(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオノグラフィック像印刷装置であって、
イオン源と、
電荷レセプタと、
前記イオン源と前記電荷レセプタとの間に、それらから離間して設けられ、且つイオンの通路のための開口を有する基体と、
前記イオン源に面した導電性表面を有し、前記基体上に設けられたピンチ電極と、
前記電荷レセプタに面している側の前記基体上に位置し、前記電荷レセプタに面した導電性表面を有し、且つ前記開口のエッジ部分から均等に離間したエッジを有する変位電極であって、前記基体の開口のイオン通過方向に沿った第１の位置に設けられている、変位電極と、
第１と第２の収束電極とを有し、
前記第１の収束電極および前記第２の収束電極は、前記変位電極及び前記電荷レセプタの間に位置し、前記開口のイオン通過方向に沿った第２の位置に設けられている、前記変位電極から離間した導電体であって、電荷レセプタに面した導電体表面を有する導電体の形態であり、第１の収束電極は、第２の収束電極のエッジと互いに向き合う平行なエッジを有し、
第１の選択されたポテンシャルを変位電極に印加し、かくして変位電極が、開口を通過するイオン流を第１の変位通路に選択可能な範囲で変位させる、制御手段を更に有し、
前記制御手段は、第２の選択されたポテンシャルを前記第１の収束電極及び前記第２の収束電極に等しく印加し、
該第２の選択されたポテンシャルは、第１の変位通路を通るイオン流の変位の、前記選択可能な範囲の関数であり、
前記変位電極は、第１の変位電極及び第２の変位電極で構成されており、
前記第１の変位電極と前記第２の変位電極とが、前記基体の開口を横切る第１の軸をはさんで反対側に、電気的に分離されて配置されており、
前記第１の収束電極及び前記第２の収束電極は、前記変位電極と、絶縁体を介して離間しており、
前記第１の収束電極と前記第２の収束電極とは、前記基体の開口を横切る第２の軸をはさんで反対側に配置されており、
前記第１の軸と前記第２の軸とは、略直交している、
イオノグラフィック像印刷装置。
【請求項２】
前記制御手段は、第３の選択されたポテンシャルを少なくとも１つの収束電極に印加し、かくして、収束電極は、第１の変位通路に関して所定の角度で配置された第２の変位通路に、開口を通過するイオン流を選択可能な範囲で変位させ得る請求項１に記載のイオノグラフィック像印刷装置。
【請求項３】
電荷レセプタを処理方向に移動する手段を更に有し、
前記制御手段は、少なくとも１つの収束電極をバイアスし、かくして前記処理方向に移動する電荷レセプタ上に、帯電領域のスポットを、開口を通過するイオンによって、処理方向に垂直の道に沿って連続的に形成する請求項２に記載のイオノグラフィック像印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオノグラフィック像印刷装置、より詳しくは、電荷レセプタ上に像様にイオンを指向させる改良された装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プリントにおいて、静電潜像は、電荷の保持能のある表面上に形成される。周知のゼログラフィックのプロセスでは、オリジナルの静電潜像は、「フォトレセプタ」として知られている光感受性電荷保持表面を提供することによって形成される。その表面は、典型的には、まず帯電され、次いで、フォトレセプタ上に複写すべきオリジナルの光像がフォーカスされたとき、印刷すべき像に対応する領域に放電が引き起こされるものである。オリジナルの像の白色領域は、フォトレセプタ上の対応領域を放電させ、一方、オリジナル画像上の（アルファベット、数字のような）被印刷領域では、フォトレセプタ上に対応するダーク領域（その上には、オリジナル電荷が保持されいている）が生成する。この潜像は、トナー粒子を表面上の帯電領域に付着させることによって現像される。その後、表面上のこの現像された像を形成するトナーを紙のようなシートに転写し、それから、トナーをシート上で溶融し、永久像を形成する。
【０００３】
プリントのもう一つのタイプは、イオノグラフィとして知られている。イオノグラフィでは、光を用いて、電荷フォトレセプタの領域を選択的に放電する代わりに、単純には電荷レセプタとして知られている電荷保持表面にイオンを直接適用することによって、像様に電荷保持表面を帯電する。米国特許第５，２５７，０４５号は、「収束イオン流」を利用する特別な種類のイオノグラフィを記載している。イオノグラフィのこのタイプでは、イオンの連続流は、コロナワイヤのようなイオン源から放射され、潜像の形成されるべき電荷レセプタに利用されうる。イオン源と電荷レセプタの間に、イオン堆積制御デバイスが設けられる。そのデバイスは、イオン源と、電荷レセプタとの間に介在された基体の形態であることが好ましい。この制御デバイスは、複数の開口を含んでいる。