JPH07186438A

JPH07186438A - イオンプリンター

Info

Publication number: JPH07186438A
Application number: JP33517493A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kadowaki; 広幸門脇; Masayuki Iijima; 正行飯嶋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】イオンの壁面への付着による画像品質の劣化
のない高品質な画像の記録が可能なイオンプリンターを
得る。【構成】イオン流によって静電潜像を形成するイオン
プリンターにおいて、記録ヘッドのイオン流制御電極に
は、常にイオン流の流れを阻止する方向であって、電圧
の強弱によってイオン流の流れを制御する制御電圧が印
加されているイオンプリンター。【効果】イオンの付着による画像品質の低下がなく、
また孔径に比して小さなドットの画像を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イオン流を制御電極に
印加した電圧によって制御し、誘電体に静電潜像を形成
するイオンプリンターに関し、とくにイオン流の制御装
置に特徴を有する高品質な画像形成が可能なイオンプリ
ンターに関する。

【０００２】

【従来の技術】イオンプリンターは、コロナ放電による
イオン発生源より発生したイオン流を制御して誘電体上
に静電潜像を形成し、形成した静電潜像をトナーによっ
て現像することによって画像を得る記録装置である。イ
オンプリンターは、電子写真方式を用いたレーザビーム
プリンタ等のように感光体を使用する必要はなく、取り
扱いが容易な誘電体を利用することができ、記録ヘッド
部には光学系を用いる必要がなく、静電潜像の形成工程
が１つの工程でできる等の特徴を有している。

【０００３】イオンプリンターの一例を図１に示す。イ
オンプリンター１はイオン流の照射を行う記録ヘッド２
と誘電体ドラム３、除電装置４、現像装置５、転写ロー
ラ６で構成されており、記録ヘッド２はイオンを発生す
るコロトロンと称されるコロナ放電器７と絶縁層８の上
面および下面に積層したイオン流制御電極９から構成さ
れており、コロナ放電器７は、金属ケース１０とその内
部に設けらた金属線からなる放電用電極１１から構成さ
れている。

【０００４】コロナ放電器７では、放電用電極１１と金
属ケース１０との間に金属ケース１０を接地電位にし、
直流電源１２から−７ｋＶ程度の電圧を印加することに
よって、コロナ放電を発生させている。その結果、放電
用電極の周囲には、正イオンが集まるが、金属ケース１
０内部には負イオンが広がることとなる。そこで、コロ
ナ放電器７で発生した負イオンは誘電体ドラム３に向か
うとともに、イオン流の通過を促進および阻止する方向
へ電界を形成するイオン流制御電極９によって、誘電体
ドラム３上に静電潜像を形成している。誘電体ドラム３
上に形成された静電潜像はトナーによって現像され、転
写ローラ６によって紙などの記録媒体１３に転写され
る。転写後の誘電体ドラム３はクリーニングされてさら
に除電装置４によって除電される。

【０００５】コロナ放電器を有する記録ヘッドは、構成
が単純で製作が容易であり、工作精度の高い記録ヘッド
を得ることができるので、高品質の画像を形成すること
ができる。また、コロナ放電は直流を印加しているため
に階調出力も比較的簡単な回路構成で実現できるという
特徴がある。ところが、イオン発生源として利用してい
るコロナ放電器のイオン生成量およびイオンの利用効率
が低いため、イオン生成量を高めようとして放電用の電
圧を高めると異常放電が発生するので放電用の電圧を高
めることはできないので、出力イオン流密度が低く、印
字速度が遅いという欠点がある。

【０００６】一方、図２に示すように、イオン流制御電
極に積層した誘電体２１上に放電電極２２を設け、放電
電極とイオン流制御電極２３との間で放電を行う固体型
記録ヘッドも知られている。固体型記録ヘッドは、出力
イオン量が多く、印字速度を速くすることができるとい
う特徴を有しているが、イオン発生源が個々のイオン放
出孔に対応しているので、イオン発生源の特性によるイ
オン発生量のばらつきによる印字むらが発生しやすいと
いう問題があった。また、とくに階調出力を行うと、２
値出力時と比べ発生イオン量のばらつきが印字むらとし
て出現し易いので、固体型記録ヘッドは高品質の階調出
力を行うことは困難であった。

