JPS5939794B2 - 電位記録プリント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に導電性基板および誘電体層を有するプリ
ント媒体上に像を複製すること、更に詳細にはデータ処
理に用いる電位記録プリント装置に関する。

従来プリント媒体に電荷を静電転写して像を複製する種
々のプロセスおよび技術が開発されている。

ここに開示した装置を含む電位記録プリント装置におい
ては、２つの電極間に生じた電界中にプリント媒体を配
置することによつて誘電体媒体上に潜像が形成される。
対向した２つの電極間には高い電圧が印加され、このた
めに媒体を横切つて必要な電界が作られる。媒体上に形
成される電荷の潜像は媒体の誘電体面に面する電極面の
形を成している。電位記録プリント装置には種々の形式
があり、１つの形式として文字の形をした電極を用い更
にプリントドラムが高速で回転し、所望の文字が誘電体
面に面したときに選択した電極が附勢され、これによつ
て文字電極が位置している部分の媒体上に潜像を形成す
るものがある。

従来の第２の方法として断面が円形のピン形式の装置が
あり、これは記録媒体が電極を通過するとき所望の電極
を選択することによつて英数文字のような種々のマトリ
ツクスパターンが複製されるものである。

第３形式の装置としては例えば１９７１年１１月３０日
に公示の米国特許第３６２４６６１号の「複数の互い違
いに配列した電極列を有する電位記録プリント装置」（
ＥｌｅｃｔｒＯｇｒａｐｈｉｃＰｒｉｎｔｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍＷｉｔｈＰｌｕｒａｌＳｔａｇｇｅｒｅｄＥｌｅ
ｃｔｒＯｄｅＲＯｗｓ）がある。

この装置は断面が正方形の電極から成る複数の電極列を
含む電極構造体を具備しており、この構造において引続
く電極列は互いに他から離間しており、各電極列は前後
の列の電極と相互に互い違いに位置している電極を有す
る。１駆動回路もまた前述の特許明細書に開示されてお
り、この回路においては誘電体媒体上に潜像を作るため
に選択的に電極に対して高電圧を印加するように複数の
出力線がマトリツクスから電極に接続している。

前述した特許の装置（２列のスタイラス列を用いて良質
のマトリツクス文字をプリントする装置）は、従来の技
術による電位記録プリント装置に勝る明らかな改善がな
されており印字品質上非常な好結果が得られている。し
かしながら、上述した特許のプリントヘツドでは隣接し
たスタイラスの間隔は同じであり電極列も等間隔であり
等しい断面積の、ずれた複数のスタイラスから成つてい
る。

電位記録媒体がプリントヘツド上方を移動しているとき
所望の文字の形を形成するに必要な所望のスタイラスを
電気的に附勢することによつてプリント動作が行われる
。従来の電位記録プロセスが誘電体媒体上に潜像（帯電
した像）を形成するのに使用され、この後で調色場で現
像することが行われてきた。したがつて、完全な切れ目
のない文字を形成するには最初に第１列が電気的に附勢
されねばならず、第２列は第１列でプリントしたドツト
が第２のスタイラス列間に移動したときのみ附勢されね
ばならない。比較的に広い間隔で実質的に正方形な複数
のスタイラスを用いることに満足してきたが、プリント
技術の動作モードを変えかつ複数のスタイラスの断面積
を減少することにより高速なプリントが可能となり良質
の文字プリントを得るのに低電圧が使用され得ることが
発見された。したがつて、本発明の目的は、製作が容易
であり、キャパシタンスの小さい複数のスタイラスを有
しこれによつてスタイラス回路ドライバの回路負荷を軽
減する形式のプリントヘツドを提供することである。本
発明の他の目的は、スタイラス間にわづかなエネルギー
しか蓄えられない装置を提供することによつて放電によ
るスタイラスの破壊の可能性を軽減することである。

更に本発明の目的は、スタイラスの断面積を減少するこ
とによつて良質のプリントを維持しながらプリントを行
う静電界を作るために各スタイラスに必要な電圧を低下
しプリント速度を増大することである。

