JPH06183052A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アパチャー電極板１枚で複数のトナー供給装
置を有し、かつ、アパチャー電極板とトナー供給装置両
方を固定することによって、構成がより簡単で、安価な
フルカラー画像が出力できる画像記録装置を提供する。 【構成】 浮遊クラウドを回収するための電極を兼ねる
引張ローラ５６は、スイッチ部６８に接続される。その
スイッチ部６８によって、トナー供給装置４０がＯＮの
時はアースに接続されている。そして、ＯＮからＯＦＦ
に切り替わるとき、まず、駆動ローラ５８の回転が停止
することにより、クラウドの発生が停止する。クラウド
の発生が停止した後、スイッチ部６８によって、引張ロ
ーラ５６及びスリーブ４８に、イエロートナー５４と
は、逆の極性の電圧が電源Ｅによって印加される（本実
施例の場合はマイナス（−））。このことによって、依
然、浮遊しているクラウドを、再びスリーブ４８上に回
収する。

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、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、アパチャー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。この提案で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
ャー電極板と、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から構
成されている。

【０００３】また、アパチャー電極板は１枚で、移動可
能なトナー供給装置を複数備える画像記録装置が、特願
平３−１８７８７０号の願書に添付した明細書及び図面
で提案されている。

【０００４】さらに、アパチャー電極板とトナー供給装
置の両方を固定したまま、色の異なるトナー流を制御す
ることができるように、各トナー供給装置の間に動作す
る分離板を備える画像記録装置が、特願平４−２９０３
４４号の願書に添付した明細書及び図面で提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
フルカラー画像を出力しようとするとき、前述の画像記
録装置ではアパチャー電極板が複数必要だったり、トナ
ー供給装置を移動させなければならなかった。さらに、
アパチャー電極板とトナー供給装置の両方を固定する場
合は、各トナー供給装置間に動作する分離板を必要とし
た。このため、画像記録装置の構成が複雑になってしま
い、大型化、重々量化、高コスト化してしまった。

【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、構成がより簡単で、安価、かつ
フルカラー画像が出力でき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
に本発明の画像記録装置は、複数の開口を有する固定さ
れたアパチャー電極板と、そのアパチャー電極板のアパ
チャー付近に、貯留されたトナーをクラウド状にして供
給する、複数の固定されたトナー供給装置と、前記アパ
チャー電極板に設けた電極に画像信号を印加することに
より、トナー流を制御する画像信号印加装置と、前記ア
パチャー電極板に対向して設けられた対向電極とを備
え、複数の前記トナー供給装置から所望の色のトナー供
給装置を選択し、多色画像を形成する画像記録装置にお
いて、クラウド状になっている前記トナーを回収するた
めの電極と、その電極に電圧を印加する為の電源と、前
記電極に電圧を印加する為のスイッチ装置とを備える。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明の画像記録装置は、
一個の固定されたアパチャー電極板に対して、固定され
た複数のトナー供給装置が配置される。そして、作動中
（ＯＮ）のトナー供給装置によって、トナーをアパチャ
ー電極板の開口部近傍に供給する。それから、一つのト
ナー供給装置の動作が終了して、そのトナー供給装置が
ＯＮからＯＦＦに切り替わるとき、まずトナー担持体の
動作が停止、またはクラウドを発生させる部材が機能を
停止する。このことによって、それ以上クラウドは発生
しなくなる。しかし、依然としてアパチャー電極板の開
口部付近にはクラウドが浮遊している。そこで、これら
のクラウドを回収するための電極に、トナーとは反対極
性の電圧を印加し、浮遊しているクラウドを電極に回収
する。

【０００９】浮遊しているクラウドの回収が完了した時
点で、次のトナー供給装置を作動させる。

【００１０】以上の動作を繰り返すことによって、複数
のトナー供給装置を順に制御し、色の異なったトナー
を、アパチャー電極板１枚で制御できる。したがって、
アパチャー電極板と複数のトナー供給装置を固定したま
ま、フルカラー画像が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照して説明する。

【００１２】まず、本実施例において用いるトナー供給
装置には、開口部２（アパチャー）直下の限られた空間
に高濃度のクラウドを供給できるトナー供給装置が必要
である。それを備えた画像記録装置が、例えば、特願平
２−１０９０６号、実願平３−３８９０３号、特願平３
−２９１６８２号、実願平４−７１５１号、特願平４−
８８６５８号、特願平４−３０６０号等の願書に添付し
た明細書及び図面で提案されている。

