JPH0544036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はトナー等の現像剤で静電像を現像して
像を形成する像形成装置に関する。 従来のこの種像形成装置、としては、加熱して
現像像を転写する機構と、この転写された現像像
を定着させるための機構とが必要であり、プロセ
スが複雑になると共に、消費電力が大きくなる欠
点が有る。また、従来では寿命の短い感光体を像
形成部材として使用しなければならない。 従つて、本発明の目的は、プロセスが少なく、
かつ転写、定着のための消費電力を小さくするこ
とのできて、寿命の長い像形成装置を提供するこ
とである。 以下に添付図面を参照して実施例を説明する。 第１図は二重転写電子写真に適用した例を示
す。 第１図に示す装置において、潜像の形成及び調
食の間の期間に、或いは電子写真装置の場合像転
写と調色の間に、静電潜像を支持するために、誘
電性シリンダ７３の誘電体層７５は十分に高い抵
抗率となつている。例えば、この誘電体層７５の
抵抗率は10¹²ohmcmとなつている。また、誘電体
層７５の好ましい厚さは0.0025〜0.0075cmであ
る。更に、誘電体層７５の表面は受光部材シート
８１へのトナーの完全な転写を供給するために、
高度に耐磨耗性であつて比較的滑らかとなつてお
り、仕上げは25micro−cm rmsよりも良好であ
ることが好ましい。誘電体層７５は更に、転写ニ
ツプ中の高圧によつてもそれが著じるしく歪曲さ
れないように、高弾性率を有する。 多くの有機及び無機誘電性材料が誘電体層７５
のために適当である。例えばガラスエナメルを鋼
又はアルミニウムシリンダの表面に沈着しそして
融着することができる。ガラスエナメルの代わり
に火焔又はプラズマ噴霧高密度酸化アルミニウム
を使用することもできる。プラスチツク材料、例
えばポリアミド、ポリイミド及びその他の丈夫な
熱可塑性及び熱硬化性樹脂、もまた適している。
しかしながら、好ましい誘電体コーテイングは、
陽極酸化した酸化アルミニウムである。 誘電体層７５に形成された静電潜像をで顕像に
変換するために調色ステーシヨン７９が設けられ
ている。このステーシヨンは、任意の通常の静電
トナーを使用することができるけれども、好まし
いトナーは、1958年８月５日に発行されたJ.C.ウ
イルソン（Wilson）のアメリカ特許第2846333号
に記載されている磁気テープに導電性を与える単
一成分のものである。 調色した像は、ローラ７３と８３との間で付与
される高圧力によつて、受部材シート上に転写し
融着される。下側のローラ８３はエンジニアリン
グプラスチツクからなる外側カバー８５を外周面
に有する金属性コア８７により構成されている。
無地の紙に良く融着させるために要求される圧力
は、例えばローラの直径、使用するトナー及び紙
の表面上のコーテイングの存在等の因子により支
配される。典型的な圧力は100〜700lbs／接触の
2.5リニアcm、の範囲である。外側カバー８５の
機能は、紙のつまり又はしわの場合ニツプ中に導
入される高応力を吸収することである。外側カバ
ー８５中の応力を吸収することによつて、誘電性
コーテイングを施したローラ７３は偶発的な紙の
しわ又はつまりの間に損害を受けないであろう。
外側カバー８５は典型的には0.3〜1.25cmの範囲
の壁厚を有するナイロン又はポリエステルスリー
ブである。例えば高度に制御したウエツブ
（Web）を印刷しそれに対して紙のしわ及びつま
りが起こりそうもない場合は、このコーテイング
を使用する必要はない。 残存する紙のほこり、ローラ上に偶発的に付着
したトナー及び誘電体加圧シリンダ及びバツクア
ツプ加圧ローラから空気により運搬されたほこり
とごみを除去するために、スクレーバブレード８
９及び９１が設置されている。調色された像の実
質的にすべてが受光部材シート８１に転写される
から、スクレーバブレードは必要でないが、長期
間にわたつて信頼性のある運転を促進するに当つ
て望ましいものである。 調色した像の転写後に誘電体層７５上に残る少
量の残存静電潜像を中和するために潜像放電ステ
ーシヨン９３が設けられている。調色し、かつ調
色した潜像を無地のペーパーシートに転写する作
用は静電像の強度を、典型的には数百ボルトから
数十ボルトに減少させる。場合により、調色閾が
低すぎる場合、残存潜像が存在するとコピーシー
ト上にゴースト像ができるが、これは放電ステー
シヨン９３により消去される。そのような消去は
第２図の装置により行うことができる。第２図に
おいて、誘電体層７５を有するローラ７３を、導
電性シリンダ７７と実質的に同じ電位に維持した
