JPH0396362A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は静電記録装置に関するもので、更に詳細には
、現像剤で形威された帯電現像剤薄層上に、イオン流変
調手段により画像信号に応じた潜像を形成する静電記録
装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の静電記録方法に関する技術としては、米
国特許第３６８９９３５号に開示されているように、ト
ナー供給源よりトナーを供給し、絶縁層を介して対向す
るアレイ状の開口電極対から成る制御素子により帯電し
たトナー通過量を制御し、記録部材上に画像信号に応じ
たトナー像を形成しようとするものが提案されている。

しかし、この方法はトナーが開口部に付着して開口部周
辺を汚してしまうばかりか目詰まりを起こしてしまう場
合があり、また、記録速度が低いなどの問題点により実
用化がなされていない。

他の先行技術としては、特公昭５８−３３５５０号公報
に記載されている静電印刷法が知られている。この印刷
法によれば、イオン流をイオン流制御素子により画像信
号に応じて変調し、イオン流制御素子と記録部材との間
に固体あるいはエーロゾル状のトナー粒子を供給し、画
像信号に応じて変調されたイオン流を選択的にトナー粒
子に衝突させトナー粒子を画像信号に応じて帯電し、こ
の帯電したトナー粒子を電界により記録部材上に付着せ
しめて画像信号に応じたトナー像を記録部材上に形成し
ている。

しかしながら、この方法ではトナーを均一供給する手段
及び機内の汚れ除去の困難等の問題点を有している。

上記問題点を解消する記録方法としては、特開昭６１−
２５１６６号公報に示された現像剤担持体上に形成され
た一様な電荷を有するトナー薄層にイオン発生器により
画像信号に応じてイオン流を衝突させて潜像を書き込み
、これを記録媒体に転写して画像を得る方法がある。こ
の記録方法に用いられるイオン発生器には、例えば特開
昭５９−１６４１５４号公報、特開昭５９−１９０８５
４号公報等に開示されたものが適している。これらのイ
オン発生器は、高圧の電圧を印加したイオン発生源を内
部に有し、圧縮空気と電界によりイオン流を発生させる
ものであり、イオン流の通路のイオン源からイオン流出
口に至る間には、制御電極が設けてあり、画像信号に対
応してイオン流を通過あるいはせき止めることにより、
イオン流出口部に対向させた現像剤の薄層に静電潜像を
書き込むことが可能となる。

このイオン発生器を用いる利点としては、空気流のない
場合と比較して、イオン源からのイオン取出し量が多く
、イオン流変調用制御電極に印加する電圧を小さくでき
る点、更に、空気流を用いていることにより、トナーに
よるイオン流出口開口部の目詰まりが発生しない点があ
げられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この記録手段では、空気流を現像剤薄層
へ直接吹き付ける構成のために、現像剤の層を乱すとい
う問題があり、更には、イオン取出し量を記録速度の上
昇に伴ってあげていくと、空気流量の増加による現像剤
層の吹き飛ばしが発生し、記録の欠陥及び機内の汚染と
いう重大な弊害が生じる虞がある。また、上記のような
問題の発生しない微量の空気流量で用いた場合でも、コ
ロナ放電による放電生成物を直接現像剤及び現像剤担持
体へ浴びせることとなり、トナーや現像剤担持体、薄層
形成部材等の構成部品の化学的劣化を早める結果となる
。

したがって、イオン発生器の空気流による現像剤薄層の
乱れ及び放電生成物による構成部品及び現像剤の劣化の
発生しない静電記録装置の開発が望まれている。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するために、この発明の静電記録装置は
、第１図に示すように、現像剤をその上面に担持する現
像剤担持体１０と、この現像剤担持体ｌＯ上に現像剤の
薄層を形成する層形成部材２０と、現像剤の薄層に向け
てイオンを供給するイオン源３２と、このイオン源３２
と現像剤担持体１０との間に電圧を印加すると共にイオ
ン源３２の上流側に設けられた圧縮空気発生手段４０よ
り供給される空気流によりイオン流を発生させるイオン
流発生手段３０と、イオン源３２と現像剤担持体１０と
の間においてイオン流を静電気力線により変調させるイ
オン流変調手段５０とから成り、変調されたイオン流を
帯電された現像剤の薄層に選択的に衝突させることによ
り、現像剤薄層に画像信号に対応した潜像を形成するよ
うにした静電記録装置を前提とし、上記イオン源３２か
らイオン流変調手段５０を経て現像剤担持体１０側へイ
オン流を送出するイオン流通路３３の出口開口部３４に
おけるイオン流の流れ方向と空気流の流れ方向とのなす
角度をαとしたとき、０゜＜α≦１８０° の範囲にあることを特徴とするものである。

