JP2000203073A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッド装置に設けられた開口部からトナーを
吐出させて画像を形成するにあたり、トナーが付着して
開口部が目詰まりするのを防止し、開口部からトナーが
安定して吐出されて、長期にわたり良好な画像が得られ
るようにする。 【解決手段】 ヘッド基材12にトナーｔを吐出する開口
部11が設けられると共に開口部におけるトナーの吐出を
制御する制御電極13が設けられたヘッド装置10と、ヘッ
ド装置の開口部に帯電されたトナーを供給するトナー供
給装置20と、開口部から吐出されるトナーを引き付ける
吸引装置30とを有する画像形成装置において、吸引装置
側においてヘッド装置に除去部材42を接触させた状態
で、除去部材を振動させて開口部の周辺に付着したトナ
ーを除去する除去手段44を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等として使用される画像形成装置に係り、ヘッド装
置に設けられた開口部からトナーを吐出させて画像を形
成するようにした画像形成装置に関するものであり、特
に、トナーが開口部の周辺に付着して開口部が目詰まり
するのを防止し、開口部を通してトナーが安定して吐出
されるようにした点に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンター等の画像形成
装置としては、一般に電子写真方式を利用したものが広
く使用されていた。

【０００３】しかし、電子写真方式を用いた画像形成装
置の場合、感光体に対して帯電，露光，現像，転写等の
工程を経て画像を形成するため、装置が複雑化してコス
トが高くつき、また環境の変化によって感光体の特性が
変化し、安定した画像形成が行えなくなる等の様々な問
題が存在した。

【０００４】このため、米国特許第３６８９９３号や特
開平６−２０６３３６号公報等に示されるように、トナ
ーを吐出する開口部が設けられたヘッド装置の片側に、
このヘッド装置の開口部に帯電されたトナーを供給する
トナー供給装置を設ける一方、トナー供給装置の反対側
に上記のトナーを電気的に吸引する背面電極を設け、上
記のトナー供給装置によってヘッド装置の開口部に帯電
されたトナーを供給すると共に、背面電極の部分に記録
を行う記録媒体を導き、上記のヘッド装置における各開
口部に設けられた制御電極に印加させる電圧を制御し
て、各開口部におけるトナーの吐出を制御し、選択され
た開口部からトナーを背面電極による電気的な吸引力に
より吐出させて、記録媒体に画像を形成するようにした
ものが提案されている。

【０００５】しかし、上記のようにヘッド装置における
開口部からトナーを吐出させるようにした場合、トナー
が開口部の周辺に次第に付着して、開口部がトナーによ
って目詰まりし、開口部から記録媒体に対してトナーを
吐出させることが適切に行えなくなるという問題があっ
た。

【０００６】また、近年においては、特開平９−３００
３１号公報に示されるように、上記のヘッド装置と背面
電極との間に中間媒体を導き、この中間媒体に開口部か
らトナーを吐出させてトナー像を形成し、このトナー像
を中間媒体から記録媒体に転写させて画像を形成する一
方、画像を形成しない場合に、上記の中間媒体をヘッド
装置に接触させ、この中間媒体により開口部の周辺に付
着したトナーを除去するようにしたものが提案された。

【０００７】しかし、このように中間媒体をヘッド装置
に接触させるようにしただけでは、開口部の周辺に付着
したトナーが十分に除去されず、依然として開口部がト
ナーによって目詰まりし、開口部からトナーを適切に吐
出させることができなくなるという問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ヘッド装
置に設けられた開口部からトナーを吐出させて画像を形
成するようにした画像形成装置における上記のような問
題を解決することを課題とするものであり、開口部の周
辺に付着したトナーを適切に除去して、開口部がトナー
によって目詰まりするのを防止し、開口部からトナーが
安定して適切に吐出され、長期にわたって良好な画像が
安定して得られるようにすることを課題とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る画像形成
装置においては、上記のような課題を解決するため、ヘ
ッド基材にトナーを吐出する開口部が設けられると共に
開口部におけるトナーの吐出を制御する制御電極が設け
られたヘッド装置と、このヘッド装置における開口部に
帯電されたトナーを供給するトナー供給装置と、上記の
開口部から吐出されるトナーを引き付ける吸引装置とを
有する画像形成装置において、上記の吸引装置側におい
てヘッド装置に除去部材を接触させた状態で、この除去
部材を振動させて開口部の周辺に付着したトナーを除去
する除去手段を設けた。

