JP2617645B2 - イオノグラフィック像形成装置および方法 - Google Patents

イオノグラフィック像形成装置および方法

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JP2617645B2
JP2617645B2 JP4003347A JP334792A JP2617645B2 JP 2617645 B2 JP2617645 B2 JP 2617645B2 JP 4003347 A JP4003347 A JP 4003347A JP 334792 A JP334792 A JP 334792A JP 2617645 B2 JP2617645 B2 JP 2617645B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、印字ヘッド内の個々の
変調電極に直かに印加する補償変調電圧（グレーレベル
とも呼ばれる）を使用して、漏話を補正すると共に、個
々の画素電荷のイオンビームを位置決めすることによ
り、アドレス指定能力およびイオノグラフィック印刷イ
メージの濃度を改善する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】イオノグラフィック印刷は、静電潜像を
形成する荷電粒子を、導電性受容体の誘電体表面から離
れた場所で生成する形式の印刷方法である。イオンの流
れは、流体流（一般には、空気流）に支援されて、印字
ヘッド内のチャンネルを通過する。チャンネル内には、
印刷されたイメージの線の各画素に対し１個づつ、変調
電極フィンガーの直線アレーが配置されている。イオン
は、室の中で、たとえば非常に高い正電圧に保持された
コロナワイヤからの放電によって生成される。印刷工程
においては、イオンを誘電体表面へ引きつけるため高い
負電位に保持された受容体（通例は、ドラム）へ向け
て、イオンの流れが放出される。印字ヘッドから放出さ
れ、受容体の誘電体表面へ引きつけられたイオンは、誘
電体表面に電荷イメージを形成する。この電荷イメージ
は、そのあと、直接ゼログラフィー方式で現像されて、
印刷イメージが形成される。電極フィンガーに低い変調
電圧を印加して、イオンを偏向させ、イオン流からイオ
ンを局部的に除去することにより、さまざまなイオン濃
度、したがって、さまざまな写真濃度の印刷イメージを
作り出すことができる。以下の３つの特許文献、米国特
許第4,463,363 号、同第4,524,371 号、および同第4,64
4,373 号には、それぞれ異なる形式の流体ジェット支援
イオン放出式印刷装置が開示されている。
【０００３】イオノグラフィック印刷の場合、アドレス
指定能力の向上と、変調電極の漏話相互作用によって生
じたイオンビームの電荷の偏向によるイメージ濃度の低
下を補正することは、高品質の印刷イメージを形成する
うえで重要である。バイナリ（２値）印刷およびグレー
スケール印刷の場合、漏話の問題は非常に厄介である。
変調電極の漏話相互作用は、完全または部分変調された
隣接電極によって生じた電界が放出されたイオン流から
イオンを局部的に除去し、像形成イオン流によって受容
体の上に堆積する電荷の密度を減少させるという好まし
くない現象である。もしイオン流に対する上記の漏話相
互作用を補正しなければ、細線や縁の印刷イメージに、
許容できない差異が生じる。
【０００４】従来の装置は、像形成表面に向けられた後
続イオンの経路に対する前に堆積したイオンの作用によ
って生じた像形成表面におけるイオンの乱れ（ブルーミ
ングと呼ばれる）を、イオン流の経路の近くに設置した
制御電極で制御する問題に集中した。米国特許出願第07
/636,326号（発明の名称 ″In Situ Ionographic Unif
ormity Correction ″）は、アドレスされた変調電極の
グループからのイオン電流を検出し、印刷の際に均一な
濃度の、高品質のイメージが形成されるように各グルー
プの電流を均一な値に調整する簡単なイオンセンサを使
用して、イオノグラフィー印字ヘッド内のプリントアレ
ーの各変調電極に対応するイオン電流を迅速に較正する
ことにより、イメージの不均一な濃度の問題を解決して
いる。米国特許出願第07/633,883号（発明の名称 ″Fe
edback Scheme For IonographicCalibration ″）は、
印字ヘッドと受容体表面の間に、変調電極に対応する電
極から成る較正用アレーを設置して、均一なイオン電流
を作る装置および方法を開示している。この方法では、
較正用アレーの各電極によって検出されたイオン電流
と、平均変調電圧と印字ヘッド特性に基づく望ましい変
調電圧値とを比較して、修正した変調電圧を印字ヘッド
アレーの対応する変調電極へフィードバックすることに
より、対応する変調電極を横切るイオン電流を較正され
た均一な値に調整している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】イオノグラフィー方式
で印刷されたイメージを漏話相互作用のため補正する問
題は、イオノグラフィック印刷装置の設計者に重大な挑
戦状を突きつけた。イオノグラフィック印字ヘッドの隣
接する変調電極間の漏話相互作用を補償する簡単な方法
の開発は、ずっと以前より要望されてきたことであり、
イオノグラフィー印刷分野における重要な技術的進歩を
意味する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、グレーレベルを使用してイオノグラフィ
ックビームを位置決めし、漏話を補正する方法および装
置を提供する。この方法および装置は、イオノグラフィ
ック印字ヘッド内の変調チャンネルを通過し、イオン電
流が流れるようにバイアスされた変調電極の上を移動す
るイオン電荷の流れによってイメージ受容体の誘電体表
面の上に堆積された個々の画素電荷から成るイメージの
