JPH02188275A - 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】 産１ユ］胆１土旺 本発明は、対向配置した記録電極アレイと背面電極との
間に被転写材を搬送し、これに現像剤を付着して記録を
行なう画像記録装置に関する。

ｌ来皇肢亘 この種の画像記録装置の一従来例として、特開昭５８−
３３２６９号公報に記載されたものがある。この画像記
録装置は、記録紙等の被転写材を挟んで対向配置される
記録電極と背面電極とを、夫々多数のピン電極を直線状
に配してなる電極アレイで形成し、これら双方のピン電
極を夫々複数本ずつ電気的にグループ化し、各グループ
毎に記録電極側と背面電極側とにおいて選択的に電位差
を設け、クーロン力により反発飛翔させられるトナー又
は連鎖状に連なるトナーチェーンを被転写材に付着して
記録を行なう構成をとる。

しよ°と　る ところで、上記画像記録装置において、画像品質の向上
を図るためには、記録電極と背面電極との間で発生する
電界の強さを可能な限り大きく設定することが必要にな
る。そして、そのためには記録電極と背面電極とをでき
る限り近接させ、かつ被転写材を背面電極、より具体的
には多数の背面ピン電極を支持する支持体の表面に摺接
させる構造をとる必要がある。

しかるに、上記従来例では、被転写材を背面電極から離
反させた状態でこれの搬送を行なう形態をとるため、そ
の分、記録電極と背面電極との離隔距離が大きくなり、
画像品質の向上を図る上で限界があった。

本発明はかかる現状に鑑みてなされたものであり、長期
間にわたって高品質の記録を行なうことができる画像記
録装置を提供することを目的とする。

ｉ　　　”′　るための 本発明は、多数のピン電極を直線状に配した記録電極ア
レイに、支持体により支持された背面電極を対向配置し
、これらの間に通される被転写材の移動を支持体の先端
面により案内しつつ、記録電極アレイ側から被転写材に
現像剤を付着して記録を行なう画像記録装置であって、
前記背面電極に前記ピン電極と対応する背面ピン電極を
設ける共に、背面ピン電極の先端面を前記支持対の表面
に対して陥没させたことを特徴としている。

昨−一一一月一 しかるときは、被転写材を支持体の表面に摺接させたこ
とにより、その分、記録電極と背面電極との離隔距離を
小さくできるので、両者間の電界強さを大きな値に設定
できることになる。

また、背面ピン電極の先端が支持体の表面から陥没して
いるので、後述する理由により隣接する背面ピン電極間
におけるリークを抑止できることになる。

次−」［−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図は背面電極アレイを示す斜視図、第
３図はその横断面図、第４図は縦断面図である。

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１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、薄層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の位置に搬送される
ことになる。

なお、記録ヘッド３はスリーブ２の軸長方向に長い支持
ブロック３０と、これに支持される記録電極アレイ４と
からなり、記録電極アレイ４は支持ブロック３０の長手
方向に整列状態で埋設した多数のピン電極（図示せず）
からなる。これらのピン電極の先端面は支持ブロックの
表面と面一状態にある。

そして、記録ヘッド３の左側方にはホルダー６に支持さ
れた背面電極アレイ７を対向配置しである。ホルダー６
は先端側に所定の曲率半径を有するＲ（アール）６０を
備え、スリーブ２の軸長方向に長いブロック状をなして
いる。ホルダー６は、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂或いは
エポキシ樹脂等からなり、記録電極アレイ４と背面電極
アレイ７との間に通される（搬送される）記録紙等の被
転写材５の移動を先端のＲ６０で円滑に案内する。

背面電極アレイ７は第２図に示すように、多数の背面ピ
ン電極１９を整列状態でホルダー６に埋設した構造にな
っている。背面ピン電極１９の本数は前記ピン電極と同
数に選定されており、各背面ピン電極１９は各ピン電極
に夫々対向している。

かくして、対応するピン電極と背面ピン電極１９に記録
信号に対応した電圧を選択的に印加すると、両者間に電
界が形成され、この電界により記録ヘッド３の位置に搬
送されて来るトナー１７が反発飛翔され、またトナーチ
ェーンとなって（但し、トナー１７が磁性のトナー１７
である場合にこのトナーチェーンが形成される）被転写
材５に付着し、記録動作が行われることになる。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。

