離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置
【課題】電子やイオンを発生させる加熱放電型印字ヘッドを初めとする各種のイオン照射型の印字ヘッドと離間して配置され、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、各種媒体に放出して電荷を付与することができ、粉塵等で汚れが発生した場合には簡便に交換が可能でメンテナンス性に優れ、容易に所望のパターンに形成することができ、印字ヘッドの解像度を高解像度に変換することができる汎用性に優れた離間電極ユニットの提供。
【解決手段】電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、基板に形成された離間電極と、を有し、離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている。
【解決手段】電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、基板に形成された離間電極と、を有し、離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、電荷の作用により可視像や静電潜像が形成される各種媒体に放出して電荷を付与する離間電極ユニット、その離間電極ユニットを備え静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に電荷を付与して可視像や静電潜像を形成する離間電極付き印字部、及び離間電極付き印字部により画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、（特許文献１）や（特許文献２）に示すように、電子写真方式とは別方式の静電潜像形成方式である、イオン照射方式が開発されてきている。
電子写真方式が一様帯電＋露光という２工程で、一様帯電した感光体上の露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するのに対し、イオン照射方式では、イオン生成可能な雰囲気中（大気中等）においては、放電電極からの電子の放出により発生するイオンの照射による選択的帯電（静電潜像形成帯電）のみで静電潜像担持体（絶縁体であれば良いので、必ずしも感光体である必要はない）上に静電潜像の形成を完了できるので、より簡素化された静電潜像形成方式である。
【０００３】
また、（特許文献３）には、水平プリンタ対応のイオン照射型（加熱放電型）印字ヘッドの具体的な形状及びそれを備えた画像形成装置が開示されている。
特に、（特許文献１）乃至（特許文献３）のイオン照射方式は、放電電極に印加しただけでは放電が発生せず加熱することにより放電が発生する電圧（放電制御電圧）を印加した状態で、放電電極への加熱の有無を制御することにより、放電の有無を制御してイオンの発生制御を行う加熱放電方式であり、放電電極に印加する電圧の制御が不要である。その結果、発熱抵抗体等による加熱の制御に使用する５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣで放電の発生を制御することができ、放電の制御の観点からは最も優れた制御方式であると言える。
【０００４】
また、このようなイオン照射方式による静電潜像形成方式を応用したものは、デジタルペーパに代表されるような、表面に付与された電荷（静電潜像）の作用により画像を表示する静電現像方式の記録媒体に対して、静電潜像をイオン照射により直接形成できるので、静電現像方式の記録媒体に非接触で書き込むには現在考え得る最適な画像形成装置である。
因に、現時点におけるデジタルペーパとしては、微小なボールを二色（例えば白黒）に色分けし、各色の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示するツイストボール方式、微小なボール中に二色（例えば白黒）の微粉末を混入し、各色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
【特許文献１】特開２００３−３２６７５６号公報
【特許文献２】WO２００５／０５６２９７号公報
【特許文献３】WO２００５／０８７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）、（特許文献２）は、いずれも放電電極を記録媒体や静電潜像担持体の記録面に直接対向させ、電子やイオンを照射するが、放電電極に高電圧の放電制御電圧を印加しているので、放電電極と記録面が接触しないように両者の間隔を適正に保つ必要があり、取り扱い性の改善が望まれていた。
（２）また、加熱放電型印字ヘッドの放電電極は表面が露出しているため粉塵等で汚れ易く、経時的に放電発生の安定性が低下し、画像品質の劣化が発生し易くなるという課題を有していた。
（３）さらに、高電圧の放電制御電圧が印加される放電電極を高密度に形成することが困難であり、高解像度の画像を形成するためには、複数の加熱放電型印字ヘッドを千鳥配置したり、加熱放電型印字ヘッドを細かいピッチで改行したりする必要があり、記録速度が低下し易くなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、電子やイオンを発生させる加熱放電型印字ヘッドを初めとする各種のイオン照射型の印字ヘッドと離間して配置され、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、各種媒体に放出して電荷を付与することができ、粉塵等で汚れが発生した場合には簡便に交換が可能でメンテナンス性に優れ、容易に所望のパターンに形成することができ、印字ヘッドの解像度を高解像度に変換することができる汎用性に優れた離間電極ユニットの提供、その離間電極ユニットを備えることにより、離間電極に大きな電荷を溜めてから、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高い電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる画像形成の効率性、取り扱い性に優れた離間電極付き印字部の提供、及び離間電極付き印字部により、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に短時間で高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の発明は、電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）基板に形成された離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えていることにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
（２）印字ヘッドと記録媒体若しくは静電潜像担持体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（３）電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
【０００８】
ここで、離間電極は、基板に金、銀、銅、アルミニウム等の金属を蒸着、スパッタ、印刷、メッキなどで形成した後、必要に応じてエッチングしてパターン形成するものが好適に用いられる。離間電極のパターンは、印字ヘッド及び記録媒体や静電潜像担持体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
また、電荷注入部のピッチと電荷流路部の電荷放出部のピッチは同一でもよいし、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成してもよい。特に、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成した場合、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性に優れる。
電荷注入部の形状は任意に選択することができるが、生産性や高密度配置の観点からは略円形状や略矩形状に形成したものが好適に用いられる。また、各々の電荷流路部の長さは、同一でも異なっていてもよい。
【０００９】
基板の材質としては、表面に離間電極を形成することができるものであればよい。例えば、ガラスやセラミックなどの硬質なものでもよいし、ポリイミド，アラミド，ポリエーテルイミド等の薄膜樹脂で形成されたフレキシブルなものでもよい。
電荷注入部と電荷流路部は同一平面上に配置する必要はなく、ガラスやセラミックなどの硬質な基板を用いる場合は、基板の表面に電荷流路部を形成し、基板の端面に電荷注入部を形成することもできる。
また、フレキシブルな基板を用いた場合、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極を形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部の向きを容易に変更することができる。これにより、静電潜像担持体の形状などに応じて、電荷注入部と共に印字ヘッドの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
【００１０】
電荷流路部の内、電荷注入部側と反対側が電荷放出部となるが、その電荷放出部を除いて電荷流路部に被覆膜を覆設することが好ましい。これにより、電荷放出部以外から電荷が放出されるのを防止でき、電荷注入部に注入された電荷を無駄なく電荷放出部から集中的に放出することができ、電荷放出の効率性に優れると共に、電荷流路部を保護することができ、離間電極の耐久性に優れる。
被覆膜は絶縁体で形成され、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、ＳｉＯ2等のセラミック、マイカ等の材質が好適に用いられる。被覆膜は、スクリーン印刷、蒸着、スパッタ等により形成することができる。
【００１１】
この離間電極ユニットと共に用いる印字ヘッドとしては、電子又はイオンを発生させることができるものであればよい。発熱により電子を放出させることができるものとしては、発熱抵抗体等を発熱させてその表面から熱電子を放出させるものが好適に用いられる。この発熱抵抗体の表面には絶縁層を介してＡｇやＭｇＯ或いはカーボンナノチューブ等の電子を放出し易い材質により電子放出層を形成してもよい。これにより、発熱抵抗体と電子放出層との間の絶縁性を確保し、発熱抵抗体の劣化を防ぐと共に、多量の電子を放出させて高品質な画像を形成することができる。
また、イオンを発生させることができるものとしては、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの、放電電極に印加する電圧や放電電極の加熱温度を制御して電子やイオンを発生させるもの等が好適に用いられる。
【００１２】
この離間電極ユニットと各種のイオン照射型の印字ヘッドを組み合わせることにより、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる。
記録媒体としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。これらは単色表示を行うもの以外に、加法混色法における三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を持つカラーフィルタや減法混色法における三原色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を持つ反射層と組み合わせたり、ツイストボールや微粒子を減法混色法における三原色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）等に着色して色毎に配列したりしてカラー表示を行うものも用いることができる。尚、これらの記録媒体には、媒体本体の上面及び下面に所定のパターンで形成された電極に電子やイオンを照射し、電荷を注入することにより、上面と下面の電極間の電位差によって可視像を形成する電荷注入型の記録媒体も含まれる。
【００１３】
静電潜像担持体としては、ドラム型，ベルト型，平板型（シート状）等の様々な形状のものを用いることができる。静電潜像担持体の素材としては、電子やイオンの照射により表面が帯電するものであればよいので、感光体である必要はなく、アルマイト等の絶縁体やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の合成樹脂やガラス等を用いることもできる。尚、静電潜像担持体が感光体の場合は、光を照射することで除電することができ、絶縁体の場合はＡＣ電圧で除電することができる。また、静電潜像担持体が絶縁体の場合、感光体に比べ劣化が発生し難く長寿命性に優れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の前記電荷注入部の面積が、前記電荷流路部の面積よりも広く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の電荷注入部の面積が、電荷流路部の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッドと電荷注入部との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッドから照射された電子やイオンを確実に電荷注入部で受け止めて、電荷放出部から放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
（２）電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００１５】
ここで、略線状に形成される電荷流路部に対し、電荷注入部を円形状や矩形状などの形状とすることにより、電荷流路部よりも幅広などに形成することができ、電荷流路部の面積よりも広い面積とすることができる。電荷注入部は画像の書き込みに必要な電荷量を溜めることができるだけの面積があればよく、各種媒体の特性や印字ヘッドの解像度、放電量などに応じて、適宜、選択することができる。電荷注入部の面積は印字ヘッドや各種媒体の解像度などによもよるが、例えば電荷流路部の面積の２倍〜５倍に形成するのが好ましい。電荷注入部の面積が電荷流路部の面積の２倍よりも狭くなるにつれ、印字ヘッドと電荷注入部の位置合わせが困難になると共に、電荷注入部の面積が不足して十分な電荷を溜めることが困難となり、画像品質が低下し易くなる傾向があり、５倍よりも広くなるにつれ、電荷流路部のピッチが広くなり、画像形成の解像度が低下し易くなると共に、離間電極ユニットが大型化して取り扱いが困難になる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の前記電荷注入部の厚さが、前記電荷流路部の厚さよりも厚く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の電荷注入部の厚さが、電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部の体積を電荷流路部の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部から放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
【００１７】
ここで、電荷注入部の厚さは電荷注入部の面積などによもよるが、例えば電荷流路部の厚さの１．１倍〜２倍に形成するのが好ましい。電荷注入部の厚さが電荷流路部の厚さの１．１倍よりも薄くなるにつれ、電荷注入部の体積が不足して十分な電荷を溜めることが困難となり、画像品質が低下し易くなる傾向があり、２倍よりも厚くなるにつれ、製造が困難になり、量産性が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、各々の前記離間電極の体積が均一に形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）各々の離間電極の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００１９】
