JPH06246958A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用紙の移動方向の分解能を高めると共に、さ
まざまな解像度の記録を達成することを目的としてい
る。 【構成】 アパチャ電極１の長手方向に長軸Ａが平行と
なり、支持体Ｐの移動方向に短軸Ｂが平行となるような
楕円形状であることを特徴とする。記録密度を主走査方
向に２００ＤＰＩ、副走査方向に、１００ＤＰＩ、２０
０ＤＰＩ、及び４００ＤＰＩで達成させる場合、開口部
４の長軸Ａは、約１３０μｍ程度が好ましく、短軸Ｂ
は、長軸Ａの約半分以下の３０から７０μｍ程度が好ま
しい。

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、
ファクシミリ等に利用し得る記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、小さな孔である開口部を多数有し
たトナー流制御手段としてのアパチャ電極に、画像信号
に基づく駆動信号を印加することにより、トナー粒子の
開口部の通過を制御し、この開口部を通過したトナーを
支持体上に保持して画像を得る方式の記録装置が提案さ
れている（米国特許第３，６８９，９３５号等）。この
方式の記録装置では、アパチャ電極は、絶縁体層と、こ
の絶縁体層の片面に連続して形成された導電体層からな
る基準電極と、絶縁体層の他方の面に長手方向に沿って
相互に絶縁された状態で形成された複数の制御電極とか
ら構成されている。また、各制御電極毎に３層（上記の
基準電極、絶縁体層および制御電極からなる３層）を貫
くように穿設された開口部を少なくとも１列有してい
る。

【０００３】そして、この記録装置は、さらに、例えば
制御電極駆動回路のような制御電極と基準電極との間に
電位を与える手段、印加された電位により開口部を通過
するトナー粒子の流れを加速するよう帯電したトナー粒
子を発生する手段、および、開口部を通過したトナーに
より画像が形成される支持体とアパチャ電極とを相対的
に移動させて開口部を通過したトナー粒子流路中に位置
決めする手段とを有して構成されている。

【０００４】上述のような記録装置においては、トナー
を所定の短い時間だけ開口部を通過させ支持体上に付着
させてドットを形成し、このようなドットを画像信号に
基づいて支持体上に多数形成することにより画像が形成
される。

【０００５】更に、例えば、ファクシミリの記録装置と
して、この記録装置が用いられる場合には、出力モード
として、標準、ファイン、スーパーファインの３つのモ
ードに対応しなければならない。一般的に、ファクシミ
リは、主走査方向で２００ＤＰＩで、副走査方向が、標
準モードで１００ＤＰＩ、ファインモードで２００ＤＰ
Ｉ、スーパーファインモードで４００ＤＰＩの記録密度
を達成させる必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような記録装置に設けられている開口部は、開口形状が
円形であることから、トナーを付着させて画像形成のた
めのドットを形成する際に、支持体の移動方向に隣接す
るドットの間隙が狭くなって分解能が低下してしまうと
いう問題があった。

【０００７】すなわち、画像信号の立ち上がり及び立ち
下がりに対応するドットの支持体移動方向の両端部の形
状は、アパチャーの円形開口形状に対応する半円形状で
あり、この半円形状の中心部が画像信号の立ち上がり、
及び立ち下がりに相当するため、一つのドットの支持体
移動方向の両端部において、円形ドットの半分の領域が
余分に形成されてしまい画像信号に忠実ではないことに
なる。また、実際は移動しつつある支持体にドットが形
成されるため、形成されたドットはアパチャーの実際の
開口形状に比べて支持体移動方向に更に若干突出したも
のとなる。このため、ドットの支持体移動方向の両端部
の形状は、支持体移動方向にさらに拡大したものとな
る。したがって、画像信号の非形成部分が短い場合、隣
接するドットの間隙が狭くなって分解能が低下すること
になる。

【０００８】更に、ファクシミリなどの記録密度を可変
できる記録装置として適用した場合、記録密度に対応し
た開口部形状をした多数のトナー流制御手段を搭載する
必要があり、装置が高価なものとなっていた。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、分解能の高い画像形成が可能な記録装置
を提供することを目的とする。更に、一つのトナー流制
御手段で、多数の記録密度を達成できるような安価な記
録装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の記録装置は、開口部を備え、この開
口部の帯電したトナーの通過を制御するトナー流制御手
段と、このトナー流制御手段に帯電したトナーを供給す
るトナー供給手段と、前記トナー流制御手段の開口部を
通過したトナーを支持体に導く背面電極とから構成され
るものであって、前記トナー流制御手段の前記開口部
が、短軸方向と長軸方向との比が１対１以外の形状をし
たことを特徴とする。

