JPH05238048A - 静電記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤搬送量規制部材を設けずに記録部へ現
像剤を適量づつ円滑に搬入できると共に規制された現像
剤の滞留量を適正量に制御でき、不動現像剤の発生を防
止して画像欠落等の画像障害の無い高品質の記録画像を
長期に亘り安定して形成可能な静電記録装置を安価に提
供する。 【構成】 現像スリーブ１５周表面の最上部位よりトナ
ー搬送方向ヘに対し上流側の位置に、円筒電極５を軸方
向に平行に近接配置してある。記録電極シート１７ａ
を、その記録電極ＥＬを並設した端部の先端を円筒電極
５周表面と現像スリーブ１５周表面が最近接する位置に
揃えて、現像スリーブ１５周表面に被着してある。この
記録電極ＥＬと円筒電極５周表面が微小間隙を保って対
向する記録部Ｗの上流側で磁性トナーｄの搬送が規制さ
れ、規制された磁性トナーが自重により水平循環経路１
３ｂへ落下返送され、その滞留量が適正量に制御され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】所定経路に沿って搬送される現像剤
を記録情報に応じ記録媒体上に転移させて記録画像を形
成する静電記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】従来、普通紙を用いることが
でき、且つ、画像媒体と記録電極先端との微小間隔を正
確に確保できる静電記録方式として、ドラム状の中間記
録媒体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を用紙
上に転写する方式が用いられている。この方式による場
合、中間記録媒体を用いる為に装置が大型化する傾向が
ある。そこで、記録と現像を同時に行なうプロセスを採
用し装置の大型化を回避する方式が採用されている。こ
の方式では、複数の記録電極を現像剤搬送路上に幅方向
（主走査方向）へ等間隔で並列敷設し、これら記録電極
に対して中間記録媒体を兼ねる対向電極を接触もしくは
微小間隙を保って対向配置してある。この電極対向部
（以下、記録部と言う）において、現像剤を記録情報に
応じ対向電極上に転移させ記録画像を形成する。

【０００３】ところが、現像剤搬送路上を搬送されてく
る現像剤は、記録部において搬送路が急に狭くなってい
る為、その上流側に滞留し搬送路から溢れ出す傾向があ
る。現像剤が必要以上に滞留すると、搬送路上を移動し
ない不動現像剤が発生し、画像欠落等の画像障害を引き
起こす。

【０００４】その為、従来は、記録部に搬入される現像
剤量を規制する現像剤搬送量規制部材を記録部上流側に
設け、現像剤の過剰な滞留を防止している。これによ
り、現像剤の滞留量が適正化され、不動現像剤の発生を
防止できる。然るに、現像剤の滞留量を一定に制御する
為に規制量を調節する必要があり、その際には規制部材
の姿勢を変更させるが、その設定が難しく且つ面倒であ
る。又、専用の現像剤搬送量規制部材を設ける為、その
分コストアップとなる。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の問題点
に鑑みなされたものであって、現像剤搬送量規制部材を
設けずに記録部に現像剤を適量づつ円滑に搬入できると
共に規制された現像剤の滞留量を適正量に制御でき、不
動現像剤の発生を防止して画像欠落等の画像障害の無い
高品質の記録画像を長期に亘り安定して形成可能な静電
記録装置を安価に提供することを目的とする。

【０００６】

【発明の要点】この発明の要点は、上述した目的を達成
するために、所定の現像剤搬送路に沿って敷設した現像
剤担持部材と、該現像剤担持部材の表面に沿って現像剤
を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤担持部材の表
面上に間隔を保って並設した複数の記録電極と、該記録
電極の略先端に対し対向配置した対向電極とを有し、各
前記記録電極に記録情報に応じて電圧を印加し、前記現
像剤担持部材表面に沿って搬送されてくる現像剤を前記
対向電極側へ選択的に転移させる静電記録装置におい
て、前記記録電極の略先端と前記対向電極との対向部
を、前記現像剤担持部材の最上位部よりも重力方向に対
し下部で且つ前記現像剤の搬送方向上流部に配置した点
にある。

【０００７】

【発明の実施例】以下、この発明を図１乃至図５に示す
実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の一
実施例としての記録装置の全体構成を示す模式的断面図
である。同図において、１は普通紙Ｐを積載収納した給
紙カセットであり、機体側方に挿脱自在に装着してあ
る。挿着した給紙カセット１の先端部上方には、給紙コ
ロ１ａが矢印方向に駆動回転可能に配設してある。給紙
コロ１ａの前方には、絶縁部材よりなる上、下搬送ガイ
ド板２ａ，２ｂを敷設して用紙搬入経路を形成してあ
る。この用紙搬入経路中には、待機ロール対３を配設し
てあり、給紙コロ１ａにより繰り出された用紙Ｐの進行
を一旦停止させて搬送姿勢を整えた後、後述する記録画
像の到達タイミングと同期する様に下流側の画像転写部
Ｔへ再給送する。

