JPH0262862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は静電印刷、特に優秀な像品質をもたら
す静電印刷に用いられる静電像形成方法及び装置
に関する。 ［従来の技術］ 誘電性記録体上に静電荷による潜像（以後、静
電像という）をイオンにより直接に形成する方法
としては、例えば多針電極記録ヘツドを用いて針
と誘電性記録体表面との間の小さな空〓に生ずる
放電すなわち空〓破壊を利用するものがある。 の空〓破壊の場合、適切なレベルの電位を印加
し、静電像を完全に維持するためには、空〓の間
隔を0.0002〜0.0008インチ（約0.005〜0.002mm）
に維持する必要がある。このようにしても、静電
像は一様ではなく、鮮明度（コントラスト）と分
解能は充分ではない。 また、コロナ放電の利用については、細線や点
源からの普通のコロナ放電では電流に制限があ
り、今まで得られている最大放電電流密度は
10μA／cm²程度である。このことは印刷速度を大
きく制限している。さらに、コロナ用線は、細く
て切れやすい上、動作電位が高いためダストを集
めて汚れやすく、かなりの頻度でクリーニングや
交換をしなければならない。これらの問題点によ
り実用に至つていない。 ［発明の目的］ 本発明は、像品質に優れた静電印刷を可能とす
る静電像形成方法および装置を提供することを目
的とする。 ［発明の構成と作用］ 上記目的を達成するために、この発明の静電像
形成方法は、誘電部材によつて分離された励起電
極と制御電極との間に交番電位を加え、この制御
電極の端面と前記固体誘電体部材との接合部によ
り形成される空気領域内にイオン生成電気放電を
発生せしめ、制御電極と誘電性記録体の背面に配
置された対向電極との間に直流電圧Vcを印加す
ることによつて前記放電からイオンを抽出し、制
御電極と誘電性記録体表面との間に配置されてい
るスクリーン電極と対向電極との間に直流電圧
Vsを印加することによつて前記イオンの抽出を
制御し、誘電性記録体上に静電像を形成すること
を特徴とするものである。 また、この発明の静電像形成装置は、複数の励
起電極を第一の固体誘電体部材の面上に並列して
配置し、その反対側の面上に複数の制御電極を励
起電極と交差する方向に並列して配置して、この
制御電極の励起電極との交差部分にそれぞれ孔を
設け、さらに第２の固体誘電体部分を制御電極と
複数の孔を有するスクリーン電極とが離間するよ
うに両者の間に配列してスクリーン電極の各孔が
制御電極の各孔に対向して配置されるように支持
した静電像形成装置であつて、この装置は対向電
極上の誘電性記録体に対向して配置され、複数の
励起電極に対して選択的に対向電極との間に交番
電位を印加することによつて選択された励起電極
との交差部分に配置された制御電極の孔内にイオ
ン生成電気放電を発生せしめ、複数の制御電極に
対して選択的に対向電極との間に直流電圧Vcを
印加するとともにスクリーン電極と対向電極との
間に直流電圧Vsを印加することによつて選択さ
れた励起電極との交差部分に設けられた選択され
た制御電極の孔内に発生する電気放電からイオン
を抽出し、制御し、誘電性記録体上に静電像を形
成することを特徴とするものである。 本発明においては、静電像は好ましい形態のイ
オン発生器により誘電性記録体上に形成される。
このイオン発生器は、固体誘電体部材により分離
された２個の電極間に電位を加えてふさ状電界領
域（fringing field regions）において電気的空
〓破壊を引起こすようにする。かくして生成され
たイオンは、次いで、放電から抽出され、そして
更に別の部材に施される。この更に別の部材は誘
電性コーテイングを有する導電性支持体であるこ
とができる。イオン発生器の１つの観点に従え
ば、放電開始電位は高周波交流電圧であり、そし
て抽出は直流電圧を使用して達成される。他の観
点に従えば、抽出されたイオンは直接使用される
か又は電場の作用下に移動せしめられる粒状物質
が施される。かかる帯電粒子は、たとえば、帯電
像が所望される文字又は記号の形状に従つてパタ
ーン化された間〓を有する放電電極を使用して静
電パターンを形成するのに使用することができ
る。 好ましいイオン発生器の更に１つの観点に従え
ば、マトリツクス配列（matrix array）の交差
点を形成する多数の電極であることができる。イ
オンは、選ばれた孔における電気的放電及び外部
イオン抽出電界を同時に与えることによつて選ば
れたマトリツクス交差点における電極孔から抽出
される。 抽出されたイオンは、後に調色され且つ融着さ
れる静電潜像を形成するのに使用することができ
る。該像は誘電体層上に形成され、そして普通紙
に転写されることができる。別法として、帯電粒
状物質は顕像を形成する普通紙上に付着せしめる
か又は導電性表面上に集めることができる。 好ましいイオン発生器の更に別の観点に例え
