JPH03260666A

JPH03260666A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH03260666A
Application number: JP6063290A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Takahashi; 高橋　真吉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1991-11-20

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　　　の　１　　　　！本発明は、静電的に情報を記録、表示する情報記録装置
、情報表示装置などの画像形成装置に関するものである
。

【釆二韮Ｉこの種の画像形成装置には、記録媒体に静電潜像を形成
し、この潜像を現像剤にて可視化する静電像形成型に対
して、記録電極に記録信号に応じた電界を作用させるこ
とによって、記録媒体上に直接可視像（トナー像）を形
成するトナー直接駆動型が知られている。

トナー直接駆動型の画像形成装置としては、導電性トナ
ーを用い、針状の記録電極に電圧を印加することによっ
て記録媒体付近の導電性トナーを誘導荷電し、その電気
力で記録媒体に付着させる方式のものがあり、記録電極
をトナー側に配置した、例えば米国特許第３９１４７７
１号に記載の装置とか、記録電極を記録媒体側に配置し
た、例えば米国特許第４３９６９２７号がある。

又、米国特許第３６８９９３５号、或は特開昭５８−９
６５７０号には、記録電極として、帯電したトナーの通
過、阻止を制御する制御部材が用い、これに記録信号に
応じた電界を作用させ、帯電トナーの通過、阻止を制御
して記録媒体上に可視像を形成する画像形成装置を開示
している。

が　　しよ　とするしかしながら、上記米国特許第３９１４７７１号記載の
装置は、多数の微小な針状記録電極を配列するという構
造上の複雑さに雛点かあり、又、この針状記録電極に直
接トナーが触れるので、保守性、信頼性の上で問題があ
る。又、米国特許第４３９６９２７号記載の装置は、記
録媒体側に記録電極が配置されているために、印加電圧
を高く設定しなければならず、また、記録媒体の形態も
ベルト状である必要があり、構成の自由度が減少すると
いった問題を有している。更に、同装置共に、導電性ト
ナーを使用する故に、静電転写が困難であり、また、カ
ラー化に際しては難点があると思われる。

又、米国特許第３６８９９３５号記載の装置では、トナ
ーの供給が均一に行なわれず、８己紅媒体上の画像にむ
らが生じ易く、高速記録が困難である。また、トナーが
制御部材に対して目詰りを生じさせ、実用化が困難であ
る。一方、特開昭５８−９６５７０号記載の装置におい
ても構成が複雑であるといった問題を固有的に有してい
る。

このように、これら従来の画像形成装置は、構造的に複
雑であったり、高い印加電圧を必要としたり、導電性ト
ナーが使用されるので静電転写が効率よく行われ難（、
カラー記録への適用が困難であるといった様々な問題を
有していることが理解できる。

従って、本発明の目的は、比較的簡単な構成で、しかも
、比較的低い印加電圧で充分機能し、信頼性が高く、カ
ラー記録への適用も充分行うことのできる画像形成装置
を提供することである。

な　　するためのこの目的は、以下に述べる本発明の構成によって完全に
達成することができる。要約すれば本発明は、荷電され
た現像剤の薄層が形成される現像剤担持体と、該現像剤
担持体と対向配置され、且つその外周面に沿って記録媒
体を移動案内せしめる背面電極と、前記現像剤担持体と
背面電極とが対向する位置近傍に配置され、且つその端
部が現像剤担持体上の現像剤層に近接又は接触して配置
された、多数に分割された記録電極と、記録信号に応じ
て前記記録電極の任意の記録電極に電界を作用せしめ、
前記現像剤を飛翔せしめるための交番電界付与手段と、
前記飛ｙ羽した現像剤を前記記録媒体へと転移付着せし
めるための電界付与手段とを有することを特徴とする画
像形成装置である。

叉」Ｅ例以下、本発明に係る画像形成装置を図面を参照して具体
的に説明する。

第１図において、ドラム形の現像剤担持体ｌが回転自在
に設けられ、現像領域Ｒにおいて、ロール状の背面電極
５と対向配置される。現像剤担持体ｌは５現像容器（図
示せず）中に配置されており、現像剤担持体１の表面に
は現像容器内の現像剤が供給される。

