JPH04505899A - プリンターの印刷性能改良の方法と該方法のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プリンターの印刷性能改良の方法と該方法のための装置本発明は静電印刷機の印 刷性能を改良する方法に関するもので、かかる静電印刷機においては、電極マト リックス等を使って、電気信号の潜像電荷パターンを生成し、情報のキャリアに 対して顔料の粒子を吸い付ける電界を一時的に作り出すものである。

且皿辺宣ｉ 国際特許出願明細書ＰＣＴ／５Ｅ８８１００６５３号は、レーザープリンター等 の光導電性のプリンターの場合のように一時的に光学的エネルギーに変換して中 間で記憶する必要なしに、コンピュータ生成の電気信号から直接、情報キャリア のうえに絵や文章を顔料の粒子で現像する方法を開示している。つまり、少なく とも一つの電圧源と電気的に接続したマトリックスで所望のパターンの形状に応 じてすくなくとも部分的にマトリックスを通過する道を閉じたり開いたりするよ うに制御された少なくとも一つのスクリーンや格子状のマトリックス、好ましく は電極マトリックスと情報キャリアとを協同させて問題の解決に当たっている。

このようにして開かれた通路を通して、電界が露出されて顔料粒子を情報キャリ アーにひきつけるのである。

この方法（以下ＥＭＳ−コンセプトと称する）は、上記特許でも触れているよう に、出来上がった印刷の質が十分高くない、とりわけ繰り返して連続的に使用し た場合に、よくないという欠点があった。

ＥＭＳ−コンセプトでかかる装置を連続し繰り返し使用する際に生ずる問題の一 つに、電極マトリックスの電極が徐々にトナーで覆われてしまう事がある。これ は、直接には印刷の品質の低下を招くものでは必ずしもないが、しかし場合によ ってはメツシュの目詰まりの原因ともなり、印刷が均一性を欠いてかすれたり、 紙に付着するトナーの量が多すぎて境界線がぼやけたりして印刷が全体として黒 くなりすぎる。

ＥＭＳ−コンセプト開発中に遭遇したもう一つの問題は、トナーを容器から電極 マトリックスに極めて近接した所まで移動させる際に通常必要である磁界に関す るものである。磁気を帯びたトナーを使う際に最もよく使われる方法は、ローラ ー（以下、現像ローラーと称する）を複数の磁極をもつコアの回りに配してトナ ーを運ばせるもので、磁力の流れはローラーの軸の長さ方向に対してほぼ直角に 導かれる。市販の現像機はほぼ全部が光導電プリンターとコピー機に使用されて いるため、磁気コアの極のサイズと方向は、この種装置に使用されるタイプの現 像ローラーの周囲表面の短い部分でできるだけ好条件でトナーの現像を可能にす るように作られて来た。

ＥＭＳ−コンセプトの実施例によっては、多数のライン電極マトリックスを使っ て、光導電プロセスにくらべ現像ローラー周囲により長い通路を設け、これにそ って現像が可能になるようにしている。

電極マトリックスの長さは、場合によっては、１０倍も長い通路が必要である。

今日よく使われている磁極の設計を使うとすると、その近接領域で現像が行われ る磁極の中央から最も遠くにあるメツシュラインにおいては、この部分の磁界の パターンが最適でないために印刷が薄いかあるいは全く現れないことがある。ま た、現像ローラーの周囲表面の曲率が上記の最適でない磁力をさらに悪化させる ように作用して、電極マトリックスの一番外側の部分では印刷の品質条件が低下 する。

上記の問題点は、ＥＭＳ−コンセプトに特有のものではなく、通路が電気的に作 られる静電画像プリンターコンセプトでも大なり小なり見られるものである。

上記の問題や従来技術には共通して印刷品質の問題があり、そのため読み易さも 低下し、その結果競争力と消費者間の評判の低下を招いた。

ロ　一 本発明の目的は、保守やサービスなしに連続して使用しても、ＥＭＳその他の静 電印刷機のコンセプトで質が高く読み易い印刷を可能にする方法を提供すること にある。この問題は、原料の粒子を電極からの方向に移動させる力の場に暴露さ れている起動時期の間の不動時間の少なくとも一部では、電極マトリックスの電 極によって解消される。