【００１１】更に、前記トナー供給手段が、トナーを担
持するトナー担持体によって構成されていて、このトナ
ー担持体に担持されるトナーが、前記トナー流制御手段
の少なくとも開口部に接触して供給されることを特徴と
する。

【００１２】

【作用】上記のように構成された本発明の記録装置にお
いては、トナー供給手段により開口部近傍に供給された
帯電トナーは、トナー流制御手段の開口部を通過し、背
面電極によって、トナー流制御手段に対して所定の位置
を移動しつつある支持体上に付着し、この際、開口部の
形状は短軸方向が支持体の移動方向とおよそ一致する形
状であるため、形成されるドットの支持体移動方向の両
端部形状は、開口部の形状に対応して緩やかな曲線乃至
半円を示し、これにより、分解能の高い記録が可能とな
る。

【００１３】更に、１ドット記録時間を所定の記録密度
に応じて変化させることによって、１ドットの大きさを
所定の解像度に変化させることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１５】図１は本発明を実施した記録装置の構成を
具体化した概略図であり、装置外装２６の右側部には、
画像を記録すべき支持体Ｐを挿入するための挿入口２１
が設けられており、左側部には画像が記録された支持体
Ｐが排出される取り出し口２２が設けられている。そし
て、装置内部には、トナー流制御手段としてのアパチャ
電極１と、対向電極６と、トナー供給装置１０とが設け
られている。

【００１６】前記アパチャ電極１は、図２に詳細に示す
ように、後述する絶縁材料からなる板状の絶縁層２によ
り構成されており、その長手方向には多数の開口部４が
等間隔で一列に並んで設けられている。また、前記絶縁
層２の上面には、各開口部４を独立して取り囲むように
多数の制御電極３が設けられている。前記絶縁層２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おり、前記制御電極３は、厚さ１μ
ｍの金属膜、例えば銅によって構成されている。

【００１７】本実施例では、この開口部４の開口形状は
図３に示されるようにアパチャ電極１の長手方向に長軸
Ａが平行となり、支持体Ｐの移動方向に短軸Ｂが平行と
なるような楕円形状であることを特徴とする。記録密度
を主走査方向に２００ＤＰＩ、副走査方向に、１００Ｄ
ＰＩ、２００ＤＰＩ、及び４００ＤＰＩで達成させる場
合、開口部４の長軸Ａは、約１３０μｍ程度が好まし
く、短軸Ｂは、長軸Ａの約半分以下の３０から７０μｍ
程度が好ましい。

【００１８】各制御電極３は制御電圧印加回路５にそれ
ぞれ接続されている。

【００１９】前記アパチャ電極１は、装置内のシャーシ
（図示せず）に設けられた台８によって支えられてい
る。

【００２０】そして、前記アパチャ電極１の下部には、
トナー供給装置１０が設けられている。このトナー供給
装置１０は、トナーケース１５によって覆われており、
トナー担持ローラ１１と、供給ローラ１２と、ブレード
１３とから構成されている。また、前記トナーケース１
５の内部には、トナー１４が貯蔵されている。前記供給
ローラ１２は、前記トナー担持ローラ１１にトナー１４
を供給するために、図の矢印方向に回転するように構成
されている。更には、前記ブレード１３は、トナー担持
ローラ１１に圧接するように配設されている。そして、
トナー担持ローラ１１は、アパチャ電極１の少なくとも
全ての開口部４に接するように設けられる。

【００２１】前記アパチャ電極１の上方には対向電極６
が配置されている。更に、この対向電極６とアパチャ電
極１との間には支持体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。そして、この対向電
極６には、電源７によって、プラス１キロボルトの電圧
が印加されるようになっている。

【００２２】支持体Ｐは一対のガイドローラ２３によっ
て、挿入口２１から対向電極６の下方へ向って搬送さ
れ、対向電極６を通過した後、内部に熱源を備えたヒー
トローラ２４とプレスローラ２５との間に搬送されて、
支持体上のトナーが熱定着されるように構成されてい
る。

【００２３】次に、上記のように構成される記録装置の
動作を説明する。

【００２４】トナー供給装置１０に於て、トナーケース
１５に貯蔵されたトナー１４は、供給ローラ１２によっ
て、トナー担持ローラ１１に供給される。この場所で、
トナー１４は、供給ローラ１２とトナー担持ローラ１１
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１４は、トナー担持ローラ１１
が回転することによって、ブレード１３を経由してアパ
チャ電極１の開口部４に搬送される。また、前記ブレー
ド１３によって、トナー担持ローラ１１に担持されたト
ナー１４は、薄く均一な厚みのトナー層となる。そし
て、このトナー１４は、アパチャ電極１の開口部４に供
給される。

