JP2000135811A - 直接静電印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大濃度を大きくする。 【解決手段】 電圧差｜ＤＣ４−ＤＣ１｜が、基板に向
かう帯電トナー粒子の流れ（１０４）を作る。印刷用開
口、これと組み合わせられた制御電極及び偏向電極を有
するプリントヘッド構造がトナー粒子の流れの中に置か
れる。プリントヘッド構造とイメージ受容基板との間
に、（（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）／ｄ_B）＝Ｒ１≦１.５V/
μm になるような間隙ｄ_B が残される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー支持面から受容
基板（receiving substrate）へのトナー粒子の流れを
作り、電子的にアクセス可能なプリントヘッド構造の手
段によりトナー粒子の流れをイメージ状に変調すること
により受容基板上にイメージを作る直接静電印刷（ＤＥ
Ｐ）の処理において使用するための記録方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】ＤＥＰ（直接静電印刷）にお
いては、トナー粒子は受容基板上にイメージ状に直接堆
積され、受容基板はいかなるイメージ状の静電潜像も支
持しない。

【０００３】これが、この方法を、電荷保持面上の静電
潜像が適切な材料で潜像を可視とすることで現像される
古典的なエレクトログラフィー、或いは静電潜像を作る
ために追加の段階及び追加の部材（光導電体及び帯電／
露光サイクル）が導入される電子写真とは異なったもの
とする。

【０００４】ＤＥＰ装置は、例えば、ＵＳ−Ａ−３６８
９９３５号に開示される。この文書は、 −絶縁層と呼ばれる絶縁用材料の層、 −絶縁層の一方の側の導電材料の連続層よりなるシール
ド電極、 −絶縁層の他方の側の導電材料のセグメント化された層
により形成された複数の制御電極、及び −少なくも１列の開口 を備えた多層型粒子変調器又はプリントヘッド構造を有
する静電型ラインプリンターを明らかにする。

【０００５】１個の開口のまわりに制御電極の各が形成
され、かつ他の制御電極とは互いに絶縁される。

【０００６】各制御電極には選定された電圧が加えら
れ、一方、シールド電極には一定の電圧が加えられる。
トナー給送手段とトナー受容基板との間に加えられた全
推進フィールドが、帯電トナー粒子を、プリントヘッド
構造の開口の列を通して射出させる。粒子の流れの強さ
は、制御電極に加えられた電圧のパターンに従って変調
される。変調された帯電粒子の流れは、変調粒子流の中
に置かれた受容基板の上を叩く。受容基板はプリントヘ
ッド構造と直角の方向に輸送されて、１線ずつの走査印
刷を提供する。シールド電極はトナー給送手段に面し、
制御電極は受容基板に面する。プリントヘッド構造と受
容基板の１個のバック電極との間に直流フィールドが作
られる。この推進フィールドのため、プリントヘッド構
造とバック電極との間に置かれた受容基板へのトナーの
吸引力が発生する。

【０００７】この形式のプリントヘッド構造による認め
られる問題点の一つは、この印刷装置は、印刷用開口が
受容器上のトナーのフラックスを集中させ、隣接した印
刷開口間に印刷方向の低濃度の空間を作り、この種のプ
リントヘッド構造で得ることのできる最大濃度を劇的に
減らすことである。

【０００８】印刷方向における低濃度の線のこの問題に
ついての幾つかの対策が説明されている。

【０００９】ＵＳ−Ａ−４８６００３６号においては、
例えば隣接した印刷用開口の間の白色帯を減らすために
少なくも３列の印刷用開口を有するプリントヘッド構造
が明らかにされる。

【００１０】ＵＳ−Ａ−５６６６１４８号及びＵＳ−Ａ
−５７１４９９２号においては、前記の問題は、制御電
極あたり１個以上の開口を有する制御電極を備えたプリ
ントヘッド構造の設置により対処される。

【００１１】ＵＳ−Ａ−５６５９３４４号においては、
開口を有する絶縁材料と制御電極、及び前記２個の隣接
した制御電極間の追加の開口を備えたプリントヘッド構
造を有するＤＥＰ装置が明らかにされる。

【００１２】ＥＰ−Ａ−７８０７４０号においては、絶
縁材料及び印刷用開口としてのスリットを備え、多くの
制御電極が前記スリットの端部に達しているＤＥＰ装置
用のプリントヘッド構造が明らかにされる。かかるプリ
ントヘッド構造においては、印刷方向における低濃度帯
の生成はあり得ない。しかし、前記スリット式のプリン
トヘッド構造の構築は容易ではない。

【００１３】ＵＳ−Ａ−５６２５３９２号においては、
個別の開口又はＥＰ−Ａ−７８０７４０号に説明された
大きいスリットに代わるエッジ電極が明らかにされる。
トナーアプリケーターと受容器との間に一様な大きい自
由帯があり、低濃度帯の発生なしに一様な濃度の印刷が
得られる。更に、エッジ電極を備えたかかるＤＥＰ装置
の製造はかなり容易である。

【００１４】ＤＥ−Ａ−１９５３４７０５号において
は、２個の異なったプリントヘッド構造及び２個のトナ
ーアプリケーターの導入により低濃度帯の生成の問題に
対処するＤＥＰ装置が明らかにされる。これは、言うま
でもなく前記低濃度帯の問題に対する容易ではあるが費
用のかかる解答である。

【００１５】低濃度帯生成の前記問題を減らすための更
なる興味ある考えが提案されている。ＵＳ−Ａ−５１７
０１８５号において、プリントヘッド構造、超音波振動
手段、イメージ情報作成手段及びトナー偏向用手段を備
えたＤＥＰ装置が明らかにされる。前記トナー偏向用手
段は、前記イメージ受容部材と前記プリントヘッド構造
との間に置かれた（前記制御電極より絶縁された）偏向
電極の組である。２組の前記偏向電極の間に変動する電
場が形成され、前記トナーのフラックスを前記イメージ
受容部材の方に向けている。この開示においては、前記
変動している電場はパルス電圧、ステップ状電圧並びに
鋸歯状電圧とすることができる。プリントヘッド構造
は、（ＰＣＢレイアウトで形成される場合は）互いに絶
縁された３種の異なった導電層を備えるため、どちらか
といえば複雑である。電極のある２面だけを有する簡単
なプリントヘッド構造が使われた場合は、プリントヘッ
ド構造と印刷すべき基板との間に更なる偏向電極の組が
置かれる。

