JPH03234674A - 静電記録装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は静電パターンを形成、可視化する静電記録装置
に関し、とくにファクシミリに適した静電記録装置に関
する。

（従来の技術） ファクシミリは情報通信機器としてめざましい普及を示
している。ファクシミリの受信部（記録部）には感熱紙
を利用する感熱記録プリンタ、静電記録紙を利用する静
電記録プリンタあるいは普通紙を利用する電子写真記録
方式のレーザープリンタが用いられている。感熱記録プ
リンタは感熱紙という特別な記録紙をサーマルヘッドに
より直接発色させて記録を行うため、随時記録が可能で
あり、保守性・信頼性に優れ、普及型ファクシミリに広
く適用されている。静電記録プリンタは絶縁性表面を持
つ特別な記録紙と記録針の間に記録信号に応じて高電圧
を印加し、エアーギャップ破壊により生じるイオンによ
り記録紙の絶縁性表面に静電パターンを形成し、これを
現像剤で可視化して記録を行うもので、高速性に優れ随
時記録も可能である。レーザープリンタは一様に帯電し
た光導電性の中間媒体に記録信号に応じて光書き込みし
て静電パターンを形成し、これを現像剤で可視化して記
録を行う普通紙記録であり、印字品質・高速性に優れ、
高機能ファクシミリに適用されている。送信側のファク
シミリでは原稿が読取り入力部で読み取られ２値化され
て、通信回路を経由して、受信側のファクシミリの出力
部で記録される。原稿に広い余白部があると通信効率を
上げるために、その部分の信号は圧縮しで送信され、受
信部では余白部に相当する部分は記録部より記録紙は速
く送られる。このようにファクシミリでは一般的に間欠
的に記録がなされる。従来のファクシミリには現在のよ
うに文字、あるいは２値画像だけでなく、コード信号や
自然のようなＩｊａ調画像もミックスしてやり取りされ
るようになる。このような場合には、いろいろなモード
の信号を受信部で記録できるように処理する時間が異な
ることか予想され、このように混在した信号を記録する
には、さらに間欠記録性が要求される。また、通信ネッ
トワークの高度化にともない高速で高品質な記録を出力
することが要求される。ファクシミリは通信機器として
だけでなく、幅広いオフィスで使われる事務機器として
、さらには一般家庭で使われる複合情報入出力機器とし
て展開することが予想され、追記性、保存性、安全性に
優れた普通紙に記録できることか要求される。

これからのファクシミリには普通紙に高速で随時に記録
できる受信部が必要となる。これらの要求にたいしてレ
ーザープリンタが注目されているが随時記録性に問題が
ある。第１１図にレーザプリンタを出力装置とする受信
部の基本的な構成を示す。１は感光性ドラムで導電性ス
リーブ２上にＳｅなどの無機光導電材料あるいは有機光
導電材料からなる感光層３を設けである。感光性ドラム
１の周囲に帯電用コロナチャージャ４、二成分磁気ブラ
シ現像装置あるいは非磁性−成分トナーを用いた現像装
置などの現像装置５、転写用コロナチャージャ６、ブレ
ードクリーニング７、電荷除去用光源８が配置されてい
る。送信側で変調された記録信号は伝送路を経由して受
信側ファクシミリの受信部に入り復調器ｌＯで復調され
、制御部Ｕの制御によりページメモリー１２に記憶され
る。１ペ一ジ分の記録信号が記憶された後、記録信号は
制御部１１の制御によりページメモリー１２から半導体
レーザー駆動回路１３に時系列に送られる。半導体レー
ザ（図示せず）は記録信号にしたがって発光され、レー
ザー光走査系１４及びミラー１５によって主走査（感光
ドラム１の軸方向）が行われ、感光層３を照射する。照
射に先立って感光層３はコロナチャージャ４によって表
面電位ａｏｏｖ程度に一様に帯電されのており、レーザ
ー光照射された部分はｔｏｏｖ程度に電位が低下し、表
面電位の高低による静電パターン（図示せず）が形成さ
れる。

静電パターンは帯電電位と逆の極性を持つ現像装置５の
トナーによって現像され可視化される。トナー像はカセ
ットＬ６より休止される普通紙のカットシート１７にコ
ロナチャージャ６からカットシー）１７に付与されるト
ナーと逆の極性の電荷の働きにより静電的にカットシー
ト１７に転写される。転写されたトナー像はヒートロー
ラ１８によりカットシー）１７に定着される。静電パタ
ーンを形成した感光層はクリーニングブレード７で残留
するトナーを除去された後、光源８で全面光照射して静
電パターンを消去して、再び記録可能な状態となる。

（発明が解決しようとする課題） このプリンタで高品位な記録を得るためには現像から転
写まで静電パターンの電位コントラストが十分に大きい
こと、全面光照射間に静電パターンが完全に消去される
ことが必要である。このためには感光層表面電位の暗所
減衰が殆どなく、光照射による減衰が高感度に起こる光
導電性材料が必要である。光照射による減衰が遅く、暗
所減衰が速いと静電パターンの電αコントラストが不十
分となり、低い画像濃度あるいは下地汚れが生じ、光照
射による減衰が遅いと全面光照射による静電パターン消
去が不完全になり、ゴーストが発生する。しかし、電子
写真記録プロセスに適した光照射による減衰特性と暗所
減衰特性を同時に満足する光導電性材料は現在得られて
いない。一般に光照射による減衰が高感度であると暗所
減衰も速く　（高感度に）なる。したがって、電子写真
記録プロセスのレーザープリンタではプロセス速度、言
い換えれば感光層の移動速度に見合った特性の光導電性
材料を使用している。すなわち、高品位な記録を得るた
めにはプロセス速度一定で記録する必要があり、ファク
シミリのように受信信号に応じて記録媒体の移動速度を
変えて記録した場合には記録品質が一定しないという問
題を生じる。

