JPH10264439A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPH10264439A
JPH10264439A JP7612797A JP7612797A JPH10264439A JP H10264439 A JPH10264439 A JP H10264439A JP 7612797 A JP7612797 A JP 7612797A JP 7612797 A JP7612797 A JP 7612797A JP H10264439 A JPH10264439 A JP H10264439A
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JP
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electrode
suction
paper
counter electrode
recording medium
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Application number
JP7612797A
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English (en)
Inventor
Shiro Wakahara
史郎 若原
Hironori Ogasawara
裕典 小笠原
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した画像形成が行なえるよう、確実な記
録媒体の搬送を低コストで実現することができる画像形
成装置を提供する。 【解決手段】 互いの間に電位差を有する対向電極22
および吸着電極24上に、レジストローラ10によって
用紙6を搬送する。搬送された用紙6は、上記対向電極
22および吸着電極24間の電気力線の作用によって下
方向、即ち上記対向電極22および吸着電極24側に吸
着される。これにより、上記用紙6は、制御電極21に
接触することなく搬送される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写機
およびファクシミリ装置の印字部や、ディジタルプリン
タおよびプロッタ等に適用され、顕像剤を飛翔させるこ
とにより記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、画像信号を紙等の記録媒体上に可
視像として出力する画像形成装置として、例えば特開平
5−134581号公報や特開平8−137216号公
報に開示されている画像形成装置では、荷電粒子に電界
を付与して電気力によって飛翔させ、飛翔経路に複数の
通過孔(ゲート)を含む制御電極を配置し、該制御電極
に印加する電位を変化させて記録媒体に付着させる荷電
粒子を制御することにより、該記録媒体上に画像が直接
形成される。
【0003】すなわち、上記画像形成装置では、上記制
御電極に設けられた各ゲート毎に印加する電位を変化さ
せることが可能であり、各ゲート毎に荷電粒子のゲート
通過を制御することができる。上記画像形成装置は、上
記ゲートと顕像剤(トナー)担持体との間に形成される
電界制御によってトナーの飛翔可否を制御し、上記制御
電極に対向して設けられる対向電極によって形成される
強電界によって記録媒体である用紙表面にトナーを到達
させて画像を形成している。
【0004】上記画像形成装置では、制御電極と対向電
極の間隔は非常に狭く、上記間隔は通常数mmであり、
条件によっては数百μmになりうる。このような構成で
は、画像を記録する記録媒体の搬送方法が問題となる。
上記画像形成装置では、記録媒体を対向電極に押しつけ
た状態か、少なくとも制御電極に接触しない状態で搬送
する必要がある。しかし、上記のように制御電極と対向
電極の間が非常に狭い上にトナー画像が形成された用紙
表面には、搬送ローラ等を接触させることが困難である
ので、通常は記録媒体を静電吸着またはエア吸着して搬
送する方法が考案されている。
【0005】すなわち、静電吸着によって記録媒体の搬
送を行なう場合では、記録媒体表面に電荷を付与し、該
電荷の静電気力を利用して記録媒体を搬送ベルト等に吸
着させて搬送する。また、エア吸着によって記録媒体の
搬送を行なう場合では、多数の吸気口が設けられた搬送
ローラ等に記録媒体を吸着させて搬送する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に静電吸着によって記録媒体の搬送を行なう場合では、
使用する記録媒体の誘電率や抵抗値によって記録媒体の
表面電位が容易に変動しうる。例えば、普通紙を使用す
る場合と厚紙を使用する場合とで、或いは低温低湿と高
温高湿環境とでは記録媒体の表面電位が変化して所望の
表面電位を得られなくなる。このため、良好なトナーの
飛翔制御が困難となり、画像劣化が容易に生じる。さら
に、記録媒体の表面電位が高くなると、トナーが必要以
上に飛翔して制御電極に付着するトナーが増加し、最終
的にはゲートが目詰まりを起こして画像形成が不可能と
なる不具合が発生するという問題が生じる。
【0007】また、上記記録媒体表面に与えられる電荷
は外部から付与されるので、該電荷を付与する電荷供給
手段が別途必要となり、部品点数の増加と、装置の大型
化およびコストアップとにつながる。さらに、上記電荷
供給手段には、かなりの高圧電位が必要であって、該電
荷供給初段がコロナ放電を使用する場合は高圧の定電流
電源が必要な上に、場合によってはグリッド電位を印加
する電源が更に必要になってコストアップが不可避とな
る。
【0008】また、記録媒体をエア吸着によって搬送す
る場合では、上記の高圧電源や電荷供給手段が不要とな
り、コスト面では非常に有利になる。しかしながら、紙
幅の狭い記録媒体を使用する場合などでは、露出した吸
気口から空気が吸引されてエア吸着が困難となる等の問
題が生じる。
【0009】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、安定した画像形成が行な
えるよう、確実な記録媒体の搬送を低コストで実現する
ことができる画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の画像形成装置
は、顕像剤を担持し搬送する顕像剤担持体と、該顕像剤
担持体に対向配置される対向電極と、該顕像剤担持体と
対向電極との間の空間に配置され上記空間に形成される
電界の作用によって顕像剤担持体から対向電極に向かっ
て飛翔する顕像剤の通過を制御する制御電極とを有し、
上記対向電極と制御電極の間を搬送される記録媒体上
に、上記制御電極を通過する顕像剤を付着させて該記録
媒体表面に画像を形成するものであって、上記の課題を
解決するために、上記対向電極との間に所定の間隙を有
して配置される吸着電極を備えており、上記吸着電極と
上記対向電極との間には電位差が与えられ、該電位差に
よって生じる電気力を利用して上記記録媒体を上記吸着
電極および対向電極側に吸着することを特徴としてい
る。
【0011】上記の構成により、上記対向電極および吸
着電極の間の電位差によって、該対向電極および吸着電
極の上面にはブリッジ状の電気力線を有する電界が発生
する。上記電界領域に、レジストローラ等によって記録
媒体が搬送されてくると、該記録媒体は、上記の電気力
線の作用によって下方向、即ち上記対向電極および吸着
電極側に押しつけられる。言い換えれば、上記記録媒体
は上記対向電極および吸着電極に吸着される。
【0012】これにより、上記記録媒体は、画像形成過
程において上記対向電極および吸着電極に吸着されてい
るので、上記制御電極に接触することがなく、良好な画
像形成が実現できる。また、上記構成では、記録媒体の
表面に電荷を供給しないので、電荷を供給するための手
段が不要となり、部品点数の削減と装置の小型化および
コストダウンが可能となる。
【0013】請求項2の画像形成装置は、請求項1の構
成に加えて、上記吸着手段が複数の吸着電極に分割さ
れ、上記記録媒体の搬送方向に沿って上記対向電極の前
後に所定の間隔をもって配置されると共に、上記対向電
極とこれに隣あう吸着電極の間だけでなく、互いに隣あ
う吸着電極の間にも電位差が与えられることを特徴とし
ている。
【0014】上記の構成により、上記対向電極とこれに
隣あう吸着電極の間だけでなく、互いに隣あう吸着電極
の間においても、記録媒体の吸着が可能となる。したが
って、制御電極の用紙搬送方向における幅が長い場合
や、カラー画像形成装置のように複数の制御電極が連続
して配置される場合等、用紙搬送方向の広範囲に渡って
記録媒体を吸着する必要が有る場合においても、安定し
た吸着が可能となる。
【0015】請求項3の画像形成装置は、請求項1また
は2の構成に加えて、上記吸着電極の少なくとも一つに
与えられる電位が、接地されていることによって得られ
る電位であることを特徴としている。
【0016】上記の構成により、上記吸着電極の少なく
とも一つが接地されているため、記録媒体の抵抗値が低
下して、上記対向電極より電流が流れ込んだ場合でも、
該電流が設置された吸着電極を介して外部に逃がされる
ため、高い安全性が得られる。また、低圧側の全ての吸
着電極に接地電位を供給すれば、別途吸着用電源を配置
する必要がなく、電源数の削減によって部品点数削減と
装置の小型化、コストダウンおよび信頼性の向上とが実
現できる。
【0017】請求項4の画像形成装置は、請求項1ない
し3のいずれかの構成に加えて、各電極間の間隙には誘
