JPH03247470A - イオンフロー記録ヘッド - 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］ 本発明は、コロナイオン源より発生したコロナイオンを
、絶縁体を挟んで対向配置されたイオンフロー通過孔を
有する記録電極に導き、この記録電極に記録信号を印加
して上記通過孔を通過するイオンフローを制御し、これ
によってイオンフロー記録を行なうようにしたイオンフ
ロー記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ イオンフローを画素ごとに制御して、画像信号に応じて
変調されたイオンフローを得るイオンフロー制御装置は
特公昭５６−３５８７４号公報などに示されている。

第６図はその基本的原理を示す図である。シールドケー
ス１で囲まれたコロナワイヤー２に、電源３より直流高
電圧を印加すると、コロナワイヤ−２からコロナイオン
が発生する。この発生したコロナイオンは、コロナワイ
ヤー２と対向電極４との間に形成されている電界によっ
て、イオンフロー制御板５のイオンフロー通過孔６を通
過するように導かれる。イオンフロー制御板５は絶縁性
基板７の両面に制御電極ｇａ、８ｂを対向配置した構造
となっている。制御電極８ａ、８ｂの間にはパルス発生
器９により発生した画像信号に応じたパルス電圧が印加
される。このパルス電圧の極性や電圧の大きさによりイ
オンフロー通過孔６を通過するイオンフロー量が制御さ
れる。対向電極４上に誘電体１０を置けば、この誘電体
１０上に静電潜像が形成される。これを現像することに
より所要の画像を得ることができる。

なお、電子写真学会誌２５　（１）（１９８６）には、
イオン流制御板に印加する画像信号に応じたパルス電圧
の大きさや、パルス幅を変調して、階調記録を行なう方
法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図に示すように、コロナイオン源としてコロナワイ
ヤー２に直流電圧を印加するようにしたいわゆるコロト
ロンを用いた場合には、イオンフロー通過孔を通過する
イオンフロー量が比較的少ないために、濃度の高い画像
を得ることが困難であるという問題がある。イオンフロ
ー量を増大させる簡易な手段として、コロナワイヤー２
と制御電極８ａとの間隔を縮めることが考えられる。し
かしこの手段では、上記間隔をある一定距離以下にする
と、火花放電により、スパークか発生するという新たな
問題が生じる。

ところで、コロナイオンとして負コロナイオンを用いる
と、放電ムラが生じることが知られていいる（「電子写
真技術の基礎と応用」　（コロナ社）Ｐ、４８）。この
放電ムラは、画像上では濃度ムラとして現われるので、
特に階調記録を行なう場合に問題となる。

例えば、銀塩写真調の階調記録を行なう場合には、階調
現像に好適な液体現像剤を使用することが有利である。

しかるに有機溶媒中で分散して帯電する顔料は、正帯電
性のものが一般的である。

したがって静電潜像としては、負帯電でなければならな
い。この結果、イオンフロー記録ヘッドを使用する場合
には、負イオンを用いる必要があり、上述した放電ムラ
が大きな問題となる。

そこで本発明の目的は、火花発生等を起こさずにイオン
フロー量を増大させ得、しかも放電ムラに起因する画像
ムラが生じるおそれのないイオンフロー記録ヘッドを提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決し目的を達成するための基本的手段とし
て、本発明では次のような手段を講じた。

すなわち、コロナイオンを発生するコロナイオン源の放
電電極に、高圧パルス電圧を印加するようにした。

［作用］ 上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。

一般に、パルス幅の短い高圧パルス電圧を放電電極に印
加した場合には、パルス電圧は電極上を進行波として伝
搬する。このためその火花放電開始電圧は、直流高圧電
圧を印加する場合に比べて著しく高くなることが知られ
ている。このことは、コロナ放電電極を記録電極に近づ
けても、火花・放電が生じにくいということを示してい
る。したがって放電電極から発生したコロナイオンのう
ち、イオンフロー通過孔に向かうインフロー量の割合を
増加できることになる。これにより記録速度を向上する
ことも可能となる。

また負の高圧パルスをワイヤ電極に印加してコロナイオ
ンを発生させる場合には、負の直流高圧電圧を印加する
場合よりも電極の全長にわたって均一なコロナが発生す
る。このため、負の直流高圧電圧を印加する場合に比べ
ると、印字ライン方向の画像濃度ムラを低減させること
ができる。このことは特に多階調記録画像を形成する場
合において極めて有効である。

