JPS5919967A - 直接記録装置 - 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】 （蜀　発明の技術分野 本発明はファクシミリ等に用いられる画像信号出力のた
めの記録装置に係り、特に絶縁性記録体を介して記録電
極と磁性トナー現像機を内装置し、画（ｊｐ儂号印加と
同時に絶縁性記録体上をこトナー像を形成し、記録紙上
に転写を行なう直接記録装置に関するものである。

（Ｂ）　　技術の背景 まず、直接記録装置の印字部の構成および全体の印字プ
ロセスの概略を説明する。

第１図は印字部の構成を示したもので、舊己録電極１は
複数のグループからなる記録電極針２を一列に並べたマ
ルチスタイラス電極である。

この記録電極１に誘電体フィルムからなる絶縁性記録体
３を接触させる〇一方固定された円筒スリーブ４の内部
に回転する磁気ローラ５を有した磁性トナー現像機６を
絶縁性記録体３を介して記録′に極１と対向する位置に
設置する。さらに円筒スリーブ４の上には複数のセグメ
ントに分割された対向電極７を密着して配置する。

記録を行なう手段は円筒スリーブ４の外周に、磁性トナ
ーを転送し、記録電極針２に画像信号に対応して電圧を
加え、対向電極７に記録電極針２に印加される電圧と逆
極性の電圧を選択的に加えることにより、選択されたセ
グメント上に運ばれてきた磁性トナーを帯電させ、以て
絶縁性記録体３に磁性トナーを付着させ、トナー像を形
成する方法である。

第２図は記録装置の構成を示したもので、同図を用いて
記録プロセスを説明する。絶縁性記録体３はＭＥ体フィ
ルムをベルト状にしてシリンダー８．９．１０によって
一足の速度で回転させる。このベルト状の絶縁性記録体
３の内側に記録′成極１の先端を接触させ設置する。ま
た前述した対向面、極７を円筒スリーブ４の面に有する
磁性トナー現像機６を記録′電極１と対向して設置する
。

第１図により説明した手段で絶縁性記録体３上にトナー
像を形成した後、絶縁性記録体３を回転して、接地した
シリンダー９の部分で記録紙１２を絶縁性記録体３に平
行に搬送し、裏側から転写ローラ１３を用いてトナー像
を記録紙１２に転写する。この後記録紙１２上の転写像
は圧力定着機１４によって記録紙１２に固着させる。他
方絶縁性記録体３はさらに回転させ、接地したシリンダ
ー８の部分でコロナ除電器１６によりコロナ除電を行な
うことにより、絶縁性記録体３上に残留した磁性トナー
の電荷を消去し、絶縁性記録体３への付着力を弱める。

さらに絶縁性記録体３を回転させ、印字部へ搬送すると
残留した磁性トナーは磁性トナー現像機６の磁気ローラ
５の磁力によって回収される。

以上の記録プロセスを繰り返すことにより、記録紙上に
連続して画像出力を得ることができる。

本直接記録装置の特徴は、記録電極による潜像形成工程
と現像機による現像工程を同時に行なうことができるた
め装置構成が簡単となり、小型、低価格になる特徴があ
る。また、磁性トナーを使用し、転写されず、残留した
トナーをクリーニングを行なわずに現像機に回収し、再
使用できるために、メンテナンスが容易で消耗品価格が
安いという特徴がある。

（Ｃ）　　従来技術と問題点 さて本直接記録装置の印字部の円筒スリーブ４上に設け
た対向電極の構成として、従来は第３図に示すように円
筒スリーブ４を固定して、磁気ローラ５を軸中心に巨転
できるようにした磁性トナー現像機６を用いて、円筒ス
リーブ４の表面にフレキシブルプリント板により形成し
た対向’ＩＪＬ極７を接着して設けている。対向電極７
は銅貼りフレキシブルプリント板をエツチングして、セ
グメント部２１とリード部２２から構成されている。こ
のため従来の磁性トナー現像機６は記録電極１との間に
設ける現像距離の保持も容易で、かつ構成としても比較
的簡単であるため、コスト的に安くなるという特徴があ
ったＯ しかしながら従来の構成では、記録電極針２と対向′−
極７に印加する信号醒圧のパルス巾を短かくしてゆくＬ
１画像出力において絶縁性記録体３の送り方向と垂直に
印字の濃淡となって縞が生じることがわかった。以下こ
の現象を現像縞と称する。

