JPH10217532A - イメージの記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 アノードに大きな電位を必要とせず、記録が
マイクロトンネルの形状に依存しないようにしたマイク
ロトンネルを備えたイメージの記録装置。 【解決手段】 記録面２６ａを備え、記録面に隣接配置
されているマイクロトンネル１５０を備え、各マイクロ
ヘッドは記録面の近傍に配置されているアノード１６０
および更に離れて配置されているカソード１６２を有
し、間にガスプラズマが発生されるようにようにし、ア
ノードの電圧を変化する電圧源を備え、これにより記録
面上にイメージを記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷機および類似
のもの用の書き込みヘッドおよび更に特定すれば印刷胴
の記録面に接触するためにマイクロプラズマを使用する
書き込みヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷胴の面をチャージするための種々の
タイプの書き込みヘッドが公知であり、例えば書き込み
ヘッドはレーザ、発光ダイオードまたは熱を使用してい
る。書き込みヘッドが規定の容積内に強い静電場を含ん
でおりかつ記録面に接触しかつそれをチャージするため
に正のイオンのマイクロプラズマを形成する、マイクロ
トンネル（Ｍトンネル）書き込みヘッドも公知である。
結果的に生じる電荷は、典型的には、チャージされた記
録面がインキステーションを通過して後にインキまたは
トナーを吸引した後に印刷されるべき所望のイメージに
対応している。

【０００３】Ｍトンネルプロセスは例えば、米国特許第
５３２５１２０号明細書に記載されている。この明細書
に記載されているＭトンネル書き込みヘッドには、複数
のマイクロトンネルのそれぞれの頂部に小さなニードル
形状の電極が配置されている。このアノードは、正のイ
オンを発生する正の電圧パルスを受け取る。正のイオン
は、マイクロトンネルの底面近傍のトンネル壁内に配置
されているリングの形式のゲート電極またはカソードに
よって記録面の方向に吸引される。この場合ゲート電極
は記録面がそれにチャージされるべきである電圧を有し
ている。更に正のイオンを吸引するために誘電体の記録
面の下側にアースされている基板が設けられている。イ
オンは、それらがゲート電極の電位に達するまで記録面
に蓄積されて、この電位に達すると、記録面をチャージ
しかつ記録面が印刷プロセスにおける後での点にインキ
を吸引することができる。

【０００４】しかし上記の米国特許明細書に記載されて
いるＭトンネル構造はいくつかの欠点を有している。第
１に、イオンを発生するニードル形状のアノードと書き
込み面との間の距離が電気的な抵抗を形成し、このため
に、書き込み面に蓄積するのに所望される電荷のために
アノードにおいて大きな電位が必要である。第２に、ニ
ードル形状のアノードは、プラズマを発生するとき非常
にホットになる可能性がある。第３に、記録面に残され
るピクセル「フート印刷」は大幅に、記録面の近傍にあ
るその出口におけるマイクロトンネルの横断面の形状に
依存している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、記録面と記録面の近傍に配置された書き込みヘッド
とを有しており、該書き込みヘッドが少なくとも１つの
マイクロトンネルを有している、イメージの記録装置に
おいて、上記の欠点が回避されるようにすることであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、それぞ
れのマイクロトンネルは記録面の近傍に配置されている
１つのアノードと、アノードよりも更に記録面から離れ
て配置されている１つのカソードとを有していて、これ
によりアノードとカソードとの間にガスプラズマが発生
されるようにしている。記録面に記録されるべきである
イメージに従って電圧源はアノード電圧を変化する。

【０００７】それからアノードは、アノードの近傍の過
剰の正のイオンを離れるプラズマからの電子を除去す
る。このことは、上記の米国特許明細書に記載されてい
る通りである。これを以てここに本発明をこの米国特許
明細書に関連付けたものとする。数多くの正のイオンが
カソードに吸引される一方、そのうちいくつかは記録面
が非常に接近しているので記録面にも吸引される。記録
面はその下にアースされている面または一定の低電圧の
面を有している。記録面は、誘電体材料から形成されて
いるとよい。その場合記録面は、例えば上記特許明細書
に記載されているように、記録されるべき所望のイメー
ジに応じてチャージされる。しかしながら本発明におい
て、アノードにおける電圧は記録面に定着されるべき所
望の電荷に応じて変化する。カソードにおける電圧も変
化するようにしても構わないが、適正なプラズマ形成を
保証するために、アノードとカソードとの間の電圧差を
実質的に一定に保持することができる。

