JPH03193368A - 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） コ（７）　発明は、コロナイオン流記録ヘッドヲ用いて
記録媒体上に静電潜像を形成し画像記録を行う静電記録
装置に係り、特に階調特性を任意に変化させることがで
きる中間調記録を可能にした静電記録装置に関する。

（従来の技術） 従来、レーザプリンタなどの光プリンタに用いられる電
子写真記録装置では、記録媒体として暗中で高い体積抵
抗（〜１０１４Ω・ｃｍ　）を示し、光照射で４桁から
５桁体積抵抗が減少する感光体が使用されている。この
ような感光体を用いて記録紙上に可視像を形成するには
、ます感光体上にコロナチャージャで発生させたコロナ
イオン電荷により表面電位を与えた後、記録すべき信号
に応じて変調されたレーザ光などの光を回転ミラー光学
系を介して照射し、表面電位を選択的に消去して反転し
た静電潜像を形成する。この静電潜像を表面電位と同極
性の電荷を有する着色微粒子（トナー）を含んだ現像剤
で現像し、感光体上にトナー像を形成する。次いで、ト
ナー画像をトナーとは逆極性の静電気力で記録紙に転写
し、記録紙上に可視像を得る。

こうして得られたトナー画像の階調特性は、感光体にμ
（（射する光強度と光照射時間の積で表す光量に対し、
感光体の表面電位減衰特性を示すγ特性のγ値と、静電
潜像コントラストに対するトナー現像剤の現像特性で決
まる。記録速度を上昇させるため感光体感度を上げると
、感光体のγ値が大きくなり、少ない光量で感光体上の
表面電位が減衰する。従って、照射光；の微小変化また
は漏洩光により感光体の表面電位が大きく変動するため
、光プリンタでは二値記録が行われ、階調記録を必要と
する場合はデイサ法が用いられる。デイザ法では、いく
つかの記録ドツトの集合で一画点を形成し、そのドツト
数を変えることで疑似階調表現を行う。従つて、多階調
記録を行うには一画点に割り当てられる記録ドツトの数
を増やす必要があるため、より高解像度の光プリンタが
必要となる。また、多階調記録を容易にするため、感光
体感度を減少させてγ値を小さくすると、記録速度が低
下する。このように電子写真記録における階調特性は、
感光体材料のγ値と、現像剤トナー材料の現像特性に依
存し、任意に階調特性をコントロールすることが出来な
いという困難さがある。

一方、コロナイオン流を絶縁性記録媒体上に照射して静
電潜像を形成し、それを現像して画像を形成する記録方
法がある。固体コロナイオン流記録ヘッドは、記録画点
毎に分割された複数のコロナイオン発生器と、記録画点
に対応するコロナイオン流吐出孔を有する共通の加速電
極を主体として構成される。コロナイオン発生器に静電
潜像コントラストと同程度の高いバイアス電圧を記録信
号に対応させて印加し、コロナイオン流をオン・オフ制
御して静電４！Ｉｆｇ！を形成する。コロナイオン発生
器は、絶縁性基板上にコロナ誘導電極と記録画点毎に分
割したコロナイオン発生電極とを近接配置して構成され
、高密度のコロナイオンを発生させることができ、光プ
リンタ以上の高速記録が可能である（Ｔｈｅｒｏｕｒｔ
ｈ　１ｎｔｅｒｎａＮｏｎａｌ　ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ｏ
ｎ　ａｄｖａｎｃｅｓｔｎ　ｎｏｎ−１ｍｐａｅｔ　ｐ
ｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ二５ｐｏｎｓ
ｏｒｃｄ　　ｂｙ　　５ＰＳＥ、Ｐ３９４）　。

特開昭６１−１８４５６２号公報に示された固体コロナ
イオン流記録ヘッドでは、２値記録しか考慮されていな
い。そこで、コロナイオン流を用い階調記録を行う方法
が提案されている（特開昭５９−６２８７８号公報）。

この方法ではコロナイオン流を発生させる電子写真用コ
ロナチャージャと、発生したコロナイオン流を画像信号
に応じて制御する制御電極とから構成されたコロナイオ
ン流記録ヘッドを用い、画像信号に応じてコロナイオン
流量を制御し静電潜像を形成する。

静電潜像の階調特性の調整は、画像信号のパルス幅変調
によりコロナイオン流照射時間をコントロールすること
で行う。このため、現像剤トナーの交換によって現像特
性が変化した場合に、その現像特性に合った階調特性を
得ることができるが、そのためには階調特性に合わせて
信号毎にパルス幅を変化させる必要がある。また、カラ
ー記録の場合は、多数のカラートナーの交換の際の色差
変動を少なくするため、カラートナーの現像特性に合っ
たパルス幅変調の調整が必要であり、その５！Ｉ整が複
雑となる欠点がある。

コロナイオン流記録ヘッドを用いた他の階調記録可能な
方法として、特開昭６１−２５５８７０号公報に記載さ
れているようにコロナチャージャで発生したコロナイオ
ン流を高速空気流で搬送し、コロナイオン流の移動方向
と垂直に制御電圧を与え、コロナイオン流量を制御する
もの方法がある。この方法によれば、コロナイオン流を
制御する駆動電圧を変えることで階調記録が可能である
。しかし、コロナイオン流の制御電極が複雑であるため
、ヘッドの高精細化に限界がある。また、現像剤等の交
換で階調特性が変化した場合、記録画点毎に駆動電圧の
大きさを調整する必要があり、カラー記録の場合は更に
複雑な調整を必要とする。

ところで、静電記録装置で階調記録を行う場合には、装
置の機械的振動等に起因する記録ドラムのランダムな送
りむらによって、静電潜像の画点幅または静電コントラ
ストが変化し、画質劣化の原因になる。特に中間調濃度
領域では、画像濃度変動が顕著に観察される。カラー記
録の場合は、各色毎に生ずる記録ドラムの送りむらによ
り各色毎に画像濃度が変動し、またカラー画像の色差が
変化して、画質が著しく劣化する。レーザプリンタでは
、レーザ走査用回転ミラーが一定速度で高速回転してい
るため、記録ドラムの送りむらのタイミングに合わせて
主走査の記録タイミングを変えることができない。

そのため、記録ドラムに大きなフライホイールを設け、
送りむらを除去したカラーレーザ記録装置もある。しか
し、この方式では装置の小型・軽量化か困難であった。

一方、ＬＥＤやＬＣＤプリンタのように、電子写真記録
にＬＥＤやＬＣＤヘッドを用い、同時ドライブでライン
走査する記録方法がある。

この方法ではヘッドの主走査のタイミングを変更できる
ため、記録ドラムの送りむらを検出し、送りむらに合わ
せてヘッドの主走査タイミングを取ることで、−様な静
電潜像を記録ドラム上に形成することができる。解像度
４００ｄｐｉの中間調記録で濃度変動を生じさせないた
めには、記録ドラム上における送りむら変動を２〜３ミ
クロン以下に収める必要がある。従来の送りむら検出方
法として、記録ドツト幅と同じかそれよりも粗い間隔の
スリットを記録ドラム周辺または記録ドラムと共に回転
するタイミング用円盤に設け、そのスリット間隔を光学
系と光検出器で検出して主走査のタイミングを作成する
方法が知られている。この方法の場合、送りむらの検出
解像度はスリットの間隔で決まり、送りむら変動を２〜
３ミクロン以下に収めるという要求を満たすために２〜
３ミクロン以内の間隔でスリットを形成することは困難
であった。また、このような高精細のスリットを形成で
きたとしても、装置内の浮遊トナーなどでスリット間隔
が埋まり、タイミング誤差を生ずるという問題が新たに
生じる。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の電子写真記録装置では感光体材
料のγ値と、現像剤の特性で階調特性が決まり、任意に
階調特性を制御することは困難であった。また、二値記
録において疑似階調を実現できるデイザ法を電子写真記
録に適用する場合には、極めて高解像度の光走査装置が
必要となり、多階調記録を容易にするため、感光体感度
を減少させてγ値を小さくすると、記録速度が低下する
という問題があった。

コロナイオン流記録ヘッドを用いて絶縁性記録媒体に静
電潜像を形成する静電記録装置では、信号電圧をパルス
幅変調することで階調記録ができるが、現像剤のトナー
交換による現像特性の変化に対して階調特性を調整する
ためには、パルス幅変調におけるパルス幅を信号毎に調
整する必要があり、その調整は煩雑である。特にカラー
記録に際しては、現像特性が変わると色差が生じて著し
く画質を劣化させるので、トナーを交換する度に各色毎
に信号のパルス幅を調整しなければならず、その調整は
更に煩雑となる。

一方、静電記録装置では記録ドラムの送りむらがあると
、中間調画像またはカラー画像の記録の際に、記録ドラ
ムの送りむらに応じた画像濃度変動や色差変動が生じ、
画質を著しく劣化させる。この送りむらを補正するため
には、送りむらの検出が必要であるが、従来の送りむら
検出装置では検出解像度が不十分であるという問題があ
った。

