JPH0642185U - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御可能なトナー流の量を多くし、さらにト
ナー流の立ち上がりと切れを良くすることで、画線部の
濃度やコントラストを高くし、尾引き等による非画線部
の汚れを防止でき、高品質の画像を得られる画像記録装
置を提供する。 【構成】 トナー押し出し装置１９は、押し出し部材１
８と、押し出し部材１８をガイドする支持部材１７、押
し出し部材１８の駆動を制御する駆動装置１６から構成
される。このトナー押し出し装置１９を、アパチャー板
１の開口部２に於けるトナー流変調のために、開口部２
直下に配置することにより、開口部２を通過するトナー
Ｔの流れを制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等に利用し得る画像記 録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、アパチャ電極板の電極に画像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、受像体上に画像を記録する画像記録装置は、米国特許第 ３６８９９３５号明細書及び図面で提案されている。この画像記録装置は、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 数の制御電極から構成され、各絶縁された複数の制御電極毎に３層を貫いて少な くとも１列の開口部を有しているアパチャ電極板と、制御電極と基準電極との間 に選択的に電位を与える手段と、帯電した粒子を開口部近くに供給する手段と、 受像体とアパチャー電極板とを相対的に移動させて受像体を粒子流路中に位置決 めさせる手段とから構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、アパチャ電極板の開口部を通過するトナーを、電気信号で制御 するのは難しく、画線部（ＯＮ、トナーが開口部を通過する位置）でトナーが通 過せずに抜けてしまったり、非画線部（ＯＦＦ、トナーが開口部を通過しない位 置）でトナーが通過してしまい、カブリが生じたりした。

【０００４】 さらに、ＯＮのときにトナーが開口部を通過するのは、基準電極のトナー供給 機側に漏れる電界によって開口部付近に存在するトナーだけしか吸い上げられな いため、開口部を通過するトナーが少なく、画線部の濃度が低くなってしまった 。

【０００５】 また、電極のＯＮ・ＯＦＦでは、トナー流が開口部を通過するのにタイムラグ が発生し、トナー流の立ち上がりや切れが悪く、抜けや尾引き等により見苦しい 画像になってしまった。

【０００６】 本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、制御可能な トナー流の量を多くし、さらにトナー流の立ち上がりと切れを良くすることで、 画線部の濃度やコントラストを高くし、尾引き等による非画線部の汚れを防止で き、高品質の画像を得られる画像記録装置を提供することを目的とする。

【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考案の画像記録装置は、複数の開口部を備えるア パチャ板と、トナークラウドを形成するトナークラウド形成手段と、前記アパチ ャ板に対向して設けられた対向電極とを備え、前記トナークラウドのトナーを前 記開口部方向に押し出すトナー押し出し手段を備えた。

【０００８】

【作用】

上記の構成を有する本考案の画像記録装置によれば、トナークラウド形成手段 がトナークラウドを形成し、このトナークラウドのトナーをトナー押し出し手段 がアパチャ板の開口部方向へ押し出す。この時の風圧によってトナーは開口部内 部へ入り、更にこのトナーは対向電極方向に飛翔され、対向電極とアパチャ板と の間に設けられた受像体上に画像を形成する。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実施 例の画像記録装置の概略構成図である。

【００１０】 まず、装置の構成を説明すると、装置外装２５の側部には、受像体Ｐを挿入す る挿入口２３と、受像体Ｐを外部へ取り出すための取り出し口２４とが設けられ ている。そして装置内部には、記録部２１と、定着部２２とが設けられる。

【００１１】 記録部２１には、アパチャ電極１と、アパチャ電極１に近接して設けられたト ナーＴを貯蔵するためのトナーケース１４と、アパチャ板１の開口部２を通過し たトナーＴを受像体Ｐに引きつけるための対向電極６とが設けられる。そしてト ナーケース１４内部には、絶縁体で形成され回転可能に設けられたブラシローラ １１と、トナー押し出し装置１９とが設けられ、ブラシローラ１１の矢印方向の 回転方向上流には、掻き部材１２と、供給ローラ１３とが設けられている。更に ブラシローラ１１の矢印方向の回転方向下流には、ブラシローラ１１に接触して 除電ブラシ２６が設けられている。この除電ブラシ２６はアースされている。供 給ローラ１３には、層厚規制部材１５が近接して設けられている。

