JPH04257461A - トナージェット記録装置 - Google Patents

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、トナー流を直接制御し
て記録を行うトナージェット記録装置に関し、さらに詳
細には、上述のようなトナージェット記録装置のトナー
の搬送手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のトナージェット記録装置
においては、トナーを、トナー貯蔵手段であるトナータ
ンクからトナー送出手段であるトナークラウダまで搬送
する方法としては、トナーをローラに吸着させて搬送す
る方法が用いられていた。

【０００３】しかし、トナーをローラに吸着させて搬送
する場合、トナーを所定位置に搬送した後、ローラに静
電気力等により吸着しているトナーをローラから引き剥
すために大きな力が必要であった。また、各々のトナー
粒子において、その帯電量にばらつきが存在するため、
トナー粒子がローラに吸着する力が不均一であるために
、トナークラウダへのトナーの供給を安定して行うこと
が非常に困難であった。

【０００４】そこで、例えば特公平１ー５８５０４号公
報に開示されるように、弾性体上に励振される表面波に
よりトナーを搬送するトナージェット記録装置が提案さ
れている。このトナージェット記録装置におけるトナー
搬送手段は、弾性体からなる搬送板と、この搬送板上に
搬送板の表面に沿って進行する弾性表面波を励振する励
振手段と、この弾性表面波により搬送されるトナー層か
ら構成されている。このトナージェット記録装置は、前
記トナー層が前記搬送板上に配置され、このトナー層が
、前記励振手段により励振される弾性表面波の進行方向
と逆方向に搬送される。トナーを上述のように搬送する
場合、搬送板上には弾性表面波が励振されているので、
トナーが搬送板に吸着しない。それ故、トナーを搬送手
段から引き剥す必要がなくなり、トナークラウダへのト
ナーの供給を安定して行うことが、従来のローラ方式よ
り容易になった。

【０００５】以上のように構成されたトナージェット記
録装置においては、トナーの搬送速度や搬送量を制御す
るために、搬送板上に励振される弾性表面波の振動周波
数あるいは振動振幅を制御していた。すなわち、例えば
、搬送速度を上げる場合には、振動周波数を高くするか
、あるいは振動振幅を大きくしていた。

【０００６】

【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、振動周波数や、振動振幅を変化させることで搬
送速度や搬送量を制御する方法では、搬送板の超音波振
動によりトナー層へ与えられる振動加速度が変化する。 すなわち、例えば搬送速度を速くする場合には、振動周
波数を高くしたり、振動振幅を大きくしたりする必要が
あり、その結果、トナーが搬送板上にとどまることがで
きなくなりトナー層のトナー粒子が飛散してしまうので
、搬送速度をあまり速くすることはできないという問題
があった。また、例えば、搬送速度を遅くする場合には
、振動周波数を低くしたり、振動振幅を小さくしたりす
る必要があり、トナーに与えられる振動加速度が小さく
なり、その結果、トナーが搬送板に吸着するという問題
があった。

【０００７】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、トナーの搬送速度
を、振動振幅や振動周波数を変えることなく、容易に制
御することが可能であるトナージェット記録装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のトナージェット記録装置は、トナーと、そ
のトナーを貯蔵する貯蔵手段から、そのトナーを変調制
御手段に送り出す送出手段に搬送する搬送手段とからな
り、前記搬送手段は、周波数が異なる２種類の正弦波が
同時に励振される超音波振動子を備えることを特徴とす
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
録装置では、超音波振動子上に励振される２種類の正弦
波の周波数差を制御することにより、容易にトナーの搬
送速度や搬送量を制御できる。

【００１０】

【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。

【００１１】図３に於いて、トナージェット記録装置１
００は、記録部１０１と、熱定着部１０２とから構成さ
れる。このトナージェット記録装置１００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１１５を経由して
、取り出し口１１８へと送られる。

【００１２】記録部１０１は、トナー搬送手段である超
音波振動子２００と、トナーをクラウド化するトナーク
ラウダ３００と、トナーＴを貯蔵するトナータンク４０
０と、トナーを帯電させる帯電器４０１と、アパーチャ
電極１と、対向電極１１２とから構成される。前記超音
波振動子２００、前記トナークラウダ３００、前記トナ
ータンク４００、及び前記帯電器４０１は、ケースＫに
よって、覆われる。ここで、トナークラウダ３００にお
けるトナーのクラウド化の方法としては、弾性を利用す
る方法や振動を利用する方法が一般に考えられているが
、どの方式であっても本発明の効果を何等損なうもので
はないので、ここでは、そのトナークラウド３００の詳
細な構成は省略する。

