JPH02151454A - 記録電極 - 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、導電性磁性トナーを用いて記録媒体上に直接
記録画像を形成する記録装置における記録電極に関する
。

〔従来の技術〕

導電性磁性トナーを用いて記録媒体上に直接記録画像を
形成する方式においては、記録電極と記録媒体との間の
距離を記録幅全域に渡って一定に保つことは、良好な記
録画像を得るための重要な要因の１つである。

そこで前記距離を一定に保つ方法としては、記録電極に
ローラ等のスペーサ部材を取付け、前記スペーサ部材を
記録媒体の外周面に摺接させ、記録媒体の外周面を基準
として前記距離を保持させることが従来から行われてい
る。さらにこの方法の改良法として特公昭６３−２４８
３６号公報に記載のように、前記スペーサ部材と前記記
録媒体との接触領域に粉体トナーが飛散しないような構
造とした記録装置となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、記録電極にスペーサ部材を設けこれを
記録媒体の外周面に摺接させて記録電極と記録媒体間の
距離を一定に保持しようというものであるが、スペーサ
部材へのトナーの入りこみが発生し、ローラの回転が阻
害されたり、ローラの摩耗等の問題があった。一方、特
公昭６３−２４８３６号は記録媒体の案内面と画像形成
有効領域の間に画像形成有効領域側に凹状溝を設けた円
環状仕切部材を記録媒体へ配設してトナーのスペーサ部
材への進行を阻止させているが、この仕切板を設けるこ
とにより、記録媒体及びスペーサ部材の構造が極めて複
雑になり、装置組み立て作業性が悪く、又製造コストも
高くつく等の問題があった。、又、この方式の記録電極
は、Ａ４サイズやＢ４サイズの記録を行う場合、記録電
極の長さは、それぞれに対応した長さ、例えばＢ４サイ
ズでは２６０ｍ程度が必要であり、長い形状となる。そ
のため記録電極は、製造過程、組み立て過程においてね
じれ、ソリ等の変形が発生し易くなり、電極先端部の真
直度が悪くなることがあった。この真直度は、従来技術
では修正はできず、記録電極と記録媒体との間の距離は
、均一にならず、この状態で画像を形成すると画像の歪
、濃度むら等が発生する問題があった。

本発明の目的は、上記問題点を解決して記録幅全域に渡
って解像度の高い記録画像を形成することにある。

Ｃａｌ！ｉを解決するための手段〕 上記目的を達成するために、記録電極を記録媒体に対し
て斜めに配置し、記録電極には記録電極を上下方向に移
動及び固定可能とする部材を設置し、かつ記録電極の基
板上に変形を利用し記録電極の真直度を修正する押圧力
付与部材を設けたものである。

〔作用〕

本発明では、記録電極には押圧部材を設けたため、記録
電極の真直度が悪い場合はその真直度に応じて押圧部材
により押圧し記録電極の基板を介して記録電極を変形さ
せ、真直度を修正することができ、記録電極と記録媒体
との間の距離を一定となるので、解像度の高い記録画像
が形成される。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施形態の断面図である。

第２図は第１図の概略正面図である。（−郡部材を省略
しである）記録媒体３は、導電層３１と絶縁層３２とか
らなり２紙面垂直方向に続いた円柱状の形状をしており
、その長さは例えばＡ４サイズやＢサイズの記録が可能
な長さとなっている。

３１０は、導電層３１に１例えば数Ｖ程度の電圧を印加
するバイアス電圧印加手段であり第１図では、負の電圧
を印加する直流電源である。記録媒体３は、その中心軸
の回りに回転可能に設置されており、モータ７０により
Ａ方向に一定速度で駆動される。記録媒体３の中心には
５例えば直径３〜１０ｍｍ程度の穴が穿たれており、棒
状のヒータ３３が設置されている。この記録媒体は１例
えばアルミニウム又はＡＱ金合金円柱の外周面に鏡面加
工を施した後、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（三菱金属商標タフラム処理）等で厚さ２〜１０
０ミクロン程度の絶縁層３２を形成する。