電体が配置されていることを特徴としている。
【0018】上記の構成により、上記対向電極および吸
着電極の各電極間には、誘電体が配置されるので、各電
極間の間隔が狭い場合や、各電極間の電位差が大きい場
合でも、各電極間での放電が回避でき、装置の安定した
動作が補償される。また、上記誘電体により各電極間の
空隙が埋められるので、記録媒体の搬送面が連続して得
られ、安定した搬送が可能となる。
【0019】請求項5の画像形成装置は、請求項1ない
し4のいずれかの構成に加えて、さらに、上記吸着電極
および上記対向電極表面に沿って移動可能な誘電体部材
と、該誘電体部材を駆動する誘電体駆動手段を有すると
共に、上記吸着電極および上記対向電極が上記誘電体部
材を介して上記記録媒体を吸着し、該誘電体部材に記録
媒体が吸着された状態で上記誘電体駆動手段を駆動し、
該記録媒体を搬送することを特徴としている。
【0020】上記の構成により、上記記録媒体は上記誘
電体部材に接触した状態で吸着され、該誘電体部材は上
記誘電体駆動手段によって駆動されるので、該記録媒体
は、該誘電体部材と一体になって搬送され、他の部材と
の間で滑りは生じない。したがって、上記記録媒体の搬
送中に、摩擦による電荷の発生が生じず、該電荷が原因
となる画像の劣化や、吸着不良を回避できる。
【0021】請求項6の画像形成装置は、請求項1ない
し5のいずれかの構成に加えて、さらに、多数の吸気口
から空気を吸引し、この吸引力をもって記録媒体を吸着
するエア吸着手段を有し、上記吸気口が、各電極間の間
隙に形成されていることを特徴としている。
【0022】上記の構成により、上記エア吸着手段によ
っても記録媒体の吸着が行なわれるので、記録媒体の厚
さが大きく、上記対向電極および吸着電極のみでは十分
な吸着力が得られない場合においても、安定した記録媒
体の吸着が得られる。さらに、上記吸着電極と対向電極
との間や、となりあう吸着電極の間にエア吸着を行う吸
気口が配置されるので、吸気口によって吸着電極による
吸着力が影響されることがなく、所望の吸着力が得られ
る。
【0023】請求項7の画像形成装置は、請求項1ない
し5のいずれかの構成に加えて、さらに、多数の吸気口
から空気を吸引し、この吸引力をもって記録媒体を吸着
するエア吸着手段を有し、上記吸気口が、上記吸着電極
の記録媒体吸着面上に形成されていることを特徴として
いる。
【0024】上記の構成により、上記エア吸着手段によ
っても記録媒体の吸着が行なわれるので、記録媒体の厚
さが大きく、上記対向電極および吸着電極のみでは十分
な吸着力が得られない場合においても、安定した記録媒
体の吸着が得られる。さらに、上記エア吸着手段の吸気
口が、上記吸着電極の記録媒体吸着面上に設けられてい
るので、吸着電極表面に対しても吸着力が付与可能で吸
着電極の全面に対して記録媒体を良好に吸着することが
できる。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
1ないし図27に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。
【0026】本実施の形態に係る搬送装置を搭載した画
像形成装置の断面を図2に示す。
【0027】尚、以下の説明においては、負帯電のトナ
ーに対応する構成を備えた画像形成装置について説明す
るが、正帯電のトナーを使用する場合には、それに応じ
て各印加電圧の極性を適宜設定すればよい。
【0028】図2に示すように、上記画像形成装置は、
トナー供給部2と印刷部3とを有する画像形成部1を備
えている。上記画像形成部1は、画像信号に応じた画像
を、顕像剤としてのトナーを使用して記録媒体である用
紙上に顕像化するものである。つまり、本画像形成装置
は、トナーを飛翔させて用紙に付着させると共に、上記
トナーの飛翔を画像信号に基づいて制御することにより
紙上に画像を直接形成するものである。
【0029】上記画像形成部1への用紙の入紙側には、
給紙装置4が設けられている。また、画像形成部1から
の用紙の出紙側には、画像形成部1にて、記録媒体とし
ての用紙6(図1参照)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6に定着させる定着部
5が設けられている。
【0030】上記給紙装置4は、図1に示すように、用
紙6を収容する用紙カセット7、この用紙カセット7か
ら用紙6を送り出すピックアップローラ8、供給された
用紙6をガイドする給紙ガイド9、用紙6を所定の速度
で送りだすレジストローラ10、および用紙6の表面を
除電する除電ブラシ11からなる。また、給紙装置4
は、用紙6が供給されたことを検出する給紙センサ(図
示せず)を備えている。上記のピックアップローラ8お
よびレジストローラ10は、図示しない駆動装置によっ
て回転駆動される。
【0031】上記定着部5は、加熱ローラ12、ヒータ
13、加圧ローラ14、温度センサ15、および、温度
制御回路16からなる。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。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6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所定の荷重(例えば、2k
g)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16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表面を所定の温度(例えば、150℃)
に保持する。
【0032】また、定着部5は、用紙6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。
尚、加熱ローラ12、ヒータ13、および加圧ローラ1
4の材質等は、特に限定されるものではない。また、加
熱ローラ12表面の温度は、特に限定されるものではな
い。さらに、定着部5は、用紙6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成となってい
てもよい。
【0033】また、図示しないが、定着部5からの用紙
6の出紙側には、定着部5で処理された用紙6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6
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。
【0034】画像形成部1のトナー供給部2は、トナー
17が収容されるトナー収容槽18、トナー17を磁気
力により担持する円筒状の顕像剤担持体としてのトナー
担持体19、および、トナー収容槽18の内部に設けら
れトナー17を帯電させると共に、トナー担持体19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20からなる。上記ドクターブレード20は、
トナー担持体19の回転方向における上流側に、トナー
担持体19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17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20に
より、例えば帯電量が−4〜−5μC/gとなるように
電荷が付与されている。尚、ドクターブレード20とト
ナー担持体19との距離は、特に限定されるものではな
い。またトナー17の平均粒径や帯電量等も、特に限定
されるものではない。
【0035】トナー担持体19は、図示しない駆動装置
によって駆動され、図1中の矢印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19は接地されており、該トナー担持体19
内部において、ドクターブレード20に対向する位置
と、後述する制御電極21に対向する位置とには、磁石
(図示せず)が配置されている。これにより、上記トナ
ー担持体19は、その外周面にトナー17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19
の外周面に担持されたトナー17は、該外周面における
上記位置に対応する位置で穂立ちを形成する。尚、トナ
ー担持体19の回転速度は、特に限定されるものではな
い。また、トナー担持体19は、磁気力によりトナー1
7を担持する代わりに、電気力、または、電気力および
磁気力により担持する構成となっていてもよい。
【0036】画像形成部1の印刷部3は、例えば厚さ1
mmのアルミニウム板からなりトナー担持体19の外周
面と対向する対向電極22と、該対向電極22に高圧を
供給する高圧電源23と、上記トナー担持体19と該対
向電極22との間に設けられた制御電極21と、該対向
電極22の前後に設けられる吸着電極24とを備えてい
る。また、対向電極22には、高圧電源部23により、
例えば2.0kVの高圧が印加されている。つまり、対
向電極22とトナー担持体19との間には、高圧電源部
23から印加される高圧により、トナー担持体19に担
持されたトナー17を対向電極22方向に飛翔させるの
に必要な電界が付与されている。尚、対向電極22の材
質、対向電極22とトナー担持体19との距離、および
対向電極22に印加される電圧は、特に限定されるもの
ではない。
【0037】また、図示しないが、本画像形成装置は、
制御回路として画像形成装置全体を制御する主制御部
と、得られた画像データを印刷すべき画像データの形式
に変換する画像処理部と、変換された該画像データを記
