JPH03234553A - 静電記録用イオン流ヘッド - 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］ （産業上の利用分野） この発明は、発生したコロナイオンを各ドツトごとに画
像情報に応じ制御し、静電記録媒体上に静電潜像を形成
する静電記録用イオン流ヘッドに関する。

（従来の技術） 従来、コロナイオン流を制御して静電潜像を形成する方
法（特開昭５４−５３５３７号広報参照）は、絶縁性部
材を介して設けられた共通の誘導電極と、各ドツトごと
に設けられたコロナイオン発生電極とコロナイオン加速
電極からなる固体イオン流ヘッドを用い、絶縁層を有す
る記録ドラム上に画像情報に応じた静電潜像を形成させ
る。

この従来の固体イオン流ヘッドを用いた画像形成プロセ
スと固体イオン流ヘッドの動作を第４図を用い説明する
。

第４図（ａ）は、固体イオン流ヘッドを用いた画像形成
装置の模式図である。固体イオン流ヘッド（１０１）は
、画像信号に応じて制御されたコロナイオン流により、
静電記録ドラム（１０２）上に静電潜像を形成する。こ
の固体イオン流ヘッドは駆動用ＩＣの耐圧で静電潜像コ
ントラストが決定され、高々２０００Ｖ程度が限界であ
る。この記録ドラム上に形成された静電潜像は、現像器
（１０３）によりトナー現像剤（１０４）で現像され、
記録媒体上にトナー画像（１０５）を形成する。この現
像剤は、低い静電コントラストでも現像できる誘電性磁
性トナーを用いるが、現像剤に磁性粉を有するため、カ
ラー化が出来ない欠点がある。この磁性トナーは誘電性
を有するため、静電的に転写を行うことが出来ず、顕像
化された記録ドラム上のトナー像は圧力転写ローラ（１
０６）で記録紙（１０７）上に転写され同時に定着され
て記録紙上に固定したトナー像（１０８）を形成する。

また、記録ドラム上には融着した残留トナー（１０９）
が残る。そのため、残留トナーのクリーニングはナイフ
エ・ツジを有する金属ブレード（１１０）を使用して行
って（する。

このようにして清掃された後の記録ドラム上の残留電荷
は固体除電装置（１１１）によって消去され、再び記録
ドラムは画像形成に使用される。このように、圧力転写
および融着トナーの金属ブレードによる除去のために、
静電記録媒体として番よ、表面硬度が高く丈夫なアルミ
ナ等の無機材料に限定され、低価格の有機材料を使用出
来ない欠点があった。

第４図（ｂ）は、従来のコロナイオン流記録装置に使用
する固体イオン流へ・ノド（１０１）と固体除電装置（
１１１）の断面模式図である。固体イオン流ヘッドは、
セラミック基板（１１２）上に、共通の５００ひ程度の
電圧（１１３）が印加される誘導電極（１１４）と、各
ドツトごとに独立した２５０Ｖ程度の高圧の画像信号（
１１５）が与えられるコロナイオン発生電極（１１６）
と、共通の６００ｖ程度の電位（１１７）が加えられる
加速電極（１１８）が、絶縁層（１１９）を介して設け
である。信号電圧が加えられると、各ドツトごとに設け
られたコロナイオン発生電極のコロナイオン発生孔（１
２０）から信号に応じたコロナイオン流が発生し、２０
０ｖ程度の加速電圧が印加された加速電極により加速さ
れて記録媒体（１２１）上に達し、静電潜像（１２２）
を形成する。個々のコロナイオン発生電極に加える信号
電圧は、コロナイオン発生を制御するため、２５０ｖ以
上の高い電圧を必要とする。そのため、駆動用ＩＣチッ
プ面積が大きくなり、また高０信号電圧を取り扱うため
駆動用ＩＣと固体イオン流ヘッドとを一体化したヘッド
は作られて（１な力１つた。

一方、固体除電装置（１１１）は、第５図（ｃ）に示す
ようにセラミック基板（１１２）上に誘導電極（１１４
）と、共通したコロナイオン発生孔（１２３）を有する
コロナイオン発生電極（１１６）を設けたものである。

この両電極間番こＩＫＶｐ−ｐ１７）ＡＣ電圧（１２４
）を印加してＡＣコロナイオンを発生させ、かつコロナ
イオン発生電極をアースポテンシャルに接地し、記録媒
体（，１２１）上の残留電荷（１２５）を消去する。

このようにして残留電荷が消去された記録媒体を、再び
画像形成に使用する。

以上の固体イオン流ヘッドでは駆動用に高耐圧ＩＣを使
用するため、チップの実装面積が大きく、ヘッドに駆動
用ＩＣを乗せることは行われていなかった。そのため、
周辺回路規模が大きくなる欠点があった。また、この駆
動用ＩＣの耐圧で静電コントラストが決まり、静電コン
トラストは高々２００Ｖ程度が限界であり。そのため、
現像剤は低い静電コントラストで現像できる導電性磁性
トナーを使用するためカラー化ができない欠点がある。

この導電性磁性トナーの転写は、その導電性のため静電
力では転写できず圧力による転写に限定される。また残
留トナーが転写時の圧力で記録媒体上に粘着し、そのク
リーニングには金属ブレードにより強引に剥離する必要
があった。そのため記録媒体には、表面硬度の高いアル
ミナ等の高価な無機材料しか使用できない欠点がある。

このヘッドを使用したプリンタは、感光体を使用しない
ことによる安定性および速度とメンテナンスの点で電子
写真記録技術よりも優れている。しかし、これらの欠点
のため計算機のメインフレーム用など特種用途に限定し
て用いられていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以上の固体イオン流ヘッドの欠点を除き、駆
動用ＩＣを固体イオン流ヘッドに実装することを可能に
し、さらに固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体
構成にし、周辺回路の簡易化と装置の小型化を計ったも
のである。さらに、低電圧駆動が可能な本発明人による
低電圧駆動ヘッドを導入し、小さいチップ面積のＩＣを
駆動用に使用することでその実装面積を小さくし、この
低電圧駆動用の固体イオン流ヘッドに必要なブリチャー
ジャーをも一体構造にし、より小型なヘッドの提供を目
的としたものである。さらに、この一体構成にしたコロ
ナイオン流ヘッドを使用゛することで、高い静電コント
ラストの静電潜像が得られ、現像剤には通常の電子写真
記録に使用するトナーを使用でき、カラー記録も可能と
なる。このトナーは、静電気的に転写を行うことが可能
で記録媒体上には粘着せず、そのため残留トナーのクリ
ーニングには通常の樹脂ブレードの使用が可能となる。