現像剤担持体１は矢印Ａ方向に回転駆動され、回転に伴
って現像剤を表面に担持し矢印方向へと搬送するが、現
像領域Ｒの上流側に配置された規制荷電部材２にて、現
像剤担持体ｌ上の現像剤は所定の薄層厚さに規制される
と共に、所期の極性に荷電される。

又、現像領域Ｒに先端を臨ませた状態で、該現像領域Ｒ
の上流側に、記録電極３が現像剤担持体ｌの現像剤層４
に近接、或は接触して配設される。記録電極３には、該
記録電極３と現像剤担持体ｌとの間に記録信号に応じた
電圧を印加するための交番電界付与手段、即ち、交流電
源６がスイッチ７を介して接続されている。該スイッチ
７は記録信号に応答してオン・オフされる。

方、背面電極５の周面には記録媒体９が供給され、矢印
Ｂ方向に背面電極５と共に移動するように構成される。

又、背面電極５と現像剤担持体ｌとの間には、現像バイ
アス電界を印加するための手段、即ち、直流バイアス電
源８が配設されている。

なお、本実施例において、規制荷電部材２は、特開昭５
４−４３０３８号公報、特開昭６０−８３６４８号公報
、特開昭６０−７３６４９号公報、特開昭６１−１３８
９６７号公報、特開昭６２−２４２８２号公報などに見
られるような金属性ブレード、ゴムブレードなどのブレ
ードを用い、これを現像剤担持体１に圧接し、現像剤担
持体、現像剤、ブレード相互間の摩擦力の作用及び摩擦
帯電の作用の兼ね合いを配慮して構成され、これによっ
て現像剤担持体１上に現像剤の所定厚さの薄層を形成す
ると共に、同時に現像剤の荷電を行うものである。

現像剤担持体１は、上述のように現像剤及び規制荷電部
材２との関連で選択されるが、一般に／Ｍ２．ＳＵＳな
どの金属或は半導電性のプラスチックを材料として、そ
の表面に０．１〜数１０ミクロン程度の凹凸加工を施し
たものが好適に使用される。

又、記録電極３は、例えば、第２図に示すように、絶縁
性基板３００の上に、現像剤担持体１の輻方向に分割さ
れた多数の電極板３０１〜３０６・・・を密着して構成
される。このとき基板３００と電極板３０１〜３０６・
・・の先端は同一面に整列させるのが好ましく、この先
端は現像剤担持体１上の現像剤層４に近接又は接触して
配置される。又、別法としては、記録電極３は、外周を
絶縁物で覆ったワイヤー状の導線を一列に平行配置して
構成してもよい。

又、記録電極３に接続される制御スイッチ７は各電極板
３０１〜３０６・・・に対応するオン、オフのスイッチ
素子７０１〜７０６・・・で構成されており、記録信号
に対応した位置のスイッチ素子が記録信号に対応した時
間イ」勢されるように構成される。

このような構成にて、現像剤担持体１及び背電極５は共
に矢印Ａ及びＢ方向に駆動され、記録媒体９も又背面電
極５の周面に密着して同方向に移動案内される。現像剤
担持体１の外周面には現像剤が供給され、現像剤担持体
１の動きにつれて運ばれる。現像剤は、規制荷電部材２
によって所期の極性に荷電されると同時に所期の厚さに
規制され、現像剤担持体１の表面に薄層４として塗布さ
れる。所望に応じて、現像剤層４をより一層均−化する
ために、現像剤担持体１と記録電極３を、記録電極の電
極板ピッチを越えて揺動することも可能である。

該現像剤薄層４は、記録電極３の位置に来ると、記録信
号に応答してオンしたスイッチ素子に対応する電極板に
て発生された電界の作用により、パウダークラウド化さ
れ、現像領域Ｒにおいて、その先端から拡散、飛翔され
る。該飛翔拡散した現像剤は、バイアス電源８による電
界作用により記録媒体９へと転移付着し、記録信号に応
じた所望の画像パターンが可視化される。

