JPH0452661A - 画像形成装置 - 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〉 本発明は現像剤を記録媒体に静電的に付着させて画像を
形成する画像形成装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来より、画像情報に応じて画像形成する装置が種々開
発されており、その中に微粉末現像剤である導電性磁性
トナーを用い、そのトナーを静電的に記録媒体に付着さ
せて画像を形成する画像装置がある。

例えば特公昭５１−４６７０７号公報等に示す方法が提
案されている。第６図に示すにように、非磁性円筒５０
の外周に有する導電性磁性トナー５１を、上記非磁性円
筒５０と同軸に設けられた回転磁石５２の交番磁界によ
って、上記円筒５０の外周面に付着させて搬送する。そ
して、上記トナー５１を非磁性円筒５０の外周面上に軸
方向に沿って密に配列された記録電極５３を通過させ、
上記非磁性円筒５０に近接して設けられた内側より導電
層５４ｂ、絶縁層（又は誘’ｆ！Ｆり！Ｍａを積層して
なる記録媒体５４に物理的に接触しているときに電源部
５５によって電圧を印加する。この時上記記録電極５３
と記録媒体５４の導電層５４ｂとの間に画像情報に応し
た電圧を印加することによって、記録媒体５４の絶縁層
５４ａにトナー５１を付着させて画像を形成するもので
ある。

また上記画像形成方法を適用した画像形成装置としては
、第７図に示すように、駆動搬送ローラ５６ａ及び従動
搬送ローラ５６ｂにより搬送される記録媒体５４に対し
、現像器５７内に内蔵された非磁性円筒５０と同軸に設
けられた回転磁石５２の回転により記録電極５３上にト
ナー５１を搬送し、記録制御部５８からの信号電圧によ
りトナー５１が付着したりしなかったりして画像を形成
する。

例えば、上記記録制御部５８からの信号電圧が＋４０Ｖ
印加されたときは、トナー５１が記録媒体５４に付着し
、□Ｖの時には付着しないという動作を繰り返すことに
より画像形成を行う。

上記記録媒体５４に付着したｊ・ナー５１は、画像表示
領域５９において画像が表示された後、導電性カーボン
繊維、２］電性樹脂、或いは導電性ゴム等からなるクリ
ーニング部材６０により摺擦されて、帯電電荷を接地方
向に除電されると共に、前記非磁性円筒５０上に落下し
て再度搬送されて次の記録に備える。また、上記記録媒
体５４内に残留した電荷は、除電ブラシ６１より接地方
向に除電される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前記構成においては、常時同じ極性（例
えばプラス）で記録を繰り返していると、第８図に示す
ように、記録媒体５４の内部に記録時と逆極性の電荷が
残留して蓄積されてくるため、以下に述べる課題があっ
た。

例えば、記録媒体５４内に一５Ｖ相当のマイナス電荷が
蓄積されると、現像器を通過する際に、白画像であるに
もかかわらず、上記蓄積された残留電荷により、トナー
５１が引き付けられて記録媒体５４上に付着し画面が汚
れる、いわゆるかぶり、ゴースト等が生ずるおそれがあ
った。

また、上記記録媒体５４にマイナス電荷が残留して蓄積
されると、この電荷の残留箇所が現像器を通過する際に
＋３０Ｖで記録しようとすると、記録媒体５４自体が有
する電位−５■とのコントラストで＋３５Ｖの印加電圧
で記録することとなり、この箇所のみが画像濃度が濃く
なり、画像が見にくくなるおそれがあった。

本発明の目的は、上記従来技術のＲＢを解決し、記録電
極に印加する信号電圧の極性を少なくとも１画面毎に変
化させることにより、記録媒体に偏った電荷の残留を防
止した画像形成装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 前記従来技術の課題を解決し、以下に述べる実施例に適
用される代表的な手段は、画像情報に応じて現像剤に電
圧を印加するための記録電極と、前記記録電極に画像情
報に応じた信号電圧を印加するための駆動手段と、前記
現像剤を付着させて画像を形成するための記録媒体と、
前記駆動手段より記録電極に印加する信号電圧の極性を
少なくとも１画面毎に変化させることを順次有する。

〈作用〉 前記構成によれば、記録電極に印加する信号電圧の極性
を１画面毎若しくは複数画面毎に変化させることにより
、記録媒体内に偏った極性の電荷が残留するのを防止す
ることができる。

