JPH0485059A - 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】 ［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うようにしたイ
オン流記録ヘッドは公知である。

第４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に所定
の電圧パルスを印加するためのパルス発生器４と、この
パルス発生器用の直流電源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
１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から第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および第２電極８
，９にはパルス発生器４から発せられた記録信号電圧と
しての電圧パルスが印加されるものとなっている。

このよ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か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から
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から第１電極８と第２電極９と
の間に所定の電圧パルスを印加すると、イオン通過孔１
０内の電界か変化し、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うことによ
り所望の画像が形成される。

実際の画像形成を行うには、上述した第４図に示すよう
な構成単位が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４図に示した構成単位を所望の画素
数だけ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の面積を十分小さくしなければならない。しか
るに製造上の限界があるため、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
グ回路か必要となり、構成か複雑化するという問題があ
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か
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、互いに交差するごと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トが記載され
ている。

第５図、第６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トの
平面図であって、第５図は第４図における第１電極８側
に相当する表面図であり、第６図は第４図における第２
電極９側に相当する裏面図である。図示のごとく、誘電
体である絶縁性基板２０には、第４図のイオン通過孔１
０に相当する小孔１１　（ｌｌａ、ｌｌｂ、　〜）、１
２（１２ａ、１２ｂ、　〜）　　１３　（１３ａ、１３
ｂ、〜）、１４　（１４ａ、１４ｂ、　〜）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、しかも千鳥状に形成されている。基板２０の表
面側には、第５図に示す様に記録電極２１８〜２１ｄが
印字ラインＬ１〜Ｌ４と所定の角度で交差する如く、か
つ各小孔１１ａ〜、１２８〜，１３ａ〜、１４ａ〜と同
位置にイオン通過孔が形成される如く設けられている。

基板２０の裏面側には第６図の様にライン電極２２ａ〜
２２ｄが印字ラインＬ１〜Ｌ４と平行かつ小孔１１ａ〜
１１ｄ、〜、１４ａ〜１４ｄと同位置にイオン通過孔が
形成される如く設けられている。

上記のごとく構成されたイオン流記録ヘッドのライン電
極２２ａ〜２２ｄに記録媒体の移動と同期して電圧パル
スを周期的に印加し、記録電極２１８〜２１ｄには、画
像信号に応じた信号パルスを印加して、マトリクス駆動
を行うことにより、イオン流を制御することができる。

この様なマトリクス構造の記録ヘッドを用いれば、イオ
ン流入口側の小孔の面積を特に小さくしな（でも記録密
度を高め得、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
か簡略化する。

第７図は正コロナイオン記録を行なう場合、ライン電極
２２ａ〜２２ｄに印加される電圧パルスを示す図である
。電圧パルスかｈｌの高電圧からΩ１の低電圧になるこ
とにより、記録可能なライン電極が選択される。

例えば、ライン電極２２ａかｐｌになると、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、記録信号にしたかった微小イオン流が投射され
る。

第８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、記録電極に印加される電圧パルスを示す図で
ある。

第８図（ａ）において、ライン電極にはΩ１゜ｈｌのパ
ルス電圧が印加され、記Ｂ電極にはβ２゜ｈ２のパルス
電圧が印加される。Ｎｌ、ｈｌ、β２、ｈ２の各パルス
電圧はＮ２＜β１＜ｈ２＜ｈｌのごとく設定される。ラ
イン電極が選択されて記録可能となるタイミングで、ラ
イン電極電圧はｈｌからβ１へと変化する。そして、記
録すべき記録電極の電圧はβ２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
電界か形成される。この電界は正イオンを通過させる方
向であるので、微小イオン流が記録媒体へ投射される。

一方、第８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、記録電極に印加される電圧パルスを
示す図である。第８図（ａ）と同様に、ライン電極電圧
は記録可能状態でｈｌからβ１へと変化するが、記録電
極電圧はβ２からｈ２へと変化せず、β２の状態のまま
である。この時ライン電極と記録電極とがの交差する領
域のイオン通過孔内には、ライン電極から記録電極へと
向かう電界が形成されるので、正イオンの記録媒体への
投射が阻止される。

以上のようにして、記録信号によって変調された電圧パ
ルスによりイオン流を制御することができる。

［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
生じるという問題かあった。この画像ムラはライン電極
の本数ピッチで、かつライン電極の端部に相当する印字
ライン上で発生することが確認された。これは次のよう
な理由によるものと考えられる。第９図は上記理由を説
明するためのイオン流の軌跡を表した図で第５図の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３３〜３６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７図における電圧ｇ１
か印加され、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３
４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９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１！１が印加され、ライン電極
２２ｂには電圧ｈ１が印加される。この時ライン電極２
２ａ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か形
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たけで、同様の作用によりイ
オン流の制御が行なわれる。

［課題を解決するための手段］ 上記問題を解決するために、次のような手段を講した。

すなわち、最も外側に配置されている最外側ライン電極
のさらに外側に、上記最外側ライン電極の内側に配置さ
れているライン電極と接続された擬似ライン電極を印字
ライン方向に延在させた。

