JPH0740587A - イオン記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン放出口の面積を小さくせずに記録密度
を上げる。 【構成】 イオン放出口が形成された絶縁層を介して対
向する上部電極と下部電極間に記録信号電圧を印加して
イオン放出口から放出するイオン流を制御するようにし
た記録ヘッドにおいて、イオン放出口の一部に制御電極
を形成し、制御電極と反対側のイオン放出口面積を小さ
くしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録信号に応じてイオン
流の放出を制御して記録するイオンフロー記録ヘッドに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、図９、図１０により固体放電型、
コロトロン放電型イオンプリンタについて概略説明す
る。図９は交流駆動される固体放電型イオンプリンタを
説明する図である。記録ヘッド３１は、絶縁体３１ａ上
にライン電極３１ｂ、絶縁体３１ｃが順次積層され、さ
らに中心部に開孔が形成されるようにフィンガ電極３１
ｄ、絶縁体３１ｅ、スクリーン電極３１ｆが形成され、
ライン電極３１ｂとフィンガ電極３１ｄ間に高周波電源
３５が接続され、フィンガ電極３１ｄとスクリーン電極
３１ｆ間に信号源３６が接続されて信号電圧が印加され
る構造になっている。記録ヘッド３１に対向して電極３
３が形成された絶縁性の記録体３２が形成され、記録ヘ
ッド３１と記録体間には直流電源Ｅが接続されてイオン
流を加速できるようになっている。次に、動作を説明す
ると、イオンの発生は、ライン電極３１ｂとフィンガ電
極３１ｄ間に数ＫＶ、数ＭＨｚの高周波高電圧を印加す
ることによりヘッドの内部で放電を生じさせることによ
り行う。放電により生じたイオンは、フィンガ電極３１
ｄとスクリーン電極３１ｆ間の信号電圧に応じてその流
れが制御され、記録体上に階調を有する静電潜像が形成
される。

【０００３】図１０はコロトロン型のイオンプリンタを
説明する図である。図において、４１はコロナイオン発
生源、４２は上部開口電極、４３は絶縁層、４４は下部
開口電極、４５はホール、４６は記録媒体、４７はコロ
ナイオン発生用電源、４８、４９は制御信号電源、５０
はバイアス電源である。コロナイオン発生源４１は、例
えばケーシング電極４１ａ内にコロナワイヤ４１ｂを張
ったものであり、ケーシング電極４１ａとコロナワイヤ
４１ｂ間にコロナイオン発生用電源４７により直流高電
圧を印加してコロナイオンを発生するものである。絶縁
層４３を挟んでその両面に形成された上部開口電極４
２、下部開口電極４４は、絶縁層に開けられたホール４
５に対応して開口が貫通形成されて単位記録素子を形成
しており、制御信号電源４８、４９により加えられる制
御信号電圧の極性によりイオン流をＯＮ／ＯＦＦ制御し
ている。絶縁層のホールを通過したコロナイオンはバイ
アス電源５０によって記録媒体４６との間に形成される
電界により導かれて記録媒体４６上に潜像が形成され
る。このような構成において、図１０（ａ）に示すよう
に下部電極４４に対して上部開口電極４２が正となるよ
うな信号電圧を印加すると、電極開口内に形成される電
界に沿ってコロナイオン流が記録媒体４６上に飛翔して
潜像形成が行われる。一方、図１０（ｂ）のように信号
電源の極正が逆になるように信号電圧を印加すると、電
極開口内にはイオン流を阻止する方向に電界が形成され
てイオンは開口を通過できなくなる。こうして、記録媒
体４６上には制御信号に応じた潜像が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン放出
口内に電界を形成するための制御電極（固体放電型の場
合にはフィンガ電極、コロナ放電型の場合には上部電
極）は、４ライン構成の場合には、例えば、図１１に示
すように各制御電極６０に４つの丸孔を開けてイオン放
出口６１としている。なお、図１１においては横方向を
主走査方向、縦方向を副走査方向とした記録ヘッドの制
御電極を示しており、固体放電型の場合にはスクリーン
電極、コロナ放電型の場合には下部電極がそれぞれ共通
電極となり、縦方向に紙送りされて像形成される。

