JP2000343743A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
る画像形成装置において、記録解像度を向上し、同一の
装置において異なる複数の解像度からなる記録を選択的
に行い、解像度を変更した場合においても良好な画像品
質を確保する。 【解決手段】 制御電極10に画像信号に応じた画像信
号電圧を印加することによりトナー担持体1から供給さ
れるトナー2をトナー通過孔4を通して受像手段7に付
与する画像形成装置において、偏向電極11a、11b
に画像信号電圧に同期して多段階に変動する偏向電圧を
印加することでトナー通過孔4を通過するトナー2の飛
翔する方向を、トナー通過孔4の列5a、5bと平行で
あってトナー通過孔4に対して同一な方向において多段
階に異ならせることにより受像手段7に形成する画素の
位置を制御するとともに、画素ピッチの異なる画像を選
択的に記録する。
Description
ミリ、プリンタ等に適用される画像形成装置に関し、特
に画像信号によって制御されるトナー通過制御手段にて
トナー担持体から背面電極へのトナーの飛翔を制御し、
トナー通過制御手段と背面電極の間に位置する受像手段
にトナーを付着させて画像形成を行う画像形成装置に関
するものである。
ーク技術の進歩に伴って、大量のドキュメントを扱うこ
とができ、またカラードキュメントも扱うことができる
処理能力の高いプリンタや複写機に対する要請が強くな
っている。しかしながら、満足のいく高品質の白黒やカ
ラーのドキュメントを出力可能でかつ処理速度の高い画
像形成装置は開発途上にあって出現が待たれている。
を記録紙や中間の画像担持ベルトなどの受像手段上に飛
翔させ、画像を形成する所謂「トナージェット(登録商
標)」方式の画像形成技術が知られている。
4−26333号公報や米国特許第3,689,935
号明細書(特公昭60−20747号公報参照)や特表
平9−500842号公報などに開示されたものが知ら
れている。その一例として、特願平10−100780
号において開示したものを、図19を参照して説明す
る。
担持して搬送する接地されたトナー担持体、32は規制
ブレードで、トナー担持体31上のトナーを1〜3層に
制御するとともにさらに帯電させる。33は供給ローラ
で、トナー担持体31に対するトナー供給とトナー帯電
を行う。34はトナー通過制御手段で、トナー通過孔3
5が形成されるとともにその周囲に制御電極36が配設
されている。制御電極36には制御電源37から画像信
号に対応する電圧が印加される。38は背面電極,39
は背面電極電源である。40は背面電極38上を搬送さ
れる記録紙などの受像手段である。
トナー担持体31を動作させることにより規制ブレード
32にてトナー担持体31上に一様なトナー層を形成し
て搬送している状態で、背面電極38に電圧を印加し、
受像手段40を移動させつつその移動に同期して制御電
極36に対して駆動IC等の制御電源37にて画像信号
に対応する電圧を印加すると、トナー担持体31上のト
ナーが画像信号に応じてトナー通過孔35を通って受像
手段40上に飛翔して付着し、受像手段40上に所要の
画像が形成される。
00dpi(インチ当たり600ドットの密度)の精細
な画像を形成するためには、トナー通過制御手段34に
そのようなピッチでトナー通過孔35を配設する必要が
あり、一列では当然配列できないため、図20に示すよ
うに、トナー通過孔35及び制御電極36を多数列(図
示例では8列)配列している。トナー通過孔35及び制
御電極36は円形で、各制御電極36に導通する接続電
極は相互の干渉を避けるためにトナー担持体31の移動
方向両側に延設され、それぞれ制御電圧を出力する駆動
ICのリードに接続されている。
通過孔35が必要で、駆動ICも多数必要となって非常
にコスト高になり、またトナー通過孔35の列間におい
て、第1列目でトナー担持体31上のトナーの多くが消
費され、後続列になる程トナー濃度が低くなってしま
い、全面同一濃度の画像を形成しても、トナー通過孔3
5の配列方向、即ちトナー担持体31の移動方向と直交
する方向に濃淡の筋が発生する、所謂ホワイトラインノ
イズ(White Line Noise、以下にWL
Nと略記することがある)を発生するという問題があ
る。
n著、「New Multiplexing Meth
od makes TonerJet even mo
reLow Cost Manufacturing」
(「電子写真学会誌」第36巻、第2号、P46〜4
9、1997年)において開示されているように、トナ
ー通過孔35の周囲に制御電極36とは別の偏向電極4
1a、41bを配設して、トナーの飛翔軌跡を左右に偏
向させることにより、1つのトナー通過孔35で複数の
ドットを付与するようにしたものが提案されている。
22(a)に示す制御電極36の下部において、図22
(b)に示すようにトナー通過孔35の左右両側に一対
の偏向電極41a、41bが配設され、図21(b)に
示すように、一方の偏向電極41aに電圧を印加する状
態と、何れの偏向電極41a,41bにも電圧を印加し
ない状態と、他方の偏向電極41bに電圧を印加する状
態とに順次切り替えることにより、トナーの飛翔位置を
42a、42b、42cの何れかに選択するように構成
されている。なお、偏向電極41a、41bは、電圧の
印加タイミングを順次切り替える間に受像手段40が移
動するため、図22(b)に示すように、その移動量を
補償するようにトナー通過孔35の列の中心線に対し
て、tanθが1/3になる角度θ、すなわち18.4
°傾斜した方向に対向するように配設され、受像手段4
0の移動方向上手側に変位した偏向電極41a又は41
bに対して先に電圧を印加するように構成されている。
ー通過孔35を2列に配設すると、600dpiの画像
を形成する場合、トナー通過孔35の配列ピッチPは2
54μmとなり、トナー通過孔35の開口面積を十分に