ここで、各々の離間電極の体積は、電荷注入部の面積や厚さ、電荷流路部の幅、長さ、厚さ等を調整することにより、適宜、選択することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極における前記電荷流路部の前記電荷放出部のピッチが前記電荷注入部のピッチよりも狭く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチが電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
【００２１】
ここで、離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチ及び電荷注入部のピッチは、組み合わせて使用する印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
電荷放出部及び電荷注入部のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニットを予め用意しておくことにより、印字ヘッド及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニットのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えていることにより、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
【００２３】
ここで、温度調整部としては、離間電極を加熱或いは冷却して温度調整を行うことができるものであればよい。具体的には、ペルチェ素子などが好適に用いられる。また、基板をアルミニウム等の放熱性に優れる材質で形成した放熱板に配設した場合、離間電極ユニットで発生した熱を速やかに吸収して放熱することができる。放熱板の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項７に記載の離間電極付き印字部は、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットと、前記離間電極ユニットにおける前記離間電極の前記電荷注入部と離間して配置され前記電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドと、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）離間電極ユニットと、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と離間して配置され電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドを有することにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（２）離間電極ユニットと印字ヘッドが離間しているので、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極のピッチが異なる離間電極ユニットに簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニットにおける電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
【００２５】
ここで、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と印字ヘッドとの距離は、放電が発生する程度に離間していればよく、配置は適宜、選択することができる。例えば、離間電極ユニットと印字ヘッドは直列方向に配置してもよいし、対向するように並列配置してもよい。
離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と印字ヘッドを離間させる距離は、印字ヘッドと媒体裏面側の対向電極との間の電位差にもよるが、例えば１０μｍ〜５００μｍが好ましい。距離が１０μｍより狭くなるにつれ、位置合わせが困難になり、電荷注入部と印字ヘッドが接触し易くなる傾向があり、５００μｍより広くなるにつれ、放電の発生効率が低下し、放電量が不十分となり、画像の品質が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の離間電極付き印字部であって、前記印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、前記放電電極の前記放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドである構成を有している。
この構成により、請求項７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、放電電極の放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
（２）加熱放電型印字ヘッドは、放電電極への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
【００２７】
ここで、加熱放電型印字ヘッド（例えば特開２００３−３２６７５６号やWO２００５／０５６２９７号）は、放電電極に放電制御電圧を印加すると共に、加熱手段で放電電極の選択的な加熱を行うことにより放電の発生を制御できるので、加熱手段による加熱箇所を選択することで容易に放電電極の任意の放電発生部（加熱位置近傍）から選択的に電子を放出させて放電を発生させることができる。
加熱放電型印字ヘッドの放電電極は、例えば複数の放電発生部の一端部を共通電極で接続して櫛型に形成したり、複数の放電発生部の両端部を共通電極で接続して梯子型等に形成したりできるほか、長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成することができる（例えば、特開２００３−３２６７５６号、WO２００５／０５６２９７号参照）。
櫛型や梯子型のように放電発生部の近傍に共通電極を設けることで、放電電極の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上させることができる。尚、平板状に形成した放電電極では、加熱手段により選択的に加熱されて放電が発生する箇所が放電発生部であり、放電発生部以外が共通電極となる。
【００２８】
尚、放電電極を加熱する加熱手段としては、放電電極の任意の放電発生部を選択的に加熱できるものであればよく、放電電極に密着して加熱するものでもよいし、放電電極から離間して加熱するものでもよい。
放電電極と密着させて加熱する加熱手段としては、従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成を好適に用いることができる。具体的には、発熱抵抗体と電気的に接続されたドライバＩＣで発熱抵抗体の発熱を制御するものである。
放電電極と離間して加熱する加熱手段としては、レーザ光を照射する方式や赤外線を照射する方式等を好適に用いることができる。レーザ光を照射する方式としては、レーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたもの、レーザ照射部をシリアル走査させるもの等が好適に用いられる。また、レーザ光や赤外線を光ファイバーや集光レンズで集光して放電電極に照射してもよい。特に多本数の光ファイバーを高密度かつ高精度に配列した光ファイバーアレイを用いた場合、同時に複数の放電発生部に対し、レーザ光や赤外線を選択的に照射することができ、高速記録が可能である。
【００２９】
放電制御電圧とは、その電位差だけでは放電電極と対向電極との間で放電は起こらないが、放電電極を加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。放電電極と離間電極ユニットの離間電極又は離間電極と各種媒体が離間して形成された放電空間が、大気等のイオン生成可能な雰囲気である場合には、放出された電子が酸素や窒素をイオン化し、それらを各種媒体の記録面や媒体本体の表面に形成された電極に到達させることができ、多量のイオンで効率的に電荷を注入することができる。
【００３０】
放電電極に印加する放電制御電圧としては様々な波形を選択することができ、三角波、矩形波、台形波、ｓｉｎ波等を単独で或いは組合せて用いたり、さらにこれらに直流電圧や交流電圧を重畳したりできる。例えば、放電電極に交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成される。そこで、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳し、正のイオンのみを選別するには交流電圧に正の直流電圧を重畳したものを放電電極に印加する。
【００３１】
本発明の請求項９に記載の画像形成装置は、請求項７又は８に記載の離間電極付き印字部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）離間電極付き印字部を有することにより、各種媒体に電荷を付与することができ、媒体の種類に応じて可視像や静電潜像を形成することができる。
【００３２】
ここで、復元器（初期化手段）として、帯電ローラや帯電ブラシ等を備えることにより、画像形成装置の内部で静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体の表面を一様に帯電させて初期化することができ、各種媒体への書き換えを繰返し行うことができる。
尚、復元器を備える代わりに、離間電極付き印字部から画像が形成された各種媒体に画像形成時と逆極性のイオンを照射して、不要な画像を消去することもできる。
各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されている場合は、画像形成装置は対向電極への接地や電圧印加を行う対向電極選択部を備えていればよい。
また、各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されていない場合は、各種媒体の記録面と反対側の面に接触又は近接する対向電極を装置側に設けることにより、対向電極選択部による接地や電圧印加を行うことができる。
【００３３】
画像形成装置は離間電極付き印字部と各種媒体を相対的に移動させて画像を形成することができればよい。各種媒体を平板状の媒体載置部に載置して離間電極付き印字部又は媒体載置部を水平移動させるようにしてもよいし、各種媒体を搬送ローラで搬送してもよい。特に、対向電極を装置側に設ける場合は、媒体載置部の表面に対向電極を形成することにより、各種媒体と対向電極を面接触させることができ、対向電極に印加した電圧を各種媒体に作用させて電子やイオンの電荷を確実に記録面に付与することができる。
尚、この画像形成装置は、紙代わりの媒体として持ち運んだりして使用する静電現像方式の記録媒体に画像を形成する以外に、固定若しくは着脱自在に配設された記録媒体を表示媒体として広告などの画像を表示する看板等の画像表示装置としても使用することができる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置であって、前記離間電極付き印字部から放出される電荷の作用により、内部に可視像が出現する記録媒体若しくは静電潜像が形成される静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項９の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）記録媒体や静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えていることにより、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
【００３５】
ここで、媒体として、記録面と反対側の面に対向電極が一体に形成された専用の記録媒体や静電潜像担持体を用いることにより、高品質な画像を得ることができる。即ち、媒体の記録面と反対側の面（裏面）に、印字ヘッドとの間に電界を形成するための対向電極を配置し、印字ヘッドと対向電極の間に所定の電位差が生じるように、対向電極に接地又は電圧印加を行うことにより、印字ヘッドで発生した電子やイオンを離間電極ユニットの離間電極を経由して、各種媒体の記録面に到達させることができる。
尚、対向電極は媒体と一体に形成してもよいし、媒体と接触又は近接するように配設してもよい。
また、対向電極は媒体の全面に共通の平板状に形成してもよいし、媒体の表示画素の行単位或いは列単位に分割した短冊状に形成してもよい。
対向電極を行単位或いは列単位に分割して形成した場合、対向電極に簡便に選択的な接地や電圧印加を行うことができ、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷放出部から放出される電荷を記録面の所望の位置に精度よく導くことができ、画像の位置ずれを防止することができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の画像形成装置であって、前記静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を備えている構成を有している。
この構成により、請求項９又は１０の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を有することにより、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（２）平板状（シート状）の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
【００３７】
ここで、顕像化手段としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。尚、トナー現像を行う現像器を用いる場合、トナーの種類は液体トナーでも粉体トナー（乾式トナー）でも構わない。
また、画像形成装置が、静電潜像担持体に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を有する場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。
尚、転写手段としては、アルミニウム等の金属製のローラの表面をシリコーンゴム等の合成ゴムで被覆した転写定着ローラ等が好適に用いられる。トナー現像の際に圧力定着型のトナーを用いれば、転写手段により押圧することで可視像を印字媒体に転写できると共に、定着させることができる。
【００３８】
画像形成装置に、転写後の静電潜像担持体の表面に残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、離間電極付き印字部による書き込み（電子やイオンの照射）の前に静電潜像担持体の表面を除電する除電器を備えた場合、常に安定した状態で静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。また、静電潜像担持体としてアルマイト等の絶縁体を用いた場合、クリーナによる掻き取りのダメージが発生し難く、特に長寿命性に優れる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドから電荷注入部に照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができる選択的帯電の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
（２）印字ヘッドと各種媒体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができ、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがない取り扱い性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
