JPH0117867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電印刷装置、いわゆる静電プリン
タ、ブロツクに関する。（今後、静電印刷装置を
静電プリンタと呼ぶ。） 従来の静電プリンタは、ドツト構成によるもの
では第１図、第２図に示す如く、低速のフアクシ
ミリ等に使用される１〜数本の静電ピン１を直接
静電記録体２に接触させ、パルス信号で静電潜像
を作り、後にトナー現像器３で現像後、定着器４
で定着する方式か、高速のラインプリンタ等に使
用されている、マルチスタイラス５と呼ばれる前
記静電ピン１を数100〜数1000本、樹脂に１〜数
列にして埋め込んだものを使用し、スタテイツ
ク、又は数ブロツクに分けてダイナツクに電圧を
印加して前記静電記録体２に静電潜像を作る方式
である。

ちなみに、第１図に示した方式は、針電極の機
械的走査速度の故に、書込速度がA₄の１枚の用
紙に対して１〜５分程度と低速であり、高速化を
意図すれば、第２図に示す如く針電極数を分解能
まで高めることにより走査を楽にするしか方法が
なかつた。

これは、前記マルチスタイラス５を必要とする
ということであつて、A₄サイズ横方向を10ドツ
ト／mmでカバーするためには2000本以上の針電極
を整然とならべる必要がある他、駆動系は第３図
に示す如く当然各ブロツクに分けて制御電極６を
設けたダイナミツク駆動方式か、第４図に示す如
くマトリツクス３３によるダイナミツク駆動方式
を採らざるを得なかつた。３１はブロツク信号発
生部、３２は印字信号発生部である。しかし乍ら
前記針電極１相互の関係が非常に近接（例えば
50μ程度）しているため、浮誘容量によつて生ず
る容量結合によるクロストークが発生するため、
印加電圧の幅や、となり合う前記針電極、の電位
のコントロール等が必須であつた。

更に従来の画像形成方法として、静電記録体の
上下にマトリクス電極を用い両方の電極に印加さ
れたときだけ印字されるように制御駆動したもの
があるが、かかる構成においては、電極と記録体
間に隙間があると電荷による像の乱れが発生する
ので、記録体と電極を接触させる必要があり、又
その際に、確実な接触を得るためにはかなり大き
な押力が必要となり、迅速な印字に欠けるといつ
た問題、更には静電記録体に電極を接触させて電
圧を印加したとき、電流がかなり広い範囲に亘つ
て流れるので、解像力が悪く、印字品質を高める
ことが困難であつた。詳しくは、「電子写真・第
７巻・第３号・第102頁、103頁」を参照された
い。

以上から、従来の静電プリンターは、機構、コ
ストの簡略化、低価格化を主眼とすると、低速の
ものしか作れず、高速化のためにマルチスタイラ
ス化した書込電極を採用すれば、マルチスタイラ
ス及びドライバー共に非常に構成が複雑、大型、、
高価となつて、ごく限られた用途、例えば大型コ
ンピユータの出力端末（ラインプリンタ）等にし
か適用出来なかつた。

さて、近来、CPU、メモリ等の低価格化が半
導体技術の進行によつて進み、マイコン、オフイ
スコンピユータ等が低価格化したため、コンピユ
ータを使用する層、及びコンピユータのプリント
アウトに接する層が従来の特殊なEDPSの専門家
のみから、一般大衆にまで拡大してきたため、ロ
ーマ字や、片仮名による出力に対する抵抗が大き
く、漢字、かな交り文による出力を待望する気運
が非常に強まつて来た。

さらには、従来存在しなかつた日本語ワードプ
ロセツサ等も、コスト的に大きく普及し得る線に
近くなつて来ている。

ところがこのようなシステムは、前述したよう
に、回路、メモリはどんどん低価格化して来た
し、今後もその方向が進むと予測されるのに対し
て、その出力端末の一つであるプリンターについ
ては、漢字等を使用するため従来のアルフアーニ
ユーメリカル文字では充分であつた５×７ドツ
ト、あるいは９×11ドツト位の分解能ではとうし
い漢字らしさを表現し得ず、ある程度の活字らし
さを望めば32×32ドツト位の分解能が必要とさ
れ、当然、高分解能、かつ高分解能によつて生ず
る印字スピードの低下に対処するため高速化が必
要となつて、プリンター部が非常に高価なものと
なつてしまつている。現在この要求を満足し得る
ものは、レーザ、OFT（オプチカル・フアイバ
ー・チユーブ）を使用した光プリンタ、マルチス
タイラス化静電プリンタしか存在せず、双方共非
常に高価であつて、システム全体のコストを非常
に押し上げ、よつてシステムの市場への普及を
（市場のニーズがあるにもかかわらず）妨げてい
る大きな要因となつている。上記の事情は、高速
フアクシミリ、CRTハード複写装置でも基本的
には全く同じことが云える。

本発明の先行例はかかる状況をふまえ、静電記
録の原理を用いて画期的なプリンタを提供せんと
したもので、その目的は、高分解能、高品位、、
高速の静電プリンターを、簡単な構成で、信頼性
が高く、小型・安価に作り得る印字原理とその構
成を提供することにある。

