JPH06218980A - 直接制御式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 支持体の種類に影響されない、鮮明な画像を
形成する画像形成装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】 センサー８０からの支持体の種類の情報によ
り、ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７５を参照して出力可変電圧
電源６３の出力電圧を制御し、対向電極６０の印加電圧
を変更する。例えば、厚い支持体５１の場合は低めの電
圧、薄い支持体５１の場合は、高めの電圧が加えられ
る。このため、対向電極６０によって形成されている飛
しょう電界が、支持体５１の種類によらず一定となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
プロッター、ファクシミリなどに利用し得る直接制御式
記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アパチャーを有した電極に画像信
号を印加することによりトナー粒子のアパチャー通過を
制御し支持体上に画像を得る画像記録装置は、米国特許
第３６８９９３５号明細書で提案されている。この提案
では、絶縁体の層を挟んで片面に連続した基準電極と、
もう一方の面に互いに絶縁された複数の制御電極とを備
え、各絶縁された複数の制御電極毎に３層を貫いて少な
くも１列のアパチャーを有しているアパチャー電極体
と、制御電極に基準電極との間に選択的に電位を与える
手段と、印加された電位によってアパチャーを通るトナ
ー粒子の流れを変調させるよう帯電した粒子を投射する
手段と、支持体とアパチャー電極体が相対的に移動して
支持体を粒子流路中に位置決めする手段から構成されて
いる。

【０００３】しかしこの装置によると、トナーによるア
パチャーの目詰まりが発生して記録品質が悪いのに加
え、記録速度も十分な上げることができなかった。

【０００４】本出願人は、更に検討を進め、特願平４−
２５４４９４号の出願において既に出願しているよう
に、トナーを保持した担持体と記録電極を接触させて配
置することにより記録特性を大きく改善することができ
る画像記録装置も提案している。この装置によれば、画
質向上はめざましく、画像記録装置としても小型化、低
コスト化が可能になった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置にお
いては、受像体として例えば厚紙等の支持体に出力する
場合、支持体は空気よりも比誘電率が大きいので、対向
電極に加えられる電圧が一定であるとすると、支持体の
記録電極側の電界が強くなり、トナーが過剰に支持体に
飛しょうする。結果として、記録品質としては濃くな
り、鮮明な画像を形成できないことがあった。また、厚
みの薄い支持体の場合は、記録品質としては薄くなり、
このように紙厚が変化すると、良好な記録品質を得るこ
とができなかった。

【０００６】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、受像体の種類に影響されない、
鮮明な画像を形成することができる直接制御方式記録装
置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の直接制御式記録装置は、荷電粒子を保持し供
給する担持体と、前記担持体と荷電粒子を介して対向し
て配置され、電界により直接制御する電界制御手段と、
前記電界制御手段と受像体を挟んで配置された対向電極
とで構成された直接制御式記録装置であって、前記受像
体の種類を検知する検知手段と、前記検知手段からの情
報により、対向電極の電圧を制御する制御手段とを有す
る。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明によれば、検知手段
により支持体の種類を検知し、この情報から制御手段に
より対向電極の電圧を制御して、支持体上に画像を形成
する。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は、本発明を適用した画像記録装置の
断面図である。画像記録装置１０は、大きくプロセスユ
ニット２０、記録用電極３０、定着器４０、用紙搬送ユ
ニット５０、対向電極６０、及び電源部７０とで構成さ
れている。本装置においては、プロセスユニット２０に
おいて、前記記録用電極３０により、受像体としての用
紙５１上にトナー像が形成された後、定着器４０で加熱
定着が行われて排出される。

【００１１】記録装置の外装１１には、左側面に出力紙
の排出口１２及びトレー１３が、設けられている。

【００１２】本機中央に設置されたプロセスユニット２
０は、次のような構成を有している。すなわち、プロセ
スユニット２０は、帯電ユニット２１及びトナー供給ユ
ニット２２とで構成されていて、前記帯電ユニット２１
には、図中矢印方向に回転可能な担持ローラ２３、供給
ローラ２４、アジテータ２６、及びブレード２５が配置
されている。前記担持ローラ２３は、金属もしくは樹脂
等の絶縁体の表面を有した剛体のローラであり、後述す
る記録用電極３０とは、トナー層を介して密着して設け
られている（図３参照のこと）。両ローラはいずれも接
地されている。前記供給ローラ２４は、スポンジやゴム
でできた弾性体のローラである。ここにおいて前記担持
ローラ２３はトナー２７を担持し、記録電極３０に向か
って搬送するものであり、前記供給ローラ２４は、トナ
ー担持ローラ２３に対してトナー２７を供給するもので
ある。

