JPH04357052A - イオン流制御ヘッド - 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】本発明は、イオン制御用開口を有
し、このイオン制御用開口を通るイオン流を電極によっ
て制御するイオン流制御ヘッドに関する。

【０００２】

【従来技術】この種のイオン流制御ヘッドは、特公昭６
１−８４２１号公報によって公知である。すなわち、セ
グメント化された第１および第２の電極層と、非分割の
ベタ電極からなる第３の電極層を絶縁体層によって離間
支持し、前記第１および第２の電極層は、その各セグメ
ント電極部を他の電極層のものと相互にクロスする方向
に帯状に分割して形成してなり、その交点部位には前記
３層の電極層を貫通するイオン流制御用開口が形成され
ている。この各イオン流制御用開口は、二次元マトリク
ス状に配置されている。そして、前記各電極層間に印加
する信号電圧によって、各イオン流制御用開口にイオン
を供給する共通のイオン源からのイオンの通過を制御す
るように作用させるようになっている。

【０００３】図８は、同公報から引用したイオン流制御
ヘッドの構成を示し、同図（Ａ）はその断面図、（Ｂ）
（Ｃ）は第１および第２の電極層５ｃ，５ｅの平面図で
ある。絶縁体５ａ，５ｂによって３層の電極層５ｃ，５
ｄ，５ｅが離間する状態で支持されている。

【０００４】第１の電極５ｃは、同図（Ｂ）に示すよう
にマトリクスに配置されたイオン制御用開口を主走査方
向に電気的に連接し、副走査方向に分離する帯状のセグ
メント電極部を有している。第２の電極層５ｅは同図（
Ｃ）で示すようにマトリクスに配置されたイオン制御用
開口６１１〜６ｉｉの、副走査方向斜めのものを電気的
に連接し、主走査方向へ分離する形状となっている。

【０００５】前記マトリクス電極の交点部分にはイオン
流の通過を制御するためのイオン流制御用開口６１１〜
６ｉｉが設けられており、これらの配列は二次元マトリ
スク状となっている。

【０００６】そして、第１の電極層５ｃ，５ｅとの間に
位置する、ベタ電極からなる第３の電極層５ｄの電位を
基準にして、その第３の電極層５ｄと第１の電極層５ｃ
との間に第１の制御信号電圧を加え、イオン流を前記開
口６１１〜６ｉｉ内に取り込むか否かの制御を行う。ま
た、ベタ電極からなる第３の電極層５ｄと第２の電極層
５ｅの間に第２の制御電圧を印加して開口６１１〜６ｉ
ｉ内に取込まれたイオンの通過を許容するか否かの制御
を行うようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようなイオン流制
御ヘッドを用いて高速のプリントを行うには、共通のイ
オン源からのイオン流を高密度化することが必要である
。しかし、共通のイオン源からのイオン流を高密度化す
ること自体に限界があった。

【０００８】そこで、イオン流制御ヘッドへ広い領域か
らイオンを取り込むことが他の解決手段として考えられ
るが、前述したような公知のイオン流制御ヘッドにおい
ては、イオン源に面する第１の電極層５ｃがセグメント
化されていることによって多量のイオンを開口内に取込
む作用が阻害されるという重大な欠点がある。

【０００９】この状況を図９において示す。今、第１の
電極層５ｃのセグメント電極部を５Ｃ１　，５Ｃ２　，
５Ｃ３　で示し、これらは、図８の（Ｂ）で示すように
、主走査方向に位置する各開口６を電気的に連接するも
のとする。この第１の電極５ｃにあっては、シーケンシ
ャルに選択されたその１本のセグメント電極部に、これ
に関係する開口６ｉ内にイオン流を取り込むように電圧
を印加し、他のセグメント電極部については、それに関
係する開口６ｉにイオン流が侵入することを阻止する方
向の電圧が印加される。

【００１０】そこで、図９において、５Ｃ２　の電極に
イオン流を取込む方向に電圧を印加し、この両脇の５Ｃ
１　，５Ｃ３　にはイオンを反発する方向の電圧を印加
した状態を示している。

