JP2954886B2 - トナークラウドを与えるためにガス流を用いた直接静電印刷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電印刷方法、より
詳しくは直接静電印刷（ＤＥＰ）に関する。ＤＥＰにお
いては、静電印刷は電子的にアドレス可能なプリントヘ
ッドにより基体に直接行われる。

【０００２】

【従来の技術】ＤＥＰ（直接静電印刷）においてはトナ
ー又は現像材料が直接的に像に従って基体に付着され、
前記基体は像に従った静電潜像を何ら有していない。前
記基体は中間物であってもよい（この場合、前記の形成
された画像を他の基体（例えばアルミニウム等）に転写
するのが好ましい）が、最優先的にそれは最終受容体で
あり、かくして最終溶解段階後には最終受容体（例えば
普通紙、透明ポジ等）に画像を直接的に生ぜしめること
の可能性をもたらすものである。このことはこの方法を
古典的なエレクトログラフ法（電荷保持面上の静電潜像
が適当な材料で現像されて前記潜像を見えるようにし、
粉末像が溶融されて直接に前記電荷保持面に付着され、
その結果、直接エレクトログラフィクプリントとなる
か、又は、粉末像が次いで最終基体へ転写されてそこで
溶融されてその媒体に付着され、その結果これは間接エ
レクトログラフィクプリントとなる）と異ならしめる。
最終基体は透明な媒体、不透明重合体フィルム、紙等の
如く種々な材料でありうる。

【０００３】ＤＥＰはまた電子写真とも顕著に異なり、
そこでは静電潜像を生ぜしめるために追加的な段階およ
び追加的な部材が導入され、より詳しくは、光伝導体が
用いられかつ帯電／露出サイクルが必要である。

【０００４】ＤＥＰ装置はＵＳ−Ｐ３６８９９３５に開
示されている。この文献は多層粒子モジュレータからな
る静電ラインプリンタ、あるいは絶縁材料の層、この絶
縁材料の層の一側面に設けられた導電性材料の連続層、
および前記絶縁材料の層の他側面に設けられた導電性材
料の区分化された層からなるプリントヘッドを開示す
る。このプリントヘッドは又、少なくとも一列の開口を
有する。導電性材料の区分化された層の各区分は開口の
部分のまわりに形成されかつ区分化された導電性層の他
の区分から互いに隔離されている。一定の電位が連続導
電性層に印加されている一方で選択された電位が区分化
された導電性層の各区分に印加されている。全体に印加
された電界は帯電された粒子を粒子変調器（プリントヘ
ッド）の列状の開孔を通って放出し、その粒子流の強さ
は区分化された導電性層の区分に印加された電位のパタ
ーンに従って変調される。帯電粒子の変調された流れは
変調粒子流中に介在され粒子変調器（プリントヘッド）
に対してライン毎の走査プリントを与える方向に移送さ
れるプリント受容媒体に当る。区分された電極は制御電
極と呼ばれ連続電極は遮蔽電極と呼ばれる。遮蔽電極は
例えばトナー電極に面し、制御電極は画像記録部材に面
する。プリントヘッドと背面電極との間に置かれた像受
容材料へトナーを引きつけるようにプリントヘッドと背
面電極との間に直流電界が印加される。

【０００５】静電印刷においては、高品質印刷が可能に
なる前に次の二つの問題が解決されなければならない： − 調色粒子の均一なクラウド（cloud ）をプリントヘ
ッドに提供すること − 十分な帯電調色粒子をプリントヘッド構造体へ、こ
れらをまき散らすこと なくまたはプリントヘッド構造体や駆動まわりを汚すこ
となく、供給すること。

【０００６】ＧＢ２１０８４３２には、トナー粒子の均
一なクラウドをプリントヘッドへもたらす別の手段が開
示されている。それ故、運搬部材が設けられその上にト
ナー粒子の層が付着されこのトナー運搬部材とプリント
ヘッド構造体上の導電性材料の層との間に交流電圧が印
加される。この交流電圧の故にトナー粒子はトナー運搬
部材とこのトナー運搬部材に面するプリントヘッドの表
面との間を跳躍し、「トナークラウド」（toner - clou
d ）を形成する。この交流電圧はトナー粒子がプリント
ヘッド構造体へ達するのを許容するように調節され、か
くしてプリントヘッド構造体と基体担持部材との間にあ
る全体的な直流電圧が前記粉状クラウドから変調後に前
記トナー粒子を抽出できるようにする。全体的な直流電
圧は、前記変調の後の、トナー粒子を像受容部材（プリ
ントヘッドと背面電極との間に置かれている）へ推進さ
せる。

【０００７】ＤＥ−ＯＳ３４１１９４８においては、調
色粒子がプリントヘッド構造体へ運搬部材上の層の形で
提供される装置が開示されている。前記運搬部材は特殊
な設計であり、ＡＣ／ＤＣ電界は前記プリントヘッド構
造体に沿う跳躍輸送を実現するために使用される。また
この文献においては「トナークラウド」の質は前記プロ
セスを容易にするためにアドレスされる。

【０００８】ＥＰ−Ａ２６６９６０においては、トナー
送り出しシステムが開示されており、トナー運搬手段の
表面にトナーの単層が多成分現像剤（キャリヤ／トナ
ー）および従来の磁気ブラシを用いて付着される。多成
分現像剤の使用はトナー中の望ましい電荷分布およびプ
リントヘッドの汚れの度合の減少という結果になる。Ｕ
Ｓ−Ｐ５０９９２７１においては、トナークラウドが機
械的に生ぜしめられるＤＥＰ装置が開示され、トナーク
ラウドはスクレーパー・ブレードを引っかく重合弾力性
毛のブラシを用いて生ぜしめられる。

