JPH04305475A - 静電潜像形成装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電記録方式の静電潜
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の静電潜像形成装置においては、例
えば、空気流がイオンの搬送を支援し、制御電界がイオ
ン流に対して直角になるように構成された方式が提案さ
れている。この方式のイオンの発生は、コロナワイヤに
高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、発生したイオ
ンは空気流によって搬送される。イオンは、基準電位に
保たれた導電部材と、分割された制御電極アレーとの間
にスリットを形成し、このスリット内に形成される制御
電極と導電部材との間の電界を変調することによって制
御される（特開昭５９−１９０８５４）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の装置は
、制御電極形状が極めて簡単で、製作が容易であるとい
う特徴を有し、解像度に応じて分割された電極列で構成
が可能である。

【０００４】しかし、高密度にすればするほど、隣接電
極間の距離が短くなり、制御電界が隣接ビットに影響を
及ぼすようになる。特に、１ドットの画像を描く場合と
、逆に１ドット抜きの画像を描く場合には顕著である。 即ち、記録位置において、制御電極と、導電部材との間
で形成される制御電界に対して、制御電極と隣接電極と
の間で形成される電界が大きくなり、記録位置における
イオンの変調ができなくなる。従って、制御電極の解像
度に対応した高精細な画像が得られないという問題点を
有していた。

【０００５】そこで本発明は、このような問題点を解決
するもので、その目的とするところは、高解像度の制御
電極列であっても、隣接ドットの影響を防止して、高画
質の画像を再現できる静電潜像形成装置を実現すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の静電潜像形成装
置は、イオン発生部と、イオン変調部とを有する静電潜
像形成装置であって、イオン変調部は１列に配列した独
立に電圧印加可能な制御電極と、この制御電極と対向す
る位置に配置した対向電極と、前記イオン発生部で発生
したイオンを通過させるスリット部と、補助電極とによ
り構成され、この補助電極は隣合う制御電極の間に配置
したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の上記の構成によれば、イオン発生部で
発生したイオンは、イオン変調部で画像信号に応じて変
調される。イオン変調部は、独立に電圧印加可能な制御
電極列と対向電極との間にスリット部を形成し、このス
リット部の電界を制御することにより、イオン発生部で
発生したイオンを変調することができる。ここで、補助
電極は隣合う制御電極の間に配置されており、外部電源
によりイオンを通過させ、または阻止する電圧を印加す
ることができる。

【０００８】補助電極に挟まれた制御電極の電圧が補助
電極と同電位である場合には、補助電極は制御電極とし
て働き、見かけの制御電極幅を広げることになるため、
隣接制御電極の影響を低減し、たとえ１ドットであって
も記録位置におけるイオンの変調を可能にすることがで
きる。

【０００９】逆に、補助電極に挟まれた制御電極の電圧
が補助電極の電位と違う場合には、補助電極は隣接する
制御電極の影響を助成することになるため、記録位置に
おけるイオンの変調を妨げることになる。従って、画像
情報と静電潜像を顕像化する現像条件に応じて、補助電
極の印加電圧を切り替えることにより、記録位置のイオ
ンの変調を可能にして、高画質の画像を再現できる。

【００１０】

【実施例】次に実施例について説明する。図１は本発明
の第１実施例を示す静電潜像形成装置の構成を示す斜視
図である。

【００１１】セラミック基板１とガラス基板２とを空隙
３を介して対向配置してある。イオン発生部４はセラミ
ック基板１上に形成し、イオン変調部５はイオン発生部
４と誘電体ドラム６との間に配置してある。イオン発生
部４は、絶縁体７を挟持して重合配置される誘導電極８
と放電電極９によって構成されている。イオン変調部５
はガラス基板２上に１列に配列した独立に電圧印加可能
な制御電極１０（図２に図示）と、制御電極１０と対向
する位置にあってセラミック基板１上に形成された対向
電極１１と、前記イオン発生部４で発生したイオンを通
過されるスリット部Ｓと、補助電極１２とにより構成さ
れている。誘電体ドラム６は、金属中空ドラム１３上に
絶縁層１４を５〜２０μｍの厚みに形成して構成されて
いる。

