JPH0646323B2 - 静電記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電体上に形成された現像剤薄層上に、イオン
源と開口素子から構成されるイオン流変調手段により画
像信号に応じた潜像を形成する静電記録装置に関する。

従来の技術 従来この種の静電記録方法に関する技術としては、米国
特許第３６８９９３５号に開示されている様に、トナー
供給源よりトナーを供給し、絶縁層を介して対向するア
レイ状の開口電極対より成る制御素子により帯電したト
ナー通過量を制御し、記録部材上に画像信号に応じたト
ナー像を形成しようとするものが提案されている。しか
しこの方法はトナーが開口部に付着して開口部周辺を汚
し、酷い場合には目詰りを起こしてしまう場合があるこ
と及び記録速度が低い等の問題点により実用化が為され
ていない。

他の先行技術としては、特公昭５８−３３５５０号に示
されたものがあり、この技術によればイオン流をイオン
流制御素子により画像信号に応じて変調し、イオン流制
御素子と記録部材との間に固体あるいはエーロゾル状の
トナー粒子を供給し、画像信号に応じて変調されたイオ
ン流を選択的にトナー粒子に衝突させトナー粒子を画像
信号に応じて帯電し、この帯電したトナー粒子を電界に
より記録部材上に付着せしめて画像信号に応じたトナー
像を記録部材上に形成している。しかしながらこの技術
に於いては、トナーを均一化供給する手段及び機内汚れ
除去の困難さがあり、又画像濃度が低い等の問題点を有
している。

発明が解決しようとする問題点 上述したように開口素子から構成されるイオン流変調手
段あるいは帯電粒子変調手段を採用した静電記録方法で
は、トナーの開口部への目詰り、低い記録速度及び得ら
れる画像濃度が低いという問題点を有している。そこで
本出願人は先に現像剤担持体上に供給された一成分現像
剤に層形成部材により一様な摩擦帯電電荷を与えると共
に現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成し、現像剤担持
体方向にイオン流を発生し、画像信号に応じて前記イオ
ン流を変調し、前記変調されたイオン流を前記一様な電
荷を有する現像剤薄層に選択的に衝突させることにより
現像剤薄層に画像信号に対応した帯電現像剤から成る潜
像を形成することを特徴とする静電記録法及び装置を提
案した（特願昭５９−１４４３９５号）。

しかし、この特許願中に開示した発明においては、イオ
ン流供給源として特に限定はないものの、その実施例で
はコロトロン放電器によるコロナ放電によりイオンを供
給しているため、イオン流飛翔のための電界形成の困難
さ、コロトロンワイヤーの放電むらによる画像のボケ、
さらには画像の濃度むらやコロトロンワイヤの汚れなど
の問題を有しており、改良の余地のあるものであった。

本発明の目的は、上記問題点を解消し、画像のボケや画
像濃度むらがなく、また放電電極の汚れもきわめて少な
い静電記録装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 上述した問題点を解決するために、本発明は、現像剤を
その上に担持する現像剤担持体と、現像剤の薄層を形成
するとともに現像剤薄層を一様に帯電する層形成部材
と、イオン源と該イオン源と現像剤担持体との間にバイ
アス電圧を印加する手段とから成るイオン流発生手段
と、イオン源と現像剤担持体との間にそれから離れて配
置された多層の開口素子にして制御電極対と該制御電極
対の間に設けられ画像信号に応じてイオンの通過を制御
する誘電体層とからなるイオン流変調手段とから構成さ
れ、変調されたイオン流を前記帯電された現像剤薄層に
選択的に衝突させることにより現像剤薄層に画像信号に
対応した潜像を形成する静電記録装置において、前記イ
オン源を誘電体中に埋設された板状電極と、該誘電体外
部表面に形成された放電電極と、前記両電極間に交流電
圧を印加する電源とで構成し、沿面放電により前記放電
電極が設けられた前記誘電体外部表面からイオンを発生
させるようにしたことを特徴とする静電記録装置を提供
する。

