JPH0314353B2

JPH0314353B2 -

Info

Publication number: JPH0314353B2
Application number: JP58105092A
Authority: JP
Inventors: Uorisu Rindaaru Richaado
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1991-02-26
Also published as: CA1201155A; DE3367687D1; US4464672A; JPS593462A; EP0096977B1; EP0096977A1

Description

るためのトナー粉末除去装置２１を備えることを特徴とする前記エレクトログラフ
イツク記録装置。

２特許請求の範囲第１項において、前記第３ス
リーブ部材１９が、前記レセプタ記録部材にも近
接して配置されて、前記レセプタ記録部材３によ
つて前記第３スリーブ部材までゆるやかに運ばれ
るトナー粉末を前記磁界発生装置２０に吸引させ
ることを特徴とするエレクトログラフイツク記録
装置。

３特許請求の範囲第１項において、前記最初に
記載したトナー粉末除去装置が、前記第１スリー
ブ部材近くに配置される翼形部材であることを特
徴とするエレクトログラフイツク記録装置。

４特許請求の範囲第１項において、前記最初に
記載したトナー粉末除去装置が、前記第１スリー
ブ近くに配置される翼形部材１６と、前記第１磁
石のための磁気分路部材とを含むことを特徴とす
るエレクトログラフイツク記録装置。

５特許請求の範囲第１項において、前記最初に
記載したトナー粉末除去装置が前記第１磁石のた
めに磁気分路１５を含むことを特徴とするエレク
トログラフイツク記録装置。

６特許請求の範囲第１項において、２番目に記
載したトナー粉末除去装置に、前記第３スリーブ
部材１９の外面上にらせん状に配置されて、少く
とも前記第３スリーブ部材の一方の終端部まで延
びて、前記第３スリーブ部材の表面上を移動する
トナー粉末を受取るフランジ装置２１を含み、ま
た前記最初に記載したトナー粉末除去装置が前記
ホツパ６と前記第３スリーブ部材の一方の終端部
にある前記フランジ装置２１との間に設けられる
通過装置を含んで、前記フランジ装置まで運ばれ
るトナー粉末が、前記第３スリーブの一方の終端
部で前記フランジ装置から重力によつて前記ホツ
パまで降下する通路を設けていることを特徴とす
るエレクトログラフイツク記録装置。

【発明の詳細な説明】

技術分野本発明は、電気信号が選択的に針に加えられる
とき針電極とレセプタ記録部材との間の記録区域
にホツパからトナー粉末が供給されるエレクトロ
グラフイツク針記録装置に関するものであつて、
特に、記録区域及びレセプタ記録部材から余剰ト
ナー粉末を除去して、トナー粉末ホツパに戻す装
置に関するものである。

背景技術 1981年１月２日付のジー・ダブリユー・フアベ
ル等（Ｇ・Ｗ・Fabel et al）による米国特許出
願第32，332号は、1979年３月29日付米国特許出
願第22，859号の継続特許出願でもある（現在は
放棄された）が、この出願中に、エレクトログラ
フイツク記録装置で、針電極配列と接地電極に電
子接触しているレセプタ記録部材との間に形成さ
れる記録区域内に、磁気的に吸引され、電気的に
導電性をもつトナー粉末を制御される量に維持す
る装置を開示している。規則的な、又は比較的均
一なトナー粉末の供給は、ホツパ中のトナー粉末
を記録区域に供給することによつて実施される
が、記録区域では、磁気力が加えられてこれがト
ナーに作用して、針電極と記録部材間にトナーを
介して電気的導電路を設定される。記録用電圧信
号が、接地電極と関連する針電極に選択的に加え
られて、記録部材上に、トナーをトナー画像とし
て付着させる。この装置は、また、記録間隙から
余剰トナー粉末を除去して供給源に戻している。
この特許出願は、針電極に配置する磁気部材を使
用して、前述した磁気力を加えて、記録間隙か
ら、余剰蓄積トナーを引離す作用をさせることを
教示している。磁気部材に引かれたトナーは、真
空引抜き装置によつて除去されて、再使用に供さ
れる。このようなトナー粉末を磁石から除去して
再使用に供するための別の方法として、機械的な
もみ錐とベルトの剥離機構も示してある。トナー
を除去するための、そのような装置は極めて複雑
であり、またトナーに摩擦が加わることも判明し
た。レセプタ記録部材から転写されない非固定的
又は非半久的トナー画像を発生するためにこの装
置を使用するとき、トナーを除去するそのような
装置が、トナーの繰返し使用可能な範囲を限定す
る。

