JPH10146999A

JPH10146999A - 連続的な偏向を用いる直接式プリント方法および装置

Info

Publication number: JPH10146999A
Application number: JP9248472A
Authority: JP
Inventors: Ove Larson; ラーションウーヴェ
Original assignee: Array Printers AB
Current assignee: Array Printers AB
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1998-06-02
Also published as: US5774159A; DE19739988A1

Abstract

(57)【要約】【課題】アドレス可能な制御電極の数を増加させるこ
となく、横方向プリントのアドレス性を高め、直接式プ
リント方法のプリントの質を改善する。【解決手段】情報キャリヤ４に直接式静電プリントを
行う。コンピュータで生成された電子信号は画像を規定
し、静電界パターンに変換される。情報キャリヤ４上に
直接、画像形態で帯電したトナーの蒸着を選択的に制御
する。静電界は１セットのプリント電極を介して与えら
れる。この電極は、粒子源２１から情報キャリヤ４へ向
かう帯電トナー粒子２０の飛行を選択的に許容しあるい
は制限する。周期的に可変の偏向電位が偏向電極に与え
られ、トナー粒子２０を情報キャリヤ４の移動方向を横
切る方向に向けるためにトナー粒子２０が情報キャリヤ
４に向かって飛行されるように、その軌道を変調する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報を規定す
る、コンピュータで生成された電子信号列を静電界パタ
ーンに変換し、用紙等の情報キャリヤ上に直接、画像形
態でトナー粒子を蒸着することを選択的に制御する直接
式静電プリント方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゼログラフィー技術は、最も身近で広く
用いられている静電プリント技術であり、ローラのよう
な電荷保持表面に形成された静電潜像が、画像を可視化
するために適宜のトナー材料によって現像される。画像
はその後、用紙等の情報キャリアに飛行される。この処
理は非直接処理と呼ばれ、というのは先ず最初に中間媒
体表面上に可視像を形成し、つぎにその像を情報キャリ
ヤに転写するからである。

【０００３】静電プリントの別の方法は、直接式静電プ
リントとして知られるようになっているものである。こ
の方法は、可視像を形成するために用紙等の情報キャリ
ヤ上に直接、帯電した色素が蒸着されるという点で、前
述のゼログラフィーの方法とは異なっている。一般にこ
の方法では、アドレス可能な電極によって制御される静
電界を使用し、プリントヘッド構造体の選択されたアパ
ーチャを介してトナー粒子を通過させる。トナー粒子を
画像形態で情報キャリヤに引きつけるために、別個の静
電界が形成される。

【０００４】直接式静電プリントの新規な特徴は、同時
的なフィールド画像処理の簡素化と、コンピュータで生
成された信号から直接に情報キャリヤに可視像を形成す
るための飛行とにある。たとえばレーザプリンタのよう
な電子写真プリンタの場合に要求されるように、それら
の信号が光エネルギのような別のエネルギ形態に中間的
に変換される必要性がない。

【０００５】ラーソン氏に付与された米国特許第５，０
３６，３４１号によれば、画像情報を規定するコンピュ
ータで生成された電子信号列を用いた直接式プリント方
法が開示される。背面電極の高電位とトナーキャリヤの
低電位の間に均一電界が生成される。その均一電界は、
プリントゾーンに置かれた２次元ワイヤメッシュアレイ
における選択可能なワイヤの電位によって変調される。
ワイヤメッシュアレイは情報キャリヤの幅に亘って平行
な制御ワイヤから成り、各ワイヤは個々の電源に接続さ
れている。かかる装置の欠点は、ワイヤメッシュアレイ
の作動中、個々のワイヤが隣接ワイヤに供給された電位
に感応可能であり、その結果隣接ワイヤ同士での干渉、
あるいはクロストークに起因して好ましくないプリント
処理となってしまうということである。

【０００６】ラーソン氏に付与された米国特許第５，１
２１，１４４号によれば、また、複数のアドレス可能な
制御電極とそれらに接続された対応する電圧信号源とか
ら成る薄いシート状素子で形成された制御電極アレイが
開示される。この制御電極アレイは、フレキシブルな電
気的絶縁材料で構成され、その材料におけるアパーチャ
が行と列に配置され、電極によって囲まれるようにプリ
ント回路で覆われる。背面電極の静電界は粒子キャリヤ
の表面からトナー粒子を引きつけ、背面電極に向けて粒
子列を生成する。粒子列は電源によって調節される、つ
まりこの電源は選択された個々の制御電極に対して電位
を与え、対応するアパーチャを通る粒子キャリヤからの
飛行を許容し、あるいは制限する静電界を形成する。選
択されたアパーチャを通過可能となった、調節された帯
電粒子列は、その粒子列の間に挿入された情報キャリヤ
に衝突し、ライン走査プリントを行うことで可視像を形
成する。

