JPH04189554A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、更に、微粒子状の粉体トナーを使用するため
に、各トナー通過孔でのトナーの詰まりか抑制される。

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
内に所定方向への電界を形成することにより、トナー通
過孔内をトナー粒子が通過する。

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、トナー粒子を通過させる
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。

（発明が解決しようとする課題） ところで、画像記録媒体として粉体トナーを用いた画像
記録装置における記録画像の解像度は、ピンホール状の
トナー通過孔の形成密度によって決定される。それ故、
解像度を向上しようとすれば、微細加工でトナー通過孔
を形成してトナー通過孔の高集積化を図る必要があるた
め、加工技術上の制約により、解像度の向上を図る上で
限界があった。また、製造コストが高くなるという難点
もある。

本発明はこのような従来技術の課題を解決するものであ
り、加工技術上の制約を伴うことなく、記録画像の解像
度を向上できる画像形成装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像形成装置は、基板に設けたトナー通過孔を
通して用紙にトナーを供給し、これにより画像を形成す
る画像形成装置において、該基板の両面に設けられ、該
トナー通過孔に該トナーを通過させるための電界を形成
する一対の電極と、 画像情報に応じて、該一対の電極間を所定電位に設定す
る画像情報発生手段と、 該トナー通過孔の出側に設けられ、該トナーを所定方向
に偏向する偏向手段と を備えてなり、そのことにより上記目的が達成される。

また、本発明の画像形成装置は、基板に設けたトナー通
過孔を通して用紙にトナーを供給し、これにより画像を
形成する画像形成装置において、該基板の両面に、該ト
ナー通過孔に該トナーを通過させるための電界を形成す
る一対の電極を設けると共に、該トナー通過孔の出側に
位置する電極を分割し、分割された電極と該トナー通過
孔の入側に位置する電極間を選択的に所定電位に設定し
てなり、そのことにより上記目的が達成される。

（作用） 偏向手段によりトナー通過孔を出たトナーを偏向すると
、該トナーが特定の方向（偏向方向）に高密度状態で飛
翔して用紙に付着する。従って、解像度を向上できる。

また、トナー通過孔の出側における電極を分割し、分割
された電極に選択的に電圧を印加すると、選択された電
極とトナー通過孔の入側における電極との間で、トナー
通過孔の軸心に対して斜めになった電界が形成される。

このため、トナー通過孔を出たトナーが電界の方向に応
じて偏向された状態で飛翔して用紙に付着する。従って
、この場合も同様に解像度を同上できる。

（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、トナー
ホッパー等から順次トナーが補給されるトナー収容容器
１０を有する。該トナー収容容器１０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
給手段であるトナー供給ローラ１２の上部が嵌合されて
いる。トナー供給ローラ１２は、ローラ部１３の外周面
に、弾性を有する絶縁体であるスポンジ層１４が取り付
けられて構成されたスポンジローラが使用されている。

該トナー供給ローラ１２の下方には、トナー制御手段２
０が該トナー供給ローラ１２に近接した水平状態で配設
されている。トナー制御手段２０には、画像情報発生手
段４０より画像信号が与えられる。

画像情報発生手段４０は、ワードプロセッサ、ファクシ
ミリ、コンビローラ等の機器本体からの信号に応じて動
作して、画像情報に対応したパルス状の電圧信号を発生
する。この電圧信号に従って、トナー供給ローラ１２か
ら供給される所定の極性に帯電された粉体トナーが、該
トナー制御手段２０により、該トナー制御手段２０の下
方に配置された記録紙６０へのトナーの供給および非供
給が制御される。これにより、該記録紙６０上に所定の
トナー画像が形成される。トナー制御手段２ｏは、トナ
ー供給ローラー１２に圧接されていてもよい。トナー制
御手段２０の下方には、トナー制御手段２０に対向させ
てベース電極５０が設けられている。

ベース電極５０上にはトナー像が形成される記録紙６０
が載置される。ベース電極５０は、載置される記録紙６
０と共に矢印Ａで示す方向に移動するようにしてもよ（
、あるいは、ベース電極５０を固定して、所定の記録紙
搬送手段により記録紙６０のみを移動させるようにして
もよい。トナー制御手段２゜により、所定のトナー像が
記録紙６０上に形成されると、該記録紙６０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６０に定着される。

