JPH0452659A - イオン流制御記録装置 - 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、プリンタやファクシミリ等に使用されるイ
オン流制御記録装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のイオン流制御記録装置としては、特開昭
６１−２４３４６６号公報や米国特許第４．１６’０．
２５７号公報等に示すようなものがある。これは、第６
図に示すように、平板状の誘電体基板１００の片面に複
数の第１の電極１０１．１０１・・・を傾斜した状態で
互いに平行に設けるとともに、誘電体基板１００の他面
に複数の第２の電極１０２．１０２・・・を第１の電極
１０１Ｘ　１０１・・・と交差するように互いに平行に
設け、第１の電極１０１．１０１・・・には、第７図に
示すように、第２の電極１０２．１０２・・・と交差す
る位置にイオン生成用の開口１０３．１０３・・・を形
成する。

そして、誘電体基板１００の第１の電極１０１１１０１
・・・側の面を静電潜像受容体１０４に対向させて配置
し、第１の電極１０１．１０１・・・と第２の電極１０
２．１０２・・・との間に画像情報に応じて選択的に交
流高電圧を印加することにより、イオン生成用開口１０
３．１０３・・・に誘電体基板Ｉ００の表面に沿った沿
面放電を発生させ、この沿面放電によって生成したイオ
ンを静電潜像受容体１０４の表面に静電的に付着させて
、画像情報に応じた静電潜像を形成するように構成され
ている。

また、この種のイオン流制御記録装置としては、特開昭
５９−１９０８５４号公報に示すようなものがある。こ
れは、第８図に示すように、静電潜像受容体１１０の近
傍に配設されるイオン発生器１１１と、このイオン発生
器１１１に隣接して設けられるイオン流制御スリット１
１２の一側に配設される複数の制御電極１１３．１１３
・・・と、各制御電極１１３．１１３・・・に画像情報
に応じた電圧を印加する制御回路１１４とで構成されて
いる。

上記イオン発生器１１１は、放電ワイヤ１１５及びこれ
を取り囲むシールド１１６からなり、放電ワイヤ１１５
に高電圧を印加することによってコロナ放電を生起させ
、このコロナ放電によってイオンを発生させるものであ
る。そして、このコロナ放電によって発生したイオンを
、シールド１１６の上部に開口されたノズル１１７から
導入される圧縮空気によって、ノールド１１Ｇの下部に
開口されたイオン流制御スリット１１２から、イオンの
噴流として排出する。

その際、上記イオン流制御スリット１１２には、制御電
極１１３．１１３・・・が図面に垂直な方向に沿って所
定数の画素密度で多数配列されており、これらの制御電
極１１３．１１３・・・に制御回路ｌ１４によって画像
情報に応じた電圧を印加する３、そして、上記制御電極
１１３とシールド１１６との間に選択的に形成される電
界によって、イオン流の通過を画像情報に応して阻止又
は許容することにより、静電潜像受容体１１０の表面に
画像情報に応じた静電潜像をイオン流によって形成する
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を
有している。すなわち、前者のイオン流制御記録装置の
場合には、誘電体基板１００の表裏両面に第１の電極１
０１．１０１・・・と第２の電極１０２．１０２・・・
を積層形成するとともに、第１の電極１０１．１０１・
・・にイオン生成用の開口１０３．１０３・・・を多数
開口しなければならず、構造が複雑であって製造が困難
であり、コスト高になるという問題点があった。また、
誘電体基板１００の表面にイオン生成用の開口１０３．
１０３・・・をマトリクス状に形成し、これらのイオン
生成用の開口１０３．１０３・・・が形成された側を静
電潜像受容体１０４に対向させて配置するように構成さ
れており、しかも第１の電極１０１．１０１・・・と第
２の電極１０２．１０２・・・を制御回路に接続するた
めのコネクタ等の部材を誘電体基板１００の周囲に取り
付ける必要があり、静電潜像受容体１０４上に占めるイ
オン流制御記録装置のスペースが大きくなり、装置が大
型化するという問題点があった。

