JP3645304B6 - カラープリンタ - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、イオン蒸着源を用いて誘電体材料の表面上に潜像を作成する静電式プリンタに関し、より詳細には多数の粒子線写真の写像(imaging) ヘッドを用いてカラーのイメージを作成するかかるプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
静電式写像システムは、写像の目的のためにドラムと連続ベルトのどちらかを用いる技術においてはよく知られている。写像を行う要素は、通常レーザであって、そのビームがベルトまたはドラムを横切ってイメージの方向に走査して所望のイメージを作成する。カラーの電子写真式写像システムにおいて、フルカラーのイメージを作成するためには、ドラムまたはベルトが通常4回写像レーザを通過することが必要である。フルカラーのイメージはその後、直接的または間接的に紙のシートに転写される。
【0003】
カラーの電子写真式プリンタのレーザ・「エンジン」の部分は、高価であり、またシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのカラー・プレーンを正確に重ね合わせて完全なカラーのイメージを作り出すために精密に整列させなければならない。このようなカラープリンタの全体のコストを下げるために、通常レーザ写像機構は1つだけ設けられている。
【0004】
光伝導ドラムまたはベルト上の帯電状態を変化させるのに、レーザを用いる代わりに、従来技術はイオンビーム源を用いることを提案している。米国特許第4,160,257号中には、固体の誘電体で隔てられ直交する向きの駆動電極を含むイオンビーム・ゼネレータが開示されている。駆動電極の交点では、一方の駆動電極に開口部が配置され、交差する電極間に高周波信号が与えられると開口部に高輝度の場が設定され、それによって開口部内のガスがイオン化されイオンの「たまり」が作り出されるようになっている。このイオンたまりが作り出された領域をスクリーン電極が囲む。このスクリーン電極もまた開口部を含んでおり、この開口部は駆動電極の一方における開口部と整列している。このスクリーン電極に適切な直流電位を印加すると、イオンたまりからのイオンが誘電体の表面に向かって加速される。そして、誘電体の対向する側は導電板と接触していて、この導電板に引きつける静電場を供給する電圧が印加される。その結果、静電潜像が誘電体の表面上に作成され、その静電潜像はその後、適当な調色機構によって現像される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、誘電体の表面が複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッドを1度通過する間にカラーのイメージを作り出すことのできる改良したカラープリンタを提供することにある。
【0006】
本発明の他の目的は、関係するトナーのモジュールにおける現像トナーが枯渇するとユニットとして交換可能な改良した粒子線写真のイメージ投影ヘッドを提供することである。
【0007】
本発明の他の目的は、イメージを現像するのに液体のトナーもドライ・トナーも用いることができる粒子線写真の写像装置を提供することである。
【0008】
本発明の他の目的は、再使用可能な誘電体の写像媒体も、低コストの使い捨て式の誘電体の写像媒体も用いることができる粒子線写真の印字機構を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、帯電状態を表す移動可能な誘電体の表面、移動可能な誘電体の表面にイメージの方向にイオンの流れを発射して与えられた単一のカラー写像信号にしたがって移動可能な誘電体の表面上に帯電状態を引き起こすイオン写像モジュールと、関係するイオン写像モジュールによって作り出された帯電状態にしたがって移動可能な誘電体の表面に単一のカラートナーを与える関係するトナーのモジュールをそれぞれが含む、誘電体の表面とかみ合うように配置された複数のカラーの現像手段と、イオン写像モジュールのそれぞれに単一のカラー写像信号を与え、関係するトナーのモジュールのそれぞれを制御してトナーを移動可能な誘電体の表面に与える処理装置手段と、多色のトナーが移動可能な誘電体の表面に与えられることができるようにするための処理装置手段に記録してその制御の下で誘電体の表面を複数のカラーの現像手段を通過して移動しする手段と、複数の現像手段のうちの最終のものを通過した後に調色された多色のイメージを移動可能な誘電体の表面からシートに転写し、それによって移動可能な誘電体の表面が複数のカラーの現像手段を1度通過する間に調色された多色のイメージが作成される転写手段を含むカラープリンタにより達成される。
【0010】
【作用】
本発明に係わる上記構成のカラープリンタにおいては、交流および直流電位を用いてそこからイオンが移動可能な誘電体の表面に発射されるイオンたまりを設ける粒子線写真のイメージ投影ヘッドを含む。誘電体の表面の回りには複数の現像モジュールが配置され、それぞれの現像モジュールはイオン写像ヘッドとカラートナーのモジュールを含む。それぞれの現像モジュールは、移動可能な誘電体の表面にイオンビームが写像した後、誘電体の表面上の帯電イメージを、単一のカラートナーのモジュールと接触させることによって現像する。処理装置がそれぞれの粒子線写真のイメージ投影ヘッドとそれぞれの関係するトナーのモジュールを制御し、誘電体の表面の写像の後ただちにカラートナーを与える。転写機構が複数の現像モジュールの下流に配置され、誘電体の表面が複数の現像モジュールを1度通過した後、フルカラーの調色されたイメージが誘電体の表面からシートに転写されるようにしている。
【0011】
【実施例】
図1は、イオンビームを誘電体の表面上に発射する粒子線写真のイメージ投影ヘッド10の断面図である。粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、移動可能な誘電体の表面18の幅を横切って延びるイオン発射器12、14、16、等の単一の列を含む。誘電体の表面の運動の向きは、符号20で示すように紙を突き抜ける向きである。それぞれのイオン発射器12、14、16、等は、アドレス電極22と、これに交差する向きのコロナ電極24を含む。コロナ電極24とアドレス電極22の交点のそれぞれには円筒形の開口部26が配置されていて、イオンたまりの領域を設けることができるようになっている。導電オリフィス板28が粒子線写真のイメージ投影ヘッド10の上面を覆っていて、イオンがアドレスされた円筒形の開口部26から発射されたときにゲートで制御する作用をすることができるようになっている。
【0012】
また、ポリイミドの基板30が粒子線写真のイメージ投影ヘッド10を支持し、コロナ電極24を支持するポリマーのスペーサ32の層を含む。さらに、ポリマーのスペーサ34があり、これらが今度はオリフィス板28を支持する。当業者であれば理解するように、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、公知の選択性エッチおよび/または添加処理を用いて写真製版によって作成されるように設計されている。粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、そういうものとして、大量生産ベースで作成してもよく、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10が一部を形成するプリンタの通常の寿命の間に交換可能であること及び使い捨て可能であることの両方が意図されている。
【0013】
図2において、アドレス電極22、コロナ電極24、円筒形の開口部26、イオン発射器12、14、16、等のそれぞれの配置が概略平面図で示されている。図2の矢印20は、イオン発射器12、14、16、等のそれぞれに関する誘電体の表面18の移動の向きを示す。コロナ電極24は、誘電体の表面18の運動の向き20に関して傾斜している。傾斜の大きさは処理速度の関数であり、誘電体のプレーン上にイオンが適切にデポジットされるようにしている。
【0014】
また、図1において、アドレス・ゼネレータ35がアドレス電圧駆動装置37を経てそれぞれのアドレス電極22に接続されており、処理装置36の制御の下にアドレス電圧(Vs )を印加することにより、1つまたはそれ以上のアドレス電極22に選択的にアドレスする。処理装置36はまた、コロナ電極24へのコロナ放出電圧Vc およびオリフィス板28へのゲート電圧Vg の印加を制御する。適切なアドレス電圧Vs がアドレス電極22に印加されたときのみ、円筒形の開口部26内のイオンに作用する静電力が十分になり、それらのイオンが発射される。電圧Vs がアドレス電極22に印加されるときを適切に見計らうことにより、円筒形の開口部26内で作り出されたイオンが誘電体の表面18に向かって加速され、誘電体の表面の帯電状態が変化する。なお、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10に印加されるすべての電位は、処理装置36がその大きさおよびタイミングの両方に関して制御することのできる値である。
