JPH0635274A - 集束イオン流によるイオノグラフィ印刷 - Google Patents

集束イオン流によるイオノグラフィ印刷

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JPH0635274A
JPH0635274A JP5118805A JP11880593A JPH0635274A JP H0635274 A JPH0635274 A JP H0635274A JP 5118805 A JP5118805 A JP 5118805A JP 11880593 A JP11880593 A JP 11880593A JP H0635274 A JPH0635274 A JP H0635274A
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JP
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ion
opening
receptor
displacement
electrodes
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JP5118805A
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English (en)
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F Bergen Richard
リチャード・エフ・バーゲン
Jr Joseph A Chizuk
ジョゼフ・エイ・チズク・ジュニア
Robert W Gundlach
ロバート・ダブリュー・ガンドラッチ
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Original Assignee
Xerox Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/385—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material
    • B41J2/41—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing
    • B41J2/415—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective supply of electric current or selective application of magnetism to a printing or impression-transfer material for electrostatic printing by passing charged particles through a hole or a slit

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  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】イオンを画像幅様式で電荷受容体の表面へ案内
する装置を提供する。 【構成】イオン供給源（５３）と；電荷受容体（２７）
と；イオン供給源と電荷受容体の間に効果的に挿入され
るイオン付着制御装置（１００）であって、イオン供給
源から放出されるイオンを所定断面積のイオン流に絞っ
て、イオン流を電荷受容体の表面における所定位置に変
位させるようにした、前記制御装置とを含んだイオノグ
ラフィ画像印刷装置。当該イオン流は、所定の幅までイ
オン流を絞るための集束ピンチ電極（１０６）と、開口
（１０４）の内部において絞られるイオン流を位置決め
するための変位電極（１０８）（１１０）とを付随して
有する比較的大きな開口（１０４）を通過する。変位電
極のバイアスを変更すると、イオン流に開口を横断して
走査させることになり、受容体（２７）の表面における
所望の位置において帯電領域の複数のスポットを付着さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、イオノグラフィ印刷機に関し、
より詳細には、イオンを画像幅様式で電荷受容体の表面
へ案内する装置に関するものである。
【０００２】電子写真式印刷において、静電潜像は、電
荷保持面に形成される。周知の電子写真方法において、
原稿の静電潜像は、「感光体」として周知である感光性
電荷保持面を提供して、典型的には先ず帯電され、続い
てコピーされるべき原稿の光画像が感光体の表面に集束
されるとき印刷されるべき画像に対応する領域において
放電されることによって形成されるのである。原稿画像
の白色領域は、感光体の表面において対応する領域を放
電させ、原稿画像における（英数字のような）印刷領域
は、感光体の表面において対応する濃色領域を形成し、
そこでは原稿の電荷が保持されることになる。この潜像
は、当該表面における帯電領域にトナー粒子を付着させ
ることによって現像される。この現像画像を当該表面に
おいて形成するトナーは、続いて紙のようなシートに転
写され、その後、トナーは、シートに定着されて永続的
