JPH0630904B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は中間記録媒体上に画像を形成し、この画像を転
写シートたる転写紙に転写して該転写シート上に画像の
記録を行なう画像記録装置に関する。

背景技術 従来よりこの種の画像記録は電子写真複写機等において
行なわれており、一般に、中間記録媒体である感光体ド
ラム上に形成したトナー画像をコロナ帯電器等を用いて
転写紙等の転写シート上に転写した後、転写シートを定
着装置に通してトナー画像を転写シートに定着して出力
するものである。

このように媒体においては、転写シート上への画像の転
写および定着は別々の装置で行なわれていたが、転写と
定着を同時に行なう画像記録装置が先に提案されている
（例えば米国特許４，２６７，５５６号等）。

この画像記録装置は中間記録媒体として表面に誘電体層
を有するドラムを用い、該ドラムの表面に画像情報信号
に応じた静電画像潜像を形成し、トナー現像器により上
記静電潜像を顕像化してトナー画像と成し、該トナー画
像に対し転写シートを転写定着ローラにより接触させ、
上記トナー画像を圧力によりドラム表面から転写シート
に転写すると同時に該圧力により転写シート上にトナー
画像を定着するものである。

このように転写と定着を同時に行なう方式は、プロセス
が単純化されるために装置の信頼性が向上し、かつ、装
置の小型化が可能になる点で極めて有効なものである。

発明の目的 ところで、従来より、転写シートに転写されたトナー画
像を一対のローラによって圧力定着する一般の定着装置
において、ローラが圧力により撓むことにより発生する
ローラ長手方向の圧力分布の不均一性を考慮して、これ
らローラの軸線を同一平面内に置かずに、該ローラの軸
線を１度乃至数度の微小角度のねじれの関係に保ちつつ
該一対のローラを圧接させ、これらローラの母線が微小
角度で交差するように配置するとともに、転写シートを
これら２個のローラの接触線（ローラ母線が微小角度で
交差しているので接触部は点ではなく線領域となる）に
対し垂直方向に搬送してトナー画像を定着させることが
知られている。このようなローラ配置により、ローラ長
手方向の圧力分布を均一にすることができ、均一な定着
条件が得られる上に、転写シートのシワ発生も防止でき
る。

ところが前述の如く転写及び定着を同時に行なう形式の
画像記録装置においては、上記の定着装置におけるロー
ラ配置と同様に均一な圧力分布を得るべく中間記録媒体
たるドラムの母線と転写定着用のローラの母線を交差さ
せて配置すると、以下のような不都合が生じることが判
明した。すなわち、転写シートは上記と同様に中間記録
媒体たるドラムと転写定着ローラとの接触線に対し垂直
方向に搬送されるが、ドラム母線とこの接触線とは微小
角度互いに傾斜しているので、転写シートの移動方向
は、ドラム上に形成された画像の移動方向（ドラムの母
線に対し直角方向）と一致しない。このため、ドラムか
ら転写シートに転写された画像（トナー画像）は転写シ
ートに対して傾斜したものとなってしまう。

本発明は上記従来例の問題点を解消した画像記録装置を
提供することを主な目的とするもので、より具体的に
は、画像を転写シートに圧力転写する形式の画像記録装
置であって、転写シート上に得られた画像が転写シート
に対して傾斜することがない画像記録装置を提供するこ
とを第一の目的とする。

本発明の第二の目的は、簡素な構成で信頼性の高い画像
記録を可能とする画像記録装置を提供することにある。

発明の概要 本発明による画像記録装置は、回転可能な中間記録媒体
上に画像を形成する画像形成手段と、前記中間記録媒体
上に形成された画像を転写シート上に圧力により転写す
る転写手段とを有し、前記画像形成手段は、第１の方向
に延びる少なくとも一個の電極要素からなる第１の電極
と、該第１の電極と対向しつつ前記第１の方向と交差す
る第２の方向に延びる複数個の電極要素からなる第２の
電極と、前記第１の電極と前記第２の電極の一方に対向
して設けられ前記第１の電極と前記第２の電極との複数
個の交点に対応した複数個の開口を有する第３の電極
と、前記第１の電極と前記第２の電極との間及び前記第
２の電極と前記第３の電極との間にそれぞれ設けられた
誘電体層とを有する記録ヘッドを含み、前記第１の電極
の電極要素が延びる前記第１の方向は前記中間記録媒体
の軸方向に対して微小角度傾斜している。これにより、
画像情報に対応して中間記録媒体上に形成される静電荷
パターンの先行縁は中間記録媒体の軸方向に対して微小
角度傾斜することになり、この結果、中間記録媒体と転
写手段とをそれらの間に均一な圧力分布を維持すべく配
置した場合に、転写シート上に転写される画像が該転写
シートに対して傾むくことがない。

