JPH05286165A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アパチャー電極からふるい落とされたトナー
が、支持体に付着して、記録を汚すことのないような記
録装置を提供すること。 【構成】 ブラシローラ１１に対して、トナー回収電源
１６より、トナー回収電圧が印加されることにより、振
動によってアパチャー電極２０からふるい落とされたト
ナーが、ブラシローラ１１の方向に回収される。

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
ら構成されており、トナー供給源から帯電したトナーが
アパチャー電極付近に供給され、このアパチャー電極に
よって、トナー流の開口部の通過が変調されるようにな
っている。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、開口部と対向電極の間に搬送され
る支持体に付着し、画像が形成される。この記録装置
は、例えば、米国特許第3689935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、穴詰まりを起こすという致命
的な問題があった。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、開口部に付着したト
ナーをふるい落として、記録安定性を飛躍的に向上させ
た記録装置を提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
記録装置によれば、振動によってアパチャー電極からふ
るい落とされたトナーが誤って対向電極に飛翔して、開
口部と対向電極の間に搬送された支持体の記録の不必要
な部分に付着して、記録を汚すことがあった。

【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、振動によってアパチャー電極か
らふるい落とされたトナーが、支持体に付着して、記録
を汚すことのない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、励振手段の作動により振動する
アパチャー電極から、ふるい落とされたトナーを回収す
るトナー回収手段を備えている。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置によれ
ば、トナー回収手段は、励振手段の作動により振動する
アパチャー電極からふるい落とされたトナーを回収す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の記録装置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、本実施例の記録装置の概略構成図
である。

【００１０】記録装置の外装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。このブラシローラ１１は、アルミなどの金属を軸と
して、その周りに、ナイロン、テフロン、ポリプロピレ
ン、あるいは、これらの材料に導電性の微粒子を含侵さ
れた材料などからなるパイル帯を巻き付けられたもので
ある。前記ブラシローラ１１の周囲には、ブラシローラ
１１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ている。そして、この供給ローラ１
２とブラシローラ１１等は、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が貯蔵されている。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、トナー回収電源１６に接続されてい
る。

【００１２】ブラシローラ１１の５ミリ上方にはアパチ
ャー電極２０が配置されている。

【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を有している。基準電極層２２は、絶縁
層２１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
周りに配置されている。例えば、絶縁層２１は、厚さ２
５μｍ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】更に、同２図に於いて、前記アパチャー電
極２０は、幅０．５ミリの露出穴４１を備えた弾性体
（アルミ）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アパチ
ャー電極２０と振動体４２とがエポキシ樹脂接着剤によ
って接着されている。振動体４２の両端には、励振体４
３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、４６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４５
に適当な振動電圧が、発振器４７から印加されることに
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、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、インピーダンス４８によっ
て消費されるように構成されている。

【００１５】アパチャー電極２０の１ミリ上方には対向
電極２５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
きるようなスペースが設けられている。この対向電極２
５は、―１０００ボルトの電源Ｅに接続されている。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】次に、上記のように構成された記録装置の
動作を説明する。

【００１９】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。

【００２０】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と一対のガイドローラ３４とに
よって対向電極２５に搬送される。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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４７によって、４０キロヘルツ、１０
０ボルトＰ−Ｐの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４
６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、インピーダンス４８によって消費される。
以上述べたように、振動体４２に一様な進行波が励振さ
れることとなる。そして、この振動体４２に接着された
アパチャー電極２０が、この振動体４２に追従して一様
に振動する。

【００２４】アパチャー電極２０が振動することによっ
てふるい落とされるトナーは、誤って、開口部２４を通
過して、対向電極２５の方向に飛翔して、支持体Ｐに付
着してしまう場合があった。この短所を補うために、ブ
ラシローラ１１にトナー回収電源１６を設け、振動によ
ってアパチャー電極２０からふるい落とされたトナー
を、ブラシローラ１１の方向に回収する。このトナー回
収電源１６の動作を、図３を用いて説明する。