確保してトナーの飛翔制御を安定して行えるとともに低
コストで加工可能となる。
録紙等から成り、その上に直接画像を形成する構成例を
示したが、記録紙などは厚さのばらつき、湿度による性
状の変化、移動中の変形等が発生し易く、またカラープ
リンタの場合には記録紙搬送のばらつきにより各色の画
像形成タイミングの同期をとり難く、画像品質が低下し
易い等の問題があるため、特願平10−100780号
において開示したように、受像手段40として中間の画
像担持ベルトを用い、この画像担持ベルトに形成された
画像を一括して記録紙等に転写するように構成した方が
好ましい場合がある。
手段40としての無端状の画像担持ベルトで、樹脂中に
導電フィラーを分散した抵抗1010Ω・cm程度のフ
ィルムで構成され、一対のローラ44a、44b間に巻
回されている。45は給紙トレイから記録紙46を1枚
づつ送り出すピックアップローラ、47は給紙された記
録紙46と画像位置の同期をとるタイミングローラ、4
8は画像担持ベルト43上に形成されたトナー画像を記
録紙46に転写する転写ローラであり、画像担持ベルト
43を間に挟んでローラ44aに向けて押圧されるとと
もに、転写電圧が印加される。49は定着装置で、トナ
ー画像が転写された記録紙46を加熱・加圧することに
よりトナー画像を記録紙46に定着する。
ような構成の画像形成装置では、1つのトナー通過孔か
らトナーの飛翔が行われる方向が3方向に固定されてい
るため、さらに高い解像度の記録を行うことが困難であ
るという問題があった。
において高精細な画像を得ることや、解像度を低下させ
て記録速度を向上するという動作上の使い分けを、同一
の装置において用途に応じて選択的に実施することが不
可能であるという問題点を有していた。
1bは、電圧の印加タイミングを順次切り替える間に受
像手段40が移動するため、図22(b)に示すよう
に、その移動量を補償するようにトナー通過孔35の列
の中心線に対して、tanθが1/3になる角度θ、す
なわち18.4°傾斜した方向に対向するように配設さ
れているため、記録条件を選択的に変更した場合に、ジ
ャギ−等が発生し記録画像の品質が低下するという問題
点も有していた。
画素の大きさが異なるために、同一の装置において異な
る複数の解像度の記録を行うためには、解像度に応じて
1画素のトナー飛翔量を変調し、画素の大きさを異なら
しめることが必要であった。
高い解像度において高精細な画像を実現するとともに、
同一の装置において異なる複数の解像度からなる画像形
成を選択的に行い、合わせて解像度を変更した場合にお
いても良好な画像品質を確保することができる画像形成
装置を提供することを目的とする。
決するために以下の手段を講じた。
を担持して移動するトナー担持体と、トナー担持体にて
搬送されたトナーが通過する列状に配設された複数個の
トナー通過孔とトナー通過孔の近傍に配設された制御電
極とトナー通過孔の近傍に配設された偏向電極とを絶縁
基板に設けて構成されたトナー通過制御手段と、トナー
通過制御手段を通過したトナーが付与される受像手段
と、受像手段の背面に配設されてトナーを吸引する背面
電極とを具備した画像形成装置において、制御電極に画
像信号に応じたパルス状の画像信号電圧を印加すること
によりトナー担持体から供給されたトナーのトナー通過
孔の通過を制御するとともに、偏向電極に画像信号電圧
に同期して多段階に変動する偏向電圧を印加すること
で、トナー通過孔を通過するトナーの飛翔する方向をト
ナー通過孔の列と平行であってトナー通過孔に対して同
一な方向において多段階に異ならせ、受像手段に形成す
る画素の位置を制御するようにしたものである。
ら、例えば左右各々に2点と中央の合計5点に対して受
像手段上にトナーを付与することができ、形成する画像
の解像度を向上できる。
置において、画素ピッチの異なる画像を選択的に記録す
るようにしたものである。
孔ピッチが200dpiからなる場合に、1つのトナー
通過孔から4個の画素を形成することで得られる800
dpiの画像と、1つのトナー通過孔から3個の画素を
形成することで得られる600dpiの画像を同一の装
置において選択的に印刷することが出来る。
を担持して移動するトナー担持体と、トナー担持体に搬
送されるトナーが通過する列状に配設された複数個のト
ナー通過孔とトナー通過孔の近傍に配設された制御電極
とトナー通過孔の近傍に配設された偏向電極とを絶縁基
板に設けて構成されたトナー通過制御手段と、トナー通
過制御手段を通過したトナーが付与される受像手段と、
受像手段の背面に配設されてトナーを吸引する背面電極
とを具備した画像形成装置において、制御電極に画像信
号に応じたパルス状の画像信号電圧を印加することによ
り、トナー担持体から供給されるトナーのトナー通過孔
の通過を制御するとともに、偏向電極に画像信号電圧に
同期して変動する偏向電圧を印加することでトナー通過
孔を通過するトナーの飛翔する方向を異ならせることに
より、受像手段に形成する画素の位置を制御し、画素ピ
ッチの異なる画像を選択的に記録するようにしたもので
ある。
孔ピッチが200dpiからなる場合に、1つのトナー
通過孔から3個の画素を形成することで得られる600
dpiの画像と、1つのトナー通過孔から2個の画素を
形成することで得られる400dpiの画像を同一の装
置において選択的に印刷することができる。
れかに記載の装置において、制御電極に印加する画像信
号電圧の印加タイミングを、偏向電極に印加する偏向電
圧に応じて異ならせるようにしたものである。
形成される複数の画素が主走査方向に一直線に配列され
るために、偏向電極がトナー通過孔の列に対してなす角
度が設定されたトナー通過制御手段を用いた構成におい
て、画像信号電圧の印加タイミングを微妙に調整するこ
とで、更にその効果を高めることが出来る。
載の装置において、制御電極に印加する画像信号電圧の
印加タイミングは、偏向電極に印加する偏向電圧に応じ
て異なるとともに、画素ピッチに応じても選択的に異な