要約すると、本発明においてプリントヘッドが提供され
ており、この構成において複数のスターランが複数の列
に分かれており、スタイラスは相互に離間しており隣接
する列のスタイラスに関して互い違いになつている。

プリント媒体はスタイラス列の上方を移動し、スタイラ
スはプリント媒体移動方向の大きさがプリント媒体移動
方向に直角な方向の大きさよりも小さいことを特徴とす
る。切れ目のないプリントは上記したプリントヘツド手
段によつて、マトリツクス文字を形成するに必要なスタ
イラスを選択的に附勢し、プリント動作の間スタイラス
列をパルス的に附勢するのでなくて附勢されている電極
でプリント媒体をなぞりながらプリント媒体上に静電荷
を与えるように媒体の移動中スタイラスを電気的に附勢
し続けることにより達成される。プリント媒体が該当す
るスタイラスを横切つて移動しているときその部分にプ
リントを行う必要がなくなるまでプリントスタイラスの
附勢を持続する回路手段も本発明は提供する。

以下図面を参照して本発明を詳記する。

図面の特に第１ａ図および第１ｂ図を第２ａ図と共に参
照すると、スタイラスの列１２および１４を有しスタイ
ラス端部が事実上はプリント面１６と同じ高さであるプ
リントヘツド１０を含む電位記録プリント装置の部分が
示されている。

第１ａ図に最も良く示しているように、プリント媒体の
面から見たときにプリントヘツド１０の面１６において
Ｍは列１２および１４においてスタイラスを形成する電
極の端部を成し、電極端部は１２列ではＡ乃至Ｈおよび
１４列ではＭ乃至Ｔで示されている。Ａ乃至ＨおよびＭ
乃至Ｔのそれぞれの電極はプリント媒体の移動方向には
Ｙの大きさであり、プリント媒体の移動方向と直角の方
向ではＸの大きさであり、更に列１２および１４はそれ
ぞれから互いにＺの大きさで離間している。プリントヘ
ツド１０は前述した米国特許第３６２４６６１号に述べ
られているような公知な方法によつて作られ、この特許
においては化学的なエツチングが用いられている。

実際には、電極端部はＸが５ミル程度の大きさでありＹ
は１ミル程度の大きさである長方形を成しており、更に
紙の移動する速度とスタイラスが附勢される時間の積に
よつてＺが決められる。

第２ａ図および第２ｂ図を参照すると、電位記録プリン
タ装置はプリント媒体Ｍをプリントヘツド１０を横切つ
て移動させる１組のローラー１８および２０を更に含ん
でいることは明らかである。ローラー２２および２４を
含む第２のローラー組はプリントヘツド面１２の近くに
配置され離間した関係にあり、一つの機能として装置が
動作している間プリント媒体Ｍをプリントヘツド１０の
面１２に接触させつづける。ローラー２２および２４は
更にプリンタ回路において電極としての働きを成すが、
これについては詳細に後述する。第２ｂ図において電極
駆動回路はコンピユータ（図示してない）から［走査カ
ウント（計数）および文字コード情報」を受信し、これ
がメモリーアドレスレジスタ２６に伝送されここから信
号は形状発生器すなわち文字発生器２８に伝送される。
ここまでは、本発明に利用する回路は前述した米国特許
第３６２４６６１号の回路に類似しているので、これら
の回路素子を更に詳述することは本発明の説明には必要
ないと思われる。各走査線から発生したプリントの有無
を示す文字発生器２８からの信号は、人力レジスタ３０
に伝送されバツフアレジスタ３２に記憶される。