この発明において、上記現像剤担持体１０は正負いずれ
かに帯電された現像剤を担持するもので、例えば導電性
担持体本体Ｉ１の表面に誘電体層１２を形成したもの、
あるいは、導電性担持体のみで構成された担持体が使用
される。

上記現像剤は現像剤担持体上に担持されるものであれば
一成分系、二或分系のいずれであっても差支えなく、ま
た、磁性、非磁性のいずれであってもよい。この場合、
現像剤が一成分系のときは直接上記現像剤担持体上の現
像剤に接触して摩擦帯電電荷を付与する方式の層形成手
段によって現像剤薄層を形成する。また、二或分系の場
合には電子写真用の二或分現像器の現像ロールと現像剤
担持体とを対向させ、両者の間にバイアス電圧を印加し
、現像剤を現像剤担持体上に均一に現像させるなどの方
法で帯電された現像剤薄層を形成する。

上記イオン流発生手段３０は、高圧の電圧を電源３８に
よって印加したイオン源３２を内部に有し、圧縮空気と
電界によりイオン流を発生させるもので、例えば放電ワ
イヤと、この放電ワイヤを取り囲むシールドとから戊る
放電部３７と、シールド３０内に空気流を供給する圧縮
空気発生手段４０とで構成される。

また、上記イオン流変調手段５０は、イオン源３２と現
像剤担持体１０との間において画像情報に基いてイオン
流を静電気力線により変調させるもので、例えばイオン
流通路出口開口部に形成されるイオン流変調用制御電極
５２に制御電源５４により画像信号に応じた電圧を印加
してイオン流を変調させるものにて形成される。

加えて、上記イオン流の流れ方向と空気流の流れ方向と
のなす角度αは、０°以外で１８００以内であればいず
れの角度であっても差支えなく、イオン流通路出口を直
接角度をもたせてイオン流と空気流とを角度をもたせる
ようにしてもよく、あるいは、吸引手段や仕切り板等に
よってイオン流と空気流とに角度αをもたせることがで
きる。

この場合、イオン流の流れ方向は、イオン流発生手段３
０と現像剤担持体１０との間に電源ｌ６によって形成さ
れる電界により制御することが可能である。

一方、空気流の流れ方向を制御する方法としては、例え
ばイオン流通路出口開口部３４におけるイオン流通路３
３の方向により、空気流の吹出し方向を変化させるのが
最も簡単であるが、その他に開口部近傍の形状や外壁の
角度の制御、あるいは、強制的な空気流の吸込みや吹出
し口を設ける方法を用いることも可能である。これらは
空気流の流量や平均流速、開口部３４の面積・形状によ
り最適なものを選択、あるいは、複数の手段を用いるこ
とが望ましい。　また、空気流の吸込み手段を用いない
場合、空気流量やイオン流発生手段３０と現像剤担持体
１０との距離、現像剤担持体１０の大きさによっては現
像剤層に影響を及ぼす場合があるが、この場合、９００
くα≦１８００とすることで問題は発生しなくなる。な
お、空気流の吸込み手段若しくは隔壁等による空気流の
強制的な方向変化手段を用いることにより、０°くα≦
１８０°の全範囲で空気流によるトナー層への影響を除
去することが可能となる。この場合、イオン取出しのた
めの電界方向に少なくとも開口部３４となる隙間を有し
ていれば、イオンの取出し量の不足は生じない。

