JP3252973B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3252973B2
JP3252973B2 JP31920291A JP31920291A JP3252973B2 JP 3252973 B2 JP3252973 B2 JP 3252973B2 JP 31920291 A JP31920291 A JP 31920291A JP 31920291 A JP31920291 A JP 31920291A JP 3252973 B2 JP3252973 B2 JP 3252973B2
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    • G03G15/323Apparatus for electrographic processes using a charge pattern involving the combination of more than one step according to groups G03G13/02 - G03G13/20 in which the charge pattern is formed dotwise, e.g. by a thermal head by charge transfer onto the recording material in accordance with the image by modulating charged particles through holes or a slit

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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、一般的に移動する受像
面を使用し、これらの受像面に放射エネルギーを帯電さ
せ、および(または)放電することによって、潜像を形
成する画像形成装置に於ける放射エネルギーの堆積の制
御に関し、さらに詳しくは、受像面が放射エネルギー源
に対して移動する速度の変動(また速度エラーとしても
知られる)に関係なく、受像面の部分が均一に帯電され
るように、潜像を形成するために画像形成面に向けられ
る、例えば、光またはイオンのような放射エネルギーの
流れの強度の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】多数の画像形成装置すなわちイメージン
グ装置が使用可能であり、これらの装置は、形成すべき
画像に基づいて適切に変調した放射エネルギーの流れを
画像形成面に向けることによって、受像面すなわちイメ
ージ形成面に潜像を形成する。次に、この潜像は、適当
な現像装置によってコピー用紙上で目視可能にされてこ
のコピー用紙上に恒久的な画像を形成する。例えば、画
像形成面は、均一に帯電され、次に光線の流れを通過す
る写真感光ベルトまたはドラムにすることができ、この
光線の流れの強度は、画像を形成可能に変調され、その
上に潜像を形成する。例えば、原文書(そこに含まれる
画像に基づいて明、暗の部分を有する)からの反射によ
って、または画像を表すデータによって個別にアドレス
され、その結果、写真感光面に向けて光線を選択的に放
射するかまたは放射しない(LEDのような)複数の光
源を設けることによって、光線を変調することができ
る。いずれの場合も、光線の強度と、写真感光面にこの
光線が照射される時間に基づいて、写真感光面の部分に
届いた光線は、これらの部分の電荷を種々の程度に分散
させる。同様に、イオン印刷(iono-graphic) 画像形成
装置は、変調したイオン気流を(例えばドラムまたはベ
ルトのような)移動する電気受容面に向け、画像形成の
可能な方式で電気受容面の部分に選択的に帯電させる。
コピー用紙に形成される画像の明暗は、イオン気流の濃
度とその画像を受け入れる電気受容面の部分に照射され
たイオン気流の照射時間によって決まる。
【0003】したがって、放射エネルギーの流れを、移
動する画像形成面に向ける画像形成装置では、画像形成
面に印加するまたは画像形成面から取り除く電荷の量
は、画像形成面の移動速度に関連する。画像形成面の速
度を一定の設定速度に保つことが望ましく、かつ何時間
にも渡って画像形成面の速度を一般的に一定に保つこと
ができるが、実際の速度は変動する傾向があり、したが
っていずれの瞬間においても設定速度とは異なる。これ
らの速度の変動によって、形成された画像の各行の品
質、サイズおよび明暗が調和を欠く。これらの速度の変
動は、例えば、画像形成装置に対する入力電力の変動に
よって、また画像形成面を移動させる駆動列の「ギヤの
ガタ」によって生じる。1つ以上の設定速度で選択的に
動作し、したがって異なった速度を選択することが可能
