は新たなトナー担持
体22からトナー21を飛翔させるには小さすぎるので
トナー担持体22に担持されたトナー21が新たに飛翔
を開始することはないが、飛翔中のトナー21eにはO
FF電位に切り替えられた後でもOFF電位の極弱い電
界が付与され、飛翔トナー21eはその運動量が変化す
ることなくOFF電位を印加された後も飛翔を継続して
ゲート29を通過して用紙5に到達して画像を形成す
る。
Further, as described above, in this embodiment, the OFF
0 V is applied as a potential. Therefore, when the OFF potential is applied, the electric field formed in the area opposed to the toner carrier 22 and the control electrode 26, inside the gate 29 and around it is O
Although it is much smaller than when the N potential is applied, the electric field component particularly in the direction of the counter electrode 25 does not reverse. Since the electric field formed at the OFF potential is too small to cause the toner 21 to fly from the new toner carrier 22, the toner 21 carried on the toner carrier 22 does not start flying newly, but during the flight, O is applied to the toner 21e.
Even after being switched to the FF potential, an extremely weak electric field of the OFF potential is applied, and the flying toner 21e continues to fly even after the OFF potential is applied without changing its momentum, passes through the gate 29, and passes through the sheet 5. To form an image.

【0050】以上からトナー担持体22に担持されたト
ナー21に対して制御電極26にON電位を付与しトナ
ー21の飛翔を開始させてトナー21に対して飛翔の初
速度を与えると、直ちに制御電極26にOFF電位を付
与しても印字が可能である。つまり、ON電位の印加時
間が非常に短くなるように思われ、図5に対応して例え
ば図7のようなインパルス形状のON電位が使用可能な
ように思われるが、実際は或る程度の時間が必要であ
る、この理由をトナーの飛翔状態を模式的に示した図8
を用いて説明する。
As described above, when the ON potential is applied to the control electrode 26 to the toner 21 carried on the toner carrier 22 to start the flying of the toner 21 and give the initial speed of the flying to the toner 21, the control is immediately performed. Printing is possible even when an OFF potential is applied to the electrode 26. That is, the application time of the ON potential seems to be very short, and it seems that the ON potential in the form of an impulse as shown in FIG. 7 can be used, for example, in correspondence with FIG. FIG. 8 schematically shows the flying state of the toner.
This will be described with reference to FIG.

【0051】図8(a)はON電位が印加される前の状
態を示している。この状態でON電位が印加されると対
向電極25方向の強電界が形成され、図8(b)のよう
に強電界にさらされた最表面のトナー21fの飛翔が開
始される。トナー21fが飛翔を開始した直後では、次
層のトナー21gは強電界にさらされておらずトナー2
1gの飛翔が発生していないが、先に飛翔したトナー2
1fが或る程度移動してトナー21gが強電界にさらさ
れるようになると次に図8(c)のように次層のトナー
21gが飛翔を開始する。このように、トナー21層の
表面では順次表層のトナー21から飛翔の開始が起こ
り、最終的に図6のような飛翔の状態となる。
FIG. 8A shows a state before the ON potential is applied. When an ON potential is applied in this state, a strong electric field is generated in the direction of the counter electrode 25, and the outermost toner 21f exposed to the strong electric field starts flying as shown in FIG. 8B. Immediately after the toner 21f starts flying, the toner 21g of the next layer is not exposed to the strong electric field,
1 g of toner has not been generated, but the toner 2 that has flown first
When 1f has moved to some extent and the toner 21g is exposed to a strong electric field, the toner 21g of the next layer starts to fly as shown in FIG. 8C. As described above, on the surface of the toner 21 layer, the flying starts from the surface toner 21 sequentially, and finally the flying state as shown in FIG. 6 is obtained.

【0052】したがって、上記図7のようなインパルス
形状のON電位では最表面のトナー21fやその近傍の
トナー21の飛翔が得られる可能性はあるが下層のトナ
ー21が飛翔せず、ドットを形成するのに必要な充分な
トナー21が飛翔しない。1ドットを形成するために必
要な充分なトナー21が飛翔しない場合は、形成された
ドットの径が不足してかつドット濃度の不充分なコント
ラストのないぼやけた画像となる。つまり、或る程度の
ON電位の印加、すなわち、所望のドットが形成できる
トナー21の量が飛翔を開始するために必要な時間t1
0が必要である。この時間は装置の特性、すなわち、ト
ナー21層の層厚や充填率や搬送量等の層形成の状態、
粒径や帯電量や流動性等のトナー21の特性、および形
成される電界の大きさや方向によって変化するので特に
限定されず例えば実験などによって決定すればよい、上
記実施形態では、ON電位として200Vを印加してド
ット形成に充分なトナー21が飛翔を開始するために必
要な時間t10は190μsec、ゲート29を通過す
る時間t11として約300μsecが必要であるの
で、ON時間としてすなわち第1の電位状態(トナー担
持体22からトナー21がゲート29へ移動を開始可能
な電界を与えている状態)の印加時間Tとして250μ
secを印加している。
Therefore, with the impulse-shaped ON potential as shown in FIG. 7, there is a possibility that the toner 21f on the outermost surface and the toner 21 in the vicinity thereof may fly, but the toner 21 in the lower layer does not fly, and a dot is formed. Sufficient toner 21 required for cleaning does not fly. If a sufficient amount of the toner 21 required to form one dot does not fly, a blurred image having insufficient diameter of formed dots and insufficient contrast of dot density is obtained. That is, the application of a certain degree of ON potential, that is, the time t1 required for the amount of toner 21 that can form a desired dot to start flying
0 is required. This time depends on the characteristics of the apparatus, that is, the state of layer formation such as the layer thickness, the filling rate, and the transport amount of the 21 toner layers,
It is not particularly limited and may be determined by, for example, an experiment, etc., because it varies depending on characteristics of the toner 21 such as a particle size, a charge amount, and fluidity, and the magnitude and direction of a formed electric field. Is required to start the flight of the toner 21 sufficient for dot formation by applying a voltage of 190 μsec, and a time t11 of passing through the gate 29 is required to be approximately 300 μsec. (In a state where an electric field from the toner carrier 22 to which the toner 21 can start to move to the gate 29 is applied) as an application time T of 250 μm
sec.

【0053】このようにON時間としてすなわち第1の
電位状態の印加時間Tとしては上記t10より長く設定
するのが望ましい。例えば、図8(d)のように比較的
遅く飛翔し始めたトナー21hに注目し、トナー21h
が飛翔を開始した直後にON電位がOFF電位に切り替
えられた場合を想定する。OFF電位に切り替えられた
直後はトナー21hの速度は充分に加速されておらず、
かつ先に飛翔したトナー21fや21gの持つ空間電荷
によってトナー21hの周囲にはトナー担持体22方向
の電界が形成され、一旦、飛翔を開始したトナー21が
トナー担持体22に戻るような現象が発生する。したが
って、必要な量のトナー21が飛翔を始めてから或る程
度の速度に達するまでの一定時間ON電位を印加するの
が望ましい。
As described above, it is desirable to set the ON time, that is, the application time T of the first potential state, to be longer than the above-mentioned t10. For example, paying attention to the toner 21h that has started flying relatively late as shown in FIG.
It is assumed that the ON potential is switched to the OFF potential immediately after the start of flight. Immediately after being switched to the OFF potential, the speed of the toner 21h is not sufficiently accelerated.
In addition, an electric field in the direction of the toner carrier 22 is formed around the toner 21h by the space charge of the toner 21f or 21g that has flew earlier, and the phenomenon that the toner 21 that has started flying once returns to the toner carrier 22 is generated. Occur. Therefore, it is desirable to apply the ON potential for a certain period of time from when the necessary amount of toner 21 starts flying until it reaches a certain speed.

