JPH03130785A - 静電記録装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、普通紙にトナー像を印字可能な静電記録装置
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来、静電記録装置として、マルチスタイラスプリンタ
がよく知られている。このマルチスタイラスプリンタは
、多数の針状電極（スタイラス）を微小間隔に並べ、画
像信号に応じて各針状電極に高電圧を選択的に印加し、
用紙上に直接放電を行なって静電潜像を形成するもので
ある。この様なマルチスタイラスプリンタでは、針状電
極先端と用紙表面との間隔が広いと、放電電界が広がっ
て形成されるドツトが大きくなり、高解像度の記録画像
を得るのが難しい。その為、用紙表面にギャップ層を設
け、そのギャップ層と針状電極を摺接させることにより
微小な間隔を確保している。

然るに、このマルチスタイラスプリンタでは、針状雷極
先端に常時用紙が摺接する為、針状電極が摩耗するとい
う欠点を有している。

又、上記マルチスタイラスプリンタでは、通常、用紙上
に電荷を容易且つ安定的に保持できる様に、高電気抵抗
剤を塗布した特殊紙を使用する。しかし、この様な特殊
紙は、表面に高電気抵抗剤が塗布されている為、鉛筆や
ペン等による記入性が悪＜、Ｘ１丁務用の用紙としては
好ましくない。又、湿度や温度等の環境条件に依って変
質し、保存性にも問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので
あって、印字ヘッドを摩耗させず、普通紙上に高解像度
の画像を安定して印字可能な静電記録装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明は、上記目的を達成する為、静電記録装置におい
て、トナーを表面に担持し該トナーを所定経路に沿って
搬送するトナー搬送体と、前記トナー搬送体のトナー担
持面に対して逆側に回転可能に配設され、周表面に線状
電極を螺旋状に敷設すると共にトナーの帯電極性と同極
性のバイアス電圧を印加した螺旋電極体と、トナーを搬
送する前記所定経路と前記螺旋電極体間に配設した制御
電極と、前記トナー搬送体のトナー担持面側に前記螺旋
電極体に対向させて回転可能に配設した円筒重接と、入
力記録情報に応じ、トナーの帯電極性が負の場合は立ち
下がりパルスを、トナーの帯電極性が正の場合は立上が
りパルスを、前記制御電極に印加して前記トナー搬送体
上のトナーを前記円筒電極上に転移させトナー記録画像
を形成するパルス電圧印加制御手段と、前記トナー記録
画像を用紙に転写する転写手段とを有することを要点と
するものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について、第１図乃至第８図に基
づき詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例としての静電記録装置の全体
構成を示す模式的断面図で、第２図及び第３図は、夫々
その記録画像形成工程を示す模式的断面図と斜視図であ
る。第１図において、静電記録装置１は、大略、現像部
りと、中間転写部Ｍ及び用紙搬送部Ｐから成る。現像部
りでは、現像容器２内に、本例では摩擦帯電極性が負極
性の一成分高抵抗磁性トナーｔを収納しである。この現
像容器２内の」二部には、略円筒形の非磁性材料から成
るトナー搬送体３を設置しである。この場合、トナー搬
送体３を、その上部周面が現像容器２の開口２ａから突
出する様に配置しである。現像容器２の開口縁部２ｂは
、トナー搬送体３上を搬送されるトナーの層厚を規制す
るブレードとして機能する様に形成しである。そして、
そのトナー搬送体３の突出上部は、可撓性絶縁材料から
成るフィルム３ａで形成しである。本例のフィルム３ａ
は、厚さが数十μｍのポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）を用い、金属や硬質樹脂等の剛性材料から成るト
ナー搬送スリーブ３ｂ両端部間に張設しである。そして
、フィルム３ａ表面には、第３図に示す様に、制御電極
４を、ＣｕＭＭ後にエツチング処理を施し方法により、
トナー搬送体３の軸方向に沿って被着形成しである。制
御電極４には、第２図に示す様に、スリット部４ａを軸
方向に沿ってその略全域に亘り形成しである。この制御
電極４には、パルス電源５を接続してあり、図外の記録
制御回路から出力される印字データに応じてパルス電圧
が印加される。

