JPH03505307A - 熱的な潜像の着色によりプリントするための方法と装置 - 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】 熱的な潜像の着色によりプリ ントするための方法と装置 本発明は、熱的な潜像の着色によりプリントするｔ；めの方法と装置に関する。

この場合熱的な潜像が例えば変調された、エネルギーに富んだ照射によって中間 担体上に形成される。この像は次いで着色料蒸気凝縮によるかまたは直接的な着 色料施与により現像し、次いで転写ステーシヨンでウェブまたはシートへ移され る。本発明はシートプリンタに対してもまｔ；高速のウェブのプリンタに対して も使用可能である。

電子写真まｔ；は磁気記録の原理に基いた非機械式のプリント方法は一般に公知 であり、かつ成功裡に使用されている。電子写真の原理により働くかかるプリン ト方法は例えばＵＳ−ＰＳ４３１１７２３明細書により知られている。この場合 は静電的に帯電される光導性の材料（光導体ドラムであれ、光導体ベルトであれ ）上に像により変調されｔ；光源を用いて選択的に電荷除去することにより潜像 の電荷像が形成される。この電荷像は次に現像ステーシヨンで電荷を帯びた着色 粒子（トナー）によって着色され、引続き転写ステージ１ンで記録担体、例えば 無端ウェブまたは個別シート八転写される。

このような電荷像は乾燥トナーまたは液体トナーの塗布によって現像される。

乾燥トナー現像では着色粒子の帯電は摩擦電気的に、いわゆるキャリヤ粒子、大 ていは鉄、鋼またはフェライトとの摩擦により行なわれ、キャリヤ粒子はまた回 転する磁気ローラへの磁気的な付着により電荷像近くへの運搬も行なう。

着色粒子の帯電は別の方法、例えばコロナ帯電または潜像の電荷像自体の電場で のトナー粒子の分極化によっても行なうことができる。トナー粒子の光導体、担 体、または搬送装置への不所望な付着力と所望の電気的な制御力との間の許容し 得る状態を得るためには、普通約５〜ｌＯμｍのトナー粒子径が使用される。

液体方法では例えば化学的なチャージセパレージ１ンによって電気的に帯電され たトナー粒子が絶縁性の有機キャリヤ液例えばイソバール（ｌ５ｏｐａｒ）　　 ［エクソン社（Ｆａ、Ｅｘｘｏｎ）の商標］中を移動する。この場合不所望な付 着力がより良好に除かれるので着色粒子は著しく小さくてもよい。

乾燥トナー現像では、必要な粒径のためにきわめて繊細な画像および画像マスク と背景との間の移行範囲（エツジ部シャープネス）に対して負の作用を持つ画像 の一定の粒状さが生じる。更にこの移行範囲では局所的な、電気的な現像場が特 に高い粒子付着を行ない、これは目に見える像障害（トナー付着過剰）、シたが ってまた記録担体へのトナーの付着悪化をもｔ；らすことがある。

液体現像法では、キャリヤ液がプリント装置から記録担体と一緒に排出されるこ と、およびキャリヤ液中のトナー濃度の変動に対して粒子付着量がきわめて敏感 なのが欠点である。

磁気記録の原理は、永久的に磁化可能なキャリヤ媒体上に潜像の磁気像を形成す ることに基〈。鉄分が一成分トナー粉末を像に応じて磁化されたキャリヤ媒体へ 付着させる。転写は圧力と磁場の支持により行なわれる。

電子写真方法の場合と同様にトナー粉末の粒状さが欠点である。更に鉄−／フェ ライトー添加が輝く色調の形成を難しくする。

本発明の課題は、無端紙またはシートであれ、記録担体上に高いプリント速度で もって高い解像性と高い着色剤飽和度を持つプリント画像を形成することを可能 にする、非機械式プリント方法およびプリント装置を提供することである。

