JPH024539A

JPH024539A - 静電潜像形成装置

Info

Publication number: JPH024539A
Application number: JP15338188A
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: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1990-01-09

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
潜像形成装置に関し、特に、荷電粒子（イオン）を発生
させ、このイオンによって静電潜像の形成を行なうため
の静電潜像形成装置に関するものである。

［従来の技術］従来、この種の静電潜像形成装置としては、次に示すよ
うなものがある。これは、第７図及び第８図に示すよう
に、アルミナ等のセラミックスやマイカ等からなる平面
矩形状の絶縁基板５０の表面に、複数の駆ｖＪ電極５１
．５１・・・を互いに平行に設けるとともに、そのｑ５
面にこれらの駆動電極５１．５１・・・と交差するよう
に複数の制御電極５２．５２・・・を設け、両市ｗＡ５
１．５１・・・及び５２．５２・・・によってマトリク
スを構成する。そして、上記制御ＴｉＩ４１５２．５２
・・・には、駆動電極５１．５１・・・と交差する位置
に開口部５３．５３・・・を形成する。また、上記０１
　ｔｉｔ　ｆ極５２．５２・・・の下面に鱒、第９図に
示すように、絶縁層５４を介してステンレス鋼やニッケ
ル鋼等からなるスクリーン電極５５を設ける。これらの
絶縁Ｈ５４及びスクリーン電極５５には、第９図に示す
ように、制御電極５２．５２・・・の開口部５３．５３
・・・と対応した位置に開口部５６．５６・・・及び５
８．５８・・・を形成する。

そして、上記静電潜像形成装置は、第９図に示すように
、駆動電極５１．５１・・・とスクリーン電極５５との
間に高周波高電圧を印加すると共に、スクリーン電極５
５に直流電圧を印加する。また、制ｍ電極５２．５２・
・・に画像情報に応じたパルス電圧を印加する。こうす
ることによって、駆動電極５１．５１・・・と制御２１
１電極５・２．５２・・・との間の電位差によって開口
部５３．５３・・・に沿面コロナ放電を生起させ、この
沿面コロナ放電によって発生したイオンを制御電極５２
．５２・・・とスクリーン電極５５との間に形成される
電界によって加速若しくは吸収し、イオン放出、の制御
を行なって画像信号に応じたイオンによる静電潜像の形
成を行なうようになっている。図中、５７は駆動電極５
１．５１・・・の表面を覆うヘッド基板を示している。

ところで、このような静電潜像形成装置においては、上
記ヘッド基板５７上に図示しないマ・シンティングブロ
ックを介してヒータを設け、装置自体を６０〜７５℃程
度に加熱して使用することにより、出力アップ、電極の
腐蝕防止やライフ延長等の効果を得るようにしたものが
既に提案されている（米国特許第４４０８２１４号公報
）。

［発明が解決しようとする課題］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、上記静電潜像形成装置は、駆動
電極５１．５１・・・及び制ｗＪ電極５２．５２・・・
を設けるための絶縁基板５０が、セラミックスやマイカ
等からなり、スクリーン電極５５がステンレス鋼やニッ
ケル鋼等からなる。これらの部材の熱膨脹率は、互いに
異なるため、装置を室温で製造し、６０〜７５℃に加熱
して使用する場合には、絶縁基板５０とスクリーン電極
５５との間に、これらを構成する材料の熱膨脹率の差に
基づく位置ずれが生じる。この位置ずれの大きさは、記
録画像の解像ピッチの２分の１以下が望ましく、例えば
解像ピッチが２４０ｓｐ　ｉの場合には５０μｍ以下、
３００ｓｐｉの場合には４０μｍ以下である必要がある
。

ところが、上記絶縁基板５０を構成する例えば天然白マ
イカッ熱膨ｍ率ハ３．５ｘ　１００−６ｄｅ　−’スク
リーン電極５５を構成するステンレス鋼が１６、４　Ｘ
　１０’ｄｅｇ−’というヨウニ、スクリーン電極５５
を構成する金属の方が約４倍程大きい。

