JPH045666A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は特に感光体を用いず普通紙に画像を記録する記
録装置に関する。

〔従来の技術］ 感光体を用いない記録装置の１つとして、例えば高速で
回転するスリーブ表面に螺旋状に形成した螺旋電極を設
け、またこの螺旋電極に対向した位置に回転可能な対向
電極を設け、その間に制御電極を内蔵するフィルム（現
像剤搬送体）を設け、上記制御電極に記録信号に従った
パルス電圧を印加することにより、フィルム表面に付着
するトナーを対向電極に飛翔し、さらに対向電極に付着
したトナーを用紙に記録する記録装置が考案されている
。

第６図（ａ）〜（ｅ）に示す図は、上述の記録装置にお
けるフィルム表面のトナーを上述の対向電極へ飛翔させ
る時の状態を示す。尚、同図（ａ）〜（ｅ）において１
は上述の対向電極を示し、２は螺旋電極を示し、３はフ
ィルム（現像剤搬送体）を示し、３ａ、３ｂはフィルム
３内に配設された制御電極を示す。

また、対向電極１には電源１ａから所定電圧プラスＶ２
が印加され、螺旋電極２には電源２ａから所定電圧マイ
ナス■１が印加され、制御電極３ａ、３ｂには制御信号
出力部４から所定のタイミングでパルス電圧が印加され
る。尚、制御信号出力部４から出力されるパルス信号に
より、スイッチＳが端子■側へ切り換わり制御電極３ａ
、３ｂは接地レベルとなり、パルス信号がなくなるとス
イッチＳが端子■側へ切り換って、制御電極３ａ、３ｂ
にはプラス■３の電圧が印加される。スイッチＳの切換
は不図示の画像データ信号によって行われる。

上述の状態において、フィルム３上にマイナス極性のト
ナーＴとプラス極性の磁性粒子Ｊよりなる現像剤が搬送
されてくると、先ず制御信号出力部４から制御電極３ａ
、３ｂへ上述のパルス信号が出力されない状態では第６
図（ａ）に示す如く制御電極３ａ、３ｂには電圧■３が
印加されている。

この電圧■３は対向電極１に印加されている電圧■２と
同極性の電圧であり電界が形成されず、トナーＴは対向
電極１へ飛翔せず、また磁性粒子Ｊも対向電極１と制御
電極３ａ、３ｂ間の電位差がＶ３　　Ｖ２と弱く螺旋電
極２の下方に設けられた不図示のマグネットロールから
の磁力に抗して対向電極１へ飛翔する程の飛翔力はない
。

次に、同図（ｂ）に示す如く制御信号出力部４からパル
ス信号が出力されると、制御電極３ａ、３ｂは接地レベ
ルに設定される為、対向電極１と螺旋電極２間は電源１
ａ及び２ａからの出力電圧に基づいて電位差Ｖ、　十Ｖ
２となり、対向電極１と螺旋電極２間に電界Ｅｄが形成
される。この為、トナーＴはこの電界Ｅｄに沿って対向
電極１へ飛翔する。この時、フィルム３上に残された磁
性粒子Ｊには飛翔したトナーＴの総電荷量に等しい逆極
性の電荷（プラスの電荷）が残され、フィルム３の蓄積
電荷となる。フィルム３が絶縁フィルムで構成され体積
抵抗Ｒが１０１３〜１０Ｉ５Ω・ｃｍと高い為、フィル
ム３に蓄積された蓄積電荷は螺旋電極２へ流れることが
できない。この為、フィルム３の蓄積電荷は対向電極１
と螺旋電極２間の電界Ｅｄを弱めるように働く。したが
って、対向電極１へトナーＴが飛翔すればするほど電界
Ｅｄは弱くなり、やがて同図（Ｃ）に示す如く対向電極
１へのトナーＴの飛翔は止まる。

第７図は制御信号出力部４のパルス信号の出力タイミン
グと、対向電極１と螺旋電極２間に発生する電界Ｅｄと
の関係を示す図であり、上述の説明は期間Ｔ＋　に対応
する。すなわち、制御信号出力部４からパルス信号が出
力した時マイナスＥ０の電界が発生するが、同図に示す
ように上述の蓄積電荷の形成により平衡状態となるまで
電界が低下してしまう。すなわち、斜線で示すＡ、の期
間（Ｔ８）のみトナーＴが飛翔し、電界Ｅｄの大きさは
Ｅ０〜Ｅ＋　まで低下する。