実施例 以下、画像を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図は本発明を具体化した画像記録装置の一実施例の
要部を概略的に示す断面図である。

第１図において、中間記録媒体であるドラム１は金属等
の円筒状導電性基体の外周表面に誘電体層を設けたもの
であり、不図示の駆動手段により矢印方向に回転駆動さ
れる。イオン発生器よりなるデジタル静電記録ヘッド２
は不図示の画像情報信号入力手段により入力される画像
情報信号に応じてドラム１に対して選択的にイオンを放
出し、ドラム１外周面上に画像情報に対応したドット状
静電荷パターンを形成するものであり、その詳細につい
ては後述する。現像器３は静電記録ヘッド２によりドラ
ム１上に形成された静電荷パターンを現像剤たるトナー
により顕像化するためのもので、トナーを収容するトナ
ー容器と、ドラム１表面にトナーを供給する可回転現像
ローラととを有する。従って、上記画像情報信号入力手
段、静電記録ヘッド２及び現像器３は中間記録媒体たる
ドラム１上に画像を形成する画像形成手段を構成する要
素である。

一方、カセット４内に積載された転写シートである転写
紙５は、不図示の駆動手段により回転可能な給紙ローラ
６の回転により１枚づつ装置本体内に搬送され、不図示
の駆動手段により回転可能なレジスタローラ７が所定の
タイミングで回転することにより、転写紙５とドラム１
上に形成された画像（トナー像）との位置的同期合わせ
が行なわれる。

第１図でドラム１の下方に、矢印方向に回転可能な転写
定着ローラ９とバネ１１等の付勢力印加機構とよりなる
転写定着装置が設けられている。転写定着ローラ９はそ
の回転軸１０に一端が係合したバネ１１によりドラム１
に対して付勢され、第１図に示す転写定着位置８におい
てドラム１に圧接する。

転写紙５は前述のシート搬送機構により転写定着位置８
まで搬送されてドラム１と転写定着ローラ９の間のニッ
プ内に取り込まれ、ドラム１上に形成されたトナー画像
がドラム１と転写定着ローラ９間の圧力により転写紙上
に転写されると同時に、該圧力により転写紙上に圧力定
着される。その後転写シート５は不図示のシート分離手
段によりドラム１から分離され、ガイドＧを経た後、不
図示の駆動手段により駆動される排紙ローラ１２により
トレー１３上に排出される。

一方、転写位置８を通過後のドラム１表面はクリーニン
グ手段たるクリーナ１４のクリーニング・ブレード１５
により清掃され、次いでコロナ帯電器１６によりドラム
１表面の残留電荷が除去されて次の画像形成に備える。
尚、上記クリーナ１４はトナー画像の転写シートへの転
写効率が良好な場合には設けなくてもよい。

第２図及び第３図はデジタル静電記録の原理を説明する
ためのもので、第２図（イ）はデジタル静電記録ヘッド
の平面図、第２図（ロ）は該記録ヘッドにより形成され
る静電荷パターンを示す平面図、第３図は静電荷パター
ンの１ドットに対応する記録ヘッド部分を示す断面図で
ある。尚、イオンを放出して誘電体ドラム上に静電荷パ
ターンを形成することにより画像を記録するデジタル静
電記録は例えば米国特許第４，１５５，０９３号、同第
４，１６０，２５７号、第４，２６７，５５６号または
特開昭５４−５３５３７号等により公知のものである。

第２図（イ）に示すように、記録ヘッドはドラム１の母
線１Ａと平行に延びる複数個の並設された電極要素より
なる駆動電極２１と、該駆動電極２１と交差する方向に
延びる複数個の並設された電極要素からなる制御電極２
２とを含み、これら駆動電極２１と制御電極２２の電極
要素が上下方向（第２図では紙面に垂直方向）に重なる
ことによりマトリックス構造を構成する。制御電極２２
の各電極要素には、好ましくはその長手方向に沿って溝
または孔２３が形成されており、これら制御電極２２と
駆動電極２１の電極要素の交点の各々が静電荷パターン
の１ドットに相当する。符号１Ｂはドラム１の回転方向
（即ち、母線１Ａと垂直方向）を示し、符号３４は画像
記録装置への記録ヘッドの取付ピンを示す。