であることを考慮に入れたシステムの場合でさえ、画像
形成面の実際の速度が選択した設定速度から変動する結
果、印刷の品質等に同じ種類の不調和が生じる。
【0004】画像形成面の速度の変動を考慮に入れ、そ
れによって生ずる不調和を部分的に補償する画像形成シ
ステムが導入されている。例えば、画像形成面の位置を
監視し(例えば、ロータリー・モーション・エンコーダ
を使用して)、文字を画像形成面の適切な位置に形成す
るように、(画像形成面に潜像を形成する)イメージ・
バーによってデータの出力を制御することが知られてい
る。この工程は、また「反射印刷」(reflex printing)
としても知られ、画像形成面の適切な位置に文字を形成
することに役立つ。例えば、DeSchamphelaere 他に対
する米国特許第4,575,739号明細書、および Theod
oulou 他に対する米国特許第4,839,671号明細書を
参照のこと。
【0005】上記のシステムは、情報の新しい行が、そ
れぞれ正確な時間に始まることを保証するが、画像形成
面の速度のどのような速度エラーでも、供給される放射
エネルギー(例えば、写真感光体に対する光線の強度ま
たは電気受容体に対するイオン濃度)の変化をもたら
し、その結果、感知可能なエラーを生ずる可能性があ
る。即ち、上記のシステムは画像形成面に向けられる放
射エネルギーの流れの強度を一定に保つので、エネルギ
ーの流れは、画像形成面の瞬間速度によって異なった時
間の間、画像形成面に曝され、これらの速度が異なるこ
とによって、異なった量の帯電または放電を生ずる。そ
の結果得られる画像の文字の明暗の感知可能な差、即ち
エラーは、連続階調のイオン印刷で生じた低濃度から中
間濃度の画像で特に顕著に示されている。同じ問題が、
光子によって駆動される多くの連続階調の方法で発生す
る。
【0006】Cunningham, Jr. に対する米国特許第3,4
96,351号明細書は、写真感光ドラムの帯電を制御す
るコロナ制御回路を開示する。段階的にドラムを回転
し、ドラムが停止する毎にドラムに1度に1行ずつ光画
像を加えることによって、ドラム上に画像を形成する。
画像形成速度が速い程、停止時間の長さ〔ドウェル時間
(dwell time) として知られる〕は短くなること、およ
びドラムが均等に帯電されるように、ドラムの帯電はド
ウェル時間と関連して制御されなければならないことを
Cunningham, Jr.は認めている。したがって、ドラムに
加えられる電荷の強度は、選択した画像形成速度に基づ
いて、ドウェル時間が短いと増加し、ドウェル時間が長
いと減少する。しかし、 Cunningham, Jr.は、設定速度
(即ち、選択した画像形成速度)からの速度の変動を補
償せず、したがって画像形成面の実際の速度と設定速度
との差を測定しない、即ち補償しない。画像形成面を見
易い、画像形式の情報に曝すエネルギーの流れの強度
も、また制御されない。
【0007】Weber に対する米国特許第4,431,302
号明細書は、電子的に帯電可能な媒体の速度を変更する
ことによって、この電子的に帯電可能な媒体を帯電させ
るコロナ帯電電極からの実際の電流の流れと、望ましい
電流の流れとの間の差を補償するシステムを開示してい
る。 Cunningham, Jr.の場合と同様に、Weber は、エネ
ルギーの流れの強度とこのエネルギーの流れによって帯
電される画像形成面の速度との間の一般的関係を認めて
はいるが、Weber は本発明を教示も示唆もしていない。
事実、Weber は、画像形成面の速度を正確に制御でき
る、または画像形成面の速度の変動は重要なことではな
いと、明らかに考えている。
【0008】O′Brien に対する米国特許第3,935,5
17号明細書および Tsuchiya に対する米国特許第4,4
80,909号も、また画像形成面の均一な帯電を達成す
るために必要なエネルギーの流れの強度と画像形成面の
速度との間の一般的関係を開示しているが、本発明を教
示も示唆もしていない、引用した全ての特許および特許
出願は、参考としてここに含まれている。
【0009】Xerox Corp. 米国特許の Tuan 他に対する
米国特許第4,584,592号明細書、Tuan他に対する米
国特許第4,646,163号明細書、 Sheridon 他に対す
る米国特許第4,524,371号明細書、Gundlach他に対
する米国特許第4,463,363号明細書、 Sheridon に
対する米国特許第4,538,163号明細書、Sheridan他
に対する米国特許第4,644,373号明細書および Wei
sfield他に対する米国特許第4,737,805号明細書
は、イオン印刷のヘッドの構成、変調回路およびイオン
印刷装置のアーキテクチャを含む一般的なイオン印刷画
像形成装置を開示し、これらの特許は、参考としてここ
