JPH10232536A

JPH10232536A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10232536A
Application number: JP3681397A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tani; 健次谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】トナー通過孔内に滞留したトナーは、電気的
な力を滞留している場合が多く、単に減圧するだけでは
トナー通過孔内に滞留したトナーを吸引することはでき
なかった。この点を解決する。【解決手段】トナー担持体２２と対向電極２５との間
に配置する絶縁性基板と、絶縁性基板に設けられた複数
個のゲート２９と、電極群とトナー担持体２２との間に
配置した制御電極２６と、制御電極２６の個々の電極に
画像データに応じた所定の電位を印加する制御電源部３
１と、用紙５を吸着して搬送する搬送手段とを備えてい
る。制御電源部３１は、制御電極２６の個々のゲートに
付着したトナー２１を除去するための電位を制御電極２
６に印加するトナー除去手段を有するとともに、制御電
極２６のクリーニング時には搬送手段とトナー除去手段
を動作させる。

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
及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。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ、ワープロ、ファクシミリ
等から出力される電気的信号より紙等の記録媒体上に可
視像を形成する方法として、インクを用いるインクジェ
ット方式やインクを熔融転写する熱転写方式、昇華する
方式、電子写真方式等による画像形成方法が知られてい
る。

【０００３】近年、高速化、高画質化、低価格化に伴い
ノンインパクト方式でプリントヘッドを一体化私費各的
簡単な装置構成であるインクジェット方式の採用が多く
なってきているが、インクジェット方式では、液体であ
るところのインクを用いることから、紙の上で滲みが生
じて良好な画像が得られない他、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
色が期待できないことから、高品質が求められる場合に
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】トナーによる印字は滲みがなく、色調の濃
い視覚的に優れた画像が得られる他、カラー化において
複数の色を混合した場合、定着の過程において混合され
良好な混合色が得られる。

【０００５】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を組み合わせたト
ナーによる直接印字方式が提案されている。

【０００６】例えば、特開平５−１３４５８１号公報
や、特開平５−１３４５８２号では、内部をトナーが通
過するトナー通過孔と、このトナー通過孔にトナーが供
給される基板と、トナー通過孔内に電界を形成するよう
に前記基板を挟んで配置された一対の電極とを有し、画
像情報に応じて各トナー通過孔内にトナーが通過する方
向に電界を形成し記録媒体である記録紙上にトナー像を
形成する方法があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述したトナ
ーによる直接印字方式において、画像形成部は微小な間
隔を保持して構成されており、例えば、トナー等の顕像
剤を制御する制御電極に接触することなく記録媒体を搬
送することは非常に困難を有する。そこで、制御電極に
接触することなく記録媒体を搬送する手段として、電気
的に記録媒体を吸着させる手段や、減圧等により記録媒
体を吸着する手段等が考えられる。

【０００８】しかし、前者の電気的に記録媒体を吸着さ
せる手段は、記録媒体を吸着させるために数百ボルトも
の電圧が必要となり、リーク等の虞れがあり好ましくな
い。また、減圧による記録媒体の吸着方法については前
述した公報等に記載されている。

【０００９】特開平５−１３４５８１号公報に記載され
ている技術では、金属メッシュで構成されたベースロー
ラに共通電極に対して正のバイアス電圧が印加されてい
るため、画像形成時においてベースローラと供給電極間
にトナーがトナー通過孔を通過するための電界が形成さ
れるとともに、トナー通過孔内に滞留したトナーが間隙
内に吸引されトナー通過孔内がクリーニングされること
が記載されているが、画像形成時に共通電極に対して正
のバイアス電圧がベースローラに印加されることによっ
て、該ベースローラは常に共通電極に対して正の性質に
帯電されている。ここでトナーは負に帯電されているこ
とから、クリーニング時において、トナー通過孔内に滞
留しているトナーがベースローラに吸引されたとき、帯
電しているベースローラに吸引されたトナーが付着し、
ベースローラ上を吸引搬送される記録紙の裏面を汚す虞
れがある。

【００１０】また、ベースローラを減圧するために大き
なエネルギーが必要になり、そのための手段が大型化す
るとともにコスト的にも不利である。

【００１１】一方、特開平５−１３４５８２号公報で記
載されている技術では、トナー通過孔にトナーが供給さ
れる基板のトナー通過方向側に、周面がメッシュにより
構成されたベースローラを配置し、周面のメッシュに記
録紙が吸着されるようにベースローラ内部を減圧する構
成となっている。