【0015】
次に図3において、複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッド10を用いた粒子線写真の印字機構50の概略側面図を示す。それぞれのヘッドは、特定のカラープレーンのイメージにしたがって、誘電体の表面にイオンのパターンを与えるように制御されている。図4は、図3の粒子線写真の印字機構50において利用される粒子線写真のイメージ投影ヘッドの1つの平面図である。
【0016】
粒子線写真の印字機構50は、使い捨て式の誘電体の写像媒体52(例えば、開放層を有するポリエステルの織物)を用いる。供給ロール54は誘導体の写像媒体52を巻取りロール56に供給する。誘導体の写像媒体52は、供給ロール54から複数のカラーの現像モジュール58、60、62、64を通って通過する。導電支持物66は、その上を誘電体の写像媒体52が通過するプレーンを供給し、イメージを適切に調色するために個々の現像モジュールが作用する対象であるデータを供給する。
【0017】
現像の後、誘電体の写像媒体52は転写機構68を通って進む。転写機構68において、誘電体の写像媒体52上に存在する調色されたイメージは直接的又は間接的にシート70に転写される。転写機構68から、誘電体の写像媒体52が巻取りロール56に巻取られ、この巻取りロール56において誘電体の写像媒体52が供給ロール54から供給されなくなると、供給ロール54と巻取りロール56の両方を取り外し処分することができる。
【0018】
図3には示していないが、粒子線写真の印字機構50は、当業者に公知の他の誘電体の写像媒体、すなわち上に適切な誘電体の写像表面を配置したドラムまたは図3に示すように配置されたローラ(すなわち、供給ロール54と巻取りロール56)の上を通過する再使用可能の誘電体のベルト(図中点線)とともに動作可能である。
【0019】
現像モジュール58、60、62、64は、物理的に同一であり、粒子線写真の印字機構50において好ましくは交換可能な品目であるように構成されている。それぞれの現像モジュールは、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72とトナーのモジュール74を含む。それぞれのトナーのモジュール74は、その関係する粒子線写真のイメージ投影ヘッド72に関して移動可能にして、トナーのモジュール74が誘電体の写像媒体52と接触するようにしてもよい。または、それぞれのトナーのモジュール74の上にカム機構(図示せず)を配置して、誘電体の写像媒体52を選択的に移動して選択されたトナーのモジュール74と接触するようにしてもよい。トナーのモジュール74におけるトナーの供給が枯渇したときに交換できるように、それぞれの粒子線のイメージ投影ヘッド72とトナーのモジュール74がユニットとして取り外し可能であることが好ましい。
【0020】
粒子線写真の印字機構50は、誘電体の写像媒体52が現像機構58、60、62、64の上を1度通過する間に、媒体52上に完全なカラーのイメージを作成することができる。誘電体の写像媒体52は、その使い捨て式の形式において、好ましくは比較的硬い誘電体の開放層を含むポリエステルのシートを含む。このような開放層は、様々なシリコンやシリコンのコポリマーのうちのいずれであってもよい。
【0021】
図3に示す粒子線写真の印字機構50の動作は、処理装置36によって制御される。処理装置36は、アドレス・ゼネレータ34を経て誘電体の写像媒体52上にイメージの方向に適切にイオンがデポジットできるようにする。処理装置36は、トナーのモジュールの制御回路80を経て、4個のカラートナーのモジュール74のそれぞれを作動する。ランダム・アクセス・メモリ(RAM)82は、4個のカラープレーンのイメージを含み、この4個のイメージが一緒になって、完全なカラーのイメージになる。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのイメージカラーのそれぞれについて、1個のイメージ・プレーンが設けられる。
【0022】
粒子線写真の印字機構50の動作は、処理装置36がアドレス・ゼネレータ34を粒子線写真のイメージ投影ヘッド72に適切にアドレスするようにすることにより開始し、引き続くイメージのドットのラインがRAM82からのイエローのイメージ・プレーンの制御の下で与えられる。その後、ただちにイエローのトナーのモジュールが起動して、粒子線写真的に帯電した領域がイエローのトナーで調色される。
【0023】
上記実施例においては液体のトナーのモジュール74が用いられている。イオン帯電の引き続くイメージのドットのラインが粒子線写真のイメージ投影ヘッド72を経て与えられると、液体のトナーのモジュール74の動作を通してイエローのトナーで調色される。イエローで調色されたイメージは、次に現像モジュール60に進み、ここでイエローに調色されたイメージにマゼンタのイメージが正しく合わせられる。上述したように、マゼンタのカラー・プレーンからのイメージのドットの電荷が誘電体の写像媒体52に与えられた後、ただちにトナーのモジュールの制御装置80がマゼンタのトナーのモジュールを作動して、マゼンタのトナーが誘電体の写像媒体52に接触して適切なマゼンタの調色が達成されるようにしている。
【0024】
シアンの現像モジュール62とブラックの現像モジュール64においても、同様の作用が起こる。このように、転写機構68への入力において、誘電体の写像媒体52はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのイメージ・プレーンを重ね合わせ、そのすべてが正しく合わせられて調色され、シート70に転写する用意ができている。誘電体の写像媒体52上の開放層によって、フルカラーのイメージを紙70に転写することができる。誘電体の写像媒体52上に残る残留トナーは、引き続く印字作用においては用いられないので関係がない。
【0025】
次に図5において、典型的な液体のトナーのモジュール74を示す。それぞれの液体のトナーのモジュール74は、カラーの液体のトナー102の供給を含むハウジング100を含む。プレナム104が液体のトナー102を現像ローラ106の表面に供給する。このポンプがハウジング内に配置されて、液体のカラートナーがプレナム104を通して現像ローラ106に確実に連続して供給されるようにする。液体のカラートナーは現像ローラ106によって現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107に運搬される。現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107はトナーで満たされており、第1の現像作用が起こる場所である。ここでイメージが誘電体の写像媒体52上で形をなし、反転イメージが現像ローラ106上に製版される。
【0026】
フォーム・クリーニング・ローラ108によって、バックプレーティングが現像ローラ106から除かれる。フォーム・クリーニング・ローラ108は現像ローラ106の表面をこすり落としてバックプレートされたトナーと過剰な液体(液体のトナー供給102に戻る)を取る。また、フォーム・クリーニング・ローラ108は、誘電体の写像媒体52の運動の向きと逆の向きに回転する逆転ローラ110と接触している。現像ローラ106とフォーム・クリーニング・ローラ108に印加される電位は、略同等(V1ボルト)である。しかし、逆転ローラ110はそれよりも低い電位(V2)に保たれている。これにより、トナーが逆転ローラ110上に乗り、誘電体の表面52上の液体と、フォーム・ローラ108および誘電体の表面52の両方の上の残留トナーにとって、逆転ローラ110がスカベンジャ・ローラとなる。
【0027】
さらに、それぞれのローラはトナーと液体を除くブレード112とかみ合っている。バックプレートされたトナーと過剰な液体は、フォーム・ローラ108の下に配置した粗いプラスチックのスクリーン114の表面上にじょうごで通される。フォーム・ローラ108はスクリーン114に支えられて回転しており、スクリーン114とフォーム・ローラ108の間の摩擦せん断力によって、バックプレートされたトナーを再分散しトナー槽102に戻す。
【0028】
導電性の接地したスクイージ・ローラ116が誘電体の媒体52の表面と接していて、これがイメージの次の現像モジュールに移動する前の最終の乾燥段階である。スクイージ・ローラ116が接地しているのは、確実に誘電体の写像媒体52上のイメージが残留電荷を有さないように、誘電体の写像媒体52が「略」0の帯電状態で引き続く現像モジュールに入るようにするためである。