オープンメツシユスクリーン９５と接触させて、
又は少し距離をとつて維持する。スクリーンをホ
ルダー９９上に装着し、そしてACコロナワイヤ
９７を典型的には0.6〜1.25cmの距離でスクリー
ンの後に配置する。例えば60ヘルツの高電圧交番
電位をワイヤ９７にかける。スクリーン９５は誘
電体表面の近くに基準接地面（reference
ground plane）を確立し、そしてACコロナワイ
ヤ９７は正及び負イオンの両方を供給する。誘電
体層７５上の静電潜像によるスクリーン９５での
局部場は、コロナワイヤ９７により誘電体層上に
発生したイオンを引きつけ、かくして残存像の大
部分を中和する。誘電体層７５の非常に大きな表
面速度において、残存電荷は再びゴースト像とな
り得る。この場合、多重（multiple）放電ステー
シヨンはさらに残存電荷を調色閾以下のレベルに
減少させる。 また、静電潜像の消去を、誘電体により分離し
た電極の間で高周波数のAC放電を使用すること
により行うことができる。 残存静電潜像は接触放電によつても消去するこ
とができる。誘電体の表面は、誘電体層７５の表
面から、例えば重負荷金属スクレーパブレードに
より残存電荷を効果的に除去するために、接地し
た導体又は接地した半導体と密接な接触を維持し
なければならない。電荷はまた、押しつけて誘導
体表面と密接に接触させた半導体ローラにより除
去することができる。第３図は、誘電体層７５と
回転接触している半導体ローラ９８の部分断面図
を示す。ローラ９８はエラストマー外側表面を有
することが有利である。 第１図中符号７１で示す。誘電体層７５に静電
像を形成するための静電像形成手段を以下に具体
的に説明する。 この静電像形成手段７１はイオン発生器及び抽
出器により構成されており、基本的には固体誘電
体部材により分離された１対の電極を含むが、第
３の電極を加えると種々の利点がある。 第４図は１対の電極を備えた場合を示し、交流
電源１０３を使用して固体誘電体１０１を各々の
導電性電極（励起電極並びに制御電極）１０２−
１及び１０２−２の間に空隙破壊を生じさせるイ
オン発生器１００を表わす。空隙１０４−ａ及び
１０４−ｂにおける縁部電場Ea及びEbが空気の
破壊電場よりも大きい時に、電気的放電が起こ
り、その結果電極端部に隣接する領域１０１−ａ
及び１０１−ｂにおいて誘電体１０１の充電が起
こる。電源１０３の交番電位の反転のときに、破
壊領域１０１−ａ及び１０１−ｂにおける電荷の
極性がかわる。従つて、第３図の発生器１００は
電源１０３によりの印加された交番電位のサイク
ル毎に２回空隙破壊を生じさせ、かくして極性の
交番するイオン供給を発生させる。 第４図の発生器１００に従つて生じるイオンの
抽出は第５図に示す発生器−抽出器１１０により
例示される。この例の発生器１１０Ａは導電性電
極（励起電極並びに制御電極）１１２−１及び１
１２−２の間に固体誘電体１１１が介在されてい
る。励起電極１１２−１近くでの空隙破壊を防止
するために、この電極１１２−１は絶縁材１１３
により被覆されている。交流電源１１４Ａにより
交番電位を導電性電極１１２−１及び１１２−２
間にかける。更に、制御電極１１２−２はイオン
源を与えるために誘電体１１１の領域１１１−ｒ
の所で、望ましい空隙破壊が起こる穴１１２−ｈ
を有する。 穴１１２−ｈ中に形成されるイオンを、直流電
源１１４−Ｂにより印加される直流電位により電
極１１２−２と、接地した補助電極１１２−３と
の間に外部電場を与えて抽出することができる。
第５図におけるイオン源により充電される例示の
絶縁表面は、薄い誘電体層１１５−ｄでコーテイ
ングした導電性ベース１１５−ｐから成る誘電性
（電子写真）紙１１５である。 スイツチ１１６を位置ｘに切り換え図示のよう
に、電源１１４Ａの一方の端子を接地すると、制
御電極１１２−２もまた接地電位となり、イオン
発生器１１０Ａと誘電性紙１１５の間の領域に外
部場は存在しない。しかしながら、スイツチ１１
６を位置ｙに切り換えると、直流電源１１４Ｂの
電位が制御電極１１２−２にかかり、イオン発生
器１１０−Ａと誘電体紙１１５の背面との間に電
場を生じさせる。この結果、空隙破壊領域からイ
オンが抽出され、誘電体層１１５−ｄの表面に充
電される。 多くの物質を誘電体層１１１に使用することが
できる。可能な選択は酸化アルミニウム、ガラス
エナメル、セラミツクス、プラスチツクフイルム
及び雲母等である。酸化アルミニウム、ガラスエ
ナメル及びセラミツクスは、励起用の交流電源１
１４Ａを高圧のものにしなくても済むように、充
分に薄い層（すなわち、約１ミル）を製造するに
当つて困難を生じさせる。ポリイミド、例えばカ
