JPH0363142A

JPH0363142A - イオン流記録ヘッド

Info

Publication number: JPH0363142A
Application number: JP19792489A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Yamaoka; 俊秀山岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1989-08-01
Publication date: 1991-03-19

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から発生したイオン流を、イオ
ン流通過孔を有する誘電体の両面に記録電極および共通
電極をマトリクス状に対向配置してなるイオン流制御部
材によって制御し、多数の記録用微小イオン流を得るよ
うにしたイオン流記録ヘッド関する。

［従来の技術］イオン流通過孔を有する誘電体を挟んで制御電極を対向
配置し、上記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６図はこの種のイオン流記録ヘッドの基本構成を示す
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
高電圧を印加する高電圧電源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とから構成されてい
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を挟んでその両側面に第
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へ貫通するイオン流通過孔１０を形
成したものとなっている。そして、第１電極８および第
２電極９にはパルス発生器４から発せられた電圧パルス
が記録信号電圧として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、
高電圧電源３からコロナワイヤ電極２１；対して６〜８
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流通過孔１０内を通過して記録媒体
６に達する。このとき、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、
イオン流通過孔１０内の電界が変化し、イオン流通過孔
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部材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なうことにより、所望の画像が形成
される。

実際の画像形成を行なうには、上述した第６図に示した
構成単位が、画像の画素毎に必要となる。

しかるに画像の記録幅方向に、第６図に示した構成単位
を所望の画素数分だけ１列に並べた場合、その幅が大き
く広がってしまい、画像の分解能を一部レベル以上に保
つ事が困難となる。上記画像の分解能を上げるには、第
１電極８．第２電極９゜イオン流通過孔１０の面積を十
分小さくする必要がある。しかるに上記面積を縮小化す
ることは製造技術的に限界がある。したがって現実には
上記分解能を十分高め得ないという問題があった。また
、１画素毎に１個のスイッチング回路を付加する必要が
あるため、多数のスイッチング回路が必要となり、構成
が複雑化するという問題があった。

このような問題を解決するために、従来いくつかの提案
がなされている。例えば特公昭５９−４３３１７号公報
には、イオンが通過する多数の小孔を備えた絶縁性基板
の両面に、互いに交叉する如く一対の電極をマトリクス
状に対向配置し、このマトリクス状の電極によってイオ
ン流を制御するようにしたイオン流記録ヘッドが開示さ
れている。

第７図（ａ）（ｂ）は上記特公昭５９−４３３１７号公
報に開示されているイオン流記録ヘッドの一部を引用し
て示した平面図であって、（ａ）は第６図の第１電極８
に相当する記録電極が形成されている表面側を示す平面
図であり、（ｂ）は第６図の第２電極９に相当する共通
電極が形成されている裏面側を示す平面図である。なお
第８図は上記第７図（ａ）（ｂ）に示したイオン流記録
ヘッドの電極に印加される電圧パルス波形を示す図であ
る。

図示の如く、誘電体である絶縁性基板２０には、第６図
のイオン流通通孔ｌＯに相当する小孔１１　（１１ａ、
ｌｌｂ、　〜）　、１２　（１２ａ、１２ｂ　〜）　、
１３（１３ａ、１３ｂ　〜）　、１４　（１４ａ、１４
ｂ　〜）が、画素毎に、かつ印字ラインＬ１．Ｌ２．Ｌ
３．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７図（ａ）に示すように記録
電極２１ａ、２１ｂ　〜および２１ａ’、２ｆｂ’　−
Ｊ（印字ラインＬｌ−Ｌ４と所定角度だけ傾斜した状態
で交差する如く、かつ各小孔１１ａ〜、１２ａ〜、１３
ａ〜１４ａ〜と同位置にイオン流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７図（ｂ）に示すように共通電
極２２ａ〜２２ｄが印字ラインＬ１〜Ｌ４と平行に、か
つ小孔１１ａ　〜、Ｊ、２ａ　〜、１３ａ　〜、１４ａ
　〜と同位置にイオン流通過孔が形成される如く設けら
れている。

