JPS58184962A - 記録装置におけるトナ−層厚制御方法 - 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】 この発明は、記録装置におけるトナ一層厚制御方法に関
する。

ローラー状もしくはベルト状のドナーを回動させて、そ
の周面な局長方向へ循環的に移動させつつ、このドナー
にトナーを供給し、ドクターによって、ドナー周面上に
トナーの均一な層を形成し、このトナ一層に、定位置に
おいて多針電極を接触させ、多針電極にパターン信号を
印加し、トナーへの電荷注入を利用して、上記トナ一層
に、パターン信号に従うトナーの帯電分布を形成し、所
足の極性に帯電したトナーを、その分布に従って、紙等
の記録媒体上へ転写する方式の記録装置が知られている
（例えば、特開昭５５−８４９５５号公報）。

第１図は、このような記録装置の１例を、要部のみ略示
している。

本発明は、上記記録装置の問題点のひとつを解決しよう
とするものであるから、以下にまず、第１図を参照して
、記録方式のあらましを簡単に説明し、あわせて、本発
明により解決しようとする問題点につき説明する。

第１図において、符号１はドナー、符号２はホッパー、
符号６はドクター、符号４は多針電極、符号５は中間転
写ローラー、許、Ｗ６は転写ローラー、符号７はブレー
ド、符号８はトナー回収部材をそれぞれ示している。ま
た、符号Ｅｌ、　Ｅ２．　’８５は直流電圧電源、符号
Ｓは記録媒体を示している。

トナー１は、ローラー状であって、その回動軸を図面に
直交する方向に平行にして配備され、矢印方向へ回動回
層である。

ホンパー２は、トナー補給用の開口部を有し、この開口
部を、ドナー１の上部局面でふさぐようにして、ドナー
１の上位に配備される。ホッパー２は、本体２０と、ト
ナー漏出防止用のローラー２１と、この口〜ラー２１を
クリーニングするためのブラシ２２とを有している。本
体２ｏに貯えられたトナーＴは、上記開口部から、ドナ
ー１の上部周面に補給される。上記開口部は図面に垂直
な方向を長手方向とするスリット状であり、従って、ド
ナー１へのトナー補給は、ドナー１の回動軸方にわたっ
て行なわれる。また、ホッパー２の内部には攪拌ブラシ
２３が配備されている。

なお、ドナー１は電気的には接地されている。

ドクター３は導電外であって、ホッパー２の左方側板に
配備され、そのエツジを、抑圧手段３１によって、ドナ
ー１の局面に、その回動軸方向にわたって圧接させてお
り、電気的には電源Ｅ１に接続されている。

多針電極４は、図面に直交する方向へ細長い板状であっ
て、その長手方向に沿う一側端面には、埋設された多数
の針電極の微小な端面が、上記長手方向へ、整然と配列
露呈しており、この側端面を、ドナー１の左方周面部に
、長手方向にわたって圧接させている。

中間転写ローラー５は、ドナー１の下位に、ドナー１と
平行に設けられ、その上部局面を、ドナー１の下部周面
に、回動軸方向にわたって当接させている。

転写ローラー６は、中間転写ローラー５と平行に配備さ
れ、中間転写ローラー５と併動して、記録媒体Ｓを矢印
方向へ挟持搬送しうるようになっている。

中間転写ローラー５は電源Ｅ２に、転写ローラー６は電
源Ｅ５に、それぞれ接続されている。記録媒体Ｓとして
は、一般的には普通紙が用いられる。

ブレード７は、そのエツジ部を、中間転写ローラー５の
左方周面に、その母線方向にわたって圧接させており、
トナー回収部材８はブレード７の下位に配備されている
。

トナーＴとしては体積固有抵抗が１０１０〜１０１４Ω
・（至）のものが用いられる。

記録時には、ドナー１が矢印方向へ回動する。

すると、ホッパー２から補給されたトナーＴは、ドクタ
ー３の作用によって、ドナー１上に均一なトナ一層に形
成される。トナーＴが、ドクター３の作用でトナ一層に
層形成されるとぎ、ドクター３かもトナーへの負電荷の
注入が行なわれるので、上記の如くドナー１の局面に形
成されたトナーの層は均一に負帯電している。

