JPH0476564A - 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１３図に示すにように、非磁性円筒５
０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（又は誘電層）５４ａ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５
５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じた
電圧を印加することによって、記録媒体５４の絶縁層５
４ａ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ディスプレイ装置とし
ては、第１４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、現像容器５７内に内蔵された非磁性用１５０と
同軸に設けられた回転磁石５２の回転により記録電極５
３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５工が記録媒体５４に付着し
、ＯｖＯ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に付着したトナー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、導電性樹脂、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、前記現像容器５７内に落下して再度
搬送されて次の記録に備える。尚、トナー５１の帯電電
荷は、クリーニング部材６０に摺擦される際に、除電用
電源６１により除電される。

〈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、トナー５１の搬送
は、回転磁石５２の回転によりトナー５１が非磁性円筒
５０の周面上を移動するものである。

そのため、装置自体が水平に設置されている場合は、第
１５図に示すように、現像容器５７内のトナー５１は非
磁性円筒５０の周面に対し均一に分布している。これに
対し、第１６図に示すように装置本体が水平面に対し角
度θで傾斜して設置された場合、第１７図に示すように
非磁性円筒５０の周面を移動するトナー５１には、回転
磁石５２による搬送力Ｍと重力Ｇの合力Ｆが作用し、矢
印ａ方向に移動する。

これによって現像容器５７内のトナー５１は、傾斜方向
下流側（図面左側）に集まり、傾斜方向上流側（図面右
側）の非磁性円筒５０の周面上にはトナー５１が供給さ
れず、画像形成が困難になるおそれがあった。

またクリーニング部材６０により摺擦されて、記録媒体
５４より掻き落とされたトナー５１は、重力Ｇによる自
由落下により現像容器５７内に回収されるため、装置本
体が傾斜している場合には傾斜方向下流側に落下して偏
り、同様に傾斜方向上流側の非磁性円筒５０の周面上に
はトナー５１が供給されず、画像形成が困難になるおそ
れがあった。

本発明の目的は、現像容器内の現像剤の均一性を検出し
て、装置本体が傾斜して設置されても現像剤を現像容器
内に均一に搬送する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、前記記録電極と記
録媒体との間に現像容器内の現像剤を供給するための現
像剤供給手段と、前記現像容器内の現像剤の均一性を検
出するための検出手段と、前記検出手段の検出動作に応
じて現像剤を現像容器内に均一に搬送するための搬送手
段と、を有することを順次有する。

〈作用〉 前記構成によれば、検出手段により現像容器内の現像剤
の均一性を検出し、その検出動作に応じて搬送手段によ
り現像剤を現像容器内に均一に搬送することができる。

〈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図は現像剤供給手段の斜視説明図、第２図はその一
部断面説明図、第３図は現像剤の搬送手段の断面説明図
、第４図（ａ）（ｂ）は第３図に示す検出手段のＡ−Ａ
部の断面説明図、第５図はその部品説明図、第６図は前
記検出手段及び搬送手段の動作説明図、第７図は画像形
成装置の概略構成を示す断面説明図、第８図は記録電極
の斜視説明図、第９図は記録媒体の断面説明図である。

先ず第７図乃至第９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７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１は、導
電性磁性現像側（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１と言う）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。

前記スリーブ３には、回転磁石４が同軸状に取り付けら
れており、その回転磁石４が矢印す方向に回転して形成
する交番磁界により、前記トナー２を前記スリーブ３の
外周面に付着させて矢印Ｃ方向に搬送するものである。

上記スリーブ３及び回転磁石４は、現像容器７内に収納
されている。

前記記録電極１の近傍には、トナー２を付着させて画像
を形成するための記録媒体である無端ヘルド状の記録シ
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
れた駆動ローラー６ａと従動ローラー６ｂとの間に掛は
渡されている。

上記駆動ローラー６ａは、圀示しない駆動モーターによ
り回転駆動され、前記記録シート５を図の矢印ｄ方向に
搬送するものである。

８は前記記録電極１と記録シート５の導電層５Ｃとの間
に、画像情報に応した電圧を印加する記録制御部であり
、この記録制御部８より電圧を印加することにより、記
録シート５の表面層５ａにトナー２を付着させるもので
ある。また９ば上記記録シート５上に形成された画像を
外部に表示するための画像表示部である。

１０は画像表示後のトナー２を摺擦して掻き落とすため
のクリーニング部材であり、装置本体フレーム１１に設
けられた取付部材１１ａに取り付けられている。このク
リーニング部材ＩＯ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１
０ｂ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。また上
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、或いはシリコ
ン等の材料が用いられる。上記クリーニング部材１０に
は、除電用電１ｆ１１２が接続されており、トナー２の
帯を電荷を接地方向に除電するように構成されている。

