JPH04216963A - カラートナージェット記録装置 - Google Patents

カラートナージェット記録装置

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JPH04216963A
JPH04216963A JP2403150A JP40315090A JPH04216963A JP H04216963 A JPH04216963 A JP H04216963A JP 2403150 A JP2403150 A JP 2403150A JP 40315090 A JP40315090 A JP 40315090A JP H04216963 A JPH04216963 A JP H04216963A
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JP
Japan
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toner
aperture
color
jet recording
electrode
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JP2403150A
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Naoto Iwao
直人 岩尾
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04216963A publication Critical patent/JPH04216963A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/22Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20
    • G03G15/34Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the powder image is formed directly on the recording material, e.g. by using a liquid toner
    • G03G15/344Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the powder image is formed directly on the recording material, e.g. by using a liquid toner by selectively transferring the powder to the recording medium, e.g. by using a LED array
    • G03G15/346Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the powder image is formed directly on the recording material, e.g. by using a liquid toner by selectively transferring the powder to the recording medium, e.g. by using a LED array by modulating the powder through holes or a slit
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/385Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material
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    • B41J2/415Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing by passing charged particles through a hole or a slit
    • B41J2/4155Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing by passing charged particles through a hole or a slit for direct electrostatic printing [DEP]
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数色のトナー流を直
接制御してカラー画像を出力するカラートナージェット
記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トナージェット記録装置は、例え