【００１６】同じ考えがＵＳ−Ａ−５６０６４０２号に
おいて提案されている。これにおいては、制御格子内の
制御電極の層、トナー飛散安定化格子及び偏向電極の組
を備え、最終の受容器上でドットを種々の可能な位置の
一つに位置決めできるＤＥＰ装置が開示される。

【００１７】ＷＯ−９７ ３５７２５号においては、１
個の印刷用開口を通って真っすぐな位置、左の位置及び
右の位置の３個のドットを印刷できるように、少なくも
１組の偏向電極及び前記偏向電極用の制御器を備える。
この事例においては、制御電極の数は装置のアドレス性
能より小さい。即ち、印刷されるドットより電極が少な
い。この導入は、プリントヘッド構造の解像度を強化
し、或いはイメージの変化を与えるために必須の制御Ｉ
Ｃの数を減らすことがより簡単にできるが、受容材料上
に連続して順に３個の異なったドットを印刷するために
時間ベースの尺度で電気偏向電極を使用するため、到達
し得る最大印刷速度が１／３以下に低下する。

【００１８】ＤＥ−Ａ−１９７３９９８８号及びこれに
相当するＵＳ−Ａ−５７７４１５９号において、少なく
も１組の偏向電極及び前記偏向電極用の制御器を備えた
印刷装置及び方法が説明されている。制御電極には、ラ
インタイムと等しい周期で帯電用電圧が加えられる。そ
こで、ラインタイム中に、印刷用開口を通過するトナー
の流れは、連続的に一方の側から他方の側に動かされ、
このため、円形のドットが楕円形に印刷される。こうす
ることにより、印刷方向における白色帯の生成が避けら
れる。この開示に示されるように（図１０）、白色帯の
生成は高濃度においては避けられるが、低濃度において
は完全に避けることはできない。

【００１９】従来技術の諸開示は、プリントヘッド構
造、偏向電極及び偏向電極に加えられる電圧の構成に集
中し、全体としてＤＥＰ装置の構成とはほとんど無関係
な偏向を有するプリントヘッド構造の使用による品質の
向上を教える。

【００２０】

【本発明の目的及び課題を解決するための手段】印刷用
開口の詰まりが少なく、かつ印刷方向に平行な白色帯の
生成がほとんどなしに一定の最高濃度で、高速で印刷す
ることができるＤＥＰ装置、即ち直接静電印刷用の装置
を提供することが本発明の目的である。

【００２１】本発明の更なる目的及び利点は以下の詳細
な説明より明らかになるであろう。

【００２２】本発明の目的は、アドレス性能ＡＤ（ドッ
ト／cm)を有する直接静電印刷用の装置であって、 −帯電トナー粒子を給送する手段であって、帯電トナー
粒子の支持面（１１２）に第１の電圧（ＤＣ１）を与え
る手段に結合された前記面を有する前記手段、 −イメージ受容基板（１０８）に前記第１の電圧とは異
なる第２の電圧（ＤＣ４）を結合する手段であって、前
記電圧差（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）が前記面と前記基板と
の間の電場を作り、前記基板に向かう前記帯電トナー粒
子の流れ（１０４）が作られる前記手段、 −ラインタイムＬＴを有するように前記基板を印刷方向
（矢印Ａ）において動かすための手段（１１５）、 −前記トナー支持面と前記プリントヘッド構造との間に
間隙ｄを残し、かつ前記プリントヘッド構造と前記イメ
ージ受容基板との間に間隙ｄ_Bを残して、前記トナー支
持面（１１２）と前記イメージ受容基板（１０８）との
間に置かれたプリントヘッド構造（１０６）であって、
第１と第２の面のある絶縁材料のシート（１０６ｃ）、
前記基板上の少なくも１列を形成している複数の印刷用
要素（１１６）であって、各が前記絶縁基板を通る少な
くも１個の印刷用開口（１０７）を有する前記印刷用要
素、及び隣接した２個の印刷用要素の付近に少なくも２
個の偏向電極を有するように前記プリントヘッド構造に
配列された少なくも２組の偏向電極（１０６ｂ１、１０
６ｂ２）を有する前記プリントヘッド構造、 −イメージデータに従って前記印刷用開口を選択的に開
閉させるために前記印刷用要素に電圧（Ｖ３）をイメー
ジ状に加えるために前記印刷用要素に接続された電圧源
ＤＣ３、 −前記偏向電極に変動電圧を与えるために前記少なくも
２組の偏向電極の各に結合された電圧源を備え、前記プ
リントヘッド構造と前記イメージ受容基板との間の前記
間隙ｄ_B がＲ１＝（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）／ｄ_B）≦１.
５ V/μm になるようにＤＣ４とＤＣ１との間の前記電
圧差に関連付けられる前記装置を提供することにより具
体化される。

【００２３】

【具体例】ラインタイム（ＬＴ）：１画素ドットを印刷
するための時間。全ラインタイム中、開口が開かれたと
き、その１画素ドットにおける最大濃度が得られる。例
えば、印刷方向Ａにおける寸法２５０μm を有する画素
が印刷速度２００cm/minで印刷されるときは、ラインタ
イムＬＴは８ms である。

【００２４】書き時間（ＷＲＴ）：ＬＴの分数。ＷＲＴ
を変えることによりグレースケール印刷が行われる。例
えば、ＬＴを１２８の部分に分割したときは、ＷＲＴは
０／１２８ ＬＴから１２８／１２８ ＬＴの間で変動す
る。

【００２５】待ち時間（ＷＡＴ）：ＬＴ−ＷＲＴ＝ＷＡ
Ｔ アドレス性能：アドレスされる単位長さ当たりの印刷ド
ット数（２５.４ドット／インチ（dpi）＝１ドット／c
m）。即ち、アドレス性能と等しい制御電極の数を有す
るＤＥＰ装置は、アドレスされる各ドットについて１個
の制御電極を持つ。１ドットは、１個の制御電極により
制御される１個の印刷用開口により、或いは複数の印刷
用開口が１個の制御電極により制御されるときは１個以
上の印刷用開口により、これを書くことができる。後者
のシステムは、例えばＥＰ−Ａ−７５４５５７号に詳細
に説明されている。

