JPS58200253A - 記録装置 - 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】 本発明は、互いに対向された記録電極と対向電極との間
に記録体を介在させるとともに、前記両２ページ 電極のうちの一方の電極側にトナー粒子を保持させた状
態において、前記記録電極に記録電圧を印加することに
より、前記トナー粒子をクーロン力にて前記一方の電極
から記録体へ移行させて記録を行う型式に属する記録装
置に関する。

従来、この種の記録装置としては、磁性を有するトナー
を用い、記録電極または対向電極の近傍に設けた磁石の
磁力により、記録電極または対向電極上にトナー粒子を
保持し、記録を行う際に、記録電極に記録電圧を印加し
て前記記録電極または対向電極上のトナー粒子に電荷を
与え、この電荷によって発生するクーロン力に」：す、
前記磁力に抗１〜て前記トナー粒子を記録体に移行させ
るものがあった。

しかし、この」：うな従来の記録装置では、（イ）記録
電極に対する記録電圧の印加を開始して初めて、ある時
定数によりトナー粒子が帯電されて行くため、記録電圧
を高くしないと、記録電圧の印加開始時点からトナー粒
子が十分に帯電されて記録体へ移行するまでに時間が長
く３１・　− かかる。したがって、記録電圧を高くしないと、記録速
度を速くすることができない。

←）外周面に複数のＮ極およびＳ極を交互に形成された
磁気ロールをスリーブ内において回転させることにより
、トナー粒子を前記スリーブの外周面に沿って移動させ
、これによって、前記両電極間（前記スリーブ自体が対
向電極を構成することもある）にトナー粒子を供給する
とともに、前記磁気ロールの磁力によって一方の電極上
にトナー粒子を保持させる場合には、同電極上に保持さ
れるトナー粒子の量および整列方向は、前記磁気ロール
の回転とともに周期的に変化してしまうので、記録電圧
印加のタイミングを前記磁気ロールの回転に同期させな
いと、記録濃度が不均一になる。しかし、同期させると
、記録速度が前記磁気ロールの回転速度に拘束されるこ
とになり、これによっても記録速度を速くすることがで
きなくなる。

等の欠点があった。

本発明は前記従来の欠点を解消するべくなされたもので
、記録電圧を低くシ、なおかつ記録速度を向上させるこ
とができ、しかも記録濃度を均一にすることができる記
録装置を桿供することを目的とする。

本発明による記録装置しＪｌ、対向電極の表面に誘電体
層を設け、前記対向電極とこの対向電極に間隙を介して
対向されたトナー供給源との間にバイス ア窄−電圧を印加することにより、前記誘電体層上にク
ーロン力にてトナー粒子を保持させ、さらに、記録電極
に記録市川を印加することにより、前記誘電体層−にの
トナー粒子を前記クーロン力と反対方向のクーロン力に
て記録体に移行させて記録を行うものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す。この実施例において
、アルミ合金等の導電性の非磁性体材料で構成されたス
リーブ１は、その軸線を中心として、図示しない駆動装
置により、図上矢印入方向に回転されるようになってい
る。このスリーブ１５　ｌニー）゛ は、本実施例においてトナー供給源を構成するものであ
り、接地されている。

前記スリーブ１内には、外周面に複数のＮ極およびＳ極
を交互に形成された磁気ロール２が、同スリーブ１と同
軸に収容されている。前記スリーブ１の上部付近には、
ホッパー３が設けられており、このホッパー３の底部開
口の下方には、ドクターブレード４が形成されている。

前記ドクターブレード４の先端部は、間隙６を介してス
リーブ１の外周面に対向されている。

前記ホッパー３内には、高抵抗（抵抗率が１０１０〔Ω
ｍ〕以上のものが好ましい）で、かつ磁性を有する一成
分トナー６が収容されている。

前記スリーブ１の下方には、同スリーブ１と平行方向に
現像スリーブ７が設けられている。この現像スリーブ７
は、本実施例において対向電極を構成するものであり、
アルミ合金等の導電性の非磁性体材料で構成されており
、かつバイアス電源８から負の電圧を印加されるように
なっている。

