JP3263448B2 - 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、プリンター、
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、この種の記録装置の中には、複数
の開口部と、それらの開口部の周りに各々独立した制御
電極を備えて、各制御電極に対してトナー通過電圧ある
いは、トナー遮蔽電圧を印加することによって、各開口
部のトナーの通過、あるいは遮蔽を制御するアパチャー
電極と、このアパチャー電極の開口部に帯電したトナー
を供給するトナー供給手段と、前記アパチャー電極を挟
んで、前記トナー供給手段の反対側に設けられ、支持体
を導く対向電極とを備えたものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の記録装置は、トナー通過電圧が印加され
た制御電極に対応する開口部を通過するトナーの量が、
隣接する開口部に対応する制御電極に印加される電圧
が、トナー通過電圧である場合と、トナー遮蔽電圧であ
る場合とで違っていた。すなわち、ある開口部の制御電
極にトナー通過電圧が印加されると、この開口部の周り
に供給されたトナーは、この電圧印加によって形成され
た電界により、開口部の方向へ移動し、この周辺におけ
るトナーの濃度が薄くなる。従って、この周辺にある開
口部の制御電極にトナー通過電圧が印加される場合、ト
ナーの通過量が少なくなる。

【０００４】また、ある開口部の制御電極にトナー遮蔽
電圧が印加されると、この開口部の周りに供給されたト
ナーは、この電圧印加によって形成された電界により、
開口部の周辺にへ移動し、この周辺におけるトナーの濃
度が濃くなる。従って、この周辺にある開口部の制御電
極にトナー通過電圧が印加される場合、トナーの通過量
が多くなる。

【０００５】この結果、出力された記録が、エッジ部分
が強調された濃度むらのあるものとなっていた。

【０００６】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、制御電極毎で印加される電圧が
異なっても、所望の開口部に対して所定量のトナーが通
過できるような手段を備えた記録装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【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、複数の開口部と、各開口部毎
に設けられ、トナー通過電圧、或いはトナー遮蔽電圧が
選択的に印加される複数の制御電極とを有し、前記開口
部に対するトナーの通過、或いは遮蔽を制御するアパチ
ャー電極を備えるものであり、更には、トナーを通過さ
せようとする開口部に対応する制御電極に印加されるト
ナー通過電圧を、隣接する開口部に対応する制御電極に
トナー通過電圧が印加される場合と、トナー遮蔽電圧が
印加される場合とで電圧波形が異なるよう制御する制御
手段を備えている。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置における
制御手段は、トナーを通過させようとする開口部に対応
する制御電極に印加されるトナー通過電圧を、隣接する
開口部に対応する制御電極にトナー通過電圧が印加され
る場合と、トナー遮蔽電圧が印加される場合とで電圧波
形が異なるよう制御する。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明の記録装置の構成を示す概略
図であり、装置外装５の側部には、挿入口３と取り出し
口４とが設けられており、装置内部には、記録部１とそ
れに隣接して熱定着部２とが設けられている。挿入口３
から入った支持体Ｐは記録部１で画像記録された後、こ
の画像は熱定着部２において支持体Ｐ上に熱定着され、
支持体Ｐはガイド３３を経由して取り出し口４から取り
出されるようになっている。

【００１１】記録部１の内部には、本発明を適用したト
ナー供給装置１０と、アパチャー電極２０と、対向電極
２５が設けられている。

【００１２】トナー供給装置１０は、トナーケース１８
によって覆われており、回転可能な駆動ローラ１１と対
向ローラ１２とによって張設されるシームレスなトナー
搬送ベルト１３と、回転可能なトナー供給ローラ１４
と、回転可能なアジテータ１５と、層厚規制ブレード１
６と、はぎ取りブレード１７とから構成されている。ト
ナーケース１８の内部のアジテータ１５の部分には、ト
ナーＴが貯蔵されている。

【００１３】前記層厚規制ブレード１６は、トナー供給
ローラ１４上に担持されるトナーの層の厚みを一定にす
るためのものであり、トナー供給ローラ１４に対して、
一定量のトナーが通過できるような僅かなスペースをも
って設けられている。このトナー供給ローラ１４は、前
記トナー搬送ベルト１３にトナーＴを供給し、かつ接触
及び摩擦帯電できるように、前記駆動ローラ１１によっ
て、トナー搬送ベルト１３に圧接されている。前記はぎ
取りブレード１７は、前記トナー搬送ベルト１３に担持
されたトナーＴをはぎ取るように、対向ローラ１２によ
って、トナー搬送ベルト１３に圧接されている。前記ト
ナー搬送ベルト１３は、例えば、電気鋳造法によって製
造されたニッケルによって構成されている。

