JP3133030B2 - 強誘電性記録部材からの自己固定印刷のための方法および手段 - 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、静電記録法に関す
るものであり、より詳細には、自己固定式高速静電印刷
のための方法および手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】静電
印刷方法は、周知の印刷方法であって、この方法におい
ては、静電潜在イメージが形成されて、トナー内の静電
マーキング粒子を引きつける。トナーは、ドライタイプ
のものとすることも、液体タイプのものとすることもで
きる。静電印刷は、比較的少数の印刷物が必要とされる
場合に、あるいは、対象物が頻繁に変更される場合に、
あるいは、対象物の一部が連続して変更される必要があ
る場合に、特に向いている。

【０００３】ドライ粉末トナーは、このような方法にお
いて使用されたときに多くの欠点を有している。高速印
刷および長時間印刷にとっては、ページあたりのコスト
が原則的に重要である。特に、紙や他の任意の所望の基
体に対してイメージを融着させる際のコストが、そのよ
うなプリンタの運転コストに大きく寄与する。他の難点
は、ダストの問題と関連している。つまり、トナーのダ
ストまたは微細・微小粒子といったものは、現像剤から
散逸しやすく、これらが印刷装置の内部や外部の表面上
に堆積することによって、デバイス内における機械的故
障や、デバイス外部における環境問題が発生したりす
る。この問題点は、そのような印刷装置が高速で運転さ
れる場合に、深刻なものとなる。他の欠点としては、プ
リンタの一般的なメンテナンスのコストや、ドライ粉末
トナーのコスト、などがある。

【０００４】静電潜在イメージを、絶縁性または非極性
の液体内に分散させたトナー粒子でもって現像できるこ
とが知られている。そのようなトナー粒子は、通常、分
散用の樹脂やワニスや類似物とともにすりつぶされたあ
るいは組み合わされた顔料のような、色物質を備えてい
る。付加的に、トナー粒子の極性や電荷質量比を制御す
るために、普通は、極性制御剤あるいは電荷管理剤が付
加される。分散材料は、液体トナーまたは液体現像剤と
して知られている。使用時には、液体現像剤は、電荷パ
ターンが形成されている支持体の表面上に適用される。
これにより、支持体上に静電イメージが現像される。

【０００５】現像された潜在イメージは、通常、室温よ
りも高温の温度にまで加熱されることにより、表面に対
してあるいは転写によって次なる基体に対して固定さ
れ、これによって、トナーイメージが基体に対して融着
される。基体に対する固定を得るためには、多くの方法
を使用することができる。例えば、赤外線照射や紫外線
照射、溶剤蒸気、あるいは、当業者が通常的に使用する
ことのできる多数の他の技術、あるいは、それらの組合
せを使用することができる。理解されるように、基体に
対してトナーイメージを固定するための上記方法は、大
きなエネルギー消費を特徴とすることができる。あるい
は、環境的に望ましくないものであったり、遅いもので
あったり、これら双方であったりする。

【０００６】液体現像剤トナー粒子は、また、必ずしも
そうである必要はないものの通常的には熱可塑性ポリマ
ー材料とされた固定材料と組み合わせることができる。
このような固定材料は、トナー内に組み込まれたときに
は、他の物理的性質に影響を与えることとなる。このた
め、トナー粒子の移動度を低下させ、したがって、トナ
ー粒子を、高速静電印刷にとって不適切なものとしてし
まう。

【０００７】液体静電印刷を使用したデバイスは、ま
た、特に、高速で動作することが要求された場合に、多
くの許容しがたい問題を有している。主要な問題は、溶
媒の持ち去りに関連している。溶媒の持ち去りという用
語は、紙に拘束される溶媒またはキャリアの量に関係し
ている。このような溶媒は、次には、印刷の融着時に蒸
発する。これにより、雰囲気の汚染が引き起こされる。
また、製品コストもかさんでしまう。液体トナーのさら
なる欠点は、イメージ無し領域すなわち背景領域に色物
質の形成を行ってしまいやすいことである。このため、
通常、背景の曇りと称されるような、コピーの全体的な
色ずれが起こってしまう。

【０００８】液体現像剤に関する上記のような望ましく
ない特徴を改良するために、多くの方法が提案されてい
る。

【０００９】Ｓａｎｔｉｌｌｉ氏に対して１９８７年４
月２１日付けで付与された米国特許第４，６５９，６４
０号においては、ワックスが液体キャリア内に分散され
ることにより、室温における現像剤の自己固定を低減さ
せた、液体静電現像剤が開示されている。

【００１０】また、Ａｌｅｘａｎｄｒｏｖｉｃｈ氏に対
して１９８５年３月２６日付けで付与された米国特許第
４，５０７，３７７号においては、少なくとも１つのポ
リエステル樹脂と少なくとも１つのポリエステル可塑剤
との相溶性混合物からなる現像剤が開示されている。こ
の化合物は、自己固定式液体静電現像剤をもたらす。

【００１１】自己固定をもたらすものの、上記例は、方
法に制限を加えてしまう。開示された組成および自己固
定添加物は、液体トナー粒子の静電現像速度を制限す
る。高速静電プリンタにおいては、１ｍ／ｓを超える速
い印刷速度において、そのような組成は、適度な量およ
び自己固定特性を維持することができない。

【００１２】Ｌａｎｄａ氏他に対して１９９６年９月２
４日付けで付与された米国特許第５，５５８，９７０号
においては、最終的な基体に転写する前における、現像
済みイメージの取扱方法が開示されている。この方法に
おいては、物理的手段あるいは化学的手段のいずれかに
よって、現像済みイメージの結合力を増大させる。放射
性エネルギー源からの熱の印加や、触媒が、２つの方法
として例示されている。しかしながら、当業者であれ
ば、上記方法においては、さらなるエネルギー消費とい
う欠点があり、また、溶媒の蒸発量が多いという欠点が
あって、雰囲気の汚染がより大きくなってしまうこと、
および、製品コストがかさんでしまうことを理解される
であろう。例えば、現像済みのイメージに対して触媒を
適用することは、構造を複雑化するとともにプリンタの
処理速度をさらに制限してしまうようなプロセスステッ
プを追加することとなる。最終基体上のイメージは、現
像済みイメージの結合力を増大させるという上記ステッ
プに加えて、さらなる融着をなおも必要とし、再度、プ
リンタの処理速度を制限してしまう。

【００１３】Ｈａｙａｓｈｉ氏他に対して１９７５年９
月２３日付けで付与された米国特許第３，９０７，４２
３号においては、溶媒の持ち去りを低減するために、採
取ローラによって過剰の液体現像剤を採取するという方
法および手段が開示されている。

【００１４】また、Ｌａｎｄａ氏他に対して１９８１年
８月２５日付けで付与された米国特許第４，２８６，０
３９号においては、スキージまたは吸取ローラとしての
変形可能なポリエタンローラを使用した方法が開示され
ている。

【００１５】Ｇｕｎｄｌａｃｈ氏に対して１９９１年６
月１１日付けで付与された米国特許第５，０２３，６６
５号においては、過剰のキャリア液体を除去するための
装置が開示されている。この装置は、不要なキャリア液
体を除去するために、スリットが形成されているととも
に真空ポンプが接続された、電気的にバイアスされた電
極を備えて構成されている。

【００１６】これらの開示においては、溶媒の持ち去り
を低減できるものの、これらの場合においても、処理速
度が制限されてしまう。開示された方法では、高速処理
速度における信頼性が不十分である。高速静電プリンタ
においては、そのような方法では、１ｍ／ｓを超えるよ
うな高速印刷においては、適度な溶媒採取を維持するこ
とができない。

【００１７】Ｔａｎａｋａ氏他に対して１９７３年３月
２７日付けで付与された米国特許第３，７２２，９９４
号においては、像形成部材からすべての残留した現像溶
液を除去するために、コロナ放電デバイスをを使用した
方法が開示されている。

【００１８】しかしながら、溶媒の持ち去りを低減でき
るものの、この開示においても、当業者であれば理解で
きるように、多くの潜在イメージ搭載部材上において、
時間に依存するような、多くの悪影響が存在している。
この方法においても、高速処理速度における信頼性が不
十分である。高速静電プリンタにおいては、そのような
方法では、１ｍ／ｓを超えるような高速印刷において
は、適度な溶媒採取を維持することができない。さらに
他の装置においては、この方法であると、実質的に、環
境に対して望ましくないオゾンを形成してしまう。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、雰囲気
温度において様々な基体上に調色イメージが転写される
ような、高速印刷のための方法および手段を提供するこ
とである。この場合、化学反応を使用したり熱および／
または圧力を印加したりあるいはイメージの固定のため
にエネルギーが明確に消費されてしまうような他のいか
なる手段をも使用したりすることなく、転写直後におい
て自己固定特性が顕著に発揮される。

