JPH0652437B2

JPH0652437B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH0652437B2
Application number: JP60165515A
Authority: JP
Inventors: 徹也藤田; 哲郎今野; 豊金井
Original assignee: 株式会社精工舎
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1985-07-26
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS6225769A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像情報に対応する電気信号により導電性ト
ナーの付着を制御して記録紙に画像を形成する画像記録
装置に関する。

（従来の技術）従来の技術として、例えば、ＵＳＰ−３８１６８４０が
ある。これは導電性の中空円筒のトナー搬送部材の内部
に、回転する磁石が設けられており、このトナー搬送部
材の表面に磁性体で出来た信号電極が多数個電気的に相
互に絶縁されて設けてある。この信号電極には文字発生
器が接続されている。トナー搬送部材は、導電性磁性ト
ナーが収納されているトナー容器にその一部が埋没して
いる。絶縁性の記録体は信号電極に近接して対向してお
り、記録体の背面には背面電極が密着している。そこで
磁石がたとえば反時計方向に回転すると、導電性磁性ト
ナーは磁界の変化に従い穂状のトナー鎖を形成しながら
トナー搬送部材表面に沿って時計方向に移動する。この
移動している導電性磁性トナーは信号電極へ到達する
と、信号電極の先端に導電性磁性トナーの穂が形成され
る。この時に文字発生器から信号電極へ画像情報に応じ
た信号電圧を与えることによって、信号電極に印加され
た電圧と背面電極との電圧差により形成された導電性磁
性トナーの穂を通して記録体に荷電され、導電性磁性ト
ナーは記録体面に付着する。また記録体は右方向に移動
している為に記録体上には連続的に画像が形成される。

上記の様な装置を改良したものとして、導電性磁性トナ
ーの代りに光導電性磁性トナーと光を組合せ、かつ記録
用の信号電極を分割して記録体上にトナー像を形成する
方法を用いた装置（特開昭５９−１０４９５９）があ
る。また信号電極の各々が一部を光導電性物質で形成さ
れており、その光導電性物質を介してのみ電極先端と信
号電圧源との電気的な接続が実現出来る様になってお
り、これらの電極は複数の群に区分され、その各群別に
その電極群の光導電性物質に光を当てる光源を設けると
ともに、各群の対応する電極をそれぞれ共通の電気接続
線に接続し、記録体上にトナー像を形成する方法を用い
た装置（特開昭５９−１４６８６５）がある。さらにト
ナー搬送面に移動磁極の移動方向と直交する方向に線状
の導電体を張設し、この線の両端間に誘起する起電力を
検出して、これにより磁極位置と画像信号電圧印加との
同期をとるようにした装置（特開昭５９−１５２８７
５）などがある。

（発明が解決しようとする問題点）上記したＵＳＰ−３８１６８４０において、トナーが記
録体に付着するのは、トナーが導電性であるため各トナ
ー鎖が実質的に一つの導電体となり、電圧印加時に記録
体の絶縁材料層背面側の電荷と逆極性の電荷がトナー鎖
を通してその先端部に誘起され、この両電荷の静電吸引
力が磁石による磁力に打ち勝って該先端部のトナー粒子
を記録体へ吸引付着させている。従ってトナー鎖先端部
に十分な電荷を誘起させなければならず、それぞれの電
極に十分な電圧を印加せねばならない。この電極は記録
体の記録巾を２１６mmに選びかつ１mm当り１０本の解像
度を得ようとする場合、２１６０本必要であり、これと
同数の駆動電源が必要で、コスト，装置の大型化の欠点
を有している。またトナーは十分導電性でなければなら
ず、一度記録体に付着したトナーの電荷はすぐ失われる
ため、転写から短い時間内に定着をする必要があり、定
着器の配置等の問題がある。またトナー鎖を通しての電
荷の移動は、電極の面に対して垂直方向だけでなくその
他の方向へも同様な速度で行われるので、非画像部分へ
の転写による印字品質の低下、解像度の悪化を生じる問
題がある。

この欠点の改良である上記特開昭５９−１０４９５９
は、導電性磁性トナーの代りに、光導電性磁性トナーと
光を組合せ、かつ記録用の信号電極を分割するような方
法を用いて、信号電極の配線を各ブロック毎にし、各ブ
ロック毎に順次走査している。しかしながらこの場合分
割された光源の順次あるいは選択的な駆動及び各ブロッ
ク毎の電極の順次あるいは選択的な駆動等が必要であ
り、十分に改良されているとはいえない。

