JP3197438B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JP3197438B2 JP27155294A JP27155294A JP3197438B2 JP 3197438 B2 JP3197438 B2 JP 3197438B2 JP 27155294 A JP27155294 A JP 27155294A JP 27155294 A JP27155294 A JP 27155294A JP 3197438 B2 JP3197438 B2 JP 3197438B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ、ワード
プロセッサあるいはファクシミリ等の画像情報出力装置
から出力された文字や画像信号を記録材上に可視像とし
て再生するカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ、ワードプロセッサあるい
はファクシミリ等の画像情報出力装置から出力される電
気信号に基づいて紙等の記録材上に可視像を形成する装
置として、インクを使用するインクジェット方式、イン
クを溶融転写する熱転写方式、インクを昇華する方式、
あるいは電子写真方式等による画像形成装置が知られて
いる。
【０００３】このうち、近年の高速化、高画質化および
低価格化の要求に伴い、ノンインパクト方式であり、プ
リントヘッドが一体化されて比較的簡単な装置構成であ
るインクジェット方式が多用されつつある。しかしなが
ら、この方式では、液体であるインクを使用することか
ら、記録紙上でにじみが生じ易く、良好な画像が得られ
難い他、カラー印字において重ね印字を行った場合に
は、インクの混合による混合色の発色が期待し難い。従
って、高品質が求められる画像を得る場合には、電子写
真方式のトナーによる印字が採用されている。
【０００４】トナーによる印字では、にじみがなく、色
調の濃い視覚的に優れた画像が得られる他、カラーの画
像形成における複数色の混合が定着の過程において行わ
れ、良好な混合色を得ることができる。このようなこと
から、インクジェット方式の簡単なプロセスとトナーに
よる画像形成の手法とを組み合わせた、トナー飛翔によ
る直接印字方式が提案されている。
【０００５】例えば特開平４−１９１７８０号（第１従
来技術）には、画像信号に応じてトナーの通過が制御さ
れる複数のトナー通過孔を有する基板を備え、トナー通
過孔の目詰まりを防止するために、画像形成時のみ上記
貫通孔にトナー供給手段を配する技術が開示されてい
る。
【０００６】また、特開平４−２１６９６３号（第２従
来技術）には、画像信号に応じてトナーの通過が制御さ
れるトナー通過孔を有する基板を備え、トナー通過孔の
目詰まり等を防止するために、複数のトナータンクを上
記トナー通過孔に順次移動させることにより、記録材上
にカラー画像を形成する技術が開示されている。
【０００７】また、特開平４−２６８５９１号（第３従
来技術）には、記録材の搬送路に各色トナー用のトナー
タンクが並設され、これら各トナータンクにトナー通過
孔を有する基板が設けられ、上記トナー通過孔における
トナーの通過を画像信号に応じて制御する技術が開示さ
れている。
【０００８】また、特開平６−２３４２３３号（第４従
来技術）には、記録材の搬送路に各色トナー用のトナー
タンクが並設され、これら各トナータンクに対向する共
通の基板に各トナータンクに対応するトナー通過孔が形
成され、このトナー通過孔におけるトナーの通過を画像
信号に応じて制御する技術が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１および第２従来技術においては、トナー通過孔に設け
られている制御電極とトナータンクとが相対的に移動す
ることから、画像形成時における上記両者の位置決めを
高精度で行うことが困難である。また、上記両者の相対
移動のための手段が必要であることから、構造が複雑か
つ高コストのものとなる。
【００１０】また、上記第３および第４従来技術は各色
用のトナータンクが固定状態であることから上記の問題
を解決しているものの、前記第１および第２従来技術を
含む第１ないし第４の従来技術は、トナーによる影響を
抑えて制御電極周りの電位を安定化させ良好な品質の画
像を得ること、あるいはトナーによるドットの形成位置
を良好な位置に設定して鮮やかなカラー画像を得ること
等、画像品質の向上という点については十分に考慮され
ていない。
【００１１】従って、本発明は、画像品質を向上するこ
とができるカラー画像形成装置の提供を目的としてい
る。
【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の発明のカラー画像形成装置は、各色ト
ナー毎に設けられ、記録紙通過部での記録紙搬送方向に
並び、所定の極性に帯電されたトナーを担持するトナー
担持体、例えば現像ローラと、これらトナー担持体と対
向配置され、各トナー担持体との対向位置にトナーが通
過可能な径の複数のトナー通過孔が形成されている絶縁
基板と、上記各トナー通過孔の形成位置毎に上記絶縁基
板に設けられた制御電極と、上記絶縁基板と対向配置さ
れ、絶縁基板との間に上記の記録紙通過部となる隙間を
形成する背面電極と、上記記録紙通過部にて記録紙を搬
送する記録紙搬送手段と、トナー担持体側のトナーを上
記トナー通過孔を通過させて背面電極側へ移動させる方
向の電界を生じさせる、上記トナーとは逆極性の電圧を
上記背面電極に印加する背面電極電圧付与手段と、画像
信号に応じた、上記トナーと同極性の電圧を上記制御電
極に選択的に印加して、トナー通過孔を通じてのトナー
の上記移動を制御する電界を生じさせる制御電極電圧付
与手段とを備えているとともに、上記のトナー通過孔の
径は、そのトナー通過孔が属するトナー担持体が担持す
るトナーの色に応じて設定され、上記の制御電極電圧付
与手段と背面電極電圧付与手段との少なくとも一方が、
上記トナー通過孔の径に応じて出力電圧を設定するもの
であることを特徴としている。
【００１３】また、請求項２の発明のカラー画像形成装
置は、各色トナー毎に設けられ、記録紙通過部での記録
紙搬送方向に並び、所定の極性に帯電されたトナーを担
持するトナー担持体と、これらトナー担持体と対向配置
され、各トナー担持体との対向位置にトナーが通過可能
な径の複数のトナー通過孔が形成され、異なるトナー担
持体に属するトナー通過孔同士の少なくとも一組が、少
なくとも記録紙搬送方向と直交する方向の位置が互いに
異なるように形成されている絶縁基板と、上記各トナー
通過孔の形成位置毎に上記絶縁基板に設けられた制御電
極と、上記絶縁基板と対向配置され、絶縁基板との間に
上記の記録紙通過部となる隙間を形成する背面電極と、
上記記録紙通過部にて記録紙を搬送する記録紙搬送手段
と、トナー担持体側のトナーを上記トナー通過孔を通過
させて背面電極側へ移動させる方向の電界を生じさせる
電圧を上記背面電極に印加する背面電極電圧付与手段
と、画像信号に応じた電圧を上記制御電極に選択的に印
加して、トナー通過孔を通じてのトナーの上記移動を制
御する電界を生じさせる制御電極電圧付与手段とを備え
ているとともに、上記のトナー通過孔の径は、そのトナ
ー通過孔が属するトナー担持体が担持するトナーの色に
応じて設定され、上記の制御電極電圧付与手段と背面電
極電圧付与手段との少なくとも一方が、上記トナー通過
孔の径に応じて出力電圧を設定するものであることを特
徴としている。
【００１４】また、請求項３の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１または２の発明のカラー画像形成装置に
おいて、上記制御電極電圧付与手段が、上記トナー通過
孔を通じてトナーを背面電極方向へ移動させるときの電
圧を調整可能であることを特徴としている。
【００１５】
【００１６】また、請求項４の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から３の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、上記の制御電極電圧付与手段が、画像信
号から各制御電極に応じた信号を生成する制御信号生成
手段と、この制御信号生成手段から出力された信号を所
定の制御電圧に変換する信号／電圧変換手段とを備え、
上記絶縁基板に設けられていることを特徴としている。
【００１７】また、請求項５の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から４の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、上記の制御電極は絶縁基板における記録
紙搬送部側の面に形成され、背面電極の上面に半導電性
層が形成されていることを特徴としている。
【００１８】また、請求項６の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から５の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、記録紙搬送方向における最下流側の制御