この課題は請求の範囲によって解決される０本発明の有利な構成は従属項に記載 されている。

本発明によればプリンタ内を可動に案内される記録担体（情報担体）上に画像に 依存して制御される熱的な書込み装置（これは例えばレザーであってよい）を用 いて潜像の熱的な画像が形成される。着色顔料または着色料を含むキャリヤ液、 有利には水は蒸気相から情報担体上で凝縮され、かつ凝縮物の存在または不在に よって画点の形のプリントマスクが形成される。これは、着色剤の露点を下回る 温度を有する画像範囲が凝縮によって着色され、かつ画像に応じて着色されない 範囲が着色剤蒸気の露点を上回る温度をゆうしていることによって行なわれる。

このようにして形成された着色層が次に転写ステーションでシートまたは無端紙 上へ転写される。

これにより記録担体および転写される着色剤の特性によって余り影響を受けない 転写が達成される。

凝縮方法により点とエツジ部において、かつ広い面積において着色剤付着量の差 は生じずかつ蒸気粒子の超顕微鏡級粒度により画像の粒状さは完全に回避される 。

本発明の有利な構成では、記録担体上に先ず親油性かまたは親水性の分子の液膜 が設けられる。次いで画像に依存して制御される熱的な書込み装置を用いて記録 担体上の液膜の選択的な蒸発を行なうことにより潜像の、熱的な画像が形成され る。この潜像の熱的な画像は次いで現像ステーションで着色剤キャリヤ蒸気の凝 縮によるかまたは直接的な着色剤施与により現像される。次いで現像された画像 のシートまたは無端紙への転写を転写ステーションで行なう。

担体ベルト上で親油性−親水性の画像マスクを形成し、かつこれとともに行なわ れる、親油性または親水性の着色剤液の選択的な付着の仲介により、記録担体上 の本来の着色は凝縮によってまｔ；は簡単な形式でプリント技術で普通の着色ロ ーラによって行なわれる。

着色ローラによる着色剤施与は特に簡単であり、かつプリント装置全体のコスト 上有利な構成を可能にする。

潜像の熱的な画像のための記録担体としては、この記録担体が表面に対して垂直 な方向で高い熱伝導性を持つ表面層と表面方向で低い熱伝導性とを有する弾性の 複合材料から成っており、かつ表面層が断熱性の支持体層上に配置されていると 有利である。

このような複合材料により比較的長い期間にわたって保持可能な、潜像の熱的な 画像を形成することができ、しかもこの潜像の熱的な画像は熱の伝達により溶解 することはない。更にこれにより凝縮時に放出される凝縮熱は確実に画像表面か ら導出され、したがって確実な凝縮が可能となる。

他の有利な構成では凝縮によって形成された画像を着色剤スプレー装置によって 別個に着色することもできる。

潜像の、熱的な画像が凝縮装置によって着色される場合には、更に記録担体を、 着色剤蒸気循環系と接続された、着色剤キャリヤ蒸気の貫流する現像室を通過案 内することが有利である。この着色剤蒸気循環系内では現像室から排出された過 剰の着色剤キャリヤ蒸気が凝縮され、かつ着色剤蒸気を発生する蒸発装置内へ改 めて供給される。

着色剤キャリヤ蒸気と記録担体とが現像室内を互い像に関して特に有利な着色状 態が得られる。

以下において“紙”とは紙製並びに他の任意のプリント可能な材料製の記録担体 である。後者の材料は例えば繊維ベルトまたはプラスチックベルトであってよい 。

本発明の実施例が図面に示されており、かつ以下に例を挙げて詳述される。

第１図は着色剤蒸気−凝縮−現像装置を備えたプリント装置の略示断面図、第２ 図は複合材料製の記録担体構造の略示断面図、第３図は、記録担体上に親油性ま Ｉ；は親水性の分子の液膜を設ける湿し装置を備えていて、転写が着色ローラを 用いて行なわれる形式のプリント装置の略示断面図である。

ここでは略示されているにすぎないプリント装置は複合材料製のベルト状の記録 担体（中間担体１０）を有し、記録担体は電動機によって変向ローラを介して案 内されている。しかしまた適切な寸法のロールも可能である。記録担体（中間担 体１０）は無端の循環ベルトきして構成されており、弾性の複合材料から製作さ れており、その構成については後述される。この記録担体の周囲にプリンタの種 々のユニットが集められている。ユニットは主に冷却装置Ａ（これにより記録担 体は決められた温度にもたらされる）と、潜像の熱的な画像を形成するための熱 的な書込み装置Ｂと、潜像の熱的な画像を着色するための現像装置Ｃと、着色さ れた潜像の熱的な画像をウェブへ移すための転写装置りと、記録担体ｌＯから残 留着色剤を除去するクリーニング装置Ｅとを備えている。

