JPH01141061A

JPH01141061A - 放電ヘッド

Info

Publication number: JPH01141061A
Application number: JP62297665A
Authority: JP
Inventors: Koji Masuda; 増田　晃二; Yuji Suemitsu; 末光　裕治; Kazuo Asano; 和夫浅野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-06-02
Also published as: GB8827768D0; DE3839897C2; DE3839897A1; GB2212763B; GB2212763A; US4875060A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はプリンタやファクシミリ等に使用される静電
記録装置の放電ヘッドに関し、特に荷電粒子（イオン）
を発生させ、このイオンによって画像の記録を行なうた
めの放電ヘッドに関する。

［従来の技術］従来、この種の静電記録装置に適用し得る荷電粒子発生
装置としては、ＵＳＰ第４，１５５，０９３号（特開昭
５４−５３５３７号）公報に示すようなものがある。こ
れは、第１４図に示すように、平板状の誘電体４０の片
面に第１の電極４１．４１・・・を設け、この第１の電
極４１．４１・・・に第１５図に示す如くイオン生成用
の孔４２を多数形成して、第１の電極４１．４１・・・
の端面と誘電体４０の表面との間にエアギャップ領域４
３を設ける。また、誘電体４０の第１の電極４１．４１
・・・と反対の面に第２の電極４４．４４・・・を設け
る。

そして、誘電体４０の第１の電極４１．４１・・・側の
面を誘電体紙４５等の記録体に対向させて配置し、これ
ら第１、第２の電極４１．４１・・・、４４．４４・・
・間に交流電圧を印加することにより、エアギャップ領
域４３に誘電体４０の表面に沿った沿面放電を発生させ
、この放電によってイオンを生成させる。この生成イオ
ンを沿面放電と直交する方向すなわち誘電体４０の表面
に垂直な方向に放出させ、誘電体紙４５の表面を静電的
に帯電させて画像の記録を行なうように構成されている
。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を
有している。すなわち、誘電体紙４５を静電的に帯電さ
せるためのイオンは、誘電体４０の表面に沿った沿面放
電と直交する方向すなわち誘電体４０の表面に垂直な方
向に放出されるため、沿面放電によって発生したイオン
を、沿面放電の発生する方向にそのまま放出する場合に
比べて、イオンの発生効率が悪い。そのため、誘電体紙
４５等の表面を所定の電位に帯電させるだけのイオンを
発生させるのに時間がかかるため、記録速度をあまり８
速化できないという問題点があった。

また、放出されるイオンによって所定の帯電電位を得る
には、第１及び第２の電極４１．４１・・・、４４．４
４・・・に高圧の交流電圧を印加しなければならない。

従って、イオンを発生させるための沿面放電が大きくな
り、この沿面放電によって電極４１．４１・・・、４４
．４４・・・や誘電体４０が電気的、化学的あるいは熱
的に劣化したり、放電で生成する化合物の出が多くなり
、この化合物が第１の電極４１．４１・・・の表面に付
着して放電が生じ難くなり、長期間安定して使用できな
いという問題点があった。

さらに、誘電体４０の片面に設けられた第１の電極４１
．４１・・・の表面を記録体に対向させて配置して画像
の記録を行なうため、記録部の面積が大きくなる。その
ため、記録体としてドラム状のものを用いる装置にあっ
ては、記録部の面積が大きくなるため、記録体ドラム４
７の周囲に占める記録部の割合いが、第１６図に示すよ
うに大きくなるため、装置が大型化するという問題点が
あった。

そこで、本発明者らは、上記の問題点を解決し、１）イ
オンを効率的に取出して高速で記録を行える、２）沿面
放電を生起させるための電圧を低く押えることにより、
電極や誘電体部材の劣化を防止し、記録装置の長寿命化
を図る、３）イオンで静電像を書込む記録ヘッドを小型
化し、コンパクトな静電記録装置を提供することを目的
とする装置を既に提案したく特願昭６２−２１２９５８
号）。

