JPH0577479A

JPH0577479A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0577479A
Application number: JP24150691A
Authority: JP
Inventors: Naoto Iwao; 直人岩尾
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーの付着を防止するためアパーチャ電極
に励振される進行波によりアパーチャ電極がスピーカの
ように振舞うことを防ぐことで、この電極の膜振動に起
因する騒音の発生を防止する。【構成】アパーチャ電極１０のアパーチャ列１１近傍
に振動加速度を与える励振装置として、アパーチャ１１
列の方向に所定の間隔を有する励振体を備える。そし
て、この間隔の幅により決定されるアパーチャ電極１０
の幅方向の曲げ振動の基本振動の共振周波数を、前記励
振装置２に励振される進行波の振動周波数より高くなる
ように、前記間隔の幅を設定する。そのため、励振装置
２に励振される進行波の振動周波数が、アパーチャ電極
１０の膜振動の周波数より常に低いので、アパーチャ電
極１０は膜振動が発生せず、この膜振動に起因する騒音
の発生を容易に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
さらに詳細には、トナーをアパーチャ電極により直接変
調制御して被記録体上に画像を形成する画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像記録装置は、例えば米国特
許第３６８９３５号明細書に報告されている。これはト
ナークラウダーと、アパーチャ電極と、対向電極とから
構成されている。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においては、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。

【０００３】しかしながら、このトナージェット記録装
置により記録を行う場合、アパーチャ電極のアパーチャ
部に、トナーによる穴詰まりが発生するという問題があ
った。すなわち、例えば２４０ＤＰＩの記録密度を得よ
うとすると、ドットの大きさは最大１００μｍであるの
で、そのアパーチャ電極のアパーチャの内径を最大５０
μｍ程度と小さくする必要があり、トナー粒子が鏡像力
等によりアパーチャ電極上に堆積し、その結果、トナー
粒子によりアパーチャ電極が目詰まりを起こし、常に安
定した画像出力を連続的に得ることが困難であるという
問題があった。

【０００４】そこで本出願人は、特願平２−２９１１１
６号明細書及び図面に記載されたように、アパーチャ電
極上に進行波を励振してトナー粒子の堆積を防ぐことを
提案した。この方法は、アパーチャ電極に励振される進
行波により発生する振動加速度により、アパーチャ電極
上に堆積しようとするトナー粒子に、堆積の原因となる
前記鏡像力等より大きな反発力を加えることで、トナー
粒子の堆積を防ごうとする方法である。

【０００５】しかし、上述のように構成された画像形成
装置においては、一般に、アパーチャ電極が薄いため、
アパーチャ電極に直接進行波を励振することが困難であ
るので、アパーチャ電極を金属等の励振体に着設し、こ
の励振体に進行波を励振することにより間接的にアパー
チャ電極に振動加速度を与える方法が採用されることが
一般的であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
方法でアパーチャ電極に振動加速度を与える方式では、
前記励振体に励振される進行波により励振されるアパー
チャ電極の振動を直接制御できないので、このアパーチ
ャ電極がスピーカの振動板のように振舞い、大きな騒音
が発生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、アパーチャ電極の
膜振動による騒音の発生を容易に防止できる画像形成装
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
に本発明の画像形成装置は、帯電したトナーを変調制御
するアパーチャ電極と、そのアパーチャ電極に振動加速
度を与える励振装置と、を備える画像形成装置であっ
て、前記励振装置として、前記アパーチャ電極をアパー
チャ列の方向の進行波が生じるように励振し、且つ、そ
のアパーチャ電極の幅方向の曲げ振動の基本振動の共振
周波数が、前記進行波の振動周波数より高くなるような
間隔の幅を有した励振体より構成したことを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像形成装置にお
いては、励振体に励振される進行波の振動周波数が、ア
パーチャ電極の膜振動の周波数より常に低いので、アパ
ーチャ電極には膜振動が発生せず、この膜振動に起因す
る騒音の発生を容易に防止できる。

【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において、画像形成装置１００は、記
録部１０１と、熱定着部１０２とから構成される。この
画像形成装置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にお
いて、前記挿入口１１７から入った普通紙などの媒体Ｐ
に、画像などが形成される。そして、熱定着部１０２に
おいて、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、回転可能なブラシローラ
１０３と、アパーチャ電極部１０と、対向電極１１２と
から構成される。

