JPH03142476A - 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
て形成す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、用紙表面にギャツブ層を設け
、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、針状電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く、事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ｇ置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の要点〕 上記目的は、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すると共に
周表面に線状電極を螺旋状に敷設した螺旋電極体と、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て、トナーの帯電極性が負の
場合は立下がり位相パルスを、トナーの帯電極性が正の
場合は立上がり位相パルスを、前記制御電極に記録時に
のみ印加し前記トナー搬送体上のトナーを前記円筒電極
上に選択的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、記録時に前記線状電極に前記制御
電極の印加電圧と同位相のパルス電圧を印加する定周期
パルス電圧印加手段と、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静電記録装置を提供すること
により達成される。

〔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内の上部には、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２０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）　（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、Ｃｕ蒸着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威しである。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、記録パルス電源５を接続してあり、図外の
記録制御回路から出力される記録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。スクリューボール６ａは、第
３図に示す様に、周表面に線状電極Ｂａｔを所定の間隔
を保って螺旋状に敷設して成る。この線状電極６ａｌに
、一定周期の矩形波高電圧パルスを印加する定周期パル
ス電源７を接続しである。マグネット口−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の周面近傍に転写帯電器９とクリーナ１
０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のスクリューポール６ａ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。本例では、上記間隙
Ｇを１５０μｍに設定し、トナー搬送体３のフィルム３
ａの厚さＬＦを４０μｍ１　搬送するトナー層Ｌｔ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Ｔｉ極８表面間の空間距離Ｇｓ
は、７０μｍ　となっている。

円筒電極８の周面が現像ロール６周面に間隙Ｇを保って
最近接する電極対向位置Ｆにおいては、画像の記録と現
像が同時に実施される。即ち、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ボール
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周面に選択的に転移
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。転写帯電器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Ｍ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Ｐ１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ＰＩは、給紙
カセット１３、給紙コロ１４、搬送ガイド板１５．１８
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、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−ボール８ａ周表面の線状電極ｅａｔ　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Ｅの形成状態が、制御電極４へ印
加する記録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−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、円筒電極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に印加する記録パルス電圧を記録情報に
応じて制御することにより、円筒電極８周表面に記録情
報に応じたトナー記録画像が形成される。

第６図は、本例にわ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、電位勾配とは逆方向に
移動する（高電位側へ移動する）摩擦帯電極性が′負”
の＠性トナーを用いる。

従って、円筒電極８の電位をスクリューボール６ａの電
位より高く設定すれば、′負′の磁性トナーをスクリュ
ーボール６ａ側から円筒電極８表面へ転移させ、黒ドツ
トを形成することができる。

これに対して、画電極８，６ａの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間の電位勾配とは逆勾配になる為、制御電極
４に向けて電気力線が集中する。その結果、第４図に示
す様な円筒電極８からスクリュ−ボール６ａ間に亘って
電気力線ＥＬが延びるオン状態の電界を形成することが
できなくなる。即ち、制御電極４がオン状態電界を遮断
する（シャッタ効果）ような状態（オフ状態電界）とな
る。この状態下においては、トナーがスクリューポール
８ａ側のフィルム３ａ表面から円筒電極８表面へ転移し
ない。

然るに、上述の電界状態のオン・オフ切換えを、制御電
極４の印加電圧を切換えるだけで区切り良く高速度に実
施することは難しい。特に、安定した記録制御を行なう
為に制御電極４に対する印加電圧の変動幅を小さく設定
した場合に、電界状態の高速度切換えがより困難となる
。この場合、記録画像を構成する黒ドツトの輪郭が不明
瞭となり、画像がシャープに形成されない。そこで本発
明では、スクリューボール６ａの印加電圧も制御電極４
と同時に切換え、双方の相乗効果により電界状態の高速
度切換えを達成することを企図する。

本例では、円筒電極８の電位（Ａ）を接地電位とし、ス
クリューボール６ａに印加する定周期パルス電圧（Ｃ）
を、電位がＯｖと一８００Ｖの間で一定周期Ｔｐで変化
するパルス電圧とする。そして、制御電極４には、記録
パルス電圧（Ｂ）として、高レベルが＋２００Ｖで低レ
ベルがＯＶのパルス電圧を、記録情報に応じてＤＵＴＹ
５０％で印加する。この場合、記録パルス電圧（Ｂ）が
低レベルの時（立下がり時）には定周期パルス電圧（Ｃ
’）も低レベルとなる様に、各パルス電圧（Ｂ）（Ｃ）
の印加タイミングを設定する。これにより、記録パルス
電圧（Ｂ）が立下がり状態の低電圧レベル領域（オン領
域とする）においてのみ、上述したオン状態の電界が形
成される。又、記録、４　＋１．−７　Ｑｆｆ　ｆｌ　
（Ｑ　）Ｊ（−Ｊ−’／　ｅｎ　手♂ｌ＝　Ｊ−ｎ　ｈ
　治ｈス、１．　ｎ　ｌ＋：整に、定周期パルス電圧（
Ｃ）も低レベルの一５ｏｏｖに切り換わるから、電界も
オフ状態からオン状態に区切り良く迅速に切り換わる。

この様にして、記録情報に応じ黒の１ドツトが円筒電極
８表面に極めてシャープに形成される。

上記記録動作において、記録パルス電圧（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。尚、図中、ＴｗＤ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。又、Ｐ′い
は、制御電極４に印加する記録パルス電圧（Ｂ）のオン
領域（立下がりパルス領域）に対応させて、それと同位
相の立下がりパルスを印加する時間である。このＰ′ｏ
に対して上記Ｐｗを得ようとする両Ｆ１ｊｌ！夷鵡昨ｌ
マ拗附虫朴１朋怖素スごシｌア上ｈ−ｅ調制御された記
録画像を形成することも可能である。

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電界シャッタ効果を、
一定周期のパルス高電圧印加の下での低電圧駆動制御で
鋭敏に発揮させることができ、明瞭な記録画像を効率良
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
ューボール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、各制御電極にスリット部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
ボール軸方向）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、記録パルス電圧（Ｂ）及び定周
期パルス電圧（Ｃ）が共に立上がった状態のオン領域に
おいてオン状態の電界が鋭敏に形成され、黒ドツトが明
瞭に印字される。

又、第１図に示した実施例においてマグネットロール８
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−ポール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
一定周期の高パルス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、シャー
プなドツトから成る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図は上記画像記録部を示
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 ３ａ・・・フィルム ４・・・制御電極 ４　　ａ　・・・　ス　リ　　ッ　　ト　部５・・・記
録パルス電源 ６・・・現像ロール ６ａ、２３・・・スクリューポール ８ａｌ、２３ａ・・・線状電極 ７・・・定周期パルス電源 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 (2)

【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すると共に周表面
   に線状電極を螺旋状に敷設した螺旋電極体と、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て、トナーの帯電極性が負の場合は
   立下がり位相パルスを、トナーの帯電極性が正の場合は
   立上がり位相パルスを、前記制御電極に記録時にのみ印
   加し前記トナー搬送体上のトナーを前記円筒電極上に選
   択的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、記録時に前記線状電極に前記制御電極の
   印加電圧と同位相のパルス電圧を印加する定周期パルス
   電圧印加手段と、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. （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。