これは、第１７図及び第１８図に示すように、直線状の
第１の電極５０．５０・・・を−・定の間隔をおいてそ
の先端が露出するように固体誘電体基板５１内に埋設す
るとともに、この第１の電極５０．５０・・・の先端部
裏面側に直交するように第２の電極５２を埋設し、前記
第１の電極５０．５０・・・の先端と固体誘電体基板５
１との間に、沿面コロナ放電を生起させるための空間領
域Ｇを形成するように構成された放電ヘッド５３を備え
ている。しかして、第１の電極５０．５０・・・の先端
部が記録体（図示せず）と対向するように放電ヘッド５
３を配置し、第１の電極５０．５０・・・と第２の電極
５２との間に交流電圧を印加することにより、第１の電
極５０．５０・・・の先端から固体誘電体基板５１の表
面を介して第２の電極５２へと伸展する沿面コロナ放電
Ｒにより、静電像の記録を行なうようになっている。　
しかし、この提案装置の場合には、次のような問題点を
有している。すなわち、第１の電極５０．５０・・・が
記録体の方向へ向けて直線状に伸びているのに対し、第
２の電極５２は、第１の電極５０．５０・・・の先端部
においてこの第１の電極と直交するように配設されてい
る。そのため、第１、第２の電極５０．５２間に電圧を
印加して沿面コロナ放電Ｒを生じさせる際、第１電極５
０．５０・・・の先端部には、第２の電極５２がこれと
直交するように存在するので、沿面コロナ族％ｉＲが、
第１９図に示すように、広がってしまう。そのため、放
電ヘッド５３の第１の電極５０．５０・・・によって記
録される画像が広がってしまい、解像度が低下するとい
う問題点がある。

また、１つ１つの第１の電極５０．５０・・・によって
記録される静電像の間では、上記の如く広がりが生じる
が、逆に隣り合う第１の電極５ｏ、５゜・・・で同時に
放電して一様に記録を行なう部分では、隣り同志の放電
が反発しあって、所謂クロストークが生じｔ淵痕にバラ
ツキを生じるという問題点がある。

［問題点を解決するための手段］そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、個々
の放電が広がるのを防止し、解像度を向上し得るととも
に、クロストーク等が発生ずることのない静電記録用の
放電ヘッドを提供することにある。

すなわち、この発明は、放電電極と誘導電極が第１の絶
縁層を挟んで設けられ、前記放電電極は直線状に延び、
且つ第２の絶縁層によりその先端部を除いて覆われ、ま
た前記誘導電極は前記放電電極と重なり、且つ同一方向
に延びる凸部を有するように構成されている。

前記第１、第２の絶縁層としては、例えばベークライト
やガラスエポキシ等の合成樹脂、アルミナ、ジルコニア
等のセラミクス、あるいはガラス、マイカ等の無機材料
が用いられる。

また、放電電極は、例えば第１の絶縁層の表面に互いに
平行な直線状に多数説けられ、この放電電極は、ステン
レス、ニッケル等の薄板をエツチング処理して形成した
り、タングステン、銀等からなるペースト状のインクに
よって電極パターンに従って印刷することにより形成さ
れる。

さらに、誘導電極は、例えば放電電極の先端部に対応し
た位置に第１の絶縁層の裏面側に埋設した状態で設けら
れる。

この誘導電極としては、例えば凹部と凸部とが交互に形
成されたくし形に形成されたものが用いられるが、これ
以外の形状でも勿論良い。

［作用］この発明においては、誘導電極に放電電極と重なり、且
つ同一方向に延びる凸部を設けることにより、放電電極
と誘導電極との間で生じる沿面］ロナ放電が、誘導電極
に設けられた凸部に沿った方向にのみ伸展するようにな
っている。