（３）離間電極における電荷流路部の電荷放出部などが粉塵などで汚れた場合は、容易に交換することができるメンテナンス性、省資源性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与して高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電荷流路部の体積よりも大きな体積に形成された電荷注入部に多量の電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができる画像形成の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）均一な体積に形成された各々の離間電極に、均一な量の電荷を貯えることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきを低減して、濃度斑のない高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）解像度の粗い印字ヘッドから離間電極の電荷注入部に注入された電荷を、高密度に形成された電荷流路部の電荷放出部から放出することができ、短時間で高解像度の画像を形成することができる汎用性、画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）温度調整部により、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができる電荷放出の安定性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４５】
請求項７に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極ユニットの離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができ、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドを、各種媒体に直接対向させる必要がなく、各種媒体との接触を防止することができる取り扱い性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
（２）印字ヘッドと離間電極ユニットが離間していることにより、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極ユニットのみを簡便に交換して解像度の変換を行うことや、電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた安価な離間電極ユニットのみを交換して電荷放出の安定性を維持することができる汎用性、取り扱い性、メンテナンス性、省資源性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
【００４６】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドとして加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができる画像形成の効率性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
【００４７】
請求項９に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）離間電極付き印字部によって、各種媒体に簡便かつ確実に電荷を付与し、高品質な可視像や静電潜像を形成することができる取り扱い性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）対向電極選択部により、記録媒体若しくは静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行うことができ、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができる画像の高品質性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９又は１０の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）顕像化手段により、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができるので、平板状（シート状）の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができる量産性、画像品質の信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図１（ｂ）は実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式正面図である。
図１中、１はコンピュータ等からの画像信号に基づいて後述する静電現像方式の記録媒体２０に画像を形成する本発明の実施の形態１の画像形成装置、２は記録媒体２０の記録面２０ａに電荷を放出して記録媒体２０の内部に可視像を形成する画像形成装置１の離間電極付き印字部、３は加熱放電型印字ヘッドを用いた離間電極付き印字部２の印字ヘッド、４はセラミック等で形成された印字ヘッド３の基板、５は後述する放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する発熱抵抗体５ａを用いた印字ヘッド３の加熱手段、６は加熱手段５の発熱抵抗体５ａと後述する放電電極７を絶縁する印字ヘッド３の絶縁膜、７は放電発生部７ｂの一端部を共通電極７ａで接続して櫛型に形成した印字ヘッド３の放電電極、１０は印字ヘッド３と組み合わせて用いる離間電極付き印字部２の離間電極ユニット、１１はセラミックやガラスなどで形成された離間電極ユニット１０の硬質性の基板、１２は基板１１に形成された離間電極ユニット１０の離間電極、１３は印字ヘッド３から照射された電子やイオンが注入される離間電極１２の電荷注入部、１４は一端部が電荷注入部１３に連なり他端部に電荷注入部１３に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部１４ａを有する離間電極１２の電荷流路部、１５はガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂などの絶縁体で形成され電荷注入部１３と電荷放出部１４ａを除いて離間電極１２に覆設された離間電極ユニット１０の被覆膜、１６は印字ヘッド３の放電電極７に放電制御電圧を印加する画像形成装置１の電圧印加部、１７は記録媒体２０の裏面に短冊状に形成された対向電極を選択的に接地する画像形成装置１の対向電極選択部、２０は電荷の作用により内部に可視像が出現する静電現像方式の記録媒体、２０ａは離間電極付き印字部２から電荷が付与される記録媒体２０の記録面、２１は記録媒体２０の裏面に記録媒体２０の表示画素の行単位或いは列単位に分割され記録媒体２０と一体に形成された短冊状の対向電極である。
【００５１】
次に、離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段の詳細について説明する。
図２は実施の形態１の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段を示す要部模式平面図である。
図２中、５ｂは発熱抵抗体５ａと電気的に接続され発熱抵抗体５ａの発熱を制御する加熱手段５のドライバＩＣ、８ａは発熱抵抗体５ａに通電するための発熱用共通電極、８ｂは発熱抵抗体５ａに通電するための発熱用個別電極である。
【００５２】
実施の形態１の画像形成装置１に用いる離間電極付き印字部２における印字ヘッド３と離間電極ユニット１０は共通の固定板（図示せず）などに着脱自在に取り付けて使用することができる。
固定板の材質として放熱性に優れるアルミニウム等を用いた場合、離間電極ユニット１０で発生した熱を速やかに吸収して放熱する放熱板となり、離間電極１２の温度調整を行う温度調整部として機能する。また、温度調整部としてペルチェ素子などを離間電極ユニット１０の基板１１に配設してもよい。温度調整部により離間電極１２を容易に加熱或いは冷却することができ、離間電極１２の温度を略一定に保持することができるので、環境温度などに左右されることなく、離間電極１２の電荷放出部１４ａからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れるためである。
【００５３】
本実施の形態では、離間電極ユニット１０の電荷注入部１３のピッチと電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチは同一に形成したが、離間電極１２のパターンは、印字ヘッド３及び記録媒体２０の解像度に応じて適宜、選択することができ、電荷注入部１３のピッチと電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチは任意である。尚、各々の離間電極１２に貯えられる電荷量を均一にするために、各離間電極１２の体積は均一に形成した。
また、電荷注入部１３の形状は生産性や高密度配置の観点から略矩形状に形成したが、略円形状やその他の任意の形状を選択することができる。
電荷流路部１４の内、電荷注入部１３側と反対側が電荷放出部１４ａとなるが、その電荷放出部１４ａを除いて電荷流路部１４に被覆膜１５を覆設した。これにより、電荷放出部１４ａ以外から電荷が放出されるのを防止でき、電荷注入部１３に注入された電荷を無駄なく電荷放出部１４ａから集中的に放出することができ、電荷放出の効率性に優れると共に、電荷流路部１４を保護することができ、離間電極の耐久性に優れる。
【００５４】
以上のように構成された実施の形態１の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法について説明する。
まず、ヘッド側電圧印加工程において、電圧印加部１６により印字ヘッド３の放電電極７に放電制御電圧を印加する。
続いて、対向電極選択工程において、画像情報に基づいて対向電極選択部１７により記録媒体２０の対向電極２１を選択し、接地する。
次に、放電電極加熱工程において、画像情報に基づいて加熱手段５のドライバＩＣ５ｂにより発熱抵抗体５ａを選択的に発熱させ、放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する。これにより、発熱抵抗体５ａで加熱された放電発生部７ｂから放電が発生する。
放電により印字ヘッド３から照射された電子やイオンは、離間電極ユニット１０の離間電極１２の電荷注入部１３に注入される。
電荷注入部１３に注入された電子やイオンは、電荷流路部１４を通過し、電荷放出部１４ａから記録媒体２０の記録面２０ａに放出され電荷が付与される。その電荷の作用により、記録媒体２０の内部に可視像が出現する。
離間電極付き印字部２と記録媒体２０を相対的に移動させることにより、記録媒体２０の所望の位置に電荷を付与して任意の画像を形成することができる。
【００５５】
尚、本実施の形態では、放電制御電圧の全てを印字ヘッド３の放電電極７に印加し、記録媒体２０の対向電極２１を接地したが、放電制御電圧は放電電極７と対向電極２１に分配して印加してもよい。
また、本実施の形態では、離間電極付き印字部２における印字ヘッド３として加熱放電型印字ヘッドを用いたが、印字ヘッド３はこれに限定されるものではなく、電子やイオンを発生させることができるものであればよい。例えば、発熱により電子を放出させることができるものとして、発熱抵抗体等を発熱させてその表面から熱電子を放出させるものや、イオンを発生させることができるものとして、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの等を用いることができる。
また、対向電極２１は記録媒体２０と一体に形成する代わりに、画像形成装置１に設け、記録媒体２０の裏面に接触又は近接して配設するようにしてもよい。
尚、記録媒体２０としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。
【００５６】
実施の形態１の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）基板１１に形成された離間電極１２が、印字ヘッド３から照射された電子やイオンが注入される電荷注入部１３と、一端部が電荷注入部１３に連なり他端部に電荷注入部１３に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部１４ａを有する電荷流路部１４と、を備えていることにより、印字ヘッド３から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極１２に貯え、電荷放出部１４ａから静電現像方式の記録媒体２０に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
（２）印字ヘッド３と記録媒体２０との間に配置される離間電極１２を通して、印字ヘッド３から記録媒体２０に電荷を付与することができるので、印字ヘッド３を記録媒体２０に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド３が、記録媒体２０に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（３）電荷流路部１４の電荷放出部１４ａが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット１０のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（４）離間電極１２の電荷注入部１３の面積が、電荷流路部１４の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッド３と電荷注入部１３との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッド３から照射された電子やイオンを確実に電荷注入部１３で受け止めて、電荷放出部１４ａから放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
（５）電荷流路部１４の面積よりも広く形成された電荷注入部１３に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部１３から記録媒体２０に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（６）各々の離間電極１２の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極１２に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極１２の電荷放出部１４ａから放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００５７】
実施の形態１の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）離間電極ユニット１０と、離間電極ユニット１０における離間電極１２の電荷注入部１３と離間して配置され電荷注入部１３に電子やイオンを照射する印字ヘッド３を有することにより、印字ヘッド３から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極１２に貯え、電荷放出部１４ａから記録媒体２０に対して放出することができるので、印字ヘッド３を記録媒体２０に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド３が、記録媒体２０に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（２）離間電極ユニット１０と印字ヘッド３が離間しているので、印字ヘッド３及び記録媒体２０の解像度に応じて、離間電極１２のピッチが異なる離間電極ユニット１０に簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニット１０における電荷流路部１４の電荷放出部１４ａが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット１０のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（３）印字ヘッド３が、放電発生部７ｂを有する放電電極７と、放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する加熱手段５と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極７の放電発生部７ｂから放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニット１０における離間電極１２の電荷注入部１３に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
