JP2921219B2 - 静電記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電記録装置に係
り、特に、現像剤担持体上に担持される帯電した現像剤
薄層にイオン流変調手段により静電潜像を形成し、該静
電潜像が形成された現像剤を記録媒体へ転写する静電記
録装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の静電記録装置としては、例
えば特開昭６１−１６９８５３号公報所載のものが既に
知られている。これは、図９に示すように、現像剤担持
体１０１と転写電極１０２とを記録媒体としての記録紙
（普通紙）１０３を介して対向配置し、現像剤担持体１
０１上の静電潜像が形成された現像剤を記録紙１０３へ
転写するようにしたものである。

【０００３】より具体的に説明すると、一般に、ロール
状の現像剤担持体１０１には、層規制部材（図示せず）
によって帯電した現像剤薄層上にイオン流記録ヘッド
（図示せず）により画像信号に応じた静電潜像が形成さ
れる一方、現像剤担持体１０１に近接した位置には転写
電極１０２がギャップＳｔをもって離間配置され、この
転写電極上に記録紙１０３が搬送されている。そして、
現像剤担持体１０１と転写電極１０２との間には転写電
界生成用の転写電源１０４（電圧Ｖｔ）が接続され、転
写電極１０２から記録紙１０３への電荷注入によって記
録紙１０３表面と現像剤担持体１０１との間に所定の転
写電界が生成され、現像剤担持体１０１上の現像剤潜像
（現像剤薄層上に形成された静電潜像）１０５が転写電
界により記録紙１０３上へギャップ転写されて顕像とな
るのである。

【０００４】このようなタイプにおいて、転写電極１０
２は、転写位置の機械位置精度や記録紙１０３の搬送性
を考慮し、記録紙１０３の進行方向に対してある程度の
幅をもって構成されている。従って、上述した現像剤潜
像１０５は、その現像剤自身が持つ帯電量によって、転
写電界から受けるクーロン力と現像剤担持体１０１との
静電的付着力との関係から飛翔開始位置が決まり、図１
０に示すように、転写電極１０２の手前位置から記録紙
１０３へ向かって順次飛翔開始し、転写電界Ｓ強度が一
番強い現像剤担持体１０１の最下点において転写動作を
終了するが、その転写幅ｋ’（現像剤潜像が転写する幅
領）は比較的広いものになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の転写部構造にあっては、図１１に示すように、ロ
ール状の現像剤担持体１０１の曲率によって、現像剤担
持体１０１の最下点から離れるにしたがい、転写電界Ｓ
の向き１０６の歪みが大きくなる。このように転写電界
Ｓの向き１０６の歪みが大きいところでは、飛翔を開始
した現像剤潜像１０５は、転写電界Ｓの向き１０６にク
ーロン力を受け、現像剤自身が持つ慣性力との合力によ
り飛翔方向が定まるため、記録紙１０３上の所望の位置
に到着できず、ズレｄが生じる。従って、この種の転写
部構造では、画像に乱れが生じ易いという根本的な技術
的課題があるほか、湿度等の環境条件によって記録紙１
０３の誘電率や体積抵抗値が大きく変化すると、転写電
界の形成範囲も大きく変化してしまい、画像品質に環境
依存性があるという技術的課題もある。

【０００６】このような技術的課題を解決するために、
本願発明者は、転写領域を狭めることを目的とし、転写
電極幅を従来のものより狭くし、転写に必要な電界を現
像剤担持体１０１の最下点付近に集中させ、現像剤飛翔
開始方向と現像剤が到達すべき記録紙方向とのズレを減
少させるという転写部構造を案出した。

【０００７】しかしながら、このタイプにあっては、従
来タイプよりは転写領域幅は減少しているが、転写電極
幅をはるかに越えるものであり、上述した技術的課題の
解決手段としては不十分なものであった。

【０００８】ここで、転写電極幅を狭く設定したタイプ
において、転写領域幅が十分に減少しない原因を考察し
てみるに、記録紙１０３の電気的特性にあると考えられ
る。すなわち、普通紙からなる記録紙１０３は通常１０
^１１［Ω・ｃｍ］オーダの抵抗値であるため、誘電層と
考えられるが、転写電界のような強電界下では導電層と
して扱える。このため、記録紙１０３中あるいは記録紙
１０３表面で電位が広がり、この結果、形成される転写
電界の領域も転写電極幅を越えて広くなるものと考えら
れる。

