JPS6331391B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁石により磁性流動体トナーの隆起
を生ぜしめ、この隆起した磁性流動体トナーを画
信号に応じて記録面に飛翔させて画像を得る画像
形成装置に関するもので、頻度の高い記録に対し
ても磁性流動体トナーを適正隆起部分まで速やか
に供給し、高品位の画質が得られる画像形成装置
を提供することを目的とする。

従来、インクジエツト法による記録では、イン
クを飛翔させる手段としてノズルを使つていたた
め、その精密な加工技術やノズルの目づまり防止
装置を要し、またマルチノズルの構成にすること
はコスト，製作上の問題があつた。

これらの問題を解決するものとして、１本の針
（スタイラス）の場合について、磁石により磁性
流動体トナーを隆起させ、画信号に対応して隆起
の先端部を記録面に飛翔させて記録画像を得る方
法（特開昭54−23534号）が既に本発明者らによ
り提案されている。

更に複数の針（マルチスタイラス）の場合につ
いても、第１図のように磁性体から成るマルチス
タイラスを構成するスタイラス１部分と、その間
隔部分との磁力の差が磁性流動体トナーの隆起の
差Ｓを生ぜしめ、画像信号と前記隆起とを対応せ
しめることによつてマルチスタイラスによる記録
画像を得ることを可能にした例えば特願昭53−
43981号（特開昭54−136330号）が提案されてい
る。この方法を用いればノズルのような精密な加
工技術や目詰り防止装置を必要とせず安いコスト
でしかも簡単な構成のものが製作できるものであ
る。

しかしこの記録方式による記録に際しては、画
像品質及び記録条件は、磁性流動体トナーの隆起
形状に大きく依存し、例えば第２図のような隆起
の状態になるとスタイラス１本１本の区別がつか
なくなり、全記録できなかつたり、記録状態が大
きく乱れることになる。また、第３図のような隆
起形状となると、隆起の先端から飛翔する磁性流
動体トナーの粒子が小さくなり、記録濃度が低下
すると共に隆起先端部に対する磁性流動体トナー
の供給が不十分となりかすれや記録ぬけを生じる
に至つていた。

この様に隆起の形状は記録品質に大きな影響を
与えるため、常時隆起の形状を適正に保ち、かつ
記録に伴うスライラス周辺の磁性流動体トナーの
消費に対して適正な量の磁性流動体トナーを供給
してやる必要があつた。

これに対して従来は、第４図ないし第６図に示
す様な提案を行なつてきたが、なお以下に説明す
る様な問題点を残したままであつた。

第４図において、スタイラス１′は、複数本配
列されたマルチスタイラス１を形成している。マ
ルチスタイラス１の先端近傍にはスタイラス１′
を磁化させるための磁石２が配設されており、該
磁石２の端部には供給用磁石３の一端が接続され
ている。供給用磁石３の他端は磁性流動体トナー
５の貯蔵部であるタンク４に至り、中に蓄えられ
ている磁性流動体トナー５の液面下に配設されて
いる。６は補給タンクであり、前記貯蔵タンク４
にパイプ８を通してポンプ７によつて送り込まれ
る磁性流動体トナー５が蓄えられている。貯蔵タ
ンク４の液面は、前記ポンプ７の制御によつて常
時一定に保たれている。このため前記スタイラス
先端部には供給用磁石３、隆起用磁石２を通して
常時一定量の磁性流動体トナー５が付着してお
り、適正な隆起状態を保つて記録部を構成してい
る。また記録時にスライラス部で磁性流動体トナ
ー５が消費されると、磁性流動体トナー５は磁石
３を伝わつて供給される。これは、磁性流動体ト
ナー５が磁石に付着する特性を利用したものであ
り、磁性流動体トナー５は自動的に供給される。
しかし、スタイラスの本数が多くなつたり、記録
頻度が高くなつたりすると供給用磁石３による補
給では間に合わなかつたり、また供給可能な場合
においても供給用磁石３から遠くなるに従つてス
タイラス先端部の磁性流動体トナー５の保持量が
少なくなり、端の方では第３図に示す様な隆起状
態となりマルチスタイラスの各部で記録濃度が異
なるといつた欠点を有していた。

