JPH0740585A - イオン・プロジェクション・プリンター用ラジオ周波数駆動回路 - Google Patents
イオン・プロジェクション・プリンター用ラジオ周波数駆動回路Info
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- JPH0740585A JPH0740585A JP3123075A JP12307591A JPH0740585A JP H0740585 A JPH0740585 A JP H0740585A JP 3123075 A JP3123075 A JP 3123075A JP 12307591 A JP12307591 A JP 12307591A JP H0740585 A JPH0740585 A JP H0740585A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/282—Transmitters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/0207—Driving circuits
- B06B1/0223—Driving circuits for generating signals continuous in time
- B06B1/0238—Driving circuits for generating signals continuous in time of a single frequency, e.g. a sine-wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
(57)【要約】
改良されたイオン・インジェクション・プリンター用ラ
ジオ周波数駆動回路の提供。 【構成】ＦＥＴのような能動素子と、該能動素子に接続
するＤＣ電圧源と、そのピーク振幅と負荷のリアタンス
の積が一つのラジオ周波数に対応した周期のピーク・ト
ゥー・ピーク電圧のピーク振幅に対応する電流を切り替
えるように該素子をオン・オフ駆動する手段と、負荷に
接続し、該負荷とともに該ラジオ周波数で共振する直列
共振回路を構成するリアクタンスとから構成し、該直列
共振回路を前記能動素子に接続する。
ジオ周波数駆動回路の提供。 【構成】ＦＥＴのような能動素子と、該能動素子に接続
するＤＣ電圧源と、そのピーク振幅と負荷のリアタンス
の積が一つのラジオ周波数に対応した周期のピーク・ト
ゥー・ピーク電圧のピーク振幅に対応する電流を切り替
えるように該素子をオン・オフ駆動する手段と、負荷に
接続し、該負荷とともに該ラジオ周波数で共振する直列
共振回路を構成するリアクタンスとから構成し、該直列
共振回路を前記能動素子に接続する。
Description
（産業上の利用分野）本発明は、ラジオ周波数（以下Ｒ
Ｆと略記する）駆動回路、特に５ＭＨｚを越える（例え
ば、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚおよびそれより高いＲＦ
周波数）のリアクチヴ負荷を越えて高電圧を発生するた
めのＲＦ駆動回路に関する。本発明は、イオン・プロジ
ェクション・プリンティング（イオン投射印刷）用のＲ
Ｆ駆動線（複数）すなわちカートリッジを急速にオン・
オフ切り替えすることのできる高周波高電圧のＲＦ信号
を発生するためのＲＦ駆動回路を提供することにおける
使用に適する。本発明はＲＦ駆動パルスが必要とされる
他の応用、例えば、超音波画像形成やレーダーに使用さ
れる変換器の駆動にも有用である。
Ｆと略記する）駆動回路、特に５ＭＨｚを越える（例え
ば、１０ＭＨｚ〜１００ＭＨｚおよびそれより高いＲＦ
周波数）のリアクチヴ負荷を越えて高電圧を発生するた
めのＲＦ駆動回路に関する。本発明は、イオン・プロジ
ェクション・プリンティング（イオン投射印刷）用のＲ
Ｆ駆動線（複数）すなわちカートリッジを急速にオン・
オフ切り替えすることのできる高周波高電圧のＲＦ信号
を発生するためのＲＦ駆動回路を提供することにおける
使用に適する。本発明はＲＦ駆動パルスが必要とされる
他の応用、例えば、超音波画像形成やレーダーに使用さ
れる変換器の駆動にも有用である。
【０００２】イオン・プロジェクション・プリンティン
グは、またイオン投射画像形成としても知られ、イオン
投射ヘッドすなわちプラズマを発生するための高電圧Ｒ
Ｆ信号によって選択的に駆動される複数のＲＦ線を有す
るカートリッジを使用する。イオンまたは電子は、これ
らのプラズマから、極端な高速度（毎分数百枚の画像を
形成する速度）で、電荷の点を誘電体表面に沈着させる
電極の制御のもとに投射される。そのような投射ヘッド
の設計とイオン・プロジェクション・プリンティングへ
の応用は、Journal of Imaging Technology, Vol.12, N
o.3, June,1986のp.144 以下に表れたJ. R. RumseyとD.
Bennewitzによる"Ion Printing Technology" と題する
記事の主題である。
グは、またイオン投射画像形成としても知られ、イオン
投射ヘッドすなわちプラズマを発生するための高電圧Ｒ
Ｆ信号によって選択的に駆動される複数のＲＦ線を有す
るカートリッジを使用する。イオンまたは電子は、これ
らのプラズマから、極端な高速度（毎分数百枚の画像を
形成する速度）で、電荷の点を誘電体表面に沈着させる
電極の制御のもとに投射される。そのような投射ヘッド
の設計とイオン・プロジェクション・プリンティングへ
の応用は、Journal of Imaging Technology, Vol.12, N
o.3, June,1986のp.144 以下に表れたJ. R. RumseyとD.