憶する画像メモリと、画像処理部から得られた画像デー
タを制御電極21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。
【0038】上記の制御電極21は、対向電極22と平
行をなし、かつ対向電極22と対向して二次元的に広が
っており、トナー担持体19から対向電極22方向へ飛
翔するトナー17が通過可能な構造となっている。そし
て、この制御電極21に供給される電位により、トナー
担持体19表面に付与された電界が変化し、トナー担持
体19から対向電極22へのトナー17の飛翔が制御さ
れる。上記の制御電極21は、トナー担持体19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。
【0039】上記吸着電極24は、画像形成途中の用紙
6が制御電極21に接触することがないように、上記用
紙6を対向電極22および該吸着電極24側に吸着する
ための部材である。上記用紙6は、上記対向電極22お
よび該吸着電極24間の電位差の作用によって吸着され
るが、その詳細については後述する。
【0040】図3に示すように、上記制御電極21は、
絶縁性の基板25、高圧ドライバー(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2
6…からなっている。基板25は、例えばポリイミド樹
脂からなり、厚さ25μmに形成されている。また、基
板25には、後述するゲート27…となるべき多数の孔
が形成されている。リング状電極26…は、例えば厚さ
18μmの銅箔からなり、上記孔の周りに設けられてお
り、所定の配列に従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19から対向電極22へ飛翔するトナー17
の通過部となっている。以下、この通過部をゲート27
と称する。また、各リング状電極26には、例えば20
0μmの直径を有する開口部が設けられている。
【0041】尚、制御電極21とトナー担持体19との
距離、ゲート27…およびリング状電極26…の直径、
および基板25やリング状電極26…の材質および厚さ
等は、特に限定されるものではない。
【0042】上記のゲート27…、およびリング状電極
26…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26は、給電線28…および高圧
ドライバー(図示せず)を介して制御電源部29(図1
参照)に電気的に接続されている。尚、ゲート27…お
よびリング状電極26…の個数は、特に限定されるもの
ではない。
【0043】また、リング状電極26…および給電線2
8…の表面は、厚さ30μmの絶縁体層26cで覆われ
ており、これにより、リング状電極26…同士の絶縁
性、給電線28…同士の絶縁性、および互いに接続され
ていないリング状電極26…と給電線28…との間の絶
縁性が確保され、さらに、制御電極21とトナー担持体
19および対向電極22との絶縁性が確保される。
【0044】制御電極21のリング状電極26…には、
制御電源部29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29は、リング
状電極26…に対し、トナー担持体19に担持されたト
ナー17を対向電極22方向に通過させる場合には例え
ば150Vを印加し、通過させない場合には例えば−2
00Vを印加する。
【0045】このように、制御電極21への付与電位を
画像信号に応じて制御し、対向電極22におけるトナー
担持体19との対向面側に用紙6を配すると、用紙6の
表面に画像信号に応じたトナー像が形成される。尚、制
御電源部29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信号によって制御される。
【0046】上記の画像形成装置はコンピューターやワ
ードプロセッサの出力用のプリンタとして使用可能なほ
かに、デジタルコピーの印字部分にも使用可能である。
以下に、デ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を用いて説明する。
【0047】先ず、画像読取り部に複写すべき原稿が載
置され、コピースタートボタンの操作等が行なわれる
と、上記操作による入力を受けた主制御部は画像形成動
作を開始させる。即ち、画像読み取り部によって原稿画
像が読み取られ(S1)、その画像データが画像処理部
で処理され(S2)、処理された画像データが画像メモ
リに記憶され(S3)、記憶された画像データが画像形
成制御ユニットに転送される(S4)。上記画像形成制
御ユニットは、入力された画像データを制御電極21に
与える制御電極信号に変換する(S5)。
【0048】続いて、上記画像形成ユニットで得られた
制御電極信号が、所望の制御電極信号であるか否かが判
断され(S6)、所望の制御電極信号が得られていなか
った場合には、本画像形成装置の本体上面に設けられた
表示パネル(図示せず)を通してエラー表示を行なう
(S7)。上記S6のステップで、所望の制御電極信号
が得られていると判断されれば、画像形成動作に入るた
めに、トナー担持体19の回転を開始する(S8)。
【0049】次に、制御電極21に−200Vの電位を
印加し(S9)、対向電極22に2kVの電位を印加す
る(S10)。ここで、S9で制御電極21に−200
Vの電位を印加するのは、S10で対向電極22に高圧
を印加したときに、トナー17が制御電極21を通過す
るのを阻止するためである。
【0050】また、上記画像形成制御ユニットは、所定
量の上記制御電極信号を得ると、図示しない駆動装置を
作動させ、この駆動装置に回転駆動されるピックアップ
ローラ8により、用紙カセット7内の用紙6を画像形成
部1方向へ送り出す(S11)。同時に、この時の給紙
状態が正常であるか否かが、給紙センサにて検出される
(S12)。給紙状態が正常でなければ、本画像形成装
置の本体上面に設けられた表示パネル(図示せず)を通
してエラー表示される(S13)。尚、制御電極信号の
上記所定量は、画像形成装置の構成等によって異なる。
【0051】そして、上記S12で給紙状態が正常であ
れば、ピックアップローラ8によって送り出された用紙
6はレジストローラ10に搬送される。そして、用紙6
はレジストローラ10によって押し出されて、画像形成
部1の印刷部3における制御電極21と対向電極22の
対向領域に搬送される。このとき、上記用紙6は印刷部
3を通過する際には、対向電極22と吸着電極24との
間の電位差によって対向電極22側に電気的に吸着され
たまま搬送される。
【0052】その後、画像形成制御ユニットは、上記の
制御電極信号を制御電源部29に供給し、制御電源部2
9は、上記の制御電極信号に基づいて制御された高圧
を、制御電極21の各リング状電極26に印加する(S
14)。つまり、制御電源部29から所定のリング状電
極26に、150Vもしくは−200Vの電位が適宜印
加され、制御電極21付近の電界が制御される。即ち、
制御電極21の各ゲート27において、画像データに応
じてトナー担持体19から対向電極22へのトナー17
の飛翔の阻止とその解除とが適宜行われる。これによ
り、出紙側に向かって30mm/secの速度で移動し
ている用紙6上に、画像信号に応じたトナー像が形成さ
れる。
【0053】こうして、上記S11ないしS14のステ
ップによって、1枚の用紙6について画像形成、ここで
はデジタルコピーの印字が行なわれる。続いて、S15
において、全ての印字が終了したか否かが判断され、終
了していなければ上記S11ないしS14のステップが
繰り返し行なわれる。すなわち、複数枚の用紙6…に対
して連続して印字を行なう場合には、用紙6…の枚数分
だけ上記S11ないしS14のステップが繰り返され
る。
【0054】トナー像が形成された用紙6は、ペーパー
ガイドを兼ねる吸着電極24に沿って定着部5に搬送さ
れた後に、該定着部5でトナー像が用紙6に定着され
る。トナー像が定着された用紙6は、排紙ローラにて紙
トレイ上に排出されると共に、正常に排出されたことを
排紙センサにて検出される。この検出動作に基づいて、
主制御部が印刷動作の正常な終了を判断する。
【0055】以上の画像形成動作により、用紙6上に良
好な画像が形成される。本画像形成装置は、用紙6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6に画像を転写す
る転写動作が省略されるので、画像の劣化を生じない。
このため、装置の信頼性が向上する。また、装置の構成
が簡単化されると共に、部品点数が削減されるので、装
置の小型化および低廉化が可能となる。
【0056】本実施の形態に係る画像形成装置は、コン
ピューターの出力端末機の印字部分として使用される場
合も、デジタルコピーの印字部分として使用される場合
も、処理する画像信号および該画像信号やり取りに相違
があるものの、画像形成動作そのものはなんら相違点を
有しない。
【0057】尚、上記の説明においては、トナー17を
通過させるべく制御電極21のリング状電極26…に付
与する電位が、150Vの場合を一例に挙げたが、該電
位は、トナー17の所望した飛翔制御を行えるなら、特
に限定されるものではない。同様に対向電極22の印加
電位に印加する電位もトナー17の所望した飛翔制御を
行えるなら、特に限定されるものではない。また、トナ
ー17の通過を阻止すべく制御電極21のリング状電極
26…に付与する電位は、本発明の請求範囲を逸脱しな
い限りにおいて特に限定されるものではない。