この発明の第１の目的は、パルス幅変調された信号電圧
のパルス幅を変えることなく、電気的制御で任意に階調
特性を制御できる、コロナイオン流記録ヘッドを用いた
静電記録装置を提供することにある。

この発明の第２の目的は、記録ドラムの微細な送りむら
を検出し、記録ヘッドに送りむらに適した主走査タイミ
ングを与えて、送りむらで発生する画像濃度変動とカラ
ー記録の色差変動を除去できる静電記録装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明は第１の目的を達成するため、複数のコロナイ
オン発生源を有するコロナイオン流記録ヘッドを用い、
このコロナイオン流記録ヘッドから記録すべき画像信号
に応じたコロナイオン流を発生させて記録媒体上に静電
潜像を形成し、この静電潜像を現像して画像記録を行う
静電記録装置において、コロナイオン発生源にコロナイ
オン流制御電圧として画像信号によりパルス幅変調され
た信号電圧を印加する手段と、コロナイオン流記録ヘッ
ドと記録媒体間に電圧値が可変のコロナイオン加速用バ
イアス電圧を印加する手段とをａする。

他の態様によれば信号電圧の周期内で電圧値が時間的に
変化し、且つその変化波形が可変のコロナイオン加速用
バイアス電圧をコロナイオン流記録ヘッドと記録媒体間
に印加する手段を有する。

また、上記の静電潜像形成およびその現像工程を各色に
ついて行うことによりカラー画像を記録する静電記録装
置においては、コロナイオン発生源にコロナイオン流制
御電圧としてパルス幅変調された信号電圧を印加する手
段と、コロナイオン流記録ヘッドと記録媒体間に、電圧
値および信号電圧の周期内での電圧値の時間的変化波形
の少なくとも一方が色毎に独立して可変のコロナイオン
加速用バイアス電圧を印加する手段を有する。

一方、第２の目的を達成するため、記録ドラムと、この
記録ドラムと共に回転する該記録ドラム上の記録解像度
よりも粗いピッチでスリットが形成された部材と、この
スリットの像を拡大する光学系と、この光学系により拡
大されたスリットの像を検出する、記録ドラムの記録解
像度より高解像度の光センサとを有し、記録ドラムの送
りむらを検出する送りむら検出装置を備える。

（作用） この発明では、コロナイオン流記録ヘッドに加える信号
電圧をパルス幅変調することで階調特性を得ると同時に
、加速電極と記録媒体間に印加するコロナイオン加速用
バイアス電圧を制御することで、任意の階調特性が得ら
れる。この方式によると、パルス幅変調された同一の画
像信号に対し、任意の階調特性が得られ、硬調・軟調な
画像を選択的に設定できる。すなわち、コロナイオン加
速用バイアス電圧の電圧のみを変えた場合は、階調特性
における濃度が変化し、信号電圧の周期内でコロナイオ
ン加速用バイアス電圧の変化波形を変えた場合は、階調
特性におけるγ値が変化する。

カラー画像記録時においては、各色毎にコロナイオン加
速用バイアス電圧の電圧値や変化波形を変化させて階調
特性を設定することで、現像剤や記録媒体を変えた場合
にも簡単に任意の色調の画像が得られる。

このように中間調記録またはカラー中間色記録が十分に
達成されると、記録ドラムの送りむらがより顕著に画像
上に現れる。この発明では、記録ドラムの送りむらの微
細な検出が可能となるので、それに基づいて記録ヘッド
の主走査タイミングをとることにより、濃度むらや色差
変動のない良質な画像を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

まず、コロナイオン流記録ヘッドを用いたこの発明によ
る階調制御可能な静電記録装置の静電潜像形成工程につ
いて説明する。第１図は交流でコロナイオンを発生させ
る固体コロナイオン発生器を有するコロナイオン流記録
ヘッドと、階調制御を行うための駆動回路を示している
。

第１図中に示す固体コロナイオン流記録ヘッドは、記録
画点に応じて独立したコロナイオン発生孔１を有するコ
ロナイオン発生電極２に絶縁層３を介してコロナ誘導電
極４を形成したコロナイオン発生器５と、個々のコロナ
イオン発生孔を有する共通の加速電極６とからなる。コ
ロナイオン発生電極２とコロナ誘導電極４間には、コロ
ナイオン発生用の３ｋＶｐ−ｐ、　４０ｋＨｚの交流電
圧７が印加される。また、コロナイオン発生電極２と加
速電極６間には、コロナイオン流をオン・オフ制御する
信号電圧８（例えば＋　４００Ｖ）と、画像信号がない
とき（信号電圧８が０のとき）コロナイオン流を遮断す
るための遮断電圧９（例えば−２００Ｖ）が重畳されて
印加される。信号電圧８は画像信号源７１からの記録す
べき画像信号によりパルス幅変調され、これにより中間
調記録を可能にする。このような信号電圧８を生成する
には、階調を有するアナログ画像信号を一旦パルス幅変
調し、そのパルス幅変調された画像信号により直流電圧
をオン・オフしてパルス幅変調を行ってもよいし、アナ
ログ画像信号により直接、直流電圧をパルス幅変調して
もよい。

そして、導電性基板１０ａ上に絶縁層１０ｂを設けた絶
縁性記録媒体１０の導電性基板１０ａとコロナイオン流
記録ヘッドの加速電極６間に、静電潜像コントラストを
与える最大＋　５００Ｖのコロナイオン加速用バイアス
電圧１１が印加される。このコロナイオン加速用バイア
ス電圧１１は可変電圧であり、記録中電圧値が一定に保
たれるか、あるいは同期信号源７２から同期信号により
、画像信号の主走査に同期してパルス幅変調された信号
電圧８の周期内で電圧値が変化する電圧である。パルス
幅変調された信号電圧８を変えずに、コロナイオン加速
用バイアス電圧１１の電圧値または信号電圧８の周期内
での変化波形あるいはその両方を変えることで、任意の
画像濃度およびγ値を持つ階調特性を得ることができる
。

次に、信号電圧８をパルス幅変調した場合と、コロナイ
オン加速用バイアス電圧１１を可変させた場合の作用を
第２図および第３図を用いて詳細に説明する。第２図は
コロナイオン加速用バイアス電圧１１を一定にし、信号
電圧８をパルス幅変調した場合の階調特性を説明するた
めの図であり、（ａ）はパルス幅変調した信号電圧８、
（ｂ）は一定のコロナイオン加速用バイアス電圧１１、
（ｃ）は信号電圧８のパルス幅Ｗに対応した記録媒体１
０上の表面電位（静電潜像電位）をそれぞれ示す。画像
信号に応じてパルス幅Ｗが変化するパルス幅変調された
信号電圧８をコロナイオン発生電極２に印加すると、記
録媒体１０の表面電位は指数関数的に増加しやがて飽和
する。ここで、コロナイオン加速用バイアス電圧１１の
電圧値を一点鎖線で示すように変化させると、信号電圧
８のパルス幅が同じでも記録媒体１０の表面電位が一点
鎖線で示すように変化する。その結果、階調特性のうち
画像濃度が変化する。

次に、パルス幅変調された信号電圧８の周期Ｔ内でコロ
ナイオン加速用バイアス電圧１１の電圧を時間と共に変
化させたときの静電潜像の階調特性を第３図により説明
する。第３図（ａ）のパルス幅変調された信号電圧８に
対し、コロナイオン加速用バイアス電圧１１を第３図（
ｂ）に示すように対数的に増加させると、記録媒体１０
の表面電位は第３図（ｃ）に示すように、近似的にほぼ
直線で増加する。ここで、コロナイオン加速用バイアス
電圧１１の変化波形を一点鎖線で示すように変化させる
と、信号電圧８のパルス幅が同じでも記録媒体１０の表
面電位が一点鎖線で示すように変化し、階調特性におけ
るγ値が変化することになる。

以上の点について、数式を用い詳細に説、明する。信号
電圧８が印加されたときに加速電極６と記録媒体１０間
に流れるコロナイオン電流ｉは、次式で表わされる。

ｉ−ρ・υ　　　　　　　　　　　（１）ｖ−μ・Ｅ−
、ｃｚ　（Ｖｂ−Ｖｓ）　／ｄ（２）ここで、ρはコロ
ナイオン発生器５で生ずるコロナイオン密度、υはコロ
ナイオン流速度、Ｅは加速電極６と記録媒体１０間の加
速電界、ｖｂはコロナイオン加速用バイアス電圧、ｄは
コロナイオン流記録ヘッドと記録媒体１０間のｆｆ［、
μはコロナイオンの移動度、Ｖｓは記録媒体１０の表面
電位である。

