JPH04197660A

JPH04197660A - イオン流制御ヘッド

Info

Publication number: JPH04197660A
Application number: JP2328334A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nishikawa; 正治西川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-17
Also published as: US5206670A

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、イオン発生源からイオンを飛ばし、途中に設
けたイオン通過孔を通るイオン流を３層の電極によって
制御するイオン流制御ヘッドに関する。

［従来の技術〕この種のイオン流制御ヘッドを使用した静電記録方式が
特公昭６１−８４２４号公報によって知られている。第
６図と第７図は同公報から引用したイオン流制御ヘッド
の説明図であり、第６図はイオン流制御ヘッドの断面構
造を示し、第７図（ａ）は第１のマトリクス電極５ｃ、
第７図（ｂ）は第２のマトリクス電極５ｅの平面的な配
置を示している。また、この各マトリクス電極５ｃ、５
ｅはそれぞれ複数の帯状セグメントに分かれている。

マトリクス電極５ｃ、５ｅの間には非分割で一体の基準
電極としてのいわゆるベタ電極５ｄが配置され、これら
３層の電極５ｃ、５ｅ、５ｄは絶縁体５ａ、５ｂによっ
て互いに離間した状態で支持されている。

第７図で示すように前記マトリクス電極５ｃ。

５ｅはそのセグメント電極部を相互にクロスする方向に
配置し、それらのセグメント電極部の交点部分にはイオ
ン流の通過とその制御を行うための開口６＋１，６１□
・・・、６２□、６□２．・・・が形成されている。こ
れらの開口６１１＋　　６１２・・・、６□１，６□２
゜・・・は二次元マトリクス状に配列されている。

そして、前記ベタ電極５ｄとマトリクス電極５ｃ、５ｅ
に記録画像に応じた信号を与えることよって制御し、共
通のイオン発生源から供給され、制御開口６１１＋　　
６１２・・・、６゜１，６□２．・・・を通過しようと
するイオン流を制御するようになっている。

すなわち、ベタ電極５ｄを基準にして第１のマトリクス
電極５ｃに選択的に制御信号電圧を印加し、各制御開口
６．．，６．。・・・、６□４，６２□、・・・にイオ
ン流を取込むか否かを制御する。また、ベタ電極５ｄを
基準にして第２のマトリクス電極５ｅに選択的に制御信
号電圧を印加し、制御開口６．１゜６１２・・、　　６
２０．　６２□、・・・に取り込まれたイオン流を通過
させるか否かを制御する。

かくしてマトリクス電極５ｃ、５ｅによってマトリクス
ドライブを行うことができ、このため、少数のドライバ
ー回路で多数の制御開口６１、。

６１２・・・＋　６２１１６２２−　・・・についての
イオン流の制御を行うことができる。

［発明か解決しようとする問題点］ところで、前記特公昭６１−８４２４号公報で知られた
方式のイオン流制御ヘッド、あるいはこれと同様にマト
リクス構成とした２層の電極でイオン流を制御するイオ
ン流制御ヘッドにおいては、イオン発生源に対面する電
極か複数に分割されたセグメント電極部から構成された
ものであるため、そのイオン発生源に対面するセグメン
ト電極部分の１つに、イオン発生源からのイオン流を開
口内へ導き入れるように作用し、他のセグメント電極部
分にはそのイオン流を阻止するように作用するように信
号電圧を印加した場合、隣りの開口との電位差か電極表
面での電界に大きな影響を及ぼしてしまい、イオン流を
阻止するように作用する隣りのセグメント電極部の影響
を受けて所定の開口内へ取り込まれるべきイオン流が減
少し、充分な量のイオン流を取り込むことができないと
いう欠点があった。

この状況を第８図を参照して説明する。今、１つの開口
６□のみイオン流を通過させ、これに隣接する開口６１
．６３についてはイオン流を阻止するように動作させる
ものとする。ここでイオン流は負イオンであるとして説
明する。