【００１１】Ｅ１　〜Ｅ３　は形成される等電位面の断
面線を示すものである。電極５Ｃ２　の作用によって作
られた中央が凸状の等電位線Ｅ１　〜Ｅ２　に対し、そ
れと直交方向に矢印で示す電気力線が描かれる。イオン
流はその電気力線にそって移動するから、イオン流は開
口６２　内に導かれる。この開口６２　からイオン源側
へ遠ざかった位置での等電位線Ｅ２　にあっては、前記
電極５Ｃ２　の電位以外に、両隣りの電極５Ｃ１　，５
Ｃ３　の影響を受ける。

【００１２】ここで、説明を簡略化するためにベタ電極
５ｄの電位を０Ｖとし、マイナスのイオンを制御すると
仮定する。電極５Ｃ２　にはイオンを取込むために−１
５０Ｖを印加し、５Ｃ１　，５Ｃ３　にはイオンを反発
させるために＋１５０Ｖを印加したとする。

【００１３】その結果、各電極部分に横断的に形成され
る広い範囲での等電位線は、電極５Ｃ２　を底とする凹
レンズ状の等電位線となる。実線矢印によってイオンの
飛跡を示したが、この凹レンズ状の等電位線は開口６２
　の中心から外れた部分から飛来するイオンをそらせて
しまって、中央の狭い範囲のイオンしか、その開口６２
　の中に取り込まれない。

【００１４】開口６２　の直上部で形成する凸レンズ状
の等電位線はイオンを取込む作用を生ずるので、この作
用を強めるように印加電圧を高めると、上述の凹レンズ
状の等電位線の作用をも強めるように作用してしまう。

【００１５】点線で示した等電位線Ｅ３　は、隣接電極
に印加する電圧を０Ｖに近づけた状態を示しており、こ
のようにすれば、点線矢印で示すように開口２　へのイ
オンの取込量は増すが、隣接開口６１　，６３　へイオ
ンが侵入してしまい。マトリクス制御ができなくなって
しまう。

【００１６】本発明は、前記問題点に着目してなされた
もので、その目的とするところは、イオン流制御用開口
内へ広い範囲からイオン流を取り込んで多量のイオンを
制御し、高速プリントを可能とする新規な構成のイオン
流制御ヘッドを提供することにある。

【００１７】

【問題点を解決するための手段および作用】前記目的達
成のために本発明は、絶縁体層によって離間支持された
、セグメント化された第１の電極と第２の電極、および
非分割のベタ電極を有し、前記セグメント化された第１
および第２の電極はその各セグメント電極部が他方の電
極のセグメント電極部と相互にクロスする方向に帯状に
分割配置され、そのセグメント電極部の交点位置には前
記３層の電極および前記絶縁体層を貫通するイオン流制
御用開口が二次元マトリクス状に配置して設けられ、上
記各電極間に印加する信号電圧によって各開口にイオン
を供給するイオン源からのイオンの通過を制御するイオ
ン流制御ヘッドにおいて、前記イオン源に面する電極を
ベタ電極とし、中間に位置する電極は前記開口を主走査
方向に連接して副走査方向には分離するセグメント電極
部を有する第１の電極とし、前記イオン源と反対側に位
置する電極は前記開口を副走査方向斜めに電気的に連接
するととともに主走査方向に分離するセグメント電極部
を有した第２の電極とし、前記開口の配置領域に隣接し
て前記ベタ電極とは分離して主走査方向に延長して設け
た分離電極を設けた。

【００１８】このように構成することによって開口に取
り込むように電圧を印加した電極に隣接し、イオンの開
口への侵入を阻止する電圧を印加した開口部に形成され
る電界が、イオンを取り込む開口の上面側での凸レンズ
状の等電位線に作用して、全体として凸レンズ領域を補
強拡大するように作用する。

【００１９】また、マトリクスの副走査方向最外側にお
いては前記補強拡大作用をなす隣接開口が片側にしか存
在しないが、ベタ電極と同一面上に設けた分離電極が隣
接開口と同ように凸レンズ状領域を補強拡大するように
作用し、全開口に亘って多量のイオンの取り込みを可能
とするように作用させることができる。

【００２０】また、前述した発明において、二次元マト
リクス状に配列される前記開口の副走査方向ピッチが略
等間隔で設けられており、その各開口の径が前記イオン
源の直下から副走査方向に遠ざかるに従って大きくなる
ように形成する。

