(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、
前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の端面部に前記放電電極の前記放電発生部が配置された端面型であることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項２】
基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、
前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の傾斜状の縁部に前記放電電極の前記放電発生部が配置されたエッジ型であることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項３】
基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、
前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の表面に形成された隆起部の隆起面に前記放電電極の前記放電発生部が配置された隆起型であることを特徴とする印字ヘッド。
【請求項４】
前記放電部に電気的に接続され前記放電電極に対して放電制御電圧を供給する高圧基板を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の印字ヘッド。
【請求項５】
前記基板に前記発熱部と前記放電部が形成されたヘッド基板が、放熱板に配設されたことを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の印字ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の印字ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、
前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置面は前記ドライバＩＣの配置面と異なる面上で、前記放電電極の前記放電発生部を静電潜像担持体や記録媒体に対向させた際に、前記ドライバＩＣと前記静電潜像担持体や前記記録媒体が干渉しない位置関係となる印字ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記印字ヘッドの放電による電荷に反応して内部に可視像が出現する記録媒体に対して記録を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記印字ヘッドに対向する静電潜像担持体を備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体の表面に可視像を形成する顕像化手段と、前記可視像を印字媒体に転写する転写手段と、を備えたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電によるイオンの照射や発光により画像を形成することができる印字ヘッド及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式と異なった静電潜像形成方式である、イオン照射方式が開発されてきている（例えば特許文献１参照）。
電子写真方式が一様帯電＋露光という２工程で、一様帯電した感光体上の露光した部分の電荷を逃がすことで、静電潜像担持体としての感光体上に静電潜像を形成するのに対し、イオン照射方式では、イオン生成可能な雰囲気中（大気中等）においては、放電電極からの放電により発生するイオンの照射による選択的帯電（静電潜像形成帯電）のみで静電潜像担持体（絶縁体であれば良いので、必ずしも感光体である必要はない）上に静電潜像の形成を完了できるので、ポリゴンミラー等の露光光学系を全く必要としない、より簡素化された静電潜像形成方式である。
このようなイオン照射方式による静電潜像形成方式を応用したものは、デジタルペーパに代表されるような、表面に形成された静電潜像の電荷に反応して内部に可視像が出現する静電現像方式の記録媒体に対して、静電潜像をイオン照射により直接形成できるので、静電現像方式の記録媒体に非接触で書き込むには現在考え得る最適の画像形成装置（例えば、特許文献１の図４参照）である。
因に、現時点におけるデジタルペーパとしては、微小なボールを二色（例えば白黒）に色分けし、各色毎の電気特性の違いによりボールを回転して任意の一色を表示するツイストボール方式、微小なボール中に二色（例えば白黒）の微粉末を混入し、各色の微粉末が持つ電気特性の違いにより一色のみを浮上させて表示する電気泳動方式、液晶板あるいは微小な液晶ブロックの液晶シャッターを開閉して、シャッターを開けた部分の背景色を表示する液晶方式等がある。
【特許文献１】
特開２００３−３２６７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、（特許文献１）の画像形成装置は、イオン発生装置を備えたデジタルペーパ対応機や、光学系を不要とする静電潜像形成方式の普通紙対応機の基本概念の開示に止まっていた。つまり、（特許文献１）で開示した画像形成装置では、印字ヘッドの具体的な形状等について開示していなかった。特に、デジタルペーパ等の厚めの記録媒体に記録を行うのに適した印字ヘッドの具体的な仕様の検討が望まれていた。
デジタルペーパ等の書き換え可能な記録媒体は、概ね数千回程度の反復使用を想定しており、このような苛酷な耐久性能を満たすには、使用に際して記録媒体自体に極力歪を発生させないために、記録媒体が湾曲しない状態で書き込み可能な水平プリンタ対応型の印字ヘッドを開発する必要があるという課題を有していた。
また、静電潜像形成方式の普通紙対応機で静電潜像担持体に静電潜像を書き込む際にも、ドラム型やベルト型等の多種多様な静電潜像担持体（被イオン照射体）の形状に対応した印字ヘッドを開発する必要があるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、小型で量産性に優れ、放電制御が容易で信頼性に優れると共に、記録媒体が湾曲しない状態で書き込み可能な実用性に優れる水平プリンタ対応型の印字ヘッドの提供、及び静電潜像担持体に対する印字ヘッドの設置自在性に優れ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対し最適な位置から静電潜像を形成できる汎用性、画像品質の信頼性に優れる印字ヘッドを備えた画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の印字ヘッド及びそれを備えた画像形成装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の印字ヘッドは、基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の端面部に前記放電電極の前記放電発生部が配置された端面型である構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）加熱手段が発熱体を有する発熱部と発熱体の発熱を制御するドライバＩＣを備えているので、発熱体の発熱を制御することで発熱した発熱体に対応する放電電極を加熱することができる。
（２）放電制御電圧（印加しただけでは放電が起こらないで、加熱することにより放電が起こる電圧域を言う）が印加された放電電極を発熱体で加熱制御することにより、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中においてイオンが照射される。
（３）加熱手段で発熱体による放電電極の加熱時間を制御することにより、放電電極における放電時間を制御することができ、放電によるイオン発生量や発光量を制御することができる。
（４）放電制御装置により加熱時間を制御するだけでイオン発生量を制御できるので、イオンが照射される被イオン照射体上での面積階調が容易になり、画像品質を向上させることができる。
（５）放電電極の放電発生部の配置方式が端面型であることにより、静電潜像担持体や記録媒体に対向する部分の幅を狭くでき、水平方向に嵩張らずに配置することができるので、特に多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
（６）印字ヘッドは密集させて配置することが可能であり、特に、画像形成装置においてカラー化を行う際に好適に用いることができる。
【０００６】
ここで、放電部は、発熱体に対向して櫛歯状に分割された複数の放電電極の一端部を共通電極で接続したり、複数の放電電極の両端部を共通電極で接続し梯子状に形成したりできる。放電電極近傍に共通電極を設けることで、放電電極の放熱面積の拡大及び、熱容量の増大により、放電電極の冷却効果、加熱停止に対する応答性が向上し、また、抵抗値の低減により常に安定した電圧を印加できるので、放電の安定性等を更に向上させることができる。
放電電極を櫛歯状に形成する場合、放電電極の形状は、略矩形状、台形状、半円形状あるいはこれらを組合せた形状等に形成することができる。また、放電電極の一部をスリット等で分割したり、周縁部に凹凸部を形成したりすることで放電電極の縁周辺の周長を増加させることができる。放電電極は縁周辺からの放電量が多いので、縁周辺の周長を長くすることで、放電電極からの放電量を増加させることができ、照射されるイオン量や発光量を増加させることができ、放電制御装置の省エネルギー性、効率性に優れる。また、放電電極への印加電圧を小さく設定できるので、放電電極の長寿命性にも優れる。
