JPH0899430A - パウダージェット画像形成装置における印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、各第１電極とトナー供給
ローラ外面との距離が異なることによって、各第１電極
付近における現像剤供給用電界が変動するのを防止で
き、画像濃度ムラの発生を防止できるパウダージェット
画像形成装置における印字ヘッドを提供することにあ
る。 【構成】 キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が
用いられるパウダージェット画像形成装置における印字
ヘッドにおいて、第１電極２１と現像剤供給ローラ１と
の間に、複数の開口３１が形成されたグリッド電極３０
が、絶縁層２０表面と平行に設けられており、各開口３
１の形状および大きさは、トナーを通過させるが、キャ
リアを通過させないように形成されていることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パウダージェット画
像形成装置における印字ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、図７に示すようなパウダー
ジェット画像形成装置を既に開発している。このパウダ
ージェット画像形成装置は、所定の極性、たとえば負極
性に帯電されたトナーの通過を制御する印字ヘッド２
と、トナーを印字ヘッド２に供給するためのトナー供給
ローラ１と、記録紙Ｐを印字ヘッド２がわに導くための
記録紙搬送ローラ３と、記録紙Ｐに転写されたトナーを
記録紙Ｐに定着させるための定着ローラ４とを備えてい
る。

【０００３】印字ヘッド２は、図８および図９に示すよ
うに、絶縁基板２０と、絶縁基板２０のトナー供給ロー
ラ１がわの表面に形成された複数の第１電極２１と、絶
縁基板２０の記録紙搬送ローラ３がわの表面に形成され
た複数の第２電極２２とを備えている。複数の第１電極
２１および複数の第２電極２２によって、マトリクス状
電極が構成されている。各第１電極２１と各第２電極２
２との各交点位置には、印字ヘッド２を貫通するトナー
通過孔２３が開けられている。

【０００４】各第１電極２１には、オン電圧（たとえば
−１００Ｖ）およびオフ電圧（たとえば＋３００Ｖ）と
が選択的に印加される。各第２電極２２には、オン電圧
（たとえば０Ｖ）およびオフ電圧（たとえば−２００
Ｖ）とが選択的に印加される。図４は、各第１電極２１
の印加電圧Ｖ１−０〜Ｖ１−７の変化を示している。図
４に示すように、各第１電極２１はダイミックスキャン
制御され、所定単位時間間隔で印加電圧が順次オンされ
る。そして、第１電極２１および第２電極２２の両方の
印加電圧がオン電圧のときのみ、それらの交点にあるト
ナー挿通孔２３をトナーが通過しドット印字が行われ
る。

【０００５】記録紙Ｐは、記録紙搬送ローラ３によっ
て、第１電極２１と直角方向にかつ第１電極２１のダイ
ナミックスキャンによる制御が進む方向（図８に矢印Ａ
で示す方向）に搬送される。記録紙搬送ローラ３には、
＋５００Ｖの電圧が印加されている。トナー供給ローラ
１は接地されており、その表面電位は０Ｖである。

【０００６】印字ヘッド２には、印字ヘッド２に超音波
振動を与えて、トナー挿通孔２３にトナーが目詰まりす
るのを防止するための超音波振動子５が取り付けられて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナー供給
ローラ１から印字ヘッド２へのトナーの供給は、トナー
供給ローラ１の電位とオフ電圧時の第１電極２１の電位
との差によって生じる電界（トナー供給用電界）の作用
により行われる。ところが、トナー供給ローラ１の外面
は曲面であるため、印字が行われる際、印字ヘッド２の
各第１電極２１とトナー供給ローラ１外面との距離が異
なる。このため、各第１電極２１付近におけるトナー供
給用電界が異なる。したがって、上記パウダージェット
画像形成装置では、画像濃度ムラが発生するという問題
がある。

【０００８】また、トナーとキャリアとからなる現像剤
を用いた場合、鉄系微粒子であるキャリアが現像剤挿通
孔に入り込むことによって第１電極と第２電極とが短絡
したり、キャリアが現像剤挿通孔を通って記録紙に衝突
して記録紙上のトナーを拡散したりするといった問題が
ある。

【０００９】この発明の目的は、各第１電極とトナー供
給ローラ外面との距離が異なることによって、各第１電
極付近における現像剤供給用電界が変動するのを防止で
き、画像濃度ムラの発生を防止できるパウダージェット
画像形成装置における印字ヘッドを提供することにあ
る。

