JPH0451161A - 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
た特別な記録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が設けられ、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
の集合体により文字等の画像が形成される。そして、従
来の画像形成装置では、上記絶縁性基板に多数のトナー
通過孔を記録紙の進行方向と略直交するように配列し、
各トナー通過孔における一対の電極に、制御信号が与え
られて、画像が形成されている。

（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、画像を拡大または縮小す
る場合には、１画素の大きさを２倍、３倍、４倍、・・
・にして画像全体を拡大することは、可能であり、また
、例えば、３個の画素に対して画素数を減少させること
により、画像を１／３倍、２／３倍というように縮小す
ることは可能である。

しかし、倍率および縮小率を連続的に変化させた拡大お
よび膨張することは不可能である。このため、連続した
倍率および縮小率による拡大および縮小するためには、
ドツト径を小さくして、１画素を多ドツトで表現するよ
うな処理が必要になる。

本発明は上記問題を解決するもので、その目的は、連続
した倍率および縮小率により拡大および縮小できる画像
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、 多数のトナー通過孔がそれぞれ一定の間隔をあけて１列
に配列された絶縁性基板、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設けられてお
り、各トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された一対
の電極、を有するトナー制御手段と、 画像情報に応じて、各トナー通過孔内に、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、前記一対
の電極間を所定電位とする画像情報発生手段と、 前記絶縁性基板を、トナー通過孔の配列方向が記録紙の
進行方向に対して、所定の角度で交差した状態になるよ
うに回動させる基板駆動機構と、を具備してなり、その
ことにより、上記目的が達成される。

（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
をトナーが通過し、所定方向に進行される記録紙上にド
ツトを形成する。各トナー通過孔は１列に整列された状
態になっており、基板駆動機構により、各トナー通過孔
の配列方向が、記録紙の進行方向に対して、所定の交差
角度となるように、絶縁性基板が回動される。従って、
各トナー通過孔を通過するトナーにより形成されるドツ
トの間隔が、絶縁性基板の回動により変更される。

（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
が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、ファクンミリ、コンピユータ等の機
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。記録紙７０は、矢印Ａで示す方向に進行
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、トナー供給ローラー２０の軸心方向に１列状態で
整列されている。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、該超音波振動発
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、ピンホール状の各トナー
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ホール状の貫通孔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３工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から各信号電極３３に電圧信号としての
画像信号（制御信号）が入力されている。各信号電極３
３には、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、例えば、画像を形成すべき情報の場合には＋
１０（ＩＶの電圧が印加され、画像を形成する必要のな
い画像非形成情報の場合には、−１００Ｖの電圧が印加
されるように制御される。

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
通過側に設けりれたベース電極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。

絶縁性基板３１は、第３図に示すように、一方の端部に
設けられた回動支点８０により水平方向への回動可能に
軸支されている。該絶縁性基板３１の他方の端部には、
水平方向に延びる円弧状の駆動ギヤ８１が設けられてお
り、この駆動ギヤ８１には駆動モータのピニオンギヤ８
２が噛み合っている。これらの駆動ギヤ８１およびピニ
オンギヤ８２等により基板駆動機構が構成されており、
該基板駆動機構にて絶縁性基板３１が、記録紙７０の進
行方同人とは直交する方向に対して、任意の角度θだけ
回動される。絶縁性基板３１の上方に設けられたトナー
供給ローラー２０は、その軸心方向が、常に、各トナー
通過孔３１ａの整列方向に一致するように、該絶縁性基
板３１とともに一体的に水平方向に回動するようになっ
ている。

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。

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３１ａ内に落人したトナ
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３３に正
電圧が印加されると、トナー通過孔３Ｉａ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７ｏ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３１
ａ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、３００〜１０００Ｖの
範囲とされる。該バイアス電圧が、３００■より小さい
と、トナー通過孔３１ａの軸心にトナーを集中させる力
が弱くなり、記録紙上に大きなドツトを形成する。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、バイアス電圧が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。

このようにして画像を形成する際に、縮小画像を形成す
る場合には、絶縁性基板３１を記録紙進行方向Ａとは直
交する方向に対して、ピニオンギヤ８２を駆動モータに
より任意の角度だけ回転させる。

これにより、ピニオンギヤ８２に噛み合った駆動ギヤ８
工が回動支点８０回りに所定の角度θだけ回動されて、
絶縁性基板３１が、その角度θだけ回動される。絶縁性
基板３１の回動にともなって、該絶縁性基板３１に１列
に整列されたトナー通過孔３１ａは、当初、記録紙７０
の進行方向に対して直交状態に整列された状態から、整
列方向が記録紙の進行方向と直交する方向に対して所定
の角度θだけ傾斜した状態、すなわち、記録紙７０の進
行方向とは交差角度θにより交差した状態になる。

このような状態になると、当初、記録紙７０の進行方向
に対して直交する方向に整列された各トナー通過孔３１
ａは、記録紙７０進行方向と直交する方向に開隔Ｐだけ
あけた状態であるのに対して、記録紙７０進行方向と直
交する方向の間隔Ｗは、Ｗ＝ＰＣＯＳθとなる。その結
果、記録紙７０上に形成される画像は、記録紙７０進行
方向と直交する方向にｃｏｓθだけ縮小される。従って
、絶縁性基板３１の回動角度θを調整することによって
、画像の倍率を連続的に変化させることができる。

（発明の効果） 本発明の画像形成装置は、このように、基板駆動機構に
よって絶縁性基板を回動させて、トナー通過孔の配列方
向を、記録紙の進行方向に対して任意の角度で交差させ
るようにしているために、簡潔な構成で、任意の倍率に
画像を拡大および縮小することができる。

４、　　　　　の　　　　な！　日 東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図は絶縁性基板の平面図
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、８０
・・・中心軸、８１・・・駆動ギヤ、８２・・・ピニオ
ンギヤ。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数のトナー通過孔がそれぞれ一定の間隔をあけて
   １列に配列された絶縁性基板、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設けられ
   ており、各トナー通過孔に連通する貫通孔が形成された
   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、各トナー通過孔内に、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、前記一対
   の電極間を所定電位とする画像情報発生手段と、 前記絶縁性基板を、トナー通過孔の配列方向が記録紙の
   進行方向に対して、所定の角度で交差した状態になるよ
   うに回動させる基板駆動機構と、を具備する画像形成装
   置。