【００１０】ここで、この発明における画像形成装置に
おいては、トナー供給装置からヘッド装置に設けられた
開口部に帯電されたトナーを供給し、開口部に設けられ
た制御電極により開口部におけるトナーの吐出を制御す
ると共に、上記の吸引装置によりトナーを吸引して、適
当な位置の開口部からトナーを吐出させて画像を形成す
る。

【００１１】また、このように開口部からトナーを吐出
させて画像を形成した結果、次第にトナーが開口部の周
辺に付着した場合には、上記の吸引装置側においてヘッ
ド装置に除去部材を接触させ、この状態で除去部材を振
動させて開口部の周辺に付着したトナーを除去させるよ
うにする。

【００１２】このようにすると、開口部の周辺に付着し
たトナーが確実に除去され、開口部がトナーで目詰まり
するのが防止され、トナーが開口部を通して安定して吐
出されるようになり、長期にわたって良好な画像が得ら
れるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００１４】この実施形態における画像形成装置におい
ては、図１に示すように、ヘッド装置１０の開口部１１
にトナー供給装置２０から帯電されたトナーｔを供給す
るにあたり、トナー供給装置２０内に収容されたトナー
ｔを回転する送り部材２１によりローラー状になったト
ナー搬送部材２２に供給し、このトナー搬送部材２２を
回転させて、供給されたトナーｔをこのトナー搬送部材
２２によって搬送させるようにしている。

【００１５】そして、このようにトナーｔが供給された
トナー搬送部材２２の表面に規制部材２３を接触させ、
この規制部材２３によりトナー搬送部材２２の表面にお
けるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを帯電
させ、このように帯電されたトナーｔを上記のトナー搬
送部材２２によりヘッド装置１０に設けられた開口部１
１に導くようにしている。

【００１６】ここで、上記のトナー搬送部材２２として
は、例えば、金属ローラの表面に樹脂層を設けたもの等
が用いられ、また規制部材２３としては、例えば、炭素
工具鋼，ステンレス、リン青銅等からなる金属薄板や、
樹脂板や、ゴム板の他に、これらの複合板、例えば、金
属薄板の表面やトナー搬送部材２２と接触する部分をゴ
ムや樹脂で被覆したもの等が使用される。

【００１７】一方、上記のヘッド装置１０においては、
図１及び図２に示すように、厚さが約５０μｍになった
可撓性の樹脂シートからなるヘッド基材１２に、直径が
トナーｔの粒径よりも大きい約１００μｍになった開口
部１１を上記のトナー搬送部材２２の軸方向に沿って所
定のピッチで列設させると共に、各開口部１１の周辺に
制御電極１３を設け、出力装置１４から各制御電極１３
に画像情報に基づく電気信号を印加させるようにしてい
る。なお、この実施形態においては、ヘッド基材１２に
可撓性の樹脂シートを用いるようにしたが、ヘッド基材
１２を構成する材料はこのようなものに限られず、例え
ば、セラミックス，ガラス，樹脂等で構成された板材等
を用いることも可能である。また、この実施形態におい
ては、各開口部１１の周辺に制御電極１３を設けるにあ
たり、図２に示すように、各開口部１１の周囲を囲うよ
うにして制御電極１３を形成するようにしたが、その一
部を削除した馬蹄形等に形成することも可能である。

【００１８】また、この実施形態においては、上記のヘ
ッド装置１０の開口部１１から吐出されるトナーｔを引
き付ける吸引装置３０として、開口部１１と対向するよ
うにトナー供給装置２０とは反対側にローラー状になっ
た背面電極３１を設けると共にこの背面電極３１に電源
３２を接続させ、この電源３２から背面電極３１に上記
のように帯電されたトナーｔを引き付ける方向の電圧を
印加させるようにしている。なお、上記の背面電極３１
としては、炭素工具鋼，アルミニウム，ステンレス等で
構成された金属ローラや、このような金属ローラの外周
面にニトリルゴム，スチレンゴム，シリコーンゴム，ブ
タジエンゴム，ウレタンゴム等で構成された導電性の弾
性層を被覆させたものを用いるようにしている。