【0054】この時間は装置の構成、例えば、トナー2
1層の層厚や充填率や搬送量等の層形成の状態、粒径や
帯電量や流動性等のトナー21の特性、及び形成される
電界の大きさや方向、トナー担持体22と制御電極26
の距離によって変化するので特に限定されず適宜実験な
どによって決定するのがよい。
This time is determined by the configuration of the apparatus, for example, the toner 2
The state of layer formation, such as the thickness of one layer, the filling rate, the transport amount, etc., the characteristics of the toner 21 such as the particle size, the charge amount, and the fluidity, the magnitude and direction of the formed electric field, the toner carrier 22 and the control electrode 26
Is not particularly limited and may be appropriately determined by experiments or the like.

【0055】以上のようにON電位を印加して飛翔を開
始した1ドットを形成するために充分な量のトナー21
を或る程度加速するために必要な時間t12はトナー2
1が飛翔を開始するために必要な時間t10より僅かに
長く220μsecであることが本実施形態を使用した
飛翔実験から確認している。
As described above, a sufficient amount of toner 21 for forming one dot that has started flying by applying the ON potential.
The time t12 required to accelerate the toner to a certain extent
It has been confirmed from a flight experiment using the present embodiment that the time No. 1 is 220 μsec slightly longer than the time t10 required to start the flight.

【0056】以上から本実施形態ではON電位の印加時
間Tはt12<T<t11である250μsecを付与
している。したがって、1画素を形成するために必要な
時間が短縮できるので装置の印字速度の向上が得られる
うえに必要なトナー21が確実に飛翔するので、印字速
度の向上に伴う画像劣化が一切発生しない。
As described above, in the present embodiment, the application time T of the ON potential is 250 μsec, that is, t12 <T <t11. Therefore, the time required to form one pixel can be shortened, so that the printing speed of the apparatus can be improved, and the necessary toner 21 flies reliably, so that no image deterioration due to the improvement in printing speed occurs. .

【0057】なお、上記の時間t10,t11,t12
は装置の特性、すなわち、トナー21層の層厚や充填率
や搬送量等の層形成の状態、粒径や帯電量や流動性等の
トナー21の特性、及び形成される電界の大きさや方向
の他にトナー担持体22とゲート29の距離や対向電極
25の位置、さらにトナー21の飛翔時に発生する空気
抵抗などの流体特性等の種々のパラメータによって容易
に変化するので特に限定されず例えば実験や観測などに
よって決定すればよい。
The above times t10, t11, t12
Are the characteristics of the apparatus, that is, the state of layer formation such as the layer thickness, filling rate, and transport amount of the toner 21 layer; In addition, since it is easily changed by various parameters such as a distance between the toner carrier 22 and the gate 29, a position of the counter electrode 25, and a fluid characteristic such as an air resistance generated when the toner 21 flies, there is no particular limitation. It may be determined by or observation.

【0058】さらに、上記実施形態ではトナー21は上
から下に飛翔するのでトナー21の飛翔に対して重力が
作用しトナー21の加速に対して電界以外に重力が寄与
する。一方、図10のようにトナー21が下方から上方
に飛翔する場合は、重力はトナー21の加速度を低下さ
せるので別途時間を設定しなければならない。図2と図
10のようにトナー21の飛翔方向のみが変化し、他の
パラメータが等しい場合でも重力の寄与によって上記t
10,t11,t12が上記実施形態より多少長くな
り、上記t10,t11,t12をそのまま使用でき
ず、実験や観測を繰り返してt10,t11,t12を
最調査し、第1の電位状態であるON電位を必要に応じ
て最設定する必要がある。
Further, in the above embodiment, since the toner 21 flies from top to bottom, gravity acts on the flight of the toner 21, and gravity other than the electric field contributes to the acceleration of the toner 21. On the other hand, when the toner 21 flies upward from below as shown in FIG. 10, a separate time must be set because gravity lowers the acceleration of the toner 21. As shown in FIGS. 2 and 10, only the flying direction of the toner 21 changes, and even when other parameters are equal, the above-mentioned t is not affected by the contribution of gravity.
10, 10, 11 and 12 are slightly longer than those in the above-described embodiment, and the above-described t10, t11, and t12 cannot be used as they are, and experiments and observations are repeated to investigate t10, t11, and t12 again, and the first potential state of ON is set. It is necessary to re-set the potential as needed.

【0059】また、上記実施形態では必要なトナー21
量が飛翔に必要な速度を得るために必要な時間t12以
上に長くON電位を印加し、一方、トナー21が必要な
速度に加速されると直ちに電位を切り替えて必要以上に
トナー21を加速しないようにしている。このように必
要以上にON電位を印加してトナー21を加速しないの
が望ましい。
In the above embodiment, the necessary toner 21 is used.
The ON potential is applied for a time longer than the time t12 necessary to obtain the speed required for the flight, while the potential is switched as soon as the toner 21 is accelerated to the required speed and the toner 21 is not accelerated more than necessary. Like that. Thus, it is desirable not to apply the ON potential more than necessary to accelerate the toner 21.

【0060】この理由を図9に示す。図9はトナー21
が用紙5の表面に到達した時の状態を示している。図9
(a)のように用紙5の表面に到達するトナー21は速
度Vで飛翔しているので、用紙5表面でリバウンドして
広がるトナー21aや表面を拡散するトナー21bが存
在する。リバウンドトナー21aや拡散トナー21bが
発生すると図9(b)のように飛翔トナー21dとなっ
て、画素を構成するトナー21cの周辺に飛び散って画
素の劣化を将来する。例えば画素周辺にトナー21dが
存在するとトナー21dによって画素の輪郭がぼやけて
しまいコントラストの得られないぼやけた画像となる。
画素にコントラストが得られないとハーフトーンの忠実
な再現が得られないばかりでなく、カラー画像形成装置
の場合には所望の色再現が困難となる不具合を新たに招
来する。
FIG. 9 shows the reason. FIG. 9 shows toner 21
Shows the state when the image reaches the surface of the sheet 5. FIG.
Since the toner 21 arriving at the surface of the paper 5 flies at the velocity V as shown in (a), there are toner 21a that rebounds and spreads on the surface of the paper 5 and toner 21b that diffuses on the surface. When the rebound toner 21a or the diffusion toner 21b is generated, the toner becomes flying toner 21d as shown in FIG. 9B, and scatters around the toner 21c constituting the pixel to deteriorate the pixel in the future. For example, if the toner 21d is present around the pixel, the outline of the pixel is blurred by the toner 21d, resulting in a blurred image from which no contrast can be obtained.
If no contrast is obtained in the pixels, not only faithful reproduction of the halftone cannot be obtained, but also in the case of a color image forming apparatus, a problem that it is difficult to reproduce a desired color is newly introduced.

