JP2520502B2

JP2520502B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2520502B2
Application number: JP2142658A
Authority: JP
Inventors: 理竹村
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1990-05-30
Filing date: 1990-05-30
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH0434454A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、粉体トナーを用いた画像形成装置に関す
る。

（従来の技術）ワードプロセッサ、ファクシミリ、コンピュータ等で
は、インクジェットプリンタによる画像形成方法が知ら
れている。

インクジェットプリンタは、いわゆるノンインパクト
プリンタの代表的なものであり、所定の液体インクに、
圧電素子等により超音波振動を与えながら圧力を加え
て、該液体インクを所定の電界内にインクノズルから噴
出させ、そのインク粒子を電界により制御して、記録紙
に付着させることにより、記録画像が記録紙上に形成さ
れる。このようなインクジェットプリンタ方式では、画
像を形成する際に騒音が発生せず、しかも鮮明な画像を
形成し得るという利点を有する。反面、記録紙へのイン
クの染み込み速度を制御するために、表面処理等がなさ
れた特別な用紙を使用する必要があり、また、インクは
ノズルから供給されるために、ノズルがインク内の異物
等によって詰まりやすいという問題がある。

このようなインクジェットプリンタの問題を解決する
ために、画像記録媒体として粉体トナーを用いた画像形
成装置が、例えば特開昭62−263962号公報に開示されて
いる。この画像形成装置は、粉体トナー粒子を、ピンホ
ール状のトナー通過孔に、画像出力信号に応じて発生す
る静電吸引力によって通過させるように制御するトナー
制御手段が設けられており、該トナー制御手段により、
記録紙上にトナー粒子を選択的に送給して、該記録紙上
に所定の記録画像を形成する。このような装置では、記
録紙として表面処理が施されていない普通紙が使用で
き、さらに、微粒子状の粉体トナーしが使用されている
ために、各トナー通過孔でのトナーの詰まりが抑制され
る。

粉体トナーを制御するトナー制御手段は、多数のピン
ホール状のトナー通過孔が設けられた絶縁性基板と、各
トナー通過孔内に電界を形成するように、該絶縁性基板
を挟んで設けられた一対の電極とを有している。対をな
すそれぞれの電極は、各トナー通過孔とそれぞれ同様の
大きさのピンホール状の貫通孔が設けられており、絶縁
性基板のそれぞれの一面に、それぞれの貫通孔が各トナ
ー通過孔に整合された状態で取り付けられている。そし
て、両電極間に所定の電圧を印加してトナー通過孔内に
所定方向へ電界を形成することにより、トナー粒子がト
ナー通過孔内を通過される。トナー通過孔内にトナー粒
子を通過させないようにする場合には、トナー通過孔内
に、トナーを通過させる場合とは反対方向の電界が形成
されるように、各電極間に所定電圧が印加される。

ピンホール状のトナー通過孔が多数形成される絶縁性
基板は、通常、プラスチック製であり、各電極は、多数
のピンホール状の貫通孔が穿孔されたアルミニウム板
を、各貫通孔が絶縁性基板のトナー通過孔に整合状態と
なるように積載して構成される。

（発明が解決しようとする課題）近年、画像形成装置では、高画質の画像を形成するこ
とが要求され、そのために、トナー通過孔の小径化が要
望されている。トナー通過孔を通過したトナーは、記録
紙上にドットを形成するために、トナー通過孔を小径化
することによりドット径も小径化できる。しかし、トナ
ー通過孔を小径化すると、トナー通過孔内にてトナーが
詰まるおそれがある。トナー詰まりを抑制するために
は、絶縁性基板の厚みを薄くして、トナー通過孔の軸心
方向を短くすればよい。