【０００５】図１１の制御電極はイオン放出口を囲んで
その周りに形成してイオン放出口内に電界形成するよう
にしているが、記録密度の上昇にともなってイオン放出
口周りの電極を細くする必要があり、そのため製造が困
難となる。また、１ラインヘッドの場合には、図１２に
示すように、イオン放出口８１を囲む制御電極８０を形
成するためには電極をそれほど細くすることができず、
記録密度を上げるためにはイオン放出口の径を小さくす
る以外に方策がなく記録速度が低下してしまう。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、記録速度を低下させずに記録密度を上げることがで
きるイオン記録ヘッドを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のイオン記録ヘッ
ドは、イオン放出口が形成された絶縁層を介して対向す
る上部電極と下部電極間に記録信号電圧を印加してイオ
ン放出口から放出するイオン流を制御するようにした記
録ヘッドにおいて、イオン放出口の一部に制御電極を形
成し、制御電極と反対側のイオン放出口面積を小さくし
たことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明は、制御電極をイオン放出口の一部分に
のみ形成し、制御電極と反対側の放出口面積を小さくす
ることにより、制御電極が形成されていない部分にも電
界形成したものであり、イオン放出口を囲んで電極が形
成されていないためにイオン放出口同士を十分に近接配
置することができ、それほどイオン放出口面積を小さく
しなくてすむため、記録速度を低下させずに記録密度を
上げることが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の制御電極構造を示したものであ
り、図１（ａ）はイオン放出口１１を三角形状とし、制
御電極１０をイオン放出口１１の１辺にのみ形成し、制
御電極と反対側の面積を小さくしたものである。また、
図１（ｂ）はイオン放出口２１を台形とし、制御電極２
０と反対側の面積を小さくしたものである。

【００１０】このように、イオン放出口の一部にのみ電
極を形成しているため、従来のようにイオン放出口を囲
んで電極を形成していたものに比して、イオン放出口同
士を近接して配置することができる。例えば、電極の幅
を５０μｍ、イオン放出口の径を５０μｍとすると、従
来ではイオン放出口同士は１５０μｍ離れていたが、図
１の構成とすることにより、イオン放出口同士は５０μ
ｍしか離れないこととなり、格段に記録密度を上げるこ
とが可能となる。また、制御電極と反対側のイオン放出
口面積を小さくして、この部分における電界強度が低下
しないようにしているので、イオン流制御に支障をきた
すことはなく、またそれほどイオン放出口は小さくなら
ないので記録速度を低下させることもない。

【００１１】この点について以下説明する。なお、図
２、図４はイオン放出口が三角形状、図３、図５はイオ
ン放出口が四角形状の場合のイオン流制御を説明するた
めのものである。コロナ発生源と上側制御電極間の電界
強度をＥ１、上下制御電極間の電界強度をＥ２、下側制
御電極と記録紙１２間の電界強度をＥ３、（イオン放出
口を通過するイオン流が絞られる前のイオン流面積）／
（イオン放出口の面積）により表される比をＴｒとす
る。図２、図３は制御電極に順方向電圧を印加してイオ
ン流を流す場合を示しており、図２（ａ）、図３（ａ）
はイオン流の様子、図２（ｂ）、図３（ｂ）はイオン放
出口におけるイオン流をドットで示しており、図２にお
いては、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、 Ｅ１＝２．８６７１９ｋＶ／ｃｍ Ｅ２＝２．７５８６２ｋＶ／ｃｍ Ｅ３＝１８ｋＶ／ｃｍ としたもので、このときのＴｒは、１．２３５９５であ
った。

【００１２】図３においては、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、 Ｅ１＝２．８６７１９ｋＶ／ｃｍ Ｅ２＝２．７５８６２ｋＶ／ｃｍ Ｅ３＝１８ｋＶ／ｃｍ としたものであり、このときのＴｒは、１．２８４８５
であった。

