JPH02188273A

JPH02188273A - 画像記録装置

Info

Publication number: JPH02188273A
Application number: JP888189A
Authority: JP
Inventors: Keigo Tange; 丹下　啓吾
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1990-07-24

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】産栗上■丑工分！本発明は、現像剤をスリーブ上に配置した電極アレイに
搬送し、電極アレイのピン電極に記録信号に対応した電
圧を選択的に印加して、被転写材に記録を行なう画像記
録装置に関する。

の　′　びその量この種の画像記録装置は、装置全体の小型化及び装置構
成の簡単化を図るという要請に答えるために開発されて
きた。

かかる画像記録装置において、画像品質及び記録効率の
向上を図るためには、高電圧が選択的に印加されること
になる電極アレイの各ピン電極間におけるリークを可及
的に抑止する必要がある。

即ち、リークを可及的に抑止できるものとすると、以下
に示す効果を奏することになるからである。

■その分、ピン電極に高電圧を印加できることになるの
で、高濃度の画像、即ち鮮明度の高い画像が得られるこ
とになる。

■ピン電極に高電圧を印加できることに伴い、電極アレ
イと対向配置される背面電極へのバイアス電圧を、その
分高く設定できることになるので、カブリ　（印字の周
辺部に黒点等のノイズ成分を印字して画像品質を損ねる
現象をいい、周辺部と印字対象部との電位差が少ないこ
とにより発生する）の少ない鮮明な画像を得ることがで
きることになる。

■後述する理由により、現像剤として電気抵抗が低いト
ナーを使用し、ピン電極からトナーに電荷を注入して記
録することで、結果的に記録効率の向上を図れることに
なる。

しかしながら、従来の画像記録装置でかかる点に留意し
たものはなかった。

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、画像
品質及び記録効率の向上が図れることになる画像記録装
置を提供することを目的とする。

晋　　　パ　るための本発明は、スリーブ上に凸状配置した電極アレイに現像
材を搬送し、電極アレイのピン電極に記録信号に対応し
た電圧を選択的に印加して、被転写材に記録を行なう記
録ヘッドであって、電極支持材で前記電極アレイを支持
すると共に、前記ピン電極の先端面を電極支持材の表面
に対して陥没させたことを特徴としている。

作−一一里しかるときは、ピン電極の先端を陥没させたことにより
、その分、隣り合うピン電極間の距離、即ち絶縁性を向
上できることになるので、リークの発生原因となる後述
の沿面放電等を抑止できることになる。

スー」Ｌ−桝以下本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明する
。第１図は本発明に係る画像記録装置の概略構造を示す
正面断面図、第２図は電極アレイの斜視図、第３図はそ
の横断面図、第４図は縦断面図、第５図は底面図である
。

まず、この画像記録装置の概略構成について説明する。

装置本体の所定位置には、スリーブ２を固定配置してあ
り、これの内部にマグネットローラＩを回転自在に設け
である。マグネットローラ１を図中矢符で示す時計方向
に回転すると、これの回転に連れて、正又は負極性に帯
電されたトナー１７がケーシング１６から取り出される
ことになる。取り出されたトナー１７はスリーブ２の周
面上を、薄膜状に覆うようにして移動し、これの左端周
面部に開設した開口２０内において先端側を突出させた
状態で挟着支持された記録ヘッド３、より具体的にはこ
れに埋設した電極アレイ４の位置に搬送されることにな
る。

そして、記録ヘッド３の左側方には背面電極ホルダー６
に埋設された背面電極７を対向配置してあり、電極アレ
イ４を構成する各ピン電極９・・（第２図その他参照）
に記録信号に対応した電圧を選択的に印加し、かつ電極
アレイ４と背面電極７との間に所定の電位差を設けると
、背面電極７の先端に案内された状態で両者間を搬送さ
れる被転写材（例えば、記録紙）５に向けて記録ヘッド
３が帯電状態にあるトナー１７をクーロン力により反発
飛翔させ、これで画像の記録動作が行われる構成になっ
ている。記録動作が行われた被転写材５はその後、図外
の定着装置に搬送され、定着工程が行われることになる
。

