JPH05224490A

JPH05224490A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05224490A
Application number: JP4058805A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ochiai; 俊彦落合
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-13
Filing date: 1992-02-13
Publication date: 1993-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】高速記録を可能とし、画像の濃度むらを防止す
ること。【構成】回転可能なスリーブ３の内部に固定した磁石５
を内包させて配置し、記録電極１の直下に少なくとも１
極の磁極（図中Ｓ₁極）が位置するように配置する。こ
れによって、記録電極１と記録シート７が対峙する記録
位置に常に一定の磁界を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録電極と記録媒体との
間に電圧を印加してその間に供給された着色された現像
剤を記録媒体に静電的に付着させて画像を形成するプリ
ンター、ディスプレイ装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置においては、特公昭
５１−４６７０７号公報等に記載された方法により画像
を形成するものが知られている。これは図７に示すよう
に、導電性・磁性トナー51を回転磁石52により固定され
た非磁性円筒（以下単に『スリーブ』と言う）53上を搬
送して磁性体で構成される記録電極54上を通過させる。
そして表面に絶縁層55ａ，導電層55ｂを順次積層してな
る記録媒体55の導電層55ｂと記録電極54間に記録制御部
56より信号電圧を印加することによって、絶縁層55ａに
トナー51を付着させて画像を形成するものである。

【０００３】上記画像形成方法を使用した装置として図
８に示すディスプレイ装置がある。尚、図７に示す部材
と同一部材については同一番号を付して説明を省略す
る。上記ディスプレイ装置は、現像容器57内に内蔵する
導電性・磁性トナー51を、上記スリーブ53に内包するよ
うに設けられた回転磁石52の形成する回転磁界によっ
て、上記スリーブ53の外周面に付着させて搬送する。そ
して、上記トナー51をスリーブ53の外周面上に設けた記
録電極54を通過させ、上記スリーブ53に近接して設けら
れた記録媒体55に物理的に接触しているときに、記録制
御部56より記録電極54に画像情報に応じた信号電圧を印
加し記録媒体55に電荷を注入ことによりトナー51を静電
的に付着させて画像を形成するものである。例えば上記
記録制御部56からの信号電圧が＋30Ｖ印加された時はト
ナー51が記録媒体55に付着し、０Ｖの時には付着しない
ようにして画像を形成するものである。

【０００４】画像形成後の記録媒体54は、搬送ローラ対
58によって搬送され、画像表示部59において形成された
画像が表示された後、トナー51がクリーニング部材60に
より現像容器57内に掻き落とされて再度画像形成に供さ
れるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例ではスリーブ53が固定されており、この内部に配置
した複数の磁極を有する円柱型の回転磁石52を回転させ
ることにより、トナー51を搬送して画像形成を行ってい
たため、以下に述べる課題があった。

【０００６】（１）トナー搬送量は回転磁石52の回転数
に依存しているが、記録媒体55の搬送速度を速くした場
合には、トナー供給量が不十分になり、画像濃度が薄く
なるおそれがある。従って、記録媒体55の搬送速度は回
転磁石52の回転数に依存される。例えば、記録媒体搬送
方向での１画素当たりのドット長を０．４ｍｍ、回転磁
石52の磁極数を16極、モーターの回転数を１５００ｒｐ
ｍとする。また１画素記録する間に回転磁石52の磁極は
少なくとも１極は通過しなければ鮮明な画像が得られな
いと言う条件下で記録媒体55の搬送速度ｖを求めると、１／（0.4 mm／ｖmm/sec）×１／16極＝１５００rpm ／
６０sec より、ｖ＝160 mm/secが得られる。従って、記録媒体55
の搬送速度はｖ＝160 mm/secより速くすることはできな
いことが分かる。上記速度ｖを上げるためには、モータ
ーの回転数を上げる必要があり、モーターの負荷が大き
くなると言う問題がある。また回転磁石52の磁極数を増
やすことによっても搬送速度を上げることができるが、
磁力を低下させて画像濃度が薄くなるおそれがある。

【０００７】（２）上記回転磁石52が回転するため、記
録電極54上に信号電圧が印加された場合に、磁極が真下
に位置する場合にはトナー量が多くトナーの穂が形成さ
れているため濃度の濃い鮮明な画像が得られるが、記録
電極54と磁極が一致しない場合には、濃度の薄いぼけた
画像が得られる。従って、画像全体として濃淡の生じた
濃度むらを有する画像となり、均一な濃度の画像が得ら
れないという問題があった。

