JPH09314893A - Powder image recording method and equipment - Google Patents

Powder image recording method and equipment

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Publication number
JPH09314893A
JPH09314893A JP18430796A JP18430796A JPH09314893A JP H09314893 A JPH09314893 A JP H09314893A JP 18430796 A JP18430796 A JP 18430796A JP 18430796 A JP18430796 A JP 18430796A JP H09314893 A JPH09314893 A JP H09314893A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
counter electrode
electrode
image
recording
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18430796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sakai
捷夫 酒井
Takahiko Tokumasu
貴彦 徳増
Osamu Endo
理 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09314893A publication Critical patent/JPH09314893A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new type of powder image forming method and an equipment which use a direct recording system and do not require frictional electrification of a toner and can record an image even on humid paper and conductor. SOLUTION: An image is formed by using an island-shaped electrode toner 93 having multiple fine conductive substances in a mutually insulated state at least on the surface. Charges injected into the fine conductive substances on the surface of the island-shaped electrode toner 93 from a toner bearing body 6a cannot move to the counter electrode side and retained as they are. Therefore, even if negative charges are injected from a low-resistance recording member, the toner is not electrified negatively and does not fly reversely, making possible recording to humid recording paper.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トナーを担持する
トナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに独
立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部のト
ナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナー
飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧
を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微小
開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナー
飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部材
上に付着させることで画像を形成する粉体画像記録方法
及び装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention controls a plurality of minute openings independent from each other or in a series arranged between a toner carrier carrying toner and a counter electrode, and controlling the passage of toner through each minute opening. A voltage is applied according to an image signal to the control electrode portion of the toner flying control member having a plurality of control electrode portions, and the toner from the toner carrier is passed through the minute opening portion to the counter electrode. The present invention relates to a powder image recording method and apparatus for forming an image by transferring the toner to a recording medium and adhering it to a recording member located between the toner flight control member and the counter electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、粉体画像記録方法としてダイレク
トトーニングまたはトナープロジェクションと称される
画像記録方式が知られている。この画像記録方式は、孔
やスリットの周りに設けた画像電極に電圧を印加し、帯
電させたトナーをその孔やスリットを通して移動(飛
翔)させ、紙等の記録部材に直接画像を形成するもので
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image recording method called direct toning or toner projection has been known as a powder image recording method. In this image recording method, a voltage is applied to an image electrode provided around a hole or a slit, and the charged toner is moved (flies) through the hole or the slit to directly form an image on a recording member such as paper. It is.

【0003】上記画像記録方式については多くの提案が
なされている。例えば、特公昭44−26333号公報
には、背面電極、記録体、制御格子、メッシュ電極、こ
のメッシュ電極にトナーを供給する毛皮ブラシを順に配
置した装置が開示されている。この装置では、絶縁性ト
ナーをブラシの回転により摩擦帯電させ、メッシュ電極
と背面電極の間の空間に形成される電界で加速して背面
電極に向かわせ、制御格子を通して紙上に像を形成す
る。この制御格子に加える電気信号の値を変えるとメッ
シュ電極と制御格子間の電界が逆転し、トナーが飛翔せ
ず地肌部(白)が形成され、また電気信号を加減するこ
とで画像濃度を変えることもできるようになっている。
Many proposals have been made for the image recording system. For example, Japanese Patent Publication No. 44-26333 discloses an apparatus in which a back electrode, a recording medium, a control grid, a mesh electrode, and a fur brush for supplying toner to the mesh electrode are sequentially arranged. In this apparatus, an insulating toner is frictionally charged by rotation of a brush, accelerated by an electric field formed in a space between a mesh electrode and a back electrode, is directed toward the back electrode, and forms an image on paper through a control grid. When the value of the electric signal applied to the control grid is changed, the electric field between the mesh electrode and the control grid is reversed, the toner does not fly and a background portion (white) is formed, and the image density is changed by adjusting the electric signal. You can also do it.

【0004】ところが、上記装置では絶縁性トナーを用
いるので、これを摩擦帯電させるのにブラシを回転させ
る大がかりな装置が必要となる。絶縁性トナーの摩擦帯
電を、二成分現像方式や一成分現像方式における、と同
様の方法で行うことも考えられるが、これらにおいて
も、キャリヤ、撹拌機構、現像ローラなどが必要のた
め、装置が大がかりになってしまう。また、摩擦帯電に
よって熱が発生するため、トナーの母体樹脂として比較
的融点の高い樹脂を用いる必要があることから、定着時
の温度を低下させるのが困難であり、省エネルギーが実
現されにくいという不具合もある。
However, since the above-mentioned device uses the insulating toner, a large-scale device for rotating the brush is required to triboelectrically charge the toner. It is considered that the triboelectrification of the insulating toner is performed by the same method as in the two-component developing method or the one-component developing method. However, in these cases as well, since the carrier, the stirring mechanism, the developing roller, etc. are required, the apparatus is It will be a big deal. Further, since heat is generated by triboelectrification, it is necessary to use a resin having a relatively high melting point as the base resin of the toner, so it is difficult to lower the temperature during fixing and it is difficult to achieve energy saving. There is also.

【0005】一方、例えば、特開昭58−44456号
公報に開示されている技術では、絶縁性トナーの摩擦帯
電を必要とする欠点を解消する導電性磁性トナーを用い
て画像記録を行っている。導電性トナーを用いればあら
かじめ電荷を付与しておかなくても、外部電界で電荷注
入させて容易に帯電させることができ、摩擦帯電を必要
としない。しかしながら、上記技術ではトナーを担持す
るトナー担持体が該トナーを担持するのに磁力を用いて
いるが、透明な磁性体は完成していないので透明なカラ
ートナーを積層してフルカラープリントを行うことがで
きない。
On the other hand, for example, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-44456, image recording is carried out by using a conductive magnetic toner which eliminates the drawback of the insulating toner which requires triboelectrification. . If a conductive toner is used, electric charge can be injected by an external electric field for easy charging without applying electric charge in advance, and triboelectric charging is not required. However, in the above technique, the toner carrier that carries the toner uses magnetic force to carry the toner, but since the transparent magnetic body is not completed, it is necessary to stack transparent color toners for full color printing. I can't.

【0006】また、特公平6−47298号公報に開示
されている技術では、導電性非磁性トナーを用い、図1
2に示すように、対向電極11、記録部材12、微小開
口部13と該微小開口部のトナーの飛翔を制御する制御
電極14とを有するトナー飛翔制御部材15、底部に被
覆線16が配設された導電性ケース17内に回転自在に
設けられたトナー担持体としての導電性ローラ18を順
に配設した装置が開示されている。この装置において
は、交流電源19によって被覆線16に交流電圧を印加
して導電性ローラ18に電荷を誘導し、密閉空間20内
で飛翔させてクラウド状態にする。そして、クラウド化
させたトナーを導電性ローラ18の表面に付着させる。
導電性ローラ18へのトナーの付着は、クラウド化した
トナー自身の有する電荷の鏡像力で導電性ローラ18に
静電吸着することによって行われる。
In the technique disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 6-47298, a conductive non-magnetic toner is used, and as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a toner flight control member 15 having a counter electrode 11, a recording member 12, a minute opening 13 and a control electrode 14 for controlling the flight of the toner in the minute opening, and a covered wire 16 arranged at the bottom. There is disclosed a device in which a conductive roller 18 as a toner carrier, which is rotatably provided in a conductive case 17, is sequentially arranged. In this device, an AC voltage is applied to the covered wire 16 by an AC power supply 19 to induce electric charges in the conductive roller 18, and the electric conductive roller 18 is caused to fly in the closed space 20 to be in a cloud state. Then, the clouded toner is attached to the surface of the conductive roller 18.
The toner is attached to the conductive roller 18 by electrostatically adsorbing the toner on the conductive roller 18 by the image force of the electric charge of the clouded toner itself.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記導電性
トナーを用いた構成によれば、高温高湿環境で記録部材
としての紙などの抵抗が低下した場合に、飛翔して紙に
付着したトナーに、紙から逆極性の電荷が注入され、飛
翔時にトナーに注入された電荷が前記逆極性の電荷によ
って中和され、ついにはトナーが所望の極性と逆極性に
帯電してしまう。そしてこの逆極性の電荷によるトナー
担持体方向の静電力が、記録部材とトナー間の引力、す
なわちファンデルワールス力よりも大きくなると、該ト
ナーが逆方向に飛翔(以下、逆飛翔という。)してしま
い、画像濃度が大幅に低下してしまうという問題点があ
った。
However, according to the structure using the above conductive toner, when the resistance of paper or the like as the recording member is lowered in a high temperature and high humidity environment, the toner that flies and adheres to the paper In addition, electric charges of opposite polarity are injected from the paper, and the electric charges injected into the toner during flight are neutralized by the electric charges of opposite polarity, and finally the toner is charged to the opposite polarity to the desired polarity. When the electrostatic force in the direction of the toner carrier due to the electric charges of the opposite polarity becomes larger than the attractive force between the recording member and the toner, that is, the Van der Waals force, the toner flies in the opposite direction (hereinafter, referred to as reverse flight). Therefore, there is a problem in that the image density is significantly reduced.