プトン（Kapton）（商品名）、及びナイロンを含
むプラスチツクフイルムは、穴１１２−ｈにおけ
る空隙破壊過程の化学的副生成物（とくにオゾン
及び硝酸）にさらされる結果劣化する傾向があ
る。雲母はこれらの欠点を有しないので、従つて
誘電体１１１のための好ましい材料である。マス
コバイト雲母（Muscovite mica）、H₂KAl₃
（SiO₄）₃がとくに好ましい。 本発明の装置において、第６図に示すマトリツ
クスイオン発生器１３０を使用することができ
る。この発生器１３０は、誘電体シート１３１
と、このシート１３１の一方の側に設けられ、孔
１３５が形成された１組の空隙破壊電極１３２−
１ないし１３２−４よりなるフインガー電極（励
起電極）と、他方の側に設けられた、１組のセレ
クタバー１３３−１ないし１３３−４よりなる分
離セレクタ（制御電極）とを有する。各空隙破壊
電極の前記孔は、フインガー電極１３２に対応す
るようにして配置されている。 所定のセレクタバーと地面との間に交流電圧を
印加すると、そのセレクタバーとフインガー電極
の交叉する所の孔の中でイオンが発生する。セレ
クタバーに高交流電圧を印加し、かつそのフイン
ガー電極と充電すべき誘電体表面の対向電極の間
に直流電圧を印加することにより、イオンをこの
孔から抽出することができる。例えば、セレタク
バー１３３−３と地面の間に高周波電圧を印加
し、同時に空隙破壊電極１３２−２と誘電体受光
部部材の対向電極の間に直流電圧を印加すること
によつて、マトリツクスロケーシヨン１３５₂₃が
印刷される。この場合、選択しない空隙破壊電極
並びに誘電体部材の対向電極は接地電位に維持さ
れている。この方法でドツトマトリツクス列
（array）を多重化することにより、必要な電圧
発生器（drivers）の数が著しく減少される。例
えば、200ドツト／インチのドツトマトリツクス
分解能で8″幅の区域を横切つてドツトマトリツク
ス列を印刷することを望む場合、もし多重化を使
用しないならば、1600の発生器が必要であろう。
例えば20の交番周波数発生フインガーを用いて第
１２図の列を使用することにより、わずか80フイ
ンガー電極が必要だけであり、発生器の全数は
1600から100に減少する。 孔１３５と関連しない領域においてフインガー
電極から誘電体シート１３１への空隙破壊を防止
するために、フインガー電極の端部を絶縁材料で
コーテイングすることが望ましい。フインガー電
極の回りの不必要な空隙破壊の発生は、これらの
電極を包むことによつて防止できる。 この型のマトリツクスイオン発生器を構成しか
つ運転するに当つては、種々のマトリツクス交差
点で発生するイオン流は実質的に均一なレベルに
維持することが望ましい。誘電体シート１３１が
より厚い孔１３５ではより低いイオン流が生じる
ので、誘電体シート１３１の厚さの変化はイオン
流出力においてそれに釣り合う変化を生じさせ
る。雲母が極めて均一な厚さの面に沿つて剥離す
る自然な傾向を有することは雲母のとくに有利な
性質であり、そのため雲母は第６図に例示したマ
トリツクスイオン発生器にとくに適したものとな
る。この点で誘電体シート１３１の厚さの均一性
はその厚さの実際の値よりもはるかに重要であ
る。 本発明は第７図に示したモジユール１４０の形
状寸法を用いて電荷の長方形の区域を形成させる
のに使用することができる。この装置で、充電電
極１４２−１及び１４２−２は誘電体部材１４１
により電極１４２−３から分離され、電極１４２
−３は絶縁材１４５により覆われている。電極１
４２−１と１４２−２の間の領域は、高周波数交
流電圧を電極１４２−１及び１４２−２と電極１
４２−３との間にかける時に、空隙放電を形成す
るスロツトとなる。第７図の充電列は、無地の紙
の複写機で、そのような複写器に普通見られるコ
ロナを置き換えるために、使用することができ
る。 第８図は、絶縁表面を充電又は放電するのに使
用するための、本発明の装置に適用できるイオン
発生器１６０の変形例を図示している。第８図に
おいては、第７図のスロツト付電極１４２−１及
び１４２−２に代えて、長手方向要素１６２−ａ
と横方向要素１６２−ｂを有するオープンメツシ
ユスクリーン（制御電極）１６２−２が用いられ
ている。励起電極１６２−１と制御電極１６２−
２とは誘電体シート１６１によつて分離され、そ
して空隙破壊電圧は交流電源１６３によつて与え
られる。 一般的にいつて、電極電圧と例えば紙であるイ
オン受け表面の電圧との関係は、第５図乃至第７
図に示す型の充電システムに対しては、典型的に
は第９図に図示する通りになる。電極電圧は、孔
が形成された電極と、充電すべき誘電体表面の対