そこを介して、イオンは、選択的にイオン源から電荷レセプタ上の選択された位置に放出され、潜像を形成する。列状の開口の各々は、それに関連した「ピンチ」電極と、１以上の「変位」電極とを有する。ピンチ電極の目的は、一般にイオン源から放射されるイオンの放射からイオン流を隔離することであり、要するに、この特定のイオン流を所定の断面幅に「ロート状に狭める」ことである。このようにイオン流を所定幅に収束することによって、イオン流を、電荷レセプタ上の適当に小さなスッポトサイズに指向させることができる。それは、順に、電荷レセプタでの高い解像力の潜像生成を可能とする。ピンチ電極は、電荷レセプタの小領域上にイオン流を指向する間、変位電極を用いて、電荷レセプタ上の所望の位置にイオンの狭いビームを指向させる。その結果、電荷レセプタ上の所望の小領域は、印刷すべき所望像内のロケーションに応じて荷電される。イオン流によるイオノグラフィの実際的な利点は、電荷レセプタ上の帯電された領域の取りうるスポットサイズに比較して開口を相対的に大きくすることができることである。故に、イオン堆積制御デバイスは、全く安価に製造可能である。
【０００４】
従来技術、米国特許第４，６７５，７０３号は、互いに反対の面に設けられた、制御電極と、推進電極とを有する固体誘電体部材を有し、制御電極に隣接した領域にイオンを生成するイオノグラフィックプリンタを開示している。スクリーン電極と偏向電極とが、電荷レセプタにイオンの流れを調節する。スクリーン電極は、固定されたポテンシャルに維持され、１以上の開口を介するイオンの通路を制御する。一方、偏向電極は、電荷レセプタの上に形成された静電像の大きさ、形、位置を更に制御する。偏向電極は、イオンの道筋の１つの側方での導電性部材、または、この道筋をまたぐ２以上の導電体の形態を採りうる。
【０００５】
米国特許第４，７６３，１４１号は、イオンをレセプタ表面上に通過可能とするスリットを形成するバイアスされた導電性プレートから１〜５mm離れてコロナワイヤが位置するイオン源を開示している。導電性プレートを用いて、スリットを通ったイオンの流れを制御する。反対のウエッジは、余分なイオンをスリットの中心に収束させるように各導電性プレート上に位置決めされている。スリットの内側エッジでは、スリットからイオンをポンピングするのを補助する付加的なフリンジ電場が存在する。
【０００６】
米国特許５，３２５，１２１号は、処理方向に移動する電荷レセプタへのイオン通路に隣接する電極が設けられているイオノグラフィックプリントシステムを開示している。その電極は、交流電源にバイアスされている。交流の周波数は、イオン流を２つの方向、つまり、処理方向に平行及び反平行に吹き流すように選択される。イオン流の吹き流しの目的は、電荷レセプタ上のより広い領域の上にイオンを分散することである。また、移動する電荷レセプタ中の速度エラーを補正することである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、イオン流を電荷レセプタの所望の領域に、より正確に収束させるイオノグラフィック像印刷装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、イオン流によるスポットの位置エラ−や、イオン流の断面の歪みを補正できるイオノグラフィック像印刷装置を提供することである。
【０００９】
本発明の幾つかの他の目的は、以下の記載から明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、イオノグラフィック像印刷装置であって、イオン源と、電荷レセプタと、前記イオン源と前記電荷レセプタとの間に、それらから離間して設けられ、且つイオンの通路のための開口を有する基体と、前記イオン源に面した導電性表面を有し、前記基体上に設けられたピンチ電極と、前記電荷レセプタに面している側の前記基体上に位置し、前記電荷レセプタに面した導電性表面を有し、且つ前記開口のエッジ部分から均等に離間したエッジを有する変位電極であって、前記基体の開口のイオン通過方向に沿った第１の位置に設けられている、変位電極と、第１と第２の収束電極とを有し、前記第１の収束電極および前記第２の収束電極は、前記変位電極及び前記電荷レセプタの間に位置し、前記開口のイオン通過方向に沿った第２の位置に設けられている、前記変位電極から離間した導電体であって、電荷レセプタに面した導電体表面を有する導電体の形態であり、第１の収束電極は、第２の収束電極のエッジと互いに向き合う平行なエッジを有する。