JPH0752445A - イオンヘッドを使用した画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像担持体とイオンヘッドとの間の位置決めを
高精度に行なわなくても高品質の画像記録を可能とし、
これにより調整に要する手間と時間を低減して生産性お
よび保守性の向上を図る。 【構成】 イオンヘッドＡ１を平面状に構成し、かつイ
オンヘッドＡ１の交換などが行なわれた場合に、主制御
部２５の加速電圧設定制御により、加速電圧発生回路２
３から加速電極５に印加される加速電圧Ｖ３を徐々に増
加させながら加速電流検出回路２４により加速電流の変
化を検出して、加速電圧Ｖ３に対する加速電流の変化特
性を測定する。そして、この電圧電流変化特性からイオ
ンヘッドＡ１における放電開始電圧Ｖａを認識し、この
放電開始電圧Ｖａを基に最適な加速電圧Ｖ３を算出し
て、この最適な加速電圧Ｖ３を加速電圧発生回路２３に
設定するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば情報処理装置や
ファクシミリ装置において使用される画像記録装置に係
わり、特にイオンヘッドを使用した画像記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、荷電粒子を像担持体に直接照射し
て潜像を形成し、この潜像を現像したのち定着すること
により画像記録を行なうイオンヘッドを使用した画像記
録装置が開発されている。この種の装置は、レーザビー
ムや発光ダイオードを光源として像担持体に潜像を形成
するタイプの画像記録装置に比べ、像担持体に光電変換
機能を持たせる必要がないため、簡単な構成で高速度の
記録が可能である。

【０００３】図８はイオンヘッドを使用した画像記録装
置の概略構成図であり、Ａはイオンヘッド、Ｂは像担持
体をそれぞれ示している。イオンヘッドＡは、図９に示
すように誘電体２を挟んで複数条の第１の電極１１〜１
ｎと複数条の第２の電極３とをマトリクス状に配設し、
かつ第２の電極３の側に絶縁体４を介在して第３の電極
５を配設した積層体により構成されている。また、上記
絶縁体４および第３の電極５の上記第２の電極３と対向
する位置には、それぞれ小径の複数のイオン放出孔６が
一列に穿設されている。一方像担持体Ｂは、ドラムの周
面に背面電極８および誘電体層７を形成したもので、図
示しない駆動軸に回転可能に支持されている。

【０００４】図１０はイオンヘッドＡと像担持体Ｂとの
配置を示すもので、イオンヘッドＡはそのヘッド面、つ
まり第３の電極５が像担持体Ｂの周面に対し一定の間隔
を保持するように、上記像担持体Ｂの周面の曲率に対応
して湾曲形成されている。なお、９はヘッド支持体であ
り、このヘッド支持体９に上記イオンヘッドＡは接合部
材１０により固定される。

【０００５】この様な装置において画像記録を行なう場
合には、像担持体Ｂを矢印Ｃ方向に回転させながら、第
１の電極１１〜１ｎと第２の電極３との間に記録画像デ
ータに応じたパルス電圧Ｖ１を印加して、これにより第
２の電極３の第１の電極１１〜１ｎとのマトリクス交点
に相当する部位に各々放電を発生させる。そして、この
放電により生じるイオン流Ｉを上記第２の電極３と第３
の電極５との間に印加した電圧Ｖ２により制御して各イ
オン放出孔６から導出し、この導出されたイオン流を第
３の電極５と像担持体Ｂの背面電極８との間に印加した
加速電圧Ｖ３により加速して像担持体Ｂの周面に収束照
射し、これにより像担持体Ｂの周面に静電潜像を形成す
る。

【０００６】そして、像担持体Ｂの周面に１頁分の記録
画像データに対応する静電潜像が形成されると、この静
電潜像を図示しない現像装置から供給されるトナーによ
り現像し、さらに図示しない転写器により普通紙などの
転写材に転写したのち定着器により定着する。かくして
１頁の記録画像が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の画
像記録装置には、次のような解決すべき課題があった。
すなわち、イオンヘッドを使用した画像記録装置では、
イオンヘッドＡのヘッド面と像担持体Ｂの周面との間隔
が最適な距離に保たれていないと、イオン放出孔６から
像担持体Ｂへのイオン流の照射が安定に行なわれず、種
々の支障が生じることがある。例えば、間隔が大きすぎ
るとイオン放出孔６から放出されたイオン流が拡散して
しまい、明瞭な画像が得られなくなる。また間隔が小さ
すぎると、第３の電極５と像担持体Ｂとの間で異常放電
が発生してイオンヘッドＡもしくは像担持体Ｂの故障の
原因となる。

【０００８】しかしながら、イオンヘッドＡを装置に組
み込む場合、イオンヘッドＡの中心軸線と像担持体Ｂの
中心軸線とが互いに平行となり、かつ両軸線を含む平面
とこれに像担持体表面で交わる母線における接線を含む
平面とが直交するように同心をとって配置しなければ、
各イオン放出孔６と像担持体Ｂの周面との間隔はすべて
のイオン放出孔６について同等にならない。すなわち、
製造組み立て時に高精度の調整作業が必要となる。

【０００９】しかも、イオンヘッドＡは、一般にその使
用時間が長くなるにしたがって放電によって消耗するた
め定期的な交換が必要である。このため、たとえ製造組
み立て時に高精度の調整が行なわれた装置であっても、
イオンヘッドＡの交換によって位置決め精度が低下して
記録画像の品質劣化を生じることがあった。すなわち、
像担持体Ｂに対するイオンヘッドＡの配置状態を常に最
良の状態に保持することは難しかった。

【００１０】さらに、イオンヘッドＡの位置決めを高精
度に行なうには、熟練と多くの調整時間を必要とするた
め製品の生産性が低く、また保守性が極めて悪かった。
さらに、ヘッド交換の場合には、位置調整のために長時
間に渡って装置を使用できなくなるといった不具合も生
じていた。

