説明

電子印刷装置又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、印刷しようとする像を有する電位像を現像するための装置及び方法

電位像キャリア上に生ぜしめられた電位像(電荷像)を現像するために、アプリケーションローラ(201)によって現像液が電位像(101)に供給される。現像液は、低い粘性を有していて、低い粘性の担体液より成っており、この担体液内にトナー粒子が入れられている。現像液内におけるトナー粒子の高い可動性に基づいて、電位像は電位像キャリアに高い印刷速度で着色される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
種々異なる材料例えば紙又は薄いプラスチックシート又は金属シートより成る記録担体例えば枚葉紙又は帯状の記録担体を単色刷り又は多色刷りするために、電位像キャリア例えば光導体上に像に関連した電位像(電荷像)を生ぜしめることは公知である。この電位像は、着色しようとする領域及び着色しない領域より成る印刷しようとする像に相当する。電位像の着色しようとする領域(以下では像部分と呼ぶ)は、現像ステーション(着色ステーション)でトナーによって目に見えるようにされる。次いでトナー像が記録担体上に転写される。
【0002】
この場合、像部分を着色するために、乾式トナー又はトナーを含有する現像液が使用される。
【0003】
デジタル印刷システムにおいて、電気泳動式の湿式現像(電子現像)するための方法は、例えばヨーロッパ特許第0756213号明細書又はヨーロッパ特許第0727720号明細書により公知である。この公知の明細書に記載された方法は、HVT(High Viscosity Technology)の名称でも公知である。この場合、現像液としてはシリコーンオイルを含有する担体液が使用され、この担体液の内部に分散されたインキ粒子(トナー粒子)が収容されている。トナー粒子は、典型的な形式で1ミクロンよりも小さい粒子の大きさを有している。これと類似のものは、本発明の構成要素であるヨーロッパ特許第0756213号明細書又はヨーロッパ特許第0727720号明細書により公知である。ここでは、内部に分散されたトナー粒子を有する担体液としてシリコーンオイルを有する形式の電気泳動式の湿式現像法について記載されていて、また、電位像キャリア上の電位像に相当する現像液で電位像キャリアを濡らすための単数又は複数の塗布ローラより成る現像ステーションについて記載されている。この場合、単数又は複数の伝達エレメント(例えばローラ又はベルト)を介して、着色された電位像が記録担体上に伝達される。
【0004】
ヨーロッパ特許第0727720号明細書には、担体液(例えばシリコーンオイル)及び内部に分散されたトナー粒子を有する現像液が使用される。現像液は、100〜10000mPa*sの粘性を有している。この高い粘性は、現像液内のトナー粒子の配分を高くするために必要である。何故ならば、それによってのみ、電位像キャリア上に十分な量の電位像を着色することができるからである。しかも、現像ステーションの前で、現像ステーションにおいて現像液と混合される分離液を電位像キャリア上に塗布する必要がある。現像液の高い粘性は、トナー粒子が担体液内で比較的ゆっくりと移動する、という欠点を有している。
【0005】
DE69125748T2(ヨーロッパ特許明細書の翻訳文)によれば、硬化した液状の結合剤と着色剤とから成る現像液が提供されている。結合剤は、500mPa*sより高くない粘性と、10Ωcmより少なくない固有抵抗とを有していなければならない。また、結合剤は、現像剤の液体成分の少なくとも80質量%を有していなければならない。この場合、上記方法との相違点は、着色剤を記録担体に堅固に結合するために、結合剤を硬化させる必要がある、という点である。この現像液の欠点は、結合剤内における着色剤の流動性が比較的小さく、ひいては印刷速度が相応に低い、という点にある。
【0006】
本発明の課題は、上記形式の現像液を電位像キャリアに供給する装置及び方法を改良して、像部分を有する電位像を一様に、しかも高い印刷速度で着色することができるような装置及び方法を提供することである。
【0007】
この課題は、請求項1の特徴部に記載した装置、及び請求項32及び33に記載した方法によって解決される。
【0008】
低い粘性の担体液及び、高い質量配分のトナー粒子を有する、相応に低い粘性の現像液を使用することによって、電位像キャリアとアプリケーションローラとの間の現像ギャップ内での高い電界強度において、担体液内のトナー粒子の高い流動性、及びひいてはトナー粒子の確実な付着が得られる。これによって、高い印刷速度(秒毎に数メートル)のための電位像の像部分の一様な着色が得られる。
【0009】
担体液内におけるトナー粒子の高い流動性を得るために、担体液とトナー粒子とから成る集合体が、現像液が低い粘性を有するように構成されている。これは、拡散供給された状態で添加されることによって、さらに好都合な影響を与えることができる。
【0010】