【０００７】制御電極は、情報キャリヤの動きと平行に
延びる幾つかの横断する列のかたちで配列される。すべ
ての電極は最初、トナーキャリヤからの一切の飛行を阻
止する白電位Ｖ_wにある。情報キャリヤの画像位置がア
パーチャの下を通過するとき、対応する制御電極が黒電
位Ｖ_bに設定され、トナーキャリヤからトナー粒子を引
きつける静電界が形成される。トナー粒子はアパーチャ
を介して引かれ、所定の画像パターンの形態で情報キャ
リヤに蒸着される。トナー粒子画像は、つぎに、トナー
粒子の加熱および加圧溶融によって情報キャリヤの表面
に固定される。

【０００８】各アパーチャは、情報キャリヤ上の特定の
アドレス可能な領域と関連する。アパーチャのアドレス
可能な領域は、プリントシーケンス中に実際のアパーチ
ャを通って飛行されたトナー粒子によって黒くされ得る
情報キャリヤの部分である。すべての静電プリント方法
に共通することは、トナー粒子は、アパーチャの中心軸
と同軸の実質的に真っ直ぐな軌道に沿って飛行され、実
質的に直角に情報キャリヤに衝突する。その結果、各ア
パーチャのアドレス可能な領域が単一「ドット」に限定
され、そのドットは情報キャリヤ上で所定の変更不能な
拡がりを有する。長手方向、たとえば情報キャリヤの動
きと平行な方向における単位長さあたりにプリント可能
なドット数は、プリントゾーンを通る情報キャリヤの通
過スピードを低下させることによって増加することがで
きる。これにより実行されるべき単位長さあたりの多数
のプリントシーケンスが可能になる。

【０００９】上述した方法の欠点は、横方向、たとえば
情報キャリヤの動きと直交する方向における単位長さあ
たりにプリント可能なドット数は、制御アレイに配置さ
れ得るアパーチャ数によって厳格に制限されるというこ
とである。

【００１０】従来、横方向プリントのアドレス性は概し
て、結果的には高い製造コストと、より複雑化した制御
機能となりながらも、アパーチャとアレイを横切る関連
する制御電極を増加することによって改善することがで
きた。しかしながら、アパーチャ数の増加のため、アパ
ーチャが互いに近接配置される結果となる。このため隣
接する静電界間の相互干渉に起因して、制御電極がそれ
らが関連するアパーチャ上で作用するばかりでなく、実
質的に隣接するすべてのアパーチャに影響を及ぼさせる
こととなる。これは結局、プリントの質と読み易さを低
下させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって、制御電極
の設計にかかわらず、本出願人は、必要となるアドレス
可能な制御電極の数を増加させることなく、横方向プリ
ントのアドレス性を向上することによって直接式プリン
ト方法のプリントの質を改善する必要性を見出したもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、改善された横
方向プリントのアドレス性とグレースケール特性とを有
する、より高い質の直接式プリント方法に対する要求を
満足する。

【００１３】これは本発明によって達成され、すなわ
ち、制御アレイのいずれかの選択されたアパーチャを通
る粒子源からの粒子列は、制御パルスによって同時に調
節されると共に偏向パルスによって連続的に偏向され、
この結果、飛行された粒子は数個の軌道の間に分布さ
れ、情報キャリヤ上の増加したアドレス可能な領域上に
蒸着される。

【００１４】本発明によれば、各選択可能なアパーチャ
を介しての粒子飛行は、少なくとも１つのプリント電極
と少なくとも１つの偏向電極とによって制御される。

【００１５】プリント電極に対して列制御パルスが供給
され、画像情報に従ってアパーチャを少なくとも部分的
に開閉する静電界を形成する。列制御パルスは、それぞ
れ粒子源からの粒子飛行を許容し、あるいは制限する所
定の飛行閾値の上下に選択された増幅度と、影響される
であろう粒子量の関数として選択されたパルス幅と、を
有している。

【００１６】飛行された粒子に作用する可変の偏向力を
形成するために、偏向電極に対して偏向パルスが供給さ
れる。偏向パルスは、２つの所定レベル間で振動する増
幅度と、プリントシーケンスの周期に調整された周期
と、を有する周期的関数である。偏向パルスによって与
えられた各々の偏向力の大きさは、アパーチャの中心軸
から粒子軌道の特定のずれに対応する。

【００１７】かなりの量の粒子が粒子源から飛行される
とき、アパーチャを通過する第１の粒子は、それらの最
初の軌道から偏向され、情報キャリヤに向かって第１の
方向に傾斜して飛行される。粒子がアパーチャを通過す
るとき、偏向パルスの増幅度は、前記第１の方向からそ
の反対方向に粒子軌道を連続的に変調するように調節さ
れる。

