JPS6027982B2 - ノンインパクト記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ノンィンパクト記録装置に関する。

表面を粉体トナ−により均一に覆われた対向電極を、記
録電極と所定の細隙を隅して対設し、上記細隙部に記録
シートを介在させ、上記記録電極に画像信号を印加しつ
つ、上記対向電極を上記細隙の大きさを保って移動させ
、この移動とともに、記録シートを移動させて、記録シ
ート表面に、画像信号に対応する記録方法が提案されて
いる。第１図は、このような記録方法を実施するための
装置の１例を示しているが、この装置例に即して、上記
記録方法の概略を説明し、あわせて、その問題点をのべ
る。

図において、符号１で示す記録電極は、図面に垂直な方
向に細長い板状であり、長手方向に沿う細幅の一端面に
は、多数の針電極が埋設されている。

これらの針電極の端点は、上記一端面上で微小間隔で一
方向へ整列しており、記録すべき画像信号に応じて、針
電極の任意の組合せに電圧を印加しうるようになってい
る。記録電極としては他に、ピンチューブや文字型が用
いられうる。

対向電極２は、該例においてはドラム状に形成され、そ
の軸方向を記録電極１の長さ方向と平行にして、その周
囲を、上記一端面に、所定の細隙を隔して、上記長さ方
向にわたって対向するように設けられている。

対向電極２は、矢印方向へ回動可能であって、周面にト
ナーＴを保持し記録時には矢印方向へ回動する。

記録シートＳは、非導電性であり、記録時には、図示さ
れない搬送系により矢印方向へ搬送され、その先端部が
記録電極と対向電極との細隙部に介入すると記録可能と
なる。

上記細隙部を記録部と称する。記録シートとしては、一
般の普通紙や、絶縁性の樹脂フィルムなどが用いられる
。

粉体のトナ−Ｔは導電性と磁性とを有し、対向電極２に
内装された磁石の磁力により対向電極２の表面に保持さ
れている。

記録可能の状態において、記録シートＳの背面は、記録
電極１の、針電極を埋設された端面に接触し、その表面
は、対向電極２上のトナーＴの層に軽く接触している。

対向電極２は、記録シートＳの移動速さに応ずる周面速
さで矢印方向へ回動し、この状態で、記録電極１に画像
信号が印加される。すると、記録部においては、信号電
圧に応じて、記録シートＳを厚み方向に貴く電界が局所
的に生じ、この電界の作用により、対向電極２上のトナ
ーＴには、静電誘導により電荷が注入され、この電荷と
上記電場との相互作用により、上記トナーＴは、画像信
号に応じて選択的に記録シートＳの表面に移着する。こ
のようにして、記録シートＳの表面に、画像信号に対応
して形成されたトナー像は、任意の方法で記録シートＳ
上に定着される。

記録電極として、ピンチューブが用いられる場合は、記
録体２の背面に、画像信号に応じて電荷が付与され、ト
ナ‐Ｔは静電譲導により付与された電荷と、上記電荷と
の電気的相互作用により、記録シートーに付着する。

このように、記録体を帯電させて記録を行なうことは、
上註記緑電極１を用いる場合にも可能である。さて、こ
のような記録方式には、次の如き問題点がある。

まず、記録時において、記録シートの表面と対向電極上
のトナー層とは接触するが、その接触の程度が変化して
、記録に影響をおよぼし、記録画像の像濃度が不均一と
なり、高解像度画像を得るのが困難である。

また、記録体表面とトナー層と物理的接触により記録画
像に著しい地肌汚れが生ずる。この地肌汚れは、記録体
の搬送速さとトナ−の移動速さを違えて、両者間にすべ
り摩擦を付与することにより、ある程度、除去すること
が可能であるが、このようにした場合、高濃度画像を記
録画像として得ることが困難となる。

また、磁性を有するトナーを用いるため、記録部の近傍
に、トナ−保持用の磁石の磁極が在り、パルス状の画像
信号が印加されたのち、すでに記録体表面に付着して画
像形成に参与しているトナ−の一部が磁界の作用により
対向電極上へ引きもどされてしまう。

これを防止するためには、記録領域幅に対応して、パル
ス状画像信号の印加持続時間を長くする必要があり、そ
の結果記録速度の高速化が制限されてしまう。このよう
な問題を解消するべく、本発明者は、先に、第２図、第
３図に示す如き装置によるノンィンパクト記録方式を提
案した。

