JPH03161363A - イオン流制御記録装置 - 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、絶縁層あるいは高抵抗層を有する記録体に対
し、画像情報に応じたイオン流を照射して静電潜像を形
成するイオン流制御記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種のイオン流制御記録装置としては、イオン
の発生形態あるいは発生したイオンを記録体に向け加速
させイオン流を形成する方法等の違いにより、数種類の
ものが提案されている。

用６図は米国特許第４１６０２５７号記載のイオン流Ｉ
ＩＩ　Ｉｌｌ記録￥Ａｅを示している。具体的には、誘
電体ａを挟むように設けられた一対の放電電極ｂを記録
画素に対応して複数組配設し、これらの放電電極ｂに対
し画像情報に応じた交流電圧Ｃを印加して正負両極性の
イオンを発生させると共に、上記放電電極ｂと記録体ｄ
との間に電界を形或し、発生した両極性のイオンのうち
一方の極性のイオンのみを加速してイオ．ン流を記録体
ｄに照射するものである。

この装置は、各放電電極毎にイオンの発生を制御してい
るので、記録体に対するイオン流の照射量を放電電極へ
の印加電圧によって容易にＩＩｌｌ御可能であり、高速
記録に適しているという長所を備えているが、その反面
、記録画素毎に放電電極を配設する都合上その製作が困
難であり、製作における精度誤差が各放１ｆｉｌ！極で
発生するイオン量に影響を及ぼすので、画像情報に正確
に対応した静電潜像を得難いという短所も有している。

又、他の例としては、特開昭５９−１９０８５４４公報
記載の流体ジェットを利用したイオン投躬記録装Ｍ（第
７図参照〉、あるいは特開昭６２−１３８２５０号公報
記載の流体支援イオン役彰式印字ヘッドがある。

これらは細部において若干の違いはあるものの、基本的
には、圧縮気体が導入されるハウジングｅの内部にコロ
ナ放電ワイヤーｒを張設し、コロナ放電により生じた一
極性のイオンを圧縮気体で搬送してイオン流を形成する
と共に、画素密度に対応した制御電極Ｑをイオン流の流
路ｈ途上に配設し、画像情報に応じて当該流路ｈに電界
を作用させることにより、記録体ｉに対し各記録画素毎
に選択的にイオン流を照躬するようにしたものである。

これらのＩＩは、イオンの発生がコロナ放電ワイヤーに
より記録幅全域において一様に行われるので、記録画素
毎に放電電極を配設する前者の装置に比較してその製作
が容易であると共に、制御電極に関しても、記録画素に
対応して分割された電極群を有する基板を上記ハウジン
グに取付けるだけで良《、この点においても製作が容易
なものとなっている。しかし、流体を利用してイオン流
を形成するこれらのｉｉｌにおいては、搬送中のイオン
がブラウン運動やイオン間相互の反発力にまり流路壁に
衝突する等して失われ易く、ａ速記録に適さないという
短所を有している。

［発明が解決しようとする課題］ 上述してきたように、従来提案されているイオン流ｉＩ
Ｉｌ［Ｉ記録装置は、その構成あるいは記録速度の点に
おいて一長一短を有するものであり、実用化においては
その長所を利とする用途にのみ適用可能であるというυ
ｊ約を有していた。

本発明はこのような問題点に鑑み成されたものであり、
その目的とするところは、製作が容易であり、且つ高速
記録に適したイオン流制御記録装鱈を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のイオン流ｉｌｌ　
ＷＪ記録装置は、誘電体を挟むように設けられた一対の
放電電極と誘導電極とを有し、高周波放電によりイオン
を放出するイオン発生手段と、イオン放出域と記録体と
の閤に電界を形成し特定極性のイオンのみを記録体へ向
け加速するイオン流形成手段と、記録画素に対応して配
列された複数の制ＩＩｌ電極とこの１１　ａｌｌ電極に
相対する対向電極を有し、画像情報に応じた電界を形成
して記録体に対するイオン流の照射を制御するイオン流
制御手段とからなることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、上記イオン発生手段と
しては、放電電極と誘導電極との間に交流電圧を印加す
ることにより記録幅全域にわたって高周波放電を生じイ
オンを発生するものであれば、電極の配設態様を適宜設
計変更して差支えない。但し、放電電極が空気中に露呈
している場合、放電に伴う高エネルギイオンの放Ｉｔ電
極に対する衝突、あるいは放電電極周囲の酸化雰囲気に
より、！！極の消耗、劣化が起こるため、放電電極の長
寿命化を図るという観点からすれば、絶縁性あるいは抵
抗性物質で放電電極を被覆するのが好ましい。