画像を形成することになる。
【０００３】もう１つの形式の印刷は、イオノグラフィ
として周知のものである。イオノグラフィにおいて、帯
電した感光体の領域を選択的に放電させるために光を使
用する代わりに、電荷保持面は、単純に電荷受容体とし
て周知である電荷保持面へのイオンの直接的な適用によ
って画像幅様式において帯電される。従って、イオノグ
ラフィにおいて、電荷保持面は、感光性である必要はな
いのである。イオノグラフィの基本原理は、例えば、米
国特許明細書第３，２２０，３２４号において説明され
ている。この初期の特許において、光学的画像は、コロ
ナ放電装置と協力して、制御スクリーンに投映される。
このスクリーンは、光学的画像に応答し、ターゲット部
材における静電荷の付着を制御する。コロナ放電装置
は、スクリーンを貫通してイオンを電荷受容体へ到達さ
せるが、光学的画像に適切に応答するスクリーンにおけ
る領域のみがスクリーンを貫通して受容体の表面へイオ
ンを到達させることを許容することになる。このように
して、原稿画像に対応する潜像は、電荷受容体の表面に
おいて形成されるのである。
【０００４】本発明に拠れば、イオノグラフィ画像印刷
装置は、イオン供給源と、電荷受容体と、イオン供給源
と電荷受容体の間に効果的に挿入されるイオン付着制御
装置とを含んで成る。この制御装置は、イオン供給源か
ら放出されるイオンを所定断面積の流れに絞る手段と、
その流れを電荷受容体の表面における所定位置に変位さ
せる手段とを包含する。
【０００５】図１は、本発明に従ったイオン流制御装置
に関する詳細な断面立面図である。
【０００６】図２から図５の図面は、本発明に従った制
御装置におけるイオン流のための１つの開口部に関する
一連の断面立面図である。
【０００７】図６は、受容体の表面における帯電領域の
位置決めを示している、本発明の制御装置におけるイオ
ン流のための１つの開口部に関する断面立面図である。
【０００８】図７は、千鳥配列された開口部の線形配列
を内部に有している、イオン流のための制御装置の一部
に関する立面図である。
【０００９】図８から図１２の図面は、本発明の制御装
置において電極を変位させる典型的な構成を示してい
る、一連の平面図である。
【００１０】図１３及び図１４の図面は、本発明の代替
的な実施例において電極を変位させる構成を示してい
る、平面図である。
【００１１】図１５は、本発明のもう１つの代替的な実
施例に従ったイオン流のための１つの開口部に関する断
面立面図である。
【００１２】図１６は、本発明のもう１つの代替的な実
施例に従った制御装置におけるイオン流のための開口部
に関する断面立面図である。
【００１３】図１は、供給源５３から開口部を介して受
容体２７の表面２８へ至ることになる＋符号で表示され
た陽イオンの通過を示している、制御装置１００におけ
る１つの開口部を介する断面立面図である。（本件実施
例では陽イオンの供給源が示されているが、本発明は、
陰イオンの供給源を備えて同様に機能するように為され
得るものであると理解されるであろう。）供給源５３
は、線形配列又は千鳥配列式線形配列において配置され
るそのような複数の開口部１０４に隣接して延在するコ
ロナワイヤの形態を有することが可能であり、或いは、
供給源５３は、各々の個別的な開口部１０４に隣接して
中心配置される電気バイアス・ピンポイントの形態を有
することも可能である。装置１００は、貫通するイオン
の通過のために開口部１０４を内部に画成せしめた絶縁
基板１０２を含んで成る。供給源５３に面する基板１０
２の側面において、本件実施例では開口部１０４の縁部
全体を実質的に囲繞しているものは、本文において「ピ
ンチ」電極１０６と呼ばれるものとする。参照番号１０
８で示される第１の変位電極及び参照番号１１０で示さ
れる第２の変位電極は、受容体２７に面する基板１０２
の側面に配される。図１において示されるように、変位
電極１０８及び１１０は、変位電極１０８及び１１０が
開口部１０４の縁部に沿って対向側面に配設され、従っ
て電気的に隔離されるようにして、受容体２７に面する
基板１０２の側面に位置決めされて形成される。
【００１４】一般的に、基板１０２は、プラスチックの
ような適切な誘電体物質によって形成され得るが、ポリ
カーボネート及び登録商標「キャプトン（Kapton）」の
下で販売されるような合成材料が特に適当である。基板
１０２の好適な厚さは、０．００２インチから０．１２
５インチ（０．０５から３．１８ｍｍ）である。ピンチ
電極１０６及び変位電極１０８及び１１０のための典型
的に適切な材料は、銅を包含するが、金又はステンレス
鋼のように電離環境において腐食しにくい導体が好適で
ある。開口部１０４に関する直径の好適な範囲は、凡そ
０．００５インチから０．２インチ（０．１３から５．
１ｍｍ）である。
【００１５】運転において、イオンは、以下の様式に従
って、供給源５３から制御装置１００を介して受容体２
７まで到達するように為される。当面、受容体２７の特
定領域におけるイオンの位置決めに関する考慮を保留す
ると、供給源５３からのイオンは、供給源５３とピンチ
電極１０６の間における電位差の故に所望の様式におい
て移動させられる。これは、制御装置１００の中におい