【０００８】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、記録媒
体の搬送速度を速めて高速記録を可能とし、しかも画像
に濃度むらの生じない鮮明な画像を得ることができる画
像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上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剛
性基板上に配置された記録電極と、前記記録電極の近傍
に配置した現像剤を付着させて画像を形成するための移
動可能な記録媒体と、前記剛性基板を支持すると共に、
記録電極と記録媒体との間に現像剤を供給するための現
像剤供給手段とを有し、前記現像剤供給手段は、固定さ
れた複数の磁極を有する磁石を内包する回転可能な非磁
性円筒部材を有し、前記記録電極と記録媒体の近接する
位置には前記磁石の少なくとも１極が位置するように配
置されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、非磁性円筒部材の内部に磁
石を固定させて内包させ、非磁性円筒部材を回転させて
現像剤を搬送する。また記録電極の直下に少なくとも１
極の磁極を位置するように磁石を配置することで、記録
電極と記録媒体が対峙する記録位置に常に一定の磁界を
形成する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を適用した画像形成装置の一実
施例について図面を参照して説明する。本実施例は画像
形成装置としてディスプレイ装置について適用した場合
について説明する。図１は画像形成装置の概略構成を示
す断面図、図２は記録部近傍の拡大説明図、図３は剛性
基板の断面説明図、図４は記録媒体の構成を示す断面説
明図である。

【００１２】先ず図１を参照してディスプレイ装置の概
略構成について説明する。図１において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っ
て、剛性基板２上にパターン化されて配置されている。
この記録電極１は剛性基板２に設けられた駆動ＩＣ１ｂ
により駆動されて画像情報に応じた信号電圧を印加する
ものである。上記記録電極１は先端部に導体部を露出さ
せて記録に寄与する導体露出部１ａが形成されている。

【００１３】３は現像剤搬送手段を構成する非磁性円筒
部材（以下『スリーブ』と言う）であり、反時計回り方
向に回転可能に構成されており、現像剤であるトナー４
をスリーブ周面上を破線矢印方向に搬送するものであ
る。上記スリーブ３としては、ステンレスパイプ、アル
ミパイプ、或いは樹脂パイプ等が使用されている。また
上記スリーブ３の周面には、前記剛性基板２の記録電極
１を配置した表面側とは反対の裏面側が接するように配
置されている。

【００１４】上記スリーブ３は内部に固定された磁石５
を内包しており、本実施例では磁極数が４極設けられて
いる。この磁石５の磁極のうち１極（本実施例ではＳ₁
極）が記録電極１の導体露出部１ａ直下に配置されてい
る。尚、本実施例における上記各磁極の磁力は、Ｓ₁極
（現像極）800 ガウス、Ｎ₁極500 ガウス、Ｓ₂極350
ガウス、Ｎ₂極500 ガウスとした。

【００１５】また前記剛性基板２の裏面側には、スリー
ブ３上を搬送されてきたトナー４が剛性基板２の表面側
の記録電極１上に搬送されるようにガイドするブレード
６が設けられている。上記ブレード６の先端はスリーブ
３の周面に当接しており、スリーブ３上を搬送されるト
ナー４を掻きとって磁石５の磁力によりブレード６上を
移動して剛性基板２に設けられた記録電極１上に導く。
記録後、記録に寄与しなかったトナー４は、再度スリー
ブ３上に導かれて搬送され、次の記録に供給される。上
記ブレード６としては、トナー４をスムーズに搬送する
ような材質が用いられており、銅或いはマイラーフィル
ム等のプラスチック樹脂等が用いられる。

【００１６】前記記録電極１の近傍には、トナー４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ベル
ト状の記録シート７がその一部を導体露出部１ａに対峙
するように配置されている。上記記録シート７は、搬送
手段である上下に対をなして配設された搬送ローラ８に
掛け渡されており、図示しない駆動モータにより回転駆
動され、前記記録シート７を図１の矢印Ａ方向に搬送す
るものである。

【００１７】上記記録シート７は、図４に示すように、
ブチラール樹脂，アクリル樹脂，ナイロン樹脂，ポリエ
ステル樹脂等のプラスチック製樹脂からなる表面層７
ａ、酸化チタン，酸化アルミニウム，酸化スズ・酸化イ
ンジウム等とプラスチック製樹脂からなる着色層７ｂ、
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７ｃ、及びポ
リエチレンテレフタレート樹脂，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７ｄを重
合させて構成されている。また上記表面層７ａ及び着色
層７ｂは電気的に絶縁されており、着色層７ｂ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
ｉＯ₂），酸化アルミニウム（ＡｌＯ₃）等の無機物質
を用いている。

【００１８】以下、各部の構成を例示すると、前記表面
層７ａの厚さは１〜20μｍ好ましくは１〜５μｍで、体
積抵抗値は10⁷〜10¹⁶Ωｃｍ好ましくは10⁹〜10¹³Ωｃ
ｍ、着色層７ｂの厚さは５〜30μｍ好ましくは５〜10μ
ｍで、体積抵抗値は10⁰〜10⁷Ωｃｍ好ましくは10〜10
⁵Ωｃｍ、導電層７ｃの厚さは800 〜1000Åで体積抵抗
値は10⁰〜10²ｃｍ、基材７ｄの厚さは70〜300 μｍで
構成されている。

