(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持するためのトナー担持体と、
前記トナー担持体の上のトナーと接触し、前記トナーによりトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体を挟んで前記トナー担持体と逆側であって、前記トナー担持体に対向する位置に設けられる電極部と、を有し、
画像情報に基づいて前記電極部に印加される電圧の値を変更することで前記像担持体にトナー像が形成され、
前記トナー担持体に担持されたトナーと前記像担持体とが接触する領域をトナー接触領域とし、
前記電極部に印加される電圧の値を変更することで、前記トナー担持体と前記像担持体との間をトナーが移動する領域をトナー移動領域として、
前記トナー移動領域は、前記トナー接触領域外であり、かつ前記トナー接触領域よりも前記像担持体の移動方向の下流側に存在することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記電極部の前記像担持体の移動方向の下流側の端部は、前記トナー移動領域よりも前記像担持体の移動方向の下流側に位置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３】
前記電極部は、針状の電極部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電極部は、前記像担持体の移動方向に対して幅をもった面状の電極部であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成の時に前記電極部に印加される電圧は、前記トナー担持体と前記像担持体との間で放電が発生しないような電圧であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記電極部と前記像担持体とは、接触して設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電極部は、前記電極部に電圧を印加するための電源と、前記トナー接触領域よりも、前記像担持体の移動方向の下流側において、電気的に接続されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電極部の前記像担持体の移動方向の下流側の端部は、トナー移動限界位置ｉＬより前記像担持体の移動方向の上流側に位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体の幅方向に垂直な断面において、トナー移動領域となる前記像担持体上の表面と、トナー移動領域となるトナー担持ローラの表面とは、トナー接触領域の上流端と下流端を結んだ直線を挟んで逆側に存在することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを記録材に担持して画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置として針状電極を用いたマルチスタイラスプリンタがある。（特許文献１参照）
このマルチスタイラスプリンタは多数の針状電極を配置した像形成電極と、円筒状の対向電極を所定の空隙を保ち対向配置し、この空隙に記録体を像形成電極に接して介在させる。この状態で像形成電極に画像信号に対応する電圧を印加し、空隙放電を発生させることでトナー像を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平３−８５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の像形成電極に針状電極を用いたマルチスタイラスプリンタにおいては、画像部の濃度を十分に得ることができない。また、非画像部にトナーが付着してしまういわゆるカブリを十分に低減することができないという課題があった。
【０００５】
図２９は従来の針状電極を用いた画像形成装置における概略構成図である。３０１は像形成電極、３０２はトナーを担持した対向電極、３０３は記録体、Ｔはトナーである。
【０００６】
対向電極３０２上のトナーは記録体３０３と接触するトナー接触領域を有し、この状態で像形成電極３０１に電気信号に対応する電圧を印加することによりトナーＴを記録体３０３に付着させる。同時に記録体を矢印方向ａに一定速度で移動させることで、記録体の上にトナー像を得ている。
【０００７】
しかしながら、上記のような構成で像形成電極トナー像の形成を行った場合、像形成電極３０１により形成されたトナー像が、像形成電極３０１の接触位置より記録体３０３が移動する方向下流のトナー接触領域において乱されてしまう現象が発生する。そのため、トナー像の濃度が低下する、またカブリが増大する課題があった。
【０００８】
本出願に係る発明の目的は、画像部の濃度を確保し、非画像部のカブリを低減したトナー像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための画像形成装置として次のようなものがある。
【００１０】
画像情報に基づいて像担持体にトナー像を形成するための電極に印加される電圧の値を変更することで、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成装置において、トナーを担持するためのトナー担持体と、前記トナー担持体の上のトナーと接触し、前記トナー担持体の上のトナーによりトナー像が形成される前記像担持体と、前記像担持体を挟んで前記トナー担持体と逆側であって、前記トナー担持体に対向する位置に設けられる電極と、を有し、前記トナー担持体に担持されたトナーと前記像担持体とが接触する領域をトナー接触領域、前記電極に印加される電圧の値を変更することで、前記トナー担持体と前記像担持体との間をトナーが移動する領域をトナー移動領域とし、前記トナー移動領域は、前記トナー接触領域よりも前記像担持体の移動方向の下流側に存在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像部の濃度を確保し、非画像部のカブリを低減したトナー像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に適用できる画像形成装置の概略構成図。
【図２】実施例１における針状電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図３】実施例１におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を拡大した概略図。
【図４】トナーに働く力を表す概略モデル図。
【図５】トナーに働く力を表す概略モデル図。
【図６】像形成電極に印加する電圧のタイミングチャート。
【図７】実施例１におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図。
【図８】実施例１の画像比較における針状電極位置を表した概略図。
【図９】実施例１の画像比較における像担持体上のトナー量を表した図。
【図１０】トナーに働く力を表したモデル図である。
【図１１】実施例１におけるトナー接触領域と像形成電極位置の測定方法を表す図。
【図１２】空隙における放電開始電圧Ｖｂと電界を表す図。
【図１３】実施例２に適用できる画像形成装置の概略構成図。
【図１４】実施例２における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図１５】実施例２における像形成電極の概略構成図。
【図１６】実施例２におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を拡大した概略図。
【図１７】トナーに働く力を表す概略モデル図。
【図１８】実施例２におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図。
【図１９】実施例２の画像比較における像形成電極位置を表した概略図。
【図２０】実施例２の画像比較における像担持体上のトナー量を表した図。
【図２１】実施例２におけるトナー接触領域と像形成電極位置の測定方法を表す図。
【図２２】実施例３における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図２３】実施例３におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図。
【図２４】実施例３の画像比較における像形成電極位置を表した概略図。
【図２５】実施例３の画像比較における像担持体上のトナー量を表した図。
【図２６】実施例４における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図２７】実施例５における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図２８】実施例５におけるトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図。
【図２９】従来例の針状電極を用いた画像形成装置における概略構成図。
【図３０】実施例６における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図３１】実施例６の構成と、実施例６と異なる構成において、像形成電極が摩耗し断線した場合の画像形成部を拡大した概略構成図
【図３２】歪み画像を表した概略図
【図３３】歪み画像発生時の画像形成部を拡大した概略構成図
【図３４】歪み画像発生時の画像形成部を拡大した概略構成図
【図３５】歪み画像発生時の画像形成部を拡大した概略構成図
【図３６】像担持体移動方向の位置に対するトナーに働く静電気力を表した概略図。
【図３７】実施例４における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図３８】実施例４における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図３９】実施例７における像形成電極に印加する電圧のタイミングチャート。
【図４０】実施例７における画像形成部を拡大した概略構成図
【図４１】実施例７における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図４２】実施例７における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図４３】実施例８における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【図４４】歪み画像の縦横比を表した概略図。
【図４５】実施例８における像形成電極を配置した画像形成部を拡大した概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施例＞
以下、図面を用い本発明の第１の実施例を説明する。
【００１４】
図１は本実施例に適用できる画像形成装置の概略構成図である。
図１において、画像形成装置１は、以下の構成を備える。トナーＴを外周面に担持して搬送するトナー担持体ローラ２（トナー担持体）。トナーＴの像が形成される像担持体３。像担持体２に画像情報に基づいた電圧を印加する像形成電極である針状電極４。像担持体２上のトナー像を紙等の記録材Ｐに転写する転写部材５。
【００１５】
２はトナー担持体としての矢印Ａ方向に回転駆動するトナー担持ローラであり、外周面にトナーＴを担持し画像形成部に搬送すると共に像形成電極部に対する対向電極として機能する。
【００１６】
トナーＴは不図示のトナー容器から供給され、ブレード２３により所定の電荷量に帯電されると共に、トナー担持ローラ外周面に所定の厚さに規制される。
【００１７】
ブレードは金属薄板のバネ弾性を利用して接触される。本実施例においては厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ板とリン青銅板を用いた。
【００１８】
本実施例におけるトナー担持ローラ２は、導電性支持体２１としてφ６の金属性芯金と、その周囲に弾性層２２として導電性シリコーンゴム層が形成されている外径φ１１．５のローラである。さらに導電シリコーンゴム層の表面に厚さ１０μｍのウレタン樹脂層がコーティングされている。
【００１９】
トナーＴは平均粒径６μｍ、固有抵抗１０１６Ω・ｃｍ程度の負の帯電極性を有する非磁性１成分トナーである。なお、トナー担持ローラ２の上のトナーの帯電極性を正規の帯電極性とする。本実施例では、負極性が正規の帯電極性である。
【００２０】
また、トナー担持ローラ２の導電性支持体２１にはトナー担持ローラ電源２４が接続され、トナー担持ローラ２の電位を保持するため電圧印加もしくは接地する構成としている。
【００２１】
３はトナー担持体上のトナーを転移させることでトナー像を形成する像担持体であり、所定の抵抗範囲に調整された導電性を有するエンドレスベルトである。像担持体３は矢印Ｂ方向に所定のプロセススピードで回転移動する。
【００２２】
本実施例における像担持体３は厚さ５０μｍ、抵抗値１０８．５Ω・ｃｍの単層のポリイミドフィルムである。なお、像担持体３の抵抗値の好適な範囲としては、１０６〜１０１０Ω・ｃｍである。
【００２３】
４は像担持体の移動方向と交差する方向（紙面垂直方向）に複数設けられた像形成電極である針状電極である。針状電極４は、針状の電極である電極部４１を等間隔で支持部材４２に固定支持している。
【００２４】
また、電極部４１は像形成電極制御部１００に接続され、像形成電極制御部１００は画像情報に基づいて電極部に印加する電圧の値を変更する制御を行う。
【００２５】
本実施例における電極部４１は、像担持体３との接触面の先端が半球面である線径１００μｍのリン青銅もしくはタングステンの電極であり、絶縁性の樹脂材料である支持部材４２に２００μｍ間隔で設けている。
【００２６】
本実施例における画像形成は、トナー担持体２上のトナーＴを針状電極４に印加する電圧による電界により、トナー担持ローラ２と像担持体３との間で移動させることにより行う。
【００２７】
像担持体３の上のトナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。所定のタイミングで記録材Ｐは、像担持体３と転写ローラ５間の転写部に搬送される。記録材Ｐが転写部にある時に、転写バイアス制御手段５１により転写ローラ５に転写バイアスが印加され、像担持体３上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。
【００２８】
図２（ａ）は画像形成装置１における針状電極４を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。Ｉｍｄはトナー担持ローラと像担持体間のトナーの移動が行われるトナー移動領域（トナーが移動可能な領域）である。図２（ａ）において、Ｉｃはトナー接触領域であり、トナー担持ローラ２に担持されたトナーＴが像担持体３と接触する領域である。ｉｕはトナー接触上流位置であり、トナー接触領域Ｉｃにおける像担持体移動方向Ｂの最上流の位置である。ｉｄはトナー接触下流位置であり、トナー接触領域Ｉｃにおける像担持体移動方向Ｂの最下流位置である。
【００２９】
図２（ｂ）は、電極部４１と像担持体３が接触している領域である像形成電極接触領域を説明するための図である。像形成電極本実施例の構成においては針状の電極を用いているため、像形成電極接触領域は非常に狭い領域である。よって図２（ｂ）の針状電極位置ｉｅは、電極部４１と像担持体３が接触している領域の像形成電極像担持体方向の下流位置である。