また、後者のイオン流制御記録装置の場合には、イオン
発生器１１１で発生したイオン流がイオン流制御スリッ
ト１１２を通過するのを、イオン流制御スリット１１２
に設けられた制御電極１１３．１１３・・・によって制
御するように構成されているため、イオン流がイオン流
制御スリット）１２を通過する際に、シールド１１６等
に衝突して電荷を失いやすく、イオンの出力効率か低く
高速記録に適さないという問題卓かあった。さらに、イ
オン流制御スリット１１２からイオンの噴流を排出する
ための圧縮空気の供給手段等か必要となり、装置全体と
しての装備が多くなり、コスト高になるという問題点も
あった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、装置
の構成が簡単であって製造が容易であり、低コストにて
供給できるとともに、装置の小型化が可能であり、しか
もイオンを効率良く発生させることができ高速記録が可
能なイオン流制御記録装置を提供することにある。

すなわち、この発明は、絶縁性基板と、前記絶縁性基板
上に画素密度に応じて設けられた第１の電極部材と、前
記第１の電極部材上に第１の電極部材の一部領域を除い
て被覆された絶縁性部材と、前記絶縁性部材上に設けら
れ、前記一部領域との間に放電空間を形成する第二の電
極部材とを有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドの放電
空間に対向して配置された静電潜像受容体と、前記第一
の電極部材と第二の電極部材との間に画像情報に応じて
高電圧を印加する電圧印加手段とを具備するように構成
されている。

上記電圧印加手段は、例えば抵抗を介して電極部材に接
続するようにしてもよい。

〔作用〕

この発明においては、記録ヘッドか、絶縁性基板と、前
記絶縁性基板上に画素密度に応じて設けられた第一の電
極部材と、前記第一の電極部材上に第一の電極部材の一
部領域を除いて被覆された絶縁性部材と、前記絶縁性部
材上に設けられ、前記一部領域との間に放電空間を形成
する第二の電極部材とを有するように構成されている。

そのため、記録ヘッドは、構造が簡単であり、絶縁性基
板上に電極部材と絶縁性部材とを積層することによって
容易に製造することかできる。

また、電極部材にイオン放出用の開口を設けたりする必
要がないので、この点からも製造が容易となる。

更に、上記記録ヘッドは、絶縁性基板上に電極部材と絶
縁性部材とを積層した状態で、しかも第一の電極部材と
第二の電極部材との間に形成される放電領域が静電潜像
受容体と対向するように配置されるので、記録ヘッドは
、静電潜像受容体上に占めるスペースがその厚さ分だけ
でよいため、装置の大幅な小型化が可能となる。

また、記録ヘッドは、その放電領域が静電潜像受容体と
対向するように配置され、しかもこの放電領域で発生す
る沿面放電によって生起されるイオン流は、スリット等
を通過することなく、直接静電潜像受容体上に向けて放
出されるので、イオン流を効率良く取り出すことができ
、静電潜像受容体上を短時間に所定の電位に帯電させる
ことが要求される高速記録にも対応することが可能とな
る。

更にまた、イオン流を噴出させるための圧縮空気を供給
する手段は不要であるため、装置の構成を簡略化するこ
とができる。

〔実施例〕

以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図はこの発明に係るイオン流制御記録装
置の一実施例を示すものである。図において、■は記録
ヘッドを示すものであり、この記録ヘット１は、例えば
厚さ１〜２　ｍｍの平面長方形状の絶縁性基板２を備え
ている。この絶縁性基板２は、例えばアルミナやジルコ
ニア等のセラミクス、ベークライトやガラスエポキシの
ような合成樹脂、あるいはガラスやマイカ等の無機材料
などによって形成される。

上記絶縁性基板２の表面には、第１図及び第３図に示す
ように、第１の電極としての個別電極３．３・・・が多
数設けられており、これらの個別電極３．３・・・は、
例えばニッケル、タングステン、プラチナ等の導電性材
料によって形成される。また、これらの個別電極３．３
・・・は、第３図に示すように、絶縁性基板２の幅方向
に沿って直線状に設けられているとともに、絶縁性基板
２の長手方向に沿って所定の間隔で互いに平行に配列さ
れている。上記個別電極３．３・・・は、例えば３００
〜４００ｄｐ１の記録密度に対応して配列される。さら
に、個別電極３．３・・・の先端は、絶縁性基板２の先
端と一致するように形成されている。

