JPH07125302A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で、確実にトナー流制御手段のク
リーニングを行うことが可能な手段を備えた画像形成装
置を提供すること。 【構成】 本画像形成装置は、アパチャ電極体１のクリ
ーニング時にクリーニングペーパ７を使用する。そし
て、このクリーニングペーパ７が搬送ローラ１１９によ
り装置内に搬送されると、設置されているクリーニング
ペーパ検知センサ５がクリーニングペーパ７の先端に印
刷されているバーコードを読取り、それに基づいてＣＰ
Ｕは装置をクリーニングモードの状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、プ
ロッタ、ファクシミリなどに利用し得る画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の１つとして、複数
の開口部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
を用いて、その電極に対して画像データに基いて電圧を
印加し、トナー粒子が前記アパチャを通過し得るよう制
御して、通過したトナー粒子により支持体上に画像を形
成するものが、米国特許第３６８９９３５号の明細書に
おいて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、絶縁体よりなる平板
と、この平板の一方の面に形成される連続した基準電極
と、他方の面に形成される互いに絶縁された複数の制御
電極とからなり、前記各制御電極毎に前記３者を貫いて
少なくも１列のアパチャが形成されたアパチャ電極体
と、前記基準電極と制御電極との間に選択的に電位を与
える手段と、印加された電位によってアパチャを通過す
るトナー粒子の流れが変調されるよう帯電したトナー粒
子を供給する手段と、支持体とアパチャ電極体が相対的
に移動し得るよう支持体を粒子流路中に位置決めする手
段とから構成されている。

【０００４】また、例えば米国特許第４７４３９２６
号、同４７５５８３７号、同４７８０７３３号、および
同４８１４７９６号の明細書には、アパチャ電極体が支
持体側に制御電極、トナー供給側に基準電極を向けて配
設された画像形成装置が開示されている。

【０００５】これに対して、米国特許第４９１２４８９
号の明細書には、アパチャ電極体を支持体側に基準電
極、トナー供給側に制御電極を向けて配設することによ
り、オフ時に制御電極に対して印加される電圧を、上記
米国特許に開示される画像形成装置に比べて１／４程度
に抑えることができることが記載されている。

【０００６】ここにおいて、前記オフ時とは、支持体上
にトナー粒子を付着させない時、すなわち画像の空白部
分を形成する時点を意味するものであり、逆にオン時と
言えば、支持体上にトナー像を形成する時点を意味する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置は、アパチャを通過したト
ナーがすべて支持体に向かって飛翔するわけではなく、
その一部がアパチャの周辺に付着してしまう。この付着
トナーはプリントを重ねるごとに堆積してゆき、限度を
超えるとアパチャを塞いでトナー流の発生を阻害した
り、また制御電圧とは無関係に支持体に飛翔して形成画
像を乱したりする。このため、付着トナーを除去するク
リーニング機構を設けることも考えられるが、機構が複
雑になるといった問題があった。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、簡易な構成で、確実にトナー流
制御手段のクリーニングを行うことが可能な手段を備え
た画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は、帯電したトナーの流れを制
御するトナー流制御手段と、そのトナー制御手段にトナ
ーを供給するトナー供給手段を備えるものであり、更に
は、前記トナー流制御手段に対してクリーニングを行う
際に、クリーニングペーパを使用し得るよう構成されて
いる。

【００１０】また、前記トナー流制御手段に対してクリ
ーニングを行うためのクリーニングモードを備えていて
もよい。

【００１１】更には、前記クリーニングペーパを検知す
る検知手段と、その検知手段によるクリーニングペーパ
の検知を契機として、前記クリーニングモードに入るよ
う制御する制御手段とを備えていてもよい。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置は、
クリーニングペーパを使用してトナー流制御手段に対し
てクリーニングを行う。

【００１３】また、上記クリーニング動作をクリーニン
グモードの中で行うこともできる。更には、検知手段に
よりクリーニングペーパを検知して、それを契機とし
て、制御手段がクリーニングモードに入るよう制御する
こともできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照しながら説明する。

【００１５】図１は、本発明の画像形成装置の概要を示
す図であり、トナー流制御手段としてのアパチャ電極体
１の左側には、１ｍｍの間隙を有して、背面電極板２２
がシャーシ（図示せず）に配設されている。背面電極板
２２の下方には、一対の搬送ローラ１１９が配置されて
おり、支持体２０を搬送し、前記１ｍｍの間隙に挿入さ
れる得るように構成されている。また、搬送ローラ１１
９の右方にはクリーニングペーパ検知センサ５が設置さ
れている。さらに、前記アパチャ電極体１の右側には、
そのアパチャ電極体１の長手方向に沿って、トナー供給
装置１０が配設されており、更には、前記背面電極板２
２によって搬送される支持体２０の進行先には定着装置
２６が配設されている。ここにおいて、アパチャ電極体
１のクリーニング時には、支持体の代わりに、先端にバ
ーコードが印刷されたクリーニングペーパ７が搬送され
る。このクリーニングペーパ７はポリエステルフィルム
をベースとし、その片面には接着力の比較的弱い糊の塗
布されている。