次に、画像データに従って制御信号出力部４からのパル
ス信号の出力が終了すると、第６図（ｄ）に示すように
制御電極３ａ、３ｂには電圧Ｖ３が印加されることにな
る。この時、フィルム３には上述の蓄積電荷が残ってい
る為、この蓄積電荷により対向電極１とフィルム３間に
は蓄積電荷に基づく大きさＥｌの電界が形成される。こ
の為、同図（ｄ）に示すようにフィルム３上の磁性粒子
Ｊはこの電界によりマグネットロールからの磁力に抗し
て対向電極１へ飛翔する。そして、フィルム３から飛翔
した磁性粒子Ｊの電荷量がフィルム３の蓄積電荷と打ち
消し合い、最終的に対向電極１への磁性粒子Ｊの飛翔は
止まる。

第７図の期間Ｔ２は上述の間の電界の変化状態を示す。

すなわち、制御信号出力部４からパルス信号の出力が停
止した時大きさＥ＋　の電界が発生するが、磁性粒子Ｊ
が飛翔するに従って同図に示すように電界は大きさＢ２
まで低下する。したがって、この場合斜線で示すＢ１の
期間だけ磁性粒子Ｊが対向電極１へ飛翔する。また、対
向電極１へ飛翔した磁性粒子Ｊの有する電荷は第６図（
ｅ）に示すように、電源１ａを介して接地へ流れる。こ
の為、対向電極１へ一旦飛翔した磁性粒子Ｊは電荷を失
い、前述のマグネットロールの磁力によりフィルム３上
へ戻る。

以下、従来の記録装置では上述の処理を繰り返し、対向
電極１ヘトナーを飛翔させ対向電極１にトナー像を形成
する。その後、対向電極１上に形成されたトナー像を用
紙に転写し記録画像の作成を完了する。

〔従来技術の問題点〕

従来の記録装置では、上述のようにフィルム３に蓄積電
荷が残る為、第７図に示すように、各々の期間Ｔ、、Ｔ
２、・・・において対向電極１と螺旋電極２（フィルム
３）間に形成される電界Ｅｄは同図に示すようにトナー
Ｔが対向電極１へ飛翔しない所謂臨界電界（！Ｅｏ　　
Ｅ＋、又はＥ０Ｅ２　　Ｅ３迄低下してしまう。この為
、各パルス信号出力毎に対向電極１へ飛翔する１〜ナー
量は充分ではなく、従って対向電極１上のトナー像を転
写して得られる用紙上の記録画像も淡いものとなり、鮮
明な記録画像を得ることができない。

また、磁性粒子Ｊもフィルム３に回収はされるものの一
旦対向電極１へ飛翔する。この為、対向電極１に形成さ
れるトナー像を乱し、特にライン状の記録画像ではこの
悪影響が大きい。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の問題点に鑑み、充分なトナー飛翔を
行い鮮明な記録画像を作成すると共に、印字品質の優れ
た記録画像を得ることを可能とした記録装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の要点］ 本発明は上記目的を達成する為、絶縁非磁性トナーと磁
性粒子の混合よりなる現像剤を表面に担持し該現像剤を
所定経路に沿って搬送する現像剤搬送体と、該現像剤搬
送体の現像剤担持面に対して逆側に回転可能に配設され
周表面に線状電極を螺旋状に施設した螺旋電極体と、前
記現像剤搬送体内に設けられた制御電極と、前記像剤搬
送体の現像剤担持面側に前記螺旋電極体に対向して回転
可能に配設された円筒電極と、記録情報に応じて前記制
御電極にパルス電圧を印加し前記トナーを前記円筒電極
に飛翔させるパルス電圧印加手段とを有する記録装置に
おいて、前記現像剤搬送体の体積抵抗Ｒを１０８≦Ｒ≦
１０１０Ωｃｍとすることを特徴とする。

