JPH0218590A - 垂直ライン幅制御式イオノグラフィックシステム - 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） 本発明は像を作成するためのイオノグラフィツク（イオ
ン写真）システムに関し、特にイオノグラフィツクシス
テムにおける像の垂直ライン幅を制御する装置に関する
。

（従来の技術） イオン写真式プリントヘッドにおける隣合う電極間での
クロストークの問題は、周知である。例えば、米国特許
第４，５５８，３３４号は、ある与えられたイオン出力
を達成するために、電力の減少を必要とするプリン１−
期間の間だけイオンを発生ずる２電極形イオン発生器を
開示しており、電極間での容量性クロストークを減少す
る低インピーダンスゲート方式の発振器を備えている。

一部のイオノグラフィツクシステムでは、クロストーク
の問題が、形成される傷内に垂直ラインを生じる際の困
難として現れている。このようなシステムでは、一般に
隣合う変調電極のアレイが存在し、各々の電極がストロ
ーブ電圧とデータ電圧を受は取るゲートによって駆動さ
れ、テシタル像に対応した黒または白のスポットを再生
する。

クロストークの現象は例えば、始め明るく、その後安定
した太さ及び密度に達するまで垂直方向に進むにつれて
暗くなる傾向を示す再生像内での垂直ラインによって実
証されている。また、安定した太さはしばしば細くなり
すぎ、１ビットの垂直ライン（１ビツトつまりスボソ１
〜長さのライン）が実質上存在せず、２ビツトの垂直ラ
インが１ビツトの水平ラインとほぼ等しい幅となる。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的は、イオノグラフインクプリント
装置におけるクロストークを制御する新規で、改良され
た装置を提供すること、特にイオノグラフィツクプリン
ト装置によって作成される像に一様で、−貫した垂直ラ
インを与えることにある。

本発明の別の利点は以下の説明が進むにつれて明かとな
り、また発明を特徴付いる事項は、この明細書の一部を
形成する特許請求の範囲に記述されている。

（課題を解決するための手段） 要約すれば、本発明は、イオノグラフインクプリント装
置の各々の変調器を駆動するアレイゲートへのストロー
ブ及びデータ電圧の調整、特に各々のアレイゲート毎に
データ電圧のレベルをストローブ電圧のレベルより下げ
ることにある。データ電圧レベルの下限は、発生される
イオンが変調電極で完全に遮断されない電圧レベルであ
る。

本発明のより明瞭な理解のため、添付の図面を参照され
たい。尚図面中、同じ部分には同一の参照番号が付され
ている。

（実施例） 添付の図面を参照すれば、導電性の細長い室（チャンバ
）１２と、該室の長さに沿って延びたコロナ放電ワイヤ
１４とを備えたハウジング１゜が第１図に示しである。

直流数千ボルト程度の高電位源１６が適切な負荷抵抗１
８を介してワイヤ１４に接続され、また標準電位ｔＡ２
ｏ　（アースでもよい）が室１２の壁に接続されている
。コロナ放電ワイヤ１４に高電位が印加されると、コロ
ナ放電がワイヤを取り囲んである極性（好ましく（ま正
）のイオン源を形成し、これらのイオンがアースされた
室壁へと吸引され、室内を空間電荷で満たず。

入口チャネル２２がワイヤ１４とほぼ平行に室に沿って
延び、加圧輸送流体（好ましくは空気）を、管２４によ
って概略的に示した適切な供給源から室１２内へと送出
する。室１２からの出口チャネル２６も、ワイヤ１４と
ほぼ平行に入口チャネル１２と対向した位置関係で延び
、イオンを含む輸送流体をハウジング１０の外側へと導
く。出口チャネル２６は２つの部分、つまり室からほぼ
半径方向外側へと向かう第１の部分と、該第１の部分と
角度をなして配設された第２の部分３０とを有する。第
２の部分３０は、絶縁性シム３４によってハウジングか
ら離間され且つハウジングに固定されたマーキングヘッ
ド３２の支持されていない延長部によって形成されてい
る。イオンを含む輸送流体が出口チャネル２６を通過す
るとき、その流体は、各々が流体の流れの方向に沿って
延びると共に、マーキングヘッド３２上に一体に形成さ
れたイオンピクセルつまり変調電極３６のアレイ上を通
って流れる。