そのため、装置を室温２０℃で製造し、６０〜７５℃程
度の温度に加熱して使用した場合、絶縁基板５０とスク
リーン電極５５との間の熱膨張に伴う変形量の差Ｅは、
Ｅ＝Ｌｔ　（α　−α２）で与えられるが、装置の全長
りを約２００ｍｍとすると、この変形量の差Ｅは、最大
で上記許容値を大きく上回る１００〜１４０μｍ程度に
も達する。

上記式において、ｔは記録ヘッドｑ）製造時と使用時の
温度差を、α１は絶縁基板５０の熱膨脹率を、α２はス
クリーン電極５５の熱膨脹率をそれぞれ示している。

そのため、装置の端部などにおいては、第１１図に示す
ように、制ａｒｔ極５２の開口部５３とスクリーン電極
５５の開口部５６とが、互いにずれてしまい、イオンの
放出効率が低下する。従って、上記静電潜像形成装置に
よって形成される記録画像に、濃度低下あるいは濃度ム
ラやかすれ等を生じるという問題点があった。

［課題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、装置
を所定の温度に加熱して使用することにより、出力アッ
プや電極の腐蝕防出等を図つた場合でも、電極を形成す
る部材の熱膨張率の違いに基づく、位置ズレの発生を可
能な限り防止し、良好な静電潜僅の形成が可能な静電潜
像形成装置を提供することにある。

すなわち、この発明は、Ｍｌの電極と、第２の電極と、
第３の電極と、第１の絶縁基板と、第２の絶縁基板とを
具備し、前記第１の電極と第２の電極は、前記第１の絶縁基板を
挟んでマトリクス状に設けられ、前記第２の電極は、第
１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによ
り沿面コロナ放電を生じる空間領域を有し、前記第３の
電極シよ、前記第２の電極との間に第２の絶縁基板を介
在させて設けられ、前記第３の電極は、前記沿面コロナ
放電により生じたイオンを導出するイオン導出領域を有
する静電潜像形成装置において、−前記第３の電極が、
前記第１の絶縁基板の熱膨張率と同じ若しくは近い熱膨
張率を有する材料からなる基体を備え、前記基体の少な
くとも第２の電極と対向する側の面に導電処理を施して
構成されている。

上記第３の電極の基体は、例えば第１の絶縁基板と同一
の材料で形成されるが、それに限定されるものではなく
、第１の絶縁基板と熱膨張率が同じまたは近い材料であ
れば、どのような材料を用いても良い。

上記絶縁基板は、例えばセラミックスによって形成され
るが、マイカ等によって形成しても良いことは勿論であ
る。

また、上記第３の電極の基体に導電処理を施すには、例
えば基体の表面全体に金属メツキを施すことが挙げられ
るが、これに限定されるものではなく、基体の表面に金
属箔を接着するなど種々の変更が可能である。

［作用Ｊこの発明においては、前記第３の電極が、前記第１の絶
縁基板の熱膨張率と同じ若しくは近い熱膨張率を有する
材料からなる基体を備えているので、装置を加熱した状
態で使用しても、第１及び第２の電極が設けられる第１
の絶縁基板と、第３の電極の基体との熱膨脹世が同じま
たは略等しくなり、両者の熱膨張率の相違に基づく電極
間の許容母以上の位置ズレが発生することはない。また
、上記基体の少なくとも第２の電極と対向する側の面に
は、導電処理が施されているため、第３の電極は、通常
の電極としての作用をも勿論果すものである。

［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図はこの発明に係る静電潜像形成装置の一実施例を
示すものである。図において、１は静電潜像形成装置と
しての記録ヘッドを示すものであり、この記録ヘッド１
は、天然白マイカやセラミックス等からなる平面矩形状
の第１の絶縁基板２を備えている。この第１の絶縁基板
２の表面には、第２図に示すように、第１の電極として
複数且つ直線状の駆動電極３．３・・・が互いに平行に
設けられているとともに、上記絶縁基板２の裏面には、
駆動電極３．３・・・と交差するように第２の電極とし
て複数の制御電極４．４・・・が段けられており、画電
極３．３・・・及び４．４・・・によってマトリクスが
形成されている。上記制御電極４．４・・・には、第２
図及び第３図に示すように、駆動電極３．３・・・と交
差する位置に、沿面コロナ放電を生じる空間領域として
の円形の開口部５．５・・・が設けられている。これら
の第１の絶縁基板２、駆ｖＪ電極３及び制御電極４によ
って、イオン生成部６が構成されている。

