JPS5819472B2 - 静電潜像形成用ピン電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、静電記録に際し替像形成に用いられるピン電
極に関する。

静電記録法における静電潜像の形成は、大別して接触ピ
ン電極方式と非接触ピン電極方式である。

接触ピン電極方式は第１図ａに示すようにピン電極１を
潜像形成面２に面接接触させ、そのピン電極に電圧を印
加して潜像を形成する方法である。

なお３は導電性基板であって誘電体の潜像形成面２を支
持し、かつアースされる。

■はピン電極１に印加する信号電圧を示す。

非接触ピン電極方式は第１図すに示すようにピン電極１
を潜像形成面２より少し離し、電圧Ｖを印加してピン電
極を放電させ、この放電によるコロナイオンを使用して
静電潜像を形成する方法である。

前者は印加電圧が低り、シかも潜像ドツト径の拡がりが
ないという利点をもつが、潜像形成面２を損傷するとい
う欠点がアリ、潜像形成面を繰り返し使用する場合等で
は致命的な欠点となる。

後者はこのような欠点がないため、繰り返し使用、高速
記録などの場合に使用されることが多い。

しかしながら後者の方式では潜像ドツト径が拡がるとい
う欠点がある。

即ち、パッシェンの法則から明らかなようにピン電極１
と潜像形成面２との間の電位差が両者間の空隙長に対応
する放電閾値レベルに達すると放電が生じ、それより低
い電位差で放電が停止する。

従ってピン電極に加える信号電圧は該放電閾値レベルに
等しい電圧でよいが、これでは潜像の電位が充分とれず
画像コントラストが良くない。

良い画像コントラストを得るには潜像の静電コントラス
トは数１００Ｖ程度の電位差が必要である。

このためピン電極１に印加する信号電圧Ｖは放電閾値レ
ベルより数１００Ｖ程度高い電位が必要となり、この結
果放電はピン電極１の先端端面とその直下の基板部分た
けでなく、それより斜め外方に外れだかなり広範囲な領
域にわたって放電可能となり、ドツト径の拡がりが生じ
る。

まだピン電極のエツジにおいては高電界が集中し、エツ
ジ近傍では放電が起こり易くなり、これもドツト径の拡
がりに大きな影響を与える。

このように非接触ピン電極方式においては、ドツト径の
拡がりによる画像品位（解像力、印字濃度のバラツキ）
の低下がおこり、これは本方式における最も重大な欠点
として問題になっている。

本発明は上記のような画像品位の低下の原因であるドツ
ト径の拡がりを抑制することを目的とするものである。

本発明の静電潜像形成用ピン電極はピン電極の周囲を絶
縁体で包囲し、かつピン電極先端面を絶縁体表面より引
込ませて該ピン電極先端面と絶縁体表面との間に、放電
により生じた電荷の拡がりを阻止する、ピン電極と同径
の筒状空間を設けたことを特徴とするものであるが、以
下これを実施例につき詳細に説明する。

まず、ドツト径の拡がりを幾伺学的に抑制する手段につ
いて具体的に説明する。

今ここでピン電極１の直径りを６０μｍｚ１ピン電極１
の端面１ａと潜像形成面２との空隙ｇを５０μｍとする
。

このときの放電閾値電圧は約６００Ｖ程度である。

そこで、これより２００Ｖ程度高い８００ｖの電圧をピ
ン電極に印加する。

そのときの、ドツト径の拡がりＤｌ および潜像の深さ
く電位レベル）ｈは第２図ａに示す如くなる。

こ＼でＤｌ−４μへｈ＝２００Ｖである。

本発明ではこのドツト径の拡がりＤｌを小にするため、
ピン電極１に絶縁体の筒５を嵌め、ピン電極の端面１ａ
を筒５の端面５ａより下げて両者間には筒状空間６が形
成されるようにする。