この現鐵縞が生じると、ファクシミリ等の画像出力にお
いて横方向線分のビット抜けとなって表われるため、欠
陥の多い画像となってしまう。

この現像縞を消去する方法として、従来は記録電極針２
と対向電極７に加える記録電圧を高めるか、記録のパル
ス巾を引き伸ばすかして補なっていた。しかしながら記
録電圧をあまりに高くしすぎると駆動ドライバーの負荷
が大きくなりすぎ、さらに解像度の高い記録電極ｌを用
いた場合、隣接したＯＮｉ極針とＯＦＦ’電極針の間で
放′就が生じ、画像が乱れるという問題があった０ このため本１α接記録装置においては、高速で記録する
ことが困難であった。

（Ｄ）　　発明のＬ」的 本発明の目的はかかる直接記録装置に−おいて高速の８
己＃をイアうため、記録パルス巾を短かくしても、現藺
縞の生じない安定した画像を得ることのできる直接記録
装置を提供することにある。

（Ｅ）　　発明の構成 ぞしてこの目的は、本発明によれば円周上に複数個の磁
極を翁する永久磁石の外方に非磁性材料よりなる中空円
筒を回転自在に配置し、該永久磁石の一磁極が絶縁性記
録体を介して記録電極と対向ｒるよう配置される磁気ロ
ーラ、該中空円筒上に設けられ、該中空円筒の外周を抱
括する複数のリング状゛嵐極より成る対向電極。

該リング状電極の外周の一部に対向して設けられ、”ｒ
５気的導通を得るための複数のリード電極とを具備して
なることを＃ｊ徴とする直接記録装置を提供することに
より達成される。

（Ｆ）　　発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳６ｉ［Ｄに説明
する。

本発明者らが上記の現像縞の原因について詳細な調査を
行なった結果、以下の事象が明らかになった。直接記録
装置に用いる磁性トナー現像機は第１図に示したように
、磁気ローラ５の回転に従って、磁性トナー１８はチェ
イン状になって円筒スリーブ４の上を回転しながら搬送
されるが、この際チェインの状態は磁気ローラ５の磁極
の真上では磁力（こよって円筒スリーブ４の円周に対し
て垂直方向に立っている。また磁極ＮおよびＳの中間で
は、Ｎ、Ｓの双方向の磁力によってチェインは円筒スリ
ーブ４上に寝た状態になって搬送される。このため、磁
気ローラ５が回転し、記録電極針２の一部に磁気ロー２
５の磁極が来た場合は、第１図に示すように記録電極針
２の真下で、トナーチェインはｔｒうた状態となる。次
に記録゛電極針２の細部に磁気ローラ５の磁極の中間が
来た場合は、第４図に示すように、記録電極針２の真下
でトナーチェインは寝た状態４こなる。従って記録に際
しては第１図の状態と第４図の状態が交互に繰り返して
起ることになる。

第１図のようにトナーチェインが立った状態で、記録電
極釧２と対向電極７の間に記録パルスを印加した場合、
トナーチェインは磁極によって縦方向に大きな力を受け
るため、トナー粒子間の密着力が強く、トナー間の導電
性が良くなり印字濃度が喚くなる。これと比較して第４
図のようにトナーチェインが寝た状態で、記録パルスを
印加すると、トナー粒子間の密着も弱く、トナ一層間に
空隙も多いため、トナー間の導電性が悪く、電荷注入が
起こりにくいので、印字濃度が薄くなることが判明した
。

以上の調査結果から現像縞を生じないで高速記録を得る
ためζこは、トナーチェインの常に立った状態で印字を
行なう必要がある。

以下本発明の具体的な実施例について述べる。

詔５図は実施例にかかる直接記録装置の印字部の斜視図
である。記録電極１に誘電体フィルムからなる絶縁性記
録体３を接触させ、記録電極１と対向して磁気ローラ５
の任意の磁極を固定し、円筒スリーブ４を回転できるよ
うにした。

また、対向′α極７の構成は、円筒スリーブ４を絶縁体
とするか、あるいは金属スリーブ上に絶縁層２４を形成
し、その表面に円筒スリーブ４を抱括する形で、複数の
リング状寛＠２３を設ける。このリング状電極２３の具
体的な形成方法としては、アルミあるいはステンレスか
らなる金属円筒スリーブ４の上に、高分子材料からなる
収縮チューブをあてがい絶縁層２４を形成する。その上
に無電解部分メッキ、蒸着、あるいは導電性ペーストの
コーティングにより、リング状電極を形成する方法があ
る。また別の方法としてフレキシブルプリント板により
作成した電極バター７を円筒スリーブ４の上に貼り追わ
せる方法でも良い。

