JPH04164661A - 静電記録装置 - Google Patents
静電記録装置Info
- Publication number
- JPH04164661A JPH04164661A JP29074090A JP29074090A JPH04164661A JP H04164661 A JPH04164661 A JP H04164661A JP 29074090 A JP29074090 A JP 29074090A JP 29074090 A JP29074090 A JP 29074090A JP H04164661 A JPH04164661 A JP H04164661A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- electrode
- dielectric
- recording
- ions
- Prior art date
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- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
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。
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)
この発明は静電記録装置に係り、特にイオン流により記
録μ体上に静電潜像を形成する静電記録装置に関する。
録μ体上に静電潜像を形成する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てい
る電子写真記録装置では、記録媒体として暗中で高い体
積抵抗率(〜1014Ω・am)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。
る電子写真記録装置では、記録媒体として暗中で高い体
積抵抗率(〜1014Ω・am)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、まず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。この電荷が消去されて形成
された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)を含んだ現像剤で反転現像し、感光体
上にトナー像を形成する1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。
には、まず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。この電荷が消去されて形成
された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)を含んだ現像剤で反転現像し、感光体
上にトナー像を形成する1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、感光体に照
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に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7が減衰する。従って、照射光量の微小変化また
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2値記録が行なわれ1階調記録を必要
とする場合にはデイザ法が用いられている。デイザ法で
は、いくつかの記録ドツトの集合でlj1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なう、従
って、多Ntlj記録を行なうには1画点に割り当てら
九るドツト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。
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に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7が減衰する。従って、照射光量の微小変化また
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2値記録が行なわれ1階調記録を必要
とする場合にはデイザ法が用いられている。デイザ法で
は、いくつかの記録ドツトの集合でlj1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なう、従
って、多Ntlj記録を行なうには1画点に割り当てら
九るドツト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
ことができないという困難さがある。
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
ことができないという困難さがある。
また感光体の材料上の制約によって、連続記録時の光疲
労による暗中での感光体の体積抵抗率の減少、コロナイ
オン電荷を保持する感光体表面のオゾンによる劣化、現
像によるトナーの表面粘着汚染による光透過率の減少な
どが生じ、高感度でかつ長寿命の記録媒体が得がたい、
さらに光入力のレーザ走査系である機械的回転鏡の速度
が対応できないために速度限界が生ずることになる。こ
の回転鏡の速度については、 800dpi (約32
ドツト/鵬■相当)の解像度で10枚/分(A4)の記
録速度を持たせるには10面鏡の回転ミラーにより1o
oo。
労による暗中での感光体の体積抵抗率の減少、コロナイ
オン電荷を保持する感光体表面のオゾンによる劣化、現
像によるトナーの表面粘着汚染による光透過率の減少な
どが生じ、高感度でかつ長寿命の記録媒体が得がたい、
さらに光入力のレーザ走査系である機械的回転鏡の速度
が対応できないために速度限界が生ずることになる。こ
の回転鏡の速度については、 800dpi (約32
ドツト/鵬■相当)の解像度で10枚/分(A4)の記
録速度を持たせるには10面鏡の回転ミラーにより1o
oo。
rpm、30枚/分(A4)では30000rpmの高
速回転が必要となる。そのため通常の高精度ベアリング
軸受けから超高精度でかつ高価な空気ベアリングを使用
した軸受けに移行する必要がある。この空気ベアリング
も解像度800dpi、40枚/分(A4)に相当する
40000rpm回転速度が上限である。
速回転が必要となる。そのため通常の高精度ベアリング
軸受けから超高精度でかつ高価な空気ベアリングを使用
した軸受けに移行する必要がある。この空気ベアリング
も解像度800dpi、40枚/分(A4)に相当する
40000rpm回転速度が上限である。
これに対し、イオン流を用いた記録方式が、特開昭54
−53537号公報、米国特許第55093号公報など
に開示されている。これは、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
形成する記録方式である。イオン流を用いた記録方式は
、高速性とメインテナンス性の点で、レーザプリンタの
などのような光入力を用いた電子写真記録よりも優れて
いる。速度の点ではイオン流を用いた方式では330毎
/分(A4)の発表(SPSE 、The 4th 1
nternational Congresson a
dvances jn nonimpact prin
ting technologies : March
20−25.1988. p394−397)もあり
、通常の市販レーザプリンタ(6〜8枚/分(A 4
))の数十倍の速度に達する。
−53537号公報、米国特許第55093号公報など
に開示されている。これは、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
形成する記録方式である。イオン流を用いた記録方式は
、高速性とメインテナンス性の点で、レーザプリンタの
などのような光入力を用いた電子写真記録よりも優れて
いる。速度の点ではイオン流を用いた方式では330毎
/分(A4)の発表(SPSE 、The 4th 1
nternational Congresson a
dvances jn nonimpact prin
ting technologies : March
20−25.1988. p394−397)もあり
、通常の市販レーザプリンタ(6〜8枚/分(A 4
))の数十倍の速度に達する。
一方、イオン流を用いた記録方式では、高い体積抵抗率
(10′4〜10″Ω・cm)を有する絶縁体を記録媒
体に使用でき、その材料選択範囲が広い。
(10′4〜10″Ω・cm)を有する絶縁体を記録媒
体に使用でき、その材料選択範囲が広い。
無機絶縁体では高硬度AQ203、有機絶縁体ではイオ
ン発生時に生ずるオゾンに強い有機絶縁材料を使用でき
、感光体のように長期使用時の体積抵抗率の減少、オゾ
ンによる表面劣化、トナー表面粘着による材質劣化など
が少なく、安定した記録が長時間可能となる。またイオ
ンを記録ドツトごとに制御し絶縁体である記録媒体に直
接電荷を与えて記録するため、記録速度はこのイオンを
制御する記録ヘッドの性能で決まり、レーザプリンタの
ように記録媒体特性の影響を受けずに記録が可能となる
。
ン発生時に生ずるオゾンに強い有機絶縁材料を使用でき
、感光体のように長期使用時の体積抵抗率の減少、オゾ
ンによる表面劣化、トナー表面粘着による材質劣化など
が少なく、安定した記録が長時間可能となる。またイオ
ンを記録ドツトごとに制御し絶縁体である記録媒体に直
接電荷を与えて記録するため、記録速度はこのイオンを
制御する記録ヘッドの性能で決まり、レーザプリンタの
ように記録媒体特性の影響を受けずに記録が可能となる
。
この様にイオン流を用いた記録方式は、高速性。
記録媒体の安定性と長寿命化、さらに装置コストの低下
などの利点を有しているが、まだ多くの改良すべき点が
ある。その主な点はイオンを制御する制御電圧が数10
0vの高電圧であること、高速駆動可能なイオン流ヘッ
ドはアナログ記録ができず階調表面はデジタル記録のデ
イザ法で行なう必要がある。そのため多階調表現を行な
うには、記録ヘッドの高解像度化が必要でヘッド製造技
術上の制約が生ずる。またイオンの発生量が環境湿度・
環境湿度などにより変動し記録画像に不安定が生ずるな
どである。
などの利点を有しているが、まだ多くの改良すべき点が
ある。その主な点はイオンを制御する制御電圧が数10
0vの高電圧であること、高速駆動可能なイオン流ヘッ
ドはアナログ記録ができず階調表面はデジタル記録のデ
イザ法で行なう必要がある。そのため多階調表現を行な
うには、記録ヘッドの高解像度化が必要でヘッド製造技
術上の制約が生ずる。またイオンの発生量が環境湿度・
環境湿度などにより変動し記録画像に不安定が生ずるな
どである。
従来のイオン流を制御して静電潜像を得る固体イオン流
ヘッドを用いた記録装置は、イオン発生器の前方に記録
画点に対応するイオン流通過孔を有する加速電極を設け
、静電潜像コントラストと同程度の高いバイアス電圧を
記録信号に応じてイオン発生器に印加し、イオン流をオ
ン・オフ制御して誘電性記録媒体上に静電潜像を形成す
る。固体イオン発生器は、誘電性基板上にイオン発生電
極と誘導電極とを近接配置して構成されている。
ヘッドを用いた記録装置は、イオン発生器の前方に記録
画点に対応するイオン流通過孔を有する加速電極を設け
、静電潜像コントラストと同程度の高いバイアス電圧を
記録信号に応じてイオン発生器に印加し、イオン流をオ
ン・オフ制御して誘電性記録媒体上に静電潜像を形成す
る。固体イオン発生器は、誘電性基板上にイオン発生電
極と誘導電極とを近接配置して構成されている。
固体イオン発生器は、高密度のイオンが発生でき、レー
ザプリンタの記録速度以上の高速記録が可能である。
ザプリンタの記録速度以上の高速記録が可能である。
従来考えられてきたイオン流による静電記録装置を第1
3図を用いて簡単に説明する。第13図は特開昭61.
−184562号公報で示されている固体放電デバイス
を用いた静電記録装置の模式的′断面図である。同図に
おいて、誘電性基板101の両面には、イオン発生用の
イオン発生電極103と誘導電極102とが設けられて
いる。イオン発生電極103にはイオンを容易に発生さ
せるための電界集中用の孔】04が設けられている。両
電極102,103間に交流電圧105を印加すると、
電界集中用の孔104に高い交番電界が発生し、正負の
高密度のイオンが発生する。このようにして発生した正
負のイオンは。
3図を用いて簡単に説明する。第13図は特開昭61.
