JPS6225769A - 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、画像情報に対応する電気信号によりトナーの
付着を制御して記録紙に画像を形成する画像記録装置に
関する。

（従来の技術） 従来の技術として、例えば、ＵＳＰ−３８１６８４０が
ある。これは導電性の中空円筒のトナー搬送部材の内部
に、回転する磁石が設けられており、このトナー搬送部
材の表面に磁性体で出来た信号電極が多数個電気的に相
互に絶縁されて設けである。この信号電極には文字発生
器が接続されている。トナー搬送部材は、導電性磁性ト
ナーが収納されているトナー容器にその一部が埋没して
いる。絶縁性の記録体は信号電極に近接して対向してお
り、記録体の背面には背面電極が密着している。そこで
磁石がたとえば反時計方向に回転すると、導電性磁性ト
ナーは磁界の変化に従い穂状のトナー鎖を形成しながら
トナー搬送部材表面に沿って時計方向に移動する。この
移動している導電性磁性トナーは信号電極へ到達すると
、信号電極の先端に導電性磁性トナーの穂が形成される
。

この時に文字発生器から信号電極へ画像情報に応じた信
号電圧を与えることによって、信号電極に印加された電
圧と背面電極との電圧差により形成された導電性磁性ト
ナーの穂を通して記録体に荷電され、導電性磁性トナー
は記録体面に付着する。

また記録体は右方向に移動している為に記録体上には連
続的に画像が形成される。

上記の様な装置を改良したものとして、導電性磁性トナ
ーの代りに光導電性磁性トナーと光を組合せ、かつ記録
用の信号電極を分割して記録体上にトナー像を形成する
方法を用いた装置（特開昭５９−１０４９５９）がある
。また信号電極の各々が一部を光導電性物質で形成され
ており、その光導電性物質を介してのみ電極先端と信号
電圧源との電気的な接続が実現出来る様になっており、
これらの電極は複数の群に区分され、その各群別にその
電極群の光導電性物質に光を当てる光源を設けるととも
に、各群の対応する電極をそれぞれ共通の電気接続線に
接続し、記録体上にトナー像を形成する方法を用いた装
置（特開昭５９−１４６　Ｉｌｌ　６５）がある。さら
にトナー搬送面に移動磁極の移動方向と直交する方向に
線状の導電体を張設し、この線の両端間に誘起する起電
力を検出して、これにより磁極位置と画像信号電圧印加
との同期をとるようにした装置（特開昭５’Ｊ−１５２
８７５）などがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したＵＳＰ−３８１６８４０において、トナーが記
録体に付着するのは、トナーが導電性であるため各トナ
ー鎖が実質的に一つの導電体となり、電圧印加時に記録
体の絶縁材料層背面側の電荷と逆極性の電荷がトナー鎖
を通してその先端部に誘起され、この両電荷の静電吸引
力が磁石による磁力に打ち勝って該先端部のトナー粒子
を記録体・＼吸引付着させている。ｉφってトナー鎖先
端部にト分な電荷を誘起させなければならず、それぞれ
の電極に十分な電圧を印加せねばならない。この電極は
記録体の記録１１１を２１６ｍｍに選びかつ１ｍｍ当り
１０本の解像度を得ようとする場合、２１６０本必要で
あり、これと同数の駆動電源が必要で、コスト、装置の
大型化の欠点を有している。

またトナーは十分導電性でなければならず、一度記録体
に付着したトナーの電荷はすぐ失われるため、転写から
短い時間内に定着をする必要があり、定ｉ’ｉ　？Ｓの
配置等の問題がある。またトナー鎖を通しての電Ｇｊの
移動は、電枠の而に対して垂直方向たけてなくその他の
方向へも同様な速度で行われるので、非画像部分への転
写による印字品質の低ド、解像度の″易′、化を生じる
問題がある。この欠点の改良である上記特開昭５９−１
０４９５９は、・９電性磁性トナーの代りに光導電性磁
性トナーと光をｊ且合せ、かつ記録用の信号電極を分割
するよ。

）なガ法を用いて、信号電極の配線を各ブロック毎にし
、各ブロック毎に順次走査している。しかしながらこの
場合分割された光源の順次あるいは選択的な駆動及び各
ブロワ゛り毎の電極の順次あるいは選択的な駆動等が必
要であり、十分に改良されているとはいえない。また特
開昭５９−１４６８６５では、光導電性材料を使用する
ため、他のブロックに影響を及ぼさないような光学的レ
ンズ系が必要となってくる。これら従来技術のいずれも
がトナー自身をそのトナー鎖先端部に、付着に必要な電
荷を誘起する必要があり、駆動系は各電極に比較的高い
電圧を順次あるいは選択的に印加できるものでなければ
ならず、複雑でコスト高となっている。