【０００８】それ故に、マイクロトンネル内の本発明の
アノードおよびカソードの位置決め順序はその他の装置
の位置決め順序とは反対になっている。本発明において
はアノードは書き込み面に近接しているので、アノード
における必要な書き込み電圧は低減される。

【０００９】アノードを記録面に非常に近接して配した
ことによって、「エッジ記録」も可能であり、これによ
り、記録面の動きの方向におけるピクセルの解像度を同
方向におけるマイクロトンネルの形状とは無関係である
ようにすることができる。動きの方向における解像度
は、記録を行う電気的な周波数によって決まってくる。

【００１０】

【発明の実施の形態】記録面の下側にアースされている
層を設けることができる。択一的に、この層はアノード
電圧より低い電圧にチャージしておくようにすることも
できる。

【００１１】本発明のアノードは有利には、方形または
肉厚の端部を有している線材の形状において、マイクロ
トンネル壁内に埋め込むようにすることができる。この
埋め込みにより電極面の研磨ができるようになりかつア
ノード面の加熱を低減することができるようになる。埋
め込まれた線材構造によって、マイクロトンネルの製造
も一層容易になる。

【００１２】本発明の別の実施例において、付加的な電
極がカソードからさらに離れたところに配置されてお
り、この付加的な電極にも同様にプラズマの発生を実現
される。従って付加的な電極とカソードとの間の電圧は
一定に維持され、かつ書き込み面に近接しているアノー
ドにおける電圧を、記録面に記録しようとする所望のイ
メージに応じて変化する必要があるだけである。

【００１３】直流電圧源に代わって、交流電圧源を使用
することもでき、この場合記録面には、記録面の動きの
方向において交番的に、正および負の電荷が付着され
る。従って、記録面上に正および負にチャージされた領
域間に電場が生じる。

【００１４】

【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。

【００１５】図１には本発明の印刷ユニットが略示され
ている。記録面に記録されるべきイーメージを表してい
るデジタルデータがコントローラ１６に供給される。コ
ントローラは有利にはマスメモリ１６ａを有している。
コントローラ１６はＭトンネル書き込みヘッド１３２を
制御する。該ヘッドは、記録面２６ａを有している印刷
胴２６の上方のごく近傍に配置されている。書き込みヘ
ッド１３２は印刷胴２６の作用幅全体にわたって拡がっ
ており、かつ記録面２６ａにおけるデジタルデータに相
応する電荷を書き込むための複数のＭトンネルを有して
いる。記録面２６ａは誘電体材料から形成されている。
記録面の下側に保護層（backing-layer）２６ｂがあ
る。保護層はアースされているか、または一定のレベル
に調整されている択一的なレベルに接続しておくことが
できる。

【００１６】印刷胴２６が回転すると、印刷胴表面２６
ａに記録されている電荷がインキステーションまたはト
ナーステーション３４を通過し、そこで電荷がインキま
たはトナーを吸引する。インキステーションまたはトナ
ーステーションは４色インキヘッドであるかまたは単色
のみを保持するものであってもよい。４色印刷が所望さ
れかつインキステーション毎に１つの色のみが設けられ
ているならば、一連の４つの印刷ユニットを設けること
ができ、各ユニットは１つの色を印刷する。一般に４色
印刷に対しては、シアン、マゼンタ、イエローおよびブ
ラックが設けられている。

【００１７】インキまたはトナーがインキステーション
３４において吸引された後、それは枚葉紙またはウェブ
紙上に定着される。これら用紙は、印刷胴２６と圧胴１
２との間に形成されているニップにおいて印刷胴２６に
接触している。それから消去ステーション３６が、新し
い電荷が書き込みヘッド１３２によって記録面２６ａに
書き込まれる前に、記録面にまだ残っている電荷または
インキを消去する。種々に構成されているＭトンネル書
き込みヘッドを有している類似の印刷ユニットも上記の
米国特許明細書に記載されている。

