JPH0485058A - イオン流記録ヘッド - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は絶縁性基板の両面に、平行配列された複数のラ
イン電極と平行配列された複数の記録電極とが互いに交
差する如く、対向配置され、前記ライン電極と記録電極
との交差領域に前記絶縁性基板とライン電極と記録電極
とを貫通するイオン通過孔を有し、コロナイオン源より
発生したイオン流を前記イオン通過孔により制御して記
録を行なうイオン流記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ イオン通過孔を有する誘電体を挟んで対向配置した制御
電極に記録信号電圧を印加してイオンの流れを制御し、
これによって記録媒体に所要の記録を行なうようにした
イオン流記録ヘッドは公知である。

第６図はこの種のイオン流記録ヘットの構成を示す図で
ある。このイオン流記録ヘッドは、イオンの流れを制御
するイオン流制御部材１と、コロナイオンを発生させる
コロナワイヤ電極２と、このコロナワイヤ電極２に高電
圧を供給する高電圧源３と、イオン流制御部材１に記録
信号電圧パルスを印加するためのパルス発生器４と、こ
のバルス発生器用の直ａ、電源５とがら構成されている
。

なお６は記録媒体である。

イオン流制御部材１は、誘電体７を挟んでその両側に第
コ電極８および第２電極９を対向配置し、さらに第１電
極８がら第２電極９へ貫通するイオン通過孔１０を形成
したものとなっている。そして、第１電極８および第２
電極９に対しパルス発生器４て発生した記録信号電圧パ
ルスが印加される。

コノヨうに構成されたイオン流記録ヘッドにおいては、
高圧電源３がらコロナワイヤ電極２に対して６ＫＶ〜８
ＫＶの高電圧が印加されると、コロナワイヤ電極２がら
コロナイオンが発生する。

このコロナイオンは、電界が印加されているイオン通過
孔１０内を通過して記録媒体６に達する。

この時、パルス発生器４て発生した記録信号電圧を第１
電極８と第２電極９との間に印加すると、イオン通過孔
ｌｏ内の電界が変化し、イオン通過孔１０を通過するイ
オンの流れが制御される。このようにして制御されたイ
オン流が記録媒体６に達すると、記録媒体６上には上記
制御されたイオン流に応じた所要の静電潜像が形成され
る。この静電潜像に現像剤を付与して現像を行なうこと
により所望の画像か形成される。

実際の画像形成を行なうには、上述した第６図に示すよ
うな構成単位か画像の画素ごとに必要となる。しかるに
画像の記録幅方向に第６図に示した構成単位を所望の画
素数たけ１列にならべた場合、画像の分解能を一定レベ
ル以上に保つことが困難となる。すなわち画像の分解能
を上げようとすると、第１電極８．第２電極９．イオン
通過孔１０の面積を十分小さ（しなければならない。し
かるに製造上の限界かあるため、分解能を十分高め得な
いという問題かある。また、１画素ごとに１個のスイッ
チング回路を付加する必要かあるため、多数のスイッチ
ング回路が必要となり、構成が複雑化するという問題か
ある。

この様な問題を解決するために従来いくつかの改良案が
提案されている。例えば特公昭５９−４３３１７号公報
には、イオンか通過する多数の小孔を備えた絶縁性基板
の両面に、互いに交差する如く対向配置されたマトリク
ス電極を形成し、このマトリクス電極によってイオン流
を制御するようにしたイオン流記録ヘッドが記載されて
いる。

第７図、第８図は上記の特公昭５９−４３３１７号公報
に記載されている構成を適用したイオン流記録ヘッドの
平面図であって、第７図は第６図における第１電極８側
に相当する表面図であり、第８図は第６図における第２
電極９側に相当する裏面図である。図示の如く、誘電体
である絶縁性基板２０には、第６図のイオン通過孔１ｏ
に相当する小孔１１（ｌｌａ〜１ｌｅ）、１２　（１２
ａ〜１２ｅ）、１３　（１３ａ〜１３ｅ）、１４　（１
４８〜１４ｅ）が画素ごとに、印字ラインＬｌ。

Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４と平行な状態で４列に、しがち千鳥状
に形成されている。基板２ｏの表面側には、第７図に示
すように記録電極２１ａ〜２１ｅが印字ラインＬ１〜Ｌ
４と所定の角度で交差し、がっ各小孔１１ａ−１４ａ、
ｌｌｂ　〜１４ｂ、ｌｌｃ〜１４ｃ、１ｌｄ−１４ｄ、
ｌｌｅ　〜１４ｅごとにそれぞれ連接するように形成さ
れている。基板２０の裏面側には第８図に示すようにラ
イン電極２２ａ〜２２ｄが印字ラインＬ１〜Ｌ４と平行
に、かつ各小孔１１ａ〜ｌｌｅ、１２ａ〜１２ｅ　１３
　ａ　−１３ｅ　、　　１４　ａ　−１４ｅごとニソレ
それ連接するように形成されている。

上記のごとく構成されたイオン流記録ヘッドを作動させ
る場合には、ライン電極２２ａ〜２２ｄに対し、記録媒
体の移動と同期した電圧パルスを周期的に印加すると共
に、記録電極２］ａ、２］ｂ、〜　には、画像信号に応
じた信号パルスを印加する。この様にライン電極と記録
電極とをマトリクス駆動することにより、イオン流を制
御することができる。

上記の様なマトリクス構造の記録ヘッドを用いることに
より、イオン流入口側の小孔１ｏの面積を特に小さくし
なくても記録密度を高めることができ、分解能を向上す
ることが可能となる。またスイッチング回路を個別に設
けなくても良いので、構成が簡略化する。

第９図は正コロナイオンで記録する場合にライン電極２
２ａ〜２２ｄに印加される電圧パルスの図である。電圧
パルスが高電圧ｈ１から低電圧ｇ１になることにより、
記録可能なライン電極か選択される。

例えば、ライン電極２２ａがｇｌとなった場合、このラ
イン電極２２ａと交差する記録電極２１ａ〜２１ｅのイ
オン通過孔より、記録信号にしたがった微小イオン流が
投射される。

第１０図（ａ）は記録動作時のイオン通過孔に対応する
ライン電極と記録電極とに印加される電圧パルスの状態
を示す図である。図に示す様に、ライン電極には＃１．
ｈｌのパルス電圧か印加され、記録電極にはＮ２．ｈ２
のパルス電圧が印加される。ｉｔ　１．ｈｌ、１１２．
ｈ２の各パルス電圧はｆｌ　２＜ＩＩ　１−＜ｈ２＜ｈ
　１の如く設定されている。

ライン電極電圧はライン電極が選択され記録可能となる
タイミングでｈｌからｐｌへと変化する。

また記録電極電圧は同じタイミングでｇ２からｈ２へと
変化する。この時、ライン電極と記録電極とが交差する
領域のイオン通過孔内には、記録電極からライン電極方
向へ向かう電界が形成される。

この電界は正イオンを通過させる方向であるため、微小
イオン流が記録媒体へと投射される。

一方、第１０図（ｂ）は非記録動作時のイオン通過孔に
対応するライン電極と記録電極とに印加される電圧パル
スの状態を示す図である。

第１０図＜ａ＞と同様にライン電極電圧は、記録可能状
態を呈する如＜ｈｌから９１へと変化するが、記録電極
電圧は１１２からｈ２へと変化せず、ｐ２の状態のまま
である。この時ライン電極と記録電極とが交差する領域
のイオン通過孔内には、ライン電極から記録電極へと向
かう電界か形成されるので、正イオンの通過は阻止され
る。上記とは逆に記録電極電圧がｈ２となってもライン
電極電圧がｈｌのままであれば、正イオンの通過は阻止
される。

上述したようなパルスの電圧幅よＩＩ）モｈｌ、　ｈ２
、Ｎ　１．＃　２の電圧の絶対値ははるかに大きい値に
設定される。このためイオン通過孔を出たイオンは記録
ヘッドと記録媒体間の電界によって記録媒体方向へ加速
され、記録媒体に到達して静電潜像が形成される。