【０００９】この発明は、以上の技術的課題を解決する
ためになされたものであって、転写部での画像乱れを低
減し、環境条件の変化に関係なく高品質の画像を常時得
ることができる静電記録装置を提供しようとするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、帯電された現像剤の薄層をその表面
に担持する現像剤担持体１と、この現像剤担持体１上の
現像剤薄層Ｇに向けて画像信号に応じて変調されたイオ
ン流Ｉを供給するイオン流変調手段２と、上記現像剤担
持体１上の現像剤を選択的に記録媒体４に転写させる転
写手段３とを備えた静電記録装置を前提とし、上記現像
剤担持体１と転写手段３との間に形成される転写電界の
実質転写幅を最大転写電界部位に規制する転写幅規制手
段５を設けたことを特徴とするものである。

【００１１】このような技術的手段において、現像剤担
持体１は円筒型もしくは無端ベルト状のものであり、導
電性の部材あるいは導電性の基体表面に誘電体層を設け
たもので形成されている。誘電体としては、低抵抗から
高抵抗までいずれの値のものを用いてもかまわない。現
像剤担持体１上に供給された現像剤は、現像剤担持体１
の回転あるいは移動によって搬送され、例えば表面に接
触して配置された層形成部材によって、電荷を付与され
るとともに均一な薄層Ｇとして形成される。

【００１２】また、上記現像剤は現像剤担持体１上に担
持されるものであれば一成分系、二成分系のいずれであ
ってもさしつかえなく、また、磁性、非磁性のいずれで
あってもよい。現像剤が一成分系のときは、直接現像剤
担持体１表面に供給される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Ｇを
形成するようにすればよく、また、二成分系の現像剤を
用いる場合は、例えば、電子写真用の二成分現像器の現
像ロールと、現像剤担持体１とを対向させ、両者の間に
バイアス電圧を印加して現像剤を現像剤担持体１上に均
一に現像させる等の方法によって現像剤担持体１上に帯
電された現像剤の薄層Ｇを形成するようにすればよい。

【００１３】更に、イオン流変調手段２としては、内部
にイオン供給源を有し、画像信号に応じてその外部にイ
オンを選択的に供給できるものならば、どのような形式
のものであっても構わない。

【００１４】また、転写幅規制手段５としては、少なく
とも最大転写電界部位の記録媒体４突入手前側に作用す
る転写電界を消去するようなものであればよく、転写手
段３と一体的に設けるようにしてもよいし、また、転写
手段３と別個に設けるようにしてもよい。前者のタイプ
としては、転写手段３に誘電体を介して電極を配し、こ
の電極と現像剤担持体１とを同電位にした態様を挙げる
ことができ、また、後者のタイプとしては、現像剤担持
体１と転写手段３との空隙に、現像剤担持体１と同電位
の電極を挿入する態様を挙げることができる。

【００１５】

【作用】上述したような技術的手段によれば、転写幅規
制手段５が転写手段３の記録媒体４への電荷注入範囲を
制限し、実質転写幅を現像剤担持体１の最下点付近（最
大転写電界部位）に規制する。従って、現像剤担持体１
上の現像剤潜像は最大転写電界部位にて平行な転写電界
に沿って記録媒体４に転写されるため、現像剤担持体１
上の現像剤潜像が歪んだ転写電界に沿って記録媒体側に
転写されることはなくなり、また、記録媒体４の電気的
特性の変化に対しても、安定した領域のみに転写電界が
形成される分、転写電界の形成範囲が大きく変化するこ
とはない。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２は実施例１に係る静電記録装置の全体構成を示す。
同図において、現像剤ホッパ１１内には、現像剤１２、
現像剤供給ロール１３等が収容されている。また、前記
現像剤ホッパ１１内には、ロール状表面を有する回転可
能な現像剤担持体１４（この実施例では半径１０ｍｍ）
の一部分が収容されており、現像剤担持体１４の残部は
前記現像剤ホッパ１１から露出している。

