JPH0531944A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価で、記録不能に陥らない高品質な画像記
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１下部には、その振動の振幅
を検出する光センサー１６が配置される。この光センサ
ー１６によって検出された信号は、振動周波数制御回路
１７に送られ、更に、この振動周波数制御回路１７が、
発振器８に接続される。すなわちここで、クローズドル
ープが形成され、アパチャー電極の共振周波数がフィー
ドバック制御される。すなわち、アパチャー電極１が、
常に最大振幅で振動されるように構成される。前記光セ
ンサー１６、前記共振周波数制御回路１７及び前記発振
器８でもって共振周波数検出手段１８が構成される。

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
する画像記録装置であって、複写機、プリンター等に適
用される画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像記録装置は、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。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。この画像記録装置は、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、この画像記録装置は、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
−１９６７８１号の願書に添付した明細書及び図面にお
いて、加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。更に、アパチャー電極が共振できるような周波数で
振動させることによって、振動の振幅を飛躍的に増加さ
せることによって、最大の効果を上げることができた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アパチ
ャー電極による変調制御に関与しないトナーもアパチャ
ー電極に供給されるために、アパチャー電極の振動の節
などの振幅の小さい部分に、その一部のトナーが、ふる
い落とされることなく、アパチャー電極に堆積する。こ
の堆積によって、アパチャー電極の共振周波数がシフト
して、その振幅が全体として小さくなる。そして、トナ
ーの付着する領域が大きくなる。更に、トナーの付着と
アパチャー電極の振幅の減少が繰り返されて、ついには
アパチャー電極全体にトナーが堆積して、アパチャー電
極の開口部がトナーで詰まっていた。

【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、常に、共振周波数にて、つま
り、最大の振幅にてアパチャー電極を振動できるように
し、アパチャー電極の開口部のトナーによる詰まりを完
全に防止することによって、安価で、記録不能に陥らな
い高品質な画像記録装置が提供されることを目的とす
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
に本発明の画像記録装置は、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に備え付けられ、このアパチャ
ー電極を振動させることのできる加振手段と、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、この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、支持体を導く対向電極とから構
成されるものであって、前記アパチャー電極の共振周波
数を検出する共振周波数検出手段を備え、常に、アパチ
ャー電極を共振周波数で振動させ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画像記録装置によ
れば、画像記録装置が駆動され、アパチャー電極の振動
の小さい部分にトナーが付着などして共振周波数がシフ
トしようとも、共振周波数検出手段によって、アパチャ
ー電極の共振周波数が検知され、常に、この共振周波数
でアパチャー電極を振動させることできる。すなわち、
常にアパチャー電極を最大振幅で振動させることができ
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、本実施例の画像記録装置の概略構
成図である。

【００１０】装置外装２５の側部には、挿入口２３と、
取り出し口２４とが設けられている。装置内部には、記
録手段２１と、定着手段２２とが設けられる。

【００１１】記録手段２１の内部には、回転可能なブラ
シローラ１１と、トナー流変調手段であるアパチャー電
極１とが設けられている。このブラシローラ１１の回転
方向の上流には、掻き部材１２と、供給ローラ１３とが
順次設けられる。供給ローラ１３に接触して、層厚規制
部材１５が設けられる。供給ローラ１３は、トナーケー
ス１４に覆われ、このトナーケース１４の内部には、ト
ナーＴが貯蔵される。

【００１２】前記アパチャー電極１は、ブラシローラ１
１の上方に配置される。図２に示すように、アパチャー
電極１は、多数の開口部２と、絶縁層３と、基準電極４
と、多数の制御電極５とによって構成される。前記開口
部２は、アパチャー電極１に開口され、そして、一列に
配置される。また、基準電極４は、絶縁層３のブラシロ
ーラ１１側の全面に設けられる。更に、各制御電極５
は、絶縁層３の上面において、開口部２の周りに配置さ
れる。基準電極４は、アースに、それぞれの制御電極５
は、画像信号電圧印加手段Ｓにそれぞれ接続されてい
る。また、ブラシローラ１１は、アースに接続されてい
る。