【００１１】なお、位置調整を比較的簡単にしかも高精
度に行なえるようにするために、装置に調整機構を予め
組み込んでおくことも考えられている。しかし、この様
に構成すると、装置の構成が複雑かつ大形化して、装置
のコストアップが避けられなかった。

【００１２】一方、従来のイオンヘッドは、図１０に示
したように像担持体Ｂの周面形状に対応して湾曲形成さ
れる。この種のイオンヘッドを製作する場合、製造工程
の簡略化のため、平面状の基板に第１の電極１１〜１
ｎ、誘電層２、第２の電極３、絶縁層４および第３の電
極５を順に積層してヘッドを作製し、しかるのちこのヘ
ッドを支持体９の湾曲凹部に貼着することが一般的であ
る。

【００１３】しかし、このように製作すると、支持体９
の湾曲凹部の曲率半径が大きい場合には問題ないが、曲
率半径が例えば７０mm以下と小さい場合には、支持体９
の湾曲凹部に沿ってヘッドを強制的に湾曲させたとき
に、ヘッドに生じる内部応力によって第１の電極１１〜
１ｎと誘電層２との間や誘電層２と第２の電極３との間
に層間剥離が発生してしまうことがある。この層間剥離
は、製作時に発生しなくても、使用開始後の発熱による
ヘッドの熱膨張と収縮との繰り返しによって発生するこ
とも多い。層間剥離が発生すると、各電極１１〜１ｎ，
３と誘電層２との間に間隙が発生し、この間隙によって
異常放電が発生して誘電層２が絶縁破壊を起こし、延い
ては故障がイオンヘッド自体に止まらずイオンヘッドを
駆動するための電源回路にまで及ぶことがあった。すな
わち、湾曲形成したイオンヘッドを使用する従来の画像
記録装置は、イオンヘッドの信頼性が低く、また寿命が
短いためランニングコストも高くつくという欠点があっ
た。

【００１４】なお、上記した層間剥離の発生を低減する
ために、各電極、誘電層および絶縁層をそれぞれ積層前
に湾曲加工しておき、この湾曲加工された電極、誘電層
および絶縁層を積層することも考えられている。しか
し、このように製作すると、各層の湾曲加工に要する費
用が多大なものになるばかりでなく、各層間の湾曲状態
を保ったまま相互の位置関係を確保して積層するため
に、各層間の平均的な位置に係わる二次元的な位置精度
を保持するのみならず、湾曲方向も含めた三次元の位置
精度を保つことが必要となり、この結果イオンヘッドの
製造コストを大幅に引き上げてしまい、結局装置が極め
て高価になるという問題点があった。

【００１５】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その第１の目的は、像担持体とイオンヘッドとの間
の位置決めを高精度に行なわなくても高品質の画像記録
を可能とし、これにより調整に要する手間と時間を低減
して生産性および保守性の向上を図ることができるイオ
ンヘッドを使用した画像記録装置を提供することであ
る。

【００１６】また本発明の第２の目的は、イオンヘッド
に複数の荷電粒子放出開口が設けられ、かつこれらの荷
電粒子放出開口と像担持体との間隔が荷電粒子放出開口
ごとに異なる場合でも、すべての荷電粒子放出開口にお
いて最適な荷電粒子放出動作が行なわれるようにし、こ
れにより均一で高品質の画像記録を行なうことができる
イオンヘッドを使用した画像記録装置を提供することで
ある。

【００１７】さらに本発明の第３の目的は、像担持体ド
ラムが偏心等を起こしている場合でも、この偏心分等の
像担持体側のずれ分を含めて位置ずれを補償することが
でき、これにより一層高品質の画像記録を行なうことが
できるイオンヘッドを使用したが像記録装置を提供する
ことである。

【００１８】さらに本発明の第４の目的は、イオンヘッ
ドの構成を簡素化してヘッドの信頼性の向上および長寿
命化を図り、かつ製造コストおよびランニングコストの
低減を可能にすることができるイオンヘッドを使用した
画像記録装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明は、像担持体に対向配置される荷電粒子
発生源と、この荷電粒子発生源により発生された荷電粒
子の像担持体への移動を制御する少なくとも一つの荷電
粒子放出開口と、この荷電粒子放出開口と像担持体との
間に荷電粒子加速電界を生じさせる加速電極とを有する
イオンヘッドを使用した画像記録装置において、上記荷
電粒子の加速電界を発生させるための電源を電圧可変機
能を備えた電源により構成するとともに、この加速電界
発生電源から上記加速電極に供給される加速電流値を検
出するために加速電流検出手段を設け、さらに加速電圧
設定制御手段を設けている。そして、この加速電圧設定
制御手段により、上記加速電流検出手段で検出された加
速電流値を監視しながら上記加速電界発生電源の加速電
圧値を可変することにより、加速電圧に対する加速電流
の変化特性を測定し、この測定結果を基に最適な加速電
圧値を設定するようにしたものである。

【００２０】また上記第２の目的を達成するために本発
明は、イオンヘッドが複数の荷電粒子放出開口を有する
場合に、加速電圧設定制御手段においてこれらの荷電粒
子放出開口ごとに加速電圧に対する加速電流の変化特性
を測定し、この測定結果を基に各荷電粒子放出開口ごと
の最適な加速電圧値をそれぞれ設定するようにしたこと
を特徴としている。

【００２１】さらに上記第３の目的を達成するために本
発明は、像担持体がドラム状をなす場合に、加速電圧設
定制御手段において、この像担持体を少なくとも１回転
させ、この回転動作中に加速電圧に対する加速電流の変
化特性を測定し、この測定結果を基に最適な加速電圧値
を設定することを特徴としている。

