JPH02188770A - 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】 主呈上傅肌■分団 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Ω致斂 この種の画像記録装置の従来例として、特開昭５７−１
１４１５６号公報や特開昭５７−１９０９６４号公報に
記載されたものがあるが、その構成は概ね第４図に示す
ようになっている。

この画像記録装置は、対向配置した記録電極４と背面電
極７との間に搬送される記録紙等の被転写材５に、記録
電極４側からトナー（現像剤）　１７を付着して記録動
作を行なう基本構成になっている。

今少し具体的に述べると、装置本体の所定位置に固定配
置したスリーブ２の内部には、図中矢符で示す時計方向
に回転するマグネットローラｌを回転自在に設けてあり
、これの回転に連れて、正又は負極性に帯電された現像
剤１７がケーシング１６から取り出されることになる。

取り出された現像剤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設けた
記録ヘッド３の位置に搬送されることになる。

記録ヘッド３は、紙面の前後方向に長い支持ブロック３
０と、これの長手方向に多数のピン電極（図示せず）を
整列状態で埋設してなる記録電極アレイ４から構成され
ている。そして、記録ヘッド３の左側方には背面電極７
を対向配置しである。

背面電極７は第５図に示すようにホルダー６に支持され
ている。ホルダー６はスリーブ２の軸長方向に長いブロ
ック状をなし、内部中央に背面電極７を挟圧支持する構
造になっている。背面電極７の長さは前記記録電極アレ
イ４のそれと略同−寸法に設定されている。ホルダー６
の先端面は被転写材５の移動（摺接移動）を円滑に案内
するためにＲ（アール）６０を形成しである。

記録電極アレイ４は各ピン電極に記録信号に対応した電
圧を選択的に印加する記録電極（パルス電源）１２に接
続され、一方、背面電極７はバイアス電源８に接続され
ている。かくして、記録電極アレイ４の各ピン電極に電
圧を印加すると共に、これと背面電極７との間に電位差
を設けると、両者間に形成される電界により、記録ヘッ
ド３の位置に搬送されて来るトナー１７が被転写材５に
付着し、記録動作が行われることになる。

なお、現像剤としては、導電性磁性トナー、絶縁性磁性
トナーの一成分現像剤或いは磁性トナーと磁性キャリア
を攪拌混合してなる二成分現像剤が用いられる。

しよ°と　る かかる画像記録装置において画像品質の向上を図るため
には、以下の点に留意する必要がある。

■充分な画像濃度を確保すること。

そのためにはスリーブ２上を薄層状に移動する現像剤の
層厚を管理することが必要になる。

■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）を抑止して、コント
ラストを明瞭にすること。

そのためには、トナー１７と被転写材５との離隔距離を
管理する必要がある。

■充分な解像力を有すること。

そのためには、記録電極アレイ４と背面電極７との間の
電界強度（分布）を管理することが必要になる。

■現像剤の種類を適宜選択すること。

そして、上記構成の画像記録装置において、上記■で述
べたトナー１７の層厚管理は、スリーブ２とドクターブ
レード１８の先端との離隔距離り、を調整することによ
り行われる。

因みに、本発明者等がスチレン−アクリル系樹脂からな
る非磁性トナーと絶縁性フェライトからなる磁性キャリ
アとを攪拌混合してなる現像剤を用いて行った実験結果
によれば、均一な層厚を得るにはり、≧０．２鶴の条件
を満たすことが必要であった。なお、Ｄ、を限りなく大
きくして行くと、トナー１７とスリーブ２との間の磁力
が弱くなり、噴煙が発生しカブリの原、因となるので、
自ずから上限値が決定されることになる。

また、上記■で述べた、トナー１７と被転写材５との離
隔距離の管理は、記録電極アレイ４と背面電極７、より
具体的にはこれを支持するホルダー６の先端面との離隔
距離Ｄ３を調整することにより行われる。