トナー搬送体３内には、現像ロール６を回転自在に配設
しである。現像ロール６は、周表面に線状電極を螺旋状
に敷設した円筒形のスクリュ−ポール６ａ内面に、マグ
ネットロール６ｂを固着して成り、矢印ａで示す時計回
り方向に駆動回転される。スクリューポール６ａは、第
３図に示す様に、周表面に線状電極６ａｌを所定の間隔
を保って螺旋状に敷設して成り、線状電極６ａｌに本例
では負極性のバイアス電圧を印加するバイアス電１ｒＸ
７を接続しである。マグネットロール６ｂには、その周
方向に沿って交互にＮ極とＳ極を着磁しである。従って
、図外の駆動モータにより現像ロール６が矢印ａ方向に
回転されると、現像容器２内の磁性トナーｔがトナー搬
送体３の周表面に吸着されつつ逆方向の矢印す方向（反
時計回り方向）に搬送される。この際、搬送されるトナ
ーの層厚が、現像容器２の開口縁部２ｂにより所定の層
厚（本例では約４０μｍ）に規制される。

上述の様に構成した現像部りの上方には、中間転写部Ｍ
を形成配置しである。中間転写部Ｍは、回転自在に支承
した円筒電極８の周面近傍に転写（；）電黙９とクリー
ナ１０を配設して成る。円筒電極８は、例えばアルミニ
ウム等の金属製スリーブから成り、接地接続しである。

この円筒電極８は、第２図に示す様に、上述したトナー
搬送体３を介して現像ロール６に対し所定の間隙Ｇを保
って対向配設してあり、矢印Ｃで示す時計回り方向に駆
動回転される。

円筒電極８の周面が現像ロール６周面に最近接する電極
対向位置Ｆにおいては、後述する様に制御電極４の電位
に応じスリット部４ａを通じてスクリューポール６ａか
ら円筒電極８に延びる電界が選択的に形成され、トナー
搬送体３表面上に沿って搬送されてくる磁性トナーｔが
その電界力により円筒電極８周面に転移し、円筒電極８
周表面に記録画像がトナー像で形成される。

電極対向位置Ｆの下流側（円筒電極８の回転方向に沿っ
て）には、転写帯電器９を円筒電極８周面に対向配設し
、転写工程部を形成しである。転写４１′Ｉ電器９には
高圧電源１１を接続しである。この転写工程部では、円
筒電極８周面に形成されその回転と共に搬送されてくる
トナー像の記録画像が、後述する用紙搬送機構によって
搬送されてくる普通紙の用紙ｐ上にコロナ転写される。

転写工程部の更に下流側には、本例ではブレード式のク
リーナ１０を配設しである。クリーナ１０は、円筒電極
８周表面に摺擦させたブレード１０ａと回収ロール１０
ｂをハウジング１０ｃで囲繞して成り、転写されずに円
筒電極８周面に残留するトナーを除去する。除去された
トナーは、返送管１２を通じて現像容器２内に回収され
る。

用紙搬送機構Ｐは、転写工程部へ下方から用紙を搬入す
る用紙搬入部ＰＩと、転写工程部から機外へ用紙を搬出
する用紙搬出部Ｐ２から成る。用紙搬入部Ｐ１は、給紙
カセット１３、給紙コロ１４、搬送ガイド板１５．１６
及び待機ロール対１７等から成り、給紙カセット１３内
に積載収納しである普通紙の用紙ｐを給紙コロ１４によ
り最上紙から繰り出し、待機ロール対１７で円筒電極８
周面上の画像と同期をとって、転写工程部へ搬入する。

用紙搬出部は、分離爪１８、搬送ガイド１９、定着ロー
ル対２０及び排紙トレイ２１等から成り、画像がコロナ
転写された用紙ｐを分離爪１８により円筒電極８表面か
ら分離した後、定着ロール対２０で熱定着し、排紙トレ
イ２１上に排出積載する。

ここで、画像の記録と現像を同時に行なう電極対向部Ｆ
の詳細な構成について、第２図に基づき説明する。本例
では、円筒電極８表面と現像ロール６のスクリュ−ポー
ル６ａ表面との間隔Ｇを、１５０μｍに設定しである。

又、トナー搬送体３のフィルム３ａの厚さＬＦを４０μ
ｍ１搬送するトナー８Ｌｔの厚さを同じ＜４０μｍ１に
夫々設定しである。従って、トナー層Ｌｔ表面と円筒電
極８表面間の空間距離Ｇｓは、７０μｍとなっている。