【００２２】一方上記第４の目的を達成するために他の
本発明は、ドラム状をなす像担持体に対し、イオンヘッ
ドを平面状に構成している。そして、この像担持体の湾
曲した周面とイオンヘッドの平面状のヘッド面との形状
の不一致を補償するために、ヘッド駆動部に、電圧可変
機能を備えた加速電界発生電源と、この加速電界発生電
源から加速電極に供給される加速電流値を検出するため
の加速電流検出手段と、加速電圧設定制御手段とを設け
ている。そして、この加速電圧設定制御手段により、上
記加速電流検出手段で検出された加速電流値を監視しな
がら上記加速電界発生電源の加速電圧値を可変すること
により、加速電圧に対する加速電流の変化特性を測定
し、この測定結果に基づいて最適な加速電圧値を設定す
るようにしたものである。

【００２３】

【作用】この結果本発明によれば、加速電圧に対する加
速電流の変化特性が測定され、この測定結果を基に最適
な加速電圧値が設定される。このため、たとえ像担持体
とイオンヘッドとの対向配置が最良の位置からずれてい
たとしても、この位置ずれは上記加速電圧の制御により
補償されることになる。したがって、画像記録の品質を
高品質に保ちながら、イオンヘッドと像担持体との相対
位値を高精度に調整する必要がなくなり、これにより調
整に要する手間と時間が低減されて生産性および保守性
の向上を図ることが可能となる。

【００２４】また本発明によれば、イオンヘッドが複数
の荷電粒子放出開口を有する場合に、加速電圧設定制御
手段においてこれらの荷電粒子放出開口ごとに加速電圧
に対する加速電流の変化特性が測定され、この測定結果
を基に各荷電粒子放出開口ごとの最適な加速電圧値がそ
れぞれ設定される。このため、複数の荷電粒子放出開口
と像担持体との間隔が荷電粒子放出開口ごとに異なる場
合でも、すべての荷電粒子放出開口において最適な荷電
粒子放出動作が行なわれことになり、これにより均一で
高品質の画像記録を行なうことが可能となる。

【００２５】さらに本発明によれば、像担持体がドラム
状をなす場合に、この像担持体の回転動作中に加速電圧
に対する加速電流の変化特性が測定され、この測定結果
を基に最適な加速電圧値が設定される。このため、像担
持体ドラムがたとえ偏心していたとしても、また像担持
体ドラムが真円になっていない場合でも、これらの条件
を含めてイオンヘッドと像担持体との相対位置のずれを
補償することができ、これによりさらに高品質の画像記
録を行なうことが可能となる。また、像担持体の加工精
度や軸支機構の精度を緩和することも可能となる。

【００２６】一方他の本発明によれば、イオンヘッドが
平面状に構成されている。このため、イオンヘッドを像
担持体の周面形状に対応させて湾曲形成する必要がなく
なり、これによりヘッドの製作が大幅に簡略化されるこ
とは勿論のこと、湾曲形成による各電極と誘電体層との
間の剥離等が発生する心配がなくなる。したがって、ヘ
ッドの信頼性は向上されかつ長寿命化が図られ、これに
より製造コストおよびランニングコストの低減が可能と
なる。

【００２７】また、イオンヘッドを平面状に構成したこ
とにより、このイオンヘッドのヘッド面とドラム状をな
す像担持体の湾曲周面との間の対向間隔は、イオンヘッ
ドの各荷電粒子放出開口ごとに異なることになり、この
対向間隔の相違により各荷電粒子放出開口から像担持体
への荷電粒子の照射は不均一になる。しかし本発明で
は、加速電圧設定制御手段により各荷電粒子放出開口ご
とに最適な加速電圧が設定される。このため、上記各荷
電粒子放出開口と像担持体との間の対向間隔の差は結果
的に補償され、各荷電粒子放出開口による荷電粒子放出
動作は均一となる。したがって、ドラム状をなす像担持
体に対しイオンヘッドを平面状に構成しているにも拘ら
ず、均一で高品質の画像記録を行なうことができる。

【００２８】

【実施例】

（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に係わ
るイオンヘッド画像記録装置の構成を示すもので、Ａ１
はイオンヘッド、Ｂ１は像担持体ドラムをそれぞれ示し
ている。

【００２９】このうち先ず像担持体ドラムＢ１は、図示
しない円筒基体の周面に背面電極８および誘電体層７を
順に積層して構成したもので、図示しない駆動軸に回転
自在に支持されている。

【００３０】これに対しイオンヘッドＡ１は、平面状を
なす支持板９の一面に、第１の電極１１〜１４と、誘電
体層２と、第２の電極３と、絶縁体層４と、加速電極と
しての第３の電極５とを順に積層し、かつ第３の電極５
および絶縁体層４に複数列のイオン放出孔６を穿設した
ものである。なお、第１の電極１１〜１４、第２の電極
３およびイオン放出孔６の配置位置関係は、図９に示し
たものと同様に設定されている。

【００３１】また、このイオンヘッドＡ１の、像担持体
ドラムＢ１の回転方向に対応する幅寸法は、像担持体ド
ラムＢ１の直径に対し十分に小さく設定されている。例
えば、像担持体ドラムＢ１の直径を１００mmとした場合
には、イオンヘッドＡ１の幅寸法は１mmに設定される。
この幅１mmの間に複数の第１の電極（図では４個）１１
〜１４が等間隔で形成される。

【００３２】この様に構成したことにより、イオンヘッ
ドＡ１は平面ヘッドであるにも拘らず、像担持体ドラム
Ｂ１の周面に対する各イオン放出孔６の対向間隔の相互
差は約１０μｍ程度となる。そして、イオンヘッドＡ１
と像担持体ドラムＢ１との間の最も近接する位置におけ
る対向間隔を約０．２mmに設定すると、像担持体ドラム
Ｂ１に対する各イオン放出孔６の対向間隔の差（１０μ
ｍ）は、イオンヘッドＡ１と像担持体ドラムＢ１との間
の対向間隔（０．２mm）に比べて５％未満と極めて小さ
くなる。したがって、上記像担持体ドラムＢ１に対する
各イオン放出孔６の対向間隔の差（１０μｍ）による画
像の記録むらは生じない。