【００１９】また、ローラー状になった上記の背面電極
３１及び複数のローラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃの外周側
に無端ベルト状になった中間転写体４２を架け渡し、背
面電極３１及びこれらのローラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ
の回転に伴ってこの中間転写体４２を移動させるように
する一方、背面電極３１と対向するようにして中間転写
体４２と反対側の位置に振動装置４４を設け、この振動
装置４４を第１伸縮装置４３において伸縮するロッド４
３ａに取り付けている。そして、図３に示すように、こ
の第１伸縮装置４３のロッド４３ａを延出させて、背面
電極３１をヘッド装置１０側に押し、これにより上記の
中間転写体４２をヘッド装置１０に接触させると共に、
上記の振動装置４４により背面電極３１を介してヘッド
装置１０に接触させた中間転写体４２を振動させるよう
にしている。

【００２０】また、上記の中間転写体４２が背面電極３
１の次に導かれる第１番目のローラ４１ａの位置におい
て、中間転写体４２を介してこの第１番目のローラ４１
ａと対向するように転写用ローラ４５を設け、図１に示
すように、この転写用ローラ４５と中間転写体４２との
間に記録シートｓを導くようにしている。

【００２１】また、上記の背面電極３１と第１番目のロ
ーラ４１ａとの間の位置において、上記の中間転写体４
２の表面に付着したトナーｔを除去する第１クリーニン
グ装置５１を設け、この第１クリーニング装置５１を第
２伸縮装置５２の伸縮するロッド５２ａに取り付け、図
３に示すように、この第２伸縮装置５２のロッド５２ａ
を延出させて、第１クリーニング装置５１におけるクリ
ーニング部材５１ａを中間転写体４２の表面に接触させ
るようにしている。

【００２２】さらに、上記の中間転写体４２が背面電極
３１に導かれる前に設けられた第３番目のローラ４１ｃ
の位置において、転写後において中間転写体４２の表面
に残留するトナーｔを除去する第２クリーニング装置６
１を設け、この第２クリーニング装置６１におけるクリ
ーニング部材６１ａを中間転写体４２の表面に接触させ
るようにしている。

【００２３】ここで、この実施形態における画像形成装
置において、上記のようにトナー供給装置２０からヘッ
ド装置１０の開口部１１に帯電されたトナーｔを供給
し、このトナーｔを開口部１１から吐出させて画像を形
成するにあたっては、図１に示すように、上記の第１伸
縮装置４３におけるロッド４３ａを収縮させて、このロ
ッド４３ａに取り付けられた振動装置４４を背面電極３
１に押し付けないようにし、上記の中間転写体４２をヘ
ッド装置１０から離した状態にすると共に、上記の第２
伸縮装置５２におけるロッド５２ａも収縮させて、第１
クリーニング装置５１におけるクリーニング部材５１ａ
を中間転写体４２の表面に接触させないようにする。

【００２４】そして、この状態で上記の中間転写体４２
を背面電極３１及び複数のローラ４１ａ，４１ｂ，４１
ｃの回転に伴って移動させると共に、背面電極３１に電
源３２から帯電されたトナーｔを引き付ける方向の電圧
を印加させる一方、上記の出力装置１４から各開口部１
１の周辺に設けられた各制御電極１３に画像情報に基づ
く電気信号を印加させて、適当な開口部１１からトナー
ｔを吐出させるようにする。

【００２５】ここで、上記のトナーｔが負に帯電される
場合には、上記の電源３２から背面電極３１にトナーｔ
を電気的に吸引する正の電圧を印加させると共に、トナ
ーｔを吐出させない開口部１１に設けられた制御電極１
３に対しては、トナーｔがこの開口部１１を通過しない
ように、上記の出力装置１４からトナーｔを反発させる
負の電圧を印加させ続けて、トナーｔが開口部１１内に
導かれるのを抑制する一方、トナーｔを吐出させる開口
部１１に設けられた制御電極１３に対しては、図４に示
すように、トナーｔを引き付ける正のパルス電圧からな
る電気信号を印加させて、トナーｔを開口部１１内に導
くようにする。

【００２６】このようにすると、制御電極１３にトナー
ｔを引き付ける電気信号が印加されて開口部１１内に導
かれたトナーｔは上記の背面電極３１に電気的に吸引さ
れ、このトナーｔが開口部１１から吐出されて中間転写
体４２に供給され、この中間転写体４２の表面に画像情
報に応じたトナー像が形成される。

【００２７】そして、このように中間転写体４２の表面
にトナー像を形成した後は、この中間転写体４２が移動
して、中間転写体４２の表面に形成されたトナー像が上
記の第１番目のローラ４１ａと転写用ローラ４５とが対
向する位置に導かれるのと同期させて、この中間転写体
４２と転写用ローラ４５との間に記録シートｓを導き、
中間転写体４２の表面に形成されたトナー像を記録シー
トｓに転写させるようにする。