【００１４】前記アパチャー電極２０は、前記トナー供
給装置１０の上方に設けられている。図２に詳細に示さ
れるように、このアパチャー電極２０は、絶縁層２１を
基準電極２２と多数の制御電極２３とにより挟んで形成
され、更に、列状に設けられた多数の開口部２４を有し
ている。前記基準電極２２は、絶縁層２１のトナー供給
装置１０側の全面に設けられ、各制御電極２３は、絶縁
層２１の上面において開口部２４の周りに配置されてい
る。絶縁層２１は、厚さ２５μｍの高分子樹脂フィル
ム、例えばポリイミドによって構成されている。また、
基準電極２２及び制御電極２４は、厚さ１μｍの金属
膜、例えば銅によって構成されている。開口部２４は、
穴径約８０μｍの貫通穴である。基準電極２２はアース
に、各制御電極２３は画像信号Ｓにそれぞれ接続されて
いる。

【００１５】トナー通過電圧の印加される１つの制御電
極２３には、隣接した制御電極に印加される電圧に応じ
て、印加時間の異なる電圧が印加されるように構成され
ている。図３に示されるように、制御電極５３にトナー
通過電圧を印加する場合、両隣の制御電極６３、７３に
トナー遮蔽電圧が印加される場合には、トナー通過電圧
が印加される場合に比べて、トナー通過電圧の印加時間
が短くなるように構成されている。

【００１６】このパルス幅変調は、図４に示されるよう
な回路によって達成されるように構成されている。この
回路は、判別回路８１と、ＯＮ時間制御回路８２と、増
幅回路８３とから構成されている。判別回路８１は、隣
接するデータを取り込んで、隣接制御電極にトナー通過
電圧が印加されるのか、トナー遮蔽電圧が印加されるの
かを判別するようになっている。ＯＮ時間制御回路８２
は、判別回路８１によって、隣接データを判別したデー
タによって、ＯＮ時間すなわちトナー通過電圧の印加時
間を制御する。増幅回路８３は、ＯＮ時間制御回路８２
によって出力されたデータを適当な制御電圧に増幅し
て、制御電極に送るようになっている。

【００１７】図２に於て、前記アパチャー電極２０は、
スリット４１を備えた振動体４２に接着されている。前
記スリット４１は、アパチャー電極２０に１列に設けら
れた開口部２４が露出され、トナーの供給が可能なよう
な位置に設けられている。振動体４２の両端には、励振
体４３及び振動吸収体４４が設けられ、振動体４２に進
行波が走るように構成されている。励振体４３及び振動
吸収体４４には、例えば、一対の圧電素子４５を挟み込
んだ構成のランジュバン振動子が用いられる。励振体４
３は、ランジュバン振動子の圧電体４５に発振器４７に
よって、適当な振動電圧を印加することによって振動体
４２を励振できるように構成されている。また、振動吸
収体４４のランジュバン振動子の圧電素子４６には、抵
抗４８が接続され、振動の歪による起電力を消費できる
ように構成されている。振動体４２には、アルミやステ
ンレス等の金属等が用いられる。

【００１８】アパチャー電極２０の上方には対向電極２
５が配置されている。更に、この対向電極２５とこのア
パチャー電極２０との間には、支持体Ｐが通過できるよ
うな、例えば１ミリのスペースが設けられている。ま
た、前記対向電極２５には、電源Ｅによって、プラス１
キロボルトの電圧が印加されている。

【００１９】支持体Ｐはガイド３３及び一対のガイドロ
ーラ３４によって、挿入口３から対向電極２５を経由し
て熱定着部２まで搬送されるようになっている。

【００２０】熱定着部２の内部には、内部に熱源を備え
たヒートローラ３１とプレスローラ３２とが接触して設
けられており、支持体Ｐがこのヒートローラ３１とプレ
スローラ３２との間を通過できるように構成されてい
る。

【００２１】次に、上記のように構成される記録装置に
ついて、その動作を説明する。

【００２２】記録部１の内部のトナー供給装置１０に於
て、アジテータ１５の部分に貯蔵されたトナーは、アジ
テータ１５が回転することによって、トナー供給ローラ
１４に送られる。そして、トナー供給ローラ１４が回転
することによって、トナー供給ローラ１４に担持された
トナーＴは、層厚規制ブレード１６によって、余分なト
ナーＴがかき取られ、一定量にされて、トナー搬送ベル
ト１３に送られる。この場所で、トナーＴは、トナー供
給ローラ１４とトナー搬送ベルト１３とによって、接触
しつつ摩擦して、マイナスに帯電する。この帯電したト
ナーＴは、駆動ローラ１１が回転することによって、ア
パチャー電極２０付近、すなわち、はぎ取りブレード１
７がトナー搬送ベルト１３に接する部分にまで搬送され
る。この場所に於て、トナー搬送ベルトに担持された帯
電トナーＴが、はぎ取りブレード１７によって、トナー
搬送ベルト１３からはぎ取られて、トナーＴのクラウド
が形成される。そしてこのトナーＴのクラウドは、アパ
チャー電極２０に供給される。