出口チャネル２６を通って、ハうジング１０から完全に
流出されたイオンは、コロナ発生電位源１６と反対の符
号の直流数千ボルト程度の高電位源４０に接続された加
速後方電極３８の影響下に入る。絶縁性の電荷受容体４
２が加速後方電極とハウジングとの間に介設され、後方
電極上を移動して、その表面に像の形状でイオンを集め
る。イオンが輸送流体によって出口チャネル２６内へと
掃き出されたところで、イオンを含む流体の流れに・情
報を与える必要がある。これは、任意な適切の手段で変
調電極３６上の電位を選択的に制御することによって達
成される。

輸送流体の流れ内のイオンが変調電極の影響下に入ると
、それらのイオンは、電荷受容体４２への通過を許され
るかまたは出口チャネル内で制御される個々の“ビーム
”と見なし得る。ラスターラインの単一スポットの゛書
込は、変調電極が出口チャネルの対向壁とほぼ同じ電位
の電位源へ選択的に接続されるときに達成される。出口
チャネルを間に挟んだ両壁がほぼ同じ電位であれば、出
口チャネルを横切って延びる電場は実質上存在しない。

従って、出口チャネルを通過するイオンは影響を受けず
、そのままハウジングを出て電荷受容体上に付着される
。

逆に、適切な電位が変調電極に加えられていると、電場
が出口チャネルを横切り電気的にアースされた対向壁へ
と延びる。変調電極に加えられる電位がイオンと同じ符
号であれば、イオン“ビーム”は変調電極から対向壁へ
と反発され、そこでイオンが非帯電の、つまり中性の空
気分子に再結合される。変調電極に加えられる電位がイ
オンと反対の符号であれば、イオン゛′ビーム”は変調
電極へと吸引され、そこでイオンが非帯電の、つまり中
性の空気分子に再結合される。このため、変調電極の近
くでハウジングから流出する輸送流体の゛′ビーム°゛
は、実質上パ書込”イオンを全く含んでいない。

情報の像状パターンは、アレイ内の各変調電極を、それ
ぞれに対応したイオンビームが再生すべき像の明及び暗
スポットのパターンと強度に応じハウジングを出る、あ
るいはハウジングから出るのを阻止されるように、選択
的に制御することによって形成される。尚、再生される
像は一般にデジタル像で、通常各々の明及び暗スポット
が２進値０またば１によって表される。

第２図を参照すると、本発明によるプリント装置の全体
が示しである。ます、任意の適切な静電材料を支持した
基材からなる電荷受容体４２が、バンクグランド電圧、
好ましい実施例では約１５００ボルトに帯電される。電
荷受容体４２は矢印の方向に回転され、流体ジェット補
助式イオン投射装置の出口チャネル２６を通過する。再
生すべき像に対応した電荷パターンが電荷受容体４２の
表面上に投射され、潜像を与える。電荷受容体４２が現
像ステーション（全体を４４で示す）へとさらに回転す
ると、磁気現像ローラなど適切な現像ローラ４６が、現
像材を静電潜像に接触させる。潜像は現像材中のキャリ
ヤ粒からトナー粒子を吸引し、電荷受容体の表面上に１
〜ナー粉末像を形成する。

次いで、電荷受容体４２は全体を４８で示した転写ステ
ーションに進み、そこではコピーシートがトナー粉末像
と接触するように移動される。転写ステーション４８は
、コピーシートの裏側にイオンをスプレーする転写用コ
ロトロン（帯電器）５０を備えると共に、全体を５２で
示したプリ転写へソフルも備えている。コピーシートは
選ばれたトレイ、例えばトレイ５４から給送され、ロー
ラ５６と５８など適切なローラによって駆動される適切
なコピーシート用紙経路を経て転写ステーションに送ら
れる。

転写後、コピーシートは定着ローラを備えた定着ステー
ションに駆動され、転写されたトナー粉末像をコピーシ
ートに固定する。定着器集合体は、加熱される定着ロー
ラ６０とバックアップつまり加圧ローラ６２とを備える
のが好ましく、コピーシートは両ローラ間を通過する。

定着後、コピーシートは６４で示したような適切な出口
トレイに送られる。さらに、例えばブレード形クリーナ
など、電荷受容体の表面と接触する適切なりリーチ６６
がその表面から残留トナー粒子を取り除く。

