JPS6186766A - 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〕

従来この種の画像記録装置としては米国特許第３８１６
８４０号明細書や特開昭５５−１２７５７８号に詳述さ
れているものがある。

この従来装置の概要を第５図にて説明する。

第５図においてｌは記録媒体で、本例ではアルミシリン
ダー１ａ上にアルマイト処理した誘電体層１ｂ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Ｔを収容したホッパーで、内部に
は非磁性の４電体製の中空円筒で出来たトナー塗布ロー
ラ４がある。トナー塗布ローラの内側には磁石３が定置
されている。６は直流成源である。７は記録媒体１に対
峙して軸線方向に配列した磁性の記録電極で、通常は磁
性材料、例マーば鉄、パーマロイ、ニッケル等の細線を
多数本平行に並べて作るか、又は磁性シートからエツチ
ング技術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８で挾んである。記録電極７は信号文字発
生機９に各々が独立に接続されている。アルミシリンダ
ー１ａはアースされている。

記録媒体１は矢示Ａ方向に回転し、トナー塗布ローラ４
の近くを通過する。トナー塗布ローラ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２
４に引き付けられたホッパ２−内のトナーＴはドクター
ブレード５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１に接触した時、バイアス１涼６よ
り直流電圧が印加されることにより゛電荷を得て記録媒
体１上に付着する。

記録媒体１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８から発する磁
界の影響で記録媒体１と記録電極７０間でトナーＴの穂
が形成される。またトナーの電荷は記録部に到達するま
での間に誘電体層１ｂを通って逃げている。もし、記録
媒体の誘電体層の抵抗が高過ぎてトナーの電荷が残って
いたら、トナーの記録媒体への付着力は強くなり、記録
電極先端にトナーの穂立ちが充分に形成されず、トナー
の穂立ちを利用しての電荷の注入やトナーの記録媒体か
らのはき取りが行なわれないので、濃度の低いかぶりの
多い画像となるが、この場合は、トナーの電荷が逃げる
程度に抵抗が低く選定しである。

よって記録位置１０におけるトナーの記録媒体１への付
着力は主に分子間力のみとなり、記録電極７先端に形成
されているトナーＴの穂による磁気拘束力よシ弱まって
いる。この時に文字発生機９より画像模様に応じて選択
された記録信号電圧を記録電極７に与えると、その信号
電圧とは逆極性の電荷が導電層１ｂに誘起し、との誘起
電荷によってトナーＴに記録電極７から電荷が注入され
る。トナーＴに注入された電荷は記録電極７先端に形成
されているトナーＴの穂による磁気拘束力に打ち勝ち、
トナーＴを記録媒体１に充分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１と
トナー７間の付着力は主に分子間力のみになり、トナー
Ｔの穂による磁気的拘束力より弱まり記録媒体よシ取り
去られ、さらに磁石８から発する磁界に引かれて、記録
電極７に沿って磁石８近傍に付着蓄積１１される。この
１１のトナーは図示しないが磁性ワイヤー、スクリュー
等の手段で容器２まで搬送され再使用される。

なお、記録媒体１上に上記画像模様に従い可視化された
トナー像は、図示されていないが、通常コロナ放電、圧
力転与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１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、上記構成において、かぶりのない良質な画像
を安定して得るには、第５図に示す様に、トナー画像形
成に関与しないトナー即ち非画像部トナーを記録媒体１
から除去すること、即ちかぶり取り、のためのローラ１
２を設けることが既に提案されている（特開昭５５−１
２７５７８号）。かぶり取りローラ１２は内部の回転可
能な磁石１３と外側の非回転スリーブ１４とからなる。

スリーブ１４にはトナー収容容器１５が取付けられてい
る。今、画像記録位置１０において形成されたトナー像
がかぶり取りローラ１２近傍を通過した場合について説
明する。この場合画像部トナーは前記電荷を保持して記
録媒体への十分な付着力を持っているが、他方、記録位
置１０で電荷の注入されなかった非画像部トナーのうち
磁石８から発する磁界により取り去られずに記録媒体上
にかぶりとして残っているトナーは、電荷を有していな
いため記録媒体への付着力が弱い。この様な電荷を保持
していない非画像部トナーは、Ｃ方向に回転する磁石１
３の磁力に引かれ、その回転磁界の作用を受けてスリー
ブ１４上をＤ方向に搬送さ粗トナー収容容器１５内に蓄
積される。容器内のトナーは図示しないがスクリュー等
の手段で容器２まで搬送され再使用される。以上の様に
して非画像部トナーの除去すなわちかぶり取りが行なわ
れる為、かぶり取りローラ１２を通過後の記録媒体上に
はかぶりのない良質な画像が得られる。