【００２５】アパチャ電極１の開口部４に供給されたマ
イナス帯電トナー１４は、制御電圧印加回路５から制御
電極３に印加される電圧によって、この制御電極３に対
応して設けられた開口部４の通過が制御される。具体的
に述べると、制御電圧印加回路５からトナー通過電圧と
して、プラス７０ボルトの電圧が制御電極３に印加され
るとき、接地されたトナー担持ローラ１１と制御電極３
との間に、すなわち制御電極３に対応する開口部４の内
部において、マイナス帯電したトナー１４が開口部４を
通過できるような電界が発生し、トナー１４は開口部４
を通過する。

【００２６】また制御電圧印加回路５からトナー遮蔽電
圧として、マイナス３０ボルトの電圧が制御電極３に印
加されると、接地されたトナー担持ローラ１１と制御電
極３との間に、すなわちその開口部４内部において、マ
イナス帯電したトナー１４が、開口部４の通過を阻止さ
れる電界が発生し、トナー１４は開口部４を通過しな
い。

【００２７】一方、挿入口２１より装置内部に挿入され
た支持体Ｐは、一対のガイドローラ２３によって対向電
極６に搬送される。

【００２８】対向電極６には電源７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６とアパチャ電極１との間に電界が形成さ
れ、この電界に沿ってアパチャ電極１の開口部４を通過
してきたトナー１４が対向電極６へ吸引される。そし
て、搬送されてきた支持体Ｐにトナー１４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。

【００２９】その後、支持体Ｐは取り出し口の方向に搬
送され、ヒートローラ２４とプレスローラ２５とによっ
て挟み込まれ、支持体Ｐ上のトナー画像は熱定着され
る。

【００３０】トナー像の熱定着された支持体Ｐは、取り
出し口２２へ搬送され、排出される。

【００３１】そして、このように形成されたトナー画像
を形成するトナーの記録ドットについて、図４を参照し
て説明する。図４は画素信号に対応して形成されたトナ
ーの記録ドットを示す図であり、従来の円形形状の開口
部による記録ドットと、本実施例の楕円形状の開口部に
よる記録ドットとを対比して示してある。

【００３２】図４に示されるように、本実施例の記録装
置により形成される記録ドット１００の支持体Ｐの移動
方向（矢印方向）の両端部１００ａの形状は、開口部４
の開口形状、すなわち、楕円形状の内、曲率半径が大き
く緩やかな曲線を描く部分と同じ形状、あるいは支持体
Ｐが移動していることにより、それよりも若干曲率半径
の小さい曲線形状を示す。

【００３３】一方、従来の円形形状の開口部による記録
ドット１１０の両端部１１０ａの形状は開口部の円形開
口形状に対応する半円形状である。したがって、従来の
円形形状のアパチャーによる記録ドットと比べて本実施
例の記録装置により形成された記録ドットの両端部形状
は、画像信号の立ち上がり及び立ち下がりに対してより
忠実なものとなっている。このため、支持体Ｐの移動方
向に隣り合った各記録ドット１００の間隙Ｌは、画像信
号の非形成部分に対してより忠実であり、画像信号の非
形成部分が短い場合であっても、隣り合った記録ドット
１００の間隙Ｌは確実に形成される。

【００３４】しかし、従来の円形形状の開口部を用いた
ものにおいては、同じく支持体Ｐの移動方向に隣り合っ
た各記録ドット１１０の間隙ｌは、画像信号の非形成部
分が短い場合には形成されないことになる。したがっ
て、本実施例の記録装置は従来のものに比べて分解能が
大幅に向上したものとなる。

【００３５】さらに、本実施例のような開口部形状のア
パチャ電極を用いて、そして制御電極に印加するトナー
通過電圧の印加時間を制御することによって、副走査方
向、すなわち紙送り方向の解像度を任意に変化させるこ
とができる。本実施例では、図５に示されるように、副
走査方向に、標準、ファイン、及びスーパーファインの
３つの解像度の異なった記録を実現させることが可能と
なる。図５は、３つの解像度の１ドット１スペースの記
録を実現した場合の、画像信号の電圧印加のタイミング
と、この電圧印加によって形成される記録ドット形状を
説明する図である。この図によれば、標準モードでは、
副走査方向に記録ドット１２０が２５４μｍの大きさ、
すなわち、１００ｄｐｉの解像度で形成されるように画
像信号が制御電極に印加される。

