JP2000203074A - 粉体現像剤噴射式画像形成装置のクリ―ニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の貫通孔と各貫通孔の近傍に位置する個
別電極とを設けた、非伝導性材料からなる板を有し、個
別電極に電圧を印加し、貫通孔内の電界強度を変えるこ
とにより、上記複数の貫通孔を介して荷電性粉体現像剤
を飛翔させて画像を作成する粉体現像剤噴射式画像形成
装置に用いるクリーニング装置を提供する。 【解決手段】 所定のバイアス電圧を印加させた、導電
性材料からなるスペーサ部材５０を上記板２６と接触さ
せる。クリーニング時に、個別電極３６に対し、少なく
とも第１の電圧と第２の電圧を交互に繰り返し印加する
ことによって上記板２６を振動させ、その結果、貫通孔
２４の内面及び近傍に付着した現像剤１８を移動させ
る。また、クリーニング時に個別電極３６に印加する電
圧は、画像作成時に個別電極３６に印加する電圧と異な
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板に形成された複
数の貫通孔を介して粉体現像剤を噴射し、これにより記
録媒体上に画像を形成する粉体現像剤噴射式画像形成装
置において、上記複数の貫通孔及びその近傍に付着して
いる現像剤を除去するクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記画像形成装置の一態様として、米国
特許第５、４７７、２５０号公報に開示されているもの
がある。この画像形成装置は、荷電性の粉体現像剤を担
持する現像剤担持ローラと、現像剤担持ローラに所定の
間隔を置いて対向する背面電極と、現像剤担持ローラ上
の現像剤を背面電極に向けて付勢する電界を形成するた
めの電源を有する。現像剤担持ローラと背面電極との間
には隔壁が配置され、この隔壁と背面電極との間に記録
媒体の通過できる空間が形成されている。隔壁は、現像
剤担持ローラと背面電極との対向する領域に位置する部
分に、複数の貫通孔が形成されている。また、隔壁は、
各貫通孔の周囲に個別電極を有し、各個別電極が駆動電
源に接続されている。

【０００３】この画像形成装置によれば、作成すべき画
像に基づく画像信号に対応した電圧が駆動電源から個別
電極に印加される。このとき、印加電圧は、現像剤担持
ローラに保持されている現像剤を背面電極に向けて電気
的に付勢する極性を有する。したがって、この印加電圧
により生じる電界の付勢力と、現像剤担持ローラと背面
電極との間に形成されている電界の付勢力との協力によ
り、印加された個別電極に対向する位置にある一群の現
像剤が現像剤担持ローラから分離し、対応する貫通孔を
介して、隔壁と背面電極との間にある記録媒体に到達
し、この記録媒体上に現像剤のドットが形成される。そ
して、ドットの集合により記録媒体上に目的の画像が形
成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに粉体の現像剤を貫通孔を介して飛翔させる形態の画
像形成装置では、貫通孔の周辺及び内面に現像剤が付着
し、印字を継続することでその量が次第に多くなって記
録媒体上に形成されるドットの径が小さくなるという本
質的問題がある。また、最悪の場合、貫通孔が現像剤で
塞がれ、対応する部分のドットが作成されない事態が生
じる。

【０００５】そこで、本発明は、隔壁を振動させること
により、貫通孔の周辺及び内面に付着した現像剤を効果
的に除去するクリーニング装置を備えた粉体現像剤噴射
式画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に係るクリーニング装置は、複数の
貫通孔と各貫通孔の近傍に位置する個別電極とを設け
た、非伝導性材料からなるシートを有し、個別電極に電
圧を印加し、貫通孔内の電界強度を変えることにより、
上記複数の貫通孔を介して荷電性粉体現像剤を飛翔させ
て画像を作成する粉体現像剤噴射式画像形成装置に用い
るクリーニング装置であって、所定のバイアス電圧を印
加させた、導電性材料からなるスペーサ部材を上記シー
トと接触させ、クリーニング時に、個別電極に対し、少
なくとも第１の電圧と第２の電圧を交互に繰り返し印加
することによって上記シートを振動させる、電圧変更手
段を有することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に係るクリーニング装置は、請求
項１のクリーニング装置において、クリーニング時に個
別電極に印加する電圧が、画像作成時に個別電極に印加
する電圧と異なることを特徴とするものである。