【００１７】前記現像剤担持体１４の前記現像剤ホッパ
１１内に収容された部分と露出した部分との境界部に対
応する現像剤ホッパ１１には層規制部材１９が支持され
ている。この層規制部材１９は、前記現像剤ホッパ１１
内部で現像剤担持体１４表面に付着した現像剤１２を均
一な帯電した薄層にするためのもので、前記現像剤担持
体１４表面に押し付けられている。

【００１８】また、前記現像剤１２の薄層が表面に付着
した現像剤担持体１４に近接した位置にはイオン流記録
ヘッド２０が配設されている。このイオン流記録ヘッド
２０は、アルミニウム製のハウジング２１を有し、この
ハウジング２１には、イオン生成室２２と、このイオン
生成室２２に空気を導入する空気導入口２３と、生成さ
れたイオンを空気とともに排出するイオン排出口２４と
が設けられている。そして、前記ハウジング２１と前記
現像剤担持体１４との間には現像剤担持体１４側がマイ
ナスとなるようなバイアス電源、すなわちイオン取出電
源２５が設けられており、このイオン取出電源２５は、
そのバイアス電圧Ｖｅｘが０．１〜３．０ＫＶｏｌｔの
範囲で自動調整可能に構成されている。

【００１９】そしてまた、前記空気導入口２３には、空
気供給源Ａから空気が供給されるようになっている。空
気供給源Ａは、圧縮空気供給用電源２６およびこの圧縮
空気供給用電源２６によって駆動されるモータ２７およ
び送風用のファン２８から構成されている。前記圧縮空
気供給用電源２６は、その出力電圧Ｖｂが自動調整可能
に構成されており、その出力電圧Ｖｂを１０〜１００Ｖ
ｏｌｔの範囲で調整することによりファン２８の搬送す
る空気量が調整されるようになっている。このファン２
８から送られた空気が流入する前記イオン生成室２２内
には、イオン発生源としての陽極（放電ワイヤ）２９が
配設されている。この陽極２９と前記ハウジング２１と
の間には、直流高圧のイオン発生電源３０が接続され、
イオン発生電源３０の出力電圧Ｖｃは２．０〜４．０Ｋ
Ｖｏｌｔの範囲で作業者の手作業により調整可能に構成
されている。

【００２０】更に、前記ハウジング２１には、絶縁スペ
ーサ４０を介してガラス製の絶縁基板４１が支持されて
おり、この絶縁基板４１上には、画像信号出力回路４３
から入力される画像信号に応じて高電位（ハイレベル）
または低電位（ローレベル）となる制御電極４２が画素
密度毎に配列されている。そして、前記制御電極４２が
形成された絶縁基板４１の表面と前記ハウジング２１の
外面との間にイオン流出口４４が形成され、前記イオン
排出口２４から排出された空気およびイオンが前記イオ
ン流出口４４に流入するようになっている。そして更
に、前記イオン流出口４４に流入したイオンは、前記制
御電極４２が低電位に保持されている場合は、空気流と
ともに前記現像剤担持体１４側に流出するが、高電位に
保持されている場合には制御電極４２の電位によってせ
き止められるようになっている。したがって、前記イオ
ン流出口４４からは前記画像信号に応じて変調された変
調イオン流が流出し、現像剤担持体１４上の現像剤薄層
に画像信号に応じた静電潜像が形成されるようになって
いる。

【００２１】また、前記現像剤担持体１４に近接して転
写電極１５が例えばＳｔ（この実施例では５０μｍ）だ
け離間して配設されており、それらの間には、転写電極
１５側がプラスとなるようなバイアス電源１６（この実
施例では１ＫＶｏｌｔ）が設けられている。また、前記
現像剤担持体１４及び転写電極１５の間に転写用の記録
紙８０を搬送する記録紙搬送用ローラ１７，１８が適当
な位置に設けられている。