次に、上述の静電記録装置による記録動作について説明
する。

第４図は電極対向部Ｆにおける電界形成状態を模式的に
示した説明図で、第５図は電極対向部Ｆを示す模式的平
面図である。第５図で、制御電極４中のスリット部４ａ
とスクリュ−ポール６ａ周表面の線状電極６ａｌとの交
点に、記録画像の１ドツトに対応する電界Ｅが形成され
る。この場合、電界の形成状態が、制御電極４へ印加す
るパルス電圧の高低に応じ、第４図に示す様にスクリュ
ーポール６ａからスリット部４ａを通り円筒電極８に亘
って形成される場合（以下、電界オン状態と言う）と、
スクリューポール６ａと制御電極４間のみに形成されて
円筒電極８まで延びない場合（以下、電界オフ状態と言
う）とに変化する。電界オン状態の場合に、第２図に示
す様に、トナーｔが電界に沿ってトナー搬送体３表面か
ら円筒電極８表面に転移し、黒の１ドツトが形成される
。

又、現像ロール６が第１図で矢印す方向（時計回り方向
）に回転すると、線状電極６ａｌは、第５図で矢印ｄ方
向（主走査方向）に平行移動する。

その結果、ドツト形成電界Ｅも現像ロール６の回転と共
に主走査方向ｄに移動する。従って、円筒？■極８及び
現像ロール６を夫々時計回り方向に所定速度で駆動回転
しつつ制御電極４に印加するパルス電圧を印字情報に応
じて制御することにより、円筒電極８周表面に印字情報
に応じたトナー記録両像が形成される。

第６図は、本例における記録画像形成に関与する各電極
に印加する各電圧の関係を示すタイミングチャート図で
ある。本例では、現像剤として摩擦’：ｆＦ’ＴＫ極性
が゛負′の磁性トナーを用いるから、円筒電極８の電位
をスクリューポール６ａの電位より高く設定すれば、電
位勾配とは逆方向に移動する′負”の磁性トナーを円筒
電極８表面へ転移させることができる。従って、接地電
位の円筒電極８に対し、スクリューポール６ａに印加す
るバイアス電圧（Ｃ）を−８００Ｖに設定する。これに
対して、両電極間に位置する制御電極４の電位が円筒電
極８の電位より高い場合は、制御電極４と円筒電極８間
の電位勾配が制御電極４とスクリュ−ポール６ａ間の電
位勾配と逆の勾配になる為、第４図に示す様な円筒電極
８からスクリュ−ポール６ａ間に亘って延びるオン状態
の電界を形成することができない。従って、本例では、
高レベルが＋２００Ｖで低レベルが接地電位（ＯＶ）の
パルス重圧（Ｂ）を、印字情報に応じてＤＵＴＹ５０％
で印加する。これにより、電圧が立下がり状態の低電圧
レベル領域（オン領域）においてのみオン状態の電界が
形成され、黒の１ドツトが円筒電極８表面に印字情報に
応じて選択的に形成される。この場合、パルス電圧（Ｂ
）の印加開始時点ＴＩをバイアス電圧（Ｃ）の印加時点
Ｔ２より早い時点に設定し、印加終了時点Ｔ４をバイア
ス電圧（Ｃ）の印加終了時点Ｔ３より遅い時点に設定す
る。これは、印字動作開始時と終了時において、不用意
にオン状態の電界を形成し、トナーを転移させて黒ドツ
トを形成する不都合を防止する為である。

（：；、、図中ＮＴＷＤは画像記録情報をビット単位に
書き込む為の書込み周期であり　ｐｗはその周期内の実
書込み時間である。

以上の様に、制御電極に印加する電圧を２００Ｖ程度の
小さい変動幅で制御することで、トナーを転移させる為
に必要な強電界を自在に形成することができる。即ち、
トナーの転移を自在に制御できる市外シャッタ効果を、
定常的な高電圧印加の下での低電圧駆動制御で自在に発
揮させることができ、記録画像を効率良く形成すること
が可能となる。