【０００９】ＥＰ−Ａ６７５４１７、ＵＳ−Ｐ５３２７
１６９および日本公開出願ＪＰ−Ａ６０／２６３９６２
においては磁気ブラシから直接にプリントヘッド構造体
へトナークラウドを提供することが開示されている。

【００１０】上に示した引用例において開示された種々
の改良案はＤＥＰを実施する際に遭遇する諸問題を少な
くとも部分的に解決するものであるが、諸装置のプリン
ト速度はなおもプリントヘッド構造体へ提供できるトナ
ーの量（トナークラウドの濃度）に強く依存している。
プリント速度を増すことができるためのトナークラウド
の濃度を改良する諸提案がある。例えば欧州出願９５２
００８３４（１９９５年４月３日出願）においては、磁
気ブラシから直接トナークラウドを抽出するＤＥＰ装置
において磁気ブラシの速度を印刷が行われる基体の移行
速度に適応させるということが開示されている。それを
行うのに、同じ達成可能最大濃度に対するプリント速度
およびプリントの均一性の両方が強化されうるであろ
う。欧州出願９５２０１０４８（１９９５年４月２５日
出願）においては、トナークラウドが磁気ブラシから直
接発生されるのではなく帯電トナーコンベヤー（ＣＴ
Ｃ）の速度が印刷される基体の移行速度に適合されてい
るときのＣＴＣから発生されるＤＥＰ装置における同じ
利点が開示されている。プリント速度は重合弾力性毛の
ブラシによりこのブラシの回転速度がＵＳ−Ｐ５３８６
２５５に記述されている如く良く調整されているときに
トナークラウドが発生されるシステムにおいても強化さ
れうる。これらの解決法は高いプリント速度において良
好な印刷を与えるけれども、磁気ブラシ又はＣＴＣの運
動速度はむしろ高くなり、かくして前記トナークラウド
発生モジュールへの機械的応力を増大させるのである。

【００１１】ＥＰ−Ａ４６４７４１においては、組み合
せトナー帯電および送り出し手段を含むＤＥＰ装置が開
示され、そこではトナー粒子は流動床から抽出されそし
て空気流により環状部材を通って制御下のスピードで動
かされる。環状部材を通過することによりトナー粒子は
帯電されプリントヘッド構造体のプリント用開口の近く
にもたらされる。このＤＥＰ装置において、可動部品は
極少になされるが、組み合せトナー帯電および送り出し
手段の構造は全く複雑であり、空気流の速度は注意深く
制御されなくてはならず、さもないとトナー帯電はほと
んど制御されえないからである。

【００１２】かくしてなおも、密なトナークラウドをプ
リントヘッド構造体へ提供する手段を有する必要性があ
り、かくして、トナークラウド発生の手段はもはやプリ
ント速度を制限する手段ではない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は密なト
ナークラウドがプリントヘッド構造体へ与えられるＤＥ
Ｐ（直接静電印刷装置）を提供することである。

【００１４】本発明の別の目的はトナークラウドが与え
られうる速度にあまり印刷速度が依存しないＤＥＰ装置
を提供することである。

【００１５】本発明の更に別の目的はトナーをプリント
用開口へ供給するための手段を速く動かす必要がなくか
くしてその構成要素への機械的応力を小さくして高速印
刷を可能にするＤＥＰを与えることである。

【００１６】本発明の更に別の目的はトナー霧（トナー
クラウド）を生ぜしめるためにより少ない機械的可動部
品を要求するＤＥＰ装置を与えることである。

【００１７】本発明の更に別の目的および本方法の利点
は以下に詳細に述べることから明らかになろう。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の諸目的は、プリ
ントヘッド構造体（１０６）、制御電極（１０６ａ）に
より電気的に変調できる粒子流が通る前記プリントヘッ
ド構造体（１０６）内のプリント用開口（１０７）の配
列、および前記開口（１０７）の近くに乾燥トナー粒子
のクラウドを与えるトナー送り出し手段（１０１）から
なるＤＥＰ装置において前記トナークラウド（１００）
が、前記帯電トナーコンベヤーから前記トナー粒子を引
き離すガス流により、前記開口（１０７）の近くに形成
される（ただし、前記ガス流は互いに向き合ったガス出
口（１１１ａと１１１ｂ）により前記トナーコンベヤー
上の前記トナー粒子へ指向される）ことを特徴とするＤ
ＥＰ装置を提供することにより成就される。

【００１９】好ましい実施例においては、前記ガス流は
空気の流れである。

【００２０】他の好ましい実施例においては、前記トナ
ークラウド（１００）は流動床の形の下で与えられる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるＤＥＰ装置の
一実施例を示す概略図である。図２は一つのトナー供給
モジュールに一緒に組み込まれたプリントヘッド構造体
と流動トナー床を示す概略図である。図３は図２に示さ
れたトナー供給モジュールを用いたＤＥＰ装置を示す概
略図である。

