JPS6186765A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は画像記録装置、特に画像電気信号に対応して直
接−成分導電性磁性現像剤（以下トナーと略記する）を
記録媒体に付着させて画像を記録する画像・記録装置に
関する。

〔発明の背景〕

従来、この種の装置として米国特許第３８１６８４０号
明細ＩＫ開示されたものがある。この従来装置の極く概
要を第２図について説明する。第２図において、１はト
ナー収容容器２内に設けた非磁性円筒よりなるトナー搬
送部材、３はトナー搬送部材１の内部に移動（回転）可
能に設けた磁石ローラで、その局面には円周上略等間隔
に異極性の磁極が交互に着磁されている。８は上記トナ
ー搬送部材１の軸線方向に各々が独立して電気的に絶縁
されて配置された数多の記録電極で、例えばパーマロイ
、ニッケル、鉄等によって作られている。５は記録電極
８と対峙して矢示方向に移送される記録媒体で、導電性
基板５ａと絶縁性層５ｂを積層形成した図示例の他、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。６は記録媒体５を挾んで上記電極８と対向配設し
た導電性の背面電極で、上記記鍔媒体５の導電性基板面
に接触している。

上記の画像記録装置において磁石ローラ３は矢示Ａ方向
に記録媒体５は矢示Ｂ方向に夫々不図示の駆動源によっ
て駆動される。容器２内のトナーＴは磁界作用によりト
ナー搬送部材１上に保持されて磁石ロー２３の回転方向
と反対方向Ａ′に搬送される。搬送されるトナーＴは、
容器出口に設ゆられたドクターブレード７によって均一
薄層に規制され、記録電極８と背面電極６とが対向する
記録位置１０に達すると、記録媒体５に届くトナーの穂
立ちが記録電極８の先端に生じる。このとき、信号電源
９から両電極８・６間に選択的に印加（主走査）される
画像の時系列画素信号に応じた信号電圧及び記録媒体５
の進行（副走査）によって、トナーは該記録媒体の絶縁
性層５ｂに付着して画像を形成する。この絶縁性層５ｂ
上のトナー像Ｔは不図示の加熱または加圧等の定着装置
へ送られて定着される。この場合、トナー像Ｔは転写材
に転写して該転写材に定着してもよい。

第３図にはこの種の画像記録装置の他の従来例で特開昭
５５−１２７５７８号にて詳述されているものが示され
ている。第２図と同一番号の部分は同一機能を奏する部
分を示す。第３図において、記録媒体は背面電極である
アルミシリンダー６の上にアルマイト処理で誘電体層５
′を設けた構成からなっているが通常市販されている静
電記録紙等を用いてもよい。２は導電性磁性トナーを収
容する容器で、内部には非磁性の導電体製の中空円筒で
出来たトナー塗布ローラー４がある。トナー塗布ローラ
ー４の内部には磁石３が定置されている。１６は直流電
源である。

８は記録％極で、通常は磁性材料、例えば鉄、パーマロ
イ、ニッケル等によって作られた細線を記録媒体５に対
峙して軸線方向に多数本平行に並べて作るか、又は、磁
性シートからエツチング、メッキ等の技術によって作成
される。これを図示されないが絶縁性接着剤にて電気的
に絶縁して機体に固着し、これを磁石１８で挾んである
。記録電極８は信号発生機９に各々が独立に接続されて
いる。

記録媒体５は矢示Ａ方向に回転し、トナー塗布ローラー
４の近くを通過する。トナー塗布ローラー４が矢示Ｂ方
向に回転するにつれ、磁石３０作用によりトナー塗布ロ
ーラー４に引きつけられた容器２内のトナーＴはドクタ
ーブレード７によって均一なトナ一層を形成する。この
トナーＴは、記録媒体５に接触した時、バイアス電源１
６より直流電圧が印加されていることにより電荷を得て
記録媒体５上に付着する。

記録媒体５がさらに矢印Ａ方向に回転し、その上のトナ
ーＴが記録位置１０に到達すると、磁石１８から発する
磁界の影響で記録媒体５と記録電極８との間でトナーＴ
の穂が形成される。

トナーの前記電荷は記録位置１０に到達するまでの間に
誘電体層５′を通って大半が逃げているために１記録位
置ｌＯではトナーＴの記録媒体５への付着力は弱まって
いる。しかし、この瞬間に文字発生機９よシ画像模様に
応じて選択された記録信号電圧を記録電極８に与えると
、その信号電圧を与えられた記録？［８と記録媒体５間
に形成されたトナーＴの穂を伝わって、誘電体層５′を
挾んで背面電極６上つ電荷と逆極性の電荷がトナーＴに
注入される。この電荷はトナーＴを記録媒体５に充分に
付着させるだけの電気力を与える。一方、記録信号電圧
の与えられない部分（非画像部）は上述の様な電荷注入
がないから記録媒体５とトナー７間の付着力が前記のよ
うに弱まっているため磁石１８から発する磁界に引かれ
て、トナーＴは記録電極８に沿って磁石１８近傍１１に
付着蓄潰される。