【００１３】アパチャー電極１の端部には、加振手段と
しての圧電素子９が設けられる。この圧電素子９は、発
振器８から印加される振動電圧によって変形させられ、
アパチャー電極１が振動するように構成される。ここで
は、アパチャー電極１を共振させるような振動周波数が
選ばれる。すなわち、アパチャー電極１を共振させる
と、その振幅は最大となって、共振させない場合に比べ
て数千倍の振動振幅が得られる。一般的に、共振周波数
は、２０キロヘルツ以上の値になるようにアパチャー電
極１が設計される。周波数が２０キロヘルツの振動は、
人間の可聴領域を超えているために、騒音とならない。

【００１４】また、前記アパチャー電極１下部には、そ
の振動の振幅を検出する光センサー１６が配置される。
この光センサー１６によって検出された信号は、振動周
波数制御回路１７に送られ、更に、この振動周波数制御
回路１７が、発振器８に接続される。すなわちここで、
クローズドループが形成され、アパチャー電極の共振周
波数がフィードバック制御される。すなわち、アパチャ
ー電極１が、常に最大振幅で振動されるように構成され
る。前記光センサー１６、前記共振周波数制御回路１７
及び前記発振器８でもって共振周波数検出手段１８が構
成される。共振周波数とは、最大の振幅の得られる周波
数のことである。共振周波数検出手段１８は、例えば図
３に示されるフローチャートにしたがって、共振周波数
が検出されるように構成される。

【００１５】アパチャー電極１の上方には、対向電極６
が設けられる。対向電極６は電源Ｅに接続され、アパチ
ャー電極１を通過してきたトナーの帯電極性の逆の極性
の電圧が印加される（本実施例の場合マイナス（−）で
ある。）。

【００１６】一方、支持体Ｐは、挿入口２３から挿入さ
れ、ガイド３３と一対のガイドローラ３４とに導かれ、
対向電極６に吸着保持されるように構成される。そし
て、この場所で、支持体Ｐ上にトナーＴが吸着される。
更に、支持体Ｐは、記録部２１を通過した後、対向電極
６から引き剥され、定着手段２２に送られ、取り出し口
２４から取り出されるように構成される。

【００１７】定着手段２２は、ヒートローラ３１と、プ
レスローラ３２とから構成される。これらのローラは、
対向して配置され、これらの間を支持体Ｐが通過できる
ように構成される。

【００１８】次に、本実施例の画像記録装置の動作につ
いて説明する。

【００１９】記録手段２１に於て、トナーＴが、供給ロ
ーラ１３上に担持され、層厚規制部材１５によって、均
一なトナー層が形成される。そして、均一量のトナーＴ
が、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１３、及び、ブラシローラ１１と接触し
つつ摩擦して、そして、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に担持される。

【００２０】そして、アパチャー電極１付近に於て、掻
き部材１２によって、ブラシローラ１１が掻かれる。そ
して、弾性によって、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Ｔが、跳ね上がる。この結
果、トナーＴが、クラウド状になって、アパチャー電極
１に供給される。

【００２１】そして、供給されたトナーＴのクラウド
は、アパチャー電極１によって変調される。すなわち、
画像信号電圧印加手段Ｓからマイナス（−）電圧が、制
御電極５に印加されるとき、開口部２の内部において、
基準電極４から制御電極５へと向かう電界が発生する。
そして、プラス（＋）帯電したトナーＴは、開口部２を
通過する。

【００２２】また、更に、画像信号電圧印加手段Ｓか
ら、電圧が印加されないとき、開口部２内部において、
電界は発生しない。従って、トナーＴは、開口部２を通
過しない。

【００２３】開口部２を通過しないトナーＴは、アパチ
ャー電極１に鏡像力によって付着しようとするが、圧電
素子９による加振によって、アパチャー電極が、振動し
ているために、トナーＴが付着してもふるい落とされ
る。この時の振動周波数は、例えば３０キロヘルツであ
る。

