JPH04344264A - 磁性流体カートリッジおよびそれを備えた磁性流体記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はノンインパクトプリンタ
の１種である静電記録式若しくは電子写真式のプリンタ
およびこのプリンタに使用される現像剤を供給するカー
トリッジに関するものであり、特に現像剤として磁性流
体を使用する態様における磁性流体カートリッジおよび
それを備えた磁性流体記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から文字図形等の画像情報を記録す
る装置としては、ドットプリンタを初めとするインパク
トプリンタ、静電式および電子写真式のものに代表され
るノンインパクトプリンタ、およびインクジェットプリ
ンタ等が使用されている。これらの中でインパクトプリ
ンタはハンマ若しくはドットワイヤにより、インクリボ
ンを介して記録紙上に画像を形成するものであるため、
画像形成時において発生する打撃音が作業環境を阻害す
る欠点がある。また画像形成速度が比較的低速であると
いう欠点も併存する。

【０００３】これに対してノンインパクトプリンタは、
電気的入力信号に対応する文字図形等を非衝撃手段によ
って、記録紙上に形成するものであるため、低騒音かつ
高速記録が可能であるという長所があり、同時複写をあ
まり必要としない科学技術計算などの出力装置として有
効であるとされている。そしてこれらのノンインパクト
プリンタの分野においても、近年においては更に小型化
、低価格化、高信頼性および高精細化の要求が高まって
きている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ノンインパクトプ
リンタとしては前述のように種々の型式のものが使用さ
れているが、この中で電子写真式のものが比較的精細な
画像を形成できるという長所がある。この型式のものに
おいては、感光体を一様帯電させた後、電気信号に対応
させて例えばレーザビームを照射して静電潜像を形成し
、トナーを使用して現像後、記録紙に転写、定着させる
ものである。従って処理に化学反応を伴わない光電的な
乾式プロセスであり、感光体は例えばＯＰＣ感光体の場
合で数万回以上反復使用可能であるという利点がある。 しかしながら一方において小型化に限度があると共に、
価格が高いという問題点がある。

【０００５】次にインクジェットプリンタは、例えばイ
ンクに圧力を加えて、超音波振動若しくは圧電素子によ
る振動によってノズルからインクジェットを噴出させ、
インクを粒子化させて画像を形成するものである。特に
圧電素子を使用するものにおいては、用辺装置が少ない
ため、装置全体をコンパクト化し得るという利点を有し
ている。しかしながら一方において、信頼性が若干低い
という問題点がある。

【０００６】次にバブルジェットプリンタは、ノズル内
のインクをヒートエレメントを介してバブル化し、この
バブルの急激な気化膨張によってインクを噴出する型式
のものである。従って高精細かつカラー画像が形成し得
るという利点がある。しかし精細度において限度があり
、より高精細化を要求されている現状を完全に満足させ
るまでには至っていないという問題点がある。

【０００７】上記問題点を解決するものとして、現像剤
として磁性流体を使用する磁性流体記録法がある。この
方法においては、粒径５０〜２００Åの磁性粒子を界面
活性剤と共に分散媒中に懸濁させた磁性流体を記録用イ
ンク若しくは現像剤として使用し、圧力、磁力、クーロ
ン力等によって飛翔、泳動若しくは偏向させて画像を形
成するものである（例えば特公平３−２２０４１　号公
報参照）。従って精細な画像が得られるという利点があ
る。 しかしながら磁性流体の管理、保守が比較的煩雑である
と共に、装置全体が大型であるという問題点がある。

【０００８】本発明は上記従来技術に存在する問題点を
解決し、磁性流体を使用する記録装置において、小型化
かつメンテナンスフリー化を可能とする磁性流体カート
リッジおよびそれを備えた磁性流体記録装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明においては、磁性材料によって形成した
磁性部と非磁性材料によって形成した非磁性部とを接続
して中空容器を形成し、この中空容器の磁性部にスリッ
トを内外に貫通するように設け、中空容器内に着色剤を
含有する磁性流体を収容する、という技術的手段を採用
した。

【００１０】次に第２の発明においては、移動可能に設
けられかつ表面に潜像を担持する像担持体と、着脱自在
に形成されかつ前記像担持体の表面にスリットを近接さ
せて設けた第１の発明の磁性流体カートリッジと、この
磁性流体カートリッジの磁性部と非磁性部との境界部に
磁極が臨むように設けられた磁気回路開閉手段と、磁性
流体カートリッジと像担持体との間に設けられたバイア
ス電圧印加手段と、像担持体の移動方向下流側に設けら
れた転写手段および定着手段とからなり、磁性流体を前
記潜像に付着させて可視像化し、この可視像を転写、定
着可能に構成する、という技術的手段を採用した。