又、このように放電電極を被覆することにより、記録幅
方向における放電の均一性が増加し、発生するイオン邑
が安定するという利点も生じる。

又、上記イオン流形成手段としては、イオンが発生放出
されるイオン放出域と記録体との間に一方向の電界を形
成すべく、両部材間に電位差を与えるものであれば、そ
の構成を適宜設計変更して差支えなく、放電電極と記録
体との間に直流電源を介在させても良いし、記録体を予
め正負いずれかの極性に帯電させておくようにしても良
い。

更に、上記イオン流制御手段としては、画像情報に応じ
て各記録画素単位で電界を形成し得るものであれば、電
極の配設形態等を適宜設計変更して差支えない。

尚、上記放電電極、ｍｌ！ｌ電極及び対向電極は各記録
画素毎に配設する必要がなく、記録幅全域において共通
電極として形成可能である。それ故、上記各電極を基板
に形成する際には、放電電極、誘導電極及び対向電極を
同一基板に形成する一方、記録画素に応じて配列する必
要がある制御電極のみを他基板に形成し、両基板を対向
配置してイオン流路となーるスリット状の開口を設ける
ことにより、容易に本発明のイオン流制御記録装置を構
成することが可能となる。

［作　用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

イオン発生手段では、放電電極と誘導体との間で高周波
放電を行うことにより正負両極性のイオンが発生する。

イオンが発生放出された放出域と記録体との間には、イ
オン流形成手段により所定方向の電界が形成されている
ので、放出された正負両極性のイオンのうち、いずれか
一方の極性のイオンのみが記録体に向け加速されてイオ
ン流を形成する。

このとき、画像情報に応じてイオン流制御手段の制御電
極と対向電極との間に電界が形成されている場合には、
イオンはこの電界の静電誘引力により対向電極あるいは
制ｔ［ｌ’ｌ極上に引付けられて電荷を失うので、記録
体に対するイオン流の照躬はない。又、制ＩＩＩ電極と
対向電極との間に電界が形成されていない場合には、イ
オンはそのまま記録体に向け加速されイオン流が記録体
を照躬する。

そして、このような電界形成の有無を記録画素に対応し
て配列された各υＩ’ｍＴＡ極毎に行うことにより、イ
オン流が画像情報に対応して記録体を照躬することとな
り、静電潜像が記録体上に形成される。

［実施例］ 以下、本発明のイオン流ｌＩＩ御記録装置を添附図面に
基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の第一実施例を示す断面図である。本実
施例のイオン流制御記録＠置は、高周波放電によりイオ
ンを発生放出するイオン発生手段１と、発生したイオン
を記録体２に向け加速す゛るイオン流形成手段３と、画
像情報に応じてイオン流の照射を制御するイオン流制御
手段４とから構成されており、これら各手段を一対の絶
縁基板からなるヘッド本体５に配設したものである。

このヘッド本体５は、セラミックスからなる第一の基板
５１とガラスからなる第二の基板５２とを対向配置して
、両基板間にイオン流路となるスリット状空間５３を形
成したものであり、スリット状空間５３に面する各基板
５１．５２の表面に各種電極が形成され、スリットの開
口端５４からイオン流が射出される仕組みとなっている
。

先ず、上記イオン発生手段１は、金又は銀からなる厚さ
１〜８μｍの誘導電極１１をスリット開口端５４から　
１００〜２０００μｍの第一の基板５１上に設けると共
に、厚さ３０〜１５０μ−の誘電体層１２（ガラス）を
挟んで金又は白金からなる厚さ　１〜８μ椛の放電電極
１３を設け、これら両電極１１．　１３に交流Ｎ源１４
を接続したものである。これら各電極１１．１３は、ヘ
ッド本体５のスリット状空間５３の長尺方向く第１図に
おいては紙面垂直方向〉に沿って設けられた一枚の共通
電極であり、交流電圧の印加によって記録幅全域で一様
にイオンが発生する。