また、上記イオン生成部６の制ｍＮ極４の下面には、第
１図に示すように、第２の絶縁基板としてのスペーサ層
７を介在させて、第３の電極としてのスクリーン電極８
が設けられている。スペーサ層７は、第４図に示すよう
に、第１の絶縁基板２と長さが略等しく、幅がやや狭い
平面矩形状に形成されており、接着等の手段によって第
１の絶縁基板２に固着されている。このスペーサ層７に
は、制御ｌｌ電極３．３・・・の開口部５．５・・・に
対応した位置に、同開口部５．５・・・よりも大きな＃
１０部９．９・・・が設けられている。また、スクリー
ン電極８には、制ｔｍ電極３．３・・・の開口部５．５
・・・に対応した位置に、同開口部５．５・・・と同じ
径のイオン導出領域としての開口部１０．１０・・・が
設けられている。

ところで、この実施例では、上記第３の電極が。

前記第１の絶縁基板の熱膨張率と同じ若しくは近い熱膨
張率を有する材料からなる基体を備え、前記基体の少な
くとも第２の電極と対向する側の面に導電処理を施して
構成されている。

すなわち、上記第３の電極としてのスクリーン電極８は
、第４図に示すように、第１の絶縁基板２と長さが略等
しく幅がスペーサ層７よりやや狭い平面矩形状に形成さ
れており、スクリーン電極８は、幅方向両端がスペーサ
層７に粘着テープ１１によって固着されている。このス
クリーン電極８は、天然白マイカやセラミックス等から
なる基体１２を備えており、この基体１２には、第５図
に示すように、上記の開口部１０．１０・・・を形成す
るための開口部１３．１３・・・が、所定の位置に穿設
されている。

さらに、この基体１２の全表面には、第６図に示すよう
に、メツキ等により薄い金属層１４ａ及び厚い金属層１
４ｂが形成されており、導電処理が施されている。この
ように、金属層１４ａ１１４ｂを２重に形成しているの
は、最初に金属層１４ａを形成することにより、金属層
１４ｂのメツキ性を良くするためである。そして、上記
基体１２の開口部１３の表面を覆う金属層１４によって
、スクリーン電極８の開口部１０が形成されている。

図中、１５は駆動電極３．３・・・の表面を覆うヘッド
基板を示している。

そして、上記駆動電極３とスクリーン電極８表面の金属
層１４との間には、第１図に示すように、交流電源１６
によって高周波高電圧が印加されているとともに、制御
電極４にはイオン制ｙａ電源１７によりパルス電圧が、
スクリーン電極８には直流電源１８により直流電圧がそ
れぞれ印加されている。

こうすることによって、駆動電極３と制御電極４との間
の電位差により、開口ｔｌＳ５において沿面コロナ放電
を生起させ、この沿面コロナ放電によって発生したイオ
ンを、制御電極４とスクリーン電極８との間に選択的に
形成される電界によって加速若しくは吸収し、イオン放
出の制御を行なって画像信号に応じた静電潜像の形成を
行なうようになっている。

以上の構成において、この実験例に係る静電潜像形成装
置では、次のようにして、装置を加熱して使用した場合
の電極間の位置ずれが防止される。

すなわち、上記記録ヘッド１は、室温において製造され
るが、６０〜７５℃程度の温度に加熱されて静電潜像の
形成に使用される。そのため、駆動電極３．３・・・及
び制Ｗ電極４．４・・・が設けられた第１の絶縁基板２
、スペーサ層７及びスクリーン電極８は、それぞれ熱膨
張によって変形する。