に含まれる。
【0010】本発明の1つの目的は、画像の濃度が低い
または中程度であっても、均一な画像の品質を有する画
像を形成する装置を提供することである。本発明の他の
目的は、画像形成面の瞬間速度が設定速度から変動する
ことに関係なく、この画像形成面がイオン流によって均
一になるように、画像を形成するように変調されると共
に移動する画像形成面に向うイオン流の密度を制御する
装置を提供することである。
【0011】上記の目的を達成するために、本発明の画
像形成装置は、イオンをそれに加えることによりその上
に画像パターンを形成させることができる移動可能な画
像形成面と、画像形成面を実質的に一定の設定速度で移
動させる手段と、画像形成面の動作の増分を検出すると
共にこの動作の増分を示す実際の動作信号を発生する手
段と、イオン源と、画像形成面上に画像パターンを生成
するためにイオン源からのイオン流を画像形成面の方向
に向ける手段と、画像形成面上に画像パターンを形成す
るためにイオン流を画像形成可能に変調する手段と、画
像形成面の単位面積当り画像形成面に向けられたイオン
の量が、画像パターンを画像形成面上に形成する場合
に、実質的に一定であるように、設定速度と画像形成面
の動作の増分を検出する手段により発生する信号とに基
づいて、画像形成面に向うイオン流の密度を制御する制
御手段と、を有することを特徴としている。また、本発
明においては、好ましくは、上記画像形成面は、電子受
容体である。
【0012】例えば、写真感光画像形成面に潜像を形成
する画像形成装置に於いて、画像形成面に向けられた光
線の流れの強度は制御される。画像形式に変調されたイ
オン気流を電気受容面に送るイオン印刷画像形成装置に
於いて、画像形成面の速度の変動に基づいて、イオン気
流の濃度は制御される、即ち変化する。
【0013】
【実施例】以下の図を参照して本発明を詳細に説明する
が、図に於ける同一の参照番号は、同一の部品を示す。
本発明の1実施例を例示するのが目的であり、本発明を
限定するのが目的ではない図を参照して、同様に譲渡さ
れている Sheridan 他に対する米国特許第4,644,37
3号で説明されたものと同じ流体ジェット支援イオン印
刷用マーキング装置のマーキング・ヘッド10の断面概
略図を、図1に示す。
【0014】ヘッド10の内部にはイオン発生領域があ
り、このイオン発生領域は、イオン・チャンバ12、こ
のチャンバ内で支持されたコロノード(coronode) 1
4、コロノード14に印加され、これを電圧VC に保持
する数千ボルトのオーダーの直流の高電位源16、およ
びチャンバ12の壁面に接続され、ヘッドを電圧VH
保持する基準電位源18(アースでもよい)を有する。
コロノード14の周辺のコロナ放電によって、所定の極
性(プラスが好ましい)のイオン源が形成され、これら
のイオンは、VH に保持されるチャンバの壁面に引きつ
けられ、このチャンバを空間電荷(space charge) で充
たす。
【0015】イオン・チャンバ12の入口チャネル20
によって、パイプ22で概略的に示す適当なソースから
チャンバ12の中へ加圧搬送流体(空気が好ましい)が
供給される。変調チャネル24によって、搬送流体はイ
オン・チャンバ12からヘッド10の外部に誘導され
る。搬送流体がイオン・チャンバ12を通過するにした
がって、この搬送流体はイオンを巻き込み、それぞれが
流体の流れる方向に延びているイオン変調電極28のア
レイ上の変調チャネル24内にイオンを移動させる。イ
オン・チャンバ12の内部に、このチャンバ内で生じる
腐食性の高いコロナの副産物に対して不活性のコーティ
ングを行ってもよい。変調チャネル24のイオンの効率
を高めるため、イオン・チャンバ12の内部表面の差動
バイアスを与える種々の構成が提案されている。
【0016】搬送流体の気流中のイオンが変調電極の影
響を受けると、それらは個々の「ビーム」と見られ、こ
れらのビームは面31に向かうことが可能であり、また
は以下で説明するように、出口チャネル24内に閉じこ
められることが可能である。ヘッド10から変調チャネ
ル24を通って電荷受容体34に向かうことのできるイ
オンは導電面30の影響を受けるが、この導電面30
は、電荷受容体の誘電面(dielectric surface) 31の
バッキング層として設けられたものであり、シュー32
を介して電圧源33にスライド可能に接続される。ま
た、単層の誘電電荷受容体を設けてもよく、これによっ
て、バイアスされたバック電極に同じ効果をもたらす。
その後、潜像の電荷パターンを適当な現像装置(図示せ
ず)によって可視にし、次に最終の画像用紙に転写して
もよい。または、最終の画像用紙(例えば、1枚の用
紙)は、その上に直接堆積され、現像された電荷パター
ンを有してもよい。例えば、上記に含まれる米国特許第
4,737,805号を参照のこと。