記録媒体９上の像は必要に応じて定着されるが、定着前
に別の媒体に転写し、この別の媒体上に定着させてもよ
い。

第３図に、本発明に係る画像形成装置の他の実施例が示
される。本実施例は、カラー現像の場合の構成を示して
いる。

本実施例では、背面電極５０１は矢印Ｃ方向へと駆動さ
れ、これに従って、記録媒体９０１は偏向ローラ１４を
介して背面電極５０１に密着しながら同じ方向へと駆動
される。該背面電極の周囲には、現像剤担持体１０１．
１０２．１０３が用意され、それぞれ異なる色調の現像
剤が供給されるべ（構成される。

又、第１図に関連して説明した実施例と同様に、各現像
剤担持体１０１．１０２．１０３に対向して、各現像領
域には記録電極３１１．３１２．３１３が配設され、送
りローラ１４の助けをかりて背面電極５０１の表面に沿
って移動する記録媒体９０１に対して、順次、記録信号
に対応した可視像が形成される。この結果、多色現像（
カラー現像）が実現される。この多色画像は定着装置１
０にて記録媒体９０１上に定着される。

第４図には、本発明に係る画像形成装置の他の実施例が
示される。この実施例は、記録媒体９１１が背面電極５
０２と駆動ローラの間に張設されたエンドレスベルトの
形状をなしており、駆動ローラ１３で矢印り方向に駆動
される。又、背面電極５０２に対向して配設されている
現像剤担持体１０４は、トナー容器１２内にあり、現像
剤４０１が規制荷電部材２０１によって薄層状に塗布さ
れる。又、前述同様の記録電極３１４が現像剤担持体１
０４に近接して或は接触して配置され、記録信号に応じ
た電界作用により現像剤をパウダークラウド化し、背面
電極５０２と現像剤担持体１０４との間に印加した現像
バイアス電界の助けをかりて記録媒体９１１に可視像を
形成し、本実施例では記録表示に供される。

記録媒体９１１上の可視像は、記録表示機能を終了した
ならば、クリーニング装置１１で消去され、次の記録表
示に備えられる。又、クリーニング装置１１を制御する
ことによって前回の記録表示に重ねて別の情報を記録表
示することも可能である。更に、所望に応じて、記録媒
体９１１上の顕画像を別の記録媒体に転写するようにし
てもよい。

第５図は、上記第４図に図示した実施例を多色現像に応
用した変形例である。ここでは背面電極５０２の周囲に
は、別々の現像領域で、異なる色調の現像剤を備えた現
像剤担持体１０５．１０６．１０７が配置され、それぞ
れの記録信号に対応して可視像が形成され、多色の記録
表示が可能とされる。なお、第５図には記録電極などは
図示していないが、他の実施例と同様に構成される。

次に、上記構成の画像形成装置を更に具体的に例示する
と次の通りである。

実施例１第１図及び第２図に示す構成の画像形成装置において、
現像剤としてはポリエステル系樹脂、荷電制御剤、着色
顔料などで構成される平均粒径約１２ミクロンのものを
使用した。

現像剤担持体１としては直径２０ｍｍの５ｕｓＨのロー
ラーを用い、この周面に対してサンドブラスト処理を行
い、ＪＩＳＩＯ点平均粗さによる表示（Ｊ　Ｉ　Ｓ　−
Ｂ　Ｏ６１０）　テ１〜２　ｕｍの凹凸加工を施した。

規制荷電部材２としては厚さ２ｍｍ、硬度４０°のウレ
タンゴムを用い、記録電極３としては、厚さ１２．５μ
ｍのＰＥＴ上に厚さ２０μｍのリン青銅製の電極片を３
００μｍのピッチで配設したものを採用した。

