JPH068509A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は構成簡易で、かつ、高ドット密度のド
ット潜像を形成することができるようにすることを目的
とする。 【構成】荷電粒子を発生させる複数の開孔を有すると共
に、この開孔内の荷電粒子の外部への出射を制御するス
クリーン電極７１を備えた記録ヘッドと、この記録ヘッ
ドに近接配置された移動する像坦持体８とからなり、上
記記録ヘッドの開孔より出射される荷電粒子により像坦
持体上にドット潜像を形成する画像形成装置おいて、上
記記録ヘッドのスクリーン電極７１は分割して複数の独
立構造に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオン等の荷電粒子を電
界により制御して画像坦持体に蓄積させ、潜像を形成さ
せる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】像坦持体上に静電潜像を形成し、これを
トナーを含んだ現像剤により、現像することによりトナ
ー像にすると共に、このトナー像を記録紙等に定着する
ことによりハードコピーを得るようにした静電記録方式
の記録装置は広く実用に供されている。像坦持体は光導
電ドラムを使用したり、誘電体ドラムを使用したり、ま
た、記録紙そのものを直接使用する形態をとるものなど
種々の方式がある。

【０００３】ところで、このような方式の記録装置にお
いて、像坦持体に直接、静電潜像を形成してゆく方式に
使用される記録ヘッドとして、イオン等の荷電粒子を電
界により制御して像坦持体に蓄積させ、潜像を形成させ
る記録ヘッドがある。この種の記録ヘッドとしては、特
開昭57-501348 号公報に示されている如きものなどが知
られている。

【０００４】これは、荷電粒子の流れを記録信号に従っ
て電界により制御して像坦持体に選択的に蓄積させ、潜
像を形成させるものであるが、この技術は誘電物質によ
り分離された２つの電極間に高周波交流を印加して放電
を生じさせ、その放電により発生したイオンを画像信号
に従って抽出し、誘電体ドラム上に潜像を形成させるも
のである。

【０００５】以下、かかる方式の記録ヘッドの概要につ
いてその動作を含め、説明する。この記録ヘッドはイオ
ンヘッドと呼ばれるものであり、図１３および図１４に
示す如き構成となっている。

【０００６】図１３はイオンヘッドのイオンヘッド支持
基板をイオン放出面側から見た平面図であり、図１４は
そのＡ‐Ａ断面における部分拡大断面図である。これら
の図において、１はイオンヘッド支持基板であり、この
イオンヘッド支持基板１にはその長手方向中央部分に、
並列的に複数本の帯状のライン電極２が例えば、絶縁層
３に埋設され、表面のみが露出するように設けられてい
る。なお、この図ではライン電極２は６本構成とした例
を示してある。

【０００７】これらのライン電極２上には透明なマイカ
板４が配され、さらにこのマイカ板４上には当該ライン
電極２と所定の角度をなして交差する帯状の多数のフィ
ンガ電極１５が所定ピッチで設けられている。

【０００８】そして、このライン電極２とフィンガ電極
１５の交差部において、イオン発生部を形成するよう
に、フィンガ電極１５のライン電極２との交差部には、
それぞれ所定の径を有する孔１５ｈが形成されている。

【０００９】フィンガ電極１５上には孔１５ｈの対応部
分に当該孔１５ｈより大径の孔部６ｈを形成した合成樹
脂等による絶縁層６が配置され、当該絶縁層６上に各フ
ィンガ電極１５の孔１５ｈに対応した孔７ｈが形成され
た帯状のスクリーン電極７がライン電極２とフィンガ電
極１５の全ての交差部を覆うように配置されている。

【００１０】また、ライン電極２にはそれぞれ給電ライ
ン２ｔがあり、各給電ライン２ｔは図に示す構成例では
絶縁層３に埋め込まれ、表面のみが現れるように設けら
れている。

【００１１】このように、ライン電極２上に透明なマイ
カ板４が配され、さらにその上には当該ライン電極２と
所定の角度をなして交差する多数のフィンガ電極１５が
設けられ、そして、このライン電極２とフィンガ電極１
５の交差部において、イオン発生部を形成するようにフ
ィンガ電極１５のライン電極３との交差部にはそれぞれ
所定の径の孔１５ｈが設けられている。

【００１２】ここに示した構成例ではライン電極２の各
供給ライン２ｔは、３本ずつイオンヘッド支持基板１の
短手方向両側縁に向けて配されており、また、フィンガ
電極１５の各給電ライン１５ｔは交互にイオンヘッド支
持基板１の短手方向両側縁に向けて引き出され、形成さ
れている。

【００１３】そして、このように構成されたイオンヘッ
ド支持基板１のイオン放出面となるスクリーン電極７に
対向して、所定の微小間隔をおいて像坦持体である誘電
体ドラム８が配置される。この誘電体ドラム８はアルミ
ニウム等による円筒状支持体９上に誘電体層１０を形成
して構成してあり、回転軸を中心に一定速度で回転する
ように構成されている。