（実　　施　　例〕 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら詳
述する。

第２図は一実施例の記録装置の模式的断面図である。同
図において、記録装置５は中間転写媒体６と、この中間
転写媒体６にトナー像を形成する為の現像器７と、中間
転写媒体６上に形成されるトナー像を用紙に転写する転
写器８と、用紙を収納する給紙カセット９、給紙コロ９
′、搬送ガイド板１０及び１１、搬送ロール】６、定着
ロール１２で構成されている。尚、中間転写媒体６の周
面近傍には中間転写媒体６から用紙を分離する為のツメ
１３及び中間転写媒体６に残留するトナーを除去する為
のクリーナ１４が配設されている。

また、クリーナ１４から現像容器７′へはクリーナ１４
で回収したトナーを再利用する為のリサイクルパイプ１
５が配設されている。定着ロール１２はヒータが内蔵さ
れた加熱ロール１２ａと加圧ロール１２ｂで構成され、
上記用紙の搬送と共に未定着トナー像を用紙に定着させ
るロールである。

また、この定着ロール１２によりトナー像が定着された
用紙はトレー１７へ排出される。

現像器７は現像容器７′内に現像ロール１９を配設して
構成され、さらに現像容器７′内には非磁性の絶縁性ト
ナーＴ及び磁性粒子Ｊより成る現像剤が収納されている
。現像容器７′の一端には後述するフィルム（絶縁フィ
ルム）に付着するトナー層のＮ厚を規制するブレード７
ａが形成されている。現像ロール１９は回転軸１９ａに
固設されたマグネットロール１９ｂと、マグネットロー
ル１９ｂの外周に固設されたスリーブ１９ｃで構成され
ている。また、この現像ロール１９は現像ロール１９に
対して所定間隔を有して設けられた固定スリーブ２０と
該固定スリーブ２ｏの両端に張設されたフィルム２１に
より周囲が覆われている。

回転軸１９ａは不図示の駆動機構により同図に示す矢印
ａ方向に高速で回転可能に構成されている。また、スリ
ーブ１９ｃの周面には螺旋状の線状電極２２が埋設され
ている。尚、上記マグネットロール１９ｂは現像容器７
′内の現像剤を固定スリーブ２０及びフィルム２１０周
面で搬送させる働きを行う。

中間転写媒体６は上記現像ロール１９の直上に配設され
、所定の間隔を有してフィルム２１と対面する位置に配
設されている。この中間転写媒体６は金属管よりなる円
筒電極体であり、軸６ａを中心に矢印す方向へ所定速度
で回転する。中間転写媒体６の周面には前述のクリーナ
１４内に配設されたブレード１４ａが当接しており、中
間転写媒体６の周面に残留するトナーを除去する。また
、前述の転写器８は用紙の搬送路を挟んで中間転写媒体
６と対面して配設されており、この転写器８には高圧電
源８ａから所定の高電圧が印加される。

第１図は上記中間転写媒体６とスリーブ１９ｃ及びフィ
ルム２１の配設構成及び模式的な回路構成を示す図であ
る。上記スリーブ１９ｃの周面に埋設された線状電極２
２には電源２３が接続され、電源２３から線状電極２２
へ所定電圧■１が印加される。また、中間転写媒体６に
は回転軸６ａに接続される電源６ｂから所定電圧■２が
印加される。この電源６ｂ及び２３の出力電圧値は詳し
く後述するようにフィルム２１に印加される電界を所定
値に設定する電圧値である。

尚、同図に示すフィルム２１上のトナーＴ及び磁性粒子
Ｊは後述するようにマグネットロール１９ｂの矢印ａ方
向への回転に従って、マグネットロール１９ｂの有する
磁力により固定スリーブ２０に付着し、矢印Ｃ方向に固
定スリーブ２０上を搬送されてきたものである。

上記フィルム２１は、例えば同図に示すように厚さ４０
ｐｍで構成され、材質はナイロン６６で構成されている
。第３図はフィルム２１に使用されるナイロン６６の体
積抵抗特性を示す。具体的には、ナイロン６６で構成さ
れるフィルム２１を介して中間転写媒体６と線状電極２
２間に形成される電界Ｅｄの強さに対するフィルム２１
の体積抵抗特性を示す。尚、第３図には比較の為ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）の体積抵抗特性も示す
。

