JPS60263964A - 画像記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界を利用した画像記録装置、特に画像からの
電気信号により制御部材の開１１部をトナー粒子が通過
するのを制御して、１１°ｒ接、氾録像を形成する画像
記録装置に関し、静電記録、ファクシミリ、コンピュー
タのアウトプント る。

〔従来技術〕

従来この種の画像記録装置は、例えば米国特許第３，６
８９，９３５吋明細書に提案されている。第１図はｉｔ
Ａｌ米国特米国特記１される発明の詳細な説明するため
の画像記録装置の断面図である。図において、トナー粒
子供給部材ｌ内の粒子は、電界の作用により制御部材３
の信号電極４に設けられたアパーチャアを通過して記録
体１１」−に付着するようになる。ここで前記制御部材
３は絶縁層６と、該絶縁層６の一方の面に形成された信
号電極４と、他方の面に形成されたベース電極５と、ト
ナーＴが通過するアパーチャアとから構成されている。

なお信は電極４は、画像を構成する画素ごとの電気信号
を受信するため、相互に絶縁されたセグメント電極群か
ら成っていて、前記アパーチャアは個々のセグメント電
極ことに設けられる。前記トナーイ」１飴部材１から記
録体ＩＪへ向うトナーＴは、前記アパーチャアを通過す
るときリート線９及び１ｏを介して印加される信号電圧
により制御され、記録体１目ニにトナー像が形成される
。

しかしながら前記米国特許の発明においては、トナーＴ
がアパーチャアに伺ｎ　ＤＩ”積して１１詰りを生ずる
という実用化に伴なう重大な障害が解決されていなかっ
た。

そこで例えば特開昭５８−４４４４ｊ７号公報において
、−成分系現像剤を構成する絶縁に１磁慴トナーを供給
するトナー供給部材ｌと、制御部材３との間に交流バイ
アス・電圧を印加し、前記トナーＴをｊ、ｌ、ｊ動せし
めるようにした画像記録装置がＪに案された。この記録
装置においては、前記躍動するトナーＴが制御部材３の
アパーチャアを清掃する作用を有するため前記米国特許
では解決されなかった目詰り現象が緩和されるという特
徴がある。

以−１−のように記録体１１上に直接Ｉ・ナー像を形成
する画像記録装置においてＩ・ナー供給部材ｌと制御部
材３間に交流バイアスを印加して該制御部材３の１１晶
りを緩和する技術は既番ご知られている。

しかしながら記録停止のためトナーＴが制御部材３に向
う方向で交流バイアス電源が切られたとき、］・トナー
はトナー供給部材ｌに回収されず制御部材３の周囲に滞
留することとなる。しかも記録体１１の背面電極１２に
はトナーＴを記録体１１に向ける電界が常時印加されて
いるためトナーＴはベース電極５に付着しさらにはアパ
ーチャアに浸入して１」詰りを生じるようになる。

〔発明の目的〕

゛　本発明は前記実情に基き提案されたものであり、そ
の目的とするところは、トナーの通過を制御して直接画
像を記録する記録装置において、トナーを均一かつ安定
に供給し記録体上にむらのないトナー像を形成せしめる
と共に制御部材の電極汚染や１１詰り等を改善した画像
記録装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

前記の目的は現像剤搬送部材と、該搬送部材から供給さ
れるトナーの通過を制御する制御部材と、該制御部材を
通過したトナーを受け取る画像記録装置において、記録
時に前記現像剤搬送部材と制御部材間に振動電界を形成
する手段と、非記録時に前記振動電界を減衰させる手段
とを設けた画像　”記録装置により達成される。

前記構成において、本発明のＨ４に徴は、記録時トナー
粒子好ましくは絶縁性トナー粒子を振動電界ドに躍動せ
しめて、トナー粒子の通過を制ｉｌｌする制御部材に高
速、均一かつ多１７１に安定供給すると共に、非記録的
に前記振動電界を減衰させ、減衰の過程でトナー粒子を
現像剤搬送部材側に回収し、前記制御部材への汚染や目
ｄ−８りをＪＪ＋除するようにした点にある。

