JP2634482B2 - 画像形成装置のクリーニング方法 - 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のクリー
ニング方法に関する。

（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
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、ドット（点）が形成され、そのドッ
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問題） このような画像形成装置では、長期にわたって画像形
成動作を行うと、ピンホール状のトナー通過孔にトナー
が付着して、該トナー通過孔がトナーにより詰まるおそ
れがある。トナー通過孔がトナーにて詰まると、記録紙
上に形成される画像に白抜けが生じる等、画質が著しく
低下する。

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、トナー通過孔に付着するトナーを確実に除去し
得る画像形成そうちのクリーニング方法を提供すること
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のクリーニング方法は、 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振動を付与するように設けられ
た超音波振動発生手段と、を具備する画像形成装置にお
いて、 画像形成動作が停止されている場合に、前記トナー通
過孔内のトナーを除去するべく、画像形成動作時よりも
該絶縁性基板に付与される超音波振動の強度が強くなる
ように該超音波振動発生手段を動作させ、次いでトナー
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、前記トナー制御手段の対をなす電極間に電圧を印加
することを特徴と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のクリーニング方法では、画像
形成動作が停止されている場合に、超音波振動発生手段
を動作させると、トナー制御手段が超音波振動されて、
トナー通過孔内に付着したトナーが該トナー通過孔から
離脱され、トナー通過孔内のトナーが確実に除去され
る。

（実施例） 以下、本発明を実施例について説明する。

本発明のクリーニング方法は、第１図に示す画像形成
装置により実施される。該画像形成装置は、粉体トナー
が収容されたトナー収容容器10を有する。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。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、トナー供給ローラー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、
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が入
力されている。このことによって、各トナー通過孔31a
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30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70上に供給さ
れる。該ベース電極60には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装置の
クリーニング方法について説明する。

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31を介して一定
振幅の超音波振動が付与されているため、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31a内へ落入する。

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3
3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31a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31a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、トナーを
トナー通過孔31aの軸心位置に集中させる力が弱くな
り、記録紙上に大きなドットを形成する。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31
a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。

このような画像形成装置では、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。このため
に、画像形成動作が停止されている場合、例えば、画像
形成装置におけるメインスイッチがオンされた後に画像
形成動作が可能になるまでの所定時間にわたって、ある
いは、メインスイッチがオフされた後に所定時間にわた
って、各トナー通過孔のクリーニング動作が実施され
る。このクリーニング動作は、超音波振動発生手段40か
らトナー制御手段30における絶縁性基板31に付与される
超音波振動の強度が、通常の画像形成動作時よりも強く
なるように、振動強度変更手段41が調整され、その後に
超音波振動発生手段40が駆動される。該超音波発生手段
40により発生される超音波振動は、絶縁性基板31を振動
させて、各トナー通過孔31aに付着したトナーが、各ト
ナー通過孔31aから離脱した状態になる。そして、この
ような状態になると、前記画像情報発生手段50により、
画像非形成信号と同様の負電圧を信号電極33に印加す
る。これにより、トナー通過孔31aから離脱したトナー
がトナー供給ローラ20側へ戻され、トナー通過孔31aに
付着していたトナーが、該トナー通過孔31aから除去さ
れる。

なお、本実施例においては、画像形成動作時に超音波
振動発生手段によりトナー制御手段を振動させるように
しているが、該超音波発生手段は、トナー制御手段の各
トナー通過孔に付着したトナー等を除去するためにのみ
使用してもよい。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置のクリーニング方法は、このよ
うに、画像形成動作が停止されている場合に、トナー制
御手段が超音波振動されるために、トナー通過孔内に付
着したトナーが確実にトナー通過孔から除去することが
できる。従って、画像形成装置は、高画質な画像を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の清掃方法が実施される画像形成装置の
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、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、40……超音
波信号発生手段、41……振動強度変更手段、50……画像
情報発生手段。

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振動を付与するように設けられた
   超音波振動発生手段と、を具備する画像形成装置におい
   て、 画像形成動作が停止されている場合に、前記トナー通過
   孔内のトナーを除去するべく、画像形成動作時よりも該
   絶縁性基板に付与される超音波振動の強度が強くなるよ
   うに該超音波振動発生手段を動作させ、次いでトナーを
   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、前記トナー制御手段の対をなす電極間に電圧を印加
   することを特徴とする画像形成装置のクリーニング方
   法。