【００２６】印刷用要素：この文書においては、電場及
び開口を通る帯電トナー粒子の通過を制御するための１
個又はそれ以上の印刷用開口が１個の制御電極のその印
刷用開口の近くの部分と共に用語「印刷用要素」で示さ
れる。例えば、本テキストの図２ａを参照すれば、印刷
用開口１０７と制御電極の導電体Ｃ１とが一緒に印刷用
要素１１６を形成する。導電体Ｃ２とＣ３とは、制御電
極の部分ではあるが用語「印刷用要素」が使用されたと
きは含まれない。

【００２７】隣接印刷用要素：この文書においては、隣
接印刷用要素とは、印刷用要素のある列において隣接し
ている印刷用要素である。これらは、必須ではないが、
イメージ受容部材に隣接ドットを印刷するようにプリン
トヘッド構造に配列された印刷用要素とすることができ
る。

【００２８】以上の従来技術の部分で説明されたＤＥＰ
（直接静電印刷）の技術において知られるように、この
印刷は、乾燥トナー粒子を、プリントヘッド構造の開口
を通してイメージ受容部材に対し、イメージ濃度を前記
開口の中心で最高とし開口の縁で減らすようにしながら
ジェット噴射することにより行われる。これは高解像度
の線の印刷には有利であるが、印刷部分が一様な濃度で
ある場合は、この現象は一様濃度の部分に、印刷方向と
平行な低濃度のストリップ（「白色ストリップとも呼ば
れる）を生じ易い。この帯状現象は肉眼で容易に認めら
れ、悪い画質として判定される。

【００２９】直接静電印刷においては、帯電トナー粒子
は、電場内でトナー粒子支持面から基板に連続流で動か
され、制御電極と組み合わせられた印刷用開口を有する
プリントヘッド構造がこの流れの中に置かれる。印刷用
開口を囲む制御電極に、異なった電圧をイメージ状に印
加することにより、印刷用開口を通過するトナー粒子の
量及び／又はトナー粒子がある特定の開口を通過する時
間が、イメージ状に変調される。

【００３０】例えば、ＵＳ−Ａ−５１７０１８５号、Ｕ
Ｓ−Ａ−５６０６４０２号、ＷＯ−９７ ３５７２５号
及びＵＳ−Ａ−５７７４１５９号において、偏向電極及
び偏向電圧の使用なしで印刷されたときよりも大きい面
積にわたってドットを塗るために電圧の変動する偏向電
極を提供することが明らかにされている。特にＵＳ−Ａ
−５７７４１５９号においては、解像度及び低濃度帯の
ないことの両面において良好な印刷品質を与えるＤＥＰ
印刷システムが明らかにされる。印刷用開口と組み合わ
せられた材料及び同じ面の印刷用開口の付近に更なる電
極を設けることによる。少なくも２組の偏向電極を、各
組から１個ずつ少なくも２個の偏向電極が２個の隣接し
た印刷用開口の間にあるようにして、プリントヘッド構
造に置くことが好ましい。これらの偏向電極は、偏向電
極に変動電圧を与えるための電圧源と結合させることが
できる。ステップ状に変動する電圧を偏向電極に与える
ために前記偏向電極に接続された電圧源を備えることが
できる。即ち、偏向電極に与えられる電圧は離散的な段
階で変動する。こうすることにより、本発明のＤＥＰ装
置は、偏向電極に印加されるステップ状に変動する電圧
がトナーを画像化用基板に離散的に置くように偏向させ
るので、１回の印刷により複数のドットを印刷するため
にこれを使用することができる。電圧源は、例えば、３
段階で変動する電圧を偏向電極に加えるように設計する
ことができる。第１の段階においては、印刷中、トナー
粒子が印刷用要素の中心の左側に偏向するように左の偏
向電極に吸引用電圧を与え、偏向電圧が使用されないと
きはトナー粒子は印刷用要素の中央において吸引され、
また印刷中、トナー粒子が印刷用要素の中央の右側に偏
向されるように右の偏向電極に吸引用電圧が与えられ
る。偏向電極に離散的な段階で変動する電圧を与えるた
めの方法及び手段が、例えば、ＵＳ−Ａ−５８４７７３
３号又はこれに同等するＷＯ−Ａ−９７ ３５７２５号
に説明されている。この事例においては、３個のドット
を印刷するために１個の印刷用要素（１個の制御電極）
しか必要でないため、又は所与の cm あたり印刷用要素
数に対してアドレス性能を３倍に大きくできるため、プ
リントヘッドの制御電極の数を印刷装置のアドレス性能
の１／３に減らすことができる。しかし、印刷速度は１
／３に低下する。

【００３１】偏向電極に連続的に変動する電圧を提供す
るために前記偏向電極に結合された電圧源を設けること
ができる。偏向電極に結合された電圧源により提供され
る連続変動電圧は時間スケールで変動し、開口を通過す
るトナーフラックスは、ラインタイム中、左から右に動
かされ、円形開口を通って楕円形のドットが形成され、
前記楕円形の前記長軸は前記印刷方向に対して本質的に
直角方向に配置される。例えばＵＳ−Ａ−５７７４１５
９号におけるように、ｆ×ＬＴが正確に１.００である
ような周波数ｆで変化する電圧を提供する電源に、これ
ら偏向電極を結合させることも可能である。そこで、ラ
インタイムＬＴ中、変動電圧が偏向電極に加えられたと
きは、印刷用開口を通るトナー粒子の流れは、印刷方向
と直角の方向に印刷開口の一方の側から他方の側に動
く。こうして印刷方向における白色ストリップの発生の
防止を支援する。

