JPH05201059A

JPH05201059A - 記録装置

Info

Publication number: JPH05201059A
Application number: JP1406192A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kitamura; 哲弥北村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1993-08-10

Abstract

(57)【要約】【目的】アパチャー電極に安定した振動を効率よく伝
えることによって、アパチャー電極の振動を安定にし、
開口部のトナーによる詰まりを抑え、安価で、記録不能
に陥らない高品質な記録装置を提供することを目的とす
る。【構成】アパチャー電極２０は露出穴４１を備えた弾
性体からなる振動体４２に接着され、露出穴４１からは
アパチャー電極２０の開口部２４が露出されている。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。露出穴の中央における最短距離幅は、振動体に発生
する振動の波長より短くなっている。

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、プリンター等
に適用される記録装置に関し、特には開口部を有し、そ
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
段を備えた記録装置に関する。

【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、対向電極とを
備えていた。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は開口部が設けられている。そし
て、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ると、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。それ
により、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
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ず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２−２８８
２０４号の願書に添付した明細書及び図面に於て、弾性
体と励振体とからなる励振手段をアパチャー電極に設
け、アパチャー電極を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は、超音波振動の波の伝わり方
が、アパチャー電極と弾性体とで大きく違っていた。そ
のため、励振体によって弾性体に発生させられた振動
が、アパチャー電極に効率よく伝わらず、アパチャー電
極の振動が不均一なものとなっていた。この結果、アパ
チャー電極のいたるところで振動の節が発生し、その部
分にある開口部がトナーによって詰まってしまうという
問題点があった。

【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、アパチャー電極に安定した振動
を効率よく伝えることによって、アパチャー電極の振動
を安定にし、開口部のトナーによる詰まりを抑え、安価
で、記録不能に陥らない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】上述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、その開口部を
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に取り付けられ、前記開口部を
露出し得る露出穴を有する振動体と、その振動体を励振
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
る対向電極とから構成され、前記振動体の露出穴の中央
における最短距離幅が、前記振動体に発生する振動の波
長より短いことを特徴としている。

【０００７】更には、前記露出穴の中央における最短距
離幅が、前記アパチャー電極に発生する振動の波長より
も短い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記録装置によれ
ば、振動体の露出穴の形状が、振動体に発生する振動に
対して無視できるようになっている。すなわち、露出穴
にあるアパチャー電極の部分は、振動体の振動に追従し
て振動する露出穴以外の部分にあるアパチャー電極に比
べて、振動的に無視できるようになっているために、振
動がアパチャー電極に効率よく伝わる。更には、露出穴
の中央における最短距離幅を露出穴の部分にあるアパチ
ャー電極に発生する振動の波長よりも短くすると、露出
穴の内部にある開口部の近傍に振動の節ができることが
なくなる。

【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記録装置の機械的
構成を示す図である。

【００１１】装置ハウジング５の左右側部には挿入口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、その後、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。

【００１２】記録部１の内部にはブラシローラ１１と、
アパチャー電極２０と、対向電極２５とが設けられてい
る。前記ブラシローラ１１の周囲には、ブラシローラ１
１の回転方向の上流に、ブラシローラ１１を掻く掻き部
材１５と供給ローラ１２とが前記ブラシローラ１１に接
触して設けらている。この供給ローラ１２とブラシロー
ラ１１は、トナーケース１４によって囲まれた領域にあ
る。更に、トナーケース１４の内部にはトナーＴが貯蔵
されている。また、供給ローラ１２と近接する位置に
は、供給ローラ１２に付着したトナーＴを均一なトナー
Ｔの層にするための層厚規制部材１３が設けられてい
る。尚、ブラシローラ１１はアースに接続されている。

【００１３】ブラシローラ１１の上方にはアパチャー電
極２０が配置されている。図２に詳細に示すようにアパ
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、更には列状
に設けられた多数の開口部２４を有する。基準電極層２
２は、絶縁層２１のブラシローラ１１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２５
μｍ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程度の銅等の金属膜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、図２に示すように、前記アパチャー
電極２０は、露出穴４１を備えた弾性体からなる振動体
４２に接着されている。露出穴４１はアパチャー電極２
０の開口部２４が露出され、トナーの供給ができるよう
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。

【００１５】励振体４３及び振動吸収体４４には、例え
ば圧電素子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
に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４
４のランジュバン振動子の圧電素子には抵抗が接続さ
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。振動体４２にはアルミやステンレスなどの金属
からなる弾性体が用いられている。また、露出穴は１mm
以下の径にて形成され、振動体４２のアパチャー電極２
０との接着面に比べて十分小さい面積となるようにす
る。更に、振動体４２の厚みはアパチャー電極２０の厚
みに大して十分厚いものとし、例えば１mmの厚みのアル
ミの板が用いられる。

【００１６】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との間には支持体Ｐが通過できるよう
なスペースが設けられている。また対向電極２５は、例
えばマイナス（−）の電源Ｅに接続されている。

【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】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、上述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内部において、供給ローラ１２に
担持されたトナーＴは、供給ローラ１２の回転によって
一定の層に形成され、ブラシローラ１１に供給される。
このとき、トナーＴは供給ローラ１２及びブラシローラ
１１と接触しつつ摩擦して、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
１１に担持され、アパチャー電極２０まで供給される。

【００２１】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。

【００２２】そして、この場所で画像信号Ｓからアパチ
ャー電極２０の制御電極層２３に画像信号電圧が印加さ
れる。この画像信号電圧に基いてトナーＴの流れが変調
制御される。すなわち、画像信号Ｓからマイナス（−）
電圧が制御電極層２３に印加されるとき、開口部２４の
内部においてプラス（＋）帯電したトナーＴが基準電極
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から電
圧が印加されないときは、開口部２４内部において電界
は発生しないので、トナーＴは開口部２４を通過しな
い。