【００１３】そして前記供給ローラ２４と担持ローラ２
３は、ケース２１内において図示する矢印方向に回転可
能に支持されており、両者は接触して配設されている。
また前記トナー層規制ブレード２５は、担持ローラ２３
に担持されるトナー２７の量がローラ面上で均一になる
よう調整すると共にそのトナー２７を均一に帯電させる
ものであり、担持ローラ２３に圧接されている。

【００１４】トナー供給ユニット２２は、内部にはトナ
ー２７が充填されていて、ユーザがトナー補給の際装着
される。トナー２７は、粒径７μｍ程度のいわゆる小粒
径トナーが画像的に好ましく、粉砕トナー、重合トナー
共に使用できる。本機に設置がなされると、トナー２７
は帯電ユニット２１に放出され、アジテータ２６により
かくはんされる。

【００１５】プロセスユニット２０の下部には、電界制
御手段たる記録用電極３０が配置されている。ここで図
２を使用して、記録用電極について説明する。記録用電
極３０は、図２に示すように２５μｍ厚のポリイミド製
の絶縁シート３１に直径１００μｍの複数の、トナー流
制御部としてのアパチャ３２が一列に形成され、且つ各
アパチャ３２の上側に制御電極３３が１μｍ厚で形成さ
れたものである。そして、前記アパチャ電極体３０は、
用紙５１側に制御電極３３を対向させ、絶縁シート３１
がアパチャ位置で担持ローラ上のトナーと接するように
配設されている。

【００１６】また、前記制御電極３３とトナー担持ロー
ラ２３の間には、制御電圧印加回路３４が接続されてい
る。この制御電圧印加回路３４は、画像信号に基いて制
御電極３２に対して０Ｖ、もしくは＋４０Ｖの電圧を印
加するように構成されている。

【００１７】プロセスユニット２０と、用紙５１を挟ん
で、対向電極６０が設けられている。対向電極６０は、
周知の可変電圧電源６３により約１キロボルトの電圧が
印加される電極部６２と、前記電極部を保持絶縁する支
持部６１とで構成されている。

【００１８】さらに、装置下方には、用紙搬送ユニット
５０が設けられている。用紙搬送ユニット５０は、用紙
５１を収納する用紙カセット５２と、けり出しローラ５
３と、用紙反転ローラ５４と、搬送ガイド５５と、送出
ローラ５６と、搬送ローラ５７とで構成されている。各
ローラは、図中矢印方向に回転可能であり、用紙を搬送
することを行える。

【００１９】用紙搬送路途中には、検知手段としてのセ
ンサー８０が配設されている。センサー８０は、透過型
フォトセンサーであり、ＬＥＤ８１から出た光が支持体
５１を透過する光量をフォトダイオード８２により受光
し、前記フォトダイオード８２によって生じる電圧を検
知することにより、支持体５１の厚みや材質などを種類
を測定する。

【００２０】また、用紙搬送方向下流に定着ユニット４
０が、配置されている。定着ユニット４０は、ヒータ４
２を内蔵したヒートローラ４３と、加圧ローラ４１によ
り構成されている。

【００２１】装置上方には、記録に必要なデータ処理を
行うコントローラ部７１と、駆動や電圧制御をつかさど
る電源部７０が設けられている。

【００２２】図３は、コントローラ部７１の中で、可変
電圧電源６３の制御に関連する部分を示す図である。

【００２３】コントローラ部７１は、周知のＣＰＵ７２
により構成されており、そのＣＰＵ７２には、ドライバ
ー７３を介して前記センサー８０のＬＥＤ８１が接続さ
れており、また前記フォトダイオード８２の出力は、Ａ
／Ｄコンバータ７４を介してＣＰＵ７２に入力される。
また、前記ＣＰＵ７２には、フォトダイオード８２の出
力と出力可変電圧電源６３の出力電圧との関係をテーブ
ル状態にて記憶したＲＯＭ７５が接続されており、それ
によりフォトダイオード８２の出力に基づいて前記出力
可変電圧電源６３の出力電圧を可変することができる。

【００２４】すなわち、用紙５１の紙厚が薄いときに
は、ＬＥＤ８１から用紙５１を透過してフォトダイオー
ド８２に至る光量が多くてフォトダイオード８２の出力
電圧が高くなり、それによりＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７５
を参照して出力電圧がやや低くなるように出力可変電圧
電源６３を制御し、同様に、用紙５１の紙厚が厚いとき
には、ＬＥＤ８１から用紙５１を透過してフォトダイオ
ード８２に至る光量が少なくてフォトダイオード８２の
出力電圧が低くなり、それによりＣＰＵ７２は、出力電
圧がやや高くなるように出力可変電圧電源６３を制御す
る。