前述した米国特許第３６２４６６１号のように本発明の
文字プリント装置は、水平方向すなわちプリント媒体の
運動に対して直角方向に１３２個の文字がプリントされ
る。本装置では、夫々の文字をプリントするために１６
×２５セルマトリツクスの類似した構成も用いられ、し
たがつて前に開示した装置のように１本の走査線は１３
２×１６個の電極、すなわち１走査線当り２１１２個の
電極を有する。したがつて、バツフア３２から２１１２
本の線がドライバアセンブリ３４に接続されており、こ
れについては記述が進むにつれて説明する。第２ａ図に
示すローラー２０を参照すると、ローラーと共にそれ自
身も回転するようなコードデイスク３６がローラーに装
着されており、更にピツクアツプ３８を付勢するように
動作する複数の等間隔に離間したコード発生のインデイ
シアをコードデイスク面上に有しており、１つのインデ
イシアがピツクアツプを通過する毎にドライバに１パル
スを送出する。コードデイスク３６およびピツクアツプ
３８は技術的に公知な光学型あるいは磁気型のいづれで
もよく、ただ必要なことはデイスク３６上の各インデイ
シアがピツクアツプ３８を通過する度毎に１パルスが線
４０を介して発生されることであり、このことはローラ
ー２０と１８を介して移動する紙が予定の部分だけ移動
したことを示している。線４２はドライバアセンブリ３
４の各ドライバと列１２および１４のスターラス内の個
々の電極とを接続するものであり、電極は２１１２個あ
り、したがつて２１１２本の線４２がありこれは各電極
当り１本の線である。第３図を参照すると、ドライバア
センブリ３４に利用するドライバ回路の１部分が示され
ている。上述したように、２１１２個の第３図に示すよ
うな回路があり、これは各スタイラス電極当り１個の回
路である。各回路はピックアツプ３８からの線４０を介
する第１入力と、およびバツフア記憶装置３２に接続し
た１本の線３３からの第２入力を有するＡＮＤゲート４
４を含む。ＡＮＤゲート４４はフリツプフロツプ４６の
１つの入力に接続されており、フリツプフロツプの第２
の入力は線４０へ接続されている。フリツプフロツプ４
６はその１つの入力Ｓと第２の入力Ｒの両方が高レベル
になるとセツトされ、１つの人力Ｓが低レベルで第２の
入力Ｒが高レベルになるとりセツトされる機能を有する
ものであつて、例えばテキサス・インストロメンツ（Ｔ
Ｉ）のＴＴＬ−１Ｃである７４７５のようないわゆるＤ
ラツチ回路を用いることができる。フリツプフロツプ４
６の出力はダイオード４８のカソードに供給されており
、ダイオード４８のアノードはダイオード５０のアノー
ドに接続されている。抵抗器５２はダイオード４８と５
０のアノード間の接続点から電源＋Ｖ１に接続されてい
る。

ダイオード５０のカソードはダイオード５４のアノード
に接続されており、ダイオード５４は抵抗器５６を介し
てアースと、およびトランジスタ５８のベースとに共有
して接続されている。トランジスタ５８のエミツタはア
ースに接続され、トランジスタのコレクタは共通接続点
において抵抗器６０を介してヘツド１０の夫々の電極に
接続されており、更に大きな抵抗値を有する抵抗器６１
を介して電源Ｖ３に接続されている。電圧Ｖ２は６００
ボルト程度であり電圧Ｖ３は４５０ボルト程度であり、
抵抗器６０は１００キロオームの抵抗値を有し抵抗器６
１は４．７メガオームの抵抗値を有する。したがつて、
列１２および１４においてスタイラスを形成する夫々の
電極は、第３図に示すような回路を具備しプリント媒体
Ｍに静電電荷を供給する。前述したシエバノ一氏（Ｓｈ
ｅｂａｎＯｗ）その他による特許のように、ローラ２２
および２４は夫々定常状態電圧Ｖ２を有し、プリント媒
体Ｍに静電電荷を与える回路を構成する。

