JPS58104768A - プリンタ−印字機構 - 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】 本開明は乾式インクをとはす事によりＩＫ襞用紙に印字
あるいは印画するプリンターの日】字機構に関するもの
である。

本発明の目的は、回転体上に静電付着し九トナーを信号
変調した光（よる光導電効果と回転体の遠心力によって
直接とばす事によってする事により、インクジェットプ
リンタのようなインクによるノズルの目詰りの問題を根
本的に削除し、動作時の不良発生率を著しく低減させ品
質慎幀性會向上させる事である。

本発明の池の目的は、回転体上に静電付着したトナー管
傷号箒−シた光によってとばす事により印字時における
騒音の低減をはかるφである。

さらに本発明の他の目的は、トナーを記録媒体上にとば
す印字信号を光によって与える事によりｌ己録媒体への
印字速度を向上させる拳である。

本発明のさらに他の目的は、レーザー光等の微小光スポ
ット径に＃当するトナーの静電付着力を解除し、遠心力
により上記砿皺トナーを記録媒体上にとばす拳により、
印字品質を高梢彩化する事である。

本宛四のさらに他の目的は、複雑高槽度の機械弐秘動部
を感光性のある帯電層をもった回転体根政にし、トナー
のとはし＃ｉ実質的に光信号にて行なう事により機械的
構造ｔ−極力簡単化し、構造的な品質信頼性を同上させ
、装造コス）１−低減させる事である。

本発明のさらに他の目的は、印字種類の選択を変−した
光によって与える事により、印字の８１類を著しく同上
させ１、さらにはクラフィック印１ＩｉＩＩをも口丁能
にする事である。

昨今、情報機器の発達に伴ない、ツーリンク−の尚連化
や高機能化が叫ばし・、ている、一方従来よりインパク
トドツトプリンタやインクジェットプリンタか実際に鵬
品化ざｎてきているか、現在に至っては根本的に時代の
賛鯖である高速化や高機能化には答えきれていないのか
現状である。

ｇｌ−に、従来のインパクトドツトプリンターの基本的
印字機構の説明図、第２１ｍＫ従来のインクジェットプ
リンターの基本的印字機構の説明図を示す。以下、第１
図と＠２−の原理について着干説明する。

第１図中ＩＦｉ、ワイヤー駆動部である電磁石２は印字
を直接与えるワイヤー、３はインクリボン４ＩＩ′ｉ用
紙、５は用紙の台となるプラテン、６はワイヤーのカイ
トを示し、第５−は印字ワイヤーを７〜１２本縦一本尺
−し、これを横に走査する事によりマトリックス状に印
字した例を示すものである。まずｓｌ　図におけるイン
パクトドツトプリンタでは、印字信号はワイヤー駆動部
たる電磁石（＃１１図中１７［電気信号で与えられる。

ＩＥ１石が通電されると電磁石はワイヤー（図中２）？
押し出すよう九−き、ワイヤーはインクリボン（図中３
）を用紙−図中４７４Ｃ押しつける。するとワイヤーに
よって押しつけられた部分のインクリボンからインクが
Ｋじみ出し用紙に転写されるわけである。このようなワ
イヤーを例えば１文字の縦寸法分の内に縦一列に多数個
配置しくワイヤの直径の蟻小限界により帳−列−７〜１
２ドツトが限界ンこれｔ横に走査する間に、必要なワイ
ヤーを打点していけば図３に例示するような文字が印字
される。

一方第２図においてはインクタンク、８は与える振動、
！はノズル、１０はインク粒子、１１ｔ；を竹電電檜、
１２ｔｌ偏向電極、１！Ｓｔｉインク回収板、１４は用
紙を示す４のである。第２図におけるインクジェットプ
リンターの根本原理はＲａｙＡ・１ｇｈの微小変形理論
によっており、微小ノズルより押し出さ蓼た噴流に噴流
方向の秩損動を与えると、ある条件の下で噴流が粒子化
する事を用いている。

このインク粒子管図中１１の荷電電極にて帯′喝し、必
要な時にインク粒子に図中１２の偏向−極にて電界を加
えるとインク粒子の飛翔方向か偏向しインク粒子はとび
つづけて用紙に達し印字されるが偏向電惨に電界を加え
なゆればインク粒子は直進し、図中１５のインク回収板
に幽たり用紙に到達しない、このように偏向電極に信号
電界を加える半によって、第５図と同様にマトリックス
状に用紙にインク粒子を衝突させる事により印字する。