【００１２】このような構成において、トナー等の顕像
剤を飛翔させるには、トナー等の顕像剤の通過を制御す
る電極に付与される電界だけではトナーを記録紙上まで
飛翔させることは困難で、少なくともトナーを担持して
いる担持体もしくはトナーを供給する部材と対向する位
置からトナーを引き寄せる方向の電位を印加してトナー
を飛翔させるべく電界を増大しなくてはならない。

【００１３】しかし、前述した特開平５−１３４５８２
号公報では、本来、トナーを飛翔させるべく電位を印加
する手段を配する位置に記録紙を吸着搬送させるための
ベースローラが配置されているが、このベースローラは
あくまで記録紙を吸着させるためだけのものであり、ト
ナーを飛翔させるべく電位を印加する手段ではないた
め、記録紙上にトナーを飛翔させるために必要な電界を
得るのが困難である。また、合わせてガイド板先端部と
ベースローラとの間隙内が減圧されることによって、絶
縁性基板とベースローラとの間が減圧され、結果的にト
ナー通過孔内も減圧されることから、トナー通過孔内に
滞留したトナーが間隙内に吸引されトナー通過孔内がク
リーニングされることが記載されているが、トナー通過
孔内に滞留したトナーは、電気的な力を滞留している場
合が多く、単に減圧するだけではトナー通過孔内に滞留
したトナーを吸引することはできなかった。

【００１４】

【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顕像剤供給手段と、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個以
上の電極群と前記ゲートに対応した開口部を少なくとも
該ゲートと、該ゲートに設けられた前記電極の少なくと
も一部を前記担持体に対して直接或いは電気的に露出す
るように有する電極とからなるシールド電極を前記電極
群と前記担持体との間に配置した制御電極と、前記制御
電極の個々の電極に少なくとも画像データに応じた所定
の電位を印加する制御回路手段とからなる制御手段を少
なくとも有し、前記制御手段によって前記電極群の対応
する電極に所定の電位を印加することにより顕像剤の前
記ゲートの通過を制御して、前記制御電極と前記対向電
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、前記記録媒体を吸着して搬送する搬
送手段と、前記制御手段は、前記制御電極の個々のゲー
トに付着した前記顕像剤を除去するための電位を前記制
御電極に印加する顕像剤除去手段を有するとともに、前
記制御電極のクリーニング時には前記搬送手段と前記顕
像剤除去手段を動作させている。

【００１５】請求項２記載の画像形成装置は、前記搬送
手段が前記記録媒体を吸着する吸着力を、前記顕像剤除
去手段により前記制御電極の個々のゲートに電位を印加
して発生した顕像剤を除去するための除去力よりも大き
くしている。

【００１６】請求項３記載の画像形成装置は、前記顕像
剤除去手段における少なくとも非画像形成時に前記制御
電極の各電極群に前記顕像剤が前記制御電極の個々のゲ
ートを対向電極方向に通過し得る方向へ移動する除去力
を発生する方向へ印加する電位を、画像形成時において
前記制御電極の各電極群に前記顕像剤を個々のゲートを
通過させないようにするために印加する電位よりも低く
している。

【００１７】請求項４記載の画像形成装置の上記顕像剤
除去手段は、非画像形成時に前記制御電極の各電極群に
前記顕像剤が前記制御電極の個々のゲートを対向電極方
向に通過し得る方向へ移動させる電位を印加するととも
に、前記対向電極に前記顕像剤を当該対向電極に引き寄
せる吸引力を発生させる電位を印加している。

【００１８】請求項５記載の画像形成装置の前記顕像剤
除去手段は、非画像形成時に対向電極に顕像剤を対向電
極に、顕像剤を当該対向電極に引き寄せる吸引力を発生
する画像形成時に印加される電位よりも低い電位を印加
している。

【００１９】請求項６記載の画像形成装置は、前記対向
電極を回動可能に配置している。

【００２０】請求項７記載の画像形成装置は、前記対向
電極上に付着した前記顕像剤を回収する回収手段を設け
ている。

【００２１】請求項８記載の画像形成装置は、前記対向
電極もしくは前記対向電極の前後に多数の通気孔を設け
ている。

【００２２】請求項９記載の画像形成装置は、前記通気
孔を、前記対向電極方向へ吹き込む空気流に対して上流
側を下流側よりも大きくなるように形成している。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の実施形態
に図１乃至図６とともに説明する。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、それに応じて適宜各印加電圧の極性を設定すれ
ばよい。

