JPH0436500B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像記録装置、特に画像電気信号に直
接対応して一成分導電性磁性現像剤（以下トナー
と略記する）を記録媒体に付着させて画像を記録
する画像記録装置に関する。

従来この種の画像記録装置としては米国特許第
3816840号明細書に開示されたものがある。この
従来装置の極く概要を第１図について説明する。
第１図において１はトナー収容容器２内に収容さ
れた導電性磁性トナーに浸つている静止している
非磁性円筒よりなるトナー搬送部材、３はトナー
搬送部材１の内部に矢印Ａ方向に回転するように
設けた磁石で、その周面には円周上略等間隔に異
極性の磁極が交互に着磁されている。４は上記ト
ナー搬送部材１の表面に該部材の軸線方向に並ん
で各々が独立して電気的に絶縁されているアレイ
状配置の多数本の記録電極で、例えばパーマロ
イ、ニツケル、鉄等の導電性磁性材料によつて作
られている。５は記録電極４と対岐して矢印Ｂ方
向に移送される記録媒体で、図示の例では導電性
基板５ａの表面に絶縁性層５ｂを形成したものか
らなるが、その他の一般に市販されている静電記
録紙を使用することも可能である。６は記録媒体
５を挾むように上記記録電極４と対向配置した導
電性のローラ状背面電極で、上記記録媒体５の導
電性基板５の面に接触している。７はドクターブ
レード、８は記録位置、９は画像信号電源であ
る。

上記の構成において、磁石３は矢印Ａ方向に記
録媒体５は矢印Ｂ方向に夫々不図示の駆動源によ
つて駆動される。容器２内のトナーＴは磁石３の
磁界作用によりトナー搬送部材１上に保持されつ
つ磁石３の回転方向と反対方向A′に搬送される。
搬送されるトナーＴは容器２の出口に設けられた
ドクターブレード７によつて均一薄層に規制さ
れ、記録電極４の先端と背面電極６とが対向して
いる記録位置８に達すると、トナーは記録電極４
の先端上に穂状に立ち、その穂の先端が記録媒体
５の表面に接触する。このとき信号電源９から両
電極４，６間に画像に応じた電圧が印加される
と、トナーの穂を通してその先端のトナーに注入
された電荷と記録媒体５の絶縁性層５ｂの背面側
に注入された電荷との静電気力によつてトナーＴ
は記録媒体５の絶縁性層５ｂに付着して画像を形
成する。この絶縁性層５ｂ上のトナー像は不図示
の加熱又は加圧等の定着手段により定着される。

第２図はこの種の画像記録装置の他の従来例で
特開昭55−127578にて詳述されているものであ
る。第１図と同一番号は同一機能を奏する部分を
示す。記録媒体５は導電性基板５ａ上に絶縁性層
５ｂを形成してなる円筒体であつて、矢印方向に
回転する。１０はトナー容器１２内のトナーＴに
浸つている非磁性の円筒で出来た静止しているト
ナー塗布ローラーで、内部には図示されない駆動
系によつて回転する回転磁石１１を有している。
回転磁石１１が矢示Ｃ方向に回転するとトナーＴ
はトナー収容容器１２より矢示Ｄ方向に塗布ロー
ラー１０上を移動し、記録媒体５に運ばれる。こ
の場合、電源１３より記録媒体５とトナー塗布ロ
ーラー１０間に電圧が印加されているので記録媒
体５上にはトナーＴが静電気力により付着して薄
層に塗布される。この塗布されたトナーＴは記録
媒体５の回転に伴つて記録電極４に到達する。記
録電極４は導電性磁性体よりなるアレイ状配置さ
れた多数の記録電極であつて、相対向する磁石１
５で挾まれている。ここでトナーＴは記録電極４
の先端接触するトナーの穂を作り、前述塗布ロー
ラー１０にて注入された電荷がトナーの穂および
記録電極４を通して逃げるので記録媒体５とトナ
ーＴ間には付着する力が働かなくなる。しかし、
この瞬間に信号電源９より記録媒体５と記録電極
４間に画像に応じた信号電圧が印加されると、第
１図で説明の如くトナーＴの穂を通して記録媒体
５に接するトナーに電荷が生じ、これと記録媒体
５の絶縁性層５ｂの背面側に生じた電荷とによ
り、トナーＴには記録媒体５に付着する力が働
く、次にこの電荷が画像模様に得られたトナーＴ
を乱さない程度にトナー除去装置１４例えば磁気
吸引や空気吸引等を利用した装置１４により、付
着する力の働かないトナーＴを取除けば記録媒体
上には可視像が現われる。