【００１１】本発明において使用する磁性流体は、液相
中に界面活性剤で処理した微細な磁性粒子を高濃度かつ
安定に分散させた懸濁液であり、見掛け上液体自身が磁
性を有するように振る舞う性質を有する。上記磁性粒子
としては、例えばマグネタイト、マンガンフェライト、
ニッケルフェライト、コバルトフェライト、鉄亜鉛フェ
ライト、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェラ
イト、バリウムフェライト等を使用することができる。 また界面活性剤としては、例えばオレイン酸、リノール
酸等のカルボン酸、カチオン系活性剤およびノニオン系
活性剤等を単独で若しくは複合系として使用することが
できる。更に分散媒としては、例えばパラフィン、エス
テルオイル、エーテルおよび弗化炭化水素等が使用され
る。なお必要に応じて、上記磁性流体中に公知の染料、
顔料等を着色剤として含有させることができる。

【００１２】また本発明における磁気回路開閉手段とし
ては、円柱状若しくはブロック状に形成した永久磁石を
回動若しくは移動可能に構成したものは勿論、直流若し
くは交流によって駆動される電磁石を使用してもよい。

【００１３】

【作用】上記の構成により、所定の濃度に調製された磁
性流体を収容することができ、記録装置内において磁性
流体が消費された場合においても、簡単な操作のみで磁
性流体カートリッジを交換することができ、継続して情
報記録を行うことができる。

【００１４】また磁性流体カートリッジを記録装置内に
装着した際には、磁気回路開閉手段によりスリットに磁
気弁の機能を付与させることができ、非記録時において
は磁性流体カートリッジ内に閉磁気回路を形成し、磁性
流体がスリットから非所望に流出することを防止するこ
とができる。一方記録時においては磁気回路開閉手段に
よって上記磁気回路を開放することにより、スリットか
らの磁性流体の流出若しくは泳動を許容し、バイアス印
加手段等の作用により磁性流体を像担持体に形成された
潜像に付着させ、画像を形成することができるのである
。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す一部断面要部説
明図である。図１において、１は像担持体であり、円筒
状に形成し表面に感光体を塗布し、例えば時計方向に回
転可能に設ける。次に２は帯電手段、３は磁性流体カー
トリッジ、４は転写手段、５は除電手段、６はクリーニ
ング手段であり、像担持体１の表面に近接させ、かつ像
担持体１の回転方向に沿って上記の順序に設ける。次に
７は給紙手段、８は定着手段であり、転写手段４に対し
て記録紙９の移動方向の各々上流側および下流側に設け
る。１０ａ、１０ｂはバイアス電圧印加手段であり、像
担持体１と磁性流体カートリッジ３との間に所定のバイ
アス電圧を印加可能に設ける。

【００１６】次に磁性流体カートリッジ３の構成につい
て記述する。磁性流体カートリッジ３は例えば全体を略
直方体状の中空容器に形成するのであるが、少なくとも
上下の構成部材を例えば軟鉄のような磁性材料によって
形成して磁性部３１とする。３２はスリットであり、像
担持体１に臨む磁性部３１に内外を貫通するように設け
る。３３は非磁性部であり、中空容器の底部を構成する
ように、例えばプラスチックにより、外表面に凹円筒面
が現れるように形成する。なお磁性部３１およびスリッ
ト３２の先端部に、後述する磁性流体の流出をマトリッ
クス状に制御することができる電気的シャッタ若しくは
磁気的シャッタを設けてもよい。この場合、従来のイン
クジェットプリンタと同様に、記録紙などに直接的に印
字することが可能となる。

【００１７】１１は永久磁石であり、円柱状に形成する
と共に、表面に軸方向に延びる１対のＮＳ磁極を設け、
磁性流体カートリッジ３の磁性部３１と非磁性部３３と
の境界部にＮＳ磁極が臨むように配設する。なお永久磁
石１１は回動自在に設ける。１２は磁性流体であり、例
えば微粒のマグネタイトをエステルオイル中に均一に分
散させて形成し、磁性流体カートリッジ３内に収容する
。１３は反射鏡であり、電気信号に対応するレーザビー
ム１４を像担持体１の表面に照射可能に設ける。

【００１８】上記の構成により、次に作用について記述
する。まず像担持体１を矢印方向に回転させて帯電手段
２により表面を一様に帯電させ、感光性を付与させる。 次に電気信号に対応させてオン・オフされたレーザビー
ム１４を反射鏡１３を介して像担持体１に照射して静電
潜像を形成する。次に永久磁石１１を図１に示す状態に
回動させた磁性流体カートリッジ３により、磁性流体１
２を前記静電潜像に付着させて現像する。すなわちこの
状態においては磁性流体カートリッジ３内の磁気回路は
開放されており、かつ磁性流体１２と像担持体１との間
にはバイアス電圧印加手段１０ａ、１０ｂによって所定
のバイアス電圧（例えば−４００〜−５００Ｖ）が印加
されているから、磁性流体１２はクーロン力により、像
担持体１の表面に形成された静電潜像に静電的に付着し
、可視像化されるのである。