これによって、現像液は1〜99mPa*sの粘性を有することができる。またこれによって、担体液内のトナー粒子の大きい可動性が得られるので、トナー粒子が現像ギャップ内に滞留している間に、すべてのトナー粒子が、電位像の像部分の領域内で電位像キャリアに移行する。
【0011】
別の利点は、担体液だけが使用され、分離液は使用されない、という点にある。これによって、現像ステーション内で及び場合によってはクリーニングステーション内で循環する現像液の汚染は避けられる。これによって、周期的なプロセス内における担体液の再使用は高められる。
【0012】
本発明の実施態様は、従属請求項に記載されている。
【0013】
担体液が0.1乃至80mPa*sの粘性を有していて、しかも高抵抗(hochomig)であって、例えば>=1010Ω*cmの固有の抵抗を有していれば、有利である。このような要求を満たす担体液は、シリコーンオイルであってよい。シリコーンオイルは例えばポリジメチルシロキサンより成っている。
【0014】
担体液として非揮発性の液体が使用されていれば、環境への負担は避けられる。揮発性の担体液が、印刷プロセスの前又は後でこのような処理にさらされるようになっていれば、同じ結果が得られる。これは例えば、担体液がUV光線で放射されることによって、得られる。UV光線によって硬化され得る液体は例えばアクリル酸エステルである。このような処理のその他の可能性は、例えば空気による湿気を介して重縮合によって、揮発性の物質が像の内部に残留しないか、若しくは像の内部から逃げ出すことがないように、像を記録担体上で変換させる付加的な材料によっても得られる。
【0015】
電位像キャリア上での電位像の良好な着色を得るために、現像液内のトナー粒子の部分若しくは割合は10乃至55質量%に選定されるべきであり、またトナー粒子の比重に基づく直径分布の平均値は、0.1乃至5μmの範囲、有利には0.5乃至2μmの範囲内になければならない。
【0016】
電位像の着色をさらに改良するために、アプリケーションローラは電位像キャリアに対して、現像液ギャップが1乃至20μmの層厚を有する現像液で満たされるように、配置されている。
【0017】
アプリケーションローラと電位像キャリアとの間の現像液ギャップ内の層厚を規定する別の可能性は、間隔部材を配置するという点にある。このために、アプリケーションローラにスペーサリングが配置されており、このスペーサリングが電位像キャリアに接触している。または、アプリケーションローラに、プリズム状の滑動部材が配置されており、この滑動部材が電位像キャリアに接触している。前記間隔部材として、電位像キャリアとアプリケーションローラとの間に空気軸受が設けられている。
【0018】
現像ギャップと現像液とが以上のように選択されていれば、電位像の像部分の領域内で現像液内に分散するトナー粒子が完全に、又はほぼ完全に電位像キャリアに移行し、像部分のない領域では、ほんのわずかなトナー粒子しか移行しない。
【0019】
電位像キャリアの表面の運動方向とアプリケーションローラの表面の運動方向とは、同じであるか又は逆であってよい。また電位像キャリアとアプリケーションローラとが、同じ表面速度又は異なる表面速度で移動するようになっていてよい。
【0020】
電位像キャリアから中間キャリア及び/又は記録担体への、着色された電位像の引き渡しは、電位像キャリアと中間キャリア若しくは記録単体との間の機械的な接触によって実施される。
【0021】
アプリケーションローラによって現像液を供給するために、有利には、アプリケーションローラに隣接してラスタローラが配置されており、該ラスタローラがアプリケーションローラに現像液を供給するようになっている。ラスタローラに格子パターンを形成することによって、現像液の供給量に影響を与えることができる。このような形式の、室型ドクタとラスタローラとから成る供給システムの利点は、ラスタローラによる現像液の供給が面状に行われ、ひいては印刷速度とは無関係であるので、種々異なる印刷速度において常に、時間単位毎に同じ量の現像液が現像ローラに搬送される、という点にある。この場合、ラスタローラは、体積1〜40cm/m(ローラ表面に関連して)、有利には5〜20cm/mの現像液を搬送することができる格子パターンを有していてよい。
【0022】
しかしながら、スクープローラ(Schoepfwalze)によって現像液をラスタローラに供給する別の搬送システムも可能である。
【0023】
次に図示の実施例を用いて本発明を詳しく説明する。
【0024】
図1は、湿式現像を行う印刷装置又はコピー装置を示す原理図、
図2は、現像ステーションの第1実施例、
図3は、現像ステーションの第2実施例を示す。
【0025】
図1には、電子印刷モジュールPMの原理図が示されている。まず、電位像キャリア101例えば光導ドラムが消去露光器102に晒される。次いで、ステーション103において電位像キャリア101が荷電される。ステーション104において像を露光することによって、電位像キャリア101上に印刷しようとする像の像点を備えた電位像が生ぜしめられる。これらの電位像は、現像ステーション200において上記特徴を備えた湿式現像によって着色される。このために、現像装置203から現像液が取り出されて供給ローラ202に供給される。供給ローラ202は、現像液をアプリケーションローラ201に送り、このアプリケーション201から電位像キャリア101に送られる。次いでアプリケーションローラ201はクリーニングステーション204でクリーニングされる。