以下本発明の構成を第２図乃金第６図にノ１（づきさら
に詳しく説明する。第２図は本発明の画像記録装置の概
略を説明する断面図、第３図は第２図における制御部利
の平面図、第４図は第３図の制御部材のＡ−Ａ断面図、
第５図は第３図の制御部材の変形例を表わす平面図、第
６図は第５図の制御部材のＢ−Ｂ断面図を示す。

第２図において、２１はＩ・ナーを供給する現像剤搬送
部材で、−成分系現像剤又は−成分系現像剤を担持して
搬送する。二成分系現像剤は荷’ｉ−ｔ！、制御性が侵
れていて、トナー飛散か少なく現像剤層の薄層化が容易
であるため本発明にとって優利に用いられる。２２は制
ｆｉｌ１部旧で絶縁層２４を捨して紙面１、側に（ｌ’
ｌ　’；電極２３及び下側に連続するベース電極２５か
配置されたものから成っている。２６はトナーＴを通過
させるスリ７１・てあり、前記制御部材２２１→、前記
ヌリント２６を介してそれぞれ信号電極２３８、絶縁層
２４ａ、ベース′ＩＦ極２５ａから成る制御ｉ；１１２
２ａど信−Ｊ′１シ極２３ｂ、絶縁層２４ｂ　、　ベー
ス電極２５ｂからなる制御部２２ｂとに分断されている
。前記イ０号′市極２３ａ及び２３ｂは、それぞれ後述
する電ｐ：ｉ　３２からの個別の電気信号を受信するた
めの互（ご絶縁されたセグメント電極群から成っている
。又借す電極２３ａのセグメント電極群と信す−電極２
３ｂのセグメント電極群は、！Ｆに対向しかつ千鳥型配
置とされている。なお前記）・ナーＴを通過させる開１
■部がスリ、１−２ｅとされた場合、従来制御部材２２
の最大の障害とされていたＩｆ　＋ｉ＋’＋りが緩和ｙ
れ、仮に１１詰りか生したとしてもその清掃が容易であ
るという利点がある。次に２８は記録体で背面電極２９
と密ｒｉシて配置される。３０は交流電源でベース電極
２５と現像剤搬送部材２１とに接続され、３１は直流電
源で背面電極２８とペース゛１Ｌ極２５とに接続され、
３２は信ルＪ電源で信号電極２３とベース電極２５とに
接わ１１されている。なお前記交流電源は−ＡＱ的なサ
イン波形の外に短形波形、三角波形、土パルス波形又は
これらの合成波形であってもよい。

ここで現像剤搬送部材２１と制ｉＪ１部材２２間に記録
（１′、、に形成される振動電界が、記録ＩＪ：ｉ止と
量的には零とならないようにするための゛電界減衰手段
が設けられている。かかる電界減衰手段としては、例え
ば振動電界を発生させるための交流バイアス電源３０の
駆動源にＣＲ回路を接わ“６して１１ν定数に基づく減
衰を行なわせるようにする。又例えは記録停止時、現像
剤搬送部材２１と制御部月２２間の間隙を漸増させて振
動電界を減衰させるようにする。

前記構成における記録装置の動作を第２図を中心にして
説明する。記録１１１Ｆ、ベース電極２５と現像剤搬送
部材２１間に交流電源３０に４：り交がｔ１電圧又は直
流偏寄された交流電圧を印加すると、ｌ・ナーＴはベー
ス電極２５と現像剤搬送ｒ？１；材２１間で躍動する。

このとき信り電極２３とベース電極２５間に、信は電源
３２からの信号電圧が印加され、前記躍動するトナーＴ
がスリッド４を通過可能とされる。前記信号電源３２か
らの信号電圧は、交流電源３０からの交流電圧とタイミ
ングをとるため、図示しない制御回路により制御される
。例えば該制御回路により、前記交流電源３０の交流電
圧が立上り零電位のとき前記信号電源をトリガーして信
号電圧を信号電極に印加し、トナーＴを通過せしめるよ
うに制御される。