Bennewitzによる"Ion Printing Technology" と題する
記事の主題である。
【０００３】（従来技術とその問題点）イオン沈着印刷
装置を高速度で操作し、特に印刷されるべき点の灰色レ
ベル（グレイスケール）を得るためには、プリントヘッ
ドのＲＦ線を、高ラジオ周波数、例えば、１０ＭＨｚ以
上の周波数で駆動することが必要となって来た。そのよ
うな周波数では、使用される能動スイッチング素子を通
じて極度の高電流が要求されるために、ＲＦ線駆動のた
めにこれまで示唆されて来た技術では満足できなくなっ
てきた。そのような回路は、能動素子によって切り替え
られる電流に耐応して必要な電圧を発生させるためにス
テップアップ変圧器を使用する。ＲＦ線（ＲＦ電極とも
呼ばれる）のキャパシタンスはステップアップ変圧器の
二次側に接続され、この並列共振回路は所望ＲＦで共振
する。
装置を高速度で操作し、特に印刷されるべき点の灰色レ
ベル（グレイスケール）を得るためには、プリントヘッ
ドのＲＦ線を、高ラジオ周波数、例えば、１０ＭＨｚ以
上の周波数で駆動することが必要となって来た。そのよ
うな周波数では、使用される能動スイッチング素子を通
じて極度の高電流が要求されるために、ＲＦ線駆動のた
めにこれまで示唆されて来た技術では満足できなくなっ
てきた。そのような回路は、能動素子によって切り替え
られる電流に耐応して必要な電圧を発生させるためにス
テップアップ変圧器を使用する。ＲＦ線（ＲＦ電極とも
呼ばれる）のキャパシタンスはステップアップ変圧器の
二次側に接続され、この並列共振回路は所望ＲＦで共振
する。
【０００４】そのような並列共振駆動回路が使用される
１ＭＨｚのオーダーの比較的低いＲＦでは、能動素子が
働く変圧器によって反射されるインピーダンスは入手し
得る実用的な能動素子を使用できる程度に十分に高い。
より高い周波数では、インピーダンスは急激に低下す
る。インピーダンスは、ＲＦと変圧器の巻線比の二乗に
従って変化するからである。そこで能動素子によって切
り替えられなけれならない電流は非常に高くなるので
（例えば１００Ａｍｐｓのオーダー）、所望のサイズの
実用されている素子、特にＦＥＴのような素子では処理
することができない。それゆえ、プリンティング・ヘッ
ドのＲＦ線用の高周波、高電圧のＲＦエネルギーの発生
については問題が残っている。この問題は、ＲＦエネル
ギー信号がイオン・プリンティング・ヘッドの多数性
（例えば、２０）へマルチプレックス化されるようにＲ
Ｆエネルギーを迅速な包絡線立上り立ち下り時間でオン
・オフ切り替えする必要のゆえに、増大している。
１ＭＨｚのオーダーの比較的低いＲＦでは、能動素子が
働く変圧器によって反射されるインピーダンスは入手し
得る実用的な能動素子を使用できる程度に十分に高い。
より高い周波数では、インピーダンスは急激に低下す
る。インピーダンスは、ＲＦと変圧器の巻線比の二乗に
従って変化するからである。そこで能動素子によって切
り替えられなけれならない電流は非常に高くなるので
（例えば１００Ａｍｐｓのオーダー）、所望のサイズの
実用されている素子、特にＦＥＴのような素子では処理
することができない。それゆえ、プリンティング・ヘッ
ドのＲＦ線用の高周波、高電圧のＲＦエネルギーの発生
については問題が残っている。この問題は、ＲＦエネル
ギー信号がイオン・プリンティング・ヘッドの多数性
（例えば、２０）へマルチプレックス化されるようにＲ
Ｆエネルギーを迅速な包絡線立上り立ち下り時間でオン
・オフ切り替えする必要のゆえに、増大している。
【０００５】イオン投射プリンティング・ヘッド用ＲＦ
駆動回路についてのより以上の情報については１９８９
年６月２０日発行の米国特許４，８４１，３１３を参照
されたい。 それゆえ、本発明の主たる目的は、高速度
イオン・プロジェクション・プリンターのプリンティン
グ・ヘッドを操作するための、充分な振幅と充分な包絡
線立ち上り立ち下り速度を以って高周波ＲＦ信号を発生
するに特に適する改良されたＲＦ駆動回路を提供するこ
とである。本願発明の副次的目的は、市販の実用的能動
素子を、特にその回路からエネルギーをもらう負荷部の
至近位置に位置させられるように充分に小さい空間内に
納めることのできる素子を使用して高周波、高電圧のエ
ネルギーを提供する改良されたＲＦ駆動回路を提供する
ことである。本願発明のさらに他の目的は、上述の今日
知られている当該技術の欠点を実質的に克服した改良さ
れた共振ＲＦ駆動回路を提供することである。
駆動回路についてのより以上の情報については１９８９
年６月２０日発行の米国特許４，８４１，３１３を参照
されたい。 それゆえ、本発明の主たる目的は、高速度
イオン・プロジェクション・プリンターのプリンティン
グ・ヘッドを操作するための、充分な振幅と充分な包絡
線立ち上り立ち下り速度を以って高周波ＲＦ信号を発生
するに特に適する改良されたＲＦ駆動回路を提供するこ
とである。本願発明の副次的目的は、市販の実用的能動
素子を、特にその回路からエネルギーをもらう負荷部の
至近位置に位置させられるように充分に小さい空間内に
納めることのできる素子を使用して高周波、高電圧のエ
ネルギーを提供する改良されたＲＦ駆動回路を提供する
ことである。本願発明のさらに他の目的は、上述の今日
知られている当該技術の欠点を実質的に克服した改良さ
れた共振ＲＦ駆動回路を提供することである。
【０００６】
【発明の構成】簡単に言えば、本発明によるＲＦ駆動回
路はイオン・プロジェクション・ヘッド（有効キャパシ
