(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顕像化粒子を担持する担持体と、
上記担持体と対向して配置される対向電極と、
上記顕像化粒子の通過部となる複数の通過孔と、上記各通過孔の周囲に形成される複数のゲート電極とを有し、各ゲート電極に付与される電位により、上記担持体と上記対向電極との間の電界を変化させ、上記担持体から上記対向電極方向への上記顕像化粒子の飛翔を制御する制御電極と、
画像信号に応じた電位を上記各ゲート電極に付与する電位付与手段とを備えた画像形成装置において、
上記電位付与手段は、上記顕像化粒子を上記対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位と上記顕像化粒子の上記対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位とを上記ゲート電極に付与し、上記飛翔電位については、所定のゲート電極に付与してから、飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる、前記継続時間に基づいて定められた所定時間が経過した後に、他のゲート電極へ付与し、上記飛翔阻止電位としては接地電位を付与するものであり、
上記電位付与手段によって各ゲート電極に付与される電位の切り換えを行う複数のＩＣをさらに備え、
上記各ＩＣには、複数のゲート電極がグループ単位で接続されており、上記電位付与手段は、上記ＩＣを介して各ゲート電極に所定の電位を付与し、
上記グループには、上記担持体との距離が相対的に近いゲート電極からなる第１のグループと、上記担持体との距離が相対的に遠いゲート電極からなる第２のグループとが存在し、ゲート電極数に対するＩＣの数は、第１のグループに対応するＩＣの数よりも第２のグループに対応する上記ＩＣの数の方が多くなっており、
上記電位付与手段は、同一グループ内のゲート電極に対して同時に所定の電位を付与するとともに、第１のグループのゲート電極および第２のグループのゲート電極を上記所定のゲート電極および上記他のゲート電極の何れか一方および他方と見なして上記電位付与動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
顕像化粒子を担持する担持体と、
上記担持体と対向して配置される対向電極と、
上記顕像化粒子の通過部となる複数の通過孔と、上記各通過孔の周囲に形成される複数のゲート電極とを有し、各ゲート電極に付与される電位により、上記担持体と上記対向電極との間の電界を変化させ、上記担持体から上記対向電極方向への上記顕像化粒子の飛翔を制御する制御電極と、
画像信号に応じた電位を上記各ゲート電極に付与する電位付与手段とを備えた画像形成装置において、
上記電位付与手段は、上記顕像化粒子を上記対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位と上記顕像化粒子の上記対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位とを上記ゲート電極に付与し、上記飛翔阻止電位については、所定のゲート電極に付与してから、飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる、前記継続時間に基づいて定められた所定時間が経過した後に、他のゲート電極へ付与し、前記飛翔電位としては接地電位を付与するものであり、
上記電位付与手段によって各ゲート電極に付与される電位の切り換えを行う複数の高圧ＩＣをさらに備え、
上記各ＩＣには、複数のゲート電極がグループ単位で接続されており、上記電位付与手段は、上記ＩＣを介して各ゲート電極に所定の電位を付与し、
上記グループには、上記担持体との距離が相対的に近いゲート電極からなる第１のグループと、上記担持体との距離が相対的に遠いゲート電極からなる第２のグループとが存在し、ゲート電極数に対するＩＣの数は、第１のグループに対応するＩＣの数よりも第２のグループに対応する上記ＩＣの数の方が多くなっており、
上記電位付与手段は、同一グループ内のゲート電極に対して同時に所定の電位を付与するとともに、第１のグループのゲート電極および第２のグループのゲート電極を上記所定のゲート電極および上記他のゲート電極の何れか一方および他方と見なして上記電位付与動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やファクシミリ装置の印字部や、デジタルプリンタ、プロッタ等に適用され、トナー担持体から対向電極方向にトナーを飛翔させて、トナー担持体と対向電極との間に搬送される用紙上に直接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】
従来から、画像信号に応じた可視像を紙等の記録媒体上に形成する画像形成装置として、例えば特開平４−２１１９７０号公報に開示されたものがある。この公報に開示された画像形成装置（エレクトログラフィックプリンタ）は、図３１に示すように、例えばトナー等の顔料粒子１０１を担持する担持体としての現像ローラ１０２と、現像ローラ１０２と対向する対向電極としてのバックグラウンド電極１０３とを備えている。バックグラウンド電極１０３には、顔料粒子１０１をバックグラウンド電極１０３方向に引き付けるための電位が付与されるようになっている。
【０００３】
現像ローラ１０２とバックグラウンド電極１０３との間には、複数の通路１０５を有する電極マトリクス１０４（制御電極）が設けられている。この電極マトリクス１０４には、各通路１０５ごとに顔料粒子１０１の通過を制御できるように、電極マトリクス１０４と現像ローラ１０２との間の電界を制御するための電極が各通路１０５に応じて設けられている。
【０００４】
つまり、この種の画像形成装置では、現像ローラ１０２とバックグラウンド電極１０３との間に形成される強電界のもとで、電極マトリクス１０４によって、顔料粒子１０１の飛翔可否が制御される。これにより、現像ローラ１０２に担持された顔料粒子１０１が所定の通路１０５を通過して、電極マトリクス１０４とバックグラウンド電極１０３との間に搬送される用紙１０６に到達し、その結果、用紙１０６上に画像が直接形成される。
【０００５】
したがって、上記画像形成装置は、画像信号に応じた静電潜像またはトナー像を担持するための感光体や、感光体上のトナー像を用紙に転写する前に上記トナー像を一旦保持する誘電体ドラム等の顕像体が必要でない。これにより、装置の構成部品が減少して構成が簡素化されるので、装置の小型化、低廉化を容易に達成ことができる。また、上記の顕像体から用紙への転写動作が省略されるので、画像が劣化せず、画像形成装置としての信頼性も向上することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の画像形成装置において、電極マトリクス１０４に形成されている、各通路１０５に対応した電極のうち、任意の２つの電極を電極１０４ｍ・１０４ｎとする。ここで、電極１０４ｍ・１０４ｎに対して同時に、例えば図３２に示すような画像信号が与えられると、電極１０４ｍ・１０４ｎには画像信号に同期して同時に例えば１５０ＶのＯＮ電位がそれぞれ印加される一方、例えば−２００ＶのＯＦＦ電位がそれぞれ印加される。
【０００７】
ところで、１個の電極にＯＮ電位またはＯＦＦ電位が印加される瞬間、すなわち、１個の電極への付与電位がＯＮ電位またはＯＦＦ電位に切りかわる瞬間には、通常、各々の電極において例えば約１４０μＡの過渡電流が流れる。つまり、図３３に示すように、画像信号に応じて２個の電極１０４ｍ・１０４ｎに同時に例えばＯＮ電位が印加された場合には、全体として約２８０μＡの過渡電流がピーク電流として瞬間的に電源から供給される。
【０００８】
しかし、このような過渡電流は、１〜数個の電極においては非常に僅かであるが、例えば黒べた印字を行うときのように、数百、数千個もの電極に同時にＯＮ電位が印加される場合を考えると膨大な値となる。つまり、電極マトリクス１０４において、各通路１０５に対応して例えば２５６０個の電極が設けられているとした場合、これらの電極に同時にＯＮ電位を印加すると、１４０μＡ×２５６０個＝３５８４００μＡ＝３５８．４ｍＡの過渡電流が、瞬間的に電源から供給されることになる。
【０００９】
ここで、ＯＮ電位やＯＦＦ電位等の高圧を電極マトリクス１０４に印加する電源として、例えば７０ｍＡ以上の過渡電流を供給できるような、電流容量の大きいものは一般的に好ましくはない。なぜならば、電流容量が大きいと、例えば印字の際に用紙１０６が電極マトリクス１０４に接触することによって電極マトリクス１０４に印加された高圧が用紙１０６を伝ってリークする高圧リークや、装置の誤動作など不測の事態が発生した場合に、電源の電流供給能力が大きいために出力電位が低下せず、その結果、上記高圧が他の回路に流れ込み、他の回路を破壊するなどの不具合が発生するからである。また、画像形成装置に例えばコンピュータ等の他の装置が接続されていると、これらまでも破壊されるおそれがある。さらに、使用者が画像形成装置に触れている場合には、使用者が感電する等の最悪の事態を招くことにもなりかねない。
【００１０】
なお、このような事態を回避するために、高圧が付与される部分や装置全体に高レベルの絶縁を施す対策も考えられる。しかし、この対策は非常に大きなコストアップを招くため、好ましくはない。
【００１１】
したがって、従来の画像形成装置の構成では、電極マトリクス１０４の電極数が多い場合に、許容値を越えた過渡電流が電源から供給されるので、装置の信頼性が低下するという問題が生ずる。
【００１２】
また、電流容量の大きい電源が必要となるので、装置の大型化およびコストアップを招来するという問題が生ずる。この問題は、大きな用紙１０６の印字にも対応できる画像形成装置や高解像度を有する画像形成装置の場合には、電極数がさらに増加するため、特に大きな問題となる。また、高速の画像形成装置では、単位時間当たりの付与電位の切り換え回数が増加するので、さらに多くの過渡電流を供給できる電源が必要となり、上記と同様の問題が生ずる。
【００１３】
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、制御電極の電極数が多い場合でも、電流容量の大きな電源を用いなくても済み、これによって、装置の大型化およびコストアップを抑制することができると共に、装置の信頼性を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、顕像化粒子を担持する担持体と、上記担持体と対向して配置される対向電極と、上記顕像化粒子の通過部となる複数の通過孔と、上記各通過孔の周囲に形成される複数のゲート電極とを有し、各ゲート電極に付与される電位により、上記担持体と上記対向電極との間の電界を変化させ、上記担持体から上記対向電極方向への上記顕像化粒子の飛翔を制御する制御電極と、画像信号に応じた電位を上記各ゲート電極に付与する電位付与手段とを備えた画像形成装置において、上記電位付与手段は、電位付与によって上記各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与することを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、電位付与手段が制御電極のゲート電極に対して所定の電位を付与することにより、担持体にて担持された顕像化粒子の対向電極方向への飛翔が制御される。
【００１６】
ここで、電位付与手段がゲート電極に所定電位を付与すると、上記ゲート電極のそれぞれに瞬間的に過渡電流が流れる。仮に、上記電位の印加タイミングが同じであれば、この過渡電流は上記電位付与手段から同時に供給されるので、ゲート電極数が多いとそれだけ過渡電流の供給能力の大きい電位付与手段が必要となる。
【００１７】
しかし、上記構成では、電位付与手段は、各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与する。このような電位付与手段の制御としては、例えば個々のゲート電極に対して所定の電位を印加する際の印加タイミングを所定量ずつずらす、あるいは、複数のゲート電極をグループ化し、同一グループ内のゲート電極に対しては同じタイミングで電位を印加し、異なるグループ間では印加タイミングをずらす等によって実現可能である。
【００１８】
これにより、電位付与手段が所定時に供給する電流量は、ゲート電極への電位印加タイミングを同時とする従来に比べ確実に減るので、ゲート電極数を増加させても、電位付与手段を電流容量の特別大きなもので構成する必要はない。したがって、上記構成によれば、ゲート電極数の多い制御電極を用いた場合でも、従来と電流容量が同等の電位付与手段を使用することができ、電位付与手段の大型化・コストアップを抑制することができると共に、装置の大型化・コストアップを抑制することができる。
【００１９】
また、電位付与手段の電流容量が特別大きくはないので、制御電極を介して高圧リーク等が生じても、発生時に出力電位がある程度低下する。これにより、他の回路、装置を破壊する等の不都合が生じることがない。したがって、上記構成によれば、装置の信頼性を向上させることができると共に、高レベルの絶縁対策も不要とすることができる。
【００２０】
なお、ゲート電極に電位を付与することによって過渡電流が流れるのであれば、上記電位として、顕像化粒子を対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位、顕像化粒子の対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位等、顕像化粒子の飛翔を制御するための電位のほか、制御電極を清掃するための清掃電位等であってもよい。
【００２１】
請求項２の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、上記顕像化粒子を上記対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位を所定のゲート電極に付与してから、飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与することを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、過渡電流は一般的に所定時に最大となる（ピークが生じる）波形を示すが、飛翔電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流のピークと、同じく飛翔電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流のピークとが重なることがない。その結果、所定時に流れる過渡電流の総和は、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも確実に小さくなる。したがって、上記構成によれば、ゲート電極に印加する電位が飛翔電位であっても、請求項１の構成による効果を確実に得ることができる。
【００２３】
請求項３の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項２の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも長い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与することを特徴としている。
【００２４】
上記の構成によれば、飛翔電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流と、同じく飛翔電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流とが時間的に重なって流れることがない。その結果、所定時に流れる過渡電流の総和は、１個のゲート電極を流れる過渡電流の分だけになる。したがって、上記構成によれば、電位付与手段は所定時にゲート電極１個分の過渡電流のみ供給できる電流容量を備えていればよいので、電位付与手段を電流容量の小さいもので構成することができ、その結果、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができる。