濃度およびアドレス指定能力を改善する。本発明は、ア
ドレスされた変調電極が、その上をイオン電流が流れる
ように「オン」にバイアスされ、他の隣接する変調電極
が「オフ」にバイアスされたとき、すなわち、イオン電
流の流れを阻止または減少させるため完全または部分的
に変調されたとき、電荷密度が減少し、その結果イメー
ジの写真濃度が低下し、輪郭がぼやける問題を解決す
る。本発明は、前記の漏話現象を意図的に利用して、像
形成処理のとき、補償用の部分変調電圧（グレーレベル
と呼ばれる）を作り、変調電圧の代わりに、それらをア
ドレスされた電極および隣接する電極に印加する。すな
わち、データプロセッサは、印刷ドライバー命令をイン
ターセプトし、事前定義／実行アルゴリズムを用いて、
該当する変調電極に印加すべき補償変調電圧の値を決定
する。コントローラは、前記アルゴリズムが決定した修
正済印刷命令によって駆動されると、変調電極をアドレ
スし、そして補償変調電圧、完全変調電圧、および基準
電圧すなわちアース電圧を、各変調電極へ印加する。上
記の補償変調電圧を印加することにより、個々の画素電
荷の密度を増加させることもできるし、さらに画素電荷
を変調電極間のピッチ寸法より高い精度で受容体表面上
の位置へ導くこともできる。印刷された線または文字の
縁を精密に位置決めできるこの能力は、線や文字のギザ
ギザの縁を減らして、印刷イメージの品質を大幅に向上
させるのを強力に支援する。
【０００７】本発明の上記以外の目的および利点は、添
付した図面を参照して発明の好ましい実施例の説明を読
まれれば、完全に理解することができるであろう。図面
は、発明の実施例を説明するためのものであり、発明を
限定するものではない。
【０００８】
【実施例】図１に、米国特許第4,644,373 号に記載され
ている装置に似ている流体ジェット支援イオノグラフィ
ック印刷装置の印字ヘッド１０の断面図を示す。
【０００９】印字ヘッド１０のイオン発生室１２の中に
は、数千ボルト（ＤＣ）程度の高い電圧が加えられたコ
ロナワイヤ１８が支持されている。コロナワイヤ１８の
周囲のコロナ放電は一定の極性（正が好ましい）のイオ
ンソースを生成する。イオンはＶH の電位に保持された
イオン発生室１２の壁へ引き寄せられ、室１２を空間電
荷で満たす。
【００１０】流れの中でイオンを移動させる媒体の働き
をする加圧搬送流体１４（空気が好ましい）が適当なソ
ースから室１２に導入される。室１２に導入された搬送
流体１４は変調チャンネル２４によって室１２の外へ導
かれる。搬送流体１４は、室１２を通過するとき、イオ
ンを載せて変調チャンネル２４に入り、変調電極２２の
上を通過させる。印刷工程において、イオンは流れとし
て変調チャンネル２４を通って印字ヘッド１０から出る
ことができ、高い負電位に保持された受容体２８の誘電
体表面２６へ導かれ、電荷イメージを形成する。そのあ
と、この電荷イメージはゼログラフィー方式で現像さ
れ、印刷されたイメージになる。各変調電極２２は、電
子スイッチ３８により、変調電圧源３２と基準電位源３
４の間で個別に切り換えられる。変調電極２２へ変調電
圧ＶM が印加されると、イオン流から局部的にイオンが
除去され、変調電極２２へ基準電位ＶH が印加される
と、イオン流は変調電極２２を通過することができる。
変調電極を通過したイオン電流２０は受容体２８へ引き
付けられる。電子スイッチ３８は、２値イメージたとえ
ば白と黒を生成することができる。あるいは、連続的に
変わる変調電圧ＶM を変調電極２２へ加えることによ
り、グレーレベルを作ることもできる。変調電極２２
は、絶縁基層２３の上に薄膜層２１として作られたプリ
ントアレー１６の形で配置されている。変調電圧は、図
１、図２の（Ａ）と（Ｂ）、図３、および図４に示すよ
うに、バッテリから供給される。変調電圧ＶM は印刷状
況と矛盾しない任意の値をとることができること、そし
て変調電圧ＶM は一定でもよいし、可変であってもよい
ことを、この分野の専門家は理解されるであろう。ま
た、流体ジェット支援イオン流形式のイオノグラフィッ
ク印字ヘッド１０の代りに、別の媒体でイオン流を搬送
する別形式のイオノグラフィク印字ヘッドを設置しても
よいことを理解されるであろう。また、イオン流を磁界
で受容体２８へ導くこともできるであろう。ここでは、
陽イオンを仮定しているが、適当な変更をすれば、陰イ
オンを使用することもできるであろう。
【００１１】図２の（Ａ）および（Ｂ）は、プリントア
レー１６の３つの変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃを図
示されている、印字ヘッド１０の比較的狭い変調チャン
ネル２４の拡大断面図である。変調電極２２ａ，２２
ｂ，２２ｃと基準電位ＶH に保持された変調チャンネル
２４の対向壁２５はキャパシタを構成している。電子ス
イッチ３８で接続されると、このキャパシタに変調電圧
源３２の電圧ＶM が加わる。この結果、決められた変調
電極２２ａ，２２ｂ，または２２ｃと対向壁２５の間
に、搬送流体が流れる方向に垂直な方向に伸びる電界３
９が選択的に発生する。
【００１２】図２（Ａ）は、変調電極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃおよび他のすべての変調電極（図示せず）が変調
電圧ＶM に置かれたときの、変調電極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃに対応する電界３９を示す。電界３９は、変調電
極２２ａ，２２ｂ，２２ｃと壁２５の間を通過するイオ
ン流に作用し、イオン流からイオンを局部的に除去する
ことにより、イオンプロジェクタを出て像形成表面２６
に向かうイオン電流２０の流れに影響を及ぼす。各電極
２２に印加された電圧は、壁２５の電位に対応して、各
電極２２と壁２５の間を通過するイオンビームの部分に