上記の如く構成されたイオン流記録ヘッドの共通電極２
２ａ〜２２ｄに対し、記録媒体の移動に同期して第８図
に示すように電圧パルスｖ１〜ｖ４を周期的に印加し、
記録電極２１ａ、２１ｂ、〜２１１．２１ｂ’　、には
画像信号に応じた記録信号パルスＳｌ、Ｓ２を印加して
、マトリクス駆動を行なうことにより、イオン流を制御
することができる。

このようなマトリクス構造の電極を有するイオン流記録
ヘッドを用いれば、電極およびイオン流通過孔の面積を
特に小さくしなくて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
設けなくてもよいので、構成が簡略化する。

［発明が解決しようとする課題］以上述べたようなマトリクス構造の電極を備えたイオン
流記録ヘッドにおいては、印字幅が増大するにしたがっ
て、共通電極２２の長さが増大する。共通電極２２の長
さが増大すると、この共通電極２２のもつ静電容量が増
大する。この静電容量が増大すると、記録に必要な電圧
パルスを生成するための電流量が増大することになる。

その結果、電流容量の大きなドライバー素子を用いるこ
とが必要になる。また、共通電極は記録幅全域にわたっ
て同時に電圧パルスを印加するものであるため、共通電
極ドライバー素子の電源として、大容量の直流電源が必
要となる。かくして装置が大型化するという不都合が生
じる。

ところで近年、２５０〜３００ｖの高電圧を駆動できる
高耐圧ＩＣが開発されている。これらをドライバー回路
に使用できれば、装置を大幅に小型化することができる
。しかしながら、上記の高耐圧ＩＣには駆動できる電流
量に限界がある。このため上述したように電流量が大き
くなる場合には、高耐圧トランジスタ等を多数個使用し
たドライバー回路を用いざるを得ず、結局装置の小型化
が困難となる。

また前記静電容量が増大すると、電極に印加する電圧パ
ルスの立上がりが緩慢になる。その結果、記録速度が低
下する。しかも電圧パルスの立上がりが遅いと、電圧パ
ルスの印加時間とイオン流量との比例関係が保たれなく
なる。このため画素毎にイオン流の通流時間を多段階に
変化させてイオン流量を制御し、いわゆる階調記録を行
なう場合の制御方法が複雑化する。つまり階調記録を容
易に行なえないという不都合が生じる。

本発明の目的は、共通電極−本当たりの静電容量を低減
することができ、ＩＣドライブ回路の使用が可能となり
、装置の小型化をはかり得、また記録速度を向上でき、
さらに階調記録が容易に行なえるイオン流記録ヘッドを
提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記課題を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じた。

コロナイオン源から発生したイオン流を、イオン流通過
孔を有する誘電体の両面に記録電極および共通電極をマ
トリクス状に対向配置してなるイオン流制御部材によっ
て制御し、多数の記録用微小イオン流を得るようにした
イオン流記録ヘッドにおいて、前記共通ｍ極を、「印字
ライン方向と平行に延在する複数本の列状電極であって
、かつ各列状電極が、それぞれ長手方向に複数に分割さ
れて配置されているもの」とした。

なお、同列上に分割して配置された複数の電極は、それ
ぞれ独立したドライバー回路にて駆動することがことが
望ましい。

〔作用］上記手段を講じた結果、次のような作用が生じる。

共通電極が複数に分割された結果、共通電極−本当たり
の静電容量が減少することになる。このため記録電圧パ
ルス生成用の電流量を小さくすることができ、小電流容
量のドライバー素子を用い得る。また共通電極による電
圧印加を記録幅全域に亙って同時に行なう必要が無くな
るので、ドライバー素子用電源の小容量化を図れる。か
くしてＩＣドライバー回路の使用が可能となり、装置の
小形化を図れることになる。また共通電極の静電容量が
減少する事により、電圧パルスの立ち上がりを急峻化す
ることができる。したがって記録速度を向上できると共
に、電圧印加時間に対するイオン流量の比例関係を保ち
得ることから、階調記録を容易に実行できることになる
。