これらのユニットの構成と機能について以下においてプリント方法の種々の工程 を基に記述される。

冷却装置 第１の方法工程において、電動機によって駆動される変向ローラ１１を介してプ リンタ内を移動せしめられる中間担体が冷却装置Ａによって一様な温度にもたら される。この温度は着色剤キャリヤ液として水を使用しｌ；場合には０〜２０℃ 、有利には１０〜１５℃である。この場合冷却装置は１ないし３つの冷却される 圧着ローラ対１３から成っており、圧着ローラ対は一様な記録担体温度を配慮す る。しかし冷却は無接触式に、例えば空気流によっても可能である。

熱的な書込み装置 熱的な書込み装置により着色された像範囲が温度６０〜１２０℃、有利には８０ 〜１００℃へ加熱される。書込みには、すなわち画像に応じて着色されない範囲 の局所的な加熱のためにはエネルギーに富んだ電磁線が適しており、電磁線はベ ルトの材料によって完全に吸収される。電磁線は例えばＣｏ２−導波管レーザま たは高温ランプによって供給することができる。レーザ使用の場合には例えばレ ーザプリンタから知られる、偏向−およびフォーカス光学系が画像マスクの形成 のために使用されこれについては例えばＵＳ−ＰＳ４３１１７２３明細書に記載 されている。高温ランプでは例えばＰＬＺＴ−スイッチング光学系（ＰＬＺＴ− ５ｃｈａｌｔｏｐｔｉｋ）が重要であり、この構成はＤＥ−Ｏ５３６２３４８７ 明細書から知ることができる。しかしまた書込み装置はレーザダイオードアレイ 、マイクロ波素子まＩ：はピン電極アレイから構成されていてよい。

すべてのこれらの素子を用いて潜像の熱的な画像が形成される。この画像は個別 の熱点から成っており、熱的な書込み装置の制御は普通の文字発生装置（図示せ ず）を介して行なうことができ、文字発生装置は例えばＵＳ−ＰＳ４３１１７２ ３明細書から知ることができる。

熱的な画像をコンタクトを用いてペルチェ素子から形成することも可能であり、 ペルチェ素子は記録担体ｌＯ上に支持され、かつ記録担体を選択的に画像に依存 して熱トラスファ一方法で一般的な原理により冷却するかまたは加熱する。

現像装置 記録担体ｌＯ上に刻印された潜像の、熱的な画像は現像装置内部で、着色剤蒸気 が向流原理で記録担体ｌＯのそばを通り過ぎることによって現像される。そのた めには現像装置は閉じられた着色剤蒸気循環系を備えている。着色剤蒸気循環系 は温度制御される蒸気バッファ室１７内へ着色料液１６を蒸発するための加熱装 置１５を備えた液体蒸気タンク１４を備えている。

着色料蒸気はラジアル送風機１８の作用下に現像室１９内へ流れ、この現像室内 を中間担体ｌＯは気密に案内される。ベルト状の中間担体ｌＯは現像室の側壁を 形成している。現像室１９の他端に設けられたもう１つのラジアル送風機２０に より着色料蒸気、は、これが中間担体の運動方向とは逆の方向に中間担体のそば を通過案内された後戻り凝縮ユニット２１内へ運ばれかつここで凝縮される。凝 縮物は次いで重力の作用下に滴下して液体蒸気タンク１４内へ戻る。この液体蒸 気タンク１４は制御弁２２を介して液体貯蔵タンク２３と接続されている。

プリント中断に際しては、現像室１９の入口範囲に配置された電磁式に操作可能 な弁フラツプ２４により、現像室が閉鎖され、同時にラジアル送風機の出口を液 体蒸気タンク１４と接続する分岐管２５が開かれ、その結果着色剤蒸気は液体蒸 気タンク１４内へ還流する。

