JPH073612B2 - 印刷装置 - Google Patents

印刷装置

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JPH073612B2
JPH073612B2 JP61022785A JP2278586A JPH073612B2 JP H073612 B2 JPH073612 B2 JP H073612B2 JP 61022785 A JP61022785 A JP 61022785A JP 2278586 A JP2278586 A JP 2278586A JP H073612 B2 JPH073612 B2 JP H073612B2
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ヨハネス・ヘラルドウス・フエナンテイウス・フアン・ステイフアウト
マルテイヌス・ヨハネス・フエイベン
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オセ‐ネーデルランド・ベー・ヴエー
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、支持体を有しかつ誘電層によってその表面が
形成された可動の結像媒体と、結像媒体の軌道に沿って
位置する結像区域と、導電性で非磁性の外側スリーブ及
び該スリーブ内に設けた複数の磁石を有する磁気ローラ
と、結像場所である直線状帯域に導電トナーを供給する
ための装置と、各々が電圧源によって作動可能で、結像
場所である帯域の部分を蔽う結像区域において誘電層を
横切って電界をそれぞれ発生可能な多数の電極とを包含
し、該電界が結像媒体に形成するのに必要な像のパター
ンに相応するような印刷装置に関する。
この種の装置は米国特許明細書第3,816,840号より既知
であり、特に第９図及び第10図に図示されている。この
第９図及び第10図において、多数の磁石とその周囲に回
転可能に取付けた非磁性スリーブで構成される磁気現像
装置には、磁化可能なトナーが供給される。トナーブラ
シの反対側に固定電極を設け、それにかぶさるように電
極と常時接触する誘電層を搬送可能である。スリーブと
電極との間に高電圧（500から1000ボルト）の短い電圧
パルスを加えることによって誘電層にトナーの点像を付
着させる。像点の寸法は電極の区域の寸法にほぼ等し
い。かかる電極を多数使用してそれらを結像信号で作動
させることによって誘電層上に像の如きトナーの点像が
得られる。
この既知の種類の装置の欠点は、点のようにしか記録出
来ない故にこのようにして現像された像の解像度は低
い。同様に固定列の電極と誘電層との間に要求される接
触を優れたものにすることは技術的に極めて困難であ
る。
米国特許明細書第3,946,402号には、回転ドラムに誘電
層を設けるような装置が記載されている。均一なトナー
層を誘電体に付着させるために従来の磁気現像ブラシ使
用している。非磁性スリーブを有する磁気ローラによっ
て形成される結像帯域に均一なトナー層を供給する。棒
型式の磁気導電性の多数の電極が該スリーブに載置さ
れ、電極は線状にドラムの軸線に対して平行に延伸す
る。各電極は電圧源に接続する。電極が通電されない
と、磁力によってトナーは誘電層から引き離なされる。
像に相応するパルスを電極に与えると、誘電層において
電界が生じてトナーを点状に誘電層に固定する。電極は
導電体なので、互いに絶縁しなければならない。
この既知の装置の欠点は、導電性のトナーが各電極を相
互接続する故に、短絡が生じて結像の妨げになることで
ある。同様に棒型式の導電性磁気電極列を構成するのは
極めて複雑で経費がかかる。
本発明の目的は、前記及び他の欠点を克服した前記種類
の装置を提供することである。本発明の目的は、電極を
相互に絶縁するように配置し、誘電層で被覆し、結像媒
体の運動方向へ延伸するようにした前記種類の装置を提
供することによって達成される。
本発明の効果は、磁気ローラに対して垂直な結像媒体の
移動方向にて各電極の上方で、連続的に誘電層の現像が
可能なことである。同様に本発明のベースは、現像した
像点の寸法が電極の長さ又は結像場所におけるトナーブ
ラシの幅をはるかに下回わることであり、これに関して
は後文に詳述する。