［作　用］ 上記技術的手段は以下のように作用する。

現像剤担持体ｌＯ上に担持される現像剤が層形成部材２
０により一様な厚みに薄層化され、プラス又はマイナス
に帯電される。また、イオン源３２と現像剤担持体ｌＯ
との間に電圧が印加されると共に、圧縮空気発生手段４
０から空気流が供給されて、イオン源３２により発生さ
れたイオンが空気流によって現像剤担持体ｌＯに向って
供給される際、イオン流変調手段５０によって変調され
てイオン流と空気流とが分岐され、イオン流のみが現像
剤担持体１０上に担持された現像剤の薄層に選択的に衝
突されて現像剤薄層に画像信号に対応した潜像が形戊さ
れる。そして、潜像と反対の極性の転写手段６０により
記録媒体に転写されて画像が形成される。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する
。

◎第一実施例 第２図はこの発明の静電記録装置の第一実施例の概略断
面図が示されており、第１図と同じ部分には同一符号が
付されている。

この発明の静電記録装置は、現像剤１４（トナー）を収
容するホッパ１５の開口側に現像剤担持体１０を回転可
能に配設すると共に、現像剤担持体１０の上方側表面に
層形成部材２０を接触して成り、また、現像剤担持体１
０の側方の対向する近接部位にイオン流発生手段である
イオン流発生器３０を配置し、更に、現像剤担持体１０
の下方の対向する近接部位に記録体６２を搬送させると
共に、記録体６２の背部に転写手段である転写電極６０
を配置して成る構造となっている。

上記現像剤担持体１０は、例えばアルミニウム合金製の
導電性を有する円筒状の担持体本体１１の表面に熱硬化
性フェノール樹脂等の誘電体層ｌ２を形成した構造と成
っており、直流電源１６に接続されてマイナスの極性に
維持されている。この現像剤担持体１０には層形成部材
２０の他にトナー１４を補給する補助ロール１８が回転
可能に配設されている。

上記層形成部材２０は、装置の固定部に一端が固定され
る弾性支持体２２の他端部に装着されるシリコンゴム製
の部材にて形成されている。

イオン発生器３０は、空気流の流入口と流出口とを連通
ずる通路３３の一部にチャンバ３５を有するシールド３
６と、シールド３６内に張設されるイオン源である放電
ワイヤ３２とで構或される放電部３７と、シールド３６
内に空気流を供給する圧縮空気発生手段であるコンプレ
ッサ４０とで構或されており、また、通路３３の出口開
口部３４には絶縁スペーサ５８を介してイオン流変調用
制御電極５２を有する絶縁性基板５６が配設されると共
に、制御電極５２に制御用の信号電源５４が接続されて
イオン流変調手段５０が構威されている。この場合、放
電部３７の放電ワイヤ３２とシールド３６との間には直
流高圧電源３８が接続されて放電ワイヤ３２とシールド
３６との間にプラス放電が行われるようになっている。

一方、上記イオン流発生器３０のシールド３６の出口開
口部３４に連なる外壁には傾斜面３９が設けられており
、この傾斜面３９がイオン流通路３３に対して傾斜をも
って連接している。

なお、上記転写電極６０には現像剤担持体ｌＯと同極の
直流電源６４が接続されている。

上記のように構成されるこの発明の静電記録装置におい
て、ホッパｌ５内に収容されたトナーｌ４は補助ロール
１８によって現像剤担持体ｌＯに供給されて現像剤担持
体１０表面に付着された後、層形成部材２０によって一
様に薄層化されると共に摩擦帯電電荷が付与される。一
方、イオン流発生器３０において、直流高圧電源３８に
より高圧の電圧が印加されることによりイオンが発生し
、このイオンがコンプレッサ４０から供給される空気流
によってイオン流４２が発生し、このイオン流４２はイ
オン流発生器３０と現像剤担持体１０との間に高圧電源
ｌ６によって印加された電界による静電気力を受けて現
像剤担持体１０側へ移動する。また、空気流４３は出口
開口部３４で噴流を形成するが、出口下流にイオン発生
器シールド３６の外側表面に形成される固体壁が存在す
るため、傾斜面３９に再付着しつつ傾斜面３９に沿って
流れる壁面噴流となる。したがって、イオン流４２の流
れ方向と空気流４３の流れ方向とはαなる角度をもって
分岐され、イオン流４２のみが現像剤担持体１０上の現
像剤薄層に衝突されて潜像を形成し、空気流４３は直接
現像剤担持体１０に衝突されない。