【００１９】また前記トナー４の構成は、体積抵抗値は
10³〜10⁹Ωｃｍ、平均体積粒径３〜15μｍ好ましくは
10〜12μｍ、組成はアクリル系樹脂，ナイロン系樹脂，
ポリエチレン，ポリプロピレン等のプラスチック樹脂に
カーボン１〜10％（重量比），フェライト40〜70％（重
量比）を添加したものを用いた。

【００２０】前機スリーブ３及び剛性基板２はトナー４
を収容する現像容器９内に収容されており、前記記録シ
ート７に静電気力によって付着したトナー４は、図示し
ないガラスよりなる画像表示部を通過して画像を表示し
た後、再度現像容器９内に搬送される。

【００２１】10は画像表示後のトナー４を現像容器８に
掻き落とすためのクリーニング部材である。このクリー
ニング部材10はプラスチック樹脂等のブラシを記録シー
ト７に摺擦することによってトナー４を掻き落とすもの
で、装置本体枠10に支持されている。上記現像容器８に
掻き落とされたトナー４は、スリーブ３によって再度搬
送されて次の画像形成に備える。11は上記クリーニング
部材10に対向して設けられた記録シート７を支持するた
めの支持部材である。また13はトナー４を掻き落としや
すいように集めるための磁石である。

【００２２】ここで記録電極１を配置した剛性基板２の
構成について図２及び図３を参照して説明する。図２に
示すように記録電極１の先端部と剛性基板２の先端部と
は、ほぼ面一状に構成されており、導体露出部１ａの先
端は搬送ローラ８とスリーブ３の中心を結んだ直線とほ
ぼ一致するように配置されている。本実施例では上記導
体露出部１ａの先端は中心間を結ぶ直線よりプラスマイ
ナス1.0 ｍｍの範囲内で設定されている。

【００２３】また上記剛性基板２とスリーブ３の摺擦時
に負荷が生じないように、剛性基板２の裏面側（記録電
極１と反対側）若しくはスリーブ３の周面をフッ素，テ
フロン等の樹脂をコーティングしたり、又はボロンナイ
トライド（窒化ホウ素）等の無機系の潤滑剤が塗布され
ている。

【００２４】次に図３を参照して上記剛性基板２の構成
について説明する。図３に示すように剛性基板２は、２
層の基材２ａ，２ｂを重合させて構成されている。上層
の基材２ａは、ガラスエポキシ系樹脂或いはポリイミド
樹脂によるフレキシブルプリント基板、又はセラミック
スやガラス基板等からなり、この上面に記録電極１をの
電極パターンや駆動ＩＣ１ｂ、抵抗やコンデンサ等を集
積したチップ類が搭載されている。上記基材２ａの上面
は絶縁保護膜２ｃによって覆われており、駆動ＩＣ１ｂ
等を保護している。

【００２５】また下層の基材２ｂは、上記基材２ａを支
持しており、ステンレスやガラス繊維入り樹脂等の非磁
性材により構成されている。尚、本実施例では、前記ス
リーブ３の直径25ｍｍ、剛性基板２の幅長さＬは20ｍ
ｍ、上層基板２ａの厚さｔ₁は１ｍｍ、下層基材２ｂの
厚さｔ₂は２ｍｍとして構成した。

【００２６】上記構成によれば、スリーブ３の内部に磁
石５を固定させて内包させ、スリーブ３を回転させてト
ナー４を搬送する。また記録電極１の直下に少なくとも
１極の磁極を位置するように磁石５を配置することで、
記録電極１と記録シート７が対峙する記録位置に常に一
定の磁界を形成する。

【００２７】これによって、記録シート７の搬送速度が
従来のようにトナー供給量に依存することがなく、記録
シート７を少なくとも500 mm/sec以上の速度で搬送する
ことが可能となり、高速記録を実現することができる。
また磁極の移動（交番磁界）ではなくスリーブ３の回転
によってトナー４を搬送するため、画像に濃淡やピッチ
むらの生じない鮮明な画像を得ることができる。

【００２８】〔他の実施例〕次に前記実施例における現
像剤搬送手段の他の構成について図５及び図６を参照し
て説明する。装置全体の概略構成は前記実施例と同様で
あるので説明を省略する。

【００２９】先ず図５は剛性基板２の厚さを可能な限り
薄くし、スリーブ３の周方向の長さＬを可能な限り小さ
くして装置を小型化した実施例を示す。本実施例におい
ては、スリーブ３の直径を25ｍｍ、剛性基板２の上層基
材２ａの厚さを0.5 ｍｍ、下層基材２ｂの厚さを1.0 ｍ
ｍ、剛性基板２の長さＬを15ｍｍとして構成されてい
る。