最後に、消去スコロトロン（ｓｃｏｒｏｔｒｏｎ）　６
　Ｂが電荷受容体上の電荷を中性化すると共に、電荷受
容体をバンクグランド電圧に再帯電する。

マーキングヘッド３２は、平面状の基板４１（点線の外
郭線で示す）上に支持された、第３図に概略的に示す各
要素を有する。これらの要素には、変調電極（Ｅ）３６
のアレイと、少数のアドレスバスライン（Ａ）４３及び
データバスライン（Ｄ）４５からなる多重化データ入力
つまりロード回路とが含まれる。アレイ内の各変調電極
は個々に切り換え可能であると同時に、それぞれの電極
を外部のドライバ回路へインタフェースするのに必要な
ワイヤボンドの数を減少させる。つまり、薄膜スイ・ノ
チ４７が電極３６とデータバスライン４５との間でマー
キングヘット′」二に直接作製され、ワイヤボンドが必
要ないように接続されている。

大面積のフルページ幅ヘッドの作製を簡単にするため、
スイッチ４７は非晶質のシリコン薄膜トランジスタ（ａ
　−Ｓｉ　：　Ｉｔ　ＴＦＴ　）であるのが好ましいが
、多結晶性シリコンや、レーザアニールを施した５ｉＸ
ＣｄＳ　、、ＴｅまたはＺｎＯなども使える。図示のよ
うに、各変調電極３６は薄膜１−ランジスタのドレン電
極４９に接続され、（スＩ・ローブ電圧に接続される）
アドレスバスライン４３はゲート電極５１に接続され、
さらにデータ電圧に接続されるデータバスライン４５は
ソース電極５３に接続されている。アドレスバスライン
とデータバスラインの数は多重化方式によって非常に少
ない数に減じられているので、必要なワイヤボンドの数
は最小に保たれる。ワイヤボンディングは、外部のＩＣ
アドレスバスドライバ５７とアドレスバスライン４３と
の間、及び外部のＩＣデータバス１′ライハ５５とデー
タバスライン４５との間で必要である。

低コストのマーキングヘットが変調電極、薄膜スイッチ
ングデバイス、アドレス及びデータバスを具備し、これ
らは全て図示のように単一の安価な基板上に集積作製さ
れている。つまりマーキングヘッドは、比較的小さい電
流容量の結果、比較的遅い応答時間をもたらすため高速
プリンタ用のスイッチングデバイスとしては通常廃棄さ
れているようなａ　−３ｉ　：　ＨＴＮＴを用いている
。こうしたスイッチングデバイスでも、流体ジェット補
助式のイオン投射電子写真マーキング装置で用いると、
それらが独特に適合可能なことが示された。これは、（
ａ）流体ジェット補助式のイオンプリントプロセスは、
“書込”時に電流を引き込んで、それらの電荷を全ライ
ン時間中保持する必要のない変調電極によって制御され
ること、及び（ｂ）　ａＳｉ　：　ＨＴＦＴスイッチが
それらのオフ状態中電荷のトレインを許容しないので、
スイッチの充電時間がシステムのロード時間よりも短い
ことによる。

一般に、水平１ビット幅の黒ラインは、プリントアウト
するのがそれほど困難でない。しかし、オール白から１
オン、１オフの垂直１ビット幅の黒ラインに移行すると
、これらのラインはまず消失し、その後一定の幅に達す
るまで次第に暗くなる。第４Ａ−４Ｅ図に示すように、
各々のピクセルつまりアレイ中の変調電極３６が、特定
の変調電極３８のトランジスタスイッチ４７に力１１え
られるゲート電極５１でのス１−ローブ電圧とソース電
極５３でのデータ電圧との関数であるスイッチ４７から
の電極電圧を受は取る。垂直の黒ラインの問題は、電極
アレイ上の隣合う変調電極３６間での電圧漏洩つまりク
ロスト−りによって次のように生じることが見いだされ
た。

ここで、変調電極３６の電圧が比較的高いとき白ドツト
が書き込まれ、また変調電極３６の電圧が比較的低いと
き黒ドツトが書き込まれるものとする。黒ドツトから白
ドツトへの移行において、問題はない。黒変調電極３６
がゼロにならず、隣接電極からの漏洩がゼロ電圧の電極
を幾らか正の電圧へ上昇することにも問題はない。問題
は、隣接のビクセル電極３６が過帯電し、オーバ変調す
る点にある。これも漏洩を増大し、０電圧のピクセル電
極」二の電圧を高める。