【0008】なお、導電性トナーを紙上に積層する場合
にも、トナー周囲の電界によって静電誘導がおこり、用
紙表面に付着した2層目以上のトナーの電荷が対向電極
に近い1層目のトナーに移動し、更に上記電荷と同じ極
性の電荷が静電誘導により2層目以上のトナーに発生
し、該電荷も1層目のトナーに移動する。これにより、
上記2層目以上のトナーが逆極性に帯電して逆飛翔して
しまう。すなわち、導電性トナーでは基本的に1層しか
トナー層を形成できない。このため、イエロー、マゼン
タ、シアンの異色トナーを積層してフルカラーを作成す
ることができないという不具合もあった。
Even when the conductive toner is laminated on the paper, electrostatic induction occurs due to the electric field around the toner, and the electric charge of the toner of the second or more layers attached to the surface of the paper is the first layer near the counter electrode. The charges move to the toner, and the charges having the same polarity as the above charges are generated in the toner of the second layer or more by electrostatic induction, and the charges also move to the toner of the first layer. This allows
The toners of the second layer and above are charged in the opposite polarity and fly in the opposite direction. That is, the conductive toner can basically form only one toner layer. Therefore, there is also a problem in that different color toners of yellow, magenta, and cyan cannot be stacked to form a full color.

【0009】また、上述のようにトナーの逆飛翔が起こ
ると、記録部材に向かう方向に飛翔するトナーと逆飛翔
するトナーとが空中で弾性衝突し、運動方向が変わって
横方向に遠くまで飛び、記録部材上の目的の画像の周り
に散らばってトナーが付着(以下、チリという。)して
しまう。このため、画像と非画像の境界線がぼやけてし
まい、画像のシャープ性が欠ける原因になるという不具
合もあった。
Further, when the toner reversely flies as described above, the toner flying in the direction toward the recording member and the toner flying in the opposite direction elastically collide with each other in the air, the movement direction is changed, and the toner flies laterally to a long distance. The toner is scattered around the target image on the recording member (hereinafter referred to as dust). For this reason, there is a problem that the boundary line between the image and the non-image is blurred, which causes a lack of sharpness of the image.

【0010】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、高湿時の紙や導体に
も画像記録できる画像記録方法及び装置を提供すること
である。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image recording method and apparatus capable of recording an image on a paper or a conductor at high humidity.

【0011】なお、本発明者らは、同様の目的を達成す
るため、粉体画像記録方法で用いる電圧の範囲内で正又
は負のどちらかにしか帯電しないという特性(以下、整
流性という)を示す整流性トナーを用いた粉体画像記録
方法及び装置を提案した。この方法及び装置によれば、
高温高湿環境で記録部材としての紙などの抵抗が低下し
た場合でも、紙表面に付着したトナーに逆極性の電荷が
注入されて該トナーが所望の極性と逆極性に帯電するこ
とがない。従って該トナーが逆飛翔せず、低抵抗の記録
部材にも記録可能である。なお、トナーを積層して画像
を作成する場合にも記録部材表面に付着した2層目、3
層目のトナーが所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔せ
ず、トナーの積層が可能である。また、トナーが一方向
にしか飛翔しないような電界を与えた場合には、トナー
が所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔することがない
ので、記録部材に向かって飛翔するトナーと逆飛翔する
トナーが弾性衝突を起こしてチリを生じることがなく、
画像と非画像の境界が明確なシャープな画像が得られ
る。本発明は、これとは異なる新規な粉体画像記録方法
及び装置を提供するものである。
In order to achieve the same object, the inventors of the present invention have a characteristic of being charged only positively or negatively within a voltage range used in a powder image recording method (hereinafter referred to as rectifying property). The present invention proposes a powder image recording method and apparatus using a rectifying toner. According to this method and apparatus,
Even when the resistance of paper or the like as a recording member is reduced in a high temperature and high humidity environment, charges of the opposite polarity are not injected into the toner adhering to the surface of the paper and the toner is not charged to the polarity opposite to the desired polarity. Therefore, the toner does not fly backward and can be recorded on a recording member having a low resistance. Even when toner is laminated to form an image, the second layer and the third layer attached to the surface of the recording member are used.
The toner of the layer is charged with the opposite polarity to the desired polarity and does not fly backward, and the toner can be laminated. Also, when an electric field is applied so that the toner flies only in one direction, the toner will not be charged to a polarity opposite to the desired polarity and will not fly backwards. The flying toner does not cause dust due to elastic collision,
A sharp image with a clear boundary between the image and the non-image can be obtained. The present invention provides a new powder image recording method and apparatus different from the above.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、トナーを担持するトナー担持体
と対向電極との間に配設された、互いに独立あるいは一
連の複数の微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制
御する複数の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材
の該制御電極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上
記トナー担持体上からのトナーを上記微小開口部に通し
て上記対向電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材
と上記対向電極との間に位置する記録部材上に付着させ
ることで画像を形成する粉体画像記録方法において、表
面に微小な導電性物質を互いに絶縁された状態で多数備
えるトナーを、上記トナーとして用いたことを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is arranged between a toner carrier for supporting toner and a counter electrode, and a plurality of independent or series of plural members are provided. A voltage is applied according to an image signal to the control electrode portion of the toner flight control member having a minute opening portion and a plurality of control electrode portions that control the passage of toner through each minute opening portion, and the voltage is applied from above the toner carrier. Powder image recording method for forming an image by transferring the toner of No. 1 to the counter electrode side through the minute opening and adhering it to the recording member located between the toner flight control member and the counter electrode. In the above, a toner having a large number of minute conductive substances insulated from each other on the surface is used as the toner.

【0013】また、請求項2の発明は、トナーを担持す
るトナー担持体と対向電極との間に配設された、互いに
独立あるいは一連の複数の微小開口部と各微小開口部の
トナー通過を制御する複数の制御電極部とを備えたトナ
ー飛翔制御部材の該制御電極部に、画像信号に応じて電
圧を印加し、上記トナー担持体上からのトナーを上記微
小開口部に通して上記対向電極側に移行させ、上記トナ
ー飛翔制御部材と上記対向電極との間に位置する記録部
材上に付着させることで画像を形成する粉体画像記録装
置において、上記トナーとして、請求項1のトナーを用
いたことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of minute openings which are independent of each other or are arranged in series between the toner carrying member carrying the toner and the counter electrode, and the toner passing through each minute opening. A voltage is applied according to an image signal to the control electrode part of the toner flight control member having a plurality of control electrode parts for controlling, and the toner from the toner carrier is passed through the minute opening part to face the opposite side. The toner according to claim 1 is used as the toner in a powder image recording apparatus for forming an image by transferring the toner to an electrode side and adhering it onto a recording member located between the toner flight control member and the counter electrode. It is characterized by being used.