【００２０】したがって、１つの形態においては、ただ
し、これは唯一の形態でも最も広い形態でもないけれど
も、本発明は、高速自己固定印刷のための方法であっ
て、（ａ）トナー材料と液体キャリアとを有する液体ト
ナーを、強誘電性記録部材上の潜在イメージに対して適
用することにより、前記記録部材上において現像済みイ
メージを形成し、（ｂ）抽出機構によって前記現像済み
イメージから過剰のキャリアを除去することにより、付
着イメージを形成し、（ｃ）前記付着イメージを基体に
対して転写し、これにより、前記基体に対して前記イメ
ージを固定するための付加的ステップを要することな
く、前記基体上に前記イメージを瞬時的に固定するもの
である。

【００２１】別の形態においては、本発明は、高速自己
固定印刷のための方法であって、（ａ）トナー材料と液
体キャリアとを有する液体トナーを、強誘電性記録部材
上の潜在イメージに対して適用することにより、前記記
録部材上において現像済みイメージを形成し、（ｂ）真
空引き手段によって前記現像済みイメージから過剰のキ
ャリアを除去することにより、付着イメージを形成し、
（ｃ）前記付着イメージを基体に対して転写し、これに
より、前記基体に対して前記イメージを固定するための
付加的ステップを要することなく、前記基体上に前記イ
メージを瞬時的に固定するものである。

【００２２】好ましくは、液体トナーは、液体キャリア
が少なくとも部分的に除去されたときには付着性成膜を
形成するような、移動度の大きなトナー粒子を有するタ
イプのものである。

【００２３】好ましくは、トナーは、供給ローラシステ
ムによって、記録部材に対して供給される。

【００２４】本発明は、さらに、（ｂ）ステップと
（ｃ）ステップとの間において、基体に対して現像済み
イメージを転写するに先立って、中間部材に対して現像
済みイメージを転写するステップを具備することができ
る。

【００２５】本発明は、さらに、第２真空引き手段によ
って、中間部材上における現像済みイメージから過剰の
キャリアを除去するステップを具備することができる。

【００２６】本発明は、さらに、中間部材に対して現像
済みイメージを転写するに先立って、中間部材上にキャ
リア液体層を付加するというステップを具備することが
できる。

【００２７】また、（ｃ）ステップの後において、クリ
ーニングユニットによって、キャリア液体を使用して記
録部材をクリーニングするというステップを具備するこ
とができる。

【００２８】好ましくは、真空引き手段または第２真空
引き手段によって除去された過剰のキャリアおよび過剰
のトナー材料は、再循環される。再循環されるトナー液
体中のトナー材料は、塊状とならず、再循環される液体
トナーは、液体トナーとして、直接的に再使用すること
ができることに注意されたい。

【００２９】本発明は、連続した紙ウェブの高速印刷に
好適である。本発明における印刷は、最大１０ｍ／ｓの
ウェブ速度でもって行うことができる。

【００３０】真空引き手段またはさらなる真空引き手段
は、１〜８０ｋＰａの真空で動作することができる。

【００３１】好ましくは、デジタル手段によって、記録
部材上に、潜在イメージが形成される。

【００３２】本発明による印刷は、複数の印刷ステージ
を備えた、高速自己固定カラー印刷とすることができ
る。

【００３３】本発明の他の形態は、高速自己固定静電印
刷のための装置であって、（ａ）強誘電性記録部材と、
（ｂ）該記録部材上に静電的潜在イメージを形成するた
めの手段と、（ｃ）トナー粒子とキャリア液体とを有す
る液体トナーを、前記潜在イメージに対して供給して、
前記潜在イメージを現像するための手段と、（ｄ）前記
現像済み潜在イメージから過剰のキャリア液体を除去す
るための手段と、（ｅ）前記過剰のキャリア液体の除去
後において、前記現像済みの潜在イメージを基体に対し
て転写するための転写ステーションと、（ｆ）除去され
た過剰のキャリア液体を、液体トナーの供給手段へと戻
すための再循環手段と、を具備するものである。

【００３４】本発明の代替可能な形態は、高速自己固定
静電印刷のための装置であって、（ａ）強誘電性記録部
材と、（ｂ）該記録部材上に静電的潜在イメージを形成
するための静電イメージ形成デバイスと、（ｃ）トナー
粒子とキャリア液体とを有する液体トナーを、前記潜在
イメージに対して供給して、前記潜在イメージを現像す
るための手段と、（ｄ）前記現像済み潜在イメージから
過剰のキャリア液体を除去するための真空引きデバイス
と、（ｅ）前記過剰のキャリア液体の除去後において、
前記現像済みの潜在イメージを基体に対して転写するた
めの転写ステーションと、（ｆ）除去された過剰のキャ
リア液体を、液体トナーの供給手段へと戻すための再循
環手段と、を具備するものである。

【００３５】液体トナーを供給する手段は、供給ローラ
構成を備えることができる。

【００３６】装置は、記録部材とトナーステーションと
の間に中間部材を具備することができる。

【００３７】記録部材上における現像済み潜在イメージ
から過剰のキャリア液体を除去するための手段は、真空
引き手段とすることができる。

【００３８】さらに、中間部材上における現像済み潜在
イメージから過剰のキャリア液体を除去するためのさら
なる真空引き手段を設けることができる。

【００３９】真空引きデバイスおよびさらなる真空引き
デバイスは、１〜８０ｋＰａの真空を作り出すことがで
きる。

【００４０】真空引きデバイスおよびさらなる真空引き
デバイスは、記録部材および中間部材の移動方向を横切
って延在する真空引きのための長尺スリットを備えるこ
とができ、スリットは、各部材から０．０５〜５ｍｍだ
け離間しているとともに、０．５〜５ｍｍのスリット幅
を有している。

【００４１】転写ステーションは、転写ローラを備える
ことができる。

【００４２】記録部材上に静電的潜在イメージを形成す
るための手段は、デジタル手段を備えることができる。

【００４３】装置は、さらに、記録部材をクリーニング
し得るよう構成されたクリーニングユニット、および／
または、中間部材をクリーニングし得るよう構成された
クリーニングユニットを具備することができる。

【００４４】記録部材をクリーニングし得るよう構成さ
れたクリーニングユニットは、また、記録部材にキャリ
ア液体層を形成し得るよう構成することができる。

【００４５】中間部材をクリーニングし得るよう構成さ
れたクリーニングユニットは、また、中間部材にキャリ
ア液体層を形成し得るよう構成することができる。

【００４６】本発明によるこれら実施形態におけるクリ
ーニングユニットは、駆動されるクリーニングローラ
と、それぞれの部材がクリーニングローラに到達する前
にそれぞれの部材に対してキャリア液体を供給するため
の手段と、それぞれの部材から過剰のキャリア液体を除
去するための抽出手段と、を備えることができる。

【００４７】装置は、さらに、再循環のためのトナー材
料をエアから分離するためのトナー分離器を具備するこ
とができる。トナー分離器は、抽出されたトナーおよび
エアのための流入口を有したハウジングと、流入口の周
辺に配置されたバッフルアセンブリと、エア出口と、バ
ッフルアセンブリの外側に位置したトナー出口と、を備
えることができ、エア出口は、減圧源に接続される。

【００４８】高速静電印刷のための装置は、多色印刷装
置とすることができ、よって、上述のタイプの印刷ステ
ージを複数備えている。

【００４９】本発明は、強誘電性記録部材の表面上にま
たは表面近傍に保持された潜在イメージの繰返し調色に
好適であって、従来技術における多くの欠点を克服し得
るような、適切な液体トナーの使用を可能とする。ま
た、本発明におけるような液体トナーと調色手段と基体
へのイメージ成膜の転写との組合せは、成膜の融着また
は固定を必要とはしない。そうであってもそのような成
膜は、通常の取扱いやプロセスにおいて予期される程度
の引きずりに対しては耐性がある。つまり、基体に対す
るイメージ固定をもたらすために、いかなる形態のいか
なる付加的なエネルギーをも必要とはしない。これによ
り、印刷システムの複雑さを実質的に低減し得るととも
に、印刷コストを大きく下げることができる。