［実施例］第１図は本発明の一実施例を示す図で、「２×９」マト
リクス配列の画素からなる画像形成が可能なイオン流記
録ヘッドの共通電極を示す平面図である。絶縁性基板３
０上に共通電極３２ａと３２ｂとが印字ライン方向に２
列に配置されてぃる。各共通電極３２ａと３２ｂは、そ
れぞれ長手方向に３２ａｌ　〜３２ａ３，３２ｂｌ〜３
２ｂ３といった具合に３分割されている。共通電極３２
ａ１〜３２ａ３はそれぞれ独立した駆動回路（不図示）
に接続されている。同様に共通電極３２ｂ１〜３２ｂ３
もそれぞれ独立した駆動回路（不図示）に接続されてい
る。かくして電圧パルスを個別に印加されるものとなっ
ている。

第２図は各共通電極３２ａ１〜３２ａ３゜３２ｂ１〜３
２ｂ３に印加される電圧パルスの波形図である。図示の
如くｂ列上に配置されている共通電極３２ｂ１〜３２ｂ
３には、同じタイミングの電圧パルス８１〜Ｂ３が印加
される。

またａ列上に配置されている共通電極３２ａ１〜３２ａ
３には、同じタイミングの電圧パルスＡ１−Ａ３が印加
される。

このような電極配置とすることにより、同列上の共通電
極を一本にすることに比べて、−本当たりの静電容量を
約１／３に低減することができる。

したがって記録電圧パルス生成用の電流量を著しく小さ
くすることができる。その結果、小電流容量のドライバ
ー素子を用い得る。また共通電極による電圧印加を記録
幅全域に亙って同時に行なう必要が無くなる。このため
、ドライバー素子用電源の小容量化を図れる。かくして
ＩＣドライバー回路の使用が可能となり、装置の小形化
を図れる。

また共通電極の静電容量が減少する事により、電圧パル
スの立ち上がりを急峻化することができる。

したがって記録速度を向上できる。同時に、電圧印加時
間に対するイオン流量の比例関係を保ち得ることから、
階調記録を容易に実行できることになる。この様に本実
施例によれば、種々格別の作用効果が生じる。

次に本実施例の変形例について説明する。複数に分割さ
れた各列の共通電極に対して、電圧印加を同時ではなく
、時分割で行なうようにしてもよい。

第３図は、ｂ列上の共通電極３２ｂ１〜Ｂ２ｂ３．およ
びａ列上の共通電極３２ａ１〜３２ａ３．を時分割で駆
動するようにした場合の電圧パルス波形を示す図である
。図に示すように電圧パルス８１〜Ｂ３．Ａｌ−Ａ３が
順次時間をずらして印加される。このような駆動方式を
採用すれば、同一列の共通電極を駆動するドライバー素
子が時分割状態で個別に駆動されることになる。

このため、これらに接続する電源の容量を小さくできる
。

なお実際には記録画素が極めて多数であるので、同一列
の共通電極の個数も多数となる。したがって共通電極を
１個ずつ時間をずらすのではなく、同一列の複数の共通
電極を複数のグループに分け、これらを分割駆動するこ
とが好ましい。

第４図は２列の共通電極群４２ａ、４２ｂをそれぞれ、
３グループに分けて駆動する方式の一例を示す略図であ
る。このようにすると、グループ分けしない場合に比べ
て電源の容量を１７３とすることが可能となる。

「実験例」記録電極面および共通電極面が、第５図（ａ）および（
ｂ）に示すような電極パターンを呈している本発明に係
るイオン流記録ヘッドの試料■と、比較のために記録電
極面および共通電極面が、第５図（ａ）および（Ｃ）に
示すような電極パターンを呈している従来型のイオン流
記録ヘッドの試料■とを用意した。

いずれの試料も、ヘッド基材としては、幅１００　ａｍ
　、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルム５０を使用し
ている。