【0061】上記飛翔トナー21dはトナー21のリバ
ウンドや拡散によるのでこれらの直接原因であるトナー
21の飛翔速度Vを低下させるとその低減が可能であ
る。飛翔速度Vの低下のためにトナー21の帯電量を低
下させることが容易に考えられるが、トナー21の帯電
量だけを単純に低下させることは困難で帯電量とともに
トナー21層厚や搬送量や充電率が同時に変化しトナー
21層の状態も変化してトナー供給部2の調整が必要で
好適でない。さらに上記の飛翔開始直後のトナー21の
速度を充分に加速するために必要な時間t12が長くな
り印字速度の低下やトナー層の不安定さを招来して適切
でない。
Since the flying toner 21d is caused by the rebound and diffusion of the toner 21, the flying toner 21d can be reduced by lowering the flying speed V of the toner 21, which is a direct cause thereof. Although it is easy to reduce the charge amount of the toner 21 to reduce the flying speed V, it is difficult to simply reduce the charge amount of the toner 21 alone. The charging rate changes at the same time, and the state of the toner 21 layer also changes, and adjustment of the toner supply unit 2 is required, which is not preferable. Further, the time t12 required for sufficiently accelerating the speed of the toner 21 immediately after the start of the flight described above becomes long, which causes a reduction in printing speed and instability of the toner layer, which is not appropriate.

【0062】上記実施形態ではON電位の印加時間がト
ナー21がゲート29を通過する時間より短いのでトナ
ー担持体22とゲート29の間でトナー21が必要以上
に加速されることがなく、トナー21の用紙5表面に対
する到達時間Vを最小限に低く抑えることが可能となっ
て上記飛翔トナー21dが発生しにくく良好な画像形成
が可能である。
In the above embodiment, the application time of the ON potential is shorter than the time when the toner 21 passes through the gate 29, so that the toner 21 is not accelerated more than necessary between the toner carrier 22 and the gate 29, , The arrival time V of the toner 5 on the surface of the sheet 5 can be minimized, and the flying toner 21d is less likely to be generated, and a good image can be formed.

【0063】上記実施形態ではOFF電位印加時にトナ
ー担持体22と制御電極26の対向領域に形成される電
界の方向は対向電極25方向を含んでいるのでトナー2
1の速度が大幅に減速されることがない。これに対し
て、トナー21の減速が得られる場合としては、OFF
電位がトナー担持体22や対向電極25に非常に近く、
すなわち、OFF電位の印加時に形成される電界が非常
に小さく、空気抵抗が非常に大きい場合や或いは図10
のようにトナー21が上方に飛翔する構成で重力の影響
で無視できないような構成が上げられる。この構成では
OFF電位の印加時、かつ飛翔トナー21がトナー担持
体22と制御電極26の対向領域に存在する場合にトナ
ー21には極弱い電界が付与される一方、重力及び空気
抵抗が作用してトナー21の減速が行われる。
In the above embodiment, when the OFF potential is applied, the direction of the electric field formed in the area where the toner carrier 22 and the control electrode 26 face each other includes the direction of the counter electrode 25.
1 is not greatly reduced. On the other hand, when the deceleration of the toner 21 is obtained,
The potential is very close to the toner carrier 22 and the counter electrode 25,
That is, the electric field formed when the OFF potential is applied is very small, and the air resistance is very large.
The configuration in which the toner 21 flies upward and cannot be ignored due to the influence of gravity can be used. In this configuration, when the OFF potential is applied, and when the flying toner 21 is present in a region facing the toner carrier 22 and the control electrode 26, an extremely weak electric field is applied to the toner 21 while gravity and air resistance act. Thus, the toner 21 is decelerated.

【0064】さらに、トナー21の減速が必要な場合
は、OFF電位としてトナー担持体22方向に電気力を
トナー21に付与可能な電位、例えば上記実施形態の装
置構造では負の電位が望ましい。しかし、他の装置構成
では、例えばトナー担持体22に100Vの電位が印加
されているような場合には+50Vのようにトナー21
と逆極性であっても、トナー21に対して減速可能な電
界を形成する電位が考えられ、該電界を形成されるなら
ば電位の極性は特に限定されない。
Further, when deceleration of the toner 21 is necessary, it is desirable that the OFF potential is a potential at which an electric force can be applied to the toner 21 in the direction of the toner carrier 22, for example, a negative potential in the apparatus structure of the above embodiment. However, in another device configuration, for example, when a potential of 100 V is applied to the toner carrier 22, the toner 21 is changed to +50 V.
Even if the polarity is opposite to the above, a potential that forms an electric field that can be decelerated with respect to the toner 21 is considered, and the polarity of the potential is not particularly limited as long as the electric field is formed.

【0065】しかし、OFF電位の印加時に形成される
電界があまり大きすぎると、すなわち、飛翔トナー21
に対して減速を与える電界が余り大きいとトナー21中
に存在する逆帯電トナー21が新たに飛翔してしまうの
で望ましくなく、該減速を与える電界はトナー担持体2
2上に担持されたトナー21のなかに存在する逆帯電ト
ナー21が新たに飛翔を開始する電界よりも弱いことが
必須条件となる。
However, if the electric field formed when the OFF potential is applied is too large, that is, the flying toner 21
If the electric field for deceleration is too large, the oppositely charged toner 21 existing in the toner 21 will fly anew, which is not desirable.
It is an essential condition that the oppositely charged toner 21 existing in the toner 21 carried on the surface 2 is weaker than the electric field at which the toner 21 newly starts flying.

【0066】上記構成においてOFF電位として例えば
−100Vとした場合、すなわち、OFF電位以外の構
成が図2と同じパラメータに因る場合であってもOFF
電位の印加時に飛翔中のトナー21が減速されるような
構成、すなわち、第3の電位状態であるOFF電位を印
加する構成では上記のt10,t11,t12に対応し
てt20,t21,t22は実験及び観測から夫々、1
90,330,250μsecである。
In the above configuration, when the OFF potential is, for example, -100 V, that is, even when the configuration other than the OFF potential is based on the same parameters as in FIG.
In a configuration in which the flying toner 21 is decelerated when the potential is applied, that is, in a configuration in which the OFF potential, which is the third potential state, is applied, t20, t21, and t22 correspond to the above-described t10, t11, and t12. From experiments and observations, 1
90, 330 and 250 μsec.