ば、該装置は、二つの電極を分離する固体誘電体
部材によつて形成され、該二つの電極の少なくと
も一つは該誘電性記録体の表面上にエツジを有す
る。上記電極間に、電圧、たとえば約60ヘルツ乃
至約４メガヘルツの周波数範囲の交流電圧をかけ
ると、電気的放電が電極の１つと誘電体表面間に
発生せしめられる。 本発明においては、上記の如くして発生したイ
オン放電を制御するため第３番目の電極を使用す
る。高周波交流電位を第１番目の励起電極
（driver electrode）及び第２番目の制御電極間
に加える。第３番目のスクリーン電極は誘電体の
第２の層により制御電極から分離されている。空
〓破壊により生成したイオンはスクリーン電極の
影響下にさらされて抽出されそして更に別の部材
に施すことができる。３電極イオン発生器態様の
１つの観点に従えば、スクリーン電極は、先に形
成された静電潜像がイオン発生器の下に存在し、
そして抽出電圧は制御電極に加えられない場合に
所望されない像消去を防止する。三電極態様の更
に１つの観点に従えば、スクリーン電極は、本発
明のイオン発生器により形成された静電像の寸法
及び形状を制御するのに使用し得る静電レンズ作
用（electrostatic lensing action）を与える。 本発明は、上記のごとく三電極態様の記録ヘツ
ドを用いるものであるが、その説明に先立つて本
発明者が先に検討した二電極態様の記録ヘツドを
用いた事例について説明する。 Ａ 二電極態様による検討事例 第４図は、交番電位の電源３を使用して誘電
体１０１と各々の導電性電極１０２−１及び１
０２−２の間に空〓破壊を生じさせるイオン発
生機１００を表わす。空〓１０４−ａ及び１０
４−ｂにおける縁部電場Ea及びEbが空気の破
壊電場よりも大きい時に、電気的放電が起こ
り、その結果電極端部に隣接する破壊領域１０
１−ａ及び１０１−ｂにおいて誘電体１０１の
帯電が起こる。電源１０３の交番電位の逆転の
ときに、破壊領域１０１−ａ及び１０１−ｂに
おける電荷の逆転が存在する。従つて、第４図
の発生器１００は電源１０３からの印加された
交番電位のサイクル毎に２回空〓破壊を生じさ
せ、かくして極性の交番するイオン供給を発生
させる。 第４図の発生器１００に従つて生じるイオン
の抽出は第５図の発生器−抽出器１１０により
例示される。発生器１１０Ａは導電性電極１１
２−１及び１１２−２の間の誘電体１１１を含
む。電極１１２−１近くでの空〓破壊を防止す
るために、電極１１２−１を絶縁材１１３によ
り包み込むか又は取囲む。電源１１４Ａにより
交番電位を導電性電極１１２−１及び１１２−
２の間にかける。更に、第二電極１１２−２は
イオン源を与えるために誘電体１１１の領域１
１１−ｒに関して望ましい空〓破壊が起こる孔
１１２−ｈを有する。 孔１１２−ｈ中に形成されるイオンを、電源
１１４−Ｂによつて加えられ直流電位によつ
て、発生器１１０Ａの電極１１２−２と抽出器
１１０Ｂの接地した補助電極１１２−３との間
に外部電場を与えて矢印Ａの方向に抽出するこ
とができる。第５図におけるイオン源により帯
電される例示の絶縁表面は、薄い誘電層１１５
−ｄでコーテイングした導電性ベース１１５−
ｐから成る誘電性（電子写真）紙１１５であ
る。 スイツチ１１６を位置Ｘに換え図示のように
接地する時、電極１１２−２もまた接地電位に
あり、イオン発生器１１０Ａと誘電性紙１１５
の間の領域に外部場は存在しない。しかしなが
ら、スイツチ１１６を位置Ｙに切り換える時、
電源１１４Ｂの電位が電極１１２−２にかか
る。これはイオン発生器１１０Ａと誘電体紙１
１５の背面の間に電場を生じさせる。空〓破壊
領域から抽出したイオンは誘電体層１１５−ｄ
の表面を帯電する。 多くの物質を誘電体層１１１に使用すること
ができる。可能な選択は酸化アルミニウム、ガ
ラスエナメル、セラミツクス、プラスチツクフ
イルム及び雲母等である。酸化アルミニウム、
ガラスエナメル及びセラミツクスは、励起電位
電源（driving potential source）１１４Ａに
対する不当な要求を避けるために十分に薄い層
（すなわち、約１ミル）を製造するに当つて困
難を生じさせる。ポリイミド、例えばカプトン
（Kapton）（商品名）、及びナイロンを含むプラ
スチツクフイルムは、孔１１２−ｈにおける空
〓破壊過程の化学的副生成物（とくにオゾン及
び硝酸）にさらされる結果劣化する傾向があ
る。雲母はこれらの欠点を有しないので、従つ
て誘電体１１１のための好ましい材料である。
マスコバイト雲母（Muscovitemica）、
H₂KAl₃（SiO₄）₃がとくに好ましい。 第５図の発生器−抽出器１１０は、例えば高
速電子写真印刷において誘電体紙の上に文字を
形成するのに容易に使用される。文字の電子写
真印刷のための源の例を第６図及び第７図に示