【００１４】次に静電潜像形成動作について説明する
と、まず上記構成のイオンヘッド基板１のライン電極２
とフィンガ電極１５との間に、図１４に示すように高周
波の高圧交流電源１１から高圧交流電圧、例えば、１Ｍ
Ｈｚで２５００Ｖ程度電圧を印加する。また、フィンガ
電極１５には切り替えスイッチ１２を介して接地電位ま
たは負電圧−ＶA が印加できるようになっており、ま
た、スクリーン電極７にはフィンガ電極１５に印加され
る負電圧−ＶA より絶対値の小さい負電圧−ＶB が印加
されるようになっている。

【００１５】この状態で、今、ライン電極２とフィンガ
電極１５との間に高圧交流電圧を印加することにより、
フィンガ電極１５の孔１５ｈ部分において放電が生じ、
その近傍の雰囲気がイオン化される。

【００１６】図１４に示すように、切り替えスイッチ１
２の切り替え接点がａ側にある場合には、スクリーン電
極７には負電圧−ＶB が印加されており、フィンガ電極
１５は接地電位となっているために、電位勾配はフィン
ガ電極１５側からスクリーン電極７側へと向かってい
る。従って、フィンガ電極１５の近傍に発生したイオン
のうち、負イオンはフィンガ電極１５の近傍に溜まった
状態となっている。

【００１７】切り替えスイッチ１２をｂ側に切り替える
と、フィンガ電極１５には負電圧−ＶA が印加される。
負電圧−ＶA と負電圧−ＶB は絶対値がＶA ＞ＶB の関
係となっているため、電位勾配はスクリーン電極７側か
らフィンガ電極１５側へと向かう。

【００１８】従って、フィンガ電極１５の近傍に溜まっ
ていた負イオンは、この電位勾配によってスクリーン電
極７に向けて加速され、スクリーン電極７の孔７ｈから
誘電体ドラム８側へと放出されることになる。このよう
にして放出された負イオンは誘電体ドラム８に到達し、
この誘電体ドラム８の誘電体層１０上に保持されること
によって、画像１ドットの潜像が形成される。

【００１９】すなわち、スクリーン電極７の孔７ｈから
イオンを放出するか否かを、電圧バイアスの切り替えに
よってスイッチング制御することにより、画像形成のた
めの１ドットの単位画素の潜像を形成するものである。
次にこのようなドット状の単位画素潜像から所定の画像
に対応する潜像を形成する方法を図１５および図１６を
用いて説明する。

【００２０】図１５は図１３からスクリーン電極７を取
り除いてその一部を拡大して示す図である。この図１５
においては、複数の各ライン電極２を区別するために添
字を付して２-0，２-1，２-2… として示してあり、
また、フィンガ電極１５もフィンガ電極１５ａ，１５
ｂ，１５ｃ… として示してあり、さらにまた、フィ
ンガ電極１５とライン電極２の交差部に形成されている
イオン発生部（孔１５ｈ）もそれぞれ添字を付して１３
a0，１３b0，１３c0，… １３a5，１３b5，１３c5のよ
うに表示してある。

【００２１】そして、作像方法を簡単に説明するため
に、イオンヘッド支持基板１は図示のように３本のフィ
ンガ電極１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、６本のライン電極
２ａ，２ｂ，２ｃ…２ｆで構成されているものとして説
明することとする。

【００２２】図１５に示すように構成されているイオン
ヘッド支持基板１において、例えば、イオン発生部１３
b4からのみ、イオンを発生させるためには、ライン電極
２-4を駆動させ、フィンガ電極１５ｂを信号を加えて負
電圧（−ＶA ）が印加されるオン状態にし、他のフィン
ガ電極１５ａ，１５ｃは信号を加えず、接地電位が印加
されたオフ状態のままにしておく。

【００２３】ライン電極２-4が駆動されると、前述のよ
うに、イオン発生部１３a4，１３b4，１３c4の内部にイ
オンが発生する。しかし、フィンガ電極１５ａ，１５ｃ
はオフ状態なので、イオン発生部１３a4，１３c4の内部
に発生したイオンは内部に溜まった状態となり、一方、
フィンガ電極１５ｂは信号によりオン状態になるので、
イオン発生部１３b4で発生したイオンは内部（イオン発
生部１３b4）から外部へと放出され、誘電体ドラム８上
の当該イオン発生部１３b4に対応する位置に１ドットの
潜像が形成される。

【００２４】イオン発生部１３a0，１３b0，…１３c5は
マトリックス状に配列して形成されているため、ライン
電極２-0，…２-5およびフィンガ電極１５ａ，１５ｂ，
１５ｃへの給電を、信号に基づいてそれぞれ切り替え印
加することにより、選択的にイオン発生部１３a0，１３
b0，…１３c5よりイオンを放出させることができ、これ
によって、誘電体ドラム８上に１ドットの単位画素の潜
像を形成することができる。そして、このような動作を
繰り返すことにより、誘電体ドラム８上に所望の画像に
対応したドット状の静電潜像を形成することができる。