また、この現像スリーブ７は、その軸線を中心と６ペー
ジ して、図示しない駆動装置により、スリーブ１と反対方
向（矢印Ｂ方向）に回転されるようになっている。さら
に、前記現像スリーブ７の外周面には、誘電体層９が被
覆されており、この誘電体層９０表面とスリーブ１の外
周面との間には、適当な間隙１ｏが設けられている。

前記現像スリーブ７の下方には、多数の記録電極１１が
、エポキシ樹脂等の絶縁体からなる記録電極保持部１２
に埋設された状態で設置されている。ここで、前記記録
電極１１の上端部は、現像スリーブ７の軸線と平行な直
線上に、同一ピッチで１列に整列されており、かつ適当
な大きさの間隙を介して誘電体層９の表面に対向されて
いる。

また、前記記録電極１１は、それぞれ画像信号ａを増幅
して記録電圧に変換する画像信号増幅器１３（本実施例
において記録電圧印加回路を構成するものである）の出
力に接続されている。また、前記記録電極保持部１２に
は、前記記録電極１１とともに磁石１４が、前記記録電
極１１に接触した状態で埋設されている。

７ベーコ １５，１６は紙送りローラであり、これらの紙送りロー
ラ１５，１６は、普通紙、静電記録紙等の記録体１７を
、記録電極１１と誘電体層９との間を、現像スリーブ７
の軸線に対して垂直方向に通過させるようになっている
（矢印Ｃは記録体１７の移動方向を示す）。

次に、本実施例の作動を説明する。

ホッパー３内のトナー６は、同ホッパー３の底部開口か
らスリーブ１の外周面上に供給される。

そして、同外周面上に供給されたトナー６は、スリーブ
１が矢印Ａ方向に回転されることによシ、同外周面上に
保持されたまま、間隙５を経由して、スリーブ１０回転
方向と同方向に搬送されて行き、やがて現像スリーブ７
に接近する。

ここで、現像スリーブ７は、バイアス電源８によって負
の電圧が印加されており、かつこの現像スリーブ７の外
周面には誘電＄１゛層９が被覆されているため、スリー
ブ１に、現像スリーブ７と逆極性の電荷（ここでは正の
電荷）が誘導される。そして、このスリーブ１に誘導さ
れた電荷によって、スリーブ１上のトナ一層の表層には
、現像スリーブ７とは逆極性の電荷（ここでは正の電荷
）が現れる。

さて、この、１こうにして帯電した前記表層のトナー粒
子には、第２図にモデル化して示したように、互いに反
対方向の２種類の力が作用することになる。

すなわち、一つの力は、磁力ＦＭであり、このＦＭはス
リーブ１側に向かって作用する。また、他方の力は、ス
リーブ７の電荷と前記トナー粒子の電荷との間に働くク
ーロン力Ｆ□であり、とのＦＱは現像スリーブ７に向か
って作用する（なお、さらに詳しくみると、前記トナー
粒子には、重力。

およびスリーブ１が回転していることによる遠心力が作
用するが、これらの力はＦＭ、ＦＱに比較して微小であ
るため、ここでは考えないものとする）。

したがって、ＦｏがＦＭより大きいと、前記トナー粒子
は誘電体層９に吸着される。そして、その後、スリーブ
１および現像スリーブ７がさらに９べ、＝゛ 回転を続けることによって、同トナー粒子はスリーブ１
から完全に離脱し、誘電体層９上に移行することになる
。

他方、スリーブ１上のトナー粒子のうち、その粒子に作
用するＦＭがＦｏより大きかった粒子は、スリーブ１上
に保持されたまま、同スリーブ１０回転とともに矢印入
方向に搬送され、ホッパー３から新たに同スリーブ１の
外周面上に供給されるトナー粒子と合流し、再び現像ス
リーブ７の近傍に向かう。