【０００７】図３は、イオン流制御電極に設けたイオン
放出孔および電極の配置を示す図である。イオン放出孔
３１は、主走査方向３２に対して斜めに配置した２次元
のスキューマトリックス構造によって配置されており、
主走査方向に配置したライン電極３３とライン電極３３
と交差するよう配置したフィンガー電極３４が絶縁層を
介して立体的に配置されている。このように２次元スキ
ューマトリックス構造によって配置すれば、隣接するイ
オン放出孔の間隔をイオン放出孔の径よりも小さな間隔
で配置することができるので高解像度の記録が可能とな
るが、高解像度の画像を得るためには、イオン放出孔の
孔径を小さくすることが必要である。

【０００８】イオン放出孔は、エッチング、あるいはド
リル、打ち抜き等の機械的な加工によって形成される
が、孔の内面がなめらかな曲面にならなかったり、孔の
内面にばり等が形成されると、イオンが放出孔の壁面に
付着し易くなり、壁面に表面電荷か形成されて、イオン
流の制御特性を悪化させることが避けられなかった。と
くに、高解像度の画像を形成するためにイオン放出孔の
孔径を小さくする場合にその影響が大きく現れるという
問題があった。

【０００９】そこで、壁面へのイオンの付着による問題
点を解決するために、特開平２−２９２０６２号公報に
は、図４に示すように、上下の制御電極の間に設けた絶
縁層部開口１４を上下の電極部開口１５よりも大きくす
ることが提案されている。この方法は、絶縁層との距離
を大きくし、イオンがイオン放出孔を通過する際に、絶
縁層８の壁面に付着しないようにするものであるが、す
べてのイオン放出孔に均一に絶縁層部分の開口を所定の
量のみ電極よりも大きく取り除くことは容易なことでは
なく、また制御電極間の絶縁層の膜厚が薄いので、絶縁
層を大きく彫り込むことは困難であり、高品質な画像を
得るうえでは問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高階調の画
像が得られるイオンプリンターを提供することを課題と
するものであり、高品質の画像を記録することを課題と
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、イオン流によ
って静電潜像を形成するイオンプリンターにおいて、記
録ヘッドのイオン流制御電極には、常にイオン流の流れ
を阻止する方向であって、電圧の強弱によってイオン流
の流れを制御する制御電圧が印加されているイオンプリ
ンターである。

【００１２】

【作用】本発明は、イオンプリンターにおいて、イオン
流制御電極には常にイオン流を阻止する方向の電界が形
成されており、電界の強弱によってイオン流が制御され
ているので、電界の反転現象がないのでイオン放出孔の
壁面へのイオンの付着がなく、イオンの付着による画像
品質の低下が生じず、またイオン流の阻止方向の電界に
よってイオン放出孔の孔径を大きくしても、小さなドッ
ト径を形成することができ、高精細度の画像を形成する
ものである。

【００１３】

【実施例】以下に図面を参照し本発明を説明する。図５
は、イオン放出孔内において、イオンが壁面に付着する
現象を説明する図である。図５（Ａ）は、イオン放出孔
の断面を示す図であり、図５（Ｂ）はイオン流制御電極
に印加される電圧を示している。イオン発生源からイオ
ン放出孔内へ導入されたイオンは、イオン流制御電極９
に印加されるパルス電圧によって阻止および通過方向へ
の電界が形成されるが、電界の方向が変化する際には、
必ず上下のイオン流制御電極間の電界が０すなわちイオ
ンにいずれの方向の力も働かなくなることが避けられな
い。その結果、電界が瞬間的に０になった場合に、壁面
にイオンが付着するものと考えられる。

【００１４】そこで、本発明者等は、イオン流制御電極
に印加される電圧の極性の反転を起こさず、壁面にイオ
ンが付着するおそれがないイオン流制御電極を見いだし
たものである。図６は、本発明のイオン流制御電極を説
明する図であり、図６（Ａ）は、イオン放出孔の断面を
説明する図であり、図６（Ｂ）は、イオン流制御電極に
印加されるパルス電圧の一例を説明する図である。

【００１５】図６（Ａ）に示されるように、上部電極と
下部電極によって生じる電界は、イオン流の阻止方向へ
の電界１６が常に形成されており、上部電界１７によっ
て加速されたイオン１８には、イオンの流れの阻止力１
９が作用しており、イオン流はイオン流の阻止電界の強
弱によってイオンの放出を制御される。図６（Ｂ）に上
部電極と下部電極間に印加される制御用の電圧の一例が
示されているように、常に一定電圧以上の電圧が加えら
れており、その強弱によってイオン流の制御を行うこと
ができる。また、本発明のように、イオン流制御電極に
イオンの放出を阻止する方向のみの力によってイオン流
を制御しているので、イオン放出孔を流れるイオン流は
断面積が小さくなり、イオン放出孔の孔径が大きくても
イオン流の断面積を小さくすることが可能となるので、
要求される出力ドットに比して大きな孔径を有する記録
ヘッドを使用することができる。

