JPS59164153A - 画像記録装置 - 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】 本発明は画像記録装置に関するものであシ、特に画像に
対応する電気信号により直接トナーを制御して記録媒体
に付着させることによシ画像を得る画像記録装置に関す
る。

従来この種の画像記録装置の一例は米国特許第３．９１
４，７７１号に開示されている。

第１図に示した断面図によってこの従来の画像記録装置
の例を説明すると、１は記録媒体であつ　　　− て、導電性シート材料２に絶縁性材料３を薄く塗布した
ものであり、図中矢印方向に移動する。この記録媒体１
．としては一般に市販されている静電記録紙を使用する
ことも可能である。４は導電性のローラ状背面電極で、
矢印方向に送られる記録媒体１の導電性材料２に接触さ
れている。５は画像信号電圧を印加する為の′雌１極部
材であって、下記の円筒６上に一列に多数並んで互に絶
縁されて固定されている。この電極部材５は導電性の磁
性体例えばパーマロイ、ニッケル、鉄等によって作られ
ておシ、先端は屈曲して電極突起をなしている。６は記
１位置へトナーを搬送する手段となる非磁性の静止円筒
であり、トナ゛−容器７内の一成分導電性磁性トナー８
に浸っている。円筒６と電極部材５とは電気的に絶縁さ
れている。非磁性円筒よシなるトナー搬送部材６の内側
には回転する磁石９が設けられ、この磁石９は異極性の
磁極が交互に着磁されている。磁石９０作用にょシ）・
ナー８はトナー搬送部材６上を磁石９の回転・方向Ａと
反対方向に搬送される。この搬送されるトナーはドクタ
ープレーＦＩＯの作用にょシ均一な薄層とされて記録位
置１１へ達する。ここでトナーは電極部材５と背面電極
（従ってそれと接触している記録媒体１）との間に信号
電源１２よシ画像に応じた信号電圧が印加された時に記
録媒体１へ付着し画像が形成される。記録媒体１上に付
着したトナー像は加熱又は加圧等の手段で定着される。

第２図は導電性磁性トナーの挙動を説明する図である。

図中１３は電極部材５を埋めたプラスチクであって、電
極上へのトナーの移行を容易にするために斜面をなして
いる。トナーは円筒６上で磁、石９の磁力線に沿ったト
ナー鎖を作シ、磁石９の磁極の真上では円筒６の法線方
向に、また磁極と磁極の間では略円周方向に延びた形態
となる。

従って、同図（、）の如く磁極が電極部材５の電極突起
の真下にある時には該電極の磁性により磁束が集束され
トナー鎖は電極突起上に直立した状態になりて記録媒体
１と接触する。はぼこの状態の時に前述の信号電圧を電
極部材５に印加するとトナーが記録媒体１に付着し良好
な記録画像が得られる。（トナーが付着するのは、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、電圧印加時に記録媒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媒体へ吸引付着さ
せるからである。）而して、磁石９の回転によシ磁極が
移動して同図（ｂ）のように電極突起の真下から外れた
位置に来た時には、電極突起上のトナー鎖は磁力線に沿
って倒れかけた状態となシ、記録媒体への接触が不十分
となる等の状態が起る。この状態の時に信号電圧を印加
すると、トナーは記録媒体に付着するとしても画像濃度
が不十分になったシ画像乱れが生じたりして良好な記録
画像は得られない。従って良好な記録画像を得るために
は、磁極が電極突起の真下にある時に画像信号電圧を印
加す゛るのが最適である。

第３図はこの種の画像記録装置の他の実施例であって特
開昭５５−１２７５７８にて詳述されているものである
第１図と同一番号は同一機能を果す要素を示す。この例
においては記録媒体１は円筒形で矢印に方向に回転する
。導電性磁性電極５は記録媒体１と僅かに離して対設さ
れており、それを囲む磁石９の磁束で貫かれている。１
５は非磁性の円筒で出来たトナー塗布ローラーで内部に
は図示されない駆動系によって回転している回転磁石１
６が配置されている。回転磁石１６が矢示Ｃ方向に回転
すると導電性磁性トナー８はトナー収容容器７より矢示
り方向に塗布ローラー１５上を移動し記録媒体上に運ば
れる、この場合、電源１４より記録媒体１とトナー塗布
ローラー１５の間に電圧が印加されており、これにより
記録媒体】上にはトナー８が薄層に塗布される。この途
布されたトナー８が記録電極５に到達すると、トナー８
は記録電極５の先端上にトナー鎖を形成し、前述塗布ロ
ーラーにて注入された電荷がトナー鎖を通して逃けるの
で記録媒体１とトナー８との間には付着力が働かなくな
る。一方、信号電源１２より記録媒体１と記録電極５と
の間に画像信号電圧が印加されると、第１図及び第２図
で説明したと同様にトナム鎖を通して記録媒体１上に電
荷が生じ、トナー８には記録媒体１に付着する力が働く
。次にこの画像模様状に電荷が得られたトナー８を乱さ
ない程度にトナー除去装置１５（例えば磁界や空気吸引
等を利用した手段）で付着力の働いていないトナー８を
取除けば記録媒体１上には画像信号に応じた可視像が現
われる。

