JP2833194B2 - 静電記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静電記録装置に係り、特にイオン供給源と
イオン流変調手段を有し、イオン流による現像剤担持体
上の現像剤薄層に形成した静電潜像を記録媒体に転写す
る静電記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、静電記録に関する技術として、種々の方式
が知られている。

例えば、米国特許第3,689,935号明細書に開示されて
いるように、現像剤（トナー）供給源から現像剤を供給
し、絶縁層を介して対向するアレイ状の開口電極対から
なる制御素子で帯電した現像剤の通過量を制御し、記録
媒体（転写紙）上に画像信号に応じた現像剤像を形成す
るものがある。

この方式の静電記録装置は、制御素子の開口部に現像
剤が付着して該開口部周辺を汚し、ひどい場合には開口
部の目詰まりを起こして記録がなされなくなたり、また
記録速度が低い等の理由で実用化されていない。

また、例えば、特開昭61−209481号公報に記載のよう
に、イオンにより現像剤に潜像形成を行う方式のものも
知られている。

第８図はイオン流を用いた従来の静電記録装置の要部
構成の説明図であって、１は現像剤担持体、２は誘電体
層、３は導電性円筒、４は薄層形成部材、５は現像剤、
６はイオン供給源、８はバイアス電源、９はイオン流変
調手段、10は画像信号源、11は転写電極、13は記録媒体
としての記録紙、14は現像剤搬送ロール、21はホッパー
である。

同図において、現像剤搬送ロール14によってホッパー
21内の現像剤５が導電性円筒３上に誘電体２を設けた現
像剤担持体１の表面に供給される。

矢印方向に回転する現像剤担持体１上の現像剤５は、
この現像剤担持体１に接触摺動する層形成部材４により
一様な厚さの薄層とされると共に、摩擦によって例えば
負極の電荷が帯電される。

これによって、現像剤担持体１には一様に帯電された
現像剤の薄層が担持される。

この現像剤の薄層に向けて、イオン供給手段６から例
えば正極のイオン流を供給し、このイオン流を複数の開
口を持つイオン流変調手段９において、画像信号源10か
らの画像信号に応じて変調する。

イオン供給手段６とイオン流変調手段９は、静電記録
装置の所謂主走査方向に配列され、イオン流変調手段９
の開口は主走査方向の画素密度に応じた数だけ形成され
ている。

変調されたイオン流は現像剤担持体１の表面に担持さ
れた現像剤の薄層に衝突し、該現像剤の帯電極性をを画
像信号に応じて反転し、正極に帯電された潜像を形成す
る。

現像剤担持体１には、バイアス電源８により、この現
像剤担持体１の電位に対して相対的に負にバイアスされ
た転写電極11が近接配置されている。

現像剤担持体１が転写電極11の位置にきたとき、上記
潜像は転写電極11方向に剥離され、現像剤担持体１と転
写電極11の間を通過する転写紙13上に付着して顕像化さ
れる。

転写紙13上に付着した現像剤は、図示しない定着手段
により転写紙13に固定される。

なお、この手段の静電記録装置に関する従来技術を開
示したものとして、上記の公報の他、特公昭58−33550
号公報，特開昭61−25166号公報，特開昭59−190854号
公報がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、記録媒体上に良好な転写画像を得るために
は、上記媒体の被転写面と現像剤担持体との間の間隔を
20〜150μｍに維持し、かつ記録媒体の被転写面と反対
の面を転写電極に対して安定して接触させることが必要
不可欠である。