【0058】続いて、本実施の形態において使用される
対向電極22及び吸着電極24の構成と、用紙6の吸着
搬送とについて説明を加える。図2に示した対向電極2
2および吸着電極24の周辺の拡大図を図5に示す。
【0059】図5に示すように、高電位を印加される対
向電極22と、対向電極22よりは低電位が供給される
吸着電極24とは、間隔Dをおいて隣合って配置され、
これらの電極間には非常に大きな電位差が形成される。
本実施の形態では、対向電極22には2kVが、吸着電
極24にはGND電位が供給されている。このとき、対
向電極22と吸着電極24との間の電位差によって、ブ
リッジ状の電気力線が形成される。
【0060】この状態で、上記対向電極22上に用紙6
が配置されると、用紙6には、上記電気力線の作用によ
り矢印F方向の力が作用する。すなわち、用紙6の上方
に発生する電気力線によって、上記用紙6は下方向に押
される。こうして、上記用紙6は対向電極22の表面に
吸着された状態で、レジストローラ10に押し出される
ことにより、吸着電極24や対向電極22上を滑りなが
ら移動するので制御電極21に接触することなく良好に
搬送される。このように、用紙6が対向電極22に吸着
された状態で、用紙6表面に画像が直接形成される。
【0061】以上の構成により、対向電極22の形状を
平面で構成することが可能できるので、用紙6と制御電
極21との距離を一定に保つことができ、良好な画像の
形成が安定して行える。
【0062】さらに、本実施の形態では、対向電極22
と吸着電極24の電位差によって用紙6を吸着している
が、対向電極22に与えられる電位は、吸着電極24と
の間の電位差を得るために使用されるだけでなく、対向
電極22上での用紙6の表面電位を支配する。すなわ
ち、図5に示すように、対向電極22の端部では電気力
線が吸着電極24に向かっているが、端部以外の領域、
少なくとも制御電極21のゲート27…に対向する領域
では、電気力線は制御電極21に向かう。したがって、
用紙6の表面電位は、常に対向電極22の印加電位とほ
ぼ等しい一定の値となる。
【0063】さらに、使用する用紙6の特性が変化した
場合でも、用紙6の表面電位は殆ど変化することがな
く、従来技術に見られる表面電位の変動は本実施の形態
に係る画像形成装置では一切見られない。すなわち、従
来技術のような静電吸着では、例えば、高温高湿環境と
低温低湿環境とでは用紙6の抵抗および誘電率が大きく
変化するため、用紙6の表面電位が大きく変化して良好
なトナー飛翔制御が困難となる。
【0064】そこで、用紙6の表面電位を一定にするた
めに、用紙6表面に付与する電荷量や対向電極に印加す
る電位を補正する制御が必要となり、電源部のコストア
ップなどに繋がっていた。例えば、低温低湿環境で使用
する場合は、用紙6の吸着力が得にくくなるので用紙6
の表面に付与する電荷量を増やす必要があり、電荷供給
手段に付与する電位を可変制御していた。同時に、該用
紙6表面の電荷が増えることによる用紙6の表面電位の
変動を抑えるために、対向電極の電位を変える制御が必
要であった。
【0065】しかしながら、本実施の形態では、用紙6
表面に電荷が付与されないので、対向電極22表面での
用紙6の表面電位が一定してえられ、上記従来技術のよ
うな使用環境に対する補正が不要でコストアップを一切
招来しない。さらに、いかなる使用環境においても、常
に安定した吸着力と表面電位を得ることが可能となる。
【0066】本実施の形態では、用紙6の吸着に使用さ
れる電位は、吸着電極24にはGND電位、高電位側の
対向電極22には高圧電源部23から2kVが印加され
る。したがって、用紙6を吸着するための高圧を供給す
る電源を別途設ける必要がなく、電源の数が省略されて
部品点数の削減と、装置の小型化およびコストダウンと
に繋がる。同様に、低電位側の吸着電極24は接地され
ているので、吸着電極24にはGND電位が付与され
る。この場合も別途電源を配置する必要がないので部品
点数の削減と、装置の小型化およびコストダウンとが可
能となる。
【0067】このように、用紙6の吸着に使用する電位
は、対向電極22等に使用する電位やGND電位を供給
すれば、容易に電源数を減らすことができ、部品点数の
削減と、装置の小型化およびコストダウンとに繋がる。
また、用紙6の吸着に必要な電位が対向電極22の電位
やGND電位と異なる場合には、抵抗やダイオード等を
接続して所望の電位が得られるように調整することも可
能である。
【0068】しかし、使用する装置の特性によっては、
トナー17の飛翔を制御する上で対向電極22に印加さ
れるべき所望の電位が、用紙6の吸着力を適正に得るこ
とのできる電位よりも大きすぎる場合や、逆に小さすぎ
る場合が生じる。用紙6に付与される吸着力が必要以上
に大きすぎると、吸着電極24や対向電極22上を用紙
6が滑ることができずに用紙6の搬送が不可能になり、
逆に、吸着力が不十分であれば、用紙6が制御電極21
に接触して前記した印字不良等の不具合を発生する。こ
のような場合には、使用する吸着電極24の大きさや、
対向電極22と吸着電極24との間隔および配置等を適
宜調整したり、あるいは吸着電極24と対向電極22と
の間や用紙6との接触面に誘電体を配置することで上記
問題を回避できる。
【0069】例えば、図6(a)および図6(b)に示
すように、吸着電極24と対向電極22との間隔Dを適
宜変化させて、用紙6の良好な吸着性が得られるように
調整できる。図6(a)は、上記間隔Dを狭くした場合
であり、この場合は用紙6の吸着力を大きくすることが
できる。また、図6(b)は、上記間隔Dを広くした場
合であり、この場合は用紙6の吸着力を小さくすること
ができる。
【0070】このほかに、誘電体30を、吸着電極24
の上面に配置したり(図6(c)参照)、対向電極22
の上面に配置したり(図6(d)参照)、吸着電極24
の上面と対向電極22の上面との両方に配置して(図6
(e)および図6(f)参照)、用紙6を吸着電極24
または対向電極22から遠ざける構成としてもよい。上
記構成のように、用紙6を吸着電極24または対向電極
22から遠ざけることにより、用紙6の吸着力を小さく
することができる。
【0071】このように、吸着電極24や対向電極22
に印加する電位を変えることなく、電極の形状、配置お
よび構成等を変化させることによって、用紙6に付与さ
れる吸着力を調整することが可能である。上記の吸着力
の調整は装置の構成などに応じて適宜行えばよい。
【0072】また、図6(c)ないし図6(f)に示す
ように、電極表面に誘電体30を配置した場合では、用
紙6が有する抵抗が低下した場合に該用紙6を介して流
れる電流値を制限できるので、使用する電源の電流容量
を小さく抑えることが可能である。すなわち、装置の消
費電力を小さくすることができる。さらに、該誘電体3
0は、高圧が用紙6を介して他の部材、例えば制御回路
等に流れることを防止でき、仮に不測の事態によって電
流が流れた場合にも、電流値が該誘電体30によって制
限されるので装置の破壊や使用者の感電が回避される。
【0073】また、以上の説明では、吸着電極24は支
持体(図示せず)に直接取り付けられているが、上述の
ように、吸着電極24と対向電極22との間隔が狭くな
って支持が困難となる場合には、図7に示すように、支
持体に吸着電極24と対向電極22を配置する構成とし
てもよい。図7(a)では支持体31aの上面に、各吸
着電極24と対向電極22とが配置されており、吸着電
極24と対向電極22との幅および間隔に影響されず
に、吸着電極24と対向電極22とを配置できる。
【0074】さらに、吸着電極24と対向電極22との
間隔が非常に狭く、かつ吸着電極24と対向電極22と
の電位差が大きいと、吸着電極24と対向電極22との
間で放電が生じる虞がある。このような放電が発生する
と、上記の吸着電極24や対向電極22の表面が破壊さ
れるなどの不具合の他に、該放電によって電気的なノイ
ズが発生して装置が容易に誤動作するなどの問題が生じ
る。該誤動作は装置の印字動作の停止だけではなく、上
記定着装置の温度制御や他の駆動装置の暴走を招来して
非常に危険な状態となる。
【0075】上記問題を回避するために、図7(b)お
よび図7(c)に示すように、支持体31bまたは支持
体31cに各吸着電極24と対向電極22とを埋め込む
様な構成としてもよい。上記構成では、吸着電極24と
対向電極22の間に支持体31bまたは支持体31cが
配置されるので、吸着電極24と対向電極22との間で
の放電が容易に回避できる。さらに、搬送される用紙6
が接触する表面が滑らかになるので、吸着電極24と対
向電極22との間に生ずる空隙によって搬送が困難とな
ることがなく、搬送不良やペーパージャムが発生しない
良好な用紙6の搬送が可能となる。
【0076】また、図7(b)および図7(c)の構成
では、吸着電極24と対向電極22との電位差が非常に
大きい場合や、特に高温高湿環境などで使用される場合
等には、支持体31bまたは支持体31cの界面を伝っ
て放電が起こる可能性がある。この場合は、図7(d)
に示すように、吸着電極24と対向電極22とを支持体
31dの内部に配置して露出しないようにすると、上記
の放電がほぼ完全に回避できる。
【0077】尚、図7に示した各構成においても、使用
する支持体31aないし31dの誘電率や厚みを調節し
て、または部分的に調節して用紙6に与える吸着力を調
節して良好な用紙6の搬送が行えるようにすることが可
能である。同時に、吸着電極24と対向電極22との間
隔や幅を変えることも可能であり、用紙6の吸着力を調