このような、均一に負帯電したトナーの層が多針電極４
の位置を通過する際、多針電極４にはパターン信号が、
正極性の電圧パルス信号として印加される。このパター
ン信号により駆動された針電極からは、これに接触する
トナーに正電荷が注入されろ。正電荷を注入されたトナ
ーは正極性に帯電極性を変する。それゆえ、多針電極４
の位置を通過したトナ一層には、トナーの帯電分布が形
成されており、正帯電トナーの分布は、パターン信号に
対応している。

この正帯電したトナーは、電源Ｅ２による電気力により
、その分布に従って、中間転写ローラー５の周面上に転
写され、ついで、転写ローラー６に印加された電源Ｅ３
による負電圧による電気力により記録媒体Ｓ上へ転写さ
れる。

か（して、多針電極４に印加された・くターン信号に従
う可視像が記録媒体Ｓ上に得られる。記録媒体Ｓは、こ
の可視１象を、不図示の定着装置によって定着されたの
ち、装置外へ排出される。

中間転写ローラー５の周面上に転写されのこったトナー
は、ブレード７によって、トナー回収部材８中へかき落
される。

ドナー１は回動をつづけるに従い、つぎつぎに、新１こ
なトナ一層が形成されて記録に供されるが、画像記録に
寄与したトナ一層は７．シナ−補給部において攪拌ブラ
シ２３によってドナー１の局面から、ひきはがされるの
で、ドナー１０局面には常に新鮮なトナ一層が形成され
る。

さて、ドナー１の周面の速さと、中間転写ローラー５０
周面の速さと＆式、同一でな（て異なったものとなって
いる。すなわち、例えば、中間転写ローラーの局面の速
さを１とすれば、ドナー１グ）周面の速さは、例えば、
１．５となって〜・る。こσ）場合、多針電極によりド
ナー１上に形成されるトナーの帯電分布における、正帯
電分布（ま、最終的に記録さるべき記録画像を、ドナー
１の周面σ〕移動方向へ１゜５倍に引きのばした形状に
形成される。

このような引きのばされた正帯電トナーの分布をよ、中
間転写ローラー５の周速が、ドナー周速の％であるとこ
ろから、中間転写ローラー６上へり）転写の際に、中間
転写ローラー６の局面の移動力向において％に縮小され
る。それ故、記録媒体Ｓ上に形成される記録画像は正規
のサイズとなって〜・ろ。

このように、ドナー１と中間転写ローラー５σ）周速に
差をもたせることにより、得られるＢ己録画像における
地肌汚れを解消させること力１可月ととなる。

上記の説明では、ドクターにより、予めトナーを均一帯
電する場合を例にとったが、ドクターによる帯電を行な
わず、多針電極により例えば正極性の電荷をパターン信
号に応じて注入し、正帯電したトナーのみを転写するよ
うにすることもできるし、多針電極のみによって、正負
の帯電分布をトナ一層に形成することもできる。

また、トナーの転写は、中間転写ローラーを介すること
なく、ドナー上から、直接、記録媒体上へ転写すること
も可能である。

さて、このような記録装置において、解決すべき問題点
とは、以下の如きものである。

すなわち、上述の記録方式のプロセスを繰返して行って
いるうちに、記録画像の濃度が次第に低下してい（ので
ある。

発明者は、この現象を詳細に調べ、その結果、このよう
な現象の原因が、ドナ一層上に形成されるトナ一層の層
厚の変化にあることがつぎとめられた。すなわち、上記
トナ一層の層厚は、記録プロセスの繰返しに従い、次第
に薄くなり、これが、記録画像濃度の低下の原因となる
のである。配球画像は結局のところ、ドナー上のトナー
によって構成されるのであり、トナ一層の層厚が薄くな
ることは、ドナー上のトナーの絶対量が減少することを
意味するのであるから、これによって、記録画像の濃度
が低下することは容易に理解されるであろう。