また、フィルム２１内には制御電極２１ａ、２１ｂが配
設され、その夫々の制御電極２１ａ、２１ｂには制御信
号出力部２４が接続されている。

そして、この制御信号出力部２４からは非印字時はプラ
スの電圧が出力され、不図示の画像データに従った印字
時は接地レベルのパルス信号が出力される。

また、フィルム２１の上面を移動するトナー層の層厚は
前述のブレード７ａにより設定され、本実施例では４０
μｍである。また、このトナー層の上面と中間転写媒体
６との間隔（ギャップＧ）は所定の隙間に設定されてい
る。

次に、上記構成の記録装置５による用紙への画像の記録
動作について説明する。尚、本実施例においてもトナー
Ｔはマイナス極性、磁性粒子Ｊはプラス極性である。

先ず、不図示のモータの回転力が上述の中間転写媒体６
及び現像ロール１９の回転軸６ａ、１９ａへ伝達される
と、中間転写媒体６及び現像ロール１９が回転を開始す
る。固定スリーブ２０の周面には現像容器７′内のトナ
ーＴ及び磁性粒子ｊがマグネットロール１６ｂの有する
磁力により吸着しており、現像ロール１９の矢印ａ方向
への回転に従って固定スリーブ２０上を矢印Ｃ方向へ搬
送される。固定スリーブ２０上を搬送されるトナーＴ及
び磁性粒子Ｊはブレード７ａにより上述の一定の層厚に
規制され、第１図に示す如くフィルム２１上を矢印Ｃ方
向へ搬送される。

ここで、制御信号出力部２４から制御電極２工ａ、２１
ｂへプラス電圧が印加されている状態では従来例で示し
た第６図（ａ）の状態と同じである。

すなわち第４図（ａ）に示す如く、制御電極２１ａ、２
１ｂには電圧■３が印加され、フィルム２１上のトナー
Ｔ及び磁性粒子Ｊは共に中間転写媒体６へ飛翔しない。

次に、同図■）に示す如く制御信号出力部２４からパル
ス信号が出力されると、従来例で説明した場合と同様に
制御電極２１ａ、２１ｂは接地レヘルに設定される為、
中間転写媒体６と線状電極２２間には電位差Ｖ、＋Ｖ２
の電圧が印加され、線状電極１９と中間転写媒体２との
間に電界が形成される。この為、トナーＴは形成される
電界に沿って中間転写媒体６へ飛翔する。この時、フィ
ルム２１上に残された磁性粒子Ｊには飛翔したトナーＴ
の総電荷量に等しい逆極性の電荷が残される。

しかし、本実施例で使用するフィルム２１は前述のよう
に供給される電界に対して第３図に示す特性を有してい
る。したがって、例えばこの時１０８Ｖ　／　ｃｍ　（
Ｄ電界がフィルム２１を介して中間転写媒体６と線状電
極２２間に形成されるように前述の電圧■１及びＶ２を
設定すれば、フィルム２１の体積抵抗はほぼ１０９Ω・
ｃｍとなる。したがって、第４図（ｂ）に示す如くフィ
ルム２１の体積抵抗が１０９Ω・１と低ければフィルム
２１内の残留電荷は線状電極２２→電源２３を介して接
地へ流れる。

すなわち、従来のようにフィルム２１内に蓄積電荷とし
て残留することはない。

したがって、中間転写媒体６と線状電極２２間に形成さ
れる電界を弱めることがなく、電界は第５図の期間Ｔ１
に示す如くパルス電圧出力中一定の電界強度Ｅ０を保持
する。したがって期間Ｔ１の間、中間転写媒体６には１
ドツトを形成するのに充分なトナーが飛翔する。

次に、制御信号出力部２４からのパルス信号が終了する
と、制御電極２１ａ、２１ｂには再度電圧■３が印加さ
れる。この為、中間転写媒体６と線状電極２２間に形成
されていた電界も消滅する。

また、この時フィルム２１に蓄積電荷も無いので従来の
ように蓄積電荷に基づく電界も形成されない。したがっ
て、第５図の期間Ｔ２に示す如く電界は零となる。

次に、画像データに従って期間Ｔ３において再度パルス
信号が出力されると制御電極２１ａ、２１ｂは接地レベ
ルとなり、第４図（ｂ）で示した状態となり上述と同様
にして期間Ｔ３の間型界は強度Ｅｏを維持する為、中間
転写媒体６へ充分なトナーを飛翔することができる。