【００２８】また、このようにして記録シートｓにトナ
ー像を転写させた後は、この記録シートｓに転写された
トナー像を定着装置（図示せず）によって記録シートｓ
に定着させる一方、上記の記録シートｓに転写されずに
中間転写体４２の表面に残留しているトナーｔを中間転
写体４２の移動により上記の第２クリーニング装置６１
の位置に導き、この第２クリーニング装置６１において
中間転写体４２の表面に接触しているクリーニング部材
６１ａにより、中間転写体４２の表面に残留しているト
ナーｔを除去させるようにする。

【００２９】また、上記のようにして何度も記録シート
ｓに画像を形成した結果、ヘッド装置１０に設けられた
各開口部１１の周辺にトナーｔが付着した場合におい
て、このように付着したトナーｔを除去手段によって除
去させるにあたっては、背面電極３１に電源３２から帯
電されたトナーｔを引き付ける方向の電圧を印加させた
状態で、図３に示すように、上記の第１伸縮装置４３に
おけるロッド４３ａを延出させ、これにより背面電極３
１をヘッド装置１０側に押して、中間転写体４２をヘッ
ド装置１０に接触させると共に、上記の第２伸縮装置５
２におけるロッド５２ａを延出させて、第１クリーニン
グ装置５１におけるクリーニング部材５１ａを中間転写
体４２の表面に接触させるようにする。なお、この場合
には、上記の中間転写体４２をヘッド装置１０に接触さ
せる除去部材として使用することになる。

【００３０】そして、上記のように中間転写体４２をヘ
ッド装置１０に接触させた状態で、振動装置４４により
背面電極３１を介してヘッド装置１０に接触させた中間
転写体４２を振動させ、これにより開口部１１の周辺に
付着したトナーｔを離脱させると共に、このトナーｔを
背面電極３１により引き付けて中間転写体４２の表面に
付着させ、このようにトナーｔが付着された中間転写体
４２を背面電極３１及び複数のローラ４１ａ，４１ｂ，
４１ｃの回転に伴って移動させ、このように移動する中
間転写体４２の表面に接触させた上記の第１クリーニン
グ装置５１のクリーニング部材５１ａにより、中間転写
体４２の表面に付着されたトナーｔを除去させるように
する。ここで、上記のようにヘッド装置１０に接触させ
た中間転写体４２を振動装置４４によって振動させるに
あたっては、騒音が発生するのを抑制すると共に、開口
部１１の周辺に付着したトナーｔが適切に離脱されるよ
うにするため、その振動数を２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ
の範囲にすることが好ましい。

【００３１】そして、上記のようにして開口部１１の周
辺に付着したトナーｔを中間転写体４２の表面に付着さ
せて除去させると、開口部１１の周辺に付着したトナー
ｔが確実に除去され、開口部１１の周辺にトナーｔが付
着して開口部１１が目詰まりするのが抑制され、開口部
１１を通してトナーｔが安定して吐出されるようにな
り、長期にわたって良好な画像が安定して得られるよう
になる。

【００３２】なお、この実施形態における画像形成装置
においては、ヘッド装置１０の開口部１１と背面電極３
１との間に中間転写体４２を導き、この中間転写体４２
に開口部１１からトナーｔを吐出させてトナー像を形成
し、このトナー像を中間転写体４２から記録シートｓに
転写させるようにしたが、図５に示すように、ヘッド装
置１０の開口部１１と背面電極３１との間に記録シート
ｓを導き、ヘッド装置１０の開口部１１から直接トナー
ｔを記録シートｓに吐出させて画像を形成することも可
能である。

【００３３】そして、このようにヘッド装置１０の開口
部１１から直接トナーｔを記録シートｓに吐出させて画
像を形成するようにした画像形成装置において、ヘッド
装置１０の開口部１１の周辺に付着したトナーｔを除去
させるにあたっては、上記の背面電極３１に電源３２か
ら帯電されたトナーｔを引き付ける方向の電圧を印加さ
せた状態で、図６に示すように、第１伸縮装置４３にお
けるロッド４３ａを延出させ、これにより背面電極３１
をヘッド装置１０に接触させると共に、第２伸縮装置５
２におけるロッド５２ａを延出させて、第１クリーニン
グ装置５１におけるクリーニング部材５１ａを背面電極
３１の表面に接触させるようにする。なお、この場合に
は、上記の背面電極３１をヘッド装置１０に接触させる
除去部材として使用することになる。

