JP2993987B2 - Ion flow head for electrostatic recording - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、発生したコロナイオンを各ドットごとに
画像情報に応じ制御し、静電記録媒体上に静電潜像を形
成する静電記録用イオン流ヘッドに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention controls generated corona ions in accordance with image information for each dot, and forms an electrostatic latent image on an electrostatic recording medium. The present invention relates to an ion flow head for electrostatic recording to be formed.

（従来の技術） 従来、コロナイオン流を制御して静電潜像を形成する
方法（特開昭54−53537号広報参照）は、絶縁性部材を
介して設けられた共通の誘導電極と、各ドットごとに設
けられたコロナイオン発生電極とコロナイオン加速電極
からなる固体イオン流ヘッドを用い、絶縁層を有する記
録ドラム上に画像情報に応じた静電潜像を形成させる。
この従来の固体イオン流ヘッドを用いた画像形成プロセ
スと固体イオン流ヘッドの動作を第４図を用い説明す
る。(Prior Art) Conventionally, a method for forming an electrostatic latent image by controlling corona ion flow (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-53537) includes a common induction electrode provided through an insulating member, An electrostatic latent image corresponding to image information is formed on a recording drum having an insulating layer using a solid ion flow head including a corona ion generating electrode and a corona ion accelerating electrode provided for each dot.
The image forming process using this conventional solid ion flow head and the operation of the solid ion flow head will be described with reference to FIG.

第４図（ａ）は、固体イオン流ヘッドを用いた画像形
成装置の模式図である。固体イオン流ヘッド（101）
は、画像信号に応じて制御されたコロナイオン流によ
り、静電記録ドラム（102）上に静電潜像を形成する。
この固体イオン流ヘッドは駆動用ICの耐圧で静電潜像コ
ントラストが決定され、高々2000V程度が限界である。
この記録ドラム上に形成された静電潜像は、現像器（10
3）によりトナー現像剤（104）で現像され、記録媒体上
にトナー画像（105）を形成する。この現像剤は、低い
静電コントラストでも現像できる誘電性磁性トナーを用
いるが、現像剤に磁性粉を有するため、カラー化が出来
ない欠点がある。この磁性トナーは誘電性を有するた
め、静電的に転写を行うことが出来ず、顕像化された記
録ドラム上のトナー像は圧力転写ローラ（106）で記録
紙（107）上に転写され同時に定着されて記録紙上に固
定したトナー像（108）を形成する。また、記録ドラム
上には融着した残留トナー（109）が残る。そのため、
残留トナーのクリーニングはナイフエッジを有する金属
ブレード（110）を使用して行っている。このようにし
て清掃された後の記録ドラム上の残留電荷は固体除電装
置（111）によって消去され、再び記録ドラムは画像形
成に使用される。このように、圧力転写および融着トナ
ーの金属ブレードによる除去のために、静電記録媒体と
しては、表面硬度が高く丈夫なアルミナ等の無機材料に
限定され、低価格の有機材料を使用出来ない欠点があっ
た。FIG. 4A is a schematic diagram of an image forming apparatus using a solid ion flow head. Solid ion flow head (101)
Forms an electrostatic latent image on the electrostatic recording drum (102) by the corona ion flow controlled according to the image signal.
In this solid ion flow head, the electrostatic latent image contrast is determined by the withstand voltage of the driving IC, and the limit is about 2000 V at most.
The electrostatic latent image formed on the recording drum is transferred to a developing device (10
The toner image (105) is formed on the recording medium by developing with the toner developer (104) according to 3). As this developer, a dielectric magnetic toner that can be developed even with a low electrostatic contrast is used. However, since the developer contains magnetic powder, there is a disadvantage that colorization cannot be performed. Since the magnetic toner has a dielectric property, it cannot be transferred electrostatically, and the visualized toner image on the recording drum is transferred onto the recording paper (107) by the pressure transfer roller (106). At the same time, the toner image (108) is fixed and fixed on the recording paper. Further, the fused residual toner (109) remains on the recording drum. for that reason,
The cleaning of the residual toner is performed using a metal blade (110) having a knife edge. The residual charge on the recording drum after being cleaned in this way is erased by the solid charge eliminator (111), and the recording drum is used again for image formation. As described above, for the pressure transfer and the removal of the fused toner by the metal blade, the electrostatic recording medium is limited to an inorganic material such as alumina having a high surface hardness and strong, and an inexpensive organic material cannot be used. There were drawbacks.

第４図（ｂ）は、従来のコロナイオン流記録装置に使
用する固体イオン流ヘッド（101）と固体除電装置（11
1）の断面模式図である。固体イオン流ヘッドは、セラ
ミック基板（112）上に、共通の500ひ程度の電圧（11
3）が印加される誘導電極（114）と、各ドットごとに独
立した250V程度の高圧の画像信号（115）が与えられる
コロナイオン発生電極（116）と、共通の600V程度の電
位（117）が加られる加速電極（118）が、絶縁層（11
9）を介して設けてある。信号電圧が加えられると、各
ドットごとに設けられたコロナイオン発生電極のコロナ
イオン発生孔（120）から信号に応じたコロナイオン流
が発生し、200V程度の加速電圧が印加された加速電極に
より加速されて記録媒体（121）上に達し、静電潜像（1
22）を形成する。個々のコロナイオン発生電極に加える
信号電圧は、コロナイオン発生を制御するため、250V以
上の高い電圧を必要とする。そのため、駆動用ICチップ
面積が大きくなり、また高い信号電圧を取り扱うため駆
動用ICと固体イオン流ヘッドとを一体化したヘッドは作
られていなかった。FIG. 4 (b) shows a solid ion flow head (101) and a solid charge eliminator (11) used in a conventional corona ion flow recording device.
It is a cross section of 1). The solid ion flow head has a common voltage of about 500 (11) on a ceramic substrate (112).
3) An induction electrode (114) to which a voltage is applied, a corona ion generating electrode (116) to which an independent high-voltage image signal (115) of about 250V is applied to each dot, and a common potential of about 600V (117) The accelerating electrode (118) to which is applied the insulating layer (11)
9) is provided. When a signal voltage is applied, a corona ion flow corresponding to the signal is generated from the corona ion generation hole (120) of the corona ion generation electrode provided for each dot, and the accelerating electrode to which an accelerating voltage of about 200 V is applied. It is accelerated and reaches the recording medium (121), and the electrostatic latent image (1
Form 22). The signal voltage applied to each corona ion generating electrode requires a high voltage of 250 V or more to control corona ion generation. Therefore, the area of the driving IC chip becomes large, and a head in which the driving IC and the solid ion flow head are integrated to handle a high signal voltage has not been manufactured.

一方、固体除電装置（111）は、第５図（ｃ）に示す
ようにセラミック基板（112）上に誘電電極（114）と、
共通したコロナイオン発生孔（123）を有するコロナイ
オン発生電極（116）を設けたものである。この両電極
間に1KVp−ｐのAC電圧（124）を印加してACコロナイオ
ンを発生させ、かつコロナイオン発生電極をアースポテ
ンシャルに接地し、記録媒体（121）上の残留電荷（12
5）を消去する。このようにして残留電荷が消去された
記録媒体を、再び画像形成に使用する。On the other hand, as shown in FIG. 5 (c), the solid static eliminator (111) includes a dielectric electrode (114) on a ceramic substrate (112),
A corona ion generating electrode (116) having a common corona ion generating hole (123) is provided. An AC voltage (124) of 1 KVp-p is applied between the two electrodes to generate an AC corona ion, and the corona ion generating electrode is grounded to an earth potential.
5) Erase. The recording medium from which residual charges have been erased in this way is used again for image formation.

以上の固体イオン流ヘッドでは駆動用に高耐圧ICを使
用するため、チップの実装面積が大きく、ヘッドに駆動
用ICを乗せることは行われていなかった。そのため、周
辺回路規模が大きくなる欠点があった。また、この駆動
用ICの耐圧で静電コントラストが決まり、静電コントラ
ストは高々200V程度が限界であっ。そのため、現像剤は
低い静電コントラストで現像できる導電性磁性トナーを
使用するためカラー化ができない欠点がある。この導電
性磁性トナーの転写は、その導電性のため静電力では転
写できず圧力による転写に限定される。また残留トナー
が転写時の圧力で記録媒体上に粘着し、そのクリーニン
グには金属ブレードにより強引に剥離する必要があっ
た。そのため記録媒体には、表面硬度の高いアルミナ等
の高価な無機材料しか使用できない欠点がある。このヘ
ッドを使用したプリンタは、感光体を使用しないことに
よる安定性および速度とメンテナンスの点で電子写真記
録技術よりも優れている。しかし、これらの欠点のため
計算機のメインフレーム用など特種用途に限定して用い
られていた。In the above-described solid ion flow head, since a high breakdown voltage IC is used for driving, the mounting area of the chip is large, and the driving IC is not mounted on the head. Therefore, there is a disadvantage that the peripheral circuit scale becomes large. The withstand voltage of the driving IC determines the electrostatic contrast, and the electrostatic contrast is limited to at most about 200 V. For this reason, there is a disadvantage that colorization cannot be performed because a conductive magnetic toner that can be developed with a low electrostatic contrast is used as the developer. Transfer of the conductive magnetic toner cannot be performed by electrostatic force due to its conductivity, and is limited to transfer by pressure. Further, the residual toner adheres to the recording medium due to the pressure at the time of transfer, and it has been necessary to forcibly peel off the residual toner with a metal blade for cleaning. Therefore, the recording medium has a disadvantage that only expensive inorganic materials such as alumina having a high surface hardness can be used. Printers using this head are superior to electrophotographic recording technology in terms of stability, speed, and maintenance due to the absence of a photoreceptor. However, due to these drawbacks, they have been used only for special applications such as a computer main frame.

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以上の固体イオン流ヘッドの欠点を除き、
駆動用ICを固体イオン流ヘッドに実装することを可能に
し、さらに固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体
構成にし、周辺回路の簡易化と装置の小型化を計ったも
のである。さらに、低電圧駆動が可能な本発明人による
低電圧駆動ヘッドを導入し、小さいチップ面積のICを駆
動用に使用することでその実装面積を小さくし、この低
電圧駆動用の固体イオン流ヘッドに必要なプリチャージ
ャーをも一体構造にし、より小型なヘッドの提供を目的
としたものである。さらに、この一体構成にしたコロナ
イオン流ヘッドを使用することで、高い静電コントラス
トの静電潜像が得られ、現像剤には通常の電子写真記録
に使用するトナーを使用でき、カラー記録も可能とな
る。このトナーは、静電気的に転写を行うことが可能で
記録媒体上には粘着せず、そのため残留トナーのクリー
ニングには通常の樹脂ブレードの使用が可能となる。さ
らに表面硬度が比較的小さい安価な有機絶縁体を記録媒
体として使用できる。以上にように、従来計算機のメイ
ンフレームにしか使用されていなかった固体イオン流ヘ
ッドを、汎用のプリンタにも使用できるように、より高
速で安定性のよいプリンタを低価格で提供できるように
することを目的としたものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention eliminates the drawbacks of the solid ion flow head described above,
The drive IC can be mounted on the solid ion flow head, and the solid-state static eliminator and the solid ion flow head are integrally configured to simplify peripheral circuits and reduce the size of the device. Furthermore, a low-voltage driving head by the present inventor capable of low-voltage driving is introduced, and the mounting area is reduced by using an IC having a small chip area for driving. The purpose of the present invention is to provide a smaller head by making the precharger necessary for the camera into an integral structure. Furthermore, by using the corona ion flow head having the integrated structure, an electrostatic latent image having a high electrostatic contrast can be obtained, a toner used for normal electrophotographic recording can be used as a developer, and color recording can be performed. It becomes possible. This toner can be transferred electrostatically and does not adhere to the recording medium, so that a normal resin blade can be used for cleaning the residual toner. Further, an inexpensive organic insulator having a relatively small surface hardness can be used as a recording medium. As described above, a high-speed and stable printer can be provided at a low price so that a solid ion flow head which has been conventionally used only for a main frame of a computer can be used for a general-purpose printer. It is intended for that purpose.

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は上記の目的を達成するため、従来の固体イ
オン流ヘッドの各ドットごとに設けられたコロナイオン
発生電極の信号引き出し線を、コロナイオン発生孔列の
両サイドに設けて駆動用ICチップの実装面積を確保し、
駆動用ICを固体イオン流ヘッド上に搭載し、周辺駆動回
路の簡略化と小型化を計った。一方、固体除電装置と固
体イオン流ヘッドとを同一基板状に一体構成し、記録媒
体周辺の部品点数を減らすことで、記録ドラムの小口径
化による装置の小型軽量化を計ることができる。また、
本発明人による静電線像の高い静電コントラストが得ら
れ、かつ低電圧駆動の出来る固体イオン流ヘッドを用
い、駆動電圧の低電圧化による駆動用ICのチップ面積を
小さくし、固体除電装置と駆動用ICとを同時にコロナイ
オン流ヘッド上に搭載させることを可能にした。この低
電圧駆動コロナイオン流ヘッドに用いる固体イオン流ヘ
ッドは、コロナイオン発生電極に遮蔽電極を設けて誘導
電極からの漏洩電界を遮断し、コロナイオン発生電極か
ら生じた大量のコロナイオンの空間電荷を〜30V程度の
低電圧で制御し、画像情報に応じコロナイオンの制御を
可能にしたものである。このコロナイオン発生電極には
アースポテンシャルを加え、かつコロナイオン制御電極
にはコロナイオン流に対して逆バイアスとなる制御用の
信号電圧を加え、低電圧駆動を可能にしている。また記
録媒体にあらかじめプリチャージを行い、600V程度のコ
ロナイオン加速用の電位を与えておく。この記録媒体上
の電位により加速されたコロナイオン記録媒体上に達
し、記録媒体上の電位を消去して反転した静電潜像を形
成する。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a corona ion generating electrode provided for each dot of a conventional solid ion flow head by using a corona ion generating electrode. Provided on both sides of the ion generation hole array to secure the mounting area of the driving IC chip,
The drive IC was mounted on the solid ion flow head, and the peripheral drive circuit was simplified and downsized. On the other hand, the solid state static eliminator and the solid ion flow head are integrally formed on the same substrate, and the number of components around the recording medium is reduced, thereby making it possible to reduce the size and weight of the apparatus by reducing the diameter of the recording drum. Also,
The present inventor uses a solid ion current head that can obtain a high electrostatic contrast of an electrostatic line image and can be driven at a low voltage. It is now possible to mount the driving IC on the corona ion flow head at the same time. The solid ion flow head used for this low voltage drive corona ion flow head has a shielding electrode on the corona ion generation electrode to block the leakage electric field from the induction electrode, and a large amount of space charge of corona ions generated from the corona ion generation electrode. Is controlled at a low voltage of about 30 V to control corona ions in accordance with image information. An earth potential is applied to the corona ion generating electrode, and a control signal voltage for providing a reverse bias to the corona ion flow is applied to the corona ion control electrode, thereby enabling low voltage driving. Further, the recording medium is precharged in advance, and a potential for corona ion acceleration of about 600 V is applied. The potential on the recording medium reaches the accelerated corona ion recording medium, and the potential on the recording medium is erased to form an inverted electrostatic latent image.