【００１６】次に、上記各構成要素の詳細を説明する
と、前記クリーニングペーパ検知センサ５は搬送ローラ
１１９から搬送されてくるクリーニングペーパ７のバー
コードを読み取る機能を備えたものである。

【００１７】また、前記背面電極板２２は図４に示すよ
うに、前記担持ローラ１４の反対側から板バネ４０で、
偏心カム４１に押圧されている。そして、図示しないモ
ータの回転により偏心カム４１を回転させ、通常は１ｍ
ｍである前記アパチャ電極体１との隙間を変えられる機
構となっている。

【００１８】前記トナー供給装置１０は、装置全体のハ
ウジングを兼ねるトナーケース１１と、そのトナーケー
ス１１内のトナー溜２１に収納されるのトナー１６と、
供給ローラ１２と、担持ローラ１４と、回収ローラ１５
とトナー層規制ブレード１８と回収ブレード１９とアジ
テータ１７から構成されている。また、前記担持ローラ
１４は、トナー１６を担持し、アパチャ電極体１に向か
って搬送するものである。前記供給ローラ１２は、担持
ローラ１４に対してトナー１６を供給するものである。
また、回収ローラ１５はステンレス鋼の軸にナイロンブ
ラシの生地が接着してあり、担持ローラ１４に残留した
トナーをはぎ取るものである。さらに、アジテータ１７
は未使用トナー、及び回収ローラ１５により回収された
トナーをトナー溜２１で混合して攪拌するものである。

【００１９】そして、前記供給ローラ１２と担持ローラ
１４と回収ローラ１５とアジテータ１７は、トナーケー
ス１１に図示する矢印方向に回転可能に支持されてお
り、平行に配設されている。また、担持ローラ１４と供
給ローラ１２、及び担持ローラ１４と回収ローラ１５は
それぞれ接した状態で配設されている。

【００２０】さらに、前記トナー層厚規制ブレード体１
８は、担持ローラに対して圧接されており、トナー１６
の量がローラ面上で均一になるよう調整されるともに、
そのトナー１６を均一に帯電させるようになっている。
また、回収ブレード１９は回収ローラ１７のブラシ先端
と接触する様に配置されており、回収ローラ１７が回転
すると、ブラシに付着しているトナーがトナー溜２１に
剥ぎ取られて落ちるようになっている。

【００２１】そして、前記アパチャ電極体１は、図１に
示すように支持体２０側に制御電極４を対向させた状態
で、絶縁シート２のアパチャ位置で担持ローラ１４に対
して圧接されている。

【００２２】ここにおいて、前記アパチャ電極体１のア
パチャ６と担持ローラ１４との位置関係の詳細を説明す
ると、図３に示すように、各アパチャ６は各々の中心線
３０が担持ローラ１４の周面の最左部分と、担持ローラ
１４の中心軸３２とを通過するように配置されている。
これによれば、各アパチャ６は、担持ローラ１４の周面
の最左部分を基準として、上下均等に配置されることに
より、各アパチャ６を通過するトナー１６の分布をアパ
チャ内の全域で均一にすることができる。また、アパチ
ャ６の壁面とトナー１６の飛翔方向とが平行であるた
め、安定してトナーを飛翔させることができる。

【００２３】更には、アパチャ電極体１自体は、図３に
示すように担持ローラ１４に対して、アパチャ６を中心
として上下に同じ角度だけたわむように圧接されてい
る。これにより、アパチャ電極体１と担持ローラ１４と
の接触面積を大きくすることができるとともに、アパチ
ャ６の下部周辺を上下均一に圧接することができるた
め、トナーの濃度むらが発生することを極力抑えること
ができる。

【００２４】また、前記制御電極４と担持ローラ１４の
間には、制御電圧印加回路８が接続されている。この制
御電圧印加回路８は、画像信号に基いて制御電極４に対
して０Ｖ、もしくは＋５０Ｖの電圧を印加するように構
成されている。

【００２５】更には、前記背面電極ローラ２２と担持ロ
ーラ１４との間には直流電源２４が接続されており、こ
の直流電源は前記背面電極ローラ２２に対して＋１ｋＶ
の電圧を印加し得るようになっている。