なお、記録媒体５上に上記画像模様に従い可視化された
トナー像は前述した従来例と同様に図示されていないが
、通常コロナ放電・圧力転写によって紙に転写し定着す
るか、又は静電記録紙等が記録媒体として用いられてい
る場合はそのまま定着してもよい。

ところで、これらの画像記録装置において高解像度の画
像を得ようとすれば、記録電極と記録媒体間の距離を極
端に狭く（７なければならず、長期に亘って安定した画
像を得ることが困難であった。この欠点を解消する目的
で記録媒体の反対側で記録電極と対向する強磁性体で構
成した背面電極を用いた記録装置が特開昭５７−１７３
８５４号等で提案されている。しかしながら、磁性体で
背面電極を構成した場合、解像は向上し記録媒体と記録
電極間の距離を広げられるが、下記の如き問題が生じる
。これを第２図及び第３図の画像記録装置を例にとって
説明する。

まず、第２図の画像記録装置で背面電極６を磁性体にし
た場合についてはトナー搬送に問題があるため濃度を上
げる事が難かしく、解像が充分に上がる程度に背面電極
に磁性体を使用する事は困難である。すなわち第２図の
’Ａｔで背面電極の磁性体の量を増やしていくと、背面
電極６と磁石３０間で磁界は両面にほぼ垂直になり、ト
ナーは記録電極８と記録媒体５と０間で両面に作用する
磁界に引かれる状態となる。トナーの搬送方向は、通常
は、第２図の部分拡大図である第４図に示す櫟に、磁石
３が作り出す磁界の作用により磁石３０回転方向Ａとは
逆方向Ａ′になるのであるが、対向に背面電極６として
磁性体がある場合は、記録電極８近傍のトナーは背面電
極６と磁石３０間に働く磁界に拘束され、磁石３の回転
方向と同方向Ａに進行しようとし、電極８上へのトナー
の供給が充分に行なわれない。この様に第２図の様なト
ナー搬送手７段を用いる画像記録装置においては、背面
電極を磁性体で構成する事はトナーの供給を不具合なら
しめ、記録画像濃度の低下を招き、安定して濃度の高い
画像を得る事が非常に難かしくなる。それ故、第２図の
装置は、背面電極を磁性体で構成して解像度の高い画像
を得る事には本質的に向かない。従って、これ以後は第
３図のタイプの画像記録装置のみについて背面電極を磁
性体にした場合を考えることにする。

第３図の装置において高解像度で安定して画（原記録を
行なうためには、記録電極と記録媒体間の距離は出来る
限り一定にする必要がある。

そのだめには、一般的な装置の形状としては、例えば第
３図に示しである様に、背面電極と記録媒体を一体化し
、背面電極６上に直接記録媒体である誘電体層５′を塗
布した形態が望ましい。

また本装置の特徴である低電圧で画像記録を行なう為に
は誘電体層の厚さは出来る限り薄い事が望ましい。例え
ば記録電圧を３０Ｖ以下にするためには、誘電体層の厚
さは１〜２μｍ程度にする必要がある。この状態で背面
電極６としてアルミシリンダーでなく、磁性体である鉄
シリンダーを用いると、解像度は向上するが、記録媒体
表面と磁性体の距離が近過ぎる為背面電極である磁性体
からの磁界の影響により、記録に関与しなかったトナー
が磁石１８の磁力によりスムースに磁石近傍１１に搬送
されず第５図に示すように記録位置１０の近傍２０に蓄
積し、画像を乱すので、安定して解像度の良い画像を得
為ことは困難である。

第３図の画像記録装置の変形例として、記録電極と記録
媒体間の距離の安定性は多少劣るが、第６図に示す様に
記録媒体として例えば非磁性金属の銅のシームレスベル
ト５ｒの表面に誘電体層５′ｂを塗布したものを用いた
装置も提案されている。この場合、背面電極として鉄ロ
ーラ６′を用いることＫより記録電極先端の解像度を充
分に上げ１．且つ背面電極である磁性体と記録媒体表面
との距離を５０μｍ程度に離す事が出来る。しかしなが
ら、それでもまだ背面電極である磁性体と記録媒体表面
との距離が近過ぎる為に、記録に関与しなかったトナー
が前述の場合と同様に記録位置１０近傍に蓄積し、画像
を乱すので安定して解像の良い画像を得ることは困難で
ある。銅ベル）　５’ａの厚さを厚くすれば背面電極で
ある磁性体と記録媒体表面の距離を離すことは可能であ
るがこの場合も厚さを１００μｍ程度に増すとベルトが
かたくなり、ベルトが変形し易すくなるので、安定して
記録電極と記録媒体との間の距離を保つことが出来なく
なる。その為、銅ベルトの厚さは厚くてもせいぜい１０
０μｍ以下であるが、この程度の厚さでは背面電極であ
る磁性体と記録媒体との間の距離が近過ぎて安定して解
像度の良い画像を得ることは出来ない。