（作用） この発明による駆動用ICと固体イオン流ヘッドを一体
構造にしたヘッドを用いると、周辺回路のヘッド上の搭
載が可能となり、周辺回路の著しい小型化が計れる。ま
た固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体構造にす
ることで、記録ドラム周辺の部品点数を減少でき、記録
ドラムの小口径化と装置の小型化が達成できる。また本
発明人による低電圧駆動のできる固体イオン流ヘッドを
用いることで、高い静電コントラストを有する静電潜像
が得られ、電子写真技術で一般に使用されるトナーの使
用が可能となり、カラー記録ができる。また、記録紙に
トナー画像を転写する転写プロセスを静電力で行え、圧
力転写および記録ドラム上粘着残留トナーの金属ブレー
ドによるクリーニングが不要となり、一般の表面硬度が
比較的低い有機絶縁体を記録媒体に使用できるようにな
る。そのため記録ドラムの低価格化が達成できる。また
クリーニングは、低価格の樹脂ブレードを用いて可能と
なる。この様にヘッドの低価格化と小型化が達成でき、
さらに現像、転写、転写等の周辺プロセスに使用する構
成部品を、従来電子写真で使用され、大量に供給可能な
安定した部品が使用でき、計算機のメインフレーム用な
どの特種用途に使用されていた高速で安定なコロナイオ
ン記録装置を汎用プリンタにも応用可能となった。(Operation) By using a head in which the driving IC and the solid ion flow head according to the present invention are integrated, the peripheral circuit can be mounted on the head, and the peripheral circuit can be significantly reduced in size. In addition, by forming the solid charge eliminator and the solid ion flow head into an integral structure, the number of components around the recording drum can be reduced, and the diameter of the recording drum can be reduced and the apparatus can be downsized. In addition, by using the solid ion flow head that can be driven at a low voltage by the present inventor, an electrostatic latent image having a high electrostatic contrast can be obtained, and a toner generally used in the electrophotographic technology can be used. Can be. In addition, the transfer process of transferring the toner image onto the recording paper can be performed with electrostatic force, eliminating the need for pressure transfer and cleaning of the adhesive residual toner on the recording drum with a metal blade. Can be used for Therefore, the cost of the recording drum can be reduced. Cleaning can be performed using a low-cost resin blade. In this way, the head can be reduced in price and downsized,
In addition, components used for peripheral processes such as development, transfer, transfer, etc. were conventionally used in electrophotography, stable parts that can be supplied in large quantities can be used, and they were used for special applications such as computer mainframes The high-speed and stable corona ion recording device can now be applied to general-purpose printers.

（実 施 例） 以下、図面を用い本発明を説明する。第１図は、従来
の固体イオン流ヘッドに駆動用ICを搭載したヘッド図面
である。Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a head drawing in which a driving IC is mounted on a conventional solid ion flow head.

第１図（ａ）はこのヘッド断面図で、第１図（ｂ）は
このヘッド平面図である。第１図（ａ）に示した固体イ
オン流ヘッドは、セラミック基板（１）上に共通したコ
ロナイオン発生に必要な誘導電極（２）が基板中央に設
けられ、かつこの誘導電極上にポリイミド等の絶縁層
（３）が塗布してある。さらにその上に、各ドットごと
にコロナイオン発生孔（４）を有する分離したコロナイ
オン発生電極（５）が紙面方向に多数設けてある。基板
の両側には、コロナイオン発生電極に信号を入力する引
き出し線（６）と、コロナイオン発生電極をブロックご
とに駆動する高耐圧（250V）の駆動用IC（７）が配置し
てある。またこの駆動用ICに外部信号電圧を与える電極
（８）が基板上に設けられ、外部からの信号電圧の印加
でこの駆動用ICが動作する。さらに、このコロナイオン
発生電極上には、各ドットごとにコロナイオン発生孔を
有する共通のポリイミド等の絶縁層（９）が設けられ、
その上にコロナイオン加速電極（10）が共通して配置さ
れる。図１−ｂは、このヘッドのコロナイオン発生孔
（４）側から見た平面図である。コロナシオン発生孔列
（11）の両側には、コロナイオン発生電極（５）の引き
出し線（６）がブロックごとに纏められ、高耐圧（250
V）の駆動用IC（７）に接続される。各ドットごとにコ
ロナイオン発生孔を有する加速電極（10）は、絶縁層
（９）を介してコロナイオン発生電極上に配置される。
この加速電極には常時引き出し線（12）から、200V程度
の加速電圧が印加される。この図ではコロナイオン発生
電極下にある誘導電極の記載は、省略してある。FIG. 1A is a sectional view of the head, and FIG. 1B is a plan view of the head. In the solid ion flow head shown in FIG. 1A, an induction electrode (2) necessary for corona ion generation common to a ceramic substrate (1) is provided at the center of the substrate, and a polyimide or the like is provided on the induction electrode. The insulating layer (3) is applied. Furthermore, a large number of separated corona ion generating electrodes (5) having a corona ion generating hole (4) for each dot are provided on the paper surface direction. On both sides of the substrate, a lead line (6) for inputting a signal to the corona ion generating electrode and a high withstand voltage (250V) driving IC (7) for driving the corona ion generating electrode for each block are arranged. An electrode (8) for applying an external signal voltage to the driving IC is provided on the substrate, and the driving IC operates by applying a signal voltage from the outside. Furthermore, an insulating layer (9) made of a common polyimide or the like having a corona ion generating hole for each dot is provided on the corona ion generating electrode,
A corona ion accelerating electrode (10) is commonly arranged thereon. FIG. 1B is a plan view of the head as viewed from the corona ion generation hole (4). On both sides of the row of coronasion generating holes (11), lead wires (6) of the corona ion generating electrode (5) are grouped for each block, and a high withstand voltage (250
V) is connected to the driving IC (7). An accelerating electrode (10) having a corona ion generating hole for each dot is disposed on the corona ion generating electrode via an insulating layer (9).
An accelerating voltage of about 200 V is constantly applied to the accelerating electrode from the lead line (12). In this figure, the illustration of the induction electrode below the corona ion generation electrode is omitted.

また、コロナイオン発生電極に複数のコロナイオン発
生孔を設け、その発生孔に対応した数だけ誘導電極をコ
ロナイオン発生電極と交差するように設け、そこに加え
る誘導電圧を切り替えることで電子分配を行ってもよ
い。In addition, a plurality of corona ion generating holes are provided in the corona ion generating electrode, the number of induction electrodes corresponding to the number of the generating holes is provided so as to intersect the corona ion generating electrode, and the induction voltage applied thereto is switched to distribute electrons. May go.

図２は、固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体
化したコロナイオン流ヘッドを用いたイオンディポジシ
ョン記録装置の説明模式図（第２図（ａ））と、このコ
ロナイオン流ヘッドの模式図（第２図（ｂ））である 第２図（ａ）に示すように一体化したコロナイオン流
ヘッドを用いた記録装置は、記録用絶縁層からなる記録
ドラム（21）周辺にコロナイオン流ヘッド（22）と、記
録媒体上の200V程度の低い静電潜像コントラストで現象
できる導電性磁性トナー（24）を用いた現像器（23）が
配置されている。コロナイオン流ヘッドの信号に応じ、
コロナイオン流が発生する固体イオン流ヘッドで形成さ
れた静電潜像は、現像器で現像された記録媒体上にトナ
ー像（25）を形成する。この現象されたトナー像は、圧
力転写装置（26）で記録紙（27）上に転写され同時に定
着されて、固定したトナー像（28）を記録紙上に形成す
る。一方、記録ドラム上に残って融着した残留トナー
（29）は、金属ブレード（30）により削り取られ、記録
ドラムが清掃され再び記録に使用される。このとき記録
ドラム上に残留した静電荷は、コロナイオン流ヘッドの
固体除電装置で除電され、静電的に初期状態になる。FIG. 2 is an explanatory schematic diagram of an ion deposition recording device using a corona ion flow head in which a solid charge eliminator and a solid ion flow head are integrated (FIG. 2A), and a schematic diagram of the corona ion flow head. As shown in FIG. 2 (a), which is a diagram (FIG. 2 (b)), a recording apparatus using a corona ion flow head integrated with a corona ion flow head around a recording drum (21) comprising an insulating layer for recording. A flow head (22) and a developing device (23) using a conductive magnetic toner (24) capable of developing with a low electrostatic latent image contrast of about 200 V on a recording medium are arranged. According to the signal of the corona ion flow head,
The electrostatic latent image formed by the solid ion flow head generating the corona ion flow forms a toner image (25) on the recording medium developed by the developing device. The resulting toner image is transferred onto the recording paper (27) by the pressure transfer device (26) and is fixed at the same time to form a fixed toner image (28) on the recording paper. On the other hand, the residual toner (29) remaining and fused on the recording drum is scraped off by the metal blade (30), and the recording drum is cleaned and used again for recording. At this time, the static charge remaining on the recording drum is neutralized by the solid static eliminator of the corona ion flow head, and the electrostatic charge is initialized.

第２図（ｂ）は、固体除電装置と固体イオン流ヘッド
とを一体化したコロナイオン流ヘッドを用い記録媒体に
静電潜像を形成させる断面模式図である。コロナイオン
流ヘッド（22）は、セラミック等の共通基板（１）上に
固体除電装置（31）と固体イオン流ヘッド（32）とを構
成した構造である。FIG. 2 (b) is a schematic cross-sectional view of forming an electrostatic latent image on a recording medium using a corona ion flow head in which a solid charge eliminator and a solid ion flow head are integrated. The corona ion flow head (22) has a structure in which a solid charge eliminator (31) and a solid ion flow head (32) are formed on a common substrate (1) such as ceramic.

固体除電装置は、セラミック基板上に誘導電極（２）
を設け、その上にポリイミド等の高耐圧の絶縁制樹脂層
（31）を塗布し、さらに紙面方向に平行した一対のコロ
ナイオン発生電極（５）をその上に配置する。この固体
除電装置の誘導電極とコロナイオン発生電極間には約1K
Vp−ｐ程度の交流電圧（33）を印加し、かつコロナイオ
ン発生電極をアースポテンシャルにする。このようにし
て発生した正および負のコロナイオンのうち、正のコロ
ナイオンが絶縁性記録媒体（21）上の負の残留電荷（3
4）を消去し、記録媒体の電位を一様なアースポテンシ
ャルにする。The solid static eliminator consists of an induction electrode (2) on a ceramic substrate.
Is provided thereon, and a high withstand voltage insulating resin layer (31) such as polyimide is applied thereon, and a pair of corona ion generating electrodes (5) parallel to the paper surface direction are disposed thereon. About 1K between the induction electrode and corona ion generation electrode
An AC voltage (33) of about Vp-p is applied, and the corona ion generating electrode is set to the earth potential. Of the positive and negative corona ions generated in this way, the positive corona ions form a negative residual charge (3 on the insulating recording medium (21).
4) is erased, and the potential of the recording medium is set to a uniform earth potential.

固体イオン流ヘッドは、共通のラセミック基板（１）
上に各記録ドットに共通した誘導電極（２）を設けて固
体除電装置のポリイミド層と同一のポリイミド層（３）
を塗布し、その上にドットごとに分離したコロナイオン
発生孔（４）を有するコロナイオン発生電極（５）を設
けてある。かつその電極上にコロナイオン発生孔を有す
る共通のポリイミド等の絶縁層（９）と各ドットごとに
分離した加速電極（10）を配置した構造からなる。この
従来の固体イオン流ヘッドの動作は、誘導電極に加えた
バイアス電圧（35）とドットごとのコロナイオン発生電
極に加えた信号電圧（36）に応じ、負のコロナイオン
（37）が発生して記録媒体上に負の静電潜像（38）を形
成する。The solid ion flow head uses a common racemic substrate (1)
The same polyimide layer (3) as the polyimide layer of the solid state static eliminator is provided with an induction electrode (2) common to each recording dot on the top.
And a corona ion generating electrode (5) having a corona ion generating hole (4) separated for each dot is provided thereon. In addition, it has a structure in which an insulating layer (9) made of common polyimide or the like having a corona ion generating hole and an acceleration electrode (10) separated for each dot are arranged on the electrode. The operation of this conventional solid ion flow head generates negative corona ions (37) according to the bias voltage (35) applied to the induction electrode and the signal voltage (36) applied to the corona ion generation electrode for each dot. To form a negative electrostatic latent image (38) on the recording medium.

