(57)【要約】開示の方法および装置は印刷システム内でインクの伝導率を測定する。本方法の実施の形態はデベロッパローラを備える印刷システムに用いられ、インクが静電力を用いてデベロッパローラ上に形成される。本方法は、インクを用いて被印刷体上に印刷し、印刷中にデベロッパローラに電荷を印加する第１の電流を測定し、インクの伝導率を決定し、この伝導率は第１の電流の二乗に比例する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デベロッパローラを備える印刷システムにおいて、静電力を用いて前記デベロッパローラ上に形成されるインクの伝導率を測定する方法であって、
前記インクを用いて被印刷体上に印刷し、
前記印刷中に前記デベロッパローラに電荷を印加する第１の電流を測定し、
前記インクの前記伝導率を決定することを含み、
前記伝導率は前記第１の電流の二乗に比例することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記インクの濃度を測定することをさらに含み、
前記伝導率は前記インクの濃度の二乗に反比例することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記被印刷体上の前記インクの光学密度を測定することをさらに含み、
前記伝導率は前記光学密度に反比例することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記印刷システムは前記インクを収容するタンクと、前記タンク内の前記インクの固相密度を測定するための装置とをさらに備え、
前記方法は、前記タンク内の前記インクの固相密度を測定することをさらに含み、
前記伝導率はさらに前記タンク内の前記インクの前記固相密度に比例することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記伝導率はさらに較正係数に比例することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記印刷システムはスキージ電極をさらに備え、
前記方法は前記印刷中に前記スキージローラへの第２の電流を測定することをさらに含み、
前記伝導率は前記第１の電流および前記第２の電流の和の二乗に比例することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記デベロッパローラは前記デベロッパローラと連動する電極を有し、
前記第１の電流は前記電極に供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
自己と連動して自己に電荷を印加する電極を有し、静電力を用いてインクが自己の上に形成されるデベロッパローラと、
前記印刷システムと連動して前記インクの伝導率を測定するコンピュータ読取り可能な媒体とを備え、
前記コンピュータ読取り可能な媒体は、
前記インクを用いて被印刷体上に印刷し、
前記印刷中に前記電極への第１の電流を測定し、
前記インクの前記伝導率を決定するための命令を備え、
前記伝導率は、前記第１の電流の二乗に比例することを特徴とする印刷システム。
【請求項９】
スキージ電極を更に備え、
前記スキージ電極は更に第２の電流により前記インクに電荷を印加し、
前記コードは前記第２の電流を前記スキージ電極に供給し、前記第２の電流を測定する命令を備え、
前記インクの前記伝導率は前記第１の電流および前記第２の電流の和の二乗に比例することを特徴とする請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１０】
前記印刷システムは前記インク用の容器と、前記容器内の前記インクの固相密度を測定するための装置とを更に備え、
前記コードは前記容器内の前記インクの固相密度を測定するための命令を更に備え、
前記伝導率は更に前記容器内の前記インクの前記固相密度に比例することを特徴とする請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１１】
前記伝導率は更に較正係数に比例することを特徴とする請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１２】
前記被印刷体上の前記インクの前記光学密度は前記印刷システムにより測定可能であり、