従って、画像形成時に不要な現像剤が記録媒体に付着す
ることがなく、鮮明で高品位な画像を得ることができる
。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明を適用した画像形成装置の
一実施例について説明する。

第１図（ａ）Φ）（Ｃ）（ロ）は記録媒体の模式説明図
、第２図は画像形成装置の概略構成を示す断面説明図、
第３図は記録電極の斜視説明図、第４図は記録媒体の一
部拡大断面図である。

先ず第２図乃至第４図を参照して画像形成装置の概略構
成について説明する。

第２図に於いて、１は画像情報に応じて現像剤に電圧を
印加するための記録電極である。この記録電極ｌは、導
電性磁性現像剤（以下「トナーＪと言う）２を供給する
ための現像剤供給手段である非磁性円筒（以下「スリー
ブ」言う）３の外周面上に軸方向に沿って密に取り付け
られている。

上記記録電極１は、第３図に示すように、フレキシブル
プリント基板１ａには軸方向に沿って密に設けられてい
る。この記録電極１は、支持板ｌｂに保持された電極ド
ライバーＩＣに連結されており、上記記録電極１の先端
部には記録に寄与する導体露出部１ｄが設けられている
。上記電極ドライバーＩＣとしては、例えばＶＦＤドラ
イバー（沖電気製Ｍ　Ｓ　Ｇ１１６３）等が用いられる
。また上記基板１ａには前記スリーブ３の軸方向に沿っ
て複数のトナー通し穴１ｅが穿孔されている。前記スリ
ーブ３の外周上を矢印Ａ方向に搬送されるトナー２は、
上記トナー通し穴１ｅを通過して前記導体露出部１ｄに
到達するように構成されている。

また、１ｆは上記電極ドライバーＩＣに電気的に接続す
るコネクタである。

また前記トナー２は、磁性であり例えばアクリル樹脂に
マグ２タイトが３０％〜５０％、カーボンが２％〜１０
％程度含有された電気抵抗の低いものが用いられ、体積
抵抗値としては、１×１０２〜１×１０８（ΩＣ１１１
）を有し、印加電圧としては１０■〜４０■の範囲で記
録が可能である。

前記スリーブ３には、回転磁石４が同軸状に取り付けら
れている。この回転磁石４は図示しない駆動モータによ
り回転軸４ａを中心に回転駆動され、この回転磁石４が
形成する交番磁界により前記トナー２を前記スリーブ３
の外周面に沿って搬送するものである。前記スリーブ３
及び回転磁石４は第２図に示す現像器７内に収納されて
いる。

前記記録電極ｌの近傍には、トナー２を静電的に付着さ
せて画像を形成するための記録媒体である無端ベルト状
の記録シート５がその一部を近接させて配置されている
。上記記録シート５は、搬送手段である上下に対をなし
て配設された駆動ローラ６ａとテンシランローラ６ｂと
の間に掛は渡されている。上記駆動ローラ６ａは図示し
ない駆動モータにより駆動ローラ６ａは回転駆動され、
前記記録シート５を第２図の矢印Ｂ方向に搬送するもの
である。

上記記録シート５は、第４図に示すように、ブチラール
樹脂、或いはウレタン樹脂を主成分とする透明材料から
なる表面層５ａ、有色の無機物質と結着剤（アクリル樹
脂、プラスチック樹脂）とからなる有色層５ｂ、導電性
を持たせるためのアルミニウム又はＩＴＯ（インジウム
とスズの酸化物）を蒸着した導電層５ｃ、及びポリエチ
レンテレフタレート、ボリュチレノ、ポリプロピレン等
のプラスチック性樹脂からなる基材５ｄを重合させて構
成されている。

上記表面層５ａ及び有色層５ｂは電気的に絶縁された誘
電層を構成しており、有色層５ｂとしては画面のベース
色として白色を出すために酸化チタン（ＴｉＯｚ）、酸
化アルミニウム（Ａ　Ｉｈ　Ｏｓ）、酸化スズ（Ｓｎｏ
ｗ、）等の無機物質を用いている。

また上記誘電層は、厚さ２〜４０μｍで体積抵抗値はＩ
　ＸＩＯ’　−Ｉ　Ｘｌ０１０Ωｌであり、上記導電層
５ｃは厚さ８００〜１０００人で体積抵抗値はｌＸｌ０
”Ω１以下である。

