JPH01139277A - イオン集束手段を備えたイオン印刷装置 - 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 本発明は、ハウジング内でイオンを発生させ、そのイオ
ンをスリットに通し、イオンがスリットを出るとき電極
で変調することによって、特定の電荷パターンを電荷受
容体の表面に記録するように構成した新規なイオン印刷
装置に関するものである。発明が解決しようとする課題 産業界は、高信頼性、高分解能、非接触方式の印刷装置
の出現を要望してきた。この要望に対する１つのアプロ
ーチは、イオン投射印刷である。

この方法は、電荷受容体の表面に電荷パターンを直接堆
積させ、次にその電荷パターンを既知のやり方で可視化
する必要がある。この方法は、摩擦と機械的摩耗という
接触式印刷に付随する重要な問題を解決しているので、
従来の接触式印刷に比べて、装置の設計面で決定的な利
点を有していることは明らかである。一般に、イオン投
射印刷は、イオンを発生させイオン流にするステップと
、イオン流を制御して電荷受容体の表面に導くステッブ
から成っている。

印刷または荷電の目的に使用できるイオン発生装置は、
いろいろなものが提案されている。例えば、米国特許第
４，４６３，３６３号は、直流空気放電形式のイオン発
生装置を開示している。また米国特許第４，５２４，３
７１号は、イオン発生領域とイオン変調領域を持つハウ
ジングを備えた流体ジェット支援イオン投射印刷装置を
開示している。イオンを担った搬送流体は、ハウジング
を貫いて配置された湾曲通路によって変調電極アレーの
近くに淳かれ、変調電極アレーがイオン・ビームの通過
を制御するようになっている。上記の諸装置は、高価で
あり、一部の装置は製作が困難であり、大部分の装置は
効率が低いなどの問題があって、完全に満足できるもの
でなかった。

課題を解決するための手段 本発明は、絶縁ハウジングの下面に対向して配置された
一対の導電板から０．２５−５　ｍｍ　Ｍ　Ｌで、絶縁
ハウジング内に配置された電流制限付き小静電容量のコ
ロナ線を備えた、より簡単で、より効率の良いイオン印
刷装置を開示するものである。

イオンを電荷受容体表面へ向けて放出する電界を作るた
めに、電荷受容体の表面から１　ｍｍ以下の所にスリッ
トが設けられている。追加イオンをスリット内に集束す
るために、ハウジングに傾斜絶縁シールドが設けられて
いる。

本発明のその他の特徴は、添付図面を参照して以下の説
明を読まれれば明らかになるであろう。

次に、好ましい実施例について発明を説明するが、本発
明を開示した実施例に限定するつもりのないことは理解
されるであろう。特許請求の範囲に明示した発明の精神
および範囲の中に入ると思われるすべての代替物、修正
物および均等物は、本発明に包含されるべきものである
。

実施例 本発明の特徴の一般的理解のために、図面について説明
するが、諸国面を通じて、同一要素は同じ参照番号を用
いて表示しである。

第１図に示した新規なイオン印刷装置１０は、プレキシ
ガラスなどの絶縁材料で作られた長方形のハウジング１
２を有している。第１Ａ図に示すように、ハウジング１
２の底に取り付けられた導電性固体電極１６とサンドイ
ッチ電極２０が、スリットすなわち開口を形成している
。このスリットを通して、コロノード（コロナ線）１５
からイオンが放出される。導電性固体電極１６はスリッ
トの高さで伸びている。サンドイッチ電極２０は、絶縁
体２１、上部導体２２、前記絶縁体２１の底に互いに間
隔をおいて配置された複数のアドレス可能電極２３で構
成されている。アドレス可能電極２３は、上面および下
面に薄い導電性層を有する薄い絶縁性基板、（例えば、
Ｋａｐｔｏｎ　）で作ることができる。フォトレジスト
で被覆した後、フォトリソグラフィー技術を用いて、導
電パターンすなわち電ｉ２３を作ることができる。

複数のアドレス可能電極は、通常のやり方で、信号入力
端２９に信号を加えて個別に制御される。所望であれば
、変調電圧について、２または３レベル・スイッチング
、すなわち多重送信の利点を用いることができる。上部
導体とアドレス可能電極との間に、同一平面の絶縁体ま
たは凹んだ絶縁体を使用することができる。アドレス可
能電極端の高さを調整して、変調電圧を小さくすること
もできる。所望であれば、アドレス可能電極端のコロナ
領域を除いて、アドレス可能電極の上に、保護絶縁被覆
層を付けることもできる。正高電圧電源１ｍｍは、抵抗
器３０を通して、コロノード１５ヘエネルギーを与える
電流を供給する。コロノード１５に近いスリットを清浄
に保つために、「コロナ風」を用いている。一般に、近
くにシールドを有する２０トロンまたはスコロトロンは
コロナ風を発生するが、このコロナ風に付随する乱れた
空気の流れが汚染物質を荷電装置の中に運び込む。本発
明のイオン印刷装置はスリットの方に向けられた電界を
有しているので、スリットに流入し、出ていく特別な空
気流が存在する。抵抗の少ないフィルタ３５を通して置
換空気が入るようにすれば、清浄な空気の流れが確実に
保証される。電荷保持表面５０は、電源５５でバイアス
された導電性基板５２の上に取り付けられている。電流
制限付き低静電容量のコロナ線１５は、スリットを形成
する導電性電極１６゜２０のすぐ近＜　（０，２５−５
ｍｍ）に配置されている。