【００２３】ここにおいて、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、あるいは付着しようとす
る殆どのトナー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。振動体４２には例えば
厚さ１mmのアルミが用いられる場合、アルミを伝播する
超音波振動の波長は、約１５mmである。この波長の長さ
は、一般に、金属弾性体を伝播する横波の波長を表わす
式

【００２５】

【数１】

【００２６】にしたがって、波が発生することが知られ
ている。

【００２７】アパチャー電極２０は、露出穴４１以外の
部分に於いては、振動体４２の厚み１mmに対して、０．
０２５mmと十分に小さいために、振動体４２に追従して
振動する。露出穴４１の形状は、直径１ミリの穴なの
で、アルミの板にできる振動の波長１５mmに対して十分
小さい。従って、露出穴の境界部分の振動の挙動は、す
べてほぼ均一である。この結果、振動体４２に発生する
振動に対して、露出穴４１の存在が無視されたごとく振
動する。そして、その振動体４２の振動につられて、ア
パチャー電極が効率よく励振され、安定に振動する。

【００２８】また、一方、露出穴４１の部分にあるアパ
チャー電極は、殆どポリイミドから構成されている。ポ
リイミドに励振される４０キロヘルツの波の波長は上記
数式によれば約１．４mmとなる。露出穴の大きさは径が
１mmであるので、発生する波の波長よりも小さいため
に、節などの不均一な波の発生することがなくなる。

【００２９】以上説明したメカニズムによれば、アパチ
ャー電極２０が効率よく励振され、振動する。

【００３０】対向電極２５には電源Ｅによってマイナス
（−）電圧が印加されている。この電圧によって対向電
極２５とアパチャー電極２０との間に電界が形成され、
この電界に沿って変調されたトナーＴが対向電極２５へ
吸引される。そして支持体ＰにトナーＴが塗布される。

【００３１】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上の画像は熱定着される。そ
して、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。

【００３２】以上説明したように本実施例によれば、振
動体の露出穴の形状が、振動体に発生する振動に対して
無視できるようになっているために、露出穴にあるアパ
チャー電極の部分は、振動体の振動に追従して振動する
露出穴以外の部分にあるアパチャー電極に比べて、振動
的に無視できるようになる。更に、露出穴の部分にある
アパチャー電極に発生する振動の波長よりも、露出穴の
中央における最短距離幅が短いと、露出穴の内部にある
開口部の近傍に振動の節ができることがなくなる。

【００３３】露出穴４１が、アパチャー電極２０に発生
する振動に対して無視できるような形状をしているため
に、アパチャー電極２０に発生する振動を乱すことがな
くなる。

【００３４】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種
々の変更を加えることができる。

【００３５】例えば、図３に示されるように、スリット
状の露出穴５１をもった振動体５２を用いることも可能
である。高い解像度の記録を達成できるような記録装置
に於いて、アパチャー電極の開口部のピッチが詰まって
きたときに、このような振動体５２を用いることができ
る。この場合、スリット状の露出穴５１のスリット幅を
例えば１mmとする。この形状によって、振動体５２にで
きる波の波長に対し十分短いスリット幅の振動体５２で
あるために、振動体５２の短手方向の振動むらをなくす
ことができる。更に、振動体５２の長手方向には、進行
波が発生して、長手方向の振動むらがない。以上の結
果、振動体５２、及びアパチャー電極が均一に振動でき
る。

【００３６】更に、大きな解像度の要求される場合は、
図４に示されるようなマトリックス構造をしたアパチャ
ー電極６０が用いられる。このようなアパチャー電極６
０に対しては、図５及び図６に示されるような振動体６
２、６４を用いることができる。これらの振動体６２、
６４には、アパチャー電極の開口部の列に対応した位置
に露出穴６１、６３が設けられる。

【００３７】また、図４に示されるマトリックス型のア
パチャー電極、及び図５の振動体６２に対して、図７の
その断面図に示されるように、各列毎に、シリコンゴム
などからなる防振体６５を備え付けることによって、隣
接する開口部の列にできる振動を区分けし、相互の振動
の干渉を防ぎ、より安定してアパチャー電極を振動させ
ることも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したことから明かなように、本
発明の記録装置は振動体に形成される露出穴の中央にお
ける最短距離幅が振動体に発生する振動の波長よりも短
いことにより、アパチャー電極が効率よく励振でき、且
つ安定して振動することができることにより、アパチャ
ー電極の開口部に付着するトナーを完全にふるい落とす
ことが可能となる。

【００３９】更には、露出穴の中央における最短距離幅
をアパチャー電極に発生する振動の波長よりも短くする
ことにより、露出穴の内部にある開口部の近傍に節がで
きることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した記録装置の機械的構成を示す
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アパチャー電極
周辺の変形例を示す斜視図である。

【図４】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
の変形例を示す斜視図である。

【図５】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６】本発明の記録装置に搭載される振動体の変形例
を示す斜視図である。

【図７】本発明の記録装置に搭載されるアパチャー電極
周辺の変形例を示す図４のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１２供給ローラ２０アパチャー電極２４開口部４１露出穴４２振動体４３励振体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開口部を有し、そ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に取り付けられ、前記開口部を露出
し得る露出穴を有する振動体と、そ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
反対側に配置される対向電極とから構成される記録装置
に於いて、前記振動体の露出穴の中央における最短距離幅が、前記
振動体に発生する振動の波長より短いことを特徴とする
記録装置。
【請求項２】前記露出穴の中央における最短距離幅
が、前記アパチャー電極に発生する振動の波長よりも短
いことを特徴とする請求項１記載の記録装置。