【００３２】従来技術の教えにおいては、偏向電極が何
らかの便益を達成し得る適切な電圧源に結合される限
り、ＤＥＰ装置に全体としての注意は払われなかった。

【００３３】以上の効果は、事実上、従来技術の教示に
従って具体化されたが、隣接した印刷用要素間の少なく
も２個の偏向電極を有するプリントヘッド構造を使った
ＤＥＰ装置においては、イメージ受容基板とプリントヘ
ッド構造との間の距離、トナー支持面とイメージ受容基
板の表面との間の電圧差、及び偏向電極に加えられるピ
ークピーク電圧を、これらの値の間に特定の関係を持つ
ように調整すべきことが非常に重要であることが見いだ
された。

【００３４】印刷用要素及び印刷用要素間の少なくも２
個の偏向電極を使用し、かつ偏向電極に結合され偏向電
極に変動電圧を与える電圧源を有する直接静電印刷用の
装置（ＤＥＰ装置）においては、トナー支持面と画像化
用基板との間の推進フィールド（これはＤＣ４とＤＣ１
との間の電圧差の絶対値である）ＰＦ（V）は、プリン
トヘッド構造とイメージ受容基板との間の距離ｄ_B との
比Ｒ１がＲ１＝（ＰＦ／ｄ_B）≦１.５ V/μm に、好ま
しくはＲ１＝（ＰＦ／ｄ_B）≦１.０ V/μm になるよう
に関連付けねばならないことが見いだされた。電圧差の
符号は、トナー粒子の電荷の符号に応じて選ばれるため
絶対値が取られ、従ってＰＦ＝（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）
である。

【００３５】更に、良好な印刷のためには、比Ｒ１だけ
でなく、比Ｒ１に関連を有する偏向電極に加えられる変
動電圧（ＡＣ５、ＡＣ６）のピークピーク電圧Ｖｐもま
た重要であることが見いだされた。Ｒ１／Ｖｐ＞２５０
μm のときは良好な印刷結果が得られ、一方、Ｒ１／Ｖ
ｐ＞４００μm のときは非常に良好な印刷結果が得られ
ることが見いだされた。

【００３６】これは、変動電圧が離散的な段階で変動し
たときも、偏向電極に加えられる変動電圧がラインタイ
ムに関してｆ×ＬＴ＝１.００になるような周波数ｆで
連続的に変動したときと同様に真であることが確かめら
れた。

【００３７】従って、本発明は、アドレス性能ＡＤ（ド
ット／cm）の直接静電印刷装置であって、 −帯電トナー粒子を給送する手段であって、帯電トナー
粒子支持面（１１２）に第１の電圧（ＤＣ１）を与える
手段に結合された前記面を有する前記手段、 −イメージ受容基板（１０８）に前記第１の電圧とは異
なる第２の電圧（ＤＣ４）を結合する手段であって、前
記電圧差（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）が前記面と前記基板と
の間の電場を作り、前記基板に向かう前記帯電トナー粒
子の流れ（１０４）が作られる前記手段、 −ラインタイムＬＴを有するように前記基板を印刷方向
（矢印Ａ）において動かすための手段（１１５）、 −前記トナー支持面と前記プリントヘッド構造との間に
間隙ｄを残し、かつ前記プリントヘッド構造と前記イメ
ージ受容基板との間に間隙ｄ_B を残して、前記トナー支
持面（１１２）と前記イメージ受容基板（１０８）との
間に置かれたプリントヘッド構造（１０６）であって、
第１と第２の面のある絶縁材料のシート（１０６ｃ）、
前記基板上の少なくも１列を形成している複数のの印刷
用要素（１１６）であって、各が前記絶縁基板を通る少
なくも１個の印刷用開口（１０７）を有する前記印刷用
要素、隣接した２個の印刷用要素の付近に少なくも１個
の偏向電極を有するように前記プリントヘッド構造に配
列された少なくも２組の偏向電極（１０６ｂ１、１０６
ｂ２）を有する前記プリントヘッド構造、 −イメージデータに従って前記印刷用開口を選択的に開
閉させるために前記印刷用要素に電圧（Ｖ３）をイメー
ジ状に加えるために前記印刷用要素に接続された電圧源
ＤＣ３、 −前記偏向電極に変動電圧（ＡＣ５、ＡＣ６）を加える
ために、前記少なくも２組の偏向電極の各に接続された
電圧源を備え、前記プリントヘッド構造と前記イメージ
受容基板との間の前記間隙ｄ_B が、Ｒ１＝（｜ＤＣ４−
ＤＣ１｜／ｄ_B）≦１.５ V/μm になるようにＤＣ４と
ＤＣ１との間の前記電圧差に関連することを特徴とする
前記装置を含む。

【００３８】好ましくは、Ｒ１＝（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜
／ｄ_B）≦１.０ V/μm 、より好ましくはＲ１＝（｜Ｄ
Ｃ４−ＤＣ１｜／ｄ_B）≦１.５ V/μm であり、また偏
向電極に加えられる変動電圧（ＡＣ５、ＡＣ６）のピー
クピーク電圧ＶｐはＲ１／Ｖｐ＞２５０になるようにＲ
１と関連する。最も好ましくは、Ｒ１＝（｜ＤＣ４−Ｄ
Ｃ１｜／ｄ_B）≦１.５ V/μm 及びＲ１／Ｖｐ＞４００
μm である。

【００３９】図１に、２列の印刷用開口（１０７）を有
するプリントヘッド構造の第１の可能な実施例であっ
て、印刷用開口の各が、電圧源（ＤＣ３）に接続された
制御電極により囲まれている前記第１の実施例が示され
る。それぞれ、電圧源Ｖ１及びＶ２に接続された２組の
偏向電極（１０６ｂ１及び１０６ｂ２）が制御電極と同
じ面において、印刷用開口の間にある。

