JPS63501555A - 静電画像装置 - 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】 静電画像装置 鼾立は 本発明は静電画像装置に関し、より詳細にはイオン射出技術を用いた印刷装置に 関する。

静電画像を形成するためにいろいろな方法でイオンを発生させることができる． 一般的な方法として例えば、エアギャップブレイクダウン、コロナ放電及び火花 放電を使用する。

イオン射出式の印刷技術の成功した例が、　それぞれ本願出願人に譲渡された米 国特許第４，１５５，０９３号、第４、１６０，２５７号及び第４，４０９，６ ０４号に開示されている．これら従来技術の特許には，固体誘電部材により分離 された一つの電極を組み込んだ各種のイオン発生装置が開示されている。２つの 電極間に経時的に変化する高電圧の電位差が生じるために、電極のうちの一つ（ 「制御」電極）と固体誘電部材の近傍のエア領域にイオン溜りが形成される。離 隔した誘電性のある表面に静電画像を形成するためにイオン溜りからイオンを注 出することができるが。

通常これは電極の一方と画像表面に対する背後電極との間にできるＤＣ注出電位 （ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）によって行なわれる．米国特許 第４，１５５，０９３号の装置によれば、制御電極は縁部表面を有しており，こ の表面は固体誘電部材と接合を形成し、部分的もしくは完全にエア領域を画成す る。米国特許第４，１６０，２５７号の装置においては、上記米国特許第４，１ ５５，０９３号の装置が「スクリーン」電極という付加物を含めることで修正さ れており、この電極は誘電スペーサ層によって制御電極がら離れており、例えば 一体的構造物に組み込まれている。スクリーン電極は、制御電極からのイオン流 を調整、すなわち変調させるために開口を有しており、静電レンズ運動（ｌｅｎ ｓｉｎｇａｃｔｉｏｎ）を呈する。米国特許第４，４０９，６０４号の装置は、 例えばグラス被覆針金等の誘電外装体を有する長尺の導電体を用いてイオンを発 生させる．この導電体は、外装された導電体と接触するかごくわずが離れて交差 するように配置されている。横方向の導電体は、外装された導電体の交差領域に おいて発生されるイオンを有する制御電極として機能する。　この特許は更に、 米国特許第４、１６０，２５７号の装置に類似しており、一体構造物の一部とし てスクリーン電極を組み込むことができることも開示している。

上述の画像装置は全て、自己制御式放電によるイオン発生原理を採用しており、 ここでは、経時変化する電位が固体誘電部材の表面部分を帯電させ、大気放電を おこなわせて『開始電位（ｉｎｃｅｐｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）Ｊ　を達 成する．この特性のため、動作上多くの有利な点が生じる。

例えば、信頼性の高い出方電圧が、例えばコロナイオン源とし従来の装置から得 られる出力電圧よりも通常高いのである。このような装置はまた寿命も長いので ある。

しかしながら、このような装置につきものの動作上の不利な点がある。これらの 装置は単一構造であるためその製造と試験が複雑である。更に、いろいろな成分 が接近して配置されているので、ホコリ、イオン発生時の化学的副生産物および 他の汚染物等によってトラブルを起こしやすい。

従来よく用いられている特殊な設計の静電画像装置は、コロナから離隔した誘電 性画像表面へとイオンを注出するために電場を加速させるための手段と組み合わ せたコロナイオン源を用いている１通常、これは、コロナ電極と画像表面に対す る背後電極との間に直流電位差を与えることで実現される。あらかじめ選択され た高品位の画像をうるために、コロナイオン源と画像レセプタ表面との間に配置 される開口を備えたマスクを用いてイオン流は変調される１代表的な特許は以下 の通り。米国特許第３．６８９，９３５号；第３，７４２，５１６号；第３，９ ６１，５７４号；第３．９６２，９６９号；第３，９８０，４７４号；第３，９ ８６，１８９号；第４．０１６，８１３号；　第４，０２２，５２８号および第 ４，３３８，６１４号である。この種の装置は、上述の方法で形成される潜在静 電画像を連続的に調整するか、インクミストや他の可視媒体の流れを制御する装 置を用いるかして可視画像を形成するために使用される。イオン源としてのコロ ナ放電に対する信頼性の問題のため、これらの装置はコロナ装置の制限を余儀な くされている。これらの制限というのは、イオン電流であり、典型的には１セン チメートル当たり１０マイクロアンペアのオーダの最大放電電流である。更に、 コロナには保守上の問題点もある。コロナの針金は、小さくて細いので破損しゃ すい。高い分離電位がかかるために、チリやホコリを集めやすく、またしばしば 清掃をしたり、取り替えたりしくなではならない。

