JPH04226371A - イオン流記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は誘電性記録媒体上に静
電潜像を形成しそれを現像して画像記録を行う静電記録
装置に係り、特にイオン流を用いて静電潜像を形成する
イオン流記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン流を用いて静電潜像を形成するイ
オン流記録装置として、コロナチャージャに代えて固体
イオン発生器を用いたものが知られている。固体イオン
発生器は、誘電性基板上にイオン発生電極と誘導電極と
を近接配置して構成される。このイオン発生器の前方に
記録画点に対応するイオン吐出孔を有する加速電極が配
置され、静電潜像コントラストと同程度の高いバイアス
電圧を記録信号に応じてイオン発生器に印加することで
、イオン流をオン・オフ制御して誘電性記録媒体上に静
電潜像を形成する。

【０００３】固体イオン発生器を用いると、例えば文献
：Ｔｈｅ　　４ｔｈ　　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　
　ｃｏｇｒｅｓｓｏｎ　　ａｄｖａｎｃｅｄ　　ｉｎ　
　ｎｏｎ−ｉｍｐａｃｔ　　ｐｒｉｎｔｉｎｇ　　ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ：Ｓｐｏｎｓｏｒｅｄｂｙ　　Ｓ
ＰＳＥ．Ｐ３９４に記載されているように、高密度のイ
オンが発生でき、レーザプリンタの記録速度以上の高速
記録が可能である。

【０００４】図２０は、特開昭１６−１８４５６２号公
報で示されている固体イオン流記録ヘッドの記録動作を
示す断面模式図である。誘電性基板９０１の一方の面に
誘電電極９０２が、他方の面にイオン発生用のイオン発
生電極９０３がそれぞれ設けられている。イオン発生電
極９０３には、イオンを容易に発生させる電界集中用の
スリット（または孔）９０４が設けられている。誘導電
極９０２とイオン発生電極９０３との間に交流電圧９０
５を印加すると、スリット９０４に高い交番電界が発生
し、高密度の正負のイオンが発生する。こうして発生さ
れた正負のイオンのうち、イオン発生電極９０３に印加
された静電潜像電位と同程度の４００〜５００Ｖの高い
バイアス電圧９０６によって負極性のイオンのみが選択
され、誘電性記録媒体９０７方向に移動する。この記録
媒体９０７方向に移動するイオンは、記録媒体９０７と
イオン発生電極９０３との間に設けられた加速電極９０
８に印加された４００〜５００Ｖ程度の高い加速電圧９
０９により加速されて記録媒体９０７上に到達し、画像
信号に応じた静電潜像を形成する。この様にイオン流の
制御は、バイアス電圧９０６をオン・オフして行う。固
体イオン流記録ヘッドは、図２０の様なヘッド素子を画
点数に応じて多数一次元に配列して構成される。また、
従来の電子写真のコロナチャージャを固体イオン発生器
の代わりに使用する場合もある。

【０００５】しかし、このような従来の固体イオン流記
録ヘッドには、以下に示す欠点がある。固体イオン流記
録ヘッドでは、イオン流を制御するために記録媒体９０
７上の静電潜像電位と同程度の高い電圧（４００〜５０
０Ｖ以上）を信号電圧としてイオン発生電極９０３に加
える必要がある。これは具体的にはスイッチ９１０を画
像信号に応じてスイッチングさせ、バイアス電圧９０６
を印加することにより達成される。従って、この様な固
体イオン流ヘッドを用いた静電記録装置では、一般に高
耐圧の駆動用ＩＣが必要となる。高耐圧の駆動用ＩＣは
実装面積が大きく、高密度実装が必要な高精細ヘッドに
は適さない。駆動回路をＩＣ化せず全ドットを多数に分
割してマトリクス駆動すると、高速記録を行なう場合に
はパルス幅制御などによる階調記録（多値記録）を行な
うことが難しくなり、オン・オフの２値記録しかできな
い。

【０００６】また、従来のイオン流記録ヘッドを用いた
静電記録装置では、イオンを記録媒体９０７の方向に移
動させる時、発生したイオンを全て使用していたが、こ
の様な記録方法ではイオン発生電極９０３の表面状態に
よるイオンの発生臨界電圧の変化でイオン発生量が変化
し、２値記録の場合でも均一な静電潜像を形成すること
が困難である。

【０００７】イオン流ヘッドの駆動電圧を低下させる方
法として、空気流でイオンを搬送しイオン流に垂直方向
に制御電界を与える方法（特開昭６１−２５５８７０号
公報）が知られている。この方法によれば、３０Ｖ程度
の低電圧駆動が可能となり、多値記録もできるようにな
るが、上記のような制御電界を形成するために電極構造
が複雑となってしまい、やはり高密度実装は困難である
。

【０００８】米国デルファックス社は画点毎に構成され
た固体イオン発生器に印加する高圧高周波電圧（〜３ｋ
ＶＰ−Ｐ，１ＭＨｚ）を画点毎に信号電圧で切り換えて
イオン流をオン・オフし、さらに画点に一致して設けら
れたイオン吐出孔を有する共通した加速電極に１ｋＶ以
上の直流高圧電圧を印加することにより、発生したイオ
ンを加速し、発生したイオン全てを記録媒体である絶縁
層上に導き、２値の静電潜像を形成する固体イオン流ヘ
ッドを開発している。

【０００９】固体イオン発生器から生ずるイオン発生量
は、一般に周囲環境の影響を受け易い。従って、この方
式では発生したイオン全てを静電潜像形成に使用するた
め、環境によって静電潜像に寄与するイオン量が変動し
、画質が変化する欠点を有する。

【００１０】また、画点毎に設けられた固体イオン発生
器のイオン発生孔と加速電極のイオン吐出孔とは、大き
さとその中心が正確に一致する必要があり、これらが一
致しない場合はやはりイオン発生量が変動する。そのた
め、イオン発生量にイオン流ヘッドの製造技術精度でき
まるムラが生じ、画像上には濃度ムラとして現れること
になる。

【００１１】さらに、この方式は高速記録が可能である
が、高周波の高圧電圧を各画点毎に制御する必要から特
殊な駆動回路を必要とし、回路規模が大きくなるととも
に、ＩＣ化が困難になるという欠点がある。

【００１２】一方、イオン発生器としてコロナチャージ
ャを使用し、発生したイオン流を２枚の制御電極で絞り
込み、制御電極間の信号電圧でイオン流を制御する方式
がある。この方式は制御電圧が１２０Ｖと比較的低く、
アナログ階調記録が可能である。しかし、記録媒体と制
御電極間にイオン加速用の高電圧を印加することが必要
であるため、駆動回路を高電圧でバイアスする必要があ
る。さらに、コロナチャージャで発生するイオン量には
限界があるため、この限界から記録速度は２枚／分程度
が上限となる。

【００１３】また、この方式はイオン流を絞り込むため
の電極がコロナチャージャと制御電極間に必要で、この
電極のイオン吐出孔と制御電極のイオン吐出孔の大きさ
とその中心が正確に一致する必要がある。一致しない場
合は著しくイオン発生量が変動する。そのため、ヘッド
の製造技術精度で決まるイオン発生量のムラが生じ、画
像上に濃度ムラが発生する欠点がある。また、この方式
はコロナチャージャを使用しているため、イオン流ヘッ
ドの固体化が困難であり、量産に適さない。

【００１４】さらに、以上の方式では浮遊トナーや記録
媒体上の残留トナーでイオン流ヘッドが汚れ、トナーが
イオン流ヘッドのイオン吐出孔に埋まり、イオン流の流
れが阻害される欠点がある

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のイオン流記録装置ではイオン発生電極に静電潜像の表
面電位と同程度の高電圧を印加する必要があるため、駆
動回路を構成する駆動用ＩＣに実装面積の大きい高耐圧
ＩＣが必要となり、高密度実装を必要とする高精細ヘッ
ドの製作に適さず、多値記録が難しくなる。

【００１６】従来のイオン流ヘッドに用いる固体イオン
発生器では、イオン発生電極の表面状態の影響でイオン
の臨界電圧が変動してしまうので、２値記録でも各画点
毎に一様なかつ安定した静電潜像を形成することが困難
であった。

【００１７】駆動電圧が低くでき、多値記録も可能なイ
オン発生器は、電極構造が複雑であるため、高精細ヘッ
ドには適さないという問題があった。

【００１８】固体イオン発生器を画点毎に設けてイオン
流を制御するイオン流ヘッドでは、固体イオン発生器の
イオン発生孔と加速電極のイオン吐出孔とが正確に一致
する必要があるため、量産性に乏しく製造コストが高く
なるとともに、周囲環境の変動によりイオン発生量が変
化して、画像濃度変化が発生し易く、さらにイオン流を
制御するには特殊な高圧駆動回路を必要とし、しかもこ
のような駆動回路が画点毎に必要なため、回路規模が極
めて大きくなる。

【００１９】コロナチャージャをイオン発生器に使用し
、２枚のイオン吐出孔を有する制御電極を用いて比較的
低い電圧でイオン流を制御する方法は、記録速度が遅く
、かつコロナチャージャを使用するためにイオン流ヘッ
ドの固体化が出来ず、量産に向かないという欠点がある
。

【００２０】この発明は、上述の問題点に鑑みてなされ
たもので、低電圧駆動の実現と簡単な電極構造の採用に
より、ヘッドの高精細化が可能で、多値記録も容易であ
り、また一様な安定した静電潜像が形成でき、回路規模
が小さく、しかも量産化も容易であるイオン流記録装置
を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、イオンを発生させる空間と、発生し
たイオンを蓄積しイオン流を制御する空間とを分離し、
イオン発生器に印加するイオン発生用に印加される電圧
による電界がイオン流の制御に影響を及ぼさないように
したものである。