前記）・ナーＴがスリット２６を通過するとき、背面電
極２８とベース電極２５間に直流電源３１から直流電圧
が印加されているので、記録体２日に向って加速され、
該記録体２８七に付着される。信号電源２２から信号電
極２３とベース電極２５に信号電圧が印加されていない
場合、及び前記交流電源３０からの交流重圧が立下り零
電位から立上り零電位までの場合、即ち振動電界が逆向
きの場合はトナーＴはスリット２６を通過しない。

本発明の特徴となる点が次の記録停＋ｈ時における電圧
制御にある。即ち記録停止時には例えば交流バイアス電
？ｆＡ３０からの交流成分の正月：は的ちに零とならず
、結合されたＣＲＭ路の作用で１１１Ｊ′定数に応して
漸減するようにされる。従って現像剤搬送部材２１と制
御部材２２間の振動電界が漸減する。

振動電界の漸減の過程で、トナー゛［は現像剤搬送ｊｒ
、ｐ、材２１に回収され、制御部オＡ２２）電極２５ａ
　、　２５ｂ及びスリット２６等のトナーＴによる汚染
及び目詰り等の発生か防１１ニされる。又例えば記録停
止１一時でも漸時交流バイアス３０の印加を継続し、該
バイアスの駆動源に（３１列に結合された直ＪＩｔｒモ
ータにより現像剤搬送部材２１を微動して、制御部材２
２との間隙を増大することにより、振動電界を減衰する
ようにしてもよい。

第３図及び第４図は、セグメンＩ・電極）１゛１が千鳥
配置とされかつトナーＴか通過する開１１部をスリシト
２６とした場合の平面図及びそのＡ−Ａ断面図であって
、トナーＴによる１１詰りか緩和されると共に、１１詰
りか生じた場合でも清１１１）が容易なものとされてい
る。第５図及び第６図は、同じくセグメノト電極ＩＩか
千鳥配置とされ、かつ聞１−１部をセグメン）？ｌｔ極
ごとのアパーチャ２６とした場合の平面図及びそのＢ−
Ｂ断面図である。これは目詰りの点で難点があるが、本
発明においては現像剤搬送ｊＸｌ（材２１とベース電極
２５間に形成される振動電界の作用でトナーＴが躍動す
るように構成され目詰りが緩和、されるよう配慮されて
いる。

〔実施例〕

以［゛本発明の実施例を図面に基づき具体的に説明する
。

〔実施例１〕 第７図及び第８図は本実施例を説明する図であり、第７
図は記録装置の要部断面図、第８図は第７図の記録装置
の一部斜視図、第９図は；す制御部材を通してトナーＴ
を通過させる際の電圧配置を丞す図である。第７図にお
いて４０は）・ナー供給装置で、４２はアルミニウム等
の非磁性材料から成るスリーブ、４３はスリーブ４２の
内部に設けられて表面に複数のＮ、Ｓ電極を周方向に有
する磁石体で、このスリーブ４２と磁石体４３とで現像
剤担体を構成している。磁石体４３は固定であり、スリ
ーブ４２はその外周を矢印方向（反時１：１方向）に回
動する。

磁石体４３のＮ、Ｓ電極は通常５００〜１５００ガウス
に磁化されており、その磁力によりスリーブ４２の表面
に現像剤りの層即ち磁気ブラシを形成する。

４４は磁気ブラシの高さ及びＩｌｌを規制する規制ブレ
ード、４５は記録域４８を通過した磁気ブラシをスリー
ブ４２から除去するクリーニングブレードである。

スリーブ４２の表面は現像剤層゛８す４１において現像
剤りと接触し、新たな現像剤りを刺着して搬送するよう
になる。４６は現像溜り４１の現像剤りを攪拌して成分
を均一にする攪拌スクリュウである。４７はトナーＴを
補給するホッパ、４８はトナーＴを定祉的に補給するた
めの供給ローラである。

