JP3134353B2 - 記録装置 - Google Patents

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、フ
ァクシミリなどに利用し得る記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録装置としては、例え
ば特開昭６２ー２４８６６２号公報に示すように、アパ
チャー電極に画像信号を印加することにより開口部を通
過するトナーを制御し、開口部の通過したトナーによっ
て普通紙等の支持体上に画像を形成して定着を行うもの
がある。この場合、トナーは、担持ローラの表面に均一
に付着担持され、その担持ローラが回転することによっ
てアパチャー電極に形成された開口部の近傍に搬送され
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
記録装置は、トナーをアパチャー電極の開口部の近傍に
搬送する手段が担持ローラであるので、トナーが担持ロ
ーラに付着する力（例えば、鏡像力やファンデルワール
ス力）が各々のトナーによって異なるため、ある程度強
い付着力を有するトナーでも担持ローラから引き離して
アパチャー電極の開口部を通過させるために画像信号を
強電界で発生させる必要があり、そのために記録装置が
複雑になるという問題があった。また、画像信号を強電
界で発生させても担持ローラから離れないトナーが存在
することがあり、開口部を通過するべき所望のトナー量
が得られず、所望の記録状態が得られなくなる等の問題
があった。

【０００４】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、装置の構造を簡単にすると共
に、所望の記録状態を得ることができる記録装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の記録装置は、開口部を備え、この開口部を
通過するトナーの流れを変調制御するアパチャー電極
と、前記開口部の近傍に帯電したトナーを搬送するトナ
ー担持体と、前記アパチャー電極と対向し、かつトナー
担持体の反対側に設けられた対向電極とを備えるもので
あって、前記トナー担持体を被覆し、電界に応じて伸縮
する圧電部材と、前記アパチャー電極の近傍の前記圧電
部材に振動電界を発生させ、その振動電界に応じた前記
アパチャー電極の近傍の前記圧電部材の伸縮により、そ
の圧電部材に付着したトナーを離脱させる電界発生手段
とを備えている。

【０００６】

【作用】上記の構成を有する本発明では、圧電部材は、
帯電したトナーを搬送するためのトナー担持体を被覆
し、電界に応じて伸縮する。電界発生手段は、前記アパ
チャー電極の近傍の前記圧電部材に振動電界を発生さ
せ、その振動電界に応じて伸縮する前記アパチャー電極
の近傍の前記圧電部材の振動エネルギにより、圧電部材
に付着したトナーを離脱させる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００８】最初に、図１及び図２を参照して本発明の
記録装置１０の構成について説明する。

【０００９】記録装置１０の左側面部には、記録用紙１
２を挿入する挿入口１４が形成されており、また右側面
部には、記録された記録用紙１２を排出する排出口１６
が設けられている。記録装置１０内部における挿入口１
４と排出口１６との間には、記録部１８と、それに隣接
する熱定着部２０と、記録用紙１２を案内するガイド２
２，２４とが設けられている。挿入口１４から挿入され
た記録用紙１２は、ガイド２２及び一対の送りローラ２
６により送られ、記録部１８にて画像が記録された後、
熱定着部２０において前記画像が定着される。そして、
記録用紙１２はガイド２４に沿って案内され、排出口１
６から記録装置１０の外へ排出される。

【００１０】記録部１８内の略中心部には、図１に示す
ように、アパチャー電極３０が設けられている。このア
パチャー電極３０は、図２に示すように、開口部３２が
一列に多数形成された絶縁層３４と、その絶縁層３４の
下面全体に配設され、開口部３２に連通する多数の開口
（図示せず）を有する基準電極層３６と、絶縁層３４の
上面に開口部３２に対応した数だけ配置され、その各々
が、図１に示すように、開口部３２に連通する開口３８
ａを有する制御電極層３８との３層から構成されてい
る。基準電極層３６には、図１に示すように、接地電圧
が印加され、それぞれの制御電極層３８には、信号ソー
スＳによる信号電圧が印加される。

【００１１】また、アパチャー電極３０の下面、即ち基
準電極層３６の下面両端部には、スペーサ４０を介して
一対の圧電素子４２が設けられており、この圧電素子４
２には発振器４４が電極４６を介して接続されている。
この圧電素子４２は、発振器４４により発生する交流電
界によって伸縮し、スペーサ４０を介してアパチャー電
極３０を加振するようになっている。