影響を及ぼす度合いを決定する。
【００１３】図２（Ｂ）は、隣接する変調電極２２ａ，
２２ｃおよびプリントアレー１６内のすべての変調電極
（図示せず）がＶM に保持されているとき、変調電極２
２ｂを基準電位源３４（ＶH ）へ接続することにより、
イメージの一部をなす選ばれた画素スポットを書き込む
操作を示す。図２の（Ｂ）の場合、変調電極２２ｂと壁
２５の間を通過したイオン流はイオンプロジェクタから
出ることが許されるので、搬送流体はこの「書込み」イ
オンを運んで受容体２８の上に堆積させるであろう。普
通の印刷の場合、このプロセスの解像度は、おおざっぱ
に言って、変調電極２２の中心間距離である。たとえ
ば、変調電極を１インチ当たり 300個の密度で配置すれ
ば、解像度が 300スポット／インチ（ｓｐｉ）のイオノ
グラフィックイメージを形成するイオンビームを作り出
すことができる。それぞれのスポットは「画素」と呼ば
れることもある。この書込み操作は、多くの要因による
影響を受ける。そのうち最も重要な要因は、隣接する変
調電極間の漏話相互作用の現象である。
【００１４】図２（Ｂ）は、ＶM に保持された変調電極
２２ａ，２２ｃに対応する電気力線は、ＶH に保持され
た変調電極２２ｂによる影響を受けると、もたや変調チ
ャンネル２４の横断面を横切って真っ直ぐ伸びないで、
変調電極２２ｂを通過するイオン流と相互作用をする、
変調チャンネル２４の長辺に沿った成分を有することを
示す。この相互作用は、ＶH に保持された「書込み」変
調電極２２ｂに対応するイオンビーム内を流れるイオン
の数を減らす作用をする。電界３９の水平成分は、さら
に、イオンビームが変調チャンネル２４を通過すると
き、イオンビームを横にそらす作用をする。図２（Ｂ）
の形態は、一般に、単一画素線の「書込み」に相当す
る。このケースにおける漏話相互作用の効果は、主とし
て、単一画素線の幅の減少であることが判る。従来、こ
のようなスポット縦断面の減少は欠点であり、隣り合う
変調電極２２間の漏話相互作用は好ましくないものとみ
なされてきた。
【００１５】漏話相互作用は、変調チャンネルの高さｈ
と変調電極２２の間隔ｓの比に対し非常に敏感である。
その効果は、ｈ／ｓがより大きな値のとき、明らかによ
り顕著になる。典型的な印字ヘッドのｈ／ｓは、約 1.5
である。この比に伴う漏話相互作用のレベルは、単一
画素スポットの積分イオン電流２０を、予想される積分
イオン電流２０の約７０％だけ減少させる。本発明は、
これまで欠点とみなされてきた漏話相互作用を有利に使
用するものである。
【００１６】図３は、２値印刷（すなわち、白黒など２
色イメージの印刷）の極端な場合に有用な、イオノグラ
フィック印刷装置に使用する本発明の好ましい実施例の
略図である。この実施例では、本発明に従って、イオン
電流２０の流量を増加させて、受容体２８の像形成誘電
体表面２６へ流れるイオンの濃度を増すため、漏話相互
作用の効果を使用している。
【００１７】各「書込み」スポットを補償する電荷出力
補償装置４０は、事前定義アルゴリズムを含むデータプ
ロセッサ４６とコントローラ５０を備えており、イメー
ジを生成するイオノグラフィック印刷装置に通常使用さ
れる印刷ドライバー命令４４を修正するために使用され
る。印刷ドライバー命令４４で定められた各変調電極２
２に印加される変調電圧ＶM は、データプロセッサ４６
とコントローラ５０により、基準電圧ＶH と完全変調電
圧ＶM の間の値をもつ補償変調電圧ＶM ′に適当に置き
換えられる。これにより、像形成誘電体表面２６上のイ
オン電荷の密度が増加し、しかも誘電体表面２６に画素
スポットを位置決めする能力（アドレス指定能力）が向
上する。このアドレス指定能力は、印刷された線または
文字の縁の「ジグザグ」を減らし、印刷イメージの品質
を大幅に向上させるのを強力に支援する。
【００１８】データプロセッサ４６とコントローラ５０
は、パーソナルコンピュータなど通常の中央処理装置
（ＣＰＵ）の中に統合することができる。事前定義アル
ゴリズムは、プログラムされたソフトウェアまたはファ
ームウェアとして実行される。アルゴリズムは、像形成
処理を行う前に、印字ヘッド１０の特性や変調チャンネ
ル２４の寸法に注意を払って、イメージ従属変調電圧状
態について事前に定義される。次に、典型的なアルゴリ
ズムとそれらの開発について説明する。
【００１９】図３は、数個の個別変調電極２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを含むプリントアレー１６の一部分を示す。
変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、３位置スイッチ３
８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ，３８ｅを介して、電圧
源３４、電圧源３２、および電圧源４２へ選択的に接続
される。データプロセッサ４６が与えた修正済印刷命令
４８に応じて、スイッチコントローラ５２がスイッチ３
８を位置決めする。この簡単な実例は、発明の理解を助
けるためのものであり、発明をこの実例に限定するつも
りはない。３位置スイッチ３８は、別の電子デバイスで
置換することができ、それらの機能をスイッチコントロ
ーラ５２の中に統合してもよいことは理解されるであろ
う。図４は、グレーレベル印刷のより一般的な実例を示
す。
【００２０】図３の実施例の場合、一般に印刷装置から
離れた中央処理装置の中で作られた印刷ドライバー命令
４４は、データプロセッサ４６内でインターセプトさ
れ、そこで事前定義アルゴリズムが実行される。アルゴ
リズムは、複数の印刷ドライバー命令４４に応答し、通
常のデータ処理手段で複数の修正された印刷命令４８を
作る。その修正済印刷命令４８はスイッチコントローラ
５２を駆動し、スイッチコントローラ５２は修正済印刷