るようにしたものである。
形成に対して、時間的に等間隔の時間周期でトナーの飛
翔を行った場合に1つのトナー通過孔から形成される複
数の画素が主走査方向に一直線に配列されるように、偏
向電極がトナー通過孔の列に対してなす角度が設定され
たトナー通過制御手段を用いて、異なる画素ピッチの画
像を印刷した場合においても、同様の効果を得ることが
できる。
は5記載の装置において、制御電極に印加する画像信号
電圧の電圧又は電圧印加時間を、画素ピッチに応じて選
択的に異ならせるようにしたものである。
又は電圧印加時間を変調することによって、飛翔するト
ナーの量を制御し、受像手段に形成される画素の大きさ
を制御でき、解像度に応じた所定の画素サイズ又は視覚
的に近似する画素サイズを得ることができる。
れかに記載の装置において、制御電極に印加する画像信
号電圧の電圧又は電圧印加時間を、偏向電極に印加する
偏向電圧に応じて異ならせるようにしたものである。
とによってトナー担持体上のトナーが影響を受け、トナ
ー担持体から飛翔するトナーの量が変化してしまうとい
う問題点に対して、画像信号電圧のの電圧又は電圧印加
時間によってトナーの飛翔量を補償し、一定化すること
ができる。
5、6又は7記載の装置において、トナー通過制御手段
はトナー担持体の移動方向と直交する方向に複数個のト
ナー通過孔を配列した列を一定の列間隔で複数列備え、
その列間隔を異なる複数の画素ピッチの公倍数にしたこ
ものである。
有したトナー通過制御手段を用いた同一の装置によっ
て、異なる複数の画素ピッチの画像を選択的に印刷する
ことができる。
て、図1〜図18を参照して説明する。
示す側断面図、図2は同実施形態の電極部分の平面方向
の拡大図、図3は制御ブロック図である。図1におい
て、1は帯電したトナー2を担持して搬送するトナー担
持体で、接地された回転可能なスリーブから成り、電位
的には接地電位とされて−電位に帯電されたトナー2が
1〜3層の薄層状態で吸着されている。3はトナー通過
制御手段で、実効幅がトナー担持体1の実効幅に対応す
るフレキシブルプリント基板にて構成され、図2に示す
ように、トナー担持体1の移動方向と直交する方向に所
定ピッチ間隔で多数のトナー通過孔4が列状に形成され
るとともに、このトナー通過孔4の列5a、5bはトナ
ー担持体1の移動方向に2列並列して形成されている。
千鳥状に配設され、各列5a、5bにおいてトナー通過
孔4は各々主走査方向に254μmピッチ(100dp
i)で形成され、5a列および5b列を合わせてトナー
通過孔は、主走査方向に127μmピッチ(200dp
i)の密度で構成されている。また、トナー通過孔4の
列5aと5bの列間距離pは副走査方向の印刷可能な複
数の画素ピッチの公倍数に等しく構成されている。本実
施形態に係わる画像形成装置が、印刷可能な解像度は、
1000、800、600および400dpiであり、
列間距離pは各解像度における画素ピッチの最小公倍数
である127μmで構成されている。
ナー担持体1に対向するように配設された背面電極であ
り、7はこの背面電極6とトナー通過制御手段3との間
の一定経路上を搬送される記録紙又は画像担持ベルトな
どの受像手段である。トナー担持体1の中心から背面電
極6に対して下ろした垂直線に対して、トナー担持体1
の移動方向下手側に300〜500μm程度離れた位置
に上手側のトナー通過孔4の列5aが配設され、さらに
127μm下手側の位置に下手側のトナー通過孔4の列
5bが配設されている。
に、50μm厚程度のメインフィルム8とその両面に1
0〜15μm厚程度の接着剤層にて貼り付けられた10
〜30μm厚程度の上下のカバーフィルム9から成る3
層のポリイミド樹脂フィルムにて構成されている。勿
論、各フィルムの材質や寸法や構成層数などについては
これに限定されるものではなく、任意に設計すればよ
い。
8の上面にはトナー通過孔4の周囲を取り囲むように制
御電極10が配設され、メインフィルム8の下面には、
図2(a)と同一の矢視方向から見た図2(b)に示す
ように、トナー通過孔4を両側から取り囲むように一対
の偏向電極11a、11bが配設されている。これら電
極10、11a、11bはメインフィルム8上にパター
ン形成された8〜20μm厚程度のCu膜にて構成され
ている。また、一対の偏向電極11a、11bは、トナ
ー通過孔4の列5a、5bの中心線に対して、tanθ
が1/5になる角度θ、すなわち11.3°傾斜した方
向に対向するように配設されている。
(a)に示すように、トナー担持体1の移動方向の長さ
Lがそれと直交する方向の幅Wよりも大きい長孔にて構
成している。図示例では、長さLが100μm程度で、
幅Wが70〜80μm程度に設定している。また、トナ
ー通過孔4の周囲の制御電極10の幅は、トナー通過孔
4の長径方向の幅t1 を短径方向の幅t2 よりも大きく
設定している。
担持体1の移動方向上手側のトナー通過孔4の列5aに
関しては上手側に延出された接続電極12aにて、同じ
く下手側のトナー通過孔4の列5bに関しては下手側に
延出された接続電極12bにて接続されている。また、
図2(b)に示すように、偏向電極11a、11bとそ
の駆動ICとは、トナー通過孔4の一側方の偏向電極1
1aに関しては両列5a、5bの偏向電極11aを互い
に接続するとともにトナー担持体1の移動方向上手側に
延出された接続電極13aにて、他側方の偏向電極11
bに関しては両列5a、5bの偏向電極11bを互いに
接続するとともにトナー担持体1の移動方向下手側に延
出された接続電極13bにて接続されている。
手段であり、各画素に対応する画像信号が記憶されてい
る。15は電源手段であり、各制御電極10に対する印
加電圧Vpは、例えば−50V、200V、250Vの
間で、偏向電極11a、11bに対する印加電圧VDD-
L、VDD-Rは、例えば+200Vから−200Vの間で
多段階に切り換えられ、背面電極6に対する印加電極は
例えば1000Vとされ、各々に対し上記電圧を供給す
