JP3033313B2 - イオン流制御静電記録ヘッド - 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、プリンターやファク
シミリ等の画像形成装置に使用される静電記録ヘッドに
係わり、特にイオン流を制御して静電潜像を形成するた
めのイオン流制御静電記録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記プリンター等の画像形成装置
としては、静電記録ヘッドを用いて静電潜像受容体上に
画像情報に応じて静電潜像を形成し、この静電潜像を現
像することにより、画像の形成を行なうものがある。こ
の種の画像形成装置に使用される静電記録ヘッドとして
は、発生させたイオンを移送流体によって静電潜像受容
体上へと移送させるとともに、この静電潜像受容体上へ
向かうイオン流の通過を画像情報に応じて制御し、静電
潜像受容体上に静電潜像を形成するイオン流制御方式の
静電記録ヘッドがある（特開昭５９−１９０８５４号公
報等）。

【０００３】このようなイオン流制御静電記録ヘッド
は、図５に示すように、放電チャンバー１００内に放電
ワイヤー１０１を張設し、この放電ワイヤー１０１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、イ
オンを発生させる。そして、このイオンを放電チャンバ
ー１００内に供給される加圧空気流１０２によってイオ
ン流出口１０３から流出させるとともに、イオン流出口
１０３から流出するイオン流を電極アレイ１０４によっ
て画像情報に応じて制御し、静電潜像受容体１０５上に
静電潜像を形成するように構成されている。上記電極ア
レイ１０４は、放電チャンバー１００にシールド板１０
６と絶縁シート１０７を介して対向するように配設され
ており、絶縁基板１０８の表面にイオン制御電極１０
９、１０９…を画素密度に応じて帯状に配列して形成さ
れている。この電極アレイ１０４は、イオン制御電極１
０９、１０９…に画像情報に応じて電圧を印加して、対
向する放電チャンバー１００との間に電界を形成し、イ
オン流出口１０３を通過するイオン流を選択的に遮断又
は通過制御することによって、静電潜像受容体１０５上
に静電潜像を形成するものである。

【０００４】

【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、上記従来のイオン流制御静電記録ヘッドの場合に
は、長時間同一の画像パターンでイオン流を出力してい
ると、図６に示すように、電極アレイ１０４のイオン制
御電極１０９、１０９…間に位置する絶縁基板１０８の
表面がイオンによって帯電してしまい、イオン制御電極
１０９、１０９…間の絶縁基板１０８表面に電位が発生
する。その結果、イオン制御電極１０９、１０９…間の
絶縁基板１０８表面においてもイオン流が制限されてし
まうため、本来イオン流を通過させるべきイオン制御電
極１０９の両側に位置する絶縁基板１０８によって、イ
オン流の通過が制限される。そのため、上記イオン流制
御静電記録ヘッドによって静電潜像が形成される静電潜
像受容体１０５の表面電位は、図７に示すように、絶縁
基板の帯電後（図中Ａ）は帯電前（図中Ｂ）に比べて大
幅に低下し、静電潜像が経時的に細くなり、プリント上
では縦の細線が弱くなって鮮明な画像を得ることができ
ないという問題点があった。

【０００５】また、上記イオン流制御静電記録ヘッドの
場合には、高湿環境下において、電極アレイ１０４の表
面に結露が発生すると、イオン制御電極１０９、１０９
…の隣接間で電気的ショートが起こり、イオン流の制御
が不可能となるため、所定の静電潜像を形成することが
できないという別の問題点もあった。

【０００６】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、長時間同一画像パターンでイオン流を出力した
場合に発生する電極アレイ表面の帯電、及び高湿環境下
における電極アレイ表面の結露によって生じる異なる二
つの問題を同時に解決し、良好な静電潜像の形成が可能
なイオン流制御静電記録ヘッドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 すなわち、この発明
は、静電潜像受容体の近傍に配設されるイオン発生器
と、前記イオン発生器で発生したイオンをイオン流とし
て移送する移送流体が流れる移送流体通路を形成するチ
ャンバーと、この移送流体通路の流出口に多数のイオン
制御電極を絶縁基板上に配列して形成される電極アレイ
と、前記電極アレイに画像情報に応じて電圧を印加する
制御手段とを具備し、前記流出口から流出するイオン流
を前記電極アレイを用いて制御し、静電潜像受容体上に
前記イオン流によって静電潜像を形成するイオン流制御
静電記録ヘッドにおいて、前記電極アレイの多数のイオ
ン制御電極間に位置する絶縁基板上に表面に露出して設
けられた発熱抵抗体層と、前記発熱低抗体層をアースす
る手段とを設けたことを特徴とするイオン流制御静電記
録ヘッドである。

