JPH0434454A - 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、さらに、微粒子状の粉体トナーしか使用され
ているために、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。

ピンホール状のトナー通過孔が多数形成される絶縁性基
板は、通常、プラスチック製であり、各電極は、多数の
ピンホール状の貫通孔が穿孔されたアルミニウム板を、
各貫通孔が絶縁性基板のトナー通過孔に整合状態となる
ように積層して構成される。

（発明が解決しようとする課題） 近年、画像形成装置では、高画質の画像を形成すること
が要求され、そのために、トナー通過孔の小径化が要望
されている。トナー通過孔を通過したトナーは、記録紙
上にドツトを形成するために、トナー通過孔を小径化す
ることによりドツト径も小径化できる。しかし、トナー
通過孔を小径化すると、トナー通過孔内にてトナーが詰
まるおそれがある。トナー詰まりを抑制するためには、
絶縁性基板の厚みを薄くして、トナー通過孔の軸心方向
を短（すればよい。

しかしながら、多数のトナー通過孔が形成される絶縁性
基板は、各トナー通過孔にそれぞれ所定の電界を形成す
る一対の電界が設けられているため、所定の絶縁破壊強
度が要求され、また、機械的強度も要求される。このた
め、絶縁性基板の厚みを薄くすることは容易ではない。

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、トナー通過孔が形成される絶縁性基板を薄くする
ことができ、従って、トナーが詰まらない小径のトナー
通過孔が形成されるために、高画質な画像を形成し得る
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のトナー制御手段は、トナー通過
孔が設けられたポリイミド製の絶縁性基板、および各ト
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
んでそれぞれ設けられた一対の電極、を有するトナー制
御手段と、該絶縁性基板に超音波振動を付与する超音波
振動発生手段と、 画像情報に応じて、各トナー通過孔内に、少なくともト
ナーが通過する方向へ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を所定電位とする画像情
報発生手段と、 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、トナー通過孔が形成される
絶縁性基板として、薄くても絶縁破壊電圧および引張り
強度を有するポリイミドにより構成しているために、該
絶縁性基板の厚さをｌ１１ｍ以下に薄くできる。従って
、該絶縁基板に小径のトナー通過孔を形成しても、トナ
ーが詰まるおそれがない。

（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、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ｌＯ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は、ポリイ
ミドにより構成されている。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３
１ａが設けられている。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
大きさの上下方向に貫通するピンホール状の多数の貫通
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が整合した状態
とされて、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と同様の大きさの貫通孔３３ａが設けられ
ており、この貫通孔３３ａが、絶縁性基板３１の各トナ
ー通過孔３１ａに整合するように、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上の共通電極３５は、接地されている。

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に電気信号が入力さ
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それぞれ与えられ、例えば、画
像を形成すべき情報の場合には、＋１００Ｖ、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。

多数のトナー通過孔が形成されたポリイミド製の絶縁性
基板３１は、厚さが１ｍｍ以下になっている。

ポリイミドは、絶縁破壊電圧が５０ＫＶ／ｍｍ以上であ
り、しかも引張り強さがＩ　Ｋｇ／　ｍｍ”以上である
ため、その厚さを１１１１１１以下にしても、各電極３
３および３５により印加される電圧をにより破壊される
おそれがなく、また、多数のトナー通過孔３１ａを形成
して各トナー通過孔３１ａに電極を設けても破損するお
それがない。

このような構成の画像形成装置によるトナー像の形成プ
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の各共通電極３５上
に供給される。共通電極３５は、ポリイミド類の絶縁性
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内へ落人する。絶縁性基板
３１は、ポリイミドにより構成されているために、超音
波振動が付与されても破損されるおそれがなく、該絶縁
性基板３１に伝播される超音波により、各共通電極３５
上のトナー塊が確実に破砕される。

絶縁性基板３Ｉ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から対向電極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上に落下スル。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、トナー通過孔３１ａからトナー
粒子が落下することが促進される。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
気信号よりも充分に大きくなっており、負帯電のトナー
の場合には、３００〜１００ＯＶの範囲とされる。該バ
イアス電圧が、３００■より小さいと、トナーの落下位
置にバラツキが生じ、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１００Ｏ
Ｖ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
３１ａ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。これにより、記録紙上に所定の画像
がトナーにより形成される。

ポリイミドフィルム製の絶縁性基板３１では、超音波振
動発生手段４０から印加される超音波振動が該絶縁性基
板３１に付与されても破損するおそれがなく、また、各
トナー通過孔３１ａの穿孔、各トナー通過孔３１ａに各
電極３３および３５を設けても破損しない。また、該絶
縁性基板３１は、厚さが１ｍｍ以下にされているため、
その厚さ方向に貫通されたトナー通過孔３１ａ内にトナ
ー粒子が詰まることが抑制される。このようにポリイミ
ド類の絶縁性基板３１は、高強度であるために、信号電
極３３に印加されるコントロール周波数を高周波化する
ことも可能になる。しかも、ポリイミド類の絶縁性基板
３１は、信号電極３３および共通電極３５をプリント配
線状に形成することも容易である。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置では、絶縁性基板としてポリイミ
ドを使用しているために、ｌｓｍ以下に薄くしても、所
望の絶縁破壊強度および引っ張り強度が得られる。その
結果、トナー通過孔を小径化できるために、トナー通過
孔にトナーが詰まることが抑制され、形成される画像の
画質を著しく向上させることができる。

４、　　　の、　なＵ 第１図は本発明の画像形成装置の一例である構成図、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・・・ポリイミド
製絶縁性基板、３１ａ・・・トナー通過孔、３３・・・
信号電極、３５・・・共通電極、４０・・・超音波振動
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ポリイミド製の絶縁性基
   板、および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それぞれ設けられた一対の電極、を
   有するトナー制御手段と、該絶縁性基板に超音波振動を
   付与する超音波振動発生手段と、 画像情報に応じて、各トナー通過孔内に、少なくともト
   ナーが通過する方向へ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を所定電位とする画像情
   報発生手段と、 を具備する画像形成装置。