【００３０】
また、Ｉｇはトナー担持体間隔であり、針状電極位置ｉｅにおけるトナー担持ローラと像担持体間の間隔である。
【００３１】
本実施例においては、図２に示すようにトナー担持ローラ２はトナーＴを介して像担持体３と接触する構成でありトナー接触領域Ｉｃを有する。
【００３２】
また、針状電極位置ｉｅは、トナー接触領域Ｉｃのトナー接触下流位置ｉｄより像担持体３の移動方向の下流に位置している構成である。
【００３３】
次に像形成電極としての針状電極４に印加する電圧とトナー担持体と像担持体間の電界について説明する。
【００３４】
本実施例の構成において、針状電極に印加する電圧を高くしていくと、針状電極位置ｉｅのトナー担持体間隔Ｉｇにおいて放電現象が発生する。
【００３５】
広く知られているように空隙Ｚにおける放電現象における放電開始電圧Ｖｂは、パッシェンの法則により大気中の空隙１０μｍ以上において次の式（１）で近似でき、図１２（ａ）のように表せる。
Ｖｂ＝３１２＋６．２Ｚ  ・・・式（１）
（出典  電子写真  共立出版（株）  Ｐ２９１  Ｒ．Ｍ．Ｓｃｈａｆｆｅｒｔ）
本発明の構成において、トナー担持体間隔Ｉｇで放電現象が発生した場合、良好な画像形成を行うことが困難である。
【００３６】
この理由について説明する。トナー担持ローラ２上のトナーは所定の電荷量で負極性に帯電している。しかしながら、トナー担持体間隔Ｉｇで放電現象が発生すると、放電により極性反転した正極性のトナーが発生してしまう。極性が反転した正極性のトナーは、針状電極４による電界によりトナーの移動を制御することができず、良好な画像形成をすることが困難になるためである。
【００３７】
以上の理由から本発明においては、トナー担持ローラ２と像担持体３の電位差を放電開始電圧以下となるように、針状電極４に印加する電圧を制御することにより画像形成を行うようにしている。
一方、放電開始電圧時の空隙Ｚにおける電界を図１２（ｂ）に表す。
【００３８】
実線が放電開始電圧時の電界である。よって、線より上の領域は放電現象が発生する領域であり、下の領域は放電現象が発生しない領域である。
図１２（ｂ）が示すように空隙が狭いほど放電現象が発生しない領域で強い電界を働かせることができる。
【００３９】
以上のことから、像形成電極の電界によりトナーを移動させる本発明の構成においては、針状電極位置ｉｅにおけるトナー担持体間隔Ｉｇが狭い構成ほど、放電現象の発生なしにトナーに働く電界を強く設定することができる。
【００４０】
一方、トナー担持体間隔Ｉｇが広い構成においては、放電現象なしにトナーに働く電界を強く設定することが困難になる。そして、トナーの移動を行うために放電開始電圧以上の電圧を印加すると良好な画像形成が困難になる。
【００４１】
よって、本発明においては狭いトナー担持体間隔Ｉｇを実現するためにトナー接触領域Ｉｃを有する構成を用いている。トナー接触領域Ｉｃを有する構成においては、トナー接触領域Ｉｃから徐々にトナー担持体間隔Ｉｇを広げる構成となる。そのため、像形成電極である針状電極の配置位置ｉｅにおいてトナー担持体と像担持体を狭い間隔で構成でき、トナーに強い電界を働かせることができる。
【００４２】
また、以上のようなトナー担持体と像担持体の間隔が狭い構成においては、トナー担持体と像担持体の間隔が広い構成よりも、トナーを移動させるための電界形成を、低い印加電圧で行うことができる。
【００４３】
次に像担持体の移動と交差する方向（画像形成装置の幅方向）の画像形成プロセスを説明する。
図３（ａ）と図３（ｂ）は針状電極位置ｉｅにおけるトナー担持ローラ２と像担持体３との間のトナーの状態を拡大した概略モデル図であり、像担持体の移動方向Ｂと直交する平面方向を部分的に表した図である。
【００４４】
図３（ａ）はトナー担持ローラ２と像担持体３との間のトナーの状態を示す図である。図３（ｂ）はトナー担持ローラ２と像担持体３との間のトナー担持ローラ表面の電界を表した概略モデル図である。
【００４５】
図３（ａ）と（ｂ）において、針状電極４は画像形成装置の幅方向（図１の紙面垂直方向）に、画像形成装置の解像度に応じて複数の電極部４１が配置される。各々の電極部４１は像担持体２に対し接触配置している。
【００４６】
トナーＴ（Ｔａ〜Ｔｅ）は負極性に帯電している。本説明においては１例としてトナー担持ローラ２上にトナーを１層の厚さで形成しているモデルを示した。電極部４１ａの接触位置におけるトナーをＴａ、電極部４１ｂの接触位置のトナーをＴｂ、電極部４１ｃの接触位置のトナーをＴｃ、電極部４１ｄの接触位置のトナーをＴｄ、電極部４１ｅ位置のトナーをＴｅとする。
【００４７】
次に電極部４１に印加する電圧について説明する。
電極部４１ａから４１ｅは像形成電極制御部１００から各々の電極に対して、画像情報に応じた電圧が印加される。また、トナー担持ローラ２はトナー担持ローラ電源２４により０Ｖに保持される。
【００４８】
画像形成領域の電極部４１には画像形成電圧Ｖｐを印加し、非画像領域の電極部４１には非画像形成電圧Ｖ０が選択的に印加される。
【００４９】
画像形成電圧Ｖｐは、トナー担持ローラ２の電位に対してトナーの帯電極性と逆極性側になる電圧（本実施例では正極性側）である。即ち、電極部４１に印加される画像形成電圧Ｖｐから、トナー担持ローラ２に印加される電圧を引いた値は、現像剤の正規帯電極性と逆極性となる。
【００５０】
一方、非画像形成電圧Ｖ０は、トナー担持ローラ２の電位に対してトナーの帯電極性と同極性側になる電圧（本実施例では負極性側）である。即ち、電極部４１に印加される画像形成電圧Ｖｐから、トナー担持ローラ２に印加される電圧を引いた値は、現像剤の正規帯電極性と同極性となる。
【００５１】
図３（ａ）と図３（ｂ）においては電極部４１ｂと４１ｄに正極性の電圧を印加し、電極部４１ａと４１ｃと４１ｅには負極性の電圧を印加した時のトナーの状態とトナー担持ローラ２と像担持体間のトナー担持体表面の電界を表している。
【００５２】
図３（ｂ）の矢印の向きにより電界の方向を表し、矢印の長さで電界の強さを表している。矢印の長さが長い方が電界が大きいことを示している。矢印の向きは、正極性の電位から負極性の電位に向うむきに記してある。したがって、負極性に帯電しているトナーは、電界の方向に対して逆方向に移動するような静電気力を受ける。
【００５３】
図３（ｂ）のように、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部４１ｂと４１ｄの位置にあるトナーは、矢印のようなトナー担持体２方向の電界により、像担持体方向の静電気力を受け移動する。
【００５４】
非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部４１ａと４１ｃと４１ｅの位置にあるトナーは、像担持体３方向の電界により、トナー担持ローラ２方向の静電気力を受け移動する。
以上のような電極部４１による電界により、図３（ａ）のようにトナーの移動が行われる。
【００５５】
また、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部４１ｂと非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部４１ａの間に位置するトナーは、各々の電極によって形成される電界の向きと強さに応じ、トナー担持ローラ２に担持した状態と像担持体３に担持した状態が選択される。その他の、電極と電極の間に位置するトナーも同様である。
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行ことができる。
【００５６】
本発明は、トナー担持ローラの電位を０Ｖとし、像形成電極にトナーと逆極性の電圧と同極性の電圧を印加することにより、トナー像形成を行ったがこれに限られるものではない。
【００５７】
トナー担持体ローラ２に電圧を印加する構成の場合は、トナー担持体ローラの電位に対して、正極性側の電位と負極性側の電位とを電極部４１に選択的に印加することで像形成することができる。
【００５８】
次に像担持体の移動する方向の画像形成プロセスについて図４を用いて説明する。
図４と図５は画像形成部におけるトナーに働く力を表す概略モデル図である。
図４（ａ）はトナー接触領域Ｉｃ内のモデル図であり、図４（ｂ）と図４（ｃ）はトナー担持ローラ２と像担持体３が分離した直後（接触領域下流側位置ｉｄ直後）のモデル図、図５は針状電極位置ｉｅにおけるモデル図である。
【００５９】
トナーＴとトナー担持ローラ２との間の非静電的付着力を担持ローラ間付着力Ｆａｄ、トナーと像担持体２との間の非静電的付着力を像担持体間付着力Ｆａｉ、像担持体３とトナー担持ローラ２間の電界による静電気力をＦｅとする。像担持体３とトナー担持ローラ２との間の電界は、像担持体３とトナー担持ローラ２に印加される電圧により形成されるものである。
それぞれの位置におけるトナーに働く力について順次説明する。
【００６０】
＜トナー接触領域Ｉｃ内のトナー＞
図４（ａ）のように、トナー接触領域Ｉｃ内においてトナーＴはトナー担持ローラ２と像担持体３の双方に接触した状態である。
【００６１】
トナーＴにはトナー担持ローラ２との間に担持ローラ間付着力Ｆａｄが、また、像担持体３との間に像担持体間付着力Ｆａｉが各々生ずる。
【００６２】
一方、電極部４１とは距離が遠いため電極部４１による電界が弱く、静電気力Ｆｅは担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉより充分小さい。よって、式（２）の関係になる。
Ｆａｄ＞＞Ｆｅ  かつ  Ｆａｉ＞＞Ｆｅ    ・・・式（２）
よって、トナーＴには図４（ａ）に示すように、静電気力Ｆｅはほぼ働かず、担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉが作用する状態となる。
【００６３】
次に像担持体３の移動と共にトナーＴはトナー接触領域Ｉｃを通過し、図４（ｂ）と図４（ｃ）の状態になる。
【００６４】
＜トナー担持ローラ２と像担持体３が分離した直後のトナー＞
トナー接触領域下流位置ｉｄにおいてトナー担持ローラと像担持体が分離した直後では、トナーＴは図４（ｂ）のようにトナー担持ローラ２に担持したトナーの状態、または図４（ｃ）のように像担持体に担持したトナーの状態の両方の状態が存在する。
【００６５】
式（３）の条件を満たす担持ローラ間付着力Ｆａｄが像担持体間付着力Ｆａｉより大きいトナーはトナー担持ローラ２に担持した図４（ｂ）の状態をとなる。
Ｆａｄ＞Ｆａｉ      ・・・式（３）
【００６６】
また、式（４）の条件を満たす像担持体間付着力Ｆａｉが担持ローラ間付着力Ｆａｄより大きいトナーは像担持体２に担持した図４（ｃ）の状態となる。
Ｆａｉ＞Ｆａｄ      ・・・式（４）
【００６７】
トナーの担持状態は、担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉの大小関係で決定される。ここで、担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉの値は、トナー担持ローラ２、像担持体３の場所によって異なる。つまり、ある部分では、式（３）の関係になり、別の部分では式（４）の関係になる。そのため、本実施例においては、図４（ｂ）と図４（ｃ）のようにトナー担持ローラ２に担持したトナーと像担持体に担持したトナーの両方が存在する。
【００６８】
またトナー接触領域Ｉｃと同様に、トナー担持ローラ２と像担持体３が分離した時においては、電極部４１とは距離が遠いため電極部４１による電界が弱い。そのため、静電気力Ｆｅは担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉより充分小さい。
【００６９】
よって、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、静電気力Ｆｅはほぼ働かず、担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉが作用する状態である。
次に像担持体３の移動と共にトナーＴは針状電極位置ｉｅに移動し、図５の状態になる。
【００７０】
＜針状電極位置ｉｅのトナー＞
図５（ａ）と図５（ｂ）は針状電極位置ｉｅにおいて電極部４１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときのモデル図、図５（ｃ）と図５（ｄ）は非画像形成電圧Ｖ０を印加したときのモデル図である。
【００７１】
トナーは、針状電極位置ｉｅに移動した時に、前述したように接触領域分離後の状態であるトナー担持ローラ２に担持したトナーと、像担持体に担持したトナーの両方の状態がある。
【００７２】
図５（ａ）と図５（ｂ）のように画像形成電圧Ｖｐを印加したとき、電極部４１とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーＴには像担持体方向の静電気力が働く。
【００７３】
図５（ａ）の状態において、次式（５）の条件を満たす電界による静電気力を働かせることでトナーＴはトナー担持ローラ２から像担持体３に移動する。
Ｆｅ＞Ｆａｄ      ・・・式（５）
また、図５（ｂ）の状態においては、像担持体に担持された状態を維持する。
【００７４】
よって、電極部４１に画像形成電圧Ｖｐを印加することで像担持体上にトナー像を形成することができる。
【００７５】
図５（ｃ）と図５（ｄ）のように非画像形成電圧Ｖ０を印加したとき、電極部４１とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーＴにはトナー担持体ローラ方向の静電気力が働く。
【００７６】
図５（ｄ）の状態において、次式（６）の条件を満たす電界による静電気力を働かせることでトナーＴは像担持体３からトナー担持ローラ２に移動する。
【００７７】
Ｆｅ＞Ｆａｉ      ・・・式（６）
また、図５（ｃ）の状態においては、トナー担持ローラに担持された状態を維持する。
よって、電極部に非画像形成電圧Ｖ０を印加することで像担持体上にトナー像は形成されない。
【００７８】
以上のような画像形成プロセスにより、トナー担持ローラ２と像担持体３が分離した時に、トナー担持ローラ上に担持したトナーと像担持体上に担持したトナーの両方を、像担持体の上の画像部に付着させ、非画像部に付着させないようにすることができる。
【００７９】
次に像担持体の移動と交差する方向の画像形成プロセスについてさらに説明する。
図６は本説明における針状電極４に印加する電圧のタイミングチャートを示す。
図６では、針状電極４は画像形成を行わない非画像形成電圧Ｖｏを印加した状態から、時間Ｔ（ｓ）の画像形成電圧Ｖｐを印加し、その後に非画像形成電圧Ｖｏを印加した例である。
【００８０】
図７（ａ）から（ｅ）はトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図である。各々図６に示す電圧を針状電極に印加したときのｔ１直前と直後、ｔ２の直前と直後、ｔ３における状態である。
【００８１】
図７（ａ）は図６のｔ１直前のトナーの状態であり、この時点で電極部４１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されている。そのため、針状電極位置ｉｅにおけるトナーＴ１は、像担持体３１とトナー担持ローラ２間の電界による静電気力により、トナー担持ローラ２上に担持されている。
【００８２】