【００３６】さらに、ファインモードでは、画像信号の
電圧印加時間を標準モードの場合よりも、短くすること
によって、副走査方向に記録ドット１２１が１２７μｍ
の大きさ、すなわち２００ｄｐｉの解像度で形成される
ようにする。そしてさらに、スーパーファインモードで
は、画像信号の電圧印加時間を標準モードの場合より
も、更に短くすることによって、副走査方向に記録ドッ
ト１２２が６４μｍの大きさ、すなわち４００ｄｐｉの
解像度で形成されるようにする。ここで、主走査方向
は、アパチャ電極の開口部のピッチで規定される。本実
施例の場合、開口部のピッチは、１２７μｍであって、
２００ｄｐｉの解像度を実現できる。

【００３７】以上詳述したように、本実施例によればト
ナーの通過を制御するアパチャーの形状を短軸方向が支
持体の移動方向と一致する長円形状としたので、支持体
の移動方向において隣接するドットの間隙を十分とるこ
とができ、形成されるトナー画像が画像信号に忠実とな
って分解能の高い画像を形成することができる。更に、
１ドットを形成するのに、制御電極に印加する電圧印加
時間を変化させることによって、副走査方向（紙送り方
向）にさまざまな解像度の記録を実現することができ
る。

【００３８】本発明は、以上詳述した実施例に限定され
るものではなくて、その主旨を逸脱しない範囲において
は、変更を加えることのできるのは容易である。

【００３９】たとえば、トナー流制御手段であるアパチ
ャ電極の開口部の形状を、図６及び図７にそれぞれ示さ
れるように、長方形、あるいは、小判状の開口形状をし
ていてもよい（開口部５１、５２）。更に、図８に示さ
れるように、三角形、ひし形、平行四辺形、及び樽型な
ど色々な形状が考えられる。この図８に示されるよう
に、短軸Ｂと、支持体搬送方向との位置関係は、必ずし
も完全に一致する必要はない。

【００４０】また本実施例において、トナー供給装置に
は、トナーを薄層化して帯電させる、いわゆる非磁性１
成分の帯電方式を採用しているが、キャリアとトナーと
を混合して帯電させるような２成分系の帯電方式や、マ
グネットローラを用いて帯電させるような磁性１成分の
帯電方式などを用いてもよい。

【００４１】更に、本実施例においては、トナー流制御
手段として、絶縁層に開口部を形成したアパチャ電極を
用いたが、特表平１−５０３２２１号の公報に記載され
たメッシュ状の電極などを用いることも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
トナーの通過を制御するアパチャーの形状を短軸方向が
支持体の移動方向と一致する長円形状としたので、支持
体の移動方向において隣接するドットの間隙を十分とる
ことができ、形成されるトナー画像が画像信号に忠実と
なって分解能の高い画像を形成することができる。更
に、１ドットを形成するのに、制御電極に印加する電圧
印加時間を変化させることによって、副走査方向（紙送
り方向）にさまざまな解像度の記録を実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録装置の一実施例を示す概略断面図
である。

【図２】トナー流制御手段の１実施例であるアパチャ電
極を示す斜視図である。

【図３】アパチャ電極の開口部形状を示す図である。

【図４】画像信号に対応して形成された記録ドットを示
す説明図である。

【図５】３つの解像度の１ドット１スペースの記録ドッ
トを示す説明図である。

【図６】アパチャ電極の開口部の形状の変形例を示す図
である。

【図７】アパチャ電極の開口部の形状の変形例を示す図
である。

【図８】アパチャ電極の開口部の形状の変形例と、３つ
の解像度の記録ドットを示す図である。

【符号の説明】

１ アパチャ電極 ３ 制御電極 ４ 開口部 ５ 制御電圧印加回路 ６ 対向電極 １０ トナー供給装置 １１ トナー担持ローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を備え、この開口部の帯電したト
   ナーの通過を制御するトナー流制御手段と、 このトナー流制御手段に帯電したトナーを供給するトナ
   ー供給手段と、 前記トナー流制御手段の開口部を通過したトナーを支持
   体に導く背面電極とから構成される記録装置に於て、 前記トナー流制御手段の前記開口部が、短軸方向と長軸
   方向との比が１対１以外の形状をしたことを特徴とする
   記録装置。
2. 【請求項２】 前記トナー供給手段が、トナーを担持す
   るトナー担持体によって構成されていて、このトナー担
   持体に担持されるトナーが、前記トナー流制御手段の少
   なくとも開口部に接触して供給されることを特徴とする
   請求項１に記載の記録装置。
3. 【請求項３】 前記開口部の短軸方向と支持体の搬送方
   向とが略一致するようにトナー流制御手段を配置したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。