【００２５】
請求項４の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項２の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも短い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与することを特徴としている。
【００２６】
上記の構成によれば、所定時に流れる過渡電流の総和が、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも小さくなる効果を得ながら、飛翔電位の印加タイミングのずれを請求項３の構成に比べて小さくすることができる。その結果、印加タイミングのずれに起因して記録媒体にドットがずれて形成されるのを最小限に抑えることができ、画像の歪みをほとんど無視できるくらいの良好な画像を形成することができる。
【００２７】
請求項５の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、上記顕像化粒子の上記対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位を所定のゲート電極に付与してから、飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与することを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によれば、飛翔阻止電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流のピークと、同じく飛翔阻止電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流のピークとが重なることがない。その結果、所定時に流れる過渡電流の総和は、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも確実に小さくなる。したがって、上記構成によれば、ゲート電極に印加する電位が飛翔阻止電位の場合であっても、請求項１の構成による効果を確実に得ることができる。
【００２９】
請求項６の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項５の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔阻止電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも長い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与することを特徴としている。
【００３０】
上記の構成によれば、飛翔阻止電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流と、同じく飛翔阻止電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流とが時間的に重なって流れることがない。その結果、所定時に流れる過渡電流の総和は、１個のゲート電極を流れる過渡電流の分だけになる。したがって、上記構成によれば、電位付与手段は所定時にゲート電極１個分の過渡電流のみ供給できる電流容量を備えていればよいので、電位付与手段を電流容量の小さいもので構成することができ、その結果、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができる。
【００３１】
請求項７の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項５の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔阻止電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも短い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与することを特徴としている。
【００３２】
上記の構成によれば、所定時に流れる過渡電流の総和が、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも小さくなる効果を得ながら、飛翔阻止電位の印加タイミングのずれを請求項６の構成に比べて小さくすることができる。その結果、印加タイミングのずれに起因して記録媒体にドットがずれて形成されるのを最小限に抑えることができ、画像の歪みをほとんど無視できるくらいの良好な画像を形成することができる。
【００３３】
請求項８の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成において、各ゲート電極への飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間よりも、各ゲート電極への飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間が長い場合に、上記電位付与手段は、飛翔阻止電位付与時における過渡電流の発生期間が互いに重ならないように、飛翔電位付与時間を調整しつつ各ゲート電極へ飛翔電位を付与することを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間（以下、第１の時間と称する）よりも、飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間（以下、第２の時間と称する）が長い場合に、電位付与手段の飛翔電位付与時間の調整により、飛翔阻止電位付与時での過渡電流の発生期間は重ならない。ちなみに、飛翔電位付与時間の調整を行わず、飛翔電位付与時間を全て同じとすれば、飛翔電位付与時に流れる過渡電流の発生期間が重なっていなくても、飛翔阻止電位付与時に流れる過渡電流の発生期間が重なってしまう場合がある。
【００３５】
したがって、上記構成によれば、上記第１の時間よりも上記第２の時間の方が長い場合に、飛翔電位付与時に流れる過渡電流の発生期間が重ならない制御さえ行えば、電位付与手段を、供給する過渡電流がゲート電極１個となるような電流容量の小さいもので構成することができる。その結果、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができる。
【００３６】
請求項９の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成において、各ゲート電極への飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間を時間ｔ１、各ゲート電極への飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間を時間ｔ２とすると、時間ｔ１と時間ｔ２とが異なる場合に、上記電位付与手段は、時間ｔ１および時間ｔ２よりも長い時間で、かつ、時間ｔ１と時間ｔ２とのうち長い方の時間に近い時間だけタイミングをずらして、各ゲート電極へ飛翔電位および飛翔阻止電位を付与することを特徴としている。
【００３７】
上記の構成によれば、電位付与手段は、時間ｔ１および時間ｔ２よりも長い時間だけずらして飛翔電位および飛翔阻止電位を付与するので、過渡電流の発生期間が、飛翔電位付与時および飛翔阻止電位付与時のそれぞれにおいて重なることがない。これにより、電位付与手段を、供給する過渡電流がゲート電極１個となるような電流容量の小さいもので構成することができるので、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができる。
【００３８】
しかも、電位付与手段は、時間ｔ１と時間ｔ２とのうち長い方の時間に近い時間だけずらして飛翔電位および飛翔阻止電位を付与するので、飛翔電位印加時間が必要以上に長くなることもない。飛翔電位印加時間が必要以上に長くなると、顕像化粒子の飛翔量が増加するので、顕像化粒子の消費量が増加する。また、顕像化粒子の飛翔量の増加によって、記録媒体に形成されるドット径が大きくなって画像がつぶれたり、ドット濃度が高くなって本来の画像濃度が得られなくなり、その結果、画像の鮮明度が低下したり、ハーフトーンの再現が不十分となるなどの不都合を招来する。上記構成によれば、飛翔電位印加時間を極力抑えることができるので、上記の不都合を回避することができ、画質の良好な画像を提供することができる。
【００３９】
請求項１０の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項２、３または４の構成において、各ゲート電極に付与する飛翔阻止電位が接地電位であることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、飛翔阻止電位を供給する供給源が、電流容量に制限のない接地部分となるので、各ゲート電極への飛翔阻止電位の付与時に、発生する過渡電流のピークが重ならないような制御を行う必要がない。その結果、飛翔電位の印加時のみ、上記の制御を行えばよいので、各ゲート電極に対する全体の電位印加制御を簡素化することができる。
【００４１】
請求項１１の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項５、６または７の構成において、各ゲート電極に付与する飛翔電位が接地電位であることを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、飛翔電位を供給する供給源が、電流容量に制限のない接地部分となるので、各ゲート電極への飛翔電位の付与時に、発生する過渡電流のピークが重ならないような制御を行う必要がない。その結果、飛翔阻止電位の印加時のみ、上記の制御を行えばよいので、各ゲート電極に対する全体の電位印加制御を簡素化することができる。
【００４３】
請求項１２の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、複数のゲート電極を複数のグループに分割すると共に、同一グループ内のゲート電極には同時に所定の電位を付与する一方、異なるグループ間では、互いに異なるタイミングで所定の電位をゲート電極に付与することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００４４】
上記の構成によれば、同一グループ内のゲート電極には同時に所定の電位が付与されるが、このとき、所定時における過渡電流の総和は、グループ１個分のゲート電極を流れる過渡電流の個々の和となるだけであり、過渡電流の最大値に全ゲート電極数を乗じたものよりは確実に小さい。その結果、請求項１の構成による効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また、グループ単位で電位の印加タイミングを異ならせることにより、個々のゲート電極単位で電位の印加タイミングを異ならせる場合に比べて、全ゲート電極に対する電位の印加を早く終えることができ、また、印加タイミングのずれの発生する度合いも少なくなる。その結果、画像形成を迅速に行うことができると共に、ドットの位置ずれのほとんど現れない良好な画像形成を行うことができるいう効果をさらに得ることができる。
【００４６】
請求項１３の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１２の構成において、上記電位付与手段は、互いに隣接するグループごとに順次、先のグループとは異なるタイミングで所定の電位を付与することを特徴としている。
【００４７】
上記の構成によれば、タイミングの遅れにより生じるドットの位置ずれが隣接グループ間で全て等しくなるので、画像の歪みがほとんど目立たない。つまり、認識がほとんど困難になる程度にまで画像の歪みが抑えられる。したがって、ドットの位置ずれが生じているにもかかわらず、使用者が違和感を感じることのない画像を形成することができる。
【００４８】
請求項１４の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１２の構成において、上記電位付与手段は、互いに近傍に存在するグループごとに、先のグループとは異なるタイミングで所定の電位を付与することを特徴としている。
【００４９】
上記の構成によれば、タイミングの遅れにより生じるドットの位置ずれは隣接グループ間では異なるので、隣接グループに順次所定の電位を印加した場合ほどの効果は得られないが、隣接グループ間で違和感を感じるほどの極端なずれは生じない。したがって、互いに近傍に存在するグループごとに順次所定電位を印加した場合でも、画像の歪みの認識の困難な画像を形成することができる。
【００５０】
請求項１５の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１ないし１４のいずれかの構成に加えて、上記電位付与手段によって各ゲート電極に付与される電位の切り換えを行う複数の電位切り換え手段をさらに備え、上記各電位切り換え手段には、複数のゲート電極がグループ単位で接続されており、上記電位付与手段は、上記電位切り換え手段を介して各ゲート電極に所定の電位を付与することを特徴としている。
【００５１】
上記の構成によれば、各電位切り換え手段には、複数のゲート電極がグループ単位で接続されているので、全ゲート電極に対する所定電位の印加制御を、電位切り換え手段ごとに、つまり、グループごとに行うことができる。これにより、個々のゲート電極に対して電位印加制御を行う場合に比べて、制御を簡素化することができる。
【００５２】
請求項１６の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１５の構成において、上記電位付与手段は、複数の電位切り換え手段を複数のグループに分割すると共に、各グループごとに電位付与制御を行うことを特徴としている。
【００５３】
上記の構成によれば、複数の電位切り換え手段からなるグループを形成し、当該グループごとに電位付与制御を行うので、個々の電位切り換え手段ごとに電位印加制御を行う場合に比べて、制御をさらに簡素化することができる。
【００５４】
請求項１７の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１ないし１６のいずれかの構成において、上記複数のゲート電極は、複数の通過孔における顕像化粒子の通過をまとめて制御する複数の第１電極および複数の第２電極で構成され、上記第１電極と上記第２電極とは、互いに交叉して配置されると共に、上記各電極に付与される電位によって上記交叉部に存在する通過孔における顕像化粒子の通過を制御し、上記電位付与手段は、上記第１電極と上記第２電極とのうちのどちらかの電極に付与する電位を制御することを特徴としている。
【００５５】
上記の構成によれば、第１電極と第２電極とに同時に例えば飛翔電位が印加されているときのみ、上記第１電極と上記第２電極との交叉部に存在する通過孔を介して顕像化粒子が飛翔する。
【００５６】
ここで、一方の電極に付与する飛翔電位の印加時間が、例えば請求項１に記載のような電位付与制御によって必要以上に長時間化するようなことがあっても、他方の電極では通常の電位付与制御が行われるので、他方の電極に対して飛翔阻止電位が印加されれば、一方の電極に飛翔電位が印加されていても、顕像化粒子の飛翔は止まる。
【００５７】
したがって、上記構成によれば、一方の電極に付与する飛翔電位の印加時間が必要以上に長時間化した場合でも、顕像化粒子の飛翔量の増加を回避することができ、顕像化粒子の消費量増加、画像濃度が不均一となる等の画質劣化を回避することができる。
【００５８】
請求項１８の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１ないし１７のいずれかの構成において、上記電位付与手段が各ゲート電極に所定の電位を付与する際のタイミングのずれに起因して発生する記録媒体上のドット位置のずれを補正できるように、上記各通過孔が形成されていることを特徴としている。
【００５９】
上記の構成によれば、電位印加タイミングのずれに起因するドットの位置ずれが生じないので、電位印加タイミングをずらす制御を行っているにもかかわらず、画像の歪みのない良好な画像を形成することができる。