【００４０】図２ａ、２ｂ及び２ｃに、本発明によるプ
リントヘッド構造の第１の実施例の第１と第２の面が示
される。このプリントヘッド構造は、絶縁材料とわずか
２面の導電体とを備える。図２ａは、絶縁材料の第１の
面上の制御電極（１０６ａ）、長方形の印刷用開口（１
０７）を示し、この開口は、３個の導電体、即ち開口の
まわりのＣ１、イメージデータに従って印刷用開口にお
ける電場を変える電圧源（ＤＣ３）に結合された導電体
Ｃ２及び導電体Ｃ３を有し、導電体Ｃ１と印刷用開口１
０７とは互いに組み合って印刷用要素（１１６）を形成
する。かかる形状を有する制御電極を有するプリントヘ
ッド構造は、１９９７年１２月１８日付け、欧州特許９
７２０４０１４号に説明されている。図２ｂは、偏向電
極として有用であるような形式で示されたシールド電極
（以下、かかるシールド電極は「偏向電極」と呼ばれる
であろう）を有する絶縁材料（１０６ｃ）の第２の面を
示す。これは２組の偏向電極を示し、その各組は櫛のよ
うに形成される。第１の組は、図示のように、第１の櫛
（１０６ｂ１）のように見え、その歯は印刷用要素（１
１６）の列に伸び、第２の組は第２の櫛（１０６ｂ２）
のように見え、その歯も印刷用要素の列に伸びる。櫛の
歯は、基本的に印刷方向と平行である。第１の櫛の歯と
第２の櫛の歯は交互になり、各印刷用要素の一方の側
（基本的に印刷方向と直角に導電体Ｃ２に伸びている
側）に第１の櫛の歯があり、第２の櫛の歯は他方の側に
ある。従って、各組から１個ずつの２個の偏向電極が、
２個の隣接した印刷用要素の間にある。列又は印刷用要
素の端では偏向電極は１個だけであり、隣接した２個の
印刷用要素の間では列内に各組から１個ずつの２個の偏
向電極がある。この実施例においては印刷用要素の中心
と一致する各印刷用開口の中心は、これを囲んだ第１の
櫛の歯と第２の櫛の歯との間の中央にある。第１の櫛は
偏向電極の第１の組（即ち、前記第１の櫛）に変動電圧
を供給する電圧源（ＡＣ５）に結合され、第２の櫛は偏
向電極の第２の組（即ち、前記第２の櫛）に変動電圧を
供給する電圧源（ＡＣ５）に結合される。図２ｃに、印
刷用要素及び電極を通る断面が示される。絶縁材料の一
方の面には制御電極（１０６ａ）が印刷用開口（１０
７）の各の周囲にあり、他方の面には２個の印刷用開口
の間に偏向電極（複数）があり、この２個の偏向電極
は、一方が第１の組のもの（１０６ｂ１）であり、他方
は第２の組のもの（１０６ｂ２）である。事実上、断面
に沿って、開口（１０７）、偏向電極の１個（１０６ｂ
１）及び偏向電極の他の１個（１０６ｂ２）がある。

【００４１】第１の櫛の歯と第２の櫛の歯とは交互であ
ることが好ましいが、これは必須ではなく、２個の印刷
用開口間に別の組からの少なくも２個の偏向電極がある
限り、これらの歯が規則的に交互になっていないプリン
トヘッド構造は本発明の範囲内である。

【００４２】図３ａ、３ｂ及び３ｃに、本発明の第１の
実施例の第２の導入例によるプリントヘッド構造が示さ
れる。このプリントヘッド構造は、基本的に、図３ａに
示されるように、新たな平行な２列の食い違いにされた
印刷用要素があることを除いて図２ａ、２ｂ及び２ｃに
示されたものと同様に構成され、これら印刷用要素の各
は、絶縁材料の第１の側の印刷用開口における電場をイ
メージデータに従って変える電圧源（ＤＣ３）に結合さ
れる。図３ｂに示されるように、絶縁材料（１０６ｃ）
の第２の側には歯が直線でない２個の櫛の形の２組の偏
向電極（１０６ｂ１、１０６ｂ２）が形成される。この
場合も、各印刷用要素の中心はこれを囲んだ第１の櫛の
歯と第２の櫛の歯との間の中央に置かれる。図３ｃに、
印刷用の開口と電極とを通る断面が示される。絶縁材料
の一方の面には各印刷用開口（１０７）を囲んだ制御電
極（１０６ａ）があり、他方の側には２個の印刷札用開
口の間に偏向電極が２個、即ち第１の組の１個（１０６
ｂ１）と第２の組の１個（１０６ｂ２）とがある。事実
上、断面に沿って、開口（１０７）、第１の偏向電極
（１０６ｂ１）及び第２の偏向電極（１０６ｂ２）より
なる交互になったユニットがある。

【００４３】図４に、本発明によるプリントヘッド構造
を取り入れたＤＥＰ装置が示される。

【００４４】図示のＤＥＰ装置は、非磁性単成分現像剤
の容器（１０１）のあるトナー粒子給送手段、多孔性発
泡ポリマー製の供給ローラー（１１１）の手段により供
給されるトナー粒子を表面に有するローラー（１１
２）、混合しかつ前記非磁性単成分現像剤を前記供給ロ
ーラーに輸送するための現像剤混合用ブレード（１１
４）、前記ローラー（１１２）の表面、即ちトナー支持
面の上のトナー粒子の厚さを調整するためのドクターブ
レード（１１３）を備える。前記帯電トナー粒子を支持
している前記ローラー（１１２）は、矢印Ｂで示された
方向に回転する。直流電圧供給装置が前記ローラー（１
１２）のスリーブに接続されて前記スリーブに電圧ＤＣ
１を加え、交流電場を与えるための装置が前記ローラー
の前記スリーブに接続され、前記スリーブ（トナー支持
面）に交流電場ＡＣ１が与えられる。

【００４５】装置は、図示のように、更に、電極にバッ
ク電圧ＤＣ４を与える直流電圧源に接続されたバック電
極（１０５）を備える。基板は、イメージ受容基板（１
０８）を矢印Ａの方向に動かすための手段（１１５）に
より、本発明によるプリントヘッド構造とバック電極と
の間を輸送手段（１１５）により通過させられる。ＤＣ
４とＤＣ１との間の差が直流推進フィールドを作り、こ
こで、ローラーが支持している帯電トナー粒子からバッ
ク電極上のイメージ受容基板へのトナー粒子の流れ（１
０４）が作られる。トナーローラー（１１２）のスリー
ブにおける交流電場ＡＣ１は、交流電場がないときより
も、より密なトナー粒子の流れ（１０４）を作る。