加えて、トナー制御手段２０には超音波振動発生手段３
０が設けられる。超音波振動発生手段３０は、トナー制
御手段２０に超音波振動を与え、これによりトナー制御
手段２０に形成されたピンホール状のトナー通過孔２２
（第２図参照）に供給されるトナーを破砕し、該トナー
を粒子単位に分解して通過させる。超音波振動発生手段
３０としては、例えばＰＺＴ等の圧電素子を用いる。

次に、第２図に従いトナー制御手段２０およびこれの下
方に配置される偏量手段７０の詳細について説明する。

トナー供給ローラ１２より例えば負帯電のトナーが供給
されるトナー制御手段２０は、ピンホール状のトナー通
過孔２２が明けられた水平状の絶縁性基板２１と、該絶
縁性基板２１の上面に設けられた共通電極２３とを有し
ている。加えて、絶縁性基板２１の下面には、各トナー
通過孔２２に対して、コントロール電極２５が設けられ
る。共通電極２３は、該トナー通過孔２２の上側開口を
覆った状態になっており、トナー供給ローラ１２に近接
した状態、あるいは圧接されている。

共通電極２３とコントロール電極２５には、画像情報発
生手段４０から前記したパルス状の電圧信号が与えられ
る。画像情報発生手段４０は、画像情報に基づいて該電
圧信号を発し、例えば、画像を形成すべき画像形成信号
として＋１００Ｖの電圧をパルス幅に対応した所定時間
コントロール電極２５に印加し、画電極２３．２５間の
電位を１００■に設定する。従って、この時、コントロ
ール電極２５から共通電極２３に向かう電界がトナー通
過孔２２内に形成され、負帯電状態のトナーが該電界に
よってトナー通過孔２２内を落下し、記録紙６０に向か
って飛翔・付着する。

なお、ベース電極５０には、共通電極２３に対して正の
バイアス電圧を印加すると実施する上で好ましいものに
なる。すなわち、このようにすれば、トナー通過孔２２
を通過したトナーかベース電極５０に吸引され、その落
下か促進されるからである。

一方、非画像形成時には、コントロール電極２Ｓに一１
００■の電圧が印加され、これによりトナー通過孔２２
内に上記とは逆向きの電界が形成され、トナーが共通電
極２３側に復帰する。

コントロール電極２５の下方、すなわちトナー制’ｉｆ
［Ｉ］手段２０とベース電極５０との間には、トナー通
過孔２２を通過したトナーを図中破線で示す方向に偏向
する偏向手段７０が配置される。該偏向手段７０は、コ
ントロール電極２５の下方において、図上左右方向に対
設される一対の偏向板７１．７１と、該偏向板７１．７
１間に図示するパルス状の電圧およびこれと反対極性の
パルス状の電圧を印加する給電手段７２とを備えてなる
。

このような偏向手段７０において、給電手段７２より正
極性および負極性のパルス状の電圧を偏向板７１．７１
間に印加すると、該／ｆルス状電電圧極性に応じてトナ
ー通過孔２２を出たトナーが左側又は右側の２方向に偏
向され、これによりトナーを記録紙６０の特定の方向に
集中して付着させることができる。従って、記録画像の
解像度を向上することができる。

第３図は偏向手段７０の変形例を示しており、この変形
例では、偏向板７１．７１間に図示する階段状の電圧を
印加し、これによりトナー通過孔２２を出たトナーを多
方向に偏向し、解像度を向上する構成をとる。

更に、偏向板７１．７１間にアナログの電圧を印加する
ことにしてもよい。該アナログの電圧を印加すれば、ト
ナーを記録紙６０の任意の位置に対して飛翔・付着させ
ることができるので、該アナログの電圧を適宜設定する
ことにより、用紙の主走査方向に対するトナーの付着量
を均一化できる。従って、主走査方向に対して真すぐな
線を記録でき、主走査方向に対して斜めになったギザギ
ザ線が現れるといった不具合を確実に防止できる。

第４図および第５図は本発明の他の実施例を示しており
、この実施例では、コントロール電極２５を第５図に示
すように２分割すると共に、２分割された左右のコント
ロール電極２５０．　２５０に画像情報発生手段４０よ
りパルス状の電圧を選択的に印加し、これにより形成さ
れる電界により、トナー通過孔２２を出たトナーを左右
２方回に偏向させ、上記実施例同様に記録画像の解像度
を同上する。