全体を通してほぼ同一の幅と厚さを有する前記種類の電
極の製造は極めて簡単である。直線状電極を接近させる
ことによって、もはや点か線か判別がつかないようなト
ナー像を誘電層上に形成可能となる。
本発明の別の実施例において、結像媒体上の電極は結像
媒体の運動方向へエンドレスに延伸し、電極は、整合し
て位置し、各々が電圧源に接続可能な誘導電極によって
作動可能であり、該誘導電極は誘電層と後方で接触す
る。
これによる効果は、結像媒体の円周よりも長いプリント
を製造可能なことである。同様に結像媒体及びそれと協
働する現像装置は極めて小型化可能である。
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の実施例を示す添
附の図面を参照して以下に詳述する。
第１図は静電式プリントの原理を示す図面である。
回転ドラム型式の結像媒体10は、誘電層内及び下方にあ
る多数の作動可能な電極より成る静電層を包含する。磁
気現像ローラ12を備える結像区域11には磁気性誘導質の
トナーを充填する。回転ドラム10上の作動可能な電極と
現像ローラ12との間に電圧を加えることによって静電層
にトナー像を形成可能である。このトナー像は加熱され
たゴム引ローラ14により移送される。案内トラック24と
ローラ22及び22を介してローラ25によって用紙置場26か
ら用紙予熱位置19へ用紙が一枚づつ送られる。用紙予熱
位置19には、加熱ローラ20を中心に巻きつけたベルト21
を設ける。用紙とベルト21とが接触することによって用
紙は加熱される。このように予熱された用紙は一枚づつ
ローラ15及び14を通過し、ローラ14上に形成されるトナ
ー像は該用紙に完全に移転される。用紙の温度はトナー
像が用紙上で融解するような温度である。用紙はコンベ
アローラ17を介して回収皿18へ送られる。装置30はオリ
ジナルの光情報を作動可能な電極へ送給可能な電気信号
に変える電子回路を包含する。コンピュータ又はデータ
プロセッサから発する電気信号は、装置30内にて、作動
可能な電極へ送給可能な信号に変換可能である。
第２図は本発明による装置にて、現像ブラシを有する静
電層を示す。静電層は、絶縁支持体43と、多数の電導電
極通路42と、それらの上方に設ける誘電層41で形成され
る。該層の上方に位置する結像区域では、誘電層41と現
像ローラ40との間の結像帯域45に電磁誘導質のトナー粒
子を送る。
支持体43は、例えばカプトン（Kapton）等の可撓性絶縁
材料で形成し、約200μｍの厚さを有する。この上に
は、約５μｍの厚さの銅層を載置して約20μｍ幅の小さ
なトラックを既知の露光及びエッチング技術によって食
刻し、20μｍの間隔で60μｍの幅の電極通路42より成る
トラックパターンが得られる。その他の（10μｍから20
0μｍ）、厚さ及び間隔（５μｍから100μｍ）のものも
使用可能である。
各電極通路42は、切換素子を介して各電極通路42に電圧
を送給可能な制御装置（図示せず）へリード線44を介し
て接続する。
電極通路42相互間と該通路には誘電層41を載置する。該
層としては、メッサーズ レッド スポット ペイント
アンド バニシ コーポレーション社（Messrs.Red S
pot paint and Varnish Corporation）のレッド スポ
ット（Red Spot）SM952R型ストーブエナメルを使用し
た。有機溶剤に該エナメルを溶解したものを電極に塗布
し、加熱後に硬質層を形成する。
例えばチタン酸バリウム、酸化アルミニウム、二酸化チ
タン、チタン酸鉛等の他の材料を用いて誘電層を形成し
てもよい。
金属ドラム（図示せず）に塗布された静電層はクランプ
機構の手段によってしっかり固定される。損傷した時に
は、新しい層を容易に取付け可能である。ドラムにはス
ロット型式の開口部を設け、該開口部を介してリード線
44が制御回路（図示せず）と電極通路42との間を接続す
る。
電極通路がエンドレスではない場合、電極通路42の長さ
は少なくともプリントすべきコピーの長さに等しくなけ
ればならない。装置のプリンティング能力を高めるため
には、２つのプリント相互間の時間を出来るだけ短かく
しなければならない。これは、電極通路42の長さを僅か
だけ上回る円周を有するドラムに静電層を固定すること