静電記録紙を記録媒体として使用する場合においても、
紙厚は８０μｍ程度であるので同様に良質な画像は得ら
れない。

以上述べた様に従来、この種の画像記録方式に於いて解
像度の向上を計る為に背面電極を強磁性体で構成した装
置が提案されているが、これら装置では背面の磁性体の
影響で確かに解像度は良くなるけれども、画像記録位置
近傍にトナーが蓄積し易すく、これら蓄積したトナーが
記録画像を乱す為、長期に亘って、安定した画像を得る
ことは困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去し、画像記録
位置近傍のトナーを円滑に除去して余剰トナーによる画
像の乱れをなくシ、長期に亘って安定した画像を得るこ
とを可能にすると共に解像度の向上も十分に果し得るこ
の種の画像記録装置の提供にある。

対向してこれと相対的に移動する表面誘電体層および導
電層からなる記録媒体と、該記録媒体表面に導電性磁性
トナーを塗布する手段と、記録媒体の導電層と記録電極
アレイ中の選択された電極との間に画像模様に従って記
録電圧を印加する手段と、記録媒体と記録を極アレイと
の間に磁界を生せしめるために記録電極アレイを挾んで
互に同極が向き合うように配置された対向する磁石とを
備えた画像記録装置において、記録媒体の記録電極と反
対の側に記録電極と対向する様に、強磁性体を記録媒体
表面から該強磁性体表面までの距離が２００μｍないし
２簡になる様に配したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図である。その
基本的構成・作用は第３図と同様であり、第３図と同一
の符号は同じ機能を果す部分を示す。背面電極６′とし
て、直径１００騙の強磁性体である鉄製シリンダー６／
ａの表面に非磁性の銅メッキ層６’ｂ（２００μＷ１〜
２＋ｍ　）を設けたものを使用する。さらにこの背面電
極シリンダーの表面に誘電体層５′として、光硬化樹脂
にテフロン酸化チタン等を分散し紫外線により硬化させ
て２μｍ厚にしたものが一様にコーティングされている
。

トナーＴとしては１０１０Ω−ｍ以下の導電性磁性トナ
ーが使用可能であるが、本実施例では３Ｍ社より販売さ
れているイメージングパウダー３５５トナーにカーボン
を外添して１　ａ５Ω−αになる様に調整した。記録電
極８には直径２５μｍの２−パーメンダ−（ｃｏ　４　
ｇ％、Ｆｅ４９％、７２（＋の合金）の線を使用し、こ
れを２１０關幅に亘って３３６０本平行に並べ、セメダ
イン株式会社より販売しているエポキシ系の接着剤ハイ
スーパ（商品名）にて固着した。記録媒体５′と記録電
極８はほぼ直角に対向させ、その間隙は７５±２５μｍ
に保つ様にしである。

上記本実施例においては、背面電極の強磁性体６１　ａ
の表面にメッキ等の技術により非磁性層６′ｂを設ける
ことにより、強磁性体を設けたことによる解像度の向上
は保存され、しかも、非磁性層を設けたことによシ、磁
石１８の磁界がトナーを磁石側へ引きつける様に効率よ
く働き、画像記録位置１０近傍のトナーを円滑に磁石近
傍１１に移動させる。この為、本実施例によると、画像
記録位置１０近傍にトナーが蓄積することなく長期に亘
って解像度の良い画像を得ることが可能となった。非磁
性層６’ｂの厚さは少なくとも２００μｍ以上は必要で
ある。

ここで非磁性層６’ｂの厚さと画像の関係について、も
う−変温５図を用いて、解り易すく説明する。画像の解
像度を良くするという点から言うと記録電極先端の磁束
密度は集中していた方がトナーの穂立ちの形状もシャー
プになるし、トナーへの記録電極による拘束力も増して
、かぶりも減少し、解像度の高い画像となる。このため
には記録電極先端のなるべく近い位置に対向の磁性体６
′ａが来る必要がある。この為には強磁性体６／ａと記
録媒体５′の表面までの距離は短かい方がよい。しかし
ながら画像記録に使用されなかったトナーは第５図の２
０の部分に押し出される。このトナーを磁石１８の近傍
に円滑に移行させるには２０近傍でのトナーを磁石方向
へ移動させる方向に働く力が大きい必要があるが、この
力は磁界の勾配に比例している。

