JPH02185452A - 画像記録方法 - 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、新規な画像記録方式に関する。

従来の技術 従来公知の画像記録方式として代表的なものは、インパ
クト方式、インクジェット方式、感熱記録方式、電子写
真方式があるが、これ等は、それぞれ一長一短があり、
完全に満足し得る記録方法とはいえない。例えば、イン
パクト方式は、信頼性が高く、装置の大きさも小型で簡
便であるが、騒音を発するため、オフィスの使用におい
ては、苦情が出ることが多い。インクジェット方式は、
多くの利点を有するものの、ノズルの目づまりの問題が
完全には解消されておらず、また、使用できる記録用紙
にも制限があるなどの問題を残している。感熱記録方式
は、直接に記録紙を加熱して発色させる方式と、溶融し
たインクを用紙に転写する方式とがあるが、いずれも消
耗品のコストが高いという問題があり、高速で多量のプ
リントを行うには適していない。また、電子写真方式は
、他の方式と比較して、高速、高画質であることを特長
とし、画像形成方式としては優れ、ｔものではあるが、
画像形成過程が複雑であり、装置が大型化すると共に、
コストも高いという難点がある。

そこで、電子写真方式の長所を生かしながら、画像形成
工程を簡単にし、小型化すると共に、同時に信頼性を向
上させようとする試みがなされている。例えば、感光体
を用いず、誘電体上に静電潜像を形成し、これを電子写
真方式と同様にして現像する方式のものがある。この方
式は、帯電と露光工程をイオン流による潜像書き込みと
いう工程に統合した形のものであるが、イオン流を発生
する装置の信頼性に問題を残している。また、装置の小
型化、コスト低減という課題にも充分答えているとは言
いがたい。

更に最近、直接記録部材上に信号電極に応じてトナーを
飛翔させて画像を形成する画像形成方式が種々提案され
ているが（特開昭５８−４４４５７号、同５８−４４４
５８号、同５９−１９９６７号公報）、未だ充分満足の
いくものではない。

発明が解決しようとする課題 上記したように、従来提案されている画像記録方式は、
それぞれ一長一短があり、完全に満足し得る記録方式と
はいえなかった。

本発明者等は、上記のような実状に鑑み、従来の記録方
式とは異なるタイプの画像記録方法について検討した結
果、本発明を完成したものである。

したがって、本発明の目的は、電子写真方式の有する高
速、高画質であるという特長と共に、小型化、低コスト
、高信頼性という利点を兼ね僅えた新規な画像記録方法
を提供することにある。

本発明の他の目的は、電気信号を入力して文書や画像を
出力するプリンターに利用して、その価値を高めること
ができる新規な画像記録方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明の画像記録方法は、画像記録体を、均一なトナー
層を保持して移動するトナー搬送ベルトと一定の間隙を
介して対向させ、該トナー搬送ベルトの裏面に、記録電
極を接触させ、該記録電極と画像記録体との間に画像に
対応する信＠電圧を印加して、トナー搬送ベルトから画
像記録体にトナーを飛翔させ、画像記録体上に画像を形
成させることからなり、該記録電極として、画像に対応
する信号電圧を印加する画素電極と、画素電極上の電界
を強める補助電極とからなるものを用いることを特徴と
する。

本発明の上記画像記録方法において、トナー供給ロール
によって、トナー搬送ベルトにトナーを供給した後、層
形成ブレードを押圧するように構成するのが好ましく、
それにより、トナー搬送ベルト上に均一なトナー層を形
成すると同時に、トナーに一定極性の電荷を付与するこ
とができる。

以下、本発明を図面によって詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施するための画像記録装置の一例
の概略の構成を説明する図であって、図中、１は記Ｂ電
極であって、画素電極１１及び補助電極１２．１２より
構成されている。２はトナー搬送ベルトでおって、表面
に均一なトナー層５を保持している。３は画像記録体で
あって、電極の役割を果たす金属層をその構成要素とし
で含んでおり、矢印方向に回転するように支持されてい
る。

トナー４は、トナー搬送ベルト２の表面にほぼ均一に付
着した状態で記録電極の近傍まで搬送されてくる。トナ
ーには通常、摩擦帯電によって平均的にある一定量の電
荷を与えておく。場合によっては、帯電電極から電界の
作用によってトナーに電荷を注入してもよい。トナー搬
送ベルト３は、その裏面が、記録電極１と接触し、かつ
、画像記録体との間に一定の間隙を介して矢印方向に移
動する様に構成されている。