［実施例］以下にこの発明を図示の実施例に基、づいて説明する。

第１図及び第２図はこの発明に係る放電ヘッドの一実施
例を示すものである。図において、１は放電ヘッドを示
すものであり、この放電ヘッド１は、放電電極２と誘４
電極３が第１の絶縁層４を挟んで設けられている。上記
放電電極２は、平板状の固体誘電体からなる第１の絶縁
層４の表面に幅方向に沿って直線状に設けられており、
この放電電極２は、第１の絶縁層４の長手方向に沿って
互いに平行に多数配列されている。上記放電電極２．２
・・・の先端２ａ１２ａ・・・は、第１の絶縁層４の先
端より手前側に位置しており、これらの放電電極２．２
・・・の先端２ａ、２ａ・・・は、第１の絶縁層４の長
手方向に沿って直線状に揃えられている。

そして、放電電極２．２・・・の先端部２ａ１２ａ・・
・端面と第１の絶縁層４の表面との間には、沿面放電を
生起させるための空間領域Ｇが形成されている。

また、上記放電電極２．２・・・の表面は、第ジの絶縁
層５によりその先端部を除いて覆われている。

この第２の絶縁層５は、第１の絶縁層４と長さが等しく
且つ幅が若干短く形成されており、第２の絶縁層５は、
その端縁が放電電極２．２・・・の先端部２ａ、２ａ・
・・端面と一致するように第１の絶縁層４上にｖ４層さ
れている。

さらに、誘導電極３は、第１の絶縁層４の裏面側にあっ
て放電電極２．２・・・の先端２ａ１２ａ・・・の裏面
側に位置するように、第１の絶縁層４の長手方向に沿っ
て配設されており、この誘導電極３は、第１の絶縁層４
の裏面側に積層され、この第１の絶縁層３と幅が等しく
長さがやや長い絶縁性基板６によって挟まれている。こ
の訓導電極３は、絶縁性基板６の長手方向に延びる直線
部３ａと、この直線部３ａの一側縁に突設され、ｔＩｌ
電電極電極２なり且つ同一方向に延びる凸部３ｂ、３ｂ
・・・を有しており、誘導電極３は、これらの凸部３ｂ
、３ｂ・・・とその間の凹部３ｃ、３ｃ・・・とが交互
に形成されたくし形となっている。誘導電極の凸部３ｂ
、３ｂ・・・は、放電電極２の先端部２ａ、２ａ・・・
に対応した位置まで延びており、誘導電極３は、前記空
間領域Ｇと第１の絶縁層４の一部゛を挟んだ状態で、第
１の絶縁層４と絶縁体基板６との間に積層されている。

ところで、上記第１、第２の絶縁層４．５及び絶縁性基
板６は、例えばアルミナやジルコニア等のセラミクスに
よって形成される。これらの第１、第２の絶縁層４．５
及び絶縁性基板６は、第２図に示すように、セラミクス
材料を焼成するまえに薄い板状に成形され、第１の絶縁
層４用のセラミクス材料の表面にタングステンや銀等か
らなるペースト状のインクにより、放電電極２．２・・
・を前記のパターンに従って印刷するとともに、絶縁性
基板６月のセラミクス材料に同じくペースト状のインク
により、誘導電極３を前記のパターンに従って印刷する
。

さらに、第２の絶縁Ｈ５用のセラミクス材料を第１の絶
縁ＦＪ４用のセラミクス材料上に積層するとともに、絶
縁性基板６及び第１の絶縁Ｗ！Ｊ４用のセラミクス材料
を第１図に示すように積層した後、例えば１５００〜１
８００℃の温度で焼成して製造される。

しかし、放電ヘッド１は、これに限定されるものではな
く、絶縁性基板や第１、第２の絶縁層を、ベークライト
やガラスエポキシのような合成樹脂、あるいはガラスや
マイカ等の無機材料で形成しても勿論良い。この場合、
放電電極２．２・・・や誘導電極３は、ステンレスやニ
ッケル等の薄い金属板をエツチング処理等することによ
り所定の形状に形成し、これらの電極２．３を絶縁性基
板６及び第１の絶縁層４上に接着等の手段により同名す
るとともに、絶縁性基板６、第１の絶縁層４及び第２の
絶縁層５を互いに接着することにより製造しても良い。