放電電極の端部を分割したり周縁部に凹凸部を形成したりする代りに、発熱体の加熱位置に対応させて放電孔部を形成してもよい。これにより、放電孔部の縁周辺から放電を発生させることができ、放電電極の端部を分割するのと同様の作用を得ることができる。放電孔部の形状は、略円形、略楕円形、四角形や六角形等の多角形、星形など様々な形状に形成することができる。また、加熱箇所１箇所当たりの放電孔部の数及び大きさは適宜選択して組合せることができる。
【０００７】
放電電極としては、金、銀、銅、アルミニウム等の金属を、蒸着やスパッタや印刷で形成した後、エッチングしてパターン形成するもの等が好適に用いられる。また、その他にカーボン等の導電材料を用いてもよい。
放電電極に放電制御電圧を印加すると共に、加熱を行うことにより放電の発生を制御できるので、発熱体による加熱箇所を選択することで容易に任意の放電電極から選択的に放電を発生させることができる。
放電電極をアルミニウムで形成する場合の厚さは０．１μｍ〜１００μｍが好ましい。放電電極の厚さが０．１μｍより薄くなるにつれ摩耗の影響を受け易く放電電極の寿命が短くなる傾向があり、１００μｍより厚くなるにつれ熱容量が増加し加熱のオン／オフに対する応答性が低下し易くなる傾向があり、いずれも好ましくない。
【０００８】
加熱手段としては、複数の放電電極にまたがって配設された１つの発熱体の任意の箇所又は複数の放電電極に対応して個別に配設された複数の発熱体を選択的に発熱できるものであればよい。発熱体を櫛歯状やマトリックス状等のパターンに形成された電極で電気的に接続することにより、１つの発熱体の中で任意の放電電極に対応する箇所又は個々の放電電極に対応する複数の発熱体の内の任意の発熱体に選択的に通電して発熱させることができる。尚、加熱手段には従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成を好適に用いることができる。
発熱体としては、ＴａＳｉＯ２、ＲｕＯ２等が好適に用いられる。
発熱体及び発熱体に接続された電極の保護と絶縁のために発熱部絶縁膜を形成する。発熱部絶縁膜の材質としては、発熱体の熱を効率よく放電電極に伝達することができる高熱伝導性のものが好ましく、ＳｉＡｌ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、鉛ガラス、マイカ等が好適に用いられる。また、発熱部絶縁膜はスクリーン印刷、蒸着、スパッタ等で形成する。
【０００９】
発熱部絶縁膜をガラスで形成する場合の膜厚は２μｍ〜５０μｍ、好ましくは４μｍ〜４０μｍが好適に用いられる。発熱部絶縁膜の膜厚が４μｍより薄くなるにつれ絶縁性が低下し易くなる傾向があり、４０μｍより厚くなるにつれ放電電極に印加する印加電圧や発熱体の発熱量を増加させる必要があり省エネルギー性が低下し易くなる傾向が見られる。また、熱の拡散が起こりやすく、解像度が低下する傾向にある。特に、発熱部絶縁膜の膜厚が２μｍより薄くなるにつれ発熱体や発熱体に接続された電極の表面を確実に覆うことができず、ピンホールが発生し易くなり信頼性に欠ける傾向があり、５０μｍより厚くなるにつれ放電の安定性が低下し易くなると共に、量産性に欠ける傾向があり、いずれも好ましくない。発熱部絶縁膜の膜厚を２μｍ〜５０μｍ、好ましくは４μｍ〜４０μｍとすることで、絶縁性と熱伝導性の調和が取れ双方が良好で放電の安定性に優れる。特に、一回毎の塗りでピンホールが発生したとしても、複数回に分けて重ね塗りにより発熱部絶縁膜を形成することで、ピンホール同士が重なる可能性を低減することができ、確実に発熱部を絶縁することができるので信頼性に優れる。
【００１０】
複数の放電電極や発熱体を千鳥状に配置する場合、同一の基本ピッチで形成されたｎ列の放電電極や発熱体の列を基本ピッチの１／ｎずつずらしながら配置することにより、最小ピッチを基本ピッチの１／ｎとすることができ、全体の解像度を向上させることができる。複数の放電電極や発熱体を同一の基本ピッチで形成することができるので、加工が容易で量産性に優れ、歩留まりを向上させることができる。
放電電極を千鳥状に配置する場合、一本の共通電極で接続された複数の放電電極を一列単位として複数列を並設することができる。また、一本の共通電極の両側にそれぞれ一列ずつの複数の放電電極をピッチをずらして形成してもよい。並設する複数列の共通電極は独立でもよいし、コ字型や櫛歯型になるよう端部を互いに接続してもよい
また、基本ピッチで形成された放電電極や発熱体の列全体を傾斜させて配置することにより、水平面に投影された放電電極や発熱体の配列方向のピッチを基本ピッチよりも狭くすることができ、加工上の制限を受けることなく高密度に実装することができる。
【００１１】
放電電極から離間し放電電極と絶縁されて形成された誘導電極を備えた場合、放電電極と誘導電極間のギャップが常に一定に保たれるので、放電電極と誘導電極間に電圧を印加することにより、確実に放電を発生させることができる。
誘導電極を放電電極の発熱体側の端部（縁）から水平方向に離間（オフセット）して発熱部絶縁膜上に形成する場合、誘導電極に誘導電極絶縁膜を覆設することにより、誘導電極を確実に絶縁することができ、ショートの発生を防ぐことができる。
誘導電極を設ける場合、放電電極は発熱部絶縁膜上に形成してもよいし、誘導電極に覆設された誘導電極絶縁膜上に形成してもよい。
また、誘導電極は放電電極の上部に誘導電極絶縁膜を介して形成することもできる。
誘導電極絶縁膜の材質としては、前述の発熱部絶縁膜と同様にガラス、セラミック、マイカ、合成樹脂等を好適に用いることができる。また、膜厚及び形成方法も発熱部絶縁膜と同様のものが好適に用いられる。
【００１２】
印字ヘッドで記録を行う記録媒体側を接地することで、誘導電極の有無に関わらず、印字ヘッドの放電電極から記録媒体に向かってイオンを照射させることができる。また、負のイオンを照射する場合には、記録媒体側に正電圧を印加することにより、同様な効果を得ることができる。これにより、画像形成装置の単位ドットを微細化することができると共に、照射位置精度を向上させることができ、高精細な記録を行うことができる。また、誘導電極を設けない場合、誘導電極の形成工程等を省くことができ生産性に優れると共に、放電制御装置を小型化して高密度に実装することができ、印字ヘッドの高解像度化を図ることができる。
【００１３】
放電部の内、発熱体による加熱位置近傍が放電発生部となるが、その放電発生部を除いて放電部に被覆膜を覆設することが好ましい。放電部が共通電極と放電電極を有する場合、被覆膜は共通電極及び放電発生部を除く放電電極に覆設される。放電電極の放電発生部を除いて被覆膜を形成することにより、放電発生部表面と被覆膜の表面との間に段差を形成することができる。その為、放電電極と対向配置される記録媒体等と放電電極との間のギャップを一定に保つことができるので、放電電極からの放電を安定させることができる。加えて、放電電極の放電発生部に記録媒体が接触するのを防止することができる。
より具体的には、被覆膜は放電部の放電発生部（発熱体位置近傍）に略円形状、略楕円形状、略矩形状等に形成された開口部を有する。開口部は複数の放電発生部に対し、それぞれ独立に形成してもよいし、複数の放電発生部にまたがるように長孔状に連続させて形成してもよい。
被覆膜は、前述の発熱部絶縁膜や誘導電極絶縁膜と同様の絶縁体で形成され、ガラス、アラミドやポリイミド等の合成樹脂、ＳｉＯ２等のセラミック、マイカ等の材質が好適に用いられる。被覆膜は、スクリーン印刷、蒸着、スパッタ等により形成することができる。
尚、被覆膜の表面に凹凸部を形成した場合、被覆膜の表面距離を伸延させ表面抵抗を増加させることができる。この為、放電電極の放電発生部から周囲に漏電するのを防止できるので、加熱手段のドライバＩＣへの悪影響も発生せず、放電制御の安定性を向上させることができる。また、漏電がなくなるため、放電電極に印加した印加電圧が低下することがなく、放電の安定性、効率性に優れる。
【００１４】
セラミック等の硬質性の基板上に放電部や発熱部を形成することによりヘッド基板となる。このヘッド基板の発熱部に発熱を制御するためのドライバＩＣを電気的に接続したものが放電制御装置である。ドライバＩＣは発熱部から延びるリードパターンに金線でワイヤボンディングし、接続部はエポキシ樹脂等のＩＣ保護樹脂で封止する。印字ヘッドは、放電制御装置と共に外部と電気的に接続するためのコネクタを備えたプリント配線基板をアルミニウム等の材質で形成した放熱板に配設して得られる。発熱部で発生した熱を速やかに放熱板に吸収し、放熱板から放熱することができるので、発熱部の急速冷却が可能となる。この為、加熱停止に対応する放電停止の応答性を向上させることができる。加えて、ドライバＩＣ等を熱から守ることができ信頼性に優れる。放熱板の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
尚、ドライバＩＣの表面にはドライバＩＣを保護するためにＩＣカバーを覆設してもよい。これにより、ドライバＩＣと記録媒体等が接触するのを確実に防止でき信頼性に優れる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の傾斜状の縁部に前記放電電極の前記放電発生部が配置されたエッジ型である構成を有している。
この構成により、請求項１の（１）乃至（４）の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置方式がエッジ型であることにより、高さ方向に嵩張らずに配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置方式が、前記基板の表面に形成された隆起部の隆起面に前記放電電極の前記放電発生部が配置された隆起型である構成を有している。