【００２５】誘電体ドラム８上に静電潜像が形成されて
ゆく過程をさらに説明すると、図１５に示すような構成
のイオンヘッド支持基板１を有するイオンヘッドにおい
て、横方向にライン状の潜像を形成する場合は、まずラ
イン電極２-0を駆動させ、フィンガ電極１５ａ，１５
ｂ，１５ｃをオン状態にする。すると、図１６（Ａ）に
示すように、誘電体ドラム８上のイオン発生部１３a0，
１３b0，１３c0に対応する位置に、イオンが放出されて
ドット状の静電潜像１４a0，１４b0，１４c0が形成され
る。

【００２６】次にこの潜像が形成されている誘電体ドラ
ム８が図１４においてＸ方向に回転移動して、当該潜像
部分がライン電極２-1に対応する位置に到達したとき、
ライン電極２-1を駆動させ、同様にフィンガ電極１５
ａ，１５ｂ，１５ｃをオン状態にする。すると、図１６
（Ｂ）に示すように、先にイオン発生部１３a0，１３b
0，１３c0からの放出イオンにより形成された静電潜像
１４a0，１４b0，１４c0に一部重なった状態で、イオン
発生部１３a1，１３b1，１３c1から放出されたイオンに
よる潜像１４a1，１４b1，１４c1が形成される。

【００２７】以下、同様にして誘電体ドラム８の回転と
同期してライン電極２-2，２-3，…２-5を順次駆動し
て、次々にイオン放出による潜像を形成すると、図１６
（Ｃ）に示すように、ライン状の静電潜像が形成され
る。また、ライン電極２-2，２-3，…２-5とフィンガ電
極１５ａ，１５ｂ，１５ｃの選択駆動により、例えば、
図１６（Ｄ）のように文字“Ａ”もドット状の潜像で形
成することができる。

【００２８】なお、このようにして形成された誘電体ド
ラム８上の静電潜像には、所定の現像、転写、定着の各
プロセスが実行されることによって、記録紙上に画像が
形成され、ハードコピーとして得ることができる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成のイオンヘッドを使用して像坦持体に静電潜像を形成
する場合、達成可能な主走査方向（記録紙の移動と直交
する方向）の記録ドット密度はイオンヘッドの構造によ
り決まってしまう。すなわち、主走査方向から見た開孔
のピッチ（イオン発生部のピッチ）により一義的に決ま
ってしまう。

【００３０】このことは前述したドット潜像の形成過程
より明らかである。従って、線画または文字の滑らかさ
を向上させるためには、記録ドット密度を増加させる必
要があり、そのためには開孔のピッチ（すなわち、イオ
ン発生部のピッチ）を小さくする以外に方法はない。し
かしながら、そのためにはイオンヘッドの精度を大幅に
向上させる必要があり、製造が極めて困難となり、ま
た、大幅なコストアップを招いてしまう。

【００３１】そこで、この発明の目的とするところは、
イオンヘッドの開孔ピッチは変更を加えず、また、層構
成も変えずに済み、従って、製造容易で、しかも、記録
ドットの密度の向上を図ることができるようにした画像
形成装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。すなわち、荷電粒子
を発生させる複数の開孔を有すると共に、この開孔内の
荷電粒子の外部への出射を制御するスクリーン電極を備
えた記録ヘッドと、この記録ヘッドに近接配置された移
動する像坦持体とからなり、上記記録ヘッドの開孔より
出射される荷電粒子により像坦持体上にドット潜像を形
成する画像形成装置おいて、上記記録ヘッドのスクリー
ン電極は分割して複数の独立構造に構成した。

【００３３】

【作用】上記の構成において、記録ヘッドの像坦持体側
のスクリーン電極を、複数に分割して構成されており、
従って、これらの分割されたスクリーン電極には特定の
スクリーン電極とこれに隣接するスクリーン電極を単位
に、これらスクリーン電極に与える電圧を制御できるよ
うになる。そのため、上記単位毎に全てを同一電圧にし
たり、異ならせたりすると、荷電粒子を像坦持体に向け
直進させて放出させたり、偏向させて放出させたりする
ことができる。従って、この放出荷電粒子により像坦持
体に形成されるドット潜像の密度を制御できるようにな
る。

【００３４】このように、スクリーン電極を分割したこ
とにより、スクリーン電極相互間の印加電圧制御のみ
で、荷電粒子の方向を制御でき、これによってドット潜
像の密度制御を行うようにしたから、記録ヘッドの開孔
ピッチは変更を加えずに済み、また、層構成も変えずに
済み、従って、製造容易で、しかも、記録ドットの密度
の向上を図ることができるようにした画像形成装置を提
供できる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００３６】（第１実施例）図１は本発明の第１実施例
にかかるイオンヘッドの構造を示す平面図であり、図２
はそのＡ‐Ａ断面における部分拡大断面図（特定のライ
ン電極に属する開孔の中心を結んだ線で切断した部分拡
大断面図）であって、基本的構造は図１３および図１４
で説明した従来技術と同じであるが、スクリーン電極を
フィンガ電極１５と同様の形態に分割した点が異なる。

【００３７】構成を説明すると、これらの図において、
１はイオンヘッド支持基板であり、このイオンヘッド支
持基板１にはその長手方向中央部分に、並列的に複数本
の帯状のライン電極２が例えば、絶縁層３に埋設され、
表面のみが露出するように設けられている。なお、この
図ではライン電極２は６本構成とした例を示してある。

