JPS6017458A - 画像形成装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、互いに対向された記録電極と背面電極との間
に記録媒体を介在させるとともに、磁性を有するトナー
を磁力により記録電極に付着させた状態において、記録
電極と背面電極との間に電圧を印加し、この除虫じるク
ーロン力により、前記磁力に抗してトナーを記録媒体に
移行させて記録を行なう型式の画像形成装置に関する。

従来技術の構成とその問題点 第１図は本出願人が先に提案した画像形成装置の断面図
、第２図は第１図の■−■線における拡大断面図である
。これらの図において・１は導体からなる円筒状の背面
電極であり、この背面電極１は、図示しない駆動装置に
より矢印入方向に回転されるようになっている。前記背
面電極１の外周面には、誘電体層からなる記録媒体２が
被覆されている。

３は記録ヘッドであり、電気絶縁体からなる記録電極支
持体４と、この記録電極支持体２に支持された、導体か
らなる記録電極５とにより構成されている。ここで、第
２図に示されるように、前記記録電極５は背面電極１の
軸線と平行な方向に沿って１列に多数並べられている。

まだ、前記記録電極６の先端および記録電極支持体４の
先端は、同一平面上に位置されておシ、かつ記録媒体２
に隙間６（ｇｌは隙間６の大きさを示す）を介して対向
されている。

７は記録ヘッド３の一方の面に固定された磁石であり、
この磁石７は記録ヘッド３の幅（記録電極５の整列方向
を幅方向とする）だけの長さを有している。８は画信号
等に応じて各記録電極５と背面電極１との間に選択的に
電圧パルスを印加する電圧パルス印加回路である。９は
接地された除電・クリーニング電極板、１ｏは前記電極
板９に固定された磁石である。まだ、前記除電・りＩＪ
−ニング電極板９は、記録ヘッド３とともにホッパー１
１を構成しており、このホッパー１１は記録媒体２０表
面に磁性を有するトナー１２を供給するようになってい
る。

１３は導電性のゴムからなる転写ローラであり、普通紙
等の被転写紙１４を介して記録媒体２に押圧されるよう
になっている。１５は転写ローラ１３と背面電極１との
間に転写電圧を印加する転写用電源、１６はハロゲンラ
ンプ等の定着器である。

次に、この装置の動作を説明する。

前記駆動装置により、背面電極１が矢印Ａ方向に回転さ
れると、ホッパー１１内のトナー１２は、背面電極１の
回転方向に引っ張られ、隙間６よシホッパー１１下部領
域外に出ようとする。しかし、電圧パルス印加回路８に
よって電圧パルスが記録電極５と背面電極１との間に印
加されていないときは、磁石７による磁界によって、ト
ナー１２は記録ヘッド３の先端（記録電極５および記録
電極支持体４の先端）に付着し、隙間６を通過できない
。

ところが、電圧パルス印加回路８によって各記録電極５
と背面電極１との間に選択的に電圧パルスが印加される
と、電圧パルスを印加された記録電極５上のトナー１２
が、クーロン力により磁石７の磁力に抗して記録媒体２
に移行し、同媒体２上にトナー像を形成するとともに、
背面電極１０回転に伴い、記録ヘッド３の先端から離脱
し、ホッパ−１１下部領域から脱出する。−！だ、上述
のように記録ヘッド３からトナー１２が記録媒体２へ移
行することによシ記録ヘッド３上からトナーホッパー１
１から新たに記録ヘッド３上に補給される。

一方、上述のようにして記録媒体２に移行してホッパ−
１１下部領域から脱出したトナー１２は、背面電極１の
回転により、やがて転写ローラ１３設置部に達し、該ロ
ーラ１３と背面電極１との間に転写用電源１５から印加
される転写電圧によって、被転写紙１４に転写される。

そして、この被転写紙１４に転写されたトナー像は、背
面電極１の回転によって被転写紙１４が矢印Ｂ方向に移
動することにより、定着器１６の下方に至シ、同定着器
１６によって被転写紙１４上に定着される。