【００２２】具体的にはイオン発生器と誘電性記録媒体
との間にイオン吐出孔を有する所定の間隔の制御電極対
を配置し、制御電極対間に画像信号に応じて制御される
信号電圧を印加することによって、イオン吐出孔を通過
して記録媒体に到達するイオン流を画像信号に従って制
御する構成とする。

【００２３】記録媒体にイオン流が照射される以前に、
記録媒体の表面をイオン流とは逆極性に予め一様帯電す
る構成をとることも可能である。

【００２４】この発明の好ましい実施態様によれば、イ
オン発生器は例えば誘電体層と、この誘電体層の制御電
極対側の面上に形成された誘導電極および誘電体層の前
記制御電極対と反対側の面上に形成されイオン発生用の
スリットまたは孔を有するイオン発生電極からなり、大
量にイオンを発生できる構成とする。

【００２５】イオン発生電極と制御電極対のイオン発生
器側制御電極とは、イオン発生用のスリットまたは孔の
大きさ以上の距離離れていることが望ましい。

【００２６】イオン発生電極と制御電極対のイオン発生
器側制御電極との間には、イオン発生器で発生したイオ
ンを前記制御電極対側に移動させるためのバイアス電圧
が印加され、さらに制御電極対のイオン発生器側制御電
極と記録媒体との間には、イオン吐出孔を通過したイオ
ン流を記録媒体の方向に加速するための加速電圧が印加
される。

【００２７】この場合、イオン発生電極と制御電極対の
イオン発生器側制御電極との間に、画像信号のオン期間
にはイオン発生器で発生したイオンを制御電極対側に移
動させるためのバイアス電圧を印加し、画像信号のオフ
期間には該バイアス電圧とは逆極性のバイアス電圧を印
加するようにしてもよい。

【００２８】制御電極対の少なくともイオン発生器側制
御電極には、その表面に難酸化性金属層を形成すること
が好ましい。

【００２９】イオン発生器と制御電極対との間の空間を
密封すると共に、この密封空間にイオン発生器側から連
通した空気流入孔を設け、この空気流入口から密閉空間
を通してイオン吐出孔に空気流を流す構成としてもよい
。

【００３０】

【作用】この発明では、イオン発生器で発生したイオン
がイオン発生器と制御電極対のイオン発生器側制御電極
との間の空間に空間電荷として一旦蓄積され、この蓄積
されたイオンが制御電極対間に印加された信号電圧によ
って制御されることにより、イオン吐出孔から画像信号
に応じたイオン流として吐出されて記録媒体に到達し、
静電潜像を形成する。すなわち、画像信号がオンの状態
では信号電圧として、蓄積されたイオンを記録媒体方向
に移動させるような電圧が制御電極対間に印加される。 画像信号がオフの状態では、制御電極対間にイオン流に
対する逆バイアス電圧が印加され、蓄積されたイオンは
イオン発生電極と制御電極との間に留まる。この原理は
、真空中の電子を空気中のイオンに置き換えた三極真空
管と同様の原理である。

【００３１】この場合、制御電極対間に印加する信号電
圧は数十Ｖ程度と低くてよいので、低電圧駆動が可能と
なる。また、静電潜像の形成前に誘電性記録媒体の表面
をイオン流とは逆極性に一様帯電させておくと、この記
録媒体の表面電位を利用してイオン流の加速を行うこと
ができるので、制御電極対のイオン発生器側制御電極と
記録媒体との間に印加する加速電圧を低くすることも可
能となり、駆動回路の低電圧化が達成される。従って、
実装面積の小さい駆動用ＩＣを用いることでイオン流ヘ
ッドのＩＣ化を容易にし、高精細化も容易となる。

【００３２】また、この発明ではイオン発生器で発生し
た大量のイオンの一部を使用して記録媒体上に静電潜像
を高速度に形成するため、イオン発生電極に設けたイオ
ン発生用のスリットまたは孔と、制御電極対のイオン吐
出孔の大きさおよび中心軸が一致しない場合でも、安定
したイオン流の制御ができる。従って、イオン発生器と
制御電極間の位置合わせを容易にすることが可能となり
、イオン流ヘッドの製造工程を簡単となり、量産に適し
たものとなる。さらに、イオン発生量が５０％程度変動
した場合も、制御電極で制御されたイオン電流の変動量
は８％以下に減少される。

【００３３】一方、この発明では制御電極対の近傍に大
量のイオンを発生させるため、大量のイオンが制御電極
に照射されて制御電極の表面が酸化し、絶縁層が形成さ
れ易くなると考えられる。このような絶縁層が形成され
ると、イオン電流による電荷がその絶縁層に蓄積して電
位が上昇し、イオン発生器と制御電極間に印加されたイ
オン加速用のバイアス電圧が実効的に減少し、イオン電
流が減少する。制御電極対、特にイオン発生器側の制御
電極表面に酸化しにくい金属（例えば金、ニッケル、ス
テンレス、アルミ、チタン等）の層を設ければ、制御電
極表面の酸化がイオン照射によって進行することがなく
、上述のようなイオン電流の安定化が図られる。

【００３４】また、上記の絶縁層が形成されると、イオ
ン発生器で大量に発生した正負両極性のイオンのうち、
静電潜像の形成に使用されない方の極性のイオンが絶縁
層に蓄積して帯電し、イオン発生量が変動する。この発
明では記録の空き時間、すなわち画像信号のオフの期間
にイオン発生器とイオン発生器側制御電極との間に、記
録時に印加されるバイアス電圧とは逆極性のバイアス電
圧を印加して、逆極性のイオン流を流すことで、イオン
発生器の絶縁層に生じた蓄積電荷を消去し、安定したイ
オンが発生するようにしている。

【００３５】さらに、制御電極対のイオン吐出孔を除い
てイオン発生器と制御電極対との間の空間を密封構造に
し、この密封空間に外部から空気流入口から空気を流入
させると、密封空間内部は正圧となり、浮遊トナーや記
録媒体上の残留トナーが吐出孔内壁に付着することがな
くなる。これによって、イオン流が安定化されるととも
に、メンテナンス性が向上する。

【００３６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、この発明に係る固体イオン流ヘッドを
用いたイオン流記録装置の一実施例を示す図である。

【００３７】図１において、固体イオン発生器はポリイ
ミド等の誘電体層１と、その一方の面に形成された厚さ
１０〜３０μｍ程度のイオン発生電極３と、他方の面に
形成された厚さ３〜５μｍ程度の誘導電極２とからなる
。イオン発生電極３には、イオンを容易に発生させるた
めに電界を集中させる幅１００μｍ程度のイオン発生用
スリットまたは孔４が設けてある。このイオン発生器と
誘電性記録媒体１０との間に、所定の間隔で一対の制御
電極６，８（以下、制御電極対という）が配置されてい
る。

【００３８】イオン発生電極３と誘導電極２間にピーク
電圧１ｋＶ、周波数２０ｋＨｚの交流電圧５を印加する
と、スリットまたは孔４に高い交番電界が発生し、高密
度の正負のイオンが発生する。このようにして発生した
正負のイオンは、イオン発生電極３と制御電極対６，８
のうちイオン発生電極側の制御電極６との間に印加され
た４０〜５０Ｖのイオン移動用のバイアス電圧７により
負極性のイオンのみが選択され、制御電極６，８の方向
に移動する。制御電極６，８は絶縁材１２によりイオン
発生電極から１５０μｍ離れており、イオン吐出孔１３
として約１００μｍの孔が形成されている。

【００３９】画点記録時には制御電極６，８の間の電界
がイオン流を通過させる方向になるように、例えば記録
媒体１０側の制御電極８がイオン発生電極３側の制御電
極６と同電位になる信号電圧９を印加する。これにより
イオン流は制御電極６と記録媒体１０との間に印加され
た４００〜５００Ｖ程度の加速電圧１１によって、記録
媒体１０の方向に加速される。こうして記録媒体１０上
に達したイオン流により、静電潜像が形成される。画点
を記録しない時は、イオン流が制御電極６，８の間を通
過しないように、例えば制御電極８の電位を制御電極６
に対して−３０Ｖとなるように信号電圧９を変化させる
。この電位差−３０Ｖによって加速用のバイアス電圧１
１による電界を打ち消し、イオンの通過を遮断する。 この様にイオン流の制御は、信号電圧９をオン・オフし
て行う。

【００４０】この様に、制御電極対６，８をイオン発生
用スリットまたは孔４の大きさ（幅または径）以上に離
すことにより、イオン発生用の交流電圧５のために生じ
る電界の影響がイオン流の制御空間である制御電極対６
，８の間に及ばないようにしている。その結果、信号電
圧９として３０Ｖという低電圧を用いて、イオン流の制
御が可能となった。

【００４１】次に、この発明の他の実施例を説明する。 図２は、静電潜像形成前に予め記録媒体をイオン流と逆
極性に一様帯電させることで、加速電圧の印加を不要と
するか、または低電圧で済むようにした例である。

【００４２】この実施例では、まず導電性基板２１上に
誘電体層２２を設けた記録媒体２３上に、固体プリチャ
ージャ２４により正の電荷２５を一様に与えて帯電させ
る。固体プリチャージャ２４は固体イオン発生器により
構成され、セラミック等の絶縁性基板２６上にイオン発
生用の電界を形成させる誘導電極２７を２〜４μｍ設け
、その上にポリイミド等の誘電体層２８を２０〜４０μ
ｍ塗布し、さらにその上に１００μｍ程度の幅のスリッ
ト２９を有する３０μｍの厚さのイオン発生電極３０を
形成したものである。これらの両電極２７，３０間にピ
ーク電圧１ｋＶで周、波数２０ｋＨｚのイオン発生用交
流電圧３１を印加し、正負のイオンを発生する。