これを避けるために原稿のレーザープリンタを利用した
ファクシミリ受信部では第１１図にも示したように１ペ
一ジ分の記録信号をいったんページメモリに記憶して記
録している。ファクシミリでは１通信分の記録信号を連
続して受信するので記録中も受信するため２ペ一ジ分以
上のページメモリーが必要になるという問題を生しる。

これは階調信号のような１画素当たり数ビットを要する
ような記録信号ではメモリー規模は膨大なものとなり装
置コストの大きな負担となる。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、発明の
目的は記録速度可変の静電記録装置を提供することにあ
る。他の目的は記録媒体が間欠的に搬送されても記録品
質の変わらない静電記録装置を提供することにある。さ
らに他の目的は記録速度が変化しても、記録媒体が間欠
的に搬送されてお普通紙に記録品質の変わらない記録を
行う静電記録装置を提供することにある。さらに他の目
的は高速で、かつ記録媒体を間欠送りしながら高品位の
記録ができる静電記録装置を提供することにある。さら
に他の目的はページメモリを装備せずに高速で、かつ記
録媒体を間欠送りしながら高品位の記録ができる静電記
録装置を提供することにある。

本発明はイオン発生装置より記録信号にしたかってイオ
ンを抽出する記録手段を用いて、移動速度可変あるいは
間欠的に搬送される固体誘電記録媒体に静電パターンを
形成し、現像手段により可視化する静電記録装置を用い
て上記問題点を角ｌｆ決するものである。さらにはプリ
チャージ手段により間欠的に搬送される固体誘電記録媒
体を一様に帯電させ、記録信号にしたがってイオン発生
装置より前記帯電と逆極性のイオンを抽出する記録手段
により静電パターンを形成する静電記録装置を用いて上
記問題点を解決するものである。これらの静電記録装置
を構成するイオン発生装置として固体誘電体部材の一面
に第一の電極を、他面に第一の電極に対向して固体誘電
体部材の接合部にはエアギャップ領域が存在するように
第二の電極を設け、第一の電極と第二の電極の間に交え
電位を印加し、エアギャップ領域に放電を生じせしめる
ようにしたイオン発生装置を、プリチャージ手段として
固体誘電体部材の一面に第一の電極を、他面に第一の電
極に対向して固体誘電体部材の接合部にはエアギャップ
領域が存在するように第二の電極を設けたイオン発生器
とエアギャップ領域に放電を生じせしめるために第一の
電極と第二の電極の間に交流電位を供給する交流電源と
誘電記録媒体との間に所定の電位を形成するためのバイ
アス電源を含むプリチャージ手段を、現像手段として非
接触型の非磁性一成分現像手段あるいは弾性ローラを現
像ローラとする接触型の非磁性一成分現像手段を用いる
静電記録装置を提供するものである。また、間欠的に搬
送される固体誘電記録媒体を一様に帯電させるプリチャ
ージ手段と、静電パターンを形成するために記録信号に
したがってイオン発生装置より前記帯電と逆極性のイオ
ンを抽出する記録手段と、現像手段と、転写手段からな
り、プリチャージ手段、記録手段および転写手段の各々
にエアーギャップ破壊によりイオンを生成するイオン発
生手段を含む静電記録装置を提供するものである。

（作用） 本発明による静電記録装置では固体誘電体部材の一面に
第一の電極を、他面に第一の電極に対向して固体誘電体
部材の接合部にはエアギャップ領域が存在するように第
二の電極を設け、第一の電極と第二の電極の間に交流電
位を印加し、エアギャップ領域に放電を生じせしめるよ
うにしたイオン発生装置を用いることにより高電流密度
のイオンを得ることができ、記録手段にあっては固体誘
電記録媒体上に高速で電荷蓄積ができるので大きい静電
コントラストが数１００ｎｓｅｃ、〜数ｌＯμＳｅｅ。

で得られる。また、静電パターンの表面電位減衰の時定
数は固体誘電記録媒体の抵抗および誘電率からのみ任意
に決めることができ数１０ｓｅｃ、以上の時定数を得る
ことができる。本発明に含まれるプリチャージ手段にあ
っては高電流密度のイオンにより瞬時に固体誘電記録媒
体の一様帯電がなされ、かつ所定の表面電位に達すると
イオンの移行が停止されるため固体誘電記録媒体のプリ
チャージ手段での滞留時間に関係なく所定の表面電位が
得られる。本発明の静電記録装置に含まれる現像手段で
あるトナーと静電パターンか離れている状態で現像の行
われる非接触型の非磁性一成分現像手段あるいは絶縁性
トナーと弾性ローラを現像ローラとして用いた非接触型
の非磁性一成分現像手段を用いることにより静電パター
ンの現像手段での滞留時間に関係なく所定の表面電位に
応じた現像が行われる。先に述べたイオン発生動作を示
すイオン発生装置を含む転写手段にあってはトナー像の
転写手段での滞留時間に関係なく所定の転写電位が得ら
れる。したがって、本発明になる静電記録装置では各手
段での滞留時間に関係なく所定のプロセスが実行される
。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る静電記録装置の一実施例を示す。