【００５０】また、本発明による実施形態は、自己制御
型静電プリンタであって、要求される任意の速度でもっ
て動作することができ、特定の速度に制限されることが
ない。本発明によるプリンタは、通常０．１ｍ／ｓとい
った遅い静電印刷速度から、通常１０ｍ／ｓといった非
常に速い印刷速度までにおいて、動作することができ
る。あるいは、これらの間の任意の速度で動作すること
ができる。ただし、１〜５ｍ／ｓの印刷速度が好まし
い。

【００５１】そのような高速印刷は、一因としては、印
刷のたびごとにデジタル情報を読み出さなくても、不変
の内部分極のために可能である。そのため、印刷速度を
速めることが容易である。データは、書込ヘッドに読み
出され、印刷実行前にあるいは印刷実行時に、強誘電性
イメージ部材へと書き込まれる。しかしながら、実際の
印刷時に何らかの付加的なデータが潜在イメージに加え
られた場合には、印刷速度が印刷ヘッドの読出時間によ
って制限されることとなることは理解されるであろう。

【００５２】好ましくは、トナーは、液体トナー分散体
内における波の形態の発生によって特徴づけられる現像
プロセスにより現像ローラ上へと、適用される。このよ
うな調色は、Ｓｔａｐｌｅｓ氏他に対して１９９３年５
月２５日付けで付与された米国特許第５，２１３，９３
１号において、流体メニスカス調色として開示されてい
る。そのようなトナーにおいては、トナー粒子どうしが
機械的結合力または電気的結合力によって相互結合して
しまうことなく、トナー粒子が個別体であることを維持
し得るように、小さな電気伝導度を維持することが望ま
しい。

【００５３】そのようなトナーは、一般に、顔料が、関
連するポリマーによって、粒子表面が実質的に円滑であ
るようにして、囲まれているまたは包まれている構造に
よって特徴づけられる。しかしながら、キャリアの性質
に関してそのようなポリマーを適切に選択すれば、粒子
表面は、真空引き手段によって強誘電性記録部材のよう
な記録部材上のトナー成膜から過剰のキャリアを除去し
その後印刷基体に対して転写したときには、いくらかの
粘着性を示すことができる。その場合には、トナー粒子
は、トナー粒子に付随して転写されたわずかの量のキャ
リアがいくらかは蒸発したり吸収されたりすることもあ
って、基体に対して緊密に結合するようになる。

【００５４】そのようなトナーシステムのさらなる利点
は、再循環したトナーが、トナー組成内の他の成分との
バランスをくずしてしまうような樹脂補充をキャリアに
対して行うことなく、再使用できることである。

【００５５】Ｌａｗｓｏｎ氏他に対して１９９５年５月
２３日付けで付与された米国特許第５，４１８，１０４
号において開示されているようなトナーは、Ｓｔａｐｌ
ｅｓ氏他に対して１９９３年５月２５日付けで付与され
た米国特許第５，２１３，９３１号において開示されて
いるようなメニスカス調色の際に、円滑な表面構造に基
づいて、大きな移動度を示すことができる。しかしなが
ら、記録部材上の成膜から過剰のキャリアが除去された
ときには、元々はばらばらであった粒子は、互いに付着
する傾向を示して相互結合し、ネットワークを形成す
る。その結果、個別のトナー粒子が変位したり位置ずれ
を起こしたりすることがなく、効率的な転写が達成され
る。これにより、大きなイメージ解像度が維持される。
この場合、粘着性のネットワークが印刷基体上に導入さ
れたときには、何らの固定手段を要することなく、基体
に対しての粒子ネットワークの即時的な固定接着が達成
される。

【００５６】Ｌａｗｓｏｎ氏に対して１９９５年５月２
３日付けで付与された米国特許第５，４１８，１０４号
において開示されているように、本発明において有効な
トナー材料は、本質的に、トナー粒子どうしの電気結合
を禁止し得るよう、低伝導度の分散体内に懸架された個
別のトナー粒子を備えている。個別のトナー粒子は、電
気絶縁性熱可塑ポリマーおよび可塑剤によって包囲され
た顔料粒子を備えている。したがって、トナー粒子は、
本質的には、粒子どうしの機械的連結を禁止するよう、
個別の形態とされていて、表面突起が全くない。この場
合、トナー粒子のうちの電気絶縁性熱可塑性ポリマー
は、アクリル樹脂、アクリルコポリマー、ポリエチレ
ン、ポリエチレンビニルアセテートコポリマー、からな
るグループの中から選択されている。

【００５７】電気絶縁性熱可塑ポリマーおよび可塑剤か
らなる層によって被覆された顔料粒子を備えているとと
もに、分散体またはキャリア液体内に懸架されているト
ナー粒子は、強誘電性記録部材によって形成されている
ような外部電界内に配置されかつドナー部材によって増
強されたときには、潜在イメージ上へと迅速に移動し、
その上に成膜する。トナー粒子の迅速な移動または粒子
の大きな移動度は、すべての高速静電法における基本的
な要求である。本発明は、Ｌａｗｓｏｎ氏の開示した粒
子を利用している。すなわち、粒子は、ほぼ球形をして
おり、トナー粒子の移動を妨げて移動度を下げてしまう
ような粒子ネットワークを有していない。また、Ｌａｗ
ｓｏｎ氏が開示しているように、固定剤または固定材料
は、トナー粒子と一体的な要素であって、いかなる濃度
においてもキャリア液体内に存在していない。そのため
キャリア液体の粘度が小さく、トナー粒子の抵抗がキャ
リア液体の粘度によって決まることにより、非常に大き
な移動度を得ることができる。これに対して、固定剤や
類似物がキャリア内に包含されている場合には、キャリ
アの粘度が大きくなってしまい、粒子抵抗が増大して、
移動度が実質的に減少してしまう。

【００５８】過剰キャリアの除去は、Ｇｕｎｄｌａｃｈ
氏に対して１９９１年６月１１日付けで付与された米国
特許第５，０２３，６６５号に開示されているような真
空引きや、Ｈａｙａｓｈｉ氏に対して１９７５年９月２
３日付けで付与された米国特許第３，９０７，４２３号
に開示されているような反転ローラや、あるいは、Ｔａ
ｎａｋａ氏他に対して１９７３年３月２７日付けで付与
された米国特許第３，７２２，９９４号に開示されてい
るような溶媒制限デバイス、といった多くの手段によっ
て行うことができる。しかしながら、真空引きが好まし
い実施形態である。というのは、真空引きであると、１
ｍ／ｓを超えるような高速印刷時において、除去される
キャリア液体の量を優秀に制御し得るからである。これ
によって、調色されたイメージにおけるトナー粒子のネ
ットワーク化を推進することができる。その結果、受取
部材に対してのドライ転写に近いような転写を、得るこ
とができる。この場合、過剰のキャリア液体は、容易に
再生され、動作トナーが所定の固体濃度に再構成される
ようにして分散トナーに対して加えられる。したがっ
て、キャリアを再使用することができる。つまり、キャ
リアは、実質的に、印刷アセンブリの一部材をなしてお
り、消費物質ではない。ただし、当業者には明らかなよ
うに、キャリアのうちの少量は、実際、損失される。真
空引き手段を使用することのさらなる利点は、静電潜在
イメージのうちの電荷が存在しない領域から、過剰キャ
リアとともに浮遊トナー粒子を除去できることである。
これによって、最終イメージ上における背景の曇りの程
度を低減させることができる。

【００５９】強誘電性記録部材を使用することの特別の
利点は、潜在イメージを支持している不変内部分極によ
り、高真空の使用が可能とされていることである。高真
空を使用することにより、記録部材上におけるイメージ
成膜に付随するキャリア液体の量を制限することができ
る。その結果、印刷基体に持ち去られるキャリア液体の
量を最小化して、環境への配慮およびコストへの配慮を
満たすことができる。