【0026】
電位像キャリア101上で電位像を着色(インキ着け)する際に、トナー粒子が、電位像キャリア101上の像点を有する領域内に移行し、ここに付着する。これに対して非画像領域には、トナー粒子から電位像キャリア101への移行が殆ど行われない。
【0027】
中間キャリア301を備えた転写領域では、着色された電位像(トナー像)が記録担体402に転写される。このために、対抗圧胴401が設けられている。さらに中間キャリア301は、中間キャリアクリーニング器302によってクリーニングされる。
【0028】
次いで記録担体402は定着ステーションに供給される。定着ステーション402で、トナー像が公知の形式で例えば圧着及び/又は加熱によって定着される。
【0029】
電位像キャリア101なしの現像ステーション200の第1実施例が図2に示されている。現像液は貯蔵容器205内に入れられている。供給ローラ206,207によって現像液がラスタローラ208に供給される。表面で格子(若しくは網目)パターンを有しているラスタローラ208が、供給ローラ207から現像液を引き取る。ドクタ209は、ラスタローラ208のウエブに支えられていて、この場合、余剰の現像液をラスタローラ208のトレーの外側に遠ざける。ラスタローラ208は現像液をアプリケーションローラ201に引き渡し、このアプリケーションローラ201は、現像液を、電位像を着色するために電位像キャリア101に引き渡す。次いで、アプリケーションローラ201は、クリーニングローラ210及びドクタ211を備えたクリーニング装置によってクリーニングされる。
【0030】
電位像キャリア101無しの現像ステーション200の第2実施例が図3に示されている。この実施例では、ラスタローラ208に現像液を供給するための室型ドクタ212が設けられている。さらに電位像キャリア101に現像液を搬送する手段は図2の実施例に相当する。
【0031】
室型ドクタ201は、"Kipphan, Handbuch der Printmedien, Springer Verlag, 2000"(キプハン著、印刷媒体ハンドブック、シュプリンガー出版社、2000年)により、オフセット印刷のためのものが公知である。電気泳動デジタル印刷に使用したものが、図3に提案されている。
【0032】
室型ドクタ212は、ラスタローラ208の外周面に当て付けられた室214である。この室214は、2つのドクタと、ラスタローラ208の回転方向で見て室214の入口に設けられた閉鎖ドクタR1と、ラスタローラ208の回転方向で見て室214の出口に設けられた調量ドクタR2と、ラスタローラ208の側縁部をシールする2つのシール(図3では示されていない)とによって、シールされている。現像液を室型ドクタ212の室214内に供給することは、有利にはポンプによって単数又は複数の入口開口を介して行われる。室214からの現像液の導出は、例えば有利には現像液を良好に混合するために行われ、室214の排出は導入開口又は導出開口を介して行われる。室型ドクタ212の利点は特に、この室型ドクタ212がラスタローラ208の外周面に沿って十分自由に配置できるので、ラスタローラ208も相応にアプリケーションローラ201の外周面の種々異なる位置に配置できる、という点にある。ラスタローラ208に対する室型ドクタ212の位置は、調量ドクタR2が現像液の表面の下側に位置するべきであることによって規定される。これは、室型ドクタ212の位置に応じた重力によって、又は室214内の超過圧力によって得られる。
【0033】
ラスタローラ208は、体積1〜40cm/m(ローラ表面に関連して)、有利には5〜20cm/mの現像液を搬送するために適した格子パターンを有している。
【0034】
しかも、現像液の搬送は、面に関連して、ひいては印刷速度とは無関係に、つまり種々異なる印刷速度において、時間単位毎に常に同じ量の現像液がアプリケーションローラ201に供給される。
【0035】
アプリケーションローラ201は、上記特性を有する現像液を電位像キャリア101に供給する。次いで、電位像キャリア101上に存在する、電位像の像部分は、現像液内に含有されたトナー粒子によって着色される。電位像キャリア101とアプリケーションローラ201との間には、トナー粒子が電位像の像部分の領域内で電位像キャリア101に引き渡され、その他の領域には殆ど引き渡されないような電界が存在する。引き渡しは、アプリケーションローラ201と電位像キャリア101との間に存在する現像液ギャップ213において行われ、この現像液ギャップ213の層厚は、例えばアプリケーションローラ201の表面材料及び現像液の特性によって影響を受ける。現像液ギャプ213及びその長さは、現像液のトナー粒子が電位像の像部分を良好に着色できる程度に選定されている。像部分の着色の効果は、アプリケーションローラ201と電位像キャリア101との間に付加的な電界を設けることによって、良好に影響を及ぼすことができる。
