JPH0651589A - イオノグラフィー像形成システム - Google Patents
イオノグラフィー像形成システムInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【構成】導電性層とボイドの無い均一で連続な誘電性像
形成層とを含み、像形成層が約1.5〜約40の誘電率
及び少なくとも45μmの厚さを有しかつ厚さ/誘電率
の値が約30〜約60μmであるイオノグラフィー像形
成部材を提供する。プロジェクションヘッド50の上部
鋳物51は流体充満室(図には示してない)に連結して
おり、充満室には流体源(図には示してない)が固定さ
れている。入口チャンネル52は充満室からの低圧流体
(好ましくは空気)を受けとり、イオン発生キャビティ
54へ送る。キャビティ54は一般にU形断面を有し、
その3側面はコロナワイヤ56を包囲している。 【効果】数百回のプリントサイクルの試験に於て約1.
2の像濃度及び1in(25.4mm)当たり300の
線又はスポットの良好な解像度のプリント像を与え、認
識できる像の広がり又はブルーミングが無く、かつ清浄
な背景を有するプリント像が繰返し得られた。
形成層とを含み、像形成層が約1.5〜約40の誘電率
及び少なくとも45μmの厚さを有しかつ厚さ/誘電率
の値が約30〜約60μmであるイオノグラフィー像形
成部材を提供する。プロジェクションヘッド50の上部
鋳物51は流体充満室(図には示してない)に連結して
おり、充満室には流体源(図には示してない)が固定さ
れている。入口チャンネル52は充満室からの低圧流体
(好ましくは空気)を受けとり、イオン発生キャビティ
54へ送る。キャビティ54は一般にU形断面を有し、
その3側面はコロナワイヤ56を包囲している。 【効果】数百回のプリントサイクルの試験に於て約1.
2の像濃度及び1in(25.4mm)当たり300の
線又はスポットの良好な解像度のプリント像を与え、認
識できる像の広がり又はブルーミングが無く、かつ清浄
な背景を有するプリント像が繰返し得られた。
Description
〔産業上の利用分野〕本発明はイオノグラフィー像形成
システムに関し、特に厚い誘電性像形成層を有するイオ
ノグラフィー像形成部材及び厚い像形成部材による像形
成方法に関する。電子写真に於ては、誘電性像形成層
(エレクトロレセプター)上にイオン流(イオノグラフ
ィー)、スタイラス、成形電極などによるような種々の
技術によって静電潜像を形成させる。静電潜像の現像は
ある種の静電的に帯電した顕像性粒子の適用によって行
われる。イオン流電子写真像形成はイオンプロジェクシ
ョンヘッドの助けによって行われる。イオン流の移動は
イオンプロジェクションヘッド中へ導入される流体流に
よって援助される。例えば、イオンプロジェクションプ
リンティングのための電子写真顕像装置中の流体ジェト
援助式イオンプロジェクションヘッドは、チャンバーで
発生され、チャンバン中へ送り込まれかつチャンバン中
を通ってチャンバーから出る急速に移動している流体流
に連行され、電極式出口ゾーン内で選択状に放出又は阻
止されることによって電極状出口で変調され、かつ最終
的に相対的に移動可能な電荷レセプター(エレクトロレ
セプター)上に像状パターンで付着するイオンを利用す
ることができる。より特別には、イオンプロジェクショ
ンヘッドは空気のようなイオン化性加圧輸送流体源及び
高度に有効な連行構造と変調構造とを有するイオン発生
ハウジングを含むことができる。イオン発生ハウジング
内には、ワイヤを包囲する導電性チャンバー、及びイオ
ン化性流体源をチャンバー中へ連結するため及び流体を
コロナ発生装置中を通して差し向けるための入口開口と
チャンバーからイオン連行用輸送流体を送り出すための
出口開口とを含む連行構造を含むコロナ発生装置があ
る。出て行くイオンを連行する輸送流体は、イオン流を
電荷レセプター表面へ当てたりはずしたりするための変
調構造に近接して差し向けられる。チャンバー、コロナ
発生源、入口開口、出口開口及び変調構造のおのおのは
エレクトロレセプターの相対的移動の方向に対して横方
向に伸びている。エレクトロレセプターは、流体ジェッ
ト援助式イオンプロジェクションヘッドによる一様に帯
電したエレクトロレセプターの像状放電の前に、コロナ
帯電装置、刷子帯電、誘導帯電装置などのような適当な
手段で一様に帯電される。通常のゼログラフィーでは、
厚い光導電性絶縁性層上に高電圧を付着させることがで
きるようにコロトロンのような高電荷出力及び大開口を
有する装置でコロナ帯電を行う。約2又は3の誘電率を
有する0.0127mm(1/2ミル)未満の薄いエレ
クトロレセプターは厚い光導電性絶縁性層上の通常のゼ
ログラフィーで用いられる高電位まで帯電しない。かく
して、かかるエレクトロレセプターを通常のイオンプロ
ジェクション電子写真プリンティング装置で用いかつコ
ロトロンのような高電荷出力及び大開口を有する装置で
一様に帯電させるならば、高電位に帯電させることはで
きない。従って、一様に帯電したエレクトロレセプター
の流体ジェット援助式イオンプロジェクションヘッドに
よる像状放電は電位の僅かな変化しかもたらさず、静電
潜像の現像濃度は低コントラスト電位のために低い。1
985年6月18日発行のN.Sheyidonらの米
国特許第4,524,371号中には、イオン発生領域
及びイオン変調領域を含むハウジングからなる流体ジェ
ット援助式イオンプロジェクションプリンティング装置
が記載されている。流体ジェットは電気的にバイアスを
かけたワイヤからイオンを追い出すが、より高い電荷濃
度を得るには高い流速が所要である。残念ながら、高い
流体流速は流体を動かすために用いられる送風機及びポ
ンプのために高デシベルの笛音を生ずる。変調電圧切換
を用いるときには高電圧イオンビーム付着を得ることも
むずかしい。笛音騒音問題に加えて、イオン流像形成装
置から単位時間当たりより多量の電荷を得ることは困難
である。これはエレクトロレセプターの回転速度に悪影
響を及ぼし、すなわち、より高い電荷濃度を得るにはよ
り緩速のエレクトロレセプターが所要である。従って、
イオノグラフィーの欠点の1つは充分な像解像度、プリ
ント濃度及びスループット速度を得ることを同時に企て
ながらエレクトロレセプターへ供給することができる電
荷濃度及び表面電位が比較的低いことである。かくし
て、イオノグラフィー像形成システムに於けるエレクト
ロレセプター上の表面電位は典型的な乾式ゼログラフィ
ー現像のためには低すぎると考えられた。言い換える
と、薄い高誘電率エレクトロレセプター上に通常のイオ
ンプロジェクションプリンティングシステムで静電潜像
を形成させることができるが、得られる電圧は電気絶縁
性外表面を有するキャリヤ粒子を利用する通常の乾式ゼ
ログラフィー2成分磁気刷子現像剤による現像のために
は充分高くない。薄い誘電性像形成層は表面上に得られ
る電圧が低く、エレクトロレセプター像形成表面上へ付
着するため現像システムから引きつけられる粒子が少な
い。この結果、低電荷濃度と低電圧との組み合わせのた
め低濃度のトナー像がもたらされる。従って、高解像
度、高濃度像イオノグラフィーは、得られ得る現像電界
(又は表面電位)が所要な有効範囲未満になるのでほと
んどすべての標準乾式トナー現像システムの使用ができ
なくなると一般に考えられて来た。このために与えられ
る根本的理由はエレクトロレセプターが付着電荷の過度
の広がり(ブルーミング)なしに電荷を受取るためには
非常に薄くなければならないかあるいは像電荷からの低
い電界をもたねばならないが、それでもエレクトロレセ
プターは現像を行うために充分な強さの電界を与えるた
めに充分厚くなければならないということである。後者
は一般に過度のブルーミングを起こすのに充分な高電界
を有することも無く達成することはできない。そこで残
る選択は高電荷濃度に焦点を集め、弱電界を現像するこ
とができる現像システム(例えば液体インク又は約0.
1〜約15μmの平均粒径を有する顕像性粒子を含む単
一成分導電性磁気刷子による現像)を求めることであ
る。解像度及びブルーミング特性は誘電体厚さ(物理的
厚さ/誘電率)のみの関数である表面電荷及び電界(又
は表面電位)にのみ関係すると信じられていた。例え
ば、1976年8月24日発行のAndoの米国特許第
4,410,584号中には、厚さ約1ミル(25.4
μm)の誘電性像形成部材が記載されている。Gund
lachらの米国特許第4,463,363号、She
ridanらの米国特許第4,524,371号、Sh
eridanらの米国特許第4,644,373号及び
Tuanらの米国特許第4,584,592号のような
他の特許は単に誘電性像形成部材を挙げているが、寸法
を与えてはいないようである。先行技術のシステムの中
には、例えば17〜20ナノクーロン/cm2の電荷を
付着する低電荷変調イオン源を用いているものもある。
これらの低電荷は低すぎて、薄い低誘電率エレクトロレ
セプターを利用する通常の2成分現像システムでは実施
できない。さらに、厚さの薄いエレクトロレセプターす
なわち誘電性像形成層は高価でありかつ変動を全像形成
層の小分率に保つためにより大きい絶対的な均一性が必
要であるので処理がむずかしい。イオン流電子写真像形
成システムに於ける厚さの変動は像電圧の均一性に直接
関係し、像電圧の均一性は現像された像の品質に直接関
係する。かくして、先行技術のイオノグラフィー像形成
システムは低電位電荷発生装置を利用し、高流体ジェッ
ト速度で刺激性の笛音ノイズを生じかつ一般に標準の乾
式2成分ゼログラフィー現像剤による現像には不適であ
る。エレクトロレセプター中に酸化アルミニウム物質の
ような誘電性物質を用いる他の電子写真システムは低い
電荷受容性、高い電荷減衰速度及び通常の作動条件下で
の横方向伝導を示す。酸化アルミニウム物質は吸湿性で
あるので、エレクトロレセプターを、像のブラーや消去
後の像保持(ゴースト)のような、包囲湿度の大きな変
動の悪影響を受けないようにするために高温〔50%R
H及び23.9℃(75°F)以上〕で作動させねばな
らない。このエレクトロレセプターは、低電位電荷発生
装置及び標準の2成分乾式ゼログラフィートナー現像シ
ステムを利用するイオノグラフィー像形成システムに用
いるためには誘電体厚さが小さすぎる。エレクトロレセ
プターの帯電には、流体ジェットイオンプロジェクショ
ンの代わりにスタイラスを用いることができる。スタイ
ラスは誘電性像形成部材を高電位へ帯電させることはで
きるが、スタイラス自体及び(又は)像形成部材が急速
に摩耗し、望ましくない煙霧を生じかつエレクトロレセ
プターを破壊する可能性がある。先行技術の少なくとも
約25μm(1ミル)の厚さを有するゼログラフィー感
光体の中には、充電制限のないコロトロンのような無制
限電源のために比較的高電圧に帯電されているものがあ
る。残念乍ら、ゼログラフィー感光体は温度極限又は変
動、日光暴露、反応性煙霧との接触などから保護するた
めの特別な輸送及び貯蔵処置が所要である。さらに、ゼ
ログラフィー複写機には感光体を使用中又は使用しない
ときに保護するために、特殊なシャッターシステム、特
に自動シャッターシステムが所要である。さらに、感光
体は通常感熱性であり、溶融定着装置から安全な距離に
設置せねばならないので、機械組立て設計の融通性が制
限される。又、感光体はトナー膜化(filming)
にも敏感である。加えて、感光体物質、特に表面の摩擦
係数、表面エネルギーなどをブレードクリーニングシス
テムのような別の機械素子を収容するために容易に調節
することができない。又、サイクルアップ及びサイクル
ダウンの問題は感光体の通常の特性である。 〔従来の技術〕1985年6月18日発行のN.She
ridonらの米国特許第4,524,371号中に
は、イオン発生領域及びイオン変調領域を含むハウジン
グからなる流体ジェット援助式イオンプロジェクション
プリンティング装置が記載されている。像解像度はプリ
ンティング装置中の25.4mm(1in)当たりのス
ポットの数で制限され、、濃度は現像電極の使用の関数
である。1973年4月3日発行のMcCurryの米
国特許第3,725,951号中にはチャンネルを通っ
て移動しかつ誘電性表面上へ差し向けられるガス流中で
相対的イオン濃度を制御することによる誘電性表面上の
静電像の形成方法が記載されている。ガス流中の相対的
イオン濃度の制御はチャンネルの列へ電界を選択的に印
加することによって行われる。電界用には−15VDC
供給を用いた。誘電性媒体をイオンの極性と反対の極性
を有する所望な電位へ予め帯電し、次のイオンの制御さ
れた印加によってこの予め帯電された誘電性表面上に潜
像を形成させるようにすることができる。この潜像を
“共に技術上公知である”現像装置及び定着装置中を通
す。1973年6月26日発行のCaranaughら
の米国特許第3,742,516号中にはスロットを通
って移動しかつ誘電性表面上へ差し向けられるガス流中
の相対的イオン濃度を制御するため低電圧電界の選択的
印加を用いることによって誘電性表面上に静電像を形成
させるためのプリンティングヘッドが記載されている。
電界のために−15VDC供給を用いる。誘電性媒体を
イオンの極性と反対の極性をもつ所望の電位で予め帯電
させて、次のイオンの制御された印加によって予め帯電
された誘電性表面上に潜像を形成させるようにすること
ができる。この潜像を“共に技術上公知である”現像装
置及び定着装置中を通す。1986年6月10日発行の
Tamuraらの米国特許第4,593,994号中に
は、フォトコピー機中で用いられるイオン流変調器が記
載されている。イオン流変調器は絶縁性基体、絶縁性基
体の主要な表面上に形成された共通電極、複数のイオン
流制御電極、光導電性層及び種々の他の素子を含む。変
調器からの正荷電イオンは前以て一様な負電荷で帯電さ
れていた誘電性ドラム上に静電潜像を形成する。トナー
ホッパーから供給されるトナーが潜像へ引きつけられか
つ得られたトナー像がコピーシートへ転写され、シート
へ定着される。約20μmの厚さを有するポリエチレン
テレフタレートを含む特殊な誘電性ドラムが記載されて
いる。1979年9月25日発行のAndoらの米国特
許第4,168,974号には、複数の微小開口を有す
る感光性スクリーンを用いて像を形成させる電子写真プ
ロセスが記載されている。一様に帯電されたスクリーン
の像露光によってスクリーン上に第1静電潜像が形成さ
れ、この潜像を用いてスクリーンを通ってコロナイオン
流源とスクリーンとの間を移動するイオンを変調し、そ
れによって前以て所定の電位に一様に帯電された記録部
材上に第2静電潜像を形成させる。絶縁性層で被覆され
た導電性基体からなる絶縁された記録用ドラムが記載さ
れている。記録用ドラム上の静電潜像は湿式又は乾式現
像手段で現像される。得られたトナー像はコピーシート
へ転写されシートへ定着される。25μmの絶縁性層厚
及び3の誘電率Kが特に挙げられている。1976年8
月24日発行のAndoらの米国特許第3,976,4
84号には、複数の微細開口を有する感光性スクリーン
を用いて像を形成させる電子写真プロセスが記載されて
いる。一様に帯受されたスクリーンの像露光によってス
クリーン上に第1静電潜像が形成され、この第1潜像を
用いて印加電界下にスクリーンを通って移動するイオン
をイオン流源とスクリーンとの間で変調し、それによっ
て導電性基体と例えばポリエチレンテレフタレートの薄
層又は充分に乾燥された通常の紙の薄い帯電可能な層と
からなる帯電可能な記録部材上に第2静電潜像が形成さ
れる。第2潜像は、記録部材がバイアス電圧を印加され
た支持用導電性ローラー上にある間に、記録部材上に形
成される。この潜像を現像剤で現像しかつ定着する。用
いられる現像システムには液体及び磁気刷子現像剤が含
まれるようである。1979年1月30日発行のTak
ahashiらの米国特許第4,137,537号に
は、静電転写方法及び装置が記載されている。潜像形成
性物質の絶縁性表面を静電荷で一様に帯電し、次に絶縁
性表面の像形成領域中の電荷を近接隔置されたピン電極
からの放電によって消去する。得られた静電潜像を、現
像電極の存在下に於て、現像電極へ印加した電圧と同じ
極性の電荷を有する現像剤で現像する。現像用バイアス
電圧を用いる磁気刷子現像法が好ましいと記載されてい
る。現像された像は紙シートへ転写される。潜像形成材
料は導電性基体、第1誘電体のアンダーコート層及び第
2誘電体の記録層を含むことができる。1つの実施態様
に於て、アンダーコート層は低電気容量(C2=50〜
100pF/cm2)及び中抵抗率(ρ2=106〜1
09Ω・cm)を有しかつ厚さは30〜80μmであ
る。記録層は高電容容量(C1=200〜500pF/
cm2)、中抵抗率(ρ1=1012〜1015Ω・c
m)及び15〜50μmの厚さを有する。アンダーコー
ト層の比導電率(εγ2)は約4.0であり記録層の比
導電率は約7.0であった。アンダーコートの上記抵抗
率及び比導電率を得るために、アクリル、エポキシ又は
メラミン樹脂中に炭素又は金属酸化物を含有させること
ができる。記録層の電気容量を増加して上記抵抗率及び
比導電率を得るためには、アクリル、エポキシ又はメラ
ミン樹脂中に酸化チタンなどを含有させることができ
る。1983年10月18日発行のTobaらの米国特
許第4,410,584号には、記録層、導電性層及び
支持体からなり、導電性層が重合体結着剤中に分散され
た導電性微細粉末からなる静電記録部材が記載されてい
る。記録層は例えば第4欄、13〜29行に挙げられて
いる種々の有機及び無機誘電体物質を含むことができか
つ1〜20μmの厚さをもつことができる。1976年
7月6日発行のGoffeらの米国特許第3,967,
959号中には、粒子移動像形成部材が基体、軟化性層
粒子移動顕像性物質、及び例えば第6欄から第7欄にか
けての節中に挙げられているポリスチレン、シリコーン
樹脂、アクリル又はセルロース樹脂及び多くの物質のよ
うな種々の物質を含む被覆層からなる粒子移動像形成シ
ステムが記載されている。被覆層は約75μmまでの厚
さ(導電性でないならば)を有することができる。粒子
移動像形成部材の表面を、マスク又はステンシル、成形
電極、電子ビーム及び数多くの他の技術による帯電又は
感光を含む種々の方法で像形状に帯電させることができ
る。1979年3月13日発行のAndoらの米国特許
第4,143,965号には、複数の微小開口を有する
感光性スクリーンを用いて像を形成させる電子写真プロ
セスが記載されている。一様に帯電されたスクリーンの
像露光によってスクリーン上に第1静電潜像が形成さ
れ、この第1潜像を用いてスクリーンを通って移動する
イオンをコロナイオン流源とスクリーンとの間で変調
し、それによって帯電性記録部材上に第2静電潜像を形
成させる。スクリーンと帯電性記録部材との間に加速電
界を印加する。15μmの厚さの絶縁性ポリカーボネー
ト層で被覆されたアルミニウムドラムからなる絶縁性記
録用ドラムが記載されている。記録用ドラム上の静電潜
像を現像装置でトナー現像しかつ得られたトナー像を紙
に転写しかつ定着させることができる。1981年8月
18日発行のAndoらの米国特許第4,284,69
7号には、複数の微小開口を有する弓形感光性スクリー
ンを用いて像形成を行う電子写真プロセスが記載されて
いる。一様に帯電されたスクリーンの像露光によってス
クリーン上に第1静電潜像を形成させ、この第1潜像を
用いてスクリーンを通ってコロナイオン流源とスクリー
ンとの間を移動するイオンを変調し、それによって平坦
な又は弓形の記録部材上に第2静電潜像を形成させる。
大きい方の直径をもつスクリーン又は記録部材を他方よ
りも高速度で回転又は移動させる。記録紙あるいは被覆
又は接着によって与えられる樹脂などのような絶縁性物
質の厚さ15μの層で被覆されたアルミニウム基体から
なるドラムのような絶縁された記録媒体が記載されてい
る。記録用ドラム上の静電潜像を現像手段で現像するこ
とができる。得られたトナー像をコピー紙へ転写しかつ
定着させることができる。絶縁性層の厚さ25μm及び
3の誘電率Kが特に挙げられている。1985年8月1
3日発行のWilcoxらの米国特許第4,535,3
45号には、順次に、像状帯電ステーション、現像ステ
ーション及び電荷レセプターシートに像を形成させるた
めの溶融定着ステーションを含むイオンプロジェクショ
ン装置が記載されている。バッキング電極がレセプター
上への電荷付着を促進しかつ潜像イオン電荷へ反対の電
荷を与える働きをする。バッキング電極はイオンプロジ
ェクション領域から定着領域中へ伸びている。電荷レセ
プターシートは好ましくは通常の紙である。磁気刷子ロ
ーラーが磁性トナー粒子のサンプ中を回転し、そこでト
ナーを拾い上げてそれを紙表面上に付ける。ローラーか
ら伸びる結合したトナー粒子のひげが紙上へ掃かれ、粒
子に負電荷が誘起され、一部分が確立されている双極子
の正の表面電荷へ引きつけられ、紙へ付着する。198
6年3月12日公告のXerox Corporati
onの英国特許第2,164,000A号には、複写し
ようとする原画からプロジェクションされるラスターパ
ターンによって出口チャンネルに沿ってイオン流を制御
するための光導電性層を有する変調装置を含む流体援助
