JPH0383085A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トナー担持体上のトナーを転写材に転写して
記録画像を得る記録装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕所謂Ｌ
　Ｉ　Ｓ　Ｔ方式を採用した記録装置は従来よす公知で
ある。従来のこの種の記録装置は、トナー担持体表面の
トナー層に電気信号を書込み、該トナー層を転写材に接
触させて、トナーを電気的に転写材上に転写し、所定の
トナー像を得るものである（例えば特開昭５５−８４９
５５　％公報参照）。

ところが従来の記録装置は、上述の如くトナー担持体上
のトナー層を転写材に直に接触させてトナーを転写させ
ていたため、転写すべきでないトナーまでがファンデア
ワールツカ等によって転写材に移行し、トナーが付着す
べきでない転写材の地肌部にトナーが付着する所謂地か
ぶりを生じる恐れがあった。高濃度のトナー像を得るに
は、トナー担持体上に多層のトナーを担持させる必要が
あるが、このようにすると、トナー同士の電気的な反発
を招くため、−層、地かぶりが生じやすくなる。

また特開昭５４−４７６５０号公報に開示されているよ
うに、導電性の磁性トナーを用い、電気信診の他に磁力
を補助手段として利用し、地かぶりのない、しかも濃度
の高いトナー像を得るようにしたＬＩＳＴ方式の記録装
置も提案されているが、この記録装置では用いるトナー
が導電性であるため、これを普通紙に転写することがで
きず、転写材として専ら加工紙を用いなければならなか
った。

また磁性トナーを用いるとそのカラー化が難しく、カラ
ーのトナー像を形成する記録装置にこの方式を採用する
ことは困難であった。

本発明の目的は、地かぶりがなく、しかも普通紙にもト
ナーを転写してトナー像を形成でき、かつカラー化の容
易な非磁性トナーを用いることのできる記録装置を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、加熱することによ
りトナーに対する摩擦係数が上昇する熱−摩擦係数変換
物質を少なくとも表面に有するトナー担持体と、電気信
号を熱信号に変換し、該熱信号を前記熱−摩擦係数変換
物質に印加し、該物質の表面の摩擦係数を、該表面にト
ナーが付着するように、前記電気信号に応じて選択的に
上昇させる信号変換手段と、トナー担持体に形成された
トナー像を転写材に転写する転写手段とを具備して成る
記録装置を提案する。

〔実施例〕

以下５本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１＠は本発明に係る記録装置の要部の一例を示し、ド
ナーローラ１が図における反時計方向に回転可能に支持
されている。ドナーローラ（は金属等の導体より成る芯
材２と、そのまわりに＠層された導電性ゴム層３と、さ
らにその外周に積層された外側層４により構成されてい
る。外側層４は、加熱することによりトナーに対する摩
擦係数が上昇する熱−摩擦係数変換物質より成る。本例
ではこの物質として、フッ素樹脂−ウレタン樹脂の重量
比７：３の共重合体が用いられており、この物質は常温
での摩擦係数は０．５と低いが、これを加熱して１例え
ば約４５°まで温度を上げると、摩擦係数は１．５まで
上昇する。この現象は、フッ素樹脂単体、又はつシタン
樹脂単体では見られない現象であり、樹脂の４＃造変化
によって生ずるものと考えられている。

上述のように本例では、ドナーローラ１が、加熱するこ
とによりトナーに対する摩擦係数が上昇する熱−摩擦係
数変換物質を少なくとも表面に有するトナー担持体の一
例を構成している。

第１図に符号５で示したものは、トナーＴを収容するト
ナーホッパであり、その一方の側壁をなす部材は、ドク
ターを兼ねた熱ヘツド６として構成されている。熱ヘツ
ド６は、その先端部分がドナーローラ１に圧接し、第２
図に模式的に示すように、ドナーローラ１の表面に対向
した先端部分に、該ローラ１の軸線方向（図における紙
面に垂直な方向）に配列された多数の発熱体７を有して
いる。かかる熱ヘツド６は熱転写式のサーマルプリンタ
ー等に従来より用いられているものと変りはない、熱ヘ
ツド６に印加された電気信号（画信号）により、各発熱
部７が選択的に発熱し、電気信号を熱信号に交換する。