【0014】請求項1及び2の発明においては、トナー
表面の多数の微小な導電性物質の少なくとも一つに電荷
が注入されたときに、上記多数の微小な導電性物質が互
いに絶縁されているので各微小な導電性物質間で電荷の
受け渡しが行われることがない。よって、上記微小な導
電性物質の少なくとも一つに注入された電荷が保持され
る。このため、高温高湿環境で記録部材の抵抗が低下し
た場合に、飛翔して記録部材に付着したトナーに、該記
録部材から逆極性の電荷が注入されたとしても、該記録
部材と反対側の上記導電性物質には、飛翔の際にトナー
担持体から注入された電荷が保持されたままであるの
で、トナーが逆極性に帯電することがない。また、記録
部材上にトナーを積層する場合にも、例えば2層目のト
ナーにトナー担持体から注入された電荷は該トナー担持
体側の上記微小な導電性物質に保持されたままであり、
1層目のトナーに移動することはない。また、上記電荷
と同じ極性の電荷が静電誘導により2層目以上のトナー
に発生しても、該電荷も1層目のトナーに移動すること
はない。このため、2層目のトナーが逆極性に帯電する
ことはない。このことは、3層目以上のトナーについて
もいえるので、2層目以上のトナーが逆極性に帯電する
ことはない。
According to the first and second aspects of the present invention, when electric charges are injected into at least one of the large number of minute conductive substances on the toner surface, the large number of minute conductive substances are insulated from each other. Therefore, charges are not transferred between the minute conductive substances. Therefore, the charges injected into at least one of the minute conductive substances are retained. Therefore, when the resistance of the recording member decreases in a high-temperature and high-humidity environment, even if the toner having the opposite polarity is injected from the recording member to the toner flying and adhered to the recording member, the opposite side of the recording member Since the electric charge injected from the toner carrier at the time of flight remains held in the above-mentioned conductive substance, the toner is not charged to the opposite polarity. Further, even when the toner is laminated on the recording member, for example, the charges injected from the toner carrier to the toner of the second layer are still held by the minute conductive substance on the toner carrier side,
It does not move to the toner of the first layer. Further, even if an electric charge having the same polarity as that of the electric charge is generated in the toner of the second layer or more by electrostatic induction, the electric charge also does not move to the toner of the first layer. Therefore, the toner of the second layer is not charged in the opposite polarity. This also applies to the toners of the third layer and above, so that the toners of the second layer and above are not charged to opposite polarities.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像記録装置であ
るカラープリンタに適用した実施形態について説明す
る。図1は本実施形態に係るカラープリンタの要部の概
略構成図である。本カラープリンタでは、記録部材とし
ての記録紙10は給紙カセット1から呼び出しローラ2
により給紙され、記録紙搬送機能を備え、支持ローラ3
1、32に支持されたベルト状の対向電極4の矢印方向
の回動により、制御電極5上に送られる。このベルト状
対向電極4に記録紙搬送機能を持たせるには、例えば対
向電極4に多数の孔を形成し、図示しないバキューム装
置により、紙を対向電極表面に吸着すればよい。そし
て、この制御電極5の上を水平に送られる間に制御電極
5の下方に配置された、上部に開孔を有する4つのトナ
ー容器6から、上記制御電極5による制御で飛翔したカ
ラートナー(以下、トナーという。)が付着して、記録
紙10への記録が行われる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a color printer which is an image recording apparatus will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of the color printer according to the present embodiment. In this color printer, the recording paper 10 as a recording member is fed from the paper feed cassette 1 to the call roller 2
Paper is fed by the support roller 3
The belt-shaped counter electrode 4 supported by the rollers 1 and 32 is rotated to move on the control electrode 5 in the direction of the arrow. In order to make the belt-shaped counter electrode 4 have a recording paper conveying function, for example, a large number of holes may be formed in the counter electrode 4 and the paper may be adsorbed on the surface of the counter electrode by a vacuum device (not shown). Then, from the four toner containers 6 each having an opening at the upper portion, which are arranged below the control electrode 5 while being horizontally fed over the control electrode 5, the color toner (the toner particles flying under the control of the control electrode 5) ( Hereinafter, this will be referred to as toner), and recording is performed on the recording paper 10.

【0016】上記対向電極4には、導電性の支持ローラ
31を介して図示しない電圧印加手段により電圧が印加
されている。上記4つのトナー容器6はY、M、C、B
Kの各色のトナーを収容している。
A voltage is applied to the counter electrode 4 via a conductive support roller 31 by voltage applying means (not shown). The above four toner containers 6 are Y, M, C, B
K toners are stored.

【0017】記録紙10に付着したトナーは、定着器と
しての熱ローラ7及び加圧ローラ8の間に送られて画像
を定着される
The toner attached to the recording paper 10 is sent between a heat roller 7 and a pressure roller 8 as a fixing device to fix the image.

【0018】図2は、同カラープリンタの1色の、上記
対向電極4と上記制御電極5とトナー容器6内に設けら
れているトナー担持体6aを備えた記録部の説明図であ
る。上記制御電極5は、トナー担持体上のトナーに電界
を与えることにより、該トナーの飛翔を制御するための
ものである。本実施形態では、上記トナーとして島状電
極トナー93を用いるが、該島状電極トナー93につい
ては後述する。上記制御電極5は、絶縁体である厚さ7
5μmのポリイミドフィルム52の両面に厚さ25μm
の銅箔を接着し、それぞれの銅箔表面に電極パターンを
露光後にエッチングし、最後に所定の位置に、ヤグレー
ザ等を用いて例えば直径120μmの孔54を設けて形
成することができる。そして、対向電極4側の上記銅箔
を画像信号に応じて電圧が印加される画像電極51と
し、トナー担持体6a側の上記銅箔を、孔54の直下以
外の部分でトナーが飛翔しないようにするためのシール
ド電極53とする。このシールド電極53は、対向電極
と画像電極に画像記録時の電圧を与えても孔54の直下
以外の部分のトナーに加わる電界が飛翔開始電界を下回
って飛翔が起こらないように、例えばトナー担持体6a
と同様に接地しておく。また、図2の例では、対向電極
4と画像電極51との間隔は200μm、シールド電極
53とトナー層表面との間隔は100μmである。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a recording portion of the same color printer, which is provided with the counter electrode 4, the control electrode 5, and the toner carrier 6a provided in the toner container 6 for one color. The control electrode 5 is for controlling the flight of the toner by applying an electric field to the toner on the toner carrier. In this embodiment, the island-shaped electrode toner 93 is used as the toner, and the island-shaped electrode toner 93 will be described later. The control electrode 5 has a thickness of 7 which is an insulator.
25 μm thick on both sides of 5 μm polyimide film 52
It is possible to form a hole 54 having a diameter of 120 μm, for example, by using a YAG laser or the like at a predetermined position at the end by exposing the electrode pattern on each copper foil by exposure, and then etching. Then, the copper foil on the counter electrode 4 side is used as an image electrode 51 to which a voltage is applied according to an image signal, and the copper foil on the toner carrier 6 a side is prevented from flying in a portion other than directly below the hole 54. To be the shield electrode 53. The shield electrode 53 is, for example, a toner carrying member so that the electric field applied to the toner in a portion other than immediately below the hole 54 does not fall below the flight start electric field and the toner does not fly even if a voltage for image recording is applied to the counter electrode and the image electrode. Body 6a
Ground similarly to. In the example of FIG. 2, the distance between the counter electrode 4 and the image electrode 51 is 200 μm, and the distance between the shield electrode 53 and the surface of the toner layer is 100 μm.

