JPS6010875A - 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】 〔発明の技術分野〕 たとえば、ファクシミリ、プリンター、あるいは複写機
等に用いられる電気信号化された画像情報を記録する記
録装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

プリンターあるいは複写機などにおいては、導電性磁性
トナーを用いて普通紙に画像記録を行なう試みは数多く
なされてきたが、中間記録媒体である感光体や静電記録
体から記録紙に静電転写する際に、ぼけや転写効率が低
下するという問題を完全に解決するには到っていない。

過去に試みられた有力な導性トナーの転写に関する手段
は、例えば、ＵＳＰ−４３７３０１６号に開示されてい
る。これは、中間転写媒体として表面に絶縁・性の液体
を塗布した導電性ロールを用い、感光体上に形成した導
電性磁性トナーによる像を前記導電性ロール上に８０μ
ｍ〜１２０μｍ程度の間隙を介して対向させ静電気力に
より転写するもので、この際に導電性ロール上に塗布さ
れた液面は、トナーの電荷のリークを防ぐとともに、そ
の粘性による接着力により飛散や離脱を防止する効果を
奏し、この状態のまま、次のステップで、この中間ロー
ルと圧接しながら回転する加圧ロールとの間に送られる
転写紙（普通紙）に圧力転写しようとするものである。

この方式は実用化されていないが、本発明者の確認実験
によると前記転写に関しては良好である事が判明した。

しかし、画像記録は電子写真を用いているため、プリン
ターやファクシミリ装置として用いるためには、原稿読
み取りによって得られたか、あるいは、キャラクタ−ジ
ェネレーターから出力される電気的記録信号を再び光信
号に変換して感光体に記録せねばならず、レーザーやオ
ノティカルファイバーチューブなどを用いる事により、
大型化、かつ複雑化をきたし、更には上記したように感
光体に形成した像から中間ロールへ１更に記録紙へと、
２度に渡って像を転写するため画質の低下が大きく、こ
のために、これらの装置を高精度に保たねばならぬなど
、実用化には難問が多くコスト的にもサイズ的にも魅力
がない。

一方、液体インクジェットと呼ばれる技術分野において
は、この様な転写の行程を必要としない直接記録が可能
なため有力技術として注目されているが、インクの持つ
宿命として乾燥しやすさと、しにくさの両面のバランス
が要求される事から経時的に特性の安定が難かしくノズ
ルの目づまり、あるいはコピーの濡れやニジミなと、か
かえている問題は太きい。また、シリアルに記録砺ねば
ならず、記録速度が静電プリンターに比べて、極端に遅
いという点も用途が限定されるという欠点を残している
。