電極の下流側に、記録紙上のトナーを加熱して記録紙に
定着させる加熱定着手段を備え、この加熱定着手段と上
記最下流側の制御電極との間の記録紙搬送路長が、記録
紙の搬送方向長さよりも長く設定され、上記記録紙搬送
手段は記録通過部にて記録紙を停止可能であることを特
徴としている。
【００１９】
【作用】請求項１の構成によれば、背面電極電圧付与手
段によりトナーとは逆極性の電圧が背面電極に印加され
ると、トナー担持体側のトナーをトナー通過孔を通過さ
せて背面電極側へ移動させる方向の電界が生じる。この
電界によりトナー担持体に担持されたトナーは背面電極
方向へ移動しようとする。そこで、制御電極電圧付与手
段により、画像信号に応じた電圧を各制御電極に対して
選択的に印加すると、それら制御電極に対応するトナー
通過孔でのトナー通過あるいはトナー通過阻止が画像信
号に応じて行われ、記録紙通過部を搬送される記録紙に
画像信号に応じたトナー像が得られる。
【００２０】ここで、制御電極電圧付与手段から制御電
極に印加される電圧は、トナー通過孔でのトナー通過を
許容するもの、およびトナー通過を阻止するものの何れ
もがトナーと同極性のものである。従って、トナー通過
時すなわち印字時、およびトナー通過阻止時すなわち非
印字時の何れの場合においても、制御電極および制御電
極への給電用の接続線へのトナーの付着が防止される。
これにより、制御電極あるいは接続線に堆積したトナー
が記録紙上に落下して記録紙が汚れる事態、トナーによ
りトナー通過孔の目詰まりが生じる事態および堆積した
トナーによって制御電極周りの電界が不安定になり、印
字品質が劣化する事態等を防止でき、品質の良好な画像
を得ることができる。また、トナー通過孔の径がそのト
ナー通過孔が属するトナー担持体が担持するトナーの色
に応じて設定され、制御電極電圧付与手段と背面電極電
圧付与手段との少なくとも一方が、上記トナー通過孔の
径に応じて出力電圧を設定するものであるので、カラー
画像を良好に再現することができる。 即ち、トナー通過
孔の径を通過させるトナーの色に応じて設定すること、
例えば相対的に弱い色であるイエローに対応するトナー
通過孔の径を相対的に大きくすることにより、各色トナ
ーの通過量を相対的に調整可能であるものの、これに加
えて、制御電極への印加電圧と背面電極への印加電圧と
の少なくとも一方をトナー通過孔の径に応じて設定すれ
ば、トナー通過孔におけるトナー通過量を適切に制御す
ることができ、カラー画像を良好に再現することができ
る。
【００２１】請求項２の構成によれば、絶縁基板に形成
されている複数のトナー通過孔のうち、異なるトナー担
持体に属するトナー通過孔同士の少なくとも一組は、少
なくとも記録紙搬送方向と直交する方向の位置が互いに
異なるように形成されているので、記録紙上に形成され
る異なる色のドット同士の少なくとも一組は、完全に重
なることなく形成される。これにより、各色のドット同
士を重ねてカラー画像を得る場合と比較して、濁りのな
い鮮やかな画像を得ることができ、これにより画像品質
を向上することができる。また、トナー通過孔の径がそ
のトナー通過孔が属するトナー担持体が担持するトナー
の色に応じて設定され、制御電極電圧付与手段と背面電
極電圧付与手段との少なくとも一方が、上記トナー通過
孔の径に応じて出力電圧を設定するものであるので、カ
ラー画像を良好に再現することができる。
【００２２】請求項３の構成によれば、制御電極に印加
される電圧のうち、トナー通過孔を通じてトナーを背面
電極方向へ移動させるときの電圧が調整可能であるの
で、記録紙に印字するときのトナーの量および記録紙で
のトナーの付着範囲を調整することができる。これによ
り、記録紙に印字される各色のドットの濃度および径を
調整可能となり、画像を良好に再現することができる。
【００２３】
【００２４】
【００２５】請求項４の構成によれば、制御電極電圧付
与手段が、画像信号から各制御電極に応じた信号を生成
する制御信号生成手段と、この制御信号生成手段から出
力された信号を所定の制御電圧に変換する信号／電圧変
換手段とを備え、上記絶縁基板に設けられているので、
制御電極に電圧を供給するための高圧の回路を絶縁基板
上に集中させることができる。従って、この高圧回路を
カラー画像形成装置の低圧回路である他の制御回路等と
分離することができ、これらの回路に対する高圧回路に
よる影響を回避することができる。これにより、装置の
誤動作および故障等が低減され、信頼性を向上すること
ができる。
【００２６】請求項５の構成によれば、背面電極の上面
に半導電性層が形成されているので、搬送される記録紙
との摺接により背面電極の表面に摩擦による帯電が生じ
て記録紙の搬送の障害となる事態、および高圧が印加さ
れる背面電極から放電が生じる事態が防止される。
【００２７】請求項６の構成によれば、記録紙に対する
印字時において、記録紙を適宜停止させながら、印字を
行うことができるので、記録紙を連続的に移動させて印
字を行う場合と比較して少量の画像信号を順次転送しな
がら印字を行うことができる。これにより、画像信号の
伝送経路に配される各記憶手段の容量を小さくし、コス
トダウンを図ることができる。また、この場合、記録紙
は加熱定着手段に挟持されることがないので、記録紙を
停止させての印字動作中に、記録紙が加熱されて変形や
変色、あるいは皺を生じる事態を回避することができ
る。
【００２８】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図２３に基づ
いて以下に説明する。本実施例のカラー画像形成装置
は、図２に示すように、中央部に、記録紙Ｐ上にトナー
像を形成する画像形成部１を備えている。画像形成部１
への入紙側には、画像形成部１に記録紙を搬送する一対
の搬送ローラ２・２、および記録紙Ｐを収容した給紙カ
セット３が設けられている。この給紙カセット３内の記
録紙Ｐは、給紙ローラ４により送り出され、モータ５に
て回転駆動される搬送ローラ２・２により画像形成部１
に搬送される。画像形成部１からの出紙側には、加熱定
着手段としての定着器６および排紙トレイ７が設けられ
ている。定着器６は、ヒートローラ８とこれに圧接され
る圧力ローラ９からなり、記録紙Ｐ上のトナー像を加熱
して記録紙Ｐに熱圧着させ、排紙トレイ７上に排出する
ものである。尚、搬送ローラ２・２と定着器６との間の
記録紙Ｐの搬送は、例えば図６に示す記録紙搬送手段と
してのサクションベルト２１にて行われる。このサクシ
ョンベルト２１は搬送ガイド板１３上面の記録紙Ｐの幅
方向両端部等を吸着して搬送するように設けられた周知
のものである。また、画像形成部１の下方には箱内に収
納されたコントローラ１０が設けられている。
【００２９】画像形成部１は、トナータンクユニット１
１、絶縁基板であるドライバ基板１２および搬送ガイド
板１３を備えている。トナータンクユニット１１は、図
３にも示すように、記録紙Ｐの搬送方向における上流側
から下流側に向かってイエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの各色トナーを個別に収容したトナータンク１１
ａ〜１１ｄがこの順に並ぶように、これらを一体化した
ものである。これら各トナータンク１１ａ〜１１ｄの下
端部には、図４にも示すように、外形が円柱状のトナー
担持体である現像ローラ１１ｅが設けられている。
【００３０】現像ローラ１１ｅは、少なくとも表面が導
電性を有しており、例えば表面にトナーを機械的に保持
可能な凹凸が形成されたものとなっている。また、トナ
ーは絶縁性であり、例えば図１０に示すように、現像ロ
ーラ１１ｅと摺接するブレード１９により摩擦され、所
定電位（本実施例においては負電位）に帯電するように
なっている。トナーはシリカ、アルミナ等の外添剤が添
加されていることにより、帯電可能となっている。従っ
て、現像ローラ１１ｅは、トナーを静電的かつ機械的に
搬送することができる。
【００３１】尚、トナーを搬送するための他の構成とし
ては、上記のものの他、上記の構成において、現像ロー
ラ１１ｅに代えて半導電性ローラを使用するもの、磁性
を有するキャリア粒子にトナーを静電的に付着させると
ともに、表面に磁気的作用を及ぼす現像ローラにてキャ
リアと共にトナーを搬送するもの、あるいはトナー自体
に磁性を有する粒子を分散させて磁性を付与し、表面に
磁気的作用を及ぼす現像ローラにてトナーを搬送するも
のを採用することができる。
【００３２】ドライバ基板１２はトナータンクユニット
１１の下端部に設けられ、少なくとも一端側のトナータ
ンク１１ａの現像ローラ１１ｅから他端側のトナータン
ク１１ｄの現像ローラ１１ｅまでと対向可能な長さおよ
び幅を有している。ドライバ基板１２における各トナー
タンクユニット１１の現像ローラ１１ｅと対向する位置
には、それぞれ、多数のトナー通過孔１５…が形成され
ている。
【００３３】これらトナー通過孔１５は、図５に示すよ
うに、矢印Ａで示す記録紙Ｐの搬送方向に対して傾斜し
た状態で、例えば４個が一列をなし、この列が各々平行
にドライバ基板１２の幅方向、即ち現像ローラ１１ｅの
軸方向に多数列設けられたものとなっている。１個の現