式イオンプロジェクション電子写真複写機が記載されて
いる。変調装置から送り出されるイオンはバッキング電
極上の単なる紙又は誘電性紙のようなレセプターシート
上に付着する。好ましい通常紙のレセプターを150〜
160℃に予め加熱して湿気を駆除して紙をより低導電
性にし、電荷を保持できるようにする。1015Ω/s
qの程度のシート抵抗率が挙げられている。現像は磁性
単一成分トナーが入ったトラフと磁気刷子ローラーとか
らなる現像ステーションで行われる。トナーは刷子ロー
ラーからイオン像へ引きつけられる。得られたトナー像
を定着させる。1984年7月31日発行のGundl
achらの米国特許第4,463,363号には、チャ
ンバー中でイオンを発生させ、急速に移動する流体流で
連行し、電極になっている出口ゾーンで変調しかつ相対
的に移動可能な電荷レセプター上に像状パターンで付着
させる。この先行技術は電荷受取り表面上の予め帯電さ
れた領域を放電させるために制御されたイオン化流体流
を用いるイオンプロジェクションシステムを記載してい
る。イオン種と反対の大きい電界を加速電極とイオンプ
ロジェクションハウジングとの間に保ってイオンをレセ
プターシートの受取り表面へ引きつける。1985年8
月27日発行のSheridonの米国特許第4,53
8,163号には、流体輸送チャンネル内で起こる一連
のRF破壊中にほぼ等しい数の正及び負のイオンが同時
に発生される流体ジェット援助式イオンプロジェクショ
ンプリンティング装置が記載されている。この先行技術
は電荷受取り表面上の予め帯電されている領域を放電さ
せるために制御されたイオン化流体流を用いるイオンプ
ロジェクションシステムを記載している。通常の紙のよ
うな電荷レセプターがイオンを流体流から像形状で集め
る。電荷レセプターはバイアス電圧をかけた導電性加速
電極プレート上に置かれる。現像ゾーンでは反対に帯電
された顕像性粒子がイオンパターンで引きつけられる。
1985年6月18日発行のSheridonらの米国
特許第4,524,371号には、イオン発生領域及び
イオン変調領域を含むハウジングを有する流体ジェット
援助式イオンプロジェクションプリンティング装置が記
載されている。イオンは、コロナ源の符号と反対の符号
の高電圧電源へ接続させることができるバッキング電極
上の電荷レセプター上に付着する。1987年2月17
日発行のSheridonらの米国特許第4,644,
373号には、キャビティ開口の大部分のための閉包
(closure)を形成しかつイオン発生チャンバー
及び導電性であるキャビティ出口領域を構成する平面状
導電性部材に適合した(mated)U形キャビティを
有する流体援助式イオンプロジェクションプリンティン
グヘッドが記載されている。プリンティングヘッドから
送り出されるイオンは導電性加速電極上に被覆された誘
電性層上に付着する。プリンティングヘッドのコロナ電
位と反対の符号の高電位が加速電極へ接続される。19
86年4月22日発行のTuuanらの米国特許第4,
584,592号には、上に一体成形されている変調用
電極列、アドレスバスライン、データバスライン及び薄
膜スイッチを有する顕像ヘッドを含む流体ジェット援助
式イオンプロジェクション顕像装置が記載されている。
電荷レセプターが流体流からイオンを像形状で集める。
電荷レセプターはバイアス電圧をかけた導電性加速バッ
キング電極の上に置かれる。電荷レセプターは誘電性ド
ラムのような絶縁性中間表面であることができる。19
83年10月18日発行のTobaらの米国特許第4,
410,584号には、記録層、導電性層及び支持体を
含み、かつ導電性層が有機結着剤中に分散された微細粉
末からなりかつ106〜108Ωの表面抵抗率を有する
静電記録部材が記載されている。支持体は種々の形であ
ることができかつ種々の金属又は重合体物質であること
ができる。記録層は誘電性でありかつ少なくとも10
12Ω・cm、好ましくは少なくとも1014Ω・cm
の体積抵抗率を有する。ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリウレタン、(メタ)アクリル型樹
脂、スチレン型樹脂、ポリプロピレンなどのような有機
誘電体物質、又は無機粉末、例えばTiO2、Al2O
3、MgOなどと有機誘電体物質との混合物のような誘
電体材料が記載されている。少なくとも1μm、好まし
くは20μmまで、特に2〜6μmの記録層厚さが記載
されている。針状電極で記録部材上に静電潜像を形成さ
せる。この静電潜像を現像し、得られた現像像を普通の
紙へ転写することができる。1984年3月6日発行の
Tarumiらの米国特許第4,435,066号中に
は、イオン変調部材中を通って流れるイオン流を変調電
極の電極と複写部材との間の電界を強めることによって
増加する静電複写装置が記載されている。この先行技術
には誘電性ドラム及び現像装置も用いられると記載され
ている。1985年1月1日発行の米国特許第4,49
1,855号中には、複数の開口又はスリット状開口を
有する制御装置を利用して荷電粒子の通過を制御しかつ
像受取り部材上に直接荷電粒子によって可視像を記録す
る方法及び装置が記載されている。荷電粒子を支持部材
上に支持しかつ交番電界を支持部材と制御電極との間に
印加する。像受取り部材は例えば電極上の紙であること
ができる。1984年10月2日発行のBurwass
erの米国特許第4,474,850号には、カルボキ
シル化、高分子量重合体又は共重合体又はその塩及び随
意に微粒子状顔料の厚さ2〜15μmのコーティングを
有する透明な樹脂支持体からなるインクジェット記録用
透明画が記載されている。種々な特別の顔料及び重合体
の代替物も記載されている。1984年11月6日発行
のHarutaらの米国特許第4,481,244号中
には、基体と親水性及び疎水性の両セグメントを有する
重合体を含むコーティング層とからなる書込み用又は印
刷用材料が記載されている。コーティングは例えばスチ
レン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ア
クリルアミド、塩化ビニリデン及び多くの他の特別な物
質の単量体から製造される種々の重合体を含むことがで
きる。ゼオライト、シリカ及び合成雲母のような多孔性
無機粉末もコーティング中に含有させることができる。
1985年3月5日発行のJaegerらの米国特許第
4,503,111号中には、重合体コーティングを有
する疎水性基体材料を含む記録材料が記載されている。
重合体コーティングはポリビニルピロリドンと相容性の
マトリックス形成性重合体とからなることができる。記
載されている特別なコーティング厚さには10.16μ
m(0.40ミル)及び12.7μm(0.5ミル)が
含まれる。少なくとも5μm(0.005mm)の最終
コーティングも挙げられている。かくして、上記既知の
方法を利用するシステムはそれぞれの所期の目的には適
しているが、改良されたイオノグラフィー像形成システ
ムの開発の要望は依然としてある。 〔発明が解決しようとする課題〕本発明の1つの目的は
上記欠点の無い新規のイオノグラフィー像形成システム
を提供することである。本発明のもう1つの目的は高い
静電位を受取ることができるより厚いエレクトロレセプ
ターを提供することである。本発明のさらにもう1つの
目的はイオノグラフィー像形成ヘッドを通る流体のより
低い流速を可能にし、それによって流体を移動させるた
めに用いられる高価な送風機及びポンプからの大きい笛
音ノイズを防ぐことができるエレクトロレセプターを提
供することである。本発明のもう1つの目的はエレクト
ロレセプター表面上に高い電荷濃度又は表面電位を生ず
るシステムを提供することである。本発明のさらにもう
1つの目的はエレクトロレセプター表面上に高解像度像
を得るためのシステムを提供することである。本発明の
もう1つの目的は乾式2成分現像剤によるゼログラフィ
ー現像のための強電界を生成させるシステムを提供する
ことである。本発明のさらにもう1つの目的は線領域画
像と固体領域像との組み合わせを同時に得るためのシス
テムを提供することである。本発明のもう1つの目的は
より高いエレクトロレセプター速度でより高い電荷濃度
を得るためのシステムを提供することである。本発明の
さらにもう1つの目的は誘電性像形成層摩耗を最小にす
るシステムを提供することである。本発明のさらにもう
1つの目的は望ましくない煙霧の生成を防ぐシステムを
提供することである。本発明のさらにもう1つの目的は
簡単でかつ安価な像形成部材を利用するシステムを提供
することである。本発明のさらにもう1つの目的は安定
で耐久性の像形成部材を利用するシステムを提供するこ
とである。本発明のさらにもう1つの目的は変形するこ
となく多数回パスシステムで再使用可能なシステムを提
供することである。本発明のさらにもう1つの目的は像
形成部材の製造のためのより高い許容範囲を提供するこ
とである。 〔課題を解決するための手段〕前記目的及び他の目的
は、本発明によって、導電性層とポイドが無い一様でか
つ連続した誘電性像形成層とを含み、像形成層が約1.
5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μmの厚さを
有し、厚さ/誘電率の値が約30〜約60mμであるイ
オノグラフィー像形成部材を提供することによって達成
される。本発明の範囲内には、導電性層と造膜性重合体
を含む誘電性像形成層とを含み、像形成層が像形成表
面、約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μ
mの厚さを有し、厚さ/誘電率の値が約30〜約60で
あるイオノグラフィー像形成部材を用意すること、像形
成表面へ低電流イオン流を選択的に差し向けて像形成表
面上に静電潜像を形成させること、及び像形成表面を静
電的吸引性、顕像性粒子と接触させ、それによって顕像
性粒子を像形成で像形成表面上に付着させることを含む
像形成方法も含まれる。付着した顕像性粒子を像受取り
部材へ転写し、その後で像形成表面をクリーニングし、
さらに潜像形成、顕像性粒子接触、顕像性粒子転写及び
クリーニング工程を通してサイクルさせることができ
る。本発明の他の目的及びその他の特徴及び利益は添付
図面についての以下の説明から明らかになるであろう。
特に図面について説明すると、図1には像形成層16を
担持する導電性ドラム14を含む電子写真像形成部材1
2を含むプリンティングシステム10が示してある。電
子写真像形成部材12の外周のまわりには一様な正電荷
を誘電性像形成表面16へ適用するための帯電ステーシ
ョン18、一様に帯電された誘電性像形成層16を選択
的に放電して静電潜像を形成させるための流体流援助式
イオンプロジェクションプリンティングヘッド20(例
えば米国特許第4,463,363号、米国特許第4,
524,371号又は米国特許第4,644,373号
に記載されている型の)、静電潜像を2成分現像剤と接
触させて静電潜像と一致してトナー像を形成させるため
の現像ステーション22(例えば磁気刷子アプリケータ
ー)、誘電性像形成層16へ像受取りシート(点線26
で示す)を供給するためのシート供給ステーション2
4、トナー像を受取りシート26へ転写するための転写
ステーション28、転写されたトナー像を担持する像受
取りシート26を像受取りシート26へトナー像を定着
させるための定着ステーション32へ送るためのシート
輸送ステーション30、及び像形成層16上の残留トナ
ーを除去するためのクリーニングステーション33が配
置されている。現像ステーション22に接続している調
節可能なバイアス電源34は潜像電位に対する像現像条
件への変化を可能にする。潜像を形成するイオンと同じ
極性の逆バイアスを導入し、かつ導電性ドラム14と現
像ステーション22との間にバイアスをかけることによ
って、潜像の非像領域内の不均一性を望ましくないトナ
ー粒子がより不在な状態にしておくことができる。底部
の開口以外はカセットハウジング36が電子写真像形成
部材12、帯電ステーション18、プリンティングヘッ
ド20、現像ステーション22及びクリーニンステーシ
ョン33を包囲しかつ支持している。カセットハウジン
グ36の底部は像形成層16を像受取りシートに接触さ
せるために開放されている。レール38及び40がカセ
ットハウジング36の側面に固定されておりかつハウジ
ングを支持しており、それぞれ水平軌道42及び44中
に滑動自在に取付けられ、軌道42及び44はプリンテ
ィング装置のフレーム部材に固定されている。適当なラ
ッチ手段(図には示してない)が像受取りシートの経路
に対して適所にカセットを一時的に保持する。この配置
は電子写真プリンティング機関の主要素子の迅速な取替
えを容易にする。所望ならば、1つ以上の処理ステーシ
ョンをカセットハウジング36の外側に配置し、プリン
ティング装置のフレーム部材に取付けることができる。
それは電子写真像形成部材12を取替えるときに取替え
が不要だからである。米国特許第4,463,363
号、米国特許第4,524,371号及び米国特許第
4,644,373号の全記載は参照文として本明細書
に含まれるものとする。図2について説明すると、例と
して、導電性材料の上部鋳物51を含むイオンプロジェ
クションヘッド50が示してある。上部鋳物(uppe
r casting)51はステンレス鋼の鋳物である
が、コロナ放電の化学作用に長時間暴露されることによ
って影響を受けないかぎり、他の任意の適当な導電性材
料で満足であることは言うまでもない。プロジェクショ
ンヘッド50の上部鋳物51は流体充満室(図には示し
てない)に連結しており、充満室には流体源(図には示
してない)が固定されている。入口チャンネル52は充
満室からの低圧流体(好ましくは空気)を受けとり、イ
オン発生キャビティ54へ送る。入口チャンネル52は
そこを通る圧力降下が小さいことを保証するため充分大
きい断面をもっていなければならない。キャビティ54
は一般にU形断面を有し、その3側面はコロナワイヤ5
6を包囲している。ワイヤ54をキャビティ内の所定位
置に取付けるために適当なワイヤ取付け用支持体(図に
は示していない)がキャビティ54の両端に設けられて
いる。ワイヤ端部をプロジェクションヘッド50のハウ
ジングに対して偏心支持体(図には示してない)上に取
付けることによって、ワイヤ位置の若干の制限された調
節が可能になる。この構造のイオンプロジェクションヘ
ッド50を示したが、他の適当なイオンプロジェクショ
ンヘッドの形もここに示したヘッドの代わりに用いられ
得ることは当然である。導電性プレート58、絶縁性層
60、及び薄膜要素層63が典型的には厚さ約1016
μm(40ミル)の平面状基体64上に支持されてい
る。平面状基体64の両側の一対の延長部はワイピング
シュー(図には示してない)を形成し、電気的に接地さ
れた金属ドラム67上に支持されている誘電性像形成層
66の外側縁部上に乗っていて、イオンプロジェクショ
ンヘッド50と誘電性像形成層66の像形成表面との間
に適当な間隔が作られるようになっている。イオンプロ
ジェクションヘッド50の上部鋳物51上に適当な位置
ぎめ出張り(図に示してない)によって適当位置に置か
れたとき、導電性プレート58及び平面状基体64はお
のおのが片持取付けされているので、上部鋳物51と共
に、キャビティ出口領域70〔長さ約250μm(10
ミル)〕及びイオン変調領域71〔長さ約508μm
(20ミル)〕を含む出口チャンネルを構成する典型的
には厚さ約305μm(12ミル)の導電性プレート5
8はU形キャビティ54の大部分を閉鎖し、キャビティ
54内にイオン発生チャンバーを形成しかつ導電性プレ
ート58と隣接キャビティ壁62との間にキャビティ出
口領域70を残す。好ましくは平面状基体64は、上に
薄膜変調用電極、導電性トレース及びトランジスタが一
体成形されているガラス板からなる大面積顕像チップで
ある。この大面積チップはHsing C.Tuanら
の米国特許第4,584,592号に完全に記載されて
おり、その全記載は参照文として本明細書に含まれるも
のとする。薄膜要素はすべて薄膜要素層63で示され
る。絶縁性層60は薄膜要素層63を被覆してこの層6
3を導電性プレート58から隔離する。コロナワイヤ5
6の位置は好ましくはキャビティ壁62及び導電性プレ
ートからほぼ同距離にある。かかるオリエンテーション
は匹敵できる大きさの他の円筒形イオン発生チャンバー
よりも高いコロナ出力電流が得られる。キャビティ54
の差し渡しの幅は約3175μm(125ミル)である
が、コロナワイヤ56はキャビティ壁62のおのおのか
ら僅か約635μm(25ミル)(すなわちワイヤと通
常の円筒形チャンバーの壁との間の距離の半分未満)隔
置される。キャビティ壁62が導電性になっていて、基
準電位(地面のような)に適当に接続されている限り、
絶縁性材料で上部鋳物51を製造することができること
は言うまでもない。上部鋳物51が絶縁性にされる場
合、遠隔キャビティ壁へのイオン流がそこに蓄積され
る。しかし、コロナワイヤ56を絶縁性壁へよりも導電
性壁へずっと近くに隔置することによって、比較的少し
しかイオンは絶縁性壁へ流れず、電荷蓄積は最小とな
り、これらの壁へのアークは防止される。空気流は入口
チャンネル52からイオンプロジェクションヘッド50
中へ入り、キャビティ54(イオン発生チャンバー)中
を流れ、出口チャンネル68を通ってイオン発生チャン
バーから出る。ワイヤとキャビティ壁62との間の空間
内のワイヤの各直線増分のまわりに一様なコロナを発生
させるためコロナワイヤ56のまわりの空気(又は他の
イオン化性流体)をイオン化するために、公知の技術が
用いられる。例えば、高電圧電源72(約数千ボルトの
程度の)を適当な抵抗素子74(典型的には1メグオー
ム)及び始動時にコロナワイヤから他のシステムエレク
トロニクスへの放射性カップリングを防止するために用
いられる誘導素子75(典型的には2700ミクロヘン
リーで、イオンプロジェクションヘッドにできるだけ近
接して置かれる)を通してコロナワイヤ56へ印加しか
つ基準電圧76(約1000ボルトの程度、あるいは電
気的接地)をキャビティ壁62へ印加することができ
る。かくして発生されたイオンの一部はキャビティ壁6
2へ引きつけられ、そこで未荷電空気分子に結合する。
空気流によって出口チャンネル68中へイオンの残りが
一掃されてしまうと、逃亡するイオン連行空気流を理解
できるようにすることが必要になる。これは、イオン変
調領域71内で、おのおのがスイッチ80によって低電
圧電源78(約30V程度の)に接続されている薄膜要
素層63内の個々に切換え可能な変調電極(図には示し
てない)によって行われる。実際の構造中、薄膜要素層
63内の個々に切換え可能な変調電極を駆動する変調エ
レクトロニクスは電極群が一団となり、適当なバッキン
グ電極が反対壁62上に存在するかあるいは各電極が個
々に既知の、seriesin/paradlel o
ut、桁送りレジスターで駆動される標準のマルチサー
キットリーを含むことができる。各電極はイオン変調領
域71から出るカーテン状空気流中で狭いイオン“ビー
ム”を制御する。例えば、25.4mm(1in)当た
り200制御電極の列では、導電性電極は幅が約89μ
m(3.5ミル)であり、各電極は次の電極から38μ
m(1.5ミル)隔てられている。もっと狭い電極及び
もっと狭い絶縁性バリヤーを有するもっとコンパクトな
電極列も充分に可能な範囲内に入ると考えられる。最適
には、解像度及び電力消費要求の観点から、薄膜要素層
63と最近接点に於けるキャビティ壁62との間の距離
は約76μm(3ミル)〜約127mμ(5ミル)であ
る。この大きさのチャンネル幅では、関心ある空気速
度、例えば約1×104cm/秒で層流条件が優勢であ
る。イオン変調領68から送り出されるイオンはイオン
を引きつける加速電極として働く電気的に接地された金
属ドラム67の影響下に入るので、誘電性像形成層66
の表面上に付着することができる。イオンプロジェクシ
ョンヘッドから出るイオンの符号と反対の符号の数千ボ
ルトDCの程度の高電圧電源(図には示してない)を接
地の代わりに金属ドラム67へ印加することができる。
別法では、誘電性像形成層66の表面を、帯電ステーシ
ョン18(図1参照)で、イオンプロジェクションヘッ
ドからのイオンの符号と反対の符号の高電圧(1000
V程度の)へ帯電させることができる。像受取り体をど
ちらかの付号の高電圧に予め帯電させることの利点はエ
レクトロレセプター表面と接触するクリーニングブレー
ドや現像剤のような素子に対して摩擦帯電によって像受
取り表面上に生ずる低電圧関連の問題を防ぐことであ
る。誘電性像形成層66上の摩擦帯電レベルは、像受取
り体の厚さ及び接触用サブシステムのために選ばれる材
料によってどちらかの極性で接地より600V高いレベ
ルに達する可能性がある。予備帯電レベルを摩擦帯電レ
ベルより高く選ぶことによって、すべての像領域及び摩
擦帯電領域は予備帯電装置で一様なレベルに予備帯電さ
れる。誘電性像形成層の下にある導電性層は導電性支持
基体であっても、あるいは支持基体上の導電性層であっ
てもよい。後者の実施態様では、支持基体は絶縁性又は
導電性のいずれでもよい。支持基体として又は支持基体
