JPH05138919A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トナー通過孔31aの内にトナーが付着すること
を防止して、常に鮮明な画像を形成し得る画像形成装置
を提供する。 【構成】トナー通過孔31aを有する絶縁性基板31に、ト
ナー通過孔31aを挟んで、信号電極35および共通電極33
が設けられている。両電極35および33間に電界が形成さ
れることにより、トナーがトナー通過孔31aを通過す
る。絶縁性基板31のトナー通過方向側には、ベースロー
ラー60が設けられており、記録紙70がベースローラー60
に巻き付けられて搬送される。画像を形成しない場合に
は、両電極35および33間に交流電源51からの交流電圧に
よりトナーがトナー通過孔31aから剥離されて、ベース
ローラー60に印加される負電源55からの負電位によりト
ナー供給ローラー20側へと戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】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、例えば特開平3-57658号公報等に開示
されている。このような画像形成装置は、通常、帯電さ
れたトナー粒子を、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機構が設けられており、
該トナー制御機構により、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。

【０００３】粉体トナーを制御するトナー制御機構は、
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
通過孔内にトナーが通過する方向への電界を形成するｑ
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。絶縁性基板には超音波振動発生器
が設けられており、該超音波振動発生器により、トナー
通過孔内へトナーを確実に流入させるようになってい
る。

【０００４】また、トナー制御機構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、トナー制御機構におけるトナー供
給側の電極との間に、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。

【０００５】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。そして、記録紙上に形成されたトナー像は、未定着
であるために記録紙は、定着装置へ搬送され、該定着装
置にてトナーが加熱されて溶融されることにより、トナ
ーが記録紙に定着される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような画像形成装
置では、粒径が５〜20μｍ程度の微粉体であるトナーを
使用しているために、強い付着力を有している。このた
め、トナー通過孔内にトナーが付着するおそれがある。
トナー通過孔内にトナーが付着すると、付着したトナー
によりトナー通過孔内のトナーが通流する領域が狭めら
れ、トナー通過孔内を通過するトナー量が減少する。著
しい場合には、トナー通過孔がトナーにより閉塞させて
目詰まりするおそれがある。絶縁性基板に超音波振動を
印加する場合であっても、トナー通過孔内に付着するト
ナーを確実に取り除くことができない。また、トナー通
過孔内に付着したトナーは、何らかの外力によって落下
するおそれもあり、この場合には、記録紙における画像
を形成しない部分にトナーが付着して、かぶりが発生す
る。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、その目的は、トナー通過孔内にトナーが付着す
ることを確実に防止し得て、鮮明な高品位画像を形成で
きる画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、内部をトナーが通過するトナー通過孔が設けられて
おり、該トナー通過孔にトナーが供給される基板と、ト
ナー通過孔内に電界を形成するように該基板を挟んで配
置された一対の電極と、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に電界を形
成するように、前記両電極間を所定電位とする画像情報
発生手段と、該基板のトナー通過方向側に配置されてお
り、前記トナー通過孔を通過したトナーが付着されるよ
うにバイアス電圧が印加されて、表面に記録紙が配置さ
れたベース電極と、前記一対の電極に前記画像情報発生
手段に代えて交流電圧を印加する交流電源と、前記ベー
ス電極に逆極性の電圧を印加するように切り換えられる
電源と、を具備してなり、そのことにより上記目的が達
成される。

【０００９】

【作用】本発明の画像形成装置では、一対の電極によっ
て基板に設けられたトナー通過孔内に電界が形成され、
基板に供給されるトナーが、その電界によってトナー通
過孔を通過する。基板のトナー通過方向側には、トナー
通過孔を通過したトナーが付着するように記録紙が位置
されるベース電極が設けられており、該ベース電極にト
ナー通過孔を通過したトナーを吸引するようなバイアス
電圧が印加されている。そして、トナー通過孔を通過し
たトナーは、記録紙上に付着して所定のトナー画像を形
成する。記録紙に画像を形成しない場合には、一対の電
極には交流電源からの交流電圧が印加されるとともに、
ベース電極には、上記バイアス電圧とは反対極性の電圧
が印加されているために、トナー通過孔内に付着するト
ナーは交番電界によって剥離され、ベース電極に印加さ
れる電圧により、トナー通過孔を通過する方向とは反対
方向へと送給される。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。本
発明の画像形成装置は、図２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を有している。該トナー
収容容器10の下部には、下方に向かって開放された開口
部11が形成されており、該開口部11内には、トナーを下
方へ供給するトナー供給ローラー20が回転可能に配置さ
れている。トナー収容容器10内に収容される粉体トナー
は、トナー供給ローラー20が図２に矢印Ｂで示す方向へ
回転されることにより、順次、下方へと供給される。

