JPH0531947A

JPH0531947A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0531947A
Application number: JP3214172A
Authority: JP
Inventors: Masami Takeda; 正美竹田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】【目的】記録電極と回路基板との接続を省略し、記録密
度向上，高速記録，小型軽量化，低コスト化を図るこ
と。【構成】スリーブ４の外周面には、強磁性材料をワイヤ
ー状にして円周方向に巻き付けたり、薄膜をエッチング
して作成した電極パターンシートを巻き付ける等して環
状の第２記録電極９が取り付けられている。回転磁石５
を回転させると、トナー６は第２記録電極９を設けたス
リーブ４上を搬送される。このとき、第１記録電極１に
より、トナー６を介して第２記録電極９へ画像情報に応
じた信号電圧が印加され、更にこの印加された信号電圧
により、記録シート７に対向する位置の第２記録電極９
からトナー６へ電荷の注入を生じ、記録シート７に対し
てトナー６が静電的に付着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。実際にこのような方法を用いて
製品化された例として図８及び図９に示すような画像形
成装置がある。図８は装置の現像部周辺の断面図であ
り、図９はその斜視図である。

【０００３】図８及び図９において、非磁性円筒スリー
ブ（以下単に『スリーブ』と言う）50の外周に有する導
電性磁性トナー51を、上記スリーブ50と同軸に設けられ
た回転磁石（以下『マグネットローラ』と言う）52の磁
界によって、上記スリーブ50の外周面に付着させて搬送
する。そして、上記トナー51をスリーブ50の外周面上に
設けられた導体部を有する記録電極53を通過させ、上記
スリーブ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、回路基板55に設けられた
駆動用ＩＣ56によって記録電極53に電圧を印加する。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54ａにトナー51を付着させて画像を形成す
るものである。

【０００４】上記記録電極53はフレキシブルプリント基
板53ａ上に電極ケーブル53ｂを形成したものであり、そ
の先端には記録に寄与する導体部が露出して形成されて
いる。また、上記記録電極53の駆動用ＩＣ56との接続部
と導体部との間には、トナー51を通過させるための穴53
ｃが部分的に設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では記録電極53の先端部近傍をスリーブ50の周面上
に固定し、駆動用ＩＣ56に電極ケーブル53ｂを接続して
いるため、以下に述べる課題を生じていた。先ず組立工
程に回路基板55と電極ケーブル53ｂとの接続を行う行程
が必要である。また上記接続部に用いるハンダ付けなど
の接続手段及び電極ケーブル53ｂの加工精度による制約
やトナー51を通過させるための穴53ｃによる配線パター
ンピッチの局所的な高密度化などにより、記録電極53の
微細化が難しい（200dpi以下) 。更にマグネットローラ
52を用いる現像方式では、表示速度を高速化するために
はマグネットローラ52の回転速度を上げるか、磁石を多
極化しなければならず、それに伴って、現像器が大きく
なり、重量も増え、モーターの駆動力を高める必要が生
じ、更には製造コストが高くなる等の課題がある。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、記録
電極と回路基板の接続の手間を省くとともに、記録密度
の向上、高速記録、小型軽量化、低コスト化を可能にす
ることにある。

【０００７】

【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第
１記録電極と、前記第１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、前記現像剤供給手段の周面に設けた記録媒体に
現像剤を付着させるための第２記録電極とを有すること
を特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、導電性現像剤を介して第１
記録電極から第２記録電極へ画像情報に応じた信号電圧
を伝達し、更に記録媒体周辺部において第２記録電極か
ら導電性現像剤に電荷を注入することにより、記録媒体
上に導電性現像剤を付着させて画像形成を行うことがで
きる。これによって、駆動手段を構成する回路基板と記
録電極を構成するフレキシブルケーブルとの接続を行う
必要がなく、接続部及びフレキシブルケーブルの加工精
度による制約や現像剤を通過させるための穴による配線
パターンピッチの局所的な高密度化などの制約がなくな
り、記録電極を微細化しやすい。また現像剤供給手段の
駆動源であるモータの回転速度を上げたり、磁石を多極
化せずに高速且つ安定した画質で記録することができ、
同時に、現像器の小型軽量化、低コスト化が可能とな
る。

【０００９】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を適用した画像形成装置の実
施例１について図面を参照して説明する。図１は画像形
成装置の要部を示す断面図、図２は記録電極の斜視説明
図、図３は記録媒体の断面説明図である。

【００１０】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第１記録電極であって、回路
基板２に設けられた駆動手段である駆動用ＩＣ３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。上記第１記録電極１と駆動用ＩＣ３とはワイヤー
ボンディングによって接続されている。

【００１１】４は現像剤搬送手段を構成する非磁性円筒
（以下『スリーブ』と言う）であり、その内部には回転
磁石５が回転可能に設けられている。本実施例における
回転磁石５の磁極数は16極で回転数は1500ｒｐｍであ
り、時計回り方向（図の矢印方向）に回転させて形成さ
れる交番磁界によって、現像剤であるトナー６は、スリ
ーブ４の周面上を反時計回り方向に搬送される。