さらに表面硬度が比較的小さい安価な有機絶縁体を記録
媒体として使用できる。以上にょうに、従来計算機のメ
インフレームにしか使用されていなかった固体イオン流
ヘッドを、汎用のプリンタにも使用できるようにし、よ
り高速で安定性のよいプリンタを低価格で提供できるよ
うにすることを目的としたものである。

〔発明の構成コ （課題を解決するための手段） この発明は上記の目的を達成するため、従来の固体イオ
ン流ヘッドの各ドツトごとに設けられたコロナイオン発
生電極の信号引き出し線を、コロナイオン発生孔列の両
サイドに設けて駆動用ＩＣチップの実装面積を確保し、
駆動用ＩＣを固体イオン流ヘッド上に搭載し、周辺駆動
回路の簡略化と小型化を計った。一方、固体除電装置と
固体イオン流ヘッドとを同一基板状に一体構成し、記録
媒体周辺の部品点数を減らすことで、記録ドラムの小口
径化による装置の小型軽量化を計ることができる。また
、本発明人による静電潜像の高い静電コントラストが得
られ、かつ低電圧駆動の出来る固体イオン流ヘッドを用
い、駆動電圧の低電圧化による駆動用ＩＣのチップ面積
を小さ（し、固体除電装置と駆動用ＩＣとを同時にコロ
ナイオン流ヘッド上に搭載させることを可能にした。こ
の低電圧駆動コロナイオン流ヘッドに用いる固体イオン
流ヘッドは、コロナイオン発生電極に遮蔽電極を設けて
誘導電極からの漏洩電界を遮断し、コロナイオン発生電
極から生じた大量のコロナイオンの空間電荷を〜３０Ｖ
程度の低電圧で制御し、画像情報に応じコロナイオンの
制御を可能にしたものである。このコロナイオン発生電
極にはアースポテンシャルを加え、かつコロナイオン制
御電極にはコロナイオン流に対して逆バイアスとなる制
御用の信号電圧を加え、低電圧駆動を可能にしている。

また記録媒体にあらかじめブリチャージを行い、６００
Ｖ程度のコロナイオン加速用の電位を与えておく。この
記録媒体上の電位により加速されたコロナイオン記録媒
体上に達し、記録媒体上の電位を消去して反転した静電
潜像を形成する。

（作　　用） この発明による駆動用ＩＣと固体イオン流ヘッドを一体
構造にしたヘッドを用いると、周辺回路のヘッド上の搭
載が可能となり、周辺回路の著しい小型化が計れる。ま
た固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体構造にす
ることで、記録ドラム周辺の部品点数を減少でき、記録
ドラムの小口径化と装置の小型化が達成できる。また本
発明人による低電圧駆動のできる固体イオン流ヘッドを
用いることで、高い静電コントラストを有する静電潜像
が得られ、電子写真技術で一般に使用されるトナーの使
用が可能となり、カラー記録ができる。また、記録紙に
トナー画像を転写する転写プロセスを静電力で行え、圧
力転写および記録ドラム上粘着残留トナーの金属ブレー
ドによるクリーニングが不要となり、一般の表面硬度が
比較的低い有機絶縁体を記録媒体に使用できるようにな
る。そのため記録ドラムの低価格化が達成できる。

またクリーニングは、低価格の樹脂ブレードを用いて可
能となる。この様にヘッドの低価格化と小型化が達成で
き、さらに現像、転写、転写等の周辺プロセスに使用す
る構成部品を、従来電子写真で使用され、大量に供給可
能な安定した部品が使用でき、計算機のメインフレーム
用などの特種用途に使用されていた高速で安定なコロナ
イオン記録装置を汎用プリンタにも応用可能となった。

（実施例） 以下、図面を用い本発明を説明する。第１図は、従来の
固体イオン流ヘッドに駆動用ＩＣを搭載したヘッド図面
である。

第１図（ａ）はこのヘッド断面図で、ＭＬ図（ｂ）はこ
のヘッド平面図である。第１図（ａ）に示した固体イオ
ン流ヘッドは、セラミック基板（１）上に共通したコロ
ナイオン発生に必要な誘導電極（２）が基板中央に設け
られ、かつこの誘導電極上にポリイミド等の絶縁層（３
）が塗布しである。さらにその上に、各ドツトごとにコ
ロナイオン発生孔（４）を有する分離したコロナイオン
発生電極（５）が紙面方向に多数段けである。

基板の両側には、コロナイオン発生電極に信号を入力す
る引き出し線（６）と、コロナイオン発生電極をブロッ
クごとに駆動する高耐圧（２５０Ｖ）の駆動用ＩＣ（７
）が配置しである。またこの駆動用ＩＣに外部信号電圧
を与える電極（８）が基板上に設けられ、外部からの信
号電圧の印加でこの駆動用ＩＣが動作する。さらに、こ
のコロナイオン発生電極上には、各ドツトごとにコロナ
イオン発生孔を有する共通のポリイミド等の絶縁層（９
）が設けられ、゛その上にコロナイオン加速電極（１０
）が共通して配置される。図１−ｂは、このヘッドのコ
ロナイオン発生孔（４）側から見た平面図である。コロ
ナジオン発生孔列（１１）の両側には、コロナイオン発
生電極（５）の引き出しＩＩ　（６）がブロックごとに
纏められ、高耐圧（２５０Ｖ）の駆動用ＩＣ（７）に接
続される。

各ドツトごとにコロナイオン発生孔を有する加速電極（
１０）は、絶縁層（９）を介してコロナイオン発生電極
上に配置される。この加速電極には常時引き出し線（１
２）から、２００Ｖ程度の加速電圧が印加される。この
図ではコロナイオン発生電極下にある誘導電極の記載は
、省略しである。

また、コロナイオン発生電極に複数のコロナイオン発生
孔を設け、その発生孔に対応した数だけ誘導電極をコロ
ナイオン発生電極と交差するように設け、そこに加える
誘導電圧を切り替えることで電子分配を行ってもよい。

図２は、固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体化
したコロナイオン流ヘッドを用いたイオンデイポジショ
ン記録装置の説明模式図（Ｍ２図（ａ））と、このコロ
ナイオン流ヘッドの模式図（第２図（ｂ））である 第２図（ａ）に示すように一体化したコロナイオン流ヘ
ッドを用いた記録装置は、記録用絶縁層からなる記録ド
ラム（２１）周辺にコロナイオン流ヘッド（２２）と、
記録媒体上の２００ｖ程度の低い静電潜像コントラスト
で現象できる導電性磁性トナー（２４）を用いた現像器
（２３）が配置されている。コロナイオン流ヘッドの信
号に応じ、コロナイオン流が発生する固体イオン流ヘッ
ドで形成された静電潜像は、現像器で現像された記録媒
体上にトナーＲ（２５）を形成する。この現象されたト
ナー像は、圧力転写装置（２６）で記録紙（２７）上に
転写され同時に定着されて、固定したトナー像（２８）
を記録紙上に形成する。

