JPS62187867A - プロツタトナ−ステ−シヨン - 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】 本発明は大略静電プロッタに関するものであり、更に詳
細には、静電プロッタにおいてトナーが用紙その他の物
質へ付与されるステーションに関するものである。

静電プロッタ（又はプリンタ）においては、多数の密接
した電極（例えば、１インチ当り２００個）を具備する
書込ヘッドがシート用紙又はその他の物質に近接して位
置されている。通常「バックプレート」として知られて
いる別の電極が用紙の後ろ側又は書込ヘッドに隣接して
位置されている。書込ヘッド内のｆ！極の選択されたも
のとバックプレートとの間に印加される電圧は、用紙上
に電荷を容積させる。用紙に付与されたトナーはこれら
の帯電された領域へ静電的に付着し１．−右下所望のト
ナーは真空で引くか又はその他の方法で用紙から除去さ
れる。

１つの市販されているカラー静電プロッタにおいては、
用紙は供給リールと巻取リールとの間を搬送される。こ
れらの２つのリールの間で、用紙が書込ヘクトを通過す
る場合に用紙へ電荷が付与される個所に単一の書込ヘッ
ドが位置されている。

書込ヘッドを通過した後に、用紙は４つのトーニングス
テーションを通過する。その１つが動作されて特定の色
を用紙へ付与する。その付与に続いて、用紙は供給リー
ル上に再度巻きとられ、次いで書込ヘッドを横断して牽
引され、その場合に別の電荷が付与され、次いで別のト
ナーステーションが用紙に接触する位置へ上昇され、２
番目の色を付与する。このプロセスはフルカラー画像の
為に４回繰り返される（イエロー、シアン、マゼンタ、
ブラック）。この技術は「単一スチージョン多数回通過
プリント」と呼ばれる。何故ならば、単一の書込ヘッド
を使用し、その書込ヘッドを通過して用紙を多数回通過
させて最終的な画像を形成するからである。

単一スチージョン多数回通過静電プロッタには幾つかの
欠点がある。１つの顕著な欠点は、完了した画像は所望
とするよりもかなり遅く形成されるということである。

何故ならば、画像において使用される各色に対して用紙
を巻取且つ巻き戻すことが必要だからである。更に、こ
の様なプロッタは各トナーステーションを用紙に近接し
て上下動させる機構を必要とする。更に、連続する通過
毎にプリントされる４つの画像の各々の間の整合を維持
することが困難である。伸縮又はその他の寸法上の変化
を適切に考慮して、用紙を正確に再位置決めさせねばな
らない。更に、静電プリンタヘッドは、その整合性を継
続的に維持する為に堅固に装着せねばならない。このこ
とは、大型の定着器、チャンネル等を必要とする。

単−ステーション多数回通過静電プロッタのこれらの欠
点の為に、業界は多数ステーション単一通過型静電プロ
ッタに移行している。この様な装置においては、用紙は
、供給ロールから、各々がそれ自身のトナーアプリケー
タを具備する４つの別々の離隔された静電プリントヘッ
ドを横断して通過する。各ステーションにおいて、画像
が「書き込まれ」、特定のトナーが付与され、過剰のト
ナーが除去される。この様に、プリント動作は一層迅速
に且つ該装置を介して用紙が一回通過されるだけで行わ
れる。然し乍ら、この単一通過技術は５４つの書込ヘッ
ドと４つのトナーバスを必要とし、且つこれらの書込ヘ
ッドは与えられた用紙速度に対して十分に離れて離隔さ
れねばならず、次の色が付与される前に前のステーショ
ンからのトナーが完全に乾燥する。同時に、各静電書込
ヘッドは堅固な整合状態に維持されねばならず、装置は
従来の戸口を通過するのに適合する様に全体的に十分に
小型でなければならない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、静電
プロッタ用の小型のステーションを提供するものであり
、好適実施例においては、前記ステーションは、シート
へ静電荷を付与する為の書込ヘッド、静電荷の後に該シ
ートへ選択した色のトナーを付与するトナーローラ、該
シートから過剰なトナーを除去する真空ステーションを
具備している。好適な実施例においては、該トナーロー
ラは桶内に装着されていて、該ローラ上へ散布された過
剰のトナーを捕獲し且つ該過剰のトナーがリサイクルさ
れることを可能とさせる。真空室及び桶は一体的に形成
されており且つ書込ヘッドに固着されて剛性を与えてお
り、従来技術のチャンネル、定着器、又はその他の機械
的な整合装置に対する必要性を取り除いている。