命令４８に従ってスイッチ３８を位置決めし、電圧源３
４、電圧源３２、または電圧源４２を変調電極２２の１
つへ接続する。図３の実施例のアルゴリズムは、事前に
定義され、以下のように実行される。
【００２１】変調電極２２の電圧状態を示すため、以下
の表記法を使用する。すなわち、値１は、変調電極が基
準電圧ＶH に接続され、イオン電流２０の流れが許され
ることを示す。値０は、変調電極が完全変調電圧ＶM に
接続され、イオン電流２０の流れが事実上阻止されるこ
とを示す。０と１の間の値は、変調電極２２が補償変調
電圧ＶM ′（完全変調電圧ＶM の小部分）に接続され、
イオン電流２０の流れが部分的に阻止されることを示
す。
【００２２】もし、スポット書込み変調電極として、た
とえば変調電極２２ｃを選択すれば、印刷ドライバー命
令４４は、変調電極２２ｃに基準電圧ＶH を与えること
を要求し、そして隣接する変調電極２２ａ，２２ｂ，２
２ｄ，２２ｅに変調電圧ＶM を与えることを要求するで
あろう。ｈ／ｓ比が約 1.5 のイオノグラフィック印刷
装置の場合、書込み変調電極２２ｃの両側の変調電極２
２ｂと２２ｄに、変調電圧ＶM の代わりに、部分変調電
圧（＝ＶM ／２）を与えると、書込み変調電極２２ｃが
申し分なく補償される。上記のケースにおいて、変調電
極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの電圧状態
を上に述べた表記法を用いて書けば、０，１／２，１，
１／２，０ になる。
【００２３】もし同じイオノグラフィック印刷装置で、
２画素の幅のスポットを書きたければ、変調電極２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの電圧状態（「書
込み」変調電極２２、たとえば電極２２ｃと電極２２ｄ
を補償するための電圧状態）は、上の表記法を用いて書
けば、０，１／２，１，１，１／２ になる。以上のす
べてのケースにおいて、補償は１個またはそれ以上の書
込み画素のまわりに対称である結果、修正されたイオン
ビームは像形成表面２６ではその平均位置にとどまる。
しかし、イオンビームの非対称補償は、印刷された線ま
たは文字の縁の不連続（ジグザクとも呼ばれる）を少な
くし、または除去するうえで重要な効果を有する。これ
らの効果については、図４、図６、および図７の説明の
中で明らかにする。
【００２４】各変調電極２２の電圧状態は、同様なやり
方で記述することができ、そしてデータプロセッサ４６
内のソフトウェアまたはファームウェアによって、アル
ゴリズムとして容易に実行できることは容易に明らかに
なるであろう。電圧状態の記述や値の修正、および寸法
または構造が異なる他のイオノグラフィック印刷装置に
おけるそれらの実行は、似たやり方で行うことができ
る。
【００２５】図４は、グレーレベル印刷のより一般的な
ケースに使用できる本発明のもう１つの実施例を示す。
この実施例の場合、図３で説明した電子スイッチ３８
は、ポテンショメータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４
ｄ，６４ｅで示した電圧調整コントローラ６４で置き換
えられている。また、図３のスイッチコントローラ５２
は電圧調整コントローラ回路６０で置き換えられてい
る。ポテンショメータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４
ｄ，６４ｅ、および電圧調整コントローラ回路６０の中
に統合されたそれらの機能は、同じ機能を有する別形式
の電子デバイスで置き換えることができる。電圧調整コ
ントローラ回路６０は、ソフトウェア、または中央処理
装置内のファームウェア、たとえばパーソナルコンピュ
ータの拡張ボードで構成することができる。
【００２６】図４では、図３の実施例のケースと同様
に、一般に印刷装置から離れた中央処理装置内で作られ
た印刷ドライバー命令４４がデータプロセッサ４６でイ
ンターセプトされ、そこで事前定義アルゴリズムが実行
される。アルゴリズムは、複数の印刷ドライバー命令４
４に応答し、通常のデータ処理手段によって複数の修正
された印刷命令４８を作る。修正済印刷命令４８は電圧
調整コントローラ回路６０を駆動し、電圧調整コントロ
ーラ回路６０はその修正済印刷命令４８に従って、ポテ
ンショメータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅ
を位置決めし、電圧源４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２
ｄ，４２ｅから得た電圧ＶM′の値を提供する。ポテン
ショメータ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅか
ら取り出された電圧ＶM ′の値は、それぞれ変調電極２
２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅへ与えられる。
図４の実施例の場合も、「書込み」画素スポットを補償
するアルゴリズムが事前に定義され、前と同様なやり方
で実行される。図４の実施例の場合には、補償変調電圧
ＶM ′を、アルゴリズムによって、基準電圧ＶH と変調
電圧ＶM の間の値に連続的に調整することができる。
【００２７】次に、図５（Ａ）と（Ｂ）および図４を参
照して、「書込み」画素スポットを補償する効果につい
て説明する。図５（Ａ）は、漏話の補正をせずに、像形
成表面にスポットを生成するイオン電流２０の３つの値
に対するイオン電荷出力プロフィルのグラフを比較した
ものである。水平軸７４はスポットの幅寸法に沿った距
離である。垂直軸７８は、スポットの幅寸法に沿ったい
ろいろな点で測定したイオン電荷出力の値（任意の単
位）である。電荷出力プロフィル７０ａは、１個の「書
込み」変調電極たとえば電極２２ｃによって生成された