これはスタイラス上に設けた磁石に付着する磁
性流動体トナー５の量が、前述する様な最適隆起
を保つ為に一定量で管理されているとともに、第
４図に示す様な上下方向にNSに磁化された面状
の磁石においてはその稜部分の磁力が強くなる傾
向をもつているため、磁性流動体トナーは第５図
に示す様に磁石の面２Ａ上には付着せず磁石の稜
２Ｂ部分に付着すると同時に流動供給されるため
である。従つて、結果的にはスタイラス部分へ磁
性流動体トナー５の供給路の大きさが限定される
ことになり、スタイラス全体にわたつて十分な供
給ができていなかつた。

また第６図に示す様に、隆起用磁石２を取付け
後方に複数の供給用磁石３をマルチスタイラス１
の幅方向に配設して供給を行う場合においては、
磁性流動体の供給はうまくいくものの、供給用磁
石３により供給された磁性流動体トナー５をスタ
イラス先端まで供給するため隆起用磁石２を越え
させる必要があり、このため隆起用磁石２の形状
寸法を小さくしなければならない。しかし従来か
ら隆起用磁石２は、マルチスタイラス面との密着
性を高めるため、この材質がフエライト含有ゴム
又はフエライト含有プラスチツク等の軟性部材で
作られているため、前述の様な形状寸法のものを
小さくかつ精度よく作ることは困難であつた。特
に、スタイラス先端の磁性流動体トナー５の隆起
に影響を与える磁石取付寸法を精度良く保つため
に隆起用磁石先端部エツヂの真直度を精度良く仕
上げる必要があるが、上述した様に形状寸法が小
さく軟性材質の磁石を精度よく加工することは困
難であるばかりでなく、マルチスタイラスへの取
付も非常にむづかしいものであつた。

本発明は、上述の様な欠点を解決するもので、
特に隆起用磁石の形状の精度を出しやすく、かつ
加工性もよい大きな磁石を用いた場合でも、前述
した隆起用磁石が小さい場合と同じ磁性流動体ト
ナー供給方式をとることを可能にし、さらに磁性
流動体トナーの担持量を適切にして同時にマルチ
スタイラス全体に均等に供給可能とした画像形成
装置を提供するものである。

ところで、本発明における磁性流動体トナーと
は、磁性微粒子と液体分散媒とのコロイド液であ
る。このコロイド液は一般に磁性流体と呼ばれる
もので、マグネタイト（Fe₃O₄）の微粒子（粒径
約100Å）が界面活性剤とともに分散媒中に懸濁
された液体であり、黒色を呈し、長期間安定で沈
降も凝集も起らない液体である。この磁性流体の
分散媒としてはパラフイン，水，エステルオイ
ル，シリコンオイル等があり、界面活性剤として
はオイレン酸，リノール酸等のカルボン酸のほ
か、カチオン系活性剤，ノニオン系活性剤等が使
用される。磁性流体は超常磁性を示すと言われ、
磁気ヒステリシスをもたない磁性体である。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。ここで第６図までに示した部材と同じものは
同一の番号を付して示す。

第７図は本発明にかかわる画像形成装置の要部
の構成を示すものである。記録部は記録面９と対
向して配列された磁性体から成る複数の針線（マ
ルチスタイラス）１１と、前記マルチスタイラス
１１面上に当接して設けられた隆起用磁石１２及
びマルチスタイラス１１と隆起用磁石１２を固定
する固定板１３とより構成されている。供給用磁
石３は、前記記録部に磁性流動体トナー５を供給
するもので、その一端は隆起用磁石１２に固定さ
れ、他端は磁性流動体トナー５を貯蔵するサブタ
ンク４内に設けられている。

サブタンク４にはメインタンク（図示せず）か
らポンプ７及びパイプ８を通して磁性流動体トナ
ー５が送られてくる。サブタンク４の液面は、ホ
ール素子等を用いた検出手段１４から液面位検出
信号を得てポンプ７を駆動することによつて常時
一定液位に保たれている。マルチスタイラス１１
には、マルチスタイラス１１の先端部の隆起用磁
石１２によつて隆起せしめた磁性流動体トナー５
を画信号に対応して記録面９に飛翔または泳動さ
せる駆動手段１５が連結されている。また駆動手
段１５と背面電極１０との間にはバイアス電圧が
電源１６によつて印加されている。

マルチスタイラス１１の先端近傍に当接させて
設けた隆起用磁石１２は、厚み方向にＮ極、Ｓ極
が形成されるように着磁されており、一方の磁極
面はマルチスタイラスに当接し、他方の磁極面に
は、第８図に示す様に溝１７が設けられている。
この溝１７は、供給用磁石３と前記隆起用磁石先
端部１８（稜部分）との間に設けられており１本
のスタイラスと略平行に、かつ複数個設けられて
いる。溝１７の深さは本来、任意に決められる
が、本実施例においては隆起用磁石１２の厚みの
約1/2である。隆起用磁石１２の稜部の寸法ｌは
磁性流動体トナー５が稜部分１８を越えられる寸
法（実験によれば約0.5〜1.5mm）に設定されてい
る。

