JPH04308884A - 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、特に乾式１成
分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乾式現像剤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
ると共に画像部は乾式現像剤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乾式現像剤が付着し
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極で均等に着磁
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９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
（乾式現像剤）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磁性トナー９が穂立ち状態にな
り、磁性トナー９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、磁気ド
ラム１の表面にトナー穂立ちが接触して現像される。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。またトナー穂立ちが磁気ドラム表面に接触した後
現像されるため非画像部の下地汚れが生じやすい。

【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、磁性トナーをで
きるかぎり必要量のみ供給し非接触で現像することによ
り、画像濃度のむらやばらつきがなく且つ画像濃度が高
く下地汚れのない高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、磁気ドラム
方向に磁極を持つ電磁石、該電磁石の外周に回転可能な
スリーブ、トナー薄層化手段を配置し、該電磁石の交流
磁界によって磁性トナーを飛行させ磁気潜像からの漏洩
磁界とのバランスで現像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しまうので細密で均一なメッキが要
求される。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。メッキ以外にも、スパッタや蒸着
などの方法もある。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から構成される。フ
ルラインの磁気ヘッドの場合には走査する必要はないが
、そうでない場合には磁気ドラム１の軸方向に磁気ヘッ
ドを走査する必要がある。走査の方法にはシリアル走査
とヘリカル走査があり、ヘリカル走査の方が記録速度が
速いが潜像形成工程だけ特別に磁気ドラム１の回転速度
を変更しなければならない。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、ポリエチレン
、ポリエステル、スチレン・アクリル共重合体、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、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、定着性が劣るので２０〜７０ｗｔ％程
度がよい。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、磁性トナーを飛行させるこ
とからも粒径分布はできるだけ狭い方が望ましい。また
、磁性トナーの形状もできるだけ球形に近い方が望まし
い。

【００１３】図３に本発明の現像装置の詳細を示す。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をスリーブ４２
上で薄層化する弾性ブレード４３（トナー薄層化手段）
、磁性トナー９を収納する容器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はできるだけ避け
るため、容器４４、スリーブ４２は、金属などの導電性
で且つ非磁性材料で作り、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が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、長方形また
は楕円形または長円形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
弾性ブレード４３によって薄層化され、スリーブ４２上
には現像に適切な量だけが供給され、電磁石４１からの
交流磁界によって現像部の磁性トナー９は周期的な飛行
をし磁気記録媒体上の磁気潜像からの磁界のバランスに
より磁性トナー９は磁気潜像の方に選択的に磁気吸引さ
れ磁気ドラム１表面上に付着することである。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、非接触で現像されるため下地汚れが生じ難く、しか
も常に安定していることが特徴である。

【００１４】現像装置４で可視化された像は、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
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
トナーが現像の交流磁界と磁気潜像の漏洩磁界のバラン
スによって磁気ドラム１の方向へ飛行して顕像化される
ため常に安定して現像され、非画像部には下地汚れが生
じ難く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 ４５　　　　　　電磁石 ４６　　　　　　トナー薄層化手段 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 １１　　　　　　現像装置

Claims (3)

【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、磁気ドラム方向に磁極を
   持つ電磁石、該電磁石の外周に回転可能なスリーブ、ト
   ナー薄層化手段を該現像装置に配置したことを特徴とす
   る磁気印刷装置。
2. 【請求項２】　　前記電磁石の交流磁界によって現像部
   のトナーを飛行させ、磁気潜像からの漏洩磁界とのバラ
   ンスで現像することを特徴とする請求項１記載の磁気印
   刷装置。
3. 【請求項３】　　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。