JPH0899432A - 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を目的とする。 【構成】 パウダージェット画像形成装置において、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おり、絶縁層表面の第１
電極の周囲にガード電極が設けられており、グリッド電
極とガード電極とには、一方の印加電圧が高く他方の印
加電圧が低い状態と、一方の印加電圧が低く他方の印加
電圧が高い状態とが交互に周期的に現れるように、パル
ス電圧がそれぞれ印加される。

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９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１０および図１１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。

【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１０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】この発明は、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を目的とす
る。

【０００９】

【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、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電極とによってマトリクス状電極が形成されて
おり、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、絶縁層表面と平行に、グリッド電極が設けられて
おり、絶縁層表面の第１電極の周囲にガード電極が設け
られており、グリッド電極とガード電極とには、一方の
印加電圧が高く他方の印加電圧が低い状態と、一方の印
加電圧が低く他方の印加電圧が高い状態とが交互にかつ
周期的に現れるように、パルス電圧がそれぞれ印加され
ることを特徴とする。

【００１０】上記グリッド電極の形状としては、格子状
のものの他、互いに平行な複数のスリットが１列状に形
成された形状のものも含まれる。上記グリッド電極とし
ては、少なくとも各現像剤挿通孔に対向する位置に電極
部を有するものを用いることが好ましい。

【００１１】

【作用】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では、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、グリッド電極によっ
て、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。

【００１２】また、グリッド電極とガード電極とには、
一方の印加電圧が高く他方の印加電圧が低い状態と、一
方の印加電圧が低く他方の印加電圧が高い状態とが交互
にかつ周期的に現れるように、パルス電圧がそれぞれ印
加されるので、現像剤がグリッド電極とガード電極との
間を浮遊し、第１電極に現像剤が移動しやすい状態とな
る。このため、第１電極に現像剤を充分に供給すること
ができる。この結果、画像濃度ムラの発生を防止できる
とともに、グリッドを設けたことによる画像濃度の低下
を防止できる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図８を参照して、この発明の実
施例について説明する。

【００１４】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１０および図１
１と同じものには同じ符号を付けている。また、この例
では、印字ヘッド２００に供給されるトナーは、負極性
に帯電されているものとする。

【００１５】この印字ヘッド２００では、従来の印字ヘ
ッド２（図１０参照）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２
２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。

【００１６】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。

【００１７】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、図２および図３に示すように、
絶縁基板２０の上面には、第１電極２１の周囲にガード
電極４０が形成されている。また、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、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の現像剤供給ローラ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に平行なスリット３１がそれぞれ形成されている。
したがって、各現像剤挿通孔２３の真上位置には、グリ
ッド電極３０の電極部が位置している。

【００１８】絶縁基板２０表面のガード電極４０の周囲
にはスペーサ３２がそれぞれ形成されており、スペーサ
３２上にグリッド電極３０の周縁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。

【００１９】ガード電極４０には、図５（ａ）に示すよ
うに２値の電圧ＶｇａＨ、ＶｇａＬをとる周期電圧（パ
ルス電圧）Ｖｇａが印加される。一方、グリッド電極３
０にも、図５（ｂ）に示すように２値の電圧ＶｇｒＨ、
ＶｇｒＬをとる周期電圧（パルス電圧）Ｖｇｒが印加さ
れる。

【００２０】ガード電極４０に印加される周期電圧の２
値（ＶｇａＨ、ＶｇａＬ）と、グリッド電極３０に印加
される周期電圧の２値（ＶｇｒＨ、ＶｇｒＬ）とは、次
式で表される関係を満たすように設定される。

【００２１】

【数１】ＶｇａＨ＞ＶｇｒＬかつ ＶｇｒＨ＞ＶｇａＬ

【００２２】また、ガード電極４０に印加される周期電
圧Ｖｇａの平均値およびグリッド電極３０に印加される
周期電圧Ｖｇｒの平均値が、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）
より小さな電圧になるように、ガード電極４０に印加さ
れる周期電圧Ｖｇａおよびグリッド電極３０に印加され
る周期電圧Ｖｇｒが設定されている。

【００２３】この実施例では、ガード電極４０に印加さ
れる周期電圧Ｖｇａの周期と、グリッド電極３０に印加
される周期電圧Ｖｇｒの周期は等しく、互いに位相が１
８０°ずれている。