整する為の自由度が向上して良好な吸着搬送が可能とな
る。
【0078】また、上記支持体31aないし31dは、
上記電極間の放電回避が良好に行えるように、ある程度
の高抵抗を有する必要がある。一方、該支持体の、特に
用紙6と接触する部分の抵抗値が高すぎると、用紙6と
の接触や摩擦によって電荷が生じ、該電荷が蓄積されて
用紙6の吸着が困難となりうる。この場合は、該電荷を
中和するように、支持体31aないし31dの抵抗値は
或る程度低くなければならない。したがって、上記支持
体31aないし31dとして使用する誘電体の抵抗値は
おのずと限定され、上記抵抗値は約107 〜1014Ω・
cmが適当であり、さらには約1010Ω・cmが最も好
適である。
【0079】さらに、本実施の形態では、用紙6が、対
向電極22と定着装置との両方に接触している状態、ま
たは対向電極22とレジストローラ10との両方に接触
している状態で、対向電極22に吸着に必要な高電位が
供給される場合でも、対向電極22と、定着装置または
レジストローラ10との間には、接地された吸着電極2
4が存在する構造となっている。したがって、高温高湿
等の環境で用紙6の抵抗が低下した状態で使用された場
合等に、過剰な電流が用紙6に流れ込んでも、該電流は
吸着電極24を通って外部に逃がされる。
【0080】そのため、過剰な電流が、用紙6を伝って
定着装置やレジストローラ10に流れ込むことがなく、
該電流によって定着装置を破壊することも、定着時に画
像劣化を招くこともない。さらに、レジストローラ10
などを介して駆動装置に該電流が流れて該駆動装置や該
駆動装置の制御基板を破壊することがない。また、使用
者が装置や用紙6に触れている場合でも、上記の構成で
は電流が吸着電極24に逃げるので使用者が感電するこ
とがない。
【0081】さらに、本実施の形態では、用紙6の吸着
が行われる上流側に除電ブラシ11が配置されている。
用紙6表面に電荷が存在すると、対向電極22と吸着電
極24に接触している場合に、該電荷によって用紙6が
吸着困難となる事態が発生しうる。上記構成では、除電
ブラシ11が用紙6表面に存在する電荷を除電するの
で、用紙6表面の電荷による不具合を回避することがで
きる。また、上記除電ブラシ11は、接地されてGND
電位が付与されているが、OHPシートなどのように除
電されにくい記録紙が用いられる場合には、別途電源を
配置するか他の適当な電源から抵抗分割やツェナーダイ
オードによって調整した電位を付与するのがよい。ま
た、装置の使用環境や用紙6が安定している場合など、
用紙6表面に電荷が発生する虞がない場合や、仮に発生
しても画像形成動作や用紙6の吸着動作に影響を及ぼさ
ない場合には、特に上記除電ブラシ11を配置する必要
はない。
【0082】ここで、本画像形成装置においては、用紙
6を対向電極22および吸着電極24に吸着するための
電界は、対向電極22と除電ブラシ11との間、及びそ
の近傍に形成される。しかしながら、形成された該電界
の領域から用紙6が離れると、用紙6に付与される吸着
力が極端に低下することが実験的にも理論的にも確かめ
られている。そこで、本画像形成装置には、上記電界の
形成領域に用紙6を誘導するペーパーガイド32が配置
されている。したがって、本実施の形態では、上記ペー
パーガイド32により、用紙6が上記電界の形成領域に
確実に誘導されるので吸着不良が発生しない。
【0083】本画像形成装置では、上記ペーパーガイド
32は、トナー供給部2に取り付けられているので支持
部材を新たに配置する必要がなく、部品点数削減と装置
の小型化、コストダウンおよび信頼性の向上が可能とな
る。しかし、トナー供給部2がカートリッジ化された場
合などのように、固定されたトナー供給部2がなけれ
ば、必要に応じて別途支持部材を配置して取り付ける構
成としてもよい。
【0084】さらに、本実施の形態では、用紙6の電荷
を除電するために、除電ブラシ11が配置されている。
しかしながら、レジストローラ10の抵抗値および硬度
などを調節して、或いは、該レジストローラ10に電位
を供給して、用紙6の表面電荷を除電可能なようにする
と、レジストローラ10を除電ローラとして使用するこ
とも可能である。ただし、レジストローラとして一般的
に使用されているゴムローラを除電ローラとして用いる
のは困難である。そこで、レジストローラ10を除電ロ
ーラとして使用する場合には、例えば、硬度をJIS−
Aの30°〜40°程度に設定して、用紙6全面に良好
にレジストローラ10の表面が接触可能なようにするな
どのローラの特性値の調整が必要である。したがって、
これらの抵抗値や硬度の調整が最も容易に得られる、ウ
レタンやシリコンなどのソリッドまたは発泡ゴムなどの
使用が望ましいが、所望の特性値、即ち適当な除電効果
が得られるのであれば特に限定されない。このようにレ
ジストローラ10を除電手段として使用するならば、上
記除電ブラシ11が不要となって部品点数の削減と装置
の小型化およびコストダウンが可能となる。
【0085】本実施の形態の吸着電極24と対向電極2
2とは、図8に示すように、棒状の対向電極22の両側
に、2つの吸着電極24・24が配置された単純な形状
の構成となっている。しかしながら、より安定した吸着
が可能なように、例えば図9に示すように、対向電極2
2の形状を複雑にして該対向電極22を、やはり複雑な
形状に形成された吸着電極24の内部に配置してもよ
い。図9の形状では、用紙6が吸着電極24に到達した
直後から吸着力を付与されるので、対向電極22と制御
電極21との対向領域に良好に搬送することができる。
【0086】また、図9のような電極形状では、対向電
極22をGND電位が付与された吸着電極24で囲んで
いるので、不測の事態が発生して、高電流が用紙6を介
して他の部材、例えば制御回路や各駆動手段等に流れる
ことを防止できる。すなわち、仮に不測の事態によっ
て、対向電極22より用紙6に電流が流れた場合にも、
高圧電流がGND電位に接続されている吸着電極24に
逃げるので、他の制御回路や各駆動手段に流れることが
なく、装置の破壊が発生しない。また、用紙6に使用者
が接触している場合でも、上記理由により使用者の感電
が回避される。
【0087】上記形状の電極は、上述の図7のような各
方法で支持体に支持するか、または一体に構成する方が
配置が容易で望ましい。さらに、図6に示す各方法を用
いて、吸着力を制御して所望の吸着搬送が可能なよう
に、電極の形状や各電極の距離および配置を適宜調整す
るのが望ましい。
【0088】また、上記例以外に、用紙6の吸着を付与
する電極を多数配置する図10に示すような構成でもよ
い。図10では、吸着電極24aと吸着電極24bと
が、交互に複数配置されており、吸着電極24aには対
向電極22と同電位が付与される。これにより、対向電
極22と吸着電極24bとの間以外の、吸着電極24a
と吸着電極24bとの間でも用紙6の吸着が可能とな
り、安定した用紙6の搬送が可能となる。上記構成で
も、図6や図7の構成を適用して、所望の吸着搬送性を
得られるように、電極の構成等を調整することができ
る。
【0089】また、上記図10の構成では、吸着電極2
4aには、対向電極22に電位を付与する高圧電源部2
3から、対向電極22と同電位が付与される。しかしな
がら、高温高湿環境等で用紙6の抵抗が低下し、用紙6
に電流が流れ込む場合のことを考えると、電源は複数配
置される方が有効である。
【0090】すなわち、一つの電源で複数の電極に電位
を付与しようとすると、該電源の電流許容量が大きくな
り、ペーパージャム等の不測の事態が発生して高圧電流
が他の部材や他の回路に流れた場合に、回路の誤動作を
引き起こすだけでなく、回路自体を破壊したり、また、
他の機器が接続されている場合には、これらの機器に対
しても誤動作や破壊を発生させることとなる。さらに、
使用者に対する感電の危険性も大となる。しかしなが
ら、電源を複数配置した場合には、電源一つ当たりの電
流許容量が小さくなるので、上記のような危険性は小さ
くなる。
【0091】対向電極22の幅が、制御電極21に対し
て狭い場合や該対向電極22と吸着電極24との電位差
が非常に大きくなる場合は、図11に示すように、対向
電極22の端部において、電気力線が制御電極21方向
に向かずに吸着電極24に対して向かうため良好な印字
が困難となる場合がある。この場合は、図12に示すよ
うに、吸着電極24aを対向電極22に隣接して配置
し、該吸着電極24aに吸着電極24bより対向電極2
2に近い電位を供給すればよい。これにより、対向電極
22の端部でも制御電極21に向かう電気力線が増える
ので良好な画像形成が可能となって画像劣化が防止でき
る。尚、この場合は、図12に示すように別途電源部3
3を配置したり、既存の高圧電源から抵抗分割やダイオ
ードなどを使用するなどして対向電極22電位とは異な
る高圧を付与するような構成とすることができる。
【0092】また、図10や図12に示した構成では、
電極を用紙6の搬送方向に対して垂直になるように配置
しているが、用紙6の搬送方向と平行に配置する図13
のような構成としてもよい。さらに、図10、図12及
び図13の各構成においても、上記図6や図7に示した
ような構成を応用して、吸着力の調整を行うことが可能
である。即ち、各電極の幅や間隔を調整したり、誘電体
を配置して該誘電体の特性値を調節したり、またはこれ
らを併用して良好な吸着搬送が行えるように用紙6に付
与する吸着力を調整するのが好適である。
【0093】例えば、図14に示すように、吸着電極2
4aと24bの電極幅をどちらか一方が狭くなるような
構成、図15に示すように吸着電極24aと24bとの