トナーＴは、トナー粒子のみから成るか、またはこれに
添加剤を加えたものから成る粉状体である。

ドナーローラエが図示していない開動装置によって第１
図における反時計方向に回転岨動されたとき、熱ヘツド
６に電気信号が印加されない状態では、外側層４の摩擦
係数が低く、トナーホッパー５内のトナーＴは、ドナー
ローラ１に圧接した熱ヘツド６によってホッパー５から
外部に出ることを阻止される。

熱ヘツド６に電気信号が印加され、この信号に応じて発
熱部７が選択的に発熱すると１発熱した発熱部７に対向
する外側層４の部分の温度が上昇し、そのトナーに対す
る摩擦係数が上昇する。すなわち、電気信号から変換さ
れた熱信号を、熱−摩擦係数変換物質より成る外側層４
に印加し、その表面の摩擦係数を電気信号に応じて選択
的に上昇させるのである。このように外側層４の摩擦係
数が上昇すると、この部分のトナー搬送力が高まり、ト
ナーホッパー５内のトナーがこの部分に付着し、ドナー
ローラ１の回転に伴って熱ヘツド６の先端部分を通過し
てホッパー外に搬出される。

第２図はこのときの状況を説明する図であり。

円形で模式的に示したものは、トナーホッパー５内のト
ナー粒子である。熱ヘツド６の発熱部７に対向するドナ
ーローラｌの外側層部分４ａに、符号Ｔ１を付したトナ
ー粒子が存在するものとすると、このトナー粒子Ｔ１に
は第３図に示したように、ドナーローラ１の回転方向に
向く力Ｆａと、これと反対向きのトナーホッパー内へ向
く力Ｆｂが作用する。力Ｆｂはトナー粒子同士の摩擦力
等による付着力と、熱ヘツド６による搬送阻止力の総和
であり、力Ｆａはドナーローラ１の外側Ｎ４とトナー粒
子Ｔ１との摩擦力、及びトナーホッパー５内に存する他
のトナーによる押圧力の総和である。

発熱部７が発熱していないときは、これに対向する外側
層部分４ａの摩擦係数が小さいため、Ｆａ＜Ｆｂとなり
、ドナーローラ１は回転しているものの、トナー粒子Ｔ
１はトナーホッパー５内に留められる。すなわち、トナ
ーが熱ヘツド６とドナーローラ１の間を通過することは
ないのである。

発熱部７が通電され、これが発熱して外側層部分４ａの
温度が上昇すると、その摩擦係数が増大する結果、力Ｆ
ａが大きくなり、Ｆａ）Ｆｂとなる。

このためトナー粒子Ｔ１、ないしはその近くに位置する
トナー粒子が共に熱ヘツド６を通過する。

このようにしてトナーホッパー５を通過したドナーロー
ラ１の表面には、第１図に模式的に示したようにパター
ン状のトナー（ＩＩＴＩが形成される。

熱ヘツド６は、所定のトナーだけを通過させるドクター
としての働きもなすのである。

また発熱部７の発熱時に、トナー粒子Ｔ１と。

発熱部近傍の他のトナー粒子Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４が共に加
熱され、これらが半溶融状態となり、摩擦係数の上昇し
た外側層部分４ａに接するトナー粒子Ｔ１と、他のトナ
ー粒子Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４が共に熱ヘツド６を通過し、ト
ナー像ＴＩを形成すると考えることもできる。

上述のように、熱ヘツド６によって熱信号を印加された
ドナーローラ部分にだけトナーを付着させ、これをトナ
ーホッパー５から搬出させるので、ドナーローラ１の表
面には電気信号（画信号）に対応したトナー像ＴＩが形
成されるのである。

一方、第１図に示したように時計方向に回転駆動される
導電性の転写ローラ８がドナーローラ１に対置され、両
日−ラ１，８の間を、矢印Ａ方向に搬送される転写材９
、例えば普通紙が通過し、このときドナーローラ１に形
成されたトナー像ＴＩが転写材９上に転写される。より
詳しく説明すると、トナー粒子が熱ヘツド６を通過する
とき、該トナー粒子は熱ヘツド６との摩擦によって所定
の極性、本例では負極性に摩擦帯電される。一方。