ば米国特許第368935号明細書として報告されてい
る装置であり、トナークラウダーと、アパーチャ電極と
、対向電極とから構成される記録装置である。前記トナ
ークラウダーは、帯電したトナーのクラウドを発生し、
そのトナークラウドを前記アパーチャ電極の近傍に供給
する手段である。このアパーチャ電極は、前記トナーク
ラウドからのトナーの流れを変調制御する制御手段であ
り、多数のアパーチャすなわち開口部を備えた絶縁層と
、その絶縁層の一方の面に設けられた第1電極層と、そ
の絶縁層の他方の面に設けられ、前記多数のアパーチャ
の各々に対し独立に設けられた多数の第2電極とから構
成される。さらに前記対向電極は、紙などの被記録体を
吸着保持するもので、アパーチャ電極と対向して配置さ
れる。以上のように構成されたトナージェット記録装置
は、トナークラウダーにより供給されたトナー流を、ア
パーチャ電極と対向電極に印加する電気信号により制御
して、紙などの被記録体上に記録する装置である。
【0003】上述のトナージェット記録装置によりカラ
ー画像を出力するためには、トナークラウダーと、アパ
ーチャ電極と、対向電極とから構成される記録装置を複
数備え、複数種のトナー流を独立に生成、制御する構成
が容易に考えられる。これは、従来のトナージェット記
録装置に於いては、アパーチャ電極に鏡像力等によりト
ナー粒子が堆積し、複数色のトナーがアパーチャ電極上
で混ざってしまうという問題が発生していたので、複数
色トナーの混色を防止するため、トナーの種類と同数の
アパーチャ電極が必要であったためである。ここで、前
記複数種のトナー流とは、各々異なった色のトナーのト
ナー流を示す。
【0004】また一般に、このような記録装置に於いて
は、色ずれのないカラー画像を出力するためには、アパ
ーチャ電極と対向電極のギャップを精度良く一定に保つ
必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように構成されるカラートナージェット記録装置に於い
ては、複数のアパーチャ電極を選択駆動する必要があっ
たため、各々のアパーチャ電極と、対向電極とのギャッ
プを常に高精度で一定にすることが困難であり、そのた
め色ずれのない鮮明なカラー画像を安定に出力すること
が非常に困難であるという問題があった。
【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、その目的は、トナー粒子のアパ
ーチャ電極への堆積を防止することで、単一のアパーチ
ャ電極で複数種のトナー流を制御することにより常に鮮
明なマルチカラー画像あるいはフルカラー画像の出力が
可能であるカラートナージェット記録装置を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のカラートナージェット記録装置は、帯電せし
めたトナ−を変調制御して画像を形成するトナージェッ
ト記録装置において、帯電せしめた複数色のトナーをそ
れぞれ担持する複数の担持体と、該複数の担持体の一つ
に近接して設けられ、且つ、開口部を備えた唯一の変調
制御手段と、該変調制御手段に振動を励起する励振手段
とを備え、該励振手段によって振動を励起された唯一の
変調制御手段の開口部に複数の担持体を順次移動させ、
担持された複数のトナーをそれぞれ開口部に通過させて
支持体上にカラーの画像を出力することを特徴とする。
【0008】また、変調制御手段の開口部に複数の担持
体をそれぞれ移動させる時と、トナーを通過させて支持
体上にカラーの画像を出力する時の該励振手段に加える
エネルギ−を変化させることを特徴とする。
【0009】
【作用】上記の構成を有する本発明のトナージェット記
録装置においては、励振手段によって振動を励起された
唯一の変調制御手段の開口部に複数の担持体を順次移動
させ、担持された複数のトナーをそれぞれ開口部に通過
させて支持体上にカラーの画像を出力する。励振手段に
よって振動を励起されため、トナー粒子がアパーチャ電
極に堆積することを防止できるので、アパーチャが目詰
まりせず、またさらに単一のアパーチャ電極により、ト
ナーが混色したり、色ずれを起こしたりすることなく、
カラー画像を出力できる。
【0010】更に、変調制御手段の開口部に複数の担持
体をそれぞれ移動させる時と、トナーを通過させて支持
体上にカラーの画像を出力する時の該励振手段に加える
エネルギ−を変化させる。その結果、確実にトナー粒子
がアパーチャ電極に堆積することを防止できる
【001
1】
【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。
【0012】まず、第1図乃至第2図に基づいて、本発
明のカラートナージェット記録装置の構成について説明
する。
【0013】図1乃至図2に於いて、カラートナージェ
ット記録装置100は、記録部101と、熱定着部10
2とから構成される。このトナージェット記録装置10
0の側部には、挿入口117と、取り出し口118とが
