JPH0997582A - イオン照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単位面積当たりのイオン照射量を多くするこ
とができ、鮮明な画像を形成することができるイオン照
射装置を提供する。 【解決手段】 制御電極部との間に電界を発生させる対
向電極部を、発生する電界が制御電極部におけるイオン
照射口としての開口部に近接する部分で集中するように
形成して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電現象によりイ
オンを発生させ、このイオンを対象物に選択的に照射す
るイオン照射装置に関わり、更に詳しくは、照射された
イオンを加速するための電界を発生するイオン照射装置
の対向電極部に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】誘電体等の記録媒体上にイオンを照射す
る静電記録方式の記録装置に用いられるイオンフロー型
の静電記録ヘッド、或いはイオン発生装置としてのイオ
ナイザに用いられる除電器としてのイオン照射装置とし
ては、種種の方式のものが提案されている。

【０００３】図７は、この種のイオン照射装置としての
記録ヘッドの断面を示す図であり、図において１はイオ
ン発生部、２は制御電極部、３は対向電極部、４は駆動
制御部、５は記録媒体である。

【０００４】放電器であるイオン発生部１は、タングス
テン等の部材よりなる線状のコロナワイヤ１６と、この
コロナワイヤ１６を覆うアルミ等よりなる断面視コの字
状のシールドケース１７により構成されている。コロナ
ワイヤ１６には、イオン発生用の直流電源部１８の正側
端子が接続され、また、シールドケース１７は接地され
ているので、コロナワイヤ１６とシールドケース１７の
間に所定の電位差が生じ、コロナワイヤ１６近傍の空気
が電離して放電し、シールドケース１７内にイオン（図
に示す装置においては、正イオン。）が発生する。制御
電極部２は、一対の制御電極が所定距離だけ離れて配置
されることにより上記イオン発生部１の下部に開口部２
８を形成するよう配設される上部電極２６と、この上部
電極２６の下部に所定距離だけ離れて配設される一対の
制御電極よりなる下部電極２７により構成されている。
対向電極部３は、グランドに接地される導電性部材から
なる対向電極３１が、上記制御電極部２の開口部２８に
対向して設けられて構成されている。駆動制御部４は、
上記制御電極部２の上部電極２６に接続される切替スイ
ッチ４３と、この切替スイッチ４３により上部電極２６
に接続される第１，第２の上部電極用電源４４，４５
と、これら上部電極用電源４４，４５および下部電極２
７が接続される下部電極用電源４６により構成されてい
る。切替スイッチ４３により上部電極２６が第１の上部
電極用電源４４の正側端子に接続された場合、上部電極
２６と下部電極２７の間には、図に示すように上部電極
２６より下部電極２７に向かう方向の電界Ｅ１が生じ
る。逆に、切替スイッチ４３により上部電極２６が第２
の上部電極用電源４５の負側端子に接続された場合、上
部電極２６と下部電極２７の間には、下部電極２７より
上部電極２６に向かう方向の電界（上述の電界Ｅ１と逆
方向の電界）が生じる。また、下部電極２７と対向電極
３１の間には、下部電極用電源４６により常時下部電極
２７より対向電極３１に向かう方向の電界Ｅ２が生じて
いる。

【０００５】この記録ヘッドにおいては、駆動制御部４
の切替スイッチ４３により上部電極２６を第２の上部電
極用電源４５の負側端子に接続すると、下部電極２７よ
り上部電極２６に向かう方向の電界が生じ、イオン発生
部１により発生した正イオンは、この電界に遮られて開
口部２８を通過することができず、これにより記録媒体
５へのイオン照射は行われない。逆に、駆動制御部４の
切替スイッチ４３により上部電極２６を第１の上部電極
用電源４４の正側端子に接続すると、図に示すような上
部電極２６より下部電極２７に向かう方向の電界Ｅ１が
生じ、イオン発生部１により発生した正イオンは、この
電界Ｅ１より力を受けて開口部２８を通過し、更に下部
電極２７と対向電極３１の間に生じている電界Ｅ２より
力を受けて加速し、記録媒体５に照射される。よって、
記録動作においては、駆動制御部４の切替スイッチ４３
を切り替え制御することにより、所望の制御電極２より
選択的にイオンを記録媒体５に照射する。この記録媒体
５の表面上に付着したイオンが静電潜像となり、この
後、図示しない画像形成装置の記録部において、この記
録媒体５上の静電潜像を現像することにより、画像を形
成するよう構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のイオン照
射装置の場合、対向電極３１としては、記録媒体５とし
ての誘電体がその表面上に形成された筒状の記録ドラム
や、或いは搬送される記録媒体５を支持する平板状部材
により形成されており、制御電極部２に対向，近接する
部分については、制御電極２６，２７に対して略平行と
なる。これにより、対向電極３１とこれに対向する制御
電極２７との間には、図の等電位線で示すような電界が
生じる。従って、制御電極部２より放出されるイオン
は、図に示すように記録媒体５上の比較的広い範囲に照
射されて付着することとなる。よって、従来のイオン照
射装置においては、記録部分と非記録部分の差異を明確
にした鮮明な画像を形成することが困難であった。