これを実現するために従来は、転写電極を挟んで記録
媒体の移動方向前後に、記録媒体に対する張力印加手段
を設けて、記録媒体を転写電極側に押圧するようにして
いた。

しかし、上記の手段による記録媒体への長力印加は、
長尺の記録媒体，すなわちロール紙を用いる装置の場合
は有効であるが、記録媒体としてカット紙を用いる装置
では、該カット紙が転写電極を通過する間に常時張力を
印加することは困難であるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の技術における問題点を解
消し、記録媒体と現像剤担持体との間の間隔を所定の微
小間隔，例えば20〜150μｍに維持し、かつカット紙を
記録媒体とした場合でも該記録媒体の転写面と反対側の
面を転写電極に常時安定して接触させることにより、記
録媒体上に高品質の転写画像を形成できるようにした静
電記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、 帯電された現像剤薄層をその表面に担持する現像剤担
持体（１）と、 現像剤担持体上の現像剤薄層に画像信号に応じて変調
されたイオン流を供給する変調イオン供給手段（6,9）
と、 現像剤担持体上の上記変調されたイオン流により潜像
が形成された現像剤を記録媒体上に転写する転写手段
（11）と、 を具備した静電記録装置において、 上記転写手段に近接し、上記記録媒体の移動方向前後
の少なくとも一方に、上記転写手段に対して電位差を有
する導電性の記録媒体案内板（12）を設けたことを特徴
とする。

［作用］ 変調イオン供給手段（6,9）は、イオン供給源（６）
から供給されるイオン流をイオン流変調手段（９）によ
り画像信号に応じて変調し、変調したイオンを現像剤担
持体（１）の表面に担持された現像剤の薄層に照射す
る。

イオンにより照射された現像剤の薄層は、その帯電極
性を反転され、反転した極性に帯電した潜像が形成され
る。

潜像が形成された現像剤の薄層は、現像剤担持体
（１）との間に電位差が与えられた転写手段（11）にお
いて記録媒体（13）上に転写されて顕像化される。

このとき、転写手段（11）の転写媒体搬送方向の少な
くとも一方に接地されて、転写手段（11）に対して電位
差を有する記録媒体案内板（12）が上記電位差による吸
引力によって記録媒体（13）を吸引する。

この吸引作用により、記録媒体（13）の被転写面と反
対側の面は転写手段（11）との接触を保持され、現像剤
担持体（11）との間に所定の安定した微小間隔を維持す
る。

これによって、高品質の画像が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明による静電記録装置の基本構成の説明
図である。

同図（ａ）は記録媒体案内板を現像剤担持体と同電位
にした場合、（ｂ）は該記録媒体案内板を接地した場合
を示す。

同図（ａ）（ｂ）において、１は現像剤担持体、４は
層形成手段、５は現像剤、６はイオン供給源、7,8はバ
イアス電源、９はイオン流変調手段、10は画像信号源、
11は転写手段としての転写電極、12（12a,12b）は記録
媒体案内板、13は記録媒体としての転写紙である。上記
イオン供給源（６）とイオン流変調手段（９）とでイオ
ン供給手段を構成する。

現像剤担持体１の表面に供給された一成分現像剤５
は、現像剤担持体１の矢印Ａ方向の回転に伴い、層形成
部材４により一様な薄層に形成されると共に、該層形成
部材４との摺動摩擦によって正極または負極に一様に帯
電される。ここでは、負極に帯電されるものとする。

これに対して、イオン供給源６は正極または負極のイ
オン（ここでは、正極のイオン）を発生する。

イオン供給源６から供給されたイオン流はイオン流変
調手段９において、画像信号源10から与えられる画像信
号に応じて変調される。

変調されたイオン流は現像剤担持体１の表面に形成さ
れている現像剤の薄層に達し、その帯電極性（負極）を
反転させ、画像信号に応じた正極に帯電した潜像を形成
する。

形成された潜像は、転写電極11の位置に達し、バイア
ス電極７により与えられるバイアス電圧によって現像剤
担持体１と転写電極11との間に電位差（この場合は、転
写電極11側が相対的に負電位）が与えられているため、
潜像を形成している現像剤は転写電極11側に移動する。