【００６０】当業者であれば理解されるように、上記転
写の基準は厳しいものである。しかしながら、いささか
粘着性ではあるものの要求された性質を備えたトナー粒
子構成であると、転写前かつイメージ現像後において、
トナー成膜から規定量のキャリア液体を除去することに
より、実質的に前記基準が満たされることは理解される
であろう。これにより、粒子表面の変化が容易とされ、
相互連結されたトナー粒子の即座のネットワーク形成が
可能とされる。その結果、転写条件を受けたときには、
成膜が一体的となって、一体物であることによってイメ
ージ転写が容易とされる。このようにして、最終基体上
にイメージが配置されたときに、瞬時的な自己固定が達
成される。自己固定は、必要であれば、中間部材を介し
て行われる。しかもこの場合、個別粒子の位置ずれが起
こることがない。他のシステムにおいては、多くの高速
デジタル静電印刷システムに関するテーリングやドラッ
グやスラーといった問題が起こりうると思われる。した
がって、当業者であれば、本発明においては、最小のキ
ャリアの持ち去りでもって、優秀な解像度およびイメー
ジの完全性を備えて、幅広い種類の基体に対して、瞬時
的な完全な印刷を行い得ることがわかるであろう。

【００６１】本発明のさらに他の実施形態においては、
最終基体上に成膜されたイメージの迅速な結合をもたら
すことができる。これにより、巻取、カット、ページ揃
え、等といった通常の印刷物に対する紙の取扱いを、成
膜や最終基体に入射させたり当接させたりして、いかな
る形態の固定ステーションや固定システムを実施するこ
となく、また、黒体輻射のようないかなる周波数の放射
を印加することなく、行うことができる。つまり、本発
明による結合は、化学的なような外部手段を適用するこ
となく、常温において結合を維持することができる。ま
た、印刷プロセスの完了時には、結合されたイメージ
は、引きずりや摩耗やスキンオイルや折り目やインク消
しに対する耐性といった一般的要求に応えた程度の結合
力を示す。

【００６２】上述のように、現像ローラと最終基体との
間において、中間部材を使用することができる。そのよ
うな中間部材に関して、適切な材料の選択基準として、
中間部材に対してトナーが一切結合しないように、表面
エネルギーを考慮する必要がある。中間部材上には、キ
ャリア液体からなる薄い層を配置することができる。こ
の場合、この層は、中間部材の表面を浸食しようとする
トナー粒子の入射をさらに低減させるような機械的障壁
として機能する。

【００６３】好ましい液体トナーは、Ｌａｗｓｏｎ氏に
対して１９９５年５月２３日付けで付与された米国特許
第５，４１８，１０４号にしたがって製造されたよう
な、外側物質で被覆されたまたは包まれた顔料粒子が、
通常状態においては、Ｅｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ社によって製造されているＩｓｏｐａｒ Ｌのよう
なキャリア内にあるいは類似物内に分散されてなる物理
的性質を有したものであって、あたかも固体粒子である
かのように振る舞うものである。つまり、被覆体をなす
ポリマーに対しては制限された溶解性を示すものの、ト
ナー粒子は、フィルム形成などの現象を起こすことな
く、調色システム、転写システム、再生システム、およ
び、他の関連するサブシステムを移動する。その結果、
割り当てられた分散環境に対するトナーの任意の再構成
を、そのような粒子の機能性を損なうことなく、何回も
容易に得ることができる。これに対して、例えば転写前
の記録部材上のように、キャリアがほとんどない環境に
おかれたときには、しかもそのときにだけ、粒子は、ネ
ットワーク化を起こすことができる。この好ましいタイ
プの液体トナーは、プリンタ環境内における寿命という
点において、ひときわ優れた安定性を示すことがわかっ
た。また、粒子の物理的性質に基づいて、優秀な貯蔵寿
命を示すこともわかった。

【００６４】

【発明の実施の形態】理解を助けるために、以下におい
ては、添付図面に例示された好ましい実施形態を参照し
て、本発明を説明する。

【００６５】図１は、本発明による高速静電プリンタの
第１実施形態を概略的に示す図である。図２は、本発明
による高速静電プリンタの第２実施形態を概略的に示す
図である。図３は、本発明による高速静電プリンタの第
３実施形態を概略的に示す図である。図４は、本発明に
よる多色型高速静電プリンタの実施形態を概略的に示す
図である。図５は、本発明における真空採取ヘッドを概
略的に示す図である。図６は、本発明におけるトナーの
流れおよび再循環構成を示すブロック図である。図７
は、本発明による印刷を概念的に示す図であって、従来
技術と対比しながら、本発明におけるトナー粒子からの
過剰キャリアの除去工程および得られた現像済みイメー
ジの状況を示している。図８は、本発明においてキャリ
ア湿潤装置として機能することができるクリーニングユ
ニットを概略的に示す図である。図９は、本発明におけ
るトナー分離器を概略的に示す図である。図１０は、本
発明において使用される場合の真空強度の例を示すグラ
フである。

【００６６】概略的には、本発明は、液体トナーを使用
した印刷方法に関するものである。この場合、強誘電性
記録部材上の潜在イメージは、過剰のキャリアでもって
調色（色付け、発色、あるいは、顕色）される。そし
て、過剰のキャリアは、除去される。調色後のイメージ
は、適切な基体に転写される。この場合、イメージは、
基体に対して瞬時的に接着され、いかなる形式の付加的
な固定装置をも一切使用する必要がない。

【００６７】まず、図１を参照して、好ましい第１実施
形態について詳細に説明する。図において、高速静電プ
リンタは、記録部材１と、この記録部材１上に潜在イメ
ージを形成し得るよう構成された書込ヘッド２と、を具
備している。

【００６８】潜在イメージ電荷増幅デバイス３は、記録
部材１上の電荷を増幅する。静電的潜在イメージを調色
するために、供給ローラ５が、堰８を通過したときにト
ナーバス９からトナーを収集する。過剰のトナーは、ス
クラッパー７によってクリーニングされるローラ６によ
り、除去される。トナーバスに対しては、トナーは、ラ
イン１０から供給され、再循環のために引抜パイプ１１
から引き抜かれる。

【００６９】液体トナーからなる薄い層が、供給ローラ
５表面から記録部材１上へと供給され、そこで、静電潜
在イメージが調色される。

【００７０】調色された静電潜在イメージは、記録部材
１の表面上に搬送され、過剰のキャリア液体および過剰
のトナーは、調色されたイメージが中間ローラ１３に対
して転写される前に、真空ヘッド４によって除去され
る。調色されたイメージは、中間ローラ１３の表面上に
転写され、その後、中間ローラ１３と転写ローラ１４と
の間のニップ内を通過する紙ウェブや他の基体のウェブ
１５に対して転写される。紙ウェブ１５は、支持ローラ
１６上に支持されている。

【００７１】図２に示す実施形態においては、静電イメ
ージの形成方法、および、静電イメージの調色方法につ
いては、図１のものと同じである。しかしながら、この
実施形態においては、静電イメージが中間ローラ１３に
対して転写された後に、第２真空ヘッド１７が使用され
て、イメージがウェブ１５に対して転写される前に、さ
らに過剰のキャリア液体が除去される。また、クリーナ
ー１８が中間ローラの表面に対して使用され、中間部材
が記録部材１から次に現像されたイメージを受け取る前
に、すべての残留トナーが除去される。

【００７２】図３は、現像されたイメージを、ウェブに
対して直接的に転写するという構成を示している。この
実施形態においては、書込ヘッド２が記録部材１上に潜
在イメージを形成する。記録部材１には、コントラスト
増幅デバイス３が設けられており、このデバイス３によ
って、記録部材の強誘電性表面上における潜在イメージ
が増幅される。静電イメージが現像された後において
は、真空ヘッド４が、キャリア液体の大部分およびすべ
ての浮遊トナー粒子を除去する。その後、現像されたイ
メージが、転写ローラ１９によって案内されているウェ
ブ１５に対して転写される。それから、記録部材１は、
クリーナー１８によってクリーニングされ、その後、電
荷増幅デバイス３によってイメージが再増幅される。

【００７３】強誘電性記録部材を使用していることによ
って、書込ヘッドが記録部材上の潜在イメージを全く変
化させない場合には、多数の正確なイメージ複写が形成
され得ることは、理解されるであろう。これに代えて、
書込ヘッドが静電イメージを全部または部分的に変化さ
せた場合には、例えば、変更を受けないイメージ部分に
関しては同じコピーが形成され、かつ、それらコピー上
において、連続番号を印刷することができる。

【００７４】強誘電性記録部材を使用することのさらな
る利点は、グラフィックの分野で要求されている性能に
適合して、高度に解像度が高められた潜在イメージを維
持し得る容量が大きいことであり、また、中間階調が可
能であることであり、さらに、連続した色調の再生が可
能であることである。