静電記録装置２０は接地された導電体２１上に誘電層２
２を設けた記録媒体ドラム２３の周囲にイオン記録ヘッ
ド２４、非接触型の一成分非磁性現像器２５、トナー転
写器２６、クリーニングブレード２７、除電器２８から
なる。送信側で変調された記録信号は伝送路を経由して
受信側ファクシミリの受信部に入り復調器２９で復調さ
れ、バッファメモリー３０に記憶される。制御部３１の
制御により記憶された記憶信号にしたがってイオン記憶
ヘッド駆動回路３２が駆動され、後述する記録動作によ
りイオン記録ヘッド２４を通過する誘電層２２面にイオ
ン記録ヘッド２４より記録信号に従って抽出されたイオ
ンにより電荷像が形成される。電荷像は現像器２５によ
り電荷像と逆極性の乾式現像剤（以下、トナーと言う）
で現像され可視化される。トナー転写器２Ｂを通過する
トナー像はトナー転写器２６より発生し、記録紙３３の
裏面に与えられたトナー像と逆極性のイオンが形成する
静電力により、記録紙３３に転写される。記録紙３３に
転写されたトナー像は定着器であるヒートローラ（図示
せず）を通過して定着される。記録紙３３に転写されず
誘電層２２に残ったトナーはクリーニングブレード２７
で除去される。

トナーを除去された誘電層２２面は除去器２８を通過す
る時に表面の電荷を中和され、再使用される。

記録媒体ドラム２３はアルミニュウムドラムに固有抵抗
１Ｏ１２〜１０１４Ω／　ｃｍ　ｓ厚さ　１００μｍ（
７）ポリフッ化ビニリデン膜を被膜したものを用いた。

第２図を用いてイオン記録ヘッド２４の構成と記録動作
について説明する。イオン記録ヘッド２４はイオン発生
器２４−Ａと加速電極２４−Ｂからなる。イオン発生器
２４−Ａは０．［１３５ｏ＋ｍ厚のアルミナ基板３４に
電極材料として金、誘電体材料として結晶化ガラスを用
いて周知の技術である厚膜形成法、フォトリソグラフィ
とエツチングにより第３図に示すパターンで固体誘電体
部材である厚さ２５μｍの結晶化ガラスを挟んで第１電
極である５本の誘電電極３５と第２電極である２０本の
イオン発生電極３６を形成した。誘電電極３５（後述す
る第３図では破線で示しである）の幅は１６０μｍ１厚
みは３μｍである。

誘電体層３７の厚みは２５μｍである。イオン発生電極
３６（第３図では実線で示しである）の幅は１８０μｍ
５厚みは１５μｍで第３図に示したようにマトリックス
状に交差する誘導電極３５とイオン発生電極３６の交点
に直径１００μｍの穴３８が１つのイオン発生電極あた
り５つ設けられている。穴３８は記録媒体ドラム２３の
軸方向に１００μｍピッチで２００個並んでいる。加速
電極２４−Ｂは第３図に示した穴３８と同じ配置で直径
２００μｍのスルーホールを機械加工した厚さ６０μｍ
のポリイミドフィルム３９と、１８μｍ厚の銅箔に感光
性ポリイミドを硬化後５μｍとなるように塗布し、第３
図に示した穴３８と同じ配置で銅・ポリイミドをエツチ
ングし、直径１００μｍのスルーホールを設けたフィル
ムをイオン発生電極に設けられた穴３８と同心になるよ
うに積層した。５つの誘導電極３５−１．３５−２．３
５−３．３５−４．３５−５は各々、交流電極４０に他
端を接続している誘導電極選択スイッチ４１−１．４１
−２．４１−３．４１−４．４１−５に接続されている
。イオン発生電極３Ｂ−１，３６−２，３６−３は各々
、信号電圧源４２とイオン発生電極選択スイッチ４３−
１．４３−２．４３−３．４３−４に接続されている。

つぎに静電パターン形成について説明する。誘導電極３
５に接続するスイッチ４１を選択することにより、例え
ば第３図によれば誘導電極４１−２と交差するイオン発
生電極３６に電源４０よリピーク電圧１０００Ｖ−周波
数２０ＫＨｚの交流電位が印加されると穴３８内に高密
度電流の正負イオンを生じる。このタイプのイオン発生
器のイオン発生機構は特開昭５４−５３５３７号公報に
詳しく記載されているが、ここでは簡単に説明する。電
源４０より交流の正の電位が誘導電極３５とイオン発生
電極３６の間に印加され、穴３８内の周縁電界Ｅｈが空
気の破壊電界を越えると誘電体３７の領域３７−ｒに関
してエアギャップ破壊が生じて穴３８内に正のイオンを
形成する。発生したイオンにより領域３７−ｒが帯電し
その電位がイオン発生電極３６のそれに近づくとイオン
発生は停止する。続いて負の電位が印加されると先と同
様の機構により負のイオンが生じる。この様にイオン発
生が先に発生したイオンによって制限されることかない
ので高密度電流のイオンが発生する。同時にイオン発生
電極選択スイッチ４３、例えば第３図によればイオン発
生電極４３−２を選択することにより、イオン発生電極
４３−２に記録信号電圧ＦＡ４２による記録信号電位−
３００Ｖが印加される。選択された画電極の交点にある
穴３８−ａでは負イオンが抽出され、抽出された負イオ
ンは電極４４により加速電極２４−Ｂと導電体２１に印
加される一６００ｖの電位により誘電層２２上に誘引さ
れる。誘導電極とイオン発生電極をマトリックス駆動す
ることにより上記のようにイオン記録ヘッド２４下を通
過する誘電層２３上に記録信号にしたがった表面電位−
５００Ｖの電荷像が形成される。

イオンによる誘電層２２の充電（表面電位形成）時間は
イオン電流密度が高いので数１００ｎｓｅｃ、〜数ｌＯ
μＳｅｅ、と極めて短く、かつ加速電極電位と誘電層表
面電位が同じになるとそれ以上イオンは誘電層に誘引さ
れることはないので誘電層表面電位は加速電極２４−Ｂ
と導電体２１に印加される電位以上になることはなく、
誘電層のイオン記録ヘッド下の通過時間に関係なく所定
の表面電位が得られる。