【００２４】本実施形態に係る画像形成装置を搭載した
プリンタの断面を図１に示し、各構成要素について図２
を用いてその内容を説明する。

【００２５】図２のように、プリンタはトナー供給部２
と印刷部３とを有する画像形成部１を備えている。その
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ともに、前記トナーの飛翔
を画像信号に基づいて制御することにより用紙上に画像
を直接形成するものである。

【００２６】前記画像形成部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及び図
示しない一対のレジストローラからなる。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。前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駆動される。

【００２７】前記画像形成部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
加熱及び加圧することにより用紙５に定着させる定着部
１１が設けられている。定着部１１は、加熱ローラ１
２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５及び
温度制御回路８０からなる。前記加熱ローラ１２は、例
えば、厚さ２ｍｍのアルミニウム管からなる。前記ヒー
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。前記加圧ローラ１４は、例え
ば、シリコーン樹脂からなる。

【００２８】そして、前記加熱ローラ１２及び加圧ロー
ラ１４は互いに対向して設けられており、それぞれの軸
の両端には、用紙５を挟んで加圧することができるよう
に、図示しないスプリング等の弾性体によって、例え
ば、２ｋｇの荷重が加えられている。

【００２９】前記温度センサ１５は、加熱ローラ１２の
表面の温度を測定する。前記温度制御回路８０は、後述
する主制御部によって制御されており、温度センサ１５
の測定結果に基づいてヒータ１３のＯＮ／ＯＦＦ等を制
御し、加熱ローラ１２の表面温度を例えば１５０℃に保
持する。また、前記定着部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。

【００３０】尚、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ロ
ーラ１４等の材質は、特に限定されるものではない。ま
た、加熱ローラ１２の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１１は、用紙５を加熱若しく
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。

【００３１】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で処理され排紙された用紙５
を受ける排紙トレイ、及び排紙トレイ上に排出する排紙
ローラが設けられている。前記加熱ローラ１２、加圧ロ
ーラ１４、及び排紙ローラは図示しない駆動装置によっ
て駆動される。

【００３２】前記画像形成部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
２０、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、及びトナー
収容槽２０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隣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。

【００３３】尚、ドクターブレード２３とトナー担持体
２２との距離は特に限定されるものではない。また、ト
ナー２１の平均粒径や帯電量等は特に限定されるもので
はない。

【００３４】前記トナー担持体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と対向する位置及び
後述する制御電極２６と対向する位置に、図示しない磁
石が配置されている。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、該外周面における前記位置に対
応する位置で穂立ちを形成する。

【００３５】尚、トナー担持体２２の回転速度は特に限
定されるものではない。また、トナー担持体２２は、磁
気力によりトナー２１を担持するかわりに、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。

【００３６】前記画像形成部１の印刷部３は、例えば厚
さ１ｍｍのアルミニウム板からなり、トナー担持体２２
の外周面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手段５０と、前記対向電極２５
を回動させる図示しない回動装置と、前記トナー担持体
２３との間に設けられた制御電極２６とを備えている。
前記対向電極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と
ともに、高圧電源手段５０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、高圧電源手段５０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２
１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。

【００３７】尚、対向電極２５の材質は特に限定される
ものではない。また、対向電極２５とトナー担持体２２
との距離は特に限定されるものではない。さらに、対向
電極２５の回転速度や、印加される電圧は特に限定され
るものではない。

【００３８】前記制御電極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。さらに、図５に示すように絶縁性基板２６ａ、図示
しない高圧ドライバ、各々独立したリング状の導電体、
即ちリング状電極２７、及び各リング状電極２７に対応
するように開口部が設けられた板状のシールド電極６０
からなっている。前記絶縁性基板２６ａは、例えばピリ
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
銅箔からなり前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
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。シールド電極６０は、例えば銅箔からなり前記ゲー
ト２９とその周りに設けられた前記リング状電極２７に
対応するように開口部が設けられている。

【００３９】尚、制御電極２６とトナー担持体２２との
距離は特に限定されるものではない。また、各リング状
電極２７には開口部径が２２０μｍの開口部が設けられ
ている。また、ゲート２９の大きさや、絶縁性基板２６
ａ、リング状電極２７及びシールド電極６０の材質や厚
さ等は特に限定されるものではない。

【００４０】前記ゲート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２８及び図示しない高圧ド
ライバを介して制御電源部３１に電気的に接続されてい
る。シールド電極６０は給電線２８を介して制御電源部
３１に電気的に接続されている。尚、リング状電極２７
の個数は特に限定されるものではない。