【００１８】図２には、書き込みヘッド１３２の個々の
Ｍトンネル１５０の横断面が略示されている。トンネル
１５０は印刷胴２６の記録面２６ａの上方に近接配置さ
れている。印刷胴は記録面２６ａの下側に配置されてい
る接地層または保護層２６ｂを有している。アノード１
６０は記録面２６ａの近傍のマイクロトンネルの背板１
６４に埋め込まれている。アノード１６０は有利には、
電荷付着を促進するために記録面２６ａに出来るだけ近
付けて配されている。しかしアノードは、Ｍトンネル内
に電気的に絶縁されている状態にありかつＭトンネルは
有利には、記録面２６ａと物理的に直接接触していない
ので、アノード１６０と記録面２６ａとの間の距離は、
種々の構成要素の製造偏差を含む、いくつかのファクタ
ーに依存することになる。カソード１６２も、アノード
よりは記録面２６ａから一層離れているが、背板１６４
に埋め込まれている。アノード１６０は有利には、カソ
ード１６２と同様に、長方形または正方形の横断面を有
する線材を有している。

【００１９】電圧源１７０はアノードおよびカソードに
接続されており、かつコントローラ１６０（図１）から
受信したインストラクションに従ってカソード１６２と
アノード１６０との間の電位を変調することができる。
動作期間中、プラズマがアノード１６０とカソード１６
２との間に形成され、かつ正のイオンはカソード１６２
のみならず、保護層１６２の比較的低い電位が原因で記
録面２６ａにも吸引される。従って、アノード１６０に
おける電圧を変化することによって、イメージに相応す
る電荷を、サファイアまたはカドミウム硫化物のような
誘電体材料から成る記録面２６ａに書き込むことができ
る。これら電荷は、これらが図１に示されているよう
に、インキステーションからインキまたはトナーを吸引
するまで、記録面２６ａに保持される。それからインキ
またはトナーは、ウェブまたは枚葉紙、通例は用紙に転
写される。アノード１６０における電圧が変化すると
き、カソード１６２における電圧は、アノード１６０と
カソード１６２との間にプラズマを形成することができ
るのに十分な電位差が生じるように、周期的に調整する
ことができる。

【００２０】図３には、シングルＭトンネルに対する電
圧源１７０の１つの実施例と関連した回路例が示されて
いる。各Ｍトンネル１５０はヘッドドライバボード上
に、１２８個のＭトンネルを含むことができる別個のド
ライバ回路を有している。カソード１６２は、電圧Ｖ
Ｃ、トランジスタＱ２および抵抗Ｒ３を有している、調
整可能な定電流源によって制御することができる。ＶＣ
は例えば０Ｖと１２Ｖとの間で調整可能とし、かつＲ３
は１３ＫΩとすることができる。アノード１６０は制御
される電圧でありかつその電圧は、印刷されるべきイメ
ージのコントローラからのピクセルデータに対応して電
圧ＶＬとＶＭとの間を変化するすることができる。電圧
ＶＬおよびＶＭは例えば、それぞれ３００および４６０
Ｖをとることができる。抵抗Ｒ１およびＲ２は１５００
Ωおよび１００ＫΩであって、かつトランジスタＱ１は
図示のように配置することができる。保護層２６ｂにお
ける電圧は調整可能であるが、普通、最小アノード電圧
より下方２０ないし５０Ｖに保持することができる。し
かし保護層はアースに接続するようにしてもよい。

【００２１】マイクロトンネルの幅は普通、約５０μｍ
であって、典型的なピクセル幅に対応している。イオン
源を形成しかつ冷却の目的のためにマイクロトンネルを
通ってアルゴンのような希ガスを循環させることができ
る。