【００４３】また、イオン発生電極３０には記録媒体２
３に与える表面電位とほぼ等しい正の＋６００Ｖのバイ
アス電圧３２を与え、正のイオンのみを記録媒体２３の
方向に移動させ、記録媒体２３上に正の電荷３３を蓄積
させる。この様にして記録媒体２３の表面電位Ｖｓをほ
ぼ＋６００Ｖに帯電させる。この実施例ではプリチャー
ジャとして固体プリチャージャ２４を用いたが、従来の
ワイヤ・チャージャまたは導電性ローラを用いて記録媒
体２３を帯電しても良い。

【００４４】記録媒体２３は、こうして一様な表面電位
Ｖｓが与えられた後、矢印３４方向に搬送され、記録画
点毎に設けられた素子から構成されている固体イオン流
ヘッド３５の下に達する。この固体イオン流ヘッド３５
は、図１とほぼ同様に各素子に共通した固体イオン発生
器３６と、イオン吐出孔３７を有する各素子毎に設けら
れた制御電極対３８，４８からなる。固体イオン発生器
３６は、セラミック等の絶縁性基板３９上にイオン発生
用の２〜４μｍの厚さの誘導電極４０が設けられ、その
上にポリイミド等の誘電体層４１が１０〜４０μｍの厚
さ塗布される。誘電体層４１上には、スリット幅１００
μｍ程度を有する５０μｍ幅のイオン発生電極４２が厚
さ１５μｍ設けられる。イオンはイオン発生電極４２と
誘電体層４１の接合部から発生する。誘電体層４１には
、厚さ１５０μｍのポリイミド等の誘電性材料によるス
ペーサ４７が設けられている。

【００４５】このようにしてイオン発生電極４２とイオ
ン流の制御電極対３８，４８をイオン発生電極間隔（ス
リット幅）以上に離すことにより、イオン発生空間４３
とイオンの制御空間４４とを電気的に遮断する。誘導電
極４０とイオン発生電極４２間に、ピーク間電圧２ｋＶ
、周波数１０ｋＨｚの交流電圧４５を加え、イオン発生
空間４３に多量のイオンを発生させる。この交流電圧の
周波数を画像信号に対し十分大きくし、画像信号のパル
ス幅内で多数回のイオンを発生させる。こうして発生し
たイオンは、予め帯電された記録媒体２３の表面電荷の
電界により、制御空間４４に誘導される。

【００４６】一方、制御電極３８に他方の制御電極４８
に対して−３０Ｖの信号電圧４６を印加したとき、イオ
ン流は遮断される。制御電極対３８，４８は厚さ１００
μｍのガラス、エポキシ基板の両面に記録ドットに対応
した電極をエッチングで設けている。また、制御電極３
８を制御電極４８と同電位にすると、イオンが蓄積され
ている空間４３の負のイオンが＋６００Ｖの記録媒体の
表面電位により加速されて、記録媒体２３に達する。そ
の結果、記録媒体２３の表面電位は＋１５０Ｖ以下に低
下し、反転した４５０Ｖ以上の高い静電コントラストの
静電潜像が形成される。

【００４７】次に、固体プリチャージャと固体イオン流
ヘッドとを一体構造にした記録ヘッドの模式的斜視図を
図３に示す。固体プリチャージャ２４と固体イオン流ヘ
ッド３５とが５００μｍ厚の共通のセラミック基板２６
，３９上に設けられている。固体プリチャージャ２４と
固体イオン流ヘッド３５のそれぞれの誘導電極２７，４
０は、スパッタ等の技術を用いアルミ等の金属を幅２０
０μｍ、数千オングストローム程度の厚さに、１ｍｍ程
度の間隔で配置される。これらの電極２７，４０上に、
共通のポリイミド等の誘電体層２８，４１を１０〜４０
μｍの厚さ塗布する。固体プリチャージャ２４のポリイ
ミド上には、電極幅１００μｍ、厚さ１８μｍ程度のタ
ングステンまたはモリブデンのような高融点金属をスリ
ット幅１００μｍを有するように貼り付け、イオン発生
電極３０を構成する。さらに、固体イオン流ヘッド３５
においては、ポリイミド薄層４１を有する１８μｍ程度
のタングステンまたはモリブデンのような高融点金属を
スリット幅１００μｍのスリットを有し、かつ電極幅が
５０μｍになるように貼り付け、イオン発生電極４２を
構成する。この上に厚さ１５０μｍで１５０μｍのスリ
ット幅を持つポリイミド膜を接着する。さらに、各ドッ
ト毎に独立した１００μｍ径のイオン吐出孔３７を有す
る厚さ２０μｍの制御電極対３８，４８を設ける。 このようにして、固体プリチャージャ２４と固体イオン
流ヘッド３５とを一体にしたヘッドを作成する。

【００４８】図４は、駆動用ＩＣをも一体にした他のヘ
ッドの平面図である。セラミック基板上に固体プリチャ
ージャ２４と固体イオン流ヘッド３５、さらに低電圧駆
動用の駆動用ＩＣ部５０が設けられている。固体プリチ
ャージャのイオン発生電極３０は、外部のイオン発生電
源と接続するため、引き出し線５１が設けてある。

【００４９】一方、固体イオン流ヘッドは、各素子毎に
独立した制御電極３８があり、その電極の絶縁層下には
イオン発生電極４２が存在する。このイオン発生電極を
外部のイオン発生電源に接続する引き出し線５２が同様
にして設けてある。各素子の制御電極は引き出し線５４
を介して、駆動用ＩＣ５５に接続される。この駆動用Ｉ
Ｃは、信号線５６から外部回路の信号を受け取る。

【００５０】次に、固体プリチャージャ２４の動作につ
いて、図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すよう
に、誘導電極２７とイオン発生電極３０間に交流電圧が
印加されると、交流高電圧が誘電体層２８とイオン発生
電極３０間の空気層に加わることになる。ここではイオ
ン発生電極３０をアースポテンシャルにし、誘導電極２
７にピーク間電圧１ｋＶの交流電圧を印加したときのイ
オン発生電極３０のスリット内で生ずる電位を算出し、
図５（ｂ）に示した。スリット幅１００μｍと３０μｍ
の場合について、横軸はイオン発生電極３０のスリット
中央からイオン発生電極３０の面内方向に向けての距離
で、縦軸は誘電体層２８上１０μｍでの電位を示してあ
る。

【００５１】スリット幅が１００μｍの場合は、ピーク
間電圧１ｋＶの交流でイオン発生電極３０近傍の電界、
ほぼイオン発生の臨界値（〜１２０Ｖ／１０μｍ）とな
り、イオンが発生する。一方、スリット幅が誘電体層２
８の厚さと同程度となると、急激に電圧が減少する。ス
リット幅が３０μｍでは、スリット幅１００μｍと比較
し電界が１／２以下となり、イオンを発生させるには、
ピーク間電圧２ｋＶ以上が必要となる。以上のことから
十分なイオンを発生させるには、スリット幅が誘電体層
２８の厚さより広いことが好ましい。ここでは、スリッ
ト幅を誘電体層２８の厚さ４０μｍの２．５倍の１００
μｍとした。

【００５２】次に、固体イオン流ヘッド３５の動作につ
いて、図６を用いて理論的に説明する。固体イオン流ヘ
ッド３５のイオン発生空間４３で生じたイオンは、制御
空間４４に移動される。移動されたイオンに対しては、
制御電極４８を陰極とし、記録媒体２３を陽極とする三
極真空管とほぼ同様の動作がなされる。真空管の場合は
電子を取り扱い、この発明の例ではイオンを取り扱う点
が異なる。そのため、キャリア速度と電圧との関係式が
異なり、その結果イオン電流等の基本方程式に差が生ず
る。ここでは、基本方程式とそこから導出されるイオン
電流の式等を用いて説明を行う。

【００５３】イオンの動作を示す基本方程式は（１）式
で示される。（１）式でＶは制御電極４８から記録媒体
方向ヘ距離ｙだけ離れた点の電位、εｏは真空中の誘電
率、εａは空気の比誘電率、ρは制御電極４８からの距
離ｙにおいて存在するイオン流による空間電荷量、υは
距離ｙにおけるイオンの速度、μはイオンの移動度、ｉ
は距離ｙにおけるイオン電流である。

【００５４】以上の式では、イオン発生空間４３から常
に十分なイオンを供給でき、信号電圧によりイオン吐出
孔３７からイオン流が流出している状態でも、イオンの
蓄積電荷に十分なイオンが存在するものとして取り扱っ
ている。

【００５５】この発明の実施例では、制御空間４４中に
イオンによる空間電荷を積極的に作成し、制御すること
で低電圧駆動を可能にしており、イオンの発生自身を高
い電圧で制御する従来の方式とは基本的に異なる。この
ようにして発生した負のイオンは、制御電極対３８，４
８間に信号電圧Ｖｇが加わると、記録媒体２３の表面電
位Ｖｓで加速され、（２）式で示すイオン電流Ｉｐを生
ずる。（２）式でａは記録媒体２３と制御電極３８間の
距離、ｂは制御電極３８と制御電極４８間距離である。 ｋは制御電極対３８，４８間、および制御電極４８と記
録媒体２３間の仮想上の容量で決まる三極真空管と同様
の電圧増幅率であり、電極の大きさで決まる。計算では
真空管のグリッドと同様に、制御電極対３８，４８が周
期的に存在するものとして近似している。電圧増幅率ｋ
は制御電極対３８，４８のイオン吐出孔４４中心からの
距離により変化し、その中心で値が最小となりイオン電
流はその中心で最大となる。信号電圧Ｖｇを変えること
により、上式で与えるイオン電流を記録媒体に流すこと
ができる。

【００５６】一方、信号電圧が増加して、イオン電流が
蓄積空間４３中のイオン量を越えると、蓄積された全て
のイオンが流出し、一定の飽和電流に達する。そのため
、イオン発生量を多くし、この範囲内でイオン電流を制
御する場合は、固体イオン発生器３６の電極バラツキに
よるイオン発生量の変動を防止できる。