【００１３】前記ブラシローラ１０３の周囲には、ブラ
シローラ１０３の回転方向に従って、回転可能な供給ロ
ーラ１０４と、掻き部材１１０とが、それぞれ、ブラシ
ローラ１０３に、接触して設けられる。また、前記供給
ローラ１０４には、供給ブレード１１１が、接触して設
けられる。この供給ブレード１１１の上には、トナーＴ
が貯蔵される。そして、この供給ブレード１１１によっ
て、トナーＴが、強制的に、前記供給ローラ１０４に供
給される。供給ローラ１０４及び供給ブレード１１１
は、ケースＫによって、覆われる。

【００１４】前記アパーチャ電極部１は前記ブラシロー
ラ１０３の上方に設けられている。

【００１５】次に図１を参照して、上記アパーチャ電極
部の構成を説明する。図１において、アパーチャ電極部
１は、多数のアパーチャ１１と、絶縁層１０６と、基準
電極層１０７と、多数の制御電極層１０８とから構成さ
れるアパーチャ電極１０と、このアパーチャ電極１０に
振動加速度を与える励振装置２から構成されている。

【００１６】前記励振装置２は、アパーチャ電極１０に
着設され、励振される進行波によってアパーチャ電極１
０に振動加速度を与える励振体４１と、この励振体４１
に進行波を励振するために前記励振体４１のＸ方向の一
方の端部に着設された振動体２１と、その励振体４１の
Ｘ方向他方端部に着設された反射波吸収体２２からな
る。また、この励振体４１は、所定の間隔ｗでアパーチ
ャ列１２と大略平行に配置された１対の弾性体で構成さ
れている。この弾性体は、例えば、断面が５×３［ｍ
ｍ］の長方形で長さが４００［ｍｍ］で、アルミニウム
などの金属で構成されている。さらに、前記振動体２１
は共振周波数がｆｒのランジュバン振動子で構成されて
いて、周波数ｆｒの電気信号を出力する駆動回路３１に
電気的に接続されている。また、前記反射波吸収体２２
は振動体２１と同様のランジュバン振動子からなり、イ
ンピーダンス体３２に電気的に接続され、前記インピー
ダンス体３２は、その反射波吸収体２２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。つまり前記インピーダンス体のインピ
ーダンスを調整することにより反射波吸収体側の励振体
４１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、振動体２１側からみた励振
体４１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、進行波のみとなる。このため
互いに逆方向に進行する振動の重ね合わせによる定在波
の発生が抑えられ、図２に示すような曲げ振動進行波が
発生する。

【００１７】ここで、前記所定の間隔ｗを以下のように
決定する。アパーチャ電極１０の材料定数を、ヤング率
をＥ、密度をρ、ポアッソン比をνとし、このアパーチ
ャ電極１０の厚さをｔとすると、この所定の間隔ｗのア
パーチャ電極１０の最低次の曲げ振動の共振周波数ｆ
は、

【００１８】

【数１】

【００１９】のように表わされる。それ故、この共振周
波数ｆが、振動体２１及び反射波吸収体２２により励振
体４１に励振される進行波の周波数ｆｒより高くなるよ
うに、すなわち、

【００２０】

【数２】

【００２１】で表わされるように前記所定の間隔ｗを設
定すると、この所定の間隔ｗは、

【００２２】

【数３】

【００２３】となる。上式のように前記所定の間隔ｗを
設定すれば、アパーチャ電極１０が、励振体４１に励振
される進行波によって、スピーカの振動板のような膜振
動が励振されることがなくなる。その結果、この膜振動
に起因する騒音の発生を未然に防ぐことが可能となる。
例えば、アパーチャ電極１０の材質として、約２５［μ
ｍ］厚のポリイミドを用い、前記励振体４１に励振され
る進行波の周波数を約２５［ｋＨｚ］にすると、前記所
定の間隔ｗは、約１［ｍｍ］以下にすればよい。

【００２４】次に、前記アパーチャ１１は、アパーチャ
電極１０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。また、前記基準電極層１０７は、前記絶縁層１
０６の前記ブラシローラ１０３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１
０８は、それぞれ、図示しない信号ソースに接続されて
いる。

【００２５】このアパーチャ電極部１を挟んで、前記ブ
ラシローラ１０３の反対側に、このアパーチャ電極１０
と所定の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Ｅ
２（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１０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。