記録電極面は、第５図（ａ）に示すように、上記ポリイ
ミドフィルム５０の表面上に、厚さ１８μｍの銅の電極
パターン５１を形成したものである。電極パターン５１
の幅Ｗは４００μｍである。

この電極パターン５１には直径２００μｍのイオン流通
過孔５３が形成されている。各記録電極は０．５ｍｍ間
隔で配設されており、その各端部は一本おきに図中上下
に引出されている。かくして記録幅８０ＩＩ１１で１６
０本の記録列（密度）をもつ記録を行なえる如く形成さ
れている。

試料１の共通記録面は、第５図（ｂ）に示すように、ポ
リイミドフィルム５０の裏面上に、電極幅４３１μｍの
電極パターン５２番１００μｍ間隔で４列形成したもの
である。ただし４列の共通電極パターン５２は、中央部
５４で図中左右に２分割されている。したがって左方部
の共通電極５２ａ１〜５２ｄ１の各端部は図中左方から
引出され、右方部の共通電極５２ａ２〜５２ｄ２の各端
部は図中右方から引出されている。

試料■の共通記録面は、第５図（Ｃ）に示すように、ポ
リイミドフィルム５０の裏面上に、電極幅４３１μｍの
電極パターン５２を１００μｍ間隔で４列形成したもの
である。ただしこの場合、４列の共通電極パターン５２
は、いずれも各列が一本の電極で形成されている。した
がって各端部は１列おきに図中左右から引出されている
。

共通電極の静電容量を測定するために、第５図（ａ）に
示す記録電極面の全ての記録電極を静電容量測定装置の
一方の端子に接続し、共通電極を一本づつ他方の端子に
接続しながら、測定周波数ＩＫＨｚ〜Ｉ　Ｍ　Ｈｚで各
共通電極それぞれの静電容量を測定した。

その結果、第５図（ｂ）の本発明に係る試料Ｉの場合は
、共通電極−本当たり約９．２ｐＦであった。これに対
し第５図（Ｃ）の従来型の試料■の場合は、共通電極−
本当たり約１７ＰＦであった。すなわち本発明に係る試
料Ｉの場合、その静電容量が従来型の試料■の約１７２
になることが判明した。

なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、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］本発明によれば、共通電極を「印字ライン方向と平行に
延在する複数本の列状電極であって、かつ各列状電極が
、それぞれ長手方向に複数に分割されて配置されている
もの」としたので、共通電極−本当たりの静電容量を低
減することができ、ＩＣドライブ回路の使用が可能とな
り、装置の小型化をはかり得、また記録速度を向上でき
、さらに階調記録が容易に行なえ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に係るイオン流記録ヘッドの
構成を示す共通電極面の平面図、第２図は同実施例の印
加電圧パルス波形を示す図、第３図および第４図は同実
施例の変形例を示す図である。第５図（ａ）（ｂ）（ｃ
）は本発明の「実験例」に供した試料を示す平面図であ
る。第６図〜第８図は従来技術を説明するための図であ
る。３０−・・絶縁性基板、３２ａｌ　〜３２ａ３゜３２ｂ
１〜３２ｂ３・・・共通電極、５０・・・ポリイミドフ
ィルム、５１．５２・・・［Ｉｆｔパターン、５３・・
・イオン流通過孔、５２ａｌ　〜５２ｄｌ、５２ａ２〜
５２ｄ２・・・共通電極。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）コロナイオン源から発生したイオン流を、イオン
流通過孔を有する誘電体の両面に記録電極および共通電
極をマトリクス状に対向配置してなるイオン流制御部材
によって制御し、多数の記録用微小イオン流を得るよう
にしたイオン流記録ヘッドにおいて、前記共通電極は、印字ライン方向と平行に延在する複数
本の列状電極であって、かつ各列状電極が、それぞれ長
手方向に複数に分割されて配置されていることを特徴と
するイオン流記録ヘッド。
（２）同列上に分割して配置された複数の電極を、それ
ぞれ独立したドライバー回路にて駆動するようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のイオン流記録ヘッド。