第３図は静電荷パターンの１ドットに対応する記録ヘッ
ド部分を示す断面図で、駆動電極２１の１個の電極要素
２１ａはドラム１の母線と平行に延び、制御電極２２の
１個の電極要素２２ａはこれと交差する方向に延びる。
記録ヘッドは更に、制御電極２２に関して駆動電極２１
の反対側に設けられたスクリーン電極２４を有し、該ス
クリーン電極２４には駆動電極２１と制御電極２２との
交点に対応して複数個のスクリーン開口がマトリックス
状に形成されている。第３図には電極要素２１ａと電極
要素２２ａとの交点に対応する１個のスクリーン開口２
７のみを示す。駆動電極２１の電極要素２１ａと制御電
極２２の電極要素２２ａとの間及び制御電極２２の電極
要素２２ａとスクリーン電極２４との間には誘電体３
０、３１が夫々設けられ、これら電極を互いに隔離して
いる。

駆動電極の電極要素２１ａと制御電極の電極要素２２ａ
との間に適宜の交流電圧（例えばピーク・ピーク値で約
１〜３ＫＶ程度）が印加されており、この結果、制御電
極の電極要素２２ａと誘電体３０との界面に沿って沿面
放電が生じてイオンが発生する。このとき制御電極の電
極要素２２ａとドラム１の導電性基体１ｂとの間に適宜
の直流バイアス（例えば絶対値で約３００〜９００Ｖ）
を印加すると、前記沿面放電により発生したイオンがド
ラム１の方向に流れる。この直流バイアスが負であれば
負（マイナス）イオン流、正であれば正（プラス）イオ
ン流となる。一方、スクリーン電極２４には適宜の一定
のバイアスが印加されており、制御電極の電極要素２２
ａの電位をスクリーン電極２４へのバイアス値の前後の
値に交互的に切り変えることにより、ドラム１の誘電体
層１ａ上へのイオン流の発生をＯＮ／ＯＦＦ制御するこ
とができる。例えば、スクリーン電極２４へ−３５０Ｖ
の電圧を印加し、制御電極の電極要素２２ａの電位を−
３５０Ｖと−６５０Ｖの２通りに切り変えるとすると、
−６５０Ｖのときには負のイオンがスクリーン電極２４
のスクリーン開口２７を通過してドラム１の誘電体層１
ａに流れるが、−３５０Ｖのときにはスクリーン電極２
４の電圧によってイオン流が阻止され、誘電体層１ａは
帯電されない。

前述の如く、スクリーン電極２４には駆動電極２１と制
御電極２２とにより劃成されるマトリックス構造に対応
して複数個のスクリーン開口がマトリックス状に形成さ
れているので、制御電極２２の各電極要素の電位を手段
の如く制御することにより、ドラム１の誘電体層１ａ上
にドット状の任意の静電荷パターンを形成することがで
きる。換言すれば、駆動電極２１の１個の電極要素（第
３図では２１ａ）と制御電極２２の１個の電極要素（第
３図では２２ａ）との交点と、スクリーン電極２４に形
成された対応するスクリーン開口（第３図では２７）と
の組合せが、ドラム１上に静電荷パターンを形成する際
の１ドットに相当する記録ヘッド要素を構成する。

従って、第２図（イ）に示すように駆動電極２１の各電
極要素をドラム１の母線１Ａと平行に設けた場合には、
静電荷パターンのドットは第２図（ロ）に示すようにド
ラム母線１Ａとドラム移動方向１Ｂとの直交する２直線
に沿って延びる矩形配置となり、ドラム上に画成される
像形成領域（静電荷パターンを形成可能な領域）は矩形
となる。

第４図は本発明に従った画像記録装置の一実施例におけ
る記録ヘッドの構成及びこれにより形成される静電荷パ
ターンのドット配列を示す図であり、第２図に示すもの
と対応する部材には同一の符号を付してある。