【００２１】このような構成によれば、イオン源から発
生飛来するイオンが、イオン源の直下位置から副走査方
向に遠ざかるに従って減少し、端部開口に取り込まれる
イオン量が減少するのを防止して、各開口へのイオン取
込み量を均一化するように作用する。

【００２２】また、前述した発明において、前記イオン
制御用開口は、前記ベタ電極と第１の電極との間の範囲
での開口部分の口径が前記第２の電極と第３の電極との
間の範囲で設けた開口部分の口径よりも大きくした。

【００２３】この構成によればマトリクスドライブでド
ライバー回路数が多い第２の電極が低い電圧で制御可能
となり、イオン流制御ヘッドの耐圧余裕度を増すように
作用する。

【００２４】

【実施例】図１ないし図４は、本発明の第１の実施例を
示すものである。図１において、９はイオン流制御ヘッ
ド、１０は非分割構成としたいわゆるベタ電極（層）、
１１はセグメント化した第１の電極（層）、１２はセグ
メント化した第２の電極（層）であり、これらの各電極
１０，１１，１２は、絶縁体層１３，１４によって離間
して支持された積層構造となっている。また、ベタ電極
１０の両端位置には、それぞれ分離電極１５が配置され
ている。

【００２５】このように、イオン流制御ヘッド９は、３
層の電極１０，１１，１２を絶縁体層１３，１４で離間
支持した積層構造として構成される。後述するイオン源
に面してベタ電極１０が配置される。このベタ電極１０
は、図２の（Ａ）で平面形状を示すように、イオンを通
過する開口１７の部分のみが除去されている。各開口１
７は二次元マトリクス状に配置されている。このベタ電
極１０の両端、つまり、イオン流制御ヘッド９の副走査
方向（矢印イ方向）の各端に隣接させてそれぞれ分離電
極１５が主走査方向に沿って帯状に設けられている。

【００２６】第１の電極１１は、図２の（Ｂ）で示すよ
うに、主走査方向に並ぶ各開口１７の部分を電気的に連
設し、副走査方向には分離するようにセグメント化され
る複数のセグメント電極部１１ａを有している。

【００２７】第２の電極１２は、図２の（Ｃ）で示すよ
うに、副走査方向斜めに並ぶ各開口１７の部分を電気的
に連設し、主走査方向には分離するようにセグメント化
される複数のセグメント電極部１２ａを有している。

【００２８】コロナワイヤ１６で代表されるイオン源が
、主走査方向に沿ってこのイオン流制御ヘッド９の上方
に配置され、コロナ電源２１から電圧印加を受けてイオ
ンを発生させる。イオン流はイオン流制御ヘッド９によ
って制御され、記録媒体１８上に静電潜像を形成する。 記録媒体１８は静電記録紙や静電ドラムであって、導電
性の支持体１９上に誘電体の薄膜層２０をコーティング
して作られている。

【００２９】このイオン流制御ヘッド９を駆動する回路
として次のようなものが備えられている。すなわち、ベ
タ電極１０と第１の電極１１との間にイオン流阻止用電
界形成用バイアス電圧を印加する第１のバイアス電源２
２、第１のバイアス電源による作用を打ち消すとともに
可能な限り多くのイオン流を開口内に取り込むためにそ
のベタ電極１０と第１の電極１１との間に電圧を印加す
る第１の促進電界電源２３、第１のバイアス電源２２と
第１の促進電界電源２３のいずれかの作用を選択するス
イッチング回路２４、第１の電極１１と第２の電極１２
との間に電圧を印加し、前記開口１７に取り込まれたイ
オン流を吸収し、記録媒体１８に向けて流出するのを阻
止する第２のバイアス電源２５、第２のバイアス電源２
５による作用を打ち消すとともに可能な限り多くのイオ
ン流を開口１７を通過させるためにその第１の電極１１
と第２の電極１２との間に電圧を印加する第２の促進電
界電源２６、第２のバイアス電源２５と第２の促進電界
電源２６のいずれかの作用を選択するスイッチング回路
２７、イオン流制御ヘッド９の開口１７を通過したイオ
ン流が絞られたままの安定したイオン流で記録媒体１８
に到達させる第３のバイアス電源２８などである。