【0019】次に、本実施形態における画像電極51の
詳細について説明する。図3に1色分の制御電極の一例
を示す。図3において、白抜きの矢印Aで示すように左
右方向が記録紙の搬送方向(以下、紙搬送方向という)
である。この例は、600dpiの一例である。600
dpiでは、ドット間ピッチは42.3μmであるが、
それを画像電極51直径180μm、孔54直径120
μmで実現するために、紙搬送方向に直交する方向(以
下、紙幅方向という)の孔54が8つずつ紙搬送方向に
対して所定角度傾斜するように配置し、かつ、孔中心が
紙搬送方向上で重なり合わないように隣合う8つずつの
画像電極がそれぞれ間隔をおいて配列されている。すな
わち、紙幅方向における孔54中心のピッチd1が60
0dpi相当の42.3μmになるように、上記傾斜角
度及び間隔が設定されている。また、紙搬送方向におけ
る孔54中心のピッチは600dpi相当の42.3μ
mの整数倍になるように設定されている。この画像電極
51の群の寸法は、紙搬送方向の最上流側の孔中心と最
下流側の孔中心との間隔w1が1.1844mmで、紙
幅方向幅がA4横幅と同じ210mmである。そして、
上記画像電極51のそれぞれが図示しないICドライバ
に接続されている。そして、同カラープリンタにおいて
は、上記構成の画像電極51が各色毎に配置されてい
る。
Next, details of the image electrode 51 in this embodiment will be described. FIG. 3 shows an example of control electrodes for one color. In FIG. 3, the left-right direction is the recording paper conveyance direction (hereinafter, referred to as the paper conveyance direction) as indicated by a white arrow A.
It is. This example is an example of 600 dpi. 600
In dpi, the dot pitch is 42.3 μm,
Image electrode 51 diameter 180 μm, hole 54 diameter 120
In order to realize the size of μm, eight holes 54 in a direction orthogonal to the paper conveyance direction (hereinafter referred to as the paper width direction) are arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the paper conveyance direction, and the center of the hole is conveyed. Eight adjacent image electrodes are arranged at intervals so as not to overlap each other in the direction. That is, the pitch d1 of the centers of the holes 54 in the paper width direction is 60.
The inclination angle and the interval are set so as to be 42.3 μm corresponding to 0 dpi. Further, the pitch of the centers of the holes 54 in the paper transport direction is 42.3 μ which is equivalent to 600 dpi.
It is set to be an integral multiple of m. Regarding the size of the group of the image electrodes 51, the distance w1 between the hole center on the most upstream side and the hole center on the most downstream side in the paper transport direction is 1.1844 mm, and the width in the paper width direction is 210 mm, which is the same as the A4 width. And
Each of the image electrodes 51 is connected to an IC driver (not shown). In the same color printer, the image electrodes 51 having the above configuration are arranged for each color.

【0020】本実施形態においては、記録紙への記録を
行うためのトナーとして、絶縁性物質の表面に、微小な
導電性物質をそれぞれ島状に多数備えた形状のトナー
(以下、島状電極トナーという)93を用いる。以下、
島状電極トナー93を用いたときの動作について説明す
る。
In the present embodiment, as a toner for recording on a recording paper, a toner having a large number of minute conductive substances in an island shape on the surface of an insulating substance (hereinafter, referred to as an island electrode). A toner 93 is used. Less than,
The operation when the island-shaped electrode toner 93 is used will be described.

【0021】上記島状電極トナー93は、例えばスチレ
ンとアクリル樹脂を母体樹脂とし、その中に色材を分散
し、通常の粉砕法で平均粒径7μmに粉砕した後、その
表面に疎水性シリカを1wt%まぶして作製することが
できる。これらの材料は通常電子写真(カールソン法)
用トナーの材料としてよく使用されるものであり、容易
に入手可能で安価である。また、この製法も一般的で新
たな設備を必要とするものではない。そして、このよう
に形成したトナーでは、その表面の疎水性シリカに水分
子が吸着し、該水分子が電荷を保持して帯電することが
知られている。これは、以下の理由による。
The island-shaped electrode toner 93 has, for example, styrene and acrylic resin as a base resin, a coloring material dispersed therein, and pulverized by an ordinary pulverization method to an average particle size of 7 μm, and then the surface thereof is made of hydrophobic silica. Can be sprinkled with 1 wt% to prepare. These materials are usually electrophotographic (Carlson method)
It is often used as a material for toner, and is easily available and inexpensive. Also, this manufacturing method is general and does not require new equipment. It is known that in the toner thus formed, water molecules are adsorbed on the hydrophobic silica on the surface of the toner, and the water molecules retain an electric charge and are charged. This is for the following reason.

【0022】本来シリカは親水性のため、高湿下ではト
ナーの表面に水分子のネットワークが形成されて導電性
となり、電荷は全てリークしてしまう。ところが、疎水
処理をした疎水性シリカの場合にはシリカ間で水分子の
ネットワークが切られるため、孤立した水分子あるいは
水分子の群に電荷が保持されて高湿下でも帯電される
(The Role of Water in the Triboelectric Charging
of Alkylchlorosilane-Treated Silicas as Toner Surf
ace Additives ,R.P.N.Veregin 他,Journal ofImagin
g Science and Technology,Vol.39,No.5,September/Oct
ober 1995 参照)。この孤立した水分子あるいは水分子
の群は絶縁性の海に浮かぶ導電性の島とみなすことがで
きる。そこでこのトナーを島状電極トナー93、上記島
状に分散する導電性物質を島状電極93aと呼ぶ。
Since silica is originally hydrophilic, a network of water molecules is formed on the surface of the toner under high humidity to make it electrically conductive, and all electric charges leak. However, in the case of hydrophobically treated hydrophobic silica, the network of water molecules is cut between the silica, so that the isolated water molecules or groups of water molecules retain their charge and are charged even in high humidity (The Role). of Water in the Triboelectric Charging
of Alkylchlorosilane-Treated Silicas as Toner Surf
ace Additives, RPNVeregin et al., Journal of Imagin
g Science and Technology, Vol.39, No.5, September / Oct
Ober 1995). This isolated water molecule or group of water molecules can be regarded as a conductive island floating in an insulating sea. Therefore, this toner is called an island-shaped electrode toner 93, and the conductive material dispersed in the island shape is called an island-shaped electrode 93a.

【0023】次に、上記方法で形成した島状電極トナー
93の特性について測定した結果について述べる。測定
は、図4(a)に示すような、トナー担持体6a上に設
けた直径10mm、深さ0.1mmの凹部に島状電極トナー
93がセットされ、上記トナー担持体6aの上方に、1
mmの間隔をおいて対向電極4が設置されている装置を用
いて行った。
Next, the results of measuring the characteristics of the island-shaped electrode toner 93 formed by the above method will be described. In the measurement, as shown in FIG. 4 (a), the island-shaped electrode toner 93 is set in a concave portion having a diameter of 10 mm and a depth of 0.1 mm provided on the toner carrier 6a, and above the toner carrier 6a, 1
The measurement was performed using an apparatus in which the counter electrode 4 was installed with a space of mm.

【0024】まず、トナー担持体6aを接地し、上記対
向電極4に所定の電圧を1秒間印加し、その後、対向電
極上の絶縁フィルムに飛翔して付着したトナーの質量
(以下、トナー飛翔量という。)を、通常の電子写真の
トナーを測定するのと同一の装置で上記印加電圧を−2
kV〜2kVの範囲で変えて測定した。なお、比較のた
めに、導電性トナー91であるリコー製、導電性トナー
RIFAX9000(商品名)、前記整流性を示す整流
性トナー90、中抵抗トナー92を用いて同じ測定を行
った。ここで、整流性トナー90としては、スチレンと
アクリル系モノマーと下式で表される陽イオン性ポリマ
ーの強重合体を母体樹脂とし、その中に色材を分散し、
その表面に通常の粉砕法で形成した後シリカをまぶした
ものを用いた。
First, the toner carrier 6a is grounded, a predetermined voltage is applied to the counter electrode 4 for 1 second, and thereafter, the mass of the toner that has jumped and adhered to the insulating film on the counter electrode (hereinafter referred to as the toner flying amount). The above applied voltage is -2 in the same device as that for measuring the toner of ordinary electrophotography.
The measurement was performed while changing the range of kV to 2 kV. For comparison, the same measurement was performed using conductive toner 91 made by Ricoh, conductive toner RIFAX9000 (trade name), the rectifying toner 90 exhibiting the rectifying property, and the medium resistance toner 92. Here, as the rectifying toner 90, a strong polymer of styrene, an acrylic monomer, and a cationic polymer represented by the following formula is used as a base resin, and a coloring material is dispersed therein,
The surface thereof was formed by a usual crushing method and then sprinkled with silica.