しかしながら、多数のトナー通過孔が形成される絶縁
性基板は、各トナー通過孔にそれぞれ所定の電界を形成
する一対の電界が設けられているため、所定の絶縁破壊
強度が要求され、また、機械的強度も要求される。この
ため、絶縁性基板の厚みを薄くするのは容易ではない。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、トナー通過孔が形成される絶縁性基板を薄くす
ることができ、従って、トナーが詰まらない小径のトナ
ー通過孔が形成されるために、高画質な画像を形成し得
る画像形成装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明の画像形成装置は、トナー通過孔が設けられた
ポリミイド製の絶縁性基板、および該絶縁性基板を挟ん
で設けられ、該トナー通過孔に連通するトナー通過孔を
それぞれ有する一対の電極、を備えたトナー制御手段
と、該絶縁性基板上に載置され、該絶縁性基板に超音波
振動を与え、一方の電極上に搬送されて来るトナーを粉
砕して、該電極に形成されたトナー通過孔に落入させる
超音波振動発生手段と、画像情報に応じて、各トナー通
過孔内に、少なくともトナーが通過する方向への電界を
形成するように、前記トナー制御手段の対をなす電極間
を所定電位とする画像情報発生手段と、を具備してな
り、そのことにより上記目的が達成される。

（作用）絶縁性基板の上側に位置する一方の電極上には、例え
ばトナー供給ローラを介してトナーが搬送されて来る。
ここで、一方の電極とトナー供給ローラの外周面とは近
接しているため、両者間に位置するトナーは圧接されて
塊りになっている。

しかるに、絶縁性基板上には、超音波振動発生手段が
載置されており、絶縁性基板及びこれに組み付けられた
一対の電極は振動させられる。このため、振動によって
一方の電極上の塊りのトナーは粉砕される。

ここで、この電極にも絶縁性基板に貫通形成されたト
ナー通過孔に連通するトナー通過孔が形成されている。
このため、電極上で粉砕されたトナーは即座にトナー通
過孔内に落入する。従って、粉砕されたトナーは周囲に
飛散することがなく、トナー通過孔を介して各トナー通
過孔内に効率よく導かれる。

このように、本発明では、一方の電極上に搬送されて
来るトナーの塊は電極上で粉砕されるので、トナー通過
孔には粉砕された小径のトナーのみが落入する。しか
も、本発明では、絶縁性基板がポリミイドで構成されて
いる。ここで、ポリミイドは薄くても絶縁破壊電圧及び
引張り強度を有する。このため、絶縁性基板の厚さを1m
m以下にできるので、その分、ドット径を小さくして画
質の向上を図るために、トナー通過孔の直径を小さくし
ても、小径のトナーが目詰まりすることがない。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の画像形成装置は、第１図に示すように、粉体
トナーが収容されたトナー収容容器10を有する。トナー
収容容器10の上方には、トナーホッパー等のトナー貯留
部に連通しており、該トナー収容容器10にトナーが順次
補給される。該トナー収容容器10におけるトナーが収容
される空間の下部には、開口部11が設けられており、該
開口部11内には、トナー供給手段としてのトナー供給ロ
ーラ20の上部が嵌合されている。トナー収容容器10内に
収容されているトナーは、トナー供給ローラー20の回転
により順次下方へ供給される。

トナー供給ローラ20の下方には、トナー制御手段30が
該トナー供給ローラ20に近接した状態で設けられてい
る。トナー制御手段30には、画像情報発生手段50より画
像信号が与えられる。画像情報発生手段50は、ワードプ
ロセッサ、ファクシミリ、コンピュータ等の機器本体か
らの信号に応じて動作して、画像情報に応じた電気信号
を発生する。この電気信号に従って、トナー供給ローラ
20から送給される粉体トナーが、該トナー制御手段30に
より制御され、記録紙70上に所定のトナー画像が形成さ
れる。トナー制御手段30は、トナー供給ローラ20に圧接
されていてもよい。

トナー制御手段30には、超音波振動を付与する超音波
振動発生手段40が設けられており、また、トナー制御手
段30の下方には、トナー制御手段30に対向させてベース
電極60が設けられている。