この構成により、請求項１の（１）乃至（４）の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置方式が隆起型であることにより、高さ方向に嵩張らずに配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の印字ヘッドであって、前記放電部に電気的に接続され前記放電電極に対して放電制御電圧を供給する高圧基板を備えた構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）放電部に電気的に接続された高圧基板を有することにより、放電制御電圧を印加するための電気配線を短くすることができ、信頼性を向上させることができる。
（２）高圧基板を印字ヘッドと一体に取扱うことができ、電気配線の取り回しが不要なので画像形成装置への組込みが容易で量産性に優れる。
ここで、高圧基板はＩＣカバーの背面等に配設することができる。放電部の共通電極と接続することで高圧基板から放電電極に対して放電制御電圧を供給することができる。特に、印字ヘッドを走査させて画像を形成する画像形成装置においては、高圧基板を印字ヘッドと一体に移動させることができるので、電気配線に負荷などがかかり難く、導通不良の発生を低減できる。
【００１８】
請求項５に記載の印字ヘッドは、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の印字ヘッドであって、前記基板に前記発熱部と前記放電部が形成されたヘッド基板が、放熱板に配設されたこと構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）ヘッド基板を放熱板に配設することで発熱部で発生した熱を速やかに放熱板に吸収し、放熱板から放熱することができるので、発熱部の急速冷却が可能で加熱停止に対する応答性を向上させることができると共に、ドライバＩＣ等を熱から守ることができ信頼性に優れる。
【００１９】
請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の印字ヘッドを備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドからの放電によるイオンの照射や発光により画像を形成することができ、画像形成のプロセスを簡素化することができる。
（２）イオン照射によれば静電潜像の形成や酸化還元反応による画像の形成も可能であり、また放電の発光によれば紫外線や可視光線等に反応するフォトクロミック化合物を用いた電子ペーパ等に画像を形成することができる。
ここで、この画像形成装置は、予め初期化され印字内容が消去された記録媒体に画像を形成することができる。復元器として、帯電ローラや帯電ブラシ等を備えることにより、画像形成装置の内部で記録媒体の表面を一様に帯電させ記録媒体を初期化することができ、記録媒体への書き換えを繰返し行うことができる。
尚、復元器を備える代わりに、印字ヘッドから画像が形成された記録媒体に画像形成時と逆極性のイオンを照射することで、不要な記録を消去することもできる。
イオンの照射により画像を形成する記録媒体としては、ツイストボール方式、電気泳動方式、液晶方式等の電子ペーパが好適に用いられる。また、ビスマスイオンなどの金属イオンで酸化還元させ消発色する有機無機ナノコンポジットを用いた電子ペーパ等へ画像を形成することもできる。さらに、放電による発光に反応するフォトクロミック化合物等を用いた電子ペーパ等も使用することができる。
【００２０】
請求項７に記載の画像形成装置は、基板と、前記基板に形成された発熱体を有する発熱部と，前記発熱体の発熱を制御するドライバＩＣと，を有する加熱手段と、前記発熱体に対応して前記基板に配設された放電電極と，前記放電電極の一端部に接続された共通電極と，を有する放電部とを備え、前記発熱部と前記放電部が絶縁された加熱放電方式の放電制御装置を搭載し、前記放電電極が、前記発熱体で加熱されることにより放電が発生する放電発生部を備え、前記放電電極の前記放電発生部の配置面は前記ドライバＩＣの配置面と異なる面上で、前記放電電極の前記放電発生部を静電潜像担持体や記録媒体に対向させた際に、前記ドライバＩＣと前記静電潜像担持体や前記記録媒体が干渉しない位置関係となる印字ヘッドを備えた構成を有している。
この構成により、請求項６と同様の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置面をドライバＩＣの配置面と同一平面上に形成するという、ドライバＩＣの軛（くびき）から放電電極の放電発生部の配置面を解き放つことができ、多種多様な形状の静電潜像担持体や記録媒体に対する放電電極の配置の自由度を増大させることができ、汎用性を向上させることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像形成装置であって、前記印字ヘッドの放電による電荷に反応して内部に可視像が出現する記録媒体に対して記録を行う構成を有している。
この構成により、請求項６又は７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドからの放電により、記録媒体の内部に非接触で可視像を形成することができるので、部品点数が少なく、記録媒体へのダメージも必要最低限に押えることができ実用性に優れる。
ここで、記録媒体の裏側には印字ヘッドの放電電極と記録媒体間に電界をかけるための接地電極部又は正電圧を印加する正電圧印加部を配設する。正電圧を印加することで、放電により発生する負のイオンを記録媒体の表面に引きつけることができ、確実にイオンを記録媒体に照射することができ、画像品質の向上を図ることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の画像形成装置であって、前記印字ヘッドに対向する静電潜像担持体を備えた構成を有している。
この構成により、請求項６又は７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドに対向する静電潜像担持体を有することにより、印字ヘッドからのイオン照射で静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができ、その静電潜像で記録媒体を静電現像して可視像を形成することができるので、印字ヘッドと記録媒体が直接対向せず、印字ヘッドの汚れを防止できる。
ここで、静電潜像担持体としては、ドラム型やベルト型等の様々な形状のものを用いることができる。静電潜像担持体の素材としては、イオンの照射により表面が帯電するものであればよいので、感光体である必要はなく、アルマイト等の絶縁体を用いることができる。静電潜像担持体が感光体の場合、光を照射することで除電することができ、絶縁体の場合はＡＣ電圧で除電することができる。また、静電潜像担持体が絶縁体の場合、感光体に比べ劣化が発生し難く長寿命性に優れる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像形成装置であって、前記静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像に基づいて前記静電潜像担持体の表面に可視像を形成する顕像化手段と、前記可視像を印字媒体に転写する転写手段と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項９の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）印字ヘッドからのイオンの照射により静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができるので、ポリゴンミラー等の露光光学系を必要とせず、部品点数が少なく構造を簡素化できる。
（２）顕像化手段により静電潜像に基づいて静電潜像担持体の表面に可視像を形成することができ、転写手段で可視像を印字媒体に転写して記録を行うことができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な印字媒体を使用することができ汎用性に優れる。
ここで、静電潜像担持体としては、前述と同様のものを用いることができる。顕像化手段としては、トナー現像を行う現像器が好適に用いられるが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。可視像を印字媒体に転写するための転写手段として、アルミニウム等の金属製のローラの表面をシリコーンゴム等の合成ゴムで被覆した転写定着ローラ等が好適に用いられる。トナー現像の際に圧力定着型のトナーを用いれば、転写手段により押圧することで可視像を印字媒体に転写できると共に、定着させることができる。
画像形成装置には、転写後の静電潜像担持体の表面に残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナと、印字ヘッドによる書き込み（イオン照射）の前に静電潜像担持体の表面を除電する除電器を備えることが好ましい。これにより、常に安定した状態で静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。また、静電潜像担持体としてアルマイト等の絶縁体を用いた場合、クリーナによる掻き取りのダメージが発生し難く、特に長寿命性に優れる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明の印字ヘッド及びそれを備えた画像形成装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）加熱手段が、発熱体に選択的に通電して発熱体の発熱を制御するドライバＩＣを備えているので、発熱体の発熱を低電圧で制御することで発熱した発熱体に対応する放電電極を加熱してイオン照射を制御できる小型で量産性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