従って１本発明の第１の目的は、改良した静電画像ヘッドを提供することである 。これに関連した目的は、このような装置の設計にあたってイオン射出画像技術 を用いることである。

考え方の基本は、実現可能なイオン出方電圧の大きさである。これに関連した目 的は、高速の動作速度を得ることである。

本発明の他の目的は、この種の装置の製造および保守点検を容易にすることであ る。

本発明の別の目的は、延長され、比較的保守点検作業のいらない動作ができる印 刷ヘッドを設計することである。このような装置においては、掃除が簡単で、蓄 積した汚染物の取り除きが簡単であり、あるいは自己掃除できることが望ましい 。

本発明の更に他の目的は、マトリックス画成式の印刷ヘッドにおける各種の画像 部材に対して単一かつ確実な出力電流を実現することである。この種の装置にお いては、制御電極の多重化ができることが望ましいのである。

見胛立監！ 本発明は、別個のイオン変調スクリーン部材を備えて自己制御放電のイオン源を 組み込んだ静電画像用のイオン射出式印刷ヘッドを提供することである。イオン は、固体誘電部材により分離されている２つの電極、すなわち「バイアス電極」 および「駆動電極」を用いて発生される。これらの電極間に、経時変化する高電 位を印加すると、自己制御放電が生じ、制御電極と固体誘電部材の近傍のエア領 域にプラスとマイナスのイオンが集まったイオン溜りが生まれる。バイアス電極 および対向電極−好適にはイオンが引きつけられる誘電画像表面に対しての背後 電極−との間の注出電位を用いてこの領域からイオンが注出される。射出される イオン流の横方向断面は、イオン源とレセプタ表面との間に配置される開口のあ る板またはスクリーンを用いて変調され、これによって静電画像が画成される。

好適な実施例によれば、イオン発生装置は、誘電外装を有する長尺の駆動電極と 近接したバイアス電極とから成っている。バイアス電極は、多くの好適な形態を とることができ、例えば導電メツシュ（網）または格子、部分的に外装された駆 動電極を包囲する長尺の導電構造体またはその他の構造がある。外装された駆動 電極は、ガラス被覆針金、誘電材料に包封された導電ストリップ、導電性のある 内側ライニングを備えたガラス管および所望の物理特性を有する他の組合せの形 態をとることができる。この種の好適なイオン発生装置は、同じく本願出願人に 譲渡された米国特許第４，３７９，９６９号および１９８２年５月２４日に出願 された米国特許出願第３８１，６００号に開示されている。比較的高い相互コン ダクタンスを有するイオン発生器を用いることが好ましい。ここで相互コンダク タンスは、イオン出力効率の定量的尺度となっている。

本発明の他の側面は、誘電支持体の対向する面に載置された開口を有する２つの 電極から成るイオン変調板の好適な設計に関する。これらの層は、イオンを通過 させるため１つ以上のスクリーン開口によって孔がもうけられている。好ましく は、誘電層は開口縁部からくぼんでおり、壁帯電効果（ｗａｌｌ　ｃｈａｒｇｉ ｎｇ　ｅｆｆｅｃｔｓ）を減少する。

別の見方をすれば、本発明は電気始動パラメータに関する。バイアスおよび駆動 電極間の駆動電圧は、高電圧のＲ，Ｆ、交流・電位が好ましい。スクリーン電極 （単数または複数）がスクリーン部材のイオン透過特性を制御するため使用者が 変えることのできる電位を受ける一方で、注出電位は、Ｄ、Ｃ，バイアスから成 ることが好ましい、開口を有する一対のスクリーン電極を含む好適な実施例にお いては、イオン源に近いほうの電極は、注出電位■、を受け１画像表面に近いほ うの電極は第２の注出電位ｖ２　を印加される。これらのスクリーン電位は。

パルス（ｐｕｌｓｅｄ）電圧を形をとり、Ｄ、Ｃ，バイアス電位と組合せたパル ス発生器によって対応するスクリーン電極に印加される。

この装置においては、所定のＶ□およびｖ２値に対してグラフを描けばほぼ放物 線状の出力電流特性を得ることが分かった。第２のスクリーン電極は、■２値の ある範囲に対するイオン加速電場を供し、その範囲の中央で最大のイオン電流が 得られる。最大のイオン電流はｖ１値によって次々に変化する。平方センナメー トル当たり２００マイクロアンペアのオーダでイオン電流密度のピークが現われ ることが好ましい。

