JP3039040B2 - 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】本発明は、静電記録装置に係り、
特に、現像剤を帯電することにより形成された帯電現像
剤の薄層上に、イオン流変調手段によって変調されたイ
オン流を照射して画像信号に応じた静電潜像を形成し、
この静電潜像を記録媒体上に転写して画像を得る静電記
録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号に応じた静電潜像を形成し、こ
れを記録媒体上に転写することで画像再生を行なう，所
謂静電記録装置としては、従来から様々な方式が知られ
ている。従来この種の静電記録方法の一方式として、米
国特許第３６８９９３５号明細書に開示されているよう
に、現像剤供給源より現像剤（トナー）を供給し、絶縁
層を介して対向するアレイ状の開口電極対から成る制御
素子によって、上記帯電した現像剤の通過量を制御し、
記録部材上に画像信号に応じた現像剤の画像を形成する
ものが提案されている。

【０００３】しかし、上記の記録方法では、制御素子の
上記開口部に現像剤が付着して該開口部周辺を汚染し、
ひどい場合には目詰まりを起こしてしまうという欠点
や、記録速度が低い等の問題から実用化がなされていな
い。また、特公昭５８−３３５５０号公報に示されたも
のでは、イオン変調素子によってイオン流を画像信号に
応じて変調し、該イオン変調素子と記録媒体との間に固
体あるいはエーロゾル状の現像剤粒子を供給し、この現
像剤粒子を画像信号に応じて帯電させ、帯電した現像剤
粒子を電界によって記録部材上に付着させることによっ
て画像信号に応じた現像剤像を記録部材上に形成させて
いる。

【０００４】しかしながらこの方法では、現像剤粒子を
均一に供給する手段を構成することが困難で、かつ記録
装置の機内に現像剤粒子が飛散して汚染をもたらす等の
問題を有している。上述したような問題点を解消する記
録方法として、現像剤担持体上に形成された一様に帯電
された現像剤の薄層に、画像信号に応じて変調されたイ
オン流を供給し、現像剤の帯電性を変化させて画像情報
に対応した静電潜像を形成するようにしたものが特開昭
６１−２５１６６号公報に開示されている。

【０００５】また、特開昭６１−１６９８５３号公報に
は、上記の方法により形成した静電潜像を、所謂背面電
極により記録紙上に転写するようにした静電記録装置が
開示されている。これらの静電記録装置の特徴は、レー
ザやＬＥＤ等の光により感光体に静電潜像を形成する方
式と異なり、現像剤の薄層に直接静電潜像を形成するも
のであるため、感光体が不要となり、小型で簡易な粉体
マーキング装置，すなわち粉体現像剤を用いた記録装置
を実現できることにある。

【０００６】図１３は従来のこの種の静電記録装置の一
構成例の説明図であって、０１は現像剤を貯留するホッ
パー、０２は現像剤、０３は補助ロール、０４は現像剤
担持体、０５は現像剤の薄層を形成するための層形成部
材、０６はイオン流発生手段であるイオンヘッド、０７
はイオン源（コロナ放電器）、０８は主走査方向に櫛型
配置した多数の電極からなるイオン流変調電極、０８’
はイオン流変調電極０８に対向して配置された単一の導
電体からなる対向電極（以下では、特に必要のない限り
イオン流変調電極０８とその対向電極０８’からなる電
極をイオン流制御電極０８として説明する）、０９は変
調電極基板（絶縁基板）、０１２は画像信号に応じてイ
オン流変調電極０８に変調電圧を与える信号電源、０１
３はイオン源用高圧電源、０１４はイオン取り出し量を
増加させるための直流電源、０１６は転写用電源、０１
７は転写電極、０１８は記録媒体である記録紙である。
そして、上記イオンヘッド０６とイオン流変調手段０８
とで変調イオン流供給手段を構成する。

【０００７】ホッパー０１内の現像剤０２は、補助ロー
ル０３の回転により現像剤担持体０４上へ供給される。
現像剤担持体０４上には、層形成部材０５が所定の圧力
にて押圧されており、現像剤担持体０４の回転によって
この部分を通過する現像剤０２を均一に薄層化するとと
もに、摩擦によって電荷を付与する。この現像剤の薄層
には、信号電源０１２から印加される画像信号に応じて
イオンヘッド０６のイオン出口開口部分に主走査方向に
設置された多数のイオン流変調電極０８によりイオン流
を通過またはせき止めることで画像信号に応じてイオン
流を変調し、この変調イオン流を現像剤の薄層に照射す
る。

【０００８】イオン流を照射された現像剤の薄層には、
層形成部材０５の摩擦による元の帯電電荷を持った現像
剤粒子と、イオン流の照射によって帯電極性の反転した
現像剤粒子とが混在しており、この静電潜像の形成され
た現像剤の薄層は、現像剤担持体０４の回転によって転
写部へと搬送される。転写部は、記録紙０１８を介して
現像剤担持体０４と対向するように配置された転写電極
０１７によって構成される。転写電極０１７は、現像剤
担持体０４の長手方向（回転軸方向）に一様な導電体に
より構成され、転写用電源０１６から印加される電圧で
形成される電界によって現像剤薄層内に形成された静電
潜像を選択的に記録紙０１８側に引きつけて画像の顕像
化を行うようになっている。

【０００９】記録紙０１８に転写された現像剤の像は図
示しない後段の定着部で加熱処理等で定着される。ま
た、図１４は従来のこの種の静電記録装置の他の構成例
の説明図であって、図１３と同一符号は同一機能部分に
対応し、０１０は絶縁スペーサ、０１１は圧縮空気供給
源（コンプレッサ）である。