【０００８】待機ロール対３下流側の画像転写部Ｔに
は、転写帯電器４を中間記録媒体を兼ねる円筒電極５の
上部周表面に対向配置してある。円筒電極５は、後述す
る記録電極の対向電極となるもので、本例では矢印イで
示す反時計回り方向に駆動回転する。この円筒電極５に
は、現像剤として使用する磁性トナーの帯電極性と同極
性のバイアス電圧を印加可能なバイアス電源５ａを接続
してある。円筒電極５に対しては、後述する記録画像形
成ユニットＵを設置してある。この記録画像形成ユニッ
トＵにより円筒電極５表面にトナー記録画像が形成さ
れ、円筒電極５の回転と共にトナー記録画像が画像転写
部Ｔへ搬送され、再給送されてくる用紙上に転写され
る。記録画像形成ユニットＵの構成については、後程詳
細に説明する。

【０００９】画像転写部Ｔの下流側には、分離爪６を先
端を円筒電極周面に圧接させて配設してある。そして、
分離爪６の下流側には、エアーサクション方式の搬送ベ
ルト７を水平方向に張設してあり、記録画像の転写を終
え分離爪６により円筒電極５周面から分離された用紙の
裏面を吸引しつつその前方に設けられている定着器８に
向けて搬送する。定着器８は加熱ロール８ａと圧接ロー
ル８ｂから成り、両ロール間に用紙を挾持し搬送する際
にトナー像を熱定着する。定着を終えた用紙は、排出口
９から画像面を下にしたフェイスダウン状態で排紙トレ
イ１０上に排出積載される。

【００１０】以上の如く、本例の記録装置においては、
用紙の給紙から排紙に至る全用紙搬送経路が略ストレー
ト状に形成されている為、通紙動作が全般的に滑らかで
あり、画像不良やジャム等の通紙不良が発生し難い。
又、記録装置にとって好ましいページ揃えが不要なフェ
イスダウン排紙状態を上述のストレート通紙経路で得る
ことができるという利点も備えている。

【００１１】ここで、記録画像形成ユニットＵの詳細な
構成について説明する。記録画像形成ユニットＵは、図
２に示す様に、大略、補給用トナーを貯留するトナー貯
留槽１１及び記録手段と現像手段を備えた現像記録槽１
２から成る。トナー貯留槽１１内には、撹拌羽根１１ａ
を回動可能に配設してある。本例では、現像剤として、
絶縁性樹脂、磁性微粉末及び着色剤粒子等から成る一成
分現像剤で、摩擦帯電極性が負（−）の絶縁性磁性トナ
ーを使用する。尚、現像剤としては、磁性体キャリヤと
絶縁性トナーを所定の割合で混合した二成分磁性現像剤
も使用できる。

【００１２】現像記録槽１２の底部には、図３に示す様
な現像剤の水平循環経路１３を形成してある。この水平
循環経路１３における一対の平行な長手経路１３ａ，１
３ｂ中には、一対のオーガロール１４ａ，１４ｂを回転
自在に設置してある。各オーガロール１４ａ，１４ｂ
は、各シャフト１４ａ1，１４ｂ1の周面に複数の螺旋羽
根１４ａ2,１４ｂ2を立設し、夫々の片側端部に螺旋方
向が逆の逆送り羽根１４ａ3，１４ｂ3を立設して成る。
そして、夫々の逆送り羽根１４ａ3，１４ｂ3が互いに反
対側に位置する様に、各オーガロール１４ａ，１４ｂを
長手経路１３ａ，１３ｂ内に夫々配置する。これら一対
のオーガロール１４ａ，１４ｂを、矢印ロ，ハで示す様
に互いに反対方向で且つ逆送り羽根１４ａ3，１４ｂ3に
向って現像剤を搬送する方向に駆動回転する。これによ
り、逆送り羽根１４ａ3，１４ｂ3を設けた各コーナー部
では、互いに向い合う逆方向の搬送力が衝突し、現像剤
が直角方向に突き出され他方の長手経路側へ流動する。
この様にして、現像剤を本例では破線矢印ニで示す方向
に撹拌しつつ循環流動させ、この際に現像剤を充分に摩
擦帯電させることができる。尚、オーガロール１４ａ，
１４ｂの材質や形状を変えることにより、現像剤に必要
な帯電量を充分に摩擦帯電させることができる。