即ち、Ｄ３を限りなく小さくして行くと、終局的に被転
写材５がトナー層に接触してカプリの原因となり、また
トナー層がスリーブ２の周面上において部分的に盛り上
がる溜まり現象という不具合を発生することになるので
、Ｄ、の下限値が自ずから制限される一方、ＯＳを限り
なく大きくして行くと、ピン電極と背面電極７との間で
発生する電気力線が拡散し、細線等を精度よく記録する
ことができなくなるので、上限値が自ずから制限される
ことになる。因みに、本発明等の実験結果によれば適性
値がり、≦Ｄ、≦［）、＋Ｑ、３ｍｍの範囲内にあるこ
とが確認できた。

また、上記■で述べた電界強度については、記録電極ア
レイ４と背面電極７との電位差を記録ＯＮ時（記録動作
時）に大きく、記録ＯＦＦ時（非記録動作時）に小さく
設定すればよく、そのためには記録電極アレイ４への印
加電圧（以下記録電圧ｖ１という）を大きくすることが
考えられる。

しかしながら、この記録電圧ｖ、、は以下に示す理由に
より制限される。即ち、実使用に耐えうる解像力として
は５ｄｏｔ／ｗ〜２０ｄｏｔ／ｍｓ必要であるが、これ
を実現するためにはピン電極を極力細いものに選定する
としても、隣接するピン電極相互間の離隔距離が数十μ
ｍに制約されることになる。

このため、かかる寸法の記録電極アレイ４において、１
ドツトライン分の画素を記録するために、隣接するピン
電極の一方を接地し、他方に−４００〜−５００ｖの電
圧を印加するものとすれば、ピン電極間でリークが発生
するという不具合がある。従って、記録電圧ｖｒには上
限があり、実用的には数百Ｖに制限されることになる。

また、記録ＯＦＦ時において、ピン電極を接地し、かつ
背面電極７を接地するものとすれば、トナー１７が被転
写材５に付着し、カプリを発生することになるので、こ
の場合には、背面電極７に一１００Ｖ程度のバイアス電
圧Ｖ、を印加する必要がある。

以上の観点より、実使用における上記諸寸法、電圧値の
好ましい値が以下に示す範囲にあることが類推できる。

Ｄ、２０．２ｍ Ｄｓ＋０．３　　重量　≧　Ｄ　、　　≧　０　、　２
１鳳ＩＶ　Ｊ≦４００Ｖ １■１１≧１００ｖ しかしながら、この条件で実際に記録動作を行ったとこ
ろ、被転写材５の全領域にわたってカプリを発生し、記
録画像のコントラストが低下するという不具合を生じた
。

このため、更に実験、研究を重ねたところ、記録ヘッド
３の位置において発生するトナークラウド（記録動作に
寄与しない浮遊トナーが噴煙状に拡散する現象をいう）
が上記不具合の発生原因であることを知見するに至った
。

そして、かかるトナークラウドの悪影響をできる限り排
除するために、例えば背面電極７を支持するホルダー６
のＲ６０の曲率半径を小さく設定し、その分、記録ヘッ
ド３に対向する被転写材５の面積を小さくする等の対策
を講じてみたが、若干の改善はできたものの、トナーク
ラウドの悪影響を確実に排除するには至らなかったのが
現状である。

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。

量　　　゛　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、背面電極を支持する支持体を対向配置し、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トナー
を付着して記録を行なう画像記録装置において、前記支
持体の背面電極支持部位の近傍に補助電極を設け、これ
に前記トナーと同極性のバイアス電圧を印加するように
したことを特徴としている。

作−一一ル 第２図に示すように、背面電極７にプラス電圧を印加し
、マイナス電圧を印加された記録電極アレイ４からマイ
ナス帯電状態にあるトナー１７（現像剤）を反発飛翔さ
せて被転写材（図示せず）に付着して記録動作を行なう
場合を仮定すると、この場合には補助電極２１にトナー
１７と同極性、即ちマイナスのバイアス電圧が印加され
ることになる。