【0017】イオンが搬送流体によって変調チャネル2
4内に掃引されてしまうと、そのイオンの混入した流体
の流れを制御可能にすることが必要になる。スィッチ3
8によって、マーキング電位VM にあるマーキング電圧
源36と電位VR にある基準電圧源37との間で、変調
チャネル24内の変調電極28を個別に切り替えること
によって、これを達成する。図に示したスィッチ構成に
よって、2進法による画像形成機能(即ち、変調電極に
は、マーキング電圧源36からの第1電圧、または基準
電圧源37からの第2電圧のいずれかが印加される)が
発生されるが、変調電極に対して連続的に変動する電圧
信号を印加することによって、中間の階調(grey leve
l) を設けることができる。下記で説明する図3および
図4は、連続的に変動可能な変調電圧を変調電極28に
印加する回路を示し、この変調電圧は、中間の階調(gr
ay scale) の書込みが発生しうるように、実質的にイオ
ンを(この特定の変調電極28に隣接した)チャネル2
4に流さない第1電圧レベルと、チャネル24を介して
最大のイオン気流の密度を確立する第2電圧レベルの間
に及ぶ。これらの変調電極は、平坦な絶縁基板と導電板
46の間でこの基板上で支持された薄膜層40として構
成され、絶縁層48によってこの導電面から絶縁され
る。
【0018】VH に保持された変調電極28と対向壁面
50は、コンデンサによって構成され、スィッチ38を
介してこのコンデンサ接続した場合、このコンデンサの
両端にソース36の電圧電位を印加することができる。
したがって、搬送流体の流れ方向を横切って方向に延び
る電界が、所定の変調電極28と対向壁面50との間に
選択的に形成される。
【0019】電極と対向壁面の間を通るイオンの「ビー
ム」がこれらの間の実質的な電界の影響を受けないよう
に、変調電極をVR に保持された基準電位源37に接続
することによって、選択箇所の「書込み」が行われる。
例えば、もしVR がVH に等しければ、チャネル24に
電界は生じない。したがって、この「ビーム」・ゾーン
のイオン・プロジェクタから出る搬送流体は、「書込
み」イオンを搬送し、これらのイオンは画像受容用紙の
所望の箇所に蓄積する。逆に、ソース36からの変調電
圧を電極28に印加した場合には、「書込み」は生じな
い。イオンの種(species)と同じ符号の電荷を変調電極
28に印加するように、スィッチ38を介して変調電極
28をソース36の電圧電位に接続することによって、
このことは達成される。正のイオンの場合、ソース36
の電位VM は、VH よりも高い。イオン・「ビーム」
は、受け入れられずに対向する導電壁面50と接触し、
そこでイオンは中性化して帯電していない、即ち中性の
空気の分子になる。VR の値をVH と等しくすることは
必ずしも望ましくないが、その理由は、最終出力画像が
最大限暗いことが望ましい場合でさえ、イオンがいずれ
の電界にも全く妨害されずに、チャネル24の中を流れ
ることを可能にする必要は必ずしもないからである。即
ち、余りにも多くのイオンが面31の単位面積に堆積し
て出力される文字を識別不可能にする可能性があるから
である。もしVR がVH よりも多少高ければ、チャネル
24を通って流れるイオンは、電極28に接近すること
を妨げられ、変調電極28の寿命を改善する。しかし、
面31が高速の場合、より大量の(即ち高密度の)イオ
ンがチャネル24の中を流れることが可能になるが、そ
の理由は、これらのイオンが、面31のより広い表面領
域に堆積されるからである。したがって、VH (ソース
18によって壁面50に印加される)と異なるVR (電
圧源37によって印加される)の値が通常使用され、そ
の結果、チャネル24の中を進むイオン気流の中の若干
のイオンは、チャネル24を出て最終出力気流に入るこ
とができず、最大のイオン流の密度がチャネル24から
面31上に達する。中間の階調で書込みを行う場合、V
R とVM の間の範囲の電圧を変調電極28に選択的に印
加し、その結果、チャネル24を通って流れるイオン流
の密度は、最大の流量(maximum flow rate)とゼロの間
の範囲内である。
【0020】このようにして、マーキング・アレイの変
調電極をそれぞれ選択的に制御し、その結果、希望する
通りに、各電極と関連するイオン・「ビーム」がハウジ
ングから出て行くか、またはここから出て行くことを妨
げられることによって、画像形成可能な情報パターンを
形成する。以下で説明するように本発明において、また
主な摘用例において、最大流量が発生する場合に面31
の単位面積に堆積するイオンの量がほぼ一定であり、そ
の結果、面31に均一な帯電が行われることが、きわめ
て望ましい。下記で説明するように、面31の速度の変
化に合わせて、イオン流の密度を変化させることによっ
て、これを達成する。
