JP2013222208A - 記録担体を印刷するためのデジタルプリンター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像ステーションは、現像液を電荷画像担体に転写するアプリケーション手段と、現像液をアプリケーション手段に供給する、プレチャンバと電極セグメントとを有している供給システムとを有しており、アプリケーション手段は現像液を引き受けるために補償体積体を通過し、電極セグメントは、プレチャンバに隣接しており、かつ、アプリケーション手段の側方に、アプリケーション手段との間に間隙が形成されるように配置されており、当該間隙を通って現像液が案内され、電極セグメントは、間隙内で現像液のトナーがアプリケーション手段に移るような電位にあるデジタルプリンター。
【選択図】図3
Description
当該デジタルプリンターは少なくとも1つの印刷ユニットを有しており、
当該少なくとも1つの印刷ユニットは、印刷されるべき画像の電荷画像を電荷画像担体上に形成するステーションと、トナーおよび媒質液を有している現像液を用いて前記電荷画像担体上の電荷画像に着色する現像ステーションとを有しており、
前記現像ステーションは、
・前記現像液を前記電荷画像担体に転写するアプリケーション手段と、
・前記アプリケーション手段の側方に隣接して配置されている供給システムとを有しており、当該供給システムは、前記現像液を前記アプリケーション手段に供給し、プレチャンバと電極セグメントとを有しており、
前記プレチャンバは、側方に位置しているアプリケーション手段の方に開放しているとともに、上方へ開放しており、かつ、前記現像液で満たされており、これによって開放された表面を伴う現像液から成る補償体積体が生じ、前記アプリケーション手段は現像液を受け取るために当該補償体積体を通過し、
前記電極セグメントは、前記プレチャンバに隣接しており、かつ、前記アプリケーション手段の側方に、該アプリケーション手段との間に間隙が形成されるように配置されており、当該間隙を通って前記現像液が案内され、
前記電極セグメントは、前記間隙内で前記現像液のトナーが前記アプリケーション手段に移るような電位にある、
ことを特徴とするデジタルプリンターによって解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
・それを介して現像液が電荷画像担体へと搬送される、回転式アプリケーション手段;このアプリケーション手段は、現像液を電荷画像担体へと搬送する現像ローラであってもよい。またはこのアプリケーション手段は、現像液を現像ローラへと搬送するアプリケーションローラであってもよい。
・プレチャンバと電極セグメントを備えた、アプリケーション手段に隣接して配置された、現像液をアプリケーション手段へと搬送する供給システム。ここで、このプレチャンバは、上方へ、かつアプリケーション手段の方へ開放されており、現像液で満たされている。従って、アプリケーション手段は、プレチャンバから現像液を引き受けることができ、電極セグメントは、現像液のトナーがアプリケーション手段に移行するような電位にある。
・直接的または間接的に現像液を感光ドラム101へと搬送する、回転するアプリケーション手段199
このアプリケーション手段199は、現像液を感光ドラム101へと搬送する現像ローラ111(図3)、または、現像液を感光ドラム101に供給する現像ローラ111に現像液を供給するアプリケーションローラ214であり得る(図7、8)。
・現像液をアプリケーション手段199に供給する供給システム200
・オプショナルである、清掃ローラ117と清掃ドクターブレード118とを備えている清掃ユニット117、118
清掃ローラは、現像ローラ111と接触して配置されており、電荷画像の現像後、現像ローラ111上に残っている残留現像液を現像ローラ111から除去する;この残留現像液は次に、清掃ドクターブレード118によって、清掃ローラ117から削り取られる。
・オプションとして、調量手段115、116が設けられる。これらは、調量ローラ115として、場合によってはドクターブレード116を伴って構成され、感光ドラム101に供給される、現像液層を調整する。
・第2の機能素子でのポテンシャル2よりも高い第1の機能素子でのポテンシャル1は、プラスのトナー極性の場合、よりプラスであること意味する
・第2の機能素子でのポテンシャル2よりも高い第1の機能素子でのポテンシャル1は、マイナスのトナー極性の場合、ポテンシャル1がよりマイナスであることを意味する
以降では、プラスのトナー電荷に基づいている。
