JPH0226220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電体ウエブ上の静電潜像を静電的に
記録する方法及び装置に関するものである。特に
本発明は誘電体ウエブと針アレイ（針配列）を含
む記録ヘツドとの間の空隙長を一定に保つ装置に
関するものである。

背景技術とその問題点 一般に記録針と呼ばれる電極アレイ内に誘電体
ウエブを使用した静電記録装置は良く知られてい
る。本発明の動作原理は記録ヘツド内の個々の針
を充分な電位まで高めてヘツドと誘電体ウエブ間
に存在する間隙の空気をイオン化することによ
り、誘電体ウエブ上に静電潜像を生成することで
ある。ウエブと記録針との間の距離はイオン化現
象を発生させるために必要な電位に関する最も重
要な要因であり、一定距離を維持することが従来
技術における主要な目的となつている。

記録ヘツドを誘電体基板付近に持つてくる問題
に関して多くの従来技術は機械的方法のものであ
り、なかには電気的制御で針を調整するものもあ
る。ある場合には針の摩耗は帯電されるウエブの
運動により補償される。針と誘電体基板との間の
距離を感知する機械的方法も知られている。この
ような従来技術は米国特許第2850350号、第
3816839号および第3846802号に示されている。こ
れら全ての従来技術においては機械的装置を維持
する問題はウエブと誘電体表面間の距離の問題に
置き替えられている。

記録ヘツドと誘電体ウエブ間の距離を一定とす
る別の試みにおいて、米国特許第4124854号には
空気ベアリングもしくは流体クツシヨンの使用が
示されている。本発明において記録ヘツドには記
録針に隣接するアウトレツトを有するチヤンバが
設けられている。このチヤンバには圧縮空気が供
給されてヘツドは、アウトレツトを介して放出さ
れる圧縮空気により浮遊することができる。誘電
体ウエブはそれを固定支持体上を通過させること
により定位置へ維持される。導電支持材を使用す
るこにより電気回路の接地素子も設けられる。こ
の方法は問題の解決を著しく簡単にするが、ヘツ
ドと誘導体板の全幅にわたつて誘導体ウエブと多
針ヘツド間距離の横方向の一致問題が残る。

発明の要約 多数の記録針を有する記録ヘツドと連続誘電体
ウエブ間の距離を正確に制御する方法及び装置を
提供することが本発明の目的である。

誘電体被覆板上への潜像の静電記録を著しく簡
単化する静電記録装置を提供することが本発明の
もう一つの目的である。

本発明のこれらの目的は下記の説明を読めば明
らかとなる。

本発明により導電層およびそれに重畳する誘電
体薄層からなる誘電体ウエブ上に情報を記録する
静電記録装置および方法が提供される。前記ウエ
ブは、間隙内にイオン化を発生するのに充分な大
きさの電圧を、針とウエブ内の導電層間に選択的
に印加する手段を有する固定静電記録ヘツド上を
非接触通過する。前記ヘツドは定位置に保持され
た針とウエブ間に所定最小距離を維持する装置が
設けられており、前記装置はヘツドと誘電体ウエ
ブ間に流体流を生じてウエブが針上を通過する時
それを支持する流体クツシヨンを生成する。

発明の実施態様 第１図は本発明の装置および工程に使用した誘
電体ウエブの断面図である。一般的に符号１に示
す誘電体ウエブは３個の基本的素子を有してい
る。基板３は、あらゆる静電記録工程で必要な機
械により処理されるウエブに機械的強度を与え
る。入手および製造が容易であるため基板３は高
強度有機ポリマーであることが有利である。しか
しながら基板３は導電もしくは絶縁基板を含めて
いかなる適正材料とすることもできる。典型的な
材料としてポリオレフイン、ポリエステル、ポリ
スチレン、ポリカーボネートおよびポリエチレン
テトフタレート等の膜形成ポリマーが含まれ、容
易に入手できて構造的に安定であるためポリエチ
レンテレフタレートが望ましい。