このイオノグラフィック像印刷装置は、第１の選択されたポテンシャルを変位電極に印加し、かくして変位電極が、開口を通過するイオン流を第１の変位通路に選択可能な範囲で変位させる、制御手段を更に有し、前記制御手段は、第２の選択されたポテンシャルを前記第１の収束電極及び前記第２の収束電極に等しく印加し、該第２の選択されたポテンシャルは、第１の変位通路を通るイオン流の変位の、前記選択可能な範囲の関数であり、前記変位電極は、第１の変位電極及び第２の変位電極で構成されており、前記第１の変位電極と前記第２の変位電極とが、前記基体の開口を横切る第１の軸をはさんで反対側に、電気的に分離されて配置されており、前記第１の収束電極及び前記第２の収束電極は、前記変位電極と、絶縁体を介して離間しており、前記第１の収束電極と前記第２の収束電極とは、前記基体の開口を横切る第２の軸をはさんで反対側に配置されており、前記第１の軸と前記第２の軸とは、略直交している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、制御デバイス１００中の１つの開口に沿って、切断した正面断面図であり、イオン源５３から開口を介してレセプタ２７の表面２８へ向かう、陽イオンの通路（＋記号で示される）を示している。陽イオン源が、本態様で示されているが、同様に、陰イオン源によって機能するように本発明を形成できることが理解できるであろう。イオン源５３は、線配列状に又はジグザグ線配列状に並んだ、このような複数の開口１０４に隣接して延びているコロナワイヤの形態であってもよい。あるいは、イオン源５３は、各個々の開口１０４に隣接して、中心が定められ電気的にバイアスされたピンポイントの形態であることも可能である。デバイス１００は、絶縁基体１０２を有しており、その基体は、その内部に形成されたイオンの通路用開口１０４を有する。イオン源５３に面している基体１０２の側に、そして、本態様では、開口１０４の全てのエッジを実質的に取り囲んで、本明細書では、「ピンチ（締めつける）」電極１０６として、言及するものが存在する。レセプタ２７に面している基体１０２の側には、１０８で示される第１の変位電極と、１１０で示される第２の変位電極とが存在する。図１に示されているように、変位電極１０８と１１０は、レセプタ２７に面している側の基体上に位置し、変位電極１０８と１１０とが開口１０４のエッジに沿って反対側に配置するよう、故に電気的に分離されて配置されている。
【００１２】
作動中には、イオンは、次のように、制御デバイス１００を介してレセプタ２７にイオン源５３から進められる。レセプタ２７の特定領域上のイオンの変位を当面考慮しないこととすると、イオン源５３からのイオンは、イオン源５３とピンチ電極１０６との間の電位差のために、所望の態様で移動する。これは、「ポテンシャル井戸」を生起し、イオンを制御デバイス１００中に推進させる。このピンチ電極１０６、変位電極１０８と１１０、及び、レセプタ２７は、それぞれ、高電位から低電位に、より詳しくは、より正の電圧から、より負の電圧に、その順にバイアスされる。例えば、各要素の直流バイアスの典型的な値は、次のようになるであろう。イオン源５３中のコロナワイヤ、＋５０００ボルト；ピンチ電極１０６、＋１３００ボルト；変位電極１０８と１１０、各＋１０００ボルト；レセプタ２７の表面１８、０ボルト。一般に、それらのバイアスの相対値は、それらの値の絶対値よりも重要である。直流バイアスのこの降下順におけるゼロ点は、その降下順が維持される限り、重要でない。レセプタ２７の表面２８は、例えば、ポテンシャル井戸効果が維持される限り、大変小さな正バイアス、ゼロバイアス又は負バイアスを有してもよい。イオン源５３から放出されるイオンが正電荷であるので、レセプタ２７の表面２８上の負バイアスは、イオンのレセプタ表面への流れを進めるであろう。
【００１３】
ピンチ電極１０６と、変位電極１０８及び１１０とが、バイアスされ、ポテンシャル井戸を形成する場合、これらの電極は、開口１０４の各々の側に「ポンピング」電場（フィールド）を生起する。そのフィールドは、一般に、イオン源５３から開口１０４を介して、レセプタ２７へ向かうイオン流の方向である。開口１０４を通るイオン流の横への変位がない場合には、イオン源５３からのイオンの流れは、開口１０４を介して直線的に通過し、Ｂと記された点で、表面２８上に「着陸」する。ピンチ電極１０６の１つの具体的な作用は、開口１０４を通るイオン流の幅を制御することである。矢１２０で示されたような、これらのポンピングフィールドは、イオン源５３からのイオン流を、「キャッチ」し、（イオンは、累進的に低いイポテンシャルに当然引きつけられる）、そして、結果的に、収束させ、又はロート状に狭め、開口１０４を通るイオン流を引きつける作用を有する。ピンチ電極１０６が基体の１０２の他の側上の変位電極１０８又は１１０のいずれかよりも正にバイアスされている場合、ポンピングフィールドは、ピンチ電極１０６から開口１０４を介して変位電極１０８又は１１０のいずれかに輪を結ぶように生起される。これらのフィールド１２０の強度は、開口１０４を通るイオン流の幅を制御するように役立つ。故に、ピンチ電極１０６へのバイアスは、イオン流の幅を集中及び「ピンチ」、即ち、狭くするために役立つ。生じた流れの幅は、開口１０４自身よりも、顕著に小さく（例えば、直径の１／３から１／１０、又はそれよりずっと小さく）することができる。イオン流のこのピンチングは、下に詳細に記載するようにレセプタ２７上の静電潜像の解像力を増大するように作用することができる。
