JPH06210890A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な記録を安定して行うことが可能な画像
記録装置を提供すること。 【構成】 担持ローラ２３と記録電極３０は、プロセス
ユニット２０として一体的に構成されている。両部材
は、トナー２７層を介して密着して設けられており、ト
ナー層の厚さを常に安定化することにより、優れた印字
特性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタに用
いられる画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、飛翔する荷電粒子の流れを直接変
調して、受像体上に記録する画像記録装置が提案されて
いる。この画像記録装置は、米国特許第３６８９９３５
号の明細書及び図面において開示されているように、ト
ナー供給源と、開口部を有した記録用電極と、対向電極
とから構成されている。前記記録用電極は、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てお
り、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、上記構成により、トナー供給源
から帯電したトナーが記録用電極の基準電極に供給さ
れ、この記録用電極により、トナー流の前記開口部の通
過が変調されるようになっている。また、変調されたト
ナーは、対向電極の方向に引き寄せられて、この対向電
極に搬送される支持体に付着し、画像が形成されるよう
になっている。

【０００３】そして、その後さらに本出願人は検討を進
め、特願平４−２５４４９４号の明細書および図面に示
すように、トナーを担持した担持体と記録用電極とを接
触させて配置するものを提案し、これにより記録特性を
大きく改善することに成功した。本方式の実施により、
画質向上はめざましく、画像記録装置としても小型化、
低コスト化が大いにはかられるようになった。また、本
方式に於いては、アパチャー電極と担持体を分離し得る
ように構成し、前記担持体とトナーを備えた記録カート
リッジを使用していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された画像記録装置において、次のような問題
が発生していた。すなわち、従来の画像記録装置に於い
ては、記録電極と担持体をトナーを介して接触させて供
給することにより、良好な特性を呈しているのである
が、この接触状態が記録状態に大きな影響を与えている
ことが判明してきた。そのため、使用者が担持体を有し
た記録カートリッジ交換の際に、本機側に設けられた電
極と、記録カートリッジの担持体の相対位置が一定にな
らないことがあり、記録状態にばらつきが生じることが
あった。

【０００５】つまりトナーの接触供給状態が記録に重大
な影響を及ぼすのに関わらず、電極と担持体の位置が不
安定であることがあった。

【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、良好な記録を安定して行うこと
が可能な画像記録装置を提供することを目的としてい
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、少なくとも開口部を有し、
その開口部を通過する荷電粒子の流れを制御する電界制
御手段と、その電界制御手段の開口部に前記荷電粒子を
供給すべく、前記荷電粒子を担持する担持体と、その担
持体とは、前記電界制御手段を介して対向する位置に配
置される対向電極とを備えるものであり、更には前記電
界制御手段と前記担持体とを、前記荷電粒子を介して常
に接触する状態に配置したものである。

【０００８】

【作用】上記構成を有する本発明の画像記録装置は、記
録用電極と担持体とが、荷電粒子を介して常に接触した
状態にある。

【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、本発明を適用した画像記録装置の
断面図である。画像記録装置１０は、大きく分けて、プ
ロセスユニット２０と、記録用電極３０と、定着器４０
と、用紙搬送ユニット５０と、対向電極６０と、電源部
７０とにより構成されている。それにより、本装置にお
いては、プロセスユニット２０において、記録用電極３
０により、用紙５１上にトナー像が形成された後、定着
器４０で加熱定着が行われて排出されるようになってい
る。前記記録装置の外装１１には、左側面に出力紙の排
出口１２及びトレー１３が設けられている。

【００１１】本機中央に設置されたプロセスユニット２
０は、次のような構成を有している。すなわち、プロセ
スユニット２０は、帯電ユニット２１及びトナー供給ユ
ニット２２とで構成されており、前記帯電ユニット２１
には、図中矢印方向に回転可能な担持ローラ２３、供給
ローラ２４、アジテータ２６、及びブレード２５が配置
されている。担持体である担持ローラ２３は、金属もし
くは樹脂等の絶縁体の表面を有した剛体のローラであ
り、後述する記録用電極３０とは、トナー層を介して密
着して設けられている。すなわち両者は一体に構成さ
れ、記録電極と担持ローラ間の相対位置関係は一義的に
規定され、変化することはない。尚、両ローラはいずれ
も接地されている。供給ローラ２４は、スポンジやゴム
でできた弾性体のローラであり、前記担持ローラ２３と
共同して、トナーを帯電せしめるようになっている。