この間口６□にイオン流を取り込むためには、ベタ電極
５ｄの電位を基準としてセグメント電極部５Ｃ２へ負の
電圧、例えば−１５０ｖの電圧を印加する。これ以外の
セグメント電極部５ｃ１゜５ｃ、には、正の電圧、例え
ば＋１００Ｖを印加して開口６３．６３ヘイオンが流入
するのを阻止する。この条件においてイオン発生源側の
空間には、−１５０Ｖの等電位面Ｅ１か作られる。第８
図にその等電位面Ｅ１の断面形状が示されている。

等電位面Ｅ１は前記開口６２の上部に位置する部分で凸
レンズ状の電位面部分か作られ、この凸レンズ状の等電
位面部分と直交する方向に作られる電気力線は開口６２
内へ絞り込まれた細い流れとなってその開口６□の中心
部分を貫通する。

さらに、この等電位線は開口６□の中心から離れるに従
ってこれに隣接するセグメント電極部５ＣＩ、５Ｃ３の
電気的な影響を受ける。各セグメント電極部５Ｃ，，５
Ｃ２，５Ｃ３にわたって見るとそのセグメント電極部５
Ｃ２の部分を底とする凹レンズ状の等電位面となる。つ
まり、開口６２の中心から離れた部分の電気力線は実線
矢印で示すように前記凹レンズ状の電位面の作用を受け
てかなりの部分はセグメント電極部５ｃ１゜５ｃ３の方
向に逸らされてしまい、開口６゜の中心近くの一部分の
みが開口６２に取り込まれるにすぎない。

一方、イオン流が各開口６＋　、６２．６ｉに共に取り
込むように各セグメント電極部５ｃ１゜５ｃ２，５ｃ３
に電圧を印加した場合、その等電位線Ｅ３の状況を第８
図で示す。この場合には、各開口６１，６゜、６．の上
部には凸レンズ状の波状の等電位線Ｅ３か形成され、各
セグメント電極部５Ｃ１，５Ｃ２，５Ｃ３間でみてもイ
オン流を特定方向にそらすような作用は生じない。した
かって、開口６２に最大取込み可能なイオン流は点線矢
印に示すように、隣接するセグメント電極部５ｃ、、５
ｃ３が阻止電位にあるときに比べて広い範囲で大きなの
ものとなる。

今、マトリクス電極５ｃの各セグメント電極部５ｃ１．
５Ｃｑか第７図（ａ）で示すように主走査方向に開口６
．・−・を連接するように配置し、その電極５ｃのセグ
メント電極部５ＣＩ、５ｃ３・・・がひとつづつがシー
ケンシャルに選択されてイオン流を取り込むように作用
させるとすれば、取り込まれるイオン流は、常に第８図
で示す実線矢印で示すように狭い範囲の少ないイオン流
しか取り込むことかできない。

また、マトリクス電極５Ｃか第７図（ｂ）で示すように
副走査方向斜めに開口６．・・・を連接する場合、この
電極５ｃのセグメント電極部５ｃ、。

５ｃ３・・・には画信号電圧が同時に印加されるもので
あるが、ひとつの開口６．・・・のみオンの時にはその
開口６に流入するイオン流は少く、複数の隣接する開口
６に同時に印加される時にはその各開口６．・・・には
多量のイオンが流れ込むこととなる。

このようなイオン流制御ヘッドは通常、プリンタのプリ
ントヘッドとして用いられるが、上述したようにイオン
流にむらのある動作実態によっては多量のイオン流を必
要とする高速ブレンドヘッドを実現することかできなか
ったり、あるいは１ドツト、２ドツトプリントのような
孤立ドツトのプリント濃度が低下してしまうというよう
な不都合を生ずる。

本発明は前記課題に着目してなされたもので、その目的
とするところは、多量のイオン流を開口内に取込んで制
御することか可能な、あるいはひとつの開口のみにイオ
ン流を取り込む場合でも、イオン流が減少することのな
い良好な制御特性を有するイオン流制御ヘッドを提供す
ることにある。