間隔を大きくしたり狭くしたりする構成、図16に示す
ように吸着電極24aと24bの一方或いは両方に誘電
体34eないし34gを配置する構成等が可能である。
さらに、吸着電極24aと24bとの間隔、或いは吸着
電極24aと対向電極22との間隔が非常に狭い場合
や、各電極幅が非常に狭くなる場合も、各電極を支持す
る支持部材を配置する構成が望ましいが、ここではこれ
に対する説明を省略する。
【0094】本画像形成装置において、例えば厚紙や封
筒などが用紙6として使用される場合やサイズの大きな
用紙6が使用される場合などでは、対向電極22に付与
される電位が用紙6の吸着に対して不十分となり、十分
な吸着性が得られない可能性がある。この場合は、図1
7に示すようにエア吸着を併用すれば、よりよい吸着性
が得られる。図17に示す画像形成装置は、エア吸着を
行うエア吸着手段としてエア吸着装置50を備えてい
る。上記エア吸着装置50はチャンバー51と該チャン
バー51の減圧を行うファン52と用紙6を吸着する吸
気口53を有する。その他の構成に関しては図2に示し
た画像形成装置と同じである。
【0095】図17の構成では、上述のように、電気的
に用紙6の吸着を行うと同時に、封筒や厚紙等が用紙6
として使用された場合にも、エア吸着装置50を併用し
て良好に用紙6の吸着搬送が可能である。尚、このエア
吸着装置50と電気的吸着装置は常時併用させて使用す
ることも可能であるが、通常はどちらか一方を使用して
用紙6の搬送を行い、用紙6の吸着搬送が困難な場合に
のみ両者を使用するのが望ましい。即ち、用紙6の特性
に応じて両者の駆動非駆動を適宜切り替えることが可能
であって、装置の特性と使用する用紙6に応じて良好な
用紙6の吸着搬送が可能なように制御すればよい。
【0096】本画像形成装置が吸着搬送の困難な用紙6
を判別する方法としては、例えば利用者が厚紙や封筒を
使用することを予め入力し、該入力信号によって上記両
吸着装置を駆動するように制御することができる。この
ほかに用紙6の搬送路に用紙6の検出手段を配置して、
該検出によって上記の両吸着手段を使用するように装置
を構成してもよい。さらに、両吸着手段の駆動非駆動で
はなく、どちらか一方の吸着力を低下させる、あるいは
吸着力を強くする制御であってもよく、例えば上記ファ
ン52の出力を調節する様な制御も可能であって、この
制御では吸着力の微妙な制御が可能となり、任意の用紙
6に対応可能である。
【0097】また、上記図17に示した画像形成装置に
おいて、用紙6の吸着力を調整したり、対向電極22の
端部の電気力線の改善や放電の回避等を図るために、こ
れまで説明してきた各構成、または該構成の組み合わせ
を適用することができる。例えば、図18に示すよう
に、複数の吸着電極24aと24bを使用した構成等が
使用可能である。
【0098】また、図18では対向電極22に隣接した
部分であって電極の存在しない領域に吸気口53を構成
しているが、図19(a)のように、各電極の間に吸気
口53を配置してもよい。上記図19(a)の構成で
は、吸気口53を各電極の間、または各電極の支持部材
に構成するので比較的容易に吸気口53の形成が行え
る。さらに、吸着電極24aおよび24bの形状や配置
に関係なく吸気口53を配置することができ、用紙6の
吸着力に影響を与えず吸気口53を構成することができ
る。
【0099】さらに、図2や図17に示した画像形成装
置のように、制御電極21と用紙6表面との間隔が非常
に狭い場合は、用紙6を誘導する部材として上述のペー
パーガイド32を配置してもよいが、図18および図2
1に示すように、用紙6を吸着する電界領域、特に最も
上流側に形成された該電界領域に比較的大きなスペース
が形成されている場合は、用紙6を誘導する部材として
除電ブラシ11を使用することが可能である。また上記
図2や図17のような構成であっても、制御電極21と
用紙6の間隔が十分に大きければ、除電ブラシ11を該
電界領域に配置して除電ブラシ11を用紙6の誘導部材
として使用することも可能である。さらに上記除電ブラ
シ11の代わりにローラ状の部材を使用して、除電ロー
ラとすることも可能である。この場合も、該除電ローラ
を駆動することによって、用紙6の搬送を行なうと同時
に、該用紙6を吸着可能な電解領域に誘導可能であって
この場合は上記のレジストローラ10が不要となり、部
品点数の削減と装置の小型化およびコストダウンが可能
となる。
【0100】また、上記除電ブラシ11は、接地されて
GND電位が付与されているが、OHP用紙などが使用
された場合には、表面電荷の除電が困難となる場合ある
ので、この場合には別途除電電源を配置して除電電位を
付与して除電を行うのが望ましい。
【0101】上記の構成では、吸気口53は各電極の間
に設けられているので、各電極の間には、隣接する電極
間の電位差によって形成される電界による吸着力と、上
記エア吸着による吸着力とが付与される。しかしなが
ら、吸着電極24a・24bの表面あるいは中央部に
は、電気力による吸着力やエア吸着による吸着力が付与
されないので、良好な用紙6の吸着を行うためには、こ
の部分に対しても吸着力を付与する方がよい。
【0102】例えば、図17に示したような装置におい
て、用紙6の先端が対向電極22と吸着電極24との間
に到達して、吸着が行われた状態でレジストローラ10
によって紙送りが行われると、吸気口53とレジストロ
ーラ10の間で用紙6が盛り上がったり、或いは折れ曲
がるなどの事態が発生しうる。この場合は吸着電極24
に図19(b)に示すような吸気口54…を配置して用
紙6が盛り上がらないようにすればよい。また、図9や
図12等の電極形状を例にとると、図19(c)や図1
9(d)のような吸気口54…が設けられる。また、電
極の間に形成される吸気口53は、図のように多数の開
口部で構成される他に、スリットで構成されてもよい。
【0103】以上の説明では、用紙6は対向電極22ま
たは吸着電極24aや24bに吸着された状態で、これ
ら電極または該電極表面に配置された誘電体表面を滑り
ながら搬送されている。しかしながら、画像形成装置の
性質によっては、使用する用紙6の特性値が極端に変化
する場合があり、用紙6が対向電極22や吸着電極24
a・24b表面を滑りながらの所望の搬送が困難となる
場合がある。
【0104】このほかに、OHP用紙や低温低湿環境で
の使用などのように抵抗値の非常に高い用紙6を使用す
る場合には、搬送される用紙6が上記電極等との摩擦に
よって電荷を持つことがある。すなわち、用紙6が、電
極や該電極表面に配置された誘電体表面を滑りながら搬
送される場合には、摩擦によって用紙6の表面に電荷が
発生して用紙6が対向電極22の表面に到達した時に所
望の表面電位が得られない場合がある。表面電位が所望
の電位から変化した場合は、良好な画像形成が困難とな
る不具合が発生する。さらに、用紙6の吸着自体も困難
となり得る。
【0105】このような場合は、図20に示すように、
約1010Ω・cmの抵抗値を有し、移動可能な誘電体を
使用する構成とすることも可能である。即ち、対向電極
22と吸着電極24の表面に接触したまま駆動される誘
電体部材としての誘電体ベルト60を配置し、用紙6を
吸着した状態でベルトを駆動して誘電体ベルト60の移
動に伴って用紙6を搬送する構成とする。上記誘電体ベ
ルト60の抵抗値は前述の如く高いと上記の電荷の蓄積
を発生する一方、ひくいと各電極間での電流リークが問
題となる。したがって107 〜1014Ω・cmが使用可
能であり、1010Ω・cmが最も有効である。
【0106】さらに、図20の構成では、誘電体ベルト
60を清掃するクリーニングブレード61が配置されて
いる。上記クリーニングブレード61は、不測の事態、
例えばペーパージャム等が発生した場合に、誘電体ベル
ト60に付着したトナー17を除去するためのものであ
る。これにより、付着したトナー17によって用紙6の
裏が汚れたり、付着トナー17のもつ電荷によって生じ
うる吸着不良や印字不良を回避できるようになってい
る。
【0107】さらに、上記構成では、用紙6の表面電荷
を除電する除電ブラシ11の他に、誘電体ベルト60の
表面に接触して該表面を除電する除電ブラシ11bが配
置されている。誘電体ベルト60の抵抗値は、上記のよ
うに設定しているので、対向電極22や各電極に接触摩
擦によって生じた電荷の殆どは容易に中和される。しか
し、連続印字などによって印字が繰り返される場合は、
該誘電体ベルト60の表面に電荷が徐々に蓄積される傾
向がある。除電ブラシ11bは、このような場合に、誘
電体ベルト60の除電が可能で、マルチ印字時において
も良好な吸着搬送が可能となる。
【0108】さらに、上記図20の構成においても、例
えば図21に示すように吸着電極24を多数配置しても
よく、このほか、用紙6の吸着力を調整したり、対向電
極22の端部の電気力線の改善や放電の回避等を図るた
めに、これまで説明してきた各構成、または該構成の組
み合わせを適用することができる。これらの説明は前記
の説明と重複するので省略する。
【0109】また、誘電体ベルト60を使用する構成で
あっても、例えば厚紙や封筒などが用紙6として使用さ
れる場合、サイズの大きな用紙6を使用する場合、そし
て使用する電位が吸着に対して不十分な場合等では、十
分な吸着が得られない可能性がある。このような場合に
は、上述のようにエア吸着装置を併用することが望まし
い。この構成を図22に示す。図22に示す画像形成装
置は、誘電体ベルト60、吸着電極24、及び図17に
記載のエア吸着装置50が配置されている。
【0110】上記画像形成装置では、図23に示すよう