図面を参照すると、第１ｂ図に示すような文字Ｅのプリ
ント化は次の方法で行う。

プリントされるべき文字に関する情報はコンピユータあ
るいは入力装置から得られ、第１走査はバツフア３２に
情報を記憶し走査線１に示すＥの部分を発生する。本発
明においては電極にパルス的附勢をするというよりもむ
しろ電極Ａ乃至ＨおよびＭ乃至Ｔでプリント媒体をなぞ
ることによつて文字が形成されることを銘記すべきであ
り、したがつて帯電した像形成領域はＸ×（Ｙ＋Ｚ）で
あり、ここでｚは紙の移動する速度とスタイラスが附勢
される時間の積によつて決められる。したがつて、第１
ａ図および第１ｂ図において、列１２のスタイラスから
ずれている列１４のスタイラスは列１２の附勢した部分
が列１４まで移動したときにプリントを行う。

したがつて、ドライバに接続するピツクアツプ３８を介
してコードデイスク３６によつて同期が達成され、列１
２および列１４のプリント領域が整列し文字Ｅの直線、
すなわち３つの水平部分が形成される。

プリント動作順序は選択したスタイラスを電気的に附勢
し相対的に移動させて所望のマトリツク文字の第１走査
線を形成することから成る。

最初に附勢される列は第１ａ図の列１４であり、Ｍ乃至
Ｒの電極が文字Ｅを形成するように附勢される。列１４
の電極はなぞつたスタイラス帯電パターンが列１２に到
達するまで附勢がつづけられ、更にこの時点で列１２の
選択したスタイラス列、すなわちＡ乃至Ｆが附勢され、
列Ｍ乃至Ｒは附勢されつづけられ列１２の電極の附勢と
同時に印刷媒体を横切つてなぞられる。２列のスタイラ
スを同時になぞり附勢する動作順序は、最終走査線に到
達するまで所望な文字の引続く走査線についても続行す
る。

したがつて、列１４の電極Ｍおよび列１２の電極Ａは文
字Ｅをプリントする間中、すなわち第１ｂ図に示すよう
な夫々の走査線１乃至９の間附勢しつづける。走査線を
Ｎ．Ｎ＋１、Ｎ＋２などのように示すと、本発明におい
ては、第１ａ図のｚの寸法は変更可能である、即ちｚの
寸法は走査線間の寸法と等しい必要はないから、走査線
ＮとＮ＋１を同時にプリントする必要はない。また、夫
々距離ｚだけ離間した３つ以上のスタイラス列を用いる
こともできるので、走査線ＮとＮ＋２あるいはＮとＮ＋
３を同時にプリントすることもできる。これは前述した
米国特許第３６２４６６１号に開示した装置と対照をな
しており、該特許では走査線ＮとＮ＋２が同時にプリン
トされることが必要であつた。先のプリント動作を完遂
するために、第２ａ図、第２ｂ図、および第３図に示す
構造が用いられる。第２ａ図に示すように、プリント媒
体Ｍはローラー１８と２０によつてプリントヘツド１０
の面１６の上方をプリントヘツドとローラ２２と２４と
の間へ駆動される。ローラー２０を回転するとコードデ
イスク３６のインデイシアがピツクアツプを通過しアセ
ンブリ３４へドライバパルスを送出し、このパルスはヘ
ツド１０の上方の実際の紙の移動を示している。前述し
たように、夫々の走査線はバツフア記憶装置３２に記憶
され、バツフアは各ドライバ当り１つの信号である２１
１２個の別々の信号をドライバアセンブリに送出し、走
査線に沿つた特定の点において媒体上にプリント動作を
すべきか否かを知らせる。

第３図を参照すると、実際には６００ボルト程度である
一定な定常状態電圧Ｖ２はローラー２２と２４に印加さ
れ、Ｖ３における４５０ボルト程度の電圧はノンプリン
ト動作の間ヘツド１０の電極上に維持される。

このためにヘツド１０とローラー２２と２４の間におよ
そ１５０ボルトの電位差を生ずる。これは静電界がイオ
ン化現象や誘電体媒体面に帯電した潜像を作ることにと
つては十分ではない。特定の電極においてプリント動作
が行なわれるべきときには次の走査線のためにピツクア
ツプ３８から線４０を介して信号が伝送され、コードデ
イスク３６にあるインデイシアが次の走査線はプリント
されるべきであることを要求していることを示している
。