・下方領域において、上方へ、かつ現像ローラ111の方へ開いているプレチャンバ113を含んでいる。このプレチャンバは現像液で満たされており、これによって露出された液体表面を有しており、補償体積体206として、プレチャンバ113の充填レベルにおいてトナー粒子の一様な分布を実現するために用いられる。従って補償体積体206の現像液は、現像ローラ111に当接する。プレチャンバ113には、現像液用の流入部201とオーバーフロー部202とが設けられている。現像液用の流入部201は、プレチャンバ113の下方領域に配置されており、オーバーフロー部202を介して余剰現像液がプレチャンバ113から排出される。プレチャンバ113の下方領域での現像液の供給によって、場合によってはプレチャンバ113の底面に溜まっている堆積物が排出されるまたは少なくともほぐされる。現像ローラ111へと向かって、プレチャンバ113の下方領域において、シーリングドクターブレード203が設けられている(図4、5)。このシーリングドクターブレードは、プレチャンバ113を、現像ローラ111に向かって後方へとシーリングする。シーリングドクターブレード203は、引き延ばされたプラスチックドクターブレードである。これは例えばMylar(登録商標)から成る。
・上方部分として、電極セグメント114が設けられている。この電極セグメントは0.1〜0.3mmの間隔を現像ローラ111に対して有している;電極セグメント114の終端部分204は、現像ローラ111に沿って同軸状(koaxial)に延在している、または、電極セグメント114において、現像ローラ111の流入部または流出部に対して収束(konvergierend)するように位置している。現像ローラ111周辺での終端部分204の長さは、20mmより長く、有利には35mm〜45mmに調整される。電極セグメント114の下面には、現像ローラ111に隣接して、成形部205が設けられている。動作時の現像液の変動に対する公差を考慮して、この成形部はプレチャンバ113のオーバーフロー部202よりも深い。成形部205によって、補償体積体206内への空気流入が阻止される。電極セグメント114の上面は後方へ向かって降下しており、オーバーフロー部202の後方まで延在している。これによって、調量ローラ115に対するコンタクトゾーンで、押圧された現像液が、電極セグメント114の上面を介して導出される。これは例えば、備蓄チャンバ112(図2)へと導出される。電極セグメント114には、電気的なポテンシャルが加わり、電極セグメント114と現像ローラ111との間の電界においてトナー粒子が現像ローラ111へと移動する。
・現像ローラ111に対する側方でのシーリングは、それぞれ形成シーリング207(図6)、例えばフォームラバー、フェルトによって行われる。
現像液は供給システム200を介して、現像ローラ111へと近づく。ここで、現像液内に含まれているトナーの量は、感光ドラム101上の電荷画像を着色するのに必要である量よりも多い(高濃度の現像液)。現像ローラ111上に移されるトナー量の調量は、電極セグメント114と現像ローラ111との間のポテンシャル差を介して行われる。現像液はここでまず、低いトナー濃度(5%〜20%)で、プレチャンバ113に供給される。現像ローラ111と電極セグメント114との間の隙間における、加わっている電界を介して、トナー濃度は、現像ローラ111のローラ表面での現像液の15%から50%に変化する;ここで高い電界強度によって、感光ドラム101上の電荷画像の高い程度の着色が実現され、低い電界強度によって僅かな着色が実現される。
供給システム200に、現像液が、現像ローラ111と調量ローラ115との間のロール間隙を通って搬送される現像液量と比べて約10〜50倍の量で供給される。この措置は、以下の有利な結果を有する:
・供給システム200内の現像液体積が、10秒間で完全に交換される
・現像液体積の2〜20%のみが、現像ゾーンおよび清掃ゾーンを介して流れる。ここで現像液内のトナー粒子は、当該箇所でのみストレスを受ける
・混合現像液内のトナー量は、電荷画像の最大インキ付け(>20%)に必要なトナー量よりも格段に多く選択される。従って、感光ドラム101上の電荷画像の各着色に対して、満足なトナー供給が得られる
・オーバーフロー部202がプレチャンバ113内に設けられている。従って、現像ローラ111へのコンタクト領域は常にあふれている。これによって、現像液はプレチャンバ113にパルス状に、または均一に供給され、同様に、供給量が種々の印刷速度に対して面積一定に留まる、または、速度によってスケーリングされる