に、吸気口53…または54…(図19参照)に対向可
能な誘電体ベルト60に多数の吸気口62…が設けられ
ている。該吸気口62…は対向電極22表面に用紙6が
搬送された状態で用紙6表面に凹凸ができない程度の大
きさであることが必須条件である。また、吸気口62…
の形状は、図23のように円形であってもよいが、この
ほかに長円形や長方形や楕円形など種々の形状が可能で
ある。
【0111】さらに、図24(a)に示すように幅の狭
い複数の誘電体ベルト60…を使用する様な構成や、図
24(b)に示すようにスリット状の吸気口62…を有
する形状であってもよい。ただし、図24(a)のよう
に複数のベルトを使用する場合は、ベルトのたるみや蛇
行が生じないように、図24(b)のようにベルトの1
部分がつながった形状とするのが望ましい。特に、この
場合は開口部がない非開口部分63が、紙間や用紙6の
中央部になるように駆動制御するべきである。これは、
もし非開口部分63が用紙6の端部に対応すると、用紙
6のもつしわやカールによって用紙6が制御電極21に
接触するといった不具合が発生しうるからである。
【0112】さらに、上記構成では、用紙6を吸着させ
て搬送する部材として誘電体ベルト60を使用している
が、この他に、例えば硬質の円筒状の部材の内部に上記
の対向電極22と吸着電極24とを、或いは対向電極2
2と吸着電極24a・24bとを配置して該円筒部材を
回転駆動することによって用紙6を搬送することも可能
である。
【0113】以上の説明では、ゲート27によるトナー
17の飛翔制御は、個々のゲート27を一つの電極で制
御するシングルドライブによる制御電極21の場合にお
いて説明したが、図25に示すように、マトリックス制
御による制御電極21を使用した場合でも本発明が適用
でき、良好な画像形成が可能となる。図25に示す制御
電極21は、リング状電極26のかわりに帯状電極35
a・35bを有している。上記制御電極21では、トナ
ー担持体19側に帯状電極35bが配置され、対向電極
22側に帯状電極35aが配置されている。
【0114】このようなマトリックス制御を使用する制
御電極21の場合には、各ゲートに印加する電位の切り
換え手段であるFET(Field Effect Transistor)の数
が大幅に削減される。例えば、個々のゲート27を図3
の制御電極21のように制御する場合は、ゲート27…
の数だけFETが必要であるが、図25のような構成の
制御電極21を使用した場合は、FETの数がゲート2
7の行数と列数を足した数となり、コストダウンの観点
から非常に有効である。
【0115】しかし、図25に示すような制御電極21
では、使用するFETの数を少なくしようとすると、用
紙6の搬送方向の長さ、即ち帯状電極35aの長手方向
に対して直角方向の長さが長くなる傾向が強い。例え
ば、図25のような制御電極21に必要なFETの数を
さらに1/2近くにしようとすると、用紙6の搬送方向
の電極の長さは、ほぼ2倍になる。このような状態で
は、用紙6を対向電極22に吸引しなければならない距
離も2倍になるが、用紙6の吸引距離が長い場合は、本
発明が非常に有効となる。
【0116】さらに、上記の説明は白黒の画像形成装置
の場合の例であるが、用紙6の吸引距離はカラー画像形
成装置においてはより長いものとなる。カラー画像形成
装置には、複数の画像形成部が備えられており、各画像
形成部はそれぞれトナー供給部と印刷部とを有する。そ
して、各画像形成部において、それぞれ異なった色の画
像が形成される。例えば、図26に示すカラー画像形成
装置は、画像形成部1aないし1dを有し、これらの画
像形成部1aないし1dが、イエロー、マゼンタ、シア
ン、およびブラックにそれぞれ対応する。そして、各画
像形成部では、それぞれカラーの画像データに基づいて
カラー画像形成が行われる。その他の構成要素は、図2
やその他上記に列記した装置構成と同じ構成としてもよ
い。
【0117】図26のようなカラー画像形成装置では用
紙6を吸着搬送しなければならない距離は、白黒の画像
形成装置の場合の約4倍となり、本発明が必要不可欠と
なる。例えば、対向電極22と吸着電極24を使用する
場合は、図27に示すような対向電極22や吸着電極2
4の形状が適用できる上に、同時にエア吸着装置を配置
することも可能である。
【0118】尚、図27では、4つの画像形成部1aな
いし1dに対応させて対向電極22a〜dを配置してい
るが、図8〜図10または図12〜図13に示した構成
の対向電極22を用いてもよい。さらに、用紙6の吸着
力を調整したり、対向電極22の端部の電気力線の改善
や放電の回避等を図るために、図6および図7、または
図12ないし図15のような構成、又は該構成の組み合
わせを用いてもよい。これらの説明は前記の説明と重複
するので省略する。
【0119】上記構成のカラー画像形成装置では、白黒
の画像形成装置の場合と同様に、これまでに説明した各
種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。
【0120】尚、本実施の形態においては、顕像剤がト
ナーである場合を例に挙げて説明したが、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1は、コロナ帯電器等のイオ
ン源を備えた構成となっていてもよい。この場合におい
ても、上記と同様の作用・効果を奏することができる。
【0121】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宇部
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。
【0122】
【発明の効果】請求項1の発明の画像形成装置は、以上
のように、対向電極との間に所定の間隙を有して配置さ
れる吸着電極を備えており、上記吸着電極と上記対向電
極との間には電位差が与えられ、該電位差によって生じ
る電気力を利用して上記記録媒体を上記吸着電極および
対向電極側に吸着する構成である。
【0123】それゆえ、上記記録媒体は、上記対向電極
および吸着電極の間の電位差によって、該対向電極およ
び吸着電極に吸着される。これにより、上記記録媒体
は、画像形成過程において上記対向電極および吸着電極
に吸着されたまま搬送されるので、上記制御電極に接触
することがなく、良好な画像形成が実現できる。また、
上記構成では、記録媒体の表面に電荷を供給しないの
で、電荷を供給するための手段が不要となり、部品点数
の削減と装置の小型化およびコストダウンが図れるとい
う効果を奏する。
【0124】請求項2の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1の構成に加えて、上記吸着手段が複数
の吸着電極に分割され、上記記録媒体の搬送方向に沿っ
て上記対向電極の前後に所定の間隔をもって配置される
と共に、上記対向電極とこれに隣あう吸着電極の間だけ
でなく、互いに隣あう吸着電極の間にも電位差が与えら
れる構成である。
【0125】それゆえ、請求項1の構成による効果に加
えて、上記対向電極とこれに隣あう吸着電極の間だけで
なく、互いに隣あう吸着電極の間においても、記録媒体
の吸着が可能となる。したがって、制御電極の用紙搬送
方向における幅が長い場合や、カラー画像形成装置のよ
うに複数の制御電極が連続して配置される場合等、用紙
搬送方向の広範囲に渡って記録媒体を吸着する必要が有
る場合においても、安定した吸着を行なうことができる
という効果を奏する。
【0126】請求項3の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1または2の構成に加えて、上記吸着電
極の少なくとも一つに与えられる電位が、接地されてい
ることによって得られる電位である構成である。
【0127】それゆえ、請求項1または2の構成による
効果に加えて、上記吸着電極の少なくとも一つが接地さ
れているため、記録媒体の抵抗値が低下して、上記対向
電極より電流が流れ込んだ場合でも、該電流が設置され
た吸着電極を介して外部に逃がされるため、高い安全性
が得られるという効果を奏する。
【0128】また、低圧側の全ての吸着電極に接地電位
を供給すれば、別途吸着用電源を配置する必要がなく、
電源数の削減によって部品点数削減と装置の小型化、コ
ストダウンおよび信頼性の向上とが実現できるという効
果を併せて奏する。
【0129】請求項4の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1ないし3のいずれかの構成に加えて、
各電極間の間隙には誘電体が配置されている構成であ
る。
【0130】それゆえ、請求項1ないし3のいずれかの
構成による効果に加えて、各電極間の間隔が狭い場合
や、各電極間の電位差が大きい場合でも、各電極間での
放電が回避でき、装置の安定した動作が補償されるとい
う効果を奏する。
【0131】また、上記誘電体により各電極間の空隙が
埋められるので、記録媒体の搬送面が連続して得られ、
安定した搬送が可能となるという効果を併せて奏する。
【0132】請求項5の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1ないし4のいずれかの構成に加えて、
さらに、上記吸着電極および上記対向電極表面に沿って
移動可能な誘電体部材と、該誘電体部材を駆動する誘電
体駆動手段を有すると共に、上記吸着電極および上記対
向電極が上記誘電体部材を介して上記記録媒体を吸着
し、該誘電体部材に記録媒体が吸着された状態で上記誘