【００２２】これまでのマイクロトンネル装置とは異な
って、本発明のマイクロトンネルは、記録面２６ａの動
きの方向において制限されていない。それ故にＭトンネ
ル１５０は、図４に示されているように、頂部から底部
まで開いている、３つの壁面を有するスリット（スリー
・サイド・スリット）として形成することができる。図
４には斜視図で、相並んで配置されている若干個のマイ
クロトンネル１５０が示されている（普通は、印刷胴の
幅全体にわたって拡がる一層多くのマイクロトンネルが
ある）。それぞれのマイクロトンネルは側壁１８０およ
び、背板１６４の背壁１８２を有している。背壁１８２
は研磨することができるので、アノード１６０およびカ
ソード１６２（図１）の線材の端部は背壁１８２に対し
てスムーズである。側壁１８０および背壁１８２は、線
材を電気的に絶縁する材料から形成されている。壁にＡ
ｌ_２Ｏ_３クリスタリットのような電解析出多孔性酸化物
を任意選択的に析出することができる。これは非常に高
い静電場下での電子形成を促進し、一方線材間の短絡を
依然として防止するためのものである。Ｍトンネルは前
壁（図示されていない）を有していてもよく、この場合
は４方が壁に閉じられた構造になる。

【００２３】本発明のマイクロトンネルでは記録面２６
ａにおける「エッジ」記録が可能になる。それぞれのピ
クセルはマイクロトンネル１５０の物理幅によって記録
面２６ａの動きに対して垂直である方向に制限されてい
る一方、記録面２６ａの動きの方向において、ピクセル
サイズはマイクロトンネルの構造によって制限されてい
ない。しかし、背壁１８２はイオンを反発するように静
電的に変化せず、イオンをピクセル領域内にとどめるよ
うに作用する。

【００２４】図５に示されているように、書き込みヘッ
ド１３２のそれぞれのマイクロトンネル１５０内に３つ
の電極を有している実施例も可能である。この実施例は
図２に図示されている実施例と類似しているが、付加的
なアノード１６８がカソード１６２から更に離れて配置
されている。この場合カソード１６２と付加的なアノー
ド１６８との間の電位差はプラズマ発生を促進するよう
に決められており、かつアノード１６０だけが記録面２
６ａにイメージを書き込むために変調される。この場合
プラズマは３つすべての電極の間に発生される。

【００２５】この実施例でも、アノード１６０における
電圧だけを変化すればよいので、２つの電極の電圧を変
化する必要が省ける。付加的なアノード１６８がプラズ
マを発生する役目の一端を担っているので、アノード１
６０を比較的低い電圧で動作させることができる。

【００２６】アノード１６０が記録面２６ａに最も近い
電極である限り、付加的なアノード１６８がカソード１
６２の脇に配置されている３角形の配置のような、３つ
の電極を有する別の形態も可能である。

【００２７】付加的なアノード１６８とカソード１６２
との間の電圧は固定保持されるが、アノード１６０にお
ける電圧源に、通例の直流電圧ではなくて交流電圧を使
用することもできる。

【００２８】その場合交流電圧源は、再生すべきイメー
ジに応じてアノードに加えられる電圧を変化する。電圧
は有利には正の電圧領域において変化するものである。
それは一定の直流電圧を交流電圧に加算することによっ
て実現することができる。

【００２９】本発明の書き込みヘッドは、印刷機、コピ
ー機、ファックス機などのような、イメージを記録する
ようになっている種々のデバイスに使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷メカズムを概略的に示す図であ
る。

