JPH01234879A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記録部材上に画像パターンに応じて現像剤の
付着を行なわせて１画像記録を行う画像記録装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、記録電極と記録部材間に現像剤を供給し、記録電
極から現像剤に画像パターンに応じて、電荷を注入し、
記録部材上に現像剤の付着を行なわせる装置としては、
特開昭５３−６０４３号公報に開示されたものが知られ
ている。

この画像記録装置は、導電層と誘電層を有する記録部材
と、記録電極群の３０ミクロン〜２００ミクロンの間隙
に粒径数ミクロン−数十ミクロンの粉体である導電性現
像剤の均一な層を形成し。

各記録電極に画像パターンに応じて、電圧を印加するこ
とで、その記録電極の下部にある現像剤に電荷を注入す
る。帯電した現像剤は、記録部材中の導電層と鏡像力に
より、記録部材に付着する。

その後、帯電した現像剤以外の現像剤をとりのぞくこと
により可視像が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術で述べた画像記録装置は、粒径のばらつき
を数ミクロン−数十ミクロンにおさえた導電性現像剤を
３０ミクロン〜２００ミクロンの間隙に堆積している０
例えば、記録部材と記録電極の間隙を１００ミクロンに
設定した場合を考えると、導電性現像剤は、この間隙の
近傍の記録部材上に拡がって、しかも幾層にも重なり合
い無秩序に堆積する。このような状態で記録電極のうち
の１本の電極に電圧を印加すると、電圧を印加した電極
の下部にある導電性現像剤のみならず、近傍に拡がった
導電性現像剤にも電荷が注入される恐れがある。その結
果、電圧を印加した電極の下部にある現像剤以外のＴｌ
ｔ像剤によっても可視像が形成される恐れがある。解像
度が低い場合は、隣り合う電極との距離が大きいため問
題は少い、しかし、解像度が高い場合１例えば８本／ｍ
の記録画像を得るとき、１２５ミクロンピッチで電極が
配設されている記録電極を用いることになる。電極幅を
ピッチの約半分とすると電極間距離は６２ミクロンとな
り、隣り合う電極間距離が小さいため前述した問題によ
る解像度の低下が懸念される。

記録部材と記録電極の間隙が２００ミクロン程度の場合
、導電性現像剤の層がさらに厚くなるので解像度はさら
に低下すると懸念される。記録部材と記録電極の間隙が
３０ミクロンと狭い場合も同様に近傍の現像剤がｉ電す
る恐れがあり、さらにこの狭い間隙に粒径数ミクロン−
数十ミクロンのトナーを安定して供給し続けることが難
かしくなり、かすれも生じやすくなり、解像度の低下が
懸念される。

本発明の目的は、鮮明で高解像度の画像を安定して高速
度に記録することのできる画像記録装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、導電性磁性現像剤を用い磁
界発生手段を設け、前記磁界発生手段から発生する磁束
を横切る位置に移動可能に記録部材を設け、前記記録部
材上の磁束が横切る位置の近傍に導電性磁性現像剤を供
給する手段と、前記記録部材上の導電性磁性現像剤に接
触する多数の磁性を有する記＠電極とを設け、前記多数
の記録電極に対してその配列方向にちとり状に多数の磁
性体を設置する。

〔作用〕

磁界発生手段から発生した磁束は、多数の磁性を有する
記録電極と、前記多数の記録電極に対してその配列方向
にちとり状に配置された多数の磁性体に常に安定して集
中する。記録電極と磁性体は互いにちどり状に配置され
ているため、隣り合う記録電極の間の磁束は磁性体に向
かう、この磁束の集中する所に磁束に沿う形で導電性磁
性現像剤が、束状に集中する。つまり、各記録電極と記
録部材の間隙には、各記録電極と記録部材の両方に接し
て、隣接する記録電極から影響を受けることのない独立
して導電性磁性現像剤の束状の集合体が常に安定して存
在する。この各記録電極毎に独立した導電性磁性現像剤
の束状の集合体を用いて、各記録電極毎に電圧を印加し
て記録部材に導電性磁性現像剤を付着させて記録を行う
ため、鮮明で高解像度の画像を安定して高速度に記録す
ることができる。

