JPH0664217A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な濃度をもった鮮明な画像を、より短時
間で記録できる記録装置を提供すること。 【構成】 本発明の記録装置は、記録電極体は複数の開
口部を有し、その開口部の開口面積は、トナー出口側よ
りトナー入口側の方が大きくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンター、複写機等
に適用される記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、直接記録方式と呼ばれる記録方式
を用いた記録装置が、米国特許第３６８９９３５号に開
示されている。

【０００３】この記録装置は、絶縁層を介して第一の電
極と第二の電極が設けられ、かつ二つの電極が立体交差
する部分に開口部が設けられた記録電極体と、トナー供
給部と、対向電極から構成されている。そして、第一の
電極と第二の電極の間に電位差を与えて開口部に電界を
形成し、この電界によって帯電トナーの開口部通過を制
御し、対向電極に支持される紙などの支持体に画像を記
録するものである。

【０００４】しかし、この装置に於いては、記録される
画像の濃度が全体に不足したり、画素ごとの濃度がバラ
つくなどの問題があった。

【０００５】この原因は、本出願人の検討により、記録
電極体の開口部にトナーが付着して開口部の有効断面積
が減少し、ついには開口部が穴詰まり状態になるためで
あることがわかった。

【０００６】そこで、本出願人等は、特願平２−１９６
７８１号の明細書に示されるように、記録電極体に励振
手段を設けた記録装置を発明した。この装置において
は、記録電極体を振動させることによって開口部に詰ま
ったトナーをふるい落とすので、開口部の穴詰まりが防
止され、安定した記録が得られるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
励振手段が設けられた記録装置に於いても、画像の濃度
が不十分であり、鮮明に画像を記録するためには普通紙
などの支持体の搬送速度は低く制限されていた。

【０００８】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、十分な濃度をもった鮮明な画像
を、より短時間で記録できる記録装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【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、開口部を有する記録電極体を用
い、その開口部にトナーを通過させ、そのトナーの流れ
を制御することにより画像を記録するものであり、前記
記録電極体の開口部を、その開口面積がトナー出口側よ
りトナー入口側の方が大きくなるように構成している。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の記録装置に於いて
は、開口部のトナー出口側の開口面積は、記録される画
像の密度に応じて決定される。一方、トナー入口側の開
口面積は、出口側の開口面積よりも大きい。したがって
従来のようなトナー入口側と出口側の開口面積が同一の
場合に比較して、著しく多量のトナーが開口部に供給さ
れる。したがって単位時間当りに支持体に付着するトナ
ー量が増加するので、より濃度の高い画像を短時間で記
録することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の記録装置を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本実施例の記録装置の概略構成図
である。

【００１３】記録装置の内部には、トナー供給装置１４
と、トナー流変調手段である記録電極体１と、支持体を
搬送できる対向電極１０とが設けられている。

【００１４】トナー供給装置１４は、回転可能な担持ロ
ーラ２２と、回転可能な供給ローラ２３と、ブレード２
４とから構成されている。これらは、トナーケース１５
に覆われて、このトナーケース１５の内部にはトナー１
６が貯蔵されている。前記供給ローラ２３は、前記担持
ローラ２２に押しつけるように接触して配置されてい
る。前記ブレード２４は、前記担持ローラ２２表面に担
持されるトナーをはぎ取るような位置に配置されてい
る。

【００１５】前記記録電極体１は、前記ブレード２４の
約５ｍｍ上方に配置されている。この記録電極体１は、
２５μｍの厚みのポリイミドなどの絶縁性の樹脂フィル
ム２と、樹脂フィルム２の上側に設けられたデータ電極
４と、樹脂フィルム２の下側に設けられたスキャン電極
３と振動体２７から構成されている。

【００１６】記録電極体１の上方には、対向電極１０と
対向電極１０に接触して搬送される普通紙などの支持体
１３が設けられている。対向電極１０は、６００ボルト
の直流電源２６に接続されている。

【００１７】記録電極１を支持体側から見た平面図を図
２に示し電極の構成を詳しく説明する。樹脂フィルム２
のの上側に密着して設けられた１４本のデータ電極４
は、それぞれ別個のデータ電極駆動素子１１に接続され
ている。また絶縁性フィルム２の下側のスキャン電極３
（破線で示される）は８本設けられ、それぞれ別個のス
キャン電極駆動素子８に接続されている。

