JPS6268768A - 長尺イオンフロ−プリンタ−ヘツド - Google Patents

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〕 この発明は、記録幅を任意の大きさにすることの可能な
長層イオンフロープリンターヘッドに関する。

〔従来技術〕

導電体上に誘電体記録層を形成してなる静電記録紙や、
静電記録ドラム上に静電荷像を形成するだめの静電記録
ヘッドは、従来から種々の構成のものが知られている。

例えば、マルチスタイラス方式と呼ばれるものは、導電
性の記録針を多数本直線状に配置して、この記録針に記
録信号電圧を印加して静電潜像を形成するように構成さ
れているもので、その構成は簡易で記録幅の大きな記録
ヘッドを実現しやすいが、一方、異常放電や記録層は等
の画像異常を発生する欠点を有するものである。

これに対して、イオンフロ一方式と呼ばれる静電記録法
に用いる記録ヘッドは、コロナイオン流の通過を制御す
る開口電極を設け、該電極に記録信号電圧を印加して静
電潜像を形成するように構成されているものであり、記
録特性が安定していて、且つ開口電極を通過して形成さ
れるドツトの形状がずなおであり、また、そのドツト径
の大きさを調整できるなど多くの利点を有しているもの
である。

かかるイオンフロープリンターヘッドは、例えば米国特
許第４１６０２５７号明細書、米国特許第４３６５５４
９号明細書２日経エレクトロニクス１９８２年７月５日
号（第１２７頁〜第１４４頁）等において、種々の構成
のものが提案されている。

第６図ｎ、　ｆＢｌは、Ｊ、　Ｐｈｙｓ、　　Ｄ、　１
８．第１５３頁（１９８５年）に記載されているイオン
フロープリンターの概念図である。図において、５１は
コロナイオン源であり、５２は上部開口電極、５３は下
部開口電極で、両電極５２．５３は絶縁層を挟んで連通
した開口５４を形成して準位記録素子を構成している。

５５は記録部材、５６及び５７は制御信号電圧源である
。

このような構成のイオンフロープリンターにおいて、コ
ロナイオン源５１が正のコロナイオンを発生している時
に、第６図式に示すように、電極５２゜５３間に上部開
口電極５２が正となるような信号電圧を、信号源５６に
よって印加すると、電極開口５４内に形成される電界に
沿ってコロナイオン流が記録部材５５上に飛翔して潜像
を形成する。一方、第６図（Ｂ）に示すように、信号電
圧の極性が逆になるように信号源５７を接続すると、電
極開口５４内にはコロナイオン流を阻止する方向の電界
が形成されて、イオンは開口５４を通過することができ
なくなるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、高速、高精細の記録ヘッドを作成するために
は、第６図（８）、（Ｂ）に示した上部開口電極及び下
部開口電極からなる単位記録素子を多数、列状に配列し
た構成とする必要があり、エツチングやエレクトロフォ
ーミング加工によって、かがる微細の多数の開口を形成
して小型の記録ヘッドを製作することは容易であるが、
記録幅の広い大型記録ヘッドを作成することは極めて困
難である。

例えば、記録幅がＡ４又はレターサイズ程度で、画素密
度が１００〜４００ＤＰＩ程度の記録ヘッドの作成は商
業的に可能であるけれども、同様な画素密度でＪＩＳ　
　ＡＯ，Ａ１等の幅広の記録ヘッドの作成は極めて困難
である。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、従来困難とされていた、高精細の素子配列及び
加工精度を有し、且つ任意の広い記録幅をもつイオンフ
ロープリンターヘッドを提（１することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕上記問題点を
解決するために、本発明は、絶縁層を挟んで配置された
二つの電極間を連通して開口を形成し、該電極間に制御
記録信号を印加するように構成したイオン流制御素子を
備え、該イオン流制御素子の開口に離間して対向配置さ
れた記録部材に向けて、前記電極間に印加する制御記録
信号によって制御されたイオン流を飛翔させるようにし
たイオンフロープリンターヘッドにおいて、前記イオン
流制御素子を複数個単位で集合し、前記記録部材との相
対移動の方向に対して傾斜配置してイオン流制御素子の
開口列を形成し、該開口列を複数列集合して記録へソド
ユニソトを構成し、該記録へソドユニソトを複数個、イ
オン流制御素子の開口列に沿う端面で接続して一体化し
て長尺のイオンフロープリンターヘッドを構成するもの
である。