【図２】記録面の近傍に配置された、本発明のマイクロ
トンネル書き込みヘッドの１つの実施例の断面略図であ
る。

【図３】電圧源の１実施例のブロック線図である。

【図４】図２の書き込みヘッドの斜視図である。

【図５】３つの電極を有しているマイクロトンネル書き
込みヘッドの別の実施例の断面図である。

【符号の説明】

１６ コントローラ、 ２６ａ 記録面、 ２６ｂ 保
護層、 ３４ インキステーション、 １３２ Ｍチャ
ネル書き込みヘッド、 １５０ マイクロトンネル、
１６０ アノード、 １６２ カソード、 １６８ 付
加的なアノード、 １７０ 電圧源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009232 Ｋｕｒｆｕｅｒｓｔｅｎ−Ａｎｌａｇｅ 52−60，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｆｅｄｅ ｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒ ｍａｎｙ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録面を備え、該記録面に隣接配置され
   ている書き込みヘッドを備え、該書き込みヘッドは少な
   くとも１つのマイクロトンネルを有しており、各マイク
   ロトンネルは前記記録面の近傍に配置されている１つの
   アノードおよび前記記録面から前記アノードより更に離
   れて配置されている１つのカソードを有しており、これ
   により該アノードとカソードとの間にガスプラズマが発
   生されるようにし、前記アノードの電圧を変化するため
   の電圧源を備え、これにより前記記録面上にイメージを
   記録することができるようにしたことを特徴とするイメ
   ージの記録装置。
2. 【請求項２】 前記記録面の下側に定電圧保護層を有し
   ている請求項１記載のイメージの記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録面は誘電体材料を有している請
   求項１記載のイメージの記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録面は動きの方向を有しておりか
   つ複数のマイクロトンネルが該動きの方向に対して垂直
   な方向に相並んで配置されている請求項１記載のイメー
   ジの記録装置。
5. 【請求項５】 前記記録面の近傍に配置されたインキス
   テーションを有している請求項１記載のイメージの記録
   装置。
6. 【請求項６】 各マイクロトンネルは１つの背壁および
   ２つの側壁を有しており、前記アノードおよびカソード
   は該背壁の中に埋め込まれている請求項１記載のイメー
   ジの記録装置。
7. 【請求項７】 前記電圧源がアノードとカソードとの間
   に一定の電圧を供給する請求項１記載のイメージの記録
   装置。
8. 【請求項８】 前記電圧源は直流電圧源を有している請
   求項１記載のイメージの記録装置。
9. 【請求項９】 前記電圧源は交流電圧源を有している請
   求項１記載のイメージの記録装置。
10. 【請求項１０】 記録面を備え、該記録面に隣接配置さ
    れている書き込みヘッドを備え、該書き込みヘッドは少
    なくとも１つのマイクロトンネルを有しており、各マイ
    クロヘッドは前記記録面の近傍に配置されている第１の
    アノードと、前記記録面から該第１のアノードより更に
    離れて配置されているカソードと、前記記録面から前記
    第１のアノードより更に離れて配置されている付加的な
    アノードとを有していて、これにより該アノードとカソ
    ードとの間にガスプラズマが発生されるようにように
    し、前記第１のアノードの電圧を変化するための電圧源
    を備えていて、これにより前記記録面上にイメージを記
    録することができるようにしたことを特徴とするイメー
    ジの記録装置。
11. 【請求項１１】 前記電圧源は前記カソードと前記付加
    的なアノードとの間に定電圧を供給する請求項１０記載
    のイメージの記録装置。
12. 【請求項１２】 前記付加的なアノードは前記記録面か
    ら前記カソードより更に離れて配置されている請求項１
    ０記載のイメージの記録装置。
13. 【請求項１３】 前記記録面の下側に定電圧保護層を有
    している請求項１０記載のイメージの記録装置。
14. 【請求項１４】 前記記録面は誘電体材料を有している
    請求項１０記載のイメージの記録装置。
15. 【請求項１５】 前記記録面は動きの方向を有しており
    かつ複数のマイクロトンネルが該動きの方向に対して垂
    直である方向において相並んで配置されている請求項１
    ０記載のイメージの記録装置。
16. 【請求項１６】 前記記録面の近傍に配置されたインキ
    ステーションを有している請求項１０記載のイメージの
    記録装置。
17. 【請求項１７】 各マイクロトンネルは１つの背壁およ
    び２つの側壁を有しており、前記第１のアノードおよび
    カソードは該背壁の中に埋め込まれている請求項１０記
    載のイメージの記録装置。
18. 【請求項１８】 前記電圧源は直流電圧源を有している
    請求項１０記載のイメージの記録装置。
19. 【請求項１９】 前記電圧源は交流電圧源を有している
    請求項１０記載のイメージの記録装置。