【0067】これは、例えば図8を使用して説明すると
図8(a)の状態からON電位を印加して所定量のトナ
ー21が飛翔を開始するまでの時間は図2と同じON電
位が付与されている上に他のパラメータが図2と同じで
あるので時間t20は上記時間t10と同じ190μs
ecである。しかし、図8(d)のトナー21hのよう
に、比較的後から飛翔を開始した直後にOFF電位に切
り替わり、トナー21hに対して該OFF電位によって
形成された電界からトナー担持体22方向の力が付与さ
れ、トナー21hは減速されトナー21hの速度が不充
分な場合はトナー担持体22に戻ってトナー21hの飛
翔が発生しない。
This will be described with reference to FIG. 8, for example, when the ON potential is applied from the state of FIG. 8A until the predetermined amount of toner 21 starts to fly, the same ON potential as in FIG. The time t20 is 190 μs, which is the same as the time t10, since the other parameters are the same as those shown in FIG.
ec. However, as in the case of the toner 21h in FIG. 8D, the switching to the OFF potential occurs immediately after the flight starts relatively late, and the force in the direction of the toner carrier 22 from the electric field formed by the OFF potential is applied to the toner 21h. Is applied, and the toner 21h is decelerated. When the speed of the toner 21h is insufficient, the toner 21h returns to the toner carrier 22 and does not fly.

【0068】このために、トナー21の飛翔量が不充分
となってトナー量が不充分なことによる上記不具合が発
生する。したがって、トナー21hに対してOFF電位
で減速電界が与えられた状態でもゲート29に到達可能
なように、OFF電位を印加するまでトナー21hの速
度をON電位による電界によって充分に加速しておく必
要がある。
For this reason, the above-mentioned problem occurs because the flying amount of the toner 21 is insufficient and the toner amount is insufficient. Therefore, it is necessary to sufficiently accelerate the speed of the toner 21h by the electric field due to the ON potential so that the toner 21h can reach the gate 29 even when the deceleration electric field is applied at the OFF potential to the toner 21h until the OFF potential is applied. There is.

【0069】このために、ON電位を図2に対して付与
した時間Tより長く付与して、OFF電位に切り替わっ
ても飛翔中のトナー21の飛翔方向が逆転することがな
いようにするのがよい。したがって、第1の電位状態の
印加時間Tについてt22<T<t21であるような例
えばT=300μsecが望ましい。
For this reason, the ON potential is applied longer than the time T given in FIG. 2 so that the flying direction of the flying toner 21 does not reverse even when the toner is switched to the OFF potential. Good. Therefore, it is desirable that the application time T of the first potential state is, for example, T = 300 μsec such that t22 <T <t21.

【0070】OFF電位の印加時にトナー21が減速さ
れる構成は上記のようにOFF電位として減速電界が形
成されるような電位を使用した場合に限らず、例えば図
10のように飛翔中のトナー21に対して重力が無視で
きないような構成、例えばトナー21粒子の重さが非常
に重い場合が上げられる。このほかに、図2や図10の
ような構成においても、例えば図2や図10のようにO
FF電位印加時に形成される電界によって付与される力
の方向がON電位の印加時に付与される力と同様に対向
電極25方向の成分を有するような場合にトナー21の
粒径が大きく空気抵抗が大きいならばトナー21が容易
に減速可能である。
The configuration in which the toner 21 is decelerated when the OFF potential is applied is not limited to the case where a potential that forms a deceleration electric field is used as the OFF potential as described above. For example, as shown in FIG. For example, there is a case where the gravity of the toner 21 cannot be ignored, for example, a case where the weight of the toner 21 particles is very heavy. In addition, in the configuration shown in FIGS. 2 and 10, for example, as shown in FIGS.
When the direction of the force applied by the electric field formed when the FF potential is applied has a component in the direction of the counter electrode 25 similarly to the force applied when the ON potential is applied, the particle size of the toner 21 is large and the air resistance is low. If it is large, the toner 21 can be easily decelerated.

【0071】上記実施形態では、ゲート21の飛翔制御
は個々のゲート29を1つの電極で制御するシングルド
ライブによる制御電極26の場合において説明したが、
図11のようなマトリックス制御による制御電極26を
使用した場合でも本発明が同様に適用でき、量くな画像
形成が可能となる。図11ではリング状電極27のかわ
りに帯状電極27a,27bを配置している。制御電極
26のトナー担持体22側に帯状電極27bを配置し、
対向電極25側に帯状電極27aを配置する構成となっ
ている。さらに、上記のような電位制御を帯状電極27
bに対して或いは帯状電極27aに対して行ってもよ
く、さらに帯状電極27a,27bの両者に対して行っ
てもよい。上記のような制御は、トナー担持体22に近
接した帯状電極27bに対して行うのが効率的である
が、帯状電極27a,27bに対して行うのが最も好適
である。
In the above embodiment, the flight control of the gate 21 has been described in the case of the control electrode 26 by a single drive in which each gate 29 is controlled by one electrode.
The present invention can be similarly applied to the case where the control electrodes 26 based on the matrix control as shown in FIG. 11 are used, and a large amount of images can be formed. In FIG. 11, band electrodes 27a and 27b are arranged instead of the ring electrodes 27. A band-like electrode 27b is arranged on the toner carrier 22 side of the control electrode 26,
The configuration is such that a strip electrode 27a is arranged on the side of the counter electrode 25. Further, the potential control as described above is performed by using the strip-shaped electrode 27.
b, or may be performed on the strip electrodes 27a, or may be performed on both of the strip electrodes 27a and 27b. The above-described control is efficiently performed on the strip electrodes 27b close to the toner carrier 22, but is most preferably performed on the strip electrodes 27a and 27b.

【0072】さらに、図3や図11では制御電極26に
トナー21の飛翔制御を直接制御する電極のみを配置す
る構成であるが、トナー担持体22側や対向電極25側
或いは両方に、複数個のリング状電極27や帯状電極に
対して配置された単一の或いは複数個の電極板からなる
シールド電極を有する構成においても良好に本発明が適
用できる。
Further, in FIG. 3 and FIG. 11, only the electrodes for directly controlling the flight control of the toner 21 are arranged on the control electrode 26, but a plurality of electrodes are provided on the toner carrier 22 side, the counter electrode 25 side or both sides. The present invention can be favorably applied to a configuration having a shield electrode composed of a single or a plurality of electrode plates disposed for the ring-shaped electrode 27 or the strip-shaped electrode.

【0073】また、上記実施形態では図5のように第1
の電位状態として1ドットを形成するために1パルスに
よる方形波を印加しているが、1ドット形成に必要なパ
ルスはこれに限定されず例えば複数の方形波から構成さ
れてもよい。
Further, in the above embodiment, as shown in FIG.
Although a square wave with one pulse is applied to form one dot as the potential state, the pulse required for forming one dot is not limited to this, and may be composed of a plurality of square waves, for example.

【0074】図2においてON電位として図13のよう
な波形が使用可能である。図13のようにON電位は複
数の(図13では4つ)微小方形パルスから構成されて
おり、ON電位の中に第1の電位状態と第2の電位状態
が含まれる。このような複数のパルス列からON電位が
構成されている場合、例えばHIGHでトナー21層表
面からトナー21の飛翔開始が起こるがLOWの部分で
はトナー21の飛翔開始が発生しない。特に、HIGH
からLOWへの切り替えの瞬間にはゲート29に向かっ
て飛翔するトナー21の他に図8(d)のトナー21h
のような一度飛翔を開始したがトナー担持体22に戻る
ような現象が起こり、各微小パルスでこれが繰り返され
る。したがって、1ドットの形成に必要なトナー21量
を飛翔させるために必要な時間は図2或いは図5におけ
る時間Tよりも長くなる。
In FIG. 2, a waveform as shown in FIG. 13 can be used as the ON potential. As shown in FIG. 13, the ON potential is composed of a plurality of (four in FIG. 13) minute square pulses, and the ON potential includes a first potential state and a second potential state. When the ON potential is constituted by such a plurality of pulse trains, for example, the flying start of the toner 21 from the surface of the toner 21 layer occurs at HIGH, but the flying start of the toner 21 does not occur in a LOW portion. In particular, HIGH
At the moment of switching from the state to the LOW state, in addition to the toner 21 flying toward the gate 29, the toner 21h shown in FIG.
Such a phenomenon as to start flying once but return to the toner carrier 22 occurs, and this is repeated for each minute pulse. Therefore, the time required to fly the amount of toner 21 required to form one dot is longer than the time T in FIG. 2 or FIG.