上記記録電極１の画素電極１１と画像記録体３との間、
及び画素電極１１と補助電極１２どの間に電圧が印加さ
れ、それによって生じた電界の作用によって、搬送され
てきたトナー４が、トナー搬送ベルトと画像記録体の間
隙を飛翔して画像記録体に付着する。画像記録体上に形
成されたトナー像は、その後、紙などの記録媒体に転写
、定着される。

第２図は、本発明において使用される記録電極の要部の
斜視図でおる。記録電極１において、画素電極１１のア
レイを、補助電極１２．１２が両側から挾むように配設
するのが好ましい。この記録電極において、補助電極が
存在すると、画素電極と補助電極との間の電位差によっ
て電界が発生し、画素電極上の電界が強められるように
作用するため、補助電極が存在しない場合と比較して、
画素電極に印加する電圧は、より低い値でトナーを飛翔
させることが可能になり、電圧駆動回路の簡素化とコス
トを大巾に低減させることが可能になる。更に補助電極
によって画素電極からトナーへ向う電気力線の広がりを
制御することができ、解像力を高めることができる。

第３図は、本発明を実施するための画像記録装置の他の
一例の概略の構成を説明する図である。

この図面の場合、画像記録体は、紙、ＯＨＰシート等の
記録媒体３１と背面電極３２より構成されている。この
実施例においても、画素電極１１と背面電極３２との間
、及び画素電極１１と補助電極１２．１２との間に電圧
が印加され、それによって生じた電界の作用によって、
トナーが、トナー搬送ベルトから記録媒体３１に間隙を
介して飛翔し、記録媒体に付着する。記録媒体上のトナ
ー像は、そのまま定着して、最終画像が形成される。

第４図は、本発明を実施するための画像記録装置の更に
他の例の概略構成図である。この画像記録装置において
は、記録媒体上に、直接、例えば、イエロー、マゼンタ
、シアンの三色のトナー像を形成し、１パスでフルカラ
ーの画像を得るように構成されている。すなわち、記録
媒体３１は、背面電極３２上に載置されて、画像記録体
を構成しており、そして、三つのトナー搬送ベルト２Ａ
、　２Ｂ、　２Ｃがそれぞれ転写媒体と一定の間隙を介
して配置されている。各トナー搬送ベルトは、トナー支
持ロール７１．７２及び７３に支持されて矢印方向に回
動する。トナー４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、各トナー供給ロ
ール５によって、各トナー搬送ベルトに押し付けられ、
トナー搬送ベルトに付着する。形成されたトナー層は、
層形成ブレード６によってほぼ一層にならされて、トナ
ー搬送ベルト上に均一なトナー層を形成する。同時に、
トナーは層形成ブレードとトナー搬送ベルトとの間で摩
擦帯電され、トナーに、平均として、ある一定量の帯電
電荷が付与される。

トナー搬送ベルト上のトナーは、画像に対応した信号電
圧を記録電極に印加することによって、トナー搬送ベル
トと画像記録媒体との間隙を飛翔し、画像記録媒体表面
に付着してトナー像を形成し、直接定着することによっ
て最終画像が得られる。

なお、第４図における各記録電極ＩＡ、　ｌＢ１１Ｃは
、第２図に示す構造を有するものであり、第２図で説明
したように、画素電極と記録媒体との間、及び画素電極
と補助電極との間に電圧が印加され、それによって生じ
た電界の作用によって、搬送されてきたトナーが、トナ
ー搬送ベルトと記録媒体の間隙を飛翔して記録媒体に付
着する。

本発明において、画像記録体は、電極の役割をする金属
層をその構成要素として含んでいなければならない。例
えば、ＡＩやステンレス鋼等の金属ロール、金属ロール
上に紙などの記録媒体を載置したもの、金属ロールの表
面に樹脂などを被覆したもの、金属層の上にアルミナ等
のセラミック層を形成したもの等を用いることができる
。

トナー搬送ベルトは、絶縁性成るいは半導電性の材料よ
り構成されるものであって、例えば、ポリエステル、ポ
リイミド、ポリプロピレン、フッ素樹脂等により構成さ
れるものを用いることができる。トナー搬送ベルトの膜
厚は２００〜１０＃ｌの範囲で設定することができる。