【００４１】前記リング状電極２７の表面、シールド電
極６０の表面及び給電線２８の表面は、厚さ３０μｍの
図示しない絶縁体層で覆われており、これによりリング
状電極２７同士の絶縁性、給電線２８同士の絶縁性及び
互いに接続されていないリング状電極２７と給電線２８
との間の絶縁性が確保されているとともに、リング状電
極２７の表面、シールド電極６０の表面及び給電線２８
の表面が、他の部材或いは導電性物質とショートしない
ように保護されている。尚、絶縁体層の材質や厚さ等は
特に限定されるものではない。

【００４２】前記制御電極２６のリング状電極２７に
は、制御電源部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には例えば１
５０Ｖを印加し、通過させない場合には例えば−２００
Ｖを印加するようになっている。シールド電極６０には
トナー２１を通過させない場合に印加すべき−２００Ｖ
が印加されている。これは制御電極２６上にトナー２１
が飛翔するのを防ぐためである。

【００４３】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、
原稿等の画像を読み取る画像読取部から得られた画像デ
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
トとを設けている。

【００４４】前記制御電極２６は、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２５方向へのトナー流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と対向電極２５との間に付与され
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。

【００４５】前記画像形成装置は前述のようにプリンタ
の印字部として使用されているが、ファクシミリやディ
ジタル複写機等の印字部として使用可能である。

【００４６】次に、例えばディジタル複写機の印字部と
して使用した場合の本画像形成装置の実施形態１による
画像形成動作について、図３を用いて説明する。

【００４７】先ず、例えば画像読取部に複写すべき原稿
が載置され、図示しないコピースタートボタンが操作さ
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（Ｓ１）。即ち、画像読取部によって原稿画像
が読み取られ、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
御信号に変換される（Ｓ５）。この変換された制御電極
制御信号が所望の制御電極制御信号か否かを判断し（Ｓ
６）、所望の制御電極制御信号であればトナー担持体２
２を回転駆動し（Ｓ７）、所望の制御電極制御信号でな
ければエラー表示を行う（Ｓ８）。

【００４８】そして、トナー担持体２２に−２００Ｖを
印加し（Ｓ９）、対向電極２５に高圧を印加し（Ｓ１
０）、画像形成制御ユニットが所定量の前記制御電極制
御信号を得ると、図示しない駆動装置が作動しピックア
ップローラ６を駆動する（Ｓ１１）。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か否か給紙センサ
で検出され（Ｓ１２）、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と、ピックアップローラ６によ
って送り出された用紙５は支持部材４０上に搬送され、
異常な給紙状態であることが給紙センサにて検出される
とエラー表示を行う（Ｓ１３）。

【００４９】ここで、支持部材４０には多数の通気孔４
１が設けられている。これは、対向電極２５下側に設け
られたファンモータ４５が駆動することによって生じる
空気流を利用して用紙５を支持部材４０上に吸着させる
ようにする。前記空気流は図６に示すようにファンモー
タ４５に対して吹き込む方向に流れている。また、ファ
ンモータ４５の駆動力は、紙搬送時において極力最大に
することで用紙５の吸着性を高め安定した搬送が行える
ようにしている。

【００５０】しかし、非印字時においては、その駆動力
は紙搬送時よりも弱くしなければならない。なぜなら、
紙搬送時は、支持部材４０を用紙５が通過するため、そ
の力は用紙５を吸着するためだけに作用するが、非印字
時においては、前記支持部材４０上には当然用紙５は存
在しないために紙搬送時と同じ駆動力でファンモータ４
５を駆動すると、トナー担持体２２に担持されているト
ナー２１がその力により浮遊してしまいトナー担持体２
２表面のトナー層を乱してしまうからである。従って、
非印字時におけるファンモータ４５の駆動力は紙搬送時
よりも弱くし、制御電極２６のゲート２９内部に付着し
たトナー２１のみを除去するように調整する。

【００５１】さらに、支持部材４０に設けられた通気孔
４１は、前記対向電極２５方向に吹き込む空気流に対し
て、上流側が下流側よりも大きくなるように形成する。
例えば上流側の直径が２ｍｍに対して下流側の直径が１
ｍｍ程度である。ここで、空気流発生手段としてファン
モータ４５を用いたがこれに限定されることなく、空気
流が発生できるものであれば他のものでもよい。また、
支持部材４０の通気孔４１の口径は特に限定されるもの
ではない。