【０００７】本発明は、単位面積当たりのイオン照射量
を多くすることができ、これにより鮮明な画像を形成す
ることができるイオン照射装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のイオン照射装置においては、制御電極部と
の間に電界を発生させる対向電極部を、発生する電界が
制御電極部におけるイオン照射口としての開口部に近接
する部分で集中するように形成して構成した。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
イオン照射装置を説明する。図１は、本発明のイオン照
射装置としての記録ヘッドの断面を示す図であり、図に
おいて１はイオン発生部、２は制御電極部、３は対向電
極部、４は駆動制御部、５は記録媒体である。本実施例
のイオン照射装置は、放電器として放電電極が誘電層で
覆われたものを用いたもので、このイオン発生部として
の放電器部１は、絶縁体である平板状のセラミック基板
１０と、このセラミック基板１０の同一平面上にその長
手方向に延びるように第１および第２の放電電極１２，
１３が各々対向するように形成され、更にこれら第１お
よび第２の放電電極１２，１３上に誘電層であるガラス
部材１１がコーティングされて構成されている。また、
第１，第２の放電電極１２，１３には、イオン発生用の
交流電源部１４が接続されている。制御電極部２は、ガ
ラス等の絶縁部材よりなる柱状の第１，第２の絶縁体２
１，２２と、この絶縁体上に形成される制御電極２０と
からなり、各々断面視Ｌ字状に形成される第１，第２の
絶縁体２１，２２は、上記放電器部１の放電電極と平行
となるように且つ互いに所定距離だけ離れて対向するよ
うにしてガラス部材１１上に取り付けられる。これによ
り放電器部１の放電電極の直下には、ガラス部材１１お
よび第１，第２の絶縁体２１，２２により囲まれるイオ
ン室２３と、開口部２４が形成されている。また、各々
短冊状に形成される一対の個別制御電極２０が、第１お
よび第２の絶縁体２１，２２の表面上に、開口部２４を
挟んで対向して設けられ、この個別制御電極２０が、第
１および第２の絶縁体２１，２２の長手方向に所定の間
隔で複数個配設されて、個別制御電極郡を形成してい
る。対向電極部３は、対向電極３１とこれに接続される
対向電極用電源３２とからなり、導電性部材からなる対
向電極３１は、上記制御電極部２の開口部２４に対向し
て配置されている。また、対向電極３１には、上記制御
電極部２の開口部２４に相対する箇所に、開口部２４の
方向に突出するような尖状の突起部３１１が設けられて
いる。駆動制御部４は、各個別制御電極毎に接続される
スイッチ４１と、制御電極用電源４２とからなり、スイ
ッチ４１は各個別制御電極２０を選択的に制御電極用電
源４２或いはグランドに接続するよう構成されている。

【００１０】記録動作においては、記録媒体５は、図示
しない搬送手段により対向電極３１の表面上に接すると
ともに、この対向電極３１に沿って順次搬送され、図示
しない画像形成装置の記録部において、制御電極部２よ
り照射されたイオンにより形成される記録媒体５上の静
電潜像にトナーを付着させ、これを記録紙等に転写する
か、或いはこの記録媒体５上の静電潜像を現像すること
により記録媒体上に画像を形成するよう構成されてい
る。