本発明のトナーステーションは、従来の静電プロッタよ
りもかなり小型のステーションを与えており、その際に
通常の戸口を通過することが可能でありしかもＥサイズ
の図面を作成することの可能な全体的に小型のプロッタ
を製造することを可能としている。更に、本発明の好適
な実施例においては、結合させたトナーローラと真空室
組立体が整合性を維持する為に書込ヘッドに剛性を与え
ており、−カラなり、湾曲、その他の歪を防止している
。トナーステーションはモジュール型であり、同一のス
テーションの構造を多数カラープロッタの各色に対して
使用することを可能としている。更に、本ステーション
の構成はローラへ付与される１−ナーの量、１−ナーロ
ーラの回転速度、真空系の圧力を独立的に制御すること
を可能としており、そのステーションに対して選択され
た特定のトナーの特定に対して各ステーションを精密に
同調させることを可能としている。

以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的な実施の態
様に付いて詳細に説明する。第１図は、本発明のトナー
ステーションの好適実施例の断面図である。第１図に示
した如く、トナーステーションは、書込ヘッド１０上を
通過する通常用紙である物質からなるシート１５へ電荷
を付与する為の静ｆｌｉ！込ヘッド１ｏを有している。

用紙は、例えば、１デ擦駆動機構（不図示）によって図
面内に示した書込ヘッド及びその他の装置を横断して通
過させられる。用紙の書込ヘッドとの整合性は、用紙を
１番目のヘッドでマーク付けし、次いで各爾後のヘッド
でそのマークの位置を検知することによって行われる。

書込ヘッド１０内に形成されている多数の電極によって
用紙１５へ静電荷が付与される。書込電極はヘッド１０
の上部表面１７へ延在する多数の微細な平行なワイヤを
有している。ヘッド１０の該表面上にはより大きな一連
の電極１９も形成されている（第１Ａ図参照）。電極１
６及び１９との間に適宜の電気信号を付与することによ
って、用紙１５上に電荷を付与させることが可能である
。

用紙が帯電されると、爾後の操作で付与されるトナーが
、トナー内の溶媒が蒸発し且つ像を定着させる迄、用紙
上の帯電領域へ付着する。非帯電領域に付与されるトナ
ーは、溶媒が蒸発する前に除去される。電極１６の選択
されたものと電極１９との間に印加される電圧をパルス
動作させることによって、電荷の小さな「ドツト」が用
紙へ付与され、且つ３原色、即ちシアン、イエロー、マ
ゼンタから中間調画像を形成することが可能である。然
し乍ら、この画像の特性を向上させる為に、ブラックも
使用する。

用紙１５はシャフト２４上を回転するローラ２２によっ
てヘッド表面１７に近接して保持される。

ローラ２２の外側表面は、例えば、フオームラバー等の
弾力性のある物質から大略形成されており、用紙１５へ
適宜の圧力を付与する一方該ローラが変形することを可
能としている。プリント回路基板２５又はその他の公知
の装置を使用して、ヘッド１０内の電極を静電プロッタ
内のその他の制御装置へ相互接続させている。

典型的に、書込ヘッド１０は、エポキシ、ファイバーガ
ラス、その他の寸法的に安定した物質から製造されてお
り、個別的な電極１６の間隔における熱的な変化を最小
とさせている。好適実施例においては、ヘッド１０は約
９，０００個のワイヤ１６を具備しており且つ約３８イ
ンチの長さである。この様なヘッドは市販されており多
くの特許に開示されている。

その長さが比較的長く且つ断面積が小さいので、プリン
トヘッド１０の如き静電プリントヘッドは、該ヘッドが
取り付けられている枠体によって付与される応力、ヘッ
ドを通過する用紙によって付与される摩擦力、及び熱膨
張や収縮を包含するその他の効果に応答して、屈曲、湾
曲、または弓なりとなる傾向がある。書込電極１６の正
確な整合性を維持する為に、この様な寸法的変動は最小
とせねばならない。ヘッド配向におけるこの様な何等か
の変化は、最終的に形成した画像内にライン又はその他
の不所望の効果を発生させる。従って。

書込ヘッドは１寸法上又は配向上の変化を最小とする様
な態様で装着されねばならない。

第１図に示した如く、本発明の好適実施例においては、
静電書込ヘッド１０は一体的なトナー付与・除去装置２
８へ固着されている。組立体２８は、ボルト止め、螺子
止め、又はその他の方法によってヘッド１０上のバー３
０へ取り付けることによって、ヘッド１０へ固着されて
いる。バー３Ｏは典型的にはアルミニウム又はその他の
金属であり、典型的にヘッド１ｏの製造業者によってヘ
ッド１０の一部として与えられる。それ自身では、バー
３０は十分な剛性を与えるものではない。

