JPH02190355A - 静電記録装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は記録装置に係り、特に普通紙にトナー像を直接
印字する静電記録装置に関する。

〔従来の技術〕

感光体を用いない記録装置の１つとして高速で回転する
スリーブ表面に螺旋状に線状電極を設け、この線状電極
に対向した位置に固定配設されたセグメント電極を設け
、その間に用紙を挟持搬送さゼ更に両電極間に高電圧を
印加してスリーブ表面に付着させたトナーにより用紙へ
直接トナー像を゛上述のような静電記録装置において、
用紙へトナーを印字する印字部は例えば第７図に示す如
く構成されている。すなわち、第７図に示す如くセグメ
ント電極１５に高圧電源１７を接続し、線状電極１６を
接地し、用紙Ｐへの印字タイミングに従って高圧電源１
７からセグメント電極１５へ高圧を印加することにより
画電極１５と１６間（印字部Ｆ）に電界Ｅ（電気力線）
を形成させる。そして、スリーブ１８表面に付着するト
ナーＴをセグメント電極１５と線状電極１６間を給送さ
れる用紙Ｐ上に電界已によるクーロン力によって付着さ
せるものである。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、上記のような従来の静電記録装置ではセ
グメント電極１５と線状電極１６はその印字部Ｆで第８
図に示す如く交差対向し、第７図、第８図に示す如くセ
グメント電極１５と線状電極１６間に形成される電界Ｅ
は線状電極１６の延設方向に沿って広がり、この為用紙
Ｐへ付着するトナー像も上記電界Ｅの形成状態に従って
線状電極１６の延設方向に沿って針状のドツトに形成さ
れてしまう、従って、用紙Ｐ上に形成される画像は全体
として線状電極１６の延設方向に沿った傾きを有する不
良画像となる。

また、高圧電源１７からセグメント電極１５に高圧を印
加しない期間にはトナーが用紙Ｐに付着しないはずであ
るが、現実にはスリーブ１８の回転による遠心力等によ
りスリーブ１８からトナーが飛散し、飛散したトナーに
より用紙Ｐの非印字領域がよごれ用紙の地よごれの原因
となっている。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の欠点に鑑み、画像品質を向上し、し
かも用紙の地よごれを防止することを可能とした静電記
録装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

上記目的は本発明によれば、トナー層を表面に担持しト
ナーを所定経路に沿って搬送するトナー搬送体と、該ト
ナー搬送体のトナー担持面と逆側に回転可能に配設され
周表面に螺旋状電極が設けられた共通電極体と、前記ト
ナー搬送体のトナー担持面側に対向配設され複数のセグ
メント電極からなる信号電極体と、前記トナー層と共通
電極間に設けられた制御電極とを有し、前記セグメント
電極に印字情報に応じた第１の電圧を印加し、前記制御
電極に前記第１の電圧と同位相の第２の電圧を印加する
ことにより、前記トナー搬送体上のトナーを前記トナー
搬送体と信号電極体間に給送される記録材上に転移させ
る静電記録装置を提供することにより達成される。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳
述する。

第２図は一実施例の静電記録装置の模式的断面図である
。同図において、静電記録装置ｌは現像器２、記録ヘッ
ド３、除電ブラシ４、待機ロール５、定着ロール６、搬
送ガイド板７ａ、７ｂ、ＶＣ，＊送ベルｌ−７ｂ’で構
成されている。待機ロール５は内部に不図示のヒータを
有し、所定のタイミングで用紙を矢印“イ°°方向に搬
送すると共に用紙に含まれる湿気を除去するロールであ
る。

除電ブラシ４は、搬送中用紙に発生する帯電電荷を除去
するブラシである。搬送ガイド板７ａ、７ｂ、７ｃは各
々用紙の矢印“イ”方向へ搬送をガイドする部材であり
絶縁材料よりなる。搬送ベルト７ｂ′は矢印“ハ”方向
に回転し後述するように上面にトナーが付着する用紙を
搬送ガイド板７ｂ側に接触しないように下方へ吸引しな
がら搬送する為の所謂エアーサクション式のベルトであ
る。

定着ロール６はヒータ６ａ’が内蔵された加熱ロール６
ａと加熱ロール６ａに圧接する加圧ロール６ｂで構成さ
れ熱と圧力により、未定着トナー像を用紙に定着させる
ロールである。