ところで、上記スクリーン電極８を構成する基体１２は
、第１の絶縁基板２と熱膨張率が同じまたは近い材料に
よって形成されているので、第１の絶縁基板２とスクリ
ーン電極８の熱膨張に伴う変形量は、同じかまたは略等
しい。そのため、第１の絶縁基板２に設けられた電極、
特に副ｗＪ電極４．４・・・の開口部５の位置と、スク
リーン電極８に設けられた開口部１０の位置との間に、
大きな位置ズレが生じることはない。従って、制御電極
４の開口部５に生じる沿面コロナ放電によって生成され
たイオンは、スクリーン電極８の間口部１０から効率良
く取り出すことができるので、静電潜像の形成を良好に
行なうことができる。

また、上記基体１２の全表面には、金属層１４が形成さ
れているため、スクリーン電極８は、通常の電極として
の作用をも勿論果すものである。

実験例１本発明者らは、この発明の効果を確認するため、第１図
に示すような記録ヘッド１を試作し、実際に加熱環境下
で静電ｍ像を形成する実験を行なった。まず、第１の絶
縁基板２として厚さ２５μｍの天然白マイカを用い、こ
の絶縁基板２の表裏両面に、解像度３００．ｓｐｉ、有
効記録長２００ｍｍで、駆動電極３．３・・・及び制御
型１１４．４・・・を形成して、イオン生成部６とした
。上記制ｔＩｌ電極４．４・・・の熱膨脹による配列の
伸縮は、第１の絶縁基板２の熱膨脹による伸縮によって
支配される。

次に、スクリーン電極８は、厚さ５０〜２００μｍのア
ルミナの薄板であるグリーンシートに、直径１５０μｍ
のパンチで開口部１３．１３・・・を形成し、約１６０
０℃で高温焼成したものを、スクリーン電極８の基体１
２とした。この基体１２の開口部１３．１３・・・のピ
ッチは、焼成仕上り後に解像度が３００ｓｐｉとなるよ
うにした。

そして、上記基体１２の表面に、第６図に小すように、
無電界メツキ法により、例えば硫酸ニッケル溶液を主体
とするメツキ液中で、厚さ０．２〜１μｍのニッケルメ
ッキ１４ａを施す。さらに、このニッケルメッキ１４ａ
の表面に、電気メツキ法を用いて無水クロム酸−硫酸を
主体とする浴中で、厚さ２５〜５０μｍのクロムメツキ
（熱膨服率α＝７Ｘ１０−６）１４ｂを施す。

また、上記クロムメツキ１４ｂに代って、ニッケルメッ
キ１４ａを施した後の基体１２に、電気メツキ法を用い
て、三酸化モリブデン−水酸化カリウムを主体とする浴
中でモリブデンメツキ（熱膨服率α＝４Ｘ　１０−６）
　１４　ｂを施したものも作成した。

このようにして形成された２種類のスクリーン電極８を
、それぞれ前記イオン生成部６に取付けた記録ヘッド１
において、記録ヘッド１の温度を２５℃、５０℃、７５
℃の各温度に加熱して、全面に文字を記録した静電潜像
を形成し、この静電潜像を導電性の一成分トナーを用い
て現像して、記録ヘッド１の長手方向に沿った主走査方
向の画像の濃度ムラを調べた。

その結果、両者とも記録ヘッド１の湿度が２５℃、５０
℃、７５℃のいずれの温度でも′ｃｉ度ムラが生じるこ
となく作像するこができた。

比較例上記実験例１のイオン生成部６と同じ構成のイオン生成
部に、スクリーン電極８として厚さ３０μｍのステンレ
ス薄板にフォトエツチングで開口部１０．１０・・・を
作成したものを組合せ、記録へラド１の温度を２５℃、
５０℃、７５℃の各温度に加熱して画像を形成し、上記
と同様画像の濃度ムラを調べた。

その結果、記録ヘッド１の温度が２５℃の場合には、温
度ムラが生じることなく作像することができたが、記録
ヘッド１の温度が５０℃の場合に、記録ヘッド１の両端
において画像の濃度低下が目視で確認でき、記録ヘッド
１の温度が７５℃の場合には、その画像濃度の低下がよ
り明瞭となった。