本発明の好適実施例においては、電気始動パラメータは１個々のスクリーン開口 に対してｒオン」および［オフ」を供するように設定されている。ｒオン」すな わち「印刷」状態は、　スクリーン開口に対する見かけ上の所定のイオン出力電 流に対応している１本装置を静電印刷装置に組み込んだ場合、印刷電流は、印刷 装置の各パラメータを考慮して使用者が決定できることが経済的である、好適な 多重ドツトマトリックス装置においては、オンおよびオフ状態の切り替えは、ｖ ｌおよびｖ２の一方もしくは両方を切り替えることで行なわれる。

本発明による静電画像装置は、米国特許第４，３６５，５４９号に記載の型式の 印刷装置に組み込むことができる。この装置は、回転する画像シリンダの誘電表 面に潜在的な（ｌａｔｅｎｔ）静電画像を形成する。画像は、トナーによる可視 画像として現象された後に搬送されると同時に高圧を用いてレセプタ表面に溶融 される。高いイオン電流密度に特徴を有する本発明の画像装置は、この種の装置 において極めて速い画像速度によって高品質の現象画像を呈する。

図面の簡単な説明 上述した本発明の各側面は、以下の添付図面と関連して以下の好適実施例の詳細 な説明において説明されるであろう。

第１図は、誘電表面を帯電するために使用され、本発明を実施する静電画像装置 の一形態を示す概略断面図であり。

第２図は、二重電極のイオン変調スクリーンを組み込んだ画、像装置の変形を示 す概略断面図であり、第３図は、イオンレセプタ表面からの間隔を変えて、第１ 図のイオン源装置に対する制御バイアス電位の関数としてイオン出力電流を表わ したグラフであり、第４図は、スクリーン電極に対する始動電位Ｖ□およイオン 出力電流を表わしたグラフであり、第５図は、第２図に示す型式のドツトマトリ ックス式のイオン変調スクリーンの平面図であり。

第６図は１本発明による静電画像装置を組み込んだ静電印刷装置を部分断面で示 す概略端面図であり、第７図は、本発明の画像装置に使用される交流イオン源組 立体の概略断面・図であり、 第８Ａ図は、交流イオン源組立体の他の例を示す概略断面図であり、 第８Ｂ図は、第８Ａ図のイオン源組立体の平面図であり。

第９図は１本発明の画像装置に組み込まれる更に他の例のイオン発生器組立体の 概略断面図である。

罫亙皇双更 以下、第１図乃至第９図を参照して本発明の好適実施例に従って静電式画像装置 を詳細に説明する。第１図は。

誘電表面１５５上に潜在する静電画像を形成するために用いられる静電式印刷ヘ ッド１００の基本型を示す概略断面図である。印刷ヘッド１００は、基本部材と して自己制御式放電イオン発生器１０とイオン変調スクリーン２０とから成って いる。第１図の実施例においては、イオン発生器１０は米国特許第４，３７９， ９６９号に開示された形式の１つであり、誘電支持体１２上に載置され導電性の ある網状電極１８により覆われているコロナ電極１１を含んでいる。コロナ電極 １１は、誘電ジャケット、すなわち外被１６に覆われた長尺の導体１４（ここで は１端部だけが見えている）から成り、導体１４は、「駆動電極」として機能す る。長尺の導体１４と網状電極１８との間に配置された経時変化する変圧器１７ により、イオン発生器１０は、電気的に始動され網状電極１８近傍のエア領域に プラス及びマイナスイオンのイオン溜りを形成する。所定の極性のイオン（例示 された実施例ではマイナスイオン）がこのエア領域から誘電性のある画像表面１ ５５へと引きつけられるが、これは網状電極（或はより一般的には「バイアス電 極」）と誘電表面１５５をバックアップする対向電極１６０との間に配置される り、Ｃ，注出電位１９によって行なわれる。

イオン変調スクリーン部材２０がイオン発生器１０とイオンレセプタ構造体１５ ０との間に介装されイオン流の断面を変調する。第１図の基本的な実施例によれ ば、スクリーン２０は、導電層２６と誘電支持体２４とからなり、更にこれらの 層を貫通するスクリーン開口２７を有している。イオン発生器１０は、電極１４ 及び１８間に設けられ連続的に波長を変化させる変圧器１７を用いて連続的に作 動され、イオンを発生する電気放電を誘発する。パルス発生器２２により供給さ れるマイナスのパルス電位が、スクリーン電極２６と対向電極１６０との間に付 加されると、円形の静電イオン画像が誘電レセプタ表面１５５に形成される。マ イナスパルスが存在しないときは、イオン源から引きつけられるマイナスイオン は、開口２７を通って誘電表面１５５上に射出されることはない。