発明の開示本発明は、磁気的吸引性をもち、電気的導電性
をもつトナー粉末を使用する従来のエレクトログ
ラフイツク装置に改良を加えたものであつて、レ
セプタ記録部材と間隔をおいて対抗関係にある第
１電極及び第２電極を含み、第１電極とレセプタ
記録部材との間に記録区域が設定される。レセプ
タ記録部材は、第２電極と電子的接触が保たれ
て、第１電極の傍を通過するようになつている。
ホツパがトナー粉末の供給を保持するために設け
てあり、こゝから規則的、又は比較的均一なトナ
ー粉末の供給が、記録区域に行われる。少くとも
１個の磁石が、第１電極に近接して配置されて、
第１電極に磁界を加え、トナー粉末を第１電極の
方へ吸引し、また、記録区域に近接して存在する
トナー粉末を磁石の方へ吸引する働きをする。こ
のような装置に加えた改良としては、磁石のまわ
りに、非磁性材のスリーブ部材すなわち円筒部材
を配置して、回転するようにし、またトナー粉末
除去装置を設けて、スリーブ部材からトナー粉末
を除去するようにしている。第１電極をホツパの
上方に配置して、除去されたトナー粉末が重力に
よつて、ホツパに落下できるような位置に、トナ
ー粉末除去装置を設けてある。１つの実施例で
は、トナー粉末除去装置は、スリーブ、又は、ス
リーブ内の磁石の磁気分路部材に近接して配置さ
れる翼形部材であるか、又は翼形部材と磁気分路
部材の組合せとすることができる。別の実施例で
は、トナー粉末除去装置に、磁石のまわりに配置
されるスリーブ部材から短距離はなれて配置され
る非磁性材の第２スリーブ部材又は円筒部材を備
える。複数個の磁石を含む磁石構造物を、第２ス
リーブ部材中に配置して、回転するようにしてお
く。第２スリーブ部材中の磁石構造物は、第１記
載のスリーブ部材から、第２スリーブ部材の方へ
トナー粉末を吸引して、第２スリーブ部材の表面
上にトナー粉末を移動させる。フランジ装置を、
第２スリーブ部材の外面にらせん状に配置して、
第２スリーブの少くも一方の終端部まで延ばして
おく。第２スリーブ内の複数個の磁石構造物の回
転に応答して、トナー粉末は、第２スリーブ上を
移動して、フランジの方に向いまた沿つて移動す
る。トナー粉末ホツパと第２スリーブの一方の終
端部にあるフランジ装置との間に通路装置が配置
されていて、フランジ装置まで吸引されたトナー
粉末に通路を与え、トナー粉末が第２スリーブの
一方の終端部にあるフランジ装置から、重力によ
つて落下するとき、トナー粉末をホツパへ導く。

第２スリーブ部材が、レセプタ記録部材の移動
の後段階にある第１電極の側に配置されるとき
は、第２スリーブ部材はまた、レセプタ記録部材
へも近いように配置することができて、第２スリ
ーブ内の磁石構造物がレセプタ記録部材によつて
ゆるやかに運ばれるトナー粉末を第２スリーブ部
材の方に吸引させて、画像を表わすトナー粉末だ
けがレセプタ記録部材上に残るようにすることが
できる。

第３実施例は、好適なもので、第１実施例と第
２実施例を組合せたものであり、第１実施例の磁
石とスリーブ部材を、レセプタ記録部材の移動に
対しては、第１電極の前段階の位置に配置する。
第３実施例中で、第２実施例を使用している点
は、第２実施例のスリーブ部材とそれに収容され
た磁石の位置を、第１電極の後段階側としたこと
と、第２実施例の第２スリーブ部材と磁石構造物
に加えて、第２実施例で説明したようなフランジ
装置と通路装置を利用していることである。

詳細説明本発明には、既知のエレクトログラフイツク記
録装置に対して行つた改良点が含まれるので、本
発明の詳細を説明する前に改良点を説明してお
く。

既知装置に関する詳細のほか、既知装置につい
て興味ある付加的事項も、さきに述べた、1981年
１月２日付の米国特許出願第32，322号に示して
あるので、参考のため、こゝに掲げておく。

