JPS58104769A - 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】 本発明は独立し九列状の又はスリット状の開孔に生じる
電界を利用し九−像記録装置、特に電気信号によ）開孔
内に電界を形成し荷電粒子がとの開孔を通過するのを制
御して画像を祷る装置に関する本のである。

従来このｇｏ直接記録の技術としては米ｍ特許明細書第
３６８９９３５号で提案されている。この方法は絶縁層
を介して２枚の電極を設け、これに列状の穴を、あけた
もの（以下、制御部材と称す）を利用し、この制御部材
で帯電したトナーの通過を制御し、トナー供給源と反対
側に設けた記録−材上に通過したトナーによる画像を得
ようとするものである。しかしながら従来のこの方法に
おいてはトナーの供給が均一に行なわれず、記録部材上
の画像にむらを生じ易く高速記録が困難であり、又トナ
ーの制御部材への目詰シ等の発生が問題となり実用化さ
れていない。

本発明の目的は、上述従来例−の欠点である制御部材の
開口が塞がれて後の荷電粒子の制御が良好に行なわれな
いという問題の解決と同時に、最期間安定なｉｓｉ＊形
成を可能にする装置の提供にある。

上記目的を達成する本発明は荷電粒子発生源と、荷電粒
子を通過させる開孔を有し、仁の荷重粒子の通過を制御
する制御部材と、上記荷電粒子発生源から制御部材方向
へ荷電粒子を移動させる電界を発生させる手段と、制御
部材から愛書体へ荷電粒子を移動させる手段とを有し。

荷電粒子の非制御時には制御部材と受傷体との間の電界
を強める方向に変化させる両像記録装置にある。

なお、上記荷電粒子としては荷電トナーやコロナイオン
等があり、制御部材とは荷電粒子を通過させる開孔を有
し、絶縁層を介して一定の電位に保たれるペース電極と
、このペース電極とは異なる電位が各開孔位置によって
選択的に印加される信号電極を有するもの等が使用でき
る１、 以下、本発明の一実施例を荷電トナーの通過を制御して
記録ｌＩｌｌｉｇ＆を形成するものを例に図面に従って
説明する。　　　″ 第１図Ａは本発明に適用可能な制御部材の構成を示す平
面図、そして第１図Ｂは第１図ＡのＩ−Ｉ線の断面図、
第２図Ｆｉ第１図の如き制御部材による儂形成の一実施
例を示す構成図である。

第１図において、１は信号電極で独立して個別に電圧印
加が可能になっており、３は接地又は一定電位が印加さ
れるペース電極で全部又は複数個の穴にわたって連続し
ており、２は絶縁部材で信号電極ｌとベース電極３を電
気的に絶縁している。４は穴で信号電極１とペース電極
３及び絶縁部材２を貫いて開孔としている。

本発明の基本動作を第２図を使用して説明すると、図の
６は背面電極であり、５は受傷体である記録部材でこの
部材５は背面電極６に密着されている。７は非磁性材で
構成したトナー搬送部材で、１１は荷電粒子である一成
分絶縁性磁性トナーでこのトナー搬送部材７上に均−Ｋ
１１ｌｋ布されている。第１図Ａ−Ｂで述べた制御部材
１ は、背面電極６：・とトナー搬送部材７との間に配置・ 置され、かつ背□面電極６と信号電極１は対向され、ト
ナー搬送部材７とペース電極とが互いに対向している。

また８は交流電源をペース電極３とトナー搬送部材７に
接続しである。９は直流電源で背面電極６とペース電極
３に接続しである。ｌＯは信号電源で、信号電極１とペ
ース電極３に接続しである。

上記構成において、ペース電極３とトナー搬送部材７関
に交流電源８によシ交流電圧又は直流偶奇され友交流電
圧を印加すると１．−導電性材料７上のトナー１１はペ
ース電極３とトナー搬送部材７閣で躍動する。この時、
信号電極ｌとペース電極３に信号電源１０より電圧が加
わると前記躍動しているトナー１１は、開孔部４を通過
して信号電極１に引き付けられる。さらに背面電極６と
ベース電ｆｉ３間には直流型＃９から直流電圧が印加さ
れているので、トナー１１はさらに加速され記録部材５
に付着する。

信号電源１０から信号電極１とペース電極３に信号電圧
がない場合又は逆向きの電界が印加されているときは、
躍動トナーは開孔部４を通過しない。また、ペース電極
３とトナー搬送部材７閣では交流電圧の作用によりトナ
ーは往復運動すると同時に清掃効果もかねる。前述の様
に画儂状に信号電極ｌへ信号が加わると配置部材にトナ
ー像による画像が形成され、その後、トナー像は加熱又
は加圧によりこの記録部材５に定着される。

尚トナー粒子１１の極性が負（→電荷を持っている場合
は、信号電源１０からの供給電圧極性はペース電極３に
は負（→、信号電極１には正（＋）、直流電源９からの
供給電圧極性はペース電極には負（→、背面電極６には
正（＋）Ｋなる様にする。ま喪、接地電位はどこにとっ
てもよいが、通常ベース電極を接地とする。そして、ト
ナー１１ｆ）＃Ａ性が逆に正（＋）の場合は前述の極性
が逆になる。