電極２は、記録媒体３に対して間隙を有して図示の如く
、傾斜して設置される。以下記録電極の各部を説明する
。２０は非磁性の絶縁体（例えばセラミックスやエポキ
シ樹脂）からなる基板である。この基板２０上には、導
電体からなる細線パターン２３と、基板の下端側に紙面
に垂直方向に記録幅にわたって複数本列状に並んだ導電
体（磁性の導電体が好ましい。）からなる電極針２２と
。

この電極針２２の各々に記録すべき画像パターンに対応
した電気信号である記録電圧を付与する駆動用のＩＣ２
１とが設けられている。ＩＣ２１の端子は細線パターン
２３に半田等で接合され、更に細線パターン２３は、ボ
ンディングワイヤ２６により電極針２２と接合される。

基板２０の電極針設置側の面は、電極針２２の先端部を
除きＪ絶縁性の非磁性材料からなる保護部材２４で覆わ
れている。基板２０の反対側の面には、放熱板２５が設
けられており、放熱板２５の反基板側の面には電極針２
２から離れて、磁石５が１紙面垂直方向に記録幅にわた
って設けられている。

又、記録電極２には記録電極２を上下方向に駆動するた
めのマイクロゲージヘッド部材２９．マイクロゲージヘ
ッド部材を固定するヘッド支持部材１７．支持バネ２８
．押圧部材１５．押圧部材の支持部材１４さらに記録電
極２を固定する電極支持部材１６が設置されている。

記録電極２を記録装置へ組み込み、記録装置きよう体３
０とヘッド支持部材１７間に支持バネ２°８をかける０
次にマイクロゲージヘッド部材２９にて記録電極２と記
録媒体３間の距離を微調整して所定の距離に保ち、図示
されていない固定部材で電極を固定する。また、記録電
極２の真直度が悪い場合は、押圧部材１５を用いて記録
電極の基板面に垂直になるように放熱板２５を押しつけ
、記録電極２を変形させながら真直度を修正し、記録電
極２の先端部の真直度を高め、記録電極２と記録媒体３
との間の距離を一定に保持する。

なお本発明においては、押圧部材の設置する個数は何個
であっても適用でき、多い程記録電極の真直度の修正精
度は向上する。さらに第３図に示すように記録電極２の
両側に抑圧部材１５．１５’を設けて記録電極２の真直
度を修正すれば、さらに容易に記録電極２の真直度の修
正を行うことが可能である。

また、記録装置内に記録電極２と記録媒体３との間の距
離を光学的に検出するためのセンサーを設け、予め設定
した値との差、即ち変位量を検出して押圧部材あるいは
マイクロゲージヘッド部材へフィードバックさせて、記
録電極の真直度を修正する制御方式を設置することによ
っても実現できる。

１１は、トナーを収納する容器であるホッパであり、ホ
ッパ１１内には導電性及び磁性を有するトナー４０が収
納されているｅ１２０は、トナー４０を攪拌し、記録幅
にわたってトナー量を均一化するための回転するスクリ
ュである。４１は、電極針２２と記録媒体３の絶縁層３
２との間に整列したトナーである。４２，４２１は、記
録媒体に付着したトナーである。

記録媒体３の外周部には、電極２の設置位置より記録媒
体３の回転方向下流側であって、重力方向下方に記録媒
体３の余剰なトナーを除去する除去手段として磁気ロー
ル６０が設置されている。

この磁気ロール６０は、非磁性材料からなるスリーブ６
００の内部にあり、図のＢ方向に回転可能となっている
。スリーブ６００と記録媒体は若干の間隙を有して設置
されており、その間隙は、磁気ロールの磁気的特性によ
って適切な値が選ばれる。６０１はトナー受けである。

磁気ロール６０及びスリーブ６００に近接して、トナー
を紙面奥から手前へと記録媒体と略平行に搬送する第１
のトナー搬送手段６１が設けられている。この第１のト
ナー搬送手段は、回転するスクリュ６１０とカバー６１
１とで主要部が構成される。６５は、機械的な駆動手段
によって第１のトナー搬送手段と略直角に、矢印り方向
にホッパ１１へとトナーを搬送する第２のトナー搬送手
段であり、バイブロ５１と図示されていない機械的駆動
手段によってＥ方向に回転するスクリュ６５０とで主要
部が構成される。第２のトナー搬送手段６５の下部には
、トナーカートリッジ１８が接続されている。