【００１４】
ピンチ電極１０６を用いて、イオン流の幅を制御する間に、変位電極１０８と１１０を利用して、開口１０４の中のイオン流の位置を変位させ、かくして、レセプタ２７の特定の所望領域に、ピンチされたイオン流を「ねらう」。ピンチ電極１０６によってイオン流の幅は、開口１０４の幅よりも小さくすることできるので、イオン流は、レセプタ２７上、対応する開口の領域内の１つの領域に、開口１０４のサイズよりもずっと小さい解像力をもって位置させうる。表面２８上にＡ又はＣと印された領域のような、正確な領域へのイオン流の変位は、第１の変位電極１０８と第２の変位電極１１０と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。
【００１５】
図２は、変位電極１０８と１１０との相対的なバイアスがどのように使用されてレセプタ２７の表面２８上の高解像静電像を形成することができるかを示している。表面２８上でＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして示された個々のスポットは、制御デバイス１００中の開口１０４を通るイオン源５３からのイオンの衝突によって帯電される。その後、スポットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのような色々な帯電された領域は、トナーで現像されて所望の像を形成することができる。イオン流が開口１０４中を表面２８の所望の領域に「着地」するように通過し、一般に、開口１０４の直径または開口１０４の直径よりも僅かに小さい径を走査するので、各スポットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、五つの位置の一つに変位した１つのピンチされたイオン流の端部を示す。変位電極１０８と１１０とに隣接して示されているものは、それぞれ、単純化された電圧ダイアグラムであり、それは、対応の文字をもった所望領域内の表面２８上に、イオン流を位置させるようにするための、変位電極用電圧バイアスの相対値を示す。グラフに示された電圧レベルは、相対値のみを与え、これらの値の絶対的な数字の値は、実際の装置をデザインするとき決定できる。Ａで印されたスポットを例に採ると、所望領域内のこのようなスポットの変位にとって、変位電極１０８へのバイアスは、グラフに示されているように変位電極１１０へのバイアスに対して低い。所望スポットを図の更に右に位置させるために、変位電極１０８へのバイアスを増加する一方で、変位電極１１０ヘのバイアスを対応して減少させる。それは、スポットＢ，Ｃ，Ｄ及びＥ用の各変位電極ヘの電圧の相対的な値によって示されている。かくして、変位電極１０８と１１０との相対バイアスの調節を利用して、レセプタ２７をわたるイオン流の、（像形成観点から）好ましくは、レセプタ２７の動きの方向に直角な方向を通る、走査を引き起こすことができる。
【００１６】
図３は、実質的に線型な（より詳しくは、ジグザク線状）配列に複数の開口１０４を有する制御デバイス１００を示す。開口１０４は、レセプタ２７の動きの方向に直交して配列しており、その結果、レセプタ２７がジグザグ線状配列を越えて移動するとき、像様に帯電すべきレセプタ２７の表面２８上領域の線をレセプタ２７上に位置させることができる。図示されているように、開口１０４の配列は、各開口１０４の領域内で、レセプタ２７上の領域の当接又は僅かなオーバラップを容易にするようにジグザグである
図３に示した態様では、ジグザグ線状配列内の各開口１０４は、各開口によって「カバー」された領域内で（図２の態様中の５に対立して）３つのスポットを帯電するために適当である。かくして、所定の時間に、ピンチ電極１０６と、各開口１０４の変位電極１０８及び１１０とを操作することによって、領域Ａ、ＢまたはＣ中のスポットを、個々の所望の静電潜像を形成するため必要なように、表面２８上に位置させ得る。図３で示された制御デバイス１００の反対側上に、各開口１０４は、互いに関連し合うが、独立に制御可能なピンチ電極１０６を有する。上で述べたように、ピンチ電極１０６の目的は、開口１０４のエッジの回りに電場を形成することによって開口１０４を通過するイオン流を狭くすることである。個々の開口１０４上のピンチ電極１０６を用いて、イオン流を完全に遮断することができるので、ピンチ電極１０６は、所定の時間に印刷された個々のスポットに、像のデータを入力するために利用することができる。例えば、所定の像内の特定のスポットが、（「プリントブラック」領域としての次の現像のため）スポットの電荷の変位を必要とするなら、ピンチ電極１０６を活性化して、イオン流を所望のスポットに移動（パス）させるポテンシャル井戸を形成することができる。所望のスポットが、「プリントホワイト」領域として望まれるなら、ピンチ電極１０６を、イオンが表面２８のスポットに達しないようにバイアスすることができる。可動するレセプタ２７上のデジタル像様データをドットマトリクス印刷配列の任意のありふれたタイプに似るように、各々独立に制御可能なピンチ電極１０６を持った開口１０４の配列を調整することが、容易に可能である。ピンチ電極１０６の制御に関与する電圧が高い場合であってさえ、極端に低い電流を使用して、高い電力に伴う、予想可能な問題を避けることができる。