【００２３】アパチャー電極２０に供給されたマイナス
帯電トナーＴのクラウドは、アパチャー電極２０によっ
て、画像信号Ｓから制御電極２３に印加される電圧によ
り、この制御電極２３に対応して設けられた開口部２４
の通過が変調制御される。すなわち、画像信号Ｓからト
ナー通過電圧として、プラス７５ボルトの電圧が制御電
極２３に印加されるとき、開口部２４の内部において、
マイナス帯電したトナーＴが開口部２４を通過できるよ
うな、すなわち基準電極２２から制御電極２３へと向か
う電界が発生し、トナーＴは開口部２４を通過する。ま
た画像信号Ｓからトナー遮蔽電圧として、マイナス７５
ボルトの電圧が制御電極２３に印加されると、その開口
部２４内部において、マイナス帯電したトナーＴが、開
口部２４の通過を阻止される電界が発生し、トナーＴは
開口部２４を通過しない。

【００２４】さてここで、トナー通過電圧が印加されて
いる制御電極の隣の制御電極にトナー遮蔽電圧が印加さ
れるときには、隣の制御電極にトナー通過電圧が印加さ
れるときよりも多量のトナーが、制御電極に設けられた
開口部を通過することが実験で確かめられている。この
現象は、隣の制御電極にトナー遮蔽電圧が印加される
と、その制御電極と対応する開口部のまわりに帯電した
トナーが近づけないような電界が形成され、この開口部
に供給されたトナーがその周辺に押しやられた結果、そ
の周りの開口部に供給されるトナーの濃度が上がるため
と考えられている。この現象によって、従来は、プリン
ト出力にむらがでてくる問題があった。

【００２５】例えば、両隣の制御電極にトナー通過電圧
の印加された場合の開口部を通過するトナーの量を１と
すると、一方の制御電極にトナー遮蔽電圧が印加される
と、開口部のトナー通過量が１．５倍となり、更に、両
隣の制御電極にトナー遮蔽電圧が印加されると、開口部
のトナー通過量が３倍となった。

【００２６】本発明の実施例においては、図３に示され
るように、所定の制御電極に印加するトナー通過電圧の
印加時間を隣接する制御電極に印加される電圧に応じて
制御する。この電圧パルス幅変調は、図４に示されるよ
うな、回路によって達成される。開口部２４のトナー通
過量は、トナー通過電圧の印加時間にほぼ比例する。図
３（ａ），（ｂ）において、両隣の制御電極６３、７３
にトナー通過電圧が印加されるとき、判別回路８１によ
って両隣の制御電極にトナー通過電圧が印加されると判
別されると、このデータがＯＮ時間制御回路８２に送ら
れて、１．２ミリ秒の間トナー通過電圧が印加される。
更に、このトナー通過電圧が増幅回路８３によって増幅
されて、制御電極５３には、プラス７５ボルトのトナー
通過電圧が１．２ミリ秒の間印加される。また、一方の
隣接した制御電極７３にトナー通過電圧、もう一方の隣
接した制御電極６３にトナー遮蔽電圧が印加されると
き、判別回路８１によって１つの制御電極にトナー通過
電圧、もう１つの制御電極にトナー遮蔽電圧が印加され
ると判別される。そして、このデータがＯＮ時間制御回
路８２に送られて、０．８ミリ秒の間トナー通過電圧が
印加される。更に、このトナー通過電圧が増幅回路８３
によって増幅されて、制御電極５３には、プラス７５ボ
ルトのトナー通過電圧が０．８ミリ秒の間印加される。
また、両隣の制御電極６３、７３にトナー遮蔽電圧が印
加されるとき、判別回路８１によって両隣の制御電極に
トナー遮蔽電圧が印加されると判別される。そして、こ
のデータがＯＮ時間制御回路８２に送られて、０．４ミ
リ秒の間トナー通過電圧が印加される。更に、このトナ
ー通過電圧が増幅回路８３によって増幅されて、制御電
極５３には、プラス７５ボルトのトナー通過電圧が０．
４ミリ秒の間印加される。この３つのパターンのトナー
通過電圧の制御によって、開口部のトナー通過量がパー
フェクトに制御される。尚、ここで述べた電圧印加時間
等は、トナーの供給方法、記録スピード、アパチャー電
極の制御電極のピッチやその電極間距離、トナーの帯電
量等によって異なるので、この数値に限定されない。

