JPH0382565A - イオン流制御ヘッド装置 - 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、イオン流を選択的に変調して記録体上に記
録信号に応じた電荷像を形成する、プリンタ、プロッタ
等の画像形成装置の記録ヘッドとして利用可能なイオン
流制御ヘッド装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、イオン流制御ヘッドを用いた画像形成装置の記録
ヘッドとしては、特公昭５９−４３３１７号公報等には
、第１Ｏ図及び第１１図に示すような構成のものが示さ
れている。すなわち、第１０図に示すように、イオン流
制御へラド１０１は絶縁体シー）１０２と、該絶縁体シ
ー）１０２の一方の面に互いに電気的に絶縁して形成さ
れた複数の制御電極１０３　ａ　、　１０３　ｂ　、−
・−１０３ｄと、この制御電極とほぼ直交させてマトリ
ックスを形成するように絶縁体シート１０２の他方の面
に互いに電気的に絶縁して形成された複数の記録電極１
０４ａ、　１０４ｂ、・・・・１０４ｎと、前記制御電
極と記録電極の重なり部分に両電極と絶縁体シートを貫
通するように形成した小孔１０５とで形成されている。

そしてこのように構成されたイオン流制御ヘッド１０１
は、第１１図に示すように、コロナワイヤ１１２とコロ
トロンシールド１１３からなるコロトロン１１１の下方
に配置し、前記制御電極には駆動回路１１４より駆動パ
ルスを印加して時系列的に順次駆動すると共に、前記記
録電極には駆動回路１１５より記録信号に応じた駆動パ
ルスを印加して駆動することにより、前記コロトロン１
１１で発生したイオン流の前記小孔１０５における通過
を記録信号に応じて変調制御するように構成されている
。

第１２図は、制御電極１０３　ａ　、　１０３　ｂ　、
　・−・−１０３ｄと記録電極１０４ａ　　を駆動制御
するパルス波形を示すタイムチャートであり、制御電極
は、１０３ａ、　１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０
３ａ、−−−・と順次サイクリックに駆動されるように
なっており、一方記録電極１０４ａ　　は記録信号の有
無にしたがって、制御電極の駆動と同期したタイミング
で、ＯＮ、ＯＦＦ制御される。そして制御電極及び記録
電極共にＯＮ状態になった場合のみ、両電極の共有する
小孔１０５をコロナイオン流が通過し、記録体１１６上
にドツト潜像が形成されるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記従来のイオン流制御ヘッドを用いて、例
えば記録体の移動方向に垂直な１ドツトライン又はベタ
画像を形成すると、第１３図に示すように、４ドツト毎
にバンプと呼ばれるこぶ１１７が発生したり、極端な場
合には、逆にドツト抜け１１８が発生したりするという
問題点がある。

すなわち、第１４図（２）〜■）は、記録体の移動方向
に垂直なｌドツトラインの潜像を形成する過程を時系列
的に示したものであるが、記録体上にドツト潜像が蓄積
されていくにつれて、次に形成されるドツト潜像が、本
来形成されるべき位置から矢印で示すように、次第にず
れて形成されてしまうため、第１４図ａｌｌ）に示すよ
うに第４番のドツト■が形成される時点では、本来形成
されるべき位置には既に相当の電荷が蓄積されているの
で、その蓄積電荷による反発電界によって、ドツト■は
図示のように変形したり、極端な場合、全く形成されな
かったりする現象が生ずる。

このような現象の発生を回避するため、従来、特開昭６
１−２４３４６６号においては、多数の開口部を記録体
の移動方向に垂直な複数の列上に設け、且つその配列は
全ての開口部をイオン流通過状態としたとき、記録体上
の移動方向と垂直な印字ラインに対して前列以前の開口
部により既に形成された静電像電荷の分布を常に左右対
称に分割する位置に次の列の開口部を順次配置し、ドツ
ト潜像が常に記録体上の電荷分布の対称中心位置に形成
されるように構成したイオン流制御ヘッドが開示されて
いる。