また、前記特開昭５９−１４６８６５では、光導電性材
料を使用するため、他のブロックに影響を及ぼさないよ
うな光学的レンズ系が必要となってくる。これら従来技
術のいずれもがトナー自身をそのトナー鎖先端部に、付
着に必要な電荷を誘起する必要があり、駆動系は各電極
に比較的高い電圧を順次あるいは選択的に印加できるも
のでなければならず、複雑でコスト高となっている。

本発明の目的は、工程数の少ない簡単な画像記録を行う
もので、高電圧を不要とし、回路構成を簡単とするとと
もに、導電性トナーの紙への転写を素早く為し得るとと
もに非画像部分への転写いわゆるゴーストを生じない高
品質の画像記録を得ることにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の画像記録装置は、導電性トナーを収容したトナ
ー容器と、導電性トナーを帯電させるトナー帯電手段
と、この帯電させた導電性トナーを搬送するトナー搬送
手段と、このトナー搬送手段と第１の間隙をもって対向
しかつ紙送り方向と実質的に直交する方向に延伸するス
リットを有する絶縁性支持体と、その開口端面に形成し
てある複数の記録電極と、この記録電極と第２の間隙を
もって送られる記録紙と、この記録紙を導電性トナーの
帯電電荷と同極性に帯電させる記録紙帯電手段と、画像
情報に対応して選択された記録電極に、導電性トナーお
よび記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧を供給する駆動信
号供給手段とを具備するものである。

駆動信号供給手段は、常時記録電極を接地しているも
の、あるいは画像情報に対応して選択された記録電極に
導電性トナーおよび記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧を
供給するのに加えて、非選択の記録電極に導電性トナー
および記録紙の帯電電荷と同極性の電圧を供給するも
の、あるいは記録電極に対応した複数の光電変換部を有
しかつ画像情報に対応した変調光の走査を受ける光電変
換装置と、この光電変換装置の出力に応答しかつ記録電
極に接続してある複数の半導体スイッチング素子を有す
るものである。

また、記録電極は、スリットの相対向する両開口端面の
少なくとも一方に形成してあるもの、あるいはスリット
の相対向する両開口端面に千鳥状に形成してあるもので
ある。

さらに、記録電極が形成される端面は、トナー搬送手段
側に位置する第１の面と記録紙側に位置する第２の面と
からなり、第２の面に記録電極が形成してあり、第１の
面が導電性トナーが吸着するトナー待機部となっている
ものであり、また少なくとも第２の面が傾斜面に形成し
てあるものである。

さらに、スリットに近接した位置に導電性トナーのスリ
ットへの捕捉を助ける微小突起がトナー搬送手段側に向
けて突設してあるものである。

（作用）このような構造であるので、帯電した導電性トナーは転
写領域すなわち記録電極の近くに搬送され、記録電極あ
るいはトナー待機部に付着して待機している。記録時に
画像情報に対応して選択された記録電極に、導電性トナ
ーおよび記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧が駆動信号供
給手段から供給されると、待機していた記録電極上のあ
るいはトナー待機部から移った記録電極上の導電性トナ
ーに逆極性の電荷が注入され、この導電性トナーは記録
紙に吸引クーロン力により付着する。