次に、上記第一実施例についてテストを行った結果につ
いて説明する。

テストに当って、 出口開口部３４の幅＋０．２ｍｍ 空気の出口平均流速：　５　０　０　ｍｍ／　ｓｅｃ出
口開口部３４から現像剤担持体１０までの距離：１．　
　０ｎｍ イオン流発生器３０と現像剤担持体１０間の電圧：ＩＫ
Ｖ イオン流の流れ方向と空気流４３の流れ方向とのなす角
度α：９０° の条件で、現像剤薄層上に形成された静電潜像を記録体
６２上へ転写して、その画像を調べたところ、ホッパｌ
５内のトナー１４を完全に消費するまで非常に鮮明な画
質を連続して得ることができた。また、装置の作動中、
現像剤層の乱れやイオン流発生器３０のトナー１４によ
る汚染も発生せず、更に、現像剤担持体１０にも異常は
認められなかった。

◎第二実施例 第３図はこの発明の静電記録装置の第二実施例の概略断
面図が示されている。

第二実施例の静電記録装置はイオン流の流れ方向と空気
流の流れ方向とのなす角度が１８０°の場合である。す
なわち、イオン流発生器３０のイオン流出口開口部３４
における制御電極５２と対向する位置から反対方向に延
びる空気流の吸入口４４を形成すると共に、この吸入口
４４に空気吸入装置４５を接続させた場合である。

なお、第二実施例においてその他の部分は上記第一実施
例と同様であるので、同一部分には同一符号を付してそ
の説明は省略する。

上記のように構成することにより、放電部３７により発
生して空気流により取り出されたイオン流は、イオン流
発生器３０と現像剤担持体１０との間に形戊された電界
によって現像剤担持体１０方向へ移動する。また、空気
流は空気吸入装置４５によって発生された負圧により、
吸入口４４内へ流入して空気吸入装置４５内へ回収され
るため、空気流が現像剤担持体１０側へ吹き出すことは
なく、イオン流のみが現像剤担持体ｌＯ上に担持された
現像剤の薄層に選択敵に衝突されて現像剤薄層に画像信
号に対応した潜像が形成される。

第二実施例において、上記第一実施例と同様の条件で画
像の記録を行った結果、トナー層の乱れやイオン流発生
器３０のトナーの汚れの発生は認められず、また、ホッ
パ１５内のトナーを完全に消費するまで非常に鮮明な画
質を連続して得ることができた。更に、現像剤担持体１
０への影響も全くなかった。

◎第三実施例 第４図はこの発明の静電記録装置の第三実施例の概略断
面図、第５図はその要部拡大断面図が示されている。

第三実施例の静電記録装置はイオン流の流れ方向と空気
流の流れ方向とのなす角度αを、０°くα〈９０°の範
囲とした場合である。

すなわち、イオン流発生器３０のイオン流出口開口部３
４と現像剤担持体１０との間に仕切り板４６を配置して
、イオン流出口開口部３４から取り出されるイオン流と
空気流とを分岐させるようにした場合である。この場合
、上記仕切り板４６は開口部３４の開口方向に対して直
交する垂直片４７と、垂直片４７の上端から開口部３４
側に向って上り勾配状に突出する傾斜片４８とで構成さ
れている。そして、傾斜片４８の先端は開口部３４から
０．５ｍｍの距離隔てて配置されており、また、仕切り
板４６の先端部すなわち傾斜片４８はイオン流の流れ方
向に対して５°の角度に傾斜されている。

したがって、放電部３７により発生して空気流により取
り出されたイオン流は、イオン発生器３０と現像剤担持
体１０との間の印加により形成された電界によって現像
剤担持体１０方向へ移動し、一方、空気流は仕切り板４
６の傾斜片４８及び垂直片４７に沿って流れ、イオン流
の流れ方向に対して５°の角度をなす。