像ローラ１１ｅと対向し、その現像ローラ１１ｅに属す
るトナー通過孔１５…において、各列同士の対応する位
置に存在するトナー通過孔１５同士、例えば各列の第１
番目のトナー通過孔同士は、Ａ方向のほぼ同一位置に形
成されている。また、各トナー通過孔１５の列の位置
は、異なる現像ローラ１１ｅに属する、ドライバ基板１
２幅方向の一方から数えて同一列番号のもの同士、即ち
第１列目同士、第２列目同士、……、がほぼ同一位置に
形成されている。
【００３４】尚、図５においては、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの各色トナー用のトナータンク１
１ａ〜１１ｄの現像ローラ１１ｅに属する制御電極１６
を、それぞれ制御電極１６ａ〜１６ｄとして示してい
る。また、例えば制御電極１６ａにおける第１列目の第
１番目は１６ａ1 となり、最終列目の最終番目は１６ａ
25 60となっている。従って、本実施例において、１個の
現像ローラ１１ｅに属する制御電極１６、即ちトナー通
過孔１５の個数は２５６０であり、列数は６４０となっ
ている。
【００３５】ドライバ基板１２のトナータンクユニット
１１との対向面における各トナー通過孔１５の回りに
は、円形の制御電極１６が形成されている。これら制御
電極１６は、異なる現像ローラ１１ｅに属し、ドライバ
基板１２幅方向の一方から数えて同一列番号であり、か
つその列の一方から数えて同一番号のもの同士、例えば
制御電極１６ａ1 ・１６ｂ1 ・１６ｃ1 ・１６ｄ1 が、
接続線１７によってそれぞれ接続されている。また、こ
れら各接続線１７は、ドライバ基板１２に設けられたド
ライバＩＣ６２と接続されている。尚、上記制御電極１
６および接続線１７は、例えば印刷回路によって形成さ
れている。ドライバＩＣ６２の配設部におけるドライバ
基板１２は、図２および図３に示すように、トナータン
ク１１ａ側において上方へ折曲されている。
【００３６】搬送ガイド板１３は、画像形成部１を搬送
される記録紙Ｐを案内するものであり、その上面とドラ
イバ基板１２との間に、少なくとも記録紙Ｐの厚さより
も広い幅の、記録紙Ｐ搬送のための隙間を有している。
搬送ガイド板１３の上面におけるトナー通過孔１５との
対向位置には、各現像ローラ１１ｅに属するトナー通過
孔１５毎に背面電極１４が設けられている。これら背面
電極１４…は、搬送ガイド板１３上における記録紙の搬
送性を考慮して、その上面が搬送ガイド板１３の上面と
面一となるように、搬送ガイド板１３内に埋設されてい
る。尚、図３においては、イエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの各色トナー用のトナータンク１１ａ〜１
１ｄの現像ローラ１１ｅに属する背面電極１４を、それ
ぞれ背面電極１４ａ〜１４ｄとして示している。
【００３７】また、背面電極１４の上には、図４に示す
ように、半導電性層である被覆層１８が設けられてい
る。この被覆層１８は、搬送ガイド板１３の上面を滑ら
かにし、記録紙Ｐの搬送を円滑にするためのものであ
る。即ち、背面電極１４は上面が搬送ガイド板１３の上
面と面一となるように搬送ガイド板１３に埋設されてい
るものの、その形成状態によっては段差が生じ、搬送中
における記録紙Ｐの引っ掛かりを生じる場合がある。従
って、本装置においては、上記被覆層１８を設けること
によってこの問題を解決している。さらに、被覆層１８
にて記録紙Ｐの搬送面が均一となることから、記録紙Ｐ
の各部はトナーの移動方向に対して垂直な状態で位置す
ることができ、記録紙Ｐにほぼ円形のドットを印字する
ことができる。
【００３８】また、被覆層１８が帯電した場合、静電気
により搬送性が損なわれることになる。従って、被覆層
１８は、記録紙Ｐの摺接による摩擦帯電を防止し、かつ
背面電極１４同士の短絡を防止するため、抵抗値が１０
7 〜１０9 Ωの範囲の半導電性を有するものとなってい
る。また、被覆層１８にて背面電極１４の表面が覆われ
ていることにより、高圧が印加される背面電極１４から
の放電が防止されている。上記のような半導電性を得る
ため、被覆層１８は、例えばシリコン、ナイロンあるい
はテフロン等の樹脂材料からなる主剤にカーボン粒子を
練り込んだものにより形成されている。
【００３９】コントローラ１０は、画像形成動作を制御
するものであり、図６に示すように、インターフェイス
部５１、エンジンコントローラ部５２および画像信号処
理部５３を備えている。エンジンコントローラ部５２に
は、図示しないホストコンピュータから出力された画像
形成の開始指令信号等がインターフェイス部５１を介し
て入力される。エンジンコントローラ部５２は、図示し
ないＣＰＵ(Central Processing Unit) 、ＣＰＵの作業
領域となるＲＡＭ(Random Access Memory)、およびＣＰ
Ｕの動作プログラムを記憶しているＲＯＭ(Read Only M
emory)等を備え、このプログラムに従って画像形成のた
めの制御を順次実行していくものである。
【００４０】画像信号処理部５３は、エンジンコントロ
ーラ部５２を介して入力された画像信号に対して、図示
しない処理部により良好な画像を得るための所定の信号
処理を行うとともに、図７に示す構成により、制御電極
１６と背面電極１４とを駆動するための信号処理を行う
ものである。同図に示すように、画像信号処理部５３
は、Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄ、バッファ５５〜５７、
データセレクタ５８、データ変換回路５９、制御電極電
圧切換部６０、および背面電極電圧付与手段である背面
電極電圧切換部６１を備えている。上記制御電極電圧切
換部６０は、信号／電圧変換手段であり、また背面電極
電源６９と共に制御電極電圧付与手段を構成し、制御電
極電源６８と共に制御電極電圧付与手段を構成してい
る。
【００４１】Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄは、それぞれ、
画像信号処理部５３に入力されたイエロー、マゼンタ、
シアンおよびブラックの各色用の画像信号を個別に記憶
するものである。上記各色用の画像信号は、上記ホスト
コンピュータまたは図示しない変換手段より得られるも
のである。バッファ５５〜５７は、Ｖ−ＲＡＭ５４ｂ〜
５４ｄから読み出された画像信号を一時的に保持するも
のである。即ち、バッファ５５は、記録紙Ｐの所定面が
制御電極１６ａと背面電極１４ａとの間を通過した後、
制御電極１６ｂと背面電極１４ｂとの間に達するのに要
する時間保持し、バッファ５６は、記録紙Ｐの上記所定
面が制御電極１６ａと背面電極１４ａとの間を通過した
後、制御電極１６ｃと背面電極１４ｃとの間に達するの
に要する時間保持し、バッファ５７は、記録紙Ｐの上記
所定面が制御電極１６ａと背面電極１４ａとの間を通過
した後、制御電極１６ｄと背面電極１４ｄとの間に達す
るのに要する時間保持する。データセレクタ５８は、Ｖ
−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄのうちの１個を順次選択するも
のであり、Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄから読み出された
画像信号を順次切り替え、データ変換回路５９に送り込
む。
【００４２】データ変換回路５９は、入力された各色の
画像信号を、印字ヘッドを構成する制御電極１６および
トナー通過孔１５の配列に対応したパターンに変換し、
制御電極電圧切換部６０へ供給するものである。
【００４３】背面電極電圧切換部６１は、データセレク
タ５８の上記切換え信号に基づいて、電圧を印加すべき
背面電極１４ａ〜１４ｄをこの順に順次選択していき、
選択した背面電極１４ａ〜１４ｄに図９に示す背面電極
電源６９の電圧を順次印加していくものである。背面電
極電源６９の極性は、トナーとは逆極性であり、本実施
例において正極性である。この制御においては、上記切
換え信号と、Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄからの画像情報
の読み出しを指令する読出し信号とにより、各背面電極
１４ａ〜１４ｄに対して適当なタイミングによる電圧印
加が可能となる。
【００４４】制御電極電圧切換部６０は、図８に示す構
成となっており、前記ドライバＩＣ６２を備えている。
このドライバＩＣ６２は、前記データ変換回路５９から
入力されたシリアルの画像信号をパラレルの画像信号に
変換し、制御信号として出力するシリアル／パラレル変
換部６３、ラッチ部６４、アンド回路６５、およびＦＥ
Ｔからなるスイッチング素子６６を備えている。シリア
ル／パラレル変換部６３は、前記データ変換回路５９と
共に制御信号生成手段を構成している。シリアル／パラ
レル変換部６３では、シリアルの画像信号を１個の現像
ローラ１１ｅに属する制御電極１６の数のパラレルの並
びに変換する。本実施例において、この数は２５６０で
ある。従って、上記アンド回路６５、スイッチング素子
６６および同図に示す抵抗６７は、それぞれ、２５６０