【００１２】図２は、基板２の詳細図である。ガラス基
板２上には、矩形状の制御電極１０が３００ｄｐｉ（ｄ
ｏｔ　　ｐｅｒ　　ｉｎｃｈ）の解像度で１列に形成さ
れ、この制御電極１０の間に補助電極１２が形成されて
いる。制御電極１０と補助電極１２は、通常のフォトリ
ソグラフとエッチング技術により簡単かつ精度よく形成
することが可能である。本実施例では、制御電極１０の
幅を５５μｍ、補助電極１２の幅を１０μｍ、各電極間
を１０μｍとして配置している。制御電極１０は、外部
電源２０にスイッチ２１を介して接続され、独立に電圧
印加可能である。また、補助電極１２は外部電源２０に
接続されている。

【００１３】次に潜像形成について、図３を用いて説明
する。絶縁体７は厚みが１０〜２０μｍであり、誘導電
極８と放電電極９に直流電圧を印加することにより直流
放電によるイオン３０を発生させることができる。本実
施例では、放電電極９に外部電源３１より−４００Ｖを
印加して負極性のイオン３０を常時発生させている。イ
オン３０は、誘電体ドラム６の金属中空ドラム１３に外
部電源３２から正電圧（数百〜数Ｋｖ）が印加されてい
るので、誘電体ドラム６に向かって静電力を受け引き付
けられる。

【００１４】ここで制御電極１０と対向電極１１と補助
電極１２とによって形成されるイオン変調部５の電界を
制御することにより、イオン３０の向きを選択的に偏向
することができる。即ち、スイッチ２１がアース電位に
接続されている場合は、制御電極１０と対向電極１１と
の間に電界が生じないので、イオン３０は絶縁層１４上
に付着する。反対に、スイッチ２１が外部電源２０に接
続されて−５０ｖの電圧が印加されている場合は、イオ
ン３０は対向電極１１に向かう力を受けて、対向電極１
１に付着し電荷を失う。図には説明上、イオン３０が誘
電体ドラム６に付着する時のスイッチ２１の状態を示す
。この様にして、画素単位にイオン変調部５の電界を制
御することにより、誘電体ドラム６上に静電潜像を形成
することができる。ただし、本実施例では集束レンズ効
果が期待できないために、イオン変調部５と誘電体ドラ
ム６の間で電界の広がりが生じてしまい、イオン３０は
イオン変調部５で制御される時よりも広がって誘電体ド
ラム６上に付着する。そのため、１ドットの線を描くよ
うな場合には、できるだけイオンの通過部を小さくする
必要があり、逆に１ドットを抜いた画像を描くような場
合にはイオンを阻止する領域をできるだけ広げる必要が
ある。表面に静電潜像を形成した誘電体ドラム６は、図
中矢印Ｂの方向に回転し、周知の現像、転写、定着プロ
セス（図示せず）を経て記録紙に画像を形成することが
可能であり、さらにクリーニング、除電プロセス（図示
せず）を経て、画像形成を繰り返す。