【００２５】振動体４２に取り付けられた励振体４３に
は、発振器４７から、図３に示されるように、振動電圧
オン、オフが交互に現われる振幅変調された振動電圧が
印加される。この場合、振動電圧のオフ時間は、開口部
がトナーによって詰まることのない時間、例えば４ミリ
秒とする。この振動電圧に同期して、ブラシローラ１１
には、トナー回収電源１６からトナー回収電圧が印加さ
れる。すなわち、振動電圧がオンの場合、トナー回収電
圧がオンとなって、アパチャー電極２０から振動によっ
てふるい落とされたプラスに帯電したトナーが、静電気
力によって、ブラシローラ１１に引きつけられ、対向電
極２５の方向に飛翔しなくなくなる。この場合、トナー
回収電圧オンの時は、記録は行われず、トナー回収電圧
オフの場合に、記録が行われることとなる。なぜなら
ば、トナー回収電圧オンの場合には、アパチャー電極に
トナーが供給されなくなるからである。

【００２６】対向電極２５には電源Ｅによって―１００
０ボルトの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２
５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、ト
ナー回収電源１６から、ブラシローラ１１にトナー回収
電圧が印加されることにより、アパチャー電極２０の振
動で振り落とされたトナーが、ブラシローラ１１の方向
に回収される。この結果、アパチャー電極からふるい落
とされたトナーが、誤って対向電極２５の方向に飛翔し
て支持体に付着することがなくなる。

【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種
々の変更を加えることができる。

【００３１】本実施例においては、トナー供給手段であ
るブラシローラにトナー回収電圧を印加するようにした
が、トナー回収電圧を印加できるものは、他にもいろい
ろある。例えば、図４に示すように、対向電極２５にト
ナー回収電源４６を設けることも可能である。すなわ
ち、アパチャー電極２０に超音波振動が励振されるとき
に、対向電極２５に、プラスの電圧が印加されることに
よって、プラスに帯電したトナーが、対向電極の方向に
飛翔できなくして、支持体に付着できなくする。

【００３２】そのほかにも、超音波振動オンの時に、ア
パチャー電極の開口部の内部に、トナーが通過できない
ような電界を、アパチャー電極の基準電極層２２や制御
電極層に電圧を印加することによって、形成することも
できる。

【００３３】更に、静電的な手段を用いずに、アパチャ
ー電極と、対向電極２５との間にシャッター等を設ける
ことによって、トナーの誤飛翔を抑えることも可能とな
る。

【００３４】また、本実施例においては、記録時には、
超音波振動の励振がオフとしてあるが、記録に影響を及
ぼさないような超音波振動を、アパチャー電極に常に与
えておき、定期的に大きな振幅で、アパチャー電極を振
動させることも可能である。例えば、図５に示されるよ
うなタイミングで発振器及びトナー回収電源に、振動電
圧及びトナー回収電圧をそれぞれ印加する。記録の時に
は、５０ボルトの振動電圧を発振器から励振し、トナー
をふるい落とす。そして、およそ１０ミリ秒毎に、倍の
１００ボルトの振動電圧を印加することによって、しつ
こくアパチャー電極に付着したトナーをふるい落とす。
この場合、アパチャー電極に付着したトナーを回収する
ための時間を短縮でき、この結果、記録スピードが第一
の実施例に示すものよりも速くなる効果がある。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したことから明かなように、本
発明の記録装置は、アパチャー電極からふるい落とされ
たトナーを、トナー回収手段によって回収することによ
り、誤って対向電極の方向に飛翔して支持体に付着する
ことがなくなり、良好な記録を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置を具体化した一実施例を示す
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
と、振動体との斜視図である。

【図３】本発明の記録装置における振動電圧とトナー回
収電圧の関係を示す図である。

【図４】本発明の記録装置の変形例を示す構成図であ
る。

【図５】本発明の記録装置における振動電圧とトナー回
収電圧の関係の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１１ ブラシローラ １６ トナー回収電源 ２０ アパチャー電極 ２５ 対向電極 ４２ 振動体 Ｔ トナー Ｐ 支持体

Claims (1)

【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、 このアパチャー電極を振動させる励振手段と、 前記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に対向して、前記トナー供給手段の
   反対側に配置され、前記開口部を通過するトナーを引き
   寄せる対向電極とを備える記録装置に於いて、 前記励振手段の作動により振動するアパチャー電極か
   ら、ふるい落とされたトナーを回収するためのトナー回
   収手段を備えたことを特徴とする記録装置。