【０００８】ここで、この発明のイオン流制御静電記録
ヘッドにおいて、上記イオン発生器は、直流又は交流の
コロナ放電を利用したものに限られるものではなく、所
定のイオンが生成し得る構造のものであれば適宜設計変
更して差し支えない。また、イオンをイオン流として移
送する移送流体は、イオンを移送可能なものであれば特
に限定されるものではないが、一般に加圧空気が用いら
れる。

【０００９】また、移送流体通路を形成するチャンバー
は、上記イオン発生器によって生じるイオンを、上記移
送流体によってイオン制御静電記録ヘッド近傍に配設さ
れた静電潜像受容体へ付与し得るものであればよく、一
般に基準電位に保持される導電性の部材で形成される。
さらに、上記移送流体通路を形成するチャンバーは、導
電性の部材で基準電位に保持可能なものであれば形状や
大きさについては適宜選択して差し支えない。

【００１０】一方、上記電極アレイは、イオン流の遮
断、通過制御を行い得る電界を形成可能なものであれば
適宜変更しても差し支えないが、一般に上記電極アレイ
は、ガラスやセラミック等の絶縁部材で形成される基板
の表面に多数の電極を配列して形成され、上記イオン流
出口を形成する部位に配設される。更に、上記イオン流
出口においてこの電極アレイと対向する部位には、基準
電位に維持される導電性部材が配設され（一般にこの部
材は上記チャンバーが兼用される）、上記電極アレイに
所定の電圧を印加することにより、上記導電性部材との
間に電界を形成して、イオン流を遮断するものである。
なお、印加される電圧は、デジタル的に多段階の電圧を
印加する場合であっても、アナログ的に印加する場合で
あっても良い。

【００１１】上記電極アレイに形成される発熱抵抗体層
は、電極アレイのイオン制御電極間に帯電したイオンを
除電できればよく、発熱抵抗体層の材料、形状、抵抗
値、及び、電極アレイに形成するときの構成については
適宜変更して差し支えない。

【００１２】また、上記発熱抵抗体は、電流を流したと
きに発熱し、イオン制御電極間の結露による電気的ショ
ートを防止できればよく、結露を生じない範囲で発熱す
ればよい。さらに外気の変化に応じて結露を招じない温
度を保つため、コントロール手段を持たせてもよい。

【００１３】

【作用】この発明によれば、電極アレイの多数のイオン
制御電極間に位置する絶縁基板上に発熱抵抗体層を設け
ているため、長時間同一画像パターンでイオン流を出力
した場合でも、イオン制御電極間に位置する絶縁基板上
に放射されるイオンは、発熱抵抗体層を介して除電され
るため、絶縁基板の表面が帯電するのを防止することが
でき、画像形成の際に縦細線の細りを生じず、鮮明な画
像を得ることができる。また、高湿環境下においても、
電極アレイの絶縁基板上に設けられた発熱抵抗体層に通
電して発熱させることにより、電極アレイの絶縁基板表
面の結露を防止することができ、イオン制御電極間に電
気的ショートが発生することがないので、常に安定した
画像を得ることが可能となる。

【００１４】

【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。

【００１５】図２はこの発明に係るイオン流制御静電記
録ヘッドの一実施例を示すものである。

【００１６】図において、１はイオン流制御静電記録ヘ
ッドを示すものであり、このイオン流制御静電記録ヘッ
ド１は、イオンを発生するイオン発生器としての放電ワ
イヤー２と、この放電ワイヤー２で発生したイオンを移
送する移送流体たる加圧空気３の移送流体通路４ａを形
成する放電チャンバー４と、この移送流体通路４ａの流
出口５に配設され、この流出口５に画像情報に応じた電
界を形成して上記流出口５から流出するイオン流を制御
するイオン制御電極６、６…を配列した電極アレイ７
と、これらのイオン制御電極６、６…の近傍に、当該イ
オン制御電極６、６…間に位置する絶縁基板８表面の除
電及び電極アレイ７の加熱を行なうために配設された発
熱抵抗体層１０とによって基本的に構成されている。