このトナーカートリッジ１８は、内部にトナー４７を収
納している。

１ｏは転写材で矢印Ｆ方向に搬送される。１３０゜１３
１は転写材１０のガイドである。１９は、転写材の有無
を検知するセンサで、ガイド１３０にはセンサ１９が動
作するためのセンサ用開口部１３０ａが設けられている
。１９０は、センサの出力信号処理回路である。１３２
は、転写材の静電気を除去する除電ブラシであり、転写
材１０の移動方向に沿う様に傾斜して設置されている。

記録媒体３の外周部であって、その移動方向の磁気ロー
ル６０の設置位置よりも更に下流には、記録媒体上の画
像トナー４３を転写材１０上に転写する転写手段９が設
置される。この転写手段９は、導電体又は絶縁体からな
る丸棒状の剛体ローラ９１０及び導電体又は絶縁体で、
摩擦係数の高い弾性体よりなる弾性体層９１１より構成
される転写ローラ９１と、回転可能な毛ブラシ９２と、
毛ブラシ収納容器９３と、転写ローラを記録媒体３に押
圧する押圧機構（図示せず）により構成される。転写ロ
ーラ９１と記録媒体３は、１つのモータ７０によって、
それぞれ転写ローラ動力伝達手段７４及び記録媒体動力
伝達手段７５を介して逆方向に回転するように駆動され
る。モータ７０は、矢印Ｇ方向に回転する、モータシャ
フトと同軸の歯車７５ａ及び７５ａとかみ合っている歯
車７５ｂによって回転方向は矢印Ａ方向に変わる。

更に、歯車７５ｂに伝えられた動力は７５ｂと同軸のタ
イミングプーリ７５ｃからタイミングベルト７５ｄを介
して記録媒体３の駆動軸と同軸のタイミングプーリ７５
ｅへと伝えられ、記録媒体３は矢印六方向に駆動される
。

同時に、モータ７０の動力はモータシャフトと同軸のタ
イミングプーリ（図示せず）からタイミングベルト７４
ａを介して、摩擦クラッチ７２と同軸のタイミングプー
リ（図示せず）へと伝えられ、摩擦クラッチ７２は矢印
Ｇ方向に回転する。

更に摩擦クラッチ７２に伝えられた動力は、摩擦クラッ
チ７２と同軸のタイミングプーリ７４ｂから、タイミン
グベルト７４ａを介して転写ローラ９１と同軸のタイミ
ングプーリ７４ｄへと伝えられ、転写ローラ９１は矢印
Ｇ方向に駆動される。

９４は転写電圧のスイッチング回路で、７００はモータ
駆動回路である。

記録媒体３の外周部であって、その移動方向の転写部よ
りさらに下流側には、記録媒体上に残存するトナー４５
を除去するクリーニング手段８が設置されている。クリ
ーニング手段８は除去したトナーを収納する箱体８０と
、その箱体の端部に取付けられたクリーニングブレード
８１と、永久磁石８２と、直流電源８５により常に電圧
が印加されており、記録幅に沿って一体となっているト
ナー塗布電極８３と、回転するスクリュ８４とで構成さ
れる。

次に上述した本発明の画像記録装置の動作を説明する。

トナーカートリッジ１８が装填され、カートリッジ内の
トナー４７が、重力の作用により第２のトナー搬送手段
のスクリュ６５０上に供給される。

バイブロ５１内でスクリュ６５０が矢印Ｅ方向に回転す
ることにより、トナー４６１は、第２のトナー搬送手段
６５の下部から上部に重力に逆って矢印り方向に機械的
手段によって、ホッパ１１まで搬送される。