【００３３】ところで、本実施例の装置は、駆動回路系
として高圧電源回路２１および加速電源回路２２を備
え、さらに主制御回路２５を備えている。このうち高圧
電源回路２１は、主制御回路２５から供給される記録画
像データに応じて第１の電極１１〜１４と第２の電極と
の間にパルス電圧Ｖ１を印加するとともに、第２の電極
３と第３の電極５との間に各イオン放出孔６からイオン
流Ｉを導出するための電圧Ｖ２を印加するものである。

【００３４】加速電源回路２２は、電圧可変機能を有し
た加速電圧発生回路２３と、加速電流検出回路２４とを
有している。加速電圧発生回路２３は、主制御回路２５
から電圧指定データＶＤにより指示された加速電圧Ｖ３
を第３の電極５に印加する。加速電流検出回路２４は、
上記加速電圧発生回路２３から第３の電極５に供給され
る加速電流値を検出し、この加速電流値を表わす電流検
出データＩＤを主制御回路２５に供給する。

【００３５】主制御回路２５は、マイクロコンピュータ
を主制御部として備えたもので、その制御機能として、
画像記録に係わる通常の制御手段に加えて、加速電圧設
定制御手段２６を新たに有している。この加速電圧設定
制御手段２６は、イオンヘッドＡ１の交換などがなされ
たり、装置が連続して一定時間以上使用されなかった場
合に、最適な加速電圧Ｖ３を設定するための制御を実行
する。その制御の内容は、加速電圧発生回路２３から加
速電極５に印加される加速電圧Ｖ３を徐々に増加させな
がら、加速電流検出回路２４により加速電流の変化を検
出して、これにより加速電圧Ｖ３に対する加速電流の変
化特性を測定する。そして、この電圧電流変化特性から
イオンヘッドＡ１における放電開始電圧Ｖａを認識し、
この放電開始電圧Ｖａに基づいて最適な加速電圧Ｖ３を
算出し、この最適な加速電圧Ｖ３を電圧指定データＶＤ
により加速電圧発生回路２３に指示する。

【００３６】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。例えばイオンヘッドＡ１の交換が終了して
電源スイッチが投入されるか、またはヘッドの交換とは
無関係に装置の使用停止時間が一定時間を越えると、主
制御回路２５は次のように加速電圧設定制御を実行す
る。図２はその制御手順および制御内容を示すフローチ
ャートである。

【００３７】すなわち、主制御回路２５は先ずステップ
２ａにより加速電圧発生回路２３に対し加速電圧Ｖ３の
初期値Ｖｓを設定する。このため、加速電圧発生回路２
３からは上記加速電圧の初期値Ｖｓが発生されて、イオ
ンヘッドＡ１の第３の電極５と像担持体ドラムＢ１の背
景電極８との間に印加される。次に主制御回路２５は、
ステップ２ｂにて像担持体ドラムＢ１の回転駆動系に対
し回転開始指示を出力し、これにより像担持体ドラムＢ
１の回転を開始させる。そして、この像担持体ドラムＢ
１の回転動作開始後に、ステップ２ｃにて高圧電源回路
２１に電圧印加指示を出力し、これにより第１の電極１
と第２の電極３との間に所定の高電圧Ｖ１を印加させ
る。このため、イオンヘッドＡ１の各イオン放出孔６の
底部では放電が引き起こされてイオン流が発生し、この
イオン流は上記加速電圧Ｖ３による電界によって加速さ
れてイオン放出孔６から像担持体ドラムＢ１の周面に照
射される。

【００３８】この状態で主制御回路２５は、加速電流検
出回路２４を介して加速電流値を検出し、この加速電流
の検出値ＩＤを加速電流の最大許容電流値Ｉmax とステ
ップ２ｄにて比較する。そして、この比較の結果、加速
電流検出値ＩＤが最大許容電流値Ｉmax よりも小さけれ
ば、主制御回路２５はステップ２ｉに移行して、ここで
加速電圧発生回路２３から発生される加速電圧値Ｖ３を
予め定めた電圧Ｖaddだけ増加させる。そして、ステッ
プ２ｄに戻り、上記電圧増加後の加速電流値を加速電流
検出回路２４を介して検出して、この加速電流検出値Ｉ
Ｄを最大許容電流値Ｉmax と比較する。以後同様に主制
御回路２５は、加速電圧値Ｖ３を電圧Ｖadd ずつ増加さ
せるごとに、そのときの加速電流検出値ＩＤを最大許容
電流値Ｉmax とステップ２ｄで比較する動作を繰り返
す。

【００３９】さて、加速電圧Ｖ３を徐々に増加していく
と、加速電流値も微小ながら徐々に増加する。そして、
加速電圧Ｖ３が所定の値Ｖａに達すると図３に示すごと
く加速電流値は急速に増加して最大許容電流値Ｉmax に
達する。この加速電流値が急速に増加するときの加速電
圧値Ｖａつまり放電開始電圧は、一般に近接電極間の放
電開始電圧を定義するバッシェンの法則による値に比べ
て小さいことが実験により確認されている。これは、イ
オンヘッドＡ１の第３の電極５と像担持体ドラムＢ１と
の間に遊離イオンが介在するためで、第１の電極１と第
２の電極３との間に高圧電圧を印加せずにイオンを発生
させていない条件の下では、ほぼ上記法則通りの値をと
ることが確認されている。

【００４０】上記放電開始電圧Ｖａが検出されると、主
制御回路２５はステップ２ｄからステップ２ｅに移行
し、ここで高圧電圧Ｖ１の印加を停止させるとともに、
ステップ２ｆで像担持体ドラムＢ１の回転を停止させ
る。そして、ステップ２ｈにおいて上記放電開始電圧Ｖ
ａから予め定められた異常放電余裕値Ｖｍを減算し、こ
の減算後の電圧値を最適な加速電圧Ｖ３として加速電圧
発生回路２３に指示する。かくして、加速電圧発生回路
２３には、現在の像担持体ドラムＢ１とイオンヘッドＡ
１との位置関係にあって最適となる加速電圧Ｖ３が設定
される。