〔実施例〕

以下１図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施形態の断面図である。

導電性の部分１ａと絶縁性の部分１ｂとからなる中空状
の記録部材１が矢印Ａ方向に回転可能に設置されている
。記録部材１の材質は例えばアルミニウムを用い、その
表面に鏡面加工を施して導電性部分１ａを形成する。さ
らにアルマイト、硬質アルマイト、または多孔性硬質酸
化アルミニウムに四弗化樹脂を含浸させる表面処理等で
厚さ２〜１００ミクロン程度の絶縁性部分１ｂを形成す
る。

記録部材１の内部には磁界発生手段である永久磁石２が
静止して配置されており、常に一定の磁界を形成してい
る。記録部材に対して間隙を有して配置された記録電極
３は、例えばセラミックやエポキシ樹脂等でつくられた
絶縁性の基板４上番６列状に多数配列されている。記録
電極３は、パーマロイやニッケル等の磁性材料で形成す
る等磁性を有している。記録電極３の配列方向には、絶
縁層を介して、各記録電極と交互に、ちどり状に磁性体
５が配置されている。ホッパ６と、Ｎ極、Ｓ極交互に着
磁された回転するマグネットロール７及びスリーブ８、
突起状になったスリーブ９スクリユー１０よりなってい
る導電性磁性現像剤供給手段には、導電性磁性現像剤１
１ａが収納されている。１２は第２のホッパ、１３は第
２のマグロール、１４は第２のスリーブ、１５はスクリ
ュー。

１１ｂは導電性磁性現像剤である。第２のスリーブの表
面は絶縁されており、電圧を印加する事ができる様にな
っている。記録部材１の下方に記録紙１６を介して、導
電性ゴムローラ１７が押圧されている。記録電極３は、
パルス駆動回路１８が結線され、多数の記録電極各々に
独立に電圧が印加できる様になっている。導電ゴムロー
ラ１５には、導電性磁性現像剤（以下現像剤という）を
記録部材１から記録紙１４に転写するための転写回路が
結線されている。

次に上述した本発明の画像記録装置の動作を説明する。

ホッパ６内に収納された現像剤１１ａはマグネットロー
ル７の回転によりホッパ６内からブレードの下を通過し
て、スリーブ８上を矢印Ｂ方向に搬送される。スリーブ
８上の現像剤は、マグネットロールのさらなる回転によ
り、スリーブ９上に搬送され、マグネットロール７の磁
界作用が及ばなくなり、重力の作用により矢印Ｃ方向に
落下し、記録電極３の先端に供給される。記録電極３の
先端に落下せず、記録部材１上に落下した１ｊ１．像剤
も記録部材１の回転作用により記録部ｔ４３の先端に供
給される。記録電極上に落下した現像剤も、記録電極が
図示の如く傾斜しているため、さらに重力の作用を受け
て記録電極上を落下し、記録電極３の先端に供給される
。

記５ｔｒｔ極３の先端部及び記録部材１との間隙部では
、永久磁石２の静磁界作用が及んでいる。第２図にこの
先端部分の拡大図の模式図を断面図で示す。図中、第１
図と同一符号で示したものは同一部材をあられす。磁力
線は永久磁石から磁性を有する記＠電１４３及び磁性板
５へ向かって集中する。第１図に示す如く、記録部材１
に対して記録電極を傾斜させ、永久磁石を傾けることに
より、磁力線を効率よく、記録電極及び磁性板に集める
事ができ、しかも記録電極から記録部材１の移動方向下
流側に傾斜して常に安定して集中する。この集中する磁
力線の作用を受けて、記録電極の先端部に供給された現
像剤は、記録部材１の表面と記録電極の間隙部に、記録
部材１の表面と、複数ある各記録電極３及び磁性体５を
結ぶ形で束状に集合体を安定して形成し、その形成方向
は磁力線同様、記録電極側から記録部材１の移動方向下
流側に傾斜している。

第３図にこの束状の集合体の形成状態を斜視図で示す１
図中、第１図と同一符号で示したものは同一部材を表わ
す。３′は絶縁層である。記録電極３の配列方向に、絶
縁層を介して磁性体５が設置されており、この磁性体５
は、隣り合う記録電極の間に、記録電極と交互になる様
に突起を有している０束状の現像剤の集合体は、第３図
に図示の如く、記録電極３及び磁性体５の突起と記録部
材の表面の間隙に交互に並んで安定して形成される。