上の導電性層としての導電性層はウエブ、箔、ラミネー
トなど、ストリップ、シート、コイル、シリンダー、ド
ラム、継目なしベルト、円形ディスク又は他の適当な形
を含む任意の適当な形でよい。導電性層中には任意の適
当な導電性材料を用いることができる。導電性層は、例
えば薄い真空蒸着した金属又は酸化金属コーティング、
金属箔、結着剤中に分散された導電性粒子など、あるい
はプラズマ付着時に導電性コーティングを生ずるガスで
あることができる。典型的な金属又は酸化金属には、ア
ルミニウム、インジウム、金、酸化錫、酸化インジウム
錫、銀、ニッケルなどが含まれる。典型的な導電性支持
基体には、金属管、ポリエステル及び他の重合及びセル
ロース系材料のような金属化重合体、不透明又は透明な
導電性重合体で被覆された膜などが含まれる。典型的な
絶縁性支持基体には有機又は無機重合体、セラミック、
セルロース系材料、塩及びブレンドが含まれる。本発明
のイオノグラフィー像形成部材の随意の粘着剤層中には
任意の適当な粘着剤を用いることができる。随意の粘着
剤層は実質的に電気絶縁性であることができ、あるいは
任意の他の適当な性質を有することができる。典型的な
粘着剤には、ポリエステル(例えばGoodyear
Tire and RubberCompanyのGo
odyear Chemicals Division
から発売されているVitel PE−100及びPE
−200及びE.I.dupont de Nemou
rs & Co.から発売のDupont4900)、
スチレン共重合体(Goodyear Tire an
d RubberCompanyの Goodyear
Chemicals Divisionから発売の種
々のPliolite重合体)、Henkel Cor
p.から発売されているVersalan1138及び
Macromelt6238、アクリル重合体(例えば
E.I.du Pont de Nemours &
Co.から発売のDuPont68070及び6808
0アクリル系粘着剤)、ポリウレタン樹脂(B.F.G
oodrich Chemical Company,
Division of B.F.Goodrich
Co.から発売のEstane5707,5715)な
ど及びこれらの混合物が含まれる。粘着剤層が電気絶縁
性である場合には、好ましくは連続的でありかつ厚さが
約10μmまでであるが、ある実施態様ではより厚い粘
着剤層も適当でありかつ所望でありうる。粘着剤が導電
性でない場合、粘着剤層の誘電体厚さを像形成層の誘電
体厚さに追加せねばならない。粘着剤層が導電性である
場合には、厚さにはほとんど制限が無いが、但し、取扱
いや経済は例外である。吹付けコーティングで適用され
るとき、誘電性像形成層のより一様なコーティングのた
めには、約0.5〜約2.0μmの粘着剤層が好まし
い。本発明の誘電性像形成層はボイドの無い一体的、一
様かつ連続な層を形成することができる物質を含み、造
膜性重合体、無機物又はこれらの混合物を含み、他の添
加剤を含むかあるいは含まない。概して、誘電性像形成
層は約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μ
mの厚さを有し、かつ厚さ/誘電率の値が約30〜約6
0でなければならない。これらの性質を有するエレクト
ロレセプターの中には、流体ジェット援助式イオンプロ
ジェクションヘッドと絶縁性キャリヤ粒子を含む2成分
現像剤ならびに単一成分及び液体現像システムとを用い
るイオノグラフィー像形成システムで少なくとも約60
0スポット/in(25.4mm)の解像度及び少なく
とも約0.8の像濃度を有する像を形成するものがある
ことが発見された。誘電性像形成層は任意の適当な有機
又は無機物質から製造することができる。誘電性像形成
層は均一でも不均一でもよい。典型的な均一層には、下
記表1に示されるような約1.5〜約40の誘電率を有
する造膜性有機重合体が含まれる。
システムに関し、特に厚い誘電性像形成層を有するイオ
ノグラフィー像形成部材及び厚い像形成部材による像形
成方法に関する。電子写真に於ては、誘電性像形成層
(エレクトロレセプター)上にイオン流(イオノグラフ
ィー)、スタイラス、成形電極などによるような種々の
技術によって静電潜像を形成させる。静電潜像の現像は
ある種の静電的に帯電した顕像性粒子の適用によって行
われる。イオン流電子写真像形成はイオンプロジェクシ
ョンヘッドの助けによって行われる。イオン流の移動は
イオンプロジェクションヘッド中へ導入される流体流に
よって援助される。例えば、イオンプロジェクションプ
リンティングのための電子写真顕像装置中の流体ジェト
援助式イオンプロジェクションヘッドは、チャンバーで
発生され、チャンバン中へ送り込まれかつチャンバン中
を通ってチャンバーから出る急速に移動している流体流
に連行され、電極式出口ゾーン内で選択状に放出又は阻
止されることによって電極状出口で変調され、かつ最終
的に相対的に移動可能な電荷レセプター(エレクトロレ
セプター)上に像状パターンで付着するイオンを利用す
ることができる。より特別には、イオンプロジェクショ
ンヘッドは空気のようなイオン化性加圧輸送流体源及び
高度に有効な連行構造と変調構造とを有するイオン発生
ハウジングを含むことができる。イオン発生ハウジング
内には、ワイヤを包囲する導電性チャンバー、及びイオ
ン化性流体源をチャンバー中へ連結するため及び流体を
コロナ発生装置中を通して差し向けるための入口開口と
チャンバーからイオン連行用輸送流体を送り出すための
出口開口とを含む連行構造を含むコロナ発生装置があ
る。出て行くイオンを連行する輸送流体は、イオン流を
電荷レセプター表面へ当てたりはずしたりするための変
調構造に近接して差し向けられる。チャンバー、コロナ
発生源、入口開口、出口開口及び変調構造のおのおのは
エレクトロレセプターの相対的移動の方向に対して横方
向に伸びている。エレクトロレセプターは、流体ジェッ
ト援助式イオンプロジェクションヘッドによる一様に帯
電したエレクトロレセプターの像状放電の前に、コロナ
帯電装置、刷子帯電、誘導帯電装置などのような適当な
手段で一様に帯電される。通常のゼログラフィーでは、
厚い光導電性絶縁性層上に高電圧を付着させることがで
きるようにコロトロンのような高電荷出力及び大開口を
有する装置でコロナ帯電を行う。約2又は3の誘電率を
有する0.0127mm(1/2ミル)未満の薄いエレ
クトロレセプターは厚い光導電性絶縁性層上の通常のゼ
ログラフィーで用いられる高電位まで帯電しない。かく
して、かかるエレクトロレセプターを通常のイオンプロ
ジェクション電子写真プリンティング装置で用いかつコ
ロトロンのような高電荷出力及び大開口を有する装置で
一様に帯電させるならば、高電位に帯電させることはで
きない。従って、一様に帯電したエレクトロレセプター
の流体ジェット援助式イオンプロジェクションヘッドに
よる像状放電は電位の僅かな変化しかもたらさず、静電
潜像の現像濃度は低コントラスト電位のために低い。1
985年6月18日発行のN.Sheyidonらの米
国特許第4,524,371号中には、イオン発生領域
及びイオン変調領域を含むハウジングからなる流体ジェ
ット援助式イオンプロジェクションプリンティング装置
が記載されている。流体ジェットは電気的にバイアスを
かけたワイヤからイオンを追い出すが、より高い電荷濃
度を得るには高い流速が所要である。残念ながら、高い
流体流速は流体を動かすために用いられる送風機及びポ
ンプのために高デシベルの笛音を生ずる。変調電圧切換
を用いるときには高電圧イオンビーム付着を得ることも
むずかしい。笛音騒音問題に加えて、イオン流像形成装
置から単位時間当たりより多量の電荷を得ることは困難
である。これはエレクトロレセプターの回転速度に悪影
響を及ぼし、すなわち、より高い電荷濃度を得るにはよ
り緩速のエレクトロレセプターが所要である。従って、
イオノグラフィーの欠点の1つは充分な像解像度、プリ
ント濃度及びスループット速度を得ることを同時に企て
ながらエレクトロレセプターへ供給することができる電
荷濃度及び表面電位が比較的低いことである。かくし
て、イオノグラフィー像形成システムに於けるエレクト
ロレセプター上の表面電位は典型的な乾式ゼログラフィ
ー現像のためには低すぎると考えられた。言い換える
と、薄い高誘電率エレクトロレセプター上に通常のイオ
ンプロジェクションプリンティングシステムで静電潜像
を形成させることができるが、得られる電圧は電気絶縁
性外表面を有するキャリヤ粒子を利用する通常の乾式ゼ
ログラフィー2成分磁気刷子現像剤による現像のために
は充分高くない。薄い誘電性像形成層は表面上に得られ
る電圧が低く、エレクトロレセプター像形成表面上へ付
着するため現像システムから引きつけられる粒子が少な
い。この結果、低電荷濃度と低電圧との組み合わせのた
め低濃度のトナー像がもたらされる。従って、高解像
度、高濃度像イオノグラフィーは、得られ得る現像電界
(又は表面電位)が所要な有効範囲未満になるのでほと
んどすべての標準乾式トナー現像システムの使用ができ
なくなると一般に考えられて来た。このために与えられ
る根本的理由はエレクトロレセプターが付着電荷の過度
の広がり(ブルーミング)なしに電荷を受取るためには
非常に薄くなければならないかあるいは像電荷からの低
い電界をもたねばならないが、それでもエレクトロレセ
プターは現像を行うために充分な強さの電界を与えるた
めに充分厚くなければならないということである。後者
は一般に過度のブルーミングを起こすのに充分な高電界
を有することも無く達成することはできない。そこで残
る選択は高電荷濃度に焦点を集め、弱電界を現像するこ
とができる現像システム(例えば液体インク又は約0.
1〜約15μmの平均粒径を有する顕像性粒子を含む単
一成分導電性磁気刷子による現像)を求めることであ
る。解像度及びブルーミング特性は誘電体厚さ(物理的
厚さ/誘電率)のみの関数である表面電荷及び電界(又
は表面電位)にのみ関係すると信じられていた。例え
ば、1976年8月24日発行のAndoの米国特許第
4,410,584号中には、厚さ約1ミル(25.4
μm)の誘電性像形成部材が記載されている。Gund
lachらの米国特許第4,463,363号、She
ridanらの米国特許第4,524,371号、Sh
eridanらの米国特許第4,644,373号及び
Tuanらの米国特許第4,584,592号のような
他の特許は単に誘電性像形成部材を挙げているが、寸法
を与えてはいないようである。先行技術のシステムの中
には、例えば17〜20ナノクーロン/cm2の電荷を
付着する低電荷変調イオン源を用いているものもある。
これらの低電荷は低すぎて、薄い低誘電率エレクトロレ
セプターを利用する通常の2成分現像システムでは実施
できない。さらに、厚さの薄いエレクトロレセプターす
なわち誘電性像形成層は高価でありかつ変動を全像形成
層の小分率に保つためにより大きい絶対的な均一性が必
要であるので処理がむずかしい。イオン流電子写真像形
成システムに於ける厚さの変動は像電圧の均一性に直接
関係し、像電圧の均一性は現像された像の品質に直接関
係する。かくして、先行技術のイオノグラフィー像形成
システムは低電位電荷発生装置を利用し、高流体ジェッ
ト速度で刺激性の笛音ノイズを生じかつ一般に標準の乾
式2成分ゼログラフィー現像剤による現像には不適であ
る。エレクトロレセプター中に酸化アルミニウム物質の
ような誘電性物質を用いる他の電子写真システムは低い
電荷受容性、高い電荷減衰速度及び通常の作動条件下で
の横方向伝導を示す。酸化アルミニウム物質は吸湿性で
あるので、エレクトロレセプターを、像のブラーや消去
後の像保持(ゴースト)のような、包囲湿度の大きな変
動の悪影響を受けないようにするために高温〔50%R
H及び23.9℃(75°F)以上〕で作動させねばな
らない。このエレクトロレセプターは、低電位電荷発生
装置及び標準の2成分乾式ゼログラフィートナー現像シ
ステムを利用するイオノグラフィー像形成システムに用
いるためには誘電体厚さが小さすぎる。エレクトロレセ
プターの帯電には、流体ジェットイオンプロジェクショ
ンの代わりにスタイラスを用いることができる。スタイ
ラスは誘電性像形成部材を高電位へ帯電させることはで
きるが、スタイラス自体及び(又は)像形成部材が急速
に摩耗し、望ましくない煙霧を生じかつエレクトロレセ
プターを破壊する可能性がある。先行技術の少なくとも
約25μm(1ミル)の厚さを有するゼログラフィー感
光体の中には、充電制限のないコロトロンのような無制
限電源のために比較的高電圧に帯電されているものがあ
る。残念乍ら、ゼログラフィー感光体は温度極限又は変
動、日光暴露、反応性煙霧との接触などから保護するた
めの特別な輸送及び貯蔵処置が所要である。さらに、ゼ
ログラフィー複写機には感光体を使用中又は使用しない
ときに保護するために、特殊なシャッターシステム、特
に自動シャッターシステムが所要である。さらに、感光
体は通常感熱性であり、溶融定着装置から安全な距離に
設置せねばならないので、機械組立て設計の融通性が制
限される。又、感光体はトナー膜化(filming)
にも敏感である。加えて、感光体物質、特に表面の摩擦
係数、表面エネルギーなどをブレードクリーニングシス
テムのような別の機械素子を収容するために容易に調節
することができない。又、サイクルアップ及びサイクル
ダウンの問題は感光体の通常の特性である。 〔従来の技術〕1985年6月18日発行のN.She
ridonらの米国特許第4,524,371号中に
は、イオン発生領域及びイオン変調領域を含むハウジン
グからなる流体ジェット援助式イオンプロジェクション
プリンティング装置が記載されている。像解像度はプリ
ンティング装置中の25.4mm(1in)当たりのス
ポットの数で制限され、、濃度は現像電極の使用の関数
である。1973年4月3日発行のMcCurryの米
国特許第3,725,951号中にはチャンネルを通っ
て移動しかつ誘電性表面上へ差し向けられるガス流中で
相対的イオン濃度を制御することによる誘電性表面上の
静電像の形成方法が記載されている。ガス流中の相対的
イオン濃度の制御はチャンネルの列へ電界を選択的に印
加することによって行われる。電界用には−15VDC
供給を用いた。誘電性媒体をイオンの極性と反対の極性
を有する所望な電位へ予め帯電し、次のイオンの制御さ
れた印加によってこの予め帯電された誘電性表面上に潜
像を形成させるようにすることができる。この潜像を
“共に技術上公知である”現像装置及び定着装置中を通
す。1973年6月26日発行のCaranaughら
の米国特許第3,742,516号中にはスロットを通
って移動しかつ誘電性表面上へ差し向けられるガス流中
の相対的イオン濃度を制御するため低電圧電界の選択的
印加を用いることによって誘電性表面上に静電像を形成
させるためのプリンティングヘッドが記載されている。
電界のために−15VDC供給を用いる。誘電性媒体を
イオンの極性と反対の極性をもつ所望の電位で予め帯電
させて、次のイオンの制御された印加によって予め帯電
された誘電性表面上に潜像を形成させるようにすること
ができる。この潜像を“共に技術上公知である”現像装
置及び定着装置中を通す。1986年6月10日発行の
Tamuraらの米国特許第4,593,994号中に
は、フォトコピー機中で用いられるイオン流変調器が記
載されている。イオン流変調器は絶縁性基体、絶縁性基
体の主要な表面上に形成された共通電極、複数のイオン
流制御電極、光導電性層及び種々の他の素子を含む。変
調器からの正荷電イオンは前以て一様な負電荷で帯電さ
れていた誘電性ドラム上に静電潜像を形成する。トナー
ホッパーから供給されるトナーが潜像へ引きつけられか
つ得られたトナー像がコピーシートへ転写され、シート
へ定着される。約20μmの厚さを有するポリエチレン
テレフタレートを含む特殊な誘電性ドラムが記載されて
いる。1979年9月25日発行のAndoらの米国特
許第4,168,974号には、複数の微小開口を有す
る感光性スクリーンを用いて像を形成させる電子写真プ
ロセスが記載されている。一様に帯電されたスクリーン
の像露光によってスクリーン上に第1静電潜像が形成さ
れ、この潜像を用いてスクリーンを通ってコロナイオン
流源とスクリーンとの間を移動するイオンを変調し、そ
れによって前以て所定の電位に一様に帯電された記録部
材上に第2静電潜像を形成させる。絶縁性層で被覆され
た導電性基体からなる絶縁された記録用ドラムが記載さ
れている。記録用ドラム上の静電潜像は湿式又は乾式現
像手段で現像される。得られたトナー像はコピーシート
へ転写されシートへ定着される。25μmの絶縁性層厚
及び3の誘電率Kが特に挙げられている。1976年8
月24日発行のAndoらの米国特許第3,976,4
84号には、複数の微細開口を有する感光性スクリーン
を用いて像を形成させる電子写真プロセスが記載されて
いる。一様に帯受されたスクリーンの像露光によってス
クリーン上に第1静電潜像が形成され、この第1潜像を
用いて印加電界下にスクリーンを通って移動するイオン
をイオン流源とスクリーンとの間で変調し、それによっ
て導電性基体と例えばポリエチレンテレフタレートの薄
層又は充分に乾燥された通常の紙の薄い帯電可能な層と
からなる帯電可能な記録部材上に第2静電潜像が形成さ
れる。第2潜像は、記録部材がバイアス電圧を印加され
た支持用導電性ローラー上にある間に、記録部材上に形
成される。この潜像を現像剤で現像しかつ定着する。用
いられる現像システムには液体及び磁気刷子現像剤が含
まれるようである。1979年1月30日発行のTak
ahashiらの米国特許第4,137,537号に
は、静電転写方法及び装置が記載されている。潜像形成
性物質の絶縁性表面を静電荷で一様に帯電し、次に絶縁
性表面の像形成領域中の電荷を近接隔置されたピン電極
からの放電によって消去する。得られた静電潜像を、現
像電極の存在下に於て、現像電極へ印加した電圧と同じ
極性の電荷を有する現像剤で現像する。現像用バイアス
電圧を用いる磁気刷子現像法が好ましいと記載されてい
る。現像された像は紙シートへ転写される。潜像形成材
料は導電性基体、第1誘電体のアンダーコート層及び第
2誘電体の記録層を含むことができる。1つの実施態様
に於て、アンダーコート層は低電気容量(C2=50〜
100pF/cm2)及び中抵抗率(ρ2=106〜1
09Ω・cm)を有しかつ厚さは30〜80μmであ
る。記録層は高電容容量(C1=200〜500pF/
cm2)、中抵抗率(ρ1=1012〜1015Ω・c
m)及び15〜50μmの厚さを有する。アンダーコー
ト層の比導電率(εγ2)は約4.0であり記録層の比
導電率は約7.0であった。アンダーコートの上記抵抗
率及び比導電率を得るために、アクリル、エポキシ又は
メラミン樹脂中に炭素又は金属酸化物を含有させること
ができる。記録層の電気容量を増加して上記抵抗率及び
比導電率を得るためには、アクリル、エポキシ又はメラ
ミン樹脂中に酸化チタンなどを含有させることができ
る。1983年10月18日発行のTobaらの米国特
許第4,410,584号には、記録層、導電性層及び
支持体からなり、導電性層が重合体結着剤中に分散され
た導電性微細粉末からなる静電記録部材が記載されてい
る。記録層は例えば第4欄、13〜29行に挙げられて
いる種々の有機及び無機誘電体物質を含むことができか
つ1〜20μmの厚さをもつことができる。1976年
7月6日発行のGoffeらの米国特許第3,967,
959号中には、粒子移動像形成部材が基体、軟化性層
粒子移動顕像性物質、及び例えば第6欄から第7欄にか
けての節中に挙げられているポリスチレン、シリコーン
樹脂、アクリル又はセルロース樹脂及び多くの物質のよ
うな種々の物質を含む被覆層からなる粒子移動像形成シ
ステムが記載されている。被覆層は約75μmまでの厚
さ(導電性でないならば)を有することができる。粒子
移動像形成部材の表面を、マスク又はステンシル、成形
電極、電子ビーム及び数多くの他の技術による帯電又は
感光を含む種々の方法で像形状に帯電させることができ
る。1979年3月13日発行のAndoらの米国特許
第4,143,965号には、複数の微小開口を有する
感光性スクリーンを用いて像を形成させる電子写真プロ
セスが記載されている。一様に帯電されたスクリーンの
像露光によってスクリーン上に第1静電潜像が形成さ
れ、この第1潜像を用いてスクリーンを通って移動する
イオンをコロナイオン流源とスクリーンとの間で変調
し、それによって帯電性記録部材上に第2静電潜像を形
成させる。スクリーンと帯電性記録部材との間に加速電
界を印加する。15μmの厚さの絶縁性ポリカーボネー
ト層で被覆されたアルミニウムドラムからなる絶縁性記
録用ドラムが記載されている。記録用ドラム上の静電潜
像を現像装置でトナー現像しかつ得られたトナー像を紙
に転写しかつ定着させることができる。1981年8月
18日発行のAndoらの米国特許第4,284,69
7号には、複数の微小開口を有する弓形感光性スクリー
ンを用いて像形成を行う電子写真プロセスが記載されて
いる。一様に帯電されたスクリーンの像露光によってス
クリーン上に第1静電潜像を形成させ、この第1潜像を