しかしながら、このようにイオン流制御ヘッドを構成す
る場合には、記録電極の外形形状が極めて複雑になるた
め、イオン流制御ヘッドの製造コストが多大になるとい
う問題点がある。

本発明は、従来のイオン流制御ヘッドにおける上記問題
点を解消するためになされたもので、制御電極の数によ
らず均一な潜像が得られるようにした低コストのイオン
流制御ヘッド装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記問題点を解
決するため、本件請求項１記載の発明は、記録体の通過
方向に対して直角方向に延在する制御電極を複数平行に
配置すると共に、これらの制御電極と交叉する方向に記
録電極を複数平行に前記制御電極と絶縁して配置し、こ
れらの電極に駆動回路により選択的に電圧を印加してイ
オン流を制御し記録体に選択的にイオンを付与するよう
にしたイオン流制御ヘッド装置において、制御電極との
交叉部における前記記録電極に順次形成されるイオン流
制御用開口部を、各記録電極上において一直線上に位置
するように配置し、前記制御電極駆動用の駆動回路を、
第１の制御電極の次に第１の制御電極に対して１つ飛ば
した位置にある制御電極、次いで前記飛ばされた位置に
ある制御電極、以下この順序で繰り返し駆動する駆動電
圧を発生し、且つ制御電極数が偶数の場合のみ最後に駆
動すべき制御電極は１つ飛ばさない隣接位置にある制御
電極とする駆動電圧を発生するように構成するものであ
る。

このように構成することにより、例えば制御電極数を６
として、記録体の移動方向に垂直な１ドツトラインの潜
像を形成する場合、各ドツト潜像は時系列的に第１図に
示すような過程を経て形威される。このように新たに形
威されるドツト潜像は、ドフト■、ドツト■のように記
録体上に既に形威されている潜像から１ドツト隔たった
位置に形成されるか、又はドツト■、ドツト■、ドツト
■のように１ドツト分の間隙に形威されることになり、
したがってドツト形成が先に形威されているドツトの影
響を受けないのでドツトずれは発生せず、均一な潜像が
得られる。

また本件請求項２記載の発明は、記録体の通過方向に対
して直角方向に延在する制？１１！極を複数平行に配置
すると共に、これらの制ｒＢｔ極と交叉する方向に記録
電極を複数平行に前記制ｆｆｌ電極と絶縁して配置し、
これらの電極に駆動回路により選択的に電圧を印加して
イオン流を制御し記録体に選択的にイオンを付与するよ
うにしたイオン流制御ヘッド装置において、前記制御電
極は５本以上としてその駆動用の駆動回路は、制御電極
の配列順に順次駆動する駆動電圧を発生するように構成
し、前記制御電極との交叉部における前記記録電極に順
次形成されるイオン流制御用開口部を、第１の開口部に
対して次の開口部を制御電極の延在方向に１つ飛ばして
設け、更にその次の開口部を前記飛ばされた位置に設け
ることを繰り返してジグザグ状に配置し、且つ制御電極
数が偶数の場合のみ最後の開口部は１つ飛ばさない隣接
する位置に配置して構成するものである。

このように構成した場合も、前記請求項１記載の発明と
同様に、制御電極数を６として、記録体の移動方向に垂
直な１ドツトラインの潜像を形成する場合は、各ドツト
潜像は時系列的に第１図に示すような過程を経て形威さ
れる。したがってドツトずれは発生せず、均一な潜像が
得られる。

〔実施例〕

次に実施例について説明する。第２図は、請求項２記戦
の発明に係るイオン流制御ヘッド装置の第１実施例のヘ
ッド部を示す平面図である０図において、１は絶縁体シ
ートで、該絶縁体シート１の一方の面に互いに電気的に
絶縁して複数の制御電極２ａ、２ｂ＋・・・・・２ｆを
形威し、絶縁体シート１の他方の面に互いに電気的に絶
縁して複数の記録電極３−１．　３−２．・・・・・を
、前記制御電極とほぼ直交させてマトリックスを構成す
るように配置しており、この点では従来例の構成と同様
である。