図７（ｂ）は図６のｔ１直後のトナーの状態であり、この時点で電極部４１には画像形成電圧Ｖｐが印加されている。そのため、針状電極位置ｉｅにおけるトナーＴ１は、像担持体３とトナー担持ローラ２間の電界による静電気力により、像担持体３上に移動し担持される。
【００８３】
次に図７（ｃ）は図６のｔ２直前の状態である。図７（ｂ）から図７（ｃ）へと至る間、電極部４１には画像形成電圧Ｖｐが印加されている。そのため、針状電極位置ｉｅにおけるトナーＴ２及び、画像形成電圧Ｖｐが印加されている間に針状電極位置ｉｅの位置を通過したトナーは像担持体３とトナー担持ローラ２間の電界よる静電気力により、像担持体２上に担持されている。
【００８４】
図７（ｄ）は図６のｔ２直後のトナーの状態である。この時点で電極部４１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されている。そのため、針状電極位置ｉｅにおけるトナーＴ２は、像担持体３とトナー担持ローラ２との間の電界による静電気力により、像担持体３からトナー担持ローラ２上に移動し担持される。
【００８５】
また、トナーＴ１を含めた針状電極位置ｉｅより下流に位置するトナーは、針状電極位置ｉｅ通過時の担持した状態を維持する。
【００８６】
図７（ｅ）は図６のｔ３の状態であり、図７（ｄ）から図７（ｅ）へと至る間、電極部４１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されている。そのため、針状電極位置ｉｅおけるトナーＴ３は像担持体２とトナー担持ローラ２間の電界よる静電気力により、トナー担持ローラ２上に担持される。
【００８７】
また、トナーＴ１とトナーＴ２を含めた針状電極位置ｉｅより下流に位置するトナーは、針状電極位置ｉｅ通過時の担持した状態を維持する。即ち、針状電極位置ｉｅ通過時に像担持体に担持されていたトナーは、像担持体に担持されている。そして、針状電極位置ｉｅ通過時にトナー担持ローラ２に担持されていたトナーは、トナー担持ローラ２に担持されていることになる。
【００８８】
よって、画像形成電圧Ｖｐ印加時のトナーＴは像担持体２上に担持された状態となるが、像担持体３は矢印Ｂ方向にプロセス速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）で移動するために、像担持体３上にＸ＝Ｖ×Ｔ（ｍｍ）の幅の画像を形成することができる。
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行う。
【００８９】
次に針状電極位置ｉｅの位置を変化させた時の画像比較について説明する。
図８は画像比較における針状電極位置ｉｅを表した概略図である。
本発明の第一の実施例における針状電極位置ｉｅは（６）から（８）であり、その他は比較例である。
【００９０】
画像形成を行った条件を以下に示す。
像担持体移動速度          ５０ｍｍ／ｓ    画像形成電圧Ｖｐ          ＋５０Ｖ
非画像形成電圧Ｖ０        −５０Ｖ
トナー担持ローラ電位          ０Ｖ
トナー担持ローラ上のトナーコート量  ０．３ｍｇ／ｃｍ２
トナー接触領域Ｉｃ          １．２ｍｍ
【００９１】
画像比較は、電極部４１を図８における（１）〜（１０）の位置にそれぞれおいて、電極部４１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときの像担持体３上のトナー量と、非画像形成電圧Ｖ０を印加したときの像担持体３上のトナ−量を測定した。
【００９２】
各々針状電極位置におけるトナー量を表１に示す。図９（ａ）は画像形成電圧Ｖｐ印加時の像担持体上のトナー量、図９（ｂ）に非画像形成電圧Ｖ０印加時の像担持体上のトナー量を表した図である。
【００９３】
針状電極位置はトナー接触領域下流端ｉｄから像担持体移動方向の下流方向をプラス、上流方向をマイナスで示す。
【００９４】
【表１】
0005906053.tif 000002
【００９５】
なお、電極部４１の位置と、トナー接触領域内との関係、又はトナー接触領域よりも下流（上流）との関係との関係について説明する。図８のような像担持体の移動方向と交差する方向から見た時に、トナー接触上流位置ｉｕを通り像担持体に垂直な仮想線、及びトナー接触下流位置ｉｄを通り垂直な仮想線を引く。
【００９６】
これらの仮想線と仮想線の間において、電極部４１と像担持体３とが接触するような場合をトナー接触領域Ｉｃ内に電極部４１を配置するという。
【００９７】
そして、トナー接触下流位置ｉｄを通る仮想線よりも、像担持体の移動方向の下流側において、電極部４１と像担持体３とが接触するような場合を、トナー接触領域Ｉｃの下流に電極部４１を配置するという。
【００９８】
そして、トナー接触下流位置ｉｕを通る仮想線よりも、像担持体の移動方向の上流側において、電極部４１と像担持体３とが接触するような場合を、トナー接触領域Ｉｃの上流で電極部４１を配置するという。
【００９９】
なお、後述する実施例２以降も同様の意味で、電極の位置とトナー接触領域との関係を規定する。
【０１００】
表１及び図９の結果から、電極部４１をトナー接触領域Ｉｃ内及びその上流に配置した構成（位置（１）〜（５））においては、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナー量の約半分程度しか像担持体に担持されなかった。すなわち、トナー担持ローラ３上のトナーを十分に移動させることができず、画像濃度を充分に確保することができなかった。
【０１０１】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時には、トナー担持ローラ上のトナーの約半分が像担持体に担持した状態になり、像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができなかった。よって、非画像部のカブリが充分に低減することができなかった。
【０１０２】
本発明の構成である電極部４１をトナー接触領下流位置ｉｄより下流に配置した構成（位置（６）〜（８））においては、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができた。即ち、トナー担持ローラ上のトナーを像担持体に担持することができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０１０３】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時には像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、トナー担持ローラ上のトナーは像担持体に担持されなかった。よって、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
【０１０４】
以上の結果についてトナーに働く力のモデル図を用いて説明する。
図１０（ａ）は図８に示した（３）（４）（５）の構成（針状電極位置ｉｅをトナー接触領域Ｉｃ内に配置した構成）において、針状電極位置ｉｅにおけるトナーに働く力を表したモデル図である。図１０（ｂ）は、図８に示した（３）（４）（５）の構成においてトナー接触下流位置ｉｄにおけるトナーに働く力を表したモデル図である。
【０１０５】
図１０（ａ）に示すように像形成電極位置ｉｅにおいて、トナーは電極部４１に印加される画像形成電圧により、像担持体方向の静電気力を受ける。
【０１０６】
しかし、図１０（ｂ）のようにトナー接触下流位置ｉｄにおいては、電極部４１との距離が広がるために電極部に印加した画像形成電圧Ｖｐによる電界は弱くなり、式（７）のような関係になる。よって、トナーを像担持体上に担持するための静電気力を与えることができない。
Ｆａｄ＞＞Ｆｅ  及び  Ｆａｉ＞＞Ｆｅ    ・・・式（７）
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時も同様に電界は弱くなり、トナーをトナー担持ローラ上に担持するための静電気力を与えることができない。
【０１０７】
以上のように図８に示す（３）（４）（５）の構成において、接触領域Ｉｃを通過した後のトナーの担持状態は、次のように言える。トナーが像担持体に担持されるか、もしくはトナー担持体上に担持されるかは、トナー担持体と像担持体が分離する位置であるトナー接触領域下流位置ｉｄにおいて担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体間付着力Ｆａｉの関係で決まる。
【０１０８】
よって、以上のように針状電極位置ｉｅをトナー接触領域Ｉｃ内に配置した構成においては、針状電極により担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体付着力Ｆａｉより大きな静電気力をトナーに与えることが困難である。したがって、トナーの移動による画像形成は困難である。また、針状電極を接触領域Ｉｃ上流に配置した構成（図８に示す（１）（２））においても同様である。
【０１０９】
図８に示す（９）と（１０）の構成においては、トナー担持ローラと像担持体間の間隔が広がるため、針電極により担持ローラ付着力Ｆａｄと像担持体付着力Ｆａｉより大きな静電気力をトナーに与えることが困難である。そのため、針電極に電圧を印加しても、トナー担持ローラと像担持体との間でトナーの移動が発生せず、像形成を行うことができない。
【０１１０】
ここで、像形成電極部に印加される電圧を変更することにより、トナー担持ローラと像担持体との間のトナーの移動が行われる領域をトナー移動領域（トナーが移動可能な領域）とする。（９）（１０）の位置に像形成電極を配置すると、トナー移動領域が存在しないため、画像形成を行えない状態になっている。
【０１１１】
以上のように、本発明に関わる第１の実施例の構成（図８の（６）〜（８））においては、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加した針状電極位置ｉｅにあるトナーは、像担持体３に担持した状態となり像形成される。また、トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加した針状電極位置ｉｅにあるトナーは、トナー担持ローラ２に担持した状態となり像形成されない。
【０１１２】
よって、画像部の濃度を確保し、非画像部のカブリを低減したトナー像を形成することができる。これは、トナー移動領域が、トナー接触領域Ｉｃよりも像担持体の移動方向の下流側に存在するためである。このような構成にすることで、電極部４１に印加される電圧によりトナー像が形成される位置が、トナー接触領域Ｉｃよりも像担持体の移動方向下流側になる。そのため、トナー接触下流位置ｉｄでトナー担持ローラ２と像担持体３が分離した時に、トナーがトナー担持ローラ上に担持した状態であるか像担持体上に担持した状態であるかに関わらず、良好な画像を形成することができるのである。なお、本実施例のように、針状電極を用いた場合、トナー移動領域は、針状電極と像担持体との接触位置となる。
【０１１３】
本実施例の構成においては、針状電極４はトナー担持ローラ２と像担持体３間で放電が発生しないような適正な位置に配置し、かつ放電開始電圧以下の画像形成電圧及び非画像形成電圧を用いている。
【０１１４】
また、本実施例の構成に限らず図１２（ａ）に示した放電が発生しない空隙と電圧の関係を満たす構成であれば、電極部４１の位置及び画像形成電圧を設定して画像形成可能である。
【０１１５】
なお、以上のトナー担持ローラと像担持体のトナー接触領域Ｉｃおよびトナー接触下流位置ｉｄの測定方法を図１１（ａ）（ｂ）に示す。
【０１１６】
図１１（ａ）に示すようにトナー担持体２と像担持体３の双方を静止した状態で針状電極に画像形成電圧Ｖｐを印加する。電極部４１の電圧をオフにし、像担持体３とトナー担持ローラ２との間の電位差を０ｖとした後に、トナー担持ローラ２と像担持体３を離隔する。
【０１１７】
図１１（ｂ）は、離隔した後の像担持体上のトナー付着状態を表した概略図である。
【０１１８】
像担持体に付着するトナーの領域から接触領域Ｉｃ及びトナー接触下流位置ｉｄと針状電極位置ｉｅが測定できる。トナー接触領域Ｉｃよりも外の位置に針状電極を配置した構成においては、図１１（ｂ）のようにトナー接触領域Ｉｃと針状電極による像形成領域の２つの領域が存在する。また、トナー接触領域Ｉｃの像担持体移動方向Ｂの下流位置がトナー接触領域下流位置ｉｄである。針状電極による像形成領域における像担持体移動方向Ｂの下流位置が針電極下流位置ｉｅとなる。
【０１１９】
一方、トナー接触領域内Ｉｃの位置に針状電極を配置した場合は、トナー接触領域Ｉｃと針状電極による像形成領域が重なり合う。
【０１２０】
本実施例では、像形成電極に印加する電圧の値を変更することにより、像担持体の移動と並行する方向の画像形成と直行する方向の画像形成を行うことでき、像担持体上に画像情報に基づいたトナー像を形成することができる。
【０１２１】
また、トナー担持体に担持されたトナーと像担持体のトナー接触領域よりも像担持体移動方向の下流側でトナーの移動を行うことにより、トナー接触領域においてトナー像の乱れる現像が抑制できる。
【０１２２】
よって、画像部においては像形成電極によりトナー担持ローラ上から像担持体上に移動するトナーを増大させることができ、画像部の濃度を上昇することができる。かつ非画像部においては像形成電極により像担持体上からトナー担持体上に移動するトナーを増大させることにより、像担持体上に付着したトナーを低減することができる。
【０１２３】
＜実施例２＞
次に、以下、本発明を適用できる第２の実施例を説明する。なお、第１の実施例との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２４】
以下、図面を用い本発明の第２の実施例を説明する。
図１３は本実施例に適用できる画像形成装置の概略構成図である。
図１３において、画像形成装置１０は以下を備える。トナーＴを外周面に担持して搬送するトナー担持体２。トナーＴの像が形成される像担持体３。電圧を印加されることで、像担持体２に画像情報に基づいたトナー像を形成するための像形成電極部である面状電極１０５。像担持体２上のトナー像を紙等の記録部材Ｐに転写する転写部材５。
【０１２５】
実施例１との違いは、像担持体にトナー像を形成するための電極が、針状電極ではなく、面状電極１０５となっているところである。トナーＴ、トナー担持ローラ２、像担持体３、転写ローラ５については、実施例の構成１と同様の構成であり、説明を省略する。
【０１２６】
図１５は本実施例において像形成電極として用いた面状電極１０５の一部分を表した概略構成図である。
【０１２７】
図１５（ａ）は面状電極１０５の像担持体接触面の概略構成図であり、図１５（ｂ）は像担持体の移動方向と交差する方向（図１３の紙面垂直方向）の断面概略構成図である。
【０１２８】
図１５（ａ）に示すように面状電極１０５は絶縁性の電極基材１０２と、電極基材１０２上の像担持体接触面側に形成された複数の電極部１０１と、電極部１０１に接続された電極駆動部１０３で構成されている。
【０１２９】
電極部１０１は像担持体の移動方向と交差する方向（図１３の紙面垂直方向）に複数の電極が分割して形成される。各々の電極部の像担持体の移動方向の幅はＷであり、像担持体移動方向に対し直線状に形成されている。電極部１０１が、像担持体にトナー像を形成するための電極である。
【０１３０】
図１５（ｂ）に示すように各々の電極部１０１は電極基板上に像担持体の移動方向と交差する方向の電極幅Ｌ、電極間隔Ｓで画像形成領域全域に形成されている。
【０１３１】