第１図及び第２図に示した装置は一つの好適実
施例であつて、記録構造物から短距離はなれた１
部分をもつ針記録電極１を含み、また記録構造物
は、大地に接続されている比較的導電性の電極２
と、このような電極に電子接触しているレセプタ
記録部材３とを含む。記録部材３には、ドラムの
ように示してある導電性電極２の外面上を運搬さ
れる誘電体材質の層が取付けてある。ドラム２
は、電動機（示してない）のような駆動装置によ
つて、反時計方向に移動するようになつている。
記録構造物は、可撓性、導電性ベルトの形にし
て、その上に誘電体材質の層を取付けることがで
きる。レセプタ記録部材３は記録電極１から、短
距離、離れていて、記録区域を設定する。装置
は、磁気的に吸引性をもち、電気的に導電性をも
つトナーを使用できる。

第２図からわかるように、針電極１は、空間的
に離れた平行電極の一つの配列である。電極は透
磁性材料でつくられる。記録間隙、すなわち、針
電極の端末と記録部材３との間の最短距離は、最
小限として、使用するトナー粉末の最大トナー粒
子の直径に少くとも等しくなければならない。実
際問題として、間隙は十分大きくして、少くとも
一つの細長いトナーの鎖状集合体を形成する複数
個のトナー粒子が、間隙に収容されることによつ
て、針配列電極の端末と記録部材３との間に適当
な導電通路を確実にすることが好ましい。針配列
の各電極の端末に、高磁界すなわち高磁力を与え
て、記録区域内の余剰集積トナー粉末を吸引する
磁界すなわち磁力を発生するために、少くも１個
の磁石が必要である。第１図の構成では２個の磁
石を使用しているが、この方が好ましい。第１磁
石４は針電極の一方の側に隣接して固定した位置
におかれ、また第２電極５も、針電極の反対側の
固定した位置におかれる。トナー粉末ホツパ６が
取付けてあつて、この中に磁気的吸引性をもち、
電気的に導電性をもつトナー７が収容される。ト
ナー粉末運搬装置８は、ホツパ６の内部に配置さ
れて、トナー７の均一的又は規性的な層を記録部
材３に与える。トナー粉末運搬装置８は、非磁性
材の導電性スリーブすなわち円筒９で、そのスリ
ーブ９内部に、複数個の固定磁石１０を取付けた
磁気ロール型のトナー適用装置とすることができ
る。スリーブ９は、第１図に示すように、反時計
方向に回転するようになつていて、十分な速度で
トナー粉末をレセプタ記録部材３に供給する。ト
ナー粉末７は、スリーブ９の外面から短距離の位
置にある調節翼１１によつて、計量される。

スリーブ９は、直流電圧源１２に電気的に接続
されているが、この電圧源は、スリーブ９と記録
部材３との間に存在するトナー粉末を電気的に帯
電させて、記録部材３のトナー表面に付着させる
のに十分な大きさであり、記録部材３は、ドラム
電極２の移動によつて、トナー７を、針電極１と
レセプタ記録部材３面との間に現われる記録区域
まで運搬する。トナー上の電荷は、トナーが記録
区域に移動する時間内に、記録部材３を経由する
制御電荷漏洩によつて減少する。記録区域におい
ては、実質的にすべてのトナーが、記録区域に存
在する磁気力によつて、記録部材３の表面から移
動して、鎖状のトナー集合体を形成して、記録間
隙を橋絡する。針配列の電極は、適当な振幅及び
持続時間の電圧パルスを発生できる記録用電圧源
（示してない）に、所定のトナー画像に従つて選
択的に、個別に接続される。トナー粒子は記録用
電圧パルスが加えられる針電極の端末に対向した
記録部材３の上に、画像の形にしたがつて付着さ
れる。

このように記録された画像トナーは、記録区域
における磁気力を超過する電気力によつて、記録
部材３の表面に拘束される。このような意味で、
トナーは記録部材３と結合して、記録区域外に移
動して、ドラム電極の回転にしたがつて17のよう
なトナーとなる。針電極に記録電圧パルスが加わ
らないときは、そのような針電極に対向した記録
部材３の区域には、トナーが付着されない。すな
わち、トナーは磁気力によつてそのような電極の
方に吸引されたまゝである。記録区域に搬入され
たトナー粉末の全部が付着して、記録部材３によ
つて記録区域から搬出されるのではないため、何
等かの措置によつて余剰集積トナーを除去しない
と、記録区域に余剰トナー粉末が存在する。