【0029】
次に図6および図7において、トナーのモジュール74の動作を放電域現像(DAD)印字モードと帯電域現像(CAD)印字モードの両方の関係において説明する。DAD印字モードにおいて、帯電したトナーは誘電体の写像媒体52上の帯電状態によって粒子線写真のイメージ投影ヘッド72が電荷をデポジットしない領域に「押し込まれる」。CAD印字モードにおいて、帯電したトナーは誘電体のイメージ投影ヘッド72が作り出す帯電状態によって誘電体の写像媒体52の領域に引き込まれる。
【0030】
図6に示すDAD印字モードにおいて、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72は、トナーがデポジットされない領域におけるイオンを塗布する。トナーはその後、帯電していない(ブランクの)領域においてのみ現像される。誘電体の写像媒体52が現像ローラ106において存在する液体のトナー内に移動すると、化学的に帯電した液体のトナーの粒子が、現像ローラ106上の電圧V2によって帯電していない領域内に押し込まれる。液体のトナーは、十分なトナーがデポジットされて間隙107において略0の場ができるまで、このようにしてこの領域にデポジットされる。
【0031】
粒子線写真のイメージ投影ヘッド72によってV1ボルトに帯電した誘電体の写像媒体52の領域において、(V2−V1)ボルトに化学的に帯電した反対のイオンのみがデポジットされる。これにより、背景領域の電圧がV2に低減する。反対のイオンは質量が小さく透過性がある。
【0032】
背景とトナーのイメージのV2の電圧のプレーンが逆転ローラ110のところに移動すると、2つの事柄が起こる。第1に、逆転ローラ110は過剰な液体をせん断して取る。逆転ローラ110は誘電体の写像媒体52の向きと反対に運動し、誘電体の写像媒体52の直線速度の約3−5倍で運動する。逆転ローラ110における間隙が約1.5−2.5ミルであり現像ローラ106における間隙が約3−4ミルであることが好ましい。第2に、逆転ローラ110がV3ボルトのレベルに励磁される。この電圧は、イメージの電圧をV2−V3だけ低減し誘電体の写像媒体52上のイメージの縁と背景をきれいにする作用をする。
【0033】
結果として得られるV3のイメージと背景のプレーンは、次に接地した導電性のスクイージ・ローラ116のところに移動する。スクイージ・ローラ116は、誘電体の写像媒体52と完全に接触している。スクイージ・ローラ116はV3ボルトの電圧を放電し、残留しているいかなる液体も調色された領域から押し出す。スクイージ・ローラ116は、好ましくは約50℃に加熱されていて、液体のトナーを定着させ、フィルム形成過程を完成し、イメージが次の現像モジュールに入る用意ができているようにする。
【0034】
図7において、典型的なCAD印字モードの方法を示す。このCAD印字モードは、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72が陰イオンをトナーがデポジットされる領域において塗布することによって開始する。液体のトナーは、帯電した領域においてのみ現像される。帯電した誘電体の写像媒体52が現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107内に移動すると、現像ローラ106とデポジットされる電荷の電圧差V2’−V1’によって、化学的に帯電した液体のトナーの粒子が誘電体の表面に引き込まれる。液体のトナーは、このようにして、間隙内の場が略0になるまで帯電した領域内にデポジットされる。
【0035】
粒子線写真のイメージ投影ヘッド72からのイオンによって帯電していない誘電体の写像媒体52の領域において、V2’ボルトの化学的に帯電した反対のイオンがデポジットされる。反対のイオンは質量が小さく透過性がある。背景とトナーのイメージのこの電圧のプレーンが逆転ローラ110のところに移動すると、2つの効果が起こる。第1に、逆転ローラ110は、現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107を通って運搬される過剰な液体をせん断して取る。逆転ローラ110は誘電体の写像媒体52の向きと反対に運動し、DAD現像モードにおけるものと誘電体の写像媒体52に関して同様に位置している。第2に、逆転ローラ110がV3’ボルトに設定される。この電圧は、電圧を低減し誘電体の写像媒体52上のイメージの縁と背景をきれいにする作用をする。
【0036】
この電圧プレーンV4’は、次に移動して導電性のスクイージ・ローラ116(誘電体の写像媒体52と完全に接触している)と接触する。導電性のスクイージ・ローラ116は接地しており、これによって略0の電圧レベルに放電がなされ、液体がイメージの液体で調色された領域から押し出される。導電性のスクイージ・ローラ116は約25−50℃に加熱されていて、調色されたイメージを定着させる。
【0037】
液体のトナーによって、CADおよびDAD印字モードの両方を用いることができ、ドット・オン・ドットの印字技術を用いることができる。しかし、ドライ・トナーは現像後に電荷が残留するので、ドット・オン・ドットのイメージは直接的には得ることができない。ドット・ネクスト・トゥ・ドットを用いることはできるが、この技術によるとイメージの色解像度が低くなる。
【0038】
誘電体の写像媒体52として再使用可能なベルトが用いられるときには、このベルトは、イメージの転写の後で電荷が漏れていくことができるような(電荷は現像モジュールを通るときは保持されるのだが)適度に抵抗がある材料から成っていてもよい。そうでない場合には、ベルトの帯電状態を略0にするために、コロナ帯電管理システムが必要である。
【0039】
図8において、本発明とともに使用可能な粉末のトナーのモジュール100を示す。粒子線写真のイメージ投影ヘッド72は、本発明の液体のトナーの実施例に関して上述したのと同一の方法で動作する。現像ローラ102は内核部材104を有しており、内核部材104は抵抗器を通して第1の直流バイアス源106(V2”)と、その後交流バイアス源108(V1”)と接続されている。交流バイアス源108は、出力Vsin(wt)を生み出す。弾性的なトナー帯電ローラ110は内核部材112を有し、内核部材112は抵抗器を通して直流バイアス電圧源114(V4”)と接続されている。また、トナー計測材116も直流電圧源118(V3”)と接続されている。
【0040】
写像ドラム120は、その上に粉末のトナー124がデポジットされる誘電体の表面122を含む。ドラム120と誘電体の表面122は上述したように誘電体のベルトと交換してもよい。
【0041】
直流電圧106(V2”)および交流電圧108(V1”)は結合して、誘電体の層の表面122と現像ローラ102の間に位置する帯電したトナーの粒子124に発射電圧Vp=V1”+V2”を印加する。発射電位Vpはトナーが現像ローラ102に接着しようとする効果に打ち勝つ助けとなり、適切に帯電したトナーの粒子を誘電体の層122上の粒子線写真のイメージ投影ヘッド72によって適切に帯電した領域に促すよう作用する。また、誘電体の層122が適切に帯電していないところには反発電圧も存在しており、トナーを背景領域からはじく助けとなる。
【0042】
トナーの現像の間、粉末のトナー124は時間変化をする静電場を経験する。この静電場は、帯電したトナーの粒子を現像ローラ102と誘電体の表面122の間の空隙を横切って発射する。カラートナーは、発射電位の大きさ(トナーの誘電体の表面122への接着に影響する他の物理的および電気的パラメータに加えて)に依存する力と速度で誘電体の表面122に向かって発射される。DADの手続きが用いられるときには、コロナ消去モジュール126が用いられる。
【0043】
図8はカラートナーのモジュールを1個だけ示したものであり、写像ドラム120の周縁付近にさらなる単一色の粉末トナーのカラートナーのモジュールがさらに配置される。ドライ・トナーの転写と溶解は従来の方法で起こる。さらに、それぞれのトナーのモジュール100は帯電ローラ110と現像ローラ102の間に粉末のトナーを送り込む手段を含むが、図中からは削除されている。最後に、写像ドラム120は交換可能な品目ではないので、イメージの転写に続くクリーニング機構が必要であるということになる。このようなクリーニング機構は図示していないが、粉末のトナーの写像システムに用いる従来技術のクリーニング機構と一致している。
【0044】
上述の説明は本発明を単に例示したものであるということが理解されるべきである。当業者であれば、本発明から逸脱することなく様々な他に採り得るものや変更を考案することができる。たとえば、本発明はプリンタとの関係において説明したが、シートへの静電イメージの転写を用いるいかなる機器にも同様に適用することができる。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲内にあるすべてのこのような他に採り得るものを包含するよう意図されている。