第１図、第２図に示す如く、この束状の現像剤の集合体
は静的なものではなく、束状の集合体を形成する現像剤
粒子の各々は、記録部材１の回転作用、現像剤の供給作
用及び重力の作用を受けて、この集合体の記録部材移動
方向下流側から続々と集合体を離脱する一方、記録部材
移動方向上流側から供給される現像剤粒子が集合体に加
わり、その集合体を構成する現像剤粒子を変えながら、
その集合体としての形は常に略一定に保ちつつ存在する
動的なものである。この束状の集合体の形成方向が記録
電極から記録部材１の移動方向下流側に傾斜している事
は上記の現像剤粒子の集合体からの離脱効果を高めてい
る。この現像剤粒子の離脱及び、現像剤粒子供給による
束状の集合体の再摘成は、第１のホッパ６らの現像剤の
供給量の影響を受けるので、ホッパ６からの現像剤の供
給量を調節すると高品位な画像が得られる。

上記束状の集合体から離脱した現像剤粒子は、第２図の
矢印り方向に重力により落下する。あるいは、ファンデ
ルワールス力等の物理的吸着力や摩擦帯電による静電的
な吸着力により記録部材１に弱く付着して記録部材１の
移動方向に移動する。

現像剤粒子は導電性なので、その摩擦帯電量は微小であ
り、静電的吸着力は小さい。

パルス駆動回路１８により、画像信号に応じて複数の記
録電極３に例えば正の記録電圧を印加すると、記録電圧
を印加された記録電極に接触する、導電性を有する現像
剤の束状の集合体には正の電荷が注入され、この正の電
荷は主に記録部材１側に分布する。同時に、記録部材１
の導電性の部分１ａの絶縁性の部分１ｂとの境界部には
負の電荷が誘導される。したがって電荷を注入された現
像剤の集合体の現像剤粒子群は、束状の集合体の下流端
からは、記録部材１の回転作用、現像剤の供給作用を受
けて、束状の現像剤の集合体から離脱し、電気力により
強く記録部材１に吸着して記録部材１と共に移動する。

他方、記録部材移動方向上流側から供給される現像剤粒
子がこの束状の現像剤集合体に加わり、その集合体の形
は略一定に保たれる。

つまり、記録電圧を印加された時にその記０電極に接触
する束状の現像剤の集合体から離脱する現像剤粒子は電
気力により強く記録部材１に吸着して記録部材と共に移
動する。一方記録電圧非印加時の記録電極や、磁性体の
突起に接触する束状の現像剤の集合体から離脱する現像
剤粒子は、重力により落下する。あるいは物理的吸着力
等により比咬的弱く記録部材１に吸着して記録部材と共
に移動する。

この強い電気力で付着する現像剤粒子は画像を形成する
現像剤粒子である。一方、物理的吸着力等弱い力で吸着
している現像剤粒子は地かぶりの要因となるのでとり除
く必要がある。このためにマグネットローラの磁気的作
用を利用する方法がある。しかしマグネットローラの磁
気的作用をのみを利用して地かぶりを取り徐こうとする
と、記録部材上の現像剤粒子に充分磁気的作用を及ぼす
様に、マグネットローラを記録部材に近づけて設置する
必要がある。この結果画像を形成する現像剤粒子を乱し
たり、取り除いたりして記録濃度を低下させてしまう、
この欠点を解決するために。

マグネットローラの磁気的作用のみならず、現像剤粒子
に働く遠心力や重力を利用すると好ましい結果が得られ
る。

記録部材１に付着して移動する現像剤粒子には、記録部
材１の回転運動により遠心力が作用すると共に、記録部
材１の周囲に流れる空気流の作用が作用する。このため
、物理的吸着力等の弱いカで記録部材１に吸着している
現像剤粒子のほとんどは、記録部材から離れ、第４図に
示す如く、Ｅ方向に落下する１弱い力で吸着する現像剤
粒子のうち、この時記録部材から離れなかったものをマ
グネットロール１３の磁気力により回収する。

マグネットロール１３は、記録部材や記録電極の先端部
から落下する現像剤粒子を捕獲可能な位置、すなわち記
録部材１上の現像剤粒子が記録部材から離れた時に受け
る回転の慣性力や重力の働く合力の方向に設置する事が
好ましい、上記の如き位置にマグネットロールを設置す
る事により。

記録部材に弱く吸着している現像剤粒子を取り除くため
に重力や遠心力を利用できるのでマグネットロールを記
録部材から比較的離す事が可能となり、強い電気力で付
着する画像を形成する現像剤粒子を乱したり、取り除い
たりする事がない。これによりコントラストの高い鮮明
な画像が得られる。

