JPH0612001A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マグネスタイラス方式による像形成におい
て、記録電極間にトナーが付着し、記録像の鮮明度が低
下するのを防止する。 【構成】 記録電極の両側に消去電極を設ける。この消
去電極に、記録電極の電圧とは逆極性の電圧を記録電極
に与える電圧と同時に、印加し記録電極の両側のみを記
録と同時に消去する。 【効果】 記録媒体上で電極間のトナーの付着が防止で
き、高い解像度による記録が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマグネスタイラス記録方
式を採用した印刷装置、表示装置等の画像形成装置に係
わり、さらに詳しくは現像剤を記録媒体上に静電的に付
着させる場合に、記録電極が現像剤を本来付着させるべ
き記録媒体上の範囲を規制し、先鋭な画像を記録媒体上
に形成することを可能にした画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりマグネスタイラス記録方式を採
用した画像形成装置において、記録媒体に現像剤である
磁性トナーを付着させるために電圧を与える記録電極
は、単に軟性または剛性基板上に隣り合せて配列されて
おり、記録電極の単純な隣り合せの配列が解像度を下げ
る要因となっていて、この隣り合せに配置された記録電
極による帯電の相互干渉に対する配慮がなされていなか
った。

【０００３】この画像形成手段は特公昭５１ー４６７０
７号公報に開示されたものと原理は共通し、以下にこの
マグネスタイラス記録方式による表示装置の概略につい
て解説する。

【０００４】図１は従来のマグネスタイラス表示装置の
本体要部の断面図であり、図２は現像機器ユニット内部
の記録電極近傍の模式図である。また図３は表示装置本
体の断面図であり、図４は本体正面図を示す。

【０００５】図１において、３は記録媒体である記録シ
ート、２は像を可視化するための導電性磁性トナー（抵
抗値＝１００ＫΩ〜１０ＭΩ）、１ａは電極ドライバー
基板であり、ドライバ等の素子を含めて高分子材料の絶
縁材で基板全体に電気的絶縁処理がなされている。１ｂ
は記録電極ドライバ、１ｃはトナーに電荷を与え主走査
書き込を行うために現像器両端で支えられている電極、
７は軸が現像器両端で支えられている無端磁性ベルトの
駆動ローラ、１０は１ｃの電極と同軸上に配置され、無
端磁性ベルトに連れて回転しＳ／Ｎに交番する回転可能
な永久磁石、１１ａは１０の回転可能な永久磁石を駆動
するタイミングベルト、７はトナーを搬送するための無
端磁性ベルト、８ｂは７の無端磁性ベルト駆動ローラに
より回転するテンションローラ、１３は１ｃの電極にト
ナー供給するために搬送されてきたトナーを無端磁性ベ
ルトからすくい上げる目的で置かれた高分子材料で作ら
れたブレード、１４は３の記録シート上のトナーにより
可視化された画像を消去し、１の記録シートの除電を行
い同時にトナーを現像器に回収し再利用を計るための除
電ブラシ、４ａは３の記録シートを図中のシート進行方
向に移動して、副走査方向の書き込を可能にする下シー
トローラ、１５は現像器ユニット、６は４ａの下シート
ローラを駆動するためのシートローラ駆動モータ、４ｂ
は３の記録シートに従動して回転する上シートローラ、
５は３の記録シートを所定の速度で移動させるための減
速ギア、１５ａは回収後のトナーを貯蔵するトナー回収
部、８ａは図３の９の現像器モーターにより、２０の無
端磁性ベルト駆動ローラーと同軸上にあり、同時回転す
る駆動プーリ、１１は２０の無端磁性ベルト駆動ローラ
とタイミングベルトにより結合されている現像プーリー
である。

【０００６】図２は電極近傍構造図（参考図）であり、
図１と同じ部材については、同一符号をつけている。

【０００７】図２中の１０の回転可能な永久磁石は電極
下に固定され、１１ａのタイミングベルトは１０の回転
可能な永久磁石が与える磁極面と、無端磁性ベルトが１
ｃの電極に対向する磁極面の磁極性とが、記録時に同極
性が得られるように、すなわち、電極下に無端磁性ベル
トと回転可能な永久磁石の磁力の和による最大磁力が得
られるように、その位置が調整されている。

【０００８】図３は本構成を利用したマグネスタイラス
表示装置本体の断面図であり、図１と同じ部材について
は、同一符号をつけている。この図３中の１９は本体外
装、１８は透明な保護ガラス、９は無端磁性ベルトを所
定の速度で移動させる現像器モータ、１７は表示装置全
体を電気的に制御する制御部、２１は表示装置本体用の
電源である。