【００５７】また、イオン流を遮断するときの電圧（遮
断電圧）Ｖｇは制御電極４８を基準にして（３）式で示
される。制御電極対３８，４８のイオン吐出孔３７中心
では増幅率ｋが最小となるため、イオン吐出孔３７中心
部での遮断電圧Ｖｇが最大となる。そのため、制御電極
３８に遮断電圧以上の電圧を印加することで、イオン電
流を遮断できる。

【００５８】制御電極３８に加える信号電圧は、この遮
断電圧よりも小さい値が好ましい。信号電圧が遮断電圧
よりも大きくなると、発生した負のイオンの一部が制御
電極４８に直接流れ込み、イオンの使用効率が低下する
。このため、制御電極３８に印加する信号電圧の最大値
が遮断電圧に等しくなるように設定することが好ましい
。

【００５９】次に、この発明による固体イオン流ヘッド
を用いた記録装置の応答速度について図２のようにプリ
チャージャを用いた場合を例に説明する。記録媒体２３
の初期の表面電位Ｖｓは、固体イオン流ヘッド３５から
の負のイオン電流により時間と共に減少する。表面電位
が減少すると、イオン流の実効加速電圧が低下し、イオ
ン電流が減少する。これにより時間と共に表面電位の減
少割合が少なくなり、（４）次式で示す値Ｖｐとなる。 ここでは、信号電圧が遮断電圧と等しい場合を示した。 （４）式において、Ｃｐは記録媒体２３のキャパシタン
スである。

【００６０】次に、以上の理論的考察をもとに、固体イ
オン流ヘッドを用いた静電潜像形成のメカニズムについ
て、具体的に図２と図６（ａ）を用いて説明する。固体
プリチャージャ２４の誘導電極２７とイオン発生電極３
０間に振幅間電圧２ｋＶ、周波数５０ｋＨｚの正弦波ま
たは矩形波の交流電圧を加えるとともに、イオン発生電
極３０を記録媒体２３から５００μｍ隔てて設置する。 イオン発生電極３０にバイアス電圧＋６００Ｖを与える
と、イオン発生電極３０から２．８×１０−４Ａ／ｃｍ
２程度の大量の正負のイオンが発生し、１００μｓ程度
の短時間で記録媒体２３はバイアス電圧に等しい＋６０
０Ｖの初期表面電位となる。記録媒体２３は、５０μｍ
厚のフッ化ビニリデン等の樹脂系誘電体層２２を導電層
２１上に設けたものである。

【００６１】次に、この帯電した記録媒体２３は固体イ
オン流ヘッド３５下に搬送され、イオン吐出孔３７から
記録信号に応じて生じた負のイオン流により、記録媒体
の＋６００Ｖの表面電位が消去され、反転した静電潜像
が形成される。

【００６２】この固体イオン流ヘッド３５の動作を図６
（ｂ），（ｃ）を用いて、次に説明する。この固体イオ
ン流ヘッドのイオン発生器３６を構成しているイオン発
生電極４２と誘導電極４０間は、振幅間電圧２ｋＶ、周
波数５０ｋＨｚの正弦波または矩形波の交流電圧が印加
すると、正負の２．８×１０−４Ａ／ｃｍ２程度のイオ
ン電流が生ずる。このようにして生じた制御空間中の負
のイオンは制御電極３８の信号電圧４６により制御され
、イオン吐出孔３７から吐出し、記録媒体２３上の表面
電位で加速されて記録媒体に達する。この固体イオン流
ヘッド３５の増幅率ｋは、三極真空管と同様の計算から
図６（ｂ）に示すように、イオン吐出孔３７の中央から
の距離によって変化し、吐出孔３７中心部で最小値「３
５」となり、周辺では大きい値「１５０」となる。 そのため遮断電圧は式（３）で示すように、吐出孔３７
の中心部で最大となる。また、信号電圧が−３０Ｖのと
き、制御電極３８が制御電極４８に対し−３０Ｖの逆バ
イアス電圧となり、負イオン電流を遮断する。信号電圧
が０Ｖになると、制御電極対３８，４８は同電位となり
、イオン電流が記録媒体２３の表面電位Ｖｓに引かれて
流れる。

【００６３】このようにして、イオン電流のオン・オフ
が可能となる。このときに流れるイオン電流の最大値は
、式（２）より１．５×１０−５Ａ／ｃｍ２程度となり
、イオン発生器３６から生じるイオン電流（２．８×１
０−４Ａ／ｃｍ２）より十分小さい。そのため、イオン
発生電極４２からのイオン発生量のバラツキはイオン電
流に影響することなく、安定した静電潜像を得ることが
できる。

【００６４】次に、式（４）を用いて画像信号に応じた
イオン電流を＋６００Ｖに予め帯電された記録媒体２３
に与え、時間経過に対する記録画点中心の表面電位減衰
特性を計算した結果を図７に示す。１００μｓ後に、画
点中心で記録媒体２３上の表面電位は＋１５０Ｖに低下
し、４５０Ｖの静電コントラストが得られる。一方、画
点周辺部では２５０Ｖ程度に表面電位が低下し、３５０
Ｖの静電コントラストとなる。このように、画点中心部
と周辺部との電位が制御電極の周辺効果により異なるた
め、隣接画点が重なるようにイオン吐出孔を千鳥状に配
置し、均一電位が得られるようにしても良い。印字速度
を２００μｓと設定すると、解像度２４０ｄｐｉのとき
９０枚／分（Ａ４相当）の高速印字が可能となる。制御
電極対の厚さ、制御電極の厚さが変化すると変動率ｋが
変化し、イオン吐出孔３７からのイオン流量が変わる。 そのために印字速度が変化する。ここでは、２４０ｄｐ
ｉの解像度について４５０Ｖ以上の静電コントラストが
得られ、かつ３０枚／分の印字速度が実現できる制御電
極対３８，４８の厚さ、および制御電極厚の範囲を計算
から設定し、図８に示した。前記の例で示した固体イオ
ン流ヘッドは、図８（ａ）中の◎印で示す解像度２４０
ｄｐｉ、制御電極対３８，４８の厚さ６０μｍ、および
制御電極厚１８μｍである。この図の斜線で示した領域
が３０枚／分以上の高速記録を可能とする。図６（ｂ）
は、４００ｄｐｉの高精細モードの場合である。

【００６５】次に、この発明のイオン流ヘッドの構造に
ついて、さらに他の実施例を説明する。図９はイオン発
生電極４２の数を増やし、イオン発生部３６と制御電極
対との位置合わせ誤差によりイオン電流が変動しないよ
うにしたものである。図９の例では幅４０μｍのイオン
発生電極４２を４０μｍおきに多数本設けている。

【００６６】また、図９の構成の固体イオン流ヘッドに
おいて、イオン発生空間４３から制御空間４４へ効率よ
くイオンを移動させるために、図１０のようにイオン発
生電極４２と制御電極４８との間にバイアス電位６１を
印加すると効果がある。このバイアス電位は４０〜６０
Ｖで良い。

【００６７】この発明のイオン流ヘッドの構造について
、更に他の実施例を説明する。図１１は、イオン発生用
の交流電圧による電界を遮断するための電極６２をイオ
ン発生電極４２間のスリットに設け、制御電極対３８，
４８をイオン発生部に近づけたものである。イオン発生
電極４２の厚み１５μｍに対し、イオン発生部と制御電
極対３８，４８の間隔を規定するスペーサ４７は３０〜
４０μｍにする。このことにより、イオンを発生し蓄積
する空間とイオン流を制御する空間を完全に分離するこ
とができ、イオン流を低電圧で制御できる。

【００６８】また、図１２のようにイオン発生電極４２
と遮蔽電極６２の間にバイアス電位６３を印加すると、
イオンがイオン発生空間４３から制御空間４４へ移動し
易くなり、イオンの利用効率が改善される。

【００６９】なお、この発明による固体イオン流ヘッド
の電極構成は上記実施例に限定されるものではなく、イ
オン発生空間とイオン制御空間を有し、かつイオン制御
空間中のイオンによる空間電荷を低電圧で制御する考え
に基づく固体イオン流ヘッドは、全てこの発明に含まれ
る。

【００７０】図１３は、この発明を適用したプリンタの
実施例を示す断面図である。記録を行うための記録紙は
カセット４２１にストックされており、記録開始タイミ
ングに応じて給紙ローラ４１８より記録紙は一枚づつ繰
り出される。給紙ローラ４１８より繰り出された記録紙
はＵターンローラ４１５により搬送方向をドラム（記録
媒体）４００の方向に変えられ、アライニング検出器４
１４及びアライニングローラ４１３によって記録紙の方
向が整えられて記録ドラム４００に達する。

【００７１】一方、ドラム４００上では記録開始タイミ
ングによって回転を開始し、記録画像に応じた画像がド
ラム４００上に形成されることになる。記録ドラム４０
０は後述するが、ここではアルミドラム上に数１０μｍ
〜２０μｍ程度の厚みのフッソ系樹脂からなる絶縁性誘
電体層を被覆した構成をなす。このような記録ドラム４
００に対し、まずプリチャージャ４０１により−６００
Ｖに一様帯電する。そして、一様帯電された記録ドラム
４００上にイオン流ヘッド３を用いて、各記録ドット毎
にアナログ的に制御された正極性のイオン流によって静
電潜像を形成する。このヘッド３については後段で詳述
する。また、イオン流ヘッド３は送風モータ４０９から
成るコンプレッサ４０８により、送風チューブ４０７を
介してエアーが送られる。このエアーが必要な理由につ
いても、後述する。