【００１８】スキャン電極３とデータ電極４とが立体交
差する位置には、スキャン電極３と絶縁性フィルムと２
データ電極４を貫通する開口部６が設けられている。

【００１９】スキャン電極駆動素子８は、走査回路９に
接続されていて、プラス７５ボルトが順次１本のスキャ
ン電極３に印加され、更に、他の７本のスキャン電極
に、マイナス７５ボルト印加される。データ電極駆動素
子１１は、画像データ出力回路１２に接続され、画像デ
ータによりデータ電極印加電圧を０ボルトかプラス７５
ボルトに切り替えられるように構成されている。

【００２０】記録電極体１は、記録電極体１の開口部６
の行列を露出できるように振動体２７に接着されてい
る。振動体２７には、進行波を用いて、均一な振幅で超
音波振動が励振されることによって、記録電極体１を均
一に励振できるように構成されている。この記録電極体
１の励振方法は、特願平３−２４１５０６号等に添付さ
れた明細書及び、図面に於て開示されているので、あえ
て説明は省略する。

【００２１】さらに、開口部６を図３によって詳細に説
明する。図３は図２の一部拡大図であり、はＡＡ断面図
である。

【００２２】データ電極４と絶縁性フィルム２とを貫通
する開口部６は円形であるが、スキャン電極側、すなわ
ちトナー入口側開口部６ｂの開口面積が、データ電極
側、すなわちトナー出口側開口部６ａの開口面積よりも
大きくなるように構成されている。

【００２３】具体的には記録密度３００ｄｐｉを実現す
るためにはトナー出口側開口部６ａの直径は６０μｍに
設定され、これに対しトナー入口側開口部６ｂの直径は
７５μｍに設定することが可能である。したがって、開
口面積は１．５倍にすることができる。

【００２４】このような記録電極体は、ポリイミドなど
の絶縁性フィルム２の両面にＣｕ膜がスパッタリングな
どによって形成されたものに、データ電極４とスキャン
電極３のパターンを形成し、その後データ電極４とスキ
ャン電極３が立体交差する位置に、エキシマレーザーな
どによって穴加工を行って得られる。このとき、加工中
にレーザーパワーを変調すれば、上記のような形状の開
口部は容易に得られる。

【００２５】次に、本実施例の記録装置の動作について
説明する。

【００２６】トナー供給装置１４に於いて、トナー１６
が、供給ローラ２３上に担持され、担持ローラ２２に供
給される。このときトナー１６は、供給ローラ２３、及
び、担持ローラ２２と接触しつつ摩擦して、そして、例
えば、マイナスに帯電する。

【００２７】そして、担持ローラ２２に担持されたトナ
ー１６は、担持ローラ２２の回転によって、ブレード２
４の位置にまで搬送される。この場所で、ブレード２４
によって、担持ローラ２２に担持されたトナー１６が、
はぎ取られる。この結果、トナー１６が、クラウド状に
なって、記録電極体１の方向に飛んでいく。

【００２８】そして、飛んできた帯電したトナー１６の
クラウドは、記録電極体１によって開口部６の通過が制
御される。

【００２９】このトナーの制御について図３を用いて説
明する。特定ののスキャン電極３Ｓにプラス７５ボルト
が印加され、他のスキャン電極３にはマイナス７５ボル
トが印加される。プラス７５ボルトの電圧の印加された
１本のスキャン電極３Ｓには、その隣にあるマイナス７
５ボルトの印加されたスキャン電極３との間に、トナー
供給電界が形成される。このトナー供給電界によって、
マイナス帯電したトナーのクラウドは、クーロン力を受
けて、そして、プラス７５ボルトの印加されたスキャン
電極３Ｓの付近に集まってくる。

【００３０】プラス７５ボルトの印加されたスキャン電
極３Ｓに設けられた一列の開口部に於いて、供給された
マイナス帯電したトナーのクラウド１６は、データ電極
駆動素子１１から印加される電圧によって変調される。
すなわち、データ電極４Ｒとスキャン電極３Ｓは、とも
にプラス７５ボルトが印加されているので、開口部６の
内部に電界が形成されないために、供給されたトナー
が、そのまま開口部６を通過する。

【００３１】一方、０ボルト印加されるデータ電極４Ｌ
とスキャン電極３Ｓの間には電界が形成され、この電界
によってマイナス帯電トナーは下側のスキャン電極３Ｓ
に向かうクーロン力を受ける。したがって、トナークラ
ウド１６は開口部６を通過することができない。