る。16はパルス制御手段であり、電源手段15から供
給される電圧を、画像信号記憶手段14に記憶された各
画素に対応する画像信号から導かれるパルス電圧とし
て、制御電極10、偏向電極11および背面電極6に印
加する。
いて、その動作を説明する。まず、印刷解像度を100
0dpiとした場合の動作を、図4〜図6を参照して説
明する。図4は制御電極10および偏向電極11a、1
1bに印加する電圧の状態を示すタイミングチャートで
あり、(a)は各制御電極10に対する印加電圧Vp
を、(b)および(c)は、偏向電極11a、11bに
対する印加電圧VDD-L、VDD-Rの変化を表す。図5はト
ナー2の飛翔動作を表す動作説明図、図6は受像手段7
に形成された画素の状態を表す動作説明図である。
ライン目の画素の形成過程、およびトナー通過孔4の列
5bによるm−5ライン目の画素の形成過程について説
明する。図4において、まず、トナー通過孔4の列5a
および5bの両方に対し、偏向電極11a、11bがと
もに0Vで、制御電極10を−50Vとして背面電極6
による電界がトナー担持体1に吸着されたトナー2に影
響を与えないようにした初期状態を形成する。
左の偏向電極11aに+95V、右の偏向電極11bに
−95Vを印加して−帯電したトナー2を左に大きく偏
向させるような電界を形成した状態で、制御電極10に
まず250Vの電圧を印加してトナー担持体1に吸着し
ているトナー2を引き剥がし、その後200Vの電圧
を、トナー通過孔4の列5aに対し時間Ta0LLま
で、トナー通過孔4の列5bに対し時間Tb0LLまで
各々印加することによって、図5(a)に示すように、
トナー2はトナー通過孔4を通過するとともに左側に大
きく偏向して飛翔し、受像手段7上のトナー通過孔4に
対向する位置よりも左側に約51μm程度変位した位置
にトナーが付与される。
左の偏向電極11aに+45V、右の偏向電極11bに
−45Vを印加して−帯電したトナー2を左に小さく偏
向させるような電界を形成した状態で、制御電極10
に、各々のトナー通過孔4の列に対し、時間Ta0Lお
よびTb0Lまで、上記と同様の電圧を印加することに
よって、図5(b)に示すように、トナー2はトナー通
過孔4を通過するとともに左側に小さく偏向して飛翔
し、受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置より
も左側に約25μm程度変位した位置にトナーが付与さ
れる。
に0Vとした状態で、制御電極10に、各々のトナー通
過孔4の列に対し、トナー通過孔毎に異なる時間Ta0
CおよびTb0Cまで上記と同様の電圧を印加すること
によって、図5(c)に示すように、受像手段7上のト
ナー通過孔4に対向する位置にトナー2が付与される。
の偏向電極11bに+45Vを印加して−帯電したトナ
ー2を右に小さく偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対
し、時間Ta0RおよびTb0Rまで、上記と同様の電
圧を印加することによって、図5(d)に示すように、
受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右
側に約25μm程度変位した位置にトナーが付与され
る。
の偏向電極11bに+95Vを印加して−帯電したトナ
ー2を右に大きく偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対
し、時間Ta0RRおよびTb0RRまで、上記と同様
の電圧を印加することによって、図5(e)に示すよう
に、受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置より
も右側に約51μm程度変位した位置にトナーが付与さ
れる。こうして、制御電極10、偏向電極11a、11
bに対する印加電圧を順次切り換えることによって1つ
のトナー通過孔4によって、左右各々に2点と中央の合
計5点に対して受像手段上にトナーが付与される。
様を示す説明図であり、白丸は受像手段7上に形成され
た画素、黒丸は画素形成時に対応するトナー通過孔の中
心が存在した位置を表す。同図に示すように、トナー通
過孔4の列5aおよび5bの各々において、画素内部に
示す番号の順で、各々受像手段7上のmラインおよびm
−5ラインの位置に形成される。ここで、受像手段7は
記録動作中も副走査方向Yに一定速度で連続的に搬送さ
れ、一方、トナー通過孔からのトナー飛翔は、図4
(a)に示されるように、Ta0またはTb0の印加が
T0/5の一定の時間周期で行われることから、トナー
飛翔が行われる時点のトナー通過孔の中心位置は、図6
の黒丸で示されるように副走査方向に等間隔(po/5,
po: 画素ピッチ)に位置する。
a、11bは、トナー通過孔4の列5aの中心線に対し
て、tanθが1/5になる角度θ、すなわち11.3
°傾斜した方向に対向するように配設されているため、
トナー通過孔4から左右に飛翔するトナー2は、トナー
通過孔4の列5aの中心線に対して、11.3°傾斜し
た図6に示す矢印の方向に飛翔し、受像手段7の搬送の
影響は相殺され、1つのトナー通過孔4による左右と中
央の5点の画素は主走査方向に平行に一直線に配置され
る。また、トナー通過孔4の列5aと5bの列間距離p
は副走査方向の画素ピッチの5倍である127μmで構
成されているため、トナー通過孔4の列5aと5bから
同時にトナーの飛翔を行うことによって、各々によりm
ラインおよびm−5ラインの画素を同時に形成すること
が出来る。
おいて印刷解像度を変更し、800dpiとした場合の
動作を図7〜図10を参照して説明する。図7、図8お
よび図9は、上記図4、図5および図6と同様に、各々
電圧の印加状態を示すタイミングチャート、トナー2の
飛翔動作を表す動作説明図、および受像手段7に形成さ
れた画素の状態を表す動作説明図である。
列5aによるmライン目の画素の形成過程、およびトナ