前記コードは前記被印刷体上の前記インクの前記光学密度を測定するための命令を更に備え、
前記伝導率は前記光学密度に反比例することを特徴とする請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１３】
前記命令は前記被印刷体上の前記インクの濃度を測定することを更に含み、
前記伝導率は前記インク濃度に反比例することを特徴とする請求項８に記載の印刷システム。
【請求項１４】
デベロッパローラおよびスキージ電極を備える印刷システムにおいて、静電力を用いて前記デベロッパローラ上に形成され、更に前記スキージ電極により電荷を印加されるインクの伝導率を測定する方法であって、
前記インクを用いて被印刷体上に印刷し、
前記被印刷体上の前記インクの濃度を決定し、
前記印刷中に前記デベロッパローラに電荷を印加する第１の電極への第１の電流を測定し、
前記印刷中に前記スキージ電極への第２の電流を測定し、
前記インクの固相密度を測定し、
前記インクの前記伝導率を決定することを含み、
前記伝導率は前記第１の電流および前記第２の電流の和の二乗に比例し、前記インクの前記固相密度に比例し、前記インク濃度の二乗に反比例することを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記被印刷体上の前記インクの光学密度を測定することをさらに含み、
前記インク濃度は前記光学密度に比例することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
印刷システムにおいては、高い印刷品質を保持するために、液体インクの例えば高電界伝導率等の伝導率を検知することが必要である。従来システムにおいては、測定可能な低電界伝導率から高電界伝導率を推定する。新しいタイプのインクは、低電界伝導率をほとんど有さない。したがって、その低電界伝導率は測定不能である。その結果、高電界伝導率を推定することができない。したがって、インクの高電界伝導率を測定する方法又は装置が必要とされる。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】図１は、印刷システムのバイナリインクデベロッパの実施の形態の部分切欠図である。
【図２】図２は、図１に示す印刷システムにおいてインクの高電界伝導率を決定するための実施の形態を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
図１は、印刷システム１００の一部分の実施の形態の部分切欠側面図を示す。図１に記載の印刷システム１００は、電子写真印刷システムである。図１に示す印刷システムは、フォトイメージングプレート１０３と連動するバイナリインクデベロッパ１０２とを含む。フォトイメージングプレートは、感光部材又は素子とも呼ぶ。なお、フォトイメージングプレート１０３は、複数のバイナリインクデベロッパと連動していてもよい。その場合、全てのバイナリインクデベロッパはバイナリインクデベロッパ１０２と類似である。バイナリインクデベロッパの各々は、カラー画像を形成するために異なる色のインクを処理してもよい。
【０００４】
タンク１０４はバイナリインクデベロッパ１０２に接続され、タンク１０４内のインク１０５は、以下により詳細に説明するようにバイナリインクデベロッパ１０２へ輸送されてもよい。タンク１０４内のインク１０５は電気的に中性である。以下により詳細に説明するように、印刷処理の最中に従来の方法でインク１０５に電荷が印加されるよう、インク１０５は電荷を印加できる粒子を含んでいてもよい。タンク１０４内のインク１０５の固相密度は従来の技術により測定可能である。
【０００５】
ここに、インク１１２の伝導率の測定方法を説明する。インク１１２の伝導率を検知することにより、バイナリインクデベロッパ１０２および／又は印刷システム１００は最良品質の印刷が得られるよう印刷を調整することが可能となる。なお、インク１０５の伝導率は測定される。
【０００６】