【００１２】上記トナー６は導電性磁性トナーが用いら
れ、プラスチック樹脂に磁性粉を内添した後、カーボン
を外添して製造されたものであり、その電気抵抗値は、
トナーを磁気ブラシ法によって鎖状に形成したときのト
ナーの連結方向の体積抵抗値で、10³〜10⁸Ωｃｍであ
る。

【００１３】７は記録媒体である無端ベルト状の記録シ
ートであり、誘電層７ａと導電層７ｂから成り、さらに
詳しくは、図３に示すように誘電層７ａは表面層７ａ₁
と抵抗層７ａ₂で構成されている。上記表面層７ａ
₁は、その体積抵抗値が10⁷〜10¹⁶Ωｃｍで、１〜20μ
ｍの厚みを有するブチラール樹脂、アクリル樹脂、ナイ
ロン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂等のプラスチック樹脂から成る。また上記抵抗層
７ａ₂は、その体積抵抗値が10⁰〜10⁷Ωｃｍで、５〜
30μｍの厚みを有し、酸化チタンまたは酸化アルミニウ
ムまたは酸化スズまたは酸化インジウム等をプラスチッ
ク樹脂中に分散させたものである。

【００１４】また、導電層７ｂは、70〜300 μｍの厚み
を有するポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド
樹脂等のプラスチック樹脂から成る支持層７ｂ₁上にそ
の体積抵抗値が10⁰〜10²Ωｃｍで、0.8 ｎｍ〜1.0 ｎ
ｍの厚みを有するアルミニウム等の導電性蒸着膜７ｂ₂
を形成したものから成り立っている。８は記録媒体であ
る記録シート７を搬送するための搬送用ローラであり、
その搬送速度は129.4 ｍｍ／sec に設定されており、記
録シート７は図の矢印方向に搬送される。

【００１５】前記スリーブ４の外周面には、図２に示す
ように、銅や金等の良導電体、より好ましくは鉄やパー
マロイ等の強磁性材料を用い、それらをワイヤー状にし
て円周方向に沿って巻き付けたり、薄膜をエッチングし
て作成した電極パターンシートを巻き付けるなどの方法
により、環状の第２記録電極９が設けられている。

【００１６】前記回転磁石５を回転させることにより、
導電性磁性トナー６をスリーブ４上を搬送させて第２記
録電極９上に供給し、回路基板２上の駆動用ＩＣ３によ
り発生させた画像情報に対応する信号電圧を第１記録電
極１によって印加してトナー６に電荷（10^-8〜10^-7ｃ）
を注入することにより、記録シート７（1000〜10000ｐ
Ｆ／ｃｍ²）の導電層７ｂと第２記録電極９との間に存
在する前記トナー６を記録シート７に静電的に付着させ
て画像を形成するものである。更に、一度画像を形成す
るために用いられたトナー６は、無端ベルト状の記録シ
ート７を一回転させ、図示しないクリーニング用ブラシ
を通過させることにより直下にある第２記録電極９上に
回収され、再利用できるようになっている。

【００１７】ここで上述のように構成された画像形成装
置の画像形成の行程を図を参照しながら説明する。図３
において、まず、回路基板２上の駆動用ＩＣ３により出
力された信号電圧は、回路基板２上に配線パターンを形
成した第１記録電極１を介して第２記録電極９に印加さ
れる。このとき、上記第１記録電極１の位置はスリーブ
４上の第２記録電極９に対し、両者の隙間に侵入させた
導電性磁性トナー６の抵抗が信号を伝達するのに十分低
い抵抗値を得られるような圧縮を受ける程度の距離（0.
4 ｍｍ以下) に保たれている。これにより、第１記録電
極１に印加された信号電圧は導電性磁性トナー６を介し
て電極直上の最短経路を経て第２記録電極９に転送され
る。この信号電圧は円周方向に沿って、ほぼ同時に記録
シート７の導電層７ｂと最短距離（0.4 ｍｍ以下)に位
置する第２記録電極９の領域に印加され、両者の隙間を
通る導電性磁性トナー６に電荷を注入し、画像信号に対
応して記録シート７の表面にトナー６が静電的に付着
し、画像が形成される。

【００１８】以上の工程において、スリーブ４の表面上
で導電性磁性トナー６を搬送させる方法として、本実施
例では、スリーブ４内部の回転磁石５を回転させる方法
を用いている。記録速度は従来例と同じであるが、この
ような構成とすることにより、回路基板２を記録領域以
外のスリーブ４の周囲のどのような位置にも設けられる
ようになり、設計の自由度が増すとともに、フレキシブ
ルケーブル等の部品を削減でき、フレキシブルケーブル
と回路基板との接続行程を省略できるなど製造コストが
軽減され、且つ、従来例のように加工精度が低下するよ
うなハンダ付けなどの接続手段やフレキシブルケーブル
を用いる必要がなく、高密度の記録も可能となる（200
dpi 以上) 。