１３は上記クリーニング部材１０に対向して配設された
記録シート５を支持するための非磁性部材であり、１４
はトナー２をクリーニング部材１０の摺擦部に集めるた
めの磁石である。

上記記録電極１は、第８図に示すように、基板１ａに設
けられた駆動素子１ｂに連結されており、上記凸部３ａ
には記録電極１のうち記録に寄与する記録部１ｃが配置
されている。また上記基板１ａには前記非磁性円筒３の
軸方向に沿って複数の穴１ｄが穿孔されている。これら
の穴１ｄは、前記非磁性円筒３の外周上を搬送されるト
ナー２が、矢印Ｃ方向に通過して前記記録部ＩＣに到達
するように構成されている。また前記基板１ａはフレキ
シブルプリント基板が使用され、更に前記駆動素子１ｂ
としては、例えばＶＦＤドライバー（沖電気製Ｍ　Ｓ　
Ｇ１１６３）が使用されている。

また上記記録シート５は、第９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１プラスチツク樹脂）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、ポリエチレン、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（Ｔ　ｉ　Ｏｘ　）　。

酸化アルミニウム（Ａ４０ｓ）等の無機物質を用いてい
る。

また前記現像容器７内には、その容器内のトナー２の均
一性を検出するための検出手段である検出車１５と、そ
の検出車１５の動作に応じてトナー２を現像容器７内に
均一に搬送するための搬送手段である搬送スクリュー１
６が内蔵されている。

次に上記現像容器７内に内蔵される検出車１５及び搬送
スクリュー１６の構成について、第１図乃至第５図を参
照して説明する。

上記検出車１５は、第１図乃至第３図に示すように周面
に羽１５ａを突設された別車であって、現像容器７外の
長手方向両端に回転可能に取り付けられたベルトプーリ
ー１７のプーリーシャフト１７ａに同軸状に取り付けら
れている。このプーリーシャフト１７ａには伝達ギヤ１
８が夫々同軸状に取り付けられている。上記伝達ギヤ１
８の端部にはバネクラッチ１９の一部１９ａが圧入固定
されている。上記ハネクラッチ１９の他部にはテーパ一
部１９ｂが形成されており、そのテーパ一部１９ｂの一
部はプーリーシャフト１７ａに巻き付けられている。上
記テーパ一部１９ｂの端部１９ｃは、第５図に示すよう
に、検出車１５の羽１５ａに沿ってプーリーシャフト１
７ａに対して垂直方向に可動な状態で取り付けられてい
る。

上記伝達ギヤ１８は、回転磁石４と同一駆動源により駆
動力を伝達されて回転する伝達ギヤ２０に夫々噛合して
いる。

また上記搬送スクリュー１６の回転軸１６ａの両端部に
は、第２図及び第３図に示すように、ベルトプーリー２
１が夫々同軸に取付けられており、上記へルトプーリ−
１７とベルトプーリー２１との間には、ヘルド２２が夫
々掛は渡されている。また上記搬送スクリュー１６の回
転軸１６ａの両端部近傍には、逆回転防止用のバネクラ
ッチ２３が夫々設けられている。

上述のように構成された画像形成装置の画像形成動作に
ついて説明すると、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は記録電極ｌ上に搬
送される。この時上記記録電極１に画像情報に応じて電
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
の記録電極１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６図の矢印ｄ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。

次に上記検出車１５及び搬送スクリュー１６の動作につ
いて説明すると、装置本体が水平に設置されている場合
には、トナー２は第２図及び第３図に示すように、現像
容器７内に均一に分布し、検出車１５の位置にトナー２
は存在しない。

この時、回転磁石４と同一の駆動源より伝達ギヤ２０を
介して伝達ギヤ１８に駆動力を伝達される。

しかしながら、上記伝達ギヤ１８の一部に連結している
バネクラッチ１９は第４図（ａ）に示すように、緩む方
向に回転するので、テーパ一部１９ｂはプーリーシャフ
ト１７ａの外周面にほとんど接触せず、従って駆動力は
プーリーシャフト１７ａには伝達されず、搬送スクリュ
ー１６は回転しない。

次に第６図に示すように、装置本体を水平面に対して角
度θ傾斜すると、現像容器７内に収納されたトナー２は
偏りを生じ、検出車１５の位置にトナー２が存在するよ
うになる。