一方、記録ドラム上に残って融着した残留トナー（２９
）は、金属ブレード（３０）により削り取られ、記録ド
ラムが清掃され再び記録に使用される。このとき記録ド
ラム上に残留した静電荷は、コロナイオン流ヘッドの固
体除電装置で除電され、静電的に初期状態になる。

第２図（ｂ）は、固体除電装置と固体イオン流ヘッドと
を一体化したコロナイオン流ヘッドを用い記録媒体に静
電潜像を形成させる断面模式図である。−コロナイオン
流ヘッド（２２）は、セラミック等の共通基板（１）上
に固体除電装置（３１）と固体イオン流ヘッド（３２）
とを構成した構造である。

固体除電装置は、セラミック基板上に誘導電極（２）を
設け、その上にポリイミド等の高耐圧の絶縁側樹脂層（
３）を塗布し、さらに紙面方向に平行した一対のコロナ
イオン発生電極（５）をその上に配置する。この固体除
電装置の誘導電極とコロナイオン発生電極間には約ＩＫ
Ｖｐ−ｐｍ度の交流電圧（３３）を印加し、かつコロナ
イオン発生電極をアースポテンシャルにする。このよう
にして発生した正および負のコロナイオンのうち、正の
コロナイオンが絶縁性記録媒体（２１）上の負の残留電
荷（３４）を消去し、記録媒体の電位を−様なアースポ
テンシャルにする。

固体イオン流ヘッドは、共通のラセミツク基板（１）上
に各記録ドツトに共通した誘導電極（２）を設けて固体
除電装置のポリイミド層と同一のポリイミド！　（３）
を塗布し、その上にドツトごとに分離したコロナイオン
発生孔（４）を有するコロナイオン発生電極（５）を設
けである。かつその電極上にコロナイオン発生孔を有す
る共通のポリイミド等の絶縁層（９）と各ドツトごとに
分離した加速電極（１０）を配置した構造からなる。

この従来の固体イオン流ヘッドの動作は、誘導電極に加
えたバイアス電圧（３５）とドツトごとのコロナイオン
発生電極に加えた信号電圧（３６）に応じ、負のコロナ
イオン（３７）が発生して記録媒体上に負の静電層１　
（３８）を形成する。

このように従来の固体イオン流ヘッドに使用する高耐圧
駆動用のＩＣチップの面積は大きいため。

第１図に示したようにコロナイオン発生孔の両側に駆動
用ＩＣを配置する必要がある。そのため、駆動用ＩＣを
搭載したヘッドに第２図で示した固体除電装置を一体化
することは困難である。また、このヘッドでは記録媒体
上の静電潜像コントラストが駆動用ＩＣの耐圧で決まる
ため、静電コントラストは高々２００Ｖ程度が上限であ
った。この低い静電コントラストを現像するには、低電
圧現像用の層性−成分トナーを使用するが、このトナー
は混入磁性粉のためカラー記録に向かない欠点がある。

以上の欠点を除くため、コロナイオン流制御用の駆動電
圧を低電圧化し、かつ実装面積が小さい低電圧ＩＣを用
いる必要がある。このようにすることで駆動用ＩＣ全て
をヘッド上のイオン発生孔列の一方の側に配列可能とし
た。この低電圧駆動用の固体イオン流ヘッドは、本発明
人が提案した固体イオン流ヘッドで達成できる。またこ
のヘッドは高い静電コントラストが得られる特徴を有す
る。このヘッドは、記録の前にプリチャージを必要とす
るが、そのためのブリチャージャーが、除電をも兼ねる
。この一体化したヘッドを、第３図を用いて詳細に説明
する。第３図（ａ）は、このヘッド（４１）を用いた記
録装置の模式図である。

このヘッドを用いると、高い静電コントラスト（〜４０
０Ｖ）が記録媒体（２１）上に得られる。

そのため、現像器（２３）は従来の電子写真装置に使用
される高コントラスト用の一成分接触現像方式を採用で
きる。この現像器を用いて現像したトナー像（２５）は
静電的に記録紙上に転写できる。また転写は、高い転写
効率が得られるバイアス電圧（４２）を印加して行うソ
フトローラ（４３）転写方式を用いる。記録紙上に転写
されたトナー［１（２ｇ）の定着は、熱定着ローラ（４
４）で行う。

また転写後の記録媒体上残留トナー（２９）は、一般に
電子写真記録で使用する樹脂構成のクリーニングブレー
ド（３０）で除去され、記録媒体が再び使用されること
になる。

そこでまず、本発明に係わるコロナイオン流を制御し静
電記録を行う記録装置における画像形成プロセスの基本
原理を別の図面を参照しながら説明する。この説明を第
５図Ｂ至第１７図において行う。

まず第５図（ａ）において、導電性基板１００１上に絶
縁体層１００２を設けてなる記録媒体１００３上に、コ
ロナイオン制御電極１００４て生じた正のコロナイオン
流を用い電荷１００５を記録の前にあらかじめ一様に与
える。このコロナイオン流発生器１００４は、絶縁性基
板１００６の一方の面にコロナイオン発生用の電界を集
中する急峻に切断されたスリット１００７を有するコロ
ナイオン発生電極１００８を設けるとともに、他方の面
にはスリット１００７に電界を形成させるための誘導電
極１００９を設けてなるものである。これらの画電極１
００８．１００９間には、ピーク電圧９００ｖで周波数
２０ＫＨｚのコロナイオン発生用交流電圧１０１０が印
加されており、これにより正負のコロナイオンが発生す
るようになっている。また、コロナイオン発生電極１０
０８には、記録媒体１００３に与える表面電位とほぼ等
しい正のバイアス電圧１０１１　（＋６００Ｖ）が与え
られ、正のコロナイオンのみが記録媒体１００３方向に
移動し、記録媒体１００３上にコロナ電荷１０１２が蓄
積される。その結果、記録媒体１００３の表面電位ＶＳ
は＋６００Ｖになる。

このようにして−様な表面電位ＶＳを有する記録媒体１
００３は、次いで矢印１０１３方向に搬送され、記録画
点に対応して設けられた各素子からなるコロナイオン流
発生器１０１４の下に達する。