【００１９】（実施例２）図４は本発明による画像形成
装置の実施例２を示すものである。装置全体の概略構成
は実施例１とほぼ同じであるが、トナーの搬送方法とし
て、回転磁石５を回転させる代わりにスリーブ４を回転
させるように構成されている。上記構成によれば、磁極
の数を４極程度にしてもトナー６の搬送が可能となり、
現像器を小型軽量化することができる。また、通常回転
磁石５よりもスリーブ４の方が駆動に要する負荷が軽く
なるため、より出力の小さなモータの使用が可能となる
ほか、高速化（1500ｒｐｍ以上) も容易になる。さら
に、記録電極直下の磁場が固定されるため、従来例のよ
うに、磁石の回転周期と信号を印加する時期の同期をと
る必要がない。

【００２０】（実施例３）図５は本発明による画像形成
装置の実施例３を示すものである。装置全体の概略構成
は実施例１とほぼ同じであるが、トナーの搬送方法とし
て、回転磁石５とスリーブ４の両方を回転させるように
構成されている。即ち回転磁石５を時計回り方向に回転
させてトナー６を反時計回り方向に搬送すると共に、ス
リーブ４を反時計回り方向に回転させる。上記構成によ
れば、実施例１の効果のほかにトナー６の搬送力が、回
転磁石５とスリーブ４の両方による周方向の力の合成に
なるため、記録速度をより高速化することができる（15
00ｒｐｍ）。

【００２１】（実施例４）図６及び図７は本発明による
画像形成装置の実施例４を示すものであり、装置全体の
概略構成は実施例１とほぼ同じであるが、本実施例では
スリーブ４の表面に記録シート７と対向する位置に円弧
状の第２記録電極９を設けたものである。上記第２記録
電極９の構成は、前述したものと同様に銅や金等の良導
電体、より好ましくは鉄やパーマロイ等の強磁性材料を
用い、それらをワイヤー状にして並べたり、薄膜をエッ
チングして作成した電極パターンシートを接着するなど
の方法により構成されている。

【００２２】図６において、導電性磁性トナー６を搬送
する手段は、スリーブ４内部の回転磁石５を回転させる
方式を用いている。この方式の場合、記録速度は従来例
と同じであるが、実施例１のように第２記録電極９を円
周に沿って環状に形成する必要はなく、記録シート７と
対向する一部の領域にのみ電極を形成するだけでよい。
上記構成によれば、従来装置を大幅に変更することな
く、スリーブ４の周面上の第２記録電極９と回路基板２
の固定位置を変えるだけで、部品点数の削減と製造行程
の簡略化が図られ、且つ高密度の記録も可能となる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は前述したように、導電性現像剤
を介して第１記録電極から第２記録電極へ画像情報に応
じた信号電圧を伝達し、更に記録媒体周辺部において第
２記録電極から導電性現像剤に電荷を注入することによ
り、記録媒体上に導電性現像剤を付着させて画像形成を
行うことができる。これによって、駆動手段を構成する
回路基板と記録電極を構成するフレキシブルケーブルと
の接続を行う必要がなく、接続部及びフレキシブルケー
ブルの加工精度による制約や現像剤を通過させるための
穴による配線パターンピッチの局所的な高密度化などの
制約がなくなり、記録電極を微細化して画像の高精細化
が容易になる。また現像剤供給手段の駆動源であるモー
タの回転速度を上げたり、磁石を多極化せずに高速且つ
安定した画質で記録することができ、同時に、現像器の
小型軽量化、低コスト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る画像形成装置の要部を示す断
面図である。

【図２】記録電極の斜視説明図である。

【図３】記録媒体の断面説明図である。

【図４】画像形成装置の第２実施例を示す断面図であ
る。

【図５】画像形成装置の第３実施例を示す断面図であ
る。

【図６】画像形成装置の第４実施例を示す断面図であ
る。

【図７】画像形成装置の第４実施例を示す斜視図であ
る。

【図８】従来の画像形成装置を示す断面図である。

【図９】従来の画像形成装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１は第１記録電極、２は回路基板、３は駆動用ＩＣ、４
はスリーブ、５は回転磁石、６はトナー、７は記録シー
ト、７ａは誘電層、７ａ₁は表面層、７ａ₂は抵抗層、
７ｂは導電層、７ｂ₁は支持層、７ｂ₂は導電性蒸着
膜、８は搬送用ローラ、９は第２記録電極である。

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
るための第１記録電極と、前記第１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、前記現像剤供給手段の周面に設けた記録媒体に現像剤を
付着させるための第２記録電極と、を有する画像形成装置。
【請求項２】前記第２記録電極は、現像剤供給手段の
周面に環状の導電性パターンを形成したことを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記第２記録電極は、前記記録媒体に対
向させて現像剤供給手段の周面に円弧状の導電性パター
ンを形成した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】前記記録媒体は誘電層と導電層を積層し
てなる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】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４記
載の画像形成装置。