前に述べたように、磁石４と５は、記録間隙に
強い磁界を加える、ほか、それより弱い磁界も発
生して、この磁界によつて記録区域に存在する余
剰集種トナー粉末を、磁石４及び５の方へ吸引す
る。いま述べた装置で従来既知の型式のもので
は、磁石４及び５で吸引される余剰トナーを、真
空引抜き装置、機械的もみ錐又はベルト剥離機構
によつて、除去し、再使用していた。これらのト
ナー除去装置は、非常に複雑であり、またトナー
に摩擦が加わることが判明した。除去装置に対し
て改良した点は前に述べたように、余剰トナーを
磁石４及び５の方に吸引して除去する装置とした
ものである。そのような装置は、磁石４を囲むス
リーブすなわち円筒形部材１３を含む。スリーブ
１３は回転するようになつている。第１図に示す
ように、反時計方向への回転が望ましい。同様な
スリーブ、すなわち円筒形部材１４を磁石５の周
囲に配置して、好ましい回転方向として時計方向
に回転するようにしておく、磁気分路部材１５
は、冷間引抜鋼のような強磁性材料で製作できる
が、これもスリーブ１３の内部に収容して、磁石
４において電極１から遠い側で、磁石４に結合さ
せる。部材１５は、トナー除去装置として作用す
るが、これは、トナーがスリーブ１３に吸引され
る程度を減少させるもので、その程度は、トナー
が強磁性部材の反対側の区域に達するとき、大部
分のトナーが重力によつてスリーブから落下する
程度とする。トナー除去翼１６は、スリーブ１３
からのトナー除去を支援するため、磁石４による
磁界が最小値となる点で、スリーブ１３に接して
配置する。磁気分路部材１５は、トナー除去翼１
６と共にのみ、使用される必要はなく、スリーブ
１３からトナーを除去するのに使用される。記録
区域内における余剰トナー分は、磁石４の方へ吸
引されて、スリーブ１３の反時計方向の回転によ
つて、記録区域から運び去られ、トナー除去翼１
６まで運ばれて、こゝでトナー粉末ホツパ６へ落
下する。磁石５の方に吸引される余剰トナー分
は、スリーブ１４の時計方向回転によつて、記録
区域から、スリーブ１４の面に沿つて運び去られ
る。記録部材３が、記録区域を通過したとき、記
録部材３の面上に、極めて少量の非画像トナー、
又は背景トナーが残ることがある。そのような非
画像トナーは、画像トナー１７よりも、はるかに
弱い力で記録部材３に保持される。そのような非
画像トナー又は背景トナーを除去するために、追
加トナー除去装置１８を取付けておく。追加トナ
ー除去装置１８は、記録部材から短距離で、また
スリーブ１４からも短距離の位置に取付ける。こ
の装置には、固定スリーブ部材１９とこのスリー
ブ１９内で回転できるようになつている多数区分
の磁石２０が含まれる。磁石２０の発生する磁界
によつて、スリーブ１９へ吸引されるトナーを、
磁石２０の時計方向の回転によつて、スリーブ１
９の面上を反時計方向に移動させる。磁石２０の
発生する磁界は、また、スリーブ１４の上に運ば
れているトナーを、スリーブ１９まで吸引する。
トナー除去装置１８には、またスリーブ１９の面
上に運ばれるフランジ部材２１を含む。フランジ
部材２１の一部分は、らせん状に取付けてあつ
て、スリーブ１９の縦方向長さのほぼ中心から、
スリーブ１９の一方の末端まで延びており、ま
た、フランジ部材の他方の部分は、同様にスリー
ブ１９の他方の末端まで延びるようになつてい
る。シユート２２がトナー・ホツパ６に近い位置
から、スリーブ１９の一方の終端にあるフランジ
部分まで延びており、フランジ部材２１によつ
て、スリーブ１９の終端まで導かれるトナーに対
し、ホツパ６までの帰還通路を提供する。同様な
シユート２３が、スリーブ１９の他の終端まで延
びるフランジ構造物２１の一部分に対して設けら
れており、フランジ構造物２１のその部分によつ
て集められたトナーに対して、ホツパ６までの帰
還通路を提供している。トナー除去装置１８は、
このようにして、記録部材３から背景トナーを除
去するために必要な装置であるが、ほかに、スリ
ーブ１４に集められたトナーを除去し、さらにシ
ユート２２及び２３とともに、そのようなトナー
を装置で再使用するために、ホツパ６への帰還を
可能にしている。