【００１８】たとえば、第１の粒子がアパーチャを通過
するとき、偏向パルスの増幅度は、前記第１の粒子がア
パーチャの中心軸から距離ｄで蒸着されるように、情報
キャリヤに向かって第１の方向に作用する偏向力に対応
する値Ｖ_dに設定される。粒子がアパーチャを通過中、
そのときの偏向パルスの増幅度は連続的に値−Ｖ_dに減
少される。この値−Ｖ_dは、情報キャリヤに向かって前
記第１の方向とは反対の第２の方向における偏向力に対
応する。列制御パルスおよび偏向制御パルスは、最後の
粒子がアパーチャを通過するときに増幅度が値−Ｖ_dに
達するように互いに対して調整される。これによりこれ
らの最後の粒子は、アパーチャの中心軸から距離ｄで蒸
着される。結果的に、実際のプリントシーケンス中にア
パーチャから飛行された粒子は、アドレス可能な領域で
均一に拡がる。このアドレス可能な領域は、アパーチャ
の中心軸について中心に配置され、ほぼ２ｄの幅を有し
ている。

【００１９】好適な実施形態によれば、本発明は、つぎ
の工程を含む直接式静電プリント方法に関する。

【００２０】帯電粒子が、背面電極に隣接配置された粒
子源に運ばれる。背面電極の第１の電位と粒子源の第２
の電位の間に均一な静電界が形成され、これにより帯電
粒子に対する吸引力を与える。プリント電極と偏向電極
を含む制御ユニットが、粒子源と背面電極の間の均一な
静電界に配置される。画像情報を規定するコンピュータ
で生成された制御信号列が、静電界のパターンに変換さ
れ、つまりプリントの有無に対してそれぞれ飛行閾値の
上下になるように各静電界が選択される。これにより適
量の帯電粒子が背面電極の前記吸引力によって粒子源か
ら引きつけられるのを許容し、あるいは制限する。

【００２１】粒子飛行の際、各プリント電極のまわりで
作用する周期的な偏向パルスによって各静電界の対称性
が連続的に変調され、これにより飛行された帯電粒子の
通過軌道を連続的に変調する。制御電極のアレイと背面
電極の間に情報キャリヤが挿入され、その情報キャリヤ
上に飛行された帯電粒子が画像形態で蒸着される。

【００２２】したがって、アパーチャを通って粒子源か
ら引きつけられた各単一量の帯電粒子が、連続的に変調
された軌道に沿って情報キャリヤに向かって飛行され、
アドレス可能な領域に分布される。情報キャリヤは、互
いに接触しあるいは重なる複数のアドレス可能な領域か
ら構成され、情報キャリヤの表面全体を完全にカバーす
る。各アドレス可能な領域は、画像情報に従って全体ま
たは部分的にトナー粒子で覆われる。トナー粒子によっ
て覆われ（アドレスされ）ようとするアドレス可能な領
域の部分は、対応する列制御パルス幅によって決定され
る。

【００２３】偏向パルスは、第１の方向に制御フィール
ドの対称性を変調する初期レベルから、反対方向にフィ
ールドの対称性を変調する反対まで振動することができ
る。したがって、偏向パルスの全周期に対応する幅を有
する列制御パルスを与えることによって、最大の軌道偏
向（および結果として、最大のアドレスされた領域）が
得られる。アドレスされた領域は、列制御パルスの幅を
減少することによってより小さくすることができる。こ
の場合、偏向パルスは低い増幅度に対応して、その周期
の一部の間だけ飛行された粒子に作用する。飛行された
粒子に与えられた偏向力は、粒子の逸脱を最小化しなが
ら、より小さい範囲内で構成される。

【００２４】本発明の重要な目的は、各アパーチャのア
ドレスされた領域を連続的に調節することによって、グ
レースケール特性を高めることである。したがって、列
制御信号のパルス幅は、粒子源から飛行されるべき帯電
粒子の量の変化を許容するように調節され、各単一量の
飛行された粒子が均一に偏向される。かくして適切なア
ドレスされた領域内に均一に分布される。結果として、
最大の暗さに対応する最大のアドレスされた領域と、白
に対応する最小のアドレスされた領域との間に構成され
る複数の異なる陰影が、画像情報に従って生成される。
本発明は、直接式プリント方法のプリントの質を著しく
改善する連続的なグレースケールの変化を可能にする。