第２図は、二電極型イオン変調板３０を組み込んだ静電画像装置１１０の別の実 施例を示す概略断面図である。

イオン変調板３０は、誘電層３５に分離された平面電極３２及び３４からなり、 これらの層は全て印刷された開口３６を有する。第１図に示した電気的始動とは 違って、第２１図における装置においては二重のスクリーン電位Ｖ１及びｖ２を イオン変調板の電極３２及び３４にそれぞれ付加する。第２図の実施例の有利な 点は、電極電位Ｖ１およびｖ２のいずれか一方又は両方を適当に制御することで スクリーン３０のイオン伝達特性を修正できる点にある。この特性があるので、 以下説明するように第２図に示す形式の多電極開口板が多重伝送することができ る。

自己制御放電をするこれらのイオン発生器（例えば、第１図及び第２図の発生器 １０）のイオン出力電流は、はぼ次の関係式で与えられる。

Ｉ　＝　ｇ　Ｖ、十ａ ここで、ｖｏ　は、バイアス電極の電位であり、ｇは、相互コンダクタンスであ り、ａは、プラスイオンと比べた場合マイナスイオンの移動性のほうが大きいた めに起こるオフセットのことである。−ａ　／　ｇは、「オフセット電圧」、す なわちゼロ電流状態をもたらすために要求されるバイアスである。相互コンダク タンスｇは、これらの装置の電流出力効率の一つの尺度であり、イオン発生器の 設計、誘電体１６の材料及び寸法の選択及びイオン発生器１０、スクリーン３２ ．３４及び表面１５５の間のギャップ幅２．、２．及び２．に従って変化する。

これらの静電式画像装置の一時的な効果は、自己制御放電式のイオン源を使用し ているので、特徴的に高いイオン出力電流である。

一般的に、相互コンダクタンスは駆動電圧１７の大きさに従って直線的に増加す る。更に、連続的な波形を用いると駆動電位は、この電位の振動数に従って増加 する。

この電位の大きさは誘電体１６の起電力により制限されている一方で、過剰に高 い駆動振動数が放電領域における好ましからざる高温を生じさせる。

イオン出力電流の密度も、バイアス電極電位ｖ０にほぼ比例して変化することが 観測された。この電位■。は。

スクリーン３０に対してアークを架ける値よりも小さな値に保持されている必要 があり、電極１８，１６０が離れることと無関係である。

相互コンダクタンスｇ　もまた、イオンレセプタ表面（例えば、誘電表面１５５ ）から離れるに従って双曲線的に（例えば１／Ｚとして）変化することが分って いる。

第３図は１例えば発生器１０の１ａ１１当たりの出力電流を示す、バイアスｖ０ 　に対してかかれたｉ　−Ｖ図である。

これらは、電流測定電極からの距離を表わすＺの異なる値に対して第１図のイオ ン発生器１０に対して測定される。距離Ｚに対するｇの感度が１／Ｚ２として変 化するかぎりにおいては、イオン発生器１０と表面１５５との間に充分なギャッ プを設けてこれらの公差を所定の限度内に納めておくことは重要なことである。

更に、これらの構造物の掃除を容易にするためにイオン発生器１０とスクリーン ３０との間に距離ｚ１を設ける、例えばこれらの領域を通る高圧の空気流を用い ることが有利となる。

スクリーン３２及び３４（第２図）との間の距離ｚ３、更にスクリーン３４から 画像表面１５５迄の距離Ｚ２は、好ましくは最小に保持されて、スクリーン開口 から射出されるイオン流が拡散することを防ぐ。Ｚ□：Ｚ３の例示的比率は１０ ：１のオーダーである。

好ましいイオン発生器のイオン出力特性についてのこれ以上の説明は、米国特許 第４，３７９，９６９号及び１９８２年５月２４日に出願された米国特許出願第 ３８１，６００号を参照されたい。イオン発生器は、１平方センチメートル当た り少なくとも５０マイクロアンペアのイオン出力電流密度を有することが有利で あり、特に１平方センチメートル当たり２００マイクロアンペアより大きい場合 が最も有利となる。

これら画像装置のイオン出力特性は、イオン発生器１０のパラメータとしてだけ でなく、イオン変調スクリーンの搬送特性に関しても分析できる。第２図の２つ のスクリーン実施例においては、出力電流工′は、スクリーン電極電位ｖｌ及び ｖ２のいずれか一方又は両方を変化させることによって制御できる。