［課題を解決する手段および作用コ前記目的達成のため、請求項１に示す第１の発明は、絶
縁体層によって離間支持された第１および第２の電極、
および非分割でいわゆるベタ状の第３の電極を有し、前
記第１の電極と第２の電極はそれぞれ複数の帯状セグメ
ントに分割され、この第１および第２の電極の各セグメ
ント電極部は他方の電極のセグメント電極部とクロスす
る方向に配置してなり、その第１の電極のセグメント電
極部と第２の電極のセグメント電極部との交点部分には
前記３つの電極を貫通するイオン流制御用開口が二次元
マトリスク状に配設してなるとともに、前記各電極間に
印加する信号電圧によって各開口を通るイオン流を制御
するようにしたイオン流制御ヘッドにおいて、イオン発
生源に対面する電極を非分割でベタ状の第３の電極とし
、この第３の電極と第１の電極間にイオン流制御用開口
内へイオン流を流入させるか阻止するかを制御する第１
の信号電圧を印加し、第１の電極と第２の電極との間に
、前記イオン流制御用開口内に取り込まれたイオン流の
通過を許容するか阻止するかの制御を行う第２の信号電
圧を印加し、前記各電極および信号電圧によってイオン
流制御のマトリクスドライブをするように構成する。

この構成によれば、イオン流制御開口内へイオン発生源
からのイオンを取込む場面で、隣接してイオンを取り込
まない開口かあった場合においても取込む開口周辺の電
界が受ける影響を、イオンの取込み量が増加する方向に
作用させることができる。

また、請求項２に示す第２の発明は、前記各電極間に電
気的絶縁体層を介在させてその各電極を離間支持し、イ
オン発生源に対面する第３の電極とこれを支持する絶縁
体層には大径のイオン流制御用開口を設け、第１の電極
と第２の電極およびこれを離間支持する絶縁体層には前
記大径のイオン流制御用開口に連通した小径のイオン流
制御開口を設ける構成とした。

この構成によれば、セグメント電極部に設ける開口径を
小さくしたまま、イオンを取り込む開口の径を大きくし
て大量のイオンを取り込める。また、セグメント電極部
の設置スペースを減少でき、その耐圧を低下させずにイ
オン量を増大させる。

また、請求項３に示す第３の発明は、イオン発生源に対
面する第３の電極の次に二次元マトリクス状に配置され
たイオン流制御用開口の主走査方向に配列された開口を
電気的に接続するようにセグメント化した第１の電極を
設け、この第２の電極の次に副走査方向に対して斜めに
配置された前記イオン流制御用開口を電気的に連接する
ようにセグメント化された第２の電極を設け、前記各電
極を絶縁体層によって離間支持して１体化した構成とし
た。

この構成によれば、主走査方向の開口を電気的に連接す
るセグメント電極部は同時には１本のみが選択され、こ
れに対応した開口にイオンを取り込むように電圧か印加
され、同じく主走査方向の開口を電気的に連結する他の
セグメント電極部にはイオンを反発させるための電圧が
印加されるものであるから、その選択された１本のセグ
メント電極部に属する開口へ流入するイオン量を増加さ
せる。

［実施例コ本発明の第１の実施例を第１図ないし第３図を参照して
説明する。

第１図において、１０はイオン流制御ヘッドを示し、こ
れは非分割で一体的ないわゆるベタ電極１１、第１のマ
トリクス電極１２、第２のマトリクス電極１３の３つの
電極を有している。ベタ電極１１と第１のマトリクス電
極１２の間には絶縁体層１４が介在し、第１のマトリク
ス電極１２と第２のマトリクス電極１３の間には絶縁体
層１５が介在して各電極１１，１２．１３を離間すると
ともに一体化して作られている。また、イオン流制御ヘ
ッド１０には後述するようなイオン流制御用開口１６か
形成されている。

また、１７はイオン発生源、１８は記録紙等の記録媒体
で、導電処理層１９、誘電体記録層２０とからなってい
る。第１図中、２１はコロナ高圧電源、２２は第１の阻
止電界電源、２３は第１の促進電界電源、２４はスイッ
チング回路、２５は第２の阻止電界電源、２６は第２の
促進電界電源、２７はスイッチング回路、２８はバイア
ス電源を示している。

