JPH04308883A - 磁気印刷装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の出力
装置として使用される印刷装置において、特に１成分乾
式現像方式の磁気印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気印刷装置は特開昭５４−３２
３２８などに開示されているように、印刷工程は、潜像
消去（消磁）、磁気潜像形成、現像、転写、定着、清掃
から成り、磁気潜像形成は磁気記録媒体に磁気ヘッドに
よって磁気潜像を形成し、現像装置により磁性トナー（
乾式現像剤）を磁気的に付着させ顕像化し、転写装置に
より記録紙に転写し定着装置により定着する。印刷装置
の印字品質を決める重要な要因の１つに解像度があり、
磁気記録による磁気潜像は極めて微細に形成できるため
、高印字品質の印刷が可能である。解像度が高い程高印
字品質になるが、解像度に対して忠実に磁性トナーが現
像されていないといくら磁気潜像の解像度だけよくして
もその効果は少ない。印字品質を向上させるためには、
解像度を高くすると共に画像部は磁性トナーが充分に現
像され光学濃度が確保され、非画像部はできるだけ磁性
トナーが付着しないような現像方式が不可欠である。

【０００３】図２に従来の磁気印刷装置の概要を示す。 磁気ドラム１の周辺に、潜像消去装置２、潜像形成装置
３、現像装置１０、転写装置５、定着装置６、清掃装置
７が工程順に配置されている。現像装置１０には、磁性
トナー９が必要量だけ蓄えられており、現像工程を経て
磁気ドラム１上の磁気潜像に付着する。

【０００４】従来の方式は磁気ブラシ現像法といわれ、
アルミニウムやステンレス鋼などの非磁性金属でできた
スリーブの中に円筒状磁石が同心状に配置されたマグロ
ーラ、トナー穂立ち高さを規制するドクターブレード、
トナー容器、スリーブと磁石の回転機構およびその制御
部などから構成される。円筒状の磁石は、等方性のフェ
ライト磁石などでできており、６〜１２極に均等に着磁
される。この場合、円筒状磁石を回転させながらスリー
ブ表面での磁束密度をホール素子などで測定すると、正
弦波に近い特性が得られる。磁性トナーの搬送には、ス
リーブ回転・磁石固定、スリーブ回転・磁石回転、スリ
ーブ固定・磁石回転などのタイプがある。磁性トナーを
トナー容器に入れると、スリーブ表面には磁界の強弱に
応じてトナーがトレーン状に連なり穂立ち状態が形成さ
れ、磁性トナーの供給が可能になる。更に、ドクターブ
レードでこの穂立ちが規制されて、スリーブ表面からほ
ぼ一定の高さのトナー穂立ち状態が形成され、現像部に
供給され現像される。この構造は比較的簡単で安価なた
め、電子写真方式の複写機やプリンタなどにも多く使用
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スリー
ブ表面での磁界の強さが正弦波的であるため、現像後の
像にはそれに伴う濃度むらができる傾向がある。これは
、ドクターブレードで規制をしてもスリーブ表面の穂立
ち状態は均一ではなく、磁界の強弱に応じてトナーの穂
立ちの密度むらが生じてしまうからである。均一な画像
濃度を確保するためには、円筒状磁石を高速（およそ数
１００ＲＰＭ以上）で回転させることにより、画像濃度
むらの間隔を小さくすることが行われている。また、周
囲温度が変化すると、円筒状磁石の温度係数によって画
像濃度が変化するため、できるだけ温度係数の小さい磁
石が望ましい。しかしながら、温度係数の小さい磁石は
、アルニコ磁石、希土類磁石など高価になってしまうの
でなかなか使用されないのが実状である。更に、磁石を
着磁する時のばらつきがスリーブ表面の磁界の強さのば
らつきになるため、画像濃度のばらつきの要因になって
いる。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、画像濃度のむら
やばらつきがなく且つ画像濃度が高い鮮明な印字品質を
もつ磁気印刷装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】磁気ドラム、潜像消去装
置、磁気潜像形成装置、現像装置、転写装置、定着装置
、清掃装置から成る磁気印刷装置において、円弧状のヨ
ーク断面を有する電磁石、該電磁石の外周に回転可能な
スリーブ、トナー穂立ち規制手段を配置し、該電磁石に
適正な直流電流を流す現像装置を有することおよび該電
磁石の電流制御に温度補償機能を有することを特徴とす
る。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１に本発明の磁気印刷装置の概略構造を
示す。磁気ドラム１の周辺に各工程の装置が工程順に配
置されている。磁気ドラム１の表面には磁気記録層とそ
れを保護するための保護層が形成されている。先ず、潜
像消去装置２により磁気記録層の磁気潜像を消去する。 次に、潜像形成装置３により所望の磁気潜像を形成する
。現像装置４によって磁気潜像の磁化画素に磁性トナー
９をおもに磁気的吸引力により磁気ドラム１の表面に付
着させ顕像化する。ここへ記録紙８が搬送されてきて、
転写装置５と磁気ドラム１の間に挿入され、磁気ドラム
１上の磁性トナー９が記録紙８に転写される。磁気ドラ
ム１上の磁性トナー９はそのほとんどが記録紙８に転写
されるが、一部残留することがある。そのため清掃装置
７が残留磁性トナーを除去し、磁気ドラム１表面は清浄
に維持され、次の印刷時に下地汚れ等が生じない。