【0045】
上述したように本発明のカラープリンタ50の特徴は、下記項目1)〜11)によって示される。
1)帯電状態を表す移動可能な誘電体の表面52、移動可能な誘電体の表面52にイメージの方向にイオンの流れを発射して与えられた単一のカラー写像信号にしたがって移動可能な誘電体の表面52上に帯電状態を引き起こすイオン写像モジュール72と、関係するイオン写像モジュール72によって作り出された帯電状態にしたがって移動可能な誘電体の表面52に単一のカラートナーを与える関係するトナーのモジュール74をそれぞれが含む、誘電体の表面52とかみ合うように配置された複数のカラーの現像手段58、60、62、64と、イオン写像モジュール72のそれぞれに単一のカラー写像信号を与え、関係するトナーのモジュール74のそれぞれを制御してトナーを移動可能な誘電体の表面52に与える処理装置手段36と、多色のトナーが移動可能な誘電体の表面52に与えられることができるようにするための処理装置手段36に記録してその制御の下で誘電体の表面52を複数のカラーの現像手段58、60、62、64を通過して移動しする手段54、56と、複数の現像手段58、60、62、64のうちの最終のもの64を通過した後に調色された多色のイメージを移動可能な誘電体の表面52からシート70に転写し、それによって移動可能な誘電体の表面52が複数のカラーの現像手段58、60、62、64を1度通過する間に調色された多色のイメージが作成される転写手段68を含む。
【0046】
2)上記項目1)において、移動可能な誘電体の表面52が1度使用可能なポリマーの織物を含み、誘電体の表面を移動する手段が供給手段54および巻取り手段56を含みポリマーの織物を供給手段54から送り込まれ巻取り手段56に巻取られる。
3)上記項目2)において、供給手段54が供給ロールであり巻取り手段56が巻取りロールである。
4)上記項目1)において、移動可能な誘電体の表面が、少なくともその一部が導体120と接触していて移動可能な誘電体の表面が転写手段62を通過した後に帯電状態が導体に分散することができる抵抗を有する誘電体の層を含む。
【0047】
5)上記項目4)において、移動可能な誘電体の表面が連続した織物52を形成する。
6)上記項目1)において、イオン写像モジュール72のそれぞれが、移動可能な誘電体の表面52の幅を横切って配置され、それぞれがアドレス電極22、コロナ電極24、およびイオン・チャンバ26からの開口部を規定する導電オリフィス板28を含み、アドレス電極22とコロナ電極24が空隙によって隔てられていてそれによってコロナ電極24とアドレス電極22の間に破壊電位を印加すると空隙内の空気がイオン化される複数のイオン・チャンバ26を含む。
7)上記項目6)において、オリフィス板28に印加された制御電圧によってイオンを移動可能な誘電体の表面52に向かって加速することができる。
【0048】
8)上記項目7)において、コロナ電極24が複数のイオン・チャンバ26を横切って連続しており、別個のアドレス電極22がイオン・チャンバ26のそれぞれと交差する。
9)上記項目1)において、トナーのモジュール74のそれぞれが液体のトナーを用いており、基準電位に接続されトナーのモジュール74とのかみ合いが外れると移動可能な誘電体の表面52が確実に基準電位帯電状態を示すようにするローラ116を含む。
10)上記項目1)において、トナーのモジュール100が粉末のトナー124を用いていて、さらにトナーのモジュール100のそれぞれとのかみ合いが外れると移動可能な誘電体の表面122上を確実に略0の状態の電位にするコロナ手段126を含む。
11)上記項目1)において、トナーのモジュール74のそれぞれがユーザによって取り外し可能であり交換可能である。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のカラープリンタにおいては、誘電体の表面が複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッドを1度通過する間にカラーのイメージを作り出すことができる。
また、関係するトナーのモジュールにおける現像トナーが枯渇するとユニットとして交換可能なイメージ投影ヘッドである。
また、イメージを現像するのに液体のトナーもドライ・トナーも用いることができる。
更に、再使用可能な誘電体の写像媒体も、低コストの使い捨て式の誘電体の写像媒体も用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの断面図である。
【図2】図1の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの概略平面図である。
【図3】使い捨て式の誘電体の表面に写像し調色する複数の現像モジュールを含む粒子線写真の印字機構の概略側面図である。
【図4】図3の印字機構に用いられる単一の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの平面図である。
【図5】図3の粒子線写真の印字機構に用いられる液体のトナーのモジュールの概略断面図である。
【図6】帯電域現像(CAD)印字モードを用いた液体のトナーの現像モジュールの概略図である。
【図7】放電域現像(DAD)印字モードを用いた液体のトナーの現像モジュールの概略側面図である。
【図8】粉末非磁性のトナーのカラー機構を示す概略断面図である。
【符号の説明】
22 ・・・ アドレス電極
24 ・・・ コロナ電極
26 ・・・ 円筒形の開口部
28 ・・・ 導電オリフィス板
36 ・・・ 処理装置
50 ・・・ カラープリンタ
52 ・・・ 誘電体の写像媒体
54 ・・・ 供給ロール
56 ・・・ 巻取りロール
58 ・・・ 現像モジュール
60 ・・・ 現像モジュール
62 ・・・ 現像モジュール
64 ・・・ 現像モジュール
68 ・・・ 転写機構
70 ・・・ シート
72 ・・・ 粒子線写真のイメージ投影ヘッド
74 ・・・ トナーのモジュール
100 ・・・ ハウジング
116 ・・・ スクイージ・ローラ
120 ・・・ 写像ドラム
122 ・・・ 誘導体の表面
124 ・・・ 粉末のトナー
126 ・・・ コロナ消去モジュール
【産業上の利用分野】
本発明は、イオン蒸着源を用いて誘電体材料の表面上に潜像を作成する静電式プリンタに関し、より詳細には多数の粒子線写真の写像(imaging) ヘッドを用いてカラーのイメージを作成するかかるプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
静電式写像システムは、写像の目的のためにドラムと連続ベルトのどちらかを用いる技術においてはよく知られている。写像を行う要素は、通常レーザであって、そのビームがベルトまたはドラムを横切ってイメージの方向に走査して所望のイメージを作成する。カラーの電子写真式写像システムにおいて、フルカラーのイメージを作成するためには、ドラムまたはベルトが通常4回写像レーザを通過することが必要である。フルカラーのイメージはその後、直接的または間接的に紙のシートに転写される。
【0003】
カラーの電子写真式プリンタのレーザ・「エンジン」の部分は、高価であり、またシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのカラー・プレーンを正確に重ね合わせて完全なカラーのイメージを作り出すために精密に整列させなければならない。このようなカラープリンタの全体のコストを下げるために、通常レーザ写像機構は1つだけ設けられている。
【0004】
光伝導ドラムまたはベルト上の帯電状態を変化させるのに、レーザを用いる代わりに、従来技術はイオンビーム源を用いることを提案している。米国特許第4,160,257号中には、固体の誘電体で隔てられ直交する向きの駆動電極を含むイオンビーム・ゼネレータが開示されている。駆動電極の交点では、一方の駆動電極に開口部が配置され、交差する電極間に高周波信号が与えられると開口部に高輝度の場が設定され、それによって開口部内のガスがイオン化されイオンの「たまり」が作り出されるようになっている。このイオンたまりが作り出された領域をスクリーン電極が囲む。このスクリーン電極もまた開口部を含んでおり、この開口部は駆動電極の一方における開口部と整列している。このスクリーン電極に適切な直流電位を印加すると、イオンたまりからのイオンが誘電体の表面に向かって加速される。そして、誘電体の対向する側は導電板と接触していて、この導電板に引きつける静電場を供給する電圧が印加される。その結果、静電潜像が誘電体の表面上に作成され、その静電潜像はその後、適当な調色機構によって現像される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、誘電体の表面が複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッドを1度通過する間にカラーのイメージを作り出すことのできる改良したカラープリンタを提供することにある。