・電極セグメント114と現像ローラ111との間の電圧を介して、感光ドラム101上の電荷画像の着色が制御される。電極セグメント114での有利なポテンシャルは:0V〜1500V、有利には200V〜800Vである
・電極セグメント114でのポテンシャルは、処理速度に相応に調整される。これによって、現像ローラ111でのトナー濃度は変化せず、感光ドラム101上の電荷画像の着色は一定になる。
・アプリケーションローラ214に対して0.1mm〜0.2mmの間隔を有している電極セグメント114’。この電極セグメントは、アプリケーションローラ214と一カ所に集まって配置されている;しかし、電極セグメント114’とアプリケーションローラ214との間に、アプリケーションローラ214の回転方向で見て、より幅の狭い隙間を設けることも可能である。
・電極セグメント114’とプレチャンバ113’は、ここではまとめられている。ここでこの電極セグメント114’は、プレチャンバ113’を上方領域において有している。
・電極セグメント114’は、これによって、ここでは補償体積体206として、現像液で満たされている、上方へ開いているプレチャンバ113’を有している。このプレチャンバはさらに、アプリケーションローラ214の方へ開放されている。従って、補償体積体206の現像液は、アプリケーションローラ214に当接する。プレチャンバ113’は、オーバーフロー部202’を余剰現像液の排出のために有しており、流入部201’を新たな現像液の供給のために有している。プレチャンバ113’内で補償体積体206の液体表面は露出されているので、アプリケーションローラ214の幅を介してトナー粒子を均一に分配することができる。
・電極セグメント114’の側方シーリングは、形状シーリング、例えばフォームラバーによって行われる
・アプリケーションローラ214に当接しているドクターブレード215は、現像ローラ111への現像液の移行後に、アプリケーションローラ214上に残っている、低いトナー濃度を有する現像液を除去するために用いられ、プレチャンバ113’内の現像液の不所望な影響を回避する。ここでこのドクターブレードは、電極セグメント114’へのアプリケーションローラ214の到着前に配置されている。除去された現像液は例えば、オーバーフロー部202’へと流れる。低いトナー濃度を有する、ここで集められた現像液混合物は、清掃ユニット117、118へと導かれる。
・図7では、アプリケーションローラ214は、滑らかな表面を有している。択一的に、アプリケーションローラ214を、ラスターローラ214’として構成することができる(図8参照)。電極セグメント114’の出口にはここで、ドクターブレード216が配置される。これは、余剰現像液をラスターローラ214’から除去する。
まとめると、供給システム200または200’を有する現像ステーション110に対して、以下の利点が生じる:
1)トナー粒子は現像液内で、各機能エレメント(アプリケーションローラ214、現像ローラ111)へ定められて貯蔵される。これによって、トナー特性(電荷、直径)の変動が補償される
2)現像ローラ111へのトナー供給における余剰搬送によって以下のことが可能になる
・速度変化が補償される(トナー搬送は一定である)
・搬送変動が補償される(トナー搬送がパルス化される)
・プレチャンバ113、113’での、電極セグメント114、114’とオーバーフロー部202、202’との組み合わせで、フィードバックの無い供給システム200、200’が生じる。なぜなら、現像液は完全に交換されるからである
・現像液混合物の安定した特性が存在する。なぜなら、現像液の僅かな部分のみが、現像ゾーンおよび清掃ゾーンにおけるストレスによって影響されるからである。供給された現像液の2%〜10%のみがこれらのゾーン内に搬送される
3)補償体積体206を備えているプレチャンバ113、113’を介した、現像ローラ111ないしはアプリケーションローラ214への直接的な現像液の提供は有利である
なぜなら、
・トナーは補償体積体206内で、印刷方向に対して横向きに分配され、これによって、横方向分配のための付加的な措置が省かれる
・供給が非対称であってよい
・補償体積体206の下方終端部での供給は、プロセス中の、プレチャンバ113、113’内の堆積を回避する
4)電極セグメント114、114’を介した現像液の強い集結(Aufkonzentration)は有利である
なぜなら、
・現像ローラ111までの、現像液の良好な流動性が実現される
・電極セグメント114の終端部204の相応する長さ(および現像ローラ直径)を介して、現像ローラ111までの長い集結時間が可能になる。これによって、間接的に極めて高い印刷速度5>m/sが実現される