【００７２】イオン流ヘッド３によって静電潜像が形成
された記録ドラム４００は、さらに現像器ユニット４０
５において現像が行なわれる。現像器ユニット４０５は
一般に用いられているようにマグネットローラ４０２、
トナーセンサ４０３、シャフト４０４より構成され、一
成分負極性のトナーがシャフト４０４により掻き回され
ている。トナーセンサ４０３はトナー量を検出するもの
である。マグネットローラ４０２の記録ドラム４００側
において、−５００Ｖのバイアス電圧で反転現像を行う
。

【００７３】記録ドラム４００上に形成されたトナー像
は、記録ドラム４００に巻き付けた記録紙転写チャージ
ャ４１９上でに転写され、剥離チャージャ４２０により
記録紙が記録ドラム４００より剥離されて、出口方向ヘ
搬送される。記録紙へのトナー転写が完了した記録ドラ
ム４００は、クリーナーユニット４３７において残留ト
ナーがクリーニングされる。クリーナーユニット４３７
はトナーを掻き取るためのクリーニングブレード４３６
と、掻き落とされたトナーを受け取る回収ブレード４３
５及びトナー回収オーガー４３４よりなる。そしてクリ
ーニングされた記録ドラム４００はプリチャージャ４０
１により一様帯電が行なわれ、以後上記のプロセスが繰
り返される。

【００７４】一方、トナー像が転写された記録紙は、ベ
ルト４２２及びベルト搬送シャフト４２３より成るベル
トユニットにより定着ユニット４３０へ搬送される。定
着ユニット４３０はヒートローラブレード４２９、出口
ローラ４２８、剥離爪ユニット４２７、ヒーターランプ
４２６、ヒートローラ４２５およびサーミスタ４２４か
らなり、トナー像が転写された記録紙上に、２つのヒー
トローラ４２５の圧力と上のヒートローラ４２５に内蔵
されたヒータランプ４２６の熱とによりトナーを固定す
る。ヒーターランプ４２６の熱制御は、サーミスタ４２
４からの信号によって行われる。定着を終えた記録紙は
、剥離爪ユニット４２７により上のヒートローラ４２５
よりスムーズに剥がされる。定着工程を終えた記録紙は
、２つの出口ローラ４２８により出口方向に排紙される
。尚、ヒートローラ４２５にはブレード４２９が設けら
れ、このブレード４２９によって不要なトナーをクリー
ニングする。

【００７５】定着された記録紙は出口方向に搬送され、
出口スイッチ４３２の検出により駆動される出口ローラ
４３３によってトレー４３８へ排紙されて一連の記録動
作が完了する。また、説明を省略したがシステムとして
カセット４２１を検出するカセット検出器４１７、結露
防止のためのヒータ４１６及び制御基板４０６が通常の
プリンタと同様に本システムにも設けられている。また
、上記例では自動給紙についての説明をしたが、手差し
によってもよい。この場合、手差し紙を受けるガイド４
１０と、手差し紙を検出するための検出器４１１及びこ
の検出器４１１の出力により駆動される手差し用ローラ
４１２が必要となる。

【００７６】次に、本発明の他の実施例のイオン流記録
装置について、図１４を用いて説明する。

【００７７】このヘッドは説明上模式的に図示されてお
り、交流固体イオン発生器２００と制御電極部２０５か
ら構成されている。固体イオン発生器２００は、セラミ
ック基板２０１上に誘導電極２０６を設け、その上を〜
２０μｍ厚の（ガラス）絶縁層２０７を厚膜印刷で被覆
し、厚さ２０μｍ、幅４０μｍのイオン発生電極２０９
に幅４０μｍのスリット２０８を２列設けたものである
。

【００７８】制御電極部２０５は制御電極対である第１
、第２の制御電極２０３，２０４からなり、両面に１８
μｍ厚の銅箔を貼り付けた１００μｍ厚のガラスポリイ
ミド２１３をイオン通過用１００μｍφの穴２１０を２
００μｍピッチで多数ドリルにより開けたものである。 この制御電極部２０５は、イオン発生電極２０９のスリ
ット２０８の中心と制御電極部２０５のイオン吐出孔２
１０中心とを一致させて、イオン発生器２００の前方〜
２００μｍの位置に接着剤で固定されている。さらに、
導電層２１５とその上に形成された厚さ〜数１０μｍの
フッ素樹脂層２１６からなる記録媒体（ドラム）４００
が、第２制御電極２０４から約５００μｍ離れた位置に
設けられている。この記録ドラム４００は、６００Ｖの
表面電位にプリチャージされている。

【００７９】イオン発生器２００の誘導電極２０６とイ
オン発生電極２０９との間に、〜３ｋＶＰ−Ｐ、〜３０
０ｋＨｚの交流電圧２１１を印加し、イオン発生電極２
０９のスリット２０８領域に強電界を形成して高密度の
イオンを発生させる。また、イオン発生電極２０９には
第１制御電極２０３に対し＋２５０Ｖの直流バイアス電
圧２１４を印加することによって、気中を走行してエネ
ルギーを減衰したイオン（ここでは主に＋極性イオン）
が空気中を通過して第１制御電極２０３に達する。第１
制御電極２０３に達したイオンは、第１制御電極２０３
と第２制御電極２０４間の〜６０Ｖの信号電圧２１２で
コントロールされる。このコントロールされたイオン流
は、記録媒体４００上に予め与えられたプリチャージに
よる表面電位で、第２制御電極２０４から記録媒体４０
０に達し、その表面電位を減衰して高い静電コントラス
トの静電潜像を形成する。

【００８０】このように、イオン発生器２００から生じ
た高密度のイオン電流による空間電荷を、制御電極の電
圧増幅率を用いて低い電圧（８０Ｖ以下）で制御し、高
い静電コントラスト（３５０Ｖ以上）と、高速記録（記
録速度Ａ４：３０枚／分）を達成することができた。こ
のために、本実施例では以下の５点に留意した。

【００８１】（１）高速記録を可能にする高密度イオン
流を得るため、イオン発生器には誘電体層を挟んだ誘導
電極とイオン発生電極を設けて電極間に高圧（３ｋＶＰ
−Ｐ以下）の交流電圧を印加し、イオン発生電極端の強
電界領域から高密度のイオンを発生させる。

【００８２】（２）イオン発生用交流高電圧が、イオン
を制御する制御電極間の電界に影響を与えない様にイオ
ン発生電極にスリットを設け、背面の誘導電極からの高
電界の漏洩を遮断する。

【００８３】（３）空気中にイオンを通過させ、高電圧
（３ｋＶＰ−Ｐ以下）で生じたイオンのエネルギーを減
衰させてイオンの低電圧制御を可能にし、かつ電極間火
花放電を防止するため、イオン発生電極近傍の空気の放
電開始電界（３０ｋＶ／ｃｍ）領域から制御電極を遠ざ
ける。

【００８４】（４）記録媒体に予めプリチャージを施し
、イオン流加速のための電界を形成させることにより、
制御電極から高圧のＤＣバイアス電圧を除き、制御回路
の設計を容易にする。またプリチャージにより反転した
静電潜像を形成し、濃度むらが少ないなど画質的に有利
な反転画像を可能にする。

【００８５】（５）このように記録媒体に予めプリチャ
ージを用いて制御電極を低電位に保持し、イオン吐出孔
を設けた２枚の近接する制御電極の電圧増幅率を用い、
低い制御電圧で高い静電コントラストを得られるように
することで低い耐圧の低電圧駆動ＩＣを使用できるよう
にする。

【００８６】次に、以上の（１）〜（５）点について理
論計算から検討し、さらに理論計算から設計・試作した
ヘッドを用い、実験によりイオン電流の低電圧制御、高
い静電コントラスト、高速さらに階調記録の可能性を図
５を用いて説明する。

【００８７】まず、イオン発生器からイオンが無限に生
ずる仮想面を仮定し、ポアソン方程式、電流の連続式、
イオン移動度と電界による空気中のイオン速度式を用い
てイオン電流の計算予測を行う。計算の手順およびその
概要を次に述べる。

【００８８】イオン発生器２００から距離ｙにおいて存
在するイオンの電荷密度をρ、その点での電圧をＶｙ、
イオン電流をＩｂとすると、電圧とイオン電流の関係式
は、ポアソン方程式、電流の連続の式および電界印加時
のイオン速度式である（５）式で示すことができる、こ
こで距離ｙは、境界要素法による電位計算からイオン発
生電極と同電位となるイオン発生器２００の絶縁層から
〜５０μｍ離れた点３０１を基準点にとる。バイアス電
圧はイオン発生電極２０９と第１制御電極定電極２０３
間に印加されているものとする。εｏは真空中の誘電率
、εａは空気の比誘電率、μは空気中のイオン移動度で
ある。υはイオンの速度である。

【００８９】必要なイオンは電流Ｉｂが与えられたとき
、絶縁層から第１制御電極方向の距離ｙにおける電圧Ｖ
ｙは、（６）式で示される。ここでｙｏの値は、第１制
御電極面に一様な電極を設置し、バイアス電圧Ｖｂを印
加した時に流れるイオン電流値Ｉｂの実験値から決定す
る。ｙｏの物理的な意味は、イオン初速度がゼロで、イ
オンが無限に存在する仮想的なイオン発生面３０２を示
す。このｙｏの値が実験によるイオン電流の測定から決
まると、任意のバイアス電圧に対しイオン電流を計算か
ら予測できる。そのため、次にこのｙｏの値をイオン電
流の実験値から決定する。

【００９０】基準面からイオン電流測定電極間の距離を
Ｌ１とすると、（６）式からバイアス電圧Ｖｂを印加し
たときにイオン電流測定電極に流れるイオン電流値Ｉｂ
は、（７）式で示すことができる。この結果から、ｙｏ
はイオン電流の測定値Ｉｂを用いて（８）式の計算がで
きる。

【００９１】このｙの点に於けるイオン密度は式（６）
からその点の電界を求め、式（５）のイオンの速度式と
電流の連続の式を用いて、（９）式で示すことができる
。そのため、ｙ＝０の仮想イオン発生面３０２では（１
０）式に示すイオン密度が生じている。