ところで、上記従来の画像記録装置によって反転画像を
得るための工夫として、ワシントンＤＣにて開催された
第四回国際電子写真学会１９８１゜Ｎｏｖ　１６−１８
日の３Ｍマグネスタイラスプリンテングには、正像逆像
を得るために信号回路に反転回路を挿入することによっ
て反転像を得るようにした方法が詳述されている。しか
しながらこの方法は全駆動素子に反転回路を挿入したシ
又は信号処理回路に反転回路を設けたシしなければなら
ず、回路の複雑さや、誤動作等の点で好ましくない。

本発明は、上述のタイプの画像記録装置において、簡単
な回路構成で確実に正逆反転画像を記録することを目的
とするものであって、その特徴は、信号電極と記録媒体
との間に、画像信号電圧と直列に、これと同じ大きさで
逆極性のバイアス電圧を随時印する手段を設けたことを
特徴とする。

第４図は本発明の実施例を示し、第１図、第２図及び第
３図と対応する部分は同一符号で表わしである。１７は
バイアス電源であって、信号電源１２の信号電圧と同一
の大きさで且つ逆極性の電圧を発生する様になっている
。即ち、信号電源１２からの出力電圧の極性が電極部材
５をプラス側、背向電極４をマイナス側にするようなも
のであれば、バイアス電源１７の出力電圧の極性は背面
電極４側がプラス、信号電源１２側がマイナスである如
く設定されている。ＳＷは切換スイッチである。

今、ＳＷがＣ側に倒されている場合は先に第１図で説明
した如き画像形成が行なわれるが、ＳＷがＤ　（１１１
１に切換えられている場合には、背面電極４と信号電極
５０間にバイアス電源１７の電圧と信号電源１２の電圧
とが印加される。従って、信号電源１２からの画像信号
電圧がない時には電極部材５と背面電極４の間にはバイ
アス源１７の電圧だけが印加され、第２図で説明したよ
うに電極部材５の先端に形成されているトナー鎖を通し
てトナー鎖の先端及び記録媒体１の絶縁層背面に互に逆
極性の電荷が誘起されてトナーが記録媒体１に付着する
が、信号電源１２からの画像信号電圧が有る時には該画
像信号電圧とバイアス電源１７の電圧とが打消し合って
電極部材５と背面電極４の間には電圧がかからず、前記
の電荷の誘起が生じないので記録媒体１にトナーが付着
することはない。

このことを第５図及び第６図を用いてより詳細に説明す
る。第５図は信号電源１２からの画像信号電圧波形ＢＣ
ｔ４ルス状）とバイアス電源１７からのバイアス電圧ｄ
（直流状）の関係を示す。第５図（、）は第４図中のス
イッチＳＷをＣ側に倒した状態、第５図（ｂ）はＳＷを
Ｄ側に倒した状態である。

第６図（、）はスイッチＳＷがＣ側にある場合の第５図
（、）の時点Ｅでの電荷の誘起状況を示し、第６図（ｂ
）はスイッチＳＷがＤ側にある場合の第５図（ｂ）の時
点Ｅでの電荷の誘起状況を示し、第６図（ｃ）はスイッ
チＳＷがＤ側にある場合の第５図（ｂ）の時点Ｆ（画像
信号電圧Ｓがない時点）での電荷の誘起状況を示してい
る。

これら図から解る様に、スイッチＳＷをＣ側に倒した場
合には第２図の説明の如くなる。これに対し、スイッチ
ＳＷがＤ側に接続されている場合には、信号電源１２か
らの画像信号電圧Ｓがある時は画像信号電圧Ｓとバイア
ス電圧ｄが打ち消し合い電極部材５と背面電極４間には
電位差が現われないので電荷の誘起がなくトナーの記録
媒体への付着はないが、画像信号電圧Ｓがない時には、
バイアス電圧ｄのみによる電位差が電極部材５と背面電
極４間に現われ、電荷の誘起が生じトナーが付着する。