【００４６】制御電極（１０６ａ）と偏向電極（１０６
ｂ１、１０６ｂ２）とを持っている絶縁材料（１０６
ｃ）を有するプリントヘッド構造（１０６）が、前記ト
ナー粒子の流れ（１０４）内に置かれる。直流電源（Ｄ
Ｃ３）が制御電極に接続され、この直流電源により加え
られる電圧はイメージ状に変調され、トナーの流れを制
御電極の付近でイメージ状に変調させる。直流電源によ
り加えられる電圧ＤＣ３は、トナー粒子の通過を全く阻
止する値とトナー粒子の通過を全く妨げない値との間で
変動させることができる。前記プリントヘッド構造の制
御電極は、トナー支持面からある距離ｄ（μm )に置か
れ、装置の運転中、スペーサー（１１０）ガ距離ｄを一
定に保つ。プリントヘッド構造（１０６）は、イメージ
受容要素から距離ｄ_B に置かれる。

【００４７】制御電極（１０６ｂ１、１０６ｂ２）の組
は、前記偏向電極の組に変動電圧（ＡＣ５、ＡＣ６）を
提供するための電圧源に接続される。変動電圧はｆ×Ｌ
Ｔ＝１.００であるように同じ周波数ｆを持つ。

【００４８】本装置は、トナー粒子をイメージ受容基板
に定着させるための手段（１０９）を更に備える。

【００４９】バック電極の作動している装置において
は、距離ｄ_B はプリントヘッド構造の面からイメージ受
容部材の面までで計算される。

【００５０】ＤＥＰ装置のバック電極（１０５）は、本
発明によるプリントヘッド構造と共同作用するように作
ることもできる。この場合、前記バック電極は、例えば
ＵＳ−Ａ−４５６８９５５号及びＵＳ−Ａ−４７３３２
５６号に明らかにされたように、電流的に絶縁されかつ
電圧源に接続された別の針又はワイヤーから構成されて
いる。プリントヘッド構造と共同作用するバック電極
は、１個又は複数の可撓性ＰＣＢ（印刷回路基板）を備
えることもできる。

【００５１】

【実施例】印刷後、印刷品質、特に低濃度に関連する品
質が、目視により１から１０までの尺度で評価された。
ここに、１は不可、５は受容可能、そして１０は極めて
良好である。

【００５２】総ての印刷例において、ラインタイムＬＴ
は８ms に設定され、そして２組の偏向電極があるとき
は、前記組の各は、偏向電極に加えられるピーク電圧Ｖ
ｐがＡＣ５＋ＡＣ６と等しくなるように、同じ周波数で
位相が１８０゜ずれた変動電圧（ＡＣ５及びＡＣ６）を
給送する電圧源に結合される。

【００５３】印刷例１（Ｅ１） プリントヘッド構造 プリントヘッド構造（１０６）は、厚さ５０μm で両面
が５μm 厚の銅フィルムで被覆されたポリイミドフィル
ムより作られた。プリントヘッド構造（１０６）は１列
の印刷用開口を持つ。プリントヘッド構造のトナー支持
面に面する前側には、各開口のまわりに長方形の制御電
極（１０６ａ）が配置された。前記制御電極の各は、１
０mm にわたる印刷方向と平行な導電経路を有し、かつ
２MΩ の抵抗を経てＨＶ５０７（商標名）に接続され
る。これは、米国、スーパーテックス社より入手可能な
高電圧スイッチングＩＣであり、高電圧電力増幅器より
給電される。印刷用開口は、寸法が２００×１００μm
の長方形である。長方形の銅の制御電極の中央部分（Ｃ
１）の寸法は３２０×３００μm であり、伸びているセ
グメントの線幅は１００μm である。開口は５００μm
ピッチで間隔が空けられる。プリントヘッド構造のイメ
ージ受容基板に面する裏側には、隣接した開口の各組の
間に２組の偏向電極（１０６ｂ１及び１０６ｂ２）が配
置される。前記偏向電極は、線幅が７０μm であり、か
つ７０μm の空白帯により互いに絶縁される。空白帯の
中心は２個の隣接した印刷用開口の中央に置かれ、従っ
て、偏向電極の両方の組が印刷用開口に関して対称的に
利用可能である。前記プリントヘッド構造は以下の方法
で作られた。まず最初に、通常の銅の腐食方法によって
制御電極のパターンと偏向電極のパターンが腐食され
た。開口は焦点合わせの支援として制御電極パターンを
使ってエキシマーレーザーを焦点合わせする段階の繰り
返しにより作られた。エキシマーレーザーによるバーニ
ングの後、プリントヘッド構造は、短等方性プラズマ腐
食クリーニングにより清掃される。最後にコンタクトケ
ミー（Kontakt Chemie）より市販のプラスチック７０
（PLASTIK 70)の薄い皮膜がプリントヘッド構造の制御
電極及び偏向電極の側に付けられる。

【００５４】トナー給送手段 トナー給送手段は非磁性単成分現像剤、カラーレーザー
ライター（COLOR LASER WRITER、米国、アップルコンピ
ューター社の商標名）用のカラーレーザートナーカート
リッジマゼンタ（COLOR LASAER TONER CARTRIDGE MAGEN
TA，(3760GIA))を備えている市販のトナーカートリッジ
である。トナー支持面はアルミニウムローラー（１１
２）の面であり、この上に、トナー粒子が供給ローラー
（１１１）により適用される。トナー粒子は負に帯電さ
れる。

【００５５】印刷エンジン ＰＶＣフレームに取り付けられたプリントヘッド構造
は、トナー供給手段のローラーの面の上の摩擦接触によ
り曲げられる。自己調整式のスペーサー手段（１１０）
として厚さ５０μm （これが距離ｄである）のポリウレ
タン被覆が使用された。

【００５６】バック電極は印刷が行われる紙の後方にあ
り、バック電極（１０５）とプリントヘッド構造の裏側
との間の距離（ｄ_B）は５００μm に設定され、紙は３
００cm/min で移動する。

