JPH05185639A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １度アパチャー電極を伝わった振動エネルギ
ーを再利用できるようにし、低消費電力の記録装置を提
供することを目的とする。 【構成】 アパチャー電極２０は、弾性体からなる振動
体４２に接着されている。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る。振動吸収体４４のラン
ジュバン振動子の圧電素子４６には、伝わってきた振動
の変位が伝わり、起電力が発生し、その起電力が消費さ
れるように構成される。すなわち、励振体４３の圧電素
子４５は、スイッチング手段４７に接続され、適当な振
動電圧を印加することのできる発振器４８に接続された
り、あるいは振動吸収体４４の圧電素子４６に発生した
電圧が印加されるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開口部を備え、この開
口部を通過する帯電トナーの流れを変調制御する手段を
有する記録装置であって、複写機、プリンター等に適用
される記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の記録装置は、トナー供給
源と、開口部を有するアパチャー電極と、対向電極とか
ら構成される。アパチャー電極は、絶縁層を介して、基
準電極と、多数の制御電極とから構成され、基準電極
と、制御電極とが重なる部分に開口部が設けられる。ト
ナー供給源から帯電したトナーがアパチャー電極の基準
電極側に供給され、このアパチャー電極によって、トナ
ー流の前記開口部の通過が変調される。そして、変調さ
れたトナーは、対向電極の方向へ引き寄せられて、この
対向電極に搬送される支持体に付着し、そして、画像が
形成される。この記録装置は、例えば、米国特許第３６
８９９３５号明細書及び図面に開示されている。

【０００３】さて、この記録装置は、アパチャー電極の
開口部がトナーによって穴ずまりを起こすという致命的
な問題点があった。そこで、本出願人は、特願平２−１
９６７８１号の願書に添付した明細書及び図面におい
て、励振手段をアパチャー電極に備え付けることによっ
て、アパチャー電極を振動させて、開口部に詰まったト
ナーをふるい落として記録安定性を飛躍的に向上させた
ものを提案した。更に、本出願人は、特願平２−２９１
１１６号の願書に添付した明細書及び図面に於て、進行
波をアパチャー電極に励振し、アパチャー電極がスピー
カーのように振る舞うことを防ぎ、均一に振動させる記
録装置を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うような従来の記録装置において、アパチャー電極に進
行波を励振しているために、１度アパチャー電極を伝わ
った振動のエネルギーは、熱エネルギー等に変換するこ
とによって消費していた。この結果、従来の記録装置
は、消費電力が大きく、しかも、余分な熱を発生してい
た。

【０００５】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、１度アパチャー電極を伝わった
振動エネルギーを再利用できるようにし、低消費電力の
記録装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、少なくとも２つの電極膜のパタ
ーンが絶縁層を介して設けられ、その２つの電極膜の重
なった部分に、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、前記アパ
チャー電極に進行波を発生させる励振手段と、前記アパ
チャー電極の前記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に対向して、前記
トナー供給手段の反対側に配置された対向電極とから構
成されるものであって、前記励振手段によって、アパチ
ャー電極に発生せしめられた進行波の振動エネルギーが
再利用できるような振動エネルギー再利用手段を有する
ことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置によれ
ば、従来熱エネルギーとして破棄されていた振動エネル
ギーを再利用することができるために、励振手段に与え
られるエネルギーを低く抑えることができる。

【０００８】

【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。

【０００９】図１は本発明を適用した記録装置の概略構
成図である。

【００１０】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、
この支持体Ｐ上の画像は熱定着部２において支持体Ｐ上
に熱定着される。そして、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。

【００１１】記録部１の内部にはブラシローラ１１と、
アパチャー電極２０と対向電極２５とが設けられてい
る。前記ブラシローラ１１の周囲には、ブラシローラ１
１の回転方向の上流に、ブラシローラ１１を掻く掻き部
材１５と、供給ローラ１２とが前記ブラシローラ１１に
接触して設けられる。この供給ローラ１２とブラシロー
ラ１１などは、トナーケース１４によって囲まれた領域
にある。更にトナーケース１４の内部には、トナーＴが
貯蔵される。更に供給ローラ１２に接触して、ここに付
着したトナーＴを均一なトナーＴの層にするための層厚
規制部材１３が設けられている。ブラシローラ１１は、
アースに接続されている。

【００１２】ブラシローラ１１の上方にはアパチャー電
極２０が配置される。

【００１３】図２に示すように、アパチャー電極２０
は、絶縁層２１を基準電極層２２と多数の制御電極層２
３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を有する。基準電極層２２は、絶縁層２
１のブラシローラ１１側の全面に設けられ、各制御電極
層２３は、絶縁層２１の上面において開口部２４の周り
に配置される。例えば、絶縁層２１は、厚さ２５μｍの
ポリイミドフィルムによって構成されている。また、基
準電極層２２及び制御電極層２４は、薄膜形成法、例え
ばスパッタリング法で形成された厚さ１μｍ程度の金属
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。基準電極層２２は
アースに、各制御電極層２３は画像信号Ｓにそれぞれ接
続されている。

【００１４】図１に示すように、前記アパチャー電極２
０は、露出穴４１を備えた弾性体からなる振動体４２に
接着されている。露出穴４１は、アパチャー電極２０の
開口部２４を露出し、開口部２４にトナーの供給がされ
るような位置に設けられる。