【００１６】図７は、イオン流制御電極のイオン放出孔
の孔径と阻止電圧の関係を説明する図であり、例えば、
孔径１８０μｍではイオン流を完全に阻止するために
は、最低約８０Ｖの電位差が必要となる。実際には動作
マージン３０Ｖを加えて、約１００Ｖの逆電界でイオン
流を阻止する。イオン放出時と非放出時の作動電圧の差
を１５０Ｖとすると、イオン放出時には、１５０−１０
０＝５０Ｖの順方向の電界が上部電極、下部電極の両電
極により形成されることになる。

【００１７】ところが、２６０μｍの孔径では、阻止電
圧は約１５０Ｖが必要となり、動作マージンを加えて１
８０Ｖの逆電界とすると、イオン放出時には１５０−１
８０＝−３０Ｖとなり、逆電界の状態でイオン放出、非
放出の制御を行うことができる。もちろん１８０μｍの
孔径においても作動電圧の差を小さくすれば、逆方向電
界で制御が可能となるが、作動電圧差が小さいと、単位
時間当たりのイオン放出量が少なくなり実用的でない。

【００１８】

【発明の効果】イオン流制御電極には常にイオン流を阻
止する方向の電界が形成されており、電界の強弱によっ
てイオン流が制御されているので、電界の反転現象がな
いのでイオン放出孔の壁面へのイオンの付着がなく、イ
オンの付着による画像品質の低下が生じず、またイオン
流の阻止方向の電界によってイオン放出孔の孔径を大き
くしても、小さなドット径を形成することができるの
で、製作が比較的容易な大きな孔径を有する高精細度の
画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】イオンプリンターの一例を示す図である。

【図２】従来のイオンプリンターのイオン流の集中装置
を示す図である。

【図３】本発明のイオンプリンターを説明する図であ
る。

【符号の説明】

１…イオンプリンター、２…記録ヘッド、３…誘電体ド
ラム、４…除電装置、５…現像装置、６…転写ローラ、
７…コロナ放電器、８…誘電体、９…イオン流制御電
極、１０…金属ケース、１１…放電用電極、１２…直流
電源、１３…記録媒体、１４…絶縁層部開口、１５…電
極部開口、１６…イオン流の阻止方向への電界、１７…
上部電界、１８…イオン、１９…イオンの流れの阻止
力、２１…誘電体、２２…放電電極、２３…イオン流制
御電極２３、３１…イオン放出孔、３２…主走査方向、
３３…ライン電極、３４…フィンガー電極

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【手続補正書】

【提出日】平成６年６月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】イオンプリンターの一例を示す図である。

【図３】本発明のイオンプリンターを説明する図であ
る。

【図４】従来の壁面へのイオンの付着を防止した記録ヘ
ッドを説明する図である。

【図５】イオンが壁面に付着する現象を説明する図であ
る。

【図６】本発明のイオン流制御電極を説明する図であ
る。

【図７】イオン流制御電極のイオン放出孔の孔径と阻止
電圧の関係を説明する図である。

【符号の説明】１…イオンプリンター、２…記録ヘッド、３…誘電体ド
ラム、４…除電装置、５…現像装置、６…転写ローラ、
７…コロナ放電器、８…誘電体、９…イオン流制御電
極、１０…金属ケース、１１…放電用電極、１２…直流
電源、１３…記録媒体、１４…絶縁層部開口、１５…電
極部開口、１６…イオン流の阻止方向への電界、１７…
上部電界、１８…イオン、１９…イオンの流れの阻止
力、２１…誘電体、２２…放電電極、２３…イオン流制
御電極２３、３１…イオン放出孔、３２…主走査方向、
３３…ライン電極、３４…フィンガー電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イオン流によって静電潜像を形成するイ
オンプリンターにおいて、記録ヘッドのイオン流制御電
極には、常にイオン流の流れを阻止する方向であって、
電圧の強弱によってイオン流の流れを制御する制御電圧
が印加されていることを特徴とするイオンプリンター。