【００１１】供給ローラー20の下方には、トナー制御機
構30が該トナー供給ローラー20に近接した状態で設けら
れている。トナー制御機構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。この電気信号に基づいて、トナー供
給ローラー20から送給される粉体トナーが、該トナー制
御機構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。なお、トナー制御機構30は、トナー供
給ローラー20に圧接されていてもよい。

【００１２】トナー制御機構30の下方には、トナー制御
機構30に対向させて金属製のベースローラー60が回転可
能に設けられている。該ベースローラー60には、トナー
制御機構30側には、トナー像が形成される記録紙70が巻
き掛けられており、該ベースローラー60が図１に矢印Ａ
で示す方向へ回転されることによって該記録紙70が搬送
される。ベースローラー60は、接触した記録紙とともに
矢印Ａ方向に回転して記録紙70を矢印Ａ方向に搬送する
ようになっている。

【００１３】トナー制御機構30は、図１に示すように、
水平状に配置された絶縁性基板31を有する。該絶縁性基
板31には、鉛直方向に貫通する多数のトナー通過孔31a
が、トナー供給ローラー20の軸方向に沿って並設されて
いる。各トナー通過孔31aは一定の内径を有している。
また、該絶縁性基板31上には、超音波振動発生器40（図
２参照）が配設されており、該超音波振動発生器40によ
り絶縁性基板31に超音波振動が付与される。

【００１４】該絶縁性基板31の供給ローラー20側の面に
は、各トナー通過孔31aに対応させて、信号電極35がそ
れぞれ設けられており、各信号電極35には各トナー通過
孔31aと同様な直径の貫通孔35aが形成されている。各信
号電極35は、各貫通孔35aが各トナー通過孔31aに整合し
た連通状態になるように絶縁性基板31に固定されてい
る。 絶縁性基板31のベースローラー60側の面には、各
トナー通過孔31aに対応させて、共通電極33がそれぞれ
設けられている。各共通電極33には、絶縁性基板31の各
トナー通過孔31aと同様の内径の貫通孔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3
1aに整合した状態になるように、それぞれの共通電極33
が絶縁性基板31に取り付けられている。

【００１５】絶縁性基板31の信号電極35と共通電極33と
の間には、画像情報発生機構50および交流電源51が第１
切換スイッチ52により選択的に接続されるようなってい
る。第１切換スイッチ52は、記録紙70に画像を形成する
場合には、画像情報発生機構50が各電極35および33に接
続されるように切り換えられ、該画像情報発生機構50か
ら各共通電極33に電圧信号としての画像信号（制御信
号）が入力されて、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る。例えば、負帯電のトナーでは、
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。切
換スイッチ52は、記録紙70に画像を形成しない場合には
切り換えられて、交流電源51が各電極35および33に接続
される。これにより、各電極35および33には、極性が順
次切り換えられた交流電圧が印加される。

【００１６】ベースローラー60には、正電源54および負
電源55が第２切換スイッチ53により選択的に接続される
ようになっている。第２切換スイッチ53は、負帯電のト
ナーでは、記録紙70に画像を形成する場合には、正電源
54が金属製のベースローラー60に接続される。これによ
りベースローラー60には正のバイアス電圧が印加され
る。記録紙70に画像を形成しない場合には、第２切換ス
イッチ56が切り換えられて、ベースローラー60は負電源
55に接続される。これにより、ベースローラー60に負の
バイアス電圧が印加される。

【００１７】このような構成の画像形成装置による画像
形成プロセスについて説明する。記録紙70上に画像を形
成する場合には、第１切換スイッチ52は、画像情報形成
機構50が両電極35および33に接続されるように切り換え
られ、第２切換スイッチ56は正電源55がベースローラー
60に接続されるように切り換えられる。このような状態
でトナー供給ローラー20が回転され、トナー収容容器10
内のトナーがトナー制御機構30の信号電極35へと供給さ
れる。信号電極35は、絶縁性基板31上に設けられた超音
波振動発生器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、信号電極35上に
供給されたトナーが、該信号電極35の貫通孔35aから絶
縁性基板31のトナー通過孔31a内へ流入する。