【0075】また、図5のようなパルス印加では第1の
電位状態の印加時間とON電位の印加時間は等しいが図
13のようなパルスでは微小パルスT1=70μsec
であるので第1の電位状態としてはT=70×4=28
0μsecがON電位の印加時にトナー21に付与され
る一方ON電位T0は370μsecであって、図13
のような制御では第1の電位状態の印加時間Tとオン電
位印加時間T0は等しくない。しかし、このような振動
成分を有するような制御でもトナー21がゲート29を
通過するために必要な時間より短く、かつ、必要なトナ
ー21がゲート29を通過可能な速度を得たあとにOF
F電位を付与するように、第1の電位状態を制御するの
が好適である。
In the pulse application as shown in FIG. 5, the application time of the first potential state is equal to the application time of the ON potential, but in the pulse shown in FIG. 13, the minute pulse T1 = 70 μsec.
Therefore, as the first potential state, T = 70 × 4 = 28
When 0 μsec is applied to the toner 21 when the ON potential is applied, the ON potential T0 is 370 μsec.
In such a control, the application time T of the first potential state and the ON potential application time T0 are not equal. However, even in the control having such a vibration component, the OF 21 is shorter than the time required for the toner 21 to pass through the gate 29, and after the necessary speed is obtained at which the toner 21 can pass through the gate 29.
It is preferable to control the first potential state so as to apply the F potential.

【0076】さらに、OFF電位印加時にトナー21に
対して減速が与えられるような場合、すなわち、第3の
電位が付与される場合の他に、ON電位の中のLOWの
部分でトナー21に対して減速が与えられるような場
合、すなわち、第3の電位が付与される場合は別途第1
の電位状態の印加時間を調整する必要がある。
In addition to the case where the toner 21 is decelerated when the OFF potential is applied, that is, the case where the third potential is applied, the LOW portion of the ON potential is applied to the toner 21. When deceleration is applied, that is, when the third potential is applied, the first
It is necessary to adjust the application time of the potential state.

【0077】このような制御の他に例えば図13のよう
な方形波に限らず三角波や正弦波、或いは複数のインパ
ルス列からなる場合などの種々の波形による印加が可能
である。さらに、上記実施形態では、第1,第2の電位
状態として直流電位を使用しているが、これに限定され
ずどちらか一方または両方の電位状態として交流電位ま
たは直流電位に交流電位を重畳した電位でもよい。
In addition to such control, for example, application by various waveforms such as a triangular wave, a sine wave, or a case composed of a plurality of impulse trains is not limited to a square wave as shown in FIG. Further, in the above-described embodiment, the DC potential is used as the first and second potential states. However, the present invention is not limited to this, and the AC potential is superimposed on the AC potential or the DC potential as one or both potential states. It may be a potential.

【0078】例えば、図14にその一例を示す。図14
はON電位として三角波を使用した場合を示す。図14
のような三角波を始として時間とともに印加電位が変わ
る振動成分を有する波形においては、トナー21が飛翔
を開始する電位の閾値によって第1の電位状態が決定す
る。
FIG. 14 shows an example. FIG.
Indicates a case where a triangular wave is used as the ON potential. FIG.
In a waveform having a vibration component whose applied potential changes with time starting from a triangular wave as described above, the first potential state is determined by the threshold value of the potential at which the toner 21 starts flying.

【0079】上記実施形態においてリング状電極27に
印加する電位であって、トナー21が飛翔を開始する電
位の閾値は75Vであることが予め求められている。し
たがって、図14のように75Vを越える電位の印加状
態、図14の斜線部が第1の電位状態に相当し、斜線部
以外の正の電位を示す。すなわち、トナー21が新たに
飛翔を開始しないがトナー21の減速を行わない領域が
第2の電位状態、負の電位を示しトナー21の減速が可
能な領域が第3の電位状態であって、三角波に1周期に
おいて75Vを越える領域T2は35μsecであり、
ON電位において三角波が9周期存在するので図14に
おける第1の電位状態の印加時間TはT=35×9=3
15μsecである。
In the above embodiment, it is previously determined that the threshold value of the potential applied to the ring-shaped electrode 27 and the potential at which the toner 21 starts flying is 75V. Therefore, as shown in FIG. 14, a state where a potential exceeding 75 V is applied, the shaded portion in FIG. 14 corresponds to the first potential state, and a positive potential other than the shaded portion is shown. That is, the area where the toner 21 does not start flying newly but does not decelerate the toner 21 is the second potential state, and the area where the toner 21 is negative and the toner 21 can be decelerated is the third potential state, An area T2 exceeding 75 V in one cycle of the triangular wave is 35 μsec,
Since there are nine triangular waves at the ON potential, the application time T of the first potential state in FIG. 14 is T = 35 × 9 = 3.
15 μsec.

【0080】以上のように、ON電位として振動成分を
有し、かつトナー21の飛翔に寄与しない時間領域が存
在する場合は必然的にON電位の印加時間が長くなって
印字速度の低下を招来する。しかしこのような振動成分
を有するような制御ではトナー21に対して飛翔を与え
る電位の閾値が直流のみの制御に比較して低くなるので
電位の切り換え手段の耐圧が低くなりコストダウンが可
能となって有効である。このような制御を使用する場合
でもトナー21がゲート29を通過するために必要な時
間より短く、かつ必要なトナー21がゲート29を通過
可能な速度を得た後にOFF電位を付与するように、第
1の電位状態を制御するのが好適であって、振動成分を
有する電位を付与したことによる印字速度の低下が最小
限度に抑えられる上にトナー21の飛散を最小限度に抑
えて良好な画像形成動作を得ることが可能となる。
As described above, when there is a time region that has a vibration component as the ON potential and does not contribute to the flight of the toner 21, the application time of the ON potential is inevitably lengthened and the printing speed is reduced. I do. However, in the control having such a vibration component, the threshold value of the potential for causing the toner 21 to fly becomes lower than that of the control using only DC. Therefore, the withstand voltage of the potential switching means is reduced, and the cost can be reduced. Effective. Even when such a control is used, the OFF potential is applied so that the time required for the toner 21 to pass through the gate 29 is shorter than the time required for the toner 21 to pass through the gate 29, and after the necessary speed at which the toner 21 can pass through the gate 29 is obtained. It is preferable to control the first potential state, so that a reduction in printing speed due to the application of a potential having a vibration component can be minimized, and a good image can be obtained by minimizing scattering of the toner 21. A forming operation can be obtained.