【００２５】本発明はまた、上述した方法を行うための
装置に関し、この装置は、背面電極と、背面電極に隣接
配置された粒子源に帯電粒子を運ぶように配置された粒
子搬送ユニットと、粒子源と背面電極の間に挿入された
制御アレイであって、前記制御アレイが複数のアパーチ
ャから成り、各アパーチャが少なくとも１つのプリント
電極と少なくとも１つの偏向電極によって制御される、
制御アレイと、制御アレイと背面電極の間に配置された
粒子受容情報キャリヤと、背面電極に接続され、それと
粒子源の間に静電界を形成する背面電源と、各プリント
電極に制御電位を与えるために接続された複数の可変の
電源であって、前記制御電位が、粒子源から情報キャリ
ヤへの帯電粒子の飛行を選択的に許容または制限する程
度の十分な増幅度を有する、電源と、偏向電極に可変の
偏向電位を与えるために接続された少なくとも１つの偏
向電源であって、前記偏向電位は、情報キャリヤへ向か
って飛行された帯電粒子の通過軌道を変調するために十
分な増幅度を有する、偏向電源と、を含んでいる。

【００２６】本発明の好適な実施形態によれば、制御ア
レイは、複数のアパーチャが穿設されたフレキシブルな
電気的絶縁材料の基板で構成される。各アパーチャは、
その中心軸のまわりに対称に配置されたリング状プリン
ト電極によって囲まれ、これによりアパーチャを通って
飛行された帯電粒子の均一な分布が確保される。各リン
グ状プリント電極には、第１および第２の偏向電極が組
み込まれる。前記第１の偏向電極は、リング状プリント
電極に隣接配置されると共に、その周囲の第１のセグメ
ントのまわりに隔置される。前記第２の偏向電極は、リ
ング状プリント電極に隣接配置されると共に、その周囲
の第２のセグメントのまわりに隔置される。第１および
第２のセグメントは、アパーチャの中心を通って延びる
偏向軸に沿って、アパーチャの中心軸のまわりに対称に
配置される。第１の偏向パルスは、第１のセグメントの
方向に粒子軌道を偏向させる偏向力を与えるために、前
記第１の偏向電極に供給される。第２の偏向パルスは、
第２のセグメントの方向に粒子軌道を偏向させる偏向力
を与えるために、前記第２の偏向電極に供給される。双
方の偏向パルスは、第１および第２の偏向電極の間で電
位差を生じさせるために互いに対して調整される。前記
電位差は、帯電粒子が制御アレイから情報キャリヤへ飛
行される際、連続的に変化する。

【００２７】

【発明の実施の形態】図１は、直接式静電プリント装置
の概略図であり、この装置は、背面電位Ｖ_BEを供給する
背面電源と接続された背面電極１と、均一に帯電したト
ナー粒子２０の薄層で覆われた表面を有する少なくとも
１つの回転現像スリーブ２３から成る粒子搬送ユニット
２と、粒子の飛行を選択的に許容または制限するプリン
ト電極と、飛行された粒子列を選択的に偏向するための
偏向電極とから成る制御ユニット３と、給紙ユニット手
段（図示せず）によって粒子搬送ユニット２と背面電極
１の間を給送されるシート状の平坦な未処理紙のような
情報キャリヤ４と、を含んでいる。

【００２８】トナー粒子２０は、粒子搬送ユニット２に
おいて、回転する供給ブラシ２４、トナーフィーダ２５
および計量ブレード２６で成る、スリーブ表面にトナー
層の均一厚さを確保する、供給装置によって、トナーコ
ンテナ２１から現像スリーブ２３の表面に運ばれる。ト
ナー粒子２０は、好適には、スリーブ２３の表面材料と
の電荷の交換、あるいはその他の適宜の方法によって、
供給ブラシ２４の繊維材料との接触により帯電される。
トナー粒子２０はスリーブ表面に乗って、背面電極１に
隣接するプリントゾーン２２へ運ばれる。背面電位（Ｖ
_BE）は背面電極１とスリーブ表面の間に均一電界を形成
し、帯電トナー粒子２０に対して電気的吸引力を与え
る。

【００２９】図２（ａ）は、複数のプリント電極と偏向
電極を備えた制御アレイ３０から成る制御ユニット３の
概略平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の拡大図
であり、制御アレイ３０の部分を示している。

【００３０】制御アレイ３０は、好適には、ポリイミド
等のフレキシブルで硬化しない材料の電気的絶縁基板で
構成され、エッチングされた回路で覆われている。基板
には、好適には平行な行と列に配置された複数のアパー
チャ３１が設けられる。各アパーチャは、プリント電極
３２によって囲まれると共に、一対の偏向電極３３１，
３３２によって仕切られる。各プリント電極３２は個々
に、列制御電圧源３４に接続される。すべての第１の偏
向電極３３１は第１の偏向制御電圧源３５１に接続さ
れ、またすべての第２の偏向電極３３２は第２の偏向制
御電圧源３５２に接続される。

【００３１】アパーチャ３１の平行な行は、情報キャリ
ヤの動き（矢印４）と直交する方向に、プリントゾーン
２２の幅を横切って延びる。列は、情報キャリヤ４の動
きに対して僅かな角度で直線状に配置され、情報キャリ
ヤの移動（矢印４）を横切る方向のラインに交差するポ
イント毎にアドレス可能な領域を設けることによって情
報キャリヤ４を完全にカバーする。

