JP3180361B2 - 静電記録装置 - Google Patents

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、プリンタ等に適
用される静電記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の静電記録装置の一例とし
て、米国特許第3689935号明細書に開示されているよう
なものがある。この静電記録装置は絶縁層を二枚の電極
で挟み、多数の開口孔を設けた構成のアパチャー電極に
よりトナー担持体上の帯電したトナーを変調制御し、支
持体上に吸着させ画像を形成するものである。

【０００３】図４は従来技術のアパチャー電極を示し、
図中、アパチャー電極４０は絶縁層４１を基準電極４２
と多数の制御電極４３とにより挟んで形成され、更に列
状に設けられた多数の開口孔４４を有する。基準電極４
２は絶縁層４１片側の全面に設けられ、各制御電極４３
は絶縁層４１の上面において開口孔４４の周りに配置さ
れる。絶縁層４１は厚さ２５μｍの高分子樹脂フィル
ム、例えばポリイミドによって構成されている。また、
基準電極４２及び制御電極４４は薄膜形成法、例えばス
パッタリング法で形成された厚さ１μｍ程度の金属膜、
例えば銅によって構成されている。開口孔４４は穴径約
５０μｍの貫通穴である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら静電記録
装置の問題点として、高密度の記録を達成する為に高密
度のアパチャー電極を用いると、隣接する制御電極間で
の火花放電が問題となる。

【０００５】例えば、３００ｄｐｉの記録密度を達成す
るためには図４中のｄ１で示される隣接する制御電極間
のピッチは８５μｍ以下である必要がある。一方、隣接
する制御電極間の最短距離ｄ２には制約がある。

【０００６】例えば前記基準電極４２と制御電極４４間
に７５Ｖの電圧が印加され、かつ、絶縁層の厚さが２５
μｍである場合、前記ｄ２は最低２５μｍ以上である必
要がある。２５μｍよりも接近していると制御電極間で
火花放電が発生する恐れがあり、制御電極間で火花放電
が発生すると、記録が乱れるばかりか制御系統の誤動作
や最悪の場合アパチャー電極が破損する恐れがある為、
アパチャー電極の高密度化のネックとなっていた。

【０００７】このため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、火花放電を起こすこと無
く高密度化したアパチャー電極を持つ静電記録装置を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の静電記録装置は、トナーを担
持する担持体と、絶縁層に開口孔を設け、当該開口孔を
通過するトナーを制御する制御電極を設けたアパチャー
電極と、支持体を挟んで前記アパチャー電極に対向して
設けられた対向電極とを備え、帯電されたトナーを担持
体により前記アパチャー電極近傍まで担持し、当該トナ
ーを前記アパチャー電極の制御電極により変調制御する
ことにより前記開口孔を通し、前記対向電極方向へ飛翔
させて前記支持体に吸着させて画像を記録する静電記録
装置において、前記制御電極はアパチャー電極上で前記
対向電極に対向した側に設けられ、前記アパチャー電極
の制御電極表面に絶縁体の層を形成していることを特徴
とする。

【０００９】

【作用】上記の構成を有する本発明の静電記録装置にお
いて、アパチャー電極の制御電極表面に絶縁体の層が形
成させている為、隣接する制御電極が従来より近接して
も火花放電が発生しなくなる。

【００１０】

【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。

【００１１】図１は本発明を具体化したアパチャー電極
の一実施例を示す構成図であり、図中、アパチャー電極
２０は絶縁層２１を基準電極２２と多数の制御電極２３
とにより挟んで形成され、更に列状に設けられた多数の
開口孔２４を有する。基準電極２２は絶縁層２１の片側
の全面に設けられ、各制御電極２３は絶縁層２１の上面
において開口孔２４の周りに配置される。絶縁層２１は
厚さ２５μｍの高分子樹脂フィルム、例えばポリイミド
によって構成されている。また、基準電極２２及び制御
電極２３は薄膜形成法、例えばスパッタリング法で形成
された厚さ１μｍ程度の金属膜、例えば銅によって構成
されている。また、制御電極２３表面はオーブン等で加
熱することにより容易な方法で絶縁体である酸化膜２３
ａを形成させてある。開口孔２４は穴径約５０μｍの貫
通穴であり、隣接する制御電極２３のピッチｄ３は８０
μｍ、各制御電極の幅ｄ４は７０μｍである。また、ｄ
５で示される隣接した制御電極間の最短距離は１０μｍ
である。