【００２４】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、ガード電極４０に印加される周期
電圧Ｖｇａとグリッド電極３０に印加される周期電圧Ｖ
ｇｒとによって、ガード電極４０とグリッド電極３０と
の間に、トナーをガード電極４０側に供給する電界とト
ナーをグリッド電極３０側に供給する電界とが交互に発
生する（以下、交番電界という）。さらに、ガード電極
４０およびグリット電極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およびガード電極４０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。

【００２５】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。グリット電極３０がわに供給されたト
ナーは、上記交番電界によって、図６および図７に示す
ように、ガード電極４０とグリッド電極３０との間で、
浮遊する。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がわおよびガード電極４０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。

【００２６】上記印字ヘッド２００では、図２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。

【００２７】また、上記交番電界によって、グリッド電
極３０とガード電極４０との間をトナーが浮遊し、第１
電極２１にトナーが移動しやすい状態となる。このた
め、第１電極２１側にトナーを充分に供給することがで
きる。この結果、画像濃度ムラの発生を防止できるとと
もに、グリッド電極３０を設けたことによる画像濃度の
低下を防止できる。

【００２８】上記実施例では、グリッド電極としては、
互いに平行な複数のスリットが１列状に形成された形状
のものが用いられているが、各トナー挿通孔に対向する
部分が架橋電極部となっているものであれば、格子状の
ものを用いてもよい。

【００２９】また、上記実施例では、ガード電極４０に
印加される周期電圧Ｖｇａの周期と、グリッド電極３０
に印加される周期電圧Ｖｇｒの周期は等しく、互いに位
相が１８０°ずれているが、１８０°±４５°の範囲で
位相をずらしてもよい。

【００３０】また、図８に示すように、ガード電極４０
に印加される周期電圧Ｖｇａの周期と、グリッド電極３
０に印加される周期電圧Ｖｇｒの周期は等しくても、次
の式２または３で表される条件を満たしていれば、位相
をずらさなくてもよい。

【００３１】

【数２】ＶｇａＨ＞ＶｇｒＨかつ ＶｇａＬ＜ＶｇｒＬ

【００３２】

【数３】ＶｇａＨ＜ＶｇｒＨかつ ＶｇａＬ＞ＶｇｒＬ

【００３３】グリッド電極３０とガード電極４０に印加
される周期電圧としては、一方の印加電圧が高く他方の
印加電圧が低い状態と、一方の印加電圧が低く他方の印
加電圧が高い状態とが交互にかつ周期的に現れれば、上
記実施例で示された周期電圧以外の周期電圧を用いても
よい。

【００３４】また、ガード電極４０を、第１電極２１の
周囲の第１電極２１に近い位置から順次遠い位置にそれ
ぞれ間隔をおいて形成された複数の矩形枠状の電極から
構成してもよい。

【００３５】

【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
できるとともに、画像濃度の低下を防止できる。

【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】印字ヘッドを示す模式図である。

【図３】第１電極およびベース電極を示す平面図であ
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】ベース電極およびグリット電極に印加される周
期電圧を示す波形図である。

【図６】グリット電極からベース電極に向かう電界によ
ってトナーが移動している様子を示す模式図である。

【図７】ベース電極からグリッド電極に向かう電界によ
ってトナーが移動している様子を示す模式図である。

【図８】ベース電極およびグリット電極に印加される周
期電圧の他の例を示す波形図である。

【図９】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１０】従来の印字ヘッドを示す平面図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ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 ４０ ベース電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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電極とによってマトリ
   クス状電極が形成されており、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、絶縁層表面と平
   行に、グリッド電極が設けられており、 絶縁層表面の第１電極の周囲にガード電極が設けられて
   おり、 グリッド電極とガード電極とには、一方の印加電圧が高
   く他方の印加電圧が低い状態と、一方の印加電圧が低く
   他方の印加電圧が高い状態とが交互にかつ周期的に現れ
   るように、パルス電圧がそれぞれ印加されることを特徴
   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】 グリッド電極は、少なくとも各現像剤挿
   通孔に対向する位置に電極部を有するものである請求項
   １記載のパウダージェット画像形成装置における印字ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】 ガード電極に印加される電圧の平均値お
   よびグリッド電極に印加される電圧の平均値が、トナー
   供給ローラの電位より大きくかつ第１電極のオフ電圧よ
   り小さな電圧になるように、ガード電極に印加される電
   圧およびグリッド電極に印加される電圧が設定されてい
   る請求項１記載のパウダージェット画像形成装置におけ
   る印字ヘッド。