追加イオンをスリットの中心に集束させるために、傾斜
くさび１３，１°４の形の絶縁シールドが設けられてい
る。傾斜絶縁シールドは、電荷を取得し、その電荷によ
って電界が生じ、追加イオンをスリットに向けて推進す
る。スリットの縁（内側）には、イオンをスリットから
送り出すのを助ける二次的なフリンジ電界が存在する。

しかし、スリットを横切る強い電界を与えて、前記の送
出し電界を打ち消せば、イオンは反対側の電極へ追いや
られるはずである。そこで、電極１６と導電性電極２３
との一間に電位差を印加することによりイオン流を制御
すれば、スリットを通るイオンをゲートすることが可能
である。−試験では、導体１６を接地し、電３２３に０
〜８０　Ｖの方形波（３ｍｓ／ｃｙｃｌｅ）を印加した
。これにより、スリットに対して移動している電荷受容
体の上に線状の電荷パターンが生じた。

５ミルの線と５ミルの空白から成る線状パターンを、３
．２５″／ｓｅｅの荷電速度で、ベルサテック・ペーパ
ーに記録し、現像した。

絶縁性くさびによって得られる効率利得の大きさは、絶
縁性くさびとコロノード１５間の距離と、２個の絶縁性
くさび間の距離の関数である。実際には、第１図に示す
ように、コロノード１５をスリットから４５ミルの所に
固定し、３０°のくさびを１ミル、および２ミルだけ離
して配置した場合と、取り除いた場合（距離・無限大）
について試験した。その結果を第１Ｂ図に示す。図から
、くさびが効率を約２倍高めることは明らかで、これは
大きな前進である。くさびは、１０”〜８０°の角度の
ときイオン印刷装置の効率を高めることがわかった。１
０°以下の角度にすると、絶縁くさびの縁で空気絶縁破
壊とアーク放電が起きる。第１図に示したくさび１３．
１４の好ましい角度は約１５°〜３０゜である。

第２Ａ図〜第２Ｄ図は、第１図のイオン印刷装置の代替
実施例で、いろいろな他の幾何学的配置を有する。第２
Ａ図〜第２Ｄ図を通じて、コロノードは、直径が１．５
ミルで、６．５μ＾／ａｍの電流が流れ、５ミルのギャ
ップをおいて配置された電４ｉ　６０．７０の平面から
１．５ミル離れた所に配置されている。第２Ａ図の場合
は、印刷と制御の目的で、電ｉ６０．７０の平面から４
ミル離して、ギャップの中心点まで、すなわち５ミルの
ギャップ内に２．５ミルの所まで変調電極６５が伸びて
いる。

第２Ｂ図の場合は、第２Ａ図の配置が変更され、電極６
５が電極６０のスリット縁と一直線をなす点まで伸びて
いる。第２Ｃ図の場合は、電極６５が電極６０から４ミ
ル下の平面内に配置され、電極７０のスリット縁と一直
線をなす垂直面まで伸びている。

第２Ｄ図の場合は、電極が２個づつ対になっている。上
の電極６０．７０は、スリットに沿って−様に分布され
た安定なコロナを維持する一様バイアス平面を提供する
。それらの縁は、イオンをスリットを通して送り出すフ
リンジ電界を提供する。第２の、すなわち下の電極６５
．７５は、制御電極である。電極６５．７５のどちらか
一方または両方は、選択的にバイアスされる一連のアド
レス可能電極を構成することができる。このアドレス可
能電極を選択的にバイアスして、イオンを吸引または反
発させることができる。したがって、イオンを推進して
スリットを通過させることもできるし、あるいは打消し
電界を与えることにより、イオンを反対側の電極すなわ
ち上の電極６０．７０へ追いやり、イオンがスリットか
ら出ていくのを阻止することもできる。第２の電極すな
わち下の一方の電極または両方の電極は、印刷のため放
出されるイオンを変調するために必要である。他方、上
の電極は、スリットに流入する−様なイオン流を維持す
るために等電位にしなければならない。

アドレス可能電極を参照番号７５の箇所に使用すれば、
向かい合った一対の電極６０．６５を統合して１個の電
極にすることができる。

第３図に、第２Ａ図〜第２Ｄ図のそれぞれの幾何学的配
置について、裸導電板電流に対する変調電圧の効果を示
す。例えば、第２Ｂ図において、アドレス可能変調電極
６５に変調電圧を加えると、第３図の曲線２Ｂに示すよ
うに、裸導電板電流が変化する。裸導電板を−７００Ｖ
　（ＤＣ）にバイアスして、アドレス可能電極にＯ■を
加えたとき、最大の裸導電板電流が得られた。アドレス
可能電極に＋１５０ｖを印加することによって、出力電
流を一桁（１／１０に）減らすことが可能である。

