JPH0761028A - パウダージェット画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、第１電極とトナー供給ローラと
の間の電位差を増加させることなく、トナー供給ローラ
から第１電極へのトナー供給量を増加させることができ
るパウダージェット画像形成装置を提供することを目的
とする。 【構成】 複数本の第１電極と複数本の第２電極とが絶
縁層を挟んでマトリクス状に配されており、第１電極と
第２電極の各交点に現像剤挿通孔が開けられている印字
ヘッドと、所定の極性に帯電された現像剤を印字ヘッド
に供給するための現像剤供給ローラとを備え、第１電極
と現像剤供給ローラとの間の電界が制御されることによ
り現像剤供給ローラ側から印字ヘッド側に現像剤が供給
され、第１電極と第２電極との間の電界が制御されるこ
とにより現像剤挿通孔が電位的に開閉されるパウダージ
ェット画像形成装置において、現像剤供給ローラ１側か
ら印字ヘッド２００側に現像剤を導くための補助電極２
１４が印字ヘッド２００に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、パウダジェット画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置として、本出願人は、図７
に示すようなパウダジェット画像形成装置を既に開発し
ている。このパウダ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側
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７および図８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側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側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。そして、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。各第１電極２１はダイミ
ックスキャン制御される。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】このようなパウダジェ
ット画像形成装置では、第１電極２１の印加電圧がオフ
電圧（たとえば＋３００Ｖ）のときに、第１電極２１と
表面電位が０Ｖのトナー供給ローラ１との間に発生する
電界（以下、トナー供給用電界という。）によって、ト
ナー供給ローラ１から印字ヘッド２にトナーが供給され
る。

【０００８】このようなパウダジェット画像形成装置に
おいて、トナー供給ローラ１から第１電極２１へのトナ
ー供給量を増加させるには、トナー供給用電界の強度を
増加させる必要がある。トナー供給用電界の強度を増加
させるには、第１電極２１とトナー供給ローラ１との間
の電位差を大きくするか、または第１電極２１とトナー
供給ローラ１との間隔を小さくする必要がある。

【０００９】しかしながら、第１電極２１とトナー供給
ローラ１との間隔（通常数百μｍ程度）をさらに小さく
したり、第１電極２１とトナー供給ローラ１との間の電
位差を大きくしたりすると放電（リーク）が発生し、第
１電極２１が破損するおそれがある。このため、第１電
極２１とトナー供給ローラ１との間の電位差を大きくす
ることは困難である。

【００１０】この発明は、第１電極とトナー供給ローラ
との間の電位差を増加させることなく、トナー供給ロー
ラから第１電極へのトナー供給量を増加させることがで
きるパウダージェット画像形成装置を提供することを目
的とする。

【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は、複数本の第１電極と複数本の
第２電極とが絶縁層を挟んでマトリクス状に配されてお
り、第１電極と第２電極の各交点に現像剤挿通孔が開け
られている印字ヘッドと、所定の極性に帯電された現像
剤を印字ヘッドに供給するための現像剤供給ローラとを
備え、第１電極と現像剤供給ローラとの間の電界が制御
されることにより現像剤供給ローラ側から印字ヘッド側
に現像剤が供給され、第１電極と第２電極との間の電界
が制御されることにより現像剤挿通孔が電位的に開閉さ
れるパウダージェット画像形成装置において、現像剤供
給ローラ側から印字ヘッド側に現像剤を導くための補助
電極が印字ヘッドに設けられていることを特徴とする。

【００１２】第１電極と交互に補助電極が設けられてお
り、各第１電極には、トナー供給ローラから第１電極に
現像剤を吸引するための電界を発生させるためのオフ電
圧と、第１電極から第２電極に現像剤を吸引するための
電界を発生させうるオン電圧とが選択的に印加され、各
補助電極にはトナー供給ローラから補助電極に現像剤を
吸引するための電界を発生させるためのオフ電圧と、補
助電極から第１電極に現像剤を吸引するための電界を発
生させうるオン電圧とが選択的に印加され、各第１電極
の印加電圧はダイナミックスキャン制御により所定の単
位時間間隔で順次オン電圧とされる場合には、各補助電
極の印加電圧を次のように制御することが好ましい。す
なわち、各補助電極は、その一方隣にある第１電極がオ
ン電圧になる時点よりダイナミックスキャン制御の１単
位時間前においてオン電圧にされ、その後、ダイナミッ
クスキャン制御の２単位時間が経過したときにオフ電圧
にされる。

【００１３】

【作用】現像剤供給ローラ側から印字ヘッド側に現像剤
を導くための補助電極が印字ヘッドに設けられているの
で、印字ヘッドへの現像剤供給量が増加する。

【００１４】

【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。

【００１５】図１は、パウダージェット画像形成装置の
概略構成を示している。

【００１６】パウダージェット画像形成装置は、トナー
の通過を制御する印字ヘッド２００と、所定の極性に帯
電されたトナーを印字ヘッド２００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２００側に
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。