【００１３】図４、図５は制御電極に阻止電圧を印加し
た場合であり、図４においては、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、 Ｅ１＝２．８６７３５ｋＶ／ｃｍ Ｅ２＝−７．５８６２１ｋＶ／ｃｍ Ｅ３＝１８ｋＶ／ｃｍ としたもので、このときのＴｒは、０．０５６１７９８
であった。

【００１４】図５においては、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を、 Ｅ１＝２．８６７３２ｋＶ／ｃｍ Ｅ２＝−７．５８６２１ｋＶ／ｃｍ Ｅ３＝１８ｋＶ／ｃｍ としたもので、このときのＴｒは、０．２７２７２７で
あった。図４（ｂ）、図５（ｂ）から、三角形状の場合
の方がイオン流に対する制御性が良いことが分かる。

【００１５】図６は図１（ａ）の電極構造のものを用い
て１ライン構成としたものであり、隣接する三角形状の
イオン放出口を逆向きとして半ピッチずつずらして配置
し、それぞれ反対側に電極を引き出すようにしている。
隣接する各イオン放出口間には電極が存在しないのでイ
オン放出口同士を近接させて記録密度を向上させること
ができる。

【００１６】図７は、図１（ｂ）の電極構造のものを用
いて２ライン構成としたものであり、各ラインにおいて
は１ピッチずらし、１ライン目と２ライン目のイオン放
出口を互いに逆向きとして半ピッチずらすことにより、
図６の場合と同様に記録密度を向上させることが可能と
なる。

【００１７】図８は、図１（ａ）の電極構造のものを用
いて４ライン構成としたものであり、１つの制御電極の
両側に２つずつ計４個の三角形状のイオン放出口を接続
した構造である。本実施例では、横方向に半ピッチずつ
ずれたイオン放出口が互いに逆向きになるように１つの
制御電極に接続された構造であり、同様に記録密度を向
上させることが可能となる。なお、上記実施例ではイオ
ン放出口を三角形、台形としたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、５角形等多角形のものを用いても
よい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、制御電極をイオン放出口
の一部分にのみ形成し、制御電極と反対側の放出口面積
を小さくすることにより、イオン放出口を囲んで電極が
形成されていないためにイオン放出口同士を近接配置し
て記録密度を上げ、また制御電極と反対側の放出口面積
を小さくすることにより、この部分でのイオン流制御に
支障をきたすことを回避することが可能となる。また、
イオン放出口を小さくしなくてすむので、記録速度の低
下を招くことなく記録密度を上げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の制御電極構造を説明する図である。

【図２】 イオン放出口が三角形状で制御電極に順方向
電圧を印加したときのイオン流を示す図である。

【図３】 イオン放出口が四角形状で制御電極に順方向
電圧を印加したときのイオン流を示す図である。

【図４】 イオン放出口が三角形状で制御電極に阻止電
圧を印加したときのイオン流を示す図である。

【図５】 イオン放出口が四角形状で制御電極に阻止電
圧を印加したときのイオン流を示す図である。

【図６】 本発明の制御電極を用いた１ライン構成を説
明する図である。

【図７】 本発明の制御電極を用いた２ライン構成を説
明する図である。

【図８】 本発明の制御電極を用いた４ライン構成を説
明する図である。

【図９】 固体放電型イオンプリンタを説明する図であ
る。

【図１０】 コロトロン放電型イオンプリンタを説明す
る図である。

【図１１】 従来の４ライン構成の制御電極を説明する
図である。

【図１２】 従来の１ライン構成の制御電極を説明する
図である。

【符号の説明】

１０，２０…制御電極、１１，２１…イオン放出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン放出口が形成された絶縁層を介し
   て対向する上部電極と下部電極間に記録信号電圧を印加
   してイオン放出口から放出するイオン流を制御するよう
   にした記録ヘッドにおいて、イオン放出口の一部に制御
   電極を形成し、制御電極と反対側のイオン放出口面積を
   小さくしたことを特徴とするイオン記録ヘッド。