【００９２】以上のイオン電流の計算では、＋極性のイ
オンを取り扱った。一極性イオンについては、極性を逆
転し、＋極性の移動度（μ＋＝１．４ｃｍ２／Ｖ・ｓｅ
ｃ）の変わりに一極性イオンの移動度（μ−＝１．９ｃ
ｍ２／Ｖ・ｓｅｃ）を用いれば良い。このバイアス電圧
Ｖｂを変化してイオン電流Ｉｂを測定すると、イオン電
流はバイアス電圧の２乗に比例し、イオン電流の（７）
式と一致する。イオン電流Ｉｂが６．５×１０−７Ａの
ときのｙｏ値を（８）式から計算すると、（１１）式の
ようになる。つまり、イオン発生器の絶縁層の後方２７
２μｍが仮想的な理論上のイオン発生面になる。

【００９３】このときの発生イオン電荷量ρｏは、（８
）式から計算すると（１２）式の値になる。このとき、
基準面から４００μｍ離れた第１制御電極面におけるイ
オン密度を（５）式から求めると、（１２）式の値とな
る。

【００９４】このように第１制御電極面に於けるイオン
密度は、基準面に於けるイオン密度の６割強の値に減少
し、発生したイオンの一部がイオン発生器と制御電極間
に空間電荷として蓄積される。

【００９５】次に、ヘッドの低電圧制御と制御電極およ
び記録媒体に達するイオン密度について述べる。ここで
は上記のイオン流ヘッドを用い、４極真空管の電圧増幅
効果をモデルにしてイオン電流を計算し、制御電極２０
３，２０４間に低い制御電圧を印加したときにイオン流
を制御でき、かつ記録媒体４００上に数百Ｖの高い静電
コントラスト潜像を形成できることを示す。

【００９６】イオン発生器２００の絶縁体層の厚さは２
０μｍ、電極の厚さは２０μｍ、イオン発生電極とスリ
ット幅はおのおの４０μｍで、３本のイオン発生電極と
２本のスリットを有する。計算は、イオン発生器２００
と第１制御電極２０３面までの距離を４５０μｍ、第１
、第２制御電極２０３，２０４間の絶縁層２１３の厚さ
を１００μｍ、第２制御電極２０４面と記録媒体４００
間の距離を５００μｍとして行った。第１制御電極２０
３の厚さは１８μｍ、第２制御電極２０４の厚さは４８
μｍである。また、第１・第２制御電極２０３，２０４
のイオン吐出孔２１０は１００μｍの径で、解像度１０
本／ｍｍに相当する。

【００９７】イオン流ヘッドの電圧配置は、イオン発生
器２００の交流ピーク電圧を１．５ｋＶ（３ｋＶＰ−Ｐ
）、イオン発生電極のバイアス電圧２５０Ｖ、イオン発
生器２００上の第１制御電極２０３を（−２０〜６０）
Ｖの可変電圧、記録媒体４００に近い第２制御電極２０
４をアースポテンシャルとした。また、記録媒体４００
の表面電位を−６００Ｖにする。計算は、制御電極で制
御電圧の影響が最も小さく、制御しにくいイオン吐出孔
２１０の中心で行った。

【００９８】ここで、真空管で詳細に検討されている電
圧増幅率をイオン電流に適用し、（ａ）真空管の電子の
運動の式をイオンの電界で移動する速度式に置き換え、
低電圧で制御できるイオン電流を求める。さらに、イオ
ン発生器から生じたイオンの一部が、静電潜像形成に使
用されていることを示す。また、（ｂ）現像に十分な静
電コントラストを得るための必要電荷量を次に計算する
。

【００９９】（ａ）低電圧制御可能なイオン電流につい
て真空管と同様、第１・第２制御電極２０３，２０４の
厚さの中央に制御電極の仮想制御面３０３，３０４をそ
れぞれ設定し、イオン吐出孔２１０面上の任意の点にお
けるイオン電流分布を計算する。この計算には、真空管
から電極相互の静電容量により算出されている電圧増幅
率を用いる。次に、第１、第２制御電極２０３，２０４
における仮想制御面３０３，３０４上に任意の点に於け
る電位計算を行い、その電位を用いて式（７）から空間
電荷が存在する場合の記録媒体４００に達するイオン電
流を算出する。計算には、第１制御電極２０３の電圧を
変化させ、またイオン電流としては試作したイオン発生
器２００の実験値を用いた。また、イオン電流が第１制
御電極２０３のイオン吐出孔２１０に入射する電界の歪
み効果による割合は、真空管の場合の補正項を近似して
用いる。計算に使用したヘッドと記録媒体４００のパラ
メータを表１に示す。

【０１００】電位がゼロとなるイオン発生器２００の絶
縁層前方２７２μｍの面から、第１制御電極２０３の仮
想制御面３０３までの距離をＬ０、第１・第２制御電極
２０３，２０４の仮想制御面３０３，３０４間の距離を
Ｌ１、第２制御電極２０４の仮想制御面３０４と記録媒
体４００間の距離をＬｐ、第１制御電極２０３の厚さは
２・Ｇ１、第２制御電極２０４の厚さを２・Ｇ２とする
。また、第１、第２制御電極２０３，２０４の厚さとイ
オン吐出孔２１０の直径との和を制御電極の周期Ｐ１，
Ｐ２とする。計算は、厚さ２・Ｇ１と２・Ｇ２の制御電
極２０５が真空管のグリッドと同様に、周期Ｐ１，Ｐ２
で連続しているものとして近似する。第１制御電極２０
３にはＶｇ１、第２制御電極２０４にはＶｇ２、記録媒
体４００の表面電位にＶｐを印加すると、イオン発生器
２００で生じたイオン電流は第１制御電極２０３および
第２制御電極２０４で制御され、記録媒体４００にイオ
ン電流Ｉｐが流れる。

【０１０１】まず初めに、第１制御電極２０３の制御電
圧Ｖｇ１を印加し、第１制御電極２０３の仮想制御面３
０３上の電位がＶＧ１の時のイオン発生電極と第１制御
電極間に流れるイオン電流ＩＧ１を示すと、（９）式よ
り（１４）式で与えられる。ここで、ＶＧ１の計算には
イオン発生器２００、第１制御電極２０３、さらに第２
制御電極２０４からなる三極管を想定し、第１制御電極
２０３の仮想制御面３０３上の任意の点における電圧増
幅率Ｋ１を用いて行う。増幅率Ｋ１の値は、電極相互間
の静電容量のみで決定される値である。同様に第１制御
電極２０３、第２制御電極２０４、さらに記録媒体４０
０からなる三極真空管の増幅率をＫ２、第１制御電極と
第２制御電極２０３，２０４間の相互増幅率をＫ１〜２
とし、さらに、イオン発生器２００と第１・第２制御電
極２０３，２０４および記録媒体４００からなる三極真
空管の相互増幅率をＫｐとする。

【０１０２】これらの増幅率は仮想制御面上の場所の関
数であるが、ここでは制御電極による電界の効果が最も
小さくなるイオン吐出孔２１０の中心で計算する。この
計算により、第１制御電極２０３の仮想制御面３０３上
任意の点における電位ＶＧ１は、（１５）式となる。

【０１０３】また、相互増幅率Ｋ１〜２，Ｋｐは、三極
真空管の増幅率Ｋ１，Ｋ２を用いて（１６）式のように
示すことができる。

【０１０４】この第１制御電極２０３の仮想電極面３０
３に流れるＩＧ１のうち、第１制御電極２０３のイオン
吐出孔２１０を通過し、第２制御電極２０４に達するイ
オン電流Ｉ１〜２は、第１制御電極２０３の構造上の遮
蔽率Ｓ１と、電界による電界集中効果の補正項Ｎ１とを
考慮し、真空管の遮蔽率の補正項Ｓｇ１を導入して、（
１７）式で近似して示すことができる。

【０１０５】こうして第１制御電極２０３のイオン吐出
孔２１０を通過したイオン電流は、第２制御電極２０４
で制御される。第１、第２制御電極２０３，２０４と記
録媒体４００からなる三極真空管の増幅率Ｋ２を用い、
第２制御電極２０４の仮想電極面３０４上の電位ＶＧ２
を示すと（１８）式の様になる。

【０１０６】この第２制御電極２０４の仮想電極面３０
４を流れるイオン電流ＩＧ２は、第１、第２制御電極２
０３，２０４の仮想制御面上の電位ＶＧ１・ＶＧ２を用
い、（１９）式で与えられる。ここで、ｙ１は第１制御
電極２０３のイオン吐出孔２１０を通過したイオン電流
Ｉ１〜２に対するイオン発生源の仮想面である。このｙ
１は、基準点からの距離にとると、（２０）式で示すこ
とができる。

【０１０７】第２制御電極２０４に達するイオン電流の
うち、第２制御電極２０４のイオン吐出孔２１０を通過
したイオン電流は、記録媒体面に達するイオン電流Ｉｐ
となる。このイオン電流Ｉｐは、第２制御電極の構造上
の遮蔽率Ｓ２と電界による電界集中効果の補正項Ｎ２を
考慮した遮蔽率の補正項Ｓｇ２を導入し、（１６）式と
同様に（２１）式で示すことができる。

【０１０８】ここで、第２制御電極２０４のイオン吐出
孔２１０を通過したイオン電流Ｉｐに対するイオン発生
源の仮想面の距離ｙ２を基準点からの距離とすると、ｙ
２は（２２）式で示すことができる。