現像剤担持体１と転写電極11との間には、転写電極11
に接触摺動するごとく転写紙13が矢印Ｂ方向に搬送され
ている。

したがって、現像剤担持体１上の潜像は転写紙13の上
に被着し、顕像化される。

このとき、記録媒体案内板12（12a,12b）は、（ａ）
では現像剤担持体１と同電位に接続されて、転写電極11
に対してバイアス電源７により電位差が与えられてお
り、（ｂ）では接地に落とされて、転写電極11に対して
バイアス電源７とバイアス電源８による電位差が与えら
れている。

この記録媒体案内板12と転写電極11との間に形成され
る電位差によって、転写紙13が転写電極11に吸引され
る。

このように、本発明によれば、記録媒体案内板12（12
a,12b）が転写紙13を吸引する力によって、該転写紙13
を常に転写電極11に接触させることができ、カット紙を
用いた場合でも鮮明な画像を再現することができる。

なお、上記の説明では、記録媒体案内板12aと12bを同
電位に設定しているが、例えばその一方を現像剤担持体
１に接続し、他方を接地に落とすような方法で、記録媒
体案内板12aと12bを異なった電位で転写紙11と電位差を
設定してもよく、また記録媒体案内板12aと12bの一方を
省略してもよい。

第２図は本発明による静電記録装置の第１実施例の説
明図である。

１は現像剤担持体で導電性のシャフト３上に誘電体層
２が設けてある。

４は層形成部材であり、現像剤搬送ロール14によって
搬送される現像剤５を一様な厚さに薄層化すると共に、
摺動により負極に帯電させる。

この現像剤薄層は、現像剤粒子の単層であることが望
ましいが、多層であっても一様な厚さであればよい。

６はイオン供給源、９はイオン流変調手段、7,8はバ
イアス電源、10は画像信号源、17は転写手段としての転
写電極、12（12a,12b）は記録媒体案内板、13は記録媒
体としての転写紙、15はヒートローラ,16はプレッシャ
ーローラでこれらヒートローラ15とプレッシャーローラ
16とで定着手段を構成する。

また、17a,17bは記録媒体搬送ロールである。

転写紙13は、記録媒体搬送ロールで現像剤担持体１と
転写電極11との間に送り込まれ、記録媒体案内板12aと1
2bとで転写電極11側に吸引され、現像剤担持体１上の潜
像が顕像として転写された後定着手段方向に搬送され
る。

定着手段において、該顕像を形成する転写紙13上の現
像剤はヒートローラ15とプレッシャーローラ16とで加
熱，加圧されて定着される。

転写電極11と現像剤担持体１との間には、バイアス電
源７によって、転写紙13に現像剤を移動させるための電
界が印加されている。

また、現像剤担持体１と接地との間には、バイアス電
源８によって現像剤担持体１の表面の現像剤層上にイオ
ンを照射させるためのバイアス電界が印加されている。

このバイアス電源８から、記録媒体案内板12（12a,12
b）にバイアス電圧が印加されている。

現像剤担持体１は、ステンレス鋼製の導電性シャフト
３に熱硬化性フェノール樹脂よりなる誘電体円筒を嵌合
して接着した構成を有し、転写電極11は黄銅で構成され
ている。

ホッパー21に収容された現像剤15は、表面にゴム層を
持った現像剤搬送ロール14により現像剤担持体１まで搬
送されて現像剤担持体１の表面に供給される。

現像剤担持体１上の現像剤は、層形成部材４により一
様な厚さの薄層に規制されると共に、この層形成部材４
と現像剤担持体１との摺動摩擦によって一様に負極に帯
電される。

本実施例では、現像剤の薄層の帯電電位は、−30V〜
−70Vである。

また、層形成部材４は、ステンレス鋼部材を支持体と
し、シリコンゴムで現像剤５と摩擦する部分を構成し、
このシリコンゴムが支持体の弾性力で現像剤担持体１の
表面に接触するように配置する。

イオン流変調手段９は、例えば特開昭61−25166号公
報に示されたリング状電極が使用され、トラッキングロ
ール等の保持手段で現像剤担持体１から0.02mm〜5mm,好
ましくは0.1mm〜3mmの間隔をおいて設けられている。

