JPS6125159A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像形成装置に関し、特に、画像に対応する電
気信号の記録電極への印加により記録媒体へのトナーの
移動を制御して画像を形成する装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、トナーを収納する容器下部に記録媒体の近傍のス
リ、トを設け、このスリットから流出しようとするトナ
ーの力を電界の力で制御し、記録媒体上にトナー像を形
成する装置が提案されている（例、特開昭５８−１７１
０６３　）。この方式による画像形成装置においては、
スリット部から部分的にトナーが記録媒体に供給され、
トナー容器の下部には常時スリ、トが開口を形成してい
る。このため円滑にスリット部へトナーを供給しようと
すると、トナーの開方向への移動が強まり、非画像部へ
もスリットよりトナーが流れ出し、形成画像にかぶシ現
象を発生し易くなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的はトナー容器内に保持されたトナーを記録
媒体上の記録部位へ円滑に供給すると共に、トナー容器
からの画像形成に必要のないトナーの流出を防止し、か
ぶシのない高品質な画像を得る画像形成装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明による画像形成装置は、移動する記録媒体に対し
て磁性物質を含む粉状顕画剤の堆積物を直接接触させる
ように保持する顕画剤容器と、記録媒体の移動方向で見
て該堆積物の下流側限界に位置し且つ記録媒体と微小間
隙を置いて近接対向せしめられた記録電極群と、記録電
極群に適宜極性の信号電圧を画像模様に従って印加する
手段と、記録電極と近接して記録媒体の反対側に在り記
録媒体の移動方向と同方向に移動する磁界を上記堆積物
に作用させ記録媒体より次第に遠ざかる磁極を有する磁
極手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る装置の断面図である°
。トナー容器ｌは例えば鉄製であり、その内部には導電
性の一成分磁性トナー２が蓄えられている。容器１の図
示下端り形折曲壁に対して０．１〜５箇程度離れて平行
に対向する記録電極群４が設置されている。

この記録電極群４としては、通常、透磁率の高い多数の
細長い磁性材を使用するが、非磁性体を用いてもよい。

電極群４は、画素に対応して互に電気的に独立した１閣
轟り】６本の電極が絶縁板４ａ上に並んで固着支持され
た形態をなしている。

この記録電極群４の各電極には信号電源５から画像模様
に応じた電圧が独立に印加される様になっている。

記録電極群４およびトナー容器１は記録媒体６の軸方向
に延在しておシ、電極群４の先端は記録媒体６と小間隙
３を置いて対峙している。

記録媒体６は表面に絶縁層６ａを有する非磁性導電性円
筒６ｂよりクリ、矢印入方向に回転する。

記録電極４に対向して該円筒６ｂの内方には図の様に磁
極が交互に着磁された円柱状の磁石７が配置され、図示
されない駆動源によって矢印方向Ｂに回転が与えられる
。

トナー容器１は記録媒体６に面する側には壁を有せず、
該容器内のトナーは記録媒体６と直接接触する。また記
録電極群は容器の下壁の一部となっている。

この状態において、記録電極群４近傍にあるトナー２は
、矢印Ｃで示すように、磁石７の矢印Ｂ方向に回転する
磁極からの磁界によシ記録媒体６の移動とは逆方向に移
送され次いで反転するという循環を繰返す。これは、ト
ナーは、回転する磁石７の磁界の影響の強い範囲では図
の上方に運ばれ、次いで、磁石７が記録媒体６よりも小
半径であるが故にその磁極が記録媒体６から次第に遠ざ
かることによシ、トナーは上記範囲を脱して磁力を受け
ず重力で下方に向うからである。これにより記録電極群
４と記録媒体６との間隙３には良く攪拌された且つ凝集
していなりトナーが常に存在し、しかもこのトナーは、
磁石７の磁界の故に、記録媒体６との摩擦力にもかかわ
らず、間隙３から流出することがない。そして、間隙３
においては、磁石７の各磁極が電極群４と対向する位置
に来る毎に、記録電極４の先端から記録媒体６に達する
トナーの穂が形成される。

このトナーの穂が形成された時に、記録電極群４のうち
信号電源５より画像模様に応じて選択された電極に電圧
を印加すると、その記録電極４からトナーの穂を通って
トナーの穂の先端のトナーに記録媒体の導電４６ｂとは
逆極性の電荷が注入される。その結果、記録媒体６の絶
縁性薄層６ａを挾んで導電性部材６ｂとそれに対向する
トナーとに互に逆極性の電荷が生じ、この電荷による記
録媒体６とトナーとの静電引力により、記録電極４位置
での磁界によるトナー束縛力に打ち勝ってトナーは記録
媒体６０表面に選択的に流出して記録媒体上に付着する
。