【００１０】この形式の静電記録装置は、イオンヘッド
０６に圧縮空気供給源０１１から供給される空気流でイ
オンを現像剤担持体０４の方向に指向するようにした空
気支援型静電記録装置であり、前記従来例と同様に、一
様に帯電された現像剤の薄層が現像剤担持体０４上に形
成され、該現像剤担持体０４の回転により画像書き込み
部分（イオンヘッド０６と対向する位置）に搬送され
る。

【００１１】画像書き込み部分では、圧縮空気供給源０
１１からの空気流で現像剤担持体０４に指向されるイオ
ン流を信号電源０１２からの画像信号で変調し、変調し
たイオン流を現像剤担持体０４に形成された現像剤の薄
層に照射することで画像信号の静電潜像を形成する。以
下、上記従来例と同様にして、転写部において記録紙０
１８上に現像剤の静電潜像が転写され、後段の定着器で
定着処理される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の構成においては、変調イオン流供給手段と現像
剤との薄層が近接して配置されているため、現像剤担持
体０４側から変調イオン流供給手段への現像剤付着が発
生する場合がある。従来の装置では、変調イオン流供給
手段を構成するイオンヘッド６からのイオン取り出し量
を増加させるために、現像剤担持体０４とイオンヘッド
０６との間に直流電源０１４による直流電界を印加して
いる。

【００１３】この電界により、イオン流は現像剤担持体
０４上の現像剤薄層へと導かれる。この電界の強さが強
いほど、イオンヘッド０６からのイオン取り出し量は多
くなるが、この電界によって現像剤担持体０４の現像剤
はイオンヘッド０６方向への力を受けることになる。例
えば、現像剤の帯電極性がマイナスで、画像を書き込む
イオンの極性がプラスであるとき、現像剤が現像剤担持
体０４に付着する方向に働く力としては、非静電的な付
着力に加え、現像剤自身のもつ電荷による鏡像力が作用
している。逆に、現像剤担持体０４から離れる方向に働
く力としては、重力以外に電界によるクーロン力が作用
する。

【００１４】現像剤のもつ電荷量が大きい場合には、電
界によるクーロン力に比べて付着力が勝るため、現像剤
は現像剤担持体上に保持されている。ところが、プラス
のイオンの書き込みによって、現像剤の持つ帯電量が０
に近づいてくると、現像剤担持体０４への付着力が低下
し、現像剤担持体０４から離れ易い現像剤が現れてく
る。

【００１５】これら現像剤担持体０４から離れ易くなっ
た現像剤の一部は、印加される電界によるクーロン力が
鏡像力と非静電的付着力（物理的な付着力）とに打ち勝
って、現像剤担持体０４上から離脱し、イオン流変調電
極０８のイオン出口開口部６３を含む変調電極基板０９
周辺に付着し、さらにイオンヘッド０６に侵入したり、
また機内に飛散して機内汚染を招き、画像形成に様々な
障害を招く。

【００１６】この状態を放置しておくと、変調電極基板
０９外側への現像剤付着量は増大し、電極の開口部を通
過するイオンの移動に影響を及ぼし、画像の乱れや濃度
低下等の障害が発生する。本発明の目的は、現像剤担持
体上からの現像剤の離脱・飛散を阻止し、現像剤による
変調電極やイオンヘッドの汚れ、あるいは機内汚染の発
生を防止して、画像品質の維持性を向上させた静電記録
装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、現像剤担持体とイオン流変調手段との間
に形成される電界を制御する電界制御電極を設けたこと
を特徴とする。すなわち、本発明は、図１に示したよう
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４と、該現像剤担持体４上の現像剤薄層に向け
てイオン流を供給するイオン流発生手段（イオンヘッド
６）とこのイオン流を画像信号に応じて変調するイオン
流変調手段（イオン流変調電極８とその対向電極８’）
とからなる変調イオン流供給手段と、該現像剤担持体４
上の現像剤を選択的に記録媒体（記録紙１８）に転写さ
せる転写手段（転写電極１７）とを具備する静電記録装
置において、前記現像剤担持体４と前記変調イオン流供
給手段との間にイオン流の経路となる部分にのみ電界を
形成し且つイオン流による現像剤担持体上への画像の書
込みを行う領域以外において現像剤担持体上の現像剤の
前記変調イオン流供給手段方向への移動を抑制する電界
を形成する電界制御電極２０または３０を設けたことを
特徴とする。

【００１８】上記電界制御電極２０はイオンヘッド６の
イオン出口開口部６３と現像剤担持体４との間に設置し
たイオン通過用スリットを備えた平板状あるいは現像剤
担持体４の円筒曲面に沿った曲面を有する部分円筒状の
導電体で構成される。また、上記電界制御電極３０はイ
オンヘッド６のイオン出口開口部６３の下流側に上記イ
オンヘッド６と絶縁材を介して一体的に設置された導電
体で構成される。

【００１９】

【作用】上記構成において、プラスまたはマイナスに一
様に帯電された現像剤薄層に対して、イオンヘッド６と
イオン流変調電極８（対向電極８’を含む）とからなる
変調イオン供給手段により当該現像剤の帯電極性とは逆
極性のイオン流を照射して静電潜像を書き込む。このと
き、イオン流は、変調イオン流供給手段と現像剤担持体
４との間に形成された電界によって移動する。

【００２０】電界制御電極２０または３０が設置されて
いない場合、変調イオン流供給手段と現像剤担持体４の
間の広い範囲に電界が形成され、いたるところで付着力
の弱い現像剤粒子が存在するようになり、現像剤担持体
４の表面上の広い範囲で上記付着力の弱い現像剤粒子の
離脱が起こる。しかし、電界制御電極２０または３０を
設置したことにより、変調イオン流供給手段と現像剤担
持体４の間のイオン流の経路となる部分のみに電界が形
成され、イオン流による画像の書込みが行われる領域の
前後（画像の書込みが行われる領域の副走査方向，すな
わち現像剤担持体４の回転方向の前後）では現像剤担持
体４から現像剤粒子を引き離す方向に作用する電界が存
在ないため、現像剤の飛散や変調イオン流供給手段ある
いは装置機内の汚染は発生しない。