回転するスクリュ１２０により、トナー４０は、紙面手
前から奥へと搬送され、ホッパ１１内でトナー４０は、
記録幅にわてって均一化される。

ホッパ１１内のトナー４０は、記録媒体３の回転作用に
より、電極２と記録媒体３で形成される間隙部へと供給
される。電極針２２の先端部と記録媒体３との間隙部に
は、磁石５の静磁界作用が及んでいる。この間隙は広い
方が生産上有利であるが１画質的には狭い方が良く、記
録幅に渡って均一である必要がある。このため押圧部材
１５によって、電極２のそりを矯正する。

磁石５の静磁界作用により、トナー４１は電極針２２と
記録媒体３の表面の両方に接触して整列する。

整列したトナー４１は、記録媒体３の回転作用及びトナ
ーの供給作用を受けて、その一部が記録媒体３の回転と
共に、ファンデルワールス力等の物理的吸着力や摩擦帯
電による静電気的な付着力により記録媒体３に弱く付着
して、図中４２１のトナーの如く、記録媒体の回転方向
に運ばれてくる。

一方、ＩＣ：２１を介して画像信号に応じて複数の電極
針２２に例えば正の数十Ｖ程度の低い記録電圧を印加す
ると、記録電圧を印加された電極針に接触するトナー４
１には正の電荷が注入される。

この正の電荷は主に記録媒体３側に分布する。同時に記
録部材３の導電層３１の絶縁層３２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トナー
群は、電気力により強く記録媒体３に付着し、記録媒体
３の回転作用及び；トナーの供給作用を受けて、図中４
２のトナーの如く、記録媒体の回転方向に運ばれてくる
。

この時、記録媒体移動方向上流側からトナーが直ちに供
給され、直ちに整列したトナー４１が再形成され、整列
したトナー４１の形状及び記録媒体３に接触する位置は
略一定に保たれる。この動的に安定した整列したトナー
４１により、記録媒体へのトナー付着を行なうため、高
速に安定して記録媒体上にトナー画像を形成できる。

記録媒体３に付着したトナーのうち１弱く付着したトナ
ー４２１は、記録媒体３の回転による遠心力９重力、あ
るいは磁気ロール６０の磁気的吸引力により、記録媒体
３上から選択的に容易に除去することができる。このた
め、記録電体３上のトナー画像は、除去手段としての磁
気ロール６０部を通過した後は、弱く付着したトナー４
２１が磁気ロール上に除去され、強く付着したトナー４
３のみとなり現像画像を形成する。他方、除去されたト
ナー４２１は、磁気ローラの回転によりＣ方向に搬送さ
れ、スクリュ６１０上に送られて搬送され、トナーカー
トリッジから供給されるトナーと共にスクリュ６５０．
スクリュ１２０をへてホッパ１１内に均一に戻され再使
用される。

以上より、電極針２２に記録電圧を印加した時に記録媒
体に強い力で付着したトナー４２により、現像画像４３
が形成される。

この現像画像４３は転写手段９により、転写材１ｏに転
写され転写画像４４となる。以下転写材に転写画像４４
が形成される工程を説明する。

記録媒体３と転写ローラ９１は各々記録媒体動力伝送手
段７５及び転写ローラ動力伝送手段７４を介して同一の
モータで駆動される。記録媒体３の周速と転写ローラ９
１の周速は、歯車又はタイミングプーリ等を介して転写
ローラ９１の周速・が記録媒体３の周速よりも遅くなる
様設定しである。

摩擦クラッチ７２は伝達動力がある一定値以上になると
軸の両端ですべりを生じるものであり、モータ７０と転
写ローラ９１の間の転写ローラ動力伝達手段中に挿入さ
れている。転写材１０が転写ローラ９１と記録媒体３間
に挿入されない間は、転写ローラ９１は直接記録媒体３
に接触して押圧されている。