スポットの電荷出力プロフィルである（１画素）。前記
プロフィル７０ａと、２個の連続した「書込み」変調電
極たとえば電極２２ａ，２２ｃによって生成されたスポ
ットの電荷出力プロフイル７０ｂおよび３個の連続した
「書込み」変調電極たとえば電極２２ｂ，２２ｃ，２２
ｄによって生成された電荷出力プロフィル７０ｃを比較
することができる。また、前記プロフィル７０ａ，７０
ｂ，７０ｃのすべてと、１個の「書込み」変調電極たと
えば電極２２ｃ、２個の連続した「書込み」変調電極た
とえば電極２２ａ，２２ｃ、および３個の連続した「書
込み」変調電極たとえば電極２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの
それぞれの理論的出力プロフィル７２ａ，７２ｂ，７２
ｃと比較することができる。１画素出力プロフィル７０
ａの積分イオン電流２０は、理論的１画素出力プロフィ
ル７２ａの積分イオン電流２０の約２８％である。２画
素出力プロフィル７０ｂの積分イオン電流２０は、理論
的１画素出力プロフィル７２ａの積分イオン電流２０の
約９８％である。３画素出力プロフィル７０ｃの積分イ
オン電流２０は、理論的１画素出力プロフィル７２ａの
積分イオン電流２０の約１９４％である。一般に、ｈ／
ｓ比が約 1.5 のイオノグラフィック印刷装置で印刷さ
れた任意のｎ個の画素の線の場合、実際の積分電荷出力
は、ｎ−１個の変調電極２２からの理論的積分電荷出力
に等しい（ｎ＞１）。
【００２８】図５（Ｂ）は、本発明に従って漏話の補正
を行った後の、イオン電流２０の３つの値に対するイオ
ン電荷出力プロフィルのグラフを比較したものである。
電荷出力プロフィル７６ａ，７６ｂ，７６ｃは、それぞ
れ、１個、２個および３個の変調電極２２によって像形
成表面２６に生成されたスポットの電荷出力プロフィル
である。水平軸７４は、スポットの幅寸法に沿った距離
である。垂直軸７８は、スポットの幅寸法に沿ったいろ
いろな点で測定したイオン電荷出力の値（任意の単位）
である。図５（Ａ）と異なり、図５（Ｂ）のイオン電荷
出力プロフィルは、１個の「書込み」変調電極２２ｃ、
または２個の「書込み」変調電極２２ｂ，２２ｃのグル
ープ、または３個の「書込み」変調電極２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄのグループの両側に変調電圧ＶM ／２に保持
された複数の変調電極２２が配置されているとき得たも
のである。１個の「書込み」変調電極２２ｃの場合、４
個の連続した変調電極の電圧状態は、前に述べた表記法
では、０，１／２，１，１／２，０である。２個の「書
込み」変調電極の場合、５個の連続した変調電極の電圧
状態は、０，１／２，１，１，１／２，０ である。３
個の「書込み」変調電極の場合、６個の連続した変調電
極の電圧状態は、０，１／２，１，１，１，１／２，０
である。図５（Ａ）と（Ｂ）の検討から、「書込み」
変調電極２２ｃ、「書込み」変調電極２２ｂ、２２ｃ、
または「書込み」変調電極２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに直
かに接する変調電極に、補償変調電圧ＶM ′（＝ＶM ／
２）を印加すると、局部イオン電流２０からイオンが漏
話するために起きる損失が補償されることが判る。図５
（Ｂ）に示した実験データにおいて、補償された１個、
２個、または３個の「書込み」変調電極２２から得られ
た電荷出力プロフィル７６ａ，７６ｂ，７６ｃの測定積
分値は、それぞれ、理論的単一変調電極２２の積分値の
１０６％、１９２％、および２９３％であった。理論的
積分値は、もちろん、それぞれ、１００％、２００％、
および３００％である。
【００２９】上記のイオン電流２０の密度補償のほか、
補償変調電圧ＶM ′の非対称値を適切に選択し、印加す
ることにより、イオンビームを導いて印刷された線また
は文字の縁の不連続を少なくし、または除去することが
できる。この効果を、図６および図４を参照して説明す
る。
【００３０】図６は、隣接する変調電極２２に印加され
た部分変調電圧ＶM′の５つの独立した状態について、
１個の「書込み」変調電極２２から像形成表面２６にス
ポットを生成するイオン電流２０の電荷出力プロフィル
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅのグラフを比
較したものである。水平軸７４は、スポツトの幅に沿っ
た距離である。０は、単一変調電極２２の場合の出力プ
ロフィル８０ａの図心軸である。垂直軸７８は、スポッ
トの幅寸法に沿ったいろいろな点で測定したイオン電流
２０の値（任意の単位）である。次に、イオンビームを
誘導する事前定義アルゴリズムの開発と、データプロセ
ッサにおける前記アルゴリズムの実行について説明す
る。
【００３１】ここでは、４個の連続した変調電極２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄについて検討する。最初の
出力プロフィル８０ａは、電極２２ａから電極２２ｄま
で、４個の連続した変調電極の電圧状態が、前記表記法
で１／２，１，１／２，０のときに生じたものである。
他のすべての近接する変調電極２２は、電圧ＶM （前記
表記法では、０）に保持される。第２の出力プロフィル
８０ｂは、４個の連続した変調電極２２ａ，２２ｂ，２
２ｃ，２２ｄの電圧状態が、１／４，１，３／４，０の
ときに生じたものである。第３の出力プロフィル８０ｃ
は、４個の連続した変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，
２２ｄの電圧状態が、０，１，１，０のときに生じたも
のである。第４の出力プロフィル８０ｄは、４個の連続
した変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの電圧状