そうすると、この補助電極２１が、図示する電気力線２
２に従って矢印で示すように、記録へラド３から背面電
極７側に本来向かう搬送経路から外れ、トナークラウド
となうｔ外側方に拡散せんとする浮遊トナーをクーロン
力により搬送経路内に押し止めんと機能することになる
。この結果、トナークラウドが抑止され、トナー１７が
本来の搬送経路をたどって被転写材に付着されることに
なる。

換言すれば、補助電極２１の機能により、電気力線２２
の成分の内、本来外側方に大きく迂回する成分が記録ヘ
ッド３と背面電極７との対向面間に電気的に押し戻され
ることになるので、対向面間における電気力線の密度、
即ち電束密度を向上できることになる。

実−」Ｌ二四 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に用いる背面電極
を示す斜視図である。

本発明に係る画像記録装置の概略構成は背面電極７が異
なる外は第４図に示すものと同様であるので、以下第４
図を参照しつつ背面電極７のみについて説明する。

この背面電極７は、平板状をなしホルダー６の内部中央
に挟圧支持されている。即ち、ホルダー６は対向状に突
き合わせてなる２枚の板材６ａ、６ａからなり、板材６
ａ、６３間に背面電極７を挟んだ状態で一体化されてい
る。そして、ホルダー６の先端面には上記従来例と同様
にＲ６０を形成してあり、これで被転写材５の移動を円
滑に案内するようになっている。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の絶縁材からな
る。なお、背面電極７の図中下端に相当する基端部はホ
ルダー６から引き出され、背面電極７と前記バイアス電
源８とを接続する（第４図参照）電源コード７ａになっ
ている。

そのうえで、この背面電極７の周囲には補助電極２１を
設けである。この補助電極２１はフィルム状の電極材を
ホルダー６の表面に接着材等を用いて貼着してなる。具
体的には、ホルダー６の先端面における背面電極７の左
右両側に相当するライン状部分２１ａ、２１ａと、これ
らライン状部分２１ａ、２１ａの中央部からホルダー６
の左右両面における上端末にかけて連設した垂設部分２
１ｂとにわたって設けである。

ライン状部分２１ａ、２１ａと背面電極７とはスリット
２３．２３により絶縁されている。垂設部分２１ｂの基
端部は前記バイアス電源８に接続される電源コード２１
ｃになっている。なお、図面では図上右側、即ち前面側
の垂設部分２１ｂのみが現れている。

かくして、第２図に示すように、記録電極アレイ４に記
録電源１２からマイナス電圧を、背面電極７にバイアス
電源８からプラス電圧を夫々印加し、かつ補助電極２１
にバイアス電源８からマイナス電圧を印加し、マイナス
帯電状態にあるトナー１７を被転写材５に記録すること
とすると、上述の作用の項で述べた理由により、画像品
質の優れた記録動作が行えることになる。

なお、この実施例において、ホルダ−６全体を導電性の
材料で形成すると共に、背面電極７との絶縁を部分的に
行ない、ホルダー６にトナー１７と逆極性のバイアス電
圧を印加する、つまりホルダ−６自体に補助電極２１と
しての役割を持たす形態をとることにしてもよい、かか
る形態による場合は、背面電極７の構造を簡潔化できる
という利点がある。

また、上記実施例では、スリット２３により背面電極７
と補助電極２１のライン状部分２１ａとの絶縁を行なう
形態をとるが、両者間に段差を設け、この段差により絶
縁を行なう形態をとることにしてもよい、かかる形態に
よる場合は、スリット２３による場合に比べて、電界形
成に対する悪影響をより排除できることになるので、そ
の分、画像品質の向上に貢献できるという利点がある。

