JP2000301756A - 粉体現像剤噴射式画像形成装置に用いられるクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 個別電極４０に電圧を印加して、現像剤
担持体１２に保持されている現像剤１６を基板３２の貫
通孔３８を介して飛翔させ、基板３２を挟んで現像剤担
持体１２の反対側にある記録媒体３４に付着させる粉体
現像剤噴射式画像形成装置において、貫通孔３８の周辺
及び内面に付着した現像剤１６を取り除くために、上記
基板３２は圧電材料からなり、さらに基板３２の表面に
配置された一対の櫛型電極４８と、該一対の櫛型電極４
８に電圧を印加し、これにより基板表面に表面弾性波を
発生させる出力部とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に形成された
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】粉体現像剤噴射式画像形成装置として、
米国特許第５，４７７，２５０号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
持する現像剤担持体と、現像剤担持体に所定の間隔を置
いて対向する背面電極と、現像剤担持体上の現像剤を背
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。現像剤担持体と背面電極との間には基板が配置さ
れ、この基板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。基板には、現像剤担持体と背面
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、基板は、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
像に対応した画像信号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、現像剤担持体に保持
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。従って、印加電圧により生じる付勢力
と、現像剤担持体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体から分離
し、対応する貫通孔を介して、基板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
上に目的の画像が作成される。

【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、基板表面を振動させる
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
を有する基板を有し、上記複数の貫通孔を介して粉体現
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、上記基板
は圧電材料からなり、さらに、基板表面に配置された一
対の櫛型電極と、上記一対の櫛型電極に電圧を印加し、
これにより基板表面に表面弾性波を発生させる出力部と
を有することを特徴とするものである。

【０００７】

【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、紙面表裏方向に
伸びた、アルミニウムなどの導電性の材料からなる薄膜
状のスリーブ（現像剤担持体）１２とスリーブ１２に近
接した現像剤供給ローラ１４とを有し、現像剤供給ロー
ラ１４からスリーブ１２に粉末の現像剤１６が供給され
るようになっている。スリーブ１２は矢印１８で示す方
向に回転自在に支持されている。また、スリーブ１２
は、第１のバイアス電源２０に接続され、所定の電圧
（本実施形態では負極性のバイアス電圧Ｖ_B1）が印加で
きるようにしてある。

【０００８】さらに、スリーブ１２の図面上側部分に対
向して、ステンレスなどの導電性材料からなるブレード
２２が取り付けられている。このブレード２２は、上記
スリーブ部分と所定の圧力で接触するようになってお
り、スリーブ１２の回転に伴ってブレード先端部を通過
する現像剤１６は、スリーブ１２外周に均一な薄膜を形
成するとともに所定の極性（本実施形態では負極性）に
摩擦帯電する。さらに、ブレード２２は所定のバイアス
電圧が印加されており、このバイアス電圧とスリーブ１
２のバイアス電圧Ｖ_B1との電位差により現像剤１６の帯
電量を変えることができる。

【０００９】スリーブ１２の図面左側には、このスリー
ブ１２と所定の間隔をあけて背面電極ローラ（背面電
極）２６が、スリーブ１２と平行に設けてある。背面電
極ローラ２６は矢印２８で示す方向に回転自在に支持さ
れている。また、背面電極ローラ２６は第２のバイアス
電源３０に接続され、所定の電圧（本実施形態では正極
性のバイアス電圧Ｖ_B2）が印加できるようにしてある。
バイアス電圧Ｖ_B1、Ｖ_B2の値は、スリーブ１２と背面電
極ローラ２６との電位差によってそれらの間に形成され
る電界により、スリーブ１２に担持されている負極帯電
現像剤１６が背面電極ローラ２６に向けて吸引される
が、その吸引力だけでは現像剤１６がスリーブ１２から
分離しないように調節されている。

【００１０】スリーブ１２と背面電極ローラ２６との間
には、ＰＺＴやＬｉＮｂＯ₃などの圧電材料（その機能
は後述）からなる基板３２が配置されており、固定部材
３３ａ、３３ｂによってその両端部が固定されている。
スリーブ１２と基板３２の間隔は、現像剤担持ローラ１
２に保持されている現像剤１６が基板３２との接触によ
り掻き取られない程度に、両者の間に僅かの隙間を設け
るか、または両者の接触圧を最小限に抑えるように設定
する。他方、背面電極ローラ２６と基板３２の間隔は、
これらの間を記録媒体３４（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３４に付着した現像剤１６が基板３２と接触し
ない程度の空間が形成されるように設定する。

【００１１】図１、２に示すように、基板３２の一部、
すなわちスリーブ１２と背面電極ローラ２６とが対向す
る領域（印刷領域３６）に含まれる部分には、この基板
３２を貫通する複数の孔３８が、スリーブ１２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。
基板３２はまた、その表面又は内部に各貫通孔３８につ
いてこれを囲むリング状の個別電極４０を備えている。
個別電極４０は第１の電源回路４２を介してコントロー
ラ４４に接続されている。このコントローラ４４は、画
像形成装置で作成する画像に対応した信号を受け、電源
回路４２に信号を送り、この信号に基づいて第１の電源
回路４２が各個別電極４０にパルス電圧４６を印加する
ようにしてある。