【化1】 また、中抵抗トナー92としては、分子量1万のポリエ
チレンオキサイドである住友精化製、PEO−1(商品
名)を母体樹脂として、そこに顔料を分散し、微粉化後
シリカを外添させて形成したものを用いた。また、導電
性トナー91を用いる場合に図4(a)の装置を用いる
と、飛翔して対向電極に付着したトナーに逆極性の電荷
が注入されて逆飛翔してしまう。そこで、導電性トナー
91を用いて測定する場合のみ、図4(b)に示すよう
にトナー担持体6aの上方に、該トナー担持体側表面に
絶縁フィルム41が接着された対向電極4が1mmの間隔
をおいて設置されている装置を用いて行った。この結果
を図5に示す。この結果から、上記島状電極トナー93
は、正電圧ではたとえ2kVでも全く飛翔せず、負電圧
が印加されたときのみ飛翔する整流性トナーとは異な
り、導電性トナーや中抵抗トナーと同様に正負どちらの
電圧が印加されても飛翔することがわかる。 (以下、余白)
Embedded image As the medium resistance toner 92, PEO-1 (trade name) manufactured by Sumitomo Seika, which is a polyethylene oxide having a molecular weight of 10,000, is used as a base resin, a pigment is dispersed therein, and silica is externally added after finely powdered. What was formed was used. Further, when the device of FIG. 4A is used when the conductive toner 91 is used, charges of the opposite polarity are injected into the toner that has been ejected and adhered to the counter electrode, resulting in the inverse flight. Therefore, only when the measurement is performed using the conductive toner 91, as shown in FIG. 4B, the counter electrode 4 having the insulating film 41 adhered to the surface of the toner carrier 6a is 1 mm above the toner carrier 6a. The measurement was performed using an apparatus installed at intervals. The result is shown in FIG. From this result, the above-mentioned island-shaped electrode toner 93
Unlike a rectifying toner, which does not fly at a positive voltage even at 2 kV and flies only when a negative voltage is applied, like a conductive toner or a medium resistance toner, it flies when a positive or negative voltage is applied. I understand that (Hereinafter, margin)

【0025】次に、上記印加電圧を−2kVに固定し、
電圧印加時間を0.1〜1000msecに変えて同様にト
ナー飛翔量を測定した結果を図6に示す。この結果か
ら、上記島状電極トナー93は、10msec以下の電圧印
加時間ではほとんど飛翔しない中抵抗トナー92とは異
なり、導電性トナー91、整流性トナー90と同様に短
い時間で飛翔するのがわかる。
Next, the applied voltage is fixed at -2 kV,
FIG. 6 shows the result of similarly measuring the toner flying amount while changing the voltage application time to 0.1 to 1000 msec. From this result, it is understood that the island-shaped electrode toner 93 flies in a short time like the conductive toner 91 and the rectifying toner 90, unlike the medium resistance toner 92 which hardly flies in the voltage application time of 10 msec or less. .

【0026】次に、対向電極にパルス電圧を7回印加し
てトナーを0.8mgずつ7回飛翔させた後に、トナー
飛翔量を測定した結果を図7に示す。この結果から、上
記島状電極トナー93は、パルス電圧印加回数に関わら
ずトナー飛翔量がほぼ一定となる導電性トナー91とは
異なり、整流性トナー90、中抵抗トナー92と同様に
パルス電圧印加回数に比例してトナー飛翔量が増加す
る。ここで、導電性トナー91を用いた場合にもパルス
電圧を印加する度に充分な量のトナーが飛翔するのが観
察されている。このことから、導電性トナー91を用い
た場合には2層目以上のトナーは一旦飛翔はするが、対
向電極側に付着後逆飛翔してしまうのに対し、島状電極
トナー93、整流性トナー90、中抵抗トナー92を用
いた場合には、2層目以上のトナーも逆飛翔することな
く対向電極に付着したままであると考えられる。すなわ
ち、導電性トナー91以外の3種のトナーは積層可能で
あるといえる。
Next, FIG. 7 shows the result of measuring the flying amount of toner after the pulse voltage was applied to the opposite electrode 7 times to fly the toner 7 times by 0.8 mg each. From this result, unlike the conductive toner 91 in which the flying amount of the toner is substantially constant regardless of the number of times the pulse voltage is applied, the island electrode toner 93 is applied with the pulse voltage similarly to the rectifying toner 90 and the medium resistance toner 92. The flying amount of toner increases in proportion to the number of times. Here, it is observed that even when the conductive toner 91 is used, a sufficient amount of toner flies every time a pulse voltage is applied. From this, when the conductive toner 91 is used, the toner of the second layer and above flies once, but reversely flies after adhering to the counter electrode side, whereas the island electrode toner 93, the rectifying property. When the toner 90 and the medium resistance toner 92 are used, it is considered that the toners of the second and higher layers also remain attached to the counter electrode without flying backward. That is, it can be said that three types of toner other than the conductive toner 91 can be stacked.

【0027】以上の測定結果に基づいて、上記4種類の
トナーの特性について詳しく説明する。まず、トナー担
持体を接地し、対向電極4にマイナスの電圧−Vを印加
したときの上記4種類のトナーの動作について図8、図
9を用いて説明する。なお、図8は、導電性トナーに注
入された電荷の移動の説明図であり、図9は、島状電極
トナーに注入された電荷の移動の説明図である。上記電
圧印加により、トナー担持体にはプラス電荷が誘起さ
れ、該トナー担持体6aと接触しているトナーに注入さ
れる。このとき、図8に示すように導電性トナー91で
は、注入されたプラス電荷がトナーの表面を移動して対
向電極4側に移り、その状態で該トナーが対向電極4に
向かって飛翔する。整流性トナー90の場合にも導電性
トナー91の場合と同様に注入されたプラス電荷がトナ
ーの表面を移動して対向電極側に移る。また、中抵抗ト
ナー92の場合には、プラス電荷がトナーの表面を移動
している途中で飛翔が始まると考えられる。これに対し
て島状電極トナー93では、図9に示すように、島状電
極93aに注入されたプラス電荷は対向電極側に移動で
きず、そのまま飛翔すると考えられる。
The characteristics of the above four types of toner will be described in detail based on the above measurement results. First, the operation of the above four types of toner when the toner carrier is grounded and a negative voltage −V is applied to the counter electrode 4 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 8 is an explanatory diagram of the movement of the electric charges injected into the conductive toner, and FIG. 9 is an explanatory diagram of the movement of the electric charges injected into the island-shaped electrode toner. By applying the above voltage, a positive charge is induced in the toner carrier and is injected into the toner in contact with the toner carrier 6a. At this time, as shown in FIG. 8, in the conductive toner 91, the injected positive charges move on the surface of the toner and move to the counter electrode 4 side, and in that state, the toner flies toward the counter electrode 4. In the case of the rectifying toner 90 as well as in the case of the conductive toner 91, the injected positive charges move on the surface of the toner and move to the counter electrode side. Further, in the case of the medium resistance toner 92, it is considered that the flying starts while the positive charge is moving on the surface of the toner. On the other hand, in the island-shaped electrode toner 93, as shown in FIG. 9, it is considered that the positive charges injected into the island-shaped electrode 93a cannot move to the counter electrode side and fly as they are.