【００７５】図４は、カラー印刷に使用することができ
るような、ウェブ１５上への印刷における構成を示して
いる。

【００７６】各ステージは、トナーバス２０，２１，２
２，２３内に浸漬される供給ローラ５と、記録部材１
と、中間転写ローラ１３と、転写ローラ１４と、を備え
ている。ここで、各転写ローラと中間ローラとの間のニ
ップ内を、ウェブ１５が挿通している。トナーバス２０
に関するステージにおいては、第１カラーでもって調色
されるべき静電イメージに対して、第１カラーのトナー
が適用されて、ウェブ１５へと転写される。第２ステー
ジにおいては、第１ステージと第２ステージとの間の適
切な見当合わせを行った状態で、第２カラーに応じた静
電イメージに対して、トナー２１が適用されてウェブ１
５へと転写される。以降のカラーについても、ステージ
どうしの間にわたっての適切な見当合わせを行った状態
で、トナータンク２２，２３からカラーが供給される。
その結果、４色印刷を終えたウェブは、フルカラーで現
像されたイメージを有することとなる。

【００７７】好ましいカラーとしては、シアン、マゼン
ダ、イエロー、ブラックがある。これらの組合せを使用
すること、あるいは、他の任意の特別なカラーを使用す
ること、が可能である。

【００７８】複数のステージにおけるカラーの順序は、
トナーの化学特性および不透明度に依存している。ある
好ましい実施形態においては、順序は、イエロー、シア
ン、マゼンダ、ブラックの順とすることができる。しか
しながら、他のカラーの順序であっても、本発明の範囲
内である。

【００７９】図５は、本発明において使用されるタイプ
の真空ヘッド４を概略的に示している。

【００８０】真空ヘッド４は、先端に開口２４が設けら
れたノズル２５を備えている。真空は、パイプ２７を通
して適用される。過剰のキャリア材料は、ボディ２８の
タンク２６内に収容され、その後、適用された真空力に
よって、パイプ２７を通して再循環に供される。

【００８１】図６には、本発明におけるトナー循環およ
び再循環の構成を示すブロック図を示している。真空引
きステージ２９においては、エアとともに、浮遊トナー
粒子およびキャリア液体を吸い込む。浮遊トナー粒子や
キャリア液体を含んで吸い込まれたエアは、トナー分離
器３０へと搬送される。トナー分離器３０においては、
キャリア液体およびトナー粒子は、エアから分離され
て、トナー容器３１へと移される。エアは、ライン３０
Ａを通って減圧源または真空源へと吸い込まれる。その
後、トナーは、トナー濃度制御ユニット３３へと移され
て、トナーが適正な動作濃度であることが保証される。
また、トナー濃度制御ユニットにおいてトナーの補充が
必要であると判断されたときには、濃縮トナー容器３２
からトナーを加えてトナー濃度を高めることができる。
それから、トナーは、調色ユニット３４へと移されて、
過剰のトナーがトナー容器へと戻される。

【００８２】図７は、本発明による印刷を概念的に示す
図であって、従来技術と対比しながら、本発明における
トナー粒子からの過剰キャリアの除去工程および得られ
た現像済みイメージの状況を示している。出願人は、こ
の方法は本発明によるものであるけれども、本発明がこ
の特定の例示に限定されないことを確信している。

【００８３】図７における方法のステージ１で示すよう
に、トナー粒子およびキャリア液体は、すでに記録部材
１上に配置されている。調色されたイメージは、真空引
きステージへと移行される。真空引き後においては、本
方法の第２ステージで示すように、液体キャリア３５の
大部分が除去され、ほんのわずかの量だけがトナー粒子
の直下に残っているだけである。従来方法においては、
真空引きや他のキャリア液体の除去方法が行われないた
め、かなりの量のキャリア液体３５がトナー粒子の近傍
に残留している。本発明においては、強誘電性表面上の
電荷量を多くして、キャリア液体の抽出のために大きな
真空を使用することができることにより、もっと多くの
キャリア液体を除去することができる。

【００８４】本発明においては、真空引きステージの終
了後において、トナー粒子は、塊状となって粒子のネッ
トワーク３６を形成する傾向がある。これに対して、従
来技術においては、キャリア液体が残留していることの
ために、このような凝集の発生が妨げられている。

【００８５】第３ステージにおいては、トナー粒子が互
いに付着してなるネットワークの直下における少量の残
留したキャリア液体３５は、記録部材１からの剥離剤と
して機能する。そのため、付着トナー粒子がウェブ１５
へと転写されたときには、境界上には実質的にキャリア
が存在しておらず、瞬時の自己固定が引き起こされる。
これに対して、従来技術においては、トナー粒子付近に
かなりの量のキャリア液体３５が残っていることのため
に、トナーの基体１５上への固定が弱くかつ遅い。

【００８６】図７に示す実施形態は、図３に示す直接転
写タイプの場合に対応している。しかしながら、中間転
写タイプの場合や、真空引き付きの中間転写タイプの場
合には、図７におけるステージ３とステージ４との間
に、さらなるステージが存在することとなる。

【００８７】様々な実施形態においては、強誘電性記録
部材を、Ｆｕｈｒｍａｎｎ氏他に対して１９９３年３月
９日付けで付与された米国特許第５，１９１，８３４号
に開示されているように、永久的な潜在イメージに対応
して、ドメイン構造が不変の内部分極を支持するように
して、分極させることができる。これにより、各印刷ご
とにイメージを再形成することなく、調色および転写を
繰り返すことが可能となる。このため、各ラスターイメ
ージの分割や取込を必要とすることなく、容易に高速印
刷を行うことができる。この実施形態においては、強誘
電性記録部材を画像化するという方法を使用しているけ
れども、本発明においては、他の方法を使用することが
できる。

【００８８】そのようにして形成された、分極済みの強
誘電性記録部材の表面上のまたは表面内のまたは表面近
傍の、不変性潜在イメージは、必要であれば、増幅する
ことができる。つまり、正に分極された領域と負に分極
された領域との間におけるポテンシャル差を増幅するこ
とができる。これにより、イメージ有り領域とイメージ
無し領域との間のコントラストを高めることができる。

【００８９】Ｈｉｒｔ氏に対して１９９６年１２月３日
付けで付与された米国特許第５，５８０，６８８号に開
示されているような、強誘電性記録部材上における潜在
像のコントラスト増幅方法を、また、本発明の記録部材
に対して使用することもできる。

【００９０】潜在像のコントラスト増幅により、潜在イ
メージの現像後において大きな真空レベルを使用するこ
とができる。というのは、トナー粒子を記録部材上に保
持する静電力が増大するからであり、また、トナー粒子
の潜在イメージに対する静電引力を改良できるからであ
る。これにより、現像速度が増大し、そのため、方法全
体の速度が増大し、結局、プリンタ速度が増大する。

【００９１】ここで説明した静電プリンタは、アナログ
およびデジタルインターフェース出力も含めた印刷制御
用コンピュータからなる主制御ユニットによって完全に
自動化することができることは、理解されるであろう。
例えば、転写ステーション、調色ステーション、あるい
は、再循環ステーション、といったいくつかのサブアセ
ンブリにおいては、限られた自己制御を備えることがで
きるけれども、印刷制御コンピュータは、サブアセンブ
リの相互依存を最適に維持することができる。

【００９２】強誘電性記録部材の表面上に保持された潜
在イメージの調色方法は、Ｓｔａｐｌｅｓ氏他に対して
１９９３年５月２５日付けで付与された米国特許第５，
２１３，９３１号に開示されている。しかしながら、供
給ローラ上にトナーを予備成膜する方法に関しては、他
の構成を使用することができる。

【００９３】光導電体や誘電体、などといった他の代替
的な記録部材を使用した場合には、調色後において記録
部材の表面上に配置されたトナーを保持する力は、通
常、弱くなる。その理由は、潜在イメージを調色すると
いう作用が、表面電荷密度を減少させるからである。光
導電体の場合には、光の減衰、が配置されたトナーを記
録部材に対して固定する力を減少させる。好ましい強誘
電性記録部材は、このような性質を示すことがない。と
いうのは、潜在イメージが、材料内における配向したド
メインからなる永久内部分極によって支持されているか
らである。したがって、表面電荷は、調色によって大き
な影響を受けることがない。よって、真空引きの強度や
均等度といった許容範囲を、代替的な記録部材において
信頼性が確保できる範囲で使用するのと比較して、かな
り大きくすることができる。その上、本発明において
は、真空引きステージ後において、成膜の外表面上に実
質的にキャリアが残らない程度に、極度に大きな真空強
度を使用することができる。これにより、トナー粒子の
ネットワーク形成を強度に引き起こすことができる。ま
た、イメージの解像度や完全性を損なうことなく、中間
転写部材や任意基体上への完全なイメージ転写を行い得
るよう、いくらかのキャリアを、トナー成膜と記録部材
との間の境界にあるいは境界近傍に、意図的に残すこと
ができる。