−184562号公報で示されている固体放電デバイス
を用いた静電記録装置の模式的′断面図である。同図に
おいて、誘電性基板101の両面には、イオン発生用の
イオン発生電極103と誘導電極102とが設けられて
いる。イオン発生電極103にはイオンを容易に発生さ
せるための電界集中用の孔】04が設けられている。両
電極102,103間に交流電圧105を印加すると、
電界集中用の孔104に高い交番電界が発生し、正負の
高密度のイオンが発生する。このようにして発生した正
負のイオンは。
イオン発生電極103に制御用のバイアス電圧106を
印加することで負極性のイオンのみが選択され、記録媒
体107方向に移動する。このイオンは、記録媒体10
7とイオン発生電極103間に設けられた加速電極10
8に印加された高電圧109で加速され誘電性記録媒体
107上に達し静電潜像が形成される。
印加することで負極性のイオンのみが選択され、記録媒
体107方向に移動する。このイオンは、記録媒体10
7とイオン発生電極103間に設けられた加速電極10
8に印加された高電圧109で加速され誘電性記録媒体
107上に達し静電潜像が形成される。
固体放電デバイスでは、放電ワイヤを用いたときよりも
放電電極付近の電界が強いためより激しい放電が起こり
、生成されるイオン量も多い、しかし、放電が強いので
誘電性基板101が放電により侵されこの基板材料が微
粒子化もしくはガス化してイオン発生電極周辺に漂う。
放電電極付近の電界が強いためより激しい放電が起こり
、生成されるイオン量も多い、しかし、放電が強いので
誘電性基板101が放電により侵されこの基板材料が微
粒子化もしくはガス化してイオン発生電極周辺に漂う。
これがイオン発生電極表面に付着すると1次第に放電が
弱まりイオンの生成量が減ってくる。
弱まりイオンの生成量が減ってくる。
また、放電が強いため誘電性基板に電子、イオン等の荷
電粒子が打ち込まれ誘電性基板が、一方の極性に帯電す
るもしくは抵抗率が低下するなどの現象が起こり、イオ
ン発生電極103と孔104の接合部に高い交番電界が
発生しなくなり1次第に放電が弱まりイオンの生成量が
減ってくる。
電粒子が打ち込まれ誘電性基板が、一方の極性に帯電す
るもしくは抵抗率が低下するなどの現象が起こり、イオ
ン発生電極103と孔104の接合部に高い交番電界が
発生しなくなり1次第に放電が弱まりイオンの生成量が
減ってくる。
また、放電で空気中の酸素がオゾンに変化し、このオゾ
ンが空気中の窒素を酸化し窒素酸化物(NO,NO,)
を生成する。二九らの窒素酸化物は放電により侵された
誘電性基板材料と反応し、安定な硝酸塩を生成する。こ
の硝酸塩が誘電性基板上に付着すると、電界集中用の孔
104の表面抵抗が減少し、イオン発生電極103と孔
104の接合部に高い交番電界が発生しなくなり、次第
に放電が弱まりイオンの生成量が減ってくる。
ンが空気中の窒素を酸化し窒素酸化物(NO,NO,)
を生成する。二九らの窒素酸化物は放電により侵された
誘電性基板材料と反応し、安定な硝酸塩を生成する。こ
の硝酸塩が誘電性基板上に付着すると、電界集中用の孔
104の表面抵抗が減少し、イオン発生電極103と孔
104の接合部に高い交番電界が発生しなくなり、次第
に放電が弱まりイオンの生成量が減ってくる。
この様に、固体放電デバイスは単位体積当たりのイオン
生成量が多い利漉はあるが、強電界での放電に耐えるよ
うな誘電性基板が得ることが困難であるため、安定性に
劣る。また1強電界でのオゾンの生成により硝酸塩がで
き、二九が誘電性基板に付着することで次第に放電が弱
まりイオンの生成量が減る。
生成量が多い利漉はあるが、強電界での放電に耐えるよ
うな誘電性基板が得ることが困難であるため、安定性に
劣る。また1強電界でのオゾンの生成により硝酸塩がで
き、二九が誘電性基板に付着することで次第に放電が弱
まりイオンの生成量が減る。
(発明が解決しようとする課題)
このように、@体放電デバイスはワイヤを用いた放電デ
バイスよりも放電領域の電界を強くできるために単位体
積当りのイオン発生量が多く。
バイスよりも放電領域の電界を強くできるために単位体
積当りのイオン発生量が多く。
静電記録装置に用いた場合高速記録に有利と考えられる
が、反面その強い放電により誘電性基板が侵され微粒子
化またはガス化してイオン発生電極周辺に浮遊するとい
う問題がある。これら基板材料がイオン発生電極に付着
するとイオン生成効率が低下し、その結果記録媒体に静
電潜像を形成するのに必要なイオン量が得られなくなる
。また。
が、反面その強い放電により誘電性基板が侵され微粒子
化またはガス化してイオン発生電極周辺に浮遊するとい
う問題がある。これら基板材料がイオン発生電極に付着
するとイオン生成効率が低下し、その結果記録媒体に静
電潜像を形成するのに必要なイオン量が得られなくなる
。また。
強い放電により誘電性基板の物性が変化し、イオン発生
電極と誘電性基板の境界で強い電界がかからなくなり、
放電が次第に弱くなる。その他にも、放電により生成さ
れたオゾンにより硝酸塩が出来。
電極と誘電性基板の境界で強い電界がかからなくなり、
放電が次第に弱くなる。その他にも、放電により生成さ
れたオゾンにより硝酸塩が出来。
これらが誘電性基板に付着すると誘電性基板の表面抵抗
が低下し放電が次第に弱まり、その結果記録媒体に静電
潜像を形成するのに必要なイオン量が得られなくなる。
が低下し放電が次第に弱まり、その結果記録媒体に静電
潜像を形成するのに必要なイオン量が得られなくなる。
この発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、
その目的とするところは長時間、安定にイオンを発生で
きるイオン発生器を提供することにある。
その目的とするところは長時間、安定にイオンを発生で
きるイオン発生器を提供することにある。
(11題を解決するための手段)
この発明では、上記の目的を達成するために。
誘電性基板の材料に表面抵抗が高いもの(表面抵抗率1
0■Ω以上)を使用する。
0■Ω以上)を使用する。
更に、イオンを発生させるための交流電圧と、イオンを
記録媒体に移動させるための直流電界を画点を記録する
ときだけ印加する。
記録媒体に移動させるための直流電界を画点を記録する
ときだけ印加する。
更に、誘電性基板の表面をポリイミド、ポリアミド、エ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂等の放電により物性が変化し
ない樹脂でコートする。
ポキシ樹脂、アクリル樹脂等の放電により物性が変化し
ない樹脂でコートする。
更に、誘電性基板表面を加熱して付着した硝酸塩を分解
させ、誘電性基板の表面抵抗の低下を防ぐ。
させ、誘電性基板の表面抵抗の低下を防ぐ。
更に、イオン発生電極に沿って絶縁性基板に穴を開け、
イオン発生器からイオン流通過孔の方向に使用環境温度
以上の風を流す。
イオン発生器からイオン流通過孔の方向に使用環境温度
以上の風を流す。
(作用)
この発明によれば、誘電性基板の表面をポリイミド、ポ
リアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の放電により
物性が変化しない樹脂でコートすることにより、誘電性
基板の表面抵抗値が低下しないので放電が弱まらずイオ
ンが連続して安定に得られる。
リアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の放電により
物性が変化しない樹脂でコートすることにより、誘電性
基板の表面抵抗値が低下しないので放電が弱まらずイオ
ンが連続して安定に得られる。
また、誘電性基板の材料に表面抵抗が高いもの(表面抵
抗率10■Ω以上)を使用することにより、使用中に誘
電性基板の表面抵抗が低下しても弱電が弱まらずイオン
が連続して安定に得られる。
抗率10■Ω以上)を使用することにより、使用中に誘
電性基板の表面抵抗が低下しても弱電が弱まらずイオン
が連続して安定に得られる。
また、イオンを発生させるための交流電圧と、イオンを
記録媒体に移動させるための直流電界を画点を記録する
ときだけ印加することにより、誘電性基板を放電にさら
す時間が短縮でき、それだけイオン発生器を長時間使用
できる。
記録媒体に移動させるための直流電界を画点を記録する
ときだけ印加することにより、誘電性基板を放電にさら
す時間が短縮でき、それだけイオン発生器を長時間使用
できる。
また、誘電性基板表面を加熱すること、もしくはイオン
発生電極に沿って絶縁性基板に穴を開はイオン発生器か
らイオン流通過孔の方向に使用環境温度以上の風を流す
ことにより、誘電性基板やイオン発生電極に硝酸塩や帯
電された浮遊物が付着することを防げ、その結果放電が
弱まらずイオンが連続して安定に得られる。
発生電極に沿って絶縁性基板に穴を開はイオン発生器か
らイオン流通過孔の方向に使用環境温度以上の風を流す
ことにより、誘電性基板やイオン発生電極に硝酸塩や帯
電された浮遊物が付着することを防げ、その結果放電が
弱まらずイオンが連続して安定に得られる。
(実施例)
以下図面を参照して本発明の1実施例について詳細に説
明する。第1図(a)は本発明のイオン発生装置とイオ
ン流制御ヘッドを用いた静電記録装置の゛実施例である
。記録ドラム1はAρトドラム上数10. (〜20−
)程度の厚みのフッソ系樹脂からなる絶縁性誘電体を被
覆したものである。この記録ドラム1の周辺に一様帯電
を行なう負極性のイオン発生器2を配置し、記録ドラム
を一600vに一様に帯電する。次に本発明のイオン発
生器を用いた低電圧駆動可能なイオン流制御ヘッド3を
用い、各記録ドツト毎にアナログ的に制御された正極性
のイオン流によって記録ドラム1上に反転した静電潜像
を形成する。次に負極性トナーを有する一成分接触現像
器4を用い一300νの現像バイアス電圧で反転現像を
行ないトナー像5を記録ドラム1上に形成する。このト
ナー像5を特願昭63−140423号に示される環境
変動にも安定で高い転写効率を与える機能分離型ソフト
ローラー転写装置6を用いて、普通紙7上にトナー像5
を転写する。
明する。第1図(a)は本発明のイオン発生装置とイオ
ン流制御ヘッドを用いた静電記録装置の゛実施例である
。記録ドラム1はAρトドラム上数10. (〜20−
)程度の厚みのフッソ系樹脂からなる絶縁性誘電体を被
覆したものである。この記録ドラム1の周辺に一様帯電
を行なう負極性のイオン発生器2を配置し、記録ドラム
を一600vに一様に帯電する。次に本発明のイオン発
生器を用いた低電圧駆動可能なイオン流制御ヘッド3を
用い、各記録ドツト毎にアナログ的に制御された正極性
のイオン流によって記録ドラム1上に反転した静電潜像
を形成する。次に負極性トナーを有する一成分接触現像
器4を用い一300νの現像バイアス電圧で反転現像を
行ないトナー像5を記録ドラム1上に形成する。このト
ナー像5を特願昭63−140423号に示される環境
変動にも安定で高い転写効率を与える機能分離型ソフト
ローラー転写装置6を用いて、普通紙7上にトナー像5
を転写する。
この普通紙7上に転写されたトナー像8はヒートローラ
9により定着され普通紙7上に固定される。
9により定着され普通紙7上に固定される。
一方記録ドラム1上に残った残留トナーlOはクリーニ
ング装!11によって拭き取られ、清掃された記録ドラ
ム1は再び使用される。この様なイオン流制御ヘッド3
を用い、かつ−成分接触現像器4とソフトローラー転写
装置16とを導入した静電記録方式は、静電記録方式の
ラインプリンタでは行なわれていなかった新しい概念の
ステップ送り、間欠駆動が可能となる。この方式を用い
るとFAXなどの信号圧縮によって伝送された信号もリ
