JPH01127366A - イオン流制御記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は記録ヘッドからのイオン流を適宜制御して記
録体上に静電潜像を形成するためのイオン流制御記録装
置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種のイオン流制御記録装置としては、次に示
すようなｐのがある。これは、第８図に示すよりに、平
板状の誘電体３１の片面に第１の電極３２を設け、この
第１の電極３２に第９図に示すごとくイオン生成用の孔
３３．３３・・・を多数形成して、第１の電極３２の端
面と誘電体３１の表面との間にエアギャップ領域Ｇを設
ける。また、誘電体の第１の電極３２と反対の面に第２
の電極３４を設けると共に、第１の電極３２の前面側に
は、イオン生成用孔３３．３３・・・と対応した開口部
３５．３５・・・を有する制御電極３６を設ける。

そして、誘電体３１の第１の電極３２側の面を記録体３
７に対向させて配置し、これら第１、第２の電極３２．
３４間に交流電圧３８を印加するとともに、制御ｉｔ電
極３６と記録体３７の背面に設けられた背面電極３９と
の間に、直流電圧４０を印加することにより、エアギャ
ップ領域Ｇに誘電３１の表面に沿った沿面放電を発生さ
せ、この放電によってイオンを生成させる。この生成イ
オンを誘電体３１の表面に垂直な方向に放出させるとと
もに、イオンの放出量を制御電極３６の電圧によって制
御し、記録体３７の表面を静電的に帯電させて画像の記
録を行なうように構成されている。

しかし、この場合には、第４図（ｂ）に示すように、放
出されたイオンが記録体３７の表面に堆積するにしたが
って、既に記録体３７の表面に堆積したイオンと新たに
堆積しようとするイオンとの間に作用するクーロン反発
力が増加し、静？４潜像が記録体３７の表面方向に拡大
する。そのため、静電潜像の解像度が制御電極３６の配
列密度から期待されるものより低くなり、所定の解像度
が得られないという問題点があった。

そこで、上記の問題点を解決するため、特開昭６０−２
５７７０号公報に示すように、記録ドツトのピッチより
も径の細いイオン流束を用い、１ドツト毎のイオン流照
射時間を制御し、１ドツト分のイオン流照射吊が増大す
るにつれて、静電潜像表面電荷のクーロン反発力により
静電潜像のドツト径が増大することを利用して各記録ド
ツトの大きさを変えるようにしたものが、既に提案され
ている。

また、特開昭６１−２９７１５６号公報に示すように、
開口を有する第２の制御電極を開口を右する絶縁材スペ
ーサを介して第１の制ｍ電極上に、各開口が重なり合う
ように配置して記録ヘッド素子を構成し、前記第１及び
第２の制御電極間にそれらの開口を通過するコロナイオ
ン流を部分的に阻止する方向のバイアス電圧を印加する
ようにしたものがある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、このような従来技術の場合には、次のような問
題点を有している。すなわち、前者の場合には、静電記
録を行なうイオン流の流束として径の細いものを用い、
１ドツト毎のイオン流照射時間をＩＩＩＩｌＩするよう
にしているため、ある程度所定の解像度は得られるもの
の、１ドツトの配録に要する時間がドツト径に応じて長
くなり、高速記録に対応できないという問題点がある、
また、潜像のドツト径の増大は、潜像が形成される記録
体の電界強度等にも依存しているため、イオン流の照射
時間の制御だけでは、所望の解像度が得られないという
問題点をも右している。

一方、後者の場合も、第１、第２の制御電極間にイオン
流を阻止するような電圧を印加することにより、イオン
流の径を制御しようとするものであるが、潜像のドツト
径の増大は、形成される潜像のコントラストや潜像が形
成される記録体の電界強度に依存している。そのため、
イオン流の径をいくら制御しようとしても、それらの条
件を最適化しなければ良好な記録画像は得られないとい
う問題点を有している。

［問題点を解決するための手段１ そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、装置
の構成から必然的に決められる所定の解像度が得られる
ような条件を明らかにし、画素ドツトの径が不本意に増
大するのを防止して、所定の解像度が得られるようにし
たイオン流制御記録５Ａ置を提供することにある。