イオン流制御ヘッド１０はそのベタ電極１１をイオン発
生源１７に対面して配置し、次に第１のマトリクス電極
１２を配置し、第１のマトリクス電極１２より記録媒体
１８側に位置して第２のマトリクス電極１３を配置しで
ある。前記ベタ電極１１は例えば金属製で−様な薄膜で
作られており、これには第１図（ｂ）でその平面を示す
ように２次元マトリクス状の配列で複数のイオン流制御
用開口１６が開口され、その部分の金属は除去されてい
る。

この開口１６のマトリクス配置は、主走査方向（図示左
右方向）とそれぞれ平行な複数の直線上に一定の間隔で
配列され、副走査方向には直線状とは限定されないが、
斜め方向に一定の間隔で配列されている。

第１のマトリクス電極１２は副走査方向の斜め列上にあ
る各開口１６の部分にわたり位置して電気的に連接する
ような帯状の導電層セグメントに分かれて構成されてい
る。第２のマトリクス電極１３は主走査方向に沿う同一
列上の開口１６の部分にわたり位置して電気的に連接す
るような帯状の導電層セグメントに分かれて構成されて
いる。

そして、第１および第２のマトリクス電極１２゜１３の
帯状の各導電層セグメント部分は平面的に見て交差し、
この交点部分には前記イオン流制御用開口１６がそれぞ
れ位置している。つまり、前記イオン流制御用開口１６
は三層の電極１１゜１２．１３および絶縁体層１４．１
５を貫通して作られている。

なお、前記イオン発生源１７としては通常シールド電極
３１がコロナワイヤ３２の三方向から囲むように設けた
コロトロンの構成をとる場合が多いが、コロナイオンの
発生に必要な電界は前記ベタ電極１１とコロナワイヤ３
２間の電位差で得ることができ、シールド電極３１は基
本的になくともよい。また、シールド電極３１は外部か
らのチリの浸入を防いだり、コロナワイヤ３２を支持す
るだめの構造部材として設けることは有効であるが、そ
の場合にはコロナワイヤ３２とシールド電極３１と間の
ギャップはコロナワイヤ３２とベタ電極１１間のギャッ
プよりも十分に広くとっておいた方がよい。

ベタ電極１１と第１のマトリクス電極１２との間にはイ
オン流制御用開口１６内へイオン流を取込むか否かを制
御する制御電圧を印加するが、このための回路要素とし
て電源２２．２３およびスイッチング回路２４か設けら
れている。また、第１の阻止電界電源２２はベタ電極１
１と第１のマトリクス電極１２との間に電圧を印加し、
前記開口１６内へのイオン流の進入を阻止する電界を形
成するためのものである。第１の促進電界電源２３は前
記第１の阻止電界電源２２による作用を打ち消すととと
もに可能な限り多くのイオン流を開口１６内へ取り込む
ようにベタ電極１１と第１のマトリクス電極１２との間
に電圧を印加するものである。そして、この操作がスイ
ッチング回路２４によって行われる。このスイッチング
回路２４は、第１のマトリクス電極１２のセグメント電
極部の数だけ設けられており、第１のマトリクス電極１
２に前記電源２２．２３の電圧のいずれかか作用するよ
うに選択制御する。

同様に第２の阻止電界電源２５は第１のマトリクス電極
１２と第２のマトリクス電極１３との間に電圧を印加し
、前記開口１６内に取り込まれたイオン流を吸収し、記
録媒体１８へ向けて流出するのを防止する。第２の促進
電界電源２６は第１のマトリクス電極１２と第２のマト
リクス電極１３との間に電圧を印加し、前記開口１６内
に取り込まれたイオン流を記録媒体１８へ向けて流出す
るのを促進する。この印加電圧の制御はスイッチング回
路２７によって行われる。第１のマトリクス電極１２と
第２のマトリクス電極１３に前記電源２５．２６の電圧
のいずれかが作用するように選択制御する。このスイッ
チング回路２７の数は第２のマトリクス電極１３におけ
る分割したセグメント電極部の数に等しい。バイアス電
源２８は前記イオン流制御ヘッドを通過し、記録媒体１
８へ向って流れるイオン流の流束径゛が拡ったり飛行方
向が不安定に変化したりしないようにバイアス電圧を印
加するために設けられている。