次に、上１ｒｊ　！ｊング状電極２３に対する導通の取
り方であるが、各リング状電極２３に対向して、同一ピ
ッチで複数のリード電極２５を設は円筒スリーブ４の円
周上の一部に国是する。このリード電極２５とリング状
電極２３のコンタクト方法は、リード電極２５を板バネ
状の金属で構成し、バネの弾性を利用してリング状電極
２３と接触させ導通を得る。

上記の磁性トナー現像機６を用いて記録電極１とリード
電極２５の端子に選択的に電圧を印加することにより、
対応したリング状電極２３が選択されるため、円筒スリ
ーブ４が回転していてもマトリクス記録が可能となる。

また磁気ローラ５の磁極は記録電極工と対向して固定さ
れているため、記録電極針２の直下で、トナーチェイン
は常に立った状態で保持されるため、現像機のない画像
が得られる。

次に本発明の他の実施例を説明する。

前記本発明の実施例においては、リード電極２５とリン
グ状’ｉｔｆｔＭ２３のコンタクト方法として、リード
′φ、極２５を板バネ状の金属で構成し、リング状電幌
２３とバネの弾性を利用して接触させ、コンタクトを取
っている。しかしこの場合、各々のリング状電極２３に
与える電位を一定にするためζこは、各コンタクト部で
バネの弾性をかなり強くする必要がある。このためリー
ド電極２５とリング状電極２３の摩擦により、リング状
電極２３が長時間の使用では摩耗してしまう。また磁気
ローラスリーブ上に搬送した磁性トナーがリード電極２
５とリング状電極２３の間に入り込み、その圧力によっ
て押しつぶされ、リング状電極２３の表面に固層し、磁
性トナーの流動性を妨げてしまうという現象もみられた
。

本実施例においては、この問題を解決するためにリード
電極２５とリング状電極２３を接触させずに一足の距離
を置いて保持し、磁気ローラスリーブ上に転送される磁
性トナーを利用して導通を得ることを％徴としている。

前記したようにトナーチェインが立った状態ではコンタ
クトが良く、導電性が高くなる。このため、リード電極
２５とリング状電極２３を結ぶ線上において磁気ローラ
５の磁極を固定し、リード電極２５とリング状電極２３
の間で常にトナーチェインが立った状態を保持すれば、
リード電極２５に与えた記録電圧がトナ一層を通してリ
ング状′ｌ！極２３に誘起され記録が可能となる。また
リード電極２５とリング状電極２３の間隔は磁性トナー
の流動性を妨げず、かつ磁性トナーを通して電気的導通
が得られる距離に設定すれば良い。

第６図は本実施例による磁性トナー現像機を含む印字部
の断面構成図である。固定した磁気ローラ５を中心とし
て、リング状電極２３が円周を抱括した円筒スリーブ４
は回転する。磁気ローラ５の任意の磁極に対向した位置
に一定の間隔ｄをおいて記録電極１を設け、絶縁性記録
体３を記録電極１に接触して移動させる。一方磁気ロー
ラ５の他の任意の磁極に対向した位置ｔこ一定の間隔ｅ
をおいてリード電１ｉＡ２５を設ける。この間隔ｄ（！
：ａは用いる磁性トナーの抵抗値によって異なるが、３
　ＣｋＶ／ｃｎ＋　）の測足電界で１０〜１０〔Ω・画
〕の抵抗を示す磁性トナーを用いた場合、０２〜０．７
（ａ＋ｉ）の値に設定すれば、トナーの流動性も良く、
かつ電気的導通も得られる。

図において記録電極Ｂｌ−ド電極２５に互ζこ逆極性の
記録′ｄ圧を印加すれば、間隔０間のトナ一層を通して
、リング状電極２３に電流が流れ、間隔４間のトナーに
電荷が注入され、第１図を用い°ＣＫ兄明したと同様に
絶縁性記録体３上にトナー１叡が形成される。

本芙施し旧こよれば、記録電極の直下で常にトナーチェ
インが立った状態で記録が行なえるため、記録パルス［
］】を短かくしても現像機を生じない鮮明な１ｌｉｌＩ
像が得られる。さらにリードフイ極とリング状電極を非
接触で保っているため１．す対 ング状電極に＼する様械的摩耗および磁性トナーの固着
を防１ヒでき、長時間安定した画像が得られる。