【００１２】 図２に示すように、アパチャ板１は、絶縁層３と、アース電極４と多数の開口 部２によって構成される。開口部２は、絶縁層３とアース電極４を貫いて開口さ れ、一列に配置される。アパチャ板１のベース部分（絶縁層）は、本実施例では 絶縁体（樹脂等）を用いているが、その他に、金属や樹脂、セラミック等でも良 く、必要に応じて導電処理や絶縁処理を施す。

【００１３】 アパチャ板１の端部には、圧電素子９が設けられる。この圧電素子９は、発振 器８から印加される振動電圧によって変形させられ、アパチャ板１が振動するよ うに構成される。ここでは、アパチャ板１を共振させるような振動周波数が選ば れる。アパチャ板１を共振させると、その振幅は最大となって、共振させない場 合に比べて数千倍の振動振幅が得られる。一般的に、共振周波数は、２０キロヘ ルツ以上の値になるようにアパチャ板１が設計される。周波数が２０キロヘルツ の振動は、人間の可聴領域を超えているために騒音とはならない。

【００１４】 トナー押し出し装置１９は、基本的にはインパクトプリンタに使用される、イ ンパクトヘッドのようなものと考えられる。

【００１５】 図５に、そのようなインパクトヘッドの一例の概略構成図を示す。支持体４６ には、ヨーク４３、アーマチュア４１、弾性体４７が設置してある。ヨーク４３ にはコアボール４５が設置され、コアボール４５にはコイル４４が巻かれている 。コイル４４は画像信号電圧印加手段Ｓに接続されている。また、アーマチュア ４１の先端には印字ワイヤ４２が設置され、この印字ワイヤ４２は先端部分で支 持部材５７によって支持されている。

【００１６】 このインパクトヘッドの動作について説明する。画像信号電圧印加手段Ｓによ って、コアボール４５に巻いてあるコイル４４に画像信号電圧（画線部）が印加 されると、磁力によってアーマチュア４１がコアボール４５に引きつけられる（ 矢印４９の方向）。このことにより、印字ワイヤ４２が突出する。また、非画線 部では、印字ワイヤ４２は矢印５０の方向に戻っており、支持部材５７中に格納 される。

【００１７】 トナー押し出し装置１９を図３及び図４に示す。図３は画像データが画線部（ ＯＮ）の時の状態、図４は非画線部（ＯＦＦ）の時の状態をそれぞれ示したもの である。

【００１８】 トナー押し出し装置１９は、（前述したインパクトヘッドの印字ワイヤ４２に 相当する）押し出し部材１８と、押し出し部材１８をガイドする支持部材１７と 、押し出し部材１８の駆動を制御する（同アーマチュア４１、ヨーク４３、コイ ル４４、コアボール４５、支持体４６、弾性体４７に相当する）駆動装置１６か ら構成される。そして駆動装置１６により押し出し部材１８が外部に押し出され る状態と（図３参照）、支持部材１７内部に格納された状態（図４参照）とにそ れぞれ駆動制御される。また押し出し部材１８はアースされ、駆動装置１６は画 像信号電圧印加手段Ｓに接続される。このトナー押し出し装置１９は、アパチャ 板１の開口部２直下に押し出し部材１８が配置されるように、開口部２の数だけ 設置される。

【００１９】 本実施例の場合、押し出し部材１８が、支持部材１７から突出する長さが約１ mmで、トナーの平均粒子径が１０μｍなので、支持部材１７に格納された押し出 し部材１８の先端から開口部２までの距離は、約１.２mmに設定した。通常、支 持部材１７に格納された押し出し部材１８の先端から開口部２までの距離は、使 用するトナーＴの平均粒径より大きく、かつ、押し出し部材１８が支持部材１７ から突出する長さより大きくとる。例えば、本実施例において、平均粒径１０μ ｍのトナーを用いる場合、この距離は１０μｍよりも大きく、かつ、押し出し部 材１８が支持部材１７から突出する長さ１mm（1000μｍ）よりも大きくとらねば ならない。したがって、1000μｍ以上となるので、例えば1100μｍに設定する。 また、押し出し部材１８の先端の面積は、開口部２の面積に比べて大きくても小 さくても良いが、本実施例の場合、開口部２の直径１００μｍに対して押し出し 部材１８の先端の直径は２００μｍに設定した。