【００１２】また、図２（ａ）に最もよく示されるよう
に、基板３２の表面には、スリーブ１２の回転方向１８
に関して孔３８の上流側の部分に、貫通孔列３８と所定
の間隔を置いて一対の櫛型電極４８ａ、４８ｂが形成さ
れている。具体的には、櫛型電極４８ａ、４８ｂはそれ
ぞれ、貫通孔列３８と略垂直に伸びるとともに貫通孔列
３８の長さ程度の間隔をあけて対向して配置された端子
５０ａ、５０ｂを有する。また、等間隔に配置された複
数の電極部５２が、各端子５０から貫通孔列３８と略平
行に別の端子５０近傍まで伸びている。櫛型電極４８
ａ、４８ｂの電極部５２ａ、５２ｂは、互いに交互に配
置されている。櫛型電極４８ａ、４８ｂの端子５０ａ、
５０ｂはさらに、第２の電源回路５４を介してコントロ
ーラ４４に接続されており、例えば５ＭＨｚ程度で電圧
の最大値と最小値の差が例えば１００Ｖの高周波電圧が
印加できるようになっている。なお、基板３２の圧電素
子の配置は、櫛型電極４８に高周波電圧を印加すること
によって基板３２の表面付近の各点に楕円運動を生じさ
せ、これにより、基板３２の櫛型電極４８側から反対側
に向かって基板表面を進行する弾性表面波が発生するよ
うに設定されている。

【００１３】次に、図１を参照して、上記のように構成
された画像作成部１０の画像作成動作を説明する。画像
作成時、記録媒体３４が印刷領域３６に運ばれると、こ
の記録媒体３４と同期を取ったコントローラ４４からの
信号を受けて、第１の電源回路４２が個別電極４０にパ
ルス４６（ここでは正極性）を印加する。

【００１４】その結果、個別電極４０とこれに対向する
スリーブ部分との間には、このスリーブ部分に保持され
ている負極性現像剤１６を背面電極ローラ２６に向けて
付勢する新たな電界が形成される。この新たに形成され
た電界は、すでに第１と第２のバイアス電源２０、３０
によりスリーブ１２と背面電極ローラ２６との間に形成
されている電界と相俟って、スリーブ部分に担持されて
いる一群の現像剤１６をスリーブ１２から飛翔させる。

【００１５】飛翔した現像剤は、対応する孔３８を通
り、この孔３８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３４に付着した現像剤は記録媒体３４と共に図
外の定着ローラに運ばれ、そこで加熱溶融されて記録媒
体３４に固定される。

【００１６】続いて、貫通孔３８の周辺及び内面に付着
した現像剤１６の移動除去方法を説明する。非印字時
に、櫛型電極４８に高周波電圧を印加すると、基板３２
の櫛型電極４８側から反対側に向かって基板表面に弾性
表面波が進行し、これが孔３８周辺に伝わる。他方、基
板３２の表面付近の各点に生じる楕円運動の回転は、基
板表面で櫛型電極４８に向かう向きである。その結果、
孔３８の周辺に付着していた現像剤１６は櫛型電極４８
側に移動する。その後、孔３８の周辺から移動させた現
像剤１６を適当な手段を用いて除去する。なお、弾性表
面波は孔３８の内壁まで伝わるので、これによりこの内
壁に付着した現像剤１６を移動することも可能である。

【００１７】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、
上記実施形態では、櫛型電極４８を、スリーブ１２の回
転方向１８に関して孔３８の上流側の基板表面部分に配
置したが、孔３８の下流側に設けてもよい。また、背面
電極側の基板表面に櫛型電極４８を設けることで、基板
３２の背面電極側に付着した現像剤１６を移動させるこ
ともできる。

【００１８】また、上記実施形態では、孔３８近傍の現
像剤１６の除去を非印字時に行っていたが、本発明に係
るクリーニング装置は、基板３２の表面のみを振動させ
る構成であるので、印字時と同時にクリーニングを行っ
ても印字動作に影響を与えることがない。

【００１９】加えて、スリーブ１２と背面電極ローラ２
６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１６の極性は、以上に説明した現像剤の飛翔
に悪影響を与えない範囲で変更できる。

【００２０】さらに、現像剤担持体、背面電極はスリー
ブや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１６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１６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。

【００２１】さらにまた、基板３２に形成する孔３８は
複数列設けてもよいし、その配置形態は千鳥状態であっ
てもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る画像形成装置では、弾性表
面波を用いて孔３８周辺及び内面に付着した現像剤１６
を移動除去し、これにより安定した画像を長期間にわた
って形成することができる。

【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作成部を模
式的に表した断面図。

【図２】 （ａ）基板をクリーニングするための装置の
平面図。（ｂ）基板に形成した孔の配置を示す拡大平面
図。

【符号の説明】

１０：画像作成部、１２：スリーブ（現像剤担持体）、
１４：供給ローラ、１６：現像剤、２０：第１のバイア
ス電源、２２：ブレード、２６：背面電極ローラ（背面
電極）、３０：第２のバイアス電源、３２：基板、３
３：固定部材、３４：記録媒体、３８：孔、４０：個別
電極、４６：パルス、４８：一対の櫛型電極、５０：端
子、５２電極部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C061 AQ03 CM05 2C162 AE94 AH23 AJ05 AJ07 CA24 2H034 AA00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の貫通孔を有する基板を有し、上記
   複数の貫通孔を介して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、 上記基板は圧電材料からなり、さらに、 基板表面に配置された一対の櫛型電極と、 上記一対の櫛型電極に電圧を印加し、これにより基板表
   面に表面弾性波を発生させる出力部とを有することを特
   徴とするクリーニング装置。