てイオンを駆動させる「電位井戸」を形成する。ピンチ
電極１０６、変位電極１０８及び１１０、及び受容体２
７は、高電位から低電位まで、より詳細には、高い正電
圧から低い正電圧までその順序においてそれぞれにバイ
アスされる。例えば、それぞれの要素に関するＤＣバイ
アスの典型的な値は、以下の通りである。供給源５３に
おけるコロナワイヤが＋５０００ボルト、ピンチ電極１
０６が＋１３００ボルト、変位電極１０８及び１１０の
それぞれが＋１０００ボルト、そして受容体２７の表面
２８が０ボルトである。一般的に、これらのバイアスの
相対的な値は、それらの絶対値よりも重要であり、ＤＣ
バイアスのこの降順における零点は、その降順が維持さ
れる限り重要ではない。受容体２７の表面２８は、電位
井戸効果が維持される限り、例えば、非常に小さな正バ
イアス、ゼロバイアス、或いは負バイアスを有すること
も可能である。供給源５３から放出されるイオンが正の
電荷であるので、受容体２７の表面２８における負バイ
アスは、そこへのイオンの通過を促進することになる。
【００１６】ピンチ電極１０６及び変位電極１０８及び
１１０がバイアスされて電位井戸を形成するとき、これ
らの電極は、開口部１０４の両側において「ポンピン
グ」電界を形成することになり、これらの電界は、概ね
供給源５３から開口部１０４を介して受容体２７へ至る
イオン流の方向にある。開口部１０４を介するイオン流
の横方向変位が存在しない場合、供給源５３からのイオ
ンは、開口部１０４を介して真っ直に通過し、参照文字
Ｂで表示された個所において表面２８に「着地」するこ
とになる。ピンチ電極１０６の１つの固有の機能は、開
口部１０４を通過するイオン流の幅を制御することであ
る。矢印１２０によって示されるようなこれらのポンピ
ング電界は、供給源５３からのイオン流を「捕捉」（イ
オンは漸進的に低下する電位に対して自然に誘引され
る）するという効果を有して、実質的には、集束させて
漏斗として機能し、開口部１０４を介してイオン流を引
き出すことになる。ピンチ電極１０６は、通例のように
基板１０２の他の側面における変位電極１０８又は１１
０の何れに対してもより高く正にバイアスされるので、
ポンピング電界は、開口部１０４を介してピンチ電極１
０６から変位電極１０８又は１１０の何れかへとループ
するように為される。これらの電界１２０の強度は、開
口部１０４を介するイオン流の幅を制御するように機能
し、即ち、ピンチ電極１０６と変位電極１０８及び１１
０の間における電圧差が大きければ大きいほど、電界１
２０は強力になり、開口部１０４を介するイオン流は幅
狭となり、受容体２７において生じるスポットもまた小
さくなるのである。従って、ピンチ電極１０６における
バイアスは、イオン流の幅を集中させて「締付け」即ち
絞るように機能することになる。結果として生じる流れ
の幅は、開口部１０４それ自体よりも非常に小さく（例
えば、その直径の３分の１から１０分の１、或いは更に
小さく）形成されることが可能となる。このイオン流の
締付けは、以下において詳細に説明されるように、受容
体２７における静電潜像の解像度を増大させるために利
用され得るのである。
【００１７】ピンチ電極１０６は、イオン流の幅を制御
するために使用され、変位電極１０８及び１１０は、開
口部１０４の中におけるイオン流の位置を変位させ、従
って締付けられたイオン流を受容体２７における特定の
所望領域に対して本質的に「照準」するために使用され
る。イオン流の幅は、ピンチ電極１０６の故に、開口部
１０４の幅に比較して小さく形成され得るので、イオン
流は、対応する開口部の領域内における領域の中におい
て受容体２７の表面に位置決めされることが可能であ
り、その解像度は、開口部１０４の寸法よりも遥かに小
さいのである。表面２８における参照文字Ａ又はＣで表
示された領域のような受容体２７における正確な領域に
対するイオン流の変位は、第１変位電極１０８及び第２
変位電極１１０の相対的なバイアスを調節することによ
って達成される。
【００１８】本発明の装置において、変位電極１０８及
び１１０は、偏向とは全く異なって開口部１０４を通過
するイオン流を変位させるという効果を有するものであ
ることに留意することが重要である。開口部１０４から
受容体２７まで達するイオン流は、供給源５３から開口
部１０４までのイオンの通路に対して実質的には角度的
な偏向を受けず、イオンの流れは、基板１０２の表面に
関して垂直方向に、従って受容体２７の表面に関しても
垂直方向に開口部１０４から発生することになる。更
に、変位電極の何れかと受容体の間における電位差は、
「投映電界」を形成して、イオン流を基板１０２の表面
に関して同様に垂直方向に延在させるのである。上述し
たような基本的事例において、変位電極１０８及び１１
０は、イオン流の変位を引き起こすが偏向は引き起こさ
ないので、複数の開口部１０４から発生するイオンは、
コヒーレントな様式において受容体２７へ移動され、従
って制御装置１００からの受容体２７の間隔は、安定し
た投映電界が維持されるならば、「集束」又は変位の見
地からは概ね決定的な関心事ではないのである。
【００１９】一般的に、開口部１０４を介するイオン流
の変位は、ピンチ電極１０６の表面平面の近傍、開口部
１０４の中、開口部１０４の出口、及び受容体２７に面