前記スリーブ４２の外径は３２ｍｍで、矢印方向に１５
Ｏｒ、ｐ、ｍの速度で回動される。なおスリーブ４２の
線速度は記録体５８の線速度２００ｍｍ／ｓｅｅより速
めに設定されるが、同速度でもそれより遅くてもよい。

規制ブし・−ド４４とスリーブ４２との間隙は２５０　
ｐ、　ｍに設定され、磁束密度８００ガウスのＮ、Ｓ電
極７極が適宜磁石体４３の外周に配置されるが、クリー
ニングブレード４５に対向する電極はブレードの効−Ｖ
を向」ユするためＮ、Ｎの複合電極とされている。

用いられる現像剤りは重量平均粒径２Ｂｇｍで樹脂中に
磁性体粉末を分散含有した比抵抗Ｉ　Ｘ　１０’ΩＣ１
１ｌの絶縁性磁性キャリアと、重量平均粒径１３ｇｍノ
イ″）、　；’ｉ）電性トナーから成る二成分系現像剤
とされる。スリーブ４２−Ｊｌ：の記録領域４８には、
約５ｏｏｇｍ厚の現像剤層を形成するようにした。

前記記録領域４８に対向して制御装置５２が配置されて
いる。前記制御装置５２は、スリット５６を介して制御
部５２ａ　と５２ｂとに分けられている。該制４ｉ１１
部５２ａと５２ｂは、それぞれ独立した信号電圧を受（
＋ｉするだめの相りに絶縁されたセグメント電極群から
成る。これらのセグメント電極群はスリット５６を挾ん
で千鳥型配置とされ、該セグメント電極ＩＴの分布密度
は１２ケ／ｍｍとされる。従って記録体５９（７）Ａ４
幅（２７９ｍｍ幅）では３３４８ケとなる。第８図のお
いて前記制御装置６５２のベース電極５５とスリーブ４
２との間隙　ｔは、１００〜２０００ｐＬｍＩ７）範囲
である　１がここでは１０００ルｍに設定された。又信
号電極５３とヘース゛電極５５間の厚み１　、　＋＊ソ
５　ＨＪ、　ｍとされ、スリ１，１・５６０幅は　１ｏ
ｏｐ、ｍに設）ｊ、′された。ノ背面電極（記録体５８
の搬送ロールを兼ねる）　６１とベース１Ｅ極５５との
間隙（ｔ２＋ｔ　、）　Ｉｆ、　５００１ｚｍに設定さ
れた。５７は記録体５９のカイト々１ｙで、聞１’１部
５８を有し、ｌ・ナーＴを正確に記録体５９に向けるカ
イトも兼ねている。記録体５８は元巻６３から送り出さ
れ、ロール状背面電極６１に密着して１２０ｍｍ／５ｅ
−ｃの速度てｍ送され、）・ナー像６０を１１１１〜し
て加熱源をもつ６４とピンチロール６５とをイＪする：
＋ｉ：＋　１＋部に送られ、力［１熱定着される。

１）１ｊ記構成において記録時、スリーブ４２の記録領
域４８１−に搬送された現像剤りは、スリーブ４２と制
御コＩ装置５２のベース電極５５間に電源７２から印加
される交流１Ｌ圧の作用をうけて振動し、現（′４：　
ｌ’ｌｌｌ　Ｄ中の］・ナーか躍動するようになる。（
１１ｂ条！１によってはキャリアもｙ１１１動させるこ
とができる。前記電源７２は、１．４４ＫＨｚの交流発
振器６６、該発振器６６を駆動するだめの直流電源７０
．７［ｉ圧増幅器６７、該増幅器からの電圧を記録停止
に時に漸増又はｍ減させるためのＣＲ回路７１．昇圧ト
ランス６８から構成され、１ｉ亥）４　ＪＥ　ｌ−ラ：
／　ス６８（７）出力は　Ｖ　ｐ−ｐ　−ｃ　３ＫＶと
される。この昇圧された交流出力には直流電源６８から
＋　１００Ｖの直流電圧が重畳して印加される。

