JP2000246947A

JP2000246947A - 記録装置

Info

Publication number: JP2000246947A
Application number: JP5303099A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kitamura; 哲弥北村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1999-03-01
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2000-09-12
Anticipated expiration: 2019-03-01
Also published as: JP3045295B1

Abstract

(57)【要約】【課題】出力画像にカブリが無く、しかも記録濃度の
高い、すなわち高コントラストの記録を達成できる記録
装置を提供すること。【解決手段】アパチャ電極体２の絶縁シート２ａに
は、複数のアパチャ２ｂが１列に形成され、且つ絶縁シ
ート２ａの上側には、各アパチャ２ｂと接続される制御
電極２ｃが形成される。絶縁シート２ａのトナー担持ロ
ーラ８側のトナーＴＮの搬送方向のアパチャ２ｂの上流
側において、トナー担持ローラ８に担持されたトナーＴ
Ｎと接触するように間隔保持部２ｅを設ける。この間隔
保持部２ｅとアパチャ２ｂとの間に、トナーＴＮの平均
粒径の１０倍のスペース１１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば記録用紙等
の記録媒体に、文字、図形等を記録する記録装置であっ
て、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等に適
用される記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録装置の１つとして、米国特許
第３，６８９，９３５号公報に示すようなものがある。
同記録装置には、トナー流路としての役割を果たす開口
部（以下、アパチャと称する）が形成され、各アパチヤ
の周りに設ける制御電極を用いて、その制御電極に対し
て画像データに基づいて電圧を印加して、トナー粒子が
前記アパチャの通過及び遮断を制御することにより、ア
パチャを通過したトナー粒子が、記録用紙上に画像を形
成する。このようなトナージェット記録方式の場合、ア
パチヤ付近の支持部材においてトナー担持ローラと接触
配置させ、同トナー担持ローラによって搬送されるトナ
ーに、当該接触部分で機械的な力を与えることにより、
トナー担持ローラに対するトナーの付着力を解放するの
で、低い制御電圧にて効率よく、アパチヤからトナーを
通過させることができる。そのため例えば特開平１０−
３３７８９７号公報において、アパチヤのトナー搬送上
流側の直前部分に、圧力ポイントとして、トナー担持ロ
ーラと接触する突起を設けるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにアパチヤ付近の支持部材が、トナー担持ローラと接
触していることによって、トナーがアパチヤを通過しや
すくなる反面、本来トナーの通過を遮断する制御の際に
も、トナーがアパチヤを通って記録用紙側に自然に噴射
してしまい、記録用紙上の最終的な出力画像の非画像部
にトナーが付着する、いわゆるカブリが発生する問題が
ある。本発明は、上述の問題点を解決するためになされ
たものであり、その目的は、出力画像にカブリが無く、
しかも記録濃度の高い、すなわち高コントラストの記録
を達成できる記録装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の構成を有する本発
明の請求項１に記載の発明においては、荷電粒子の通過
を許容するための荷電粒子通過部、及び、この荷電粒子
通過部に設けられた制御電極を備える支持部材と、この
支持部材に近接して設けられ、荷電粒子通過部に荷電粒
子を搬送するための荷電粒子搬送体とを備えた記録装置
において、前記支持部材の荷電粒子搬送体側の前記荷電
粒子搬送方向の上流部分に、荷電粒子搬送体に搬送され
る荷電粒子と接触して、荷電粒子通過部側にスペースを
形成するための間隔保持部を備え、この間隔保持部と荷
電粒子通過部との間に、荷電粒子の平均粒径の２倍から
１０倍程度のスペースを形成したことを特徴とする。

【０００５】このように荷電粒子搬送体は、荷電粒子通
過部に荷電粒子を搬送し、上記間隔保持部が、荷電粒子
通過部近傍にて荷電粒子と接触すると、荷電粒子は荷電
粒子搬送体から離れるが、間隔保持部と荷電粒子通過部
との間のスペースの距離がそれほど大きくない（平均粒
径の２倍から１０倍程度である）ので、荷電粒子がスペ
ースに滞留することはなく、荷電粒子は荷電粒子通過部
に供給される。そのため制御電極は、荷電粒子が荷電粒
子通過部の通過を許容させる制御を行う場合、荷電粒子
は荷電粒子通過部を通過するが、荷電粒子通過部の通過
を遮断する制御を行う場合、荷電粒子は荷電粒子通過部
を通過しない。それにより、本発明によれば、出力画像
にカブリが無く、しかも記録濃度の高い、すなわち高コ
ントラストの記録がなされる。

【０００６】一方、間隔保持部と荷電粒子通過部との間
のスペースの距離が、荷電粒子の平均粒径の２倍以下の
場合、荷電粒子通過部の荷電粒子の通過を遮断すべき制
御の際にも、荷電粒子が荷電粒子通過部を通って記録媒
体側に噴射してしまい、出力画像の非画像部に荷電粒子
が付着するいわゆるカブリが発生する。また、荷電粒子
の平均粒径の１０倍以上のスペースを設けた場合、荷電
粒子が間隔保持部と接触した際に、荷電粒子は荷電粒子
搬送体から離れるが、間隔保持部と荷電粒子通過部との
間のスペースの距離が長いので、荷電粒子がスペースに
滞留して荷電粒子通過部に供給されないため、十分な記
録濃度を確保できない可能性が高くなる。