す。 第６図において文字発生器１２０を、エツチ
ングした導電性シートからなる電極１２２−１
と一組の対向電極１２２−２，１２２−３及び
１２２−４との間にはさまれた誘電体部材１２
１により形成させる。 エツチングした又はマスクした電極１２２−
１をエツチングした文字Ａ，Ｂ及びＣと共に例
示する。エツチングした文字の端部における縁
部電界は、空〓破壊をエツチングした電極１２
２−１と対向電極の間にかけた交番電位により
生じさせる場合、イオンの高密度源を与える。
かくして、選択された文字、例えば文字Ｂを印
刷するためのイオンを発生させようとする場
合、高周波の交番電圧電源（示されていない）
をエツチングした電極１２２−１とそれに関連
する対向電極１２２−３の間にかける。これ
は、マスク１２２−１中のエツチングされた文
字Ｂの端部で誘電体１２１の領域においてイオ
ンの高密度供給を与える。次にイオンを抽出し
そして適当な誘電体表面、例えば第５図の誘電
性紙１１５へ、紙の背面と電極１２２−１との
間に直接電圧をかけることによつて転写し、そ
の結果紙１１５の誘電体表面上に電子写真潜像
Ｂを形成する。 誘電体紙上にドツトマトリツクス文字を形成
するために、第７図のマトリツクスイオン発生
器１３０を使用することができる。発生器１３
０は、それぞれ一組の孔を有する制御電極とし
てのフインガー電極１３２−１〜１３２−４を
一方の側に配列し、他方の側に一組の励起電極
としてのセレクターバー１３３−１〜１３３−
４を配列した誘電体シート１３１を利用し、分
離セレクタは各々の異なるフインガー電極１３
２において各々の異なる孔１３５に対して設定
する。 セレクタバー１３３とアースの間に交番電位
をかける時、そのセレクタバーとフインガー電
極の交叉する所の孔の中でイオンが発生する。
セレクタバーを高電圧交番電位で加勢しそして
そのフインガー電極を帯電すべき誘電体表面の
フインガー電極と対向電極の間にかけた直流電
位で加熱する場合、イオンを孔から抽出するこ
とができる。例えば、セレクタバー１３３−３
とアースの間に高周波電位をかけそして同時に
フインガー電極１３２−２と誘電性記録部材の
対向電極の間に直流電位をかけることによつて
孔１３５₂₃に対応した位置に印刷する。選択し
ないフインガー並びに誘電体部材の対向電極は
接地電位に維持する。 この方法でドツトマトリツクス列（array）
を多重化することにより、必要な電圧発生器
（drivers）の数が著しく減少される。例えば、
200ドツト／インチのドツトマトリツクス分解
能で8″幅の区域を横切つてドツトマトリツクス
列を印刷することを望む場合、もし多重化を使
用しないならば、1600の発生器が必要であろ
う。例えば20の交番周波数発生セレクターを用
いて第７図の列を使用することにより、わずか
80のフインガー電極が必要なだけであり、発生
器の全数は1600から100に減少する。 孔１３５と関連しない領域においてフインガ
ー電極から誘電体シート１３１への空〓破壊を
防止するために、フインガー電極の端部を絶縁
材料でコーテイングすることが望ましい。フイ
ンガー電極の回りの不必要な空〓破壊はこれら
の電極をポツトに入れること（potting）によ
つて消去することができる。 この型のマトリツクスイオン発生器を製造し
かつ運転するに当つては、種々のマトリツクス
交差点で発生するイオン流は実質的に均一なレ
ベルに維持することが望まい。誘電体シート１
３１がより厚い部分に相当する孔１３５ではよ
り低いイオン流が生じるので、誘電体シート１
３１の厚さの変化はイオン流出力においてそれ
に釣り合う変化を生じさせる。運母が極めて均
一な厚さの面に沿つて剥離する自然な傾向を有
することは雲母のとくに有利な性質であり、そ
のため雲母は第７図に例示したマトリツクスイ
オン発生器にとくに適したものとなる。この点
で誘電体シート１３１の厚さの均一性はその厚
さの実際の値よりもかるかに重要である。 第８図に示したモジユール１４０の形状寸法
を用いて電荷の長方形の区域を形成させるのに
使用することができる。帯電電極１４２−１及
び１４２−２を誘電体部材１４１により電極１
４２−３から分離し、電極１４２−３を絶縁材
１４５の中に入れる。電極１４２−１及び１４
２−２の間の領域は、高周波数交番電位を電極
１４２−１及び１４２−２と電極１４２−３と
の間にかける時に空〓放電が形成されるスロツ
トを与える。 第８図の帯電列は、無地の紙の複写機で、そ
のような複写器に普通見られるコロナを置き換
えるために、使用することができる。 第９図は、第８図に示す種類の帯電列を使用
する無地の紙の複写装置１５０を例示する。第
８図に示された形状を有する帯電要素１５２−
１を使用して複写機ドラム１５１を帯電させ
る。ドラムがセレニウム又はセレニウム合金で
ありそしてたとえば600ボルトの正の電位に表
面を帯電することが所望される場合には、スロ