【００３８】これらのライン電極２上には透明なマイカ
板４が配され、さらにこのマイカ板４上には当該ライン
電極２と所定の角度をなして交差する帯状の多数のフィ
ンガ電極１５が所定ピッチで設けられている。

【００３９】そして、このライン電極２とフィンガ電極
１５の交差部において、イオン発生部を形成するよう
に、フィンガ電極１５のライン電極２との交差部には、
それぞれ所定の径を有する孔１５ｈが形成されている。

【００４０】フィンガ電極１５上には孔１５ｈの対応部
分に当該孔１５ｈより大径の孔部を６ｈを形成した合成
樹脂等による絶縁層６が配置され、当該絶縁層６上に各
フィンガ電極１５の孔１５ｈに対応した孔７１ｈが形成
された帯状のスクリーン電極７１が対応するフィンガ電
極１５に重なるように配置されている。すなわち、スク
リーン電極７１は従来と異なり、フィンガ電極１５とほ
ぼ同じ幅で同じ形態をしており、各フィンガ電極１５上
にそれぞれ一つずつ、スクリーン電極７１を配置してあ
り、対をなすフィンガ電極１５とスクリーン電極７１と
は互いに重なり合うように配列されている。

【００４１】また、ライン電極２にはそれぞれ給電ライ
ン２ｔがあり、各給電ライン２ｔは図に示す構成例では
絶縁層３に埋め込まれ、表面のみが現れるように設けら
れている。

【００４２】このように、基板１上にライン電極２が配
され、このライン電極２上に透明なマイカ板４が配さ
れ、さらにその上には当該ライン電極２と所定の角度を
なして交差する多数のフィンガ電極１５が設けられ、そ
して、さらに絶縁層６を介して各フィンガ電極１５上
に、それぞれスクリーン電極７１が配される。

【００４３】ここに示した構成例ではライン電極２の各
給電ライン２ｔは、３本ずつ支持基板１の短手方向両側
縁に向けて配されており、また、フィンガ電極１５の各
給電ライン１５ｔは交互に支持基板１の短手方向両側縁
に向けて振り分けて配設されている。

【００４４】そして、このように構成されたイオンヘッ
ド支持基板１のイオン放出面となるスクリーン電極７１
配置側に対向して、所定の微小間隔をおいて像坦持体で
ある誘電体ドラム８が配置される。この誘電体ドラム８
はアルミニウム等による円筒状支持体９上に誘電体層１
０を形成して構成してあり、回転軸を中心に一定速度で
回転するように構成されている。

【００４５】イオンヘッドの構造はこのようなものであ
る。このようなイオンヘッドの動作原理をここで説明し
ておく。まず上記構成のイオンヘッド支持基板１のライ
ン電極２とフィンガ電極１５との間に、図２に示すよう
に高周波の高圧交流電源１１から高圧交流電圧、例え
ば、１ＭＨｚで２５００Ｖ程度電圧を印加する。また、
フィンガ電極１５には切り替えスイッチ１２を介して接
地電位または負電圧−ＶA が印加できるようになってお
り、また、スクリーン電極７１にはフィンガ電極１５に
印加される負電圧−ＶA より絶対値の小さい負電圧−Ｖ
B が印加されるようになっている。

【００４６】この状態で、今、ライン電極２とフィンガ
電極１５との間に高圧交流電圧を印加することにより、
フィンガ電極１５の孔１５ｈ部分において放電が生じ、
その近傍の雰囲気がイオン化される。

【００４７】図２に示すように、切り替えスイッチ１２
の切り替え接点がａ側にある場合には、スクリーン電極
７１には負電圧−ＶB が印加されており、フィンガ電極
１５は接地電位となっているために、電位勾配はフィン
ガ電極１５側からスクリーン電極７１側へと向かってい
る。従って、フィンガ電極１５の近傍に発生したイオン
のうち、負イオンはフィンガ電極１５の近傍に溜まった
状態となっている。

【００４８】切り替えスイッチ１２をｂ側に切り替える
と、フィンガ電極１５には負電圧−ＶA が印加される。
負電圧−ＶA と負電圧−ＶB は絶対値がＶA ＞ＶB の関
係となっているため、電位勾配はスクリーン電極７１側
からフィンガ電極１５側へと向かう。

【００４９】従って、フィンガ電極１５の近傍に溜まっ
ていた負イオンは、この電位勾配によってスクリーン電
極７１に向けて加速され、孔７１ａから誘電体ドラム８
側へと放出されることになる。このようにして放出され
た負イオンは誘電体ドラム８に到達し、この誘電体ドラ
ム８上に保持されることによって、画像１ドットの潜像
が形成される。

【００５０】すなわち、スクリーン電極７１の孔７１ｈ
からイオンを放出するか否かを、スイッチング制御する
ことにより、画像形成のための１ドットの単位画素の潜
像を形成する。以上は動作の基本原理であり、本装置で
はスクリーンバイアス値の組み合わせで種々の記録ドッ
ト密度を得ることができるので、その手法を説明する。