（実施例）第１および２図において、導電性磁性のトナー１はトナ
ー容器２内に収容してある。導電性トナー１は、電圧印
加装置３により電圧を印加してあるトナー帯電手段４に
接触することにより帯電され、かつその層厚が調節され
る。この例ではトナー１はプラスに帯電されている。ト
ナー容器２内にはトナー搬送手段５が設けてあこのトナ
ー搬送手段は、絶縁性スリーブ５ａがその一部をトナー
１内に埋没状態で設けてあり、このスリーブ内にマグネ
ットローラ５ｂを設けてなるものである。そのため、マ
グネットローラ５ｂが時計方向に回転することにより、
導電性磁性のトナー１は、絶縁性スリーブ５ａの外周面
上を反時計方向に、穂状のトナー鎖を形成しながら搬送
される。トナー１の搬送方向に沿う一方向、つまり第１
図において、右から左へ記録紙６が搬送される。記録紙
６はその背面に設けた記録紙帯電手段であるコロナ放電
器７により、導電性トナー１の帯電電荷と同極性のプラ
スに帯電されている。絶縁性支持体８には、記録紙６の
紙送り方向と実質的に直交する方向のスリット８ａが形
成され、この絶縁性支持体は、トナー容器２の一部を構
成しており、トナー搬送手段５と第１の間隙をもって対
向している。スリット８ａの開口端面には、複数の記録
電極９…が設けてある。すなわち第２図示のように、ス
リット８ａの開口端面に形成されている複数の記録電極
９・・・は、解像度に応じたピッチあるいはそれ以下の
間隔で、互いに絶縁された状態でたとえば２１６０個設
けてある。記録紙６は、この記録電極９・・・と第２の
間隙をもって搬送される。駆動信号供給手段１０は、常
時は記録電極９を接地しているもので、記録時には画像
情報に対応して選択された記録電極に、導電性トナー１
および記録紙６の帯電電荷と逆極性、つまりマイナスの
電圧を供給するものである。記録電極９・・・を形成し
てある絶縁性支持体８は、その外面が傾斜して突出して
おり、この突出部は記録紙６のガイドをなすとともに、
記録電極９と記録紙６との間に第２の間隙を保つスペー
サの役割を果している。記録紙６は、右方より絶縁性支
持体８の突出部の外面を摺動して搬送され、スリット８
ａに対向する位置でトナー１が転写され、定着位置まで
左方へ搬送される。なお第１の間隙は、トナー搬送手段
４によって搬送される導電性トナー１の層厚にほぼ等し
いか、またはそれよりも僅かに大であり、また第２の間
隙は、第１の間隙よりも小に設定されている。

トナー転写の原理について、第３Ａ図および第３Ｂ図を
参照して説明すると、プラスに帯電した導電性トナー１
が記録紙６と対向する転写領域すなわち記録電極９の近
くに搬送されると、常時は記録電極９は接地しているの
で、正帯電のトナー鎖上部の記録電極に接近した導電性
トナーとの間に吸引クーロン力が働き記録電極９に付着
し、ここに待機している。そして記録時になると、画像
情報に対応して選択された記録電極９に、導電性トナー
１および記録紙６の帯電電荷と逆極性のマイナスの電圧
が、駆動信号供給手段１０から供給されると、記録電極
９に待機している導電性トナーに逆極性の電荷が注入さ
れマイナスに帯電する。そのため導電性トナー１は、記
録電極９に対して反発力が働き、記録紙６に対して吸引
力が働く。また記録電極９に付着されずに正電荷を持っ
ているトナー１と記録紙６との間で反発力が働く。した
がって記録電極９上の導電性トナー１は、記録紙６に接
近しているので記録紙６に吸着される。

また、記録時に駆動信号供給手段１０によって、非選択
の記録電極９に、導電性トナー１および記録紙６の帯電
電荷と同極性のプラスの電圧がさらに印加されるように
構成すると、導電性トナー１は記録電極９および記録紙
６との間に反発力が働くので、記録紙に付着することは
ない。

なお、導電性トナーと記録紙６とが負帯電の場合には、
転写時に記録電極９に正の電圧を印加すれば、上記と同
様に、選択的に導電性トナーを記録紙へ付着することが
できる。

第４図は本発明の他の実施例を示すものであって、トナ
ー搬送手段１５は絶縁性筒体であって、これを反時計方
向へ回転させることにより、帯電した導電性トナー１が
これに付着して搬送される。記録電極１９に駆動信号を
供給する駆動信号供給手段２０として、レーザービーム
による画像情報に対応した変調光を回転多面鏡２１によ
り反射させ、この変調光で光電変換装置２４上を光走査
し、この光走査により生じる光電流により半導体スイッ
チング素子２３をオンさせ、記録電極１９に付着したト
ナーの電荷を放電させて記録紙６に転写させる。光電変
換装置２４の構造は、基板２４ａの上面にコモン電極２
４ｂを形成し、その上面に光導電層２４ｃを形成し、そ
の上面に記録電極に対応した複数の透明電極２４ｄを形
成して記録電極に対応した複数の光電変換部を設けたも
のであり、透明電極２４ｄ上を光走査する。各透明電極
２４ｄはそれぞれの半導体スイッチング素子２３に接続
され、各半導体スイッチング素子２３はそれぞれの記録
電極１９に接続されている。その他の第１図示と実質的
に同一個所については同一符号を付している。