【００２２】密なトナークラウドがＤＥＰ装置のプリン
トヘッド構造体の開口へガス流により提供され得ると、
ＤＥＰ装置での可動部品を極少化できるということが判
った。このガス流はプリント開口の近くに緩い渦巻き雲
状のトナー粒子を持って来る。トナー粒子の前記の緩い
渦巻き雲を形成する前記ガス流にはどんなガスでも用い
ることが出来るが、空気流を用いるのが好ましい。トナ
ークラウドを生ぜしめるのにガス流を用いたＤＥＰ装置
の幾つかの機械的実施が可能である。図１において、可
能な実施の一例が示されている（以下実施例１と称
す）。この図において、トナー（１０２）はトナー容器
（１０１）から磁気ブラシ（１０４）を介して帯電トナ
ーコンベヤー（１０３）に持って来られる。図示の場
合、トナーは磁性キャリヤ粒子と非磁性トナー粒子を含
む多成分現像剤の一部である。ＣＴＣ（１０３）上のト
ナーは出口（１１１ａ）と（１１１ｂ）から来る二つの
空気流を受ける。空気の流れの速さおよび空気の量は空
気制御手段（図における空気弁）（１１２）により各出
口（１１１ａ）と（１１１ｂ）で独立的に調整される。
空気流の為に、ＣＴＣ上のトナーはプリント用開口（１
０７）の近くで渦を巻きそして受容基体（１０９）に引
きつけられうる。基体（１０９）は輸送手段（１０８）
によりプリントヘッド構造体（１０６）と背面電極（１
０５）との間を矢印Ａの方向に輸送される。像は基体
（１０９）へ定着手段（１１０）により定着される。ま
た、制御手段（１１２）に設けられた適当なタイミング
手段により連続又は脈動の空気流を得ることが出来る。
脈動の空気流は独立的に所望の値へ調整されうる。出口
（１１１ａ）と（１１１ｂ）からの脈動ガス流は交互に
なされうる。すなわち、出口（１１１ａ）からガスがト
ナー粒子へと通過するとき出口（１１１ｂ）は閉じら
れ、そして逆の場合は逆になされる。前記ガス（空気）
流は１０と２００Ｈｚの間の周波数で脈動されるのが好
ましい。ガス流は少なくとも１・１０⁵ Ｐａの圧力を有
する。

【００２３】第１実施例（図１）に示されたプリントヘ
ッド構造体（１０６）は両側面を金属フィルムで被覆し
たプラスチック絶縁フィルムから作られている。プリン
トヘッド構造体（１０６）は一つの連続電極表面（以下
「遮蔽電極」（１０６ｂ）と呼び図示の実施例において
はトナー送り出し手段に面している）と複雑アドレス可
能電極構造体（以下「制御電極」（１０６ａ）と呼びプ
リント用開口（１０７）のまわりにあり図示の実施例に
おいては前記ＤＥＰ装置のトナー受け取り部材に面して
いる）とを含む。前記プリント用開口（１０７）は列構
造に配列され、この列構造の列の総数は適用分野に応じ
て選択できる。遮蔽電極（１０６ｂ）および制御電極
（１０６ａ）の場所および／又は形は、本願発明による
トナー粒子を用いたＤＥＰ方法に対する装置の他の実施
例において、図１に示された場所とは異なってもよい。
本発明は遮蔽電極（１０６ｂ）を有さず制御電極（１０
６ａ）のみからなるプリントヘッド構造体を備えたＤＥ
Ｐ装置においても使用されうる。又、各プリント用開口
（１０７）のまわりに、絶縁材を介して、この絶縁材の
一側における各々一つの制御電極（１０６ａ）と他側に
おける各々一つの遮蔽電極（１０６ｂ）が在り、各開口
（１０７）のまわりに配置された前記のそれぞれの制御
電極（１０６ａ）の各一つの電極と前記のそれぞれの遮
蔽電極（１０６ｂ）の各一つの電極は互いに前記単一開
口（１０７）を通る金属被覆物により連結され、各開口
（１０７）のまわりに単一のプリント用電極を形成して
いるプリントヘッド構造体を用いて本発明を実施するこ
とも出来る。

【００２４】第１実施例に使用されたプリントヘッド構
造体は例えばＥＰ−Ｂ３９０８４７およびＥＰ−Ｂ４７
６０３０に記述されている如きマトリックス電極と呼ば
れるものであってもよい。

【００２５】本発明によるＤＥＰ装置の背面電極（１０
５）は平らな電極として作られることが出来かつプリン
トヘッド構造体と協同するようにも作られることが出
来、前記背面電極は例えばＵＳ−Ｐ４５６８９５５およ
びＵＳ−Ｐ４７３３２５６に記述されている如き電源に
接続され電位的に隔離されているワイヤ又はスタイル
（styli ）とは異なって構成される。背面電極は、プリ
ントヘッド構造体と協同し、一つまたはそれ以上の可撓
性ＰＣＢ（印刷回路基盤）からも構成出来る。

【００２６】前記プリントヘッド構造体（１０６）と帯
電トナーコンベヤー（１０３）との間、同じく開口（１
０７）のまわりの制御電極とトナー受容部材（１０９）
の背後の背面電極（１０５）との間、同じく前記プリン
トヘッド構造体（１０６）の複数電極表面間又は単一電
極表面上に、異なる電界が付与される。図１に示される
本発明によるＤＥＰ方法に有用である装置の一つの実施
例（実施例１）においては、電圧Ｖ１が帯電トナーコン
ベヤー（１０３）のスリーブに印加され、電圧Ｖ２が遮
蔽電極（１０６ｂ）に印加され、電圧Ｖ３_o 以上Ｖ３_n
までが制御電極（１０６ａ）用である。Ｖ３の値は像形
成信号の変調に従って、値Ｖ３_o とＶ３_n との間で、時
間ベース又はグレイレベル・ベースで選択される。電圧
Ｖ４はトナー受容部材の後方の背面電極に印加される。
本発明の他の実施例においては、複数電圧Ｖ２_o 乃至Ｖ
２_n および／又はＶ４_o 乃至Ｖ４_n が使用できる。電圧
Ｖ５が磁気ブラシのスリーブの表面に印加される。実施
例１は多成分現像剤に代って磁性トナーが使用される
（キャリヤ粒子の存在なしで）とき、原理的に正確に同
じ様に作動する。磁性トナーが使用されるとＣＴＣ（１
０３）は磁性になされてトナー容器（１０１）から磁性
トナーを直接に引きつける。実施例１に従って、ＤＥＰ
装置において、例えばドクターブレード上のトナーのか
きときりによりトナーの帯電後にＣＴＣに付与される非
磁性一成分トナーを用いることも出来る。この場合、Ｃ
ＴＣはトナー粒子を磁力ではなく静電力で引きつける。