態が、０，３／４，１，１／４のときに生じたものであ
る。第５の出力プロフィル８０ｅは、４個の連続した変
調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの電圧状態が、
０，１／２，１，１／２のときに生じたものである。５
つの出力プロフィル８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，
８０ｅは、それぞれ、形状が類似しており、先行するプ
ロフィルの図心は、変調電極２２間の間隔のほぼ１／４
づつ変位している。
【００３２】上記の結果から、もしスポットを生成し、
かつ修正されたイオン電流２０を得るには、多くても３
個の連続した変調電極たとえば第１変調電極２２ａ、第
２変調電極２２ｂ、および第３変調電極２２ｃをアドレ
スする必要があると仮定すれば、３個のアドレスされた
変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃの和は、前記表記法で
２に等しくならなければならない。したがって、単一変
調電極によって生成されたスポットの図心を位置決めす
る簡単なアルゴリズムは、次式で表される。
【００３３】 ｘ＝１−ａ−ｂ／２ （１） ここで、ｘは第２「書込み」変調電極２２ｂから測った
図心の距離、ａは第１変調電極２２ａに印加された補償
変調電圧の値、ｂは第２変調電極２２ｂに印加された補
償変調電圧ＶM ′の値である。正の計算結果は、図心ｘ
が第２変調電極２２ｂから第３変調電極２２ｃの方向に
あることを示し、負の計算結果は、図心ｘが第１変調電
極２２ａの方向にあることを示す。したがって、実例と
して、３個の連続した変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
が、それぞれ１／２，１，１／２の電圧状態であれば、
図心ｘは第２変調電極２２ｂにある。極端な２つのケー
スは、３個の連続する変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
が、それぞれ１，１，０または０，１，１の電圧状態の
ときである。式（１）から、スポットの図心ｘは、それ
ぞれ、変調電極の間隔ｓの−１／２および＋１／２の距
離にある。式（１）のアルゴリズムを使用した実験結果
は、単一イオンビームスポットの高いアドレス指定能力
を示している。
【００３４】補償変調電圧ＶM ′を使用してイオンビー
ムを導くことと、補償変調電圧ＶM ′を使用してイオン
ビームの密度を増大させることとは違うことを理解すべ
きである。前者の場合は、イオン出力電荷プロフィルの
ほんの少しの変化で、イオンビームが導かれる。このこ
とは、もし多数のグレーレベルをサポートしないトナー
たとえば高ガンマートナーを使用すれば、長所である。
このようなケースでは、中間のイオン電荷出力レベルを
導入せずとも、補償変調電圧ＶM ′を使用してイオンビ
ームスポットの位置を制御できるので、本発明によって
イメージの品質を向上させることができる。
【００３５】以上、単一イオンビームスポットの印刷に
ついて説明したが、本発明を応用して、上記の単一イオ
ンビームスポットによって作られたより相当広いイオン
ビームの縁を変位させることができることは明白であ
る。たとえば、印刷された線または文字の縁を、イオン
電流２０の電荷出力プロフィルを基本的に変更せずに、
変調電極の間隔より高い精度で、横方向に変位させるこ
とができる。この変位により、印刷された線または文字
のギザギザな縁は減少するか、除去されるであろう。
【００３６】上記のイオンビームを導く特定のアルゴリ
ズムは、使用できる多くのアルゴリズムのうちのほんの
一部である。さらに、補償変調電圧ＶM ′を適切に選択
して、適当な変調電極２２に印加すれば、位置ばかりで
なく、スポットも変えることができる。
【００３７】本発明に使用する修正アルゴリズムは、イ
オノグラフィック式グレーレベル印刷のために開発され
たものである。これらのアルゴリズムは、前に説明した
ケースと同様に、３個の連続した変調電極について補償
変調電圧ＶM′の値を計算するため使用される。一般
に、グレーレベルイメージは、暗印刷領域を横に広げる
ことによって漏話相互作用に対し補正されるであろう。
【００３８】図７は、３個の変調電極２２ａ，２２ｂ，
２２ｃを含むプリントアレー１６の一部の平面図を示
す。図７を参照して、１画素当たり任意のビット数のグ
レースケール解像度で印刷する線または文字の縁９０
の、本発明による漏話相互作用に対する補正について説
明する。各変調電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃに対応する
イオン電流の流れ２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、誘電体支
持体の像形成表面２６に向かって流れる。各変調電極２
２ａ，２２ｂ，２２ｃに対応する印刷された出力は、そ
れぞれ、Ａ，Ｂ，Ｃである。縁９０は、印刷された出力
Ａ，Ｂ，Ｃで構成される。変調電極２２ａ，２２ｂ，２
２ｃに印加された電圧ＶM が基準電圧ＶH の値のとき、
縁９０は光学的に最も濃く（最も暗く）、電圧ＶM が最
大のとき、光学的に最も薄い（最も白い）。グレーレベ
ル印刷の場合、電圧ＶM は、もちろん、任意のときに任
意の値を持つことがある。
【００３９】典型的な補正は、中央の変調電極２２ｂに
補償変調電圧ＶM ′を印加することにより、暗領域から
明領域へ続く印刷された縁を広げるであろう。たとえ
ば、最も光学的に濃い印刷された出力がＡであれば、よ
り暗い領域を横方向に中央変調電極２２ｂへ広げること
によって、補正すべき中央変調電極を補償するアルゴリ
ズムは次式で与えられる。
【００４０】 Ｂ′＝Ａ＋ｆ（Ｂ−Ａ） （２） ここで、Ｂ′は補償された印刷出力であり、ｆはパラメ