本実施例に用いた面状電極１０５はフレキシブルプリント基板を用いた。電極基材１０２が厚さ２５μｍポリイミド樹脂であり、電極部１０１は厚さ１０μｍの銅電極を形成した。
【０１３２】
電極部１０１は像担持体の移動方向と交差する方向の電極幅Ｌが４０μｍ、電極間隔Ｓが４０μｍである。
【０１３３】
また、面状電極１０５は電極ステー１３０に固定配置され、所定の圧力で像担持体３の内面に接触配置されている。
【０１３４】
また、電極部１０１は電極駆動部１０３を介して像形成電極電圧制御部１１０に接続され、画像情報に基づいた電圧を所定のタイミングで各々の電極部１０１に印加し制御することにより画像形成を行う。
【０１３５】
図１５（ｃ）は本発明の電極部の構成を示すブロック図である。
【０１３６】
１２０は画像情報を入力するインターフェイス、１２１は画像情報のデータを受け取るデータ受信部、１０３は電極駆動部である。電極駆動部１０３は、転送された画像データを変換するシフトレジスタ１０６、シフトレジスタ１０６の出力状態を保持するラッチ１０７、ラッチ出力のデータに応じて、電極電源１１１から面状電極部の各電極に印加される出力を切り替えるゲート１０８で構成される。
【０１３７】
１１１は電極電源であり、ゲートを介して電極部１０１の各電極部（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ・・・）に接続され画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏを供給する。
【０１３８】
１１２は制御部であり、データ受信部１２１、シフトレジスタ１０６、ラッチ１０７、ゲート１０８を制御し、Ｉ／Ｆ１２０から入力した画像情報に応じて電極部の各電極に印加する電圧を制御することで画像形成を行う。像形成電極電圧制御部１１０は、電極電源１１１と、制御部１１２を備える。
【０１３９】
図１４は画像形成装置１０における像形成電極である面状電極１０５を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。（トナー接触領域部Ｉｃの面状電極は略平面であるため概略構成図は平面で表している。）
図１４において、Ｉｃはトナー接触領域であり、トナー担持ローラ２の上のトナーＴと像担持体３とが接触する領域である。ｉｕはトナー接触領域Ｉｃにおける像担持体移動方向Ｂの上流位置、ｉｄはトナー接触領域の下流位置である。
【０１４０】
ｉｅ０は電極接触下流位置であり、像担持体３と面状電極の電極部１０１が接触する領域における像担持体移動方向の最下流位置である。Ｉｍｄはトナー担持ローラと像担持体間のトナーの移動が行われるトナー移動領域（トナーが移動可能な領域）である。本実施例では、電極部１０１の像担持体の移動方向の最下流位置がＩｍｄの最下流位置であり、トナー担持ローラ２の上のトナーと像担持体３との間が離れ始めた位置がＩｍｄの最上流位置である。
【０１４１】
本実施例においては、図１４に示すようにトナー担持ローラ２の上のトナーＴは像担持体３と接触する構成であり、トナー接触領域Ｉｃを有している。
【０１４２】
また、電極部１０１の電極接触下流位置ｉｅ０は、トナー接触領域Ｉｃより像担持体３の移動方向下流に配置している。本実施例の動作は、電極部１０１に電圧を印加することにより、像担持体３とトナー担持ローラ２との間の電界により、トナーをトナー担持体２と像担持体間で移動させることにより行う。トナーの移動はトナー移動領域Ｉｍｄで行われる。
【０１４３】
面状電極の配置位置における像担持体３とトナー担持体ローラ２の間隔をトナー担持体間隔Ｉｇとすると、トナー担持体間隔Ｉｇの距離が狭いほどトナーに働く電界を強くすることができる。
【０１４４】
本発明においてはトナー接触領域Ｉｃを有する構成を用いることにより、トナー接触領域Ｉｃから徐々にトナー担持体間隔Ｉｇを広げる構成を実現し、電極接触下流位置ｉｅ０において、電極部１０１とトナー担持ローラ２を狭い間隔で構成することができる。
【０１４５】
以上の構成により、電極部１０１とトナー担持ローラ間２の電界を強くすることができ、低い画像形成電圧でトナーを移動させることが可能となる。
【０１４６】
本実施例においてはトナー移動領域Ｉｍｄにおいて、トナー担持ローラと像担持体間の空隙で放電が発生しない画像形成電圧と非画像形成電圧に設定している。
【０１４７】
次に像担持体の移動と交差する方向の画像形成プロセスを説明する。
【０１４８】
図１６（ａ）は面状電極１０５のトナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナー担持ローラ２と像担持体３間のトナーの状態を拡大した概略モデル図であり、像担持体の移動方向Ｂと直行する方向を部分的に表した図である。
【０１４９】
図１６（ａ）は電極部１０１ｂ、１０１ｄに画像形成電圧を印加し、電極部１０１ａ、１０１ｃ、１０１ｅには非画像形成電圧を印加した時のトナーの状態を示す図である。図１６（ｂ）はトナー担持ローラ２と像担持体３間のトナー担持ローラ表面の電界を表した概略モデル図である。
【０１５０】
図１６において、面状電極１０５は像担持体の移動方向Ｂと垂直な方向（図１３の紙面垂直方向）に、画像形成装置の解像度に応じて複数の電極部１０１ａ〜１０１ｅが配置され、各々の電極部１０１ａ〜１０１ｅは像担持体２に対し接触配置している。
【０１５１】
トナーＴ（Ｔａ〜Ｔｅ）は負極性に帯電している。電極部１０１の接触位置のトナーをＴａ、電極部１０１ｂの接触位置のトナーをＴｂ、電極部１０１ｃの接触位置のトナーをＴｃ、電極部１０１ｄの接触位置のトナーをＴｄ、電極部１０１ｅの接触位置のトナーをＴｅとした。
図１６（ｂ）の矢印の向き及び長さで電界の強さを表している。
【０１５２】
次に電極部１０１に印加する電圧について説明する。
トナー担持ローラ２はトナー担持ローラ電源２４により＋５０Ｖに保持され、像形成電極電圧制御部１１０から各々の電極に対して、画像情報に応じた電圧が印加される。
【０１５３】
画像形成領域の電極部には画像形成電圧Ｖｐである＋１００Ｖを印加し、非画像領域の電極部には非画像形成電圧Ｖ０である０Ｖが選択的に印加される。
【０１５４】
画像形成電圧Ｖｐはトナー担持ローラ２の電位に対して電極部１０１がトナーの帯電極性と逆極性側になる電圧と、非画像形成電圧Ｖ０はトナー担持ローラ２の電位に対してトナーの帯電極性と同極性側になる電圧である。
【０１５５】
図１６（ｂ）に示すように、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部１０１ｂと１０１ｄの位置にあるトナーは、トナー担持体２方向の電界により、像担持体２方向の静電気力を受ける。
【０１５６】
非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部１０１ａと１０１ｃと１０１ｅの位置にあるトナーは、像担持体２方向の電界により、トナー担持ローラ２方向の静電気力を受ける。
以上のような面状電極１０５による電界により、図１６（ａ）のようにトナーの移動が行われる。
【０１５７】
また、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部１０１ｂと非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部１０１ａの間に位置するトナーは、各々の電極によって形成される電界に応じ、トナー担持ローラ２に担持した状態と像担持体２に担持した状態が選択される。その他の各電極間も同様である。
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行う。
【０１５８】
像担持体の移動する方向の画像形成プロセスについて図１７を用いて説明する。
図１７は画像形成部におけるトナーに働く力を表す概略モデル図である。
図１７（ａ）と図１７（ｂ）はトナー移動領域Ｉｍｄにおけるモデル図である。
図１７（ｃ）と図１７（ｄ）はトナー移動領域Ｉｍｄより像担持体移動方向下流におけるモデル図である。
【０１５９】
トナーＴに働く力を説明する。トナー担持ローラ２との間の非静電的付着力を担持ローラ間付着力Ｆａｄとする。トナーＴと像担持体２との間の非静電的付着力を像担持体間付着力Ｆａｉとする。電極部１０１とトナー担持ローラ間の電界によりトナーＴに働く静電気力Ｆｅとする。
【０１６０】
＜トナー移動領域Ｉｍｄ内のトナー＞
図１７（ａ）は電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときのモデル図、図１７（ｂ）は非画像形成電圧Ｖ０を印加したときのモデル図である。
【０１６１】
トナーは、それまでの電極部に印加する電圧の状態により、トナー担持ローラ２に担持したトナーと、像担持体に担持したトナーの両方の状態がある。
【０１６２】
図１７（ａ）のように電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加したとき、像担持体３とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーには像担持体方向の静電気力が働く。
【０１６３】
図１７（ａ）の状態において、次式（８）の条件を満たす電界を働かせることでトナーはトナー担持ローラから像担持体に移動する。
Ｆｅ＞Ｆａｄ    ・・・式（８）
よって、電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加することで像担持体上にトナー像を形成することができる。
【０１６４】
図１７（ｂ）のように電極部１０１に非画像形成電圧Ｖ０を印加したとき、像担持体３とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーにはトナー担持体ローラ方向の静電気力が働く。
【０１６５】
図１７（ｂ）の状態において、次式（９）の条件を満たす電界を働かせることでトナーは像担持体からトナー担持ローラに移動する。
Ｆｅ＞Ｆａｉ    ・・・式（９）
よって、電極部１０１に非画像形成電圧Ｖ０を印加することで像担持体上にトナー像は形成されない。
【０１６６】
＜トナー移動領域Ｉｍｄより像担持体移動方向下流におけるトナー＞
図１７（ｃ）はトナー移動領域Ｉｍｄより像担持体移動方向下流において、電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときのモデル図、図１７（ｄ）は非画像形成電圧Ｖ０を印加したときのモデル図である。
【０１６７】
いずれの場合も電極部１０１とトナー担持ローラ２間の間隔が広がるため電界による静電気力は弱く、トナーを移動させることはできない。よって、式（１０）の関係になる。
Ｆｅ＜Ｆａｄ
Ｆｅ＜Ｆａｉ    ・・・式（１０）
よって、トナー移動領域Ｉｍｄより像担持体移動方向下流におけるトナーは、電極接触下流位置ｉｅ０のトナーの担持状態を維持する。
【０１６８】
以上のように本実施例においては、トナー移動領域Ｉｍｄにおいてトナーをトナー担持ローラと像担持体間で移動させ、トナーが電極接触下流位置ｉｅ０に位置したときの電圧により、トナー像形成及び非画像形成を選択的に行うことができる。
次に面状電極に印加する電圧による画像形成について詳しく説明する。
【０１６９】
実施例２において、図６のようなタイミングで電極部１０１電圧印加した場合の例で説明する。図１８（ａ）から（ｅ）はトナー担持ローラと像担持体間のトナーの状態を表した概略図である。各々、図６に示した電圧を印加したときのｔ１の直前と直後、ｔ２の直前と直後、ｔ３における状態である。
【０１７０】
図１８（ａ）は図６のｔ１直前におけるトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されているため、電極部１０１とトナー担持ローラ間２の電界による静電気力により、トナーはトナー担持ローラ上に担持される。
電極接触下流位置ｉｅ０におけるトナーＴ１も同様にトナー担持ローラ上に担持される。
【０１７１】
図１８（ｂ）は図６のｔ１直後のトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐが印加されているため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは、面状電極とトナー担持ローラ間の電界による静電気力により、像担持体上に移動し担持される。
【０１７２】
図１８（ｃ）は図６のｔ２直前の状態である。図１８（ｂ）から図１８（ｃ）へ至る間は電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐが印加されているため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、像担持体上に移動し担持され続ける。
電極接触下流位置ｉｅ０におけるトナーＴ２も同様に像担持体上に担持される。
【０１７３】
図１８（ｄ）は図６のｔ２直後の状態であり、電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されているため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
電極接触下流位置ｉｅ０におけるトナーＴ２も同様にトナー担持体上に担持される。
【０１７４】
また、トナーＴ１を含めた電極下流接触位置ｉｅ０より下流に位置するトナーは、電極接触下流位置ｉｅ０通過時の担持した状態を維持する。
【０１７５】
図１８（ｅ）は図６のｔ３の状態である。図１８（ｄ）から図１８（ｅ）へ至る間は電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されているため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
電極接触下流位置ｉｅ０におけるトナーＴ３も同様にトナー担持体上に担持される。
【０１７６】
トナーＴ１とトナーＴ２を含めたは電極接触下流位置ｉｅ０より下流に位置するトナーは、電極接触下流位置ｉｅ０通過時の担持した状態を維持する。
【０１７７】
よって、画像形成電圧Ｖｐ印加時のトナーは像担持体上に担持された状態となるが、像担持体は矢印Ｂ方向にプロセス速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）で移動するために、像担持体上にＸ＝Ｖ×Ｔ（ｍｍ）の幅の画像を形成することができる。
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行う。
【０１７８】
次に面状電極１０５の位置を変化させた時の画像比較について説明する。図１９は画像比較における面状電極の電極接触下流位置ｉｅ０を表した概略図である。
【０１７９】
本発明の第２の実施例における電極接触下流位置ｉｅ０は（５）から（７）であり、その他は比較例である。
【０１８０】
画像形成を行った条件を以下に示す。
像担持体移動速度          １００ｍｍ／ｓ
トナー担持ローラ電位        ＋５０Ｖ
画像形成電圧Ｖｐ          ＋１００Ｖ
非画像形成電圧Ｖ０              ０Ｖ
トナー担持ローラ上のトナーコート量  ０．３ｍｇ／ｃｍ２
【０１８１】
画像比較のために面状電極の電極接触下流位置ｉｅ０を図１９における（１）〜（７）にそれぞれおいて、電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときの画像形成部下流における像担持体上のトナー量を測定した。また同様に、電極部１０１に非画像形成電圧Ｖ０を印加したときの像担持体上のトナ−量を測定した。
【０１８２】