、設けられている。記録部101に於いて、前記挿入口
117から入った普通紙などの媒体Pに、画像などが記
録される。そして、熱定着部102に於いて、この媒体
上の画像などが定着される。更に、媒体Pは、ガイド1
15を経由して、取り出し口118へと送られる。
【0014】記録部101は、トナー供給部200と、
アパーチャ電極1と、対向電極112とから構成される
。前記トナー供給部200は、イエロー、マゼンタ、シ
アン及びブラックの各色のトナーを貯蔵する4個のトナ
ータンク201y、201m、201c、201bと、
各々のトナータンク201y、201m、201c、2
01b内に回転可能に支承されて設けられたトナー担持
ローラ103y、103m、103c、103bと、ト
ナー担持ローラ103y、103m、103c、103
bにトナー粒子を供給するトナー供給ローラ104y、
104m、104c、104bと、掻き部材110y、
110m、110c、110bと、これら4種類のトナ
ータンク201y、201m、201c、201bのい
ずれかのトナータンクを前記アパーチャ電極1の下部に
移動する選択動作中であることを検出する選択動作検出
手段305よりなる。この選択動作検出手段305とし
ては、各々のトナータンク201y、202m、202
c、202bに取り付けられた磁石306y、306m
、306c、306bと、コイル307を用いた磁気的
な検出方法が容易に考えられる。この方法は、磁石30
6y、306m、306c、306bの移動によって発
生する磁界の変化をコイル307に流れる電流で検出す
る方法である。その検出方法は一般的な方法であるので
、ここでは詳細な説明は省略する。
【0015】前記トナー供給ローラ104y、104m
、104c、104bと前記掻き部材110y、110
m、110c、110bは、トナー担持ローラ103y
、103m、103c、103bの周囲に、トナー担持
ローラ103y、103m、103c、103bの回転
方向に従って、それぞれ、トナー担持ローラ103y、
103m、103c、103bに、接触して設けられる
。また、前記トナー供給ローラ104y、104m、1
04c、104bには、供給ブレード111y、111
m、111c、111bが、接触して設けられる。この
供給ブレード111y、111m、111c、111b
の上には、各色のトナーTy、Tm、Tc、Tbが貯蔵
される。そして、この供給ブレード111y、111m
、111c、111bによって、各々のトナーTy、T
m、Tc、Tbが、強制的に、前記供給ローラ104y
、104m、104c、104bに供給される。
【0016】アパーチャ電極1と対向電極112は、所
定のギャップを持って設けられる。このギャップを、挿
入口117から入って、ガイド115と一対の補助ロー
ラ116とを経由して送られた媒体Pが、通過する。こ
の対向電極112は、電源E2(マイナス(−))に接
続される。この電圧印加によって、前記アパーチャ電極
1のアパーチャ11を通過してきたトナーTy、Tm、
Tc、Tbが、媒体Pに移動吸着される。
【0017】ここで、図3を参照して、図1に示したア
パーチャ電極1の構成を説明する。図3に於いて、アパ
ーチャ電極1は、多数のアパーチャ11と、絶縁層10
6と、基準電極層107と、多数の制御電極層108と
、このアパーチャ電極1に第4図に示す曲げ振動を励振
するために前記アパーチャ電極1のX方向両端部に着設
された圧電素子2とから構成される。前記アパーチャ電
極1は、所定の周波数f[kHz]で、図4に示す曲げ
振動をするようにその形状寸法を予め調整してある。 前記アパーチャ11は、アパーチャ電極1のZ方向中央
部近傍に絶縁層106に開口して設けられ、一列に配置
されてアパーチャ列12を形成している。更に、前記制
御電極層108は、前記絶縁層106の上面に、前記ア
パーチャ11の周りに、独立に設けられる。前記基準電
極層107はアースに、多数の前記制御電極層108は
、それぞれ、多数の信号ソースSに接続されている。   さらにこのアパーチャ電極1に着設された圧電素子
2は、所定の周波数f[kHz]と電圧振幅V1[V]
の電気信号を印加する第1駆動回路301と、所定の周
波数f[kHz]と電圧振幅V2[V]の電気信号を印
加する第2駆動回路302に、スイッチ303を介して
電気的に接続されている。スイッチ303は、スイッチ
切り替え用CPU(以下単にCPUと記する)304に
接続され、このCPU304からの信号によって、圧電
素子2が接続される電源が、印字中であれば第1電源回
路301に、また選択動作中であれば第2電源回路30
2に選択される。さらにこのCPU304は、トナー供
給部200においてトナータンク201y、201m、
201c、201bが選択駆動動作中であること検出を
する選択動作検出手段305に接続されていて、この選
択動作検出手段305からの信号により、スイッチ30
3を第1電源回路側301から第2電源回路302側に