【００２６】次に、上述のように構成される画像形成装
置の動作を説明する。

【００２７】まず始めに、アジテータ１７と供給ローラ
１２と担持ローラ１４との図１に示す矢印方向の回転に
より、トナー溜１９のトナー１６は供給ローラ１２に付
着させられ、さらに供給ローラ１２に付着したトナー１
６は担持ローラ１４に擦りつけられ、担持ローラ１４上
に担持される。担持されたトナー１６は、層厚規制ブレ
ード１８によって薄層化されるとともにマイナス帯電さ
せれた後、引き続き担持ローラ１４の回転によりアパチ
ャ電極体１に向かって搬送される。そして、担持ローラ
１４上のトナー１６はアパチャ電極体１の絶縁シート２
に擦られつつアパチャ６の下に供給される。

【００２８】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
に対応する制御電極４には、制御電圧印加回路８から＋
５０Ｖの電圧が印加される。その結果、画像部分に対応
するアパチャ６の近傍には、制御電極４と担持ローラ１
４の間の電位差により、制御電極４より担持ローラ１４
に向かう電気力線が形成される。それにより、マイナス
に帯電されたトナーは電位の高い方向に静電力を受け、
担持ローラ１４上からアパチャ６を通過して制御電極４
側に引き出される。引き出されたトナー１６は、更に、
背面電極板２２に印加されている電圧によって支持体２
０とアパチャ電極体１との間に形成される電界により、
支持体２０に向かって飛翔し、支持体２０上に堆積して
画素を形成する。

【００２９】また、非画像部分に対応する制御電極４に
は、制御電圧印加回路８から０Ｖの電圧が印加される。
その結果、担持ローラ１４と制御電極４との間には電界
が形成されないことにより、担持ローラ１４上のトナー
１６は静電力を受けないためアパチャ６を通過しない。

【００３０】更には、支持体２０は、その面上にトナー
１６により１列の画素が形成される間に、アパチャ列と
垂直の方向に１画素分送られる。そして、上記のプロセ
スを繰り返すことにより支持体２０の全面にトナー像が
形成される。その後、形成されたトナー像は、定着装置
２６によって支持体２０上に定着される。

【００３１】アパチャ６を通過せず担持ローラ１４に残
留したトナーは回収ローラ１５のブラシで掻き取られ
て、これに付着し、さらに、ブラシに付着したトナーは
回収ブレード２１で剥ぎ取られてトナー溜に回収され
る。トナー溜２１に回収されたトナーはアジテータ１７
の回転により未使用のトナーと混合、攪拌され、その一
部はまた供給ローラ１２に付着して行く。

【００３２】上記の如く、担持ローラ１４上にトナーが
残留し続ける事は無く、常に装置内を循環し続けるた
め、摩擦熱によりトナーが劣化することはなく、また、
一度担持ローラ１４上で帯電したトナーも回収によっ
て、自然に放電されやすく、次回に使用される時は、最
適な帯電特性に制御しやすい。

【００３３】上記のように構成される画像形成装置にお
いて、絶縁性トナーを用いれば、担持ローラ１４と制御
電極４の間の絶縁性が保たれ、アパチャ６が絶縁破壊す
ることがない。

【００３４】上記のプロセスにおいて、制御電極４によ
る制御電界は、制御電極４とアパチャ６の内部、および
そのアパチャ６と対向する担持ローラ１４のトナー担持
面との間に形成されるので、担持されるトナー１６に直
接、制御電界を印加できるため、制御効率がよい。

【００３５】また、供給されるトナー１６の一部が、ア
パチャ電極体１との摺動で機械的な力等を受け、非画像
部に対応するアパチャ６内に進入しても、アパチャ６内
部の電界でアパチャ６を通過しないよう制御できるた
め、トナーの制御性が良い。

【００３６】更には、担持ローラ１４とアパチャ電極体
１はトナー層を挟んで対向しているので、比較的近距離
に配置することができることにより、制御電圧を低くで
き、安価な駆動素子を使用することができる。

【００３７】また、アパチャ電極体１の絶縁性シート２
は担持ローラ１４側に向けられているので、トナー供給
系の不具合で担持ローラ１４上にトナー１６が存在しな
い場合でも、制御電極４と担持ローラ１４が接触して電
気的に短絡し、駆動素子を壊すことはない。

【００３８】また、アパチャ電極体１と担持ローラ１４
上のトナー１６とは、アパチャ６の入口部分で接触して
いることにより、アパチャ６の入口部分に堆積するトナ
ー１６は、担持ローラ１４により順次供給されるトナー
により押し流されるため、トナー１６が堆積、架橋して
アパチャ６を塞ぐことが無い。