この状態で、伝達ギヤ１８が回転すると、検出車１５が
トナー２の負荷を受け、伝達ギヤ１８との間に速度差を
住する。これによって、バネクラッチ１９のテーパ一部
１９ｂは、第４図Φ）に示すように次第に絞られてプー
リーシャツＨ７ａの外周面に接触するようになる。よっ
て伝達ギヤ１８の回転力は、バネクラッチ１９を介して
ブーリーシャフ目７ａに伝達され、搬送スクリュー１６
が回転を始める。

上記搬送スクリュー１６が回転すると、トナー２は、第
６図に示すように、傾斜方向上流側に搬送される。これ
によって、スリーブ３の外周面のトナー２が当接しない
部分に対し、トナー２を供給することができ、画像形成
動作が可能となる。

またトナー２が搬送され続けると、検出車１５の周囲に
存在したトナー２の量が減少し、検出車１５と伝達ギヤ
１Ｂとの速度差がなくなり、ハネクラッチ１９のテーパ
一部１９．ｂが再び緩むため、搬送スクリュー１６の回
転が停止する。

尚、上記構成は装置の左右両側に設けられているので、
装置本体がいずれの方向に傾斜した場合にも、搬送スク
リュー１６は有効に作動するものである。

〈他の実施例〉 次に前記実施例における現像容器７内のトナー２の均一
性を検出するための検出手段の他の実施例について、第
１０図乃至第１３図を参照して説明する。

本実施例は第１０図に示すように、現像容器７内のスリ
ーブ３の両側にトナー２の有無を検出するための電極２
４ａ、２４ｂ及び２４ｃ、２４ｄを夫々設けたものであ
る。

また、搬送スクリュー１６は駆動用モーター２５により
、前記電極２４ａ、２４ｂ若しくは電極２４ｃ、２４ｄ
からの検出信号により駆動モーター２５を作動させるこ
とにより回転するように構成されている。

例えば第１１図に示すように装置本体が傾いて上記電極
２４ａ、２４ｂにトナー２が存在すると、これらは導通
状態となり端子Ｓ、に電圧を生ずる。この電圧を入力信
号として、第１２図に示す駆動回路により駆動モーター
２５を作動させて、搬送スクリュー１６を回転させてト
ナー２を傾斜方向上流側に搬送するものである。上記駆
動回路は、駆動モーター２５を正逆回転させるための回
路であり、入力端子Ｐ、若しくは入力端子Ｐ２に入力信
号を与えることにより、駆動モーター２５に流れる電流
の向きを変化させて回転方向を切り換えるものである。

上記構成によれば、前記実施例に比べて部品点数が少な
くなるため、組立てを簡略化することができる。

〈発明の効果〉 本発明は前述したように、検出手段により現像容器内の
現像剤の均一性を検出し、その検出動作に応じて搬送手
段により現像剤を現像容器内に均一に搬送することがで
きる。

従って、装置本体が傾斜した状態で設置されても、安定
した画像形成動作を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像剤供給手段の斜視説明図、第２図はその一
部断面説明図、第３図は現像剤の搬送手段の断面説明図
、第４図（ａ）（ｂ）は第３図に示す検出手段のＡ−Ａ
部の断面説明図、第５図はその部品説明図、第６図は前
記検出手段及び搬送手段の動作説明図、第７図は画像形
成装置の概略構成を示す断面説明図、第８図は記録電極
の斜視説明図、第９図は記録媒体の断面説明図、第１０
図乃至第１２図は他側の説明図、第１３図乃至１７図は
従来例の説明図である。 １は記録電極、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は駆動ローラー、６ｂ
は従動ローラー、７は現像容器、８は記録制御部、９は
画像表示部、１０はクリーニング部材、１１は本体フレ
ーム、ｌｌａは取付部材、１２は除電用電源、１３は非
磁性部材、１４は磁石、１５は検出車、１５ａは羽、１
６は搬送スクリュー１６ａは回転軸、１７，２１はへル
トプーリー、１７ａはプーリーシャフト、１８．２０は
伝達ギヤ、１９．２３はバネクラッチ、２２はベルト、
２４　ａ　、　２４　ｂ　、　２４　ｃ２４ｄは電極、
２５は駆動モーターである。

Claims (3)

【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、 前記記録電極と記録媒体との間に現像容器内の現像剤を
   供給するための現像剤供給手段と、前記現像容器内の現
   像剤の均一性を検出するための検出手段と、 前記検出手段の検出動作に応じて現像剤を現像容器内に
   均一に搬送するための搬送手段と、を有する画像形成装
   置。
2. （２）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。
3. （３）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（２）記載の
   画像形成装置。