【０００８】請求項３に係るクリーニング装置は、請求
項２のクリーニング装置において、クリーニング時にス
ペーサ部材に印加するバイアス電圧が、画像作成時にス
ペーサ部材に印加する電圧と異なることを特徴とするも
のである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る
粉体現像剤噴射式画像形成装置における画像作成部１０
の概略構成を示す。画像形成部１０は現像ローラ１２を
有する。現像ローラ１２は導電性材料からなり、図示し
ないモータにより矢印１４方向に回転駆動可能としてあ
る。また、現像ローラ１２は、第１のバイアス電源１６
に接続され、所定の電圧Ｖ_B1（例えば−１００Ｖ）が印
加できるようにしてある。現像ローラ１２にはスリーブ
１７が外装され、このスリーブ１７の外周面に、所定の
極性（ここでは負極性）に帯電した粉体現像剤１８が担
持されている。スリーブ１８は、アルミニウム、ステン
レスなどの導電性材料からなる薄膜で形成されており、
その内径は現像ローラ１２の外径より僅かに大きく作ら
れている。スリーブ１８はまた、その両端部において、
図面上右側の部分が図示しない押圧部材により現像ロー
ラ１２に押圧されており、図面上左側の部分（自由部１
９）を現像ローラ１２と非接触に保ちながら、現像ロー
ラ１２の回転にしたがって矢印１４方向に回転するよう
にしてある。

【００１０】現像ローラ１２の近傍には、スリーブ１７
の自由部１９に対向してローラ状の背面電極２０が、現
像ローラ１２と平行に設けてある。背面電極２０は矢印
２２で示す方向に回転自在に支持されている。また、背
面電極２０は第２のバイアス電源２４に接続され、所定
の電圧Ｖ_B2（例えば＋８００Ｖ）が印加できるようにし
てある。

【００１１】スリーブ１７と背面電極２０との間には隔
壁２６が配置されている。背面電極２０と隔壁２６の間
隔は、これらの間を記録媒体２８（例えば、紙、樹脂フ
ィルム）が通過できるとともに、後に説明するように、
この記録媒体２８に付着した現像剤１８が隔壁２６と接
触しない程度の空間３０が形成されるように設定する。

【００１２】隔壁２６は非導電性材料からなる薄い板で
形成されている。図１、２に示すように、隔壁２６の一
部、すなわちスリーブ１７と背面電極２０とが対向する
領域（印刷領域３２）に含まれる部分には、この隔壁２
６を貫通する複数の孔３４が、現像ローラ１２（及びス
リーブ１７）の中心軸と平行な線上に、所定の間隔をあ
けて形成されている。隔壁２６の内部または表面には、
各孔３４を囲むように、リング状の個別電極３６が設け
てある。各個別電極３６は電源回路３７に接続され、バ
イアス電圧Ｖ_B3が印加できるようにしてある。また、電
源回路３７はコントローラ（画像制御部）３８に接続さ
れており、コントローラ３８から出力される信号に応じ
て、以下に示すようにバイアス電圧Ｖ_B3を調整するよう
に構成されている。

【００１３】隔壁２６のスリーブ対向面には、現像剤の
搬送方向に関して孔３４の上流側に板状の導電性スペー
サ５０が配置されている。また、孔３４の近傍に位置す
るスペーサ先端部５２がスリーブ１７に保持されている
現像剤１８に接触するようになっており、これにより、
スリーブ１７と隔壁２６との距離が一定に保たれるよう
になっている。さらに、スペーサ５０は、現像ローラ１
２の電位Ｖ_B1と等しくなるように、第１のバイアス電源
１６に接続されており、その結果、後述する現像剤１８
の飛翔が、スペーサ５０によって生じる電界からの影響
を受けないようになっている。

【００１４】このように構成された画像作成部１０の画
像作成動作について、図１と図３（ａ）を参照しながら
説明する。現像ローラ１２、背面電極ローラ２０は、そ
れぞれ矢印１４、矢印２２方向に一定の速度で回転す
る。画像信号が未入力状態で、コントローラ３８は電源
回路３７に所定の信号を出力する。この信号に対応し
て、電源回路３７は、個別電極３６に印加するバイアス
電圧Ｖ_B3をＶ₃₀（例えば−１００Ｖ）に設定する。バイ
アス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2、Ｖ₃₀の値は、これらのバイアス電
圧を印加することで現像ローラ１２と背面電極ローラ２
０との間に形成される電界Ｅ₁により、スリーブ１７に
担持されている負極性帯電現像剤１８が背面電極ローラ
２０に向けて吸引されるが、その吸引力だけでは現像剤
１８がスリーブ１７から分離しないように設定されてい
る。