以上の処理をパルス信号が出力される毎に繰り返すこと
により、中間転写媒体６の周面には画像データに従った
鮮明なトナー像が形成される。

その後、上述のようにして中間転写媒体６の周面に形成
されたトナー像は中間転写媒体６の回転に伴い転写器８
の直下に達し、この時転写器８に印加される電圧は高圧
電源８ａからの高電圧であり、中間転写媒体６へ印加さ
れている電圧■２より高い為中間転写媒体６上に形成さ
れてるトナーＴは転写器８側へ吸引される。したがって
、この時中間転写媒体６と転写器８間に用紙を給紙する
ことにより用紙上には鮮明なトナー像が転写される。

また、中間転写媒体６には磁性粒子Ｊが飛翔しない為中
間転写媒体６の周面に形成されているトナー像に画像の
乱れがない。したがって、用紙上に転写される画像品質
は優れたものである。このようにしてトナー像が転写さ
れた用紙は前述の定着ロール１２により熱定着処理がな
されトレー１７へ排出される。

以上のように本実施例は、所定の電界Ｅｄを印加するこ
とにより体積抵抗が１０８≦Ｒ≦１０Ｉ０Ω・ａｎの範
囲に設定されるナイロン６６によりフィルム２１を構成
することにより、トナーＴの飛翔によりフィルム２」に
残る蓄積電荷を接地へ流し電界Ｅｄの大きさをパルス電
圧出力中一定に保持し充分なトナー濃度のトナー像を中
間転写媒体６に形成するものである。

尚、本実施例ではフィルム２１をナイロン６６で構成し
たが、所定電界の供給により体積抵抗が１０８≦Ｒ≦１
０Ｉ０Ω・ｃｍの範囲に設定できる材料であれば同様に
使用することができる。

（発明の効果］ 以上詳細に説明したように本発明によれば、中間転写媒
体へのトナー飛翔を充分行うことができ、中間転写媒体
に形成されたトナー像が転写された用紙に鮮明な記録画
像を作成することができる。

また、中間転写媒体への磁性粒子の飛翔が無い為、画像
の乱れが無く印字品質の極めて優れた記録画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例の記録装置の要部構成図、第２図は一
実施例の記録装置の全体構成図、第３図はフィルムに使
用する材料の体積抵抗特性図、 第４図（ａ）、［有］）は一実施例の記録装置の記録動
作を説明する図、 第５図は一実施例の記録装置のパルス電圧に対する電界
Ｅｄの特性図、 第６図（ａ）〜（ｅ）は従来の記録装置の記録動作を説
明する図、 第７図は従来の記録装置のパルス電圧に対する電界Ｅｄ
の特性図である。 ５・・・記録装置、 ６・・・中間転写媒体、 ６ｂ、２３・・・電源、 ７・・・現像器、 ８・・・転写器、 ９・・・給紙カセット、 １２・・・定着ロール、 １９・・・現像ロール、 １９ｂ・・・マグネットロール、 １９ｃ・・・現像スリーブ、 ２０・・・固定スリーブ、 ２１　・ ２２　・ ２４　・ Ｔ　・ Ｊ　・ フィルム、 線状電極、 制御信号出力部、 トナー、 磁性粒子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁非磁性トナーと磁性粒子の混合よりなる現像剤を表
   面に担持し該現像剤を所定経路に沿って搬送する現像剤
   搬送体と、該現像剤搬送体の現像剤担持面に対して逆側
   に回転可能に配設され周表面に線状電極を螺旋状に施設
   した螺旋電極体と、前記現像剤搬送体内に設けられた制
   御電極と、前記現像剤搬送体の現像剤担持面側に前記螺
   旋電極体に対向して回転可能に配設された円筒電極と、
   記録情報に応じて前記制御電極にパルス電圧を印加し前
   記トナーを前記円筒電極に飛翔させるパルス電圧印加手
   段とを有する記録装置において、前記現像剤搬送体の体
   積抵抗Ｒを１０＾８≦Ｒ≦１０＾１＾０Ω・ｃｍとする
   ことを特徴とする記録装置。