電体駆動手段を駆動し、該記録媒体を搬送する構成であ
る。
【0133】それゆえ、請求項1ないし4のいずれかの
構成による効果に加えて、上記記録媒体は上記誘電体部
材に接触した状態で吸着され、該誘電体部材は上記誘電
体駆動手段によって駆動されるので、該記録媒体は、該
誘電体部材と一体になって搬送され、他の部材との間で
滑りは生じない。したがって、上記記録媒体の搬送中
に、摩擦による電荷の発生が生じず、該電荷が原因とな
る画像の劣化や、吸着不良を回避できるという効果を奏
する。
【0134】請求項6の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1ないし5のいずれかの構成に加えて、
さらに、多数の吸気口から空気を吸引し、この吸引力を
もって記録媒体を吸着するエア吸着手段を有し、上記吸
気口が、各電極間の間隙に形成されている構成である。
【0135】それゆえ、請求項1ないし5のいずれかの
構成による効果に加えて、上記エア吸着手段によっても
記録媒体の吸着が行なわれるので、記録媒体の厚さが大
きく、上記対向電極および吸着電極のみでは十分な吸着
力が得られない場合においても、安定した記録媒体の吸
着が得られる。さらに、上記吸着電極と対向電極との間
や、となりあう吸着電極の間にエア吸着を行う吸気口が
配置されるので、吸気口によって吸着電極による吸着力
が影響されることがなく、所望の吸着力が得られるとい
う効果を奏する。
【0136】請求項7の発明の画像形成装置は、以上の
ように、請求項1ないし5のいずれかの構成に加えて、
さらに、多数の吸気口から空気を吸引し、この吸引力を
もって記録媒体を吸着するエア吸着手段を有し、上記吸
気口が、上記吸着電極の記録媒体吸着面上に形成されて
いる構成である。
【0137】それゆえ、請求項1ないし5のいずれかの
構成による効果に加えて、上記エア吸着手段によっても
記録媒体の吸着が行なわれるので、記録媒体の厚さが大
きく、上記対向電極および吸着電極のみでは十分な吸着
力が得られない場合においても、安定した記録媒体の吸
着が得られる。さらに、上記エア吸着手段の吸気口が、
上記吸着電極の記録媒体吸着面上に設けられているの
で、吸着電極表面に対しても吸着力が付与可能で吸着電
極の全面に対して記録媒体を良好に吸着することができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すものであり、画像形
成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。
【図2】上記画像形成装置の概略構成を示す断面図であ
る。
【図3】図1に示す画像形成部の制御電極の構成を示す
平面図である。
【図4】図2に示す画像形成装置の画像形成動作を示す
フローチャートである。
【図5】上記画像形成装置の吸着原理を示す説明図であ
る。
【図6】図1に示す画像形成部の、対向電極および吸着
電極の構成例を示す断面図である。
【図7】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を示
す断面図である。
【図8】上記対向電極および吸着電極の外観を示す斜視
図および平面図である。
【図9】上記対向電極および吸着電極の構成例を示す平
面図である。
【図10】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す平面図である。
【図11】上記対向電極および吸着電極間に発生する電
気力線を示す説明図である。
【図12】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す平面図である。
【図13】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す平面図である。
【図14】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す断面図である。
【図15】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す断面図である。
【図16】上記対向電極および吸着電極の他の構成例を
示す断面図である。
【図17】本発明の他の実施形態を示すものであり、画
像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。
【図18】上記画像形成部の、対向電極周辺の構成例を
示す断面図である。
【図19】上記画像形成部の対向電極および吸着電極の
構成例を示す説明図である。
【図20】本発明の他の実施形態を示すものであり、画
像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。
【図21】本発明の他の実施形態を示すものであり、画
像形成装置の画像形成部の構成を示す断面図である。
【図22】上記画像形成部の用紙搬送部の構成例を示す
断面図である。
【図23】上記用紙搬送部で用いられる誘電体ベルトの
一例の外観を示す斜視図である。
【図24】上記誘電体ベルトの他の例の外観を示す斜視
図である。
【図25】本発明の画像形成装置で用いられる制御電極
であり、図3に示すものとは他の制御電極を示す平面図
である。
【図26】カラー画像形成装置の画像形成部の構成を示
す断面図である。
【図27】上記カラー画像形成装置で用いられる対向電
極および吸着電極の構成の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
6 用紙(記録媒体) 17 トナー(顕像剤) 19 トナー担持体(顕像剤担持体) 21 制御電極 22 対向電極 24 吸着電極 30、31a〜d、34e〜g 誘電体 50 エア吸着装置(エア吸着手段) 53、54 吸気口 60 誘電体ベルト(誘電体部材)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】顕像剤を担持し搬送する顕像剤担持体と、
    該顕像剤担持体に対向配置される対向電極と、該顕像剤
    担持体と対向電極との間の空間に配置され上記空間に形
    成される電界の作用によって顕像剤担持体から対向電極
    に向かって飛翔する顕像剤の通過を制御する制御電極と
    を有し、上記対向電極と制御電極の間を搬送される記録
    媒体上に、上記制御電極を通過する顕像剤を付着させて
    該記録媒体表面に画像を形成する画像形成装置におい
    て、 上記対向電極との間に所定の間隙を有して配置される吸
    着電極を備えており、上記吸着電極と上記対向電極との
    間には電位差が与えられ、該電位差によって生じる電気
    力を利用して上記記録媒体を上記吸着電極および対向電
    極側に吸着することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】上記吸着手段が複数の吸着電極に分割さ
    れ、上記記録媒体の搬送方向に沿って上記対向電極の前
    後に所定の間隔をもって配置されると共に、上記対向電
    極とこれに隣あう吸着電極の間だけでなく、互いに隣あ
    う吸着電極の間にも電位差が与えられることを特徴とす
    る請求項1記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】上記吸着電極の少なくとも一つに与えられ
    る電位が、接地されていることによって得られる電位で
    あることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成
    装置。
  4. 【請求項4】各電極間の間隙には誘電体が配置されてい
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載
    の画像形成装置。
  5. 【請求項5】さらに、 上記吸着電極および上記対向電極表面に沿って移動可能
    な誘電体部材と、 該誘電体部材を駆動する誘電体駆動手段を有すると共
    に、 上記吸着電極および上記対向電極が上記誘電体部材を介
    して上記記録媒体を吸着し、該誘電体部材に記録媒体が
    吸着された状態で上記誘電体駆動手段を駆動し、該記録
    媒体を搬送することを特徴とする請求項1ないし4のい
    ずれかに記載の画像形成装置。
  6. 【請求項6】さらに、多数の吸気口から空気を吸引し、
    この吸引力をもって記録媒体を吸着するエア吸着手段を
    有し、 上記吸気口が、各電極間の間隙に形成されていることを
    特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の画像形
    成装置。
  7. 【請求項7】さらに、多数の吸気口から空気を吸引し、
    この吸引力をもって記録媒体を吸着するエア吸着手段を
    有し、 上記吸気口が、上記吸着電極の記録媒体吸着面上に形成
    されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2358996A (en) * 2000-02-03 2001-08-08 Roland William Norris Network security device
JP2002333748A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Canon Inc 画像形成装置

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