しかしながらこれらの画像記録装置は高解像度
の画質を得る場合次の問題がある。すなわち、ト
ナーＴが移動していないとき又はトナーの移動速
度がおそいとき信号電極４の隣り同志間でトナー
Ｔが架橋し、信号電源９よりの信号電圧の信号電
極４への印加時に信号電極４間で短絡が生じて信
号電極が焼けたりトナーが固着したりする。従つ
て信号電源９からの供給電圧を高めることが出来
ず、画像濃度を高めることが出来ない。

本発明の目的は上記のようにトナーの移動して
いないとき又は移動速度のおそいときに生ずる不
都合を防止することにある。

本発明の特徴は前述のタイプの画像記録装置に
おいて、記録電極と記録媒体との間隙を通るトナ
ーの移動速度が所定値以上のときのみ記録電極へ
の画像信号電圧の印加を許すようにしたことにあ
る。

本発明の実施例を第３図により説明する。図
中、第１図と同じ部分は同一番号で示す。１６は
回転磁石３を駆動する為の駆動源であり、１７は
駆動源１５と直結されている発電機（タコジエネ
レータ）である。１８は発電機１７より発生する
電圧を読み取る為の検知装置であつて、駆動源１
５が一定回転速度以上のときだけ信号電源９から
の画像信号電圧を記録電極４と背面電極６間に印
加することを許す司令を出す装置である。回転磁
石３の回転速度を検知する手段としては発電機１
６の代りにトナー搬送部材１上にホール素子、コ
イル等の手段を設けて該回転数を検知してもよ
い。

以下、具体的数値を挙げながら説明する。

記録媒体５と記録電極４との間隙は通常10−
5000マイクロミクロンメートル程度に設定可能で
あるが、本実施例では75ミクロンメートルに設定
した、各記録電極４間の間隙は画像密度によつて
異なるが本実施例では１ミリメートル当り12本と
し、各記録電極４は40ミクロンメートルのニツケ
ル線材を使用し、各々の記録電極４を平行に並べ
かつトナー搬送部材１にセメダイン(株)より販売さ
れているセメダインスーパーにて固着兼絶縁し
た。トナーＴとしては3M社より販売されている
導電性磁性トナーUQC−355を使用した。記録媒
体５としては十条製紙(株)より販売されている静電
記録紙FDR−01を使用し、矢印Ｂ方向に毎秒180
ミリメートルで移送した。トナー搬送部材１は直
径50ミリメートルの円筒で、内部の回転磁石３と
しては48極で円筒１の表面で360ガウスの磁界を
生ずるものを使用した。

第４図は第３図記録位置８の近傍を円筒１の周
方向から見た部分拡大図で、各記録電極４ａ，４
ｂ，４ｃ…とすると回転磁石が停止していると
き、又はその回転速度がおそいとき、従つてトナ
ーが移動しないとき又はその移動速度がおそいと
きには、各記録電極上の導電性磁性トナーＴは信
号電極４ａ，４ｂ間、４ｂ，４ｅ間等々を短絡す
る形となる。この状態で信号電源９より信号電極
群４に信号電圧を与えて各信号電極間に電位差
（例えば電極４ａに入力信号があり、電極４ｂに
は無し等）が生じた場合、トナーＴを通して第４
図Ｈの様な短絡電流が流れ、信号電極４が焼けた
り、トナーＴが固着したりして好ましくない事態
が起きる。