【0021】本発明は、識別可能なパターンを形成すべ
き画像形成面31の領域がイオンによって均一に帯電さ
れるように、画像形成面31の速度を連続的に監視し、
マーキング・ヘッド10を制御する。画像形成面31の
瞬間速度は、その平均速度または設定速度とは異なるの
で、画像形成面31のそれぞれの部分がチャネル24を
通過してその上に識別可能なパターンを形成する場合、
これらの部分は異なった速度で移動している。均一な外
観を有する最終出力画像を形成するために、同一の明暗
レベルを有すべき最終画像の部分に現像されるべき画像
形成面の部分は、単位面積当り同じ量の電荷をその上に
形成されなければならない(即ち、均一に帯電されなけ
ればならない)。換言すれば、単位面積当り同じ量の電
荷(即ち、単位面積当り最大の電荷)を画像形成面31
の適当な部分に与えることによって、最高の暗さを有す
べき最終画像部分を形成しなければならない。画像形成
面31の速度が変化するのにしたがって、画像形成面3
1に向かうイオンの気流の最大密度を変化させることに
よって、画像形成面31の速度の設定速度からの変動に
関係なく、この単位面積当りの最大の電荷を一定に保持
する。中間段階で画像形成を行う場合、画像形成面31
の適当な部分に形成される単位面積当りの電荷量を制御
することによって、最終画像の部分の明暗を、最高の暗
さのあるパーセント(0%〜100%)として形成す
る。これは、画像形成面に向う気流のイオンが、最大密
度のあるパーセント(0%と100%の間の)になるよ
うに、この密度を制御することによって行なわれる。し
たがって、画像形成面31の実際の速度の変化に基づい
て、画像形成面31に向かうことができるイオンの気流
の最大密度を変化させることによって、最大密度以下で
画像を形成する(即ち、中間階調で画像形成する場合
の)画像形成面の部分もまた均一に帯電されるが、その
理由は、画像形成面31のある部分がチャネル24を通
過するにしたがって、この部分の速度によって適当に調
節された最大密度のあるパーセントの密度を有するイオ
ン気流に、画像形成面31のこれらの部分が常に曝され
ているからである。イオン気流の最大密度を変更するい
くつかの代表的な方法および装置を下記で説明する。
【0022】流体ジェット支援イオン気流を有するイオ
ン印刷のプリントヘッドの代案として、高度の指向性を
有するイオン源によって、イオン気流が電荷受容体野方
向に電界を向けることができるか、またはこのイオン気
流が電荷受容体の方向に向けられることができる他のイ
オン印刷のプリントヘッドを提供してもよいことを、疑
いもなく理解すべきである。さらに、ここの説明では、
イオンが正であると仮定しているが、負のイオンを使用
することができるように、適当な変更を加えてもよい。
【0023】画質を改善し、特にブルーミング・アーテ
ィファクト(blooming artifacts)を削除するため、種
々の電極およびこれらの電極用のバイアス構成を、イオ
ン気流の経路に近接して設けることが提案されている。
これらは本発明に殆どまたは全く影響がないので、ここ
では説明しない。もう1度図1を参照して、最も単純な
場合には回転を示す一連のパルスを発生するロタリー・
エンコーダであり、画像形成面34の運動によって駆動
され、かかるパルスをカウンタ122に送り、1行幅の
印刷をインクルメントすることによって移動を示す所定
数のパルスを検出するモーション・エンコーダ120
は、電荷受容体の新しい位置への移動を示す信号V
E (t) を発生する。したがってVE (t) は、各パルスが
電荷受容体の新しい行の位置への移動を示すパルス信号
である。VE (t) は書込み制御装置124に送られ、制
御装置124は、この信号VE (t) を分析して、画像形
成面31の瞬間速度を判定する。信号VE (t) は、機械
制御装置150にも送られ、この制御装置150は、ま
た画像入力データを処理してスィッチ38に変調スィッ
チ制御を指示し、その結果、適当な変調電極28が制御
され、画像入力データに基づいて、各連続する行の位置
で、イオン気流がこの位置を通過するのを阻止するかこ
れを許可するかのいずれかを実行する。
【0024】本発明の図示した実施例が画像形成面21
の実際の速度を判定する方法を、以下で説明する。図示
の実施例では、パルス信号VE (t) を使用して、実際の
画像形成面の速度を判定するが、エンコーダ120から
出力されたパルスを直接書込み制御装置124に供給し
て、画像形成面31の実際の速度の判定に使用すること
ができることが理解できる。いずれの場合も、(エンコ
ーダ120によって出力される信号の周波数と直接の関
係がある)各パルスの間の経過時間を使用して画像形成
面31が実際に移動する速度を判定する。下記で説明す
るように、面31の実際の速度を使用して最終的に面3