また、前記転写が行われた後の記録媒体２上には、被転
写紙１４に転移しなかった残留トナー１２８Ｌが付着し
ているが、この残留トナー１２ａは背面電極１の回転に
伴い、除電・クリーニング電極板９の下方に至る。そし
て、磁石１０によって引き付けられることにより、電極
板９に接触するので、残留トナー１２＆に帯電していた
電荷が電極板９を通じて逃がされ、記録媒体２と残留ト
ナー１２＆との間に作用するクーロン力が弱まり、同残
留トナー１２＆がホッパー１１内に回収されるとともに
、記録媒体２がクリーニングされることになる。

しかしながら、この画像形成装置においては、同時に電
圧パルスが印加される記録電極の数および分布状態によ
って１ドツト毎の画像濃度やドツトの大きさが変化し、
記録画像の画質を劣化させるという欠点があった。

そして、このような欠点は、隣接する記録電極相互間の
影響により生じることが、本発明者による解析の結果間
らかになった。すなわち、前記装置では、第２図に示さ
れるように、記録ヘッド３と記録媒体２との間の隙間６
のすべての部分においてトナー１２が均一に分布してい
るだめ、隣接記録電極５間上のトナー粒子が抵抗成分と
して作用し、かつこの抵抗成分の抵抗値が比較的に低い
だめ、ある記録電極６に電圧パルスを印加したとき、そ
の記録電極５に隣接する記録電極６が記録を行なわない
ため接地されていると、本来は前記電圧パルスを印加さ
れた記録電極６の直上のトナー粒子にのみ誘導されるこ
とが望ましい電荷が、記録電極５間上のトナー粒子を介
して前記隣接する記録電極５にリークしてしまうために
生じることが明らかになった。

発明の目的 本発明は、前記従来の欠点を解消するためになされたも
ので、隣接する記録電極相互の影響を低減し、同時に電
圧パルスが印加される記録電極の数および分布状態によ
って１ドツト毎の画像濃度およびドツトの大きさが変化
することがなく、常に１ドツト毎の画像濃度およびドツ
トの大きさが均一な高品質な記録画像を得ることができ
る画像形成装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明による画像形成装置は、各記録電極間において、
記録電極支持体を記録電極より記録媒体側に突出させる
ことによシ、隣接する記録電極間の抵抗成分の抵抗値を
大きくすることによって、上述の目的を達成するもので
ある。

実施例の説明 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第３図は本発明の一実施例による画像形成装置の概略断
面図、第４図は同装置の記録ヘッド部の拡大断面図、第
５図は第３図の■−■線における拡大断面図である。２
１はアルミニウム合金等の導体からなる円筒状の背面電
極であり、この背面電極２１は図示しない駆動装置によ
り矢印Ｃ方向に回転されるようになっている。前記背面
電極２１の外周面には、誘電体の層が均一に被覆（また
は酸化処理）されており、この誘電体の層は記録媒体２
２を構成している。

２３は記録ヘッドであり、電気絶縁体からなる記録電極
支持体２４と、この記録電極支持体２４に支持された、
導体からなる記録電極２６とにより構成されている。こ
こで、第５図に示されるように、前記記録電極２６は背
面電極２１の軸線と平行な方向に沿って１列に多数並べ
られている。

まだ、前記記録電極支持体２４および記録電極２５は記
録媒体２２に隙間を介して対向されているが、記録電極
支持体２４は、各記録電極２５間において記録電極２５
より記録媒体２２側に突出されている（これによシ、記
録ヘッド２１の先端Ｉ′ｉ櫛の歯状になっている）。し
たがって、記録電極２５の先端と記録媒体２２との間に
形成された隙間２６の大きさｇ２は、記録電極支持体２
４の先端と記録媒体２２との間に形成された隙間２７の
大きさｇ５より大きくなっている。

前記記録ヘッド２３の一方の側面には、接着材等により
磁石２８が貼り付けられており、この磁石２８は記録ヘ
ッド２３０幅だけの長さを有している。２９は画信号等
に応じて各記録電極２５と背面電極２１との間に選択的
に電圧パルスを印加する電圧パルス印加回路である。３
ｏは除電・クリーニング電極板であり、この電極板３０
および前記背面電極２１は接地されている。また、前記
除電・クリーニング電極板３０には、磁石３１が固定さ
れている。また、前記除電・クリーニング電極板３０は
、記録ヘッド２３とともにホッパー３２を構成しており
、このホッパー３２は記録媒体２２０表面に、磁性を有
するトナー３３を供給するようになっている。