【００９４】高速印刷における、調色後のまたは転写時
のまたは転写後の、調色された潜在イメージの全部また
は一部の色ずれは、この実施形態においては、実質的に
阻止されている。当業者には公知のように、ドラッグや
スラーやストリーミングやテーリングなどと称すること
のできるこのような色ずれは、通常、中実印刷領域と関
連しており、調色された潜在イメージの流体力学的な変
位が起こり得るような１ｍ／ｓよりも大きな印刷速度に
おいて顕著である。しかしながら、本発明においては、
真空引きや同等手段によってトナー粒子上のあるいはト
ナー粒子近傍のキャリア濃度が低減されていることによ
り、調色された潜在イメージのトナー粒子がネットワー
クを形成することができ、これにより、互いに連結され
た粒子からなるマットを形成することができる。このよ
うなマットは、単一体として転写することができ、個々
の粒子の流体力学的変位を阻止することができて、高速
印刷時において、ドラッグやスラーやストリーミングや
テーリングなどとを防止することができる。したがっ
て、本実施形態においては、５ｍ／ｓに近いような高速
印刷においてさえも、硬化させたり固めたりするといっ
たデバイスを備える必要がない。

【００９５】いくつかの実施形態においては、キャリア
湿潤機構を中間ローラの近傍に近接配置することが有効
であることがわかっている。これにより、トナーと中間
部材との間の境界におけるキャリア量を能動的に制御す
ることができ、中間部材の表面からのトナーの剥離を一
層容易とすることができる。よって、最終基体への転写
特性を改良することができる。また、このようなシステ
ムであると、幅広い種類の紙に対して良質の転写を行う
ことができるとともに、直接的にあるいはキャリア循環
システムを介して液体トナーを汚染してしまうような、
記録部材上に入射する紙ダストの量を低減することがで
きる。

【００９６】そのようなキャリア湿潤機構は、クリーニ
ングユニット内に組み込むことができる。図８は、本発
明において使用されるような、そのようなクリーニング
ユニットの実施形態を示している。動作時には、クリー
ニングユニットボディ３７は、開放セルフォームからあ
るいは他の適切な任意の材料から形成されたローラ４２
を支持する。フォーム製ローラは、中間部材に向けて付
勢されており、転写後においても残留しているすべての
残留トナーをこすり洗いするよう、モータ４４によって
所定速度で回転される。キャリア液体は、スプレージェ
ット３８に対して、チューブ３９を通して供給される。
キャリア液体は、フォーム製ローラ４２によるこすり洗
いに先立って、成膜されたすべての残留トナーを湿潤さ
せたり軟化させたりする。過剰のキャリア液体は、真空
手段４１によって除去され、真空チューブ４０を通して
収集タンク（図示せず）へと戻される。フォーム製ロー
ラ４２は、チューブ４７によって供給される、キャリア
液体のスプレージェット４３，４５によって清浄に維持
される。残留キャリア液体およびすべての残留トナー
は、真空手段４１によってフォーム製ローラからあるい
はフォーム製ローラの近傍から除去される。チューブ４
７から供給を受けるキャリア液体のスプレージェット４
６は、必要であれば、イメージ部材から次なる現像イメ
ージを受領する前に剥離層として機能することができ
る、キャリア液体の最終層を配置する。このキャリア液
体剥離層のさらなる制御は、真空チューブ４９を通して
収集タンク（図示せず）へと過剰のキャリア液体を戻す
真空手段４８によって得られる。剥離層は、０．１〜１
０μｍの厚さとされて良好な結果が得られている。しか
しながら、剥離層の厚さは、０．５〜２μｍとされるこ
とが好ましい。

【００９７】上記クリーニングユニットは、最終ウェブ
基体に対して完全に転写されなかった残留トナーを除去
するためのデバイスとして本来は配置されるものである
けれども、スプレージェットおよび真空手段を入念に制
御することにより、中間部材の表面上のキャリア液体の
層を非常にうまく制御することができ、剥離層として機
能させることができる。したがって、記録部材からの現
像済みイメージのさらなる収集に先立って、中間受領部
材の表面をクリーニングできるだけでなく、最終ウェブ
基体に対するさらに完全な転写を可能とするよう、中間
部材上に剥離層として機能するキャリア液体層を制御し
て配置することによりキャリア湿潤機構として機能する
こともできる。

【００９８】残留トナーを除去するためのまた剥離層を
もたらすためのクリーニングユニットにおいて使用され
るキャリア液体は、今日では、プリンタ内で再循環され
ている。当業者であれば容易に理解されるように、蒸発
に基づくキャリア液体の損失量は、非常に少ない。クリ
ーニングユニットからキャリア液体に混入したトナー
は、収集タンクに送られる。収集タンクからいくつかの
フィルタを経ることによって、すべてのトナー粒子が除
去される。そのようにして濾過されたキャリア液体は、
その後、クリーニングユニットへの再循環に備えて、キ
ャリア液体保持タンクへと送られる。

【００９９】図５に示す真空ヘッドにおいて負圧をもた
らすような真空システムの構成においては、圧縮エアに
よって動作するとともに、ベンチュリタイプのシステム
が保持タンク内において負圧をもたらすようなユニット
が設けられている。負圧は、図９に示すようなトナー分
離器を介して、真空ヘッドに対して、印加される。

【０１００】図９は、本発明において使用されるような
トナー分離器を示している。トナー分離器は、ハウジン
グ５０を備えて構成されている。ハウジング５０内に
は、真空ヘッドからチューブ５８を通して、現像済みイ
メージから除去された過剰のトナーを、トナー分離器に
流入させるための流入口５６が設けられている。バッフ
ル５２，５３，５４が、負圧によってチューブ５７を通
して保持タンク（図示せず）へと向かう媒介エアから
の、および、流出口５５から出ていく媒介エアからの、
トナー分離をもたらす。分離されたトナーは、ハウジン
グ５０の底部に収集され、ポンプ（図示せず）によっ
て、出口５１から収集される。

【０１０１】驚くべきことに、図示のトナー分離器から
収集された再利用トナーは、未使用のトナーと同じ性能
を発揮し、当業者が予想するようなトナー粒子の凝集を
示さないことがわかった。好ましいトナータイプの所望
の実施形態に関連したこの予期していなかった結果によ
って、現像済みトナーイメージから取り出されたトナー
粒子のすべてを完全に再利用することができる。

【０１０２】本発明において参照された真空システムお
よびすべてのポンプは、圧縮エアによって動作する。し
たがって、このタイプのシステムは、極度に火災の危険
性がない。

【０１０３】転写アセンブリの構成は、調色された潜在
イメージが記録部材から直接的に紙に対して転写される
直接転写タイプのものとすることができる。あるいは、
これに代えて、転写アセンブリの構成は、調色された潜
在イメージがまず最初に中間部材に転写されてその後紙
に対して転写される中間転写タイプのものとすることが
できる。本発明においては、後者すなわち中間転写タイ
プが、好ましい。というのは、そのようなシステムであ
ると、必要である場合には中間部材に第２真空引きアセ
ンブリを近接配置することができるという点において、
転写イメージに伴ったキャリア量の制御性が大きくする
ことができることがわかったからである。

【０１０４】静電転写が好ましいけれども、Ｌｉｍａ−
Ｍａｒｑｕｅｓ氏に対して１９９４年８月３０日付けで
付与された米国特許第５，３４２，７２６号に開示され
ているような他の方法も、また、使用可能である。実
際、所望によっては、複数の転写方法の任意の組合せを
使用することができる。また、中間部材から最終基体へ
の転写に際しては、圧力転写を使用することができる。
しかしながら、当業者には公知なように、強誘電性記録
部材からの圧力転写は、記録部材内における内部分極の
擾乱が潜在イメージの捻りまたは変形を引き起こしかね
ないという点において、困難である。そのような潜在イ
メージの捻りや変形は、通常、繰返しモードにおける印
刷においては、望ましくないものである。

【０１０５】真空引きは、１ｍ／ｓを超えるといったよ
うな高速印刷において、除去すべきキャリア液体の量の
優秀な制御方法である。これによって、調色されたイメ
ージをなすトナー粒子のネットワーク化が促進され、そ
の結果、形成された付着性イメージがドライ転写に近い
感じで受取部材に転写される。