また上記表面層５ａの厚さは１〜１０μｍで体積抵抗値
はｌＸｌ０ｈ〜Ｉ　Ｘｌ０Ｉ０Ωｌ、上記有色層５ｂの
厚さは１〜３０μｍで体積抵抗値は１×１０２〜Ｉ　Ｘ
ＩＯ”Ω１である。

８は前記記録電極１に対して画像情報に応した電圧を印
加するための記録制御部である。この記録制御部８は、
画像情報に応じた信号電圧を前記記録シート５の導電層
５ｃに印加して表面層５ａ上にトナー２を付着させて画
像を形成させるものである。

９は前記記録シート５上形成された画像を外部に表示す
るための画像表示部であり、１０は装置本体の背板１１
に支持部材１１ａを介して取り付けられたクリーニング
部材である。このクリーニング部材１０は、クリーニン
グ部材本体１０ａと軟質で導電性の刷毛１０ｂとから構
成され、その刷毛１０ｂを適当な角度及び距離をもって
記録シート５を摺擦することにより、上記記録シート５
上に付着しているトナー２をスリーブ３上にかき落とす
ものである。上記クリーニング部材１０としては、カー
ボン繊維、複合化により導電性を有する軟質性プラスチ
ック（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ウレタンゴム
、或いはンリコン等の材料が用いられる。

また上記クリーニング部材１０の本体１０ａは接地され
ており、記録シート５を摺擦する際にトナー２の帯ｉｉ
ｉ電荷を接地方向に除電するものである。

また前記記録シート５を介してクリーニング部材１０に
対向する位置には、前記記録シート５を支持するための
非磁性部材１２及び磁石１３が配設されている。

１４は前記記録シート５に接触してその記録シート５内
に残留する電荷を消去するための除電ブラシである。こ
の除電ブラシ１４は、第４図に示すように、記録シート
５の導電層５Ｃ上に塗布されたカーボンペースト５ｅ等
の電気抵抗値の低い材料に接触して、残留電荷を消去す
るものである。

前記回転磁石４によりスリーブ３の外周に付着して搬送
されたトナー２は、基板１ａの穴１ｄを通過して記録電
極１上に搬送される。この時上記記録電極１に画像情報
に応して電圧を印加することにより、トナー２を記録シ
ート５に付着させて画像を形成することが出来る。尚、
記録電極１上で画像形成に寄与しなかったトナー２は、
スリーブ３より落下して、記録シート５に形成された画
像に影響を与えることがない。

上記記録シート５上に形成された画像は、駆動ローラ６
ｂの回転によってその記録シート５が第２図の矢印Ｂ方
向に搬送され、画像表示部９を通過するとき外部に表示
される。そして、上記画像表示部９を通過した記録シー
ト５は、前記除電ブラシ１４により残留電荷を消去する
と共に、前記クリーニング部材１０より、付着したトナ
ー２が剥ぎ取られて、そのトナー２は前記スリーブ３上
に落下して再度搬送されて次の記録に備える。

次に第１図（ａ）（ｂ）　（Ｃ）（ロ）を参照して前記
記録シート５に対する画像形成動作について詳細に説明
する第１図（ａ）において、１画面分を記録電極１から
の信号電圧＋３０Ｖで記録した場合、トナー２はプラス
の電荷を有し、記録ンート５の内部の誘電層には上記プ
ラスの電荷に見合ったマイナスの電荷が誘起される。

次に第１図（ｂ）において、１画面分のトナー２が記録
シート５に付着して画像が形成されると、同時に１画面
分のトナー２がクリーニング部材１０により掻き落とさ
れる。この時トナー２が有するプラス電荷は、クリーニ
ング部材１ｏがら接地方向に靜電され、一方記録シート
５内に残留していたマイナス電荷は、除電ブラシ１４を
通して接地方向に除電される。

しかしながら、上記除電ブラシ１４にょる除電では、記
録シート５内のマイナス電荷は完全にリークせず、なお
残留電荷が存在するおそれがある。

そこで第１図（Ｃ）に示すように、例えば３画面目に記
録電極ｌに対して、マイナスの信号電圧を印加すること
によって、トナー２に対してマイナスの電荷を注入する
。これによって、記録シート５の誘電体内には、第１図
（ａ）　（ｂ）とは逆にプラスの電荷が誘起される。

この結果、第１図（ｄ）に示すように、マイナスの信号
電圧で記録されたトナー２が、クリーニング部材１０で
消去される時、トナー中のマイナス電荷はクリーニング
部材１０を介して除電され、帯電してないトナー２は、
現像器７内に落下していく。