このような第１図および第２図に示したような従来のプ
リンター印字機構では次に示すような欠点が存在する。

まず、５４１図のインパクトドツトプリンターは極めて
細いワイヤーを電磁石によって駆動する為に機械的構造
か極めて４Ｉ雑であり、機械的構造か複雑な分だけ動作
時のｇ１＃ｉ性は低いものとなっていた。ｌ＠２図のイ
ンクジェットプリンターにおいても特に細いノズルのイ
ンクによる目詰まり等によって動作信頼性か極めて低く
、今だにプリンターの主流になり得ないものかあるもの
であった。

また従来のプリンターは、例えば第１図におけるプリン
ターでは印字そのものをワイヤーによる機械的なインバ
ク）Ｋよっている為、騒音の大きいものであった。

さらに従来の１リンターは、印字速度が原塩的に限界が
あるものであった。例えばｓ１図に示すインパクトドツ
トプリンタは電磁石の信号反応速度、ワイヤーの動力学
的な応答速度により印字速ｕＦｉ決まり、高速化の為に
ワイヤー駆動条件に無理かあると印字一度が低下する等
の間両の為、印字速ｔＦｉ市販品でせいぜい１３０字／
秒程度であった。′また第２図に示すインクジェットプ
リンターにおいても、ノズル０結まり対策の為にも、前
後する流体粒子の静電的な影ＩＩＩＩｔ−排除する為に
も印字速度は２８０字／秒程度が限界であった。

さらに従来のプリンターは次の理由で印字画素密度の粗
いものであった。まず第１図に示すインパクトドツトプ
リンタではワイヤー径の限界により一つのドツト寸法管
ある値以下にする事か不可能であった。すなわちある値
以上の印字濃ｆｔ得る為にはワイヤーを細くする為に印
字応力全増大しなければならないが、印字ｉ応力を増大
しすぎるとインクリボンやワイヤー赤□′−損してしま
い、こういったワイヤーあるいはインクリボンの強度的
な限界からワイヤー径を小さくするには限界かあり、従
ってマ）　ＩＪラックス字の画素密度の向上には限界か
あるものであった。現在でｔＩｉ１■当り４〜５ドツト
の画素密度が限界とされている。またインクジェットプ
リンタにおいては、まず第一に画１１！、ｅ度を上げる
為にはノズル径を小さくしなければならない、そうする
とノズルのインクによる目詰りか起こりやすくなる。第
二Ｋ、ノズル径を小さくしすぎると粒子化安定性が矢な
われる。

等の理由で画素密度に限界があり、現在でも１−当り６
ドツトくらいか限界である。

さｂに従来の１す／夕は次に示すように機械的構造か複
雑であり、品質の信幀性が悪く、製造コストの高いもの
であった。例えば第１図に示すインパクトドツトプリン
ターでは、まず極めて細いワイヤー食用いなけｎばなら
ない事、このワイヤー１−マトリックス文字の縦一列に
配列する為に微少間隔で微少径の１１１ワイヤーガイド
を多数＊Ｕ良く設けなければなム：い事、各ワイヤーに
対して電磁石が１対１で会費な事、このワイヤーの打点
後の元の位置゛への復帰の為ワイヤーに対して１対１で
バネか会費な事等倣小寸法で複雑な構造を会費とするも
のであった。

さらに従来のプリンターでは、インパクトドツトプリン
ターにしろ、インクジェットプリンターにしろ上記する
ように１−素の寸法が大きい為。

１文字当り（配タリできる画素数が少なくなり、従って
少ない画素数で表限できる文字の種類か少なくなるとい
う欠点かあった。従って従来のプリンターでは、表現で
きる文字の種類かせいぜい英数字と簡単な記号程度であ
り、漢字を表現するには文字寸ｇ：を大きくせざるを得
ないものであった。

またＩＩｋｉ木密皺か低い為、微妙なグラフを描く拳が
―シ＜、さらＫもつと致命的な事は、画素がもともと離
散する点によって構成さｎている為、連続する巌そのも
の會描く事かできないものであり、印字Ｓ類に限界があ
り、グラフィック印画も真の意味でＦ′ｉ離Ｅ、いもの
であった。

以上述べるように従来のプリンター印字機構は品質の１
８幀性か低い、ｋｆが大きい、印字速Ｋが低い、印字品
質か低い、ｍ械的ａｍが複雑で積度′（ｒ有する。印峯
鴨類か少なくグラフィック印画か難しい壽櫨々の欠点を
有するものであった。