アルタイムで記録することもできる。ステップ送りが可
能になる理由はイオン流制御ヘッド3がレーザプリンタ
の様な回転光学系を使用していないため、任意の信号に
対応できること、−成分接触現像器4により現像される
画像濃度は、主に記録ドラム1の表面電位に依存し記録
ドラムの周速に依存しないこと、ローラ転写効率は転写
用印加電圧が加わる転写時間に依存するが、この転写時
間はローラに加える転写電圧が800vと低く(従来の
チャージャー転写では6KV) 、電圧印加時間が容易
に制御できるためである。
ング装!11によって拭き取られ、清掃された記録ドラ
ム1は再び使用される。この様なイオン流制御ヘッド3
を用い、かつ−成分接触現像器4とソフトローラー転写
装置16とを導入した静電記録方式は、静電記録方式の
ラインプリンタでは行なわれていなかった新しい概念の
ステップ送り、間欠駆動が可能となる。この方式を用い
るとFAXなどの信号圧縮によって伝送された信号もリ
アルタイムで記録することもできる。ステップ送りが可
能になる理由はイオン流制御ヘッド3がレーザプリンタ
の様な回転光学系を使用していないため、任意の信号に
対応できること、−成分接触現像器4により現像される
画像濃度は、主に記録ドラム1の表面電位に依存し記録
ドラムの周速に依存しないこと、ローラ転写効率は転写
用印加電圧が加わる転写時間に依存するが、この転写時
間はローラに加える転写電圧が800vと低く(従来の
チャージャー転写では6KV) 、電圧印加時間が容易
に制御できるためである。
なお本発明のイオン発生器2とイオン流制御ヘッド3を
、クリーナレスの静電記録装置に搭載した実施例を第1
図(b)に示す、残留トナー10の存在する記録ドラム
1はイオン発生器2により一600vに残留トナー10
上から帯電が行われる。前記機能分離型ソフトローラ転
写により85%以上のトナーが普通紙7上に転写してい
るため残留トナー量は15%程度の量であり、この様な
場合には記録ドラム1上の帯電がトナーで阻止されるこ
とがなく一様に帯電される。この様にして帯電された記
録ドラム1上にイオン流制御ヘッド3からの正極性のイ
オンにより記録ドツト対応部分の電位が消去され、−成
分接触現像器4で現像される。このとき非画像部の残留
トナー10が存在する記録媒体の表面電位は現像器4の
負極性のバイアス電位よりも大きくなり、現像器4の拭
き取り作用により容易に拭き取られる。一方イオン流制
御ヘッド3で正極性になった画像部にある残留トナーは
、その画像部の電位もゼロ電位方向に高くなるため逆に
この正極性のトナーも現像器に静電力で引き付けられ、
拭き取られる。この様に現像されたトナー像5は普通紙
7に転写され、定着される。転写後の記録ドラム1は残
留トナー10を残したまま使用される。
、クリーナレスの静電記録装置に搭載した実施例を第1
図(b)に示す、残留トナー10の存在する記録ドラム
1はイオン発生器2により一600vに残留トナー10
上から帯電が行われる。前記機能分離型ソフトローラ転
写により85%以上のトナーが普通紙7上に転写してい
るため残留トナー量は15%程度の量であり、この様な
場合には記録ドラム1上の帯電がトナーで阻止されるこ
とがなく一様に帯電される。この様にして帯電された記
録ドラム1上にイオン流制御ヘッド3からの正極性のイ
オンにより記録ドツト対応部分の電位が消去され、−成
分接触現像器4で現像される。このとき非画像部の残留
トナー10が存在する記録媒体の表面電位は現像器4の
負極性のバイアス電位よりも大きくなり、現像器4の拭
き取り作用により容易に拭き取られる。一方イオン流制
御ヘッド3で正極性になった画像部にある残留トナーは
、その画像部の電位もゼロ電位方向に高くなるため逆に
この正極性のトナーも現像器に静電力で引き付けられ、
拭き取られる。この様に現像されたトナー像5は普通紙
7に転写され、定着される。転写後の記録ドラム1は残
留トナー10を残したまま使用される。
以上−成分現像器、ローラ転写、クリーナレスなどの技
術を用いた静電記録装置について説明してきたが、当然
従来の電子写真系のプロセスやトナー現像材料などを使
用することができる。
術を用いた静電記録装置について説明してきたが、当然
従来の電子写真系のプロセスやトナー現像材料などを使
用することができる。
次に本発明の静電記録装置の主要部であるイオン発生器
を用いたイオン流制御ヘッド3について第1図(c)の
模式図を用いて説明する。上述した内容も同様であるが
、以下の説明では全て記録ドラム1の表面は負極性のイ
オンで予め帯電され。
を用いたイオン流制御ヘッド3について第1図(c)の
模式図を用いて説明する。上述した内容も同様であるが
、以下の説明では全て記録ドラム1の表面は負極性のイ
オンで予め帯電され。
その後イオン流制御ヘッド3で正極性のイオンを照射し
静電潜像を形成する場合を考える。
静電潜像を形成する場合を考える。
イオン流制御ヘッド3はセラミック基板20上に形成さ
れた厚さ数IM(2〜3−)の誘導電極2工と厚さ数1
0−(〜20p)程度の誘電層22、更に厚さ数10p
(〜18−)のイオン発生電極23、イオン発生電極2
3と同電位と遮蔽電極24(イオン発生電極23と遮蔽
電極24の間のスリット幅は約40J)とから構成され
るイオン発生器25と、絶縁性基板26の両面に形成さ
れた第1制御電極27と第2制御電極28とから構成さ
れ、多数のイオン貫通用の孔29が配設された制御基板
30とを、スペーサ部材31を介してこのイオン発生器
25と制御基板30を適当な距離(100〜500.x
)だけ離して接着・一体上することで、イオン流制御ヘ
ッド3が作成される。記録ドラム1はAQドラム32上
に10〜50.の厚さに形成されたフッソ系樹脂からな
る絶縁性誘電体33で構成されている。ここでAIドラ
ム32が基準電位(アース電位)になっている、また第
2制御電極28とAQドラム32と同電位であり、第1
制御電極27は非記録時には第2制御電極28と同電位
、記録時には第2制御電極28に対して正の制御電圧V
c34が印加されるように電気的なスイッチング回路5
V1(35)で制御される。イオン発生電極23と遮蔽
型#i24とは非記録時には第1制御電極27に対して
負のバイアス電圧Vb−36が、記録時には第1制御電
極27に対して正のバイアス電圧Vb+37が与えられ
るように、電気的なスイッチング回路Swz(38)で
制御される。更に誘導電極21とイオン発生電極23お
よび遮蔽電極z4との間には記録時には交流電圧39が
加えられるように、電気的なスイッチング回路5w3(
40)で制御される。誘電層22は放電により周辺部4
1の物性が変わりやすいので、この様に静電潜像の形成
時のみ交流電圧39を印加すると放電回数が最小限で済
み、イオン発生器のイオン発生効率の劣化を抑制できる
。
れた厚さ数IM(2〜3−)の誘導電極2工と厚さ数1
0−(〜20p)程度の誘電層22、更に厚さ数10p
(〜18−)のイオン発生電極23、イオン発生電極2
3と同電位と遮蔽電極24(イオン発生電極23と遮蔽
電極24の間のスリット幅は約40J)とから構成され
るイオン発生器25と、絶縁性基板26の両面に形成さ
れた第1制御電極27と第2制御電極28とから構成さ
れ、多数のイオン貫通用の孔29が配設された制御基板
30とを、スペーサ部材31を介してこのイオン発生器
25と制御基板30を適当な距離(100〜500.x
)だけ離して接着・一体上することで、イオン流制御ヘ
ッド3が作成される。記録ドラム1はAQドラム32上
に10〜50.の厚さに形成されたフッソ系樹脂からな
る絶縁性誘電体33で構成されている。ここでAIドラ
ム32が基準電位(アース電位)になっている、また第
2制御電極28とAQドラム32と同電位であり、第1
制御電極27は非記録時には第2制御電極28と同電位
、記録時には第2制御電極28に対して正の制御電圧V
c34が印加されるように電気的なスイッチング回路5
V1(35)で制御される。イオン発生電極23と遮蔽
型#i24とは非記録時には第1制御電極27に対して
負のバイアス電圧Vb−36が、記録時には第1制御電
極27に対して正のバイアス電圧Vb+37が与えられ
るように、電気的なスイッチング回路Swz(38)で
制御される。更に誘導電極21とイオン発生電極23お
よび遮蔽電極z4との間には記録時には交流電圧39が
加えられるように、電気的なスイッチング回路5w3(
40)で制御される。誘電層22は放電により周辺部4
1の物性が変わりやすいので、この様に静電潜像の形成
時のみ交流電圧39を印加すると放電回数が最小限で済
み、イオン発生器のイオン発生効率の劣化を抑制できる
。
この様な記録装置で画点を記録している場合には、この
図に示すように第1制御電極27には制御電圧Vc34
、イオン発生電極23と遮蔽電極24には第1制御電極
27に対して正のバイアス電圧Vb+ 37、そしてイ
オン発生電極23および遮蔽電極24と誘導電極21と
の間には交流電圧39が印加されている。
図に示すように第1制御電極27には制御電圧Vc34
、イオン発生電極23と遮蔽電極24には第1制御電極
27に対して正のバイアス電圧Vb+ 37、そしてイ
オン発生電極23および遮蔽電極24と誘導電極21と
の間には交流電圧39が印加されている。
誘電層22を挟んでイオン発生電極23および遮蔽電極
24と誘導電極21との間に交流電圧39を印加するこ
とによって、これらの電極の周辺部41でコロナ放電が
起こり、これによってイオンが発生する。
24と誘導電極21との間に交流電圧39を印加するこ
とによって、これらの電極の周辺部41でコロナ放電が
起こり、これによってイオンが発生する。
つまり誘電層22で絶縁された電極間の交流電圧39を
大きくすると、周辺部41の気体分子の電離が盛んに起
こる。すなわち、空気中には常に微量のイオンが存在し
ているが電界が大きくなるとこれらのイオンは加速され
て、気体分子と衝突しこれを電離する。この電離作用が
ある程度以上大きくなると気体の絶縁性が失われて放電
が起こる。この放電により周辺部41の誘電体表面が荷
電していくため、やがて放電は止まる。一方途の電界が
作用したときも同様なことが起こる。今度は誘電体表面
が上記とは逆極性のイオンで荷電される。この繰り返し
によって、周辺部41には正負のイオンが発生する0発
生するイオンの密度は交流電圧39の電圧・周波数に依
存するが、従来のコロナチャージャとは比較できないほ
どの高密度のイオン電流は(10−’〜10−”A/c
m)が発生する1本実施例ではこの交流電源39の電圧
としては1〜3 KVpp、周波数は〜50KHzとし
た。
大きくすると、周辺部41の気体分子の電離が盛んに起
こる。すなわち、空気中には常に微量のイオンが存在し
ているが電界が大きくなるとこれらのイオンは加速され
て、気体分子と衝突しこれを電離する。この電離作用が
ある程度以上大きくなると気体の絶縁性が失われて放電
が起こる。この放電により周辺部41の誘電体表面が荷
電していくため、やがて放電は止まる。一方途の電界が
作用したときも同様なことが起こる。今度は誘電体表面
が上記とは逆極性のイオンで荷電される。この繰り返し
によって、周辺部41には正負のイオンが発生する0発
生するイオンの密度は交流電圧39の電圧・周波数に依
存するが、従来のコロナチャージャとは比較できないほ
どの高密度のイオン電流は(10−’〜10−”A/c
m)が発生する1本実施例ではこの交流電源39の電圧
としては1〜3 KVpp、周波数は〜50KHzとし
た。
ここで第1制御電極27には制御電圧Ve34として約
60V、イオン発生電極23には正のバイアス電圧Vb
”37として約240vが印加されているので、これら