【００５２】前記画像形成制御ユニットは、前記制御電
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、前記印刷部３への用紙５の供給に同
期したタイミングで行われる。制御電源部３１は、前記
制御電極制御信号に基づいて制御電極２６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
制御電極２６に１５０Ｖ若しくは−２００Ｖの電圧が印
加され（画像制御電位を印加：Ｓ１４）制御電極２６付
近の電界が制御される。即ち、制御電極２６のゲート２
９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、出紙側に向かって３０ｍ
ｍ／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。

【００５３】トナー像が形成された用紙５は支持部材４
０上から定着部１１に搬送された後に、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、主制御部が印字動作
の正常な終了を判断する（Ｓ１５）。

【００５４】ここで印字動作の正常な終了を判断した主
制御部は、制御電極２６のゲート２９内部に滞留してい
るトナー２１を除去する動作を開始する。

【００５５】先ず、高圧電源手段５０は対向電極２５に
対して前記制御電極２６のゲート２９内部に滞留したト
ナー２１を対向電極２５方向に引き寄せる方向の電圧を
印加する。この時、例えば対向電極２５に１ｋＶの電圧
が印加される。この電圧は制御電極２６のゲート２９内
部に付着したトナー２１を除去するためのものであり、
印字時に対向電極２５に印加する電圧よりも低く設定し
ている。また、その際のファンモータ４５の駆動力は少
なくとも印字時における紙吸着搬送の搬送力よりも弱く
設定している。これは、トナー担持体２２担持されたト
ナー２１までも引き寄せないようにするためである。

【００５６】そして、対向電極２５に前記制御電極２６
のゲート２９内部に滞留したトナー２１を対向電極２５
方向に引き寄せる方向の電圧を印加することによって、
前記トナー２１が対向電極２５上に着地する。この着地
したトナー２１を対向電極２５上に放置すると次の印字
時に搬送された用紙５が対向電極２５上を通過した際、
用紙５裏面を汚す虞れがあるため、対向電極２５に電圧
が印加される（Ｓ１６）とともに、対向電極２５は回動
装置により回動される（Ｓ１７）。回動した際、対向電
極２５に接触配置された除去部材４６により対向電極２
５上に着地したトナーを掻き落として回収手段４７にそ
のトナー２１を回収し、対向電極２５のクリーニング動
作を終了する（Ｓ１８）。

【００５７】前記除去部材４６は、対向電極２５に接触
してトナー２１を掻き落とすことができるものであれ
ば、どのような構成のものであればよく例えばブレード
等が効果的である。

【００５８】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。本画像形成装置は、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。従って、顕像体から用紙５に画像を転写する転
写動作が省略されるので、画像の劣化を生じない。この
ため、装置の信頼性が向上する。また、装置の構成が簡
略化されるとともに部品点数が削減されるので、小型化
及び低廉化が可能となっている。

【００５９】次に、例えばディジタル複写機の印字部と
して使用した場合の本画像形成装置の実施形態２による
画像形成動作について、図４を用いて説明する。

【００６０】先ず、例えば画像読取部に複写すべき原稿
が載置され、図示しないコピースタートボタンが操作さ
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（Ｓ２１）、その画像データが画像処理部で処理さ
れ（Ｓ２２）、画像メモリに記憶される（Ｓ２３）。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（Ｓ２４）、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される（Ｓ２５）。この変換された
制御電極制御信号が所望の制御電極制御信号可か否かを
判断し（Ｓ２６）、所望の制御電極制御信号であればト
ナー担持体２２を回転駆動し（Ｓ２７）、所望の制御電
極制御信号でかければエラー表示を行う（Ｓ２８）。

【００６１】そして、トナー担持体２２に−２００Ｖを
印加し（Ｓ２９）、対向電極２５に高圧を印加し（Ｓ３
０）、画像形成制御ユニットが所定量の前記制御電極制
御信号を得ると、図示しない駆動装置が作動しピックア
ップローラ６を駆動する（Ｓ３１）。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により用
紙カセット内の用紙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か否か給紙センサで
検出され（Ｓ３２）、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と、ピックアップローラ６によっ
て送り出された用紙５は支持部材４０上に搬送され、異
常な給紙状態であることが給紙センサにて検出されると
エラー表示を行う（Ｓ３３）。

