JPH10157188A - 静電記録ヘッドユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電記録装置のヘッドユニットの実装密度を
上げコンパクト化し、かつ部品交換時のメンテナンスコ
ストを低減することができるようなヘッドユニットの構
成を提供する。 【解決手段】 主電極への信号線に接続するためのヘッ
ドアセンブリのラインに沿って接続部が設けられて主電
極のライン状の番号順で奇数と偶数別に設けられた少な
くとも２枚の連結ボードであってストライエーション抑
制用の抵抗／ダイオードアレーを含む連結ボードと、連
結ボード上にコネクタ接続により搭載され信号線を介し
て主電極を駆動する複数の主電極駆動ボードと、補助電
極を駆動するための補助電極駆動ボードと、与えられた
画像形成用のドットおよび制御用のデータに基づき主電
極毎のデータおよび主電極駆動制御用の信号等を、それ
ぞれ連結ボード等へ与える制御ボードを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に静電潜
像を形成し、それを液体トナーで現像する静電記録装置
に関し、特に、静電記録ヘッド部のヘッドユニットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】静電記録装置は、静電記録ヘッドにおい
て記録媒体に静電潜像を形成し、次いで現像処理部にお
いて液体トナーによって現像し画像を得るものである。
以下、一般的な静電記録装置の仕組みを図７を用いて説
明する。図７は静電記録装置の静電潜像を形成する静電
記録ヘッドおよびそれを現像する現像処理部の一部を示
す図である。ロール状に巻かれた記録媒体１は図に示し
た矢印Ａの方向に移動しながら、まず静電記録ヘッド２
において静電潜像が形成され、次いで現像処理部３へと
搬送される。静電記録ヘッド２は、図示しない針状の主
電極（以下、ニブという）と、その近傍に設けられた補
助電極とで構成されており、画像データの各画素に対応
した電極間で放電して記録媒体１を帯電させて静電潜像
を形成する。静電記録ヘッド２を通過した記録媒体１
は、現像処理部３のトナーローラー３１によって液体ト
ナー３２が塗布される。液体トナー３２はトナー粒子を
溶媒で溶かしたもので、トナー粒子は記録媒体１上の静
電潜像とは逆の極性に帯電している。従って、トナーロ
ーラー３１によって記録媒体１上に塗布されたトナー粒
子は静電気力によって静電潜像に引き寄せられ、記録媒
体１上の表面層と結合することにより静電潜像が現像さ
れる。

【０００３】現像が終了した記録媒体１は表面に残った
余分な液体トナー３２を除去するためにトナー吸引部３
４で液体トナー３２を吸引した後、乾燥装置４を通過す
ることによって溶媒が乾燥除去される。図８はシングル
パス方式のカラー静電記録装置を示す図である。図７と
同じ部品については同じ符号を付している。図７では静
電記録ヘッド２、現像処理部３等が１組しか示されてい
なかったが、図８では４色分の静電記録ヘッド２ａ，２
ｂ，２ｃ，２ｄ等を設けている。この方式の静電記録装
置では、記録媒体１を１回搬送するだけで次々に色を重
ね合せていくことにより、カラー画像を得ることができ
る。一般的にはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック
の４色を重ね合せてカラー画像を得ている。

【０００４】以上のように静電記録装置では静電記録ヘ
ッド２に設けられた主電極と補助電極との間で放電を行
って静電潜像を形成しているので所望の画像を得るには
所定の電極が放電し記録媒体１を帯電させなければなら
ない。ところで、上記のような静電記録装置のヘッド部
を含むヘッドユニット部は、図９に示すようにヘッドア
センブリと、内部にニブ用信号線と内部ボードを含むカ
バー部と、２つのヘッド駆動ボード（ＡとＢ）と、スト
ライエーション抑制ボードからなる。ヘッドアセンブリ
を含めてヘッド部への応力によるまげ防止のための補強
材がヘッドアセンブリのとなりに設けられている。ヘッ
ド駆動ボードには、ニブ駆動回路と補助電極駆動回路が
含まれている。ストライエーション抑制ボードは、スト
ライエーション用のヘッド制御部と電源部からなる。ボ
ード間は信号線用ケーブルでコネクタにより接続されて
いる。そしてヘッドアセンブリとこれらのボードは並べ
てまとめられて一つのヘッドブロックとして構成され
る。