【００１３】次に図１を参照して、上記超音波振動子２
００の構成を説明する。図１において、超音波振動子２
００は、金属等の弾性体からなる搬送板２０１と、この
搬送板２０１に所定の周波数ｆ１［Ｈｚ］の第１の正弦
波を励振するための第１励振体２０２と、この搬送板２
０１に前記第１の正弦波の周波数ｆ１［Ｈｚ］と異なる
周波数ｆ２［Ｈｚ］の第２の正弦波を励振するための第
２励振体２０３とから構成される。前記第１励振体２０
２及び前記第２励振体２０３は、搬送板２０１を励振す
るために前記搬送板２０１のＸ方向（長さ方向、即ちト
ナーの搬送方向）の一方の端部に着設された第１振動体
２０４ａ及び第２振動体２０４ｂと、その搬送板２０１
のＸ方向他方端部に着設された第１反射波吸収体２０５
ａ及び第２反射波吸収体２０５ｂからなる。前記第１及
び第２振動体２０４ａ、２０４ｂは、各々ランジュバン
振動子で構成されていて、所定の周波数の電気信号を出
力する駆動回路２０６ａ及び２０６ｂに電気的に接続さ
れている。また、前記第１及び第２反射波吸収体２０５
ａ、２０５ｂも同様にランジュバン振動子からなり、第
１及び第２インピーダンス体２０７ａ、２０７ｂに電気
的に接続され、前記第１及び第２インピーダンス体２０
７ａ、２０７ｂは、その第１及び第２反射波吸収体２０
５ａ、２０５ｂにより吸収された振動エネルギーを消費
することで反射波の発生を抑制するものである。つまり
そのインピーダンスを調整することにより反射波吸収体
側の搬送板２０１の振動に対するインピーダンスが可変
される。そのため前記インピーダンス体のインピーダン
ス（抵抗値，リアクタンス値）を適宜調整することによ
り、インピーダンスマッチングがなされ、第１あるいは
第２振動体２０４ａあるいは２０４ｂ側からみた搬送板
２０１は、振動に関して無限に続くものと等価になる。 従って反射波が発生せず、搬送板２０１上には、２種類
の正弦波が励振される。

【００１４】前記搬送板２０１に前記第１励振体２０２
及び前記第２励振体２０３により励振される第１及び第
２の正弦波を、 ξ１＝Ａｓｉｎ（ｋ１×ｘ−ω１×ｔ）　　　・・・（
１）ξ２＝Ａｓｉｎ（ｋ２×ｘ−ω２×ｔ）　　　・・
・（２）とする。ここで、ｋ１、ｋ２は、各々第１及び
第２励振体２０２、２０３により励振される第１及び第
２の正弦波の波数であり、ω１、ω２は、各々第１及び
第２励振体２０２、２０３により励振される第１及び第
２の正弦波の振動数である。上記（１）及び（２）式で
表わされた２つの正弦波を搬送板２０１に同時に励振し
て重ね合わせると、その重ね合わされた振動は、で表わ
され、これを整理すると、 となる。ここで、２つの正弦波の波長と振動数がほとん
ど等しい、すなわち、 ｋ１〜ｋ２ ω１〜ω２ である場合を考える。

【００１５】ｋ２−ｋ１＝Δｋ ω２−ω１＝Δω と書けば、（４）式は、 と書ける。この（５）式は、振幅が　ｃｏｓ｛（Δｋ／
２）×ｘ−（Δω／２）×ｔ｝で変化する正弦波　ｓｉ
ｎ（ｋ１×ｘ−ω１×ｔ）を表わし、同式で表わされる
振動は、図２（ａ）に示す振動である。同図（ａ）に示
す振動においては、振幅の変化が、図２（ｂ）に示すよ
うに、波数Δｋ、角振動数Δωの正弦波になっている。 同図（ｂ）に示すこの波の進む速さｖは、 ｖ＝Δω／Δｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　・・・（６）となる。この速度ｖは、（６）式
から明らかなように、前記搬送板２０１に励振される２
つの正弦波の振動周波数や振動振幅の絶対値には無関係
であり、この２つの正弦波の周波数差や波長差にのみ関
係している。すなわち、この搬送板２０１の搬送速度は
、搬送板２０１上に励振される２つの正弦波の周波数差
により制御される。