基板３上には導電薄層５が設けられており、記
録針の反対側において電気回路のための電極を提
供する。このような薄層の厚さはおよそ１〜５ミ
クロンであり、いかなる導電材料を使用すること
もできる。このような材料として大概の金属およ
びその導電酸化物、ポリスルホン等の導電性有機
ポリマー、ポリマー樹脂および金属ホイルが含ま
れる。電極は通常接地されているため、通常導電
層５をウエブ内の他の層の境界を越えて延在させ
ることによりウエブ１が構成しされており、その
結果ウエブは記録装置の電気回路内に含まれた導
電部材と容易に接触することができる。

導電層５には誘電体層７が被覆されており、そ
の上には層７と記録針間の空気のイオン化により
発生する静電電荷が置かれる。典型的に誘電体層
７は、少くとも像を現像してそしてそこから転送
するかもしくは帯電付着により生成された潜像を
検出するのに必要な時間だけ静電電荷を保持する
のに充分な誘電強度と厚さをもつた有機ポリマー
である。使用する材料の誘電強度にもよるが層７
はおよそ５ミクロンから15ミクロンの範囲、典型
的にはおよそ10ミクロンの薄さに維持することが
望ましい。層７の構成に有用な材料は酸化アルミ
等の無機誘電被覆、ポリテトラフロロメチレン、
ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフイ
ン、アクリリク等の非導電ポリマー、および層の
機械的性質を改善する添加物を含むポリマ組成物
である。

ある場合には典型的におよそ100ミクロンの厚
さの基板３は電磁放射に対して透明である。この
場合基板３および導電層５を介して記録針に隣接
する誘電体ウエブの照明を利用したシステムにウ
エブを採用することができる。ある場合にはこの
ような照明は針の放電開始を助けることができ
る。

第２図に一般的に符号９に示す記録ヘツドの断
面図と、一般的に符号１１に示す流体をヘツドに
供給する付属装置を示す。第２図に示すようにウ
エブ１は記録ヘツド９を隣接して通過しローラ１
３，１３′によつて緊張される。ヘツド９内には
アウトレツト（出口）１７を有する流体室１５が
設けられている。アウトレツト１７を適当な間隔
とすることによりウエブ１はアウトレツト１７か
ら放出される流体のクツシヨン上に乗り、ウエブ
１上の張力およびアウトレツト１７からの流体圧
の平衡により記録ヘツド９から一定距離に保持さ
れる。

第２図は断面図であるが、延在する記録ヘツド
は、ウエブ１の幅だけ多数の記録針を有し、記録
針の近くにはアウトレツト１７が、流体流の供給
によりシートの幅にわたつて一定間隙を充分維持
できるように設けられている。

第２図に示すように針１９には電力源２１が接
続されており、それは針上の電位をウエブ１内の
接地導電層５以上に高めて空気をイオン化させウ
エブ１上を帯電させるのに充分な電位を供給す
る。

第２図に示すようにヘツド９は記録針およびエ
アチヤンバ１５へのアウトレツト領域が丸められ
ていること（突状構成とすること）が望ましい。
ヘツド９の表面上を移動する可撓ウエブは自己作
動フオイルベアリング（self―acting foil
bearing）である。本発明によればアウトレツト
１７から放出される流体と組み合わされて、空気
ベアリングおよびフオイルベアリングの組合せが
提供される。

本発明の利点は、構造の単純性およびウエブの
幅の一貫した間隔の達成にある。本発明おいて記
録ヘツドは固定点に停止している。第２図に示す
ようにウエブが記録ヘツド９を通過する時誘導体
ウエブのための支持材はない。こうしてウエブ１
とヘツド９との間の空間を制御するための機械的
調節は不要である。さらに幅にわたるウエブ１の
厚さの変化は、ウエブ１が可撓性であり常にその
幅に沿つてヘツド９に対して移動できるため自動
的に補償される。ウエブ１が可撓性であるため、
ヘツド９の放出する流体圧がウエブ１の幅にわた
つて一定となるように維持することができる。ウ
エブ１はある領域で厚くなるため、その厚さが増
した部分は、ウエブの残部はそのままで、ヘツド
から移動することができる。ウエブ１の後方でヘ
ツド９に最も近い点にある支持材は、ウエブ１の
横方向可撓性を許さず、ウエブ１の幅方向の厚さ
の変化によりウエブ１とヘツド９の間の距離が平
均化して圧力を一定に保つ。