この発明は、記録体の近傍に記録ヘッドを配設し、記録
ヘッドによって発生したイオン流を複数配列された制御
ｌ電極によりυ１１１１シて、記録体に照射することに
より静電潜像を形成するイオン流制御記録′Ｖ装置にお
いて、 上記記録ヘッドの記録体に対向する部分の電位を■　、
上記記録体の表面電位をｖＲ１記録体１に形成する潜像
コントラストをｖｌ、記録ヘッドと記録体間の距離をｄ
とした場合 が制御電極の配列密度によって決定される記録ピッチよ
り小さくなるように設定するように構成されている。

［作用１ 本出願人らは、記録体の近傍に記録ヘッドを配設し、記
録ヘッドによって発生したイオン流を複数配列された制
御電極により制御して、記録体に照射することにより静
電潜像を形成するイオン流制御記録装置において、イオ
ン流の広がりを理論的に解析した結果、上記の条件を満
たせば所定の解像度が得られることを明らかにした。こ
の結束は実験によって得られた結果と一致した。

［実施例］ 以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第６図はこの発明に係るイオン流制御記録装置の一実施
例を示すものである。図において、１は記録ヘッドであ
り、この記録ヘッド１は、記録体としての誘電体ドラム
２の近傍に配設されるイオン発生器３と、このイオン発
生器３に隣接して設けられるイオン流制御スリット４の
一側に配設される複数の制御電極５と、各制御電極５に
画像制御電圧を印加する制御信号器６とで構成されてい
る。

上記イオン発生器３は、放電ワイヤ７及びこれを取囲む
シールド８からなり、上記シールド８は、左右に分割可
能な一対のシールド部材８ａ、８ｂを相互に離間配置し
、ぞの両側を側板で固定してなるものであり、上記シー
ルド８の上部開口は圧縮空気が導入される空気導入スリ
ット９として形成されるとともに、上記シールド８の下
部開口は発生イオンが排出されるイオン排出スリット１
０として形成される。なお、上記放電ワイヤ７には、誘
電体ドラム２に印加される直流バイアス１１と逆極性の
ａ電圧の直流バイアス１２が印加されるようになってお
り、上記シールド８は接地されている。

また、上ンシールド８の下部には、絶縁性のスペーサ１
３を介して絶縁基板１４が離間配置されており、上記シ
ールド８の下部、スペーサ１３及び絶縁基板１４で画成
される部位が前記イオン排出スリット１０に連通ずるイ
オン流！１Ｊ御スリット４として誘電体ドラム２に向か
って形成されている。そしてまた、上記制御電極５は、
例えば８木／ＩＩＩＲの間隔毎に絶縁基板１４に予め貼
着され、絶縁基板１４をシールド８側へ組付ける際にイ
オン流制御スリット４の一側面に配置されるようになっ
ている。

さらに、上記制御信号器６は、各制御！ｌｌ電極５毎に
付設されるもので、図示外の制御部からの制御信号に応
じて印加電圧を切換え選択する切換え手段としてのスイ
ッチ１５を有している。

また、誘電体ドラム２は、導電性基体２ａの表面を誘電
体Ｆ９２ｂで被覆したものが用いられている。

したがって、この実施例に係るイオン流＆ｌ＋御記録装
置によれば、放電ワイヤ７に高電圧を印加すると、放電
ワイヤ７とシールド８との間で放電が起こり、発生イオ
ンが空気導入スリット９からの圧縮空気とともにイオン
排出スリット１０側へと導かれる。そして、このイオン
流は、誘電体ドラム２の表面に付着する。その際、イオ
ン流は、イオン流排出スリット１０に設けられたａｉｌ
Ｊ御電極５が作る電界によって制御され、所定の静電潜
像が形成される。

ところで、本発明者らは、上記のごとく記録へラド１に
よって発生したイオン流によって画像の記録を行なう際
に、誘電体ドラムからなる記録体２上にイオンが付着し
て形成される静電潜像の幅Ｗが、どのようにして決定さ
れるかを明らかにするため、次に示すような理論的な解
析を行なった。