組立体２８は２つの主要な部品、即ちトナーローラ３５
及び真空室４０を有している。トナーはローラ３５へ付
与され更に用紙１５へ付与される。

用紙へ付与される過剰なトナーは以下に詳細に説明する
態様で室４０によって除去される。用語「トナー」を本
明細書において使用するが、それは色付き画像を形成す
る為の染料を含有することのある一般的に液体物質を示
すものとして一般的な意味で使用されていることを理解
すべきである。

トナーローラ３５はシャフト３７上を回転する。

ローラ３５の外部表面は一連の隆起部３８を具備してお
り、これらの隆起部３８は十分に近接されており、従っ
て毛管作用がトナー４０をローラ３５の外部表面へ付着
することを可能としており、隆起部３８に渡って薄い膜
が形成される（第１Ｂ図参照）。従って、シート１５が
ローラ３５を通過する場合に、トナーの膜がシート１５
の下側表面へ付与される。

トナーは散布器４４によってローラ３５へ付与される。

散布器４４は、シャフト３７の回転軸に実質的に平行な
長手軸を持った管から梼成されている。一連の非常に小
さな密接する開口が管４４の壁を貫通してドリルで穿孔
されており、圧力下で管４４内にポンプ動作されるトナ
ーをローラ３５の外部表面上へ散布させることを可能と
している。ローラ３５の表面に付着するものの過剰なト
ナーはドレイン４７によって除去され且つリサイクルさ
れる。典型的に、可撓性プラスチック管又はその他の適
宜の管路がドレインとトナー貯蔵部（不図示）との間に
連結されている。

ローラ３５に隣接して、その上部表面内に開口４８を持
った真空室４０が位置されている。真空室４０は、開口
４８と共に、用紙１５から過剰のトナーを除去する。書
込電極１６及び１９が動作状態であるか否かに拘らず、
ローラ３５は連続的にシート上へトナーを付与するので
、シート１５」二には通常過剰のトナーが存在している
。書込ヘッドが動作状態であっても、不所望のトナーが
電荷の「ドツト」間に付与され、且つこのトナーは除去
されねばならない。

真空室４０を大気・圧力未満に維持することによって、
シート１５上の過剰トナーは開口４８を介して室４ｏ内
に吸引される。室４０の下部部分における１つ又はそれ
以上のドレイン４９は、ドレイン４７からトナーが除去
されるのと同一の態様で、加除のトナーがリサイクルさ
れることを可能とする。ドレイン４９も又大気圧力未満
に維持する為に、室４０と真空ポンプ又はその他の適宜
の装置との間をホースで接続することを可能としている
。用語「真空」を本明細書では使用しているが、開口４
８が存在するので、室４０は勿論真空それ自身を与える
ものではなく、その代りにシート１５からのトナーの吸
引を可能とする為に減少した圧力領域を提供するもので
あることを理解すべきである。

付与してトナーの完全な除去を確保する為に。

押し出し成形品６０は接地されている。この態様におい
ては、用紙１５上に存在する全ての過剰な非同調静電電
荷は除去され、その際に真空ステーションによって不所
望のトナーを完全に除去することを可能とする。

本発明のトナーステージ目ンの好適実施例の特に特徴と
しては、書込ヘッド１０の剛性のある整合性を与え、ト
ナー付与ローラ３５及び真空室４０に対して桶及び支持
を与える単一の押し出し成形品６０を使用することであ
る。従来技術のトーニングステーションにおいては、こ
れらの部品の各々は別々に製造され且つ組み立てられて
いた。

勿論、第１図の断面図において示されてはいないが、室
４０及び桶５５の端部を封止し且つ散布器４４に対する
支持を与え且つシャフト３７に対する軸受に対する支持
を与える為にエンドプレートが必要である。

第２図は第１図に示した装置の概略平面図であるが、用
紙１５は部分的に切除してその下側に存在する構成を示
している。第２図に示される如く、書込ヘッド１０はシ
ート１５の全幅を横断して横方向に延在しており且つそ
の上部表面に多数の電極１６及び１９を有している。ト
ナーローラ３５もその溝付き外部表面３８が示されてい
る。最後に、開口４８を具備する真空室４０の上部表面
とエンドプレート６２が図示されている。第２図には、
ローラ３５を回転させる為に使用される小型の電気モー
タ及び駆動ベルトが示されていない。