【００２５】次に本実施例の作用について、説明をす
る。

【００２６】外部のコンピュータからデータが送出され
てくると、本装置は作動を開始する。プロセスユニット
２０においては、収納されたトナー２７がアジテータ２
６により、供給ローラ２４に送られ、接地されたブレー
ド２５の摩擦帯電により、負帯電性を付与される。帯電
したトナー２７は、供給ローラ２４から担持ローラ２３
にのせられ、記録用電極３０と接する位置まで運ばれ
る。

【００２７】記録電極においては、データ出力回路から
の信号が導線部を通じて、制御電圧印加回路３４に伝達
される。これにより制御電圧印加回路３４は、０ボルト
と４０ボルトを選択的に開口電極部３３に印加する。こ
のとき接地した担持ローラ２３と開口電極３３間には、
電界が発生し、記録電極３０と担持ローラ２３により挟
まれたトナーは、静電力を受け、記録制御を行うことが
できる。すなわち、０ボルト印加時には、トナーはアパ
チャーへ移動することなく静止しているが、４０ボルト
印加時には、負帯電したトナーはアパチャーをくぐり抜
け、その後対向電極６０によって形成された電界により
飛翔する。

【００２８】装置の起動と同時に用紙搬送ユニット５０
からは、用紙５１が送出される。すなわち、半円状の蹴
りだしローラ５３が、用紙カセット５２より用紙５１を
送り出し、用紙反転ローラ５４によって搬送方向を変更
された後、搬送ガイド５５と搬送ローラ５７により保持
送出される。そして、用紙５１は、ＣＰＵ７２によりＬ
ＥＤ８１が点灯されてセンサー８０により厚みが測定さ
れる。この情報に基づき、ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７５を
参照して出力可変電圧電源６３の出力電圧を決定する。
すなわち、普通紙よりも薄い用紙については高めの電圧
が、またボンド紙や葉書などの厚い用紙には低めの電圧
が対向電極６０に印加されるように出力可変電圧電源６
３を制御する。

【００２９】用紙５１が、前記記録電極３０のアパチャ
３３直下にくると、トナー２７が飛翔して付着する。こ
のように各開口電極３３の電圧を独自に制御することに
より、トナーが飛翔し対応した画像が用紙５１上に形成
できる。この時用紙の厚みにより対向電極６０の印加電
圧を変化させているので、支持体の厚みによらず飛翔電
界強度が一定となり、常に鮮明な画像を出力することが
できる。

【００３０】その後、トナーによる画像が形成された用
紙５１は、定着器４０へと搬送される。そして、ここで
用紙上の画像が、ヒートローラ４３と加圧ローラ４１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。画
像形成された用紙は、搬送ガイド５５を経由して、排出
口１２へと搬送され出力される。

【００３１】本発明は上述した実施例に拘ることなく、
その主旨を逸脱しない範囲で変更は可能である。本実施
例では、センサーにより厚みを検知する方式に付いて説
明したが、使用者が装置外部に設けられた用紙設定スイ
ッチにより、用紙の厚みや材質を入力するようにしても
良い。また本発明では、透過型センサーを使用したが、
静電容量変化型や厚み検出機構などにより、用紙厚みを
判別させても良い。

【００３２】さらに、本発明は用紙の厚みによって背面
電極の電圧を変化させたが、用紙の材質及び厚みを検出
したり、また記録に関わる要因例えば湿度や温度等環境
条件によっても、対向電極電圧を制御しても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明によれば、対向電極によって形成されている飛し
ょう電界が、支持体の種類によらず一定となり、常に鮮
明な画像を出力することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】アパチャー電極体の詳細を示す斜視図である。

【図３】可変電圧電源の制御に関連する電気的構成を示
す図である。

【符号の説明】

３０ アパチャー電極体 ３１ 絶縁層 ３２ アパチャ ３３ 制御電極 ５１ 支持体 ６０ 対向電極 ６１ 支持部 ６２ 電極部 ７２ ＣＰＵ ７５ ＲＯＭ ８０ センサー ８１ ＬＥＤ ８２ フォトダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を保持し供給する担持体と、 前記担持体と荷電粒子を介して対向して配置され、電界
   により直接制御する電界制御手段と、 前記電界制御手段と受像体を挟んで配置された対向電極
   とで構成された直接制御式記録装置において、 前記受像体の種類を検知する検知手段と、 前記検知手段からの情報により、対向電極の電圧を制御
   する制御手段とを有することを特徴とした直接制御式記
   録装置。