【０００５】図９の正面、側面からみてもわかるよう
に、静電記録ヘッドユニット部は、ヘッドアセンブリ
部、ヘッドの駆動ボード、そしてストライエーション抑
制回路ボード等のいくつかの独立したブロックあるいは
部品から構成され、ヘッドアセンブリは他のボードから
独立しているので、他のボードと接続するために多くの
ケーブルを用いなければならない。

【０００６】従って、組み立てられたヘッドユニット部
は、比較的大型で、かつヘッドアセンブリ部とヘッドの
駆動ボード間の信号線長が長かった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近、静電記録装置の
記録速度を高速化したいという課題がある。この場合、
ある程度の画質を得るためには、ニブをオンにしている
時間すなわち最低限必要な描画時間という制限があるこ
とから、高速化するには一回に印加するニブ数を増やす
ことが考えられる。つまり、ニブ数は一定であるので、
ニブ駆動回路数を増やして描画領域を分割するニブグル
ープ数を減らすのである。

【０００８】しかし、従来のヘッドユニット構成では、
ドライバー数が増えるとコネクタ数も増えるので、実装
できてもユニットの厚みが増え、全体に大きな構造にな
ってしまうという問題がある。また、実装密度を上げる
べくニブ駆動ボードを両面実装することも考えられる
が、保守作業性がわるくなる。さらに、一つのボードの
回路規模が大きくなり、部品故障時はボード全体を交換
しなければならずメンテナンスコストが高くなる。図９
に示すようにヘッドアセンブリと４枚のボードから構成
されているので、故障が起きたときはこの単位で部品交
換を行う必要があるからである。

【０００９】また、従来の静電記録装置のヘッドユニッ
ト部の構造では、ニブ駆動回路とニブは多くの信号ケー
ブルと内部ボードを通して接続されるので配線長が長く
なるため浮遊容量が増加し、ニブ駆動回路の負荷になっ
てしまうので、高速化には不適切であった。浮遊容量
は、記録媒体の移動速度が遅いときは、ニブを付勢する
時間間隔が長いため問題とならなかったが、移動速度を
速くしようとすると、ニブ駆動回路の出力回路の特性か
らむずかしかった。

【００１０】さらにまた、静電記録装置で記録する媒体
の幅を大きくしたいという要求もある。従来の静電記録
装置のヘッドユニットの構造では、媒体を幅広にすると
それだけニブ駆動回路数も増えるのでユニット全体が大
きくなってしまうという問題があった。本発明は、上記
のような課題に基づきなされたものであり、静電記録装
置のヘッドユニットの実装密度を上げコンパクト化し、
かつ部品交換時のメンテナンスコストを低減することが
できるようなヘッドユニットの構成を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の静電記録ヘッドユニットは、放電用の主電極
と補助電極がライン状に並んで形成されたヘッドアセン
ブリと、主電極への信号線に接続するためのヘッドアセ
ンブリのラインに沿って接続部が設けられて主電極のラ
イン状の番号順で奇数と偶数別に設けられた少なくとも
２枚の連結ボードであってストライエーション抑制用の
抵抗／ダイオードアレーを含む連結ボードと、連結ボー
ド上にコネクタ接続により搭載され信号線を介して主電
極を駆動する複数の主電極駆動ボードと、補助電極を駆
動するための補助電極駆動ボードと、与えられた画像形
成用のドットおよび制御用のデータに基づき主電極毎の
データおよび主電極駆動制御用の信号、補助電極駆動用
の信号およびストライエーション抑制用の信号を、それ
ぞれ連結ボード、補助電極ボードおよびストライエーシ
ョン抑制ボードへ与える制御ボードを有する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は本発明の第一の実
施の形態を示したもので、具体的には静電記録装置の静
電記録ヘッドブロックの正面、側面の概略説明図であ
る。図１に示す静電記録ヘッドユニットは、ヘッド内部
にニブ用信号線および補助電極用信号線とを含むヘッド
アセンブリ１１と、そのニブ用信号線が接続される連結
ボード１２と、その補助電極用信号線が接続される補助
電極駆動ボード１５と、制御用の絶縁ボード１４とスト
ライエーション抑制ボード１６を含む。連結ボード１２
と複数のニブ駆動回路ボード１３はコネクタで接続され
ている。補助電極駆動ボード１５とヘッドアセンブリの
補助電極用信号線とは、後述する図３に示すようにコネ
クタで接続されている。これらのボードはカバー内に設
けられている。