記録媒体１０の表面電位Ｖｓは、記録媒体１０の静電容
量をＣＯとすると、次式で示される。

録媒体１０の表面電位Ｖｓは式（６）に示すように時間
と共にほぼ直線的に変化する。

コロナイオン加速用バイアス電圧１１をｖｂとすると、
ｖｂが一定の場合は、記録媒体１０の表面電位Ｖｓは次
式となる。

このようにコロナイオン加速用バイアス電圧ｖｂが一定
のとき、記録媒体１０の表面電位Ｖｓは時間ｔと共に指
数関数的に変化する。

一方、コロナイオン加速用バイアス電圧ｖｂを式（５）
に示すように信号電圧８に同期してその周期Ｔ内で、指
数関数的に変化させると、記このように、コロナイオン
加速用バイアス電圧１１の電圧値や波形を変えることで
、静電潜像の階調特性、すなわち画像の濃度やγ値を任
意に変えることができる。ここでパルス幅変調された信
号電圧８の単位パルス幅（最小のパルス幅）は、コロナ
イオン発生器５に印加するコロナイオン発生用の高周波
の交流電圧７の周期の整数倍であることが好ましい。こ
のようにすると、パルス幅変調された信号電圧８のパル
ス幅内で多数回コロナイオンを発生でき、安定した階調
表現が可能になる。

このような高周波交流電圧７でコロナイオンを発生させ
る固体コロナイオン発生器５の代わりに、本発明者らが
先に提案した、直流でコロナイオンを発生できる固体コ
ロナイオン発生器で使用してもよい。この直流でコロナ
イオンを発生させる固体コロナイオン発生器の概要を第
４図を用いて説明する。

一般に、大気中のような高い気圧下において対向する電
極間で気体放電させる場合、その電極間距離が敗報以下
になると、電子写真で使用されるコロナチャージャのよ
うな安定したコロナ放電がなくなり、火花放電前段の大
電流のコロナイオン流がインパルス状に生ずるストリー
マ放電となる。そのため、コロナ誘導電極１２とコロナ
イオン発生電極１３間にエアギャップ領域１４を設け、
画電極１２．１３間の距離を数十ミクロンに近接させて
直接放電を行なわせる固体コロナイオン発生器１５では
、安定に動作させるために放電エネルギーを制限し、コ
ロナイオン電流と放電時間を制御してコロナ放電による
電極破壊を防止する必要がある。ここでは、コロナ誘導
電極１２とコロナイオン発生電極１３間にキャパシタ１
６を接続し、抵抗体１７を通してキャパシタ１６に充電
を行い、キャパシタ１６の蓄積電荷をコロナ放電に利用
している。このようにキャパシタ１６の充放電を繰り返
して間歇的にコロナイオンを発生させ、コロナイオン電
流と放電時間を制御して、直流電圧１８による一極性の
コロナイオンを安定して発生することが可能である。

次に、このようにコロナイオン加速用バイアス電圧を変
化させて階調特性を任意に制御できる他のコロナイオン
流記録ヘッドの例を示す。

第５図は特開昭５９−６２８７８公報に示されたコロナ
イオン流記録ヘッドに、本発明を適用した例である。コ
ロナチャージャ１９のコロナイオン発生用コロナワイア
２０に直流高電圧を印加することでコロナイオン流を発
生させ、集束電極２１に集束用電圧２２を印加すること
によりコロナイオン流を集束させる。集束したコロナイ
オン流は、制御電極２３．２４間に印加された１００〜
１５０Ｖのパルス幅変調された信号電圧８によって、記
録媒体１０上への照射時間が制御される。制御電極２４
と記録媒体１０に印加されるコロナイオン加速用バイア
ス電圧１１の電圧値を変えたり、電圧値を信号電圧８の
１周期内で時間的に変化させることによって、先の実施
例と同様に記録媒体１０の表面電位を任意の階調特性に
変えることができる。

次に、低電圧駆動を可能にするコロナイオン流記録ヘッ
ドを使用した実施例について説明する。まず第６図を用
いて低電圧駆動用コロナイオン流記録ヘッドの動作を説
明する。

プリチャージ用固体コロナイオン発生器５を用い、記録
媒体１０を一６００■に一様帯電する。

この−様帯電による帯電電荷を２５で示す。固体コロナ
イオン発生器５は、コロナイオン発生電極２と絶縁層３
およびコロナ誘導電極４により構成される。コロナ誘導
電極４とコロナイオン発生電極２間に４０ｋＨｚ　、　
２ｋＶｐ−ｐ程度の交流電圧７を印加することにより、
正負のコロナイオンを発生させる。また、コロナイオン
発生電極２に負のバイアス電圧２６を印加することによ
り負のコロナイオン流を記録媒体１０に与え、負極性に
帯電させる。このプリチャージでは、固体コロナイオン
発生器５が大量のコロナイオンを発生するため、バイア
ス電圧２６と等しい表面電位が記録媒体１０上に与えら
れ、常に安定した表面電位を得ることができる。

一方、低電圧駆動用固体コロナイオン流記録ヘッド２７
は、次のように構成される。ポリイミド等の絶縁層３を
介して、記録ドツトに対応する各素子に共通のコロナ誘
導電極２８と、共通のコロナイオン発生孔２９を有する
コロナイオン発生電極３０が設けられている。コロナイ
オン発生孔２９の中央に、記録媒体１０の方向に移動す
るコロナイオン流がコロナ誘導電極２８からの電界の影
響を受けないように、遮蔽電極３１が設けられている。

このように構成されたコロナイオン発生器上に、ポリイ
ミド等の絶縁層３２を介して各素子毎に分離されたコロ
ナイオン制御電極３３が配置されている。

この固体コロナイオン流記録ヘッドの動作は次の通りで
ある。コロナ誘導電極２８とコロナイオン発生電極３０
または遮蔽電極３１間に、４０ｋｌｌｚ　、　３ｋＶｐ
−ｐの交流電圧３４を印加し、コロナイオン孔２９に大
量の正負のコロナイオンを発生させる。記録媒体１０上
には、プリチャージにより一６００ｖの表面電位が与え
られており、静電潜像の形成には正極性のコロナイオン
３５のみが使用される。このようにして発生した多量の
正極性コロナイオンによって、遮蔽電極３１と制御電極
３３間に空間電荷が生じているため、制御電極３３に３
０Ｖ程度の信号電圧３６ヲ与えることで、コロナイオン
流制御が可能になる。パルス幅変調された信号電圧３６
がＯのときに、遮蔽電極３１に対し制御電極３３が＋３
０Ｖになるようにして正極性のコロナイオン流を遮断す
る。信号電圧３６の印加時には、遮蔽電極３１に対し制
御電極３３が０■になるようにし、コロナイオン流をオ
ン状態にする。このオン状態では記録媒体１０の一６０
０ｖの表面電位で正のコロナイオン流が加速され、記録
媒体１０上の負の電荷を消去し、静電潜像３７を形成す
る。なお、以上のプリチャージおよび低電圧駆動用固体
コロナイオン流記録ヘッドの交流コロナイオン発生器の
代わりに、本発明者の提案による前述の直流コロナイオ
ン発生器を用いてもよい。

このとき、コロナイオン発生電極３０と記録媒体１０間
にコロナイオン流加速用バイアス電圧３８を印加する。

コロナイオン流加速用バイアス電圧３８は、パルス幅変
調された信号電圧３６に同期して任意の電圧波形で時間
的に可変となっている。このようにすることで、記録媒
体１０上の静電潜像の階調特性を任意にコントロールで
きる。

この点について、第７図および第８図を用いて説明する
。第７図に示すように（ａ）のパルス幅変調された信号
電圧３６を制御電極３３に印加し、コロナイオン加速用
バイアス電圧３８（Ｖａ）が（ｂ）のように一定のとき
の記録媒体１０上の表面電位Ｖｓの変化を（Ｃ）に示す
。この場合、次式で示すコロナイオン電流ＩＩが流れる
。

的に空間電荷を利用して制御することで、低電圧駆動が
可能となる。遮蔽電極３１と制御電極３３間にＶｇなる
信号電圧３６が加わると、この正のコロナイオン電流１
ｉは記録媒体１０の表面電位Ｖｓとバイアス電圧Ｖａの
差で加速され、次の値となる。

Ｉｆ　−ρ　・　υ　　　　　　　　　　　　　　（９
）ここで、Ｖｉはコロナイオン流記録ヘッド内の遮蔽電
極３１から記録媒体１０の方向に距離ｙの位置における
電位、ε０は真空中の誘電率、εａは空気の比誘電率、
ρは距離ｙの位置でのコロナイオン流の空間電荷密度、
υは距離ｙの位置でのコロナイオン流速度、μはコロナ
イオン移動度、Ｉｉは距離ｙの位置でのコロナイオン電
流である。このとき、コロナイオン流３９が流れている
オン状態において、コロナイオン発生電極３０からは十
分なコロナイオンが供給されているものとしている。こ
のように、積極（１０） ここで、ａは記録媒体１０と制御電極３３との間の距離
、ｂは制御電圧３３とコロナイオン発生電極３０との間
の距離である。ｋは三極真空管の場合と同様に、グリッ
ドに相当する制御電極３３の周辺効果を考慮した電圧増
幅率である。すなわち、制御電極３３上のコロナイオン
貫通孔３３ａ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３３
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。