【００４１】なお、上記異常放電余裕値Ｖｍは、例えば
実験などによって、大き過ぎずまた小さ過ぎることのな
いような適当な値に設定される。ちなみに、異常放電余
裕値Ｖｍが大き過ぎると、加速電圧Ｖ３が低くなって記
録画像の明瞭度が低下してしまう。これに対し小さ過ぎ
ると、イオンヘッドＡ１と像担持体ドラムＢ１との間に
浮遊するトナーなどの微粉末によって瞬間的な異常放電
が発生し、これにより記録画像に不要なドットや黒筋な
どのノイズが記録されて画像品質の劣化が生じる。

【００４２】また、上記放電開始電圧Ｖａの値は、イオ
ンヘッドＡ１と像担持体Ｂ１との間の対向間隔に応じて
変化する。例えば本発明者等の実験によると図４に示す
ようになった。また、加速電圧の初期値Ｖｓについて
は、約１５０Ｖあるいは放電開始電圧Ｖａの値の１５％
程度が適当であることが、本発明者等の実験により確認
された。

【００４３】このように本実施例のイオンヘッド画像記
録装置では、イオンヘッドＡ１を平面状に構成し、かつ
イオンヘッドＡ１の交換などが行なわれた場合に、主制
御部２５の制御により、加速電圧発生回路２３から加速
電極５に印加される加速電圧Ｖ３を徐々に増加させなが
ら、加速電流検出回路２４により加速電流の変化を検出
して、これにより加速電圧Ｖ３に対する加速電流の変化
特性を測定する。そして、この電圧電流変化特性からイ
オンヘッドＡ１における放電開始電圧Ｖａを認識し、こ
の放電開始電圧Ｖａを基に最適な加速電圧Ｖ３を算出し
て、この最適な加速電圧Ｖ３を加速電圧発生回路２３に
設定するようにしている。

【００４４】したがって本実施例であれば、たとえ像担
持体ドラムＢ１とイオンヘッドＡ１との対向配置が最良
の位置からずれていたとしても、この位置ずれは上記の
ように設定された最適な加速電圧Ｖ３により結果的に補
償されることになる。したがって、画像記録の品質を高
品質に保ちながら、イオンヘッドＡ１と像担持体ドラム
Ｂ１との相対位値を必ずしも高精度に調整する必要がな
くなり、これにより調整に要する手間と時間が低減され
て、装置の生産性および保守性の向上を図ることができ
る。

【００４５】また、イオンヘッドＡ１を平面状に構成し
たことによって、イオンヘッドＡ１を像担持体ドラムＢ
１の周面形状に対応させて湾曲形成する必要がなくな
り、これによりヘッドＡ１の製作が大幅に簡略化される
ことは勿論のこと、湾曲形成による各電極１，３と誘電
体層２との間の剥離等が発生する心配がなくなる。した
がって、ヘッドＡ１の信頼性は向上されかつ長寿命化が
図られ、これにより製造コストおよびランニングコスト
を低減することが可能となる。

【００４６】さらに本実施例では、像担持体ドラムＢ１
を回転させている最中に加速電圧Ｖ３に対する加速電流
値の変化特性を測定し、この測定結果を基に最適な加速
電圧値Ｖ３を設定するようにしている。したがって、像
担持体ドラムＢ１がたとえ偏心していたとしても、また
像担持体ドラムＢ１が真円になっていない場合でも、こ
れらの条件を含めてイオンヘッドＡ１と像担持体ドラム
Ｂ１との相対位置のずれを補償することができる。この
ため、より一層高品質の画像記録を行なうことが可能と
なる。また、像担持体ドラムＢ１の加工精度や軸支機構
の精度を緩和することも可能となる。

【００４７】（第２の実施例）図５は、本発明の第２の
実施例に係わる画像記録装置において使用されるイオン
ヘッドの構成を示す断面図である。なお、同図において
イオンヘッド以外の駆動回路系の構成については、前記
図１に示した装置と同一なので図示は省略している。

【００４８】イオンヘッドＡ２は、平面状をなす支持板
９の一面に、第１の電極Ｓ１〜Ｓ１０と、誘電体層２
と、第２の電極３と、絶縁体層４と、加速電極としての
第３の電極５とを順に積層し、かつ第３の電極５および
絶縁体層４に複数列のイオン放出孔６を穿設したものと
なっている。

【００４９】また、このイオンヘッドＡ２の、像担持体
ドラムＢ２の回転方向に対応する幅寸法は、前記第１の
実施例とは異なり像担持体ドラムＢ２の直径に対し比較
的大きく設定されている。例えば、像担持体ドラムＢ２
の直径が４０mmであるのに対し、イオンヘッドＡ２の幅
寸法は３mmに設定されている。この３mmの幅内に、上記
１０個の第１の電極Ｓ１〜Ｓ１０が等間隔で配設されて
いる。

【００５０】このため、例えばイオンヘッドＡ２の幅方
向の中央部、つまり第１の電極Ｓ５，Ｓ６に対応する位
置と像担持体ドラムＢ２との対向間隔Ｌ２(min) を０．
１５mmに設定したとすると、このＬ２(min) と、イオン
ヘッドＡ２の幅方向の端部位置、つまり第１の電極Ｓ
１，Ｓ１０に対応する位置と像担持体ドラムＢ２との対
向間隔Ｌ２(max) との差は、約２２０μｍとなり、画像
記録を行なう上で決して無視できない大きな値となる。