電極接触下流位置ｉｅ０の配置位置におけるトナー量を表２に示す。図２０（ａ）は画像形成電圧Ｖｐ印加時の像担持体上のトナー量、図２０（ｂ）に非画像形成電圧Ｖ０印加時の像担持体上のトナー量を表した図である。
【０１８３】
【表２】
0005906053.tif 000003
【０１８４】
表２及び図２０の結果から、面状電極の電極接触下流位置ｉｅ０をトナー接触領域Ｉｃ内及びその上流に配置した構成（位置（１）〜（４））においては、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナー量の約半分程度しか像担持体に担持されなかった。即ち、トナー担持ローラ上のトナーを十分に移動させることができず、画像濃度を充分に確保することができなかった。
【０１８５】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時にトナー担持ローラ上のトナーの約半分が像担持体に担持した状態になり、像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができなかった。よって、非画像部のカブリが充分に低減することができなかった。
【０１８６】
本発明の構成である表２中の位置（５）〜（７）のように電極接触下流位置ｉｅ０がトナー接触下流位置ｉｄより下流に配置した構成（位置（５）〜（７））においては、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができた。即ち、トナー担持ローラ上のトナーを像担持体に担持することができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０１８７】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時には像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、トナー担持ローラ上のトナーは像担持体に担持されなかった。よって、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
以上の結果について詳しく説明する。
【０１８８】
面状電極の電極接触下流位置ｉｅ０を接触領域Ｉｃ内に配置した構成（図１９（２）〜（４））におけるトナーに働く力を説明する。
【０１８９】
図１０（ａ）は接触領域Ｉｃ内に配置した構成において、電極接触下流位置ｉｅ０におけるトナーに働く力を表したモデル図である。図１０（ｂ）は接触領域下流位置ｉｄにおけるトナーに働く力を表したモデル図である。
【０１９０】
図１０（ａ）に示すように電極接触下流位置ｉｅ０において、トナーは電極部に印加される画像形成電圧により、像担持体方向の静電気力を受ける。
【０１９１】
しかし、図１０（ｂ）に示すように接触領域下流位置ｉｄにおいては、電極部との距離が広がるために、電極部に印加した画像形成電圧Ｖｐによる電界は弱くなり、トナーを像担持体上に担持するための静電気力を与えることができない。また、非画像形成電圧Ｖ０による電界も弱くなり、トナーをトナー担持ローラ上に担持するための静電気力を与えることができない。
Ｆａｄ＞＞Ｆｅ    及び    Ｆａｉ＞＞Ｆｅ
よって、以上の構成では担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体付着力Ｆａｉより大きな静電気力をトナーに与えることが困難である。
【０１９２】
次に電極接触下流位置ｉｅ０をトナー接触領域下流位置ｉｄより下流に配置した構成について説明する。
【０１９３】
電極下流接触位置ｉｅ０を接触領域Ｉｃの下流に配置した構成（図１９中の（５）〜（７））においては、トナーが像担持体に担持するか、もしくはトナー担持体上に担持するかは、電極下流接触位置ｉｅ０で決まる。
【０１９４】
図５（ａ）と図５（ｂ）は面状電極に画像形成電圧Ｖｐを印加したときのトナー移動領域Ｉｍｄにおけるモデル図、図５（ｃ）と図５（ｄ）は非画像形成電圧Ｖ０を印加したときのモデル図である。
【０１９５】
図５（ａ）と図５（ｂ）のように画像形成電圧Ｖｐを印加したとき、電極部１０１とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーには像担持体方向の静電気力が働く。
【０１９６】
図５（ａ）の状態において、次式の条件を満たす電界を働かせることでトナーはトナー担持ローラから像担持体に移動する。
Ｆｅ＞    Ｆａｄ
また、図５（ｂ）の状態においては、像担持体に担持された状態を維持する。
【０１９７】
図５（ｃ）と図５（ｄ）のように非画像形成電圧Ｖ０を印加したとき、電極部１０１とトナー担持ローラ２間の電界により、トナーにはトナー担持体ローラ方向の静電気力が働く。
【０１９８】
図５（ｄ）の状態において、次式の条件を満たす電界を働かせることでトナーは像担持体からトナー担持ローラに移動する。
Ｆｅ＞Ｆａｉ
また、図５（ｃ）の状態においては、トナー担持ローラに担持された状態を維持する。
【０１９９】
よって、以上の構成では担持ローラ間付着力Ｆａｄと像担持体付着力Ｆａｉより大きな静電気力をトナーに与えることができる。
【０２００】
以上のように、トナー担持ローラと像担持体が分離した時に、トナー担持ローラ上に担持したトナーと像担持体上に担持したトナーの両方を、画像形成及び非画像形成を行うことができる。
【０２０１】
以上のように、トナーが現像ローラ上に担持した状態と像担持体上に担持した状態に関わらず、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加した電極部の位置にあるトナーは、像担持体２に担持した状態となり像形成される。
【０２０２】
トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加した電極部の位置にあるトナーは、トナー担持ローラに担持した状態となり像形成されない。
【０２０３】
よって、電極接触下流位置ｉｅ０を接触領域下流端ｉｄよりも像担持体移動方向の下流側に配置する構成により、トナー移動領域Ｉｍｄを接触領域下流端ｉｄよりも像担持体移動方向の下流側にすることができる。この構成により、画像部の濃度を充分に確保し、非画像部のカブリを充分に低減したトナー像を形成することができる。
【０２０４】
なお、以上のトナー担持ローラと像担持体のトナー接触領域Ｉｃおよびトナー移動領域Ｉｍｄと電極下流接触位置ｉｅ０の測定方法を図２１に示す。
【０２０５】
図２１（ａ）に示すようにトナー担持体２と像担持体３の双方を静止した状態で、面状電極の電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加する。次に図２１（ａ）に示すように、電極部１０１とトナー担持ローラ２間の電位差を０ｖとした後に、トナー担持ローラと像担持体を離隔する。
【０２０６】
図２１（ｂ）は、像担持体を離隔した後の像担持体上のトナー付着状態を表した概略図である。
像担持体に付着するトナーの領域から接触領域Ｉｃ及び接触領域下流位置ｉｄ、トナー移動領域Ｉｍｄと下流端接触位置ｉｅ０が測定できる。
【０２０７】
トナー接触領域外の位置に下流端接触位置ｉｅ０を配置した場合は、像担持体上には接触によるトナー接触領域Ｉｃとトナー移動領域Ｉｍｄが双方存在する。
【０２０８】
トナー接触領域Ｉｃはトナー担持ローラと像担持体の両方にトナーが付着する領域であり、一方トナー移動領域Ｉｍｄは像担持体上のトナー担持量が多く、トナー担持ローラ上のトナーは少ない領域である。以上のようなトナー量の差からトナー接触領域下流端ｉｄの位置は測定できる。また、電極下流接触位置ｉｅ０はトナー移動領域Ｉｍｄの像担持体移動方向Ｂの最下流端である。
【０２０９】
一方、トナー接触領域内の位置に接触下流位置ｉｅ０を配置した場合は、トナー移動領域Ｉｍｄは存在しない。
【０２１０】
本実施例２のように面状電極を用いることにより、電極の配置ずれを防止することができ、像担持体と各電極を安定した位置で接触させることができる。よって、像担持体移動Ｂ方向及び像担持体移動方向Ｂと垂直な方向（図１３の紙面垂直方向）の画素ズレを低減させることができる。
【０２１１】
＜実施例３＞
次に、以下、本発明を適用できる第３の実施例を説明する。なお、第１、２の実施例との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０２１２】
本実施例に適用できる画像形成装置の構成及び像形成電極として用いた面状電極の構成は第２の実施例と同じであるため説明を省略する。実施例２との違いは、電極部１０１の配置が、実施例２よりも実施例３の方が像担持体３の移動方向下流側にあることである。
【０２１３】
図２２は画像形成装置における像形成電極である面状電極１０５を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。（トナー接触領域部Ｉｃの面状電極は略平面であるため概略構成図は平面で表している。）
図２２に示すようにてトナー担持ローラ２の上のトナーＴは、像担持体３と接触する構成であり、トナー接触領域Ｉｃを有する。
【０２１４】
面状電極１０５は、像担持体３を挟んでトナー担持ローラ２と逆側でありトナー担持ローラに対向する位置に配置され、面状電極の電極部１０１が像担持体３に接触配置される。
【０２１５】
電極部１０１の像担持体移動方向下流における像担持体３との接触位置である電極接触下流位置ｉｅ０は、トナー接触領域Ｉｃより像担持体３の移動方向下流に配置している。
【０２１６】
図２２で示したｉＬはトナー移動限界位置であり、電極部１０１に画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナーがトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置である。
【０２１７】
本実施例においては、面状電極の電極接触下流位置ｉｅ０はトナー移動限界点ｉＬより像担持体移動方向下流方向に位置している。
【０２１８】
トナーに働く力について説明をする。以下に説明する、Ｆｅ、Ｆａｄ、Ｆａｉは、実施例２で説明した内容と同じである。実施例２と同様に、トナーの状態としては、トナー担持ローラ２に担持したトナーと、像担持体に担持したトナーの両方の状態がある。
【０２１９】
＜トナー移動領域Ｉｍｄ内のトナー＞
トナー移動領域Ｉｍｄの領域においては次式の関係が満たされる。
Ｆｅ＞Ｆａｄ    及び    Ｆｅ＞Ｆａｉ
トナー担持ローラ２に担持したトナーと、像担持体に担持したトナーのいずれも、電界による力により移動が可能となっている。
【０２２０】
＜トナー移動限界位置ｉＬから電極接触下流位置ｉｅ０のトナー＞
この領域においては次式の関係が満たされる。
Ｆｅ＜Ｆａｄ    及び    Ｆｅ＜Ｆａｉ
トナー担持ローラ２に担持したトナーと、像担持体に担持したトナーいずれの場合も電極部１０１とトナー担持ローラ２間の間隔が広がるため電界による静電気力は弱く、トナーを移動させることはできない。
【０２２１】
よって、トナー移動領域ｉｍｄより像担持体移動方向下流におけるトナーは、トナーが移動できるトナー移動限界位置ｉＬのトナーの担持状態を維持する。
【０２２２】
トナー移動限界位置ｉＬのトナーは、次式のように画像形成電圧Ｖｐと非画像形成電圧Ｖ０による電界による静電気力Ｆｅがほぼ非静電付着力ＦａｄとＦａｉと同等となる。
Ｆｅ＝Ｆａｉ
Ｆｅ＝Ｆａｄ
以上のように本実施例においては、トナー移動領域Ｉｍｄでトナーをトナー担持ローラと像担持体間を移動させ、トナーがトナー移動限界位置ｉＬに位置したときの電極部１０１の電圧制御により、トナー像形成及び非画像形成を選択的に行うことができる。
【０２２３】
次に、画像形成プロセスについて説明する。
像担持体の移動と交差する方向の画像形成プロセスについては実施例２と同様であるので説明を割愛する。
【０２２４】
像担持体の移動する方向の画像形成プロセスについて説明する。
実施例３において、図６のようなタイミングで電極部１０１電圧印加した場合の例で説明をする。図２３（ａ）から（ｅ）はトナー担持ローラ２と像担持体３との間のトナーの状態を表した概略図である。各々、図６に示した電圧を印加した時のｔ１の直前と直後、ｔ２の直前と直後、ｔ３における状態である。
【０２２５】
図２３（ａ）は図６のｔ１直前におけるトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されている。そのため、電極部１０１とトナー担持ローラ間２の電界による静電気力により、トナーはトナー担持ローラ上に担持される。
【０２２６】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ１も同様にトナー担持ローラ上に担持される。
【０２２７】
図２３（ｂ）は図６のｔ１直後のトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐ印加される。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは、面状電極とトナー担持ローラ間の電界による静電気力により、像担持体上に移動し担持される。
【０２２８】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ１も同様に像担持体上に担持される。
トナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー担持ローラに担持した状態を維持する。
【０２２９】
図２３（ｃ）は図６のｔ２直前の状態であり、図２３（ｂ）から（ｃ）へ至る間、電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐが印加されている。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、像担持体上に移動し担持される。
【０２３０】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ２も同様に像担持体上に担持される。
トナーＴ１を含めたトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の担持した状態を維持する。
【０２３１】
図２３（ｄ）は図６のｔ２直後の状態であり、この時点で電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加される。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
【０２３２】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ２も同様にトナー担持体上に担持される。
また、トナーＴ１を含めたトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の状態を維持する。
【０２３３】
図２３（ｅ）は図６のｔ３の状態であり、図２３（ｄ）から（ｅ）へ至る間、電極部１０１には非画像形成電圧Ｖ０が印加されている。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
【０２３４】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ３も同様にトナー担持体上に担持される。
トナーＴ１とトナーＴ２を含めたはトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の担持した状態を維持する。
【０２３５】