【００３０】スイッチング回路２４は前記電圧の切り換
えのためのものであるから、第１の電極１１のセグメン
ト電極部１１ａの本数だけあり、セグメント電極部１１
ａの１つづつが、シーケンシャルにオンになって他はオ
フ状態に保たれるようになっている。

【００３１】スイッチング回路２７も、前記電位を切り
換えるためのものであるから、第２の電極１２のセグメ
ント電極部１２ａの数だけあって、プリント画信号に従
って全回路同時に動作するようになっている。

【００３２】前記ベタ電極１０と分離電極１５との間に
は、前記第１のバイアス電源２２が介挿され、分離電極
１５には、前記ベタ電極１０に印加する電圧の逆極性の
電圧が印加されるようになっている。

【００３３】しかして、このイオン流制御ヘッド９によ
るイオン流の制御は、ベタ電極１０と第１の電極１１と
の間、および第１の電極１１と第２の電極１２との間に
信号電圧を印加して行われる。

【００３４】すなわち、スイッチング回路２４が順次オ
ンすることにより、第１の電極１１のセグメント電極部
１１ａの１つづつがシーケンシャルにオンになって他は
オフ状態に保たれる。

【００３５】したがって、主走査方向に沿った１本のセ
グメント電極部１１ａ（電極ライン）上のすべての開口
１７には、イオンが取り込まれ、他はセグメント電極部
１１ａ（電極ライン）上のすべての開口１７に対するイ
オンの侵入が阻止される。これは、第２のバイアス電源
２５が、前記説明のように開口１７へイオンが取込まれ
た条件下で、イオンが開口１７を通過しないように第１
の電極１１と第２の電極１２との間に適正な電位を与え
ることにより行われる。このようなマトリクス制御を行
うことから少数のドライバー素子による多数のイオン流
制御用開口１７の動作制御を容易に行うことができる。

【００３６】また、スイッチング回路２７が、プリント
画信号に従って、第２の電極１２のセグメント電極部１
２ａに第２の促進電界電源２６の電圧を同時に印加し、
前記開口１７へ取り込まれたイオンを記録媒体１８へ向
けて通過するに必要な電界を形成する。

【００３７】図３は、前記イオン流制御ヘッド９の各電
極１０，１１、１２に電圧を印加するときの開口１７に
おけるイオン制御作用を示す図である。この場合、イオ
ンの極性はマイナスとする。また、説明を簡略化するた
めにベタ電極１０の電位を０Ｖとして図示したが、実際
のプリンタにおいては記録媒体１８の導電性の支持体１
９を接地電位としベタ電極１０は千〜数千ボルトにする
のが好ましい。

【００３８】図３の（Ａ）はイオン流が制御用開口１７
を通過する電圧条件を示している。図３の（Ｂ）（Ｃ）
で示す条件は、第１の電極１１がベタ電極１０に対して
マイナスの電位であるから、イオン流は開口１７に侵入
することができない。

【００３９】図３の（Ｄ）で示す条件では、イオン流は
開口１７内に取り込まれるが、第２の電極１２が第１の
電極１１に対して負の電位であるから、イオンは開口１
７を通過することができない。このように第１の電極１
１と第２の電極１２に印加する２つの電圧条件の組合わ
せによってマトリクス制御が可能となるのである。次に
、前記構成のイオン流制御ヘッド９の作用効果を、分離
電極１５の作用効果を含めて図４を参照して説明する。

【００４０】図４の（Ａ）において、１１Ｃ１　は第１
の電極１１における副走査方向端部の第１のセグメント
電極部、１１Ｃ２　、１１Ｃ３　はその第１のセグメン
ト電極部１１Ｃ１　に順次隣接する中央寄りの第２、第
３のセグメント電極部であり、これに対応して第１ない
し第３の開口１７−１，１７−２，１７−３がある。ま
た、ｅは等電位線、ｉはイオン流の飛跡を示している。