このように従来の固体イオン流ヘッドに使用する高耐
圧駆動用のICチップの面積は大きいため。第１図に示し
たようにコロナイオン発生孔の両側に駆動用ICを配置す
る必要がある。そのため、駆動用ICを搭載したヘッドに
第２図で示した固体除電装置を一体化することは困難で
ある。また、このヘッドでは記録媒体上の静電潜像コン
トラストが駆動用ICの耐圧で決まるため、静電コントラ
ストは高々200V程度が上限であった。この低い静電コン
トラストを現像するには、低電圧現像用の磁性一成分ト
ナーを使用するが、このトナーは混入磁性粉のためカラ
ー記録に向かない欠点がある。As described above, the area of the high breakdown voltage driving IC chip used in the conventional solid ion flow head is large. As shown in FIG. 1, it is necessary to arrange driving ICs on both sides of the corona ion generating hole. For this reason, it is difficult to integrate the solid-state static eliminator shown in FIG. 2 with the head on which the driving IC is mounted. Further, in this head, since the electrostatic latent image contrast on the recording medium is determined by the breakdown voltage of the driving IC, the upper limit of the electrostatic contrast is about 200 V at most. To develop this low electrostatic contrast, a magnetic one-component toner for low-voltage development is used, but this toner has a drawback that it is not suitable for color recording due to mixed magnetic powder.

以上の欠点を除くため、コロナイオン流制御用の駆動
電圧を低電圧化し、かつ実装面積が小さい低電圧ICを用
いる必要がある。このようにすることで駆動用IC全てを
ヘッド上のイオン発生孔列の一方の側に配列可能とし
た。この低電圧駆動用の固体イオン流ヘッドは、本発明
人が提案した固体イオン流ヘッドで達成できる。またこ
のヘッドは高い静電コントラストが得られる特徴を有す
る。このヘッドは、記録の前にプリチャージを必要とす
るが、そのためのプリチャージャーが、除電をも兼ね
る。この一体化したヘッドを、第３図を用いて詳細に説
明する。第３図（ａ）は、このヘッド（41）を用いた記
録装置の模式図である。このヘッドを用いると、高い静
電コントラスト（〜400V）が記録媒体（21）上に得られ
る。そのため、現像器（23）は従来の電子写真装置に使
用される高コントラスト用の一成分接触現像方式を採用
できる。この現像器を用いて現像したトナー像（25）は
静電的に記録紙上に転写できる。また転写は、高い転写
効率が得られるバイアス電圧（42）を印加して行うソフ
トローラ（43）転写方式を用いる。記録紙上に転写され
たトナー像（28）の定着は、熱定着ローラ（44）で行
う。In order to eliminate the above drawbacks, it is necessary to use a low-voltage IC having a small mounting area and a low driving voltage for corona ion flow control. In this manner, all the driving ICs can be arranged on one side of the ion generation hole array on the head. This low voltage driving solid ion flow head can be achieved by the solid ion flow head proposed by the present inventor. Further, this head has a feature that a high electrostatic contrast can be obtained. This head requires pre-charging before recording, and the pre-charger for that also doubles as static elimination. This integrated head will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A is a schematic view of a recording apparatus using the head (41). Using this head, a high electrostatic contrast (up to 400 V) can be obtained on the recording medium (21). Therefore, the developing device (23) can adopt a one-component contact developing system for high contrast used in a conventional electrophotographic apparatus. The toner image (25) developed using this developing device can be electrostatically transferred onto the recording paper. For the transfer, a soft roller (43) transfer method in which a bias voltage (42) for obtaining high transfer efficiency is applied is used. The toner image (28) transferred onto the recording paper is fixed by a heat fixing roller (44).

また転写後の記録媒体上残留トナー（29）は、一般に
電子写真記録で使用する樹脂構成のクリーニングブレー
ド（30）で除去され、記録媒体が再び使用されることに
なる。Further, the residual toner (29) on the recording medium after the transfer is removed by a cleaning blade (30) having a resin structure generally used in electrophotographic recording, and the recording medium is reused.

そこでまず、本発明に係わるコロナイオン流を制御し
静電記録を行う記録装置における画像形成プロセスの基
本原理を別の図面を参照しながら説明する。この説明を
第５図Ｂ至第17図において行う。Therefore, first, the basic principle of the image forming process in the recording apparatus for controlling the corona ion flow and performing the electrostatic recording according to the present invention will be described with reference to another drawing. This description will be made with reference to FIGS. 5B to 17.

まず第５図（ａ）において、導電性基板1001上に絶縁
体層1002を設けてなる記録媒体1003上に、コロナイオン
流発生器1004て生じた正のコロナイオン流を用い電荷10
05を記録の前にあらかじめ一様に与える。このコロナイ
オン流発生器1004は、絶縁性基板1006の一方の面にコロ
ナイオン発生用の電界を集中する急峻に切断されたスリ
ット1007を有するコロナイオン発生電極1008を設けると
ともに、他方の面にはスリット1007に電界を形成させる
ための誘導電極1009を設けてなるものである。これらの
両電極1008、1009間には、ピーク電圧900Vで周波数20KH
zのコロナイオン発生用交流電圧1010が印加されてお
り、これにより正負のコロナイオンが発生するようにな
っている。また、コロナイオン発生電極1008には、記録
媒体1003に与える表面電位とほぼ等しい正のバイアス電
圧1011（＋600V）が与えられ、正のコロナイオンのみが
記録媒体1003方向に移動し、記録媒体1003上にコロナ電
荷1012が蓄積される。その結果、記録媒体1003の表面電
位VSは＋600Vになる。このようにして一様な表面電位VS
を有する記録媒体1003は、次いで矢印1013方向に搬送さ
れ、記録画点に対応して設けられた各素子からなるコロ
ナイオン流発生器1014の下に達する。First, in FIG. 5 (a), a positive corona ion stream generated by a corona ion stream generator 1004 is used to form a charge 10 on a recording medium 1003 having an insulating layer 1002 provided on a conductive substrate 1001.
05 is given uniformly before recording. This corona ion flow generator 1004 is provided with a corona ion generation electrode 1008 having a steeply cut slit 1007 for concentrating an electric field for corona ion generation on one surface of the insulating substrate 1006, and on the other surface An induction electrode 1009 for forming an electric field in the slit 1007 is provided. Between these electrodes 1008 and 1009, a peak voltage of 900 V and a frequency of 20 KH
An AC voltage 1010 for corona ion generation of z is applied, whereby positive and negative corona ions are generated. A positive bias voltage 1011 (+600 V) substantially equal to the surface potential applied to the recording medium 1003 is applied to the corona ion generating electrode 1008, and only the positive corona ions move in the direction of the recording medium 1003, A corona charge 1012 is accumulated. As a result, the surface potential VS of the recording medium 1003 becomes + 600V. Thus, the uniform surface potential VS
Is transported in the direction of the arrow 1013 and reaches below the corona ion flow generator 1014 including the elements provided corresponding to the recording pixels.

このコロナイオン流発生器1014は、コロナイオン発生
源1015と、コロナイオン通過用貫通孔を有するコロナイ
オン制御電極1016とから構成されている。このコロナイ
オン発生源1015は、絶縁性基板1017の両面にコロナイオ
ン発生電極1018と誘導電極1019とを設けてなるものであ
る。コロナイオン発生電極1018には、各記録ドットに対
応する急峻な切断面を持つ電界集中のためのコロナイオ
ン発生用スリット1020が設けられている。このコロナイ
オン発生用スリット1020内には、コロナイオン発生用の
交流電圧で生ずる無駄な電界を遮蔽するための遮蔽電極
1021が設けられているこの遮蔽電極1021は、コロナイオ
ン発生電極1018と同電位に設定されている。コロナイオ
ン発生電極1018と遮蔽電極1018と遮蔽電極1021にはコロ
ナイオン流を遮蔽する＋38Vのバイアスヒ電圧1022が印
加され、かつ誘導電極1019間に信号電圧と同期してコロ
ナイオンを発生させるピーク間電圧1800V、10KHzの交流
電圧1023が加えられる。The corona ion flow generator 1014 includes a corona ion generation source 1015 and a corona ion control electrode 1016 having a through hole for corona ion passage. This corona ion generation source 1015 has a structure in which a corona ion generation electrode 1018 and an induction electrode 1019 are provided on both surfaces of an insulating substrate 1017. The corona ion generation electrode 1018 is provided with a corona ion generation slit 1020 for stabilizing an electric field having a steep cut surface corresponding to each recording dot. In this corona ion generation slit 1020, there is a shielding electrode for shielding a useless electric field generated by an AC voltage for corona ion generation.
This shielding electrode 1021 provided with 1021 is set to the same potential as the corona ion generating electrode 1018. A + 38V bias voltage 1022 for blocking the corona ion flow is applied to the corona ion generating electrode 1018, the shielding electrode 1018, and the shielding electrode 1021, and the peak-to-peak voltage between the induction electrode 1019 and the corona ion in synchronization with the signal voltage. 1800V, 10KHz AC voltage 1023 is applied.

一方、コロナイオン流の貫通孔を有する制御電極1016
には、＋38Vの信号電圧1024が印加される。このとき、
コロナイオン発生電極1018と遮蔽電極1021をアースポテ
ンシャルにし、制御電極の信号電圧を−38Vにバイアス
しても同様の効果が得られる。On the other hand, a control electrode 1016 having a through hole for corona ion flow
Is applied with a signal voltage 1024 of + 38V. At this time,
The same effect can be obtained even if the corona ion generating electrode 1018 and the shielding electrode 1021 are set to the earth potential and the signal voltage of the control electrode is biased to -38V.

このようにして、コロナイオン発生電極1018から生じ
た正負のコロナイオンは、信号が印加された制御電極10
16により負のコロナイオン1025のみが選択され、記録媒
体1003上の＋600Vの表面電位で加速されて記録媒体1003
に達し、その表面電位を＋200V以下に低下させる。この
ようにして、反転した400V以上の高い静電コントラスト
のある静電潜像1026が得られる。In this way, the positive and negative corona ions generated from the corona ion generation electrode 1018 are separated from the control electrode 10 to which the signal is applied.
16, only the negative corona ions 1025 are selected and accelerated at a surface potential of +600 V on the recording medium 1003,
To reduce its surface potential to + 200V or less. In this way, an inverted electrostatic latent image 1026 having a high electrostatic contrast of 400 V or more can be obtained.

以上のコロナイオン流発生器を多数設けたコロナイオ
ンヘッドの模式的斜視図とコロナイオンヘッドへの電圧
付与法を第５図（ｂ）に示す。FIG. 5 (b) shows a schematic perspective view of a corona ion head provided with a large number of corona ion flow generators and a method of applying a voltage to the corona ion head.

同図において、各素子に共通したコロナイオン発生源
1015は、共通の絶縁性基板1017の背面に誘導電極1019を
設け、そのもう一方の面に遮蔽電極1021を有するコロナ
イオン発生電極1018を設けたものである。遮蔽電極1021
とコロナイオン発生電極1018とは基板1017の端部で互い
に導通が取られている。また、相隣接する２つのコロナ
イオン発生電極間の距離は、同一基板上に設けられた各
素子ごとに存在する制御電極1016中のコロナイオンの流
通用貫通高1016aの径と等しい。さらに、コロナイオン
発生電極1018の両サイドは絶縁体で被覆されコロナイオ
ン発生を防止している。また、制御電極1016は各記録画
点に対応して設けられ、駆動用IC1027に接続されてい
る。この駆動IC1027には、各素子に対応する信号1028が
入力信号源1029から並列に入力され、IC1027からの駆動
信号は各素子の制御電極1016に出力される。In the figure, the corona ion source common to each element
Reference numeral 1015 denotes a structure in which an induction electrode 1019 is provided on the back surface of a common insulating substrate 1017, and a corona ion generation electrode 1018 having a shielding electrode 1021 is provided on the other surface. Shield electrode 1021
The corona ion generating electrode 1018 and the corona ion generating electrode 1018 are electrically connected to each other at the end of the substrate 1017. The distance between two adjacent corona ion generating electrodes is equal to the diameter of the corona ion flow through height 1016a in the control electrode 1016 provided for each element provided on the same substrate. Further, both sides of the corona ion generating electrode 1018 are covered with an insulator to prevent corona ion generation. The control electrode 1016 is provided corresponding to each recording pixel and is connected to the driving IC 1027. A signal 1028 corresponding to each element is input to the drive IC 1027 in parallel from an input signal source 1029, and a drive signal from the IC 1027 is output to a control electrode 1016 of each element.

一方、コロナイオン発生源1015のコロナイオン発生電
極1018と遮蔽電極1021はバイアス電圧1022によりコロナ
イオンの遮蔽電極にバイアスされ、かつコロナイオン発
生用の交流電源1023に接続される。この交流電源1023と
入力信号源1029とは同期信号源1030からの同期信号よっ
て作動する。On the other hand, the corona ion generation electrode 1018 and the shielding electrode 1021 of the corona ion generation source 1015 are biased to the corona ion shielding electrode by the bias voltage 1022, and are connected to the corona ion generation AC power supply 1023. The AC power supply 1023 and the input signal source 1029 operate according to a synchronization signal from the synchronization signal source 1030.

次に、上記コロナイオン流発生器の動作について説明
する。Next, the operation of the corona ion flow generator will be described.

まず初めに、第２図を用いてコロナイオン発生電極10
18のコロナイオン発生スリット1020内に設けた遮蔽電極
1021の作用について説明する。First, the corona ion generating electrode 10 will be described with reference to FIG.
Shielding electrode provided in 18 corona ion generation slits 1020
The operation of 1021 will be described.

第６図（ａ）に示した遮蔽電極1021の存在しないコロ
ナイオン流発生器の場合には、記録媒体1003を＋600vの
表面電位に、コロナイオン制御電極1016を＋38Vに、コ
ロナイオン発生源1015のコロナイオン発生電極1018を＋
38Vにそれぞれバイアスし、誘導電極1019に対しコロナ
イオン発生用のピーク間電圧1800Vの交流電圧を印加し
たとき、コロナイオン発生電極1018から負のコロナイオ
ンが発生し記録媒体1003に達する。このときの電位分布
は第６図（ｂ）に示すようになる。In the case of the corona ion flow generator without the shield electrode 1021 shown in FIG. 6 (a), the recording medium 1003 is set to a surface potential of +600 V, the corona ion control electrode 1016 is set to +38 V, and the corona ion source 1015 Corona ion generating electrode 1018 +
When an AC voltage having a peak-to-peak voltage of 1800 V for corona ion generation is applied to the induction electrode 1019 with a bias of 38 V, negative corona ions are generated from the corona ion generation electrode 1018 and reach the recording medium 1003. The potential distribution at this time is as shown in FIG.