よって、画像形成電圧Ｖｐ印加時のトナーは像担持体上に担持された状態となるが、像担持体は矢印Ｂ方向にプロセス速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）で移動するために、像担持体上にＸ＝Ｖ×Ｔ（ｍｍ）の幅の画像を形成することができる。
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行う。
【０２３６】
次に面状電極１０５の配置位置を変化させた時の画像比較について説明する。
図２４は画像比較における面状電極の電極下流位置ｉｅ０の配置位置を表した概略図である。
【０２３７】
本発明の実施例３における電極下流接触位置ｉｅ０は（７）から（１２）であり、その他は比較例である。なお、図２４において、（１２）は、（１１）のさらに矢印Ｂ方向の下流である。図面の大きさ上、（１２）は不図示となっている。
【０２３８】
画像形成を行った条件を以下に示す。
像担持体移動速度              １００ｍｍ／ｓ
トナー担持ローラ電圧          ＋５０Ｖ
画像形成電圧Ｖｐ            ＋１００Ｖ
非画像形成電圧Ｖ０                ０Ｖ
【０２３９】
トナー担持ローラ上のトナーコート量  ０．３ｍｇ／ｃｍ２
画像比較のために、面状電極の電極下流位置ｉｅ０を（１）〜（１２）のそれぞれにおいて、電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐを印加したときの画像形成部下流における像担持体上のトナー量と、非画像形成電圧Ｖ０を印加したときの像担持体上のトナ−量を測定した。
【０２４０】
電極部１０１の配置位置におけるトナー量を表３に示す。図２５（ａ）は画像形成電圧Ｖｐ印加時の像担持体上のトナー量、図２５（ｂ）に非画像形成電圧Ｖ０印加時の像担持体上のトナー量を表した図である。
【０２４１】
【表３】
0005906053.tif 000004
【０２４２】
表３及び図２５の結果から、本発明の構成（位置（７）〜（１２））のように、電極接触下流位置ｉｅ０をトナー接触領下流位置ｉｄより下流に配置した構成においては、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができた。そして、画像濃度を充分に確保することができた。
【０２４３】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時に像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
以上の結果について詳しく説明する。
【０２４４】
次にトナー接触領域下流端ｉｄより下流に配置した構成について説明する。
電極下流接触位置ｉｅ０を接触領域Ｉｃの下流に配置した構成（図２４の（７）〜（１２））においては、トナーが像担持体に担持するか、もしくはトナー担持体上に担持するかは、トナー移動限界位置ｉＬで決まる。
【０２４５】
トナーがトナー担持ローラ上に担持した状態と像担持体上に担持した状態に関わらず、トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加した電極部の位置にあるトナーは、像担持体２に担持した状態となり像形成される。
【０２４６】
トナーの帯電極性と同極性の電圧を印加した電極部の位置にあるトナーは、トナー担持ローラに担持した状態となり像形成されない。
【０２４７】
よって、電極接触下流位置ｉｅ０を接触領域下流位置ｉｄよりも像担持体移動方向の下流側に配置する構成により、トナー移動領域Ｉｍｄを接触領域下流端ｉｄよりも像担持体移動方向の下流側にすることができる。この構成により、画像部の濃度を充分に確保し、非画像部のカブリを充分に低減したトナー像を形成することができる。
【０２４８】
本実施例３の構成においては、像担持体の移動と交差する方向の画像形成はトナー移動限界位置ｉＬで決定される。
【０２４９】
よって像担持体の移動と交差する方向に設けられた各電極部の像担持体移動方向の下流位置が製造上のばらつきにより異なる状態においても、トナーの移動ができるトナー移動限界位置ｉＬで画像形成が決定される。そのため、像担持体移動方向に直行する方向の画像位置が各電極間でずれることがない。
よって、精度良く像担持体移動方向に直行する方向の画像を形成することができる。
【０２５０】
なお、以上のトナー担持ローラと像担持体のトナー接触領域Ｉｃおよびトナー移動領域Ｉｍｄと電極下流接触位置ｉｅ０の位置の測定方法を実施例２で示した方法と同じである。
【０２５１】
図２１（ｃ）は、像担持体を離隔した後の像担持体上のトナー付着状態を表した概略図である。
像担持体に付着するトナーの領域からトナー接触領域Ｉｃ及び接触下流位置ｉｄ、トナー移動領域Ｉｍｄとトナー移動限界位置ｉＬが測定できる。
【０２５２】
トナー接触領域Ｉｃはトナー担持ローラと像担持体の両方にトナーが付着する領域であり、トナー移動領域Ｉｍｄは像担持体上のトナー量が多い。以上のようなトナー量の差からトナー接触領域下流位置ｉｄの位置は測定できる。またトナー移動限界位置ｉＬはトナー移動領域Ｉｍｄの像担持体移動方向Ｂの下流端である。
【０２５３】
本実施例３のように面状電極を用いることにより、電極の配置ずれを防止することができ、像担持体と各電極を安定した位置で接触させることができる。よって、像担持体移動Ｂ方向及び像担持体移動方向Ｂと交差する方向（図１３の紙面垂直方向）の画素ズレを低減させることができる。
【０２５４】
また、面状電極の電極接触位置がトナー移動領域Ｉｍｄに比べ像担持体移動の下流方向に長く設定している。本実施例においては像担持体の移動と交差する方向の画像形成はトナー移動限界位置ｉＬで決定されるため、面状電極の像担持体移動方向Ｂの位置精度が多少悪くても画像への影響を低減することができる。
【０２５５】
＜実施例４＞
次に、以下、本発明を適用できる第４の実施例を説明する。なお、第１、２、３の実施形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０２５６】
本実施例に適用できる画像形成装置の構成及び像形成電極として用いた面状電極１０５の構成は第２の実施例と同じであるため説明を省略する。
【０２５７】
図２６は画像形成装置における像形成電極である面状電極１０５を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。（トナー接触領域部Ｉｃの面状電極は略平面であるため概略構成図は平面で表している。）
図２６に示すようにトナー担持ローラ２はトナーＴを介して像担持体３と接触する構成であり、トナー接触領域Ｉｃを有する。
【０２５８】
面状電極１０５は、像担持体３を介してトナー担持ローラ２と逆側でありトナー担持ローラに対向する位置に配置され、面状電極の電極部１０１が像担持体３に接触配置される。
【０２５９】
電極部１０１の像担持体移動方向下流における像担持体３との接触位置である電極接触下流位置ｉｅ０は、トナー接触領域Ｉｃより像担持体３の移動方向下流に配置している。
【０２６０】
図２６で示したｉＬはトナー移動限界位置であり、画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置である。
【０２６１】
本実施例においては、面状電極の電極下流接触位置ｉｅ０はトナー移動限界点ｉＬより像担持体移動方向下流方向に位置している。
【０２６２】
また、面状電極の電極接触上流位置ｉｅｕはトナー接触領域Ｉｃより像担持体移動方向上流方向に位置している。
【０２６３】
以上の本発明の実施例４の構成のように、電極接触上流位置ｉｅｕをトナー接触領域Ｉｃより像担持体移動方向上流方向に配置した構成においても、トナー移動領域Ｉｍｄにおいて画像形成が行われる。そして、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０２６４】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時に像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
【０２６５】
本実施例４のように面状電極を用いることにより、電極の配置ずれを防止することができ、像担持体と各電極を安定した位置で接触させることができる。よって、像担持体移動Ｂ方向及び像担持体移動方向Ｂと交差する方向（図１３の紙面垂直方向）の画素ズレを低減させることができる。
【０２６６】
また、本実施例では、面状電極の電極接触位置がトナー移動領域Ｉｍｄに比べ像担持体移動の下流方向に長く設定している。本実施例においては像担持体の移動と交差する方向の画像形成はトナー移動限界位置ｉＬで決定されるため、面状電極の像担持体移動方向Ｂの位置精度が多少悪くても、画像への影響を低減できる。
【０２６７】
また、面状電極の像担持体移動方向の上流位置によらず画像形成可能であり、面状電極とトナー担持体との配置位置に対する精度が低くても画像形成を行うことが可能となる。
【０２６８】
＜実施例５＞
次に、以下、本発明を適用できる第５の実施例を説明する。なお、第１、２、３、４の実施形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０２６９】
本実施例に適用できる画像形成装置の構成及び像形成電極として用いた面状電極１０５の構成は第２の実施例と同じであるため説明を省略する。
【０２７０】
図２７は画像形成装置における像形成電極である面状電極１０５を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。（トナー接触領域部Ｉｃの面状電極は略平面であるため概略構成図は平面で表している。）
図２７に示すようにトナー担持ローラ２はトナーＴを介して像担持体３と接触する構成であり、トナー接触領域Ｉｃを有する。
【０２７１】
面状電極１０５は、像担持体３を介してトナー担持ローラ２と逆側でありトナー担持ローラに対向する位置に配置され、面状電極の電極部１０１は像担持体３と電極間隔Ｅｇを隔てた位置に配置される。
【０２７２】
本実施例において電極間隔Ｅｇは２０μｍであり、不図示の面状電極長手端部に配置した電極像担持体間隔部材の厚さにより間隔が保持される。電極担持体間隔部材は絶縁性樹脂シートを用いた。
【０２７３】
電極部１０１の像担持体移動方向下流における電極下流位置ｉｅ０は、トナー接触領域Ｉｃより像担持体３の移動方向下流に配置している。
【０２７４】
図２７で示したｉＬはトナー移動限界位置であり、画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置である。
【０２７５】
本実施例においては、面状電極の電極下流位置ｉｅ０はトナー移動限界点ｉＬより像担持体移動方向下流方向に位置している。
【０２７６】
また、面状電極の電極上流位置ｉｅｕはトナー接触領域Ｉｃより像担持体移動方向上流方向に位置している。
【０２７７】
像担持体の移動する方向の画像形成プロセスについて説明する。
実施例５において、図６のようなタイミングで電極部１０１電圧印加した場合の例で説明をする。図２８（ａ）から（ｅ）はトナー担持ローラ２と像担持体３との間のトナーの状態を表した概略図である。各々、図６に示した電圧を印加した時のｔ１の直前と直後、ｔ２の直前と直後、ｔ３における状態である。
【０２７８】
図２８（ａ）は図６のｔ１直前におけるトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加されている。そのため、電極部１０１とトナー担持ローラ間２の電界による静電気力により、トナーはトナー担持ローラ上に担持される。
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ１も同様にトナー担持ローラ上に担持される。
【０２７９】
図２８（ｂ）は図６のｔ１直後のトナーの状態であり、この時点で電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐ印加される。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは、面状電極とトナー担持ローラ間の電界による静電気力により、像担持体上に移動し担持される。
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ１も同様に像担持体上に担持される。
トナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー担持ローラに担持した状態を維持する。
【０２８０】
図２８（ｃ）は図６のｔ２直前の状態であり、図２８（ｂ）から（ｃ）へ至る間、電極部１０１には画像形成電圧Ｖｐが印加されている。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、像担持体上に移動し担持される。
【０２８１】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ２も同様に像担持体上に担持される。
トナーＴ１を含めたトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の担持した状態を維持する。
【０２８２】
図２８（ｄ）は図６のｔ２直後の状態であり、この時点で電極部１０１には非画像形成電圧Ｖｏが印加される。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
【０２８３】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ２も同様にトナー担持体上に担持される。
【０２８４】
また、トナーＴ１を含めたトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の状態を維持する。
【０２８５】
図２８（ｅ）は図６のｔ３の状態であり、図２８（ｄ）から（ｅ）へ至る間、電極部１０１には非画像形成電圧Ｖ０が印加されている。そのため、トナー移動領域Ｉｍｄにおけるトナーは面状電極とトナー担持ローラ間の電界よる静電気力により、トナー担持体上に移動し担持される。
【０２８６】
トナー移動限界位置ｉＬにおけるトナーＴ３も同様にトナー担持体上に担持される。
【０２８７】
トナーＴ１とトナーＴ２を含めたトナー移動限界位置ｉＬより下流に位置するトナーは、トナー移動限界位置ｉＬ通過時の担持した状態を維持する。
【０２８８】
よって、画像形成電圧Ｖｐ印加時のトナーは像担持体上に担持された状態となるが、像担持体は矢印Ｂ方向にプロセス速度Ｖ（ｍｍ／ｓ）で移動するために、像担持体上にＸ＝Ｖ×Ｔ（ｍｍ）の幅の画像を形成することができる。
【０２８９】
以上のように、像担持体の移動方向Ｂに直行する方向の画像形成を行う。
【０２９０】
以上の本発明の実施例５の構成のように、トナー移動領域Ｉｍｄにおいて画像形成が行われる。そして、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０２９１】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時に像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
【０２９２】
また、本実施例では、面状電極の電極位置がトナー移動領域Ｉｍｄに比べ像担持体移動の下流方向に長く設定している。本実施例においては像担持体の移動と交差する方向の画像形成はトナー移動限界位置ｉＬで決定されるため、面状電極の像担持体移動方向Ｂの位置精度が多少悪くても、画像への影響を低減できる。
