JPH06127014A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アパチャー電極の開口部付近に均一な振幅の
振動を励振することによって、開口部のトナーによる詰
まりを抑え、且つ支持体上でのトナーの飛散を抑えるこ
とにより、安価で、高品質な記録装置を提供すること。 【構成】 振動体４２は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
に示されるように、断面形状が振動体に励振される振動
の振幅の大きさに応じて変化している。すなわち、振動
体４２に励振される振動の振幅が大きい部分について
は、図３（ｄ）に示されるように、振動体４２のスリッ
ト４１近傍の厚みを他より厚くする。一方、振動体４２
に励振される振動の振幅が小さい部分については、図３
（ｅ）に示されるように、振動体４２のスリット４１近
傍の厚みを他より薄くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開口部を有し、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
備え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
ら構成されている。そして、前記アパチャー電極は、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
設けられている。上記構成により、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、こ
の対向電極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３６８９９
３５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づ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３−２４１
５０６号の願書に添付した明細書及び図面に於て、アパ
チャー電極の開口部を露出できるスリットを備えた振動
体と、この振動体に接着されたアパチャー電極とから構
成され、前記振動体に進行波を励振することにより、ア
パチャー電極を均一に振動させるものを提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の記録装置においては、前記振動体に均一
な進行波を励振することができなかった。そのため、前
記振動体に接着されたアパチャー電極の開口部付近に励
振される振動が均一とならなかった。この結果、振幅の
小さいところでは、開口部がトナーによって詰まった
り、一方、振幅の大きいところでは、支持体上でトナー
が飛散を起こしたりするため、記録にむらがあった。

【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、アパチャー電極の開口部付近に
均一な振幅の振動を励振することによって、開口部のト
ナーによる詰まりを抑え、且つ支持体上でのトナーの飛
散を抑えることにより、安価で、高品質な記録装置を提
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、開口部を有し、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取り付けられ、前記開口部と対向
する位置にスリットを有する振動体と、この振動体を励
振する励振体と、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
された対向電極とから構成されるものであり、更に、前
記振動体のスリット近傍部分は、場所によって厚みが異
なることを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置によれ
ば、同じ振動エネルギーを振動体に投入しても、厚みが
薄い部分よりも厚い部分の方が振幅が小さくなる。

【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。図１は本発明を適用した記録装置の
概略構成図である。

【０００９】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は取り出し口４から
取り出される。

【００１０】前記記録部１の内部には、トナークラウド
供給装置１０と、アパチャー電極２０と、対向電極２５
が設けられている。

【００１１】前記トナークラウド供給装置１０は、トナ
ーケース１８によって覆われており、回転可能な駆動ロ
ーラ１１と対向ローラ１２とによって張設されるシーム
レスなトナー搬送ベルト１３と、回転可能なトナー供給
ローラ１４と、回転可能なアジテータ１５と、層厚規制
ブレード１６と、トナーはぎ取りブレード１７とから構
成されている。そして、前記トナーケース１８の内部の
アジテータ１５の部分には、トナーＴが貯蔵されてい
る。前記層厚規制ブレード１６は、トナー供給ローラ１
４と、一定量のトナーが通過できるような僅かなスペー
スをもって設けられている。前記トナー供給ローラ１４
は、前記トナー搬送ベルト１３にトナーＴを供給し、か
つ接触及び摩擦帯電できるように、前記駆動ローラ１１
によってトナー搬送ベルト１３に圧接されている。前記
はぎ取りブレード１７は、前記トナー搬送ベルト１３に
担持されたトナーＴをはぎ取るように、対向ローラ１２
によって、トナー搬送ベルト１３に圧接されている。

【００１２】前記アパチャー電極２０は、前記トナーク
ラウド供給装置１０の上方に設けられている。前記アパ
チャー電極２０は図２に詳細に示すように、絶縁層２１
を基準電極層２２と多数の制御電極層２３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。そして、前記基準電極層２２は、絶縁層
２１のトナークラウド供給装置１０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。また、絶縁層２１
は、厚さ２５μｍの高分子樹脂フィルム、例えばポリイ
ミド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２３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。