このようなコロナイオン電流が流れると、記録媒体１０
の表面電位Ｖｓは次式で示すように、時間と共に減衰す
る。

（１１） なお、Ｃｐは記録媒体１０のキャパシタンスである。こ
のようにパルス幅変調された信号電圧３６が制御電極３
３に印加されると、記録媒体１０の表面電位は信号電圧
３６のパルス幅で決まる値となる。

一方、第８図に示すように、（ａ）のパルス幅変調され
た信号電圧３６に同期して周期Ｔ内で（ｂ）の−６００
■からＯｖまで変化する波形のコロナイオン加速用バイ
アス電圧３８を印加すると、表面電位Ｖｓは（ｅ）のよ
うにほぼ直線的に変化することになる。

また、コロナイオン流記録ヘッドの個々の素子のコロナ
イオン発生用交流電圧を記録に必要なコロナイオン発生
量以上に設定することで、コロナイオン発生電極３０の
バラツキにより生ずるコロナイオン発生量の変動を抑え
ることが可能となる。

さらに、コロナイオン流を遮蔽する制御電圧Ｖｇは次式
で示され、電極中心で増幅率が最少となる電圧が最大の
遮蔽電圧値となる。この電圧をコロナイオン制御電極３
３に制御電圧として加えることでコロナイオン電流を遮
断することが可能となる。

Ｖｇ　−−Ｖｓ／ｋ　　　　　　　　　（１２）第９図
は以上の理論的考察をもとに構成した静電記録装置の具
体的な構成例である。第９図において１０１は本体であ
り、この本体１０１内には記録媒体（担持体）１０とし
ての記録ドラム１０３が設けられているとともに、記録
ドラム１０３の周囲には基本的にその回転方向に沿って
ブリチャージャ１０４．コロナイオン流記録のためのヘ
ッド部１１４．現像装置１１１゜ローラ転写装置１１８
が順次配設されている。

記録ドラム１０３は５０μｍ厚の樹脂系絶縁層が導電層
上に設けられたものを円筒形状に形成して構成されてい
る。この記録ドラム１０３上５０ｍｍの所に、＋　ｅｏ
ｏｖの初期電位を与える一様帯電用のコロナチャージャ
からなるブリチャージャ１０４が設けられている。この
ブリチャージャ１０４としては、記録ドラム１０３上５
００μｍの所に固体コロナイオン発生器を設けてもよい
。

このコロナイオン発生器はセラミック等の絶縁性基板上
に２μｍ厚の記録媒体の幅と等しい長゛さて幅１　ｍ＋
＊の誘導電極を設け、その上に８μｍ厚の樹脂系絶縁層
を一様に塗布して成り、さらにその上に　１００μｍ幅
のスリットを有する２μｍ厚のコロナイオン発生電極を
記録ドラム１０３の主走査方向の長さと等しい長さに設
けられている。また、スリットは誘電電極上に位置する
ように設定しである。

この誘導電極とコロナイオン発生電極間に、振幅量電圧
１８００Ｖ　、周波数５０　ｋ　Ｈｚの交流電圧を加え
て正負のコロナイオンを発生させる。コロナイオン発生
電極には＋６００ｖのバイアス電圧を印加し、正のコロ
ナイオンのみを記録ドラム１０３上に付着させ、これを
＋６００■に帯電する。

コロナイオン発生器のコロナイオン発生電極の近傍ｌＯ
μｍの範囲では、交流の強電界によりコロナイオン発生
電極に沿って２．８Ｘ　ｔｏ−’Ａ　／印程度の多量の
正負のコロナイオン電流が生ずる。このため、５０μｍ
厚の記録・ドラム１０３は１００μｓｅｃ程度の短時間
でバイアス電圧に等しい＋６００ｖに帯電される。

次に、この帯電した記録ドラム１０３はコロナイオン記
録用のヘッド部１１４に搬送され、ここで記録信号に応
じた負のコロナイオンが発生し、＋　１ｌｉｏＯＶの表
面電荷が消去され、反転した静電潜像が形成される。

ヘッド部１１４の中のコロナイオン発生源は、前述した
記録ドラム１０３を一様に帯電させるブリチャージャ１
０４とほぼ同じ構造からなるが、コロナイオン発生電極
の１００μｍ幅のスリブト中に５０μｍ幅の遮蔽電極が
設けである点で異なる。また、コロナイオン発生源から
６０μｍの所に、各記録ドツトに対応した１００μｍの
貫通孔（第６図の３３ａに相当）のある１０μｍ厚の制
御電極が設けられ、さらにその制御電極から２０００μ
ｍの所に＋６００ｖの表面電位の記録ドラム１０３が搬
送される。このヘッドの解像度は１０本／關に相当する
。

次に、第９図の静電記録装置の動作を第６図を参照して
説明する。ヘッド部１１４のコロナイオン発生電極（第
６図の３０）と遮蔽電極（第６図の３１）は同じ接地電
位に接続され、かつ誘導電極２８間にはパルス幅変調さ
れた信号電圧に同期した振幅量電圧１８００Ｖ、周波数
５ｋｌ１２の正弦波または矩形波の交流電圧が印加され
、これにより正負のほぼ　２．８Ｘ　１０−’Ａ　／　
ｃｍのコロナイオン電流が生ずる。これらのコロナイオ
ン電流の中で負のコロナイオン電流のみがコロナイオン
制御電極（第６図の３３）により選択され、記録ドラム
１０３上に到達する。このときのヘッド部１０４の増幅
率には三極真空管の場合と同様の計算から、第１０図に
示される如く電極中央からの距離によって異なる。この
増幅率にの値は電極中心部で最小値「１６」となり、周
辺ではより大きい値「３０」となる。そのため、式（１
２）から記録ドラム１０３の表面電位（＋６００Ｖ）で
加速された負のコロナイオン電流の遮断電圧は中心部で
最大となる。このときコロナイオン発生電極に＋３８Ｖ
の逆バイアスを印加することで、コロナイオン電流を遮
断できる。

このように、コロナイオン発生電極３０にバイアス電圧
（第６図の３４）として＋３８Ｖを印加し、かつ制御電
極３３には＋３８Ｖと０■の信号電圧を印加することで
、コロナイオン電流のオン・オフが可能となる。このと
き流れるコロナイオン電流の最大値は式（８）より　１
．３Ｘ　１Ｏ−５Ａ　／Ｃ−であり、コロナイオン発生
源から生じるコロナイオン電流（２，８Ｘ　１０−’Ａ
　／　ｃ＋ｎ）より十分小さい値である。そのためコロ
ナイオン記録ヘッドを構成するコロナイオン発生源にバ
ラツキがあっても十分なコロナイオン量を供給でき、制
御電圧で決まるコロナイオン流を各記録ド・ソト毎に確
保できるため、各記録ドツト毎のコロナイオン発生量に
よる差は生じない。

また、このヘッド部１１４の制御電極に印加する信号電
圧（第６図の３６）は、コロナイオン発生源に与える５
ｋｌｌｚのコロナイオン発生用電圧（第６図の３４）と
同期して、負のコロナイオン発生時間１００ｓｅｃ毎に
与えられる。

次に、画像信号に応じたコロナイオン電流を与えたとき
の経過時間に対する記録ドラム１０３の表面電位減衰特
性を第１１図に示す。

１００μＳｅｅ後には、記録ドラム１０３上の＋　ａｏ
ｏｖの表面電位は画点中心で＋１５０ｖに低下し、４５
０■の高い静電コントラストのある静電潜像が得られる
。画点周辺部では若干コロナイオン電流値か減少するか
、静電コントラストは３５０■程度得られる。このよう
に画点中心部と周辺部の電位が異なるため、隣接画点が
重なるようにコロナイオン発生装置を千鳥状に配置し均
一電位が得られるようにしてもよい。こ゛の　１００μ
５ｅＣ（１周期：２００μ５ｅｃ）の印字速度は１０本
／　ｍ＋＊の解像度で、連続はぼ９０枚／分（Ａ４相当
）となる。

以上述べた本発明による静電記録装置を用ｔすることで
、コロナイオン流制御の信号電圧を従来の数１００ｖか
ら３０〜４０Ｖ以下に下げること力（可能になる。

また、従来記録ドラムと制御電極間に加えていたコロナ
イオン加速用の数１００Ｖの高（４〕＜イアスミ圧は必
要なくなり、その結果、制御電極とイオン発生電極間に
加えるコロナイオン流を遮断するために必要なノ（イア
スミ圧を数１０ｖ１こ減少させることができる。