しかしながら上記の如きかぶり数秒ローラを使用した場
合には、上記トナー収容容器１５に搬送され蓄積された
トナーの過度の蓄積を防止し該トナーを再使用する為に
は、トナー容器１５内のトナーを排出してトナー容器２
に戻す搬送手段を設ける必要がある。この手段として、
該トナーをスクリュー等でトナー容器１５０両サイドに
出して搬送する等の手段が考えられるが、これは装置と
して複雑で大型となる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上述従来例の欠点を除去するものであり、かぶ
シ取シローラ部に蓄積したトナーを再使用する為の搬送
を単純な構成で行なう。

〔発明の概要〕

本発明は、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に沿って
設置された磁石とを備え、さらに、画像模様に関与しな
かった非画像部トナーを記録媒体表面から取り除く為に
記録電極より下流側にて記録媒体表面に対向する非磁性
スリーブおよびその内部の移動磁界発生手段並びに該非
磁性スリーブ表面上のトナー受けよりなるトナー除去装
置を備えた画像記録装置において、非画像記録時に該ト
ナー除去装置を記録媒体に微小距離を以て対接させる手
段、上記非磁性スリーブと前記記録媒体の導電層との間
に直流電圧全印加する手段、および上記非磁性スリーブ
内の移動磁界発生手段の回転方向を変更する手段を設け
たことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１、第２図により説明する。

第１図は記録状態、第２図は非記録状態を現わしている
断面図である。その基本的構成は第５図と同様であり、
第５図と同一の符号は、同じ構成・機能を有する部分を
示す。よってこれらについて前記と重複する説明は省略
する。

記録媒体１は直径１００１ＬＩＩのアルミシリンダー１
ａの表面に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た誘電体層１ｂが２μｍ厚に
一様にコーティングされたものからなる。トナーＴには
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にカーボンを、外添して１０５Ω−
σになる様に調整したものを用いた。

記録電極７には直径２５μｍの２−パーメンダー（Ｃｏ
　４９％、Ｆｅ　４９　’４．７２％）の線を使用し、
これを２１０ｍ幅に亘って３３６０本平行に並べたもの
を用いた。これら記録電極群７は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・・イス−パー（商
品名）にて固着されている。記録媒体１と記録電極７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。かぶり取りローラ１２はスリーブ１４０
表面磁束密度が最大で６５０ガウスになるような８極の
磁石１３を使用し、スリーブ１４にトナー収容容器１５
ａ、１５ｂを固設しである。

さて本実施例においては、かぶり取りローラ１２はアー
ム１６に支持されている。アーム１６は固設された軸１
６ａに回動自在に支えられていて、例えばルノイドのよ
うな上下駆動源１７がアーム１６に枢着１６１）されて
いる。上下駆動源１７が附勢され下方にアーム１６を押
せばアーム１６は軸１６ａを中心に反時計方向に回動し
、かぶり取りローラ１２は（トナー収容容器１５ａ、１
５１）と共に）記録媒体１に近づく。上下駆動源１７が
元の位置に復帰するとかぶシ取りローラ１２は記録媒体
より離れる。１８はトナー収容容器１５ａに枢着したド
クターブレードである。

画像記録時には上下駆動源１７は附勢されておらず、従
ってアーム１６は上方に引かれた状態にある（第１図）
。この状態ではかぶり取りローラ１２は記録媒体１から
一番離れた距離に在る。この距離は、かぶり取シローラ
によ少記録媒体から取り除かれたトナーのスリーブ１４
衣面上での穂立らが記録媒体１に接触しない程度の、し
かも、かぶり取りの効果が得られる程度の距離であれば
よく、これは磁石１３の磁力等により異るが、概ね０．
５〜５闘程度の距離である。本実施例では該距離を１鰭
とし、磁石１３０回転数を１　ｏ　ｏ　ｏ　ｒｐｍにし
たところ、かぶりのない良質な画像が得られ、取り除か
れた非画像部トナーはトナー収容容器１５ａに蓄積され
た。