このようにイオンフロープリンターヘッドを複数個の記
録ヘッドユニットで構成することにより、高精度の長尺
のイオンフロープリンターヘッドを容易に製作すること
ができ、また各記録ヘッドユニットを傾斜配列の開口列
に沿った端面で接続するようにしたので、記録ヘッドユ
ニット間の接続が容易となり、その結果長尺のイオンフ
ロープリンターヘッドを容易に提供することが可能とな
る。

Ｃ実施例〕 以下実施例について説明する。第１図は、本発明の一実
施例を示す図である。図において、１０は記録幅の広い
イオンフロープリントへソドアセンブルで、該アセンブ
ル１０は複数個の記録ヘンドユニソＨ１ａ、ｌｌｂ、・
・・・・・・を複数個つなぎ合わせて構成されている。

１３ａ、１３ｂ、・・・・・・・＋ｔ４ａ。

１４ｂ、・・・・・・・は各記録へソドユニソトＩｌａ
、Ｉｌｂ。

・・・・・・に設けられている制御信号端子部で、１５
は各制御信号端子部１４ａ、１４ｂ、・・・・・・・間
を接続するハーネスワイヤーである。１２ａ、　１２ｂ
、・・・・・・・１２ｍは各記録へソドユニソトｌｌａ
、］、１ｂ、・・・・・・・における各イオンフロー制
御素子の開口列で、各間［１列１２ａ５・・・・・・・
１２ｍはそれぞれｎ個の開口で構成されている。そして
イオンフロープリンターへソドアセンブル１０は記録部
材に対して矢印方向に相対的に移動し、したがってこの
相対移動方向と直交する方向が記録幅となっている。

本発明においては、複数の記録へソドユニソトを記録幅
方向に接続して構成するために、その開口列をその接続
に都合がよいように配列している。

すなわち、イオン流制御素子を構成する開口をｎ個、前
記相対移動方向に対して傾斜させて配置して開り列を形
成し、該開口列をｍ本それぞれ平行に配置して記録ユニ
ットを構成している。その結果、イオン流制御素子の開
口を相対移動方向に垂直に横一列に配置した場合におけ
る開口間距離に比べて、開１」列間の離間ピンチはその
ｎ倍の太き部を記録ヘッドユニットの接続部分として利
用すれば、容易に各記録へッドユニソト間の接続を行う
ことができる。

例えば記録へソドユニソトの記録幅をＡ４又はレターサ
イズ等の短い寸法とし、且つ各開口列１２ａ、・・・・
・・・１２ｍを構成する素子数ｎを２４〜３２程度とし
、４００ＤＰＩの画素密度の記録を行う記録ヘッドユニ
ットを構成する例についてみると、開口列数は１００〜
１４０列程度となり、したがって開口列間のピッチは１
．５〜２Ｒとなり、記録へソドユニソトを接続するのに
十分な離間距離が得られ、且つ記録へソドユニソトの幅
も２１０〜２１６酊であるから、製作もそれほどの困難
性がない。

かかる記録へソドユニソトを４個接続すると１、ＪＩＳ
ＡＯ版（記録紙幅約８４０龍）、６個接続すると、ＪＩ
Ｓ　　Ａ０Ｏ版（記録紙約１２０Ｏｎ）をそれぞれカバ
ーできる長尺のイオンフロープリンターヘッドを実現す
ることができる。

このような幅広のイオンフロープリンターヘッドを分割
なしの一体構造で製作することは極めて困難なものであ
り、したがって本発明の改良効果が著しいことが容易に
理解されるであろう。

なお、開口列を構成する素子数ｎは２以上であれば、横
一列に配列した素子を接続するのに比べて有利であるが
、ユニット接続の作業性からみて、少なくとも開口列間
の離間距離は０．５ｍｍ以上、好ましくは１龍以上であ
ることが好ましく、したがって開口列を構成する素子数
は、画素密度で上記離間距離を除した値以−Ｌとするこ
とが望ましい。