また、上記放電ヘッド１の放電電極２．２・・・と誘導
電極３との間には、第３図に示すように、交流電源７が
接続されている。この交流電源７は、画像情報に従って
放電電極２．２・・・と誘導電極３との間に印加する交
流電圧をＯＮ、０ＦＦｉｌ、１ｌｔｌｌするようになっ
ている。上記交流電圧は、第１の絶縁１１４の破壊電圧
より大幅に低い電圧で、沿面コロナ放電が生じる所定の
電圧に設定されている。

さらに、上記放電ヘッド１と対向する位置には、第３図
に示すように、記録体８が配置されている。

この記録体８は、その表面に誘電体層９を有しており、
その裏面側には導電性の裏材１０が積層されている。ま
た、放電電極２と１ｍ性裏材１０との間には、所定の直
流電圧が直流型＄１１１によって印加されている。

ところで、前記放電ヘッド１は、放電電極２．２・・・
から沿面コＯす放電の進展方向に記録体８の１！電体ｌ
ｌｌ９がある位置に配設される。

以上の構成において、この実施例に係る放電ヘッドでは
、次のようにして静電像の記録が行なわれる。すなわち
、放電ヘッド１の放電電極２．２・・・と誘導電極３と
の間に、交流電源７により画像情報に従って交流電圧を
印加する。この交流電圧の大きさが所定値以上であると
、放電型ｅｊ２．２・・・の先端部２ａ１２ａ・・・の
露出部分と第１の絶縁１１３の表面とで形成される空間
領域Ｇにおいて沿面コロナ族ＩＲが第４図に示すように
生じる。このとき、誘導電極４は、補助電極として働い
て空間領域Ｇにおける電離を促す。

上記放Ｎ１！極及び誘導電極２．２・・・、３に印加さ
れる交流電圧の半周期に、放電電極２．２・・・から生
じる沿面コロナ族１ｉＲにより第１の絶縁層４の表面に
電荷が蓄積し、次の半周期には、この蓄積された電荷に
対して逆の電圧が印加されるため、放′１１７４極２．
２・・・と第１の絶縁層４表面との間の電位差が強調さ
れ、沿面コロナ放電Ｒが放電電極２から第１の絶縁層４
表面に沿って絶縁性基板６端縁の方向に遠くまで進展す
る。この絶縁性基板６の前方には、記録体８が配設され
ており、放電ヘッド１と記録体８との間には、空間領域
Ｇに生成した正負両極性のイオンのうちいずれか所望の
極性のイオンを記録体８側に移動させるための電界が形
成されている。この電界は、記録体８の導電性裏材１０
と放電ヘッド１の放電Ｔｉ極２との間に、直流電源１１
により印加される直流電圧によって与えられる。

次に、記録体８と放電ヘッド１との間隔を均一に維持し
て相対的にスキャンさせるとともに、交流電圧または直
流電圧の一方または双方をタイミングをとってオン・オ
フすることにより、記録体８上にイオンで書かれた静電
像が記録される。

このように、放電電極２．２・・・は、第１の絶縁層４
との間に沿面放電を生起させるための空間領域Ｇが形成
されるように設けられ、放電ヘッド１は、放電電極２．
２・・・からの沿面コロナ放電Ｒの進展方向に記録体８
の誘電体層９がある位置に配するようにしたので、放電
電極２．２・・・と誘導電極３との間に交流電圧を印加
すると、沿面コロナ放電Ｒは、第１の絶縁層４の表面に
沿って進展し、この沿面放電Ｒによって生成されるイオ
ンは、沿面コロナ放電Ｒの進展方向に沿って放出される
。