【０００７】また、請求項２の記載によれば、請求項１
に記載の記録装置において、前記間隔保持部の厚さは、
荷電粒子の平均粒径の１０分の１程度から平均粒径の４
倍程度であることを特徴とする。この間隔保持部の厚さ
が、荷電粒子の平均粒径の１０分の１以下の場合、実質
的にスペースがない状態と同じであるため、荷電粒子通
過部の荷電粒子の通過を遮断すべき制御の際にも、荷電
粒子が荷電粒子通過部を通って記録媒体側に噴射して非
画像部に荷電粒子が付着する、いわゆるカブリが発生す
る。一方、間隔保持部の厚さが、荷電粒子の平均粒径の
４倍を越える場合、荷電粒子が間隔保持部と接触した際
に、荷電粒子は荷電粒子搬送体から離れる。しかし、荷
電粒子通過部までのスペースの距離が長い（平均粒径の
４倍を越える）ので、荷電粒子通過部を通過させる制御
の際にも、荷電粒子はスペースに滞留して荷電粒子通過
部に供給されない可能性が高くなる。それに対し、本発
明によれば、間隔保持部の厚さは、荷電粒子の平均粒径
の１０分の１程度から平均粒径の４倍程度であるため、
荷電粒子の通過を遮断すべき制御の際にも、記録媒体に
いわゆるカブリが発生せず、また、荷電粒子の通過させ
る制御の際にも荷電粒子を荷電粒子通過部に確実に供給
するので、記録濃度の高い、すなわち高コントラストの
記録を達成できる。

【０００８】また、請求項３の記載によれば、請求項１
または２に記載の記録装置において、前記間隔保持部と
荷電粒子通過部との間の前記支持部材に、エッチング加
工あるいはザグリ加工を施すことにより、前記スペース
が形成されることを特徴とする。このように間隔保持部
と荷電粒子通過部との間の支持部材に、エッチング加工
あるいはザグリ加工を施すことにより、荷電粒子の平均
粒径の２倍から１０倍程度のスペースを、荷電粒子通過
部の上流部分に容易に且つ確実に形成することができ、
また、エッチング加工あるいはザグリ加工を施さない支
持部材の荷電粒子通過部の上流部分が間隔保持部となる
ので、スペース及び間隔保持部を荷電粒子通過部の上流
部分に容易に且つ確実に形成することができる。

【０００９】また、請求項４の記載によれば、請求項１
乃至３のいずれかに記載の記録装置においては、前記間
隔保持部は、前記支持部材にフィルムを貼着することに
より、形成されることを特徴とする。このように支持部
材にフィルムを貼着すると、フィルムが貼着された部分
は厚くなって間隔保持部となるのに対して、間隔保持部
と荷電粒子通過部との間の、フィルムが貼着されていな
い部分がスペースとなるので、間隔保持部及び平均粒径
の２倍から１０倍程度のスペースが、荷電粒子通過部の
上流部分に極めて容易に且つ確実に形成される。

【００１０】また、請求項５の記載によれば、請求項１
乃至４のいずれかに記載の記録装置においては、前記間
隔保持部は、シールド電極からなることを特徴とする。
上述したように間隔保持部が荷電粒子と接触すると、荷
電粒子は荷電粒子搬送体から離れるが、間隔保持部及び
荷電粒子が、その接触時の摩擦によって電荷を帯びる。
しかし、間隔保持部がシールド電極からなる場合、導電
性を有するため、間隔保持部は即座に除電されて帯電し
ない。また、制御電極は、シールド電極によってシール
ドされるため、荷電粒子搬送体で搬送される荷電粒子の
電荷の影響によって、誤動作することもない。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の記録装置を具体化
した実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は、本実施の形態の記録装置１の概要
を示す図であり、図２は、その記録装置１に用いられる
荷電粒子（この場合トナーＴＮ）の移動を制御する手段
として機能するアパチャ電極体２を拡大して示す斜視図
である。また、図３は、上記アパチャ電極体２及びトナ
ー担持ローラ８を拡大して示す断面図であり、図４は、
アパチャ電極体２の間隔保持部２ｅの周囲を拡大して示
す一部断面図である。そのアパチャ電極体２の上側に
は、図１に示すように、およそ１ｍｍ程度の間隙を有し
て、円柱状の背面電極ローラ３が回動可能に配置されて
いる。

【００１３】そして、前記背面電極ローラ３とアパチャ
電極体２との間の前記間隙には、例えば記録用紙、ＯＨ
Ｐシート等からなる画像形成媒体４を挿入することがで
きる。この画像形成媒体４は、その間隙内に挿入された
状態で、時計回り（矢印Ｙ１）方向に背面電極ローラ３
が回転することによって、図１中左（矢印Ｙ２）方向に
搬送される。

【００１４】また、前記背面電極ローラ３の下方側に
は、トナーＴＮを画像形成媒体４側に供給するトナー供
給装置５が配設されており、このトナー供給装置５はそ
のアパチャ電極体２の長手方向（図２参照）に沿って延
設されている。更に、前記背面電極ローラ３によって搬
送される画像形成媒体４の進行先には、定着装置６が配
設されており、この定着装置６は、画像形成媒体４上に
付着したトナーＴＮを加熱溶融させて、同画像形成媒体
４上に定着させることができる。

【００１５】前記アパチャ電極体２は、図２に示すよう
に、支持部材としての絶縁シート２ａに、荷電粒子通過
部としての複数のアパチャ２ｂが１列に形成され、各ア
パチャ２ｂの上側には、制御電極２ｃがそれぞれ形成さ
れている。具体的には、絶縁シート２ａは、例えば厚さ
２５マイクロメートルのポリイミド製の支持板である。
また、アパチャ２ｂは、背面電極ローラ３側へトナーＴ
Ｎを通過させるための、絶縁シート２ａを上下に貫通す
る貫通孔であって、およそ直径８０マイクロメートルの
大きさである。そして、各アパチャ２ｂの上側には、各
制御電極２ｃがおよそ８マイクロメートルの厚さで形成
されており、各制御電極２ｃは、アパチャ２ｂの周囲か
ら絶縁シート２ａの短辺方向に延びている。

【００１６】また、前記円柱状の背面電極ローラ３は、
その両側端部でシャーシ（図示せず）に回動可能に支持
されており、背面電極ローラ３の片側端部に連結された
搬送モータ（図示せず）によって、時計周り方向（矢印
Ｙ１方向）に回転駆動される。尚、背面電極ローラ３の
形状は、用紙送り機能を有するため、円柱状に形成され
ているが、用紙送り機能を有しない場合、必ずしも円柱
状で形成される必要はなく、例えば板状の背面電極でも
よい。