本発明の目的は、工程数の少ない簡単な画像記録を行う
もので、高電圧を不要とし、回路構成を簡単とするとと
もに、トナーの紙への転写を素早く為し得るとともに非
画像部分への転写いわゆるゴーストを生じない高品質の
画像記録を得ることにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の画像記録装置は、トナー１を収容したトナー容
器と、トナーを帯電させるトナー帯電手段と、この・：
ｉト電させたトナーを搬送するトナー搬送手段と、この
トナー搬送手段と第１の間隙をもってり・ｊ向しかつ紙
送り方向と実質的に直交する方向に延伸するスリットを
Ｈする絶縁性支持体と、その開口・瑞（ｆｉｉに形成し
７である複数の記録電極と、この記録電極と第２の間隙
をもって送られる記録）Ｌ（と、この記録紙をトナーの
帯電電荷と同極性に：ｉ（・Ｌさせる記録紙帯電手段と
、画像情報に対応して選択された記録電極に、トナーお
よび記録紙のＨ＋７１ｙ電何と逆極性の電圧を供給する
駆動信号供給手段とを具備するものである。駆動信号供
給手段は、常時記録電極を接地しているもの、あるいは
画像情報に対応して選択された記録電極にトナーおよび
記録紙の帯電電イυＩと逆極性の電圧を供給するのに加
えて、非選択の記録電極にトナーおよび記録紙の帯電電
荷と同極性の電圧を供給するもの、あるいは記録電極に
対応した複数の光電変換部を９しかつ画像情報に対応し
た変調光の走査を受ける光電変換装置と、この光電変換
装置の出力に応答しかつ記録電極に接続してある複数の
半導体スイッチング素子を有するものである。また記録
電極は、スリットの相対向する両開口端面の少なくとも
一方に形成してあるもの、あるいはスリットの相対向す
る両開口端面に千鳥状に形成してあるものである。さら
に記録電極が形成される端面は、トナー搬送手段側に位
置する第１の面と記録紙側に位置する第２の面とからな
り、第２の面に記録電極が形成してあり、第１の面がト
ナーが吸着するトナー特機部となっているものであり、
また少なくとも第２の面が傾斜面に形成してあるもので
ある。さらにスリットに近接した位置にトナーのスリッ
トへの捕捉を助ける微小突起がトナー搬送手段側に向け
て突設してあるものである。

（作用） このような構造であるので、帯電したトナー１は転写領
域すなわち記録電極の近くに搬送され、記録電極あるい
はトナー特機部に付着して待機している。記録時に画像
情報に対応して選択された記録電極にトナーおよび記録
紙の帯電電荷と逆極性の電圧か駆動信号供給手段から供
給されると、待機していた記録電極上のあるいはトナー
特機部から移った記録電極上のトナーに逆極性の電荷か
注入され、このトナーは記録紙に吸引クーロン力により
付着する。

（実施例） 第１および２図において、磁性のトナー１はトナー容器
２内に収容してある。このトナー１は電圧印加装置３に
より電圧を印加してあるトナー帯電手段４に接触するこ
とにより帯電され、かつその層厚が調節される。この例
ではトナー１はプラスに帯電されている。トナー容器２
内にはトナー搬送手段５が設けである。すなわち絶縁性
スリーブ５ａがその一部をトナー１内に埋没状態で設け
てあり、このスリーブ内にマグネットローラ５ｂを設け
てなるものである。マグネットローラ５ｂが時計方向に
回転することにより、磁性のトナー１は絶縁性スリーブ
５ａの外周面上を反時計方向に穂状のトナー鎖を形成し
ながら搬送される。このトナーの搬送方向に沿う一方向
へ、この例では右から左へ記録紙６が搬送される。記録
紙６はその背面に設けた記録紙帯電手段の一例としての
コロナ放電器７により、トナーの帯電電荷と同極性にプ
ラスに帯電されている。記録紙６の紙送り方向と実質的
に直交する方向のスリット　８ａが形成されている絶縁
性支持体８は、トナー容器２の一部を構成しており、ト
ナー搬送手段５と第１の間隙をもって対向している。ス
リット８ａの開口端面には複数の記録電極９が設けであ
る。すなわち第２図示のようにスリット８ａの開口端面
に形成されている複数の記録電極９・・・は解像度に応
じたピッチあるいはそれ以下の間隔で互いに絶縁された
状態でたとえば２１６０個設けである。