【００５７】バック電極は、これに＋１０００V の電圧
ＤＣ４を印加する高電圧電源に接続された。トナー供給
手段のトナー支持面に、ピークピーク電圧が４００V で
周波数が３kHz のサイン波状に変動する交流電圧（ＡＣ
１）が−５０V の直流オフセット電圧（ＣＤ１）ととも
に加えられた。直流推進フィールド、即ち、ＤＣ４とＤ
Ｃ１との電位差は１０５０V である。個々の制御電極に
は、０V（最大濃度を印刷する）又は−２８０V（最小濃
度を印刷する）より選ばれた（イメージ状に選ばれた）
電圧が加えられた。偏向電極の第１の組には、ピークピ
ーク電圧が２５０V で周波数が５００Hz のサイン波状
に変動する交流電圧（ＡＣ５）が加えられ、偏向電極の
第２の組には、ピークピーク電圧が２５０V で周波数が
５００Hz のサイン波状に変動する交流電圧（ＡＣ６）
が印加された。前記周波数は、偏向電極の第１の組に与
えられた交流電圧と同期するが位相は１８０゜ずれるよ
うに調整された。即ち、偏向電極の第１の組に加えられ
た電圧は、偏向電極の第２の組に加えられた電圧が最小
値（例えば、−２５０V）になった瞬間に最大値（例え
ば、＋２５０V）になる。そこで、偏向電極の組の間の
最大ピーク電圧差は５００V であり、これがＶ_Pであ
る。

【００５８】高濃度領域内における印刷方向の低濃度ス
トリップの項目のイメージ品質が観察された後、数分
間、ヒューマンフェース（human face）のグレースケ−
ルイメージ及び最大濃度から最小濃度に至るコントルー
ル楔（control ewdges）が印刷された。

【００５９】印刷品質の評価結果が表１に与えられる。
表１において、前記プリントヘッド構造に向いたバック
電極の距離（ｄ_B）は μm で、前記バック電極に加えら
れる電圧（ＤＣ４）は V で表され、前記２組の偏向電
極（ＡＣ５及びＡＣ６）に加えられるサイン状に変動す
る電圧信号ＡＣ５及びＡＣ６の振幅は、両信号が位相が
１８０゜ずれるようにされたため（ＡＣ５＋ＡＣ６）と
等しいピークピーク電圧Ｖｐで表され、また、比Ｒ１＝
｜ＤＣ４−ＤＣ１｜／ｄ_B及びＶｐ／Ｒ１は個々の要素
と同じ単位で表される（ＤＣ１はＤＣ４に比して小さい
ので比Ｒ１を決定するためにＤＣ４の値だけが使用され
る）。印刷品質の評価の結果は表１に与えられる。

【００６０】印刷例２（ＰＥ２） ｄ_B が１０００ μm に設定され、ＤＣ４が１５００ V
に設定された点を除いて例１で説明されたものと同じ実
験が行われた。

【００６１】印刷例３（ＰＥ３） ＤＣ４が１０００ V であることを除いて例２で説明さ
れたものと同じ実験が行われた。

【００６２】印刷例４−７（ＰＥ４−ＰＥ７） 加えられたＡＣ５及びＡＣ６の同期した振幅がピークピ
ーク値でそれぞれ５０、１００、１５０及び２００ V
に設定された点を除いて例３の実験が繰り返された。従
って、２組の偏向電極間の最大ピーク電圧差（Ｖｐ）
は、１００、２００、３００及び４００ V であった。
印刷品質の評価は表１に与えられる。

【００６３】印刷例８（ＰＥ８） ｄ_Bが１０００ μm 、ＤＣ４が５００ V 、加えられた
同期したＡＣ５及びＡＣ６の振幅が１５０ V（ピークピ
ーク値）にそれぞれ設定された実験が行われた。従っ
て、２個の偏向電極間の最大ピーク電圧差（Ｖｐ）は、
３００ V であった。印刷の品質の評価結果は表１に与
えられる。

【００６４】

【表１】 1)：変動電圧の周波数及び波形 ｓ：サイン波 b：ブロック波 sts：対称鋸歯状波 st
a：非対称鋸歯状波 2)：Ｒ１＝ＤＣ４／ｄ_B（総てに実験においてＤＣ１の
値はＤＣ４の値に比して小さいので、差│ＤＣ４−ＤＣ
１│をＤＣ４に等しいとした） 3)：Ｖｐ／Ｒ１＝（ＡＣ５＋ＡＣ６）／（ＤＣ４／
ｄ_B） 4)：ＱＣは印刷品質、１０：極めて良好 １：不可
５：容認可能 5)：トナー支持面に面しかつこれと接触している偏向電
極；他の例においては印刷すべき基板に向いた偏向電極 ＤＥＰ技法用のプリントヘッド構造における複雑でない
偏向の設計の組込みが印刷方向における低濃度ストリッ
プの問題を解決し得ることが本技術の熟練技術者に明ら
かになったに違いない。

【００６５】例えば、非結合偏向電圧源との組合せにお
いて、ＥＰ−Ａ−８５１３１６号に説明されたようなハ
ーフトーン値の生成における確率的方法の使用も可能で
ある。また、異なった層に偏向電極を組み入れ（多層構
造）、偏向電圧を絶縁能力に比例して強化することも可
能である。更に、偏向電極の概念と、複数プリントヘッ
ド構造、制御電極当たり複数の開口、マルチパス印刷、
トナー粒子ソースとプリントヘッド構造との間の滑り接
触などとを組み合わせることも可能である。