又、放電電極１３及び誘導電極１１は第一の基板５１上
上の配設位置が変位を有しており、放電電極１３が重畳
していない誘導電極１１上の誘電体層１２表面がイオン
発生部１５となっている。この際、イオン発生部１５の
幅は１０〜３００μｍ程度、誘導電極１１と放電電極１
３とが重なり合う部分の幅は０〜５００μｍ程度である
。尚、本実施例においては、放電電極１３の表面を厚さ
２〜３０μ仇程度の誘電体層１２で被覆し、放電に伴う
電極の消耗及び劣化を防止している。

一方、上記イオン流形成手段３は、イオンが放出された
スリット状空間５３と記録体２との間に電位差を与えて
電界を形成し、イオン発生手段１により放出された両極
性のイオンのうち、いずれか一方の極性のイＡンのみを
記録体２に向け加速するものである。本実施例では、上
記放Ｎ電極１３を接地してその電位をＯｖに保持する一
方、記録体２をコロトロン等の帯′ｉＲ器３１を用いて
負極性（例えば、−　１５００Ｖ　Ｐｉ！度〉に予備帯
電することにより、放電電極１３から記録体２に向かう
電界を形成し、正極性のイオンによってイオン流が形成
されるようにした。

又、上記イオン流制御手段４は、記録画素に対応した複
数の制ｉ［ＩＭ極４１（アルミニウム又は金、厚さ０．
５〜１μＴｒＬ）をスリット長尺方向に沿って第二の基
板５２に配列する一方、この制御＋電極４１に相対する
対向電１４４２を第一の基板５１の端部に配設し、画像
情報に対応したパルス電圧を印加する画像制［Ｉ　Ｔｉ
　ｍ　４３を上記制御電極４１に連結したものである。

本実施例において、制御＋電極４１は１２〜１６個／翻
の画素密度で配列されている。

このように構成された本実施例のイオン流制御記録装置
において、第一の基板５１に設けられる誘導電極１１，
放電電極１３及び対向電極４２の各電極は、全てスリッ
ト状空間５３の長尺方向（紙面垂直方向）にヘッド本体
５の全長に亘って配設された一枚の共通電極である。そ
のため、これら各電極を製作するに際しては、ペースト
状の導体あるいは誘電体を第一の基板５１にスクリーン
印刷で塗布し、乾燥させた後に焼成することで電極ある
いは誘電体層を形成することができ、この印刷、乾燥、
焼成の作業を繰返すことで、第２図に示すような、第一
の基板５１上に誘導電極１１，誘電体層１２、放電電極
１３、誘電体Ｍ１２、対向電極４１の多層構造を容易に
形成することができるものとなっている。

又、第二の基板５２においても、記録画素に対応した制
ＩＩｌ電極４１のみが配設されているので、基板表面に
導体を看躾した後にフォトエッチング法を用いて分割す
ることにより、第３図に示すように、所定ピッチで配列
した制御電極４１を容易に形或することが可能となって
いる。

そして、このようにして得られた一対の基板５１．５２
をフィルム等のスベーサ（図示せず〉を介して接着する
ことにより、幅３０〜１５０μｍのスリット状空間５３
を有するイオン流制御記録ヘッドが形成される。

次に、本実施例のイオン流制御記録装置の動作について
説明する。

先ず、放電電極１３とＭ導電極１１との間に周波数０．
５〜２ＭＨＺ，ピーク・ツー・ピーク電圧１，５〜３．
０ＫＶの交ｉ電圧を印加する。これにより誘導電極１１
上の誘電体層１２と放電電極１３との間で高周波放電が
発生し、上記したイオン発生部１５から正負両極性のイ
オンが発生しスリット状空間５３内に放出される。尚、
本実施例ではヘッド本体５のスリット状空間５３に空気
流を導入しているが、これは放電生成物（例えば、Ｎ口
４ＮＯ３）がスリット５３内に滞留するのを防止し高周
波放電によるイオン発生の安定化を図るためである。