記録紙６はこの記録電極９・・・と第２の間隙をもって
搬送される。１０は駆動信号供給手段であって、常時は
記録電極を接地しているものであり、記録時には画像情
報に対応して選択された記録電極に、トナー１および記
録紙６の帯電電荷と逆極性の電圧を供給するものである
。記録電極９・・・を形成してある絶縁性支持体８はそ
の外面が傾斜して突出しており、この突出部は記録紙６
のガイドをなすとともに、記録電極９と記録紙６との間
に第２の間隙を保つスペーサの役割を果している。記録
紙６は右方より突出部の外面を摺動して搬送され、スリ
ット８ａに対向する位置でトナー１が転写され、定着位
置まで左方へ搬送される。

なお第１の間隙はトナー搬送手段４によって搬送される
トナー１の層厚にほぼ等しいかまたはそれよりも僅かに
大であり、また第２の間隙は第１の間隙よりも小に設定
されている。

トナー転写の原理について第３Ａ図および第３Ｂ図を２
照して説明すると、プラスに帯電したトナー１が記録紙
６と対向する転写領域すなわち記録電極９の近くに搬送
されると、常時は記録電極９は接地しているので、正帯
電のトナー鎖上部の記録電極に接近したトナーとの間に
吸引クーロン力が働き記録電極に付着し、ここに待機し
ている。

そして記録時になって画像情報に対応して選択された記
録電極９にトナー１および記録紙６の帯電電荷と逆極性
のマイナスの電圧が駆動信号供給手段１０から供給され
ると、記録電極９に待機しているトナーに逆極性の電荷
が注入されマイナスに帯電する。そこでこのトナーは記
録電極９に対して反発力が働き、記録紙６に対して吸引
力か働く。

また記録電極９に付着されずに正電荷を持っているトナ
ー１と記録紙６との間には反発力が働く。

したがって記録電極９上のトナーは、記録紙６に接近し
ているので記録紙６に吸着される。

記録時に駆動信号供給手段１０によって、非選択の記録
電極９にトナー１および記録紙６の帯電電荷と同極性の
プラスの電圧がさらに印加されるように構成すると、ト
ナー１は記録電極９および記録紙６との間に反発力が働
くので、記録紙に付着することはない。

なおトナーと記録紙とが負帯電の場合には、転写時に記
録電極９に正の電圧を印加すれば上記と同様に選択的に
トナーを記録紙へ付着することができる。

第４図は本発明の他の実施例を示すものであって、トナ
ー搬送手段１５は絶縁性筒体であって、これを反時計方
向へ回転させることにより、帯電したトナーかこれに付
着して搬送される。記録電極１９に駆動信号を供給する
駆動信号供給手段２０として、レーザービームによる画
像情報に対応した変調光を回転多面鏡２１により反射さ
せ、この変調光て光電変換装置２４」−を光走査し、こ
の光走査により生じる光電流により半導体スイッチング
素子２３をオンさせ、記録電極１９に付着したトナーの
雷（１：Ｉをｌ＋に？１ｉさせて記録紙６に転写させる
。光Ｉ−ｕ変換装置２４の構造は、基板２４ａの上面に
コモン電極２４ｂを形成し、その上面に光導電ｊ〆２４
ｃを形成し、その上面に記録電極に対応した１（数の透
明電極２４ｄを形成して記録電極に対応した複数の光７
ｕ変換部を設けたものであり、透明７１Ｓ極２４ｄｌ−
を光走査する。各透明電極２４ｄはそれぞれの２１″−
導体スイッチング素子２３に接続され、各半導体スイッ
チング素子２３はそれぞれの記録電極１９に接続されて
いる。その他の第１図示と実質的に同一個所については
同一符号を付している。

第５図示は本発明のさらに他の実施例であって、トナー
の容器２２の底面となる一面が絶縁性支持体２８となっ
ており、スリット２８ａが形成してある。このスリット
の対向する端面に複数の記録電極２９が形成してある。

