(57)【要約】荷電源（１２０）を用いて潜像を結像面（１３０）上に形成させる。潜像を形成中に、荷電源（１２０）と結像面（１３０）との間の容積部（１４０）に圧力を加えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電源（１２０）を用いて潜像を結像面（１３０）上に形成（２２０）することと、
前記潜像の形成中に、前記荷電源および前記結像面間の容積部（１４０）を加圧（２３０）することとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記容積部は少なくとも大気圧より１／１０気圧高くすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記容積部は大気圧より１／１０気圧から５気圧の範囲で高くすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記容積部は大気圧より約１〜２気圧高くすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記容積部は窒素ガスを用いて加圧することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
更に、前記潜像の形成中に、バイアス磁場を印加して前記荷電源および前記結像面間の電界線を直線状にすることを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記バイアス磁場は大気圧より高い気圧に対して直線的な関係を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
更に、前記潜像の形成中に前記荷電源を加熱して、前記荷電源がオイル蒸気により汚染されるのを防止することを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記荷電源は荷電粒子ビームを用いて前記潜像を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
結像面を形成する導電ドラム（７４０）と、
前記結像面との間に間隙を備え、潜像を前記結像面上に形成する電荷放出プリントヘッド（７２０）と、
前記プリントヘッドと前記間隙とを含む容積部を形成し、前記潜像の形成中に前記間隙が気体により加圧できる筐体（７３０）を有することを特徴とするデジタル印刷装置（７１０）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、荷電源を用いて潜像を結像面上に形成する電子写真式プリンタに関する。荷電源は複数の電荷（「ドット」）を結像面の任意の位置に形成するビームを発生させる。これらのドットによって潜像が形成される。
【０００２】
潜像が形成される際、結像面上で先にあった電荷は、流入してくる電荷を撥ね返し、荷電源からのビームの直径より大きいドットをレンダリング（表現）する。
「ブルーミング」として知られるこの問題により画質が低下する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】図１は本発明の実施形態による装置を示すものである。
【図２】図２は本発明の実施形態による方法を示すものである。
【図３】図３は本発明の実施形態による装置を示すものである。
【図４】図４は高周波励起電荷プリントヘッドの例を示すものである。
【図５】図５は本発明の実施形態による方法を示すものである。
【図６】図６は本発明の実施形態によるプリントヘッドを示すものである。
【図７】図７は本発明の実施形態によるデジタル印刷装置を示すものである。
【図８】図８は非破壊電界とプリントヘッドに印加される圧力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
荷電源１２０および結像面１３０を備えた電子写真装置１１０が示されている図１を参照して説明する。荷電源１２０は、結像面１３０上に位置決めしてドットを形成する電荷のビームを作り出す。ドットはマイクロメータサイズであってもよい。結像面１３０は誘電材料層を備えていてもよい。
【０００５】
荷電源１２０は結像面１３０とは接触せず、したがって荷電源１２０と結像面１３０との間には間隙が存在する。容積部１４０は少なくともこの間隙を含んでいる。容積部１４０はより大きくてもよく、荷電源１２０を含んでいてもよい。
【０００６】
次に、電子写真装置１１０の使用方法２１０を示す図２を参照する。この方法は、荷電源１２０を使用して潜像を結像面１３０上に形成する工程（ブロック２２０）を備えている。潜像を形成するため、荷電源１２０は荷電粒子（電子、イオン等）のビームを結像面１３０へ向けて放射する。荷電粒子は、荷電源から結像面１３０へ電界線に沿って移動する。更に、バイアス磁場を印加し、荷電源１２０と結像面１３０との間の電界線を直線状にしている。
【０００７】
上述の方法は更に、潜像の形成中に容積部１４０を加圧する工程（ブロック２３０）を含む。容積部１４０は、大気圧より少なくとも１／１０気圧高くすることができる。大気圧に対し１／１０〜５気圧高い範囲を用いてもよい。より狭い、約１〜２気圧高い範囲を用いてもよい。
【０００８】
容積部１４０は窒素等の気体を用いて加圧してもよい。しかしながら、空気もしくは不活性ガスを用いてもよい。
【０００９】