【００１２】更に、アパチャー電極３０の下方には、ト
ナー担持ローラ５０が回動可能に設けられている。この
トナー担持ローラ５０は、導電性の金属ローラ芯５２の
表面にＰＺＴ（ジルコンーチタン酸鉛）、ＰＬＺＴ（ラ
ンタンージルコンーチタン酸鉛）等のセラミックスより
形成された圧電部材５４を被覆した構成となっている。
また、トナー担持ローラ５０の金属ローラ芯５２には、
振動電源５６が接続されており、基準電極層３６との間
に振動電圧を加えて振動電界を発生させる。その振動電
界により金属ローラ芯５２と基準電極層３６との間の圧
電部材５４がその振動電界に応じた伸縮をするようにな
っている。

【００１３】このトナー担持ローラ５０の回動方向（図
１における反時計方向）の上流には、回動可能なトナー
供給ローラ５８がトナー担持ローラ５０と接触する位置
に設けられている。このトナー供給ローラ５８は、トナ
ーケース６０に覆われており、層厚規制部材６２により
トナーケース６０に貯蔵されたトナー６４が表面に均一
に付着される。そして、トナー供給ローラ５８の表面に
均一に付着したトナー６４は、トナー担持ローラ５０の
表面に均一に供給される。

【００１４】そして、アパチャー電極３０の上方、つま
りアパチャー電極３０に対向したトナー担持ローラ５０
の反対側には、所定の間隔をおいてローラ状の対向電極
６６が配設されている。このアパチャー電極３０と対向
電極６６との間の所定の間隔を、挿入口１４から挿入さ
れ、ガイド２２と送りローラ２６によって送られた記録
用紙１２が通過できるようになっている。

【００１５】また、対向電極６６は、電源６８により負
電圧が印加されており、アパチャー電極３０の開口部３
２を制御電極層３８側に通過してきたトナー６４を記録
用紙１２に移動吸着させる。

【００１６】熱定着部２０には、内部に熱源を備えたヒ
ートローラ７０と、プレスローラ７２とがそれぞれ回動
可能に接触して設けられており、記録部１８を通過した
記録用紙１２がこのヒートローラ７０とプレスローラ７
２との間を通過し、記録用紙１２に吸着したトナー６４
を熱により定着させる構成になっている。

【００１７】次に、上記構成を有する記録装置１０の動
作について説明する。

【００１８】まず、記録用紙１２を挿入口１４から挿入
すると、その記録用紙１２は記録部１８に送られ、ガイ
ド２２及び送りローラ２６により対向電極６６まで搬送
される。

【００１９】一方、トナーケース６０に貯蔵されたトナ
ー６４は、層厚規制部材６２によってトナー供給ローラ
５８の表面に均一に付着し、トナー供給ローラ５８表面
からトナー担持ローラ５０表面に均一に付着担持され
る。そして、トナー担持ローラ５０が回動することによ
って、アパチャー電極３０の開口部３２近傍に搬送され
る。このとき、トナー６４は、トナー供給ローラ５８と
トナー担持ローラ５０との間で摩擦しあって、トナー担
持ローラ５０の表面に供給されているため、プラス
（＋）に帯電している。このプラス（＋）に帯電し、か
つアパチャー電極３０の開口部３２近傍に搬送されたト
ナー６４は、トナー担持ローラ５０の金属芯５２とアパ
チャー電極３０の基準電極層３６との間に発生させた振
動電界に応じて伸縮する圧電部材５４の振動エネルギを
受けることにより、鏡像力やファンデルワールス力など
によって付着している圧電部材５４から離脱して、クラ
ウド状となって、アパチャー電極３０に供給される。な
お、電界の強度は電圧が印加されている間の距離に反比
例するので、トナー担持ローラ５０の圧電部材５４は、
アパチャー電極３０に近接した部分のみ伸縮し、その部
分でのみトナー６４をクラウド状にする振動のエネルギ
を持つ。従って、トナー６４は、トナー担持ローラ５０
による開口部３２近傍への搬送中にトナー担持ローラ５
０から離脱することなく、アパチャー電極３０へ供給さ
れる。