転写ローラ９１は表面に摩擦係数の高い弾性体層９１を
有しているため、記録媒体３と転写ローラ９１の間には
大きな摩擦力が生じ、記録媒体３から転写ローラ９１に
動力が伝達される。転写ローラ９１の周速は記録媒体３
の周速より遅くなるよう設定されているため、転写ロー
ラを設定値以上の速度に回転させようとする動力が発生
し、１ｇ！擦クラりチ７２によって転写ローラ９１はモ
ータ７０と切れ、転写ローラ９１は記録媒体３と同じ周
速で回転する。転写材１０が転写ローラ９１と記録媒体
３間に挿入されると、転写ローラ９１と転写材１０間の
摩擦係数に比べて記録媒体３と転写材１０間の摩擦係数
は非常に小さいため、記録媒体３から転写ローラ９１に
大きな動力が伝わることはなく、設定された速度差に応
じて記録媒体３と転写材１０間にすベリが発生する。こ
のため、記録媒体３と転写材１０間の接触点において、
記録媒体３上の現像画像４３のトナーは機械的な引きは
がし力を受ける。このひきはがし力は、現像画像４３を
記録媒体３に付着させている電気力に比べて非常に大き
いため、記録媒体３上のトナーの大部分は転写材１０上
に転写され、転写画像４４となる。

また、剛体ローラ９１０及び弾性体層９１１に導電性を
有する部材を使用し、転写材１０が転写ローラ９１と記
録媒体３間に挿入されている間、スイッチング回路９４
を介して転写ローラに記録電圧と逆極性の転写電圧を印
加すると、現像画像４３のトナーは、転写材へ向かう電
気的な吸引力を受け、更に効率的な転写が可能となる。

これらの機械的な引きはがし力と電気的な吸引力とによ
り、記録媒体３上の現像画像４３のトナーの多くは転写
材１０上に転写され転写画像４４となる。

この時転写材に転写されずにわずかに記録媒体３上に残
ったトナーは残存トナー４５となって記録媒体３上に付
着したまま記録媒体３の回転運動によって運ばれる。一
方転写画像４４は図示されていない公知の熱定着手段又
は圧力定着手段等の定着装置により転写材１０上に定着
され永久保存像となる。

転写材１０に転写されずに記録媒体上に残る残存トナー
４５は５記録媒体３の回転により、トナー塗布電極８３
の近傍に運ばれる。トナー塗布電極８３は記録媒体３と
若干の間隙を持って設置されている。永久磁石８３の静
磁界作用により、残存トナーは、記録媒体３の表面とト
ナー塗布電極８３間に集合する。トナー塗布電極には例
えば正の数十Ｖ程度の電圧が印加されており、トナーは
正の電荷を注入されて、記録媒体３に誘導される逆極性
の電荷との間に電気的引力を生じ、記録媒体３に再付着
する。この再付着したトナー４５０は、記録媒体３の回
転に伴い移動して、記録媒体３に圧接されるクリーナブ
レードにより記録媒体３からかき落とされ、その多くは
箱体８０に収納される。クリーナーブレードによりかき
落とされたトナーのうち箱体８０に収納されず、記録媒
体３とトナー塗布電極８３間に落下したトナーは、再び
、記録媒体と塗布電極間に集合するトナー群の一部とな
り、転写材１０上に落下して転写材を汚すことがない。

箱体８０に収納されたトナー４５２は、スクリュ８４の
回転により搬送され図示しない廃トナーボトルに集めら
れ、廃棄される。

トナーカートリッジ１８の交換時期は、例えばバイブロ
５１内にトナーセンサ（図示せず）を設置し、パイプ内
のトナー、１ｔ４６１の量を検知することにより、知る
ことができる。このトナーセンサの反応レベルを例えば
２値とすれば、まず警告を発し、次に交換時期を使用者
に知らせることもできる。