前記躍動するトナーＴは、制御部材５２の信号電極５３
に印加される電源４９から出力された信号電圧により、
スリット通過を可能とされる。前記制御部材５２を介し
て負のトナーＴを通過せしめるためには第９図の実線Ｋ
ａに示されるように、電圧変化の方向を図面−に方に指
向させる必要があり、　・点鎖線に示されるように下方
に指向させる部分かあると通過することができず、逆に
スリーブ４２側に逆戻りして回収ｙれてしまう。なお図
−１−のｄは距＃、（ｐ−ｍ）、■は電圧、Ｋａは記録
時の電圧変化、Ｋ　ｂは一１１記録時の電圧変化を表わ
す。

木実施例では記録時、スリーブ４２とベース゛１Ｌ極５
５間に印加される３ＫＶの交流電圧が図面下刃の負の′
Ｉコ圧となった場合にトナーＴはベース電極５５に向け
て飛しょうするようになり、これとタイミングを合わせ
信号電極５３には＋７５Ｖの信号電圧が印加される。ベ
ース電極には１１晶防ＩＬのため畠時−２５ｖの直流電
圧が印加されているので、該ベース電極５５との間では
電圧変化（実線）が１．向き（Ｋ　ａ）となり、トナー
Ｔは１７１　（１１部村５２の開口部５６を容易に通過
可能とされる。Ｊ１記録＋１！ｌには信号電極５３には
一５０Ｖの負の電圧が印加されるよう切り換えられる。

このため信号電極５３とベース電極５５間の電圧変化（
一点鎖線）がＦ向きとなりトナーＴの通過は阻止される
。

次いで前記スリット５６の通過を可能とされたｌ・ナー
Ｔは、′Ｉπ源６２から背面型４４ｉＢＩとベース電極
５５間に印加される＋５００ｖの直流電圧により加速さ
れ記録体５８に信性されトナー像６０を形成するように
なる。該トナー像６０は熱ロールＣ４により加熱定着さ
れる。

次に記録停止の場合に電Ｎ；ｊ７２、電源４９及び電源
６２）への送電を同時に停止１−すると、１１ノ目ＩＩ
＋部材５２の゛上極５２及び５３．スリシト５６周辺に
は相当ｊ−のトナーＴか浮遊又は滞留していて、遂には
電極５２及び５３０表面やスリット５６内にイ・ｊノ、
１２．７り染や！Ｉ　＋ｉ＋’ｉりの厚内となる。そこ
で本実施例では記録停止を以下の手順で操作するように
している。

・Ｊ・発振器６Ｇはその出力を延長して継続するが、Ｃ
Ｒ回路７１の時定数により増幅率が漸減され遂にＯＶと
される。本実施例では昇圧トランス６８の出力Ｐ−Ｐで
３ＫＶが１秒間でＯＶとなるよう制御された。

＜２＋　！；’ｌ圧された交流成分の出力に重畳された
電源６８からの＋１００ｖの直流電圧は、記録停止後２
秒間継続された。

ｔ３７次いで背面電極６１に電源６２から印加されてい
た＋５００Ｖの直流電圧がＯｖとされた。

１４）次いで信吟゛電極５３とベース電極５５に印加さ
れている直流電圧がＯＶとされた。なお前記電源６９が
らの自流電圧は、記録停止後数分間継続してもよく、又
電源６２からの直流電圧は、記録停止直前ヌは記録停止
と同時でもよいが好ましくは記録停止後とされる。かか
る操作手順により記録を停止１−させることにより電極
５２及び５３の汚染やスリット５６　。