【００５１】初めに２倍の記録ドット密度を得る手法を
説明する。今、図３（ａ）に示すように、スクリーン電
極７１-0，７１-1，７１-2のうち、中央のスクリーン電
極７１-1の開孔７１ｈから抽出されるイオンについて考
える。スクリーン電極７１のバイアス電圧値はＶB とＶ
B ´（但し、絶対値でＶB＞ＶB ´）の２値をとり得る
ものとすると、スクリーン電極７-0，７-1，７-2に印加
されるバイアス電圧値の関係が順に、ＶB ‐ＶB ‐ＶB
，ＶB ´‐ＶB ´‐ＶB ´，ＶB ´‐ＶB ‐ＶB ´お
よびＶB ‐ＶB ´‐ＶB の信号のいずれかであった場合
には、イオンは直進する。これは電界分布が中央開孔７
１ｈの中心軸に関して軸対称なためである。

【００５２】一方、スクリーン電極７１-0，７-1，７-2
に印加されるバイアス電圧の関係が順にＶB ‐ＶB ‐Ｖ
B ´，ＶB ‐ＶB ´‐ＶB ´であった場合には、電界の
非対称性により、例えば図３（ｂ）に示す如くイオンは
右側へ、また、ＶB ´‐ＶB‐ＶB ，ＶB ´‐ＶB ´‐
ＶB であった場合には、図３（ｂ）に示す如くイオンは
左側へそれぞれシフトする。

【００５３】図３（ａ）〜（ｃ）は上記各々の場合のス
クリーン電極‐像坦持体間の等電位線を示したものであ
るが、イオンは等電位線に直交して移動することから、
上記のようなイオンの偏向は理論的に説明できる。

【００５４】以上のような関係により、イオン発生部で
のイオンを偏向制御できるようにした本発明を用いて、
高記録ドット密度の横ライン潜像が形成される過程を以
下、詳細に説明する。図４（ａ）はライン電極、図４
（ｂ）はフィンガ電極、図４（ｃ）はスクリーン電極の
動作を示すタイミングチャートであり、横ライン潜像形
成の場合のタイミング例である。

【００５５】図４（ａ）に示すように、６本のライン電
極２は順に２-0，２-1、… ２-5と添字を付して示すと
すると、第１ライン電極２-0 -->第２ライン電極２-1 -
->…… -->第６ライン電極２-5 -->第１ライン電極２-0
-->… と時間Δｔ，ピッチｔ，周期Ｔを以て循環
駆動され、駆動されたライン電極２に対応する開孔内
（イオン発生部）でイオンを発生する。

【００５６】一方、３本のフィンガ電極１５ａ〜１５ｃ
は記録信号に従って、図４（ｂ）の如く駆動される。ま
た、これら３本のフィンガ電極１５ａ〜１５ｃに対応す
るスクリーン電極７１-0，７１-1，７１-2は図４（ｃ）
の如く駆動される。

【００５７】次にドット潜像により横ライン潜像が形成
される過程を順を追って説明する。フィンガ電極駆動パ
ルス幅Δｔを図５のようにＡ，Ｂ，Ｃの３区間に分けて
考えると、Ａ区間ではスクリーン電極７１-0，７１-1，
７１-2はバイアス電圧が共にＶB で同電位であるから、
イオンはスクリーン電極７１の開孔７１ｈを通過後、直
進し、誘電体ドラム８の誘電体層１０上に図６（ａ）の
ような潜像を形成する。

【００５８】また、フィンガ電極駆動パルス幅Δｔにお
けるＢ区間ではスクリーン電極７１-0，７１-1はそのバ
イアス電圧がＶB ´で同電位であるが、スクリーン電極
７１-2はＶB であり、また、Ｃ区間ではスクリーン電極
７１-0，７１-1はそのバイアス電圧がＶB で同電位であ
るが、スクリーン電極７１-2はＶB ´であり、従って、
イオンは前述した理由によりそれぞれ左側、右側にシフ
トし、図６（ｂ）、（ｃ）のようなドット潜像が形成さ
れる。ここでＢ区間、Ｃ区間の幅は共にＡ区間の幅の１
／２であるから、形成されるドットの径および電位はＡ
区間で形成されるドットのそれよりも小さくなる。

【００５９】従って、フィンガ電極１５が１パルス駆動
された後には、図６（ｄ）のような潜像が形成されるこ
とになる。記録信号に従って、この過程が繰り返される
と、最終的には（ｅ）のような横ライン潜像が形成され
ることになるが、この場合の記録ドット密度は上述のよ
うな偏向によって明らかに従来の２倍になっている。

【００６０】以上記録密度を２倍にする場合について、
その実施例を述べてたが、スクリーン電極７１の駆動の
仕方、バイアス電圧値ＶB とＶB ´の関係を変更するこ
とにより、記録ドット密度を３倍以上にすることも可能
である。そして、このことにより、イオンヘッドの開孔
密度そのものについては何等変更を加えずに、記録ドッ
ト密度をいくらでも大きくすることが可能で、線画や文
字等の記録にあたってその輪郭線の滑らかさ向上に絶大
なる効果を発揮する。