個が並列に設けられている。各スイッチング素子６６は
前記接続線１７によって制御電極１６と接続されてい
る。各接続線１７には、抵抗６７を介して図９に示す制
御電極電源６８が接続されている。この制御電極電源６
８の極性は、トナーと同極性であり、本実施例において
負極性である。
【００４５】シリアル／パラレル変換部６３から出力さ
れた各画像信号は、ラッチ部６４を経て、それぞれ、ア
ンド回路６５に供給される。このアンド回路６５は、画
像信号がＨｉｇｈであり、かつ例えばエンジンコントロ
ーラ部５２から供給される印字制御信号がＨｉｇｈであ
る場合に出力がＨｉｇｈとなる一方、何れか一方がＬｏ
ｗの場合にＬｏｗとなる。アンド回路６５の出力はスイ
ッチング素子６６のゲートに入力される。スイッチング
素子６６は、アンド回路６５の出力がＨｉｇｈの場合に
ＯＮとなり、接続線１７、即ち制御電極１６が制御電極
電源６８より供給される低電圧により低電位となる一
方、アンド回路６５の出力がＬｏｗの場合にＯＦＦとな
り、制御電極１６が制御電極電源６８から供給される相
対的に高い電圧により高電位となる。従って、各制御電
極１６の電圧は、画像信号、即ち上記制御信号に応じて
変調されることになる。また、上記ドライバＩＣ６２と
制御電圧を供給するための回路との接続はドライバ基板
１２上において行われている。
【００４６】ここで、トナータンク１１ａ〜１１ｄの何
れか１個に注目し、図７に示す構成を含んだ画像形成部
１の要部の構成を簡略化して示すと、図９のようにな
る。また、この構成を各トナータンク１１ａ〜１１ｄに
対応する構成として示すと、図１のようになる。これら
の図において、制御電極電圧切換部６０に示したＶｂ
は、図８に示した低圧に相当し、トナー通過孔１５を通
じて現像ローラ１１ｅからトナーを背面電極１４方向へ
飛翔させる電圧、即ち制御電極１６と背面電極１４との
間の記録紙Ｐに、トナーにより印字するための印字電圧
である。また、Ｖｗは、図８に示した高圧に相当し、ト
ナー通過孔１５を通じての現像ローラ１１ｅから背面電
極１４方向へのトナーの飛翔を阻止する電圧、即ち記録
紙Ｐに、トナーによる印字をさせない印字阻止電圧であ
る。そして、これら印字電圧Ｖｂおよび印字阻止電圧Ｖ
ｗは、いずれもトナーと同極性である。
【００４７】上記の構成において、ホストコンピュータ
から、画像形成の開始指令信号がエンジンコントローラ
部に入力されると、このコントローラ部の制御により、
図２に示すモータ５が回転する。これにより、給紙ロー
ラ４、搬送ローラ２・２、サクションベルト２１および
各トナータンク１１ａ〜１１ｄ内の現像ローラ１１ｅが
回転する。現像ローラ１１ｅの回転によりトナータンク
１１ａ〜１１ｄ内のトナーが撹拌される。このとき、ト
ナーはブレード１９により現像ローラ１１ｅに押し付け
られ、摩擦により負極性に帯電する。尚、現像ローラ１
１ｅはトナーと同電位あるいは接地状態である。
【００４８】また、給紙ローラ４により給紙カセット３
内の最上部の記録紙Ｐが送り出され、この記録紙Ｐが搬
送ローラ２・２により挟持されると、給紙ローラ４が従
動状態となる。搬送ローラ２・２に挟持された記録紙Ｐ
は、画像形成部１におけるドライバー基板１２と背面電
極１４との間をサクションベルト２１により搬送され
る。
【００４９】一方、上記ホストコンピュータあるいは変
換手段より出力された各色用の画像信号は、それぞれ、
画像信号処理部５３のＶ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄに一時
的に記憶された後、直接あるいはバッファ５５〜５７を
経てデータセレクタ５８へ転送される。即ち、Ｖ−ＲＡ
Ｍ５４ａ〜５４ｄに記憶されている各画像信号は、図示
しないクロックに基づいて、Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄ
内の先頭番地のものから順次読み出され、Ｖ−ＲＡＭ５
４ａから読み出されたイエローの画像信号は直接データ
セレクタ５８に入力され、Ｖ−ＲＡＭ５４ｂ〜５４ｄか
ら読み出されたマゼンタ、シアンおよびブラックの画像
信号は、それぞれバッファ５５〜５７を経てデータセレ
クタ５８に入力される。従って、データセレクタ５８へ
は、イエローの画像データに対して、マゼンタ、シアン
およびブラックの画像信号が順次遅れて入力される。デ
ータセレクタ５８は、例えばエンジンコントローラ部５
２から供給される切換え信号に基づいてこれら画像信号
を順次切り替え、データ変換回路５９へ転送する。この
場合、先ず、イエローの画像信号が選択され、データ変
換回路５９へ転送される。
【００５０】データ変換回路５９に入力された画像信号
は、制御電極１６、即ちトナー通過孔１５の配列に対応
したパターンに変換された後、制御電極電圧切換部６０
へ供給される。制御電極電圧切換部６０では、シリアル
／パラレル変換部６３により入力されたシリアルの画像
信号がパラレルの画像信号に変換され、この画像信号に
基づいて制御電極１６への印加電圧が変調される。即ち
画像信号が印字レベルであるとき、図１において、制御
電極電圧切換部６０の切り換え動作により、制御電極１
６には制御電極電源６８より相対的に低圧の印字電圧Ｖ
ｂが供給される。また、画像信号が非印字レベルである
とき、制御電極１６には制御電極電源６８より相対的に
高圧の印字阻止電圧Ｖｗが供給される。
【００５１】一方、背面電極電圧切換部６１では、デー
タセレクタ５８の上記切換え信号に基づいて、先ず、イ
エロー用の背面電極１４ａを選択し、この背面電極１４
ａに対して背面電極電源６９の電圧を印加する。
【００５２】図９において、背面電極１４ａに背面電極
電源６９より電圧が印加されると、現像ローラ１１ｅと
背面電極１４ａとの間に、現像ローラ１１ｅに保持され
ているトナーを背面電極１４ａ方向へ飛翔させることが
できる強さおよび方向を有する電界が生じる。このと
き、制御電極１６ａに印字電圧Ｖｂが印加された場合に
は、トナーは飛翔を阻止されることなく、トナー通過孔
１５を通じて記録紙Ｐに達することができる。従って、
印字電圧Ｖｂは、現像ローラ１１ｅと背面電極１４ａと
の間の電界によって生じる制御電極１６ａの位置の電位
よりも低いものである。また、制御電極１６ａに印字阻
止電圧Ｖｗが印加された場合には、トナー通過孔１５を
通じての現像ローラ１１ｅから背面電極１４ａへのトナ
ー飛翔が阻止される。従って、印字阻止電圧Ｖｗは、現
像ローラ１１ｅと背面電極１４ａとの間の電界によって
生じる制御電極１６ａの位置の電位よりも高いものであ
る。上記の動作により、記録紙Ｐ上にイエローの画像が
形成される。また、制御電極１６ａおよび背面電極１４
ｂへの上記電圧印加制御の開始時点は、記録紙Ｐの印字
始端部がイエローのトナータンク１１ａに対応する制御
電極１６ａと背面電極１４ａとの間の所定位置に到達し
た時である。
【００５３】記録紙Ｐは画像形成部１への入紙側から出
紙側へ連続して移動しており、上記のようにして形成さ
れたイエローの画像の位置がマゼンタのトナータンク１
１ｂに対応する制御電極１６ｂと背面電極１４ｂとの間
に到達すると、Ｖ−ＲＡＭ５４ｂから読み出されたマゼ
ンタの画像データに基づいて制御電極１６ｂが制御さ
れ、同様にしてイエロートナーの画像の上にマゼンタト
ナーの画像が重ねて形成される。この場合、イエロート
ナーの画像が制御電極１６ｂと背面電極１４ｂとの間に
到達するまでの記録紙Ｐ移動の間は、バッファ５５に保
持されていた空データが制御電極電圧切換部６０に入力
され、イエロートナーの画像が制御電極１６ｂと背面電
極１４ｂとの間に到達するタイミングと同期して、バッ
ファ５５を経たマゼンタの画像信号が制御電極電圧切換
部６０に入力されることになる。
【００５４】以下同様にしてバッファ５６を経たシアン
の画像信号、およびバッファ５７を経たブラックの画像
信号に基づいて画像形成が行われ、記録紙Ｐ上にイエロ
ートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像および
ブラックトナー像が重ね合わされた状態となる。その
後、上記トナー像は定着器６により加熱されて記録紙Ｐ
上に熱圧着され、さらにこの記録紙Ｐは排紙トレイ７上
に排出される。尚、上記の動作において、制御電極１６
および背面電極１４の電圧切り換え速度は、記録紙Ｐの
搬送速度に対して無視できる程度に速いものである。
【００５５】上記のように、本カラー画像形成装置で
は、画像信号に応じて記録紙Ｐに印字を行う場合、およ
び印字を行わない場合において、共に制御電極１６に対
してトナーと同極性の電圧を印加しているので、常に制
御電極１６およびこの制御電極１６に給電する接続線１
７へのトナーの付着を防止することができる。以下、こ
の原理について説明する。
【００５６】ここでは、図１０に示すように、制御電極
１６に印加する印字電圧Ｖｂ、印字阻止電圧Ｖｗ、背面
電極１４に印加する背面電極電圧ＶB 、現像ローラ１１
ｅと制御電極１６との距離Ｄｓｍ、および現像ローラ１
１ｅと背面電極１４との距離Ｄｓｂが以下のように設定
され、現像ローラ１１ｅが５０mm/secで回転しているも
のとする。尚、ｖｐは記録紙Ｐの搬送速度である。