によって達成可能である。各電極通路はドラムの円周の
少なくとも75％にわたって延長することが望ましい。
現像ローラ40には、矢印53の方向に回転する厚さ約50μ
ｍの銅製スリーブ51を設ける。スリーブ内部に設けた多
数の磁石50は、図示しない装置を介してスリーブ51に塗
布される導電磁性トナー粒子を結像帯域45まで搬送する
役割を果す。結像帯域の境界部をシャープなものにする
ため、スリーブ51の内部で磁石48と49との間に軟鉄製ナ
イフを設けるが、この場合これら磁石の同一極性極が該
ナイフと接触する。現像ローラ40を過ぎた静電層は矢印
52の方向へ行く。電極通路の１つ42とスリーブ51との間
に電圧を加えることによって誘電層41にトナー46が積載
される。
比較的広いトナーブラシで比較的狭い帯域を現像可能に
する方法を第3a−3d図を参照して以下に説明する。該図
面の参照番号は同一個所には第２図と同一の番号を付記
する。
現像ローラ40には破線56及び57で示す区域にわたって誘
電層41と接触する導電磁性トナーを供給する。該層の下
方に設ける電極通路42には、例えば、リード線44を介し
て現像ローラ40の接地スリーブ51に対して正電圧を送給
可能である。
結像行程を明快にするため、第3a−3d図においては、常
に現像ローラにおける誘電層の同一の部分を示す。図示
の部分の幅は１個の電極通路の幅に相当する。誘電層は
現像ローラ40を通り過ぎて矢印59の方向に到る。
第3a図において、電極通路42はスリーブ51に対して正電
圧にある。ブラシ電流は導電トナーを介してブラシ境界
線56及び57によって画定される区域55に流れるので、誘
電層の頂部が荷電される。かくて部分的に誘電層41と接
触するトナー粒子に逆鏡電荷（opposite mirror charg
e）が誘導される。かくて誘電層41とトナー粒子との間
の電気力は磁気ブラシにトナー粒子を固定している磁力
を上回るようになり、トナー粒子は線56及び57によって
画定された区域において誘電層41によって誘引される。
従って区域55は現像される。厚さが１μｍの誘電層41の
場合、区域55を優れた上位に暗黒化するには約30ボルト
で充分と思われる。
該層は更に連続して搬送されるが（第3b図）、この場合
電極通路42にはいぜんとして正電圧が存在する。一般的
に現像は、現像区域61がブラシ境界線56及び57で示すも
のよりも広くなるように現像が進行する。次に（第3c
図）電極通路42がスリーブ51と電気接続すると、誘電層
41の電荷は流れ去る。ブラシ境界線56及び57相互間の区
域にブラシ電流はもはや存在せず、トナー粒子が受ける
現像ブラシ40の磁石の磁力は今や電気力を上回るので、
もはやトナーが付着することはない。ブラシ境界線56及
び57の外側（区域60）に既に付着したトナーは、該粒子
に加えられる磁力が距離の故に目的を達成するのには小
さすぎるようになるために、もはや現像ブラシ40によっ
て誘引されることはない。層を更に搬送するために（第
3d図）トナーブラシの幅以下の狭い区域60に前記方法で
トナーを供給する。
この狭い線を現像する際に重要なことは、トナー境界線
57におけるトナーブラシの狭さと、トナーの導電性であ
る。
この導電性は極めて大きいものでなければならない故
に、誘導層に加えられる電荷は電極通路42とスリーブ51
とが接続する時に急速に流出する。
もし電極通路に連続して電圧を印加すると長い線が現像
される。60μｍ幅の電極通路上方における幅の現像は常
に電極通路幅を上回り、また２個の電極の相互間隔は約
20μｍであるから、複数個の電極が次々に作動する時に
は完全なる暗黒区域として現像が可能である。
前記支持体は制限寸法（例えばA4）のプリント製造のた
めに最適である。電極通路は常にプリントの長さを幾分
上回る長さのものでなければならない。プリントの長さ
を更に長くしたい場合、結像ドラムの直径をより大きい
ものに選択可能であるが、これにも限界がある。
これにより優れた解決法は、ドラム周辺の誘電層にある
電極通路をエンドレスにすることである。このために、
金属ドラムに絶縁層を設け、該層に、相互に絶縁された
多数のエンドレス電極通路を既知の方法で取り付けるこ
とである。これには、第２図を参照して説明したと同様
の極めて簡単な方法でストーブエナメル層を設ける。も