次に、本発明の先行例について原理的な構成及
び印字原理について述べる。

第５図、書込信号発生部の構成例を示したもの
で、サブストレートである円筒ドラム８上に線状
電極９を１本か複数本まきつけてある。

サブストレート８は、導体でも良いがその場
合、線状電極９は第６図に示す如くサブストレー
ト８より盛りあがつていなくてはならない。サブ
ストレート８が絶縁物の場合は第７図、第８図に
示す如く、線状電極９の表面がサブストレート８
の表面の高さが一致しているか、逆に引き込んで
いても良い。

前記線状電極９の構成は一例であつて、これに
は限定されない。

次に、信号形成部であるが、形状は第９図のよ
うな端面１０を有する薄膜層１１より構成されて
いる。端面の形状は、第９図の如く直線でもよい
し、使用法によつては、第１０図の如く非直線で
あつてもよい。またその端面部の断面は、第１
１、第１２図、第１３図等、多様なものが考えら
れる。よつて、端面は帯状の面もしくは先端が尖
つた線状のものが考えられる。

次に、第１４図ａ，ｂ、第１５図に本発明によ
る構成の一例を示し、その印字原理を説明する。

回転する円筒ドラム８上に線電極９がスパイラ
ル状にまかれており、それに近接して円筒ドラム
８の軸と平行な平面内に、信号形成部である端面
１０を有する薄膜層１１におかれている。線状電
極９と薄膜層１１との距離は、接触から50〜
150μｍ位が適当であるが、発生するドツトサイ
ズを小さくするには、この間の距離は短い程良
い。しかし、接触させてしまうと摩耗が問題とな
る。

さらに、このように構成された静電印刷信号発
生部に、近接または接触させて静電記録体２を前
置させ、該静電印刷信号発生部と反対側に背面電
極１２を設け、前記線状電極９と前記背面電極１
２間に電圧を印加する構成となつている。さらに
は現像部３０、定着部３１が接続している。

第１６図に従つて信号形成部の原理的機能を説
明する。背面電極１２の上を送られる静電記録体
２の上に強磁性体薄層１３とその上面及び端面を
覆う抵抗体層１４の二層構造からなる信号形成部
の薄板を置き背面電極１２側から磁石１５で吸着
する。線電極９に電圧パルスを印加すると線電極
９に最近接する抵抗体層１４上の点近傍との間で
放電が起き発生した空間電荷１６が前記信号形成
部の端面１０に沿つて静電記録体２まで達し静電
潜像を作る。本来線電極９による放電像は線にな
るところであるが信号形成部の位置を調整するこ
とによりドツトを形成させることができる。しか
し、空間電荷１６は信号形成部端面１０に沿つて
下降中拡散するので、信号形成部は薄くなければ
ならず、また静電記録体に磁気力で密着させてい
る。強磁性体薄層１３は導体であるから、この端
面が露出していると、放電で発生した電荷が静電
記録体２に到達する前に強磁性体薄層１３に吸収
されてしまう。放電で生じた電荷のうち抵抗体上
到来したものは、この部分の電位を押し上げ放電
ギヤツプ１７の電位差を減少させるので放電は停
止する。もし抵抗体層１４が導体であるとすると
放電で生じた電荷は１４上に保持されず放電ギヤ
ツプ１７の電位差が減少しないので放電が停止し
ない。本印刷装置においてページを印刷するには
信号形成部の同一場所において、印刷速度に応じ
たある時間間隔で放電が繰返せなければならな
い。このためには、抵抗体層１４上に保持された
電荷が、この時間間隔中にグラウンドに逃げなけ
ればならない。この時間は逃げ道の時定数によつ
て定まる。以上のように抵抗体層１４の抵抗値は
放電を止めるのに充分な時間（100ｍｓ程度）中、
電荷を保持するのに充分大きくなければならず、
高速で放電を繰り返すのに充分な時間（１ｍｓ）
内に電荷を逃がすのに充分小さくなければならな
い。これを満足する抵抗体の比抵抗は10μｍの抵
抗体層については10³〜10⁸Ωcmであるが、この様
な比抵抗を持ち、かつ電気的耐圧の高い物質はあ
まりない。前記二層構造の信号形成部では抵抗層
１４が破壊してしまうと抵抗値が低下し放電量が
増大し、その結果、形成されるドツトが大きくな
る。