1に向かうイオンの気流の最大密度を制御する。勿論、
種々の動作を符号化する構成を使用することが可能であ
り、これには、電荷受容体の表面に刻印された目印の通
過を検出する光学的構成を含まれる。本開示は、所定量
の移動を検出し、これを示す信号を発生するその他の構
成を排除するものではない。
【0025】書込み制御装置124は、全ての瞬間的な
時点の画像形成面31の実際の速度を示す実際速度信号
を取り出す。実際速度信号は、実際にはエンコーダ12
0によって出力されるパルス信号であってもよい。画像
形成面31の望ましい移動速度(即ち設定速度)を示す
基準設定速度信号VS も、また書込み制御装置124に
入力される。例えば、画像形成面31が一定の設定速度
で移動すると仮定すれば、設定速度VS は、エンコーダ
120によって出力される周波数に対応する一定の周波
数を有する信号である。書込み制御装置124は、画像
形成面31の設定速度に対応する設定速度VS と、画像
形成面31の実際の速度とを比較し、設定速度と画像形
成面31との速度の差を示す速度差信号VV を出力す
る。設定速度信号VS と実際の速度信号とを比較するた
めに、当業者に周知の種々の回路を使用することができ
る。
【0026】次に速度差信号VV を種々の方法で使用し
て、最終的に画像形成面31に向かうイオン気流の密度
を制御する。図1に、このような例を2つ示す。第1例
では、速度差信号VV を使用して電圧源37によって与
えられる基準電圧VR の値を制御する。電圧源37によ
って与えられた電圧を変更することによって、スィッチ
38をソース37に入れた場合に生ずるイオン気流の最
大密度を変化させることができる。例えば、画像形成面
31の設定速度と画像形成面31のこの設定速度からの
差に基づいて電圧ソース37の値を設定するため、書込
み制御装置124によって使用されるルックアップ・テ
ーブルを設けることができる。上記で説明したように、
ソース37の電圧を制御することによって、チャネル2
4を通過することのできるイオンの数を正確に制御する
ことができる。
【0027】または、速度差信号VV を使用して電圧源
16からコロノード14に供給される電圧VC を制御す
ることができる。これも、またチャネル24から供給さ
れる最大イオン密度を増減する効果を有する。例えば、
可変抵抗70を電圧源16と直列に設け、信号VV に基
づいて変化させ、コロノード14に印加される電圧を設
定電圧から増減することができる。
【0028】イオン密度を制御することができる他の方
法には、パイプ22によって与えられる空気の流量の変
更、電圧供給源33によってシュー32に印加される電
圧の変更、およびコロノード線を流れる電流の変更が含
まれる。さらに、チャネル24の出口に位置し、ヘッド
の全幅を動かす1つの電極を使用して、全体の出力レベ
ル(例えば、最大イオン気流の密度)をまた制御するこ
とができる。
【0029】図2は、図1に示したマーキング・ヘッド
10の拡大部分図である。図1および図2に示したマー
キング・ヘッドは2進法で印刷を行うことができる。即
ち、電極28は、「オン」か「オフ」のいずれかである
ように制御される。変調電極28が「オフ」の場合、ス
ィッチ38を電圧源36に入れ、その結果、第1電圧即
ちマーキング電圧VM が変調電極28に加えられ、変調
電極28は、全てのイオンの気流がチャネル24を通過
するのを実質的に阻止するのに十分な電界をチャネル2
4を横切って形成する。画像形成面34に電荷を加える
ように、イオンがチャネル24を通って流すことを希望
する場合、スィッチ38を電圧源37に入れ、その結
果、基準電圧VR が変調電極28に印加される。基準電
圧VR が変調電極28に印加されると、スィッチを電圧
源36と接触させた場合に加えられる電界よりも弱い電
界が、チャネル24を横切って加えられる。この電界に
よって、若干のイオンがチャネル24を通って流れるこ
とを阻止されるが、また所定量のイオンがチャネル24
を通って流れ、画像形成面31に堆積することが可能に
なる。上記で論じたように、チャネル24を通って流れ
るイオンの量は、速度差信号VV に基づいて設定電圧か
ら変化する電圧源37の電位と直接関係する。したがっ
て、図1および図2に示した構成によれば、イオンが画
像形成面31を実質的に通過できないか、又は、最大の
イオン密度が速度差信号VV に基づいて変化する状態で
画像形成面31に向くことが可能である。
【0030】図3および図4は、イオンがチャネル24
を通って全く流れない第1電圧レベルと、最大のイオン
気流の密度をチャネル24に通過させる第2電圧レベル
との間で連続的に変化することが可能な電圧電位を変調
電極28に供給する回路の概略図である。画像形成面3
1に向かうイオン気流の最大密度を制御する電圧源37
によって供給される基準電圧VR が、速度差信号VV