【００２７】本発明の他の実施例（実施例２）において
は、図２に示すように、プリントヘッド構造体（１０
６）とトナー容器（１０１）は一緒に組み立てられてト
ナー施与モジュールを形成する。ガス膨張室（１１３）
におけるガス入口（１１１）を介して、トナー容器の底
で、ガスが多孔質板（１１４）（トナー容器の底を形成
している）を浸透してトナー粒子のトナークラウド（１
００）を形成する流動床をトナー容器内で生ぜしめる。
トナー容器（１０１）において、一つまたはそれ以上の
コロナ（１１５）が存在してもよくて流動床中のトナー
粒子を帯電させる。コロナの代りに、他の公知の電荷注
入手段（鋭い縁をもつ回転ブレード又は静止ブレードの
如きもの）が使用できる。トナーは使用されるとトナー
容器（１０１）においてトナーの貯蔵所（図２に示さ
ず）に接続されているトナー入口（１１６）を介して補
給される。

【００２８】図２に示すようにトナー施与モジュールを
形成すべくプリントヘッド構造体（１０６）とトナー容
器（１０１）が一緒に組み立てられていると、トナー補
給用入口（１１６）を設ける必要はない。このような場
合、トナー容器（１０１）に含まれたすべてのトナーが
使用されると、モジュール全体が交換される。これは新
しいトナー装填毎に新しいプリントヘッド構造体が使用
されるという利点がある。これは従来技術のＤＥＰ装置
において必要とされていたようなプリントヘッド構造体
クリーニング用の多少とも複雑な手段の必要性を減じる
（か又は排除する）。

【００２９】多孔質板（１１４）は当業界で公知の任意
の材料から、例えば濾過の分野で通常使用されるような
多孔質ガラスや多孔質ステンレス鋼から作られうる。孔
の寸法はトナーの直径、トナーの比重、トナー容器の寸
法等の関数として選択されて流動床の十分な形成を確実
にする。この孔の寸法の典型的な、好ましい値は０．０
０５および０．５μｍの間の直径である。

【００３０】図３において、図２に示されたトナー施与
モジュールがＤＥＰ装置においていかにして設けられう
るかを図解的に示す。この図においてプリントヘッド構
造体（１０６）はプリント用開口（１０７）のまわりの
重合体材料の上に制御電極（１０６ａ）を有することが
示され、この制御電極はトナー容器（１０１）に収容さ
れている流動床のトナークラウド（１００）とは反対の
方に向いている。プリントヘッド構造体は遮蔽電極を含
んでいない。流動床（トナークラウド（１００））か
ら、プリント用開口（１０７）の近くのトナー粒子が輸
送手段（１０８）によりプリントヘッド構造体（１０
６）と背面電極（１０５）との間を矢印Ａの方向に輸送
される受容基体（１０９）へ引きつけられうる。像は定
着手段（１１０）により基体（１０９）に定着される。
非磁性トナー粒子を用いると、流動床中のトナー粒子を
コロナワイヤ（１１５）により帯電させることが可能で
ある（他の電荷注入手段がコロナワイヤに替りうる、例
えば鋭い縁を有する回転ブレード又は静止ブレード）。
プリント中に使用されたトナーはトナー貯蔵所（図示せ
ず）に接続されている開口（１１６）を介して補給され
る。流動床はガス入口（１１１）を介してガス膨張室
（１１３）に入るガス流により形成される。ガス流は制
御手段（１１２）により制御され多孔質板（１１４）を
通過してトナー容器（１０１）内にトナー粒子のクラウ
ド（流動床）（１００）を形成する。

【００３１】プリントヘッド構造体の制御電極（１０６
ａ）はトナーを像に従って開口（１０７）を通過させる
のを可能にする。前記プリントヘッド構造体（１０６）
とトナー容器（１０１）との間、開口（１０７）のまわ
りの制御電極とトナー受容部材（１０９）の後の背面電
極（１０５）との間、および単一電極表面に異なる電界
が印加される。図３に示された本発明による、ＤＥＰ方
法に有用である装置のこの例（実施例２）においては、
電圧Ｖ１がトナー容器（１０１）の壁に印加され（これ
らの壁はプリントヘッド構造体（１０６）において含ま
れる重合体フィルムによりプリントヘッド構造体の制御
電極から隔離されている）、電圧Ｖ３_o以上Ｖ３_n まで
は制御電極（１０６ａ）のためである。Ｖ３の値は像形
成信号の変調に従って、値Ｖ３_o とＶ３_n との間で、時
間ベース又はグレイレベル・ベースで選ばれる。電圧Ｖ
４はトナー受容部材の後の背面電極に印加される。本発
明の他の実施例においては、多重電圧Ｖ２_o 乃至Ｖ２_n
および又はＶ４_o 乃至Ｖ４_n が使用できる。電圧Ｖ６は
コロナワイヤ（１１５）に印加されてトナー容器（流動
床）におけるトナー粒子を帯電させる。

