JPH0243064A

JPH0243064A - 静電潜像形成装置

Info

Publication number: JPH0243064A
Application number: JP63193595A
Authority: JP
Inventors: Koji Masuda; 増田　晃二; Yuji Suemitsu; 末光　裕治; Kazuo Asano; 和夫浅野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-08-04
Filing date: 1988-08-04
Publication date: 1990-02-13
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: US4956670A; JPH0717073B2

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静電
潜像形成装置に関し、特に、荷電粒子（イオン）を発生
させ、このイオンによって静電潜像の形成を行なうため
の静電潜像形成装置に関するものである。

［従来の技術］従来、この種の静電潜像形成装置としては、次に示すよ
うなものがある。これは、第９図及び第１０図に示すよ
うに、絶縁基板５０の表面に、複数の駆動電極５１．５
１・・・を互いに平行に設けるとともに、その裏面にこ
れらの駆動電極５１．５１・・・と交差するように複数
の制御電極５２．５２・・・を設け、画電極５１．５１
・・・及び５２．５２・・・によってマトリクスを構成
する。そして、上記制御電極５２．５２・・・には、駆
動電極５１．５１・・・と交差する位置に開口部５３．
５３・・・を形成する。

また、上記制Ｗ電極５２．５２・・・の下面には、第１
１図及び第１２図に示すように、絶縁層５４を介してス
クリーン電極５５を設ける。これらの絶縁層５４及びス
クリーン電極５５には、第１１図に示すように、制御電
極５２．５２・・・の開口部５３．５３・・・と対応し
た位置に、円形状の開口部５６．５６・・・及びイオン
導出用の開口部５８．５８・・・を形成する。

そして、上記静電潜像形成装置は、第１１図に示すよう
に、駆動電極５１．５１・・・とスクリーン電極５５と
の間に高周波高電圧を印加するとともに、スクリーン電
極５５に直流電圧を印加する。

また、制御ｌｌ電極５２．５２・・・に画像情報に応じ
たパルス電圧を選択的に印加する。

このように、選択的に電圧が印加された駆動電極５１．
５１・・・と制御電極５２．５２・・・との間における
開口部５３．５３・・・に、第１３図に示すように、沿
面コロナ放電Ｒを生起させ、この沿面コロナ放電Ｒによ
って発生したイオン流Ｓを制御ｌｌ電極５２．５２・・
・とスクリーン電極５５との間に形成される電界によっ
て加速もしくは吸収し、イオンｒの放出のｉｌＪ　ｍを
行なって、潜像担持体５９上に画像信号に応じたイオン
Ｉによる静電潜像の形成を行なうようになっている。図
中、５７は駆動電極５１．５１・・・表面を覆うヘッド
基板を示している。

ところで、このような静電潜像形成装置においては、米
国特許用４．１６０，２５７号に開示されているように
、スクリーン電極５５の開口部５８の大きさや形状、あ
るいはスクリーン電極５５と潜像担持体５９との距１１
１Ｌを、適宜変えることにより、潜像担持体５９上に形
成される記録ドツトＤの大きさや形状を制御することが
できることが知られている。

［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。

（１）スクリーン電極５５の開口部５８から放出される
イオン■は、第１４図に示すように、潜像担持体５９の
表面に静電的に付着することによって、静電潜像が形成
される。しかし、スクリーン電極５５の開口部５８から
新たに放出されたイオンＩは、既に潜像担持体５９の表
面に付着しているイオンＩによって反発力を受け、周囲
に広がる。そのため、記録された画像には、線画像の太
りゃ、第１５図に示すように、隣合う記録ドツトＤが重
なりベタ画像の濃度が過剰に高くなる過剰濃度などが発
生するとともに、解像度が低下するという問題点があっ
た。

（２）そこで、第１６図に示すように、スクリーン電極
５５の開口部５８の径を小さくして絞った場合には、記
録ドツトＤの広がりは少なくなる（第１７図）。しかし
、この場合には、スクリーン電極５５の開口部５８から
放出されるイオンＩの量も減少し、潜像の電荷密度が低
下するため、記録画像にかすれ等が発生するという問題
点が生じる。

（３）また、第１８図に示すように、スクリーン電極５
５の開口部５８を小さくし、且つスクリーン電極５５と
潜像担持体５９との距離しを小さくした場合には、スク
リーン電極５５と潜像担持体５９との間に作用する導出
電界の増加により、スクリーン電極５５の開口部５８か
ら導出されるイオン■の世が増加し、像の電荷密度も高
くなる。