以上の説明は正イオンについてであるが、負イオンにつ
いても電圧の極性が変わるだけて、同様の作用によりイ
オン流の制御が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上述べた従来技術により画像記録を行なった場合、記
録画像に印字ラインと平行な方向に周期的な画像ムラが
生じたり、印字ライン方向の端部におけるドツト画像の
画像濃度か高くなるという問題があった。これは次のよ
うなイオン流の偏向によって生じることが解った。

第１１図は印字ラインと平行な方向に画像ムラが発生す
る現象を説明するためのイオン軌跡を表した図で、第７
図におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。

記録ヘッド３０の誘電体基板２０には、記録媒体３１に
対向して、ライン電極２２ａ〜２２ｄが形成されている
。記録ヘッド３０のイオン通過孔を通過したイオンは、
記録ヘッド３０のライン電極２２ａ〜２２ｄと記録媒体
３１との間の電気力線に沿って運動する。この場合、例
えばイオン通過孔３４が記録可能状態となる場合にはラ
イン電極２２ｂには第９図における電圧ｇ１が印加され
、ライン電極２２ａ、２２ｃ、２２ｄには電圧ｈ１が印
加される。つまりこの場合はイオン通過孔３４の両側に
一対のライン電極２２ａ、２２ｃが対称配置されている
。したがって、印字ライン方向に対する電界はほぼ対称
となる。このため、イオン通過孔３４を通過したイオン
流は第１１図の模式的なイオン軌跡の線が示すように記
録媒体３１に垂直な方向へ進む。またイオン通過孔３５
が記録可能状態となる場合においても、上記と同様に、
そのイオン流は記録媒体３１に対して垂直な方向へ進む
。

一方、イオン通過孔３３が記録可能状態となる場合、ラ
イン電極２２ａには電圧ｐ１が印加され、ライン電極２
２ｂには電圧ｈ１が印加される。この時ライン電極２２
ａが端部の電極であるため、ライン電極２２ｂと対称な
位置には他のライン電極が存在しない。従ってイオン通
過孔３３は印字ライン方向に対して非対称な電界が形成
される。

このためイオン通過孔３３を通過したイオン軌跡は、記
録媒体３１に対し記録ヘッドの外側へ傾いた方向へ進む
。同様に記録ヘッドのもう一方の端部であるライン電極
２２ｄも同様にイオン軌跡は外側へ傾いた方向へ進む。

以上の様に、記録ヘッド中央部のライン電極２２ｂ、２
２ｃて印字した印字ラインと、記録ヘッド３０の端部の
ライン電極２２ａ、２２ｄて印字した印字ラインとでは
、印字ピッチに差が生じて、画像ムラが生じることにな
る。

第１２図は印字ライン方向の端部のドツト画像の画像濃
度が高くなる現象を説明するためのイオン軌跡を示した
図で、第８図における、Ｙ−Ｙ線矢視断面図である。た
だし、第１２図には記録電極２１ｅは図示されていない
。

記録ヘッド３０のイオン通過孔に向かって投射されたイ
オンは、記録電極２１ａ〜２１ｄおよび２１ｅ（不図示
）によって形成される電気力線に沿って運動する。この
場合、両端の記録電極２１ａ、２１ｅを除いた中央部の
記録電極２］ｂ〜２１ｄは、両側に他の記録電極か存在
するので、イオン通過孔３８〜４０に対してほぼ対象な
電気力線となる。しかるに端部の電極たとえば２１ａて
は、その外側には電極がなく絶縁基板２０か露出してい
る。この部分にはコロナワイヤ電極（不図示）からのイ
オンが蓄積し、高電位になっている。

したかって端部の電極２１ａには外側から内側に向かう
方向の電界か発生し、イオン流は偏向され、端部のイオ
ン通過孔３７へのイオン流入量か増大する。この結果、
端部のドツト画像の画像濃度か高くなってしまう。