し結像ドラムの直径がより大きい場合、同じく第２図を
参照して説明したように、ドラム内に設けた制御装置に
電極通路を接続可能である。しかしながら、不連続部が
存在しないようにリード線を電極に固定する方法に関し
て問題が生じる。このためには誘電操作法が適用される
が、これに関しては第４図を参照して説明する。
第４図において電極42は誘電層41で被覆される。誘電電
極64にも誘電層65を設ける。誘電層41は誘電層65と接触
可能である。一部のみを示した磁気ブラシ40の回転スリ
ーブ51は接地され、その内部には軟鉄ナイフ47を設けて
狭い磁界を形成する。同様に電極42も「高い」抵抗体68
を介して接地される。
今誘導電極64がスイッチ66によって例えば正電圧部67に
接続する場合、この誘導電極64と電極42との間に電界が
生じる。電極64とは反対に、電極42は負に荷電される。
かくて接地スリーブ51とは反対に電極42に正の電荷が形
成される。もし導電トナー層が該スリーブ51上にある場
合、該トナーは電極42の正電荷によるトナー内の鏡電荷
の誘導によって誘電層41へ引っぱられる。かくて結像さ
れる。もし誘導電極64がスイッチ66を介して接地する場
合、電界は消失してブラシの磁力によってトナーがブラ
シ上に保持される。
第５図は第４図の装置と同様な回路図である。コンデン
サ70、及び71は直列に接続し、片側はスイッチ66に接続
し又他方の側は接地される。コンデンサ70は誘導電極64
と電極42とによって形成される容量を有する。コンデン
サ71は、電極42と現像ブラシの接地スリーブ51とによっ
て形成される容量を有する。
「高い」抵抗体68はコンデンサ70、71の連結部に接続可
能である。正電位67がコンデンサ70の頂板に与えられる
と、２個のコンデンサに分電圧が生じる。もしコンデン
サ70及び71が同一寸法の場合、２個のコンデンサ相互間
の連結部に該電位の半分が生じる。この場合２個のコン
デンサ70及び71の電界は等しい。例えば誘電層41の厚さ
を変えることによってコンデンサ70を変えれば、コンデ
ンサ71内の電界の強度が変化可能となり、従って電極42
とスリーブ51との間、すなわち結像帯域の電界強度を変
えることが出来る。
本発明による装置の該原理を示す実施例を第６及び第７
図を参照して説明する。
第６図は、矢印77の方向へ回転可能で、相互に絶縁され
て隣接する多数の電極42をその上に配置した絶縁層43を
有するドラム76型式の結像媒体10の断面図であり、この
場合該電極はドラム運動方向へエンドレスに延伸し、誘
電層41の中及び下に配置されるものである。現像装置84
は、トナー搬送用磁石組立体85の周囲及び同一極性極の
２個の磁石86及び87によって包囲される軟鉄ナイフ88の
周囲を矢印89の方向へ回転可能な接地スリーブ92を包含
する。導電磁性トナーはトレー91から非常に狭いトナー
ブラシが形成されている結像帯域90まで送給される。
軟鉄ナイフ88の尖端部はスリーブ92から約10μｍの距離
にある。スリーブ92の厚さは50μｍで、その外面には回
転軸線に対して平行に延長する直線状のくぼみを設け
る。約５から10μｍの深さで、約20μｍから200μｍの
幅の該くぼみは、分配ナイフ（ディスペンシングナイ
フ、図示せず）と協働してスリーブ92に極めて薄いトナ
ー層を形成する役割を果す。これによって結像帯域90に
厚くて広いトナーブラシが形成されることがなくなる。
トナーブラシを出来るだけ狭いものにするためにはスリ
ーブ92の厚さも重要である。の厚さは10μｍから100μ
ｍであることが望ましい。磁界分散と機械的強度とが妥
協出来る最適な厚さは約50μｍである。
誘導電極素子80は、メリネックス（Melinex）の可撓性
絶縁ストリップ83に載置される多数の導電誘導電極82を
包含し、各誘導電極82はブロック81を介して制御ブロッ
ク（図示せず）に接続する。ブロック81によってストリ
ップを回わすことによって誘電層41と誘導電極82間とが
優れた状態で接触する。既に記載したストーブエナメル
の如き薄い誘電層79を誘導電極82の全体体に載置して、
誘導電極素子80の摩耗抵抗を増加させることが出来る。
第７図は結像素子10の一部と誘導電極素子80の平面図で
ある。結像素子10上の電極42と同じ中心に誘導電極82を