一方、スリーブ２の周面上を搬送されるトナー１７の搬
送量は、ケーシング１６の左側上壁に取り付けられたド
クターブレード１８により規制される。

記録電極アレイ４、背面電極アレイ７への電圧印加は夫
々記録用電源１２、バイアス電源８により行われる。記
録用電源１２は記録電極アレイ４にプラス電圧を印加す
る電源１２ａと、マイナス電圧を印加する電源１２ｂと
を有し、切換スイッチ１２ｃを切換えることにより、プ
ラス電圧、マイナス電圧を記録電極アレイ４に選択的に
印加するようになっている。

一方、バイアス電源８も背面電極アレイ７にプラス電圧
を印加する電源８ａとマイナス電圧を印加する電源８ｂ
とを有し、切換スイッチ８ｃを切換えることにより、プ
ラス電圧、マイナス電圧を背面電極アレイ７に選択的に
印加するようになっている。これら切換スイッチ１２Ｃ
１８Ｃの切換動作は図外のスイッチ切換制御手段により
行われ、記録電極アレイ４及び背面電極アレイ７には図
示するように常時具なる極性の電圧が印加され、前記電
界が形成される回路構成になっている。

ここに、記録用電源１２、バイアス電源８としてはパル
ス電源が好ましい。即ち、パルス電源を用いる場合は出
力パルスのデユーティ比を変更することにより、トナー
１７の種類等に合わせて容易に印加電圧を変更できるこ
とになるからである。

なお、図示するように、前記記録ヘッド３はスリーブ２
０周面から背面電極アレイ７側に向けて適長突出させで
ある。かかる実施形態をとる場合は、その分、電界強さ
を向上でき、画像品質の向上が図れることは勿論、この
位置に搬送されてくるトナー１７を周辺部のトナー１７
と分離できることになるので、噴煙状のトナー１７が被
転写材５に付着し、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う）等
を発生する原因となるトナークラウドの悪影響を防止で
きるという利点がある。

この画像記録装置に用いられるトナー１７の材質、帯電
方式については種々のものが考えられる。

即ち、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記録電極アレイ４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、背面電極アレイ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
極アレイ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、記録電極アレイ４へ
の印加電圧が低くてよい（敗ボルト〜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、記録電極アレイ４と背面電極アレイ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。記録電極アレイ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。記録電極アレイ
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、記録電極アレイ４と背面電極アレイ７との間でキャ
リアを介してリークが発生することがないという利点が
ある。

次に、第２図ないし第４図に従い背面電極アレイアの具
体的構造について説明する。この背面電極アレイ７はホ
ルダー６に所定本数のエナメル線を夫々結束してなる多
数の背面ピン電極１９・・・を埋設した構造になってい
る。即ち、ホルダー６はスリーブ２の軸長方向に長い２
枚の板材６ａ−。

６ａを所定の間隙を設けて対向状に突き合わせて形成さ
れており、先端部にＲ６０を形成した構造になっている
。

そして、ホルダー６の前記間隙間に多数の背面ピン電極
１９・・・をホルダー６の長平方向に整列状態で取り付
け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、背面ピン電極１９・・・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
ホルダー６の表面から少し陥没した状態にある。

この背面電極アレイ７は次のようにして製造される。即
ち、間隙内に、背面ピン電極１９・・・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６ｂ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６ｂの
固化状態において、各背面ピン電極１９・・・が相互に
絶縁され、かつホルダー６と絶縁された状態で一体化さ
れることになる。

但し、この製造状態では背面ピン電極１９・・・の先端
面とホルダー６の表面とは面一状態にあり、背面ピン電
極１９・・・を陥没させるためには、以下の工程が必要
になる。即ち、背面ピン電極１９・・・の先端面とホル
ダー６の表面とが面一状態にある背面電極アレイ７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背面ピン電極１９・・・
を所定長さ分溶解（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。かかる製造方法は、
記録電極アレイ４についても同様である。

なお、第３図及び第４図に示すように、ホルダー６の下
端面から突出する各背面電極アレイ７・・・の基端側は
整列状態で引き出され、引出し部において結束され、前
記バイアス電源８に接続される電極コード６１になって
いる。

かかる背面電極アレイ７の製造方法や背面ピン電極１９
・・・の材質等については、上記のものに限定されるも
のではなく、各別に絶縁された背面ピン電極１９・・・
をこれらと絶縁れさたホルダー６で支持する構造であれ
ばよい。

次に、第５図及び第６図に従い、本発明において、上記
の如く背面ピン電極１９の先端をホルダー６の表面から
陥没させたことの効果を比較例を用いた実験結果により
説明する。但し、第５図は本発明背面電極アレイ７を示
す縦断面図、第６図は本発明背面電極アレイ７と同一の
代表寸法を有する比較例を示す縦断面図である。