但し、電極アレイ４の各ピン電極９・・・への電圧印加
は記録用電源１２により行われ、また背面電極７へのバ
イアス電圧の印加はバイアス電源８により行われる。ま
た、記録ヘッド３をスリーブ２の周面から凸状に配置す
ることとしたのは、電極アレイ４と背面電極７との距離
をその分かせぎ、記録効率を高めるためである。

なお、トナー１７の帯電はケーシング１６の左側上壁に
取り付けられ、スリーブ２の周面上を搬送されるトナー
１７の穂高を規制するドクターブレード１８の設置位置
において摩擦帯電により行われる。

また、現像剤としては、上記実施例では絶縁性磁性トナ
ーによる一成分現像剤を示したが、導電性トナーによる
一成分現像剤でもよいし、トナーと磁性キャリアからな
る二成分現像剤を用いることにしてもよい。

ここに、現像剤として、導電性磁性トナーからなる一成
分現像剤を用いる場合は、トナーが導電性であるので、
帯電せず、磁力によってトナーチェーンがスリーブ２上
に形成される。このトナーチェーンにピン電極９より電
圧が印加されると、トナーチェーンに電荷が注入され、
背面電極７との間に電界が形成される。形成された電界
の静電力がスリーブ２のマグネット力に打ち勝った時、
トナーチェーンが切断され、トナーが背面電極７の方向
に飛んで被転写材５に付着する。かかる現像剤を用いる
場合は、トナーチェーンの先端に電荷が注入されるので
記録効率が高く、電極アレイ４への印加電圧が低くてよ
い（数ポルトル数十ボルト）という利点がある。

一方、現像剤として絶縁性磁性トナーからなる一成分現
像剤を用いる場合は、スリーブ２等の現像装置の一部と
の摩擦によりトナーが帯電されることになる。帯電され
たトナーは、電極アレイ４と背面電極７との間の電界に
よる静電力がスリーブ２のマグネット力に打ち勝った時
、スリーブ２より飛翔し、被転写材５に付着する。

現像剤として、絶縁性非磁性トナーと導電性磁性キャリ
アからなる二成分現像剤を用いる場合は、トナーがキャ
リアと摩擦帯電され、キャリア周面に付着した状態でス
リーブ２上を搬送される。電極アレイ４にトナーと同極
性の電圧を印加すると、トナーがこれに反発してスリー
ブ２より飛翔し、被転写材５に付着することになる。か
かる現像剤を用いる場合は、キャリアが導電性であり、
電荷が注入されるため記録効率がよいという利点がある
。

現像剤として、絶縁性非磁性トナーと絶縁性磁性キャリ
アからなる二成分現像剤を用いる場合は、トナーがキャ
リアと摩擦帯電され、キャリア周面に静電力により付着
した状態でスリーブ２上を搬送される。電極アレイ４に
トナーと同極性の電圧を印加すると、トナーがこれに反
発して、スリーブ２上より飛翔し、被転写材５に付着す
る。かかる現像剤による場合は、キャリアが絶縁性であ
るので、電極アレイ４と背面電極７との間でキャリアを
介してリークを発生しないという利点がある。

次に、第２図ないし第５図に従い記録ヘッド３の具体的
構造について説明する。この記録ヘッド３はアクリル樹
脂からなる電極支持材１０にエナメル線からなる多数の
ピン電極９・・・を埋設した構造になっている。即ち、
電極支持材１０はスリーブ２の軸長方向に長い２枚の板
材１０ａ、１０ａを所定の間隙を設けて対向状に突き合
わせて形成され、全体として断面台形状をなすブロック
状に構成されている。そして、電極支持材ＩＯの前記間
隙間に多数のピン電極９・・・を電極支持材１０の長平
方向に整列状態で取り付りた構造になっている。但し、
図示するように、取り付は状態において、ピン電極９・
・・の上端面（上記の如く画像記録装置に組み込んだ状
態では先端面）は電極支持材１０の表面から少し陥没し
た状態にある。