転写ローラ８には電源１０によって、上述のトナーの帯
電極性と反対極性１本例では正極性のバイアス電圧が印
加されており、これによって両ローラ１，８間に電界が
形成され、ドナーローラ１上のトナー像ＴＩが電気的に
転写材９上に転写される。この転写効率を高めるには、
トナー、特にそのトナー粒子として電荷保持性の高い電
気的に絶縁性を有するトナーを用い、転写時にトナーの
帯電極性が反転することを阻止するようにするとよい。

転写材９に転写されたトナー像は図示していない定着装
置によって熱と圧力を加えられ、トナーが熱溶融して転
写材上に定着され、Ｒ終的な記録画像が得られる。

上述の構成によれば、得ようとするトナー像ＴＩだけを
ドナーローラ１上に形成し、これを転写材９に転写する
ので、転写材９をドナーローラ１の表面に直に接触させ
ても、地かぶりは発生せず、高品質な記録画像を得るこ
とができる。

また絶縁性のトナーを用いることができるので、ドナー
ローラ１上のトナー像ＴＩを普通紙より成る転写材９に
対しても支障なく転写できる。このように、転写材９の
材質を自由に選択することができるのである。

さらに、トナー像を形成する際に磁力を用いていないた
め、カラー化の容易な非磁性トナーも。

或いは磁性トナーも０山に用いることができ、本発明に
係る構成をカラー記録装置に支障なく適用することがで
きる。

実験では、外径２０ｍのドナーローラ１を用い導電性ゴ
ム層３の厚みを６ｍ、その体積固有抵抗率を１０＠Ω範
とした。ドナーローラｌを線速４０　ｍ　／　５６Ｃで
駆動し、ドクターの機能を有する熱ヘツド６を６０　ｇ
　／　ｃｓの圧力でドナーローラ１の表面に圧接させた
。その結果、熱ヘツド６への電気信号の非印加時にはト
ナーホッパー５内のトナーはホッパー外に搬出されず、
また熱ヘツド６の電気信号の印加された発熱部７に対応
するドナーローラ部分には層厚５０μのトナー層を形成
することができた。このとき、トナー層のトナーは一４
μｃ／Ｈに摩擦帯電されており、ドナーローラ１と転写
ローラ８の間に＋５００Ｖの電圧を印加することによっ
て転写材９上にトナー像を転写することができた。

第４図に示した実施例は、熱ヘツド１０６と、トナーホ
ッパー５の一部を構成するドクター２０６とを別部材か
ら構成し、先の実施例と同じく。

熱ヘツド１０６によってドナーローラ１の外側層４に高
摩擦抵抗部分を電気信号に応じて選択的に形成し、その
外側層４の全面にトナーＴを載せ、ドナーローラ１に圧
接させたドクター２０６によってこのトナーに対して掻
き取り作用を与え、高抵抗となったドナーローラ表面に
付着したトナーだけを、ドクター２０６の下を通過させ
、トナー像ＴＩを形成するように構成されている。トナ
ーがドクター２０６を通過するとき、該トナーが所定の
極性に摩擦帯電され、転写ローラ８とドナーローラ１の
間に通紙された転写材９上に電気的にトナー像が転写さ
れることは先の実施例と変りはない。

上述した各実施例では、熱−摩擦係数変換物質として、
フッ素樹脂−ウレタン樹脂の共重合体を用いたが、その
他に、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタ
ジェン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリ
ル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコ
ール等の熱可塑性樹脂を用い、この樹脂を熱ヘツドによ
って選択的に加熱することにより、該樹脂を半溶融状態
にしてその摩擦係数を高め、ここにトナーを付着させて
トナー像を形成することもできる。

また熱−摩擦係数変換物質として、パラフィンワックス
、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワック
ス、カルナバワックス、白ロウ。

密ロウ等のワックス類を用い、これを熱ヘツドにより選
択的に加熱し、その粘性を低下させることによって、そ
の表面の摩擦係数を高め、ここにトナーを付着させてト
ナー像を形成することも可能である。