（２）放電制御電圧（印加しただけでは放電が起こらないで、加熱することにより放電が起こる電圧域を言う）が印加された放電電極を発熱体で加熱制御することにより、加熱された放電電極から熱電子が放出されると共に放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中においてイオン照射して画像を形成できる省エネルギー性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
（３）加熱手段で発熱体による放電電極の加熱時間を制御することにより、放電電極における放電時間を制御することができ、放電によるイオン発生量や発光量を制御することができる制御性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
（４）放電制御装置によりイオン発生量を制御するだけで、イオンが照射される被イオン照射体上での面積階調を容易に行うことができ、画像品質を向上させることができる高品質で信頼性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
（５）放電電極の放電発生部の配置方式が端面型であることにより、静電潜像担持体や記録媒体に対向する部分の幅を狭くし、水平方向に嵩張ることなく配置することができ、特に多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができる汎用性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
（６）印字ヘッドは密集させて配置することが可能であり、特に、画像形成装置においてカラー化を行う際に好適に用いることができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の（１）乃至（４）の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置方式がエッジ型であることにより、高さ方向に嵩張らずに配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができる汎用性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
【００３１】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１の（１）乃至（４）の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置方式が隆起型であることにより、高さ方向に嵩張らずに配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができる汎用性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）放電部に放電制御電圧を印加するための高圧基板と放電部とを短い配線で電気的に接続して一体に取扱うことができるので、電気配線の取り回しが不要で画像形成装置への組込みが容易で量産性に優れ、特に印字ヘッドを走査させて画像を形成する際に電気配線に負荷などがかかり難く、導通不良の発生を低減できる信頼性に優れた印字ヘッドを提供することができる。
【００３３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ヘッド基板を放熱板に配設することで発熱部で発生した熱を速やかに放熱板に吸収し、放熱板から放熱することができるので、発熱部の急速冷却が可能で加熱停止に対する応答性を向上させることができると共に、ドライバＩＣ等を熱から守ることができ信頼性に優れる。
【００３４】
請求項６に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドからの放電によるイオンの照射や発光により画像を形成することができる画像形成のプロセスが簡素で生産性に優れた画像形成装置を提供することができる。
（２）放電によるイオンの照射や発光により、各種記録媒体に静電潜像や可視像を形成することができる汎用性に優れた画像形成装置を提供することができる。
請求項７に記載の発明によれば、請求項６と同様の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）放電電極の放電発生部の配置面をドライバＩＣの配置面と同一平面上に形成するという、ドライバＩＣの軛（くびき）から放電電極の放電発生部の配置面を解き放つことができ、多種多様な形状の静電潜像担持体や記録媒体に対する放電電極の放電発生部の配置の自由度を増大させることができ、汎用性を向上させることができる。
【００３５】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６又は７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドからの放電により、記録媒体の内部に非接触で可視像を形成することができ、部品点数が少なく、記録媒体へのダメージも必要最低限に押えることができる量産性、実用性、信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６又は７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）印字ヘッドからのイオンの照射により静電潜像担持体の表面に形成した静電潜像で記録媒体を静電現像して可視像を形成することができるので、印字ヘッドと記録媒体が直接対向せず、印字ヘッドの汚れを防止できる実用性、信頼性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）イオンの照射により表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体を有するので、ポリゴンミラー等の露光光学系を必要とせず、部品点数が少なく構造が簡素な小型で量産性に優れた画像形成装置を提供することができる。
（２）顕像化手段により静電潜像担持体の表面に形成された可視像を転写手段で印字媒体に転写することができ、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な印字媒体に印字が可能な汎用性、実用性に優れた画像形成装置を提供することができる。
（３）イオンの照射による選択的帯電（静電潜像形成帯電）のみで静電潜像が形成できる静電潜像担持体は感光体である必要がないので、素材の選択の幅が広く汎用性、量産性に優れ、特に静電潜像担持体として絶縁体を用いた場合、長寿命性に優れた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）参考例における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図  （ｂ）参考例における印字ヘッドを示す要部模式斜視図
【図２】参考例における印字ヘッドのヘッド基板の模式平面図
【図３】（ａ）図２のＡ−Ａ線矢視模式断面図  （ｂ）図２のＢ−Ｂ線矢視模式断面図
【図４】参考例における印字ヘッドのヘッド基板の分解模式斜視図
【図５】参考例における印字ヘッドの放電制御装置の構成図
【図６】参考例における印字ヘッドのヘッド基板の発熱部形成工程を示す模式斜視図
【図７】参考例における印字ヘッドのヘッド基板の放電部形成工程を示す模式斜視図
【図８】（ａ）参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第１の変形例を示す模式平面図  （ｂ）図８（ａ）のＣ−Ｃ線矢視模式断面図
【図９】参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第２の変形例を示す模式断面図
【図１０】（ａ）参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第３の変形例を示す模式平面図  （ｂ）図１０（ａ）のＤ−Ｄ線矢視模式断面図
【図１１】参考例における印字ヘッドのイオン照射方法を示す図
【図１２】（ａ）実施の形態１における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図  （ｂ）実施の形態１における印字ヘッドを示す要部模式斜視図
【図１３】（ａ）実施の形態２における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図  （ｂ）実施の形態２における印字ヘッドを示す要部模式斜視図
【図１４】（ａ）実施の形態３における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図  （ｂ）実施の形態３における印字ヘッドを示す要部模式斜視図
【図１５】実施の形態４における画像形成装置の構成を示す要部模式図
【図１６】実施の形態５における画像形成装置の構成を示す要部模式図
【図１７】実施の形態６における画像形成装置の構成を示す要部模式図