【００５７】Ｖｂ＝−５０Ｖ、Ｖｗ＝−３００Ｖ、Ｄｓ
ｍ＝１００μｍ、Ｄｓｂ＝１ｍｍ 図１１に示すように、制御電極１６が電気的に浮いた状
態であり、かつ現像ローラ１１ｅと背面電極１４とが同
電位で、現像ローラ１１ｅと背面電極１４との間に電界
が生じていない状態では、負極性に帯電しているトナー
Ｔは、現像ローラ１１ｅに吸着した状態で搬送される。
【００５８】また、図１２に示すように、制御電極１６
が電気的に浮いた状態であり、背面電極１４にトナーＴ
とは逆極性の電圧が印加された状態では、現像ローラ１
１ｅ上のトナーＴは背面電極１４と現像ローラ１１ｅと
の間に生じる電界により背面電極１４方向へ飛翔する。
このとき、制御電極１６は上記電界に影響を与えないこ
とから、トナーＴは制御電極１６が設られている基板の
全面に向かって飛翔し、トナー通過孔１５に向かって飛
翔したトナーＴのみが、背面電極１４、即ち記録紙Ｐに
到達する。このような状態は、制御電極１６上にトナー
Ｔが堆積することから好ましくない。
【００５９】また、背面電極１４にトナーＴと逆極性の
電圧が印加されている時、上記のように、現像ローラ１
１ｅに保持されているトナーＴは背面電極１４に向かっ
て飛翔する。このとき、図１３および図１４に示すよう
に、制御電極１６にトナーＴと同極性の電圧を印加する
と、その電圧値に応じてトナー通過孔１５における現像
ローラ１１ｅから背面電極１４に向かう電界が絞り込ま
れる。この結果、制御電極１６の径、即ちトナー通過孔
１５の径よりも小さい径のトナーＴのビームが形成され
るとともに、制御電極１６からトナーＴに対して斥力が
作用する。
【００６０】そして、図１５に示すように、制御電極１
６にトナーＴと同極性のさらに高い電圧を印加したとき
には、現像ローラ１１ｅから背面電極１４へ向かう電界
は、制御電極１６に印加された電圧にて形成される電界
により完全に遮断され、トナー通過孔１５を通じてのト
ナーＴの飛翔が阻止される。
【００６１】一方、図１６に示すように、背面電極１４
と現像ローラ１１ｅとが同電位であるとき、例えば所定
の色のトナーＴによる印字が選択されていないときであ
って、制御電極１６に印字電圧Ｖｂが印加されたとき、
背面電極１４およびトナー通過孔１５では、印字時とは
逆向きの電界が形成され、現像ローラ１１ｅから背面電
極１４へのトナーＴの飛翔は起こらない。
【００６２】上記のように、本実施例のカラー画像形成
装置では、トナー通過孔１５を通じての印字時、および
この印字を阻止する非印字において、制御電極１６にト
ナーと同極性の電圧を印加することにより、少なくとも
制御電極１６およびこれに給電する接続線１７の周りに
トナーに対して斥力を及ぼす電界を生じさせている。従
って、印字時および非印字時の両方において、制御電極
１６および接続線１７へのトナーの付着が防止される。
これにより、制御電極１６あるいは接続線１７に堆積し
たトナーが記録紙Ｐに落下して記録紙Ｐが汚れる事態、
トナーによりトナー通過孔１５が目詰まりする事態、お
よび堆積したトナーによって制御電極１６周りの電界が
不安定になり印字品質が劣化する事態等を防止すること
ができる。
【００６３】尚、上記の非印字においてトナーと同極性
の電圧が印加される制御電極１６は、画像形成するもの
として選択されている色用の多数の制御電極１６…のう
ちの、印字を行わないトナー通過孔１５の制御電極１６
は勿論、画像形成するものとして選択されていない色用
の制御電極１６も含んだものである。
【００６４】また、本カラー画像形成装置では、制御電
極１６への電圧印加によりトナー通過孔１５に生じる電
界の方向が、非印字時には印字とは逆向きとなるように
して、制御電極１６へのトナーの付着を防止している
が、この機能をさらに確実なものとするために、例えば
図１７に示す構成を採用することも可能である。
【００６５】同図の構成は、例えば負極性に帯電したト
ナーＴを使用し、現像ローラ１１ｅに、背面電極電圧切
換部６１に連動する切換部６５が接続され、この切換部
６５により正電源６６または負電源６７を選択可能であ
る。また、制御電極電圧切換部６０は、負電源による印
字阻止電圧Ｖｗと、０Ｖに設定された印字電圧Ｖｂとを
選択するものとなっている。この構成において、印字時
には、背面電極１４に正の背面電極電源６９が接続さ
れ、現像ローラ１１ｅに負電源６７が接続され、制御電
極１６が０Ｖとなる。従って、トナーＴは現像ローラ１
１ｅと反発し、かつ制御電極１６の電界に邪魔されるこ
となく、背面電極１４に向かって飛翔する。一方、非印
字時には、背面電極１４が０Ｖとなり、現像ローラ１１
ｅに正電源６６が接続され、制御電極１６に印字阻止電
圧Ｖｗが供給される。従って、トナーＴは現像ローラ１
１ｅに吸着され、かつトナー通過孔１５と現像ローラ１
１ｅとの間の電界が印字時とは逆方向となるので、制御
電極１６へのトナーＴの飛翔が生じない。これにより、
制御電極１６へのトナーＴの付着が確実に防止される。
【００６６】また、印字時と非印字とで現像ローラ１１
ｅとトナー通過孔１５との間の電界の方向を反転させ
て、非印字時における制御電極１６へのトナーの付着を
防止する構成としては、上記のものの他、以下のものが
ある。
【００６７】例えば図１８において、現像ローラ１１ｅ
と背面電極１４との距離を１ｍｍとし、背面電極１４に
２０００Ｖを印加したとき、制御電極１６が現像ローラ
１１ｅから0.２ｍｍの距離にあるとすると、制御電極１
６が電源に接続されていないとき、この制御電極１６の
位置の電位は４００Ｖとなる。これにより、印字時にお
いて、制御電極１６に４００Ｖより低い正の印字電圧Ｖ
ｂ（＋５０Ｖ）を印加した場合、負極性のトナーＴでも
制御電極１６から斥力を受けて制御電極１６の径、即ち
トナー通過孔１５の径よりも小さい径のトナービームを
形成する。従って、トナーＴとは逆の極性の電圧を制御
電極１６に印加しても、トナー通過孔１５の径よりも小
さい径のトナービームを形成することができ、制御電極
１６へのトナーＴとは逆極性の印加電圧に応じて所望の
印字を行うことができる。
【００６８】しかしながら、このような構成において
は、使用する背面電極１４を所定のものから他のものに
切り換えて、現像ローラ１１ｅと所定の背面電極１４と
の間に電圧を印加しないようにした場合において、図１
９に示すように、正の印字電圧Ｖｂが印加された場合、
現像ローラ１１ｅ側の一部のトナーＴは制御電極１６方
向に飛翔し、制御電極１６に堆積する。
【００６９】そこで、図２０に示すように、背面電極電
圧切換部６１と連動する切換部７０を設け、その制御電
極１６による非印字時には、現像ローラ１１ｅに印字電
圧Ｖｂ（＋５０Ｖ）よりも大きい正の電圧が印加される
ようにしておく。これにより、現像ローラ１１ｅとトナ
ー通過孔１５との間に印字時とは逆向きの電界が生じ、
上記の問題を解決することができる。
【００７０】また、本カラー画像形成装置のように記録
紙Ｐの上に各色トナーによりカラー画像を形成する方式
としては、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック
の４色を組み合わせる減法混色法がある。この減法混色
法では、各色の濃度と組み合わせとにより全ての色を表
現することができる。濃度を表現する方法としてはトナ
ーの付着量を変える方法（濃度階調）や、面積により視
覚的に濃度を変える方法（面積階調）がある。本カラー
画像形成装置では、各画素の位置を極めて正確に決める
ことができ、また各色の画素径も正確に決めることがで
きる。従って、各色のドットを重ね合わせて１画素を形
成することも、また各色のドットを異なる位置にして各
色の面積の比率により１画素の色を表現することもでき
る。以下、これら２つの方式を本カラー画像形成装置に
適用する方法について説明する。
【００７１】先ず、各色を重ね合わせて１画素を形成す
る場合を図２１により説明する。ここでは、１インチあ
たりに２００個の画素Ｅが形成されるものとする。この
場合、記録紙Ｐにおいて各画素Ｅは0.１２７ｍｍ間隔で
形成される。また、記録紙Ｐ上において各画素Ｅが隙間
なく印字されるためには、画素Ｅの径を0.２ｍｍ程度と
する必要がある。従って、制御電極１６内の開口部、即
ちトナー通過孔１５の径はそれよりもさらに大きくな
る。本実施例においては、ブラックに対応するトナー通
過孔１５の孔径を0.３ｍｍ、その他の色に対応する孔径
を0.３５ｍｍとして記録紙Ｐ上に0.２ｍｍ径の画素Ｅを
形成している。
【００７２】印字の際には、記録紙Ｐがイエローに対応
するトナー像形成位置からブラックに対応するトナー像
形成位置に向けて搬送される。記録紙Ｐの所定位置が図
２１に示す例えばイエローに対応する制御電極１６ａ1
の下にあり、この制御電極１６ａ1 に印字電圧Ｖｂが印
加され、かつ背面電極１４ａが選択されると、記録紙Ｐ
上における制御電極１６ａ1 との対応位置にイエローの
直径0.２ｍｍのドットが形成される。この場合、印字電
圧Ｖｂが印加されたイエローの制御電極１６に対応する
記録紙Ｐ上の全ての箇所に上記ドットが形成される。
【００７３】１個の現像ローラ１１ｅに属する制御電極
１６およびトナー通過孔１５は、記録紙Ｐ搬送方向に0.