【００６２】ここで、支持部材４０には多数の通気孔４
１が設けられている。これは、対向電極２５下側に設け
られたファンモータ４５が駆動することによって生じる
空気流を利用して用紙５を支持部材４０上に吸着させる
ようにする。前記空気流は図６に示すようにファンモー
タ４５に対して吹き込む方向に流れている。また、支持
部材４０に設けられた通気孔４１は、前記対向電極２５
方向に吹き込む空気流に対して、上流側が下流側よりも
大きくなるように形成する。例えば上流側の直径が２ｍ
ｍに対して下流側の直径が１ｍｍ程度である、さらに、
前述したが、ファンモータ４５の駆動力は、紙搬送時に
おいて極力最大にすることで用紙５の吸着性を高め安定
した搬送が行えるようにしている。

【００６３】しかし、非印字時においては、その駆動力
は紙搬送時よりも弱くしなければならない。なぜなら、
紙搬送時は、支持部材４０を用紙５が通過するため、そ
の力は用紙５を吸着するためだけに作用するが、非印字
時においては、前記支持部材４０上に当然用紙５は存在
しないため紙搬送時と同じ駆動力でファンモータ４５を
駆動すると、トナー担持体２２に担持されているトナー
２１がその力により浮遊してしまいトナー担持体２２表
面のトナー層を乱してしまうからである。従って、非印
字時におけるファンモータ４５の駆動力は紙搬送時より
も弱くし、制御電極２６のゲート２９内部に付着したト
ナー２１のみを除去するように調整する。ここで、空気
流発生手段としてファンモータ４５を用いたがこれに限
定されることなく、空気流が発生できるものであれば他
のものでもよい。また、支持部材４０の通気孔４１の口
径は特に限定されるものではない。

【００６４】画像形成制御ユニットは、前記の制御電極
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、前記印刷部３への用紙５の供給に同期
したタイミングで行われる。制御電源部３１は前記の制
御電極制御信号に基づいて制御電極２６に印加する高圧
を制御する。つまり、制御電源部３１から適宜所定の制
御電極２６に１５０Ｖ若しくは−２００Ｖの電圧が印加
され（画像制御電位を印加：Ｓ３４）制御電極２６付近
の電界が制御される。即ち、制御電極２６のゲート２９
において、画像データに応じてトナー担持体２２から対
向電極２５へのトナー２１の飛翔の阻止とその解除とが
適宜行われる。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５上に、画像信号に
応じたトナー像が形成される。

【００６５】トナー像が形成された用紙５は支持部材４
０上から定着部１１に搬送された後に、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、主制御部が印字動作
の正常な終了を判断する（Ｓ３５）。

【００６６】ここで、印字動作の正常は終了を判断した
主制御部は、制御電極２６のゲート２９内部に滞留して
いるトナー２１を除去する動作を開始する。

【００６７】先ず、高圧電源手段５０は対向電極２５に
対して前記制御電極２６のゲート２９内部に滞留したト
ナー２１を対向電極２５宝庫に引き寄せる方向の電圧を
印加する。この時、例えば制御電極２６の各リング状電
極２７に−４００Ｖの電圧が印加される。この電圧は制
御電極２６のゲート２９内部に付着したトナー２１を除
去するためのものであり、印字時にリング状電極２７に
対してトナー２１を通過させない場合に印加する電圧よ
りも低く設定する。これは、トナー２１を通過させない
場合に印加する電圧よりも低くすることで制御電極２６
のゲート２９内部に付着したトナー２１をゲート２９か
ら反発させる力がより強くなるからである。また、この
時に同時に対向電極２５に対して高圧電源手段５０より
電圧を印加する。この場合、対向電極２５に印加する電
圧は、先に述べた実施形態１による印加電圧よりも低く
設定することができる。なぜならば、制御電極２６の各
リング状電極２７にはゲート２９に対してトナー２１が
反発するように電圧が印加されておりこれにより対向電
極２５に印加する電圧は、トナー２１を引き寄せる作用
が働く程度で極力低く電圧を設定することができる。こ
の時、例えば対向電極２５には３００Ｖの電圧が印加さ
れている。また、対向電極２５に電圧を印加すること
で、制御電極２６の各リング状電極２７に印加された電
圧でゲート２９から付着力を弱められたゲート２９内部
に付着したトナー２１がトナー担持体２２方向に反発す
ることなく対向電極２５方向に導くことができる。