【０１０６】図１０は、本発明において使用される真空
強度の例を示すグラフ表示である。図示の結果は、幅が
２ｍｍかつ長さが５４ｍｍという寸法の開口２４を備え
た図５に示す真空ヘッドに関しての実験に対するもので
ある。図１０において薄い陰影で示した領域７９は、与
えられた印刷速度に対して使用可能な真空強度を示して
おり、濃い陰影で示した領域８０は、与えられた印刷速
度に対して好ましい真空強度を示している。当業者であ
れば理解されるように、２．０ｍ／ｓを超える速度に対
しては、真空強度は、比例的に増大することとなる。濃
い陰影領域８０で示すような好ましい真空強度である
と、好ましいトナー組成でもって、引きずりや摩耗やス
キンオイルや折り目やインク消しに対する耐性といった
一般的要求に応えた程度の固定でもって、現像済みイメ
ージを紙に対して転写することができる。０．１ｍ／ｓ
の印刷速度においては、２ｋＰａ〜１０ｋＰａという真
空強度、好ましくは、４ｋＰａ〜８ｋＰａという真空強
度が、使用される。１．０ｍ／ｓの印刷速度において
は、６ｋＰａ〜３４ｋＰａという真空強度、好ましく
は、９ｋＰａ〜１８ｋＰａという真空強度が、使用され
る。２．０ｍ／ｓの印刷速度においては、１０ｋＰａ〜
６０ｋＰａという真空強度、好ましくは、１４ｋＰａ〜
２８ｋＰａという真空強度が、使用される。真空強度
は、印刷実行時のキャリア抽出および印刷品質を最適化
させるよう、印刷制御コンピュータ内のアルゴリズムに
応じて変化させることができる。真空強度は、印刷速度
に応じて増減させることができる。すなわち、最適の印
刷条件を維持するように増減させることができる。

【０１０７】静電プリンタの製造に関して、真空ヘッド
の寸法および真空強度は、印刷されるべき紙ウェブの幅
に比例させることができる。図示の強度は、図５に示す
ようなタンク２６内において測定されている。真空ヘッ
ドにおいては、他の開口寸法を使用することができる。
ただしその場合には、真空強度レベルは、開口寸法に応
じて調整する必要がある。真空ヘッドと記録部材との間
のギャップは、必要に応じて変化させることができる。
例えば、潜在イメージの表面電荷や、トナー特性に応じ
て、変化させることができる。また、真空ヘッドとイメ
ージ部材との間のギャップは、例えば、印刷実行時のキ
ャリア抽出および印刷品質を最適化させるよう、印刷制
御コンピュータ内のアルゴリズムに応じて変化させるこ
とができる。このギャップは、また、印刷速度が増減す
る際に変化させることができる。これにより印刷条件
が、最適に維持される。０．０５ｍｍ〜５．０ｍｍの程
度のギャップが、真空ヘッドと記録部材との間のギャッ
プとして使用された。このギャップは、０．１ｍｍ〜
１．０ｍｍが好ましい。

【０１０８】図１０に示すように、小さめのあるいは大
きめの真空強度が使用可能であることは、理解されるで
あろう。比較的大きな真空強度は、例えば、小さな密度
のイメージを形成する傾向がある。というのは、現像済
みイメージからトナーが、多めに除去されるからであ
る。また、現像済みイメージは、乾燥が進みすぎる傾向
があり、そのため、転写特性が悪くなってしまう。不適
切な真空強度が使用された場合には、記録部材上に過剰
のキャリアが残留することにより、現像済みイメージ
は、背景の曇りが多くなってしまうだけでなく、紙ウェ
ブに対するキャリア液体の持ち去り量が多くなる。ま
た、紙ウェブ上に転写された現像済みイメージが、所望
の程度にまで、瞬時的な自己固定を示さなくなる。

【０１０９】付着性トナーからなるネットワークの最終
基体に対しての接着機構が十分にわかっているわけでは
ないけれども、電気的ポテンシャルおよび機械的ポテン
シャルの双方の意味で実質的な力でもって基板上に配置
されたときには、ほぼ側方に連続的なトナー成膜は、そ
の性質として、境界上にごくわずかのキャリアを存在さ
せた状態で、瞬時にかつ連続的に基板表面を構成するも
のと信じられている。この場合、境界上に存在するごく
わずかのキャリアは、第１接着プロセスが完了した後
に、基体に吸収される。トナー成膜のうちの上部または
外側部分は、トナー成膜が記録部材上に存在していると
きには、もっとも強い真空引きを受け、そのため、この
部分には、実質的にキャリアが存在せず、それによっ
て、イメージの基体に対する瞬時接着が容易とされてい
ることが、強調されなければならない。しかしながら、
転写に際して機械的ポテンシャルまたは圧力が大きすぎ
る場合には、イメージのつぶれや類似現象の形態でのイ
メージ変形が、特に高速動作においては、起こることと
なる。逆に、圧力が小さい場合には、転写効率が悪くな
るとともに、最終基体に対する接着性が悪くなる。接着
作用は、ほぼ瞬時的なものであって、キャリア移動とい
う予備的ステップおよびそれによって付着性成膜が形成
されるという予備的ステップは、イメージが最終基体上
に配置される前に行われることを理解されたい。本発明
における自己固定は、２ステップで起こるプロセスであ
ると信じられている。

【０１１０】本発明は、高速静電印刷のための方法およ
び手段を提供する。その場合、調色されたイメージを、
雰囲気温度において幅広い種類の基体上に、転写するこ
とができる。その際、特別の処置を施すことなく、転写
直後において自己固定特性を示すことができる。したが
って、本発明は、エネルギー消費が少ないことにより、
低動作コストを提供することができる。また、キャリア
液体をごくわずかに消費するだけであることにより、環
境への影響を低減でき、実質的には、雰囲気への溶媒放
出を防止することができる。さらに、本発明において
は、トナーを完全に再利用することができる。この場
合、再利用したトナーを使用しても、現像したトナーイ
メージの品質を全く減じることがない。その上、本発明
は、再循環を使用していることにより、経済的に実行可
能な高速デジタル静電印刷システムを提供することがで
きる。

【０１１１】この明細書全体を通して、本発明の範囲に
関して様々な説明をしてきた。しかしながら、本発明
は、これら説明のうちの１つに限定されるものではな
く、２つまたはそれ以上のものを組み合わせることがで
きる。図示されている例示は、説明のためのものであっ
て、本発明を限定するものではない。

【０１１２】明細書全般および添付の請求範囲を通し
て、「具備する」、「備える」、およびこれらに類する
用語は、指定された整数値および整数値群を含有するも
のの、他の任意の整数値および整数値群を排除するもの
ではないと、解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による高速静電プリンタの第１実施形
態を概略的に示す図である。

【図２】 本発明による高速静電プリンタの第２実施形
態を概略的に示す図である。

【図３】 本発明による高速静電プリンタの第３実施形
態を概略的に示す図である。

【図４】 本発明による多色型高速静電プリンタの実施
形態を概略的に示す図である。

【図５】 本発明における真空採取ヘッドを概略的に示
す図である。

【図６】 本発明におけるトナーの流れおよび再循環構
成を示すブロック図である。

【図７】 本発明による印刷を概念的に示す図であっ
て、従来技術と対比しながら、本発明におけるトナー粒
子からの過剰キャリアの除去工程および得られた現像済
みイメージの状況を示している。

【図８】 本発明においてキャリア湿潤装置として機能
することができるクリーニングユニットを概略的に示す
図である。

【図９】 本発明におけるトナー分離器を概略的に示す
図である。

【図１０】 本発明において使用される場合の真空強度
の例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 記録部材（強誘電性記録部材） ２ 書込ヘッド（静電イメージ形成デバイス） ３ 潜在イメージ電荷増幅デバイス ４ 真空ヘッド（真空引き手段、抽出機構） ５ 供給ローラ ９ トナーバス １３ 中間ローラ（中間部材） １４ 転写ローラ（転写ステーション） １５ 基体 １７ 第２真空ヘッド（第２真空引き手段） １８ クリーナー ２０〜２３ トナーバス ２４ 開口（長尺スリット） ３０ トナー分離器（分離デバイス） ３７ クリーニングユニットボディ ３８ スプレージェット ４１ 真空手段 ４２ フォーム製ローラ（クリーニングローラ） ４３ スプレージェット ４４ モータ ４５ スプレージェット ４６ スプレージェット ４８ 真空手段 ５０ ハウジング ５１ 出口（トナー出口） ５２〜５４ バッフル（バッフルアセンブリ） ５５ 流出口（エア出口） ５６ 流入口