第３図はイオン供給源の構造例を説明する断面図であ
って、セラミック板24の中に平板電極23が埋設された板
状素子であり、一方の表面に放電電極22が設けられてい
る。

平板電極24,放電電極20の延在方向は、静電記録装置
の主走査方向に一致する。

セラミック板24に埋設された平板電極23と放電電極22
は、厚膜印刷を応用して形成され、耐オゾン性の観点か
らニッケル，タングステンなどの材料で形成されてい
る。

平板電極23と放電電極22との間には、周波数600Hz〜1
0kHz,ピーク電圧V_P-Pが3.5kV〜3kVの交番電圧を印加
し、沿面放電によってイオンを発生させる。なお、この
ときのイオンの極性は正であるとする。

第４図はイオン変調手段とイオン供給源の部分の構成
図であって、イオン変調手段９とイオン供給源８とは樹
脂等の絶縁支持手段25によって一体化されて両者の間に
チャンバー28を構成している。

このチャンバー28には、図示しない空気流供給手段に
連通する管26から加圧空気流27が供給される。

この空気流27の静圧は１〜1000mmH₂O、好ましくは10
〜500mmH₂Oの範囲にある。

絶縁支持体25を構成する材料は、上記の樹脂以外にセ
ラミツク，ガラス，ゴム等，その他の絶縁性材料を使用
できる。

また、イオン供給源６は、図示したもの以外に例えば
第５図に示したようなものでもよい。

第５図はイオン供給源の他の例の構造を説明する断面
図であって、高圧電源31に接続する放電ワイヤー29と、
この放電ワイヤー29を囲んで接地に落とされているシー
ルド30とから構成されている。

上記した構成において、画像信号源10から画像信号に
応じた電圧をイオン流変調手段９に印加すると、イオン
供給源６から空気流により流出されるイオン流が、上記
画像信号に応じて現像剤担持体１への通過が許容された
り阻止されたりする形で変調される。

変調されたイオン流は、現像剤担持体１上に負極に帯
電されている現像剤に照射され、照射された部分の現像
剤の電荷を反転させて正極に帯電させる。

これによって、現像剤担持体１上に正極に帯電された
画像の静電潜像が形成される。

静電潜像が形成された現像剤担持体１上の現像剤薄層
は、現像剤担持体１の回転により転写電極設置位置に到
達する。

転写紙13は搬送ローラ17a,17bによって記録媒体案内
板12a上を接触しながら転写電極11上に搬送される。

転写電極11に、上記転写紙13の先端が達したときにバ
イアス電源７から転写用のバイアス電圧が印加される。

このとき、同時に転写電極11と記録媒体案内板12（12
a,12b）との間にもバイアス電源７から電圧が印加さ
れ、転写紙13を案内板に吸引する力が形成される。

この吸引力により、転写紙13は転写電極11に安定して
接触摺動され、現像剤担持体１には非接触で転写動作が
行われる。

そのため、カブリのない鮮明な画像が転写紙13に転写
される。

転写電極11と記録媒体案内板12（12a,12b）の間の距
離は1mm〜10mm程度に設定される。例えば、両者の電位
差を2kVとしたときは5mm、1kVとしたときは２〜3mmとさ
れる。

次いで、転写紙13は矢印Ｂ方向に進行して記録媒体案
内板12bから搬送され、ヒートロール15とプレッシャー
ロール16の間で加圧加熱され、画像が定着される。

なお、転写電極11は、20mmφのアルミニウムロールを
用いたが、ステンレス鋼，真鍮などの導電体で構成して
もよい。また、図示のようなロール状に限るものではな
く、角柱，その他の形状のもにでよい。角柱状の転写電
極を用いる場合には、転写紙13の通過をスムースに行う
ために上流側を傾斜させることが望ましい。

第６図は本発明による静電記録装置の第２実施例の説
明図であって、前記第２図と同一符号は同一部分に対応
する。

この実施例においては、転写電極11は接地に落とさ
れ、現像剤担持体１および記録媒体案内板12（12a,12
b）にはバイアス電源８からバイアス電圧が印加されて
いる。