【００６１】次に別の実施例について述べる。 （第２実施例）第１実施例において図４（ｂ）に示すフ
ィンガ電極駆動パルスのタイミングおよびパルス幅を種
々異ならせた場合と、その時に形成されるドット潜像の
形状を図７（ａ）〜（ｅ）に示す。

【００６２】第１実施例においてはドットのシフト量が
本来のドットピッチの１／２になるように、ＶB ／ＶB
´の絶対値を設定したが、第２実施例ではＶB ／ＶB ´
の絶対値を第１実施例より小さく設定してあるために、
ドットのシフト量はわずかである。従って、本来のドッ
トとシフトしたドットは一体となって見掛け上、区別は
つかず、そのため、図に示したように、異なる形状、サ
イズを有するドットが形成される。これら種々のドット
を画像の特徴に応じて使い分ければ、形状、サイズの均
一なドットのみで画像を形成する場合では得られない、
よりリアルな表現が可能になる。

【００６３】以上はスクリーン電極をフィンガ電極に沿
って分割し、主走査方向の記録ドット密度の向上を図る
ようにしたものであった。スクリーン電極をライン電極
に沿って分割することもでき、これによって副走査方向
の記録ドット密度の向上と解像度および階調性向上を図
ることができる。この例を次に述べる。

【００６４】（第３実施例）従来のイオンヘッドでは全
てのドット潜像は同一の形状、サイズを有することにな
り、解像度はヘッドの開孔の密度によって一義的に決ま
り、階調は２階調であった。そして、副走査方向の解像
度を増やす方法としてはヘッド開孔密度を増加させる方
法、プロセススピードを減少させる方法などが考えられ
るが、前者ではイオンヘッドの精度を向上させる必要が
ある上、両者とも階調を増やすことはできない。

【００６５】第３実施例ではイオンヘッドの開孔ピッチ
（イオン発生部）や層構成を全く変えずに、見掛上の解
像度と階調性をともに向上させることができ、かつ、画
像の特徴に応じて解像度と階調性のいずれをより優先さ
せるかを選択できる。

【００６６】第３実施例を説明すると、ここでは図８に
示すような構成のイオンヘッドを用いる。このイオンヘ
ッドの特徴は図に示す如くスクリーン電極７２をライン
電極２と同様な形態に分割した点にある。

【００６７】図８は本発明の第３実施例にかかるイオン
ヘッドの構造を示す平面図であり、図９はそのＡ‐Ａ断
面における部分拡大断面図（特定のライン電極に属する
開孔の中心を結んだ線で切断した部分拡大断面図）であ
って、基本的構造は図１３および図１４で説明した従来
技術と同じであるが、スクリーン電極をライン電極２と
同様の形態に分割した点が異なる。

【００６８】構成を説明すると、これらの図において、
１はイオンヘッド支持基板であり、このイオンヘッド支
持基板１にはその長手方向中央部分に、並列的に複数本
の帯状のライン電極２が例えば、絶縁層３に埋設され、
表面のみが露出するように設けられている。なお、この
図ではライン電極２は６本構成とした例を示してある。

【００６９】これらのライン電極２上には透明なマイカ
板４が配され、さらにこのマイカ板４上には当該ライン
電極２と所定の角度をなして交差する帯状の多数のフィ
ンガ電極１５が所定ピッチで設けられている。

【００７０】そして、このライン電極２とフィンガ電極
１５の交差部において、イオン発生部を形成するよう
に、フィンガ電極１５のライン電極２との交差部には、
それぞれ所定の径を有する孔１５ａが形成されている。

【００７１】フィンガ電極１５上には孔１５ｈの対応部
分に当該孔１５ｈより大径の孔部を６ｈを形成した合成
樹脂等による絶縁層６が配置され、当該絶縁層６上に各
フィンガ電極１５の孔１５ｈに対応した孔７２ｈが形成
された帯状のスクリーン電極７２が各ライン電極２にそ
れぞれ１対１で対応させて配置されている。

【００７２】すなわち、スクリーン電極７２は従来と異
なり、ライン電極２とほぼ同じ幅で同じ形態をしてお
り、各ライン電極２上にそれぞれ一つずつ、スクリーン
電極７２を配置してあり、対をなすライン電極２とスク
リーン電極７２とは互いに重なり合うように配列されて
いる。

【００７３】また、ライン電極２にはそれぞれ給電ライ
ン２ａがあり、各給電ライン２ａは図に示す構成例では
絶縁層３に埋め込まれ、表面のみが現れるように設けら
れている。

【００７４】このように、基板１上にライン電極２が配
され、このライン電極２上に透明なマイカ板４が配さ
れ、さらにその上には当該ライン電極２と所定の角度を
なして交差する多数のフィンガ電極１５が設けられ、そ
して、さらに絶縁層６を介して各フィンガ電極１５上
に、それぞれスクリーン電極７２が配される。

【００７５】ここに示した構成例ではライン電極２の各
給電ライン２ｔは、３本ずつ支持基板１の短手方向両側
縁に向けて配されており、また、フィンガ電極１５の各
給電ライン１５ｔは交互に支持基板１の短手方向両側縁
に向けて配置されている。