【００３２】流動床の技術の全体は例えば Encycloped
ia of Chemical Technology ,Kirk - Othmer 第４版
第１１巻、第１３８乃至１７０頁（Wiley と sons NY
，１９９４，ＩＳＢＮ ０−４７１−５２６８０−０
（ｖ．１１））およびそこに含まれた引用文献に見るこ
とができる。

【００３３】トナー粒子と関連して流動床を用いること
が例えばＥＰ−Ａ６１８５１０に記述されている。そこ
では導電性の丸められたトナー粒子がトナー粒子の流動
床において生産されうることが開示されている。そし
て、例えばＥＰ−Ａ４９４４５４、ＥＰ−Ａ６２０５０
５又はＤＥ３２１３３１４Ａ１にも古典的なエレクトロ
（フォト）グラフィにおいて流動床のトナーの使用が開
示されている。ＵＳ４７７７１０６においてもトナー粒
子が流動床から施与ローラへ持って来られうるというこ
とが開示されている。前記ローラからトナー粒子が更
に、最終基体に転送される静電潜像（誘電性シリンダー
へのイオン注入により形成される）を現像するために用
いられる。流動床状のトナークラウド形成と直接静電印
刷（ＤＥＰ）との組み合せは、トナー霧を与えるための
機械的手段又は電気的手段の免除により、そしてＤＥＰ
装置に一層少ない可動部品をもたらすことにより、ＤＥ
Ｐ方法を更に簡潔化する。

【００３４】流動床の形成のためのガスはどんなガスで
もよいが、更にまた空気および窒素が本発明に従って好
ましい。図２および図３に示された如きモジュールは一
つのガス入口（１１１）のみをもつ。しかし、図２およ
び図３に示されたモジュールと基本的に同じであるが一
つ以上のガス入口を有するモジュールを構成することも
出来る。二つのガス入口が存在するとき、両入口は互い
に対向して配置されるのが好ましい。また、この実施例
において、両ガス入口に制御手段（１１２）を組み込
み、制御手段（１１２）に組み込まれた適当なタイミン
グ手段により連続するか又は脈動する空気流を得ること
が出来る。複数の空気流の脈動は独立的に所望の値に調
節できる。出口（１１１ａ）および（１１１ｂ）からの
ガス流の脈動は、例えば出口（１１１ａ）からトナー粒
子へ向けてガスが通されるとき出口（１１１ｂ）が閉じ
られ、逆の時は逆の出口が閉じられるように、交互にな
しうる。前記ガス（空気）流は１０と２００Ｈｚの周波
数の間で脈動されるのが好ましい。ガス流は少なくとも
１・１０⁵ Ｐａの圧力を有する。

【００３５】実施例２のモジュールの底でのガス入口又
は入口（複数）は任意の形を持ちうるし、モジュールの
壁はガス流における粒子流れを最良にする手段を含みう
る。

【００３６】図２に示されているように一側面に個々の
制御電極を含み他側面に連続遮蔽電極（例えばトナー容
器（１０１）に向く）を含んだ絶縁材料からプリントヘ
ッド構造体が作られているトナー施与モジュールを備え
ることも出来る。その場合、トナー容器の壁は遮蔽電極
から隔離され別の電圧が遮蔽電極に印加されることが好
ましい。また本発明の実施例２は例えばＥＰ−Ｂ３９０
８４７およびＥＰ−Ｂ４７６０３０に記述されている如
く織製した電導体のメッシュであるいわゆるマトリック
ス電極であるものを用いても実現できる。

【００３７】実施例２において、非磁性トナー粒子を含
む一成分現像剤が使用できる。このトナー粒子の帯電は
粒子、トナー容器（１０１）の壁、およびガス間の簡単
な摩擦接触により行われる。その帯電は流動床を形成す
るためのガス流の如くイオン化された空気を用いること
により助力できる。空気は当技術分野で公知である何ら
かの手段によりイオン化される。例えばコロナワイヤは
空気をイオン化するのに非常に適している。本発明の実
施例２において例示されている如く流動床に非磁性一成
分現像剤を用いる場合、トナー粒子と接触して電荷をト
ナー粒子へ付与する一層大きな非導電性粒子（電荷注入
ビーズ）を混ぜることが有益である。このような粒子
（好ましくは２０と１００μｍの間の平均直径、より好
ましくは４０と８０μｍの間の平均直径を有する）の付
加は、流動床の形成およびトナー粒子の帯電の両方を容
易にする。これらの付加する粒子は周知の多成分現像剤
において用いられる如きキャリヤ粒子でありうる。

【００３８】トナー粒子は好ましくは３と２５μｍの間
の平均体積直径（ｄ_v50 ）を有し、好ましくは５と２０
μｍであり粒度分布は狭いのが好ましい。体積分布の変
動の係数ν（すなわち、分布の標準偏差／ｄ_v50 ）は
０．３３よりも低いのが好ましく、より好ましくは０．
２５よりも低い。

【００３９】また、本発明において使用するのに適した
トナー粒子は上述のＥＰ−Ａ６７５４１７に記述されて
いる。本発明によるプリントヘッド構造体と組み合せて
使用するのに非常に適したトナー粒子は良く規定された
真円度を有するトナー粒子である。このようなトナー粒
子はＥＰ−Ａ７１５２１８（ここにも参照として組み入
れられる）に詳細に記述されている。