【００１３】図１の正面図では、ヘッドアセンブリ１１
の下部に絶縁ボード１４と補助電極駆動ボード１５とス
トライエーション抑制ボード１６が設けられているが、
これらのボードの背面にはヘッドアセンブリ１１からの
ニブ用信号線および補助電極用信号線（図示せず）と、
ニブ用信号線に接続された連結ボード１２の一部が位置
している。正面図の下方には３つの連結ボード１２とそ
れにコネクタで接続された６つのニブ駆動ボード１３が
設けられている。次に説明する側面図に示すように、３
つの連結ボード１２の裏には同じように３つの別な連結
ボードが設けられている。

【００１４】図１の側面図に示すようにヘッドアセンブ
リ１１からはニブ駆動ボード１３への信号線がでてお
り、それらは連結ボード１２上に直接接続されている。
ヘッドアセンブリ１１の隣には金属の補強材が設けられ
ている。連結ボード１２とニブ駆動ボード１３とはコネ
クタ接続される。補助電極駆動ボード１５、絶縁ボード
１４およびストライエーション抑制ボード１６の電気的
接続関係については後述する。

【００１５】続いて図２及び図３により電気的接続も含
めてより詳細に説明する。尚、図２と図３において、
等の丸付き数字は、両方の図面にわたる信号線の接続を
示している。制御用ボードすなわち絶縁ボード１４内に
は、形成すべき画像データに基づいて演算されたニブ駆
動信号および補助電極駆動信号を、ＲＳ４２２レベルの
信号で受け、ＴＴＬの信号レベルへ変換するレベル変換
部１４１と、その変換された信号を絶縁する絶縁回路１
４２を有する。レベル変換部の出力の一部は後述する補
助電極駆動ボード１５の絶縁回路に与えられる。レベル
変換部からの信号を受ける３つの絶縁回路の出力の一つ
はストライエーション抑制ボード１６へ与えられる。残
りの２つの出力は、Ｐチャンネル用バッファ１４３とＮ
チャンネル用バッファ１４４に与えられる。Ｎチャンネ
ルバッファ１４４は、ニブ駆動回路のプッシュプル駆動
回路によってニブ電位を潜像可能な電位に充電するため
のデータを出力するためのもので、Ｐチャンネルは、ニ
ブ駆動回路のプッシュプル駆動回路によってニブ電位を
ゼロ（０）ボルトに放電するためのものである。

【００１６】さらに、ヘッドフォールト検出回路１４５
を有する。ここでは詳述しないが、ニブを付勢した後ニ
ブの電位が十分に放電されないで次の付勢が行われてし
まうニブ間ショート固有の過電流を検出するための回路
である。ショートが発生する前に異常を検知して知らせ
るものである。ＰとＮの各チャンネル用バッファは、そ
れぞれ６チャンネル有する。各チャンネルの信号は、各
ニブ駆動ボードへ与えられる。各チャンネル毎に制御信
号とデータ信号が含まれる。ここでは、使用される電源
電圧は、絶縁回路を境に異なり、高電圧系であるニブ駆
動側では−３００ボルト、低電圧系である入力側では＋
５ボルトの電圧を使用している。