の電極の間に形成される電界E工によって、正極性のイ
オンだけが第1制御電極27の側に移動する。次に第1
制御電極27と第2制御電極28の間に加えられている
約60Vの制御電圧Vc34によって形成される電界E
2によって、この正極性のイオンが多数のイオン貫通用
の孔29を通過することが可能となる。更に予め負極性
のイオン発生器2によって、記録ドラムlの絶縁性誘電
体33が表面が約−600Vに一様に帯電されているの
で、この負極性のイオンによって形成される電界E3に
よって。
60V、イオン発生電極23には正のバイアス電圧Vb
”37として約240vが印加されているので、これら
の電極の間に形成される電界E工によって、正極性のイ
オンだけが第1制御電極27の側に移動する。次に第1
制御電極27と第2制御電極28の間に加えられている
約60Vの制御電圧Vc34によって形成される電界E
2によって、この正極性のイオンが多数のイオン貫通用
の孔29を通過することが可能となる。更に予め負極性
のイオン発生器2によって、記録ドラムlの絶縁性誘電
体33が表面が約−600Vに一様に帯電されているの
で、この負極性のイオンによって形成される電界E3に
よって。
イオン貫通用の孔29を通過した正極性のイオンは記録
ドラム方向に加速される。この様にして絶縁性誘電体3
3の表面に到達した正極性のイオンにより、静電潜像が
形成される0画点を記録しないときは、正極性のイオン
がイオン通過孔29を通過しないようにスイッチング回
路5V1(35)の接点を■側に切替えて、第1制御電
極27と第2制御電極28を同電位(アース電位)にし
電界E2を0に設定する。この様にすることで正極性の
イオンの通過が遮断される。この様にイオン流の制御は
、第1制御電極27と第2制御電極28の間に印加され
る電圧をスイッチング回路5w1(35)で0と制御電
圧Vc34の間で切替えることによって行なわれる。
ドラム方向に加速される。この様にして絶縁性誘電体3
3の表面に到達した正極性のイオンにより、静電潜像が
形成される0画点を記録しないときは、正極性のイオン
がイオン通過孔29を通過しないようにスイッチング回
路5V1(35)の接点を■側に切替えて、第1制御電
極27と第2制御電極28を同電位(アース電位)にし
電界E2を0に設定する。この様にすることで正極性の
イオンの通過が遮断される。この様にイオン流の制御は
、第1制御電極27と第2制御電極28の間に印加され
る電圧をスイッチング回路5w1(35)で0と制御電
圧Vc34の間で切替えることによって行なわれる。
また、画点を記録しない場合に第1制御電圧27と第2
電極28を同電位にしておくだけだと、微量ではあるが
エネルギーの高いイオンがイオン貫通用の孔29を通過
することがある。これを防ぐために、画点を記録しない
ときに第2制御電極の方が第1制御電極より電位が高く
なるように、第2制御電極に5〜20V程の正極性の電
位を与えておくと良い。
電極28を同電位にしておくだけだと、微量ではあるが
エネルギーの高いイオンがイオン貫通用の孔29を通過
することがある。これを防ぐために、画点を記録しない
ときに第2制御電極の方が第1制御電極より電位が高く
なるように、第2制御電極に5〜20V程の正極性の電
位を与えておくと良い。
以上述べてきた様に、本発明の静電記録装置では、従来
数100Vの制御電圧が必要であったものが数10Vの
電圧で制御可能となった。この様な低電圧制御が可能と
なった理由としては、この発明ではイオン発生電極23
の間に更に遮蔽電極24を設けることによってスリット
部分を約40.と小さくし、イオン発生用の交流高電圧
39が制御電極間の電界に影響を与えないようにしたこ
とが第1にあげられる6更に予め記録媒体33の表面を
、本実施例の場合には負極性のイオンでまず一様帯電さ
せておき、逆極性の正極性のイオンを、負極性イオンで
形成される電界で記録媒体33側に加速するような構成
としたためである。
数100Vの制御電圧が必要であったものが数10Vの
電圧で制御可能となった。この様な低電圧制御が可能と
なった理由としては、この発明ではイオン発生電極23
の間に更に遮蔽電極24を設けることによってスリット
部分を約40.と小さくし、イオン発生用の交流高電圧
39が制御電極間の電界に影響を与えないようにしたこ
とが第1にあげられる6更に予め記録媒体33の表面を
、本実施例の場合には負極性のイオンでまず一様帯電さ
せておき、逆極性の正極性のイオンを、負極性イオンで
形成される電界で記録媒体33側に加速するような構成
としたためである。
なおイオン発生器25と制御基板30を一体化する場合
には、スペーサ31によってこれらの間の距離を最適化
する必要がある。制御基板30をイオン発生器25に近
付けることにより発生したイオンは効率良く取り出すこ
とができる。しかしイオン発生器25に印加される交流
電圧39の漏れによる電界は、イオン発生器25に近付
くほど大きくなる。制御基板30を近付は過ぎると漏れ
電界の大きさは空気のイオン化電界(3oKv/cm)
以上になり、イオン発生器25と第1制御電極27の間
で火花放電を開始する。従って漏れ電界の大きさが火花
放電開始電界以上になる距離より近くに第1制御電極2
7を近付けてはならない。
には、スペーサ31によってこれらの間の距離を最適化
する必要がある。制御基板30をイオン発生器25に近
付けることにより発生したイオンは効率良く取り出すこ
とができる。しかしイオン発生器25に印加される交流
電圧39の漏れによる電界は、イオン発生器25に近付
くほど大きくなる。制御基板30を近付は過ぎると漏れ
電界の大きさは空気のイオン化電界(3oKv/cm)
以上になり、イオン発生器25と第1制御電極27の間
で火花放電を開始する。従って漏れ電界の大きさが火花
放電開始電界以上になる距離より近くに第1制御電極2
7を近付けてはならない。
更に各電界E1、E2、E、の間に、E、>E、>El
の条件が成立する状態で使用する場合には、電界のレン
ズ効果が生じ、より効率良く周辺のイオンを記録媒体上
に取り呂すことや、イオンビームが絞り込まれてより高
精細な画点を形成することができるようになる。以上が
本発明の静電記録装置の概要である。
の条件が成立する状態で使用する場合には、電界のレン
ズ効果が生じ、より効率良く周辺のイオンを記録媒体上
に取り呂すことや、イオンビームが絞り込まれてより高
精細な画点を形成することができるようになる。以上が
本発明の静電記録装置の概要である。
第2図は実際に使用したイオン流制御ヘッド3の斜視図
である。イオン流制御ヘッド3は上述したように、イオ
ン発生器25と制御基板30.2つのスペース部材31
、そして制御基板3oの各ドツトを制御するための制御
信号を図示しない制御回路から供給するための2本のフ
レキシブル・プリント・ケーブル50とから構成されて
おり、これらは全て図示しないヘッドホルダ上に搭載さ
れている。同図は記録ドラム1側から見た図であるので
、制御基板30は第2制御電極28が見えている。第2
制御電極28は一面の金属でありこの上にイオン貫通用
の孔29が図の様に斜めに4個ずつ配設されている。
である。イオン流制御ヘッド3は上述したように、イオ
ン発生器25と制御基板30.2つのスペース部材31
、そして制御基板3oの各ドツトを制御するための制御
信号を図示しない制御回路から供給するための2本のフ
レキシブル・プリント・ケーブル50とから構成されて
おり、これらは全て図示しないヘッドホルダ上に搭載さ
れている。同図は記録ドラム1側から見た図であるので
、制御基板30は第2制御電極28が見えている。第2
制御電極28は一面の金属でありこの上にイオン貫通用
の孔29が図の様に斜めに4個ずつ配設されている。
本実施例の静電記録装置では全部で1024個の画点を
記録できるようになっているので、4個ずつ256組の
イオン通過孔29が形成されている。なお記録の解像度
は主走査・副走査とも10ドツト/mmの場合と20ド
ツト/鳳■の場合のイオン流制御ヘッドを作製したが、
これらの解像度を維持するためにイオン通過孔29がこ
の様な配置になっている。
記録できるようになっているので、4個ずつ256組の
イオン通過孔29が形成されている。なお記録の解像度
は主走査・副走査とも10ドツト/mmの場合と20ド
ツト/鳳■の場合のイオン流制御ヘッドを作製したが、
これらの解像度を維持するためにイオン通過孔29がこ
の様な配置になっている。
また各イオン貫通用の孔29の延長線上で制御基板30
の端部には位置合わせ用のパターン51が形成されてお
り、更に制御基板30の所々には接着剤浸透用の孔52
が設けられており、制御基板3oとイオン発生器25が
接着剤で接着され一体化されている。
の端部には位置合わせ用のパターン51が形成されてお
り、更に制御基板30の所々には接着剤浸透用の孔52
が設けられており、制御基板3oとイオン発生器25が
接着剤で接着され一体化されている。
イオン発生器25上には、誘導電極21に接続されてい
る第1メタル層の端子53と、イオン発生電極23、遮
蔽電極24に接続されている第2メタル層の端子54が
見られる。
る第1メタル層の端子53と、イオン発生電極23、遮
蔽電極24に接続されている第2メタル層の端子54が
見られる。
以下イオン流制御ヘッド3を構成する各要素について詳
細に説明する。まず第3図、第4図を用いてイオン発生
器25について説明する。第3図(a)はイオン発生器
25の全体図である。セラミックスの絶縁性基板20の
上にまず誘導電極21に接続されている第1メタル層5
5が数−の厚さに形成される。
細に説明する。まず第3図、第4図を用いてイオン発生
器25について説明する。第3図(a)はイオン発生器
25の全体図である。セラミックスの絶縁性基板20の
上にまず誘導電極21に接続されている第1メタル層5
5が数−の厚さに形成される。
次に、ガラスで構成される誘電層22が形成され。
その上に更にイオン発生電極23.遮蔽電極24に接続
されている第2メタル層56が形成される。この時、誘
電層の材料として表面抵抗率が10■Ω以上のものを選
んだ、ここで表面抵抗率の測定方法を第31!(b)を
用いて説明する。第3図(b)は誘電層22の表面抵抗
率を測定するために製作したイオン発生器25を示して
おり、イオン発生電極23、遮蔽電極24が分離されて
おり、それぞれに端子23′。
されている第2メタル層56が形成される。この時、誘
電層の材料として表面抵抗率が10■Ω以上のものを選
んだ、ここで表面抵抗率の測定方法を第31!(b)を
用いて説明する。第3図(b)は誘電層22の表面抵抗
率を測定するために製作したイオン発生器25を示して
おり、イオン発生電極23、遮蔽電極24が分離されて
おり、それぞれに端子23′。
24′がつけである。表面抵抗を測定するときは一方の
端子をアースに、他方の端子を抵抗測定器に接続する。
端子をアースに、他方の端子を抵抗測定器に接続する。
ここではKeithleyのalectrometer
610cを使用した0表面抵抗率ρは、抵抗測定器で求
めた抵抗値Rより、ρ=RXQ÷d (Qは電極長、d
は2つの電極の間隔)と定義する。イオンを発生させる
ときは、2つの端子23′、24′とも第1図(c)の
交流電圧39、スイッチング回路SW2(3g)に接続
する。この様にして、イオン発生器の使用開始時の表面
抵抗値と、ある一定時間使用した後の表面抵抗値を測定
した。ここで誘電層22に使用したガラス材料は、使用
開始時の表面抵抗率ρは1.2 X 101SΩで、8
時間連続放電後のは3X10”Ωであった。今回使用し
たガラスの他に数種類の誘電性材料を使ってみたが1表
面抵抗率ρが10゜Ωより小さくなると放電が弱くなり