本発明はかかる欠点を克服し、電気的耐圧の低
い材料を用いても小さい放電量を安定にするため
に三層構造形成部を用いたものであり以下に説明
する。

三層構造の信号形成部は第１７図に示す如く、
強磁性体薄層１３とその上面及び端面を覆う抵抗
層１４の間に絶縁体層１８をはさんだ構成になつ
ている。三層構造の信号形成部を用いた場合の放
電系の等価回路を第１８図に示す。高圧パルス発
生器１９で線電極と抵抗体層の間の放電ギヤツプ
１７に高圧を印加すると、発生した放電電荷は放
電ギヤツプ１７を移動した抵抗体層の厚み方向の
容量２０と、それに直列に配置された絶縁体層に
よる容量２１を充電して放電ギヤツプ１７の電位
差を減じ、放電を終わる。前記二重構造には、こ
の容量２１が欠けているが、三重構造ではこの容
量２１の存在により系全体の合成容量が小さくな
るので、小量の電荷が移動しただけで、放電ギヤ
ツプ１７の電位差が大きく減少するから、小さな
放電量で放電が停止する。また、電圧は抵抗体層
と絶縁層に分圧されるため抵抗層は破壊しにく
く、もし破壊しても放電電荷は直接グラウンド２
４へ抜けないので放電量が過大にならない。２
２，２３はそれぞれ抵抗体層の厚み方向の抵抗、
面方向の抵抗である。抵抗体層上に保持され放電
を停止させた電荷は、抵抗２３を通してグラウン
ド２４に逃れ次の放電を可能にする。以下本発明
の実施例により詳しく説明する。

実施例 パーマロイを30μｍに圧延した板を基板にし
て、絶縁体層として25μｍ厚のポリイミド層、抵
抗体としてポリイミドにカーボン粒子を均一に拡
散させて15μｍの厚さに塗布し、全体の厚さを
70μｍとし、−1000V、幅10ｍｓのパルスを印加、
直径100μｍのドツト形成に成功した。このパル
スを１ｍｓ周期で印加し、信号形成部端面の同一
場所で放電させた際、電荷が逃げ遅れて放電が失
敗することはなかつた。抵抗層のシート抵抗は
10⁹Ω／□である。

抵抗体の材料としては、ポリイミド、ポリエチ
レン、ポリエテステル等の有機物中にカーボン粒
子等の導体、酸化鉄等の半導性粒子を拡散したも
の、あるいは、厚膜抵抗ペースト等が利用でき
る。絶縁体層については、ポリイミドの他、絶縁
耐圧の高い薄層を形成できるものなら何でもよ
い。

以上のように本発明は、高解像度の像（10ドツ
ト／mm）を安定に高速で形成する印刷装置を安価
に提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図……従来の低速形静電プリンタの概容。
第２図……従来の高速形静電プリンタの概容。第
３図……従来の高速形の静電プリンタのダイナミ
ツク駆動方式の一例、第４図……従来の高速形の
静電プリンタのダイナミツク駆動方式の他の一
例、第５図……本発明の先行例による書込信号発
生部の構成の他の一例、第６図……本発明の先行
例による書込信号発生部の断面の一例、第７図…
…本発明の先行例による書込信号発生部の断面の
他の一例、第８図……本発明の先行例による書込
信号発生部の断面の他の一例、第９図……本発明
の先行例による信号形成部の一例、第１０図……
本発明の先行例による信号形成部の他の一例、第
１１図……本発明の先行例による信号形成部の断
面の一例、第１２図……本発明の先行例による信
号形成部の他の断面の一例、第１３図……本発明
の先行例による信号形成部の他の断面の一例、第
１４図……本発明の先行例による静電印刷装置の
構成の一例（静電印刷信号発生部のみ）、第１５
図……本発明の先行例による静電印刷装置の構成
の一例（全体）、第１６図……本発明の先行例に
よる静電印刷装置の信号形成部に強磁性体層と抵
抗体層より成る二層構造を用いた構成の一例、第
１７図……本発明による静電印刷装置の信号形成
部に強磁性体層と抵抗体層と、抵抗体層より成る
三層構造を用いた構成の一例、第１８図……本発
明による静電印刷装置の信号形成部に強磁性体層
と絶縁体層と、抵抗体層より成る三層構造を用い
た構成の等価回路、２……静電記録体、８……サ
ブストレート、９……線状電極、１０……端面、
１１……薄膜層、１２……背面電極、１３……強
磁性体薄層、１４……抵抗体層、１５……磁石、
１６……空間電荷、１７……放電ギヤツプ、１８
……絶縁体層、１９……高圧パルス発生部、２０
……抵抗体層による容量、２１……絶縁体層によ
る容量、２２……抵抗層の厚み方向の抵抗、２３
……抵抗層の面方向の抵抗、２４……グラウン
ド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転される円筒状ドラム８の表面に回転軸に
   対して傾けて配置した線状電極９と、 前記円筒状ドラム８に隙間をもつて対向して配
   置され表面に静電記録体２が載置される背面電極
   １２と、 前記背面電極の裏面に配置される磁石１５と、 前記静電記録体に接する面に配置される強磁性
   体薄層１３の表面及び端面に絶縁体層１８及び高
   抵抗体層１４を順次積層して一体に形成されると
   ともに、前記円筒状ドラムと隙間をもつて配置さ
   れ端面が前記円筒状ドラムの回転軸と平行に配置
   されるシート部材とからなり、 前記シート部材は、前記シート部材に蓄えられ
   る放電電荷により前記線状電極と前記シート部材
   の間の実効印加電圧を低下させ放電を停止させる
   とともに、放電停止後は前記シート部材に蓄えら
   れた放電電荷を前記高抵抗層を介して逃がしうる
   比抵抗の高抵抗層により形成してなることを特徴
   とする静電印刷装置。