バイナリインクデベロッパ１０２は、インク１１２を収容する容器１１０を有していてもよい。インク１１２はタンク１０４から容器１１０にポンプで注入されてもよい。容器１１０から伸長する導管１１６により、インク１１２がデベロッパローラ１２０に流入可能となる。デベロッパローラ１２０からのインクは静電力により光導電層１４０に転移する。その後、異なる静電力により、インクはブランケットとも呼ばれる中間の軟質ゴム材料に転移される。インクは最終的には被印刷体（図示せず）に接触することにより被印刷体に転移される。デベロッパローラ１２０は、デベロッパローラ１２０と連動し、インク１２２に電荷を印加する主電極１２２を有する。主電極１２２は第１の電極とも呼ぶ。ここに説明する印刷システム１００において、インク１１２は負に荷電している。第１の電流とも呼ぶ電流は、インク１１２に電荷を印加するために主電極１２２に供給されてもよい。第１の電流は、従来の技術を用いて印刷システム１００により測定可能である。例えば、電流計等により第１の電流を測定してもよい。
【０００７】
デベロッパローラ１２０は、図１に示すように方向１２４に回転する。以下により詳細に説明するように、デベロッパローラ１２０の回転、およびデベロッパローラ１２０および主電極１２２間に与えられる電界により、インク１１２は主電極１２２により電荷を印加されてデベロッパローラ１２０に塗布される。更に、以下により詳細に説明するように、この回転によりインクがデベロッパローラ１２０から分離されて、フォトイメージングプレート１０３に塗布される。重ねて記載するが、デベロッパローラ１２０上のインク１１２は負に荷電している。
【０００８】
デベロッパローラ１２０の近傍にはスキージローラ、すなわちスキージ電極１２８が配置される。スキージ電極１２８は第２の電極とも呼ぶ。スキージローラ１２８は、インク１１２を更に負に荷電させる。スキージ電極１２８に電荷を印加するために用いられる電流は、従来の手段を用いて印刷装置１００により測定可能である。この電流は第２の電流とも呼ぶ。以下により詳細に説明するように、この電流はスキージ電極１２８によりインク１１２に印加される電荷に正比例する。
【０００９】
スキージ電極１２８は、図１に示すように方向１３４に回転する。方向１３４は方向１２４に対向する。スキージ電極１２８の回転およびスキージ電極１２８に印加される電圧により、上述した電荷がスキージ電極１２８の下でインクに印加される。
【００１０】
フォトイメージングプレート１０３は、デベロッパローラ１２０の近傍で方向１４４に運動する。複数のバイナリ画像デベロッパを備える印刷システムにおいては、フォトイメージングプレート１０３はデベロッパローラ全ての近傍で運動する。デベロッパローラ上のインク１１２は、それら２つが運動すると、フォトイメージングプレート１０３に転移される。このようにインクが転移することにより、印刷される色の数が増える。インクは最終的には例えば紙等の被印刷体に転移され、これにより印刷画像が形成される。
【００１１】
被印刷体上のインクの濃度は、従来の測定技術を用いて印刷システム１００により測定してもよい。実施の形態によっては、インクの濃度は被印刷体上のインクの光学密度により測定又は解釈し、従来の技術を用いて測定してもよい。実施の形態によっては、被印刷体上のインクの光学密度は光学濃度計を用いて測定する。以下に説明するように、インク濃度は光学密度に比例する。
【００１２】
印刷処理の最中に、デベロッパ電極１２２は印刷システム１００から受ける第１の電流によりインク１１２に電荷を印加する。ここに説明する実施の形態において、デベロッパ電極１２２を介してインク１１２に負の電荷が印加される。上述したように、第１の電流は印刷システム１００により測定される。インク１１２はデベロッパローラ１２０に塗布される。デベロッパローラ１２０に塗布されるインク１１２は、被印刷体上に印刷される画像を反映している。スキージ電極１２８はインク１１２に更に電荷を印加する。実施の形態によっては、インク１１２はスキージ電極１２８の近傍を通過した後に最大電荷を有する。
【００１３】
インク１１２は上述した電荷によってデベロッパローラ１２０上に保持される。簡潔に上述したように、インク１１２はデベロッパローラ１２０の、バイナリインクデベロッパ１０２に連動してインク色の印刷が実行される位置に塗布される。デベロッパローラ１２０が回転すると、インク１１２はフォトイメージングプレート１０３の近傍に移動する。この時、インク１１２はフォトイメージングプレート１０３に転移可能である。インク１１２は、フォトイメージングプレート１０３に転移された後、最終的に被印刷体上に転移又は印刷される。上述したように、被印刷体上のインク１１２の光学密度は従来の技術を用いて印刷システム１００により測定可能である。