【００１３】本実施例では、実願平３−３８９０３号で
提案されているトナー供給装置を用いた。

【００１４】図２は、本実施例の画像記録装置の概略構
成図である。

【００１５】装置外装２５の側部には、挿入口２３と、
取り出し口２４とが設けられている。装置内部には、記
録部２１と、定着部２２とが設けられる。

【００１６】記録部２１の内部には、トナー供給装置４
０と同様のトナー供給装置が、他に２つ設けられる。図
１は、３つのトナー供給装置（それぞれシアン、マゼン
タ、イエロー用）のうち、イエロー用のトナー供給装置
４０を説明した図である。このトナー供給装置４０で
は、スリーブ４８が、駆動ローラ５８と引張ローラ５６
によって引っ張られ、これらの周りを周回するように配
置される。このスリーブ４８に押し当てられて、当接部
材４６が配置される。この当接部材４６は、不導体でつ
くられ、クラウド室７０を形成する壁の役割も兼ねてい
る。これは、アパチャー電極板１の開口部２付近のクラ
ウドが、拡散したり、後述する浮遊クラウドを回収する
電極の電界が届かない位置に入り込むことを防止するた
めである。

【００１７】前記クラウド室７０は、前述の当接部材４
６、壁部材７２、トナー供給装置４０及びアパチャー電
極板１によって、完全に囲まれている。壁部材７２は不
導体でつくられている。その他、スリーブ４８に近接し
てイエロートナー５４をスリーブ４８に供給する供給ロ
ーラ６０、スリーブ４８に供給されたイエロートナー５
４の層厚を一定にするための層厚規制ブレード６４が配
置される。そして、供給ローラ６０のまわりには、イエ
ロートナー５４を蓄えておくためのトナーケース６２が
配置される。

【００１８】本実施例では、トナー供給装置４０が作動
（ＯＮ）から停止（ＯＦＦ）へ切り替わるときに、依
然、浮遊しているクラウドを回収する電極として、新た
に電極を設けることをせずに、トナー供給装置４０の引
張ローラ５６に導電性の材質（金属）を使用して電極と
した。この引張ローラ５６には、必要に応じて浮遊クラ
ウドを回収するための電圧が、電源Ｅによって印加され
る。スリーブ４８の材質は導体でも不導体でも良いが、
本実施例では、導体（金属）を使用しているため、引張
ローラ５６とスリーブ４８は導通している。この構成に
よって、浮遊しているクラウドを再びスリーブ４８上に
回収するので、トナーをリサイクルすることができ、有
効に使用することができる。また、浮遊しているクラウ
ドを回収する電極として、新たに電極を設けることをせ
ず、既存の部材を電極として利用しているので、構成が
複雑にならずに済む。そして、駆動ローラ５８及びスリ
ーブ４８が停止するため、浮遊クラウドを回収した後、
再びＯＮになったときに、瞬時に高濃度のクラウドが発
生するために高速化に寄与する。

【００１９】アパチャー電極板１は、３つのトナー供給
装置の上方に配置される。図３に示すように、アパチャ
ー電極板１は、多数の開口部２と、絶縁層３と、基準電
極４と、多数の制御電極５とによって構成される。開口
部２は、アパチャー電極板１に開口され、そして、一列
に配置される。また、基準電極４は、絶縁層３のトナー
供給装置側の全面に設けられる。さらに、各制御電極５
は、絶縁層３の上面において、開口部２の周りに配置さ
れる。基準電極４はアースに、それぞれの制御電極５は
画像信号電圧印加装置Ｓに接続されている。

【００２０】アパチャー電極板１の端部には、加振手段
としての圧電素子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、アパチャー電極板１が振動するように構成される。
ここでは、アパチャー電極板１を共振させるような振動
周波数が選ばれる。すなわち、アパチャー電極板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
チャー電極板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
ならない。

【００２１】アパチャー電極板１の上方には、対向電極
６が設けられる。対向電極６は電源Ｖに接続され、アパ
チャー電極板１を通過してきたトナー粒子の帯電極性の
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）。

【００２２】一方、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上に各色のトナー粒子が吸着
される。さらに、受像体Ｐは、記録部を通過した後、対
向電極６から引き剥され、これに、定着部２２に送られ
た後、取り出し口２４から取り出されるように構成され
る。