ベース電極60上にはトナー像が形成される記録紙70が
載置される。ベース電極60は、載置される記録紙ととも
に矢印Ａ方向に移動するようにしてもよく、あるいは、
ベース電極60を固定して、記録紙搬送手段により記録紙
70のみを移動させるようにしてもよい。トナー制御手段
30により、所定のトナー像が記録紙70上に形成される
と、該記録紙70は、所定の定着装置（図示せず）に搬送
され、該定着装置によりトナー像が記録紙70に定着され
る。

トナー制御手段30は、第２図に示すように、水平状の
絶縁性基板31を有する。該縁性基板31は、ポリイミドに
より構成されている。該絶縁性基板31には、上下方向に
貫通する多数のピンホール状のトナー通過孔31aが設け
られている。また、該絶縁性基板31上には、超音波振動
発生手段40が配設されており、該超音波振動発生手段40
により絶縁性基板31に超音波振動が付与される。

該絶縁性基板31の上面には、ピンホール状の各トナー
通過孔31aに対応して、共通電極35が設けられている。
共通電極35には、各トナー通過孔31aと同様の大きさの
上下方向に貫通するピンホール状の多数の貫通孔35aが
それぞれ設けられており、絶縁性基板31のトナー通過孔
31aに、各貫通孔35aが整合した状態とされて、共通電極
35が絶縁性基板31に取り付けられている。また、絶縁性
基板31の下側には、各トナー通過孔31aに対応させて、
信号電極33がそれぞれ設けられている。各信号電極33
も、絶縁性基板31の各貫通孔31aと同様の大きさの貫通
孔33aが設けられており、この貫通孔33aが、絶縁性基板
31の各トナー通過孔31aに整合するように、それぞれの
信号電極33が絶縁性基板31に取り付けられている。

絶縁性基板31上の共通電極35は、接地されている。ま
た、該絶縁性基板31に設けられた各信号電極33には、画
像情報発生手段50が接続されており、該画像情報発生手
段50から各信号電極33に電気信号が入力されている。各
信号電極33には、画像情報に応じて所定の正電位および
負電位がそれぞれ与えられ、例えば、画像を形成すべき
情報の場合には、＋100V、画像を形成する必要のない非
画像情報の場合には、−100Vの電圧が印加されるように
制御される。

多数のトナー通過孔が形成されたポリミイド製の絶縁
性基板31は、厚さが1mm以下になっている。ポリミイド
は、絶縁破壊電圧が50KV/mm以上であり、しかも引張り
強さが1Kg/mm²以上であるため、その厚さを1mm以下にし
ても、各電極33および35により印加される電圧をにより
破壊されるおそれがなく、また、多数のトナー通過孔31
aを形成して各トナー通過孔31aに電極を設けても破損す
るおそれがない。

このような構成の画像形成装置によるトナー像の形成
プロセスについて説明する。

トナー供給ローラ20が回転すると、トナー収容容器10
内のトナーがトナー制御手段30の各共通電極35上に供給
される。共通電極35は、ポリミイド製の絶縁性基板31上
に設けられた超音波振動発生手段40により、該絶縁性基
板31を介して一定振幅の超音波振動が付与されているた
め、共通電極35上のトナー塊は、適宜、破砕され、該共
通電極35の貫通孔35aから絶縁性基板31のトナー通過孔3
1a内へ落入する。絶縁性基板31は、ポリミイドにより構
成されているために、超音波振動が付与されても破損す
るおそれがなく、該絶縁性基板31に伝播される超音波に
より、各共通電極35上のトナー塊が確実に破砕される。

絶縁性基板31のトナー通過孔31a内に落入したトナー
粒子は、信号電極33に与えられる画像信号に応じて制御
され、記録紙70上に落下するか、共通電極35上に戻され
る。