【００２６】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。

【００２７】次に図３に基づいて、上記画像形成装置の
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、トナーＴが、供給ブレード１１１によって、供給ロ
ーラ１０４に押しつけられて、そして、担持せしめられ
る。そして、供給ローラ１０４によって、このトナーＴ
が、ブラシローラ１０３に供給される。このときトナー
Ｔは、供給ローラ１０４及びブラシローラ１０３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１０３に担持される。

【００２８】アパーチャ電極１０付近において、掻き部
材１１０によって、ブラシローラ１０３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、アパーチャ電極
１０に供給される。

【００２９】そして、図示しない信号ソースからアパー
チャ電極１０の制御電極層１０８に印加される電圧によ
って、トナーＴの流れが変調される。

【００３０】その際、振動体２１に駆動回路３１から、
周波数ｆｒの電気信号を印加すると、励振体４１には図
２に示す様な進行波が励振される。この時、帯電された
トナー粒子が、鏡像力等によりアパーチャ列１２近傍に
付着しようとしても、アパーチャ列１２の位置には、前
記進行波による大きな振動加速度が発生しているので、
付着できない。また、アパーチャ電極１０の膜振動の基
本振動の共振周波数ｆが前記周波数ｆｒより高くなるよ
うに励振体４１の間隔ｗが

【００３１】

【数３】

【００３２】に従って決められているので、アパーチャ
電極１０が膜振動をすることを防止でき、膜振動に起因
する騒音が発生しない。その結果、常に安定且つ静粛
に、トナー流が、前記図示しない信号ソースにより変調
され、媒体Ｐ上に記録される。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】次に、図１乃至図２に基づいて、上述のよ
うに構成されたアパーチャ電極部１の作用を説明する。
画像形成時に前記振動体２１に駆動回路３１から所定の
周波数ｆｒの電気信号を印加すると、前記励振体４１に
は、図２に示すような曲げ振動が励振される。この振動
がＸ方向に伝播し、伝播した振動が励振体４１の他端に
到達すると、反射波吸収体２２にその振動エネルギーが
吸収され、その吸収されたエネルギーがインピーダンス
体３２で消費される。このため反射波は発生せず、励振
体４１上には、図２に示すように、Ｘ方向に、すなわち
アパーチャ列１２の方向に添って進む進行波が発生す
る。このように構成されたアパーチャ電極部１において
は、励振装置２により励振される進行波により、アパー
チャ列１２近傍で十分な振動加速度を得ることが出来る
ので、アパーチャ電極１０上のどの位置に設けられたア
パーチャ１１でも十分な振動加速度を得ることが可能と
なり、その結果、全てのアパーチャ１１の位置で、最大
の振動加速度を得ることができる。このためトナーがア
パーチャ電極１０のアパーチャ１１近傍に付着すること
がなくなり、その結果アパーチャ１１の目詰まりを防止
することができる。

【００３６】この時、上記詳述したように、膜振動が原
因でアパーチャ電極１０から発生する騒音を容易に未然
に防止できる。

【００３７】なお、本実施例においては、励振体に励振
される振動を図２に示す曲げ振動を例にして説明した
が、この振動次数に限定されるものではなく、他の振動
次数であっても、同様の効果を上げることが可能であ
る。

【００３８】また、本実施例では、励振体に進行波を励
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であれば、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。

【００３９】さらに、進行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、進行波を励振
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。

【００４０】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。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像記録装置においては、アパーチャ電極の膜振
動による騒音の発生を容易に防止できるので、常に安定
且つ静粛に被記録体上に画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、アパーチャ電極と励振装置の構成を示
す斜視図である。

【図２】図２は、励振体に励振される進行波を模式的に
表した説明図である。

【図３】図３は、図１に示したアパーチャ電極と励振装
置を用いた画像形成装置の概略構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２励振装置１０アパーチャ電極１２アパーチャ列４１励振体１００画像形成装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電したトナーを変調制御するアパーチ
ャ電極と、そのアパーチャ電極に振動加速度を与える励
振装置と、を備える画像形成装置において、前記励振装置として、前記前記アパーチャ電極にアパー
チャ列の方向の進行波が生じるように励振し、且つ、そ
のアパーチャ電極の幅方向の曲げ振動の基本振動の共振
周波数が、前記進行波の振動周波数より高くなるような
間隔の幅を有した励振体より構成したことを特徴とする
画像形成装置。