する電極を越える小さな区域という様々な位置における
イオン流の小さな変位の結果であると思われる。しか
し、その流れが変位電極と受容体２７の間における投映
電界の影響を受けるとき、イオン流の垂直性は維持され
るのである。
【００２０】図２から図５の図面は、如何にして変位電
極１０８及び１１０の相対的なバイアスが開口部１０４
を通過するイオン流の変位を引き起こすか示している一
連の比較図である。図２においては、図１において参照
番号１２０として示された電界は、ピンチ電極１０６か
ら変位電極１０８に達する電界１２０ａ及びピンチ電極
１０６から変位電極１１０に達する電界１２０ｂという
２つの独立した不均一な電界として特徴付けられる。変
位電極１０８及び１１０が等しくバイアスされるとき、
イオン流の変位が生じることはなく、イオン流は、概ね
開口部１０４の中心を通過することになる。しかし、変
位電極１０８及び１１０の相対的なバイアスが変化する
ならば、イオン流は、イオン自体が正に帯電して等しい
電荷は反発するので、より高い正の変位電極から離れて
変位されることになる。
【００２１】図２から図５の図面において、様々な電極
の相対的な電位バイアスは、様々な状況に関する制御装
置１００の変位特性及びゲート制御特性（デジタル画像
データに応答するイオン流の変調）の両者を示す一連の
事例として提供されている。図２から図５の図面におい
て、電極を指し示す参照番号に隣接したボックス内にお
ける数値は、所定の状況に関して電極における典型的な
電圧バイアスを表示するものである。図２では、本発明
の制御装置の基本的事例が示されていて、供給源５３か
ら発するイオン流は、開口部１０４を介して受容体２７
へ到達するように為される。この基本的な変位がない事
例において、必要な電位井戸は、＋５０００ボルトまで
バイアスされる供給源５３、＋１３００ボルトまでバイ
アスされるピンチ電極１０６、＋１０００ボルトに等し
くバイアスされる変位電極１０８及び１１０、及び０ボ
ルトにバイアスされる受容体２７によって形成される。
イオン流が供給源５３から遠ざかる際におけるバイアス
の降順に留意すること。ピンチ電極１０６及び変位電極
１０８及び１１０を詳細に観察すると、これらの電極に
おける相対的なバイアスは、開口部１０４を介するイオ
ン流と同じ方向に走る電界を発生させることになり、こ
れらの電界は、イオン流のための「ポンピング」電界と
して周知のものである。
【００２２】受容体２７の表面における潜像の形成にお
ける１つのポイントにおいて、受容体２７の表面におけ
る特定の領域を帯電させないことが所望されるならば、
様々な電極は、開口部１０４を介するイオン流の通過を
妨げるためにバイアスされることが可能である。そのよ
うな事例の１つは、図３に示されている。この事例にお
いて、供給源５３及び受容体２７のバイアスは、図２の
「ポンピング」の場合と全く同じであるが、変位電極１
０８及び１１０のバイアスは、ピンチ電極１０６のもの
によって切り換えられた。従って、イオン流は、＋５０
００ボルトまでバイアスされる供給源５３から出るが、
電位井戸の降順が崩壊して、ピンチ電極１０６が変位電
極１０８及び１１０よりも低い電位までバイアスされた
ので遮断されることになる。この逆転の故に、開口部１
０４内における電界は、図２の場合のような「ポンピン
グ」電界ではなく、開口部１０４内における電界線が供
給源５３からのイオン流に対抗するように向けられ、そ
の結果、供給源５３からのイオン流が開口部１０４から
脇へ押し退けられて、受容体２７には到達しなくなると
いう「跳ね上げ」電界なのである。結局、この変位した
イオン流５３は、導体１０６に沿ってどこかでシンクを
見出すことになる。
【００２３】図４は、供給源５３からのイオン流が開口
部１０４を通るように許容されるが、変位電極１０８及
び１１０の間における相対的なバイアスによって或る程
度まで変位されるように成した、事例における様々な電
極の相対的なバイアスを示している。供給源５３、ピン
チ電極１０６及び受容体２７のバイアスは、図２の基本
的な「ポンピング」の場合のものと同一であるが、変位
電極１１０におけるバイアスは＋８５０ボルトまで縮小
され、変位電極１０８のものは＋１１５０ボルトまで増
大され、変位電極の間に３００ボルトという相対的なバ
イアスを形成することになる。この相対的バイアスは、
開口部１０４の側面におけるピンチ電極１０６に対する
大きな電位差の故に、供給源５３からのイオン流を変位
電極１１０から反発させるのである。実際に、イオン流
５３の変位の量は、他の数値の中において、特に変位電
極の間における相対的バイアスの値に依存することにな
る。しかし、例え変位電極１０８及び１１０の間に相対
的なバイアスを備えた場合であっても、供給源５３から
受容体２７までのバイアスの降順は、変位電極１１０の
＋８５０ボルトという低いバイアスでさえも受容体２７
の０ボルトというバイアスよりも遥かに大きいようにし
て保たれるのである。
【００２４】図５は、図４のものに類似しているが、所
定の変位領域に電荷を配置しないことが所望される受容
体２７の表面において潜像を走査するプロセスにおける
事例を示している。バイアス電極１０８及び１１０は、
この時点においては開口部１０４を通過するイオン流の