この記録ヘッド３は次のようにして製造される。

即ち、間隙内に、ピン電極９・・・を挿入し、この状態
を維持した状態で、間隙内にエポキシ樹脂１０ｂ等の絶
縁性を有する樹脂を流しこみ、これを固化して製造され
るようになっている。かくして、エポキシ樹脂１０ｂの
固化状態において、ピン電極９・・・と電極支持材１０
とが一体化されることになる。

なお、この製造状態ではピン電極９・・・の先端面と電
極支持材１０の表面とは面一状態にあるが、以下の工程
を行なうことにより、ピン電極９・・・が陥没すること
になる。即ち、ピン電極９・・・の先端面と電極支持材
ｌＯの表面とが面一状態にある記録ヘッド３の先端側を
塩化鉄（＋塩酸）の水溶液に浸漬し、これの濃度や温度
、浸漬時間等を制御してピン電極９・・・を所定長さ骨
溶解（エツチング）することにより、陥没が形成される
ことになるのである。

なお、第５図に示すように、電極支持材１０の下端面か
ら突出する各ピン電極９・・・の基端側は相互に交叉し
ない状態で引き出され、引出し部において結束され、前
記記録用電源に接続される電極コード１１になっている
。

かかる記録ヘッド３の製造方法や電極支持材１０及びピ
ン電極９・・・の材質については、上記のものに限定さ
れるものではなく、各別に絶縁されたピン電極９・・・
を電極アレイ４から絶縁された電極支持材１０で支持す
る構造であればよい。

但し、ピン電極９・・・に絶縁被覆したニッケルやフェ
ライトの如き透磁性を有するものを用いる場合は、ピン
電極９・・・の表面における磁束密度を狗上できるので
、穂高（鎖状に連なる導電性のトナー穂の長さをいい、
これが長い程、記録動作が迅速、確実に行えることにな
る）を高く設定できるという利点がある。

次に、第６図ないし第１０図に従い、本発明において、
上記の如くピン電極９・・・の先端面を電極支持材１０
の表面から陥没させたことによる効果を比較例を用いた
実験結果により説明する。

但し、第６図は本発明記録ヘッドを示す縦断面図、第７
図は本発明記録へ゛ラドと同一の代表寸法を有する比較
例を示す縦断面図、第８図は両者の主要部の寸法を説明
する図面、第９図は本発明記録ヘッドの表面にトナーが
付着した状態を示すモデル図、第１０図は同じく比較例
のモデル図である。

この実験に供した本発明記録ヘッド３及び比較例３０の
仕様は以下の通りであり、これら２種類の記録へラド３
（３０）のピン電極９（９０）において、−本おきに電
源に接続すると共に、残りのピン電極９（９０）を接地
し、電源からの印加電圧を徐々に高めた場合のリークの
発生状況を観察する実験を行った。

」 ■ピン電極９（９０）の直径ａ〔μｍ〕本発明記録ヘッ
ド：２００比較例　　　　　：２００ ■隣接するピン電極間の距離！〔μｍ〕本発明記録ヘッ
ド：２０比較例　　　　　＝２０ ■電極支持材１０（１００）の表面とピン電極９（９０
）の先端面との距離（陥没ｉｔ）　ｄ　（μｍ）本発明
記録ヘッド：２０比較例　　　　　：　０裏験藍果比較例３０では電源電圧を−３００〜−４００Ｖに設定
した場合に、リークが発生したのに対し、本発明記録ヘ
ッド３では電源電圧を一５００Ｖに設定した場合にもリ
ークは発生しなかった。

考察以上の実験結果により、リークはトナー１７を介するこ
となく起きる沿面放電に起因して発生するものと考えら
れる。即ち、本発明記録ヘッド３ではピン電極９・・・
を陥没させたことにより、ピン電極間距離ｌが実質的に
ｇ＋２ｄ＝６０μｍとなり、！＝２０μｍである比較例
３０に比べてピン電極間距離ｌが大きくなるので、絶縁
性の向上により沿面放電が発生しにくくなったと考えら
れるからである。