形成された静電パターンは記録媒体ドラム２３の回動に
よって非接触型の一成分非磁性現像器２５に送られる。

回動する現像スリーブ４５に供給される正の極性の絶縁
性トナーが負の電位の静電パターンを現像し、静電パタ
ーンは可視化される。現像スリーブ４５上のトナーは誘
導層２２と離間している。

したがって、現像されたトナー像が停止しても、回動す
る現像スリーブ４５上のトナー層によってトナー像が乱
されることはなく、またトナーを介して静電パターンの
電荷がリークすることもない。

現像スリーブ４５には一１５０ｖのバイアス電位に重畳
された交流電位が現像電位として印加されている。

静電パターン電位はトナーの現像により低下し、現像電
位のバイアス電位とほぼ等しくなるまでトナーは静電パ
ターンに誘引される。現像が飽和した後（電位差がほぼ
なくなったとき）も誘電層２２が間欠的に送られている
ため現像された静電パターンが現像領域に止まっていて
も、この後は交流電位によりトナー像のトナーは剥離−
付着を繰り返すが平衡状態となりトナー濃度は変化しな
い。

すなわち、静電パターンの現像領域での滞留時間に関係
なく静電パターン電位に応じたトナー濃度が保たれる。

トナー像はトナー転写器２６により記録紙３３に転写さ
れる。トナー転写器２６の働きを第４図を用いて説明す
る。トナー転写器２６はイオン記録ヘッド２４のイオン
発生器２４−Ａと断面構造は同じであるがイオン発生電
極４Ｂ、ｔｏｏμｍ幅のスリット状に開けられた穴４７
および誘電電極４８が誘電体ドラム２３の軸方向に記録
紙３３の幅を越える長さで設けられている。製造法はイ
オン発生器２４−Ａとデザインを除いて概略同じである
のでここでは説明を省略する。誘導電極４８とイオン発
生電極４６に電極４９よりピーク電圧ｔｏｏｏｖ−周波
数２５ＫＨｚの交流電位が印加されると穴４７内に高密
度電流の正負のイオンを生じる。イオン発生機構につい
ては第２図においての説明と重複するので省略する。イ
オン発生電極４６に電極５０より印加されるバイアス電
位−ｅｏｏｖの働きにより抽出された負イオンは記録紙
の裏面に付着し、付着した電荷が形成する静電界により
プラス帯電のトナーは記録紙３３に停車される。イオン
記録ヘッドによる誘電層での静電パターン形成と同様に
記録紙３３の裏面の表面電位（以下、転写電位という）
がイオン発生電極に印加されているバイアス電位に近づ
くと発生したイオンは記録紙３３に誘引されなくなり、
イオン発生が持続していても転写電位はイオン発生電極
に印加されているバイアス電位に近い値で飽和する。

記録紙３３が普通紙の場合、環境温度が高くなると吸湿
して付着したイオンがリークし、転写電位が低下し転写
不良による濃度低下、濃度むらが生じる。このトナー転
写器２６はイオンの高密度電流が発生するので転写電位
が低下した分に相当するイオンかたたちに供給され転写
電位は復活する。記録媒体ドラム２３と記録紙３３が停
止しても転写電位が以上に上昇することもなく常に一定
の転写電位を保つことかできる。トナー転写後の静電パ
ターン部に残ったトナーはクリーニングブレード２７で
除去される。静電パターンは除電器２８で消去される。

除電器２８のイオン発生器の構造は先に説明したイオン
転写器と同じであるが、第４図に示したイオン転写器の
構成から電源５０が除かれた構成となっている。イオン
発生機構については第２図においての説明と重複するの
で省略する。除電器２８では正負のイオンが発生し、正
のイオンが静電パターンの電位により誘引されて形成さ
れた電荷像を中和・消去し、誘電層２２の表面電位を略
Ｏｖとして記録媒体ドラム２３の再使用を可能とする。

除電器２８では正負のイオンが発生しているので、誘電
層２２が停止していても帯電されることはない。

以上の説明から明らかなように、静電記録装置２０は記
録媒体ドラム２３を間欠的に回動させながら普通紙に記
録することができる。この特徴により、この静電記録装
置をファクシミリの受信部出力装置として用いると、復
調器２９で復調された記録信号を記憶するラインバッフ
ァメモリー３０の容量は数ライン分で良く、数ページ分
のメモリー要領を必要とした従来装置と比較して、大幅
なメモリー容量の削減が可能である。また、ページ単位
で記録する必要がないので記録紙３３は連続紙を用いる
ことができる。この場合には必要に応じてカッターを設
けても良い。

次に本発明になる他の一実施例である静電記録装置を第
５図を用いて説明する。静電記録装置５１は接地された
導電体５２上に誘電層５３を設けた記録媒体ドラム５４
の周囲にブリチャージャ５５、イオン記録ヘッド５６、
反転現像を行う絶縁性−成分非磁性トナーを用いた接触
形現像器５７、圧力ローラ５８、クリーニングブレード
５９からなる。後述する静電パターン形成法によりイオ
ン記録ヘッド５６を通過するあらかじめ正のイオンで帯
電された誘電層５３面にイオン記録ヘッド５６より記録
信号に従って抽出された負のイオンにより電荷の中和像
（静電パターン）が形成される。中和像は現像器５７に
より帯電電荷と同極性のトナーで現像され可視化される
。トナー像は圧力ローラ５８と記録媒体ドラム５４によ
って記録紙６０に圧接され、記録紙ＢＯに転写されると
同時に定着される。記録紙に転写されず誘電層５３面に
残ったトナーはクリーニングブレード５９で除去され、
記録媒体ドラム５４は再使用される。