【００４１】ここで、図４の（Ａ）は、第２のセグメン
ト電極部１１Ｃ２　に対してイオンを開口１７−１，１
７−３に取り込む電位、例えば＋１５０Ｖを印加し、第
１のセグメント電極部１１Ｃ１　と、第３のセグメント
電極部１１Ｃ３　には、−１００Ｖを印加してイオンの
開口への侵入を阻止した例を示している。開口１７−２
のイオン源側にはイオンを取込む作用をなす凸レンズ状
の等電位線が形成される。それに対して両隣にある開口
１７−１、１７−３にはイオンがこれに侵入するのをそ
らせるように凹レンズ状の等電位線が形成される。

【００４２】この凹レンズ状の等電位線は凸レンズ状の
等電位線に影響して凸レンズ状の曲率を強め、領域を拡
げるように作用する。その結果、ｉで示すように広い範
囲からのイオン流が制御用開口１７−２内に取り込まれ
る。

【００４３】図４の（Ｂ）は、副走査方向の最外側のセ
グメント電極１１Ｃ１　のみにイオンを取り込む電位を
与えた場合を示す。ｅ′は分離電極１５を設けない時の
等電位線図を示し、ｅは分離電極１５にイオンを反発す
る電位、例えば−１００Ｖを加えた時の等電位線図を示
し、ｉ′はｅ′に対応したイオン流の飛跡を示すもので
ある。開口１７−１の右側には、イオンの侵入を阻止す
る開口１７−２があるために開口１７−１へのイオンの
取込み領域は、ｉで示すように補強拡大されている。

【００４４】これに対して開口１７−１の左側に分離電
極１５を設けない場合には、等電位線ｅ′で示すように
凸レンズ状の等電位線の曲がりが補強されないために、
ｉ′で示すように狭い範囲からのイオン流しか開口１７
−１に取り込まれなくなってしまう。

【００４５】そこで、分離電極１５に、イオンを反発す
る方向の電位、例えば−１００Ｖを与えると、凸レンズ
状の等電位線の曲がりを強め、領域を拡大する作用が生
じ、等電位線は、ｅのように変化して多量のイオンを開
口１７−１に取り込むことが可能となる。

【００４６】分離電極１５の作用は、基本的には最外側
開口１７−１の片側におけるレンズ状電界補強作用の欠
落を補うためのものであるが、後述するようにイオン源
から制御用開口へ向かうイオン流密度が、コロナワイヤ
１６の直下から離れるに従って低下する傾向があるので
、その低下を補うように反発電位を反発方向に高めに設
定することが好ましい。図５は本発明の第２の実施例を
示し、特許請求の範囲の請求項２に記載するものに対応
する。

【００４７】コロナワイヤ１６で代表される１つのイオ
ン源からのイオン流は、そのコロナワイヤ１６の直下で
最も高密度であり、そこから離れるに従って密度が低下
する傾向がある。イオン流制御用開口１７は、二次元的
に配置されているために中心から離れる開口１７のイオ
ンの取込み量が低下する不都合を生じるが、この不都合
を除去するため、本実施例では後述するような構成とす
るものである。

【００４８】図５の（Ａ）では、前述した一般的な構成
においてのコロナイオン流の密度分布特性を示しており
、そのたて軸はイオン流密度、よこ軸はコロナワイヤ１
６の直下位置を原点とした副走査方向の位置である。 この測定はコロナワイヤ１６として直径４０ミクロンの
タングステンワイヤを使用し、これを測定面から４ミリ
メートル離した位置に設置し、コロナワイヤ１６に−５
ＫＶの直流電圧を印加して行った。この特性図から解る
ように中央のイオン流密度に対して１ミリメートル離れ
た位置でのイオン流密度は８８％程度に低下している。

【００４９】この実施例はその不都合を改善するもので
あり、この実施例を適用した構成のイオン流制御ヘッド
９を図５の（Ｂ）に示す。図５の（Ｂ）において、Ｒ１
　〜Ｒ４　は、制御用開口１７−１，１７−２，１７−
３，１７−４の各径を示している。本実施例においては
コロナワイヤ１６の直下に近い開口１７−４の口径はＲ
４と小さく、これに対して離れた位置にある開口１７−
１の口径はＲ１　で示すように相対的に大きく形成して
ある。