【００１３】上述の様に構成した水平循環経路１３の中
央部には、循環する現像剤が侵入しない様に周囲を壁Ｓ
wで囲繞した空間Ｓを形成してある。そして、図２に示
す様に、トナー貯留槽１１に近い方のオーガロール１４
ａの上方には、補給用トナーの補給口１１ｂをオーガロ
ール１４ａの軸方向に沿って穿設してある。

【００１４】オーガロール１４ｂの斜め上方には、現像
剤の垂直搬送路を形成する現像剤担持部材としての現像
スリーブ１５を、水平方向に延在設置してある。現像ス
リーブ１５の内部には、現像剤搬送手段としてのマグネ
ットロール１６を回転自在に内蔵してある。マグネット
ロール１６の周表面には異なる磁極を交互に着磁してあ
り、このマグネットロール１６を矢印ホで示す反時計回
り方向に駆動回転することにより、磁性トナーｄが垂直
方向に現像スリーブ１５周表面に沿って矢印ヘ方向に搬
送される。

【００１５】而して、現像スリーブ１５を前述した円筒
電極５に平行に対向配置してあるが、この場合の両者の
配置は、現像スリーブ１５周表面の真上からトナー搬送
方向ヘに対して上流側へ現像スリーブ１５の中心角で角
度θだけ回転した位置で、円筒電極５周表面と現像スリ
ーブ１５周表面が最近接する配置となっている。

【００１６】従って、現像スリーブ１５周表面上をトナ
ー搬送方向ヘに搬送される磁性トナーｄは、現像剤搬送
路が狭まる上述の両周表面最近接位置においてその搬送
量が規制される。その結果、最近接位置の上流側で進行
を規制された磁性トナーｄの内、マグネットロール１６
の磁力が充分に及ぶ周表面近傍領域の磁性トナーｄは、
その領域内で矢印チで示す様に循環移動するが、マグネ
ットロール１６の磁力が殆ど及ばない領域に移動した磁
性トナーｄは、自重で矢印ツで示す様にオーガロール１
４ｂ上に落下する。この様にして、搬送規制されて滞留
する磁性トナーｄの量が適正量に制御されるから、不動
現像剤の発生が確実に防止される。

【００１７】現像スリーブ１５周表面の円筒電極５周表
面との最近接位置から上流側の周表面には、多数の記録
電極を一端部に並列形成した記録電極シート１７を被着
敷設してある。この記録電極シート１７は、図４に示す
様に、先端部を記録電極ＥＬとする多数の記録電極線１
７ａを、現像スリーブ１５周表面の周方向に沿わせるシ
ート長手方向へ互いに平行に延在させると共に、所定の
微細ピッチでシート幅方向（主走査方向）へ並設して成
る。この場合の記録電極線１７ａの数、即ち記録電極Ｅ
Ｌの数は、主走査１ライン分の最大データ数に対応させ
てある。本例の記録電極シート１７は可撓性印刷回路基
板（ＦＰＣ）で構成してあり、多数の非磁性導電材料か
らなる記録電極線１７ａ（記録電極ＥＬ）を可撓性絶縁
材料からなるベースフィルム１７ｂ上に、４０μｍの間
隔を保ち８４.６μｍピッチ（３００ＤＰＩ）の密度で
敷設してある。記録電極シート１７の表面には、先端部
領域Ｚを除いて、絶縁保護コート１７ｃを被着してあ
る。この記録電極線１７ａの絶縁保護コート１７ｃを被
着しない先端部が記録電極ＥＬとなり、図５に示す様に
その記録電極ＥＬと円筒電極５周表面とが対向する空間
が、記録画像を形成する記録部Ｗとなる。

【００１８】図２において、記録部Ｗのトナー搬送方向
ヘでの下流側には、前述した水平循環経路１３の中央空
間Ｓを囲繞する壁で現像剤貯留槽１２側の壁Ｓw1を延出
し、その先端を現像スリーブ１５周表面に当接させてあ
る。これにより、記録部Ｗで転移されず現像スリーブ１
５周表面に残留しマグネットロール１６の回転と共に搬
送されてきた残留磁性トナーｄ′を水平循環経路１３の
補給槽側経路１３ａ上に掻き落とし、残留磁性トナー
ｄ′が中央空間Ｓ内に侵入したり水平循環経路１３を経
ずに現像スリーブ１５周面に沿って上流側に直接返送さ
れる不都合を防止する。