【0028】次に、上記4種類のトナーが飛翔して対向
電極4に付着した後の動作について図10を用いて説明
する。なお、図10は導電性トナー、中抵抗トナー、整
流性トナー及び島状電極トナーを図4の装置の対向電極
に付着させたときの動作の説明図である。導電性トナー
91の場合には、前述のように対向電極4の表面が絶縁
物で構成されていないと、対向電極4に付着したトナー
に該対向電極4から直ちにマイナス電荷が注入され、ト
ナー担持体6aから注入されたプラス電荷が該マイナス
電荷により中和されてついには導電性トナー91が逆極
性に帯電してしまう。そして、逆極性に帯電した導電性
トナー91は、周囲の電界により対向電極からトナー担
持体に向かう静電力を受けてトナー担持体に向かって飛
翔(以下、逆飛翔という)する。一方、中抵抗トナー9
2の場合には、対向電極4に付着したトナーに該対向電
極4からマイナス電荷が注入されるが、該電荷が注入さ
れるのに時間がかかるため、通常画像形成に用いるパル
ス電圧印加時間の範囲では逆飛翔するほどのマイナス電
荷は注入されず、対向電極4と中抵抗トナー92との付
着力により対向電極4上に留まる。また、整流性トナー
90の場合には、マイナス電荷がトナーに注入されるこ
とがないので、トナーは正に帯電したまま対向電極4に
向かう静電力と、トナーと対向電極4との付着力とによ
って対向電極4表面に留まる。また、島状電極トナー9
3の場合には、対向電極4に接している島状電極93a
に直ちにマイナス電荷が注入されるが、トナー担持体6
aに近い側の島状電極にはプラス電荷が残っているので
上記マイナス電荷による静電力とプラス電荷による静電
力とがバランスし、トナーと対向電極4との付着力によ
って対向電極4上に留まると考えられる。
Next, the operation after the above-mentioned four kinds of toner have been ejected and adhered to the counter electrode 4 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation when the conductive toner, the medium resistance toner, the rectifying toner and the island-shaped electrode toner are attached to the counter electrode of the apparatus of FIG. In the case of the conductive toner 91, if the surface of the counter electrode 4 is not made of an insulating material as described above, a negative charge is immediately injected from the counter electrode 4 to the toner attached to the counter electrode 4, and the toner is carried. The positive charge injected from the body 6a is neutralized by the negative charge, and the conductive toner 91 is finally charged to the opposite polarity. Then, the conductive toner 91 charged to the opposite polarity is subjected to an electrostatic force directed from the counter electrode toward the toner carrying member by the surrounding electric field and flies toward the toner carrying member (hereinafter referred to as reverse flying). On the other hand, medium resistance toner 9
In the case of 2, a negative charge is injected from the counter electrode 4 to the toner attached to the counter electrode 4, but it takes time to inject the charge, so that the pulse voltage application time used for the normal image formation is In the range, the negative charges that fly backward are not injected, and remain on the counter electrode 4 due to the adhesive force between the counter electrode 4 and the medium resistance toner 92. Further, in the case of the rectifying toner 90, since a negative charge is not injected into the toner, the electrostatic force toward the counter electrode 4 while the toner is positively charged and the adhesive force between the toner and the counter electrode 4 are generated. Stay on the surface of the counter electrode 4. Also, the island-shaped electrode toner 9
In the case of 3, the island-shaped electrode 93a in contact with the counter electrode 4
The negative charge is immediately injected into the toner carrier 6
Since the positive charge remains on the island-shaped electrode on the side closer to a, the electrostatic force due to the negative charge and the electrostatic force due to the positive charge are balanced and stay on the counter electrode 4 due to the adhesive force between the toner and the counter electrode 4. it is conceivable that.

【0029】次に対向電極4表面にトナーを積層する場
合について図11を用いて説明する。なお、図11は導
電性トナー、中抵抗トナー、整流性トナー及び島状電極
トナーを図4の装置の対向電極上に積層したときの動作
の説明図である。図11に示すように、導電性トナー9
1の場合には対向電極4表面に絶縁フィルム41があれ
ば1層目は留まるが、2層目のトナーが付着するとトナ
ー担持体6aから注入されたプラス電荷が1層目に移動
し、また、静電誘導によりプラス電荷が発生して1層目
に移動し、マイナス電荷が上記2層目のトナーに残って
該トナーが逆極性、すなわち負に帯電して逆飛翔してし
まう。中抵抗トナーの場合には、上記プラス電荷が1層
目に移動するのに時間がかかるので、通常画像形成に用
いるパルス電圧印加時間の範囲では1層目がマイナスに
帯電することはなく、1層目のトナー上に留まる。整流
性トナー90の場合には、対向電極に直接トナーが付着
したときとは異なりトナー担持体6aから2層目のトナ
ーに注入されたプラス電荷は1層目のトナーに移動す
る。これは、対向電極とトナーとは異なる材質なので電
荷の移動が阻止されてトナーにプラス電荷が保持される
が、トナー同士は同じ材質なので電荷が互いに移動可能
であるからである。しかしながら、前記2層目のトナー
が電気的に中性になった後には、静電誘導により2層目
のトナーにマイナス電荷が注入されることはないので、
付着力によりそのまま1層目のトナー上に留まる。そし
て、島状電極トナー93の場合には、2層目のトナーの
島状電極93aに保持されたプラス電荷が1層目のトナ
ーに移動することがなく、2層目のトナーは正に帯電し
たまま対向電極に向かう静電力と、トナーと対向電極と
の付着力とによって対向電極4上に留まる。
Next, the case where toner is laminated on the surface of the counter electrode 4 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation when the conductive toner, the medium resistance toner, the rectifying toner and the island-shaped electrode toner are laminated on the counter electrode of the apparatus of FIG. As shown in FIG. 11, the conductive toner 9
In the case of 1, if the insulating film 41 is present on the surface of the counter electrode 4, the first layer remains, but when the toner of the second layer adheres, the positive charge injected from the toner carrier 6a moves to the first layer, and A positive charge is generated by electrostatic induction and moves to the first layer, and a negative charge remains in the toner of the second layer, and the toner has a reverse polarity, that is, is negatively charged and flies backward. In the case of the medium resistance toner, it takes time for the positive charge to move to the first layer, and therefore the first layer is not negatively charged within the range of the pulse voltage application time used for normal image formation. It stays on the toner of the first layer. In the case of the rectifying toner 90, the positive charge injected from the toner carrier 6a into the toner of the second layer moves to the toner of the first layer, unlike when the toner directly adheres to the counter electrode. This is because the opposite electrode and the toner are made of different materials, so that movement of charges is blocked and positive charges are held in the toner, but since the toners are made of the same material, the charges can move to each other. However, after the toner of the second layer becomes electrically neutral, a negative charge is not injected into the toner of the second layer due to electrostatic induction.
It remains on the toner of the first layer as it is due to the adhesive force. In the case of the island-shaped electrode toner 93, the positive charge of the toner of the second layer held on the island-shaped electrode 93a does not move to the toner of the first layer, and the toner of the second layer is positively charged. While remaining as it is, it remains on the counter electrode 4 due to the electrostatic force directed to the counter electrode and the adhesive force between the toner and the counter electrode.

【0030】表1は、以上述べた上記4種類のトナーの
特性をまとめたものである。4つの特性、具体的には電
荷注入が速い、導体に記録可能、フルカラー可能、材料
費が安価であるという各項目を満たす場合には○、満た
さない場合には×で示している。この表から、島状電極
トナー93が電荷注入速度が速く、導電性記録体にも記
録でき、フルカラープリントが可能であり、かつ、材料
の選択範囲が広く製造が容易であり、最も優れていると
いえる。
Table 1 is a summary of the characteristics of the above-mentioned four types of toner. When the four characteristics, specifically, fast charge injection, recording on a conductor, full color capability, and low material cost are satisfied, it is indicated by ◯, and when not satisfied, by x. From this table, the island-shaped electrode toner 93 has the highest charge injection rate, can be recorded on the conductive recording material, allows full-color printing, has a wide selection range of materials, is easy to manufacture, and is the most excellent. Can be said.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】次に、図2に示した図1のカラープリンタ
の記録部において上記に述べたような島状電極トナー9
3を用いた場合の動作について述べる。まず、トナー担
持体6aとシールド電極を接地し、対向電極4に一定の
電圧、例えば−400Vを印加する。また、画像電極5
1にも一定の電圧、例えば−120Vが印加されてい
て、記録紙10への記録を行う場合には、図示しないI
Cドライバより、例えば−60Vの画像信号パルス電圧
が印加される。このとき、画像電極51には前記−12
0Vの電圧に重畳されて−180Vの電圧が印加される
こととなる。そして、トナー層表面に形成される電界に
より島状電極トナー93に正の電荷が誘導され、該電荷
に上記電界が作用して形成される対向電極4方向の静電
力が、上記島状電極トナー93に作用する。この静電力
がトナー間あるいはトナー担持体6aとの付着力(ファ
ンデルワールス力)と重力の和を上回ると、該島状電極
トナー93がトナー層から離脱して図中に点線で示す電
気力線に沿って飛翔し、記録紙10に付着する。このよ
うに島状電極トナー93が付着することによって、記録
紙10に記録することができる。
Next, in the recording portion of the color printer of FIG. 1 shown in FIG. 2, the island-shaped electrode toner 9 as described above is used.
The operation when 3 is used will be described. First, the toner carrier 6 a and the shield electrode are grounded, and a constant voltage, for example −400 V, is applied to the counter electrode 4. In addition, the image electrode 5
When a constant voltage, for example, −120 V is applied to 1 as well, and when recording on the recording paper 10, I (not shown)
An image signal pulse voltage of, for example, −60 V is applied from the C driver. At this time, the image electrode 51 has -12
The voltage of -180V is applied by being superimposed on the voltage of 0V. Then, a positive charge is induced in the island electrode toner 93 by the electric field formed on the surface of the toner layer, and the electrostatic force in the direction of the counter electrode 4 formed by the electric field acting on the charge is applied to the island electrode toner. Acts on 93. When this electrostatic force exceeds the sum of the adhesive force (van der Waals force) between the toner or the toner carrier 6a and the gravity, the island-shaped electrode toner 93 separates from the toner layer and the electric force indicated by the dotted line in the figure. It flies along the line and adheres to the recording paper 10. By attaching the island-shaped electrode toner 93 in this manner, it is possible to record on the recording paper 10.