トナ一層の層厚が変化する原因は、トナーとドナーの機
械的な変化にある。すなわち、トナーは、当初の新鮮な
状態では、略球形状を呈しているのであるが、繰返して
使用されているうちに、トナーの流動性が低下し、これ
がトナ一層形成を悪化させる原因となる。

また、ドナーは、一般に、その周面部を、体積抵抗１０
５′６Ω−−１硬度３０〜７０．Ｈ８のエラストマー（
シリコンゴムが最も良く用いられる）で形成されるので
あるが、七の局面は、新しいうちは、ある程度の荒さを
有し、トナーをとらえやすい状態となっている。しかる
に、使用が繰返されるに従い、上記荒さが、摩耗のため
に次第にうしなわれ、ドナーの局面は次第になめらかと
なって、トナーをとらえにくくなる。このことも、トナ
一層厚を小さくする原因として作用するのである。

本発明は、上述の如き、記録画像の濃度低下を解決し５
る、トナ一層厚制御方法の提供にある。

以下、本発明を説明する。

発明者の行った実験の示すところによれば、トナーの流
動性や、ドナーの表面荒さなど、トナー、ドナーに機械
的な変化は生ずるが、トナーやドナーの電気的な性質は
変化しない。トナーの体積抵抗値は実際には、次第に変
化するのであるが、その変化の割合はわずかなものであ
って、本発明の実施に対しては、２義的な意味しかもた
ない。すなわち、本発明を実施するにあたって、トナー
の体積抵抗を不変とみなすことがゆるされる。

すると、トナーの体積抵抗が一定であることから、ドナ
ー上のトナ一層の、厚み方向の電気抵抗は、トナ一層の
厚みに応じて５化する。そこで、本発明においては、ト
ナ一層に、導電性の部材を接触させ、この部材とドナー
との間に定電圧を印加し、トナ一層の厚み方向に流れる
電流値を検出する。この電流値はトナ一層の抵抗によっ
て変化するから、トナ一層の厚みに応じて変化する。そ
こで、この電流値に応じて、ドクターの、ドナーへの圧
接力を変化させ、上記電流値が所定の基準値を与えるよ
うに上記圧接力を調整するのである。

このようにすれば、ドナー上のトナ一層は常に一定の層
厚となる。そしてそり層厚は、基準電流値によって定ま
るから、上記基準電流値を、最適のトナ一層厚を与える
値に設定しておけば、上記の方法によって、いつでも、
最適の層厚のトナ一層乞、ドナー上に得ることができる
。もちろん、上記電流値が基準電流値より太きいときは
、トナ一層が基準の厚さより薄いのであるから、ドクタ
ーの圧接力を弱め、逆に電流値が、基準電流値より小さ
いときは、ドクターの圧接力を強めるのである。

このような、トナナ層厚の調整は、記録プロセスが行な
われない時に行なわれるのであるが、これを行なうのに
、必要に応じて随時性なってもよいし、記録プロセスが
行なわれるごとに、それに先立って、あるいは、記録プ
ロセスが終了するごとに、自動的に行うようにしてもよ
い。

自動的に行なわない場合には、ドクターの圧接力調整機
構を、手動で調整し、調整後、その圧接力に固足するよ
うにしてもよい。

又、自動的に行うときは、例えば、マイクロコンピー−
ター等により、前述の如くして得られた圧接力の適正値
を記憶してこれを保持し、次回の調整まで、この適正値
を保持するようにする。

圧接力を変動調整する機構は、例えばカム機構等で実現
することができるし、ソレノイド機構を用いても実現て
・きる。

以下、具体的な例に即して説明する。

なお、繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思われる
ものについては、第１図以下、全図面を通じて同一の符
号を用いる。

第２図に示す例においては、導電性の部材として、導電
性のドクター６自体を用いている。電源Ｅ１かもドクタ
ー３を介して、トナ一層を厚み方向へ流れる電流は電流
検出回路１１に検知され、この検出電流値により圧接力
調整機構、例えばソレノイド機構が作動して、ドクター
３の、ドナー１への圧接力を調整し、上記電流検出回路
１１に検出される電流値が基準設定値を与えるようにす
る。