【００２２】この実施例において、上記転写電極１５
は、図３に示すように、例えばロール状の現像剤担持体
１４の最下点に対向した部位に配置される約０．２ｍｍ
幅の電極板５１（この実施例ではＳＵＳ鋼，アルミニウ
ム、黄銅等の金属）からなり、この電極板５１の記録紙
８０排出側にはアクリル樹脂等の絶縁部材５２が一体的
に固着されている。一方、上記転写電極１５の記録紙８
０突入側には、例えば０．５ｍｍ厚のアクリル樹脂等の
絶縁部材６１を介してガード電極（この実施例ではＳＵ
Ｓ鋼，アルミニウム、黄銅等の金属）６０が一体的に固
着されており、転写電極１５としての電極板５１，絶縁
部材５２，ガード電極６０，絶縁部材６１からなるブロ
ックの現像剤担持体１４との対向面は、緩やかな曲率の
記録紙８０の搬送面７０を構成している。そして、上記
ガード電極６０は現像剤担持体１４と同電位に保たれて
いる。

【００２３】次に、この実施例に係る静電記録装置の作
動について説明する。先ず、現像剤担持体１４上に層規
制部材１９により摩擦帯電された現像剤薄層が形成さ
れ、この現像剤薄層上にはイオン流記録ヘッド２０によ
り画像信号に応じた静電潜像が形成される。この状態に
おいて、現像剤潜像（現像剤薄層上の静電潜像）Ｔが転
写部に到達すると、現像剤担持体１４と転写電極１５と
の間に転写電界Ｓが形成されていることから、現像剤潜
像Ｔは転写電界Ｓの作用に基づいて記録紙８０上にギャ
ップ転写される。このとき、上記転写電極１５は現像剤
担持体１４の最下点に対応した箇所に配置され、しか
も、ガード電極６０と現像剤担持体１４との間が同電位
に保たれているため、上記転写電界Ｓの作用領域がガー
ド電極６０側でカットされると共に、転写電界Ｓの実質
的な転写幅ｋ（現像剤潜像Ｔが転写する範囲）が現像剤
担持体１４の最下点位置を終了点として狭い範囲に設定
され、従来のように、歪んだ転写電界に基づく現像剤潜
像Ｔの転写動作が回避される分、画像の乱れ現象は有効
に回避される。

【００２４】このような動作過程における転写部構造の
性能を評価するために、曲率が１０ｍｍの転写面を有し
且つ幅寸法が５ｍｍの転写電極を用いたもの（比較例
１）、並びに、図４に示すように、転写電極１５として
実施例と同様な電極板５１を用い、この電極板５１の両
側に絶縁部材５２，５３を固着した構造のもの（比較例
２）を比較対象とし、実施例１と比較した。図５は記録
紙の含水率と転写幅との関係を示すもので、含水率が増
加したとしても、実施例１の転写幅は比較例１，２に比
べて小さく、１．２５ｍｍ程度に収まっていることが確
認される。また、図６は記録紙の含水率と画質グレード
との関係を示すもので、比較例１，２にあっては、含水
率が増加すると、４．０％程度で許容レベル（グレード
３）を越えてしまうが、実施例１にあっては、含水率が
増加したとしても、許容レベル（グレード３）内に収ま
っていることが確認される。

【００２５】また、この実施例においては、転写電極１
５として、０．２ｍｍ幅の電極板５１を用いているが、
例えば図７に示すように、実施例１でいう電極板５１及
び絶縁部材５２の領域全部を導電性の電極部材５４で構
成したとしても、実施例１と同様な効果が得られた。こ
の場合、電極部材５４のうち実質的に転写動作に寄与す
るのは、現像剤担持体１４の最下点部位（言い換えれ
ば、最大転写電界部位）に対応した領域であり、それ以
外の領域は現像剤担持体１４との間で転写電界を形成す
るが、実質的には転写動作機能を発揮しないのである。