【００１８】絶縁性基板31のトナー通過孔31a内に流入
したトナー粒子は、画像情報形成機構50から該信号電極
33に与えられる画像信号に応じて制御され、トナー通過
孔31a内を通過するか、信号電極35に戻される。

【００１９】例えば、画像信号発生機構50により信号電
極35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。このような電界が形成されることにより、予め負極
性に帯電されているトナー粒子は、共通電極33に引き付
けられてトナー通過孔31a内を通過し、さらに、共通電
極33の貫通孔33aを通過してベースローラー60上の記録
紙70上に供給される。該ベースローラー60には、信号電
極35に対して十分に大きな正のバイアス電圧が第２切換
スイッチ56を介して印加されているため、該ベースロー
ラー60と信号電極35とにより形成される電界により、ト
ナー通過孔31aを通過したトナーが確実に記録紙70へと
供給される。ベースローラー60により引き付けられたト
ナーは、記録紙70の表面に付着し、これにより、所定の
トナー像が形成される。

【００２０】このようにして、記録紙70上に画像が形成
されるが、記録紙70上に画像を形成する必要がない場合
には、第１スイッチ52および第２スイッチ56それぞれが
切り換えられ、両電極35および33には交流電源51から発
せられる交流電圧が与えられるとともに、ベースローラ
ー60には負電源56から負のバイアス電圧が印加される。
これにより、トナー通過孔31a内には順次極性が変化す
る交番電界が形成され、トナー通過孔31a内にトナーが
付着していても、交番電界の振動により、トナー通過孔
31a内から剥離される。このとき、ベースローラー60に
は信号電極35および共通電極に印加される負電位よりも
十分に絶対値が大きな負電位が印加されているために、
トナー通過孔31aから剥離したトナーは、トナー供給ロ
ーラー20へと戻される。

【００２１】このように、トナー通過孔31a内面に付着
したトナーが除去されてトナー通過孔31a内がクリーニ
ングされ、トナー通過孔31aが目詰まりするおそれがな
い。従って、トナー通過孔31a内におけるトナー通過領
域が確保され、トナー通過孔31a内には所定量のトナー
が安定的に供給され、安定した濃度により画像が形成さ
れる。トナー通過孔31a内にはトナーが残留しないため
に、画像形成時に、形成される画像とは関係が無い部分
にトナーが付着するおそれもない。

【００２２】なお、本実施例ではベース電極としてベー
スローラーを使用したが、このような実施例に限定され
ず、例えば平板状のベース電極を使用してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、このように、
記録紙に画像を形成しない時には、一対の電極間に交流
電源からの交番電流を印加するとともに、ベース電極に
画像形成時とは逆極性の電圧を印加するようにしたの
で、トナー通過孔内面に付着したトナーが交番電流によ
って剥離され、剥離したトナーがベース電極に印加され
る電圧によりトナー通過孔から排出される。その結果、
トナー通過孔内にはトナー付着していないために、画像
形成時には、所定量のトナーが確実に記録紙上に供給さ
れ、しかも、不要部分にトナーが付着するおそれもない
ために、記録紙上には鮮明で高品位な画像が形成され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の要部を示す縦断面図で
ある。

【図２】画像形成装置の要部の拡大図である。

【符号の説明】

10 トナー収容容器 20 トナー供給ローラー 30 トナー制御機構 31 絶縁性基板 31a トナー通過孔 33 信号電極 35 共通電極 50 画像情報発生機構 60 ベースローラー 70 記録紙 51 交流電源 52 第１切換スイッチ 54 正電源 55 負電源 56 第２切換スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 正晃 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部をトナーが通過するトナー通過孔が
   設けられており、該トナー通過孔にトナーが供給される
   基板と、 トナー通過孔内に電界を形成するように該基板を挟んで
   配置された一対の電極と、 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に電界を形成するように、前記両電
   極間を所定電位とする画像情報発生手段と、 該基板のトナー通過方向側に配置されており、前記トナ
   ー通過孔を通過したトナーが付着されるようにバイアス
   電圧が印加されて、表面に記録紙が配置されたベース電
   極と、 前記一対の電極に前記画像情報発生手段に代えて交流電
   圧を印加する交流電源と、 前記ベース電極に逆極性の電圧を印加するように切り換
   えられる電源と、 を具備する画像形成装置。