【００２４】しかし、アパチャー電極の振動の振幅の小
さい場所、例えば振動の節には、トナーをふるい落とす
ための十分な加速度を与えることができずに、トナーが
付着してしまう場合がある。そして、このトナーの付着
によって、その共振周波数が数十ヘルツシフトをする。
この結果、アパチャー電極１の振動の振幅が若干減少す
る。この時、図３に示されるフローチャートにしたがっ
て、共振周波数制御手段１８によって、常にアパチャー
電極が最大の振幅で振動される。すなわち、振動の振幅
は、光センサー１６によって検知され、振動周波数制御
回路１７に、この振幅のデータが送られる（Ｓ１）。振
動周波数制御回路１７に於て、アパチャー電極１の振幅
の減少したことが認識される。そして、発振器８に例え
ば周波数を１０ヘルツ増加させる信号が送られる。この
周波数変化によって、アパチャー電極１の振動の振幅が
検出され（Ｓ３）、振幅が増加すれば（Ｓ４）、再び周
波数が上げられる（Ｓ２）。

【００２５】また、逆に、周波数の増加によって、振幅
が減少すれば、周波数が１０ヘルツ減少させられる（Ｓ
５）。このようにアパチャー電極１の共振周波数がフィ
ードバック制御されることによって、アパチャー電極１
の振動の共振点が、常に求められ、アパチャー電極の振
動の振幅が、常に最大となる。この結果、アパチャー電
極１に付着したトナーが、最も大きな加速度をうけるこ
とができるために、トナーが付着することが全くなくな
る。

【００２６】一方、挿入口２３から挿入された支持体Ｐ
は、ガイド３３と一対のガイドローラ３４とを経由して
対向電極６に吸着される。そして、支持体Ｐは、記録部
２１の上部にまで搬送される。この場所で、アパチャー
電極１によって変調されたプラス（＋）帯電トナーは、
電源Ｅによってアパチャー電極１と対向電極６との間に
形成された電界によって支持体Ｐに飛翔吸着する。

【００２７】トナーＴの付着した支持体Ｐは、対向電極
６から離脱し、定着手段２２に搬送される。そして、支
持体Ｐ上のトナーＴは、熱定着される。この熱定着方法
は、既に公知の技術であるので、詳細な説明を省略す
る。

【００２８】定着手段２２を通過した支持体Ｐは、ガイ
ド３３を経由して取り出し口２４へ搬送され、そして、
取り出される。

【００２９】以上説明したように、アパチャー電極の共
振周波数が常に求められながらアパチャー電極を加振す
る事ができるために、最大の振幅でアパチャー電極が振
動する。従って、アパチャー電極に付着した、あるいは
付着しようとするトナーが最大の加速度を得ることがで
きるために、アパチャー電極の開口部のトナーによる詰
まりを完全に防止することができる。以上の結果、安価
で、記録不能に陥らない高品質な画像記録装置が提供さ
れる。

【００３０】尚、本発明は、以上説明した実施例に限定
されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲に於
て、訂正を加えることが可能である。

【００３１】

【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、アパチャー電極の共振周波数が常に求め
られながらアパチャー電極を加振する事ができるため
に、最大の振幅でアパチャー電極が振動する。従って、
アパチャー電極に付着した、あるいは付着しようとする
トナーが最大の加速度を得ることができるために、アパ
チャー電極の開口部のトナーによる詰まりを完全に防止
することができる。以上の結果、安価で、記録不能に陥
らない高品質な画像記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の構成図である。

【図２】本発明の画像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】本発明の画像記録装置に搭載される共振周波数
検出手段の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ アパチャー電極 ２ 開口部 ６ 対向電極 ８ 発振器 ９ 圧電素子 １６ 光センサー １７ 振動周波数制御回路 １８ 共振周波数検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【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に備え付けられ、このアパチャー電
   極を振動させることのできる加振手段と、 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、 この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、支持体を導く対向電極とから構成される画像
   記録装置に於いて、 前記アパチャー電極の共振周波数を検出する共振周波数
   検出手段を備え、常に、アパチャー電極を共振周波数で
   振動させることを特徴とする画像記録装置。