従来の電子写真式印刷においては、荷電粒子の可動性および速度が低下するため、容積部を加圧することは望ましくないと考えられてきた。（可動性が低下すると荷電源電流が減少するため、処理速度で潜像を形成するのに必要な荷電電流を維持するには荷電源を改良する必要がある。）
【００１０】
しかしながら本出願人は、大気圧より高い気圧に加圧することにより、潜像の形成中に、絶縁破壊を発生させることなくより高いバイアス磁場が使えることを発見した（ブロック２４０）。絶縁破壊とは電流が空間的および時間的に制御不能となる状態をさし、電荷が結像面上の望ましくない位置に自由に移動してしまう。一方、高いバイアス磁場は電界線を直線状にし、荷電粒子が電界線により近接して移動するよう制御する。これにより、荷電源１２０はより細かいドットで潜像を形成できる。
【００１１】
電子写真装置１１０は、電子写真式プリンタ（レーザプリンタ等）、潜像を形成する他の装置、および電荷を小さいスポットに付着させる必要のある他の装置に使用可能である。
【００１２】
装置１１０および方法２１０を用いて潜像を形成する電子写真式プリンタを考えてみよう。潜像が形成されると、潜像を現像（例えば潜像にドライトナーもしくは液体トナーを付着させる）し、現像した画像を印刷基体（例えば紙等）に転写し、定着させる。
【００１３】
次に、電子写真式印刷装置３１０を示す図３を参照する。装置３１０は、電荷放出プリントヘッド３２０および結像面３３０を備えている。電荷放出プリントヘッド３２０は、列になっている複数のノズル３２５を備えている。結像面３３０は、誘電材料がコーティングされた導電ドラムであってもよい。しかしながら、結像面３３０はそれに限定されるものではない。結像面は他の構造でもよい。他の構造の例としては、接地板を有する誘電ベルトおよび剛性もしくは弾性の板等がある。
【００１４】
電荷放出プリントヘッド３２０は高周波プリントヘッドであってもよい。高周波励起電荷プリントヘッドの例が、本出願人による２００７年１月２９日付米国特許出願番号１１／６９９、７２０に開示されている（このプリントヘッドは、電荷ビームを集光するバイアス磁場を供給するスクリーン電極もしくはバイアス電極を備え、任意の動作圧力を得るために調整および最適化することができるよう制御された放電ギャップを提供している）。他の荷電源の例は米国特許出願公開公報第２００６／００５０１３２号に開示されている。プリントヘッド３２０は高周波プリントヘッドに限定されるものではない。他の荷電粒子（イオン、電子等）源を用いてもよい。
【００１５】
プリントヘッド３２０の一部は筐体３４０内に収容される。筐体３４０は、プリントヘッド３２０を収容する容積部に加圧ガスを供給する加圧ガス供給口３４５を備えている。
【００１６】
プリントヘッド３２０と結像面３３０との間の距離は機械的な許容誤差と相関関係がある。軸受構造を用いて、プリントヘッド３２０と結像面３３０との間の間隙を保持してもよい。機械的支持体（鋼鉄製ローラ等）もしくは側部のスライド式ガイドを用いて、列になった複数のノズル３２５と結像面３３０との間の距離を設定してもよい。
【００１７】
もしくは、気体軸受３５０を用いて、プリントヘッド３２０と結像面３３０との間の間隙を保持してもよい。初期荷重が与えられている気体軸受３５０と内部空気圧および幾何学的構造が組み合わさって軸受が動作する間隙が設定される。機械的ストッパを用いて、プリントヘッド３２０が所定の距離を超えて上昇するのを防止してもよい。
【００１８】
気体軸受３５０は図３に示すように筐体３４０と一体化させて形成してもよい。それにより得られる利点の１つは、気体軸受３５０が結像面３３０に対し緊密なシールをもたらすという点である。
【００１９】
気体軸受自体が気体供給を行ってもよい。気体軸受３５０に空気を供給し、一方で筐体３４０内の容積部には別な窒素もしくは空気が供給され加圧されてもよい。
【００２０】
電子写真式印刷装置３１０は図３に図示しない他の装置を備えていてもよい。例えば、電子写真式印刷装置３１０は潜像を現像する装置、および現像した画像を印刷媒体上に転写および定着する装置を備えていてもよい。電子写真式印刷装置３１０はまた、プリントヘッド３２０を移動して帯状の潜像を一度に形成する手段を備えていてもよい。
【００２１】
次に、高周波励起電荷プリントヘッド４１０の実施例を示す図４を参照して説明する。プリントヘッド４１０は、プリント基板４１２、ノズル列４１４、放電電極４１６、およびスクリーン電極もしくはバイアス電極４１８を備えている。バイアス電極４１８は結像面から離れて配置され、結像面はイメージングプレート上に誘電体をコーティングして形成されている。スクリーン電極４１８と誘電体コーティングとの間の距離は「スペーシング（空間）」と呼ばれる。
【００２２】
例えば図４に図示したようなプリントヘッドにおける非破壊電界（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  ｆｉｅｌｄ）および圧力の関係を示す実験データである図８を参照する。スペーシングは２５０ミクロンである。図８は、大気圧を超えて加圧した場合、バイアス電極とイメージングプレートとの間の絶縁破壊電圧は直線的に増加することを示している。バイアス磁場は例えば大気圧より１気圧高いと２倍にでき、２気圧高いと３倍にできる。
【００２３】