【００１５】時刻ｔ₀において記録媒体２８の印刷部が
印刷領域３２に運ばれ、さらに、画像信号が入力される
と、コントローラ３８は作成すべき画像の各画素に対応
して、電源回路３７に所定の信号を出力する。この信号
を受信すると、個別電極３６に印加するバイアス電圧Ｖ
_B3をＶ₃₀（−１００Ｖ）からＶ₃₁（例えば＋４５０Ｖ）
に切り替える。これにより、現像ローラ１２から背面電
極ローラ２０に向かって大きな電界Ｅ₂（>Ｅ₁）が形成
される。これにより、対応する貫通孔３４に対向する現
像スリーブ部分に保持されている現像剤１８は、スリー
ブ１７から分離するだけのクーロン力を受けてスリーブ
１７より分離し飛翔する。

【００１６】この大きな電界Ｅ₂の形成される時間は限
られており、時刻ｔ₀から時刻ｔ₁までである。時刻ｔ₁
になると、電源回路３７から個別電極３６に印加するバ
イアス電圧Ｖ_B3は、Ｖ₃₁（＋４５０Ｖ）からＶ₃₀（−１
００Ｖ）に低下する。これにより、現像ローラ１２から
背面電極ローラ２０に向かって形成される電界はＥ₂か
らＥ₁に低下し、その結果、スリーブ１７からの現像剤
１８の分離が終了する。

【００１７】飛翔した現像剤１８の集団は対応する孔３
４を通り、この孔３４に対向する記録媒体部分に付着し
てドットを形成する。そして、このようにして形成され
た多数のドットの集合により目的の画像が作成される。
なお、記録媒体２８に付着した現像剤は記録媒体２８と
共に図示しない定着工程に運ばれ、そこで加熱溶融され
て記録媒体２８に固定される。

【００１８】次に、クリーニング動作について説明す
る。画像信号が未入力状態で個別電極３６にはバイアス
電圧Ｖ₃₀（−１００Ｖ）が印加されており、クリーニン
グ時、コントローラ３８から出力信号を受けると、電源
回路３７は個別電極３６に対し所定の電圧Ｖ₃₂（例えば
−７００Ｖ）とバイアス電圧Ｖ₃₀（−１００Ｖ）を図３
（ｂ）に示すように所定の周波数ｆ（例えば５ｋＨｚ程
度）で交互に印加する。ここで、上記電圧Ｖ₃₂の値は、
バイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2及びＶ₃₂を印加することで新た
に生じる現像ローラ１２と背面電極ローラ２０との間の
電界により、スリーブ１７から負極性帯電現像剤１８が
剥離しない大きさに設定されている。すなわち、Ｖ
₃₂（−７００Ｖ）は、現像剤１８がスリーブ１７の方に
引きつけられるような値に設定されているので、クリー
ニング時に現像剤１８が孔３４から洩れ出ることがな
い。

【００１９】これにより、個別電極３６と、バイアス電
圧Ｖ_B1（−１００Ｖ）が印加されたスペーサ５０との間
に生じる電界が時間的に変化し、スペーサ５０と隔壁２
６が周波数ｆで振動する。その結果、現像剤１８が孔３
４を飛翔する際に孔３４の内面及び周辺に付着した一部
の現像剤１８を、孔の内面及び周辺から移動させること
ができ、その後これらの現像剤１８は適当な手段によっ
て除去される。なお、画像作成時においても、個別電極
３６に印加する電圧Ｖ₃₁（＋４５０Ｖ）と電圧Ｖ₃₀（−
１００Ｖ）の差（５５０Ｖ）によって隔壁２６が振動す
るが、その振動の大きさは画像作成に影響しない程度の
ものであり、クリーニング時では、個別電極３６に印加
する電圧Ｖ₃₂（−７００Ｖ）とＶ₃₀（−１００Ｖ）の差
（６００Ｖ）は、画像作成時の電圧差より大きく設定さ
れており、これにより、隔壁２６の振動を激しくし現像
剤１８が移動し易いようになっている。