このように、トナー粒子がスリーブ１から現像スリーブ
７に移行するか否かは、ＦＭ、ＦＱの大小関係によって
決まるので、スリーブ１から現像スリーブ７に移行する
トナー粒子の量は、バイアス電源８から現像スリーブ７
に印加されるバイアス電圧の大きさ、磁気ロール２の残
留磁気の大きさ、トナー６の磁化率、および誘電体層９
の特性等によって決まる。

そして、スリーブ１から誘電体層９上に移行しにトナー
粒子は、引き続き正の電荷を保持するの１０べ一：′ で、引き続き前記クーロイカＦｏにて同誘電体層９上に
保持され、同誘電体層９上においてトナ一層１８を構成
しつつ、現像スリーブ７の回転とともに、矢印Ｂ方向に
搬送され、やがて記録電極１１の」：方に至る。

このようにして記録電極１１の上方に搬送されてきたト
ナー粒子にｉｌ：、＃￥５図にモデル化して示したよう
に、３種類の力が作用する。

すなわち、１つの力は、正の電荷を保持したトナー粒子
と負のバイアス電圧を印加された現像スリーブ７との間
に作用するクーロン力Ｆ□であり、とのＦｏは現像スリ
ーブ７に向かって作用する。

まだ、他の１つの力は、磁石１４と磁性を有するトナー
粒子との間に作用する磁力Ｆｎ１であり、このＦｍは記
録電極１１に向かって作用する。そして、さらにもう１
つの力は、画像信号増幅器１３によって記録電極１１に
りえられる電荷とトナー粒子の電荷との間に作用するク
ーロン力Ｆｑである。

とのＦｑは、画像信号増幅器１３によって記録１１　ペ
ージ 電極１１に与えられる電位により、作用する向きが異な
る。ここでは、このＦｑにおいて、記録電極１１に向か
う向きをプラス、現像スリーブ７に向かう向きをマイナ
スとする。前記トナー粒子は、同粒子に作用するＦｑ十
ＦｍがＦｏより大きいと、記録体１７に吸着され、その
後、同記録体１７の移動および現像スリーブ７の回転に
より、現像スリーブ７上のトナ一層１８から完全に離脱
し、記録体１７に移行する。

また、記録体１７に吸着されなかったトナー粒子は、現
像スリーブ７の外周面上に付着したまま、現像スリーブ
７の回転に伴なって記録電極１１の上方を通過し、さら
に矢印Ｂ方向に搬送され、間隙１ｏにおいて、スリーブ
１から新たに移行してくるトナー粒子と合流し、再び記
録電極１１の上方に向かう。

以上のように、トナ一層１８のトナー粒子が記録体１７
に移行するか否かは、３つの力Ｆｑ　＋　Ｆｍ　＋Ｆｏ
の大小関係で決まり、ひいては、記録電極１１に印加さ
れる記録電圧、現像スリーブ７に印加されるバイアス電
圧、トナー６の磁化率、磁石１４の残留磁気の大きさ等
によって決まる。

したがって、画像信号増幅器１３が、画像信号ａに対応
して記録電極１１に負の記録電圧を印加し、画像信号ａ
がない場合には、記録電極１１を接地することに」：す
、画像信号ａに対応する画像が記録体１７に記録される
。

この記録装置では、現像スリーブ７上のトナ一層１８は
、記録電極１１に記録電圧が印加される以前にすぐに帯
電しているので、記録電圧を低くしても、従来のように
記録電圧の印加を開始してからトナー粒子が十分帯電さ
れるまでに時間が長く掛ることがないため、記録電圧を
低くしても、記録速度を速くすることができる。

さらに、現像スリーブＴ上の電気力線の分布状態の故に
、現像スリーブ７−にのトナ一層１８においては、トナ
ー粒子は１１ぼ均一に分布する。しだがって、記録電極
１１に対する記録電圧印加のタイミングを現像スリーブ
７の回転と同期させなくても、記録濃度を均一とするこ
とができ、これに１３べ、−ニー よっても記録速度を速くすることが可能となる。

なお、前記実施例では、スリーブ１を回転し、磁気ロー
ル２を固定しているが、逆にスリーブ１を固定し、磁気
ロール２を回転することにより、トナー６をスリーブ１
の外周面に沿って搬送してもよい。