第６図に示す例では、多針電極４Ｉの、トナ一層への圧
接端面の、トナ一層を迎え入れる側の部分に、金属４２
を埋設露呈させ、これを、導電性の部材として用いてい
る。図中、符号４！は、針電極、符号Ｅ４は直流電圧電
源である。通常の多針電極４では、上記金属４２のある
部分は樹脂のモールドであって熱伝導がわるく、この部
分でトナーと多針電極が摩さつすると、摩さつ熱が拡散
しにくいため、温度上昇して、多針電極へのトナーの融
着な生じやすいが、この例のように金属４２を埋設露呈
させると、金属の対熱電導性により摩さつ熱が拡散放熱
しやすいので、トナーの多針電極への融着を防止できる
という利点もある。

第４図に示す例では、中間転写ローラー５を導電性の部
材として利用している。中間転写ローラー５は、一般に
は、アルミニウムローラーの周而部をアルマイト処理し
たものが用いられ、周面部の抵抗は必らずしも小さくは
ないが、本発明の実施には支障なく利用できる。

第５図に示す例では、ホッパー２（第１図）におけるロ
ーラー２１を導電性とし、これを導電性の部材として利
用した。符号Ｅ５は直流電圧電源を示す。

以上の例のように、導電性の部材としては、記録装置を
構成する各種部材を適宜利用することが可ｌ］じである
。

しかし、第６図に示す例の如く、専用の部材１６を用い
ても、もちろんかまわない。符号Ｅ６は直流電圧電源を
示す。部材１５は、図示の如（、板状でも良く、場合に
よって、ローラー状でも、ベルトでもよい。材質は、導
電性であれば何でもよいが、金属が最も実用的である。

１０°”ａ″Ａ１．．．。

第１図は、本発明が適用さるべ諌記縁装置の１例を要部
のみ略本する正面図、第２図は、本発明の実施の１例を
説明するための図、第３図は、本発明の実施の他の例を
説明するための図、第４図は、本発明の実施のさらに他
の例を説明するだめの図、第５図は、本発明の実施の他
の例を説明するための図、第６図は、本発明の実施の別
の例を説明するための図である。

１・・・ドナー、２・・・ホッパー、３・・・ドクター
、４・・・多針電極、１１・・・電流検出回路、１２・
・・圧接力調整機構、１３・・・導電性の部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ローラー状もしくはベルト状のドナーを回動させて
   、その周面を局長方向へ循環的に移動させつつ、このド
   ナーにトナーを供給し、エツジを上記局面に、周面の移
   動方向に直交する方向にわたって圧接させているドクタ
   ーにより、上記周面上に上記トナーの均一な層を形成し
   、このトナ一層に、定位置において多針電極を接触させ
   、この多針電極にパターン信号を印加し、トナーへの電
   荷注入を利用して、上記トナ一層に、パターン信号に従
   う、トナーの帯電分布を形成し、所定の極性に帯電した
   トナーを、記録媒体上へ、その分布に従って転写する方
   式の記録装置において、 ドナー上に形成されるトナ一層の、層厚を制御する方法
   であって、 トナ一層に、導電性の部材を接触させ、この部材とドナ
   ーとの間に定電圧を印加して、トナ一層の層厚方向へ電
   流を通じ、この電流の大きさを検出し、 上記電流の大きさが所定の基準値となるように、ドクタ
   ーのドナーへの圧接力を調整することを特徴とする、ト
   ナ一層厚制御１法。 ２、特許請求の範囲第１項において、導電性の部材がド
   クターブレードであること特徴と′１″る、記録装置に
   おけるトナ一層厚制御方法。 ６　特許請求の範囲第１項において、 導電性の部材が、トナ一層に電流を通じるための専用の
   部材であることを特徴とする、記録装置におけるトナ一
   層厚制御方法。