（４）加熱放電型印字ヘッドは、放電電極７への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
【００５８】
実施の形態１の画像形成装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）離間電極付き印字部２を有することにより、記録媒体２０に電荷を付与することができ、可視像を形成することができる。
（２）記録媒体２０の記録面２０ａと反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極２１に接地を行う対向電極選択部１７を備えていることにより、離間電極付き印字部２から放出された電子やイオンを記録面２０ａの所望の位置に精度良く引き寄せて可視像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
【００５９】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図４は実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部を示す要部模式斜視図であり、図５は実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部における印字ヘッドを示す要部模式背面図である。
図３において、実施の形態２の画像形成装置１ａが実施の形態１と異なるのは、対向電極選択部１７により放電制御電圧の一部を対向電極１７に分配して印加している点と、静電現像方式の記録媒体２０の代わりに静電潜像担持体３０を用いており、静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体３０に可視像を形成する顕像化手段１８を備えている点である。
顕像化手段１８としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。尚、トナー現像を行う現像器を用いる場合、トナーの種類は液体トナーでも粉体トナー（乾式トナー）でも構わない。
【００６０】
また、実施の形態２の画像形成装置１ａにおける離間電極付き印字部２ａの印字ヘッド３ａが実施の形態１と異なるのは、加熱手段５Ａが放電電極７から離間して加熱するレーザ照射部を有する点と、放電電極７が複数の放電発生部７ｂの両端部を共通電極７ａで接続した梯子型に形成されている点である（図５参照）。尚、７ｃは放電発生部７ｂと放電発生部７ｂの間に形成された放電電極７の開口部である。
加熱手段５Ａはレーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたものや、レーザ照射部をシリアル走査させるものが好適に用いられる。基板４をガラス等の透光性の材質で形成することにより、基板４側から放電電極７にレーザ光を照射して加熱することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態２の画像形成装置１ａにおける離間電極付き印字部２ａの離間電極ユニット１０ａが実施の形態１と異なるのは、基板１１がポリイミド，アラミド，ポリエーテルイミド等の薄膜樹脂で形成されている点と、基板１１が離間電極１２ａの温度調整を行うための温度調整部としての放熱板１１ａに配設されている点と、離間電極１２ａの電荷注入部１３の厚さが電荷流路部１４の厚さよりも厚く形成されている点と、離間電極１２ａの電荷注入部１３が放熱板１１ａの端部に配置され印字ヘッド３ａと対向配置されている点である。
フレキシブルな基板１１を用いることにより、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極１２ａを形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部１３の向きを容易に変更することができる。静電潜像担持体３０の形状などに応じて、電荷注入部１３と共に印字ヘッド３ａの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
【００６２】
以上のように構成された実施の形態２の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法が実施の形態１と異なるのは、静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて、顕像化手段１８により可視像を形成する現像工程を有する点である。
尚、静電潜像担持体３０に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を設けた場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。また、転写後の静電潜像担持体３０の記録面３０ａに残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、離間電極付き印字部２ａによる書き込み（電子やイオンの照射）の前に静電潜像担持体３０の表面を除電する除電器を備えた場合、常に安定した状態で静電潜像担持体３０の記録面３０ａに静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。
【００６３】
実施の形態２の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）離間電極１２の電荷注入部１３の厚さが、電荷流路部１４の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部１３の体積を電荷流路部１４の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部１３に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部１４ａから放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
（２）離間電極１２ａの温度調整を行う温度調整部として放熱板１１ａを備えていることにより、離間電極１２ａの温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部１４ａからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
【００６４】
実施の形態２の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【００６５】
実施の形態２の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体３０に可視像を形成する顕像化手段１８を有することにより、静電潜像担持体３０に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（２）平板状（シート状）の静電潜像担持体３０を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体３０に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
【００６６】
（実施の形態３）
図６（ａ）は実施の形態３の画像形成装置を示す要部模式斜視図であり、図６（ｂ）は実施の形態３の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における離間電極ユニットの要部拡大模式平面図である。
図６において、実施の形態３の画像形成装置１ｂが実施の形態１と異なるのは、対向電極選択部１７により対向電極１７に正電圧を印加している点である。
また、実施の形態３の画像形成装置１ｂにおける離間電極付き印字部２ｂが実施の形態１と異なるのは、印字ヘッド３と離間電極ユニット１０ｂが対向して並列に配置されている点である。
さらに、実施の形態３の画像形成装置１ｂにおける離間電極付き印字部２ｂの離間電極ユニット１０ｂが実施の形態１と異なるのは、離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1が電荷注入部１３のピッチＰ2よりも狭く形成されている点である。
離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1及び電荷注入部１３のピッチＰは、組み合わせて使用する印字ヘッド３及び各種媒体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
電荷放出部１４ａ及び電荷注入部１３のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニット１０ｂを予め用意しておくことにより、印字ヘッド３及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニット１０ｂのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
以上のように構成された実施の形態３の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法は実施の形態１と同様なので説明は省略する。
【００６７】
実施の形態３の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1が電荷注入部１３のピッチＰ2よりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッド３を用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
【００６８】
実施の形態３の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【００６９】
実施の形態３の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、電子やイオンを発生させる加熱放電型印字ヘッドを初めとする各種のイオン照射型の印字ヘッドと離間して配置され、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、各種媒体に放出して電荷を付与することができ、粉塵等で汚れが発生した場合には簡便に交換が可能でメンテナンス性に優れ、容易に所望のパターンに形成することができ、印字ヘッドの解像度を高解像度に変換することができる汎用性に優れた離間電極ユニットの提供、その離間電極ユニットを備えることにより、離間電極に大きな電荷を溜めてから、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高い電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる画像形成の効率性、取り扱い性に優れた離間電極付き印字部の提供、及び離間電極付き印字部により、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に短時間で高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた画像形成装置の提供を行って、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式断面図（ｂ）実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式正面
【図２】実施の形態１の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段を示す要部模式平面図
【図３】実施の形態２の画像形成装置を示す要部模式断面図
【図４】実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部を示す要部模式斜視図
【図５】実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部における印字ヘッドを示す要部模式背面図
【図６】（ａ）実施の形態３の画像形成装置を示す要部模式斜視図（ｂ）実施の形態３の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における離間電極ユニットの要部拡大模式平面図
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ，１ｂ 画像形成装置
２，２ａ，２ｂ 離間電極付き印字部
３，３ａ 印字ヘッド
４ 基板
５，５Ａ 加熱手段
５ａ 発熱抵抗体
５ｂ ドライバＩＣ
６ 絶縁膜
７ 放電電極
７ｂ 放電発生部
８ａ 発熱用共通電極
８ｂ 発熱用個別電極
１０，１０ａ，１０ｂ 離間電極ユニット
１１ 基板
１１ａ 放熱板
１２，１２ａ，１２ｂ 離間電極
１３ 電荷注入部
１４ 電荷流路部
１４ａ 電荷放出部
１５ 被覆膜
１６ 電圧印加部
１７ 対向電極選択部
１８ 顕像化手段
２０ 記録媒体
２０ａ，３０ａ 記録面
２１ 対向電極
３０ 静電潜像担持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、電荷の作用により可視像や静電潜像が形成される各種媒体に放出して電荷を付与する離間電極ユニット、その離間電極ユニットを備え静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に電荷を付与して可視像や静電潜像を形成する離間電極付き印字部、及び離間電極付き印字部により画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、（特許文献１）や（特許文献２）に示すように、電子写真方式とは別方式の静電潜像形成方式である、イオン照射方式が開発されてきている。
電子写真方式が一様帯電＋露光という２工程で、一様帯電した感光体上の露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するのに対し、イオン照射方式では、イオン生成可能な雰囲気中（大気中等）においては、放電電極からの電子の放出により発生するイオンの照射による選択的帯電（静電潜像形成帯電）のみで静電潜像担持体（絶縁体であれば良いので、必ずしも感光体である必要はない）上に静電潜像の形成を完了できるので、より簡素化された静電潜像形成方式である。
【０００３】
また、（特許文献３）には、水平プリンタ対応のイオン照射型（加熱放電型）印字ヘッドの具体的な形状及びそれを備えた画像形成装置が開示されている。
特に、（特許文献１）乃至（特許文献３）のイオン照射方式は、放電電極に印加しただけでは放電が発生せず加熱することにより放電が発生する電圧（放電制御電圧）を印加した状態で、放電電極への加熱の有無を制御することにより、放電の有無を制御してイオンの発生制御を行う加熱放電方式であり、放電電極に印加する電圧の制御が不要である。その結果、発熱抵抗体等による加熱の制御に使用する５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣで放電の発生を制御することができ、放電の制御の観点からは最も優れた制御方式であると言える。
【０００４】