【００２７】アパチャー電極２０は、振動体４２が振動
することによって、これに追従して振動する。すなわ
ち、励振体４３の圧電素子４５に例えば４６キロヘルツ
を中心に±４キロヘルツの範囲で周波数掃引した振動電
圧を発振器４７から印加する。すると、励振体４３は振
動し、この振動が振動体４２に伝わる。そして、長手方
向にこの振動が伝播して、吸振部４４に至る。吸振部４
４に於て、機械的な振動が、圧電素子４６によって電気
的な振動に変換されて、抵抗４８によって熱として変換
される。この結果、振動体４２には振動波が励振され、
スリット４１にあるアパチャー電極２０の開口部２４付
近が均一に励振される。そして、スリット４１部分にお
ける、鏡像力及びファンデルワールス力でアパチャー電
極２０に付着している、または、付着しようとするほと
んどのトナーＴが、この励振によって振動加速度が与え
られて、落下する。

【００２８】一方、挿入口３より装置内部に挿入された
支持体Ｐは、ガイド３３とガイドローラ３４とによって
対向電極２５に搬送される。

【００２９】対向電極２５には電源Ｅによってプラス１
キロボルトの電圧が印加されている。この電圧印加によ
って対向電極２５とアパチャー電極２０との間に電界が
形成され、この電界に沿ってアパチャー電極２０の開口
部２４を通過してきたトナーＴが対向電極２５へ吸引さ
れる。そして、挿入口３より装置内部に挿入され、ガイ
ド３３とガイドローラ３４とによって対向電極２５まで
搬送されてきた支持体ＰにトナーＴが塗布される。そし
て、順次支持体Ｐが搬送されることによって、トナー画
像が支持体Ｐ上に形成される。

【００３０】その後、支持体Ｐは記録部１から熱定着部
２へと搬送され、支持体Ｐ上のトナー画像は熱定着され
る。そして、熱定着部２を通過した支持体Ｐはガイド３
３を経由して取り出し口４へ搬送され、取り出される。

【００３１】以上説明したように本実施例によれば、開
口部のトナー通過量がパーフェクトに制御されることと
なる。そして、エッジ部分の濃度の強調されないよう
な、むらのないプリント出力が得られる。

【００３２】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、その趣旨を逸脱しない範囲において変
更を加えることは容易である。

【００３３】例えば、通過電圧の変調を、電圧印加時間
を変調したパルス幅変調とせずに、印加電圧の大きさを
制御する電圧変調等の方法を用いても可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の記録装置は、複数の開口部と、各開口部毎に設け
られ、トナー通過電圧、或いはトナー遮蔽電圧が選択的
に印加される複数の制御電極とを有し、前記開口部に対
するトナーの通過、或いは遮蔽を制御するアパチャー電
極を備えるものであり、トナーを通過させようとする開
口部に対応する制御電極に印加されるトナー通過電圧
を、隣接する開口部に対応する制御電極にトナー通過電
圧が印加される場合と、トナー遮蔽電圧が印加される場
合とで電圧波形が異なるよう制御する制御手段を備えた
ことにより、制御電極毎で印加される電圧が異なって
も、所望の開口部に対して所定量のトナーを通過させる
ことができるため、濃度むらのない画像出力を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の構成を具体化した一実施例
を示す図である。

【図２】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
周辺の構成を示す図である。

【図３】本発明の記録装置の動作の説明に供する図であ
る。

【図４】本発明の記録装置に用いられるパルス幅変調回
路の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ トナー供給装置 ２０ アパチャー電極 ２３ 制御電極 ２４ 開口部 ２５ 対向電極 ８１ 判別回路 ８２ ＯＮ時間制御回路 ８３ 増幅回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の開口部と、各開口部毎に設けら
   れ、トナー通過電圧、或いはトナー遮蔽電圧が選択的に
   印加される複数の制御電極とを有し、前記開口部に対す
   るトナーの通過、或いは遮蔽を制御するアパチャー電極
   を備える記録装置において、 トナーを通過させようとする開口部に対応する制御電極
   に印加されるトナー通過電圧を、隣接する開口部に対応
   する制御電極にトナー通過電圧が印加される場合と、ト
   ナー遮蔽電圧が印加される場合とで電圧波形が異なるよ
   う制御する制御手段を備えたことを特徴とする記録装
   置。