フリツプフロツプ４６をセツトしたリリセットすること
はプリントパルス持続時間およびスタイラスのなぞりを
行う時間を決める。フリツプフロツプ４６をセツトおよ
びりセツトするパルスは、紙が予定の長さだけ動く度毎
にコードデイスクで発生され線４０に与えられる。もし
データが線３３に生じ特定のスタイラスでプリントされ
るべきときのデータ選択「Ａｎｄ」であるならば、線４
０のコードデイスクからのパルスと合体してフリツプフ
ロツプをセツトし帯電した像のなぞりを始める。コード
デイスク３６の次のパルス位置が到達するまでの紙およ
びコードデイスクが動く期間の間フリツプフロツプ４６
はセツトしつづけなぞりがつづく。

フリツプフロツプ４６から生ずる信号はダイオード４８
，５０、および５４を介してトランジスタ５８に転送さ
れトランジスタは電極の電圧を４５０ボルトからゼロボ
ルトに切換え、したがつて６００ボルトの電圧が特定の
電極に加わりプリント媒体Ｍに静電電荷を発生する。紙
が所定の長さだけ一実際はおよそ５ミル−動いた時点に
おいて、デイスク３６は形成される文字の次の走査線の
ためにデータが再び必要であるかどうかを判断しなけれ
ばならないことを指示する。もしデータが必要な場合に
は、信号は線３３に留り、パルスは再び線４０に受信さ
れ、フリツプフロツプ４６はセツト位置に留り、更にプ
リント媒体Ｍに６００ボルトの電圧を印加したままで帯
電パターンのなぞりをつづける。しかしながら、次の走
査線にデータが必要でない場合には、線３３に信号はな
くパルスが線４０に受信されたときフリツプフロツプは
りセツトされ、トランジスタ５８は特定電極を４５０ボ
ルト状態に戻すために特定電極についての帯電したパタ
ーンのなぞりは終る。

この動作および特定電極のセツト、りセツトは文字が完
成されるまでつづく。コードデイスク３６はローラー２
０に接続されており、更に結果的にはプリント媒体Ｍが
動くにつれてその通り動く。

したがつて、電極が附勢している間になぞられる距離は
、プリント媒体Ｍが移動した距離にのみ依存し媒体の移
動速度には関係しない。これまで記述したことから、静
電プリントを行うために媒体を横切つて電極をなぞるこ
とを含む本発明は、今までの技術によるプロセスおよび
装置に勝る多くの利点を有していることが理解されるで
あろう。

ここに述べたスタイラスは極めて薄く、電極の形状も小
さくなつており、したがつてスタイラス回路ドライバの
回路負荷を軽減する。更に、静電容量も小さいためにス
タイラス間にはわづかなエネルギーしか蓄えられず放電
によつてスタイラスを破壊する可能性を極めて少なくし
ている。本発明の他の利点は、静電界がスタイラスの断
面周辺より大きいためにプリントを行うに必要なイオン
化現象は断面周辺が低電圧で起ることである。

断面積を減少することによつて本発明に採用した薄いス
タイラスを用いて低い電圧でより早いプリントを行うこ
とができる。本発明の次の利点としては、薄いスタイラ
スを用いていることによつてプリントヘツドを作ること
を容易にしており、更になぞりがスタイラスの幅を決め
るのでずれたスタイラス列の間隔は制限されないことが
理解される。