用いてスクリーンを通ってコロナイオン流源とスクリー
ンとの間を移動するイオンを変調し、それによって平坦
な又は弓形の記録部材上に第2静電潜像を形成させる。
大きい方の直径をもつスクリーン又は記録部材を他方よ
りも高速度で回転又は移動させる。記録紙あるいは被覆
又は接着によって与えられる樹脂などのような絶縁性物
質の厚さ15μの層で被覆されたアルミニウム基体から
なるドラムのような絶縁された記録媒体が記載されてい
る。記録用ドラム上の静電潜像を現像手段で現像するこ
とができる。得られたトナー像をコピー紙へ転写しかつ
定着させることができる。絶縁性層の厚さ25μm及び
3の誘電率Kが特に挙げられている。1985年8月1
3日発行のWilcoxらの米国特許第4,535,3
45号には、順次に、像状帯電ステーション、現像ステ
ーション及び電荷レセプターシートに像を形成させるた
めの溶融定着ステーションを含むイオンプロジェクショ
ン装置が記載されている。バッキング電極がレセプター
上への電荷付着を促進しかつ潜像イオン電荷へ反対の電
荷を与える働きをする。バッキング電極はイオンプロジ
ェクション領域から定着領域中へ伸びている。電荷レセ
プターシートは好ましくは通常の紙である。磁気刷子ロ
ーラーが磁性トナー粒子のサンプ中を回転し、そこでト
ナーを拾い上げてそれを紙表面上に付ける。ローラーか
ら伸びる結合したトナー粒子のひげが紙上へ掃かれ、粒
子に負電荷が誘起され、一部分が確立されている双極子
の正の表面電荷へ引きつけられ、紙へ付着する。198
6年3月12日公告のXerox Corporati
onの英国特許第2,164,000A号には、複写し
ようとする原画からプロジェクションされるラスターパ
ターンによって出口チャンネルに沿ってイオン流を制御
するための光導電性層を有する変調装置を含む流体援助
式イオンプロジェクション電子写真複写機が記載されて
いる。変調装置から送り出されるイオンはバッキング電
極上の単なる紙又は誘電性紙のようなレセプターシート
上に付着する。好ましい通常紙のレセプターを150〜
160℃に予め加熱して湿気を駆除して紙をより低導電
性にし、電荷を保持できるようにする。1015Ω/s
qの程度のシート抵抗率が挙げられている。現像は磁性
単一成分トナーが入ったトラフと磁気刷子ローラーとか
らなる現像ステーションで行われる。トナーは刷子ロー
ラーからイオン像へ引きつけられる。得られたトナー像
を定着させる。1984年7月31日発行のGundl
achらの米国特許第4,463,363号には、チャ
ンバー中でイオンを発生させ、急速に移動する流体流で
連行し、電極になっている出口ゾーンで変調しかつ相対
的に移動可能な電荷レセプター上に像状パターンで付着
させる。この先行技術は電荷受取り表面上の予め帯電さ
れた領域を放電させるために制御されたイオン化流体流
を用いるイオンプロジェクションシステムを記載してい
る。イオン種と反対の大きい電界を加速電極とイオンプ
ロジェクションハウジングとの間に保ってイオンをレセ
プターシートの受取り表面へ引きつける。1985年8
月27日発行のSheridonの米国特許第4,53
8,163号には、流体輸送チャンネル内で起こる一連
のRF破壊中にほぼ等しい数の正及び負のイオンが同時
に発生される流体ジェット援助式イオンプロジェクショ
ンプリンティング装置が記載されている。この先行技術
は電荷受取り表面上の予め帯電されている領域を放電さ
せるために制御されたイオン化流体流を用いるイオンプ
ロジェクションシステムを記載している。通常の紙のよ
うな電荷レセプターがイオンを流体流から像形状で集め
る。電荷レセプターはバイアス電圧をかけた導電性加速
電極プレート上に置かれる。現像ゾーンでは反対に帯電
された顕像性粒子がイオンパターンで引きつけられる。
1985年6月18日発行のSheridonらの米国
特許第4,524,371号には、イオン発生領域及び
イオン変調領域を含むハウジングを有する流体ジェット
援助式イオンプロジェクションプリンティング装置が記
載されている。イオンは、コロナ源の符号と反対の符号
の高電圧電源へ接続させることができるバッキング電極
上の電荷レセプター上に付着する。1987年2月17
日発行のSheridonらの米国特許第4,644,
373号には、キャビティ開口の大部分のための閉包
(closure)を形成しかつイオン発生チャンバー
及び導電性であるキャビティ出口領域を構成する平面状
導電性部材に適合した(mated)U形キャビティを
有する流体援助式イオンプロジェクションプリンティン
グヘッドが記載されている。プリンティングヘッドから
送り出されるイオンは導電性加速電極上に被覆された誘
電性層上に付着する。プリンティングヘッドのコロナ電
位と反対の符号の高電位が加速電極へ接続される。19
86年4月22日発行のTuuanらの米国特許第4,
584,592号には、上に一体成形されている変調用
電極列、アドレスバスライン、データバスライン及び薄
膜スイッチを有する顕像ヘッドを含む流体ジェット援助
式イオンプロジェクション顕像装置が記載されている。
電荷レセプターが流体流からイオンを像形状で集める。
電荷レセプターはバイアス電圧をかけた導電性加速バッ
キング電極の上に置かれる。電荷レセプターは誘電性ド
ラムのような絶縁性中間表面であることができる。19
83年10月18日発行のTobaらの米国特許第4,
410,584号には、記録層、導電性層及び支持体を
含み、かつ導電性層が有機結着剤中に分散された微細粉
末からなりかつ106〜108Ωの表面抵抗率を有する
静電記録部材が記載されている。支持体は種々の形であ
ることができかつ種々の金属又は重合体物質であること
ができる。記録層は誘電性でありかつ少なくとも10
12Ω・cm、好ましくは少なくとも1014Ω・cm
の体積抵抗率を有する。ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリウレタン、(メタ)アクリル型樹
脂、スチレン型樹脂、ポリプロピレンなどのような有機
誘電体物質、又は無機粉末、例えばTiO2、Al2O
3、MgOなどと有機誘電体物質との混合物のような誘
電体材料が記載されている。少なくとも1μm、好まし
くは20μmまで、特に2〜6μmの記録層厚さが記載
されている。針状電極で記録部材上に静電潜像を形成さ
せる。この静電潜像を現像し、得られた現像像を普通の
紙へ転写することができる。1984年3月6日発行の
Tarumiらの米国特許第4,435,066号中に
は、イオン変調部材中を通って流れるイオン流を変調電
極の電極と複写部材との間の電界を強めることによって
増加する静電複写装置が記載されている。この先行技術
には誘電性ドラム及び現像装置も用いられると記載され
ている。1985年1月1日発行の米国特許第4,49
1,855号中には、複数の開口又はスリット状開口を
有する制御装置を利用して荷電粒子の通過を制御しかつ
像受取り部材上に直接荷電粒子によって可視像を記録す
る方法及び装置が記載されている。荷電粒子を支持部材
上に支持しかつ交番電界を支持部材と制御電極との間に
印加する。像受取り部材は例えば電極上の紙であること
ができる。1984年10月2日発行のBurwass
erの米国特許第4,474,850号には、カルボキ
シル化、高分子量重合体又は共重合体又はその塩及び随
意に微粒子状顔料の厚さ2〜15μmのコーティングを
有する透明な樹脂支持体からなるインクジェット記録用
透明画が記載されている。種々な特別の顔料及び重合体
の代替物も記載されている。1984年11月6日発行
のHarutaらの米国特許第4,481,244号中
には、基体と親水性及び疎水性の両セグメントを有する
重合体を含むコーティング層とからなる書込み用又は印
刷用材料が記載されている。コーティングは例えばスチ
レン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、ア
クリルアミド、塩化ビニリデン及び多くの他の特別な物
質の単量体から製造される種々の重合体を含むことがで
きる。ゼオライト、シリカ及び合成雲母のような多孔性
無機粉末もコーティング中に含有させることができる。
1985年3月5日発行のJaegerらの米国特許第
4,503,111号中には、重合体コーティングを有
する疎水性基体材料を含む記録材料が記載されている。
重合体コーティングはポリビニルピロリドンと相容性の
マトリックス形成性重合体とからなることができる。記
載されている特別なコーティング厚さには10.16μ
m(0.40ミル)及び12.7μm(0.5ミル)が
含まれる。少なくとも5μm(0.005mm)の最終
コーティングも挙げられている。かくして、上記既知の
方法を利用するシステムはそれぞれの所期の目的には適
しているが、改良されたイオノグラフィー像形成システ
ムの開発の要望は依然としてある。 〔発明が解決しようとする課題〕本発明の1つの目的は
上記欠点の無い新規のイオノグラフィー像形成システム
を提供することである。本発明のもう1つの目的は高い
静電位を受取ることができるより厚いエレクトロレセプ
ターを提供することである。本発明のさらにもう1つの
目的はイオノグラフィー像形成ヘッドを通る流体のより
低い流速を可能にし、それによって流体を移動させるた
めに用いられる高価な送風機及びポンプからの大きい笛
音ノイズを防ぐことができるエレクトロレセプターを提
供することである。本発明のもう1つの目的はエレクト
ロレセプター表面上に高い電荷濃度又は表面電位を生ず
るシステムを提供することである。本発明のさらにもう
1つの目的はエレクトロレセプター表面上に高解像度像
を得るためのシステムを提供することである。本発明の
もう1つの目的は乾式2成分現像剤によるゼログラフィ
ー現像のための強電界を生成させるシステムを提供する
ことである。本発明のさらにもう1つの目的は線領域画
像と固体領域像との組み合わせを同時に得るためのシス
テムを提供することである。本発明のもう1つの目的は
より高いエレクトロレセプター速度でより高い電荷濃度
を得るためのシステムを提供することである。本発明の
さらにもう1つの目的は誘電性像形成層摩耗を最小にす
るシステムを提供することである。本発明のさらにもう
1つの目的は望ましくない煙霧の生成を防ぐシステムを
提供することである。本発明のさらにもう1つの目的は
簡単でかつ安価な像形成部材を利用するシステムを提供
することである。本発明のさらにもう1つの目的は安定
で耐久性の像形成部材を利用するシステムを提供するこ
とである。本発明のさらにもう1つの目的は変形するこ
となく多数回パスシステムで再使用可能なシステムを提
供することである。本発明のさらにもう1つの目的は像
形成部材の製造のためのより高い許容範囲を提供するこ
とである。 〔課題を解決するための手段〕前記目的及び他の目的
は、本発明によって、導電性層とポイドが無い一様でか
つ連続した誘電性像形成層とを含み、像形成層が約1.
5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μmの厚さを
有し、厚さ/誘電率の値が約30〜約60mμであるイ
オノグラフィー像形成部材を提供することによって達成
される。本発明の範囲内には、導電性層と造膜性重合体
を含む誘電性像形成層とを含み、像形成層が像形成表
面、約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μ
mの厚さを有し、厚さ/誘電率の値が約30〜約60で
あるイオノグラフィー像形成部材を用意すること、像形
成表面へ低電流イオン流を選択的に差し向けて像形成表
面上に静電潜像を形成させること、及び像形成表面を静
電的吸引性、顕像性粒子と接触させ、それによって顕像
性粒子を像形成で像形成表面上に付着させることを含む
像形成方法も含まれる。付着した顕像性粒子を像受取り
部材へ転写し、その後で像形成表面をクリーニングし、
さらに潜像形成、顕像性粒子接触、顕像性粒子転写及び
クリーニング工程を通してサイクルさせることができ
る。本発明の他の目的及びその他の特徴及び利益は添付
図面についての以下の説明から明らかになるであろう。
特に図面について説明すると、図1には像形成層16を
担持する導電性ドラム14を含む電子写真像形成部材1
2を含むプリンティングシステム10が示してある。電
子写真像形成部材12の外周のまわりには一様な正電荷
を誘電性像形成表面16へ適用するための帯電ステーシ
ョン18、一様に帯電された誘電性像形成層16を選択
的に放電して静電潜像を形成させるための流体流援助式
イオンプロジェクションプリンティングヘッド20(例
えば米国特許第4,463,363号、米国特許第4,
524,371号又は米国特許第4,644,373号
に記載されている型の)、静電潜像を2成分現像剤と接
触させて静電潜像と一致してトナー像を形成させるため
の現像ステーション22(例えば磁気刷子アプリケータ
ー)、誘電性像形成層16へ像受取りシート(点線26
で示す)を供給するためのシート供給ステーション2
4、トナー像を受取りシート26へ転写するための転写
ステーション28、転写されたトナー像を担持する像受
取りシート26を像受取りシート26へトナー像を定着
させるための定着ステーション32へ送るためのシート
輸送ステーション30、及び像形成層16上の残留トナ
ーを除去するためのクリーニングステーション33が配
置されている。現像ステーション22に接続している調
節可能なバイアス電源34は潜像電位に対する像現像条
件への変化を可能にする。潜像を形成するイオンと同じ
極性の逆バイアスを導入し、かつ導電性ドラム14と現
像ステーション22との間にバイアスをかけることによ
って、潜像の非像領域内の不均一性を望ましくないトナ
ー粒子がより不在な状態にしておくことができる。底部
の開口以外はカセットハウジング36が電子写真像形成
部材12、帯電ステーション18、プリンティングヘッ
ド20、現像ステーション22及びクリーニンステーシ
ョン33を包囲しかつ支持している。カセットハウジン
グ36の底部は像形成層16を像受取りシートに接触さ
せるために開放されている。レール38及び40がカセ
ットハウジング36の側面に固定されておりかつハウジ
ングを支持しており、それぞれ水平軌道42及び44中
に滑動自在に取付けられ、軌道42及び44はプリンテ
ィング装置のフレーム部材に固定されている。適当なラ
ッチ手段(図には示してない)が像受取りシートの経路
に対して適所にカセットを一時的に保持する。この配置
は電子写真プリンティング機関の主要素子の迅速な取替
えを容易にする。所望ならば、1つ以上の処理ステーシ
ョンをカセットハウジング36の外側に配置し、プリン
ティング装置のフレーム部材に取付けることができる。
それは電子写真像形成部材12を取替えるときに取替え
が不要だからである。米国特許第4,463,363
号、米国特許第4,524,371号及び米国特許第
4,644,373号の全記載は参照文として本明細書
に含まれるものとする。図2について説明すると、例と
して、導電性材料の上部鋳物51を含むイオンプロジェ
クションヘッド50が示してある。上部鋳物(uppe
r casting)51はステンレス鋼の鋳物である
が、コロナ放電の化学作用に長時間暴露されることによ
って影響を受けないかぎり、他の任意の適当な導電性材
料で満足であることは言うまでもない。プロジェクショ
ンヘッド50の上部鋳物51は流体充満室(図には示し
てない)に連結しており、充満室には流体源(図には示
してない)が固定されている。入口チャンネル52は充
満室からの低圧流体(好ましくは空気)を受けとり、イ
オン発生キャビティ54へ送る。入口チャンネル52は
そこを通る圧力降下が小さいことを保証するため充分大
きい断面をもっていなければならない。キャビティ54
は一般にU形断面を有し、その3側面はコロナワイヤ5
6を包囲している。ワイヤ54をキャビティ内の所定位
置に取付けるために適当なワイヤ取付け用支持体(図に
は示していない)がキャビティ54の両端に設けられて
いる。ワイヤ端部をプロジェクションヘッド50のハウ
ジングに対して偏心支持体(図には示してない)上に取
付けることによって、ワイヤ位置の若干の制限された調
節が可能になる。この構造のイオンプロジェクションヘ
ッド50を示したが、他の適当なイオンプロジェクショ
ンヘッドの形もここに示したヘッドの代わりに用いられ
得ることは当然である。導電性プレート58、絶縁性層
60、及び薄膜要素層63が典型的には厚さ約1016
μm(40ミル)の平面状基体64上に支持されてい
る。平面状基体64の両側の一対の延長部はワイピング
シュー(図には示してない)を形成し、電気的に接地さ
れた金属ドラム67上に支持されている誘電性像形成層
66の外側縁部上に乗っていて、イオンプロジェクショ
ンヘッド50と誘電性像形成層66の像形成表面との間
に適当な間隔が作られるようになっている。イオンプロ
ジェクションヘッド50の上部鋳物51上に適当な位置
ぎめ出張り(図に示してない)によって適当位置に置か
れたとき、導電性プレート58及び平面状基体64はお
のおのが片持取付けされているので、上部鋳物51と共
に、キャビティ出口領域70〔長さ約250μm(10
ミル)〕及びイオン変調領域71〔長さ約508μm
(20ミル)〕を含む出口チャンネルを構成する典型的
には厚さ約305μm(12ミル)の導電性プレート5
8はU形キャビティ54の大部分を閉鎖し、キャビティ
54内にイオン発生チャンバーを形成しかつ導電性プレ
ート58と隣接キャビティ壁62との間にキャビティ出
口領域70を残す。好ましくは平面状基体64は、上に
薄膜変調用電極、導電性トレース及びトランジスタが一
体成形されているガラス板からなる大面積顕像チップで
ある。この大面積チップはHsing C.Tuanら
の米国特許第4,584,592号に完全に記載されて
おり、その全記載は参照文として本明細書に含まれるも
のとする。薄膜要素はすべて薄膜要素層63で示され
る。絶縁性層60は薄膜要素層63を被覆してこの層6
3を導電性プレート58から隔離する。コロナワイヤ5
6の位置は好ましくはキャビティ壁62及び導電性プレ
ートからほぼ同距離にある。かかるオリエンテーション
は匹敵できる大きさの他の円筒形イオン発生チャンバー
よりも高いコロナ出力電流が得られる。キャビティ54
の差し渡しの幅は約3175μm(125ミル)である
が、コロナワイヤ56はキャビティ壁62のおのおのか
ら僅か約635μm(25ミル)(すなわちワイヤと通
常の円筒形チャンバーの壁との間の距離の半分未満)隔
置される。キャビティ壁62が導電性になっていて、基
準電位(地面のような)に適当に接続されている限り、
絶縁性材料で上部鋳物51を製造することができること
は言うまでもない。上部鋳物51が絶縁性にされる場
合、遠隔キャビティ壁へのイオン流がそこに蓄積され
る。しかし、コロナワイヤ56を絶縁性壁へよりも導電
性壁へずっと近くに隔置することによって、比較的少し
しかイオンは絶縁性壁へ流れず、電荷蓄積は最小とな
り、これらの壁へのアークは防止される。空気流は入口
チャンネル52からイオンプロジェクションヘッド50
中へ入り、キャビティ54(イオン発生チャンバー)中
を流れ、出口チャンネル68を通ってイオン発生チャン
バーから出る。ワイヤとキャビティ壁62との間の空間
内のワイヤの各直線増分のまわりに一様なコロナを発生
させるためコロナワイヤ56のまわりの空気(又は他の
イオン化性流体)をイオン化するために、公知の技術が
用いられる。例えば、高電圧電源72(約数千ボルトの
程度の)を適当な抵抗素子74(典型的には1メグオー
ム)及び始動時にコロナワイヤから他のシステムエレク
トロニクスへの放射性カップリングを防止するために用
いられる誘導素子75(典型的には2700ミクロヘン
リーで、イオンプロジェクションヘッドにできるだけ近
接して置かれる)を通してコロナワイヤ56へ印加しか
つ基準電圧76(約1000ボルトの程度、あるいは電
気的接地)をキャビティ壁62へ印加することができ
る。かくして発生されたイオンの一部はキャビティ壁6
2へ引きつけられ、そこで未荷電空気分子に結合する。
空気流によって出口チャンネル68中へイオンの残りが
一掃されてしまうと、逃亡するイオン連行空気流を理解
できるようにすることが必要になる。これは、イオン変
調領域71内で、おのおのがスイッチ80によって低電
圧電源78(約30V程度の)に接続されている薄膜要
素層63内の個々に切換え可能な変調電極(図には示し
てない)によって行われる。実際の構造中、薄膜要素層
63内の個々に切換え可能な変調電極を駆動する変調エ
レクトロニクスは電極群が一団となり、適当なバッキン
グ電極が反対壁62上に存在するかあるいは各電極が個
々に既知の、seriesin/paradlel o
ut、桁送りレジスターで駆動される標準のマルチサー
キットリーを含むことができる。各電極はイオン変調領
域71から出るカーテン状空気流中で狭いイオン“ビー
ム”を制御する。例えば、25.4mm(1in)当た
り200制御電極の列では、導電性電極は幅が約89μ
m(3.5ミル)であり、各電極は次の電極から38μ
m(1.5ミル)隔てられている。もっと狭い電極及び
もっと狭い絶縁性バリヤーを有するもっとコンパクトな