以下図面を参照して本発明をより詳細に説明することに
する。まず第１図を参照すると、本発明の原理的説明図
が示されており、導電性円筒１２に誘電体層１４を設け
たトナー担持体ロール１０上に供給された一成分トナー
１８は、トナー担持体ロール１０に接触する層形成部材
１６により一様な厚さのトナー薄層にされると共に、層
形成部材１６と一成分トナー１８との間の摩擦帯電系列
によりプラスあるいはマイナスに摩擦帯電される。かく
してトナー担持体ロール１０は、一様に帯電されたトナ
ー薄層をその上に担持することになる。この様に一様に
帯電されたトナー薄層に向けて、イオン供給源２０よ
り、イオン供給源２０と導電性円筒１２との間にバイア
ス電源２２によりバイアス電圧を印加しながら、イオン
流を供給してやり、このイオン流を複数の開口素子から
成るイオン流変調手段２４により、画像信号に応じた電
圧を制御電源２６からイオン流変調手段２４に印加する
ことにより、イオン供給源からのイオン流を画像信号に
応じて変調し、この変調されたイオン流を帯電されたト
ナー薄層に選択的に衝突させて、画像信号に応じたトナ
ー潜像を形成する構成となっている。

バイアス電源２２によるイオン流供給電界はイオン供給
源２０の平板状電極５０（第２図参照）と導電性円筒１
２との間に形成され、イオン流変調手段２４の開孔近傍
ではほとんど平行な電界が形成される。このようにイオ
ン流を現像剤薄層に向けて飛翔させる電界を均一に形成
できるので、鮮明な画像を得ることができる。またイオ
ン供給源２０は第２図に示すような平板状電極に限られ
るものではなく、第４図（ａ）に示すようなトナー担持
体ロールと同心円の一部からなる曲率の埋設電極５０′
をもつ構造でも何ら問題はない。第４図（ｂ）は、その
斜視図を示す。

実施例 第３図を参照すると本発明の静電記録装置の実施例が示
されており、トナー担持体ロール１０はステンレスから
構成される導電性シャフトに体積抵抗１０¹⁰Ωcmの熱硬
化性フェノール樹脂性の誘電体円筒を嵌め合わせて接着
した構成を取っている。ホッパー３６に収容されたトナ
ー１８は、トナー搬送ロール３８によりトナー担持体ロ
ール１０にまで搬送され、トナー担持体ロール１０の上
に供給される。トナー担持体ロール１０上のトナーは層
形成部材１６により一様な厚さ（１５μｍ〜２０μｍ）
のトナー薄層に成るように規制されると共に、層形成部
材１６とトナー１８との間の摩擦帯電系列により一様に
帯電される。本実施例の場合にはトナー層の帯電電位は
−４０〜−６０Ｖである。

開口素子から成る変調器２４は、トラッキングロール等
の保持手段でトナー担持体ロール１０から０．０２〜５
mmの間隔を置いて設けられる。望ましくはこの間隔は
０．１〜３mmの範囲である。変調器２４としてはリング
状電極を使用したものを用い、電極の数を１mmにつき１
２個設けた。誘電体層１４の厚さは５０〜３００μｍ程
度が適当である。

イオン源２０は第２図に示すようにセラミック板４５中
に平板電極５０が埋設された板状の素子で、一方の表面
に放電電極５２が設けられている。埋設電極５０及び放
電電極５２は厚膜印刷を応用して形成されており、耐オ
ゾン性の観点からニッケル、タングステン等を用いた。
また埋設電極５０と放電電極５２との間には０．５mmの
厚さのセラミックを介している。埋設電極５０と放電電
極５２の間に、周波数５００〜１０ｋＨｚ、ピーク間電
圧Ｖｐ−ｐが３．５〜８ｋＶのＡＣ電圧印加で沿面放電
により正、負のイオンが発生した。

イオン源２０は例えば以下のようにして作成される。ま
ず、セラミック板上に導電性のインク状ペーストを印刷
し、焼き付けて厚膜状の板状電極５０を形成する。セラ
ミックパウダー或いはセラミック板を用いてこの板状電
極５０を挟み込むようにした後で、セラミックを焼結さ
せて板状電極５０をセラミック中に埋設する。さらにこ
のセラミック上に、板状電極と同様な導電性ペーストを
用いて線状の放電電極５０を厚膜印刷することにより、
イオン源２０を作成する。

また、沿面放電とは以下のように定義される。即ち、絶
縁物の板の片面に板状電極を、他の面に放電電極を当
て、これらの電極間に交流電圧を印加したとき、放電電
極の接触部からの絶縁物の面上に起こる激しいコロナ放
電を言う。放電電流による電荷が絶縁物表面に蓄積し、
交流電圧の次の半波の放電に寄与するためで、直流では
この現象は起こらない。