皿血辺■皿 本発明を以下、添付の図面に示す実施例についてより詳細に説明する。

第１ＶＩＪは、電極マトリックスを真空掃除するための蛇腹状のトナー容器と、 印刷ヘッドをもつ現像機の透視図である。

第２図は、第１図の印刷ヘッドを取り付けた現像機の断面図である。

第３図は、印刷ヘッドと回転可能な蛇腹状のトナー容器を具備する現像機の改良 例の断面図である。

第４（！Ｉは、第２図の印刷ヘッドのついた現像機の別の実施例の断面図であり 、ここでは蛇腹状のトナー容器は回転可能な装置によって圧縮されている。

第５図は、第４図の現像機であり、ここでは蛇腹形状のトナー容器は圧縮されて いない。

第６図は、印刷スロットに送風したり、及び／又は真空掃除するための保持装置 のついた陽極の断面図である。

第７１！Ｉと第８図は、電極マトリックスに残存するトナーを磁気的に掃除する 回転磁気コアの断面図である。

第９図と第１Ｏ図は、第７＠に示した磁気コアのながの転写極をどのように変更 して現像可能な範囲を拡大するかを示す。

第１１図は、磁気コアのなかの転写極をどのように変えて、いろいろなメツシュ における印刷の黒さを均等にするがを示す。

皇直廻辺皿皿 図中、符号の１は電極マトリックスのながの電極、本出願では印刷電極であって 、その延長部分は用紙の運動方向にほぼ平行にのびている。符号の２は、電極マ トリックスのなかの第２の電極、本出願では横方向の電極であり、その延長部分 は用紙の運動方向に対してほぼ横方向に伸びている。３は、電極１と２との間の 電極マトリックスを通る通路、本出願ではメツシュであり現像の際にトナーを運 ぶ、符号の７は、用紙等の情報キャリアーであり、９は容器１４から電極マトリ ックスの近くに顔料の粒子１１　（トナーとも称する）を運搬する現像ローラー であり、１ｏは、いわゆる陽極であってもいい、背後の電極を表す。符号の１４ は、トナーの容器、１５は現像機、１６は印刷ヘッドであって印刷ヘッドは電極 マトリックス１．２と駆動電子手段と陽極１０と保持機からなる。符号の１７は 電極マトリックスに近接する印刷スロットであり、現像中にトナーがこれを通過 したりあるいは付着したりする。１８は、蛇腹状のトナー容器であり現像機の内 側で空気流により圧力を交互にかけることにより、圧縮したり拡張したりできる 。

第３図において、トナー容器はねじりバネ１９を中心にして回転可能な蛇腹１８ からなり、バネは回転可能な蛇腹を広げた位置、っまり最大量の空気を含む位置 に保持するためのものである。

第４図と第５図に示す実施例では、蛇腹は偏心させて形成した回転ディスク２１ により運動を生じる０回転ディスクは回転軸２２を中心として回転し蛇腹１８を 圧縮する。引張バネ２３は蛇腹１８を最大量の空気を含んだ拡張状態に保持する 役を果たす。符号２４は、偏心ディスク２１から圧力を伝達するスラスト板であ る。磁気スクレーバー２５により、適当な量のトナーが現像ローラー９に供給さ れる。

第６図の背後電極１０は電線２６から電導ネット２７又はその他の多孔性の材料 を経て高電圧を供給される。電極１０自体は不均等な圧力を生じず、当該手段の 領域の横方向両側に空気流の通過を許すような構造であって、透磁性の陽極であ ってもよい、符号は、電極マトリックス及び例えば駆動電子手段等の付属装置の ための保持機を表す、透磁性陽極２７の保持機は２９で示めされ、用紙のコント ローラは７で示す、陽極保持機２９のなかには、印刷スロット１７から行き来す る空気を通すための穴３０ａ、３０ｂが配置されている。

第７図ないし１１図に図示する実施例において、符号３１は一つないし複数の磁 極を包含する磁気コアであり、３２は磁気コア３１を回転するためのレバーであ る。符号３３は、磁気コアの中の磁極であり、３４は磁気コアの中心又はこれに 対して偏心して配置されている回転軸である。符号３５は、磁気コアのなかの二 つの極の間に、又は、磁気コアと磁気スクレーバーとの間にある磁界線である。

極めて短時間、圧力スロット１７を通して空気流を通過させることによって、電 極マトリックスに残存するトナー粒子をきれいに掃除することができる。第１図 と第２１！ｌに示すものが、このタイプのものである。図中、従来のトナー容器 に代えて容器の頂点に力をかけることによって圧縮したり拡張したりすることの できる蛇腹状の容器１４を用いている。例えば、電磁石等の作動装置または回転 する偏心装置をつかって、好ましくは新しい用紙を入れている間に、容器を自動 的に圧縮したり拡張したりする。