【００６０】
請求項１９の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、各色の顕像化粒子を担持する複数の担持体と、上記各担持体と対向して配置される対向電極と、上記顕像化粒子の通過部となる複数の通過孔と、上記各通過孔の周囲に形成される複数のゲート電極とを有し、各ゲート電極に付与される電位により、所定の担持体と上記対向電極との間の電界を変化させ、上記担持体から上記対向電極方向への上記顕像化粒子の飛翔を制御する複数の制御電極と、画像信号に応じた電位を上記各ゲート電極に付与する電位付与手段とを備えた画像形成装置において、上記電位付与手段は、電位付与によって上記各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与することを特徴としている。
【００６１】
上記の構成によれば、電位付与手段が各制御電極のゲート電極に対して所定の電位を付与することにより、各担持体にて担持された所定の色の顕像化粒子の対向電極方向への飛翔が各担持体ごとに制御され、これによって、カラーの画像が形成される。
【００６２】
ここで、電位付与手段がゲート電極に所定電位を付与すると、上記ゲート電極のそれぞれに瞬間的に過渡電流が流れる。仮に、上記電位の印加タイミングが同じであれば、この過渡電流は上記電位付与手段から同時に供給されるので、ゲート電極数が多いとそれだけ過渡電流の供給能力の大きい電位付与手段が必要となる。また、上記構成のカラー画像形成装置では、制御電極数が白黒の画像形成装置の例えば４倍となるので、それだけ電位付与手段が各ゲート電極に供給する過渡電流の総和も４倍となり、白黒画像形成装置で用いた電位付与手段よりも電流容量の４倍大きいものが必要となる。
【００６３】
しかし、上記構成では、電位付与手段は、各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与する。このような電位付与手段の制御としては、例えば個々のゲート電極に対して所定の電位を印加する際の印加タイミングを所定量ずつずらす、あるいは、複数のゲート電極をグループ化し、同一グループ内のゲート電極に対しては同じ印加タイミングで、異なるグループ間では印加タイミングをずらす等によって実現可能である。
【００６４】
これにより、電位付与手段が瞬間的に供給する電流量は、ゲート電極への電位印加タイミングを同時とする従来に比べ確実に減るので、ゲート電極数を増加させても、電位付与手段を電流容量の特別大きなもので構成する必要はない。
【００６５】
したがって、上記構成によれば、ゲート電極数の多い制御電極を用いた場合でも、白黒画像形成装置で用いた電位付与手段と電流容量が同等のものを使用することができ、電位付与手段の大型化・コストアップを抑制することができると共に、装置の大型化・コストアップを抑制することができる。
【００６６】
また、電位付与手段の電流容量が特別大きくはないので、制御電極を介して高圧リーク等が生じても、発生時に出力電位がある程度低下する。これにより、他の回路、装置を破壊する等の不都合が生じることがない。したがって、上記構成によれば、装置の信頼性を向上させることができると共に、高レベルの絶縁対策も不要とすることができる。
【００６７】
なお、ゲート電極に電位を付与することによって過渡電流が流れるのであれば、上記電位として、顕像化粒子を対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位、顕像化粒子の対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位等の顕像化粒子の飛翔を制御するための電位のほか、制御電極を清掃するための清掃電位等であってもよい。
【００６８】
請求項２０の発明に係る画像形成装置は、上記の課題を解決するために、請求項１９の構成において、上記電位付与手段は、各制御電極ごとに異なったタイミングで各ゲート電極に所定の電位を付与することを特徴としている。
【００６９】
上記の構成によれば、各ゲート電極への電位印加タイミングを制御電極ごとに、つまり、顕像化粒子の各色ごとに異ならせるので、各色の顕像化粒子の飛翔制御を、各顕像化粒子の特性に応じた最適な条件で行うことができる。これにより、形成されるカラー画像の画質をより向上させることができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
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。なお、以下の説明においては、負帯電のトナーに対応する構成を備えた画像形成装置について詳述するが、正帯電のトナーを使用する場合には、それに応じて適宜各印加電圧の極性を設定すればよい。
【００７１】
図２は、本実施形態に係る画像形成装置の断面を示している一方、図３は、上記画像形成装置の構成を模式的に示している。上記画像形成装置は、例えばディジタル複写機およびファクシミリ装置の印字部や、ディジタルプリンタ、プロッタ等に好適に適用することができるものであり、図２および図３に示すように、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。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、用紙上に画像を直接形成するものである。
【００７２】
画像形成部１への用紙の入紙側には、給紙装置１０が設けられている。給紙装置１０は、記録媒体としての用紙５…を収容する用紙カセット４、この用紙カセット４から用紙５を送り出すピックアップローラ６、供給された用紙５をガイドする給紙ガイド７からなる。また、ピックアップローラ６と画像形成部１との間には、用紙５を一旦止めて所定のタイミングで画像形成部１に供給する一対のレジストローラ８・８が設けられている。ピックアップローラ６は、図示しない駆動装置によって回転駆動される。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。
【００７３】
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にて用紙５上に形成されたトナー像を加熱および加圧することにより用紙５に定着させる定着部１１が設けられている。定着部１１は、加熱ローラ１２、ヒータ１３、加圧ローラ１４、温度センサ１５、および、温度制御回路１６からなる。
【００７４】
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加熱ローラ１２および加圧ローラ１４には、用紙５を挟んで加圧することができるように、それぞれの軸の両端に図示しないスプリング等によって例えば２ｋｇの荷重が加えられている。温度センサ１５は、加熱ローラ１２表面の温度を測定する。温度制御回路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表面の温度を例えば１５０℃に保持する。また、定着部１１は、用紙５が排出されたことを検出する排紙センサ（図示せず）を備えている。
【００７５】
なお、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。
【００７６】
また、定着部１１からの用紙の出紙側には、定着部１１で処理された用紙５を排紙トレイ上に排出する排紙ローラ１７、および排出された用紙５を受ける排紙トレイ（図示せず）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１７は、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
【００７７】
画像形成部１のトナー供給部２は、トナー２１（顕像化粒子）が収容されるトナー収容槽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、および、トナー収容槽２０の内部に設けられ、トナー２１を帯電させると共に、トナー担持体２２の外周面に担持されるトナーの層厚を規制するドクターブレード２３からなる。
【００７８】
トナー担持体２２は接地されており、図示しない駆動装置によって図３で示す矢印Ａ方向に駆動され回転する。また、トナー担持体２２内部におけるドクターブレード２３と対向する位置、および、制御電極２６（後述する）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、該外周面における上記位置に対応する位置で穂立ちを形成する。なお、トナー担持体２２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を担持する代わりに、電気力により担持する構成となっていてもよい。
【００７９】
ドクターブレード２３は、トナー収容槽２０において、トナー担持体２２の同図中矢印Ａ方向の回転によりトナー担持体２２の表面がトナー収容槽２０から出ていく側に、トナー担持体２２の外周面からの距離が例えば６０μｍとなるように設けられている。トナー２１は、例えば平均粒径が６μｍの磁性トナーであり、ドクターブレード２３により、例えば帯電量が−４μＣ／ｇ〜−５μＣ／ｇとなるように電荷が付与されている。なお、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。
【００８０】
画像形成部１の印刷部３は、トナー担持体２２の外周面と対向する対向電極２５と、トナー担持体２２と対向電極２５との間に設けられる制御電極２６と、対向電極２５に高圧を供給する高圧電源２７と、除電ブラシ２８と、除電ブラシ２８に除電電位を与える除電電源２９と、用紙５を帯電させる帯電ブラシ３０と、該帯電ブラシ３０に帯電電位を与える帯電電源３１と、誘電体ベルト３２と、該誘電体ベルト３２を張架すると共に支持する張架ローラ３３ａ・３３ｂと、クリーニングブレード３４とを備えている。
【００８１】
対向電極２５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の外周面からの距離が例えば１．１ｍｍとなるように設けられている。対向電極２５には、高圧電源２７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２７から印加される高圧により、トナー担持体２２に担持されたトナー２１を対向電極２５方向に飛翔させるのに必要な電界が付与されている。なお、対向電極２５の材質、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。
【００８２】
除電ブラシ２８は、定着部１１側の張架ローラ３３ｂと裏面で接触する誘電体ベルト３２の表面に圧接するようにして設けられている。除電ブラシ２８は、除電電源２９によって例えば２．５ｋＶの除電電位が印加され、誘電体ベルト３２表面に存在する不要電荷を除去する。
【００８３】
帯電ブラシ３０は、給紙装置１０から印刷部３に供給される用紙５表面と接触するように設けられている。帯電ブラシ３０に帯電電源３１から帯電電位が付与されることにより、用紙５に静電荷が誘起されて用紙５が誘電体ベルト３２に静電吸着する。
【００８４】
誘電体ベルト３２はＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン樹脂）を基材とし、体積抵抗率は１０10Ω・ｃｍ、厚さが７５μｍである。該誘電体ベルト３２は図示しない駆動装置によって駆動され、図中矢印Ｂ方向に例えばその表面での速度が３０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。張架ローラ３３ａ・３３ｂは、高圧電源２７にそれぞれ接続されている。
【００８５】
クリーニングブレード３４は、誘電体ベルト３２表面に付着したトナー２１を除去するものである。これにより、例えば紙詰まり（ぺーパージャム）等の不測の事態が生じて誘電体ベルト３２表面にトナー２１が付着した場合でも、誘電体ベルト３２表面に吸着した用紙５の裏面が該トナー２１によって汚染されるのを防止できる。
【００８６】
制御電極２６は、対向電極２５と平行をなし、かつ、対向電極２５と対向して２次元的に広がっており、トナー担持体２２から対向電極２５方向へのトナーが通過可能な構造となっている。また、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って固定されている。なお、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。
【００８７】
また、制御電極２６は、画像信号に応じた電位を後述のリング状電極３７（図４参照）に付与する制御電源部３６（電位付与手段）と接続されている。制御電源部３６から所定の電位が制御電極２６に供給されることにより、トナー担持体２２表面と対向電極２５との間の電界が変化し、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。以下、制御電極２６の詳細について説明する。
【００８８】
図４に示すように、制御電極２６は、絶縁性の基板２６ａ、高圧ドライバー（図示せず）、および、各々独立したリング状の導電体、すなわちリング状電極３７…（ゲート電極）からなっている。
【００８９】
基板２６ａは、例えばポリイミド樹脂からなり、厚さ２５μｍに形成されている、また、基板２６ａには、例えば直径１６０μｍの開口部を有する複数の孔が所定の配列で形成されている。上記の各孔は、トナー担持体２２から対向電極２５へ飛翔するトナー２１の通過部となっており、以下、これら各孔をゲート３８と称することにする。
【００９０】
リング状電極３７…は、例えば厚さ１８μｍの銅箔からなり、ゲート３８の周りに、開口部の径が例えば２００μｍで形成されている。それゆえ、リング状電極３７…も、ゲート３８…と共に所定の配列にしたがって配置される。また、本実施形態では、基板２６ａにおいて、リング状電極３７…およびゲート３８…は、例えば２５６０個形成されている。
【００９１】
なお、リング状電極３７…およびゲート３８…の個数は、特に限定されるものではない。また、ゲート３８…の大きさや、基板２６ａおよびリング状電極３７…の材質や厚さ等も、特に限定されるものではない。
【００９２】
各リング状電極３７は、給電線３９および高圧ドライバー（図示せず）を介して制御電源部３６（図３参照）に電気的に接続されている。また、リング状電極３７…表面および給電線３９表面は、厚さ３０μｍの絶縁体層で覆われており、これにより、リング状電極３７…同士の絶縁性、給電線３９…同士の絶縁性、互いに接続されていないリング状電極３７…と給電線３９…との間の絶縁性、および、制御電極２６とトナー担持体２２および対向電極２５との絶縁性が確保されている。
【００９３】
制御電極２６のリング状電極３７…には、上述したように、制御電源部３６により画像信号に応じたパルス（電圧）が印加される。つまり、制御電源部３６は、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、リング状電極３７…に対して例えば１５０ＶのＯＮ電位を印加し、通過させない場合には、リング状電極３７…に対して例えば−２００ＶのＯＦＦ電位を印加するようになっている。
【００９４】
このように、制御電極２６への付与電位を画像信号に応じて制御し、対向電極２５におけるトナー担持体２２との対向面側に用紙５を配すると、用紙５の表面に画像信号に応じたトナー像が形成される。
【００９５】
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２６に与えるべき画像データに変換する画像形成制御ユニットとを備えており、制御電源部３６は、この画像形成制御ユニットから送られてくる制御電極制御信号によって制御される。
【００９６】
上記の画像形成装置は、コンピュータやワードプロセッサの出力用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、上記の画像形成装置を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について、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００９７】