次に、第２図を参照にしてイオン流制御用開口１６ての
イオン流制御の各モードについて説明する。

なお、説明を簡略化するために負のコロナイオンか制御
対象となるものとし、ベタ電極１１に与える電圧は実際
の使用条件では、−１０００Ｖ程度としておくことが多
いが、イオン流制御作用を説明する上で支障かないので
、説明上ＯＶとしておく。

（ａ）第１のマトリクス電極１２に＋１５０Ｖ。

第２のマトリクス電極１３に＋２５０Ｖを印加する場合
（第２図ａを参照）。

ベタ電極１１と第１のマトリクス電極１２との間には、
イオン流が制御用開口１６を通過促進する向きに電圧が
印加されることになるから、そのイオン流は開口１６内
に取り込まれる。第１のマトリクス電極１２と第２のマ
トリクス電極１３の間での電位方向もイオン流の開口通
過を促進させる方向であるから、取り込まれたイオン流
はその開口１６を通り抜けて記録媒体１８へ向う。

（ｂ）第１のマトリクス電極１２に一１００Ｖ、第２の
マトリクス電極１３に＋２５０■を印加する場合（第２
図すを参照）。

ベタ電極１１と第１のマトリクス電極１２の間にイオン
流の開口１６への侵入を阻止する方向の電圧が印加され
、イオン流は阻止されてしまう。

第１のマトリクス電極１２と第２のマトリクス電極１３
との間での電位方向はイオン流を促進する方向であるが
、イオン流が開口１６に流れ込まないので、その作用は
無効とされ、開口］６からイオンか流れ出ることはない
。

（ｃ）第１のマトリクス電極１２ｊニー１００Ｖ。

第２のマトリクス電極１３にＯＶを印加する場合（第２
図Ｃを参照）。

開口１６内へのイオン流の侵入は阻止される電位状態に
なる。このため、第１のマトリクス電極１２と第２のマ
トリクス電極１３との間の電圧はイオン流の通過を許容
する方向であるか、開口１６にイオンが入って来ないの
てこの作用は無効となり、開口１６からイオンが流れ出
ることはない。

（ｄ）第１のマトリクス電極１２に＋１５０Ｖ、第２の
マトリクス電極１３に０■を印加する。ヘタ電極１１と
第１のマトリクス電極１２との間の電圧の作用でイオン
流は開口１６に取り込まれるか、第１のマトリクス電極
１２と第２のマトリクス電極１３との間の電圧の阻止作
用でイオン流は開口１６を通り抜けることかできない。

以上の動作モードを別の形で説明すると、ベタ電極１１
と第１のマトリクス電極１２との間で第１の制御を行っ
て開口１６内にイオン流を取り込む。次いで、第１のマ
トリクス電極１２と第２のマトリクス電極１３との間に
印加する電圧で開口１６内に取り込まれたイオン流の通
過を許容するか否かの制御を行う。かくして両セグメン
ト電極１２．１３に印加する信号電圧によってマトリク
ス制御を行う。

次に、前記構成における制御での作用効果について、第
３図を用いて説明する。第３図は第１図で示したイオン
流制御ヘッド１０と同じようなものであるが、その断面
方向が異なるため、第１のマトリクス電極１２が分離さ
れて表されている。

また、この第３図において、１６ａ、１６ｃはイオン流
の侵入を阻止する方向の電圧が印加された第１のマトリ
クス電極１２のセグメント電極部に対応した開口であり
、１６ｂは第１のマトリクス電極１２にイオン流を取り
込むための電圧を印加したセグメント電極部に対応した
開口を示している。

このような第１のマトリクス電極１２への電圧印加によ
って、開口１６ｂの上部には凸レンズ状の等電位面Ｅ、
、Ｅ２．・・Ｅ４が形成される。また、開口１６ａ、１
６ｃの上部の等電位面は凹レンズ状となっている。