第４Ａ図を参照すると、全て白ドツトの書込で、ソース
電極５３のデータ電圧がゲート電極５１でのストローブ
電圧、例えば２０ポルＩ〜に等しいとき、ＴＰＴつまり
スイッチ４７は遮断しており、変調電極３６からスイッ
チ４７を通って戻る漏洩は生じない。出口チャネル２６
における電位差がビクセル電極３６を正に帯電し、ピク
セル電極３６は入力データ電圧よりも高い正の、例えば
２６ボルトになる。第４Ｂ図を参照すると、１ビツトの
黒ライン、すなわち中央のピクセル電極のソースゲート
５３にゼロボルトを書き込もうとする場合が示しである
。図示のように、１ビット黒ラインのピクセル電極は直
ちにゼロになるが、隣接する白ピクセルの電極は＋２６
ボルトにオーバ変８周されている。

第４Ｃ図を参照すると、多くの走査ライン後、白ピクセ
ル電極３６は図示のように黒ピクセル電極に電圧を漏洩
し、オーバ変調が減少または除去される。第４Ｄ図を参
照すると、データ電圧が２０ボルトとして示したストロ
ーブ電圧より低い場合には、スイッチ４７を通る漏洩路
が存在し、オーバ変調を生じる電流がそこを通って流れ
、ピクセル電極をほぼ１６ホルトとする。最後に第４Ｅ
図を参照すると、１ビツトの黒ラインが書き込まれると
き、隣接の白ビクセル電極３６はオーバ変言周されてい
す、すなわち２６ホルトでなく１６ボルトとなっている
。

このように、クロストークつまり垂直ラインの消失は、
データ電圧がストローブ電圧にほぼ等しいかまたはそれ
より大きくなるような、データ電圧とストローブ電圧の
設定点において発生する。

データ電圧をストローブ電圧より下げることによって、
この減少は避けられる。データ電圧がストローブ電圧よ
りどれくらい低く設定されねばならないかは、アレイ毎
に変化する。アレイはフェトインつまりクロストークを
除去するのに、データ及びストローブ両電圧間で５Ｖま
での差を必要とする。フェードイン除去後におけるデー
タ電圧の更なる減少は、■及び２ビクセル（及びもっと
低い程度の広さ）の垂直ライン幅を増大させる。

従って、データ電圧の低限は、イオンが完全に遮断され
ない電圧である。データ電圧の制御は、垂直ラインの幅
を（ビクセルの伸長と併せて）１：１の水平対垂直ライ
ン幅比に調整可能とする。

以上現時点で本発明の好ましい実施例と考えられるもの
を図示し説明したが、数多くの変形及び変更が当業者に
取って可能なことは自明であり、本発明の精神及び範囲
内に入るそのような変形及び変更は全て特許請求の範囲
内に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使われるプリントヘッドの概略図；第
２図は本発明を具体化した電子写真式プリント装置を示
す正面図；第３図は本発明のマーキングヘッドの概略図
で、変調電極、スイッチングエレメント及び多重化ドラ
イバ回路を示す；及び第４Ａ−４Ｂ図は本発明による垂
直ライン幅側？１１１とクロストーク除去を示す。 １２．１４．１６・・・イオン発生器（１２；室、１４
；放電ワイヤ、１６；高電位源）、２２・・・入口チャ
ネル、２４・・・輸送流体供給間、２６・・・出口チャ
ネル、３２・・・変調手段（マーキングヘッド）、３６
・・・変調電極、４２・・・像担持部材（電荷受容体）
、４７・・・スイッチ、５５．５７・・・ドライバ。 ｌＯ 〆− ＦＩＧ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持部材上に潜像を与えるイオン投射装置において： イオン発生器： 前記イオン発生器に接続された入口チャネルと出口チャ
   ネル： 前記入口チャネルと連通し輸送流体を送り込んでイオン
   を前記出口チャネルを通って流出させる輸送流体供給源
   で、前記出口チャネルが前記像担持部材の近くに位置し
   ： 前記出口チャネルに隣接して位置し、出口チャネルを通
   って前記像担持部材へ向かうイオンの通過を制御する変
   調手段で、該変調手段が複数の離間配置され、個々に制
   御可能で、所定のイオンを出口チャネル内で中性化する
   と共に、所定のイオンを像担持部材へと通過可能として
   所望の電荷パターンを与える変調電極を有し：及び 前記変調電極の各々に電気接続されたスイッチ：を備え
   、データ電圧とストローブ電圧に対応した各ドライバが
   前記変調電極を選択的に制御し、各々のスイッチに加え
   られるデータ電圧が各々のスイッチに加えられるストロ
   ーブ電圧より小さくなるようにしたイオン投射装置。