上記個別電極３．３・・・の表面には、絶縁性フィルム
４が積層されており、この絶縁性フィルム４としては、
例えば厚さが２５〜５０μｍのポリイミドフィルム等が
用いられる。この絶縁性フィルムの先端は、絶縁性基板
２の先端よりも手前側に位置しており、個別電極３．３
・・・の先端部３ａ。

３ａ・・・が露出するようになっている。

また、上記絶縁性フィルム４の表面には、第２の電極と
しての単一の放電電極５が積層されており、この放電電
極５としては、例えば厚さが０゜５〜１０關のステンレ
ス等の金属からなる導電性材料が用いられる。この放電
電極５の先端は、絶練性基板２の先端よりも０．０５〜
１．ｏｍｍ程度だけ手前側に位置するとともに、絶縁性
フィルム４の先端より０．Ｏ１〜１．０韮程度突出する
ように配置されている。こうすることによって、個別電
極３．３・・・と放電電極５の先端部との間には、放電
用の空間６が形成されている。

さらに、上記記録ヘッド１の各個別電極３．３・・・に
は、第２図に示すように、画像情報に応じて一１ｏｏ〜
−４００Ｖのパルス電圧を印加するパルス電源７が接続
されている。このパルス電源７は、第４図に示すように
、静電潜像の記録を行う場合には、個別電極３．３・・
・にパルス電圧を印加せず、すなわち個別電極３．３・
・・をＯＶに保持し、静電潜像の記録を行わない場合に
は、個別電極３．３・・・！ニー１００〜−４００Ｖの
パルス電圧を印加するように構成されている。また、各
個別電極３．３・・・には、１〜２００ＭΩの抵抗８．
８・・・が直列に接続されており、これらの抵抗８．８
・・・は、放電時の放電強度を制御し、同時に各所で起
こる放電の強度を均一化するためのものである。

また、放電電極５には、−５００〜−１５００Ｖの直流
の高電圧を印加する直流電源９か接続されており、放電
電極５には、直流電源９によって画像情報の有無に関わ
りなく、常時−５００〜１５００Ｖの直流の高電圧か印
加されている。

この放電電極５に常時印加される電圧は、それ単独で個
別電極３．３・・・との間に放電が発生する値に設定さ
れている。すなわち、静電潜像の記録を行う場合には、
個別電極３．３・・・にパルス電源７によって電圧が印
加されないため、個別電極３．３・・・と放電電極５と
の間には、直流電源９の直流の高電圧（−５００〜−１
５００Ｖ）が印加され、個別電極３．３・・・と放電電
極５との間に放電か発生する。

それに対して、静電潜像の記録を行わない場合には、個
別電極３．３・・・にパルス電源７によって−１００〜
−４００ｖのパルス電圧が印加されるため、個別電極３
．３・・・と放電電極５との間には、直流電源９の電圧
（−５００〜−１５００Ｖ）からパルス電源７の電圧（
−１００〜−４００Ｖ）を引いた電圧（−１００〜−１
４００Ｖ）Ｌ、か印加されず、個別電極３．３・・・と
放電電極５との間に放電が発生しない。

一方、上記記録ヘッド１の放電用空間６と対向する位置
には、第２図に示すように、静電潜像受容体としての誘
電体ドラムＩＯが回転可能に配置されている。上記誘電
体ドラムＩＯは、アルミニルム等からなる金属性ドラム
１１と、その表面に形成された誘電体層１２とから構成
されている。

そして、この誘電体ドラムＩＯには、直流電源１３によ
って＋５００〜＋２０００Ｖの直流の高電圧が印加され
ている。

上記記録ヘッド１は、絶縁性基板２の先端が誘電体ドラ
ム１０の表面からＯ，ｌ”１０ｍｍだけ離れた位置に配
置される。

なお、第２図中、１４は絶縁性基板２の先端面に設けら
れた電極を示しており、この電極１４は、記録ヘッドｌ
と誘電体ドラム１０間の電界を形成するためのものであ
り、アースに接続されている。