また、このようなイオン照射方式による静電潜像形成方式を応用したものは、デジタルペーパに代表されるような、表面に付与された電荷（静電潜像）の作用により画像を表示する静電現像方式の記録媒体に対して、静電潜像をイオン照射により直接形成できるので、静電現像方式の記録媒体に非接触で書き込むには現在考え得る最適な画像形成装置である。
因に、現時点におけるデジタルペーパとしては、微小なボールを二色（例えば白黒）に色分けし、各色の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示するツイストボール方式、微小なボール中に二色（例えば白黒）の微粉末を混入し、各色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
【特許文献１】特開２００３−３２６７５６号公報
【特許文献２】WO２００５／０５６２９７号公報
【特許文献３】WO２００５／０８７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）、（特許文献２）は、いずれも放電電極を記録媒体や静電潜像担持体の記録面に直接対向させ、電子やイオンを照射するが、放電電極に高電圧の放電制御電圧を印加しているので、放電電極と記録面が接触しないように両者の間隔を適正に保つ必要があり、取り扱い性の改善が望まれていた。
（２）また、加熱放電型印字ヘッドの放電電極は表面が露出しているため粉塵等で汚れ易く、経時的に放電発生の安定性が低下し、画像品質の劣化が発生し易くなるという課題を有していた。
（３）さらに、高電圧の放電制御電圧が印加される放電電極を高密度に形成することが困難であり、高解像度の画像を形成するためには、複数の加熱放電型印字ヘッドを千鳥配置したり、加熱放電型印字ヘッドを細かいピッチで改行したりする必要があり、記録速度が低下し易くなるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、電子やイオンを発生させる加熱放電型印字ヘッドを初めとする各種のイオン照射型の印字ヘッドと離間して配置され、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、各種媒体に放出して電荷を付与することができ、粉塵等で汚れが発生した場合には簡便に交換が可能でメンテナンス性に優れ、容易に所望のパターンに形成することができ、印字ヘッドの解像度を高解像度に変換することができる汎用性に優れた離間電極ユニットの提供、その離間電極ユニットを備えることにより、離間電極に大きな電荷を溜めてから、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高い電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる画像形成の効率性、取り扱い性に優れた離間電極付き印字部の提供、及び離間電極付き印字部により、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に短時間で高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の発明は、電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）基板に形成された離間電極が、印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が電荷注入部に連なり他端部に電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えていることにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
（２）印字ヘッドと記録媒体若しくは静電潜像担持体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（３）電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
【０００８】
ここで、離間電極は、基板に金、銀、銅、アルミニウム等の金属を蒸着、スパッタ、印刷、メッキなどで形成した後、必要に応じてエッチングしてパターン形成するものが好適に用いられる。離間電極のパターンは、印字ヘッド及び記録媒体や静電潜像担持体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
また、電荷注入部のピッチと電荷流路部の電荷放出部のピッチは同一でもよいし、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成してもよい。特に、電荷注入部のピッチよりも電荷流路部の電荷放出部のピッチを狭く形成した場合、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性に優れる。
電荷注入部の形状は任意に選択することができるが、生産性や高密度配置の観点からは略円形状や略矩形状に形成したものが好適に用いられる。また、各々の電荷流路部の長さは、同一でも異なっていてもよい。
【０００９】
基板の材質としては、表面に離間電極を形成することができるものであればよい。例えば、ガラスやセラミックなどの硬質なものでもよいし、ポリイミド，アラミド，ポリエーテルイミド等の薄膜樹脂で形成されたフレキシブルなものでもよい。
電荷注入部と電荷流路部は同一平面上に配置する必要はなく、ガラスやセラミックなどの硬質な基板を用いる場合は、基板の表面に電荷流路部を形成し、基板の端面に電荷注入部を形成することもできる。
また、フレキシブルな基板を用いた場合、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極を形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部の向きを容易に変更することができる。これにより、静電潜像担持体の形状などに応じて、電荷注入部と共に印字ヘッドの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
【００１０】
電荷流路部の内、電荷注入部側と反対側が電荷放出部となるが、その電荷放出部を除いて電荷流路部に被覆膜を覆設することが好ましい。これにより、電荷放出部以外から電荷が放出されるのを防止でき、電荷注入部に注入された電荷を無駄なく電荷放出部から集中的に放出することができ、電荷放出の効率性に優れると共に、電荷流路部を保護することができ、離間電極の耐久性に優れる。
被覆膜は絶縁体で形成され、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、ＳｉＯ2等のセラミック、マイカ等の材質が好適に用いられる。被覆膜は、スクリーン印刷、蒸着、スパッタ等により形成することができる。
【００１１】
この離間電極ユニットと共に用いる印字ヘッドとしては、電子又はイオンを発生させることができるものであればよい。発熱により電子を放出させることができるものとしては、発熱抵抗体等を発熱させてその表面から熱電子を放出させるものが好適に用いられる。この発熱抵抗体の表面には絶縁層を介してＡｇやＭｇＯ或いはカーボンナノチューブ等の電子を放出し易い材質により電子放出層を形成してもよい。これにより、発熱抵抗体と電子放出層との間の絶縁性を確保し、発熱抵抗体の劣化を防ぐと共に、多量の電子を放出させて高品質な画像を形成することができる。
また、イオンを発生させることができるものとしては、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの、放電電極に印加する電圧や放電電極の加熱温度を制御して電子やイオンを発生させるもの等が好適に用いられる。
【００１２】
この離間電極ユニットと各種のイオン照射型の印字ヘッドを組み合わせることにより、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる。
記録媒体としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。これらは単色表示を行うもの以外に、加法混色法における三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を持つカラーフィルタや減法混色法における三原色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を持つ反射層と組み合わせたり、ツイストボールや微粒子を減法混色法における三原色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）等に着色して色毎に配列したりしてカラー表示を行うものも用いることができる。尚、これらの記録媒体には、媒体本体の上面及び下面に所定のパターンで形成された電極に電子やイオンを照射し、電荷を注入することにより、上面と下面の電極間の電位差によって可視像を形成する電荷注入型の記録媒体も含まれる。
【００１３】
静電潜像担持体としては、ドラム型，ベルト型，平板型（シート状）等の様々な形状のものを用いることができる。静電潜像担持体の素材としては、電子やイオンの照射により表面が帯電するものであればよいので、感光体である必要はなく、アルマイト等の絶縁体やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルム状の合成樹脂やガラス等を用いることもできる。尚、静電潜像担持体が感光体の場合は、光を照射することで除電することができ、絶縁体の場合はＡＣ電圧で除電することができる。また、静電潜像担持体が絶縁体の場合、感光体に比べ劣化が発生し難く長寿命性に優れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の前記電荷注入部の面積が、前記電荷流路部の面積よりも広く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の電荷注入部の面積が、電荷流路部の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッドと電荷注入部との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッドから照射された電子やイオンを確実に電荷注入部で受け止めて、電荷放出部から放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
（２）電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００１５】
ここで、略線状に形成される電荷流路部に対し、電荷注入部を円形状や矩形状などの形状とすることにより、電荷流路部よりも幅広などに形成することができ、電荷流路部の面積よりも広い面積とすることができる。電荷注入部は画像の書き込みに必要な電荷量を溜めることができるだけの面積があればよく、各種媒体の特性や印字ヘッドの解像度、放電量などに応じて、適宜、選択することができる。電荷注入部の面積は印字ヘッドや各種媒体の解像度などによもよるが、例えば電荷流路部の面積の２倍〜５倍に形成するのが好ましい。電荷注入部の面積が電荷流路部の面積の２倍よりも狭くなるにつれ、印字ヘッドと電荷注入部の位置合わせが困難になると共に、電荷注入部の面積が不足して十分な電荷を溜めることが困難となり、画像品質が低下し易くなる傾向があり、５倍よりも広くなるにつれ、電荷流路部のピッチが広くなり、画像形成の解像度が低下し易くなると共に、離間電極ユニットが大型化して取り扱いが困難になる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の前記電荷注入部の厚さが、前記電荷流路部の厚さよりも厚く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の電荷注入部の厚さが、電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部の体積を電荷流路部の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部から放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
【００１７】
ここで、電荷注入部の厚さは電荷注入部の面積などによもよるが、例えば電荷流路部の厚さの１．１倍〜２倍に形成するのが好ましい。電荷注入部の厚さが電荷流路部の厚さの１．１倍よりも薄くなるにつれ、電荷注入部の体積が不足して十分な電荷を溜めることが困難となり、画像品質が低下し易くなる傾向があり、２倍よりも厚くなるにつれ、製造が困難になり、量産性が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、各々の前記離間電極の体積が均一に形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）各々の離間電極の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００１９】
ここで、各々の離間電極の体積は、電荷注入部の面積や厚さ、電荷流路部の幅、長さ、厚さ等を調整することにより、適宜、選択することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極における前記電荷流路部の前記電荷放出部のピッチが前記電荷注入部のピッチよりも狭く形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチが電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッドを用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
【００２１】
ここで、離間電極における電荷流路部の電荷放出部のピッチ及び電荷注入部のピッチは、組み合わせて使用する印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
電荷放出部及び電荷注入部のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニットを予め用意しておくことにより、印字ヘッド及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニットのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットであって、前記離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えていることにより、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
【００２３】
ここで、温度調整部としては、離間電極を加熱或いは冷却して温度調整を行うことができるものであればよい。具体的には、ペルチェ素子などが好適に用いられる。また、基板をアルミニウム等の放熱性に優れる材質で形成した放熱板に配設した場合、離間電極ユニットで発生した熱を速やかに吸収して放熱することができる。放熱板の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の請求項７に記載の離間電極付き印字部は、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットと、前記離間電極ユニットにおける前記離間電極の前記電荷注入部と離間して配置され前記電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドと、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）離間電極ユニットと、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と離間して配置され電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドを有することにより、印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができるので、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（２）離間電極ユニットと印字ヘッドが離間しているので、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極のピッチが異なる離間電極ユニットに簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニットにおける電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニットのみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