【００２１】また、電界制御電極２０あるいは３０の電
位は、独立した電源によって調整可能であるため、現像
剤が現像剤担持体４から剥離しない最適値に設定でき
る。このように、現像剤担持体４と変調イオン流供給手
段（イオンヘッド６，イオン流変調電極８と対向電極
８’）との間に形成される電界を制御する電界制御電極
２０，または３０は、イオン流による現像剤担持体４上
への画像の書込みを行なう領域以外において該現像剤担
持体４上の現像剤が変調イオン流供給手段方向への移動
を抑制する電界を形成し、現像剤が現像剤担持体４から
離脱して変調イオン流供給手段に付着したり、機内に飛
散することを防止する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図２は本発明による静電記録装置の
第１実施例の構成の説明図であって、前記図１と同様
に、１は現像剤を貯留するホッパー、２は現像剤、３は
補助ロール、４は現像剤担持体、５は現像剤の薄層を形
成するための層形成部材（成層摩擦部材）、６はイオン
流発生手段であるイオンヘッド、７はイオン源、８は主
走査方向に櫛型配置した多数の電極からなるイオン流変
調電極、８’はイオン流変調電極８に対向して配置され
た単一の導電体からなる対向電極で、イオンヘッド６の
筐体（シールド）に直接接続されるか、または適宜の手
段でイオンヘッド６と電気的に接続してある（以下で
は、特に必要のない限りイオン流変調電極８とその対向
電極８’からなる電極をイオン流変調電極０８として説
明する）、９は制御電極基板（絶縁基板）、１２は画像
信号に応じてイオン流変調電極８に変調電圧を与える信
号電源、１３はイオン源用高圧電源、１４はイオン取り
出し量を増加させるための直流電源、１６は転写用電
源、１７は転写手段である転写電極、１８は記録媒体で
ある記録紙、２０は電界制御電極である。

【００２３】同図において、現像剤担持体４は、円筒型
もしくは無端ベルト状の導電性の部材、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る。この
誘電体としては、低抵抗から高抵抗までいずれの値を持
つ部材でもよい。ホッパー１内の現像剤２は、補助ロー
ル３の回転で現像剤担持体４上に供給され、層形成部材
５により薄層化されると共に帯電される。

【００２４】現像剤担持体４上に供給された現像剤２は
現像剤担持体４の回転、あるいは移動によって搬送さ
れ、表面に接触して配置された層形成部材５の摺動等に
よって所定の電荷を付与されると共に均一な現像剤の薄
層を現像剤剤担持体４上に形成する。なお、上記現像剤
２は現像剤担持体４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差支えなく、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に供給され現像剤担持体上の
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を形成する。

【００２５】また、二成分系の現像剤を用いる場合は、
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上に均一に付着させる等の方法によ
って現像剤担持体上に帯電された現像剤の薄層を形成す
る。このようにして得られた現像剤の薄層に対して、イ
オン流発生手段により供給されるイオン流を画像に応じ
て変調し、これを現像剤の薄層に与えてその帯電状態を
変化させ、画像信号に応じた静電潜像を形成する。

【００２６】現像剤担持体４上に形成された現像剤の静
電潜像は、現像剤担持体４の回転により転写手段である
転写電極１７の位置に移動され、現像剤担持体４と転写
電極１７との間に搬送される転写紙１８に転写されて顕
像となる。転写紙１８上に転写された顕像は、図示しな
い定着手段で加熱固定されて機外に排出される。

【００２７】なお、イオン流供給手段はイオン源７をも
つイオンヘッド６と絶縁基板（制御電極基板）９に形成
したイオン流変調電極８とから構成され、上記した如く
イオンヘッド６の開口部から流出するイオン流を画像信
号に応じた電圧信号を出力する信号電源１２に接続した
イオン流変調電極８により画像信号に従って変調し、こ
れを現像剤担持体４上に供給することによって、現像剤
担持体４上の現像剤薄層に静電潜像を形成する。なお、
対向電極８’はイオンヘッド６と同電位の接地電位（０
Ｖ）とされている。

【００２８】同図においては、変調イオン流供給手段を
イオンヘッド６とイオン流変調電極８とで構成し、イオ
ンヘッド６は内部にイオン供給源として高圧電源１３に
接続した放電ワイヤーなどで構成されるコロナ放電器形
式のイオン源７を有するものとして示してあるが、画像
信号に応じてその外部にイオン流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よい。

【００２９】図３は変調イオン流供給手段の種々の構成
例の説明図であって、例えば、同図（ａ）に示す変調イ
オン流供給手段は、平面電極１２３を埋設した誘電体１
２１とこの誘電体１２１の外部表面に形成された放電電
極１２２とで構成されるイオン源を用いている。このイ
オン源では、埋設された平面電極１２３と放電電極１２
２の間に高圧の交番電界を印加し、沿面放電によって発
生するイオンのうち、正あるいは負のイオンを電界によ
り取り出すことができる。取り出されたイオンは、対向
する記録体との間に設けられた開口部において、絶縁基
板１１３に形成されたイオン流変調電極を構成する電極
１１１とその対向電極１１２との間の画像信号に応じた
電界によって変調され、現像剤担持体方向への通過あい
るいはせき止めにより現像剤担持体上の現像剤薄層上に
画像信号に応じたイオン流を供給する。