他方、電圧の印加されなかった記録電極の位置では、こ
のようなトナーの流出付着はない。

よって記録媒体６の表面には上記信号電圧を印加された
記録電極４に対応したトナー画像が形成される。

記録媒体６上の絶縁性薄層６ａは薄い程上記記録電極４
への印加電圧が低くても強い静電引力を作用させること
ができるため、数〜数拾ミク′ロン以下の厚さであるこ
とが好ましい。

記録媒体６を繰返して使用するためには１回転以内の間
に記録媒体６上の電荷が放電し、帯電電荷の蓄積を生じ
ないのが望ましく、必要に応じて接地した導電性の電極
をこれに接触配設しても良い。

記録媒体６に使用される材質は常にトナーと摺擦されて
いることから、トナーとの摩擦抵抗が小さく滑）を生じ
易い様に表面エネルギーの低い物質を使用することが有
効である。

尚回転磁石７の中心軸０及び記録媒体６の中心軸Ｐと水
平になる様に記録電極４群を配設し、回転磁石７の半径
が記録媒体６の半径に比較して回転磁石７から発する１
磁力が記録電極４からトナーを上流側（引き上げる作用
゛と、かつ引き上けられたトナーが磁力の束縛を離れ重
力の作用で下方向へ向か°う様に設定することが好まし
く、本装置では前述した様に直径１００ｍのアルミニウ
ムの中空円筒を記録媒体６としその内部には直径３０ｓ
ｏ＋のフェライト砥石を回転磁石シとし、かつ回転磁石
７表面と記録電極４先端の距離を３＠Ｉに設定すること
によって上述条件を得ることが出来る。

上記装置に於いては、記録媒体６の中心Ｐ−回転磁石７
の中心〇−記録電極４が水平線に並ぶような配置で説明
を行なったが、記録媒体６が平板ないしは平板に近い曲
面を有し、かつ回転磁石７の直径が充分小さい場合は、
記録電極４を上に配設し回転磁石の中心−記録電極を略
垂直に配置し、回転磁石７から発する磁力の束縛を離れ
たトナーが記録媒体６の搬送力により再度記録位置に戻
される構成としてもよい。但しこの場合にはトナーの蓄
積が後述するよシ多く必要な為トナーの凝集等若干問題
は有るが実用上支障はない。同様に略垂直位置下部に記
録電極４を配設し、かつトナーが外部に飛散しない様に
カバーで覆うことによっても同様の結果は得られる。

記録媒体６上に前記のように形成されたトナーによる画
像は、適当な加圧ローラー８等の加圧手段によル転写紙
等の記録部材９へ転写されて利用される。転写にはコロ
ナ放電等の電界印加手段や加熱ローラー等を利用するこ
とができる。

転写されずに記録媒体６上に残ったトナー像は、トナー
容器ｌ内でトナーが矢印Ｃの様に循環していることによ
り、次に記録電極７を通過するときに消去されるので、
特別なりリーニング手段を設ける必要がないが、熱転写
手段を用いた場合等、トナーが再使用に適さない場合に
はゴム、プラスチック、金属等より成るブレード状のク
リーニング手段を記録媒体６に圧接して残留トナーを除
去してもよい。

以下に具体的数値を使用して実施例を説明する。

前述の記録媒体６には直径１００ｍのアルミニウムの中
空円筒を使用し、内部には第１図の如く磁極が交互に同
じピッチで着磁された８極の直径３０簡の）、エライト
で出来た回転磁石７を使用し、このとき上記記録媒体６
表面で６４０ガウスが得られる上うにした。磁石７０回
転数は毎分１８００回転とした。

記録媒体６上の、絶縁層６ａとしてはアルミニウム円筒
の表面を厚さ２ミクロンのアルマイト加工したものを使
用した。

記録電極群４としては直径２５ミクロンのノｅ　−メン
ダーワイヤー（コバルト５０チ、鉄５０チ）を記録媒体
６の軸方向に対して平行に１調当シ１６本の割合で記録
全幅２１０闘に亘って配置し各電極が電気的に独立であ
るようにした。また記録電極群４とトナー容器ｌとの絶
縁を保つために図示されないが、絶縁性の接着剤によフ
固着及び絶縁を行なった。

