JPH0671928A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開口部のトナーによる詰まり、および支持体
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】 振動のうねりの比較的小さい部分のスリット
に、アパチャー電極２０の開口部２４が位置するよう
に、アパチャー電極２０が振動体４２に接着される。本
実施例においては、励振体４３からの距離が１８０ミリ
から２２０ミリの範囲のスリットに、開口部２４の列が
位置するようにする。

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、ファク
シミリ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。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。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。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
チャー電極の幅方向に設けられた多数の開口部の列を露
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、この弾性体に進
行波を励振することによって、幅の広いアパチャー電極
を均一に振動させ、全ての開口部での記録が可能となる
ような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、上述し
たような従来の記録装置は、前記振動体に均一な振幅の
進行波を励振することができず、うねりが発生してい
た。従って、この振動体に接着されたアパチャー電極に
励振される振動の振幅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ていた。すなわち、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に於
て、うねりの少ない振動を与えることにより、全ての開
口部のトナーによる詰まり、および支持体上でのトナー
の飛散を抑え、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、
そのアパチャー電極を励振する励振手段と、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
供給手段とは反対側に配置された対向電極とを備えたも
のであり、更には前記アパチャー電極の開口部を、前記
励振手段の励振による振動のうねりが小さい部分に設け
た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、アパチャー電極の複数の開口部において、開口部毎
にばらつきの少ない振幅で超音波振動が励振される。

【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は本発明を適用した記録装置の概略構
成図である。

【００１０】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、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。

【００１２】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。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１４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。このトナー供給ローラ１４は、前記トナー搬
送ベルト１３にトナーＴを供給、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。

【００１３】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。図２に詳
細に示すようにこのアパチャー電極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。開口部２４の列の長さは、約４０ミリで
ある。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。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２４は、厚さ１８
μｍ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、前記アパチャー電極２０は、図３に
示されるように、２ミリ幅のスリット４１を備えた長さ
４００ミリの振動体４２に接着されている。スリット４
１は、アパチャー電極２０に１列に設けられた開口部２
４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。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。励振体４３及び振動吸収体４４
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。励振体４３は、ランジ
ュバン振動子の圧電体４５に発振器４６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４７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
る。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】この振動体４２に励振される振動の長手方
向の振幅分布を図４に示す。この図４からわかるよう
に、理想的には、一定の振幅分布を持つはずであるが、
うねりがどうしても発生している。この振動のうねりの
比較的小さい部分のスリットに、アパチャー電極２０の
開口部２４が位置するように、アパチャー電極２０が振
動体４２に接着される。本実施例の場合、励振体４３か
らの距離が１８０ミリから２２０ミリの範囲のスリット
に、開口部２４の列が位置するようにする。

【００１６】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。スリット４１部分に位置
するアパチャー電極２０は、振動体４２にほぼ追従して
振動する。すなわち、スリット部分のアパチャー電極２
０の長手方向の振幅分布は、図４に示される振幅分布に
ほぼ一致する。

【００１７】アパチャー電極２０の上方には対向電極２
５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。

【００１８】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。

【００１９】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る。

【００２０】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。

【００２１】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が、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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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の圧電素子に励振体
４３が共振できるような周波数、例えば４６キロヘルツ
を中心として、±４キロヘルツの範囲で周波数掃引した
振動電圧を発振器４６から印加する。すると、振動体４
２の長手方向には、図４に示される振幅の分布をもった
振動が励振される。そして、図４のような振幅分布をも
った振動が、振動体４２に接着されたアパチャー電極２
０に励振される。

【００２５】アパチャー電極２０を任意の位置に接着固
定をすると、開口部２４の列が、うねりの激しい場所に
位置する可能性があり、例えば、振動体４２の中央付
近、すなわち、励振体４３からの距離が１４０ミリから
１８０ミリの位置に開口部２４の行列が位置すると、開
口部付近の振幅の差が大きくなってしまう。具体的に
は、ある開口部では、振幅が１．５μｍあり、一方、あ
る開口部では、０．４μｍの振幅しか得られなくなる。

【００２６】振動の振幅と、記録との関係については、
４６キロヘルツを中心として±４キロヘルツの範囲で周
波数を掃引してアパチャー電極を励振した場合、０．２
μｍ以下の振幅では、穴ずまりを起こし、１μｍ以上の
振幅では、開口部を通過したトナーが飛散を起こすこと
が実験でわかっている。この実験データから、上述の場
所に開口部が位置すると、振幅が１μｍ以上の開口部で
は、トナーが飛散を起こして、記録されなくなる。本発
明に於いては、振幅のうねりの比較的小さい部分、励振
体からの距離が１８０ミリから２２０ミリの範囲に、す
なわち、振幅が０．３μｍから０．９μｍの範囲の部分
に全ての開口部が位置するために、開口部が詰まった
り、開口部を通過したトナーが飛散したりして、記録さ
れなくなることがなくなって、良好な記録が達成され
る。

【００２７】上述した振動の振幅測定は、レーザードッ
プラー式の振動計を用いて計測したもので、検出された
振動速度を周波数掃引幅及び、時間で積分することによ
って振幅に換算した。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】以上説明したように本実施例によれば、振
動体４２の振動のうねりの比較的小さい部分のスリット
４１に開口部の行列がすべて位置するために、開口部付
近において、穴詰まりを起こさず、しかもトナーが飛散
することがなくなり、良好な記録が達成される。

【００３２】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ことは容易である。

【００３３】例えば、本実施例においては、振動体の長
手方向の振動のうねりの小さい部分のスリットに開口部
が位置されるようにアパチャー電極を接着固定するよう
にしたが、アパチャー電極を振動体４２に接着固定した
後で、うねりの小さい部分に開口部を設けるようにする
ことも可能である。この場合、制御電極のパターンは、
幾らか余分に形成しておく必要がある。

【００３４】また、本実施例においては、開口部列の振
動の振幅のばらつきの範囲が、０．３μｍから０．９μ
ｍまでに抑えてあるが、振動体に励振される振動のうね
りをなんらかの方法で抑えることによって、振幅のばら
つきの範囲を更に抑えることができれば、更に良い。

【００３５】

【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、アパチャー電極の開口部を、前記励
振手段の励振による振動のうねりが小さい部分に設けた
ことにより、良好な記録を達成し、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】本発明の記録装置を具体化した一実施例の構成
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
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斜視図
である。

【図４】図３に示す振動体の長手方向の振幅分布を示す
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 ４３ 励振体

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、 そのアパチャー電極を励振する励振手段と、 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と
   は反対側に配置された対向電極とを備える記録装置に於
   いて、 前記アパチャー電極の開口部を、前記励振手段の励振に
   よる振動のうねりが小さい部分に設けたことを特徴とす
   る記録装置。