【0033】本実施形態においては島状電極トナー93
が飛翔して記録紙10に付着後、上述のように、記録紙
10の抵抗が低い場合でも該島状電極トナー93は負に
帯電することがない。このためトナー担持体6aに向か
う方向の静電力が働かないので逆方向に飛翔することは
なく、低抵抗の記録紙10にも記録可能である。
In this embodiment, the island-shaped electrode toner 93 is used.
After the toner flies and adheres to the recording paper 10, the island-shaped electrode toner 93 is not negatively charged as described above even when the resistance of the recording paper 10 is low. Therefore, since electrostatic force in the direction toward the toner carrier 6a does not work, the toner does not fly in the opposite direction, and recording can be performed on the recording paper 10 having low resistance.

【0034】ここで、図1のカラープリンタにおいて、
記録紙10としてアルミホイルのような導体を用いた
り、普通紙を30°C、90%RHの高温高湿環境試験
室にいれ4時間放置したものを用いたりした場合に、対
向電極4に−400V、画像電極に−180Vの電圧を
印加してプリントを行っても、高画像濃度のプリントを
得ることができた。
Here, in the color printer of FIG.
When a conductor such as an aluminum foil is used as the recording paper 10 or a plain paper which is placed in a high temperature and high humidity environment test room at 30 ° C. and 90% RH and left for 4 hours is used as the counter electrode 4, Even when printing was performed by applying a voltage of 400 V and -180 V to the image electrode, a high image density print could be obtained.

【0035】また、本実施形態のカラープリンタにおい
て、フルカラープリントを行う場合には、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて上述の動作
を4回繰り返す。この場合、上述のように2層目のトナ
ーはトナー担持体6aから該トナーの島状電極93aに
注入された電荷を該トナーが記録紙に付着した後にも保
持しており、静電誘導により前記2層目のトナーが負に
帯電することはない。同様に3層目以降のトナーも負に
帯電することがない。このため2層目以降のトナーにト
ナー担持体に向かう方向の静電力は働かず、逆方向に飛
翔することはない。従ってトナーの積層が可能である。
In the color printer of this embodiment, when full-color printing is performed, the above operation is repeated four times using yellow, magenta, cyan, and black toners. In this case, as described above, the toner of the second layer holds the electric charges injected from the toner carrier 6a to the island-shaped electrodes 93a of the toner even after the toner adheres to the recording paper, and the electrostatic induction causes The second layer toner is never negatively charged. Similarly, the toner on the third and subsequent layers is not negatively charged. Therefore, the electrostatic force in the direction toward the toner carrier does not act on the toner of the second and subsequent layers, and the toner does not fly in the opposite direction. Therefore, it is possible to stack toner.

【0036】また、上述のように、トナーが逆方向に飛
翔することがないので、対向電極4方向に向かうトナー
と逆飛翔するトナーとが弾性衝突を起こすことがなく、
チリの発生を抑制することができる。
Further, as described above, since the toner does not fly in the opposite direction, there is no elastic collision between the toner heading in the direction of the counter electrode 4 and the toner flying in the opposite direction.
The generation of dust can be suppressed.

【0037】ここで、図1のカラープリンタにおいて、
上記対向電極4を兼ねた搬送ベルトを55mm/secで移動
させながら、固定電圧−120Vが印加されている上記
画像電極51に、画像信号に応じて図示しないICドラ
イバーから−60Vのパルス電圧を、0.77msec間ず
つ印加することによって、高画像濃度のチリのないフル
カラープリントを得ることができた。このときのプリン
ト速度は、毎分10枚であった。
Here, in the color printer of FIG.
While moving the conveyor belt also serving as the counter electrode 4 at 55 mm / sec, a pulse voltage of −60 V is applied from an IC driver (not shown) to the image electrode 51 to which a fixed voltage −120 V is applied according to an image signal. By applying each for 0.77 msec, a full-color print with high image density and no dust could be obtained. The printing speed at this time was 10 sheets per minute.

【0038】比較例として、上述の方法で形成した整流
性トナー90を用いて同様にフルカラープリントを行っ
たところ、ほぼ同様の画質のカラープリントが得られた
が、1枚当たりのトナーのコストは通常プリンタで用い
られるトナーの10〜100倍にもなった。
As a comparative example, when full-color printing was similarly performed using the rectifying toner 90 formed by the above-described method, a color print with substantially the same image quality was obtained, but the cost of toner per sheet was It is 10 to 100 times as large as the toner used in a normal printer.

【0039】また、上述の方法で形成した中抵抗トナー
92を用いて同様にフルカラープリントを行ったとこ
ろ、得られたプリントは画像濃度が非常に低かった。こ
れは、画像電極に印加したパルス電圧のパルス電圧印加
時間が短すぎて、中抵抗トナーが飛翔する程度の電荷が
注入されるまでに至らなかったためである。
When full-color printing was similarly performed using the medium resistance toner 92 formed by the above method, the obtained print had a very low image density. This is because the pulse voltage application time of the pulse voltage applied to the image electrode was too short to inject the electric charge to the extent that the medium-resistance toner flies.

【0040】また、リコー製、導電性トナーRIFAX
9000(商品名)を用いて同条件で黒のみの単色プリ
ントを行ったところ、プリントしたライン画像の左右に
多くのトナーが散っていて大変シャープ性に欠けてい
た。このようにチリが多発したのは、飛翔するトナーと
逆飛翔するトナーとが空中で弾性衝突して予定外の場所
に着地したためである。
Also, a conductive toner RIFAX manufactured by Ricoh
When single-color printing of black only was performed under the same conditions using 9000 (trade name), a large amount of toner was scattered on the left and right of the printed line image, and the sharpness was very poor. The reason why the dust frequently occurs is that the flying toner and the backward flying toner elastically collide in the air and land on an unexpected place.

【0041】本実施形態においては、上述の方法で形成
した島状電極トナー93についてのみ説明を行ったが、
表面に微小な導電性物質を互いに絶縁された状態で多数
備えるトナーであれば、同様の効果を得ることができ
る。また、画像形成装置も図1のような構成を持つ画像
形成装置のみならず、トナーを記録紙に向かって飛翔さ
せて記録を行う画像形成装置であれば、どの様な構成の
画像形成装置であっても同様の効果を得ることができ
る。
In the present embodiment, only the island-shaped electrode toner 93 formed by the above method has been described.
The same effect can be obtained if the toner has a large number of minute electrically conductive substances that are insulated from each other on the surface. Further, the image forming apparatus is not limited to the image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 1, but may be any image forming apparatus as long as it is an image forming apparatus that performs recording by flying toner toward recording paper. Even if there is, the same effect can be obtained.