しかし、こうした場合には、スクリーン電極５５と潜像
担持体５９とが近付（ため、導電性基板５９ａの表面を
誘電層５９ｂで覆った潜像担持体５９に、その誘電層５
９ｂのピンホールやほこりの付着等があると、第１８図
に示すように、高電圧が印加されるスクリーン電極５５
から潜像形成媒体５９に向けて異常放電が生じる。その
ため、静電潜像形成装置の故障や潜像担持体５９の誘電
層５９ｂの破壊につながるという問題点が生じる。

［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、第３
の電極から放出されるイオン量を絞り込むことができ、
高解像度且つ高効率での静電潜像の形成を行なうことが
でき、しかも第３の電極と潜像担持体との間に異常放電
等が生じる虞れのない静電潜像形成装置を提供すること
にある。

すなわち、この発明は、第１の電極と、第２の電極と、
第３の電極と、第１の絶縁基板と、第２の絶縁基板と、
絶縁部材とを具備し、前記第１の電極と第２の電極は、前記第１の絶縁基板を
挟んでマトリクス状に設けられ、前記第２の電極は、第
１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによ
り沿面コロナ放電を生じる空間領域を有し、前記第３の
電極は、前記第２の電極との間に第２の絶縁基板を介在
させて設けられ、前記第３の電極は、前記沿面コロナ放
電により生じたイオンを導出するイオン導出領域を有し
、前記絶縁部材は、前記第３の電極のイオン導出側に設
けられ、且つイオンの導出方向を制御する制御領域を有
するように構成されている。

上記絶縁部材としては、例えば前記第３の電極と一体的
に設けられ、且つその厚さが、第３の電極とイオンによ
り潜像が形成される部材との距離の２分の１以上に設定
されたものが用いられる。

上記絶縁部材は、少なくともイオンの導出方向を制御す
る制御領域が絶縁部材によって形成されていれば良く、
例えば第３の電極を厚く形成し、この第３の電極のイオ
ン導出領域に絶縁部材を設けることにより、このイオン
導出領域がイオンの導出方向を制御する制御領域を兼ね
るようにしても良い。

［作用］この発明においては、絶縁部材に設けられた制御領域に
よってイオンの導出方向を制御することにより、第３の
電極のイオン導出領域から放出されるイオン流を絞り、
解像度を向上させるとともに、高密度の記録を可能とす
る。また、第３の電極と潜像担持体との間には、絶縁部
材が介在されるので、両者の距離を近付けた場合でも、
異常放電が生じるのが防止される。

［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図はこの発明に係る静電潜像形成装置の一実施例を
示すものである。図において、１は静電潜像形成装置と
しての記録ヘッドを示すものであり、この記録ヘッド１
は、天然白マイカやセラミックス等からなる平面矩形状
の第１の絶縁基板２を備えている。この第１の絶縁基板
２の表面には、第３図に示すように、第１の電極として
複数且つ直線状の駆動電極３．３・・・が互いに平行に
設けられているとともに、上記絶縁基板２の裏面には、
駆動電極３．３・・・と交差するように第２の電極とし
て複数の制御電極４．４・・・が設けられており、画電
極３．３・・・及び４．４・・・によってマトリクスが
形成されている。上記制御電極４．４・・・には、第２
図及び第３図に示すように、駆動電極３．３・・・と交
差する位置に、沿面コロナ放電を生じる空間領域として
の円形の開口部５．５・・・が設けられている。これら
の第１の絶縁基板２、駆動電極３及び制御電極４によっ
て、第２図に示すように、イオン生成部６が構成されて
いる。

また、上記イオン生成部６の制御Ｉｌ電極４の下面には
、第１図に示すように、第２の絶縁基板としてのスペー
サ層７を介在させて、第３の電極としてのスクリーン電
極８が設けられている。スペーサ層７は、第４図に示す
ように、第１の絶縁基板２と長さが略等しく、幅がやや
狭い平面矩形状に形成されており、接着等の手段によっ
て第１の絶縁基板２に固着されている。このスペーサ層
７には、制（ＩＩ電極３．３・・・の開口部５．５・・
・に対応した位置に、同開口部５．５・・・よりも大き
な開口部９．９・・・が設けられている。また、スクリ
ーン電極８には、制御電極３．３・・・の開口部５．５
・・・に対応した位置に、同開口部５．５・・・と同じ
径のイオン導出領域としての開口部１０．１０・・・が
設けられている。