ところで本発明においては、前記制御電極と記録電極の
交叉部なり部分に、画電極と絶縁体シート１を貫通して
形成する開口部を次のように配置するものである。すな
わち、制御電極２ａ、２ｂ。

・・・・２ｆと記録電極３−１との交叉部分に形成され
る開口部４−１ａ、　　４−１ｂ、・−・・−４−１ｆ
は、まず第１番目の開口部４−１ａは最左端位置に形威
し、第２番目の開口部４−１ｂは制御電極の延在方向に
おいて第１番目の開口部４−１ａに隣接する位置を１つ
飛ばした位置に設ける０次に第３番目の開口部４−１ｃ
は、その飛ばした位置すなわち第１番目の開口部４−１
８と第２番目の開口部４−１ｂとの中間位置に形成する
。第４番目の開口部４−１ｄは、同様にして第３番目の
開口部４−１０より１つ飛ばした位置に形成し、第５番
目の開口部４−１０はその飛ばした位置に形成する。第
６番目の開口部４−１ｆは第４番目の開口部４−１ｄの
隣接位置に形成される。なお、第６番目の開口部は、本
実施例においては６本の制御電極を設けているため、上
記の位置に形成されるが、制御電極が７本以上の場合は
、第６番目の開口部は同様に第４番目の開口部より１つ
飛ばした位置に形成される。

そして他の記録電極３−２．・・・・・においても、各
制御電極との交叉部において設けられる開口部は同様な
配置態様で形成される。この結果、第２図に示すように
各記録電極３−１．　３−２．・・・・・に沿って形成
される開口部は直線状ではなく、ｘ−ｘ’線で示すよう
にジグザグ状に配置されている。

このように構成したイオン流制御へラド５を、第３図に
示すように、従来と同様にコロナワイヤ１１とコロトロ
ンシールド１２とからなるコロトロン１３の下方に配置
し、画像形成用イオン流制御ヘッド装置を構成する。な
お第３図においては、イオン流制御へラド５は第２図に
おけるｘ−ｘ’線に沿った断面を示している。そしてイ
オン流制御ヘッド装置においては、第３図に示すように
、イオン流制御ヘッド５の制御電極２ａ、２ｂ＋・・・
・・２ｆには時系列的に順次駆動する駆動パルス■、を
発生する駆動回路１４が接続され、記録電極３−１には
記録信号に応じて記録電極を駆動するための駆動パルス
ｖカを発生する駆動回路１５が接続されている。なお第
３図において、１６はコロナワイヤ１１とコロトロンシ
ールド１２及び記録電極３−１間に接続された約５ＫＶ
の電源、１７は駆動回路１４．１５を介して制御電極と
記録電極間に接続された４００ｖの電源、　１８は制御
電極とアース間に接続された１３００　Ｖの電源で、１
９はイオン流制御へラド５の下方に配置された記録体で
ある。

このように構成したイオン流制御ヘッド装置にオイテ、
コロナワイヤ１１とコロトロンシールド１２及び記録電
極３−１．　３−２．・・・・・に間に印加された５Ｋ
Ｖの電圧により、コロナワイヤ１１の近傍ではコロナ放
電が発生し、正電荷をもつコロナイオンを生じる。コロ
ナイオンは電界にしたがって記録体１９の方向に向かう
が、各開口部４−１ａ、　　４−１ｂ。