【００１７】トナー供給ローラ１によって搬送されるト
ナーは、ここでは負極性に帯電されているものとする。
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。

【００１８】印字ヘッド２００は、図１および図２に示
すように、絶縁基板２１０と、絶縁基板２１０のトナー
供給ローラ１側の表面に形成された複数の第１電極２１
１と、絶縁基板２１０の記録紙搬送ローラ３側の表面に
形成された複数の第２電極２１２とを備えている。絶縁
基板２１０のトナー供給ローラ１側の表面には、さら
に、各第１電極２１１に対応して補助電極２１４が設け
られている。

【００１９】図２には一部のみ図示されているが、実際
には、互いに平行な８本の第１電極２１１が、等間隔を
おいて配置されている。また、互いに平行でかつ第１電
極２１１に直交する方向に対して若干傾斜した方向にの
びた４００本の第２電極２１２が、等間隔をおいて配置
されている。つまり、８本の第１電極２１１および４０
０本の第２電極２１２によって、８行４００列マトリク
ス状電極が構成されている。

【００２０】各第１電極２１１と各第２電極２１２との
各交点位置には、印字ヘッド２００を貫通するピンホー
ル状のトナー通過孔２１３が開けられている。つまり、
印字ヘッド２００には、３２００個のトナー通過孔２１
３が形成されている。

【００２１】各第１電極２１１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２１２には、オン
電圧（たとえば０Ｖ）およびオフ電圧（たとえば−２０
０Ｖ）とが選択的に印加される。

【００２２】図３は、各第１電極２１１の印加電圧Ｖ１
−０〜Ｖ１−７の変化を示している。図３に示すよう
に、各第１電極２１１はダイミックスキャン制御され、
所定の単位時間間隔で印加電圧が順次オン電圧にされ
る。そして、第１電極２１１および第２電極２１２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２１３をトナーが通過しドット印字が行
われる。

【００２３】記録紙Ｐは、記録紙搬送ローラ３によっ
て、第１電極２１１と直角方向にかつ第１電極２１１の
ダイナミックスキャンによる制御が進む方向（図２に矢
印Ａで示す方向）に搬送される。ベースローラ３には、
＋５００Ｖの電圧が印加されている。印字ヘッド２００
には、印字ヘッド２００に超音波振動を加えて、トナー
挿通孔２１３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。

【００２４】各第１電極２１１に対応する補助電極２１
４は、この例では、各第１電極２１１のスキャン方向後
方に補助電極２１４がそれぞれ設けられている。各補助
電極２１４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。各補助電極２１４は、それに対応する第１電極２
１１がオン電圧（−１００Ｖ）となる時点よりダイミッ
クスキャン制御の１単位時間前の時点においてオン電圧
（−１００Ｖ）にされ、その後ダイミックスキャン制御
の２単位時間が経過したときにオフ電圧（＋３００Ｖ）
に戻される。

【００２５】図４は、パウダージェット画像形成装置の
電気的構成を示している。

【００２６】トナー供給ローラ１の駆動を制御する電動
クラッチ１１、記録紙搬送ローラ３の駆動を制御する電
動クラッチ１２、各第１電極２１の印加電圧の切替回路
１３、各第２電極２２の印加電圧の切替回路１４、各補
助電圧２１４の印加電圧の切替回路１５および超音波振
動子５の駆動回路１６は、ＣＰＵ１０によって制御され
る。ＣＰＵ１０は、そのプログラムおよびその他のデー
タを記憶するＲＯＭ１７および必要なデータを記憶する
ＲＡＭ１８を備えている。ＣＰＵ１０には、印字ドット
データ、操作部１９からの入力信号等が入力している。

【００２７】印字処理時においては、超音波振動子５が
駆動される。また、トナー供給ローラ１が駆動されると
ともに、第１電極２１１がダイナミックスキャン制御さ
れる。また、印字ドットデータに基づいて、各第２電極
２１２がオン電圧またはオフ電圧に切り替えられる。さ
らに、補助電極２１４の印加電圧が切替えられる。

【００２８】図５は、図６に示すトナー挿通孔２１３を
有する第１電極２１１、第２電極２１２および上記第１
電極２１１のスキャン方向後方に設けられた補助電極２
１４の印加電圧の変化を示している。

【００２９】期間Ｃは、図６の第１電極２１１がオン電
圧にされる期間を示している。各期間Ａ、Ｂ、Ｃの長さ
は、ダイミックスキャン制御の単位時間に等しい。ま
た、図６の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、各期間Ａ、Ｂ、
Ｃにおけるトナーの動きを示している。

【００３０】期間Ａにおいては、第１電極２１１はオフ
電圧（＋３００Ｖ）であり、そのスキャン方向後方にあ
る補助電極２１４もオフ電圧である。トナー供給ローラ
１の表面電位は０Ｖであるため、第１電極２１１とトナ
ー供給ローラ１との間および補助電極２１４とトナー供
給ローラ１との間には、トナー供給ローラ１から第１電
極２１１および補助電極２１４側に負極性のトナーを吸
引させる電界が発生している。このため、図６（Ａ）に
示すように、トナー供給ローラ１から第１電極２１１お
よび補助電極２１４にトナーが飛翔する。