この磁界の勾配は磁石からの距離が同じならば対向の磁
性体の距離が離れるに従って大きくなる。よって、部分
２０に蓄積が起こらない様にするには磁性体６／ａから
記録媒体表面までの距離は大きい方がよい。この様に磁
界の集中の為には記録媒体表面と対向の磁性体の距離は
近℃・方が良いが、画像記録に使用されなかったトナー
を磁石１８近傍に円滑に移行させて第５図図示の部分２
０でのトナー蓄積を排し画像を乱すことがない様にする
には、なるべく対向の磁性体と記録媒体表面の距離を離
すことが必要でおる。

それ故、磁性体と記録媒体表面との距離の最適値はある
程度の範囲内に限定されることになる。

この範囲は通常の使用では２００μｍ〜２門程度である
が、本実施例においては５００　ｐｍ厚に設定すること
により良好な画像が得られた。

記録媒体表面と磁性体との間の距離の最適値は、磁石１
８の残留拘束密度や磁石構成等により上記のように２０
０μｍ〜２ｍの様々な値をとるが、非磁性層６′ｂの厚
さを調整することによって、容易に該最適距離を実現す
ることができる。前記実施例ではこの最適距離は前記の
如く５００μｍであった。

前記実施例は非磁性層６″ｂを導電体で構成したが、こ
の非磁性層は例えばセラミクスを５００μｍ厚にコーテ
ィングしたものでもよく、この場合はセラミ２２表面に
金属を蒸着する等により背面電極を構成し、その表面に
誘電体層を形成すればよい。

第７図は別の実施例で、記録媒体としてニッケルのシー
ムレスペル）　５’ａ上に誘電体層ｓ’ｂを被着したも
のを使用したものであシ、前記実施例と同様、背面電極
６′は鉄製シリンダー６７ａの表面に非磁性のニッケル
メッキ層６）を構成したもので、これにより記録媒体表
面と磁性体間の距離を１００μｍ以上の任意の最適値に
調整することが可能である。この場合も層６〜をセラミ
クスで構成することも可能である。その場合、シームレ
スペルトトシてニッケルベルト等の金属の代りにマイラ
の表面に工Ｔｏやアルミ蒸着等の２！Ｓ電層を設けたシ
ートの使用も可能である。

又、距離の精度は悪くなるが、第８図に示す様に、磁性
体１９を背面電極６と分離して距離１００μｍ以上の最
適の位置に配置しても艮い。

〔発明の効果〕

以上説明した様に記録電極と対向させて強磁性体を記録
媒体表面から少なくとも２００　／１ｍ〜２關離れた位
置に配置することより、強磁性体を配置したことによる
解像度の向上というメリッ゛　、−・。

トを損うことなく、且つ磁性体を配置しだが故に画像記
録位置近傍にトナーが蓄積して画像を乱すこともなくな
シ、長期に亘って安定した画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図、第３図は
本発明の関係する画像記録装置の従来例の断面図、第４
図、第５図は従来例の一部拡大図、第６図は従来例の変
形例を示す断面図、第７図、第８図は夫々本発明の他の
実施例の断面図である。 １・・・トナー搬送部材　　４・・・トナー塗布ロール
５・・・記録媒体　　　　　６．６′・・・背面電極１
９・・・磁性体。 第１図 第　２　図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　記録電極アレイと、該記録電極アレイに近接対向し
   てこれと相対的に移動する表面誘電体層および導電層か
   らなる記録媒体と、該記録媒体表面に導電性磁性トナー
   を塗布する手段と、記録媒体の導電層と記録電極アレイ
   中の選択された電極との間に画像模様に従って記録電圧
   を印加する手段と、記録媒体と記録電極アレイとの間に
   磁界を生ぜしめるために記録電極アレイを挾んで互に同
   極が向き合うように配置された対向する磁石とを備えた
   画像記録装置において、記録媒体の記録電極と反対の側
   に記録電極と対向する様に、強磁性体を記録媒体表面か
   ら該強磁性体表面までの距離が２００μｍないし２ｍｍ
   になるように配したことを特徴とする画像記録装置。 ２　上記強磁性体の表面に非磁性導電層を設けた背面電
   極を構成することにより記録媒体表面と強磁性体表面間
   の距離を前記の数値範囲となるようにした特許請求の範
   囲第１項記載の画像記録装置。