【0006】
本発明の他の目的は、関係するトナーのモジュールにおける現像トナーが枯渇するとユニットとして交換可能な改良した粒子線写真のイメージ投影ヘッドを提供することである。
【0007】
本発明の他の目的は、イメージを現像するのに液体のトナーもドライ・トナーも用いることができる粒子線写真の写像装置を提供することである。
【0008】
本発明の他の目的は、再使用可能な誘電体の写像媒体も、低コストの使い捨て式の誘電体の写像媒体も用いることができる粒子線写真の印字機構を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、帯電状態を表す移動可能な誘電体の表面、移動可能な誘電体の表面にイメージの方向にイオンの流れを発射して与えられた単一のカラー写像信号にしたがって移動可能な誘電体の表面上に帯電状態を引き起こすイオン写像モジュールと、関係するイオン写像モジュールによって作り出された帯電状態にしたがって移動可能な誘電体の表面に単一のカラートナーを与える関係するトナーのモジュールをそれぞれが含む、誘電体の表面とかみ合うように配置された複数のカラーの現像手段と、イオン写像モジュールのそれぞれに単一のカラー写像信号を与え、関係するトナーのモジュールのそれぞれを制御してトナーを移動可能な誘電体の表面に与える処理装置手段と、多色のトナーが移動可能な誘電体の表面に与えられることができるようにするための処理装置手段に記録してその制御の下で誘電体の表面を複数のカラーの現像手段を通過して移動しする手段と、複数の現像手段のうちの最終のものを通過した後に調色された多色のイメージを移動可能な誘電体の表面からシートに転写し、それによって移動可能な誘電体の表面が複数のカラーの現像手段を1度通過する間に調色された多色のイメージが作成される転写手段を含むカラープリンタにより達成される。
【0010】
【作用】
本発明に係わる上記構成のカラープリンタにおいては、交流および直流電位を用いてそこからイオンが移動可能な誘電体の表面に発射されるイオンたまりを設ける粒子線写真のイメージ投影ヘッドを含む。誘電体の表面の回りには複数の現像モジュールが配置され、それぞれの現像モジュールはイオン写像ヘッドとカラートナーのモジュールを含む。それぞれの現像モジュールは、移動可能な誘電体の表面にイオンビームが写像した後、誘電体の表面上の帯電イメージを、単一のカラートナーのモジュールと接触させることによって現像する。処理装置がそれぞれの粒子線写真のイメージ投影ヘッドとそれぞれの関係するトナーのモジュールを制御し、誘電体の表面の写像の後ただちにカラートナーを与える。転写機構が複数の現像モジュールの下流に配置され、誘電体の表面が複数の現像モジュールを1度通過した後、フルカラーの調色されたイメージが誘電体の表面からシートに転写されるようにしている。
【0011】
【実施例】
図1は、イオンビームを誘電体の表面上に発射する粒子線写真のイメージ投影ヘッド10の断面図である。粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、移動可能な誘電体の表面18の幅を横切って延びるイオン発射器12、14、16、等の単一の列を含む。誘電体の表面の運動の向きは、符号20で示すように紙を突き抜ける向きである。それぞれのイオン発射器12、14、16、等は、アドレス電極22と、これに交差する向きのコロナ電極24を含む。コロナ電極24とアドレス電極22の交点のそれぞれには円筒形の開口部26が配置されていて、イオンたまりの領域を設けることができるようになっている。導電オリフィス板28が粒子線写真のイメージ投影ヘッド10の上面を覆っていて、イオンがアドレスされた円筒形の開口部26から発射されたときにゲートで制御する作用をすることができるようになっている。
【0012】
また、ポリイミドの基板30が粒子線写真のイメージ投影ヘッド10を支持し、コロナ電極24を支持するポリマーのスペーサ32の層を含む。さらに、ポリマーのスペーサ34があり、これらが今度はオリフィス板28を支持する。当業者であれば理解するように、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、公知の選択性エッチおよび/または添加処理を用いて写真製版によって作成されるように設計されている。粒子線写真のイメージ投影ヘッド10は、そういうものとして、大量生産ベースで作成してもよく、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10が一部を形成するプリンタの通常の寿命の間に交換可能であること及び使い捨て可能であることの両方が意図されている。
【0013】
図2において、アドレス電極22、コロナ電極24、円筒形の開口部26、イオン発射器12、14、16、等のそれぞれの配置が概略平面図で示されている。図2の矢印20は、イオン発射器12、14、16、等のそれぞれに関する誘電体の表面18の移動の向きを示す。コロナ電極24は、誘電体の表面18の運動の向き20に関して傾斜している。傾斜の大きさは処理速度の関数であり、誘電体のプレーン上にイオンが適切にデポジットされるようにしている。
【0014】
また、図1において、アドレス・ゼネレータ35がアドレス電圧駆動装置37を経てそれぞれのアドレス電極22に接続されており、処理装置36の制御の下にアドレス電圧(Vs )を印加することにより、1つまたはそれ以上のアドレス電極22に選択的にアドレスする。処理装置36はまた、コロナ電極24へのコロナ放出電圧Vc およびオリフィス板28へのゲート電圧Vg の印加を制御する。適切なアドレス電圧Vs がアドレス電極22に印加されたときのみ、円筒形の開口部26内のイオンに作用する静電力が十分になり、それらのイオンが発射される。電圧Vs がアドレス電極22に印加されるときを適切に見計らうことにより、円筒形の開口部26内で作り出されたイオンが誘電体の表面18に向かって加速され、誘電体の表面の帯電状態が変化する。なお、粒子線写真のイメージ投影ヘッド10に印加されるすべての電位は、処理装置36がその大きさおよびタイミングの両方に関して制御することのできる値である。
【0015】
次に図3において、複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッド10を用いた粒子線写真の印字機構50の概略側面図を示す。それぞれのヘッドは、特定のカラープレーンのイメージにしたがって、誘電体の表面にイオンのパターンを与えるように制御されている。図4は、図3の粒子線写真の印字機構50において利用される粒子線写真のイメージ投影ヘッドの1つの平面図である。
【0016】
粒子線写真の印字機構50は、使い捨て式の誘電体の写像媒体52(例えば、開放層を有するポリエステルの織物)を用いる。供給ロール54は誘導体の写像媒体52を巻取りロール56に供給する。誘導体の写像媒体52は、供給ロール54から複数のカラーの現像モジュール58、60、62、64を通って通過する。導電支持物66は、その上を誘電体の写像媒体52が通過するプレーンを供給し、イメージを適切に調色するために個々の現像モジュールが作用する対象であるデータを供給する。
【0017】
現像の後、誘電体の写像媒体52は転写機構68を通って進む。転写機構68において、誘電体の写像媒体52上に存在する調色されたイメージは直接的又は間接的にシート70に転写される。転写機構68から、誘電体の写像媒体52が巻取りロール56に巻取られ、この巻取りロール56において誘電体の写像媒体52が供給ロール54から供給されなくなると、供給ロール54と巻取りロール56の両方を取り外し処分することができる。
【0018】
図3には示していないが、粒子線写真の印字機構50は、当業者に公知の他の誘電体の写像媒体、すなわち上に適切な誘電体の写像表面を配置したドラムまたは図3に示すように配置されたローラ(すなわち、供給ロール54と巻取りロール56)の上を通過する再使用可能の誘電体のベルト(図中点線)とともに動作可能である。
【0019】
現像モジュール58、60、62、64は、物理的に同一であり、粒子線写真の印字機構50において好ましくは交換可能な品目であるように構成されている。それぞれの現像モジュールは、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72とトナーのモジュール74を含む。それぞれのトナーのモジュール74は、その関係する粒子線写真のイメージ投影ヘッド72に関して移動可能にして、トナーのモジュール74が誘電体の写像媒体52と接触するようにしてもよい。または、それぞれのトナーのモジュール74の上にカム機構(図示せず)を配置して、誘電体の写像媒体52を選択的に移動して選択されたトナーのモジュール74と接触するようにしてもよい。トナーのモジュール74におけるトナーの供給が枯渇したときに交換できるように、それぞれの粒子線のイメージ投影ヘッド72とトナーのモジュール74がユニットとして取り外し可能であることが好ましい。