【００３１】期間Ｂにおいては、第１電極２１１がオン
電圧にされる時点よりダイミックスキャン制御の１単位
時間前の期間であるので、第１電極２１１のスキャン方
向後方の補助電極２１４がオン電圧（−１００Ｖ）にさ
れる。第１電極２１１はオフ電圧（＋３００Ｖ）である
ので、第１電極２１１のスキャン方向後方の補助電極２
１４から第１電極２１１側に負極性のトナーを吸引させ
る電界が発生している。このため、図６（Ｂ）に示すよ
うに、補助電極２１４に集められたトナーが第１電極２
１１側に移動する。

【００３２】期間Ｃにおいては、第１電極２１１がオン
電圧にされる。第１電極２１１のスキャン方向後方の補
助電極２１４は期間Ｃが終了するまでオン電圧（−１０
０Ｖ）のままである。この期間Ｃにおいて、トナー挿通
孔２１３に対する印字ドットデータが印字有りの場合に
は、図５に示すように、第２電極２１２の電位がオン電
圧（０Ｖ）にされる。すると、第１電極２１１から第２
電極２１２にトナーを吸引する電界が発生する。したが
って、図６（Ｃ）に示すように、第１電極２１１に集め
られたトナーがトナー挿通孔２１３を通過し、記録紙Ｐ
にドット印字が施される。

【００３３】上記実施例によれば、第１電極２１１とト
ナー供給ローラ１との間の電位差を増加させることな
く、トナー供給ローラ１から第１電極２１１へのトナー
供給量を増加させることができる。

【００３４】第１電極２１１とトナー供給ローラ１との
間の電位差を増加させていないので、第１電極２１１と
トナー供給ローラ１との間で放電（リーク）が発生する
といったことがなく、第１電極２１１の寿命が短縮化さ
れることもない。

【００３５】また、第１電極２１１とトナー供給ローラ
１との間の距離も短くせずにトナー供給量を増加できる
ので、２成分現像剤を使用した場合に現像剤の穂立ちが
第１電極２１１に接触して第１電極２１１が破損すると
いったこともない。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、第１電極とトナー供
給ローラとの間の電位差を増加させることなく、トナー
供給ローラから第１電極へのトナー供給量を増加させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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２】印字ヘッドにおける第１電極と第２電極の配置
を示す一部拡大平面図である。

【図３】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４】パウダージェット画像形成装置の電気的構成を
示す電気ブロック図である。

【図５】第１電極２１１の印加電圧とそれに対応する補
助電極２１４の印加電圧の変化を示すタイムチャートで
ある。

【図６】図５の各期間におけるトナーの移動の様子を示
す模式図である。

【図７】従来の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】印字ヘッドにおける第１電極と第２電極の配置
を示す平面図である。

【符号の説明】

１ トナー供給ローラ ３ 記録紙搬送ローラ １０ ＣＰＵ ２００ 印字ヘッド ２１０ 絶縁基板 ２１１ 第１電極 ２１２ 第２電極 ２１３ トナー挿通孔 ２１４ 補助電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の第１電極と複数本の第２電極と
   が絶縁層を挟んでマトリクス状に配されており、第１電
   極と第２電極の各交点に現像剤挿通孔が開けられている
   印字ヘッドと、所定の極性に帯電された現像剤を印字ヘ
   ッドに供給するための現像剤供給ローラとを備え、第１
   電極と現像剤供給ローラとの間の電界が制御されること
   により現像剤供給ローラ側から印字ヘッド側に現像剤が
   供給され、第１電極と第２電極との間の電界が制御され
   ることにより現像剤挿通孔が電位的に開閉されるパウダ
   ージェット画像形成装置において、 現像剤供給ローラ側から印字ヘッド側に現像剤を導くた
   めの補助電極が印字ヘッドに設けら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。
2. 【請求項２】 第１電極と交互に補助電極が設けられて
   おり、各第１電極には、トナー供給ローラから第１電極
   に現像剤を吸引するための電界を発生させるためのオフ
   電圧と、第１電極から第２電極に現像剤を吸引するため
   の電界を発生させうるオン電圧とが選択的に印加され、
   各補助電極にはトナー供給ローラから補助電極に現像剤
   を吸引するための電界を発生させるためのオフ電圧と、
   補助電極から第１電極に現像剤を吸引するための電界を
   発生させうるオン電圧とが選択的に印加され、各第１電
   極の印加電圧はダイナミックスキャン制御により所定の
   単位時間間隔で順次オン電圧とされ、各補助電極は、そ
   の一方隣にある第１電極がオン電圧になる時点よりダイ
   ナミックスキャン制御の１単位時間前においてオン電圧
   にされ、その後、ダイナミックスキャン制御の２単位時
   間が経過したときにオフ電圧にされることを特徴とする
   請求項１記載のパウダージェット画像形成装置。