そして、本実施例においては、上記放電電極１３が接地
される一方で記録体２は負極性に予備帯電されているの
で、放電電極１３と記録体２との間に電界が形成されて
いる。そのため、スリット状空間５３内に放出された正
負両極性のイオンのうち、正極性のイオンのみがこの電
界によって記録休２の方向に加速されイオン流が形成さ
れる。

このとき、第二の基板５２に配設された制御電極４１に
は画像情報に応じて−５０Ｖ〜−３００■のパルス電圧
が印加されるが、第一の基板５１の端部に配設された対
向電極４２は接地されているので、両電極４１．４２の
間すなわちスリット開口＠５４には画像情報に応じて対
向電極４２から制御＋電極４１に向かう電界が形成され
る。そのため、上記パルス電圧が印加されている場合、
スリット状空間５３内に放出された正極性のイオンはこ
の電界の影響を強く受け制ｌ１ｌ電極４１上で電荷を失
うので、イオン流がヘッド本体５から記録体２に向けて
照射されることはない。又、パルス電圧が印加されてい
ない場合には、ＩＩ１御電極４１と対向電極４２との間
に電界が形成されないので、正極性イオンが電荷を失う
ことはなく、記録体２に対するイオン流の照躬が行われ
る。

本実施例においては、予め記録体２を負極性に帯電させ
ているので、イオン流照割前における記録体２の表面電
位は一定のマイナス電位となっている（第４図（ａ）参
照）が、正極性のイオン流が照射された領域はその照躬
醋に応じて電位が上昇する（第４図（ｂ）参照）。その
ため、記録体２に対するイオン流の照射を各記録画素毎
に選択的に行うことにより、画像情報に対応した静Ｎ潜
像が記録体２に形成される。

このように、本実施例のイオン流制御記録装置によれば
、イオン発生手段１の各電極１１．１３は、複数の記録
画素に対して単一の共通電極として配設されているので
その製作が容易であり、加えて、記録幅全域において一
様にイオンを発生するので、記録画素毎のイオン発生量
を均一保持することができるものである。

又、第一の基板５１に設けられた放電電極１３と記録体
２との間に形成される電界によってイオン流を形成する
ので、発生したイオンが有効に記録体２に搬送されるも
のである。

尚、本実施例においては、第一の基板５１の喘部を第二
の基板５２の端部に対してＯ〜２０００μｍ突出させて
配設することにより、イオン梵生部１５から記録体２に
至るイオン流の流路が直線状に形成されている。そのた
め、放電電極と記録体との間に形成される電界がイオン
に対して有効に作用し、この点においてもイオン流の形
成が効率的に行われるものとなっている。

以上のように構成され動作する本実施例のイオン流制御
記録装置を用いて本願発明者がその性能試験を行ったと
ころ、１分間にＡ４用紙３０枚以上に相当する静電潜像
を記録体に形成することができ、高速記録への適応性、
イオン発生の安定性を確認することができた。

第５図は第一実施例に係るイオン流制御記録装置の変形
例を示すものである。

各電極の配置や基板への形成方法等に関する細部の構成
は第一実施例と同様であるが、ここでは放電電極１３及
び制御＋電極４１に対する電圧の印加形態を変更してい
る。第一実施例においては放電電極１３と対向電極４２
を共に接地しているため、イオン発生部１５近傍のスリ
ット状空間５３内では記録休２に向かう電界が弱く、イ
オン発生部１５から対向電極４２までのイオン搬送力が
不足しがちである。

そのため、この変形例においては、放電電極１３と対向
Ｎ極４２との間に直流電源３１を介在させて電位差を与
える一方、制御電極４１と対向電極４２との間にも直流
電源３２を介在させて電位差を与え、放電電極１３及び
制御電極４１から対向電極４２に向かう電界を形成した
。これにより、スリット状空間５３内に放出された正極
性のイオンは上記電界の影響を受けて対向電極４２の配
設されたスリット開口端５４まで搬送されるので、第一
実施例に比較してより有効にイオン流を形成することが
できるものとなっている。