【０２９３】
また、面状電極の像担持体移動方向の上流位置によらず画像形成可能であり、面状電極とトナー担持体との配置位置に対する精度が低くても画像形成を行うことが可能となる。
【０２９４】
また、電極部１０１と像担持体３の摺動による電極部の摩耗を防止することができる。
【０２９５】
本実施例のように、面状電極の電極部１０１と像担持体３とを電極間隔Ｅｇを隔てて配置した構成は、実施例１から実施例４に示した電極部１０１と像担持体が接触した構成に比べ、電極部とトナー担持ローラ上及び電極部と像担持体上のトナーとの距離が広がる。よって、本実施例５の構成においては、接触構成に比べて電極に印加する電圧を高くする必要がある。実施例１から実施例４の構成ように電極部と像担持体を接触させた構成の方が電極に印加する電圧を低く構成することができる。
【０２９６】
＜実施例６＞
次に、以下、本発明を適用できる第６の実施例を説明する。なお、第１、２、３、４、５の実施例との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０２９７】
本実施例に適用できる画像形成装置の構成及び像形成電極として用いた面状電極１０５の構成は第２の実施例と同じであるため説明を省略する。実施例２との違いは、電極電源制御部１１０の電極電源１１１が、電極駆動部１０３を介してトナー接触領域の下流位置ｉｄよりも像担持体移動方向下流側で電極部１０１に接続されていることである。
【０２９８】
図３０（ａ）は画像形成装置における像形成電極である面状電極１０５を配置した画像形成部を拡大した概略構成図である。（トナー接触領域部Ｉｃの面状電極は略平面であるため概略構成図は平面で表している。）
図３０（ａ）に示すようにトナー担持ローラ２はトナーＴを介して像担持体３と接触する構成であり、トナー接触領域Ｉｃを有する。
【０２９９】
面状電極１０５は、像担持体３を介してトナー担持ローラ２と逆側でありトナー担持ローラに対向する位置に配置され、面状電極の電極部１０１が像担持体３に接触配置される。
【０３００】
電極部１０１の像担持体移動方向下流における像担持体３との接触位置である電極接触下流位置ｉｅ０は、トナー接触領域Ｉｃより像担持体３の移動方向下流に配置している。
【０３０１】
図３０（ｂ）は面状電極１０５の像担持体接触面の概略構成図である。図３０（ｂ）で示したｉＬはトナー移動限界位置であり、画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナーがトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置である。
【０３０２】
面状電極の電極下流接触位置ｉｅ０はトナー移動限界点ｉＬより像担持体移動方向下流方向に位置している。
【０３０３】
また、面状電極の電極接触上流位置ｉｅｕはトナー接触領域Ｉｃより像担持体移動方向上流方向に位置している。
【０３０４】
図３０（ｂ）に示すように、電極駆動部１０３は電極部１０１の像担持体移動方向Ｂの下流に配置している。本実施例においては、電極駆動部１０３がトナー接触領域Ｉｃの下流位置で電極部１０１に接続され、画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏを電極部１０１に供給する。
【０３０５】
以上の本発明の実施例６の構成のように、電極駆動部１０３がトナー接触領域Ｉｃの下流位置で電極部１０１に接続されている構成においても、トナー移動領域Ｉｍｄにおいて画像形成が行われた。そして、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０３０６】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時に像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
【０３０７】
本実施例６のように面状電極を用いることにより、電極の配置ずれを防止することができ、像担持体と各電極を安定した位置で接触させることができる。よって、像担持体移動Ｂ方向及び像担持体移動方向Ｂと交差する方向（図１３の紙面垂直方向）の画素ズレを低減させることができる。
【０３０８】
また、本実施例では、面状電極の電極接触位置がトナー移動領域Ｉｍｄに比べ像担持体移動の下流方向に長く設定している。本実施例においては像担持体の移動と交差する方向の画像形成はトナー移動限界位置ｉＬで決定されるため、面状電極の像担持体移動方向Ｂの位置精度が多少悪くても、画像への影響を低減できる。
【０３０９】
また、面状電極の像担持体移動方向の上流位置によらず画像形成可能であり、面状電極とトナー担持体との配置位置に対する精度が低くても画像形成を行うことが可能となる。
【０３１０】
本実施例の優位点について説明する。本実施例においては、トナー接触領域Ｉｃを形成するために、トナー担持ローラ２はトナーＴと像担持体３を介して面状電極１０５に押圧されている。また、像担持体３は矢印Ｂ方向に所定のプロセススピードで回転移動している。このため、面状電極１０５は、トナー接触領域Ｉｃ内で、トナー担持ローラ２からの押圧力を受けつつ、像担持体３と摺擦することになる。そのため、トナー接触領域Ｉｃ内で面状電極１０５は摩耗し断線する場合がある。この場合の比較について、図３１（ａ）、図３１（ｂ）を用いて説明する。図３１（ａ）では、電極電源制御部１１０の電極電源１１１が、電極駆動部１０３を介して電極接触上流位置ｉｅｕで電極部１０１に接続されており、トナー接触領域Ｉｃ内で電極が摩耗し断線した場合の画像形成部を拡大した概略構成図である。電極部１０１が電極破断上流位置ｉｅ１と電極破断下流位置ｉｅ２の間の領域で摩耗し断線した状態を表している。
【０３１１】
図３１（ａ）のように、電極駆動部１０３が電極接触上流位置ｉｅｕで電極部１０１に接続され、電極部１０１が断線した場合、電極破断下流位置ｉｅ２から像担持体移動方向下流の電極には画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏを供給することができない。よってトナー移動領域Ｉｍｄの電極には画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏが供給されず、画像形成は不可能となる。
【０３１２】
図３１（ｂ）は、本実施例６において、トナー接触領域Ｉｃ内で電極部１０１が摩耗し断線した場合の画像形成部を拡大した概略構成図である。図３１（ａ）と同様に、電極部１０１が電極破断上流位置ｉｅ１と電極破断下流位置ｉｅ２の間の領域で摩耗し断線した状態を表している。
【０３１３】
本実施例６においては、図３１（ｂ）のようにトナー接触領域Ｉｃで電極が摩耗し断線した場合も、電極部１０１に画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏをトナー接触領域の下流位置ｉｄから供給することが可能である。そのため、電極破断下流位置ｉｅ２から像担持体移動方向下流の電極には画像形成電圧Ｖｐと非画像電圧Ｖｏを供給が可能である。よって、トナー移動領域Ｉｍｄ間の電極には電圧の供給が可能であるため、画像形成が継続して可能である。
【０３１４】
本実施例のように、電極部１０１は、電極部に電圧を印加するための電極電源１１１（電源）と、トナー接触領域Ｉｃよりも、像担持体の移動方向の下流側において、電気的に接続されていることにより、上記の効果を得ることができる。なお、ここでいう、電極電源１１１と電極部１０１との電気的な接続は、直接的に接続されていることを意味するものではない。
【０３１５】
＜実施例７＞
次に、以下、本発明を適用できる第７の実施例を説明する。なお、第１、２、３、４、５の実施例との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０３１６】
本実施例に適用できる画像形成装置の構成及び像形成電極として用いた面状電極１０５の構成は第２の実施例と同じであるため説明を省略する。
【０３１７】
実施例３や実施例４のように面状電極がフラットな画像形成装置で画像形成をおこなうと、元の画像データに対して像担持体幅方向の画像境界部が像担持体移動方向上流側に歪んだ画像が出力されてしまうという課題がある。
【０３１８】
図３２は、その課題を説明するための図である。図３２（ａ）は、３ドット幅の市松模様の画像データを示す。図３２（ｂ）は、図３２（ａ）の画像データを実際に画像形成した場合における歪んだ画像を示す。以後、この図３２（ｂ）ような画像を「歪み画像」と呼ぶ。
【０３１９】
図３２（Ｃ）は、図３２（ｂ）の複数あるゆがみ画像のうちの１画素の画像を示す。
図３２（Ｃ）で示したＥ１は像担持体移動方向Ｂに対して垂直方向（像担持体幅方向）の画像部境界線である。
【０３２０】
画像歪みは、隣り合う電極に画像形成電圧ＶＰと非画像形成電圧ＶＯを印加した場合に図３２（ｃ）に示すように、画像部境界線Ｅ１に近づくにつれ、理想的な画像に対して像担持体移動方向Ｂの上流側に歪む現象である。
【０３２１】
これは、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部と、非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部の間に位置するスペース部の電界が、画像形成電圧Ｖｐを印加した電極部上の電界よりも小さいことに起因して発生する現象である。
【０３２２】
以下、この現象を像担持体上に１ドット幅の画像を形成する場合を例に、図３３、図３４、図３５を用いて詳細に説明する。
【０３２３】
図３３上部は、トナー担持ローラと像担持体で形成される接触領域Ｉｃと、その下流に位置するトナー移動領域Ｉｍｄをトナー担持ローラ２側から見た図であり、像担持体を透明にして表示してある。図３３上部における、ｉｕ、ｉｄ、ｉＬ、ｉｅ０は、それぞれ図２２で説明した、トナー接触領域の上流位置、トナー接触領域の下流位置、トナー移動限界位置、像担持体への電極接触下流位置である。
【０３２４】
ここで示すトナー移動限界位置ｉＬは電極部１０１が像担体移動方向において十分長い構成において、画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナーがトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置である。
【０３２５】
また、面状電極の電極部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、像担持体幅方向に画像形成装置の解像度に応じた幅と間隔で複数配置されており、ここでは図示した３つの電極以外は省略している。図３１は、中央の電極部１０１ｂのみに画像形成電圧Ｖｐを印加した瞬間を示しており、網掛け領域（Ｘ）がトナー担持ローラから像担持体へ移動したトナーである。
【０３２６】
合わせて、図３３下部には電極部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを当接している領域における像担持体幅方向の像担持体上の電位分布を示している。電位分布は、画像形成電圧Ｖｐを印加した中央の電極部１０１ｂ上でトップとなり、隣り合う非画像形成電圧Ｖ０を印加した電極部１０１ａ、１０１ｃ上でボトムとなる曲線を描く。この電位分布は、電極を当接している像担持体上で一定である。
【０３２７】
ところが、トナー担持ローラは曲率を持つため、トナー担持ローラと像担持体との距離は下流にいくほど広がり、電界の大きさとしては、トナー接触領域の下流位置ｉｄから下流にいくほど小さくなる。
【０３２８】
したがって、像担持体へ移動するトナーと移動しないトナーの境界となる電界は、トナー接触領域の下流位置ｉｄ付近では、１画素分のドット幅があるものの、下流の移動限界位置ｉＬ付近では、ほぼ電極幅となる。なお、ここでいう１画素分のドット幅とは、隣合う電極の中点同士を結んだ距離のことである。つまり、下流にいくほどトナーが移動する幅は狭くなり、その結果、像担持体へ移動するトナーは網掛け領域（Ｘ）のように弧を描いた領域となる。
【０３２９】
像担持体移動方向におけるトナー移動限界位置ｉＬに関して言えば、中央の電極部１０１ｂ上では図２２で説明したトナー移動領域Ｉｍｄの下流端となる。一方、電極間スペースの中点（図３３の破線（Ｅ１））における移動限界位置ｉＬ’は下流側の電界が小さいためにｉＬより上流側となり、トナー移動領域がＩｍｄ’へと狭まる。
【０３３０】
ここまで、中央の電極のみに画像形成電圧Ｖｐを印加した瞬間について説明した。そのまま、画像形成電圧Ｖｐを印加し続けると、その後のトナー移動はＩｍｄ’の領域で行われるので、像担持体上に形成される１ドット幅が細くなることはない（図３４）。
【０３３１】
さらに、中央の電極に画像形成電圧Ｖｐを印加した状態から、非画像形成電圧Ｖ０へ切り替えた瞬間には、電界の向きが逆になり、図３３の網掛け領域（Ｘ）にある像担持体上のトナーのみがトナー担持体へ戻ることになる（図３５）。その結果、図３２（ｂ）で示したような画像境界部が像担持体移動方向の上流側に歪んだ画像が形成されることになる。
【０３３２】
なお、図３３、図３４、図３５では像担持体上に１ドット幅の画像を形成する場合を例に説明したが、１ドット以上の幅でも同様に画像境界部が歪んだ画像となる。
【０３３３】
この「歪み画像」を軽減するには、トナー移動領域Ｉｍｄを狭め、図３１で示した画像形成電圧Ｖｐを印加した電極上におけるトナー移動領域Ｉｍｄと、電極間スペース上におけるトナー移動領域Ｉｍｄ’との差｜Ｉｍｄ−Ｉｍｄ’｜を小さくすることが有効である。
次に歪み画像について実施例４の構成と比較して説明する。
【０３３４】
図３６は像担持体移動方向の位置に対するトナー担持ローラ２上のトナーに働く静電気力Ｆｅを表した概略図を示す。
【０３３５】
図３６の横軸は正方向が像担持体移動方向の位置であり、縦軸はトナーＴに働く静電気力Ｆｅを示し、各線は図３４〜３６の破線（Ｅ１）、破線（Ｅ０）の断面におけるトナーＴに対応している。
【０３３６】
トナー担持ローラ上のトナーＴは像担持体３との距離が近い位置ほど、画像電極に印加する電圧による電界により静電気力Ｆｅを強く受ける。図３６に示すように、トナーＴに働く静電気力Ｆｅは、トナー接触下流位置ｉｄから像担持体移動方向Ｂの下流方向に位置するにしたがいトナー担持ローラと像担持体間の距離が広がるため小さくなる。
【０３３７】
また、像担持体幅方向で異なる位置において働く電界について検討する。ここで、像担持体移動方向Ｂにおける位置は同じものとする。電界は、電極部１０１ｂ上が最も強く、電極部１０１ｂと電極部１０１ａ（１０１ｃ）間は破線（Ｅ１）に近づくにつれ弱くなる。よって図３６に示すように、トナーＴの静電気力Ｆｅは、破線（Ｅ０）よりも破線（Ｅ１）の方が小さくなる。
【０３３８】
トナー移動限界位置は、像形成部のトナーの静電気力Ｆｅがほぼ非静電付着力Ｆａｄ（またはＦａｉ）と同等となる位置である。そのため、図３６に示すように、各断面位置におけるトナー移動限界位置が定められ、破線（Ｅ１）における移動限界位置ｉＬ’は破線（Ｅ０）における移動限界位置ｉＬより像担持体方向上流に位置する。
【０３３９】
図３７と図３８は比較した実施例４における画像形成部を拡大した概略断面図であり、図３９は電極部に印加する電圧のタイミングチャートである。
【０３４０】
図３９（ａ）は、電極部１０１ｂに電圧を印加するタイミングチャートであり、図３９（ｂ）は電極部１０１ａと１０１ｃに電圧を印加するタイミングチャートである。
【０３４１】
図３７は、ｔ１直後の像担持体上のトナー形成状態を示している。