図５に示すように、まず、例えば画像読み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（図示せず）が操作されると、この入力を受けた主制御部は画像形成動作を開始させる。すなわち、主制御部は画像読み取り部に原稿画像を読み取らせる（ステップ１；以下、ステップは単にＳと略記する）。読み取られた画像データは、画像処理部で処理され（Ｓ２）、画像メモリに記憶される（Ｓ３）。上記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ると（Ｓ４）、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２６に与える制御電極制御信号に変換し始める（Ｓ５）。
【００９８】
画像形成制御ユニットは、所定量の上記制御電極制御信号を得ると（Ｓ６）、図示しない駆動装置を駆動させてトナー担持体２２を回転させると共に、制御電極２６のリング状電極３７に例えば−２００ＶのＯＦＦ電位を印加し、トナー担持体２２からのトナー２１の不用意な飛翔を阻止する（Ｓ７、Ｓ８）。なお、制御電極制御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ものである。
【００９９】
その後、対向電極２５および張架ローラ３３ａ・３３ｂには、高圧電源２７によって例えば２．３ｋＶの高圧が印加される一方、帯電電源３１によって例えば１．２ｋＶの高圧が帯電ブラシ３０に印加され、また、このとき、誘電体ベルト３２が図示しない駆動装置によって駆動される（Ｓ９）。
【０１００】
次に、図示しない駆動装置によってピックアップローラ６が回転駆動されて、用紙カセット４内の用紙５が画像形成部１の方向へ送り出される（Ｓ１０）。そして、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（Ｓ１１）、ピックアップローラ６によって送り出された用紙５は、帯電ブラシ３０と張架ローラ３３ａとの間に搬送される。ここで、帯電ブラシ３０と張架ローラ３３ａとの間には所定の電位差が生じているので、用紙５の表面にはマイナスの電荷が供給される。これにより、用紙５は、誘電体ベルト３２に静電気的に吸着されると共に、誘電体ベルト３２の移動によって制御電極２６のゲート３８直下に搬送される。
【０１０１】
このとき、誘電体ベルト３２の表面電荷は、ゲート３８の直下に到達するまでに時間減衰する。したがって、誘電体ベルト３２の表面電位は、対向電極２５の電位との兼ね合いから、おおむね２ｋＶとなる。
【０１０２】
その後、画像形成制御ユニットは、上記の制御電極制御信号を制御電源部３６に供給する。この制御電極制御信号の供給は、上記の帯電ブラシ３０による印刷部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３６は、上記の制御電極制御信号に基づいて、制御電極２６の各リング状電極３７に印加する高圧を制御する（Ｓ１２）。つまり、制御電源部３６から適宜所定のリング状電極３７に１５０Ｖもしくは−２００Ｖの電位が印加され、制御電極２６付近の電界が制御される。すなわち、制御電極２６のゲート３８において、画像データに応じてトナー担持体２２から対向電極２５へのトナー２１の飛翔の阻止とその解除とが適宜行われる。これにより、対向電極２５表面の誘電体ベルト３２の移動によって出紙側に向かって３０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動している用紙５上に、画像信号に応じたトナー像が形成される。
【０１０３】
トナー像が形成された用紙５は、張架ローラ３３ｂの持つ曲率で誘電体ベルト３２から剥離されて定着部１１に搬送されると、この定着部１１で未定着トナー像が用紙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１７・１７にて排紙トレイ上に排出されると共に、正常に排出されたことが排紙センサにて検出される。この検出動作に基づいて、主制御部が印刷動作の正常な終了を判断する（Ｓ１３）。
【０１０４】
一方、Ｓ６にて、所望の制御電極制御信号が得られなかった場合、および、Ｓ１１にて、正常な給紙が確認されなかった場合には、画像形成装置の図示しない表示部に、エラー表示がなされる（Ｓ１４、Ｓ１５）。
【０１０５】
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。したがって、顕像体から用紙５に画像を転写する転写動作が省略されるので、画像の劣化が生じない。このため、装置の信頼性が向上する。また、装置の構成が簡素化されると共に、部品点数が削減されるので、小型化および低廉化が可能となる。
【０１０６】
なお、上記の画像形成装置をコンピューターの出力端末機の印字部分として使用する場合も、デジタルコピーの印字部分として使用する場合も、処理する画像信号およびそのやり取りは互いに相違するものの、画像形成動作方法そのものはなんら相違点を有しない。
【０１０７】
なお、上記の説明においては、トナー２１を通過させるべく制御電極２６のリング状電極３７…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２１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、トナー２１の通過を阻止すべく制御電極２６のリング状電極３７…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。また、対向電極２５への印加電位、帯電ブラシ３０に印加する電位およびゲート３８直下での用紙５の表面電位も、トナー２１の所望の飛翔制御を行えるなら、特に限定されるものではない。
【０１０８】
次に、本実施形態における制御電極２６に印加する電位の制御方法について説明する。
【０１０９】
本実施形態では、制御電源部３６は、電位付与によって各リング状電極３７を流れる過渡電流の所定時における総和が、上記各リング状電極３７を流れる個々の過渡電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各リング状電極３７に所定の電位を付与するようになっている。以下、種々の電位付与制御について、実施例１〜６として説明する。
【０１１０】
なお、以下では、上記所定の電位を、トナー担持体２２から対向電極２５方向へトナー２１を飛翔させるためのＯＮ電位とした例について説明するが、トナー２１の上記方向への上記飛翔を阻止するＯＦＦ電位についても適用可能である。
【０１１１】
〔実施例１〕
本実施例では、図６に示すように、リング状電極３７ａ・３７ｂに対して同じタイミングで画像信号を付与する場合に、制御電源部３６は、リング状電極３７ａ・３７ｂにＯＮ電位を印加するタイミングを時間ｔ１だけずらす制御をしている。その結果、図１に示すように、リング状電極３７ａ・３７ｂを流れる過渡電流は、時間ｔ１だけずれて流れることになる。
【０１１２】
ここで、上記の時間ｔ１は、リング状電極３７ａ・３７ｂを流れる過渡電流の各ピークがずれるように、あるいは、制御電源部３６が出力する電流値を越えないように調節されていればよい。図７に示すように、例えばリング状電極３７ａ・３７ｂのＯＮ電位の印加時に流れる過渡電流の継続時間ｔ０１が約１５μｓｅｃであるとすると、本実施例では、時間ｔ１を２５μｓｅｃとしている。これにより、先にＯＮ電位が印加されたリング状電極３７ａの過渡電流と、後にＯＮ電位が印加されたリング状電極３７ｂの過渡電流とが同時に流れることがない。
【０１１３】
したがって、制御電源部３６は、所定時において、１つのリング状電極３７に流れる最大１４０μＡの過渡電流の電流供給だけで済むので、電流容量の大きいもので構成されなくてもよい。
【０１１４】
また、本実施例では、ＯＮ電位が印加されるリング状電極３７の数が２つの場合について説明したが、これに限定されることはなく、３つ以上の複数のリング状電極３７にも適用できる。この場合、各リング状電極３７に対して、ＯＮ電位の印加タイミングを順にｔ１ずつずらせるようにすればよい。
【０１１５】
それゆえ、本実施例によれば、リング状電極３７数の多い制御電極２６を用いた場合でも、従来と電流容量が同等の制御電源部３６を使用することができ、制御電源部３６の大型化・コストアップを抑制することができると共に、装置の大型化・コストアップを抑制することができる。
【０１１６】
また、制御電源部３６の電流容量が特別大きくはないので、制御電極２６を介して高圧リーク等が生じても、発生時に出力電位がある程度低下する。これにより、他の回路、装置を破壊する等の不都合が生じることがない。したがって、装置の信頼性を向上させることができると共に、高レベルの絶縁対策も不要とすることができる。
【０１１７】
また、本実施例では、図６に示すように、リング状電極３７ａ・３７ｂへのＯＮ電位の印加時間Ｔを、時間ｔ１よりも十分に長い例えば２５０μｓｅｃに設定している。これにより、時間ｔ１による各ドット間での位置ずれがほとんど発生しない。
【０１１８】
なお、上記の電流波形の説明では、電位の切り換え時に過渡電流が１４０μＡ発生し、その後、電流値が０μＡとなる電流波形を一例に上げているが、このような波形に限定されず、例えば電位の切り換え回路に抵抗成分が存在する場合に得られる波形をはじめ、種々の電流波形に対して本発明を適用することができる。
【０１１９】
〔実施例２〕
同時に画像信号が与えられる個々のリング状電極３７に対して、ＯＮ電位が微小時間ｔ１だけ順にずれると、全体のずれ時間は、リング状電極３７の個数をｎとして、（ｔ１×（ｎ−１））時間となる。ここで、上記実施例１の制御は、同時に電位制御を行う数、すなわち、同時に画像信号が与えられるリング状電極３７の個数が極端の多くならない場合は特に問題はない。しかし、同時に画像信号が与えられるリング状電極３７が例えば２５６０個ある場合、全体のずれ時間は、上式より、２５μｓｅｃ×２５５９＝６３９７５μｓｅｃ＝６３．９７５ｍｓｅｃとなり、全体としては結果的に非常に大きなずれ時間が必要となって好適でない。
【０１２０】
また、例えば用紙５の横幅に相当する横線を形成する、つまり、用紙５の左から右に印字を行う場合に、上記のように各リング状電極３７毎に２５μｓｅｃずつ印加タイミングをずらせたとすると、図８に示す各ドット間の位置ずれＬは、用紙５の搬送速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとすると、３０ｍｍ／ｓｅｃ×２５×１０-6ｓｅｃ＝７５０×１０-6ｍｍ＝７．５×１０-4ｍｍであって非常に短いが、横線を形成する両端のドット間の位置ずれＬ０は、７．５×１０-4ｍｍ×２５５９＝１．９１２５ｍｍとなり、両端のドット位置が２ｍｍ程度ずれることになる。したがって、この場合には、使用者が明らかに横線の歪みを認識することになり、良好な画像形成が困難となる。
【０１２１】
そこで、本実施例では、制御電源部３６は、リング状電極３７を複数のグループに分割し、各グループ内の所定のリング状電極３７に対しては同時にＯＮ電位を供給する一方、隣接した各グループ間では上記のように微小時間ｔ１だけＯＮ電位の印加タイミングをずらす制御を行っている。なお、グループ数については、制御電極２６の容量成分や回路抵抗および印加電位や、制御電源部３６の電源容量を考慮して適宜決定するのが好適である。
【０１２２】
具体的には、制御電源部３６は、２５６０個のリング状電極３７を２０個のグループＡ〜Ｔに分割し、ある画像データに対して、例えば図９に示すように、グループＡの所定のリング状電極３７Ａ1 〜３７Ａ3 には同時にＯＮ電位を供給する一方、グループＡの他のリング状電極３７にはＯＮ電位を供給しない制御を行っている。また、制御電源部３６は、例えばグループＢに対し、所定のリング状電極３７Ｂ1 〜３７Ｂ4 には同時にＯＮ電位を供給する一方、他のリング状電極３７にはＯＮ電位を供給しない制御を行っている。以下、その他のグループＣ〜Ｔについても同様の制御である。ここで、各グループ間では、ＯＮ電位の印加タイミングが重ならないように、互いに時間ｔ１（例えば２５μｓｅｃ）だけずれている。
【０１２３】
このような制御では、各グループ内のリング状電極３７の数は１２８個であり、１グループ内で最大１２８個のリング状電極３７が同時にＯＮとなっても、１４０μＡ×１２８個＝１７９２０μＡ＝１７．９２ｍＡがピーク電流となるに過ぎない。したがって、本実施例の電圧印加制御においても、瞬間的に流れる過渡電流の許容値７０ｍＡを下回る結果が得られるので、制御電源部３６を電流容量の大きなもので構成しなくても済み、また、高レベルの絶縁対策も不要となる。
【０１２４】
また、グループ単位で電位の印加タイミングを異ならせることにより、個々のリング状電極３７単位で電位の印加タイミングを異ならせる場合に比べて、全リング状電極３７に対する電位の印加を早く終えることができ、また、印加タイミングのずれの発生する度合いも少なくなる。その結果、画像形成を迅速に行うことができると共に、ドットの位置ずれのほとんど現れない良好な画像形成を行うことができるという効果をさらに得ることができる。
【０１２５】
本実施例の場合、横線を形成する両端のドット間の位置ずれは、用紙５の搬送速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとすると、３０ｍｍ／ｓｅｃ×２５×１０-6ｓｅｃ×１９＝０．０１４２５ｍｍとなり、横線の歪みもほとんど認識できなくなる。
【０１２６】
〔実施例３〕
上記実施例１では、ＯＮ電位を時間ｔ１だけずらして印加する場合に、先にＯＮ電位を印加したリング状電極３７に対する過渡電流がほとんどゼロになった後に次のＯＮ電位を印加している。このような制御では、例えばサイズの大きい用紙５の印字や高解像度の印字に対応するために、リング状電極３７の数を増やした場合に、最初にＯＮ電位を印加してから最後にＯＮ電位を印加するまでに時間がかかるので、上述のような横線の両端のドット間の位置ずれが目立つようになる。
【０１２７】
そこで、本実施例では、図１０に示すように、制御電源部３６は、先にリング状電極３７ａにＯＮ電位を印加したときに流れる過渡電流がある程度小さくなり、ゼロになる前に、次のリング状電極３７ｂにＯＮ電位を供給している。すなわち、リング状電極３７ａにＯＮ電位を印加してから、リング状電極３７ａにおける過渡電流継続時間ｔ０１よりも短い時間ｔ２が経過した後に、次のリング状電極３７ｂにＯＮ電位を印加するようにしている。
【０１２８】
これにより、同時に画像信号が供給されるリング状電極３７において、全てのリング状電極３７にＯＮ電位を印加するのに要する時間が短縮されるので、上記のドット位置のずれを緩和することができ、良好な画像形成を行うことができる。
【０１２９】
なお、このような制御では、上記の時間ｔ２は、ＯＮ電位の印加によって先にリング状電極３７ａを流れる過渡電流と、次にＯＮ電位が印加されるリング状電極３７ｂを流れる過渡電流との和が、制御電源部３６の電流容量の限界を越えないように設定されればよい。
【０１３０】
なお、図１１に示すように、３つのリング状電極３７ａ・３７ｂ・３７ｃにおいて、ＯＮ電位の印加タイミングを時間ｔ２１ずつずらせ、電流波形のピークが一致しないように過渡電流を重ねる制御を行ってもよく、また、４つ以上のリング状電極３７においてもそのような制御を行ってもよい。いずれの場合も、制御電源部３６における電流容量の限界を越えないようにすればよい。
【０１３１】
なお、上記の電位の切り換え時に流れる過渡電流の継続時間ｔ０１（時定数）は、本実施例では１５μｓｅｃを例に説明しているが、これに限定されず、例えば回路の構成や制御電極２６の静電容量等によって容易に変化し得る。このため上記印加タイミングのずれ時間ｔ１・ｔ２については、これらのことを考慮して適宜決定するのが好適である。
【０１３２】
〔実施例４〕
本実施例は、実施例２と同様に、２５６０個のリング状電極３７を複数のグループに分けて、グループごとに順に高圧の印加タイミングをずらす構成であるが、実施例２と異なるところは、同一グループ内のリング状電極３７に付与する電位のＯＮ／ＯＦＦ切り換えを行う高圧ＩＣ（電位切り換え手段）を各グループごとに設け、制御電源部３６を、各高圧ＩＣを介してリング状電極３７と接続した点である。以下、この構成について説明する。