このコロナイオン流発生器１０１４は、コロナイオン発
生源１０１５と、コロナイオン通過用貫通孔を有するコ
ロナイオン制御電極１０１６とから構成されている。こ
のコロナイオン発生源１０１５は、絶縁性基板１０１７
の両面にコロナイオン発生電極１０１８と誘導電極１０
１９とを設けてなるものである。コロナイオン発生電極
１０１８には、各記録ドツトに対応する急峻な切断面を
持つ電界集中のためのコロナイオン発生用スリット１０
２０が設けられている。このコロナイオン発生用スリッ
ト１０２０内には、コロナイオン発生用の交流電圧で生
ずる無駄な電界を遮蔽するための遮蔽電極１０２１が設
けられているこの遮蔽電極１０２１は、コロナイオン発
生電極１０１８と同電位に設定されている。コロナイオ
ン発生電極１０１８と遮蔽電極１０１８と遮蔽電極１０
２１にはコロナイオン流を遮蔽する＋３８Ｖのバイアス
電圧１０２２が印加され、かつ誘導電極１０１９間に信
号電圧と同期してコロナイオンを発生させるピーク間電
圧１８００Ｖ、１０ＫＨｚの交流電圧１０２３が加えら
れる。

一方、コロナイオン流の貫通孔を有する制御電極１０１
Ｇには、＋３８ｖの信号電圧１０２４が印加される。こ
のとき、コロナイオン発生電極１０１８と遮蔽電極１０
２１をアースポテンシャルにし、制御電極の信号電圧を
一３８Ｖにノくイアスしても同様の効果が得られる。

このようにして、コロナイオン発生電極１０１８から生
じた正負のコロナイオンは、信号が印加された制御電極
１０１６により負のコロナイオン１０２５のみが選択さ
れ、記録媒体１００３上の＋６００Ｖの表面電位で加速
されて記録媒体１００３に達し、その表面電位を＋２０
０Ｖ以下に低下させる。このようにして、反転した４０
０■以上の高い静電コントラストのある静電潜像１０２
６が得られる。

以上のコロナイオン流発生器を多数設けたコロナイオン
ヘッドの模式的斜視図とコロナイオンヘッドへの電圧付
与法を第５図（ｂ）に示す。

同図において、各素子に共通したコロナイオン発生Ｆｊ
、ｌ　０１５は、共通の絶縁性基板１０１７の背面に誘
導電極１０１９を設け、そのもう一方の面に遮蔽電極１
０２１を有するコロナイオン発生電極１０１８を設けた
ものである。遮蔽電極１０２１とコロナイオン発生電極
１０１８と番よ基板１０１７の端部て互いに導通が取ら
れて０る。

また、相隣接する２つのコロナイオン発生電極間の距離
は、同一基板上に設けられた各素子ごと１こ存在する制
御電極１０１６中のコロナイオンの流通用貫通高１０１
６Ｈの径と等し０゜さらＬこ、コロナイオン発生電極１
０１８の両サイトｉ！　絶縁体で被覆されコロナイオン
発生を防止して（する。また、制御電極１０１６は各記
録画点に対応して設けられ、駆動用ＩＣ１０２７に接続
されて０る。

この駆動ＩＣ１０２７には、各素子１こ対応する（言号
１０２８が入力信号［１０２９から並列（こ入力され、
ＩＣ１０２７からの一駆動信号は各素子の制御電極１０
１６に出力される。

一方、コロナイオン発生源１０１５（７）ニア０ナイオ
ン発生電極１０１８と遮蔽電極１０２１Ｇよ／くイ７ス
１［圧１０２２によりコロナイオンの遮蔽電極にバイア
スされ、かつコロナイオン発生用の交流電源１０２３に
接続される。この交流電源１０２３と入力信号源１０２
９とは同期信号源１０３０からの同期信号よって作動す
る。

次に、上記コロナイオン流発生器の動作について説明す
る。

まず初めに、第２図を用いてコロナイオン発生電極１０
１８のコロナイオン発生スリ・ノド１０２０内に設けた
遮蔽電極１０２１の作用について説明する。

第６図（ａ）に示した遮蔽電極１０２１の存在しないコ
ロナイオン流発生器の場合には、記録媒体１００３を＋
６００Ｖの表面電位に、コロナイオン制御電極１０１６
を＋３８Ｖに、コロナイオン発生源１０１５のコロナイ
オン発生電極１０１８を＋３８ＶにそれぞれＩくイアス
し、誘導電極１０１９に対しコロナイオン発生用のピー
ク間電圧１８００Ｖの交流電圧を印加したとき、コロナ
イオン発生電極１０１８から負のコロナイオンが発生し
記録媒体１００３に達する。このときの電位分布は第６
図（ｂ）に示すようになる。

ところが、第７図（ａ）に示すように、第５図に示すよ
うな遮蔽電極１０２１を設けてコロナイオン発生電極と
同電位にした場合には、第３図（ｂ）に示す電位分布と
なる。

すなわち、遮蔽電極１０２１が存在する場合、コロナイ
オン発生源１０１５とコロナイオン制御電極１０１６と
の間の電位分布は数１０ｖ以下となり、コロナイオン制
御電極１０１６をＯｖにするだけで、負のコロナイオン
に対し逆電界を与えることが可能となり、負のコロナイ
オンを制御できる。しかも、コロナイオン発生電極近傍
のコロナイオン発生電界にはほとんど影響を与えること
はなく、安定したコロナイオンが生ずる。一方、コロナ
イオン発生電極１０１８と誘導電極１０１９に印加した
交流電−圧で生じた逆極性の正のコロナイオンは、記録
媒体１００３とコロナイオン制ｇＡ電極１０１６との間
の逆電界による記録媒体１００３上に達することなくコ
ロナイオン制御電極１０１６に吸収される。

このように、遮蔽電極１０２１を設けてもコロナイオン
発生量の減少はない。その理由は、コロナイオンが発生
する領域がコロナイオン発生電極近傍数ミクロンの所の
強電界部分で行われ、この領域の電界変動は１００ミク
ロンのコロナイオン発生用スリット中に５０ミクロン幅
の遮蔽電極を設けてほとんど変化しないためである。

次に、上述の動作原理をさらに理論的に説明する。基本
動作は二極真空管とほぼ同じであるが、真空管の場合は
電子を取扱い、本発明ではコロナイオンを取扱う点が異
なる。そのため、キャリア速度と電圧との関係式が異な
り、その結果コロナイオン電流の基本方程式に差が生ず
る。ここでは、基本方程式とそこから導出されるコロナ
イオン電流の式等を用いて説明する。

コロナイオンの動作を示す基本方程式は次式で示される
。

ｄＶ　　　　。

■＝μｍ、　　＋−ｐｖ　　　　　　　　　　　　−（
１）ｙ ■はコロナイオン発生源からの距離ｙだけ離れた点の電
位、ε、は空気の比導電率、ε。は真空中の導電率、ｐ
は距離ｙにおいて空間電荷として存在するコロナイオン
流による電荷量、■は距離ｙにおける速度、μはコロナ
イオンの移動度、ｉは距離ｙにおけるコロナイオン電流
である。