ツト付電極を600ボルトに保持する。帯電の後、
ドラム１５１はステーシヨン１５３における走
査器（scanner）によつて与えらた光学的像に
より放電される。得られる静電潜像はステーシ
ヨン１５６で調色され、そしてトナーは、スロ
ツト付電極を再び正電位に保持して、第８図に
従う転写イオン発生器１５２−２を用いて、無
地紙シート１５８に転写される。ドラムの表面
の残留静電潜像及びチヤージされないトナー
（uncharged tonor）は第８図に従う放電ユニ
ツト１５２−３を使用することによつて電気的
に放電されることができる。ここでは、スロツ
ト付電極は接地電位に維持され、そしてドラム
の表面上の残留電荷及びトナーはイオンがスロ
ツト中での空〓破壊から抽出されることを引き
起こし、かくして表面を効果的に放電する。清
浄化ブラシ１５４を使用して表面上に残存する
残留トナーヲ除去し、次いでドラムを再帯電さ
せる準備をする。 第７図に従つて配置され得るドツトマトリツ
クス帯電ヘツド１５５も第９図に示されてい
る。これは普通紙複写機を印刷機として使用す
ることを可能とする。その場合にドラム１５１
はステーシヨン１５３にて放電され、そしてド
ツトマトリツクス印刷ヘツド１５５により再帯
電されて、複写装置１５０が複写機及び印刷機
の両方として機能することを可能にする。更
に、オーバーレイ（overlays）が所望される場
合には複写装置１５０は同時的に複写機及び印
刷機として機能することができる。かくして、
第５図に従うイオン発生器及び抽出器は印刷機
における像形成手段及び残留放電手段として、
並びに電子写真装置における予備帯電手段及び
放電手段として使用することができる。 第１０図は、普通紙上にドツトマトリツクス
を高速印刷するためのシステム１７０における
第７図に示す型の多重化ドツトマトリツクス帯
電ヘツド１７１に適用するための装置を図示し
ている。帯電ヘツド１７１は、スロツト１７６
の間の空間１７５を通して導入される低速空気
流によつて搬送される適当な溶剤中に溶解され
た染料から成るエーロゾルを帯電する。エーゾ
ロル粒子はイオン発生シスステムによつて帯電
され、そして電極１７３及び１７４間に供給さ
れる直流電位によつて形成される電界領域に入
る。電界は、帯電されたエーロゾル粒子を、エ
ーロゾルの速度と略等しい速度で装置を通つて
移動する普通紙システム１７２上に向ける。 第１１図は、機械的なライン走査印刷装置１
８０を図示している。移動空〓破壊領域を形成
するために、誘電体フイルム１８５及び高速移
動導電性ビード１８７と共にスロツト付電極１
８６が用いられている。ワイヤ１８８上に装着
されたビード１８７は、高速モータ（図示して
いない）によつてプーリを介して駆動される。
高周波交流源１８３は、電極１８６のスロツト
内において空〓破壊をするのに必要な電位を供
給する。増幅器１８４によつて供給される帯電
電位によつて誘電体紙１８１が帯電される。増
幅器１８４の出力は、導電性の誘電体紙支持体
１８２とスロツト付電極１８６の間に接続され
ている。ビード１８７の機械的な運動によつて
ライン走査が遂行され、支持体１８２とスロツ
ト付電極１８６との間に電位を印加することに
よつて選択された領域が印刷される。上述した
場合と同様に、形成された静電潜像は、従来の
任意の方法によつて調色し融着することができ
る。帯電から抽出されるイオンの量は増幅器１
８４によつて供給される抽出電位に依存する故
に、上記の通りにして連続的な調色像を形成す
ることができる。 一般的にいつて、電極電圧と例えば紙である
イオン受取り表面の電圧との関係は、第５図乃
至第８図に示す型の帯電システムに対しては、
典型的には第１２図に図示する通りになる。電
極電圧は、穿孔された電極と帯電すべき透電体
表面の対向電極との間に印加される直流電圧で
ある。紙電圧は、例えば誘電体（電子写真）紙
である帯電された誘電体部材の静電潜像電位で
ある。 前記の説明は二電極態様における一般原理及び
特徴を説明するものであり、下記の検討例はその
特定の応用を説明するに過ぎない。 検討例 １ １ミルステンレス鋼の箔を１ミルムスコバイト
（Muscovite）雲母の両側にラミネートする。ス
テンレス箔をレジストで被覆し、そして直径約
0.015cmのフインガーにおける穴又は孔を有する
第７図に示されたパターンと同様なパターンでフ
オトエツチングする。これは第５図に従う誘導体
紙上にドツトマトリツクス文字静電潜像を発生せ
しめるべく使用し得る帯電ヘツドを与える。穴を
含むフインガー上の400ボルトの負電位及びフイ
ンガー及び対向電極間に加えられた500キロヘル
ツの周波数にピークを有する２キロボルトの交流
電位が同時に存在する時にのみ帯電は起こる。印
刷ヘツド組立体及び電子写真シートの誘電性表面
間には0.020cmの間〓が保持される。印刷パルス