【００２５】
ここで、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と印字ヘッドとの距離は、放電が発生する程度に離間していればよく、配置は適宜、選択することができる。例えば、離間電極ユニットと印字ヘッドは直列方向に配置してもよいし、対向するように並列配置してもよい。
離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部と印字ヘッドを離間させる距離は、印字ヘッドと媒体裏面側の対向電極との間の電位差にもよるが、例えば１０μｍ〜５００μｍが好ましい。距離が１０μｍより狭くなるにつれ、位置合わせが困難になり、電荷注入部と印字ヘッドが接触し易くなる傾向があり、５００μｍより広くなるにつれ、放電の発生効率が低下し、放電量が不十分となり、画像の品質が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の離間電極付き印字部であって、前記印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、前記放電電極の前記放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドである構成を有している。
この構成により、請求項７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、放電電極の放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
（２）加熱放電型印字ヘッドは、放電電極への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
【００２７】
ここで、加熱放電型印字ヘッド（例えば特開２００３−３２６７５６号やWO２００５／０５６２９７号）は、放電電極に放電制御電圧を印加すると共に、加熱手段で放電電極の選択的な加熱を行うことにより放電の発生を制御できるので、加熱手段による加熱箇所を選択することで容易に放電電極の任意の放電発生部（加熱位置近傍）から選択的に電子を放出させて放電を発生させることができる。
加熱放電型印字ヘッドの放電電極は、例えば複数の放電発生部の一端部を共通電極で接続して櫛型に形成したり、複数の放電発生部の両端部を共通電極で接続して梯子型等に形成したりできるほか、長方形状や正方形状等の一枚の平板状に形成することができる（例えば、特開２００３−３２６７５６号、WO２００５／０５６２９７号参照）。
櫛型や梯子型のように放電発生部の近傍に共通電極を設けることで、放電電極の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上させることができる。尚、平板状に形成した放電電極では、加熱手段により選択的に加熱されて放電が発生する箇所が放電発生部であり、放電発生部以外が共通電極となる。
【００２８】
尚、放電電極を加熱する加熱手段としては、放電電極の任意の放電発生部を選択的に加熱できるものであればよく、放電電極に密着して加熱するものでもよいし、放電電極から離間して加熱するものでもよい。
放電電極と密着させて加熱する加熱手段としては、従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成を好適に用いることができる。具体的には、発熱抵抗体と電気的に接続されたドライバＩＣで発熱抵抗体の発熱を制御するものである。
放電電極と離間して加熱する加熱手段としては、レーザ光を照射する方式や赤外線を照射する方式等を好適に用いることができる。レーザ光を照射する方式としては、レーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたもの、レーザ照射部をシリアル走査させるもの等が好適に用いられる。また、レーザ光や赤外線を光ファイバーや集光レンズで集光して放電電極に照射してもよい。特に多本数の光ファイバーを高密度かつ高精度に配列した光ファイバーアレイを用いた場合、同時に複数の放電発生部に対し、レーザ光や赤外線を選択的に照射することができ、高速記録が可能である。
【００２９】
放電制御電圧とは、その電位差だけでは放電電極と対向電極との間で放電は起こらないが、放電電極を加熱することにより放電が起こる電圧域を言う。放電電極と離間電極ユニットの離間電極又は離間電極と各種媒体が離間して形成された放電空間が、大気等のイオン生成可能な雰囲気である場合には、放出された電子が酸素や窒素をイオン化し、それらを各種媒体の記録面や媒体本体の表面に形成された電極に到達させることができ、多量のイオンで効率的に電荷を注入することができる。
【００３０】
放電電極に印加する放電制御電圧としては様々な波形を選択することができ、三角波、矩形波、台形波、ｓｉｎ波等を単独で或いは組合せて用いたり、さらにこれらに直流電圧や交流電圧を重畳したりできる。例えば、放電電極に交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成される。そこで、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳し、正のイオンのみを選別するには交流電圧に正の直流電圧を重畳したものを放電電極に印加する。
【００３１】
本発明の請求項９に記載の画像形成装置は、請求項７又は８に記載の離間電極付き印字部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）離間電極付き印字部を有することにより、各種媒体に電荷を付与することができ、媒体の種類に応じて可視像や静電潜像を形成することができる。
【００３２】
ここで、復元器（初期化手段）として、帯電ローラや帯電ブラシ等を備えることにより、画像形成装置の内部で静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体の表面を一様に帯電させて初期化することができ、各種媒体への書き換えを繰返し行うことができる。
尚、復元器を備える代わりに、離間電極付き印字部から画像が形成された各種媒体に画像形成時と逆極性のイオンを照射して、不要な画像を消去することもできる。
各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されている場合は、画像形成装置は対向電極への接地や電圧印加を行う対向電極選択部を備えていればよい。
また、各種媒体の記録面と反対側の面に対向電極が形成されていない場合は、各種媒体の記録面と反対側の面に接触又は近接する対向電極を装置側に設けることにより、対向電極選択部による接地や電圧印加を行うことができる。
【００３３】
画像形成装置は離間電極付き印字部と各種媒体を相対的に移動させて画像を形成することができればよい。各種媒体を平板状の媒体載置部に載置して離間電極付き印字部又は媒体載置部を水平移動させるようにしてもよいし、各種媒体を搬送ローラで搬送してもよい。特に、対向電極を装置側に設ける場合は、媒体載置部の表面に対向電極を形成することにより、各種媒体と対向電極を面接触させることができ、対向電極に印加した電圧を各種媒体に作用させて電子やイオンの電荷を確実に記録面に付与することができる。
尚、この画像形成装置は、紙代わりの媒体として持ち運んだりして使用する静電現像方式の記録媒体に画像を形成する以外に、固定若しくは着脱自在に配設された記録媒体を表示媒体として広告などの画像を表示する看板等の画像表示装置としても使用することができる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置であって、前記離間電極付き印字部から放出される電荷の作用により、内部に可視像が出現する記録媒体若しくは静電潜像が形成される静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項９の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）記録媒体や静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えていることにより、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
【００３５】
ここで、媒体として、記録面と反対側の面に対向電極が一体に形成された専用の記録媒体や静電潜像担持体を用いることにより、高品質な画像を得ることができる。即ち、媒体の記録面と反対側の面（裏面）に、印字ヘッドとの間に電界を形成するための対向電極を配置し、印字ヘッドと対向電極の間に所定の電位差が生じるように、対向電極に接地又は電圧印加を行うことにより、印字ヘッドで発生した電子やイオンを離間電極ユニットの離間電極を経由して、各種媒体の記録面に到達させることができる。
尚、対向電極は媒体と一体に形成してもよいし、媒体と接触又は近接するように配設してもよい。
また、対向電極は媒体の全面に共通の平板状に形成してもよいし、媒体の表示画素の行単位或いは列単位に分割した短冊状に形成してもよい。
対向電極を行単位或いは列単位に分割して形成した場合、対向電極に簡便に選択的な接地や電圧印加を行うことができ、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷放出部から放出される電荷を記録面の所望の位置に精度よく導くことができ、画像の位置ずれを防止することができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の画像形成装置であって、前記静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を備えている構成を有している。
この構成により、請求項９又は１０の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を有することにより、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（２）平板状（シート状）の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
【００３７】
ここで、顕像化手段としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。尚、トナー現像を行う現像器を用いる場合、トナーの種類は液体トナーでも粉体トナー（乾式トナー）でも構わない。
また、画像形成装置が、静電潜像担持体に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を有する場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。
尚、転写手段としては、アルミニウム等の金属製のローラの表面をシリコーンゴム等の合成ゴムで被覆した転写定着ローラ等が好適に用いられる。トナー現像の際に圧力定着型のトナーを用いれば、転写手段により押圧することで可視像を印字媒体に転写できると共に、定着させることができる。
【００３８】
画像形成装置に、転写後の静電潜像担持体の表面に残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、離間電極付き印字部による書き込み（電子やイオンの照射）の前に静電潜像担持体の表面を除電する除電器を備えた場合、常に安定した状態で静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。また、静電潜像担持体としてアルマイト等の絶縁体を用いた場合、クリーナによる掻き取りのダメージが発生し難く、特に長寿命性に優れる。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドから電荷注入部に照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極に貯え、電荷放出部から静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に対して放出することができる選択的帯電の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
（２）印字ヘッドと各種媒体との間に配置される離間電極を通して、印字ヘッドから各種媒体に電荷を付与することができ、印字ヘッドを各種媒体に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドが、各種媒体に接触することがない取り扱い性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
（３）離間電極における電荷流路部の電荷放出部などが粉塵などで汚れた場合は、容易に交換することができるメンテナンス性、省資源性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電荷流路部の面積よりも広く形成された電荷注入部に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与して高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電荷流路部の体積よりも大きな体積に形成された電荷注入部に多量の電荷を貯えることができ、電荷放出部から各種媒体に対して高い電荷を付与することができる画像形成の効率性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）均一な体積に形成された各々の離間電極に、均一な量の電荷を貯えることができ、離間電極の電荷放出部から放出される電荷量のばらつきを低減して、濃度斑のない高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）解像度の粗い印字ヘッドから離間電極の電荷注入部に注入された電荷を、高密度に形成された電荷流路部の電荷放出部から放出することができ、短時間で高解像度の画像を形成することができる汎用性、画像品質の信頼性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４４】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）温度調整部により、離間電極の温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部からほぼ一定の電荷を放出することができる電荷放出の安定性に優れた離間電極ユニットを提供することができる。
【００４５】
請求項７に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドから照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極ユニットの離間電極に貯え、電荷放出部から各種媒体に対して放出することができ、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッドを、各種媒体に直接対向させる必要がなく、各種媒体との接触を防止することができる取り扱い性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