この実験は、下記第１表に示す条件で本発明背面電極ア
レイ７及び比較例７０を上記画像記録装置に組み込んで
記録動作を行なった実験であり、実験に供した本発明背
面電極アレイ７と比較例７０との相違は、背面ピン電極
１９（１９０）とホルダー６（６００）表面との距離ｄ
（陥没量）にあり、本発明背面電極アレイ７ではｄ＝３
０μｍに設定し、比較例７０ではｄ＝０μｍに設定した
。

距離ｄ以外の仕様は全て同一である。なお、隣接する背
面ピン電極１９（１９０）相互間の離隔距離ｌを共に１
＝２０μｍに設定した。

（以下余白） 第１表 なお、現像剤としては、スチレン−アクリル樹脂からな
る非磁性のトナー（マイナス帯電）と絶縁性フェライト
からなる磁性キャリアを混合攪拌したものを用いた。

裏狭待来 比較例７０による場合は、背面電極アレイ７０の記録Ｏ
Ｎ状態にある背面ピン電極１９０と記録ＯＦＦ状態にあ
る背面ピン電極１９０との間で沿面放電等に起因するリ
ークを発生し、これがため画像濃度及び解像力が共に低
下し、画像品質を著しく損なうことになった。

かかる不具合は、記録紙が吸湿状態（湿気を帯びている
状態）にある場合に、特に顕著に現れた。

この原因は、吸湿により記録紙の電気抵抗が変化し、こ
れが記録動作に悪影響を及ぼしたものと考えられる。ま
た、乾燥状態にある記録紙に記録動作を行った場合には
、耐刷（多数枚の記録紙を連続して記録することをいう
）に連れて、リークが発生することが確認できた。この
原因は、耐刷に伴いホルダー６のＲ６０に付着・堆積す
る記録紙の紙粉が帯電し、リークを引き起こすものと考
えられる。

これに対して、本発明背面電極アレイ７による場合は、
同一の条件下において、リークの発生を防止できること
が確認できた。即ち、本発明背面電極アレイ７による場
合は、背面ピン電極１９をホルダー６の表面に対して陥
没させたことにより、その分、各背面ピン電極１９間に
おける離隔距離ｌが実質的に大きくなるので、絶縁性を
向上でき、吸湿状態にある記録紙や耐刷時においてもリ
ークを発生するおそれがないのである。

従って、記録電極アレイ４と背面電極アレイ７との間に
大きな電圧を印加できることになるので、カブリの少な
い高品質の画像を記録できることになる。また、記録紙
が吸湿状態にある場合や耐刷時における場合の記録動作
に対する悪影響を排除できることになる。

以上の実験結果により、画像品質の向上を図るべく記録
電極と背面電極とをできる限り近接させる構造として最
も一般的に考えられる実施形態、即ち、背面電極アレイ
７を支持するホルダー６で被転写材５の移動（摺接移動
）を案内する構造をとる画像記録装置において、リーク
の発生を防止して、実質的に画像品質の向上を図るため
には、背面ピン電極１９をホルダー６の表面から陥没さ
せることが必須の条件であることが考察される。

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。

発訓ＲＢ九果 以上の本発明による場合は、背面電極アレイを構成する
背面ピン電極を、これを支持する支持材の表面から陥没
させたことにより、その分、隣り合う背面ピン電極間に
おける絶縁性を向上できることになるので、リークの発
生を可及的に抑止できることになる。従って、画像品質
の向上を格段に図れることになる。かかる利点は、リー
クを発生し易い吸湿状態にある記録紙を記録する場合等
に、特に有効なものとなる。また、耐刷時においても、
リークを発生するおそれがないので、長期間にわたって
安定した記録動作が行えるという利点もある。

【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図は背面電極アレイを示す斜視図、第３
図はその横断面図、第４図は縦断面図、第５図は本発明
背面電極アレイを示す縦断面図、第６図は本発明背面電
極アレイと同一の代表寸法を有する比較例を示す縦断面
図である。 ３・・・記録ヘッド、４・・・記録電極アレイ、５・・
・被転写材、６・・・ホルダー、７・・・背面電極アレ
イ、８・・・バイアス電源、１７・・・トナー　１９・
・・背面ピン電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数のピン電極を直線状に配した記録電極アレイ
   に、支持体により支持された背面電極を対向配置し、こ
   れらの間に通される被転写材の移動を支持体の先端面に
   より案内しつつ、記録電極アレイ側から被転写材に現像
   剤を付着して記録を行なう画像記録装置であって、 前記背面電極に前記ピン電極と対応する背面ピン電極を
   設ける共に、背面ピン電極の先端面を前記支持対の表面
   に対して陥没させたことを特徴とする画像記録装置。