【００１７】補助電極駆動ボード１５内には、駆動すべ
き補助電極駆動信号をＮチャンネルとＰチャンネルの２
系統でデータ受信するための２つの絶縁回路１５１と、
それらの絶縁回路からの信号を受けて信号レベルを変換
するレベル変換部１５２を有する。絶縁回路への入力信
号は上述した絶縁ボードから与えられる。さらに、レベ
ル変換部からの信号を受け補助電極群を駆動するための
プッシュプル駆動部１５３を有する。ここでも、それぞ
れの回路の電源電圧は、絶縁回路を境に異なり、高電圧
側では＋３００ボルト、低電圧側では＋５ボルトの電圧
を使用している。

【００１８】ストライエーション抑制ボード１６には、
絶縁ボードの一つの絶縁回路からの８ビット信号を受け
アナログ信号に変換する８ビットＤ／Ａ変換器１６１
と、そのＤ／Ａ変換器の出力信号をストライエーション
抑制制御電圧に変換するパワー演算増幅器１６２を有す
る。その出力は、各ニブ駆動ボードの各ニブへの出力段
に設けられた抵抗とダイオードから構成される抵抗／ダ
イオードアレー部１７に与えられニブ駆動電圧と加算さ
れることにより、ストライエーション抑制の処理がなさ
れる。

【００１９】図９で説明した従来のストライエーション
抑制ボードは、ヘッド制御部と電源部からなっていた
が、ストライエーション抑制ボード１６はヘッド制御回
路のみ有しており、後述するように抵抗／ダイオードア
レーは連結ボード内に設けられ、電源は外部から電源端
子を介して得るようにしたので、ストライエーション抑
制ボード１６は非常に小型化されることになる。

【００２０】抵抗／ダイオードアレー１７の構成は、例
えば、補助電極とニブ間で発生する電位分布の不均一性
を校正するように抵抗値、ダイオード特性が選択されて
なるもので、連結ボード上あるいはボード内に設けられ
ている。連結ボード１２は、絶縁ボードからの制御信号
とデータ信号、ストライエーション抑制ボードからのス
トライエーション抑制制御電圧を受けニブ駆動ボードま
たは抵抗／ダイオードアレー１７へ信号および電源を供
給するためのものである。連結ボードは、電源供給と制
御およびデータ信号の仲介をその主たる機能とするもの
である。

【００２１】各ニブ駆動ボード１３は、絶縁ボードから
の制御信号とデータ信号を受けると、５ボルトから１２
ボルトの信号に変換するレベル変換器１３１と、レベル
変換器の出力信号をニブへ与えるための１２８ドットの
プッシュプル駆動回路１３２を有する。この回路の出力
は最終的には、上述した抵抗／ダイオードアレーにより
ストライエーション補正がなされてニブへ電圧を付勢す
ることになる。

【００２２】さらに、本発明の特徴がわかりやすいよう
に図４、図５、図６を用いて、各ボード間の接続関係を
説明する。尚、図４、図５、図６において等の丸付き
数字は、複数の図面にわたる信号線の接続を示してい
る。各端子には、電源用としての２つの端子、例えば＋
３００ボルト用２２と−３００ボルト用２１があり、こ
れらは、電源端子２０を介してあるいはそのまま直接
に、絶縁ボード１４、補助電極ボード１５、ストライエ
ーション抑制ボード１６そして連結ボード１２に電源を
供給するためのものである。５ボルト端子２３は、制御
あるいはデータ入力回路用の低圧電源端子であり、各ボ
ードの低圧側の電源として用いられる。２４はデータが
供給されるコネクタ端子である。

【００２３】絶縁ボード、補助電極ボードそしてストラ
イエーション抑制ボード間の接続関係について説明す
る。絶縁ボードのコネクタＣＮ９と補助電極ボードのコ
ネクタＣＮ１により、絶縁ボードから補助電極ボードへ
データ信号が与えられる。絶縁ボードのコネクタＣＮ１
２とストライエーション抑制ボードのコネクタＣＮ１に
より、絶縁ボードからストライエーション抑制ボードへ
データ信号が与えられる。これらのボードは、図１に示
すようにヘッドアセンブリの下部に並べて設置される。