【００１３】更に、図２に示されるように、前記アパチ
ャー電極２０は、スリット４１を備えた弾性体からなる
振動体４２に接着されている。この振動体４２は、図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、断面形状が
振動体に励振される振動の振幅の大きさに応じて異なっ
ている。すなわち、振動体４２に励振される振動の振幅
が大きい部分については、図３（ｄ）に示されるよう
に、振動体４２のスリット４１近傍を厚くする。一方、
振動体４２に励振される振動の振幅が小さい部分につい
ては、図３（ｅ）に示されるように、振動体４２のスリ
ット４１近傍を薄くする。

【００１４】また、前記スリット４１は、アパチャー電
極２０に１列に設けられた開口部２４が露出され、トナ
ーの供給が可能なような位置に設けられている。前記振
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
ている。前記励振体４３及び振動吸収体４４には、例え
ば、一対の圧電素子４５を挟み込んだ構成のランジュバ
ン振動子が用いられる。前記励振体４３は、ランジュバ
ン振動子の圧電体４５に発振器４７によって、適当な振
動電圧を印加す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には、抵抗４８が接続され、振
動の歪による起電力を消費できるように構成されてい
る。尚、前記振動体４２には、アルミやステンレスなど
の金属などが用いられる。

【００１５】前記振動体４２に励振された振動は、アパ
チャー電極２０に伝えられる。すなわち、振動体４２の
スリット４１以外の部分に接着されたアパチャー電極
は、そのまま振動体４２に追従して振動する。スリット
４２部分におけるアパチャー電極は、スリット４２の境
界線部分を励振部として励振されるように構成されてい
る。

【００１６】前記アパチャー電極２０の上方には対向電
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との間に支持体Ｐが通過できるよ
うな、例えば１ミリのスペースが設けられている。この
対向電極２５には、電源Ｅによって、プラス１キロボル
トの電圧が印加される。

【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】前記熱定着部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、その動作を説明する。

【００２０】記録部１の内部のトナークラウド供給装置
１０に於て、アジテータ１５の部分に貯蔵されたトナー
は、アジテータ１５が回転することによって、トナー供
給ローラ１４に送られる。そして、トナー供給ローラ１
４が回転することによって、トナー供給ローラ１４に担
持されたトナーＴは、層厚規制ブレード１６によって、
余分なトナーＴがかき取られ、一定量にされて、トナー
搬送ベルト１３に送られる。この場所で、トナーＴは、
トナー供給ローラ１４とトナー搬送ベルト１３とによっ
て、接触しつつ摩擦して、マイナスに帯電する。この帯
電したトナーＴは、駆動ローラ１１が回転することによ
って、アパチャー電極２０付近、すなわち、はぎ取りブ
レード１７がトナー搬送ベルト１３に接する部分にまで
搬送される。この場所に於て、トナー搬送ベルトに担持
された帯電トナーＴは、はぎ取りブレード１７によっ
て、トナー搬送ベルト１３からはぎ取られて、トナーＴ
のクラウドが形成される。そしてこのトナーＴのクラウ
ドは、アパチャー電極２０に供給される。