・・・・を通過するか否かは開口部近傍の電界の向きと
大きさに依存する。

このイオン流制御ヘッド装置は、例えば第４図のタイム
チャートに示すように、周期Ｔでパルス幅ｔだけ駆動パ
ルスＶＬを各制御電極２ａ、２ｂ。

・・・・に印加して順次ＯＮ状態とし、また記録電極駆
動パルスｖｕを記録信号の有無にしたがって、制御電極
駆動パルスｖＬと同じタイミングでＯＮ。

０ＦＦＬ、で、記録電極に印加して前記電界を制御する
ものである。

前記制御電極駆動パルスの周期Ｔ及びパルス幅ｔは、記
録体１９の送り速度Ｖ（閣／５ｅｃ）　、ドツト密度ｒ
　（ｄａｔ／■）、制御電極数ｎで定まり、Ｔ−１／ｖ
ｒ（ｓｅｅ）、ｔｍｌ／ｎｖｒ（ｓｅｃ）で表されるた
め、例えばｖ＝１００ｍ／ｓｅｃ、　　ｒ＝１２ｄａｔ
／ｍ（３００Ｄ　Ｐ　Ｉ）、　ｎ　−６の場合には、　
Ｔ−０，８３３（−ｓｅｃＬ　　Ｌ−０，１３９（ｓｓ
ｅｃ）となる、第４図のタイミングチャートに示した各
駆動パルスを印加した場合には、１．時に４−１ｂドツ
ト、１．時に４−２ｃ　ドツト、ｔ１時に４−１ｅ　ド
ツト、１４時に４−１ｆ　ドツト及び４−２ｆ　ドツト
が形成されることになる。上記で４−１ｂ　ドツトとは
、制御電極２ｂと記録電極３−１の共有する開口部４−
１ｂを通過するイオン流により形成されるドツト潜像を
意味する。

本実施例によれば、制御電極との交叉部において記録電
極に順次形成されるイオン流制御用の開口部の配置をジ
グザグ状に配置して、該開口部を介して順次形成される
ドツト潜像が、先に形成されたドツト潜像と１ドツト隔
たった位置に形成されるか、先に形成されたドツト間に
形成するようになっているため、ドツト形成が先に形成
されているドツトの影響を受けず、したがって記録体の
移動方向に垂直な１ドツトライン又はベタ画像を形成す
る場合においても、ドツトずれは発生せず均一なドツト
が形威される。

第５図は、本件請求項１記載のイオン流制御ヘッド装置
の一実施例の構成を示す平面図で、第６図は、その各制
御電極を駆動する駆動パルスを示すタイムチャートであ
る。この実施例におけるイオン流制御ヘッド自体の構成
は従来のものと変わらない、すなわち絶縁体シート２１
の一方の面には互いに電気的に絶縁して複数の制御電極
２２ａ、２２ｂ、・・・・・２２ｆを形威し、絶縁体シ
ー）２１の他方の面には互いに電気的に絶縁して複数の
記録電極２３１、２３−２．・・・・・を、前記制御電
極とほぼ直交してマトリックスを構成するように配置し
、前記制御電極と記録電極の交叉部分に、画電極と絶縁
体シートを貫通して開口部２４−１ａ、　２４−１ｂ、
・・・・・を、各記録電極上において、それぞれ直線上
に配列されるように形成する。

そして、このように構成したイオン流制御ヘッドの各制
御電極２２ａ、２２ｂ、・・・・・２２ｆに、第６図に
示す駆動パルスをそれぞれ印加するものである。

すなわち、各駆動パルスがＯＮになる時点の順序は、制
御電極２２ａ、２２ｃ、２２ｂ、２２ｅ、２２ｄ、２２
ｒに印加する駆動パルスの順になるように設定されてい
る。したがって、各開口部によるドツト形成順は、２４
−１ａ、　２４−１ｃ、　２４−１ｂ、　２４−１ｅ、
　２４−１ｄ。

２４−１ｆの順になり、先の第１実施例においてジグザ
グ状に開口部を配列した場合と同様に、ドツトが形威さ
れるため、ドツト形成時に先に形成されているドツトの
影響を受けず、ドツトずれは発生しない。

上記請求項１及び２記載の各発明の実施例においては、
制御電極数ｎを６とした場合について図示説明したが、
請求項１記載の発明は、制御電極の数はいくつの場合の
ものに対しても適用することができる。但し、制御電極
数が奇数の場合は、最後に形成されるドツトの１つ前の
ドツトは既に形威されているドツトに隣接した位置に形
威されるため、そのドツト形成のみは先に形威されてい
るドツトの影響を受けるが、１ドツトの影響程度では、
画像形成にさしたる支障を与えない場合は、奇数の制御
電極をもつものに対しても十分に適用できる。しかし制
御電極数は偶数とした方がより好ましい画像が得られる
。

