JP2520504B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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
上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。このような画像形成装置で
は、記録紙として表面処理等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が使用される
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。

また、トナー制御手段におけるトナー通過方向側であ
る記録紙配置側には、ベース電極が配設されており、該
ベース電極上に記録紙が配置される。そして、該ベース
電極と、トナー制御手段におけるトナー供給側の電極と
により電界が形成され、トナー通過孔を通過したトナー
が記録紙方向へ確実に移動される。

（発明が解決しようとする課題） このような画像形成装置では、トナー制御手段に供給
されるトナーは、通常、所定の極性に帯電されている。
しかし、トナー制御手段へ供給されるトナーに逆極性に
帯電されたトナーが混入していると、そのトナーは、ト
ナー制御手段に設けられた一対の電極により形成される
電界により、所定極性に帯電されたトナーとは反対方向
に移動することになる。このため、逆極性に帯電したト
ナーは、所定極性に帯電されたトナーが、トナー通過孔
内を通過させる必要がない場合に、トナー通過孔内を通
過して、記録紙に付着する。その結果、記録紙に形成さ
れる画像にかぶりが生じるおそれがある。

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、形成される画像にかぶりが生じることを確実
に防止でき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） この発明に係る画像形成装置は、トナー通過孔が設け
られた絶縁性基板、および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それぞれ設けられて
おり、各トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された一
対の電極、を有するトナー制御手段と、該トナー制御手
段に設けられた、超音波振動を発生する超音波振動発生
手段と、該トナー制御手段に所定極性に帯電されたトナ
ーを供給するように配設されたトナー供給手段と、該ト
ナー供給手段が該トナーの極性と同極性となるよう、該
トナー制御手段と、トナー供給手段との間に直流電圧を
印加する電圧印加手段と、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、を具備してい
る。そのことにより上記目的が達成される。

（作用） この発明においては、トナー供給手段が、画像形成に
寄与する本来の帯電極性のトナーの極性と同極性となる
よう、トナー制御手段とトナー供給手段との間に直流電
圧を印加しているから、本来の帯電極性のトナーに逆極
性に帯電されたトナーが混入していても、逆極性のトナ
ーは上記トナー供給手段に吸着されることとなる。この
ため、本来の帯電極性のトナーがトナー通過孔を通過す
るのを阻止するよう絶縁性基板の両側の電極に電圧を印
加した時に、逆極性のトナーが上記トナー通過孔を通過
するのを防止することができ、これにより記録紙に形成
される画像にかぶりが生じるのを確実に防止できる。

しかも、トナー制御手段に、超音波振動を発生する超
音波振動発生手段を設けているので、トナー供給手段か
らトナー制御手段に達したトナー塊は超音波振動により
適宜破砕されて、トナー通過孔を通過することになり、
これによりトナー通過孔の目詰まりの抑制を図ることが
できる。

（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。該トナ
ー収容容器10内には、例えば負極性に帯電されたトナー
が収容されている。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。該トナー供給ローラ20は導電性となるように、金属
にて構成されている。そして、該トナー供給ローラ20に
は、電圧印加手段22が設けらており、該電圧印加手段22
は、トナー供給ローラ20が、負極性に帯電されたトナー
とは同極性となるように負電位が印加されている。トナ
ー収容容器10内に収容されるトナーは、トナー供給ロー
ラ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、該絶縁製基板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と同様の直径の上
下方向に貫通する多数のピンホール状の貫通孔35aがそ
れぞれ設けられており、絶縁基板31の通過孔31aに、各
貫通孔35aが整合した連通状態とされて、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と同様の直径の貫通孔33aが設
けられており、各貫通孔33aが、絶縁性基板31の各トナ
ー通過孔31aに整合した連通状態になるように、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
き信号の場合には、＋100V、画像を形成する必要のない
画像非形成信号の場合には、−100Vの電圧が印加される
ように制御される。

トナー制御手段30におけるトナー通過孔31aを通過し
たトナーは、該トナー制御手段30におけるトナー供給側
の共通電極35と、該トナー制御手段30とトナー通過側に
設けられたベース電極60とにより形成される電界によ
り、該ベース電極60上に配置される記録紙70上に供給さ
れるお 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
内の負極性に帯電されたトナーがトナー制御手段30の共
通電極35上に落下される。共通電極35は、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ているた
め、共通電極35上に達したトナー塊は、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31a内へ落入する。トナー供給ローラ20は、電
圧印加手段22により、帯電トナーとは同極性の負極性に
帯電された状態になっているために、負極性のトナーは
トナー供給ローラ20に反発して、確実に共通電極35上に
供給される。

このとき、トナー収容容器10内に収容されたトナーに
負極性とは逆極性である正極性に帯電されたトナーが混
入している場合には、その正極性の帯電トナーは、負極
性に帯電されたトナー供給ローラ21に吸着され、共通電
極35に供給されるおそれがない。

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により画像形成信号が発
せられると、信号電極33に正電圧が印加される。共通電
極35は、接地された状態になっているため、トナー通過
孔31a内には、信号電極33から共通電極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からトーナ
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
信号よりも十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により画像非形成信号が与えられ
ると、信号電極33に負の電圧が印加される。これによ
り、トナー通過孔31a内には、負帯電のトナーが供給さ
れない。従って、画像情報発生手段50から画像非形成信
号が発せられると、トナー通過孔31a内をトナーが通過
するおそれがなく、記録紙70には、かぶりが発生するお
それがない。

このような画像非形成時において、前述のように、ト
ナー供給ローラ21から供給されるトナーに正極性に帯電
されたトナーが混入していても、その正極性に帯電され
たトナーは、負電位が印加されているトナー供給ローラ
に吸引される。その結果、逆極性の正電位に帯電された
トナーは、トナー通過孔31aを通過するおそれがない。
従って、記録紙70に形成される画像にかぶりが発生する
おそれがない。

なお、上述の実施例では、トナーが主として負電位に
帯電している場合について説明したが、トナーが主とし
て正電位に帯電している場合には、各電極等を上記実施
例とは逆極性に設定すればよい。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置は、このように、所定極性とは
逆極性に帯電されたトナーが、トナー供給手段に吸着さ
れるために、この逆極性に帯電されたトナーにより記録
紙に形成される画像にかぶりが生じるおそれがないとい
う効果がある。

また、トナー供給手段からトナー制御手段に達したト
ナー塊は、超音波振動により適宜破砕されて、トナー通
過孔を通過することとなり、これによりトナー通過孔の
目詰まりを抑制できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置一例を示す構成図、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、22…
…電圧印加手段、30……トナー制御手段、31……絶縁性
基板、31a……トナー通過孔、33……信号電極、35……
共通電極。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー通過孔が設けられた絶縁性基板、お
   よび各トナー通過孔内に電界を形成するように該絶縁性
   基板を挟んでそれぞれ設けられており、各トナー通過孔
   に連通する貫通孔が形成された一対の電極、を有するト
   ナー制御手段と、 該トナー制御手段に設けられた、超音波振動を発生する
   超音波振動発生手段と、 該トナー制御手段に所定極性に帯電されたトナーを供給
   するように配設されたトナー供給手段と、 該トナー供給手段が該トナーの極性と同極性となるよ
   う、該トナー制御手段と、トナー供給手段との間に直流
   電圧を印加する電圧印加手段と、 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。