記録媒体ドラム５４として樹脂などを含浸させた陽極酸
化アルミを表面に設けたアルミニュウムドラムを用いた
。

イオン記録ヘッド５６の構造を模式的に第６図に示す。

イオン記録ヘッド５Ｂはイオン発生器５６−Ａと制御電
極５Ｂ−Ｂからなる。イオン発生器５Ｂ−Ａは０．６３
５＋ａｍ厚のアルミナ基板６１の一面に全面鋼の電解メ
ツキをした後、フォトリソグラフィとエツチングにより
第７図に示すパターン配置で厚さ３μｍ１幅１８０μｍ
で５本の誘導電極（第７図ではハツチングで示しである
）　８２を形成した。次１こ固体誘電体部材となる２５
μｍのポリイミドフィルムに積層した１８μｍ厚の銅箔
にフォトリソグラフィとエツチング加工を施し、第７図
に示すパターン配置（第７図では実線で示している）で
イオン発生電極６３と遮蔽電極６４を形成した。イオン
発生電極６３と遮蔽電極６４は共通電極８５に接続あれ
、接地されている。遮蔽電極６４の幅は４０μｍで遮蔽
電極６４とイオン発生電極Ｂ３との間隔は４０μｍであ
る。イオン発生電極６３および遮蔽電極６４のポリイミ
ドフィルムとの接合部に形成されるエアーギャップ領域
に対する挟角は７５度に加工された。このシートを誘導
電極６２とイオン発生電極６３および遮蔽電極Ｂ４が第
７図の位置関係になるようにポリイミドフィルムからな
る誘電体Ｂ６を挟んで積層し、イオン発生器５８−Ａを
構成した。イオン発生器５６−Ａの特徴は第５図に示す
ようイオン発生電極６３の間に誘導電極６２に対向する
領域内に少なくともその一部か含まれるように遮蔽電極
６４を設けた点にある。遮蔽電極６４はイオン発生用の
交流電位でイオン発生電極６３の間に漏洩する電界を遮
蔽するために設けられ、本静電記録装置のイオン電流低
電圧制御に有効に作用する。制御電極５６−Ｂは大２図
に示したイオン記録ヘッドの加速電極２４−Ｂと同様に
製作し、イオン発生器５６−Ａと積層してイオン記録ヘ
ッド５６を得た。この静電記録装置の静電パターン形成
について第８図を用いて説明する。記録媒体ドラム５４
の誘電層５３の表面をブリチャージャ５５で正電荷によ
り一様に帯電する。ブリチャージャ５５の構成は第４図
に示した転写器と同様であり、イオン発生機構も同様な
ので説明を省略する。誘電電極６７とイオン発生電極６
８の間に電１Ｆｊ６９よりピーク電圧１５００Ｖ−周波
数２０ＫＩｌｚの交流電位が印加されると先に説明した
ようにエアーギャップ破壊により高電流密度の正負イオ
ンを生じる。電源７０よりイオン発生電極に印加される
＋６００ｖの電位により正イオンが抽出され、誘電層５
３表面を＋６００Ｖに帯電する。記録媒体ドラム５４の
回動が停止し誘電層５３がプリチャージ下で滞留しても
第４図に示した転写器における記録紙への帯電が記録紙
か滞留しても一定の電位に維持されると同様に、プリチ
ャージ電位は電源７０のバイアス電位とほぼ同じに保た
れる。−様に帯電された誘電層６３がイオン記録へ・ソ
ド５６を通過するとき、記録信号にしたがってイオン記
録ヘッド５６より抽出される負のイオンにより誘電層５
３表面の正のイオンを選択的に中和・消失させ、中和像
７１を形成する。イオン記録ヘッド５６の誘導電極６２
−Ｌ　６２−２．６２−３．６２−４．６２−５はスイ
ッチ７２−１．７２−２．７２−３．７２−４．７２−
５により順次切り替えられて電源７３に接続される。イ
オン発生電極６３と遮蔽電極６４は電源７３およびカッ
トオフ電位〜４０Ｖを印加する電源７４に接続されてい
る。電源７３より選択された誘導電極（例として第７図
では誘導電極７２−１が選択されている）とイオン発生
電極６３および遮蔽電極６４に印加されるとピーク電圧
１５００Ｖ−周波数２０ＫＨｚの交流電位により、選択
された誘導電極とイオン発生電極６３および遮蔽電極Ｂ
４の交差する領域に対応する穴７５内に正負のイオンを
生じる。制御電極５６−Ｂには記録信号に応じて〜４０
Ｖ　（ＯＮ）あるいはアースポテンシャル（ＯＦＦ）の
イオン電流制御電位が印加される。制御電極５６−Ｂに
アースポテンシャルが印加されているときは負のイオン
をイオン発生電極側へ誘引する逆電界が発生し、負のイ
オンは誘電層５３の表面電位によって誘電層５３の表面
に誘引されることはない。制御電極５６−Ｂに〜４０Ｖ
が印加されているときは負のイオンをイオン派生電極側
へ誘引する力が生じないので、負のイオンは誘電層５３
の表面電位によってイオン記録ヘッド５Ｂより抽出され
誘電層５３の表面に誘引される。誘電層５３の表面に誘
引された負のイオンは誘電層５３の表面の正のイオンを
中和して、その表面電位を１５０Ｖ以下に低下させ中和
像７１を形成する。この静電記録装置の静電パターン形
成方式によれば静電パターンの電位コントラストはほぼ
プリチャージ電位によって選択でき、ここに示したよう
にＳｅ感光体を用いた電子写真記録方式における静電パ
ターンの電位コントラストと同様なおおきな電位コント
ラストを得ることができる。静電パターン形成後、記録
媒体ドラム５４の回動が停止しても制御電極５６−Ｂと
イオン発生電極６３および遮蔽電極６４の間には負のイ
オンをイオン発生電極側へ誘引する電界が作用している
ので非記録部分の誘電層５３に誤った静電パターンが形
成されることはない。正のイオンはイオン記録ヘッド５
６より抽出される可能性があるが形成された静電パター
ンの表面電位はプラス電位かアースポテンシャルなので
誘電層５３に誘引されることなく、したがって形成され
た静電パターンが乱されることはない。遮蔽電極６４が
ある場合には高密度の負のイオンの誘電層５３への抽出
制御を上記のように数ｌＯｖの制御電位で実現できるが
、遮蔽電極６４がない場合には数ｔｏｏｖの制御電位が
必要となる。遮蔽電極６４の作用について詳しく説明す
る。