第４図は、スクリーン電位Ｖ工とｖ２の関数として所定の板間口３６に対するイ オン出力電流密度工′　をグラフに表わしたものである。イオン出力電流は、等 電位曲線として図示されているが、各曲線は、ｖ２値の範囲の上に所定の電位ｖ １が図示されている。所定のＶ□値に対して、出力電流工′は範囲の中点におい て最大となるＶ、の放物線関数となっていることが分かる。最大の出力電流は、 ■１の絶対値の増加に伴なって増加することが分かる。好適実施例の画像装置は 、１平方センチメートル当たり２００マイクロアンペアより大きいスクリーン３ ０に対するピーク出力電流密度を有することが有利な特徴となっている。

上述のイオン搬送特性は、スクリーン開口領域における局部静電場上の対応する 電極電位の効果に負うところが大きい。これらの局部電場は、注出電位ｖ０　に よってもたらされる推進電場（ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ）　Ｅ　ｐと スクリーン電位ｖ１とｖ２とによって起こる重合せ電場との組み合わせであ゛る ０重合せ電場は、スクリーン内の推進電場ＥＰに送ってそれに打ち勝つようにさ れている。各スクリーン開口内の電場は、推進電場ＥＰとスクリーン電極からの 周縁電場（ｆｒｉｎｇｉｎｇ　ｆｊｅｌｄ）とのベクトルの和となっている。イ オン流を完全に阻止するために、スクリーン電極からの周縁電場は、開口中央に 正味ゼロまたはマイナスの電場を生じさせるため（Ｅｐはプラスとして考える） 、充分な大きさを有している必要がある。第２図の実施例の二重スクリーンにお いては、プラスの正味推進電場は、「印刷」状態を達成するために両方の連続す るスクリーン開口内（これら開口の下流領域内においてと同様に）に存在する必 要がある。

本装置は、例えば、スクリーン電位ｖ１とｖ２に従って変化できる明らかな開口 直径のように、開口変調効果をもたらすように使用することもできる。このよう にすると、イオンの通過が部分的にしかも不完全に遅延される状態においては、 静電画像の直径は減少することになる。

重合せスクリーン電極電場に滉して推進電場ＥＰを励起することができるので、 開口の物理的な大きさをこえて効果的な開口直径を増加させることができる。こ の性質は、半調（ｈａｌｆｔｏｎｅ）効果を用いる全範囲能力を生み出すために 利用される。

第２図の装置は、電位■１と■２のいずれか一方を連続的に変化させて動作する ことができるのであるが、これらの電位をスイッチモードにすることが有利であ ることが分かっている。出力電流密度の名目上の「オン」すなわち「印刷」値は 、開口３６に対して、例えば所定直径の静電画像を作るため電極１５５上の静電 画像を適当な電荷密度にするのに充分な値に決定される。この値は、一般に画像 速度、誘電表面１５５の物理的特性、トーニングスレッシュホールド（ｔｏｎｉ ｎｇ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ）および他のパラメータの関数となっている。約Ｏ の出力電流は、「非印刷」状態に対応しており、これは、「印刷Ｊ値の３パーセ ント以下であることが効果的である。Ｖ工は、以下説明する様々なこれに従って あらかじめ選択された値に設定され、■、は１例えば第４図に図示したように所 定のスクリーン伝達特性に従う適当な値の間で切り替えられる。また、■□は、 所望の「印刷」電流を生み出す値と、無視できる値との間で切り替えすることも できる。

第６図に示す印刷装置２００に関して、以下に説明するように、わずかながらプ ラスのバイアスを電極３４に与えることもでき、その場合装置２２０を動作され るため低いトーニングスレッシュホールドを用いることができる。

第５図は、第２図に断面で示した一般的形式のドツトマトリックス開口板４０の 平面図を示している。開口板４０は、−面に一連の平行電極４２と、対向する面 に一連の交差電極４４とを有する誘電シート４１とから成っている。スクリーン 開口４６は、電極４２及び４４の対が交差する領域におかれている。第５図の装 置は、例えば第２図の電気始動装置を用いるように、ドツトマトリックス多重方 式に同様に適している。

本発明の静電式画像装置は１例えば米国特許第４，３６５゜５４９号に開示のも のと同様に、高速の静電画像印刷装置に組み込むことができる。これらの装置に おいては、極度に高い出力電流密度を用いることができるので、関係式ｄＱ＝Ｉ ″ｄｔによって、それに応じた高い画像比を提供できる。　ここで、ｄＱは間隔 ｄｔの間で誘電表面１５５の単位面積当たりに生じる静電型・荷である。