【０００９】以下、これらの図に従って記録原理を説明
する。

【００１０】図１において、トナー回収部１５ａのトナ
ーを無端磁性ベルト７で直接ベルト（２５０〜３５０ガ
ウス）上にトナーを吸着させ、無端磁性ベルト駆動ロー
ラ２０の回転による該無端磁性ベルトの移動により、マ
グネスタイラス（スタイラス高＝２．５ｍｍ〜３．５ｍ
ｍ）を形成しながら搬送されてきたトナーを、ベルトブ
レード１３（磁性ベルト／ブレード間ギャップ＝０．０
５ｍｍ〜０．２ｍｍ）でマグネスタイラスの上部トナー
を電極ドライバー基板上１ａ（基板厚み０．１ｍｍ程
度）にすくい上げ、トナーの後方からの押圧力と電極ド
ライバー基板下方の無端磁性ベルト面と逆方向に面が移
動（回転）する回転永久磁石１０の運動に伴うトナー移
動により、トナーを１ｃの記録電極に導く。電極下方に
ある無端磁性ベルトの極性と磁力が最大となる極の中央
部は回転可能な永久磁石１０（一磁石当たり５００〜８
００ガウス）が無端磁性ベルトのＳ／Ｎ極の磁力の最大
点において、同極性になるように調節されている。ま
た、この回転可能な永久磁石と無端磁性ベルトの磁力最
大点は磁気センサー１２により相対的に検出されてお
り、この検出信号を記録時のストローブパルスＷｓｔと
して記録電極ドライバを駆動して、電極に正の記録電圧
を印加することによりトナーに正電荷を与える。このト
ナーは、負またはグランドブラシ１６によりグランドレ
ベルに近い電位にある記録シートに吸着して記録シート
上に主走査方向ラインの書き込みを行う。なお、可視画
像に寄与しなかった余剰トナーは、そのまま下流方向に
移動し、電極ドライバー基板上から再び無端磁性ベルト
７上に落とされ、トナー回収部１５ａへ移動する。一
方、記録シート３は所定の速度で副走査方向、つまり進
行方向に移動（シートスピード＝１３０ｍｍ／ｓｅｃ程
度）しており所定時間後（主走査間隔＝２．５〜３ｍ
ｓ）には再び記録電極１ｃ上で前述の主走査記録の課程
に入る。これを繰り返すことにより画面内容を可視化す
ることが可能になる。

【００１１】

【発明の解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
において、記録電極に電圧を与え磁性トナーを記録媒体
に付着させる際に、記録電極間に誘起された電圧による
帯電により磁性トナーが本来付着させるべき記録媒体上
の範囲以外にも付着して、解像度の低下が起きる現象を
解決するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、記録媒体に現像剤を付着させる際
に記録電極には、記録電圧を印加し、記録電極間に配置
されている補助電極には、前記記録電圧とは逆の成分を
有する直流、交互の電圧を印加することにより、記録電
極間に誘起された帯電圧を相殺し、現像剤が本来付着さ
せるべき記録媒体上の範囲以外への付着を防止したもの
である。

【００１３】

【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。なお、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
た場合についての説明とする。

【００１４】まず、図５は従来の電極構成図で、図６は
拡大した記録電極及び消去電極の配列とそれらの制御回
路の原理図、そして、図７は記録電極および消去電極の
制御波形図である。

【００１５】先ず、図５、図６および図７を参照して記
録電極および消去電極の概略構成において従来例との比
較を行い説明する。

【００１６】図５は一例として従来の方式による３００
ｄｐｉの表示装置の電極構成について示してある。電極
ドライバ基板１ａは軟性または剛性基板上に記録電極ド
ライバ１ｂ等の部品、およびこの基板上に蒸着を含むそ
の他の方法で形成された記録電極１ｃの１〜４と印刷回
路から成り立っている。トナーはこの電極を通過する
際、電圧を印加された電極上のトナーが記録媒体に付着
することで表示画像が形成される。

【００１７】ここで図５の動作を波形によって説明する
と、表示すべきデータはＤａｔａからシリアルに送られ
てきてＣｌｏｃｋに同期して、電極ドライバ１ａ内にあ
るシフトレジスタを順次通過し、次の段の電極ドライバ
１ａ１〜４に送られる。一主走査分の情報が電極ドライ
バ１ａに蓄えられた時点でストローブパルスＷｓｔが与
えられ、記録すべきＤａｔａがある場合の記録電極には
Ｖｗによる正電圧が与えられる。そしてこれにより磁性
トナーを正に帯電し、記録シート３に磁性トナーを付着
させる。