また、トナー搬送ベルトには、必要に応じて、カーボン
ブラック、金属酸化物、有機物等の導電性材料を添加し
て、抵抗を１０８Ω・ｃｍ程度まで低下してもよい。好
ましい抵抗値は１０８〜１０１６Ω・ｃｍの範囲にある
。

ざらに、上記トナー搬送ベルトは、トナーの帯電電荷量
に影響を与えることがあるので、電荷を与える能力を向
上させるために、その表面に、弗素化合物、第４級アン
モニウム塩、シリコーン化合物、メチルメタクリレート
重合体等を含有させ、帯電性能を調節してもよい。

本発明において、第４図に示すごとく、トナー供給のた
めの手段を設ける場合、トナー供給ロールとしては、Ｅ
ＰＤＭ、クロロプレン等のゴムを素材として構成された
ものが好ましい。又、層形成ブレード４は、ステンレス
鋼、アルミニウム、銅等の金属類、或いは金属板にシリ
コーンゴム又はプラスチックのシートを貼り付けたもの
等を用いることができる。

また、本発明において使用することができるトナーは、
重量平均粒径３〜２０ｔｔｐのもので、スチレン−アク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂など、電子
写真トナー用バインダーとして公知の樹脂に、カーボン
ブラック等の黒色顔料、シアン、マゼンタ、イエロー、
レッド、ブラウン、ブルー、グリーン等のカラー顔料や
染料の一種又は数種を含有させ、必要に応じて、公知の
帯電制御剤を内添し、ざらに必要に応じて、シリカやポ
リマー等の微粉末を外添したものである。また、トナー
には、ヒートロール適性を持たせるためにワックスを内
添してもよい。

本発明において、トナーに電荷を与える手段として、摩
擦帯電ではなく、電界の作用による電荷注入を採用する
場合には、トナーに適度な導電性を与える必要がある。

導電性を付与するための材料としては、カーボンブラッ
ク、金属酸化物、磁性粉、イオン性化合物、ＣＴ錯体等
があげられ、それ等をトナーに内添又は外添すればよい
。トナーの体積抵抗率としては、１０〜１０１６Ω・ｃ
ｍの範囲のものを使用することができる。

本発明において、トナー搬送ベルト上に均一なトナー層
を形成させるためには、第４図に示すようにトナー供給
ロール及び層形成ブレードを用いてもよいが、トナー層
形成手段はこれのみに限定されるものではなく、例えば
層形成ブレードの代わりにロールを押し付けることによ
って均一なトナー層を形成させることも可能である。又
、層形成ブレードに電圧を印加してトナーに電荷を付与
することも可能でおる。

本発明を実施するに際して、トナー搬送ベルトと画像記
録体との間隙は、２０〜５００　Ｍの範囲が望ましい。

画素電極に印加される電圧は、全ての画素電極に一様に
印加されたバイアス電圧ＶＢと、トナーを選択的に飛翔
させるだめの信号電圧ＶＳとからなる。補助電極と画像
記録体には、それぞれ適当な電圧■１とｖｌが印加され
る。ｖｌとｖｌは、場合によっては接地電位であっても
よい。信号電圧■Ｓは、記録電極における画素電極アレ
イの中で、トナーを飛翔させたい部分にだけ印加される
。

マタ、ｖｌ、ｖｌ、ＶＢは、絶対値でＯ■〜３０００Ｖ
の範囲が好ましい。また、ＶＳは絶対値で５〜１ｏｏｏ
ｖの範囲が好ましい。

トナーが正に帯電している場合には、■１、Ｖ２　、Ｖ
Ｂの値は、画素電極が補助電極と画像記録体の両者に対
して正の電位になるように設定され、又ｖＳも正の値に
設定される。トナーが負に帯電している場合には、ｖｌ
、Ｖ２、ＶＢの値は、画素電極が補助電極と画像記録体
の両者に対して負の電位となるように設定され、又ｖＳ
も負の値に設定される。

実施例 以゛下、本発明を実施例によって説明する。

、本発明の画像記録方法を、第２図に示す構成の画像記
録装置を用いて実施した。

トナー搬送ベルトは、厚さ５０即のポリエステル製のエ
ンドレスベルトを用いた。記録電極は、第２図に示す構
造のものであって、画素電極アレイの両側に補助電極を
設けた構成のものでめった。