【００５０】同じ制御電圧を印加した場合、制御可能範
囲内において制御用開口１７の径を大きくした方が多量
のイオン流が取り込まれるようになる。したがって、こ
の実施例では、コロナワイヤ１６の直下から離れた位置
にある開口１７の口径を大きくしたから、前記イオン流
密度の低下を補正することができるのである。図６ない
し図７は、本発明の第３の実施例を示し、これは特許請
求の範囲の請求項３に記載するものに対応する。

【００５１】前述した第１および第２の実施例の説明で
は、各イオン流制御用開口１７が３層の電極１０，１１
，１２に亘って同一径で貫通するものとして説明した。 しかしながら、イオンを多量に取り込むために開口径を
大きくすると、取り込んだイオンの通過を阻止するため
の電圧を高めなければならず、電極１０，１１，１２間
の耐圧の余裕が不足する不都合が生ずる。この実施例で
は、そのような不都合を回避し、多量のイオンを開口１
７内に取り込むため、次のような構成としたものである
。

【００５２】すなわち、図６において、Ｒ１　〜Ｒ４　
はベタ電極１０と絶縁体層１３に設けた大径の開口部分
１７ａの径であり、ｒ１　〜ｒ４　は第１の電極１１と
第２の電極１２との間を貫通して設けた小径の開口部分
１７ｂの径を示している。

【００５３】前記構成において、コロナワイヤ１６で代
表されるイオン源側に位置する開孔部分１７ａのＲ１　
〜Ｒ４　は、大きく多量のイオン流を取込み可能として
ある。これに対して、反対側に位置する開口部分１７ｂ
の径ｒ１　〜ｒ４　は小さいが、大径の開口部分１７ａ
を経由して取り込まれたイオン流の通過制御を行うだけ
のものであるから、その作用効果が生ずる範囲内で小径
なものとしておけば、低い電圧で動作させることができ
る。

【００５４】ここで、小径な開口部分１７ｂの径ｒ１　
〜ｒ４　を小さくできる限界は、大径の開口部分１７ａ
で絞られるイオン流束径に支配されるが、大径の開口部
分１７ｂの１／２　以下とすることが可能である。

【００５５】小径の開口部分１７ｂにおけるイオン流通
過阻止作用は、前述した図４の開口１７−１，１７−３
のベタ電極１０の開口部に等電位線で示したように第１
の電極１１の開口エッジ部から発生し、阻止電圧を高め
るに従ってその開口１７を封止するように拡大するので
、その開口径を小さくすることは直ちに阻止電圧を下げ
られるという効果を生ずる。

【００５６】第７図は、コンピュータシュミレーション
によって得たイオン流飛跡図であって、隣接する開口へ
イオンの侵入が阻止される電圧を印加した条件下で、大
径および小径の開口部分１７ａ，１７ｂからなるイオン
流制御用開口１７の１つにイオンを取り込んだ状態を示
している。この線図からも小径な開口部分１７ｂを大径
な開口部分１７ａの１／２　以下に設定し得ることが容
易に理解される。

【００５７】図６で示すこの実施例でも、前述した実施
例のものと同様に、副走査方向の各位置でのイオン流密
度の低下に対応させて、イオン流を取込むための大径の
開口部分１７ａの開口径をＲ１　＞Ｒ２　＞Ｒ３　＞Ｒ
４　となるように設定したが、このようにすれば、イオ
ン取込み量を均一化する効果が重ねて得られる。なお、
小径の開口部分１７ｂの径ｒ１　〜ｒ４　は同一径であ
っても、ｒ１　＞ｒ４であってもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、マトリクス状に配置したイオン流制御用開口に多量
のイオンをむらなく取り込んで、高速プリントを可能と
する効果が得られる。

【００５９】また、二次元マトリクス状に配列される前
記開口の副走査方向ピッチが略等間隔で設け、その各開
口の径が前記イオン源の直下から副走査方向に遠ざかる
に従って大きくなるように形成すれば、イオン源からの
イオン流密度が副走査方向各位置で異るために生ずるイ
オン取込み量のむらを防止する効果を生ずる。