【００６８】制御電極２６の各リング状電極２７及び対
向電極２５に対して、前記制御電極２６のゲート２９内
部に滞留したトナー２１を対向電極２５方向に引き寄せ
る方向の電圧をそれぞれ印加するとともに、ファンモー
タ４５の駆動力を少なくとも印字時における紙吸着搬送
の吸引力よりも弱くすることで、前記トナー２１が対向
電極２５上に着地する。この着地したトナー２１を対向
電極２５上に蜂すると次の印字時に搬送された用紙５が
対向電極２５上を通過した際、用紙５裏面を汚す虞れが
あるため、対向電極２５に電圧が印加されるとともに制
御電極２６にも電圧が印加され（Ｓ３６）、対向電極２
５は回動装置により回動される（Ｓ３７）。回動した
際、対向電極２５に接触配置された除去部材４６により
対向電極２５上に着地したトナーを掻き落とし回収手段
４７にそのトナー２１を回収し、対向電極２５のクリー
ニング動作を終了する（Ｓ３８）。

【００６９】前記除去部材４６は、対向電極２５に接触
してトナー２１を掻き落とすことができるものであれ
ば、どのような構成のものであればよく例えばブレード
等が効果的である。

【００７０】以上の画像形成動作により、用紙５上に良
好な画像は形成される。本画像形成装置は、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当の顕像体が不要となっ
ている。従って、顕像体から用紙５に画像を転写する転
写動作が省略されるので、画像の劣化を生じない。この
ため、装置の信頼性が向上する。また、装置の構成が簡
略化されるとともに、部品点数が削減されるので、小型
化及び低廉化が可能となっている。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の画像生計装置によれば、
記録媒体を吸着して搬送する搬送手段と、制御手段は、
制御電極の個々のゲートに付着した顕像剤を除去するた
めの電位を制御電極に印加する顕像剤除去手段を有する
とともに、制御電極のクリーニング時には搬送手段と顕
像剤除去手段を動作させているので、画像形成装置の信
頼性を向上させることができ、しかも、画像形成装置の
構成が簡略化されるとともに、部品点数が削減されるの
で、画像形成装置の小型化及び低廉化を図ることができ
る。

【００７２】請求項２記載の画像形成装置によれば、搬
送手段が記録媒体を吸着する吸着力を、顕像剤除去手段
により制御電極の個々のゲートに電位を印加して発生し
た顕像剤を除去するための除去力よりも大きくしている
ので、記録媒体の搬送時においてその吸着力を高め、紙
詰まり等のトラブルを起こすことなく、画像形成装置の
信頼性を向上させるとともに、制御電極の個々のゲート
に付着した顕像剤の除去時において、制御電極に付着し
た顕像剤のみを適切な強さで効率的に除去することがで
きる。

【００７３】請求項３記載の画像形成装置によれば、顕
像剤除去手段における少なくとも非画像形成時に制御電
極の各電極群に顕像剤が制御電極の個々のゲートを対向
電極方向に通過し得る方向へ移動する除去力を発生する
方向へ印加する電位を、画像形成時において制御電極の
各電極群に顕像剤を個々のゲートを通過させないように
するために印加する電位よりも低くしているので、制御
電極のゲート内部に付着した顕像剤をゲートから反発さ
せる力がより強くなり、制御電極の個々のゲート内に電
気的に付着している顕像剤の付着力を弱め、小さな力で
効率的に顕像剤を対向電極方向に引き離すことができ
る。

【００７４】請求項４記載の画像形成装置によれば、顕
像剤除去手段は、非画像形成時に制御電極の各電極群に
顕像剤が制御電極の個々のゲートを対向電極方向に通過
し得る方向へ移動させる電位を印加するとともに、対向
電極に顕像剤を当該対向電極に引き寄せる吸引力を発生
させる電位を印加しているので、制御電極のゲート内部
に付着したトナーをゲートから反発させる力がより強く
なるとともに、制御電極の各リング状電極に印加された
電圧でゲートから付着力を弱められたゲート内部に付着
したトナーがトナー担持体方向に反発することなく、対
向電極方向に導くことができ効率よく制御電極の個々の
ゲート内に電気的に付着している顕像剤の付着力を弱め
ることができる。

【００７５】請求項５記載の画像形成装置によれば、顕
像剤除去手段は、非画像形成時に対向電極に顕像剤を対
向電極に、顕像剤を当該対向電極に引き寄せる吸引力を
発生する画像形成時に印加される電位よりも低い電位を
印加しているので、顕像剤担持体に担持された顕像剤ま
でも引き寄せることなく、制御電極の個々のゲート内に
付着している顕像剤を効率的に除去することができる。