次に、上記第三実施例についてテストを行った結果につ
いて説明する。

テストに当って、 出口開口部３４の幅：０．２ｍｍ 仕切り板４６と現像剤担持体１０との距離：０．０５肛 空気の出口平均流速：　５　０　０　ｍｆｆｉ／　ｓｅ
ｅ出口開口部３４から現像剤担持体１０までの距離＝１
．０關 イオン流発生器３０と現像剤担持体１０間の電圧＝ＩＫ
Ｖ イオン流の流れ方向と空気流４３の流れ方向とのなす角
度α二５° の条件で、現像剤薄層上に形成された静電潜像を記録体
６２上へ転写して、その画像を調べたところ、上記第一
実施例と同様に良好な画像が得られた。

また、印字中にトナー層の乱れや現像剤担持体１０の異
常も発生しなかった。

更に、仕切り板４６の角度を変化させたところ、Ｏ０く
α≦９０°の範囲内では、全く問題なく使用することが
できた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の静電記録装置によれ
ば、イオン源からイオン流変調手段を経て現像剤担持体
側へイオン流を送出するイオン流通路の出口開口部にお
けるイオン流の流れ方向と空気流の流れ方向とのなす角
度をαとしたとき、０°くα≦１８００ の範囲に設定して成るため、以下のような効果が得られ
る。

１）空気流が直接現像剤担持体上の現像剤薄層へ吹きつ
けることがなくなり、空気流による現像剤薄層の乱れ及
び現像剤の吹飛ばしゃ、現像剤の吹飛ばしによって発生
する機内の汚染防止等を図ることができる。

２）微量の空気流量で使用する場合においても、コロナ
放電による放電生成物を直接現像剤や現像剤担持体、層
形成部材等に浴びせることがないので、現像剤や現像剤
担持体、層形成部材及びその他の構戊部材の劣化を防止
することができ、寿命の増大を図ることができる。

３）空気流量を上げることにより取り出しイオン量を大
きくすることができるので、空気流量の調節により、取
り出しイオン量を容易に増加させることができると共に
、記録速度を速くすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の静電記録装置の概略説明図、第２図
はこの発明の静電記録装置の第一実施例の概略断面図、
第３図はこの発明の静電記録装置の第二実施例の概略断
面図、第４図はこの発明の静電記録装置の第三実施例の
概略断面図、第５図は第４図の要部拡大断面図である。 符号説明 （１０）・・・現像剤担持体 （２０）・・・層形成部材 （３０）・・・イオン流発生器（イオン流発生手段）（
３２）・・・放電ワイヤ（イオン源）（３３）・・・イ
オン流通路 （３４）・・・出口開口部 （３７）・・・放電部 （３９） （４０） （４４） （４５） （４６） （５０） （５２） ・・・傾斜面 コンプレッサ（圧縮空気発生手段） ・・・吸入口 ・・・空気吸入装置 ・・・仕切り板 ・・・イオン流変調手段 ・・・イオン流変調用制御電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤をその上面に担持する現像剤担持体と、こ
   の現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する層形成部材
   と、現像剤の薄層に向けてイオンを供給するイオン源と
   、このイオン源と現像剤担持体との間に電圧を印加する
   と共にイオン源の上流側に設けられた圧縮空気発生手段
   より供給される空気流によりイオン流を発生させるイオ
   ン流発生手段と、イオン源と現像剤担持体との間におい
   てイオン流を静電気力線により変調させるイオン流変調
   手段とから成り、変調されたイオン流を帯電された現像
   剤の薄層に選択的に衝突させることにより、現像剤薄層
   に画像信号に対応した潜像を形成するようにした静電記
   録装置において、 上記イオン源からイオン流変調手段を経て現像剤担持体
   側へイオン流を送出するイオン流通路の出口開口部にお
   けるイオン流の流れ方向と空気流の流れ方向とのなす角
   度をαとしたとき、 ０゜＜α≦１８０゜ の範囲にあることを特徴とする静電記録装置。