トナー容器２２の上面にトナー補給用の開口２２ａを設
けである。またトナー容器２２内には搬送前のトナー１
がスリット２８ａへ落下しないようにトナー止め部材２
２ｂを設けである。その他の第１．４図示のものと実質
的に同一個所については同一符号を付している。この例
においてスリット２８ａの両端面に形成される記録電極
２９は、第６Ａ図示のように対向的に所定の間隔で設け
である記録電極２９Ａ・・・でもよく、また第６Ｂ図示
のように、スリットの両端面に千鳥状に交互に設けであ
る記録電極２９Ｂ・・・であってもよい。第７図示のよ
うにトナーの転写に際して、記録電極２９Ａ、２９Ａに
駆動信号が供給されると、トナー搬送手段１５により搬
送されたトナーは、最も接近している記録電極に吸着し
て負帯電し、記録紙６に付着する。

このために素早い転写ができる。記録電極２９Ｂ。

２９Ｂのように千０状に設けであると、より緻密な印字
品質か１！；られる。

第８図は上を己第７図示の記録電極２９Ａ、２９Ａの外
面に、記録紙６が送り込まれて来る側には、絶縁１膜に
よｊ］スペーサ２６を設けてあり、記録紙６か送り出さ
れる側には、薄い絶縁ｊ漠２７が形成しＣある。このス
ペーサ２６により記録紙６は絶縁性支持体２８に接近し
て安定した間隔を持って搬送される。また絶縁性支持体
２８のギヤツブ２８ａで記録紙６１−に転写されたトナ
ーは絶縁膜２７と文・Ｉ向して移動するので、もはや記
録電極２９Ａに影響されることはない。

第９図示は記録電極が形成される絶縁性支持体３８を下
方へ湾曲して突出させ、その最下部にスリット３８ａを
形成し、スリットの両端面に記録電極３９．３９を形成
している。記録紙６が送り込まれる側には絶縁体のスペ
ーサ３６が設けてあり、記録紙６はこのスペーサ而を摺
動して送り込まれる。その他の６１１造は第５図示のも
のと同一である。記録紙６が送り出される側は記録電極
　３９が次第に記録紙６から離れてゆくので、付着した
トナーは記録電極３９に影響されることはない。

第１０図示は絶縁性支持体４８のスリット４８ａの対向
する開口端面は、中稈が突出する山形の断面形状となっ
ている。この開口端面のトナー階送手段１５側に位置す
る第１の而は常時トナーが付着するトナー特機部４８ｂ
である。開口端面の記録紙６側に位置する第２の而に記
録電極　４９゜４９が形成されているものである。その
他の構造は第５図示のものと同一である。正帯電したト
ナー１は、スリット４８ａの近くに来るとトナー特機部
４８ｂとの間の静電誘導による吸引力を受けてこの特機
部に付着する。そこで上記したように記録電極４９に電
気信号が印加されると、このトナー特機部４８ｂに付着
していたトナーが記録電極４９に吸着し、上側と同様に
記録紙６に転写される。このためにトナーの転写がさら
に素早くなる。

第１１図は第１０図示と同様にスリット５８ａの第１の
面にトナー特機部５８ｂを設けているが、これはトナー
側にテーパされておらず、第２の面である記録電極５９
が形成されている面が傾斜面に形成してある。記録電極
５９の外面には第８図示と同様な絶縁性のスペーサ２６
を配置してあり、他方の記録電極５９の外面には絶縁膜
２７を形成してある。その他の構造は第５図示のものと
同一である。この例においても第１０図示と同様にトナ
ーは先ずトナー特機部５８ｂに吸着して待機しており、
転写時にこのトナー特機部５８ｂから記録電極５９に移
って記録紙６へ転写される。

第１２図は第１１図の例にさらにトナー１をスリット６
８ａへ捕捉しやすいように、微小突起６８ｃを形成した
ものである。すなわち微小突起６８ｃは、スリット６８
ａの開口端面の第１の面であるトナー特機部６８ｂに近
接した内面に突出しているもので、トナー１が搬送され
て来て、スリット６８ａの位置を通過しようとする側に
突出し、通り過ぎようとするトナー１をトナー特機部６
８ｂに捕捉する作用をする。その他の構造は第１０．１
１図示のものと同一である。