【0081】上記トナー21の飛び散りによる不具合は
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より顕著に現れる。カラー画像
形成装置は、例えば、各色に対応した複数個のトナー供
給部と印刷部とを備えた画像形成部を配して、それぞれ
のトナー供給部にカラートナー、例えば、図12のよう
にイエロー、マゼンタ、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。図12では、イエ
ロー、マゼンタ、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1a,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。
The problem caused by the scattering of the toner 21 has been described with reference to the case of a black-and-white image forming apparatus as an example, but appears more prominently in the case of a color image forming apparatus. The color image forming apparatus includes, for example, an image forming unit including a plurality of toner supply units and a printing unit corresponding to each color, and a color toner, for example, as shown in FIG. A color image forming apparatus using magenta, magenta, cyan, and black may be formed. In FIG. 12, the colors correspond to yellow, magenta, cyan, and black, respectively.
The image forming units 1a, 1b, 1c, 1d according to the present invention are arranged, and a color image is formed based on color image data.

【0082】その他の構成要素は図2と同じ構成として
よい。本発明によれば印字速度の向上と飛散トナー21
の回避が同時に行うことができ、上記の不具合が一切発
生しないので所望の色再現と良好なカラー画像形成が得
られる。
Other components may be the same as those in FIG. According to the present invention, the printing speed is improved and the scattering toner 21 is improved.
Can be performed at the same time, and the above problem does not occur at all, so that desired color reproduction and good color image formation can be obtained.

【0083】また、上記制御において第1の電位状態や
第2、第3の電位状態は一定の電位または電位状態を付
与する構成であって、例えば装置の使用環境やトナー2
1やトナー供給部2のライフや連続印字等を検出または
判断する手段を設け、該判断に基づいてこれらの値を可
変制御する構成も可能である。
In the above control, the first potential state, the second potential state, and the third potential state are configured to give a constant potential or a potential state.
It is also possible to provide a means for detecting or judging the life of the toner supply unit 1 or the toner supply unit 2 or continuous printing, and to variably control these values based on the judgment.

【0084】なお、本実施形態においては、顕像剤がト
ナーである場合を例に挙げて説明したが、顕像剤はイン
ク等であってもよい。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。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・効果を奏することができる。
In the present embodiment, the case where the developer is a toner has been described as an example, but the developer may be an ink or the like. Further, the configuration of the toner supply unit 2 may be a configuration to which an ion flow method is applied. That is, the image forming unit may be configured to include an ion source such as a corona charger. In this case, the same operation and effect as described above can be obtained.

【0085】なお、本実施形態においては、顕像剤はイ
オン等であってもよい。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。
In the present embodiment, the developer may be an ion or the like. The image forming apparatus according to the present invention can be suitably applied to, for example, a printing unit of a digital copying machine and a facsimile machine, a digital printer, a plotter, and the like.

【0086】[0086]

【発明の効果】請求項1記載の画像形成装置によれば、
第1の電位状態の印加時間を顕像剤がゲートを通過する
時間より短く制御するので、1画素当たりの印字時間が
短縮されて装置の印字速度を向上させることができる。
このとき、顕像剤の特性や印字電位値を制御しないの
で、顕像剤の特性や層形成の状態を制御するための顕像
剤供給部の構成や電源及び電位の切り換え手段の回路構
成が不要であるので、部品点数を最小限に抑えることが
でき、装置の小型化、コストの低下、信頼性の向上を図
ることができる。さらに、担持体とゲートの間を飛翔し
ている顕像剤に対して必要以上の速度を与えないので、
顕像剤が記録媒体に到達した時の速度が低く抑えられ、
顕像剤の記録媒体への到達時に顕像剤が飛び散ることが
防止させ、良好な画像を得ることができる。しかも、こ
のとき、顕像剤の特性や印加電位を制御しないので顕像
剤の特性や層形成の状態を制御するための顕像剤供給部
の構成や電源及び電位の切り換え手段の回路構成が不要
であるので、部品点数を最小限に抑えることができ、装
置の小型化、コストの低下、信頼性の向上を図ることが
できる。
According to the image forming apparatus of the first aspect,
Since the application time of the first potential state is controlled to be shorter than the time required for the developer to pass through the gate, the printing time per pixel can be reduced and the printing speed of the apparatus can be improved.
At this time, since the characteristics of the developer and the printing potential value are not controlled, the configuration of the developer supply unit for controlling the characteristics of the developer and the state of layer formation and the circuit configuration of the power supply and the switching means of the potential are changed. Since it is unnecessary, the number of parts can be minimized, and the size of the apparatus can be reduced, the cost can be reduced, and the reliability can be improved. Furthermore, since the developing agent that is flying between the carrier and the gate is not given an excessive speed,
The speed at which the developer reaches the recording medium is kept low,
The developer can be prevented from scattering when the developer reaches the recording medium, and a good image can be obtained. In addition, at this time, since the characteristics of the developer and the applied potential are not controlled, the configuration of the developer supply unit for controlling the characteristics of the developer and the state of layer formation and the circuit configuration of the power supply and the switching means of the potential are changed. Since it is unnecessary, the number of parts can be minimized, and the size of the apparatus can be reduced, the cost can be reduced, and the reliability can be improved.

【0087】請求項2記載の画像形成装置によれば、第
1の電位状態の印加時間を1画素を形成するために必要
な量の顕像剤がゲートを通過するために必要な速度を得
た後に解除するので、必要な顕像剤が確実に飛翔してド
ット径の不足やドット濃度の低下を招来することなく良
好な画像を形成することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, the application time of the first potential state is set to the speed required for the amount of the developer necessary for forming one pixel to pass through the gate. After that, the necessary developer is surely flown, so that a good image can be formed without insufficiency of the dot diameter or reduction of the dot density.

【0088】請求項3記載の画像形成装置によれば、第
1の電位状態の印加時間を顕像剤がゲートを通過する時
間より短く制御するので、1画素当たりの印字時間が短
縮されて装置の印字速度を向上させることができる。こ
のとき、顕像剤の特性や印字電位値を制御しないので、
顕像剤の特性や層形成の状態を制御するための顕像剤供
給部の構成や電源及び電位の切り換え手段の回路構成が
不要であるので、部品点数を最小限に抑えることがで
き、装置の小型化、コストの低下、信頼性の向上を図る
ことができる。さらに、担持体とゲートの間を飛翔して
いる顕像剤に対して必要以上の速度を与えないので、顕
像剤が記録媒体に到達した時の速度が低く抑えられ、顕
像剤の記録媒体への到達時に顕像剤が飛び散ることが防
止させ、良好な画像を得ることができる。しかも、この
とき、顕像剤の特性や印加電位を制御しないので顕像剤
の特性や層形成の状態を制御するための顕像剤供給部の
構成や電源及び電位の切り換え手段の回路構成が不要で
あるので、部品点数を最小限に抑えることができ、装置
の小型化、コストの低下、信頼性の向上を図ることがで
きる。
According to the image forming apparatus of the third aspect, the application time of the first potential state is controlled to be shorter than the time for the developer to pass through the gate, so that the printing time per pixel is reduced. Printing speed can be improved. At this time, since the characteristics of the developer and the printing potential value are not controlled,
Since the configuration of the developer supply unit for controlling the properties of the developer and the state of layer formation and the circuit configuration of the power supply and potential switching means are unnecessary, the number of parts can be minimized, and , The cost can be reduced, and the reliability can be improved. Further, since the developing agent that is flying between the carrier and the gate is not given an excessive speed, the speed at which the developing agent reaches the recording medium is suppressed, and the recording of the developing agent is performed. The developer is prevented from being scattered when reaching the medium, and a good image can be obtained. In addition, at this time, since the characteristics of the developer and the applied potential are not controlled, the configuration of the developer supply unit for controlling the characteristics of the developer and the state of layer formation and the circuit configuration of the power supply and the switching means of the potential are changed. Since it is unnecessary, the number of parts can be minimized, and the size of the apparatus can be reduced, the cost can be reduced, and the reliability can be improved.