イオンが発生されなくなるにの様に誘電層22の表面抵
抗率はイオンの発生に大きく影響することが分かった。
610cを使用した0表面抵抗率ρは、抵抗測定器で求
めた抵抗値Rより、ρ=RXQ÷d (Qは電極長、d
は2つの電極の間隔)と定義する。イオンを発生させる
ときは、2つの端子23′、24′とも第1図(c)の
交流電圧39、スイッチング回路SW2(3g)に接続
する。この様にして、イオン発生器の使用開始時の表面
抵抗値と、ある一定時間使用した後の表面抵抗値を測定
した。ここで誘電層22に使用したガラス材料は、使用
開始時の表面抵抗率ρは1.2 X 101SΩで、8
時間連続放電後のは3X10”Ωであった。今回使用し
たガラスの他に数種類の誘電性材料を使ってみたが1表
面抵抗率ρが10゜Ωより小さくなると放電が弱くなり
イオンが発生されなくなるにの様に誘電層22の表面抵
抗率はイオンの発生に大きく影響することが分かった。
また、第3図の説明を続けると、第1メタル層55には
バイアス電圧(Vb+(37)、Vb−(36) )が
接続されるための端子53と、第2メタル層56には交
流電圧39が接続される端子56が形成される。この様
なイオン発生器25は全て厚膜印刷技術で作ることが可
能である。なおセラミックスの絶縁性基板20にはレー
ザー加工などによって、送風用の孔57がイオン発生電
極23に沿って多数個形成されている6本実施例では直
径11厘、ピッチ2厘■で送風用の孔57が2列、イオ
ン発生部の両側に形成されている。
バイアス電圧(Vb+(37)、Vb−(36) )が
接続されるための端子53と、第2メタル層56には交
流電圧39が接続される端子56が形成される。この様
なイオン発生器25は全て厚膜印刷技術で作ることが可
能である。なおセラミックスの絶縁性基板20にはレー
ザー加工などによって、送風用の孔57がイオン発生電
極23に沿って多数個形成されている6本実施例では直
径11厘、ピッチ2厘■で送風用の孔57が2列、イオ
ン発生部の両側に形成されている。
誘電層22にも送風用の孔57′ が形成されているの
はもちろんである。この送風用の孔57にはイオン発生
器背面(セラミックス基板側)から風が供給されるよう
になっており、これによってイオン発生器の動作が安定
する。送風が無い状態ではイオン発生器での放電は30
分程度ると起こらなくなるが、風を送ると放電は安定す
る。
はもちろんである。この送風用の孔57にはイオン発生
器背面(セラミックス基板側)から風が供給されるよう
になっており、これによってイオン発生器の動作が安定
する。送風が無い状態ではイオン発生器での放電は30
分程度ると起こらなくなるが、風を送ると放電は安定す
る。
また、この風にはイオン流制御ヘッド3をトナーによる
汚れから防ぐ効果がある0本実施例では記録ドラムlと
イオン流制御ヘッド3の間の空間にトナーが漂うと、負
極性のトナーは電位の高い第2制御電極28へ引き寄せ
られる。このときトナーがイオン貫通用の孔29を塞ぐ
、もしくはトナーがイオン貫通用の孔29よりイオン流
制御ヘッド3の内部に入りイオン発生電極23に付着す
ると、静電潜像を形成するイオン流が減ってしまう0本
実施例のように空気流をイオン貫通用の孔29がら呂て
記録ドラム1の方向へ流れるようにするとトナーはイオ
ン貫通孔29に付着もしくは通過出来ず、トナーによる
イオン流制御ヘッド3の汚れを防ぐことができる。また
1本実施例のようにイオン発生器25と制御基板30の
間にスペーサ部材31があると、イオン発生器25の送
風用の孔57から入った空気流が全てイオン貫通用の孔
29から流出するので、さらにトナーによる汚れの防止
に効果がある。
汚れから防ぐ効果がある0本実施例では記録ドラムlと
イオン流制御ヘッド3の間の空間にトナーが漂うと、負
極性のトナーは電位の高い第2制御電極28へ引き寄せ
られる。このときトナーがイオン貫通用の孔29を塞ぐ
、もしくはトナーがイオン貫通用の孔29よりイオン流
制御ヘッド3の内部に入りイオン発生電極23に付着す
ると、静電潜像を形成するイオン流が減ってしまう0本
実施例のように空気流をイオン貫通用の孔29がら呂て
記録ドラム1の方向へ流れるようにするとトナーはイオ
ン貫通孔29に付着もしくは通過出来ず、トナーによる
イオン流制御ヘッド3の汚れを防ぐことができる。また
1本実施例のようにイオン発生器25と制御基板30の
間にスペーサ部材31があると、イオン発生器25の送
風用の孔57から入った空気流が全てイオン貫通用の孔
29から流出するので、さらにトナーによる汚れの防止
に効果がある。
このイオン発生器25について第4図を用いて更に詳し
く説明する。第4図(a)には、イオン発生器25のA
−A’断面図を示す、第1図(c)の記録原理図に示し
た様に、セラミック基板20の上に誘導電極21が形成
され、次に誘電層22、最後にイオン発生電極23と遮
蔽電極24が形成される。第1図(c)の原理図と実際
の実施例で異なっている点は、イオンを発生する場所が
A−A’力方向4か所あることである。これは第2図に
示したように、本実施例のイオン流制御ヘッドでは、副
走査方向に4ドツトずつ制御電極にイオン通過孔が形成
されているためであり、第2図に示されたイオン発生器
の基本パターンが4つ繰り返されているのである。
く説明する。第4図(a)には、イオン発生器25のA
−A’断面図を示す、第1図(c)の記録原理図に示し
た様に、セラミック基板20の上に誘導電極21が形成
され、次に誘電層22、最後にイオン発生電極23と遮
蔽電極24が形成される。第1図(c)の原理図と実際
の実施例で異なっている点は、イオンを発生する場所が
A−A’力方向4か所あることである。これは第2図に
示したように、本実施例のイオン流制御ヘッドでは、副
走査方向に4ドツトずつ制御電極にイオン通過孔が形成
されているためであり、第2図に示されたイオン発生器
の基本パターンが4つ繰り返されているのである。
第4図(a)のイオン発生部の副走査方向のピッチは制
御電極のイオン通過孔の副走査方向のピッチと等しくな
っている。制御電極上のイオン通過孔はθ= tan−
14の角度で斜めに並んでいるので、本実施例の解像度
10 dpmの場合にはイオン発生部のピッチは300
p、 20 dpmの場合には15011mとなってい
る。また本実施例の場合には遮蔽電極24の幅は約40
.、遮蔽電極24とイオン発生電極23の間のスペース
も約40−にした。なおセラミック基板20と誘電層2
2には送風用の孔57.57’ が形成されており、基
板20側から風が流される構造となっている。
御電極のイオン通過孔の副走査方向のピッチと等しくな
っている。制御電極上のイオン通過孔はθ= tan−
14の角度で斜めに並んでいるので、本実施例の解像度
10 dpmの場合にはイオン発生部のピッチは300
p、 20 dpmの場合には15011mとなってい
る。また本実施例の場合には遮蔽電極24の幅は約40
.、遮蔽電極24とイオン発生電極23の間のスペース
も約40−にした。なおセラミック基板20と誘電層2
2には送風用の孔57.57’ が形成されており、基
板20側から風が流される構造となっている。
第4図(b)はイオン発生器25の他の実施例のA−A
’断面図である。これは第4図(a)で4つに分割され
ていた誘導電極21を1つにした例である。
’断面図である。これは第4図(a)で4つに分割され
ていた誘導電極21を1つにした例である。
この様にすることで第1メタル層である誘導電極21と
第2メタル層であるイオン発生電極23、遮蔽電極24
との位置合わせ精度をラフにすることができる利点を持
っている。しかしその代わりこれらの電極間の静電容量
も大きくなるので、交流電圧としては電流容量の大きい
ものが必要となる。
第2メタル層であるイオン発生電極23、遮蔽電極24
との位置合わせ精度をラフにすることができる利点を持
っている。しかしその代わりこれらの電極間の静電容量
も大きくなるので、交流電圧としては電流容量の大きい
ものが必要となる。
第4図(OL (d)はそれぞれ第3図に示したイオン
発生器のB部、0部の拡大図である。これらの図では、
2点鎖線でセラミックス基板20.破線で第1メタル層
55である誘導電極21.1点鎖線で誘電層22、実線
で第2メタル層56であるイオン発生電極23と遮蔽電
極24のパターンをそれぞれ現している。送風用の孔5
7が形成されたセラミック基板20上にまず第1メタル
層55である誘導電極21が形成される。これらの図で
は説明を簡単にするために、誘導電極21は第4図(b
)に示される4つに分割されてないタイプの誘導電極2
1の例を示しである1次にこの上に送風用の孔57′
のある誘電層22を形成する。なお誘電層22の送風用
の孔57′はセラミック基板20の送風用の孔57より
もやや大きくなっているので、パターンの位置精度が少
し変化しても確実に風が通過できるようになっている。
発生器のB部、0部の拡大図である。これらの図では、
2点鎖線でセラミックス基板20.破線で第1メタル層
55である誘導電極21.1点鎖線で誘電層22、実線
で第2メタル層56であるイオン発生電極23と遮蔽電
極24のパターンをそれぞれ現している。送風用の孔5
7が形成されたセラミック基板20上にまず第1メタル
層55である誘導電極21が形成される。これらの図で
は説明を簡単にするために、誘導電極21は第4図(b
)に示される4つに分割されてないタイプの誘導電極2
1の例を示しである1次にこの上に送風用の孔57′
のある誘電層22を形成する。なお誘電層22の送風用
の孔57′はセラミック基板20の送風用の孔57より
もやや大きくなっているので、パターンの位置精度が少
し変化しても確実に風が通過できるようになっている。
更にこの誘電層22の上に第2メタル層56が厚膜印刷
技術によって形成される。最後にエツチングによってイ
オン発生電極23と遮蔽電極24のパターンが形成され
てイオン発生電極が完成する。なお第4図(Q)の第2
メタル層56には4本の切り欠き58が、また第4図(
d)の第2メタル層56には4本のバーパターン59が
形成されている。これらはこの上に乗せられる制御電極
との位置合わせ用のパターンである。位置合わせ用の切
り欠きパターン58は本実施例では約40.の幅で、ピ
ッチは300゜(20dpmの場合には150.)、ま
た位置合わせ用のバーパターン59はバーの幅約40μ
sの幅で、ピッチは300趨(20dp脂の場合には1
50.)である、つまりこれら位置合わせパターン58
.59と制御基板上のイオン通過孔が一致するように位
置合わせすることにより、どのイオン通過孔からも一定
量のイオンを安定して取り出すことが可能となる。なお
本実施例の場合これらの位置合わせパターンは、遮蔽電
極24の延長線上に形成されている。従って位置合わせ
された状態では第1図(c)に示したように、遮蔽電極
24の真上にイオン通過孔が来ることになる。
技術によって形成される。最後にエツチングによってイ
オン発生電極23と遮蔽電極24のパターンが形成され
てイオン発生電極が完成する。なお第4図(Q)の第2
メタル層56には4本の切り欠き58が、また第4図(
d)の第2メタル層56には4本のバーパターン59が
形成されている。これらはこの上に乗せられる制御電極
との位置合わせ用のパターンである。位置合わせ用の切
り欠きパターン58は本実施例では約40.の幅で、ピ
ッチは300゜(20dpmの場合には150.)、ま
た位置合わせ用のバーパターン59はバーの幅約40μ
sの幅で、ピッチは300趨(20dp脂の場合には1
50.)である、つまりこれら位置合わせパターン58
.59と制御基板上のイオン通過孔が一致するように位
置合わせすることにより、どのイオン通過孔からも一定