【００１４】
印刷システム１００について上述したが、以下に、インク１１２の伝導率又は高電界伝導率を決定する方法を説明する。以下の記述においては、被印刷体は紙であるとする。しかしながら、被印刷体はその他の印刷可能な材料であってもよい。
【００１５】
例えばバイナリ画像の現像等の印刷においては、インク１０５の伝導率が画像品質に影響する。インク１０５の伝導率を検知することにより、印刷処理を改良して印刷品質を向上させることが可能となる。インク１０５の伝導率は第１および第２の電流の和の二乗に比例し、紙上のインクの光学密度の二乗に反比例することとなっている。更に、インク１０５の伝導率はタンク１０４内のインク１０５の固相密度に比例していてもよい。伝導率は較正係数と、インク１０５の固相密度と、第１および第２の電流の和の二乗とを積算した積を光学密度の二乗で除算した商と同一であるとしてもよい。高電界伝導率を求める数式は以下の通りである。
【００１６】
【数１】
2011522285.tif 000003
【００１７】
この場合、σは高電界伝導率である。δresはタンク１０４内のインク１０５の固相密度である。Ｉ1は主電極の電流である。Ｉ2はスキージ電極の電流である。ＯＤは紙の光学密度である。
【００１８】
インク１０５の伝導率又は高電界伝導率を決定する方法の実施の形態を図２のフローチャート２００に示す。以下の方法は、ファームウェア、ソフトウエア、又はその他のコンピュータコードを用いてコンピュータ又はその他のマシンにより実行してもよい。実施の形態によっては、印刷システムはコンピュータ読取り可能な媒体を有するコンピュータを備える又は連動する。コンピュータ読取り可能な媒体は、ここに説明する方法を実行するようコンピュータに命令するためのコードを含む。
【００１９】
なお、フローチャート２００に示す工程は  必ずしも示す順序で実行される必要はない。本方法は、印刷システム１００によりインク１１２を用いて紙上に印刷する工程２１０で開始してもよい。工程２１２において、タンク１０４内のインク１０５の固相密度が測定される。工程２１４において、印刷後の紙の光学密度が測定される。この光学密度は紙上に印刷されたインクの濃度に比例する。
【００２０】
印刷処理の最中に、スキージ電極１２８およびデベロッパローラ１２０両方への電流が測定される。より詳細には、主電極１２２への電流が工程２１６において測定され、スキージ電極１２８への電流が工程２１８において測定される。この時、上述したように、電流、光学密度、および固相密度を用いて伝導率が決定される（工程２２０）。
【００２１】
実施の形態によっては、較正係数を用いて伝導率を計算してもよい。したがって、伝導率は更に較正係数に比例していてもよい。実施の形態によっては、紙の光学密度ではなく紙の厚さが測定されてもよい。そのような実施の形態においては、較正係数を変更しなければならない場合がある。
【００２２】
実施の形態によっては、印刷システム１００の製造時に、様々なインクに対する実際の伝導率が測定されてもよい。ここに説明する方法はまた、インクに適用して伝導率を計算してもよい。その後、測定および計算した伝導率は点を通過する線でグラフに示す。線の傾きが較正係数である。すなわち、較正係数は測定される伝導率に対する計算される伝導率の比率であってもよい。上述した伝導率を求める数式１は以下に説明するように導かれる。電界（Ｅ）の影響下での、電荷を印加された粒子の粘質な媒体を介した電気泳動輸送（Ｆ）は以下の数式により求められる。
【００２３】
【数２】
2011522285.tif 000004
【００２４】
この場合、Ｑは粒子荷電である。Ｅは粒子が影響下に置かれる電界である。ｍは粒子の質量である。ηは粒子が懸濁する溶液の粘弾性である。ｖは粒子の速度である。Ｒhは粒子の流体力学半径である。
【００２５】
２マイクロメートルより小さい流体力学半径（Ｒh）および２０マイクロ秒までに得られる定常状態速度に基づいた速度（ｖ）の解は以下の通りである。
【００２６】
【数３】
2011522285.tif 000005
【００２７】
定常状態においては、電界力（ＱＥ）およびストークス抵抗（６πηＲh）間は力平衡となる。したがって、電界（Ｅ）単位当たりの粒子速度（ｖ）は以下の通りである。
【００２８】
【数４】
2011522285.tif 000006