［実施例コ （第１実施例） 第１図は本発明の第１実施例の構成を示す斜視図である
。

第１図に示すように、イオンフロー制御体１１は絶縁性
弾性基板１２上に記録電極１３を形成したものである。

各記録電極１３にはイオンフロー通過孔１４が開けられ
ている。各通過孔１４はイオンフロー制御体１１の長手
方向に沿って列状に配列されている。なお、絶縁性弾性
基板１２の裏面には上記の如く列状に配列された各通過
孔１４を直線状に結んだ図示されていない帯状の電極パ
ターンが形成されている。イオンフロー制御体１１の通
過孔１４が配列されている部分は、ケース１５に固定さ
れておらず湾曲状態に保持されている。すなわち電極パ
ターンが延長形成されているイオンフロー制御体１１の
両端部は、ビス１６と固定部材１７とにより、イオンフ
ロー制御体１１の支持部材を兼ねたコロナシールドケー
ス１５に固定されている。かくしてイオンフロー制御体
１１は、固定部材１７により力を受けて放物面状に湾曲
されている。この放物面の凸部に前記各通過孔１４が位
置している。したがって各通過孔１４゛は波打ち等がな
く、−直線状に整然と並んでいる。イオンフロー制御体
１１の各通過孔１４の位置する凸部と図示しない対向電
極とを平行に対向させることにより、イオンフロー制御
体１１の全幅にわたって対向電極との距離を均一に保つ
ことができる。コロナシールドケース１５の中空部１５
ａの内部にはコロナワイヤー１８か収容されている。

コロナワイヤー１８に、図示しない高圧電源より直流重
畳高圧パルス電圧が印加されると、コロナイオンが発生
する。電極１３等に画像信号に応じたパルス電圧が印加
されると、所定の通過孔１４にイオンフロー通過促進電
界が形成される。他の通過孔１４には阻止電界が形成さ
れる。所定の通過孔１４を通過したコロナイオンフロー
は、通過孔１４を通過した後、イオンフロー制御体１１
と対向電極との間の電界により対向電極に向かって移動
する。このとき、イオンフロー制御体１１と対向電極と
の距離が一定に保たれているため、イオンフロー制御体
１１の全幅にわたって電界が一定である。したがって、
濃度ムラのない画像を得ることができる。

この第１実施例にて用いられるイオンフロー制御体１１
の絶縁性弾性基板１２としては、ＦＰＣ基板（フレキシ
ブルプリント配線基板）として知られているポリイミド
、ポリエステル、ガラスエポキシ等のフィルムが好適で
ある。これらの基板上に形成されている電極部材にエツ
チング加工等を施すことにより、電極１３のパターンが
得られる。電極パターンが形成された基板に、微小なド
リルまたはポンチによる機能的加工、またはエツチング
等による化学的加工を施して通過孔１４を開けることに
より、イオンフロー制御体１１が得られる。電極パター
ンの上部に絶縁性のカバーレイフィルムをかけてもよい
。このようにすればイオンフロー制御体１１と固定部材
１７とを電気的に絶縁することができる。したがって固
定部材１７として金属材料を使用することができ、コス
ト的に有利となる。

電極に印加する高圧パルスの適正条件は、電極１３およ
びシールドケース１５の形状等によって種々異なるが、
概ね、次のようにして求めることができる。

まず、コロナワイヤー１８に、高圧直流電圧を印加して
印加電圧−コロナ電流特性を測定し、コロナ開始電圧Ｖ
　を求める。この■　よりやや低Ｃ めの直流電圧ｖｄを定める。このＶｄに重畳することに
よりＶ。を越えるパルス電圧を定める。パルス電圧とし
ては、火花放電に至らない範囲でその電圧レベルを高め
、イオンフロー量の増大をはかる。パルス幅は、１　ｍ
５ｅｃ　（ミリセコンド）以下、好ましくは１０μｓｅ
ｃ　　（マイクロセコンド）以下にする。

また、パルス間隙は、１印字ラインの記録間隔時間内に
少なくとも１パルス、好ましくは複数パルスを印加する
ようにした方がコロナイオンフロー量を増大することが
できる。

「実験例」 本実施例におけるコロナワイヤー１８の径４０μ騙、コ
ロナワイヤー１８とイオンフロー制御体１１との距離を
４＋ａｍ、シールドケース１５の中空部間口幅を２０ｍ
ｍにし、負の直流高圧電圧を印加すると、コロナ開始電
圧は約−４ｋＶとなる。更に印加電圧を上げていくとイ
オン電流は増大するが、約−６ｋＶとなると火花放電を
生じ始める。３０龍／ｓｅｅの記録速度で静電記録紙上
に形成された静電潜像の電位は約５０Ｖであり、画像濃
度の低い画像しか得られなかった。

一方、同じ装置を用いてコロナワイヤー１８に印加する
電圧を−３，５ｋＶの直流電圧に、パルス立上り１５０
　ｎ５ｅｃ、パルス巾３００　ｎ５ｅｃのパルス電圧−
３，５ｋＶ　　　を１μｓｅｃのサイクルで重畳した−
ｐ 場合、ピーク値−７ｋＶでも、火花放電を生じることは
なく、約１００Ｖの潜像電位により高い濃度の画像を得
ることかできた。

また、記録電極１３に印加する画像信号として、画像濃
度に応じてパルス電圧幅を変調して階調画像を形成して
みた。その際、負の直流高圧電圧をコロナワイヤー１８
に印加した場合には、濃度ムラの目立つ画像しか得られ
なかったが、負の直流電圧に負の高圧パルス電圧を重畳
した電圧を印加した場合には、濃度ムラのない良質な階
調画像が得られた。