第５図示は本発明のさらに他の実施例であって、トナー
の容器２２の底面となる一面が絶縁性支持体２８となっ
ており、スリット２８ａが形成してある。このスリット
の対向する端面に複数の記録電極２９が形成してある。
トナー容器２２の上面にトナー補給用の開口２２ａを設
けてある。またトナー容器２２内には搬送前の導電性ト
ナー１がスリット２８ａへ落下しないようにトナー止め
部材２２ｂを設けてある。その他の第１，４図示のもの
と実質的に同一個所については同一符号を付している。
この例においてスリット２８ａの両端面に形成される記
録電極２９は、第６Ａ図示のように対向的に所定の間隔
で設けてある記録電極２９Ａ・・・でもよく、また第６
Ｂ図示のように、スリットの両端面に千鳥状に交互に設
けてある記録電極２９Ｂ・・・であってもよい。第７図
示のようにトナーの転写に際して、記録電極２９Ａ，２
９Ａに駆動信号が供給されると、トナー搬送手段１５に
より搬送された導電性トナー１は、最も接近している記
録電極に吸着して負帯電し、記録紙６に付着する。この
ために素早い転写ができる。記録電極２９Ｂ，２９Ｂの
ように千鳥状に設けてあると、より緻密な印字品質が得
られる。

第８図は上記第７図示の記録電極２９Ａ，２９Ａの外面
に、記録紙６が送り込まれて来る側には、絶縁膜により
スペーサ２６を設けてあり、記録紙６が送り出される側
には、薄い絶縁膜２７が形成してある。このスペーサ２
６により記録紙６は絶縁性支持体２８に接近して安定し
た間隔を持って搬送される。また絶縁性支持体２８のギ
ャップ２８ａで記録紙６上に転写されたトナー１は、絶
縁膜２７と対向して移動するので、もはや記録電極２９
Ａに影響されることはない。

第９図示は記録電極が形成される絶縁性支持体３８を下
方へ湾曲して突出させ、その最下部にスリット３８ａを
形成し、スリットの両端面に記録電極３９，３９を形成
している。記録紙６が送り込まれる側には絶縁体のスペ
ーサ３６が設けてあり、記録紙６はこのスペーサ面を摺
動して送り込まれる。その他の構造は第５図示のものと
同一である。記録紙６が送り出される側は記録電極３９
が次第に記録紙６から離れてゆくので、付着した導電性
トナー１は、記録電極３９に影響されることはない。

第１０図では絶縁性支持体４８のスリット４８ａの対向
する開口端面は、中程が突出する山形の断面形状となっ
ている。この開口端面のトナー搬送手段１５側に位置す
る第１の面は、常時トナーが付着するトナー待機部４８
ｂである。開口端面の記録紙６側に位置する第２の面に
記録電極４９，４９が形成されているものである。その
他の構造は第５図示のものと同一である。正帯電した導
電性トナー１は、スリット４８ａの近くに来るとトナー
待機部４８ｂとの間の静電誘導により吸引力を受けてこ
の待機部に付着する。そこで上記したように記録電極４
９に電気信号が印加されると、このトナー待機部４８ｂ
に付着していたトナーが記録電極４９に吸着し、上例と
同様に記録紙６に転写される。このためにトナーの転写
がさらに素早くなる。

第１１図は、第１０図示と同様にスリット５８ａの第１
の面にトナー待機部５８ｂを設けているが、これはトナ
ー側にテーパされておらず、第２の面である記録電極５
９が形成されている面が傾斜面に形成してある。記録電
極５９の外面には、第８図示と同様な絶縁性のスペーサ
２６を配置してあり、他方の記録電極５９の外面には、
絶縁膜２７を形成してある。その他の構造は第５図示の
ものと同一である。この例において、第１０図示と同様
に、導電性トナーは、先ずトナー待機部５８ｂに吸着し
て待機しており、転写時にこのトナー待機部５８ｂから
記録電極５９に移って記録紙６へ転写される。

第１２図は、第１１図の例にさらに導電性トナー１を、
スリット６８ａへ捕捉しやすいように、微小突起６８ｃ
を形成したものである。すなわち微小突起６８ｃは、ス
リット６８ａの開口端面の第１の面であるトナー待機部
６８ｂに近接した内面に突出しているもので、導電性ト
ナー１が搬送されて来て、スリット６８ａの位置を通過
しようとする側に突出し、通り過ぎようとする導電性ト
ナー１をトナー待機部６８ｂに捕捉する作用をする。そ
の他の構造は第１０，１１図示のものと同一である。