なお、画像記録時の像形成プロセスは〈前述した従来例
と同様であるので、こ。こでは省略する。

画像記録時にかぶシ取りローラ１２により取り除かれる
非画像部トナーの量は極く僅かであるので、大量に連続
して画像記録を行なわない限り、画像記録中にトナーが
容器１５ａから溢れてしまうことはないが、画像記録の
回を重ねるにつれて、容器１５ａ内のトナー蓄積量は増
大する。そこで本実施例では、画像記録が行なわれてい
ない時に、逆に、容器１５ａ内のトナーを記録媒体１に
付着させてトナー塗布ロー２４へ搬送し、トナー容器２
へ回収することを特徴とする。

以下、その方法を説明しよう。

上下駆動源１７は、非記録時になったとき（例えば信号
電源９よシの記録電極７への入力が無いことを検出する
信号が出たとき）一定時間附勢される。この一定時間は
容器１５ａに蓄積されたトナーが下記の如く搬送・回収
され終るに十分な適当時間であればよい。または、容器
１５ａの底部にトナー検知セシサー１９を設け、上下駆
動源１７の附勢後トナーが容器１５ａの底部からなくな
るのが確認されたら直ぐに上下駆動源１７の附勢を断つ
ようにしてもよい。

上下駆動源が附勢された状態（第２図）において、磁石
１３をＣとは反対のＤ方向に回転させる。これによシト
ナーはＣ方向に搬送される。

このとき、かぶ９取り０−５−１２は記録媒体に一番接
近した距離にある。この距離はかぶシ取シスリーづ１４
上を搬送されるトナーの穂立ちが記録媒体に接触するよ
うな距離であればよい。トナーの穂立ちの高さは主にド
クターづレード１８とスリーづ１４間の距離や磁石の磁
力、極数、回転数等に依存するが、概ねドクターづレー
ド１８とスリーづ１４間の距離に近い値となる。本実施
例ではドクターづレード１８は、上下駆動源１７が附勢
されない画像記録時には、第１図に示す様にトナー収容
容器１５内へトナーが搬送されやすい様にドクターづレ
ード１８先端とスリーづ１４間は充分に離れた状態にあ
るが、駆動源１７が附勢されると、それと連動して第２
図に示す様にドクターづし−ド１８とスリーづ１４間が
１００μ鴇に接近し、スリーづ１４上を搬送されるトナ
ーの穂立の高さを制限するようになっている。これによ
シ、本実施例では上下駆動源１７が附勢された状態でか
ぶ９取りロー５１２と記録媒体１間の距離を１００μ溝
前後にした場合にスリーづ１４上のトナーの穂立ちと記
録媒体１との接触が得られた′。この状態で、電源２０
からスリーづ１４に直流電圧を印加してやると、搬送さ
れてかたスリーづ１４上のトナーは電荷を得て記録媒体
１に塗布される。なお、電源２０は上下駆動源１７が附
勢されていない場合には電圧を印加しない。

このようにトナーが一様に塗布された記録媒体１がＡ方
向に回転すると、その上のトナーはトナー塗布Ｏ−ラ〜
４の位置まで搬送される。

ここでトナー塗布Ｏ−ラＳ４はその印加電圧を零にして
アルミシリン’）−１ａと同電圧にしておくことによシ
、そこでのトナーに対する電荷の注入はなく、搬送され
てきたトナーはトナー塗布ローラ〜４へ回収される。こ
の様にして、容器１５ａに蓄積された非画像部トナーを
記録媒体１に塗布することにより搬送し、トナー塗布Ｏ
−ラへにて容器２に回収し、再び記録用トナーとして使
用することができる。

また、かぶシ取９スリーづ１４から記録媒体１へ塗布さ
れずにスリーづ１４上をそのままＣ方向に進む一部のト
ナーは、収容容器１５ｂに蓄積される。このトナーの量
は僅かなものであシ、その後、上下駆動源１７を消勢し
、磁石をＣ方向に回転することによシ容器１５ａに再び
搬送される。

別方法として、上下駆動源１７が附勢された状態で記録
媒体１を矢印Ａと逆の方向に回転してトナーを塗布ロー
５４へ搬送してもよい。このとき、記録電極７の総てに
電圧を印加してトナー塗布０−５４へ該トナーが全て搬
送される様にする。

以上の説明では上下駆動源が附勢されトナーが容器１５
＆から搬送されるのは、記録電極７に入力の無い非画像
記録状態を検出した時から一定時間行なわれるものとし
、て述ぺたが、かぶシ取ジロー５１２に取シ除かれる非
画像部トナーの量は僅かであるので、トナー容器からの
トナーの回収は前記の様に頻繁に行なわず、数十枚の記
録毎に一定時間行なうとか、その他、使用条件に合わせ
て最適のタイミングで行なえばよく、またはトナー容器
１５ａにトナー検知センサー２１を設け、溢れ出す直前
にトナー搬送回収を行なってもよい。