第６図は、本発明によるイオン射出印刷ヘッドを組込んだ静電印刷機２００を概 略図示するものである。シリンダ２３０は、軸２３８の周りで回転できるように 載置されており、誘電Ｍ２３５を被覆された電気的導電コア２３７を有する。シ リンダ２３０は、電気制御装置２１５に駆動され機械的コネクタ２１７に接続さ れた、ここで説明した形式の印刷ヘッド２１０から静電画像を受けとる。図示し た方向にシリンダが回転すると、静電画像は、誘電層２３５の外表面上のカート リッジ２１０により形成され、供給機構２２５によってホッパ２２３から供給さ れたトナーと接触する。その結果生じたトナー画像は。

例えば、紙２７０などのレセプタの通路に配置された順応性のある外部層２４５ を有する圧力ローラ２４０の形成されたニップに向かってシリンダ２３０によっ て搬送される。レセプタシート２７０は、供給ローラ２８０の間に入り、シリン ダ２３０とローラ２４０とによって運ばれ、一対の出口ローラ２８２から出てく る。はさみ状態、すなわちニップ内の圧力は、　トナーをレセプタ２７０に転写 するに充分な圧力であり、この圧力によってトナーはレセプタに融解させられる 。この動作を促進するため、圧力を制限する必要がある一方で、シリンダ２３０ とローラ２４０の回転軸はお互いに食い違っている。

シリンダ２３０とローラ２４０との間のニップを通過した後に、誘電層２３５の 表面に残ったすべてのトナーは、引っかきブレード組立体２５０によって除去さ れ、表面上に残った残存静電電荷も引っかきブレード組立体２５０と印刷ヘッド ２１０との間に配置された放電ヘッド２６０によって中和され、シリンダの再結 像の準備をととのえる。

本発明は、次に示す例示的な各実施例によって更に詳細に説明される。

スｌｔＬよ 第１図に示す型式の静電画像装置は、次のように構成される。イオン発生器１０ は、ガラスエポキシＧＩＯの薄層からできた絶縁基板１２を含む。コロナ電極１ １は、２ミルの厚さのガラス被膜１６で被覆され、外径０．０１１インチの直径 ７ミルのタングステン針金１４から成る。

基板上［こ被覆された針金をおいたのちに、微細に織られた電極スクリーン１８ が針金上に延展され、基板側面に対して熱硬化性接着剤で結合される。スクリー ンは、単純に編まれた１ミルのタングステン針金から成り１ｇ数１００で約９０ ％が開放領域となっている。被覆された針金電極は、基板に結合されず、上部に かぶさるスクリーンにのみ拘束されている。

開口板２０は、見かけの直径が６ミルで円形にエツチングされた開口２７を有す る銅クラツドを有するガラスエポキシ製の絶縁シートから成る。開口板２０の銅 クラツド表面２６は、イオン源１０から０．０６０インチ離れて配置されている 。

励起源１７は、２０キロヘルツ、２０００ボルトのピーク・トー・ピーク（ｐｅ ａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ　）の連続した波長を有する交流電位である。　２０００ ボルト　Ｄ、Ｃ，のバイアス電位は、織物スクリーン電極１８とアルミニウム板 対向電極との間に印加されるが、これは米国特許第４．４１３，０４９号に開示 の方法で処理して誘電画像表面１５５を生成する。誘電画像表面１５５は、開口 板の絶縁面２４から１０ミル離れている。

マイナスパルス電位がパルス発生器２２によって銅クラツド２６とアルミニウム 基板１６０との間に印加されると、イオン源１０は連続的に作動され、誘電表面 １５５上に円形の静電イオン画像が形成される。電極２６は。

通常、５０ボルトのバイアスに保持され、６０ミリセコンドの間隔を有する３０ ０ボルトのマイナスパルスが使用される。

上述の装置において、密度の高いトーンのかなり精密な画像が得られ静電画像が 得られた。

ス１１主 実施例１の静電画像装置は、次のように、第２図に示した形式の二重スクリーン 装置を用いるように修正される。イオン変調スクリーン３０は、各面に対して１ ミルのステンレスからなる薄層を有する厚さ６ミルのカプトン（ｋａｐｔｏｎ） 層３５から成っている。薄層は、写真エツチングされ直径６ミルのスクリーン開 口３６を一列作り出す、カプトンはその後、スクリーン開口からエツチングされ て、幅においていくつかの開口直径分のクリアランス領域をもたらす。

陽極化されたアルミニウム誘電画像部材１５０の代わりに、電極マイクロメータ ・スピンドルが用いられてイオン変調（ｉｏｎ−ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ）板３０ からの出力電流、を測定する。電極は、電位計に接続されてスクリーン電流の一 部を測定し、−開口光たりの電流出力を算出する。