第４図及び第５Ｉ！Ｉに偏心ディスクを使った実施例を示す。

この装置は、容器から外側に向けて（送風するように）もしくは内側にむけて（ 吸い込むように）空気流を生成することができるが、トナーを容器に戻せること を考慮すれば吸い込む方向の流れを使うのが好ましい。　圧縮させたり空気流を 圧力スロット１７に吹き込んでいる間に、トナーは装置全体にひろがり長期間使 用するとプリンターのなかにある手段を汚染して問題を生じる。これを避けるた め、容器１８は用紙を現像している間に運動Ｒ１によってゆっくりと圧縮しなけ ればならない。第４図にこれを示す。ここで生ずる過圧ｐ１は現像機から空気の 移動をほとんど許さないが、これによって現像プロセスに支障は生じない。後に 、用紙が圧力スロットから出てきて電極マトリックスが掃除される段階で、回転 装置２２．２１の作動装置はバネ２３であらかじめ応力をかけである容器１８を 急に解放するので、容器１８において極めて短時間に生ずる拡張Ｒ工が現像機内 に比較的大きな減圧ｐ２を生じ、これによってうまれた空気流は十分強力である ので、電極のみならず隣接する部分までトナーが残らないように掃除することが できる。

第３図にトナーのための蛇腹型容器１８の別の実施例を示すが、これは主として 回転運動によって圧縮するものである。容器１８のひだは軸２０の回転中心に向 かって収れんしており、軸に対して軸を密封するように密着している。ねじりバ ネ１９はあらかじめ容器１８に引張をかけており、起動していない状態で最大量 の空気を包含するようになっている。容器は圧縮されたり、第２図の実施例に関 連して記述したように軸２ｏに伝達される比較的ゆっくりした運動によって作動 される。ここで生じ、容器を最大限に圧縮し保つために必要なトルクは、二枚の 用紙の間で適当な時期に解除される。

このようにして圧力スロットを掃除することができ、次の用紙の現像に備えるこ とができる。

現像機のなかで強力で短い減圧Ｐ２がトナーをかきまぜるので、上記の装置を使 って従来現像機で使われていたトナーの撹拌機に代えることもできる。

電極マトリックスを掃除して残存するトナー１１を取り除くもうひとつの方法は 、陽極１０にむかって空気を吹付けるか吸い込むやり方である。第６図は、そう した実施例の一つを示す、穴３０ａに向かって外部のポンプ又はファンユニット からプラス又はマイナスの圧力Ｐを加えるや電線２６によって高電圧源に接続し ている透磁性陽極２７は、空気流が保持機２９のスロット状の穴３０ｂを自由に 通過するようにさせる。ここで生じた空気流は電極マトリックスと周辺部分を上 述のようにきれいにする。第６図の装置が各用紙の現像の合間に掃除手段として つかわれるほか、現像プロセス中に各用紙を背後電極に対して密着させるため吸 い付ける役もはたす。その後に穴には弱い減圧Ｐを加えて導電性の陽極２７上で 用紙がロックしてしまったり紙つまりをおこさないようにする。

第７図と第８１！Ｉに電極マトリックスを掃除する他の方法を示す。

磁気コア３１中の磁極の一つ３３ｂは、特別に強力な磁力の流れを与えることが できる。いわゆる非汚染径３３ｂは、現像の間、トナーのたまりの中に下向きに おいて現像プロセスに支障を来さないようにする。これを第７図に示す、掃除を している間は、磁気コア３１を回転装置で回転させて、非汚染径が圧力スロット １７の下側にくるようにする。これを第８図に示す、これによって生じた磁気ト チー粒子上の磁力は、粒子が電極１．２から下向きに現像ローラー９に向かって 引かれるようにするべきである。掃除がきわめて短時間で終了した時点で、磁気 コア３１を回転して非汚染極３３ｂが最終的には下向きになり転写極が圧力スロ ット１７の下に来るようにする。

第９図と第１０図にトナーの粒子がどのようにして磁気ダイポールチェーン３５ を形成するかを示すが、これはシステムの極３３の間の磁界線とほぼ同じになる 。チェーンによっては、例えばチェーン３５ｂなど、二つの極の間でとじたブリ ッヂを形成するものもあり、ダイポールチェーンが開いて直立するダイポールチ ェーンの「森」、すなわち現像領域を形成する。これを第９図に拡大して示す。

図面のなかでこの部分の幅は、ｘｂで示す、複数線の電極マトリックスを使う場 合は、光導電プリンターで通常みられるよりもこの部分を広くし電極マトリック スの線全てが直立ダイポールチェーン３５ａの上に最終的にくるようにする。こ れは、活性種の幅Ｚを増すだけでできるので都合がよい、他の方法としては、極 ３３ａと現像機ローラー９の表面の間の距離を増す方法もある。