使用して変化するという点で、この実施例は、先に説明
した実施例と一般的に同じである。しかし、図3および
図4に概略的に示した構成によって、中間階調の画像形
成もまた提供され、この場合、変調電極28に供給され
る電圧を、第1電圧と第2電圧の間で連続的に変化させ
ることができる。この実施例は、Tuan他に対する米国特
許第4,646,163号の図8のインバータ回路プリンタ
・ヘッドの実施例とある程度同じであり、したがって特
に詳しくは論じない。
【0031】図3および図4に示す増幅回路によって、
機械制御装置150から供給されるアナログ信号を変調
電極28に印加し、中間階調を設けることが可能であ
る。特に、FET(電界効果トランジスタ)62が線5
8を介して適当な電圧をそのゲートに印加されることに
よってオンに切り替わると、機械制御装置150から供
給されるナアログ信号は、低圧FET62を通過した
後、高圧出力段に供給される。変調電極28は、負荷抵
抗器74を介して可変高圧源37に接続されると共にド
レーン抵抗Rdを有する高圧FET64のドレーン線7
2を介してアースされる。FET64は、適当に選択さ
れた等価ゲート容量Cgを有する。今度は、トランジス
タ64のゲートは機械制御装置150に接続され、した
がって低圧FET62がオンに切り替えられると、この
機械制御装置150からアナログ信号を受信する。
【0032】図3および図4を参照して、動作上、変調
電極28のアレイは、多数のグループに分割される。各
グループの全ての電極28の低圧FET62はバス駆動
線58に取り付けられるが、このバス駆動線58はその
対応するグループの電極28の全てのトランジスタ62
に共通である。したがって、同時に1つのグループずつ
当該グループの全てのトランジスタ62をスィッチ・オ
ンするために、外部ICアドレス・バス・ドライバ63
によって、そこから延びるバス駆動線の各々にアドレス
信号が加えられる。外部ICデータ・バス・ドライバ6
1は複数のデーた線56を有し、各データ線56は、各
グループの1つのトランジスタ62に(したがって1つ
の変調電極28にも)取り付けられる。したがって、各
グループのトランジスタ62のスィッチ・オンすると、
そのグループの各トランジスタ62には、データ線56
を介してアナログ信号であるデータ信号が供給される。
このアナログ信号は、対応する変調電極28によって形
成される画素画像の中間階調のレベルを表す。即ち、こ
のアナログ信号は、電極28によって形成される画素画
像が最も暗い場合の値の0%から100%の間の値を示
す。
【0033】データ線56によって与えられるアナログ
信号は、高圧FET64のゲートに供給され、そのFE
Tをスィッチ・オンする量を制御する。即ち、このアナ
ログ信号によって、FET64を介して流れる電流の量
を連続的に変化させることができる。FET64を介し
て流れる電流の量を連続的に変化させることによって、
ソース37から変調電極28に印加される電圧を連続的
に変化させる。FET64がオフでありこれを介して電
流が全く流れない場合、ソース37からの全ての電圧
は、(負荷抵抗器RL によって制御されるので)電極2
8に印加され、電極28に隣接したチャネル24にある
最大数のイオンを偏流させ(deflect)、その結果、実質
的にイオンが面31に流れなくなる。FET64を全て
スィッチ・オンすると、最大量の電流がその中を流れ
(この最大量の電流は、RL 、Rd 、およびCg の値に
よって制御される)、最大イオン密度を有するイオン気
流を面31に向かわせる。FET64をオンにする程度
を変化させることによって、電極28に印加される電圧
はこれら両極の間で変化し、したがって中間階調が与え
られる。
【0034】先に述べたように、速度差信号VV に基づ
いてソース37が供給する電圧VR の値を変化させるこ
とによって、最大イオン気流の密度変化させることがで
きる。ソース37の電圧を変化させる結果、中間階調の
全てのレベルで電極28に印加される電圧が変化するが
(即ち、FET64が全てオフの場合に電極28に印加
される第1電圧は、VR の変化にしたがって、変化し、
FET64が全てオンの場合に電極28に印加される第
2電圧は、VR の変化にしたがって、変化し、第1電圧
と第2電圧の間の全ての電圧は、VR の変化にしたがっ
て、変化するが)、イオンを面31の方向に実質的に流
さないために第1電圧が常に十分にあるように、RL
d およびCg の値を選択する。したがって、第1電圧
(阻止電圧)の値に生ずる全ての変化は重要ではない。
しかし、上述したように、画像形成面31の速度が変動
するのにしたがって、第2電圧(したがって、電極28
に印加することができる電圧の範囲)を変化させる結
果、画像形成面が均一に帯電され、したがって出力画像
の品質が均一になる。