また、粉体トナーを用いた飛翔記録方法の一例としては
、ＵＳＰ−４１６４３７２号に開示されるがごとき絶縁
性粉体トナーの薄層を形成し、静電潜像形成面に対向さ
せ、トナ一層の背後に設けた電極との間に形成される電
界によりトナーを飛翔させて現像するものがあるが、静
電像の現像は可能であるが、プリンターとして１の応用
可能性については、全く示唆していない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情にもとづいてなされたものでその目的
とするところは、インクジェット方式でありながら、目
詰りや被記録体の濡れさらににじみなどを生じることな
くしかも高速で記録できるようにした記録装置を提供し
ようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第１図乃至第へ図に示す一実施例を参照
しながら説明する。図中１は導電性部材としての円筒ド
ラムで、この円筒ドラム１ハ鋼、ステンレス鋼、アルマ
イトによる表面硬化処理したアルミニウムなどの高硬度
材料よりなり、表面粗さが数ミクロンメートル以下とな
るように鏡面研摩され、真直度が２０〜３０ミクロンメ
ートル以下の精度を有する少なくとも永久帯電しない程
度以下の電気抵抗（およそ１０１３オームセンチ以下）
を有する導体からなる直径１００ミリメートルのもので
ある。円筒ドラム１は周速６０叫／秒で回動しながら先
ず絶縁性液体（例えばシェル石油−アイソパーＧ、アイ
ソ１４−　Ｈあるいは、東芝シリコーン油）２を収容し
た塗布装置３内の円筒ドラム１に転接するスポンジロー
ル４により塗布され、更にゴムブレードスクレーノや−
５により数ミクｐンメートル程度の絶縁性液体２の薄層
な上記円筒ドラム１表面に形成しつつ、粉体インクジェ
ット装置６の非磁性材料よりなる搬送手段としての円筒
状トナー搬送ロール７中に配置された像記録用電極群で
ある針電極アレー８と６０〜１５０ミクロンメートルの
間隙を介して対面する位置まで次々に回動してゆく。こ
の円筒状トナー搬送ロール７の内部の同軸上には回転自
在に複数の６００〜７００ガウスの磁極を外面に露出し
た回転マグネット９がもうけられており、　７００〜８
００回転／分の回転をすることによりトナーホッノ！−
１Ｑ内に貯えられた後述する要求を満たす粉体記録剤と
して用いた導電性磁性トナー１ノが、前記回転マグネッ
ト９０回転磁界の作用により、円筒状トナー搬送ロール
７と１５０〜２００ミクロンメートル離間対置された鉄
、アルミニウムなどの材料、好ましくは磁性材料よりな
る規制部材１２との間を通過して、順次針電極アレー８
の方向に搬送されてゆく。この針電極アレー８は、第２
図および第３図に示したように直径６０〜８０ミクロン
メートルの線状の導体Ｓ−ａを絶縁性樹脂ｓ−ｂを介し
て、１ミリメートルあたり８〜１０本の割合で一列に並
べた電極群で、更に前述した状態でＡ部の詳細を示した
ものが第４図であり、各針電極８−ａは記録信号発生装
置１３とそれぞれ接続されており、公知のファクシミリ
、プリンター（ｋ などん用いられる電圧印加手段としての電圧分配手段１
４により１５０〜３００がルトの記録電圧を電極アレー
８に選択的に印加して円筒ドラム」の回動と同期走査す
るようになっている。

第４図においては、図中Ｉで示した電極８−ａに信号が
印加された状態となっており、この部分に搬送されてき
たトナー１）は対向する円筒ドラム１に飛翔付着する。

この付着したトナー像１ト１は円筒ドラム１上に塗布さ
れた絶縁性液体２の粘性と電気抵抗により、衝突による
飛散や飛翔したトナーの有する電荷の急激なリークが防
止され、トナー１１の電気抵抗が広範囲にわたって変化
しても円筒ドラムス上でにじみなどのぼけを発生する事
がない。この磁性トナー１１の飛翔機構を第５図のモデ
ルを用いて説明する。

１０５〜１２０ｍの電気抵抗の磁性トナー１ノは第５図
（ａ）において、スイッチＳ２が閉じて電源Ｅによる３
　００　ｙ＋？ルト程度の電圧が印加された瞬間を示し
ており、この時点において、円筒ドラム１との間に電界
が形成された導電性である磁性トナー１１の層のうち、
電圧印加がされた針電極８−　ａに対応する部分のトナ
ーのみに電流が注入され、その部分の磁性トナー１１は
瞬時に同極性かつ同電位に転じ、次の瞬間、第５図（ｂ
）に示すように同極性に転じた事による針電極８−　ａ
との電気的反発力と、前記電界により契印のように飛翔
転位して、円筒ドラム１上の絶縁性液体２の層に吸着す
る。この電圧印加からトナー１１が飛翔するまでの時間
はトナーＩＪの抵抗が低い程短かくなる傾向を示すが測
定は困難である。しか−し低すぎると針電極８−ａｌＢ
　−ａ間でのリークが発生しやすくなり、シャープネス
が低下する事が予想されるが、現状では、１０５Ω口以
下のトナーは入手し得ない為、どこまで短縮できるかは
認認されていない。また　１０１１１〜１４Ωα以上の
トナーを用いた場合には、トナーが搬送路上で帯電する
ため、トナーと同極性の電圧を印加すれば、トナーは飛
翔するが、帯電の均一性が悪いためと考えられるむらが
発生しやす（、技術的可能性はあるが、困難な開発要素
として残る。このことから基本的には、摩擦帯電しない
程度の抵抗の方が好ましいと考えられる。第６図は針電
極アレー８と円筒ドラム１との間隙がｇｓ　（約８０ミ
クロン）、ｇ。