【００１２】トナー供給ユニット２２は、内部にトナー
２７が充填されており、ユーザがトナー補給の際に本体
に装着し得るようになっている。前記トナー２７として
は、粒径７μｍ程度のいわゆる小粒径トナーが画像品質
的に好ましく、粉砕トナー、重合トナー共に使用するこ
とができる。特に重合トナーの場合には、真球状の形状
を有し、粒径分布も極めて小さいため、本記録方式には
適している。本機に設置がなされると、トナー８０は帯
電ユニット２１に放出され、アジテータ２６によりかく
はんされる。

【００１３】プロセスユニット２０の下部には、電界制
御手段たる記録用電極３０が配置されている。ここで図
２を使用して、記録用電極について説明する。記録用電
極３０は、アパチャー３２が多数設けられた基板３１
と、各アパチャー３２の周辺に設置された開口電極３３
と、各開口電極３３に連なる導線部３４とで構成されて
いる。

【００１４】基板３１の材料としては、絶縁性を有する
ものであれば良く、ポリイミドやポリエステル等の樹脂
フィルムや、アルミナやジルコニア等のセラミックが使
用できる。また、基板３１の厚みは、印加電圧にもよる
が５０μｍ以下、望ましくは２５μｍ程度が選択される
と良い。ただしこの厚みは、アパチャー近傍においての
み適用されるのであって、外形的には大きな規制となら
ない。

【００１５】アパチャー３２は、前記基板３１を貫通す
る穴であり、穴径としては、３００ＤＰＩの場合、１０
０〜１２０μｍ程度が選択される。アパチャー３２の周
囲には、開口電極部３３が配置されている。開口電極部
３３は、アパチャー３２より大きい内径を有しており、
厚さ１μｍ以下の銅のスパッタ膜や蒸着膜で形成されて
いる。

【００１６】また、前記開口電極部３３より導線部３４
が延ばされており、図示しない駆動回路、シフトレジス
タやラッチ回路からなるデータ出力回路に接続されてい
る。そして、駆動回路より画像信号データに基づき、開
口電極３３に対して０ボルトと４０ボルトが選択的に印
加される。

【００１７】プロセスユニット２０の記録用電極と対向
する位置には、用紙５１を挟んで、対向電極６０が設け
られている。その対向電極６０は、１キロボルトの電圧
が印加される電極部６２と、前記電極部を保持絶縁する
支持部６１とで構成されている。

【００１８】また、装置下方には用紙搬送ユニット５０
が設けられている。用紙搬送ユニット５０は、用紙５１
を収納する用紙カセット５２と、蹴り出しローラ５３
と、用紙反転ローラ５４と、搬送ガイド５５と、送出ロ
ーラ５６と、搬送ローラ５７とで構成されている。各ロ
ーラは、図中矢印方向に回転可能であり、用紙を搬送し
得るようになっている。

【００１９】また、用紙搬送方向下流には、定着ユニッ
ト４０が配置されている。定着ユニット４０は、ヒータ
４２を内蔵したヒートローラ４３と、加圧ローラ４１に
より構成されている。

【００２０】装置上方には、記録に必要なデータ処理を
行うコントローラ部７１と、駆動や電圧制御をつかさど
る電源部７０が設けられている。

【００２１】次に、上述のように構成される画像記録装
置の動作について説明する。

【００２２】外部のコンピュータからデータが送出され
てくると、本装置は作動を開始する。プロセスユニット
２０においては、収納されたトナー２７がアジテータ２
６により、供給ローラ２４に送られ、接地されたブレー
ド２５の摩擦帯電により、負帯電性を付与される。帯電
したトナー２７は、供給ローラ２４から担持ローラ２３
に載せられ、記録用電極３０と接する位置まで運ばれ
る。