変位のためにバイアスされているが、この特定の事例に
おいて、ピンチ電極１０６は、より低い電位までバイア
スされ、更にここでは＋７００ボルトという変位電極よ
りも低い値までバイアスされる。ここでも再び、これ
は、電位井戸の崩壊を引き起こすことになり、供給源５
３からのイオン流に対して「跳ね上げ」電界を形成する
のである。妨げる跳ね上げ電界によって反発されたイオ
ン流は、脇へ押し退けられ、開口部１０４に進入するこ
とも受容体２７に到達することもなくなる。
【００２５】上記の事例の総てにおいて、様々な電極の
バイアス印加は、直流によって達成される。
【００２６】図６は、変位電極１０８及び１１０の相対
的バイアスが如何にして受容体２７の表面２８における
高解像度の静電画像を形成するために採用され得るのか
を示している。表面２８におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ
によって表示される個々のスポットは、制御装置１００
において１つの開口部１０４を介するイオン供給源５３
からのイオンの衝突によって帯電される表面２８におけ
る領域を示している。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥのような様
々な帯電領域は、その後、所望の画像を形成するために
トナーによって現像されることが可能である。各々のス
ポットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥは、開口部１０４を介して
表面２８における所望の領域に「着地」して、概ね開口
部１０４の直径を走査するか或いは開口部１０４の直径
より僅かに大きく走査することになる、５つの位置の中
の１つに対して変位された１本の締付けイオン流の端部
を表示するものである。図６においては、対応する文字
に従った所望の領域において表面２８にイオン流を配置
させることになる変位電極に関する電圧バイアスの相対
的な数値を示している簡略電圧図が、変位電極１０８及
び１１０のそれぞれに隣接して表示される。この図表に
おいて示された電圧レベルは、相対的な数値のみに関し
て提示されたものであり、これらの電圧の絶対的な数値
は、実際の装置が設計されるときに決定され得ることに
なる。Ａと表示されたスポットを具体例として考慮すれ
ば、所望の領域におけるそのようなスポットの位置決め
に関して、変位電極１０８のバイアスは、図表から理解
されるように、変位電極１１０におけるバイアスと比べ
て低いものであることが理解され得るであろう。所望の
スポットを図６において更に右側へ配置するためには、
変位電極１０８におけるバイアスが増大され、変位電極
１１０のものは、スポットＢ、Ｃ、Ｄ及びＥに関する両
者の変位電極における電圧の相対的な数値によって示さ
れるように、それに対応して減少される。従って、変位
電極１０８及び１１０の相対的なバイアスの調節は、受
容体２７を横断してイオン流の走査を形成し、好ましく
は（画像形成の見地から）受容体２７の運動の方向に直
交する方向に渡って走査を形成するために使用されるこ
とが可能なのである。
【００２７】これらの変位電極１０８及び１１０の利点
は、帯電領域のスポットが、所望の静電潜像を形成する
ために表面２８において累積され得ることになり、参照
番号１０４のような開口部の直径よりも遥かに小さく形
成され得るものであり、開口部１０４に対応する領域の
内部の如何なる場所においても高精度で位置決めされ得
るということにある。従って、開口部１０４の直径に関
して可能な５つの画像スポットが存在している図６で示
された具体例においては、形成される画像の可能な解像
度は、５倍に増大されるのである。解像度におけるこの
増大は、優れた画像品質に移行されることが可能であ
り、或いは、大きくて数少ない開口部１０４を備えた廉
価な制御装置を形成するために活用されることが可能で
ある。当然ながら、開口部１０４内における５つのサブ
スポットの存在は任意であり、各々の開口部１０４内に
おける解像度は、例えば、変位電極の相対的バイアスの
更に精密な制御を介して１０個又はそれ以上のスポット
まで増大され得るものと考えられるのである。
【００２８】図７は、実質的に線形の（詳細には千鳥配
列式線形の）配列における複数の開口部１０４を有する
制御装置１００を示している。開口部１０４は、受容体
２７の運動の方向に対して垂直に配置されるので、画像
幅で帯電されるべき受容体２７の表面２８における領域
の線分は、受容体２７が千鳥配列式線形配列を越えて移
動するとき、受容体２７の表面に位置決めされることが
可能である。開口部１０４の配列は、図示されたように
千鳥配列されて、各々の開口部１０４の範囲内において
受容体２７の表面における領域の隣接又は僅かな重複を
容易にすることになる。
【００２９】図７で示された実施例において、千鳥配列
式線形配列における各々の開口部１０４は、各々の開口
部によって「カバー」される領域の内部において（図６
の実施例における５つとは異なって）３つのスポットを
帯電させるものとして適合している。従って、所定の時
間において、各々の開口部１０４に関してピンチ電極１
０６及び変位電極１０８及び１１０を操作することによ
り、Ａ、Ｂ又はＣの領域におけるスポットは、特定の所
