JPH07256916A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 支持体の裏面を汚すことがなく良好な記録を
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】 対向電極６０の記録領域外におけるアパチャ
ー３２と対向する位置には、用紙５１の有無を検出する
ためのセンサ６５が配置されている。このセンサ６５に
より、用紙５１が記録用電極のアパチャー３２の真下に
存在しなことが検出された場合には、電極部６２に対し
て０ボルトの電圧が印加されると共に、開口電極部３３
に０ボルトの制御電圧が印加される。これにより、担持
ローラ２３に担持されたトナー２７は、記録用電極のア
パチャー３２を通過することがなく、従って電極部６２
に付着することもなく、従って用紙５１の裏側を汚すこ
ともない。

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号の願書に添付した明細書
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。

【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、記録用電極と対向電極との間に支持体が存在しな
い状態で、トナー流が記録用電極の開口部を通過する
と、そのトナーが対向電極に付着し、それが次の印字時
に、搬送されてきた支持体の裏面に付着して汚す恐れが
あった。

【０００５】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、支持体の裏面を汚すことがなく
良好な画像記録を行うことができる画像記録装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【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、荷電粒子の流れを制御する
複数の制御部を有する電界制御手段と、その電界制御手
段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、前記電
界制御手段により荷電粒子の流れを制御して電界制御手
段と対向電極との間に搬送される支持体上に画像を形成
するように構成された画像記録装置であって、前記電界
制御手段の制御部と対応する位置に、前記支持体の有無
を検出するためのセンサを配設したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本発明の画像記録装置におい
ては、電界制御手段の制御部と対応する位置に配設され
たセンサにより、支持体の有無が検出され、支持体の無
が検出されたときには、荷電粒子の制御部の通過が阻止
される。

【０００８】

【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。

【０００９】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、支持体としての用紙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。

【００１０】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、金属等の
導電性材料で表面が形成された剛体のローラであり、後
述する記録用電極３０の基板３１とは、トナー層を介し
て密接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。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。尚、両ローラはいずれも接地されている。

【００１１】トナー供給ユニット２２は、内部に荷電粒
子としてのトナー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２７は帯電ユニット２１に放出され、アジテ
ータ２６により攪拌される。

【００１２】プロセスユニット２０の下部には、電界制
御手段としての記録用電極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３
１と、各アパチャー３２の周辺に設置された開口電極３
３と、各開口電極３３に連なる導線部３４とで構成され
ている。

【００１３】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。

【００１４】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
おり、アパチャー３２および開口電極部３３により本発
明の制御部が構成される。

【００１５】また、前記開口電極部３３より導線部３４
が延ばされており、後述する電源部７０に接続されてい
る。そして、その電源部７０により画像信号データに基
づき、開口電極３３に対して０ボルトまたは４０ボルト
の制御電圧が選択的に印加される。

【００１６】プロセスユニット２０の記録用電極３０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６２を保持
絶縁する支持部６１とで構成されている。また、その対
向電極６０の記録領域外における前記アパチャー３２と
対向する位置には、前記用紙５１の有無を検出するため
のセンサ６５が配置されている。このセンサ６５は、発
光部６６と受光部６７とから成る光学式反射型のセンサ
で構成されており、記録用電極３０のアパチャー３２の
真下位置に用紙５１が存在するか否かを検出する。

【００１７】前記センサ６５の発光部６６および受光部
６７は、図３に示すように対向電極６０の支持部６１に
形成された凹部内に配置され、その凹部の開口は、透明
なカバー６８により覆われている。

【００１８】また、装置下方には、用紙搬送ユニット５
０が設けられている。用紙搬送ユニット５０は、用紙５
１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
行う制御手段としてのコントローラ部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、コントローラ部７１および電源部７
０の詳細について、図４を参照して説明する。

【００２２】すなわち、コントローラ部７１は、周知の
マイクロプロセッサユニット（以下ＭＰＵと称す）７２
により構成され、そのＭＰＵ７２には、制御プログラム
を記憶したＲＯＭ７３およびＲＡＭ７４がそれぞれ接続
されている。また、ＭＰＵ７２には、外部のコンピュー
タとデータの送受信を行うためのインターフェース装置
７５が接続されていると共に、前記センサ６５の発光部
６６および受光部６７が接続されている。

【００２３】また、前記電源部７０を構成する制御電圧
印加装置７６は、開口電極部３３に接続され、また、直
流電源装置７７は、電極部６２に接続されており、それ
により、ＭＰＵ７２は、画像信号データに基づいて制御
電圧印加装置７６を制御して開口電極部３３に対して０
ボルトまたは４０ボルトの制御電圧を選択的に印加する
ことができ、さらに、直流電源装置７７を制御して電極
部６２に対して０ボルトまたは１キロボルトの電圧を選
択的に印加することができる。