【００３２】図３は、単一のアパーチャ３１とそれに関
連するプリント電極３２および偏向電極３３１，３３２
を示すアレイ３０の拡大図である。アパーチャ３１は円
形の通路であり、アレイ３０の基板に穿設され、アパー
チャ３１の全周を囲むリング状のプリント電極３２によ
って囲まれている。第１の偏向電極３３１は、リング状
制御電極３２の周囲の第１のセグメントのまわりに隔置
される。偏向電極３３１に電位が与えられるとき、偏向
力が、プリント電極３２によって生成された静電界と相
互作用する。これにより第１のセグメントの方向にアパ
ーチャ３１の中心軸のまわりの静電界の対称性を変化さ
せ、この結果アパーチャ３１を通って飛行された帯電粒
子は、それらの初期の軌道から僅かに偏向され、アパー
チャ３１の中心軸から僅かに離れた位置で情報キャリヤ
上に蒸着される。第２の偏向電極３３２は、第１および
第２のセグメントがアパーチャ３１の中心軸のまわりに
対称的に配置されるように、プリント電極３２の周囲の
第２のセグメントのまわりに隔置される。双方の偏向電
極３３１，３３２は、所定の方向にアパーチャを通って
延びる偏向軸３１２に沿って、アパーチャ３１の中心軸
に関して直径の反対に配置される。図３に示されるよう
に偏向軸３１２は、アパーチャ３１の中心を通る双方の
偏向電極の中心を結ぶと共に、偏向角∂でアパーチャ３
１の横軸と交差するラインである。偏向軸３１２は、情
報キャリヤ４の動きを補償するためにアパーチャ３１の
横軸に関してオフセットされており、これにより実際の
アドレス可能な領域がアパーチャの下を通過するとき情
報キャリヤ４上で横方向の偏向が得られる。

【００３３】図示された実施形態では、プリント電極３
２はリング状の形態であり、また偏向電極３３１，３３
２は各プリント電極３２の直径の反対側のまわりに延び
る弓状のセグメントである。したがって、偏向電極３３
１，３３２はプリント電極３２の静電界と相互作用する
付加的力を供給し、アパーチャ３１の中心軸のまわりに
形成される電界の対称性に影響を与え、アパーチャ３１
を通るトナー粒子の連続する分布を生じさせる。偏向電
極３３１，３３２は、初期の方向からその反対方向に電
界の対称性を切り換えるように配置される。

【００３４】しかしながら、本発明では円形のアパーチ
ャのみならず、制御電極および偏向電極についても特定
の形状に限定されるものではない。アパーチャ３１やこ
れに関連するプリント電極３２はいろいろな幾何学的形
状をとることができ、その場合、中心軸のまわりの対称
性を有する形状は、アパーチャを通る帯電トナー粒子の
均一な分布を確保する上で有利である。更に単一の偏向
電極３３とにも、あるいは２以上としてもよく、これら
はいずれも設計上の制約次第である。たとえば、アパー
チャ付近で可変の偏向力を形成するための振動偏向信号
が供給される単一の偏向電極を用いることでも、所望の
結果を得ることができる。前記偏向力を切り換えること
で、粒子列を引きつけ、あるいは反発するように作用す
る。図２（ａ），（ｂ）および図３は、本発明に従う制
御ユニットの好適な実施形態を示している。しかしなが
ら、エッチング回路設計に係る当業者において、所望結
果を得るためにいろいろな設計変更が可能である。

【００３５】たとえば、図９に示される制御ユニット３
の設計変更では、２つの層３０１，３０２が形成された
制御アレイを示している。第１の層は、２セットの偏向
電極３３１，３３２で覆われ、これらの電極は互いに平
行に延びると共に、情報キャリヤの移動（矢印４）に対
して偏向角∂で配置される。第２の層３０２は、プリン
ト電極３２から成る。

【００３６】図４は、本発明に従う直接式プリント方法
の制御作用を示す図である。

【００３７】図４は、第１の偏向電位Ｖ₃₅₁と、第２の
偏向電位Ｖ₃₅₂と、それらの電位差（Ｖ₃₅₁−Ｖ₃₅₂）
と、４つの連続するプリントシーケンス中の時間の関数
としてのプリント電位Ｖ₃₄と、を示している。