コントロール電極２５０．２５０に対する選択的印加は
、第４図に示されるスイッチング回路９０を介して行わ
れる。すなわち、図外の制御手段よりスイッチング回路
９０にスイッチ切換信号９１を発して、スイッチ位置を
切り換えてコントロール電［Ｊ５０．２５０に画像信号
に対応した電圧を選択的に印加する。

因みに、共通電極２３と左側のコントロール電極２５０
間に電圧を印加すると、トナー通過孔２２の軸心に対し
て石側に傾いた電界が形成されるので、トナー通過孔２
２を出たトナーが結果的に左側に偏向された状態で飛翔
し、記録紙６０に付着する。

なお、コントロール電極の分割数については２個に限定
されるものではない。

以上の本発明においては、５〜２０μｍの比較的小径の
平均粒径を有しているトナーを使用することか望ましく
、小径のトナーによって解像度の優れた画像を形成でき
る。

トナー制御手段２０と記録紙６ｏとの間隔は、画像情報
発生手段４０から与えられる印加電圧の大きさによって
も異なるか、通常、０３〜２．５−の範囲とされる。

本実施例では、トナー供給ローラ１２としてスポンジロ
ーラを使用している。スポンジローラはその回転に伴っ
てトナー収容容器１ｏ内の凝集トナーを効果的に破砕し
、表面の目地にはトナーがほぼ均一な状態で保持される
ため、トナー制御手段２゜には、常に一定量のトナーが
供給される。

なお、上記各実施例では、絶縁性基板２１の両面に共通
電極２３とコントロール電極２５をそれぞれ設けて、ト
ナー制御手段２０を形成したが、導電性基板の片面側に
絶縁性部材を配設し、該絶縁性部材と導電性基板で形成
される表裏両面に共通電極およびコントロール電極を配
設したトナー制御手段を用いることもできる。

（発明の効果） 請求項１記載の画像形成装置によれば、トナー通過孔を
出たトナーか偏向手段に偏向されて特定の方向に高密度
状態で飛翔して用紙に付着する。

従って、微細加工により、トナー通過孔の高集積化を図
ることなく、解像度を容易に向上できる。

請求項２記載の画像形成装置によれば、基板の両面に設
けられる一対の電極の内の、トナー通過孔の出側の電極
を分割し、分割された電極に選択的に電圧を印加するの
で、選択された電極とトナー通過孔の入側における電極
との間で、トナー通過孔の軸心に対して斜めになった電
界が形成され、このことによりトナー通過孔を出たトナ
ーが電界の方向に応じて偏向される。それ故、請求項１
記載の画像形成装置と同様に解像度を容易に同上できる
。

また、特に請求項１記載の画像形成装置によれば、偏向
手段にアナログの電圧を印加すると、任意の位置に対し
てトナーを飛翔させることができるので、該アナログの
電圧を適宜設定すること（こより、用紙の主走査方向に
対するトナーの付着量を均一化できる。従って、主走査
方向に対して真すくな線を記録でき、主走査方向に対し
て斜めになったギザギザ線が現れるといった不具合を発
生することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の実施例を示す図面、第
２図はその要部を拡大して示す図面、第３図は偏向手段
の変形例を示す図面、第４図は本発明の他′の実施例を
示す図面、第５図はそのコアトロール電極を示す略字平
面図である。 ２０・・・トナー制御手段、２１・・・絶縁性基板、２
２・・・トナー通過孔、２３・・・共通電極　、２５・
・・コントロール電極、４０・・・画像情報発生手段、
７０・・・偏向手段、７１．７１・・・偏向板、７２・
・・給電手段、２５０．２５０・・・コントロール電極
。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板に設けたトナー通過孔を通して用紙にトナーを
   供給し、これにより画像を形成する画像形成装置におい
   て、 該基板の両面に設けられ、該トナー通過孔に該トナーを
   通過させるための電界を形成する一対の電極と、 画像情報に応じて、該一対の電極間を所定電位に設定す
   る画像情報発生手段と、 該トナー通過孔の出側に設けられ、該トナーを所定方向
   に偏向する偏向手段と を備えた画像形成装置。 ２、基板に設けたトナー通過孔を通して用紙にトナーを
   供給し、これにより画像を形成する画像形成装置におい
   て、 該基板の両面に、該トナー通過孔に該トナーを通過させ
   るための電界を形成する一対の電極を設けると共に、該
   トナー通過孔の出側に位置する電極を分割し、分割され
   た電極と該トナー通過孔の入側に位置する電極間を選択
   的に所定電位に設定するようにした画像形成装置。