この構成は、イオン流供給のためのバイアス電圧，転
写紙13を転写電極11に接触させるために記録媒体案内板
12（12a,12b）に印加するバイアス電圧を、バイアス電
源８のみで供給するため、前記第２図に示した実施例に
比べてバイアス電源を１つ減らすことができる。

第７図は本発明による静電記録装置の第３実施例の説
明図であって、32は現像剤を撹拌するアジテータ、前記
第２図，第３図と同一符号は同一部分に対応する。

この実施例では、現像剤担持体１の上方を転写紙13が
通過するように構成したものである。

このように、転写紙13を現像剤担持体１の上方に通過
させることによって、現像剤担持体１からこぼれた現像
剤が転写紙13上に付着して画像を汚染するようなことが
ない。

なお、上記第２実施例，第３実施例においても、前記
第１実施例と同様に、転写電極の形状は図示したものに
かぎるものではない。

また、本発明の各実施例において、記録媒体案内板12
は12a,12bの一方のみとしても所期の効果を奏すること
ができる。

さらに、転写電極11や記録媒体案内板12に与える電圧
あるいは電位差を、常時印加しておくこともできる。

上記本発明の各実施例によれば、転写紙を転写電極に
吸引させて安定な接触状態を保持できるため、転写紙の
被転写面と現像剤担持体との間の間隔を適正距離，例え
ば20〜150μｍに維持することができ、鮮明な画像を形
成可能な静電記録装置を提供することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、 画像信号によって変調したイオン流を現像剤担持体上の
現像剤薄層に照射し、このイオン流で照射された部分の
現像剤の薄層の電荷の極性を反転させて潜像を形成し、
これを記録媒体上に転写する静電記録装置において、 転写手段の記録媒体搬送方向前後の少なくとも一方
に、該転写手段に対して電位差を与えた記録媒体案内板
を設け、搬送される記録媒体を転写手段に安定して接触
させることにより、 記録媒体の被転写面と現像剤担持体との間の距離を所
定の微小間隔に維持して、現像剤担持体から記録媒体に
対して現像剤を正確に移転させ、高品質の画像を形成す
ることができる。

また、記録媒体案内板と転写手段の間に設定する電位
差を供給するために、特別の電源を必要としないため、
構成の複雑化，コストアップを招くことなく、優れた機
能の静電記録装置を提供ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静電記録装置の基本構成の説明
図、第２図は本発明による静電記録装置の第１実施例の
説明図、第３図はイオン供給源の構造例を説明する断面
図、第４図はイオン変調手段とイオン供給源の部分の構
成図、第５図はイオン供給源の他の例の構造を説明する
断面図、第６図は本発明による静電記録装置の第２実施
例の説明図、第７図は本発明による静電記録装置の第３
実施例の説明図、第８図はイオン流を用いた従来の静電
記録装置の要部構成の説明図である。 １……現像剤担持体、４……層形成手段、５……現像
剤、６……イオン供給源、7,8……バイアス電源、９…
…イオン流変調手段、10……画像信号源、11……転写手
段、12（12a,12b）……記録媒体案内板、13……記録媒
体。

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 靖晃 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 諏訪部 恭史 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 寺尾 和男 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平２−111985（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/385 - 2/415 G03G 15/05 G03G 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電された現像剤薄層をその表面に担持す
   る現像剤担持体と、 現像剤担持体上の現像剤薄層に画像信号に応じて変調さ
   れたイオン流を供給する変調イオン供給手段と、 現像剤担持体上の上記変調されたイオン流により潜像が
   形成された現像剤を記録媒体上に転写する転写手段と、 を具備した静電記録装置において、 上記転写手段に近接し、上記記録媒体の移動方向前後の
   少なくとも一方に、上記転写手段に対して電位差を有す
   る導電性の記録媒体案内板を設けたことを特徴とする静
   電記録装置。