現像室１９内を流れる着色剤蒸気は、記録担体ｌＯ上のインキ熱的な画像の非画 像部の温度を下回る、温度約５″に保持されて、この範囲における着色剤の凝縮 を回避する。

記録担体上の着色剤付着量の高さは主としてベルトと蒸気流との相対速度、蒸気 と画像範囲との温度差、ベルトの熱容量およびベルトと液体の熱伝導性に依存す る。

温度差７０〜８０°およびベルト−蒸気流の相対速度２〜４１１／秒では５〜２ ０μｌＩ／秒の着色剤層が形成される。このことは０．１−１ｍ／秒のプリント 速度に関してプリント装置のきわめて融通性のある設計を可能にする、それとい うのも良いプリント画像のためには単に２〜４μ肩の着色剤付着量が必要である にすぎないからである。

ただし画像をポジ方式でもネガ方式でも形成することができることを指摘してお く。これは、文字がインキ熱的な画像の着色されない部分から成るかまたは着色 された部分から成るかのいずれかであることを意味する。

ここに示されていない実施例においては着色剤粉末スプレーでの着色剤施与がキ ャリヤ液の凝縮後に初めて行なわれる。この実施例では本来の現像装置にもう１ つの着色剤粉末スプレー装置が接続されている。この着色剤粉末スプレー装置の 構成は粉末コーティング技術で一般に知られる着色剤粉末スプレー装置に相当す るＯ 転写装置 着色された熱的な画像の転写は転写ステーシランＤ内で行なわれる。ここで無端 紙２６または繊維ベルトは中間担体１０の速度でもって変向ローラ２７への軽い 圧着下に連続的に案内される。

プリント可能な記録担体２６としてはキャリヤ液として水を使用する場合には無 端紙並びに個別に運ばれるシートまたは例えば適切な吸収能を持つ繊維材料が好 適である。しかし適切な着色剤液を使用した場合にはプラスチックまたは金属シ ートをプリントすることもできる。

クリーニング装置 転写後の中間担体１０の掃除はクリーニング装置Ｅにおいてストリップブレード ２８およびクリーニングブラシ２９を用いて行なわれ、同時に中間担体１０はキ ャリヤ液で洗浄される。

クリーニングと、中間担体ｌＯを一様な温度に冷却することを組合わせることが でき、この場合二二に示されていない本発明の実施例ではベルトはクリーニング の間に所望の調整温度にもたらされた、キャリヤ液から成る浴内へ浸漬される。

クリーニング後上記の記録サイクルが新たに關始される。

記録担体ｌＯ上に潜像の熱的な画像が確実に形成されるようにするｔ；めには、 記録担体は第２図により有利に、表面に対して垂直の方向で高い熱伝導性と表面 方向で僅かな熱伝導性とを有する弾性の複合材料から製作されている。この熱伝 導性は、例えば厚さ１００〜５００μｌの断熱性のプラスチック支持体材料、例 えばマイク上に膜厚３０〜３００μｍ、有利には７０〜１３０μｍの表面層３１ を設けることによって得ることができる。表面層３１は例えば複数の、金属また は他の熱伝導性の材料から成る細い繊維を含んでいてよい。表面層３１に対して 垂直に延びるこれらの繊維は適切な断熱性のプラスチック、例えばマイラへ埋込 まれている。

本発明の第３図に示された実施例では液体付与装置３３を用いて親油性または親 水性の液体から分子の液膜が中間担体上に設けられる。この液体付与装置はタン ク３４から成っており、タンクが液体３５を受容し、かつ下端にローラ３６を備 えており、ローラが液体を中間担体上へ移す。次いで親油性または親水性の分子 の液膜を既述の熱的な書込み装置を介して選択的に蒸発させ、このようにして液 膜中に潜像の画像を形成する。潜像の画像を第１図による着色剤蒸気凝縮現像装 置を用いるか、または有利には付属の貯蔵タンク３８を備え！二着色ローラ３７ を用いて着色剤を施すことにより現像する。この場合使用される着色剤は含水性 かまたは含油性であってよい。記録担体１０上の親水性もしくは親油性の画像マ スクに相応して着色剤は画像マスクに相応してのみ吸収される。