の１．１詰りの発生が大幅に改善された。

ｔｉｉｊ記ＣＲ回路による記録停止１時の゛ｌＥｌ間流
は又記録開始時に応用することかで虞る。即ち記録開始
時のオーバシュートをさけるためＣＲ回路の時定数に応
じて電源電流を漸増させるよう番、二制御させることが
できる。又記録停止１時前記イ１．〉乃至■の手順を逆
にして操作してもよい。

なお実施例に用いらりた現像剤りのキャリア粒子−及び
トナー粒子の比抵抗は次の方法により測定された。即ち
粒子を０　、５０　ｃ　ｍ’の断面ＦＡを有する容器に
入れてタッピングした後、詰められた粒子−ににＩ　Ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｍ’の荷重を掛け、荷重と底面電極との
間に１０２〜’　Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加し
たときの電がｆ、値をよみ、計算により比抵抗を９出す
る。

前記タッピングされた後の粒子一層の厚さはＱ、２ｍｍ
程度とされる。次に粒子の＠　Ｉｉ；　’ｌ１１’−］
粒径はコールタ−カウンター（コールタン１製）により
測方°される。

〔発明の効果〕

以」二の説明から明らかなように１トナ一粒子の通過を
制御部材により制御しで直接記録像を形成する記録装置
おいて、記録時にはｌ・ナー供給装置と制御部材間に形
成される振動電界の作用により、制御部材へのトナー供
給が均一、安定かつ多量に行なわれるのでむらのない画
像が高速で得られる。

又記録時においても又時に記録停止時において制御部材
の汚染や目詰りの発生が効果的に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像記録装置の断面図、第２図は本発明
の画像記録装置の概略を説明する断面図。 第３図は第２図の記録装置における制御部材の平面図、
第４図は第３図の制御部材のＡ−Ａ断面図、第５図は制
御部材の変形例を表わす平面図、第６図は第５図の制御
部材の１３−Ｂ断面図を示す。 第７図は実施例を説明するための記録装置の断面図、第
８図は第７図の記録装置の要部斜視図。 第９図は制御部材を介してトナーＴを通過せしめる際の
電圧配置を示す。 ２１・・・・・・・・・現像剤搬送部材　４２・・・・
・・・・・スリーブ４３・・・・・・・・・磁石体　２
２．５２・・・・・・・・・制御部材２３．２３ａ、２
３ｂ、５３，５３ａ、５３ｂ　−＝・−４ｉ　”ｉ電極
２４．２４ａ、２４ｂ、５４　・・−・−・絶縁層２５
．２５ａ、２５ｂ、５５　・・−＝−−−−・ベース電
極２Ｊ５Ｂ・・・・・・・・・スリット又はアパーチャ
２８．５９・・・・・・・・・記録体　２７．［ｉｏ・
・・・・・・・・トナー像２９．６１・・・・・・・・
・背面電極３０．７２・・・・・・・・・交流バイアス
電源３２．４９・・・・・・・・・信号電源３１、［ｉ
２・・・・・・・・・背面電極へ直流電圧を印加する電
源５１・・・・・・・・・制御回路　６６・・・・・・
・・・発振器６７・・・・・・・・・増幅器 ８８・・・・・・・・・昇圧トランス　６９τ・・・・
・・・・直流電源７０・・・・・・・・・発振器駆動源
　７１・・・・・・・・・ＣＲ回路Ｔ・・・・・・・・
・トナー　Ｄ・・・・・・・・・現像剤代理人　弁理士
　野　川　義　親 第１図 ２ 第２図 第４図 ５ Ｌ　、−Ｊ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤搬送部材と、該搬送部材から供給されるｌ
   ・ナーの通過を制御する制御部材と、該制御部祠を通過
   したトナーを受け取る記録体とをイヲする画像記録装置
   において、記録時４ｊ前記現像剤搬送部材とｎＷ御郡部
   材間振動電界を形成するＬ段と、非記録時に前記振動電
   界を減衰させる１段とを設けたことを特徴とする画像記
   録装置。