イオン発生源側に分割した電極を配置する従来例の場合
については第８図において示したが、第３図と第８図の
比較から明かなように従来例では隣りの開口との電位差
が電極表面に大きな影響を与え、凸レンズ状の等電位面
かその隣接部の作用で狭い範囲に限定されてしまってい
る。これに対し、この第１の実施例の構成ではイオン発
生源側にいわゆるベタ電極を配置したから、凸レンズ状
の等電位面の領域が隣接部の凹レンズ形状の作用を受け
て大きく広がり、広い範囲からのイオン流か開口１６ｂ
内に取り込まれることが解る。

かくして、この構成によれば、隣接部にイオンの侵入を
阻止する方向の電圧が印加された開口１６かある場合、
イオンを取込む開口１６の取込み領域を拡大するように
作用し、本発明の目的が達成される。

本発明の目的の１つである多量のイオン流を開口１６内
へ取り込むためにはベタ電極１１と第１のマトリクス電
極１２との間に印加する促進電圧を大きくして凸レンズ
状の等電位面による収束作用を強くすることが有効であ
るが、イオン流制御用開口１６の径の物理的な寸法が小
さければ、取込みイオン量も制限されてしまう。

取込みイオン量を多くするために単純にイオン流制御用
開口１６の径を大きくすることが考えられるか、従来の
イオン流制御ヘッド１０での開口はセグメント化された
電極上に作られるために開口径を大きくするに従ってセ
グメント化された電極部間の隙間が狭くなってしまい、
セグメント電極部間の絶縁耐圧が低下してしまうという
欠点がある。

第４図で示す第２の実施例はその課題を解決するための
ものである。同第４図において示すイオン流制御ヘッド
１０は、ベタ電極１１、第１のマトリクス電極１２、第
２のマトリクス電極１３、絶縁体層１４．１５を備える
が、イオン流制御用開口１６が大径の開口部分１６Ａ、
１６Ｂ。

１６Ｃと小径の開口部分１６ａ、１６ｂ、１６ｃとが連
通したものからなっている。そして、大径の開口部分１
６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃはイオン発生源側のベタ電極１１
および絶縁層１４に設けられている。したかって、その
開口部分１６Ａ。

１６Ｂ、１６Ｃの口径を大きくしても、ベタ電極１１は
セグメント化されていないからそのベタ電極１１の絶縁
耐力等には同等影響を与えることがないのである。そし
て、イオン発生源１７側の開口の口径を大きくすること
によって広い範囲からのイオン流をその開口１６内へ多
量に取り込めるのである。

一方、マトリクス電極１２．１３のセグメント電極部お
よび絶縁層１５にわたって設けられた開口１６　ａ、　
　１６　ｂ、　　１６　ｃは小径の開口である。

したがって、セグメント電極部のそれぞれの間の隙間を
広くとることができ、そのセグメント電極部分の間の耐
圧を高めることができる。しがち、小径の開口１６は取
り込まれたイオン流の通過の促進と阻止の制御を行うだ
けであって、取り込まれたイオン流は細い流束になって
いるため、この部分での開口は大径であることは必要で
はなく、むしろ小径であった方が小さい電圧でイオン流
を確実に制御できる点で有利である。

ところで、前記各実施例の説明において、第１のマトリ
クス電極１２はそれの開口１６の列を副走査方向に斜め
に連接するセグメント電極部からなり、第２のマトリク
ス電極１３は開口の列を主走査方向に連接するセグメン
ト電極部とし、第１のマトリクス電極１２には画像信号
を印加し、第２のマトリクス電極１３はシーケンシャル
に１本のセグメント電極部を順次選択してイオン流をそ
の１本のセグメント電極部のみ通過させるように動作さ
すてマトリクス制御を行うものである。

この構成において、ベタ黒画像のように全開口１６がイ
オン流を通過させる場合を考えてみると、第１のマトリ
クス電極１２はイオンを開口１６内に取り込ませる電圧
を各電極１１，１２．１３に印加する。このため、イオ
ンは同時に全部の開口１６に取り込まれるが、各瞬間に
開口１６からイオンが流れ出すのは選択された第２のマ
トリクス電極１３に属する開口１６のみである。しかる
に、各開口１６への取込みイオン量を多くしようとした
場合、最大に取り込めるイオンの量はマトリクスの各開
口１６に均等に割り当てられるエリアからのイオン流の
みて、実際にはイオン流を遮断している開口１６に取り
込まれるイオン流までは利用できないという限界かある
。