また請求項２記載の発明においては、開口部はジグザグ
状に配列され、それにより記録！極の幅が広くなるので
、制御電極数が４以下の場合は相対的に記録電極の幅が
大になりすぎる。したがって制御電極数は５以上とする
のが好ましい。

第７図は、他の実施例の断面構造を示す図で、第３図に
示した第１実施例と同等の部材には同一符号を付して示
している。この実施例のイオン流制御ヘッドは、電気的
に互いに絶縁された複数の制御電極３１と、第１の絶縁
体シート３２と、共通電極３３と、第２の絶縁体シート
３４と、前記複数の制御電極３１とほぼ直交しマトリッ
クスを構成する如く設けた電気的に互いに絶縁した複数
の記録電極３５の順に積層された５層構造をなしており
、そしてこの場合も第２図に示したと同様に開口部３６
を各記録電極に沿ってジグザグ状に配列させて形成し、
イオン流制御へラド３７を構成し、第３図に示したと同
様に各電源及びパルス源を設ける。なお本実施例におい
ては、共通電極３３と制御電極３１間及び共通電極３３
と記録電極３５間に、それぞれ１００Ｖの電源３８．３
９が接続されている。

このように構成したイオン流制御ヘッドに対して第４図
に示したと同様なタイミングで各駆動パルスを制御電極
及び記録電極に印加することにより上記第１実施例と同
様に均一なドツト形成が行われる。

本実施例におけるイオン流制御へラド３７は、イオン集
束効果が大きく、記録体１９上に蓄積される電荷量が増
加するため、前記問題点が却って助長される傾向にある
が、開口部３６の配列順を上記のように設定することに
より、問題点は有効に解消される。

なお第７図に示したイオン流制御ヘッドにおいても、そ
の開口部を第５図に示すように各記録電極に対してそれ
ぞれ直線上に配列されるように形威し、そして各制御電
極を第６図に示した駆動パルスで駆動するように構成す
ることにより、請求項１記載の発明を実施することがで
き、同様な作用効果が得られる。

またイオン流制御ヘッドとしては、第８図及び第９図に
示すような構成のものが知られている。

すなわち、誘電体４１上に互いに電気的に絶縁して配置
した複数の誘導電極４２と、絶縁体４３上に互いに電気
的に絶縁して形成した複数の放電電極４４とをマトリッ
クス状に交叉させて配置する。そして該放電電極４４の
誘導電極４２との交叉部分に多数の開口部４５を形成す
ると共に、前記絶縁体４３には放電電極４４に沿ってス
リット状の開口４６が形成され、更に前記絶縁体４３の
下面に前記スリット状開口４６に沿って前記放電電極４
４の開口部４５と対応する位置に多数の開口部４７を形
成したスクリーン電極４８を配置して構成する。なお４
９は誘導電極４２上に配置される基体であり、５０はス
クリーン電極４８の下面周辺部を支持するように中央に
開口部を有する枠状基板である。

そして第９図に示すように誘導電極４２とスクリーン電
極４８との間にコロナイオン発生のための高圧交流電圧
を順次印加すると共に、放電電極４４とスクリーン電極
４８との間にイオン流を通過又は阻止するための電界を
形成するように選択的に電圧を印加することにより、選
択的にイオン流を発生・通過させて記録体５１上に像を
形成するものである。