配置する。電極82及び42が整合するように調節装置（図
示せず）によって素子80を位置決めする。電極82と42と
が相互間にて最大容量を得るためには、誘導電極82の幅
を電極42の幅と同じか又は幾分大きくすることが望まし
い。同じ理由で、誘電層79の厚さは薄く約１から５μｍ
である。誘導電極82の厚さは約５μｍで幅は60から70μ
ｍである。
約50ボルトの電圧を誘導電極82に与えることによって、
プリントすべき像を良好に暗黒化するのに充分なトナー
を、結像帯域90の誘電層41に前文に記載した方法で付着
させることが出来る。誘導電極82が再度接地されると結
像作業が中断される。前記装置によって、結像素子10の
円周を上回わる長さのプリントが得られる。従って結像
素子10は例えば5cm等の極めて小さな直径にすることが
可能であり、従ってコンパクトな結像装置が得られる。
当然のことながら本発明は、前記実施例のみに限定され
るものではない。例えば、先ず結像媒体は、トナー層を
均一なものにして次に結像区域から離れるようにしても
よい。もし電極通路に電圧を加えれば、ブラシ電流が流
れてトナーの粒子は誘電層に固定されたままである。
電極通路がスリーブと電気的に接続すれば、磁気ブラシ
は該層からトナー粒子を引き離し、回転スリーブを介し
て結像帯域から該粒子を排出する。スリーブからトナー
粒子をこすり取るためにスクレーパ装置を使用してもよ
い。
誘導作動方法によれば、結像媒体上に極めて多くの狭い
電極通路を使用し、一方多くの場合電極通路よりも広い
誘導電極を使用することも可能である。このようにする
ことによってオフ−ライン又は整合問題が激減する。
当業者には明らかな如く、本発明の範囲を逸脱すること
なく多種多様な別型実施例が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は静電式プリントの原理を示す図、第２図は本発
明による装置の現像ブラシを有する静電層の概略図、第
3a図から第3d図は本発明で用いる方法を示す概略図、第
４図は電極通路用の誘導作動方法を示す概略図、第５図
は第４図と同等な回路図、第６図は本発明による装置の
別型実施例を示す断面図、また第７図は第６図の断面を
示す平面図である。 10……結像媒体、11……結像区域、12,40,84……磁気ロ
ーラ、26……用紙置場、30……光電気信号回路、41,79
……誘電層、42……電極、45……直線状帯域、47,88…
…軟鉄ナイフ、48,49,50……磁石、51,92……スリー
ブ、82……誘導電極、83……絶縁可撓性ストリップ。
フロントページの続き (72)発明者 ボントコ・ウイツテフエーン オランダ国、5924・エー・セー・フエン ロ、フリムストラート・22 (72)発明者 ウイレム・テイヤルク・ドラアーイ オランダ国、5924・エー・ハー・フエン ロ、フオルタイレストラート・16 (72)発明者 ヨハネス・ヘラルドウス・フエナンテイウ ス・フアン・ステイフアウト オランダ国、5741・イツクス・エー・ベー ク・エン・ドンク、ドクトル・テインメル スラーン・１・デー (72)発明者 マルテイヌス・ヨハネス・フエイベン オランダ国、5971・ベー・セー・フルツベ ンフオルスト、クローステルストラート・ ４・アー

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】支持体を有しかつ誘電層によってその表面
    が形成された可動の結像媒体と、結像媒体の軌道に沿っ
    て位置する結像区域と、導電性で非磁性の外側スリーブ
    及び該スリーブ内に設けた複数の磁石を有する磁気ロー
    ラと、結像場所である直線状帯域に導電トナーを供給す
    るための装置と、各々が電圧源によって作動可能でかつ
    結像場所である帯域の部分を蔽う結像区域において誘電
    層を横切って電界をそれぞれ発生可能な多数の電極とを
    包含し、該電界が結像媒体上に形成するのに必要な像の
    パターンに相応し、該電極が、相互に絶縁されかつ誘電
    層によって被覆され、また結像媒体の運動方向へ延伸す
    ることを特徴とする印刷装置。
  2. 【請求項２】各電極が電圧源に接続し得ることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の印刷装置。