の期間は20マイクロ秒である。これらの条件下に
約300ボルトの静電潜像が誘電体シート上に生成
されることが見出される。この像はこの後調色さ
れ且つ融着されて緻密なドツトマトリツクス文字
像を与える。帯電ヘツドから0.020cm間隔を置い
て配置された電極により集められた、この帯電ヘ
ツドから抽出されたオン電流は１平方センチメー
トルにつき１ミリアンペアであることが見出され
る。帯電ヘツドは約2000時間の寿命を持つ。 検討例 ２ ムスコバイト雲母ではなくてポリイミド誘導体
を使用して検討例１を繰り返す。前記の通り、１
ミルステンレス鋼箔を１ミル厚さカプトン
（Kapton ）ポリイミソフイルムにラミネートす
る。1.5キロボルトピークの印加された高周波電
位において検討例１の結果と同じ結果が得られ
る。帯電ヘツドは約50時間の寿命をもたらす。 検討例 ３ 第６図に示された型の静電帯電ヘツドを、１ミ
ルのポリイミドシートの両側にラミネートした１
ミルステンレス鋼箔を使用して加工する。誘電体
表面に完全に形成された文字を印刷するために、
１／１０″高さの文字をシートの１方側の箔にエツチ
ングし、一方、各文字を覆うフインガーを第６図
に示されたように箔の他の側にエツチングする。
文字の普通に隔離された区域内に導電性を確立す
るために、厚さ１〜２ミルのブリツジをエツチン
グしないで残しておく。文字行程巾は６ミルにエ
ツチングされる。印刷は40マイクロ秒のパルス巾
を持つ検討例２の電位を加えることによつて行な
われる。調色された像はシヤープなエツジ及び高
い光学密度を有する。この像の文字行程巾は
0.030cmである。 検討例 ４ 印加されたイオン抽出電位に比例して単位時間
当り帯電ヘツドから多数のイオンを抽出すること
により連続した調色像を得る。これは、誘電体表
面上の見かけの表面電位がイオン発生電極と誘電
体対向電極との間の電位差の関数としてプロツト
されている第１２図に示されている。イオン発生
電極誘電体表面間〓は0.015cmであり、帯電時間
は50マイクロ秒である。 Ｂ 三電極態様 次に、上記のとおり二電極態様の静電潜像形
成における問題を説明し、しかる後、本発明の
好適具体例に従う三極電態様の静電潜像形成に
ついて説明する。 第７図に示されたマトリツクス像発生部材１
３０を静電印刷装置中に組込むことができる。
しかしながら、第９図に関して見られる如く、
第５図に示されたイオン発生器−抽出器１１０
を誘電体表面上に静電像を形成するため及びか
かる像を放電するために使用することができ
る。故に、第５図を更に参照すると、スイツチ
１１６をＹにおいて閉じると電極１１２−２は
正電位V₁に保持され、より小さい大きさV₂の
正の静電潜像が表面１１５−ｄ上に形成され
る。しかしながら、スイツチ１１６が位置Ｘに
あり、先に形成された静電潜像が穴１１２−ｈ
の下にあるならば、発生器１１０Ａは消去ユニ
ツトとして挙動する。この現象を、第１３図を
参照して、第７図のドツトマトリツクス印刷態
様に関連して更に説明する。時間t₁において、
マトリツクスイオン発生器１３０（第７図）上
の所定の孔１３５₂₃はフインガー電極１３２−
２上に負電位を形成する直流パルスによりエネ
ルギーを与えられ、一方、高周波電位がセレク
タバー１３２−３に印加される。これは、バツ
キング電極２０２を有する誘電体表面２０１上
の領域２０３及び２０４を占める極性が負の静
電ドツト像の形成を引き起こす。もつと後の時
間t₂において、孔１３５₂₃は領域２０４及び２
０５上にあり、セレクタバー１３３−３は更に
エネルギーを与えられるが、しかし、帯電は所
望されないので負のパルスはフインガー電極１
３２−２には印加されない。しかしながら領域
２０４における負の静電像の存在は孔１３５₂₃
から正のイオンを引きつけ、この領域に先に形
成された像を消去する。 前記した二つの電極構造体に第三の電極を加
えるとこの問題が緩和され、そしてこの種のイ
オン発生器により形成された静電像の寸法及び
形状を制御するという意味での付加的利益をも
たらすことが見出され、本発明が生み出され
た。 本発明に従う三電極態様のイオン発生器の一
例であるイオン発生器２１０は第１図の断面図
に示されている。イオン発生器２１０は固体誘
電体層２１３により分離された励起電極２１１
及び制御電極２１５を含む。交流電位源２１２
は孔２１４における空〓破壊を与えるために使
用される。 第三のスクリーン電極２１９が第二の誘電体
層２１７によつて制御電極から分離されてい
る。三電極に対して採用された用語は真空管理
論に対する類似性を引き出す。用語“励起”電
極及び“制御”電極は基本的な二つの電極態様
において相当する電極に有効に拡張することが
できる。第二の誘電体層２１７は、有利には制
御電極の孔２１４より実質的に大きい孔２１６
を有する。これは壁帯電効果（wall charging