【００１７】上記発熱抵抗体層１０を有する電極アレイ
７には、図１に示すように、ガラスやセラミック等から
なる絶縁基板８の表面に、金属膜を一様に形成したのち
フォトリソエッチング等に金属膜を帯状に残すことによ
り第１共通電極１１と第２共通電極１２が形成されてい
る。この第１共通電極１１は、イオン流出口５の先端か
ら数１０〜数１００μｍ程度の幅で一様に形成されてお
り、第２共通電極１２は、第１共通電極１１との間に所
定の間隔をおいて数１００μｍ程度の幅で一様に形成さ
れている。また、上記第１共通電極１１は、アースに接
続されているとともに、第２共通電極１２は、発熱用電
源１３に接続されており、所定の電圧（ここでは数〜数
１０Ｖ程度）が印加されるようになっている。これによ
り、発熱抵抗体層１０には、第２共通電極１２から第１
共通電極１１に向かって電流Ｉが流れ、発熱抵抗体層１
０は、室温より１０〜３０℃程度高い温度に発熱するよ
うに設定されている。上記電極アレイ７は、図２に示す
ように、放電チャンバー４のイオン流出口５側にシール
ド板１４及び絶縁シート１５を介して積層配置されてい
る。なお、上記第１共通電極１１は、必ずしも絶縁基板
８のエッジに形成しなくともよく、絶縁基板８のエッジ
から所定距離だけ奥側に形成しても良い。

【００１８】上記第１及び第２の共通電極１１、１２が
形成された絶縁基板８上には、図１に示すように、発熱
抵抗体層１０が所定の厚さに積層形成されている。この
発熱抵抗体層１０は、例えば、ポリイミド樹脂にカーボ
ンブラックを分散させ、塗布等の手段により第１共通電
極１１と第２共通電極１２の表面を覆うように、数〜数
１０μｍ程度の膜厚で一様に形成される。このとき、上
記発熱抵抗体層１０の表面に１ｃｍ幅の一対の電極を１
ｃｍの間隔をおいて接触させて測定したシート抵抗は、
４００〜５００Ωであった。また、この実施例では、ポ
リイミド樹脂にカーボンブラックを分散させた発熱抵抗
体層１０を用いた場合について説明したが、カーボンブ
ラック以外にもＲｕＯ、ＩｒＯ、Ｒｈｏ、ＴａＮ等の材
料を用いてもよい。

【００１９】さらに、上記発熱抵抗体層１０の表面に
は、多数のイオン制御電極６、６…が絶縁層１６、１６
…を介して積層されており、これらの多数のイオン制御
電極６、６…は、画素密度に応じて所定の間隔をおいて
絶縁基板８の長手方向に沿って配列されている。また、
上記各イオン制御電極６、６…には、画像信号発生器１
７によって画像情報に応じて電圧がパルス状に印加され
るようになっている。

【００２０】以上の構成において、この実施例に係るイ
オン流制御静電記録ヘッドでは、次のようにして、長時
間同一画像パターンでイオン流を出力した場合に発生す
る電極アレイ表面の帯電、及び高湿環境下における電極
アレイ表面の結露が防止される。すなわち、上記イオン
流制御静電記録ヘッド１を用いて静電潜像受容体２０上
に静電潜像の形成を行なうには、放電チャンバー４内に
位置する放電ワイヤー２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。上記放電チャンバー４内で発生したイ
オンは、放電チャンバー４内に供給される加圧空気３に
よってイオン流出口５へと移送される。このイオン流出
口５には、放電チャンバー４と対向する位置に電極アレ
イ７が配設されており、この電極アレイ７の表面に配列
された多数のイオン制御電極６、６…には、画像信号発
生器１７によって画像情報に応じて電圧がパルス状に印
加される。その際、画像情報に応じて電圧が印加された
イオン制御電極６からは、図３に示すように、放電チャ
ンバー４との間に電界が形成され、イオン流の通過が阻
止されるとともに、電圧が印加されないイオン制御電極
６からは、放電チャンバー４との間にイオン流の通過を
阻止する電界が形成されない。そのため、上記イオン流
出口５からは、画像情報に応じてイオン流が放出され、
静電潜像受容体２０上には、画像情報に応じた静電潜像
が形成される。

【００２１】その際、上記イオン制御電極６、６…間に
位置する絶縁基板８上には、発熱抵抗体層１０が形成さ
れているため、長時間同一画像パターンでイオン流を出
力した場合でも、イオン制御電極６、６…間に位置する
絶縁基板８上に放射されるイオンは、発熱抵抗体層１０
及び第１共通電極１１を介してアースへ流れ除電され
る。そのため、絶縁基板８の表面が帯電するのを防止す
ることができ、長時間同一画像パターンでイオン流を出
力した場合でも、画像形成の際に縦細線の細りを生じる
ことがなく、鮮明な画像を得ることができる。