【００１７】前記トナー供給装置５は、図１に示すよう
に、ハウジングを兼ねるトナーケース７と、そのトナー
ケース７内に収納される荷電粒子としてのトナーＴＮ
と、アパチャ２ｂの下方位置にあって荷電粒子搬送体と
して時計周り方向（矢印Ｙ３方向）に回転駆動されるト
ナー担持ローラ８と、このトナー担持ローラ８に対して
近接し時計周り方向（矢印Ｙ４方向）に回転駆動される
供給ローラ９と、トナー担持ローラ８に対して圧接する
トナー層規制ブレード１０とを備えている。

【００１８】具体的には、前記供給ローラ９とトナー担
持ローラ８は、トナーケース７内で矢印Ｙ３、Ｙ４方向
にそれぞれ回転可能に支持され、両者は接した状態で平
行に配設されている。この供給ローラ９とトナー担持ロ
ーラ８とは、図示しない駆動モータにより連動して回転
される。そのため、前記供給ローラ９は、その表面にト
ナーＴＮを担持しながら時計周り方向（矢印Ｙ４方向）
に回転して、矢印Ｙ３方向に回転するトナー担持ローラ
８に対してトナーＴＮを供給する。そして、前記トナー
担持ローラ８に圧接されるトナー層規制ブレード１０
は、トナー担持ローラ８に担持されるトナーＴＮの量を
ローラ面上で均一にするよう調整するとともに、そのト
ナーＴＮを均一に帯電させる。このトナー担持ローラ８
は、その表面にトナーＴＮを担持し、アパチャ電極体２
のアパチャ２ｂに向かってトナーＴＮを搬送する。

【００１９】ところで、絶縁シート２ａにおける制御電
極２ｃの形成面と反対側の面（トナー担持ローラ８側の
面）における、トナーＴＮの搬送方向における各アパチ
ャ２ｂを挟んだ両側には、帯電防止層としてのコーティ
ング層２ｄが形成され、このコーティング層２ｄは、ト
ナー担持ローラ８に担持されたトナーＴＮと接触する。
このコーティング層２ｄの膜厚は、例えば５マイクロメ
ートル程度であるのが望ましい。

【００２０】更に、絶縁シート２ａのトナー担持ローラ
８側におけるアパチャ２ｂへのトナーＴＮの供給方向
（荷電粒子搬送方向）の上流部分に、トナー担持ローラ
８によって搬送されるトナーＴＮと接触する間隔保持部
２ｅを設け、更にその間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂ
（荷電粒子通過部）との間に、トナーＴＮの平均粒径の
１０倍程度のスペース１１を設ける。この場合、トナー
ＴＮの平均粒径が、ほぼ１０マイクロメートルであるの
で、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂと間のスペース１１
の距離Ｎ１（図３参照）は、ほぼ１００マイクロメート
ルである。そして、その間隔保持部２ｅが、コーティン
グ層２ｄの下方側に膜厚１０マイクロメートル程度で形
成され、この間隔保持部２ｅの膜厚Ｘ１（図４参照）
は、トナーＴＮの平均粒径（およそ１０マイクロメート
ル）と同程度である。

【００２１】この場合、アパチヤ電極体２は、図１及び
図３に示すように、トナー担持ローラ８の外周に沿うよ
うに少し撓み、アパチャ電極体２とトナー担持ローラ８
とは広い範囲で弾性的に圧接状態にある。具体的には、
アパチャ電極体２及びトナー担持ローラ８は、アパチャ
２ｂ付近の一部を除いた、アパチャ２ｂを中心に両側あ
わせて１ｍｍ乃至２ｍｍの幅で密接状態にあって、この
密接状態にある領域は、ニップ（ｎｉｐ）領域を構成す
る。

【００２２】前記間隔保持部２ｅは、帯電防止材料から
なるのが望ましいので、絶縁シート２ａの下面側のアパ
チャ２ｂの上流部分及び下流部分に、コーティング層２
ｄと同じ帯電防止材料の膜厚を（厚さＴ２（図２参照）
程度）の厚めに形成した状態で、アパチャ２ｂの下流部
分をエッチング加工あるいはザグリ加工を施すことによ
り、アパチャ２ｂの下流部分に所定厚さＴ１（図２参
照）のコーティング層２ｄを形成し、更に、アパチャ２
ｂの上流部分にエッチング加工あるいはザグリ加工を施
すことにより、図３及び図４に示すスペース１１を形成
するのが望ましい。従って、ミクロ的には、アパチャ２
ｂ近傍の間隔保持部２ｅが形成されていないコーティン
グ層２ｄは、間隔保持部２ｅが形成されているコーティ
ング層２ｄの厚さより薄くなっているので、アパチャ電
極体２とトナー担持ローラ８とは一様には密接しない。
そして、アパチヤ２ｂ近傍の領域では、スベース１１が
広くなっているため、アパチャ電極体２とトナー担持ロ
ーラ８とはアパチャ２ｂの上流部の間隔保持部２ｅで密
着する。

【００２３】図４に示すスペース１１に面する間隔保持
部２ｅは、アパチャ２ｂの上流部分に向かってなだらか
な傾斜面１５を形成するように、エッチング加工あるい
はザグリ加工されているが、必ずしもその態様に限定さ
れる訳ではなく、その傾斜面１５をアパチャ２ｂの上流
部分に向かって急勾配に形成しても良い。そして、この
ような傾斜面１５に続くアパチャ２ｂの上流部分に延び
る面２０をなだらかに下る傾斜面に形成してもよい。

【００２４】コーティング層２ｄ及び間隔保持部２ｅの
帯電防止材料としては、カーボンをエポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂などの有機樹脂、望ましくはポリイミド樹脂
から成るバインダー中に分散させて塗料状にし、それを
絶縁シート２ａにスクリーン印刷法などを用いて塗布し
て塗膜とした後に、３００℃以下の雰囲気中、望ましく
は１８０℃〜２８０℃の雰囲気中で数分間焼成して硬化
させた被膜を使用する。尚、カーボンの代わりに、アル
ミ、モリブデン、ニッケル、クロム、カーボン等の導電
性の微粒子を使用できるが、ここでは、カーボンが安価
であるので採用した。