【００１０】磁気ドラム１の構成は、アルミニウムなど
の金属でできたドラムにＮｉ、Ｎｉ−Ｐなどの下地層を
およそ１〜３０μｍ形成し、この上にＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ
−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｐなどの磁気記録
層をおよそ０．１〜１０μｍ形成し、更にＮｉ、Ｎｉ−
Ｐなどの保護層をおよそ０．３〜２μｍ形成する。下地
層のメッキにピンホールなどの欠陥があると、磁気記録
層にも欠陥ができていまうので細密で均一なメッキが要
求される。更に各層の表面はテープ研磨などで表面精度
が保たれており、磁気潜像を形成する磁気ヘッドとの間
隙が精度良く維持される。磁気記録層の磁気特性は、保
磁力が２００〜１０００　　Ｏｅ程度がよい。以上は、
面内記録式の場合の磁気記録媒体の構成であるが、垂直
記録式の場合には記録層の下に透磁率の高い軟磁性層が
あり、いずれかに限定するものではない。

【００１１】潜像形成装置３は、磁気ヘッドとその走査
機構またはフルラインの磁気ヘッドおよびそれらの駆動
回路から構成される。磁気ヘッドのコイルに電流を流す
ことにより磁極から漏洩磁束が生じ、これにより磁気記
録媒体を磁化することによって磁気潜像を形成する。磁
気ヘッドからの出力は、磁気記録媒体の保磁力の２〜３
倍必要である。ここで形成した磁気潜像は潜像消去装置
で消去しない限り消えることはなく、現像、転写、定着
、清掃の各工程を繰り返せばマルチコピー機能を有する
ことができ、磁気印刷装置の特徴である。また、磁気潜
像は湿度の影響を受けにくいため、静電式に比べ環境安
定性に優れている。

【００１２】磁性トナー９は、基本的には熱可塑性の樹
脂、磁性粉、着色剤からなり、必要に応じて帯電制御剤
、導電性制御剤、流動化剤、ＩＲ吸収剤などが内添また
は外添される。熱可塑性の樹脂としては、スチレン系、
アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ワックス
系またはこれらの混合体などが適している。磁性粉とし
ては、マグネタイト、フェライト、磁性金属などの軟磁
性材料が適しており、その平均粒径は０．０１〜１μｍ
程度で、樹脂中に均一に分散している。磁性粉の含有量
は、多過ぎると転写性、熱定着性が劣るので２０〜７０
ｗｔ％程度が望ましい。磁性トナーの平均粒径は印刷装
置の解像度にも依存するが５〜２０μｍが適しており、
粒径分布はできるだけ狭い方が望ましい。

【００１３】現像装置４については、図３にその詳細を
示す。現像のための磁界を発生させる電磁石４１、磁性
トナー９を搬送するスリーブ４２、磁性トナー９の穂立
ちを適正な高さに規制するドクターブレード４３（トナ
ー穂立ち規制手段）、磁性トナー９を供給する容器４４
、電磁石４１のコイルの電流制御部、スリーブ４２を回
転させる回転機構とその制御部などから構成される。 磁気印刷装置の場合、静電気力、鏡像力などの静電的な
影響をできるだけ避けるため、容器４４、ドクターブレ
ード４３、スリーブ４２は、金属などの導電性材料で作
り、しかもそれぞれの電位が共通であることが望ましい
。スリーブ４２は磁性トナー９の供給量に応じて、その
表面にエッチングなどの方法により微小な凹凸を形成す
る手段がとられることがある。この場合電磁石４１は回
転せず、磁性トナー９の搬送には寄与しないため重要で
ある。電磁石４１は、円弧状の断面を有するコアとコイ
ルから成り、コアの形状とコイルの電流を制御すること
により、現像に適した磁界を発生することができる。 現像の原理は、スリーブ４２によって搬送された磁性ト
ナー９がドクターブレード４３によって適切な高さに揃
えられ、電磁石４１からの磁界と磁気記録媒体上の磁気
潜像からの磁界のバランスにより、トレーン状の先端部
の磁性トナー９は磁気ドラム１に接触しながら磁気潜像
の方に選択的に磁気吸引され、磁気ドラム１表面上に付
着し顕像化されるものである。この時の磁性トナー９は
磁気潜像に対して１層だけでは光学的濃度が確保され難
いので２〜３層重なる方が望ましいが、あまり多すぎる
と解像度がきちんと表現されないことになりやすい。従
来のマグネットロールを用いた方法に比べ、現像に必要
な磁界が周期的に変化することなく、常に一定している
ことが特徴である。