電荷放出プリントヘッドを用いて潜像を形成し、液体トナーを用いて潜像を現像する電子写真式印刷装置を考えてみる。液体トナーからのオイル蒸気がプリントヘッド周囲に付着すると（オイル蒸気は液体トナーのキャリアオイル成分が気化して発生する）、オイル蒸気がプリントヘッドを汚染する可能性がある。その結果、ノズルが不均一に詰まる。時間の経過とともに流量が減少し、最後にはプリントヘッドが出力しなくなる。したがって、詰まりによりプリントヘッドの耐用期間が短くなり、結果として印刷ユニットあたりのコストが高くなる。
【００２４】
次に図５を参照する。上記の問題を解決するため、潜像を形成する（ブロック５１０）際にプリントヘッドを加熱して（ブロック５２０）、オイル蒸気による汚染を防止してもよい。プリントヘッドはオイル蒸気の露点より高い温度に加熱してもよい。実施の形態によっては、プリントヘッドは加熱要素で加熱してもよく、別な実施の形態によっては、プリントヘッドはプリントヘッドを加圧する気体と同一の気体で加熱してもよい。
【００２５】
プリントヘッドは動作中のいつでも加熱できる。プリントヘッドはまた、オイル蒸気に接触しているとき（プリントヘッドの非動作時にも発生する場合がある）に加熱して、オイル蒸気が凝結してノズル上に堆積物を形成するのを防止してもよい。
【００２６】
次に、図４のプリントヘッド４１０の加熱方法の例を示す図６を参照する。プリントヘッド４１０には適切な熱導体（アルミニウム等）からなるヒートシンク６１２が実装され、加熱器６１４がヒートシンク６１２に実装される。加熱器６１４は例えばカプトン（登録商標）ヒータ等の抵抗性加熱器であってもよい。加熱器６１４の動作中はノズルが加熱される。ヒートシンク６１２は、プリントヘッド４１０の全幅にわたって温度を均一に保持する。加熱温度はヒートシンク６１２に設けられる温度センサおよび閉ループ制御装置で制御してもよい。
【００２７】
次に、デジタル印刷装置７１０を示す図７を参照して説明する。デジタル印刷装置７１０は、筐体７３０を有し、潜像を形成する本発明の実施の形態による電荷放出プリントヘッド７２０が備えられている。上述のようなプリントヘッド７２０および筐体７３０はレーザ書込装置の代わりに用いられる。
【００２８】
硬質で耐久性のある誘電体によりコーティングされた導電ドラム７４０が結像面を形成する。この誘電体層の厚さは通常約２０マイクロメータであり、相対誘電率３を有する。上述のようなドラム７４０は感光（ＰＣ：ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子の代わりに用いられる。
【００２９】
デジタル印刷装置７１０はまた、結像面を（例えば０ボルトに近い）接地電位にする電荷除去装置７５０を備える。装置７５０は例えば交流駆動のスコロトロンもしくは交流駆動の電荷ローラ等の交流電荷除去装置を備えていてもよい。
【００３０】
デジタル印刷装置７１０は、液体トナー画像を生成する現像装置を更に備えている。現像装置は複数の従来のインク現像ユニット７６０を含む。現像装置はまた、インクを現像するローラ（図示せず）を備えていてもよい。ローラとインクとは反対の電荷を有し、これによりインクが潜像の方へ押しやられる。
【００３１】
クリーニング装置７７０は結像面上に残存するインクをクリーニングする。クリーニング装置はクリーニングローラおよびクリーニングブレードを備えていてもよい。
【００３２】
中間部材を用いて液体トナー画像を印刷媒体に転写してもよい。例えば、転写ドラム７８０を用いて液体トナー画像を印刷媒体の表面上に転写および定着させてもよい。
【００３３】
筐体７３０を温度制御して、電荷発生装置（ノズルアレイ、放電電極およびバイアス電極等）の表面を、凝結したオイルが重合して詰まりの原因となるのを防ぐ温度まで加熱してもよい。
【００３４】
デジタル印刷装置７１０は、従来のドライトナー電子写真式プリンタに比べて高い印刷品質を実現する。液体トナーはドライトナーに比べて利点を有する。インク粒子に液体キャリアを用いることにより、印刷速度が加速するにつれて増大する空気力が原因のトナー飛散を抑制し、これにより、より細かい粒子の使用が可能となる。より細かいインク粒子を用いることは、印刷媒体の表面により薄い物質層を付着させることが可能となるので望ましく、これにより材料コストを削減し、媒体の光沢に近づいた印刷が可能となる。
【００３５】
デジタル印刷装置７１０の印刷品質は従来のデジタル印刷装置の印刷品質に近い。ブルーミングに関する問題が減少するため、潜像中のドットの大きさが従来のレーザ書込装置および感光撮像素子により生成されるドットの大きさに近くなる。
【００３６】
デジタル印刷装置７１０は従来のデジタル印刷装置に対していくつかの利点を有する。電荷放出プリントヘッド７２０はレーザ書込みアセンブリに比べてコストが低く、また、新たな問題を発生させることなくスキャン速度を向上させることが可能である。レーザを必要なライン幅でスキャンするには、非常に速い回転速度を有する回転鏡が必要となる。そのような高速回転は、鏡面の変形および動的外乱に対し脆弱性を有する等の問題が発生することになる。
【００３７】
また、レーザ書込装置の代わりに荷電源を使用することにより、感光撮像素子を誘電体コーティングした結像ドラム７４０に置換えることが可能となる。ドラム７４０の誘電体コーティングは感光撮像素子に比べてより耐久性を有し、非常に長い寿命を有する。これにより、ページあたりの印刷コストを大幅に削減できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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