ところが、第７図（ａ）に示すように、第５図に示す
ような遮蔽電極1021を設けてコロナイオン発生電極と同
電位にした場合には、第３図（ｂ）に示す電位分布とな
る。However, as shown in FIG. 7 (a), when the shielding electrode 1021 as shown in FIG. 5 is provided to have the same potential as the corona ion generating electrode, the potential distribution shown in FIG. Become.

すなわち、遮蔽電極1021が存在する場合、コロナイオ
ン発生源1015とコロナイオン制御電極1016との間の電位
分布は数10V以下となり、コロナイオン制御電極1016を0
Vにするだけで、負のコロナイオンに対し逆電界を与え
ることが可能となり、負のコロナイオンを制御できる。
しかも、コロナイオン発生電極近傍のコロナイオン発生
電界にはほとんど影響を与えることはなく、安定したコ
ロナイオンが生ずる。一方、コロナイオン発生電極1018
と誘導電極1019に印加した交流電圧で生じた逆極性の正
のコロナイオンは、記録媒体1003とコロナイオン制御電
極1016との間の逆電界による記録媒体1003上に達するこ
となくコロナイオン制御電極1016に吸収される。That is, when the shielding electrode 1021 is present, the potential distribution between the corona ion generation source 1015 and the corona ion control electrode 1016 becomes several tens V or less, and the corona ion control electrode 1016 is set to 0.
By simply setting V, a reverse electric field can be applied to negative corona ions, and negative corona ions can be controlled.
In addition, the corona ion generation electric field near the corona ion generation electrode is hardly affected, and stable corona ions are generated. On the other hand, the corona ion generating electrode 1018
The positive corona ion of the opposite polarity generated by the AC voltage applied to the induction electrode 1019 and the corona ion control electrode 1016 without reaching the recording medium 1003 due to the reverse electric field between the recording medium 1003 and the corona ion control electrode 1016. Is absorbed by

このように、遮蔽電極1021を設けてもコロナイオン発
生量の減少はない。その理由は、コロナイオンが発生す
る領域がコロナイオン発生電極近傍数ミクロンの所の強
電界部分で行われ、この領域の電界変動は100ミクロン
のコロナイオン発生用スリット中に50ミクロン幅の遮蔽
電極を設けてほとんど変化しないためである。Thus, even if the shielding electrode 1021 is provided, the amount of corona ions generated does not decrease. The reason for this is that the region where corona ions are generated is generated in the strong electric field part of a few microns near the corona ion generating electrode, and the electric field fluctuation in this region is caused by a 50 micron wide shielding electrode in the 100 micron corona ion generating slit. This is because there is almost no change.

次に、上述の動作原理をさらに理論的に説明する。基
本動作は三極真空管とほぼ同じであるが、真空管の場合
は電子を取扱い、本発明ではコロナイオンを取扱う点が
異なる。そのため、キャリア速度と電圧との関係式が異
なり、その結果コロナイオン電流の基本方程式に差が生
ずる。ここでは、基本方程式とそこから導出されるコロ
ナイオン電流の式等を用いて説明する。Next, the above-described operation principle will be described more theoretically. The basic operation is almost the same as that of the triode vacuum tube, except that the vacuum tube handles electrons, and the present invention handles corona ions. Therefore, the relational expression between the carrier velocity and the voltage is different, and as a result, a difference occurs in the basic equation of the corona ion current. Here, a description will be given using a basic equation and an equation of a corona ion current derived therefrom.

コロナイオンの動作を示す基本方程式は次式で示され
る。The basic equation showing the operation of the corona ion is expressed by the following equation.

Ｖはコロナイオン発生源からの距離ｙだけ離れた点の
電位、ε_ａは空気の比導電率、ε_０は真空中の導電率、
ｐは距離ｙにおいて空間電荷として存在するコロナイオ
ン流による電荷量、ｖは距離ｙにおける速度、μはコロ
ナイオンの移動度、ｉは距離ｙにおけるコロナイオン電
流である。 V is the potential at a point at a distance y from the corona ion source, ε _a is the specific conductivity of air, ε ₀ is the conductivity in vacuum,
p is the amount of charge due to the corona ion flow existing as space charge at the distance y, v is the velocity at the distance y, μ is the mobility of the corona ions, and i is the corona ion current at the distance y.

以上の式はコロナイオンによる空間電荷が存在する定
常状態を示すものであり、コロナイオン発生電極1018と
導電電極1019の間に印加するコロナイオン発生用の交流
電圧1023の周期はコロナイオンが記録媒体1003に達する
時間（〜２μsec程度）よりも十分長く、かつコロナイ
オン制御電極1016に印加する信号電圧1024の周期もこの
時間よりも十分長い必要がある。The above equation shows a steady state in which space charge due to corona ions exists, and the period of the corona ion generation AC voltage 1023 applied between the corona ion generation electrode 1018 and the conductive electrode 1019 is determined by the corona ion The period of the signal voltage 1024 applied to the corona ion control electrode 1016 needs to be sufficiently longer than the time to reach 1003 (about 2 μsec) and sufficiently longer than this time.

このように空間電荷を積極的に作成し、制御すること
で低電圧駆動を可能にしたものであり、従来の方式にお
ける逆に空間電荷を除去することでコロナイオン・オフ
制御を行うもので多値記録は不可能であり、基本的に異
なる。In this way, low-voltage driving is made possible by actively creating and controlling space charges.On the contrary, corona ion off control is performed by removing space charges in the conventional method. Value recording is not possible and is fundamentally different.

さらに、加える信号電圧1024と負のコロナイオンの発
生が同期するように交流電圧（好ましくは矩形波）を印
加し、ほぼ定常状態の近似が成立することが好ましい。Further, it is preferable that an AC voltage (preferably a rectangular wave) is applied so that the applied signal voltage 1024 and the generation of the negative corona ions are synchronized, and an approximation of a substantially steady state is established.

このようにして生じた負のコロナイオンはコロナイオ
ン制御電極1016とコロナイオン発生電極1018との間に電
圧Vgを印加すると、表面電位Vsの記録媒体1003方向に次
式で示すコロナイオン電流となって流れる。When a voltage Vg is applied between the corona ion control electrode 1016 and the corona ion generation electrode 1018, the negative corona ion thus generated becomes a corona ion current expressed by the following equation in the direction of the recording medium 1003 at the surface potential Vs. Flowing.

ここで、ａは記録媒体1003とコロナイオン制御電極10
16との間の距離、ｂは制御電極1016とコロナイオン発生
源1015との距離である。 Here, a is the recording medium 1003 and the corona ion control electrode 10
And b is the distance between the control electrode 1016 and the corona ion source 1015.

ｋは三極真空管の場合と同様にグリッドに相当する制
御電極の周辺効果を考慮した電圧増幅率である。つま
り、制御電極1016上のコロナイオン貫通孔1016aが真空
管のグリッドと同様に周期的に存在するものとして近似
すると、電圧増幅率は制御電極の効果により電極中心か
らの距離の函数として変化し、電極中心でその値が最小
となる。k is a voltage amplification factor in consideration of the peripheral effect of the control electrode corresponding to the grid as in the case of the triode vacuum tube. In other words, if the corona ion through-holes 1016a on the control electrode 1016 are approximated to exist periodically as in the grid of the vacuum tube, the voltage amplification rate changes as a function of the distance from the electrode center due to the effect of the control electrode. The value is minimum at the center.

以上のコロナイオン電流の式はコロナイオン発生量が
少ない場合は、飽和電流になるまで上式によるコロナイ
オン電流が流れるが、これ以上の飽和電流値以上では一
定電流となる。そのため、コロナイオンの発生量以下で
使用する場合には、そのコロナイオンの発生量に依存せ
ず、電極構造、コロナイオン制御電極1016に印加する電
圧、記録媒体1003の表面電位により変化する。In the above equation of the corona ion current, when the corona ion generation amount is small, the corona ion current flows according to the above equation until the corona ion current reaches a saturation current, but becomes constant when the corona ion current exceeds this value. Therefore, when used below the amount of corona ions generated, it depends on the electrode structure, the voltage applied to the corona ion control electrode 1016, and the surface potential of the recording medium 1003 without depending on the amount of corona ions generated.

以上のことから、コロナイオン記録ヘッドの個々の素
子のコロナイオン発生用交流電圧を記録に必要なコロナ
イオン発生量以上に設定することで、コロナイオン発生
電極1018のバラツキにより生ずるコロナイオン発生量の
変動を抑えることが可能となる。また、コロナイオン流
を遮蔽する制御電圧は次式で示され、電極中心で増幅率
が最少となる電圧が最大の遮蔽電圧値となる。この電圧
を制御電圧1016にバイアス電圧として加えることでコロ
ナイオン電流を遮蔽することが可能となる。From the above, by setting the corona ion generation AC voltage of each element of the corona ion recording head to be equal to or higher than the corona ion generation amount required for recording, the corona ion generation amount caused by the variation of the corona ion generation electrode 1018 is reduced. Fluctuations can be suppressed. The control voltage for blocking the corona ion flow is given by the following equation, and the voltage at which the amplification factor is minimum at the center of the electrode is the maximum shielding voltage value. By applying this voltage to the control voltage 1016 as a bias voltage, the corona ion current can be shielded.

さらに、制御電極1016に加える信号電圧は、コロナイ
オン発生電極1018に加えるバイアス電圧よりも小さい値
が好ましい。この値がコロナイオン発生電極1018の電圧
よりも大きい場合には、発生した負のコロナイオンの一
部が制御電極1018に直接流れ込み、コロナイオンの使用
効率が悪くなり、さらに制御電極方向に流れるコロナイ
オン流により記録媒体1003と制御電極1016との間の電位
が変動し、コロナイオンの使用効率がさらに悪化するこ
とになる。そのため、信号に応じた制御電極電圧はコロ
ナイオン電流を最大となる0V以下に設定することが好ま
しい。Further, the signal voltage applied to the control electrode 1016 is preferably smaller than the bias voltage applied to the corona ion generation electrode 1018. When this value is larger than the voltage of the corona ion generating electrode 1018, a part of the generated negative corona ions directly flows into the control electrode 1018, and the use efficiency of the corona ions deteriorates. The potential between the recording medium 1003 and the control electrode 1016 fluctuates due to the ion flow, and the use efficiency of corona ions is further deteriorated. Therefore, it is preferable that the control electrode voltage according to the signal is set to be equal to or less than 0 V at which the corona ion current is maximized.

次に、コロナイオン記録装置の応答速度について説明
する。Next, the response speed of the corona ion recording device will be described.

記録媒体1003上の初期の表面電位Vsは、その表面に達
する負のコロナイオン流により時間とともに減少するた
め、コロナイオン電流も徐々に減少する。その結果時間
とともに変化する表面電位Vpはこの点を考慮すると、次
式で示される。ここで、コロナイオン制御電極1016の電
位は信号入力時にコロナイオン電流Ipを最大となる0Vと
設定した。Since the initial surface potential Vs on the recording medium 1003 decreases with time due to the negative corona ion flow reaching the surface, the corona ion current also gradually decreases. As a result, the surface potential Vp that changes with time is expressed by the following equation in consideration of this point. Here, the potential of the corona ion control electrode 1016 was set to 0 V at which the corona ion current Ip was maximized when a signal was input.

尚、上式において、Cpは記録媒体1003のキャパシタン
スである。 In the above equation, Cp is the capacitance of the recording medium 1003.

次に、以上の理論的考察をもとに構成した第10図の記
録装置を具体的に説明する。Next, the recording apparatus of FIG. 10 constructed based on the above theoretical considerations will be specifically described.

図中1101は本体であり、この本体1101内には像担持体
としての記録ドラム1103が設けられているとともにこの
記録ドラム1103の周囲には基本的にその回転方向に沿っ
てプリチャージャー1104、イオン記録のためのヘッド部
1114、現像装置1111、ローラ転写装置1118、が順次配設
されている。In the figure, reference numeral 1101 denotes a main body. A recording drum 1103 as an image carrier is provided in the main body 1101, and a precharger 1104 and an ion Head for recording
1114, a developing device 1111 and a roller transfer device 1118 are sequentially arranged.

記録媒体1003に相当する記録ドラム1103は50ミクロン
厚の樹脂系絶縁層が導電層上に設けられたものを、円筒
形状に設定されている。この記録ドラム1103上５ミリメ
ータの所に＋600Vの初期電位を与える一様帯電用プリチ
ャージャーとしてコロナチャージャー1104が設けられて
いる。このプリチャージャー1104記録ドラム上500ミク
ロンの所に固体コロナイオン発生器を設けてもよい。こ
の固体コロナイオン発生器はセラミック等の絶縁性基板
上に２ミクロン厚の記録媒体の幅と等しい長さで幅1mm
の誘導電極を設け、その上に８ミクロン厚の樹脂系絶縁
層を一様に塗布し、さらにその上に100ミクロン幅のス
リットを有する２ミクロン厚のコロナイオン発生電極を
記録ドラム1103の主走査方向の長さと等しい長さに設け
てある。また、このスリットは導電電極上に位置するよ
うに設定してある。A recording drum 1103 corresponding to the recording medium 1003 has a resin-based insulating layer having a thickness of 50 μm provided on a conductive layer, and is set in a cylindrical shape. A corona charger 1104 is provided at 5 mm above the recording drum 1103 as a pre-charger for uniform charging that gives an initial potential of +600 V. A solid corona ion generator may be provided at a location of 500 microns above the precharger 1104 recording drum. This solid corona ion generator has a width equal to the width of a 2-micron thick recording medium and a width of 1 mm on an insulating substrate such as ceramic.
The main scanning of the recording drum 1103 is performed by applying an 8 micron thick resin-based insulating layer on top of the induction electrode, and then applying a 2 micron thick corona ion generating electrode having a 100 micron wide slit on it. The length is equal to the length in the direction. This slit is set so as to be located on the conductive electrode.