【００６０】また、前記イオン制御用開口を、前記ベタ
電極と第１の電極との間の範囲での開口部分の口径が前
記第２の電極と第３の電極との間の範囲で設けた開口部
分の口径よりも大きくすれば、イオン流制御に必要な制
御電圧を低めることが可能となり、イオン流制御ヘッド
の耐圧の余裕度を高める効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、イオン流制御ヘ
ッドの片側半分とこれの駆動回路の概略的な構成を示す
説明図。

【図２】同じく本発明の第１の実施例を示し、イオン流
制御ヘッドの各電極の平面図。

【図３】同じく本発明の第１の実施例を示し、（Ａ）〜
（Ｄ）はそれぞれイオン流制御ヘッドへの異なる電圧印
加条件でのイオン流の状況を示す断面図。

【図４】同じく本発明の第１の実施例を示し、（Ａ）（
Ｂ）はそれぞれ電圧印加状態での電界の状態を付加して
示すイオン流制御ヘッドの端部付近の断面図。

【図５】本発明の第２の実施例を示し、イオン流密度分
布とこれに対応したイオン流制御ヘッドの断面図。

【図６】同じく本発明の第３の実施例のイオン流制御ヘ
ッドの端部付近の断面図。

【図７】同じく本発明の第３の実施例を示し、電圧印加
状態での電界の状態を付加して示すイオン流制御ヘッド
の端部付近の断面図。

【図８】従来のイオン流制御ヘッドを示し、（Ａ）はそ
のイオン流制御ヘッドの断面図、（Ｂ）と（Ｃ）はその
イオン流制御ヘッドにおける各電極の平面図。

【図９】同じ従来例において電圧印加状態での電界の状
態を付加して示すイオン流制御ヘッドの端部付近の断面
図。

【符号の説明】

９…イオン流制御ヘッド、１０…ベタ電極、１１…第１
の電極、１１ａ…セグメント電極部、１２…第２の電極
、１２ａ…セグメント電極部、１５…分離電極、１７…
開口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁体層によって離間支持された、セ
   グメント化された第１の電極と第２の電極、および非分
   割のベタ電極を有し、前記セグメント化された第１およ
   び第２の電極はその各セグメント電極部が他方の電極の
   セグメント電極部と相互にクロスする方向に帯状に分割
   配置され、そのセグメント電極部の交点位置には前記３
   層の電極および前記絶縁体層を貫通するイオン流制御用
   開口が二次元マトリクス状に配置して設けられ、上記各
   電極間に印加する信号電圧によって各開口にイオンを供
   給するイオン源からのイオンの通過を制御するイオン流
   制御ヘッドにおいて、前記イオン源に面する電極をベタ
   電極とし、中間に位置する電極は前記開口を主走査方向
   に連接して副走査方向には分離するセグメント電極部を
   有する第１の電極とし、前記イオン源と反対側に位置す
   る電極は前記開口を副走査方向斜めに電気的に連接する
   とともに主走査方向に分離するセグメント電極部を有し
   た第２の電極とし、前記開口の配置領域に隣接して前記
   ベタ電極とは分離して主走査方向に延長して設けた分離
   電極を設けてなり、前記ベタ電極と第１の電極間との間
   にイオン流の開口侵入を制御する第１の信号電圧を印加
   し、第１および第２の電極間にはイオン流の開口通過を
   制御する第２の信号電圧を印加し、前記ベタ電極に隣接
   する分離電極にはベタ電極の電位を基準にイオンを反発
   する極性の電圧を印加することを特徴とするイオン流制
   御ヘッド。
2. 【請求項２】　　請求項１に記載するイオン流制御ヘッ
   ドにおいて、二次元マトリクス状に配列される前記開口
   の副走査方向ピッチが略等間隔で設けられており、その
   各開口の径が前記イオン源の直下から副走査方向に遠ざ
   かるに従って大きくなるように作られていることを特徴
   とするイオン流制御ヘッド。
3. 【請求項３】　　請求項１または請求項２に記載するイ
   オン流制御ヘッドにおいて、前記イオン制御用開口は、
   前記ベタ電極と第１の電極との間の範囲での開口部分の
   口径が前記第２の電極と第３の電極との間の範囲で設け
   た開口部分の口径よりも大きくしたことを特徴とするイ
   オン流制御ヘッド。