【００２５】そして、前記アパチャ電極体２は、図１及
び図３に示すように画像形成媒体４側に制御電極２ｃを
対向させ、トナー担持ローラ８側にコーティング層２ｄ
及び間隔保持部２ｅを対向させるように配置されるの
で、間隔保持部２ｅは、アパチャ２ｂ位置のトナーＴＮ
の搬送方向の上流側で、トナー担持ローラ８上のトナー
ＴＮと接触するように配設される。間隔保持部２ｅは、
上述した如く、帯電防止材料にて形成されているので、
トナーＴＮは帯電しない。また、コーティング層２ｄも
トナー担持ローラ８上のトナーＴＮに接触する場合があ
るが、コーティング層２ｄは、帯電防止材料にて形成さ
れており、トナーＴＮは帯電しない。

【００２６】また、前記制御電極２ｃには、制御電圧印
加回路１３の一端が接続され、また、制御電圧印加回路
１３の他端が、トナー担持ローラ８に接続されている。
この制御電圧印加回路１３は、ドットパターン展開され
た画像信号を外部から入力し、ドットパターンのドット
列の各ドットのオン・オフに応答して、前記各制御電極
２ｃのオン・オフ（−２０Ｖの電圧印加もしくは＋２０
Ｖの電圧印加）を制御し、これを前記背面電極ローラ３
の回転駆動に関連づけて行うものである。つまり、前記
背面電極ローラ３により１ドット列分のトナーＴＮの飛
翔制御が終了すれば、次のドット列のトナーＴＮの飛翔
制御を行うのである。

【００２７】更には、前記背面電極ローラ３とトナー担
持ローラ８との間には直流電源１２が接続されており、
この直流電源１２は前記背面電極ローラ３に対して＋１
ｋＶの電圧を印加し得るようになっている。次に、間隔
保持部２ｅの厚さＸ１（図４参照）を、トナーＴＮの平
均粒径程度（およそ１０マイクロメートル程度）に設定
して、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂとの間のスペース
１１の距離Ｎ１を変更した際の実験結果について説明す
る。図５は、その実験結果を示す図である。

【００２８】図５のグラフでは、直流電源１２が背面電
極ローラ３に対して＋１ｋＶの電圧を印加した状態で、
制御電極２ｃに−５０Ｖから＋５０Ｖまでの電圧を印加
した場合の電圧値をグラフ横軸に取り、グラフ縦軸に画
像形成媒体４上の出力画像の濃さを表す反射濃度を取
る。そして、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂとの間のス
ペース１１の距離Ｎ１を、スペース無しの状態から、１
０マイクロメートル、２０マイクロメートル、５０マイ
クロメートル、１００マイクロメートル、１５０マイク
ロメートル、２００マイクロメートルと順に増した状態
をそれぞれ示す。

【００２９】グラフ（１）はスペース無しの場合、グラ
フ（２）は１０マイクロメートル（トナーＴＮのほぼ平
均粒径）場合、グラフ（３）は２０マイクロメートル
（平均粒径のほぼ２倍）場合、グラフ（４）は５０マイ
クロメートル（平均粒径のほぼ５倍）場合、グラフ
（５）は１００マイクロメートル（平均粒径のほぼ１０
倍）場合、グラフ（６）は１５０マイクロメートル（平
均粒径のほぼ１５倍）場合、グラフ（７）は２００マイ
クロメートル（平均粒径のほぼ２０倍）場合を示す。

【００３０】グラフ横軸が−２０Ｖ以下の場合、グラフ
（４）乃至（７）を見ると、画像形成媒体４上の出力画
像の非画像部の反射濃度は低い（ほぼ白色である）のに
対し、グラフ（１）乃至（３）を見ると、出力画像の非
画像部の反射濃度はある程度高いことが分かり、特にグ
ラフ（１）及び（２）で出力画像の非画像部の反射濃度
は高い。これは、アパチャ２ｂと間隔保持部２ｅと間の
スペース１１の距離Ｎ１が、トナーＴＮの平均粒径の２
倍以下の場合（すなわちグラフ（１）及び（２））、ア
パチャ２ｂのトナーＴＮの通過を遮断すべき制御の際に
も、トナーＴＮがアパチャ２ｂを通って記録用紙等の画
像形成媒体４側に噴射してしまい、出力画像の非画像部
にトナーＴＮが付着する、いわゆるカブリが発生してい
ると考えられる。

【００３１】また、グラフ横軸が＋２０Ｖ以上の場合、
グラフ（１）乃至（５）を見ると、出力画像の画像部の
反射濃度は高い（例えば黒色）が、グラフ（６）乃至
（７）を見ると、出力画像の画像部の反射濃度は低い
（例えば灰色）ことが分かる。これは、トナーＴＮの平
均粒径の１０倍を越えるのスペース１１を設けた場合
（すなわちグラフ（６）及び（７））、トナーＴＮが間
隔保持部２ｅと接触した際に、トナーＴＮはトナー担持
ローラ８から離れるが、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂ
との間のスペース１１の距離Ｎ１が長いので、トナーＴ
Ｎがスペース１１に滞留してアパチャ２ｂに十分に到達
していないと考えられる。

【００３２】それに対し、アパチャ２ｂと間隔保持部２
ｅと間に、平均粒径の２倍から１０倍程度のスペース１
１の距離Ｎ１を形成する場合（すなわちグラフ（３）乃
至（５））、間隔保持部２ｅがアパチャ２ｂ近傍にてト
ナーＴＮと接触すると、トナーＴＮはトナー担持ローラ
８から離れるが、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂとの間
のスペース１１の距離Ｎ１がそれほど大きくないので、
トナーＴＮがスペース１１に滞留することはない。従っ
て、グラフ（１）乃至（７）を総合的に観察するに、出
力画像のカブリの有無、及び、記録濃度の高さの観点か
ら、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂとの間のスペース１
１の距離Ｎ１は、トナーＴＮの平均粒径の２倍から１０
倍程度が望ましいことがわかる。