、あるいはその逆に第2電源回路側302から第1電源
回路301側に切り換えるように構成されている。この
スイッチ303の切り替えのタイミングを表すフローチ
ャートが図5である。
【0018】ここで、第1駆動回路301により印加さ
れる電圧V1[V]は、アパーチャ電極1のアパーチャ
11へのトナーの目詰まりを防止できる振動振幅の振動
をアパーチャ電極1に励振できる大きさの電圧であり、
また、第2駆動回路302により印加される電圧V2[
V]は、アパーチャ電極1のアパーチャ列12近傍への
トナーの堆積を防止できる振動振幅の振動をアパーチャ
電極1に励振できる大きさの電圧である。ここで、第1
駆動回路301により印加される電圧V1[V]は、第
2駆動回路302により印加される電圧V2[V]と等
しいあるいは低い電圧である。
【0019】熱定着部102は、熱源を持ったヒートロ
ーラ113と、プレスローラ114とから構成される。 そして、このヒートローラ113と、プレスローラ11
4とは、媒体Pがこの間を通過できるように、配置され
る。
【0020】次に図1乃至図2及び図5に基づいて、本
発明のカラートナージェット記録装置の動作を説明する
。挿入口117から挿入された媒体Pは、記録部101
へ搬送される。記録部101に於いて、まず、トナーT
yが貯蔵されたトナータンク201yが、アパーチャ電
極1の下方に選択駆動される。その後、トナーTyは、
供給ブレード111yによって、トナー供給ローラ10
4yに押しつけられて、そして、このトナー供給ローラ
104yに担持せしめられる。そして、そのトナー供給
ローラ104yによって、前記トナーTyが、トナー担
持ローラ103yに供給される。このときトナーTyは
、トナー供給ローラ104y、及びトナー担持ローラ1
03yと接触しつつ摩擦して、例えば、プラス(+)に
帯電する。プラス(+)に帯電したトナーTyは、トナ
ー担持ローラ103yに担持される。
【0021】アパーチャ電極1付近に於いて、掻き部材
110yによって、トナー担持ローラ103yが掻かれ
る。そして、弾性によって、そのトナー担持ローラ10
3yのブラシがもとに戻るとき、ブラシに適量に担持さ
れたトナーTyが、跳ね上がる。この結果、トナーTy
が、クラウド状になって、アパーチャ電極1に供給され
る。そして、信号ソースSからアパーチャ電極1の制御
電極層108に印加される電圧によって、トナーTyの
流れが変調される。対向電極に接続されたマイナス(−
)電源E2によって、変調されたプラス(+)帯電した
トナーTyは、対向電極112の方へ飛翔する。そして
、このトナーTyは、ガイド115と、一対の補助ロー
ラ116とに導かれてきた媒体Pに吸引される。
【0022】上記動作時においては、スイッチ303は
、第1駆動回路301側に接続され(S4,S5)、圧
電素子2には、周波数f[kHz]、振幅V1[V]の
電気信号が印加され、アパーチャ電極1上には、このア
パーチャ電極1のアパーチャ列12近傍における振幅が
、アパーチャ11の目詰まりを防止するのに十分である
振動が励振され、その結果、アパーチャ11はトナーT
yによる目詰まりをおこさず、常に安定して媒体P上に
トナーTyによる画像を記録できる。
【0023】次に、トナーTmが貯蔵されたトナータン
ク201mがアパーチャ電極1の下方に選択駆動される
。この時、前記選択動作検出手段305からCPU30
4に信号が送られ、その信号に基づいてCPU304か
ら送り出される命令によって、スイッチ303は、第2
駆動回路302側に切り換えられ(S1,S2,S3)
、圧電素子2には、周波数f[kHz]、振幅V2[V
]の電気信号が印加される。そして、アパーチャ電極1
には、このアパーチャ電極1上に堆積しているトナーT
yをすべて剥離するのに十分な振幅をもつ振動が励振さ
れ、その結果、アパーチャ電極1上にはトナーTyは完
全に剥離される。その後、トナータンクの選択動作が終
了すると、スイッチ303は、再び第1駆動回路301
側に切り換えられて、前述の過程を繰り返してトナーT
mが媒体P上に記録される。
【0024】そして、上記詳述した過程を残り2色のト
ナーTc、Tbについて繰り返すことにより、媒体P上
に4色のトナーTy、Tm、Tc、Tbによりフルカラ
ー画像が形成される。
【0025】ここで、図3乃至図4を参照して、図1に
示したアパーチャ電極1の作用を説明する。図3に示し
たように構成されたアパーチャ電極1に着設された圧電
素子2に第1駆動回路301あるいは第2駆動回路30
2から所定の周波数f[kHz]の電気信号を印加する
と、このアパーチャ電極1には、X方向0次、Z方向3
次の曲げ振動が励振される。この振動は、図4中にA−
A’、B−B’及びC−C’で示す位置が曲げ振動の腹
部の位置を示す振動である曲げ振動であり、アパーチャ
列12は、腹の位置であるB−B’線上近傍に設けられ
ている。すなわち、アパーチャ11が、振動の腹部近傍
、すなわち最大の振動加速度が得られる位置近傍に設け