しかしながら、この限界を越えてより多くのイオン流か
利用できることが好ましい。

第５図はこの課題を解決する実施例を示すものである。

この第５図において示すイオン流制御ヘッド１０は、前
述したようなベタ電極１１．第１のマトリクス電極１２
、第２のマトリクス電極１３、絶縁層１４，１５、大径
の開口部分１６Ａ・・・１６Ｄ１小径の開口部分１６ａ
・・・１６ｄを備えている。また、Ｅ、、Ｅ２．Ｅ２シ
、Ｅ３は等電位面、Ｆ２は前記各実施例の構成で最大に
取込み可能なイオン取込領域、Ｆ２はそのときのイオン
流の飛跡、Ｆｌはこの実施例の構成における取込み可能
なイオン領域、ｆｌはそのときのイオン飛跡を各示して
いる。なお、第５図（ａ）での断面は、斜めの副走査方
向に沿った開口列を、ｘ−ｘ’位置で切断した面を示し
ている。

この実施例の構成において、ベタ電極１１と第２のマト
リクス電極１３との間にイオン流を開口１６内へ取り込
むための電圧を印加する。第２のマトリクス電極１３は
主走査方向に開口部を電気的に連接する電極で、シーケ
ンシャルにそのうちの一本が選択されてイオン流を取込
む電圧が印加され、他の電極はイオンの開口侵入を阻止
する電圧が印加される。

その電圧印加条件において、等電位面Ｅ１゜Ｆ２．Ｅ、
は実線で示すようにイオンを取り込む開口１６ｂの部分
では凸レンズ状、他の開口１６ａ、１６ｃの上部では凹
レンズ状となる。開口表面から離れるに従って前記レン
ズ状の等電位面Ｅ、、Ｅ２．Ｅ３はゆるやかな形状とな
るか、イオンを取り込む開口１６ｂを中心に大きな凸し
ンス状の電界となり、各開口１６に均等に割当てたエリ
ア外のエリアのイオン流も取り込むように作用する。ｆ
ｌは取り込まれるイオンの飛跡を示し、Ｆｌはその領域
中を示している。

これと対比して前記第１および第２の実施例で示したよ
うに中間の電極か第１のマトリクス電極１２の場合の状
況を説明する。第１のマトリクス電極１２には画信号が
印加され、ベタ黒画像をプリントする場合には全電極に
イオンを取り込む電圧か印加される。その結果、全開口
部分に凸レンズ状況の等電位面が形成され、ベタ電極１
１から離れｔＥ位置での電界はＥ２′で示すようにゆる
い凸レンズ状の等電位面の連なりとなり、開口に取り込
まれるイオン流は各開口に均等に分割して割当てられた
エリア以外からは供給されることがない。

しかし、この第３の実施例の構成によれば、より多くの
イオン流を開口内に取り込める作用効果が得られる。

なお、各実施例によって詳細に説明したか、絶縁体層は
各電極を離間支持するためのもので、イオン流の制御に
は直接作用するものではない。したがって、絶縁体層に
設ける開口は各図示のように電極開口と同じ径であった
り、各開口毎に分離して設けることは必要な条件ではな
い。例えば絶縁体層に設ける開口径を電極開口より大き
くしたり、複数の開口にまたがったスリット状の開口と
してもよいものである。

［発明の効果コ以上説明したように本発明によれば、イオン発生源側の
電極をいわゆるベタ電極としたから、イオン通過用開口
内に形成されるイオン通過の許容電界や阻止電界が電極
表面電位に及ぼす影響を小さくできる。したかって、イ
オン流を制御開口内に取込むように制御信号を印加した
開口に隣接してイオンの侵入を阻止する電圧を印加した
開口がある使用条件下において、開口内に取込まれるイ
オン量の減少を防止し、取込むイオンの量を増大させる
効果が得られる。

また、第２の請求項の構成によれば、マトリクス構成の
電極の隣接間の電気的な耐圧低下を伴うことなく取込イ
オン量を増大させることかできると共にマトリクス電極
に印加する制御電圧を低くして所望の制御作用か得られ
る効果かある。