第１２図（ａ）に示した遮蔽電極６４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１０３（記録媒
体ドラムに相当）を＋６００ｖの表面電位に、制御電極
１１Ｂを＋３８Ｂに、イオン発生源１１５のイオン発生
電極Ｈ８を＋３１１Ｖにそれぞれバイアスし、誘導電極
１１９に対しイオン発生用のピーク間電圧１８００の交
流電圧を印加したとき、イオン発生電極１１８から負の
イオンが発生し記録媒体１０３に達する。このときの電
位分布は第（２図（ｂ）に示すようになる。

ところが、第１３図（ａ）に示すように、遮蔽電極６４
を設けてイオン発生電極と同電位にした場合には、第１
３図（ｂ）に示す電位分布となる。

すなわち、遮蔽電極６４が存在する場合、イオン発生源
１５と制御電極１１Ｂとの間の電位分布は数ｌＯｖ以下
となり、制御電極１１６をＯＶにするだけで、負のイオ
ンに対し逆電界を与えることが可能となり、負のイオン
を制御できる。しかも、イオン発生電極近傍のイオン発
生電界にはほとんど影響を与えることはなく、安定した
イオンが生ずる。

一方、イオン発生電極１１ｇと誘導電極１１９に印加し
た交流電圧で生じた逆極性の正のイオンは、記録媒体１
０３と制御電極１１６との間の逆電界により記録媒体１
０３上に達することなく制御電極１１Ｂに吸収される。

このように、遮蔽電極６４を設けてもイオン発生量の減
少はない。その理由は、イオンが発生する領域がイオン
発生電極近傍数ミクロンの所に強電界部分で行なわれ、
この領域の電界変動は１００ミクロンのイオン発生用ス
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。

次に、上述の動作原理をさらに理論的に説明する。基本
動作は二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イオン電流の式等を
用いて説明する。

イオンの動作を示す基本方程式は次式で示される。

Ｖ ■−μ　ｄ、　　、ｌ−ρＶ　　　　　・・・（１）■
はイオン発生源からの距離ｙだけ離れた点の電位、ε　
は空気の比誘電率、ε。は真空中の誘電率、ρは距Ｍｙ
において空間電荷として存在するイオン流による電荷ｆ
ｆ１ＴＩＶは距離ｙにおける速度、μはイオンの移動度
、ｉは距離ｙにおけるイオン電流である。

以上の式は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、イオン発生電極１１ｇと誘電電極１１
９の間に印加するイオン発生用の交流電圧１２３の周期
はイオンが記録媒体１０３に達する時間（〜２μＳｅｅ
程度）よりも十分長く、かつ制御電極１１６に印加する
信号電圧１２４の周期もこの時間よりも十分長い必要が
ある。

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イオンのオン・オフ制
御を行なうもので多値記録は不可能であり、基本的に異
なる。

さらに、加える信号電圧１２４と負のイオンの発生が同
期するように交流電圧（好ましくは矩形波）を印加し、
はぼ低常状態の近似が成立することが好ましい。

このようにして生じた負のイオンは１１Ｂとイオン発生
電極１１８との間に電圧Ｖｇを印加すると、表面電位Ｖ
ｓの記録媒体１０３方向に次式で示すイここで、ａは記
録媒体１０３と制御電極ｌＩＢとの間の距離、ｂは制御
電極１１Ｇとイオン発生源１１５との距離である。

ｋは二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１１Ｂ上のイオン貫通孔１１８ａ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
。

以上のイオン電流の式は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イオン電流が流れるが、
それ以上の飽和電流値以上では一定電流となる。そのた
め、イオンの発生量以下で使用する場合には、そのイオ
ンの発生量に依存せず、電極構造、制御電極ｔｔｅに印
加する電圧、記録媒体１０３の表面電位により変化する
。

以上のことから、イオン記録ヘッドの個々の素子のイオ
ン発生用交流電圧を記録に必要なイオン発生量以上に設
定することで、イオン発生電極１１＆のバラツキにより
生ずるイオン発生量の変動を抑えることが可能となる。

また、イオン流を遮蔽する制御電圧は次式で示され、電
極中心で上幅率が最小となる電圧が最大の遮蔽電圧値と
なる。

この電圧を制御型１１１６にバイアス電圧として加える
ことでイオン電流を遮断することが可能となる。

Ｖ−−Ｖ／ｌ（・・・（３） Ｓ さらに、制御電極ｔｔｅに加える信号電圧は、イオン発
生電極１１８に加えるバイアス電圧よりも小さい値が好
ましい。この値がイオン派生電極１１８の電圧よりも大
きい場合には、発生した負のイオンの一部が制ａ電極１
１ｇに直接流れ込み、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イオン流により記録媒体１０
３と制御電極１１６との間の電位が変動し、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イオン電流を最大とするＯＶ以下
に設定することが好ましい。よって遮蔽電極６４を用い
る方が望ましい。

静電パターン７１は絶縁性−成分非磁性トナーを用いた
接触形現像器５７により現像される。現像器５７は絶縁
性−成分非磁性トナーをブレード（図示せず）で薄層状
に塗布された弾性を有するローラ基体に可撓性の抵抗層
を被覆した現像スリーブ７６を記録媒体ドラムＵに接触
させ、誘電層５３の移動速度より速い速度で同方向に回
転させ現像を行う。