向電極との間に印加される直流電圧である。紙電
圧は、例えば誘電体（電子写真）紙である充電さ
れた誘電体部材の静電潜像電位である。 本発明のイオン発生システムの前記使用例はそ
の広い応用性を説明する。一般に、任意の現在の
システムのコロナ線又は点は本発明の装置により
代替することができる。説明された用途に加え
て、本発明の方法及び装置は、静電分離及びコー
テイングに関する用途の如き説明されていない多
数の他の用途に使用することができる。 実施例 前記の説明は本発明の一般原理及び特徴を説明
する。下記の特定の且つ非制限性実施例は本発明
の特定の応用を説明する。 実施例 １ １ミルステンレス鋼の箔を１ミルムスコバイト
（muscovite）雲母の両側にラミネートする。ス
テンレス箔をレジストで被覆し、そして直径約
0.015cmのフインガーにおける穴又は孔を有する
第１２図に示されたパターンと同様なパターンで
フオトエツチングする。これは第５図に従う誘導
体紙上にドツドマトリツクス文字静電潜像を発生
せしめるべく使用し得る荷電ヘツドを与える。孔
が形成されたフインガー電極上の400ボルトの負
電圧及びフインガー電極及び対向電極間に加えら
れた500キロヘルツの周波数にピークを有する２
キロボルトの交流電位が同時に存在する時にのみ
荷電は起こる。印刷ヘツド組立体及び電子写真シ
ートの誘電性表面間には0.020cmの間隙が保持さ
れる。印刷パルスの期間は20マイクロ秒である。
これらの条件下に約300ボルトの静電潜像が誘電
体シート上に生成されることが見出される。この
像はこの後調色され且つ融着されて緻密なドツト
マトリツクス文字像を与える。荷電ヘツドから
0.020cm間隔を置いて配置された電極により集め
られた、この荷電ヘツドから抽出されたイオン電
流は１平方センチメートルにつき１ミリアンペア
であることが見出される。荷電ヘツドは約2000時
間の寿命を持つ。 実施例 ２ ムスコバイト雲母ではなくてポリイミド誘導体
を使用して実施例１を繰り返す。前記の通り、１
ミルステンレス鋼箔を１ミル厚さカプトン
（Kapton^R）ボリイミドフイルムにラミネートす
る。1.5キロボルトピークの印加された高周波電
位において実施例−１の結果と同じ結果が得られ
る。 荷電ヘツドは約50時間の寿命をもたらす。 実施例 ３ 印加されたイオン抽出電位に比例して単位時間
当り荷電ヘツドから多数のイオンを抽出すること
により連続した調色像を得るため本発明を適用す
る。これは、誘導体表面上の見かけの表面電位が
イオン発生電極と誘電体対向電極との間の電位差
の関数としてプロツトされている第９図に示され
ている。イオン発生電極誘電体表面間隙は0.015
cmであり、荷電時間は50マイクロ秒である。 Ｂ ３電極の態様 第６図に示されたマトリツクス像イオン発生器
１３０を静電印刷装置中に有利に組み込む。しか
しながら、第５図に示されたイオン発生器及び抽
出器１１０を誘電体表面上に静電像を形成するた
め及びかかる像を放電するために使用することが
できる。故に、第５図を更に参照すると、スイツ
チ１１６をｙにおいて閉じると電極１１２−２は
正電位V₁に保持され、より小さい大きさV₂の正
の静電潜像が表面１１５−ｄ上に形成される。し
かしながら、スイツチ１１６が位置ｘにあり、先
に形成された静電潜像が孔１１２−ｈの下にある
ならば、発生器１１０Ａは消去ユニツトとして挙
動する。この現象は第１０図の２００において第
６図のドツトマトリツクス印刷態様に関連して更
に説明する。時間t₁において、マトリツクスイオ
ン発生器１３０（第６図）上の所定の孔１８５₂₃
は電極１３２−２上に負電位を形成する直流パル
スによりエネルギーを与えられ、一方、高周波電
位がセレクタバー１３２−３に印加される。これ
は、バツキング電極２０２を有する誘電体表面２
０１上の領域２０３及び２０４を占める極性が負
の静電ドツト像の形成を引き起こす。もつと後の
時間t₂において、孔１３５₂₃は領域２０４及び２
０５上にあり、セレタクバー１３３−３は更にエ
ネルギーを与えられるが、しかし、荷電は所望さ
れないので負のパルスはフインガー電極１３２−
２には印加されない。しかしながら領域２０４に
おける負の静電像の存在は孔１３５₂₃から正のイ
オンを引きつけ、この領域に先に形成された像を
消去する。前記した二つの電極構造体に第三の電
極を加えるとこの問題が緩和され、そしてこの種
のイオン発生器により形成された静電像の寸法及
び形状を制御するという意味での付加的利益をも
たらすことが見出された。この三電極の態様に従
うイオン発生器２１０は第１１図の断面図に示さ