【００４０】ガスの流れにより形成されるトナークラウ
ドを用いる本発明によるＤＥＰ装置はそれが黒白を与え
得るようにする方法でアドレスできる。かくして、黒白
テキストおよびグラフィクスに有用でありかつ連続色調
像を与えるための古典的な二レベルハーフトーン化に有
用である「二成分法」でそれは操作されうる。

【００４１】本発明によるＤＥＰ装置は複数のグレイレ
ベルで像を与えるのに特に適している。グレイレベルプ
リントは制御電極（１０６ａ）に印加する電圧Ｖ₃ の振
幅変調か又はＶ₃ の時間変調かにより制御されうる。あ
る特定の周波数で時間変調のデューティサイクルを変え
ることにより、グレイレベルの正確に細かい差異をプリ
ントすることが出来る。振幅変調と電圧Ｖ₃ （制御電極
に印加される）の時間変調との組み合せによりグレイレ
ベルプリントを制御することも出来る。

【００４２】例えばＥＰ−Ａ６３４８６２に記述されて
いるが如き多レベルハーフトーン化技術。その文献に開
示されている制限濃度解像を有する再現装置のためのス
クリーニング法は本発明によるＤＥＰ装置のために使用
できる。これはＤＥＰ装置が、本発明により、高品質画
像を与えることができるのを可能にする。

【００４３】幾つかのＤＥＰ装置は、本発明で開示され
たようなガス流によりトナークラウドを形成することと
協同して（各々は異なる色のトナーを有する）、任意の
ＤＥＰ装置の場合のようにあるいは任意のプリント装置
（例えばインク・ジェット・プリント装置、静電潜像へ
トナーを施与するモジュール等）の如く、単一の装置に
組み合せられることが出来、高品質画像を生ぜしめるカ
ラープリンターを得さしめることを可能にする。これら
のＤＥＰ装置はカラー像が整合状態で前記基体に付与さ
れるように像受容基体の近傍において一列、円形等に単
一の装置に組み入れられうる。ＤＥＰ装置は像受容基体
の両側でカラー像が一回通過において整合状態で形成さ
れるように像受容基体のウエブの側面に沿ってならべら
れることもできる。像受容部材の近くにＤＥＰを位置決
めする可能な一態様は電子写真法に向けられたＵＳ−Ｐ
５１７３７３５から引き出すことができる。

【００４４】トナー施与モジュールをＤＥＰ装置によ
り、そして電子感光性ドラムを中間像受容基体により置
換することができる。カラー像を非常に良好な整合品質
でプリントすることは例えば像受容基体（ウエブの形を
している）の変位により駆動されるエンコーダを含む整
合状態制御手段で達成できる。エンコーダは例えば一つ
の回転中間像受容部材に装着できる。このエンコーダは
ウエブ変位を示すパルスを生む。運動するウエブはこの
手段により回転中間像受容部材と正確に同期でき、回転
中間像受容体に別々のカラー像（その色分解は黄、マゼ
ンタ、シアンおよび任意の黒）が別々のＤＥＰ装置によ
り付与される。ウエブの形をした像受容基体に直接トナ
ー像を付着する別々のＤＥＰ装置を使用することも出来
る。その場合、ウエブの速度は補助装置で正確に整合さ
れる。整合状態制御手段を用いてウエブの形をした材料
（基体）にプリントするカラープリント装置の具体例は
例えばＥＰ−Ａ６２９９２４、ＥＰ−Ａ６２９９２７お
よびＥＰ６３１２０４に開示されている。上に引用した
文献に開示された装置は古典的な電子写真装置として設
計されているが、ＤＥＰ装置を用いるプリント装置に変
えることが出来る。異なるＤＥＰ装置を用いたカラープ
リントはウエブ又はシートの形をした像受容基体に行う
ことが出来る。整合手段を用いシート材料の上にプリン
トするカラープリント装置は例えばＵＳ−Ｐ５１１９１
２８に開示されている。

【００４５】ウエブの形をした最終像受容基体、色分解
の正確な整合、ウエブ速度の測定並びにウエブ速度の変
化の測定、幾つかのＤＥＰ装置の配置（幾つかのＤＥＰ
装置は一回通過でウエブの両側面へプリントが行えるよ
うに配置できる）の組み合せはウエブの形をした受容部
材を用いたＤＥＰ（直接静電印刷）に基づくカラープリ
ント装置への道を開くのである。プリント後にウエブは
再び巻き上げられうるし又プリント後ただちにシートに
切断されることもできる。このようにしてＤＥＰ技術に
基づき、非常に良好な画質のカラー印刷装置が作られう
る。これらの装置は非常に小さな物品（例えばＩＤカー
ド、保証印刷等）の印刷並びに非常に大きな表面（例え
ばポスター又はサイン印刷物）を印刷するのに用いるこ
とができる。

【００４６】本発明によるＤＥＰ装置を一つの装置にお
いて一緒に古典的なエレクトログラフィク又は電子写真
の装置と組み合せることが有利であり、その装置におい
ては電荷保持面上の静電潜像が適当な材料で現像されて
前記潜像を見えるようにする。このような装置において
は、本発明によるＤＥＰ装置と古典的エレクトログラフ
ィク装置は二つの異なるプリント装置である。両者は一
つのシート又は基体に種々のグレイレベルでかつ英数字
記号および／又はラインと共に画像をプリントする。こ
のような装置においては本発明によるＤＥＰ装置はきれ
いな調色のグレイレベル（例えば、繊細グレイレベルを
含む例えば絵、写真、医学像）をプリントするために使
用でき、そして古典的エレクトログラフィク装置は英数
字記号、線画等をプリントするのに使用できる。このよ
うなグラフィックスはグレイレベルのきれいな調色を必
要としない。このような装置（本発明によるＤＥＰ装置
を古典的なエレクトログラフィク装置と組み合せたも
の）においては、両プリント方法の長所が組み合され
る。