effects）を回避するのに必要である。スクリ
ーン電極２１９は少なくとも部分的に孔２１４
の下に位置した孔２１８を含む。電子写真マト
リツクス印刷機においては、たとえば、励起電
極及び制御電極は、それぞれ第７図のセレクタ
バー及びフインガー電極であることができ、そ
してスクリーン電極は励起電極のパターンに合
う孔を有する追加のフインガー電極又はその開
口がすべての印刷孔に隣接しているところの連
続的な多孔金属板もしくは他の部材から成るこ
とができる。スクリーン電極の後者の態様は、
たとえば目の粗いメツシユのスクリーン
（open mech screen）の形態をとることがで
きる。 電子写真マトリツクス印刷における上記イオ
ン発生器の適用は第２図に示されている。この
場合、予め断つておくが、第２図は、マトリツ
クス印刷におけるスクリーン電極の効果を説明
するものとして、セレクタバーとフインガー電
極の間に交流電位源２１２が印加された状態に
おいて、フインガー電極に直流電位Vcが印加
された状態と印加されない状態における作用効
果を説明するためのものであり、セレクタバー
に対する交流電位のスイツチングについては省
略されている。セレクタバーへの選択的な交流
電位の印加については第７図に示されたマトリ
ツクス印刷機において既になされている。第２
図は、接地した対向電極としての補助電極２２
５により背面を支持された導電性ベース２２３
と誘電体層２２１からなる。誘電体紙２２０と
共に使用された第１図のイオン発生器２１０を
示す。スイツチ２２２が位置Ｙにて閉じると
き、誘電体層２１３を横切る交流電位、制御電
極２１５上の負電位Vc及びスクリーン電極２
１９上の負電位Vsが同時に存在する。孔２１
４の負イオンは、二電極態様における如く、そ
れらが誘電体層２２１上に静電潜像を形成する
ことを引き起こすところの加速電界を受ける。
Vsが絶対値においてVcより小さいように選ば
れるスクリーン電極２１９上に負電位Vsの存
在は負電位Vi（絶対値においてVcより小さい）
を有するであろう像の形成を妨げない。 Ｘにおけるスイツチ２２２及び部分的に孔２
１４の下の負電位Viの先に形成された静電像
によつて、スクリーン電極２１９が存在しない
と、像の部分的消去が起こるであろう。スクリ
ーン電位VsはVsが絶対値においてViより大き
いように選ばれ、従つて、スクリーン電極２１
９の存在は孔２１４から誘電体層２２１への正
のイオンの通過を妨げる。実施例１参照。 先に説明した二電極態様のイオン発生器にス
クリーン電極２１９を配置すると、上記した条
件下での像放電の防止を越える利点を与える。
スクリーン電極はマトリツクス像形成を制御す
るために単独で又は制御電極と一緒に使用する
ことができる。Vs＝０では、上記放電現象に
より潜像は生成しない。故に、本発明の好適実
施例を従う電子写真マトリツクス印刷機におい
て三水準マトリツクス像制御が可能である。 スクリーン電極２１９は像寸法に対して予期
されない制御を与える。本発明の好適実施例に
従い第７図に示されたドツトマトリツクス印刷
機におけるフインガー電極の上にスクリーン電
極を配置して使用すると、像寸法はスクリーン
電極の孔２１８の寸法を変えることにより制御
され得る。実施例２参照。更にスクリーン電源
２２６以外のすべての変数を一定ならしめて、
かかる形状を使用して、より大きなスクリーン
電位はより小さいドツト直径を生成することが
見出された。実施例３参照。この技術は精巧で
しつくりした像の形成に使用することができ
る。Vs及びVcの正しい選択により、一定のド
ツト像直径を保持しながらイオン発生器２１０
及び誘電体表面２２１間の距離の増加を可能と
なる。これはVs及びVc間の電位差を一定に保
持しながらVsの絶対値を増加させることによ
り達成される。実施例４参照。 像形成はマトリツクス電子写真印刷機におけ
る制御電極のイオンを生成する端縁部に対して
その上に被さるように張り出した端縁部を有す
るスクリーン電極を使することにより制御する
ことができる。実施例５参照。スクリーン電極
の孔２１８は、たとえば、対応する丸い又は四
角形の制御電極の孔２１４よりも大きくない完
全に形成された文字の形状を取ることができ
る。 第２図の電子写真印刷機を制御するために使
用される電子的配線図は第３図の回路図に示さ
れた如く、システムをバイアスさせることを可
能ならしめる。２３１はパルス発生器である。
制御パルスの大きさは適当なバイアス電位を選
ぶことによつて所望のVc及びVsを発生せしめ
るべく変えることができる。たとえば、下記の
組合せはすべてVs＝−700ボルト、Vc＝−800
ボルトを発生せしめる。 １ Ｖバイアス＝−600ボルト；△Vs＝−100
ボルト；△Vc＝−200ボルト ２ Ｖバイアス＝−500ボルト；△Vc＝−300
ボルト ３ Ｖバイアス＝−400ボルト；△Vs＝−300