現像器２は現像容器２′の下方に設けられた現像ロール
８を有し、現像容器２′内には一極性の一成分高磁性の
トナーＴが収納されている。また、現像容器２の一端は
後述するフィルム（絶縁フィルム）に付着するトナー層
の厚さを規制するブレード２ａを形成する。現像ロール
８は回転軸８ａに固着されたマグネットロール８ｂとマ
グネットロール８ｂの外周に形成されたスリーブ（スク
リューボール）８ｃで構成され、現像ロール８の周囲に
は固定スリーブ１９と、詳しく構成を後述するフィルム
（絶縁フィルム）１２が覆設されている０回転軸８ａは
不図示の駆動機構により同図に矢印で示す“口”方向に
高速で回転する。また、スリーブ８Ｃの周面には後述す
るように螺旋状の線状電極が埋設されている。

記録へラド３は上記現像ロール８の直下で搬送ガイド板
７ａと７ｂの隙間を介してスリーブ８Ｃの下面と対面す
る位置に配設されている。第３図は記録ヘッド３と上記
現像ロール８の斜視図を示す。

記録へラド３は絶縁板３ａを挟んで多数のセグメント電
極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・を有し、用紙の搬送方向
（°“イ”方向）と直交する方向（主走査方向）にセグ
メント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・が順次配設され
ている。各セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・
はそれぞれ対応するスイッチ３ｃｍ１，３ｃｍ２．　　
・・・を介して高圧電源、３　ｄに接続され、スイッチ
３Ｃ−１゜３ｃｍ２．　　・・・の閉時に対応するセグ
メント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・に高圧電源３ｄよ
り高電圧を印加する。尚、セグメント電極３　ｂ−１゜
３　ｂ−２，・・・への高電圧印加は詳しく後述するタ
イミングで行われる。

一方、同図に示すように上記スリーブ８Ｃの周面には線
状電極９が螺旋状に形成され、線状電極９は互いに接触
することなく、所定間隔を有して埋設されている。また
、線状電極９は接地されている。

また、現像ロール８の下部を覆って配設されたフィルム
１２は固定スリーブ１９にその両端を張設され、フィル
ム１２内でスリーブ８Ｃの直下には制御電極１３ａ〜１
３ｃが主走査方向に沿って平行に形成されている。この
制御電極１３ａ〜１３ｃの一端はスイッチ１０を介して
制御電圧出力回路１１に接続されている。

第１図はさらに記録ヘッド３と現像ロール８、フィルム
１２の詳しい構成を示す模式的断面図である。上記スリ
ーブ８Ｃの下面には厚さ数μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）で構成されたフィルム１２が上記の如
く覆設されている。

また、このフィルム１２内には上記制御電極１３ａ〜１
３ｃが形成され、制御電極１３ａと１３ｂ及び１３ｂと
１３ｃ間は所定幅（例えば本実施例では０．１ｍｍ　）
の隙間を有している。

また、同図に示すフィルム１２の下面に付着するトナー
Ｔは現像ロール８の°″口”方向への回転に従って、現
像容器２′内のトナーＴがマグネットロール８ｂの有す
る磁力により固定スリーブ１９に付着し、さらにフィル
ム１２の下面を印字部Ｆまで移動してきたものである。

ここで、本実施例では印字部Ｆでの各部材やトナー層等
の寸法や厚さを以下のように設定する。

まず、セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・の先端
から線状電極９．までの距離りは２００μｍである。ト
ナーＴの厚さとフィルム１２の厚さを加えた隙間ｌは６
５μｍである。セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・
・・の先端幅Ｗｌ及び線状電極幅Ｗ２は共に０．１鵬で
ある。また、用紙Ｐは厚さｔが８６μｍの用紙を使用す
る。

尚、上記のように各寸法を設定すると搬送ガイド板７ａ
、７ｂを搬送される用紙Ｐの上面Ｐ、とトナー層の下面
ｔｏまでの間隔Ｇは４９μｍに設定される。

第４図はセグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２゜・・・に
対して移動する線状電極９の位置関係を示す図である。

同図において、線状電極９は矢印゛′二″方向に移動す
る。すなわち、スリーブ８ｃが“口°“方向に回転する
と線状電極９は同図の紙面左から右へ向けて（矢印“二
゛′方向）へ移動する。

尚、同図に示すＬＳＥはセグメント電極３ｂ−１゜３ｂ
−２，・・・の有効長を示し、ＬＬｓｔは実際に記録電
極３に配設されるセグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，
・・・の長さを示し、）（ｓｔはセグメント電極３ｂ−
１，３ｂ−２，・・・の副走査方向の配設間隔を示す、
また、ＬＳＰは線状電極９の主走査方向の配設間隔を示
す。