（約１２０ミクロン）、ｇｓ　（約１８０ミクロン）の
ときの電気抵抗が約１０’Ωｃｒｎ（オームセンチ）の
磁性トナーを用いた時の針電極アレー８に電圧ｖａを連
続した時に得られた、円筒ドラム１上に転移したトナー
による画像濃度を測定したものであり、記録スピードは
十分に追従している事がわかる。尚、ｇｓにおける記録
画像は他に比ベシャープネスの低下が認められたが、こ
れは、飛翔距離が大きくなった事により針状電極８−Ｉ
Ｌと円筒ドラム１との間の電気力線の広がり幅が大きく
なるためと、更にトナー間の静電的反発が生じて飛翔中
に広がるためと考えられる。画像濃度と、このシャープ
ネスを考慮すると、ギャップは小さい程好ましいが機械
精度の限界から、６０〜１００ミクロン程度が最適と判
断される。しかし、針電極アレー８の電極８　ａ　ｗ　
８　ａ間隔やトナーの抵抗、更には、トナーの電極８−
＆に対する付着力に関係する表面性の差異によっても最
適条件は変化するため、これらの諸条件と装置の機械的
加工精度との関係の検討により許容範囲も大きくなろう
。トナーは、既存のトナーのある種のものが十分に使用
可能であるが、これら使用可能なトナーは、流、動性に
秀れたもの、すなわち粒径がそろっていてかつ、球形化
処理と流動性付与剤である疎水性シリカ等を添加したも
のが良好な飛翔性、すなわち低電位での記録が可能とな
り、粒径としては、細かい程画質はシャープになるが、
飛翔に必要な電圧は大きくなる傾向を示し７〜１４ミク
ロン程度が４００〜５００ポルトの電圧以下で用いるに
はトータルバランス的に良い結果を示した。

以上の結果からこの記録に用いる粉体インクとしては、
電気抵抗、表面の接着性および粒子径が重要な画質決定
要因と判断され、これに基づいて既存のトナーに改善を
加えたものが用いられる。さて、以上のようにして円筒
ドラム１に記録された磁性トナー像１１−ａは次に該円
筒ドラム１と圧接回転する鋼あるいは、硬質プラスチッ
クよりなる圧接ロール１５部に移動してゆくとともにこ
れに同期して検紙装置１６から送られた記録紙１７を介
して２本のロール１と１５により２０〜３０　ｋｇ　７
　ｃｍの線圧で圧接されつつ送られると円筒ドラム１上
のトナーは、記録紙ノアに圧着されて転写と同時に定着
が行なわれて機外に排出される。尚、円筒ドラム１上に
塗布された絶縁性液体は、気中で蒸発乾燥する性質を有
している事が好ましく、例えば、前記したアインノ！　
−Ｇの薄層は数秒で蒸発するため、転写定着時にはすで
に乾燥していて転写紙を濡らす事がない。かりに未乾燥
であっても極くわずかなため、紙に吸収されてほとんど
問題とならないため過去に用いられた電子写真における
液体現像などと比べても秀れている。一方、円筒ドラム
１および圧接ロール１５に残留するトナー１１−ａはそ
れぞれ５０〜Ｚｏｏミクロン厚のステンレス製のスクレ
ーパー１８およびフェルト製の離型性付与剤としてのシ
リコンオイル含浸ワイパー１９により掻き取りあるいは
、拭去られて清掃除去され、記録紙１７上への再オフセ
ットを防止している。圧力により定着可能でかつ、導電
性を有する磁性トナーの製法については、例えば特公昭
５６−１５５０２号に記載されており、基本的成分とし
て、着色剤、ワックス、磁性粉を含み、更に必要に応じ
て導電性カーがンや他の樹脂を加えたものを混線粉砕す
る事により得、られる。更に本発明用の粉体インクとし
て用いるには、これら既存のトナーを球形化のために５
００℃〜７００℃の熱気中にシリカ粉とともに噴霧して
得られたトナー粒子の周囲にシリカ粉が融着されたもの
が良い結果を示す。