れている。イオン発生器２１０は固体誘電体層２
１３により分離された励起電極２１１及び制御電
極２１５を含む。交流電源２１２は孔２１４にお
ける空隙破壊を与えるために使用される。 第３のスクリーン電極２１９が第二の誘電体層
２１７によつて制御電極から分離されている。３
電極に対して採用された用語は真空管理論に対す
る類似性を引き出す。用語“励起”電極及び“制
御”電極は基本的な二つの電極態様において相当
する電極に有効に拡張することができる。第２の
誘電体層２１７は、有利には制御電極の孔２１４
より実質的に大きい孔２１６を有する。これは壁
帯電効果（wall charging effects）を回避する
のに必要である。スクリーン電極２１９は少なく
とも部分的に孔２１４の下に位置した孔２１８を
含む。電子写真マトリツクス印刷機においては、
たとえば、励起電極及び制御電極はセレタクバー
及び第６図のフインガー電極であることができ、
そしてスクリーン電極は制御電極のパターンに合
う孔を有する追加のフインガー電極又はその開口
がすべての印刷孔に隣接しているところの連続的
な多孔金属板もしくは他の部材から成ることがで
きる。スクリーン電極の後者の態様は、たとえば
目の粗いメツシユのスクリーン（open mesh
screen）の形態をとることができる。 電子写真マトリツクス印刷における上記イオン
発生器の適用は第１２図に示されている。第１２
図は、誘電体層２２１でコーテイングされ且つ接
地した補助電極２２５によりバツキングされた導
電性ベースから成る誘電体紙２２０と共に使用さ
れた第２１図のイオン発生器２１０を示す。スイ
ツチ２２２が位置Ｙにて閉じるとき、誘電体層２
１３を横切る交流電位、制御電極２１５上の負電
位V_C及びスクリーン電極２１９上の負電位V_Sが
同時に存在する。孔２１４の負イオンは、２電極
態様における如く、それらが誘電体表面２２１上
に静電潜像を形成することを引き起こすところの
加速電界を受ける。V_Sが絶対値においてV_eより
小さいように選ばれるスクリーン電極２１９上の
負電位V_Sの存在は負電位V_i（絶対値においてV_Cよ
り小さい）を有するであろう像の形成を妨げな
い。 位置Ｘにおけるスイツチ２２２及び部分的に孔
２１４の下の負電位V_iの先に形成された静電像に
よつて、スクリーン電極２１９の不存在下に像の
部分的消去が起こるであろう。しかしながら、ス
クリーン電位V_SはV_Sが絶対値においてV_iより大
きいように選ばれ、従つて、電極２１９の存在は
孔２１４から誘電体表面２２１への正のイオンの
通過を妨げる。 本発明に係わるイオン発生器中にスクリーン電
極２１９が含まれると、上記した条件下での像放
電の防止を越える利点を与える。スクリーン電極
はマトリツクス像形成を制御するために単独で又
は制御電極と一緒に使用することができる。V_S
＝０では、上記放電現象により潜像は生成しな
い。故に、本発明に従う装置において３水準マト
リツクス像制御が可能である。 スクリーン電極２１９は像寸法に対して予期さ
れない制御を与える。本発明に従いフインガース
クリーン電極が上に置かれている第６図に示され
たドツトマトリツクス印刷形状を使用すると、像
寸法はスクリーン孔２１８の寸法を変えることに
より制御され得る。更にスクリーン電位２２６以
外のすべての変数を一定ならしめて、かかる形状
を使用して、より大きなスクリーン電位はより小
さいドツト直径を生成することが見出された。こ
の技術は精巧でしつくりした像の形成に使用する
ことができる。V_S及びV_Cの正しい選択により、
一定のドツト像直径を保持しながらイオン発生器
２１０及び誘電体表面２２１間の距離の増加を可
能となる。これはV_S及びV_C間の電位差を一定に
保持しながらV_Sの絶対値を増加されることによ
り達成される。 像形状はマトリツクス電子写真印刷機における
所定のスクリーン電極上張り（over lag）を使用
することにより制御することができる。スクリー
ン孔２１８は、たとえば、対応する丸い又は四角
形の制御孔２１４よりも大きくない完全に形成さ
れた文字の形状を取ることができる。 第１２図の電子写真印刷装置を制御するために
使用される電子的配線図は第１３図の回路図に示
された如く、該システムをバイアスさせることを
可能ならしめる。要素２３１はパルス発生器であ
る。制御パルスの大きさは適当なバイアス電位を
選ぶことによつて所望のV_C及びV_Sを発生せしめ
るべく変えることができる。たとえば、下記の組
合せはすべてV_S＝−700ボルト、V_C＝−800ボル
トを発生せしめる。 １ Ｖバイアス＝−600ボルト；ΔV_S＝−100ボル