第１１１！Ｉに磁極の磁界をさらに改良した例を示す。現像機ローラー９のエン ベロープ表面が曲がっているため、ローラーの一番高い側にある線についてはト ナー粒子との距離が大きくなる。このため、平面の陽極からの磁界の強度がトナ ー粒子Ｅ１とＥ２との間で違ってくる。比較的直径の小さい現像機ローラーにお いてはこの特性が、周辺に位置する線の濃度を減少させる。しかし粒子に加わる 力Ｆの合計は、静電及び磁気Ｆｍの力が強いとはいえ、粒子の上にかかる幾つか の有効力の合わさったものである。Ｅ２の減少した電界力を減少した逆向きの磁 力Ｆｍ２で補償すると、現像条件は現像ローラーに対する相対的な位置と関係な く、全てのメツシュについてほぼ理想的なものになる。転写極３３の輪郭ｆｙ（ ｘ）を変えるだけでこれを達成できる。極の端部表面と現像ローラーの内側エン ベロープ表面との距離は中央線からの距離が増すにつれ、増加するようにして変 化させる。本発明は上記の実施例に限定されるものではない。

本発明はここで述べられた現像および顔料粒子のシステム以外の、たとえばキャ リアーのついた単成分のトナーにも応用できる。本発明の一部分は、例えば国際 特許出願　５Ｅ８８１００６５３に開示された、電極が用紙の後ろ側にあるもの にも有効である。

電極マトリックスを掃除するための空気流は上記以外の方法に因っても生成でき るがそれらも全て本発明の範囲内に含め得る。

磁気コアは極の数に関しては変更の余地がある０本発明の範囲内で電磁極の使用 も可能である。転写極の中の流を生成するコイルを通るエネルギーを増大させる ことによって、一時的に短時間の間、磁界の力を増すことは有効である。その場 合は、コアを上記のように回転させなくともよくなる。

ＦＩＧ、１ ＦｉＧ、９ ＦＩＧ、１１ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）平成　３年１２ 月　６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電極マトリツクス等の手段により、一時的に電界を生じて顔料の粒子（１１ ）を情報キャリア（７）に引き付け電気信号の潜像電荷パターンを生成する静電 印刷機において、活動期間の間の不動期間のすくなくとも一部期間、電極マトリ ツクスの電極（１、２）が電極から遠ざかる方向に向かって顔料粒子（１１）を 移動させる場の力に暴露されることを特徴とする、静電印刷機の印刷性能を改良 する方法。 ２．力の場が空気流及び／または磁力であることを特徴とする、特許請求の範囲 第１項に記載の方法 ３．短期間、好ましくは新しい情報キャリアー（７）が前方向に供給されている 間、顔料粒子が通過することかできる電極マトリツクスに最も近いスロツト部分 （１７）が吹き付けるあるいは吸い付ける空気流にさらされることを特徴とする 特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ４．容器（１８）を短期間圧縮してスロツト部分（１７）に減圧を生ぜしめるこ とにより、空気流が短期間生成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項に 記載の方法。 ５．電極マトリツクス等の手段により、一時的に電界を生じて顔料の粒子（１１ ）を情報キャリアー（７）に引き付け電気信号の潜像電荷パターンを生成するよ うに配置された静電印刷機にかかる、特許請求の範囲第１項に記載の方法を実施 する装置であって、電極マトリツクスに量も近いスロツト部分（１７〕が短時間 の問、磁力及び／又は正または負の空気圧を生成するための装置に接続可能であ ることを特徴とする装置。 ６．容器（１４、１８）が、蛇腹状で起動または回転装置によって圧縮と拡張さ れることができるような顔料粒子の容器からなることを特徴とする、特許請求の 範囲第５項に記載の装置７．短時間磁力を生ずるための装置か、顔料粒子（１１ ）を容器（１４、１８）から該スロツト部分（１７）へ運ぶために現像ローラー （９）の内側に設けられた磁石（３３ｂ）からなり、該磁石はスロツト部分から はなれた不動位置からスロツト部分の直ぐ前の活動位置まで揺動することができ ることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の装置 ８．容器（１４）から電極マトリツクスに顔料粒子を運ぶための電極マトリツク ス（１、２）等が現像ローラーと近接して後続されている静電印刷機において特 許請求の範囲第１項と第２項に記載の方法を実施する装置であって、現像ローラ ー（９）の内側に、少なくとも一つの非汚染磁極（３３）をもつ磁気コアがあっ て短時間、電極マトリツクスに量も近いスロツト部分の上に磁界を生成し、該磁 界の長さは電極マトリツクスの長さに対応していることを特徴とする装置。 ９．非汚染極（３３）か現像ロラーの内側エンベロープ表面の半径よりも小さい 半径をもつように極表面に曲率がつけられており、極の端部表面から現像ローラ ーの内側エンベロープ表面までの距離が極の中央線から遠ざかるにつれ増大する ようになっていることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０．磁力を生ずるための装置が電磁石であり、磁石の磁界の強さが可変である ことを特徴とする特許請求の範囲第５、８、または９項に記載の装置。