・電極セグメント114の終端部分204の長さは、さらに、現像ローラ111への流れの混合、ひいては現像液の堆積を生じさせる
5)各プロセスステップに対して最適なトナー濃度が調整される:
・現像ローラ111が達する前に現像液を現像ステーション内に搬送するために、現像液の良好な流れやすさのために、現像液内の低いトナー濃度から始まる
・次に、感光ドラム101上の電荷画像のダイナミックに調整可能な着色レベルのために、現像ローラ111へのアプリケーションにおいて、トナー濃度が高められる
・調量ローラ115による調整を介して現像液はさらに集められ、これによって、非画像箇所において、余剰媒質液が感光ドラム101上に搬出されることが回避される
・調量ローラ115による調整を介して現像液がさらに集中することによって、画像現像および記録担体上へのさらなる移行のための現像液層の最適な凝集の調整が可能になる
・トナーが僅かになった現像液が清掃ユニット117、118に直接的に戻される
a)供給システム200のオーバーフロー部202から
b)調量ローラ115のドクターブレード116から
なぜなら、清掃前のトナー濃度の低減は、トナー粒子の良好な運動性ひいては清掃時のトナーストレスの低減につながるからである。
Claims (16)
- 記録担体(20)を印刷するためのデジタルプリンター(10)であって、
当該デジタルプリンター(10)は少なくとも1つの印刷ユニットを有しており、
当該少なくとも1つの印刷ユニットは、印刷されるべき画像の電荷画像を電荷画像担体(101)上に形成するステーション(100)と、トナーおよび媒質液を有している現像液を用いて前記電荷画像担体(101)上の電荷画像に着色する現像ステーション(110)とを有しており、
前記現像ステーション(110)は、
・前記現像液を前記電荷画像担体(101)に転写するアプリケーション手段(199)と、
・前記アプリケーション手段(199)の側方に隣接して配置されている供給システム(200、200’)とを有しており、当該供給システム(200、200’)は、前記現像液を前記アプリケーション手段(199)に供給し、プレチャンバ(113、113’)と電極セグメント(114、114’)とを有しており、
前記プレチャンバ(113、113’)は、側方に位置しているアプリケーション手段(199)の方に開放しているとともに、上方へ開放しており、かつ、前記現像液で満たされており、これによって開放された表面を伴う現像液から成る補償体積体が生じ、前記アプリケーション手段(199)は現像液を受け取るために当該補償体積体を通過し、
前記電極セグメント(114、114’)は、前記プレチャンバ(113、113’)に隣接しており、かつ、前記アプリケーション手段(199)の側方に、該アプリケーション手段(199)との間に間隙が形成されるように配置されており、当該間隙を通って前記現像液が案内され、
前記電極セグメント(114、114’)は、前記間隙内で前記現像液のトナーが前記アプリケーション手段に移るような電位にある、
ことを特徴とするデジタルプリンター(10)。 - 前記供給システム(200、200’)のプレチャンバ(113、113’)は、側方に配置されている、現像液用の流入部(201、201’)と、現像液用のオーバーフロー部(202、202’)とを有しており、
前記プレチャンバ(113、113’)には、前記アプリケーション手段(199)に移る現像液よりも多くの現像液が供給され、前記アプリケーション手段(199)によって引き受けられなかった余剰現像液は、前記オーバーフロー部(202、202’)を介して排出される、請求項1記載のデジタルプリンター(10)。 - 前記電極セグメント(113、113’)は、前記アプリケーション手段(199)に隣接して延在している終端部分(204、204’)へと通じ、当該終端部分(204、204’)は前記アプリケーション手段(199)に対して平行に位置している、請求項1または2記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記電極セグメント(113、113’)は、前記アプリケーション手段(199)に隣接して延在している終端部分(204、204’)へと通じ、当該終端部分(204、204’)と前記アプリケーション手段(199)との間隔は変化する、請求項1または2記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記電極セグメント(113、113