なお、繁雑をさげるため、混同のおそれのないものにつ
いては、第１図以下全図面を通じて、同一の符号を用い
ることを、ここで付記しておく。第２図において、符号
２０は対向電極を、符号３は磁石を、符号５はトナータ
ンクを、符号６０はトナー供給用ローラーを、それぞれ
示している。

対向電極２川ま、支持体スリーブ２０１の周面に、導電
性と強磁性とを有する材質、例えば、ニッケル、コバル
ト、あるいはこれらの合金により形成された中空シリン
ダー２０２を固装されている。

換言すれば、対向電極２０の周面部は、導電性と強磁性
とを有する材質で構成されたことになる。この中空シリ
ンダー２０２の周面には、非導電性且つ非磁性の微小な
凸部２０３−１，２０３−２．・・・・・・，２０３−
ｉ，・・・・・・が略一定の面密度を以て、略同一高さ
で突出するように設けられている。

この凸部２０３−ｉに対し、中空シリンダー２０２の周
面を底面部と称する。凸部２０３−ｉの高さおよび、凸
部同志間の間隔は、数１０仏肌乃至数肋である。

凸部２０３−ｉの材質としては、合成樹脂、合成ゴム、
ガラス、陶磁器等が考えられる。さて該例においては、
底面部は、さらに極微の凹凸分布を有している。

この凹凸分布における凹凸の深さおよびピッチは、用い
られるトナーの粒径と同程度であり、トナーの平均粒径
に応じて、０．５〜３００山の程度の範囲内で定められ
る。対向電極２０の下位には、トナ−供給ローフー６０
が配設され、このトナー供給ローラー６０の下方に設け
られたトナータンク５中に、トナーＴが貯えられている
。トナーＴは、導蝿性と磁性とを付与され、粉体である
。ここに、トナーＴが導電性であるとき、２００Ｖ／伽
の電界中にて、トナーが、１０７Ｑ伽以下、好ましくは
１ぴ○仇以下の体積抵抗を有することを意味する。トナ
ー供給ローラー６０は、磁石６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを
内装された、非磁性体のスリーブであり、トナーＴは、
上記磁石６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの作用により、スリー
ブ上に保持され、同スリーブの回動により、トナー供給
部へ搬送されＪる。

一方、対向電極２０内部には、トナー供給ローラ−６０
に対向するように、トナー供Ｖ給用磁石３が、装置空間
の定位層に固設されている。

トナー供給用磁石３は、磁石６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ同
様、図面に垂直な方向へ細長い形状を有し、その長さ方
向に垂直な方向へ磁化され、一方の極を、トナー供給ロ
ーラー６川こ向けている。トナー供給ローラー６川こよ
り、トナー供給部へ搬送されたトナーＴは、トナ−供給
用磁石３の磁力により、対向電極２０の周面に引きよせ
られ、付着して、上記周面を覆う。そして、対向電極２
０の矢印方向への回動に伴い、上記周面に保持されて記
録部へ向って搬送される。底面部スリーブ２０２は強磁
性体であるから、トナー供給部を通過するごし、、磁石
３，６ａの磁界により容易に磁化され、上記磁石の影響
領域から脱したのちは、供給されたトナーＴを残留磁化
の磁力により、保持する。しかしながら、対向電極２０
の周面を覆うトナーＴを、上記周面部に拘束する磁力は
、強磁性体である底面部スリーブの周面、すなわち底面
部において強く、非磁性体である凸部２０３一ｉにおい
て弱い。従って、図示されないブレード手段によって、
上記凸部２０３−ｉに付着したトナーＴを、トナー供給
部と記録部との間でかき落してしまえば、記録部へ搬送
されるトナーは、対向電極２０の底面部に保持されたも
ののみとなり、トナーＴの層の上部は、凸部２０３−ｉ
の頂部を越えない。

記録電極１と対向電極２０との網隙の大きさは、記録体
Ｓの厚さに応じて３０ム肌〜３０００ｒの程度に設定さ
れる。ただし、ここに細隙の大きさとは、いうまでもな
く、記録電極１端面と、これに最近接する部位にある凸
部２０３−ｉ頂部との間隔である。このとき、記録状態
において、記録電極１端面は記録体Ｓの背面に接触し、
記録体Ｓの表面には凸部２０３−ｉが当綾する。