ータである。このパラメータは一定値でもよいし、ある
いは隣接する変調電極２２の印刷出力Ａ，Ｂ，Ｃの差の
関数でもよい。
【００４１】もし縁が逆であれば、たとえばＣが最も光
学的に濃く、Ａが最も光学的に薄ければ、アルゴリズム
は次式のようになる。 Ｂ′＝Ｃ＋ｆ（Ｂ−Ｃ） （３）
【００４２】もしｆが一定（たとえば、１／２）であれ
ば、２値の縁（前に述べた表記法では，Ａ＝１，Ｂ＝
０，Ｃ＝０）の場合、アルゴリズムは印刷出力をＡ＝
１，Ｂ＝１／２，Ｃ＝０に変換する。
【００４３】このアルゴリズムの実行の１つの例は、イ
ンターセプトした印刷命令４４に対し以下の論理を適用
することである。 もしＡ＞Ｂならば、ｊ＝１、さもなければｊ＝０ （４） もしＣ＞Ｂならば、ｋ＝−１、さもなければｋ＝０ （５） もしｊ＋ｋ＞０ならば、Ｂ′＝Ａ＋ｆ（Ｂ−Ａ） （６） もしｊ＋ｋ＜０ならば、Ｂ′＝Ｃ＋ｆ（Ｂ−Ｃ） （７）
【００４４】各変調電極２２を３個の変調電極２２のグ
ループの中央の変調電極とみなし、プリントアレー１６
の端から端まで１電極づつ順次に進めて行くことによ
り、各変調電極２２に補正が適用される。補正は、送ら
れてきた印刷命令４４に含まれている変調電圧ＶM を参
照して行われる。
【００４５】また、計算の種類によっては、本発明に使
用する上記のアルゴリズムをもっと効率的に実行できる
ことを理解すべきである。実例として挙げた他のすべて
のアルゴリズムと同様に、上記のアルゴリズムは、ソフ
トウェア、ファームウェア、または専用ハードウェアで
実行することができる。
【００４６】以上、好ましい実施例を参照して発明を説
明した。この分野の専門家は、開示した内容から、実施
例およびアルゴリズムのさまざまな代替態様、修正態
様、または変更態様を作ることができるが、それらは発
明の精神および範囲に入るものであり、特許請求の範囲
に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の使用を意図しているタイプのイオノグ
ラフィック印字ヘッドと、像形成表面の略図である。
【図２】図２の（Ａ）は、イオノグラフィック印字ヘッ
ドの変調チャンネルを通る断面図であって、３個の変調
電極が、イオンが像形成表面へ流れるのを阻止する電位
に置かれた場合の電界を示しており、漏話の作用を理解
するのに役立つ。 図２の（Ｂ）は、（Ａ）と同様な断面図であって、中央
の変調電極は、イオンが像形成表面へ流れることを許す
電位に置かれ、隣接する２つの変調電極は、イオンが像
形成表面へ流れるのを阻止する電位に置かれたときの電
界の相互作用を示す。
【図３】イオノグラフィック印字ヘッドに使用される、
２値印刷の極端なケースに有用な本発明の好ましい実施
例の略図である。
【図４】イオノグラフィック印字ヘッドに使用される、
グレーレベル印刷の一般的なケースに有用な本発明の別
の実施例の略図である。
【図５】図５の（Ａ）は、漏話に対し無修正の、像形成
表面におけるいろいろな画素スポットのイオン電荷出力
プロフィルのグラフである。 図５の（Ｂ）は、漏話に対し修正した後の、像形成表面
におけるいろいろな画素スポットのイオン電荷出力プロ
フィルのグラフである。
【図６】隣接する変調電極にいろいろな部分変調電圧を
印加した場合の像形成表面における単一画素スポットの
電荷出力プロフィルのグラフであって、部分変調電圧の
印加により、画素スポットの図心がどのように移動する
かを示す。
【図７】印刷位置関係にある数個の変調電極の略図であ
って、グレースケールアルゴリズムの構成を理解するの
に役立つ。
【符号の説明】
１０ 印字ヘッド １２ イオン室 １４ 空気流 １６ プリントアレー １８ コロナワイヤ ２０（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） イオン電流 ２１ 絶縁基層 ２２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） 変調電極 ２３ 薄膜層 ２４ 変調チャンネル ２５ 変調チャンネルの壁 ２６ 受容体の誘電体表面 ２８ イメージ受容体 ３０ 受容体電圧源 ３２ 変調電圧源 ３４ 基準電位源 ３６ 基準電位 ３８ 電子スイッチ ３９ 電界 ４０ 電荷出力補償装置 ４２（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） 補償変調電圧源 ４４ 印刷ドライバー命令 ４６ データプロセッサ ４８ 修正された印刷命令 ５０ コントローラ ５２ スイッチコントローラ回路 ６０ 電圧調整コントローラ回路 ６４（ａ，ｂ，ｃ，ｄ） 電圧調整装置 ７０（ａ） 漏話に対し無修正の、単一画素の場合の電
荷出力プロフィル ７０（ｂ） 漏話に対し無修正の、２画素の場合の電荷
出力プロフィル ７０（ｃ） 漏話に対し無修正の、３画素の場合の電荷
出力プロフィル ７２（ａ） 単一画素の場合の理論的電荷出力プロフィ
ル ７２（ｂ） ２画素の場合の理論的電荷出力プロフィル ７２（ｃ） ３画素の場合の理論的電荷出力プロフィル ７４ スポット幅軸 ７６（ａ） 漏話に対し修正した、単一画素の場合の電
荷出力プロフィル ７６（ｂ） 漏話に対し修正した、２画素の場合の電荷
出力プロフィル ７６（ｃ） 漏話に対し修正した、３画素の場合の電荷
出力プロフィル ７８ 画素電荷出力軸 ８０（ａ） 漏話に対し無修正の、画素スポット電荷出
力プロフィル ８０（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ） 画素スポット電荷出力プロフ