スクリーン電極３２．３４は、一連のパルス電位■１゜ｖ２に応じて、出力電流 ■′は電極マイクロメータ・スピンドルを用いて測定される。この結果は表１に 示しである。

Ｖ、（ボルト）　■、（ボルト）　Ｉ′（−開口光たり。

ナノアンペア Ｑ　３００　０ Ｑ　７００　０ ヌ］１１−屯 実施例２の静電画像装置は、第５図に示す型式のドツトマトリックス印刷ヘッド ７０を用いて、第６図に示す型式の高速静電印刷装置に組み込まれる。大気中の 電気放電によって生ずる化学的副産物を除去するため、また発生領域からイオン を速やかに取りのぞくのを促進するため、高速の空気がイオン発生器１０とスク リーン３０との間のギャップに吹き込まれる。電極３２は、−２００ボルトのレ ベルでバイアスされ、一方で電極３４は、５０ボルトでバイアスされる。

誘電シリンダ２３０と圧力ローラ２４０は、米国特許第４，３６５，４３９号に 示され、実施例１に記載のように作られて、載置される。単一成分トーニング（ ｔｏｎｉｎｇ）装置、デジタル画像電子装置、引っかきブレードおよび電荷中和 用の組立体も、この従来技術に示したように使われる。これらの条件においては 、電極３２が電極３４に一３００ボルトのパルスを印加されると同時に一２００ ボルトのパルスを受けると、１２０ボルトの潜在静電画像が個別のドツトの形で 誘電シリンダ上に作成されることがわかっている。これらのパルスのうちいずれ かまたは両方ともが存在しないと、印刷は実行されない。

１秒に６インチの一貫した速度で紙が供給されると、印刷機は高品質のドツトマ トリックス画像を得る。

スＭＪＬ生 実施例２の静電画像装置は、次のように、交流のイオン発生組立体に組み込まれ るように変更される。第７図を参照すると、コロナ電極５３はスクリーニングに より作られ、セラミック基板５１上の薄膜の導電電極に火花を与える。電極５２ は、幅８ミルの直線状であり、厚さ１．５のガラス製の層５４で包囲されている 。このガラス層は、連続したガラス被覆を作り出すため、電極上にガラス原料を シルクスクリーンで塗布して高温でそのガラスを焼結する。針金の網状スクリー ン電極５６は、コロナ電極上に展開され実施例１のように絶縁基板に結合される 。

この装置は、単一のガラス被覆針金から作られる装置に比べてより大きな領域に イオンを発生させることができることが分かっている。イオン発生器５０は２広 い領域を有害るために、大量のイオンを供給することができる。

叉菰１−灸 実施例２の装置は、他の型式のイオン発生器を組み込むように変更される。第８ Ａ図の概略断面図に示したように、ガラス被覆針金は内のりの厚さが約２ミルで 直径０．０８インチのガラス毛細管に替えられる。ガラス毛細管６１は、アクア ダラグＥ　（Ａｑｕａｄａｇ　Ｅ　）重合体の導電性のある内部被覆を備えてい る（アクアダラグは、ミシガン州、ポート　ヒユーロンのアチェソン　コロイド 会社（Ａｃｈｅｓｏｎ　Ｃｏ１１ｏｉｄｓ）の商標であり、水をベースとしたグ ラファイト製の着色した導電被覆に対するものである）。コロナ電極６３はガラ スエポキシ絶縁容器６４内に収容されている。第８Ｂ図の平面図に示すように、 制御電極６６は、１インチ当たり１１２包のピッチで作られた１ミルのタングス テン針金からなる螺旋状の格子から成っている。

この静電画像組立体は、実施例２の組立体に比肩する動作をする。

ス遣」一旦 第２図の静電画像装置は、変更され第９図に示す交流イオン発生器に置換される 。イオン発生器７０は、ガラスエポキシ板７６から成り、この板７６には厚さ２ ミルのガラス層を備えた直径７ミルのタングステン針金が結合されている。直径 １１ミルの２つのタングステン針金７５は、基板に結合されガラス被覆７２の両 側面に密嵌される。本装置によれば、３０マイクロ秒と同じ長さのパルス反復比 で高品質の展開画像が得られる。

好適な実施例の装置は、特別な型式のイオン発生組立体及びイオン変調スクリー ンを組み込んでいるのであるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは ない。

添付図面や明細書によって本発明の詳細な説明されたが、前述の説明は単に例示 にすぎず、その他の等個物を交換できることと共に、請求の範囲に示した本発明 の思想範囲を逸脱することなく各種の修正や変更が可能なことは言うまでもない であろう。

浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　／ 浄書（内容に変更なし） ＨＯ２ 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、　４ 浄書（内容に変更なし） 浄書（内容に変更なし） Ｈθ６ 浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方創 昭和６３年　３月３０日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示　メθ−了シｙ、７ｙ−ｇ−ＰＣＴ／ＵＳ８５１０１９８９ ２、発明の名称 静電画像装置 ３、補正をする者 本件との関係　特許出願人 住　所　アメリカ合衆国、０１７０１　マサチューセッツ。