５０８ｍｍの中心間隔で４個並び、記録紙Ｐが搬送方向
に１画素間隔（0.１２７ｍｍ）進む間に、各色に対応す
る背面電極１４ａ〜１４ｄが順次選択され、各色ドット
の印字が順次行われる。そして、記録紙Ｐが0.５０８ｍ
ｍ進んだときには、各制御電極１６の配列に沿って、記
録紙Ｐ搬送方向に0.５０８ｍｍの幅で各色のドットが並
んだ状態となる。その後、記録紙Ｐが2.０３２ｍｍ進ん
だときとには、記録紙Ｐ搬送方向と直交する方向の一列
でドットの並びがつながった状態となる。このような印
字を行うためのデータの並べ換えは、データ変換回路５
９にて行われる。
【００７４】また、隣同士の各色毎の群をなす制御電極
１６、例えば一群の制御電極１６ａと一群の制御電極１
６ｂとは、３４.0４ｍｍの中心間隔で設けられている。
これにより、記録紙Ｐが３４.0４ｍｍ進んだとき、記録
紙Ｐ上における例えばイエローのドット列はマゼンタの
一群の制御電極１６ｂの下に達することになる。従っ
て、このときに背面電極１４ｂが選択され、制御電極１
６ｂに印字電圧Ｖｂが印加されると、イエローのトナー
像に重ねてマゼンタのトナー像が形成される。同様にし
て、このマゼンタのトナー像の上には、この位置から記
録紙Ｐが３４.0４ｍｍ進むとシアンのトナー像が重ねて
形成され、さらに３４.0４ｍｍ進むとブラックのトナー
像が重ねて形成される。上記のように各々異なる色のか
つ対応するトナー像の重ね合わせは、前述のように、記
録紙Ｐが所定の色に対応する制御電極１６から隣の異な
る色に対応する制御電極１６までの移動に要する時間だ
け、各色の画像信号を前記バッファ５５〜５７により遅
らせて制御電極電圧切換部６０へ転送することにより行
うことができる。
【００７５】次に、各色のドットを異なる位置に形成し
て１画素の色を表現する場合を図２２により説明する。
この方法は、一つの画素を互いに異なる位置を中心に形
成されたドットの集合として印字するものである。具体
的には、図２２に示すように、１画素が例えば直径0.１
２７ｍｍの円の領域で構成される場合において、同図の
ようにイエロー、マゼンタ、シアンのそれぞれのドット
ＹD 、ＭD 、ＳD の中心が異なるようにして、画素Ｅの
領域内に形成する。尚、同図に示すＥO は画素Ｅの中心
である。
【００７６】このような印字を行うために、画素の中心
ＥO に対して、例えば、イエローのドットの中心Ｙ
O が、記録紙Ｐ搬送方向とは反対の方向へ0.０１６ｍｍ
ずれ、かつ記録紙Ｐ搬送方向との直交方向へ0.０２８ｍ
ｍずれるように、マゼンタのドットの中心ＭO が、記録
紙Ｐ搬送方向に0.０１６ｍｍずれ、かつ記録紙Ｐ搬送方
向と直交する上記ＹO と同方向へ0.０２８ｍｍずれ、シ
アンのドットの中心ＳO が、記録紙Ｐ搬送方向と直交す
る上記ＹO とは反対の方向へ0.０３２ｍｍずれるよう
に、それぞれ、イエロー、マゼンタおよびシアンの制御
電極１６およびトナー通過孔１５が形成される。尚、上
記３色のドットＹD 、ＭD 、ＳD の重なり部分を形成す
れば、その部分をブラックとすることができるものの、
これらが重ならないようにして、ブラックのドットを単
独に画素Ｅ内に形成してもよい。
【００７７】このような構成では、ドットの重なりが僅
かであるので、前記のドットをほぼ重ねて画素を形成す
る方法と比較して、重ねた合わせされたドット、即ちト
ナー層が崩れて画素が大きくなるという問題が発生しな
い利点がある。また、各色ドットの重ね合わせ部分が僅
かであるので、濁りのない鮮明な画像を得ることができ
る。
【００７８】尚、上記の例では、各色ドットを部分的に
重なり合わせているが、制御電極１６およびトナー通過
孔１５の位置を、各ドットが完全に独立した状態で形成
されるように、さらにずらして形成すれば、さらに画像
の鮮明さを高めることができる。また、各ドットの重な
りの程度は、制御電極１６に印加する印字電圧Ｖｂを調
整してトナービームの径を調整することによっても実現
することができる。
【００７９】また、本カラー画像形成装置では、制御電
極電圧切換部６０を構成するドライバＩＣ６２がドライ
バ基板１２に設けられ、このドライバ基板１２におい
て、制御電圧を供給するための高圧の回路が上記ドライ
バＩＣ６２に接続されているので、上記高圧の回路をド
ライバ基板１２上に集中さたものとなっている。従っ
て、この高圧回路をカラー画像形成装置の低圧回路であ
る他の制御回路等と分離することができ、これらの回路
に対する上記高圧回路による影響を回避することができ
る。これにより、装置の誤動作および故障等が低減さ
れ、信頼性を向上することができる。
【００８０】また、本実施例においては、記録紙Ｐが制
御電極１６と背面電極１４との間を連続搬送されるもの
としている。これに対し、本カラー画像形成装置では、
サクションベルト２１を制御して記録紙Ｐを制御電極１
６と背面電極１４との間において適宜停止可能とすると
ともに、図２に示した構成において、定着器６に最も近
い側のトナータンク１１ｄに対応する制御電極１６と背
面電極１４との間の、記録紙Ｐに対して印字可能な終端
の位置（以下、印字終端位置と称する）と定着器６との
間における記録紙Ｐの搬送路長が記録紙Ｐの搬送方向の
長さよりも長くなるように設定されている構成を採用す
ることもできる。このような構成によれば、画像信号の
伝送経路に配される各記憶手段の容量を小さくし、コス
トダウンを図ることができる。
【００８１】即ち、制御電極１６と背面電極１４との間
において、記録紙Ｐを連続搬送する場合、例えば図７に
示したＶ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄは、連続的に画像信号
を送り出す必要があり、多量の画像データを記憶し得る
容量の大きいものが必要となる。従って、その分、コト
スアップとなる。
【００８２】一方、記録紙Ｐを制御電極１６と背面電極
１４との間において適宜停止可能としておけば、Ｖ−Ｒ
ＡＭ５４ａ〜５４ｄに対する画像信号の格納と読出しと
を適宜繰り返しながら画像形成を行うことが可能とな
る。この場合、Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄは、容量が小
さい低コストのものを使用可能となる。また、この場
合、記録紙Ｐの搬送停止状態において、記録紙Ｐは、定
着器６に挟持されている時間が長くなると、ヒートロー
ラ８の熱によって変色や、反りあるいは皺といった変形
が生じ易くなる。そこで、上記印字終端位置と定着器６
との間における記録紙Ｐの搬送路長を記録紙Ｐの搬送方
向の長さよりも長くなるように設定しておけば、搬送停
止状態において記録紙Ｐが定着器６に挟持されることが
なく、上記の問題を回避することができる。
【００８３】尚、記録紙Ｐにおける上記の適宜停止動作
は、例えばサクションベルト２１を間欠動作させるもの
でもよい。また、サクションベルト２１の停止および作
動の制御は、例えば、エンジンコントローラ部５２が、
Ｖ−ＲＡＭ５４ａ〜５４ｄから読み出される画像情報の
不足を判断し、適宜上記搬送手段を制御する構成により
実現することができる。
【００８４】また、本実施例においては、各トナー通過
孔１５の径を同一のものとしているが、例えば図２３に
示すように、各色のトナーに応じて異なるものとしても
よい。同図の構成では、イエローの制御電極１６ａに対
応するトナー通過孔１５の径を２７０μｍ、マゼンタの
制御電極１６ｂに対応するトナー通過孔１５の径を２５
０μｍ、シアンの制御電極１６ｃに対応するトナー通過
孔１５の径を１８０μｍ、ブラックの制御電極１６ｄに
対応するトナー通過孔１５の径を２００μｍとしてい
る。このような構成では、一般に再現が困難とされてい
るイエロー分の多い混合色の画像も忠実に再現すること
ができる。
【００８５】また、上記のように、トナー通過孔１５の
径を調整することにより画像に供給する各色トナーの量
を調整可能であるものの、カラー画像を良好に再現する
ためには、制御電極１６への印加電圧と背面電極１４へ
の印加電圧との少なくとも一方をトナー通過孔１５の径
に応じて設定し、トナー通過孔１５の径に応じてトナー
通過孔１５におけるトナー通過量を適切に制御する必要
がある。これに対応するためには、制御電極電源６８と
背面電極電源６９との少なくとも一方を各トナー通過孔