本発明の目的は、主走査方向の画像濃度ムラおよび副走
査方向の周期的な縞状ムラが生しることのないイオン流
記録ヘッドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するために本発明では次のような手段を
講じた。すなわち、ヘッド基板の最も外側に配置された
イオン通過孔列を８８するライン電極および／または記
録電極の電極幅を、ヘッド基板の外周方向へ延在するご
とく作成した。

［作用］ 上記手段を講じたことにより次のような作用が生じる。

延在させた幅広な電極によりヘッド基板の周辺位置にも
電圧が印加されることになるため、電気力線の方向は中
心部分とほぼ同様に、記録媒体に対して垂直な方向へと
向かう。この結果、前述したような問題を解決すること
ができる。

［実施例］ （第１実施例） ｍ１図および第２図は、本発明の一実施例の構成を示す
図で、記録ヘッド３０における記録電極面の平面図であ
り、第２図は同記録ヘッド３０のにおけるライン電極面
の平面図である。

厚さ１２５μｍのポリイミド基板４０の両面に、厚さ１
８μｍの銅箔を貼った基板素材を用いて、一方の面に第
１図の如き記録電極４１ａ、４１ｂ。

４１ｃ、４１ｄ、４１ｅのパターンを作成した。

記録電極４１を除くほかの記録電極４１ｂ〜４１ｅは、
４００μｍ幅の電極を５００μｍピッチで配置されたも
のであり、電極中央部には２００μｍ径のイオン通過孔
１１ａ〜ｌｌｅ、１２ａ〜１２ｅ　　１３ａ〜１３ｅ、
１４８〜１４ｅか形成されている。他方の面には、第２
図の如きライン電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの
パターンか作成されている。４２ａと４２ｄを除く他の
ライン電極４２ｃ、４２ｄは、４００μｍ幅の電極を５
３２μｍピッチで配置されたものであり、電極の中央部
には、２００μｍ径のイオン通過孔が第１図のイオン通
過孔と同位置に形成されている。

第１図、第２図に示す如（、ヘッド基板４０の端部に配
置されたイオン通過孔列を含む記録電極４１ａおよびラ
イン電極４２ａと４２ｄの電極面が、ヘッド基板４０の
外周方向へ延在する如く幅広に設けられている。すなわ
ち記録電極４１ａは、電極幅が１２００μｍであって、
これにイオン通過孔が他の記録電極と同様に設けられて
いる。またライン電極４２ａと４２６とは、電極幅が１
２００８ｍであり、これにイオン通過孔が他のライン電
極と同様に設けられている。

第３図および第４図は第１０図および第１１図に対応さ
せて示した断面図である。図示の如く、延在させた幅広
な記録電極４１ａ、４１ｄおよび幅広なライン電極４２
ｍ、４２ｄによりヘッド基板４０の周辺位置にも電圧が
印加されることになるため、電気力線の方向はイオン通
過孔５３および５６ても中心部分とほぼ同様に、記録媒
体５１に対して垂直な方向へと向かう事になる。なお第
３図および第４図において、５０は記録ヘッドを、５１
は記録媒体を、５７〜６０はイオン通過孔を、４１ａ−
４１ｄは記録電極を、４２ａ　〜４２ｄはライン電極を
表している。

第５図は上記構成の記録ヘッドを適用した記録装置の構
成図である。

記録用コロナ電極７０より発生したコロナイオンは、記
録ヘッド７１により画像信号に対応するイオン流に変調
され、対向電極７２に向かって投射される。

記録へラド７１と対向電極７２との間には、ガイドロー
ラ７４，７５．７６によりエンドレスに周回するポリイ
ミド基板等からなる誘電体ベルト７３が配置されている
。

イオン流により誘電体ベルト７３上には、静電潜像が形
成される。誘電体ベルト７３は図中矢印の方向に移動し
、現像器７７で現像される。現像された画像は、転写紙
７８と重ね合わされ、転写コロナ７９により、転写紙７
８上に転写され、熱ロール定着器８０により定着される
。転写後、誘電体ヘルド７３は除電コロナ８１により帯
電電荷を除去され、クリーニング装置８２により、転写
残りのトナτが除去され、次の画像形成に共存される。