【００２４】補助電極ボードの出力信号は、そのコネク
タＪ１とＪ２を介して、ヘッドアセンブリの補助電極へ
与えられる。図５ではヘッドアセンブリのコネクタを介
しているので接続ケーブルにより容易に接続ができる。
ストライエーション抑制ボードのコネクタＣＮ３を介し
て、ストライエーション抑制制御信号が各連結ボードに
与えられる。その制御信号は、連結ボード上に設けられ
た抵抗／ダイオードアレーに供給されることになる。

【００２５】絶縁ボードのコネクタＣＮ１、ＣＮ２、Ｃ
Ｎ３、ＣＮ４、ＣＮ５及びＣＮ６を介して、制御信号と
データ信号を連結ボードに供給する。本実施形態では各
連結ボードへは２つのニブ駆動ボード用の制御およびデ
ータの信号が与えられる。ここで与えられた信号は、コ
ネクタ接続され連結ボードに搭載されたニブ駆動ボード
に供給される。ニブ駆動ボード内で信号処理された信号
は、コネクタを介して連結ボードに与えられ、連結ボー
ドに接続されているニブ用信号線へ与えられる。

【００２６】図１に示すように、連結ボードはヘッドア
センブリの下部で、かつ絶縁ボード等の下にニブ駆動ボ
ードが位置するところに設けられる。図１の側面図より
わかるように連結ボードとニブ駆動ボード間を接続する
二つのコネクタは、ヘッドアセンブリに近い方のコネク
タはニブ駆動ボードからニブ用信号線へ信号を与えるた
めのコネクタである。下部のコネクタは、絶縁ボードか
ら受けた制御およびデータ信号を連結ボードからニブ駆
動ボードヘ与えるためのコネクタである。

【００２７】このような構成にすることで、従来のヘッ
ドブロックに比べニブと駆動回路間の信号線長が短くな
る。図４、図５に示すように、６つの連結ボードが、ヘ
ッドアセンブリの両側にニブの奇数と偶数に分けて３つ
ずつ配置される。静電記録ヘッドは記録媒体の進行方向
と垂直な方向、つまり記録媒体の幅方向に直線的に主電
極であるニブおよび補助電極が並んで配置されている。
主電極は針状の電極が約０．２ｍｍ程度の間隔で配置さ
れていて、入力された画像データに対応して、主電極の
近傍に設けられた補助電極との間で放電を起こす。この
ニブを順番に並べたときに、奇数と偶数番目のニブをヘ
ッドの両側の連結ボードにより駆動する。

【００２８】例えば、各ニブ駆動ボードは、一度に１２
８個のニブを付勢するが、連結ボード上の２つのニブ駆
動ボードは、一方が駆動しているときは、他方はデータ
を受信している、いわゆるピンポンバッファ構成になっ
ている。連結ボード上では一回に一つのニブ駆動ボード
が電圧付勢状態で、奇数の片側では３つの連結ボードが
あり、一回に付勢されるニブ数は１２８の３倍で３８４
である。両側では、３８４の２倍で７６８個のニブが一
回で付勢されることになる。

【００２９】図１に示すように、以上の実施形態によれ
ば、従来あったニブとニブ駆動回路を接続するためだけ
の内部ボードをなくすことができた。さらに、連結ボー
ドにストライエーション電圧を決定する抵抗／ダイオー
ドアレーを設け、ストライエーション電源は別途外部か
ら得るようにし、残るストライエーション制御用のロジ
ック回路のみを別ボードにした。また、ニブ駆動回路を
細分化してモジュール化するとともに、ボード間の接続
を階層的にしている。従って、高速化の要求から駆動回
路が増えても両面実装が可能でヘッドユニットがコンパ
クトにでき、かつ部品故障時に交換するのはモジュール
化された故障ボードだけでよいのでメンテナンスコスト
を低減できるものである。