【０１０９】イオン吐出孔２１０がイオン吐出孔２１０
の径の２倍のピッチで一列に並んでいる場合、第１制御
電極２０３に印加する制御電圧を変えたときの記録媒体
４００に達する単位長さ当たりのイオン電流Ｉｐは、計
算から図１６（ａ）のようになる。ここで、第２制御電
極２０４はアースポテンシャル、イオン発生器２００の
イオン発生電極２０９と第１制御電極２０３には２５０
Ｖのバイアス電圧を印加し、記録媒体４００には表面電
位−６００Ｖをプリチャージにより印加しておく。

【０１１０】第１制御電極３０３の電圧が−１０Ｖの時
カットオフ状態となり、イオン電流は停止する。制御電
圧が上昇するにつれてイオン電流は増加し、６０Ｖの制
御電圧ではイオン電流が最大値に近い１．９×１０−８
Ａ／ｃｍに達する。このイオン電流値Ｉｐｏを構造上の
遮蔽率Ｓ２を用いて、単位面積当たりの電流密度に換算
すると、（２３）式の値となる。このときの記録媒体に
達するイオン密度ρｐは、（９）式と同様の（２４）式
から得られる。

【０１１１】このイオン密度ρｐは、（１２）式で示し
たイオン発生器から生ずるイオン密度のほぼ１／７５の
値となり、イオン発生器から生じたイオンが空間電荷と
して蓄積されていることが分かる。さらに、制御電圧を
増加して制御電圧がバイアス電圧程度になると、第１制
御電極２０３とイオン発生器２００間のイオン加速用の
実効的バイアス電圧が減少し、イオン電流が減少する。 制御電圧がバイアス電圧とほぼ同程度になる３４０Ｖで
イオン電流がゼロになる。

【０１１２】（ｂ）低電圧制御したイオン電流による静
電コントラストについて次に、プリチャージされた６０
０Ｖの表面電位の記録媒体４００にイオン電流を照射し
、そのときの表面電位の減衰を計算し、静電コントラス
トを求める。記録媒体４００に５０μｍ厚のルミラを設
け、６００Ｖのプリチャージを行い、イオン流を照射し
たときの静電潜像の静電コントラストを計算する。単位
面積当たりのイオン電流Ｉｐｏが比誘電率εｉ、厚さｄ
ｉの記録媒体４００に達すると、プリチャージによる６
００Ｖの記録媒体４００上の表面電位は低下し、静電潜
像が形成される。この表面電位の低下ΔＶｐによる記録
媒体４００上の電荷量の減少は、イオン電流ＩｐｏがΔ
ｔの時間流れたときの電荷量に等しい。この記録媒体４
００上の表面電位の変動量ΔＶｐは、記録媒体４００の
単位面積当たりの静電容量Ｃｏ（＝εｏ・εｉ／ｄｉ）
を用いて、（２５）式で示すことができる。

【０１１３】ヘッド１で制御されたイオン電流Ｉｐ０を
用いてこの積分を行ない、時間の関数として表面電位Ｖ
ｐを示すと、（２６）式のようになる。ここで、Ｖｓは
プリチャージによる記録媒体の表面電位、係数ＡＡ，Ｋ
Ｋ１，ＫＫ２，ＫＫ３は増幅率とヘッドのディメンショ
ンで決まる値である。ヘッドに印加するパルス幅Ｔをパ
ラメータにとり、ｔが４ｍｓｅｃ（記録速度５枚／分：
Ａ４相当）、２ｍｓｅｃ（記録速度１０枚／分）、１ｍ
ｓｅｃ（記録速度２９枚／分）、０．５ｍｓｅｃ（記録
速度４０枚／分）のときの、パルス電圧に対する表面電
位の減衰を計算した。この様子を図１６（ｂ）に示す。 計算は、マイラの記録媒体４００の比誘電率２．３を用
いて行なった。パルス電圧が６０Ｖの時（図中矢印）、
４ｍｓｅｃのパルス幅で４８０Ｖの高い静電コントラス
トが得られる。また、２ｍｓｅｃでは３１０Ｖ、１ｍｓ
ｅｃでは２７０Ｖ、０．５ｍｓｅｃでは９０Ｖの静電コ
ントラストが得られることが計算から予測される。

【０１１４】以上のように、固体イオン発生器から生じ
たイオンの一部を静電潜像形成に使用し、他の使用しな
いイオンを固体イオン発生器と制御電極間に空間電荷と
して蓄積することにより、この蓄積された空間電荷を制
御すると大量のイオン流を低電圧で制御できる。

【０１１５】次に、図１７を用いてイオン発生用のスリ
ット幅または孔径が異なり、さらに固体イオン発生器の
イオン発生用のスリット（または孔）の中心と制御電極
のイオン吐出孔との中心が異なる場合の他の実施例につ
いて示す。同時に、固体イオン発生器に設けた空気流入
口から空気流を流す構成も、同図１７中に示す。

【０１１６】交流固体イオン発生器５００は、セラミッ
ク基板５０１上に誘導電極５０２を厚膜または薄膜技術
で数μｍの厚さに形成し、さらに誘導電極５０２上に厚
膜印刷技術によって焼成されたガラス層５０３を〜２０
μｍの厚さで、イオン流ヘッドに必要な長さだけ紙面方
向に設ける。このガラス層５０３上に厚さ〜２０ｍｍの
金電極からなるイオン発生電極５０４を幅〜４０μｍ、
スリット幅〜４０μｍの間隔で厚膜印刷技術により形成
する。図中にはイオンを発生させるための多数のスリッ
トとイオン発生電極５０４が示してあるが、一本のスリ
ットでも十分なイオン発生量を確保できる。

【０１１７】誘導電極５０２の幅は多数のイオン発生電
極５０４の幅よりも狭くし、誘導電極５０２からの電界
を遮断して、誘導電極５０２からの漏洩電界で不必要な
イオンが生じないようにしてある。

【０１１８】この固体イオン発生器５００から〜４００
μｍの距離を置いて、マイラシートなどの絶縁層により
隔壁５０６を設ける。この隔壁５０６上に、絶縁層５０
９で隔離されたイオン吐出孔５０７を有する第１制御電
極５０８と第２制御電極５１０からなる制御電極基板５
１１を設ける。第１、第２制御電極５０８，５１０の厚
さは、イオン吐出孔５０７の中心電界を制御電極間に印
加する低い信号電圧で十分制御できるように、〜２０μ
ｍ程度の厚さとなっている。

【０１１９】このように、発生したイオンによる空間電
荷の一部を低電圧で制御して記録に使用する本実施例の
イオン流ヘッドでは、固体イオン発生器５００のイオン
発生用スリット幅が制御電極５０８，５１０間の距離よ
りも小さい場合、制御電極近傍の電界がほぼ一様電界と
なり、発生したイオンが一様に制御電極５０８，５１０
に達するため、制御電極５０８，５１０上のイオン吐出
孔の中心５１２と固体イオン発生器５００のスリット中
心５１３とが一致する必要はない。そのため、多数の制
御電極を有する制御電極基板上の個々のイオン吐出孔は
、固体イオン発生器のほぼイオン発生電極上に存在すれ
ばよく、イオン流ヘッドの製造に当たり正確な組み立て
精度を必要としないため、製造工程が著しく簡素化され
る。

【０１２０】さらに、本実施例では固体イオン発生器５
００のセラミック基板５０１上にイオン発生電極に沿っ
て空気流入口５１４が設けられている。すなわち、空気
流入口５１４は固体イオン発生器５００の中心５１３か
ら１ｍｍの距離のセラミック基板５０１上に１ｍｍφの
貫通孔を２ｍｍ間隔でレーザ加工により多数設けられる
。

【０１２１】また、本実施例では固体イオン発生器５０
０と制御基板との間の隔壁をイオン発生電極５０４と制
御電極のイオン吐出孔５０７とを密封するように構成す
る。そして、空気流入口５１４から正圧の空気流５１５
を流入させ、イオン吐出孔５０７を通してイオン流ヘッ
ド外部に空気流を流し、記録ドラムの絶縁体５１６と制
御電極間の圧力を周辺よりも高圧にすることで、浮遊ト
ナーなどｋ飛翔粉体がイオン流ヘッドのイオン吐出孔５
０７に付着することを防止し、イオン流ヘッドの安定性
を確保している。

【０１２２】次に、図１８を用いて固体イオン流ヘッド
を長時間安定に動作させる実施例について説明する。こ
の例では、正極性のイオンを記録に使用するものとして
説明する。

【０１２３】図１８において、固体イオン発生器６００
から発生した正極性イオンにより空間電荷を形成して正
極性のイオン流を低電圧で制御するイオン流ヘッドでは
、固体イオン発生器６００に近接して設けられた制御電
極６０１のうち、殊に第１制御電極６０２表面が大量に
発生した正極性イオン６０３で照射され、電極表面が酸
化されて絶縁層６０４が形成される。その結果、制御電
極に達したイオンにより、形成された絶縁層に電荷が蓄
積して固体イオン発生器６００に与えたバイアス電圧が
実効的に低下し、イオン電流が減少する。信号電圧がオ
フ時には、発生した正極性のイオン６０３が、固体イオ
ン発生器６００側の第１制御電極６０２に全て流れ、銅
などの金属で第１制御電極６０２が形成されていると、
急速に酸化される。そのため、イオン流ヘッドの制御電
極、特に第１制御電極６０２をニッケル、チタン、ステ
ンレスおよび金などの酸化され難い金属、または表面酸
化層で保護膜が形成され金属内部まで酸化が進行しない
アルミなどの金属で構成するか、メッキなどの方法で電
極表面を被覆し酸化を防止する。このようにすることで
、第１制御電極６０２の表面に酸化による絶縁層が形成
されることがなくなり、発生したイオン電流を安定に制
御電極に流すことができる。