第１図及び第３図は静電潜像が形成される様子を模式的
に示したものである。図において、１は前記記録ヘッド
、ｖＩＩは記録ヘッド１の記録体２に対向づる部分の電
位、ｄは記録ヘッド１と記録体２と間隔、ｖＲは記録体
２の電位を示すものである。また、記録ヘッド１に設け
られる制御電極５は、第２図に示すように、ピッチｐで
配列されており、このピッチｐは、記録ヘッド１の記録
ピッチに対応している。そして、イオンは、記録ヘッド
１から放出され、記録ヘッド１と記録体２との間の電界
によって記録体２上に移動し、記録体２の表面を帯電さ
せる。第４図（ａ）は潜像形成（イオン照射）を開始し
た時の様子を示すものであり、イオン流の幅はＷｌとな
っている。また、第４図（ｂ）は潜像形成を終了する直
前の様子を示すものであり、静電潜像の幅は、既に記録
体２上に付着したイオンとの反発力によって広がりＷ２
となっている。したがって、Ｗ　　−Ｗｌがクー０ン反
発力による潜像の拡大分に相当している。

そのとき、記録体２上に堆積している１ｆｖＪｆｎをσ
（Ｘ）とする。また、第３図において示す符号は、次の
通りである。

ε０：真空の誘電率 εｒ＝誘電体２の誘電体層の誘電率 ｔ　：誘電体２の誘電体層の厚さ 記録ヘッド１と記録体２の間の電界は、記録ヘッド１の
記録体２に対向する部分の電位■。と、記録体２の表面
電位■、とによって形成される均一電界Ｅと、記録体２
上に形成される静電潜像が作り出す反発電界との和の形
で得られる。今、第２図に示すように、１ドツト毎にオ
ン、オフを繰り返す電界パターンが周期的に存在するモ
デルを想定して、電界をフーリエ展開した形で表現する
と、 Ｅ（ｘ、ｚ）＝Ｅ−ΣＥＫＮ−ｃｏｓ　ｋｎ　＠ｘｍ＝
ま ただし、 となる。

イオンは、第５図に示すように、電気力線に沿って移動
すると仮定して、電界中のフラックスφ（Ｘ、Ｚ）を考
えると、フラックスは連続であるため次式が成立つ。

φ（ｘ＝、Ｏ）＝φ（Ｘ、Ｚ） ここで、Ｗｌ〉〉πｔと仮定して導入して上式を解くと で与えられる。

したがって、クーロン反発力による潜像の拡大分は となる。

ここで、Ｅは前記の如く記録ヘッド１の記録体２に対向
する部分の電位■□と、記録体２の表面電で与えられる
。

今、最大の解像度で潜像を形成する場合、すなわち第　
図に示すように１ドツトおきにオン、オフを繰り返す画
像パターンにおいて、隣り合う画素ドツトが繋らないた
めには、次のような条件を満たす必要がある。すなわち
、イオン流の幅Ｗ１は、最大Ｏ≦Ｗ１≦ｐの範囲で設定
することが可能であるから、１ドツトおきにオン、オフ
を繰り返す画像パターンで、隣り合う画素ドツトが繋ら
ず所望の＠像度で画像を記録するためには、Ｗ２−Ｗｌ
が少なくともｐより小であることが必要である。したが
って、 が制御電極の配列密度で決定されるとツチｐより小さく
設定すれば、所定の解像度で隣り合う画素ドツトが繋る
ことなく、画像の記録を行なうことができることになる
。

そこで、本発明者らは、上記理論解析の結果を実際に確
かめるため、次に示すような実験を行なった。

すなわち、第１図に示すようなイオン流制御記録装置に
おいて、Ｖ　ｕ　＝　Ｏｖ　、　ｄ　＝　５０００　ｍ
、制御電極密度＝８ｄａ　ｔ／ｍ　（ｐ＝１２５．ｃｚ
ｍ）、Ｗ１＝１００μｍの条件で■８とｖｌを種々変化
させてドツト像を形成した。表１はドツト径の測定結果
を示すものである。