ト；ΔV_C＝−200ボルト ２ Ｖバイアス＝−500ボルト；ΔV_S＝−200ボル
ト；ΔV_C＝−300ボルト ３ Ｖバイアス＝−400ボルト；ΔV_S＝−300ボル
ト；ΔV_C＝−400ボルト ４ Ｖバイアス＝−300ボルト；ΔV_S＝−400ボル
ト；ΔV_C＝−500ボルト ５ Ｖバイアス＝−200ボルト；ΔV_S＝−500ボル
ト；ΔV_C＝−600ボルト 上記の利点は下記の非限定性実施例に関して更
に説明される； 実施例 ４ １ミルのステンレス鋼箔を１ミルのムスコバイ
ト雲母のシートの両側にラミネートする。箔をレ
ジストでコーテイングし、そして直径約0.015cm
の穴又は孔を有する第６図に示されたパターンと
同様なパターンでフオトエツチングする。厚さ
0.015cmの第２図の雲母層を第１１図に従つて上
記箔に結合させる。該フインガーのパターンと同
じパターンにおける直径0.0375cmの孔を有するス
クリーン電極を１ミルのステンレス鋼からフオト
エツチングし、そして該フインガー及びスクリー
ン孔を同心状にして第２の雲母層に結合せしめ
る。この構造は、V_C−500ボルト、V_S−400ボル
ト及び500キロヘルツの周波数で１キロボルトピ
ークの交流電位２１２を用いて、第１２図に示さ
れた如き、誘電体紙上に静電潜像を与えるのに使
用される荷電ヘツドを備えている。印刷ヘツド組
立体及び誘電体表面２２１間には0.015cmの間隙
が保持されている。V_C持続時間20マイクロ秒の
印刷パルスの形態をとる。これらの条件下に、約
−300ボルトのドツトの形態の潜像が誘電体シー
ト上に生成されている。次いでこの像を調色し、
融着して緻密なドツトマトリツクス文字像を得
る。ヘツドから0.015cm離れた電極により集めら
れた、放電ヘツドから抽出されたイオン電流は１
平方センチメートルにつき0.5ミリアンペアであ
ることが見出される。しかしながらスクリーン電
極２１９を省いても、制御電極下の静電像は印刷
パルスが印加されなければ消去されるであろう。 実施例 ５ 実施例−４の電子写真印刷装置をスクリーン
孔２１８の種々の直径に関して試験し、得られる
静電ドツト像の寸法を測定した。下記の結果は代
表的なものである。 スクリーン孔直径（cm） ドツト像直径
（cm） 0.038 0.038 0.025 0.030 0.020 0.025 一般に、スクリーン孔の寸法の減少は、像充電
において何らの妥協をすることなく、潜像寸法の
相当する減少を引き起こすことが見出された。 実施例 ６ 実施例−４の電子写真印刷装置を種々のスクリ
ーン電位、V_Sにより試験し、得られる静電ドツ
トの寸法を測定した。下記の結果は代表的なもの
である。 スクリーン電位（ボルト） ドツト像直径
（cm） −300 0.055 −400 0.043 −500 0.030 −600 0.020 一般に、スクリーン上の電位を増加させること
により像充電において何らの妥協をすることな
く、潜像寸法を減少せしめることが見出された。 実施例 ７ 実施例−４の電子写真印刷装置を、印刷ヘツド
組立体と誘電体表面２２１との間の種々の間隙を
使用して試験した。スクリーン電位、V_S、を変
え、V_SとV_Cとの間の電位差を一定に保持するこ
とによつて、得られる静電ドツト像の寸法を一定
に保持した。下記の結果は代表的なものである：

【表】 一般に、印刷ヘツド組立体から誘電体表面まで
の間隙を増加させて、スクリーン電位V_Sを増加
させると像充電において何らの妥協をすることな
く一定のドツト像直径が得られることが見出され
た。 実施例 ８ 実施例１の電子写真印刷機をスクリーンが穴の
代わりにスロツトの形態にある孔４８を有するよ
うに修正した。得られる調色された静電潜像は形
状が長円形であつた。 Ｖ 陽極酸化アルミニウム部材の含浸 前記した如く、像ローラ２５の表面２７（第１
図の電子写真システムにおいて）及び像ローラ７
３の表面７５（第１図の静電印刷システムにおい
て）として或る基準を満足する誘電体材料を使用
することが好ましい。これらの基準には、高い抵
抗率、高い耐磨耗性、平滑な仕上げ及び高い弾性
率が包含される。好ましい材料は下記の方法によ
り含浸された、陽極酸化アルミニウム酸化物であ
る。 陽極酸化されたアルミニウム構造物の酸化物層
からの吸収された水の除去は、加熱、真空又はデ
シケータ中での該材料の貯蔵の何れかを使用して
実現され得る。三つの方法はすべて有効であるけ
れども、最良の結果は真空中、たとえば真空オー
ブン中で加熱することにより実現される。或いは
処理されるべき物品を乾燥剤を含有する乾燥箱中
に数時間貯蔵することができる。含浸に先立ち該
酸化物の熱処理を150℃より低い温度、好ましく