実験例２前記実験例１の天然白マイカの代りに、厚さ３０μｍの
アルミナセラミックスからなるシートを第１の絶縁基板
２に用い、他は実験例１と同じ条件でイオン生成部を作
成した。このイオン生成部に実験例１と同じ２種類のス
クリーン電極８を組合せ、記録ヘッド１の温度を２５℃
、５０℃、７５℃の各温度に加熱して画像を形成し、上
記と同様画像の濃度ムラを調べた。

その結果、両者とも記録ヘッド１の温度が２５℃、５０
℃、７５℃のいずれの温度でも、濃度ムラが生じること
なく作像することができ、その発生の仕方にも差がない
ことを確認した。

実験例３イオン生成部６は、実験例２と同じものを用いた。また
、スクリーン電極８は、基体１２として実験例１のアル
ミナの代りにジルコニア（熱膨脹率α−９，４Ｘ１０’
）の薄板であるグリーンシートを用い、この基体１２に
実験例１と同様にニッケルの無電界メツキ１４ａとクロ
ムの電界メツキ１４ｂを施して作成した。このスクリー
ンＷ［８をイオン生成部と組合せ、記録ヘッド１の温度
を２５℃、５０℃、７５℃の各温度に加熱して画像を形
成し、上記と同様画像の濃度ムラを調べた。

その結果、記録ヘッド１の温度が２５℃及び５０℃の温
度では、濃度ムラが発生することなく作像することがで
きた。また、記録ヘッド１の温度が７５℃の場合には、
一方の端部にわずかな濃度の低下が見られたが、画質に
は影野がなかった。

このように、スクリーン電極８の基体１２として、ジル
コニアを用いると、強度的にはアルミナに比べて優れて
いるため、好ましい。

［発明の効果］この発明は以上の構成及び作用よりなるもので、装置を
所定の温度に加熱して使用することにより、出力アップ
や電極の腐蝕防止等を図った場合でも、電極を形成する
部材の熱膨脹率の違いに基づく、位置ズレの発生を防止
することができ、良好な静電潜像の形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る静電潜像形成装置の一実施例を
示す断面図、第２図は同装置の電極を形成した絶縁基板
を示す平面図、第３図はイオン生成部を示す断面図、第
４図は第１図に示す装置の平面図、第５図はスクリーン
電極を構成する基体を断面図、第６図はスクリーン電極
を示す断面図、第７図は従来の装置の要部を示す断面図
、第８図は同平面図、第９図は従来の装置を示す断面図
、第１０図は同平面図、第１１図は同装置を加熱下で使
用した状態を示す断面図である。［符号の説明Ｊ２・・・第１の絶縁基板３・・・駆動電極４・・・制御電極５・・・開口部８・・・スクリーン電極１０・・・開口部１２・・・基体１４ａ、１４ｂ・・・金属層特　許　出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　理
　人　弁理士　　中村　智廣（外３名）第第第５図第図第図第８図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、第
１の絶縁基板と、第２の絶縁基板とを具備し、前記第１
の電極と第２の電極は、前記第１の絶縁基板を挟んでマ
トリクス状に設けられ、前記第２の電極は、第１の電極
と第２の電極との間に電圧を印加することにより沿面コ
ロナ放電を生じる空間領域を有し、前記第３の電極は、
前記第２の電極との間に第２の絶縁基板を介在させて設
けられ、前記第３の電極は、前記沿面コロナ放電により
生じたイオンを導出するイオン導出領域を有する静電潜
像形成装置において、前記第３の電極が、前記第１の絶
縁基板の熱膨脹率と同じ若しくは近い熱膨脹率を有する
材料からなる基体を備え、前記基体の少なくとも第２の
電極と対向する側の面に導電処理を施して構成されるこ
とを特徴とする静電潜像形成装置。
（２）前記第１の絶縁基板の材料と、第３の電極の基体
の材料が同一であることを特徴とする請求項第１項記載
の静電潜像形成装置。
（３）前記第１の絶縁基板がセラミックスによって形成
されていることを特徴とする請求項第１項または第２項
記載の静電潜像形成装置。