本実施例における実験によれば、周囲の雰囲気
やトナー量によつて左右されるが、磁石３の回転
速度がおそいとき信号電極４ａ，ｂ…間の電圧が
略30V以上になると信号電極４が破損することが
観察されたが、しかしながら磁石３の回転速度が
約3600rpm以上になると上記破壊電圧は高くなり
略40〜50Vに上昇することが確認された。この理
由は不明であるが、おそらくトナー移動速度が大
きいとき信号電極４ａ，４ｂ間、４ｂ，４ｃ間
等々でトナー同志の結合が小さくなるためと思わ
れる。そこで前述した如く磁石３の回転速度を検
知し、それが所定値以上になつて検知装置１８が
司令を出したときに画像信号電圧源９から画像信
号電圧を印加すれば、信号電極４の破損が生ぜ
ず、信号電圧を高めることが可能であつて高濃度
で高速性にも秀れた画像記録ができることが確認
された。

以上は第１図のタイプの画像記録装置の場合の
実施例について説明したが、次に第２図のタイプ
の画像記録装置の場合の実施例について述べる
と、記録電極４の先端で磁界が700ガウスとなる
ようにし、記録媒体５の回転速度が周速度で約
180mm／sec以上のとき記録電極４の破損電圧は前
記と同様に高くなることが観察された。よつて、
この場合にも、記録媒体５の回転速度を検知する
装置を設けてその所定回転速度以上のときにのみ
記録電極４に画像信号電圧を印加するようにすれ
ば、記録電極４の破損なしに画像信号電圧を高
め、高濃度の画質の良い記録を行うことができ
る。

記録電極への画像信号電圧の印加を許すべき上
記回転速度ひいてはトナー移動速度の臨界的な値
は、各記録電極間の間隙、記録電極と記録媒体間
の間隙、画像信号電圧の大きさ及び印加時間、ト
ナーの抵抗値などにより異なるので一義的に定め
ることは適当でなく、具体的実施において実験等
により定めることが好ましい。

なお、上記においては磁石３（第１図，第３
図）又は記録媒体５（第２図）の所定回転速度以
下のときに信号電極４に全く電圧を印加しないも
のとして説明したが、該回転速度以下のときに信
号電極４の全てに略同一の電圧を印加しても同様
効果が得られ、この場合には更に記録電極近傍を
清掃する効果が得られる。又ロール記録紙等を記
録媒体として使用する場合には、短時間、信号電
極群に電圧印加を行なうことで記録媒体上に信号
電極群に対応して直線状にトナーが付着するので
これを切取りマークとして利用することも可能で
ある。

以上説明した様に本発明によれば、信号電極の
破損や画質低下を招かずに信号電極に高電圧の画
像信号を印加することができ、高濃度で高速性の
画像記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の関係する画像記
録装置の夫々異る従来例を示す断面図、第３図は
本発明の一実施例を示す概要断面図、第４図は記
録電極およびその近傍の部分拡大図である。 １……トナー搬送部材、２……トナー容器、３
……回転磁石、４……記録電極、５……記録媒
体、６……背面電極、８……記録位置、９……画
像信号電圧源、１０……トナー塗布ローラ、１１
……回転磁石、１２……トナー容器、１３……電
源、１４……トナー除去装置。１５……磁石、１
６……駆動源、１７……タコ発電機、１８……回
転速度検知装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 各々が独立して電気的に絶縁されたアレイ状
   配置の記録電極と近接対向して記録媒体を移動さ
   せ、上記両者間の間隙を通つて導電性磁性トナー
   を移動させると共に上記間隙を横切る磁界を作用
   させ、上記記録媒体の絶縁性層背面と上記記録電
   極との間に画像信号電圧を印加することによつて
   記録媒体にトナーを付着させる方式の画像記録装
   置において、上記の間隙を通るトナーの移動速度
   が所定値以上のときにのみ上記画像信号電圧の印
   加を許す手段を備えたことを特徴とする画像記録
   装置。