【００３０】さらにニブ駆動ボードの駆動回路の出力端
からヘッドアセンブリの先端の主電極であるニブまでの
距離が短くなり、結果として駆動回路の浮遊容量を小さ
くできる。なお、上記の実施例では、補助電極は主電極
のニブの両側に設けられていたが、片側にのみ設けられ
ているヘッドにおいても本発明は適用できるものであ
る。

【００３１】本発明は上記の実施の形態に限られるもの
ではなく、例えば、連結ボード、ニブ駆動ボードの枚数
は、適宜適切な枚数にすることができ、また、接続も取
り外し便利なコネクタ接続の例を示したが、適宜その部
分に適切な接続方法にしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
静電記録装置の記録速度の高速化に対してヘッドユニッ
トが全体に小型化できるものである。また、上記のケー
ブル長を短くするということを実現しながら、各回路を
モジュール化しているので部品故障時に交換するのはモ
ジュール化された故障ボードだけでよいのでメンテナン
スコストを低減できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である静電記録装置の静電
記録ヘッドのヘッドユニットの概略図である。

【図２】本発明の一実施形態であるヘッドユニット部の
電気的接続関係を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態であるヘッドユニット部の
電気的接続関係を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態であるヘッドユニット部の
ボード間のケーブル接続関係を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態であるヘッドユニット部の
ボード間のケーブル接続関係を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態であるヘッドユニット部の
ボード間のケーブル接続関係を示す図である。

【図７】従来の静電記録装置の概略図である。

【図８】従来のシングルパス方式の静電記録装置の概略
図である。

【図９】従来の静電記録装置の静電記録ヘッドのヘッド
ユニットの概略図である。

【符号の説明】

１ 記録媒体、 １１ ヘッドアセンブリ １２ 連結ボード １３ ニブ駆動ボード １４ 絶縁ボード １５ 補助電極駆動ボード １６ ストライエーション抑制ボード １７ 抵抗／ダイオードアレー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電記録装置に用いられる静電記録ヘッ
   ドユニットであって、次の（１）から（４）を有するこ
   とを特徴とする静電記録ヘッドユニット。 （１）放電用の主電極と補助電極がライン状に並んで形
   成されたヘッドアセンブリ、 （２）上記主電極への信号線に接続するための上記ヘッ
   ドアセンブリの上記ラインに沿って接続部が設けられた
   連結ボード、 （３）該連結ボード上に搭載され上記信号線を介して上
   記主電極を駆動する複数の主電極駆動ボード、 （４）上記補助電極を駆動するための補助電極駆動ボー
   ド。
2. 【請求項２】 静電記録装置に用いられる静電記録ヘッ
   ドユニットであって、次の（１）から （５）を有する
   ことを特徴とする静電記録ヘッドユニット。 （１）放電用の主電極と補助電極がライン状に並んで形
   成されたヘッドアセンブリ、 （２）上記主電極への信号線に接続するための上記ヘッ
   ドアセンブリの上記ラインに沿って接続部が設けられ、
   上記主電極のライン状の番号順で奇数と偶数別に設けら
   れた少なくとも２枚の連結ボードであって、ストライエ
   ーション抑制用の抵抗／ダイオードアレーを含む連結ボ
   ード、 （３）該連結ボード上にコネクタ接続により搭載され上
   記信号線を介して上記主電極を駆動する複数の主電極駆
   動ボード、 （４）上記補助電極を駆動するための補助電極駆動ボー
   ド、 （５）与えられた画像形成用のドットおよび制御用のデ
   ータに基づき、主電極毎のデータおよび主電極駆動制御
   用の信号、補助電極駆動用の信号およびストライエーシ
   ョン抑制用の信号を、それぞれ連結ボード、補助電極ボ
   ードおよびストライエーション抑制ボードへ与える制御
   ボード。
3. 【請求項３】 上記制御ボードからの信号は、絶縁回路
   を介して処理されてなることを特徴とする請求項２に記
   載の静電記録ヘッドユニット。