以上の式はコロナイオンによる空間電荷が存在する定常
状態を示すものであり、コロナイオン発生電極１０１８
と導電電極１０１９の間に印加するコロナイオン発生用
の交流電圧１０２３の周期はコロナイオンが記録媒体１
００３に達する時間（〜２μｓｅｃ程度）よりも十分長
く、かつコロナイオン制御電極１０１６に印加する信号
電圧１０２４の周期もこの時間よりも十分長い必要があ
る。

このように空間電荷を積極的に作成、し、制御すること
で低電圧駆動を可能にしたものであり、従来の方式にお
ける逆に空間電荷を除去することでコロナイオン・オフ
制御を行うもので多値記録は不可能であり、基本的に異
なる。

さらに、加える信号電圧１０２４と負のコロナイオンの
発生が同期するように交流電圧（好ましくは矩形波）を
印加し、はぼ定常状態の近似が成立することが好ましい
。

このようにして生じた負のコロナイオンはコロナイオン
制御電極１０１６とコロナイオン発生電極１０１８との
間に電圧Ｖｇを印加すると、表面電位Ｖｓの記録媒体１
００３方向に次式で示すコロナイオン電流となって流れ
る。

■　−一・ε　、、　　、、、　　１　　　・・・＊８
　　　　　　　　　　　　　　　ｂ’二こで、ａは記録
媒体１００３とコロナイオン制御電極１０１６との間の
距離、ｂは制御電極１０１６とコロナイオン発生源１０
１５との距離である。

ｋは二極真空管の場合と同様にグリッドに相当する制御
Ｉ電極の周辺効果を考慮した電圧増幅率である。つまり
、制御電極１０１６上のコロナイオン貫通孔１０１６ａ
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。

以上のコロナイオン電流の式はコロナイオン発生量が少
ない場合は、飽和電流になるまで上式によるコロナイオ
ン電流が流れるが、それ以上の飽和電流値以上では一定
電流となる。そのため、コロナイオンの発生量以下で使
用する場合には、そのコロナイオンの発生量に依存せず
、電極構造、コロナイオン制御電極１０１６に印加する
電圧、記録媒体１００３の表面電位により変化する。

以上のことから、コロナイオン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１０１８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。また、コロナイオン
流を遮蔽する制御電圧は次式で示され、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
圧を制御電圧１０１６にバイアス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。

さらに、制御電極１０１６に加える信号電圧は、コロナ
イオン発生電極１０１８に加えるノ（イアスミ圧よりも
小さい値が好ましい。この値がコロナイオン発生電極１
０１８の電圧よりも大きい場合には、発生した負のコロ
ナイオンの一部が制御電極１０１８に直接流れ込み、コ
ロナイオンの使用効率が悪くなり、さらに制御電極方向
に流れるコロナイオン流により記録媒体１００３と制御
電極１０１６との間の電位が変動し、コロナイオンの使
用効率がさらに悪化することになる。そのため、信号に
応じた制御電極電圧はコロナイオン電流を最大となるＯ
ｖ以下に設定することが好ましい。

次に、コロナイオン記録装置の応答速度について説明す
る。

記録媒体１００３上の初期の表面電位Ｖｓは、その表面
に達する負のコロナイオン流により時間とともに減少す
るため、コロナイオン電流も徐々に減少する。その結果
時間とともに変化する表面電位Ｖｐはこの点を考慮する
と、次式で示される。

ここで、コロナイオン制御電極１０１６の電位は信号入
力時にコロナイオン電流１ｐを最大となるＯＶと設定し
た。

尚、上式において、Ｃｐは記録媒体１０ｏ３のキャパシ
タンスである。

次に、以上の理論的考察をもとに構成した第１０図の記
録装置を具体的に説明するｂ図中１１０１は本体であり
、この本体１１０１内には像担持体としての記録ドラム
１１ｏ３が設けられているとともにこの記録ドラム１１
０３の周囲には基本的にその回転方向に沿ってブリチャ
ージャー１１０４、イオン記録のためのヘッド部１１１
４、現像装置１１１１、ローラ転写装置１１１８、が順
次配設されている。

記録媒体１０ｏ３に相当する記録ドラム１１０３は５０
ミクロン厚の樹脂系絶縁層が導電層上に設けられたもの
を、円筒形状に設定されている。この記録ドラム１１ｏ
３上５ミリメータの所に＋６００ｖの初期電位を与える
一様帯電用ブリチャージャーとしてコロナチャージャー
１１０４が設けられている。このブリチャージャ−１１
０４記録ドラム上５００ミクロンの所に固体コロナイオ
ン発生器を設けてもよい。この固体コロナイオン発生器
はセラミック等の絶縁性基板上に２ミクロン厚の記録媒
体の幅と等しい長さで幅１１園の誘導電極を設け、その
上に８ミクロン厚の樹脂系絶縁層を一様に塗布し、さら
にその上に１００ミクロン幅のスリットを有する２ミク
ロン厚のコロナイオン発生電極を記録ドラム１１ｏ３の
主走査方向の長さと等しい長さに設けである。また、こ
のスリットは導電電極上に位置するように設定しである
。

この誘導電極コロナイオン発生電極に心服閾電圧１８０
０Ｖで５０ＫＨｚ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１１０３上に付着させ、これを＋６００Ｖに帯電
する。

また、この固体コロナイオン発生器のコロナイオン発生
電極の近傍１０ミクロンの範囲では交流の強電界により
コロナイオン発生電極沿いに２．８ＸＩＯ−’Ａ／ａｍ
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、５０ミクロン厚の記録ドラム１１０３は１００μｓ
ｅｃ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１１０３はコロナイオン記
録用のヘッド部１１１４に搬送され、ここで記録信号に
応じ負のコロナイオンが発生し、＋６００Ｖ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１１１４の中のコロナイオン発生源は、前述し
た記録ドラム１１０３を一様に帯電させるブリチャージ
ャー１１０４とほぼ同じ構造からなるが、コロナイオン
発生電極の１００ミクロン幅のスリット中に５０ミクロ
ン幅の遮蔽電極が設けである点で異なる。また、コロナ
イオン発生源上６０ミクロンの所に各記録ドツトに対応
した１００ミクロンの貫通孔（第５図すに相当）のある
１０ミクロン厚のの制御電極が設けられ、さらにその上
注２０００ミクロンの所に＋６００ｖの表面電位の記録
ドラム１１０３が搬送される。このヘッドの解像度は１
０本／＋ｎに相当する。