また、記録シート５内に誘起されたプラス電荷は、除電
ブラシ１４からリークしていくが、完全にリークせず一
部の電荷が残留する。この特売に第１図０））で残留し
ていたマイナス電荷と、第１図（ｃｌ）で残留したプラ
ス電荷は、記録シート５内で互いに引き合い消滅する。

以上のように、２画面毎に記録電極に印加する信号電圧
をプラス、若しくはマイナスに切り換えることにより、
記録シート５内に残留する電荷は減少し、余分なトナー
２が記録シート５に付着するのを防止できる。従って、
鮮明で高品位な画像を得ることができる。

尚、上記実施例では、記録電極１に対する印加を２画面
毎に変化させたが、１０画面毎に変化させることも可能
である。また画面数をカウントすることにより、記録電
圧の極性を自由に変化させることも可能であり、これに
よって余分なトナー２の付着が生して記録シート５が汚
れた場合に、記録電圧の極性を変えることにより鮮明な
画像を維持することができる。

〈他の実施例〉 前記実施例では、画面数をカウントすることにより、記
録電圧の極性を少なくとも１画面毎に変化するように構
成していた。これに対し本実施例は一度記録してから次
に記録するまでの時間と環境湿度とを検知して、記録電
圧の極性を変える場合について説明する。

例えば、第５図のグラフに示すように、装置内に設けた
図示しない湿度センサーにより検知された環境湿度の値
が４０％の場合、ある画面を記録してから１分以内に次
の画面を記録する場合には、記録電圧の極性を変えるこ
とを示し、１００分以内の場合には、記録電圧の極性は
変えないことを示す。即ち、第５図の斜線で示す領域は
、記録電圧の極性を変えることを示し、それ以外の領域
では記録電圧の極性を変えないことを示す。

この場合、記録シート５内の残留電荷がリークする時間
ｔは、誘電層の抵抗値Ｒと容１ｃとで決定され、 ｔ＝ＲＸＣ で示され、上記リーク時間がたてば残留電荷を減少させ
ることができる。

〈発明の効果〉 本発明は前述したように、記録電極に印加する信号電圧
の極性を１画面毎若しくは複数画面毎に変化させること
により、記録媒体内に偏った極性の電荷が残留するのを
防止することができる。

従って、画像形成時には、不要な現像剤が記録媒体に付
着することがなく、鮮明で高品位な画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（Ｃ）（ロ）は記録媒体の模式説明
図、第２図は画像形成装置の概略構成を示す断面説明図
、第３図は記録電極の斜視説明図、第４図は記録媒体の
一部拡大断面図、第５図は湿度とリーク時間との関係を
示すグラフ、第６図乃至第８図は従来例の説明図である
。 １は記録電極、１ａはフレキシブルプリント基板、１ｂ
は記録素子、１ｃは駆動素子、１ｄは導体露出部、ｌｅ
はトナー通し穴、１ｆはコネクタ、１ｇはポリエチレン
フィルム、２はトナー、３は非磁性円筒、４は回転磁石
、５は記録シート、５ａは表面層、５ｂは有色層、５ｃ
は導電層、５ｄは基材、６ａはテンシゴンローラ、６ｂ
は駆動ローラ、７は現像器、８は記録制御部、９は画像
表示部、１０はクリーニング部材、１０ａはクリーニン
グ部材本体、１０ｂは刷毛、１１は背板、ｌｌａは支持
部材、１２は非磁性部材、１３は磁石、１４は除電ブラ
シである。 第１図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報に応じて現像剤に電圧を印加するための
   記録電極と、 前記記録電極に画像情報に応じた信号電圧を印加するた
   めの駆動手段と、 前記現像剤を付着させて画像を形成するための記録媒体
   と、 前記駆動手段より記録電極に印加する信号電圧の極性を
   少なくとも１画面毎に変化させることを特徴とした画像
   形成装置。
2. （２）前記駆動手段より記録電極に印加する信号電圧の
   極性を環境湿度に応じて変化させる請求項（１）記載の
   画像形成装置。
3. （３）前記記録媒体は表面透明樹脂層と、有色の無機物
   質と、導電層を順次有する請求項（１）記載の画像形成
   装置。
4. （４）前記記録媒体に形成した画像は、表示部にて表示
   して用いるディスプレイ装置である請求項（３）記載の
   画像形成装置。