この誘導電極コロナイオン発生電極に心服間電圧1800
Vで50KHzの交流電圧を加えて正負のコロナイオンを発生
させる。コロナイオン発生電極には＋600Vのバイアス電
圧を印加し、正のコロナイオンのみを記録ドラム1103上
に付着させ、これを＋600Vに帯電する。The induction electrode corona ion generating electrode is connected to the
A 50KHz AC voltage is applied at V to generate positive and negative corona ions. A bias voltage of +600 V is applied to the corona ion generating electrode, and only positive corona ions are deposited on the recording drum 1103 and charged to +600 V.

また、この固体コロナイオン発生器のコロナイオン発
生電極の近傍10ミクロンの範囲では交流の強電界により
コロナイオン発生電極沿いに2.8×10^-4A/cm程度の多量
の正負のコロナイオン電流が生ずる。このため、50ミク
ロン厚の記録ドラム1103は100μsec程度の短時間でバイ
アス電圧に等しい＋600Vに帯電される。Also, in the range of 10 microns near the corona ion generating electrode of this solid corona ion generator, a large amount of positive and negative corona ion current of about 2.8 × 10 ^-4 A / cm is generated along the corona ion generating electrode due to the strong AC electric field. . Therefore, the recording drum 1103 having a thickness of 50 μm is charged to +600 V which is equal to the bias voltage in a short time of about 100 μsec.

次にこの帯電した記録ドラム1103はコロナイオン記録
用のヘッド部1114に搬送され、ここで記録信号に応じ負
のコロナイオンが発生し、＋600Vの表面電荷が消去さ
れ、反転した静電潜像が形成される。Next, the charged recording drum 1103 is conveyed to a corona ion recording head unit 1114, where negative corona ions are generated according to the recording signal, the +600 V surface charge is erased, and the inverted electrostatic latent image is formed. It is formed.

ヘッド部1114の中のコロナイオン発生源は、前述した
記録ドラム1103を一様に帯電させるプリチャージャー11
04とほぼ同じ構造からなるが、コロナイオン発生電極の
100ミクロン幅のスリット中に50ミクロン幅の遮蔽電極
が設けてある点で異なる。また、コロナイオン発生源上
60ミクロンの所に各記録ドットに対応した100ミクロン
の貫通孔（第５図ｂに相当）のある10ミクロン厚のの制
御電極が設けられ、さらにその上法2000ミクロンの所に
＋600Vの表面電位に記録ドラム1103が搬送される。この
ヘッドの解像度は10本/mmに相当する。The corona ion source in the head portion 1114 is a precharger 11 for uniformly charging the recording drum 1103 described above.
It has almost the same structure as 04, but the corona ion generating electrode
The difference is that a shielding electrode having a width of 50 microns is provided in a slit having a width of 100 microns. Also, on the corona ion source
A 10 micron thick control electrode with a 100 micron through hole (corresponding to FIG. 5b) corresponding to each recording dot is provided at 60 micron, and a surface potential of +600 V at 2000 micron above it Is transported to the recording drum 1103. The resolution of this head is equivalent to 10 lines / mm.

次に、動作を第５図を参照して説明する。ヘッド部11
14のコロナイオン発生電極（第５図の1019）と遮蔽電極
（第５図の1021）は同じアースポテンシャルに接地さ
れ、かつ誘導電極間には信号電圧を同期した（図示せ
ず）振幅間電圧1800V、5KHzの交流電圧（または矩形
波）が印加され、これにより正負のほぼ2.8×10^-4A/cm
のコロナイオン電流が生ずる。これらのコロナイオン電
流の中で負のコロナイオン電流のみがコロナイオン制御
電極（第５図の1016）により選択され記録ドラム1103に
到達する。このときのヘッド部1104の増幅率Ｋは三極真
空管の場合と同様の計算から、第８図に示される如く電
極中央部からの距離によって異なる。この増幅率Ｋの値
は電極中心部で最小値「16」となり周辺ではより大きい
値「30」となる。そのため、式（３）から記録ドラム11
03の表面電位（＋600V）で加速された負のコロナイオン
電流の遮断電圧は中心部で最大となる。このときコロナ
イオン発生電極に＋38Vの逆バイアスを印加すること
で、コロナイオン電流を遮断できる。このように、コロ
ナイオン発生電極にバイアス電圧（第５図の1022）とし
て＋38Vを印加し、かつ制御電極には＋38VとゼロＶの信
号電圧を印加することで、コロナイオン電流のオン・オ
フが可能となる。このとき流れるコロナイオン電流の最
大値は式（２）より1.3×10^-5A/cm²であり、コロナイオ
ン発生源1015から生じるコロナイオン電流（2.8×10^-4A
/cm）より十分小さい値である。そのためコロナイオン
記録ヘッドを構成するコロナイオン発生源にバラツキが
あっても十分なコロナイオン量を供給でき制御電圧で決
まるコロナイオン流を各記録ドットごとに確保できるた
め、各記録ドットごとのコロナイオン発生量による差は
生じない。Next, the operation will be described with reference to FIG. Head part 11
The 14 corona ion generating electrodes (1019 in FIG. 5) and the shielding electrode (1021 in FIG. 5) are grounded to the same ground potential, and the signal voltage is synchronized between the induction electrodes (not shown). 1800V, 5KHz AC voltage (or square wave) is applied, which is positive or negative approximately 2.8 × 10 ^-4 A / cm
The corona ion current of Of these corona ion currents, only the negative corona ion current is selected by the corona ion control electrode (1016 in FIG. 5) and reaches the recording drum 1103. At this time, the amplification factor K of the head portion 1104 differs according to the distance from the center of the electrode as shown in FIG. The value of the amplification factor K is a minimum value “16” at the center of the electrode and a larger value “30” at the periphery. Therefore, from the expression (3), the recording drum 11
The cutoff voltage of the negative corona ion current accelerated at the surface potential (+600 V) of 03 becomes the maximum at the center. At this time, the corona ion current can be cut off by applying a reverse bias of +38 V to the corona ion generation electrode. Thus, by applying +38 V as a bias voltage (1022 in FIG. 5) to the corona ion generating electrode and applying a signal voltage of +38 V and zero V to the control electrode, the corona ion current can be turned on / off. It becomes possible. The maximum value of the corona ion current flowing at this time is 1.3 × 10 ⁻⁵ A / cm ² from the equation (2), and the corona ion current (2.8 × 10 ⁻⁴ A) generated from the corona ion source 1015 is obtained.
/ cm). Therefore, even if the corona ion generating sources that constitute the corona ion recording head vary, a sufficient amount of corona ions can be supplied, and a corona ion flow determined by the control voltage can be secured for each recording dot. There is no difference due to the amount generated.

また、このヘッド部1114の制御電極に印加する信号電
圧（第５図1024）は、コロナイオン発生源（第５図の10
15）に与える5KHzのコロナイオン発生用電圧（第５図の
1023）と同期して、負のコロナイオン発生時間100μsec
ごとに与えられる。The signal voltage (1024 in FIG. 5) applied to the control electrode of the head 1114 is controlled by the corona ion source (10 in FIG. 5).
15) applied to the 5KHz corona ion generation voltage (Fig. 5
1023), synchronized with negative corona ion generation time 100μsec
Given for each.

次に、式（４）を用い、信号に応じたコロナイオン電
流を与えたときの経過時間に対する記録ドラム1103の表
面電位減衰特性を第９図に示す。Next, using equation (4), FIG. 9 shows the surface potential decay characteristics of the recording drum 1103 with respect to the elapsed time when the corona ion current corresponding to the signal is applied.

100μsec後には、記録ドラム1103上の＋600V表面電位
は画点中心で＋150Vに低下し、450Vの高い静電コントラ
ストのある静電潜像が得られる。画点周辺部では若干コ
ロナイオン電流値が減少するが静電コントラストは350V
程度得られる。このように画点中心部と周辺部の電位が
異なるため、隣接画点が重なるようにコロナイオン発生
装置を千鳥配置し均一電位が得られるようにしてもよ
い。After 100 μsec, the +600 V surface potential on the recording drum 1103 drops to +150 V at the center of the image point, and an electrostatic latent image with a high electrostatic contrast of 450 V is obtained. The corona ion current value slightly decreases around the image point, but the electrostatic contrast is 350 V
Degree obtained. As described above, since the potentials at the central portion of the image point and the peripheral portion are different, the corona ion generators may be arranged in a staggered manner so that the adjacent image points overlap each other so as to obtain a uniform electric potential.

以上の100μsec（１周期200μsec）の印字速度は、10
本/mmの解像度で連続ほぼ90枚／分（A4相当）の印字速
度となる。The printing speed of 100 μsec (200 μsec per cycle) is 10
A printing speed of approximately 90 sheets / minute (equivalent to A4) at a resolution of book / mm.

以上述べた本発明による記録装置を用いることで、コ
ロナイオン流制御の信号電圧は従来の数100Vの電圧から
30〜40V以下に下げることが可能になる。By using the recording apparatus according to the present invention described above, the signal voltage for corona ion current control can be reduced from the conventional voltage of several hundred volts.
It is possible to lower the voltage to 30-40V or less.

また、従来記録ドラムと制御電極間に加えていたコロ
ナイオン加速用の数100Vの高いバイアス電圧は必要なく
なり、その結果制御電極とイオン発生電極間に加えるコ
ロナイオン流を遮断するために必要なバイアス電圧は数
10Vに減少させることができる。Also, a high bias voltage of several hundred volts for corona ion acceleration, which was conventionally applied between the recording drum and the control electrode, is no longer necessary, and as a result, the bias required to cut off the corona ion flow applied between the control electrode and the ion generation electrode Voltage is a number
Can be reduced to 10V.

このように、コロナイオン記録のためのヘッド部の駆
動ICに実装面積の小さい低電圧駆動ICが使用でき、全て
ヘッド基板上に駆動ICを実装した小型のコロナイオン記
録ヘッドの製作が可能となる。また、従来の方式とは異
なりコロナイオンにより生ずる空間電荷を制御すること
で、コロナイオン電流を印加電圧のみで決定でき、コロ
ナイオン発生電極の製造バラツキにより生じていたコロ
ナイオン流バラツキがなくなり、安定したコロナイオン
記録ヘッドを提供することができる。また、従来のコロ
ナイオン記録のためのヘッドでは、駆動用ICの耐圧で記
録ドラム上の記録電位が決定されていたため、記録電位
はたかだか150V程度が限界であった。このように、低い
表面電位を現像できるトナーは導電性磁性トナーのみで
あった。この導電性のために静電的に記録紙に転写する
ことができず、熱または圧力転写が行われていた。その
ため、記録媒体上へのトナー融着によりその残留トナー
の拭き取りは、金属ブレードで残留トナーを掻き取って
おり、記録媒体が表面高度の高いアルマイト被膜に限定
されていた。さらに、磁性トナーを使用しているためカ
ラー化ができなかった。As described above, a low-voltage drive IC having a small mounting area can be used as a drive IC of a head unit for corona ion recording, and a small-sized corona ion recording head having a drive IC mounted on a head substrate can be manufactured. . Also, unlike the conventional method, by controlling the space charge generated by the corona ions, the corona ion current can be determined only by the applied voltage, and the corona ion flow variation caused by the manufacturing variation of the corona ion generating electrode is eliminated, and the stable. The corona ion recording head can be provided. In the conventional head for corona ion recording, the recording potential on the recording drum is determined by the withstand voltage of the driving IC. Therefore, the recording potential is limited to at most about 150 V. As described above, only the conductive magnetic toner can develop the low surface potential. Because of this conductivity, it cannot be electrostatically transferred to the recording paper, and heat or pressure transfer has been performed. Therefore, when the residual toner is wiped off by fusing the toner on the recording medium, the residual toner is scraped off with a metal blade, and the recording medium is limited to an alumite film having a high surface height. Furthermore, colorization could not be performed because the magnetic toner was used.

これに対し本実施例によれば、低電圧の駆動ICで高い
記録電圧を制御できるため、電子写真で使用される通常
の高い記録電位を現像するための絶縁性トナーが使用で
き、記録紙への静電転写が可能となり、記録ドラムへの
トナー融着がなくなり、残留トナーの拭き取りは通常使
用されている樹脂からなる拭取りブレードが使用可能に
なるため、記録媒体も安価な樹脂系絶縁体が使用できる
ようになる。On the other hand, according to the present embodiment, since a high recording voltage can be controlled by a low-voltage driving IC, an insulating toner for developing a normal high recording potential used in electrophotography can be used, and the recording paper can be used. Electrostatic transfer is possible, the toner is not fused to the recording drum, and the residual toner can be wiped using a commonly used resin wiping blade. Can be used.

また、普通の樹脂系の絶縁性トナーを使用してカラー
化が可能となる。In addition, colorization can be achieved by using an ordinary resin-based insulating toner.

以上のように、あらかじめ記録ドラム上に電荷を与
え、コロナイオンによる空間電荷を利用することで、低
電圧でコロナイオン電流の制御が可能となり、かつ高速
印字が可能となる。As described above, by applying a charge to the recording drum in advance and utilizing the space charge due to the corona ions, it is possible to control the corona ion current at a low voltage and to perform high-speed printing.

尚、以上の例では、コロナイオン発生源として固体化
したものを示したが、電子写真に通常用いられるコロナ
チャージャーを用いてもよいことは勿論である。また、
本実施例では、コロナイオンとして負極性のものを用い
たが、全て極性を反転させて考えることで正極性のコロ
ナイオンも使用可能である。さらに、静電潜像として反
転画像を作成したが、コロナイオン記録ヘッドにより記
録ドラム上の被画像部の電荷を消去するように信号を入
力することで、正規の静電潜像も作成することができ
る。In the above example, a solidified corona ion source is shown, but a corona charger generally used for electrophotography may be used. Also,
In this embodiment, a negative corona ion is used as the corona ion. However, a positive corona ion can also be used if the polarity is reversed. In addition, an inverted image was created as an electrostatic latent image, but a normal electrostatic latent image was also created by inputting a signal so that charges on the image-receiving portion on the recording drum were erased by a corona ion recording head. Can be.