第４図に示す記録ヘッドの構成が第２図に示すものと異
なる点は、第２図のものでは駆動電極２１の各電極要素
がドラム１の母線１Ａと平行に設けられていたのに対し
て、第４図のものでは、駆動電極２１の各電極要素が、
概略ドラム１軸方向に延びるものの、第４図（イ）に一
点鎖線２１Ａで示すようにドラム母線１Ａに対して微小
角度θ１（例えば１度乃至数度）傾斜するように記録ヘ
ッド全体をドラム１に対して位置決めしたことである。
記録ヘッド内の駆動電極２１、制御電極２２、スクリー
ン電極２４の位置関係は第２図のものと同じである。従
って駆動電極２１の各電極要素はドラム１の母線１Ａ及
び移動方向１Ｂのいずれに対しても非平行、非直角とな
り、また制御電極２２の各電極要素もドラム母線１Ａ及
び移動方向１Ｂのいずれに対しても非平行、非直角とな
る。

第４図の構成によれば、ドラム１上に形成される静電荷
パターンの幅方向におけるドット列は、第４図（ロ）に
示すようにドラム母線１Ａに対して前記微小角度θ１傾
斜したものとなる。ドラム１は矢印１Ｂ方向に回転移動
するので、静電荷パターン長さ方向におけるドット列は
ドラム移動方向１Ｂと平行となる。従って、本実施例の
記録ヘッドによりドラム１上に画成される像形成領域
は、パターン先行縁がドラム母線１Ａに対して微小角度
θ１傾斜し、且つ、両側縁がドラム１の両側縁に平行な
平行四辺形となる。

第５図は本発明の別の実施例に従った画像記録装置にお
ける記録ヘッドの構成とこれにより形成される静電荷パ
ターンを示す図であり、第４図に示すものと対応する部
材には同一の符号を付してある。

第５図に示す記録ヘッドが第４図に示すものと異なる点
は、第５図のものでは、記録ヘッド全体をドラム１に対
して傾むけずにドラム母線１Ａと平行に配置し、第５図
（イ）に一点鎖線２１Ａで示すように駆動電極２１の各
電極要素のみをドラム母線１Ａに対して微小角度θ１傾
斜させたことである。制御電極２２の各電極要素が駆動
電極２１の各電極要素と交差する方向に延びる点は第４
図実施例と同じである。従って、第５図実施例の駆動電
極２１及び制御電極２２の夫々の電極要素は共に、第４
図実施例と同じく、ドラム１の母線１Ａ及び移動方向１
Ｂのいずれに対しても非平行、非直角となる。

第５図の構成においても、ドラム１上に形成される静電
荷パターンの幅方向におけるドット列は第５図（ロ）に
示すようにドラム母線１Ａに対して微小角度θ１傾斜し
たものとなる。従って、本実施例の記録ヘッドによりド
ラム１上に画成される像形成領域も、先行縁がドラム母
線１Ａに対して微小角度θ１傾斜し、且つ、両側縁がド
ラム１の両側縁に平行な平行四辺形となる。

第６図は本発明画像記録装置の一例におけるドラム１と
転写定着ローラ９との配置と、記録ヘッド２によりドラ
ム１上に形成される静電荷パターンの位置の関係を示す
図であり、第１図に示すものと対応する部材には同一の
符号を付してある。

前述の如く、ドラム１と転写定着ローラ９とはそれらの
間に均一な圧力分布を与えるように、ドラム１の軸線１
Ｃと転写定着ローラ９の軸線９Ｃが同一平面内になく、
ドラム母線１Ａと転写定着ローラ母線９Ａとが１乃至数
度の角度θ２で交差するようにに配置されている。従っ
てドラム１と転写定着ローラ９とのニップ中心線５Ｃ
（ドラム１と転写定着ローラ９の接触線）はドラム１の
母線１Ａに対して微小角度θ３で交差する。転写シート
５は、ドラム１と転写定着ローラ９とのニップ内に取り
込まれるとき、先行縁５Ａがこのニップ中心線５Ｃに対
して垂直方向に搬送されるべく規制され、従ってドラム
母線１Ａに対して同一の微小角度θ３傾斜した転写シー
ト先行縁５５Ａはニップ中心線５Ｃと一致する。