【００３４】そして、このように背面電極３１をヘッド
装置１０に接触させた状態で、振動装置４４により背面
電極３１を振動させ、これにより開口部１１の周辺に付
着したトナーｔを離脱させると共に、このトナーｔを背
面電極３１の表面に電気的に吸引して付着させ、この背
面電極３１を回転させて、この背面電極３１の表面に接
触させた上記の第１クリーニング装置５１のクリーニン
グ部材５１ａにより背面電極３１の表面に付着されたト
ナーｔを除去させるようにする。

【００３５】このようにして開口部１１の周辺に付着し
たトナーｔを背面電極３１の表面に付着させて回収する
ようにした場合においても、開口部１１の周辺に付着し
たトナーｔが確実に除去され、トナーｔが開口部１１の
周辺に付着して開口部１１が目詰まりするのが抑制さ
れ、開口部１１を通してトナーｔが安定して吐出される
ようになり、長期にわたって良好な画像が安定して得ら
れるようになる。

【００３６】また、上記の実施形態における画像形成装
置においては、トナー供給装置２０においてトナーｔを
帯電させるにあたり、トナー搬送部材２２によって搬送
されるトナーｔを規制部材２３により規制して帯電させ
るようにしたが、トナーとキャリアを含む現像剤を使用
し、このトナーをキャリアと接触させて帯電させるよう
にすることも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
画像形成装置においては、トナー供給装置からヘッド装
置に設けられた開口部に帯電されたトナーを供給し、開
口部に設けられた制御電極により開口部におけるトナー
の吐出を制御し、吸引装置により適当な位置の開口部か
らトナーを吐出させて画像を形成する一方、このヘッド
装置における開口部の周辺にトナーが付着した場合に
は、吸引装置側においてヘッド装置に除去部材を接触さ
せ、この状態で除去部材を振動させて開口部の周辺に付
着したトナーを除去させるようにした。

【００３８】この結果、この発明における画像形成装置
においては、ヘッド装置における開口部の周辺に付着し
たトナーが確実に除去されるようになり、画像を形成す
るに連れて、次第に開口部の周辺にトナーが付着して開
口部が目詰まりするということがなく、開口部を通して
トナーが安定して吐出されるようになり、長期にわたっ
て良好な画像が安定して得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る画像形成装置にお
いて、トナー供給装置からヘッド装置の開口部に供給さ
れたトナーを吐出させて画像を形成する状態を示した概
略説明図である。

【図２】同実施形態における画像形成装置において、ヘ
ッド装置における各開口部の周囲に制御電極を設けた状
態を示した部分拡大説明図である。

【図３】同実施形態における画像形成装置において、ヘ
ッド装置における開口部の周辺に付着したトナーを除去
させる状態を示した概略説明図である。

【図４】同実施形態における画像形成装置において、ヘ
ッド装置における開口部からトナーを吐出させるため
に、制御電極に印加させる電気信号を示した図である。

【図５】この発明の他の実施形態における画像形成装置
において、トナー供給装置からヘッド装置の開口部に供
給されたトナーを吐出させて画像を形成する状態を示し
た概略説明図である。

【図６】他の実施形態における画像形成装置において、
ヘッド装置における開口部の周辺に付着したトナーを除
去させる状態を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１０ ヘッド装置 １１ 開口部 １２ ヘッド基材 １３ 制御電極 ２０ トナー供給装置 ３０ 吸引装置 ３１ 背面電極 ３２ 電源 ４２ 中間転写体 ４３ 第１伸縮装置 ４３ａ 第１伸縮装置のロッド ４４ 振動装置 ５１ 第１クリーニング装置 ５１ａ 第１クリーニング装置のクリーニング部材 ５２ 第２伸縮装置 ５２ａ 第２伸縮装置のロッド ｔ トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッド基材にトナーを吐出する開口部が
   設けられると共に開口部におけるトナーの吐出を制御す
   る制御電極が設けられたヘッド装置と、このヘッド装置
   における開口部に帯電されたトナーを供給するトナー供
   給装置と、上記の開口部から吐出されるトナーを引き付
   ける吸引装置とを有する画像形成装置において、上記の
   吸引装置側においてヘッド装置に除去部材を接触させた
   状態で、この除去部材を振動させて開口部の周辺に付着
   したトナーを除去する除去手段を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。