ー通過孔4の列5bによるm−4ライン目の画素の形成
過程について説明する。まず、トナー通過孔4の列5a
および5bの両方に対し、偏向電極11a、11bがと
もに0Vで、制御電極10を−50Vとして背面電極6
による電界がトナー担持体1に吸着されたトナー2に影
響を与えないようにした初期状態を形成する。
の偏向電極11bに−90Vを印加して−帯電したトナ
ー2を左に偏向させるような電界を形成した状態で、制
御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対し、時間
Ta1LLおよびTb1LLまで、上記と同様の電圧を
印加することによって、図8(a)に示すように、受像
手段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右側に
約48μm程度変位した位置にトナーが付与される。
左の偏向電極11aに+25V、右の偏向電極11bに
−25Vを印加して−帯電したトナー2を左に小さく偏
向させるような電界を形成した状態で、制御電極10
に、各々のトナー通過孔4の列に対し、時間Ta1Lお
よびTb1Lまで、上記と同様の電圧を印加することに
よって、図8(b)に示すように、そのトナー2はトナ
ー通過孔4を通過するとともに左側に小さく偏向して飛
翔し、受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置よ
りも左側に約16μm程度変位した位置にトナーが付与
される。
の偏向電極11bに+25Vを印加して−帯電したトナ
ー2を右に小さく偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対
し、時間Ta1RおよびTb1Rまで、上記と同様の電
圧を印加することによって、図8(c)に示すように、
受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右
側に約16μm程度変位した位置にトナーが付与され
る。
の偏向電極11bに+90Vを印加して−帯電したトナ
ー2を右に大きく偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対し
時間Ta1RRおよびTb1RRまで、上記と同様の電
圧を印加することによって、図8(d)に示すように、
受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右
側に約48μm程度変位した位置にトナーが付与され
る。
a、11bに対する印加電圧を順次切り換えることによ
って1つのトナー通過孔4によって、左右各々に2点の
合計4点に対して受像手段上にトナーが付与される。
された画素の態様を示す説明図である。同図に示すよう
に、トナー通過孔4の列5aおよび5bの各々におい
て、画素内部に示す番号の順で各々受像手段7上のmラ
インおよびm−4ラインの位置に形成される。ここで、
図2(b)に示すように、偏向電極11a、11bがト
ナー通過孔4の列5aの中心線に対してなす角度は、受
像手段7が記録動作中に副走査方向Yに一定速度で連続
的に搬送され、かつトナー通過孔からのトナー飛翔(図
4(a)に示されるようにTa0またはTb0の印加)
が一定の時間周期で行われるようにした場合において、
1つのトナー通過孔から形成される5点の画素が主走査
方向に平行に一直線に形成され、受像手段7の搬送の影
響を相殺する目的で、トナー通過孔4の列5aの中心線
に対して11.3°傾斜した図6に示す矢印の方向にト
ナーが飛翔するように、tanθが1/5になる角度
θ、すなわち11.3°傾斜した方向に対向するように
配設されている。
素形成の場合においても時間的に等間隔にトナーの飛翔
を行うために、副走査方向に画素ピッチを4等分した図
中の破線位置(p 1/4,p 1: 画素ピッチ)にトナー
通過孔の中心が到達した時点で、トナーの飛翔を行うこ
ととした場合、トナーは図6と同様にトナー通過孔4の
列5aの中心線に対して11.3°傾斜した方向に飛翔
するため、図10に示すように、1つのトナー通過孔か
ら形成される4個の画素は主走査方向に一直線に配置さ
れず、正規の着弾位置から副走査方向にズレを生じると
いう問題点を有する。
置を通りトナー通過孔4の列5aの中心線に対して1
1.3°傾斜した直線と、トナー通過孔の移動軌跡を表
す直線が交差する位置(図9の黒丸)にトナー通過孔が
到達する時点でトナ−の飛翔を行うことにより、飛翔さ
れたトナーは正規の位置に着弾し、したがって、着弾位
置のズレは補正され、1つのトナー通過孔から形成され
る4個の画素は主走査方向に一直線に配置することが出
来る。このとき、図7に示すように、トナーの飛翔を決
めるTa1またはTb1の電圧印加は、T1/4の一定
の時間周期からΔT1だけオフセットされたタイミング
で行われる。また、ここでの時間的なオフセット量ΔT
1は、図9における位置的なオフセット量ΔP1及び図
10におけるΔY1と各々対応する。
5aと5bの列間距離pは副走査方向の画素ピッチ(3
1.8μm)の4倍である127μmで構成されている
ため、トナー通過孔4の列5aと5bから同時にトナー
の飛翔を行うことによって各々によりmラインおよびm
−4ラインの画素を同時に形成することが出来る。ま
た、図7において、制御電極10に印加する電圧の電圧
印加時間Ta1およびTb1は、図4で示した同様の電
圧印加時間Ta0およびTb0よりも長く設定されてお
り、図9において受像手段7に形成される画素の大きさ
は、図6における画素の大きさよりも大きく、印刷すべ
き解像度に応じた画素サイズを再現することが出来る。
おいて印刷解像度をさらに変更し、600dpiとした
場合の動作を図11〜図13を参照して説明する。図1
1、図12および図13は、上記した図4、図5および
図6と同様に、各々電圧の印加状態を示すタイミングチ
ャート、トナー2の飛翔動作を表す動作説明図、および