電極列も充分に可能な範囲内に入ると考えられる。最適
には、解像度及び電力消費要求の観点から、薄膜要素層
63と最近接点に於けるキャビティ壁62との間の距離
は約76μm(3ミル)〜約127mμ(5ミル)であ
る。この大きさのチャンネル幅では、関心ある空気速
度、例えば約1×104cm/秒で層流条件が優勢であ
る。イオン変調領68から送り出されるイオンはイオン
を引きつける加速電極として働く電気的に接地された金
属ドラム67の影響下に入るので、誘電性像形成層66
の表面上に付着することができる。イオンプロジェクシ
ョンヘッドから出るイオンの符号と反対の符号の数千ボ
ルトDCの程度の高電圧電源(図には示してない)を接
地の代わりに金属ドラム67へ印加することができる。
別法では、誘電性像形成層66の表面を、帯電ステーシ
ョン18(図1参照)で、イオンプロジェクションヘッ
ドからのイオンの符号と反対の符号の高電圧(1000
V程度の)へ帯電させることができる。像受取り体をど
ちらかの付号の高電圧に予め帯電させることの利点はエ
レクトロレセプター表面と接触するクリーニングブレー
ドや現像剤のような素子に対して摩擦帯電によって像受
取り表面上に生ずる低電圧関連の問題を防ぐことであ
る。誘電性像形成層66上の摩擦帯電レベルは、像受取
り体の厚さ及び接触用サブシステムのために選ばれる材
料によってどちらかの極性で接地より600V高いレベ
ルに達する可能性がある。予備帯電レベルを摩擦帯電レ
ベルより高く選ぶことによって、すべての像領域及び摩
擦帯電領域は予備帯電装置で一様なレベルに予備帯電さ
れる。誘電性像形成層の下にある導電性層は導電性支持
基体であっても、あるいは支持基体上の導電性層であっ
てもよい。後者の実施態様では、支持基体は絶縁性又は
導電性のいずれでもよい。支持基体として又は支持基体
上の導電性層としての導電性層はウエブ、箔、ラミネー
トなど、ストリップ、シート、コイル、シリンダー、ド
ラム、継目なしベルト、円形ディスク又は他の適当な形
を含む任意の適当な形でよい。導電性層中には任意の適
当な導電性材料を用いることができる。導電性層は、例
えば薄い真空蒸着した金属又は酸化金属コーティング、
金属箔、結着剤中に分散された導電性粒子など、あるい
はプラズマ付着時に導電性コーティングを生ずるガスで
あることができる。典型的な金属又は酸化金属には、ア
ルミニウム、インジウム、金、酸化錫、酸化インジウム
錫、銀、ニッケルなどが含まれる。典型的な導電性支持
基体には、金属管、ポリエステル及び他の重合及びセル
ロース系材料のような金属化重合体、不透明又は透明な
導電性重合体で被覆された膜などが含まれる。典型的な
絶縁性支持基体には有機又は無機重合体、セラミック、
セルロース系材料、塩及びブレンドが含まれる。本発明
のイオノグラフィー像形成部材の随意の粘着剤層中には
任意の適当な粘着剤を用いることができる。随意の粘着
剤層は実質的に電気絶縁性であることができ、あるいは
任意の他の適当な性質を有することができる。典型的な
粘着剤には、ポリエステル(例えばGoodyear
Tire and RubberCompanyのGo
odyear Chemicals Division
から発売されているVitel PE−100及びPE
−200及びE.I.dupont de Nemou
rs & Co.から発売のDupont4900)、
スチレン共重合体(Goodyear Tire an
d RubberCompanyの Goodyear
Chemicals Divisionから発売の種
々のPliolite重合体)、Henkel Cor
p.から発売されているVersalan1138及び
Macromelt6238、アクリル重合体(例えば
E.I.du Pont de Nemours &
Co.から発売のDuPont68070及び6808
0アクリル系粘着剤)、ポリウレタン樹脂(B.F.G
oodrich Chemical Company,
Division of B.F.Goodrich
Co.から発売のEstane5707,5715)な
ど及びこれらの混合物が含まれる。粘着剤層が電気絶縁
性である場合には、好ましくは連続的でありかつ厚さが
約10μmまでであるが、ある実施態様ではより厚い粘
着剤層も適当でありかつ所望でありうる。粘着剤が導電
性でない場合、粘着剤層の誘電体厚さを像形成層の誘電
体厚さに追加せねばならない。粘着剤層が導電性である
場合には、厚さにはほとんど制限が無いが、但し、取扱
いや経済は例外である。吹付けコーティングで適用され
るとき、誘電性像形成層のより一様なコーティングのた
めには、約0.5〜約2.0μmの粘着剤層が好まし
い。本発明の誘電性像形成層はボイドの無い一体的、一
様かつ連続な層を形成することができる物質を含み、造
膜性重合体、無機物又はこれらの混合物を含み、他の添
加剤を含むかあるいは含まない。概して、誘電性像形成
層は約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも約45μ
mの厚さを有し、かつ厚さ/誘電率の値が約30〜約6
0でなければならない。これらの性質を有するエレクト
ロレセプターの中には、流体ジェット援助式イオンプロ
ジェクションヘッドと絶縁性キャリヤ粒子を含む2成分
現像剤ならびに単一成分及び液体現像システムとを用い
るイオノグラフィー像形成システムで少なくとも約60
0スポット/in(25.4mm)の解像度及び少なく
とも約0.8の像濃度を有する像を形成するものがある
ことが発見された。誘電性像形成層は任意の適当な有機
又は無機物質から製造することができる。誘電性像形成
層は均一でも不均一でもよい。典型的な均一層には、下
記表1に示されるような約1.5〜約40の誘電率を有
する造膜性有機重合体が含まれる。
【表1】
【表2】 典型的な有機造膜性重合体には、例えばポリカーボネー
トコ・ポリエステル(例えばDow Chemical
Co.から発売のXP73036.00及びXP73
038.00)、ポリエチレンテレフタレート、コ・ポ
リ(1,4−シクロヘキシレン−ジメチレン/エチレ
ン)テレフタレート、ポリスルホンなどが含まれる。特
に興味があるものは、モノマ−コーティングとして付着
させかつUV、e−ビーム、又は熱によって導電性層上
で硬化させて強靱な耐摩耗性重合体コーティングを生成
させることができる種々のウレタン、エポキシ、アクリ
ル及びシラン物質である。ポリウレタン(E.I.du
Pont de Nemours & Co.から発売
のImronエナメル)、ポリカーボネート(例えばB
ASF Corp.から発売のMakralon 57
45)、ポリカーボネート コ・エステル(例えばDo
w Chemical Co.Corp.から発売のX
P73010.00)、ポリスルホン、コポリ(1,4
−シクロヘキシレン−ジメチレン/エチレン)テレフタ
レート(Eastman Kodak Co.から発売
のPETGコ・ポリエステル6763)、ポリ弗化ビニ
ル、ポリ弗化ビニリデン、ペルフルオロアルコキシテト
ラフルオロエチレン及びこれらの混合物のような重合体
誘電性像形成層が、電荷受取りが容易であり、電荷減衰
が低く、湿度安定性が良好でありかつクリーニングが容
易であるので特に好ましい。誘電性像形成層は造膜性重
合体と随意の粘着剤層に関して上で記載した粘着剤のよ
うな粘着剤とのブレンドを含むことができる。例えば、
80重量%のポリカーボネート(Gencral El
ectric Co.から発売のLexan4701)
と20重量%のポリエステル(Goodyear Ti
re & Rubber Co.から発売のV;tel
PE−100)又は20重量%のポリエステル(Go
odyear Tire and Rubber C
o.から発売のV;tel PE−200)とのブレン
ドで優れた結果が得られた。これらのブレンドは金属表
面に特に良く付着し、特別な接着剤層の必要が無い。所
望ならば、均一な誘電性像形成層中に任意の適当な無機
物質を用いることができる。典型的な無機物質には、セ
ラミック、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化バリウム、ガラス、酸化マグネシウムなどが含
まれる。誘電性像形成層は任意の適当な溶解又は分散さ
れた物質をも含むことができる。これらの溶解又は分散
された物質には、例えばチタン酸バリウム、鉄、チタ
ン、バナジウム、マンガン又はニッケルの遷移金属の酸
化物、燐酸塩ガラス粒子などのような無機物質が含まれ
る。分散された物質の1つの特別な群は遷移金属酸化物
からその多原子価性を用いることによって得られる。遷
移金属燐酸塩ガラスは充分な量の遷移金属酸化物を五酸
化燐と混合した後、溶融することによって得られる。こ
の方法で所定の誘電的性質を有するガラスが生じ、予測
可能な方法で所望の複合材誘電率を得ることができる。
かかるガラスの1例は4.5T;O2−x.2P2O5
(ここでxはTiの2つの原子価状態の比を決定し、x
が大きい程、より多量のTi+3イオンが存在する)で
ある。Ti+3とTi+4との比はガラスの誘電的性質
を決定する。かくして、xの値が小さい程、DC誘電率
の値は小さくなる。かかるガラスは、計算量の粉末状T
iO2及び(NH4)2HPO4の混合物をアルゴン雰
囲気中で加熱して最初に適当なTiO2−P2O5混合
物を得ることによって製造される。この混合物を所要に
応じてTi2O3でドープする。完全に混合した後、得
られた粉末をアルゴン雰囲気中で溶融するまで加熱す
る。約1時間溶融状態にしておいた後、溶融物から直接
流し込みで注型する。別法ではガラスを通常の方法でシ
ョットする(shotted)することができる。x=
0.5の値は約20の静的誘電率及び約6の高周波数誘
電率を与える。この範囲の値はすべての遷移金属酸化物
で容易に得られ、静的誘電率では100のような高い値
が得られ得る。生成したら、ガラスを本明細書記載の方
法で混合のため粉砕又は他の方法で処理して微細粒子に
する。遷移金属燐酸塩ガラスの製造には、上記式中のT
iの代わりにV,Mn,Ni,Feなどのような他の遷
移金属を用いることができる。酸化物及び五酸化燐の前
の値も変化することができる。かくして、五酸化燐の値
を固定すると、他の値を2.5から6まで変えてもガラ
スを得ることができる。これらの物質は湿度に不感性で
あるが、透明度は変化し、x=0では透明、x=0.1
では濁り、これらはこの形では不治性である点で無毒で
ある。別法で、あるいは無機物質に加えて、有機物質を
エレクトロレセプター層中に溶解又は分散させることが
できる。典型的な有機物質には電荷輸送分子、ろう、ス
テアレート、光及び熱安定剤、染料、酸化防止剤、可塑
剤など同じこれらの混合物が含まれる。好ましくは、誘
電性像形成層は誘電性像形成層の重量に対して約20〜
約100重量%の造膜性重合体と約0〜約80重量%の
分散された物質とを含む。典型的な不均一性層はポリプ
ロピレン中に分散されたチタン酸バリウム、又はポリカ
ーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホ
ン、ポリビニル、ポリウレタン、ナイロンなどのような
重合体中に分散された遷移金属(Fe,Ti,V,M
n,Ni)酸化物又は燐酸塩ガラス粒子のような溶解又
は分散された物質を含む有機重合体を含む。誘電性像形
成層は種々の電荷輸送分子をように電荷保持の改良を助
ける種々の化合物を全体にわたって溶解又は分散して含
むこともできる。又、例えば、添加剤を用いて誘電性像
形成層の誘電率を増加または減少させることもできる。
適当な誘電性像形成層物質を選ぶことによって、エレク
トロレセプター表面をトナー又は現像剤の摩擦帯電に用
いることもできる。さらに、離型剤を像形成層中に添加
してトナーの転写又は除去を促進することができる。例
えばクリーニングのためにステアリン酸亜鉛を加えるこ
とができる。さらに、粉末充填剤を加えてトランスフィ
ックス(transfix)性のため圧縮強度を上げる
ことができる。他の誘電性物質のホストはHandbo
ok of Chemistry and Physi
cs,66版、1985−1986,CRC Pres
s,Inc.,Section E,49〜59頁中及
び誘電性像形成層(エレクトロレセプター)中で潜在的
に有用である他の場所に記載されていることも理解して
おくべきであり、これらの選択は上記の所望な条件を認
識すれば明白である。所望ならば、誘電性像形成層は同
一又は異なる誘電性物質の多層を含むことができる。一
般に多層の複合物は、概して、約1.5〜約40の誘電
率及び少なくとも約45μmの厚さを有しかつ厚さ/誘
電率の値が約30〜約60でなければならない。最上層
は下の層と異なる性質をもつことができる。例えば、厚
さ約2μmのテフロン上層を、改良された転写及びクリ
ーニングプロセスのためのその低誘電率性、その優れた
耐摩耗安定性及びその低表面エネルギー特性のために選
ぶことができる。下層の誘電性層は約43〜75μmの
厚さ及び3.7の誘電率を有するポリイミド(E.I.
du Pont de Nemours & Co.か
ら発売のKaptonタイプF)のような別の誘電性物
質であることができる。付着した誘電性像形成層の厚さ
は、乾燥又は硬化工程後、高い解像度及び像濃度を得る
ため好ましくは少なくとも約75μmである。誘電性像
形成層の乾燥厚さが約45μm未満であると、与えられ
たイオンプロジェクションヘッドと2成分現像システム
とからの像濃度は低いが、解像度は合格である。約75
〜約400μmの全誘電性像形成層の厚さで最適な結果
が得られる。誘電性像形成層及び(又は)随意の粘着剤
層は、任意の適当なコーティング方法で下層へ適用する
ことができる。典型的なコーティング法には、通常のド
ローバー、空気援助式(air assisted)、
噴霧、又は回転吹付け、押出し、浸漬、グラビアロー
ル、線巻きロッド、エアナイフコーティング、スパッタ
リング、粉末コーティングなどが含まれる。所望なら
ば、導電性層へ、又は随意の粘着剤層への誘電性像形成
層の適用を容易にするため、造膜性重合体物質と共に任
意の適当な溶剤を用いることができる。コーティングプ
ロセス中に膜を形成する物質のために、溶剤は造膜性重
合体を溶解しなければならない。典型的な造膜性重合体
物質と溶剤又は溶剤混合物との組み合わせには、ポリカ
ーボネート(例えばGeneral Electric
Co.から発売のLexan4701)とジクロロメタ
ン/1,1,2−トリクロロエタン;ポリカーボネート
(例えばBASF Corp.から発売のMakrol
on5705)と1,1,2−トリクロロエタン;ポリ
スルホン(例えば、Union Carbide Co
rp.から発売のP−3500)と塩化メチレン及び
1,1,2−トリクロロエタン;Merlon M−3
9(Mobay Chemical Co.から発売)
とジクロロメタン及び1,1,2−トリクロロエタン;
Lexan145(General Electric
Co.から発売)と1,1,2−トリクロロエタン;
Lexan3250(General Electri
c Co.から発売)とジクロロメタン及び1,1,2
−トリクロロエタン;DowXP73038(Dow
Chemical Co.から発売)とジクロロエタン
及び1,1,2−トリクロロエタン;XP73010.
0(Dow Chemical Co.から発売)と
1,1,2−トリクロロエタン;Lexan145(G
eneral Electric Co.から発売)と
ジクロロエタン及び1,1,2−トリクロロエタン;及
びDowPolycarbonate Copolym
er XP73036.00(Dow Chemica
l Co.から発売)とジクロロメタン及び1,1,2
−トリクロロエタンなどが含まれる。溶液から適用され
たコーティングは適当な方法で固化させてコーティング
を乾燥又は硬化させることができる。典型的な乾燥方法
には、オーブン乾燥、赤外線ランプ乾燥、真空室乾燥、
などが含まれる。乾燥は好ましくはコーティング中に気
泡及び応力が生じない速度で行われる。例えば、所定時
間温度を増分的に上げるプログラミングされた加熱を用
いて気泡、応力亀裂及び他のボイドがほとんど無い層を
得ることができる。重合体もコーティングプロセス中懸
濁液、エマルション又は分散液内に保持し、後に乾燥、
合一又は潜在溶剤を用いる硬化過程中に膜にすることも
できる。一般に、電気泳動、導電性磁気刷子、又は単一
成分現像を用いる誘電性像形成層上の潜像の良好な現像
のためには約75〜約600Vを得ることが望ましく、
絶縁性キャリヤを有する2成分現像を用いる誘電性像形
成層上の潜像の良好な現像には約250〜約1000V
を得ることが望ましい。誘電性像形成層の誘電率はブル
ーミング因子に影響する。入来するイオンがレセプター
上に既に付着しているイオンによって生じたイオンヘッ
ドへ向かってレセプターから発する電界によって反発さ
れるとき電荷の広がりが起こる。エレクトロレセプター
の上方の領域の電界強さはイオンプロジェクションヘッ
ドとレセプターとの間の領域の誘電体厚さとレセプター
の誘電体厚さの比で決定される。レセプターの厚さが同
じ場合、誘電率が低いほど広がりが多くなる。一般に、
約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも45μmの厚
さを有し、誘電体厚さが30〜60μmの誘電性像形成
層で満足な結果が得られる。誘電率の下限は現在の物質
入手可能性限界である。低誘電率物質を用いるために所
要な薄層のコーティング均一性は絶対厚さのより厳格な
要求のために得るのが困難になる。ピンホールのような
ボイド及び他のコーティングの欠陥は薄いコーティング
の方が問題となる。造膜性重合体の誘電率の上限約40
は誘電率を上げるために用いられるドーパントの影響に
よって決定される。層の機械的一体性はバルクドーパン
トの添加及び重合体のドーパントへの付着性及び混合物
の基体への付着性によって悪影響される。高誘電率物質
の中には電荷捕獲及び電荷注入のような因子に非常に敏
感なものがある。これらの因子は重合体のバルクドーピ
ングによってつくられる高誘電率物質で制御するのがむ
ずかしい。さらに、基体との界面は電荷ブロッキング層
の可能な必要を生ずる電荷注入に対してより敏感にな
る。さらに、高誘電率物質はより大きな厚さを必要と
し、価格と製造の困難さが増す。約2〜約12の誘電率
が好ましい。約2〜約8の誘電率で最適な結果が得られ
る。誘電性像形成層は約5〜約80%の相対湿度及び約
6℃(60°F)〜約50℃(122°F)に於て少な
くとも約1010Ω・cmの体積抵抗率をも有していな
ければならない。何故ならば像状放電後の像形成層表面
上の電荷移動は像ブルーミングを生ずるからである。こ
のレベル以下の体積抵抗率も誘電性像形成層を通る電荷
減衰を引き起こし、現像のための有効像電荷レベルを減
少する。誘電性像形成層の厚さに関しては、薄い誘電性
像形成層は過度の広がりがなく電荷を受取ることができ
るが、ピンホール、不純物などによってより大きく悪影
響を受ける。さらに、より低い電圧を印加することがで
きるので絶縁性キャリヤ粒子を有する2成分磁気刷子現
像で充分な現像は可能でない。又、薄い誘電性像形成層
ではコーティングの均一性及び基体表面の許容性もより
臨界的になる。例えば、厚い203μm(8ミル)の誘
電性像形成層での0.25μmの厚さ変動は薄い25μ
m(1ミル)の誘電性像形成層での0.25μmの厚さ
変動よりより小さい均一性の変動を示す。満足な厚さの
下限は1.5の誘電率で約45μmである。何故ならば
通常のコーティング技術によって約5%未満の厚さ変動
が得られかつピンホールや他のコーティング欠陥のない
膜が価格有効的に得られるからである。好ましい厚さは
誘電率2についての約76μm(3ミル)から誘電率1
2についての約360までであり、低誘電性像形成層厚
さでの最適値は約127μm(5ミル)であり、この場
合誘電性像形成層の誘電率は約3である。約7の誘電率
を有する誘電性像形成層では、厚さの下限は約210μ
m(8.3ミル)である。満足な上限は約40の誘電率
を有する物質についての約2400μmである。厚さ/
誘電率の値は約30〜約60でなけれはならない。最適
値は35〜54である。2400μmの上限に近い厚さ
を有する物質では、チタン酸バリウムのような特殊な化
合物で誘電率を上げねばならないので、価格がかなり高
くなる。添加剤を用いると誘電性像形成層のバッチ毎の
均一性に影響を与える可能性がある。誘電率は添加量の
スーパーリニア(superlinear)関数である
ので、例えば、添加剤含量の小百分率変化が添加量30
%を越えると誘電率のずっと大きな百分率変化を生ずる
可能性がある。既述のように、本発明の好ましい像形成
方法は、導電性層と造膜性重合体を含む誘電性像形成層
とを含み、像形成層が像形成表面、約1.5〜約40の
誘電率及び少なくとも約45μmの厚さを有し、かつ厚
さ/誘電率の値が約30〜約60であるイオノグラフィ
ー像形成部材を用意すること、像形成表面上に第1極性
の静電荷を一様に付着させること、第1極性の電荷と反
対の極性のイオン流を、イオンと同じ極性に電気的にバ