以上のように構成された静電記録装置ｌにおいて、高圧
電源３ｄからの高電圧の印加タイミング及び制御電圧出
力回路１１からの制御電圧の出力タイミングを第５図（
ａ）、　（ｂ）に示す。第５図（ａ）は高圧電源３ｄか
らセグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２、・・・へ出力さ
れる高電圧の出力タイミングを示し、同図伽）は制御電
圧出力回路１１から制御電極１３ａ〜１３ｃへ出力され
る制御電圧の出力タイミングを示す。尚、同図（ａ）、
（ロ）に示す１／ｆは高電圧又は制御電圧の出力周期を
示し、用紙への１ドツトの印字時間を示す。すなわち、
同図（ａ）。

（ロ）に示すように本実施例ではセグメント電極３ｂ−
１，３ｂ−２，・・・に高電圧（Ｖ５、例えば＋６００
Ｖ）を印加する期間Ｐ−に同期して制御電ＦＵ１３ａ〜
１３ｃに制御電圧（Ｖｓ）を印加する。

勿論、高圧電源３ｄから出力される高電圧は印字データ
に従ってスイッチ３ｃｍ１，３ｃｍ２が開閉制御され、
選択されたセグメント電極３ｂ−１゜３　ｂ−２，・・
・のみへ印加される。

上記の如く期間Ｐ−の間、印字データにより選択された
セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２゜・・に高電圧（Ｖ
ｓ　）を印加し、制御電極１３ａ〜１３ｃに制御電圧（
Ｖｓ　）を出力することにより、セグメント電極３ｂ−
１，３ｂ−２，・・・と線状電極９間には制御電極１３
ａと１３ｂ、１３ｂと１３ｃの隙間を介して第１図に点
線で示す電界Ｅ′が形成される。一方、用紙Ｐは待機ロ
ール５により除電ブラシ４→搬送ガイド板７ａを介して
印字部Ｆへ給送される。また、フィルム１２の下面には
現像容器２′内のトナーＴをブレード２ａにより所定厚
に規制されたトナーＴが付着し印字部Ｆに搬送される。

従って、上記のように第５図（ａ）に示す期間Ｐ−の間
でセグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・へ高圧を
印加し、制御電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・へ制御電
圧を出力すると、フィルム１２下面に付着していた一橋
性のトナーＴは上記電界Ｅによるクーロン力によって用
紙Ｐ上面へ付着する。しかも、この時セグメント電極３
ｂ−１，３ｂ−２，・・・へ印加される高電圧（Ｖｓ　
）の出力期間Ｐ、４に同期して制御電極１３ａ〜１３ｃ
へ同電位の制御電圧（Ｖｓ　）が印加される為、出力期
間Ｐ％４の間だけ正確に用紙Ｐにトナーが付着し、トナ
ーによる印字は鮮明なものとなる。また、第６図に示す
如く、セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２，・・・と線
状電極９間に配設された制御電極１３ａと１３ｂ、１３
ｂと１３ｃの隙間は極めて狭く、上記の如くセグメント
電極３ｂ、−１，３ｂ−２，・・・の幅（１ｍｍ）と同
じである。以上から、従来例の第８図に示した如く電界
Ｅが線状電極１６の延設方向に沿って形成されるという
ことがなく、第１図及び第６図に示す如く、電界Ｅ′は
例えばセグメント電極３ｂ−１と線状電極９の交差対向
部のみに直線状に形成される。

したがって、用紙Ｐ上に印字されるトナーもこの電界Ｅ
′の形成状態に従って用紙Ｐ上に円形状で、かつ鮮明に
印字される。

一方、セグメント電極３ｂ−１，３ｂ−２゜・・に高電
圧（Ｖｓ　）が印加されない非印字期間には第５図（ロ
）に示す如くバイアス電圧（Ｖｉ　）が制御電極１３ａ
〜１３ｃへ印加される為、フィルム１２下面に付着した
トナーＴはフィルム１２側にクーロン力を受ける。この
為トナーＴは飛散することがな（用紙Ｐに飛散トナーが
付着するということがない、従って、トナーＴによる地
よごれを用紙Ｐに発生させることもない。

次に、本発明の発明者が本発明の再現性及び静電記録装
置としての利用性について確認するための測定を行った
結果を以下に示す、先ず、本発明と比較する為、従来例
の場合の測定結果を示す。