望の静電潜像を形成するために必要とされるように、表
面２８において位置決めされ得ることになる。各々の開
口部１０４は、図７で示された制御装置１００の対向側
面において、独立制御式のピンチ電極１０６を随伴せし
めている。上述したように、ピンチ電極１０６の目的
は、開口部１０４の縁部の廻りに電界を形成することに
よって、開口部１０４を通過するイオン流を絞ることに
ある。特定の開口部１０４におけるピンチ電極１０６が
（上記の図３及び図５において示されたように）イオン
流を完全に遮断するために使用され得るので、ピンチ電
極１０６は、所定の瞬間に印刷される特定のスポットに
対する画像データの入力のために使用されることも可能
となる。例えば、所定の画像における特定のスポットが
（「黒刷り」領域として後の現像を受けるために）スポ
ット内における帯電の位置決めを必要とするならば、ピ
ンチ電極１０６は、イオン流が所望のスポットに到達す
ることを許容する電位井戸を形成するために活性化され
ることが可能である。所望のスポットが「白刷り」領域
であるように所望されるならば、ピンチ電極１０６は、
如何なるイオンも表面２８におけるスポットに到達しな
いようにしてバイアスされることが可能である。続い
て、独立制御式ピンチ電極１０６をそれぞれに備えた開
口部１０４の配列は、一般的な形式のドット・マトリク
ス印刷構成とほぼ同様にして、可動式受容体２７の表面
にデジタル画像幅データを表示するように容易に適合さ
れることが可能となる。例えピンチ電極１０６を制御す
ることに関わる電圧が高いものであり得るにしても、高
出力に付随して予期される問題を回避するために非常に
低い電流が採用されることも可能である。
【００３０】運転において、千鳥配列式線形配列におけ
る各々の開口部１０４に付随するそれぞれの文字表示ス
ポットは、同時に「印刷される」（即ち、画像幅データ
に従って受容体２７の表面におけるそれぞれのスポット
に対するイオンの通行を許容し或いは許容しないように
して活性化される）ことが可能である。従って、それぞ
れの個々の開口部１０４に関する変位電極１０８及び１
１０を同時に同様に相対的にバイアスすることによっ
て、線分における総てのスポットＡは印刷されることが
可能となり、その後、線形配列におけるあらゆる変位電
極の相対的バイアスを再度調節することによって、スポ
ットＢ及びそれに続いてスポットＣが印刷され得ること
になる。その後、受容体２７がその相対運動を継続する
と、画像データの次の線分は、印刷されることが可能と
なる。一連の配列における開口部１０４の千鳥配列は、
示されたような千鳥配列式印刷線分を形成するが、これ
は、当該分野における熟練者には明白であろう様式にお
いて、１つおきの開口部１０４に関して必要であるよう
にデータの装填を遅延させることによって補正されるこ
とが可能である。同様にして、受容体２７の連続運動
は、必要な電荷を備えたスポットの形成を許容するため
に有限の量の時間が必要であるので、連続したスポット
Ａ、Ｂ及びＣに対する画像データの性質において補正を
要求することも可能である。再び、各々の開口部１０４
に関する印刷スポットＡ、Ｂ及びＣにおける遅延のため
のデータ装填におけるこの補正もまた、当該分野におけ
る熟練者には明白である手段によって実施され得ること
になる。
【００３１】各々の開口部１０４に対する所定位置にお
ける各々のスポットを千鳥配列式線形配列におけるあら
ゆる開口部に関して同時に印刷するという好都合な特徴
は、それぞれの個々の開口部１０４に関する変位電極１
０８及び１１０が共通して制御され得ることである。例
えば、Ａスポットの総てが同時に印刷されるならば、変
位電極１０８及び１１０の相対的バイアスは、各々の開
口部１０４に関して一様となる。変位電極の各々の対に
関するこの均一な制御は、数多くの設計簡略化を促進す
るものである。図８から図１２の図面は、一連の開口部
１０４に随伴し得ることになる、変位電極１０８及び１
１０に関する一連の可能な形状を示している。これらの
中で、図１２の形状が最も好適である。このような構成
は、基板１０２の表面に電極１０８及び１１０を位置決
めするためのエッチング、スパッタリング又は真空蒸着
のような周知の回路印刷技術によって容易に達成される
ことが可能である。
【００３２】図７の実施例は、受容体２７の処理方向に
垂直な方向において各々の開口部１０４の内部における
個々のイオン流を変位させることによって、如何にして
デジタル画像データが受容体２７の表面に高解像度で位
置決めされ得るかを示しているが、各々の開口部１０４
の内部におけるイオン流の二次元の変位を許容するよう
に本発明を修正することも可能である。図１３及び図１
４は、開口部１０４の廻りにおける多数電極の構成を示
すものであり、開口部１０４を介して入るイオンの締付
け流は、変位電極１０８及び１１０の間の次元において
変位されるだけでなく、例えば、図１３における補足的
な変位電極１０９及び１１１の間の次元においても変位
され得ることになる。従って、この実施例に拠れば、受
容体２７の運動に垂直な方向ばかりでなく、或る程度ま
で上流及び下流に対してもイオン流を変位させることが
可能となる。図１４の実施例は、様々の可能な位置に対
してイオン流を精密に変位させることになる、開口部１