受像手段7に形成された画素の状態を表す動作説明図で
ある。
列5aによるmライン目の画素の形成過程、およびトナ
ー通過孔4の列5bによるm−3ライン目のの画素の形
成過程について説明する。まず、トナー通過孔4の列5
aおよび5bの両方に対し、偏向電極11a、11bが
ともに0Vで、制御電極10を−50Vとして背面電極
6による電界がトナー担持体1に吸着されたトナー2に
影響を与えないようにした初期状態を形成する。
の偏向電極11bに−75Vを印加して−帯電したトナ
ー2を左に偏向させるような電界を形成した状態で、制
御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対し、時間
Ta2LおよびTb2Lまで、上記と同様の電圧を印加
することによって、図12(a)に示すように、受像手
段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右側に約
42μm程度変位した位置にトナーが付与される。
に0Vとした状態で、制御電極10に、各々のトナー通
過孔4の列に対し、トナー通過孔毎に異なる時間Ta2
CおよびTb2Cまで上記と同様の電圧を印加すること
によって、図12(b)に示すように、受像手段7上の
トナー通過孔4に対向する位置にトナー2が付与され
る。
の偏向電極11bに+75Vを印加して−帯電したトナ
ー2を右に偏向させるような電界を形成した状態で、制
御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対し、時間
Ta2RおよびTb2Rまで,上記と同様の電圧を印加
することによって、図12(c)に示すように、受像手
段7上のトナー通過孔4に対向する位置よりも右側に約
42μm程度変位した位置にトナーが付与される。
て、左右および中央の合計3点に対して受像手段上にト
ナーが付与される。
された画素の態様を示す説明図である。同図に示すよう
に、トナー通過孔4の列5aおよび5bの各々におい
て、画素内部に示す番号の順で、各々受像手段7上のm
ラインおよびm−3ラインの位置に形成される。ここで
も、図9に示した場合と同様に、正規の着弾位置を通り
トナー通過孔4の列5aの中心線に対して11.3°傾
斜した直線と、トナー通過孔の移動軌跡を表す直線が交
差する位置(図13の黒丸)にトナー通過孔が到達する
時点でトナ−の飛翔を行うことにより、飛翔されたトナ
ーは正規の位置に着弾し、したがって、副走査方向のト
ナー着弾位置のズレは発生せず、1つのトナー通過孔か
ら形成される3個の画素は主走査方向に一直線に配置す
ることが出来る。このとき、図11に示すように、トナ
ーの飛翔を決めるTa2またはTb2の電圧印加は、T
2/4の一定の時間周期からΔT2だけオフセットされ
たタイミングで行われる。また、ここでの時間的なオフ
セット量ΔT2は、図13における位置的なオフセット
量ΔP2と各々対応する。
5aと5bの列間距離pは副走査方向の画素ピッチ(4
2.3μm)の3倍である127μmで構成されている
ため、トナー通過孔4の列5aと5bから同時にトナー
の飛翔を行うことによって各々によりmラインおよびm
−3ラインの画素を同時に形成することが出来る。
する電圧の電圧印加時間Ta2およびTb2は、上記し
た図4および図7の同様の電圧印加時間よりも長く設定
されているので、図13において受像手段7に形成され
る画素の大きさは、図6および図9における画素の大き
さよりも大きく、印刷すべき解像度に応じた画素サイズ
を再現することが出来る。
おいて印刷解像度をさらに変更し、400dpiとした
場合の動作を、図14〜図16を参照して説明する。
列5aによるmライン目の画素の形成過程、およびトナ
ー通過孔4の列5bによるm−2ライン目の画素の形成
過程について説明する。
の両方に対し、偏向電極11a、11bがともに0V
で、制御電極10を−50Vとして背面電極6による電
界がトナー担持体1に吸着されたトナー2に影響を与え
ないようにした初期状態を形成する。
右の偏向電極11bに−120Vを印加して−帯電した
トナー2を左に偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対
し、時間Ta3LおよびTb3Lまで、上記と同様の電
圧を印加することによって、図15(a)に示すよう
に、受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置より
も右側に約64μm程度変位した位置にトナーが付与さ
れる。
右の偏向電極11bに+120Vを印加して−帯電した
トナー2を右に偏向させるような電界を形成した状態
で、制御電極10に、各々のトナー通過孔4の列に対
し、時間Ta3RおよびTb3Rまで、上記と同様の電
圧を印加することによって、図15(b)に示すよう
に、受像手段7上のトナー通過孔4に対向する位置より
も右側に約64μm程度変位した位置にトナーが付与さ
れる。
て、左右の合計2点に対して受像手段上にトナーが付与
される。
態様を示す説明図であり、同図に示すように、トナー通
過孔4の列5aおよび5bの各々において、画素内部に
示す番号の順で、各々受像手段7上のmラインおよびm
−2ラインの位置に形成される。ここでも、正規の着弾
位置を通りトナー通過孔4の列5aの中心線に対して1
1.3°傾斜した直線と、トナー通過孔の移動軌跡を表
す直線が交差する黒丸の位置にトナー通過孔が到達する
時点でトナ−の飛翔を行うことにより、飛翔されたトナ
ーは正規の位置に着弾し、副走査方向のトナー着弾位置
のズレは発生せず、1つのトナー通過孔から形成される
2個の画素は主走査方向に一直線に配置することが出来
る。このとき、図14に示すように、トナーの飛翔を決
めるTa3またはTb3の電圧印加は、T3/2の一定
の時間周期からΔT3だけオフセットされたタイミング
で行われる。また、ここでの時間的なオフセット量ΔT
3は、図16における位置的なオフセット量ΔP3と各