【００２２】また、高湿環境下においても、電極アレイ
７の絶縁基板上に設けられた発熱抵抗体層１０に、第１
及び第２の共通電極１１、１２を介して通電することに
より、発熱抵抗体層１０を発熱させることができ、電極
アレイ７の絶縁基板８表面に結露が発生するのを防止す
ることができる。そのため、高湿環境下においても、電
極アレイ７の絶縁基板８表面に結露が発生することがな
いので、イオン制御電極６、６…間に電気的ショートが
発生するのを防止することができ、常に安定した画像を
得ることが可能となる。

【００２３】なお、上記発熱抵抗体層１０への通電は、
常時行っても勿論よいが、高湿環境下において電極アレ
イ７上の結露が問題となる季節や朝一番の使用開始時等
の所定の条件下にのみ行なうようにしても良い。

【００２４】図４はこの発明の第二の実施例を示すもの
であり、前記第一の実施例と同一の部分には同一の符号
を付して説明すると、この第二の実施例では、発熱抵抗
体層の構成が前記第一の実施例とは異なっている。すな
わち、電極アレイ７の絶縁基板８の表面には、図４に示
すように、第１共通電極１１が蒸着等により一様に形成
されており、この第１共通電極１１上には、第一の実施
例と同様な方法と材料を用いて発熱抵抗体層１０が、数
〜数１０μｍ程度の膜厚で一様に形成されている。ま
た、上記発熱抵抗体層１０の表面には、多数のイオン制
御電極６、６…が絶縁層１６、１６…を介して積層され
ており、これらの多数のイオン制御電極６、６…は、画
素密度に応じて所定の間隔をおいて絶縁基板８の長手方
向に沿って配列されている。さらに、上記発熱抵抗体層
１０の表面には、イオン制御電極６、６…の間の位置に
第２共通電極１２、１２…が形成されている。このと
き、第２共通電極１２、１２…は、当該第２共通電極１
２、１２…とイオン制御電極６、６…とが接触しないよ
うに、絶縁層１６、１６…の膜厚より薄くなるように形
成されている。また、上記第２共通電極１２、１２…に
は、基準電圧より高い電圧が第２共通電極用電源１３に
より印加されるため、イオン流制御に対して悪影響を与
えない位置まで後方にずらして形成されている。

【００２５】以上のような構成による電極アレイ７は、
第１の実施例と同様な特性を示すものであるため、高湿
環境下での結露がなく、また、イオン制御電極６、６…
間の帯電がないイオン流制御静電記録ヘッド１を提供す
ることができる。

【００２６】

【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、電極アレイのイオン制御電極間の帯電を生じ
ないと同時に、高湿環境下でのイオン制御電極の隣接間
の電気的ショートのないイオン流制御静電記録ヘッドを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係るイオン流制御静電記録
ヘッドの一実施例を示す要部斜視図である。

【図２】 図２はこの発明に係るイオン流制御静電記録
ヘッドの一実施例を示す斜視図である。

【図３】 図３はイオン流の制御状態を示す説明図であ
る。

【図４】 図４はこの発明に係るイオン流制御静電記録
ヘッドの第二の実施例を示す要部斜視図である。

【図５】 図５は従来のイオン流制御静電記録ヘッドを
示す斜視図である。

【図６】 図６はイオン流の制御状態を示す説明図であ
る。

【図７】 図７は主走査方向における位置と表面電位と
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ イオン流制御静電記録、２ 放電ワイヤー、３ 加
圧空気、４ 放電チャンバー、５ イオン流出口、６
イオン制御電極、７ 電極アレイ、８ 絶縁基板、１０
発熱抵抗体層、２０ 静電潜像受容体。

フロントページの続き (72)発明者 津田 大介 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 佐藤 博昭 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 小寺 哲郎 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 小林 政憲 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２−251464（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−281974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−24764（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−347667（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/415

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像受容体の近傍に配設されるイオ
   ン発生器と、前記イオン発生器で発生したイオンをイオ
   ン流として移送する移送流体が流れる移送流体通路を形
   成するチャンバーと、この移送流体通路の流出口に多数
   のイオン制御電極を絶縁基板上に配列して形成される電
   極アレイと、前記電極アレイに画像情報に応じて電圧を
   印加する制御手段とを具備し、前記流出口から流出する
   イオン流を前記電極アレイを用いて制御し、静電潜像受
   容体上に前記イオン流によって静電潜像を形成するイオ
   ン流制御静電記録ヘッドにおいて、前記電極アレイの多
   数のイオン制御電極間に位置する絶縁基板上に表面に露
   出して設けられた発熱抵抗体層と、前記発熱低抗体層を
   アースする手段とを設けたことを特徴とするイオン流制
   御静電記録ヘッド。