表１ 表１でハツチングを施した部分は なる条件を満たさない範囲であり、１ドツトおきにオン
、オフを繰り返すパターンを記録したところ、ドツトが
繋がってしまうか若しくはドツトがかろうじて分離して
いる状態で良好な画像とはいえないものであった。一方
、ハツチングを施した領域以外は、１ドツトのドツト径
は所定の解像度に対して許容できるものであり、また１
ドツトおきのパターンにおいてもドツトの分離が明瞭な
良好な画像が得られた。

このように、記録ヘッド１の記録体２に対向する部分の
電位をｖＩＩ、上記記録体２の表面電位をｖＲ１記録体
２上に形成する潜像コントラストをＶｌ、記録ヘッド１
と記録体２間の距離をｄとした場合 ｌｆ制ｍ雷Ｍｉ５の配列密度によって決定される記録ピ
ッチより小さくなるように設定することにより、１ドツ
トおきのパターンにおいてもドツトの分離が明瞭な良好
な画像を得ることができ、画素ドツトの径が不本意に拡
大するのを防止して、所定のＮ像度で画像の記録を行な
うことができる。

尚、ドツト径をさらに小さくするためには、■　を小さ
くするか、ｖＲをさらに大きくすれば良く、それらの条
件は空隙及び記録体の絶縁耐圧や現像システムの感度に
より選択される。

また、この実施例においては、イオン流径を小さく絞っ
た状態で上記の条件を適用すれば、さらに効果的である
。

なお、この発明を適用することができるイオン流制御記
録装置は、第６図に示すものに限られるものではなく、
例えば、第７図（ａ）、（ｂ）に示すように、イオン発
生層としては、ｔＩｌ電ワイヤ２１を一部が開口したシ
ールド２２で取囲み、誘電体ドラム２側に向けて上記シ
ールド２２の開口部を配置するようにしたものを用いて
も勿論よい。

この場合、シールド２２の開口部に配設される制御電極
板２３は、絶縁基板２４の両面に金属電極層２５．２６
をそれぞれ被着し、上記シールド２２の開口部に対向す
る部位にイオン流通路２７となる小孔を複数穿設したも
のが用いられる。その他の構成及び作用は前記実施例と
同一であるのでその説明を省略する。

［発明の効果］ この発明は以上の構成及び作用よりなるもので、画素ド
ツトの径が不本意に大きくなるのを防止することができ
、所定の解像度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るイオン流制御記録装置の一実施
例を示す模式図、第２図は同装置の長手方向の模式図、
第３図はイオン流によって静電潜像を記録する際のパラ
メータを示す模式図、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
記録開始時及び記録終了時を示す模式図、第５図は静電
潜体を記録する際の電界の状態を示す模式図、第６図は
この発明を適用し得るイオン流制御記録装置を示す断面
図、第７図（ａ）、（ｂ）はこの発明を適用し得るイオ
ン流制御記録装置の他の例をそれぞれ示す断面図、第８
図は従来のイオン流制御記録装置を示す断面図、第９図
は同正面図である。 ［符号の説明］ １・・・記録ヘッド ２・・・記録体 ｖＩＩ・・・記録ヘッド１の記録体２に対向する部分の
電位 ｖＲ・・・記録体２の表面電位 ■１・・・記録体２上に形成する潜像コントラストｄ・
・・記録ヘッド１と記録体２間の距離ｌ：Ｊ己録ヘット 第　１　図　　　　　　　　２：記録体第３図 Ｌ−χ 〇 二　　　　−］Ｗ丁− 第５図 第６図 第７図 第８図　　　　　第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録体の近傍に記録ヘッドを配設し、記録ヘッドによつ
   て発生したイオン流を複数配列された制御電極により制
   御して、記録体に照射することにより静電潜像を形成す
   るイオン流制御記録装置において、 上記記録ヘッドの記録体に対向する部分の電位をＶ＿Ｈ
   、上記記録体の表面電位をＶ＿Ｒ、記録体上に形成する
   潜像コントラストをＶ＿Ｉ、記録ヘッドと記録体間の距
   離をｄとした場合 （Ｖ＿Ｉ／｜Ｖ＿Ｈ−Ｖ＿Ｒ｜）・ｄ が制御電極の配列密度によつて決定される記録ピッチよ
   り小さくなるように設定したことを特徴とするイオン流
   制御記録装置。