々対応する。
5aと5bの列間距離pは副走査方向の画素ピッチ(6
3.5μm)の2倍である127μmで構成されている
ため、トナー通過孔4の列5aと5bから同時にトナー
の飛翔を行うことによって各々によりmラインおよびm
−2ラインの画素を同時に形成することが出来る。
加する電圧の電圧印加時間Ta3およびTb3は、上記
した図11の同様の電圧印加時間よりも長く設定されて
いるので、図16において受像手段7に形成される画素
の大きさは、図13における画素の大きさよりも大きく
設定されるが、大きさには限界があって印刷すべき解像
度である400dpiに応じた画素サイズ(図中破線)
まで拡大することは出来ない。この場合においても、本
動作モードを、処理すべき画像信号の量が少ないことに
起因して印刷速度が向上することを目的とした草稿確認
用として利用することは意味があり、有効に活用するこ
とが出来る。
向電極11a、11bに画像信号電圧に同期して多段階
に変動する偏向電圧を順次切り換えて印加することで、
各トナー通過孔4を通過するトナー2の飛翔する方向
を、トナー通過孔4の列と平行であってトナー通過孔4
に対して同一な方向において多段階に異ならせることに
より、受像手段に形成する画素の位置を多段階に制御し
た。この場合の、偏向電圧とトナーの偏向量の関係を図
17に示す。横軸は左右の偏向電極11aおよび11b
に印加する偏向電圧の差分を、縦軸はトナー2の着弾位
置とトナー通過孔4との主走査方向における距離を表
し、同図の特性にしたがい偏向電圧を変調することによ
って解像度に応じた所定の偏向量を得ることが出来る。
この結果、1つのトナー通過孔4から例えば左右各々に
2点と中央の合計5点に対して受像手段7上にトナー2
を付与することができ、解像度を向上できる。
電圧に同期して変動する偏向電圧を印刷毎に順次切り換
えて、トナー通過孔4を通過したトナーの飛翔する方向
およびその数を異ならせることにより、1つのトナー通
過孔4から形成する画素の個数を制御し、画素ピッチの
異なる画像を選択的に記録することができる。たとえ
ば、トナー通過孔4の孔ピッチが200dpiからなる
場合に、1つのトナー通過孔4から4個の画素を形成す
ることで得られる800dpiの画像と1つのトナー通
過孔4から3個の画素を形成することで得られる600
dpiの画像を同一の装置において選択的に印刷した
り、1つのトナー通過孔4から3個の画素を形成するこ
とで得られる600dpiの画像と1つのトナー通過孔
4から2個の画素を形成することで得られる400dp
iの画像を、同一の装置において選択的に印刷すること
が出来る。
圧の印加タイミングを、偏向電極11a、11bに印加
する偏向電圧に応じて異ならせることにより、1つのト
ナー通過孔4から形成される複数の画素が主走査方向に
一直線に配列されるために、偏向電極11a、11bが
トナー通過孔4の列に対してなす角度が設定されたトナ
ー通過制御手段3を用いた構成において、画像信号電圧
の印加タイミングを微妙に調整することで、更にその効
果を高めることが出来る。
圧の印加タイミングを、偏向電極11a、11bに印加
する偏向電圧に応じて異ならせるとともに、画素ピッチ
に応じても選択的に異なることにより、特定の画素ピッ
チの画像印刷に対して、時間的に等間隔の時間周期でト
ナーの飛翔を行った場合に1つのトナー通過孔4から形
成される複数の画素が主走査方向に一直線に配列される
ように、偏向電極11a、11bがトナー通過孔4の列
に対してなす角度が設定されたトナー通過制御手段3を
用いて、異なる画素ピッチの画像を印刷した場合におい
ても、同様の効果を得ることが出来る。
圧の電圧印加時間を画素ピッチに応じて選択的に異なら
せることにより、飛翔するトナー2の量を制御し、受像
手段7に形成する画素の大きさを制御した。この場合
の、画像信号電圧の印加時間と、画素サイズの関係を図
18に示す。同図の特性にしたがい電圧印加時間を変調
することによって解像度に応じた所定の画素サイズ又は
視覚的に近似する画素サイズを得ることが出来る。
圧の電圧又は電圧印加時間を、偏向電極11a、11b
に印加する偏向電圧に応じて異ならせることにより、偏
向電圧を変動させることによってトナー担持体1上のト
ナー2が影響を受け、トナー担持体1から飛翔するトナ
ー2の量が変動してしまうという問題点に対して、画像
信号電圧の電圧印加時間によってトナー2の飛翔量を補
償し一定化することが出来る。
体1の移動方向と直交する方向に複数個のトナー通過孔
4を配列した列を一定の列間隔で複数列備え、列間隔は
前記した異なる複数の画素ピッチの公倍数である構成と
したことにより、複数列のトナー通過孔4を有したトナ
ー通過制御手段3を用いた場合においても、同一の装置
において異なる複数の画素ピッチの画像を選択的に印刷
することが出来る。
いて異なる4種類の画素ピッチからなる画像を選択的に
印刷できる構成としたが、全ての画素ピッチに対応せ
ず、適当な画素ピッチだけを印刷できる構成としてもよ
く、その場合装置を簡素化できる。
手段3はトナー担持体1の移動方向と直交する方向に複
数列のトナー通過孔4の列5a、5bを備えた構成とし
たが、一列からなる構成としてもよく、その場合装置の
画像信号処理を単純化することができる。
明したように、より高い解像度において高精細な画像を
実現するとともに、同一の装置において異なる複数の解
像度からなる画像形成を選択的に行い、合わせて解像度
を変更した場合においても良好な画像品質を実現するこ
とが出来る。
を示す側断面図である。
図である。
の制御電極および偏向電極に印加する電圧の状態を示す
タイミングチャートである。
動作説明図である。
態を示す説明図である。
の制御電極および偏向電極に印加する電圧の状態を示す
タイミングチャートである。
動作説明図である。
態を示す説明図である。
イミングを補正しなかった場合に受像手段に形成される
画素の状態を示す説明図である。
時の制御電極および偏向電極に印加する電圧の状態を示