【0035】図5は、イオン気流の密度を制御すること
ができる別の方法を概略的に示す。図5の実施例の場
合、出口電極80には電圧電位VE がソース84から供
給され、この電位VE は、速度差信号VV に基づいて変
化する。上記で説明したように、各変調電極28は2進
法か連続法のいずれで制御され、個々のイオンの気流を
識別可能にする。しかし、マーキング・ヘッドが出力す
ることのできる最大イオン気流密度(および中間階調を
使用する場合のゼロ密度と最大密度との間の全ての気流
密度)は、出口電極80によって制御される。出口電極
80に印加される電圧はチャネル24からの流出を完全
に阻止するには十分ではないが、その代り、出力される
画像が均一な品質を有するように、画像形成面31の速
度の変動に基づいて、変調電極28の側を通過すること
ができるイオンの割合を偏流させる。
【0036】また電圧VR は、速度差信号VV に基づく
設定速度に対応する設定電圧とは異なる。
【0037】本発明を特定の実施例を参照して説明した
が、この特定の実施例は例示することを意図するもので
あって、限定することを意図するものではない。例え
ば、原文書から写真感光ドラム上に光のビームを反射
し、ドラムの一部分を選択的に放電することによって、
写真感光ドラム上に潜像を形成する画像形成装置に、本
発明を適用することもできる。この場合、この光ビーム
を発生する光源の強度は、速度差信号に基づいて、この
光源に供給する電圧を変化させることによって、設定強
度から変化させられる。本発明は「反射印刷」を実行す
るイオン印刷画像形成装置に使用することができる。
【0038】上記の請求項で規定された本発明の精神お
よび範囲から逸脱することなく、種々の変形が可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成面との印刷関係で、本発明と共に使用
するように意図した種類のイオン印刷用プリントヘッド
を概略的に示す。
【図2】変調電極が第1電圧水準と第2電圧水準の間で
選択的に動作可能であって2進法の画像形成機能を与え
るイオン印刷用プリントヘッドの本発明の実施例を概略
的に示す。
【図3】変調電極がそれに印加される連続的に可変な電
圧信号を有することによって、中間階調を提供すること
ができるイオン印刷用プリントヘッドの本発明の実施例
を概略的に示す。
【図4】幾つかの変調電極と、それらと関連する制御回
路を示す本発明によるマーキング・ヘッド・アレイの1
つの形態を示す概略図である。
【図5】マーキング・ヘッドの全幅に沿って延びる出口
電極を使用して、マーキング・ヘッドからのイオンの出
口レベル全体を制御する本発明による他のマーキング・
ヘッドを示す概略図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 1/23 103 G03G 15/00 115 (72)発明者 アーロン セレニー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10510 ブライアークリフ マナー ロ ーカスト ロード 136 (56)参考文献 特開 平2−146570(JP,A) 特開 平4−146454(JP,A) 特開 平4−200065(JP,A) 特開 昭59−20678(JP,A) 特開 昭63−218372(JP,A) 特開 平1−264860(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオンをそれに加えることによりその上
    に画像パターンを形成させることができる移動可能な画
    像形成面と、 上記画像形成面を実質的に一定の設定速度で移動させる
    手段と、 上記画像形成面の動作の増分を検出すると共にこの動作
    の増分を示す実際の動作信号を発生する手段と、 イオン源と、 上記画像形成面上に画像パターンを生成するために上記
    イオン源からのイオン流を上記画像形成面の方向に向け
    る手段と、上記画像形成面上に画像パターン を形成するためにイオ
    ン流を画像形成可能に変調する手段と、 上記画像形成面の単位面積当り画像形成面に向けられた
    イオンの量が、上記画像パターンを上記画像形成面上に
    形成する場合に、実質的に一定であるように、上記の設
    定速度と上記画像形成面の動作の増分を検出する手段に
    より発生する信号とに基づいて、上記画像形成面に向う
    イオン流の密度を制御する制御手段と、を有することを
    特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 上記画像形成面は、電子受容体である請
    求項1記載の画像形成装置。
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