３４は導電性のゴムからなる転写ローラであり、普通紙
等の被転写紙３５を介して記録媒体２２に押圧されるよ
うになっている。３６は電圧パルス印加回路２９から背
面電極２１に印加される電圧パルスと逆極性の電位を転
写ロー５３４に与える転写用電源、３７はハロゲンラン
プ等の定着器である。

次に、本実施例の動作を説明する。

前記駆動装置により、背面電極２１が矢印Ｃ方向に回転
されると、ホッパー３２内のトナー３３は背面電極２１
の回転方向に引っ張られ、隙間ｇ２およびｇ３よりホッ
パ−３２下部領域外に出ようとする。しかし、電圧パル
ス印加回路２９がら記録電極２５と背面電極２１との間
に電圧パルスが印加されていないときは、磁石２８によ
る磁界によって、トナー３３は記録ヘッド２３の先端に
付着し、それ以上外には出られない。

ところが、電圧パルス印加回路２９によって各記録電極
２６と背面電極２１との間に選択的に電圧パルスが印加
されると、電圧パルスを印加された記録電極２６上のト
ナー３３に、電圧パルスと同極性の電荷が帯電し、かっ
この電荷と背面電極２１に誘導される逆極性の電荷との
間にクーロン力が作用する。このため、記録電極２５」
二のトナー３３は、磁石２８の磁力に抗して記録媒体２
２上に移行し、同媒体２２上にトナー像を形成するとと
もに、背面電極２１０回転に伴い、記録ヘッド２３の先
端から離脱し、同ヘッド２３下部領域から脱出する。ま
た、上述のようにトナー３３が記録媒体２２上に移行す
ることにより、記録へラド２３上からトナー３３が失わ
れるが、背面電極２１が回転することにより、前記失わ
れたトナー３３に見合う量のトナー３３がホッパー３２
から新たに記録ヘッド２３上に補給される。

ここで、先に述べたように、記録電極支持体２４は絶縁
体からなり、その比抵抗はトナー３３より非常に太きい
。したがって、隣接する記録電極２６間の影響のほとん
どは、各記録電極２６間上に分布するトナー３３の抵抗
成分による。よって、隣接する記録電極２５間の抵抗成
分をＲｔ。

トナー３３の比抵抗をρｔ、隣接する記録電極２５間の
距離をｌＹ、記録ヘッド２３の厚さを１２とすると、Ｒ
ｔはほぼ、 Ｒｔ＋ρｔＩ＋１１／１２・ｇ３ によって表せるから、ｇ５が小さくなるほど、Ｒｔは大
きくなり、ひいては隣接する記録電極２５間の影響が小
さくなる。

しかし、前記第１図および第２図に示しだ装置の場合の
ように、ｇ２とｇ５が等しい場合には、Ｒｔを大きくす
るためにｇ５を小さくすると、ｇ２も小さくなるので、
記録電極２５上のトナー３３の量が減少し、画像濃度が
非常に薄くなってしまう。

しかるに、本装置では、前記のようにｇ２がｇ３よシ大
きくされているだめ、記録電極２５上に、充分な画像濃
度が得られるだけの量のトナー３３を供給しながら、な
おかつ隣接する記録電極２６相互間の影響を非常に小さ
くすることができる。

このため、本装置では、同時に電圧パルスが印加される
記録電極２６の数および分布状態にかかわらず、１ドツ
ト毎の画像濃度やドツトの大きさがほぼ均一なトナー像
を記録媒体２２上に形成することができる。

なお、上述のようにして形成された記録媒体２２上のト
ナー像が被転写紙３５に転写される過程は、前記第１図
および第２図に示した装置の場合と同様である。

す々わち、上述のようにして、記録媒体２２に付着して
ホッパ−３２下部領域から脱出しだトナー３３は、背面
電極２１の回転により、やがて転写ローラ３４設置部に
達し、同ローラ３４に転写用電源３６から印加される電
位によって被転写紙３５に転写される。そして、この被
転写紙３５に転写されたトナー像は、背面電極２１の回
転によって被転写紙３５が矢印り方向に移動することに
より、定着器３７の下方に達し、同定着器３７によって
被転写紙３５に定着される。