以上より記録部材上に弱い力で吸着する現像剤粒子は取
り除かれ、強い電気力で吸着する現像剤粒子のみ残り画
像を形成する。この記録部材上の画像は、導電ゴムロー
ラ１７に現像剤粒子とは逆極性の電圧を印加することに
より生じる電気力と、機械的な接触により記録紙１６に
転写され１図にはない定着装置により記録紙上に定着さ
れ永久保存像となる。転写後、記録部材上に残った現像
剤粒子は、図示しない、クリーニング装置により記録部
材上から取り除かれる。

一方、マグネットロール１３の磁気的作用によりスリー
ブ１４上に吸引された現像剤は、マグネットロール１３
あるいはスリーブ１４の回転、あるいはその両方を回転
させることによりホッパ１２内に収納される。ホッパ１
２内の現像剤粒子１１ｂはスクリュー１５と図示しない
スクリューによりホッパ６内に搬送され、再使用される
。

本実施例においてさらにマグネットロール１３のスリー
ブ１４の表面を絶縁し、画像を形成する現像剤粒子の電
荷と同極性の電圧１００ｖ〜２ＫＶ程度をスリーブ１４
に印加するとより記録濃度の高いコントラストの高い鮮
明な画像が得られる。

これは以下の理由によるスリーブ１４の表面が画像を形
成する現像剤粒子の電荷と同極性であるため１画像を形
成する現像剤粒子はスリーブ１４から電気的斥力を受け
る。したがって、マグネットロール１３の磁気的作用を
受けてもマグネットロール１３に吸引される事はない、
一方、物理的吸着力や摩擦ｆ電による弱い力で記録部材
に吸着する現像剤粒子は、その摩擦帯電量は微小である
の。

で、スリーブ１４から電気的斥力を受けたとしてもごく
弱い力である。したがって、マグネットロール１３の磁
気的作用を受けて吸引されてスリーブ１４の表面の絶縁
層に付着し、ホッパ１２内に回収される。

ここでスリーブ１４の表面が絶縁されていない場合、ス
リーブ１４の表面に付着した現像剤粒子は感電性を有す
るためスリーブ１４から電荷を注入され、スリーブと同
極性に帯電する。したがって、接地された記録部材１の
導電性の部分１ａとスリーブ１４がつくる電界により、
再び記録部材１に吸引、付着する事になり、画像を乱す
と共に、かぶりの原因となる。

以下、第３図〜第６図を用いて詳細に説明する。

図中第１図と同一符号で記したものは同一部材を表わす
。

第３図に本実施例の記録電極先端部分に導電性磁性現像
剤が束状に集合している状態を斜視図で示す、第４図は
第３図を記録部材移動方向上流側からみた磁性体突起に
接触する束状集合体の図であり、磁性体５８〜５ｅが記
録電極３ａ〜３ｄより記録部材側に突出してみえるのは
、記録電極全体が傾斜しているためである。第５図は第
３図を記録電極部分で切断し、記録部材移動方向下流側
からみた断面図であり、記録電極全体が傾斜しているた
め、磁性体５ａ〜５ｅが記録電極３ａ〜３ｄより記録部
材側に突出してみえる。第６図は。

磁性体５を設置しなかった場合の記録電極先端部分を記
録電極部分で切断し、記録部材移動方向下流側からみた
断面図である。

まず第６図の磁性体を設置しなかった場合を説明し１次
に第３図〜第５図の本実施例の場合について説明するこ
とで、磁性体設置の効果を説明する。永久磁石からの磁
束は記録部材を通過して、磁性を有する各記録電極３８
〜３ｄに集まる。この磁束はそれ拡がりに拡がりこの磁
束に沿って現像剤が束状の集合体をすそ拡がりに拡がっ
て形成する。ここで例えば８本７ｍの記録を行なうとす
ると、記録電極は１２５ミクロンピッチで並び。

電極幅をピッチの約半分とすると、電極間距離は６２ミ
クロンとなり、現像剤の粒径５〜数十ミクロンのものを
使用すると、第６図に示す如く、束状の集合体は、特に
記録部材側で重なり合い、重なった部分から電荷がリー
クして解像度が低下する恐れがある。このため、記録電
極と記録部材の間隙を例えば３０ミクロンと狭くして束
状の解像剤の集合体の重なり合いを防止し、高解像度記
録を実現する方法が考えられるが、狭いｌ’）ｆｌ隙に
ゴミや現像剤のつまりを生じやすく、またかすれを生じ
る恐れがある。記録電極と記録部材の間隙を狭くするこ
となく、束状の現像剤の重りな合いを防止することが必
要である。