イアスをかけたヘッドから差し向けて第1極性の一様に
付着している電荷を像形状に放電し、それによって像形
成表面上に静電潜像を形成させること、及び誘電性層の
厚さ及び顕像性粒子現像剤システムを横切って第1極性
の電気的バイアスを同時に印加しながら、静電潜像と一
致して像形成表面上に静電的吸引性、顕像性粒子を付着
させることを含む。一般に、イオノグラフィー像形成部
材の一様な帯電は、イオンプロジェクションヘッドとイ
オノグラフィー像形成部材の導電性層との間に約100
0〜約4000Vの電圧を得るために行われる。誘電性
部材上の一様な電荷は電圧の5〜100%を説明するこ
とができる。誘電性像形成部材は適当な手段で一様に帯
電される。典型的な帯電手段はゼログラフィー像形成シ
ステムに広く用いられている通常のコロナ帯電素子で
る。一般に、誘電性像形成層を約−50〜約−2000
Vに一様に帯電することによって満足な結果が得られ
る。誘電性像形成表面を約−50V未満に帯電させると
き、帯電システムは一様な電荷レベルを与える可能性が
低いかあるいは前の像状パターンを有効に消去する可能
性が低い。誘電性像形成層を厚さ1μm当たり約100
Vより高く帯電させるか該層の絶縁強度を越えると、電
気的な破壊が起こり得る。ヘッドとレセプターとの電圧
差が両者間の間隔に対するPaschen限界を越える
と、やはり電気的破壊が起こり得る。約−1500Vの
満足なレベルで出発するイオン流による一様に帯電して
いる像表面の像状放電は像形成表面上の帯電電圧を約−
1425〜約−500Vに下げて背景領域と像領域との
間に約75〜約1000Vの電圧差を有する静電潜像を
像形成表面上に形成させねばならない。表面電圧の選択
は適当な現像サブシステムのバイアス印加に依存し、電
気泳動、導電性磁気刷子、又は単一成分現像を用いる誘
電性像形成層上の潜像の良好な現像には約75〜約60
0V、絶縁性キャリヤを有する2成分現像を用いる誘電
性像形成層上の潜像の良好な現像には約250〜約10
00Vが用いられる。一様に帯電された誘電性像形成層
を像状放電させるためには、任意の適当な非流体援助式
又は流体援助式イオンプロジェクションプリンティング
ヘッドを用いることができる。イオンプリンティングプ
ロジェクションヘッドは技術上公知である。典型的な非
流体援助式イオンプロジェクションプリンティングヘッ
ドは、例えば米国特許第3,976,484号、米国特
許第4,143,965号、米国特許第4,137,5
37号、米国特許第4,168,974号及び米国特許
第4,494,129号に記載されており、これらの特
許の全記載は参照文として本明細書に含まれるものとす
る。典型的な流体援助式イオンプロジェクションプリン
ティングヘッドは、例えばN.Sheridon及び
G.Sanderの米国特許第4,644,373号、
R.Gundlach及びR.Bergenの米国特許
第4,463,363号及びN.Sheridon及び
M.Berkoviteの米国特許第4,524,37
1号中に記載されており、これらの特許の全記載は参照
文として本明細書に含まれるものとする。流体援助式イ
オンプロジェクションプリンティングヘッドは、スタイ
ラスシステムのように摩耗や損傷を起こし可能性のある
エレクトロレセプターとの物理的接触がないので好まし
い。さらに、非流体援助式システムはレセプターのある
領域へのイオン流を制限するスクリーン又は開口を利用
するので、流体援助式イオンプロジェクションはより効
果的でありかつ高解像度像が得られる。既述のように、
典型的な流体援助式イオンプロジェクションプリンティ
ングヘッドでは、イオン発生チャンバー中で発生された
イオンを連行しかつイオン変調領域を含む出口チャンネ
ル又はスリットを通してイオを輸送し次に一様に帯電さ
れた誘電性像形成層上に付着させるためにイオン発生チ
ャンバー中を通って加圧空気が流される。一般に、加圧
空気は、イオン発生チャンバー中へ導入される前には、
約25.4mm(1in)水〜約254mm(10i
n)水、好ましくは約88.9mm(3.5in)水〜
約177.8mm(7in)水の圧力下にある。コロナ
ワイヤはイオン発生チャンバー内に取付けられ、約20
00〜約6000VDCに保たれた取付けられたコロナ
ワイヤとイオン発生チャンバーの導電性壁との間には高
電界がつくられる。コロナを維持するために所要なコロ
ナワイヤ上の高電圧はワイヤ及びイオン発生チャンバー
の間隔及び幾何構造に依存するので、好ましい実施態様
はワイヤへ約0.8〜2.0mAの定電流源を印加する
ことによってこの電圧を維持することである。0〜約1
50VDCのバイアス電圧をイオン発生チャンバーの導
電性壁へ印加することができ、かつ基準電圧の極性はコ
ロナワイヤへ印加される電圧の極性と同じである。イオ
ンが出口スリット中へ掃引されるとき、イオン流は、お
のおのが約10〜約400VDCの電圧源に接続され、
印加電圧の極性が変調電極へ向かって又は変調電極から
遠くへイオンをそらせるために選ばれる薄膜要素層中の
個々に切換え可能な変調電極によって変調される。最近
接点に於ける薄膜要素層とキャビティ壁との間の間隔は
合理的な電力消費速度で満足な解像度を与えるために約
76μm(3ミル)〜約203μm(8ミル)である。
像解像度は静電潜像を生ずるため像受取り体へプロジェ
クションされる電荷の25.4mm(1in)当たりの
スポット数に依存するので、イオン流はスポット幅未満
に制御及び変調されねばならない。例えば、流体援助式
イオンプロジェクションプリンティングヘッドと像受取
り体表面との間の空間をイオンが走行するとき電荷の広
がりを防ぐため、635μm(0.025ミル)の出口
スリットギャップに対して2700Vが用いられる。こ
の大きさのチャンネル幅では、約0.3〜約3CFM、
好ましくは約1〜約2.1CFMの空気速度で層流条件
が優勢である。コロナ電圧の符号と反対の符号の約0〜
約1500VDCの高電圧電源を誘電性像形成層の下に
ある金属層へ印加することができる。一般に、流体援助
式イオンプロジェクションプリンティングヘッドは誘電
性像形成層の像形成表面から約150〜約1500μm
隔置されねばならない。帯電及び放電の1つの極性をこ
こでは説明したが、逆のすべての極性及び(又は)帯電
領域又は放電領域現像を用いる現像システムで本発明は
等しく充分に用いられることができ、現像バイアス及び
物質の選択は公知である。次に、静電潜像を静電的に吸
引性の顕像性粒子で現像して静電潜像に対応する顕像性
粒子像を形成させる。現像(トナー現像)工程はゼログ
ラフィー像形成で通常用いられる工程と同じでよい。静
電的に吸引性の顕像性粒子は、例えば約−1500Vへ
予備帯電されかつ約−650Vへ像形成された像受取り
体上の静電潜像へ、現像剤アプリケーターで、アプリケ
ーターへ約−1450〜約−1300Vのバイアス電圧
をかけながら適用され、それによって顕像性粒子は像形
成表面上に像形状で付着して顕像性粒子像を形成するこ
とができる。一般に、現像されるべき像の最低表面電圧
は、絶縁性2成分現像剤を用いるときは少なくとも25
0V、導電性2成分現像剤又は単一成分現像システムを
用いるときには少なくとも約75Vでなければならな
い。ここに挙げた導電性単一又は2成分現像剤はトナー
現像される潜像上の電界が中和されるまで現像する傾向
があるシステムであるが、絶縁性2成分現像剤システム
は潜像上の電界の50%未満を現像する傾向がある。本
発明のエレクトロレセプター上の静電潜像の現像には、
静電的に吸引性の顕像性粒子を含む任意の通常のゼログ
ラフィー乾式又は液体現像剤を用いることができる。本
発明は、電気絶縁性キャリヤ粒子を含む適当な乾式2成
分現像剤による現像に特に有効である。2成分現像剤は
顕像性(トナー)粒子とキャリヤ粒子とを含む。典型的
なトナー粒子は樹脂と着色剤とを含む組成のような、静
電潜像の現像に適した任意の組成のものでよい。典型的
なトナー樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、エポキ
シ、ポリウレタン、ジオレフィン、ビニル樹脂及びジカ
ルボン酸とジフェノールを含むジオールとの重合体エス
テル化生成物が含まれる。ビニル単量体の例には、スチ
レン、p−クロロスチレン;ビニルナフタレン、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのような
モノオレフィン;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル
のようなハロゲン化ビニル;酢酸ビニル、プロビオン酸
ビニル、安息香酸ビニル及び酪酸ビニル;アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アク
リル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸n
−オクチル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸
フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、な
どを含むモノカルボン酸エステルのようなビニルエステ
ル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエー
テル、及びビニルエチルエーテルを含むビニルエーテ
ル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、及び
メチルイソプロペニルケトンのようなビニルケトン;ス
チレンブタジエン;これらの単量体の混合物などが含ま
れる。樹脂は一般にトナー組成物の約30〜約90重量
%の量で存在するが、本発明の目的が達成されるなら
ば、より多量又はより少量で存在してもよい。トナー粒
子中には任意の適当な顔料又は染料を用いることができ
る。典型的な顔料又は染料にはカーボンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリン青、マグネタイト、及びこれらの
混合物が含まれ、カーボンブラックが好ましい着色剤で
ある。顔料は、好ましくは記録部材上の明瞭な可視像の
形成を可能にするため高度に着色されたトナー組成物に
するために充分な量で存在する。一般に、顔料粒子はト
ナー組成物の全重量に対して約1〜約20重量%の量で
存在するが、本発明の目的が達成されるならば、より少
量又はより多量の顔料粒子が存在してもよい。他の着色
トナー顔料には、赤、緑、青、茶、マゼンタ、シアン及
び黄色の粒子ならびにこれらの混合物が含まれる。適当
なマゼンタ顔料の説明のために例には2,9−ジメチル
−置換キナクリドン及びカラーインデックス中にCI6
0710,CI:Dspexsed Red15として
記載されているアントラキノン染料、カラーインデック
ス中にCI26050,CISolvent Red1
9として記載されているジアゾ染料などが含まれる。適
当なシアン顔料の説明のためにの例には、銅テトラ4−
(オクタデシルスルホンアミド)フタロシアニン、カラ
ーインデックス中にCI74160,CIPigmen
t Blueとして記載されているX−銅フタロシアニ
ン顔料及びカラーインデックス中にCI69810,S
pecial Blue X−2137として記載され
ているAnthradanthrene Blueなど
が含まれる。選択できる黄色顔料の説明のための例に
は、ジアリーリドイエロー33−ジクロロベンジデンア
セトアセトアニリド、カラーインデックス中にCI12
700,CISolventYellow16として記
載されているモノアゾ顔料、カラーインデックス中にF
oron Yellow SE/GLN,CI Dis
persed Yellow33として記載されている
ニトロフェニルアミンスルホンアミド、2,5−ジメト
キシ−4−スルホンアニリドフェニルアゾ−4′−クロ
ロ−2,5−ジメトキシアセトアセトアニリド、Per
manent Yellow FGLなどが含まれる。
これらの有色顔料は一般にトナー樹脂粒子の重量に対し
て約15〜約20.5重量%の量で存在するが、本発明
の目的に適合するならばより少量又はより多量が存在し
てもよい。顔料粒子がオハイオ州アクロンのColum
bian Division,Cities Serv
ices,Inc.からMapico Blackとし
て市販されているもののような酸化鉄(Fe3O4)の
混合物からなるマグネタイトであるときには、トナー組
成物中に、約10〜約70重量%、好ましくは約20〜
約50重量%の量で存在するが、本発明の目的が達成さ
れるならば、より多量又はより少量で存在してもよい。
トナー組成物は任意の適当な方法で製造することができ
る。例えば、乾式トナー粒子の成分を、撹伴のためトナ
ーの重量の約5倍量で鋼球が加えてあるボールミル中で
混合することができる。ボールミルを約36.6m(1
20ft)/分で約30分間作動させた後、鋼球を取り
去る。2成分現像剤用の乾式トナー粒子は一般に約8〜
約15μmの平均粒径を有する。2成分現像剤用の典型
的な乾式トナーは、例えば米国特許第2,788,28
8号、米国特許第3,079,342号及び米国再発行
特許第25,136号に記載されており、これらの特許
の記載は全体として本明細書中に含まれるものとする。
単一トナー現像剤用の典型的なトナーには、例えば、X
erox1012複写機用のXerox1012Ton
er及びCanon NP−210,NP−300,N
P−400及びNP−500複写機用のCanon N
P3000Toner又はCanon万能トナーが含ま
れる。任意の適当な外部添加剤を乾式トナー粒子と共に
用いることができる。外部添加剤の量はトナー組成物の
重量%で測られるが、トナーの百分率組成の計算時に外
部添加剤自体は含まれない。例えば、樹脂、顔料及び外
部添加剤を含むトナー組成物は80重量%の樹脂及び2
0重量%の顔料を含むことができ、外部添加剤の存在量
は樹脂と顔料の合計に対する%として報告される。外部
添加剤には電子写真トナー中に用いるのに適当な任意の
添加剤が含まれ、ストレートシリカ、コロイド状シリカ
(例えばDegussaから発売されているAeros
il リン酸亜鉛、酸化クロム、酸化アルミニウム、ステアリ
ン酸、ポリ弗化ビニリデン が含まれる。外部添加剤は、本発明の目的が達成される
ならば任意の適当な量で存在することができる。トナー
粒子と共に任意の適当なキャリヤ粒子を用いることがで
きる。典型的なキャリヤ粒子には、粒状ジルコン、鋼、
ニッケル、鉄、フェライト、などが含まれる。他の典型
的なキャリヤ粒子には、その全記載が参照文として本明
細書に含まれるものとする米国特許第3,847,60
4号中に記載されているニッケルベリーキャリヤが含ま
れる。これらのキャリヤは相対的に大きな外部面積を粒
子に与える反復凹凸表面を特徴とするニッケルのノジュ
ラーキャリヤビードからなる。キャリヤ粒子の直径は一
定でないが、一般には約50〜約1000μmであり、
かくして現像プロセス中に静電像への付着を防ぐために
粒子に充分な密度と慣性をもたせることができる。キャ
リヤ粒子は被覆表面を有することができる。典型的なコ
ーティング物質には、例えば米国特許第3,526,5
33号、第3,849,186号及び第3,942,9
79号(これらの特許の全記載は参照文として本明細書
に含まれるものとする)に記載されているポリ弗化ビニ
リデンのようなフルオロポリマーを含む重合体及びター
ポリマーが含まれる。トナーは、例えば2成分現像剤中
にはキャリヤの約1〜約5重量%に等しい量で、好まし
くはキャリヤの約3重量%の量で存在することができ
る。キャリヤは、被覆されていてもされていなくても、
電気絶縁性又は導電性外表面を有することができる。本
明細書中で用いる“電気絶縁性”という表現は少なくと
も約1012Ω・cmの体積抵抗率を有することと定義
される。上で示したように、従来、誘電性層上へイオン
流を差し向けることによって形成された静電潜像は電気
絶縁性外表面を有するキャリヤ粒子を含む2成分現像剤
で現像するとき、高濃度、高解像度の像を形成すること
ができなかった。所望ならば、任意の適当な液体現像剤
で現像を行うことができる。液体現像剤は、例えば米国
特許第2,890,174号及び米国特許2,899,
335号に記載されており、これらの特許の記載は全体
として本明細書に含まれるものとする。典型的な現像剤
には、水性ベースインク又は油ベースインクが含まれ
る。この中には、水溶性又は油溶性染料を含むインク及
び顔料入りインクの両方が含まれる。典型的な染料に
は、Eastman Kodak Companyから
市販されてるMethylene Blue,Harl
aco Chemical Co.から市販されている
Brilliant Yellow、過マンガン酸カリ
ウム、塩化第二鉄及びMethylene Viole
t,Rose Bengal及びQuinoline
Yellow(後者の3染料はAllied Chem
ical Companyから発売)などが含まれる。
典型的な顔料はカーボンブラック、黒鉛、ランプブラッ
ク、骨炭、木炭、二酸化チタン、鉛白、酸化亜鉛、硫化
亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、クロム酸亜
鉛、カドミウム黄、カドミウム赤、鉛丹、二酸化アンチ
モン、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カ
ルシウム、フタロシアニン、ベンジジン、ナフトール、
トルイジンなどである。液体現像剤組成物は微粉砕不透
明粉末、高抵抗液体及び凝集防止用成分を含むことがで
きる。典型的な高抵抗液体にはアイソパー、四塩化炭
素、ケロシン、ベンゼン、トリクロロエチレンなどのよ
うな有機誘電性液体が含まれる。他の液体現像剤成分又
は添加剤には、カルボキシビニルポリマー、ポリビニル
ピロリドン、メチルビニルエーテル無水マイレン酸イン
ターポリマー、ポリビニルアルコールのようなビニル樹
脂;ナトリウムカルボキシエチルセルロース、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、メチルセルロースのようなセルロース樹脂;セル
ロースのエステル及びエーテルのようなセルロース誘電
体;カゼイン、ゼラチン;ポリアクリル酸アンモニウ
ム、ポリアクリル酸ナトリウムのようなアクリル酸塩な
どが含まれる。本発明の誘電性像形成部材の像形成表面
上の静電潜像上へトナー粒子を付着させるためには、任
意の適当な通常のゼログラフィー現像技術を利用するこ
とができる。公知のゼログラフィー現像技術には、磁気
刷子、カスケード、パウダークラウド、液体及び類似の
現像方法が含まれる。磁気刷子現像は、例えば米国特許
第2,618,551号及び米国特許第2,618,5
52号により完全に記載されており、パウダークラウド
現像は例えば米国特許第2,725,305号及び米国
特許第2,918,910号及び米国特許第3,01
5,305号により完全に記載されておりかつ液体現像
は例えば米国特許第3,084,043号により完全に
記載されている。これらのトナー、現像剤及び現像技術
のすべては全体として本明細書に含まれるものとする。
磁気刷子現像剤アプリケーターを現像のために用いると
き、本発明の像形成表面へ現像剤を適用するために用い
られる現像サブシステムは好ましくは高電荷ゼログラフ
ィーシステムのために用いられるものより大きい速度で
運転される。かくして、現像剤アプリケーターロールの
回転方向は好ましくはエレクトロレセプターの方向と同
じであり、表面速度はエレクトロレセプターの速度の約
3〜約6倍であり、エレクトロレセプターの速度の約4
〜約5倍が最適である。これに比べて名目上の電荷光及
びレンズゼログラフィーシステムでは通常用いられる感
光体の速度の2〜3倍の現像剤アプリケーターの表面速
度が用いられる。より高い比はイオンプロジェクション
ヘッドからの潜像中のより低い電荷濃度を補償し、現像
ゾーン内で単位時間につきより多量のトナーを与える。
これらの高速度比では現像ロール方向が同じ及び反対の
両方の場合とも現像可能性は同等であるが現像剤ロール
かエレクトロレセプーターの方向と反対方向に運転され
るならば若干のビード損失及びスカベンジングが起こる
可能性がある。現像された像が電荷領域に対応して現像
された像からなることが所望の場合には、一般に、現像
剤を電荷領域と接触して送り、潜像の保持電荷と反対の
極性に摩擦帯電させ、それによって現像剤が絶縁性像パ
ターンの帯電領へ引きつけられて付着するようにするこ
とが好ましい。しかし、非帯電(放電)領域に対応する
現像された像を複写することが好ましいときには、像電
荷パターンと同じ極性に帯電された現像剤を用いるのが
一般的慣習である。この場合、現像剤は潜像の電荷によ
って反発され、像形成部材の非帯電(放電)領域上に付
着し、帯電領域には現像剤は無いままである。像濃度は
現像電極の使用によって増加される。現像電極は電子写
真の分野では広く用いられている。用いられる特別な現
像技術によって、像電極は現像剤アプリケーターの部分
として、あるいは誘電性像形成層の像形成表面から近接