ボルト；△Vc＝−400ボルト ４ Ｖバイアス＝−300ボルト；△Vs＝−400
ボルト；△Vc＝−500ボルト ５ Ｖバイアス＝−200ボルト；△Vs＝−500
ボルト；△Vc＝−600ボルト 実施例 上記の利点は下記の非限定性実施例に関して更
に説明される： 実施例 １ １ミルのステンレス鋼箔を１ミルのムスコバイ
ト雲母のシートの両側にラミネートする。箔をレ
ジストでコーテイングしそして直径約0.015cmの
穴又は孔を有する第７図に示されたパターンと同
様なパターンでフオトエツチングする。厚さ
0.015cmの第二の雲母層を第１図に従つて上記箔
に結合させる。該フインガーのパターン同じパタ
ーンにおける直径0.0375cmの孔を有するスクリー
ン電極を１ミルのステンレス鋼からフオトエツチ
ングし、そして該フインガー及びスクリーン孔を
同心状にして第二の雲母層に結合せしめる。この
構造は、Vc＝−500ボルト、Vs＝−400ボルト及
び500キロヘルツの周波数で１キロボルトピーク
の交流電位源２１２を用いて、第２図に示された
如き、誘電体紙上に静電潜像を与えるのに使用さ
れる帯電ヘツドを備えている。印刷ヘツド組立体
及び誘電体層２２１間には0.015cmの間〓が保持
されている。Vcは持続時間20マイクロ秒の印刷
パルスの形態をとる。これらの条件下に、約−
300ボルトのドツト形態の潜像が誘電体シート上
に生成される。次いでこの像を調色し、融着して
緻密なドツトマトリツクス文字像を得る。ヘツド
から0.015cm離れた電極により集められた、放電
ヘツドから抽出されたイオン電流は１平方センチ
メートルにつき0.5ミリアンペアであることが見
出される。しかしながらスクリーン電極２１９を
省いても、制御電極下の静電像は印刷パルスが印
加されなければ消去されるであろう。 実施例 ２ 実施例１の電子写真印刷機をスクリーン電極の
孔２１８の種々の直径に関して試験し、得らる静
電ドツト像の寸法を測定した。下記の結果は代表
的なものである。

【表】 一般に、スクリーン電極の孔の寸法の減少は、
像帯電において何らの妥協をすることなく、潜像
寸法の相当する減少を引き起こすことが見出され
た。 実施例 ３ 実施例１の電子写真印刷機を種々のスクリーン
電位Vsより試験し、得られる静電ドツトの寸法
を測定した。下記の結果は代表的なものである。

【表】 一般に、スクリーン上の電位を増加させること
により像帯電において何らの妥協をすることな
く、潜像寸法を減少せしめることが見出された。 実施例 ４ 実施例１の電子写真印刷機を、印刷ヘツド組立
体と誘電体層２２１との間の種々の間〓を使用し
て試験した。スクリーン電位Vsを変え、VsとVc
との間の電位差を一定に保持することによつて、
得られる静電ドツト像の寸法を一定に保持した。
下記の結果は代表的なものである：

【表】 一般に、印刷ヘツド組立体から誘電体表面まで
の間〓を増加させて、スクリーン電位Vsを増加
させると像帯電において何らの妥協をすることな
く一定のドツト像直径が得られることが見出され
た。 実施例 ５ 実施例１の電子写真印刷機をスクリーンが穴の
代わりにスロツトの形態にある孔２１８を有する
ように修正した。得られる調色された静電潜像は
形状が長円形であつた。 本発明の種々の観点を述べてきたが、前記詳細
な説明は説明のためであること、及び部分的な
種々の変更、及び図示され、説明された構成部分
の均等置換が特許請求の範囲に記載された本発明
の精神及び範囲を逸脱することなしになされ得る
ことは理解されよう。 ［発明の効果］ 本発明によれば、制御電極が励起電極に対向し
て配置された端面を有して、該端面と固体誘電体
部材との接合部により形成される空気領域内にイ
オン生成電気放電を発生せしめ、このイオンを抽
出及び制御することによつて、誘電性記録体上に
前記端面の形状とスクリーン電極により制御に対
応する形状をした静電像を形成することができ
る。 また、本発明は制御電極の端面と固体誘電体部
材との接合部により形成される空気領域内にイオ
ン生成電気放電を発生せしめ、このイオンを誘電
性記録体上に抽出するものであるから、空気領域
内を移動するイオンの通過時間を非常に短くする
ことができる。このため本発明に従う静電像形成
方法及び装置は、励起電極と静電潜像との間に加
える交番電位を高周波とすることができ、高速度
の作動を可能にしている。 さらに、本発明は制御電極と誘電性記録体表面
との間にスクリーン電極を有するので、次のよう
な二つの作用効果がある。 その第一は、形成した静電像の消去を防止する
ことである。すなわち、スクリーン電極が設けら
れていないと、たとえば、制御電極の端面に発生
した正のイオンを電圧Vcによつて誘電性記録体
上に抽出して正の静電像を形成した後に、この静
電像上に制御電極に電圧Vcが印加されていない