【００１０】この発明の他の目的は、鉄系微粒子である
キャリアが現像剤挿通孔に入り込むことによって第１電
極と第２電極とが短絡したり、キャリアが現像剤挿通孔
を通って記録紙に衝突して記録紙上のトナーを拡散した
りするといったことを回避できるパウダージェット画像
形成装置における印字ヘッドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明によるパウダー
ジェット画像形成装置における印字ヘッドは、キャリア
とトナーとからなる２成分現像剤が用いられるパウダー
ジェット画像形成装置における印字ヘッドであって、絶
縁層の現像剤供給ローラがわ表面に形成された複数本の
第１電極と、絶縁層の記録紙搬送部がわ表面に形成され
た複数本の第２電極とを備え、第１電極と第２電極との
各交点に現像剤挿通孔が開けられているパウダージェッ
ト画像形成装置における印字ヘッドにおいて、第１電極
と現像剤供給ローラとの間に、複数の開口が形成された
グリッド電極が、絶縁層表面に平行に設けられており、
各開口の形状および大きさは、トナーを通過させるが、
キャリアを通過させないように形成されていることを特
徴とする。

【００１２】各開口が所定の方向にのびたスリットであ
る場合には、各スリットの幅が、トナーの粒径より大き
くかつキャリアの粒径より小さくなるように設定され
る。

【００１３】

【作用】第１電極と現像剤供給ローラとの間に、絶縁層
表面と平行に、グリッド電極が設けられているので、各
第１電極とグリッド電極との距離が一定となる。このた
め、グリッド電極に所定の電圧を印加することにより、
各第１電極とグリッド電極との間に、現像剤を第１電極
に供給するための電界を均一に発生させることができ
る。この結果、画像濃度ムラの発生が防止される。

【００１４】また、グリッド電極に形成された各開口の
形状および大きさが、トナーを通過させるが、キャリア
を通過させないように形成されているので、キャリアが
印字ヘッドの現像剤挿通孔に入り込むのを防止できる。
このため、キャリアが現像剤挿通孔に入り込みことによ
って第１電極と第２電極とが短絡したり、キャリアが現
像剤挿通孔を通って記録紙に衝突して記録紙上のトナー
を拡散したりするといったことが回避される。

【００１５】

【実施例】以下、図１〜図６を参照して、この発明の実
施例について説明する。

【００１６】図１および図２は、印字ヘッド２００を示
している。図１および図２において、図８および図９と
同じものには同じ符号を付けている。現像剤としては、
トナーとキャリアとからなる２成分系のものが用いられ
ている。また、この例では、トナーは、負極性に帯電さ
れているものとする。

【００１７】この印字ヘッド２００では、従来の印字ヘ
ッド２（図８参照）と同様に、絶縁基板２０と、絶縁基
板２０のトナー供給ローラ１がわの表面に形成された複
数の第１電極２１と、絶縁基板２０の記録紙搬送ローラ
３がわの表面に形成された複数の第２電極２２とを備え
ている。複数の第１電極２１および複数の第２電極２２
によって、マトリクス状電極が構成されている。各第１
電極２１と各第２電極２２との各交点位置には、印字ヘ
ッド２を貫通するトナー通過孔２３が開けられている。

【００１８】各第１電極２１には、オン電圧（たとえば
−１００Ｖ）およびオフ電圧（たとえば＋３００Ｖ）と
が選択的に印加される。各第２電極２２には、オン電圧
（たとえば０Ｖ）およびオフ電圧（たとえば−２００
Ｖ）とが選択的に印加される。図４は、各第１電極２１
の印加電圧Ｖ１−０〜Ｖ１−７の変化を示している。図
４に示すように、各第１電極２１はダイミックスキャン
制御され、所定単位時間間隔で印加電圧が順次オンされ
る。そして、第１電極２１および第２電極２２の両方の
印加電圧がオン電圧のときのみ、それらの交点にあるト
ナー挿通孔２３をトナーが通過しドット印字が行われ
る。

【００１９】この印字ヘッド２００では、従来の印字ヘ
ッド２と異なり、図１および図２に示すように、第１電
極２１と現像剤供給ローラ１との間に、絶縁基板２０表
面と平行に、矩形板状のグリッド電極３０が設けられて
いる。グリッド電極３０は、矩形板状であり、絶縁基板
２０のトナー供給ローラ１がわ表面における隣合う第２
電極２２の間部分に対応する位置に、第２電極２２と平
行なスリット３１がそれぞれ形成されている。