【００３０】また、同図（ｂ）に示す変調イオン供給手
段は、筐体（シールド）１３２に対して高電圧を印加し
たワイヤー１３１によるコロナ放電器と、上記（ａ）と
同様の開口部をもつ変調電極部とで構成されるもので、
（ａ）に比べて構造が簡単である。ワイヤーのコロナ放
電によって発生したイオン流を電界によって外部へ取出
す過程で、イオン出口開口部に設置したイオン流変調電
極１１１とその対向電極１１２間に印加した電圧によ
り、画像信号に応じたイオン流を取り出すことができ
る。

【００３１】また、同図（ｃ）は空気流支援型イオンヘ
ッドと称する変調イオン流供給手段であり、この変調イ
オン流供給手段は、高電圧を印加したコロナ放電器１３
１とシールド１３２とで構成されるイオン発生部に、圧
縮空気供給源１４１から空気流を供給し、イオン流変調
電極方向にイオン流を搬送するようにしたものであり、
構造は複雑になるが前記（ｂ）に示した構造のものより
もイオン取出し量が大きいという特徴をもつ。

【００３２】以上のような変調イオン流供給手段から供
給されるイオン流は、図２の電源１４によって現像剤担
持体４との間に形成された電界により現像剤担持体４上
の現像剤層へと移動する。電界制御電極２０は、アルミ
ニウム板，ステンレス鋼（ＳＵＳ）板等の導電性の部
材，あるいは絶縁性の基板上に導電層を形成したもの
等、導電性を有する部材を少なくとも内部に有している
構成の電極である。

【００３３】この電界制御電極２０は、変調イオン流供
給手段のイオン流変調電極と現像剤担持体４との間に設
置されるが、現像剤担持体上の現像剤層との干渉を防ぐ
ために、現像剤層とは接触しないように保持する必要が
ある。さらにこの電界制御電極２０は、イオンヘッド６
のイオン出口開口部６３においてイオン流変調電極８の
開口部から現像剤担持体４へ移動するイオン流を遮らな
いように、イオンヘッド６のイオン出口開口部６３のス
リット幅と同じか、あるいはそれ以上の幅の開口部を有
し、その形状は任意であるが、本発明の効果を有効に得
るためには、当該開口部の幅は５ｍｍ以内であることが
望ましい。しかし、局所的にその効果を得る目的であれ
ば、形状や開口部の有無、設置位置はまったく任意であ
る。

【００３４】また、この電界制御電極２０の電位は、現
像剤担持体４と同電位、または現像剤担持体４側からみ
てイオンヘッド６と逆の極性であることが必要である。
これは、現像剤担持体４上の現像剤が該現像剤担持体４
から離脱するような電界を発生させないようにするため
である。ただし、電界制御電極２０の電位と現像剤担持
体４とを同電位とすれば電気回路上の構成を単純化でき
る。

【００３５】以下、上記構成の作用を図４と共に説明す
る。図４は本発明による静電記録装置における電界制御
電極の作用説明図であって、前記図２において説明した
ように、現像剤担持体４上に担持される現像剤２は、層
形成部材５により一様な厚さに薄層化されると共に、プ
ラスまたはマイナスに帯電される。上記層形成部材５
は、装置の固定部（図示せず）に一端が固定された弾性
支持材と、他端部に装着された例えばシリコンゴム製の
成層摩擦部材とで構成されている。

【００３６】一方、イオンヘッド６により発生するイオ
ンは現像剤の薄層が持つ帯電極性とは逆極性である。イ
オンヘッド６のイオン出口開口部６３には、画像信号に
応じて通過あるいはせき止める電界を発生するためのイ
オン流変調電極８（その対向電極８’も含む）が設けら
れている。

【００３７】そして、イオンヘッド６（イオンヘッド６
の筐体）と現像剤担持体４との間には直流電源１４によ
り直流電圧が印加されて、イオンヘッド６から現像剤担
持体４に向けてイオン流が供給される。このとき、イオ
ンは、イオンヘッド６と現像剤担持体４との間に形成さ
れた上記直流電圧によって生成された電界によって移動
される。

【００３８】電界制御電極２０を持たない場合、イオン
ヘッド６と現像剤担持体４との間には電源１４により図
４（ｂ）に示した様な平行電界が形成されており、イオ
ンヘッド６と対向する側のいたるところで、付着力の弱
い現像剤粒子が現像剤担持体４の表面上から離脱し易く
なっている。これに対し、電界制御電極２０を設けた場
合には、この電界制御電極２０により形成される電界が
図４（ａ）に示したごとく、イオン流の経路となる部分
のみイオンヘッド６と現像剤担持体４間にイオン流引出
し用の電界が形成されている。

【００３９】したがって、現像剤層上にイオン書き込み
が行なわれている領域の前後（現像剤担持体４の回転方
向前後：副走査方向前後）では、当該現像剤担持体４上
から現像剤粒子を引き離す方向に作用する電界が存在せ
ず、現像剤の飛散やイオン発生手段の汚染、あるいは機
内への飛散は発生しない。また、電界制御電極２０の電
位は電源２２を設けることによって調整可能とすること
ができ、この電源２２による上記電界制御電極２０と現
像剤担持体４との間の電界強度を調整することで、現像
剤をさらに離脱し難くすることができる。

【００４０】図５は本発明による静電記録装置の第２実
施例の構成図であって、前記図２と同一部分には同一符
号を付している。同図において、非磁性の一成分現像剤
２を収容するホッパー１の開口側に現像剤担持体４を回
転可能に配設すると共に、現像剤担持体４の上方側表面
に層形成部材５を接触して成り、また、現像剤担持体４
と対向させてイオン流発生手段であるイオンヘッド６を
配置し、さらに、現像剤担持体４の下方の対向する近接
部位に記録紙１８を搬送させると共に、記録体の背部に
転写手段（転写電極）１７を配置して成る。