まだ、前記実施例では、磁石１４を設けているが、この
磁石１４は必ずしも必要でない（磁石１４を設けない場
合には、トナ一層１８のトナー粒子が記録体１７に移行
するか否かは、クーロン力ＦｑとＦ□との関係のみで決
まる）。ただし、前記実施例のように磁石１４を設けれ
ば、この磁石１４によって生じる磁力線により、記録電
極１１上にトナー粒子を集中させ、記録電極１１に明確
に対応したドツトを記録体１７に記録することができる
ため、記録画像の解像度を向上することができる。

さらに、前記実施例では、画像信号ａがない場１４ペー
ジ 信号ａがない場合に、記録電極１１に正のバイアス電圧
が印加されるようにしてもよい。

第４図は本発明の他の実施例を示す。本実施例では、前
記実施例におけるスリーブ１．磁気ロール２および磁石
１４を設けず、ドクターブレード４を現像スリーブ７の
外周面に被覆された誘電体層９に間隙５を介して対向し
、ホッパー３から誘電体層９上に直接トナー６を供給す
るようにしている。なお、この場合、ドクターブレード
４は接地している。他の構成は前記実施例と同様である
（前記実施例の場合と同一の部品または相当する部品は
、同一符号をもって示しである）。

本実施例では、バイアス電源８により現像スリーブ７に
負の電圧が印加されることにより、ドクターブレード４
に正の電荷が誘導され、さらにこの正の電荷によりトナ
ー６が正に帯電される。そして、この正に帯電されたト
ナー６が誘電体層９に吸着され、以後、前記実施例にお
いて磁石１４１６ベー：゛ なお、本実施例の場合、ホッパー３から誘電体層９上へ
供給されるトナー６の量は、現像スリーブ７に印加する
バイアス電圧と、間隙５の大きさに依存する。

本実施例においては、前記実施例におけるスリーブ１お
よび磁気ロール２を設けないので、構造を簡単にできる
し、トナー６に磁性を持たせる必要も無くなるという利
点が得られる。ただし、前記実施例のようにした場合に
は、トナー６がホッパー３からスリーブ１を経由して誘
電体層９上へ搬送されるので、誘電体層９上のトナ一層
１８をより一層均−にすることができ、ひいては記録濃
度をより一層均−にすることができるという利点が得ら
れる。

以上のように本発明の記録装置によれば、記録電圧を低
くし、なおかつ記録速度を向上させることができ、しか
も記録濃度を均、−にすることができるという優れた効
果を得られる。

面お、Ｌび結線状態を示す構成図、第２図は同記録装置
に〕１．・ける現像スリーブ１から誘電体層９へのトナ
ー粒子の移行状態のモデル図、第３図は同記録装置にお
ける誘電体層９から記録体１７へのトナー粒子の移行状
態のモデル図、第４図は本発明の他の実施例に」：る記
録装置の断面図および結線図である。

１−スＩＪ　−フ、２・・・・・・磁気ロール、３・・
・・・・ホッパー、４・・　ドクターブレード、６・・
・・・トナー、７・・・・・現像スリーブ、８・・・・
・バイアス電源、９・・・・・・誘電体層、１ｏ・・・
・・間隙、１１・・・・・記録電極、１３・・・画像信
号増幅器、１５．１６−・・・・紙送りローラ、１７・
・・・・記録体。

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）互いに間隙を介して対向され、前記間隙に記録体を
   供給される記録電極および対向電極と、前記対向電極の
   表面に設けられた誘電体層と、この誘電体層に間隙を介
   して対向されたトナー供給源と、このトナー供給源と前
   記対向電極との間にバイアス電圧を印加するバイアス回
   路と、前記記録電極に記録電圧を印加する記録電圧印加
   回路とを有してなる記録装置。 ２）対向電極を構成するスリーブと、このスリーブの外
   周面に間隙を介して対向された記録電極と、前記スリー
   ブの外周面に設けられた誘電体層と、前記スリーブを回
   転させる駆動手段とを有してなる特許請求の範囲第１項
   記載の記録装置。