最後に、スタイラスをなぞつてプリントを行うために連
続したプリントが必要であるＰ，Ｌ，Ｈなどのような垂
値線については連続したプリントが行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は上方をプリント媒体が通過する電極の端部面
を示す本発明の電極構造の破断した平面図であり、第１
ｂ図はプリント媒体のプリント面の１部分を示す破断図
であり図において文字Ｅについての潜像電荷パターンが
第１ａ図の電極によつて与えられており、第２ａ図は本
発明に従つた電位記録プリント装置の１部分を部分的に
断面図で示す破断図であり、第２ｂ図は第２ａ図の構造
に関連した駆動回路を示すプロツクダイアグラムであり
、第３図は第２ｂ図の１駆動回路の１部分を詳細に示す
回路ダイアグラムである。 図において、１０はプリントヘツドであり、１２はスタ
イラスの列であり、１４はスタイラスの列であり、１６
はプルンヘツドの面であり、１８と２０はローラーであ
り、Ａ乃至ＨおよびＭ乃至Ｔは電極であり、２２と２４
はローラーであり、２６はメモリーアドレスレジスタで
あり、２８は文字発生器であり、３０は入力レジスタで
あり、３２はバツフア記憶装置であり、３４はドライバ
アセンプリであり、４０，４２、および３３は線であり
、３６はコードデイスクであり、３８はピツクアツプで
あり、４４はＡＮＤゲートであり、４６はフリツプフロ
ツプであり、４８，５０、および５４はダイオードであ
り、５８はトランジスタであり、５２，５６，６０、お
よび６１は抵抗器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体を通路に沿つて移動させ該媒体を横切る高
   電位を与えて媒体に潜像を形成し潜像を可視状態にする
   ために引続いてトナーを媒体に与える形式の電位記録プ
   リント装置において、複数の相互に離間した電極列を含
   み前記通路に隣接した電極構造体と、前記電極の夫々を
   個々に選択的に附勢する手段と、および前記媒体の移動
   方向における前記電極の長さより大きい媒体移動長さ増
   加分の期間中前記電極の夫夫の附勢を選択的に継続維持
   する手段と、から成り、各列の引続く電極は相互に離間
   しており、引続く電極列の電極は相互にずれて位置づけ
   されており、記録媒体の引続く移動増加における電極位
   置のプリントが電極列の各附勢されている電極で媒体を
   なぞることにより行なわれるように構成され、前記各電
   極の前記媒体の移動方向の寸法が該媒体の移動方向に直
   角方向の寸法より小さいことを特徴とする電位記録プリ
   ント装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の電位記録プリント装
   置であつて、更に、媒体が前記通路に沿つて移動した増
   加分を指示する手段と、前記電極附勢手段に接続してお
   り前記増加分指示手段が該増加分を移動したときを感知
   し信号を前記電極附勢維持手段に与える感知手段と、を
   具備し、該信号が電極を通過する媒体の次の増加分にお
   いてプリントが要求されているときその電極の附勢を開
   始させるか継続させることをまたは電極を通過する媒体
   の次の増加分においてプリントが要求されてないときそ
   の電極の附勢を終了させることを行わせる機能を有する
   、ように構成した電位記録プリント装置。 ３ 記録媒体を通路に沿つて移動させ該媒体を横切る高
   電位を与えて媒体に潜像を形成し潜像を可視状態にする
   ために引続いてトナーを媒体に与える形式の電位記録プ
   リント装置において、複数の相互に離間した電極列を含
   み前記通路に隣接した電極構造体と、前記電極の夫々を
   個々に選択的に附勢する手段と、前記媒体の移動方向に
   おける前記電極の長さより大きい媒体移動増加分の期間
   中前記電極の夫々の附勢を選択的に継続維持する手段と
   、および、前記電極から前記通路の対向する側に隣接し
   て位置しすべての電極列の幅にわたつて伸びておりその
   電極列の幅にわたつて前記媒体を横切る連続した電圧を
   印加する定常状態電圧手段と、から成り、各列の引続く
   電極は相互に離間しており、引続く電極列の電極は相互
   にずれて位置づけされており、夫々の前記電極は前記プ
   リント媒体移動方向の寸法（約１ミル）が該プリント媒
   体移動方向に直角な方法（約５ミル）よりも小さくなつ
   ており、記録媒体の引続く移動増加における電極位置の
   プリントが電極列の各附勢されている電極で媒体をなぞ
   ることにより行なわれるように構成した電位記録プリン
   ト装置。