タンスを有する線（複数））のＲＦ線に印加された時に
充分なピーク・トゥー・ピーク振幅を有するＲＦ−ＡＣ
電圧を提供してプラズマを発生させることができ、既知
の能動素子と駆動素子と電源を利用することができ、所
望の時に、そのラジオ周波数に関連した反復周期で電流
パルスを発生させることができる。インダクターが該素
子と駆動されるＲＦ線（単数）によって提供される有効
キャパシタンスと直列に接続され、そのインダクターの
インダクタンスと有効キャパシタンスが所望のＲＦで共
振する直列共振回路を形成する。その能動素子を操作す
る駆動回路と電源は、有効キャパシタンス（すなわちリ
アクチヴ負荷）に対して所望のピーク・トゥー・ピーク
ＲＦ電圧振幅を発生させるに充分の電流を提供する。換
言すれば、この能動素子は、ほぼ、ひとつの固定周波数
源（例えば、イオン・プリンティング・ヘッドのクロッ
ク）からの直列共振回路の共振周波数で駆動されるか、
あるいは、ＲＦ駆動回路を発信器として形成する出力
（駆動されつつあるＲＦ線によって提供される有効キャ
パシタンスに対抗する）からのフィードバックによって
駆動される。
路はイオン・プロジェクション・ヘッド（有効キャパシ
タンスを有する線（複数））のＲＦ線に印加された時に
充分なピーク・トゥー・ピーク振幅を有するＲＦ−ＡＣ
電圧を提供してプラズマを発生させることができ、既知
の能動素子と駆動素子と電源を利用することができ、所
望の時に、そのラジオ周波数に関連した反復周期で電流
パルスを発生させることができる。インダクターが該素
子と駆動されるＲＦ線（単数）によって提供される有効
キャパシタンスと直列に接続され、そのインダクターの
インダクタンスと有効キャパシタンスが所望のＲＦで共
振する直列共振回路を形成する。その能動素子を操作す
る駆動回路と電源は、有効キャパシタンス（すなわちリ
アクチヴ負荷）に対して所望のピーク・トゥー・ピーク
ＲＦ電圧振幅を発生させるに充分の電流を提供する。換
言すれば、この能動素子は、ほぼ、ひとつの固定周波数
源（例えば、イオン・プリンティング・ヘッドのクロッ
ク）からの直列共振回路の共振周波数で駆動されるか、
あるいは、ＲＦ駆動回路を発信器として形成する出力
（駆動されつつあるＲＦ線によって提供される有効キャ
パシタンスに対抗する）からのフィードバックによって
駆動される。
【０００７】好ましくは、一つの二次負荷回路が該能動
素子と電源の間に使用されて、該能動素子にもう一つの
負荷を与える。この二次負荷回路は、好ましくは、所望
ＲＦで共振する並列共振回路で。この二次負荷回路は、
その付加によって生ずる二次共振を有効に抑えるため
に、それに対して接続された抵抗を有してもよい。共振
において直列共振負荷によって生ずるインピーダンスは
低いので、ＡＣ電流の大部分は直列共振負荷回路を流れ
る。この低インピーダンスは前記能動素子の出力におけ
る電圧の揺れを最小にする。能動素子によって切り替え
られるＡＣ電流は、該素子を駆動する信号と該ＡＣ電流
の大きさを制御するためにそこに流されるＤＣ電流を発
生させる電圧の制御によって制御することができる。あ
るいは、直列共振回路の損失（直列共振回路と直列に接
続された抵抗によって代表される）は、能動素子と電源
電圧の損失と関連して、能動素子によって切り替えら
れ、そして、該ＲＦ線を流れるようにされるＡＣ電流の
大きさを決定する。ＲＦ電極（単数）（イオン・プロジ
ェクション・ヘッドの各ＲＦ線）に印加される電圧は、
それゆえ、必要なイオン化電場を形成するために充分な
大きさ（例えば、ピーク・トゥ・ピークで１６００Ｖ）
のものである。本願発明の上記とその他の目的、特徴、
利点ならびに現在知られている好適実施態様は、図面を
参照した下記の具体的開示によってさらに明らかとなる
であろう。
素子と電源の間に使用されて、該能動素子にもう一つの
負荷を与える。この二次負荷回路は、好ましくは、所望
ＲＦで共振する並列共振回路で。この二次負荷回路は、
その付加によって生ずる二次共振を有効に抑えるため
に、それに対して接続された抵抗を有してもよい。共振
において直列共振負荷によって生ずるインピーダンスは
低いので、ＡＣ電流の大部分は直列共振負荷回路を流れ
る。この低インピーダンスは前記能動素子の出力におけ
る電圧の揺れを最小にする。能動素子によって切り替え
られるＡＣ電流は、該素子を駆動する信号と該ＡＣ電流
の大きさを制御するためにそこに流されるＤＣ電流を発
生させる電圧の制御によって制御することができる。あ
るいは、直列共振回路の損失（直列共振回路と直列に接
続された抵抗によって代表される）は、能動素子と電源
電圧の損失と関連して、能動素子によって切り替えら
れ、そして、該ＲＦ線を流れるようにされるＡＣ電流の
大きさを決定する。ＲＦ電極（単数）（イオン・プロジ
ェクション・ヘッドの各ＲＦ線）に印加される電圧は、
それゆえ、必要なイオン化電場を形成するために充分な
大きさ（例えば、ピーク・トゥ・ピークで１６００Ｖ）
のものである。本願発明の上記とその他の目的、特徴、
利点ならびに現在知られている好適実施態様は、図面を
参照した下記の具体的開示によってさらに明らかとなる
であろう。
【０００８】第１図には、イオン・プロジェクション・
ヘッドのＲＦ線１０を駆動するように設計された本願発
明の現在の好適実施態様が回路図として示されている。
この線は互いに近接して配置された例えば２０本の線の
一つである。それらの線はヘッドの制御電極（フィンガ
ー）を制御するするために加えられる信号にしたがって
ヘッドによって点の線が発生させられる方向に向いてい