【００３９】そして、アパチャ電極体１をクリーニング
する場合は搬送ローラ１１９よりクリーニングペーパ７
が搬送されるが、その際、クリーニングペーパ検知セン
サ５はクリーニングペーパ７の先端に印刷されているバ
ーコードを検知し、図示しないＣＰＵに信号を送ってク
リーニングモードに入る。クリーニングモードに入ると
搬送ローラ１１９をはじめとする紙搬送速度は半分以下
に減速されるとともに、トナー供給系の運転は停止され
る。また、前記背面電極板２２と担持ローラ１４との隙
間調整機構により、その隙間は僅かにされるか、あるい
は軽く接している程度にされる。また、クリーニングペ
ーパ７の通過時には制御電極４にマイナス電圧を、平面
電極板２２には通常より大きなマイナス電圧を印加す
る。これらは、クリーニングペーパ７がここを通過した
時、ジャムしない程度にしっかりとアパチャ電極体１と
接触させ、確実にクリーニングするためのモードであ
る。クリーニングペーパ７は表面に糊が塗布されている
ため、アパチャ電極体１との接触時には付着トナーをく
っつけることにより取り去る。

【００４０】尚、本発明は、以上詳述した実施例に限定
されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の変更を加えることが可能である。

【００４１】例えば、上記実施例では非画像部分に対応
するアパチャの制御電圧を０Ｖとしたが、これは負の電
圧であっても良い。この場合、よりかぶりの少ない画像
を得ることができる。また、上記実施例においては、ト
ナー流制御手段としてアパチャ電極体を用いたが、例え
ば、米国特許第５０３６３４１号の明細書に記載される
ような編目状の電極体を用いることも可能である。

【００４２】また、本実施例では担持ローラ１４上の残
留トナーを回収する手段としてブラシ状の回収ローラ１
５を用いたが、これに限らず、粘着性の強いシリコンゴ
ム等でも良い。また、ウレタン等の樹脂ブレードで剥ぎ
とっても良い。その場合、剥ぎ取られたトナーは第１の
実施例で用いた様な回収ローラ１５の如き部品を樹脂ブ
レードの下部に配置してトナー溜２１まで回収する必要
がある。

【００４３】さらに、本実施例ではクリーニングペーパ
７としてポリエステルの基材の片面に糊を塗布したもの
を用いたが、糊の代わりに不織布の層を設けても良い。
また、基材はポリエステルのような樹脂フィルムでなく
とも、紙でもよい。

【００４４】また、クリーニングペーパ７のバーコード
のメッセージや設置位置を工夫することにより、複数種
のクリーニングペーパ７に対してそれぞれのクリーニン
グモードを設置できるし、表裏の挿入ミスを警告し、搬
送されないようにすることも可能である。

【００４５】また、クリーニングペーパ７の両面に糊の
層を設ければ、背面電極板２２のクリーニングも同時に
行うことが可能である。

【００４６】また、このクリーニングペーパをアパチャ
電極体１のクリーニングだけに用いるのでは無く、定着
装置２６や用紙搬送系の汚れも同時にクリーニングし得
るように構成することも可能である。

【００４７】その上、クリーニングペーパ７の後半部に
ワック等の層を設けてアパチャ電極体１や定着装置２６
のローラ等に塗れば、以後のトナーによる汚れを当分の
間、低減させることが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像形成装置は、トナー流制御手段に対してクリ
ーニングを行う際に、クリーニングペーパを使用し得る
よう構成されており、また、前記トナー流制御手段に対
してクリーニングを行うためのクリーニングモードを備
えたり、更には、前記クリーニングペーパを検知する検
知手段と、その検知手段によるクリーニングペーパの検
知を契機として、前記クリーニングモードに入るよう制
御する制御手段とを備えたりすることにより、簡易な構
成で、確実にトナー流制御手段のクリーニングを行うこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成を具体化した一実
施例を示す図である。

【図２】本発明の画像形成装置に用いられるアパチャ電
極体の構成を示す斜視図である。

【図３】本発明の画像形成装置に用いられるアパチャ電
極体と担持ローラとの構成を模式的に表す図である。

【図４】本発明の画像形成装置に用いられる背面電極の
隙間調節機構の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極体 ２ 絶縁性シート ４ 制御電極 ５ クリーニングペーパ検知センサ ６ アパチャ ７ クリーニングペーパ ８ 制御電圧印加回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 15/00 １１５ 6605−2Ｈ 21/00 ３１０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電したトナーの流れを制御するトナー
   流制御手段と、 そのトナー制御手段にトナーを供給するトナー供給手段
   を備える画像形成装置において、 前記トナー流制御手段に対してクリーニングを行う際
   に、クリーニングペーパを使用し得るよう構成したこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナー流制御手段に対してクリーニ
   ングを行うためのクリーニングモードを備えたことを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記クリーニングペーパを検知する検知
   手段と、その検知手段によるクリーニングペーパの検知
   を契機として、前記クリーニングモードに入るよう制御
   する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載
   の画像形成装置。