第１図に示した実施例におけるイオン流制御素子の各開
口は、各開口単位で制御することも可能であるが、実装
配線−Ｌ及び駆動回路数の面から考えると、７１−リソ
クス状に制御することが望ましい。そのためには各開口
列１２ａ、・・・・・−１２ｍ単位の制御電極と、これ
とりし１スする方向に各開口を連結する制御電極とを構
成する必要があり、したがって各イオン流制御素子を構
成する絶縁層の上Ｆの各電極を、それぞれ−上記各制御
電極を形成するように接続することが必要となる。

第２図は、かかるマトリックス状制御構成とする場合に
おける、記録動作を説明するだめの図である。同図にお
いて、１６はコロナイオン源で正のコロナイオンを発生
させるものとする。１７はイオン流制御素子で、絶縁板
１８に対して上部電極１９と下部電極２０を一体に積層
し、その積層体に共通の孔を設けて制御開口１７ａを形
成している。２１は導電体電極でその表面に直接誘電体
記録層を設けるか、又は静電記録紙２２を載置するよう
になっている。２３は導電体電極２１に接続したバイア
ス電源で、イオン流制御素子１７の制御開口１７ａを通
過したイオン流を電極板２１の方向へ導くための電界を
形成するものである。

上部電極１９には電極列選択信号電圧、下部電極２０に
は記録信号電圧を印加するが、各信号電圧の印加方法を
模式的にスイッチと信号電圧源を組み合わせた回路で説
明する。なお、上部及び下部電極に印加する各信号電圧
は逆にしてもよい。２４゜２７は模式的回路のスイッチ
で、Ｃはコモン電極、ＮＣは常閉接点、Ｎｏは常閉接点
をそれぞれ示している。スイッチ２４のＮＣには負の高
い電圧が電圧源２５によって印加され、ＮＯには負の低
い電圧が電圧源２６によって印加されている。またスイ
ッチ２７のＮＣは接地され、ＮＯは絶対値が電圧源２５
より小さく電圧源２６より大きい負電圧源２９に接続さ
れている。

上部及び下部電極１９．２０に信号が印加されていない
状態は、両スイッチ２４．２７のコモン電極ＣがＮＣ側
に接続されている状態に対応し、この場合には上部電極
１９は下部電極２０に対して高い負の電位になっている
から、イオン流制御素子１７の開口１７ａの中には正の
コロナイオンの通過を阻止する電界が形成されている状
態となっている。

上部電極１９のみが選択されてスイッチ２４のコモン電
極ＣがＮｏ側に接続されても、負電源２６によって開口
１７ａ内には、イオン流の通過を阻止する電界が形成さ
れている。下部電極２０のみが選択されて、スイッチ２
７のコモン電極ＣがＮＣ側に接続されても、電圧源２５
の電圧を電圧源２９の電圧よりもやや大きい負の電圧に
しであるから、開口１７ａ内にはイオン流の通過を阻止
する電界が形成されている。

上部電極１９と下部電極２０が共に選択され、スイッチ
２４．２７の各コモン電極ＣがＮＣ側に接続されると、
上部電極１９に対して下部電極２０の電位が負になり、
開口１７ａ内には正のコロナイオン流の通過を促進する
方向の電界が形成され、したがって静電記録紙２２等に
記録が行われる。

なお、上記各電圧源の電圧の説明は、接地位置を変化さ
せることによって、例えば電極２１を接地にすれば、異
なった表現となるが、電極間相互の電位関係が同じ条件
を満たせば、同じ動作を行わせることができる。