また、コロナイオン流発生器に印加するコロナイオン
発生用交流電圧は、入力信号に対し多数のピーク電圧が
入るよう信号電圧の整数倍の周波数を用いてもよい。Further, the AC voltage for corona ion generation applied to the corona ion flow generator may use a frequency that is an integral multiple of the signal voltage so that a large number of peak voltages are input to the input signal.

このようにしてプリチャージャー1104で正のコロナイ
オンを記録ドラム1103上に付着され、ヘッド部1114上で
印字情報信号に応じた負のコロナイオンが選択的に到達
され静電潜像が形成される。そして次の現像行程に移行
される。現像装置1111は残留トナーの拭き取りと現像プ
ロセスとを兼ねた構成となっており、現像ローラ1112が
設けられている。現像装置1111における現像プロセスを
第11図を用いて説明する。In this way, positive corona ions are attached to the recording drum 1103 by the precharger 1104, and negative corona ions corresponding to the print information signal are selectively reached on the head unit 1114 to form an electrostatic latent image. . Then, the process proceeds to the next development step. The developing device 1111 has a configuration that performs both the wiping of the residual toner and the developing process, and is provided with a developing roller 1112. The developing process in the developing device 1111 will be described with reference to FIG.

導電性基板上に設けられた絶縁体層により構成された
記録ドラム1103上には、前回の画像形成の転写後に残っ
た画像領域1210の負極性の残留トナー1211と非画像領域
1212の暗流カブリトナーが存在する。この残留カブリト
ナーは正に帯電した逆極性のカブリトナー1213または負
極性のカブリトナーの一部（図示せず）である（第11図
（ａ））。次に陰極プロセス（第11図（ｂ））において
プリチャージャー1104により負極性のDC電圧で除電（ま
たはAC電圧の除電でも可）すると記録媒体1003上の電位
はコロナ放電の特性により均一に除電されて、マイナス
50V（またはゼロＶ）の電位になる。このとき残留トナ
ー量の多少にかかわらずトナー粒子の沿面放電等のリー
ク電流により記録ドラム1103の電位も一様な電位にな
る。記録ドラム1103上の残留トナーの極性はこの除電プ
ロセスにより全て負極性1215に変換される。このように
一様に低い負電位（またはゼロ電位）になった記録ドラ
ム1103にヘッド部1114を用いた記録プロセス（第11図
（ｃ））により、記録信号に応じた正極性の静電潜像を
形成する。この結果、新たな画像領域にはコロナイオン
流により高い正の電位1216が印加され、非画像領域には
電荷が与えられず除電プロセスの電位と同一になる。こ
のとき新たに形成された画像領域のトナーは信号に応じ
たイオン流により正極性1217になる。次の拭き取りを兼
用した現像プロセス（第11図（ｄ））では、バイアス電
圧1218で正の電圧にバイアスされた現像ローラ1112によ
り残留トナー1217の拭き取りと同時に、現像が行われ
る。このとき形成された非画像領域に存在する負極性の
トナー1220は矢印方向の正の電位にバイアスされた現像
ローラ1112に矢印方向に移動する。一方、画像領域の正
極性の高い電位にある残留トナー1217は、画像領域の電
位よりも低い現像ローラ1112に移動する。同時に現像ロ
ーラ1112の現像用負極性トナー1221は電位の高い画像領
域の記録ドラム1103上に移動する。このように、拭き取
りプロセスと現像プロセスとが同時に終了し（第11図
（ｅ））、正に帯電1222した記録ドラム1103上の画像領
域には負極性の現像トナー1223が付着し可視画像が形成
される。一方低い負電位1224の非画像領域には正極性の
トナー1225または負極性のカブリトナー（図示せず）が
微小量付着する場合もある。以上のように全画像形成プ
ロセスを終了する。On the recording drum 1103 composed of an insulator layer provided on a conductive substrate, the negative residual toner 1211 and the non-image area of the image area 1210 remaining after the previous image forming transfer.
There are 1212 dark fog toners. The residual fog toner is a part (not shown) of the fog toner 1213 having a positive polarity and the opposite polarity or the fog toner having a negative polarity (FIG. 11A). Next, in the cathode process (FIG. 11 (b)), when the precharger 1104 removes the charge with a negative DC voltage (or removes the AC voltage), the potential on the recording medium 1003 is uniformly removed by the corona discharge characteristics. And minus
The potential becomes 50 V (or zero V). At this time, irrespective of the amount of the residual toner, the potential of the recording drum 1103 also becomes uniform due to the leakage current such as the creeping discharge of the toner particles. The polarity of the residual toner on the recording drum 1103 is all converted to the negative polarity 1215 by this neutralization process. The recording process (FIG. 11 (c)) using the head unit 1114 on the recording drum 1103, which has a uniformly low negative potential (or zero potential), has a positive electrostatic latent according to the recording signal. Form an image. As a result, a high positive potential 1216 is applied to the new image area by the corona ion flow, and no electric charge is applied to the non-image area, which is the same as the potential of the charge removal process. At this time, the toner in the newly formed image area becomes positive polarity 1217 due to the ion flow according to the signal. In the next developing process that also serves as wiping (FIG. 11D), the developing is performed simultaneously with the wiping of the residual toner 1217 by the developing roller 1112 biased to a positive voltage by the bias voltage 1218. At this time, the negative toner 1220 present in the formed non-image area moves in the direction of the arrow to the developing roller 1112 biased to the positive potential in the direction of the arrow. On the other hand, the residual toner 1217 at the high potential of the positive polarity in the image area moves to the developing roller 1112 lower than the potential of the image area. At the same time, the developing negative toner 1221 of the developing roller 1112 moves onto the recording drum 1103 in an image region having a high potential. In this way, the wiping process and the developing process are completed at the same time (FIG. 11 (e)), and the negatively charged developing toner 1223 adheres to the image area on the positively charged 1222 recording drum 1103 to form a visible image. Is done. On the other hand, a minute amount of the positive toner 1225 or the negative fog toner (not shown) may adhere to the non-image area having the low negative potential 1224. As described above, the entire image forming process is completed.

第12図は、画像形成プロセスによる記録ドラム1103上
の電位変化を示す。第12図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）は各画像形成プロセスに対応した電位を
示し、実線が画像領域の電位を、点線が非画像領域の電
位を表わしている。前回の現像、転写の各プロセスの後
の画像形成終了後の記録ドラム1103上の電位（第12図
（ａ））は、画像形成された領域ではプラス450Vにな
り、非画像領域ではマイナス30Vになっている。除電プ
ロセス（第12図（ｂ））ではプリチャージャー1104によ
り画像形成された領域、非画像領域の別なく一様にマイ
ナス50Vにその電位が均一化される。次の記録プロセス
（第12図（ｃ））では新たな画像領域をプラス500Vに帯
電し、非画像領域はマイナス50Vに保たれる。現像プロ
セス（第12図（ｂ））では前画像の残留トナーのうちプ
ラス500Vの新たな画像領域にあるプラス極性の残留トナ
ー1236は、プラス200Vにバイアスされた低電位側の現像
ローラに、非現像領域の負極性の残留トナー1238は、20
0Vに現像された高電位側の矢印方向の現像ローラに移動
する。一方、現像ローラ上の負極性の現像用トナー1239
は画像領域の500Vの高電位側に移動して現像が行われ
る。このように現像を終了した記録ドラム1103上の電位
（第12図（ｅ））は、新たな画像領域で現像によりプラ
ス450Vに、非画像領域では現像ローラの接触によりマイ
ナス50Vからマイナス30Vに上昇し記録ドラム1103上で画
像形成プロセスを終了する。このように新たに形成され
る画像には画像メモリが生ずることはない。以上のよう
に記録ドラム1103で像形成が完成されるとローラ転写装
置1118上でこの像が転写材Ｐ（記録紙）に転写されるこ
とになる。FIG. 12 shows a potential change on the recording drum 1103 due to the image forming process. (A), (b), (c),
(D) and (e) show the potential corresponding to each image forming process, the solid line represents the potential of the image area, and the dotted line represents the potential of the non-image area. The potential (FIG. 12 (a)) on the recording drum 1103 after the completion of the image formation after the previous development and transfer processes becomes plus 450 V in the image formed area and minus 30 V in the non-image area. Has become. In the charge removal process (FIG. 12 (b)), the potential of the precharger 1104 is made uniform to minus 50 V independently of the image-formed area and the non-image area. In the next recording process (FIG. 12 (c)), the new image area is charged to + 500V and the non-image area is kept at -50V. In the developing process (FIG. 12 (b)), of the residual toner of the previous image, the positive-polarity residual toner 1236 in the new image area of + 500V is applied to the low-potential side developing roller biased to + 200V. The negative residual toner 1238 in the development area is 20
It moves to the developing roller in the direction of the arrow on the high potential side developed to 0V. On the other hand, negative developing toner 1239 on the developing roller
Moves to the high potential side of 500 V in the image area to perform development. The potential (FIG. 12 (e)) on the recording drum 1103 after the development is completed is increased to 450 V by development in a new image area and from -50 V to -30 V in a non-image area due to the contact of the developing roller. Then, the image forming process is completed on the recording drum 1103. No image memory is generated for the newly formed image. When the image formation on the recording drum 1103 is completed as described above, this image is transferred onto the transfer material P (recording paper) on the roller transfer device 1118.

本体1101内下部にはカセット1119が装着されていて取
出しローラ1116を介して転写材Ｐが順次１枚ずつ取出さ
れるようになっている。この取出しローラ1116によって
取出された転写材Ｐは上記記録ドラム1103の周面、ロー
ラ転写装置1118上に搬送され、転写されて外部へ搬出さ
れるようになっている。A cassette 1119 is mounted in the lower portion of the inside of the main body 1101, and the transfer materials P are sequentially taken out one by one via a take-out roller 1116. The transfer material P taken out by the take-out roller 1116 is conveyed onto a roller transfer device 1118 on the peripheral surface of the recording drum 1103, transferred, and taken out.

また、転写材Ｐの搬送路上流側にはアライニングロー
ラ対1117a、1117bが配設されている。A pair of aligning rollers 1117a and 1117b are disposed on the upstream side of the transfer path of the transfer material P.

次にローラ転写装置1118における転写動作を第13図を
用いて説明する。Next, a transfer operation in the roller transfer device 1118 will be described with reference to FIG.

前設において形成された記録ドラム1103上の現像トナ
ー1233記録ドラム1103の回転（矢印方向）に従って、ト
ナー転写部（ａ−ｂ区間）に移送される。トナー転写部
で現像トナー1233は転写材Ｐである記録紙に圧接され
る。この間、現像トナー1233には高圧発生回路により供
給される現像トナーの電荷（この図では負極性）と逆極
性の高圧の転写電圧約1KV〜3KVが作用し、現像トナー12
33は静電的に転写材Ｐに転写され、転写材Ｐ上に画像13
10を形成する。トナー転写部（ａ−ｂ区間）では、転写
ローラ1300の弾性層1303の弾力的な変形により、記録ド
ラム1103と転写材Ｐは密着し、幅広いニップ幅を形成す
る。この領域では、弾性層1303の柔軟構造により、転写
圧力もほぼ一定に保つことができる。また、抵抗性層13
01は体積抵抗値の圧力依存性がほとんどないので、ニッ
プ幅の全領域において、均一な転写を得ることが可能で
ある。The developing toner 1233 on the recording drum 1103 formed in the preceding stage is transferred to the toner transfer section (section ab) according to the rotation of the recording drum 1103 (in the direction of the arrow). At the toner transfer section, the developing toner 1233 is pressed against the recording paper as the transfer material P. During this time, a high-voltage transfer voltage of about 1 KV to 3 KV having a polarity opposite to the charge (negative in this figure) of the developing toner supplied by the high-voltage generating circuit acts on the developing toner 1233, and
33 is electrostatically transferred to the transfer material P, and the image 13 is transferred onto the transfer material P.
Form 10. In the toner transfer section (section a-b), the recording drum 1103 and the transfer material P come into close contact with each other due to the elastic deformation of the elastic layer 1303 of the transfer roller 1300 to form a wide nip width. In this region, the transfer pressure can be kept substantially constant by the flexible structure of the elastic layer 1303. Also, the resistive layer 13
01 has almost no pressure dependence of the volume resistance value, so that uniform transfer can be obtained in the entire nip width region.

そこで、転写ローラ1300の一例を模式的に示したもの
が第16図である。1301は抵抗性層で導電層1302の端部及
び弾性層1303を端部より導電処理した導電弾性層1313の
端部よりも軸方向にｄだけ長く形成している。この長さ
ｄは、後述するように0.5〜5mmの範囲が好適に用いられ
る。この場合ｄは抵抗性層1302を導電層1303よりも軸方
向に十分長い条件で形成した後、所定の長さに切りそろ
えることで容易に制御できる。Therefore, FIG. 16 schematically shows an example of the transfer roller 1300. Reference numeral 1301 denotes a resistive layer that is formed to be longer in the axial direction by d than the end of the conductive layer 1302 and the end of the conductive elastic layer 1313 that has been subjected to conductive processing from the end. As the length d, a range of 0.5 to 5 mm is suitably used as described later. In this case, d can be easily controlled by forming the resistive layer 1302 under the condition that it is sufficiently longer in the axial direction than the conductive layer 1303, and then cutting it to a predetermined length.