０４の廻りにおける６個の変位電極１０８、１０９ａ、
１０９ｂ、１１０、１１１ａ及び１１１ｂを示すもので
ある。
【００３３】図７の実施例は、可動式受容体の表面にお
けるデジタル化された画像データをプリントアウトする
ために使用される本発明の装置を示すものであるが、変
位電極１０８及び１１０は、特に大きな開口部１０４の
内部におけるイオン流の精密な位置決めを備えた大きな
開口部１０４が可能であるならば、デジタル式運転に制
限される必要はない。想定されるところに拠れば、変位
電極１０８及び１１０は、相対的な電圧の操作が変位電
極１０８及び１１０にバイアスを掛け、受容体２７がそ
れに対して運動するように成して、アナログデータの供
給源に対して接続されることも可能であり、本発明に拠
る装置は、アナログプロッタとして使用され得ることに
なる。
【００３４】上述したように、変位電極１０８及び１１
０の主要な機能は、開口部１０４を通過するイオンの流
れを偏向させるのではなく変位させることにあるが、開
口部１０４の内部においてイオン流の変位及び偏向の両
者を起こさせるように本発明を適合させることも可能で
ある。本発明に関するこの改変の具体例は、図１５にお
いて示される。図１５の実施例は、ピンチ電極１０６が
サブ電極１０６ａ及び１０６ｂに分割されることを除け
ば、前述の実施例のものと同様である。サブ電極１０６
ａ及び１０６ｂは、実質的に補完的な様式において、供
給源５３に面する側面における開口部１０４の縁部を囲
繞し、当該側面における開口部１０４の縁部の実質的な
総てが、サブ電極によって「カバー」されることにな
る。概ね、サブ電極１０６ａ及び１０６ｂは、一般的な
事例の場合と同様にイオン流を絞る共通のバイアスを共
有することが可能であるが、この改変例において、２つ
のサブ電極１０６ａ及び１０６ｂは、変位電極１０８及
び１１０の相対的バイアスに加えて、互いに対してバイ
アスされることも可能なのである。従って、この構成に
おいて、１０４を通過するイオン流は、実際には、２回
偏向され得ることになり、その偏向は、サブ電極１０６
ａ及び１０６ｂを有する開口部１０４の縁部における１
回と、開口部１０４の他の縁部におけるもう１回であ
る。しかし、この補足的な偏向は、図１５において示さ
れたように、例えスポットの所望の位置が開口部１０４
に対して直接的に隣接するものではなくても、イオン流
の偏向が受容体２７の表面２８にスポットを帯電させ得
ることになるので、有益なものであり得ることが判明し
た。想定されるところに拠れば、この能力は、受容体２
７におけるデジタルデータの線分を「カバー」するため
に線形配列において更に数少ない開口部１０４のみが必
要となるかも知れないことを意味する。偏向されたイオ
ン流によって受容体２７におけるこれらの補足的な領域
にアクセスするための好適な技術は、サブ電極のバイア
スが隣接する変位電極のものに等しく、即ち、図１５に
おいて、サブ電極１０６ａが変位電極１０８と同じバイ
アスを有し、サブ電極１０６ｂが変位電極１１０と同じ
バイアスを有するべきであるようにして、サブ電極１０
６ａ及び１０６ｂ及び変位電極１０８及び１１０の相対
的バイアスを操作することに拠る。
【００３５】図１６は、ピンチ電極及び変位電極の機能
が基板１０２の一方の側面のみにおける開口部１０４の
廻りの単一対の電極において結合されるように成した、
本発明の代替的な実施例を示している。ここで、ゲート
制御電極１３０及び１３２は、開口部１０４をイオン流
に対して電気的に「開放」し或いは「閉鎖」するように
して、変位及び画像データ受容の両者のために機能する
ものである。前述の実施例の場合のように開口部１０４
を介してポンピング電界を形成する代わりに、開口部１
０４の対向側面のゲート制御電極１３０及び１３２の間
における強度は、開口部１０４を横断する単一の電界に
よって両者の機能が達成され得るように為されるのであ
る。電極１３０及び１３２は、前述の実施例における変
位電極１０８及び１１０とほぼ同様にしてイオン流を変
位させるように機能するが、ゲート制御は、実際には、
図１６における破線によって表示された流れによって示
されるように、イオン流が開口部１０４から完全に変位
され得るような程度までの電極１３０及び１３２の間に
おける十分な相対的バイアスを備えて、イオン流を変位
させることによって達成されることになる。開口部１０
４の内部における大きな電界の形成は、開口部１０４が
制御装置１００の内部において比較的離れて離間配置さ
れ得るので、多数の開口部１０４の間における混線とい
う大きな問題を形成するものではないことが判明した。
【００３６】本発明に従ったイオノグラフィ・プリンタ
の実際的なバージョンの形成において、申し分のない結
果を得るためには、幾つかの微妙な検討事項が考慮され
ることが望ましい。第１の実際的な検討事項は、制御装
置１００を介するイオン流の変位の程度に応じて、スポ
ットサイズの均一性を保証することである。非制御的な
状況においては、開口部１０４を介する変位における増
大は、イオン流を拡散させ、受容体２７の表面２８にお
いて所望の帯電領域より大きい領域を形成してしまうこ
とが判明した。この問題を解決するためには、多くのア
プローチが実行可能である。イオン供給源５３がコロナ