第３図は、記録ヘッドユニットの一実施例を示す図であ
る。図において、３０は記録ヘッドユニットで、第２図
に示した断面構造と同様に、数十〜数百ミクロン程度の
絶縁性板状部材の片面に上部電極３４ａ、・・・・・・
・３４ｎを設け、他方の面にば下部電極３２ａ、・・・
・・・・３２ｍ、下部電極用コネクタ一端子３３ａ、・
・・・・・・３３ｍ、上部電極引出線３６ａ１・・・・
・、・３６ｎ、上部電極用コネクタ一端子３７ａ、・・
・・・・・３７ｎ及び前記上部電極３４ａ、・・・・・
・・３４ｎと上部電極引出線３６ａ、・・・・・・・３
６ｎを電気的に接続するスルーホール３５ａ、・・・・
・・・３５ｎを設け・更に上部電極３４ａ、・・・・・
・・３４ｎと下部電極３２ａ、・・・・・・・３２ｍが
交差する位置に、内径が数十〜数百ミクロンの上下電極
間を貫通する孔を設けてイオン流制御用間口３１ａ、・
・・・・・・３１ｎとしている。なお、記録へ、７ドユ
ニツト３０は必要に応じて堅固な支持手段に支持させる
ようになっている。

本発明においては、上記記録へソドユニソト３０を複数
個接続して長尺のプリンターヘッドを構成するものであ
るが、その接続は第１図に示すようなり様で行われる。

すなわち、下部電極３２ａ、・・・１．・・３２ｍには
記録へ７ドユニソト毎のコネクタ一端子３３ａ、・・・
・・・・３３ｍにより独立の信号が印加されるようにな
っており、したがって記録へッドユニソト毎の下部電極
用コネクタ一端子には、それぞれに別個のドライバー回
路が接続される。これに対して上部電極３４ａ、・・・
・・・・３４ｎは各記録へソドユニ・７トを通して共通
に結線されることが可能であり（但し必須ではない）、
したがって」二部電極用コネクター３７ａ、・・・・・
・・３７ｎには、各ユニットの対応位置電極同志を接続
するようなハーネス結線が行われる。但しハンダ付は等
のより直接的な結線も後述するように可能である。

少なくともイオン流制御素子の開口部分において、絶縁
性板状部材の厚さは数十〜数百ミクロン、開口径も数十
〜数百ミクロン程度が必要な寸法となるが、多数のイオ
ン流制御素子の開口部を正確に位置決めし、更に各コネ
クター用端子にコネクターの接続が可能になるように、
該コネクター用端子を支持するために、開口部分を除く
ユニット部分を別個の強固な支持部材に支持させるのが
好ましい。あるいは、また開口部分を除く部分を記録へ
ソドユニソトとは別個の厚手のプリント基板で作成して
、該プリント基板を記録へソドユニソトに沿わせ、該ユ
ニットの開口部形成部材と電気的に後から接続して、開
口部形成部材を機械的に支持するような構成にしたりし
て、記録へソドユニソトに保持機能を付加するのが好ま
しい。後者の保持機能を付加する場合には、厚手プリン
ト板は記録へソドユニノト単位の構成でもよいし、ある
いは長尺の一体構成にしてもよい。

イオン流制御素子の開口の形成を含む記録へソドユニソ
トの加工は、エツチング、エレクトロフォーミング、ド
リリング、レーザービーム加工。

フォトリソグラフ法等のフレキシブルプリント基板の作
成において通常用いられている加工技術を適用すること
によって、商業的に量産化することができる。

各記録ヘッドユニット間の接続は、第１図に示したよう
にコネクターとハーネスワイヤーで接続する以外に、記
録へソドユニソトの電極同志を直接接続してしまう構成
も可能である。第４図は、二つの記録ヘッドユニットの
上部電極同志を直接ハンダ付けした実施例を示す。同図
において、３９は二つの記録ヘッドユニット３０ａ、３
０ｂの接続面を示す境界線で、左側の記録ヘッドユニッ
ト３０ａの上部電極は３４ａ、・・・・・・・３４ｎで
示され、右側の記録へソドユニソ）３０ｂの上部電極は
３４ａ’、・・。