  3. 【請求項３】各電極が結像媒体の円周の少なくとも75％
    にわたって延伸することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項又は第２項に記載の印刷装置。
  4. 【請求項４】電極と一体の誘電層が、該支持体に取外し
    可能に固定した薄い絶縁ホイルに載置されることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか
    に記載の印刷装置。
  5. 【請求項５】結像媒体上の電極が該結像媒体の運動方向
    へエンドレスに延伸し、電極が、整合して配置されて各
    々が電圧源に接続可能な誘導電極によって作動可能であ
    り、該誘導電極が誘電層と後方接触することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の印刷装置。
  6. 【請求項６】誘導電極にかぶせて、及び周囲に誘電層を
    載置することを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
    の印刷装置。
  7. 【請求項７】誘電層の厚さが１μｍから８μｍであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の印刷装
    置。
  8. 【請求項８】誘導電極を絶縁可撓姓ストリップに載置す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第５項から第７項ま
    でのいずれかに記載の印刷装置。
  9. 【請求項９】各誘導電極の幅が実質的に電極の幅に等し
    いかまたは以上であることを特徴とする特許請求の範囲
    第５項から第８項までのいずれかに記載の印刷装置。
  10. 【請求項１０】電極の幅が10μｍから200μｍであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第９項までの
    いずれかに記載の印刷装置。
  11. 【請求項１１】電極の幅が約60μｍであることを特徴と
    する特許請求の範囲第10項に記載の印刷装置。
  12. 【請求項１２】電極相互間の距離が５μｍから100μｍ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第11
    項までのいずれかに記載の印刷装置。
  13. 【請求項１３】電極相互間の距離が20μｍであることを
    特徴とする特許請求の範囲第12項に記載の印刷装置。
  14. 【請求項１４】ストーブエナメルを誘電層として使用す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第13項ま
    でのいずれかに記載の印刷装置。
  15. 【請求項１５】尖端部を有する軟鉄製ナイフを磁気ロー
    ラ内部にて２個の磁石の同一極性極相互間に配置し、該
    ナイフの該尖端部が非磁性外側スリーブ付近に位置する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第14項まで
    のいずれかに記載の印刷装置。
  16. 【請求項１６】スリーブの厚さが10μｍから100μｍで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第15項に記載の印
    刷装置。
  17. 【請求項１７】スリーブの厚さが約50μｍであることを
    特徴とする特許請求の範囲第16項に記載の印刷装置。
  18. 【請求項１８】スリーブの外側には、回転軸線に対して
    平行に位置する直線状へこみを設けることを特徴とする
    特許請求の範囲第15項から第17項までのいずれかに記載
    の印刷装置。
  19. 【請求項１９】該へこみの深さが５μｍから10μｍで、
    幅が20μｍから200μｍであることを特徴とする特許請
    求の範囲第18項に記載の印刷装置。
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