【００２３】記録電極においては、データ出力回路から
の信号が導線部を通じて、駆動回路に伝達される。これ
により駆動回路は、０ボルトと４０ボルトを選択的に開
口電極部３３に印加する。このとき接地した担持ローラ
２３と開口電極３３間には、電界が発生し、記録電極３
０と担持ローラ２３により挟まれたトナーは、静電力を
受け、記録制御を行うことができる。すなわち、０ボル
ト印加時には、トナーはアパチャーへ移動することなく
静止しているが、４０ボルト印加時には、負帯電したト
ナーはアパチャーをくぐり抜け、その後対向電極６０に
よって形成された電界により飛翔する。

【００２４】このようすを図面を使用して説明する。図
３は、アパチャー近傍の拡大断面図である。担持ローラ
２３と記録電極３０の基材３１側の面とは、トナー２７
を介して密着配置されている。トナー２７層（図中Ｇ）
は、せいぜい数粒子層であり、３０μｍ以下が最適であ
る。この担持層の量は、記録特性に大いに関わってお
り、例えば担持層厚が厚すぎると電界力が十分働かず所
要の記録速度が満たせず、また薄すぎる場合にもトナー
量自体が少ないため、必要の濃度が達成できないという
問題があった。

【００２５】このような記録プロセスにおいて、前記記
録電極３０と担持ローラ２３がトナー２７を介して、一
体化して配置されている。このため両者の空隙が常に一
定にされることにより、トナー担持層厚が安定化する。
その結果、いつでも良好なトナー供給が行われ、優れた
記録品質が維持できることになる。

【００２６】装置の起動と同時に用紙搬送ユニット５０
からは、用紙５１が送出されてくる。すなわち、半円状
の蹴りだしローラ５３が、用紙カセット５２より用紙５
１を送り出し、用紙反転ローラ５４によって搬送方向を
変更された後、搬送ガイド５５と搬送ローラ５７により
保持送出される。用紙５１が前記記録電極３０のアパチ
ャー３２の真下にくると、トナー２７が飛翔して付着す
る。各開口電極３３の電圧を独自に制御することにより
トナーが飛翔し、対応した画像が用紙５１上に形成でき
る。

【００２７】その後、トナーによる画像が形成された用
紙５１は、定着器４０へと搬送される。そして、定着器
において用紙上の画像が、ヒートローラ４３と加圧ロー
ラ４１によって圧接されることにより定着される。画像
形成された用紙は、搬送ガイド５５を経由して、排出口
１２へと搬送され出力される。

【００２８】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能である。例えば、本実施例では担持ローラと記録電極
を一体化した記録ユニットを使用したが、記録電極と担
持ローラを本機側にそれぞれ配置固定してもよい。この
場合、前記両部材は交換不要となるため、ランニングコ
ストの低減に大いに寄与できる。

【００２９】

【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、電界制御手段たる記録用電極と
担持体とを、荷電粒子を介して常に接触する状態に配置
したことにより、接触する両者間の距離が変化すること
がないため、良好な記録を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の構成を具体化した一実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明の画像記録装置に搭載される記録用電極
の斜視図である。

【図３】記録用電極と担持ローラ近傍の状態を示す拡大
断面図である。

【符号の説明】

２０ プロセスユニット ２７ トナー ３０ 記録用電極 ３２ アパチャー ３３ 開口電極部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも開口部を有し、その開口部を
   通過する荷電粒子の流れを制御する電界制御手段と、 その電界制御手段の開口部に前記荷電粒子を供給すべ
   く、前記荷電粒子を担持する担持体と、 その担持体とは、前記電界制御手段を介して対向する位
   置に配置される対向電極とを備える画像記録装置におい
   て、 前記電界制御手段と前記担持体とを、前記荷電粒子を介
   して常に接触する状態に配置したことを特徴とする画像
   記録装置。