さらに、第３の請求項の構成によれば、各開口かイオン
流を通過させる条件で制御される場合に各開口に取込む
イオン流の領域を、開口毎に均等に割当てた領域以上に
拡大し、大量のイオン流を取り込める効果か生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はそのイオン流制御ヘッドの概略的な構成の説明図
、第２図は各制御電圧の印加状態でのイオン流の状況を
示す断面図、第３図は制御電圧の印加状態での電界の状
態を示す説明図である。第４図は本発明の第２の実施例
のイオン流制御ヘッドの概略的な構成の説明図である。第５図は本発明の第３の実施例のイオン流制御ヘッドの
概略的な構成の説明図である。第６図ないし第８図は従
来例を示し、第６図はそのイオン流制御ヘッドの概略的
な構成の説明図、第７図は各セグメント電極の平面配置
図、第８図は制御電圧の印加状態での電界の状態を示す
説明図である。１０・・・イオン流制御ヘッド、１１・・・ベタ電極、
１２・・・第１のマトリクス電極、１３・・・第２のマ
トリクス電極、１４．１５・・・絶縁体層、１６・・・
イオン流制御用開口、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・小
径の開口部分、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ・・・大径の開
口部分、１７・・・イオン発生源、１８・・・記録媒体
、２１・・・コロナ高圧電源、２２・・・第１の阻止電
界電源、２３・・・第１の促進電界電源、２４・・・ス
イッチング回路、２５・・・第２の阻止電界電源、２６
・・・第２の促進電界電源、２７・・スイッチング回路
、２８・・バイアス電源、Ｅｌ、Ｅ２．・・・Ｅ４・・
・等電位面。出願人代理人　弁理士　坪井　淳

Claims

【特許請求の範囲】

（１）絶縁体層によって離間支持された第１および第２
の電極、および非分割でいわゆるベタ状の第３の電極を
有し、前記第１の電極と第２の電極はそれぞれ複数の帯
状セグメントに分割され、この第１および第２の電極の
各セグメント電極部は他方の電極のセグメント電極部と
クロスする方向に配置してなり、その第１の電極のセグ
メント電極部と第２の電極のセグメント電極部との交点
部分には前記３つの電極を貫通するイオン流制御用開口
が二次元マトリスク状に配設してなるとともに、前記各
電極間に印加する信号電圧によって各開口を通る、イオ
ン発生源から供給されるイオン流を制御するようにした
イオン流制御ヘッドにおいて、前記イオン発生源に対面する電極を前記第３の電極とし
、この第３の電極と第１の電極との間にイオン流制御用
開口内へイオン流を流入させるか阻止するかを制御する
第１の信号電圧を印加し、前記第１の電極と第２の電極
との間に、前記イオン流制御用開口内に取り込まれたイ
オン流の通過を許容するか阻止するかの制御を行う第２
の信号電圧を印加し、前記各電極および信号電圧によっ
てイオン流制御のマトリクスドライブをすることを特徴
とするイオン流制御ヘッド。
（２）第１の請求項に記載のイオン流制御ヘッドにおい
て、前記各電極間に電気的絶縁体層を介在させてその各電極
を離間支持し、イオン発生源に対面する第３の電極とこ
れを支持する絶縁体層には大径のイオン流制御用開口を
設け、第１の電極と第２の電極およびこれを離間支持す
る絶縁体層には前記大径のイオン流制御用開口に連通し
た小径のイオン流制御開口を設けたことを特徴とするイ
オン流制御ヘッド。
（３）第１の請求項に記載のイオン流制御ヘッドにおい
て、イオン発生源に対面する第３の電極の次に二次元マトリ
クス状に配置されたイオン流制御用開口の主走査方向に
配列された開口を電気的に接続するようにセグメント化
した第１の電極を設け、この第２の電極の次に副走査方
向に対して斜めに配置された前記イオン流制御用開口を
電気的に連接するようにセグメント化された第２の電極
を設け、前記各電極を絶縁体層によって離間支持して１
体化したことを特徴とするイオン流制御ヘッド。