しかるに、前述したように、記録電極２０の底面部に保
持されたトナ−Ｔの層の上部は、凸部２０３−ｉの頂部
を越えることがないから、トナーＴと記録体Ｓとの間に
常に一定の微小間隙が維持される。従って、記録体Ｓと
トナーＴとの物理的接触は有効に防止され、上記物理的
接触に依る不都合が回避される。また、トナー供給用磁
石３は、記録部から離れた位置に配置され、記録部近傍
に磁力の強い磁石の磁極がないから、画像信号のパルス
の印加時間を長目にする必要はなく、高速記録が可能と
なる。上記プレード手段を用いるかわりに、第３図に示
すように、磁気ローラー７０を用いて、対向電極２０上
の剰余のトナ−を吸引除去するようにしても良い。

図中符号８川ま、磁気ローラー７０の表面に吸着された
トナーを、上記表面から除去するためのプレードを示し
ている。第２図および第３図に示すごとき記録方式で記
録を行なうと、たしかに、像濃度の高い、高解像度の画
像が得られ、地肌汚れも有効に防止されるのであるが、
記録が連続して行なわれると、記録時間が長びくととも
に、地肌汚れや像の乱れが現れるのである。

本発明の目的は、このような問題を解消すべく、さらに
、ノンインパクト記録装置を改良することである。

以下、図示の実施例に即して、本発明を説明する。

第４図は、本発明の１実施例を示している。

本発明の特徴とするところは、該例においては記録部か
らトナ−供給部へいたるトナー搬送路中に配設された、
除電手段としての除電チャージャー９０の存在にある。
すなわち、本発明者は、上記地肌汚れや像乱れの生ずる
原因をさぐるべく、実験を繰返した結果、これが、対向
電極における微小な凸部の帯電に起因することをつきと
めた。

すなわち、微小な凸部２０３−ｉは非導電性であるため
、記録シートＳとの接触や、トナーＴとの接触の際、摩
擦帯電し、粉体のトナーＴを電気的に吸着するのである
。

このように凸部２０３一ｉに付着したトナーが、記録時
に記録シートＳに付着すると地肌汚れが生ずるし、帯電
した凸部２０３−ｉが、記録中に、記録シートＳに移着
したトナ−を吸着すると、像乱れが生ずるのである。除
電チャージャー９０は、記録部を通過したのちの、微小
な凸部２０３−ｉを除電する。これによって、上記凸部
２０３一ｉへのトナ−の付着が防止されるとともに、凸
部２０３一ｉに付着したトナ−は除去されやすい状態に
なる。除去されやすい状態となったトナーは、トナー供
給部において形成されている磁気ブラシとの沼擬や、磁
気ローラー７０による吸引力により、凸部２０３−ｉか
ら除去される。このようにして、本発明による記録装置
においては、上記地肌汚れや像乱れの発生は、有効に防
止されるのである。除電チャージャー９０は、交流チャ
ージャーであることが望ましい。

除電手段は又、これを、第４図で、トナー供給部と磁気
ローラー７０との間に配設しても良い。

もちろん、凸部２０３−ｉの除電を行なったのみでは、
凸部に付着しているトナーは除去されないから、除電後
、凸部２０３−ｉに付着しているトナ−を、これらのト
ナーが再度記録部へ到達する以前に、上記凸部から強制
的に除去する手段が必要であるが、上記磁気ブラシや滋
気ロ−フーが、上記手段としての役割を果すから、必ら
ずしも上記手段のための専用の装置を設ける必要がない
。必要に応じて、上記手段のための専用の装置を設ける
場合、上記装置としては、エアーノズル、ファーブラシ
、ブレード板などが考えられる。第５図乃至第８図に、
上記微４・な凹凸の構造の例を４例あげる。

なお、これらの図において（１）は側面図、（０）は平
面図を示している。第５図に示す例においては、凹凸構
造は、導電性と強磁性とを有する底面部部材６上に、非
導電性且つ非磁性の微小な凸部７が形成された構造とな
っている。第６図に示す例においては、凸部７は支持体
８に突設され、底面部部材６１は、支持体８上の、凸部
７の間に設けられている。

第７図に示す例においては、凸版７１は支持体８上に格
子状に設けられ、底面部部村６２は、凸部７１の個々の
格子間部に設けられている。

このように凸部は全体として連結的であっても良い。こ
の場合も、凸部の格子単位および格子を形成する凸部の
幅が微小であるから、凸部７１を微小な凸部と称する。
第８図に示す例においては凸所７２は、２次元的に微小
な糸状であり、底面部は２次元的に極く微小な糸状部材
６３により構成されている。