・・・・３４ｎ′で示されている。対応する上部電極同
志、すなわち３４ａと３４ａ　’　、３４ｂと３４ｂ　
’　、、、、、。

−・３４ｎと３４ｎ′は、ハンダ接合部４０ａ、４０ｂ
、−・・・・４０ｎで相互に電気的に接続されている。

このような電極同志の直接的な接合は、両ユニットを相
互に位置決め固定する効果もあって好都合なものである
。

このように記録ヘッドユニットの電極同志をコネクター
を介在させずに直接接続してしまう構成の場合には、最
外端部に配置される記録ヘッドユニットには制御信号印
加用のコネクター専用端子を接続する必要が生ずる。第
５図はその構成例を示す図で、電極間の接続にワイヤー
ボンディングを用いた例を示している。同図において、
４１は記録ヘッドユニット３０１とコネクター用端子ユ
ニット４２との接合面を示す境界線を示している。記録
へソドユニソト３０１の上ｍｔｉ３４　ａ　、・・・・
・・・３４ｎに対向して、コネクター用端子ユニット４
２の引出電極４３ａ、・・・・・・・４３ｎが設けられ
、同ユニット４２の他端部には該引出電極４３ａ、・・
・・・・・４３ｎに接続されたコネクタ一端子４５ａ、
・・・・・・・４５ｎが形成されている。第５図に示し
た構成例では、記録へッドユニソト３０！！の各上部電
極３４ａ、・・・・・・・３４ｎとコネクター用端子ユ
ニット４２の各引出電極４３ａ。

・・・・・・４３ｎとの接続は、ワイヤーポンデンディ
ング４７ａ、・・・・・・・４７ｎで行っている。なお
このワイヤーボンディングを用いた接続法は、記録ヘッ
ドユニット間の電極接続にも良好に適用できるものであ
る。

なお、第１図、第４図及び第５図における各ユニットの
接合端部は、電気的な接続の他に、イオン流の漏れが生
ずることがないようなシール効果を狙って、接合面の隙
間の目止めを行うことが望ましい。

上記各実施例においてば、コロトロン帯電器からのコロ
ナイオン流を制御する２層の電極を貫通して開口を設け
て構成したイオン流制御素子を多数配列した記録へソド
ユニソトを用いた例について述べたが、本発明は他の構
成のイオンフロー記録方式、例えば日経エレクトロニク
ス１９８２年７月５日号第１３９頁及び第１４１頁に示
されている米国Ｄｅｎｎｉｓｏｎ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕ
ｒｉｎｇ　Ｃｏ、や、富士通研究所が開発している間接
放電方式のイオンフロー記録方式等にも当然に適用する
ことが可能である。

〔発明の効果〕

以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よれば、商業的に製造可能な高精細記録ヘッドユニット
を複数個、商業的に容易な接続態様で連結するように構
成したので、任意の記録幅の長尺のイオンフロープリン
ターヘッドを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る長尺イオンフロープリンターヘ
ッドの実施例を示す平面図、第２図は、多数のイオン流
制御素子をマトリックス状制御を行う場合の動作を説明
するための模式的な説明図、第３図は、記録ヘッドユニ
ットの一実施例を示す平面図、第４図は、記録ヘソドユ
ニソ１〜の他の接続態様を示す図、第５図は、記録ヘッ
ドユニットとコネクター用端子ユニットとの接続態様を
示す図、第６図（Ａｔ、　＋８１は、イオンフロープリ
ンターの原理を説明するための概念図である。 図において、１０はイオンフロープリンターへソドユニ
ソトアセンブル、１１ａ　、　１１　ｂ　、・・・・・
・・は記録ヘットユニット、１２ａ、１２ｂ、・・・・
・・・１２ｍは開口列、１３ａ、　１３ｂ、−−−−−
−・、１４ａ、　１４ｂ、−−−・・−・は制御信号端
子部、１５は制御信号端子部１４ａ、１４ｂ、、、、、
、、、間をそれぞれ接続するハーネスワイヤーを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁層を挟んで配置された二つの電極間を連通して開口
   を形成し、該電極間に記録制御信号を印加するように構
   成したイオン流制御素子を備え、該イオン流制御素子の
   開口に離間して対向配置した記録部材に向けて、前記記
   録制御信号によって制御されたイオン流を飛翔させるよ
   うにしたイオンフロープリンターヘッドにおいて、イオ
   ン流制御素子を複数個単位で集合し、前記記録部材との
   相対移動方向に対して傾斜配列してイオン流制御素子の
   開口列を形成し、該開口列を複数列集合して記録ヘッド
   ユニットを構成し、該記録ヘッドユニットを複数個、開
   口列に沿う端面で接続して一体化したことを特徴とする
   長尺イオンフロープリンターヘッド。