【００５１】そこで本実施例の装置では、この対向間隔
の差による画像記録への悪影響を、イオンヘッドＡ２の
各イオン放出孔６ごとに各々最適な加速電圧Ｖ３を設定
することにより解消している。図６はこの加速電圧の設
定制御手順および制御内容を示すフローチャートであ
る。

【００５２】すなわち、主制御回路２５は先ずステップ
５ａにて像担持体ドラムＢ２の回転駆動系に対し回転開
始指示を出力し、これにより像担持体ドラムＢ２の回転
を開始させる。そして、この状態でステップ５ｂにて第
１の電極Ｓ１〜Ｓ１０の中から制御対象となる電極Ｓ１
を選択し、この選択した電極Ｓ１に対し高圧電源回路２
１から所定の高電圧Ｖ１を印加させる。また、主制御回
路２５はステップ５ｃにおいて設定した加速電圧Ｖ３の
初期値Ｖｓをステップ５ｄにて加速電圧発生回路２３に
対し指示し、これにより加速電極５に対し加速電圧発生
回路２３から上記加速電圧の初期値Ｖｓを印加させる。
このため、イオンヘッドＡ２では、上記第１の電極Ｓ１
に対応するイオン放出孔６においてイオン流が発生さ
れ、このイオン流は上記加速電圧の初期値Ｖｓによって
生じた加速電界により加速されて像担持体ドラムＢ２の
周面に照射される。

【００５３】さて、この状態で主制御回路２５は、加速
電流検出回路２４を介して加速電流値を検出し、この加
速電流の検出値ＩＤを加速電流の最大許容電流値Ｉmax
とステップ５ｅにて比較する。そして、この比較の結
果、加速電流検出値ＩＤが最大許容電流値Ｉmax よりも
小さければ、主制御回路２５はステップ５ｆに移行し
て、ここで加速電圧発生回路２３から発生される加速電
圧値Ｖ３を予め定めた電圧Ｖadd だけ増加させる。そし
て、ステップ５ｄに戻ってこの増加した電圧Ｖ３＋Ｖad
d を加速電極５に印加させ、この状態で再びステップ５
ｅに移行して上記電圧増加後の加速電流値を加速電流検
出回路２４を介して検出して、この加速電流検出値ＩＤ
を最大許容電流値Ｉmax と比較する。以後同様に主制御
回路２５は、加速電圧値Ｖ３を電圧Ｖadd ずつ増加させ
るごとに、そのときの加速電流検出値ＩＤを最大許容電
流値Ｉmax と比較する動作を繰り返す。

【００５４】そうして、加速電圧Ｖ３を徐々に増加して
いくと、加速電流値も微小ながら徐々に増加する。そし
て、加速電圧Ｖ３が放電開始電圧Ｖａ１に達すると図３
に示したように加速電流値は急速に増加して最大許容電
流値Ｉmax に達する。主制御回路２５は、加速電流値が
最大許容電流値Ｉmax に達したことをステップ５ｅで検
出すると、ステップ５ｇに移行してここで高圧電圧Ｖ１
の印加を停止させ、しかるのちステップ５ｉで上記放電
開始電圧Ｖａ１から予め定められた異常放電余裕値Ｖｍ
を減算し、この減算後の電圧値を上記第１の電極Ｓ１に
対応するイオン放出孔にとって最適な加速電圧Ｖ３１と
して記憶する。

【００５５】次に主制御回路２５は、ステップ５ｊにお
いてすべての第１の電極Ｓ１〜Ｓ１０についての制御が
終了したか否かを判定し、まだ制御が行なわれていない
電極があればステップ５ｌで電極の番号ｎをインクリメ
ントした後、ステップ５ｃに戻る。そして、このステッ
プ５ｃで設定した加速電圧Ｖｓを、ステップ５ｄにて次
の電極Ｓ２に印加させる。そして、上記した電極Ｓ１の
場合と同様に、ステップ５ｅ，５ｆ，５ｄのループによ
り、加速電圧値Ｖ３をＶadd ずつ増加させるごとにその
ときの加速電流検出値ＩＤを最大許容電流値Ｉmax と比
較する動作を繰り返す。この動作により上記電極Ｓ２に
対応するイオン放出孔における放電開始電圧Ｖａ２が検
出されると、主制御回路２５はステップ５ｇで高圧電圧
Ｖ１の印加を停止した後、ステップ５ｉにて上記放電開
始電圧Ｖａ２から予め定められた異常放電余裕値Ｖｍを
減算し、この減算後の電圧値を上記第１の電極Ｓ２に対
応するイオン放出孔にとって最適な加速電圧Ｖ３２とし
て記憶する。

【００５６】以下同様に主制御回路２５は、すべての第
１の電極Ｓ１〜Ｓ１０について上記加速電圧設定制御を
繰り返し、これによりすべての電極Ｓ１〜Ｓ１０につい
ての制御が終了すると、ステップ５ｊからステップ５ｋ
に移行してここで像担持体ドラムＢ２の回転動作を停止
させ、待機状態に戻る。かくして、第１の各電極Ｓ１〜
Ｓ１０に各々対応するイオン放出孔にとって最適な加速
電圧Ｖ３１〜Ｖ３１０が求められる。

【００５７】その後画像記録を行なう場合に、主制御回
路２５は第１の電極Ｓ１〜Ｓ１０に対するパルス電圧Ｖ
１の印加タイミングに同期して、加速電圧発生回路２３
から上記加速電圧Ｖ３１〜Ｖ３１０を時系列的に発生さ
せ、これらの加速電圧Ｖ３１〜Ｖ３１０を加速電極５に
順次印加させる。図７は、そうして印加される加速電圧
Ｖ３の一例を示すものである。