このように、コロナイオン記録のためのへ・ソド部の駆
動ＩＣに、実装面積の小さい低電圧駆動ＩＣが使用でき
、全てヘッド基板上１こ駆動ＩＣを実装した小型のコロ
ナイオン記録へ・ソドの製作が可能となる。また、従来
の方式とは異なりコロナイオンにより生ずる空間電荷を
制御することで、コロナイオン電流を印加電圧のみて決
定でき、コロナイオン発生電極の製造バラツキにより生
じていたコロナイオン流バラツキがなくなり、安定した
コロナイオン記録ヘッドを提供することができる。また
、従来のコロナイオン記録のためのヘッドでは、駆動要
ＩＣの耐圧で記録ドラム上の記録電位が決定されていた
ため、記録電位は高々１５０■程度が限界であった。こ
のように、低い表面電位を現像できるトナーは導電性磁
性トナーのみであった。この導電性のために静電的に記
録紙に転写することができず、熱または圧力転写が行な
われていた。

そのため、記録媒体上へのトナー融着によりその残留ト
ナーの拭き取りは、金属ブレードで残留トナーを掻き取
っており、記録媒体が表面高度の高いアルマイト被膜に
限定されていた。さらに、磁性トナーを使用しているた
めカラー化ができなかった。

これに対し本実施例によれば、低電圧の駆動ＩＣで高い
記Ｌ１電圧を制御できるため、電子写真で使用される通
常の高い記録電位を現像するだめの絶縁性トナーが使用
でき、記録紙への静電転写が可能となり、記録ドラムへ
のトナー融着かなくなり、残留トナーの拭き取りは通常
使用されている樹脂からなる拭取りブレードが使用可能
になるため、記録媒体も安価な樹脂系絶縁体が使用でき
るようになる。

また、普通の樹脂系の絶縁性トナーを使用してカラー化
が可能となる。

以上のように、あらかじめ記録ドラム上に電荷を与え、
コロナイオンによる空間電荷を利用することで、低電圧
でコロナイオン電流の制御が可能となり、かつ高速印字
が可能となる。

尚、以上の例では、コロナイオン発生源として固体化し
たものを示したが、電子写真に通常用いられるコロナチ
ャージャを用いてもよいことは勿論である。また、本実
施例では、コロナイオンとして負極性のものを用いたが
、全て極性を反転させて考えることで正極性のコロナイ
オンも使用可能である。さらに、静電潜像として反転画
像を作成したが、コロナイオン記録へラドにより記録ド
ラム上の被画像部の電荷を消去するように信号を入力す
ることで、正規の静電潜像も作成することができる。

また、コロナイオン流発生器に印加するコロナイオン発
生用交流電圧は、人力信号に対し多数のピーク電圧が入
るよう信号電圧の整数倍の周波数を用いてもよい。

このようにしてブリチャージャ１０４で正のコロナイオ
ンを記録ドラム１０３上に付着され、ヘッド部１１４上
で印字情報信号に応じた負のコロナイオンが選択的に到
達され静電潜像が形成される。そして次の現像工程に移
行される。

現像装置１１１は残留トナーの拭き取りと現像プロセス
とを兼ねた構成となっており、現像ローラ１１２が設け
られている。現像装置１１１における現像プロセスを第
１２図を用いて説明する。

導電性基板上に設けられ絶縁体層により構成された記録
ドラム１０３上には、前回の画像形成の転写後に残った
画１象鎮域２１０の負極性の残留トナー２１１と、非画
像領域２１２の残留カブリトナーが存在する。この残留
カブリトナーは正に帯電した逆極性のカブリトナー２１
３または負極性のカブリトナーの一部（図示せず）であ
る（第１２図（ａ））。次に陰極プロセス（第１２図（
ｂ））においてブリチャージャ１．０４により負極性の
ＤＣ電圧で除電（またはＡＣ電圧の除電でも可）すると
記録媒体９上の電位はコロナ放電の特性により均一に除
電されて、−５０Ｖ（またはＧＶ）の電位になる。この
とき残留トナー量の多少にかかわらずトナー粒子の沿面
放電等のリーク電流により記録ドラム１０３の電位も−
様な電位になる。記録ドラム１０３上の残留トナーの極
性はこの除電プロセスにより全て負極性２１５に変換さ
れる。このように−様に低い負電位（またはゼロ電位）
になった記録ドラム１０３にヘッド部１１４を用いた記
録プロセス（第１２図（Ｃ））により、記録信号に応じ
た正極性の静電潜像を形成する。

この結果、新たな画像領域にはコロナイオン流により高
い正の電位２１Ｇか印加され、非画像領域は電荷が与え
られず除電プロセスの電位と同一になる。このとき新た
に形成された画像領域のトナーは信号に応じたイオン流
により正極性２１７になる。次の拭き取りを兼用した現
像プロセス（第１２図（ｄ））では、バイアス電圧２１
８で正の電圧にバイアスされた現像ローラ１１２により
残留トナー２１７の拭き取りと同時に、現像が行なわれ
る。このとき形成された非画像領域に存在する負極性の
トナー２２０は矢印方向の正の電位にバイアスされた現
像ローラ１１２に矢印方向に移動する。一方、画像領域
の正極性の高い電位にある残留トナー２１７は、画像領
域の電位よりも低い現像ローラ１１２に移動する。同時
に現像ローラ１１２の現像用負極性トナー２２１は電位
の高い画像領域の記録ドラム１０３上に移動する。この
ように、拭き取りプロセスと現像プロセスとが同時に終
了しく第１２図（ｅ）　）　、正に帯電２２２シた記録
ドラム１０３上の画像領域には負極性の現像トナー２２
３が付着し可視画像が形成される。一方、低い負電位２
２４の非画像領域には正極性のトナー２２５または負極
性のカブリトナ（図示せず）が微少量付若する場合もあ
る。

以上のようにして全画像形成プロセスを終了する。

第１３図は、画像形成プロセスによる記録ドラム１０３
上の電位変化を示す。第１１図の（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）　（ｄ）　（ｅ）は各画像形成プロセスに対応した電
位を示し、実線が画像領域の電位を、点線か非画像領域
の電位を表わしている。前回の現像、転写の各プロセス
の後の画像形成終了後の記録ドラム１０３上の電位（第
１３図（ａ））は、画像形成された領域では＋４５０■
になり、非画像領域では一３０Ｖ　Ｖになっている。除
電プロセス（第１３図（ｂ））ではブリチャージャ１０
４により画像形成された領域、非画像領域の別なく一様
に一５０Ｖにその電位が均一化される。次の記録プロセ
ス（第１３図（Ｃ））では新な画像領域を＋５００ｖに
帯電し、非画像領域は一５０ｖに保たれる。現像プロセ
ス（第１３図（ｄ））では前画像の残留トナーのうち＋
５００ｖの新たな画像領域にある十極性の残留トナ２３
６は、＋２００Ｖにバイアスされた低電位側の現像ロー
ラに、非現像領域の負極性の残留トナー２３８は、２０
０ｖに現像された高電位側の矢印方向の現像ローラに移
動する。一方、現像ローラ上の負極性の現像用トナー２
３９は画像領域の５００ｖの高電位側に移動して現像が
行なわれる。

このように現像を終了した記録ドラム１０３上の電位（
第１３図（Ｃ））は、新たな画像領域で現像により＋４
５０■に、非画像領域では現像ローラの接触によりマイ
ナス５０Ｖからマイナス３０Ｖに上昇し記録ドラム１０
３上の画像形成プロセスを終了する。このように新たに
形成される画像には画像メモリが生ずることはない。以
上のように記録ドラム１０３上で像形成が完成されると
ローラ転写装置１１８上でこの像が転写材Ｐ（記録紙）
に転写されることになる。

本体１０１内下部にはカセット１１９が装着されていて
取出しローラ１１６を介して転写材Ｐが順次１枚ずつ取
出されるようになっている。

この取出しローラ１１６によって取出された転写材Ｐは
上記記録ドラム１０３の周面、ローラ転写装置１１８上
に搬送され、転写されて外部へ搬出されるようになって
いる。また、転写材Ｐの搬送路上流側にはアライニング
ローラ対１１７ａ、１１７ｂが配設されている。

次に、ローラ転写装置１１８における転写動作を第１４
図を用いて説明する。

前設において形成された記録ドラム１０３上の現像トナ
ー２３３と記録ドラム１０３の回転（矢印方向）に従っ
て、トナー転写部（ａ−ｂ区間）に移送される。トナー
転写部で現像トナー２３３は転写材Ｐである記録紙に圧
接される。