上記したような極めて幅の狭い高圧パルスを発生させる
手段としては、コンデンサに充電した高電圧を、高速度
で開閉する回転スイッチにより抵抗を介して放電させる
手段、あるいは第２図に示すような自励発振器を用いる
手段、さらには第３図に示すようなフライバックトラン
スを用いる手段、等々種々の手段を用い得る。

（第２実施例） 第４図は本発明の第２実施例の構成を示す図である。本
実施例は本発明のイオン記録ヘッドを静電カラープロッ
ターに適用した実施例である。

絶縁性弾性基板上に電極パターンを形成されたイオンフ
ロー制御体２０は、電気回路基板２１゜２２の端部に設
けら、れたコネクター２３．２４にその両端を接続され
た状態で、シールドケース２５に対して保持されている
。この湾曲保持されたイオンフロー制御体２０の凸部に
沿ってイオンフロー通過孔が列状に配列されている。こ
のイオンフロー通過孔に対向するようにコロナワイヤー
２６がコロナシールドケース２５の中空部２５ａの中に
収容配置されている。コロナワイヤー２６には高圧電源
２７より直流重畳高圧パルス電圧が印加され、コロナイ
オンを発生するものとなっている。

イオンフロー制御体２０に対向して対向電極２８が設け
られている。静電記録紙ロール２９より供給された記録
紙Ｐは対向電極２８の表面に沿って移送される。つまり
イオンフロー制御体２０の通過孔に対向する位置ではイ
オンフロー制御体２０と平行に走行する。このとき、イ
オンフロー制御体２０によって変調されたイオンフロー
を照射され、表面上に静電潜像を形成される。この静電
潜像は、成体現像装置の各色現像ヘッド３１゜３２．３
３．３４によって現像されて画像となる。

イオンフロー制御体２０は、第５図に示すように多数の
通過孔４１がほぼマトリクス状に配列されている。イオ
ンフロー制御体パターン２０のコロナワイヤー２６側の
面に形成された電極パターン４２は各電極からコネクタ
ー接続端子４２ａが一つおきにイオンフロー制御体２０
の端部まて上下に延びている。各端子４２ａは、コネク
ター２３．２４に挿入接続される。イオンフロー制御体
２０の記録紙Ｐ側の面に形成された電極パターン４３は
記録紙Ｐの巾方向と平行に４列の電極を配設したもので
ある。電極パターン４２と電極パターン４３による二次
元選択駆動により、高い密度の画像が形成される。

本実施例における静電カラープロッターでは、Ａφ巾の
大きさの画像記録が行なえる。

なお、コロナワイヤー２６は、印字ラインと平行に張ら
れ、その一端より、直流電圧に高圧パルス電圧を重畳し
た電圧が印加される。

この第２実施例によれば、８４０　ｍｒｓ巾の長尺な画
面に対しても画像ムラのない、良質なカラー画像を得る
ことができた。

なお、上述した実施例では直流電圧に高圧パルス電圧を
重畳した電圧をコロナワイヤーに印加するようにした例
を示したが、コロナワイヤーには高圧パルス電圧のみを
印加し、イオン流制御体に直流バイアス電圧を印加する
ことにより、特定の極性のコロナイオンをイオンフロー
制御体に向けて引出すようにすることもてきる。このほ
か本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果コ この発明によれば、コロナイオンを発生するコロナイオ
ン源における放電電極に、高圧パルス電圧を印加するよ
うにしたので、火花発生等を起こさずにイオンフロー量
を増大させ得、しかも放電ムラに起因する画像ムラが生
じるおそれのないイオンフロー記録ヘッドを提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示す図で、第１
図は全体の構成を示す斜視図、第２図および第３図は極
短幅高圧パルス電圧を発生させる回路例を示す図である
。第４図および第５図は本発明の第２実施例を示す図で
、第４図は本発明の記録ヘッドを静電カラープロッタに
適用した例を示す図、第５図はイオンフロー制御体の構
成を示す部分平面図である。第６図は従来技術の基本的
原理を示す図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）コロナイオン源より発生したコロナイオンを、絶
   縁体を挟んで対向配置されたイオンフロー通過孔を有す
   る記録電極に導き、この記録電極に記録信号を印加して
   前記イオンフロー通過孔を通過するコロナイオンフロー
   を制御し、この制御によってイオンフロー記録を行なう
   ようにしたイオンフロー記録ヘッドにおいて、 コロナイオン源における放電電極に、高圧パルス電圧を
   印加する手段を備えてなることを特徴とするイオンフロ
   ー記録ヘッド。
2. （２）高圧パルス電圧のパルス幅を、１ミリセコンド以
   下に設定したことを特徴とする請求項１に記載のイオン
   フロー記録ヘッド。
3. （３）高圧パルス電圧は、直流電圧にパルス電圧を重畳
   させて得た電圧であることを特徴とする請求項１に記載
   のイオンフロー記録ヘッド。
4. （４）コロナイオンフローは、負コロナイオンフローで
   あることを特徴とする請求項１に記載のイオンフロー記
   録ヘッド。