すなわち、従来例の項で述べた様な単なる平板
状の磁石では磁性流動体トナー５は、磁石の外周
稜部分のみに付着してしまうが、本実施例におい
ては、従来磁性流動体トナー５が付着しにくかつ
た磁石面（第５図２Ａの部分に相当）に複数の溝
１７を設けているため、磁性流動体トナー５は溝
１７の稜部分を伝わつて流動する。また磁石の面
を小さくしていくと磁性流動体トナー５が稜から
稜へ移動する様になる。前述のｌはこの寸法を示
すものである。

従つて供給用磁石３から供給された磁性流動体
トナー５は、第９図に示す様に隆起用磁石１２の
面上に構成された溝１７稜部分を通つて速やかに
隆起用磁石１２先端からスタイラス部分へ供給さ
れるのである。

第１０は隆起用磁石に直接溝加工する代りに、
平板状の磁石１２′とスリツト１７′を有するくし
形の補助磁石１９とを重ね合わせて、一方の磁極
面に溝を有する隆起用磁石を構成する例を示す。
なお、平板状磁石１２′と補助磁石１９とは、い
ずれも厚み方向に着磁されている。

また、第１１図は平板状磁石１２′とくし形の
補助磁石１９との間に軟磁性体２０を設けた例を
示す。この構成によると、補助磁石の磁気的な影
響が磁石１２′に及ぶことが少なくなるため、補
助磁石の磁気構成の自由度を極めて大きくとるこ
とができる。

本発明実施例における、画信号に対応して磁性
流動体トナー５を飛翔させる方法として、画信号
を電圧に変えクーロン力を加える方法について説
明する。

磁性流動体トナー５は、磁性流動体トナー５の
もつ磁石に付着し流動するという特性を利用し
て、供給用磁石３によりサブタンク４から吸い上
げられ、隆起用磁石１２に供給される。これは、
厚み方向に着磁された供給用磁石３の綾部に集中
した磁力と、磁性流動体トナー５の表面張力及び
濡れ性により、磁性流動体トナー５が供給用磁石
３を伝つて隆起用磁石１２に向つて流動していく
ためである。なお、このとき実験によれば供給用
磁石３の断面形状は正方形の方が磁石の大きさに
対する供給能力の点から効率が高くなる結果が得
られている。

隆起用磁石１２に供給された磁性流動体トナー
５は隆起用磁石１２の溝部１７を通つて送られ稜
１８や斜面２１を通つて、マルチスタイラス１１
に供給されると共に、隆起用磁石１２によつて保
持される。このときマルチスタイラス１１は、前
記隆起用磁石１２によつて磁化されているため、
第１図に示すものと同様にマルチスタイラス１１
先端部付近を頂点とする隆起を形成する。前述の
隆起形状は、マルチスタイラス１１の形状・寸
法，隆起用磁石１２の大きさ形状及びマルチスタ
イラス１１先端からの取付寸法等（特に取付寸法
のばらつきはマルチスタイラス先端磁力、ひいて
は隆起のばらつきとなるため、マルチスタイラス
及び隆起用磁石１２の先端部エツヂの真直度が重
要となる。）の条件によつて大きく変化するが、
本実施例においては、第１図における隆起の高さ
Ｓが飛翔に対し、最適になる様設定されている。

上述の様な状態で、駆動手段１５と背面電極１
０との間に500V〜2.5KVの直流バイアス電圧を
与えると共に、画信号に対応した500〜1KVのパ
ルス電圧を駆動手段１５によりマルチスタイラス
１１に印加するとマルチスタイラス１１の先端か
ら磁性流動体トナー５がクーロン力により飛翔す
る。飛翔した磁性流動体トナー５は記録面９に付
着し、所望の画像を形成する。

磁性流動体トナー５の消費に伴つて、供給用磁
石３を通じて磁性流動体トナー５は隆起用磁石１
２に補給される。このとき磁性流動体トナー５
は、隆起用磁石１２面上に設けた溝１７を通つて
磁石先端部１８に至り、斜面２１からマルチスタ
イラス１１に供給される。すなわち、従来第５図
ａ，ｂに示すように隆起用磁石１２の稜部を通し
てマルチスタイラス１１に磁性流動体トナー５を
供給していた場合と異なり、第９図に示す様に磁
石面上に設けた溝１７によつて磁性流動体トナー
５が流動するため早く供給することが可能とな
る。