【００４１】現像剤担持体４は導電性を有するアルミニ
ウム製円筒であり、この現像剤担持体４には、層形成部
材５の他にホッパー１から現像剤２を補給するための補
助ロール３が回転可能に配設されている。上記層形成部
材５は、前記実施例と同様に、装置の固定部（図示せ
ず）に一端が固定された弾性支持材と、他端部に装着さ
れた例えばシリコンゴム製の成層摩擦部材とで構成され
ている。

【００４２】イオンヘッド６は、空気の流入口と流出口
とを連通する通路の一部にチャバー６１を有する筐体す
なわちシールド６２と、シールド６２内に張設されたイ
オン源である放電ワイヤー７とで構成される放電部と、
シールド６２内に空気流を供給する手段である圧縮空気
供給手段（コンプレッサ）１１とで構成されている。ま
た、イオンヘッド６のイオン出口開口部６３の一側には
絶縁スペーサ１０を介してイオン流変調電極８を備えた
絶縁基板９が配設されると共に、イオン流変調電極８に
変調制御用の信号電源１２が接続されてイオン流変調制
御手段が構成されている。この構成では、変調電極８の
対向電極８’はイオンヘッド６の筐体すなわちシールド
６２の変調電極８と対向する部分で形成される。

【００４３】この場合、放電部の放電ワイヤー７とシー
ルド６２の間には直流電源１３が接続されて放電ワイヤ
ー７とシールド６２との間でプラス放電が行なわれるよ
うになっている。イオンヘッド６と現像剤担持体４との
中間には、例えば厚さ０．１ｍｍの非磁性ステンレス製
の電界制御電極２０が支持されている（支持部は図示せ
ず）。

【００４４】この電界制御電極２０は、イオンヘッド６
のイオン出口開口部６３の中心に合わせて設置された、
例えば幅１．５ｍｍのスリットが主走査方向（紙面と垂
直な方向）に形成されている。さらに、この電界制御電
極２０は直流電源１４に接続されており、現像剤担持体
４と同一電位に保たれている。

【００４５】現像剤担持体４と記録紙１８を挟んで対向
配設された転写電極１７には、現像剤担持体４との間に
直流電源１６による電圧が印加され、現像剤担持体４に
対し常に一定の電位に保たれており、現像剤層に形成さ
れた潜像を記録紙１８上に転写するようになっている。
上記のように構成された静電記録装置において、ホッパ
ー１内に収容された現像剤２は補助ロール３により現像
剤担持体４上に供給されて現像剤担持体４の表面に付着
された後、該現像剤担持体４の矢印方向の回転に伴い、
層形成部材５によって一様に薄層化されると共に摩擦帯
電電荷が付与される。

【００４６】一方、イオンヘッド６においては、放電ワ
イヤー７に直流電源１３から高電圧が印加されることに
よってイオンが発生される。このイオンは、、コンプレ
ッサ１１から供給される空気流によってイオン出口開口
部６３方向に向かうイオン流となる。発生したイオン流
は、イオン変調電極８とイオンヘッド６のシールド６２
との間で形成される変調電界によって、画像信号に応じ
て変調された後、高圧電源１４からの電圧の印加による
電界の力を受けて現像剤担持体４側へ移動し、薄層化さ
れた現像剤層の帯電を変化させて画像信号に対応した所
定の静電潜像を形成する。

【００４７】イオン書き込みが行われている現像剤担持
体４の回転方向（副走査方向）前後の部分では、電界制
御電極２０が存在することにより、帯電された現像剤を
現像剤担持体４から剥離するような電界が形成されない
ため、現像剤担持体４上の現像剤層が当該現像剤担持体
４から引き離されることはない。また、コンプレッサ１
１からの空気流はイオンヘッド６のイオン出口開口部６
３において噴流を形成するが、この空気流の噴流方向は
イオン流の移動方向とは異なる。すなわち、該空気流は
出口開口部６３の下流側のシールド６２の外壁面に沿っ
て矢印Ａで示したように流れるため、空気流が現像剤担
持体上に形成された現像剤の薄層には影響を及ぼすこと
がない。

【００４８】上記のようにして静電潜像が書き込まれた
現像剤層は、現像剤担持体４の回転によって転写電極１
７と対向する転写部へと搬送される。ここで該静電潜像
は直流電源１６で形成される転写電界により記録紙１８
上に転写され、後段に設置した図示しない定着器によっ
て記録紙上に定着される。記録紙１８上に転写されずに
現像剤担持体４上に残った現像剤は、現像剤担持体４の
回転によって再びホッパー１内へ回収される。

【００４９】次に、上記第２実施例で説明した構成の静
電記録装置について実施した記録試験の結果について説
明する。テストに当たっては、下記のような条件設定を
行なった。 イオンヘッド６の出口開口部63から現像剤担持体までの距離： １．０ｍｍ イオンヘッド６と現像剤担持体４間の電位（イオンヘッド６の電位をＯＶと して）： −１．０ｋＶ イオンヘッド６と電界制御電極２０との距離： ０．５ｍｍ 画像信号書き込み周波数： ３００Ｈｚ 書き込み速度： ２５ｍｍ／ｓｅｃ ワイヤー７の放電電圧： ＋３．４ｋＶ イオンヘッド６内の空気圧力： １００ｍｍＨ₂ Ｏ 上記の条件で現像剤層上に形成された静電潜像を記録体
１８上に転写して、その画像を調べたところ、ホッパー
１内の現像剤２を完全に消費するまで非常に鮮明な画像
を連続して得ることができた。

【００５０】また、記録装置の作動中に、現像剤層の乱
れや、イオンヘッド６やイオン流変調電極８等の現像剤
２による汚損も発生せず、さらに機内への現像剤の飛散
も認められなかった。図６は本発明による静電記録装置
の第３実施例の構成図であって、前記図５と同一部分に
は同一符号を付してある。