は100℃を越えない温度で行なうのが好ましい。
より高い温度では、このアルミニウム基材の高い
熱膨張係数の故に該酸化物の幾分かの亀裂が生じ
る。 酸化物コーテイングから吸収された水を除去し
た後、それを有機樹脂で含浸することができる。
しかしながら、溶媒コーテイングの使用は細孔中
に残留溶媒を残すので完全に固体の系を使用する
ことが好ましい。かくして、硬質の固体コーテイ
ングを与えるように架橋され得る液体樹脂は特に
有利な材料である。かかる樹脂は熱による架橋又
は放射線架橋の何れかにより硬化させることがで
きる。該樹脂が硬化後に低い収縮率及び低い水分
吸収率を有することも又望ましい。有機樹脂を合
理的期間内に多孔性構造中に拡散させることを可
能とするために、500センチポワズより低い粘度
を有する液体架橋系を使用するのが有利である。 これらの前記技術は、静電像形成に使用するた
めの含浸された酸化物を有する固体アルミニウム
円筒の加工に使用することができる。かかるシス
テムにおいては、次いで静電電荷はたとえば米国
特許第3662395号に開示された如くして調色され、
そして調色された像は普通紙に転写される。その
特許の表２はテフロンで密封された多孔性酸化ア
ルミニウム表面は低い破壊電圧及び低い細孔絶縁
抵抗及びコーテイング硬さにより静電像形成のた
めに満足すべきものではないことを示している。 静電電荷を支持することができる絶縁性フイル
ムでコーテイングされたドラムが米国特許第
3907560号に開示されている。誘電体表面はバリ
ヤ層酸化アルミニウムフイルムである。というの
は多孔性の陽極酸化された酸化アルミニウム層は
誘電体としてよりもむしろ導体として機能するこ
とが述べられているからである。バリヤ層陽極酸
化アルミニウムフイルムは良好な絶縁体であるけ
れども、非多孔性であると、バリヤ層フイルムの
最大厚さは1/2〜１ミクロンの範囲に制限される。
この厚さでは、該層が支持する最大電圧は制限さ
れ、そして表面は慣用の意味において硬質ではな
い。というのは局在化した歪がアルミニウム基材
のその後における変形に伴ないこの薄いフイルム
を通つて伝播されるからである。 薄いバリヤフイルムの限界は複式陽極酸化アル
ミニウムコーテイングの使用によつて米国特許第
3937571号及び第3940270号において克服される。
このコーテイングはアルミニウム表面を電解酸化
し、然る後バリヤ酸化アルミニウム層を生成する
条件下に電解酸化を続けることにより製造され
る。これは陽極酸化された層を加工することの複
雑性を増加させるのみならず、制限的厚さは約20
ミクロンであり、酸化物層が充電され得る表面電
位は最大620ボルトである。 従来技術と対照的に、本発明は100ミクロンと
いう大きい厚さを有し且つ数千ボルトを支持でき
る酸化物フイルムを製作するための簡単で信頼性
のある技術を提供する。本発明の利点は下記の非
限定的実施例から更に明らかとなるであろう。 従来技術の実施例 アルミニウム合金7075−T6から製作されたシ
リンダをウエルニク（Wernick）及びピナー
（Pinner）の教示に従つて硫酸中で硬質コート陽
極酸化した。陽極層の最終厚さは60ミクロンであ
つた。陽極酸化されたシリンダを下記表の式１
に従つて紫外硬化性樹脂系で噴霧した。この低粘
度液は１分の期間内に細孔を含浸するように思わ
れた。数分後、シリンダの表面から過剰の液をき
れいにふきとり、含浸したシリンダを中圧水銀ア
ーク灯からの照射に露光することにより硬化させ
た。照射硬化後、シリンダを600グリツト研摩紙
で磨き、３もしくは４ミクロンの酸化物は除去し
て10ミクロインチ仕上げとした。試験リグを使用
してアルミニウム酸化物層の表面上に静電電荷を
発生させた。コロナイオン源を使用して表面を充
電し、そしてフイードバツク電位計を使用して表
面電位を測定した。使用した最も高い荷電水準に
おいては、数ボルトにしか過ぎない電圧が表面上
に明白に認められた。この電位は１秒程度でゼロ
に減衰した。この層の絶縁耐力は酸化アルミニウ
ムの表面上に1.25cmの曲率半径を有する軽い重量
の電気的コンタクトを置きそしてこの電極とアル
ミニウム基材との間に印加された電位を高い電流
が該層を通つて引き出されるまで徐々に増加させ
ることにより決定された。直流及び交流の両方を
使用しそして多数の位置における破壊電位を決定
して、破壊電圧は900〜1200ボルトの範囲である
ことが決定された。 かくして、この従来技術の実施例により達成さ
れた荷電水準及び絶縁耐力の両方とも不満足なも
のであつた。 従来技術にまさる本発明の利点を説明する下記
実施例を以下の表の形態で示す。