第３図に本発明の別の実施例を示す。本実施例
において第１図に示すものと同じ断面を有する連
続ウエブ２３がローラ２５，２５′により支持さ
れている。ヘツド２７から放出される流体圧は第
２図に示すものと同様にウエブをヘツドから一定
距離に保つ。加えられる流体圧は典型的におよそ
36.24〜1450ｇ／cm²（．５〜20ポンド／平方イン
チ）の範囲、望ましくはおよそ57.98〜145.0ｇ／
cm²（．８〜２ポンド／平方インチ）の間であるこ
とが望ましい。本実施例には連続ウエブ２３の駆
動機構は示してないが、このような駆動機構は良
く知られておりそれはローラ２５，２５′を含む
ことができる。すなわち、連続ウエブ２３はこの
一対のローラ２５，２５′によつて円弧状に案内
される。このとき連続ウエブ２３を円弧状に形成
するために、アウトレツト（出口）１７から放出
される空気が役立ち、かつ、第２図から明らかな
ように、記録ヘツド９のウエブ対向領域が丸めら
れた形状（突状構成）となつていることが役に立
つものである。第２図に示すようにウエブ１の導
電層５は針ヘツド２７を含む電気回路内に接地さ
れている。

第３図に示すような連続ウエブを使用した装置
において、静電潜像は第２基板に転送されるかあ
るいは連続ウエブ２３上の潜像が粉体材料で現像
された可視像がもう一つの基板に転写される。次
にウエブ２３は清掃されもはや不要となつた時に
潜像が消される。連続ウエブを使用したこのよう
な工程において潜像を使用して連続現像により多
数の像を現像し、潜像が著しく崩壊することなく
ウエブ２３上に存在する時間の長さに応じて転写
ることがきる。潜像もしくは現像した像の転写は
典型的な従来技術の方法で行うことができる。ウ
エブ２３上の潜像はゼロ電位にバイアスされた交
流コロナ放電装置によりウエブを帯電するような
典型的な従来技術の方法により消去される。

第例 第２図に示すような帯電ヘツドを準備する。針
の両側において、ヘツドからヘツド内のエアチヤ
ンバへ直径0.125mm（．005インチ）の孔（オリフ
イス）が２列にかつ千鳥型に設けられる。２列間
の距離は３mm（．12インチ）である各列内のオリ
フイス間の間隔は中心間隔でおよそ7.5mm（．３
インチ）である。ヘツドの半径はおよそ67.5mm
（2.7インチ）である。ヘツドは、およそ0.025mm
（．001インチ）の厚さを有する導電ウエブの径路
に沿つて載置されており、前記導電ウエブはヘツ
ドと反対側がアルミの導電薄膜で被覆されたポリ
エチレンテレフタレートの膜からなつている。こ
のウエブは87.5mm／秒（3.5インチ／秒）のウエ
ブ速度で第３図に示す方法でヘツド上を移送され
る。

ウエブとヘツド間に維持された間隔は、メカニ
カルテクノロジ社のプローブ（CP1）を有する
Wayne Kerr容量トランスジユーサで測定され
る。トランスジユーサおよびプローブで測定され
た距離はマイクロメータで校正され線型で正確で
あることが判つた。

ヘツドのチヤンバ内へ0.8p.s.i.の圧力で空気が
供給されながら、ウエブは駆動されてヘツドを通
過し、その結果空気圧はヘツドとウエブ間の間隔
を２ミクロンの偏差でおよそ11ミクロンに維持す
る。トランスジユーサに接続されたチヤートレコ
ーダの作成するグラフを第４図に示す。第４図に
示すようにヘツドとウエブ間の距離はおよそ２ミ
クロンの偏差でおよそ11ミクロンの範囲に維持さ
れる。振動周波数はそよそ40.5サイクル／秒であ
る。

第例 前例において記録ヘツド内の空気圧を．95p.s.
i.に高めた場合に得られるグラフを第５図に示
す。ウエブと記録ヘツド間の距離はそよそ17.2ミ
クロンで偏差は±0.5ミクロンである。振動周波
数は上と同じである。第４図と第５図を比較する
と流体圧が上昇すれば振動および変動が低減する
ことが判る。