本発明はかかる欠点を除去するものであり、時代の趨勢
たる情報機器の＃３運に伴なうプリンターの高速化ある
いけ４６機態化の峻請に答えるものである。第４図ｄ本
元明によるプリンター印字機構の印字原理、會示すもの
であり、図中１６は回転円板１７Ｆｉ感光性のある帯醒
増、１８はトナー、１９は同転同根の回転方間、２０は
レーザー光、２１は飛翔するトナー粒子、２２Ｆｉ用紙
を示すものである・ 以下第４図に基づいて本発明の基本的ＩＩＡ塩を説明す
る。まず回転円板の外周部には感光性帯電層か塗布、４
着等によって形成されている。感光性帯電Ｉ−の材質と
しては光導１効果のある８・系、８ｅＴｅ系１Ｍ化亜鉛
系、あるいＶｉｃａｓ系等種々考えられるか、材質のい
かんは本発明の構成とは基本的ＫＦｉ関係しない。この
ような感光性帯電層をコロナ放電等圧より帯電させ、こ
の感光性帯電層の上に上紀感党性帯電層とは逆極性の帯
電′ｔ−施したトナーを一様散布すると上紀感光性帝屯
層の上にはこのトナーか静電付着する。従ってトナーを
静電付着させた１１回転円板を高速回転させてもこのま
まではトナーは回転円板からＦｉ離脱しない。

第４因の１８＃′ｉ回転円板の感光性帯電ノー上に静電
付着したトナーを示すものである。トナーは例えば熱浴
融性の樹脂によって作られる。ここまでの作業は全てＩ
ｉ所で行なわれる。ここで第４図２０に示すよ゛うに回
転円板上に静電付着したトナーの上にレーザー光等の光
を照射すると、光導電効果によって光煕射部の感光性帯
電層は導電性となり１！荷が導電部を通って回転板へ逃
はトナーの静電付着力はＮ除される。この時回転板は高
速で回転している為、静電付着力を解除されたトナーは
図中２３の矢印の方向へ２１のように遠心力で飛び出し
、ついには用紙へ達して印字される。用紙側に飛び出し
てきたトナーとけ逆極性の電荷を帯電させておけば、飛
び出してきたトナーは質量不足ＶＣよる飛翔力の不足を
補って充分用紙に！＆！にい寄せられる。上記の照射す
る光としてはガスレーザー−１’導体レーザー、ＬｌＣ
Ｄ、その他かあり、照射する元の与え方は光４亀効果全
効率良く起こさせる為、第４図以外に円板の内側から与
える方法もある。

またトナーは有色性のものばか９でなく、最初透明で加
熱溶融後発色するものもあり、とれを用いるとトナーを
通過して光を感光性帯電層に到達させる事かできる。＠
５図は本発明を用いた集体的な装置の構成図の一例で図
中２４は円板状回転体、２５は感光性導電層、２６はト
ナー、２７はトナー散布部、２８＃ｉ帝電器、２９＃′
ｉトナ一回収部。

５ＤＦｉ音響光学光食ｉ！１１器、３１はガスレーザー
光源、５２は信号１１ｔｌＪｌ１部、５５はレーザー電
源、５６は用紙、５５はトナーの飛翔軌跡、３４Ｆｉ光
学系５７は定着用ロールを示すものであり、もし半導体
レーザー電源用いるのであれば３０と３２を前除し、３
１を半碑体、レーザーとし、３３ｔＰ半導体レーザーの
直接信号制御器とすｎば良い。牛導体しゝ１ −ザーの直恢信幇制御あるいはカスレーザーの光変調に
よって描画する絵あるいは文字に従って光ｇＩ号會与え
、飛翔するトナーを用紙上を走査させるように印字して
いけば第５−に示すように会費な文字あるい＃−ｉ絵を
描く事かできる。トナーの用紙上への走査は例えば第５
図における２４〜３４をヘッドとしこれを横方向に移動
させれはよい。

このように用紙に印−されたトナーは槙５図ｓ７に示し
ような加熱足着器を通れはトナーは〃０熱浴融されイン
ク化し用紙に浸み込み定着される。さらに本発明による
プリンター印字機構の具体例の一つで飛翔するトナーを
用紙上に走査させる方法として、第５−における２４〜
２ｑｔ−固定とし、２４’（Ｉ−円板ではなく用紙の巾
に相当する円筒とし、この円筒上に照射する光を円筒の
軸方向に光学系郷により走査させても艮い。

第４図および第５図に示す本発明によるプリンター印字
機構は次に夕１ｊ挙するような特長會有する。

まず第１に本発明によるプリンター印字機構はインパク
トドツトプリンターのような純メカ的な印字機構でもな
く、インクジェットプリンターのような目ｄ古まりのあ
りうるノズル機構も用いておらず、６わば光の力と遠心
力によってトナーを池ばし印字している為、メカ的な故
障率か極めて低く、従って動作時の品質信頼性か極めて
高いものである。