【０１３３】
本実施例では、図１２に示すように、それぞれが６４チャンネルの出力を有する４０個の高圧ＩＣ（integrated circuit）４１−１・４１−２・・・・４１−４０を用いている。そして、個々のチャンネルをそれぞれリング状電極３７の１つ１つに接続して、計２５６０個のリング状電極３７に対する電位切り換え制御を行っている。
【０１３４】
ここで、部材番号の添え数字が奇数の各高圧ＩＣは、回路基板４１ａ上に形成され一群をなしていると共に、制御電極２６に形成されたリング状電極３７のうち基板中央付近に形成されたリング状電極３７ｍおよび基板端部付近に形成されたリング状電極３７ｎと給電線３９によって接続されている。一方、部材番号の添え数字が偶数の各高圧ＩＣは、回路基板４１ｂ上に形成され一群をなしていると共に、基板中央付近に形成されたリング状電極３７ｍおよび基板端部付近に形成されたリング状電極３７ｎと給電線３９によって接続されている。
【０１３５】
上記した４０個の高圧ＩＣのそれぞれは、個々のチャンネルの出力を制御する制御手段を有しておらず、それゆえ、高圧ＩＣごとに個々のチャンネルから同時に高圧が出力される構成である。つまり、高圧ＩＣの持つ６４チャンネルが必要に応じて同時にＯＮされるようになっている。
【０１３６】
なお、個々のチャンネルのＯＮタイミングをずらす制御が可能な高圧ＩＣが存在しないわけではないが、このような高圧ＩＣは、構成が非常に複雑で大型となる上に非常に高価であるので、本実施例のように、多数の高圧ＩＣが必要な装置に対しての使用は望ましくはない。
【０１３７】
各高圧ＩＣは、アウトプットコントロール４２を介して画像処理ユニット４３に接続されている。アウトプットコントロール４２は、高圧ＩＣごとにチャンネルからの出力のタイミングがずれるように、上記タイミングをパルス制御するものである。
【０１３８】
画像処理ユニット４３は、上述した制御回路に対応するものであり、Ｉ／Ｏ（input/output）４４、主制御部としてのＣＰＵ（central processing unit ）４５、画像メモリとしてのＲＡＭ（random access memory）４６、ＲＯＭ（read only memory）４７、図示しない画像処理部および画像形成制御ユニットで構成されている。ＲＯＭ４７には、画像形成に必要なデータがあらかじめ記憶されており、ＣＰＵ４５の制御によって随時読み出される。また、各高圧ＩＣは、制御電源部３６にそれぞれ接続されている。
【０１３９】
上記構成では、画像データがＩ／Ｏ４４を介してＣＰＵ４５に入力されると、ＣＰＵ４５の制御によって上記画像データは図示しない画像処理部に送られ、画像処理部にて、印刷すべき画像データの形式に変換されてＲＡＭ４６に記憶される。ＲＡＭ４６およびＲＯＭ４７から読み出されるデータは、アウトプットコントロール４２による出力タイミング制御のもとで、各高圧ＩＣに出力される。各高圧ＩＣは、上記画像データの供給に基づいて、制御電源部３６から供給される例えば１５０ＶのＯＮ電位を、接続されたリング状電極３７に出力する。
【０１４０】
したがって、同一グループの６４個のリング状電極３７が全てＯＮとなっても、許容値（７０ｍＡ）よりも十分に小さい、１４０μＡ×６４個＝８９６０μＡ＝８．９６ｍＡの過渡電流が瞬間的に流れるだけなので、制御電源部３６を電流容量の大きいもので構成する必要がない。
【０１４１】
また、各高圧ＩＣには、複数のリング状電極３７がグループ単位で接続されているので、全リング状電極３７に対する所定電位の印加制御を、高圧ＩＣごとに、つまり、グループごとに行うことができる。これにより、個々のリング状電極３７に対して電位印加制御を行う場合に比べて、制御を簡素化することができる。
【０１４２】
なお、本実施例では、ＯＮ電位の同時印加を、６４個のリング状電極３７ごと、つまり、１個の高圧ＩＣごとに行っているが、これに限定されるわけではない。例えば、図１３に示すように、高圧ＩＣ４１−１・４１−２とをまとめて一つのグループＧ１を、高圧ＩＣ４１−３・４１−４をまとめて一つのグループＧ２を、・・・高圧ＩＣ４１−３９・４１−４０をまとめて一つのグループＧ２０を形成する、というように２個の高圧ＩＣからなるグループを２０個形成し、１２８個のリング状電極３７に対して同時にＯＮ電位を印加するようにしてもよい。この場合、個々の高圧ＩＣごとに電位印加制御を行う場合に比べて、制御をさらに簡素化することができる。
【０１４３】
また、図１４に示すように、上記各グループは、高圧ＩＣ４１−１・４１−３とからなるグループＧ１、高圧ＩＣ４１−２・４１−４からなるグループＧ１１、高圧ＩＣ４１−３８・４１−４０からなるグループＧ２０であってもよい。なお、図１４では、図が煩雑になるので給電線３９と各高圧ＩＣとの接続を省略している。また、各グループを３個以上の高圧ＩＣで構成するようにしてもよい。ただし、これらにおいてはいずれも、各グループのチャンネルを同時にＯＮしたときに流れる過渡電流のピーク値が、許容値（７０ｍＡ）を越えないようにすることが必須条件である。
【０１４４】
なお、リング状電極３７の単位面積当たりに供給される電荷量Ｑは、リング状電極３７の静電容量をＣ、トナー担持体２２とリング状電極３７との距離をｄ、リング状電極３７の比誘電率をεとすれば、Ｑ＝ＣＶ＝（ε／ｄ）・Ｖで表されるので、距離ｄが異なれば当然電荷量Ｑも異なる。本実施例では、図１５に示すように、トナー担持体２２とリング状電極３７ｍ・３７ｎとの距離が互いに異なっており、例えば高圧ＩＣ４１−１とリング状電極３７ｍとが接続されていると共に、高圧ＩＣ４１−２とリング状電極３７ｎとが接続されている。したがって、高圧ＩＣ４１−１および高圧ＩＣ４１−２が各リング状電極３７ｍ・３７ｎに同じ高圧を供給しても、リング状電極３７ｍ・３７ｎに供給される電荷量は異なる。詳しくは、リング状電極３７ｍとトナー担持体２２との距離ｄが、リング状電極３７ｎとトナー担持体２２との距離ｄよりも小さいため、上式より、リング状電極３７ｍを流れる電流の方が大きくなる。
【０１４５】
したがって、上述したように、原理的には、任意の数の高圧ＩＣを用いて各グループを構成することが可能であるが、図１６に示すように、複数の高圧ＩＣを用いて各グループを形成するにあたり、各グループにおいて同時に流れる過渡電流の総和が制御電源部３６の電流容量を越えない前提のもとで、高圧ＩＣがリング状電極３７ｎに接続されている場合には高圧ＩＣの数を多くしてグループを形成する（例えば高圧ＩＣ４１−１・４１−３・４１−５で１個のグループＧ１を形成する）一方、高圧ＩＣがリング状電極３７ｍに接続されている場合には高圧ＩＣの数を少なくしてグループを形成する（例えば高圧ＩＣ４１−２・４１−４で１個のグループＧ２を形成する）ことが望ましい。この場合、全部２個の高圧ＩＣで１個のグループを構成する場合に比べて、高圧ＩＣの全数を少なくすることができるので、装置のコスト低減、構成の簡素化を図ると共に、より一層合理的な制御を行うことが可能となる。
【０１４６】
次に、本実施例におけるリング状電極３７への電位印加タイミング制御について、図１３に示した構成を例に挙げて以下に説明する。
【０１４７】
図１７は、図１３に示す構成において、グループＧ１〜Ｇ２０の順番でリング状電極３７に対してＯＮ電位を印加したときに、各グループ内のあるリング状電極３７で得られる電位波形を示している。同図において、隣接グループ間の印加タイミングのずれ時間ｔ１は２５μｓｅｃであり、グループＧ１からグループＧ２０までの印加タイミングのずれ時間の合計は、２５μｓｅｃ×１９＝４７５μｓｅｃとなっている。
【０１４８】
図１７に示す制御のもとでは、図１８（ａ）に示すように、用紙５に横線を形成したときに、上記グループごとに上記のずれ時間に対応するドットの位置ずれが階段状に生じる。しかし、用紙５の搬送速度を３０ｍｍ／ｓｅｃとすると、隣接する２グループ間での位置ずれＬは、３０ｍｍ／ｓｅｃ×２５×１０-6ｓｅｃ＝７．５×１０-4ｍｍであり、全体の位置ずれＬ０も、７．５×１０-4ｍｍ×１９＝０．０１４２５ｍｍ（＝１４．２５μｍ）と非常に僅かである。したがって、本実施例の制御においては、たとえドット数個分程度の位置ずれＬ０が発生したとしても、同図（ａ）に示すように、横線はわずかに斜めに形成されるだけである。例えば解像度のアップ、紙幅の拡張等に伴うリング状電極３７の数の増加およびグループ数の増加、用紙５の搬送速度の上昇、電位の切り換え回路の時定数、装置の構成や仕様等によって位置ずれＬ０が大きくなっても、その範囲は数μｍ程度であり、使用者が認識できるほど印字画像の画質が極端に劣化することはない。さらに、上記のずれ時間ｔ１を数μｓｅｃと短くすれば、全体の位置ずれＬ０も数μｍとさらに小さくなり、印加タイミングのずれに起因する位置ずれを無視することができる程度となる。
【０１４９】
なお、本実施例では、グループＧ１、グループＧ２、・・・グループＧ２０の順に、各グループ間で時間ｔ１だけタイミングをずらしてリング状電極３７にＯＮ電位を印加しているが、この順番に限定されることはない。
【０１５０】
ここで、例えば図１９に示すように、最初にグループＧ１のリング状電極３７に対してＯＮ電位を印加した後、グループＧ２を飛ばして先にグループＧ３、グループＧ４、・・・グループＧ２０のリング状電極３７にＯＮ電位を印加し、最後にグループＧ２のリング状電極３７にＯＮ電位を印加する制御を行うと、図２０に示すような横線が形成され、印加タイミングのずれに起因するドット位置のずれが非常に目立つようになり好適ではない。
【０１５１】
そこで、例えば、グループＧ１、グループＧ３、グループＧ２、グループＧ４・・・グループＧ２０、のように、所定のグループと互いに隣接していなくても極端に離間していない、上記グループの近傍のグループに対して、ＯＮ電位を印加する制御を行うようにすればよい。この場合、図２０に示すような、ドット位置が単独でずれた画像（横線）が形成されることはなく、それゆえ、使用者が違和感を感じるようなことがない。
【０１５２】
また、端部のグループ（例えばグループＧ１）から順にＯＮ電位を印加しなくても、例えば中央のグループ（例えばグループＧ１０）から順に端部のグループにかけてＯＮ電位を印加するようにしてもよい。この場合、グループＧ９・Ｇ１１、グループＧ８・Ｇ１２、・・・グループＧ１・Ｇ１９の順に同時にＯＮ電位を印加し、最後にグループＧ２０にＯＮ電位を印加するようにすればよい。なお、２個のグループのリング状電極３７に同時にＯＮ電位を印加しても、このとき瞬間的に流れる過渡電流は、１４０μＡ×２５６個＝３５８４０μＡ＝３５．８４ｍＡであり、許容値である７０ｍＡを越えることはない。
【０１５３】
図１８（ｂ）は、このような制御によって得られる画像を示している。上記制御では、最大２個のグループに対してＯＮ電位が印加されるので、図１７に示すような制御を行う場合に比べて、全部のグループにＯＮ電位を印加し終えるまでの時間が約１／２となる。その結果、ドットの位置ずれＬ０の最大値も、１４．２５μｍの約１／２となるので、使用者による歪みの認識が益々困難となり、違和感もさらに感じなくなる。
【０１５４】
なお、上述のように、用紙５上に形成される画像に大きな歪みが生じないように、各グループにＯＮ電位を印加する制御を行うことが必須条件であるが、上記の歪みが少しでも問題となる場合には、例えば図２１（ａ）に示すように、一方のリング状電極３７およびゲート３８の位置を、他方のリング状電極３７およびゲート３８に対して、ＯＮ電位の印加タイミングのずれに起因するドットの位置ずれＬに等しい量だけ、あらかじめ給電線３９に沿った方向（用紙５の搬送方向）にずらして配置する方法が非常に有効となる。
【０１５５】
具体的には、図２１（ｂ）に示すように、図４で示した制御電極２６における、隣接したリング状電極３７・３７の給電線３９が延びる方向の元々の位置ずれ量をｄ０として、隣接したリング状電極３７・３７の給電線３９方向の位置ずれ量ｄ１が、ｄ１＝ｄ０＋Ｌとなるように、リング状電極３７・３７を位置決めすればよい。
【０１５６】
このように、あらかじめドットの位置ずれＬを考慮して、リング状電極３７・３７およびゲート３８・３８を隣接して配置することにより、図１８（ａ）（ｂ）に示す僅かなドット位置ずれもがなくなり、画質のさらに良好な画像が形成されることとなる。
【０１５７】
なお、このようなドットの位置ずれの補正は、リング状電極３７およびゲート３８の所望の配置によって行うこと以外にも、例えば制御電極２６を用紙５の搬送方向に対して斜めに傾けて配置することによっても行うことができる。
【０１５８】
〔実施例５〕
実施例１〜４では、リング状電極３７へのＯＮ電位の印加タイミングだけについて説明してきたが、ＯＦＦ電位をリング状電極３７に印加する際も、同様にリング状電極３７に過渡電流が流れるので、ＯＦＦ電位への切り換えについても、上述した実施例１〜４と同様の考え方を適用する、つまり、ＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御が本来必要である。しかし、上述した実施例１〜４では、ＯＮ電位の印加時間を全て一定としており、それゆえ、ＯＮ電位の印加タイミングを例えば２５μｓｅｃだけずらすことによって自動的にＯＦＦ電位の印加タイミングも２５μｓｅｃだけずれる。したがって、上述した実施例１〜４においては、わざわざ、ＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を独立して行う必要はない。
【０１５９】
ところが、ＯＮ電位およびＯＦＦ電位の絶対値が互いに異なる場合や、電源のインピーダンス特性の影響等によって、ＯＮ電位の切り換え時に発生する過渡電流の継続時間（時定数）ｔ０１とＯＦＦ電位の印加時に発生する過渡電流の継続時間（時定数）ｔ０２とが異なる場合がある。このような場合、上記のようにＯＮ電位の印加時に印加タイミングをｔ１あるいはｔ２だけずらし、ＯＦＦ電位の切り換え時にタイミングを同じくｔ１あるいはｔ２だけずらしても、電位の切り換え時に瞬間的に流れる過渡電流の総和を所定量低下させることができるとは必ずしも言い切れない。以下、このような現象について、２個のリング状電極３７ａ・３７ｂを例にとってより詳細に説明する。なお、以下の説明では、リング状電極３７ａ、リング状電極３７ｂの順にＯＮ電位を印加するものとする。
【０１６０】
図２２（ａ）は、リング状電極３７ａを流れる過渡電流において、ＯＮ電位への切り換え時に発生する過渡電流の継続時間ｔ０１と、ＯＦＦ電位への切り換え時に発生する過渡電流の継続時間ｔ０２とが、ｔ０１＜ｔ０２の関係にある場合を示している。このような電流波形に対して上記の実施例１〜４のような制御を行うと、図２２（ｂ）に示すように、リング状電極３７ａにおいて、ＯＦＦ電位への切り換え時に発生する過渡電流の電流値がゼロとなる前に、リング状電極３７ｂにおけるＯＦＦ電位への切り換えが行われ、所定時に流れる過渡電流の総和を確実に抑えられない事態もあり得る。
【０１６１】
そこで、本実施例では、図２３（ａ）に示すように、ＯＮ電位の印加タイミングのずれ時間ｔ１とは別に、ＯＦＦ電位の印加タイミングのずれ時間ｔ３を、ｔ０２＜ｔ３となるように設けるようにしている。つまり、リング状電極３７ａにＯＦＦ電位を印加してから、過渡電流の継続時間ｔ０２よりも長い時間ｔ３が経過した後に次のリング状電極３７ｂにＯＦＦ電位を印加するようにしている。このような制御では、複数のリング状電極３７において、ＯＦＦ電位への切り換え時に発生する過渡電流が時間的に重なって流れることがないので、ＯＦＦ電位への切り換え時においても、過渡電流の総和を確実に抑えることができる。
【０１６２】
また、ＯＦＦ電位の印加時に流れる過渡電流の総和は、１個のリング状電極３７を流れる過渡電流の分だけになるので、制御電源部３６は所定時にリング状電極３７の１個分の過渡電流のみ供給できる電流容量を備えていればよい。したがって、制御電源部３６を電流容量の小さいもので構成することができ、その結果、制御電源部３６のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができる。
【０１６３】
また、逆に、図２３（ｂ）に示すように、リング状電極３７ｂへのＯＦＦ電位の印加を、リング状電極３７ａへのＯＦＦ電位の印加時よりも時間ｔ３だけ早める制御を行っても、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、印加パルスの幅が短くなるので、印加パルス幅が印字に影響を与えないことが前提条件となる。