尚、上記第一実施例及び変形例においては、第二の基板
としてガラス基板を用いたが、第一の基板と同様のセラ
ミックス基板、あるいはプリント基板を使用しても同様
の効果を得ることが可能である。

〔発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明のイオン流制御記録装
置によれば、イオン発生手段を各記録画素に対して個々
に設ける必要がなく、複数の記録画素に対応して一組の
イオン発生手段を設けるのみで良く、その構成が非常に
簡易なものとなることに加え、複数の記録画素に対して
一様にイオンを発生し供給することが可能となるので、
画像情報に正確に対応した静電潜像を形成することがで
きる。

又、イオン発生手段により生じたイオンは電界によりイ
オン流を形成するので、流路途上におけるイオンの損失
が少なく、単位時間当たりに記録体に照射可能なイオン
量が増加するので、静電潜像形成の高速化を実現可能で
ある。

更に、請求項２記載のイオン流制御記録装置によれば、
複数の記録画素に対して一枚の共通電極として配設可能
な誘導電極、放電電極及び対向電極の各電極と、記録画
素に対応して配列する必要のある制御電極とを別々の基
板に配設することにより、夫々の基板をより簡易な方法
で作成することが可能となるので、製品化におけるコス
トダウンを図ることができる。

更に、請求項３記載のイオン流ｖＩ御記録ｉ！置によれ
ば、当該電極の劣化が防止され発生イオン量の安定化を
図ることが可能となるので、装置の長寿命化を図ること
ができると共に高信頼度を保つことが可能となる。

又、請求項４記載のイオン流制御記録装置によれば、イ
オン流路が直線状に形威されることにより、イオン流形
成手段の電界が放出されたイオンに対して有効に作用す
るので、より効率的にイオン流を形成することが可能と
なる。

更に、請求項５記載のイオン流制御記録装置によれば、
放電生成物がスリット状空間内に滞留することがなく、
高周波放電によるイオンの発生の安定化を図ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるイオン流制御記録装置の第一実
施例を示す断面図、第２図は第一実施例に係るイオン流
１．１１　ＩＩＩ記録装置の第一の基板を示す斜視図〈
一部切欠図）、第３図は第二の基板を示す斜視図、第４
図（ａ）及び（ｂ）はイオン流照射前後における記録体
表面の電位状態を示すグラフ、第５図は第一実施例に係
るイオン流制御記録ＷＡｆｌの変形例を示す断面図、第
６図及び第７図は従来のイオン流制御記録装置を示す断
面図である。 ［符号の説明］ １：イオン発生手段 ２：記録体 ３：イオン流形或手段 ４：イオン流制御手段 １１：誘導電極 １３：放電電極 ４２：対向電極 ５２：第二の基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘電体を挟むように設けられた一対の放電電極と
   誘導電極とを有し、高周波放電によりイオンを放出する
   イオン発生手段と、イオン放出域と記録体との間に電界
   を形成し特定極性のイオンのみを記録体へ向け加速する
   イオン流形成手段と、記録画素に対応して配列された複
   数の制御電極とこの制御電極に相対する対向電極を有し
   、画像情報に応じた電界を形成して記録体に対するイオ
   ン流の照射を制御するイオン流制御手段とからなること
   を特徴とするイオン流制御記録装置。
2. （２）互いに対向配置されてスリット状空間を形成する
   第一の基板と第二の基板とを備え、第一の基板には放電
   電極、誘導電極及び対向電極が形成される一方、第二の
   基板には制御電極が配列形成されることを特徴とする請
   求項１記載のイオン流制御記録装置。
3. （３）放電電極は、絶縁性あるいは抵抗性物質で被覆さ
   れていることを特徴とする請求項１又は２記載のイオン
   流制御記録装置。
4. （４）イオン放出域から記録体に至るまでのイオン流路
   が直線状に形成されることを特徴とする請求項１又は２
   記載のイオン流制御記録装置。
5. （５）第一の基板と第二の基板との間に形成されるスリ
   ット状空間には、圧縮気体が導入されていることを特徴
   とする請求項２記載のイオン流制御記録装置。