JPH05185641A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印字品質に優れ安定した記録のできる画像記
録装置を提供する。 【構成】 アパチャー電極２０の下部に配置されたトナ
ー供給器には、対向して供給ローラ３１と、担持ローラ
３２と、転写ローラ３３と、駆動ローラと、振動ローラ
３５と、加振機構３６と、ベルト３７が配置されてい
る。トナーＴは、両方から飛翔した後アパチャー２４に
下部で衝突するため、互いの運動量が規制され静止状態
に近いトナークラウドが供給できる。その結果トナーの
制御は電界により確実に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンターや複写機等
の画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特願平２ー１８１０８３号の願書
に添付した明細書及び図面には、荷電粒子の直接変調方
式による画像記録装置が開示されている。この記録装置
に於いては、帯電したトナーを個別に電界形成が可能な
アパチャー電極内を飛翔させることにより用紙上に直接
記録し、その後加熱ローラを使用して熱定着を行ってい
た。

【０００３】この装置においては、トナーの供給手段と
して、特願平２−２９４５８７号の願書に添付した明細
書及び図面において示されるようなトナー担持ベルトに
担持されたトナーを振動させることによりベルトから解
放し開口電極に導き供給する方法や、特願平２−２９４
５８６号の願書に添付した明細書及び図面に示されるよ
うに開口電極近傍に設けられた担持体上に担持されたト
ナーをはぎ取りブレードに除去解放する方法を用いてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この画
像記録装置を使用すると、次のような問題が発生してい
た。すなわち、印字を行なう際に印字状態が悪く、目が
つぶれたり、かぶってしまったりすることがあった。こ
のような問題を解決するために実験検討を進めたとこ
ろ、トナーの供給方法に問題があることがわかった。ト
ナーは振動やブレードにより担持体から解放され、アパ
チャー電極に供給されるのであるが、この時、トナーの
運動量が適切でないと、電界による制御が効かなくなる
ことがあった。特にトナーの運動量が大きすぎる場合に
は、トナーが電界により止めることが出来ないため、余
分なスポットが印字されて、特に大きな問題であった。

【０００５】このトナーの運動量を制御するために、ブ
レードの当て角や振動条件の検討を進めてきたが、トナ
ーの運動を規制することは難しかった。

【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、トナーの運動を規制してアパチ
ャー電極に良好に供給することが可能なトナー供給機構
を備えた画像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
に本発明の画像記録装置は、次のような特徴を備えてい
る。この画像記録装置は、荷電粒子を開口電極を用いて
直接制御する。そして前記荷電粒子は複数の方向から開
口電極に供給されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像記録装置によ
りトナーは、アパチャー電極近傍において複数の方向か
ら供給される。そのため、異方向から来たトナーはお互
いに衝突し、運動を規制した後にアパチャー電極の開口
部に送られる。アパチャー電極ではトナーは十分電界制
御されるため、印字状態は良好になる。従って良好な記
録品質を呈する画像記録装置を提供することが出来る。

【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。図１に於て、画像記録装置１９は、記録
部１と、熱定着部２とから構成される。この画像記録記
録装置１９の側部には、挿入口１７と、取り出し口１８
とが、設けられている。記録部１に於て、前記挿入口１
７から入った普通紙などの媒体Ｐに、画像などが記録さ
れる。そして、熱定着部２に於いて、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１５を経由
して、取り出し口１８へと送られる。

【００１１】記録部１は、トナー供給器３０と、アパチ
ャー電極２０と、対向電極１２とから構成される。ここ
で図２を用いて、記録部について説明する。図２は、記
録部特にアパチャー電極とトナー供給器を示した断面図
である。アパチャー電極２０とトナー供給器３０が密接
して配置されている。トナー供給器３０は、ケース３８
内部にトナーＴや各機構部が左右に一対で配置されてい
る。供給器下部より供給ローラ３１、担持ローラ３２、
転写ローラ３３、振動ローラ３５、駆動ローラ３４の各
ローラが備えられている。供給ローラ３１の近傍にはト
ナーＴを攪はんするアジテータ３９が配置されている。