本発明のもう１つの態様として、第４図に、傾斜くさび
１０３，１０８を有する絶縁ハウジング１０１を備えた
新規なイオン印刷装置１００を示す。くさび１０３゜１
０８は、接地された導体１２５に取り付けられた電荷保
持表面１２８へ向いたスリット開口に対して傾斜してい
る。導体１ｍｍ５，１ｍｍ８は、通常のやり方で絶縁ハ
ウジング１０１に取り付けられている。アドレス可能電
極１ｍｍ６と導体１ｍｍ８の間に、絶縁基板１ｍｍ７が
配置されている。他方、アドレス可能電極１ｍｍ６は、
厚い絶縁基板１０９の上に取り付けられている。コロノ
ード１０５は、導体１ｍｍ５と導体１ｍｍ８の間に形成
されたスリットのすぐ近くに配置されている。

以上の説明から、少なくとも一対のバイアス電圧が印加
される導電性部材の間に形成されたスリットから所定の
距離だけ離して配置された電流制限付きコロナ線を備え
、イオンが電荷保持表面への途中でスリットを通過する
とき、前記導電性部材が前記コロナ線が発生したイオン
流を変調するようになっているイオン印刷装置が得られ
たことは明らかであろう。追加イオンをスリットの中心
に集束するために、対向する一対の絶縁くさびが前記導
電性部材に取り付けられている。スリットの内側の縁に
は、イオンをスリットから送り出すのを促進する二次的
なフリンジ電界が存在する。

好ましい実施例について発明の詳細な説明したが、発明
の精神および発明の範囲の中で、形状や細部構造につい
て、いろいろな変更が可能であることは理解されるであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例であるイオン印刷装置
の拡大正面図、 第１Ａ図は、アドレス可能電極を示す第１図の印刷装置
の部分拡大斜視図、 第１Ｂ図は、第１図の印刷装置に絶縁くさびを組み入れ
たことによる効率利得の大きさの変化を示すグラフ、 第２Ａ図〜第２Ｄ図は、導電電極、コロノードおよび制
御電極に関する他の幾何学的配置を示す図、 第３図は、第２Ａ図　〜　第２Ｄ図のそれぞれの幾何学
的配置について、裸導電板電流に対する変調電圧の効果
を示すグラフ、 第４図は、本発明の第２の実施例の拡大部分断面図であ
る。 符号の説明 １０・・・イオン印刷装置、　１ｍｍ・・・正高電圧電
源、１２・・・絶縁ハウジング、　１３．１４・・・傾
斜くさび、１５・・・コロノード、　　　１６・・・導
電固体電極、２０・・・サンドイッチ電極、２２・・・
上電極、２３・・・アドレス可能電極、２９・・・信号
入力端、３０・・・抵抗器、　　　　　３５・・・フィ
ルタ、５０・・・電荷保持表面、　　５２・・・導電基
板、５５・・・電源、　　　　　　６０．７０・・・第
１の電極、６５．７５・・・第２の電極、　１００・・
・イオン印刷装置、１０１・・・藉縁ハウジング、１０
３・・・傾斜くさび、１０５・・・コロノード、　　１
０８・・・傾斜くさび、１０９・・・厚い絶縁基板、　
１ｍｍ５・・・導体、１ｍｍ６・・・アドレス可能電極
、１ｍｍ７・・・絶縁基板、１ｍｍ８・・・導体、　　
　　　１２５・・・接地された導体、１２８・・・電荷
保持表面。 Ｉｃ くさびの傾斜＝３０゜ コロノード長さ：５ｃｍ １“””−”　　　　　　　　　ＦＩＧ、　ＩＢＨＧ、
　２Ａ　　　　　　ＦＩＧ、　２ＣＦＩＧ、２Ｄ −２００−１０００＋１００　　　　＋２００　　　　
令３００　　　　＊４００変調電圧 ＦＩＧ、　３ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示　　昭和６３年特許願第１８３４３３号
２、発明の名称　　イオン集束手段を備えたイオン印刷
装置３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　　　　ゼロックス　コーポレーション４、代理
人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イオンを放出して電荷保持表面上に特定のパターンで静
   電荷を置く形式のイオン印刷装置であつて、 上面、側面および下面を有する絶縁ハウジング、 前記絶縁ハウジングの下面に設置され、前記電荷保持表
   面から１ｍｍ以内の所にスリットを形成している電極、 前記絶縁ハウジング内に配置され、前記スリットを通過
   して前記電荷保持表面に放出されるイオンを発生するコ
   ロノード、 を備えていることを特徴とするイオン印刷装置。