【0042】[0042]

【発明の効果】請求項1乃至2の発明によれば、トナー
表面の多数の微小な導電性物質の少なくとも一つに電荷
が注入されると、該電荷がトナー表面の他の導電性物質
に移動することがなくそのまま保持される。よって、高
温高湿環境で記録部材の抵抗が低下した場合でも、該記
録部材と反対側の上記導電性物質には飛翔の際にトナー
担持体から注入された電荷が保持されたままであり、ト
ナーが所望の極性と逆極性に帯電することがない。従っ
て該トナーが逆飛翔せず、低抵抗の記録部材にも記録可
能であるという優れた効果がある。なお、トナーを積層
して画像を作成する場合にも2層目以上のトナーが所望
の極性と逆極性に帯電して逆飛翔せず、トナーの積層が
可能である。これにより、例えば異色のトナーを積層し
て良好なフルカラープリントを得ることができる。ま
た、トナーが所望の極性と逆極性に帯電して逆飛翔する
ことがないので、記録部材に向かって飛翔するトナーと
逆飛翔するトナーとが弾性衝突を起こしてチリを生じる
ことがなく、画像と非画像の境界が明確なシャープな画
像が得られる。
According to the first and second aspects of the present invention, when a charge is injected into at least one of a large number of minute conductive substances on the toner surface, the charge is transferred to other conductive substances on the toner surface. It is retained without moving. Therefore, even when the resistance of the recording member is lowered in a high temperature and high humidity environment, the charge injected from the toner carrier during the flight is still held in the conductive material on the side opposite to the recording member. Does not have a polarity opposite to the desired polarity. Therefore, there is an excellent effect that the toner does not fly backward and can be recorded on a recording member having a low resistance. Even when the toners are laminated to form an image, the toners of the second layer and above are not charged by the opposite polarity to the desired polarity and do not fly backward, and the toners can be laminated. Thus, for example, different color toners can be laminated to obtain a good full-color print. Further, since the toner is not charged to the opposite polarity to the desired polarity and does not fly backward, the toner flying toward the recording member does not elastically collide with the toner flying backward, thus causing no dust. A sharp image with clear boundaries between and is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示
す正面図。
FIG. 1 is a front view illustrating a schematic configuration of a color printer according to an embodiment.

【図2】同プリンタの1色の記録部の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a one-color recording unit of the printer.

【図3】同プリンタの1色の制御電極列の平面図。FIG. 3 is a plan view of one color control electrode array of the printer.

【図4】(a)は、島状電極トナー、中抵抗トナー、整
流性トナーの特性の測定装置の説明図。(b)は、導電
性トナーの特性の測定装置の説明図。
FIG. 4A is an explanatory diagram of a device for measuring characteristics of island-shaped electrode toner, medium resistance toner, and rectifying toner. FIG. 3B is an explanatory diagram of a device for measuring characteristics of conductive toner.

【図5】図4の装置で測定した、トナー飛翔量の対向電
極への印加電圧依存性を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the dependency of the toner flying amount on the applied voltage to the counter electrode, measured with the apparatus of FIG.

【図6】図4の装置で測定した、トナー飛翔量の対向電
極へのパルス電圧印加時間依存性を示す説明図。
6 is an explanatory diagram showing the dependence of the amount of toner flying on the pulse voltage application time to the counter electrode, measured by the apparatus of FIG.

【図7】図4の装置で測定した、トナー飛翔量の対向電
極へのパルス電圧印加回数依存性を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the dependence of the amount of toner flying on the number of times a pulse voltage is applied to the counter electrode, measured with the apparatus of FIG.

【図8】導電性トナーに注入された電荷の移動の説明
図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of movement of charges injected into the conductive toner.

【図9】島状電極トナーに注入された電荷の移動の説明
図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the movement of charges injected into the island-shaped electrode toner.

【図10】導電性トナー、中抵抗トナー、整流性トナー
及び島状電極トナーを図4の装置の対向電極に付着させ
たときの動作の説明図。
10 is an explanatory diagram of an operation when a conductive toner, a medium resistance toner, a rectifying toner and an island-shaped electrode toner are attached to a counter electrode of the apparatus of FIG.

【図11】導電性トナー、中抵抗トナー、整流性トナー
及び島状電極トナーを図4の装置の対向電極上に積層し
たときの動作の説明図。
11 is an explanatory diagram of an operation when a conductive toner, a medium resistance toner, a rectifying toner, and an island-shaped electrode toner are laminated on a counter electrode of the apparatus of FIG.

【図12】従来用いられていた導電性トナーを用いた粉
体画像記録装置の一例の原理説明図。
FIG. 12 is a principle explanatory view of an example of a powder image recording apparatus using a conductive toner which has been conventionally used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 給紙カセット 10 記録紙 2 呼び出しローラ 3 搬送ローラ対 4 対向電極 5 制御電極 51 画像電極 52 ポリイミドフィルム 53 シールド電極 54 孔 6 トナー担持体 7 熱ローラ 8 加圧ローラ 90 整流性トナー 91 導電性トナー 92 中抵抗トナー 93 島状電極トナー 1 Paper Feed Cassette 10 Recording Paper 2 Calling Roller 3 Conveying Roller Pair 4 Counter Electrode 5 Control Electrode 51 Image Electrode 52 Polyimide Film 53 Shield Electrode 54 Hole 6 Toner Carrier 7 Heat Roller 8 Pressure Roller 90 Rectifying Toner 91 Conductive Toner 92 Medium resistance toner 93 Island electrode toner

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】トナーを担持するトナー担持体と対向電極
との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の
微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数
の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電
極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担
持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向
電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向
電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画
像を形成する粉体画像記録方法において、 表面に微小な導電性物質を互いに絶縁された状態で多数
備えるトナーを、上記トナーとして用いたことを特徴と
する粉体画像記録方法。
1. A plurality of independent or continuous micro-apertures arranged between a toner carrying member carrying a toner and a counter electrode and a plurality of control electrode parts for controlling toner passage through the respective micro-apertures. A voltage is applied to the control electrode portion of the toner flight control member having the following according to an image signal, and the toner from the toner carrier is passed through the minute opening to the counter electrode side. In a powder image recording method for forming an image by adhering it on a recording member located between a toner flight control member and the counter electrode, a toner having a large number of minute conductive substances insulated from each other on the surface thereof Is used as the toner, and a powder image recording method is provided.
【請求項2】トナーを担持するトナー担持体と対向電極
との間に配設された、互いに独立あるいは一連の複数の
微小開口部と各微小開口部のトナー通過を制御する複数
の制御電極部とを備えたトナー飛翔制御部材の該制御電
極部に、画像信号に応じて電圧を印加し、上記トナー担
持体上からのトナーを上記微小開口部に通して上記対向
電極側に移行させ、上記トナー飛翔制御部材と上記対向
電極との間に位置する記録部材上に付着させることで画
像を形成する粉体画像記録装置において、 上記トナーとして、請求項1のトナーを用いたことを特
徴とする粉体画像記録装置。
2. A plurality of independent or continuous micro-apertures arranged between a toner carrier for supporting a toner and a counter electrode, and a plurality of control electrode parts for controlling toner passage through the respective micro-apertures. A voltage is applied to the control electrode portion of the toner flight control member provided with, in accordance with an image signal, and the toner from the toner carrier is transferred to the counter electrode side through the minute opening. In a powder image recording apparatus for forming an image by adhering it on a recording member located between a toner flight control member and the counter electrode, the toner according to claim 1 is used as the toner. Powder image recording device.
JP18430796A 1996-05-30 1996-05-30 Powder image recording method and equipment Withdrawn JPH09314893A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002278274A (en) * 2001-03-21 2002-09-27 Ricoh Co Ltd Electrostatic carrying device, electrostatic carrying method and image forming apparatus

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JP2002278274A (en) * 2001-03-21 2002-09-27 Ricoh Co Ltd Electrostatic carrying device, electrostatic carrying method and image forming apparatus

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