量のイオンを安定して取り出すことが可能となる。なお
本実施例の場合これらの位置合わせパターンは、遮蔽電
極24の延長線上に形成されている。従って位置合わせ
された状態では第1図(c)に示したように、遮蔽電極
24の真上にイオン通過孔が来ることになる。
次に制御基板について第5図乃至第8図を用いて説明す
る。第5図は制御基板を表側、すなわち第1図(c)で
いえば記録ドラム側から見た図である。従って第5図(
a)に示すように第2制御電極28が見えることになる
。第2制御電極28は1面金体がベタの電極になってお
り、第1図(c)に示したようにアース電位に接続され
ている。制御基板30にはイオン通過孔29が斜めに4
個づつ多数(1024個)並んでいる。更に位置合わせ
用の孔51゜制御基板30とイオン発生器25を接着す
るために接着剤を流し込む孔52も形成されている。な
お第2制御電極28は実際にはイオン通過孔29の周辺
にだけあれば充分である。第5図(b)はこの様な1例
であり、1面がベタの第2制御電極28になっているの
ではなく、イオン通過孔29の周辺だけを第2制御電極
28になっているのではなく、イオン通過孔29の周辺
だけを第2制御電極28′ とした例である。全面ベタ
のパターンをエツチングすることでこの様なパターンを
形成する。この様に第2制御電極28の面積を小さくす
ることで、第1制御電極27と第2制御電極28の間に
形成されるコンデンサの容量が小さくなるため、駆動回
路・駆動電源の容量が小さくても良い利点が生ずる。な
お第2制御電極28′は両側(#I走査方向)に端子を
取り出せるように長く伸ばしである。また第2 *J御
電極28′ から分離された部分28′は全部取り去る
ことも可能であるが、本実施例では強度を持たせるため
にそのまま電気的には浮かした状態で残して使用した。
る。第5図は制御基板を表側、すなわち第1図(c)で
いえば記録ドラム側から見た図である。従って第5図(
a)に示すように第2制御電極28が見えることになる
。第2制御電極28は1面金体がベタの電極になってお
り、第1図(c)に示したようにアース電位に接続され
ている。制御基板30にはイオン通過孔29が斜めに4
個づつ多数(1024個)並んでいる。更に位置合わせ
用の孔51゜制御基板30とイオン発生器25を接着す
るために接着剤を流し込む孔52も形成されている。な
お第2制御電極28は実際にはイオン通過孔29の周辺
にだけあれば充分である。第5図(b)はこの様な1例
であり、1面がベタの第2制御電極28になっているの
ではなく、イオン通過孔29の周辺だけを第2制御電極
28になっているのではなく、イオン通過孔29の周辺
だけを第2制御電極28′ とした例である。全面ベタ
のパターンをエツチングすることでこの様なパターンを
形成する。この様に第2制御電極28の面積を小さくす
ることで、第1制御電極27と第2制御電極28の間に
形成されるコンデンサの容量が小さくなるため、駆動回
路・駆動電源の容量が小さくても良い利点が生ずる。な
お第2制御電極28′は両側(#I走査方向)に端子を
取り出せるように長く伸ばしである。また第2 *J御
電極28′ から分離された部分28′は全部取り去る
ことも可能であるが、本実施例では強度を持たせるため
にそのまま電気的には浮かした状態で残して使用した。
更に第2制御電極28′ と分離された部分28′とは
電気的に1点を接続することで第5図(a)とほぼ同様
の機能を持つこともできる。
電気的に1点を接続することで第5図(a)とほぼ同様
の機能を持つこともできる。
第6図は制御基板30を裏側(第1制御電極27側)か
ら見た全体図である。第2制御電極28側から見た場合
と同様にイオン通過孔29、位置合わせ用の孔51、接
着剤流し込み用の孔52が見えるのは勿論である。最も
大きな違いは第2制御電極28は各イオン通過孔29に
対して共通の電位が与えられる様になっていたのに対し
、第1制御電極27は各イオン通過孔29に対して異な
った電位を時間的にも独立に印加できるように、各第1
制御電極27が独立していることである。そのために第
1制御電極27はこの図のように細かくパターンニング
されているのである。各第1制御電極27の先端は制御
基板の端部でフレキシブル・ケーブル接続用端子60に
繋がっており、ここでフレキシブル・ケーブルから制御
電圧が与えられる。なお第6図は10dpmの場合のを
示しており、この場合には制御電極2つ毎に上下に配線
が引き出されているので、配線間のピッチは200.(
5本/am)となる、また接着剤流し込み用の孔52は
、直径1007m 、ピッチ400−で副走査方向に5
個づつ形成されており、配線10本にこれらの接着剤流
し込み用の孔52群が配設されている。従って制御電極
の配線はイオン通過孔29付近とフレキシブル・ケーブ
ル接続用端子60付近では@XOOμs、ピッチ200
.であるのに対し、接着剤流し込み用の孔52の付近で
は幅92um、ピッチ184pとしである。なおイオン
通過孔29の極近傍では配線幅66、であるが、これに
ついては第7図で説明する。フレキシブル・ケーブル接
続用端子60は1本毎に長さを変化させであるが、これ
はフレキシブル・ケーブルと接続する場合の位置合わせ
を簡単にするためである。解像度10dpmの場合には
イオン通過孔29付近で解像度5dpm、フレキシブル
・ケーブル接続用端子60付近でも解像度は5dpmで
ある。これに対し、解像度20dP園の場合には、やは
り配線は2本づつ上下に分割するので、イオン通過孔2
9付近で解像度10dpmである。ところがフレキシブ
ル・ケーブルは解像度の高いものでも8dp−程度であ
ることや、解像度が高くなるとフレキシブル・ケーブル
との接続がむづかしくなることなどから、フレキシブル
・ケーブル接続用端子60付近ではadP園としている
。従って第6図に示したような単純な平行な配線にはな
らず、イオン通過孔29付近の10dP■の配線から、
フレキシブル・ケーブル接続用端子60付近での8dp
■にまで広がる配線となっている。
ら見た全体図である。第2制御電極28側から見た場合
と同様にイオン通過孔29、位置合わせ用の孔51、接
着剤流し込み用の孔52が見えるのは勿論である。最も
大きな違いは第2制御電極28は各イオン通過孔29に
対して共通の電位が与えられる様になっていたのに対し
、第1制御電極27は各イオン通過孔29に対して異な
った電位を時間的にも独立に印加できるように、各第1
制御電極27が独立していることである。そのために第
1制御電極27はこの図のように細かくパターンニング
されているのである。各第1制御電極27の先端は制御
基板の端部でフレキシブル・ケーブル接続用端子60に
繋がっており、ここでフレキシブル・ケーブルから制御
電圧が与えられる。なお第6図は10dpmの場合のを
示しており、この場合には制御電極2つ毎に上下に配線
が引き出されているので、配線間のピッチは200.(
5本/am)となる、また接着剤流し込み用の孔52は
、直径1007m 、ピッチ400−で副走査方向に5
個づつ形成されており、配線10本にこれらの接着剤流
し込み用の孔52群が配設されている。従って制御電極
の配線はイオン通過孔29付近とフレキシブル・ケーブ
ル接続用端子60付近では@XOOμs、ピッチ200
.であるのに対し、接着剤流し込み用の孔52の付近で
は幅92um、ピッチ184pとしである。なおイオン
通過孔29の極近傍では配線幅66、であるが、これに
ついては第7図で説明する。フレキシブル・ケーブル接
続用端子60は1本毎に長さを変化させであるが、これ
はフレキシブル・ケーブルと接続する場合の位置合わせ
を簡単にするためである。解像度10dpmの場合には
イオン通過孔29付近で解像度5dpm、フレキシブル
・ケーブル接続用端子60付近でも解像度は5dpmで
ある。これに対し、解像度20dP園の場合には、やは
り配線は2本づつ上下に分割するので、イオン通過孔2
9付近で解像度10dpmである。ところがフレキシブ
ル・ケーブルは解像度の高いものでも8dp−程度であ
ることや、解像度が高くなるとフレキシブル・ケーブル
との接続がむづかしくなることなどから、フレキシブル
・ケーブル接続用端子60付近ではadP園としている
。従って第6図に示したような単純な平行な配線にはな
らず、イオン通過孔29付近の10dP■の配線から、
フレキシブル・ケーブル接続用端子60付近での8dp
■にまで広がる配線となっている。
第7図はイオン通過孔29付近の拡大図である。
多数のイオン通過孔29が斜めに形成されており、この
イオン通過孔29のまわりを第1制御電極27で囲まれ
ている。隣り合うイオン通過孔29の主走査方向のピッ
チをP、副走査方向の距離を1とする。
イオン通過孔29のまわりを第1制御電極27で囲まれ
ている。隣り合うイオン通過孔29の主走査方向のピッ
チをP、副走査方向の距離を1とする。
するとPと1の間には1=4Xpの関係が成立している
。すなわち主走査方向とイオン通過孔29の並んでいる
方向のなす角度をθとすると、θ=tan”−’ 4
となる、この様なイオン通過孔29の配置になった理
由を次に説明する。イオン通過孔29の直径が50.で
あり、解像度20dpmの場合を考える。
。すなわち主走査方向とイオン通過孔29の並んでいる
方向のなす角度をθとすると、θ=tan”−’ 4
となる、この様なイオン通過孔29の配置になった理
由を次に説明する。イオン通過孔29の直径が50.で
あり、解像度20dpmの場合を考える。
主走査方向に1列に並べるとイオン通過孔29が連続し
てしまい第1制御電極27が形成できなくなる。
てしまい第1制御電極27が形成できなくなる。
従って斜めにイオン通過孔29を並べる必要性が生ずる
。斜めに並べる場合にも副走査方向の解像度の整数倍の
位置に配置しなければならない。本実施例の場合には主
走査・副走査ともに20dpraで等しいため、θ=
tan”” N (Nは整数)となる角度に、イオン通
過孔29を並べる必要がある。
。斜めに並べる場合にも副走査方向の解像度の整数倍の
位置に配置しなければならない。本実施例の場合には主
走査・副走査ともに20dpraで等しいため、θ=
tan”” N (Nは整数)となる角度に、イオン通
過孔29を並べる必要がある。
まず θ=tan−” 1 =45’の場合を考える。
この場合に隣り合うイオン通過孔29の中心間距離は7
1−であり、従って最も近い部分は21μsとなってし
まう、このイオン通過孔29の周辺に第1制御電極27
を形成する必要がある。現在エツチングなどで安定して
形成できるのは、線幅・スペースとも30p程度が限界
である。従って隣り合うイオン通過孔29の間には最低
90.は必要となり、N=1は不適当となる。同様な理
由からN=2も不適当である。N=3以上であればこの
条件はクリアできる。
1−であり、従って最も近い部分は21μsとなってし
まう、このイオン通過孔29の周辺に第1制御電極27
を形成する必要がある。現在エツチングなどで安定して
形成できるのは、線幅・スペースとも30p程度が限界
である。従って隣り合うイオン通過孔29の間には最低
90.は必要となり、N=1は不適当となる。同様な理
由からN=2も不適当である。N=3以上であればこの
条件はクリアできる。
しかし電気回路で信号を遅延させる関係からNは偶数の
方が、回路が簡単になる。したがってN24以上の偶数
ということになる。
方が、回路が簡単になる。したがってN24以上の偶数
ということになる。
N=4の場合に副走査方向に何列並べたら良いかを次に
考える。まず2列の場合には各列でも最もイオン通過孔
29の近付いている距離は50−であり、上述した理由
から不適当である。ここで第1制御電極27からの配線