すタイミングチャートである。
す動作説明図である。
状態を示す説明図である。
時の制御電極および偏向電極に印加する電圧の状態を示
すタイミングチャートである。
す動作説明図である。
状態を示す説明図である。
量の関係を示す特性図である。
時間と画素サイズの関係を示す特性図である。
設状態を示す平面図である。
つの動作状態を示し、(a)は縦断正面図、(b)は縦
断側面図である。
(a)は電極の配設状態を示す平面図、(b)は偏向電
極の配設状態を示す平面図である。
構成図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 帯電されたトナーを担持して移動するト
ナー担持体と、トナー担持体にて搬送されたトナーが通
過する列状に配設された複数個のトナー通過孔とトナー
通過孔の近傍に配設された制御電極とトナー通過孔の近
傍に配設された偏向電極とを絶縁基板に設けて構成され
たトナー通過制御手段と、トナー通過制御手段を通過し
たトナーが付与される受像手段と、受像手段の背面に配
設されてトナーを吸引する背面電極とを具備した画像形
成装置において、制御電極に画像信号に応じたパルス状
の画像信号電圧を印加することによりトナー担持体から
供給されたトナーのトナー通過孔の通過を制御するとと
もに、偏向電極に画像信号電圧に同期して多段階に変動
する偏向電圧を印加することで、トナー通過孔を通過す
るトナーの飛翔する方向をトナー通過孔の列と平行であ
ってトナー通過孔に対して同一な方向において多段階に
異ならせて受像手段に形成する画素の位置を制御するよ
うにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 画素ピッチの異なる画像を選択的に記録
するようにしたことを特徴とする請求項1記載の画像形
成装置。 - 【請求項3】 帯電されたトナーを担持して移動するト
ナー担持体と、トナー担持体にて搬送されたトナーが通
過する列状に配設された複数個のトナー通過孔とトナー
通過孔の近傍に配設された制御電極とトナー通過孔の近
傍に配設された偏向電極とを絶縁基板に設けて構成され
たトナー通過制御手段と、トナー通過制御手段を通過し
たトナーが付与される受像手段と、受像手段の背面に配
設されてトナーを吸引する背面電極とを具備した画像形
成装置において、制御電極に画像信号に応じたパルス状
の画像信号電圧を印加することによりトナー担持体から
供給されたトナーのトナー通過孔の通過を制御するとと
もに、偏向電極に画像信号電圧に同期して変動する偏向
電圧を印加することで、トナー通過孔を通過するトナー
の飛翔する方向を異ならせることにより受像手段に形成
する画素の位置を制御し、画素ピッチの異なる画像を選
択的に記録するようにしたことを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項4】 制御電極に印加する画像信号電圧の印加
タイミングを、偏向電極に印加する偏向電圧に応じて異
ならせるようにしたことを特徴とする請求項1〜3の何
れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 制御電極に印加する画像信号電圧の印加
タイミングを、偏向電極に印加する偏向電圧に応じて異
ならせるとともに、画素ピッチに応じても選択的に異な
らせるようにしたことを特徴とする請求項2又は3記載
の画像形成装置。 - 【請求項6】 制御電極に印加する画像信号電圧の電圧
又は電圧印加時間を、画素ピッチに応じて選択的に異な
らせるようにしたことを特徴とする請求項2、3、又は
5記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 制御電極に印加する画像信号電圧の電圧
又は電圧印加時間を、偏向電極に印加する偏向電圧に応
じて異ならせるようにしたことを特徴とする請求項1〜
6の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 トナー通過制御手段はトナー担持体の移
動方向と直交する方向に複数個のトナー通過孔を配列し
た列を一定の列間隔で複数列備え、その列間隔を異なる
複数の画素ピッチの公倍数にしたことを特徴とする請求
項2、3、5、6又は7記載の画像形成装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11157291A JP2000343743A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 画像形成装置 |
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AU26958/00A AU2695800A (en) | 1999-03-01 | 2000-02-29 | Image forming device and image forming method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP11157291A JP2000343743A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 画像形成装置 |
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JP11157291A Pending JP2000343743A (ja) | 1999-03-01 | 1999-06-04 | 画像形成装置 |
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1999
- 1999-06-04 JP JP11157291A patent/JP2000343743A/ja active Pending
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