また図示した実施例では、電気信号を熱信珍に変換し、
この熱信号を熱−摩擦係数変換物質に印加し、該物質の
表面の摩擦係数を、該表面にトナーが付着するように、
電気信号に応じて選択的に上昇させる信号変換手段とし
て、熱ヘツド６．１０６を用いたが、その他、この手段
として特開昭５５−８４９５５号公報に開示されている
ところと同様に、例えばドナーローラ１の軸線方向に配
列された多数の電極針を有するマルチスタイラスを用い
、電気信号に応じて電極針を通電し、ドナーローラ表面
の熱−摩擦係数変換物質の摩擦係数を上昇させるように
構成することもできる６またこの信号変換手段としてレ
ーザを用いることも可能であり、第５図にその一具体例
を示す。

ここに示したドナーローラ１は、導電性の透明電極１５
と、その外側に積層された熱−摩擦係数変換物質より成
る外側層４によって構成され、透明電極１５は中空な円
筒状に形成されていて、その内部に例えば半導体レーザ
等のレーザ１１が配置されている。

電気信号（画信号）に応じて、レーザ１■からレーザビ
ームＬが出射し、これが透明電極１５を介して外側層４
を照射し、これを選択的に加熱して、その表面の摩擦係
数を上昇させる。これによってドナーローラ１の表面に
は所定のパターン状のトナー像ＴＩが形成され、先の実
施例と全く同様にして、転写材９上にトナー像が転写さ
れる。

この例ではトナーホッパー５を構成する一方の側壁が、
第４図の場合と同様に、ドクター２０６としての働きを
有するが、熱ヘツドの機能は有していない。

上述した各実施例では、トナーをトナーホッノ−５に収
容したが１例えば第４図に示した熱へニド１０６とドク
ター２０６との間の領域に、トフーをパウダー状に飛散
させておき、これをドナーローラｌに付着させてトナー
層を形成し、これ番、対して、ドクター２０６によって
掻き取り作用も与え、摩擦係数の高いドナーローラ部分
に付着したトナー以外のトナーを掻き取ってトナー像Ｔ
Ｉを形成してもよい。或いは、トナーを流動させ＝つド
ナーローラ１に接触させることによりトナー層を形成し
、これをドクターによって掻き取り。

トナー像を形成することもできる。

また第６図に示す実施例においては、第１図に示したド
ナーローラと同じドナーローラ１が反Ｂ４計方向に註動
され、該ローラ１に例えば熱ヘツド１０６より成る信号
変換手段が対置されている。

熱ヘツド１０６によりドナーローラ１の外側層４の摩擦
係数が選択的に上昇される。一方、トナーホッパー１０
５に収容されたトナーＴが、上記ドナーローラ１に圧接
しつつ時計方向に回転する第２のドナーローラ１２の表
面全体に供給され、ここにトナー層が形成される。この
トナーはドクター２０６を通るとき、所定の極性に摩擦
帯電される。

第２のドナーローラ１２上のトナー層が第ｔのドナーロ
ーラ１に接したとき、第１のドナーローラ１の高摩擦係
数部分にトナーが移行して付着する。このようにして、
第２のドナーローラ１２を通過した第１のドナーローラ
１上に所定のトナー像ＴＩが形成され、これが転写材９
に転写される。

以上説明した各実施例では、ドナーローラ１に形成され
たトナー像を転写材９に転写する転写手段として、転写
ローラ８を用いたが、これに代え、通常の複写機等に採
用されている転写コロナチャージャー等を用いることも
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば地がぶりを抑えた記録画
像を得ることができ、しかも転写材として普通紙を用い
ることもでき、かつカラー記録装置にも採用できる実用
性に優れた記録装置を供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は記録装置の要部を示す概略断面構成図第２図は
トナー粒子の挙動を示す説明図、第３図はトナー粒子に
作用する方を示す説明図、第４図乃至第６図はそれぞれ
他の実施例を示す概略断面Ｉ或図である。 ９・・・転写材　　　Ｔ・・・トナー ＴＩ・・・トナー像

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱することによりトナーに対する摩擦係数が上昇する
   熱−摩擦係数変換物質を少なくとも表面に有するトナー
   担持体と、電気信号を熱信号に変換し、該熱信号を前記
   熱−摩擦係数変換物質に印加し、該物質の表面の摩擦係
   数を、該表面にトナーが付着するように、前記電気信号
   に応じて選択的に上昇させる信号変換手段と、トナー担
   持体に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段
   とを具備して成る記録装置。