る。各線１０は、線とヘッドの基底面の間でＣ６として
示される有効キャパシタンスを提供する。典型的ヘッド
では、このキャパシタンスは１２０ＰＦ（ピコファラ
ド）である。ヘッドは、Ｐ１、Ｐ２として示される接続
子（コネクター）によって駆動回路に接続される。第１
図のＲＦ駆動回路は、第３図の波形Ａに示されるように
１．６ＫＶのピーク・トゥー・ピーク電圧を有する高電
圧の１０ＭＨｚのＲＦエネルギーを発生するように設計
されている。
ヘッドのＲＦ線１０を駆動するように設計された本願発
明の現在の好適実施態様が回路図として示されている。
この線は互いに近接して配置された例えば２０本の線の
一つである。それらの線はヘッドの制御電極（フィンガ
ー）を制御するするために加えられる信号にしたがって
ヘッドによって点の線が発生させられる方向に向いてい
る。各線１０は、線とヘッドの基底面の間でＣ６として
示される有効キャパシタンスを提供する。典型的ヘッド
では、このキャパシタンスは１２０ＰＦ（ピコファラ
ド）である。ヘッドは、Ｐ１、Ｐ２として示される接続
子（コネクター）によって駆動回路に接続される。第１
図のＲＦ駆動回路は、第３図の波形Ａに示されるように
１．６ＫＶのピーク・トゥー・ピーク電圧を有する高電
圧の１０ＭＨｚのＲＦエネルギーを発生するように設計
されている。
【０００９】イオン・プロジェクション・プリンターの
制御器に入力信号ＲＦＤＲＶが発生させられる。この実
施態様では、これは１０ＭＨｚの反復周期を有するパル
スの連続である。所望の印刷速度と灰色レベル（グレイ
スケール）によっては他の駆動周波数（例えば、５〜１
００ＭＨＺ）を採択することもできる。制御器は、例え
ば、トランジスター／トランジスター論理回路（ＴＴ
Ｌ）を使用することができる。それによって連続パルス
ＲＦＤＲは０と＋５の間で変化することができる。この
連続パルスはＲ４とＣ４を介してトランジスター・アン
プのベースに接続される。このアンプはクラスＣアンプ
として操作され、約１０の利得（ゲイン）を与える。そ
れゆえＱ１は連続パルスＲＦＤＲＶを緩衝し、その振幅
を約１５Ｖに増大する。逆のバイアスがＲＦＤＲＶ信号
が働くまでＱ１をオフ（非導電状態）に保つ。
制御器に入力信号ＲＦＤＲＶが発生させられる。この実
施態様では、これは１０ＭＨｚの反復周期を有するパル
スの連続である。所望の印刷速度と灰色レベル（グレイ
スケール）によっては他の駆動周波数（例えば、５〜１
００ＭＨＺ）を採択することもできる。制御器は、例え
ば、トランジスター／トランジスター論理回路（ＴＴ
Ｌ）を使用することができる。それによって連続パルス
ＲＦＤＲは０と＋５の間で変化することができる。この
連続パルスはＲ４とＣ４を介してトランジスター・アン
プのベースに接続される。このアンプはクラスＣアンプ
として操作され、約１０の利得（ゲイン）を与える。そ
れゆえＱ１は連続パルスＲＦＤＲＶを緩衝し、その振幅
を約１５Ｖに増大する。逆のバイアスがＲＦＤＲＶ信号
が働くまでＱ１をオフ（非導電状態）に保つ。
【００１０】Ｑ２とＱ３はクラスＢエミッター・フォロ
ワー緩衝アンプを構成する。これらはＱ１段階からの増
幅された（１５Ｖ）ＲＦＤＲＶパルスによって駆動され
る。これらはＭ１のゲートによって示される高いキャパ
シタンスと比較的低いインピーダンス（例えば、１０Ｍ
Ｈｚで１００オーム）負荷を駆動する低い出力インピー
ダンスを提供する。このことはパルスの前ぶちと後ぶち
の立上り立ち下り時間を最小にすることを確保する。Ｄ
４とＤ３は電圧スパイクの抑圧機能を有する。ＦＥＴ
Ｍ１のためのＤＣ電流は電源（＋８０Ｖ）から供給され
る。この電源は、電源（＋８０Ｖと基準電位との間）に
対して接続されたノイズ・フィルター・コンデンサーＣ
１とＣ７を有する。小さい方のコンデンサーＣ１は高周
波ノイズを濾過し、一方大きな電解コンデンサーＣ３は
低周波ノイズを濾過する。このことは低電源ＡＣインピ
ーダンスを確保する。同様に、並列に接続されたコンデ
ンサーＣ３とＣ５は、低電源インピーダンスを確保する
ために１５Ｖ（＋１５Ｖと基準電圧の間）電源に対して
接続される。
ワー緩衝アンプを構成する。これらはＱ１段階からの増
幅された（１５Ｖ）ＲＦＤＲＶパルスによって駆動され
る。これらはＭ１のゲートによって示される高いキャパ
シタンスと比較的低いインピーダンス（例えば、１０Ｍ
Ｈｚで１００オーム）負荷を駆動する低い出力インピー
ダンスを提供する。このことはパルスの前ぶちと後ぶち
の立上り立ち下り時間を最小にすることを確保する。Ｄ
４とＤ３は電圧スパイクの抑圧機能を有する。ＦＥＴ
Ｍ１のためのＤＣ電流は電源（＋８０Ｖ）から供給され
る。この電源は、電源（＋８０Ｖと基準電位との間）に
対して接続されたノイズ・フィルター・コンデンサーＣ
１とＣ７を有する。小さい方のコンデンサーＣ１は高周
波ノイズを濾過し、一方大きな電解コンデンサーＣ３は
低周波ノイズを濾過する。このことは低電源ＡＣインピ
ーダンスを確保する。同様に、並列に接続されたコンデ
ンサーＣ３とＣ５は、低電源インピーダンスを確保する
ために１５Ｖ（＋１５Ｖと基準電圧の間）電源に対して
接続される。
【００１１】一つのインダクターＬ１がＲＦ電極（線）
コンデンサーＣ６と直列に接続され、それによって、Ｒ
Ｆ線１０を駆動するＲＦ信号の周波数である１０ＭＨｚ
で共振する直列共振回路を構成する。この直列共振回路
はその共振周波数またはその近傍で非常に低いインピー
ダンスを有し、共振から離れた周波数に立上りインピー
ダンスを有し、連続操作条件に対してＦＥＴ Ｍ１の主