【０１６４】
なお、複数のリング状電極３７が例えば２０個のグループＧ１〜Ｇ２０に分割されているとすると、図２４に示すように、過渡電流の継続時間ｔ０２と時間ｔ３の差であるΔｔが極く小さい場合は問題が生じないが、Δｔがある程度大きいと、グループＧ２、グループＧ３、・・・と順に電位を印加するにしたがって、電位印加時間は徐々に長くなる。その結果、最後に電位が印加されるグループＧ２０に対しては、最初に電位が印加されるグループＧ１に比べ、電位印加時間が必要以上に長くなる。
【０１６５】
電位印加時間が必要以上に長くなると、必要以上のトナー２１が飛翔し、用紙５に形成されるドットの径やドット濃度が高くなり、均一なドットが形成されなくなる。また、画像濃度が不均一となので、ハーフトーンの再現が不十分となる。さらに、必要以上のトナー２１を消費するのでトナー２１の消費量が増加するなどの不具合も招来する。したがって、このような理由により、電位印加時間を必要以上に長くするのは好適ではない。
【０１６６】
そこで、ＯＮ電位の印加時に発生する過渡電流の継続時間ｔ０１は上述した１５μｓｅｃであり、ＯＦＦ電位の印加時に発生する過渡電流の継続時間ｔ０２は２２μｓｅｃであることが実験的に求められているので、本実施例では、ＯＮ電位の印加タイミングのずれ時間ｔ１を、ｔ０１およびｔ０２以上の値であり、かつ、ｔ０１とｔ０２とのうち大きい方の値に近い例えば２５μｓｅｃとしている。これにより、図２４で示すようにパルス幅が次第に長くなるのを極力回避し、パルス幅の増加に伴う上記の不都合を回避している。
【０１６７】
〔実施例６〕
上述の実施例１〜５では、トナー担持体２２を接地し、トナー２１の飛翔制御に必要な電位として、例えば１５０ＶのＯＮ電位と−２００ＶのＯＦＦ電位とを使用している。しかし、ＯＮ電位およびＯＦＦ電位は、上記の値に限定されず、例えば一方の電位が０Ｖとなるように、ＯＮ電位およびＯＦＦ電位をずらす（オフセットする）ようにしてもよい。
【０１６８】
このような制御は、装置の各構成要素に印加する電位を例えば２００Ｖずつオフセットする（例えばトナー担持体２２に２００Ｖを印加する）ことによって実現できる。この場合、制御電源部３６として、３５０Ｖの出力を有するものを使用すると共に、図２５（ａ）に示すように、プッシュプルタイプのスイッチング素子４７を用いる。スイッチング素子４７は、リング状電極３７へのＯＮ電位の印加時には、制御電源部３６から出力される３５０ＶのＯＮ電位をリング状電極３７へ供給する一方、リング状電極３７へのＯＦＦ電位の印加時には、接地電位（０Ｖ）をリング状電極３７へ供給できるように、その一端が制御電源部３６の正極と接続されると共に、他端が接地される。制御電源部３６の負極は接地される。
【０１６９】
このような構成では、ＯＮ電位の印加時にリング状電極３７を流れる過渡電流は制御電源部３６から供給されるが、ＯＦＦ電位の印加時にリング状電極３７を流れる過渡電流は接地部分から供給される。したがって、この場合、上記接地部分が、電流容量に制限のないＯＦＦ電位の供給源となるので、ＯＦＦ電位の印加時には、例えば図２３（ａ）（ｂ）や図２４に示したような、過渡電流のピークが重ならないような制御を行う必要がない。その結果、ＯＮ電位の印加時のみ、上記の制御を行えばよいので、リング状電極３７に対する電位印加制御を簡素化することができる。
【０１７０】
なお、上記構成において、個々のリング状電極３７へのＯＦＦ電位の印加タイミングを揃える制御も可能であるが、この場合、ＯＮ電位の印加時間が短くなることによって起こるドット径やドット濃度の変化が、画像に何ら影響しないことが必要条件である。
【０１７１】
また、装置の各構成要素に印加する電位を例えば−１５０Ｖずつオフセットするようにしてもよい。この場合の回路構成を図２５（ｂ）に示す。この構成では、制御電源部３６として、−３５０Ｖの出力を有するものを使用すると共に、プッシュプルタイプのスイッチング素子４８を用いる。スイッチング素子４８は、リング状電極３７へのＯＮ電位の印加時には、接地電位（０Ｖ）をリング状電極３７へ供給する一方、リング状電極３７へのＯＦＦ電位の印加時には、制御電源部３６から出力される−３５０ＶのＯＮ電位をリング状電極３７へ供給できるように、その一端が接地されると共に、他端が制御電源部３６の負極と接続される。制御電源部３６の正極は接地される。
【０１７２】
上記構成では、ＯＦＦ電位の印加時にリング状電極３７を流れる過渡電流は制御電源部３６から供給されるが、ＯＮ電位の印加時にリング状電極３７を流れる過渡電流は接地部分から供給されるので、今度は、上記接地部分が電流容量に制限のないＯＮ電位の供給源となる。したがって、この場合、ＯＮ電位の印加時には印加タイミングを合わせる制御を行う必要がなく、ＯＦＦ電位の印加時のみ印加タイミングをずらす制御を行えばよい。
【０１７３】
また、上記構成では、図２６に示すように、個々のリング状電極３７に対するＯＦＦ電位の印加タイミングを時間ｔ３ずつずらすと共に、ＯＮ電位の印加タイミングを揃える制御も可能であるが、この場合、ＯＮ電位の印加時間が長くなることによって起こるドット径やドット濃度の変化が、画像に何ら影響しないことが必要条件である。
【０１７４】
なお、以上の実施例１〜６で説明した制御電極２６として、例えば図２７に示すように、基板２６ａのトナー担持体側に、各ゲート３８に対応した開口部を有するシールド電極４０を配置したものを用いてもよい。
【０１７５】
シールド電極４０を配置しない場合、リング状電極３７にＯＮ電位を印加した場合に、トナー２１がゲート３８だけでなく給電線３９に向かって飛翔してしまう。このように必要以上のトナー２１が制御電極２６に飛翔することにより、制御電極２６が汚れる等の不都合が発生する。また、制御電極２６へのトナー２１の付着は、最終的にゲート３８の目詰まりを発生させることとなる。
【０１７６】
しかし、シールド電極４０を配置すれば、トナー２１の飛翔をゲート３８の部分に限定することができるので、上述のような不都合を回避することができる。また、シールド電極４０の配置により、ゲート３８部分に飛翔するトナー量を調整することもできるので、良好なドットを形成すべくトナー飛翔量を調整する際に有効な手段となる。
【０１７７】
また、シールド電極４０を配置した場合、リング状電極３７に対向しうる電極（シールド電極４０）が、該リング状電極３７により近く設けられることになるので、トナーの飛翔を制御すべく、リング状電極３７の電位をＯＮ電位またはＯＦＦ電位に切り換えた際に、シールド電極４０を配置しないものよりも大きな電荷量が各リング状電極３７に供給される。
【０１７８】
この原理をもう少し詳しく説明すれば以下の通りである。シールド電極４０を配置した場合、リング状電極３７とシールド電極４０との距離は通常５０μｍ程度であり、リング状電極３７とシールド電極４０とで一種のコンデンサが形成されると考えることができる。この考えをシールド電極４０を配置しない場合に適用すると、リング状電極３７と、トナー担持体２２または対向電極２５とでコンデンサが形成されると考えることができる。なお、このときのリング状電極３７とトナー担持体２２または対向電極２５との距離は１００μｍまたは１０００μｍ程度である。
【０１７９】
ここで、リング状電極３７に電位を付与したときに流れる電荷量Ｑは、上述したように、Ｑ＝ＣＶ＝（εＳ／ｄ）・Ｖにより得られる。したがって、電極同士の対向面積Ｓがシールド電極４０の有無で等しいとすると、シールド電極４０を配置した方が、それを配置しない場合よりも上記のｄが小さくなるので、リング状電極３７に供給される電荷量Ｑ、すなわち、リング状電極３７を流れる電流量が増加することになる。
【０１８０】
また、シールド電極４０を配置した場合、本来なら、電流容量のさらに大きな制御電源部３６（図３参照）が必要となるが、実施例１〜６で示したような、リング状電極３７に対するＯＮ電位またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を行えば、所定時における過渡電流のピークが重なることがなく、所定時における過渡電流の総和も許容値を越えることがない。したがって、シールド電極４０を備えた制御電極２６を用いる場合でも、制御電源部３６を電流容量の大きなもので構成する必要がない。
【０１８１】
なお、シールド電極４０をトナー担持体側だけでなく対向電極側にも設けるようにしてもよい。この場合、制御電源部３６から供給される電荷量はさらに増加するが、上記各実施例の電位印加制御により、制御電源部３６を電流容量の大きなもので構成するまでもない。
【０１８２】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について、図２８および図２９に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１８３】
上述の実施の形態１では、１個のリング状電極に印加する電位を切り換えることにより、上記リング状電極に対応する１個のゲートにおけるトナーの通過を制御する、いわゆるシングルドライブの制御電極を用いているが、本実施形態では、図２８に示すように、マトリクスドライブの制御電極５０を用いている。
【０１８４】
制御電極５０は、実施の形態１で用いた制御電極と同様に、トナーの通過部となるゲート５１を有している。制御電極５０の基板５０ａの長手方向には、１行あたり６４０個のゲート５１が配置されており、これが４行分配置されている。したがって、制御電極５０には、合計、６４０×４＝２５６０個のゲート５１がマトリクス状に設けられていることになる。
【０１８５】
基板５０ａにおける対向電極側には帯状電極５２（第１電極）が設けられていると共に、トナー担持体側には帯状電極５３（第２電極）が設けられている。なお、図２８は、基板５０ａをトナー担持体側から見た平面図を示している。帯状電極５２は、基板５０ａの長手方向に配置された６４０個のゲート５１におけるトナーの通過をまとめて制御するものであり、上記長手方向に沿って４本設けられている。一方、帯状電極５３は、基板５０ａの短辺方向にほぼ沿って配置された４個のゲート５１におけるトナーの通過をまとめて制御するものであり、ゲート５１の列数に対応して６４０本設けられている。
【０１８６】
制御電源部３６（図３参照）は、４本の帯状電極５２とそれぞれ接続されていると共に、実施の形態１で用いたものと同様の高圧ＩＣ４１−１・４１−２・・・・４１−１０を介して各帯状電極５３と接続されている。そして、制御電源部３６は、電極数の多い帯状電極５３に付与する電位を各高圧ＩＣを介して制御する。なお、１個の高圧ＩＣにつき６４個の帯状電極５３が接続されている。
【０１８７】
上記の構成において、制御電源部３６は、帯状電極５２・５３に所定の電位を印加するが、例えば実施例４と同様の原理で、所定グループに属する帯状電極５３に印加するＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を行う。これにより、帯状電極５２・５３が交叉した位置にあるゲート５１におけるトナーの通過が制御され、帯状電極５２・５３に同時にＯＮ電位が印加されている間のみ、トナー担持体から対向電極方向にトナーが飛翔することになる。
【０１８８】
上記構成によれば、グループごとにＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす、実施例４と同様の制御を行うことにより、実施例４と同様の効果を得ることができる。
【０１８９】
また、帯状電極５２・５３は、実施の形態１で説明したリング状電極に比べ、電極の表面積が広くなるので、電位付与時に発生する過渡電流の電流値も大きくなる。それゆえ、これらの電極に対してＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位への付与タイミングを同時とするならば、電流容量の大きい制御電源部３６が本来必要となる。
【０１９０】
しかし、本実施形態では、ＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を行うので、電極面積の広い制御電極５０を用いた場合でも、所定時における過渡電流の総和が許容値を越えることはなく、その結果、制御電源部３６を電流容量の大きいもので構成する必要がなくなる。
【０１９１】
また、上述した実施例４では、２５６０個のリング状電極をグループ化する際に、６４チャンネルの高圧ＩＣを４０個設ける必要であったが、本実施形態では、マトリクスドライブの制御電極５０を用いているため、ゲート数が同じ２５６０個でも、高圧ＩＣを１０個設けるだけで済む。したがって、本実施形態の構成によれば、回路構成を簡素化して装置の小型化を図ることができると共に、高圧ＩＣの数が少なくて済む分、装置のコストダウンを図ることができる。
【０１９２】
なお、制御電極に付与する電位をＯＮまたはＯＦＦに切り換える切り換え回路として、６４チャンネルの出力を有する高圧ＩＣではなく、制御電極の電極数に対応した数の切り換え回路を用いることを想定した場合、実施の形態１では２５６０個の切り換え回路が必要であるのに対し、本実施形態では、６４４個の切り換え回路を設けるだけで済む。したがって、この場合においても、回路面でのコストダウンを図ることが可能となる。
【０１９３】
また、マトリクスドライブの制御電極５０は、シングルドライブの制御電極に比べて電極数が非常に少なくなる（本実施形態では約１／４となる）ので、ＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらせても、図１８（ａ）（ｂ）または図２０で示すほどのドットの位置ずれが発生しない。その結果、実施の形態１に比べて画質をさらに向上させることができる。また、電極数が少ないので、図２３（ａ）または図２４で示すように、最後にＯＮ電位が印加されるグループにおけるＯＮ電位の印加時間が、最初にＯＮ電位が印加されるグループにおけるＯＮ電位の印加時間に比べて極端に長くなることがない。それゆえ、ＯＮ電位の印加時間が長時間化することによって、画像濃度が不均一となる等の不都合を確実に回避することができる。
【０１９４】
また、図２９に示すように、グループＧ２あるいはグループＧ３の帯状電極５３へのＯＮ電位の印加時間がたとえ長時間化しても、マトリクスドライブの特性上、帯状電極５２・５３が同時にＯＮ電位となる時間領域でしかトナーが飛翔しないので、帯状電極５２の電位がＯＦＦに切り換えられた瞬間にトナーの飛翔が止まる。したがって、たとえ帯状電極５３へのＯＮ電位の印加時間が延びても、帯状電極５２における電位制御を的確に行うことにより、トナー飛翔量が増加するのを防止することができ、トナー飛翔量増加に係る上述した不都合の発生を回避することができる。
【０１９５】
なお、実施例４と同様に、例えば２個の高圧ＩＣで１つのグループを形成し、１２８個の帯状電極５３に対して同時に電位を印加する制御を行ってもよい。また、一つのグループを３個以上の高圧ＩＣで構成することも勿論可能である。
【０１９６】
なお、実施の形態１で説明したシールド電極を、本実施形態の制御電極５０のトナー担持体側および／または対向電極側に設ける構成も勿論可能である。シールド電極を設けた場合は、上述したように、制御電源部３６から供給される過渡電流が増加するが、帯状電極５３に対してＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を行っているので、所定時における過渡電流の総和が許容値を越えることはない。
【０１９７】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の他の形態について、図３０に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施形態では、実施の形態１で説明した、ＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御をカラー画像形成装置に適用した例について説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１または２で用いた部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
【０１９８】