画素電極−個の直径は約６０μｍであり、又、画素電極
相互の間隙と、画素電極アレイと補助電極との間隙は、
それぞれ約６０Ｊ１！ｒｉであった。

記録紙を、背面電極ロールに沿って移動する様に供給し
、そして、記録紙とトナー搬送ベルトとの間隙が、約１
５０１１！ｒ１になるように調節した。

トナーとして、スチレン−アクリル樹脂にカーボンブラ
ック１０重量％と第４級アンモニウム塩（セチルピリジ
ニウムクロライド）１重量％内添し、シリカ微粉末１重
量％を外添したものを用いた。

このトナーをゴム類のトナー供給ロールによってトナー
搬送ベルト上に付着させ、シリコーンゴム類の層形成ブ
レードにより均一なトナー層を形成させた。トナーは、
正に帯電し、その平均帯電量は８μｃ／ｇであった。

上記構成の画像記録装置を用いて画像記録を行った。す
なわち、背面電極と補助電極を接地させ、画素電極に−
様なバイアス電圧８００　Ｖを印加し、この条件で画素
電極に画像に対応した信号電圧ＶＳ：２００Ｖを印加し
た。適宜の手段によってトナー搬送ベルトを回動させ、
トナー供給ロールによって、トナーをトナー搬送ベルト
に押し付けて付着させた後、層形成ブレードを押し付け
て、正に帯電したトナーよりなるほぼ一層の均一なトナ
ー層を形成した。記録電極に印加された信号電圧によっ
て、トナー搬送ベルト上のトナーは飛翔し、記録紙上に
トナー像を形成した。形成されたトナー像は、そのまま
熱ロールによって定着した。１ｑられた画像は、優れた
画質を有するものであった。

発明の効果 本発明の画像記録法は、上記のような構成を有するので
、電子写真方式における長所でおる、高速複写が可能で
、高画質の画像が得られるという利点を有すると共に、
装置が小型化され、高信頼性で低コストであるという利
点を有する。特に、記録電極として、画素電極と補助電
極を設けてなるものを使用するから、画素電極と補助電
極との間の電位差によって電界が発生し、画素電極上の
電界が強められるようになるため、補助電極が存在しな
い場合と比較して、画素電極に印加する電圧を、より低
い値にしてトナーを飛翔させることが可能になり、電圧
駆動回路の簡素化とコストを大巾に低減できるとともに
、解像力も向上するという利点もある。

更にまた、電気信号を入力して文書や画像を出力するプ
リンターにも利用することができるので、その利用価値
は高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する画像記録装置の一例の概略
の構成を示す図、第２図は、記録電極の要部の斜視図、
第３図及び第４図は、それぞれ本発明を実施する画像記
録装置の伯の一例の概略の構成を示す図である。 １．１Ａ、１Ｂ、　ＩＣ・・・記録電極、１１・・・画
素電極、１２・・・補助電極、２．２Ａ、２Ｂ、２Ｃ・
・・トナー搬送ベルト、３・・・画像記録体、３１・・
・記録媒体、３２・・・背面電極、４４Ａ・・・４Ｂ、
　４Ｇ・・・トナー、５・・・トナー供給ロール、６・
・・層形成ブレード、７１．７２．７３・・・ベルト保
持ロール。 第１図 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　　　　
弁理士　　製部　剛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像記録体を、均一なトナー層を保持して移動す
   るトナー搬送ベルトと一定の間隙を介して対向させ、該
   トナー搬送ベルトの裏面に、記録電極を接触させ、該記
   録電極と画像記録体との間に画像に対応する信号電圧を
   印加して、トナー搬送ベルトから画像記録体にトナーを
   飛翔させ、画像記録体上に画像を形成させることからな
   り、該記録電極として、画像に対応する信号電圧を印加
   する画素電極と、画素電極上の電界を強める補助電極と
   からなるものを用いることを特徴とする画像記録方法。
2. （２）トナー供給ロールによって、トナー搬送ベルト上
   にトナーを供給した後、層形成ブレードを押圧すること
   により、トナー搬送ベルト上に均一なトナー層を形成す
   ると同時に、トナーに一定極性の電荷を与えることを特
   徴とする請求項（１）記載の画像記録方法。