隔置された別個の電極として存在することができる。例
えば、現像電極は、誘電性像形成層の像形成表面上の静
電潜像へ2成分磁性現像剤を適用するために円筒形アプ
リケーターであることができる。現像電極は任意の適当
な形であることができる。典型的な現像電極の形には、
円筒、平板及び弓形板、区分された平板及び弓形板など
が含まれる。現像電極と誘電性像形成層表面との距離は
乾式2成分現像剤では約250〜約2500μm、単一
成分現像システムでは75〜1000μmで満足な結果
を得ることができる。乾式2成分現像剤の下限はビード
粒径及び磁気刷子の剛性で限定される。上限は現像電極
が現像電極とレセプター表面との間の領域中へ電界を橋
かけするのに有効であるような現像ゾーンとエレクトロ
レセプターとの誘電体厚さの比によって決定される。単
一成分現像システムでは、分離限界は接触システムでは
トナーの粒径によって、又、ジャンピング及びクラウド
型システムではプロジェクションされたトナーの高さに
よって決定される。コロナ電圧の符号と反対の符号の約
40〜約300VDCの高電圧電源を現像電極へ印加し
て満足な像濃度を得ることができる。現像剤バイアスの
下限は、反転又はクリーニング電界が背景電圧より40
V未満高いときに、像の背景領域中にトナーを付着させ
るある種の現像システムの傾向によって決まる。上限は
有効コントラスト電圧の低下によって引き起こされる現
像可能性の損失によって決定される。典型的な例では、
流体ジェット援助式イオンプロジェクションヘッドを用
いるイオノグラフィー像形成システムから得られる電荷
は、50.8mm(2in)/秒の像形成層表面速度で
約17〜約20ナノクーロン/cm2であることができ
る。約850Vの所望のコントラスト電圧のために、厚
さ約125μm(5ミル)及び誘電率3.1のポリカー
ボネート誘電性像形性層物質を用いることができる。誘
電率は約1.5〜約12の範囲又はそれ以上でよい。厚
さ/誘電率の値は約40〜54が最適であることができ
るが、この物質及び絶縁性外表面を有するキャリヤ粒子
を含む乾式2成分現像剤による現像のためには約1.5
〜約12又はそれ以上の範囲の誘電率を有する他の物質
に於て30〜60が満足な結果を得る範囲であることが
わかった。もし、例えば誘電率がポリ弗化ビニル(Te
dlar,E.I.duPont de Nemour
s & Co.から発売)のように7であるならば、最
適厚さの範囲は約280μm(11ミル)〜約378μ
m(15ミル)であり、すなわち米国特許第4,41
0,584号に記載されている厚さ25μm(1ミル)
より約11〜15倍大きい。上記の計算は約15〜約3
0ナノクーロン/cm2の範囲の電荷を付着する流体ジ
ェット援助式イオンプロジェクションヘッドに対する最
適パラメーターについて行ったものである。現像された
像を像形成部材の表面から最終コピーを示す転写又はコ
ピーシートへ転写するためには任意の適当手段を用いる
ことができる。転写操作を実施するための特に有用でか
つ一般に好ましい方法は、転写シートを像担持表面と接
触させて置き、転写シートの反対面へ、例えば転写部材
に並置したコロナ放電電極又は他の同様な装置のような
隣接イオン源で電荷を印加する静電転写技術を含む。か
かるイオン源は通常のゼログラフィー像形成プロセスの
帯電工程中で用いられるイオン源に似ており、像担持像
形成部材に関して高電圧で保持される。コロナ放電は転
写シートを帯電させる働きがあるイオン化粒子の転写シ
ート上への付着をもたらす。転写シートは現像された像
の極性と反対の極性に帯電され、かかる帯電は像形成部
材の表面へ最初に印加された電圧に打ち勝つように充分
高い。約3000〜約7000Vの電圧が印加されてい
る単一ワイヤコロトロンは満足な転写を与える。粘着剤
ピックオフ(pick off)も使用することができ
るもう1つの像転写形式である。静電転写法は高解像度
を保ちながら最大の像転写を得るために好ましい。液体
現像剤を用いる場合、より一般的に好ましい像転写法は
転写シートを現像された像と表面接触させるときに接触
圧力を印加する方法である。像形成プロセス中に現像さ
れた像のための転写すなわち像受取りシートとしては任
意の適当な材料を用いることができる。コピー材料は絶
縁性であってもあるいはある程度導電性であってもよ
い。典型的な材料はポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ弗化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタ
レート、通常のボンド紙などである。転写すなわち像受
取りシート表面へ転写された像は蒸気溶融定着、加熱ロ
ール定着、フラッシュ定着、オーブン定着、ラミネーシ
ョンなどのような適当な手段でその支持体へ定着され
る。プロセスの定着段階で高度の制御が可能である限
り、トナー現像像と共に熱定着技術を用いることが好ま
しい。液体現像剤を用いる場合、用いられた比較的揮発
性のキャリヤ流体の蒸発を可能にすることによって定着
は達成される。かくして、定着工程はゼログラフィー像
形成で通常用いられている定着工程と同じでよい。像形
成部材は、像形成表面をACコロナ放電へ暴露して像形
成部材上の残留電荷を中和するような任意の適当な技術
で随意に消去することができる。ACコロナ消去装置へ
印加される典型的な電圧は+及び−の約3000〜約6
000Vの範囲である。所望ならば像形成部材の像形成
表面をクリーニングすることができる。本発明の像形成
部材のクニーニングには、ゼログラフィー像形成に通常
用いられる任意の適当なクリーニング工程を用いること
ができる。典型的な公知のゼログラフィークリーニング
技術には刷子クリーニング、ウエブクリーニング、ブレ
ードクリーニングなどが含まれる。像形成部材から付着
トナー像を像受取り部材へ転写した後、像形成部材は、
消去及びクリーニング工程を経て、あるいは経ないで、
付加的な静電潜像形成、現像及び転写工程を通ってサイ
クルされて付加的な像形成された像受取り部材をつく
る。本発明の一様に予備帯電されたエレクトロレセプタ
ーの像状放電用の流体援助式イオン流システムの利用に
よる静電潜像の形成は少なくとも約0.7の像濃度を得
るための標準乾式2成分現像剤を含む任意の種類の現像
剤による現像に適した表面電圧及び高エネルギー電界を
得るために特に好ましいが、予め一様な帯電工程を経
て、あるいは経ないでイオン流によってエレクトロレセ
プター上に静電潜像を形成させる場合には、液体又は単
一成分導電性現像剤のような他の型の現像剤で満足な結
果を得ることができる。先行技術のイオン流イオノグラ
フィーシステムと異なり、本発明のイオン流潜像形成シ
ステムは厚い誘電性像形成層を用いて優れた濃度と解像
度とを有する像を提供する。加えて、誘電性像形成層を
基体へ適用するとき、使用されるコーティング方法、例
えば吹付けコーティングに固有な厚さの変化がある。こ
の変化は、誘電性像形成層が薄い場合の全厚に対する百
分率に比べて誘電性像形成層が厚い場合の全厚に対する
百分率が小さい。従って、相対的に言って、誘電性層が
厚い方がより均一でありかつ従ってより一様な像形成を
与える。予備帯電工程無しの薄い高誘電率エレクトロレ
セプターの直接イオン流帯電は絶縁性キャリヤ粒子を含
む乾式2成分ゼログラフィー現像剤による充分な現像の
ための充分な電荷を付着しないが、本発明のシステムで
用いられる高電荷濃度及び電圧は2成分現像剤による現
像を容易にしかつ液体又は導電性現像剤現像に対する現
像の制限がない。換言すると、薄い先行技術の誘電性コ
ーティングは乾式2成分、絶縁性キャリヤ現像システム
からエレクトロレセプター像形成表面上へ引きつけられ
るトナー粒子が少なく、それによって不充分な電荷濃度
及び電圧のため低濃度の像が得られてしまう。本発明の
像形成部材上で2成分現像剤から形成されるトナー像は
像受取り部材への静電転写又は圧力トランンスフィック
ス(transfixed)が容易である。さらに、ポ
ンプ、送風機及び流体援助式イオンプロジェクションヘ
ッドからの望ましくない笛音ノイズを最小にするために
より低いイオン流流速でイオン流像形成を行うことがで
きる。厚いエレクトロレセプターからは低い変調電圧切
換及び低イオン流流速を用いながらより高い潜像電圧を
得ることができるので、より高いエレクトロレセプター
速度でより高い像濃度を得ることができる。又、先行技
術の感光体と異なり、本発明の誘電性像形成層は単純で
製造費が安い。ビットマップ像中に形成されかつ流体援
助式イオンプロジェクションヘッドによってエレクトロ
レセプター上に印写された文字、絵画像及びプリントフ
ォントは、本発明のシステムでは、おのおのの像形成さ
れたピクセル(pixel)の濃度を変えることができ
かつその幅及び高さを変化させて線画像と広域像の両方
の組み合わせを同時に形成させることができる利点もあ
る。線画像と広域像とのかかる組み合わせは先行技術の
薄いエレクトロレセプターを用いるときには得られな
い。さらに走査レーザービットマップド像より優れてい
るもう1つの利点は、本発明のイオン流はプロセス方向
とクロスプロセス方向の両方向に連続的に像形成させる
ことができるが、走査レーザー像はプロセス方向でオー
バーレイドドット(overlayed dot)像
(不連続)である。より厚いエレクトロレセプター又は
誘電性層は価格を低くし、処理が容易であり、かつ許容
変化が全厚に対して小分率であるのでより大きい均一性
が得られる。又、スタイラス像形成と異なり、本発明の
システムは煙霧の生成がなくかつエレクトロレセプター
の摩耗が最小である。本発明には、現像を駆動するため
の薄いエレクトロレセプターに於ける過度に低い電界の
問題及び厚いエレクトロレセプターで示される電荷の過
度の広がりの問題が無い。エレクトロレセプターは光導
電性である必要はないので、感光体について所要な特別
の輸送及び貯蔵の処置は不要である。加えて、感光体と
比べて、温度極限及び変動、日光暴露などからの保護の
ために必要な費用や複雑さが避けられる。さらに、ゼロ
グラフィー複写機に於て、使用時又は不使用時に感光体
保護のために所要な特殊なシャッター系、特に自動シャ
ッター系はエレクトロレセプターシステムでは不要であ
る。さらに、非光導電性誘電性エレクトロレセプターは
感熱性が低く、溶融定着装置の近くに置くことができる
ので、複写機構築設計に於てより大きな融通性を与え
る。又、エレクトロレセプターは感光体よりもトナー膜
化に対する感受性が少ない。加えて、エレクトロレセプ
ターの材料、特に表面、摩擦係数、表面エネルギーなど
をクリーニングシステムのような異なる機械素子と適応
するように調節することができる。かくして、エレクト
ロレセプターとクリーニングブレードとの異なる組み合
わせのために材料を選んで、両素子間の摩擦を低下し、
運動中の接触によって生ずる騒音を減少しかつ(又は)
クリーニング効率を高める。像形成ヘッドは支持体によ
って固定された間隔でエレクトロレセプター像形成表面
上に直接乗ることができるので、臨界的な間隔必要条件
がランアウトを示すエレクトロレセプターに対してさえ
も適応される。エレクトロレセプター材料の大きい耐久
性のために、高クリーニングブレード圧を用いることが
できる。現像剤アプリケーターがエレクトロレセプター
の表面上に乗ることもできるので現像剤隔置も容易であ
る。臨界的素子をエレクトロレセプターのより耐久性の
表面上に乗せることによってエレクトロレセプターから
の臨界的素子の隔置を利用するシステムでは、レセプタ
ーの丸さ(roundness)を維持する費用も減少
することができる。さらに、感光体の特徴であるサイク
ルアップ及びサイクルダウンの問題も非光導電性のエレ
クトロレセプーでは起こらない。
トコ・ポリエステル(例えばDow Chemical
Co.から発売のXP73036.00及びXP73
038.00)、ポリエチレンテレフタレート、コ・ポ
リ(1,4−シクロヘキシレン−ジメチレン/エチレ
ン)テレフタレート、ポリスルホンなどが含まれる。特
に興味があるものは、モノマ−コーティングとして付着
させかつUV、e−ビーム、又は熱によって導電性層上
で硬化させて強靱な耐摩耗性重合体コーティングを生成
させることができる種々のウレタン、エポキシ、アクリ
ル及びシラン物質である。ポリウレタン(E.I.du
Pont de Nemours & Co.から発売
のImronエナメル)、ポリカーボネート(例えばB
ASF Corp.から発売のMakralon 57
45)、ポリカーボネート コ・エステル(例えばDo
w Chemical Co.Corp.から発売のX
P73010.00)、ポリスルホン、コポリ(1,4
−シクロヘキシレン−ジメチレン/エチレン)テレフタ
レート(Eastman Kodak Co.から発売
のPETGコ・ポリエステル6763)、ポリ弗化ビニ
ル、ポリ弗化ビニリデン、ペルフルオロアルコキシテト
ラフルオロエチレン及びこれらの混合物のような重合体
誘電性像形成層が、電荷受取りが容易であり、電荷減衰
が低く、湿度安定性が良好でありかつクリーニングが容
易であるので特に好ましい。誘電性像形成層は造膜性重
合体と随意の粘着剤層に関して上で記載した粘着剤のよ
うな粘着剤とのブレンドを含むことができる。例えば、
80重量%のポリカーボネート(Gencral El
ectric Co.から発売のLexan4701)
と20重量%のポリエステル(Goodyear Ti
re & Rubber Co.から発売のV;tel
PE−100)又は20重量%のポリエステル(Go
odyear Tire and Rubber C
o.から発売のV;tel PE−200)とのブレン
ドで優れた結果が得られた。これらのブレンドは金属表
面に特に良く付着し、特別な接着剤層の必要が無い。所
望ならば、均一な誘電性像形成層中に任意の適当な無機
物質を用いることができる。典型的な無機物質には、セ
ラミック、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化バリウム、ガラス、酸化マグネシウムなどが含
まれる。誘電性像形成層は任意の適当な溶解又は分散さ
れた物質をも含むことができる。これらの溶解又は分散
された物質には、例えばチタン酸バリウム、鉄、チタ
ン、バナジウム、マンガン又はニッケルの遷移金属の酸
化物、燐酸塩ガラス粒子などのような無機物質が含まれ
る。分散された物質の1つの特別な群は遷移金属酸化物
からその多原子価性を用いることによって得られる。遷
移金属燐酸塩ガラスは充分な量の遷移金属酸化物を五酸
化燐と混合した後、溶融することによって得られる。こ
の方法で所定の誘電的性質を有するガラスが生じ、予測
可能な方法で所望の複合材誘電率を得ることができる。
かかるガラスの1例は4.5T;O2−x.2P2O5
(ここでxはTiの2つの原子価状態の比を決定し、x
が大きい程、より多量のTi+3イオンが存在する)で
ある。Ti+3とTi+4との比はガラスの誘電的性質
を決定する。かくして、xの値が小さい程、DC誘電率
の値は小さくなる。かかるガラスは、計算量の粉末状T
iO2及び(NH4)2HPO4の混合物をアルゴン雰
囲気中で加熱して最初に適当なTiO2−P2O5混合
物を得ることによって製造される。この混合物を所要に
応じてTi2O3でドープする。完全に混合した後、得
られた粉末をアルゴン雰囲気中で溶融するまで加熱す
る。約1時間溶融状態にしておいた後、溶融物から直接
流し込みで注型する。別法ではガラスを通常の方法でシ
ョットする(shotted)することができる。x=
0.5の値は約20の静的誘電率及び約6の高周波数誘
電率を与える。この範囲の値はすべての遷移金属酸化物
で容易に得られ、静的誘電率では100のような高い値
が得られ得る。生成したら、ガラスを本明細書記載の方
法で混合のため粉砕又は他の方法で処理して微細粒子に
する。遷移金属燐酸塩ガラスの製造には、上記式中のT
iの代わりにV,Mn,Ni,Feなどのような他の遷
移金属を用いることができる。酸化物及び五酸化燐の前
の値も変化することができる。かくして、五酸化燐の値
を固定すると、他の値を2.5から6まで変えてもガラ
スを得ることができる。これらの物質は湿度に不感性で
あるが、透明度は変化し、x=0では透明、x=0.1
では濁り、これらはこの形では不治性である点で無毒で
ある。別法で、あるいは無機物質に加えて、有機物質を
エレクトロレセプター層中に溶解又は分散させることが
できる。典型的な有機物質には電荷輸送分子、ろう、ス
テアレート、光及び熱安定剤、染料、酸化防止剤、可塑
剤など同じこれらの混合物が含まれる。好ましくは、誘
電性像形成層は誘電性像形成層の重量に対して約20〜
約100重量%の造膜性重合体と約0〜約80重量%の
分散された物質とを含む。典型的な不均一性層はポリプ
ロピレン中に分散されたチタン酸バリウム、又はポリカ
ーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホ
ン、ポリビニル、ポリウレタン、ナイロンなどのような
重合体中に分散された遷移金属(Fe,Ti,V,M
n,Ni)酸化物又は燐酸塩ガラス粒子のような溶解又
は分散された物質を含む有機重合体を含む。誘電性像形
成層は種々の電荷輸送分子をように電荷保持の改良を助
ける種々の化合物を全体にわたって溶解又は分散して含
むこともできる。又、例えば、添加剤を用いて誘電性像
形成層の誘電率を増加または減少させることもできる。
適当な誘電性像形成層物質を選ぶことによって、エレク
トロレセプター表面をトナー又は現像剤の摩擦帯電に用
いることもできる。さらに、離型剤を像形成層中に添加
してトナーの転写又は除去を促進することができる。例
えばクリーニングのためにステアリン酸亜鉛を加えるこ
とができる。さらに、粉末充填剤を加えてトランスフィ
ックス(transfix)性のため圧縮強度を上げる
ことができる。他の誘電性物質のホストはHandbo
ok of Chemistry and Physi
cs,66版、1985−1986,CRC Pres
s,Inc.,Section E,49〜59頁中及
び誘電性像形成層(エレクトロレセプター)中で潜在的
に有用である他の場所に記載されていることも理解して
おくべきであり、これらの選択は上記の所望な条件を認
識すれば明白である。所望ならば、誘電性像形成層は同
一又は異なる誘電性物質の多層を含むことができる。一
般に多層の複合物は、概して、約1.5〜約40の誘電
率及び少なくとも約45μmの厚さを有しかつ厚さ/誘
電率の値が約30〜約60でなければならない。最上層
は下の層と異なる性質をもつことができる。例えば、厚
さ約2μmのテフロン上層を、改良された転写及びクリ
ーニングプロセスのためのその低誘電率性、その優れた
耐摩耗安定性及びその低表面エネルギー特性のために選
ぶことができる。下層の誘電性層は約43〜75μmの
厚さ及び3.7の誘電率を有するポリイミド(E.I.
du Pont de Nemours & Co.か
ら発売のKaptonタイプF)のような別の誘電性物
質であることができる。付着した誘電性像形成層の厚さ
は、乾燥又は硬化工程後、高い解像度及び像濃度を得る
ため好ましくは少なくとも約75μmである。誘電性像
形成層の乾燥厚さが約45μm未満であると、与えられ
たイオンプロジェクションヘッドと2成分現像システム
とからの像濃度は低いが、解像度は合格である。約75
〜約400μmの全誘電性像形成層の厚さで最適な結果
が得られる。誘電性像形成層及び(又は)随意の粘着剤
層は、任意の適当なコーティング方法で下層へ適用する
ことができる。典型的なコーティング法には、通常のド
ローバー、空気援助式(air assisted)、
噴霧、又は回転吹付け、押出し、浸漬、グラビアロー
ル、線巻きロッド、エアナイフコーティング、スパッタ
リング、粉末コーティングなどが含まれる。所望なら
ば、導電性層へ、又は随意の粘着剤層への誘電性像形成
層の適用を容易にするため、造膜性重合体物質と共に任
意の適当な溶剤を用いることができる。コーティングプ
ロセス中に膜を形成する物質のために、溶剤は造膜性重
合体を溶解しなければならない。典型的な造膜性重合体
物質と溶剤又は溶剤混合物との組み合わせには、ポリカ
ーボネート(例えばGeneral Electric
Co.から発売のLexan4701)とジクロロメタ
ン/1,1,2−トリクロロエタン;ポリカーボネート
(例えばBASF Corp.から発売のMakrol
on5705)と1,1,2−トリクロロエタン;ポリ
スルホン(例えば、Union Carbide Co
rp.から発売のP−3500)と塩化メチレン及び
1,1,2−トリクロロエタン;Merlon M−3
9(Mobay Chemical Co.から発売)
とジクロロメタン及び1,1,2−トリクロロエタン;
Lexan145(General Electric
Co.から発売)と1,1,2−トリクロロエタン;
Lexan3250(General Electri
c Co.から発売)とジクロロメタン及び1,1,2
−トリクロロエタン;DowXP73038(Dow
Chemical Co.から発売)とジクロロエタン
及び1,1,2−トリクロロエタン;XP73010.