【００１６】前記アパーチャ電極１は前記トナークラウ
ダ３００の上方に設けられ、前記アパーチャ１１は、ア
パーチャ電極１の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を形成してい
る。また、前記基準電極層１０７は、前記絶縁層１０６
の前記トナークラウダ３００側に設けられる。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１０
８は、それぞれ、図示しない多数の信号ソースＳに接続
されている。

【００１７】このアパーチャ電極１を挟んで、前記トナ
ークラウダ３００の反対側に、このアパーチャ電極１と
あるスペースを持って前記対向電極１１２が設けられる
。このスペースを、挿入口１１７から入って、ガイド１
１５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。この時、トナーＴが、帯電器４０１
により帯電された後、前記超音波振動子２００により、
前記トナータンク４００から前記トナークラウダ３００
に搬送され、このトナークラウダ３００により、トナー
クラウダが生成される。

【００１８】前記対向電極１１２は、電源Ｅ２（マイナ
ス（−））に接続され、この電圧印加によって、前記ト
ナークラウダ３００によりクラウド化され、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Ｔが
、媒体Ｐに移動吸着される。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１１４とは、媒体Ｐがこの間を通過できるよ
うに、配置される。

【００１９】次に図１乃至図３に基づいて、上記トナー
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においては、まず、トナーＴが、トナータンク
４００に近接して設けられた帯電器４０１により、例え
ば、プラス（＋）に帯電される。プラス（＋）に帯電し
たトナーＴは、このトナータンク４００から超音波振動
子２００の搬送板２０１に供給され、この搬送板２０１
上に担持される。その際、この超音波振動子２００の第
１励振体２０２及び第２励振体２０３に、駆動回路２０
６ａ及び２０６ｂから、各々周波数ｆ１［Ｈｚ］及び周
波数ｆ２［Ｈｚ］の電気信号を印加すると、上記詳述し
たように、搬送板２０１上には（５）式で表わされる振
動が励振される。その結果、搬送板２０１上に担持され
たトナーＴは、搬送板２０１上を、速度ｖでトナークラ
ウダ３００まで搬送される。その後、トナークラウダ３
００に供給されたトナーＴは、このトナークラウダ３０
０により、クラウド状になって、アパーチャ電極１に供
給され、前記アパーチャ電極１の制御電極層１０８に信
号ソースＳから印加される電界により、トナーＴの流れ
が変調制御される。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Ｔは、対向電極の方へ飛翔する。そして、このト
ナーＴ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。

【００２０】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。そして
、最後に、画像形成された媒体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。

【００２１】なお、本実施例では、搬送板に正弦波を励
振する方法として、ランジュバン振動子を用いる方法を
例示したが、これに限定されるものではなく、電気エネ
ルギーを機械エネルギーに変換できる素子、例えば圧電
素子、あるいは電歪素子、磁歪素子等を直接用いること
もできる。

【００２２】さらに、２種類の正弦波を励振する方法と
して振動体と反射波吸収体を用いる方法を例に挙げて説
明したが、この方法に限定されるものではなく、振動数
が微小量異なる２種類の正弦波を励振できる方法であれ
ば、他の方法であっても、何等本発明の効果を損なうも
のではない。

【００２３】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。

【００２４】

【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、２種類の正弦波の周波数の差を調整す
ることにより、トナーの飛散を気にすることなく、トナ
ーの搬送速度を容易に制御できる。さらにその結果、ト
ナーの搬送量の制御も容易に行えるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】搬送手段である超音波振動子の構成斜視図であ
る。

【図２】図２（ａ）は、超音波振動子に励振される２種
類の正弦波の合成振動を表わす図であり、図２（ｂ）は
、図２（ａ）に示した振動の振幅の変化の振動を表わす
図である。

【図３】図１に示した超音波振動子を用いたトナージェ
ット記録装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１　　変調制御手段であるアパーチャ電極１００　　ト
ナージェット記録装置 ２００　　搬送手段である超音波振動子３００　　送出
手段であるトナークラウダ４００　　貯蔵手段であるト
ナータンクＴ　　トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナーを貯蔵する貯蔵手段から、前記
   トナーを変調制御手段に送り出す送出手段まで搬送する
   搬送手段と、を備えるトナージェット記録装置において
   、前記搬送手段には、周波数が異なる２種類の正弦波が
   同時に励振される超音波振動子を備えることを特徴とす
   るトナージェット記録装置。