【００３３】また、間隔保持部２ｅの厚さＸ１が、平均
粒径の１０分の１以下の場合、実質的にスペース１１が
ない状態と同じであるため、アパチャ２ｂのトナーＴＮ
の通過を遮断すべき制御の際にも、トナーＴＮがアパチ
ャ２ｂを通って記録用紙等の画像形成媒体４側に噴射し
てしまい、出力画像の非画像部にトナーＴＮが付着す
る、いわゆるカブリが発生する。一方、間隔保持部２ｅ
の厚さＸ１が、トナーＴＮの平均粒径の４倍を越える場
合、トナーＴＮが間隔保持部２ｅと接触した際に、トナ
ーＴＮはトナー担持ローラ８から離れるが、トナー担持
ローラ８からアパチャ２ｂの入り口までのスペース１１
の距離が、間隔保持部２ｅの厚さＸ１に対応して長いの
で、アパチャ２ｂを通過させる制御の際にも、トナーＴ
Ｎはスペース１１に滞留して、アパチャ２ｂを通過しな
い可能性が高くなる。従って、間隔保持部２ｅの厚さＸ
１は、トナーＴＮの平均粒径の１０分の１以下から４倍
程度までが望ましい。

【００３４】次に、上述のように構成される記録装置１
の動作を説明する。まず始めに、概略の説明を行う。ト
ナー担持ローラ８と供給ローラ９の図１中の矢印方向の
回転により、供給ローラ９から送られてくるトナーＴＮ
は、トナー担持ローラ８に擦りつけられ、マイナスに帯
電させられてトナー担持ローラ８上に担持される。担持
されたトナーＴＮは、層規制ブレード１０によって薄層
化されると共に帯電された後、トナー担持ローラ８の回
転によってアパチャ電極体２に向かって搬送される。そ
して、トナー担持ローラ８上のトナーＴＮは、アパチャ
電極体２の間隔保持部２ｅ及びコーティング層２ｄに擦
られ、更に、スベース１１を通過してアパチャ２ｂの下
に供給される。この場合、トナー担持ローラ８上のトナ
ーＴＮは、アパチヤ２ｂの手前０.５ｍｍ〜１.０ｍｍの
辺りからアパチヤ電極体２の間隔保持部２ｅ及びコーテ
ィング層２ｄと接触して擦られることで、トナー担持ロ
ーラ８から受ける吸引力から解放されて外力の影響を受
けやすい状態になる。それにより、スペース１１が広く
なった距離Ｎ１に対応する領域で、トナーＴＮは、一番
飛翔しやすい状況になる。

【００３５】ここで、画像信号に応じて、その画像部分
（前記ドット列の各ドットのオン部分とする）に対応す
る制御電極２ｃには、制御電圧印加回路１３から＋２０
Ｖ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２ｂの近傍には、制御電極２ｃとトナー担持ロ
ーラ８との間の電位差により、制御電極２ｃよりトナー
担持ローラ８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ＴＮは電位の高い方向
に静電力を受け、トナー担持ローラ８上からアパチャ２
ｂを通過して制御電極２ｃ側に引き出される。引き出さ
れたトナーＴＮは、更に、背面電極ローラ３に印加され
ている電圧によって画像形成媒体４とアパチャ電極体２
との間に形成される電界により、画像形成媒体４に向か
って飛翔し、画像形成媒体４上に付着してドット状の画
素を形成する。

【００３６】また、非画像部分（前記ドット列の各ドッ
トのオフ部分とする）に対応する制御電極２ｃには、制
御電圧印加回路１３から−２０Ｖの電圧が印加される。
その結果、トナー担持ローラ８と制御電極２ｃとの間に
は、制御電極２ｃに向かう電気力線が形成される。そし
て、マイナス帯電されたトナーＴＮは、電位の高い方に
静電力を受けるので、トナー担持ローラ８上のトナーＴ
Ｎはアパチャ２ｂを通過しない。つまり、トナーＴＮの
飛翔は行われない。

【００３７】更には、画像形成媒体４は、その面上にト
ナーＴＮにより１列に配列された画素が形成される間
に、アパチャ２ｂ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画像形成
媒体４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ＴＮの像は、定着装置６によって画像形成媒
体４上に加熱定着される。

【００３８】そして、本プロセスの特徴とするところ
は、アパチャ２ｂ近傍のトナーＴＮの搬送方向上流側に
おいて、適度の距離Ｎ１のスペース１１を確保し、且
つ、適度の厚さＸ１の間隔保持部２ｅによってトナーＴ
Ｎを押圧することにより、アパチャ２ｂ部でその押圧を
一気に開放する。従って、トナーＴＮは、トナー担持ロ
ーラ８に付着した状態ではなくて、間隔保持部２ｅによ
って弾かれた感じで、ミスト状に浮遊した状態で、アパ
チャ２ｂに供給される。この結果、空中に浮遊している
トナーＴＮにかかる力は、トナー担持ローラ８などとの
付着力から解放されているので、アパチャ２ｂ内の電界
によるクーロン力が支配的になる。従って、低い電圧
で、トナーＴＮの流れの制御を可能にしている。

【００３９】以上、詳述した実施の形態の発明によれ
ば、トナーＴＮの通過を許容するアパチャ２ｂ、及び、
このアパチャ２ｂに対応して設けられた制御電極２ｃを
備える絶縁シート２ａと、この絶縁シート２ａに近接し
て設けられ、アパチャ２ｂにトナーＴＮを搬送するため
のトナー担持ローラ８とを備えた記録装置１において、
絶縁シート２ａのトナー担持ローラ８側のトナーＴＮの
搬送方向の上流部分に、トナー担持ローラ８に搬送され
るトナーＴＮと接触して、アパチャ２ｂ側にスペース１
１を形成するための間隔保持部２ｅを備え、この間隔保
持部２ｅとアパチャ２ｂとの間に、トナーＴＮの平均粒
径の２倍から１０倍程度のスペース１１を形成した。