【００１４】現像装置４で顕像化された画像は、転写装
置５によって記録紙８に転写される。転写装置５には、
静電転写方式、圧力転写方式、これらを併用した静電圧
力方式などがある。静電転写方式では、帯電器で記録紙
８に磁性トナーの電荷と反対の電荷を与え、静電力によ
り転写するものである。圧力転写方式は、磁気ドラム１
と転写装置５の転写ロールとの間の圧力により、磁性ト
ナー９を塑性変形させながら記録紙８の表面に付着させ
転写するものである。

【００１５】記録紙８上に転写された磁性トナー９は、
この状態では圧力で塑性変形したりしてはいるもののま
だ記録紙８の繊維にまで深く入り込んでいないため、定
着装置６で加熱され溶融し記録紙８の繊維のなかまで入
り込み固着する。この状態では、記録紙８を折り曲げた
り、粘着テープを貼った後剥しても磁性トナー９が剥が
れることはない。

【００１６】転写効率が１００％に至らない場合には、
転写後の磁気ドラム１上に磁性トナー９の一部分が残留
することになる。これを除去するのが清掃装置７であり
、基本的に清掃ブレードと残留磁性トナーの容器から成
る。転写効率が低い場合には残留磁性トナーが多くなる
ため、永久磁石を備え残留磁性トナーを磁気的に吸引し
こぼれないようにすることもある。

【００１７】新しい印刷を行なう場合には、潜像形成装
置３で磁気潜像を形成する前に磁気潜像を消去する必要
がある。潜像消去装置２には、永久磁石式と電磁石式の
２通りがある。永久磁石式の場合には、磁気ドラム１の
磁気記録層を円周方向に一様に磁化して局所的に磁束が
漏洩しないようにするもので、電力等のエネルギーが不
要で安価である。但し磁気潜像を消去しない場合には、
潜像消去装置２を磁気ドラム１に対して移動させ磁気的
な距離を大きくして消去磁界を弱くする必要がある。こ
れに対して電磁石式は、ヨークとコイルから成り電流を
流す必要があるが、磁気潜像を消去する必要がない場合
には電流を切ることにより消去磁界がゼロになるため制
御が比較的自由である。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁気
ドラム上の高解像度の磁気潜像に対して適切な量の磁性
トナーが常に安定して供給されて、磁気潜像の漏洩磁界
と電磁石の現像磁界とのバランスによって常に安定した
現像が行われ、高品位な印刷が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気印刷装置の実施例の概要を示す図
。

【図２】従来の磁気印刷装置の概要を示す図。

【図３】本発明の現像装置の実施例を示す図。

【符号の説明】

１　　　　　　磁気ドラム ２　　　　　　潜像消去装置 ３　　　　　　潜像形成装置 ４　　　　　　現像装置 ４１　　　　　　電磁石 ４２　　　　　　スリーブ ４３　　　　　　トナー穂立ち規制手段４４　　　　　
　容器 ５　　　　　　転写装置 ６　　　　　　定着装置 ７　　　　　　清掃装置 ８　　　　　　記録紙 ９　　　　　　磁性トナー １０　　　　　　現像装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気ドラム、潜像消去装置、磁気潜像
   形成装置、現像装置、転写装置、定着装置、清掃装置か
   ら成る磁気印刷装置において、円弧状のヨーク断面を有
   する電磁石、該電磁石の外周に回転可能なスリーブ、ト
   ナー穂立ち規制手段を配置し、該電磁石に適正な直流電
   流を流す現像装置を有することを特徴とする磁気印刷装
   置。
2. 【請求項２】　　前記電磁石の電流制御に温度補償機能
   を持つ現像装置を備えたことを特徴とする請求項１記載
   の磁気印刷装置。