【００７６】請求項６記載の画像形成装置は、対向電極
を回動可能に配置しているので、クリーニング時におい
て制御電極の個々のゲート内に付着している顕像剤を対
向電極方向に引き離すとともに、引き離された顕像剤を
対向電極上から除去することができ、記録媒体が搬送さ
れた時に当該記録媒体の裏面を顕像剤により汚染するこ
となく良好な画像を得ることができる。

【００７７】請求項７記載の画像形成装置は、対向電極
上に付着した顕像剤を回収する回収手段を設けているの
で、クリーニング時において制御電極の個々のゲート内
に付着している顕像剤を対向電極方向に引き離し、引き
離された顕像剤を対向電極が回動することにより、顕像
剤を除去するとともに、顕像剤を画像形成装置内に飛散
させることなく回収することができる。

【００７８】請求項８記載の画像形成装置は、対向電極
もしくは前記対向電極の前後に多数の通気孔を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【００７９】請求項９記載の画像形成装置は、通気孔
を、対向電極方向へ吹き込む空気流に対して上流側を下
流側よりも大きくなるように形成しているので、個々の
通気孔で制御電極の個々のゲート内に付着している顕像
剤をより広い領域にわたって除去することができ、しか
も、引き込む空気流が広域にわたって均一に作用するこ
とから、安定して記録媒体の搬送を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置の画像形成部の要部の構
成を示す断面図である。

【図３】本発明の画像形成装置の実施形態１の画像形成
時を示すフローチャートである。

【図４】本発明の画像形成装置の実施形態２の画像形成
時を示すフローチャートである。

【図５】本発明の画像形成装置の制御電極の構成を示す
平面図である。

【図６】本発明の画像形成装置の印字部における空気の
流れを示す説明図である。

【符号の説明】

１画像形成部２トナー供給部３印刷部５用紙１１定着部１２加熱ローラ１３ヒータ１４加圧ローラ１５温度センサ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３１制御電源部４０支持部材４１通気孔４５ファンモータ４６除去部材４７回収手段５０高圧電源手段６０シールド電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１色の顕像剤を担持する担持
体を有する顕像剤供給手段と、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個以
上の電極群と前記ゲートに対応した開口部を少なくとも
該ゲートと、該ゲートに設けられた前記電極の少なくと
も一部を前記担持体に対して直接或いは電気的に露出す
るように有する電極とからなるシールド電極を前記電極
群と前記担持体との間に配置した制御電極と、前記制御電極の個々の電極に少なくとも画像データに応
じた所定の電位を印加する制御回路手段とからなる制御
手段を少なくとも有し、前記制御手段によって前記電極
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
像剤の前記ゲートの通過を制御して、前記制御電極と前
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、前記記録媒体を吸着して搬送する搬送手段と、前記制御手段は、前記制御電極の個々のゲートに付着し
た前記顕像剤を除去するための電位を前記制御電極に印
加する顕像剤除去手段を有するとともに、前記制御電極
のクリーニング時には前記搬送手段と前記顕像剤除去手
段を動作させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記搬送手段が前記記録媒体を吸着する
吸着力を、前記顕像剤除去手段により前記制御電極の個
々のゲートに電位を印加して発生した顕像剤を除去する
ための除去力よりも大きく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】前記顕像剤除去手段における少なくと
も非画像形成時に前記制御電極の各電極群に前記顕像剤
が前記制御電極の個々のゲートを対向電極方向に通過し
得る方向へ移動する除去力を発生する方向へ印加する電
位を、画像形成時において前記制御電極の各電極群に前
記顕像剤を個々のゲートを通過させないようにするため
に印加する電位よりも低くすることを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記顕像剤除去手段は、非画像形成時に
前記制御電極の各電極群に前記顕像剤が前記制御電極の
個々のゲートを対向電極方向に通過し得る方向へ移動さ
せる電位を印加するとともに、前記対向電極に前記顕像
剤を当該対向電極に引き寄せる吸引力を発生させる電位
を印加することを特徴とする請求項１記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記顕像剤除去手段は、非画像形成時に
対向電極に顕像剤を対向電極に、顕像剤を当該対向電極
に引き寄せる吸引力を発生する画像形成時に印加される
電位よりも低い電位を印加することを特徴とする請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記対向電極を回動可能に配置したこと
を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】前記対向電極上に付着した前記顕像剤を
回収する回収手段を設け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８】前記対向電極もしくは前記対向電極の前
後に多数の通気孔を設け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９】前記通気孔を、前記対向電極方向へ吹き
込む空気流に対して上流側を下流側よりも大きくなるよ
うに形成したことを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置。