【００１１】次に、本発明のイオン照射装置におけるイ
オン照射動作を説明する。本実施例の記録ヘッドにおい
て、放電器部１の放電電極１２，１３に対して交流電源
部１４から交流の高電圧を印加すると、各放電電極１
２，１３間に電界が生じ、この放電電極付近の誘電層で
あるガラス部材１１近傍の空気が電離して放電する。こ
れにより、正イオンと負イオンの両極のイオンがイオン
室２３内に発生する。個別制御電極２０がスイッチ４１
によりグランドに接続されている場合、第１および第２
の絶縁体２１，２２内，即ちイオン室２３内の電位と、
個別制御電極２０とは同電位となり、開口部２４に電界
が発生しないので、イオン室２３内のイオンは開口部２
４から出ることなく、イオン室２３内で安定して充満す
る。

【００１２】記録動作，即ち記録媒体５に対してイオン
を照射する場合は、駆動制御部４のスイッチ４１を駆動
制御して、所望の個別制御電極２０を制御電極用電源４
２に接続する。この時、イオン室２３内と個別制御電極
２０の間に電位差が生じて、開口部２４に電界が生じ
る。この電界よりイオン室２３内のイオンが力を受け、
イオン室２３より放出される。図の装置の場合、個別制
御電極２０は電源４２の負側端子に接続されているの
で、開口部２４から正イオンが放出される。

【００１３】図１において、制御電極部２と対向電極部
３（記録媒体５）間の実線矢印は、個別制御電極２０が
制御電極用電源４２に接続されることにより生じる電界
の方向，即ち電気力線を示し、また、点線はこの電界に
おける等電位面を示している。本発明のイオン照射装置
においては、対向電極３１に尖状の突起部３１１が設け
られることにより、この突起部３１１と開口部２４の間
において、等電位面が図に示されるように突起部３１１
に沿って凸状に形成され、電気力線および電界がこの突
起部３１１の尖状部分に集中する。これにより上記制御
電極部２より照射されたイオンは、この個別制御電極２
０と対向電極３１の間に生じた電界より力を受け、記録
媒体５の方向に加速されて移動し、この記録媒体５の突
起部３１１上の表面に集中して付着する。

【００１４】この記録媒体５の表面上に付着したイオン
が静電潜像となり、この後、図示しない画像形成装置の
現像部において、これを現像することにより画像を形成
するよう構成されている。

【００１５】本発明のイオン照射装置においては、制御
電極部２より照射されるイオン流が、図に示すように突
起部３１１の尖状部分に集中するので、記録媒体５上に
おける単位面積当たりのイオン照射量を、上述の従来の
イオン照射装置に比べて多くすることができ、より鮮明
な画像を形成することができる

【００１６】図２は、本発明のイオン照射装置の第２実
施例を示す図であり、上述の第１実施例との相違点は、
対向電極３１が例えば記録媒体５とともに搬送される導
電性ゴム或いは金属メッシュ等の非可塑性部材か、或い
は静電記録紙等の様に、記録紙の裏面部分に形成される
導電層で構成されるとともに、制御電極部２の開口部２
４の直下にローラ３３が設けられている点である。本実
施例において、図示しない搬送手段により記録媒体５お
よび対向電極３１が搬送される際には、記録媒体５およ
び対向電極３１がローラ３３の表面上に接するととも
に、このローラ３３に沿って変形しながら搬送されるよ
う構成されている。図２に示すように、記録媒体５およ
び対向電極３１は、搬送手段により搬送される際に、制
御電極部２の開口部２４の直下においてローラ３３に沿
って凸状に変形する。これにより、個別制御電極２０と
対向電極３１の間に生じる電界において、ローラ３３の
頂上部分で等電位面が凸状に形成され、電気力線，即ち
電界がこのローラ３３の頂上部分に位置づけられる記録
媒体５の表面上に集中する。これにより制御電極部２よ
り照射されたイオンは、ローラ３３上の記録媒体５の表
面に集中して付着する。