記録電極３９，４９，５９のいずれにおいても、第６Ｂ
図と同様に両開口端面に千鳥状に形成してあるものでよ
い。

（発明の効果）本発明によれば、搬送されている導電性トナーが記録紙
に接触せずかつ両者間に反発力が働いているので、非画
像部分を汚すことがない。導電性トナーと記録紙との間
に記録電極を設けているので、導電率の小さい導電性ト
ナーを使用することができ、高電圧を要求されず、回路
構成が簡単となり、導電性トナーの転写速度が早くな
る。導電性トナーの層厚は、厳密さを要求されず、また
記録電極はトナー搬送手段とは別の位置に設けるので構
成が簡単となる。

【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II−II線に沿う一部切欠断面図、第３Ａ図および第３
Ｂ図はトナーの転写の原理説明図、第４図は他の例を示
す断面図、第５図はさらに他の例を示す断面図、第６Ａ
図および第６Ｂ図はそれぞれ記録電極を示す拡大正面
図、第７図は第５図示の例におけるトナーの転写を説明
する要部の拡大断面図、第８図はさらに他の例を示す要
部の拡大断面図、第９図はさらに他の例を示す要部の拡
大断面図、第１０図はさらに他の例を示す要部の拡大断
面図、第１１図はさらに他の例を示す要部の拡大断面
図、第１２図はさらに他の例を示す要部の拡大断面図で
ある。１……導電性トナー、２，２２……トナー容器、４……トナー帯電手段、５，１５……トナー搬送手段、６……記録紙、７……記録紙帯電手段、８，２８，３８，４８……絶縁性支持体、８ａ，２８ａ，３８ａ，４８ａ，５８ａ，６８ａ……ス
リット、４８ｂ，５８ｂ，６８ｂ……トナー待機部、９，１９，２９，２９Ａ，２９Ｂ，３９，４９，５９…
…記録電極、１０，２０……駆動信号供給手段、２３……半導体スイッチング素子、２４……光電変換装置、６８ｃ……微小突起。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性トナーを収容したトナー容器と、上
記導電性トナーを帯電させるトナー帯電手段と、上記の帯電させた上記導電性トナーを搬送するトナー搬
送手段と、上記トナー搬送手段と第１の間隙をもって対向しかつ紙
送り方向と実質的に直交する方向に沿った端面を有する
絶縁性支持体と、上記端面に形成してある複数の記録電極と、上記記録電極と第２の間隙をもって送られる記録紙と、上記記録紙を上記導電性トナーの帯電電荷と同極性に帯
電させる記録紙帯電手段と、画像情報に対応して選択された上記記録電極に、上記導
電性トナーおよび上記記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧
を供給する駆動信号供給手段とを具備する画像記録装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、駆動信号
供給手段は、常時は記録電極を接地しているものである
画像記録装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項において、駆動信号
供給手段は、画像情報に対応して選択された記録電極に
導電性トナーおよび記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧を
供給するのに加えて、非選択の記録電極に導電性トナー
および記録紙の帯電電荷と同極性の電圧を供給するもの
である画像記録装置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項または第２項または
第３項において、駆動信号供給手段は、記録電極に対応
した複数の光電変換部を有しかつ画像情報に対応した変
調光の走査を受ける光電変換装置と、この光電変換装置
の出力に応答しかつ記録電極に接続してある複数の半導
体スイッチング素子を有するものである画像記録装置。
【請求項５】特許請求の範囲第１項において、第１の間
隙はトナー搬送手段によって搬送される導電性トナーの
層厚にほぼ等しいかまたはそれよりも僅かに大であり、
第２の間隙は第１の間隙よりも小である画像記録装置。
【請求項６】特許請求の範囲第１項において、絶縁性支
持体に開設されたスリットの相対向する両開口端面の少
なくとも一方に記録電極が形成してある画像記録装置。
【請求項７】特許請求の範囲第６項において、スリット
の相対向する両開口端面に記録電極が千鳥状に形成して
ある画像記録装置。
【請求項８】特許請求の範囲第１項または第６項または
第７項において、端面は、トナー搬送手段側に位置する
第１の面と記録紙側に位置する第２の面とからなり、第
２の面に記録電極が形成してあり、第１の面が導電性ト
ナーが吸着するトナー待機部となっている画像記録装
置。
【請求項９】特許請求の範囲第８項において、端面は少
なくとも第２の面が傾斜面に形成してある画像記録装
置。
【請求項１０】特許請求の範囲第６項乃至第８項におい
て、導電性トナーのスリットへの侵入を助ける微小突起
がスリットに近接した位置でトナー搬送手段側に向けて
突設してある画像記録装置。
【請求項１１】特許請求の範囲第１項において、絶縁性
支持体はトナー容器の一部を構成するものである画像記
録装置。