【００７６】そして、このように構成されたイオンヘッ
ド基板１のイオン放出面となるスクリーン電極７２配置
側に対向して、所定の微小間隔をおいて像坦持体である
誘電体ドラム８が配置される。この誘電体ドラム８はア
ルミニウム等による円筒状支持体９上に誘電体層１０を
形成して構成してあり、回転軸を中心に一定速度で回転
するように構成されている。イオンヘッドの構造はこの
ようなものである。このイオンヘッドにより如何にして
本発明が達成されるかについて、図９の概念図を用いて
説明する。

【００７７】図９は本イオンヘッドを特定のフィンガ電
極１５に属する開孔１５ｈの中心を結んだ線で切断した
一部拡大図である。今、中央の開孔７２‐１ｈから抽出
されたイオンについて考える。スクリーンバイアスの電
圧値はＶB とＶB ´（但し、絶対値比較でＶB ＞ＶB
´）の２値をとり得るものとすると、スクリーン電極７
２-0，７２-1，７２-2に印加されるバイアス電圧が順に
ＶB ‐ＶB ‐ＶB ，ＶB ´‐ＶB ´‐ＶB ´，ＶB ´‐
ＶB ‐ＶB ´およびＶB ‐ＶB ´‐ＶB のいずれかをと
る場合にはイオンは直進する。これは電界分布が中央開
孔７２‐１ｈの中心軸に関して軸対称なためである。

【００７８】一方、スクリーン電極７２‐0 ，７２‐1
，７２‐2 に印加されるバイアス電圧が順にＶB ‐ＶB
‐ＶB ´，ＶB ‐ＶB ´‐ＶB ´のいずれかをとる場
合には電界の非対称性より、イオンは右側へ、また、Ｖ
B ´‐ＶB ‐ＶB ，ＶB ´‐ＶB ´‐ＶB のいずれかを
とる場合にはイオンは左側へそれぞれシフトする。

【００７９】この関係を利用して本発明において、縦ラ
イン潜像が形成される過程を以下、詳細に説明する。図
１０（ａ）はライン電極、図１０（ｂ）はフィンガ電
極、図１０（ｃ）はスクリーン電極の動作を示すタイミ
ングチャートであり、縦ライン潜像形成の場合のタイミ
ング例である。

【００８０】図１０（ａ）に示すように、ここではライ
ン電極は２-0 -->２-1 -->… … -->２-5 -->２-0 -->
… と時間Δｔ，ピッチｔ，周期Ｔを以て高周波電圧
により循環駆動され、駆動されたライン電極に対応する
開孔内でイオンを発生する。

【００８１】一方、フィンガ電極１５ａ，〜１５ｃは記
録信号に従って、ここでは図１０（ｂ）の如く駆動され
る。また、スクリーン電極７-0，７-1 〜 ７-5は図１
０（ｃ）の如く駆動される。このような制御により、縦
ライン潜像が形成できる。

【００８２】次に縦ライン潜像がドット潜像から形成さ
れる過程を順を追って説明する。フィンガ電極駆動パル
スのパルス幅Δｔを図５のようにＡ，Ｂ，Ｃの３区間に
分けて考えると、Ａ区間ではスクリーン電極７２-0，７
２-1，７２-2はバイアス電圧が共にＶB で同電位である
から、イオンは開孔を通過後、直進し、図１１（ａ）の
ような潜像を形成する。また、フィンガ電極駆動パルス
幅ΔｔにおけるＢ区間ではスクリーン電極７１-1，７１
-2はそのバイアス電圧がＶB で同電位であるが、スクリ
ーン電極７１-0はＶB ´であり、また、Ｃ区間ではスク
リーン電極７１-1，７１-2はそのバイアス電圧がＶB ´
で同電位であるが、スクリーン電極７１-0はＶB であ
り、従って、イオンは前述した理由によりそれぞれスク
リーン電極７２-0側、スクリーン電極７２-2側にシフト
し、その結果、フィンガ電極が１パルス駆動された後に
は図１１（ｂ）のような潜像が形成されることになる。

【００８３】この場合、ドットのシフト量ｄがヘッドの
開孔ピッチＰの１／２となるように、ＶB ／ＶB ´の絶
対値を設定してある。記録信号に従ってこの過程が繰り
返されると、最終的に（ｃ）のような縦ライン潜像が形
成されることになるが、記録ドット密度は明らかに従来
の２倍になっている。

【００８４】以上、記録密度を２倍にする場合について
その実施例を述べたが、スクリーン電極の駆動の仕方、
ＶB ／ＶB ´の絶対値を変更することにより、記録ドッ
ト密度を３倍に以上にすることも可能で、高精細画像を
得ることができる。

【００８５】次に別の実施例について述べる。（第４実
施例）第３実施例において図１０（ｂ）に示すフィンガ
電極駆動パルスのタイミングおよびパルス幅を種々異な
らせた場合と、その時に形成されるドット潜像の形状を
図１２に示す。