上記の如く構成される記録ヘッド１は、第１図に示すよ
うに、潜像担持体としての誘電体ドラム１１と所定の距
離りを隔てて対向するように配設される。上記距離しは
、例えば１５０〜３５０μｍ程度に設定される。この誘
電体ドラム１１は、導電性基板１２の表面に誘電体層１
３を形成して構成されている。

ところで、この実施例では、記録ヘッド１が新たな絶縁
部材を備えており、この絶縁部材は、前記第３の電極の
イオン導出ｍＩＩ＋、：設けられ、且つイオンの導出方
向を制御する制御領域を有するように構成されている。

すなわち、スクリーン電極８のイオン導出側には、第１
図に示すように、図示しないスベーザ部材を介して絶縁
部材１４が設けられている。絶縁部材１４は、アルミナ
やジルコニア等のセラ・ミックスによって平板状に形成
されている。この絶縁部材１４は、記録ヘッド１と誘電
体ドラム１１との間の狭い空間（１５０〜３５０ｕｍ程
度）に設けられるため、その厚さは、５０〜２５０μｍ
好ましくは１００〜２００μｍ程度に設定するのが良い
。また、絶縁部材１４の厚さは、スクリーン電極８と誘
電体ドラム１１の距離りとの関係では、イオンの導出方
向の制御性を向上するため、距離りの２分の１以上に設
定するのが好ましい。

絶縁部材１４を形成する材料としては、上記の如くセラ
ミックスのように、放電やイオンの衝突、あるいはオゾ
ンの影響等で変質しない化学的に安定な物質が用いられ
る。この絶縁部材１４と組合せられるスクリーン電極８
も、ステンレス、タングステン、モリブデンのように比
較的安定で、高融点な金属を用いるのが好ましい。

上記絶縁部材１４には、第５図に示すように、スクリー
ン電極８の開口部１０．１０・・・に対応した位置に、
イオン制御領域としての開口部１５．１５・・・が穿設
されている。これらの開口部１５．１５・・・は、スク
リーン電極８の開口部１０，１０・・・と同径、例えば
直径１００μｍの平面円形状に形成されており、スクリ
ーン電極８の開口部１０゜１０・・・から放出されるイ
オン流Ｓを、物理的に規制してその放出方向を制御する
ようになっている。

第７図中、１６は駆動電極３．３・・・の表面を覆うヘ
ッド基板を示している。

また、上記駆動電極３．３・・・とスクリーン電極８と
の間には、第１図に示すように、交流電源１７が接続さ
れており、この交流電源１７によって画電極３．８間に
高周波高電圧が印加されるようになっている。一方、制
御電極４．４・・・には、イオン制御電源１８により選
択的にパルス電圧が、スクリーン電極８には、直流電源
１９により直流電圧が、それぞれ印加されるようになっ
ている。

以上の構成において、この実施例に係る静電潜像形成装
置では、次のようにして、静電潜像の形′成が行なわれ
る。すなわち、駆動電極３．３・・・とスクリーン電極
８との間に、交流電［１７によって高周波高電圧を印加
するとともに、制′ｍ電極４．４・・・にイオン制御電
源１８により画像信号に応じてパルス電圧を選択的に印
加する。

こうすることによって、選択的に電圧が印加された駆動
電極３と制１１１１電極４との間の電位差により、第６
図に示すように、開口部５において沿面コロナ放電Ｒを
生起させ、この沿面コロナ放電Ｒによって発生したイオ
ン■を、制御電極４とスクリーン電極８との間に選択的
に形成される電界によって加速若しくは吸収し、スクリ
ーン電極８の開口部１０からイオン流Ｓを制御して放出
し、誘電体ドラム１１上に画像信号に応じた静電潜像の
形成を行なうようになっている。

その際、スクリーン電極８のイオン導出側には、絶縁部
材１４が設けられており、この絶縁部材１４には、スク
リーン電極８の開口部１０．１０・・・と対応した位置
に、イオン制御用の開０部１５．１５・・・が穿設され
ている。そのため、スクリーン電極８の開口部１０から
選択的に放出されるイオン流Ｓは、第６図に示すように
、その放出方向が絶縁部材１４の開口部１５内壁によっ
て規制され、イオン流Ｓが広がることなく放出される。