この実施例に示す転写ローラ1006の働きを第17図を用
いて説明する。1103の記録ドラム（軸方向の幅lL）、13
08は転写ローラ1300にトナーと逆極性（この場合は正）
の高電圧を印加する電源、1314はそれを転写ローラ1300
に供給するための板バネである。抵抗性層1301は導電層
1302と導電弾性層1313の端面より2mmだけ外側に長く形
成されている（抵抗性層の軸方向の幅LR＝lP＋4mm）。
このような転写ローラ1300と記録ドラム1300の間に転写
材Ｐが入ってくると、転写材Ｐの幅は当然転写ローラの
幅より短いので、弾性体である転写ローラ1300の端部は
図のように変形する。転写ローラ1300は、抵抗層の端部
が導電層端部より外側まで形成されているため、上述の
ように感光体と導電部とが接触したり近接したりしない
ため、ショートや放電は発生せず、転写電圧変動や感光
体上のピンホールも発生しない。この端部からのつき出
し量は転写電圧3KVでも放電しない条件から0.5mm以上が
好適である。しかし、あまり長すぎるとこの部分の変形
による疲労で切れてしまうので5mm以下が好ましい。The operation of the transfer roller 1006 shown in this embodiment will be described with reference to FIG. 1103 recording drum (axial width lL), 13
08 is opposite polarity to toner on transfer roller 1300 (positive in this case)
Power supply to apply high voltage of 1314
This is a leaf spring for supplying to the plate. Resistive layer 1301 is a conductive layer
It is formed to be longer by 2 mm outside the end surfaces of 1302 and the conductive elastic layer 1313 (axial width LR of resistive layer = lP + 4 mm).
When the transfer material P enters between the transfer roller 1300 and the recording drum 1300, the width of the transfer material P is naturally shorter than the width of the transfer roller. To be deformed. In the transfer roller 1300, since the end of the resistance layer is formed outside the end of the conductive layer, the photoconductor and the conductive part do not come into contact with or approach each other as described above, so that a short circuit or discharge does not occur. In addition, no transfer voltage fluctuation and no pinhole on the photoreceptor occur. The amount of protrusion from the end is preferably 0.5 mm or more from the condition that discharge does not occur even at a transfer voltage of 3 KV. However, if it is too long, it will break due to fatigue due to deformation of this part, so it is preferably 5 mm or less.

このような転写ローラを第13図において設けている。
309は転写ローラ1300のクリーナーで、1305がクリーニ
ングブレード、1312は取め具、1306はクリーニングブレ
ードを転写ローラ1300に圧接させるためのバネ、1307は
かきとったトナーを受ける受け皿である。転写ローラ13
00と記録ドラム1103とは転写材Ｐが間にない時には常に
接触しているため、転写ローラ1300上には記録ドラム11
03上の残留トナーが付着してしまう。転写ローラ上に付
着したトナー1311はそのままにしておくと徐々に厚くつ
もり、転写材Ｐの裏汚れの原因となったり、転写ローラ
1300と転写材Ｐとの間の抵抗値を変化させ転写条件を変
えてしまうことがある。クリーナー1309はこれを防止す
るためのものである。クリーニングブレード1305の材質
としては、ポリウレタン、ニトリル、ニチレンプロピレ
ン等の各ゴム、ポリエチレン、ポリカーボネート等のプ
ラスチックが良く特にポリウレタンゴムが良好である。
このクリーニングブレード1305は、ローラ軸方向の端部
が転写ローラ1300と接しない長さであることが好まし
い。クリーニングブレード1305の端部が転写ローラ1300
と接すると、その接触点で大きな変形が起こり、大きな
力でローラ表面がしごかれ、ついには抵抗層が傷つき破
れてしまう。またこのクリーニングブレードの押圧力
は、100g〜400g/20cmが良くま好ましくは150g〜300g/20
cmが良い。押圧力が弱すぎるとクリーニングしきれず、
強すぎると転写ローラ1300の回転に支障が出ると同時に
転写ローラ表面が傷つく。Such a transfer roller is provided in FIG.
Reference numeral 309 denotes a cleaner for the transfer roller 1300, reference numeral 1305 denotes a cleaning blade, reference numeral 1312 denotes a tool, reference numeral 1306 denotes a spring for pressing the cleaning blade against the transfer roller 1300, and reference numeral 1307 denotes a tray for receiving scraped toner. Transfer roller 13
00 and the recording drum 1103 are always in contact with each other when the transfer material P is not between them.
03 Residual toner adheres. If the toner 1311 adhered to the transfer roller is left as it is, it will gradually become thicker, causing the back contamination of the transfer material P, and
The transfer condition may be changed by changing the resistance value between 1300 and the transfer material P. The cleaner 1309 is for preventing this. As the material of the cleaning blade 1305, rubber such as polyurethane, nitrile, and ethylene propylene, and plastic such as polyethylene and polycarbonate are preferable, and polyurethane rubber is particularly preferable.
The cleaning blade 1305 preferably has a length such that an end in the roller axis direction does not contact the transfer roller 1300. The end of the cleaning blade 1305 is the transfer roller 1300
When the contact is made, large deformation occurs at the contact point, the roller surface is squeezed by a large force, and the resistive layer is eventually damaged and broken. The pressure of the cleaning blade is preferably 100 g to 400 g / 20 cm, more preferably 150 g to 300 g / 20 cm.
cm is good. If the pressing force is too weak, cleaning cannot be completed,
If it is too strong, rotation of the transfer roller 1300 will be hindered, and at the same time the transfer roller surface will be damaged.

ところで、転写ローラでは転写圧力が大きすぎると、
トナー像の中心部のトナーが転写機に転写されない現象
を生ずる。例えば文字記録では、白ヌキ文字、すなわ
ち、文字形のワクのみが記録される。第14図に第13図の
ローラ転写装置を用いた時の転写圧力と中抜けの生ずる
割合との関係を示す。中抜けの現われる割合は正方形の
独立したトナー像を転写し、得られた転写像中の白地部
分の全体像に占める割合で示した。中抜けの出現割合が
10％以下であれば、実用上、問題のない転写像が得られ
る。しかし、転写圧力が低すぎると、ニップ幅が狭くな
り、転写濃度が低下する。この発明になるトナー転写装
置では20〜300g/cm²の範囲の転写圧力が適しており、好
ましくは、20〜200g/cm²の転写圧力が用いられる。転写
ローラ1300の弾性層ゴム硬度が30以下の場合は、第14図
に示したような関係が保たれるが、ゴム硬度が30以上に
なると、弾力的に変形する機能が低下するため、転写圧
力は小さくしなければならない。例えば、ゴム硬度約45
の場合には、転写圧力は20〜50g/cm²の範囲しか用いる
ことができない。By the way, if the transfer pressure is too high with the transfer roller,
A phenomenon occurs in which the toner at the center of the toner image is not transferred to the transfer machine. For example, in the character recording, only white blank characters, that is, character-shaped characters are recorded. FIG. 14 shows the relationship between the transfer pressure when the roller transfer device shown in FIG. The rate of occurrence of voids was shown by the rate at which a white independent toner image was transferred to a square image and the ratio of the white background portion in the obtained transferred image to the entire image. The appearance rate of hollow
If it is 10% or less, a transfer image having no practical problem can be obtained. However, if the transfer pressure is too low, the nip width becomes narrow, and the transfer density decreases. In the toner transfer device according to the present invention, a transfer pressure in the range of ^{20 to} 300 g / cm ² is suitable, and a transfer pressure of ^{20 to} 200 g / cm ² is preferably used. When the rubber hardness of the elastic layer of the transfer roller 1300 is 30 or less, the relationship shown in FIG. 14 is maintained.However, when the rubber hardness is 30 or more, the function of elastically deforming is reduced, so the transfer is performed. The pressure must be low. For example, rubber hardness about 45
In this case, the transfer pressure can be used only in the range of ^{20 to} 50 g / cm ² .

このようなクリーニング圧力及び転写圧力範囲では、
転写ローラ表面上の凹部の深さが150μｍ魔以上である
と、その凹部の影響をカバーしきれなくなる。すなわち
転写にはその凹部においてニップ幅が細くなるため転写
が悪くなり、クリーニングにおいては、トナーがふきと
れずに転写愛（記録紙）の裏汚れが発生してしまう。し
たがって、転写ローラ表面の凹部の深さは150μｍ以
下、好ましくは120μｍ以下が望ましい。In such a cleaning pressure and transfer pressure range,
If the depth of the concave portion on the surface of the transfer roller is 150 μm or more, the influence of the concave portion cannot be completely covered. That is, in the transfer, the nip width is narrowed in the concave portion, so that the transfer is deteriorated. In the cleaning, the toner is not wiped off, and the back of the transfer paper (recording paper) is stained. Therefore, the depth of the concave portion on the transfer roller surface is desirably 150 μm or less, preferably 120 μm or less.

第15図に環境湿度をパラメータに、転写ローラの抵抗
性層の体積抵抗値とトナーの転写効率の関係を示す。ト
ナーの転写効率は、転写材に転写されたトナー量（転写
トナー量と称す）の転写トナー量とトナー像担持体に残
ったトナー量の和に対する割合を百分率で表わしたもの
である。抵抗性層を形成する抵抗性樹脂シートは電気的
特性のみを重視して設計できる。抵抗性層の体積抵抗値
が低すぎると、転写電圧印加時に、トナー像担持体との
間に放電を生じたり、電荷注入による逆極性トナーが発
生し、転写効率は著しく低下する。また、体積抵抗値が
高すぎると、トナー層に分配される転写電圧が低くな
り、転写効率は低下する。第15図に示されるようにこの
発明になるトナー転写装置の転写ローラの抵抗性層の体
積抵抗としては10⁸/10¹⁵Ω・cmの範囲が良く、特に10⁹
〜10¹²Ω・cmの範囲を好適に使用することができる。FIG. 15 shows the relationship between the volume resistance value of the resistive layer of the transfer roller and the transfer efficiency of the toner, using the environmental humidity as a parameter. The transfer efficiency of the toner is expressed as a percentage of the amount of the toner transferred to the transfer material (referred to as the transfer toner amount) to the sum of the amount of the transferred toner and the amount of the toner remaining on the toner image carrier. The resistive resin sheet forming the resistive layer can be designed by focusing only on the electrical characteristics. If the volume resistivity of the resistive layer is too low, a discharge occurs between the resistive layer and the toner image carrier when a transfer voltage is applied, or a reverse polarity toner is generated due to charge injection, so that the transfer efficiency is significantly reduced. On the other hand, if the volume resistance value is too high, the transfer voltage distributed to the toner layer becomes low, and the transfer efficiency decreases. The volume resistivity of the resistive layer transfer roller of the toner transfer apparatus according to the present invention as shown in Figure 15 may in the range of ^{10 8/10 15 Ω · cm} , in particular 10 ⁹
A range of about 10 ¹² Ω · cm can be suitably used.

このローラ転写装置によれば、転写ローラ1300の導電
層と記録ドラム体との間に電気的接触や放電が発生しな
いため、転写電圧の変動がなく転写ムラのない良好な画
質の記録ができ、かつ感光体が破壊されることがない。
さらに、転写ローラ1300にクリーニングブレード1305を
とりつけてクリーニングするため、記録紙の裏に転写ロ
ーラ表面に付着したトナー付着するいわゆる裏汚れを防
止できる。According to this roller transfer device, since there is no electrical contact or discharge between the conductive layer of the transfer roller 1300 and the recording drum body, it is possible to record good image quality without fluctuation in transfer voltage and without transfer unevenness, In addition, the photoconductor is not destroyed.
Furthermore, since the cleaning is performed by attaching the cleaning blade 1305 to the transfer roller 1300, so-called back stains, which adhere to toner on the transfer roller surface on the back of the recording paper, can be prevented.

こうして転写された転写材Ｐは紙出口1200へ搬送され
情報の記録が完了する。The transfer material P thus transferred is conveyed to the paper exit 1200, and the recording of information is completed.

そこで以下に以上の説明した動作原理に基づく、本発
明の一実施例であるヘッド構造を第３図（ｂ）のヘッド
断面模式図を用いて詳細に説明する。ヘッドは、セラミ
ックからなる同一基板（１）上に設けられた固体プリチ
ャージャー（31）と、信号によりコロナイオン流を低電
圧で制御する固体イオン流ヘッド（45）からなる。画像
形成後の残留電荷（34）が存在する記録媒体（21）に
は、固体プリチャージャーで発生したコロナイオン（4
6）により、コロナイオン発生電極に加えるバイアス電
圧（47）で決まる＋600Vの表面電位（48）が与えられ
る。この一様な表面電位を与えられた記録媒体は、固体
イオン流ヘッド（45）下に搬送される。ここでは、コロ
ナイオン発生電極（５）と誘導電極（２）との間に、コ
ロナイオン発生用の〜1000Vp−ｐのAC電圧（49）を印加
されており、大量のコロナイオンが発生する。コロナイ
オンによりコロナイオン発生電極近傍に空間電荷が生じ
る。一方、コロナイオン発生電極には遮蔽電極（50）が
設けられ、誘電電極からの電界を遮断する。このように
することで制御電極（51）に加えた〜30V近辺の低電圧
の信号電圧（52）で空間電荷による電位を制御し、コロ
ナイオン流（53）の制御を可能にする。つまり、コロナ
イオン発生電極（５）に加えた〜30V程度のカットオフ
電圧（54）と制御電極に加えたアースポテンシャルによ
る逆電界で、記録媒体方向へのコロナイオン流の移動を
遮断する。Therefore, a head structure according to an embodiment of the present invention based on the above-described operation principle will be described in detail with reference to a schematic cross-sectional view of the head in FIG. 3B. The head comprises a solid precharger (31) provided on the same substrate (1) made of ceramic and a solid ion flow head (45) for controlling a corona ion flow at a low voltage by a signal. The recording medium (21) where the residual charge (34) after image formation exists has a corona ion (4
According to 6), a surface potential (48) of +600 V determined by the bias voltage (47) applied to the corona ion generating electrode is provided. The recording medium given the uniform surface potential is conveyed under the solid ion flow head (45). Here, an AC voltage (49) of ~ 1000 Vp-p for corona ion generation is applied between the corona ion generation electrode (5) and the induction electrode (2), and a large amount of corona ions is generated. Space charges are generated near the corona ion generating electrode by the corona ions. On the other hand, a shielding electrode (50) is provided on the corona ion generating electrode to block an electric field from the dielectric electrode. In this way, the potential due to space charge is controlled by the low voltage signal voltage (52) of about 30 V applied to the control electrode (51), and the corona ion flow (53) can be controlled. In other words, the movement of the corona ion current in the direction of the recording medium is interrupted by the reverse electric field due to the cut-off voltage (54) of about 30 V applied to the corona ion generating electrode (5) and the earth potential applied to the control electrode.