要負荷である。共振回路（複数）の特性値はＱである。
これは共振回路における抵抗損失の減衰係数を意味す
る。本願発明のこの実施態様において、この負荷によっ
て起こされる抵抗損失係数、すなわち、直列共振回路と
直列に装入された等価直列抵抗とＦＥＴＭ１のオン時の
抵抗の和の値である。８０Ｖの電源で、これはＦＥＴ
Ｍ１を直列共振回路を通じて約１３アンペアの電流を切
り替えることを可能にする。操作の直列共振モードのゆ
えに、ＦＥＴ Ｍ１のドレイン（ピーク・トゥー・ピー
クで約８０Ｖ）より高いピーク・トゥー・ピークで約１
７００Ｖの高電圧がＲＦ線Ｃ６に現れるようにされる。
ＲＦ線Ｃ６へかけられる電圧は図３の曲線Ａによって示
されている。ＦＥＴ（Ｍ１のドレインで）にかけられる
電圧は曲線Ｂとして示されている。
コンデンサーＣ６と直列に接続され、それによって、Ｒ
Ｆ線１０を駆動するＲＦ信号の周波数である１０ＭＨｚ
で共振する直列共振回路を構成する。この直列共振回路
はその共振周波数またはその近傍で非常に低いインピー
ダンスを有し、共振から離れた周波数に立上りインピー
ダンスを有し、連続操作条件に対してＦＥＴ Ｍ１の主
要負荷である。共振回路（複数）の特性値はＱである。
これは共振回路における抵抗損失の減衰係数を意味す
る。本願発明のこの実施態様において、この負荷によっ
て起こされる抵抗損失係数、すなわち、直列共振回路と
直列に装入された等価直列抵抗とＦＥＴＭ１のオン時の
抵抗の和の値である。８０Ｖの電源で、これはＦＥＴ
Ｍ１を直列共振回路を通じて約１３アンペアの電流を切
り替えることを可能にする。操作の直列共振モードのゆ
えに、ＦＥＴ Ｍ１のドレイン（ピーク・トゥー・ピー
クで約８０Ｖ）より高いピーク・トゥー・ピークで約１
７００Ｖの高電圧がＲＦ線Ｃ６に現れるようにされる。
ＲＦ線Ｃ６へかけられる電圧は図３の曲線Ａによって示
されている。ＦＥＴ（Ｍ１のドレインで）にかけられる
電圧は曲線Ｂとして示されている。
【００１２】Ｌ２とＣ２を構成する二次負荷はＤＣ電源
（＋８０Ｖ）とドレインの間に接続される。ＦＥＴ Ｍ
１のためにＤＣ電流の電源を提供することに加えて、こ
の回路はＬ１とＣ６に接続してＬ１とＣ６の直列共振周
波数のどちらかの側に二次並列共振を引き起こす。これ
らの二次並列共振は、シャント抵抗Ｒ１によって減衰さ
せられ、Ｌ１とＣ６のみからなる直列共振回路のそれを
越えて回路の該回路の有効共振ピークを広げる。二次共
振ピークの位置はＬ１、Ｃ６、Ｌ２、Ｃ２の値によって
決まる。Ｒ１は、二つの並列共振ピークの間で応答を平
坦にするように選ばれ、それによって、Ｃ６で測定され
るそれらの間で均一な周波数の応答をつくりだす。これ
はＲＦ電圧の包絡線の立上り立ち下り時間を最小にする
目的でなされる。（立上り立ち下り時間は図３の曲線Ａ
の始めと終りに表されている。立ち下り時間に比べてよ
り長い立上り時間はエネルギーが負荷に汲みこまれる速
度を限定する電源電圧の限定の故である。速やかな立ち
下り時間は、直列共振回路に蓄えられているエネルギー
が、それがＤ２（「トランソーブ」ツェナー・ダイオー
ド）によって消滅させられる以前に、ＦＥＴ Ｍ１のド
レインに高電圧を引き起こすからである。Ｄ１とＤ２は
任意で、駆動信号ＲＦＤＲＶが除かれるときに（ＦＥＴ
Ｍ１がスイッチ・オフされるときに）Ｍ１のドレイン
のピーク電圧を制御する。
（＋８０Ｖ）とドレインの間に接続される。ＦＥＴ Ｍ
１のためにＤＣ電流の電源を提供することに加えて、こ
の回路はＬ１とＣ６に接続してＬ１とＣ６の直列共振周
波数のどちらかの側に二次並列共振を引き起こす。これ
らの二次並列共振は、シャント抵抗Ｒ１によって減衰さ
せられ、Ｌ１とＣ６のみからなる直列共振回路のそれを
越えて回路の該回路の有効共振ピークを広げる。二次共
振ピークの位置はＬ１、Ｃ６、Ｌ２、Ｃ２の値によって
決まる。Ｒ１は、二つの並列共振ピークの間で応答を平
坦にするように選ばれ、それによって、Ｃ６で測定され
るそれらの間で均一な周波数の応答をつくりだす。これ
はＲＦ電圧の包絡線の立上り立ち下り時間を最小にする
目的でなされる。（立上り立ち下り時間は図３の曲線Ａ
の始めと終りに表されている。立ち下り時間に比べてよ
り長い立上り時間はエネルギーが負荷に汲みこまれる速
度を限定する電源電圧の限定の故である。速やかな立ち
下り時間は、直列共振回路に蓄えられているエネルギー
が、それがＤ２（「トランソーブ」ツェナー・ダイオー
ド）によって消滅させられる以前に、ＦＥＴ Ｍ１のド
レインに高電圧を引き起こすからである。Ｄ１とＤ２は
任意で、駆動信号ＲＦＤＲＶが除かれるときに（ＦＥＴ
Ｍ１がスイッチ・オフされるときに）Ｍ１のドレイン
のピーク電圧を制御する。
【００１３】操作において、ＦＥＴ Ｍ１のゲートに印
加される駆動電圧は、それが充分な振幅を有する導電状
態にスイッチ・オンされる時に、電源（＋８０Ｖ）から
電流を汲みだして、Ｃ６を介してＲＦ線１０へＲＦ信号
を発生させる（すなわち、該負荷のインピーダンスと該
電流の積が必要なピーク・トゥー・ピーク電圧を生ずる
に充分であるように）。駆動装置を、発振器ではなく、
アンプの形で操作することも好ましい。図４に示される
ように、コンデンサーＣ６を含むフィードバック回路が
ＲＦ線出力端（Ｌ１とＣ５の間）とバイアス・スイッチ
の二次段階（Ｑ２、Ｑ３段階）の出力の間に接続されて
いる。電圧分割手段（Ｒ５、Ｒ４、Ｃ７）がフィードバ
ック電圧の振幅を選択するために使用されている。発信
器は、バイアススイッチの第１段階（Ｑ１）に印加され