次に、第９図及び第１０図に示すように、実際にトナー
１７を用いて記録動作を行った場合の実験結果を説明す
る。但し、説明の便宜上トナー（トナー粒子）１７の直
径をピン電極間距離！よりも大きく描いである。

実放猪来この実験による場合も、上記実験例と同様、本発明記録
ヘッド３による方がリークの度合い低減できることが確
認できた。

考察以上の実験結果により、上記沿面放電に加えて、以下に
示す理由によりリークを抑止できるようになったと考え
られる。

即ち、トナー１７の電気抵抗が大きい場合は、当該記録
動作時において電圧を印加されるピン電極９　ａ　　（
９０ａ）と電圧を印加されない隣接するピン電極９ｂ（
９０ｂ）との間に大きな電位差が存在するときであって
も、トナー１７を伝わってリークする電荷は僅かなもの
であり、この場合は本発明記録ヘッド３と比較例３０と
のトナー１７を介してのリークの度合いは大差がないと
考えられが、トナー１７の電気抵抗が小さい場合は両者
のリークの度合いは太き（異なる。

この現象は以下の理由により説明できる。即ち、第１０
図に示すように、比較例３０による場合は、両ピン電極
９ａ、９ｂがトナー１７により電気的に接続され、これ
を通してリークを発生するためには、１個のトナー１７
でよいが、本発明記録へラド３による場合は上記した理
由により実質的なピン電極間距離βが大きくなっている
ので、最低３個のトナー１７が必要になる。従って、そ
の分リークの度合いを低減できることになるのである。

また、この考察により、本発明によれば現像剤として、
電気抵抗の小さい、換言すれば導電性のトナー１７を用
いる場合にもリークが発生しにくくなるので、記録効率
の向上を図る上で都合のよい導電性のトナー１７を用い
るときにも、何ら支障なく記録動作が行なえるという利
点がある。なお、導電性キャリアによるリークも同様の
理由により防止できる。

図示する実施例の全容は以上の通りであるが、本発明は
各種の変更が可能である。即ち、上記実施例では記録紙
等の被転写材５に画像を記録する形態をとるが、例えば
転写ベルト等の中間転写材に一旦記録を行ない、しかる
後、この記録画像を普通紙等の用紙に再転写する形態を
とることにしてもよい。

光Ｉ廊Ｂ九展以上の本発明による場合は、電極アレイを構成するピン
電極をこれを支持する電極支持材の表面から陥没させた
ことにより、その分、隣り合うピン電極間における絶縁
性を向上できることになるので、リークを可及的に抑止
できることになる。

従って、上記した理由により、画像品質及び記録効率の
向上が図れることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像記録装置の概略構造を示す正
面断面図、第２図は電極アレイの斜視図、第３図はその
横断面図、第４図は縦断面図、第５図は底面図、第６図
は本発明記録ヘッドを示す縦断面図、第７図は本発明記
録ヘッドと同一の代表寸法を有する比較例を示す縦断面
図、第８図は両者の主要部の寸法を説明する図面、第９
図は本発明記録ヘッドの表面にトナーが付着した状態を
示すモデル図、第１０図は同じく比較例のモデル図であ
る。２・・・スリーブ、３・・・記録ヘッド、４・・・電極
アレイ、５・・・被転写材、７・・・背面電極、９・・
・ピン電極、１０・・・電極支持材、１７・・・トナー特許出願人　ミノルタカメラ株式会社第１図第６図第７図第８図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スリーブ上に凸状配置した電極アレイに現像剤を
搬送し、電極アレイのピン電極に記録信号に対応した電
圧を選択的に印加して、被転写材に記録を行なう画像記
録装置であって、電極支持材で前記電極アレイを支持すると共に、前記ピ
ン電極の先端面を電極支持材の表面に対して陥没させた
ことを特徴とする画像記録装置。