以上の構成において、この実施例に係るイオン流制御記
録装置では、次のようにしてイオン流が発生され、この
発生したイオン流によって静電潜像の記録が行われる。

すなわち、誘電体ドラム１０を所定のプロセススピード
で回転させた状態で、記録ヘッドｌの放電電極５に直流
電源９によって常時−５００〜−１５００Ｖの直流の高
電圧を印加するとともに、個別電極３．３・・・にパル
ス電源７によって画像情報に応じて−１００〜−４００
Ｖのパルス電圧を印加する。

こうすることによって、第４図に示すように、パルス電
圧が印加されない個別電極３．３・・・、すなわちＯｖ
に保持された個別電極３．３・・・は、放電電極５との
電位差が放電電極５に印加される直流電圧（−５００〜
−１５００Ｖ）の値と等しくなるため、個別電極３．３
・・・と放電電極５との間には、第５図に示すように、
放電電極５のエツジから個別電極３．３・・・表面の長
手方向に沿った放電Ｒが発生する。そして、この放電Ｒ
によって空気中の分子がイオン化されて正極性及び負極
性のイオンＩが生起される。しかし、放電電極５と誘電
体ドラムＩＯとの間には、誘電体ドラム１０側を正極性
とした直流の高電圧が印加されているため、放電電極５
と誘電体ドラムｌＯとの間には、誘電体ドラムＩＯから
放電電極５に向かう電界Ｅが形成されている。そのため
、正極性のイオンＩは、この電界Ｅによって放電電極５
側に引き戻され、放電電極５に衝突して電荷を失う。そ
れに対して、負極性のイオンＩは、上記電界によってイ
オン流Ｓとして誘電体ドラム１０側に運ばれ、誘電体ド
ラム１０の表面に静電的に付着して静電潜像を形成する
。

その際、上記各個別電極３．３・・・には、１〜２００
ＭΩの抵抗８．８・・・が直列に接続されているため、
個別電極３．３・・・と放電電極５との間で放電が発生
すると、個別電極３．３・・・に電流が流れて抵抗８．
８・・・によって電圧降下が生じる。そのため、個別電
極３．３・・・に印加される電圧が低下して放電が抑制
されるが、放電が低下すると個別電極３．３・・・に流
れる電流が減少し、抵抗８．８・・・によって生じる電
圧降下が小さくなるため、個別電極３．３・・・に印加
される電圧か上昇して放電が加速される。このように、
各個別電極３．３・・・に抵抗８．８・・・を直列に接
続することによって、個別電極３．３・・・と放電電極
５との間で発生する放電の強度が制御されるため、同時
に各所で起こる放電の強度を均一化することができる。

一方、静電潜像の記録を行わない場合には、個別電極３
．３・・・にパルス電源７によって−１００〜−４００
ｖのパルス電圧が印加されるため、個別電極３．３・・
・と放電電極５との間には、直流電源９の電圧（−５０
０〜−１５００Ｖ）からパルス電源７の電圧（−１００
〜−４００Ｖ）を引いた電圧（−１００〜−１４００Ｖ
）Ｌか印加されず、個別電極３．３・・・と放電電極５
との間に放電が発生しない。

このように、記録ヘッドｌが、絶縁性基板２と、この絶
縁性基板２上に画素密度に応じて設けられた個別電極３
．３・・・と、この個別電極３．３・・・上にその一部
領域を除いて被覆された絶縁性フィルム４と、この絶縁
性フィルム４上に設けられ、前記一部領域との間に放電
空間６を形成する単一の放電電極５とを有するように構
成されているので、記録ヘッド１は、構造が簡単であり
、絶縁性基板２上に個別電極３．３・・・及び放電電極
５と絶縁性フィルム４とを積層することによって容易に
製造することができ、低コストにて供給することができ
る。また、個別電極３．３・・・及び放電電極５にイオ
ン放出用の開口を設けたりする必要がないので、この点
からも製造が容易となる。