ィル ９０ 印刷された線または文字 ＶH 基準電位 ＶM 変調電圧 ＶM ′補償変調電圧 ｈ 変調チャンネルの高さ ｓ 変調電極の間隔 Ａ 変調電極２２ａの印刷出力 Ｂ 変調電極２２ｂの印刷出力 Ｃ 変調電極２２ｃの印刷出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−76753（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−228967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−228967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−144958（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 イオン発生源（１２）と、基準電圧（Ｖ
    Ｈ）に接続され基準電位（３７）に保持された変調チャ
    ンネル（２４）を通って流れるイオン搬送媒体（１４）
    と、前記変調チャンネル内に配置された複数の変調電極
    （２２）を含むプリントアレー（１６）とを備え、印刷
    ドライバー命令（４４）に応じてそれぞれの変調電極
    （２２）に変調電圧（ＶＭ）を個別にバイアスして、そ
    れぞれの変調電圧（２２）を通過して印字ヘッド（１
    ０）からイオン電流（２０）として放出される流れを変
    調することにより、イメージ受容体（２８）の誘電体表
    面（２６）の上に個々の画素電荷のイメージを形成する
    形式の印字ヘッド（１０）を備えたイオノグラフィック
    像形成装置において、 印刷のときそれぞれ異なる電圧に保持される隣接した複
    数の変調電極（２２）の個々の電極対間の漏話相互作用
    で生じたイオン電流（２０）の損失を補うため個々の画
    素電荷を位置決めし、補償する装置であって、 隣接する複数の変調電極（２２）間の漏話相互作用を意
    図的に使用する事前定義アルゴリズムを有していて、複
    数の変調電極（２２）の上を通過して放出されたイオン
    電流（２０）の流れを増大させ、かつ導く補償手段（４
    ０）を備え、 前記事前定義アルゴリズムは、前記印刷ドライバー命令
    （４４）に応じて、前記変調電圧（ＶＭ）の代わりに、
    それぞれの変調電極（２２）へ選択的に印加する補償変
    調電圧（ＶＭ’）の複数の値を作ることを特徴とする装
    置。
  2. 【請求項２】 イオノグラフィック像形成装置における
    漏話相互作用によるイオン電流（２０）の損失を補うた
    め個々の画素電荷を位置決めし、補償する方法であっ
    て、 前記装置が、イオン発生源（１２）と、変調電圧
    （ＶＭ）を有する変調電圧源（３２）と、基準電圧（Ｖ
    Ｈ）に接続され基準電位（３６）に保持された変調チャ
    ンネル（２４）を通って流れるイオン搬送媒体（１４）
    と、前記変調チャンネル内に配置された複数の変調電極
    （２２）を含むプリントアレー（１６）とを備えた印字
    ヘッド（１０）、印刷ドライバー命令（４４）に応じて
    それぞれの変調電極（２２）に変調電圧（ＶＭ）を印加
    することによって前記各変調電極（２２）を個別にバイ
    アス状態に保持する印加手段（３８）と、前記変調チャ
    ンネル（２４）を通過する流れのなかにイオンを移動さ
    せせる手段とを備えており、 前記変調電圧（ＶＭ）を印加して、前記イオンを偏向さ
    せる電界（３９）を形成し、これによって前記イオンを
    前記流れから除去し、それぞれの変調電圧（２２）を通
    過して印字ヘッド（１０）からイオン電流（２０）とし
    て放出される流れを変調することによって、イメージ受
    容体（２８）の誘電体表面（２６）の上に蓄積された個
    々の画素電荷のイメージを形成するようになっており、
    前記漏話相互作用は、前記変調電圧（ＶＭ）に保持され
    た１つの変調電極（２２）と協働する電界（３９）を印
    刷中において異なる電圧に保持される隣接した変調電極
    （２２）と協働するイオンの流れの中に再指向するもの
    において、 前記方法が、 イメージ−依存性アリゴリズム手段を有し、前記変調電
    圧（ＶＭ）と基準電圧（ＶＨ）の代わりに複数の一部変
    調電圧（ＶＭ’）の１つを印加することを支配する変調
    印刷命令（４８）を発生する補償手段（４０）を備えた
    印刷ドライバー命令（４４）をインターセプトし、 印刷中において異なる電圧に保持されている前記変調電
    極（２２）のそれぞれの近傍においてこれらを含む、前
    記変調電圧（ＶＭ）に保持されたそれぞれの変調電極
    （２２）に関係する複数の一部変調電圧（ＶＭ’）のそ
    れぞれの値を決定するために、前記変調印刷命令（４
    ８）をどの変調電極に対して形成するかを決定する前記
    イメージ−依存性アルゴリズム手段を事前定義して実行
    し、 前記イメージ−依存性アルゴリズムを実行することによ
    って前記各変調電極（２２）に印加される前記複数の一
    部変調電圧（ＶＭ’）のそれぞれ値を決定し、 前記補償手段（４０）を用い、前記イメージ−依存性ア
    ルゴリズム手段に従って各変調電極（２２）に前記複数
    の一部変調電圧（ＶＭ’）の１つを印加することによっ
    て前記印加手段（３８）が応答する命令を前記印刷ドラ
    イバー命令（４４）に変更することによって、新たなバ
    イアス状態を与える修正印刷命令を形成し、 前記補償手段（４０）を用い、前記修正印刷命令（４
    ８）に応答して、前記各変調電極（２２）を前記変調電
    圧源（３２）、前記基準電圧源（３４）および前記複数
    の変調電圧源（４２）を含む電圧源に接続し、印刷中に
    おいてイオン電流（２０）を増大し、偏向することによ
    って個々の画素電荷の前記補正像形成することを特徴と
    する方法。
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