この間、現像トナー２３３には高圧発生回路により供給
される現像トナーの電荷（この図では負極性）と逆極性
の高圧の転写電圧約１ｋＶ〜３ｋＶが作用し、現像トナ
ー２３３は静電的に転写材Ｐに転写され、転写材Ｐ上に
画像３１０を形成する。トナー転写部（ａ−ｂ区間）で
は、転写ローラ３００の弾性層３０３の弾力的な変形に
より、記録ドラム１０３と転写材Ｐは密着し、幅広いニ
ップ幅を形成する。この領域では、弾性層３０３の柔軟
構造により、転写圧力もほぼ一定に保つことができる。

また、抵抗性層３０１は体積抵抗値の圧力依存性がほと
んどないので、ニップ幅の全領域において、均一な転写
を得ることが可能である。

転写ローラ３００の一例を模式的に示したものが第１３
図である。３０１は抵抗性層であり、導電層３０２の端
部及び弾性層３０３を端部より導電処理した導電弾性層
３１３の端部よりも、軸方向にｄたけ長く形成されてい
る。この長さｄは、後述するように０．５〜５關の範囲
が好適に用いられる。この場合、長さｄは抵抗性層３０
２を導電層３０３よりも軸方向に十分長い条件で形成し
た後、所定の長さに切り揃えることで容易に制御できる
。

この実施例に示す転写ローラ６の働きを第１６図を用い
て説明する。１０３は記録ドラム（軸方向の幅Ｌ）、３
０８は転写ローラ３００にトナー逆極性（この場合は正
）の高電圧を印加する電源、３１４はそれを転写ローラ
３００に供給するための板バネである。抵抗性層３０１
は導電層３０２と導電弾性層３１３の端面より２　ｍｍ
だけ外側に長く形成されている（抵抗性層の軸方向の幅
ＬＲ−Ｄ　Ｒ＋　４ｍｍ）。このような転写ローラ３０
０と記録ドラム１０３との間に転写材Ｐが入ってくると
、転写材Ｐの幅は当然転写ローラの幅より短いので、弾
性１体である転写ローラ３００の端部は図のように変形
する。転写ローラ３００は、抵抗層の端部が導電層端部
より外側まで形成されでいるため、上述のように感光体
と導電部とが接触したり近接したりしないため、ショー
トや放電は発生せず、転写電圧変動や感光体上のピンホ
ールも発生しない。この端部からの突出し量は転写電圧
３ｋＶでも放電しない条件から、０　、５　＋ｍｍ以上
が好適である。しかし、あまり長すぎるとこの部分の変
形による疲労で切れてしまうので、５　ｍｍ以下が好ま
しい。

このような転写ローラ３００を第１４図において設けて
いる。３０９は転写ローラ３００のクリーナーで、３０
−５がクリーニングブレード、３１２は取め具、３０６
はクリーニングブレードを転写ローラ３００に圧接させ
るためのバネ、３０７は掻き取ったトナーを受ける受は
皿である。転写ローラ３００と記録ドラム１０Ｂとは転
写材Ｐか間にない時には常に接触しているため、転写ロ
ーラ３００上には記録ドラム１０３上の残留トナーが付
着してしまう。

転写ローラ３００上に付着したトナー３１１はそのまま
にしておくと徐々に厚く積もり、転写材Ｐの裏汚れの原
因となったり、転写ローラ３００と転写材Ｐとの間の抵
抗値を変化させ転写条件を変えてしまうことがある。ク
リーナー３０９はこれを防止するだめのものである。ク
リーニングプレート３０５の材質としては、ポリウレタ
ン、ニトリル、ニチレンプロピレン等の各ゴム、ポリエ
チレン、ポリカーボネート等のプラスチックが良く特に
ポリウレタンゴムが良好である。このクリーニングブレ
ード３０５は、ローラ軸方向の端部が転写ローラ３００
と接しない長さであることが好ましい。クリーニングブ
レード３０５の端部が転写ローラ３００と接すると、そ
の接触点で大きな変形が起こり、大きな力でローラ表面
がしごかれ、ついには抵抗層が傷つき破れてしまう。ま
たこのクリーニングブレードの押圧力は、１００ｇ〜４
００ｇ／２０ａｍが良く好ましくは１５０　ｇ〜３００
　ｇ　／　２０ｃｍが良い。押圧力か弱すぎるとクリー
ニングしきれず、強すぎると転写ローラ　３００の回転
に支障が出ると同時に、転写ローラ表面が傷つく。

ところで、ローラ転写では転写圧力が大きすぎると、ト
ナー像の中心部のトナーが転写機に転写されない現像を
生ずる。例えば文字記録では、白ヌキ文字、すなわち、
文字形のワクのみが記録される。第１７図に第１４図の
ローラ転写装置を用いた時の転写圧力と中抜けの生ずる
割合との関係を示す。中抜けの現われる割合は正方形の
独立したトナー像を転写し、得られた転写像中の白地部
分の全体像に示める割合で示した。中抜けの出現割合が
１０％以下であれば、実用上、問題のない転写像が得ら
れる。しかし、転写圧力が低すぎると、ニップ幅が狭く
なり、転写濃度が低下する。この発明になるトナー転写
装置では２０〜３００ｇ／ｃシの範囲の転写圧力が適し
ており、好ましくは、２０〜２００＋ｒ／ｃｊの転写圧
力が用いられる。転写ローラ３００の弾性層ゴム硬度が
３０以下の場合は、第１７図に示したような関係が保た
れるが、ゴム硬度が３０以上になると、弾力的に変形す
る機能が低下するため、転写圧力は小さくしなければな
らない。例えば、ゴム硬度的４５の場合には、転写圧力
は２０〜５０ｇ／ｄの範囲しか用いることができない。

このようなりリーニング圧力及び転写圧力範囲では、転
写ローラ３００の表面上の四部の深さが１５０μｍ以上
であると、その凹部の影響をカバーしきれなくなる。す
なわち転写時にはその凹部においてニップ幅が細くなる
ため転写が悪くなり、クリーニングにおいては、トナー
が拭き取れずに転写材（記録紙）の裏汚れが発生してし
まう。従って、転写ローラ表面の四部の深さは１５０μ
ｍ以下、好ましくは１２０μｍ以下が望ましい。

第１８図に、環境湿度をパラメータとした転写ローラの
抵抗性層の体積抵抗値とトナーの転写効率の関係を示す
。トナーの転写効率は、転写材に転写されたトナー量（
転写トナー量と称す）の転写トナー量とトナー像担持体
に残ったトナー量の和に対する割合を百分率で表わした
ものである。抵抗性層を形成する抵抗性樹脂シートは電
気的特性のみを重視して設計できる。

抵抗性層の体積抵抗値が低すぎると、転写電圧印加時に
、トナー像担持体との間に放電を生じたり、電荷注入に
よる逆極性トナーが発生し、転写効率は著しく低下する
。また、体積抵抗値が高すぎると、トナー層に分配され
る転写電圧が低くなり、転写効率は低下する。第１８図
に示されるように、この発明におけるトナー転写装置の
転写ローラ３００の抵抗性層の体積抵抗としては１０８
〜１０１５Ω・師の範囲が良く、特に１０９〜１０１２
Ω・命の範囲を好適に使用することができる。

このローラ転写装置によれば、転写ローラ３００の導電
層と記録ドラムとの間に電気的接触や放電が発生しない
ため、転写電圧の変動がなく転写ムラのない良好な画質
の記録ができ、かつ感光体が破壊されることがない。さ
らに、転写ローラ３００にクリーニングブレード３０５
を取り付けてクリーニングするため、記録紙の裏に転写
ローラ表面に付着したトナーが付着する、いわゆる裏汚
れを防止できる。こうして転写された転写材Ｐは紙出口
１２０へ搬送され、画像の記録が完了する。

次に、上述した低電圧駆動用コロナイオン流記録ヘッド
を用いた、階調コントロールができるカラー静電記録装
置の実施例について、第１９図を用いて説明する。この
カラー静電記録装置は、記録ドラムを複数回回転させて
カラー画像を形成させるものであり、絶縁性記録媒体を
用いた記録ドラム４０周辺に、プリチャージ用固体コロ
ナイオン発生器４１と、低電圧駆動用固体コロナイオン
流記録ヘッド４２と、異なる色のカラートナーをそれぞ
れ有する非接触現像器４３．４４．４５と、記録ドラム
４０上に重ねて現像されたカラートナー像の電荷を均一
にする固体コロナイオン発生器４６と、カラートナー像
を静電的に記録紙上４７に転写させる機能分離型転写ロ
ーラ４８と、転写後の記録ドラム上残留トナーをクリー
ニングするクリーニング装置４９とを配置して構成され
る。記録紙４７上に転写されたカラートナー像は、熱定
着装置５０により記録紙に固定される。低電圧駆動用コ
ロナイオン流記録ヘッド４２中のコロナイオン発生電極
には、コロナイオン加速用ノ〈イアスミ圧として本発明
に従い可変電圧が印加、される。