【００２４】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。

【００２５】外部のコンピュータからインターフェース
装置７５を介して画像信号データおよび印字指令データ
が送くられてくると、本装置は作動を開始する（Ｓ１：
ＹＥＳ）。

【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
保持送出されて用紙５１が記録用電極３０のアパチャー
３２の真下に搬送されてくる。

【００２７】次に、Ｓ２において、ＭＰＵ７２は、セン
サ６５の発光部６６を発光させて受光部６７の出力値に
基づいて用紙５１が記録用電極のアパチャー３２の真下
に存在するか否かを判断する。

【００２８】用紙５１が存在する場合には（Ｓ２：ＹＥ
Ｓ）、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２６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。

【００２９】一方、記録用電極部分においては、電源部
７０の直流電源装置７７が制御されて電極部６２に対し
て１キロボルトの電圧が印加されると共に、画像信号デ
ータに基づいて電源部７０の制御電圧印加装置７６が制
御されて、導線部を通じて０ボルトと４０ボルトの制御
電圧が選択的に開口電極部３３に印加される。このとき
接地した担持ローラ２３と開口電極部３３との間には、
電界が発生し、記録電極３０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
り飛翔して、更に記録用電極３０のアパチャー３２の真
下に搬送された用紙５１に付着する。用紙５１の搬送に
伴って各開口電極部３３の制御電圧を画像信号データに
基づいて制御することによりトナーが飛翔し、画像信号
データに対応した画像が用紙５１上に形成できる（Ｓ
３）。

【００３０】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
が形成された用紙は、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、これにより画像形成制御
が終了する（Ｓ４：ＹＥＳ）。

【００３１】一方、用紙５１が記録用電極のアパチャー
３２の真下に存在しない場合には（Ｓ２：ＮＯ）、電源
部７０の直流電源装置７７が制御されて電極部６２に対
して０ボルトの電圧が印加されると共に、電源部７０の
制御電圧印加装置７６が制御されて、導線部を通じて０
ボルトの制御電圧が開口電極部３３に印加される。この
状態は、用紙５１が記録用電極のアパチャー３２の真下
に搬送されてくるまで保持される。これにより、担持ロ
ーラ２３に担持されたトナー２７は、記録用電極のアパ
チャー３２を通過することがなく、従って電極部６２に
付着することもない。

【００３２】このように本実施例においては、電極部６
２にトナーが付着することがないので、用紙５１の裏側
を汚すことがない。また、本実施例においては、本装置
の作動が開始されると、常にセンサ６５により、用紙５
１が記録用電極のアパチャー３２の真下に存在するか否
かが判断されるので、途中で用紙５１が無くなった場合
でも速やかにトナーの流れが遮断されて、対向電極６０
の電極部６２への付着が防止される。

【００３３】この時、本実施例では、センサ６５が記録
用電極のアパチャー３２と対向する位置に配置されてい
るので、確実に用紙５１の有無を検出することができ
る。

【００３４】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、センサ６５を対向電
極６０に配設したが、記録用電極３０の基板３１の画像
形成領域外部分おいて、アパチャー３２と同じ配置線上
に取り付けても同等の効果が期待することができる。そ
の他、センサ６５は、記録用電極のアパチャー３２と対
応する位置であればどの部分に取り付けられていても差
し支えない。

【００３５】また、センサ６５としては、光学式透過型
センサは勿論のこと、静電容量式などあらゆる用紙検出
センサを用いることができる。

【００３６】

【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、支持体の有無を確実に検出する
ことができるので、対向電極に付着した荷電粒子により
支持体の裏側を汚すことが無く、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】その要部のみを拡大して示す断面図である。

【図４】本発明の画像記録装置の電気的構成を示す図で
ある。

【図５】本発明の画像記録装置の動作のフローチャート
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 ６５ センサ ７０ 電源部 ７１ コントローラ部 ７２ ＭＰＵ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子の流れを制御する複数の制御部
   を有する電界制御手段と、その電界制御手段に前記荷電
   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、前記電界制御手段に
   より荷電粒子の流れを制御して電界制御手段と対向電極
   との間に搬送される支持体上に画像を形成するように構
   成された画像記録装置において、 前記電界制御手段の制御部と対応する位置に、前記支持
   体の有無を検出するためのセンサを配設したことを特徴
   とする画像記録装置。
2. 【請求項２】 前記センサが、対向電極の、電界制御手
   段の制御部と対向する位置に配設されていることを特徴
   とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】 前記センサが、電界制御手段の制御部に
   隣接して配設されていることを特徴とする請求項１に記
   載の画像記録装置。
4. 【請求項４】 前記センサが、支持体の無を検出したと
   き、荷電粒子の制御部の通過を阻止するように制御する
   制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の画像記録装置。