【００２０】 対向電極６は電源Ｖに接続され、アパチャ板１の開口部２を通過してきたトナ ーＴの帯電極性の逆の極性の電圧が印加される（本実施例の場合マイナス（−） である）。

【００２１】 受像体Ｐは、挿入口２３から挿入され、ガイド３３と一対のガイドローラ３４ とに導かれ、対向電極６に吸着保持されるように構成される。そして、この場所 で、受像体Ｐ上にトナーＴが吸着される。更に、受像体Ｐは、記録部２１を通過 した後、対向電極６から引き剥され、定着部２２に送られ、その後取り出し口２ ４から取り出されるように構成される。

【００２２】 定着部２２は、ヒートローラ３１と、プレスローラ３２とから構成される。こ れらのローラは対向して配置され、これらの間を受像体Ｐが通過し、ヒートロー ラ３１の熱で熱定着される。

【００２３】 次に作用を説明する。

【００２４】 記録部２１において、トナーＴが供給ローラ１３上に担持され、層厚規制部材 １５によって、供給ローラ１３上に均一なトナー層が形成される。そして、均一 量のトナーＴが、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１３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。そしてプラスに帯電したトナーＴは、ブラシローラ１１に担持される。

【００２５】 そして、アパチャ板１付近において、掻き部材１２によって、ブラシローラ１ １のブラシが掻かれる。そこで、弾性によって、ブラシがもとに戻るとき、ブラ シに適量に担持されたトナーＴが跳ね上がる。跳ね上げられたトナーＴは、ブラ シローラ１１のブラシの風力によって移動し、トナー押し出し装置１９の上部に 供給される。

【００２６】 そして、供給されたトナーＴのクラウドは、アパチャ板１の開口部２直下のト ナー押し出し装置１９によって変調される。すなわち、画像信号電圧印加手段Ｓ によって、画像データが画線部（ＯＮ）の位置では、トナー押し出し装置１９内 の押し出し部材１８が駆動装置１６によって駆動され、開口部２に向かって突き 出て、この時の風圧によりトナーＴが開口部２内部に入り、アース電極４及び押 し出し部材１８と、対向電極６との間に形成された電界によってトナーＴは開口 部２を通過し、対向電極６方向に飛翔する。また、画像データが非画線部（ＯＦ Ｆ）の位置においては、押し出し部材１８は格納されているのでトナークラウド は開口部２を通過しない。

【００２７】 この時、開口部２を通過しないトナーＴの一部は、アパチャ板１に鏡像力等に よって付着しようとするが、圧電素子９による加振によってアパチャ板１が振動 しているために、トナーＴが付着してもふるい落とされる。この時の振動周波数 は、例えば３０キロヘルツである。

【００２８】 記録に使用されなかったトナークラウドは、トナー押し出し装置１９の上部を 通過して、その後除電ブラシ２６によって除電され、再びトナーケース１４に回 収される。また、掻き部材１２で跳ね上げられなかったトナーＴを担持したブラ シローラ１１は、さらに回転して、除電ブラシ２６によって除電されると同時に 、担持しているトナーＴを再びトナーケース１４に回収する。

【００２９】 一方、挿入口２３から挿入された受像体Ｐは、ガイド３３と一対のガイドロー ラ３４とを経由して対向電極６に吸着される。そして、受像体Ｐは記録部２１の 上部にまで搬送される。この位置で、トナー押し出し装置１９によって変調され 、開口部２を通過したプラスに帯電したトナーＴは、電源Ｖによってアース電極 ４及び押し出し部材１８と、対向電極６との間に形成された電界によって受像体 Ｐに飛翔吸着する。

【００３０】 トナーＴの付着した受像体Ｐは対向電極６から離脱し、定着部２２に搬送され る。そして、受像体Ｐ上のトナーＴは定着部２２で熱定着される。この熱定着方 法は、既に公知の技術であるので、詳細な説明を省略する。