【００２０】全第１電極２１の左端部および右端部上に
は、記録紙の搬送方向（図１に矢印Ａで示す方向）に延
びたスペーサ３２がそれぞれ形成されており、両スペー
サ３２上にグリッド電極３０の両端部が載せられて固定
されている。グリッド電極３０の厚さは、０．０５〜
２．００ｍｍ程度が好ましい。グリッド電極３０の厚さ
が０．０５〜２．００ｍｍより薄いと強度不足となり、
０．０５〜２．００ｍｍより厚いと加工性が悪くなる。
第１電極２１とグリッド電極３０との間の距離は、０．
２〜１．５ｍｍ程度である。

【００２１】また、グリッド電極３０に形成された各ス
リット３１の幅は、２成分系現像剤のトナーの粒径より
大きくかつキャリアの粒径より小さく形成されている。
たとえば、このパウダージェット画像形成装置に用いら
れる２成分系現像剤のトナーの粒径（中心粒径）が１０
μｍ程度であり、キャリアの粒径（中心粒径）が５０μ
ｍ程度あるとすると、この例では、グリッド電極３０に
形成された各スリット３１の幅は、３０μｍに形成され
ている。

【００２２】グリッド電極３０には、たとえば、トナー
供給ローラ１の電位より大きくかつ第１電極２１のオフ
電圧（＋３００Ｖ）より小さな電圧が印加される。グリ
ッド電極３０の印加電圧としては、＋１００〜＋２００
Ｖが好ましい。

【００２３】上記印字ヘッド２００を用いたパウダージ
ェット画像形成装置では、トナー供給ローラ１の電位と
グリット電極３０の電位との差によって、トナー供給ロ
ーラ１とグリット電極３０との間に第１のトナー供給用
電界が生じる。また、グリット電極３０の電位と、オフ
電圧が印加されたときの第１電極２１の電位との差によ
って、グリット電極３０と第１電極２１との間に第２の
トナー供給用電界が生じる。

【００２４】上記第１のトナー供給用電界によって、ト
ナー供給ローラ１がわからグリット電極３０がわにトナ
ーが供給される。そして、上記第２のトナー供給用電界
によって、グリット電極３がわから、第１電極２１がわ
にトナーが供給される。第１電極２１がわに供給された
トナーは、第１電極２１と第２電極２２とにオン電圧が
印加されたときに、第１電極２１と第２電極２２との電
位差によって、トナー挿通孔２３を通過して記録紙上に
転写される。

【００２５】上記印字ヘッド２００では、図３に示すよ
うに、各第１電極２１とグリッド電極３０との距離が一
定となる。このため、グリッド電極３０に所定の電圧を
印加することにより、各第１電極２１とグリッド電極３
０との間に、トナーを第１電極２１に供給するための電
界を均一に発生させることができる。この結果、画像濃
度ムラの発生が防止される。

【００２６】また、グリッド電極３０に形成された各ス
リット３１の幅は、２成分系現像剤のトナーの粒径より
大きくかつキャリアの粒径より小さく形成されているの
で、キャリアが印字ヘッドのトナー挿通孔２３に入り込
むのを防止できる。このため、キャリアがトナー挿通孔
２３に入り込みことによって第１電極２１と第２電極２
２とが短絡したり、キャリアがトナー挿通孔２３を通っ
て記録紙に衝突して記録紙上のトナーを拡散したりする
といったことが回避される。

【００２７】上記実施例では、グリッド電極としては、
互いに平行なスリットが形成された形状のものが用いら
れているが、碁盤状に複数の矩形の開口があけられた格
子状のものを用いてもよい。

【００２８】以下、厚さ２０μｍ〜５０μｍのステンレ
ス等の金属薄板から、最終的に幅３０μｍのスリット３
１が形成されたグリッド電極３０を製造する方法につい
て、説明する。この製造方法には、２つの方法がある。

【００２９】（１）第１方法

【００３０】図５は、第１方法を示している。まず、図
５（ａ）に示すような厚さ２０μｍ〜５０μｍのステン
レス等の金属薄板３００を両面からエッチング加工し
て、スリット幅ｄが５０〜１００μｍ程度のスリット３
０１を形成する（図５（ｂ））。

【００３１】次に、スリット３０１が形成された金属薄
板３００の全表面に、無電解メッキによりＮｉ等の金属
層３０２を形成する。これにより、スリット幅Ｄが３０
μｍのスリット３１を形成する（図５（ｃ））。