【００３８】アパーチャ３１を通る画像情報は、プリン
ト電位Ｖ₃₄を与えるためにプリント電極３２に接続され
た、協働列制御電圧源３４によって供給される。周期的
な偏向電位Ｖ₃₅₁は、ｔ＝０における最大レベルからｔ
＝Ｔ／２における最小レベルまで減少し、一方、周期的
な偏向電位Ｖ₃₅₂は、ｔ＝Ｔ／２における最小レベルか
らｔ＝Ｔにおける最大レベルまで増加する。したがっ
て、各プリントシーケンス（０からＴまで）の間に双方
の偏向電極３３１，３３２間で得られる電位差（Ｖ₃₅₁
−Ｖ₃₅₂）は、アパーチャ３１の中心軸から偏向電極３
３１へ向かう最大偏向に対応して、ｔ＝０で最大レベル
となる。また反対方向の最大偏向に対応して、ｔ＝Ｔで
最小レベルとなる。この結果、実際のプリントシーケン
ス中に飛行された粒子の量は、情報キャリヤに向かう可
変軌道の間に連続的に分布され、可視のアドレスされた
領域が形成される。

【００３９】双方の偏向信号は、プリントシーケンス
（Ｔ）に対応する周期を有する周期的パルスである。列
制御電圧源３４は、可変の増幅度と可変の幅を有するパ
ルスＶ₃₄を供給する。パルス増幅度は、それぞれ飛行閾
値の上下に選択される黒電圧Ｖ_bと白電圧Ｖ_wの間のい
ずれかの値を有する。パルス幅は、非プリント状態の０
と、アドレス可能な領域の完全なカバーに対応する最大
値Ｔの間のいずれかの値を有する。各プリントシーケン
スＴの後に、プリントゾーン２２に新たなトナー粒子が
搬送される白時間ｔ_wが続く。偏向電圧源３５１，３５
２は、プリントシーケンス時間Ｔに等しくなるように選
ばれた周期Ｔと、偏向範囲を決定する可変増幅度とを有
する周期的な偏向パルスＶ₃₅₁，Ｖ₃₅₂を偏向電極３３
１，３３２に供給する。

【００４０】図５は、プリントシーケンスＴの間の制御
作用を示す図である。図示例では、プリント電位Ｖ₃₄の
パルス幅は、第１の偏向レベルＤ₁と第２の反対側の偏
向レベルＤ₂の間にあるように選ばれる。得られた偏向
範囲Ｄ₁−Ｄ₂は全偏向範囲Ｄ_maxの範囲内に含まれ、
幅Ｗを有するアドレスされた領域に対応する。得られた
プリント領域は、図６に示される。全アドレス可能領域
４１は、幅Ｗに亘ってまかれた帯電粒子によって部分的
に黒くなっており、実際の偏向範囲Ｄ₁−Ｄ₂に対応し
ている。

【００４１】本発明の好適な実施形態に従う粒子飛行を
制御する方法によれば、各プリント電極３２に関する第
１の所定位置に第１の偏向電極３３１、また各プリント
電極３２に関する第２の所定位置に第２の偏向電極３３
２を設け、第１および第２の偏向電極が一対の偏向電極
を形成し、各対の偏向電極３３１，３３２がその関連す
るプリント電極３２のまわりに類似の形態で配置され、
すべての第１の偏向電極３３１を、第１の偏向電位Ｖ
₃₅₁を生成する第１の偏向制御電圧源３５１に接続し、
すべての第２の偏向電極３３２を、第２の偏向電位Ｖ
₃₅₂を生成する第２の偏向電圧源３５２に接続し、双方
の偏向電位Ｖ₃₅₁，Ｖ₃₅₂を調節して、各対の偏向電極
３３１，３３２間の可変の電位差Ｖ₃₅₁−Ｖ₃₅₂を形成
し、プリント電極３２に対してプリント電位Ｖ₃₄を供給
して、粒子源からの帯電した粒子の飛行を許容し、ある
いは制限する静電界を形成し、各プリントシーケンス
（Ｔ）中に偏向電位差Ｖ₃₅₁−Ｖ₃₅₂を変化させて、各
プリント電極３２付近に可変の偏向力を与え、可変の偏
向力が、飛行された粒子を連続的に拡散するように各静
電界の対称性を調節し、特定の偏向範囲に対応する偏向
電位差Ｖ₃₅₁−Ｖ₃₅₂の２つのレベル間に各静電界が与
えられるように、プリント電位Ｖ₃₄のパルス幅を調節す
ること、を含んでいる。

【００４２】この方法によれば、アパーチャ３１はアド
レス可能な領域４１に対応する。与えられたプリント電
位Ｖ₃₄のパルス幅は、トナー粒子によって覆われるべき
アドレス可能な領域４１の部分を決定する。偏向電位差
Ｖ₃₅₁−Ｖ₃₅₂の全偏向範囲の間、制御電位Ｖ₃₄を与え
ることによって、アドレス可能な領域４１を完全に覆う
ことができる。アドレスされた領域は、部分的な偏向周
期のみにおいて制御電位Ｖ₃₄を与えることによって、よ
り小さくすることができ、これにより粒子がより小さい
偏向範囲内に偏向されるようにする。