トナー容器１５ｂに蓄積されるトナーは僅かであるが、
これをも含めて完全にトナーを回収するには、例えばか
ぶシ取９０−ラ１２が記録媒体に接近し、これにトナー
の塗布を行なっているときに容器１５ａの底部のトナー
検知センサー１９がトナーの無くなったのを検知したら
、磁石１３を今度はＣ方向に回転させて容器１５ｂ内の
蓄積したトナーをＣ方向に搬送し、前述した方法で同様
に記録媒体１に塗布してもよい。このプロセスを数回繰
り返せば、トナーは完全にかぶシ取りロー５１２の容器
１５ａ、　１５ｂから搬出され、塗布ロー５４ひいては
容器２へと搬送回収される。

第３図は前記実施例中のトナー収容容器１５ｂを廃止し
、その代υ容器１５ａの底に開閉装ｅ２２を設けたもの
で、開閉装置２２を画像記録時には閉じるが、前述のよ
うにかぶシ取りＯ−ラを記録媒体１に接近させてトナー
回収をする時には開いて、このとき記録媒体１に塗布さ
れなかったスリーづ１４上の一部のトナーをここを通っ
て再び容器１５ａに入らしめても良い。

第４図は前記第３図の実施例において磁性板２３を設け
た例である。磁性板２３を回転磁石１３と対向させると
、磁性板２３とスリーづ１４との間のトナーの搬送方向
は磁石１３の回転方向と同一になる。このことから、画
像記録時には磁性板２３をスリー″′５１４と対向させ
ることによシ、磁性板２３とスリー１１４間のトナーは
Ｃ方向へ搬送され、容器１５ａ内に入る。この時には開
閉装置２２を開いておく。他方、かぶシ取、Ｉｏ−ラを
記録媒体１に接近させたトナー回収時には開閉装置２２
を閉じる様にする。この時スリーづ１４から記録媒体１
へ塗布されなかったトナーは２４で示す部分に蓄積する
が、これは後の記録時に回収される。或いは又、開閉装
置２２を廃止し、磁性板２３を非記録時にはトナーの搬
送方向に磁性板２３が影響を及ぼさない距離だけＣ方向
に離すことによシ搬送方向を調整することも可能である
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればかぶり取シローラ
部のトナー収容容器に蓄積したトナーを非画像記録時に
記録媒体へ塗布して塗布０−ラ部のトナー収容容器へ搬
送回収するので、かぶｐ取９０−ラのトナー収容容器内
のトナーを塗布Ｏ−ラ部の収容容器まで搬送する装置を
別途設けることなく、該トナーを回収再使用することが
でき、装置の大型化や複雑化を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の異る作動状態
を示す側断面図、第３図、第４図は本発明の他の異る実
施例を示す側断面図、第５図は既提案例を示す側断面図
である。 １・・・記録媒体　　　２・・・トナー収容ホッパー３
・・・磁石ロール　　４・・・トナー塗布ロー５７・・
・記録電極　　　８・・・磁石 ９・・・画像信号電圧発生器 １２・・・かぶり取υローラ １３・・・磁石　　　　　１４・・・スリーづ１５．１
５ａ、　１５ｂ　−）ナー収容容器１６・・・アーム　
　　　２０・・・直流電源２２・・・開閉装置　　　２
３・・・磁性板Ｔ・・・トナー 第１図 第２図 第３目 第４図

Claims (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に沿って設置された
   磁石とを備え、さらに、画像模様に関与しなかった非画
   像部トナーを記録媒体表面から取り除く為に記録電極よ
   り下流側にて記録媒体表面に対向する非磁性スリーブお
   よびその内部の移動磁界発生手段並びに該非磁性スリー
   ブ表面上のトナー受けよりなるトナー除去装置を備えた
   画像記録装置において、非画像記録時に該トナー除去装
   置を記録媒体に微小距離を以て対接させる手段、上記非
   磁性スリーブと前記記録媒体の導電層との間に直流電圧
   を印加する手段、および上記非磁性スリーブ内の移動磁
   界発生手段の回転方向を変更する手段を設けたことを特
   徴とする画像記録装置。