【００２９】
上記によれば、粒子速度および運動性が粒子の大きさ、電荷、および粘弾性の関数となる。電流密度は電荷が印加される粒子の数（Ｎ）と、粒子当たりの電荷（Ｑ）と、粒子速度（ｖ）との積に等しい。電流密度はまた、伝導率と電界の積である。数式２から４を伝導率（σ）を求める数式に結合すると、伝導率は以下の数式により表される。
【００３０】
【数５】
2011522285.tif 000007
【００３１】
印刷システム１００は、タンク１０４内の非常に低濃度で電気的に中性なインク１０５を用いる。インクは、スキージ電極１２８の支援を受けてデベロッパローラ１２０上でかなり圧縮され、負に荷電させられる。電極１２２、１２８からの第１および第２の電流を介して電荷が印加される。Ｉmaxとも呼ぶ電流の和は以下の通りである。
【００３２】
【数６】
2011522285.tif 000008
【００３３】
この場合、ＤＲはデベロッパローラ１２０をさす。
【００３４】
荷電した粒子の各々が同じ球の半径を有すると仮定すると、デベロッパローラ上の電荷数密度（ＮDR）は以下の通りである。
【００３５】
【数７】
2011522285.tif 000009
【００３６】
デベロッパローラ（ｄDR）上のインク高さは、公知の光学密度から高さへの変換係数又は直接の測定により紙上で光学密度を測定することにより計算される。変換例は以下の通りである。
【００３７】
【数８】
2011522285.tif 000010
【００３８】
この場合、ＯＤpaperは紙の光学密度である。Ｋはインク高さおよび光学密度間の比例定数である。デベロッパローラ１２０の固相密度、すなわちδDRは２３〜２４パーセントであってもよい。
【００３９】
数式６、７、および８を結合すると、デベロッパローラ上の電荷（ＱDR）は以下のように表される。
【００４０】
【数９】
2011522285.tif 000011
【００４１】
この場合、ｗはデベロッパローラの幅である。
【００４２】
伝導率（σ）の一般式より、容器内のインクの伝導率は以下のように表されてもよい。
【００４３】
【数１０】
2011522285.tif 000012
【００４４】
なお、伝導率を決定するため、Ｑresはデベロッパローラにおける動作に対してインク粒子が有する同一の電荷である。したがって、Ｑresは数式９のＱDRに等しい。
【００４５】
紙上のインクの濃度を除く上述の項は全て定数である。したがって、伝導率は以下のように表される。
【００４６】
【数１１】
2011522285.tif 000013
【００４７】
インク容器内の粒子密度（Ｎres）は以下のように表される。
【００４８】
【数１２】
2011522285.tif 000014
【００４９】
したがって、粒子密度を数式１１に代入し、数式９からの電荷（ＱDR）を用いることにより、容器内のインクの伝導率（σres）は以下のように表される。
【００５０】
【数１３】
2011522285.tif 000015
【００５１】
この場合、Ｋは較正定数である。インク濃度の代わりに紙の光学密度を用いて以下のように伝導率を算出してもよい。
【００５２】
【数１４】
2011522285.tif 000016
【００５３】
この場合、Ｃは紙の実際の厚さに対して用いられる光学密度を考慮した較正定数である。較正定数（Ｃ）は測定される伝導率および上述の計算される伝導率間の差からなる。定数（Ｃ）は測定される伝導率を計算される伝導率と比較することにより導いてもよく、この場合、定数（Ｃ）はこれら伝導率間の比率である。
【００５４】
上述したように、容器内のインク（σres）の高電界伝導率は印刷システム１００内で測定したパラメータを用いて決定される。伝導率又は高電界伝導率を求めることにより、印刷処理を改良して印刷を向上させることが可能となる。
【００５５】
なお、その他の実施の形態も可能である。例えば、バイナリインクデベロッパはスキージ電極１２８を有していなくともよい。本実施の形態において、電荷は主電極１２２への電流に比例する。実施の形態によっては、インク１１２の伝導率は上述した技術を用いて測定してもよい。
【図１】
2011522285.tif 000017
【図２】
2011522285.tif 000018
【国際調査報告】
2011522285.tif 000019
2011522285.tif 000020