【００５８】この例から明らかなように、画像記録を行
なう際に加速電極５には、像担持体ドラムＢ２の周面部
との対向間隔が最も近いヘッド中央部に対応する電極Ｓ
５，Ｓ６を駆動するタイミングにおいて、最も低い加速
電圧Ｖ３５，Ｖ３６が印加され、一方像担持体ドラムＢ
２の周面部との対向間隔が最も遠いヘッド中央部に対応
する電極Ｓ１，Ｓ１０を駆動するタイミングにおいて、
最も高い加速電圧Ｖ３１，Ｖ３１０が印加される。

【００５９】なお、図７の例は厳密にいえば、電極Ｓ５
に対応するヘッド面位置が像担持体ドラムＢ２の周面に
対し最も近接し、電極Ｓ１０に対応するヘッド面位置が
像担持体ドラムＢ２の周面から最も離間している場合を
示している。

【００６０】このように本実施例では、画像記録に先立
ち、平面状に構成されたイオンヘッドＡ２の複数の第１
の電極Ｓ１〜Ｓ１０の各々に対応して最適な加速電圧Ｖ
３１〜Ｖ３１０を求めている。そして、画像記録を行な
う際に、上記第１の各電極Ｓ１〜Ｓ１０の駆動タイミン
グに同期して、加速電極５に対し上記加速電圧Ｖ３１〜
Ｖ３１０を順次印加するようにしている。

【００６１】したがって本発明によれば、ヘッドが平面
状に構成されており、これによりヘッド中央部と像担持
体ドラムＢ２との対向間隔と、ヘッド端部と像担持体ド
ラムＢ２との対向間隔とが大きく異なる場合であって
も、この対向間隔の差は上記加速電圧の可変制御により
補償され、これにより像担持体ドラムＢ２の周面にはヘ
ッドＡ２のイオン放出孔６の位置に拘らず均一のイオン
流を照射することができる。このため、均一で高品質の
画像記録を行なうことができる。

【００６２】また、イオンヘッドＡ２を平面状に構成し
たことによって、前記第１の実施例でも述べたようにイ
オンヘッドＡ２を像担持体ドラムＢ２の周面形状に対応
させて湾曲形成する必要がなくなり、これによりヘッド
Ａ２の製作が大幅に簡略化されることは勿論のこと、湾
曲形成による各電極１，３と誘電体層２との間の剥離等
が発生する心配がなくなる。したがって、ヘッドＡ２の
信頼性は向上されかつ長寿命化が図られ、これにより製
造コストおよびランニングコストを低減することができ
る。

【００６３】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、上記第２の実施例では、第３電
極５に印加する加速電圧をステップ的に変化させるよう
にしたが、これを正弦波などの制御し易い電圧波形に近
似し、この正弦波電圧を第１の電極に対するパルス電圧
Ｖ１の印加タイミングに同期して印加するようにしても
よい。

【００６４】また、より一層曲率の小さい像担持体ドラ
ムを使用したり、幅寸法がより一層大きいイオンヘッド
を使用した場合には、像担持体ドラム周面に対する各イ
オン放出孔間の対向間隔の差がさらに拡大して、最適な
加速電圧を設定できなくなることが考えられる。この場
合には、前記各実施例のように放電開始電圧Ｖａから固
定された異常放電余裕値Ｖｍを一律に減算して最適な加
速電圧値を求めるのではなく、イオン放出孔と像担持体
ドラム周面との間の対向間隔の大きさに応じて異常放電
余裕値Ｖｍを可変し、この可変した異常放電余裕値Ｖ
ｍ′を放電開始電圧Ｖａから減算して最適な加速電圧値
Ｖ３を求めるようにしてもよい。

【００６５】その他、イオンヘッドの構造や、像担持体
ドラムの構造、加速電圧設定制御の制御手順およびその
制御内容などについても、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、荷電粒
子の加速電界発生電源を電圧可変機能を備えた電源によ
り構成するとともに、この加速電界発生電源から上記加
速電極に供給される加速電流値を検出するために加速電
流検出手段を設け、さらに加速電圧設定制御手段を設け
ている。そして、この加速電圧設定制御手段により、上
記加速電流検出手段で検出された加速電流値を監視しな
がら上記加速電界発生電源の加速電圧値を可変すること
により、加速電圧に対する加速電流の変化特性を測定
し、この測定結果を基に最適な加速電圧値を設定するよ
うにしている。

【００６７】したがって本発明によれば、像担持体とイ
オンヘッドとの間の位置決めを高精度に行なわなくても
高品質の画像記録をおこなうことができ、これにより調
整に要する手間と時間を低減して生産性および保守性の
向上を図ることができるイオンヘッドを使用した画像記
録装置を提供することができる。

【００６８】また本発明では、イオンヘッドが複数の荷
電粒子放出開口を有する場合に、加速電圧設定制御手段
においてこれらの荷電粒子放出開口ごとに加速電圧に対
する加速電流の変化特性を測定し、この測定結果を基に
各荷電粒子放出開口ごとの最適な加速電圧値をそれぞれ
設定するようにしている。

【００６９】したがって、イオンヘッドに複数の荷電粒
子放出開口が設けられ、かつこれらの荷電粒子放出開口
と像担持体との間隔が荷電粒子放出開口ごとに異なる場
合でも、すべての荷電粒子放出開口において最適な荷電
粒子放出動作が行なわれるようになり、これによりさら
に均一で高品質の画像記録を行なうことができる。

【００７０】さらに本発明では、像担持体がドラム状を
なす場合に、加速電圧設定制御手段において、この像担
持体を少なくとも１回転させ、この回転動作中に加速電
圧に対する加速電流の変化特性を測定し、この測定結果
を基に最適な加速電圧値を設定するようにしている。

【００７１】したがって、像担持体ドラムが偏心してい
る場合や像担持体ドラムが真円になっていない場合で
も、これらによるずれ分を含めて位置ずれを補償するこ
とができ、これによりさらに高品質の画像記録を行なう
ことができ、そのうえ像担持体ドラムの加工精度や像担
持体ドラムの軸支機構の精度を緩和して、製造コストの
低減に寄与する。