トナー担持体ロール１０の導電性シャフト１２を電源２
２を介して接地し、イオン流供給源２０の埋設電極５０
と導電性シャフト１２の間に導電性シャフト側をマイナ
スとして電源２２により８００Ｖのバイアス電圧を印加
して、イオン流供給源２０から正イオンのみ引き出すよ
うにした。

しかしイオンの極性は正イオンに限られるものではな
く、たとえ帯電したトナーの極性がマイナスであっても
負のイオンを発生させるようにしても良い。負イオンを
発生させる場合には電源２２によるバイアス電圧の向き
は前述した場合と逆になりイオン流供給源２０の埋設電
極５０をマイナスとするバイアス電圧を印加する。

画像信号に応じて制御電源２６に印加する電圧は５０〜
３００Ｖが適当であり、これは電源２２により印加する
バイアス電圧によって変化する。変調器２４により画像
信号により変調された正イオンはトナー担持体ロール１
０上のトナー薄層を正帯電させ、トナー薄層上に画像信
号に応じた潜像を形成する。本発明では、イオンをトナ
ー層に導く電界（イオン加速電界）だけが直流成分を有
する電界であり、イオン源２０には交流電圧が印加され
ているため、イオン源の放電電極５２がトナーにより汚
染されることが防止される。これに対して、従来のコロ
トロンをイオン源として採用した場合には、コロトロン
シールドと、ワイヤ間に直流高電圧が印加される。その
上さらに、発生したイオンをトナー層に導く直流バイア
ス電圧をトナー担持体ロールとイオン源間に印加する。
よって、トナー担持体ロール上のトナーの一部がこの電
界によって剥離され、コロトロンワイヤまで飛翔しこれ
を汚染することがある。

トナー担持体ロール１０と間隔２００μｍを隔てて背面
電極４０を設け、両者間に電源４２により９００Ｖのバ
アイス電圧を印加しながらトナー担持体ロール１０上の
トナー潜像の形成されたトナー層を転写用紙４８上に飛
翔させた。この場合トナー担持体ロール１０側がプラス
にバイアスされていれば、トナー担持体ロール上の画像
信号に対応したトナーが用紙４８に転写され、ポジ画像
が得られる。反転現像はバイアス４２の向きを逆にすれ
ば良く同じ電圧で反転像を得ることができた。

発明の効果 本発明によれば従来用いられてきたコロトロンを用いた
イオン流発生手段の換りに、沿面放電によるイオン源を
用い、さらにイオン源と現像剤担持体との間に直流バイ
アス電圧を印加したので、イオン流を現像剤薄層に向け
て飛翔させる電界を均一形成できるので鮮明な画像を得
ることができるばかりでなく、交流によるイオン発生原
理を用いているために、放電電極が汚れにくいという効
果がある。このように本発明によれば、簡単な構成で極
めて応用範囲の広い静電記録装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴であるイオン源が適用可能な静電
記録方法の原理的構成を示す説明図、 第２図はイオン源の断面図、 第３図は本発明の静電記録装置の一実施例を示す概略構
成図、 第４図（ａ）は本発明に使用可能なイオン源の他の実施
態様、第４図（ｂ）はその斜視図である。 １０：トナー担持体ロール １６：層形成部材、１８：一成分トナー ２０：イオン供給源、２２：バイアス電源 ２４：開口素子から成る変調器 ２６：制御電源、４５：セラミック板 ５０：埋設電極、５２：放電電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤をその上に担持する現像剤担持体
   と、現像剤の薄層を形成するとともに現像剤薄層を一様
   に帯電する層形成部材と、イオン源と該イオン源と現像
   剤担持体との間にバイアス電圧を印加する手段とから成
   るイオン流発生手段と、イオン源と現像剤担持体との間
   にそれから離れて配置された多層の開口素子にして制御
   電極対と該制御電極対の間に設けられ画像信号に応じて
   イオンの通過を制御する誘電体層とから成るイオン流変
   調手段とから構成され、変調されたイオン流を前記帯電
   された現像剤薄層に選択的に衝突させることにより現像
   剤薄層に画像信号に対応した潜像を形成する静電記録装
   置において、 前記イオン源を誘電体中に埋設された板状電極と、該誘
   電体外部表面に形成された放電電極と、前記両電極間に
   交流電圧を印加する電源とで構成し、沿面放電により前
   記放電電極が設けられた前記誘電体外部表面からイオン
   を発生させるようにしたことを特徴とする静電記録装
   置。