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、トナー供給部と印刷部とを個々に備えた画像形成部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄを有している。上記各トナー供給部は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容するようになっている。そして、画像形成部１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄに対応して、各トナー供給部のトナー担持体と対向電極２５との間の電界を制御する制御電極２６ａ・２６ｂ・２６ｃ・２６ｄが設けられている。この制御電極２６ａ〜２６ｄは、シングルドライブあるいはマトリクスドライブのどちらであっても構わない。その他の構成については、実施の形態１と同様である。また、画像形成動作においては、用紙５へのトナーの飛翔を画像形成部１ａ〜１ｄごとに行う点以外は、実施の形態１と同様である。
【０１９９】
このとき、制御電源部３６は、制御電極２６ａ〜２６ｄの各リング状電極を流れる過渡電流の所定時における総和が、上記各リング状電極を流れる個々の過渡電流の最大値の総和よりも小さくなるように、ＯＮ電位および／またはＯＦＦ電位の印加タイミングをずらす制御を行う。これにより、各リング状電極において発生する過渡電流のピークが重なるようなことがなく、制御電源部３６を電流容量の大きいもので構成する必要がなくなる。
【０２００】
また、本実施形態のカラー画像形成装置では、制御電極数が実施の形態１の場合の４倍となるので、それだけ制御電源部３６が各リング状電極に供給する過渡電流の総和も４倍となる。したがって、各電位の印加タイミングを同時とする従来のカラー画像形成装置では、電流容量が白黒画像形成装置で用いた電源の４倍に相当するものが必要となるが、本実施形態のカラー画像形成装置では、過渡電流のピークが重ならない制御を行うので、白黒画像形成装置で用いた電源をそのまま使用することができる。つまり、電流容量の特別大きなものを別途用いる必要がない。したがって、上記構成によれば、カラー画像形成装置で用いる電源のコストを低減することができ、その結果、装置自体のコストを低減することができる。
【０２０１】
なお、カラー画像形成装置では、トナーの飛翔制御に係る印加電位が、各色ごとに異なる場合があり、この場合は過渡電流値および過渡電流継続時間が異なる。このような場合、個々の制御電極２６ａ〜２６ｄに対して、各電位の印加タイミングを適宜調節する、個々の制御電極２６ａ〜２６ｄのリング状電極のグループ構成を変化させることが望ましい。
【０２０２】
なお、実施の形態１〜３では、印加電位として直流電位を使用しているが、これに限定されず、例えば周波数成分を持つ交流電位、周波数成分および直流成分を持つ交流電位をはじめ種々の電位を使用できる。また、上記の印加パルスは方形波で構成されているが、例えば三角波など種々のパルス波形で構成されていてもよい。
【０２０３】
また、実施の形態１〜３では、制御電極へ印加する電位の印加タイミングをずらす制御として、ＯＮ電位およびＯＦＦ電位を例に挙げて説明しているが、このようなタイミング制御は、これらの電位以外についても適用可能である。例えば制御電極２６の清掃のために与えられる清掃電位、清掃電位から切り換えられる電位など、制御電極に印加される全ての電位について、印加タイミングをずらす制御を良好に適用することができる。
【０２０４】
また、実施例６でも説明したように、電位の切り換え時に発生する電流が接地部分に流れる場合、あるいは、上記電流が接地部分から供給され、直接電源から供給されない場合は、上記電流が発生するような電位の印加に対して印加タイミングをずらす必要は特にない。例えば上記清掃電位が接地部分から与えられる場合は、上記清掃電位の印加に対して印加タイミングをずらす必要はない。
【０２０５】
なお、実施の形態１〜３では、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、トナー供給部の構成を、イオンフロー法を適用した構成とすることも可能である。つまり、画像形成部は、コロナ帯電器等のイオン源を備えた構成となっていてもよい。この場合においても、上記と同様の作用・効果を奏することは勿論である。
【０２０６】
なお、上述した各実施例または各実施の形態の構成を互いに組み合わせた構成も勿論可能である。
【０２０７】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記電位付与手段は、電位付与によって上記各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与する構成である。
【０２０８】
それゆえ、電位付与手段が瞬間的に供給する電流量は、ゲート電極への電位印加タイミングを同時とする従来に比べ確実に減るので、ゲート電極数を増加させても、電位付与手段を電流容量の特別大きなもので構成する必要はない。したがって、上記構成によれば、ゲート電極数の多い制御電極を用いた場合でも、従来と電流容量が同等の電位付与手段を使用することができ、電位付与手段の大型化・コストアップを抑制することができると共に、装置の大型化・コストアップを抑制することができるという効果を奏する。
【０２０９】
また、電位付与手段の電流容量が特別大きくはないので、制御電極を介して高圧リーク等が生じても、発生時に出力電位がある程度低下する。これにより、他の回路、装置を破壊する等の不都合が生じることがない。したがって、上記構成によれば、装置の信頼性を向上させることができるという効果を併せて奏する。請求項２の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、上記顕像化粒子を上記対向電極方向へ飛翔させるための飛翔電位を所定のゲート電極に付与してから、飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与する構成である。
【０２１０】
それゆえ、飛翔電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流のピークと、同じく飛翔電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流のピークとが重なることがなく、所定時に流れる過渡電流の総和が、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも確実に小さくなる。したがって、上記構成によれば、ゲート電極に印加する電位が飛翔電位であっても、請求項１の構成による効果を確実に得ることができるという効果を奏する。
【０２１１】
請求項３の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項２の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも長い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与する構成である。
【０２１２】
それゆえ、所定時に流れる過渡電流の総和は、１個のゲート電極を流れる過渡電流の分だけになり、電位付与手段は所定時にゲート電極１個分の過渡電流のみ供給できる電流容量を備えていればよくなる。したがって、電位付与手段を電流容量の小さいもので構成することができ、その結果、請求項２の構成による効果に加えて、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができるという効果を奏する。
【０２１３】
請求項４の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項２の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも短い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔電位を付与する構成である。
【０２１４】
それゆえ、所定時に流れる過渡電流の総和が、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも小さくなる効果を得ながら、飛翔電位の印加タイミングのずれを請求項３の構成に比べて小さくすることができる。その結果、請求項２の構成による効果に加えて、印加タイミングのずれに起因して記録媒体にドットがずれて形成されるのを最小限に抑えることができ、画像の歪みをほとんど無視できるくらいの良好な画像を形成することができるという効果を奏する。
【０２１５】
請求項５の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、上記顕像化粒子の上記対向電極方向への飛翔を阻止するための飛翔阻止電位を所定のゲート電極に付与してから、飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間とは異なる時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与する構成である。
【０２１６】
それゆえ、飛翔阻止電位の印加によって一方のゲート電極を流れる過渡電流のピークと、同じく飛翔阻止電位の印加によって他方のゲート電極を流れる過渡電流のピークとが重なることがなく、所定時に流れる過渡電流の総和は、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも確実に小さくなる。したがって、上記構成によれば、ゲート電極に印加する電位が飛翔阻止電位の場合であっても、請求項１の構成による効果を確実に得ることができるという効果を奏する。
【０２１７】
請求項６の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項５の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔阻止電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも長い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与する構成である。
【０２１８】
それゆえ、所定時に流れる過渡電流の総和は、１個のゲート電極を流れる過渡電流の分だけになり、電位付与手段は所定時にゲート電極１個分の過渡電流のみ供給できる電流容量を備えていればよくなる。したがって、電位付与手段を電流容量の小さいもので構成することができ、その結果、請求項５の構成による効果に加えて、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができるという効果を奏する。
【０２１９】
請求項７の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項５の構成において、上記電位付与手段は、所定のゲート電極に飛翔阻止電位を付与してから、上記過渡電流の継続時間よりも短い時間が経過した後に、他のゲート電極へ飛翔阻止電位を付与する構成である。
【０２２０】
それゆえ、所定時に流れる過渡電流の総和が、個々のゲート電極を流れる過渡電流の最大値の和よりも小さくなる効果を得ながら、飛翔阻止電位の印加タイミングのずれを請求項６の構成に比べて小さくすることができる。その結果、請求項５の構成による効果に加えて、印加タイミングのずれに起因して記録媒体にドットがずれて形成されるのを最小限に抑えることができ、画像の歪みをほとんど無視できるくらいの良好な画像を形成することができる。
【０２２１】
請求項８の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１の構成において、各ゲート電極への飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間よりも、各ゲート電極への飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間が長い場合に、上記電位付与手段は、飛翔阻止電位付与時における過渡電流の発生期間が互いに重ならないように、飛翔電位付与時間を調整しつつ各ゲート電極へ飛翔電位を付与する構成である。
【０２２２】
それゆえ、飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間よりも飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間の方が長い場合に、飛翔電位付与時に流れる過渡電流の発生期間が重ならない制御さえ行えば、電位付与手段を、供給する過渡電流がゲート電極１個となるような電流容量の小さいもので構成することができる。その結果、請求項１の構成による効果に加えて、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができるという効果を奏する。
【０２２３】
請求項９の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１の構成において、各ゲート電極への飛翔電位付与時に発生する過渡電流の継続時間を時間ｔ１、各ゲート電極への飛翔阻止電位付与時に発生する過渡電流の継続時間を時間ｔ２とすると、時間ｔ１と時間ｔ２とが異なる場合に、上記電位付与手段は、時間ｔ１および時間ｔ２よりも長い時間で、かつ、時間ｔ１と時間ｔ２とのうち長い方の時間に近い時間だけタイミングをずらして、各ゲート電極へ飛翔電位および飛翔阻止電位を付与する構成である。
【０２２４】
それゆえ、過渡電流の発生期間が、飛翔電位付与時および飛翔阻止電位付与時のそれぞれにおいて重なることがない。その結果、電位付与手段を、供給する過渡電流がゲート電極１個となるような電流容量の小さいもので構成することができるので、請求項１の構成による効果に加えて、電位付与手段のコストを低減して装置のコスト低減および小型化を図ることができるという効果を奏する。
【０２２５】
しかも、電位付与手段は、時間ｔ１と時間ｔ２とのうち長い方の時間に近い時間だけずらして飛翔電位および飛翔阻止電位を付与するので、飛翔電位印加時間が必要以上に長くなることもない。その結果、顕像化粒子の飛翔量の増加に伴う顕像化粒子の消費量増加、画像の鮮明度の低下を回避することができると共に、良好な階調表現を行うことができるという効果を併せて奏する。
【０２２６】
請求項１０の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項２、３または４の構成において、各ゲート電極に付与する飛翔阻止電位が接地電位である構成である。
【０２２７】
それゆえ、飛翔電位の印加時のみ、発生する過渡電流のピークが重ならないような制御を行えばよいので、請求項２、３または４の構成による効果に加えて、各ゲート電極に対する全体の電位印加制御を簡素化することができるという効果を奏する。
【０２２８】
請求項１１の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項５、６または７の構成において、各ゲート電極に付与する飛翔電位が接地電位である構成である。
【０２２９】
それゆえ、飛翔阻止電位の印加時のみ、発生する過渡電流のピークが重ならないような制御を行えばよいので、請求項５、６または７の構成による効果に加えて、各ゲート電極に対する全体の電位印加制御を簡素化することができるという効果を奏する。
【０２３０】
請求項１２の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１の構成において、上記電位付与手段は、複数のゲート電極を複数のグループに分割すると共に、同一グループ内のゲート電極には同時に所定の電位を付与する一方、異なるグループ間では、互いに異なるタイミングで所定の電位をゲート電極に付与する構成である。
【０２３１】
それゆえ、所定時における過渡電流の総和は、グループ１個分のゲート電極を流れる過渡電流の個々の和となるだけであり、過渡電流の最大値と全ゲート電極数とを乗じたものよりは確実に小さくなる。その結果、請求項１の構成による効果と同様の効果を奏する。
【０２３２】