糸状部材６３は２仏〜３０仏程度が好ましい。なお、対
向電極は、これをベルト状に形成しても良い。最後に、
磁気ローラー７０の果す機能について、説明を加えてお
く、磁気ローラー７０は、本発明の実施においては、前
述の如く、除電された凸部に付着しているトナ−を上記
凸部から強制的に除去する役割を果しているが、この磁
気ローフー７０はこのような役割のほか、記録に対し、
以下の如き機能を果しているのである。すなわち、対向
電極２０の表面を覆うトナーＴが対向電極２０の回動に
伴い、搬送されて、磁気ローラー７０と対向電極２０と
の近接部に近ず〈と、トナーＴには、これを対向電極２
川こ拘束する磁力のほかに、トナーＴを対向電極２０か
ら引き離すような磁力が、磁気ローラー７０によって作
用する。

前述したように、対向電極２０周面の凸部２０３一ｉに
は、トナーＴは、ごくゆるく拘束されているにすぎない
から、上記凸部に付着しているトナーＴは、ことごとく
、磁気ローラー７０１こ吸引され捕獲されてしまう。

また、上記周面の底部に拘束されているトナ−Ｔの一部
も、磁気ローフ−７０に捕獲される。磁気ローラー７０
の磁力は、このようにして、対向電極２０の表面を覆う
トナ−Ｔのうち、適量のみを底面部に残し、他を、対向
電極表面から吸引除去するような大きさに調整されてい
るのである。

このとき、対向電極周面の、底面部に残されるトナーＴ
は、磁気ローラー７０との近接部を通過する際に、磁気
ローラー７０の磁界の磁力線にならって、第９図に示す
ように、トナ−粉の配列が、底面部の法線方向へ配列ず
けられるのである。

トナー量が適量であるとは、このように配列ずけられた
、トナーの先端部が凸部２０３一ｉの頂部を越えない程
度であることを意味する。磁気ローラー７０‘こよって
、剰余分を除去されたトナーＴは、対向電極２０の回動
に伴い、記録部へ搬送されるが、このとき、トナーＴの
配列ずけは、保存される。すると、記録電極１に画像信
号が印加され、電界が局所的に発生するとき、トナーＴ
は配列づけられているから、配列の先端部すなわち、記
録体Ｓに最近接しているトナーに電気力線が集中し、こ
のトナーへの電荷注入が促進されるため、トナーＴは、
記録体Ｓに極めて容易に付着するのである。

なお、画像信号として印加される電圧は２０〜３０００
Ｖの範囲、好ましくは２０〜１５００Ｖの範囲が良く、
印加方式としては、直流・光流のどちらでも良い。

対向電極に、底面部と凸部とによって、微小な凹凸を形
成する方法としては、機械的加工による方法、化学的腐
食加工による方法、電気的表面処理加工による方法など
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来知られているノンインパクト記録装置の
１例を要部のみ示す側面図、第２図および第３図は、本
発明により改良さるべきノンィンパクト記録装置例を示
す側面図、第４図は本発明の１実施例を要部のみ示す側
面図、第５図乃至第８図は、対向電極表面の凹凸構造の
例を示す図、第９図は、磁気ローラーの機能を説明する
ための図である。 １・・・・・・記録電極、２０・・・・・・対向電極、
２０２・・・・・・底面部スリーブ、２０３−１，２０
３−２，・・・．・・・・・，２０３一ｉ，…・・・微
小な凸部、Ｔ・・・・．・導電性の磁性粉体トナー、Ｓ
・・・・・・記録体、９０・・・・・・除電手段として
の除電チャージャー。 稀イ図 稀２図 精５図 稀４図 稀５図 椿６図 稀ワ図 稀８図 構９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録電極と対向電極とを、所定の細隙を隔して対向
   設置し、上記細隙中に記録シートを介在させ、上記対向
   電極の表面に粉体のトナーを保持せしめ、上記記録電極
   に画像信号を印加しつつ、上記対向電極の表面を上記細
   隙の大きさを保つて移動させ、同時に上記記録シートを
   移動させて、記録シート表面に、画像信号に対応するト
   ナー像を形成する記録方式において、 ドラム状もしく
   はベルト状に形成され、周面部を導電性と強磁性とを有
   する材質で構成され、非磁性かつ非導電性の微小な凸部
   を、上記周面上に、略均一な面密度を以て、略同一高さ
   で突出せしめてなる対向電極と、 この対向電極の周面
   部に、導電性の磁性粉体トナーを供給し、保持せしめる
   手段と、 記録部通過後の上記微小な凸部を除電する除
   電手段と、 除電後、上記微小な凸部に付着している磁
   性粉体トナーを、これらが新たに記録部へ到達する以前
   に、上記凸部から強制的に除去する手段とを有すること
   を特徴とする、ノンインパクト記録装置。