［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
。最外側ライン電極の両側には常に同電位の電極が存在
する。このため、最外側ライン電極に設けられているイ
オン通過孔にも完全に対称な電界が形成される。したが
ってイオン通過孔を通過したイオンは、すべて記録媒体
に対し垂直な方向へ進む。

かくして記録ヘッド中央部分のライン電極で印字した印
字ラインと、記録ヘッド端部のライン電極で印字した印
字ラインとは同一の印字ピ・ソチとなる。その結果ピッ
チムラに起因する画像ムラのない良好な記録画像を得る
ことができる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す図で、ライン電極を配
置したイオン流記録ヘッドのライン電極側の平面図であ
る。

厚さ１２５μｍのポリイミド基板の両面に、厚さ１８μ
ｍの銅箔を貼った基板素材を用いて、方の面に第５図の
如き電極パターンが、また他方の面には第１図の如き電
極パターンが工・ソチングにより形成されている。ライ
ン電極２２ａ〜２２ｄと記録電極２１ａ〜２１ｄとの交
差領域には微小ポンチにより直径Ｑ、　　２ｍｍのイオ
ン通過孔が形成されている。第１図に示すライン電極２
２ａ〜２２ｄは電極ピッチ５３１μｍ、電極幅は４３１
μｍである。

ライン電極のうち最も外側に配置されている最外側ライ
ン電極２２ａ、２２ｄのさらに外側には、１００μｍの
間隙をおいて幅５５０μｍの擬似ライン電極２２Ｍ、２
２Ｎをそれぞれ延在させた。

上記擬似ライン電極２２Ｍ、２２Ｎは、最外側ライン電
極２２Ｍ、２２Ｎの内側に配置されているライン電極２
２ｂ、２２ｃと各々接続されている。

第２図は第９図に対応させて示した断面図である。図示
の如く２２Ｍと２２Ｎとにより、最外側ライン電極の両
側には常に同電位の電極が存在する。このため、最外側
ライン電極に設けられているイオン通過孔にも完全に対
称な電界が形成される。したがってイオン通過孔を通過
したイオンは、すべて記録媒体に対し垂直な方向へ進む
。

なお本実施例によれば、特別な電源等を全く用いずにイ
オン流の偏向を修正し、ピッチムラを防ぐことが可能と
なる。また電源のリップル等て各電極の印加電圧は微妙
に変動しているか、最外側ライン電極の両側には同一電
位の電極が配置されているため、端部の電界の偏向を完
全に防くことができる。

第３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４０より発生したコロナイオンは、記
録へラド４１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４２に向かって投射される。

記録ヘッド４１と対向電極４２との間には、ガイドロー
ラ４４．４５．４６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４３が配置されている
。

イオン流により誘電体ベルト４３上には、静電潜像が形
成される。誘電体ベルト４３は図中矢印の方向に移動し
、現像器４７で現像される。現像された画像は、転写紙
４８と重ね合わされ、転写コロナ４９により、転写紙４
８上に転写され、熱ロール定着器５０により定着される
。転写後、誘電体ベルト４３は除電コロナ５１により帯
電電荷を除去され、クリーニング装置２２により、転写
残りのトナーか除去され、次の画像形成に供与される。

上記の条件で画像を印字したところ印字ライン方向に、
ピッチムラがなく、良質の画像を得ることができた。

［発明の効果コ 本発明は、最外側ライン電極のさらに外側に、上記最外
側ライン電極の内側に配置されているライン電極と接続
された擬似ライン電極を印字ライン方向に沿って配置し
たものである。したがって本発明によれば、記録ヘッド
中央部分のライン電極で印字した印字ラインと、記録ヘ
ッド端部のライン電極で印字した印字ラインとは同一の
印字ピッチとなる。その結果ピッチムラに起因する画像
ムラのない良好な記録画像を得ることのできるイオン流
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トの
記録電極面の平面図、第２図は同実施例のライン電極の
断面図、第３図は同実施例の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４図〜第９図は従来技術を示す図で、第４図はイオン
流記録ヘッドの構成図、第５図はイオン流記録ヘッドの
記録電極面の平面図、第６図は同ヘッドのライン電極面
の平面図、第７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８図（ａ）は記録動作時のイオン
通過孔にお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８図（ｂ）は非記録動作時のイオン通過
孔にお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９図は従来イオン流記録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・・・記録電極、２２・・・ライン電極、２２Ｍ。 ２２Ｎ・・・擬似ライン電極。 出願人代理人　　　弁理士　坪井　浮 型 図 第 図 ２Ｍ ｉ２ 第 第 第 図 図（ａ） 図（ｂ） 〔記録電極〕 第 図

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、 最も外側に配置されている最外側ライン電極のさらに外
   側に、上記最外側ライン電極の内側に配置されているラ
   イン電極と接続された擬似ライン電極を印字ライン方向
   に延在させたことを特徴とするイオン流記録ヘッド。