図３８は、ｔ２直後の像担持体上のトナー形成状態を示している。
【０３４２】
図３７、図３８共に、（ａ）は図３３の破線（Ｅ０）における断面図、（ｂ）は破線（Ｅ１）における断面図である。図３７に示すように、画像形成電圧Ｖｐを印加開始するタイミングｔ１において，（Ｅ０）と（Ｅ１）の断面位置におけるトナー移動限界位置が異なるために、トナー担持ローラ２から像担持体３へのトナー移動領域が異なる。
ｉＬ  ＞  ｉＬ’
Ｉｍｄ    ＞  Ｉｍｄ’
よって、画像先端部が像担持体移動方向に歪む。
【０３４３】
また、図３８に示すように、画像形成電圧Ｖｐを印加終了するタイミングｔ２において（Ｅ０）と（Ｅ１）の断面位置におけるトナー移動限界位置が異なるために、像担持体３からトナー担持ローラ２へのトナー移動領域が異なる。
ｉＬ  ＞  ｉＬ’
Ｉｍｄ    ＞  Ｉｍｄ’
よって、画像後端部が像担持体移動方向に歪む。
【０３４４】
次に本実施例７における画像形成について説明する。
図４０は本実施例７の構成における画像形成領域を表す概略構成図である。図４０（ａ）は、図３３の上図と同様にトナー担持ローラ２側から見た図であり、像担持体を透明にして表示したものである。図４０（ｂ）は本実施例において像担持体３上で形成される１画素の画像を示す。図４０（ａ）においては電極部１０１ｂに画像形成電圧Ｖｐを印加し、その両隣りの電極部１０１ａと１０１ｃに非画像形成電圧Ｖ０を印加している状態を表している。
【０３４５】
本実施例の構成においては電極接触下流位置ｉｅ０は、比較する実施例４の構成のトナー移動限界位置ｉＬより像担持体移動方向の上流に位置している。
【０３４６】
よって、電極部１０１ｂ上のトナーが移動する領域であるトナー移動領域Ｉｍｄ０は、トナー接触領域の像担持体移動方向下流側端Ｉｄと電極部１０１の接触下流位置ｉｅ０間の領域となる。
【０３４７】
ｉＬ０は電極部１０１ｂ上の位置（Ｅ０）におけるトナー移動限界位置であり、ｉＬ’は電極部１０１ａと電極部１０１ｂ間の位置（Ｅ１）におけるトナー移動限界位置である。
【０３４８】
本構成におけるトナー移動限界位置ｉＬ’は、画像形成バイアスＶｐを印加したときにトナーがトナー担持ローラ２から像担持体３に移動できる限界の位置であるが、電極接触下流位置ｉｅ０で決まる。
【０３４９】
図に示すように、電極部１０１ｂ上の位置（Ｅ０）においては像担持体移動方向下流のトナー移動限界位置ｉＬ０までのトナーを像担体体上に移動させることができる。一方、電極部１０１ｂと電極部１０１ｃ間の位置（Ｅ１）においては、トナー移動限界位置ｉＬ’までの領域のトナーしか像担持体上に移動させることができない。
【０３５０】
図４１と図４２は実施例７における画像形成部を拡大した概略断面図であり、図３９は電極部に印加する電圧のタイミングチャートである。
図４１は、ｔ１直後の像担持体上のトナー形成状態を示している。
図４２は、ｔ２直後の像担持体上のトナー形成状態を示している。
図４１、図４２共に、（ａ）は図３３の破線（Ｅ０）における断面図、（ｂ）は破線（Ｅ１）における断面図である。
【０３５１】
図４１に示すように、画像形成電圧Ｖｐを印加開始するタイミングｔ１において，（Ｅ０）と（Ｅ１）の断面位置におけるトナー移動限界位置が異なるために、トナー担持ローラ２から像担持体３へのトナー移動領域が異なる。
ｉＬ０  ＞  ｉＬ’
Ｉｍｄ０    ＞  Ｉｍｄ’
【０３５２】
しかし、トナー移動領域Ｉｍｄ０と、電極間スペース上におけるトナー移動領域Ｉｍｄ’との差｜Ｉｍｄ０−Ｉｍｄ’｜は、比較として示した実施例４の構成に比べて小さくなるため、歪み画像は抑制される。
｜Ｉｍｄ０−Ｉｍｄ’｜＞｜Ｉｍｄ−Ｉｍｄ’｜  
【０３５３】
また、図４２に示すように、画像形成電圧Ｖｐを印加開始するタイミングｔ１において，（Ｅ０）と（Ｅ１）の断面位置におけるトナー移動限界位置が異なるために、像担持体３からトナー担持ローラ２へのトナー移動領域が異なる。
ｉＬ０  ＞  ｉＬ’
Ｉｍｄ０    ＞  Ｉｍｄ’
【０３５４】
しかし、トナー移動領域Ｉｍｄ０と、電極間スペース上におけるトナー移動領域Ｉｍｄ’との差｜Ｉｍｄ０−Ｉｍｄ’｜は、比較として示した実施例４の構成に比べて小さくなるため、歪み画像は抑制される。
｜Ｉｍｄ０−Ｉｍｄ’｜＞｜Ｉｍｄ−Ｉｍｄ’｜
以上のように、トナー移動限界位置が像担持体移動方向上流に移動する領域は小さくなり、画像の変形領域は小さくなりことにより歪み画像は抑制される。
【０３５５】
また、本発明の実施例７の構成では、トナー移動領域Ｉｍｄにおいて画像形成が行われ、画像形成電圧Ｖｐ印加時にトナー担持ローラ上のトナーを像担持体に充分に移動させることができ、画像濃度を充分に確保することができた。
【０３５６】
また、非画像形成電圧Ｖ０印加時に像担持体上のトナーをトナー担持体ローラに充分に移動させることができ、非画像部のカブリを充分に低減することができた。
【０３５７】
本実施例７のように面状電極を用いることにより、電極の配置ずれを防止することができ、像担持体と各電極を安定した位置で接触させることができる。よって、像担持体移動Ｂ方向及び像担持体移動方向Ｂと交差する方向の画素ズレを低減させることができる。
【０３５８】
また、面状電極の像担持体移動方向の上流位置によらず画像形成可能であり、面状電極とトナー担持体との配置位置に対する精度が低くても画像形成を行うことが可能となる。
【０３５９】
＜実施例８＞
以下、本発明を適用できる第８の実施例を説明する。なお、第１、２、３、４、５、６、７の実施形態との共通個所には同一符号を付して説明を省略する。
【０３６０】
前述の「歪み画像」を軽減する方法として、実施例７では、像担持体移動方向における電極接触下流位置ｉｅ０をトナー移動領域Ｉｍｄ内とする例を説明した。しかしながら、微小なトナー移動領域内に電極を精度よく配置するためには、部品加工精度の向上や装置構成を複雑にする必要があるなどコスト高となる。
【０３６１】
そこで本実施例では、より安価な方法で「歪み画像」を改善すべく、像担持体幅方向に垂直な断面において、トナー移動領域となる前記像担持体上の表面と、トナー移動領域となるトナー担持ローラの表面とが、トナー接触領域の上流端と下流端を結んだ直線を挟んで逆側に存在するように像担持体を配置することを特徴としている。
【０３６２】
図４３は、本実施例の画像形成部を拡大した概略構成図である。
図４３において、トナー担持ローラ２は、表面の曲率半径Ｒ１が５．７５ｍｍの弾性ローラであり、表面にトナーを担持した状態で、矢印Ａ方向に回転駆動する。３は、トナー像を形成する像担持体であり、矢印Ｂ方向に所定のスピードで移動する。
【０３６３】
１０５は、電極ステー１３１に固定支持された面状電極（フレキシブルプリント基板）であり、絶縁性の電極基材１０２と、電極基材１０２上に形成され、像担持体と接触する複数の電極部１０１で構成されている。また、電極部１０１には電極駆動部１０３、ならびに電極電圧制御部１１０が接続されている。
【０３６４】
電極ステー１３１は、半径２．４ｍｍのステンレス製円筒であり、その表面に、面状電極１０５の電極基材１０２を密着固定することで、電極部１０１が所定の曲率（半径２．４５ｍｍ）を得る構成となっている。さらに、電極ステー１３１を精度よく固定することで、電極部１０１が像担持体３を介してトナー担持体２に対向する位置にくるように構成される。
【０３６５】
また、像担持体３は、不図示の張架ローラにより所定のテンションが掛かるように構成されており、像担持体３が電極部１０１の曲率に倣うことで、像担持体表面が所望の曲率半径Ｒ２（本実施例では２．５ｍｍ）となる。
【０３６６】
トナー担持ローラ２と像担持体３で形成するニップ接線をＣとし、このニップ接線Ｃ上におけるトナー接触領域をＩｃ、トナー接触領域における像担持体移動方向の上流位置をｉｕ、下流位置をｉｄ、電極接触下流位置をｉｅ０とする。ニップ接線Ｃは、言い換えれば、トナー接触領域の上流端と下流端を結んだ直線である。また、トナー接触領域Ｉｃの下流位置にはトナー移動領域Ｉｍｄが存在する。ｉＬは、画像形成電圧Ｖｐを印加したときに、トナーがトナー担持ローラ２から像担持体３へ移動できる限界の位置であり、トナー移動領域Ｉｍｄの長さを決める。
【０３６７】
以上のように、像担持体３の曲率半径を小さくすることで、像担持体移動方向の下流に進むにしたがい、トナー担持ローラ表面と像担持体とのギャップが次第に大きくなるので、トナーＴに働く静電気力は図３６に示す曲線よりも急激に低下する。その結果、トナー移動領域の長さＩｍｄは像担持体がフラットな場合に比べて短くなり、電極間スペース上におけるトナー移動領域Ｉｍｄ’との差｜Ｉｍｄ−Ｉｍｄ’｜を小さくすることができる。
【０３６８】
具体的に、電極形状がフラットな実施例４と本実施例において、トナー移動領域Ｉｍｄと歪み画像の比較をおこなった。
【０３６９】
画像形成条件は、以下のとおりである。
像担持体移動速度      ：８０ｍｍ／ｓ
画像形成電圧Ｖｐ      ：５０Ｖ
非画像形成電圧Ｖ０    ：−５０Ｖ
トナー担持ローラ電位  ：０Ｖ
【０３７０】
表４に、トナー接触領域Ｉｃとトナー移動領域Ｉｍｄ、および「歪み画像」の歪みの程度を表す指標としてドット画像の縦横比を比較した結果を示す。トナー接触領域Ｉｃとトナー移動領域Ｉｍｄの測定方法は、図２１（ｃ）で説明した方法であり、その説明は省略する。
【０３７１】
また、ドット画像の縦横比は、次のようにして求めた。
まず、３ドット×３ドットの市松模様の画像を像担持体上に出力して装置を停止させる。次に、像担持体上の画像を撮影し、図３２（ａ）に示す３ドット×３ドット画像の像担持体移動方向Ｖと幅方向Ｈの長さを測定し（図４４）、その比を縦横比として算出した。よって、ドット画像の縦横比が１に近いほど歪みが少ないことを表している。
【０３７２】
【表４】
0005906053.tif 000005
【０３７３】
像担持体の曲率半径が小さい本実施例は、トナー移動領域Ｉｍｄが小さくなり、同時にドット画像の縦横比も１に近づいているのがわかる。本実施例では、像担持体に曲率を設けるという比較的簡単な構成でトナー移動領域Ｉｍｄを狭めることができるので、電極配置が像担持体移動方向に多少ばらついても「歪み画像」を軽減することができ、コストアップを防止できる。
【０３７４】
このように、像担持体の曲率半径は小さいほど「歪み画像」を軽減する効果が高くなるが、本実施例における像担持体の曲率半径としては、１ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。
【０３７５】
像担持体の曲率半径が５ｍｍより大きくなると、トナー移動領域Ｉｍｄが大きくなり「歪み画像」の軽減効果がみられなくなる。また、像担持体の曲率半径を１ｍｍより小さくすると、電極を像担持体へ均一に当接することが難しくなるためである。ただし、電極を均一に当接するために、トナー担持ローラと電極間の圧力を増やしたり、電極ステーをより剛性の高い材質とすることで当接状態は改善されるので、曲率半径の値は上述の値に限られるものではない。
【０３７６】
以上は、像担持体移動方向における面状電極、および像担持体の形状に曲率を設けることでトナー移動領域Ｉｍｄを狭める構成について説明したが、図４５に示すように、電極部１０１を予め下流側に勾配のついた絶縁性の電極基材１０２に形成し、トナー接触領域Ｉｃの下流において像担持体とトナー担持体の距離を広げる構成によっても「歪み画像」を軽減することができる。
【０３７７】
このように構成すると、実施例７のようにフラットな電極において電極の像担持体移動方向の当接位置を規定する方法よりも、像担持体移動方向における電極位置精度を緩和できるという利点がある。これは、トナー担持ローラが弾性体であるため、像担持体上における電極フラット部と傾斜部の変曲点（図４５のｐｄ）が、多少、像担持体移動方向の上流側にずれても、像担持体の傾斜部にトナー移動限界位置ｉＬが存在するためである。
いずれにせよ、像担持体の幅方向に垂直な断面において、トナー移動領域となる前記像担持体上の表面と、トナー移動領域となるトナー担持ローラの表面とが、トナー接触領域の上流端と下流端を結んだ直線を挟んで逆側に存在するように像担持体を配置すれば、「歪み画像」を軽減することが可能となる。
【符号の説明】
【０３７８】
１、１０  画像形成装置
２  トナー担持ローラ
３  像担持体
４  針状電極部
５  転写ローラ
４１  針状電極
１０１  電極部
１０５  面状電極
１１０  電極電源制御部
Ｔ  トナー
Ｂ  像担持体移動方向
１ｕ  トナー接触下流位置
１ｅ  針電極接触位置
１ｅ０  電極下流接触位置
Ｉｍｄ  トナー移動領域
ｉＬ  トナー移動限界位置
Ｆｅ  トナーに働く電界による静電気力
Ｆａｄ  トナーとトナー担持体の非静電付着力
Ｆａｉ  トナーと像担持体の非静電付着力
Ｖｐ  画像形成電圧
Ｖ０  非画像形成電圧
【図１】
0005906053.tif 000006
【図２】
0005906053.tif 000007
【図３】
0005906053.tif 000008
【図４】
0005906053.tif 000009
【図５】
0005906053.tif 000010
【図６】
0005906053.tif 000011
【図７】
0005906053.tif 000012
【図８】
0005906053.tif 000013
【図９】
0005906053.tif 000014
【図１０】
0005906053.tif 000015
【図１１】
0005906053.tif 000016
【図１２】
0005906053.tif 000017
【図１３】
0005906053.tif 000018
【図１４】
0005906053.tif 000019
【図１５】
0005906053.tif 000020
【図１６】
0005906053.tif 000021
【図１７】
0005906053.tif 000022
【図１８】
0005906053.tif 000023
【図１９】
0005906053.tif 000024
【図２０】
0005906053.tif 000025
【図２１】
0005906053.tif 000026
【図２２】
0005906053.tif 000027
【図２３】
0005906053.tif 000028
【図２４】
0005906053.tif 000029
【図２５】
0005906053.tif 000030
【図２６】
0005906053.tif 000031
【図２７】
0005906053.tif 000032
【図２８】
0005906053.tif 000033
【図２９】
0005906053.tif 000034
【図３０】
0005906053.tif 000035
【図３１】
0005906053.tif 000036
【図３２】
0005906053.tif 000037
【図３３】
0005906053.tif 000038
【図３４】
0005906053.tif 000039
【図３５】
0005906053.tif 000040
【図３６】
0005906053.tif 000041
【図３７】
0005906053.tif 000042
【図３８】
0005906053.tif 000043
【図３９】
0005906053.tif 000044
【図４０】
0005906053.tif 000045
【図４１】
0005906053.tif 000046
【図４２】
0005906053.tif 000047
【図４３】
0005906053.tif 000048
【図４４】
0005906053.tif 000049
【図４５】
0005906053.tif 000050