【００８６】本実施例においてはＶB ／ＶB ´の絶対値
が、第３実施例よりも小さくなるように設定する。従っ
て、それがためにドットのシフト量はわずかとなる。従
って、本来のドットと、シフトしたドットは一体となっ
て、見掛け上、区別はつかず、その代わりに図に示した
ような異なる形状サイズを有するドットが形成されるこ
とになる。これらドットの形状、サイズは、ＶB ／ＶB
´の絶対値、フィンガ電極駆動パルスのタイミング、お
よびパルス幅を変えることで図１２（ａ）〜（ｅ）に示
した如き種々の形状を得ることができ、さらにこれらの
パラメータをさまざに選択することで、この例以外の無
数のバリエーションをとることができ、解像度、階調性
をともに従来より向上させることができる。また、これ
より、画像の特徴に応じて各ドットの形状、サイズを変
えれば、よりリアルな表現が可能になる。

【００８７】以上、本発明の種々の実施例を説明した
が、要するに本発明はイオン（荷電粒子）を発生させる
複数の開孔を有すると共に、この開孔内の荷電粒子の外
部への出射を制御するスクリーン電極を備えた記録ヘッ
ドと、この記録ヘッドに近接配置された移動する像坦持
体とからなり、上記記録ヘッドの開孔より出射される荷
電粒子により像坦持体上にドット潜像を形成する画像形
成装置おいて、上記記録ヘッドのスクリーン電極は分割
して複数の独立構造に構成したものである。

【００８８】そして、上記の構成において、記録ヘッド
の像坦持体側のスクリーン電極を、複数に分割して構成
されており、従って、これらの分割されたスクリーン電
極には特定のスクリーン電極とこれに隣接するスクリー
ン電極を単位に、これらスクリーン電極に与える電圧を
制御できるようになることから、上記単位毎に全てを同
一電圧にしたり、異ならせたりすると、荷電粒子を像坦
持体に向け直進させて放出させたり、偏向させて放出さ
せたりすることができるようになり、従って、この放出
荷電粒子により像坦持体に形成されるドット潜像の密度
を制御できるようになると言うものである。

【００８９】このように、スクリーン電極を分割したこ
とにより、スクリーン電極相互間の印加電圧制御のみ
で、荷電粒子の方向を制御でき、これによってドット潜
像の密度制御を行うようにしたから、記録ヘッドの開孔
ピッチは変更を加えずに済み、また、層構成も変えずに
済み、従って、製造容易で、しかも、記録ドットの密度
の向上を図ることができるように

【発明の効果】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかるイオンヘッドの構
造を示す平面図。

【図２】図１のＡ‐Ａ断面における部分拡大断面図。

【図３】図３はスクリーン電極とそのバイアス電圧によ
るイオンの放出状態を説明するための図。

【図４】ライン電極、フィンガ電極、スクリーン電極の
動作を示すタイミングチャート図。

【図５】フィンガ電極駆動パルスを示す図。

【図６】本発明による潜像形成例を示す図。

【図７】フィンガ電極駆動パルスのタイミングおよびパ
ルス幅を種々異ならせた場合と、その時に形成されるド
ット潜像の形状を示す図。

【図８】本発明の第３実施例にかかるイオンヘッドの構
造を示す平面図。

【図９】図８のＡ‐Ａ断面における部分拡大断面図。

【図１０】ライン電極、フィンガ電極、スクリーン電極
の動作を示すタイミングチャート。

【図１１】本発明による潜像形成例を示す図。

【図１２】フィンガ電極駆動パルスのタイミングおよび
パルス幅を種々異ならせた場合と、その時に形成される
ドット潜像の形状を示す図。

【図１３】イオンヘッドのイオンヘッド支持基板をイオ
ン放出面側から見た平面図。

【図１４】図図１３のＡ‐Ａ断面における部分拡大断面
図。

【図１５】図１３からのスクリーン電極７を取り除いて
その一部を拡大して示す図。

【図１６】ドット状の単位画素潜像から所定の画像に対
応する潜像を形成する過程を説明するための図。

【符号の説明】

１…イオンヘッド支持基板、２，２-0，〜２-5…ライン
電極、３…絶縁層、４…マイカ板、８…誘電体ドラム
（像坦持体）、１１…高圧交流電源、１２…切り替えス
イッチ、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…フィンガ電
極、１５ｈ…イオン発生部（孔）、７１ｈ，７２ｈ…ス
クリーン電極の孔、７１、７１-0，７１-1，７１-2，７
２，７２-0，７２-1，７２-2…スクリーン電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を発生させる複数の開孔を有す
   ると共に、この開孔内の荷電粒子の外部への出射を制御
   するスクリーン電極を備えた記録ヘッドと、この記録ヘ
   ッドに近接配置された移動する像坦持体とからなり、上
   記記録ヘッドの開孔より出射される荷電粒子により像坦
   持体上にドット潜像を形成する画像形成装置おいて、 上記記録ヘッドのスクリーン電極は分割して複数の独立
   構造に構成し、該分割された特定のスクリーン電極およ
   びこれに隣接するスクリーン電極を単位にこれらスクリ
   ーン電極の印加電圧を制御することにより荷電粒子の出
   射および方向を制御可能にしたことを特徴とする画像形
   成装置。