マルチスタイラス１１先端に適正な隆起形状を
有する隆起を生ぜしめるためには、前述した様に
マルチスタイラス１１及び隆起用磁石１２の真直
度精度の高いことが重要である。特にマルチスタ
イラス面に密着よく当接するためにフエライトを
含むゴムやフエライトを含む軟らかいプラスチツ
ク等で、隆起用磁石１２が構成されている場合、
前述する精度を維持するには加工上ある程度の大
きさが必要であるが、隆起用磁石１２が大きくか
つ適正隆起を得るための磁性流動体トナー５の量
が制限されても、本実施例によれば、従来の隆起
用磁石の周囲稜からのみの供給と異なり、マルチ
スタイラス１１に対応する隆起用磁石１２に設け
た溝１７から斜面２１に通して供給されるため、
従来発生していた供給手段３から離れるに従つて
隆起高さＳが変化するといつたことがなく、すな
わちかすれや印字濃度の低下がなく、常に安定し
たトナー供給による品質の高い印字を得ることが
できるものである。

なお、溝１７の形状としては、第１２図又は第
１３図に示す様な形状でも良く、磁石面上での磁
性流動体トナー５の流動を良くするために磁石面
に溝を設けるという本発明の思想を実現するため
には、以上の図面に示した以外の形状の溝であつ
てもよいことは明らかであろう。

以上のように、本発明は、一定の間隔を保つて
固定板上に複数の磁性スタイラスを配列したマル
チスタイラスと、前記マルチスタイラス配列面に
臨みかつ前記マルチスタイラス先端近傍に当接し
て設けた隆起用磁石と、前記隆起用磁石上に液状
の磁性流動体トナーを供給する供給手段と、前記
マルチスタイラスの先端に磁力によつて隆起する
磁性流動体トナーを画信号に対応して記録面に飛
翔又は泳動させる駆動手段とを備え、前記隆起用
磁石の、マルチスタイラス当接面と対向する主平
面上に磁力を集中させる綾部を形成する少なくと
も一つの溝を設けることにより、前記隆起用磁石
が大きい場合においても簡単な構成でかつ高速印
字に対しても十分磁性流動体トナーの供給を追加
させることができ、印字品質の安定した画像形成
装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図はマルチスタイラスで
の磁性流動体トナーの隆起状態を示す上面図、第
４図は従来の画像形成装置の要部の構成を示す斜
視図、第５図は同従来例における磁性流動体トナ
ーの状態を示しａは側面図，ｂは上面図，第６図
は他の従来例の要部の構成を示しａは斜視図，ｂ
は側面図、第７図は本発明の一実施例を示す構成
図、第８図はその要部の斜視図、第９図は要部側
面断面図、第１０図，第１１図，第１２図，第１
３図はそれぞれ他の実施例の要部を示す斜視図で
ある。 ３……供給用磁石、４……サブタンク、５……
磁性流動体トナー、９……記録面、１０……背面
電極、１１……スタイラス、１２……隆起用磁
石、１２′……平板状磁石、１３……固定板、１
５……駆動手段、１７……溝、１８……稜部分、
１９……補助磁石、２０……軟磁性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録面に対向して直線上に配列された磁性マ
   ルチスタイラスと、前記マルチスタイラス上に配
   した液状の磁性流動体トナーを前記マルチスタイ
   ラス先端に隆起させる隆起用磁石と、前記隆起用
   磁石上に液状の磁性流動体トナーを供給する供給
   手段と、前記マルチスタイラス上に隆起した磁性
   流動体トナーを画信号に対応して記録面に飛翔又
   は泳動させる駆動手段とを備え、前記隆起用磁石
   を厚み方向に着磁して磁極面の一方をマルチスタ
   イラスに当接するとともに他方の磁極面に少なく
   とも一つの溝を設けてなる画像形成装置。 ２ 前記隆起用磁石が、厚み方向に着磁して一方
   の磁極面をマルチスタイラスに当接させた平板状
   磁石と、厚み方向に着磁してその一方の磁極面を
   前記平板状磁石の他方の磁極面上に重ねたくし形
   の補助磁石とによつて構成された特許請求の範囲
   第１項記載の画像形成装置。 ３ 前記平板状磁石と補助磁石との間に軟磁性体
   層を設けた特許請求の範囲第２項記載の画像形成
   装置。