（２）印字ヘッドと離間電極ユニットが離間していることにより、印字ヘッド及び各種媒体の解像度に応じて、離間電極ユニットのみを簡便に交換して解像度の変換を行うことや、電荷流路部の電荷放出部が粉塵などで汚れた安価な離間電極ユニットのみを交換して電荷放出の安定性を維持することができる汎用性、取り扱い性、メンテナンス性、省資源性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
【００４６】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドとして加熱放電型印字ヘッドを用いることにより、放電電極の放電発生部から放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニットにおける離間電極の電荷注入部に照射して選択的に電荷を注入することができる画像形成の効率性に優れた離間電極付き印字部を提供することができる。
【００４７】
請求項９に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）離間電極付き印字部によって、各種媒体に簡便かつ確実に電荷を付与し、高品質な可視像や静電潜像を形成することができる取り扱い性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００４８】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）対向電極選択部により、記録媒体若しくは静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行うことができ、離間電極付き印字部から放出された電子やイオンを記録面の所望の位置に精度良く引き寄せて可視像や静電潜像を形成することができる画像の高品質性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００４９】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９又は１０の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）顕像化手段により、静電潜像担持体に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができるので、平板状（シート状）の静電潜像担持体を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体に短時間で高品質な画像を形成することができる量産性、画像品質の信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の離間電極ユニットと離間電極付き印字部及び画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図１（ｂ）は実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式正面図である。
図１中、１はコンピュータ等からの画像信号に基づいて後述する静電現像方式の記録媒体２０に画像を形成する本発明の実施の形態１の画像形成装置、２は記録媒体２０の記録面２０ａに電荷を放出して記録媒体２０の内部に可視像を形成する画像形成装置１の離間電極付き印字部、３は加熱放電型印字ヘッドを用いた離間電極付き印字部２の印字ヘッド、４はセラミック等で形成された印字ヘッド３の基板、５は後述する放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する発熱抵抗体５ａを用いた印字ヘッド３の加熱手段、６は加熱手段５の発熱抵抗体５ａと後述する放電電極７を絶縁する印字ヘッド３の絶縁膜、７は放電発生部７ｂの一端部を共通電極７ａで接続して櫛型に形成した印字ヘッド３の放電電極、１０は印字ヘッド３と組み合わせて用いる離間電極付き印字部２の離間電極ユニット、１１はセラミックやガラスなどで形成された離間電極ユニット１０の硬質性の基板、１２は基板１１に形成された離間電極ユニット１０の離間電極、１３は印字ヘッド３から照射された電子やイオンが注入される離間電極１２の電荷注入部、１４は一端部が電荷注入部１３に連なり他端部に電荷注入部１３に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部１４ａを有する離間電極１２の電荷流路部、１５はガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂などの絶縁体で形成され電荷注入部１３と電荷放出部１４ａを除いて離間電極１２に覆設された離間電極ユニット１０の被覆膜、１６は印字ヘッド３の放電電極７に放電制御電圧を印加する画像形成装置１の電圧印加部、１７は記録媒体２０の裏面に短冊状に形成された対向電極を選択的に接地する画像形成装置１の対向電極選択部、２０は電荷の作用により内部に可視像が出現する静電現像方式の記録媒体、２０ａは離間電極付き印字部２から電荷が付与される記録媒体２０の記録面、２１は記録媒体２０の裏面に記録媒体２０の表示画素の行単位或いは列単位に分割され記録媒体２０と一体に形成された短冊状の対向電極である。
【００５１】
次に、離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段の詳細について説明する。
図２は実施の形態１の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段を示す要部模式平面図である。
図２中、５ｂは発熱抵抗体５ａと電気的に接続され発熱抵抗体５ａの発熱を制御する加熱手段５のドライバＩＣ、８ａは発熱抵抗体５ａに通電するための発熱用共通電極、８ｂは発熱抵抗体５ａに通電するための発熱用個別電極である。
【００５２】
実施の形態１の画像形成装置１に用いる離間電極付き印字部２における印字ヘッド３と離間電極ユニット１０は共通の固定板（図示せず）などに着脱自在に取り付けて使用することができる。
固定板の材質として放熱性に優れるアルミニウム等を用いた場合、離間電極ユニット１０で発生した熱を速やかに吸収して放熱する放熱板となり、離間電極１２の温度調整を行う温度調整部として機能する。また、温度調整部としてペルチェ素子などを離間電極ユニット１０の基板１１に配設してもよい。温度調整部により離間電極１２を容易に加熱或いは冷却することができ、離間電極１２の温度を略一定に保持することができるので、環境温度などに左右されることなく、離間電極１２の電荷放出部１４ａからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れるためである。
【００５３】
本実施の形態では、離間電極ユニット１０の電荷注入部１３のピッチと電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチは同一に形成したが、離間電極１２のパターンは、印字ヘッド３及び記録媒体２０の解像度に応じて適宜、選択することができ、電荷注入部１３のピッチと電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチは任意である。尚、各々の離間電極１２に貯えられる電荷量を均一にするために、各離間電極１２の体積は均一に形成した。
また、電荷注入部１３の形状は生産性や高密度配置の観点から略矩形状に形成したが、略円形状やその他の任意の形状を選択することができる。
電荷流路部１４の内、電荷注入部１３側と反対側が電荷放出部１４ａとなるが、その電荷放出部１４ａを除いて電荷流路部１４に被覆膜１５を覆設した。これにより、電荷放出部１４ａ以外から電荷が放出されるのを防止でき、電荷注入部１３に注入された電荷を無駄なく電荷放出部１４ａから集中的に放出することができ、電荷放出の効率性に優れると共に、電荷流路部１４を保護することができ、離間電極の耐久性に優れる。
【００５４】
以上のように構成された実施の形態１の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法について説明する。
まず、ヘッド側電圧印加工程において、電圧印加部１６により印字ヘッド３の放電電極７に放電制御電圧を印加する。
続いて、対向電極選択工程において、画像情報に基づいて対向電極選択部１７により記録媒体２０の対向電極２１を選択し、接地する。
次に、放電電極加熱工程において、画像情報に基づいて加熱手段５のドライバＩＣ５ｂにより発熱抵抗体５ａを選択的に発熱させ、放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する。これにより、発熱抵抗体５ａで加熱された放電発生部７ｂから放電が発生する。
放電により印字ヘッド３から照射された電子やイオンは、離間電極ユニット１０の離間電極１２の電荷注入部１３に注入される。
電荷注入部１３に注入された電子やイオンは、電荷流路部１４を通過し、電荷放出部１４ａから記録媒体２０の記録面２０ａに放出され電荷が付与される。その電荷の作用により、記録媒体２０の内部に可視像が出現する。
離間電極付き印字部２と記録媒体２０を相対的に移動させることにより、記録媒体２０の所望の位置に電荷を付与して任意の画像を形成することができる。
【００５５】
尚、本実施の形態では、放電制御電圧の全てを印字ヘッド３の放電電極７に印加し、記録媒体２０の対向電極２１を接地したが、放電制御電圧は放電電極７と対向電極２１に分配して印加してもよい。
また、本実施の形態では、離間電極付き印字部２における印字ヘッド３として加熱放電型印字ヘッドを用いたが、印字ヘッド３はこれに限定されるものではなく、電子やイオンを発生させることができるものであればよい。例えば、発熱により電子を放出させることができるものとして、発熱抵抗体等を発熱させてその表面から熱電子を放出させるものや、イオンを発生させることができるものとして、ワイヤ電極や針電極等に高電圧を印加してコロナ放電を発生させるもの等を用いることができる。
また、対向電極２１は記録媒体２０と一体に形成する代わりに、画像形成装置１に設け、記録媒体２０の裏面に接触又は近接して配設するようにしてもよい。
尚、記録媒体２０としては、電荷の作用により内部に可視像が出現するものであればよく、液晶方式、ツイストボール方式、電気泳動方式、粉体移動方式等のデジタルペーパが好適に用いられる。
【００５６】
実施の形態１の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）基板１１に形成された離間電極１２が、印字ヘッド３から照射された電子やイオンが注入される電荷注入部１３と、一端部が電荷注入部１３に連なり他端部に電荷注入部１３に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部１４ａを有する電荷流路部１４と、を備えていることにより、印字ヘッド３から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極１２に貯え、電荷放出部１４ａから静電現像方式の記録媒体２０に対して放出することができ、選択的帯電の効率性に優れる。
（２）印字ヘッド３と記録媒体２０との間に配置される離間電極１２を通して、印字ヘッド３から記録媒体２０に電荷を付与することができるので、印字ヘッド３を記録媒体２０に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド３が、記録媒体２０に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（３）電荷流路部１４の電荷放出部１４ａが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット１０のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（４）離間電極１２の電荷注入部１３の面積が、電荷流路部１４の面積よりも広く形成されていることにより、印字ヘッド３と電荷注入部１３との位置合わせを簡便に行うことができ、印字ヘッド３から照射された電子やイオンを確実に電荷注入部１３で受け止めて、電荷放出部１４ａから放出することができ、画像形成の信頼性に優れる。
（５）電荷流路部１４の面積よりも広く形成された電荷注入部１３に多量の電子やイオンを照射して電荷を貯えることができるので、電荷放出部１３から記録媒体２０に対して高い電荷を付与することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（６）各々の離間電極１２の体積が均一に形成されていることにより、各々の離間電極１２に貯えられる電荷量を均一にすることができ、離間電極１２の電荷放出部１４ａから放出される電荷量のばらつきの発生を防ぐことができ、画像品質の信頼性に優れる。
【００５７】
実施の形態１の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）離間電極ユニット１０と、離間電極ユニット１０における離間電極１２の電荷注入部１３と離間して配置され電荷注入部１３に電子やイオンを照射する印字ヘッド３を有することにより、印字ヘッド３から照射された電子やイオンの電荷を一旦、離間電極１２に貯え、電荷放出部１４ａから記録媒体２０に対して放出することができるので、印字ヘッド３を記録媒体２０に直接対向させる必要がなく、電子やイオンを発生させるための電圧が印加された印字ヘッド３が、記録媒体２０に接触することがなく、取り扱い性に優れる。
（２）離間電極ユニット１０と印字ヘッド３が離間しているので、印字ヘッド３及び記録媒体２０の解像度に応じて、離間電極１２のピッチが異なる離間電極ユニット１０に簡便に交換することができ、汎用性、取り扱い性に優れ、離間電極ユニット１０における電荷流路部１４の電荷放出部１４ａが粉塵などで汚れた場合は、安価な離間電極ユニット１０のみを容易に交換することができ、メンテナンス性、省資源性に優れる。
（３）印字ヘッド３が、放電発生部７ｂを有する放電電極７と、放電電極７の放電発生部７ｂを選択的に加熱する加熱手段５と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることにより、放電電極７の放電発生部７ｂから放出される電子や電子の放出に伴って発生する大量のイオンを、離間電極ユニット１０における離間電極１２の電荷注入部１３に照射して選択的に電荷を注入することができ、画像形成の効率性に優れる。
（４）加熱放電型印字ヘッドは、放電電極７への選択的加熱で放電を行わせる方式であるため、加熱の制御に５Ｖ駆動のような低耐電圧対応のドライバＩＣを使用することができ、放電の制御が容易で、取り扱い性に優れる。
【００５８】
実施の形態１の画像形成装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）離間電極付き印字部２を有することにより、記録媒体２０に電荷を付与することができ、可視像を形成することができる。
（２）記録媒体２０の記録面２０ａと反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極２１に接地を行う対向電極選択部１７を備えていることにより、離間電極付き印字部２から放出された電子やイオンを記録面２０ａの所望の位置に精度良く引き寄せて可視像を形成することができ、画像の高品質性に優れる。
【００５９】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２の画像形成装置を示す要部模式断面図であり、図４は実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部を示す要部模式斜視図であり、図５は実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部における印字ヘッドを示す要部模式背面図である。
図３において、実施の形態２の画像形成装置１ａが実施の形態１と異なるのは、対向電極選択部１７により放電制御電圧の一部を対向電極１７に分配して印加している点と、静電現像方式の記録媒体２０の代わりに静電潜像担持体３０を用いており、静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体３０に可視像を形成する顕像化手段１８を備えている点である。