いままでに説明した装置の一つの使用法は、他
のレセプタへは転写されない画像を記録部材３に
形成することである。トナー画像は、通常、ホツ
パ６におけるトナー粉末運搬装置８によつてレセ
プタ３から除去される。さきに述べたように、記
録部材３の誘電体材料は、ドラム電極２が回転を
続けるとき、トナー上に現われている電荷を放電
させるように、選択されている。これまで述べて
きた装置は、極めて高速度で動作するので、トナ
ー上の電荷又はレセプタ部材３上の電荷は、トナ
ー運搬装置８に到着する時間までに消失しないも
のがある。そこで用心のために、レセプタ部材３
からトナー及び電荷を除去し、トナーをホツパ６
に戻す付加的装置を備えることができる。この付
加的トナー除去構造物を取付けるために必要とな
る、第１図の変形を第３図に示す。この構造物
は、トナー運搬機構８と類似しており、レセプタ
部材３に隣接して、ホツパ６の上方に配置するス
リーブ２４を含む。トナー運搬機構８用の磁石１
０に類似した複数個の磁石２５をスリーブ２４の
内部に配置する。スリーブ２４は大地に接続す
る。トナー除去翼２６をスリーブ２４に隣接して
配置する。シユート２７を、トナー除去翼２６の
下に設けて、トナー除去翼２６によつて除去され
たトナーを収容するもので、これはトナー・ホツ
パ６まで延びている。この装置を動作させるとき
は、スリーブ２４が磁石２５によつて、トナーを
吸引して、そのトナーをトナー除去翼２６まで運
搬するので、こゝでトナーは除去されて、シユー
ト２７によつてホツパ６に戻される。

第１図及び第２図には、好適形式の装置を示し
てあるが、装置はもつと簡略化することができ
る。蒸石４及び５のうちの１個だけを使用するこ
とも可能であるので、別の構造又は実施例として
は、第１図及び第２図による構造で、磁石５及び
スリーブ１４を省略したものが可能である。トナ
ー除去装置１８はそのまゝ残して、レセプタ３の
非画像トナーがスリーブ部材１９の側を通過する
とき、非画像トナーを除去するために使用する。
そのほかの有用な実施例は、第１図及び第２図に
よる構造物で、磁石４とスリーブ部材１３及び関
連するトナー除去装置を省略したものである。

これまでに説明した詳細は、単に説明用のもの
であつて、こゝに開示した新規教示から逸脱しな
いで、かなりの範囲の変形が可能である。従つ
て、本発明の範囲は、特許請求の範囲に定めたよ
うに限定すべきと考えられ、それは、本明細書と
両立する解釈の幅と一致すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置を示す図；第２図は
第１図の装置の斜視図；第３図は第１図の装置の
変形を示す図である。１……針記録電極、２……導電性電極、３……
レセプタ記録部材、４……第１磁石、５……第２
磁石、６……トナー粉末ホツパ、７……トナー、
１３，１４……スリーブ、１５……磁気分路部
材、１６……トナー除去翼、１９……固定スリー
ブ部材、２０……多数区分磁石、２１……フラン
ジ部材、２２……シユート。

Claims

【特許請求の範囲】１磁気的吸引性をもち、電気的に導電性をもつ
トナー粉末を使用するエレクトログラフイツク記
録装置において：間隔をおいて対向関係にある第
１電極１と第２電極２；前記第１電極から間隔を
おいてあるレセプタ記録部材３であつて、前記第
１電極との間に記録区域を定め、また前記第２電
極と電子的接触を保ちながら、前記第１電極の傍
を通過する前記レセプタ記録部材；前記記録区域
へ規則的又は比較的均一なトナー粉末７の供給を
続けるホツパ６；前記第１電極の片側に燐接して
配置される第１磁石４；前記第１磁石に対向しま
た前記第１電極の反対側に近接して配置される第
２磁石５；前記第１磁石と第２磁石は前記第１電
極に磁界を設定してトナー粉末を前記第１電極側
に吸引しまた前記記録区域に近接して存在するト
ナー粉末を前記第１磁石及び第２磁石の方へ吸引
する前記の第１磁石及び第２磁石を包含するもの
であつて；前記第１磁石４のまわりに配置され、前記記録
区域から前記第１磁石の方へ吸引されるトナー粉
末を運びために回転するようになつている非磁性
材の第１スリーブ１３；前記第１スリーブ部材からトナー粉末を取除く
ためのトナー粉末除去装置１６；前記第２磁石５のまわりに配置され、前記記録
区域から前記第２磁石の方へ吸引されるトナー粉
末を運ぶために回転するようになつている非磁性
材の第２スリーブ１４；前記第２スリーブ部材から短距離の位置に配置
される第３スリーブ部材１９；前記第３スリーブ部材１９の内部に配置され
て、回転するようになつている磁界発生装置２０
で、前記第２スリーブ部材によつて、前記第３ス
リーブ部材に運ばれるトナー粉末を吸引し、かつ
前記スリーブ部材の表面上にトナー粉末を移動さ
せる前記磁界発生装置２０；及び前記第３スリーブ部材からトナー粉末を除去す