【００２０】以上の説明は本発明の一実施形態に関する
ものであって、本発明は種々改変可能である。例えば、
クリーニング時のスペーサ５０の電位を画像形成時のス
ペーサ５０の電位と異なるように設定することによっ
て、クリーニング時にスリーブ１７から現像剤１８が剥
離するのをより効果的に防止してもよい。具体的には、
例えば図４に示されるスペーサ５０は、第２の電源回路
５４を介してコントローラ３８に接続されており、コン
トローラ３８は、第２の電源回路５４に信号を送り、こ
の信号に基づいて第２の電源回路５４がスペーサ５０
に、画像作成時に所定のバイアス電圧Ｖ_B1（−１００
Ｖ）を印加するとともに、クリーニング時に該バイアス
電圧Ｖ_B1と異なるバイアス電圧Ｖ_B1’（例えば−７００
Ｖ）を印加できるようにしてある。バイアス電圧Ｖ_B1’
の値は、画像形成時のバイアス電圧Ｖ_B1を印加した場合
よりも、負極性現像剤１８がスリーブ１７からより剥離
しにくいように設定される。

【００２１】現像ローラ１２と背面電極２０に印加する
バイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2の極性及び大きさ、現像剤１８
の極性、個別電極３６に印加する電圧Ｖ_B3（すなわちＶ
₃₀、Ｖ₃₁、Ｖ₃₂）は、以上に説明した現像剤の飛翔及び
クリーニングに悪影響を与えない範囲で変更できる。

【００２２】さらに、現像ローラ１２及びスリーブ１７
の代わりに１つの現像剤担持体を用いてもよい。このと
きの現像剤担持体及び背面電極２０はローラに限るもの
でなく、ベルト、剛性の板であってもよい。要するに、
現像剤担持体は現像剤を担持できる部材であればよく、
背面電極は、現像剤担持体と協働して、現像剤担持体に
保持されている現像剤を背面電極に向けて吸引できるこ
とができるものであればよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る画像形成装置では、現像剤
担持体１２と隔壁２６との間に所定のバイアス電圧を印
加したスペーサ５０を設け、個別電極３６に画像作成時
とは異なるパルス電圧を印加することによって、スリー
ブ１７上の現像剤１８を剥離させることなく、隔壁２６
を振動させて孔３４の内面及び周辺に付着した現像剤１
８を移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る画像形成装置の画像形成部を模
式的に表わした断面図。

【図２】 隔壁に形成した孔の配置を示す隔壁の部分平
面図。

【図３】 （ａ）画像作成時に個別電極に印加するパル
ス電圧の波形図。（ｂ）クリーニング時に個別電極に印
加するパルス電圧の波形図。

【図４】 本発明に係る画像形成装置の別の画像形成部
を模式的に表わした断面図。

【符号の説明】

１０：画像形成部、１２：現像ローラ、１３：現像スリ
ーブ、１６：第１のバイアス電源、１８：現像剤、２
０：背面電極、２４：第２のバイアス電源、２６：隔
壁、２８：記録媒体、３４：孔、３６：個別電極、３
８：コントローラ、５０：スペーサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の貫通孔と各貫通孔の近傍に位置す
   る個別電極とを設けた、非伝導性材料からなるシートを
   有し、 個別電極に電圧を印加し、貫通孔内の電界強度を変える
   ことにより、上記複数の貫通孔を介して荷電性粉体現像
   剤を飛翔させて画像を作成する粉体現像剤噴射式画像形
   成装置に用いるクリーニング装置であって、 所定のバイアス電圧を印加させた、導電性材料からなる
   スペーサ部材を上記シートと接触させ、 クリーニング時に、個別電極に対し、少なくとも第１の
   電圧と第２の電圧を交互に繰り返し印加することによっ
   て上記シートを振動させる、電圧変更手段を有すること
   を特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 クリーニング時に個別電極に印加する電
   圧は、画像作成時に個別電極に印加する電圧と異なるこ
   とを特徴とする請求項１のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 クリーニング時にスペーサ部材に印加す
   るバイアス電圧は、画像作成時にスペーサ部材に印加す
   る電圧と異なることを特徴とする請求項２のクリーニン
   グ装置。