顕像化手段１８としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。尚、トナー現像を行う現像器を用いる場合、トナーの種類は液体トナーでも粉体トナー（乾式トナー）でも構わない。
【００６０】
また、実施の形態２の画像形成装置１ａにおける離間電極付き印字部２ａの印字ヘッド３ａが実施の形態１と異なるのは、加熱手段５Ａが放電電極７から離間して加熱するレーザ照射部を有する点と、放電電極７が複数の放電発生部７ｂの両端部を共通電極７ａで接続した梯子型に形成されている点である（図５参照）。尚、７ｃは放電発生部７ｂと放電発生部７ｂの間に形成された放電電極７の開口部である。
加熱手段５Ａはレーザ照射部とポリゴンミラーやガルバノミラーを組合せたものや、レーザ照射部をシリアル走査させるものが好適に用いられる。基板４をガラス等の透光性の材質で形成することにより、基板４側から放電電極７にレーザ光を照射して加熱することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態２の画像形成装置１ａにおける離間電極付き印字部２ａの離間電極ユニット１０ａが実施の形態１と異なるのは、基板１１がポリイミド，アラミド，ポリエーテルイミド等の薄膜樹脂で形成されている点と、基板１１が離間電極１２ａの温度調整を行うための温度調整部としての放熱板１１ａに配設されている点と、離間電極１２ａの電荷注入部１３の厚さが電荷流路部１４の厚さよりも厚く形成されている点と、離間電極１２ａの電荷注入部１３が放熱板１１ａの端部に配置され印字ヘッド３ａと対向配置されている点である。
フレキシブルな基板１１を用いることにより、形状自在性に優れるので、平面状態で離間電極１２ａを形成した後に、必要に応じて折り曲げたり湾曲させたりして電荷注入部１３の向きを容易に変更することができる。静電潜像担持体３０の形状などに応じて、電荷注入部１３と共に印字ヘッド３ａの配置を適宜、選択することができ、設計自在性、量産性、汎用性に優れる。
【００６２】
以上のように構成された実施の形態２の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法が実施の形態１と異なるのは、静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて、顕像化手段１８により可視像を形成する現像工程を有する点である。
尚、静電潜像担持体３０に形成された可視像を他の印字媒体に転写するための転写手段を設けた場合、転写手段で可視像を他の印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体として使用することができ汎用性に優れる。また、転写後の静電潜像担持体３０の記録面３０ａに残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、離間電極付き印字部２ａによる書き込み（電子やイオンの照射）の前に静電潜像担持体３０の表面を除電する除電器を備えた場合、常に安定した状態で静電潜像担持体３０の記録面３０ａに静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。
【００６３】
実施の形態２の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）離間電極１２の電荷注入部１３の厚さが、電荷流路部１４の厚さよりも厚く形成されていることにより、電荷注入部１３の体積を電荷流路部１４の体積よりも大きくすることができ、電荷注入部１３に貯えることができる電荷量を増加させ、電荷放出部１４ａから放出させる電荷を高くすることができ、画像形成の効率性に優れる。
（２）離間電極１２ａの温度調整を行う温度調整部として放熱板１１ａを備えていることにより、離間電極１２ａの温度を略一定に保持することができ、環境温度などに左右されることなく、電荷放出部１４ａからほぼ一定の電荷を放出することができ、電荷放出の安定性に優れる。
【００６４】
実施の形態２の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【００６５】
実施の形態２の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）静電潜像担持体３０の記録面３０ａに形成される静電潜像に基づいて静電潜像担持体３０に可視像を形成する顕像化手段１８を有することにより、静電潜像担持体３０に形成される静電潜像に基づいて、順次、可視像を形成することができ、画像品質の信頼性に優れる。
（２）平板状（シート状）の静電潜像担持体３０を印字媒体として用いることができ、大量の静電潜像担持体３０に短時間で高品質な画像を形成することができ量産性に優れる。
【００６６】
（実施の形態３）
図６（ａ）は実施の形態３の画像形成装置を示す要部模式斜視図であり、図６（ｂ）は実施の形態３の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における離間電極ユニットの要部拡大模式平面図である。
図６において、実施の形態３の画像形成装置１ｂが実施の形態１と異なるのは、対向電極選択部１７により対向電極１７に正電圧を印加している点である。
また、実施の形態３の画像形成装置１ｂにおける離間電極付き印字部２ｂが実施の形態１と異なるのは、印字ヘッド３と離間電極ユニット１０ｂが対向して並列に配置されている点である。
さらに、実施の形態３の画像形成装置１ｂにおける離間電極付き印字部２ｂの離間電極ユニット１０ｂが実施の形態１と異なるのは、離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1が電荷注入部１３のピッチＰ2よりも狭く形成されている点である。
離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1及び電荷注入部１３のピッチＰは、組み合わせて使用する印字ヘッド３及び各種媒体の解像度に応じて適宜、選択することができる。
電荷放出部１４ａ及び電荷注入部１３のピッチがそれぞれ異なる複数の離間電極ユニット１０ｂを予め用意しておくことにより、印字ヘッド３及び各種媒体の種類によって、離間電極ユニット１０ｂのみを交換するだけで、簡便に解像度を変換することができ、汎用性、取り扱い性に優れる。
以上のように構成された実施の形態３の離間電極付き印字部を用いた画像形成装置の画像形成方法は実施の形態１と同様なので説明は省略する。
【００６７】
実施の形態３の離間電極ユニットは以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）離間電極１２ｂにおける電荷流路部１４の電荷放出部１４ａのピッチＰ1が電荷注入部１３のピッチＰ2よりも狭く形成されていることにより、解像度の粗い印字ヘッド３を用いて短時間で高解像度の画像を形成することができ、汎用性、画像品質の信頼性に優れる。
【００６８】
実施の形態３の離間電極付き印字部は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【００６９】
実施の形態３の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態１と同様の作用を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、電子やイオンを発生させる加熱放電型印字ヘッドを初めとする各種のイオン照射型の印字ヘッドと離間して配置され、印字ヘッドから照射された電子やイオンを、各種媒体に放出して電荷を付与することができ、粉塵等で汚れが発生した場合には簡便に交換が可能でメンテナンス性に優れ、容易に所望のパターンに形成することができ、印字ヘッドの解像度を高解像度に変換することができる汎用性に優れた離間電極ユニットの提供、その離間電極ユニットを備えることにより、離間電極に大きな電荷を溜めてから、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高い電荷を付与して高品質な可視像や静電潜像を形成することができる画像形成の効率性、取り扱い性に優れた離間電極付き印字部の提供、及び離間電極付き印字部により、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に短時間で高品質な画像を形成することができる画像品質の信頼性に優れた画像形成装置の提供を行って、静電現像方式の記録媒体や静電潜像担持体などの各種媒体に高品質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式断面図（ｂ）実施の形態１の画像形成装置を示す要部模式正面
【図２】実施の形態１の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における印字ヘッドの加熱手段を示す要部模式平面図
【図３】実施の形態２の画像形成装置を示す要部模式断面図
【図４】実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部を示す要部模式斜視図
【図５】実施の形態２の画像形成装置の離間電極付き印字部における印字ヘッドを示す要部模式背面図
【図６】（ａ）実施の形態３の画像形成装置を示す要部模式斜視図（ｂ）実施の形態３の画像形成装置に用いる離間電極付き印字部における離間電極ユニットの要部拡大模式平面図
【符号の説明】
【００７２】
１，１ａ，１ｂ 画像形成装置
２，２ａ，２ｂ 離間電極付き印字部
３，３ａ 印字ヘッド
４ 基板
５，５Ａ 加熱手段
５ａ 発熱抵抗体
５ｂ ドライバＩＣ
６ 絶縁膜
７ 放電電極
７ｂ 放電発生部
８ａ 発熱用共通電極
８ｂ 発熱用個別電極
１０，１０ａ，１０ｂ 離間電極ユニット
１１ 基板
１１ａ 放熱板
１２，１２ａ，１２ｂ 離間電極
１３ 電荷注入部
１４ 電荷流路部
１４ａ 電荷放出部
１５ 被覆膜
１６ 電圧印加部
１７ 対向電極選択部
１８ 顕像化手段
２０ 記録媒体
２０ａ，３０ａ 記録面
２１ 対向電極
３０ 静電潜像担持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、
基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えたことを特徴とする離間電極ユニット。
【請求項２】
前記離間電極の前記電荷注入部の面積が、前記電荷流路部の面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の離間電極ユニット。
【請求項３】
前記離間電極の前記電荷注入部の厚さが、前記電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の離間電極ユニット。
【請求項４】
各々の前記離間電極の体積が均一に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項５】
前記離間電極における前記電荷流路部の前記電荷放出部のピッチが前記電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項６】
前記離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットと、前記離間電極ユニットにおける前記離間電極の前記電荷注入部と離間して配置され前記電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドと、を備えたことを特徴とする離間電極付き印字部。
【請求項８】
前記印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、前記放電電極の前記放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることを特徴とする請求項７に記載の離間電極付き印字部。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の離間電極付き印字部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記離間電極付き印字部から放出される電荷の作用により、内部に可視像が出現する記録媒体若しくは静電潜像が形成される静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【請求項１】
電子やイオンを発生させる印字ヘッドから離間し、前記印字ヘッドから注入された電荷を放出する離間電極ユニットであって、
基板と、前記基板に形成された離間電極と、を有し、前記離間電極が、前記印字ヘッドから照射された電子やイオンが注入される電荷注入部と、一端部が前記電荷注入部に連なり他端部に前記電荷注入部に注入された電子やイオンを放出する電荷放出部を有する電荷流路部と、を備えたことを特徴とする離間電極ユニット。
【請求項２】
前記離間電極の前記電荷注入部の面積が、前記電荷流路部の面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の離間電極ユニット。
【請求項３】
前記離間電極の前記電荷注入部の厚さが、前記電荷流路部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の離間電極ユニット。
【請求項４】
各々の前記離間電極の体積が均一に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項５】
前記離間電極における前記電荷流路部の前記電荷放出部のピッチが前記電荷注入部のピッチよりも狭く形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項６】
前記離間電極の温度調整を行う温度調整部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の離間電極ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の離間電極ユニットと、前記離間電極ユニットにおける前記離間電極の前記電荷注入部と離間して配置され前記電荷注入部に電子やイオンを照射する印字ヘッドと、を備えたことを特徴とする離間電極付き印字部。
【請求項８】
前記印字ヘッドが、放電発生部を有する放電電極と、前記放電電極の前記放電発生部を選択的に加熱する加熱手段と、を備えた加熱放電型印字ヘッドであることを特徴とする請求項７に記載の離間電極付き印字部。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の離間電極付き印字部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記離間電極付き印字部から放出される電荷の作用により、内部に可視像が出現する記録媒体若しくは静電潜像が形成される静電潜像担持体の記録面と反対側の面に形成若しくは接触又は近接して配設された対向電極に接地又は電圧印加を行う対向電極選択部を備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記静電潜像担持体の前記記録面に形成される静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体に可視像を形成する顕像化手段を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１６２１０４（Ｐ２００８−１６２１０４Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３４６６（Ｐ２００６−３５３４６６）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（３０２００４３６６）有限会社 福岡テクノ研工業 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（３０２００４３６６）有限会社 福岡テクノ研工業 (16)
【Ｆターム（参考）】
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