この筒状空間６の長さり、は、本例では３０μｍにする
。

この場合における放電閾値電圧は８００■であり、ピン
電極１にはこの値に２００ｖを加えてＩＫＶの電圧を印
加する。

このときのドツト径の勘すおよび潜像の深さは第２図す
に示す如くなる。

こＸでＤ２−３５μｍ１ｈ＝２００Ｖである。

第２図ａの場合のドツト径の拡がりは８８μｍであるが
、本発明による第２図すの場合にはこれは７０μｍとな
り、約２０係程度抑制されたことになる。

さらに、筒状空間６つまりピン電極のイオン通路の長さ
ｈｌを長くすればするほど、このドツト径の拡がりの抑
制効果は大きくなる。

この様子をグラフにしだのが第３図である。

この図でｄはピン電極端面１ａと潜像形成面２との間隔
でありｄ−ｇ−ｈｌの関係がある。

このようにイオン通路を設けると荷電粒子流の拡がりが
制限され、また放電可能範囲も限定され、これらの結果
ドツト径の拡がりを抑制できる。

更にまたこの方法によるとピン電極のエツジ部は絶縁体
５により覆われるのでエツジ効果によるドツト径の拡が
りが完全に抑制される。

次に筒状のイオン通路の先端部に静電レンズを構成した
ピン電極について具体的に説明する。

第４図は、潜像形成面２を一様に正帯電させ、さらにピ
ン電極１に負の電圧を印加し、静電レンズに使用する電
極７をアースした場合を示す。

このような状態では等電位線が曲線８で示す如く生じ、
静電凸レンズが形成される。

ピン電極１と潜像形成面２との間の電位差が放電閾値電
圧を越えるとコロナ放電が発生し、これにより負のコロ
ナイオン９が発生する。

このコロナイオン９は捷ず静電レンズ用電極７とピン電
極１との間の電位差により加速される。

その後静電レンズ用電極７近傍よりコロナイオン９は等
電位ａ８と垂直方向の力を受ける。

そのため、図に示すようにコロナイオン９はある点（焦
点）に収束され、このようにしてドツト径の広がりを抑
制すると共にさらにドツト径を小さくすることも可能と
なる。

ピン電極１は実際には千何百本という様に多数本整夕１
ルで配設され、従って絶縁体５は各ピン電極を包む筒と
いうよりは１つの絶縁ブロックとなり、その多数の孔に
ピン電極が挿入される構造をとる。

第５図にその一例を示す。この図で１０は絶縁板であり
、多数の一列に並んだ孔１０ａを備え、この孔にピン電
極１がそれぞれ配設され、ピン電極端面１ａと絶縁板１
００表面との間には筒状空間６が形成される。

更に絶縁板１００表面には導電体膜７が蒸着、スパッタ
等により全面に被着され、これが各ピン電極に共通な静
電レンズ用電極となる。

この電極７にはアース電位を含めて正、負の適当な電圧
が印加される。

寸法例を挙げるとピン電極１の直径は前述と同様に６０
μｍ、材質はリン青銅、１ピン電極間々隔は１００μｍ
である。

管状空間６を作るにはエツチングがよく、また電極７に
は金（Ａｕ ）など導電性被膜がよい。

以上詳細に説明したように本発明によれば、ピン電極を
潜像形成体から離した電極方式をとりながら高品位の静
電潜像を形成することができ、しかもその構造は極めて
簡単である利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは接触および非接触型のピン電極方式の説
明図、第２図ａｙｂは従来例と本発明の各非接触型ピン
電極方式におけるドツトの拡がりの説明図、第３図は本
発明におけるドツトの拡がりを示すグラフ、第４図は本
発明の他の実施例を示す説明図、第５図は本発明の詳細
な説明図である。 図面で１はピン電極、５，１０は絶縁体、６は筒状空間
、７は静電レンズ形成用電極である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピン電極の周囲を絶縁体で包囲し、かつピン電極先
   端面を絶縁体表面より引込ませて該ピン電極先端面と絶
   縁体表面との間に、放電により生じた電荷の拡がりを阻
   止する、ピン電極と同径の筒状空間を設けたことを特徴
   とする静電潜像形成用ピン電極。 ２ ピン電極の周囲を絶縁体で包囲し、かつピン電極先
   端面を絶縁体表面より引込ませて該ピン電極先端面と絶
   縁体表面との間に、放電により生じた電荷の拡がりを阻
   止する、ピン電極と同径の筒状空間を設け、更に該絶縁
   体表面に静電レンズを構成する電極を設けたことを特徴
   とする静電潜像形成用ピン電極。