【００４０】それにより、間隔保持部２ｅがアパチャ２
ｂ近傍にてトナーＴＮと接触することにより、トナーＴ
Ｎはトナー担持ローラ８から離れるが、間隔保持部２ｅ
とアパチャ２ｂとの間のスペース１１の距離がそれほど
大きくないため、トナーＴＮがスペース１１に滞留する
ことはなく、トナーＴＮはアパチャ２ｂに供給されるの
で、画像形成媒体４上には、カブリが無く、しかも記録
濃度の高い、すなわち高コントラストの記録がなされ
る。

【００４１】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
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。トナー
ＴＮの平均粒径は必ずしも１０マイクロメートルに限ら
ずに、例えば７マイクロメートル程度の平均粒径であっ
ても良い。そして、７マイクロメートル程度の平均粒径
のトナーＴＮに対応する２倍から１０倍程度のスペース
１１を、絶縁シート２の下方側に設け、また、その平均
粒径の１０分の１程度から４倍程度に、間隔保持部２ｅ
の厚さＸ１を設定する。

【００４２】また、間隔保持部２ｅは、図２乃至図４に
示す如く、絶縁シート２ａと必ずしも一体的に形成され
る必要は無く、図６に示すように、例えばカーボンを含
有したフィルム２１を絶縁シート２ａの下方側に貼着し
て形成されてもよい。そして、間隔保持部として絶縁シ
ート２ａに貼着されるものを、例えば金属板、その他の
導電性フィルムにして、シールド電極としても良い。
尚、図６は、他の実施の形態のアパチャ電極体２を拡大
して示す斜面図であるが、図１と同一部分については、
同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００４３】また、図２の実施の形態では、コーティン
グによって間隔保持部２ｅを形成したが、絶縁シート２
ａ自体に、突起部を形成したものであっても良い。ま
た、上記実施の形態においては、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、特表平１ー５０
３２２１号公報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。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、荷電粒子の通過を許容するための荷電粒子通過
部、及び、この荷電粒子通過部に対応して設けられた制
御電極を備える支持部材と、この支持部材に近接して設
けられ、荷電粒子通過部に荷電粒子を搬送するための荷
電粒子搬送体とを備えた記録装置において、前記支持部
材の前記荷電粒子搬送体側の荷電粒子搬送方向の上流部
分に、荷電粒子搬送体に搬送される荷電粒子と接触し
て、荷電粒子通過部側にスペースを形成するための間隔
保持部を備え、この間隔保持部と荷電粒子通過部との間
に、荷電粒子の平均粒径の２倍から１０倍程度のスペー
スを形成したので、間隔保持部が荷電粒子通過部近傍に
て荷電粒子と接触することにより、荷電粒子は荷電粒子
搬送体から離れるが、間隔保持部と荷電粒子通過部との
間のスペースの距離がそれほど大きくないため、荷電粒
子がスペースに滞留することはない。

【００４５】そのため荷電粒子の通過を遮断すべき制御
の際にも、荷電粒子が荷電粒子通過部を通って記録用紙
等の画像形成媒体側に噴射して、出力画像の非画像部に
荷電粒子が付着するいわゆるカブリが発生せず、また、
荷電粒子通過部に荷電粒子を通過する制御のときに、荷
電粒子を荷電粒子通過部に確実に供給することができる
ので、出力画像にカブリが無く、しかも記録濃度の高
い、すなわち高コントラストの記録を達成できる。

【００４６】また、請求項２の記載の発明によれば、間
隔保持部の厚さは、荷電粒子の平均粒径の１０分の１程
度から平均粒径の４倍程度であるので、荷電粒子の通過
を遮断すべき制御の際にも、画像形成媒体にいわゆるカ
ブリが発生せず、また、荷電粒子の通過させる制御の際
にも、荷電粒子を荷電粒子通過部に確実に供給するた
め、記録濃度の高いすなわち高コントラストの記録を達
成できる。

【００４７】また、請求項３の記載の発明によれば、前
記間隔保持部と荷電粒子通過部との間の前記支持部材
に、エッチング加工あるいはザグリ加工を施すことによ
り、前記スペースが形成されるので、既述した距離等か
らなるスペース及び間隔保持部を荷電粒子通過部の上流
部分に容易に且つ確実に形成することができる。

【００４８】また、請求項４の記載の発明によれば、間
隔保持部は、前記支持部材にフィルムを貼着することに
より形成されるので、フィルムが貼着された部分は厚く
なって間隔保持部となり、間隔保持部と荷電粒子通過部
との間のフィルムが貼着されていない部分がスペースと
なる。従って、間隔保持部及び上述したスペースが、荷
電粒子通過部の上流部分に極めて容易に且つ確実に形成
される。

【００４９】また、請求項５の記載の発明によれば、間
隔保持部はシールド電極からなるので、間隔保持部が荷
電粒子と接触すると、間隔保持部及び荷電粒子が、その
接触時の摩擦によって電荷を帯びても、間隔保持部は即
座に除電されて帯電しない。また、制御電極はシールド
電極によってシールドされるため、荷電粒子搬送体で搬
送される荷電粒子の電荷の影響によって、誤動作するこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例の記録装置の構成を示
す図である。

【図２】上記記録装置に搭載されるアパチャ電極体を拡
大して示す斜面図である。

【図３】上記アパチャ電極体及び供給ローラを拡大して
示す断面図である。

【図４】上記アパチャ電極体の間隔保持部の周囲を拡大
して示す一部断面図である。

【図５】上記記録装置による実験データを示す図であ
る。

【図６】他の実施の形態のアパチャ電極体を拡大して示
す斜面図である。

【符号の説明】

１記録装置２アパチャ電極体２ａ絶縁シート２ｂアパチャ２ｃ制御電極２ｄコーティング層２ｅ間隔保持部３背面電極ローラ４画像形成媒体５トナー供給装置６定着装置７トナーケース８トナー担持ローラ１１スペースＴＮトナーＮ１距離Ｘ１間隔保持部の厚さ２１フィルム