【００１７】
動作中、ジグザグ線状配列中の各開口１０４と関連した、各文字を有するスポットは、同時に「印刷」（つまり、像様データに従って、レセプタ２７上の各スポットにイオンを流れさすか、させないように活性化）される。こうして、同時に同様に各個々の開口１０４のための変位電極１０８と１１０とを相対的にバイアスすることによって、線内の全てのスポットＡは、印刷され、その後、線状配列内の全ての変位電極の相対的なバイアスを再調節することによって、スポットＢさらにスポットＣを印刷することができる。その後、レセプタ２７が相対的に動き続けるに連れて、像データの次の線を印刷することができる。コース内の配列中の開口１０４のジグザグは、示したように、ジグザグ印刷線を形成する。しかし、これは、全ての他の開口１０４に必要であるような、データ荷重の遅延によって、（当業者にとっては、明らかであると考えられる方法で）補償することができる。同様に、レセプタ２７の連続的な動きによって、連続スポットＡ、Ｂ、Ｃの像データの特性を補償することが要求されるかもしれない。微かな時間量が、必要な電荷を持ったスポットの形成の為に必要だからである。
【００１８】
イオン堆積制御デバイスは、イオン流の位置を決め、典型的には一定速度で動く電荷レセプタ２７上の潜像上に電荷領域のスポットを形成する。図３に示すように、電荷レセプタ２７は、矢によって示されているように、一般的に、開口１０４の列の方向に垂直である処理方向Ｐに、連続的に動かされる。実際的な印刷装置では、装置の費用を付加し、位置的なエラーの源を導入するとも考えられる、ステップ状ではなく、連続的にレセプタ２７が可動することが好ましい。しかし、変位電極１０８と１１０との位置によって、開口１０４を通過するイオン流は、図２および３に示されているように、処理方向Ｐに実質的に垂直である道を通してのみ、偏向可能である。レセプタが一定の速度で可動するという事実は、表面２８上で形成し、生じたスポットは、処理方向Ｐに直交するライン内に位置しえないことを意味する。（図３を例とするように）、表面２８が一定の速度で移動するとき、スポットＡは、スポットＢ及びＣの前、適当な時に先ず形成され、３つのスポットは、それらが、表面２８上で形成されるとき、斜めに配置するであろう。
【００１９】
図４は、処理方向Ｐを通って可動する、表面２８上のスポットＡ、Ｂ、Ｃの変位を、代表的な１つの開口１０４を介して、示す平面図である。表面２８に直線を印刷することを望むとき、この線は、互いに斜めに位置する開口１０４にわたる異なるスポットファミリイＡ，Ｂ，Ｃによって引き起こされる「シングリング（shingling ）」としても知られているジグザグ効果を示すであろう。
【００２０】
収束したイオン流でのイオノグラフィック印刷のための、もう一つの実際的な配慮は、偏向イオン流の「蝶ネクタイ」作用である。変位電極１０８と１１０によって極微に偏向され、かくして、開口１０４の中心に向かって開口中を通過するイオン流は、断面が、適度に丸くなる傾向にある。しかし、変位電極１０８又は１１０が利用され、このイオン流を開口１０４の１つのエッジ又はもう１つのエッジに向けて変位するとき、偏向したイオン流の断面形は、平坦化して、丸ではなく、延びた卵形になる傾向にある。開口１０４を通過するイオン流の断面が卵形のために、表面２８上の帯電領域に生じたスポットは、タマゴ面状に平板化する。その帯電領域がトナーで現像された場合には、現像領域の色々なスポットは形状及びサイズにおいて変化するであろう。
【００２１】
図５は、色々な変位の程度での、イオン流の典型的な振る舞いを、開口１０４を介して示す平面図であり、Ａ〜Ｆとして断面で示される。電極１０８近くのスポットＡ又は電極１１０近くのスポットＦのような、より変位したイオン流に関連するスポットは、開口１０４の中心に向かうＣ及びＤのようなスポットの望ましい丸い形を呈しない。
【００２２】