【００３１】 定着部２２を通過した受像体Ｐは、ガイド３３を経由して取り出し口２４へ搬 送され、そこから外部に取り出される。

【００３２】 以上、説明したことから明らかなように、本実施例の画像記録装置は、トナー クラウドのトナーＴをトナー押し出し装置１９がアパチャ板１の開口部２方向へ 押し出し、この時の風圧によってトナーＴは開口部２内部へ入り、更にこのトナ ーＴは対向電極６方向に飛翔され、受像体Ｐ上に画像を形成する。このことによ って、従来のようにアパチー電極板の電極が形成する電界によって制御されるト ナー流に比べて、多くのトナー粒子を一度に制御でき、トナー流の立ち上がりや 、切れが良くなる。この結果、高濃度でコントラストの高い画像を得ることがで きる。

【００３３】 尚、本考案は、以上説明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は可能である。

【００３４】 例えばトナー押し出し装置は必ずしもアパチャ電極の開口部の数だけ必要では なく、押し出し部材を１〜数十個持つヘッドを、開口部の列に沿って移動させ、 トナー流を変調させる方法もある。この場合、トナー押し出し装置の押し出し部 材が開口部２の数だけ必要ないので、装置を更に軽量化、簡素化、低コスト化で きる。

【００３５】 また、押し出し部材にトナーの帯電極性と同じ極性の電圧を印加する方法もあ る。この場合は、押し出し部材１８と対向電極６の間にできる電界によって、よ りトナー流の変調が容易となる。

【００３６】 そして、トナー押し出し装置は、例えば圧電素子等を応用した振動制御部材を 、押し出し部材として使用しても良い。

【００３７】 更に従来技術のアパチャ電極板によるトナー流変調のためのアシスト装置とし て、トナー押し出し装置を用いることもできる。

【００３８】 これら場合、従来技術がほとんどそのまま流用でき、より多くのトナー流を確 実に制御できる。

【００３９】 最後に、アパチャ板として、従来技術のアパチャ電極板の基準電極（アース電 極）を廃して、制御電極のみを残したものをアパチャ板として用いることもでき る。この場合、ＯＮ，ＯＦＦの電界が制御電極と押し出し部材１８との間に形成 されるため、より多くのトナー流を確実に制御できる。

【００４０】

【考案の効果】

以上、説明したことから明らかなように、本考案の画像記録装置は、トナーク ラウド形成手段がトナークラウドを形成し、このトナークラウドのトナーをトナ ー押し出し手段がアパチャ板の開口部方向へ押し出し、この時の風圧によってト ナーは開口部内部へ入り、更にこのトナーは対向電極方向に飛翔され、対向電極 とアパチャ板との間に設けられた受像体上に画像を形成する。このことによって 、従来のようにアパチャ電極板の電極が形成する電界によって制御されるトナー 流に比べて、多くのトナー粒子を一度に制御でき、トナー流の立ち上がりや、切 れが良くなる。この結果、高濃度でコントラストの高い画像を得ることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の画像記録装置の概略構成図である。

【図２】アパチャ板を拡大して示す斜視図である。

【図３】押し出し部材が突出して状態のトナー押し出し
装置を拡大した平面図である。

【図４】押し出し部材が格納されている状態のトナー押
し出し装置を拡大した平面図である。

【図５】インパクトヘッドの拡大断面図である。

【符号の説明】

Ｔ トナー Ｐ 受像体 １ アパチャ板 ２ 開口部 ６ 対向電極 １１ ブラシローラ １２ 掻き部材 １９ トナー押し出し装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の開口部を備えるアパチャ板と、ト
   ナークラウドを形成するトナークラウド形成手段と、前
   記アパチャ板に対向して設けられた対向電極とを備え、
   前記トナークラウドのトナーを前記開口部を通過させ、
   更に前記対向電極方向に飛翔させ、前記対向電極と前記
   アパチャ板との間に設けられた受像体上に前記トナーに
   よる画像を形成する構成の画像記録装置において、 前記トナークラウドのトナーを前記開口部方向に押し出
   すトナー押し出し手段を備えたことを特徴とする画像記
   録装置。