【００２０】そして、アパチャー電極３０の制御電極層
３８に信号ソースＳから電圧（対向電極６６と同極性で
少し低い電圧）が与えられると、開口部３２内に、基準
電極層３６側から制御電極層３８側へ帯電したトナー６
４が移動させる電界が発生する。その結果、帯電したト
ナー６４が基準電極層３６側から制御電極層３８側へ開
口部３２を通過する。尚、制御電極層３８に与える電圧
の大きさ及び電圧を印加する時間を変えることによっ
て、開口部３２を通過するトナー６４の量を変えること
ができる。

【００２１】一方、制御電極層３８を接地するか、正の
電圧を印加した場合、開口部３２内を基準電極層３６側
から制御電極層３８側へトナー６４を通過させる電界が
発生しないため、トナー６４は開口部３２を通過しな
い。このように、制御電極層３８に与える電圧を制御す
ることによって、帯電したトナー流を容易に変調するこ
とができる。

【００２２】このとき、トナー６４はクラウド状に供給
されているため、アパチャー電極３０により発生する制
御電界以外に拘束される力をほとんど受けない。従っ
て、弱い制御電界を発生させるだけでトナー流が制御で
きる。

【００２３】そして、制御電界により開口部３２を通過
したプラス（＋）に帯電したトナー６４は、負電圧が印
加されマイナス（−）に帯電した対向電極６６に向かっ
て飛翔し、対向電極６６の手前に搬送された記録用紙１
２に付着する。この付着したトナー６４により記録用紙
１２上にトナー像が形成される。

【００２４】また、アパチャー電極３０にスペーサ４０
を介して設置された圧電素子４２は、発振器４４による
電界により伸縮し、スペーサ４０を介してアパチャー電
極３０を振動させる。このため、鏡像力やファンデルワ
ールス力などによりアパチャー電極３０に付着、または
付着しようとするトナー６４は、この振動から振動エネ
ルギを受け、アパチャー電極３０に付着しない。従っ
て、この記録装置１０は、アパチャー電極３０の開口部
３２がトナー６４によって孔つまりを起こすことがな
く、安定した記録を行うことができる。

【００２５】トナー６４が付着した記録用紙１２は熱定
着部２０へ搬送され、ヒートローラ７０とプレスローラ
７２とによって加圧及び加熱され、記録用紙１２上にト
ナー像が定着される。この定着方法は周知なものである
ため、詳細な説明は省略する。

【００２６】そして、トナー像が定着された記録用紙１
２は、排出口１６へ搬送されて、装置外へ排出される。

【００２７】以上詳述したように本実施例の記録装置
は、トナー６４がアパチャー電極３０の近傍にクラウド
状に供給されるため、低い電圧で開口部３２を通過する
トナー６４を制御することができる。従って、簡単な構
成で、エネルギ効率のよい記録装置を提供することがで
きる。

【００２８】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものでなく、本発明の趣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できる。

【００２９】例えば、本実施例では、トナー担持体がロ
ーラ状のものについて記載したが、ベルト状のトナー担
持体を用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように本
発明によれば、アパチャー電極の近傍にクラウド状のト
ナーを供給することができるため、所望の記録状態を得
ることができる。また、トナー流を小さいエネルギで制
御できるため、装置の構成が簡単にできる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の概略構成図である。

【図２】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
の斜視図である。

【符号の説明】

１０ 記録装置 ３０ アパチャー電極 ３２ 開口部 ５０ トナー担持ローラ ５４ 圧電部材 ５６ 振動電源 ６４ トナー ６６ 対向電極

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を備え、この開口部を通過するト
   ナーの流れを変調制御するアパチャー電極と、 前記開口部の近傍に帯電したトナーを搬送するトナー担
   持体と、 前記アパチャー電極と対向し、かつ前記トナー担持体の
   反対側に設けられた対向電極とから構成される記録装置
   において、 前記トナー担持体を被覆し、電界に応じて伸縮する圧電
   部材と、前記アパチャー電極の近傍の前記圧電部材に 振動電界を
   発生させ、その振動電界に応じた前記アパチャー電極の
   近傍の前記圧電部材の伸縮により、その圧電部材に付着
   したトナーを離脱させる電界発生手段とを備えることを
   特徴とする記録装置。