【００２３】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が通過できるよ
うに構成される。

【００２４】次に、本実施例の画像記録装置の動作につ
いて説明する。

【００２５】図１に示すように、トナー供給装置４０に
おいて、イエロートナー５４が、供給ローラ６０上に担
持される。このとき、イエロートナー５４は、供給ロー
ラ６０、及び、スリーブ４８の間で接触しつつ摩擦し
て、プラス（＋）に帯電する。プラスに帯電したイエロ
ートナー５４は、スリーブ４８に担持される。そして、
スリーブ４８上のイエロートナー５４は、層厚規制ブレ
ード６４によって、均一なトナー層にされる。そして、
均一量のイエロートナー５４が、スリーブ４８に供給さ
れる。

【００２６】その後、イエロートナー５４はスリーブ４
８に担持されたまま引張ローラ５６を周回した後、当接
部材４６によって弾き飛ばされて、舞い上がり、クラウ
ド状になる。クラウド状になったイエロートナー５４
は、アパチャー電極板１の開口部２に向かって供給され
る。

【００２７】ここで、３つのトナー供給装置は、一つの
トナー供給装置４０が作動している時は、他の２つのト
ナー供給装置４０は駆動ローラ５８及びスリーブ４８は
停止して、クラウドを発生していない。また、停止中
は、引張ローラ５６及びスリーブ４８には、浮遊してい
るクラウドを回収するための電圧は印加されず、アース
されている。

【００２８】浮遊クラウドを回収するための電極を兼ね
る引張ローラ５６は、スイッチ部６８に接続される。そ
のスイッチ部６８によって、トナー供給装置４０がＯＮ
の時はアースに接続されている。そして、ＯＮからＯＦ
Ｆに切り替わるとき、まず、駆動ローラ５８の回転が停
止することにより、スリーブ４８も停止し、当接部材４
６にスリーブ４８上のイエロートナー５４が衝突しなく
なるため、クラウドの発生が停止する。クラウドの発生
が停止した後、スイッチ部６８によって、引張ローラ５
６及びスリーブ４８に、イエロートナー５４とは、逆の
極性の電圧が電源Ｅによって印加される（本実施例の場
合はマイナス（−））。このことによって、依然、浮遊
しているクラウドを、再びスリーブ４８上に回収する。

【００２９】引張ローラ５６及びスリーブ４８に、電源
Ｅによって印加される電圧は、数Ｖから数百ｋＶの間
で、しかも、隣のトナー供給装置４０のスリーブ４８上
のトナー粒子を引き付けることがないような電圧が選択
される。本実施例では、電圧−２００Ｖを印加した。

【００３０】図２は、イエロートナー５４のトナー供給
装置４０がＯＮの時の図である。アパチャー電極板１に
よって、トナー流が制御されている。

【００３１】図４は、イエロートナー５４のトナー供給
装置４０がＯＮからＯＦＦに切り替わるときの図であ
る。駆動ローラ５８及びスリーブ４８は停止し、スイッ
チ部６８によって、イエロートナー５４とは逆の極性の
電圧（マイナス）が、引張ローラ５６及びスリーブ４８
に印加され、浮遊しているクラウドをスリーブ４８上に
回収している。

【００３２】以上のことから、色の制御を各トナー供給
装置４０のＯＮ，ＯＦＦで行い、トナー流の制御（トナ
ー粒子が開口部２を通過する、しない）をアパチャー電
極板１で行うように機能を分担できる。アパチャー電極
板１の制御電極５には、各色（シアン、マゼンタ、イエ
ロー）に色分解されたデータの画像信号が、画像信号電
圧印加装置Ｓによって印加される。そして、１つの走査
方向における各色のトナー流制御が終わるまで、受像体
Ｐを定着部２２の方向へ送らないようにし、３色の記録
が終了してから次の走査に移るように受像体Ｐの送りス
ピードを制御する。

【００３３】開口部２に供給されたイエロートナー５４
のクラウドは、アパチャー電極板１によって制御され
る。すなわち、画像信号電圧印加装置Ｓからマイナス電
圧が、制御電極５に印加されると、開口部２の内部にお
いて基準電極４から制御電極５へと向かう電界が発生す
る。そして、プラス帯電したイエロートナー５４は開口
部２を通過する。

【００３４】開口部２を通過しないトナー粒子の一部
は、アパチャー電極板１に鏡像力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ー電極
板１が振動しているために、トナー粒子が付着してもふ
るい落とされる。この時の圧電素子９の振動周波数は、
例えば３０キロヘルツである。