【００１８】この場合、図５の波形の「電極帯電量」に
示されるように、記録電極の帯電分布はその裾の広がり
によって隣り合う記録電極間においてもゼロに近い帯電
状態とはならず、電位Ｖｔｈの分だけ僅かに正に帯電し
ていて、記録に不必要な磁性トナーの一部を記録シート
３に付着させる。この結果、例えば図５にあるように、
縦ラインのみの情報を記録した場合でもライン間に不要
なトナーの飛び散り付着２ａが生じ、解像度の高い画像
を形成できなくなる主原因となっている（上記飛び散り
の具体例については、図５の「記録シート上の現像（縦
ライン）部を参照）。

【００１９】この欠陥を解決する方法として、図６に示
すように、電極ドライバ基板１ａ上の記録電極１ｃの近
傍に補助電極を設けることによって解決する。この補助
電極は本実施例では、消去電極１ｄであり、この電極１
ｄに記録時に利用するストローブパルスＷｓｔにより記
録電極１ｃの１〜４の記録電圧とは反対の極性を持つ負
電圧Ｖｅを印加し、図７に示すように記録電極間には負
の帯電与え、図５で述べた帯電電圧Ｖｔｈを相殺する機
能を持たせた構成にしてある。

【００２０】この結果、図７の波形のうち「総合された
電極帯電量」に示すように、電極１ｃ間の帯電量が無視
できる程度となり、記録シート３への磁性トナー２の付
着を略無くすことが可能になる。

【００２１】すなわち、図６の拡大図中の原理回路に示
すように、ストローブパルスＷｓｔにより、記録電極群
１ｃの１〜４には書き込みデータに応じて正電圧ｖａが
印加され、消去電極群１ｄには記録時と同時にストロー
ブパルスＷｓｔにより、負電圧を印加する。なお、記録
電圧Ｖａは現像器構造等によって異なるが、一般的には
ＤＣ＋１０〜＋３５Ｖを使用し、消去電極１ｄに与える
電圧Ｖｅは上記正電圧Ｖａと同様に現像器構造等によっ
て異なるがＤＣ０〜ー１５Ｖであり、記録電圧Ｖａと逆
極性の関係で、その電圧の絶対値は記録電圧Ｖａより低
く保つ。なお、帯電電圧Ｖｔｈの相殺を越えるような帯
電極性を持つような過大な電圧は、記録シート３への不
要な磁性トナーの付着を招く場合がある。また、現像プ
ロセスによっては消去電極１ｄに用いるストローブパル
スＷｓｔは、その時間幅は必ずしも記録電極のストロー
ブパルスと同じである必要はなく、記録シートの特性や
磁性トナーの特性に応じて調節する必要がある。

【００２２】図７は消去電極を制御するための波形図
で、記録電極における帯電量と記録電極に与える記録パ
ルスＤａｔａと同期して、消去電極に与えられる消去帯
電量と、これらを合成した電極付近の電極帯電量が示さ
れている（改良された飛び散りの具体例について図７の
「記録シート上の現像（縦ライン）」を参照）。

【００２３】

【発明の効果】本発明は前述したように、消去電極を記
録電極の両側帯に設けることにより、記録電極で記録シ
ートに記録を行いながら、その両側帯に消去電圧を与
え、不要な磁性トナーを記録シートに付着させない手段
をとることによって、極く安価に且つ高解像な画像を記
録シート上に提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマグネスタイラス表示装置の、本体要部
の断面図

【図２】現像機器ユニット内部の記録電極近傍の模式図

【図３】表示装置本体の断面図

【図４】本体正面図

【図５】従来の電極構成図

【図６】拡大した記録電極及び消去電極の配列とそれら
の制御回路の原理図

【図７】記録電極および消去電極の制御波形図

【符号の説明】

１ａ 電極ドライバー基板 １ｂ 記録電極ドライバ １ｃ 記録電極 １ｄ 消去電極 ２ 磁性トナー ３ 記録シート ７ 無端磁性ベルト ８ａ 駆動プーリー １０ 回転永久磁石 １１ 現像プーリー １１ａ タイミングベルト １２ 磁性センサー １３ ベルトブレード １４ 除電ブラシ １５ 現像器ユニット １５ａ トナー回収部 １６ グランドブラシ １７ 表示制御ユニット ２０ 無端磁性ベルト駆動ローラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に応じて現像剤に記録電極に電
   圧を印加し、記録媒体に前記現像剤を付着させて画像形
   成する画像形成装置の記録電極構成において、 記録電極間に設ける補助電極と、前記補助電極に記録電
   圧と同時に消去電圧を与える手段とを有する画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１の記録媒体が表示用として用い
   られる画像形成装置。