【００２６】◎実施例２ 図８は実施例２に係る静電記録装置の転写部構造を示
す。同図において、転写電極１５は、従来と同様の構
成、例えば現像剤担持体１４と同様な曲率の転写面を有
し且つ所定幅（例えば５ｍｍ程度）の金属で構成されて
いる。また、上記現像剤担持体１４と転写電極１５との
空隙９０部分のうち、現像剤担持体１４の最下点部位よ
りも記録紙突入側には、シールド電極８１が挿入配置さ
れている。このシールド電極８１は、ポリエチレンテレ
フタレート等の絶縁性フィルム８２上にアルミニウム蒸
着された導電層８３を積層したものであり、この導電層
８３と現像剤担持体１４とを同電位に保つようになって
いる。従って、この実施例においても、実施例１と同様
な作用、効果を奏する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１，２
いずれかに記載の発明によれば、転写幅規制手段によっ
て現像剤潜像の転写幅を最大転写電界部位に対応する狭
いものに設定し、現像剤担持体上の現像剤潜像を平行な
転写電界に沿って記録媒体側に転写するようにしたの
で、現像剤担持体上の現像剤潜像が歪んだ転写電界に沿
って記録媒体側に転写される事態を有効に回避すること
ができ、画像の乱れ現象を有効に防止することができる
ばかりか、記録媒体の電気的特性の変化に対しても、安
定した領域のみに転写電界が形成される分、転写電界の
形成範囲が大きく変化することはなく、記録媒体の電気
的特性の変化に影響されることなく、安定した転写動作
を実現することができる。

【００２８】更に、請求項１，２に記載の発明によれ
ば、現像剤潜像の転写幅設定を簡単な構成で且つ確実に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る静電記録装置の構成を示す説
明図である。

【図２】 実施例１に係る静電記録装置の全体構成を示
す説明図である。

【図３】 実施例１に係る転写部構造の詳細を示す説明
図である。

【図４】 比較例２における転写部構造を示す説明図で
ある。

【図５】 実施例１，比較例１，２に対する記録紙の含
水率と転写幅との関係を示すグラフ図である。

【図６】 実施例１，比較例１，２に対する記録紙の含
水率と画質グレードとの関係を示すグラフ図である。

【図７】 実施例１の変形例を示す説明図である。

【図８】 実施例２に係る静電記録装置の転写部構造の
詳細を示す説明図である。

【図９】 従来における静電記録装置の転写部構造を示
す説明図である。

【図１０】 図９の従来例における転写動作状態を示す
説明図である。

【図１１】 従来例における歪んだ転写電界による画像
の乱れ現象を示す説明図である。

【符号の説明】

１…現像剤担持体，２…イオン流変調手段，３…転写手
段，４…記録媒体，５…転写幅規制手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諏訪部 恭史 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 八木 圭一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平２−248969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−165163（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−186387（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−6752（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭60−10624（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/05 G03G 13/16 G03G 15/05 G03G 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電された現像剤の薄層をその表面に担
   持する現像剤担持体（１）と、この現像剤担持体（１）
   上の現像剤薄層（Ｇ）に向けて画像信号に応じて変調さ
   れたイオン流（Ｉ）を供給するイオン流変調手段（２）
   と、記録媒体に接触配置される転写電極を有し且つ上記
   現像剤担持体（１）上の現像剤を選択的に記録媒体
   （４）に転写させる転写手段（３）と、上記現像剤担持
   体（１）と転写手段（３）との間に形成される転写電界
   の実質転写幅を最大転写電界部位に規制する転写幅規制
   手段（５）とを備え、 転写幅規制手段（５）は、転写電極の記録媒体突入側に
   誘電体を介して電極を配すると共に、この電極と現像剤
   担持体とを同電位にし、最大転写電界部位の記録媒体突
   入手前側に作用する転写電界を消去するものであること
   を特徴とする静電記録装置。
2. 【請求項２】 帯電された現像剤の薄層をその表面に担
   持する現像剤担持体（１）と、この現像剤担持体（１）
   上の現像剤薄層（Ｇ）に向けて画像信号に応じて変調さ
   れたイオン流（Ｉ）を供給するイオン流変調手段（２）
   と、記録媒体に接触配置される転写電極を有し且つ上記
   現像剤担持体（１）上の現像剤を選択的に記録媒体
   （４）に転写させる転写手段（３）と、上記現像剤担持
   体（１）と転写手段（３）との間に形成される転写電界
   の実質転写幅を最大転写電界部位に規制する転写幅規制
   手段（５）とを備え、 転写幅規制手段（５）は、上記現像剤担持体（１）と転
   写電極との空隙のうち記録媒体突入側に、現像剤担持体
   と同電位の電極を挿入し、最大転写電界部位の記録媒体
   突入手前側に作用する転写電界を消去するものであるこ
   とを特徴とする静電記録装置。