ついで、制御電極に−30V程度の電圧が印加される
と、コロナイオン流のゲートが開き、コロナイオン流を
記録媒体の表面電位で加速して記録媒体方向に移動し、
記録媒体上の電位を消去して反転した静電潜像（55）を
形成する。Then, when a voltage of about −30 V is applied to the control electrode, the gate of the corona ion current opens, and the corona ion current accelerates at the surface potential of the recording medium and moves toward the recording medium,
The potential on the recording medium is erased to form an inverted electrostatic latent image (55).

つぎに、固定プリチャージャーと固体イオン流ヘッド
の一体構造について第３図（ａ）のヘッド分解模式図を
用い説明する。500μｍ厚のセラミック基板（１）上
に、固体プリチャージャー（31）と固体イオン流ヘッド
（45）を構成する。この固体プリチャージャーと固体イ
オン流ヘッドのそれぞれの誘電電極（２）の間隔は1mm
とし、スパッタ等の技術を用いてアルミ等を幅200μ
ｍ、厚さ数千オングストローム程度設ける。ついでこれ
らの電極上に共通のポリイミド等の絶縁層（３）を10〜
40μｍの厚さ塗布する。このポリイミド上の固体イオン
流ヘッドのコロナイオン発生電極部には、あらかじめ幅
40μｍ厚さ18μｍの遮蔽電極（50）を設ける。さらにポ
リイミド層（56）とその上に18μｍのタングステンまた
はモリブテンの高融点金属を貼りつけた薄層を、金属幅
100μｍ、共通のコロナイオン発生孔間隔100μｍをエッ
チング等によりコロナイオン発生電極（５）に形成し、
固体プリチャージャーおよび固体イオン流ヘッド部に接
着剤により張りつける。このようにしてコロナイオン発
生電極を設ける。さらに固体イオン流ヘッドには、各ド
ットごとに独立した100μｍ径のコロナイオン発生孔を
有する厚さ20μｍの制御電極（51）を、厚さ60μｍ程度
の絶縁層（９）を介して設ける。このようにして、固定
プリチャージャーと固体イオン流ヘッドとを一体にした
コロナイオン流ヘッドを構成する。Next, the integrated structure of the fixed precharger and the solid ion flow head will be described with reference to the head exploded schematic diagram of FIG. 3A. A solid precharger (31) and a solid ion flow head (45) are formed on a ceramic substrate (1) having a thickness of 500 μm. The distance between the dielectric electrodes (2) of the solid precharger and the solid ion flow head is 1 mm.
Aluminum, etc., with a width of 200μ using techniques such as sputtering.
m and a thickness of about several thousand angstroms. Then, a common insulating layer (3) made of polyimide or the like is
Apply a thickness of 40 μm. The corona ion generation electrode of the solid ion flow head on this polyimide
A shielding electrode (50) having a thickness of 40 μm and a thickness of 18 μm is provided. A polyimide layer (56) and a thin layer of 18μm tungsten or molybdenum refractory metal on top of it
A corona ion generating electrode (5) is formed by etching or the like with a corona ion generating hole interval of 100 μm and a common corona ion generating hole interval of 100 μm.
The solid precharger and the solid ion flow head are attached with an adhesive. Thus, a corona ion generating electrode is provided. Further, the solid ion flow head is provided with a control electrode (51) having a thickness of about 20 μm and having a corona ion generation hole having a diameter of 100 μm independently for each dot via an insulating layer (9) having a thickness of about 60 μm. In this way, a corona ion flow head in which the fixed precharger and the solid ion flow head are integrated is constituted.

第３図（ｄ）は、駆動用ICをも一体にしたヘッドの平
面図である。FIG. 3D is a plan view of a head in which a driving IC is also integrated.

セラミック基板上に固体プリチャージャー（31）と固
体イオン流ヘッド（45）、さに低電圧駆動用の駆動用IC
部（57）を設けてある。固体プリチャージャーには、コ
ロナイオン発生電極（５）が存在する。この電極は、外
部のコロナイオン発生電源と接続するため、引き出し線
（58）が設けてある。また固体イオン流ヘッドには、各
ドットごとに独立したコロナイオン制御電極（51）が存
在し、その電極下には絶縁層を介しコロナイオン発生電
源（５）がある。この電極は、外部のコロナイオン発生
電源に接続するための引き出し線（59）が接続してあ
る。また各コロナイオン制御電極には、引き出し線
（６）を通して低電圧駆動用IC（７）に接続されてい
る。この駆動用ICは外部回路からの信号を受け取る信号
線（８）に接続される。Driving IC for low voltage driving on solid precharger (31) and solid ion flow head (45) on ceramic substrate
A section (57) is provided. The solid precharger has a corona ion generating electrode (5). This electrode is provided with a lead wire (58) for connection to an external corona ion generation power supply. The solid ion flow head has an independent corona ion control electrode (51) for each dot, and a corona ion generation power supply (5) below the electrode via an insulating layer. This electrode is connected to a lead wire (59) for connection to an external corona ion generating power supply. Further, each corona ion control electrode is connected to a low voltage driving IC (7) through a lead wire (6). This driving IC is connected to a signal line (8) for receiving a signal from an external circuit.

［発明の効果］ 以上のように従来の固体イオン流ヘッド上に駆動ICを
搭載することで周辺回路の小型化が達成できる。一方、
固体イオン流ヘッドと固体除電装置とを一体化すること
で、記録媒体ドラム周辺に配置する部品点数を減らすこ
とができ、記録ドラムの小口径化と装置の小型化さらに
部品点数の減少によるメンテナンスの向上が得られる。
さらにプリチャージャーを用い低電圧イオン流ヘッドを
導入することにより、固体プリチャージャーと低電圧イ
オン流ヘッドとを一体構造にし、かつヘッド上にチップ
面積の小さい低電圧駆動用ICをも搭載できめる。その結
果、一般に市販されている液晶ドライバー等の汎用ICを
駆動用ICとして使用できるようになり、駆動部の低価格
化と、周辺回路の小型化が計れる。[Effect of the Invention] As described above, miniaturization of the peripheral circuit can be achieved by mounting the drive IC on the conventional solid ion flow head. on the other hand,
By integrating the solid ion flow head and the solid static eliminator, the number of components placed around the recording medium drum can be reduced, and the diameter of the recording drum can be reduced, the size of the device can be reduced, and maintenance can be performed by reducing the number of components. An improvement is obtained.
Furthermore, by introducing a low-voltage ion current head using a precharger, the solid-state precharger and the low-voltage ion current head can be integrated, and a low-voltage driving IC with a small chip area can be mounted on the head. As a result, a general-purpose IC such as a liquid crystal driver that is generally available on the market can be used as a driving IC, so that the cost of the driving unit and the size of the peripheral circuit can be reduced.

さらに、低電圧駆動で、高い静電コントラストが得ら
れる固体イオン流ヘッドを導入することで、電子写真技
術で一般に使用される現像剤トナーの使用が可能とな
り、カラー記録ができるようになる。また、記録紙にト
ナー画像を転写する転写プロセスは静電転写が使用でき
て、圧力転写お記録ドラム上粘着残留トナーの金属ブレ
ードクリーニングが不要となり、一般の表面硬度が比較
的低い有機絶縁体を記録媒体に使用できる。そのため、
記録ドラムの低価格化が達成できる。またクリーニング
は、電子写真で一般に使用されている低価格の樹脂ブレ
ードの使用が可能となる。この様にヘッドの低価格化と
装置の小型化が達成でき、さらに現像、転写等の周辺プ
ロセスに使用する構成部品を、従来の電子写真で用い
る、大量供給可能な安定した部品が使用でき、計算機の
メインフレーム用などの特種用途から汎用プリンタの応
用が可能ととなった。Further, by introducing a solid ion flow head capable of obtaining a high electrostatic contrast with low voltage driving, a developer toner generally used in electrophotography can be used, and color recording can be performed. In addition, electrostatic transfer can be used for the transfer process of transferring the toner image to the recording paper. Pressure transfer and metal blade cleaning of the adhesive residual toner on the recording drum become unnecessary, and a general organic insulator having a relatively low surface hardness can be used. Can be used for recording media. for that reason,
Cost reduction of the recording drum can be achieved. For cleaning, a low-cost resin blade generally used in electrophotography can be used. In this way, the head can be reduced in cost and the size of the apparatus can be reduced, and the components used for peripheral processes such as development and transfer can be used in conventional electrophotography. General purpose printers can now be used for special applications such as computer mainframes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は従来の固体イオン流ヘッドに駆動用ICをヘッド
上に搭載した固体イオン流ヘッドの模式図であり、
（ａ）はその断面図、（ｂ）はそのヘッドの平面図、第
２図は固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体化し
たヘッドを用いた記録装置を説明するための図、第３図
は低電圧駆動用の固体イオン流ヘッドと固体プリチャー
ジャーと一体構造にした固体イオン流ヘッドを用いた記
録装置に係わり、（ａ）はその装置構成図、（ｂ）は固
体プリチャージャーと固体イオン流ヘッドを一体化した
ヘッドの断面構成図、（ｃ）はそのヘッド組み立て図、
（ｄ）は固体プリチャージャーと固体イオン流ヘッドさ
らに駆動用ICを搭載したヘッドの平面図、第４図は従来
例を説明するための図、第５図は本発明の原理を説明す
るための図、第６図乃至第９図は本発明の原理を実験的
に説明するための図、第10図は本発明に係わるシステム
図、第11図乃至第12図は本発明の記録原理を説明するた
めの図、第13図は本発明に係わる説明図、第14図乃至第
15図は本発明に係わる転写を説明するための図、第16図
乃至第17図は転写ローラを説明するための図である。FIG. 1 is a schematic view of a solid ion flow head in which a driving IC is mounted on a conventional solid ion flow head,
FIG. 2A is a cross-sectional view, FIG. 2B is a plan view of the head, FIG. 2 is a view for explaining a recording apparatus using a head in which a solid ionization device and a solid ion flow head are integrated, and FIG. The figure relates to a recording apparatus using a solid ion flow head for low voltage driving and a solid ion flow head integrated with a solid precharger, (a) is a device configuration diagram, and (b) is a solid precharger and a solid precharger. FIG. 2C is a cross-sectional configuration view of a head in which an ion flow head is integrated, FIG.
(D) is a plan view of a head on which a solid precharger, a solid ion flow head and a driving IC are mounted, FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional example, and FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of the present invention. FIGS. 6 to 9 are diagrams for experimentally explaining the principle of the present invention, FIG. 10 is a system diagram according to the present invention, and FIGS. 11 to 12 explain the recording principle of the present invention. FIG. 13 is an explanatory view according to the present invention, and FIGS.
FIG. 15 is a diagram for explaining the transfer according to the present invention, and FIGS. 16 to 17 are diagrams for explaining the transfer roller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−94357（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−32872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−167560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−89373（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−70548（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/415 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-94357 (JP, A) JP-A-2-32872 (JP, A) JP-A-61-167560 (JP, A) JP-A-61-167560 169853 (JP, A) JP-A-60-89373 (JP, A) Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-70548 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) B41J 2/415

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】絶縁基板と、 この絶縁基板上に設けられ、コロナイオン流を画像情報
に応じて制御し、記録媒体上に静電荷を与えて記録を行
うイオン流記録手段とを有する静電記録用イオン流ヘッ
ドにおいて、 前記イオン流記録手段は、 前記絶縁性基板表面に設けられた誘導電極と、 この誘導電極を覆うように積層された絶縁層と、 この絶縁層表面に積層された、コロナイオンを発生させ
るコロナイオン発生孔を有するコロナイオン発生電極
と、 前記絶縁層表面の前記コロナイオン発生孔に設けられた
遮蔽電極と、 前記遮蔽電極に対応して設けられたコロナイオン流通過
孔を有する制御電極とからなり、 さらに、前記絶縁性基板表面に形成され、前記制御電極
にコロナイオン流を制御する電圧を印加するための駆動
用ICとを有することを特徴とする静電記録用イオン流ヘ
ッド。1. An electrostatic device comprising: an insulating substrate; and an ion flow recording means provided on the insulating substrate for controlling a corona ion flow according to image information and applying an electrostatic charge to a recording medium for recording. In the recording ion flow head, the ion flow recording means includes: an induction electrode provided on the surface of the insulating substrate; an insulating layer stacked so as to cover the induction electrode; and an insulating layer stacked on the surface of the insulating layer. A corona ion generating electrode having a corona ion generating hole for generating corona ions, a shielding electrode provided in the corona ion generating hole on the surface of the insulating layer, and a corona ion flow passage hole provided corresponding to the shielding electrode And a driving IC formed on the surface of the insulating substrate for applying a voltage for controlling a corona ion flow to the control electrode. Ion flow head for electrostatic recording. 【請求項２】前記記録媒体を予め均一な電位に帯電させ
る帯電手段を、前記絶縁性基板上に形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の静電記録用イオン流
ヘッド。2. An ion stream head for electrostatic recording according to claim 1, wherein a charging means for previously charging said recording medium to a uniform potential is formed on said insulating substrate. 【請求項３】前記帯電手段は、 前記絶縁基板上に設けられた誘導電極と、 この誘導電極を覆うように積層されたた絶縁層と、 この絶縁層上に形成され、コロナイオン発生孔を有する
コロナイオン発生電極とからなることを特徴とする請求
項２記載の静電記録用イオン流ヘッド。3. The charging means includes: an induction electrode provided on the insulating substrate; an insulating layer laminated to cover the induction electrode; and a corona ion generating hole formed on the insulating layer. 3. An ion stream head for electrostatic recording according to claim 2, comprising a corona ion generating electrode having a corona ion generating electrode.