【００４３】図７は、図５の制御作用が行われる、図３
で示されるようなアパーチャ３１を通るプリントゾーン
の断面図である。図７は、飛行された粒子２０の可変の
軌道を分かりやすく示すために、拡大して簡単化されて
いる。粒子２０はまず、アパーチャ３１の中心軸３１１
に一致する直線通路に沿って飛行される。アパーチャ３
１を通過する最初の粒子は、プリントシーケンスＴの初
期に粒子列に作用する、偏向電極３３１によって生成さ
れた偏向力により、中心軸３１１から偏向される。粒子
がアパーチャ３１を通過するとき、電位差Ｖ₃₅₁−Ｖ
₃₅₂は、偏向軸に沿ってかかっており、第１の偏向レベ
ルＤ₁から反対の偏向レベルＤ2 まで、粒子２０に作用
する偏向力の方向を連続的に調節する。アパーチャ３１
を通過する最後の粒子は、偏向レベルＤ2 に対応する方
向に作用する偏向電極３３２によって生成された偏向力
により中心軸３１１から偏向される。得られた粒子分布
は幅Ｗに亘って存在し、アドレス可能な領域４１の境界
内にある。

【００４４】図８は、図７に示されるものと同一処理の
概略斜視図である。偏向軸３１２は、偏向角∂でアパー
チャ３１の横軸と交叉する。このとき偏向電極３３１お
よび偏向電極３３２は、情報キャリヤ４の動きに対して
それぞれ逆および順方向に配置される。アパーチャ３１
に関するアドレス可能な領域４１は、中心軸３１１につ
いて中心に設定される。粒子はまず、情報キャリヤ４の
動きに対して逆に中心軸３１１から偏向電極３３１に向
かって偏向される。偏向電位差は連続的に減少するの
で、粒子軌道は中心軸３１１に向かって形成され、アド
レス可能な領域４１がアパーチャ３１の下に到達したと
き実質的に直線経路に達し、偏向電極３３２に向かって
偏向されるように切り換わる。アドレス可能な領域４１
は制御電位Ｖ₃₄のパルス幅に従って、粒子で部分的に覆
われる。

【００４５】図１０は、１０の連続するプリントシーケ
ンス（Ｉ−Ｘ）が一連のアパーチャを通って行われる本
発明に従う制御作用を示している。プリント電位のパル
ス幅は、１０の異なるアドレスされた幅に対応して、１
０の異なるグレー陰影（Ｉ−Ｘ）を生成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】直接式静電プリント装置における本発明に従
う画像記録装置の概略断面図である。