【0020】
粒子線写真の印字機構50は、誘電体の写像媒体52が現像機構58、60、62、64の上を1度通過する間に、媒体52上に完全なカラーのイメージを作成することができる。誘電体の写像媒体52は、その使い捨て式の形式において、好ましくは比較的硬い誘電体の開放層を含むポリエステルのシートを含む。このような開放層は、様々なシリコンやシリコンのコポリマーのうちのいずれであってもよい。
【0021】
図3に示す粒子線写真の印字機構50の動作は、処理装置36によって制御される。処理装置36は、アドレス・ゼネレータ34を経て誘電体の写像媒体52上にイメージの方向に適切にイオンがデポジットできるようにする。処理装置36は、トナーのモジュールの制御回路80を経て、4個のカラートナーのモジュール74のそれぞれを作動する。ランダム・アクセス・メモリ(RAM)82は、4個のカラープレーンのイメージを含み、この4個のイメージが一緒になって、完全なカラーのイメージになる。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのイメージカラーのそれぞれについて、1個のイメージ・プレーンが設けられる。
【0022】
粒子線写真の印字機構50の動作は、処理装置36がアドレス・ゼネレータ34を粒子線写真のイメージ投影ヘッド72に適切にアドレスするようにすることにより開始し、引き続くイメージのドットのラインがRAM82からのイエローのイメージ・プレーンの制御の下で与えられる。その後、ただちにイエローのトナーのモジュールが起動して、粒子線写真的に帯電した領域がイエローのトナーで調色される。
【0023】
上記実施例においては液体のトナーのモジュール74が用いられている。イオン帯電の引き続くイメージのドットのラインが粒子線写真のイメージ投影ヘッド72を経て与えられると、液体のトナーのモジュール74の動作を通してイエローのトナーで調色される。イエローで調色されたイメージは、次に現像モジュール60に進み、ここでイエローに調色されたイメージにマゼンタのイメージが正しく合わせられる。上述したように、マゼンタのカラー・プレーンからのイメージのドットの電荷が誘電体の写像媒体52に与えられた後、ただちにトナーのモジュールの制御装置80がマゼンタのトナーのモジュールを作動して、マゼンタのトナーが誘電体の写像媒体52に接触して適切なマゼンタの調色が達成されるようにしている。
【0024】
シアンの現像モジュール62とブラックの現像モジュール64においても、同様の作用が起こる。このように、転写機構68への入力において、誘電体の写像媒体52はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのイメージ・プレーンを重ね合わせ、そのすべてが正しく合わせられて調色され、シート70に転写する用意ができている。誘電体の写像媒体52上の開放層によって、フルカラーのイメージを紙70に転写することができる。誘電体の写像媒体52上に残る残留トナーは、引き続く印字作用においては用いられないので関係がない。
【0025】
次に図5において、典型的な液体のトナーのモジュール74を示す。それぞれの液体のトナーのモジュール74は、カラーの液体のトナー102の供給を含むハウジング100を含む。プレナム104が液体のトナー102を現像ローラ106の表面に供給する。このポンプがハウジング内に配置されて、液体のカラートナーがプレナム104を通して現像ローラ106に確実に連続して供給されるようにする。液体のカラートナーは現像ローラ106によって現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107に運搬される。現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107はトナーで満たされており、第1の現像作用が起こる場所である。ここでイメージが誘電体の写像媒体52上で形をなし、反転イメージが現像ローラ106上に製版される。
【0026】
フォーム・クリーニング・ローラ108によって、バックプレーティングが現像ローラ106から除かれる。フォーム・クリーニング・ローラ108は現像ローラ106の表面をこすり落としてバックプレートされたトナーと過剰な液体(液体のトナー供給102に戻る)を取る。また、フォーム・クリーニング・ローラ108は、誘電体の写像媒体52の運動の向きと逆の向きに回転する逆転ローラ110と接触している。現像ローラ106とフォーム・クリーニング・ローラ108に印加される電位は、略同等(V1ボルト)である。しかし、逆転ローラ110はそれよりも低い電位(V2)に保たれている。これにより、トナーが逆転ローラ110上に乗り、誘電体の表面52上の液体と、フォーム・ローラ108および誘電体の表面52の両方の上の残留トナーにとって、逆転ローラ110がスカベンジャ・ローラとなる。
【0027】
さらに、それぞれのローラはトナーと液体を除くブレード112とかみ合っている。バックプレートされたトナーと過剰な液体は、フォーム・ローラ108の下に配置した粗いプラスチックのスクリーン114の表面上にじょうごで通される。フォーム・ローラ108はスクリーン114に支えられて回転しており、スクリーン114とフォーム・ローラ108の間の摩擦せん断力によって、バックプレートされたトナーを再分散しトナー槽102に戻す。
【0028】
導電性の接地したスクイージ・ローラ116が誘電体の媒体52の表面と接していて、これがイメージの次の現像モジュールに移動する前の最終の乾燥段階である。スクイージ・ローラ116が接地しているのは、確実に誘電体の写像媒体52上のイメージが残留電荷を有さないように、誘電体の写像媒体52が「略」0の帯電状態で引き続く現像モジュールに入るようにするためである。
【0029】
次に図6および図7において、トナーのモジュール74の動作を放電域現像(DAD)印字モードと帯電域現像(CAD)印字モードの両方の関係において説明する。DAD印字モードにおいて、帯電したトナーは誘電体の写像媒体52上の帯電状態によって粒子線写真のイメージ投影ヘッド72が電荷をデポジットしない領域に「押し込まれる」。CAD印字モードにおいて、帯電したトナーは誘電体のイメージ投影ヘッド72が作り出す帯電状態によって誘電体の写像媒体52の領域に引き込まれる。
【0030】
図6に示すDAD印字モードにおいて、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72は、トナーがデポジットされない領域におけるイオンを塗布する。トナーはその後、帯電していない(ブランクの)領域においてのみ現像される。誘電体の写像媒体52が現像ローラ106において存在する液体のトナー内に移動すると、化学的に帯電した液体のトナーの粒子が、現像ローラ106上の電圧V2によって帯電していない領域内に押し込まれる。液体のトナーは、十分なトナーがデポジットされて間隙107において略0の場ができるまで、このようにしてこの領域にデポジットされる。
【0031】
粒子線写真のイメージ投影ヘッド72によってV1ボルトに帯電した誘電体の写像媒体52の領域において、(V2−V1)ボルトに化学的に帯電した反対のイオンのみがデポジットされる。これにより、背景領域の電圧がV2に低減する。反対のイオンは質量が小さく透過性がある。
【0032】
背景とトナーのイメージのV2の電圧のプレーンが逆転ローラ110のところに移動すると、2つの事柄が起こる。第1に、逆転ローラ110は過剰な液体をせん断して取る。逆転ローラ110は誘電体の写像媒体52の向きと反対に運動し、誘電体の写像媒体52の直線速度の約3−5倍で運動する。逆転ローラ110における間隙が約1.5−2.5ミルであり現像ローラ106における間隙が約3−4ミルであることが好ましい。第2に、逆転ローラ110がV3ボルトのレベルに励磁される。この電圧は、イメージの電圧をV2−V3だけ低減し誘電体の写像媒体52上のイメージの縁と背景をきれいにする作用をする。
【0033】
結果として得られるV3のイメージと背景のプレーンは、次に接地した導電性のスクイージ・ローラ116のところに移動する。スクイージ・ローラ116は、誘電体の写像媒体52と完全に接触している。スクイージ・ローラ116はV3ボルトの電圧を放電し、残留しているいかなる液体も調色された領域から押し出す。スクイージ・ローラ116は、好ましくは約50℃に加熱されていて、液体のトナーを定着させ、フィルム形成過程を完成し、イメージが次の現像モジュールに入る用意ができているようにする。
【0034】