【００３２】第１方法のより具体的な例について、図５
を参照して、説明する。まず、厚さ３０μｍのステンレ
ス板（ＳＵＳ３０４）３００を、両面から化学エッチン
グ処理し、幅ｄが７０μｍのスリット３０１を形成す
る。次に、スリット３０１が形成されたステンレス板３
００の全表面に、無電解メッキにより厚さ２０μｍのＮ
ｉ層１０２を形成する。これにより、スリット幅Ｄが３
０μｍのスリット３１を有し、厚さＨが７０μｍのグリ
ッド電極３０が得られる。この具体例では、スリット３
１におけるトナーが供給される上方の開口の幅が、スリ
ット３１の最小幅より大きくなるので、トナーを第１電
極２１がわに多く供給できる。

【００３３】（２）第２方法

【００３４】図６は、第２方法を示している。まず、図
６（ａ）に示すような厚さ２０μｍ〜５０μｍのステン
レス等の金属薄板４００を上面からエッチング加工し
て、スリット幅ｄが８０〜１３０μｍ程度のスリット４
０１を形成する（図６（ｂ））。

【００３５】次に、スリット４０１が形成された金属薄
板４００をガラス板等の非金属板５００に載せて接着し
た後、非金属板５００上の金属薄板４００の表面に、無
電解メッキによりＮｉ等の金属層４０２を形成する（図
６（ｃ））。

【００３６】この後、非金属板５００を金属板４００か
ら外す。これにより、これにより、スリット幅ｄが３０
μｍのスリット３１を有するグリッド電極３０が得られ
る（図６（ｄ））。

【００３７】第２方法のより具体的な例について、図６
を参照して説明する。まず、厚さ３０μｍのステンレス
板（ＳＵＳ３０４）４００を、上面から化学エッチング
処理し、幅ｄが１１０μｍのスリット４０１を形成す
る。次に、スリット４０１が形成されたステンレス板４
００をガラス板５００に載せ、エポキシ系接着剤により
接着する。次に、ガラス板５００上のステンレス板４０
０の表面に、無電解メッキにより厚さ４０μｍのＮｉ層
４０２を形成する。

【００３８】この後、ガラス板５００をステンレス板４
００から外す。これにより、これにより、スリット幅Ｄ
が３０μｍのスリット３１を有し、厚さＨが７０μｍの
グリッド電極３０が得られる。この具体例では、スリッ
ト３０の最小幅は３０μｍであるが、上方のトナーが供
給される開口の幅は１１０μ程度となるので、トナーを
第１電極２１がわにより多く供給できる。

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、各第１電極とトナー
供給ローラ外面との距離が異なることによって、各第１
電極付近における現像剤供給用電界が変動するのを防止
でき、画像濃度ムラの発生を防止できる。

【００４０】また、キャリアが現像剤挿通孔に入り込み
ことによって第１電極と第２電極とが短絡したり、キャ
リアが現像剤挿通孔を通って記録紙に衝突して記録紙上
のトナーを拡散したりするといったことが回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】印字ヘッドを示す平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】トナー供給ローラと印字ヘッドとの関係を示す
部分拡大断面図である。

【図４】各第１電極への印加電圧の変化を示すタイムチ
ャートである。

【図５】グリッド電極の製造方法を示す工程図である。

【図６】グリッド電極の他の製造方法を示す工程図であ
る。

【図７】パウダージェット画像形成装置の概略構成を示
す構成図である。

【図８】従来の印字ヘッドを示す平面図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

２００ 印字ヘッド ２０ 絶縁層 ２１ 第１電極 ２２ 第２電極 ２３ トナー挿通孔 ３０ グリッド電極 ３１ スリット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアとトナーとからなる２成分現像
   剤が用いられるパウダージェット画像形成装置における
   印字ヘッドであって、絶縁層の現像剤供給ローラがわ表
   面に形成された複数本の第１電極と、絶縁層の記録紙搬
   送部がわ表面に形成された複数本の第２電極とを備え、
   第１電極と第２電極との各交点に現像剤挿通孔が開けら
   れているパウダージェット画像形成装置における印字ヘ
   ッドにおいて、 第１電極と現像剤供給ローラとの間に、複数の開口が形
   成されたグリッド電極が、絶縁層表面と平行に設けられ
   ており、 各開口の形状および大きさは、トナーを通過させるが、
   キャリアを通過させないように形成されていることを特
   徴とするパウダージェット画像形成装置における印字ヘ
   ッド。
2. 【請求項２】 各開口が所定の方向にのびたスリットで
   あり、各スリットの幅が、トナーの粒径より大きくかつ
   キャリアの粒径より小さいことを特徴とするパウダージ
   ェット画像形成装置における印字ヘッド。