【００１２】図２は本発明を適用した静電記録装置の概
略構成図である。

【００１３】装置外装５の側部には挿入口３と取り出し
口４とが設けられており、装置内部には記録部１とそれ
に隣接して熱定着部２とが設けられている。挿入口３か
ら入った支持体Ｐは記録部１で画像記録された後、この
支持体Ｐ上の画像は熱定着部２において支持体Ｐ上に熱
定着される。そして、支持体Ｐはガイド３３を経由して
取り出し口４から取り出される。

【００１４】記録部１の内部にはトナー担持ローラ１１
と、アパチャー電極２０と対向電極２５とが設けられて
いる。前記トナー担持ローラ１１の周囲には、トナー担
持ローラ１１の回転方向の上流に、供給ローラ１２が前
記トナー担持ローラ１１に接触して設けられ、この供給
ローラ１２とトナー担持ローラ１１などはトナーケース
１４によって囲まれた領域にある。そして、トナーケー
ス１４の内部にはトナーＴが貯蔵される。更に、供給ロ
ーラ１２に接触して、ここに付着したトナーＴを均一な
トナーＴの層にするための層厚規制部材１３が設けられ
ている。

【００１５】トナー担持ローラ１１の上方には前記アパ
チャー電極２０が前記基準電極２２が設けられた絶縁層
の面をトナー担持ローラ１１側に向けて配置される。

【００１６】基準電極２２はアースに、各制御電極２３
は、スイッチ７に接続され、このスイッチ７が切り替わ
ることによって、画像信号Ｓにそれぞれ接続されるか、
あるいは、トナー除去電源６に接続されるかする。

【００１７】アパチャー電極２０の両端には一対の圧電
素子９が設けられている。この圧電素子９には発振器８
がとりつけられて、アパチャー電極２０を励振できるよ
うに構成される。

【００１８】アパチャー電極２０の上方には対向電極２
５が配置されている。更に、この対向電極２５とこのア
パチャー電極２０との間に支持体Ｐが通過できるような
スペースが設けられている。この対向電極２５は、電源
Ｅ（本実施例の場合マイナス（−））に接続されるよう
に構成される。

【００１９】支持体Ｐはガイド３３及び一対のガイドロ
ーラ３４によって、挿入口３から対向電極２５を経由し
て熱定着部２まで搬送される。

【００２０】熱定着部２の内部には内部に熱源を備えた
ヒートローラ３１とプレスローラ３２とが接触して設け
られており、支持体Ｐがこのヒートローラ３１とプレス
ローラ３２との間を通過できるように構成されている。

【００２１】次に、上記のように構成された静電記録装
置についてその作用を説明する。

【００２２】記録部１内部において、供給ローラ１２に
担持されたトナーＴが、この供給ローラ１２が回転する
ことによって一定のトナーＴの層が形成され、そしてト
ナー担持ローラ１１に供給される。このときトナーＴは
供給ローラ１２及びトナー担持ローラ１１と接触しつつ
摩擦して、例えばプラス（＋）に帯電する。プラス
（＋）に帯電したトナーＴは、トナー担持ローラ１１に
担持され、アパチャー電極２０まで供給される。

【００２３】一方、挿入口３より装置内部に挿入された
支持体Ｐはガイド３３とガイドローラ３４とによって対
向電極２５に搬送される。

【００２４】そして、この場所で画像信号Ｓからアパチ
ャー電極２０の制御電極２３に画像信号電圧が印加され
る。この画像信号電圧に基づいてトナーＴの流れが変調
制御される。すなわち、画像信号Ｓからマイナス（−）
電圧が制御電極２３に印加されるとき、開口孔２４の内
部においてプラス（＋）帯電したトナーＴが基準電極２
２から制御電極２３へと向かう電界が発生し、トナーＴ
は開口孔２４を通過する。また画像信号Ｓから電圧が印
加されないときは、開口孔２４内部において電界は発生
しないのでトナーＴは開口孔２４を通過しない。