上記装置を用いて次のような実験を試みた。記録用コロ
ナ電極７０に＋８ＫＶの高圧を印加して、正コロナを発
生させ、ライン電極には第９図におけるパルス電圧ｈｌ
−１２００Ｖ、ｊ）１−１０００ｖで、パルス幅０．５
ｍｓ、周期２ｍＳの高圧パルスを印加した。信号電極に
は、第９図におけるｈ２−１１５０Ｖ、Ｎ　２−９５０
Ｖの高圧信号パルスを印加した。

上記の条件の下で画像を記録したところ、印字ラインと
平行な方向の縞状の画像濃度ムラの発生かなく、また画
像の両端のドツト画像の濃度も、その他の部分の画像濃
度と変わりがなかった。

なお本発明は上記した一実施例に限定されるものではな
い。例えば上記実施例においては、ヘッド基板端部に延
在せしめたライン電極、記録電極を、単純に外周方向に
延ばした形状にした例を示したか、適用するイオン流記
録ヘットの電界分布に応して、その平面的形状を変えた
り、あるいは外周部分の電極の高さを変えたりして、適
正なイオン流を得るようにしてもよい。この池水発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であることは
勿論である。

［発明の効果」 本発明によれば、ヘッド基板上の、最も外側に配置され
たイオン通過孔列を包含するライン電極および／または
記録電極の電極幅を、ヘッド基板の外周方向に延在する
ごとく幅広に形成したので、主走査方向の画像濃度ムラ
および副走査方向の周期的な縞状ムラか生しることのな
いイオン流記録ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるイオン流記録ヘッドの
記録電極面の平面図、第２図は同実施例のライン電極の
平面図、第３図は同実施例による印字ラインと平行な方
向のイオン軌跡を示す図、第４図は同実施例による印字
ライン方向の最も端部よりのイオン軌跡を示す図、第５
図はイオン流記録ヘッドを用いた記録装置の構成図であ
る。第６図〜第１２図は従来技術を示す図で、第６図は
イオン流記録ヘッドの構成図、第７図はイオン流記録ヘ
ッドの記録電極面の平面図、第８図は同ヘッドのライン
電極面の平面図、第９図はライン電極に印加されるパル
スのタイミングを示す図、第１０図（ａ）は記録動作時
のイオン通過孔に置けるライン電極と記録電極とに印加
される電圧を示す図、第１０図（ｂ）は非記録動作時の
イオン通過孔に置けるライン電極と記録電極とに印加さ
れる電圧を示す図、第１１図は従来イオン流記録ヘッド
による印字ラインと平行な方向のイオン軌跡を示す図、
第１２図は同ヘッドにおける印字ライン方向の最も端部
のイオン軌跡を示す図である。 ２１・・・従来の記録電極、２２・・・従来のライン電
極、４１・・・本実施例の記録電極、４２・・・本実施
例のライン電極。 出願人代理人　　　弁理士　坪井　原 電 図 第 図 第 第 図 図 ノ２ 第 図 第 図（ａ） 第 図（ｂ） 〔記録を極〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁性基板の両面に、平行配列された複数のライン電極
   と平行配列された複数の記録電極とが互いに交差する如
   く対向配置され、前記ライン電極と記録電極との交差領
   域に前記絶縁性基板とライン電極と記録電極とを貫通す
   るイオン通過孔を有し、コロナイオン源より発生したイ
   オン流を前記イオン通過孔により制御して記録を行なう
   イオン流記録ヘッドにおいて、 ヘッド基板上の最も外側に設けられた上記イオン通過孔
   列を包含する前記ライン電極および／または記録電極の
   電極幅を、ヘッド基板の外周方向に延在させたことを特
   徴とするイオン流記録ヘッド。