記録電極３９，４９．５９のいずれにおいても、第６Ｂ
図と同様に両開口端面に千、Ｑ状に形成してあるもので
もよい。

（発明の効果） 本発明によれば、搬送されているトナーが記録紙に接触
せずかつ両者間に反発力が働いているので、非画像部分
を汚すことがない。トナーと記録紙との間に記録電極を
設けているので、導電率の小さいトナーを使用すること
ができ、高電圧を要求されず、回路構成か簡単となり、
トナー　の転写速度が早くなる。トナーの層厚は厳密さ
を要求されず、また記録電極はトナー搬送手段とは別の
位置に設けるので構成が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図■−■線に沿う一部切欠断面図、第３Ａ図および第３
Ｂ図はトナーの転写の原理説明図、第４図は他の例を示
す断面図、第５図はさらに他の例を示す断面図、第６Ａ
図および第６Ｂ図はそれぞれ記録電極を示す拡大正面図
、第７図は第５図示の例におけるトナーの転写を説明す
る要部の拡大断面図、第８図はさらに他の例を示す要部
の拡大断面図、第９図はさらに他の例を示す要部の拡大
断面図、第１０図はさらに他の例を示す要部の拡大断面
図、第１１図はさらに他の例を示す要部の拡大断面図、
第１２図はさらに他の例を示す要部の拡大断面図である
。 １　・　・　・　トナー、 ２．２２・・・トナー容器、 ４・・・トナー帯電手段、 ５．１５・・・トナー搬送手段、 ６・・・記録紙、 ７・・・記録紙帯電手段、 ８．２８，３８．４８・・・絶縁性支持体、８ａ、２８
ａ、３８ａ、４８ａ。 ５８ａ、６８ａ　・　・　・スリット、４８ｂ、５８ｂ
、６８ｂ・・・トナー特機部、９．１９．２９．２９Ａ
、２９Ｂ。 ３９．４９．５９・・・記録電極、 １０．２０・・・駆動信号供給手段、 ２３・・・半導体スイッチング素子、 ２４・・・光電変換装置、 ６８Ｃ・・・微小突起。 以　　」二 特許用１頭人　株式会社　精工舎 第１図 第２図 第３Ａ図 第３Ｂ図 トｔ−ａａ＊＊＃ｒ 第４図 第６Ａ図　　　　　　　第６Ｂ図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナーを収容したトナー容器と、 上記トナーを帯電させるトナー帯電手段と、上記の帯電
   させたトナーを搬送するトナー搬送手段と、 上記トナー搬送手段と第１の間隙をもって対向しかつ紙
   送り方向と実質的に直交する方向に沿った端面を有する
   絶縁性支持体と、 上記端面に形成してある複数の記録電極と、上記記録電
   極と第２の間隙をもって送られる記録紙と、 上記記録紙を上記トナーの帯電電荷と同極性に帯電させ
   る記録紙帯電手段と、 画像情報に対応して選択された記録電極に、上記トナー
   および上記記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧を供給する
   駆動信号供給手段と を具備する画像記録装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、駆動信号供給手段
   は、常時は記録電極を接地しているものである画像記録
   装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、駆動信号供給手段
   は、画像情報に対応して選択された記録電極にトナーお
   よび記録紙の帯電電荷と逆極性の電圧を供給するのに加
   えて、非選択の記録電極にトナーおよび記録紙の帯電電
   荷と同極性の電圧を供給するものである画像記録装置。 ４、特許請求の範囲第１項または第２項または第３項に
   おいて、駆動信号供給手段は、記録電極に対応した複数
   の光電変換部を有しかつ画像情報に対応した変調光の走
   査を受ける光電変換装置と、この光電変換装置の出力に
   応答しかつ記録電極に接続してある複数の半導体スイッ
   チング素子を有するものである画像記録装置。 ５、特許請求の範囲第１項において、第１の間隙はトナ
   ー搬送手段によって搬送されるトナーの層厚にほぼ等し
   いかまたはそれよりも僅かに大であり、第２の間隙は第
   １の間隙よりも小である画像記録装置。 ６、特許請求の範囲第１項において、絶縁性支持体に開
   設されたスリットの相対向する両開口端面の少なくとも
   一方に記録電極が形成してある画像記録装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、スリットの相対向
   する両開口端面に記録電極が千鳥状に形成してある画像
   記録装置。 ８、特許請求の範囲第１項または第６項または第７項に
   おいて、端面は、トナー搬送手段側に位置する第１の面
   と記録紙側に位置する第２の面とからなり、第２の面に
   記録電極が形成してあり、第１の面がトナーが吸着する
   トナー特機部となっている画像記録装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、端面は少なくとも
   第２の面が傾斜面に形成してある画像記録装置。 １０、特許請求の範囲第６項乃至第８項において、トナ
   ーのスリットへの侵入を助ける微小突起がスリットに近
   接した位置でトナー搬送手段側に向けて突設してある画
   像記録装置。 １１、特許請求の範囲第１項において、絶縁性支持体は
   トナー容器の一部を構成するものである画像記録装置。