また、上記記録ヘッド１は、絶縁性基板２上に個別電極
３．３・・・及び放電電極５と絶縁性フィルム４とを積
層した状態で、しかも個別電極３．３・・・と放電電極
５との間に形成される放電領域６が誘電体ドラムｌＯと
対向するように配置されるので、記録ヘッドｌが誘電体
ドラムｌＯ上に占めるスペースは小さなもので済み、装
置の小型化が可能となる。

さらに、記録ヘッド１は、その放電領域６が誘電体ドラ
ムＩＯと対向するように配置され、しかもこの放電領域
６で発生する放電Ｒによって生起されるイオン流Ｓは、
スリット等を通過することなく、直接誘電体ドラム１０
上に向けて放出されるので、イオン流Ｓを効率良く取り
出すことができ、高速記録にも対応することが可能とな
る。

また更に、イオン流を噴出させるための圧縮空気を供給
する手段は不要であるため、装置の構成を簡略化するこ
とができる。

実験例 本発明者等は、第２図に示すようなイオン流制御記録装
置を実際に試作し、その発生するイオン量を評価するた
め、Ａ４版の記録用紙に相当する静電潜像の記録を行う
実験を行った。

その結果、Ａ４版の記録用紙相当で２０〜４０枚／分の
記録が可能なことがわかった。

比較例 第６図に示す原理を用いた記録装置は、Ａ４版の記録紙
相当で４０〜６０枚／分の記録が可能であることが知ら
れ、第８図に示す原理を用いた記録装置は、本発明者ら
の実験により、実用的にＡ４版の記録紙相当で１０〜２
０枚７分の記録が可能であることか分かっている。

その結果、第６図に示す装置では、Ａ４版の記録用紙相
当で４０〜６０枚／分の記録か可能であり、第８図に示
す装置では、Ａ４版の記録用紙相当で１０枚／分程度の
記録が可能であることがわかった。

この結果から明らかなように、本発明の実施例の装置は
、Ａ４版の記録用紙相当での記録枚数が第６図に示す従
来の装置に比べて少ないものの、第８図に示す従来の装
置よりはかなり多く、本発明の実施例の装置は、装置の
構成が簡単であること、装置のスペースが小さくて済む
こと等を考慮すれば、十分な記録性能を有することがわ
かった。

〔発明の効果〕

この発明は以上の構成及び作用よりなるもので、装置の
製造が容易であって低コストにて供給できるとともに、
装置の小型化が可能であり、しかもイオンを効率良く発
生させることができ高速記録が可能なイオン流制御記録
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るイオン流制御記録装置の一実施
例を示す斜視図、第２図は同イオン流制御記録装置を示
す断面図、第３図は個別電極の形状を示す正面図、第４
図は個別電極の放電状態を示す説明図、第５図はイオン
流制御記録装置の使用状態を示す断面構成図、第６図及
び第７図は従来のイオン流制御記録装置を示す断面図及
び平面図、第８図は従来の他のイオン流制御記録装置を
示す断面図である。 〔符号の説明〕 １・・・記録ヘッド ２・・・絶縁性基板 ３・・・個別電極 ４・・・絶縁性フィルム ５・・・放電電極 ６・・・放電用空間 ７・・・パルス電源 ８・・・抵抗 ９・・・直流電源 １０・・・誘電体ドラム 特　許　出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　理
　人　弁理士　　中村　智廣（外１名）個別電極 絶縁性フィルム 放電電極 放電用空間 ７：パルス電１ ８　抵抗 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 ；

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基板と、前記絶縁性基板上に画素密度に応
   じて設けられた第一の電極部材と、前記第一の電極部材
   上に第一の電極部材の一部領域を除いて被覆された絶縁
   性部材と、前記絶縁性部材上に設けられ、前記一部領域
   との間に放電空間を形成する第二の電極部材とを有する
   記録ヘッドと、前記記録ヘッドの放電空間に対向して配
   置された静電潜像受容体と、前記第一の電極部材と第二
   の電極部材との間に画像情報に応じて高電圧を印加する
   電圧印加手段とを具備することを特徴とするイオン流制
   御記録装置。
2. （２）前記電圧印加手段が抵抗を介して電極部材に接続
   されていることを特徴とする請求項第１項記載のイオン
   流制御記録装置。