【図１８】実施の形態７における画像形成装置の構成を示す要部模式図
【符号の説明】
【００４０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  印字ヘッド
２  放熱板
３  基板
３ａ  端面部
３ｂ  縁部
３ｃ  隆起部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  ヘッド基板
５  放電部
５ａ  放電電極
５ｂ  共通電極
６  ドライバＩＣ
７  放電制御装置
８  プリント配線基板
９  コネクタ
１０  ＩＣカバー
１０ａ  高圧基板
１１  発熱用共通導体パターン
１１ａ  発熱用櫛歯電極
１１ｂ  発熱用共通電極
１２  発熱用個別電極
１２ａ  ボンディングパッド
１３  発熱部
１３ａ  発熱体
１３ｂ  発熱部絶縁膜
１４  放電発生部
１５  加熱手段
１７  被覆膜
１７ａ  開口部
１７ｂ  凹凸部
１８  誘導電極
１９  誘導電極絶縁膜
２０、２０ａ、２０ｂ、３０  画像形成装置
２１  復元器
２２、３１  静電潜像担持体
２３、３５  除電器
３２  現像器
３３  転写定着ローラ
３４  クリーナ
４０  記録媒体
４０ａ  媒体基板表面
４０ｂ    接地電極部
４０ｃ    正電圧印加部
４１    印字媒体
４１ａ    表面
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（参考例）
参考例における印字ヘッド及びそれを備えた画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は参考例における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図であり、図１（ｂ）は参考例における印字ヘッドを示す要部模式斜視図である。
図１中、１は参考例における印字ヘッド、２はアルミニウム等の材質で形成した印字ヘッド１の放熱板、４はセラミック等の基板３に後述する発熱部や放電部５が積層され放熱板２に配設された印字ヘッド１のヘッド基板、５ａは櫛歯状に形成された放電部５の複数の放電電極、５ｂは放電電極５ａの一端部を接続する放電部５の共通電極、７はヘッド基板４とドライバＩＣ６を備えた印字ヘッド１の放電制御装置、８は外部と電気的に接続するためのコネクタ９を備え放熱板２に配設されたプリント配線基板、１０はドライバＩＣ６及びプリント配線基板８を保護するために覆設されたＩＣカバーである。
【００４２】
次に、ヘッド基板の構造について詳細を説明する。
図２は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の模式平面図であり、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ線矢視模式断面図であり、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線矢視模式断面図であり、図４は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の分解模式斜視図である。
図２乃至図４中、１１は複数の発熱用櫛歯電極１１ａに接続され基板３の上面に形成された発熱用共通導体パターン、１１ｂは発熱用共通導体パターン１１の上面に配設された発熱用共通電極、１２は発熱用櫛歯電極１１ａと交互に基板３の上面に形成された発熱用個別電極、１２ａは発熱用個別電極１２の端部に形成されたボンディングパッド、１３は放電制御装置７の発熱部、１３ａは発熱用櫛歯電極１１ａ及び発熱用個別電極１２の上部に電気的に接続され形成された発熱部１３の発熱体、１３ｂは発熱用共通電極１１ｂ及び発熱用個別電極１２の端部を除いて基板３の上面に覆設された発熱部絶縁膜、１４は発熱体１３ａで加熱されることにより放電が発生する放電電極５ａの放電発生部である。
尚、前述の放電部５は発熱部絶縁膜１３ｂにより発熱部１３と絶縁され、複数の放電電極５ａが発熱用個別電極１２の位置に対応し発熱体１３ａに対向して形成されている。
【００４３】
次に、放電制御装置の構成について詳細に説明する。
図５は参考例における印字ヘッドの放電制御装置の構成図である。
図５において、ヘッド基板４は放電部５と発熱部１３とを有する。発熱部１３と電気的に接続されたドライバＩＣ６で発熱部１３の発熱体１３ａの発熱を制御するのが加熱手段１５である。加熱手段１５により放電制御電圧（印加しただけでは放電が起こらないで、加熱することにより放電が起こる電圧域を言う）を印加した放電部５の放電電極５ａへの加熱を制御することで、放電電極５ａからの放電を制御するのが加熱放電方式の放電制御装置７である。
尚、ヘッド基板４を放熱板２に配設することで発熱部１３で発生した熱を速やかに放熱板２に吸収させ、放熱板２から放熱することができる。これにより、発熱部１３の急速冷却を可能にして加熱停止に対する応答性を向上させている。また、ドライバＩＣ６等を熱から守ることができ信頼性に優れる。放熱板２の表面に溝等により凹凸を形成した場合、放熱板２の表面積を拡大することができ、放熱の効率性を向上させることができる。
【００４４】
次に、ヘッド基板の製造方法について詳細に説明する。
図６は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の発熱部形成工程を示す模式斜視図であり、図７は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の放電部形成工程を示す模式斜視図である。
まず、発熱部形成工程について説明する。
図６において、セラミック等で長尺板状に形成された基板３の表面に金ペースト等の導体を印刷した後、エッチングにより発熱用共通導体パターン１１で接続された複数の発熱用櫛歯電極１１ａ及び発熱用個別電極１２を形成する。その後、発熱用櫛歯電極１１ａ及び発熱用個別電極１２の上部にＴａＳｉＯ2、ＲｕＯ2等を印刷して帯状の発熱体１３ａを形成する。また、発熱用共通導体パターン１１の上面には銀ペースト等を印刷し発熱用共通電極１１ｂを形成する。
【００４５】
発熱用個別電極１２の端部にはボンディングパッド１２ａを形成した。これにより、ワイヤボンディングによるドライバＩＣ６との接続を容易に行うことができる。
尚、加熱手段１５は従来の感熱式のファクシミリに使用されるサーマルプリントヘッドと同様の構成が好適に用いられる。この場合、既存のサーマルプリントヘッドの製造工程を踏襲でき、製造装置を流用して放電制御装置７を低コストで製造することができる。
ここでは、発熱部１３の発熱体１３ａを帯状に形成し、発熱用櫛歯電極１１ａと発熱用個別電極１２を交互に配設し、各中央の１本の発熱用個別電極１２とその両側の発熱用櫛歯電極１１ａとの間に通電することにより各々の放電電極５ａの放電発生部１４の位置に対応する発熱体１３ａの任意の箇所を選択的に発熱させ、放電電極５ａを加熱する方式としたが、各々の放電電極５ａの放電発生部１４を選択的に加熱できる構造であればよい。
【００４６】
次に、放電部形成工程について説明する。
図７において、発熱用共通電極１１ｂ及び発熱用個別電極１２の各端部を除いて基板３の表面にガラス、セラミック、マイカ、合成樹脂等の絶縁体を印刷し発熱部絶縁膜１３ｂを形成する。発熱部絶縁膜１３ｂは発熱用共通電極１１ｂ、発熱用個別電極１２、発熱体１３ａ等を保護し、絶縁できるものであればよいが、発熱体１３ａの熱を効率よく放電電極５ａに伝達することができるＳｉＡｌ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ポリイミド、アラミド等の高熱伝導性のものが好ましい。
発熱部絶縁膜１３ｂの最適な膜厚は材質によるが、ガラスで形成する場合は４μｍ〜４０μｍに形成した。発熱部絶縁膜１３ｂの膜厚が４μｍより薄くなるにつれ絶縁性が低下し易くなる傾向があり、４０μｍより厚くなるにつれ放電部５に印加する放電制御電圧や発熱体１３ａの発熱量を増加させる必要があり省エネルギー性が低下し易くなる傾向があることがわかったためである。発熱部絶縁膜１３ｂの膜厚を４μｍ〜４０μｍとすることで、絶縁性と熱伝導性の調和が取れ双方が良好で放電の安定性に優れる。
尚、発熱部絶縁膜１３ｂの印刷を複数回に分けて行った場合、一回毎の塗りでピンホールが発生したとしても、ピンホール同士が重なる可能性を低減することができ、確実に発熱部１３を絶縁することができるので信頼性に優れる。
【００４７】
次に、発熱部絶縁膜１３ｂの上部に加熱手段１５の発熱用個別電極１２に対向した複数の放電電極５ａ及びそれらを接続する共通電極５ｂを形成する。放電電極５ａ及び共通電極５ｂの形成には、金、銀、銅、アルミニウム等の金属を、蒸着やスパッタや印刷で形成した後、エッチングしてパターン形成するものが好適に用いられる。また、その他にカーボン等の導電材料を用いてもよい。
尚、ここでは放電電極５ａを略矩形状に形成したが、台形状、半円形状あるいはこれらを組合せた形状等に形成することができる。また、放電電極５ａの放電発生部１４は縁周辺からの放電量が多いので、縁周辺の周長が長くなるように放電電極５ａの外周周縁部に複数の凹凸部を形成してもよい。放電発生部１４からの放電量を増加させることにより照射されるイオン量を増加させることができ、放電制御装置７の省エネルギー性、効率性に優れる。また、放電電極５ａへ印加する放電制御電圧を低く設定できるので、放電電極５ａの長寿命性にも優れる。
【００４８】
次に、ヘッド基板の変形例について説明する。