の取りだし方について考えてみる。いま全ての配線を1
方向に取り出すとすると、エツチングが線幅・スペース
とも30−で限界とすると1M列ある場合には(60X
M+30) trysの幅が各列の隣り合うイオン通過
孔29の間に必要である。これに対して各列の隣り合う
イオン通過孔29の間の距離は(50XM−50)4で
ある。っまりM≧1では常に(60X M +30)>
(50X M +50)が成立しており、そのため配線
を1方向に取り出すことは不可能である。つまり配線は
上下に振り分けなければならない。このことを考慮する
と3列では配線の取りだし、信号の並べ替えが複雑にな
るので、4列を採用することにした。
考える。まず2列の場合には各列でも最もイオン通過孔
29の近付いている距離は50−であり、上述した理由
から不適当である。ここで第1制御電極27からの配線
の取りだし方について考えてみる。いま全ての配線を1
方向に取り出すとすると、エツチングが線幅・スペース
とも30−で限界とすると1M列ある場合には(60X
M+30) trysの幅が各列の隣り合うイオン通過
孔29の間に必要である。これに対して各列の隣り合う
イオン通過孔29の間の距離は(50XM−50)4で
ある。っまりM≧1では常に(60X M +30)>
(50X M +50)が成立しており、そのため配線
を1方向に取り出すことは不可能である。つまり配線は
上下に振り分けなければならない。このことを考慮する
と3列では配線の取りだし、信号の並べ替えが複雑にな
るので、4列を採用することにした。
以上の理由から第7図に示すようなイオン通過孔29の
配列、第1制御電極27の配線の取り呂しが決定された
。
配列、第1制御電極27の配線の取り呂しが決定された
。
また第7図に示されるようにイオン通過孔29の各列の
延長線上には位置合わせ用のパターン51が形成されて
いる0本実施例の場合には孔を開けである。この図のよ
うに制御基板の端面になる所付近に各列3つの位置合わ
せ用の孔51を開けておく。
延長線上には位置合わせ用のパターン51が形成されて
いる0本実施例の場合には孔を開けである。この図のよ
うに制御基板の端面になる所付近に各列3つの位置合わ
せ用の孔51を開けておく。
そして真ん中の孔を狙って切断し、制御基板の端面61
を形成する。この切断して形成された制御基板の端面6
1は必ずしも位置合わせパターン5Iの真ん中の孔の更
に中心を通る線で切断する必要はない。例えば制御基板
上に位置合わせパターン51が1つしかなく、しかもそ
の孔も一部分しかないように端面61′が形成されても
、また制御基板上に位置合わせパターン5】が3つある
ように端面6ビが形成されても、位置合わせの機能は失
われることはない。この様に制御基板端面61の位置が
少しずれてもその機能を失わないために、3つの孔を開
け、真ん中の孔の中心を狙って切断し、制御基板端面6
1を形成しているのである。
を形成する。この切断して形成された制御基板の端面6
1は必ずしも位置合わせパターン5Iの真ん中の孔の更
に中心を通る線で切断する必要はない。例えば制御基板
上に位置合わせパターン51が1つしかなく、しかもそ
の孔も一部分しかないように端面61′が形成されても
、また制御基板上に位置合わせパターン5】が3つある
ように端面6ビが形成されても、位置合わせの機能は失
われることはない。この様に制御基板端面61の位置が
少しずれてもその機能を失わないために、3つの孔を開
け、真ん中の孔の中心を狙って切断し、制御基板端面6
1を形成しているのである。
第8図(a)〜(e)には制御基板の具体的な作成方法
について説明する。まず第8図(a)に示すよに約18
虜の銅ff170と約25.のポリイミド樹脂71がら
構成される片面銅貼り基板72を2枚使用して、銅箔7
0面が外側になるよう接着剤73(厚さ約15p)で接
着する。次に第8図(b)に示すように片面の銅箔だけ
エツチングして第1制御電極27を形成する。次に第8
図(c)に示すようにポリイミド樹脂71層、接着剤7
3層、ポリイミド樹脂71層とエツチングしてイオン通
過孔29を開けて行く。次に第2層目の銅箔70をエツ
チングすることでイオン通過孔29が完成するが、第1
層目の第1制御電極27も同時にエツチングされてしま
うので、まず第8図(d)に示すようにすでに形成され
ている第制御御電極27を金74でメツキしておく、こ
の様にして銅箔70のエツチングを行うことで、第8図
(e)に示されるようなイオン通過孔29が完成する。
について説明する。まず第8図(a)に示すよに約18
虜の銅ff170と約25.のポリイミド樹脂71がら
構成される片面銅貼り基板72を2枚使用して、銅箔7
0面が外側になるよう接着剤73(厚さ約15p)で接
着する。次に第8図(b)に示すように片面の銅箔だけ
エツチングして第1制御電極27を形成する。次に第8
図(c)に示すようにポリイミド樹脂71層、接着剤7
3層、ポリイミド樹脂71層とエツチングしてイオン通
過孔29を開けて行く。次に第2層目の銅箔70をエツ
チングすることでイオン通過孔29が完成するが、第1
層目の第1制御電極27も同時にエツチングされてしま
うので、まず第8図(d)に示すようにすでに形成され
ている第制御御電極27を金74でメツキしておく、こ
の様にして銅箔70のエツチングを行うことで、第8図
(e)に示されるようなイオン通過孔29が完成する。
以上述べてきた様な方法でイオン発生器25と制御基板
30が作成される。最後にこれらとスペーサ部材31、
フレキシブル・ケーブル5oとを一体化することで第2
図に示したようなイオン流制御ヘッド3が作成される。
30が作成される。最後にこれらとスペーサ部材31、
フレキシブル・ケーブル5oとを一体化することで第2
図に示したようなイオン流制御ヘッド3が作成される。
第9図はイオン発生器25の上にスペーサ部材31を載
せ、更にその上に制御基板30を載せて、イオン発生器
25と制御基板30の位置合わせを行った図である。制
御基板30上の位置合わせ用の孔51とイオン発生器2
5に形成された位置合わせ用の切り欠きパターン58お
よびバーパターン59が図のように一致している。この
状態でイオン発生器25と制御基板30を、制御基板3
0に開いた接着剤注入用の孔から接着剤を注入して接着
することで一体化することができる。
せ、更にその上に制御基板30を載せて、イオン発生器
25と制御基板30の位置合わせを行った図である。制
御基板30上の位置合わせ用の孔51とイオン発生器2
5に形成された位置合わせ用の切り欠きパターン58お
よびバーパターン59が図のように一致している。この
状態でイオン発生器25と制御基板30を、制御基板3
0に開いた接着剤注入用の孔から接着剤を注入して接着
することで一体化することができる。
なお制御基板30とフレキシブル・ケーブル5oの接続
は圧接で行った。第10図に第2図のD−D’断面を示
す、制御基板30とフレキシブル・ケーブル50のそれ
ぞれの電極は位置合わせされた状態でゴム75と押さえ
板76で押さえられ、互いの電極を圧接するためにネジ
77でヘッドホルダ78に留められる。この様にして制
御基板30とフレキシブル・ケーブル50の接続を実現
している。
は圧接で行った。第10図に第2図のD−D’断面を示
す、制御基板30とフレキシブル・ケーブル50のそれ
ぞれの電極は位置合わせされた状態でゴム75と押さえ
板76で押さえられ、互いの電極を圧接するためにネジ
77でヘッドホルダ78に留められる。この様にして制
御基板30とフレキシブル・ケーブル50の接続を実現
している。
以上本発明の1実施例について詳細に説明した。
凍に第11図を参照して本発明の第2の実施例を説明す
る。第1の実施例で説明したイオン発生器では誘電層2
2は一種類の材料より形成されていたが、誘電層22に
必要な性質を全て兼ね備えている材料は少ない6例えば
、アクリル樹脂は表面抵抗はガラスよりも2桁程大きい
が、体積抵抗が逆に2〜3桁小さいため高電圧が印加さ
れる誘電層22には用いることが出来なかった。そこで
、ここでは誘電層22を2層にして放電の起こる周辺部
41に接するところ22′は表面抵抗が大きく放電によ
り物性が変化しないアクリル樹脂を、その他の部分22
′は絶縁破壊が起こらぬよう体積抵抗が大きいガラスを
用いている。
る。第1の実施例で説明したイオン発生器では誘電層2
2は一種類の材料より形成されていたが、誘電層22に
必要な性質を全て兼ね備えている材料は少ない6例えば
、アクリル樹脂は表面抵抗はガラスよりも2桁程大きい
が、体積抵抗が逆に2〜3桁小さいため高電圧が印加さ
れる誘電層22には用いることが出来なかった。そこで
、ここでは誘電層22を2層にして放電の起こる周辺部
41に接するところ22′は表面抵抗が大きく放電によ
り物性が変化しないアクリル樹脂を、その他の部分22
′は絶縁破壊が起こらぬよう体積抵抗が大きいガラスを
用いている。
次にこのイオン発生器23の製法について簡単に説明す
る。まず誘導電極21の上に厚膜製法で誘電層22′を
形成している。次に、その上で樹脂でコートし乾燥して
、誘電層22′ を作る。さらにその上で銅薄膜を接着
し、エツチングにより、イオン発生電極23、遮蔽電極
24を形成するにのように、誘電層22を多層に機能分
離してそれぞれの機能に適した材料を使うことで、放電
が長時間安定に起こるイオン発生器を作ることができる
。
る。まず誘導電極21の上に厚膜製法で誘電層22′を
形成している。次に、その上で樹脂でコートし乾燥して
、誘電層22′ を作る。さらにその上で銅薄膜を接着
し、エツチングにより、イオン発生電極23、遮蔽電極
24を形成するにのように、誘電層22を多層に機能分
離してそれぞれの機能に適した材料を使うことで、放電
が長時間安定に起こるイオン発生器を作ることができる
。
また、ここでは表面抵抗が大きく、放電により物性が変
化しないものとしてアクリル樹脂を使ったが、これに限
定されるものではない0表面抵抗率が10” Ω以上あ
るテフロン、ポリスチレン、ポリイミド等でもよい。
化しないものとしてアクリル樹脂を使ったが、これに限
定されるものではない0表面抵抗率が10” Ω以上あ
るテフロン、ポリスチレン、ポリイミド等でもよい。
また、ここまで体積抵抗の大きな誘電性材料としてガラ
スを挙げてきたが、これに限定されるものではない、マ
イカやセラミックスでもよい。また、ガラスは表面の物
性が放電によって変化しやすいので、力学的、熱的に強
いS工、N4.ON、 SiC等をガラスに混合すると
イオン発生器に適した誘電性材料となる。
スを挙げてきたが、これに限定されるものではない、マ
イカやセラミックスでもよい。また、ガラスは表面の物
性が放電によって変化しやすいので、力学的、熱的に強
いS工、N4.ON、 SiC等をガラスに混合すると
イオン発生器に適した誘電性材料となる。
次に第12図を参照して本発明の第3の実施例を説明す
る。硝酸塩の誘電層22への付着を考えると、硝酸塩は
約60℃で分解するので誘電層22を60℃に加熱する
と、硝酸塩による誘電層22の表面抵抗低下を防止でき
る。実際には発熱抵抗体であるニッケルクロムを厚膜製
法でイオン発生器に第12図(a)の80のように印刷
する。そしてその上を断熱材81で覆った。この様にす
ることで、イオン発生器に交流電圧として2 kVP−
P、 3 kHzを印加したとき。
る。硝酸塩の誘電層22への付着を考えると、硝酸塩は
約60℃で分解するので誘電層22を60℃に加熱する
と、硝酸塩による誘電層22の表面抵抗低下を防止でき
る。実際には発熱抵抗体であるニッケルクロムを厚膜製
法でイオン発生器に第12図(a)の80のように印刷
する。そしてその上を断熱材81で覆った。この様にす