図7において、典型的なCAD印字モードの方法を示す。このCAD印字モードは、粒子線写真のイメージ投影ヘッド72が陰イオンをトナーがデポジットされる領域において塗布することによって開始する。液体のトナーは、帯電した領域においてのみ現像される。帯電した誘電体の写像媒体52が現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107内に移動すると、現像ローラ106とデポジットされる電荷の電圧差V2’−V1’によって、化学的に帯電した液体のトナーの粒子が誘電体の表面に引き込まれる。液体のトナーは、このようにして、間隙内の場が略0になるまで帯電した領域内にデポジットされる。
【0035】
粒子線写真のイメージ投影ヘッド72からのイオンによって帯電していない誘電体の写像媒体52の領域において、V2’ボルトの化学的に帯電した反対のイオンがデポジットされる。反対のイオンは質量が小さく透過性がある。背景とトナーのイメージのこの電圧のプレーンが逆転ローラ110のところに移動すると、2つの効果が起こる。第1に、逆転ローラ110は、現像ローラ106と誘電体の写像媒体52の間の間隙107を通って運搬される過剰な液体をせん断して取る。逆転ローラ110は誘電体の写像媒体52の向きと反対に運動し、DAD現像モードにおけるものと誘電体の写像媒体52に関して同様に位置している。第2に、逆転ローラ110がV3’ボルトに設定される。この電圧は、電圧を低減し誘電体の写像媒体52上のイメージの縁と背景をきれいにする作用をする。
【0036】
この電圧プレーンV4’は、次に移動して導電性のスクイージ・ローラ116(誘電体の写像媒体52と完全に接触している)と接触する。導電性のスクイージ・ローラ116は接地しており、これによって略0の電圧レベルに放電がなされ、液体がイメージの液体で調色された領域から押し出される。導電性のスクイージ・ローラ116は約25−50℃に加熱されていて、調色されたイメージを定着させる。
【0037】
液体のトナーによって、CADおよびDAD印字モードの両方を用いることができ、ドット・オン・ドットの印字技術を用いることができる。しかし、ドライ・トナーは現像後に電荷が残留するので、ドット・オン・ドットのイメージは直接的には得ることができない。ドット・ネクスト・トゥ・ドットを用いることはできるが、この技術によるとイメージの色解像度が低くなる。
【0038】
誘電体の写像媒体52として再使用可能なベルトが用いられるときには、このベルトは、イメージの転写の後で電荷が漏れていくことができるような(電荷は現像モジュールを通るときは保持されるのだが)適度に抵抗がある材料から成っていてもよい。そうでない場合には、ベルトの帯電状態を略0にするために、コロナ帯電管理システムが必要である。
【0039】
図8において、本発明とともに使用可能な粉末のトナーのモジュール100を示す。粒子線写真のイメージ投影ヘッド72は、本発明の液体のトナーの実施例に関して上述したのと同一の方法で動作する。現像ローラ102は内核部材104を有しており、内核部材104は抵抗器を通して第1の直流バイアス源106(V2”)と、その後交流バイアス源108(V1”)と接続されている。交流バイアス源108は、出力Vsin(wt)を生み出す。弾性的なトナー帯電ローラ110は内核部材112を有し、内核部材112は抵抗器を通して直流バイアス電圧源114(V4”)と接続されている。また、トナー計測材116も直流電圧源118(V3”)と接続されている。
【0040】
写像ドラム120は、その上に粉末のトナー124がデポジットされる誘電体の表面122を含む。ドラム120と誘電体の表面122は上述したように誘電体のベルトと交換してもよい。
【0041】
直流電圧106(V2”)および交流電圧108(V1”)は結合して、誘電体の層の表面122と現像ローラ102の間に位置する帯電したトナーの粒子124に発射電圧Vp=V1”+V2”を印加する。発射電位Vpはトナーが現像ローラ102に接着しようとする効果に打ち勝つ助けとなり、適切に帯電したトナーの粒子を誘電体の層122上の粒子線写真のイメージ投影ヘッド72によって適切に帯電した領域に促すよう作用する。また、誘電体の層122が適切に帯電していないところには反発電圧も存在しており、トナーを背景領域からはじく助けとなる。
【0042】
トナーの現像の間、粉末のトナー124は時間変化をする静電場を経験する。この静電場は、帯電したトナーの粒子を現像ローラ102と誘電体の表面122の間の空隙を横切って発射する。カラートナーは、発射電位の大きさ(トナーの誘電体の表面122への接着に影響する他の物理的および電気的パラメータに加えて)に依存する力と速度で誘電体の表面122に向かって発射される。DADの手続きが用いられるときには、コロナ消去モジュール126が用いられる。
【0043】
図8はカラートナーのモジュールを1個だけ示したものであり、写像ドラム120の周縁付近にさらなる単一色の粉末トナーのカラートナーのモジュールがさらに配置される。ドライ・トナーの転写と溶解は従来の方法で起こる。さらに、それぞれのトナーのモジュール100は帯電ローラ110と現像ローラ102の間に粉末のトナーを送り込む手段を含むが、図中からは削除されている。最後に、写像ドラム120は交換可能な品目ではないので、イメージの転写に続くクリーニング機構が必要であるということになる。このようなクリーニング機構は図示していないが、粉末のトナーの写像システムに用いる従来技術のクリーニング機構と一致している。
【0044】
上述の説明は本発明を単に例示したものであるということが理解されるべきである。当業者であれば、本発明から逸脱することなく様々な他に採り得るものや変更を考案することができる。たとえば、本発明はプリンタとの関係において説明したが、シートへの静電イメージの転写を用いるいかなる機器にも同様に適用することができる。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲内にあるすべてのこのような他に採り得るものを包含するよう意図されている。
【0045】
上述したように本発明のカラープリンタ50の特徴は、下記項目1)〜11)によって示される。
1)帯電状態を表す移動可能な誘電体の表面52、移動可能な誘電体の表面52にイメージの方向にイオンの流れを発射して与えられた単一のカラー写像信号にしたがって移動可能な誘電体の表面52上に帯電状態を引き起こすイオン写像モジュール72と、関係するイオン写像モジュール72によって作り出された帯電状態にしたがって移動可能な誘電体の表面52に単一のカラートナーを与える関係するトナーのモジュール74をそれぞれが含む、誘電体の表面52とかみ合うように配置された複数のカラーの現像手段58、60、62、64と、イオン写像モジュール72のそれぞれに単一のカラー写像信号を与え、関係するトナーのモジュール74のそれぞれを制御してトナーを移動可能な誘電体の表面52に与える処理装置手段36と、多色のトナーが移動可能な誘電体の表面52に与えられることができるようにするための処理装置手段36に記録してその制御の下で誘電体の表面52を複数のカラーの現像手段58、60、62、64を通過して移動しする手段54、56と、複数の現像手段58、60、62、64のうちの最終のもの64を通過した後に調色された多色のイメージを移動可能な誘電体の表面52からシート70に転写し、それによって移動可能な誘電体の表面52が複数のカラーの現像手段58、60、62、64を1度通過する間に調色された多色のイメージが作成される転写手段68を含む。
【0046】
2)上記項目1)において、移動可能な誘電体の表面52が1度使用可能なポリマーの織物を含み、誘電体の表面を移動する手段が供給手段54および巻取り手段56を含みポリマーの織物を供給手段54から送り込まれ巻取り手段56に巻取られる。
3)上記項目2)において、供給手段54が供給ロールであり巻取り手段56が巻取りロールである。
4)上記項目1)において、移動可能な誘電体の表面が、少なくともその一部が導体120と接触していて移動可能な誘電体の表面が転写手段62を通過した後に帯電状態が導体に分散することができる抵抗を有する誘電体の層を含む。
【0047】
5)上記項目4)において、移動可能な誘電体の表面が連続した織物52を形成する。
6)上記項目1)において、イオン写像モジュール72のそれぞれが、移動可能な誘電体の表面52の幅を横切って配置され、それぞれがアドレス電極22、コロナ電極24、およびイオン・チャンバ26からの開口部を規定する導電オリフィス板28を含み、アドレス電極22とコロナ電極24が空隙によって隔てられていてそれによってコロナ電極24とアドレス電極22の間に破壊電位を印加すると空隙内の空気がイオン化される複数のイオン・チャンバ26を含む。
7)上記項目6)において、オリフィス板28に印加された制御電圧によってイオンを移動可能な誘電体の表面52に向かって加速することができる。
【0048】
8)上記項目7)において、コロナ電極24が複数のイオン・チャンバ26を横切って連続しており、別個のアドレス電極22がイオン・チャンバ26のそれぞれと交差する。