１５の径に応じた多段階の電圧を出力可能なものとし、
この出力を選択される制御電極１６および背面電極１４
に応じて切り換えるものとすればよい。例えば、上記の
各トナー通過項１５の孔径に対応して各制御電極１６ａ
〜１６ｂに印加する印字電圧Ｖｂは、イエローの制御電
極１６ａが−８０Ｖ、マゼンタの制御電極１６ｂが−７
０Ｖ、シアンの制御電極１６ｃが−３０Ｖ、ブラックの
制御電極１６ｄが−５０Ｖである。
【００８６】また、本カラー画像形成装置においては、
制御電極電源６８を印字電圧Ｖｂについて調整可能なも
のとし、例えば操作パネル部への入力操作に基づいて設
定値を変更可能とし、この設定値に基づいてエンジンコ
ントローラ部５２が各色の印字の場合の印字電圧Ｖｂを
制御するものとしてもよい。このような構成では、各色
ドットの濃度および径を任意に調整可能となり、良好な
カラー画像を得ることができる。
【００８７】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明のカラー
画像形成装置は、各色トナー毎に設けられ、記録紙通過
部での記録紙搬送方向に並び、所定の極性に帯電された
トナーを担持するトナー担持体と、これらトナー担持体
と対向配置され、各トナー担持体との対向位置にトナー
が通過可能な径の複数のトナー通過孔が形成されている
絶縁基板と、上記各トナー通過孔の形成位置毎に上記絶
縁基板に設けられた制御電極と、上記絶縁基板と対向配
置され、絶縁基板との間に上記の記録紙通過部となる隙
間を形成する背面電極と、上記記録紙通過部にて記録紙
を搬送する記録紙搬送手段と、トナー担持体側のトナー
を上記トナー通過孔を通過させて背面電極側へ移動させ
る方向の電界を生じさせる、上記トナーとは逆極性の電
圧を上記背面電極に印加する背面電極電圧付与手段と、
画像信号に応じた、上記トナーと同極性の電圧を上記制
御電極に選択的に印加して、トナー通過孔を通じてのト
ナーの上記移動を制御する電界を生じさせる制御電極電
圧付与手段とを備えているとともに、上記のトナー通過
孔の径は、そのトナー通過孔が属するトナー担持体が担
持するトナーの色に応じて設定され、上記の制御電極電
圧付与手段と背面電極電圧付与手段との少なくとも一方
が、上記トナー通過孔の径に応じて出力電圧を設定する
構成である。
【００８８】これにより、トナー通過時すなわち印字
時、およびトナー通過阻止時すなわち非印字時の何れの
場合においても、制御電極および制御電極への給電用の
接続線へのトナーの付着を防止することができる。従っ
て、制御電極あるいは接続線に堆積したトナーが記録紙
上に落下して記録紙が汚れる事態、トナーによりトナー
通過孔の目詰まりが生じる事態および堆積したトナーに
よって制御電極周りの電界が不安定になり、印字品質が
劣化する事態等を防止でき、品質の良好な画像を得るこ
とができるという効果を奏する。また、トナー通過孔の
径に応じてトナー通過量を適切に制御することができ、
カラー画像を良好に再現することができるという効果を
奏する。
【００８９】また、請求項２の発明のカラー画像形成装
置は、各色トナー毎に設けられ、記録紙通過部での記録
紙搬送方向に並び、所定の極性に帯電されたトナーを担
持するトナー担持体と、これらトナー担持体と対向配置
され、各トナー担持体との対向位置にトナーが通過可能
な径の複数のトナー通過孔が形成され、異なるトナー担
持体に属するトナー通過孔同士の少なくとも一組が、少
なくとも記録紙搬送方向と直交する方向の位置が互いに
異なるように形成されている絶縁基板と、上記各トナー
通過孔の形成位置毎に上記絶縁基板に設けられた制御電
極と、上記絶縁基板と対向配置され、絶縁基板との間に
上記の記録紙通過部となる隙間を形成する背面電極と、
上記記録紙通過部にて記録紙を搬送する記録紙搬送手段
と、トナー担持体側のトナーを上記トナー通過孔を通過
させて背面電極側へ移動させる方向の電界を生じさせる
電圧を上記背面電極に印加する背面電極電圧付与手段
と、画像信号に応じた電圧を上記制御電極に選択的に印
加して、トナー通過孔を通じてのトナーの上記移動を制
御する電界を生じさせる制御電極電圧付与手段とを備え
ているとともに、上記のトナー通過孔の径は、そのトナ
ー通過孔が属するトナー担持体が担持するトナーの色に
応じて設定され、上記の制御電極電圧付与手段と背面電
極電圧付与手段との少なくとも一方が、上記トナー通過
孔の径に応じて出力電圧を設定する構成である。
【００９０】これにより、記録紙上に形成される異なる
色のドット同士の少なくとも一組は、完全に重なること
なく形成される。従って、各色のドット同士を重ねてカ
ラー画像を得る場合と比較して、濁りのない鮮やかな画
像を得ることができ、これにより画像品質を向上するこ
とができるという効果を奏する。また、トナー通過孔の
径に応じてトナー通過量を適切に制御することができ、
カラー画像を良好に再現することができるという効果を
奏する。
【００９１】また、請求項３の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１または２の発明のカラー画像形成装置に
おいて、上記制御電極電圧付与手段が、上記トナー通過
孔を通じてトナーを背面電極方向へ移動させるときの電
圧を調整可能とした構成である。
【００９２】これにより、請求項１または２の発明の効
果に加え、記録紙に印字するときのトナーの量および記
録紙でのトナーの付着範囲を調整することができる。従
って、記録紙に印字される各色のドットの濃度および径
を調整可能となり、画像を良好に再現することができる
という効果を奏する。
【００９３】
【００９４】
【００９５】また、請求項４の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から３の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、上記の制御電極電圧付与手段が、画像信
号から各制御電極に応じた信号を生成する制御信号生成
手段と、この制御信号生成手段から出力された信号を所
定の制御電圧に変換する信号／電圧変換手段とを備え、
上記絶縁基板に設けられている構成である。
【００９６】これにより、請求項１から３の何れかの発
明の効果に加え、制御電極に電圧を供給するための高圧
の回路を絶縁基板上に集中させることができ、この高圧
回路をカラー画像形成装置の低圧回路である他の制御回
路等と分離することができ、これらの回路に対する高圧
回路による影響を回避することができる。これにより、
装置の誤動作および故障等が低減され、信頼性を向上す
ることができるという効果を奏する。
【００９７】また、請求項５の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から４の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、上記の制御電極は絶縁基板における記録
紙搬送部側の面に形成され、背面電極の上面に半導電性
層が形成されている構成である。
【００９８】これにより、請求項１から４の何れかの発
明の効果に加え、搬送される記録紙との摺接により背面
電極の表面に摩擦による帯電が生じて記録紙の搬送の障
害となる事態、および高圧が印加される背面電極から放
電が生じる事態を防止することができるという効果を奏
する。
【００９９】また、請求項６の発明のカラー画像形成装
置は、請求項１から５の何れかの発明のカラー画像形成
装置において、記録紙搬送方向における最下流側の制御
電極の下流側に、記録紙上のトナーを加熱して記録紙に
定着させる加熱定着手段を備え、この加熱定着手段と上
記最下流側の制御電極との間の記録紙搬送路長が、記録
紙の搬送方向長さよりも長く設定され、上記記録紙搬送
手段は記録通過部にて記録紙を停止可能とした構成であ
る。
【０１００】これにより、記録紙に対する印字時におい
て、記録紙を適宜停止させながら印字を行うことがで
き、記録紙を連続的に移動させて印字を行う場合と比較
して、少量の画像信号を順次転送しながら印字を行うこ
とができる。従って、画像信号の伝送経路に配される各
記憶手段の容量を小さくし、コストダウンを図ることが
できる。また、この場合、記録紙は加熱定着手段に挟持