この様な現像器として特開昭６２−３３６１５９号があ
る。現像スリーブ７Ｂには現像バイアス電圧＋２００　
Ｖを印加して反転現像により静電パターンのトナー像化
が行われる。この現像器は現像電極の役割を果たす現像
スリーブが静電パターンに近接するので細線の再現性が
良い。現像中に記録媒体ドラム５４の回動が停止した場
合にも、現像スリーブと静電パターンとの間に絶縁体ト
ナーが介在するので非画像部の電荷がリークも極めて僅
かであり、誘電層の表面電荷の減衰時定数も長いので静
電パターンの電位コントラストが低下することもなく、
記録媒体ドラム５４の回動、あるいは停止によらず常に
同じ光学濃度を与えるトナー像が得られる。トナー像は
所定の圧力をもって記録媒体ドラム５４に接している圧
力ローラ５８を通過する際に記録紙６０に圧接されて、
転写と定着が同時におこなわれる。転写。定着は圧力の
みで行われ、記録媒体ドラム５４の回動が停止し圧接時
間が長くなってもトナー像の転写・定着には悪い影響は
出ない。

記録紙は必要に応じてカッター（図示せず）で所定の長
さに切断され、排紙される。トナー像を転写された静電
パターンは転写残りのトナーをメタルブレード５９でク
リーニングされる。この静電５己録装置では記録媒体ド
ラム５４の表面絶縁層が非常に堅く、滑らかなのでトナ
ークリーニング効率は良く、かつ耐刷性に優れている。

誘電層５３は再びプリチャージされ再使用される。正の
イオンの残っている部分はブリチャージャ５５のバイア
ス電位になるだけイオンが補充され、中和された部分は
ブリチャージャ５５のバイアス電位に再帯電される。

以上の説明から明らかなようにこの静電記録装置では記
録媒体ドラムの回動が変化、あるいは間欠的に回動して
も常に変わらない印字品質の記録ができる。

次に本発明になるたの一実施例である静電記録装置を第
９図を用いて説明する。静電記録装置９０は第５図に示
した静電記録装置のトナーを転写するための圧力ローラ
５８をローラ転写器９１に置き換え、定着器（図示せず
）を付加したものである。

第９図中の構成手段で第５図と同じものは同番号で示す
。静電記録装置９０は接地された導電体５２上に誘電層
５３を設けた記録媒体ドラム５４の周囲にブリチャージ
ャ５５、イオン記録ヘッド５６、反転現像を行う絶縁性
−成分非磁性トナーを用いた接触形現像器５７、ローラ
転写器９１、クリーニングブレード５９からなる。トナ
ー像転写、定着を除いて、記録プロセス、静電パターン
形成プロセス、および記録媒体ドラム５４、ブリチャー
ジャ５５、イオン記録ヘッド５６、接触形現像器５７、
クリーニングブレード５９は第５図のものと同様なので
説明を省略する。第１０図を用いてローラ転写器９１の
構造および転写動作を説明ローラ転写器９１は転写ロー
ラ９２と転写電圧を供給する電源９３からなる。転写口
〜う９２は可撓性の抵抗性層９４、導電層９５、変形可
能な４Ｉｉｉ性層９６、金属シャフト９７よりなる。記
録媒体ドラムＨの回転にしたかってトナー像９８はトナ
ー転写部（Ｂ−Ｃ区間）に運ばれる。トナー転写部で、
トナー像９８は記録紙６０に圧接される。金属シャフト
９７にはトナーと逆極性の転写電圧マイナス１　、５Ｋ
Ｖが電源９３供給され、抵抗層９４と記録媒体ドラム５
４の間に作用する静電気力により、トナー像９８は記録
紙６０に転写される。トナー転写部では転写ローラ９２
の弾性層９６の弾力的な変形により転写圧力もほぼ一定
に保たれる。この様な転写器として特開昭６３−１０４
０８０号がある。この転写器では抵抗層９４と記録媒体
ドラム５４の間に作用する静電気力によりトナーを転写
するので記録紙の吸湿性の影響を受けることがない。ト
ナー像の搬送がトナー転写部（Ｂ−Ｃ区間）で停止して
も、トナー像に作用する静電気力は変化せず、また転写
ローラの柔軟構造により過剰な圧力が加わらないのでト
ナーが誘電層５３にオフ・セットすることもなく、誘電
層のトナー転写部の通過時間に関係なく一定した画像品
位の記録が得られた。

第二、第三の実施例の静電記録装置の第一の実施例の静
電記録装置と同様にファクシミリの受信部出力装置とし
ても用いることができるのは以上の説明から明らかであ
る。また、ファクシミリ以外の記録速度を可変、あるい
は間欠的に記録を行う記録装置に用いることができるの
は勿論である。