【0089】請求項4記載の画像形成装置によれば、第
1の電位状態の印加時間を1画素を形成するために必要
な量の顕像剤がゲートを通過するために必要な速度を得
た後に解除するので、必要な顕像剤が確実に飛翔してド
ット径の不足やドット濃度の低下を招来することなく良
好な画像を形成することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, the application time of the first potential state is set to a speed required for an amount of the developing agent necessary for forming one pixel to pass through the gate. After that, the necessary developer is surely flown, so that a good image can be formed without insufficiency of the dot diameter or reduction of the dot density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の画像形成装置であるプリンタの実施形
態を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a printer which is an image forming apparatus of the present invention.

【図2】図1の要部を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a main part of FIG.

【図3】図2の制御電極を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a control electrode of FIG. 2;

【図4】図2のプリンタの印字動作を示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a printing operation of the printer in FIG. 2;

【図5】図2のプリンタのON電位のペルス波形を示す
波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a pulse waveform of an ON potential of the printer of FIG. 2;

【図6】トナーの飛翔状態を示し、(a)は制御電極に
ON電位を印加してから150μsec経過した時点の
飛翔トナーの状態を示す説明図、(b)は制御電極にO
N電位を印加してから250μsec経過した時点の飛
翔トナーの状態を示す説明図である。
6A and 6B are diagrams illustrating a flying state of the toner, FIG. 6A is an explanatory diagram illustrating a state of the flying toner when 150 μsec has elapsed since the ON potential was applied to the control electrode, and FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state of flying toner at a time point when 250 μsec has elapsed after application of an N potential.

【図7】制御電極に印加されるON電位が不適切な場合
を示す波形図である。
FIG. 7 is a waveform chart showing a case where an ON potential applied to a control electrode is inappropriate.

【図8】トナーの飛翔状態を示し、(a)は制御電極に
ON電位が印加される前の状態を示す説明図、(b)は
強電界にさらされた最表面のトナーの飛翔が開始した状
態を示す説明図、(c)は次層のトナーが飛翔を開始し
た状態を示す説明図、(d)はその後のトナーの飛翔状
態を示す説明図である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a flying state of the toner, FIG. 8A is a diagram illustrating a state before an ON potential is applied to a control electrode, and FIG. FIG. 7C is an explanatory diagram showing a state in which the toner of the next layer has started flying, and FIG. 7D is an explanatory diagram showing a flying state of the toner thereafter.

【図9】トナーの記録媒体上での飛翔状態を示し、
(a)はトナーが記録媒体表面でリバウンドして拡散す
る状態を示す説明図、(b)はリバウンドしたトナーが
記録媒体表面に付着した状態を示す説明図である。
FIG. 9 shows a flying state of the toner on the recording medium,
FIG. 7A is an explanatory diagram illustrating a state in which the toner rebounds and diffuses on the surface of the recording medium, and FIG. 7B is an explanatory diagram illustrating a state in which the rebound toner adheres to the surface of the recording medium.

【図10】本発明の画像形成装置であるプリンタの他の
実施形態の要部を示す概略断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of another embodiment of the printer that is the image forming apparatus of the present invention.

【図11】図10の制御電極を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a control electrode of FIG. 10;

【図12】本発明の画像形成装置であるプリンタのさら
に他の実施形態の要部を示す概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of still another embodiment of the printer that is the image forming apparatus of the present invention.

【図13】他の実施形態のプリンタのON電位のペルス
波形を示す波形図である。
FIG. 13 is a waveform diagram showing a pulse waveform of an ON potential of a printer according to another embodiment.