【００１７】図３は、本発明のイオン照射装置の第３実
施例を示す図であり、対向電極３１を円筒状，或いは線
状に形成して、制御電極部２と対向電極部３の間に生じ
る電界を一点に集中させるよう構成したものである。即
ち、円筒状に形成された対向電極３１は制御電極部２の
開口部２４の直下に設けられ、対向電極用電源３２に接
続されている。個別制御電極２０が駆動制御部４の電源
４２に接続されると、図３に示すような等電位面を有す
る電界が生じる。図に示されるように、短冊状に形成さ
れる個別制御電極２０と小径の円筒状に形成される対向
電極３１の間には、対向電極３１の中心に向かう方向の
電界が生じ、図に示すように対向電極３１の直上に位置
づけられる記録媒体５の表面部分に電界が集中する。従
って、制御電極部２の開口部２４より放出されるイオン
は、図に示すようなイオン流を形成して対向電極３１が
近接する記録媒体５の表面上に集中して照射され、付着
する。

【００１８】図４は、この第３実施例のイオン照射装置
を用いた記録装置の構成を示す図であり、図において５
は誘電体ドラム、６は現像器、７は転写ローラ、８はク
リーニング機構、９は記録紙である。図の記録装置にお
いて、中間媒体としての誘電体ドラム５は、その表面上
に記録媒体としての誘電層５０が形成されており、イオ
ン照射装置の放電器部１および制御電極部２は、この誘
電体ドラム５に開口部２４を向けて配置され、また、対
向電極部３は、開口部２４に相対して誘電体ドラム５内
に配置されている。この記録装置により記録を行う場
合、放電器部１によりイオンを発生させるとともに、制
御電極部２により選択的にイオンを放出させて、誘電体
ドラム５の誘電層５０に照射する。誘電体ドラム５は、
図示しない駆動手段により回転駆動され、誘電層５０に
付着したイオンを順次現像器６に搬送する。現像器６に
おいては、誘電層５０上にイオンが付着した部分、即ち
静電潜像に逆極性を有するインク或いはトナー等の記録
材料を付着させて静電潜像を現像する。更に誘電体ドラ
ム５を回転し、転写ローラ７により圧接されている記録
紙９上にこの記録材料を転写する。これにより、記録紙
９上への画像形成が行われる。記録材料の転写を終了し
た記録ドラム５は、更に回転され、クリーニング機構８
により誘電層５０の余剰電荷の除電および残留記録材料
の除去が行われる。

【００１９】この記録装置においては、本発明のイオン
照射装置により誘電層５０に対してイオンを集中して照
射することができるので、記録部分と非記録部分の差異
を明確にすることができ、記録紙９上に形成される画像
を鮮明に形成することができる。

【００２０】本第３実施例のイオン照射装置において
は、対向電極３１を小径の円筒状に形成しているが、例
えば、タングステン等の導電性部材よりなるワイヤ状
（線状）のものを用いても良い。

【００２１】図５は、本発明のイオン照射装置の第４実
施例を示す図であり、対向電極３１を角柱状に形成し、
その尖状の辺が制御電極部２の開口部２４に相対するよ
うに配置して、制御電極部２と対向電極部３の間に生じ
る電界を一点に集中させるよう構成したものである。即
ち、図の第４実施例においては、対向電極３１を三角柱
状に形成し、この対向電極３１の三角柱の一辺が開口部
２４に対向するように、制御電極部２の開口部２４の直
下に設けている。この第４実施例のイオン照射装置にお
いて、個別制御電極２０が駆動制御部４の電源４２に接
続されると、図５に示すような等電位面を有する電界が
生じる。図に示されるように、短冊状に形成される個別
制御電極２０と三角形状に形成される対向電極３１の間
には、対向電極３１の尖状の辺を挟む二つの面に向かう
方向の電界が生じ、図に示すように対向電極３１の尖状
の辺の直上に位置づけられる記録媒体５の表面部分に電
界が集中する。従って、制御電極部２の開口部２４より
放出されるイオンは、図に示すようなイオン流を形成し
て対向電極３１の尖状に形成される頂上部分が近接する
記録媒体５の表面上に集中して照射され、付着する。

【００２２】図６は、この第４実施例のイオン照射装置
を用いた記録装置の構成を示す図であり、放電器部１，
制御電極部２および誘電体ドラム５，現像器６，転写ロ
ーラ７，クリーニング機構８，記録紙９の構成は、上述
の図４に示す第３実施例のイオン照射装置を用いた記録
装置と同様であり、また、記録動作についても同様であ
る。本第４実施例のイオン照射装置を用いた記録装置に
おいて、三角形状に形成された対向電極３１は、尖状の
辺が開口部２４に相対するようにして誘電体ドラム５内
に配置されている。