次に記録媒体３にトナーが付着し、転写材１０に転写さ
れる流れを説明する。

トナーカートリッジ１８は第２のトナー搬送手段６５下
部に接続され、スクリュ６５０によりトナーがホッパ１
１内に供給されている。この状態において、転写材１０
が、ガイド１３０に沿ってセンサ１９の位置まで搬送さ
れ、センサ１９により転写材１０が検知されると、駆動
回路７００を介してモータ７０が所定の回転数で駆動さ
れると同時に、画像信号に従って電極針２２に記録電圧
が印加され記録動作がはじまる。この時、転写ローラ９
１は前述した摩擦クラッチ７２の作用により、記録媒体
３の周速ｖｄと同じ周速で駆動される。センサ１９は、
記録媒体３が電極２の位置から転写ローラ９１との接触
点まで移動する時間と、転写材１０がセンサ１９の位置
から転写ローラ９１と記録媒体３との接触点まで移動す
る時間が等しくなる位置に設置されている。このためセ
ンサ１９が転写材１０を検知すると同時に、モータ７ｏ
が回転し記録動作が始まると、転写材１０が転写ローラ
９１と記録媒体３の接触点に達した時に、記録媒体３上
の現像画像４３は、その先端部が転写ローラ９１と記録
媒体３の接触点に達することになり、転写材先端からの
記録が可能となる。

転写材１０が記録媒体３と転写ローラ９１に挟持される
と、前述したように摩擦クラッチ７２の作用により、転
写ローラ９１の周速は設定値ｖｔ（＜Ｖ、）となり、転
写材１０はＶｔの速さで搬送される。また、転写材１０
がセンサ１９の位置に達し、センサ１９が転写材１０を
感知すると、タイマを内蔵したセンサ１９の出力信号処
理回路１９０はカウント動作を開始し、転写材１０が記
録媒体３と転写ローラ９１に挟持されると同時にスイッ
チング回転９４を駆動し、転写ローラ９１に記録電圧と
逆極性の電圧が印加される。信号処理回路１９０は更に
継続してカウント動作を続けており、転写材１０が記録
媒体３と転写ローラ９１との接触部から離れる直前にス
イッチング回路９４を駆動し、転写ローラ９１に印加さ
れている電圧を切る。

この転写動作時に、転写材１０で転写ローラに達してい
ないにもかかわらず、現像画像が転写ローラに達し、転
写ローラ９１にトナーが付着するという誤動作がおこっ
た場合では、毛ブラシ９２により転写ローラ９１に付着
したトナーが除去されるので転写材の背面が汚れる事は
ない。

さらに、記録媒体回転時には、スクリュ６１０゜６５０
．１２０．磁気ロール６０が回転し、電極部に適量のト
ナーを供給している。

また、記録媒体３の中心に設置しであるヒータ３３によ
り、高湿時に記録媒体３の温度を上昇させて除湿し、高
湿時も常湿時と同等の良好な画像を得ることができる６
ヒータは１回転する記録媒体の中心にあるため、ヒータ
３３自体は回転する事なく支持することができ、スリッ
プリング等を用いることなく、ヒータ３３に容易に給電
することができる。

除電ブラシ１３２は、転写ローラ９１の作用により記録
媒体３からトナー画像を転写した後で、ガイド１３１に
接触する前の転写材の背面に接触している。除電ブラシ
１３２は、転写材１ｏの移動方向に沿う様に傾いている
ため、転写材１０はなめらかに除電ブラシ１３２に接触
し、ガイド１３１」二に搬送される。この除電ブラシ１
３２により、転写材１０の特に低湿時における余剰な電
荷を除電できるため、低湿時に転写材が、ガイド１３１
に静電気力により付着せず、転写材１０上の転写画像４
４を乱すことなく定着装置まで搬送することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、記録電極の真直度を簡便な方法で容易
に修正が可能で、記録電極と記録媒体との間の距離を記
録幅全域に渡って一定に保つことができるので、高解像
度の記録画像を得ることができる。

また、記録媒体と摺接する部材を用いないため、摩耗、
異常音の発生等がなく、信頼性も高い効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の概略正面図、第３図は本発明の他の実施例を示す
記録電極周辺の概略図である。 ２・・・記録電極、３・・・記録媒体、１４・・・支持
部材、１５．１５’・・・押圧部材、１６・・・電極支
持部材、１７・・・ヘッド支持部材、２０・・・基板、
２５・・・放熱板、２８・・・支持バネ、２９・・・マ
イクロゲージヘッド部材、３０・・・記録装置きよう体
。 図 不　　２ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導電性磁性トナーを用いて記録媒体上に直接記録画
   像を形成する記録装置における多針状に並んだ記録電極
   において、記録電極基板面に垂直に押圧力を付与する手
   段を設けたことを特徴とする記録電極。