【００４７】

【実施例】

諸実施例を通じて使用されたＤＥＰ装置 各実施例においては、同じＤＥＰ装置が使用された。こ
のＤＥＰ装置は図１に示される如く、同じトナー粒子と
キャリヤ粒子を用いている。使用されたガスは空気であ
った。異なる実施例においては、空気圧力と空気流の脈
動のみが変化せしめられた。

【００４８】トナー送り出し手段は静止コア／回転スリ
ーブタイプの磁気ブラシから帯電トナー粒子が供給され
る帯電トナーコンベヤーであった。現像アセンブリは二
つの混合ロッドと一つの計量ローラとを含む。一つのロ
ッドはユニットを通って現像剤を輸送するために使用さ
れ他の一つはトナーを現像剤と混ぜ合せることである。

【００４９】磁気ブラシ・アセンブリ（１０４）はいわ
ゆる磁気ローラから構成された。この場合、この磁気ロ
ーラはローラ・アセンブリの内側に静止磁気コアを含ん
でいる。この磁気コアは５００ガウスの磁界強度の九つ
の磁気ポールを示し磁気ローラから使用済現像剤がこぼ
れ落ちるのを可能にする一開口位置を有する。磁気ロー
ラは又スリーブを収容していて、前記静止磁気コアのま
わりに嵌っており、磁気ブラシ・アセンブリに２０ｍｍ
の全体径を与える。このスリーブは輸送において助けと
なるべく微粒子で粗面化（Ｒａ＝３μｍ）されたステン
レススチールで作られた。

【００５０】スクレーパー・ブレードが使用されて現像
剤を強制的に磁気ローラから去らしめている。そして他
側面でドクターブレードが使用されて前記磁気ブラシ・
アセンブリの表面への小量の現像剤を計量している。ス
リーブは１００ｒｐｍで回転していた。内方素子は現像
ユニット内での良好な内部輸送に合致するような速度で
回転する。磁気ブラシ・アセンブリ（１０４）は直流電
源へ−２００Ｖで接続されている（これはＶ₂ であり、
前述の図１の記述で参照されたものである）。前記磁気
ブラシは４０ｍｍの直径のテフロン被覆アルミニウム帯
電トナーコンベヤー（１０３）の表面から６５０ミクロ
ンの所に配置されている。前記帯電トナーコンベヤーの
スリーブは３．０ｋＨｚの周波数で６００Ｖの矩形波振
動電界の交流電源に接続され１０Ｖ直流オフセットを有
する（この１０Ｖ直流がＶ₁ であり、図１の記述におい
て前記に参照された）。

【００５１】背面電極（１０５）は６００Ｖ直流（これ
はＶ₄ であり、図１の記述において前に参照された）に
保持された。

【００５２】平均粒子寸法５０μｍ、２９ｅｍｕ／ｇ
（３６μＴｍ³ ／ｋｇ）の飽和での磁化のＭｇＺｎフエ
ライトからなる巨視的“柔”フエライトキャリヤには１
μｍ厚のアクリル被覆が設けられている。この材料は事
実上残留磁気を示さなかった。

【００５３】実験のために用いたトナーは以下の組成を
有する：１８の酸価を有しかつ５．１×１０¹⁶Ω．ｃｍ
の体積抵抗を有するプロポキシル化ビスフェノールＡと
フマル酸とのコポリエステル樹脂の９７部が実験室こね
混ぜ機内で１１０℃で３０分間、銅フタロシアニン顔料
（カラーインテックスＰＢ１５：３）の３部と溶融混合
された。抵抗減少物質（次の構造式を持つ：（ＣＨ₃ ）
₃ Ｎ⁺ Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｂｒ^-）がバインダに関して０．５％の
量で加えられた。前記アンモニウム塩の５％と混合する
ことにより、付与バインダ樹脂の体積抵抗は５×１０¹⁴
Ω．ｃｍへ低下された。これは高抵抗減少能力（減少係
数：１００）を証明する。

【００５４】冷却後、固化塊体は ALPINE Fliessbett
gegenstrahlmuehle 型１００ＡＦＧ（商品名）を用いて
粉砕され粒状になされた。更に ALPINE 多重ジグザク
分級器型１００ＭＺＲ（商標名）を用いて分級された。
その結果の分けられたトナーの粒子寸法分布は、Coulte
r Counter model Multisizer （商品名）で測定し
て、数平均が６．３μｍであり、体積平均が８．２μｍ
であることが判った。トナー材料の流動性を改善するた
めに、このトナー粒子は疎水性コロイドシリカ粒子（Ｂ
ＥＴ値１３０ｍ² ／ｇ）の０．５％と混合された。

【００５５】静電写真現像剤は前記のトナー粒子とコロ
イドシリカとの混合物を重量で１０％の割合（ｗ／ｗ）
でキャリヤ粒子と混合することにより調整される。

【００５６】プリントヘッド構造体（１０６）の前面と
帯電トナーコンベヤー（１０３）のスリーブとの間の距
離は４００μｍになされた。前記トナーコンベヤー（１
０３）の表面と磁気ブラシ（１０４）のスリーブとの間
の距離は６５０μｍになされた。像受容基体（１０５）
のための支持体（実施例においてはこの支持体は支持機
能と背面電極機能とを組み合せている）とプリントヘッ
ド構造体（１０６）の裏面（すなわち制御電極（１０６
ａ））との間の距離は１５０μｍに設定され紙は１ｃｍ
／秒で進行した。