状態が生ずると、制御電極に発生した負のイオン
を正の静電像が引付けて、この正の静電像が消去
される。本発明においては、スクリーン電極によ
つて対向電極との間の電界を一定に保つことがで
きるので、静電像上の制御電極の電位の変動によ
る静電像の消去を防止することが可能となる。 その第二は、スクリーン電極による静電レンズ
作用により静電像の形成を制御することである。
例えば、スクリーン電極に大きな電位を加える
と、静電像の径が小さくなりシヤープな像が形成
される。またスクリーンの孔の大きさや形状を変
えると、形成される静電像の寸法、形状を変える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例に従う静電像形
成装置のイオン発生器の断面図。第２図は、第１
図の例を適用した本発明の好適実施例に従う静電
像形成装置の断面図。第３図は、第２図の装置に
用いられる回路の変形例を示す回路図。第４図
は、本発明に先立つて検討した二電極態様の検討
例に従うイオン発生器の簡略断面図。第５図は、
検討例に従うイオン発生器及び抽出器の簡略断面
図。第６図は、検討例に従う静電印刷に使用する
ためのイオン発生器の平面図。第７図は、検討例
に従う静電ドツドマトリツクス印刷機ためのマト
リツクスイオン発生器の平面図。第８図は、検討
例に従うイオン発生器の物理的形態を示す部分斜
視図。第９図は、第８図のイオン発生器を利用し
た複写機を示す簡略図。第１０図は、第７図に示
したイオン発生器を利用したエーロゾル充電シス
テムを示す断面図。第１１図は、検討例に従うイ
オン発生方法を利用したライン走査印刷システム
の断面図。第１２図は、第５図乃至第８図に示し
た装置における電極電圧と紙電圧との関係を示す
線図。第１３図は、第７図のマトリツクスイオン
発生器によつて生成される静電像の消去を示す誘
電性記録体の斜視図。 ２１０…イオン発生器、２１１…励起電極、２
１２…交流電位源、２１３…誘電体層、２１４…
孔、２１５…制御電極、２１６…孔、２１７…誘
電体、２１８…孔、２１９…スクリーン電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体誘電体部材によつて分離された励起電極
   と制御電極との間に交番電位を加え、該制御電極
   が該励起電極に対向して配置された端面を有し
   て、該端面と前記固体誘電体部材との接合部によ
   り形成される空気領域内にイオン生成電気放電を
   発生せしめ、 前記制御電極と誘電性記録体の背面に配置され
   た対向電極との間に直流電圧Vcを印加すること
   によつて前記電気放電からイオンを抽出し、 該制御電極と該誘電性記録体表面との間に配置
   されている孔を有するスクリーン電極と該対向電
   極との間に直流電圧Vsを印加することによつて
   前記イオンの抽出を制御し、前記誘電性記録体上
   に静電像を形成することを特徴とする静電像形成
   方法。 ２ 前記スクリーン電極に印加される直流電圧
   Vsが絶対値において前記値制御電極に印加され
   る直流電圧Vcよりも小さいことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の静電像形成方法。 ３ 第一の固体誘電体部材と、 第一の固体誘電体部材の面上に並列して配置さ
   れた複数の励起電極と、 前記第一の固体誘電体部材の前記面とは反対側
   の面上に前記励起電極と交差する方向に並列して
   配置され、該励起電極との交差部分にそれぞれ孔
   を有する複数の制御電極と、 複数の孔を有するスクリーン電極と、 前記制御電極と前記スクリーン電極とが離間す
   るように両者の間に配置され、該スクリーン電極
   の各孔が該制御電極の各孔に対向して配置される
   ように支持する第２の固体誘電体部材とを具備し
   た静電像形成装置であつて、 該装置は対向電極上の誘電性記録体に対向して
   配置され、 前記複数の励起電極から選択された励起電極と
   前記複数の制御電極との間に交番電位を印加する
   こと、前記複数の制御電極から選択された制御電
   極と前記対向電極との間に直流電圧Vcを印加す
   ること、および前記スクリーン電極と前記対向電
   極との間に直流電圧Vsを印加することによつて、 前記選択された制御電極の前記選択された励起
   電極との交差部分に設けられた孔内に発生する電
   気放電からイオンを抽出、制御し、前記誘電性記
   録体上に静電像を形成する ことを特徴とする静電像形成装置。 ４ 前記第２の固体誘電体部材は前記制御電極の
   各孔にそれぞれ対応する孔を有し、該孔は前記制
   御電極の孔よりも大きな径を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の静電像形成装
   置。