【００５１】この実施例と前記第２実施例との差異は、
電界制御電極２０の形状とそれに対する電圧印加構成の
みなので、その他の部分の説明は省略する。同図におい
て、電界制御電極２０は、内径２０．２ｍｍ、厚さ０．
５ｍｍの非磁性ステンレス製円筒外郭で、現像剤担持体
４の軸方向の両端で、現像剤担持体軸受け部に支持され
ている（支持部は図示せず）。なお、上記数値は一例で
あり、使用する現像剤担持体４の寸法に応じて設定され
るものであることはいうまでもない。

【００５２】また、この電界制御電極２０の周方向長さ
は現像剤担持体４の中心軸からみて、その角度にして略
々９０度とするのが好適であり、イオンヘッド６と対向
する部分に合わせて取り付けられている。しかし、上記
周方向長さは、これに限定されるものではない。さら
に、イオンヘッド６のイオン出口開口部６３の中心に合
わせて、主走査方向に例えば幅２．０ｍｍのスリット２
０１が形成されている。

【００５３】電界制御電極２０は電源２２に接続されて
おり、現像剤担持体４からみて、イオンヘッド６とは逆
の極性の電位に保たれている。この実施例の場合、電界
制御電極２０は電界による現像剤飛散防止の機能の他
に、現像機側すなわち現像剤担持体４とホッパー１側を
覆うカバーの役割も有しており、メンテナンス時の現像
剤こぼれや現像剤担持体４の保護等機能もある。

【００５４】次に、上記第３実施例について記録試験を
行った結果について説明する。この試験にあたっては、
下記のような条件を設定した。 イオンヘッド６のイオン出口開口部63から現像剤担持体４までの距離： １．５ｍｍ 現像剤担持体４の電位（イオンヘッド６の電位を０Ｖとして）： −１．５ｋＶ イオンヘッド６と電界制御電極２０との距離： ０．５ｍｍ 電界制御電極２０の電位（イオンヘッド６の電位をＯＶとして）： −１．０５ｋＶ 画像信号書き込み周波数： ３００Ｈｚ 書き込み速度： ２５ｍｍ／ｓｅｃ ワイヤー７の放電電圧： ＋３．４ｋＶ イオンヘッド６内の空気圧力： １００ｍｍＨ₂ Ｏ 上記の設定条件で現像剤の薄層層上に形成された静電潜
像を記録紙１８上に転写して、その値画像を調べたとこ
ろ、ホッパー１内の現像剤２を完全に消費するまで非常
に鮮明な画像を連続して得ることができた。

【００５５】また、装置の作動中、現像剤層の乱れや、
イオンヘッド６やイオン流変調電極８付近の現像剤２に
よる汚損も発生せず、さらに機内への現像剤の飛散も認
められなかった。さらに、電源２２により現像剤担持体
４と電界制御電極２０との間に形成される電界の効果に
よって、画像記録の行われていない時でも現像剤のこぼ
れや、飛散によるイオンヘッド６，イオン流変調電極８
等の汚れや機内汚染の発生もみられなかった。

【００５６】図７は上記各実施例におけるイオンヘッ
ド，電界制御電極および現像剤担持体部分の要部配置図
であって、上記実施例と同一符号は同一部分を示す。同
図に示したように、イオン流変調電極８は主走査方向Ｘ
に沿って配置された複数の電極群からなり、その対向電
極８’はイオンヘッド６の筺体（シールド）６２の上記
イオン流変調電極８と対向する部分に相当する。

【００５７】本発明の上記各実施例において用いられる
電界制御電極２０は、現像剤担持体４とイオン流変調電
極８との間に制御電界を形成するように設けられ、現像
剤担持体４上に形成された現像剤の薄層から非接触に支
持されている。また、現像剤担持体４とイオン流変調電
極８との間に設けたこの電界制御電極２０は、イオン流
変調電極８のイオン出口開口部６３の幅（副走査方向Ｙ
の間隔）と同じか、もしくはそれ以上の幅の開口部２０
１を持つ。

【００５８】そして、現像剤担持体４とイオン流変調電
極８との間に設けたこの電界制御電極２０の電位を、現
像剤担持体４と同電位，ないしは現像剤担持体４側から
みてイオンヘッド６とは逆の極性としたことによって、
当該現像剤担持体４の表面に成層された現像剤のイオン
ヘッド６あるいはイオン流変調電極８付近（絶縁基板９
等）への飛散を防止し、イオン流による静電潜像の形成
に影響を及ぼすことなく、また静電記録装置の機内の汚
染を防止し、形成する画像の品質を高く維持できる。

【００５９】図８は本発明による静電記録装置の第４実
施例の構成図であって、前記実施例と同一符号は同一部
分に対応し、３０は本実施例の特徴である電界制御電極
を示す。同図に示したように、本実施例の静電記録装置
において、非磁性の一成分系現像剤２を収容するホッパ
ー１の開口側には、現像剤担持体４が回転可能に配置さ
れている。現像剤担持体４の上方側表面には層形成部材
５が接触して配置され、また現像剤担持体４の対向する
近接部位に変調イオン流供給手段を構成するイオンヘッ
ド６を配し、さらに現像剤担持体４の下方の対向する近
接部位に記録紙１８を搬送させると共に、記録紙１８の
背面に転写電極１７を配置してなる。

【００６０】現像剤担持体４は導電性を有する例えばア
ルミニウム製の円筒であり、この現像剤担持体４には層
形成部材５の他にホッパー１から現像剤担持体４に現像
剤２を補給するための補助ロール３が回転可能に配置さ
れている。層形成部材５は、静電記録装置の図示しない
固定部に一端が固定された弾性支持材に例えばシリコン
ゴム製の成層摩擦部材とで構成される。