但し、条件は本発明とできるかぎり同じにする為、以下
の条件とした。

、セグメント１１ｐｉ１５と線状電極１６の間隔りは２
００μｍとする。

・トナー層にスリーブ１８の厚さを加えた厚さｉ′は６
５ｐｍとする。

・セグメント電極１５の先端幅Ｗ１及び線状電極１６０
暢Ｗ２は共に０．１＋ｏａとする。

・用紙Ｐの厚さｔは８６μｍ厚の普通紙を用いる。

・高圧電源１７から出力される高電圧は＋６００ｖとす
る。

尚、トナーは一極性の１成分高抵抗磁性トナーを使用す
る。

以上の条件で印字動作を行ったところ、前述の従来例の
問題点で指摘した通り線状電極１６の延設方向に沿った
斜めの針状形のトナー像を生じ、かつ用紙に地よごれを
生じ印字コントラストの掻めて悪い画像となった。

次に上記従来例の場合にさらに制御電極（上記制御電極
１３ａ〜１３ｃと同様な構成の電極）の構成を加え、た
だ第５図（ａ）、　（ｂ）に示すような制御を行わなか
った場合の測定結果を示す、従って、この場合上記条件
に以下の条件が加わる。

・制御電極の厚さは１４μｍとする。

・制御電極間の隙間は０．１ｍｍとする。

・制御電圧には直流定電圧＋２００〜＋ｓｏｏ　ｖを印
加する。

以上の条件で印字動作を行ったところ、制御電圧が低い
場合は上記制御電極の隙間幅と同じ幅のバンド状トナー
の全面付着が起こり、逆に制御電圧が高い場合は全く印
字されなかった。

一方、本発明の場合は、上記条件にさらに第５図ら）の
タイミングで制御電圧を制御電極１３ａ〜１３ｃへ出力
し印字動作を行うものであり、他の条件は上記測定と同
じとして印字動作を行った。

この結果、予想していたように用紙汚れがなく、しかも
鮮明で高解像度の真円状のドツト印字像を得た。

以上の測定に用いた具体的数値は、上記測定を行う為に
具体的に設定したものであり、本発明は上記数値の設定
に限られるものではないことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、印字画像が
鮮明となり、しかも地よごれがなく高コントラストを有
する優れた印字品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の静電記録装置の要部の模式第２図は
一実施例の静電記録装置の模式的断面図、 第３図はセグメント電極と現像ロールの斜視図、第４図
はセグメント電極と線状電極の配設関係を示す図、 第５図（ａ）は高電圧の出力タイミングを示すタイムチ
ャート、 第５図Φ）は制御電圧の出力タイミングを示すタイムチ
ャート、 第６図は制御電極とセグメント電極と０配設関係を示す
図、 第７図は従来の静電記録装置の一部を示す構成図、 第８図は従来の静電記録装置による電界Ｅの形成説明図
である。 ｌ・・・静電記録装置、 ２・・・現像器、 ３・・・記録ヘッド、 ３ｂ−１，３ｂ−２゜ ・・・セグメント電極、 ３　ｃ　１　＋　　３　ｃ　ｚ　＋　　・・・スイッチ
、３ｄ・・・高圧電源、 ４・・・除電ブラシ、 ５・・・待機ロール、 ６・・・定着ロール、 ７ａ〜７ｃ・・・搬送ロール、 ７ｂ’　　・・・搬送ベルト、 ８・・・現像ロール、 ８　ｃ　・　・ ９　・　・　・ １１　・　・　・ １２　・　・　・ １３ａ〜ｌ １９　・　・　・ ・スリーブ、 線状電極、 制御電圧出力回路、 フィルム、 ３ｃ・・・制御電極、 固定スリーブ。 特許出願人　　カシオ電子工業株式会社同　　　上　　
カシオ計算機株式会社 ｑ 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トナー層を表面に担持しトナーを所定経路に沿って搬送
   するトナー搬送体と、該トナー搬送体のトナー担持面と
   逆側に回転可能に配設され周表面に螺旋状電極が設けら
   れた共通電極体と、前記トナー搬送体のトナー担持面側
   に対向配設され複数のセグメント電極からなる信号電極
   体と、前記トナー層と共通電極間に設けられた制御電極
   とを有し、 前記セグメント電極に印字情報に応じた第１の電圧を印
   加し、前記制御電極に前記第１の電圧と同位相の第２の
   電圧を印加することにより、前記トナー搬送体上のトナ
   ーを前記トナー搬送体と信号電極体間に給送される記録
   材上に転移させる静電記録装置。