図８（ａ）は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第１の変形例を示す模式平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＣ−Ｃ線矢視模式断面図である。
図８において、参考例におけるヘッド基板の第１の変形例が実施の形態１と異なるのは、ヘッド基板４ａが、放電部５の表面に覆設された被覆膜１７を有し、被覆膜１７が各々の放電電極５ａの放電発生部１４（発熱体１３ａ位置近傍）に当たる位置に略円形状の開口部１７ａを有する点である。被覆膜１７は前述の発熱部絶縁膜１３ｂと同様の絶縁体で形成した。尚、独立した複数の開口部１７ａを形成する代わりに、複数の放電電極５ａにまたがった長孔状の開口部を形成してもよい。
放電電極５ａの放電発生部１４表面と被覆膜１７の表面との間に段差を形成することができるので、放電電極５ａの放電発生部１４と対向配置される静電潜像担持体等との間のギャップを一定に保つことができ、放電電極５ａと静電潜像担持体等との接触を防止でき、放電発生部１４からの放電を安定させることができる。
【００４９】
図９は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第２の変形例を示す模式断面図である。
ヘッド基板の第２の変形例が第１の変形例と異なるのは、ヘッド基板４ｂの被覆膜１７の表面に凹凸部１７ｂが形成されている点である。
これにより、被覆膜１７の表面距離を伸延させ表面抵抗を増加させることができ、簡便に放電電極５ａの放電発生部１４から周囲への漏電を防止できる。
【００５０】
図１０（ａ）は参考例における印字ヘッドのヘッド基板の第３の変形例を示す模式平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線矢視模式断面図である。
ヘッド基板の第３の変形例が実施の形態１と異なるのは、ヘッド基板４ｃの放電電極５ａの発熱体１３ａ側の端部から水平方向に離間して発熱部絶縁膜１３ｂ上に誘導電極１８が形成されている点と、発熱部絶縁膜１３ｂと放電部５との間に誘導電極１８を覆設する誘導電極絶縁膜１９が形成されている点である。
誘導電極絶縁膜１９は、材質としてガラス、セラミック、マイカ、樹脂等を用い、スクリーン印刷、蒸着、スパッタ等で形成した。
誘導電極１８は発熱部絶縁膜１３ｂ上に帯状に形成し接地した。放電は誘導電極１８に引張られるように発生するが、記録媒体等の被イオン照射体側を接地することで、イオンは誘導電極１８が無い場合と同様に被イオン照射体に向かって照射される。
尚、誘導電極絶縁膜１９を誘導電極１８のみに覆設し放電部５を発熱部絶縁膜１３ｂ上に形成するようにしてもよいし、発熱部絶縁膜１３ｂ上に形成された放電部５の共通電極５ｂの上部等に誘導電極絶縁膜１９を介して誘導電極１８を形成してもよい。
これらにより、放電部５の放電電極５ａと誘導電極１８間のギャップを常に一定に保つことができ、放電電極５ａと誘導電極１８間に電圧を印加することにより、確実に放電を発生させることができる。
【００５１】
以上のように形成された印字ヘッドの駆動方法について説明する。
図１１は参考例における印字ヘッドのイオン照射方法を示す図である。
放電部５の放電電極５ａ（共通電極５ｂ）に印加する放電制御電圧としての交流電圧や直流電圧の数値は、色々な組み合わせが考えられるが、本実施の形態では放電部１５の放電電極５ａに、一例としてＡＣ５５０Ｖpp（三角波１ｋＨｚ）にＤＣバイアスで−７００Ｖの電圧を重畳して印加した。放電電極５ａへの放電制御電圧の印加は放電部５の共通電極５ｂに接続された図示しない高圧基板から行う。
尚、ＡＣ５５０Ｖppの電圧は放電の安定性を得るために重畳した。また、発熱体１３ａの加熱は２４Ｖの低電圧で行い、発熱体１３ａを発熱させるためのスイッチとして用いるドライバＩＣ６には、５Ｖ駆動の低耐電圧対応のものを用いた。
【００５２】
放電部５の放電電極５ａに図５で説明した放電制御電圧を印加しただけでは放電電極５ａの放電発生部１４からの放電は起こらない。図５で説明したように、発熱部１３をドライバＩＣ６で制御して、発熱体１３ａにより放電電極５ａを選択的に加熱（２００〜３００℃）することにより、選択的に加熱された放電電極５ａの放電発生部１４から熱電子が放出され、放電制御電圧により図３、図８乃至図１０の矢印で示したように放電が起こる。放電が起こるとイオン生成可能な雰囲気中ではイオンが生成され、図１（ａ）で示したように静電潜像担持体や記録媒体へ向かってイオンが照射される。そして、イオンが照射された静電潜像担持体の表面には静電潜像が形成される。記録媒体には、その種類により静電潜像の形成や酸化還元反応による画像の形成ができる。また、紫外線や可視光線等の発光に反応する記録媒体にも画像を形成することができる。
放電電極５ａに交流電圧のみを印加すると正負のイオンが生成されるが、負のイオンのみを選別するには交流電圧に負の直流電圧を重畳し、正のイオンのみを選別するには交流電圧に正の直流電圧を重畳する。
図１に示した平面型の印字ヘッド１は、放電電極５ａの配置面とドライバＩＣ６の配置面とが同一平面上にあるのが特徴である。放電部５や発熱部１３を平板状の基板３上に形成するので、製造が容易で量産性に優れる。
【００５３】
参考例の印字ヘッドは以上のように構成されているので以下の作用を有する。
（１）加熱手段１５が発熱体１３ａを有する発熱部１３と発熱体１３ａの発熱を制御するドライバＩＣ６を備えているので、発熱体１３ａの発熱を低電圧で制御して発熱した発熱体１３ａに対応する放電電極５ａを加熱することができる。
（２）放電制御電圧（印加しただけでは放電が起こらないで、加熱することにより放電が起こる電圧域を言う）が印加された放電電極５ａを発熱体１３ａで加熱制御することにより、加熱された放電電極５ａから熱電子が放出されると共に放電や発光が起こり、イオン生成可能な雰囲気中においてイオンが照射される。
（３）発熱体１３ａによる放電電極５ａの加熱時間を制御することにより、放電電極５ａにおける放電時間を制御することができ、放電によるイオン発生量や発光量を制御することができる。
（４）放電制御装置７によりイオン発生量を制御できるので、イオンが照射される被イオン照射体上での面積階調が容易になり、画像品質を向上させることができる。
（５）加熱手段１５を有するので、放電部５に常時、放電制御電圧を印加し、発熱体１３ａの低い発熱温度を放電電極５ａに付与することにより放電させることができ省エネルギー性に優れる。
（６）ヘッド基板４（４ａ、４ｂ、４ｃ）を放熱板２に配設することで発熱部１３で発生した熱を速やかに放熱板２に吸収し、放熱板２から放熱することができるので、発熱部１３の急速冷却が可能で加熱停止に対する応答性を向上させることができると共に、ドライバＩＣ６等を熱から守ることができ信頼性に優れる。
（７）ドライバＩＣ６の表面にＩＣカバー１０を覆設することにより、ドライバＩＣ６と記録媒体等が接触するのを確実に防止してドライバＩＣ６を保護することができ信頼性に優れる。
【００５４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における印字ヘッドについて、以下図面を参照しながら説明する。
図１２（ａ）は実施の形態１における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図であり、図１２（ｂ）は実施の形態１における印字ヘッドを示す要部模式斜視図である。
図１２において、本発明の実施の形態１における印字ヘッド１ａが参考例と異なるのは、放電電極５ａの放電発生部１４が、ドライバＩＣ６が配置された基板３の端面部３ａに配置された端面型である点と、放電部５の共通電極５ｂに電気配線（図示せず）で接続され放電電極５ａに対して高電圧を供給する高圧基板１０ａがＩＣカバー１０の背面に配設されている点である。
図１２（ａ）に示すように放電電極５ａの放電発生部１４の表面が静電潜像担持体や記録媒体と略平行になるように印字ヘッド１ａを配置した場合でも、静電潜像担持体や記録媒体とドライバＩＣ６やＩＣカバー１０が干渉することがない。また、印字ヘッド１ａは密集させて配置することが可能であり、特に、画像形成装置においてカラー化を行う際に好適に用いることができる。
また、印字ヘッド１ａを走査させて画像を形成する場合、印字ヘッド１ａと高圧基板１０ａを一体に移動させることができるので、電気配線に負荷などがかかり難く、導通不良の発生を低減できる。
尚、この高圧基板１０ａは前述の参考例や後述する実施の形態２，３における印字ヘッドにも同様に用いることができる。
また、本実施の形態では基板３を平板状に形成したが、基板３の端面部３ａを基板３の表面側に折曲する等して基板３を略Ｌ字型やく字型に形成してもよい。
【００５５】
実施の形態１の印字ヘッドは以上のように構成されているので、参考例の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ドライバＩＣ６が配置された基板３の端面部３ａに放電電極５ａの放電発生部１４を配置することにより、ドライバＩＣ６と放電電極５ａの放電発生部１４とが略直交して配置されるので、静電潜像担持体や記録媒体が基板３上に突出したドライバＩＣ６等に干渉することがなく、印字ヘッド１ａの配置の自由度を増大させることができ、汎用性を向上させることができる。
（２）ドライバＩＣ６と放電電極５ａの放電発生部１４が略直交して配置された端面型の印字ヘッド１ａであることにより、デジタルペーパ等のように湾曲させない方がよい記録媒体を直線状に搬送することができ、水平プリンタに好適に用いることができる。