【0036】
現像液の最適な組成は次の通りである。
【0037】
現像液の粘性:1〜99mPa*s;
担体液の粘性:0.1〜80mPa*s;
トナー部分の割合:10〜55%
トナー直径:0.1〜5μmの範囲の、トナー粒子の比重に基づく直径分布の平均値
その他の現像の前提
現像液ギャップ内の層厚:1〜20μm
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】湿式現像を行う印刷装置又はコピー装置を示す概略的な原理図である。
【図2】現像ステーションの第1実施例を示す概略的な原理図である。
【図3】現像ステーションの第2実施例を示す概略的な原理図である。
【符号の説明】
【0039】
PM 印刷モジュール
101 電位像キャリア
103 消去露光器
104 像露光器
105 電位像キャリアのクリーニング器
200 現像ステーション
202 供給ローラ
203 現像装置
204 アプリケーションローラのクリーニング器
205 貯蔵容器
206 供給ローラ
207 供給ローラ
208 ラスタローラ
209 ドクタ
210 クリーニングローラ
211 ドクタ
212 室型ドクタ
213 現像液ギャップ
214 室型ドクタの室
301 中間キャリア
302 中間キャリアのクリーニング
401 対抗圧胴
402 記録担体
R1 閉鎖ドクタ
R2 調量ドクタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための装置において、
アプリケーションローラ(201)が設けられていて、該アプリケーションローラ(201)が電位像の像部分を着色するために、担体液及びトナー粒子を有する現像液を電位像キャリア(101)に導くようになっており、
担体液とトナー粒子とから成る集合体は、現像液が1乃至99mPa*sの低い粘性を有するように、構成されている、
ことを特徴とする、電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための装置。
【請求項2】
アプリケーションローラ(201)が設けられていて、該アプリケーションローラ(201)が、電位像の像部分を着色するために、担体液及びトナー粒子の他に付加的に少なくとも1つの助剤を有する現像液を電位像キャリア(101)に導くようになっており、
担体液とトナー粒子と少なくとも1つの助剤とかなら成る集合体は、現像液が1乃至99mPa*sの低い粘性を有するように、構成されている、請求項1記載の装置。
【請求項3】
助剤が分散を促進する添加剤である、請求項2記載の装置。
【請求項4】
担体液が0.1乃至80mPa*sの粘性を有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
【請求項5】
担体液が高抵抗である、請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
【請求項6】
担体液が、>=1010Ω*cmの固有の抵抗を有している、請求項5記載の装置。
【請求項7】
担体液がシリコーンオイルである、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
【請求項8】
シリコーンオイルが、ポリジメチルシロキサンより成っている、請求項7記載の装置。
【請求項9】
担体液として、非揮発性の液体が使用されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
【請求項10】
像を形成する現像液が、印刷プロセス中又は印刷プロセス後に、非揮発性となるように処理される、請求項9記載の装置。
【請求項11】
前記処理において、現像液がUV光線にさらされる、請求項10記載の装置。
【請求項12】
担体液がアクリル酸エステルである、請求項9から11までのいずれか1項記載の装置。
【請求項13】
前記処理が少なくとも1つの付加的な材料(固体、液体又は気体)で行われ、この材料によって像が次のように変換される、つまり、例えば空気による湿気を介して重縮合によって、揮発性の物質が像の内部に残留しないか、若しくは像の内部から逃げ出すことがないように、像が変換される、請求項9記載の装置。
【請求項14】
現像液内のトナー粒子の部分が10乃至55質量%である、請求項1から13までのいずれか1項記載の装置。
【請求項15】
トナー粒子の比重に基づく直径分布の平均値が、0.1乃至5μmの範囲、有利には0.5乃至2μmの範囲内である、請求項14記載の装置。
【請求項16】
電位像キャリア(101)とアプリケーションローラ(201)との間の現像液ギャップ(213)は、電位像の像部分の領域内で、現像液内に分散するトナー粒子が電位像キャリア(101)に移行し、現像する必要のない領域内にトナー粒子が移行しないように、選定されている、請求項1から15までのいずれか1項記載の装置。
【請求項17】
アプリケーションローラ(201)は電位像キャリア(101)に対して、現像液ギャップが1乃至20μmの層厚を有する現像液で満たされるように、配置されている、請求項16記載の装置。