次に、動作を第５図を参照して説明する。ヘッド部１１
１４のコロナイオン発生電極（第５図の１０１９）と遮
蔽電極（第５図の１０２１）は同じアースポテンシャル
に接地され、かつ誘導電極間には信号電圧を同期した（
図示せず）振幅量電圧１８００Ｖ、５ＫＨｚの交流電圧
（または矩形波）が印加され、これにより正負のほぼ２
．８×１０−’Ａ／ｃｏ＋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５図の１０１６）に
より選択され記録ドラム１１０３に到達する。このとき
のヘッド部１１０４の増幅率には三極真空管の場合と同
様の計算から、第８図に示される如く電極中央部からの
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（
３）から記録ドラム１１０３の表面電位（＋　６００　
Ｖ）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、コロナイオン加
速用を遮断できる。このように、コロナイオン発生電極
にバイアス電圧（第５図の１０２２）として＋３８Ｖを
印加し、かつ制御電極には＋３８ＶとゼロＶ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（２）より　ＩＪＸ　１０−’Ａ／ｃｄであり、コロ
ナイオン発生源１０１５から生じるコロナイオン電流（
２，８Ｘ　１０−’Ａ　／　ｃＩｎ）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
記録ドツトごとに確保できるため、各記録ドツトごとの
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１１１４の制ｉａｌ］電極に印加す
る信号電圧（第５図１０２４）は、コロナイオン発生源
（第５図の１０１５）に与える５ＫＩ（ｚのコロナイオ
ン発生用電圧（第５図の１０２３）と同期して、負のコ
ロナイオン発生時間１００μｓｅｃごとに与えられる。

次に、式（５）を用い、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１１０３の
表面電位減衰特性を第９図に示す。

１００μｓｅｃ後には、記録ドラム１１０３上の＋６０
０Ｖ表面電位は画点中心で＋１５０Ｖに低下し、４５０
Ｖ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が減少するが静
電コントラストは３５０Ｖ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配置し均一電位が
得られるようにしてもよい。

以上の１００μｓｅｃ　（１周期２００μ５ｅｃ）の印
字速度は、１０本／　ａｍの解像度で連続はぼ９０枚／
分（Ａ４相当）の印字速度となる。

以上述べた本発明による記録装置を用いることで、コロ
ナイオン流制御の信号電圧は従来の数１００ｖの電圧か
ら３０〜４０Ｖ以下に下げることが可能になる。

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の高いバイアス電圧は必要な
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バイアス電圧は
数１０Ｖに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ヘッド部の駆動
ＩＣに実装面積の小さい低電圧駆動ＩＣが使用でき、全
てヘッド基板上に駆動ＩＣを実装した小型のコロナイオ
ン記録ヘッ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で決定でき、
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
動用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、記録電位はたかだか１５０Ｖ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
記録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た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
ャージャー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、コロナイオン記録ヘッドにより記録
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、入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ー１１０４で正のコロナ
イオンを記録ドラム１１０３上に付着され、ヘッド部１
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
行程に移行される。

現像装置１１１１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１１１２が
設けられている。現像装置）！１１１１における現像プ
ロセスを第１１図を用いて説明する。

導電性基板上に設けられた絶縁体層により構成された記
録ドラム１１０３上には、前回の画像形成の転写後に残
った画像領域１２１０の負極性の残留トナー１２１１と
非画像領域１２１２の暗流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１２１３または負極性のカブリトナーの一部（図示せ
ず）である（第１１図（ａ））。次に陰極プロセス（第
１１図（ｂ））においてブリチャージャー１１０４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１００３上の電位はコロナ放電の特
性により均一に除電されて、マイナス５０Ｖ（またはゼ
ロＶ）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１１０３の電位も−様な電位になる。記録ドラ
ム１１０３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１２１５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１１０３にヘッド部１１１４を用いた記録
プロセス（第１１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１２１６が印加され、非画像領域には電荷が
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１２１７になる。次の拭き取りを兼用
した現像プロセス（第１１図（ｄ））では、バイアス電
圧１２１８で正の電圧にバイアスされた現像ローラ１１
１２により残留トナー１２１７の拭き取りと同時に、現
像が行われる。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１２２０は矢印方向の正の電位にバイ
アスされた現像ローラ１１１２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１
２１７は、画像領域の電位よりも低い現像ローラ１１１
２に移動する。同時に現像ローラ１１１２の現像用負極
性トナー１２２１は電位の高い画像領域の記録ドラム１
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１１図（ｅ））　、
正に帯電１２２２した記録ドラム１１０３上の画像領域
には負極性の現像トナー１２２３が付着し可視画像が形
成される。

方低い負電位１２２４の非画像領域には正極性のト六−
１２２５または負極性のカブリトナー（図示せず）が微
小量付着する場合もある。以上のように全画像形成プロ
セスを終了する。

第１２図は、画像形成プロセスによる記録ドラム１１０
３上の電位変化を示す。第１２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、点線が非画像領域
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１１０３上の電位（
第１２図（ａ））は、画像形成された領域ではプラス４
５０ｖになり、非画像領域ではマイナス３０Ｖになって
いる。除電プロセス（第１２図（ｂ））ではブリチャー
ジャー１１０４により画像形成された領域、非画像領域
の別なく一様にマイナス５０ｖにその電位が均一化され
る。次の記録プロセス（第１２図（Ｃ））では新たな画
像領域をプラス５００■に帯電し、非画像領域はマイナ
ス５０Ｖに保たれる。現像プロセス（第１２図（ｂ））
では前画像の残留トナーのうちプラス５ｏｏｖの新たな
画像領域にあるプラス極性の残留トナー１２３６は、プ
ラス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１２３８は、２００
Ｖ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１２
３９は画像領域の５００Ｖの高電位側に移動して現像が
行われる。このように現像を終了した記録ドラム１１０
３上の電位（第１２図（ｅ））は、新たな画像領域で現
像によりプラス４５０ｖ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１工０３上で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１１０３で像
形成が完成されるとローラ転写袋ｆｉｌｌ　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１１０１内下部にはカセット１１１９が装着されて
いて取出しローラ１１１６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１１１６によって取出された転写材Ｐ
は上記記録ドラム１１０３の周面、ローラ転写装置１１
１８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１１１７ａ、１１１７ｂが配設されている。

次にローラ転写装置１１１８における転写動作を第１３
図を用いて説明する。

前段において形成された記録ドラム１１０３上の現像ト
ナー１２３３記録ドラム１１０３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１２３３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１２３３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的ＩＫＶ〜３ＫＶが作用し、現像ト
ナー１２３３は静電的に転写材Ｐに転写され、転写材Ｐ
上に画像１３１０を形成する。トナー転写部（ａ−ｂ区
間）では、転写ローラ１３００の弾性層１３０３の弾力
的な変形により、記録ドラム１１０３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
１３０３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ｆｉ１３０１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。