るＲＦ起動信号によって起動される。
加される駆動電圧は、それが充分な振幅を有する導電状
態にスイッチ・オンされる時に、電源（＋８０Ｖ）から
電流を汲みだして、Ｃ６を介してＲＦ線１０へＲＦ信号
を発生させる（すなわち、該負荷のインピーダンスと該
電流の積が必要なピーク・トゥー・ピーク電圧を生ずる
に充分であるように）。駆動装置を、発振器ではなく、
アンプの形で操作することも好ましい。図４に示される
ように、コンデンサーＣ６を含むフィードバック回路が
ＲＦ線出力端（Ｌ１とＣ５の間）とバイアス・スイッチ
の二次段階（Ｑ２、Ｑ３段階）の出力の間に接続されて
いる。電圧分割手段（Ｒ５、Ｒ４、Ｃ７）がフィードバ
ック電圧の振幅を選択するために使用されている。発信
器は、バイアススイッチの第１段階（Ｑ１）に印加され
るＲＦ起動信号によって起動される。
【００１４】以上の記載より、イオン・プロジェクショ
ン・ヘッドのＲＦ線（電極）の駆動に特に適した改良さ
れた駆動回路が提供されることはあきらかであろう。本
願発明の範囲内で、ここに記載された回路の改良改変が
なされ得ることは当業者にとっては自明である。例え
ば、直列および並列共振回路の相対インピーダンスを調
整するために、操作に使用される周波数に従って、さら
にコンデンサーを加えることもできる。実際、図２にお
いて、曲線Ｂの二つのピークの位置を変えることができ
る。負荷は遊動負荷とコンデンサーを備えた直列共振で
もよい。図示された回路はまた、それが高いＲＦで１Ｋ
Ｖ以上のピーク・トゥー・ピークＡＣ波形と負荷の高周
波電圧の速やかな立上り立ち下り時間を与えることにお
いて実用的である。基準電位は図示のようなイオン・プ
ロジェクション・ヘッドの基底面のかわりに、そのスク
リーン上のバイアス（例えば、−６５０Ｖ）であっても
よい。図１〜４に記入されている数値は例示であって限
定的なものでないことは理解されよう。
ン・ヘッドのＲＦ線（電極）の駆動に特に適した改良さ
れた駆動回路が提供されることはあきらかであろう。本
願発明の範囲内で、ここに記載された回路の改良改変が
なされ得ることは当業者にとっては自明である。例え
ば、直列および並列共振回路の相対インピーダンスを調
整するために、操作に使用される周波数に従って、さら
にコンデンサーを加えることもできる。実際、図２にお
いて、曲線Ｂの二つのピークの位置を変えることができ
る。負荷は遊動負荷とコンデンサーを備えた直列共振で
もよい。図示された回路はまた、それが高いＲＦで１Ｋ
Ｖ以上のピーク・トゥー・ピークＡＣ波形と負荷の高周
波電圧の速やかな立上り立ち下り時間を与えることにお
いて実用的である。基準電位は図示のようなイオン・プ
ロジェクション・ヘッドの基底面のかわりに、そのスク
リーン上のバイアス（例えば、−６５０Ｖ）であっても
よい。図１〜４に記入されている数値は例示であって限
定的なものでないことは理解されよう。
【００１５】
【図１】本願発明の一実施態様のＲＦ駆動回路の図式的
回路図である。
回路図である。
【図２】図１に示すＲＦ駆動回路の能動素子（ＦＥＴの
ドレイン電極）の周波数応答（曲線Ｂ）と負荷（ＲＦ線
（電極）の周波数応答を示すプロット図である。
ドレイン電極）の周波数応答（曲線Ｂ）と負荷（ＲＦ線
（電極）の周波数応答を示すプロット図である。
【図３】図１に示すＦＥＴのドレイン電極に現れる典型
的ＲＦ ＡＣ バースト・パルス（曲線Ｂ）とイオン・
プロジェクション・ヘッドのＲＦ電極におけるそれ（曲
線Ａ）のプロット図である。
的ＲＦ ＡＣ バースト・パルス（曲線Ｂ）とイオン・
プロジェクション・ヘッドのＲＦ電極におけるそれ（曲
線Ａ）のプロット図である。
【図４】ゲート付発振器の形での駆動回路の図１と同様
の回路図である。
の回路図である。
Claims (10)
- 【請求項１】一つのラジオ周波数のあらかじめ定めたピ
ーク・トゥー・ピーク電圧においてリアクチヴ・インピ
ーダンスを示す負荷を駆動するためのＲＦ駆動回路であ
って、一つの能動素子と、該素子に接続したＤＣ電圧源
と、そのピーク振幅と該負荷のリアクタンスの積が該ラ
ジオ周波数に対応する周波数で該ピーク・トゥー・ピー
ク電圧のピーク振幅に対応するピーク振幅の該電流をオ
ン・オフする該素子を駆動する手段と、該負荷に接続さ
れた該ラジオ周波数で該負荷とともに一つの直列共振回
路を構成するリアクタンスとからなり、該直列共振回路
が該素子に接続されている回路。 - 【請求項２】請求項１に記載の回路であって、さらに、
該ＤＣ電圧源と該素子に直列に接続された該ラジオ周波
数において共振する並列共振回路を含む回路。 - 【請求項３】請求項１に記載の回路であって、さらに、
該周波数における駆動パルス源と、該駆動パルスを該駆
動パルス源に接続し、その振幅を、該ＤＣ電圧源から該
素子に印加される電圧のために該ピーク振幅の電流を発
生させるに充分に該振幅を増加する手段を含む回路。 - 【請求項４】請求項１に記載の回路であって、該駆動手
段が、該周波数で作動する発振器を構成するように該負
荷と該能動素子の間に接続されたフィードバック回路を
備えている回路。 - 【請求項５】イオン・プロジェクション・プリンター・
ヘッドの一つの有効キャパシタンスを示すラジオ周波数
線に印加される時にプラスマを発生させるに充分なピー
ク・トゥー・ピーク振幅のラジオ周波数ＡＣ電圧を発生
させる回路であって、該ラジオ周波数に対応する反復周
期で電流パルスを発生させる能動スイッチング素子を含
む手段と、該素子と該有効キャパシタンスに直列に接続