【図２】（ａ）は制御アレイから成る制御ユニットの
概略平面図、（ｂ）は（ａ）の拡大図である。

【図３】本発明に従う装置における制御アレイ３０に
配置されたアパーチャ３１の概略平面図である。

【図４】図３のアパーチャを通る粒子列の制御を示す
図である。

【図５】制御作用のさらなる詳細を示す図である。

【図６】図５に示された制御作用を用いて得られた、
アドレスされた幅Ｗを有するプリントされた領域を示す
図である。

【図７】図５の制御作用が適用される場合の図３のア
パーチャを横切るプリントゾーンの簡単化した概略断面
図である。

【図８】図５の制御作用の適用後の図３のアパーチャ
を横切るプリントゾーンの概略斜視図である。

【図９】本発明に従う制御アレイの変形例を示す図で
ある。

【図１０】グレースケール特性を向上させるために制
御作用が行われる、本発明に従う方法を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１背面電極、２粒子搬送ユニット、３制御ユニッ
ト、４情報キャリヤ、２０帯電粒子（トナー）、２
１トナーコンテナ、２２プリントゾーン、２３現
像スリーブ、２４供給ブラシ、２５トナーフィー
ダ、２６計量ブレード、３０制御アレイ、３１ア
パーチャ、３２プリント電極、３３偏向電極、３４
制御電圧源、３５偏向制御電圧源、４１アパーチ
ャに関する全アドレス可能な領域、３０１制御アレイ
の第１の層、３０２制御アレイの第２の層、３３１
第１の偏向電極、３３２第２の偏向電極、３５１第
１の偏向制御電圧源、３５２第２の偏向制御電圧源、
Ｖ_BE 背面電位、Ｖ₃₄ プリント電位、Ｖ₃₅₁第１の
偏向電位、Ｖ₃₅₂第２の偏向電位。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒子源と背面電極の間に配置された電極
アレイによって制御電位パターンが形成される直接式プ
リント方法であって、前記電極アレイは、複数のプリン
ト電極と複数の偏向電極から成り、電極アレイと背面電極の間に画像受容情報キャリヤを配
置する工程と、粒子源と背面電極の間に電位差を形成し、帯電粒子に対
して引きつけ電界を与える工程と、を含み、更に以下の工程により粒子源から背面電極への帯電粒子
の飛行を制御する：画像情報を規定する可変のプリント
電位をプリント電極に与える工程であって、前記プリン
ト電位が、粒子源から情報キャリヤへの帯電粒子の飛行
を選択的に許容し、あるいは制限するのに十分な増幅度
を与える、工程と、偏向電極に対して可変の偏向電位を与える工程であっ
て、前記偏向電位が連続する偏向周期中に周期的に変化
し、情報キャリヤに向かって飛行された粒子の軌道を変
調する工程と、を含んでいることを特徴とする連続的な
偏向を用いる直接式プリント方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、電極アレイは少なくとも１セットの偏向電極から成り、
各セットの偏向電極が可変の偏向電位を生成する電源に
接続されていることを特徴とする直接式プリント方法。
【請求項３】請求項１に記載の方法において、プリント電位はＶ_wとＶ_bの間の増幅度を有し、Ｖ_wは
飛行閾値より下で、これにより粒子源から情報キャリヤ
への帯電粒子の飛行を制限し、Ｖ_bは飛行閾値より上
で、これにより粒子源から情報キャリヤへの帯電粒子の
飛行を許容することを特徴とする直接式プリント方法。
【請求項４】請求項１に記載の方法において、プリント電位は０とＴの間のパルス幅を有し、Ｔが偏向
周期時間であることを特徴とする直接式プリント方法。
【請求項５】請求項１に記載の方法において、偏向電位は可変の増幅度を有し、前記可変の増幅度は、
各偏向周期の少なくとも一部で、帯電粒子に対して可変
の偏向力を与え、これにより情報キャリヤに向かって飛
行されている帯電粒子の軌道を連続的に変調することを
特徴とする直接式プリント方法。
【請求項６】請求項１に記載の方法において、各プリント電極に関して少なくとも２つの偏向電極を設
ける工程と、前記偏向電極間の可変の電位差を形成するために偏向電
位を調節し、前記電位差は、情報キャリヤに向かう帯電
粒子の飛行の際に粒子列の軌道を偏向する偏向力を与え
るのに十分な増幅度を有する工程と、第１の方向に偏向力を与える第１の増幅度から前記第１
の方向と反対の方向に偏向力を与える第２の増幅度へ、
各偏向周期の少なくとも一部で、前記電位差を変更する
工程と、を含むことを特徴とする直接式プリント方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法において、各プリント電位は、偏向周期の少なくとも一部で印加さ
れ、前記偏向周期の一部が偏向力の特定範囲に対応する
ことを特徴とする直接式プリント方法。
【請求項８】請求項６に記載の方法において、偏向電位差の増幅度が前記偏向周期で連続的に変化し、
これにより各偏向周期に飛行された粒子の軌道を連続的
に変調する可変の偏向力を与えることを特徴とする直接
式プリント方法。
【請求項９】請求項６に記載の方法において、第１の偏向電極が各プリント電極に関して第１の所定位
置に配置され、第２の偏向電極が各プリント電極に関し
て第２の所定位置に配置され、すべての第１の偏向電極が第１の偏向電位を生成する第
１の電圧源に接続され、すべての第２の偏向電極が第２
の偏向電位を生成する第２の電圧源に接続されることを
特徴とする直接式プリント方法。
【請求項１０】情報キャリヤ上へ画像形態で帯電粒子
を蒸着するための画像記録装置であって、背面電極と、粒子源と背面電極の間に挿入された電極アレイであっ
て、前記制御アレイが複数のアパーチャから成り、各ア
パーチャが少なくとも１つのプリント電極と少なくとも
１つの偏向電極によって制御される、アレイと、電極アレイと背面電極の間に配置された粒子受容情報キ
ャリヤと、背面電極に接続され、それと粒子源の間に静電界を形成
する背面電源と、各プリント電極にプリント電位を与えるために接続され
た複数の可変の電源であって、前記制御電位は、粒子源
から情報キャリヤへの帯電粒子の飛行を選択的に許容ま
たは制限するのに十分な増幅度を有する電源と、偏向電極に可変の偏向電位を与えるために接続された少
なくとも１つの偏向電源であって、前記偏向電位は、情
報キャリヤへ向かって飛行された帯電粒子の通過軌道を
変調するために十分な増幅度を有する偏向電源と、を含
んでいることを特徴とする画像記録装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の装置において、プリント電極がそれらに関連するアパーチャの中心軸の
まわりに対称に配置されることを特徴とする画像記録装
置。
【請求項１２】請求項１０に記載の装置において、各アパーチャがプリント電極によって囲まれ、第１の偏向電極が各プリント電極の周囲の第１のセグメ
ントのまわりに隔置され、第２の偏向電極が各プリント電極の周囲の第２のセグメ
ントのまわりに隔置され、第１および第２のセグメント
がアパーチャの中心軸のまわりに対称に配置されること
を特徴とする画像記録装置。