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月１３日（２０００．１．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】記録装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の構成を有する本発
明の請求項１に記載の発明においては、荷電粒子の通過
を許容するための荷電粒子通過部、及び、この荷電粒子
通過部に設けられた制御電極を備える支持部材と、この
支持部材に近接して設けられ、荷電粒子通過部に荷電粒
子を搬送するための荷電粒子搬送体とを備えた記録装置
において、前記支持部材の荷電粒子搬送体側の前記荷電
粒子搬送方向の上流部分に、荷電粒子搬送体に搬送され
る荷電粒子と接触して、荷電粒子通過部側にスペースを
形成するための間隔保持部を備え、この間隔保持部の荷
電粒子搬送方向における最下流端と荷電粒子通過部の荷
電粒子搬送方向における最上流端との間に、荷電粒子の
平均粒径の２倍から１０倍程度の距離のスペースを形成
したことを特徴とする。

【００１１】

【００２０】更に、絶縁シート２ａのトナー担持ローラ
８側におけるアパチャ２ｂへのトナーＴＮの供給方向
（荷電粒子搬送方向）の上流部分に、トナー担持ローラ
８によって搬送されるトナーＴＮと接触する間隔保持部
２ｅを設け、更にその間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂ
（荷電粒子通過部）との間に、トナーＴＮの平均粒径の
１０倍程度の距離Ｎ１のスペース１１を設ける。この場
合、トナーＴＮの平均粒径が、ほぼ１０マイクロメート
ルであるので、間隔保持部２ｅとアパチャ２ｂと間のス
ペース１１の距離Ｎ１（図３参照）は、ほぼ１００マイ
クロメートルである。ここで、スペース１１の距離Ｎ１
とは、図３に示すように、間隔保持部２ｅのトナーＴＮ
の供給方向（荷電粒子搬送方向）における最下流端と、
アパチャ２ｂ（荷電粒子通過部）のトナーＴＮの供給方
向（荷電粒子搬送方向）における最上流端との間の距離
をいう。そして、その間隔保持部２ｅが、コーティング
層２ｄの下方側に膜厚１０マイクロメートル程度で形成
され、この間隔保持部２ｅの膜厚Ｘ１（図４参照）は、
トナーＴＮの平均粒径（およそ１０マイクロメートル）
と同程度である。

【００３１】また、グラフ横軸が＋２０Ｖ以上の場合、
グラフ（１）乃至（５）を見ると、出力画像の画像部の
反射濃度は高い（例えば黒色）が、グラフ（６）乃至
（７）を見ると、出力画像の画像部の反射濃度は低い
（例えば灰色）ことが分かる。これは、トナーＴＮの平
均粒径の１０倍を越える距離Ｎ１のスペース１１を設け
た場合（すなわちグラフ（６）及び（７））、時計周り
方向（矢印Ｙ３方向）に回転するトナー担持ローラ８に
より搬送されるトナーＴＮが、間隔保持部２ｅと接触
し、その接触から開放された際に、トナーＴＮはトナー
担持ローラ８から離れるが、間隔保持部２ｅとアパチャ
２ｂとの間のスペース１１の距離Ｎ１が長いので、トナ
ーＴＮがスペース１１に滞留してアパチャ２ｂに十分に
到達しておらず、出力画像の画像部の反射濃度は低くな
る（例えば灰色）と考えられる。

【００３３】また、間隔保持部２ｅの厚さＸ１が、平均
粒径の１０分の１以下の場合、実質的にスペース１１が
ない状態と同じであるため、アパチャ２ｂのトナーＴＮ
の通過を遮断すべき制御の際にも、トナーＴＮがアパチ
ャ２ｂを通って記録用紙等の画像形成媒体４側に噴射し
てしまい、出力画像の非画像部にトナーＴＮが付着す
る、いわゆるカブリが発生する（理解しやすいように、
スペース１１の距離Ｎ１が無い状態を示す図５のグラフ
（１）を用いて説明すると、グラフ（１）のグラフ横軸
が−２０Ｖ以下でも出力画像の非画像部の反射濃度は高
い。これは、スペース１１の距離Ｎ１が無いため、アパ
チャ２ｂのトナーＴＮの通過を遮断すべき制御の際に
も、トナーＴＮがアパチャ２ｂを通って記録用紙等の画
像形成媒体４側に噴射してしまい、出力画像の非画像部
にトナーＴＮが付着する、いわゆるカブリが発生してい
ると考えられる。）一方、間隔保持部２ｅの厚さＸ１が、トナーＴＮの平均
粒径の４倍を越える場合、トナー担持ローラ８により搬
送されるトナーＴＮが間隔保持部２ｅと接触し、その接
触から開放された際に、トナーＴＮはトナー担持ローラ
８から離れるが、トナー担持ローラ８からアパチャ２ｂ
の入り口までのスペース１１の距離が、間隔保持部２ｅ
の厚さＸ１に対応して長いので、アパチャ２ｂを通過さ
せる制御の際にも、トナーＴＮはスペース１１に滞留し
て、アパチャ２ｂを通過しない可能性が高くなり、結果
的に出力画像の画像部の反射濃度は低くなる（例えば灰
色）と考えられる。従って、間隔保持部２ｅの厚さＸ１
は、トナーＴＮの平均粒径の１０分の１以下から４倍程
度までが望ましい。