本実施例におけるカラー画像形成プロセスを第２０図を
参照して説明する。Ｉ、　　ＩＩ、　ｍ、　ＩＶは工程
の順序を表わしている。初めに、プリチャージ用固体コ
ロナイオン発生器４１を用い、記録ドラム４０上の記録
媒体に−ｅｏｏｖの電位を与える。次に、低電圧駆動用
固体コロナイオン流記録ヘッド４２の制御電極に、イエ
ロー画像信号によりパルス幅変調された第２０図（ａ）
に示す信号電圧を与え、コロナイオン流を制御する。こ
のときコロナイオン流記録ヘッド４２には第２０図（ｂ
）に示す一定のコロナイオン加速用バイアス電圧０■を
印加し、記録ドラム４０上の電荷を消去して反転した静
電潜像を作成する。この静電潜像を、バイアス電圧−５
００Ｖのカラー現像器４３を用いて負極性のイエロート
ナーで反転現像する。この静電潜像の階調特性は、イエ
ロートナーの現像特性に合わせた第２０図（Ｃ）に示す
値となる。この第一回目のカラー画像形成の際には、記
録ドラム４０上のトナー極性を均一にする固体コロナイ
オン発生器４６は動作させない。また、機能分離型転写
ローラ４８とクリーニングブレード４９は記録ドラム４
０から離され、現像された記録ドラム上のトナー画像の
乱れを防止する。

次に、記録ドラム４０を回転させ、第一回目のカラー画
像形成工程で形成したイエロートナー画像上に、第二回
目のマゼンタトナー画像を形成する。そのために、第一
回目と同様、プリチャージ用固体コロナイオン発生器４
１を用い、記録ドラム４０上の電位を−ｅｏｏｖに一様
帯電する。次に、低電圧駆動用固体コロナイオン流記録
ヘッド４２のバイアス電圧をマゼンタトナーの現像特性
に合った第２０図（ｄ）に示す波形にし、マゼンタ画像
信号によりパルス幅変調された信号電圧を用いてコロナ
イオン流を制御し、反転した静電潜１象をイエロートナ
ー画像上に形成する。この反転した静電潜像は、マゼン
タ画像信号によりパルス幅変調された信号電圧のパルス
幅に対して、第２０図（ｅ）に示す階調特性を与える。

このイエロートナー画像上の静電潜像を、マゼンタトナ
ーを有する非接触現像器４４で反転現像する。

以上のようなカラー画像形成工程をシアン、ブラックの
各トナー画像についても同様に行い、記録ドラム４０上
にカラー画像を形成する。このとき、第２０図（ｆ’）
に示すバイアス電圧を低電圧駆動用固体コロナイオン流
記録ヘッド４２に与え、第２０図（ｇ）に示すそれぞれ
のカラートナーの現像特性に合った階調特性の静電潜像
を形成する。こうして形成された記録ドラム４０上のカ
ラートナー像は各トナー層、毎に異なる電位を有してい
るため、除電用固体コロナイオン発生器４６を用いて−
様な電位にし、−度にカラートナー像の静電転写を行な
わせる。その後、記録紙４７を搬送し、機能分離型転写
ローラ４８を記録紙４７の背面から接触させて、静電的
にカラートナー画像を記録紙４７上に転写する。記録紙
４７上に転写されたカラートナー画像は、熱定着装置５
０により記録紙４７上に転写される。転写後の記録ドラ
ム４０上に残留したカラートナーは、クリーニングブレ
ード４９で機械的に清掃され、再び記録ドラム４０が使
用される。

以上のようなカラー静電記録装置において、コロナイオ
ン加速用バイアス電圧の変化波形を各色共通にし、電圧
値のみを変えてカラー画像の色調を変化させることも可
能である。また、現像方式には液体現像を用いてもよく
、さらに電位の極性を全て反転しても良いことは勿論で
ある。このようにコロナイオン流記録ヘッドを用い、パ
ルス幅変調され信号電圧と同期したコロナイオン加速用
バイアス電圧波形を与えたり、電圧値が色毎に異ならせ
て記録媒体上に任意の階調特性を有する静電潜像を与え
る方式は、全て本発明に含まれる。

次に、記録ドラムに送りむら検出装置を付加した実施例
を説明する。第１９図に示すように記録ドラム４０の回
転軸上に、送りむら検出のためのタイミング発生用のス
リット５１を刻んた円盤５２が設けてられている。

第２１図はこの送りむら検出装置の側面図であり、円盤
５２を挟んで円盤５２の周辺部に対向してＣＣＤセンサ
５３と光源５４とが設けられ、さらにＣＣＤセンサ５３
と円盤５２との間に拡大レンズ系５５が設けられている
。記録ドラム４０上の２〜３μｍ以内の送りむらをＣＣ
Ｄセンサ５３の１素子に対応して検出するためには、レ
ンズの拡大率（ｋ）は次の条件を満足する必要がある。

（２〜３）×γ×に≧ｐ ここで、記録ドラム４０に対する円盤５２の縮小率をγ
、ＣＣＤセンサの素子ピッチを９μｍとしている。また
、円盤５２上に設けたスリット５１の間隔をＬ（ｍｍ）
とすると、ＣＣＤセンサ５３に必要な全素子数ｍは、次
式％式％ ）（３） また、記録ドラム上の解像度がｎ（本／　ｍ１１）のと
き、ＣＣＤセンサ５３の素子数ｍは、次式で示す素子数
ｑの整数倍が必要である。この値は、許容できる送りむ
らから算出した主走査の１ピツチ内に含まれる素子数で
ある。

ｑ　＞　（１０００／　ｎ　）÷（２〜３）　　　（１
４）その結果、許容できる送りむらを２μｍとすると、
解像度２４０ｄｐｌ　（１６本／　ｍｍ　）のとき、主
走査の１ピツチに含まれるＣＣＤセンサ５３の素子数ｑ
は３２となる。このとき、記録ドラム４０に対する円盤
５２の縮小率γを１／２とし、ＣＣＤセンサ５３の全素
子数ｍを３２の倍数である３０１６　（−２３Ｘ　６３
）とすると、円盤５２上の必要なスリット５１の間隔は
２　、０　Ｉ　６　ｍ＋ｉとなる。

記録ドラム４０上の送りむらを２μｍで読み込むには、
１／２に縮小された円盤５２上で１μｍの変動を検出す
る必要がある。これよりＣＣＤセンサ５２の素子ピッチ
が１４μｍのとき、ＣＣＤセンサ１素子で１μｍの位置
変動に対応させるには、拡大レンズ系５５の拡大率を１
４倍とすればよい。

このように、高精細なＣＣＤセンサ５３と拡大レンズ系
５５を組合わせて用いることにより、スリット５１のピ
ッチが記録ドラム４０上の解像度より粗くとも、記録ド
ラム４０の送りむらを十分高精度に検出てきる。

次に、この送りむら検出装置の動作を第２２図を用いて
説明する。

記録ドラム４０の回転に伴い、円盤５２上のスリット５
１のエツジ５６の像をＣＣＤセンサ５３上を矢印方向に
移動させるとともに、第２２図（ａ）に示すようにＣＣ
Ｄセンサ５３の３２素子の走査時間Ｔ３□をコロナイオ
ン流記録ヘッドの主走査時間に等しくする。解像度４０
０ｄｐｉ（１６本／　ｍ＋＊　）でＡ４サイズ（長さ：
３０Ｄｍｒａ）を毎分４０枚記録する場合には、記録ヘ
ッドの主走査時間Ｔ３□は次のようになる。

ｔ３□＝　　８０ｓｅｃｘ　１０００／（１６本Ｘ　　
３００ｍｕ＋　Ｘ　４０枚）−０，３１３＜ｌｌ１ｓｅ
ｃ）　　　　　　　　　　（１５）従って、ＣＣＤセン
サ素子５３を駆動する主走査クロックの周期Ｔｓは、 Ｔ　ｓ　＝　０．３１３／３２−　（１，００９８（ｍ
ｓｅｃ）　　　　（１Ｂ）となり、主走査クロックの周
波数は１１０．００９ｇ−１０２ｋｌｌｚである。

また、２０１６素子全部の走査時間Ｔ２ｏ、６は、式％
式％） 今、第２２図（ｂ）に示す主走査クロックのｔ５番ロク
ロックの次のｔ６番目クロックのタイミングで、記録ド
ラムに送りむらが生じた場合のＣＣＤセンサ素子５３の
出力信号は、第２２図（Ｃ）または（ｄ）のようになる
。記録ドラムの送り速度が減少すると、ｔ６番目クロッ
クのタイミングで生じるＣＣＤセンサ素子５３の出力信
号の増加はなく、第２２図（Ｃ）に示すようにｔ９９番
目クロックの出力信号Ｓ、と同一となる。一方、記録ド
ラムの送り速度が増加すると、その増加量に応じて第２
２図（ｄ）に示すようにｔ６番目さらにはｔ７７番目ク
ロックの出力信号”６＋６７が出力される。従って、Ｃ
ＣＤセンサ５３の出力信号数をカウントし、３２個出力
信号が出力される毎にコロナイオン流記録ヘッドの出力
をオンにすると、記録ヘッドの主走査間隔に等しい位置
でヘッドが動作し、記録ドラムの送りむらを補正するこ
とができる。