されたインダクターからなり、該インダクターと該有効
キャパシタンスが該ラジオ周波数での直列共振回路を形
成し、該電流パルス発生手段が該有効キャパシタンスに
前記の充分なピーク・トゥー・ピーク振幅を発生させる
に充分な振幅で該電流パルスを発生させる手段を含む回
路。 - 【請求項６】請求項５に記載の回路であって、該直列共
振回路が該有効キャパシタンスに対する第１の周波数応
答性を有し、さらに、該有効キャパシタンスに対する該
第１周波数応答性より広い第２周波数応答特性を形成す
る手段を含む回路。 - 【請求項７】請求項６に記載の回路であって、該素子に
該電流パルスを提供する該手段が、ＤＣ電圧源と、該電
圧源と該能動素子に直列に接続された該ラジオ周波数で
共振する並列共振回路からなる回路。 - 【請求項８】請求項５に記載の回路であって、該能動素
子が制御電極を有し、該充分な振幅を有する該電流パル
スを発生する手段が該パルス源と該制御電極を駆動する
ための該パルス源からのパルスに応答するパルスアンプ
手段を有する回路。 - 【請求項９】請求項８に記載の回路であって、該パルス
アンプ手段が該パルス源に接続されたクラスＣアンプ段
階と、直列に接続されたコレクター−エミッター・パス
を有し、該クラスＣアンプ段階を有する反対の導電性タ
イプの二極トランジスターを有して該クラスＣ段階に相
補動作性エミッター−フォロワー段階を有する第２回路
と、接続されたそのコレクター−エミッター・パスにお
ける前記トランジスターの間の接合からなり、該接合が
該制御電極に接続されている回路。 - 【請求項１０】請求項５に記載の回路であって、該電流
パルス発生手段が、前記有効キャパシタンスの前記電圧
を前記能動素子にフィードバックして前記ラジオ周波数
において作動する発振器を構成する手段からなる回路。 【０００１】
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/516647 | 1990-04-30 | ||
| US07/516,647 US5025273A (en) | 1990-04-30 | 1990-04-30 | RF drive circuit for an ion projection printing head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0740585A true JPH0740585A (ja) | 1995-02-10 |
Family
ID=24056522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3123075A Pending JPH0740585A (ja) | 1990-04-30 | 1991-04-26 | イオン・プロジェクション・プリンター用ラジオ周波数駆動回路 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5025273A (ja) |
| JP (1) | JPH0740585A (ja) |
| AU (1) | AU637681B2 (ja) |
| CA (1) | CA2040964A1 (ja) |
| DE (1) | DE4114157A1 (ja) |
| FR (1) | FR2661570B1 (ja) |
| GB (1) | GB2243735B (ja) |
| NL (1) | NL9100708A (ja) |
| SE (1) | SE9101281L (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270742A (en) * | 1990-06-07 | 1993-12-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Image forming apparatus for forming electrostatic latent image using ions as medium, with high-speed driving means |
| US5926093A (en) * | 1997-08-15 | 1999-07-20 | Checkpoint Systems, Inc. | Drive circuit for reactive loads |
| US6163328A (en) * | 1998-11-06 | 2000-12-19 | Xerox Corporation | High frequency RF driver |
| US6160565A (en) * | 1998-12-11 | 2000-12-12 | Moore U.S.A., Inc. | Print cartridge RF return current control |
| US6278470B1 (en) | 1998-12-21 | 2001-08-21 | Moore U.S.A. Inc. | Energy efficient RF generator for driving an electron beam print cartridge to print a moving substrate |
| US11004660B2 (en) | 2018-11-30 | 2021-05-11 | Eagle Harbor Technologies, Inc. | Variable output impedance RF generator |