図６は、本発明によるイオノグラフィック配列（又はイオン堆積制御装置）の、付属電極を伴う、一つの開口１０４の斜視図である。図６に示されうるように、基体１０２中に規定・形成された開口１０４は、ピンチ電極１０６と、変位電極１０８及び１１０とに加えて、一対の収束電極１５０と１５２とを含んでいる。収束電極１５０と１５２は、絶縁基体１５４と１５６とによってそれぞれ絶縁することによって変位電極１０８と１１０とから離間している。開口１０４を通る道をもし開口の「長さ」とみなし、変位電極１０８と１１０とをこの長さに沿った１つの位置に設けられているとみなすなら、収束電極１５０と１５２とは開口１０４の長さに沿った第２の位置に設けられる。また、変位電極１０８と１１０とは、開口１０４に通る１つの軸を横切って、互いに開口１０４を越えるように設けられる一方で、収束電極１５０と１５２とは、開口１０４を通る第１の軸に実質垂直である第２の軸を横切って、互いに開口１０４を越えるように設けられている。図に示したように、基体１０２の厚みは、例証の目的では、絶縁体１５４又は１５６の厚みよりも明らかにずっと大きい。しかし、絶縁体１５４と１５６の厚みは基体１０２の厚みとほぼ同等又はそれより大きくすることができることが知見された。全デバイスの性能を最適化するために、基体１０２と、絶縁体１５４及び１５６との相対的な厚みは、各電極への相対電圧を調節することによって、調節することができる。また、逆も真である。
【００２３】
変位電極１０８及び１１０の目的は、開口１０４中を通過するイオン流を第１の変位通路に沿って偏向させることである。この変位の通路道は、一般に、図５中のスポットＡ〜Ｆの相対位置に対応する通路のように、図中のＰとして示された処理方向に垂直である。対照的に、収束電極１５０及び１５２は、補正相対バイアスをそれらに適用することによって、処理方向に一般に平行な第２の変位の通路に沿って、イオン流Ｉを変位させることを意図する。かくして、変位電極１０８及び１１０と、収束電極１５０及び１５２とが組み合わされて利用されるとき、イオン流Ｉは、２つの分離した軸に沿って効果的に変位又は操作される。イオン流のこの操作は、図４に示したようなスポット変位曲がり（歪み、斜行、skew）、また図５中の蝶ネクタイ作用を補償するように、利用することができる。
【００２４】
図７は、図４に示したように、スポット変位曲がりの問題を治癒するための、収束電極１５０と１５２との動作を、開口１０４を介して示す平面図である。スポット−変位曲がりを中和するような、収束電極間の相対的なバイアス電圧を示す代表図が、収束電極１５０と１５２とに関連して示されている。これらの電圧は、図示されていない制御システムを介して色々な電極に適用されるであろう。なお、その構造は、当業者には明らかである。図示したように、収束電極１５０には、正又は負の電圧が選択的に適用され、一方で、収束電極１５２は、接地される。しかし、重要なことは、各収束電極に印加された相対電圧と、その電極１５２は、同様に、絶対的なターム（term）においてバイアスできることである。収束電極１５０と関連して示された波形中、変位電極１０８と１１０とによるスポットＡ，Ｂ，Ｃの変位に対応して、Ａ、Ｂ、Ｃとしてラベルされた３つの「ステップ」を見出すことができる。もし、ピンチ電極１０６と組合わさって変位電極１０８と１１０とが、表面２８が一定の速度で移動するにつれ、スポットＡ，Ｂ，Ｃをその順で印刷するように操作されるなら、収束電極１５０と１５２とは、スポットの各々を形成するイオン流を、処理方向Ｐに平行な変位通路に沿って変位するように作動させることができる。かくして、スポットＡ、Ｂ、Ｃは、表面２８上に位置する全てのとき、移動する表面２８上、処理方向Ｐに垂直な１つの線に沿って、位置する。要するに、収束電極１５０と１５２との役割は、一定速度で移動する表面２８上に非連続スポットＡ，Ｂ，Ｃを位置決めする場合に、時間遅延により引き起こされる、位置的なエラーを補償することである。
【００２５】
収束電極１５０と１５２とは、また、図５に示された蝶ネクタイ作用を中和するためにバイアスされうる。図８は、電極１０８と１１０と、収束電極１５０と１５２とを備えた、開口１０４を介した平面図であり、開口１０４のエッジに向けて変位したイオン流の断面の歪みが同じバアイスを両収束電極に適用することによって、いかに中和することができるかを示す。収束電極１５０と１５２とに関連した波形によって理解できるように、変位電極１０８と１１０とを用いて、開口１０４のエッジに向けてイオン流を偏向する。両収束電極１５０と１５２とへの均等なバイアスは、変位電極１０８と１１０との間の相対的なバイアスに応じて、収束電極１５０と１５２へのバイアスを変えるように調整された（図示されていない）制御手段によって、供給される。両収束電極１５０と１５２とに均等に印加された増加バイアスは、結果的に、変位電極１０８と１１０によって形成された変位の通路に垂直な方向にイオン流を「スクイズ」することができる。そうして、断面内の歪みを中和する。歪みのこの中和作用は、図５のスポットＡ，Ｂ，Ｅ及びＦと、図８のそれらとをそれぞれ比較して、見出すことができる。変位電極１０８と１１０により引き起こされたイオン流偏向が、スポットＡとＦとの中でのように増加するにつれ、収束電極１５０と１５２との「スクイズ」作用の必要性は、より絶対的（absolute）電圧を必要とする。開口１０４の中心に近接しているスポットＣ、Ｄは、収束電極１５０と１５２とによって本質的に全く補正を必要としない。この装置と技術とを使用することによって、電荷レセプタ２７の表面２８上に位置する帯電領域の全てのスポットは、変位電極１０８と１１０とによるイオン流の変位の程度にかかわらず、一般に、望ましい丸い同じ形状を有するものとなる。