例えば、画像情報発生手段50により信号電極33に正電
圧が印加されると、トナー通過孔31a内には、信号電極3
3から対向電極35に向かう電界が発生する。この電界に
より、予め負に帯電されているトナー粒子は、信号電極
33に引き寄せられ、信号電極33を通過してベース電極60
上の記録紙70上に落下する。該ベース電極60には、共通
電極35に対して正のバイアス電圧が印加されているた
め、トナー通過孔31aからトナー粒子が落下することが
促進される。ベース電極60に印加されるバイアス電圧
は、信号電極33に与えられる電気信号よりも充分に大き
くなっており、負帯電のトナーの場合には、300〜1000V
の範囲とされる。該バイアス電圧が、300Vより小さい
と、トナーの落下位置にバラツキが生じ、記録紙70上に
形成される画像が乱れるおそれがある。反対に、バイア
ス電圧が1000Vより大きいと、放電が生じるおそれがあ
る。

画像情報発生手段50により非画像信号が与えられて、
信号電極33に負の電圧が印加されると、トナー通過孔31
a内には、上側の共通電極35から下側の信号電極33に向
かう電界が形成され、負帯電のトナーは共通電極35に戻
される。これにより、記録紙上に所定の画像がトナーに
より形成される。

ポリミイドフィルム製の絶縁性基板31では、超音波振
動発生手段40から印加される超音波振動が該絶縁性基板
31に付与されても破損するおそれがなく、また、各トナ
ー通過孔31aの穿孔、各トナー通過孔31aに各電極33およ
び35を設けても破損しない。また、該絶縁性基板31は、
厚さが1mm以下にされているため、その厚さ方向に貫通
されたトナー通過孔31a内にトナー粒子が詰まることが
制御される。このようにポリミイド製の絶縁性基板31
は、高強度であるために、信号電極33に印加されるコン
トロール周波数を高周波化することも可能になる。しか
も、ポリミイド製の絶縁性基板31は、信号電極33および
共通電極35をプリント配線状に形成することも容易であ
る。

（発明の効果）本発明の画像形成装置では、一対の電極で挟まれた絶
縁性基板上に超音波振動発生手段が載置され、この超音
波振動発生手段により絶縁性基板に振動を与えて、一方
の電極上に搬送させて来るトナーを粉砕して、この電極
に形成されたトナー通過孔内に落入させる構成をとって
いるので、電極上で粉砕されたトナーは即座にトナー通
過孔内に落入する。従って、粉砕されたトナーは周囲に
飛散することなく、トナー通過孔を介して各トナー通過
孔内に効率よく導かれる。

このように、本発明では、一方の電極上に搬送されて
来るトナーの塊は電極上で粉砕されるので、トナー通過
孔内には粉砕された小径のトナーのみが落入する。

加えて、本発明では、絶縁性基板がポリミイドで構成
されている。ここで、ポリミイドは薄くても絶縁破壊電
圧及び引張り強度を有する。このため、絶縁性基板の厚
さを1mm以下に薄くできるので、その分、ドット径を小
さくして画質の向上を図るために、トナー通過孔の直径
を小さくしても、小径のトナーが目詰まりすることがな
い。このように、本願発明によれば、トナーが確実に粉
砕されること、及びトナー通過孔の長さを短くできるこ
との相乗的効果により、トナーの目詰まりを一層確実に
防止できる、といった効果を奏することができる。ま
た、トナー通過孔の小径化が図れることにより、画質を
向上できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の一例である構成図、第
２図はその要部の構成図である。 10……トナー収容容器、20……トナー供給ローラ、30…
…トナー制御手段、31……ポリイミド製絶縁性基板、31
a……トナー通過孔、33……信号電極、35……共通電
極、40……超音波振動発生手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー通過孔が設けられたポリミイド製の
絶縁性基板、および該絶縁性基板を挟んで設けられ、該
トナー通過孔に連通するトナー通過孔をそれぞれ有する
一対の電極、を備えたトナー制御手段と、該絶縁性基板上に載置され、該絶縁性基板に超音波振動
を与え、一方の電極上に搬送されて来るトナーを粉砕し
て、該電極に形成されたトナー通過孔に落入させる超音
波振動発生手段と、画像情報に応じて、各トナー通過孔内に、少なくともト
ナーが通過する方向への電界を形成するように、前記ト
ナー制御手段の対をなす電極間を所定電位とする画像情
報発生手段と、を具備する画像形成装置。