【００６１】現像剤担持体４に対して記録紙１８を挟ん
で対向配置された転写電極１７は、現像剤担持体４との
間に電源１６から例えば−１ｋＶの直流電圧が印加され
ており、現像剤担持体４に対して一定の電位に保たれ、
現像剤の薄層に形成された静電潜像を記録紙１８に転写
するようになっている。変調イオン流供給手段を構成す
るイオンヘッド６には、空気の流入口と流出口とを連通
する通路の一部にイオン源である放電ワイヤー７を張架
した放電部、および発生したイオンを画像信号に応じて
変調するイオン流変調部（制御電極８，対向電極８’）
方向に搬送する圧縮空気供給装置（コンプレッサ）１１
が接続してあり、イオンヘッド６内に空気流が供給され
る構成となっている。

【００６２】また、イオン流変調部には、例えば厚さ１
００μｍの絶縁スペーサ１０’を介して櫛型配置された
複数のイオン流変調電極８を有する絶縁基板９が配置さ
れ、対向電極８’と共にイオン流制御スリット（イオン
出口開口部６３）を形成している。このイオン流変調電
極８には、制御用の信号電源１２が接続されており、上
記イオン出口開口部６３を通過するイオン流を画像信号
に応じて変調する。

【００６３】イオンヘッド６のシールド６２の一部で構
成される対向電極８’側の下流には、現像剤担持体４と
同電位に保たれた電界制御電極３０が配置されている。
図９は図８における電界制御電極３０部分の側面図であ
って、イオンヘッド６のアルミニウム製のシールド６２
の一部で構成される対向電極８’にポリカーボネート等
からなる例えば厚さ１．５ｍｍの絶縁スペーサ１０’を
介して例えばアルミニウム製の導体板を張り合わせた構
造を有している。

【００６４】上記のように構成された静電記録装置にお
いて、ホッパー１内に収容された現像剤２は補助ロール
３によって現像剤担持体４に供給され、その表面上に付
着する。付着した現像剤２は現像剤担持体４が矢印方向
に回転することで層形成部材５との接触摺動により一様
な薄層に成層されると共に、摩擦帯電による電荷が付与
される。

【００６５】一方、イオンヘッド６では、直流電源１３
からの高電圧の印加によるイオンが発生する。このイオ
ンはコンプレッサ１１から供給される空気流でイオン流
となり、イオン出口開口部６３においてイオン流変調電
極８とその対向電極８’との間に形成される変調電界に
より画像信号に応じた変調がなされた後、高圧電源１４
によって印加された電界による力を受けて現像剤担持体
４側に移動して現像剤の薄層に所定の静電潜像を形成す
る。

【００６６】図１０は電界制御電極３０の作用の説明図
であって、（ａ）に示した本実施例の構成において、イ
オン流による書込みが行われているイオン出口開口部６
３の下流の部分では、電界制御電極３０が設置されてい
ることにより、現像剤担持体４とイオンヘッド６との間
に電界が存在しない。そのため、現像剤担持体４上の現
像剤薄層には現像剤粒子を引き離す力が作用することが
ない。これに対して（ｂ）に示した従来技術では、イオ
ン流による書込みが行われているイオン出口開口部６３
の下流の部分の広い範囲において現像剤担持体４とイオ
ンヘッドとの間に電界が存在し、現像剤担持体４上の現
像剤薄層に現像剤粒子を引き離す力が作用するため、現
像剤粒子がイオンヘッドやイオン流変調電極８を形成し
た絶縁基板９に付着したり、機内に飛散してしまう。

【００６７】すなわち、本実施例によれば、上記（ｂ）
で説明したような従来技術の欠点を解消できる。また、
図８に示したコンプレッサ１１からの空気流はイオンヘ
ッド６のイオン出口開口部６３において噴流を形成する
が、この空気流の噴流の移動方向はイオンヘッド６のイ
オン出口開口部６３の下流側壁面に沿って流れるため、
現像剤担持体４の表面上に成層された現像剤の薄層には
影響を及ぼさない。

【００６８】上記のようにして静電潜像が書き込まれた
現像剤の薄層は、現像剤担持体４の回転によって転写電
極１６と対向する転写部に搬送されて記録紙１８に転写
される。記録紙１８に転写されず現像剤担持体４上に残
留した現像剤は現像剤担持体４の回転により再びホッパ
ー１内に回収される。なお、記録紙１８に転写された現
像剤像は図示しない後段の定着器において加熱等の処理
が施されて定着される。

【００６９】上記した本実施例の構成を有する静電記録
装置を用いて記録試験を行った。この記録試験における
設定条件は下記のとおりである。 イオンヘッド６のイオン出口開口部63から現像剤担持体４までの距離： １．０ｍｍ イオンヘッド６と現像剤担持体４間の電位（イオンヘッド６側を０Ｖとし て）： −１．０ｋＶ 画像書込み周波数： ３００Ｈｚ 画像書込み速度： ２５ｍｍ／sec ワイヤー７の放電電圧： ＋３．４ｋＶ イオンヘッド６内の空気圧力： １００ｍｍH₂O この記録試験を行った結果、装置の作動中に現像剤薄層
の乱れや変調イオン供給源を構成するイオンヘッドおよ
びその周りに現像剤粒子による汚染は発生されず、また
装置機内への現像剤の飛散も認められず、前記実施例と
同様の良好な画質の記録が得られた。

【００７０】また、ホッパー１内の現像剤２を完全に消
費するまで非常に鮮明な画像を連続して得ることができ
た。図１１，図１２は電界制御電極３０の他の構造例を
説明する側面図であって、図１１に示したものは絶縁部
材１０”の一部表面に導電層３０’を設け、導電層３
０’がイオン出口開口部６３の下流側に位置するように
対向電極８’を形成するシールド６２に張り付けたもの
である。