ところで開孔４内にお−いてトナーが通過中に制御電界
が消えたりし九場合、特にトナーが十分な電位を有して
いないと、との開孔の壁にトナーが付着してしまうこと
がある。ま九、空気中式浮遊する塵等が開孔近傍や開孔
内に付着すぐ ることもある。この様な粒子や塵が開孔′ｆｒ基≠、後
のトナー変調に患影響を及はすことは６うオでもない。

この問題は荷電粒子がイオンの場合においても発生し、
この場合、開孔を烏ぐ物質は塵や装置内に浮遊するトナ
ーであろう。

第３図は上記問題を解決する本発明を適用する記録装置
の断面図を示す。

図中、１２Ｆｉ画偉状の信号電圧が印加される信号１を
極、１３はペース電極、１４は絶縁部材で信号′＃を極
】２とペース電ＩＭ１３を電気的に絶縁する。この制＃
部材の１５は開孔でトナーを通す丸めにあ碌部へトナー
を搬送する手段で、この手段のトナー容器１９内のトナ
ー２０は一成分磁性絶縁性トナーで、矢印方向に回転し
ている非磁性円筒よりなるトナー搬送部材２１がある。

このトナー搬送部材２１の内側には、固定され且つ、異
極性の“１″− 磁憔が交圧に着磁された磁互２２があり、この磁ｌ　　
ぐ 石の磁界の作用により、搬送部材２１が矢印方向に回転
すると、ドクターブレード２３の作用によｚ り搬送されるトナー２０は均−水滓層化される。

記録位置２４へ達したトナーは、交流電源２５からペー
ス電極１３とトナー搬送部材２１間に印加される交流電
圧による電界の作用で、このペース電極１３とトナー搬
送部材２１との間を往復運動する。そして、信号電源２
６は信号電極１２とペース電極１３に接続され、更に、
直流電源２７によりペース電極１３と背面電極１６に直
流電圧が印加されている。そして、上記の如くトナーが
往復運動態 している状詣で、信号電極１２へ画像信号が印加圧が印
加されているためトナーは更に加速され、記録部材１７
へ到達し記録画像が形成される。

第４図は上記第３図装置におけるトナーの挙動を説明す
る記録装置の拡大断面図である。

１ 背面電極１６と制御電極１２の間隙は、約１００　ｉ１ クロンから１０箇の範囲に設定が出来１本実施例の場合
約５００ミクｉンで、かつ背面電極とペース電極間には
ＩＭ流電源１６より７００■の直流電圧が印加されてい
る。ペース電極とトナー鍜送部材関には交流電源１４よ
り１．４ｆｆで４．５にヘルツの交流電圧が印加され、
その間隙は６００ンクロンに設定されている。なお上記
電圧１周波数は、間隙中記ｆＩｋｓ材の線速度に依存す
る。

制御電極とペース電極は絶縁部材によって２５ミクロン
の間隙に保たれ、かつ信号電源より画像形成に必要な＋
１２０　Ｖのパルス信号電圧が印加出来る。

以上の説明の条件設定ではトナーが負荷性に帯電してい
る場合は、ペース電極１３に一対して信号電極と背面電
極１６は正極性の電圧を印加し、トナー９が正極性の場
合は逆極性を印加する。

制御部材開孔１５の直径は１５０　ミクロンで、平均直
径が１３ミクロンのトナーを使用した。

上記設定条件にて記録部材１７を矢印方向４−乍で移動
してｉｊ倫記録を行った場合、記録信号間の１Ｎ号電圧
の印加のないときは制御されて開孔内に入ったトナーが
この開孔内で滞まり、開孔蝋やベース電極、信号電極へ
付着する。ま丸帯装置の少ないトナーも含まれておりこ
れらのト開孔内にトナーが堆積し友り信号電極を汚しえ
すして、最終的には開孔を塞いでしまつ九や、信号電極
による電界が弱まることで画像記録が出来なくなる。

第５図は前述の問題点を解決する一実施例を示す各電極
５印加する波形図を示す。

第５図Ａは本発明を適用しない場合の波形で、信号電源
２７からの信号波形をＡｌ＋直流電源２６からの波形を
Ａｓとする。これに対して第５図Ｂは本発明の説明に供
される波形で、信号電源２７からの波形を８１＋直流電
源２６からの波形をＢ雪とする。両図において時間Ｃは
非画偉記一時、Ｄ祉画儂記録時である。

この第５図Ｂに示す如く非記婦時に記録部材側にトナー
を吸引する方向の高電圧を印加することにより、開孔内
でＷ６貿するトナーを電界の力で取出せ、上記問題の解
決が＆ＩＴ能となる。なお、この記録部材−に當時尚亀
圧を印加しておくと、信号電極への信号電圧の印加によ
って開孔内に制御電界を形成することが不可能となる。

更に記録部材方向へのトナー吸引効果を上げるには、非
画壕記録時Ｃ内では交流電源２５からの供給電圧を停止
したり、トナー搬送部材１６を停止することでトナーの
供給を断てば完全な清掃が可能となり、より長期間安定
な画像形成がＯＴ能となる。