【００１９】記録電極シート１７の記録電極ＥＬ側端部
とは逆側の端部は、水平方向に引き出した後垂直に降下
させ、前述した水平循環経路の中央空間Ｓ内まで延設し
てある。この記録電極シート１７の垂直延設部には、記
録データに応じて各記録電極ＥＬに記録電圧を印加する
複数個の駆動回路素子１８を搭載してある。そして、図
４に示す様に、各駆動回路素子１８に上述した記録電極
シート１７の記録電極線１７ａをＮ本づつに分けて夫々
接続してある。この様に、記録電極シート１７の駆動回
路素子１８を搭載した他端部を中央空間Ｓ内に収納設置
することにより、駆動回路素子１８を現像剤等の埃から
防御できると共に、現像記録槽１２の構造が極めてコン
パクト化される。

【００２０】次に、本例の静電記録装置における記録画
像形成動作について説明する。図２において、マグネッ
トロール１６を矢印ホ方向に駆動回転すると、現像スリ
ーブ１５の外周面上には、磁性トナー粒子を自転させる
回転磁場が形成される。この回転磁場により、水平循環
経路１３ｂ中の磁性トナーｄが現像スリーブ１５周表面
側に引き付けられ、記録電極シート１７上を穂を形成し
つつマグネットロール１６の回転方向とは逆の時計回り
方向ヘに搬送される。

【００２１】記録電極シート１７表面に沿って上方に搬
送される現像剤は、円筒電極５周表面が近接し搬送路が
狭くなる記録部Ｗ上流側で、その搬送量が規制される。
その結果、図５に示す様に記録部Ｗの微小間隙Ｌ部分に
磁性トナーｄが適量づつ円滑に搬入される。これによ
り、記録部Ｗで磁性トナーｄが過度に圧密され記録電極
ＥＬに溶着する不具合が防止され、充分な画像濃度を備
えた高解像度の記録画像が円筒電極５周表面上に次の様
にして安定的に形成される。

【００２２】記録部Ｗでは、記録電極ＥＬに対し円筒電
極５の周表面が所定の微小間隙Ｌを保って回転移動して
おり、この微小間隙Ｌ間に磁性トナーｄが上述した様に
適量づつ搬入される。この記録部Ｗにおいて、各記録電
極ＥＬに対し、前述した様に駆動回路素子が記録データ
に応じて記録電圧を選択的に印加する。この場合、１ビ
ットの記録データが例えば“Ｈ”のときに、対応する記
録電極ＥＬに本例では−２００Ｖの電圧（オン電圧）が
印加される。記録電極ＥＬに対向する円筒電極５には、
バイアス電源５ａにより本例では−５０Ｖのバイアス電
圧が印加されている。従って、円筒電極５周表面から記
録電極ＥＬに向けて１５０Ｖの電位差に基づく電界が形
成されている。この様な電界が形成された記録部Ｗを、
磁性トナーｄの穂が円筒電極５周表面と接触しつつ通過
する。このとき、負極性に帯電している磁性トナーｄは
電位の高い方へ移動するから、−２００Ｖのオン電圧が
印加されている記録電極ＥＬ上の磁性トナーｄだけが選
択的に円筒電極５周表面上に転移し、１黒ドットが形成
される。

【００２３】一方、１ビットの記録データが“Ｌ”のと
きは、駆動回路素子による記録電極ＥＬに印加される電
圧が接地電位（オフ電圧）側に切換えられる。その結
果、円筒電極５から接地電位の記録電極ＥＬに見た電位
差は−５０Ｖとなり、負極性の磁性トナーｄは記録電極
ＥＬ側に保持されたままで転移しない。このようにし
て、地汚れの発生が確実に防止される。

【００２４】以上の様に、入力記録データに応じて各記
録電極ＥＬの電位が−２００Ｖと接地電位に選択的に制
御され、記録部Ｗにおいて円筒電極５表面にトナー記録
画像が形成される。円筒電極５表面に形成されたトナー
記録画像は、図１に示す様に、円筒電極５の反時計回り
方向イの回転と共に画像転写部Ｔへ搬送され、ここで待
機ロール対３によりタイミングを測って再給送されてく
る用紙上に転写される。尚、上述のトナー記録画像の濃
度を調節するには、バイアス電源５ａのバイアス電圧を
変化させればよい。その場合、適切な調節範囲は０〜−
５０Ｖ程度であり、０Ｖに近い程、画像濃度が高くな
る。