’)は、前記アプリケーション手段(199)に隣接して延在している終端部分(204、204’)へと通じ、当該終端部分(204、204’)は前記アプリケーション手段(199)に同軸に収束して位置している、請求項4記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記プレチャンバ(113、113’)の下方終端部に、前記アプリケーション手段(199)に当接しているシーリングドクターブレード(203)が配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記プレチャンバ(113、113’)内に衝突板(208)が配置されており、当該衝突板(208)の上方または下方に、前記流入部(201、201’)を介して供給された現像液が導かれる、請求項1から6までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記供給システム(200)は上面に前記電極セグメント(114)を有しており、下面に前記プレチャンバ(113)を有しており、
前記電極セグメント(114)は前記アプリケーション手段(199)に隣接して、成形部(205)を前記プレチャンバ(113)の方向へ有しており、当該成形部(205)は前記補償体積体(206)内に延在している、請求項1から7までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。 - 前記電極セグメント(114)の前記成形部(205)の先端は、前記プレチャンバ(113)の前記オーバーフロー部(202)よりも低く配置されている、請求項8記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記電極セグメント(114)は、前記オーバーフロー部(202)を介して前記プレチャンバ(113)に引き入れられている、請求項8または9記載のデジタルプリンター。
- 前記供給システム(200’)は電極セグメント(114’)を有しており、当該電極セグメント(114’)内には前記プレチャンバ(113’)が挿入されている、請求項1から7までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記アプリケーション手段(199)は現像ローラ(111)であり、当該現像ローラ(111)によって前記現像液は前記電荷画像担体(101)を通過する、請求項1から11までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記アプリケーション手段(119)として現像ローラ(111)と、当該現像ローラ(111)に隣接して配置されているアプリケーションローラ(214)とが設けられており、
前記供給システム(200’)は前記アプリケーションローラ(214)に隣接して配置されており、当該アプリケーションローラ(214)は前記現像液を前記供給システム(200’)から前記現像ローラ(111)へ搬送し、前記現像ローラ(111)は前記現像液を前記電荷画像担体(101)へ搬送する、請求項1から11までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。 - 前記アプリケーションローラ(214)の回転方向で見て、前記電極セグメント(114’)の前に、ドクターブレード(215)が前記アプリケーションローラ(214)に配置されており、当該ドクターブレードは、前記現像ローラ(111)へと移らず、残留している前記現像液を前記アプリケーションローラ(214)から削り取る、請求項13記載のデジタルプリンター(10)。
- 清掃ユニット(117、118)が前記アプリケーション手段(199)に設けられており、前記残留現像液は、前記オーバーフロー部(202)から、流れガイドエレメント(210)を介して前記プレチャンバ(113)に供給される、請求項2から14までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
- 前記アプリケーション手段(199)には、前記アプリケーション手段(199)上の前記現像液混合物を調整する調量手段(115、116)が配置されており、当該現像液混合物の、前記アプリケーション手段(199)から取り除かれた現像液が前記オーバーフロー部(202)に供給される、請求項2から15までのいずれか1項記載のデジタルプリンター(10)。
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