このように、常に記録ドラム上の位置を高い精度で検出
し、コロナイオン流記録ヘッドを制御することができる
。これにより、記録ドラムの送りむらが存在しても、静
電潜像は記録ドラム上に常に正確な位置で形成され、送
りむらによる画像濃度の変動を生じることがなくなる。

この様な送りむらの補正方法は、このコロナイオン流記
録ヘッドを用いた場合に限定されるものではなく、電子
写真方式を用いたＬＥＤプリンタ、ＬＣＤプリンタ等の
静電記録装置にも適用できるものであり、さらに同時ド
ライブの記録ヘッドを用いた記録方式全てに応用が可能
である。

［発明の効果］ 以上説明したように、電子写真記録のように記録材料に
依存することなく、コロナイオン流記録ヘッドと記録媒
体間に印加する加速電圧を変化させることで、電気的コ
ントロールにより信号電圧とは独立に静電潜像のγ特性
を変化させることができる。この結果、画像毎に個々の
信号のパルス幅変調を調整する必要がなく、コロナイオ
ン加速用電圧波形を変えるのみで任意の階調特性を得る
ことができ、軟調な画像、硬調な画像を設定できる。

また、現像剤の現像特性に合わせてコロナイオン加速用
バイアス電圧を調整することで、静電潜像のγ特性を決
定できる。これにより、現像剤交換時におけるトナー画
像の階調特性を常に一定にコントロールできる。また、
色毎に現像特性の異なるカラー現像剤を用いるカラー画
像形成に適用すれば、パルス幅変調された信号電圧を各
色毎に変えること無く容具に階調特性を調節することが
できる。

さらに、記録ドラムの送りむらを検出し、記録ヘッドの
主走査のタイミングを記録ドラムの送りむらに合わせて
行うことで、画像の中間調領域やカラー画像の中間色領
域で生じていた画像濃度変動、カラー画像の色差変動を
防止でき、良好な画像を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるコロナイオン流記録
ヘッドとその駆動回路を示す図、第２図および第３図は
第１図の実施例における階調特性制御動作を説明するた
めの図、第４図および第５図は本発明の他の実施例にお
けるコロナイオン流記録ヘッドとその駆動回路を示す図
、第６図は本発明の別の実施例におけるコロナイオン流
記録ヘッドとその駆動回路を示す図、第７図および第８
図は第６図の実施例における階調特性制御動作を説明す
るための図、第９図は第６図の実施例を適用した静電記
録装置の構成を示す図、第１０図は第９図におけるヘッ
ド部の増幅率と電極中央からの距離との関係を示す図、
第１１図は第９図における記録ドラムの表面電位減衰特
性を示す図、第１２図は第９図における現像装置の現像
プロセスを示す図、第１３図は第９図における画像形成
プロセスでの記録ドラム上の電位変化を示す図、第１４
図は第９図におけるローラ転写装置の構成および転写動
作を説明するための図、第１５図は第１４図における転
写ローラの構成例を模式的に示す図、第１６図はこの転
写ローラの作用を説明するための図、第１７図は第１４
図のローラ転写装置を用いた時の転写圧力とトナー像の
中抜けの発生割合との関係を示す図、第１８図は環境湿
度をパラメータとした第１４図における転写ローラの抵
抗性層の体積抵抗値とトナーの転写効率の関係を示す図
、第１９図は本発明を適用したカラー静電記録装置の構
成を示す図、第２０図は第１９図のカラー静電記録装置
のカラー画像形成プロセスにおける階調特性制御動作を
説明するための図、第２１図は第１９図における記録ド
ラムの送りむら検出装置の構成を示す側面図、第２２図
は第２１図の動作を説明するための信号波形図である。 １・・・コロナイオン発生孔、２．１３゜３０・・・コ
ロナイオン発生電極、３，３２・・・絶縁層、４，１２
．２８・・・コロナ誘導電極、５゜１５・・・固体コロ
ナイオン発生器、６・・・加速電極、７．３４・・・コ
ロナイオン発生用交流電圧、８゜３６・・・パルス幅変
調された信号電圧、９・・・遮断電圧、１０・・・記録
媒体、１１．３８・・・コロナイオン加速用バイアス電
圧、１６・・・キャパシタ、１７・・・抵抗体、１８・
・・コロナイオン発生用直流電圧、１９・・・コロナチ
ャージャ、２０・・・コロナイオン発生用コロナワイヤ
、２１・・・集束電極、２２・・・集束用電圧、２３．
２４．３３・・・制御電極、２５・・・帯電電荷、２６
・・・コロナイオン発生用直流電圧、２７・・・低電圧
駆動用固体コロナイオン流記録ヘッド、２９・・・コロ
ナイオン発生孔、３１・・・遮蔽電極、３５・・・コロ
ナイオン、３７・・・静電潜像、３９・・・コロナイオ
ン流、４０・・・記録ドラム、４１・・・プリチャージ
用コロチイオン発生器、４２・・・コロナイオン流ヘッ
ド、４３〜４５・・・カラー現像器、４６・・・除電用
コロナイオン発生器、４７・・・記録紙、４８・・・機
能分離型転写ローラ、４９・・・クリーニングブレード
、５０・・・熱定着装置、５１・・・スリット、５２・
・・円盤、５３・・・ＣＣＤセンサ。 弔 図 第 図 電極中央からの距離０」ｍ） 常 ０ 図 第 １ 図 第 １４ 図 転 写 圧 力 （９／ＣｒＴｌ”） 第 ７ 図 ４ｏ１１！。 体 檀 抵 抗 値 （Ω ｃｍ） 第 ８ 図 第 １９ 図 官２０ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のコロナイオン発生源を有するコロナイオン
   流記録ヘッドを用い、このコロナイオン流記録ヘッドか
   ら記録すべき画像信号に応じたコロナイオン流を発生さ
   せて記録媒体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現
   像して画像記録を行う静電記録装置において、 前記コロナイオン発生源にコロナイオン流制御電圧とし
   て画像信号によりパルス幅変調された信号電圧を印加す
   る手段と、 前記コロナイオン流記録ヘッドと前記記録媒体間に電圧
   値が可変のコロナイオン加速用バイアス電圧を印加する
   手段と を具備することを特徴とする静電記録装置。
2. （２）複数のコロナイオン発生源を有するコロナイオン
   流記録ヘッドを用い、このコロナイオン流記録ヘッドか
   ら記録すべき画像信号に応じたコロナイオン流を発生さ
   せて記録媒体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現
   像して画像記録を行う静電記録装置において、 前記コロナイオン発生源にコロナイオン流制御電圧とし
   て画像信号によりパルス幅変調された信号電圧を印加す
   る手段と、 前記コロナイオン流記録ヘッドと前記記録媒体間に前記
   信号電圧の周期内で電圧値が時間的に変化し、且つその
   変化波形が可変のコロナイオン加速用バイアス電圧を印
   加する手段と を具備することを特徴とする静電記録装置。
3. （３）複数のコロナイオン発生源を有するコロナイオン
   流記録ヘッドを用い、このコロナイオン流記録ヘッドか
   ら記録すべき画像信号に応じたコロナイオン流を発生さ
   せて記録媒体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現
   像する工程を各色について行うことによりカラー画像を
   記録する静電記録装置において、 前記コロナイオン発生源にコロナイオン流制御電圧とし
   て画像信号によりパルス幅変調された信号電圧を印加す
   る手段と、 前記コロナイオン流記録ヘッドと前記記録媒体間に電圧
   値および前記信号電圧の周期内での電圧値の時間的変化
   波形の少なくとも一方が色毎に独立して可変のコロナイ
   オン加速用バイアス電圧を印加する手段と を具備することを特徴とする静電記録装置。
4. （４）前記コロナイオン流記録ヘッドが画像信号に応じ
   たコロナイオン流を発生する前に、前記記録媒体を所定
   の電位に一様帯電する帯電手段を更に具備することを特
   徴とする請求項１、２または３に記載の静電記録装置。
5. （５）記録ドラムと、この記録ドラムと共に回転する該
   記録ドラム上の記録解像度よりも粗いピッチでスリット
   が形成された部材と、前記スリットの像を拡大する光学
   系と、この光学系により拡大されたスリットの像を検出
   する、前記記録解像度より高解像度の光センサとを有し
   、前記記録ドラムの送りむらを検出する送りむら検出装
   置を備えたことを特徴とする静電記録装置。