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−229884（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−112626（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307574（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−272587（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210009（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−37431（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−28342（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−149952（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭52−383（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/10 - 13/11 G03G 13/16 G03G 15/10 - 15/11 G03G 15/16 G03G 21/10

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速自己固定印刷のための方法であっ
   て、 （ａ）トナー材料と液体キャリアとを有する液体トナー
   を、強誘電性記録部材上の潜在イメージに対して適用す
   ることにより、前記記録部材上において現像済みイメー
   ジを形成し、 （ｂ）真空引き手段によって前記現像済みイメージから
   過剰のキャリアを除去することにより、付着イメージを
   形成し、 （ｃ）前記付着イメージを基体に対して転写し、 これにより、前記基体に対して前記イメージを固定する
   ための付加的ステップを要することなく、前記基体上に
   前記イメージを瞬時的に固定する方法であり、 さらに、前記（ｂ）ステップと前記（ｃ）ステップとの
   間において、基体に対して前記現像済みイメージを転写
   するに先立って、中間部材に対して前記現像済みイメー
   ジを転写し、 第２真空引き手段によって、前記中間部材上における前
   記現像済みイメージから過剰のキャリアを除去するステ
   ップを具備し、 前記真空引き手段または前記第２真空引き手段によって
   除去された前記過剰のキャリアを、再循環させる ことを
   特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記液体トナーは、前記液体キャリアが
   少なくとも部分的に除去されたときには付着性成膜を形
   成するような、移動度の大きなトナー粒子を有するタイ
   プのものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記トナーは、供給ローラシステムによ
   って、前記記録部材に対して適用されることを特徴とす
   る請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 過剰のキャリアを除去する際には、過剰
   のキャリアと共に、前記イメージのうちの背景部分から
   過剰のトナーを除去することを特徴とする請求項１記載
   の方法。
5. 【請求項５】 さらに、前記中間部材に対して前記現像
   済みイメージを転写するに先立って、前記中間部材上に
   キャリア液体層を形成することを特徴とする請求項１記
   載の方法。
6. 【請求項６】 前記中間部材に対して前記現像済みイメ
   ージを転写するに先立って、前記中間部材上にキャリア
   液体層を形成することを特徴とする請求項１記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記真空引き手段または前記第２真空引
   き手段は、１〜８０ｋＰａで動作し、好ましくは、２〜
   ３０ｋＰａで動作することを特徴とする請求項１記載の
   方法。
8. 【請求項８】 さらに、分離デバイス内において、抽出
   されたトナー粒子をエアから分離するステップを具備す
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 前記再循環されるトナー液体中の前記ト
   ナー材料は、塊状とならず、前記再循環される液体トナ
   ーは、液体トナーとして、直接的に再使用することがで
   きることを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】 最大１０ｍ／ｓの速度で連続ウェブ上
    に印刷を施すことを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の高速印刷方法であっ
    て、潜在イメージがデジタル手段によって前記記録部材
    上に形成されることを特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 前記（ｃ）ステップの後において、ク
    リーニングユニットによって、キャリア液体を使用して
    前記記録部材をクリーニングするというステップを具備
    することを特徴とする請求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記現像済みイメージを前記基体に転
    写した後において、クリーニングユニットによって、キ
    ャリア液体を使用して前記中間部材をクリーニングする
    というステップを具備することを特徴とする請求項４記
    載の方法。
14. 【請求項１４】 前記付着イメージの転写を、静電転写
    によって行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】 高速自己固定カラー印刷のための方法
    であって、 複数の印刷ステージを具備し、 各印刷ステージが、請求項１〜１４のいずれかに記載の
    高速自己固定印刷方法によって行われることを特徴とす
    る方法。
16. 【請求項１６】 高速自己固定静電印刷のための装置で
    あって、 （ａ）強誘電性記録部材と、 （ｂ）該記録部材上に静電的潜在イメージを形成するた
    めの静電イメージ形成デバイスと、 （ｃ）トナー粒子とキャリア液体とを有する液体トナー
    を、前記潜在イメージに対して供給して、前記潜在イメ
    ージを現像するための手段と、 （ｄ）前記現像済み潜在イメージから過剰のキャリア液
    体を除去するための真空引きデバイスと、 （ｅ）前記過剰のキャリア液体の除去後において、前記
    現像済みの潜在イメージを基体に対して転写するための
    転写ステーションと、 （ｆ）除去された過剰のキャリア液体を、液体トナーの
    供給手段へと戻すための再循環手段と、 を具備してなり、 さらに、前記記録部材と前記トナーステーションとの間
    に中間部材を具備し、 さらに、前記中間部材上における前記現像済み潜在イメ
    ージから過剰のキャリア液体を除去するための第２真空
    引きデバイスを具備し、 前記真空引きデバイスおよび前記第２真空引きデバイス
    は、１〜８０ｋＰａの真空、好ましくは、２〜３０ｋＰ
    ａの真空をもたらす ことを特徴とする装置。
17. 【請求項１７】 液体トナーを供給する前記手段は、供
    給ローラ構成を備えていることを特徴とする請求項１６
    記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記真空引きデバイスおよび前記第２
    真空引きデバイスは、前記記録部材および前記中間部材
    の移動方向を横切って延在する長尺スリットを備え、 該スリットは、各部材から０．０５〜５ｍｍだけ離間し
    ているとともに、０．５〜５ｍｍのスリット幅を有して
    いることを特徴とする請求項１６記載の装置。
19. 【請求項１９】 前記転写ステーションは、転写ローラ
    を備えていることを特徴とする請求項１６記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記記録部材上に前記静電的潜在イメ
    ージを形成するための前記手段は、デジタル手段を備え
    ていることを特徴とする請求項１６記載の装置。
21. 【請求項２１】 さらに、前記記録部材をクリーニング
    し得るよう構成されたクリーニングユニットを具備して
    いることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記
    載の高速静電印刷装置。
22. 【請求項２２】 さらに、前記中間部材をクリーニング
    し得るよう構成されたクリーニングユニットを具備して
    いることを特徴とする請求項１６記載の高速静電印刷装
    置。
23. 【請求項２３】 さらに、前記記録部材をクリーニング
    し得るよう構成されているとともに前記記録部材にキャ
    リア液体層を形成し得るよう構成されたクリーニングユ
    ニットを具備していることを特徴とする請求項１６記載
    の装置。
24. 【請求項２４】 さらに、前記記録部材をクリーニング
    し得るよう構成されているとともに前記中間部材にキャ
    リア液体層を形成し得るよう構成されたクリーニングユ
    ニットを具備していることを特徴とする請求項１６記載
    の装置。
25. 【請求項２５】 前記クリーニングユニットは、駆動さ
    れるクリーニングローラと、前記それぞれの部材が前記
    クリーニングローラに到達する前に前記それぞれの部材
    に対してキャリア液体を供給するための手段と、前記そ
    れぞれの部材から過剰のキャリア液体を除去するための
    抽出手段と、を備えていることを特徴とする請求項２１
    〜２４のいずれかに記載の装置。
26. 【請求項２６】 さらに、前記記録部材にキャリア液体
    層を形成し得るよう構成された湿潤ユニットを具備して
    いることを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記
    載の高速静電印刷装置。
27. 【請求項２７】 さらに、前記中間部材にキャリア液体
    層を形成し得るよう構成された湿潤ユニットを具備して
    いることを特徴とする請求項１６記載の高速静電印刷装
    置。
28. 【請求項２８】 さらに、再循環のためのトナー材料を
    エアから分離するためのトナー分離器を具備しているこ
    とを特徴とする請求項１６記載の高速静電印刷装置。
29. 【請求項２９】 前記トナー分離器は、抽出されたトナ
    ーおよびエアのための流入口を有したハウジングと、該
    流入口の周辺およびエア出口の周辺に配置されたバッフ
    ルアセンブリと、該バッフルアセンブリの外側に位置し
    たトナー出口と、を備え、 前記エア出口は、減圧源に接続されていることを特徴と
    する請求項２８記載の装置。
30. 【請求項３０】 複数の印刷ステージを備え、各印刷ス
    テージが請求項１６〜２９のいずれかに記載の高速自己
    固定印刷装置を備えていることを特徴とする高速自己固
    定静電印刷装置。