以上の説明から明らかなように、バイアス電源１７の電
圧を付加してやると画像模様イｒｊ号とは反転した画像
が記録媒体１上に形成される。

以下、本発明の具体的実施例を数１直を使用しながら説
明する。電極部材５としてはエナメルで絶縁被りされた
直径６０ミクロンのパーマロイ線をトナー搬送円筒６上
に主走査方向に中心幅１００ミクロン（間隙４０ミクロ
ン）で平行に２１００本並べ、セメダイン株式会社より
発売されている、ハイス−パー接着剤にて接着した。ト
ナー搬送円筒６としては中空円流形の直径３２朋のステ
ンレスの非磁性材を使用し、内部には交互に着磁された
１６極の回転磁石９を配置し、円筒６０表面磁束が各極
共３５０がウス前後になるよう着磁した。

回転磁石９は図示されない１駆動系により毎分１３５０
回転で回転駆動されるようにした。前記電極部材５の先
端（記録位置１１）は円筒６の中心から一直線になる様
折り曲げ、かつ搬送されるトナーが電極部材５の先端に
容易に到達する様に、前記接着剤にて第２図中の１３の
如くなだらかな傾斜を持たせた。各電極部材５には信号
電源１２よりそれぞれ独立に画像に応じた信号電圧とし
て４０Ｖのパルスを印加することができる。トナーとし
、ては３Ｍ社より販売されているＶＱＣイメージングパ
ウダーＴＹＰ　−３５５を使用した。記録媒体１として
は厚さ１咽のアルミニウムのプレート２の電極部材５側
に絶縁性層３として０．５ミクロンのアルマイト加工を
施したものを使用し、この記録媒体１と電極部材５の先
端との間に距離０．１ミリメートルを保つようにした。

バイアス電源１７からの出力電圧は４０Ｖであるように
した。

以上の条件下で信号電極１２よシ１ドツト当り２００マ
イクロ秒の信号ｉ４ルス電圧を与え、記録媒体１を副査
査方向に５００号つで移動し、かつスイッチＳＷをＣ，
Ｄ側に操返し切換えたところ、記録媒体１上にはスイッ
チＳＷの切換時間に対応した交互に鮮明なポジ・ネガ像
が形成された。

尚、上記は切換をスイッチＳＷを用いるものとして説明
したが、トランジスターの様な半導体スイッチング素子
等に置き換えることは可能である。

第７図は第４図説明の背面電極４を複数群４Ａ。

４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ・・・に電気的に絶縁分割し、それに
対応した複数のバイアス電源１７Ａ、１７Ｂ。

１７Ｃ，１７Ｄ・・・を設けたもので画像の一部の反転
画像を得る手段である。第７図は記録媒体１の進行方向
側から見た図で、かつ記録媒体１と背面電極４及びバイ
アス電源１７のみを図示しである。

今、例えば背面電極４Ｂ領域のみを反転像にし、　　、
他は正像にする場合はバイアス電源１７Ｂからのみバイ
アス電圧を印加する様制御すればよい。

上記実施例は第１図に示した型式の画像記録装置の場合
であるが、第３図に示した型式の画像記録装置において
も、本発明に基づき、記録電極５と画像信号電源１２と
の間に随時直列に画像信号電圧と同じ大きさで逆極性の
バイアス電圧源を挿入するよう構成すれば、同じ目的を
達することができる。

以上説明したように本発明によれば、記録媒体と信号電
極間に画像信号電圧と逆極性、且つ同じ大きさのバイア
ス電圧及び画像信号電圧の和を印加するこという簡単な
手段で正逆反転した記録画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用され得る一画像記録装置の従来例
を示す概要断面図、第２図（ａ）　（ｂ）に該画像記録
装置におけるトナーの挙動の説明図、第３図は本発明の
適用され得る画像記録装置の他の従来例の概要断面図、
第４図は本発明の一実施例の概要図、第５図（ａ）　（
ｂ）及び第６図（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）は上記実施例に
２ける電圧関係及び作動の説明図、第７図は本発明の他
の実施例の部分図である。 １−・・記録媒体　　　　４・・・背面電極５・・・電
極部材　　　　６・・・トナー搬送用円筒８・・・トナ
ー　　　　　９・・・磁石１０・・・ドクターブレード １１・・・記録位置　　　１２・・・画像信号電圧源１
３・・・合成樹脂層　　１４・・・電圧源１５・・・塗
布ロー２　１６・・・回転磁石１７・・・バイアス電圧
源 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁界発生手段から発する磁界で貫かれる電極を配設し、
   該電Ｊ搦向して記録媒体を近接対向させ、該電極と記録
   媒体間にトナーを有し該電極にある導電性磁性トナーを
   該電極と記録媒体間への画像信号電圧印加上することで
   記録媒体と付着させ画像を記録する画像記録装置におい
   て、上記電極と記録媒体間に、上記画像信号電圧に加え
   て、該画像信号電圧と同じ大きさで且つ逆極性のバイア
   ス電圧を随時印加する手段を設けたことを特徴とする画
   像記録装置。