（３）放電電極５ａの放電発生部１４が基板３の端面部３ａに配置されていることにより、静電潜像担持体や記録媒体に対向する部分の幅が狭く、水平方向に嵩張らずに配置することができ、特に多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
（４）放電部５に電気的に接続された高圧基板１０ａを有することにより、放電制御電圧を印加するための電気配線を短くすることができ、信頼性を向上させることができる。特に、印字ヘッド１ａを走査させて画像を形成する場合、印字ヘッド１ａと高圧基板１０ａを一体に移動させることができるので、電気配線に負荷などがかかり難く、導通不良の発生を低減できる。
（５）高圧基板１０ａを印字ヘッド１ａと一体に取扱うことができ、電気配線の取り回しが不要なので画像形成装置への組込みが容易で量産性に優れる。
【００５６】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における印字ヘッドについて、以下図面を参照しながら説明する。
図１３（ａ）は実施の形態２における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図であり、図１３（ｂ）実施の形態２における印字ヘッドを示す要部模式斜視図である。
図１３において、本発明の実施の形態２における印字ヘッド１ｂが参考例と異なるのは、放電電極５ａの放電発生部１４が、ドライバＩＣ６が配置された基板３の傾斜状の縁部３ｂに配置されたエッジ型である点である。
図１３（ａ）に示すように放電電極５ａの放電発生部１４の表面が静電潜像担持体や記録媒体と略平行になるように印字ヘッド１ｂを配置した場合でも、静電潜像担持体や記録媒体とドライバＩＣ６やＩＣカバー１０が干渉することがない。
【００５７】
実施の形態２の印字ヘッドは以上のように構成されているので、参考例の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ドライバＩＣ６が配置された基板３の傾斜状の縁部３ｂに放電電極５ａの放電発生部１４を配置することにより、ドライバＩＣ６と放電電極５ａの放電発生部１４とが鈍角をなすように配置されるので、特にデジタルペーパ等のように湾曲させない方がよい記録媒体を直線状に搬送することができ、水平プリンタに好適に用いることができる。
（２）放電電極５ａの放電発生部１４の配置方式がエッジ型であることにより、高さ方向に嵩張らずに印字ヘッド１ｂを配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
【００５８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における印字ヘッドについて、以下図面を参照しながら説明する。
図１４（ａ）は実施の形態３における印字ヘッドの使用状態を示す模式側面図であり、図１４（ｂ）は実施の形態３における印字ヘッドを示す要部模式斜視図である。
図１４において、本発明の実施の形態３における印字ヘッド１ｃが参考例と異なるのは、放電電極５ａの放電発生部１４が、ドライバＩＣ６が配置された基板３の表面に突出した略蒲鉾型の隆起部３ｃの隆起面にドライバＩＣ６より突出して配置された隆起型である点である。隆起型は実施の形態１における端面部３ａを基板３の表面側に折曲したものとみなすことができ、端面型の一形態と考えることができる。この隆起型はサーマルプリントヘッドの分野では新端面型と称されるものである。端面型やエッジ型と同様に放電電極５ａの放電発生部１４の配置面とドライバＩＣ６の配置面とが同一平面上にないことが特徴である。
隆起部３ｃがドライバＩＣ６より突出して形成されているので、隆起部３ｃの頂部近傍に放電電極５ａの放電発生部１４を配置した際に、図１４（ａ）に示すように基板３と静電潜像担持体や記録媒体が略平行になるように印字ヘッド１ｂを配置した場合でも、静電潜像担持体や記録媒体とドライバＩＣ６やＩＣカバー１０が干渉することがない。
尚、放電電極５ａを隆起部３ｃのドライバＩＣ６と反対側の隆起面に配置する場合、隆起部３ｃの高さはドライバＩＣ６より低くてもよい。放電電極５ａと静電潜像担持体や記録媒体が略平行となるように印字ヘッド１ｂを傾斜させることにより、ドライバＩＣ６等との干渉を防ぐことができるためである。
【００５９】
実施の形態３の印字ヘッドは以上のように構成されているので、参考例の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ドライバＩＣ６が配置された基板３の隆起部３ｃの頂部に放電電極５ａの放電発生部１４をドライバＩＣ６より突出させて配置することにより、基板３と静電潜像担持体や記録媒体を略平行になるように印字ヘッド１ｂを配置することができ、特にデジタルペーパ等のように湾曲させない方がよい記録媒体を直線状に搬送することができ、水平プリンタに好適に用いることができる。
（２）放電電極５ａを隆起部３ｃのドライバＩＣ６と反対側の隆起面に配置した場合、放電電極５ａと静電潜像担持体や記録媒体が略平行となるように印字ヘッド１ｂを傾斜させて配置することにより、静電潜像担持体や記録媒体とドライバＩＣ６等との干渉を防ぐことができる。
（３）放電電極５ａの放電発生部１４の配置方式が隆起型であることにより、高さ方向に嵩張らずに印字ヘッド１ｂを配置することができ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対応することができ汎用性に優れる。
【００６０】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４における画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１５は実施の形態４における画像形成装置の構成を示す要部模式図である。
図１５中、２０は印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）を備えた実施の形態４における画像形成装置、２１は記録媒体４０の媒体基板表面４０ａを一様に帯電させて初期化（白紙化）する画像形成装置２０の復元器、４０は印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）の放電による電荷に反応して内部に可視像が出現する記録媒体、４０ｂは記録媒体４０の裏側に配設され印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）の放電電極５ａと記録媒体４０間に電界をかけるための接地電極部である。
復元器２１としては、帯電ローラや帯電ブラシ等が好適に用いられる。
尚、復元器２１を備える代りに、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から画像形成時と逆極性のイオンを照射することで不要な記録を消去して記録媒体４０への書き換えを繰返し行うこともできる。
また、平板状の接地電極部４０ｂの代りに接地電極ローラを備えてもよい。
【００６１】
以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。
印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から負のイオンを照射する場合、予め復元器２１で記録媒体４０の媒体基板表面４０ａを印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から照射するイオンと逆極性の正に帯電させて初期化（白紙化）する。
次に、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から記録媒体４０の媒体基板表面４０ａに負のイオンを照射することで、負の電荷に反応して記録媒体４０の内部に可視像が出現する。尚、記録媒体４０の内部に出現した可視像は、大きな電位差が生じない限り保持される。
記録媒体４０の厚みは概ね０．２ｍｍ程度であり、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）による印字の際に、図１５に示すような平面状の状態でなく、湾曲させた状態でも構わないが、反復使用における耐久性能を低下させないためには、平面状態で印字を行うことが好ましい。
【００６２】
実施の形態４の画像形成装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）記録媒体４０の媒体基板表面４０ａを一様に帯電させる復元器２１を有するので、放電による電荷に反応して内部に可視像が出現する記録媒体４０を初期化（白紙状態に）することができ、不要な記録を消去して記録媒体４０への書き換えを繰返し行うことができる。
（２）印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）を有することにより、記録媒体４０の媒体基板表面４０ａにイオンを照射するだけで非接触で記録媒体４０の内部に画像を形成することができるので、部品点数が少なく、記録媒体４０へのダメージも必要最低限に押えることができ実用性に優れる。
【００６３】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５における画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１６は実施の形態５における画像形成装置の構成を示す要部模式図である。
図１６において、本発明の実施の形態５における画像形成装置２０ａが実施の形態４と異なるのは、記録媒体４０の裏面に接地電極部４０ｂの代りに正電圧印加部４０ｃが配設され、正電圧が印加されている点である。