このようなタイプのイオン流制御ヘッドに対しても本件
各発明を適用することができる。すなわち、放電電極４
４上に形成される開口部４５の配置順序を、第２図に示
した第１実施例と同様にジグザグ状になるように配列す
る。あるいは各開口部４５は直線上に配列されるように
形成し、そして各制御電極を第６図に示したような駆動
パルスで駆動するように構成する。これにより同様にド
ツトずれが生ぜず均一な潜像を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて説明したように、本件各発明によ
れば、簡単な構成でバンブやドツト抜けのない良好な画
像が得られる。また電極の形成が単純なため制御電極の
数に拘わらず、低コストで良好な画像を形成することの
可能なイオン流制御ヘッド装置を容易に実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による作用を説明するためのドツト形
成順を示す図、第２図は、請求項２記載の発明に係るイ
オン流制御ヘッド装置の第１実施例のヘッド部を示す平
面図、第３図は、第２図に示すイオン流制御ヘッドを用
いたイオン流制御ヘッド装置の断面図、第４図は、第３
図に示したイオン流制御ヘッド装置の駆動用の駆動パル
スのタイムチャート、第５図は、請求項１記載の発明の
第１実施例を示す平面図、第６図は、その制御電極を駆
動するための駆動パルスのタイムチャート、第７図は、
本件各発明の他の実施例の断面図、第８図及び第９図は
、本件各発明の適用可能なイオン流制御ヘッドの他の構
成例を示す一部を欠除した斜視図及び一部の断面図、第
１０図は、従来のイオン流制御ヘッドの構成例を示す平
面図、第１１図は第１０図に示した・イオン流制御ヘッ
ドを用いた記録ヘッドの断面図、第１２図は、第１Ｏ図
及び第１１図に示したイオン流制御ヘッドを駆動するた
めの駆動パルスのタイムチャート、第１３図は、第１１
図に示した記録ヘンドにより形成された画像例を示す図
、第１４図は、第１３図に示す如き画像が形成される過
程を示す図である。 図において、１は絶縁体シート、２ａ、２ｂ。 ０００．２ｆは制御電極、３−１．　３−２．・・・・
・は記録電極を、４−１ａ、　　４−１ｂ、・・・・・
は開口部、５はイオン流制御ヘッド、１３はコロトロン
、１４．１５は駆動回路、１９は記録体、２１は絶縁体
シート、２２ａ、２２ｂ。 ・・・・・２２ｆは制御電極、２３−１．２３−２．・
・・・・は記録電極を、２４−１ａ、　２４−１ｂ、・
・・−は開口部、３１は制御電極、３２は第１絶縁体シ
ート、３５は開口部を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録体の通過方向に対して直角方向に延在する制御
   電極を複数平行に配置すると共に、これらの制御電極と
   交叉する方向に記録電極を複数平行に前記制御電極と絶
   縁して配置し、これらの電極に駆動回路により選択的に
   電圧を印加してイオン流を制御し記録体に選択的にイオ
   ンを付与するようにしたイオン流制御ヘッド装置におい
   て、制御電極との交叉部における前記記録電極に順次形
   成されるイオン流制御用開口部を、各記録電極上におい
   て一直線上に位置するように配置し、前記制御電極駆動
   用の駆動回路を、第１の制御電極の次に第１の制御電極
   に対して１つ飛ばした位置にある制御電極、次いで前記
   飛ばされた位置にある制御電極、以下この順序で繰り返
   し駆動する駆動電圧を発生し、旦つ制御電極数が偶数の
   場合のみ最後に駆動すべき制御電極は１つ飛ばさない隣
   接位置にある制御電極とする駆動電圧を発生するように
   構成したことを特徴とするイオン流制御ヘッド装置。 ２、記録体の通過方向に対して直角方向に延在する制御
   電極を複数平行に配置すると共に、これらの制御電極と
   交叉する方向に記録電極を複数平行に前記制御電極と絶
   縁して配置し、これらの電極に駆動回路により選択的に
   電圧を印加してイオン流を制御し記録体に選択的にイオ
   ンを付与するようにしたイオン流制御ヘッド装置におい
   て、前記制御電極は５本以上としてその駆動用の駆動回
   路は、制御電極の配列順に順次駆動する駆動電圧を発生
   するように構成し、前記制御電極との交叉部における前
   記記録電極に順次形成されるイオン流制御用開口部を、
   第１の開口部に対して次の開口部を制御電極の延在方向
   に１つ飛ばして設け、更にその次の開口部を前記飛ばさ
   れた位置に設けることを繰り返してジグザグ状に配置し
   、且つ制御電極数が偶数の場合のみ最後の開口部は１つ
   飛ばさない隣接する位置に配置したことを特徴とするイ
   オン流制御ヘッド装置。