9)上記項目1)において、トナーのモジュール74のそれぞれが液体のトナーを用いており、基準電位に接続されトナーのモジュール74とのかみ合いが外れると移動可能な誘電体の表面52が確実に基準電位帯電状態を示すようにするローラ116を含む。
10)上記項目1)において、トナーのモジュール100が粉末のトナー124を用いていて、さらにトナーのモジュール100のそれぞれとのかみ合いが外れると移動可能な誘電体の表面122上を確実に略0の状態の電位にするコロナ手段126を含む。
11)上記項目1)において、トナーのモジュール74のそれぞれがユーザによって取り外し可能であり交換可能である。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のカラープリンタにおいては、誘電体の表面が複数の粒子線写真のイメージ投影ヘッドを1度通過する間にカラーのイメージを作り出すことができる。
また、関係するトナーのモジュールにおける現像トナーが枯渇するとユニットとして交換可能なイメージ投影ヘッドである。
また、イメージを現像するのに液体のトナーもドライ・トナーも用いることができる。
更に、再使用可能な誘電体の写像媒体も、低コストの使い捨て式の誘電体の写像媒体も用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの断面図である。
【図2】図1の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの概略平面図である。
【図3】使い捨て式の誘電体の表面に写像し調色する複数の現像モジュールを含む粒子線写真の印字機構の概略側面図である。
【図4】図3の印字機構に用いられる単一の粒子線写真のイメージ投影ヘッドの平面図である。
【図5】図3の粒子線写真の印字機構に用いられる液体のトナーのモジュールの概略断面図である。
【図6】帯電域現像(CAD)印字モードを用いた液体のトナーの現像モジュールの概略図である。
【図7】放電域現像(DAD)印字モードを用いた液体のトナーの現像モジュールの概略側面図である。
【図8】粉末非磁性のトナーのカラー機構を示す概略断面図である。
【符号の説明】
22 ・・・ アドレス電極
24 ・・・ コロナ電極
26 ・・・ 円筒形の開口部
28 ・・・ 導電オリフィス板
36 ・・・ 処理装置
50 ・・・ カラープリンタ
52 ・・・ 誘電体の写像媒体
54 ・・・ 供給ロール
56 ・・・ 巻取りロール
58 ・・・ 現像モジュール
60 ・・・ 現像モジュール
62 ・・・ 現像モジュール
64 ・・・ 現像モジュール
68 ・・・ 転写機構
70 ・・・ シート
72 ・・・ 粒子線写真のイメージ投影ヘッド
74 ・・・ トナーのモジュール
100 ・・・ ハウジング
116 ・・・ スクイージ・ローラ
120 ・・・ 写像ドラム
122 ・・・ 誘導体の表面
124 ・・・ 粉末のトナー
126 ・・・ コロナ消去モジュール
Claims (11)
- 帯電状態を表す移動可能な誘電体の表面(52)と、
前記誘電体の表面(52)とかみ合うように配置された複数のカラーの現像手段(58、60、62、64)であって、前記移動可能な誘電体の表面(52)にイメージの方向にイオンの流れを発射して、イオン写像モジュール(72)に与えられた単一のカラー写像信号にしたがって前記移動可能な誘電体の表面(52)上に帯電状態を引き起こすイオン写像モジュール(72)、および対応するイオン写像モジュール(72)によって作り出された帯電状態にしたがって前記移動可能な誘電体の表面(52)に単一のカラートナーを与える対応するトナーのモジュール(74)をそれぞれが含む、複数のカラーの現像手段(58、60、62、64)と、
前記イオン写像モジュール(72)のそれぞれに単一のカラー写像信号を与え、前記対応するトナーのモジュール(74)のそれぞれを制御してトナーを前記移動可能な誘電体の表面(52)に与える処理装置手段(36)と、
前記処理装置手段(36)の制御の下で多色のトナーが前記移動可能な誘電体の表面(52)に重ね合わされて与えられることができるようにするために前記誘電体の表面(52)に前記複数のカラーの現像手段(58、60、62、64)を通過させて移動させる手段(54、56)と、
前記複数の現像手段(58、60、62、64)のうちの最終のもの(64)を通過した後に、調色された多色のイメージを前記移動可能な誘電体の表面(52)からシート(70)に転写し、それによって、前記移動可能な誘電体の表面(52)が前記複数のカラーの現像手段(58、60、62、64)を1度通過する間に、前記調色された多色のイメージが作成される転写手段(68)とを含み、
前記対応するトナーのモジュール(74)はさらに、前記誘電体の表面(52)と接触して画像を定着するとともに前記誘電体の表面(52)に残留した電荷を放出するためのスクイージ・ローラ(116)を含むカラープリンタ。 - 請求項1に記載のカラープリンタ(50)において、
前記移動可能な誘電体の表面(52)が1度使用可能なポリマーの織物を含み、
前記誘電体の表面を移動させる前記手段が、供給手段(54)および巻取り手段(56)を含み、前記ポリマーの織物を前記供給手段(54)から送り込ませ前記巻取り手段(56)に巻取らせるカラープリンタ。 - 請求項2に記載のカラープリンタにおいて、前記供給手段(54)が供給ロールであり、前記巻取り手段(56)が巻取りロールであるカラープリンタ。
- 請求項1に記載のカラープリンタにおいて、
前記移動可能な誘電体の表面が、誘電体の層(122)を含み、少なくともその一部が導体(120)と接触し、前記誘電体の層は、該移動可能な誘電体の表面が前記転写手段(62)を通過した後に帯電状態が前記導体に分散することができる抵抗を有するカラープリンタ。 - 請求項4に記載のカラープリンタにおいて、前記移動可能な誘電体の表面が連続した織物(52)を形成するカラープリンタ。
- 請求項1に記載のカラープリンタにおいて、前記イオン写像モジュール(72)のそれぞれが、
前記移動可能な誘電体の表面(52)の幅を横切って配置され、
アドレス電極(22)と、コロナ電極(24)と、イオン・チャンバ(26)からの開口部を規定する導電オリフィス板(28)とをそれぞれが含み、
前記アドレス電極(22)と前記コロナ電極(24)とが空隙によって隔てられていて、それによって、該コロナ電極(24)と該アドレス電極(22)との間に破壊電位を印加すると前記空隙内の空気がイオン化される
複数のイオン・チャンバ(26)を含むカラープリンタ。 - 請求項6に記載のカラープリンタにおいて、前記オリフィス板(28)に印加された制御電圧によって、イオンを前記移動可能な誘電体の表面(52)に向かって加速することができるカラープリンタ。
- 請求項7に記載のカラープリンタにおいて、
前記コロナ電極(24)が前記複数のイオン・チャンバ(26)を横切って連続しており、
別個のアドレス電極(22)が前記イオン・チャンバ(26)のそれぞれと交差するカラープリンタ。 - 請求項1に記載のカラープリンタにおいて、前記トナーのモジュール(74)のそれぞれが、液体のトナーを用いており、
前記スクイージ・ローラ(116)は基準電位に接続され、前記移動可能な誘電体の表面(52)が前記トナーのモジュール(74)とのかみ合いが外れると確実に基準電位帯電状態を示すようにする、
カラープリンタ。 - 請求項1に記載のカラープリンタにおいて、前記トナーのモジュール(100)のそれぞれが、
粉末のトナー(124)を用いていて、さらに、
前記トナーのモジュール(100)のそれぞれとのかみ合いが外れると、前記移動可能な誘電体の表面(122)上を確実に略0の状態の電位にするコロナ手段(126)を含むカラープリンタ。 - 請求項1に記載のカラープリンタにおいて、前記トナーのモジュール(74)のそれぞれがユーザによって取り外し可能であり交換可能であるカラープリンタ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20647894A | 1994-03-04 | 1994-03-04 | |
US08/206,478 | 1994-03-04 | ||
US206-478 | 1994-03-04 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07281498A JPH07281498A (ja) | 1995-10-27 |
JP3645304B2 JP3645304B2 (ja) | 2005-05-11 |
JP3645304B6 true JP3645304B6 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=
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