【００２６】
変位電極１０８及び１１０と、収束電極１５０及び１５２との両方が、電荷レセプタ２７に面する表面を含む。米国特許第５２５７０４５号に詳細に記載されているように、ピンチ電極１０６と、変位電極１０８及び１１０とが基体１０２上で反対方向に面している事実が、イオン流を望ましい小断面に収束する、即ち「ロート状に狭める」場合の、装置の性能に関連する。同じ原理が収束電極１５０と１５２とに適用される。それらは、要するに、第２の変位電極の組のように作用し、正規の変位電極１０８と１１０とに、適切なアングルで作用すると言われるかもしれない。変位電極１０８と１１０とは、好ましくは、開口１０４のエッジに全体的に接触したエッジを規定するように形成される一方、収束電極１５０と１５２とは、それらの意図する目的の特性のために、開口１０４のエッジをフォローする必要がない。実際、蝶ネクタイ補正のために、両収束電極は、同等にバイアスされるので、電極１０８と１１０によって引き起こされる変位の通路に沿って同等なフィールドを提供することが望ましい。この対称的なフィールドは、図示したように、収束電極１５０と１５２とを互いに平行に位置させることによって、もっとも良く提供される。
【００２７】
変位電極１０８と１１０とは、開口１０４部分のエッジを基準に均等に離間している。本願明細書の特許請求の範囲で用いられているように、「均等に離間している」というフレーズは、変位電極の少なくとも１つのエッジが、開口１０４の部分の輪郭をフォローすべきことを意味する。変位電極のエッジは、開口１０４のエッジに正確に隣接するであろう（つまり、離間距離が、均一であるが、ゼロでない）。本発明の好ましい態様によれば、変位電極のエッジと、開口のエッジとの間にいくらかのスペースを設けてもよい。その結果、変位電極のエッジは、開口のエッジと均等に且つわずかに離間している。露光された導電体を有する任意の電子デバイスでは、イオン堆積制御デバイスが、色々なポテンシャルで露光された導電体の間に、弧光を発する傾向にあり得る。弧の投射を減じる１つの設計態様は、各開口１０４のエッジに沿って、基体１００の表面上の電極（ピンチ電極１０６、又は変位電極１０８、１１０の一方、のいずれか）と開口１０４自身の実際のエッジとの間に均等の離間距離を設けることである。かくして、変位電極の場合、１０８又は１１０のような変位電極は、基体１００の表面上に位置すべきであり、また、開口１０４のエッジを本質的にフォローすべきである。しかし、開口１０４の実際のエッジから離間すべきである。電極のエッジから、開口１０４のエッジまでの離間距離は、厚み９ミル以下の基体１００にとっては、好ましくは、約２ミルのオーダーである。一般的なガイドラインとして、電極のエッジと開口のエッジとの間の離間距離は、１０ミル以下の厚みを有する基体１００にとっては、３ミル以下であるのが好ましい。
【００２８】
収束電極１５０と１５２とは、一定速度で移動する電荷レセプタ表面によって引き起こされるスポット変位曲がりを中和するために有用である。イオン流の変位によって引き起こされる蝶ネクタイ作用にも有用である。スポット変位曲がりは、２つの収束電極間に相対電圧バイアスをかけることによって治癒される。一方、蝶ネクタイ作用は、選択された絶対的なバイアスを２つの収束電極に等しく印加することによって減じられる。曲がりと蝶ネクタイ作用のための２つのタイプの補正は、収束電極に同時に適用することができ、２つの異常を同時に治癒する。
【００２９】
上記図２に示した例中のように５つの可能な位置の１つ内に帯電された領域のスポットを位置させることができる各開口を持った配列中、１つの開口の周りの色々な電極に印加した相対バイアスのセットを図９は示している。図９では、位置Ａ〜Ｅにイオン流を向けるための電極に印加した相対バイアスと関連して、ラベルした波形を示す。理解できるように、変位電極１０８と１１０とは、図２の例中のように、対称的な程度にバイアスされる。その結果、イオン流は、要求されるように位置Ａ〜Ｅに変位する。収束電極１５０と１５２とは、それらに同時に印加された２つのタイプのバイアスを有するように示されている。その２つの別々の波形は、各々のケースでＸ、Ｙとしてラベルされている。Ｘ波形は、曲がり補償に関連し、Ｙ波形は、各々のケースで蝶ネクタイ補正波形に関連する。