また、グループごとに電位の印加タイミングを異ならせることにより、個々のゲート電極ごとに電位の印加タイミングを異ならせる場合に比べて、全ゲート電極に対する電位の印加を早く終えることができ、また、印加タイミングのずれの発生する度合いも少なくなる。その結果、画像形成を迅速に行うことができると共に、ドットの位置ずれのほとんど現れない良好な画像形成を行うことができるいう効果を併せて奏する。
【０２３３】
請求項１３の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１２の構成において、上記電位付与手段は、互いに隣接するグループごとに順次、先のグループとは異なるタイミングで所定の電位を付与する構成である。
【０２３４】
それゆえ、タイミングの遅れにより生じるドットの位置ずれが隣接グループ間で全て等しくなるので、画像の歪みがほとんど目立たない。その結果、請求項１２の構成による効果に加えて、ドットの位置ずれが生じているにもかかわらず、使用者によって違和感を感じることがない画像を形成することができるという効果を奏する。
【０２３５】
請求項１４の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１２の構成において、上記電位付与手段は、互いに近傍に存在するグループごとに、先のグループとは異なるタイミングで所定の電位を付与する構成である。
【０２３６】
それゆえ、タイミングの遅れにより生じるドットの位置ずれは隣接グループ間では異なるので、隣接グループに順次所定の電位を印加した場合ほどの効果は得られないが、隣接グループ間で違和感を感じるほどの極端なずれは生じない。したがって、請求項１２の構成による効果に加えて、互いに近傍に存在するグループごとに順次所定電位を印加した場合でも、画像の歪みの認識の困難な画像を形成することができるという効果を奏する。
【０２３７】
請求項１５の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１ないし１４のいずれかの構成に加えて、上記電位付与手段によって各ゲート電極に付与される電位の切り換えを行う複数の電位切り換え手段をさらに備え、上記各電位切り換え手段には、複数のゲート電極がグループ単位で接続されており、上記電位付与手段は、上記電位切り換え手段を介して各ゲート電極に所定の電位を付与する構成である。
【０２３８】
それゆえ、全ゲート電極に対する所定電位の印加制御を、電位切り換え手段ごとに、つまり、グループごとに行うことができる。これにより、請求項１ないし１４のいずれかの構成による効果に加えて、個々のゲート電極に対して電位印加制御を行う場合に比べて、制御を簡素化することができるという効果を奏する。
【０２３９】
請求項１６の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１５の構成において、上記電位付与手段は、複数の電位切り換え手段を複数のグループに分割すると共に、各グループごとに電位付与制御を行う構成である。
【０２４０】
それゆえ、請求項１５の構成による効果に加えて、個々の電位切り換え手段ごとに電位印加制御を行う場合に比べて、制御をさらに簡素化することができるという効果を奏する。
【０２４１】
請求項１７の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１ないし１６のいずれかの構成において、上記複数のゲート電極は、複数の通過孔における顕像化粒子の通過をまとめて制御する複数の第１電極および複数の第２電極で構成され、上記第１電極と上記第２電極とは、互いに交叉して配置されると共に、上記各電極に付与される電位によって上記交叉部に存在する通過孔における顕像化粒子の通過を制御し、上記電位付与手段は、上記第１電極と上記第２電極とのうちのどちらかの電極に付与する電位を制御する構成である。
【０２４２】
それゆえ、一方の電極に付与する飛翔電位の印加時間が、例えば請求項１に記載のような電位付与制御によって必要以上に長時間化するようなことがあっても、他方の電極は通常の電位付与制御が行われるので、他方の電極に対して飛翔阻止電位が印加されれば、一方の電極に飛翔電位が印加されていても、顕像化粒子の飛翔は止まる。したがって、請求項１ないし１６のいずれかの構成による効果に加えて、一方の電極に付与する飛翔電位の印加時間が必要以上に長時間化した場合でも、顕像化粒子の飛翔量の増加を回避することができ、顕像化粒子の消費量増加、画像濃度が不均一となる等の画質劣化を回避することができるという効果を奏する。
【０２４３】
請求項１８の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１ないし１７のいずれかの構成において、上記電位付与手段が各ゲート電極に所定の電位を付与する際のタイミングのずれに起因して発生する記録媒体上のドット位置のずれを補正できるように、上記各通過孔が形成されている構成である。
【０２４４】
それゆえ、電位印加タイミングのずれに起因するドットの位置ずれが生じないので、請求項１ないし１７のいずれかの構成による効果に加えて、電位印加タイミングをずらす制御を行っているにもかかわらず、画像の歪みのない良好な画像を形成することができるという効果を奏する。
【０２４５】
請求項１９の発明に係る画像形成装置は、以上のように、上記電位付与手段は、電位付与によって上記各ゲート電極を流れる電流の所定時における総和が、上記各ゲート電極を流れる個々の電流の最大値の総和よりも小さくなるように、上記各ゲート電極に所定の電位を付与する構成である。
【０２４６】
それゆえ、電位付与手段が瞬間的に供給する電流量は、ゲート電極への電位印加タイミングを同時とする従来に比べ確実に減るので、ゲート電極数を増加させても、電位付与手段を電流容量の特別大きなもので構成する必要はない。しかも、白黒画像形成装置で用いた電位付与手段をそのまま使用することも可能である。
【０２４７】
したがって、上記構成によれば、ゲート電極数の多い制御電極を用いたカラー画像形成装置の場合でも、電流容量のそれほど大きくない、白黒画像形成装置に用いられる電位付与手段を使用することができ、電位付与手段の大型化・コストアップを抑制することができると共に、装置の大型化・コストアップを抑制することができるという効果を奏する。
【０２４８】
また、電位付与手段の電流容量が特別大きくはないので、制御電極を介して高圧リーク等が生じても、発生時に出力電位がある程度低下する。これにより、他の回路、装置を破壊する等の不都合が生じることがない。したがって、上記構成によれば、装置の信頼性を向上させることができるという効果を併せて奏する。
【０２４９】
請求項２０の発明に係る画像形成装置は、以上のように、請求項１９の構成において、上記電位付与手段は、各制御電極ごとに異なったタイミングで各ゲート電極に所定の電位を付与する構成である。
【０２５０】
それゆえ、各ゲート電極への電位印加タイミングを制御電極ごとに、つまり、顕像化粒子の各色ごとに異ならせるので、各色の顕像化粒子の飛翔制御を最適な条件で行うことができる。これにより、請求項１９の構成による効果に加えて、形成されるカラー画像の画質をより向上させ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】本発明の実施の一形態において、複数のリング状電極に対して印加タイミングをずらせてＯＮ電位を印加したときに発生する過渡電流の波形と上記各リング状電極に対して与えられる画像信号の波形とをそれぞれ示す説明図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の断面図である。
【図３】上記画像形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図４】上記画像形成装置に設けられる制御電極の構成を示す平面図である。
【図５】上記画像形成装置における画像形成動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】複数のリング状電極に対して印加タイミングをずらせてＯＮ電位を印加したときの電位波形と上記各リング状電極に対して与えられる画像信号の波形とをそれぞれ示す説明図である。
【図７】図１で示した各リング状電極を流れる過渡電流の波形をそれぞれ拡大して示した説明図である。
【図８】ＯＮ電位の印加タイミングのずれに起因して生じるドットの位置ずれ具合いを示す説明図である。
【図９】複数のリング状電極をグループ化し、同一グループ内のリング状電極に対しては同時に電位を印加する一方、異なるグループ間では電位の印加タイミングをずらす制御を行ったときの、各リング状電極における電位波形と上記各リング状電極に対して与えられる画像信号の波形とをそれぞれ示す説明図である。
【図１０】リング状電極を流れる過渡電流がゼロになる前に、次のリング状電極にＯＮ電位を印加したときの、上記各リング状電極を流れる過渡電流の波形をそれぞれ示す説明図である。
【図１１】１個のリング状電極を流れる過渡電流がゼロになる前に、２個のリング状電極に順に印加タイミングをずらせてＯＮ電位を印加したときの、上記各リング状電極を流れる過渡電流の波形をそれぞれ示す説明図である。
【図１２】複数のリング状電極を高圧ＩＣを用いてグループ化する際の回路構成を示す説明図である。
【図１３】基板中央付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣと、基板端部付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣとをグループ化した様子を示す説明図である。
【図１４】基板中央付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣ同士、基板端部付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣ同士をそれぞれグループ化した様子を示す説明図である。
【図１５】トナー担持体に対する基板中央付近のリング状電極および基板端部付近のリング状電極の位置関係を示す説明図である。
【図１６】基板中央付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣ同士、基板端部付近のリング状電極と接続された高圧ＩＣ同士をそれぞれグループ化した際に、前者の高圧ＩＣの数を後者の高圧ＩＣの数よりも多くしてグループを形成した様子を示す説明図である。
【図１７】複数のリング状電極をグループ化し、グループごとに印加タイミングをずらせて電位を印加した場合の各電位波形と上記各リング状電極に対して与えられる画像信号の波形とをそれぞれ示す説明図である。
【図１８】（ａ）は、互いに隣接するグループに順次印加タイミングをずらせてＯＮ電位を印加したときに形成されるドットの位置ずれ具合いを示す説明図である。（ｂ）は、中央のグループから順に端部のグループにかけてＯＮ電位を印加したときに形成されるドットの位置ずれ具合いを示す説明図である。
【図１９】あるグループを除いて互いに隣接するグループに順次印加タイミングをずらせてＯＮ電位を印加し、最後に上記除いたグループに対してＯＮ電位を印加したときの、各リング状電極における電位波形と上記各リング状電極に対して与えられる画像信号の波形とをそれぞれ示す説明図である。
【図２０】図１９に示した電位付与制御によって、実際に形成されるドットの位置ずれ具合いを示す説明図である。
【図２１】（ａ）は、ＯＮ電位の印加タイミングのずれによって発生するドットの位置ずれが補正されるようにゲートおよびリング状電極を形成したときの、隣接するゲートおよびリング状電極の位置関係を示す平面図である。（ｂ）は、通常の隣接するゲートおよびリング状電極の位置関係を示す平面図である。
【図２２】（ａ）は、ＯＮ電位およびＯＦＦ電位を印加したときの電位波形と、ＯＮ電位印加時に流れる過渡電流の継続時間よりも、ＯＦＦ電位の印加時に流れる過渡電流の継続時間が長い場合の上記過渡電流の波形とを示す説明図である。（ｂ）は、ＯＮ電位印加時に流れる過渡電流が時間的に互いに重ならないように、印加タイミングをずらして各リング状電極にＯＮ電位を印加したときに、ＯＦＦ電位の印加時に流れる過渡電流が時間的に重なってしまう場合の、各リング状電極における電位波形と上記各過渡電流の波形とを示す説明図である。
【図２３】（ａ）は、複数のリング状電極において、ＯＮ電位印加時に流れる過渡電流、および、ＯＦＦ電位印加時に流れる過渡電流がどちらも時間的に重ならないように、先にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間よりも、後にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間を長く調整した場合の、各リング状電極における電位波形と上記各過渡電流の波形とを示す説明図である。（ｂ）は、複数のリング状電極において、ＯＮ電位印加時に流れる過渡電流、および、ＯＦＦ電位印加時に流れる過渡電流がどちらも時間的に重ならないように、先にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間よりも、後にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間を短く調整した場合の、各リング状電極における電位波形と上記各過渡電流の波形とを示す説明図である。
【図２４】複数のリング状電極において、ＯＮ電位印加時に流れる過渡電流、および、ＯＦＦ電位印加時に流れる過渡電流がどちらも時間的に重ならないように、先にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間よりも、後にＯＮ電位を印加した方のリング状電極におけるＯＮ電位の印加時間を長く調整することにより、上記印加時間が徐々に長くなる場合の、各リング状電極における電位波形と上記各過渡電流の波形とを示す説明図である。
【図２５】（ａ）は、リング状電極へのＯＮ電位の印加時には、制御電源部からの印加電位をリング状電極へ供給する一方、リング状電極へのＯＦＦ電位の印加時には、接地電位をリング状電極へ供給するスイッチング素子を用いた場合の回路構成を示す説明図である。（ｂ）は、リング状電極へのＯＮ電位の印加時には、接地電位をリング状電極へ供給する一方、リング状電極へのＯＦＦ電位の印加時には、制御電源部からの印加電位をリング状電極へ供給するスイッチング素子を用いた場合の回路構成を示す説明図である。
【図２６】ＯＦＦ電位印加時に流れる過渡電流が時間的に重ならないように、各リング状電極に対するＯＦＦ電位の印加タイミングをずらすと共に、ＯＮ電位の印加タイミングを揃えるようにした場合の、各リング状電極における電位波形と上記各過渡電流の波形とを示す説明図である。
【図２７】シールド電極を配置した制御電極の構成を示す平面図である。
【図２８】マトリクスドライブの制御電極の構成を示す平面図である。
【図２９】上記制御電極の２種の帯状電極に印加される電位の波形を示す説明図である。
【図３０】本発明の他の実施の形態におけるカラーの画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図３１】従来の画像形成装置の画像形成部を拡大して示した断面図である。
【図３２】上記画像形成装置において、画像信号に基づいて複数のリング状電極に対して同時に電位が印加される場合の、上記電位および上記画像信号の波形を示す説明図である。
【図３３】上記画像形成装置において、画像信号に基づいて複数のリング状電極に対して同時に電位が印加されたときに流れる過渡電流および上記画像信号の波形を示す説明図である。
【符号の説明】
２１    トナー（顕像化粒子）
２２    トナー担持体（担持体）
２５    対向電極
２６、２６ａ〜２６ｄ    制御電極
３６    制御電源部（電位付与手段）
３７    リング状電極（ゲート電極）
３８    ゲート（通過孔）
４１    高圧ＩＣ（電位切り換え手段）
５０    制御電極
５１    ゲート（通過孔）
５２    帯状電極（第１電極）
５３    帯状電極（第２電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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