また、前記転写が行われた後の記録媒体２２上には、被
転写紙３５に転移しなかった残留トナー３３ａが付着し
ているが、この残留トナー３３ａは背面電極２１０回転
に伴い、除電・クリーニング電極板３ｏの下方に至る。

そして、磁石３１によシ引き付けられることによって、
除電・クリーニング電極板３ｏに接触するので、残留ト
ナー３３ａに帯電していた電荷が同電極板３ｏを通じて
逃され、記録媒体２２と残留トナー３３ａとの間に作用
するクーロン力が弱捷り、残留トナー３３ａがホッパー
３１内に回収されるとともに、記録媒体２２がクリーニ
ングされることになる。

なお、前記実施例では、電極支持体２４と記録媒体２２
との間に隙間２γを設けているが、記録電極支持体２４
を弾力性のある利料によって構成することにより、隙間
２７をなくす（ｇｓ−ｏとする）ことも可能である。そ
して、その場合には記録電極支持体２４に弾力性がある
ことにより、記録電極２６と記録媒体２２との間の隙間
２６の大きさが調整しやすくなるとともに、隣接する記
録電極２５相互の影響が全くなくなり、しかもドツトの
大きさをはっきり指定することができるようになる。た
だし、この場合は、記録媒体２２の表面に傷が付かない
ように記録媒体２２と記録電極支持体２１の材質を選択
する必要があるとともに、記録電極支持体２４が記録媒
体２２に接触することにより、背面電極２１の回転の円
滑性に支障が生じてはならない。

また、本発明においては、第６図のように、記録電極支
持体２４のうちの、記録電極２５から突出する部分の幅
を、記録電極２５間の幅より狭くすることも可能である
。ただし、この場合には、前記実施例の場合より、隣接
する記録電極２５相互間の影響が大きくなる。

発明の効果 本発明によれば、各記録電極間において記録電極支持体
を記録電極より記録媒体側に突出させたことにより、隣
接する記録電極間の抵抗成分の抵抗値が大きくなり、隣
接する記録電極相互間の影響を減少できるため、同時に
電圧パルスが印加される記録電極の数および分布状態に
かかわらず、１ドツト毎の画像濃度および大きさが常に
均一な、高品質な記録画像を得ることができるという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人が先に提案した画像形成装置の概略断
面図、第２図は第１図の■−■線における拡大断面図、
第３図は本発明の一実施例による画像形成装置の概略断
面図、第４図は前記実施例による画像形成装置における
記録ヘッド部の拡大断面図、第５図は第３図のＶ−ＶＭ
Ｋおける拡大断面図、第６図は本発明の他の実施例によ
る画像形成装置の記録ヘッド部の拡大断面図である。 ２１・・・・・・背面電極、２２・・・・・・記録媒体
、２４・・・・・・記録電極支持体、２５・山・・記録
電極、２８・・・・・・磁石、２９・・・・・・電圧パ
ルス印加回路、３２・・川・ポツパー、３３・・・・・
・トナー。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名ＡＣ 第１図 第２図 第３図 第４図 ？２ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録電極支持体と、この記録電極支持体に支持された複
   数の記録電極と、これらの記録電極に対向された背面電
   極と、前記記録電極と前記背面電極との間に介在された
   記録媒体を前記記録電極に対して移動させる手段と、前
   記記録媒体の表面に磁性を有するトナーを供給するホッ
   パーと、前記記録電極の近傍に設けられ、前記記録電極
   に前記トナーを付着させんとするとともに、前記トナー
   が前記記録電極支持体および前記記録電極と前記記録媒
   体との間を通過するのを阻止せんとするように作用する
   磁力を発生する磁石と、前記各記録電極と前記背面電極
   との間に選択的に電圧パルスを印加する電圧パルス印加
   回路とを有し、前記記録電極支持体は、前記記録電極間
   において同記録電極より前記記録媒体側に突出されてい
   る画像形成装置。