ることで、イオン発生器に交流電圧として2 kVP−
P、 3 kHzを印加したとき。
20℃では30分で放電が停止してしまったが、60℃
にすることで30時間連続して放電させることが可能に
なった。
にすることで30時間連続して放電させることが可能に
なった。
また、第1の実施例ではイオン発生器の絶縁性基板に孔
を開は送風を行ったが、この時温風を送っても上述した
加熱と同じ効果が得られる。第12図(b)がそれを説
明する図である。空気流を導く送風ダクト82に発熱抵
抗体80をっけ、空気流自体を60℃にしている。
を開は送風を行ったが、この時温風を送っても上述した
加熱と同じ効果が得られる。第12図(b)がそれを説
明する図である。空気流を導く送風ダクト82に発熱抵
抗体80をっけ、空気流自体を60℃にしている。
以上本発明の実施例の幾つかに、特にイオン発生器を中
心について説明してきたが1本発明はこれらに限定され
るものではない6例えば本発明の実施例は全て、まず負
極性のイオンで一様帯電させておき、その後正極性のイ
オンで静電潜像を形成し、更に反転現像して画像を形成
する方法に限って説明してきたが、これに限定されるこ
とはない、逆に正極性のイオンで一様帯電させておき、
その後負極性のイオンで静電潜像を形成する場合なども
含まれる。ただしこの場合には、例えば第1図(c)に
示される直流電源は全て正負の極性を反対にする必要が
ある。
心について説明してきたが1本発明はこれらに限定され
るものではない6例えば本発明の実施例は全て、まず負
極性のイオンで一様帯電させておき、その後正極性のイ
オンで静電潜像を形成し、更に反転現像して画像を形成
する方法に限って説明してきたが、これに限定されるこ
とはない、逆に正極性のイオンで一様帯電させておき、
その後負極性のイオンで静電潜像を形成する場合なども
含まれる。ただしこの場合には、例えば第1図(c)に
示される直流電源は全て正負の極性を反対にする必要が
ある。
以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、誘電
性基板の表面をポリイミド、ポリアミド、エポキシ樹脂
、アクリル樹脂等の放電により物性が変化しない樹脂で
コートすること、誘電性基板の材料に表面抵抗が高いも
の(表面抵抗率10■Ω以上)を使用すること、イオン
を発生させるための交流電圧とイオンを記録媒体に移動
させるための直流電界を画点を記録するときだけ印加す
ること、誘電性基板表面を加熱すること、イオン発生電
極に沿って絶縁性基板に穴を開はイオン発生源からイオ
ン流通過孔の方向に使用環境温度以上の風を流すことに
より放電が弱まらずイオンが連続して安定に得られるこ
とが達成できた。
性基板の表面をポリイミド、ポリアミド、エポキシ樹脂
、アクリル樹脂等の放電により物性が変化しない樹脂で
コートすること、誘電性基板の材料に表面抵抗が高いも
の(表面抵抗率10■Ω以上)を使用すること、イオン
を発生させるための交流電圧とイオンを記録媒体に移動
させるための直流電界を画点を記録するときだけ印加す
ること、誘電性基板表面を加熱すること、イオン発生電
極に沿って絶縁性基板に穴を開はイオン発生源からイオ
ン流通過孔の方向に使用環境温度以上の風を流すことに
より放電が弱まらずイオンが連続して安定に得られるこ
とが達成できた。
また、イオン流通過孔より空気流を出すことにより、ト
ナーによるイオン流制御ヘッドの汚れを防止できる。
ナーによるイオン流制御ヘッドの汚れを防止できる。
また、イオン発生器の誘電層を多数層に機能分離しそれ
ぞれの層に適した材料を使うことで、多数の材料が使用
できるようになった。
ぞれの層に適した材料を使うことで、多数の材料が使用
できるようになった。
このようにすることで、ワイヤを用いた放電デバイスよ
りも単位体積当りのイオン発生量が多い固体放電デバイ
スが安定に長時間使うことができ、高速記録に有利な静
電記録装置が実現できる。
りも単位体積当りのイオン発生量が多い固体放電デバイ
スが安定に長時間使うことができ、高速記録に有利な静
電記録装置が実現できる。
第1図は本発明の静電記録装置の説明するための図、第
2図はイオン流制御ヘッドの斜視図。 第3図はイオン発生器の全体及び誘電層の表面低力及び
他方を示した図、第7図は制御基板のイオン通過孔付近
の拡大図、第8図は制御基板の製造方法を示した図、第
9図はイオン発生器と制御基板を一体化するための位置
合わせ方法について説明した図、第10図は完成したイ
オン流制御ヘッドの断面図、第11図は第2の実施例の
イオン発生器の他なる構造を説明するための図、第12
図は第3の実施例のイオン発生器を説明するための図、
第13図は従来のイオン流を制御した静電記録装置のイ
オン流制御ヘッドを説明するための図である。 3・・・イオン流制御ヘッド 2J・・・誘導電極23
・・・イオン発生電極 24・・・遮蔽電極25・
・・イオン発生器 27・・・第1制御電極28
・・・第2制御電極 29・・・イオン通過孔3
0・・・制御基板 31・・・スペーサ部材
32・・・金属ドラム 33・・・絶縁性基録
媒体34・・・制御電圧 37・・・バイア
ス電圧39・・・交流電圧 50・・・フレキシブル・ケーブル 51・・・位置合せパターン 52・・・接着剤注入
用孔58・・・位置合せ用切り欠きパターン59・・・
位置合せ用バーパターン 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (a) 第1図 (b) 第1図 (C) 策1図 (a) 第3図 (b) 第3図 く くく
く同感さ ■ −−−−」 (a) 28” (t)) 第5図 (a) (b) (C) 第8図 (d) 第8図 第11図
2図はイオン流制御ヘッドの斜視図。 第3図はイオン発生器の全体及び誘電層の表面低力及び
他方を示した図、第7図は制御基板のイオン通過孔付近
の拡大図、第8図は制御基板の製造方法を示した図、第
9図はイオン発生器と制御基板を一体化するための位置
合わせ方法について説明した図、第10図は完成したイ
オン流制御ヘッドの断面図、第11図は第2の実施例の
イオン発生器の他なる構造を説明するための図、第12
図は第3の実施例のイオン発生器を説明するための図、
第13図は従来のイオン流を制御した静電記録装置のイ
オン流制御ヘッドを説明するための図である。 3・・・イオン流制御ヘッド 2J・・・誘導電極23
・・・イオン発生電極 24・・・遮蔽電極25・
・・イオン発生器 27・・・第1制御電極28
・・・第2制御電極 29・・・イオン通過孔3
0・・・制御基板 31・・・スペーサ部材
32・・・金属ドラム 33・・・絶縁性基録
媒体34・・・制御電圧 37・・・バイア
ス電圧39・・・交流電圧 50・・・フレキシブル・ケーブル 51・・・位置合せパターン 52・・・接着剤注入
用孔58・・・位置合せ用切り欠きパターン59・・・
位置合せ用バーパターン 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (a) 第1図 (b) 第1図 (C) 策1図 (a) 第3図 (b) 第3図 く くく
く同感さ ■ −−−−」 (a) 28” (t)) 第5図 (a) (b) (C) 第8図 (d) 第8図 第11図
Claims (10)
- (1)絶縁性基板上に誘電体を挟んでなる誘導電極とイ
オン発生電極により構成されるイオン発生器を持ち、前
記誘導電極と前記イオン発生電極との間に交流電圧を印
加してイオンを発生させ、記録画像データに従ってイオ
ン発生器と誘電性記録媒体との間の電界を制御すること
によって前記イオンを各記録画点に対応する複数のイオ
ン流通過孔から前記誘電性記録媒体上に移動させ、前記
誘電性記録媒体上に静電潜像を形成する静電記録装置に
おいて、前記誘電体の表面抵抗率を10^■Ω以上とす
ることを特徴とする静電記録装置。 - (2)前記誘電性記録媒体上に静電潜像を形成する時だ
け前記電界を印加することを特徴とする請求項1記載の
静電記録装置。 - (3)前記誘電性記録媒体上に静電潜像を形成する時だ
け前記交流電圧と前記電界を印加することを特徴とする
請求項1記載の静電記録装置。 - (4)前記誘電体が多数の誘電性材料により多層構造に
なっており、イオン発生電極と接する層はポリイミド、
ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、
ポリエステル、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリアク
リルイミド、ポリウレタン、ウレタンアクリレート樹脂
、シリコーン樹脂、シリコーンポリイミド樹脂、エポキ
シ樹脂。 イミドエポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリ
ビニルホルマール、ポリメチルタクリレーチのうち少な
くとも1種の樹脂で形成され、他の層はガラス、マイカ
、セラミック、SiC、BN、Si_3N_4で構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の静電記録装置
。 - (5)前記絶縁性基板にイオン発生電極に沿って複数個
の穴を開けたことを特徴とする請求項1記載の静電記録
装置。 - (6)空気を前記イオン発生器から前記イオン流通過孔
の方向へ流す手段を有することを特徴とする請求項5記
載の静電記録装置。 - (7)前記空気が使用環境温度以上であることを特徴と
する請求項6記載の静電記録装置。 - (8)前記イオン発生器から前記イオン流通過孔の方向
へ流れた空気流が前記イオン流通過孔を通して前記誘電
性記録媒体へ流れることを特徴とする請求項5記載の静
電記録装置。 - (9)前記空気が使用環境温度以上であることを特徴と
する請求項8記載の静電記録装置。 - (10)前記穴にフィルターを有し、前記フィルターが
空気流から塵など微粒子を除くようにしたことを特徴と
する請求項5記載の静電記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29074090A JPH04164661A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 静電記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29074090A JPH04164661A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 静電記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164661A true JPH04164661A (ja) | 1992-06-10 |
Family
ID=17759913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29074090A Pending JPH04164661A (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 静電記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04164661A (ja) |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP29074090A patent/JPH04164661A/ja active Pending
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