JPH0444064A - 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６０−２６３９６２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、さらに、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
ー供給側の電極との間に所定の電位差が設けられ、トナ
ーが記録紙方向へ確実に移動し得るように電界が形成さ
れる。

このような画像形成装置では、各トナー通過孔を通過す
るトナーにより、ドツト（点）が形成され、そのドツト
の集合体により文字等の画像が形成される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例では、トナー制御手段の電極
に入力される電圧信号及びベース電極に印加されるバイ
アス電圧が一定であるために、各トナー通過孔を通過す
るトナーの量が一定になっており、形成される画像の濃
度を変更することは容易ではない。通常、画像濃度を変
更するためには、デイザ法等のデジタル処理が必要にな
り、画像形成装置の構成が複雑になる。このため、例え
ば温度、湿度等の環境の変化によって、画像濃度に変化
が生じた場合でも、画像の濃度を調整することが容易で
ないという問題がある。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、その目的は
、画像濃度を容易に調整することが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） 本発明の画像形成装置は、 トナー通過孔が設けられた絶縁性基板、および該トナー
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
、該トナー通過孔に連通ずる貫通孔が形成された状態で
設けられた一対の電極、を有するトナー制御手段と、 画像情報に応じて、該トナー通過孔内に、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の電位を制御する画像情報
発生手段と、 前記トナー制御手段におけるトナー通過孔のトナー通過
方向側に配設されており、該トナー制御手段におけるト
ナーが供給される側の電極とともにトナー通過方向への
電界を形成するように電圧が印加されるベース電極と、 前記トナー制御手段に振動を付与するべく設けられてお
り、形成すべき画像の濃度に対応させて振動強度が変更
される超音波発生手段と、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） 本発明の画像形成装置では、トナー制御手段における一
対の電極により形成される電界により、各トナー通過孔
内をトナーが通過する。トナー通過孔を通過されたトナ
ーは、ベース電極に印加される電極と、トナー制御手段
におけるトナー供給側の電極とにより形成される電界に
より、該ベス電極側へ搬送される。

トナー制御手段は超音波振動発生手段により超音波振動
が付与されて振動されており、超音波振動発生手段によ
る超音波振動の強度を変更することにより、トナー通過
孔内を通過するトナー量が変動する。それにより、形成
される画像の濃度が変更される。

（実施例） 以下に、本発明を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＝７ る。トナー収容容器１０の上方には、トナー量・ソバ−
等のトナー貯留部に連通しており、該トナー収容容器１
０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、トナー供給口＝８− 一う−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３１
ａが、紙面に直角な方向に配列されている。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。該超音波振動発生手段
４０には、発生される超音波振動の強度を変更するため
の振動強度変更手段４１が設けられている。該振動強度
変更手段４１は、形成される画像濃度を変更する場合に
調整され、例えば、超音波振動発生手段４０に印加され
る電圧を変更して、該超音波振動発生手段４０から発生
される超音波振動の振幅を変更する。なお、振動強度変
更手段４１は、超音波振動発生手段４０を駆動するため
の交流電流の周波数を変更することにより、発生される
超音波振動の強度を変更するようにしてもよい。

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、絶縁性基板３１のトナー通
過孔３１ａに、各貫通孔３５ａが整合した連通状態とさ
れて、それぞれの共通電極３５が絶縁＝９− 性基板３１に取り付けられている。また、絶縁性基板３
１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３
１に取り付けられている。

絶縁性基板３１上の共通基板３５は、接地されており、
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に電圧信号としての
画像信号（制御信号）が入力されている。このことによ
って、各トナー通過孔３Ｉａ毎の印加電圧が調整可能に
構成されている。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与えられ、例えば、画像
を形成すべき情報の場合には＋１００ｖの電圧が印加さ
れ、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。

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３゜のトナー
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７
０上に供給される。該ベース電極６０には、電圧変更手
段６１により所定の電圧とされたバイアス電圧が印加さ
れるようになっている。

このような構成の画像形成装置による画像形成プロセス
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１
０内のトナーがトナー制御手段３０の共通電極３５上に
供給される。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３
１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３ｉａ内へ落人する。