また本発明によるプリンター印字機構は、機械的打点部
かなく、基本的に振動や偽隼等による音の発生源がない
為、印字時の騒音か極めて低いものである。

さらに本発明によるプリンター印字機１ｌｌｌＦｉ、こ
の世で蝦も早い光を印字信号の入力としており、これを
制約する機械的構造部分も存在していない為、印字速度
か極めて速いものである。

さらに本発明によるプリンター印字機構は、いわゆる照
射された光の焦点径に相当する部分のトナーのみを印字
の為にとばす為、＃細点あるいは脚を描く◆かできる為
、単位長さ当９の―素密皇會極めて向上させる◆か可能
であり、印字品質の？ＩｉＪｍ彩化か可能なものである
。

さらに本発明によるプリンター印字機構は、言わは機械
釣部ＩｖＩｓは首わｄ、回転円＆等の回転体のみであり
、回転そのものか機械的には比較的安定度の＾い動作で
あるばかりでなく韮ｊＡ運ＩＩｈ等の故隙率の高いよう
な機構がなく、機械的構造そのものか単純であり、構造
的な品質信頼性か高く、製造コストも低いものである。

さらに本発明によるプリンター印字機構は、画素密度が
嶌い為、原理的に印字可−Ｃ字椙が着しく尚まるばかり
でなく、印字信号奮光変−した光によって与える為、印
字選択メカニズムが惚めて開本となる為、漢字を含め印
字の種類を他めて多くする拳かできるばかりでなく、グ
ラフィック印−も入射光の信号によって自由であり、さ
らには印字の拡大縮少も自由となる事ができる。

以上述べたようにプリンター印字機構は、印字信軸性を
向上させる９印字騒音を低減させる。印字、ｌＬｊ度を
向上させる。印芋品員を向上させる。製造コストを低減
させる。ば」字字擁を増大させグラフィック印画全可能
とさせる等椙々利点金有するものである。

ｌよお不発明は本発明の基本的考え方を逸脱するφなく
若干の修正を加えたものを含むのｔまもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜従来のプリンター印字機構の一例（インパクト
ドツトプリンタ） 第２図〜従来のプリンター印字機構の一例（インクジェ
ットプリンター） 第５図〜従来のプリンター印字＋ｔ＆桐におけるマトリ
ックス状又字の印字例。 第４１〜本発明によるプリンター印字機構の基本原理。 第５′図〜本発明による１リンタ一印字機構の具体的構
成の一例。 １〜ワイヤ一駆動川′＃Ｌ出石 ２〜ワイヤー ３〜インクリボン ４〜用紙 ５〜台部 ６〜ワイヤーガイド ７〜インク室　閣 ８〜振動方向 ９〜ノズル １０〜インク粒子 １１〜荷電ＩＥ極 １２〜情向電極 １５〜インク回収徐 １４〜川紙 １５〜復帰用バネ １６．２４〜回転円玖 １７．２５〜感光性帯電層 １９．２６〜トナー １９〜回転方向 ２０．３８〜レーザー等の照射光 ２１〜飛翔トナー ２２．３６〜用紙 １５．５５〜トナー餓翔方同 ２７〜トナ一散布部 ２８〜帯電器 ２９〜トナ一回収器 ３０〜光変調器 ５１〜レーザー光碑 ５２〜１ｄ号市ＩＳ御器 ｓ３〜レーザー電擁 ３４〜光学系 ５７〜加熱足着器。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　嵩速回転する感光性のある帯電層ｔもった円叡状
   あるいは円形＃向を少なくとも１ケ所有する回転体を有
   し、回転体の回転外周部に加熱によって溶融定着する事
   のできる乾式インク（トナー）を静電付着しておき、上
   記トナーの静電付着部に印字あるいは印画信号にて光ｆ
   胸したレーザー光あるいは発光ダイオード光を照射する
   事により、光導電効果により上記トナーの静電付着力を
   解除させ、＾速回転する上記回転体の遠心力による上記
   静電付着力を解除さ扛たトナー全普通紙等の記録媒体上
   にとばし、印字あるいは印画する参を特徴とするプリン
   タ印字機構。 ２　静電付着力解除により、遠心力でとばされたトナー
   を記録媒体上に容易に到達さしめる為、１嫌媒体あるい
   は、紀−媒体の台部に静電気を帯電させておく事ｔ＠似
   とする特許請求の範囲１のプリンター印字機構。