【００３２】開口部６を通過したマイナス帯電トナー
は、対向電極１０によって形成されている飛翔電界によ
って、対向電極に向けて飛翔し支持体に付着する。

【００３３】走査回路９により、順次スキャン電極３を
アクティブ、すなわち、プラス７５ボルトを印加し、そ
のスキャン電極につながる開口部のデータ電極４に画像
信号に応じて０ボルトがプラス７５ボルトを印加するこ
とによって駆動し、一列ずつ記録を行う。

【００３４】スキャン電極３の走査が一巡したら、支持
体をスキャン電極３の間隔分だけ移動して、上記のプロ
セスを繰り返す。支持体が搬送し終わるまでに支持体全
面にトナー像が形成される。

【００３５】ここで、前述のようにトナー入口側開口部
６ｂの開口面積はトナー出口側６ａに比較して１．５倍
に設定されているので、その分、多量のトナークラウド
が開口部６に供給される。開口部に一旦供給されたトナ
ーは、振動体２７による振動によって振動加速度を受け
てふるい落とされるので、記録中に記録電極体１の開口
部６のトナーによる詰まりを生じることがない。

【００３６】以上に説明した本発明は、トナー入口側開
口部の開口面積がトナー出口側開口部の開口面積よりも
大きいことを本質とするので、この主旨を逸脱しない限
り開口部の形状は本実施例に限定されることなく変更し
て実施してもよい。例えば、図４、図５、図６に示され
る例でも良いし、あるいはこれらを組み合わせて実施し
ても良い。

【００３７】図４に示される記録電極体では、トナー入
口側開口部６ｂとトナー出口側開口部６ａの中心位置が
オフセットされて構成される。したがって開口部内部の
断面６ｃは非対称の形状を有する。一般に粉体を排出す
るホッパと呼ばれる部材の先端部を非対称形状にする
と、粉体に加わる力のバランスを崩すので、ホッパ先端
部での粉体の目詰まり防止に効果があることが知られて
いる。

【００３８】図５に示される記録電極体では、開口部内
部の断面６ｃは直線ではなく、曲線状であり、トナー入
口側から出口側に向かう単位長さ当りの断面積の減少の
割合がほぼ一定であることが特徴である。これは、図３
に示される断面形状では特に開口部出口側付近において
断面積の減少の割合が大きいために目詰まりが生じ易い
ことを改善したもので、特に開口部出口側の目詰まりを
防止あるいは軽減できる効果が高い。

【００３９】したがって、図４および図５のような開口
部を有する記録電極体を用いれば、目詰まり防止のため
の振動を省略もしくは簡略化することが可能である。

【００４０】図６に示される記録電極体は、少なくとも
開口部入口側の形状が楕円形である。仮に電極の構成
上、トナー入口側開口部を図６の矢印Ｙ方向に拡大する
ことが困難な場合であっても、入口側開口部形状を矢印
Ｘ方向を長軸とする楕円形とすることで開口面積を大き
くできる。同様にトナー入口側開口部を図６の矢印Ｘ方
向に拡大することが困難な場合は、入口側開口部形状を
矢印Ｙ方向を長軸とする楕円形とすることで開口面積を
大きくできる。したがって図３の場合と同様に開口部に
供給されるトナークラウドの量を増加させることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の記録装置に於いては、記録電極体の開口部の開口
面積は、トナー出口側よりトナー入口側の方が大きいこ
とにより、記録電極体の開口部に従来よりも多量のトナ
ーが供給される。したがって十分に高い濃度の画像を短
時間で記録することが可能である。

【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構成図
である。

【図２】本発明の記録装置に用いられる記録電極体の構
成を説明する図である。

【図３】図２に示す記録電極体の部分拡大図である。

【図４】本発明の記録装置に用いられる記録電極体の第
１の変形例を示す部分拡大図である。

【図５】本発明の記録装置に用いられる記録電極体の第
２の変形例を示す部分拡大図である。

【図６】本発明の記録装置に用いられる記録電極体の第
３の変形例を示す部分拡大図である。

【符号の説明】

１ 記録電極体 ６ａ トナー出口側開口部 ６ｂ トナー入口側開口部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有する記録電極体を用い、その
   開口部にトナーを通過させ、そのトナーの流れを制御す
   ることにより画像を記録する記録装置であって、 前記記録電極体の開口部を、その開口面積がトナー出口
   側よりトナー入口側の方が大きくなるように構成したこ
   とを特徴とする記録装置。