電圧依存性モータを使用することによって、ローラ３５
の回転速度は各適用に適する様に調節することが可能で
ある。

第３図は、単一通過多数スチージョン静電プリンタの概
略断面図であり、単一の通過で大きなカラープロットを
形成ししかも装置が３６インチ未満の幅である一体的な
ユニットに４つのステーション７０．７１．７２．７３
を結合させた態様を示している。第３図に図示した装置
は、４つのステーション及びトナー貯蔵庫等の補助的な
装置を支持する為の枠体６５を有している。画像をプロ
ットすべき用紙は装置の左側に沿ってロール（不図示）
に巻きとられており、第３図において左から右へ搬送さ
れる。枠体６５からの突起７４は、本装置の上部表面を
被覆する蓋（不図示）を回転させる為の軸を提供してい
る。

第３図に図示したトナーステーションは各々の異なった
側面を図示する為に異なった部分を示している。各ステ
ーションは、シートを書込ヘッド１０の上部表面と押圧
して接触させる為のローラ２２を具備している。上述し
た如く、各ローラ２２はシャフト２４の周りを回転し且
つ用紙を上部表面に対して押圧させる為の柔軟性のある
外部表面を具備している。

２番目のトナーステーション７１はトナーローラ３５を
駆動する為の駆動ベルト７５を示している。駆動モータ
の正確な位置はプレート７８内の長尺スロットによって
調節される。螺設開口８１の位置も、エンドプレートを
例えばボルト及びガスケットによって部材６０へ装着さ
せる為に示されている。各ステーションは同様に構成さ
れている。

以上１本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが１本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例に従って製造されたトナー
ステーションの概略断面図、第１Ａ図は第１図の書込ヘ
ッドの拡大概略図、第１Ｂ図は第１図の１−ナーローラ
の表面の拡大概略図、第２図は第１図に図示したトナー
ステーションの概略平面図、第３図は第１図及び第２図
に図示したトナーステーションを４つ持った４色プロッ
タの概略図、である。 （符号の説明） １０：書込ヘッド １５：用紙（シート） １６．１９：書込電極 ２２：ローラ ２８：開立体 ３５：トナーローラ ４０：真空室 ４４：散布器 特許出願人　　　　ベンソン、　インコーホレイテッド Ｌ：”ｊｋパ・１ 代理人　　小　橋　−男・−、、゛、ニー！／−７”、
’Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シートにトナーを付与する装置において、前記シー
   トの所望の寸法に渡って延在しており該シートに静電荷
   を付与する手段、トナーを前記シートへ供給する手段、
   前記シートから過剰なトナーを除去する手段、を有して
   おり、前記シートへトナーを供給する手段及び前記過剰
   なトナーを除去する手段が前記静電荷を付与する手段に
   取り付けられている一体的なユニットを有していること
   を特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記トナーを供給
   する手段が前記シートの所望寸法に渡って横方向に延在
   する長手軸を持っているローラを有しており、前記ロー
   ラは前記シートに接触して配設されていることを特徴と
   する装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記供給手段が前
   記ローラの外表面をトナーでコーティングする手段を有
   することを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記ローラの外表
   面は複数個の長手方向溝を具備していることを特徴とす
   る装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記コーティング
   する手段は散布器を有しており、前記散布器へトナーが
   加圧下で供給され、前記散布器は前記ローラへトナーを
   散布すべく配設されていることを特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記散布器は前記
   ローラの長手軸に略平行に配設されている長手軸を持っ
   た管を有しており、該管はその長手軸に垂直な一連の開
   口を具備しており、その開口を介してトナーが散布され
   ることを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第２項において、前記ローラは外側
   表面上に複数個の隆起部を持ったシリンダを有しており
   、前記隆起部はそれらの間にトナー膜を維持するのに互
   いに十分に近接して配設されていることを特徴とする装
   置。 ８、特許請求の範囲第１項において、前記除去する手段
   が前記ローラの長手軸に実質的に平行に配設された長手
   軸を持った真空室を有しており、前記室は前記シートと
   接触すべく配設された上部表面を持っており、その上部
   表面はそれを貫通する少なくとも１個の開口を具備して
   おり、前記シートからの過剰なトナーは前記開口を介し
   て前記真空室内へ吸入されることを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記室は前記室か
   らトナーを除去する為に前記室の下部表面内に複数個の
   開口を具備することを特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第１項において、前記一体的なユ
   ニットは桶手段を有しており、その中に前記シートへト
   ナーを供給する手段が配設されていることを特徴とする
   装置。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記除去する
   手段は前記桶手段に隣接する室手段を有しており、前記
   室手段は減少させた圧力の領域を前記シートに近接させ
   て位置させるべく適合されていることを特徴とする装置
   。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記桶手段は
   長手方向に延在する大略Ｕ形状をした部材を有しており
   、前記部材は前記静電荷を付与する手段に固着した第１
   脚部を持っていることを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記部材は室
   手段を有する第２脚部を持っていることを特徴とする装
   置。