【００３０】上記構成によれば、トナー搬送方向に対し
て剛性基板２の上流側端部がスリーブ３よりそれほど突
出していなければ、トナー４は剛性基板２の上流側端部
を乗り越えて搬送することができる。従って、前記実施
例に用いたブレード６を省略することができるので、製
造コストを低減することができる。

【００３１】また図６は図５に示す構成においてスリー
ブを２本設けた実施例を示す。本実施例は固定された磁
石14，15を夫々内包した回転可能なスリーブ16，17を設
け、これらの外周に無端ベルト状のフレキシブルシート
18を巻き付けて、トナー４をシート18上を図の矢印方向
に搬送するものである。また剛性基板19は上記２本のス
リーブ16，17上に支持するように構成されている。

【００３２】上記磁石14における現像極Ｓ₁の磁力は一
定値以上の大きさが必要であり、本実施例はスリーブ16
の直上で450 ガウス、記録電極１直上で300 ガウスであ
った。磁石14，15の他の磁極（Ｎ₁，Ｎ₂，Ｎ₃，
Ｎ₄，Ｓ₂，Ｓ₃，Ｓ₄）は、トナー４を搬送するのに
必要な磁力を有すれば足り、本実施例はスリーブ16，17
の直上で300 ガウス以上であった。また磁石14，15にお
いて隣合う磁極Ｎ₂とＳ₃、及びＮ₄とＳ₁は夫々互い
に異極性であることが必要であり、これによってトナー
４をスムーズに搬送することができる。

【００３３】上記構成によれば、記録電極１を搭載して
いる剛性基板19の長さＬをできるだけ短くするという規
制はなく、トナー４はシート18より剛性基板19の上流側
端部を越えて一層スムーズに搬送することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は前述したように、非磁性円筒部
材の内部に磁石を固定させて内包させ、非磁性円筒部材
を回転させて現像剤を搬送する。また記録電極の直下に
少なくとも１極の磁極を位置するように磁石を配置する
ことで、記録電極と記録媒体が対峙する記録位置に常に
一定の磁界を形成する。これによって、記録媒体の搬送
速度が、従来のように現像剤の供給量に依存することが
なく、記録媒体を少なくとも500 mm/sec以上の速度で搬
送することが可能となり、高速記録を実現することがで
きる。また磁極の移動（交番磁界）ではなく非磁性円筒
部材の回転によって現像剤を搬送するため、画像に濃淡
やピッチむらの生じない鮮明な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】記録部近傍の拡大説明図である。

【図３】剛性基板の断面説明図である。

【図４】記録媒体の構成を示す断面説明図である。

【図５】現像剤搬送手段の他例を示す断面説明図であ
る。

【図６】現像剤搬送手段の他例を示す断面説明図であ
る。

【図７】従来の画像形成原理を示す断面説明図である。

【図８】従来の画像形成装置を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１…記録電極１ａ…導体露出部１ｂ…駆動ＩＣ２，19…剛性基板２ａ…上層基材２ｂ…下層基材３，16，17…スリーブ４…トナー５，12，14，15…磁石６…ブレード７…記録シート７ａ…表面層７ｂ…着色層７ｃ…導電層７ｄ…基材８…搬送ローラ９…現像容器 10…クリーニング部材 11…支持部材 13…装置本体枠 18…フレキシブルシート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/22 １０３Ｚ 6830−2Ｈ 15/24 6830−2Ｈ // Ｂ４１Ｊ 2/385

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報に応じて現像剤に電圧を印加す
るための剛性基板上に配置された記録電極と、前記記録電極の近傍に配置した現像剤を付着させて画像
を形成するための移動可能な記録媒体と、前記剛性基板を支持すると共に、記録電極と記録媒体と
の間に現像剤を供給するための現像剤供給手段とを有
し、前記現像剤供給手段は、固定された複数の磁極を有する
磁石を内包する回転可能な非磁性円筒部材を有し、前記
記録電極と記録媒体の近接する位置には前記磁石の少な
くとも１極が位置するように配置されていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】画像情報に応じて現像剤に電圧を印加す
るための剛性基板上に配置された記録電極と、前記記録電極の近傍に配置した現像剤を付着させて画像
を形成するための移動可能な記録媒体と、前記剛性基板を支持すると共に、記録電極と記録媒体と
の間に現像剤を供給するための現像剤供給手段とを有
し、前記現像剤は粒径が15μｍ以下であり、体積抵抗値が10
³〜10⁹Ωｃｍであり、アクリル系樹脂，ナイロン系樹
脂，ポリエチレン，ポリプロピレン等のプラスチック樹
脂と、重量比１〜10％カーボンと、重量比40〜70％フェ
ライトから成ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記記録媒体は基材上に導電層、着色
層、表面層を積層してなることを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。
【請求項４】前記記録媒体上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。