記録媒体４０の裏面に配設された正電圧印加部４０ｃに正電圧を印加することで、放電により発生する負のイオンを記録媒体４０の媒体基板表面４０ａに引きつけることができる。確実に負のイオンを記録媒体４０に照射させることができるので、画像品質の向上を図ることができる。
【００６４】
実施の形態５の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態４の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）記録媒体４０の裏面に正電圧印加部４０ｃが配設されていることにより、正電圧を印加して放電により発生する負のイオンを記録媒体４０の媒体基板表面４０ａに引きつけることができ、確実にイオンを記録媒体４０に照射することができるので、画像品質の向上を図ることができる。
【００６５】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６における画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１７は実施の形態６における画像形成装置の構成を示す要部模式図である。
図１７において、本発明の実施の形態６における画像形成装置２０ｂが実施の形態５と異なるのは、印字ヘッド１からのイオンの照射により表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体２２と、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）による書き込み（イオン照射）の前に静電潜像担持体２２の表面を除電する除電器２３を備えている点である。
【００６６】
静電潜像担持体２２としては、ドラム型やベルト型等の様々な形状のものを用いることができる。また、静電潜像担持体２２の素材としては、イオンの照射により表面が帯電するものであればよいので、感光体である必要がなく、アルマイト等の絶縁体を用いることができる。感光体に比べ劣化が発生し難く長寿命性に優れる。
また、除電器２３を備えることにより、常に安定した状態で静電潜像担持体２２の表面に静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。尚、静電潜像担持体２２が感光体の場合、光を照射することで除電することができ、絶縁体の場合はＡＣ電圧で除電することができる。
【００６７】
以上のように構成された本発明の実施の形態６における画像形成装置の動作が実施の形態４と異なるのは、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から直接、記録媒体４０の媒体基板表面４０ａにイオンを照射するのではなく、一旦、静電潜像担持体２２に静電潜像を形成し、その静電潜像で記録媒体４０を静電現像して可視像を形成する点である。印字ヘッド１と記録媒体４０が直接対向しないので、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）の汚れを防止できる。
尚、実施の形態５と同様に、記録媒体４０の裏面に接地電極部４０ｂの代りに正電圧印加部４０ｃを配設し、正電圧を印加するようにしてもよい。
【００６８】
実施の形態６の画像形成装置は以上のように構成されているので、実施の形態４に加え、以下の作用を有する。
（１）印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）からのイオンの照射により静電潜像担持体２２の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像で記録媒体４０を静電現像して可視像を形成することができ、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）と記録媒体４０が直接対向せず、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）の汚れを防止できる。
（２）一様帯電が不要な静電潜像担持体２２を用いることにより、イオン照射の一工程だけで静電潜像を形成することができ、画像形成のプロセスを簡素化することができる。
【００６９】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７における画像形成装置について、以下図面を参照しながら説明する。
図１８は実施の形態７における画像形成装置の構成を示す要部模式図である。
図１８中、３０は印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）を備えた実施の形態７における画像形成装置、３１は印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）からのイオンの照射により表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体、３２は静電潜像に基づいて静電潜像担持体３１の表面に可視像を形成する顕像化手段としての現像器、３３は可視像を印字媒体４１の表面４１ａに転写する転写手段としての転写定着ローラ、３４は転写後の静電潜像担持体３１の表面に残留したトナーを物理的に掻き取って清浄化するクリーナ、３５は印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）による書き込み（イオン照射）の前に静電潜像担持体３１の表面を除電する除電器、４１は普通紙、ＯＨＰシート、光沢紙等の各種の印字媒体である。
【００７０】
本実施の形態では、顕像化手段としてトナー現像を行う現像器３２を用いたが、インクやその他の方法で現像を行ってもよい。転写定着ローラ３３は、アルミニウム等の金属製のローラの表面をシリコーンゴム等の合成ゴムで被覆したものを用いた。トナー現像の際に圧力定着型のトナーを用いることで、転写定着ローラ３３で押圧し、可視像を印字媒体４１の表面４１に転写、定着させている。
また、クリーナ３４と除電器３５を備えることにより、常に安定した状態で静電潜像担持体３１の表面に静電潜像を形成することができ信頼性に優れる。
尚、静電潜像担持体３１は、実施の形態６における静電潜像担持体２２と同様のものを用いることができる。
【００７１】
以上のように構成された画像形成装置の動作について説明する。
印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から負のイオンを照射する場合、除電器３５で静電潜像担持体３１の表面を除電する。除電は例えばコロナ放電により行う。電気的に清浄化され静電潜像の残像が消滅した静電潜像担持体３１に、印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）から負のイオンを照射することで、静電潜像担持体３１の表面に負の静電潜像が形成される。静電潜像は現像器３２で現像され可視像となる。可視像は、転写定着ローラ３３で押圧され、印字媒体４１の表面４１ａに転写、定着される。
【００７２】
実施の形態７の画像形成装置は以上のように構成されているので、以下の作用を有する。
（１）印字ヘッド１ａ（１ｂ、１ｃ）からのイオンの照射により表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体３１を有することにより、ポリゴンミラー等の露光光学系を必要としないので、部品点数が少なく構造を簡素化できる。
（２）顕像化手段である現像器３２により、静電潜像に基づいて静電潜像担持体３１の表面に可視像を形成することができ、転写手段により可視像を印字媒体４１の表面４１ａに転写することができるので、普通紙の他、ＯＨＰシート、光沢紙等の様々な媒体を印字媒体４１として使用することができ汎用性に優れる。
（３）静電潜像担持体３１としてアルマイト等の絶縁体を用いた場合、クリーナ３４による掻き取りのダメージが発生し難く、特に長寿命性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、小型で量産性に優れ、放電制御が容易で信頼性に優れると共に、記録媒体が湾曲しない状態で書き込み可能な実用性に優れる水平プリンタ対応型の印字ヘッドを提供することができると共に、静電潜像担持体に対する印字ヘッドの設置在性に優れ、多種多様な形状の静電潜像担持体に対し最適な位置から静電潜像を形成できる汎用性、画像品質の信頼性に優れる印字ヘッドを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図１】
0003936726.tif 000002
【図２】
0003936726.tif 000003
【図３】
0003936726.tif 000004
【図４】
0003936726.tif 000005
【図５】
0003936726.tif 000006
【図６】
0003936726.tif 000007
【図７】
0003936726.tif 000008
【図８】
0003936726.tif 000009
【図９】
0003936726.tif 000010
【図１０】
0003936726.tif 000011
【図１１】
0003936726.tif 000012
【図１２】
0003936726.tif 000013
【図１３】
0003936726.tif 000014
【図１４】
0003936726.tif 000015
【図１５】
0003936726.tif 000016
【図１６】
0003936726.tif 000017
【図１７】
0003936726.tif 000018
【図１８】
0003936726.tif 000019