【００７２】一方他の本発明では、ドラム状をなす像担
持体に対し、イオンヘッドを平面状に構成している。そ
して、この像担持体の湾曲した周面とイオンヘッドの平
面状のヘッド面との形状の不一致を補償するために、ヘ
ッド駆動部に、電圧可変機能を備えた加速電界発生電源
と、この加速電界発生電源から加速電極に供給される加
速電流値を検出するための加速電流検出手段と、加速電
圧設定制御手段とを設けている。そして、この加速電圧
設定制御手段により、上記加速電流検出手段で検出され
た加速電流値を監視しながら上記加速電界発生電源の加
速電圧値を可変することにより、加速電圧に対する加速
電流の変化特性を測定し、この測定結果に基づいて最適
な加速電圧値を設定するようにしている。

【００７３】したがって本発明によれば、イオンヘッド
の構成を簡素化してヘッドの信頼性の向上および長寿命
化を図り、かつ製造コストおよびランニングコストの低
減を可能にすることができるイオンヘッドを使用した画
像記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わるイオンヘッド画
像記録装置の構成を示す図。

【図２】図１に示した装置による加速電圧設定制御の制
御手順および制御内容を示すフローチャート。

【図３】加速電圧に対する加速電流の変化特性の一例を
示す図。

【図４】イオンヘッドと像担持体との対向間隔に対する
放電開始電圧Ｖａの値の測定結果を示す図。

【図５】本発明の第２の実施例に係わるイオンヘッドの
構成を示す断面図。

【図６】図５に示したイオンヘッドを使用した画像記録
装置における加速電圧設定制御の制御手順および制御内
容を示すフローチャート。

【図７】図６に示した加速電圧設定制御による加速電圧
値Ｖ３の設定例を示す図。

【図８】イオンヘッドの概略構成を説明するために用い
る断面図。

【図９】従来のイオンヘッドの構造を示す斜視図。

【図１０】従来のイオンヘッドの構造を示す断面図。

【符号の説明】

Ａ１，Ａ２…イオンヘッド Ｂ１，Ｂ２…像担持体ドラム １１〜１４，Ｓ１〜Ｓ１０…第１の電極 ２…イオンヘッドの誘電体層 ３…第２の電極 ４…絶縁体層 ５…加速電極 ６…イオン放出孔 ７…像担持体ドラムの誘電体層 ８…背面電極 ９…支持体 １０…接合部材 ２１…高圧電源回路 ２２…加速電源回路 ２３…加速電圧発生回路 ２４…加速電流検出回路 ２５…主制御回路 ２６…加速電圧設定制御手段 Ｖ３，Ｖ３１〜Ｖ３１０…加速電圧 Ｖａ，Ｖａ１〜Ｖａ１０…放電開始電圧 Ｖｍ…異常放電余裕値

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に対向配置される荷電粒子発生
   源と、この荷電粒子発生源により発生された荷電粒子の
   像担持体への移動を制御する少なくとも一つの荷電粒子
   放出開口と、この荷電粒子放出開口と像担持体との間に
   荷電粒子加速電界を生じさせる加速電極とを有するイオ
   ンヘッドを使用した画像記録装置において、 前記荷電粒子加速電界を生じさせるための加速電圧を前
   記加速電極に対し印加するための電圧可変機能を有する
   加速電界発生電源と、 この加速電界発生電源から前記加速電極に供給される加
   速電流値を検出するための加速電流検出手段と、 この加速電流検出手段により検出された加速電流値を監
   視しながら前記加速電界発生電源の加速電圧値を可変す
   ることにより加速電圧に対する加速電流の変化特性を測
   定し、この測定結果を基に最適な加速電圧値を設定する
   ための加速電圧設定制御手段とを具備したことを特徴と
   するイオンヘッドを使用した画像記録装置。
2. 【請求項２】 加速電圧設定制御手段は、イオンヘッド
   が複数の荷電粒子放出開口を有する場合に、これらの荷
   電粒子放出開口ごとに加速電圧に対する加速電流の変化
   特性を測定し、この測定結果を基に各荷電粒子放出開口
   ごとの最適な加速電圧値をそれぞれ設定することを特徴
   とする請求項１に記載のイオンヘッドを使用した画像記
   録装置。
3. 【請求項３】 加速電圧設定制御手段は、像担持体がド
   ラム状をなす場合に、この像担持体を少なくとも１回転
   させ、この回転動作中に加速電圧に対する加速電流の変
   化特性を測定し、この測定結果を基に最適な加速電圧値
   を設定することを特徴とする請求項１に記載のイオンヘ
   ッドを使用した画像記録装置。
4. 【請求項４】 ドラム状をなす像担持体と、平面状に構
   成されたイオンヘッドと、駆動部とを備え、 イオンヘッドは、 前記像担持体の周面に対しその回転方向に沿って対向し
   て配列された複数の荷電粒子発生源と、 これらの荷電粒子発生源により発生された荷電粒子の前
   記像担持体への移動をそれぞれ制御する複数の荷電粒子
   放出開口と、 これらの荷電粒子放出開口と前記像担持との間に荷電粒
   子加速電界をそれぞれ生じさせる加速電極とを備え、 かつ駆動部は、 前記荷電粒子加速電界を生じさせるための加速電圧を前
   記加速電極に印加するための電圧可変機能を有する加速
   電界発生電源と、 この加速電界発生電源から前記加速電極に供給される加
   速電流値を検出するための加速電流検出手段と、 前記各荷電粒子放出開口ごとに、前記加速電流検出手段
   により検出された加速電流値を監視しながら前記加速電
   界発生電源の加速電圧値を可変することにより加速電圧
   に対する加速電流の変化特性を測定し、この測定結果を
   基に各荷電粒子放出開口ごとの最適な加速電圧値を設定
   するための加速電圧設定制御手段とを具備したことを特
   徴とするイオンヘッドを使用した画像記録装置。