られている。
【0026】このように構成されたアパーチャ電極1に
おいては、上記詳述したように圧電素子2が第1駆動回
路301に接続されている場合には、この圧電素子2に
は振幅V1[V]の電気信号が印加され、帯電されたト
ナー粒子は、アパーチャ11に詰まることはできない。 また、圧電素子2が第2駆動回路302に接続されてい
る場合には、この圧電素子には振幅V2[V]の電気信
号が印加され、帯電されたトナー粒子が、鏡像力等によ
りアパーチャ電極1上に堆積しようとしても、堆積でき
ない。その結果、アパーチャ11にはトナーが詰まらず
、アパーチャ電極1上で、異なった色のトナーが混ざり
あうことがなくなり、常に安定に、単一色のトナー流が
、前記信号ソースSにより変調され、媒体P上に記録さ
れる。
【0027】その後、媒体Pが熱定着部102へと搬送
される。そして、この場所で、前記媒体P上のフルカラ
ー画像が、ヒートローラ113とプレスローラ114と
によって圧接されることにより、定着される。この定着
方法は、一般的な方法であるため、詳細な説明は省略す
る。
【0028】そして、最後に、フルカラーの画像が形成
された媒体Pが、ガイド115を経由して、取り出し口
118へと搬送されて、そして、取り出される。
【0029】なお、本実施例においては、アパーチャ電
極に励振される振動を図4に示す曲げ振動を例にして説
明したが、この振動に限定されるものではなく、アパー
チャ列近傍が振動の腹部である振動モードを有する振動
や、あるいはそのアパーチャ列方向に進行する進行波で
あっても、アパーチャ電極のアパーチャ列近傍で十分な
振幅を有する振動であれば、同様の効果を上げることが
可能である。
【0030】また、本実施例では、アパーチャ電極に振
動を励振する励振装置として圧電素子を用いたが、これ
に限定されるものではない。例えば、電気エネルギーを
機械エネルギーに変換できるその他の素子、例えば電歪
素子、磁歪素子等を用いてもよい。
【0031】さらに、本実施例では、4色のトナーを用
いてフルカラー画像を出力する記録装置を例示して説明
したが、例えば、2〜3色あるいは5色以上の色で出力
されるカラー画像記録装置であっても、本発明の効果を
何等損なうものではない。
【0032】さらにまた、本実施例中では、選択動作検
出手段として磁気的方法を用いる手段を例示して説明し
たが、この他、いかなる方法によって選択動作を検出し
ても本発明の効果を何等損なうものではない。
【0033】その他本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明によれば、アパーチャ電極にアパーチャ列近傍で十
分な振幅が得られる振動を励振することでトナー粒子の
アパーチャへの目詰まりや、アパーチャ電極上への堆積
を防止し、その結果、色ずれの無い鮮明なカラー画像を
常に安定して出力することが可能なトナージェット記録
装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のカラートナージェット記録装
置の構成を表わす図である。
【図2】図2は、図1中のトナー供給部200の構成を
表わす図である。
【図3】図3は、図1に示したアパーチャ電極の構成斜
視図である。
【図4】図4は、アパーチャ電極に励振される曲げ振動
の振動モードを表わす図である。
【図5】図5は、圧電素子を接続する第1及び第2の駆
動回路を選択するスイッチの切り替えを行う手順を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
Ty、Tm、Tc、Tb  各色のトナー1  変調制
御手段であるアパーチャ電極2  励振装置である圧電
素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  帯電せしめたトナ−を変調制御して画
    像を形成するトナージェット記録装置において、帯電せ
    しめた複数色のトナーをそれぞれ担持する複数の担持体
    と、該複数の担持体の一つに近接して設けられ、且つ、
    開口部を備えた唯一の変調制御手段と、該変調制御手段
    に振動を励起する励振手段とを備え、該励振手段によっ
    て振動を励起された唯一の変調制御手段の開口部に複数
    の担持体を順次移動させ、担持された複数のトナーを開
    口部にそれぞれ通過させて支持体上にカラーの画像を出
    力することを特徴とするカラートナージェット記録装置
  2. 【請求項2】  請求項1記載のカラートナージェット
    記録装置において、変調制御手段の開口部に複数の担持
    体をそれぞれ移動させる時と、トナーを通過させて支持
    体上にカラーの画像を出力する時の該励振手段に加える
    エネルギ−を変化させることを特徴とするカラートナー
    ジェット記録装置。
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