前例は滑らかな表面の誘電体ウエブ即ちベルト
に関連して本発明を示している。これは荒い表面
の誘電体シートを使用して針と誘電体シート間の
間隙を維持する最初の試みとは対称的である。最
初の方法においては記録針は表面の上部点と接触
しており、その結果正しい距離の平均間隙で表面
上の下部点と針との間に間隙を作つてイオン化を
行う。このようなシステムでは針の使用するに従
つて摩耗し、荒い表面の連続ウエブを使用すれば
ウエブはなおさら摩耗する。さらに現像された像
の転写が困難である。

本発明によりウエブと記録針とは接触する必要
がないため、滑らかな表面の誘電体ウエブを利用
することができる。滑らかな表面の誘電体ベルト
からの現像された像の転写は難しくはなく、連続
ベルトを誘電体ウエブとして使用し静電潜像を現
像させてサイクリツクシステム内の別の基板へ転
写する方法が提供される。また、滑らかな表面の
ため電気ウエブの清掃が容易になる。滑らかな表
面の誘電体表面が最終像基板であるシステムにお
いて、特に分解能に関してすぐれた品質の像が得
られる。

本発明は特定実施例に制約されるものではな
く、いかなる導電針材料および適切な流体供給に
も適用できる。本発明の範囲内で前記装置に修正
を加えることができるため、前記説明および添付
図に示された事柄は全て説明用であつてそれに制
限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置および方法に使用した誘
電体ウエブの断面図、第２図は所定距離を保つて
記録ヘツドを通過する時の誘電体ウエブと本発明
の記録ヘツドの断面図、第３図は本発明により誘
電体ウエブを記録ヘツド付近に持つてくる別の手
段を示す図面、第４図および第５図は、誘電体ウ
エブと記録ヘツドの距離の変動を示すグラフであ
る。 参照符号の説明、１…誘電体ウエブ、３…基
板、５…導電薄層、７…誘電体層、９…記録ヘツ
ド、１７…出口、１９…針、２１…電力源、２３
…連続ウエブ、２５，２５′…ローラ、２７…記
録ヘツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電体ウエブ上に情報を記録する静電記録装
   置において、前記記録装置は固定位置に先端を有
   する針を含み、該針に近い部分において、突状面
   と流体チヤンバから供給される流体を放出する出
   口とを有する静電記録ヘツドと、前記ウエブを前
   記記録ヘツドの針の上方においてほぼ円弧状に案
   内する装置とを有し、前記記録装置は、前記ウエ
   ブを前記ヘツドの反対側から支持する装置をもた
   ず、また前記案内装置は前記ヘツドの前後に位置
   して前記ウエブに張力を与え、前記ウエブは前記
   記録ヘツドに対面する誘電体表面及び導電層を有
   しており、さらに前記ヘツドと前記ウエブ間の距
   離を維持する維持装置を有しこの維持装置は前記
   ヘツドと前記ウエブ間に流体流を発生して前記ウ
   エブを支持する流体クツシヨンを生成することに
   より、前記案内装置によつて与えられる前記ウエ
   ブの張力と前記出口から放出される前記流体流の
   圧力との平衡により前記ウエブは前記ヘツドから
   一定の距離に前記突状面に沿つて維持され、さら
   に前記ウエブ内の前記針と前記導電層間に選択的
   に電圧を印加する印加装置を有し、前記電圧は前
   記距離間にイオン化を生じるのに充分な大きさで
   あることを特徴とする静電記録装置。 ２ 誘電体ウエブの背面を記録ヘツドの反対側か
   ら支持する装置をもたない静電記録装置における
   前記記録ヘツド内の針先端および前記記録ヘツド
   を通過するウエブ間の間隔を調節する方法におい
   て、前記方法は前記記録ヘツドに流体チヤンバを
   設けて流体を供給し前記記録ヘツド内の前記針に
   隣接して設けられた出口から前記流体チヤンバか
   らの流体を前記ウエブへ向つて放出し、前記ウエ
   ブを前記記録ヘツドの前後に配置された案内装置
   により所定の張力を与えて移動させかつ保持し、
   これによつて前記ウエブを前記記録ヘツドから所
   定距離に維持することを特徴とする間隙調整方
   法。