【００２３】この記録装置においても、三角形状に形成
された対向電極３１の尖状の辺の直上部分に電界を集中
させることができ、これによりこの尖状の辺に近接する
誘電層５０の表面上にイオンを集中して照射することが
できるので、記録部分と非記録部分の差異を明確にする
ことができ、記録紙９上に形成される画像を鮮明に形成
することができる。

【００２４】以上の実施例においては、イオン照射装置
として、放電電極が誘電層で覆われるとともに絶縁部材
で構成したイオン室内にイオンを発生させる放電器と、
この放電器より発生されるイオンを選択的にイオン室よ
り放出させる制御部を用いた例を示しているが、これに
限定されるものではなく、上述の従来のイオン照射装置
に用いられているコロナワイヤを用いた放電器部および
発生させる電界の方向を選択的に切り替える制御電極部
を用い、上述の本実施例に示されるような対向電極部を
用いることにより、制御電極部と対向電極部の間に発生
させる電界を記録媒体上の一点に集中させるよう構成し
ても良い。また、本発明のイオン照射装置を用いた記録
装置として、記録媒体としての誘電体ドラム上に静電潜
像を形成し、この静電潜像を現像するとともに記録紙に
転写して画像を形成する例を示しているが、記録媒体と
して平板状の静電記録紙等のシート材料を用い、このシ
ート材料をイオン照射装置部に順次搬送し、その表面上
にイオンを照射して静電潜像を形成し、これを現像する
ことにより所望の画像を形成する記録装置に本発明のイ
オン照射装置を用いても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のイオン照射
装置においては、制御電極部との間に電界を発生させる
対向電極部を、発生する電界が制御電極部におけるイオ
ン照射口としての開口部に近接する部分で集中するよう
に形成して構成したので、制御電極部より放出されるイ
オンを記録媒体上に集中させて照射することができ、単
位面積当たりのイオン照射量が多くなるので、記録部分
と非記録部分の差異を明確にすることができ、画像を鮮
明に形成することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のイオン照射装置としての記録ヘッド
の断面を示す図である。

【図２】 本発明の第２実施例を示す図である。

【図３】 本発明の第３実施例を示す図である。

【図４】 本発明の第３実施例を用いた記録装置の構成
を示す図である。

【図５】 本発明の第４実施例を示す図である。

【図６】 本発明の第４実施例を用いた記録装置の構成
を示す図である。

【図７】 従来のイオン照射装置としての記録ヘッドを
示す図である。

【符号の説明】

１ 放電器部 ２ 制御電極部 ３ 対向電極部 ４ 駆動制御部 ５ 記録媒体（誘電ドラム） ６ 現像器 ７ 転写ローラ ８ クリーニング機構 ９ 記録紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電現象によりイオンを発生させるイオ
   ン発生部と、このイオン発生部により発生されるイオン
   をイオン照射口としての開口部より選択的に放出させる
   制御電極部と、この制御電極部と対向配置されるととも
   に、制御電極との間に上記放出されたイオンを記録媒体
   に照射させるための電界を発生させる対向電極部よりな
   るイオン照射装置において、 上記対向電極部は、上記制御電極部と当該対向電極部の
   間に発生する電界を、上記制御電極部における開口部に
   近接する部分で集中させるよう形成されることを特徴と
   するイオン照射装置。
2. 【請求項２】 上記対向電極部は、上記制御電極部にお
   ける開口部に近接する部分が尖状に形成されるよう構成
   されることを特徴とする請求項１記載のイオン照射装
   置。
3. 【請求項３】 上記対向電極部は、非可塑性部材よりな
   る対向電極と、この対向電極を上記制御電極部における
   開口部に近接する部分において突出変形させる部材によ
   り構成されることを特徴とする請求項１記載のイオン照
   射装置。
4. 【請求項４】 上記対向電極部は、円筒状の導電性部材
   により構成されることを特徴とする請求項１記載のイオ
   ン照射装置。