【００１２】供給ローラ３１はスポンジ等の弾性材料で
構成されていて、担持ローラ３２にトナーＴを供給す
る。担持ローラ３２は表面に樹脂材料を巻かれたローラ
であり、密着して配置された前記供給ローラ３１と共同
してトナーＴを帯電させる。担持ローラ３２は接地され
ている。担持ローラ３２と間隙を設けて転写ローラ３３
が設けられている。転写ローラ３３と駆動ローラ３４と
振動ローラ３５にはベルト３７が巻装されている。ベル
ト３７はポリイミドやポリエステル性のベルトでよい。

【００１３】前記転写ローラ３３は数キロボルトを発す
る負電圧Ｅ２に接続されている。振動ローラ３５には加
振機構３６が接続されていて、振動できるように構成さ
れている。加振機構３５は、圧電体や磁歪素子に変位拡
大機構を組み合わせてできている。振動ローラ３５は互
いに対向して配置されていることにより、トナーＴは両
方向から飛翔して混在させることができる。尚トナーＴ
は平均粒径が５μｍ以下の真球の重合性トナーを使用す
るが、通常使用されている粉砕法によるトナーでもよ
い。

【００１４】トナー供給器３０の上には、アパチャー電
極２０が配置されている。ここで図３を使用してアパチ
ャー電極について説明を行う。図３はアパチャー電極の
斜視図である。前記アパチャー電極２０は、基板２５上
両面にライン電極２１とゲート電極２２が配置され、両
者を貫通するアパチャー２４が多数設けられている。基
板２５は、平板状絶縁体であればよく、通常は厚みが２
５から１００ミクロン程度のポリイミド等の樹脂材料
や、アルミナやジルコニヤ等のセラミック材料が使用で
きる。基板２５上に、印刷法もしくは薄膜形成法などで
配設された厚み数ミクロン以上のラインとゲート電極２
１、２２が設けられている。

【００１５】そして、ゲート電極２２がある面には、帯
電部材２６が設けられている。帯電部材２６は通常絶縁
材料であれば良く、正負の極性に応じて材質を選択すれ
ばよい。本実施例では、正帯電トナーを使用するため、
帯電部材２６としては負帯電するものが良く、フッ素化
合物やシリコン化合物などが良好な特性を有する。もし
正帯電するものが必要であれば、ナイロンやポリアセタ
ール等を使用すればよい。尚、ラインとゲート電極２
１、２２は各々信号ソースＳ１、Ｓ２に接続されてい
る。また、アパチャー電極２０の下部には振動子２７が
設けられている。振動子２７はＰＺＴ等の圧電体に電極
を形成し、交流電圧を印加することにより振動すること
ができる。

【００１６】また、このアパチャー電極２０とは媒体Ｐ
を挟んで、トナー供給器３０の反対側に、この転写機構
３０とあるスペースを持って対向電極１２が設けられ
る。この対向電極１２には負電圧が電源Ｅ１により印加
されるようになっている。このスペースを、挿入口１７
から入って、ガイド１５と一対の補助ローラ１６とを経
由して送られた媒体Ｐが、通過する。この電圧印加によ
って、前記アパチャー電極２０のアパチャー２４を通過
してきたトナーＴが、媒体Ｐに吸着される。

【００１７】熱定着部２は、熱源を持ったヒートローラ
１３と、プレスローラ１４とから構成される。そして、
このヒートローラ１３と、プレスローラ１４とは、媒体
Ｐがこの間を通過できるように、配置される。

【００１８】次に同図を用いて、本実施例を利用した画
像記録装置の動作を説明する。

【００１９】挿入口１７から挿入された媒体Ｐは、記録
部１へ搬送される。記録部１にあるトナー供給器３０で
は、収納されたトナーＴがアジテータ３９により供給ロ
ーラ３１に載せられて、担持ローラ３２に供給される。
この際、両ローラとトナーＴとの摩擦により、トナーＴ
は正帯電される。帯電されたトナーＴは、担持ローラ３
２に載せられ転写ローラ３３と対向する位置まで運ばれ
る。転写ローラ３３と担持ローラ３２間には、電界が形
成されているためトナーＴは転写ローラ３３側に飛翔
し、ベルト３７上にトナーＴは付着する。ベルト３７は
駆動ローラ３４により回動させられるため、トナーＴも
ベルト上に載せられたまま振動ローラ３５まで運ばれ
る。振動ローラ３５は加振機構３６により振動を与えら
れているため、ベルト表面にも振動が発生してトナーＴ
は運動エネルギーを付与される。この結果トナーＴは図
面水平方向に飛翔する。この作用は両方向から行われ、
トナーＴは双方から吐出されてぶつかり合うことにな
る。