【００１５】ここで、補助電極１２の働きについて、図
４、図５を用いて説明する。図４，５は、それぞれ図３
の矢印Ａの方向からイオン変調部５を見た図である。図
４は１画素の静電潜像を書き込む場合の電気力線の様子
を示す図であり、図５は１画素のみ書き込まない場合の
電気力線の様子を示す図である。同図４において、ガラ
ス基板２上に形成された制御電極１０の内、１０ａの部
分のみで静電潜像を書き込む。この場合、制御電極１０
ａはスイッチ２１ａを介してアース電位に接地され、制
御電極１０ａを囲む他の制御電極はスイッチ２１を介し
て外部電源２０に接続され−５０の電圧が印加されてい
る。補助電極１２は、外部電源２０に接続され、−５０
ｖの電圧が印加されている。セラミック基板１上に形成
された対向電極１１はアース電位に接地されている。図
中、電気力線を矢印Ｃで示している。制御電極１０ａが
対向電極１１と対向する位置においては、制御電極１０
ａと対向電極１１との間に電界が発生しないためにイオ
ン３０は、誘電体ドラムに向かって移動する（紙面の表
から裏の方向に向かって移動する）。これに対して、制
御電極１０ａを除く他の制御電極１０と、対向電極１１
とが対向する部分ではイオン３０は、電界に応じた静電
引力を受けて、対向電極１１に引き付けられ電荷を失う
。補助電極１２の部分でも同様に、電界が生じているた
めに、イオン３０は対向電極１１上で電荷を失う。即ち
、イオン３０の通過は、制御電極１０ａに対応する部分
のみ可能である。

【００１６】図５は、前述した図４の場合と反対の場合
であり、制御電極１０ａが対向電極１１と対向する部分
でイオン３０を通過させない時の電気力線の様子を示し
ている。補助電極１２には、制御電極１０ａと等しい−
５０ｖの電圧が印加されているため、制御電極１０ａの
両側にある補助電極１２が制御電極として作用し、制御
電極１０ａの幅を広げることと等価となり、イオン３０
の通過の阻止を助ける働きをしている。制御電極１０ａ
を除く他の制御電極１０と対向電極１１の間にある補助
電極１２も対向電極１１と電位差を生じ、イオン３０を
対向電極１１上に引き付けて電荷を失うことがあるが、
前述した様にイオン３０は誘電体ドラムに付着する間に
広がってしまうため、誘電体ドラム上で電荷密度のムラ
は緩和される。この場合、補助電極１２による静電潜像
への影響は、ほとんど無視してよい。

【００１７】以上図４，５を用いて、補助電極１２の働
きについて述べたが、補助電極１２は、本実施例の場合
、イオン３０をイオン変調部５で通過させるときは、イ
オン３０の通過領域を縮め、イオン３０の通過を阻止す
るときは、その阻止領域を広げることになる。イオン３
０の誘電体ドラム上に付着する特性とのマッチングを考
えれば、補助電極を用いることは有効な方法である。

【００１８】図６は、本発明の第２実施例を示す静電潜
像形成装置に用いた補助電極の接続状態を示す図である
。図６はガラス基板５２上に、制御電極５０と補助電極
５１とが３００ｄｐｉま解像度で形成されており、制御
電極５０は第１実施例と同様に、外部電源５４にスイッ
チ５３を介して接続され、独立に電圧印加可能である。 補助電極５１はアース電位に接地されている。本実施例
ではイオンの制御における補助電極５１の働きが第１実
施例と逆になっている。即ち、イオンをイオン変調部で
通過させるときは、イオンの通過領域を広げ、イオンの
通過を阻止するときは、その阻止領域を縮めることにな
る。本実施例は、例えば第１実施例の静電潜像形成装置
のイオン変調部５と誘電体ドラム６の間に、イオン流を
集束する第３電極を設けた設置に適用可能である。 この場合、静電潜像形成装置と誘電体ドラムの間に働く
集束レンズ効果がイオンに作用して、イオンはイオン変
調部で制御される領域よりも絞られて誘電体ドラム上に
付着するため、イオンの通過を助けるように補助電極の
電位を設定している。

【００１９】図７は第３実施例を示す図である。本実施
例は、第１、第２実施例とほぼ同様の構造になっている
が、補助電極５１がスイッチ５５を介して外部電源５６
と接続されている点が異なる。本実施例では、記録する
画像情報、現像条件等に応じて、補助電極５１の電位を
独立して制御することにより、画素単位で静電潜像の面
積または濃度を可変することができる。即ち、階調再現
性に優れた高画質の画像を記録することができる。尚、
外部電源５４と５６の印加電圧を等しくして外部電源を
１台にすることも可能である。