着色されＩ；画像は次に一般的な形式で転写ス゛テーシ１ンで紙２６に転写され る。

図示の実施例では、画像が先ず中間担体１０上に形成され、中間担体は無端ベル トがら成つていることから出発する。しかし適切な構成の記録担体では、本発明 の図示されていない実施例により画像を直接記録担体上に形成し、引続き上述の 現像装置を用いて着色することも可能である。この場合使用される記録担体は第 １図による組織的な構成を有していてもよい。

国際調査報告 、　　ＫＴ／ＤＥ　８１！１０００９９国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次の方法工程： ａ）プリンタ内を可動に案内される記録担体（１０）を一様な温度にもたらす（ Ａ）； ｂ）画像に依存して制御される熱的な書込み装置（Ｂ）を用いて記録担体（１０ ）上に潜像の熱的な画像を形成する； ｃ）潜像の熱的な画像を現像ステーションで着色剤蒸気に曝す、この場合着色剤 蒸気の凝縮挙動および記録担体（１０）の温度は、着色剤蒸気が記録担体（１０ ）上で画像に依存して凝縮するように選択される； を有するプリント方法。 ２．次の方法工程： ａ）記録担体上に親油性または親水性の分子の液膜を施す（３３）； ｂ）画像に依存して制御される熱的な書込み装置（Ｂ）を用いて記録担体（１０ ）上の液膜を選択的に蒸発させることにより潜像の画像を形成する；ｃ）潜像の 画像を現像ステーションで着色剤蒸気の凝縮または直接的な着色剤施与により現 像する；を有するプリント方法。 ３．次の方法工程： 現像された画像を転写ステーション（Ｄ）で紙へ転写し、かつ着色剤転写後の残 りの凝縮された画像をクリーニングステーション（Ｅ）で記録担体から除去する ； を有する、請求項１または２記載のプリント方法。 ４．次の方法工程： 凝縮物から成る画像を特に着色剤粉末スプレーを用いて別個に着色する； を有する、請求項１記載のプリント方法。 ５．モータによってプリント装置を通って案門される記録担体（１０）をほぼ一 様に所定の温度に調節する温度制御装置（Ａ）と、記録担体（１０）へ画像に依 存して制御される局所的な熱供給により潜像の画像を形成する熱的な書込み装置 （Ｂ）と、潜像の画像を着色剤蒸気の凝縮によりまたは着色剤施与により現像す る現像ステーション（Ｃ）とを備えているプリント装置。 ６．現像された画像を紙上へ移す転写ステーション（Ｄ）と、画像転写後記録担 体を掃除するクリーニングステーション（Ｅ）とを備えている、請求項５記載の プリント装置。 ７．潜像の画像の形成前に記録担体上に親油性または親水性の分子の液膜を設け る湿し装置（３３）を備えている、請求項５または６記載のプリント装置。 ８．表面に対して垂直の方向において高い熱伝導性と表面方向で僅かな熱伝導性 とを有する表面層（３１）と、断熱性の支持体層（３０）とを有する複合材料製 の記録担体を備えた、請求項５記載のプリント装置。 ９．膜厚３０〜３００μｍの表面層（３１）と膜厚１００〜５００μｍの支持体 層（３０）とを有する、請求項８記載のプリント装置。 １０．無端のベルトとしてまたはローラとして構成された記録担体（１０）を備 えた、請求項５または６記載のプリント装置。 １１．記録担体を現像領域内で受容する、着色剤蒸気を貫流させた現像室（１９ ）を備えている、請求項５または６記載のプリント装置。 １２．現像室（１９）と接続されていて、しかも液体蒸気タンク（１４）と、着 色剤液を蒸発させるための加熱装置（１５）と、温度制御される蒸気バッファ室 （１７）とを備えた着色剤蒸気循環装置を備えており、かつ現像室（１９）内を 案内される着色剤蒸気を凝縮し、かつ凝縮物を液体蒸気タンク（１４）へ供給す る戻り凝縮ユニット（２１）を備えている、請求項１１記載のプリント装置。 １３．着色剤蒸気を記録担体（１０）の運動方向とは逆の方向で現像室（１９） 内を案内する装置を備えている、請求項１２記載のプリント装置。