変−」Ｌ二■ 第３図は本発明が対象とする背面電極の変形例を示す、
この変形例は、前記記録電極アレイ４同様の背面電極ア
レイ７０で背面電極を形成する構成をとる。即ち、第３
図に示すように、ホルダー６の内部中央には多数の背面
ピン電極７１・・・を整列状態で挟圧支持しである。こ
の場合に、背面ピン電極７１・・・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７１・・・
は各ピン電極に夫々対向している。

各背面ピン電極７１の先端はホルダー６の先端面から少
し陥没させである。ここに、背面ピン電極７１の先端を
陥没させたのは、面一状態に比べて隣接する背面ピン電
極７１相互間の離隔距離を実質的に大きくし、その分、
絶縁性の向上を図り、沿面放電等に起因するリークの発
生を可及的に防止し、画像品質の向上を図るためである
。

そして、この変形例においても、上記実施例と対応する
位置に補助電極２１を設けである。

かくして、記録へラド３の対応するピン電極と背面ピン
電極７１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被転写材５に付着し、記
録動作が行われることになる。

このように、多数の背面ピン電極７１を整列してなる背
面電極アレイ７０で背面電極を構成する場合は、上記実
施例の如く一体型の背面電極７による場合に比べて、画
像精度のよい記録動作が行えるという利点がある。

なお、かかる背面電極アレイ７０は以下のようにして製
造される。即ち、エナメル線からなる多数の背面ピン電
極７１・・・を整列保持し、この状態で両側から板材６
ａ、６ａを対向状に突き合わせ、このとき形成される間
隙内にエポキシ樹脂等の絶縁性を有する樹脂（図示せず
）を流しこみ、これを固化して背面ピン電極７１・・・
及びホルダー６を一体化する。かくして、樹脂の固化状
態において、各背面ピン電極７１・・・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７１・・・の先端
面とホルダー６の表面とを面一状態に形成するものとし
、以下に述べる後工程で背面ピン電極７１・・・の先端
面を陥没させることとする。

即ち、背面ピン電極７１・・・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７０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７１・・・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。

かかる背面電極アレイ７０の製造方法や背面ピン電極７
１・・・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７１・・
・をこれらと絶縁されたホルダー６で支持する構造であ
ればよい。

図示する実施例の全容は以上の通りであるが、本発明は
種々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。

１１１と４果 以上の本発明による場合は、背面電極の周囲に補助電極
を設け、これにトナーと同極性の電圧を。

印加する構成をとるので、上記した補助電極の機能によ
りトナークラウドの画像品質への悪影響を排除できるこ
とになる。従って、従来例に比べて画像品質を格段に向
上できることになる。

また、同様に、補助電極の機能により、記録電極アレイ
と背面電極との対向面間における電束密度の向上を図れ
ることになるので、その分、記録画像の解像力を向上で
きるとい利点がある。

また、特に、請求項２記載の画像記録装置による場合は
、背面電極を多数の背面ピン電極を整列配置してなる背
面電極アレイで構成するものであるので、更に一層画像
品質の向上が図れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像記録装置に用いる背面電極を
示す斜視図、第２図は本発明の詳細な説明するための原
理説明図である。 第３図は本発明に用いる背面電極の変形例を示す斜視図
である。 第４図は従来例の概略構成を示す正面断面図、第５図は
従来の背面電極を示す斜視図である。 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、８
・・・バイアス電源、１７・・・トナー、２１・・・補
助電極、７ｏ・・・背面電極アレイ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 第 図 第４図

Claims (2)

【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、背面電極を支持する支持体を対向配置し、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トナーを付
   着して記録を行なう画像記録装置において、 前記支持体の背面電極支持部位の近傍に補助電極を設け
   、これに前記トナーと同極性のバイアス電圧を印加する
   ようにしたことを特徴とする画像記録装置。
2. （２）前記背面電極が多数の背面ピン電極を整列配置し
   た背面電極アレイであることを特徴とする請求項１記載
   の画像記録装置。