【００７１】また、図１２はシールド６２の対向電極
８’を構成する部分をブロック化し、その一部表面に絶
縁層１０”’を介して導電層３０”を設け、これをイオ
ンヘッド６の構造体としたものである。上記電界制御電
極３０は、イオンヘッド６のイオン出口開口部６３にあ
る対向電極８’部分の下流側に設けられ、その材質は上
記したアルミニウムに限らず、銅，ステンレス鋼，その
他導電性を有しているものであればよく、電源１４によ
って任意の電位を持たせることができるように絶縁部材
１０”あるいは絶縁層１０”’により対向電極８’（シ
ールド６２）と電気的に絶縁されている。すなわち、電
界制御電極３０の電位を変化させることにより、イオン
ヘッド６とイオン流変調電極８とから構成される変調イ
オン流供給手段と現像剤担持体４との間に印加される電
界を制御できるように設置される。

【００７２】なお、この電界制御電極３０は、対向電極
８’（シールド６２）に対して電気的に絶縁された状態
で当該イオンヘッド６の外壁を構成するように構成する
ものであれば、その構造の詳細は任意である。このよう
な構成すなわち、変調イオン流供給手段を構成するイオ
ンヘッド６と制御電極８に対して本実施例のごとく電界
制御電極３０を一体化したものにおいては、装置の組
立，調整時において現像剤担持体４に対する電界制御電
極３０の位置決め作業が不要となり、イオン流と空気流
および現像剤薄層間に相互干渉を起こすおそれがないと
いう大きな効果もある。

【００７３】なお、本実施例では、前記実施例と同様
に、対向電極８’は、絶縁基板９上に主走査方向の画素
数に応じた数の櫛型配置された複数の変調電極８と対向
して配置され、変調電極８との間にイオン流制御スリッ
トを形成する。このスリット部分では、信号電源１２か
らの画像信号に応じた制御電圧による制御電界が印加さ
れ、制御電界のオン／オフによりイオン流をせき止め、
あるいは通過させてイオン流の変調を行う。

【００７４】イオン源７は、前記図３において説明した
各種の形式のものを用いることができる。また。現像剤
担持体４は円筒型として図示しているが、前記実施例で
も説明したように無端ベルト状であってもよく、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
もので構成される。この場合の誘電体としては、低抵抗
から高抵抗までの何れの抵抗値をもつ誘電体材料をもち
いてもよい。

【００７５】本実施例において用いる現像剤も、一成分
系，二成分系に何れでもよいことは前記実施例と同様で
ある。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤であるトナーの薄層を担持する現像剤担持体と画
像信号に応じて静電潜像を形成するための変調イオン流
供給手段との間の電界を制御する電界制御電極を設けた
ことによって、当該イオン流による現像剤担持体上への
画像の書込みを行なう領域以外において現像剤担持体上
の現像剤が変調イオン流供給手段方向へ移動することを
抑制し、現像剤が現像剤担持体から飛散することを防止
することにより、変調イオン流供給源の汚染や機内への
飛散を無くして高画質の画像を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による静電記録装置の基本構成の説明
図である。

【図２】 本発明による静電記録装置の第１実施例の構
成の説明図である。

【図３】 本発明の実施例に用いる変調イオン流供給手
段の種々の構成例の説明図である。

【図４】 本発明による静電記録装置における電界制御
電極の作用説明図である。

【図５】 本発明による静電記録装置の第２実施例の構
成図である。

【図６】 本発明による静電記録装置の第３実施例の構
成図である。

【図７】 本発明の実施例におけるイオンヘッド，電界
制御電極および現像剤担持体部分の要部配置図である。

【図８】 本発明による静電記録装置の第４実施例の構
成図である。

【図９】 本発明の第４実施例における電界制御電極部
分の側面図である。

【図１０】 本発明の第４実施例における電界制御電極
の作用の説明図である。

【図１１】 本発明の第４実施例における電界制御電極
の他の構造例を説明する側面図である。

【図１２】 本発明の第４実施例における電界制御電極
のさらに他の構造例を説明する側面図である。

【図１３】 従来技術による静電記録装置の一構成例の
説明図である。

【図１４】 従来技術による静電記録装置の他の構成例
の説明図である。

【符号の説明】

１・・・・現像剤を貯留するホッパー、２・・・・現像
剤、３・・・・補助ロール、４・・・・現像剤担持体、
５・・・・層形成部材、６・・・・イオン流発生手段で
あるイオンヘッド、７・・・・イオン源である放電ワイ
ヤー、８・・・・イオン流変調電極、８’・・・・イオ
ン流変調電極８の対向電極、９・・・・変調電極基板
（絶縁基板）、１２・・・・画像信号に応じて制御電極
に変調電圧を与える信号電源、１３・・・・イオン源用
高圧電源、１４・・・・イオン取り出し量を増加させる
ための直流電源、１６・・・・転写用電源、１７・・・
・転写手段（転写電極）、１８・・・・記録媒体である
記録紙、２０，３０・・・・電界制御電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 渡辺 正信 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３−102363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−169853（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】 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と、該現像剤担持体上の現像剤薄層
   に向けてイオン流を供給するイオン流発生手段とこのイ
   オン流を画像信号に応じて変調するイオン流変調手段と
   からなる変調イオン流供給手段と、前記現像剤担持体上
   の現像剤を選択的に記録媒体に転写させる転写手段とを
   具備する静電記録装置において、 前記現像剤担持体と前記変調イオン流供給手段との間
   に、イオン流の経路となる部分にのみ電界を形成し且つ
   イオン流による現像剤担持体上への画像の書込みを行う
   領域以外において現像剤担持体上の現像剤の前記変調イ
   オン流供給手段方向への移動を抑制する電界を形成する
   電界制御電極を設けたことを特徴とする静電記録装置。