【００１９】次に像担持体１の回転により、転写手段４
を介して現像された画像を記録紙（図示せず）に転写し
、定着手段８によって定着させる。以後の工程において
は、除電手段５およびクリーニング手段６を介して像担
持体１の表面の電荷の除電および残留磁性流体の除去が
行われ、次の帯電、照射、・・・を繰り返す。

【００２０】図２は非記録時における磁性流体カートリ
ッジ３の磁気回路を示す説明図である。すなわち非記録
時においては、永久磁石１１を図１に示す状態から９０
°回動させ、磁性部３１と非磁性部３３との境界部にＮ
Ｓ磁極が臨むようにする。この結果磁性流体カートリッ
ジ３内に破線で示すような閉磁気回路が形成されるから
、スリット３２を磁気的に遮断し、磁性流体１２の非所
望な流出を防止できるのである。なお永久磁石１１を前
記図１に示すように回動させると、上記閉磁気回路が開
放されるから、磁性流体１２の流出若しくは泳動が可能
となる。

【００２１】図３は本発明の実施例における磁気回路開
閉手段の他の例を示す要部説明図であり、同一部分は前
記図１および図２と同一の参照符号で示す。図３におい
て１５はコアであり、軟鉄その他の軟磁性材料によって
例えばコ字形に形成し、端部が強磁性部３１と非磁性部
３３との境界部に臨むように設ける。１６はコイル、１
７は電源であり、全体として電磁石を構成する。そして
電源１７とコイル１６とを接続すれば、磁性流体カート
リッジ３内に閉磁気回路を形成し、前記図２に示すもの
と同様に磁性流体１２のスリット３２からの流出を防止
することができる。

【００２２】なお電源１７を交流電源で形成すると、ス
リット３２をその周波数に対応して開閉することができ
ると共に、磁性流体１２の流出若しくは泳動間隔を制御
することができる。すなわち交流周波数をｆ、磁性流体
１２の流出若しくは泳動間隔をδとすると、δ∝１／ｆ
であるから、交流周波数ｆを制御することにより、前記
間隔δを制御することができ、画像の濃淡、階調の制御
が可能である。なお１８は空気圧導入管であり、磁性流
体１２の流出若しくは泳動を促進し、制御する作用を有
する。

【００２３】本実施例においては、磁性流体カートリッ
ジ３の後端部に非磁性部３３を設けた例について記述し
たが、これに限定されず、任意の部位に設けることがで
き、要するに磁気回路開閉手段との協動により、磁性流
体カートリッジ３内に形成される磁気回路を開閉するこ
とができる限り、すなわちスリット３２を磁気的に開閉
し得るものである限り、設置部位の選定は自由である。 また静電気的な潜像の現像以外に、磁気的な潜像の現像
にも応用できることは勿論である。更に磁性流体カート
リッジ３の形状もまた前記実施例のものに限定されるこ
とはない。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上記述のような構成および作
用であるから、記録装置内の磁性流体が消費された場合
においても、カートリッジを交換するのみで継続して情
報記録若しくは画像形成を行うことができるため、取り
扱いおよび保守が極めて容易である。また非記録時にお
いてはスリットを磁気的に閉塞するため、余剰の煩雑な
操作を必要としない。更に磁性流体をカートリッジ内に
コンパクトに収容した構成であるため、記録装置全体を
小型化することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す一部断面要部説明図であ
る。

【図２】非記録時における磁性流体カートリッジの磁気
回路を示す説明図である。

【図３】本発明の実施例における磁気回路開閉手段の他
の例を示す要部説明図である。

【符号の説明】

３　　磁性流体カートリッジ １１　　永久磁石 ３１　　磁性部 ３２　　スリット ３３　　非磁性部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性材料によって形成した磁性部と非
   磁性材料によって形成した非磁性部とを接続して中空容
   器を形成し、この中空容器の磁性部にスリットを内外に
   貫通するように設け、中空容器内に着色剤を含有する磁
   性流体を収容したことを特徴とする磁性流体カートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】　　移動可能に設けられかつ表面に潜像を
   担持する像担持体と、着脱自在に形成されかつ前記像担
   持体の表面にスリットを近接させて設けた請求項１記載
   の磁性流体カートリッジと、この磁性流体カートリッジ
   の磁性部と非磁性部との境界部に磁極が臨むように設け
   られた磁気回路開閉手段と、磁性流体カートリッジと像
   担持体との間に設けられたバイアス電圧印加手段と、像
   担持体の移動方向下流側に設けられた転写手段および定
   着手段とからなり、磁性流体を前記潜像に付着させて可
   視像化し、この可視像を転写、定着可能に構成したこと
   を特徴とする磁性流体カートリッジを備えた磁性流体記
   録装置。