【表】 熱

【表】

【表】 アルミニウムの加熱を含む表１のすべての実施
例において、含浸は未だ暖かい（40〜55℃）アル
ミニウムを使用して行なつた。真空オーブン処理
した試料を真空中に保持しながら処理温度に冷却
せしめた。 有機樹脂による真空含浸は試みなかつたけれど
も、真空オーブン中での加熱に続いて陽極コーテ
イングの真空含浸は本発明の方法を使用する上記
実施例により示された優秀な電気的特性を与える
であろうことは明らかである。 本発明の種々の観点を述べてきたが、前記詳細
な説明は説明のためであること、及び部分的な種
種の変更、及び図示され、説明された構成部分の
均等置換が特許請求の範囲に記載された本発明の
精神及び範囲を逸脱することなしになされ得るこ
とは理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の基本的な具体例の好
適例に従う電子写真装置としての像形成装置の全
体の簡略図。 第２図は、第１図に示す像形成装
置に使用される静電電荷消去ユニツトを示す部分
断面図。第３図は、静電消去ユニツトの変形例を
示す部分断面図。第４図は、本発明に従う装置に
使用される像形成イオン発生器の簡略断面図。第
５図は、本発明に従うイオン発生器及び抽出器の
簡略断面図。第６図は、静電ドツトマトリツクス
印刷のためのマトリツクスイオン発生器の平面
図。本発明の変形例に従う受光部材組立体を用い
た電荷転写部材を断面で示す斜面図。第７図は、
本発明に従うイオン発生器の物理的形態を示す部
分斜面図。第８図は、本発明に従うイオン源の変
形例を示す断面図。第９図は、本発明のイオン発
生方法における電極電圧と紙電圧との関係を示す
線図。第１０図は、第６図のマトリツクスイオン
発生器によつて生成された、導電体でバツキング
された誘電体部材上の調色された電子写真像を示
す斜面図。第１１図は、本発明の変形具体例に従
うイオン発生器の簡略断面図。第１２図は、第１
１図の具体例を用いたイオン発生器及び抽出器の
簡略断面図。第１３図は、第１２図のイオン発生
器及び抽出器に用いられる回路の変形例を示す簡
略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体表面層とその背面に設けられた対向電
   極とを有する像形成部材と、 該像形成部材上に静電像を形成する静電像形成
   手段と、 前記像形成部材上に形成された静電像を現像す
   る手段と、 前記像形成部材上に形成された現像像を圧力下
   で像受容部材上に転写する圧力転写手段とを具備
   する像形成装置において、 前記静電像形成手段が、固体誘電体部材によつ
   て分離された励起電極と制御電極との間に交番電
   位を加えて該制御電極の端面と前記固体誘電体部
   材との接合部により形成される空気領域内にイオ
   ンを生成する手段と、該制御電極と前記対向電極
   との間に直流電圧Vcを印加して前記空気領域か
   らイオンを抽出し前記像形成部材上に静電像を形
   成する手段とを有することを特徴とする像形成装
   置。 ２ 前記像形成部材が、回転可能な像形成ドラム
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の像形成装置。 ３ 前記像形成部材上の残留トナーを除去するた
   めのスクレーパブレードと、該像形成部材上の残
   留電荷を除去するための除電手段を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の像形成装
   置。 ４ 誘電体表面層とその背面に設けられた対向電
   極とを有する像形成部材と、 該像形成部材上に静電像を形成する静電像形成
   手段と、 前記像形成部材上に形成された静電像を現像す
   る手段と、 前記像形成部材上に形成された現像像を圧力下
   で像受容部材上に転写する圧力転写手段とを具備
   する像形成装置において、 前記静電像形成手段が、固体誘電体部材によつ
   て分離された励起電極と制御電極との間に交番電
   位を加えて該制御電極の端面と前記固体誘電体部
   材との接合部により形成される空気領域内にイオ
   ンを生成する手段と、該制御電極と前記対向電極
   との間に直流電圧Vcを印加して前記空気領域か
   らイオンを抽出する手段と、該制御電極と前記像
   形成部材との間に配置されている孔を有するスク
   リーン電極と該対向電極との間に直流電圧Vsを
   印加して前記イオンの抽出を制御して前記像形成
   部材上に静電像を形成する手段とを有することを
   特徴とする像形成装置。