そのため、この沿面コロナ放ｍＲによってイオンが効率
よく記録体８の方向に放出される。従って、イオンを効
率的に取出し、このイオンによって記録体８に素早く画
像の書込みを行なうことができるため、高速の画像記録
が可能となる。

また、効率よくイオンを発生させることができるので、
沿面コロナ放電を生起させるための電圧を低く押えるこ
とができ、過剰な放電を発生させる必要がないので、放
電による電極２．２・・・、３や第１の絶縁層４の劣化
を防止することができ、放電ヘッド１の長寿命化が可能
となる。

さらに、第１の絶縁層４を挟んで放電電極２．２・・・
と誘導電極３を設け、放電電極２．２・・・がら沿面コ
ロナ放電の進展方向に記録体８を配するようにしたので
、放電ヘッド１を薄型に形成することができ、記録体８
としてドラム状のものを用いた場合、第１６図に示す従
来のものに比べて、第６図に示すように、ドラム８とし
て小径のものを用いることができるので、コンパクトな
静電記録装置を提供することができる。

以上の効果に加えて、この実施例では、誘導電極３が放
電電極２と重なり、且つ同一方向に延びる凸部３ａ、３
ａ・・・を有しているので、放電電極２からの沿面コＯ
す放電Ｒは、第５図に示すように、その側方には広がら
ずに放電電極２の長平方向にのみ伸展する。そのため、
沿面コロナ放ａｆＲによって発生するイオン流束は、放
電電極２毎に絞られた状態で放出されるため、このイオ
ン流束によって得られる静電像の解像度を高めることが
できるとともに、鮮明な静電像が得られる。また、上記
のように、イオン流束を絞ることができるので、隣り合
う放電電極２によって放出されるイオン粒末が互いに干
渉するのを防止することができ、所謂クロストークの発
生を防止することができる。

第７図及び第８図はこの発明に係る放電ヘッドの伯の実
施例を示すものであり、前記実施例と同一の部分には同
一の符号を付して説明すると、この実施例では、誘導電
極３の凸部３ａの先端が放電電極２の先端２ａよりも絶
縁性基板６の端部に近い位置まで伸びている。このよう
にすることにより、放電電極２から誘導電極３へ向けて
生じる沿面コロナ放電Ｒが、誘導電極３によって絶縁性
基板６の端部近くまで誘導される。そのため、沿面コロ
ナ放電Ｒが記録体８の方向により伸展し易くなり、イオ
ン粒末の広がりがさらに押えられるとともに、記録の効
率が向上する。その他の構成及び作用は前記実施例と同
一であるので、その説明を省略する。

第９図はこの発明に係る記録ヘッドのさらに他の実施例
を示すものであり、前記実施例と同一の部分には同一の
符号を付して説明すると、この実施例では、第７図に示
す実施例において誘導電極３の凸部３ａが放電電極２よ
りも幅が狭く形成されている。この場合、放電電極２の
先端部２ａの幅も同時に狭くすると、コロナ放電Ｒの発
生領域が小さくなるため、イオンの発生効率が低下する
が、第９図に示すように、誘導電極３の凸部３ａの幅の
みを狭くした場合は、イオンの発生効率はほとんど低下
しない。この場合には、イオン粒末が幅の狭い誘導電極
３の凸部３ａに集中するため、イオン粒末がいっそう絞
られ解像度の良い記録が可能となる。その他の構成及び
作用は前記実施例と同一であるので、その説明を省略す
る。

第１０図及び第１１図はこの発明のまたさらに他の実施
例を示すものであり、前記実施例と同一の部分には同一
の符号を付して説明すると、この実施例では第２の絶縁
層５が第１の絶縁層４と同じ大きさに形成されており、
放電電極２の先端２ａには、第１及び第２の絶縁層４．
５の端面まで頁通した直線状の空間１５が形成されてお
り、放電電極２の先端部２ａが大気に通じている。従っ
て、放電電極２は、その先端部２ａより前方の部分にお
いても互いに第２の絶縁層５によって隔離されている。