【請求項18】
現像液ギャップ(213)内の層厚を規定するために、アプリケーションローラ(201)と電位像キャリア(101)との間に間隔部材が配置されている、請求項16又は17記載の装置。
【請求項19】
前記間隔部材が、アプリケーションローラ(201)に配置されたスペーサリングであって、該スペーサリングが電位像キャリア(101)に接触している、請求項18記載の装置。
【請求項20】
前記間隔部材が、アプリケーションローラ(201)に配置されたプリズム状の滑動部材であって、該滑動部材が電位像キャリア(101)に接触している、請求項18記載の装置。
【請求項21】
前記間隔部材が、電位像キャリア(101)とアプリケーションローラ(201)との間の空気軸受として構成されている、請求項18記載の装置。
【請求項22】
電位像キャリア(101)の表面の運動方向とアプリケーションローラ(201)の表面の運動方向とが同じである、請求項1から21までのいずれか1項記載の装置。
【請求項23】
電位像キャリア(101)の表面の運動方向とアプリケーションローラ(201)の表面の運動方向とが逆である、請求項1から21までのいずれか1項記載の装置。
【請求項24】
電位像キャリア(101)とアプリケーションローラ(201)とが、同じ表面速度で移動せしめられる、請求項1から23までのいずれか1項記載の装置。
【請求項25】
電位像キャリア(101)とアプリケーションローラ(201)とが、異なる表面速度で移動せしめられる、請求項1から23までのいずれか1項記載の装置。
【請求項26】
電位像キャリア(101)から中間キャリア(301)及び/又は記録担体(402)への、現像された電位像の引き渡しが、電位像キャリアと中間キャリア若しくは記録単体との間の機械的な接触によって実施される、請求項1から25までのいずれか1項記載の装置。
【請求項27】
アプリケーションローラ(201)に隣接してラスタローラ(217)が配置されており、該ラスタローラ(217)がアプリケーションローラ(201)に現像液を供給する、請求項1から26までのいずれか1項記載の装置。
【請求項28】
ラスタローラ(217)に隣接して、閉鎖ドクタ(R1)及び調量ドクタ((R2)を備えた室型ドクタ(212)が配置されており、該室型ドクタ(212)がラスタローラ(217)に現像液を供給する、請求項27記載の装置。
【請求項29】
室型ドクタ(212)はラスタローラ(217)に対して、調量ドクタ(R2)が現像液の表面の下に位置するように、配置されている、請求項28記載の装置。
【請求項30】
現像液の搬送が、ラスタローラ(217)によって面に関連していて、ひいては印刷速度とは無関係であって、それによって種々異なる印刷速度において、時間単位毎に常に同じ量の現像液が現像ローラ(201)に供給される、請求項27から29までのいずれか1項記載の装置。
【請求項31】
ラスタローラ(217)が、体積1〜40cm/m(ローラ表面に関連して)、有利には5〜20cm/mの現像液を搬送することができる格子パターンを有している、請求項27から30までのいずれか1項記載の装置。
【請求項32】
電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための方法において、
請求項1から15までのいずれか1項記載の特徴を有する現像液を使用することを特徴とする、電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための方法。
【請求項33】
電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための方法において、
請求項1から31までのいずれか1項記載の特徴を有する装置を使用することを特徴とする、電子印刷又はコピー装置において、前もって電位像キャリア上に生ぜしめられた、像部分としての、印刷しようとする像を含有する電位像を現像するための方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2008−505371(P2008−505371A)
【公表日】平成20年2月21日(2008.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−519684(P2007−519684)
【出願日】平成17年7月1日(2005.7.1)
【国際出願番号】PCT/EP2005/007101
【国際公開番号】WO2006/002941
【国際公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【出願人】(397018925)オーセ プリンティング システムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (68)
【氏名又は名称原語表記】Oce Printing Systems GmbH
【住所又は居所原語表記】Siemensallee 2, D−85586 Poing, Germany
【Fターム(参考)】