［発明の効果］ 本発明になる静電記録装置により一記録画面の記録中に
記録速度が変わっても、また間欠的に記録を行っても高
品位の記録画像が得られる。また、環境湿度に対して動
作範囲の広く、−記録画面の記録中に記録速度が変わっ
ても、また間欠的に記録を行っても高品位の記録画像が
得られる静電記録装置を構成できる。本発明になる静電
記録装置をファクシミリ受信部に用いて普通紙に高速で
かつ、間欠記録のできるファクシミチ受信部を構成する
ことかできる。また、動作範囲が感熱ファクシミリト同
等に広く、レーザーファクシミリよりも高速記録が可能
で、間欠記録のできるファクシミリ受信部を溝底するこ
とができる。本発明になる静電記録装置をファクシミリ
受信部に用いることにより、メモリ容量の大幅削減が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う第一の実施例である静電記録装置
の構成とそれを出力部としたファクシミリ受信部の構成
を示す図、第２図は第１図の静電記録装置におけるイオ
ン記録ヘッドの構成と静電パターン形成動作を説明する
ための図、第３図は第２図に示したイオン記録ヘッドの
電極構成を示す図、第４図は第１図の静電記録装置にお
けるトナー転写器の働きを説明するための図、第５図は
本発明にしたがう第二の実施例である静電記録装置の構
成を示す図、第６図は第５図の静電記録装置におけるイ
オン記録ヘッドの構成を示す図、第７図は第６図に示し
たイオン記録ヘッドの電極構成を示す図、第８図は第５
図の静電記録装置における静電パターン形成動作を説明
するための図、第９図は本発明にしたがう第三の実施例
である静電記録装置の構成を示す図、第１Ｏ図は第９図
に示した静電記録装置のローラ転写器の構成とその働き
を説明するための図、第１１図は従来装置であるレーザ
ファクシミリの受信部構成と記録動作を説明するための
図、第１２図乃至第１３図は遮蔽電極の作用を説明する
ための図である。 １Ｏ１２９・・・復調器　　　１２．３０・・・メモリ
２２．５３・・・誘電層　　　２３．５４・・・記録媒
体ドラム２４．５６・・・イオン：２録ヘッド ２４−Ｂ・・・加速電極　　　２５．５７・・・現像器
２６．５８．９１・・・転写器 ２７．５９・・・クリーニングブレード２８・・・除電
器 ３５．４８．６２．６７・・・誘導電極３６．４６．６
３．６８・・・イオン発生電極５６−Ｂ・・・制御電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）記録手段により固体誘電記録媒体に記録信号にし
   たがって静電パターンを形成し、現像手段により可視化
   する静電記録装置において、 イオン発生装置より記録信号にしたがってイオンを抽出
   する記録手段を用いて、移動速度可変の固体誘電記録媒
   体に静電パターンを形成することを特徴とする静電記録
   装置。 （２）記録手段により固体誘電記録媒体に記録信号にし
   たがって静電パターンを形成し、現像手段により可視化
   する静電記録装置において、 イオン発生装置より記録信号にしたがってイオンを抽出
   する記録手段により間欠的に搬送される固体誘電記録媒
   体に静電パターンを形成することを特徴とする静電記録
   装置。 （３）イオン発生装置が固体誘電体部材の一面に第一の
   電極を、他面に第一の電極に対向して固体誘電体部材の
   接合部にはエアギャップ領域が存在するように第二の電
   極を設け、第一の電極と第二の電極の間に交流電位を印
   加し、エアギャップ領域に放電を生じせしめるようにし
   たイオン発生装置であることを特徴とする請求項１又は
   ２記載の静電記録装置。 （４）現像手段が非接触型の非磁性一成分現像手段ある
   いは絶縁性トナーと抵抗層を表面に有する弾性ローラを
   現像ローラとして用いた接触型の非磁性一成分現像手段
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の静電記録
   装置。 （５）記録手段が固体誘電体部材の一面に第一の電極を
   、他面に第一の電極に対向して固体誘電体部材の接合部
   にはエアギャップ領域が存在するように第二の電極を設
   け、第一の電極と第二の電極の間に交流電位を印加し、
   エアギャップ領域に放電を生じせしめるようにしたイオ
   ン発生装置と前記帯電電位より低い電位で前記帯電と逆
   極性のイオンを記録信号にしたがってイオン発生装置よ
   り抽出する手段を含むことを特徴とする請求項１又は２
   記載の静電記録装置。 （６）記録手段により固体誘電記録媒体に記録信号にし
   たがって静電パターンを形成し、現像手段により可視化
   する静電記録装置において、 プイチャージ手段により間欠的に搬送される固体誘電記
   録媒体を一様に帯電させ、記録信号にしたがってイオン
   発生装置より前記帯電逆極性のイオンを抽出する記録手
   段により静電パターンを形成することを特徴とする静電
   記録装置。 （７）プリチャージ手段が固体誘電体部材の一面に第一
   の電極を、他面に第一の電極に対向して固体誘電体部材
   の接合部にはエアギャップ領域が存在するように第二の
   電極を設けたイオン発生器とエアギャップ領域に放電を
   生じせしめるために第一の電極と第二の電極の間に交流
   電位を供給する交流電源と誘電記録媒体との間に所定の
   電位を形成するためのバイアス電源を含むことを特徴と
   する請求項６記載の静電記録装置。 （８）イオン発生器が固体誘電体部材の一面に第一の電
   極を、他面に第一の電極に対向して固体誘電体部材の接
   合部にはエアギャップ領域が存在するように第二の電極
   を設けたイオン発生器とエアギャップ領域に放電を生じ
   せしめるために第一の電極と第二の電極の間に交流電位
   を供給する交流電源とを含むことを特徴とする請求項７
   記載の静電記録装置。（９）現像手段が非接触型の非磁
   性一成分現像手段あるいは絶縁性トナーと抵抗層を表面
   に有する弾性ローラを現像ローラとして用いた接触型の
   非磁性一成分現像手段であることを特徴とする請求項６
   又は１０記載の静電記録装置。 （１０）記録手段により固体誘電記録媒体に記録信号に
   したがって静電パターンを形成し、現像手段により可視
   化し、転写手段により可視像を記録体に転写する静電記
   録装置において、 間欠的に搬送される固体誘電記録媒体を一様に帯電させ
   るプリチャージ手段と、静電パターンを形成するために
   記録信号にしたがってイオン発生装置より前記帯電と逆
   極性のイオンを抽出する記録手段と、現像手段と、転写
   手段を具備し、前記プリチャージ手段、前記記録手段と
   前記転写手段の各々にエアーギャップ破壊によりイオン
   を生成するイオン発生手段を含むことを特徴とする静電
   記録装置。