【００２０】ここで図４を利用して、トナーの運動状態
を模式的に説明する。図４は、振動ローラから飛翔した
トナーの運動状態を示す説明図である。振動により運動
エネルギーを受けて飛翔したばかりのトナー４１は、両
方向から互いに進んでくる。更に進むとトナーは、衝突
部４２にて両方からぶつかり合うようになる。この時各
トナーは衝突により、互いに運動量を低減してきわめて
静止状態に近くなる。それにより衝突部４２では、きわ
めて密度の濃い静止状態に近いトナークラウドが実現さ
れる。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２０に供給される。

【００２１】プラス（＋）に帯電したトナーＴのクラウ
ドは、信号ソースＳ１、Ｓ２により飛翔電界と遮蔽電界
を形成されたアパチャー２４内を通過制御される。すな
わち、トナー電荷に対し、電界が順バイアス的に形成さ
れれば、トナーは対向電極１２へ向かって飛翔し、媒体
Ｐ上に画素形成できる。逆バイアス的に電界が構成され
れば、トナーは飛翔することはない。

【００２２】この時トナーＴは静止した状態で且つ濃度
が濃くアパチャー２４に供給されるため、この電界によ
り十分制御することが可能となる。すなわち、従来はト
ナーが色々な運動量を有しているため、トナーの運動を
電界のみで規制することが難しく、そのため記録品質が
低下していた。しかし本発明によりきわめて運動量を低
減し静止に近いトナークラウドをアパチャー電極に供給
できるため、電界制御によりほぼ理想的に記録が可能と
なる。トナー運動量のばらつきにより生ずる、地かぶり
や余剰スポットの発生等の記録品質低下が発生しない。
また濃度階調等信号に応じた記録濃度の再現性も向上で
きる。

【００２３】その後、媒体Ｐが熱定着部２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１３とプレスローラ１４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１５を経由して、
取り出し口１８へと搬送されて、取り出される。

【００２４】尚、本発明は上述した実施例にとらわれる
ことはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変更すること
が可能である。すなわち、本発明の趣旨は、異なる運動
方向を有するトナーを衝突させて互いの運動を規制し合
うことにより、良好なトナー供給を可能にすることにあ
る。本発明では異なる二方向からトナーを供給すること
により実現したが、３方向もしくはそれ以上の方向から
供給しても同様の効果を得ることは可能である。

【００２５】また、本発明ではベルトをトナーの搬送体
として、ベルトを加振することによりトナーを供給する
機構を採用した。しかし、特願平２ー２９４５８６号の
出願に示されるようなトナーを保持した担持ローラに当
接部材を当てることによりトナー供給する機構を使用し
てもよい。

【００２６】

【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よりトナーはアパチャー電極近傍
において複数の方向から供給される。そのため異方向か
ら来たトナーはお互いに衝突し、運動を規制した後にア
パチャー電極の開口部に送られる。アパチャー電極では
トナーは十分電界制御されるため、印字状態は良好にな
る。従って良好な記録品質を呈する画像記録装置を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した画像記録装置の断面図であ
る。

【図２】本発明を実施した画像記録装置に使用されるト
ナー供給器とアパチャー電極近傍の詳細断面図である。

【図３】アパチャー電極の斜視図である。

【図４】ベルトから飛翔した後のトナーの運動状態を示
す説明図である。

【符号の説明】

２０ アパチャー電極部 ２１ ライン電極 ２２ ゲート電極 ２４ アパチャー ３０ トナー供給器 ３１ 供給ローラ ３２ 担持ローラ ３３ 転写ローラ ３４ 駆動ローラ ３５ 振動ローラ ３６ 加振機構 ３７ ベルト ４０ トナークラウド ４１ 運動エネルギーの大きなトナー ４２ 衝突部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を開口電極を用いて直接制御す
   る直接記録方式の画像記録装置に於て、 前記荷電粒子は複数の方向から開口電極に供給されてい
   ることを特徴とする画像記録装置。