【００３４】次に、上述のように構成される記録装置１
の動作を説明する。まず始めに、概略の説明を行う。ト
ナー担持ローラ８と供給ローラ９の図１中の矢印方向の
回転により、供給ローラ９から送られてくるトナーＴＮ
は、トナー担持ローラ８に擦りつけられ、マイナスに帯
電させられてトナー担持ローラ８上に担持される。担持
されたトナーＴＮは、層規制ブレード１０によって薄層
化されると共に帯電された後、トナー担持ローラ８の回
転によってアパチャ電極体２に向かって搬送される。そ
して、時計周り方向（矢印Ｙ３方向）に回転するトナー
担持ローラ８上のトナーＴＮは、アパチャ電極体２の間
隔保持部２ｅ及びコーティング層２ｄに擦られ、更に、
スベース１１を通過してアパチャ２ｂの下に供給され
る。この場合、回転するトナー担持ローラ８上のトナー
ＴＮは、アパチヤ２ｂの手前０.５ｍｍ〜１.０ｍｍの辺
りからアパチヤ電極体２の間隔保持部２ｅ及びコーティ
ング層２ｄと接触して擦られることで、間隔保持部２ｅ
及びコーティング層２ｄからその接触の際に力を受ける
ため、トナー担持ローラ８から受ける吸引力から解放さ
れて外力の影響を受けやすい状態になる。それにより、
スペース１１が広くなった距離Ｎ１に対応する領域で、
トナーＴＮは、一番飛翔しやすい状況になる。

【００３８】そして、本プロセスの特徴とするところ
は、アパチャ２ｂ近傍のトナーＴＮの搬送方向上流側に
おいて、適度の距離Ｎ１のスペース１１を確保し、且
つ、適度の厚さＸ１の間隔保持部２ｅによってトナーＴ
Ｎを押圧することにより、スペース１１でその押圧を開
放する。従って、トナー担持ローラ８により搬送される
トナーＴＮが間隔保持部２ｅと接触し、その接触から開
放された際に、トナーＴＮは、トナー担持ローラ８に付
着した状態ではなくて、間隔保持部２ｅによって弾かれ
た感じで、スペース１１においてミスト状に浮遊した状
態で、アパチャ２ｂに供給される。この結果、スペース
１１において浮遊しているトナーＴＮにかかる力は、ト
ナー担持ローラ８などとの付着力から解放されているの
で、アパチャ２ｂ内の電界によるクーロン力が支配的に
なる。従って、低い電圧で、トナーＴＮの流れの制御を
可能にしている。

【００３９】以上、詳述した実施の形態の発明によれ
ば、トナーＴＮの通過を許容するアパチャ２ｂ、及び、
このアパチャ２ｂに対応して設けられた制御電極２ｃを
備える絶縁シート２ａと、この絶縁シート２ａに近接し
て設けられ、アパチャ２ｂにトナーＴＮを搬送するため
のトナー担持ローラ８とを備えた記録装置１において、
絶縁シート２ａのトナー担持ローラ８側のトナーＴＮの
搬送方向の上流部分に、トナー担持ローラ８に搬送され
るトナーＴＮと接触して、アパチャ２ｂ側にスペース１
１を形成するための間隔保持部２ｅを備え、この間隔保
持部２ｅとアパチャ２ｂとの間に、トナーＴＮの平均粒
径の２倍から１０倍程度の距離Ｎ１のスペース１１を形
成した。

【００４１】尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に
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。トナー
ＴＮの平均粒径は必ずしも１０マイクロメートルに限ら
ずに、例えば７マイクロメートル程度の平均粒径であっ
ても良い。そして、７マイクロメートル程度の平均粒径
のトナーＴＮに対応する２倍から１０倍程度の距離Ｎ１
のスペース１１を、絶縁シート２の下方側に設け、ま
た、その平均粒径の１０分の１程度から４倍程度に、間
隔保持部２ｅの厚さＸ１を設定する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、荷電粒子の通過を許容するための荷電粒子通過
部、及び、この荷電粒子通過部に対応して設けられた制
御電極を備える支持部材と、この支持部材に近接して設
けられ、荷電粒子通過部に荷電粒子を搬送するための荷
電粒子搬送体とを備えた記録装置において、前記支持部
材の前記荷電粒子搬送体側の荷電粒子搬送方向の上流部
分に、荷電粒子搬送体に搬送される荷電粒子と接触し
て、荷電粒子通過部側にスペースを形成するための間隔
保持部を備え、この間隔保持部の荷電粒子搬送方向にお
ける最下流端と荷電粒子通過部の荷電粒子搬送方向にお
ける最上流端との間に、荷電粒子の平均粒径の２倍から
１０倍程度の距離のスペースを形成したので、間隔保持
部が荷電粒子通過部近傍にて荷電粒子と接触することに
より、荷電粒子は荷電粒子搬送体から離れるが、間隔保
持部と荷電粒子通過部との間のスペースの距離がそれほ
ど大きくないため、荷電粒子がスペースに滞留すること
はない。

【図面の簡単な説明】

【図５】上記記録装置による実験データを示す図であ
る。

【符号の説明】１記録装置２アパチャ電極体２ａ絶縁シート２ｂアパチャ２ｃ制御電極２ｄコーティング層２ｅ間隔保持部３背面電極ローラ４画像形成媒体５トナー供給装置６定着装置７トナーケース８トナー担持ローラ１１スペースＴＮトナーＮ１距離Ｘ１間隔保持部の厚さ２１フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子の通過を許容するための荷電粒
子通過部、及び、この荷電粒子通過部に対応して設けら
れた制御電極を備える支持部材と、この支持部材に近接して設けられ、荷電粒子通過部に荷
電粒子を搬送するための荷電粒子搬送体とを備えた記録
装置において、前記支持部材の前記荷電粒子搬送体側の荷電粒子搬送方
向の上流部分に、荷電粒子搬送体に搬送される荷電粒子
と接触して、荷電粒子通過部側にスペースを形成するた
めの間隔保持部を備え、この間隔保持部と荷電粒子通過部との間に、荷電粒子の
平均粒径の２倍から１０倍程度のスペースを形成したこ
とを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記間隔保持部の厚さは、荷電粒子の平
均粒径の１０分の１程度から平均粒径の４倍程度である
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】前記間隔保持部と荷電粒子通過部との間
の前記支持部材に、エッチング加工あるいはザグリ加工
を施すことにより、前記スペースが形成されることを特
徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】前記間隔保持部は、前記支持部材にフィ
ルムを貼着することにより、形成されることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の記録装置。
【請求項５】前記間隔保持部は、シールド電極からな
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
記録装置。