【００５７】測定Ａ：印刷品質の測定 図１に示されたＤＥＰ装置を用いて、均一な濃度のパッ
チから、表１に示された空気流特性を用いて、プリント
が行われた。プリントされた同一濃度を１ｃｍの距離に
わたってライン走査濃度計で走査してプリントの均質性
が測定された。平均濃度（Ｄ）に対する平均濃度の最大
偏倚（△Ｄ）の値が計算されて値が与えられた： △Ｄ／Ｄ ≦０．４０に対して１ △Ｄ／Ｄ ≦０．２０に対して２ △Ｄ／Ｄ ≦０．１０に対して３ △Ｄ／Ｄ ≦０．０５に対して４ ここにおいて０．１０の△Ｄ／Ｄに対する値が許容でき
る。プリントの結果は表１にも示されている。 ^* 両方のガス出口（１１１ａ）および（１１１ｂ）へ付与された１０⁵ Ｐａ （Ｂａｒ）^** 両方のガス出口（１１１ａ）および（１１１ｂ）へ付与されたＨｚ^*** 均一濃度パッチの平均濃度⁺ 測定Ａによる⁺⁺ ガス出口（１１１ａ）と（１１１ｂ）との間で交互に行う n.m. 測定不可（平均濃度が低すぎる）

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＤＥＰ装置の一例を示す概略図。

【図２】プリントヘッド構造体と流動トナー床とが一緒
に組み合されてなるトナー供給モジュールを示す概略
図。

【図３】図２に示されたトナー供給モジュールを用いた
ＤＥＰ装置を示す概略図。

【符号の説明】

１００ トナークラウド １０１ トナー送り出し手段 １０２ トナー １０３ 帯電トナーコンベヤー １０４ 磁気ブラシ １１１ 空気流 １０５ 背面電極 １０６ プリントヘッド構造体 １０６ａ 制御電極 １０７ プリント用開口 １０９ 基体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リュド・ジョリ ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (72)発明者 リュク・ヴァン・アカン ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (72)発明者 ジャーク・レオナール ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (72)発明者 フラン・バクルジョ ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (72)発明者 アンドレ・ヴァン・ジェイト ベルギー国モートゼール、セプテストラ ート 27 アグファ・ゲヴェルト・ナー ムロゼ・ベンノートチャップ内 (56)参考文献 特開 平４−310761（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−228387（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177865（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−64216（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−310761（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−319451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−94481（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−42185（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−67045（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/385 G03G 15/05

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリントヘッド構造体（１０６）、およ
   び前記プリントヘッド構造体に設けられたプリント用開
   口（１０７）の配列を具備し、この開口を通る粒子流は
   制御電極（１０６ａ）により電気的に変調され得るよう
   になっており、およびトナー送り出し手段（１０１）を
   具備し、このトナー送り出し手段は帯電トナーコンベヤ
   ー（ＣＴＣ）（１０３）を含み、前記開口（１０７）の
   近くに乾燥トナー粒子のクラウド（１００）を与えるよ
   うになしたＤＥＰ装置において、 前記帯電トナーコンベヤーは帯電トナー粒子を運搬し、 前記帯電トナーコンベヤーから前記トナー粒子を離脱さ
   せるガス流によりトナークラウド（１００）が前記開口
   （１０７）の近くに形成される（ただし、前記ガス流は
   互いに向き合ったガス出口（１１１ａと１１１ｂ）によ
   り前記トナーコンベヤー上の前記トナー粒子へ指向され
   る）ことを特徴とするＤＥＰ装置。
2. 【請求項２】 プリントヘッド構造体（１０６）、制御
   電極（１０６ａ）により電気的に変調できる粒子流を通
   す前記プリントヘッド構造体（１０６）のプリント用開
   口（１０７）の配列、およびトナー送り出し手段（１０
   １）を具備し、前記開口の近くに乾燥トナー粒子のクラ
   ウド（１００）を与えるＤＥＰ装置において、前記トナ
   ー送り出し手段（１０１）は互いに対向した二つのガス
   入口を含むこと、および前記トナークラウド（１００）
   はガス流により形成された流動床として前記トナー送り
   出し手段に在ることを特徴とするＤＥＰ装置。
3. 【請求項３】 前記プリントヘッド構造体（１０６）お
   よび前記トナー容器（１０１）は一緒に組み立てられ、
   交換可能トナー施与モジュールを形成する請求項２のＤ
   ＥＰ装置。
4. 【請求項４】 前記トナー粒子は非磁性である請求項２
   又は３のＤＥＰ装置。
5. 【請求項５】 前記トナー粒子は４ｋＶと８ｋＶとの間
   の電荷を有した電荷注入手段により帯電される請求項２
   乃至４のいずれか一のＤＥＰ装置。
6. 【請求項６】 前記トナー粒子は電荷注入ビーズと混合
   される請求項２乃至５のいずれか一のＤＥＰ装置。
7. 【請求項７】 前記ガス流は脈動している請求項１乃至
   ６のいずれか一のＤＥＰ装置。
8. 【請求項８】 前記ガス流は５と２００Ｈｚの間の周波
   数で脈動している請求項７のＤＥＰ装置。
9. 【請求項９】 前記ガス流は少なくとも１・１０^５ Ｐ
   ａの圧力を有している請求項１乃至８のいずれか一のＤ
   ＥＰ装置。