したがって、誘電体ドラム１１の表面に到達するイオン
流Ｓは、スクリーン電極８の開口部１０の径に対応した
細いビームで、誘電体ドラム１１の表面に広がらずに到
達するため、誘電体ドラム１１の表面には、第７図に示
すように、スクリーン電極８の開口部１０に正確に対応
した高解像度の記録ドツトＤが、効率良く形成される。

このように、絶縁部材１４に設けられた開口部１５によ
って、スクリーン電極８の開口部１０から放出されるイ
オン流Ｓを制御することにより、イオン流Ｓを絞ること
ができる。そのため、ｌｆｆ１体ドラム１１の表面には
、イオン流Ｓが広がることがなく到達するので、解像度
を向上させることができる。また、スクリーン電極８の
開口部１０から放出されたイオン流Ｓは、拡散すること
なく、誘電体ドラム１１の表面に到達するので、誘電体
ドラム１１の表面に効率良くイオン！による潜像を形成
することができ、高効率の潜像記録を行なうことができ
る。

また、スクリーン電極８と誘電体ドラム１１との間には
、絶縁部材１４が介在されているので、両者の距１１Ｌ
を短くした場合でも、スクリーン電極８と誘電体ドラム
１１との間に異常放電が生じるのを防止することができ
る。そのため、スクリーン電極８と誘電体ドラム１１と
の距ｌｌ！ＩＬを短くして、イオン導出電界を増加させ
、スクリーン電極８の開口部１０から導出されるイオン
Ｉの間を増加し、高密度の記録を行なうことができる。

そのため、記録ヘッド１の記録速度を高速化に対応する
ことができる。

実験例１本発明者らは、この発明の効果を確認するため、第１図
に示すような記録ヘッド１を試作し、実際に静電潜像を
形成する実験を行なった。まず、記録ヘッド１は、絶縁
部材１４を除く部分を従来と同様に形成した。一方、絶
縁部材１４は、厚さ２００μｍのアルミナの薄板である
グリーンシートに、直径１５０μｍのパンチで開口部１
５．１５・・・を形成し、約１６００℃で高温焼成した
ものを用いた。上記開口部１５の大きさは、スクリーン
電極８の開口部１０と同じく、直径１００μｍに設定し
た。この絶縁部材１４の開口部１５．１５・・・のピッ
チは、焼成仕上り後に解像度が３００ｓｐｉとなるよう
に設定した。また、絶縁部材１４は、焼成仕上り後の厚
さが１５０μｍとなるようにした。

そして、上記絶縁部材１４を、第１図に示すように、絶
縁部材１４の開口部１５．１５・・・とスクリーン電極
８の開口部１０．１０・・・との位置を合せて、合成ゴ
ム系、シリコーン系、酢酸ビニル系などの接着剤や、ゴ
ム系や樹脂系などの両面テープを用いて、スクリーン電
極８上に貼り付け、記録ヘッド１を製造する。

このようにして製造された記録ヘッド１を用いて、誘電
体ドラム１１の代りに、裏面に電極層を有する厚さ１５
μｍのマイラーシート（商品名）上に、１ドツトの潜像
を形成し、この静電潜像を、電気泳動による液体現像に
よって現像した。この現像された像を顕微鏡で観察し、
ドツト径を測定した。また、記録ヘッド１を用いて、マ
イラーシート上にベタの潜像を形成し、シート上の表面
電位を測定した。

測定の結果、ドツト径は、９０μｍであり、好ましい値
である９０〜９５μｍと一致し、高解像度で画像の記録
が行えることがわかった。また、潜像電位は、−２５０
Ｖであり、望ましい一２５０〜３００Ｖの範囲と一致し
、高密度で潜像の形成を行えることがわかった。

また、絶縁部材１４として、上記アルミナの薄板である
グリーンシートの代りに、厚さ１５０μｍのジルコニア
のグリーンシートを用いて記録ヘッド１を製造し、上記
と同様の実験を行なったが、良好な記録を行なうことが
できた。なお、焼成後の絶縁部材１４の厚さは、１００
μｍであった。

このように、絶縁部材１４を形成する材料としてジルコ
ニアを用いた場合、ジルコニアはアルミナに比べて強度
が高いため、絶縁基板１４を薄く形成することができる
。そのため、記録ヘッド１と誘電体ドラム１１との距離
１を短くして、高密度の記録が可能となる。