そこで、転写ローラ１３００の一例を模式的に示したも
のが第１６図である。１３０１は抵抗性層で導電層１３
０２の端部及び弾性層１３０３を端部より導電処理した
導電弾性層１３１３の端部よりも軸方向にｄだけ長く形
成している。この長さｄは、後述するように０．５〜５
　ｍｍの範囲が好適に用いられる。この場合ｄは抵抗性
層１３０２を導電層１３０３よりも軸方向に十分長い条
件で形成した後、所定の長さに切りそろえることで容易
に制御できる。

この実施例に示す転写ローラ１００６の働きを第１７図
を用いて説明する。１１０３は記録ドラム（軸方向の幅
ＩＬ）　　　１３０ｇは転写ローラ１３００にトナーと
逆極性（この場合は正）の高電圧を印加する電源、１３
１４はそれを転写ローラ１３００に供給するための板バ
ネである。抵抗性層１３０１は導電層１３０２と導電弾
性層１３１３の端面より２　ａｍ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−ＩＩＰ＋４ｍｍ
）。

このような転写ローラ１３００と記録ドラム１３００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、弾性体である転写ローラ１３
００の端部は図のように変形する。転写ローラ１３００
は、抵抗層の端部が導電層端部より外側まで形成されて
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
端部からのつき出し量は転写電圧３ＫＶでも放電しない
条件から０．５■鳳以上が好適である。

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■膳以下が好ましい。

このような転写ローラを第１３図において設はテイル。

１３０９は転写ローラ１３００のクリーナーで、１３０
５がクリーニングブレード、１３１２は取め具、１３０
６はクリーニングブレードを転写ローラ１３００に圧接
させるためのバネ、１３０７はかきとったトナーを受け
る受は皿である。転写ローラ１３００と記録ドラム１１
０３とは転写材Ｐが間にない時には常に接触しているた
め、転写ローラ１３００上には記録ドラム１１０３上の
残留トナーが付着してしまう。

転写ローラ上に付着したトナー１３１１はそのままにし
ておくと徐々に厚くつもり、転写材Ｐの裏汚れの原因と
なったり、転写ローラ１３００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１３０９はこれを防止するためのものである。ク
リーニングブレード１３０５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。このクリニングブレ
ード１３０５は、ローラ軸方向の端部が転写ローラ１３
００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１３０５の端部が転写ローラ１３００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、１０
０ｇ　〜４００ｇ／２０ｃｍが良くま好ましくは１５０
ｇ　〜３００ｇ／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１３００
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、転写ローラ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象を
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１４図に第１３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
分の全体像に占める割合で示した。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　／
　ｃｊの範囲の転写圧力が適しており、好ましくは、２
０〜２００ｇ／ｃｊの転写圧力が用いられる。

転写ローラ１３００の弾性層ゴム硬度が３０以下の場合
は、第１４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
／１４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
写ローラ表面上の凹部の深さが１５０μｍ魔以上である
と、その凹部の影響をカバーしきれなくなる。すなわち
転写にはその四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、トナーかふきと
れずに転写愛（記録紙）の裏汚れが発生してしまう。し
たがって、転写ローラ表面の四部の深さは１５０μｍ以
下、好ましくは１２０μｍ以下が望ましい。

第１５図に環境湿度をパラメータに、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１５図に示されるようにこの発明になるトナー転写装
置の転写ローラの抵抗性層の体積抵抗としては１０８／
１０”Ω・印の範囲が良く、特に１０９〜１ＱＩ２Ω・
（至）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１３００の導
電層と記録ドラム体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、がつ感光体が破壊されることがない
。さらに、転写ローラ１３００にクリーニングブレード
１３０５をとりつ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１２００へ搬送さ
れ情報の記録が完了する。

そこで以下に以上の説明した動作原理に基づく、本発明
の一実施例であるヘッド構造を第３図（ｂ）のヘッド断
面模式図を用いて詳細に説明する。ヘッドは、セラミッ
クからなる同一基板（１）上に設けられた固体ブリチャ
ージャー（３１）と、信号によりコロナイオン流を低電
圧で制御する固体イオン流ヘッド（４５）からなる。画
像形成後の残留電荷（３４）が存在する記録媒体（２１
）には、固体ブリチャージャーで発生したコロナイオン
（４６）により、コロナイオン発生電極に加えるバイア
ス電圧（４７）で決まる＋６００Ｖの表面電位（４８）
が与えられる。この−様な表面電位を与えられた記録媒
体は、固体イオン流ヘッド（４５）下に搬送される。こ
こでは、コロナイオン発生電極（５）と誘導電極（２）
との間に、コロナイオン発生用の〜１０００Ｖｐ−ｐの
ＡＣ電圧（４９）を印加されており、大量のコロナイオ
ンが発生する。コロナイオンによりコロナイオン発生電
極近傍に空間電荷が生じる。一方、コロナイオン発生電
極には遮蔽電極（５ｏ）が設けられ、誘導電極からの電
界を遮断する。このようにすることで制御電極（５１）
に加えた〜３０Ｖ近辺の低電圧の信号電圧（５２）で空
間電荷による電位を制御し、コロナイオン流（５３）の
制御を可能にする。つまり、コロナイオン発生電極（５
）に加えた〜３０Ｖ程度のカットオフ電圧（５４）と制
御電極に加えたアースポテンシャルによる逆電界で、記
録媒体方向へのコロナイオン流の移動を遮断する。

ついで、制御電極に一３０Ｖ程度の電圧が印加されると
、コロナイオン流のゲートが開き、コロナイオン流を記
録媒体の表面電位で加速して記録媒体方向に移動し、記
録媒体上の電位を消去して反転した静電潜像（５５）を
形成する。

つぎに、固体ブリチャージャーと固体イオン流ヘッドの
一体構造について第３図（ａ）のヘッド分解模式図を用
い説明する。５００μｍ厚のセラミック基板（１）上に
、固体ブリチャージャー（３１）と固体イオン流ヘッド
（４５）を構成する。この固体ブリチャージャーと固体
イオン流ヘッドのそれぞれの誘導電極（２）の間隔は１
　ｖａｖｌとし、スパッタ等の技術を用いてアルミ等を
幅２００μｍ、厚さ数千オングストローム程度設ける。