第５図に関して説明したように、記録ヘッド２の駆動電
極の各電極要素はドラム母線１Ａに対して微小角度θ１
傾斜している。第６図の画像記録装置において、この微
小角度θ１はドラム母線１Ａに対してニップ中心線５Ｃ
がなす前記微小角度θ３と等しくなるように（即ち、駆
動電極の各電極要素とニップ中心線５Ｃとがドラム面上
で平行となるように）なされている。この結果、第６図
に示すように先行縁がドラム母線１Ａに対して同一の微
小角度θ１傾斜した静電荷パターンがドラム回転ととも
に現像されニップ中心線５Ｃに至るとき、現像後のトナ
ー・ドットパターンの先行縁Ｓはニップ中心線５Ｃと一
致する。

このようにトナー・ドットパターン先行縁Ｓと転写シー
ト先行縁５Ａとはドラム母線１Ａに対し同一の微小角度
θ１またはθ３傾斜しており、ドラム１上での画像形成
と転写シート５の搬送とが同期して行なわれると、転写
定着ローラ９により転写シートに転写定着されたドット
パターン先行縁Ｓ′はローラ９通過後の転写シート先行
縁５Ａ′と一致するか、或いは平行となる。

転写シート上に形成する画像と転写シートとの間に極微
小の傾きが許容される場合には、記録ヘッドの駆動電極
２１がドラム１の母線１Ａに対しなす角度θ１と、ニッ
プ中心線５Ｃがドラム母線１Ａに対しなす角度θ３とを
厳密に等しくする必要はない。

尚、前述実施例においては、圧力転写と同時に定着を行
なう場合を示したが、本発明はこれに限らず、中間記録
媒体とローラとによって圧力転写を行ない、その後別の
位置で不図示の定着手段により像定着を行なってもよい
ことは勿論である。

発明の効果 以上の如く、本発明によれば、均一な転写圧力を得る場
合にも、転写シート上の画像が傾むくことがない。また
この画像傾むきの防止を極めて簡素な構成で達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による画像記録装置の要部を
示す断面図である。 第２図、第３図はデジタル静電記録の原理を示すための
図で、第２図（イ）は記録ヘッドの平面図、第２図
（ロ）は該記録ヘッドにより形成される静電荷パターン
を示す平面図、第３図は静電荷パターンの１ドットに相
当する記録ヘッド部分を示す断面図である。 第４図は第１図実施例による画像記録装置における記録
ヘッドの構成を示すための図で、第４図（イ）は記録ヘ
ッドの平面図、第４図（ロ）は該記録ヘッドにより形成
される静電荷パターンを示す平面図である。 第５図は本発明の別の一実施例による画像記録装置にお
ける記録ヘッドの構成を示すための図で、第５図（イ）
は記録ヘッドの平面図、第５図（ロ）は該記録ヘッドに
より形成される静電荷パターンを示す平面図である。 第６図は本発明の画像記録装置の一例におけるドラムと
転写定着ローラとの配置と、、記録ヘッドによりドラム
上に形成される静電荷パターンの位置の関係を示す斜視
図である。 主要部分の符号の説明 １……中間記録媒体（ドラム） １Ａ……ドラム母線 ２……記録ヘッド ５……転写シート ９……転写定着ローラ ２１……第１の電極（駆動電極） ２１Ａ……第１の電極の延びる方向 ２２……第２の電極（制御電極） ２４……第３の電極（スクリーン電極） ３０、３１……誘電体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な中間記録媒体上に画像を形成す
   る画像形成手段と、前記中間媒体上に形成された画像を
   転写シート上に圧力により転写する転写手段とを有する
   画像記録装置において、 前記画像形成手段は、第１の方向に延びる少なくとも一
   個の電極要素からなる第１の電極と、該第１の電極と対
   向しつつ前記第１の方向と交差する第２の方向に延びる
   複数個の電極要素からなる第２の電極と、前記第１の電
   極と前記第２の電極の一方に対向して設けられ前記第１
   の電極と前記第２の電極との複数個の交点に対応した複
   数個の開口を有する第３の電極と、前記第１の電極と前
   記第２の電極との間及び前記第２の電極と前記第３の電
   極との間にそれぞれ設けられた誘電体層とを有する記録
   ヘッドを含み、前記第１の電極の電極要素が延びる前記
   第１の方向は前記中間記録媒体の軸方向に対して微小角
   度傾斜していることを特徴とする画像記録装置。