フラミンガム、ホワード　ストリート　３００名　称　デニソン　マニュファク チュアリング　カムバニー４、代理人 住所〒１００ 東京都千代田区丸の内３−２−３．富士ビル６０２号室５、補正命令の日付　昭 和６３年　３月　３日（発送日：昭和６３年３月８日） ６、補正の対象　（１）「特許法第１８４条の５第１項の国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．固体誘電部材によって分離された２つの電極（「バイアス」および「駆動」 電極）であって、バイアス電極と固体誘電部材との近傍のエア領域においてイオ ン発生放電を生じさせるため該電極間に経時変化する電位を有するイオン発生器 と、 バイアス電極と対向電極との間で該対向電極に向って該エア領域からイオンを引 きつける注出電位と、イオン発生器と対向電極との間に配置されスクリーン電位 を印加される少なくとも一つのスクリーン電極を有し、開口を有する孔部材と、 孔部材の開口を介してイオン通路を制御するためスクリーン電位を制御する手段 と、 から成ることを特徴とする静電画像装置。
2. ２．前記孔部材は、対向面に第１および第２の電極を有する誘電支持体からなり 、該第１および第２のスクリーン電極と該誘電支持体を貫通する開口を備えると 共に、それぞれ第１および第２のスクリーン電極に印加される第１および第２の スクリーン電位を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の静電画像装 置。
3. ３．ドットマトリックス静電画像に対して、該孔部材は一列の第１スクリーン電 極及びそれと交差する一列の第２スクリーン電極とを含み、第１および第２スク リーン電極の交差領域に配置される開口を有することを特徴とする請求の範囲第 ２項に記載の静電画像装置。
4. ４．イオン発生器と孔部材との間に高圧下でエア流を向ける手段を有することを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の静電画像装置。
5. ５．固体誘電部材によって分離された２つの電極（「バイアス」および「駆動」 電極）であって、バイアス電極と固体誘電部材との近傍のエア領域においてイオ ン発生放電を生じさせるため該電極間に経時変化する電位を有するイオン発生器 と、 バイアス電極と対向電極との間で該対向電極に向って該エア領域から所定の極性 のイオンを引きつける直流注出電位と、 イオン発生器と対向電極との間に配置され、複数の開口を有すると共に、そこを 通るイオンの通過を制御するため開口の周囲とその中で静電電場を選択的に作り 出す手段を含むイオン変調スクリーン部材と、からなることを特徴とする静電画 像装置。
6. ６．イオン変調スクリーン部材は、開口の近傍に少なくとも１つのスクリーン電 極を有すると共に、スクリーン電極に印加されるパルス電位からなる静電電場を 選択的に作り出す手段を含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の静電画 像装置。
7. ７．誘電画像部材上に静電画像を形成する装置と、該静電画像を現象してトナー による可視画像を形成する手段と、該可視画像を画像レセプタシートに搬送する 手段とから成る改良された静電画像を形成する装置において、 固体誘電部材によって分離された２つの電極（「バイアス」および「駆動」電極 ）であって、バイアス電極と固体誘電部材との近傍のエア領域においてイオン発 生放電を生じさせるため該電極間に経時変化する電位を有するイオン発生器と、 バイアス電極と対向電極との間で該対向電極に向って該エア領域から所定の極性 のイオンを引きつける直流注出電位と、 イオン発生器と対向電極との間に配置され、複数の開口を有すると共に、そこを 通るイオンの通過を制御するため開口の周囲とその中で静電電場を選択的に作り 出す手段を含むイオン変調スクリーン部材と、からなることを特徴とする静電画 像装置。
8. ８．前記イオン変調スクリーン部材は、前記孔部材は、対向面に第１および第２ の電極を有する誘電支持体からなり、該第１および第２のスクリーン電極と該誘 電支持体を貫通する開口を備えると共に、それぞれ第１および第２のスクリーン 電極に印加される第１および第２のスクリーン電位を有することを特徴とする請 求の範囲第７項に記載の静電画像装置。
9. ９．誘電画像部材は、誘電表面層と導電性基板とを備えたシリンダと、誘電シリ ンダと回転接触する搬送ローラから成り、トナー画像を搬送し、高圧下でローラ とでニップを形成する手段とから成ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載 の静電画像装置。
10. １０．イオン発生器とイオン変調スクリーン部材との間に高圧下でエア流を向け る手段を有することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の静電画像装置。