【００２５】図２において、画像転写部Ｔにおいて用紙
上に転写されず円筒電極５周表面上に残留する未転写ト
ナーｄ″は、円筒電極５の回転と共に記録部Ｗへ返送さ
れてくる。記録部Ｗの上流側には、搬送を規制された磁
性トナーｄが滞留してトナー溜まりＲを形成している。
このトナー溜まりＲを形成する磁性トナーｄは、前述し
た様に矢印チで示す方向に循環移動し、円筒電極５周表
面上の未転写トナーｄ″を掻き取り除去する。これによ
り、円筒電極５周表面が記録部Ｗに至る前に確実にクリ
ーニングされる。又、このトナー溜まりＲを形成する磁
性トナー量が、前述した様に磁性トナーの自重による自
然落下を利用して適正量に制御されるから、磁性トナー
ｄが不動となる不具合も確実に防止される。よって、画
像欠落やクリーニング不良による画像障害の無い良好な
記録画像を安定して形成することができる。

【００２６】記録部Ｗを通過した残留磁性トナーｄ′
は、マグネットロール１６の回転と共に下流側に移動
し、掻取り壁Ｓw1により現像スリーブ１５表面から掻き
取られてオーガロール１４ａに落下し、補給口１１ｂか
ら補給されるトナーと撹拌混合される。オーガロール１
４ａの回転と共に、落下返送された残留磁性トナーｄ′
と補給用トナーが混合撹拌されつつ循環搬送される。図
３において破線矢印ニ方向に循環搬送される磁性トナー
ｄは、反補給側の長手経路１３ｂを搬送される際に、そ
の上方に延在するマグネットロール１６の回転磁界によ
り再度垂直方向に搬送される。

【００２７】尚、本発明は、上記の特定の実施例に限定
されるべきものでなく、本発明の技術的範囲において種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、上記
実施例では対向電極をスリーブ状の円筒電極に形成して
あるが、これに限らず、対向電極を例えば無端ベルト状
に形成した静電記録装置にも本発明を適用することがで
きる。又、現像剤担持部材を無端ベルト状に形成しても
よい。更に、現像剤としては、摩擦帯電極性が負のトナ
ーに限らず、正のトナーも使用できる。

【００２８】

【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明によ
れば、現像剤搬送路上の上り傾斜部分に複数の記録電極
を並列敷設し、これら記録電極に対向電極を微小間隙を
保って対向配設して記録部を構成することにより、独自
の規制部材を使用せずに記録部上流側で現像剤の搬送量
を適正に規制し、記録部へ適量づつ円滑に搬入すること
ができる。その結果、充分な画像濃度を備えた高解像度
の記録画像を安定して形成することができる静電記録装
置を安価に提供することが可能となる。又、記録部上流
側に規制された現像剤の一部が自重により落下して上流
側へ返送される。これにより、記録部上流側に滞留する
現像剤量が適正に制御され、不動現像剤が発生する不具
合を確実に防止すると共に対向電極表面を効率良くクリ
ーニングすることができる。よって、画像欠落やクリー
ニング不良による画像障害の無い上述した高品質の記録
画像を、長期に亘り安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての静電記録装置の全体
構成を示す模式的断面図である。

【図２】上記静電記録装置の記録部とその周辺構成を示
す模式的断面図である。

【図３】上記静電記録装置の水平循環経路を示す平断面
図である。

【図４】上記静電記録装置における記録画像形成ユニッ
ト全体を示す斜視図である。

【図５】上記記録部の詳細構成を示す模式的断面図であ
る。

【符号の説明】

４ 転写帯電器 ５ 円筒電極 ５ａ バイアス電源 １１ 現像剤貯留槽 １２ 現像記録槽 １３ 水平循環経路 １４ａ，１４ｂ オーガロール １５ 現像スリーブ １６ マグネットロール １７ 記録電極シート １７ａ 記録電極線 １７ｂ ベースフィルム １７ｃ 絶縁保護コート １８ 駆動回路素子 ＥＬ 記録電極 Ｓ 中央空間 Ｕ 記録画像形成ユニット Ｗ 記録部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の現像剤搬送路に沿って敷設した現
   像剤担持部材と、該現像剤担持部材の表面に沿って現像
   剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤担持部材の
   表面上に間隔を保って並設した複数の記録電極と、該記
   録電極の略先端に対し対向配置した対向電極とを有し、
   各前記記録電極に記録情報に応じて電圧を印加し、前記
   現像剤担持部材表面に沿って搬送されてくる現像剤を前
   記対向電極側へ選択的に転移させる静電記録装置におい
   て、 前記記録電極の略先端と前記対向電極との対向部を、前
   記現像剤担持部材の最上位部よりも重力方向に対し下部
   で且つ前記現像剤の搬送方向上流部に配置したことを特
   徴とする静電記録装置。