本発明の実施例では、第３図に示す如く、記録電極３８
〜３ｃと交互に突起を有する磁性板を設置している。永
久磁石からの磁束は記録部材を通過して、記録電極３ａ
〜３ｃ、突起５ａ〜５ｃに交互に集まる。このため、記
＠電極間の磁束は突起５ａ〜５ｃに向かい磁束のすそ拡
がりとなる傾向は弱まり、この磁束に従って、図示の如
く、現像剤は記録電極３８〜３ｃ、磁性体突起５ａ〜５
ｃに束状の集合体を形成する。

第５図に、記録電極３８〜３ｄに、現像剤が束状に集合
している状態を示す。磁束のすそ拡がり傾向が弱まるた
め、記録電極と記録部材の間隙を狭くすることなく、記
録電極を細くすることなく束状の現像剤集合体を重なら
ずに形成できる。この各記録電極に独立に集合する束状
の集合体を用いて、画像パターンを形成するため、高解
像度記録が可能となる。また、記録電極が細くないため
、記録電極自身にも磁束を効率よく集められると共に、
粒径５〜数十ミクロンの現像剤粒子との接触面積が大き
くなり、記録電極と束状の現像剤の集合体との電荷の受
は渡しを効率良く行なうことができ、安定に高速に記録
が可能となる。

この交互に形成された束状の現像剤の集合体は前述した
様に静的なものではなく、記録部材の回転作用及び現像
剤の供給作用等を受けてその束状の集合体の下流端から
現像剤粒子が、次々と離脱し、新たに供給された現像剤
粒子が、その束状の集合体の構成員となっている。各磁
性体突起から連なる各束状の現像剤集合体もその下流端
から現像済粒子が離脱している。この離脱した現像剤粒
子は、記録電極から連なる現像剤集合体の下流端から離
脱する現像剤粒子と同様に重力により落下するか、弱い
吸着力で記録部材に吸着し記録部材と共に移動するもの
と、磁性体突起より下流にある記録電極に重なる束状の
現像剤集合体の新たな構成員となる。また、前述した様
に、各記＠電極に記録電圧を印加したときに、その記録
電極に連なる束状の現像剤集合体から離脱する現像剤が
強い電気力で記録部材に吸着して画像パターンを形成す
るため、記録電極に連なる束状の現像剤集合体の下流端
部分が隣接する記録電極間で独立している事が重要であ
る。

以上、本実施例では、多数の突起のある１つの磁性体を
用いたが、多数の磁性体を用いて構成しても良く、また
、隣接する記録電極間毎に磁性体を設置しても良い、ま
た磁性体が導電性を有さない場合記録電極との間に絶縁
層を介す事なく、設置する事も可能である。また、記録
電極に対して交互に配列された磁性体が、記録電極底面
部と同一の高さである必要は必ずしもない、さらに、記
録電極は、磁性体をはり合わす事により磁性を有しても
よい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように１本発明によれば、多数の記
録電極に対してその配列方向にちどり状に多数の磁性体
を設置している。このため、各記録電極毎に、隣接する
記録電極から影響を受けることのない独立した束状の導
電性磁性現像剤の集合体を常に安定して存在させること
ができ、鮮明で高解像度の画像を安定して記録すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は記録部の模
式図の断面図、第３図は記舜部の斜視図、第４図は記録
部を記録部材移動方向上流から見た正面図、第５図は記
録部を記録部材移動方向上流側からみた断面図、第６図
は磁性体を設置しなかった場合の記録部の断面図を示す
。 １・・・記録部材、２・・・永久磁石、３・・・記録電
極、５・・・磁性体、７・・・マグネットロール、１１
・・・導電性磁性現像剤、１３・・・マグネットロール
、１６・・・記第１図 矛　３　図 ５　がＫＬ俸 １１　　↓ｔ１１豆）碑 埠　４　図 ５　〃二法介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁界発生手段と、前記磁界発生手段から発生する磁
   界内を通過する移動可能な記録部材と、前記記録部材上
   の磁界が作用する位置の近傍に導電性磁性現像剤を供給
   する手段と、前記記録部材上の導電性磁性現像剤に接触
   する磁性を有する複数の記録電極とからなる画像記録装
   置において、前記複数の記録電極の配列方向に前記複数
   の記録電極に対して交互に存在する磁性体を設けたこと
   を特徴とする画像記録装置。