【００６６】本発明の実施態様は以下の通りである。

【００６７】１．アドレス性能ＡＤ（ドット／cm）の直
接静電印刷装置であって、 −帯電トナー粒子を給送する手段であって、帯電トナー
粒子支持面（１１２）に第１の電圧（ＤＣ１）を与える
手段に結合された前記面を有する前記手段、 −イメージ受容基板（１０８）に前記第１の電圧とは異
なる第２の電圧（ＤＣ４）を結合する手段であって、前
記電圧差（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）が前記面と前記基板と
の間の電場を作り、前記基板に向かう前記帯電トナー粒
子の流れ（１０４）が作られる前記手段、 −ラインタイムＬＴを有するように前記基板を印刷方向
（矢印Ａ）において動かすための手段（１１５）、 −前記トナー支持面と前記プリントヘッド構造との間に
間隙ｄを残し、かつ前記プリントヘッド構造と前記イメ
ージ受容基板との間に間隙ｄ_Bを残して、前記トナー支
持面（１１２）と前記イメージ受容基板（１０８）との
間に置かれたプリントヘッド構造（１０６）であって、
第１と第２の面のある絶縁材料のシート（１０６ｃ）、
前記基板上の少なくも１列を形成している所定数の印刷
用要素（１１６）であって、各が前記絶縁基板を通る少
なくも１個の印刷用開口（１０７）を有する前記印刷用
要素、隣接した２個の印刷用要素の付近に少なくも１個
の偏向電極を有するように前記プリントヘッド構造に配
列された少なくも２組の偏向電極（１０６ｂ１、１０６
ｂ２）を有する前記プリントヘッド構造、 −イメージデータに従って前記印刷用開口を選択的に開
閉させるために前記印刷用要素に電圧（Ｖ３）をイメー
ジ状に加えるために前記印刷用要素に接続された電圧源
ＤＣ３、 −前記偏向電極に変動電圧（ＡＣ５、ＡＣ６）を加える
ために、前記少なくも２組の偏向電極の各に接続された
電圧源を備え、前記プリントヘッド構造と前記イメージ
受容基板との間の前記間隙ｄ_B が、Ｒ１＝（｜ＤＣ４−
ＤＣ１｜／ｄ_B）≦１.５ V/μm になるようにＤＣ４と
ＤＣ１との間の前記電圧差に関連付けられることを特徴
とする前記装置。

【００６８】２．前記プリントヘッド構造と前記イメー
ジ受容基板との間の前記間隙ｄ_BがＲ１＝（｜ＤＣ４−
ＤＣ１｜／ｄ_B）≦１.０ V/μm になるようにＤＣ４と
ＤＣ１との間の前記電圧差に関連する実施態様１による
装置。

【００６９】３．前記変動電圧が離散的な段階で変動す
る実施態様１又は２による装置。

【００７０】４．前記変動電圧が連続的に変化し、かつ
前記ラインタイムＬＴに関してｆ×ＬＴ＝１.００にな
るような周波数ｆを有する実施態様１又は２による装
置。

【００７１】５．前記偏向電極に結合された前記電圧源
が、Ｖｐ／Ｒ１＞２５０ μm であるようなピークピー
ク電圧Ｖｐを有する変動電圧を前記偏向電極に提供する
ために装備された実施態様１ないし４のいずれかによる
装置。

【００７２】６．前記偏向電極に結合された前記電圧源
が、Ｖｐ／Ｒ１＞４００ μm であるようなピークピー
ク電圧Ｖｐを有する変動電圧を前記偏向電極に提供する
ために装備された実施態様１ないし４のいずれかによる
装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＤＥＰ装置に有用なプリントヘッド構
造の第１の可能な実施例を図式的に示す。

【図２】本発明のＤＥＰ装置に有用なプリントヘッド構
造の第２の可能な実施例を図式的に示す。

【図３】本発明のＤＥＰ装置に有用なプリントヘッド構
造の第３の可能な実施例を図式的に示す。

【図４】本発明による直接静電印刷方法及びＤＥＰ装置
に有用なプリントヘッド構造の第１の可能な実施例によ
るプリントヘッド構造を備えたＤＥＰ装置示す。

【符号の説明】

１０６ プリントヘッド構造 １０６ｃ シート １０７ 印刷用開口 １０８ イメード受容基板 １１２ 支持面 １１６ 印刷用要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒルブラント・バン・デン・ウインゲルト ベルギー・ビー2640モルトセル・セプテス トラート27・アグフア−ゲヴエルト・ナー ムローゼ・フエンノートシヤツプ内 (72)発明者 フランソワ・バケルジヨウ ベルギー・ビー2640モルトセル・セプテス トラート27・アグフア−ゲヴエルト・ナー ムローゼ・フエンノートシヤツプ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アドレス性能ＡＤ（ドット／cm）の直接
   静電印刷装置であって、 −帯電トナー粒子を給送する手段であって、帯電トナー
   粒子支持面に第１の電圧（ＤＣ１）を与える手段に結合
   された前記面を有する前記手段、 −イメージ受容基板に前記第１の電圧とは異なる第２の
   電圧（ＤＣ４）を結合する手段であって、前記電圧差
   （｜ＤＣ４−ＤＣ１｜）が前記面と前記基板との間の電
   場を作り、前記基板に向かう前記帯電トナー粒子の流れ
   が作られる前記手段、 −ラインタイムＬＴを有するように前記基板を印刷方向
   （矢印Ａ）において動かすための手段、 −前記トナー支持面と前記プリントヘッド構造との間に
   間隙ｄを残し、かつ前記プリントヘッド構造と前記イメ
   ージ受容基板との間に間隙ｄ_B を残して、前記トナー支
   持面と前記イメージ受容基板との間に置かれたプリント
   ヘッド構造であって、 第１と第２の面のある絶縁材料のシート、前記基板上の
   少なくも１列を形成している所定数の印刷用要素であっ
   て、各が前記絶縁基板を通る少なくも１個の印刷用開口
   を有する前記印刷用要素、 隣接した２個の印刷用要素の付近に少なくも１個の偏向
   電極を有するように前記プリントヘッド構造に配列され
   た少なくも２組の偏向電極を有する前記プリントヘッド
   構造、 −イメージデータに従って前記印刷用開口を選択的に開
   閉させるために前記印刷用要素に電圧をイメージ状に加
   えるために前記印刷用要素に接続された電圧源、−前記
   偏向電極に変動電圧を加えるために、前記少なくも２組
   の偏向電極の各に接続された電圧源を備え、 前記プリントヘッド構造と前記イメージ受容基板との間
   の前記間隙ｄ_B が、Ｒ１＝（｜ＤＣ４−ＤＣ１｜／
   ｄ_B）≦１.５ V/μm になるようにＤＣ４とＤＣ１との
   間の前記電圧差に関連付けられることを特徴とする前記
   装置。