| US12456604B2 (en) | 2019-12-24 | 2025-10-28 | Eagle Harbor Technologies, Inc. | Nanosecond pulser RF isolation for plasma systems |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3461372A (en) * | 1965-01-22 | 1969-08-12 | Int Standard Electric Corp | D.c. to a.c. power converter |
| FR2315192A1 (fr) * | 1975-06-17 | 1977-01-14 | Tocco Stel | Convertisseur statique ou onduleur pour appareil de chauffage par induction et appareil de chauffage par induction comportant un tel convertisseur |
| US4153877A (en) * | 1978-02-13 | 1979-05-08 | Masco Corporation Of Indiana | Mobile CB transceiver |
| US4472807A (en) * | 1981-08-03 | 1984-09-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | RF Laser array driver apparatus |
| US4482902A (en) * | 1982-08-30 | 1984-11-13 | Harris Corporation | Resonant galvanometer scanner system employing precision linear pixel generation |
| JPS59198885A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | Nec Corp | 圧電アクチェータ励振回路 |
| GB2198604B (en) * | 1986-11-15 | 1991-02-13 | Brother Ind Ltd | Piezoelectric element drive circuit |
| US4841313A (en) * | 1987-06-16 | 1989-06-20 | Delphax Systems | RF driver and control |
-
1990
- 1990-04-30 US US07/516,647 patent/US5025273A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-04 AU AU74098/91A patent/AU637681B2/en not_active Ceased
- 1991-04-22 GB GB9108583A patent/GB2243735B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-22 CA CA002040964A patent/CA2040964A1/en not_active Abandoned
- 1991-04-24 NL NL9100708A patent/NL9100708A/nl not_active Application Discontinuation
- 1991-04-26 SE SE9101281A patent/SE9101281L/ not_active Application Discontinuation
- 1991-04-26 JP JP3123075A patent/JPH0740585A/ja active Pending
- 1991-04-29 FR FR9105269A patent/FR2661570B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-30 DE DE4114157A patent/DE4114157A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2661570B1 (fr) | 1997-06-27 |
| CA2040964A1 (en) | 1991-10-31 |
| DE4114157A1 (de) | 1991-10-31 |
| GB2243735B (en) | 1994-09-21 |
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| NL9100708A (nl) | 1991-11-18 |
| AU637681B2 (en) | 1993-06-03 |
| GB2243735A (en) | 1991-11-06 |
| AU7409891A (en) | 1991-11-07 |
| FR2661570A1 (fr) | 1991-10-31 |
| SE9101281L (sv) | 1991-10-31 |
| GB9108583D0 (en) | 1991-06-05 |
| US5025273A (en) | 1991-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991116 |