絶縁性基板３１のトナー通過孔３１ａ内に落人したトナ
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、画像信号発生手段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上に供給される。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、該ベース電極６０と共通電極
３５とにより形成される電界により、トナー通過孔Ｈａ
からトナー粒子が供給されることが促進される。トナー
通過孔３Ｌａを通過したトナーは、その電界の電気力線
に沿って落下される。

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、トナーがトナー通過孔３１ａの軸心位置に集中する
力が弱くなり、記録紙上に大きなドツトを形成する。そ
の結果、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１００ＯＶ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
３Ｌａ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。

このようにして画像を形成するに際して、例えば、周囲
の温度や湿度等の環境の変化による画像濃度の変化を補
正する場合、あるいは、形成される画像の濃度を変更す
る場合には、超音波振動発生手段４０に設けられた振動
強度変更手段４１が調整される。

画像を高濃度化する場合には、振動強度変更手段４１に
より、超音波振動発生手段４０から発生される超音波振
動の強度が高められる。これにより、トナー制御手段２
０は高強度で振動され、トナーが通過する方向の電界が
形成された各トナー通過孔３１ａ内には、多量のトナー
が通過する。その結果、各トナー通過孔３１ａを通過し
て記録紙７０上に形成されるトナーのドツト自体が高濃
度になるとともに、ドツト径が太き（なる。従って、記
録紙７０に高濃度の画像が形成される。反対に、画像を
低濃度化する場合には、振動強度変更手段４１により、
超音波振動発生手段４０から発生される超音波振動の強
度が弱められる。これにより、トナー制御手段２０は比
較的低い振動強度で振動され、トナーが通過する方向へ
の電界が形成された各トナー通過孔３１ａ内を通過する
トナー量が減少する。その結果、各トナー通過孔３１ａ
を通過して記録紙７０上に形成されるトナーのドツト自
体が低濃度になるとともに、ドツト径が小さくなる。従
って、記録紙７０に低濃度の画像が形成される。

本発明の画像形成装置では、ピンホール状の各トナー通
過孔３１ａ内にトナーが付着し、さらに各トナー通過孔
３１ａがトナーにより詰まるおそれがあるが、振動強度
変更手段４１により振動強度が変更される超音波振動発
生手段４０を使用して、各トナ通過孔３１ａ内を清掃す
ることができる。各トナー通過孔３１ａ内を清掃する場
合には、記録紙７ｏに対して画像形成動作を行わないと
きに、超音波振動発生手段４０により発生される超音波
振動の強度を、振動強度変更手段４１の調整によって、
強くして、トナー通過孔３１ａが設けられた絶縁性基板
３１を高強度により振動させる。これにより、各トナー
通過孔３ｉａ内に付着しているトナーを、トナー通過孔
３Ｌａから離脱させるとともに、該トナー通過孔３１ａ
内を流動させて除去する。その結果、各トナー通過孔３
１ａ内は、トナーが付着していない状態とされる。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置は、このように、超音波振動発生
手段から発生される超音波振動を、形成される画像濃度
に対応させて変更するようにしているために、画像濃度
の変更がきわめて容易に行える。

成因、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・・・絶縁性基板
、３１ａ・・・トナー通過孔、３３・・・信号電極、３
５・・・共通電極、４０・・・超音波信号発生手段、４
１・・・信号強度変更手段、５０・・・画像情報発生手
段。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナー通過孔が設けられた絶縁性基板、および該ト
   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、該トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された状
   態で設けられた一対の電極、を有するトナー制御手段と
   、 画像情報に応じて、該トナー通過孔内に、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の電位を制御する画像情報
   発生手段と、 前記トナー制御手段におけるトナー通過孔のトナー通過
   方向側に配設されており、該トナー制御手段におけるト
   ナーが供給される側の電極とともにトナー通過方向への
   電界を形成するように電圧が印加されるベース電極と、 前記トナー制御手段に振動を付与するべく設けられてお
   り、形成すべき画像の濃度に対応させて振動強度が変更
   される超音波発生手段と、 を具備する画像形成装置。