【図14】さらに他の実施形態のプリンタのON電位の
ペルス波形を示す波形図である。
FIG. 14 is a waveform diagram showing a pulse waveform of an ON potential of a printer according to still another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像形成部 2 トナー供給部 5 用紙 20 トナー収容槽 21 トナー 22 トナー担持体 25 対向電極 26 制御電極 26a 絶縁性基板 27 リング状電極 29 ゲート 30 高圧電源部 31 制御電源部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming part 2 Toner supply part 5 Paper 20 Toner storage tank 21 Toner 22 Toner carrier 25 Counter electrode 26 Control electrode 26a Insulating substrate 27 Ring electrode 29 Gate 30 High voltage power supply part 31 Control power supply part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成川 志郎 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 (72)発明者 西尾 幸人 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 (72)発明者 今泉 大作 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shiro Narukawa 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka, Osaka Inside (72) Inventor Yukito Nishio 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka, Osaka (72) Inventor Daisaku Imaizumi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1色の顕像剤を担持する担持
体を有する供給手段と、 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、 上記担持体と上記対向電極との間に配置された絶縁性基
板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部となる
複数個のゲートと、該複数個のゲートの周囲に設けられ
た少なくとも1つ以上の電極群とからなる制御電極と、 上記制御電極の個々の電極に画像データに応じ、上記担
持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移動を開始可能な電
界を与える第1の電位状態と、上記担持体から上記顕像
剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず移動中の該顕像
剤に減速を与えない第2の電位状態とを含む複数の電位
状態を上記電極群に印加可能な制御回路手段とからなる
制御手段を有し、 上記制御手段によって上記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、上記制御電極と上記対向電極の間に搬送さ
れた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、上記第1の電位状態の印加時間を1画
素を形成するために必要な量の上記顕像剤が上記第1ま
たは第2の電位状態が付与された状態で該ゲートを通過
するために必要な時間よりも短い時間に制御することを
特徴とする画像形成装置。
1. A supply means having a carrier for carrying a developer of at least one color, a counter electrode arranged opposite to the carrier, and a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode. High-voltage power supply means for supplying a voltage, an insulating substrate disposed between the carrier and the counter electrode, and a plurality of gates provided on the insulating substrate as passing portions of the developer, A control electrode comprising at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates, and the developer is transferred from the carrier to the gate according to image data on each of the control electrodes. A first potential state that provides an electric field capable of starting movement, and a second potential that does not cause a new movement of the developer from the carrier to the gate and does not decelerate the developer during movement. State can be applied to the above electrode group Control means comprising control circuit means, and the control means controls the passage of the developer through the gate by applying a predetermined potential to a corresponding electrode of the electrode group. In an image forming apparatus for forming an image on a surface of a recording medium conveyed between opposed electrodes, the control means sets an application time of the first potential state to an amount of the visualized image necessary to form one pixel. An image forming apparatus, wherein the agent is controlled to a time shorter than a time required for the agent to pass through the gate in a state where the first or second potential state is applied.
【請求項2】 少なくとも1色の顕像剤を担持する担持
体を有する供給手段と、 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、 上記担持体と上記対向電極との間に配置された絶縁性基
板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部となる
複数個のゲートと、該複数個のゲートの周囲に設けられ
た少なくとも1つ以上の電極群とからなる含む制御電極
と、 上記制御電極の個々の電極に画像データに応じ、上記担
持体から上記ゲートへ移動を開始可能な電界を与える第
1の電位状態と、上記担持体から上記顕像剤が上記ゲー
トへ新たな移動が発生せず移動中の顕像剤に減速を与え
ない第2の電位状態とを含む複数の電位状態を上記電極
群に印加可能な制御回路手段とからなる制御手段を有
し、 上記制御手段によって上記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、上記制御電極と上記対向電極の間に搬送さ
れた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、上記第1の電位状態の印加時間を、1
画素を形成するために必要な量の上記顕像剤が上記第1
または第2の電位状態で該ゲートに到達可能な速度に達
するまでの時間よりも長い時間に制御することを特徴と
する画像形成装置。
2. A supply means having a carrier for carrying a developer of at least one color, a counter electrode arranged opposite to the carrier, and a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode. High-voltage power supply means for supplying a voltage, an insulating substrate disposed between the carrier and the counter electrode, and a plurality of gates provided on the insulating substrate as passing portions of the developer, A control electrode including at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates; and moving from the carrier to the gate according to image data for each of the control electrodes. And a second potential state in which the developer does not cause a new movement from the carrier to the gate and does not decelerate the moving developer. Control circuit that can apply the potential state of And a control means comprising a step, wherein the control means controls the passage of the developer through the gate by applying a predetermined potential to a corresponding electrode of the electrode group, and the control electrode and the counter electrode In the image forming apparatus for forming an image on the surface of the recording medium conveyed during the period, the control unit may set the application time of the first potential state to 1
The amount of the developer required to form a pixel is equal to the amount of the first developer.
Alternatively, the image forming apparatus is characterized in that the control is performed for a time longer than a time required to reach a speed at which the gate can be reached in the second potential state.
【請求項3】 少なくとも1色の顕像剤を担持する担持
体を有する供給手段と、 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、 上記担持体と上記対向電極との間に配置された絶縁性基
板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部となる
複数個のゲートと、該複数個のゲートの周囲に設けられ
た少なくとも1つ以上の電極群とからなる制御電極と、 上記制御電極の個々の電極に画像データに応じ、上記担
持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移動を開始可能な電
界を与える第1の電位状態と、上記担持体から上記顕像
剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず移動中の該顕像
剤に対して加速を与えない第3の電位状態とを含む複数
の電位状態を上記電極群に印加可能な制御回路手段とか
らなる制御手段を有し、 上記制御手段によって上記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、上記制御電極と上記対向電極の間に搬送さ
れた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、上記第1の電位状態の印加時間を、1
画素を形成するために必要な量の上記顕像剤が上記第1
または第3の電位状態が付与された状態で上記担持体担
持された状態から該ゲートを通過するために必要な時間
よりも短い時間に制御することを特徴とする画像形成装
置。
3. A supply means having a carrier for carrying a developer of at least one color, a counter electrode disposed opposite to the carrier, and a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode. High-voltage power supply means for supplying a voltage, an insulating substrate disposed between the carrier and the counter electrode, and a plurality of gates provided on the insulating substrate as passing portions of the developer, A control electrode comprising at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates, and the developer is transferred from the carrier to the gate according to image data on each of the control electrodes. A first potential state that provides an electric field capable of starting movement, and a third state in which the developer does not cause any new movement of the developer from the carrier to the gate and does not accelerate the developer during movement. A plurality of potential states including the potential state of Control means comprising a control circuit means capable of controlling the passage of the developer through the gate by applying a predetermined potential to a corresponding electrode of the electrode group by the control means; And an image forming apparatus for forming an image on the surface of a recording medium conveyed between the counter electrode and the counter electrode, wherein the control unit sets the application time of the first potential state to 1
The amount of the developer required to form a pixel is equal to the amount of the first developer.
Alternatively, the image forming apparatus is characterized in that in a state where the third potential state is applied, control is performed for a time shorter than a time required to pass from the state where the carrier is carried to the gate.
【請求項4】 少なくとも1色の顕像剤を担持する担持
体を有する供給手段と、 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、 上記担持体と上記対向電極との間に配置された絶縁性基
板と、該絶縁性基板に設けられた顕像剤の通過部となる
複数個のゲートと、該複数個のゲートの周囲に設けられ
た少なくとも1つ以上の電極群とからなる制御電極と、 上記制御電極の個々の電極に画像データに応じ、上記担
持体から上記顕像剤が上記ゲートへ移動を開始可能な電
界を与える第1の電位状態と、上記担持体から上記顕像
剤が上記ゲートへ新たな移動が発生せず移動中の該顕像
剤に対して加速を与えない第3の電位状態とを含む複数
の電位状態を上記電極群に印加可能な制御回路手段とか
らなる制御手段を有し、 上記制御回路によって上記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、上記制御電極と上記対向電極の間に搬送さ
れた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、上記第1の電位状態の印加時間を、1
画素を形成するために必要な量の上記顕像剤が上記第1
または第3の電位状態で該ゲートに到達可能な速度に達
するまでの時間よりも長い時間に制御することを特徴と
する画像形成装置。
4. A supply means having a carrier for carrying a developer of at least one color, a counter electrode disposed opposite to the carrier, and a high voltage for generating a potential difference between the carrier and the counter electrode. High-voltage power supply means for supplying a voltage, an insulating substrate disposed between the carrier and the counter electrode, and a plurality of gates provided on the insulating substrate as passing portions of the developer, A control electrode comprising at least one or more electrode groups provided around the plurality of gates, and the developer is transferred from the carrier to the gate according to image data on each of the control electrodes. A first potential state that provides an electric field capable of starting movement, and a third state in which the developer does not cause any new movement of the developer from the carrier to the gate and does not accelerate the developer during movement. A plurality of potential states including the potential state of Control means comprising a control circuit means capable of controlling the passage of the developer through the gate by applying a predetermined potential to a corresponding electrode of the electrode group by the control circuit; And an image forming apparatus for forming an image on the surface of a recording medium conveyed between the counter electrode and the counter electrode, wherein the control unit sets the application time of the first potential state to 1
The amount of the developer required to form a pixel is equal to the amount of the first developer.
Alternatively, the image forming apparatus is characterized in that the control is performed for a time longer than a time required to reach a speed at which the gate can be reached in the third potential state.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002307737A (en) * 2001-04-13 2002-10-23 Ricoh Co Ltd Imaging method and imaging apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002307737A (en) * 2001-04-13 2002-10-23 Ricoh Co Ltd Imaging method and imaging apparatus

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