【００２５】さてここで、アパチャー電極２０は、発振
器８によって圧電素子９が振動することによって励振さ
れる。そして、鏡像力及びファンデルワールス力でアパ
チャー電極２０に付着しているまたは、付着しようとす
るほとんどのトナーＴが、この励振によって振動加速度
が与えられて、落下する。しかし、例えば帯電量の高い
トナーＴなどは、アパチャー電極２０内壁などに、高い
鏡像力で付着するために、上記の励振のみでは、トナー
Ｔが除去されない場合がある。更に、開口孔２４の内径
は、約８０μｍと非常に小さい。そしてここに約１０μ
ｍ径のトナーが僅か付着するだけで、トナーＴが、アパ
チャー電極２０の開口孔２４を塞いで装置を記録不能に
陥れる。

【００２６】この不利な点を避けるために、本発明にお
いては、例えば、プリントを１枚終える毎に、スイッチ
７を切り替えて、アパチャー電極２０の開口孔２４内部
に、トナー除去電源６によってトナー除去電界を形成す
る。

【００２７】トナー除去電源６は、例えば図３に示すよ
うに、すべての制御電極２３に、プラスの電圧を印加す
る。この電圧印加によって、プラス（＋）帯電トナー
が、開口孔２４内部に於て、制御電極２３から基準電極
２２の方向へ向かう電界が形成される。この電界によっ
て、アパチャー電極２０の開口孔２４に付着したトナー
が、除去される。この結果、アパチャー電極２０の開口
孔２４は、次のプリントに移る前に清掃される。

【００２８】対向電極２５には、電源Ｅによってマイナ
ス（−）電圧が印加されている。この電圧によって対向
電極２５とアパチャー電極２０との間に電界が形成さ
れ、この電界に沿って変調されたトナーＴが対向電極２
５へ吸引される。そして支持体ＰにトナーＴが塗布され
る。

【００２９】その後、支持体Ｐは記録部１から熱定着部
２へと搬送され、支持体Ｐ上の画像は熱定着される。

【００３０】熱定着部２を通過した支持体Ｐはガイド３
３を経由して取り出し口４へ搬送され、取り出される。

【００３１】本発明は、以上細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において変
更を加えることができることは容易である。

【００３２】たとえば、制御電極２３の表面に形成せし
める絶縁体の層としては酸化膜に限定することなく、ナ
イロンやポリエステルの様な樹脂被膜でも構わない。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳述したことから明らかなように
本発明の静電記録装置においては、各制御電極表面に絶
縁体の層を持つ高密度のアパチャー電極を用いている為
隣接する制御電極間での火花放電を起こす事無く、高密
度の静電記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の静電記録装置に搭載されるア
パチャー電極の斜視図である。 （ｂ）はアパチャー電極の要部断面図である。

【図２】本発明の静電記録装置の構成図である。

【図３】本発明の静電記録装置の動作を説明する説明図
である。

【図４】従来技術の静電記録装置に搭載されるアパチャ
ー電極の斜視図である。

【符号の説明】

２０ アパチャー電極 ２１ 絶縁層 ２２ 基準電極 ２３ 制御電極 ２４ 開口孔

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/385

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを担持する担持体と、 絶縁層に開口孔を設け、当該開口孔を通過するトナーを
   制御する制御電極を設けたアパチャー電極と、 支持体を挟んで前記アパチャー電極に対向して設けられ
   た対向電極とを備え、 帯電されたトナーを担持体により前記アパチャー電極近
   傍まで担持し、当該トナーを前記アパチャー電極の制御
   電極により変調制御することにより前記開口孔を通し、
   前記対向電極方向へ飛翔させて前記支持体に吸着させて
   画像を記録する静電記録装置において、 前記制御電極はアパチャー電極上で前記対向電極に対向
   した側に設けられ、 前記アパチャー電極の制御電極表面に絶縁体の層を形成
   していることを特徴とする静電記録装置。