現像剤担持体１は周速１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転
させ、規制荷電部材２を約１００ｇ／Ｃｍの圧力で現像
剤担持体１に押し当てることによって、現像剤担持体１
上に荷電した現像剤の薄層を形成した。該現像剤層の厚
さは、現像剤の２〜３層程度であった。

記録電極３には記録信号に対応して、電源６によって、
５ＫＨｚ、５００Ｖｐ−ｐの正弦波が与えられ、又、現
像剤担持体１と背面電極５との間にはバイアス電源とし
て、概略１００Ｖの直流電圧を与えた。これによって、
記録媒体上に、記録信号に対応した可視像を得ることが
できた。この時の記録媒体９としては８０　ｇ／ｒｒ？
の普通紙が用いられ、また、記録媒体９と現像剤担持体
１との間は、その現像領域において約３００μｍになる
ように背面電極５の位置を設定した。

実施例２第３図の実施例に係る画像形成装置において、それぞれ
の記録電極３１１．３１２．３１３に対応して、色調が
赤、青、黒の現像剤を各現像剤担持体１０１．１０２．
１０３に供給するように構成し、それぞれ、実施例１と
同じ条件で作動させた。これによって、３色の記録画像
が得られた。

実施例３第４図の実施例に係る画像形成装置において、記録媒体
９１１としては白色のＰＥＴで構成されるエンドレスの
ベルトを使用し、実施例１と同様の条件で作動させた。

その結果、鮮明な表示パターンを得ることができた。

なお、クリーニング装置１１としては、２ｍｍの厚み、
４０°の硬度のウレタンゴムを採用し、該ゴムブレード
を記録媒体９１１に押し当てることにより記録媒体９１
１のクリーニングを行った。そして、クリーニングされ
た現像剤はトナー容器に回収し、再び使用した。

実施例４第５図の実施例に係る画像形成装置において、各現像剤
担持体１０５．１０６．１０７は色調が赤、青、黒の現
像剤を担持していて、実施例３と同様の条件で記録を行
った。これによって、３色のカラー表示パターンを得る
ことができた。

上記各実施例は様々な変形が可能であり、使用する材料
、構成によってそれに適する条件が設定される０例えば
現像剤担持体と記録電極に電界を与える電源として、ｉ
ｏｏ〜１０００Ｖｐ−ｐ、１　＝　１０　Ｋ　Ｈｚ、三
角波、矩形波、脈動波、パルス列波、その他の歪み波が
設定され、更には、これらに直流分を重畳して使用する
ことなどが考えられる。

１吋勿激１以上の如くに構成される本発明に係る画像形成装置は、
記録電極によって記録信号に対応した個所で現像剤をパ
ウダークラウド化して、直流バイアス電界により現像剤
を記録媒体に転移付着させるので、比較的低い動作電圧
で稼動し、充分、鮮鋭な画像形成が可能であり、又、全
体として、構成が簡単で信頼性が高いという特長を有す
る。更に、本発明は、配録媒体外で現像剤の制御記録を
行うために記録媒体などの選択域が広（、更に又、非磁
性で絶縁性の現像剤を使用することにより多色記録など
への展開も充分に行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
概略構成図である。第２図は、記録電極の一実施例の部分斜視図である。第３図から第５図は、本発明に係る画像形成装置の別の
実施例の概略構成図である。ｌ：現像剤担持体２：規制荷電部材３：記録電極４：現像剤薄層５：背面電極６：交流電源８：直流バイアス電源９：記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

１）荷電された現像剤の薄層が形成される現像剤担持体
と、該現像剤担持体と対向配置され、且つその外周面に
沿って記録媒体を移動案内せしめる背面電極と、前記現
像剤担持体と背面電極とが対向する位置近傍に配置され
、且つその端部が現像剤担持体上の現像剤層に近接又は
接触して配置された、多数に分割された記録電極と、記
録信号に応じて前記記録電極の任意の記録電極に電界を
作用せしめ、前記現像剤を飛翔せしめるための交番電界
付与手段と、前記飛翔した現像剤を前記記録媒体へと転
移付着せしめるための電界付与手段とを有することを特
徴とする画像形成装置。