【００３５】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。この場所で、アパチャー
電極板１によって制御されたトナー粒子は、電源Ｖによ
ってアパチャー電極板１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。

【００３６】トナー粒子の付着した受像体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上のトナー粒子は熱定着される。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。

【００３７】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、取り出され
る。

【００３８】以上、説明したことから明かなように、フ
ルカラー画像を出力しようとするときに、アパチャー電
極板１が１枚で済み、かつ、トナー供給装置４０を移動
させる機構が不要である。さらに、アパチャー電極板１
とトナー供給装置４０の両方を固定しても、各トナー供
給装置間に動作する分離板等も不要になる。このため、
画像記録装置の構成がより簡単になり、小型、軽量、低
コスト化が実現でき、安価なフルカラー画像が出力でき
る画像記録装置を提供することができる。

【００３９】尚、本発明は、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於
て、訂正を加えることが可能である。

【００４０】例えば、本実施例では浮遊クラウドを回収
する電極を、既存部材である引張ローラ５６で兼用した
が、他に、新しく電極を設けても良い。この場合、一度
クラウドにしたトナーを廃トナーとして廃棄する場合
や、ゴミ等のスリーブ４８への付着を防止することに効
果がある。

【００４１】そして、スリーブ４８及び駆動ローラ５８
に導体を使用し、両者が導通していれば、引張ローラ５
６の代わりに駆動ローラ５８をスイッチ部６８に接続し
て、スリーブ４８を浮遊クラウドを回収する電極とする
こともできる。

【００４２】さらに、スリーブ４８に不導体の材質を使
用しても良い。この場合、スリーブ４８に電圧が印加さ
れないので、不要なところに電界が形成されず、スリー
ブ４８上にゴミや、他のトナーが付着するようなことが
防止できる。

【００４３】また、トナー供給装置によるクラウドの発
生は、駆動ローラ５８の回転で制御するのではなく、当
接部材４６をスリーブ４８に当てる、当てないでクラウ
ドの発生を制御しても良い。この場合、駆動ローラ５８
及びスリーブ４８は常に回転している。よって、ＯＮ時
からＯＦＦに切り替わるときに、浮遊クラウドをスリー
ブ４８上に回収した後、そのトナー粒子はトナーケース
６２に回収される。そして、再びＯＮになったときに常
に均一なトナー層が当接部材４６に衝突して、安定した
クラウドをアパチャー電極板１の開口部２付近へ供給で
きる。

【００４４】最後に、トナー供給装置は３つに限定され
るものではなく、４つ以上でも、前述の実施例と同様に
してカラー画像記録装置として設計することができる。
もちろん、トナー供給装置が２つであっても同様であ
る。

【００４５】

【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は、フルカラー画像を出力しよう
とするときに、アパチャー電極板が１枚で済み、かつ、
トナー供給装置を移動させる機構が不要である。さら
に、アパチャー電極板とトナー供給装置の両方を固定し
ても、各トナー供給装置間に動作する分離板等も不要に
なった。このため、画像記録装置の構成がより簡単にな
り、小型、軽量、低コスト化が実現でき、安価なフルカ
ラー画像が出力できる画像記録装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アパチャー電極板と３つのトナー供給装置とス
イッチ部の関係を説明した説明図である。

【図２】画像記録装置の概略構成図である。

【図３】アパチャー電極板の概略図である。

【図４】トナー供給装置がＯＮ時からＯＦＦに切り替わ
るときに、浮遊トナーを回収しているときの拡大説明図
である。

【符号の説明】

Ｐ 受像体 Ｖ 電源 Ｅ 電源 Ｓ 画像信号電圧印加装置 １ アパチャー電極板 ２ 開口部 ６ 対向電極 ４０ トナー供給装置 ７２ 壁部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の開口を有する固定されたアパチャ
   ー電極板と、そのアパチャー電極板のアパチャー付近
   に、貯留されたトナーをクラウド状にして供給する、複
   数の固定されたトナー供給装置と、前記アパチャー電極
   板に設けた電極に画像信号を印加することにより、トナ
   ー流を制御する画像信号印加装置と、前記アパチャー電
   極板に対向して設けられた対向電極とを備え、複数の前
   記トナー供給装置から所望の色のトナー供給装置を選択
   し、多色画像を形成する画像記録装置において、 クラウド状になっている前記トナーを回収するための電
   極と、 その電極に電圧を印加する為の電源と、 前記電極に電圧を印加する為のスイッチ装置とを備える
   ことを特徴とする画像記録装置。