次に、本発明の他の実施例について、第７図に基づき説
明する。

第７図は、制御電極体２２中のスリット部２２ａとスク
リューボール２３の線状電極２３ａとの関係を、スクリ
ューポール２３を展開して示した説明図である。本例で
は、制御電極体２２を多数の制御電極（不図示）を並設
して形成し、各制御組枠にスリット部２２ａを夫々穿設
しである。これら各スリット部２２ａは、主走査方向（
スクリューポール軸方向）ｄに沿って二列の千鳥格子状
に配列しである。この場合、各スリット部２２ａを、主
走査方向ｄに対して後端側が副走査方向ｅに若干進む様
に傾けてあり、これにより記録画像の副走査方向におけ
るズレを修正している。この様に多数の制御電極（スリ
ット部２２ａ）を設けると、それらに記録情報に応じて
前述したパルス電圧を印加する為の駆動制御回路が複雑
化するが、記録速度が大幅にアップするという利点が得
られる。

尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定されるべきも
のでなく、本発明の技術的範囲において種々の変形が可
能であることは勿論である。

例えば、円筒電極、制御電極及び螺旋電極体に夫々印加
する電圧の極性や大きさは、上記実施例の組合わせに限
らず、オン状態電界を記録情報に応じて形成できる相関
関係を満たす条件の下で種々の組合わせが可能である。

第８図のタイミングチャート図は、摩擦帯電極性が°正
′のトナーを使用し、円筒電極を接地しないで正極性の
バイアス電圧を印加する場合の各電圧の組合わせ構成を
示している。この場合、パルス電圧ＣＢ）が立上がり状
態の高レベル領域においてオン状態の電界が形成され、
黒ドツトが印字される。

又、第１図に示した実施例においてマグネットロール６
ｂを固定設置し、トナー搬送体３を反時計回り方向へ回
転させてもよい。この場合、制御電極４をトナー搬送体
３とスクリュ−ボール６ａ間に固定設置すればよい。更
に、現像剤は磁性トナーに限らず、非磁性−成分現像剤
や二成分現像剤等の種々の現像剤を使用可能である。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した様に、本発明によれば、トナーを
転移させる電極対向部に制御電極を設け、電極対向部に
定常的に高電圧を印加した状態で制御電極を記録情報に
応じて低電圧駆動制御することにより、高解像度の記録
画像を低電圧により安定的に効率よく形成することがで
きる。この場合、一方の電極表面にトナー像の記録画像
を形成した後、このトナー像を用紙上に転写する非接触
記録方式であるから、電極等の記録部材を摩耗させず、
普通紙上に良好な記録画像を安定して形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての静電記録装置の全体
構成を示す模式図、第２図は上記静電記録装置の画像記
録部を示す模式的断面図、第３図は」ユ記画像記録部を
示す斜視図、第４図は画像記録動作を示す説明図、第５
図は上記画像記録部を示す平面図、第６図は上記画像記
録動作における電圧制御方法を示すタイミングチャート
図、第７図は本発明の他の実施例としての画像記録部を
展開して示した平面図、第８図は本発明に係わる電圧制
御方法の他の実施例を示すタイミングチャート図である
。 １・・・静電記録装置 ３・・・トナー搬送体 ３・ａ・・・フィルム ４・・・制御電極 ４ａ・・・スリット部 ５・・・パルス電源 ６・・・現像ロール ６　ａ　＋　　２３・・・スクリューボール６ａ１．２
３ａ・・・線状電極 ７・・・バイアス電源 ８・・・円筒電極 ９・・・転写帯電器 ２２・・・制御電極体 Ｅ・・・ドツト形成電界 Ｆ・・・電極対向部 ｔ・・・磁性トナー ｐ・・・用紙（普通紙）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーを表面に担持し該トナーを所定経路に沿っ
   て搬送するトナー搬送体と、前記トナー搬送体のトナー
   担持面に対して逆側に回転可能に配設され、周表面に線
   状電極を螺旋状に敷設すると共にトナーの帯電極性と同
   極性のバイアス電圧を印加した螺旋電極体と、トナーを
   搬送する前記所定経路と前記螺旋電極体間に配設した制
   御電極と、前記トナー搬送体のトナー担持面側に前記螺
   旋電極体に対向させて回転可能に配設した円筒電極と、
   入力記録情報に応じ、トナーの帯電極性が負の場合は立
   ち下がりパルスを、トナーの帯電極性が正の場合は立上
   がりパルスを、前記制御電極に印加して前記トナー搬送
   体上のトナーを前記円筒電極上に転移させトナー記録画
   像を形成するパルス電圧印加制御手段と、前記トナー記
   録画像を用紙に転写する転写手段とを有することを特徴
   とする静電記録装置。（２）前記円筒電極を接地した請
   求項１記載の静電記録装置。