両収束電極１５０と１５２とにとって、Ｚとして示された波形は、ＸとＹとの波形の合計を示し、両タイプの異常補償は、同時に発生していることを示している。両収束電極１５０と１５２のためのＸ曲がり補償波形を見ると、収束電極１５０のみが直流バイアスされ、スポット配置曲がりを補償をする。一方、収束電極１５２は、直流バイアスされてない。これは上記図７の状況に均等である。もちろん、この具体的なケースで重要なことは、電荷レセプタ２７の一定速度の動きと整合したような、収束電極間の相対バイアスである。収束電極１５０と１５２とは、Ｘ波形によって示された相対バイアスを得るために、絶対的タームでバイアスされてもよい。Ｙ波形は、両収束電極にとって同じである。それは、変位電極１０８と１１０とによって引き起こされる大きな変位が存在する（Ａ及びＥのような）スポットのため、両電極への絶対バイアスの増大を伴う。
【００３０】
収束電極１５０と１５２のためのＸとＹ波形が結合したときに生じた、収束電極に加えられ全波形は、両ケースでＺ波形として見出すことができる。変位電極と収束電極全てにとって、ここで示したものは、相対バアイスのみである。これらのバイアスの絶対値は、ハードウエア自身の具体的な構造に依存するであろう。例えば、０ボルト基準のこれらの波形の各々の位置と、より「高い」バイアスが、実際、より正か負かは、特にオリジナルイオン源の電圧について、装置全体の構造に依存している。また、図９に示すように、ＸとＹ波形が、Ｚ波形内で結合したとき消失する様に時々見えるという事実は、たった１つの考えられる態様にのみ特別である。Ｙ波形及びＸ波形、故に、その任意の組み合わせが、個々のイオノグラフィック装置の具体的な特性や用途に依存して、任意の外観を取りうる。
【００３１】
本発明の重要な実際的な利点は、単一のイオノグラフィックの装置のハードウエア（イオン堆積制御装置を意味する）を、より広い範囲の解像度の像を生成するように制御できることである。変位電極１０８と１１０とを制御して、各開口について、ステップ数、故に、取りうる可能なスポット位置の数を広い範囲とすることを可能とする。各開口につきスポット位置がより多く提供されるほどスポットのシングリングのために要求される補償はより少なくなることに気付くであろう。この考察は、収束電極１５０と１５２とを制御するＸ波形に影響するであろう。シングリングの量とそのための補償は、また、全印刷装置の所望のプロセススピードに依存する。
【００３２】
図１０は、本発明の他の態様によるイオン堆積制御装置の一部の平面図である。それは、開口１０４の２つの列を有する。このような２列デバイスの一般的な機能は、米国特許第５２５７０４５号に記載されている。示されているように、開口１０４の平行な２列は、１５３で示されるように、少なくとも１つの収束電極を分かつように設計できる。その電極は、開口の各列に隣接する平行なエッジを有する。収束電極１５０、１５２、１５３は互いに、また、各開口に関連した変位電極と整合して、制御する意図であることが見て取れるであろう（図において、開口１０４の一対のみのための変位電極１０８と１１０は、例証のために示されている）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による１つのイオン流制御デバイスの詳細な正面断面図である。
【図２】従来のイオノグラフィック装置中の１つの開口の斜視図であり、開口内のスポット変位の技術を示す。
【図３】イオン流の選択通路用の、複数の開口を有する従来のイオノグラフィック印刷装置の動作を示す概略斜視図である。
【図４】イオノグラフィック装置の、１つの開口を通した平面図であり、スポット変位曲がりという異常を示している。
【図５】イオノグラフィック装置の１つの開口を通した平面図であり、イオン流断面歪みという異常を示している。
【図６】本発明のイオノグラフィック印刷装置の、関連電極を伴った、１つの開口を示す斜視図である。
【図７】本発明のイオノグラフィック印刷装置の、１つの開口を通した斜視図であり、スポット変位曲がりを中和する装置の動作を示す。
【図８】本発明のイオノグラフィック印刷装置の、１つの開口を通した斜視図であり、イオン流断面異常を中和する装置の動作を示す。
【図９】本発明のイオノグラフィック印刷装置中の開口に関連した電極に印加した相対バイアスの波形の組を示す図である。
【図１０】本発明のイオノグラフィック印刷装置のイオン堆積制御デバイスの他の態様の部分平面図である。
【符号の説明】
２７  レセプタ
５３  イオン源
１００  制御デバイス
１０２  絶縁基体
１０４  開口
１０６  ピンチ電極
１０８、１１０  変位電極
１５０、１５２  収束電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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