JPH0444062A - 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一 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か設けられ、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
の果合体により文字等の画像が形成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の画像形成装置では、上記バイ
アス電圧及び制御信号の印加電圧が一定であるために、
画像濃度を調整、変更するためには、デイザ法等のデジ
タル処理が必要であり、画像濃度の調整は容易ではない
。

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、ドツト毎に濃度階調や面積階調をつけることがで
き、形成される画像濃度を精密に変更できる画像形成装
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挾んで
、トナー通過孔に連通ずる貫通孔が形成された状態でト
ナー通過孔に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、トナー通過孔内に、少な
（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を所定電位とする
画像情報発生手段と、 該画像情報発生手段により、前記トナー制御手段の一対
の電極間の所定電位とされる時間を変更する信号時間調
整手段と、 前記トナー制御手段における各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
、 を具備してなり、そのことにより上記目的が達成される
。

また、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
、トナー通過孔に連通ずる貫通孔が形成された状態でト
ナー通過孔内に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、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を所定電位とす
る画像情報発生手段と、 該画像情報発生手段により、前記トナー制御手段の一対
の電極間の所定電位とされるその電位を変更する信号電
位調整手段と、 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、 を具備してなり、そのことにより上記目的か達成される
。

（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したトナー
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、該ベース電極側へ搬送される。

出力時間調整手段は、トナー通過孔内にトナー通過方向
への電界を形成する際に、その電界形成時間を変更する
。これにより、トナー通過孔内を通過するトナー量が変
更され、そのトナーにより形成されるドツトの濃度およ
びドツトの径が変更される。

信号電位調整手段は、トナー通過孔内にトナー通過方向
への電界を形成する際に、その形成される電界の強度を
変更する。これにより、トナー通過孔内を通過するトナ
ー量が変更され、そのトナーにより形成されるドツトの
濃度およびドツトの径が変更される。

（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
か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、ファクンミ１八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３１
ａが、トナー供給ローラ２０の軸心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、該顔合波振動発生手段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、ビンポール状の各トナー
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ポール状の貫通孔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３
１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からは各信号電極３３に電圧信号として
の画像信号が出力されている。該画像情報発生手段５０
は、画像情報に応じて所定の正電位および負電位を各信
号電極３３に与えるようになっている。本実施例では、
例えば、画像を形成すべき情報の場合には、＋ｔｏｏｖ
の電圧を各信号電極３３に印加し、画像を形成する必要
のない非画像情報の場合には、−ｔｏｏｖの電圧を、各
信号電極３３に印加するようになっている。

そして、該画像情報発生手段５０には、出力される画像
信号の時間を変更する出力時間調整手段５１が設けられ
ている。該出力時間調整手段５１は、例えば、形成すべ
き画像を高濃度にする場合には、画像信号を出力する時
間が長くなるように調整され、反対に、形成すべき画像
を低濃度にする場合には、画像信号を出力する時間が短
くなるように調整される。

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の動作について説明する
。

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３Ｉａ内に落人した］・
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３３Ｈ 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
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、３００〜１．０００Ｖ
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、記録紙上に大きなトノ］・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、バイァス電圧が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
３１ａ内には、上側の共通号電極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、信号電極３３に印加される電圧により、ト
ナー通過孔３１ａ内に対するトナーの通過および通過停
止が制御される。

このとき、形成すべき画像の濃度に対応させて、画像情
報発生手段５０に設けられた出力時間調整手段５１が調
整される。例えば、形成される画像を高濃度にする場合
には、出力時間調整手段５１を調整することにより、画
像情報発生手段５ｏから画像形成信号として信号電極３
３に印加される＋ｉｏｏ　ｖの電圧の印加時間を長くし
て、トナー通過孔３１ａ内を通過するトナー量を多くす
る。これにより、トナー通過孔３１ａを通過したトナー
により記録紙７ｏ上に形成されるドツト自体が高濃度に
なるとともにドソト径が大きくなり、高濃度の画像が形
成される。

反対に、形成される画像を低濃度にする場合には、出力
時間調整手段５１を調整することにより、画像情報発生
手段５０から画像信号として信号電極３３に印加される
＋１００■の電圧の印加時間を短くして、トナー通過孔
３１ａ内を通過するトナー量を少なくする。これにより
、トナー通過孔３１ａを通過したトナーにより記録紙７
０上に形成されるドツト自体が低濃度になるとともにド
ツト径が小さくなり、記録紙７０上に低濃度の画像が形
成される。

第３図は、本発明の他の実施例の画像形成装置の要部を
示している。本実施例では、画像情報発生手段５０には
、画像形成信号として出力される電圧値を変更する信号
電位調整手段５２が設けられている。画像情報発生手段
５０から画像形成信号として信号電極３３に印加される
電圧値は、形成される画像の濃度に対応させて、＋１Ｏ
ＯＶを中心に変更される。例えば、形成される画像を高
濃度にする場合には、信号電位調整手段５２を調整する
ことにより、画像情報発生手段５０から画像形成信号と
じて信号電極３３に印加される電圧値を＋１００■より
も高くして、トナー通過孔３Ｌａ内に形成される電界強
度を大きくする。これにより、トナー通過孔３１ａを通
過するトナー量が多くなり、記録紙７０上に形成される
ドツト自体が高濃度になるとともにドツト径か大きくな
る。その結果、記録紙７０上に高濃度の画像が形成され
る。反対に、形成される画像を低濃度にする場合には、
出力電位調整手段５２を調整することにより、画像情報
発生手段５０から画像信号として信号電極３３に印加さ
れる電圧値を＋１００■よりも低くして、トナー通過孔
３１ａ内に形成される電界強度を小さくする。これによ
り、トナー通過孔３１ａを通過するトナー量が少なくな
って、記録紙７０上に形成される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。その結果、記録紙
７゜上に低濃度の画像が形成される。

なお、本発明は上記した実施例のように、超音波振動発
生手段を有する場合に限らず、該超音波振動発生手段が
設けられていなくてもよい。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置は、このように、トナー通過孔に
形成される電界のその形成時間を変更することにより、
あるいは、トナー通過孔に形成される電界強度を変更す
ることにより、画像を形成するトナーのドツト自体の濃
度およびドツト径が変更されて画像の濃度が調整される
ために、所望の画像濃度が簡潔な構成で得られる。

４、゛　　　の　　なセ日 第１図は本発明の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、第３図は本発明の他の実施例
における画像形成装置の要部構成図である。

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、５０・・・画像情報発生手段、５１
・・・出力時間調整手段、５２・・・信号電位調整手段
。

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、トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された状態
   でトナー通過孔に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、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を所定電位と
   する画像情報発生手段と、 該画像情報発生手段により、前記トナー制御手段の一対
   の電極間の所定電位とされる時間を変更する信号時間調
   整手段と、 前記トナー制御手段における各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
   、 を具備する画像形成装置。 ２、トナー通過孔が設けられた絶縁性基板、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、トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された状態
   でトナー通過孔内に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、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を所定電位
   とする画像情報発生手段と、 該画像情報発生手段により、前記トナー制御手段の一対
   の電極間の所定電位とされるその電位を変更する信号電
   位調整手段と、 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、 を具備する画像形成装置。