なお、以上の説廚では磁性トナーという表現を用いてい
るが、これは既存の記録材料を用いたためで、この記録
装置に用いられるものが磁性トナーに限定されるもので
はなく、前述した主要特性を満たす着色粉、すなわち粉
体インクが本記録に用いられるのであり、磁性粒子ある
いは、磁性インクである必要は他の実施例では必らずし
もない。第１図では、粉体インクの搬送手段としてイン
クの磁性化を行ない、マグネットによる磁力をもちいた
ものであるが、非磁性の粉体の搬送手段としては、先に
本発明者が提案した、特願昭５７−１８０９２４号あ、
るいは５７−１８０９２５号に詳細を述べたごとき粉体
移送手段があり、第６図は第１図と同じ円筒ドラム１に
非磁性導電性粉体インク１９を容するホ、パー２０と、
前記出願特許中に記載されるごとき粉体移送手段／」・
電極群を周囲に有する電極ロール２１と、搬送用電極群
に印加される電圧により粉体インク１９のマイクロスモ
ークを発生しながらホッパー２０から通過する非磁性粉
体インクＪ９の量を規制するドクターブレード２２を有
し、インク搬送路中の円筒ドラム１に近接する部分に前
述したごとき針電極アレー８を埋設したもので、電極ロ
ール２１上を搬送されてきた非磁性粉体インク１９はこ
こで、記録信号にもとづいて針電極アレー８に印加走査
される被電圧印加部の粉体イ／りが、前記したように飛
翔して円筒ドラムス上に記録像を形成する。導電性で非
Ｔｍａのインクの製法は基本的属は、磁性トナーの製法
において磁性材料な用いぬ以外は同じであるが、磁性材
料が減する分だけ電気抵抗が高くなるのを防止するため
、導電性材料であるカー？ン等を増量する必要がある。

更に非磁性の粉体インクを用いる大きな利点は、黒ない
しは灰、色の磁性粉材料を用いる必要がないために粉体
インクの色が自由に選べる、もしくは作る事ができる点
である。これによれば青、赤、緑、黒などの粉体インク
を収納した第６図に示したごとき粉体インクジェット装
置を円筒ドラム１の周囲に配設することにより、カラー
プリンター装置の提供が可能である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、導電性部材に近接対向す
る記録用電極群に搬送手段により粉体記録剤を搬送し、
前記記録用電極群に電圧印加手段により記録情報に応じ
て選択的に電圧を印加することにより、導電性部材に粉
体記録材を転移させるようにしたから、従来のような液
体インクジェット方式のように、経時的に不安定化して
目詰りや被記録体を濡したりさらにはにじみを生じるこ
となく良好に記録でき、しかも、記録用電極群によって
粉体記録剤を転移させるため、記録速度も低下すること
がない。

また、導電性部材には塗布装置によって絶縁性液体を塗
布したから、導電性部材に転移される粉体記録剤は絶縁
性液体の粘性により衝突による飛散や電荷の急激なリー
クが防止され安定した良好な画像の記録が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はプリンタを示す概略的構成図、第２図はインクジ
ェット装置を示す斜視図、第３図はその一部を示す側断
面図、第４図は記録剤の転移を示す原理図、第５図は画
像記録のプロセスを示す説明図、第６図は画像濃度を示
すグラフ図、第７図は本発明の他の実施例を示す概略的
構成図である。 ］ １・・・導電性部材（円筒ドラム）、２・・・絶縁性液
体、３・・・塗布装置、６・・・粉体インクジェット装
置、７・・・搬送手段（搬送ロール）、８・・・記録用
電極群。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第５図 （ａ） 壬 ａ 第７図 −４２：

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性部材と、前記導電性部材に近接対向する記
   録用電極群と、この記録用電極群に粉体記録剤を搬送す
   る搬送手段と、前記記録用電極群に記録情報に応じて選
   択的に電圧を印加し、前記粉体記録材を前記導電性部材
   に転移させる電圧印加手段とを具備してなることを特徴
   とする記録装置。
2. （２）導電性部材に絶縁性液体を塗布する塗布装置を備
   えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録
   装置。
3. （３）粉体記録讃は導電性の一成分の粉体粒子であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の記録装置。
4. （４）粉体記録剤は圧力定着性の粉体であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項記録の記録装
   置。
5. （５）　粉体記録剤は導電性磁性トナーで、搬送手段に
   より磁気的に記録用電極群に搬送されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の記録装置。