【００２０】図８は本発明の第４実施例を示す静電潜像
形成装置の斜視図である。イオン発生部７０は、タング
ステンワイヤ６０とステンレスのハウジング６１とから
構成されるコロトロンである。直径０．０５ｍｍのタン
グステンワイヤ６０に４〜７Ｋｖの高電圧を外部電源７
２より印加すると、コロナ放電が発生し、ハウジング６
１内はイオン７４で満たされる。イオン変調部７１は、
厚さ０．１ｍｍの絶縁体基板６２の片面に対向電極６５
を、他面には矩形状に形成した制御電極６３と補助電極
６４とを３００ｄｐｉの解像度で設けており、スリット
部６６を開けて制御電極６３が互いに対向する配置とな
っている。誘電体ドラム６９は、第１実施例と同様に金
属中空ドラム６８上に絶縁層６７を形成して構成されて
いる。イオン変調部７１におけるイオン７４の制御は、
対向電極６５の電位をアース電位とし、スリット部６６
を挟んで互いに対向する制御電極６３に等しい電圧を印
加し、スリット部６６に発生する電界の向きと大きさを
制御することによって行われる。ここで、補助電極６４
はアース電位に接地され、スリット部６６を通過するイ
オン７４の阻止を助ける働きをしている。

【００２１】以上、静電潜像担持体として誘電体ドラム
を用いる場合について述べてきたが、本発明の静電潜像
形成装置は、静電潜像担持体として誘電体ベルト、静電
記録紙を用いることも可能である。

【００２２】さらに本発明は、上記方式に限定されるも
のではなく、イオン発生部としてパルス放電機構を用い
る方式、空気流をイオンの搬送手段として用いる方式等
にも使用可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、イオン変調部において
、隣合う制御電極の間に補助電極を設けることにより、
制御電極によるイオンの変調をさらに微妙に調節するこ
とが可能であり、高解像度の制御電極配列であっても隣
接ドットの影響を防止して、高画質の画像を再現できる
という効果を有する。また、１ドットの画像も再現し、
逆に１ドット抜きの画像をも再現することのできる静電
潜像形成装置を実現できるという効果も有する。さらに
、画像情報と現像条件等に応じて、補助電極の印加電圧
を独立に可変することにより、画素単位にイオンの変調
が可能であり、高画質の画像を得ることができるという
効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す静電潜像形成装置の
構成を示す斜視図。

【図２】本発明の第１実施例に用いたガラス基板の詳細
を示す図。

【図３】本発明の第１実施例の静電潜像形成装置による
潜像形成の様子を示す図。

【図４】本発明の第１実施例のイオン変調部における、
１画素を書き込む場合の電気力線の様子を示す図。

【図５】本発明の第１実施例のイオン変調部における、
１画素のみ書き込まない場合の電気力線の様子を示す図
。

【図６】本発明の第２実施例を示す静電潜像形成装置に
用いた補助電極の接続状態を示す図。

【図７】本発明の第３実施例に用いた補助電極の接続状
態を示す図。

【図８】本発明の第４実施例を示す静電潜像形成装置の
構成を示す斜視図。

【符号の説明】

４、７０　　イオン発生部 ５、７１　　イオン変調部 １０、１０ａ、５０、６３　　制御電極１１、６５　　
対向電極 １２、５１、６４　　補助電極 ６、６９　　誘電体ドラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　イオン発生部と、イオン変調部とを有
   する静電潜像形成装置において、イオン変調部は１列に
   配列した独立に電圧印加可能な制御電極と、この制御電
   極と対向する位置に配置した対向電極と、前記イオン発
   生部で発生したイオンを通過させるスリット部と、補助
   電極とにより構成され、この補助電極は隣合う制御電極
   の間に配置したことを特徴とする静電潜像形成装置。