ところで上記第３図の実施例においては、開孔内から除
去したトナーは記録部材で受けても良いし、又は背面電
極で受けた後に記録部材の裏面で持出しても良い。この
様な開孔内に滞留するトナーは極めて微量であるため、
上記の如き方法をとることができる。

第６図は他の実施例を示す装置断面図である。

本実施例においては第３図の板状背面電極に換、・ｊ えてクリーニング部材を有したローラ状背面電憔を有し
ている。上記構成によりカットシートの使用が容易にな
り、更に、開孔から除去したトナーにより記録部材が汚
染されることがない。

なお、第３図と共通部材については共通番号を付しであ
る。

図において、２８はローラ状の背面電極で、記録部材を
吸引させるのに表面に絶縁層を設けて帯電したり、又は
吸引空気を作用させても良い。

このロー２−２８は周線速匿はカットシート状の記録部
材２９と同一速度で同一方向に回転している。

３０は局面に圧接するクリーニングブレードである。３
１は記録部材の有無を検出するマイクロスイッチで、直
流電源２６．交流電源２５．搬送部材２１０図示されな
い駆動系を制御するのに使用する。

この実施例では記録部材の有無をマイクロスイッチ３１
で検出し、記録部材の有る場合に直流電源２７からの＋
７００ｖの電圧を供給し、無い場合に には＋１８００　Ｖ　Ｋ切換え、かつ交流電源２５．搬
送：ｉ′ 部材２１の駆動系を停止させる。このとき背面電力２８
はユ録部□材門、がそ。上に、い、、）ｆ開孔やそ。

近傍から除去したトナーによって汚されるので、クリー
ニングブレード３０によってトナーをローラ２８の周面
から掻き落すことで記録部材等への汚れが防止でき、長
期間に渡り汚れのない安定した画像記録が可能となる。

ところで上記実施例ではロー２２８からトナーを除去す
る手段として、クリーニングブレードを用いているが、
これは例えば紙、織物等のウェブ手段に置換えることが
可能で、その他のものも使用できる。ま九、記録部材の
□有無の検出にマイクロスイッチを用いたがその他に光
電素子の組合せ、超音波の組合せ、やマイクロコンビエ
ータその制御信号を使用してもよい。

たが、勿論、交番電圧を印加することが可能である。こ
の場合、トナー発生源と受像体との間の電界の方向と上
記受像体と制御部材間の電界の方向とを一欽させなけれ
ばならない。この様な電界を用いる装置においては、非
記録時に限り受像体−に印加する交番電圧をトナーを引
寄　　４せる側の徳性に偏倚させておいても嵐い、＊に
、非記録時に制御部材の開孔内にトナー等の荷電粒子が
受像体側に方向付けられる電界を信号電源からの電圧印
加により発生させ、同時に荷電粒子発生源と制御部材間
の印加電圧を止めることも開孔内の荷電粒子の除去には
有効である。

また、荷電粒子がトナーのときは実施例の如く磁性トナ
ーを用い磁界下で搬送すればトナー薄層化の容易さ及び
トナーの飛散が防止できるという効果がある。しかし、
微細な電荷模様を絶（Ｊ 縁体面に形成したり、更にＡ３〜ＩＷ程度の植毛を施し
たブラシにトナーを担持させれば、トナーが磁性である
必要はない、受像体を絶縁ドラムで構成し、形成したト
ナー像を他の記録部材に転写しても曳い。そして、開孔
を塞ぐ部材が特定の電位を持たない塵等の場合、この塵
の帯電特性を考慮して決定しても良く、又は極性に関係
なく高電圧による電界により受像体側へ移動するから問
題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは制御部材の一例を示す平向図、第１図Ｂは第
１図ＡのＩ−Ｉ線断面図、第２図は荷電粒子の制御例を
示す原理説明図、第３図は本発明の一実施例の断面図、
第４図は制御位置の拡大断面図、第５図Ａと第５図Ｂは
印加電圧の波形図、第６図は本発明の他の実施例を示す
断面図である０図において、１．１２は信号電極、３．
１３はベース電極、４．１５は開孔、５．１７は記録部
材、６．１６は背面電極、←、２１はトナー搬送部材、
８．２５は交流電源、１０．２７は信号電源、９．２６
は直流電源を示す。 出　願　人　　キャノン株式会社 ３５　ｚｏ″　！゛ 、／フ ′−−、２ ＝（、／４ 〈忙＞、、’ １

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　荷電粒子発生源と、荷電粒子を通過させる開
   孔を有し、仁の荷電粒子の通過を制御する制御部材と、
   上記荷電粒子発生源から制御部材方向へ荷電粒子を移動
   させる電界を発生させる手段と、制御部材から受像体へ
   荷電−子を移動させる手段とを有し、荷電粒子の非制御
   時には制御部材と受像体との間の電界を強める方向に変
   化させるｌｊ偉記鍮装置。
2. （２）　　上記制御部材の開孔内に非制御時にも荷電粒
   子を加速する方向の電界を形成する特許請求の範囲第（
   １）項に記載の画像記録装置。