第８図はこの発明の他の実施例を示すもので、前記実施
例と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、こ
の実施例では、絶縁部材とスクリーン電極とが一体的に
形成されている。すなわち、絶縁部材１４としては、竹
記実施例と同様厚さ２００μｍのアルミナやジルコニア
等のセラミックスの薄板であるグリーンシートに、直径
１５０μｍのパンチで開口部１５．１５・・・を形成し
、約１６００℃で高温焼成したものを用いた。この絶縁
部材１５の開口部１３．１３・・・のピッチは、焼成仕
上り後に解像度が３００ｓｐｉとなるようにした。また
、絶縁部材の厚さは、焼成仕上り後に１５０μｍとなる
ようにした。

そして、絶縁部材１４の片面に、第８図に示すように、
真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング法等
により、ニッケル、タングステン、モリブデン等の金属
被膜を施し、スクリーン電極８とした。

また、スクリーン電極８としては、上記焼成前のグリー
ンシートの片面に、タングステンペーストにより導電体
膜を−様な厚さに印刷し、これを約１６００℃で高温焼
成して、絶縁部材１４とスクリーン電極８とを一体的に
形成するようにしても良い。

そして、上記の如く形成されたスクリーン電極８及び絶
縁部材１４を、第８図に示すように、スペーサ層７を介
して制御電極４．４・・・上に接着等により固着して記
録ヘッド１を製造する。

実験例２このようにして製造された記録ヘッド１を用いて、実験
例１と同様の実験を行なった。

測定の結果、ドツト径は、９５μｍであり、好ましい値
である９０〜９５μｍと一致し、やはり高解像度で画像
の記録が行えることがわかった。

また、潜像電位は、−３００Ｖであり、望ましい２５０
〜３００ｖの範囲と一致し、高密度で潜像の形成を行え
ることがわかった。

その他の構成及び作用は前記実施例と同様であるので、
その説明を省略する。

［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、第３の
電極から放出されるイオン量を絞り込むことができるた
め、高解像度且つ高効率での静電潜像の形成を行なうこ
とができ、しかも第３の電極と潜像担持体との間に異常
放電等が生じるのを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る静電潜像形成装置の一実施例を
示す断面図、第２図はイオン生成部を示す断面図、第３
図は同装置の電極を形成した絶縁基板を示す平面図、第
４図は第１図に示す装置のスクリーン電極を形成した状
態を示す平面図、第５図は絶縁部材を示す断面図、第６
図は第１図の装置の作用を示す断面図、第７図は同装置
の記録画像を示す説明図、第８図はこの発明の他の実施
例を示す断面図、第９図は従来の装置の要部を示す断面
図、第１０図は同平面図、第１１図は従来の装置を示す
断面図、第１２図は同平面図、第１３図は同装置の作用
を示す断面図、第１４図は従来の装置の記録状態を示す
断面図、第１５図は同装置の記録画像を示す説明図、第
１６図は従来の装置の変形例を示す断面図、第１７図は
同装置の記録画像を示す説明図、第１８図は従来の装置
の他の変形例を示す断面図である。［符号の説明］２・・・第１の絶縁基板３・・・駆動電極４・・・制御電極５・・・開口部７・・・スペーサ層８・・・スクリーン電極１０・・・開口部１４・・・絶縁部材１５・・・開口部特　許　出　願　人　　富士ゼロックス株式会社代　理
　人　弁理士　　中村　偶成（外３名）第図第５図第図第図ち第図第図第８図第図 ζ７第１０図第１１図第１４図第１５図第１２図ｚ第１３図第１６図！−一第１７図第１８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、第
１の絶縁基板と、第２の絶縁基板と、絶縁部材とを具備
し、前記第１の電極と第２の電極は、前記第１の絶縁基板を
挟んでマトリクス状に設けられ、前記第２の電極は、第
１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによ
り沿面コロナ放電を生じる空間領域を有し、前記第３の
電極は、前記第２の電極との間に第２の絶縁基板を介在
させて設けられ、前記第３の電極は、前記沿面コロナ放
電により生じたイオンを導出するイオン導出領域を有し
、前記絶縁部材は、前記第３の電極のイオン導出側に設
けられ、且つイオンの導出方向を制御する制御領域を有
することを特徴とする静電潜像形成装置。
（２）前記絶縁部材は、前記第３の電極と一体的に設け
られ、且つその厚さが、第３の電極とイオンにより潜像
が形成される部材との距離の２分の１以上に設定されて
いることを特徴とする請求項第１項記載の静電潜像形成
装置。