次に、本発明にかかる直接記録装置のさらに別の他の実
施例を説明する。本実施例においては、本磁性トナー現
像機におけるトナー供給方法についても考慮している。

第５図に示すように円筒スリーブ４上に複数のリンク状
電極２３を設けた場合、隣り合ったＯＮ電極とＯＦＦ　
ｔに極の間の漏れ電流は少なければ少ないｉ（ど良い。

本発明者らがこの点について調査を行ン了りた結来、磁
性トナーの抵抗値によらず、トナ一層の厚さが増せば増
すほど隣接電極間の漏れ電流が大きくなることがわかっ
た。前述した抵抗値の磁性トナーを用いた場合、トナ一
層の厚さ力月〔藺〕以下の場合は漏れの鉦は問題になら
ないが、数層以上になると隣接電極間の漏れが大きくな
り、記録画像にはゴーストとなって現われることがわか
った。

このため、さらに安定した記録画像を得るために、トナ
ー供給方法についても新規な工夫を行なった。従来の磁
性トナー現像機においては第３図に示したようｌこ磁気
ローラ５の周囲に、これを包括する形でトナーホッパー
２７が設けられていた。この方法では供給のためのトナ
ーはトナーホッパー２７の中に充填されているため、円
筒スリーブ４の円周の一部はトナ一層の厚さが数〔藺〕
〜数１０（ｍ）にもなることになり、隣接リング状電極
間の漏れが問題になる。

本実施例ζこおいては以上の問題を解決するために第６
図に示すように、磁気ローラ５と独立して離れた位置に
トナーホッパー２７をＣけ、該ホッパーから磁気ローラ
スリーブ上に供給する磁性トナーの倚を常に一定に保つ
ようにするものである。本実施例ではトナーホッパー２
７は磁気ロー２５の上部に位置し、下部の出口から円筒
スリーブ４上に供給される。この出口の部分に供給ガイ
ド２８を設け、カム２９とバネ３０により供給ガイドが
矢印方向にスライドできるようにする。トナーの供給が
必要な場合は供給ガイド２８をスライドさせ、円筒スリ
ーブ４上に常に−にの量を供給する。

本実施例によれば、円筒スリーブ４の円周の大部分のト
ナ一層厚を１〔藺〕以下に保つことができるため、隣Ｊ
ａ電極間の漏れカ５問題にならなくなる。尚本実施例に
おけるトナー供給法は一実施例であり、第７図に示すよ
うに磁気ローラ５の下部あるいは側部にトナーホッパー
２７ヲ設けて、掻き揚げスゲ＋Ｊ、−３２等を回転させ
て供給しても良い。

（Ｇ）　　発明の詳細 な説明したように本発明によれば、直接記録装置の記録
部において、常にトナーチェインの立った状態で記録が
可能になるため記録パルス巾を短かくして高速記録を行
なっても、現像縞が生じないで、常に安定した画像が得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる直接記録装置の印字原理を説明
する図、第２図は本発明にかかる直接記録装置の記録プ
ロセス説明図、第３図は従来の直接記録装置における記
録部の構成図、第４図は現像縞の生ずる原理説明図、第
５図は本発明による磁性トナー現像機を含む記録部の構
成図、第６図は本発明ζこよる磁性トナー現像機を含む
記録部の断面構成図、第７図は本発明による磁性トナー
現像機のトナー供給法の他の実施例説明図である。 図において、ｌは記録電極、２は記録電極針。 ３は絶縁性記録体、４は円筒スリーブ、５は磁気ローラ
、６は磁性トナー現像機、７は対向電極。 ８．９．１０はシリンダー、１２は記録紙、１３は転写
ローラ、１４は圧力疋着機、１６はコロナ除電器、１８
．１９は磁性トナー、２０は電荷、２１はセグメント部
、２２はリード部、２３はリング状電極、２４は絶縁層
、２５はリード成極、２７はトナ一層ｙ　ハｇ　２　Ｂ
は供給ガイド、２９はカム、３０はバネ、３１はブレー
ド、３２は掻き揚げスクリューである。 １　′°“１］ 代理人　弁理士　　　松　岡　宏四？、　−、舎−：：
！第　ｂ　罰 事　７　罰

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周上に複数個の磁極を有する永久磁石の外方に
   非磁性材料よりなる中空円筒を回転自在に配置し、該永
   久磁石の一磁極が絶縁性記録体を介して記録電極と対向
   するよう配置される磁気ローラ、該中空円筒上に設けら
   れ、該中空円筒の外周を抱括する複数のリング状電極よ
   り成る対向゛邂極、該すング状電極の外周の一部に対向
   して設けらち、電気的導通を得るための複数のリード電
   極とを具備してなることを特徴とする直接記録装置。
2. （２）前記リード電極と前記リンク状′電極とを前記中
   空円筒により転送されてくる磁性トナーを介して電気的
   導通を得ることを特徴とする直接記録装置。