記録媒体６と記録電極４との間隙３は７５ミク四ンに設
定し、トナーにはＶＱＣイメージングパウダー３５５（
商品名）を使用した。トナーの量は磁石７が回転してい
る場合、記録電極４の位置よシ記録媒体６の進行方向と
は逆の方に３０ｍ＋程度、厚さ５鴎程度の堆積をなす量
だけ容器１に入れるのがよいが、磁石７の発する磁界の
強さ、回転数、トナーの磁性体の量、絶縁層６ａの表面
性によっては、トナー量は増減することは可能である。

又容器１内のトナー量は光学系又は圧電素子等によって
検出し、常に補給することが好ましい。

以上の条件で記録媒体６を１８０ｍ＋／秒で矢印Ａ方向
に移送し、かつ画像模様に応じてプラス３０Ｖの信号電
圧を信号発生源５よシ各記録電極４へ与えると、記録媒
体６上には鮮明な、カブリのない、コントラストの高い
高品質のトナーによる記録画像が形成出来た。

記録電極４への印加電圧の極性はマイナス極性としても
同様の作用が奏せられる。トナーは磁石７の作用によシ
循環している為に、記録電極４と記録部材６間には常に
新鮮なトナーが供給され、凝集したり詰まることなく長
期に亘って安定した画偉を得ることが出来た。

トナーとしては導電性の磁性トナーの代りに、特定極性
に帯電した絶縁性の磁性トナーを用いてもよい。この場
合には、記録電極４に印加する電圧の極性鉱トナーの帯
電性に対応して定めるものとする゛。（これに対し、導
電性の磁性トナーを用いるときは記録電極への印加電圧
の極性はいずれでもよい。） また、トナーに導電性トナーと帯電した絶縁性トナーと
の混合体を用い、導電性トナーと絶縁性トナーの色を異
らしめておき（例えば、赤、黒）、記録電極４には、そ
の必要な画像模様の色に応じてプラスかマイナスの極性
の信号電圧を与えることによって、２色画像を得ること
も可能である。

この場合、上記二種類のトナーは片方が磁性を有してい
ればよい。

また、導電性トナーの代りに鉄粉等の磁性粉と非磁性の
絶縁性トナーの混合体を用い、絶縁性トナーの帯電極性
に対応して定めた極性の信号電圧を記録電極に印加する
ことによって画像形成をすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁界の作用に基づく攪拌循環　゛によ
り記録媒体と記録電極群との間隙にトナーを安定に且つ
凝集等を起さずに供給し得るから、記録電極への記録の
ための信号電圧の印加時に紋電極先端にはシャープなト
ナーのＳが安定して形成されているので、記録画像の画
質を長期に亘って安定させることが可能となシ、更に上
記磁石の磁界の作用によシトナーの供給が円滑に行なわ
れる。

また前記特開昭５８−１７１０６３号では不要トナー流
出、カブリ等が生じるだけでなく、記録部位に定常直流
磁場が有るためピッチむらが激しがったが、本発明では
その恐れがない。

【図面の簡単な説明】

第１図鉱本発明の実施例の断面図である。 ｌ・・・トナー容器　　　　２・・・トナー３・・・間
１１　　　　　　　４・・・記録電極群５・・・信号電
圧源　　　　６・・・記録媒体７・・・回転磁石　　　
　　９・・・転写紙第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、移動する記録媒体に対して磁性物質を含む粉状顕画
   剤の堆積物を直接接触させるように保持する顕画剤容器
   と、記録媒体の移動方向で見て該堆積物の下流側限界に
   位置し且つ記録媒体と微小間隙を置いて近接対向せしめ
   られた記録電極群と、記録電極群に適宜極性の信号電圧
   を画像模様に従って印加する手段と、記録電極と近接し
   て記録媒体の反対側に在り記録媒体の移動方向と同方向
   に移動する磁界を上記堆積物に作用させ記録媒体より次
   第に遠ざかる磁極を有する磁極手段とを備えたことを特
   徴とする画像形成装置。 ２、磁性物質を含む粉状顕画剤が磁性トナーである特許
   請求の範囲第１項記載の画像形成装置。 ３、磁性物質を含む粉状顕画剤が非磁性トナーと磁性キ
   ャリア粉との混合物である特許請求の範囲第１項記載の
   画像形成装置。