【００１５】更に、図３に示すように、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る。励振体４
３及び、振動吸収体４４は、例えば、圧電素子４５、４
６を挟み込んだ構成のランジュバン型の振動子が用いら
れる。励振体４３は、ランジュバン振動子の圧電素子４
５に適当な振動電圧が印加されることによって、振動体
４２を励振できるように構成される。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、伝わっ
てきた振動の変位が伝わり、起電力が発生し、その起電
力が消費されるように構成される。すなわち、励振体４
３の圧電素子４５は、スイッチング手段４７に接続さ
れ、適当な振動電圧を印加することのできる発振器４８
に接続されたり、あるいは振動吸収体４４の圧電素子４
６に発生した電圧が印加されるように構成される。ここ
で、振動吸収体４４、及びスイッチング手段４７が、振
動エネルギー再利用手段として働く。

【００１６】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との間に支持体Ｐが通過できるような
スペースが設けられている。この対向電極２５は、例え
ばマイナス（−）の電源Ｅに接続されている。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】次に、上記のように構成された記録装置に
ついて、その作用を説明する。

【００２０】記録部１内部において、供給ローラ１２に
担持されたトナーＴが、この供給ローラ１２が回転する
ことによって一定のトナーＴの層が形成され、そしてブ
ラシローラ１１に供給される。このとき、トナーＴは、
供給ローラ１２及びブラシローラ１１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Ｔは、ブラシローラ１１に担持され、ア
パチャー電極２０付近まで供給される。そして、その場
所で、ブラシローラ１１が、掻き部材１５によって掻か
れ、ブラシがその弾性によってもとに戻るとき、トナー
Ｔがはじき飛ばされて、トナーＴが、クラウド状になっ
て、アパチャー電極２０に供給される。

【００２１】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。

【００２２】そして、この場所で画像信号Ｓからアパチ
ャー電極２０の制御電極層２３に画像信号電圧が印加さ
れる。この画像信号電圧に基づいてトナーＴの流れが変
調制御される。すなわち、画像信号Ｓからマイナス
（−）電圧が制御電極層２３に印加されるとき、開口部
２４の内部においてプラス（＋）帯電したトナーＴが基
準電極層２２から制御電極層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
から電圧が印加されないときは、開口部２４内部におい
て電界は発生しないので、トナーＴは開口部２４を通過
しない。

【００２３】さてここで、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。そして、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。

【００２４】ここでアパチャー電極２０に発生する振動
について詳細に述べる。初めに、励振体４３の圧電素子
４５には、発振器４８によって振動電圧が印加される。
圧電素子４５は、印加される振動電圧にしたがって歪
み、機械的振動に変換される。そして、その振動の振幅
がランジュバン型の励振体４３によって増幅されて、振
動体４２に、振動が加わる。振動体４２に加わった振動
は、振動体４２の長手方向に伝わり、振動吸収体４４に
まで至る。振動吸収体４４に於いて、伝わってきた振動
が、圧電素子４６を歪ませる。この結果、圧電素子４６
には、伝わってきた機械的振動に従った振動起電力が発
生する。この振動起電力は、スイッチング手段４７の切
り替えによって、発振器４８の振動電圧に代わって、励
振体４３の圧電素子４５に印加される。

【００２５】以上述べたプロセスによって、振動エネル
ギーの再利用ができるようになる。ここで、アパチャー
電極２０は、振動体４２に追従して振動し、そこに付着
するトナーを振るい落とす。振動エネルギーは、トナー
をふるい落としたりすることによって損失する。そして
その度合によって、スイッチング手段４７によって、一
定のタイミングで、新たな振動電圧を発振器４８から印
加する。

【００２６】対向電極２５には電源Ｅによってマイナス
（−）電圧が印加されている。この電圧によって対向電
極２５とアパチャー電極２０との間に電界が形成され、
この電界に沿って変調されたトナーＴが対向電極２５へ
吸引される。そして支持体ＰにトナーＴが塗布される。

【００２７】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上の画像は熱定着される。

【００２８】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。

【００２９】以上説明したように本実施例によれば、振
動吸収体４４によって、振動体４２を伝わってきた機械
的振動が、圧電素子４６で振動起電力に変換せしめら
れ、スイッチング手段４７を通じて励振体４３の圧電素
子４５に印加され、再利用される。

【００３０】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
更を加えることができることは容易である。

【００３１】例えば、振動体４２、あるいはアパチャー
電極２０の振動状態、例えば振幅を検出する手段を設け
ることによって、トナーをふるい落とすための最低の振
幅になったときに、スイッチング手段４７によって新た
に振動電圧を発振器４８によって印加できるようにする
ことも可能である。

【００３２】また、本実施例では、一定のタイミングで
振動電圧を新たに印加できるようにしてあるが、振動吸
収体４４によって発生した振動起電力に、振動電圧を一
定のタイミングで増加させるようにすることも可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の記録装置によれば、１度アパチャー電極を伝わっ
た振動エネルギーを再利用できるために、振動に消費さ
れる電力が節約され、低消費電力の記録装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した記録装置の構成断面図であ
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。

【図３】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
およびその周辺を示す図である。

【符号の説明】

２０ アパチャー電極 ２４ 開口部 ４２ 振動体 ４３ 励振体 ４４ 振動吸収体 ４５、４６ 圧電素子 ４７ スイッチング手段 ４８ 発振器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの電極膜のパターンが絶
   縁層を介して設けられ、その２つの電極膜の重なった部
   分に、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、 前記アパチャー電極に進行波を発生させる励振手段と、 前記アパチャー電極の前記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に対向して、前記トナー供給手段の
   反対側に配置された対向電極とから構成される記録装置
   に於いて、 前記励振手段によって、アパチャー電極に発生せしめら
   れた進行波の振動エネルギーが再利用できるような振動
   エネルギー再利用手段を有することを特徴とする記録装
   置。