そのため、放電電極２からの沿面コロナ放電Ｒは、直線
状の空間１５を通ってのみ伸展するので、イオン粒末の
広がりを確実に防止することができ、隣り合う放電が互
いに干渉することはないので、より解像度の高い記録が
行える。

その伯の構成及び作用は前記実施例と同一であるので、
その説明を省略する。

第１２図及び第１３図はこの発明のさらに他の実施例を
示すものであり、前記第１０図及び第１１図に示す実施
例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、こ
の実施例では、１つの放電ヘッド１に放電電極２と誘導
電極３の組が２組積層されており、しかも、各組の放電
電極２が互いに重ならないようにずらして８ｉ層されて
いる。すなわち、この放電ヘッド１は、放電電極２を所
定のピッチＰで形成した第１の絶縁層４を２組備えてお
り、これらの第１の絶縁層４．４は、放電電極２が互い
に重ならないように、互いにＰ／２だけずらして積層さ
れている。第１の絶縁層４の夷面側に配設される誘導電
極３の凸部３ａは、もちろんその第１の絶縁層４に設け
られる放電電極２に対応した位置に配設される。このよ
うに、１つの放電ヘッド１に放電電極２と誘導電極３の
組を複数（図示例では２組）設け、各組の放電電極２が
互いにずれるように積層した場合には、放電ヘッド１に
よって記録される静電像の記録密度を高めることができ
、高密度の記録が可能となる。その他の構成及び作用は
前記実施例と同一であるので、その説明を省略する。

［発明の効果］この発明は以上のように、誘導電極に放電電極と重なり
、且つ同一方向に延びる凸部を設けるように構成してな
るので、隣り同志の放電が互いに干渉するのを防止する
ことができ、解像度を向上し得るとともに、所謂りＯス
トーク等が発生することのない放電ヘッドを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る放電ヘッドの一実施例を示す斜
視図、第２図は同放電ヘッドを示す分解斜視図、第３図
は同放電ヘッドの使用状態を示す断面構成因、第４図は
同放電ヘッドの放電状態を示す断面説明図、第５図は同
ヘッドの放電状態を示す正面説明図、第６図は放電ヘッ
ドと記録体ドラムとの関係を示す概略図、第７図はこの
発明に係る放電ヘッドの他の実施例を示す断面説明図、
第８図は同正面図、第９図はこの発明のさらに他の実施
例を示す正面図、第１０図はこの発明のまたさらに他の
実施例を示す断面説明図、第１１図は同正面図、第１２
図はこの発明のざらに他の実施例を示す斜視図、第１３
図は同分解斜視図、第１４図は従来の静電記録装置に用
いられる荷電粒子発生装置を示す断面図、第１５図は同
装置を示す正面図、第１６図は同装置と記録体ドラムと
の関係を示す概略図、第１７図は従来の放電ヘッドを示
す斜視図、第１８図は同側面図、第１９図は同装置の放
電状態を示す正面図である。〔符号の説明］１・・・放電ヘッド２・・・放電電極３・・・誘導電極３ａ・・・凸部４・・・第１の絶縁層５・・・第２の絶縁層６・・・絶縁体基板特　許　出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　埋
　人　弁理士　　中村　智廣（外２名）第　２　図　　
　　　　　　　　　　　　３ｂ゛凸部第３図　　　　　
１４．Ｊ第５図第６図第７図　　　　第８図ｂ第９図第１４図第１５図第１６図第１０図１″３第１２図ぢ第１１図第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電電極と誘導電極が第１の絶縁層を挟んで設け
られ、前記放電電極は直線状に延び、且つ第２の絶縁層
によりその先端部を除いて覆われ、また前記誘導電極は
前記放電電極と重なり、且つ同一方向に延びる凸部を有
することを特徴とする放電ヘッド。
（２）前記誘導電極は凹部と凸部とが交互に形成された
くし形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の放電ヘッド。