ついでこれらの電極上に共通のポリイミド等の絶縁層（
３）を１０〜４０μｍの厚さ塗布する。

このポリイミド上の固体イオン流ヘッドのコロナイオン
発生電極部には、あらかじめ幅４ｏμｍ厚さ１８μｍの
遮蔽電極（５ｏ）を設ける。さらにポリイミド層（５６
）とその上に１８μｍのタングステンまたはモリブテン
の高融点金属を貼りつけた薄層を、金属幅１００μｍ１
共通のコロナイオン発生孔間隔１００μｍをエツチング
等によりコロナイオン発生電極（５）に形成し、固体ブ
リチャージャーおよび固体イオン流ヘッド部に接着剤に
より張りつける。このようにしてコロナイオン発生電極
を設ける。さらに固体イオン流ヘッドには、各ドツトご
とに独立した１００μｍ径のコロナイオン発生孔を有す
る厚さ２０μｍの制御電極（５１）を、厚さ６０μｍ程
度の絶縁層（９）を介して設ける。このようにして、固
体ブリチャージャーと固体イオン流ヘッドとを一体にし
たコロナイオン流ヘッドを構成する。

第３図（ｄ）は、駆動用ｔＣをも一体にしたヘッドの平
面図である。

セラミック基板上に固体ブリチャージャー（３１）と固
体イオン流ヘッド（４５）、さに低電圧駆動用の駆動用
ＩＣ部（５７）を設けである。

固体ブリチャージャーには、コロナイオン発生電極（５
）が存在する。この電極は、外部のコロナイオン発生電
源と接続するため、引き出し線（５８）が設けである。

また固体イオン流ヘッドには、各ドツトごとに独立した
コロナイオン制御電極（５１）が存在し、その電極下に
は絶縁層を介しコロナイオン発生電源（５）がある。こ
の電極は、外部のコロナイオン発生電源に接続するため
の引き出し線（５９）が接続しである。また各コロナイ
オン制御電極には、引き出し線（６）を通して低電圧駆
動用ＩＣ（７）に接続されている。

この駆動用ＩＣは外部回路からの信号を受は取る信号線
（８）に接続される。

［発明の効果コ 以上のように従来の固体イオン流ヘッド上に駆動ＩＣを
搭載することで周辺回路の小型化が達成できる。一方、
固体イオン流ヘッドと固体除電装置とを一体化すること
で、記録媒体ドラム周辺に配置する部品点数を減らすこ
とができ、記録ドラムの小口径化と装置の小型化さらに
部品点数の減少によるメンテナンスの向上が得られる。

さらにブリチャージャーを用い低電圧イオン流ヘッドを
導入することにより、固体ブリチャージャーと低電圧イ
オン流ヘッドとを一体構造にし、かつヘッド上にチップ
面積の小さい低電圧駆動用ＩＣをも搭載できめる。その
結果、一般に市販されている液晶ドライバー等の汎用Ｉ
Ｃを駆動用ＩＣとして使用できるようになり、駆動部の
低価格化と、周辺回路の小型化が計れる。

さらに、低電圧駆動のでき高い静電コントラストが得ら
れる固体イオン流ヘッドを導入することで、電子写真技
術で一般に使用される現像剤トナーの使用が可能となり
、カラー記録ができるようになる。また、記録紙にトナ
ー画像を転写する転写プロセスは静電転写が使用できて
、圧力転写お記録ドラム上粘着残留トナーの金属ブレー
ドクリーニングが不要となり、一般の表面硬度が比較的
低い有機絶縁体を記録媒体に使用できる。そのため、記
録ドラムの低価格化が達成できる。またクリーニングは
、電子写真で一般に使用されている低価格の樹脂ブレー
ドの使用が可能となる。この様にヘッドの低価格化と装
置の小型化が達成でき、さらに現像、転写等の周辺プロ
セスに使用する構成部品を、従来の電子写真で用いる、
大量供給可能な安定した部品が使用でき、計算機のメイ
ンフレーム用などの特種用途から汎用プリンタの応用Ｃ
をヘッド上に搭載した固体イオン流ヘッドの模式図であ
り、（ａ）はその断面図、（ｂ）はそのヘッドの平面図
、第２図は固体除電装置と固体イオン流ヘッドとを一体
化したヘッドを用いた記録装置を説明するための図、第
３図は低電圧駆動用の固体イオン流ヘッドと固体ブリチ
ャージャーと一体構造にした固体イオン流ヘッドを用い
た記録装置に係わり、（ａ）はその装置構成図、（ｂ）
は固体ブリチャージャーと固体イオン流ヘッドを一体化
したヘッドの断面構成図、（Ｃ）はそのヘッド組み立て
図、（ｄ）は固体ブリチャージャーと固体イオン流ヘッ
ドさらに駆動用ＩＣを搭載したヘッドの平面図、第４図
は従来例を説明するた７図は転写ローラを説明するため
の図である。

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Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロナイオン流を画像情報に応じて制御し、記録
   媒体上に静電荷を与えて記録を行うイオン流記録手段に
   おいて、コロナイオン流を制御する駆動用ＩＣと前期イ
   オン流記録手段とを、一体構成にしたことを特徴とする
   静電記録用イオン流ヘッド。
2. （２）コロナイオン流を制御する駆動用ＩＣを、イオン
   流記録手段の各ドットごとに設けたイオン流素子列の両
   側に配置したことを特徴とする請求項１記載の静電記録
   用イオン流ヘッド。
3. （３）記録媒体を均一な電位にする帯電手段と、画像情
   報に応じて制御されたコロナイオン流により静電潜像を
   形成するイオン流記録手段とを、一体構成にしたことを
   特徴とする静電記録用イオン流ヘッド。
4. （４）帯電手段が絶縁層を介した誘導電極とコロナイオ
   ン発生電極とからなる固体イオン発生手段であり、イオ
   ン流記録手段が前期固体イオン発生手段と発生したコロ
   ナイオンを画像情報に応じて制御する制御手段からなる
   固体イオン流記録手段であることを特徴とする請求項３
   記載の静電記録用イオン流ヘッド。
5. （５）記録媒体を均一な電位にする帯電手段と、画像情
   報に応じ各ドットごとに制御したコロナイオン流による
   静電潜像を形成するイオン流記録手段と、コロナイオン
   流を制御する駆動用ＩＣとを一体構成にしたことを特徴
   とする静電記録用イオン流ヘッド。
6. （６）イオン流記録手段のコロナイオン発生手段が絶縁
   層を介し、誘導電極と、誘導電極からの漏洩電界を遮断
   する遮蔽電極と、コロナイオン発生電極とからなり、低
   電圧でコロナイオンを制御可能としたことを特徴とする
   請求項５記載の静電記録用イオン流ヘッド。（７）コロ
   ナイオン流を制御する駆動用ＩＣを、各ドットごとにコ
   ロナイオン流を制御するイオン流素子列の一方の側に、
   設けたことを特徴とする請求項６記載の静電記録用イオ
   ン流ヘッド。