されることがないので、記録紙を停止させての印字動作
中に、記録紙が加熱されて変形や変色、あるいは皺を生
じる事態を回避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】本発明の一実施例のカラー画像形成装置におけ
る画像形成部の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示した画像形成部を備えるカラー画像形
成装置の概略の全体構成である。
【図３】図２に示した画像形成部の斜視図である。
【図４】図３に示した画像形成部の要部を縦断面で示す
斜視図である。
【図５】図１に示したドライバ基板に設けられている制
御電極の説明図である。
【図６】上記カラー画像形成装置の制御部の構成を示す
概略のブロック図である。
【図７】図６に示した画像信号処理部の構成を示すブロ
ック図である。
【図８】図７に示した制御電極電圧切換部の構成を示す
回路図である。
【図９】図７に示す構成を含んだ画像形成部の要部を示
す模式図である。
【図１０】図１に示した構成を簡略化して示す、トナー
付着防止機能を説明する模式図である。
【図１１】図１０の構成をさらに簡略化して示すもので
あって、背面電極が現像ローラと同電位であり、制御電
極が何れの電源にも接続されていない状態を示す模式図
である。
【図１２】図１１の状態から背面電極が背面電極電源と
接続された状態を示す模式図である。
【図１３】図１１の状態から背面電極に背面電極電源が
接続され、かつ制御電極に印字電圧Ｖｂが印加された状
態を示す模式図である。
【図１４】図１３に示した状態の他の例を示す模式図で
ある。
【図１５】図１４の状態から制御電極への印加電圧が印
字阻止電圧Ｖｗに切り換えられた状態を示す模式図であ
る。
【図１６】図１１の状態から制御電極に印字電圧Ｖｂが
印加された状態を示す模式図である。
【図１７】図１０の構成よりも制御電極へのトナー付着
防止機能をさらに高めた構成を示す模式図である。
【図１８】図１０に示した制御電極へのトナー付着防止
機能を有する構成のさらに他の例示するためのものであ
って、その構成における印字状態を示す模式図である。
【図１９】図１８に示した状態から背面電極を現像ロー
ラと同じ０Ｖに切り換えた状態を示す模式図である。
【図２０】図１８に示した構成に制御電極へのトナー付
着防止機能を付与した構成を示す模式図である。
【図２１】図５に示した制御電極を使用しての画像の形
成例を示す説明図である。
【図２２】図２１に示した例に対する他の画素の形成例
を示す説明図である。
【図２３】図５に示した制御電極の他の例を示す説明図
である。
【符号の説明】
１ 画像形成部 ６ 定着器（加熱定着手段） １１ トナータンクユニット １１ｅ 現像ローラ（トナー担持体） １２ ドライバ基板（絶縁基板） １４ 背面電極 14a 〜14d 背面電極 １５ トナー通過孔 １６ 制御電極 16a 〜16d 制御電極 １８ 被覆層（半導電性層） ２１ サクションベルト（記録紙搬送手段） ６０ 制御電極電圧切換部（制御電極電圧付与手段、
制御信号生成手段、信号／電圧変換手段 ６１ 背面電極電圧切換部（背面電極電圧付与手段） ６２ ドライバＩＣ ６８ 制御電極電源（制御電極電圧付与手段） ６９ 背面電極電源（背面電極電圧付与手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/385 B41J 2/01 G03G 15/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】各色トナー毎に設けられ、記録紙通過部で
    の記録紙搬送方向に並び、所定の極性に帯電されたトナ
    ーを担持するトナー担持体と、 これらトナー担持体と対向配置され、各トナー担持体と
    の対向位置にトナーが通過可能な径の複数のトナー通過
    孔が形成されている絶縁基板と、 上記各トナー通過孔の形成位置毎に上記絶縁基板に設け
    られた制御電極と、 上記絶縁基板と対向配置され、絶縁基板との間に上記の
    記録紙通過部となる隙間を形成する背面電極と、 上記記録紙通過部にて記録紙を搬送する記録紙搬送手段
    と、 トナー担持体側のトナーを上記トナー通過孔を通過させ
    て背面電極側へ移動させる方向の電界を生じさせる、上
    記トナーとは逆極性の電圧を上記背面電極に印加する背
    面電極電圧付与手段と、 画像信号に応じた、上記トナーと同極性の電圧を上記制
    御電極に選択的に印加して、トナー通過孔を通じてのト
    ナーの上記移動を制御する電界を生じさせる制御電極電
    圧付与手段とを備えているとともに、 上記のトナー通過孔の径は、そのトナー通過孔が属する
    トナー担持体が担持するトナーの色に応じて設定され、
    上記の制御電極電圧付与手段と背面電極電圧付与手段と
    の少なくとも一方が、上記トナー通過孔の径に応じて出
    力電圧を設定するものであること を特徴とするカラー画
    像形成装置。
  2. 【請求項２】各色トナー毎に設けられ、記録紙通過部で
    の記録紙搬送方向に並び、所定の極性に帯電されたトナ
    ーを担持するトナー担持体と、 これらトナー担持体と対向配置され、各トナー担持体と
    の対向位置にトナーが通過可能な径の複数のトナー通過
    孔が形成され、異なるトナー担持体に属するトナー通過
    孔同士の少なくとも一組が、少なくとも記録紙搬送方向
    と直交する方向の位置が互いに異なるように形成されて
    いる絶縁基板と、 上記各トナー通過孔の形成位置毎に上記絶縁基板に設け
    られた制御電極と、 上記絶縁基板と対向配置され、絶縁基板との間に上記の
    記録紙通過部となる隙間を形成する背面電極と、 上記記録紙通過部にて記録紙を搬送する記録紙搬送手段
    と、 トナー担持体側のトナーを上記トナー通過孔を通過させ
    て背面電極側へ移動させる方向の電界を生じさせる電圧
    を上記背面電極に印加する背面電極電圧付与手段と、 画像信号に応じた電圧を上記制御電極に選択的に印加し
    て、トナー通過孔を通じてのトナーの上記移動を制御す
    る電界を生じさせる制御電極電圧付与手段とを備えてい
    るとともに、 上記のトナー通過孔の径は、そのトナー通過孔が属する
    トナー担持体が担持するトナーの色に応じて設定され、
    上記の制御電極電圧付与手段と背面電極電圧付与手段と
    の少なくとも一方が、上記トナー通過孔の径に応じて出
    力電圧を設定するものであること を特徴としているカラ
    ー画像形成装置。
  3. 【請求項３】上記制御電極電圧付与手段は、上記トナー
    通過孔を通じてトナーを背面電極方向へ移動させるとき
    の電圧を調整可能であることを特徴とする請求項１また
    は２に記載のカラー画像形成装置。
  4. 【請求項４】上記の制御電極電圧付与手段は、画像信号
    から各制御電極に応じた信号を生成する制御信号生成手
    段と、この制御信号生成手段から出力された信号を所定
    の制御電圧に変換する信号／電圧変換手段とを備え、上
    記絶縁基板に設けられていることを特徴とする請求項１
    から３の何れかに記載のカラー画像形成装置。
  5. 【請求項５】上記の制御電極は絶縁基板における記録紙
    搬送部側の面に形成され、背面電極の上面に半導電性層
    が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何
    れかに記載のカラー画像形成装置。
  6. 【請求項６】記録紙搬送方向における最下流側の制御電
    極の下流側に、記録紙上のトナーを加熱して記録紙に定
    着させる加熱定着手段を備え、この加熱定着手段と上記
    最下流側の制御電極との間の記録紙搬送路長が、記録紙
    の搬送方向長さよりも長く設 定され、上記記録紙搬送手
    段は記録通過部にて記録紙を停止可能であることを特徴
    とする請求項１から５の何れかに記載のカラー画像形成
    装置。
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