ワイヤの形態にあると仮定するならば、流れの幅におけ
る変動を補正するための単純な１つの方法は、コロナワ
イヤが開口部１０４に対する各々の変位位置において適
切な量の電荷を提供するようにして、コロナワイヤに対
する電流を制御することである。この補正は、例えば、
変位電極それ自体、或いは変位電極の相対的バイアスが
走査プロセスに応じて変更されることになるクロックの
何れかに対して応答するフィードバック制御ループを使
用して、達成されることが可能である。
【００３７】受容体２７の表面において形成される潜像
の品質に関して影響を有するものと判断されたもう１つ
の設計パラメータは、ピンチ電極１０６或いは変位電極
１０８及び１１０の相対的な厚さである。一般的に、基
板１０２の一方の側面における電極の厚さを増大させる
と、ピンチ電極１０６或いは基本的な事例における変位
電極１０８又は１１０の何れかは、受容体の表面におい
て形成されるスポットの縁部の鮮鋭度を増大させ、或い
は受容体２７の表面に付着する帯電の効率を増大させる
ことになる。しかし、厚さが基板の一方の側面において
増大される場合にのみ品質の改善が生じるのであり、両
方の側面における電極の厚さを増大させることは、この
改善を産み出すために役立つものでないこともまた発見
された。
【００３８】関連するもう１つの設計パラメータは、結
果として受容体２７の表面において形成されるスポット
のサイズに対する供給源５３における電流の関係であ
る。一般的に、その関連性は、供給源５３に対する電流
における増大が受容体２７の表面においてより大きな帯
電領域を結果として生じるというものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従ったイオン流制御装置に関する詳
細な断面立面図である。
【図２】 本発明に従った制御装置におけるイオン流の
ための１つの開口部に関する、断面立面図である。
【図３】 本発明に従った制御装置におけるイオン流の
ための１つの開口部に関する、もう１つの断面立面図で
ある。
【図４】 本発明に従った制御装置におけるイオン流の
ための１つの開口部に関する、もう１つの断面立面図で
ある。
【図５】 本発明に従った制御装置におけるイオン流の
ための１つの開口部に関する、更にもう１つの断面立面
図である。
【図６】 受容体の表面における帯電領域の位置決めを
示している、本発明の制御装置におけるイオン流のため
の１つの開口部に関する断面立面図である。
【図７】 千鳥配列された開口部の線形配列を内部に有
している、イオン流のための制御装置の一部に関する立
面図である。
【図８】 本発明の制御装置において電極を変位させる
典型的な構成を示している、平面図である。
【図９】 本発明の制御装置において電極を変位させる
典型的な構成を示している、もう１つの平面図である。
【図１０】 本発明の制御装置において電極を変位させ
る典型的な構成を示している、もう１つの平面図であ
る。
【図１１】 本発明の制御装置において電極を変位させ
る典型的な構成を示している、もう１つの平面図であ
る。
【図１２】 本発明の制御装置において電極を変位させ
る典型的な構成を示している、更にもう１つの平面図で
ある。
【図１３】 本発明の代替的な実施例において電極を変
位させる構成を示している、平面図である。
【図１４】 本発明の代替的な実施例において電極を変
位させる構成を示している、もう１つの平面図である。
【図１５】 本発明のもう１つの代替的な実施例に従っ
たイオン流のための１つの開口部に関する断面立面図で
ある。
【図１６】 本発明のもう１つの代替的な実施例に従っ
た制御装置におけるイオン流のための開口部に関する断
面立面図である。
【符号の説明】
２７ 受容体、２８ 表面、５３ 供給源、１００ 制
御装置、１０２ 絶縁基板、１０４ 開口部、１０６
ピンチ電極、１０８，１１０ 変位電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョゼフ・エイ・チズク・ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター パインビュードライブ 502 (72)発明者 ロバート・ダブリュー・ガンドラッチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14564 ビクター タークヒルロード 2434

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 イオン供給源と；電荷受容体と；イオン
    供給源と電荷受容体の間に効果的に挿入されるイオン付
    着制御装置であって、イオン供給源から放出されるイオ
    ンを所定断面積のイオン流に絞って、イオン流を電荷受
    容体の表面における所定位置に変位させるように成し
    た、前記制御装置とを含んで成る：イオノグラフィ画像
    印刷装置。
JP5118805A 1992-05-26 1993-05-20 集束イオン流によるイオノグラフィ印刷 Pending JPH0635274A (ja)

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