【０１２４】一方、固体イオン発生器６００の絶縁層６
０５には、この固体イオン発生器６００から生じた正・
負両極性のイオンのうち、静電潜像形成に使用しない負
極性のイオン６０６が蓄積するため、実効的なバイアス
電圧が低下し、イオン電流が減少する。このイオン電流
の減少を防止するには、絶縁層６０５上に蓄積した電荷
６０６を消去する必要がある。そのため、信号入力のオ
フ期間に記録時の正のバイアス電圧６０７とは異なる負
のバイアス電圧６０８を固体イオン発生器に与え、固体
イオン発生器の絶縁層に蓄積した負極性のイオン６０６
を正極性のイオンで消去するようにする。このようにす
ることで、固体イオン発生器の絶縁層を常に初期状態に
保持することができる。

【０１２５】このバイアス電圧の切り換え方法について
、図１９を用いて説明する。一枚の記録紙の大きさに相
当する静電潜像を記録媒体上に連続して形成するタイミ
ングを、タイミングパルス６０９で示す。パルス幅６１
０（Ｔ１）は、一枚の記録紙の大きさの静電潜像を形成
する期間であり、次の記録紙に記録を行うパルスの休止
期間６１１（Ｔ２）ではイオン流ヘッドを休止させる。 一方、タイミングパルス６０９に同期してバイアスパル
ス６１２が発生され、記録時にはバイアス電圧６１３を
イオン発生器と制御電極間に与える。このとき、休止期
間６１１を利用して記録時とは異なる負極性のバイアス
電圧６１４をイオン発生器に与え、固体イオン発生器の
絶縁層に蓄積した負極性の電荷を一枚の記録紙に相当時
間毎に消去する。

【０１２６】次に、他のバイアス電圧の切り換え方法に
ついて説明する。一枚の記録紙の大きさに相当する静電
潜像を記録媒体上に形成する周期６１０（Ｔ１）は、イ
オン流ヘッドが同時駆動で記録を行う多数の副走査時間
６１５（Ｔ３）と、副走査時間後の多数の休止時間７１
６（Ｔ３）とから構成される。副走査時間には記録を行
う毎に、固体イオン流ヘッドのイオン発生器に正極性の
バイアス電圧６１７を与え、休止時間毎に負極性の電圧
６１８をイオン発生器のバイアス電圧に与えるようにす
る。

【０１２７】このように、イオン流ヘッドの副走査時間
毎に、固体イオン発生器の絶縁層に蓄積した負極性の電
荷を消去し、初期状態を維持することで安定したイオン
の発生を可能とすることができる。

【０１２８】

【発明の効果】この発明によれば、イオンの発生空間と
制御空間を分離しイオン発生電極を固体イオンヘッドの
解像度と独立して決定でき、低電圧駆動を可能にするイ
オン制御空間および制御電極を個々に設計出来るように
なる。これによってチップ面積の小さな低電圧駆動用Ｉ
Ｃの使用が可能となり、駆動用ＩＣを搭載したイオン流
ヘッドの高精細化が達成できる。また、この発明では制
御電極に印加する信号電圧を変えることでイオン流量を
制御できるので、２値記録のみならず多値記録が可能と
なる。

【０１２９】また、固体イオン発生器を用いて大量のイ
オン量を発生させ、かつ該発生量以下のイオン流を静電
潜像の形成に用いることで、イオン発生電極のバラツキ
の影響を受けない安定した静電潜像の形成が可能となる
。

【０１３０】一方、イオン流ヘッドの制御電極を酸化し
ない金属で構成することによりヘッドの長寿命化を達成
できる。

【０１３１】さらに、イオン発生器と制御電極間に与え
るバイアス電圧を画像信号の休止時間に逆転して与え、
イオン発生器の絶縁層に電荷の蓄積を防止してイオン発
生量を長時間にわたり安定化することができる。このこ
とにより、従来イオン発生器の絶縁層として使用されて
いた特殊な材料である雲母に代えて、量産性に優れた厚
膜ガラスを用いてイオン発生器を製造するが可能になる
。

【０１３２】また、イオン発生器側から空気流を制御電
極のイオン吐出孔を通して流し、飛散トナーや紙粉によ
るヘッドの汚れを防止し、イオン流ヘッドの安定した制
御が可能になる。

【０１３３】

【数１】

【０１３４】

【数２】

【０１３５】

【数３】

【０１３６】

【数４】

【０１３７】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係るイオン流記録装置
の構成図

【図２】　　本発明の他の実施例に係るイオン流記録装
置の構成図

【図３】　　固体イオンヘッドの分解斜視図

【図４】　
　駆動ＩＣを搭載した固体イオンヘッドの平面図

【図５】　　プリチャージ用固体イオン発生装置の模式
的断面と種々のイオン発生用スリット幅に対するスリッ
ト内の電位分布を示す図

【図６】　　固体イオンヘッドの模式的断面とその増幅
率およびイオン電流値を示す図

【図７】　　記録媒体表面電位のイオン流による減衰特
性を示す図

【図８】　　種々の解像度に対して３０枚／分以上の記
録速度を与える制御電極対の厚さおよび制御電極厚との
関係を示す図

【図９】　　本発明で用いる固体イオンヘッドの他の構
成を示す図

【図１０】　　本発明で用いる固体イオンヘッドの他の
構成を示す図

【図１１】　　本発明で用いる固体イオンヘッドの他の
構成を示す図

【図１２】　　本発明で用いる固体イオンヘッドの他の
構成を示す図

【図１３】　　本発明の別の実施例に係るイオン流記録
装置の構成図

【図１４】　　本発明を適用したプリンタの断面図

【図
１５】　　同実施例に係るパラメータを説明するための
図

【図１６】　　本発明に係る固体イオンヘッドの制御電
圧とイオン電流／表面電位との関係を示す図

【図１７】
　　本発明に係るイオン発生器と制御電極の配置および
固体イオンヘッドに与える空気流を示す図

【図１８】　
　本発明に係る固体イオンヘッドの劣化現象を説明する
図

【図１９】　　図１８に示すような固体イオンヘッドの
劣化現象を減少させるためのバイアス電圧のタイミング
を説明するための図

【図２０】　　従来の固体イオンヘッドを用いた記録装
置を示す図。

【符号の説明】

２３…記録媒体、２４…プリチャージ用固体イオン発生
装置、３５…固体イオンヘッド、３６…固体イオン発生
器、３８…制御電極、４２…イオン発生電極、４３…イ
オン発生空間、４４…イオン制御空間、４５…イオン発
生用交流電源、４６…信号電圧。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電性記録媒体の上にイオン流を照射して
   静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して画像記録を
   行うイオン流記録装置において、イオンを発生するイオ
   ン発生器と、このイオン発生器と前記誘電性記録媒体と
   の間に所定の間隔で配置され、イオン吐出孔を有する制
   御電極対と、前記イオン吐出孔を通過して前記記録媒体
   に到達するイオン流を画像信号に従って制御するために
   前記制御電極対間に画像信号に応じて制御される信号電
   圧を印加する手段とを具備することを特徴とするイオン
   流記録装置。
2. 【請求項２】誘電性記録媒体の上にイオン流を照射して
   静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して画像記録を
   行うイオン流記録装置において、誘電体層と、この誘電
   体層の前記制御電極対側の面上に形成された誘導電極お
   よび前記誘電体層の前記制御電極対と反対側の面上に形
   成され、イオン発生用のスリットまたは孔を有するイオ
   ン発生電極により構成されたイオン発生器と、このイオ
   ン発生器と前記記録媒体との間に所定の間隔で配置され
   、イオン吐出孔を有する制御電極対と、前記イオン吐出
   孔を通過して前記記録媒体に到達するイオン流を画像信
   号に従って制御するために前記制御電極対間に画像信号
   に応じて制御される信号電圧を印加する手段とを具備す
   ることを特徴とするイオン流記録装置。
3. 【請求項３】前記記録媒体にイオン流が照射される以前
   に記録媒体の表面をイオン流とは逆極性に予め一様帯電
   する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のイオン流記録装置。
4. 【請求項４】　　前記イオン発生電極と前記制御電極対
   のイオン発生器側制御電極とが前記イオン発生用のスリ
   ットまたは孔の大きさ以上の距離離れていることを特徴
   とする請求項２記載のイオン流記録装置。
5. 【請求項５】前記イオン発生電極と前記制御電極対のイ
   オン発生器側制御電極との間に、前記イオン発生器で発
   生したイオンを前記制御電極対側に移動させるためのバ
   イアス電圧を印加する手段をさらに具備することを特徴
   とする請求項２記載のイオン流記録装置。
6. 【請求項６】前記イオン発生電極と前記制御電極対のイ
   オン発生器側制御電極との間に、前記イオン発生器で発
   生したイオンを前記制御電極対側に移動させるためのバ
   イアス電圧を印加する手段と、前記制御電極対の前記イ
   オン発生器側の電極と前記記録媒体との間に、前記イオ
   ン吐出孔を通過したイオン流を前記記録媒体の方向に加
   速するための加速電圧を印加する手段とをさらに具備す
   ることを特徴とする請求項２記載のイオン流記録装置。
7. 【請求項７】前記イオン発生電極と前記制御電極対のイ
   オン発生器側制御電極との間に、前記画像信号のオン期
   間には前記イオン発生器で発生したイオンを前記制御電
   極対側に移動させるためのバイアス電圧を印加し、前記
   画像信号のオフ期間には該バイアス電圧とは逆極性のバ
   イアス電圧を印加する手段をさらに具備することを特徴
   とする請求項２記載のイオン流記録装置。
8. 【請求項８】前記制御電極対の少なくとも前記イオン発
   生器側制御電極の表面に難酸化性金属層を形成したこと
   を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のイオン流
   記録装置。
9. 【請求項９】前記イオン発生器と前記制御電極対との間
   の空間を密封すると共に、この密封空間に連通した空気
   流入口を設け、この空気流入口から前記密閉空間を通し
   て前記イオン吐出孔に空気流を流す構成としたことを特
   徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のイオン流記録
   装置。