【００２１】アパチャー電極２０に供給されたマイナス
帯電トナーＴのクラウドは、アパチャー電極２０によっ
て、画像信号Ｓから制御電極層２３に印加される電圧に
よって、この制御電極層２３に対応して設けられた開口
部２４の通過が変調制御される。すなわち、画像信号Ｓ
からプラス７５ボルトの電圧が制御電極層２３に印加さ
れるとき、開口部２４の内部において、マイナス帯電し
たトナーＴが開口部２４を通過できるような、すなわち
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からマイナス７５ボルトの電圧が制御電極層２３に印
加されると、その開口部２４内部において、マイナス帯
電したトナーＴが、開口部２４の通過を阻止される電界
が発生し、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。励振体４３の圧電素子に振動体
４２が共振できるような周波数、例えば４０キロヘルツ
の振動電圧が印加される。すると、振動体４２には４０
キロヘルツの進行波が発生する。この時、従来のよう
に、スリット４１近傍の厚みが一定の場合は、振動体４
２には、図３（ｃ）に示されるように、完全な進行波が
形成されずに、振幅のゆらぎが発生する。この時、この
振動体４２に接着されたアパチャー電極２０は、ゆらぎ
をもって振動させられることになるが、本発明において
は、図３（ａ）、（ｂ）などに示されるように、スリッ
ト４１近傍では、振動体４２の厚みを振幅の大きさに応
じて変化させているために、図３（ｃ）に示されるよう
に、スリット４１近傍において、均一な振幅の振動が励
振される。振動体のスリット近傍の厚みと振幅の関係を
調べた実験データを図４に示す。この実験データを基に
して、振動体のスリット近傍の厚みを決めることが可能
となる。

【００２４】そして、スリット部分に設けられたアパチ
ャー電極２０の開口部付近では、ほぼ一定の振幅で振動
が励振される。この結果、アパチャー電極２０の全ての
開口部２４付近が、均一な振幅で振動され、全ての開口
部のトナーＴによる詰まりが抑えられ、しかも、支持体
上でのトナーの飛散も抑えられる。

【００２５】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。

【００２６】対向電極２５には電源Ｅによってプラス１
キロボルトの電圧が印加されている。この電圧印加によ
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、この電界に沿ってアパチャー電極２０の開口
部２４を通過してきたトナーＴが対向電極２５へ吸引さ
れる。そして、挿入口３より装置内部に挿入され、ガイ
ド３３とガイドローラ３４とによって対向電極２５まで
搬送されてきた支持体ＰにトナーＴが塗布される。そし
て、順次支持体が搬送されることによって、トナー画像
が支持体Ｐ上に形成される。

【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上のトナー画像は熱定着され
る。熱定着部２を通過した支持体Ｐはガイド３３を経由
して取り出し口４へ搬送され、取り出される。尚、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。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の記録装置は、開口部を有し、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
アパチャー電極に取り付けられ、前記開口部と対向する
位置にスリットを有する振動体と、この振動体を励振す
る励振体と、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た
対向電極とから構成されるものであり、更に、前記振動
体のスリットの近傍部分は、場所によって厚さが異なる
ことにより、振動体に形成される振動の振幅のゆらぎが
振動体のスリット近傍の厚みの違いによって補正される
ために、スリット部分に位置するアパチャー電極の開口
部全域にわたって、均一な振幅の振動が励振される。従
って、開口部がトナーによって詰まったり、あるいは支
持体に付着したトナーが飛散したりして記録を不良にす
ることがなくなる。この結果、安価で、高品質な記録装
置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の構成を具体化した一実施例
を示す断面図である。

【図２】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
周辺の斜視図である。

【図３】本発明の記録装置に搭載される振動体の説明に
供する図であり、（ａ）は振動体の上面図、（ｂ）、
（ｄ）、（ｅ）はその振動体の断面図、（ｃ）はその振
動体の長手方向における振幅分布を示す図である。

【図４】本発明の記録装置に搭載される振動体のスリッ
ト近傍の厚みと、振幅との関係を示す図である。

【符号の説明】

２０ アパチャー電極 ２４ 開口部 ４１ スリット ４２ 振動体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有し、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取り付けられ、前記開口部と対向
   する位置にスリットを有する振動体と、 この振動体を励振する励振体と、 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
   反対側に配置された対向電極とから構成される記録装置
   において、 前記振動体のスリット近傍部分は、場所によって厚みが
   異なることを特徴とする記録装置。