0(Dow Chemical Co.から発売)と
1,1,2−トリクロロエタン;Lexan145(G
eneral Electric Co.から発売)と
ジクロロエタン及び1,1,2−トリクロロエタン;及
びDowPolycarbonate Copolym
er XP73036.00(Dow Chemica
l Co.から発売)とジクロロメタン及び1,1,2
−トリクロロエタンなどが含まれる。溶液から適用され
たコーティングは適当な方法で固化させてコーティング
を乾燥又は硬化させることができる。典型的な乾燥方法
には、オーブン乾燥、赤外線ランプ乾燥、真空室乾燥、
などが含まれる。乾燥は好ましくはコーティング中に気
泡及び応力が生じない速度で行われる。例えば、所定時
間温度を増分的に上げるプログラミングされた加熱を用
いて気泡、応力亀裂及び他のボイドがほとんど無い層を
得ることができる。重合体もコーティングプロセス中懸
濁液、エマルション又は分散液内に保持し、後に乾燥、
合一又は潜在溶剤を用いる硬化過程中に膜にすることも
できる。一般に、電気泳動、導電性磁気刷子、又は単一
成分現像を用いる誘電性像形成層上の潜像の良好な現像
のためには約75〜約600Vを得ることが望ましく、
絶縁性キャリヤを有する2成分現像を用いる誘電性像形
成層上の潜像の良好な現像には約250〜約1000V
を得ることが望ましい。誘電性像形成層の誘電率はブル
ーミング因子に影響する。入来するイオンがレセプター
上に既に付着しているイオンによって生じたイオンヘッ
ドへ向かってレセプターから発する電界によって反発さ
れるとき電荷の広がりが起こる。エレクトロレセプター
の上方の領域の電界強さはイオンプロジェクションヘッ
ドとレセプターとの間の領域の誘電体厚さとレセプター
の誘電体厚さの比で決定される。レセプターの厚さが同
じ場合、誘電率が低いほど広がりが多くなる。一般に、
約1.5〜約40の誘電率及び少なくとも45μmの厚
さを有し、誘電体厚さが30〜60μmの誘電性像形成
層で満足な結果が得られる。誘電率の下限は現在の物質
入手可能性限界である。低誘電率物質を用いるために所
要な薄層のコーティング均一性は絶対厚さのより厳格な
要求のために得るのが困難になる。ピンホールのような
ボイド及び他のコーティングの欠陥は薄いコーティング
の方が問題となる。造膜性重合体の誘電率の上限約40
は誘電率を上げるために用いられるドーパントの影響に
よって決定される。層の機械的一体性はバルクドーパン
トの添加及び重合体のドーパントへの付着性及び混合物
の基体への付着性によって悪影響される。高誘電率物質
の中には電荷捕獲及び電荷注入のような因子に非常に敏
感なものがある。これらの因子は重合体のバルクドーピ
ングによってつくられる高誘電率物質で制御するのがむ
ずかしい。さらに、基体との界面は電荷ブロッキング層
の可能な必要を生ずる電荷注入に対してより敏感にな
る。さらに、高誘電率物質はより大きな厚さを必要と
し、価格と製造の困難さが増す。約2〜約12の誘電率
が好ましい。約2〜約8の誘電率で最適な結果が得られ
る。誘電性像形成層は約5〜約80%の相対湿度及び約
6℃(60°F)〜約50℃(122°F)に於て少な
くとも約1010Ω・cmの体積抵抗率をも有していな
ければならない。何故ならば像状放電後の像形成層表面
上の電荷移動は像ブルーミングを生ずるからである。こ
のレベル以下の体積抵抗率も誘電性像形成層を通る電荷
減衰を引き起こし、現像のための有効像電荷レベルを減
少する。誘電性像形成層の厚さに関しては、薄い誘電性
像形成層は過度の広がりがなく電荷を受取ることができ
るが、ピンホール、不純物などによってより大きく悪影
響を受ける。さらに、より低い電圧を印加することがで
きるので絶縁性キャリヤ粒子を有する2成分磁気刷子現
像で充分な現像は可能でない。又、薄い誘電性像形成層
ではコーティングの均一性及び基体表面の許容性もより
臨界的になる。例えば、厚い203μm(8ミル)の誘
電性像形成層での0.25μmの厚さ変動は薄い25μ
m(1ミル)の誘電性像形成層での0.25μmの厚さ
変動よりより小さい均一性の変動を示す。満足な厚さの
下限は1.5の誘電率で約45μmである。何故ならば
通常のコーティング技術によって約5%未満の厚さ変動
が得られかつピンホールや他のコーティング欠陥のない
膜が価格有効的に得られるからである。好ましい厚さは
誘電率2についての約76μm(3ミル)から誘電率1
2についての約360までであり、低誘電性像形成層厚
さでの最適値は約127μm(5ミル)であり、この場
合誘電性像形成層の誘電率は約3である。約7の誘電率
を有する誘電性像形成層では、厚さの下限は約210μ
m(8.3ミル)である。満足な上限は約40の誘電率
を有する物質についての約2400μmである。厚さ/
誘電率の値は約30〜約60でなけれはならない。最適
値は35〜54である。2400μmの上限に近い厚さ
を有する物質では、チタン酸バリウムのような特殊な化
合物で誘電率を上げねばならないので、価格がかなり高
くなる。添加剤を用いると誘電性像形成層のバッチ毎の
均一性に影響を与える可能性がある。誘電率は添加量の
スーパーリニア(superlinear)関数である
ので、例えば、添加剤含量の小百分率変化が添加量30
%を越えると誘電率のずっと大きな百分率変化を生ずる
可能性がある。既述のように、本発明の好ましい像形成
方法は、導電性層と造膜性重合体を含む誘電性像形成層
とを含み、像形成層が像形成表面、約1.5〜約40の
誘電率及び少なくとも約45μmの厚さを有し、かつ厚
さ/誘電率の値が約30〜約60であるイオノグラフィ
ー像形成部材を用意すること、像形成表面上に第1極性
の静電荷を一様に付着させること、第1極性の電荷と反
対の極性のイオン流を、イオンと同じ極性に電気的にバ
イアスをかけたヘッドから差し向けて第1極性の一様に
付着している電荷を像形状に放電し、それによって像形
成表面上に静電潜像を形成させること、及び誘電性層の
厚さ及び顕像性粒子現像剤システムを横切って第1極性
の電気的バイアスを同時に印加しながら、静電潜像と一
致して像形成表面上に静電的吸引性、顕像性粒子を付着
させることを含む。一般に、イオノグラフィー像形成部
材の一様な帯電は、イオンプロジェクションヘッドとイ
オノグラフィー像形成部材の導電性層との間に約100
0〜約4000Vの電圧を得るために行われる。誘電性
部材上の一様な電荷は電圧の5〜100%を説明するこ
とができる。誘電性像形成部材は適当な手段で一様に帯
電される。典型的な帯電手段はゼログラフィー像形成シ
ステムに広く用いられている通常のコロナ帯電素子で
る。一般に、誘電性像形成層を約−50〜約−2000
Vに一様に帯電することによって満足な結果が得られ
る。誘電性像形成表面を約−50V未満に帯電させると
き、帯電システムは一様な電荷レベルを与える可能性が
低いかあるいは前の像状パターンを有効に消去する可能
性が低い。誘電性像形成層を厚さ1μm当たり約100
Vより高く帯電させるか該層の絶縁強度を越えると、電
気的な破壊が起こり得る。ヘッドとレセプターとの電圧
差が両者間の間隔に対するPaschen限界を越える
と、やはり電気的破壊が起こり得る。約−1500Vの
満足なレベルで出発するイオン流による一様に帯電して
いる像表面の像状放電は像形成表面上の帯電電圧を約−
1425〜約−500Vに下げて背景領域と像領域との
間に約75〜約1000Vの電圧差を有する静電潜像を
像形成表面上に形成させねばならない。表面電圧の選択
は適当な現像サブシステムのバイアス印加に依存し、電
気泳動、導電性磁気刷子、又は単一成分現像を用いる誘
電性像形成層上の潜像の良好な現像には約75〜約60
0V、絶縁性キャリヤを有する2成分現像を用いる誘電
性像形成層上の潜像の良好な現像には約250〜約10
00Vが用いられる。一様に帯電された誘電性像形成層
を像状放電させるためには、任意の適当な非流体援助式
又は流体援助式イオンプロジェクションプリンティング
ヘッドを用いることができる。イオンプリンティングプ
ロジェクションヘッドは技術上公知である。典型的な非
流体援助式イオンプロジェクションプリンティングヘッ
ドは、例えば米国特許第3,976,484号、米国特
許第4,143,965号、米国特許第4,137,5
37号、米国特許第4,168,974号及び米国特許
第4,494,129号に記載されており、これらの特
許の全記載は参照文として本明細書に含まれるものとす
る。典型的な流体援助式イオンプロジェクションプリン
ティングヘッドは、例えばN.Sheridon及び
G.Sanderの米国特許第4,644,373号、
R.Gundlach及びR.Bergenの米国特許
第4,463,363号及びN.Sheridon及び
M.Berkoviteの米国特許第4,524,37
1号中に記載されており、これらの特許の全記載は参照
文として本明細書に含まれるものとする。流体援助式イ
オンプロジェクションプリンティングヘッドは、スタイ
ラスシステムのように摩耗や損傷を起こし可能性のある
エレクトロレセプターとの物理的接触がないので好まし
い。さらに、非流体援助式システムはレセプターのある
領域へのイオン流を制限するスクリーン又は開口を利用
するので、流体援助式イオンプロジェクションはより効
果的でありかつ高解像度像が得られる。既述のように、
典型的な流体援助式イオンプロジェクションプリンティ
ングヘッドでは、イオン発生チャンバー中で発生された
イオンを連行しかつイオン変調領域を含む出口チャンネ
ル又はスリットを通してイオを輸送し次に一様に帯電さ
れた誘電性像形成層上に付着させるためにイオン発生チ
ャンバー中を通って加圧空気が流される。一般に、加圧
空気は、イオン発生チャンバー中へ導入される前には、
約25.4mm(1in)水〜約254mm(10i
n)水、好ましくは約88.9mm(3.5in)水〜
約177.8mm(7in)水の圧力下にある。コロナ
ワイヤはイオン発生チャンバー内に取付けられ、約20
00〜約6000VDCに保たれた取付けられたコロナ
ワイヤとイオン発生チャンバーの導電性壁との間には高
電界がつくられる。コロナを維持するために所要なコロ
ナワイヤ上の高電圧はワイヤ及びイオン発生チャンバー
の間隔及び幾何構造に依存するので、好ましい実施態様
はワイヤへ約0.8〜2.0mAの定電流源を印加する
ことによってこの電圧を維持することである。0〜約1
50VDCのバイアス電圧をイオン発生チャンバーの導
電性壁へ印加することができ、かつ基準電圧の極性はコ
ロナワイヤへ印加される電圧の極性と同じである。イオ
ンが出口スリット中へ掃引されるとき、イオン流は、お
のおのが約10〜約400VDCの電圧源に接続され、
印加電圧の極性が変調電極へ向かって又は変調電極から
遠くへイオンをそらせるために選ばれる薄膜要素層中の
個々に切換え可能な変調電極によって変調される。最近
接点に於ける薄膜要素層とキャビティ壁との間の間隔は
合理的な電力消費速度で満足な解像度を与えるために約
76μm(3ミル)〜約203μm(8ミル)である。
像解像度は静電潜像を生ずるため像受取り体へプロジェ
クションされる電荷の25.4mm(1in)当たりの
スポット数に依存するので、イオン流はスポット幅未満
に制御及び変調されねばならない。例えば、流体援助式
イオンプロジェクションプリンティングヘッドと像受取
り体表面との間の空間をイオンが走行するとき電荷の広
がりを防ぐため、635μm(0.025ミル)の出口
スリットギャップに対して2700Vが用いられる。こ
の大きさのチャンネル幅では、約0.3〜約3CFM、
好ましくは約1〜約2.1CFMの空気速度で層流条件
が優勢である。コロナ電圧の符号と反対の符号の約0〜
約1500VDCの高電圧電源を誘電性像形成層の下に
ある金属層へ印加することができる。一般に、流体援助
式イオンプロジェクションプリンティングヘッドは誘電
性像形成層の像形成表面から約150〜約1500μm
隔置されねばならない。帯電及び放電の1つの極性をこ
こでは説明したが、逆のすべての極性及び(又は)帯電
領域又は放電領域現像を用いる現像システムで本発明は
等しく充分に用いられることができ、現像バイアス及び
物質の選択は公知である。次に、静電潜像を静電的に吸
引性の顕像性粒子で現像して静電潜像に対応する顕像性
粒子像を形成させる。現像(トナー現像)工程はゼログ
ラフィー像形成で通常用いられる工程と同じでよい。静
電的に吸引性の顕像性粒子は、例えば約−1500Vへ
予備帯電されかつ約−650Vへ像形成された像受取り
体上の静電潜像へ、現像剤アプリケーターで、アプリケ
ーターへ約−1450〜約−1300Vのバイアス電圧
をかけながら適用され、それによって顕像性粒子は像形
成表面上に像形状で付着して顕像性粒子像を形成するこ
とができる。一般に、現像されるべき像の最低表面電圧
は、絶縁性2成分現像剤を用いるときは少なくとも25
0V、導電性2成分現像剤又は単一成分現像システムを
用いるときには少なくとも約75Vでなければならな
い。ここに挙げた導電性単一又は2成分現像剤はトナー
現像される潜像上の電界が中和されるまで現像する傾向
があるシステムであるが、絶縁性2成分現像剤システム
は潜像上の電界の50%未満を現像する傾向がある。本
発明のエレクトロレセプター上の静電潜像の現像には、
静電的に吸引性の顕像性粒子を含む任意の通常のゼログ
ラフィー乾式又は液体現像剤を用いることができる。本
発明は、電気絶縁性キャリヤ粒子を含む適当な乾式2成
分現像剤による現像に特に有効である。2成分現像剤は
顕像性(トナー)粒子とキャリヤ粒子とを含む。典型的
なトナー粒子は樹脂と着色剤とを含む組成のような、静
電潜像の現像に適した任意の組成のものでよい。典型的
なトナー樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、エポキ
シ、ポリウレタン、ジオレフィン、ビニル樹脂及びジカ
ルボン酸とジフェノールを含むジオールとの重合体エス
テル化生成物が含まれる。ビニル単量体の例には、スチ
レン、p−クロロスチレン;ビニルナフタレン、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのような
モノオレフィン;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル
のようなハロゲン化ビニル;酢酸ビニル、プロビオン酸
ビニル、安息香酸ビニル及び酪酸ビニル;アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アク
リル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸n
−オクチル、アクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸
フェニル、α−クロロアクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、な
どを含むモノカルボン酸エステルのようなビニルエステ
ル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエー
テル、及びビニルエチルエーテルを含むビニルエーテ
ル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、及び
メチルイソプロペニルケトンのようなビニルケトン;ス
チレンブタジエン;これらの単量体の混合物などが含ま
れる。樹脂は一般にトナー組成物の約30〜約90重量
%の量で存在するが、本発明の目的が達成されるなら
ば、より多量又はより少量で存在してもよい。トナー粒
子中には任意の適当な顔料又は染料を用いることができ
る。典型的な顔料又は染料にはカーボンブラック、ニグ
ロシン染料、アニリン青、マグネタイト、及びこれらの
混合物が含まれ、カーボンブラックが好ましい着色剤で
ある。顔料は、好ましくは記録部材上の明瞭な可視像の
形成を可能にするため高度に着色されたトナー組成物に
するために充分な量で存在する。一般に、顔料粒子はト
ナー組成物の全重量に対して約1〜約20重量%の量で
存在するが、本発明の目的が達成されるならば、より少
量又はより多量の顔料粒子が存在してもよい。他の着色
トナー顔料には、赤、緑、青、茶、マゼンタ、シアン及
び黄色の粒子ならびにこれらの混合物が含まれる。適当
なマゼンタ顔料の説明のために例には2,9−ジメチル
−置換キナクリドン及びカラーインデックス中にCI6
0710,CI:Dspexsed Red15として
記載されているアントラキノン染料、カラーインデック
ス中にCI26050,CISolvent Red1
9として記載されているジアゾ染料などが含まれる。適
当なシアン顔料の説明のためにの例には、銅テトラ4−
(オクタデシルスルホンアミド)フタロシアニン、カラ
ーインデックス中にCI74160,CIPigmen
t Blueとして記載されているX−銅フタロシアニ
ン顔料及びカラーインデックス中にCI69810,S
pecial Blue X−2137として記載され
ているAnthradanthrene Blueなど
が含まれる。選択できる黄色顔料の説明のための例に
は、ジアリーリドイエロー33−ジクロロベンジデンア
セトアセトアニリド、カラーインデックス中にCI12
700,CISolventYellow16として記
載されているモノアゾ顔料、カラーインデックス中にF
oron Yellow SE/GLN,CI Dis
persed Yellow33として記載されている
ニトロフェニルアミンスルホンアミド、2,5−ジメト
キシ−4−スルホンアニリドフェニルアゾ−4′−クロ
ロ−2,5−ジメトキシアセトアセトアニリド、Per
manent Yellow FGLなどが含まれる。
これらの有色顔料は一般にトナー樹脂粒子の重量に対し
て約15〜約20.5重量%の量で存在するが、本発明
の目的に適合するならばより少量又はより多量が存在し
てもよい。顔料粒子がオハイオ州アクロンのColum
bian Division,Cities Serv
ices,Inc.からMapico Blackとし
て市販されているもののような酸化鉄(Fe3O4)の
混合物からなるマグネタイトであるときには、トナー組
成物中に、約10〜約70重量%、好ましくは約20〜
約50重量%の量で存在するが、本発明の目的が達成さ
れるならば、より多量又はより少量で存在してもよい。
トナー組成物は任意の適当な方法で製造することができ
る。例えば、乾式トナー粒子の成分を、撹伴のためトナ
ーの重量の約5倍量で鋼球が加えてあるボールミル中で
混合することができる。ボールミルを約36.6m(1
20ft)/分で約30分間作動させた後、鋼球を取り
去る。2成分現像剤用の乾式トナー粒子は一般に約8〜
約15μmの平均粒径を有する。2成分現像剤用の典型
的な乾式トナーは、例えば米国特許第2,788,28
8号、米国特許第3,079,342号及び米国再発行
特許第25,136号に記載されており、これらの特許
の記載は全体として本明細書中に含まれるものとする。
単一トナー現像剤用の典型的なトナーには、例えば、X
erox1012複写機用のXerox1012Ton
er及びCanon NP−210,NP−300,N
P−400及びNP−500複写機用のCanon N
P3000Toner又はCanon万能トナーが含ま
れる。任意の適当な外部添加剤を乾式トナー粒子と共に
用いることができる。外部添加剤の量はトナー組成物の
重量%で測られるが、トナーの百分率組成の計算時に外
部添加剤自体は含まれない。例えば、樹脂、顔料及び外
部添加剤を含むトナー組成物は80重量%の樹脂及び2
0重量%の顔料を含むことができ、外部添加剤の存在量
は樹脂と顔料の合計に対する%として報告される。外部
添加剤には電子写真トナー中に用いるのに適当な任意の
添加剤が含まれ、ストレートシリカ、コロイド状シリカ
(例えばDegussaから発売されているAeros
il リン酸亜鉛、酸化クロム、酸化アルミニウム、ステアリ
ン酸、ポリ弗化ビニリデン が含まれる。外部添加剤は、本発明の目的が達成される
ならば任意の適当な量で存在することができる。トナー
粒子と共に任意の適当なキャリヤ粒子を用いることがで
きる。典型的なキャリヤ粒子には、粒状ジルコン、鋼、
ニッケル、鉄、フェライト、などが含まれる。他の典型
的なキャリヤ粒子には、その全記載が参照文として本明
細書に含まれるものとする米国特許第3,847,60
4号中に記載されているニッケルベリーキャリヤが含ま
れる。これらのキャリヤは相対的に大きな外部面積を粒
子に与える反復凹凸表面を特徴とするニッケルのノジュ
ラーキャリヤビードからなる。キャリヤ粒子の直径は一
定でないが、一般には約50〜約1000μmであり、
かくして現像プロセス中に静電像への付着を防ぐために
粒子に充分な密度と慣性をもたせることができる。キャ
リヤ粒子は被覆表面を有することができる。典型的なコ
ーティング物質には、例えば米国特許第3,526,5
33号、第3,849,186号及び第3,942,9
79号(これらの特許の全記載は参照文として本明細書
に含まれるものとする)に記載されているポリ弗化ビニ
リデンのようなフルオロポリマーを含む重合体及びター
ポリマーが含まれる。トナーは、例えば2成分現像剤中
にはキャリヤの約1〜約5重量%に等しい量で、好まし
くはキャリヤの約3重量%の量で存在することができ
る。キャリヤは、被覆されていてもされていなくても、
電気絶縁性又は導電性外表面を有することができる。本
明細書中で用いる“電気絶縁性”という表現は少なくと
も約1012Ω・cmの体積抵抗率を有することと定義
される。上で示したように、従来、誘電性層上へイオン
流を差し向けることによって形成された静電潜像は電気
絶縁性外表面を有するキャリヤ粒子を含む2成分現像剤
で現像するとき、高濃度、高解像度の像を形成すること
ができなかった。所望ならば、任意の適当な液体現像剤
で現像を行うことができる。液体現像剤は、例えば米国
特許第2,890,174号及び米国特許2,899,
335号に記載されており、これらの特許の記載は全体
として本明細書に含まれるものとする。典型的な現像剤
には、水性ベースインク又は油ベースインクが含まれ
る。この中には、水溶性又は油溶性染料を含むインク及
び顔料入りインクの両方が含まれる。典型的な染料に
は、Eastman Kodak Companyから
市販されてるMethylene Blue,Harl
aco Chemical Co.から市販されている
Brilliant Yellow、過マンガン酸カリ
ウム、塩化第二鉄及びMethylene Viole
t,Rose Bengal及びQuinoline
Yellow(後者の3染料はAllied Chem
ical Companyから発売)などが含まれる。
典型的な顔料はカーボンブラック、黒鉛、ランプブラッ
ク、骨炭、木炭、二酸化チタン、鉛白、酸化亜鉛、硫化
亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、クロム酸鉛、クロム酸亜
鉛、カドミウム黄、カドミウム赤、鉛丹、二酸化アンチ
モン、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カ
ルシウム、フタロシアニン、ベンジジン、ナフトール、
トルイジンなどである。液体現像剤組成物は微粉砕不透
明粉末、高抵抗液体及び凝集防止用成分を含むことがで
きる。典型的な高抵抗液体にはアイソパー、四塩化炭
素、ケロシン、ベンゼン、トリクロロエチレンなどのよ
うな有機誘電性液体が含まれる。他の液体現像剤成分又
は添加剤には、カルボキシビニルポリマー、ポリビニル
ピロリドン、メチルビニルエーテル無水マイレン酸イン
ターポリマー、ポリビニルアルコールのようなビニル樹
脂;ナトリウムカルボキシエチルセルロース、ヒドロキ
シプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、メチルセルロースのようなセルロース樹脂;セル
ロースのエステル及びエーテルのようなセルロース誘電
体;カゼイン、ゼラチン;ポリアクリル酸アンモニウ
ム、ポリアクリル酸ナトリウムのようなアクリル酸塩な
どが含まれる。本発明の誘電性像形成部材の像形成表面
上の静電潜像上へトナー粒子を付着させるためには、任
意の適当な通常のゼログラフィー現像技術を利用するこ
とができる。公知のゼログラフィー現像技術には、磁気
刷子、カスケード、パウダークラウド、液体及び類似の
現像方法が含まれる。磁気刷子現像は、例えば米国特許
第2,618,551号及び米国特許第2,618,5
52号により完全に記載されており、パウダークラウド
現像は例えば米国特許第2,725,305号及び米国
特許第2,918,910号及び米国特許第3,01
5,305号により完全に記載されておりかつ液体現像
は例えば米国特許第3,084,043号により完全に
記載されている。これらのトナー、現像剤及び現像技術
のすべては全体として本明細書に含まれるものとする。
磁気刷子現像剤アプリケーターを現像のために用いると
き、本発明の像形成表面へ現像剤を適用するために用い
られる現像サブシステムは好ましくは高電荷ゼログラフ
ィーシステムのために用いられるものより大きい速度で
運転される。かくして、現像剤アプリケーターロールの
回転方向は好ましくはエレクトロレセプターの方向と同
じであり、表面速度はエレクトロレセプターの速度の約
3〜約6倍であり、エレクトロレセプターの速度の約4
〜約5倍が最適である。これに比べて名目上の電荷光及
びレンズゼログラフィーシステムでは通常用いられる感
光体の速度の2〜3倍の現像剤アプリケーターの表面速
度が用いられる。より高い比はイオンプロジェクション
ヘッドからの潜像中のより低い電荷濃度を補償し、現像
ゾーン内で単位時間につきより多量のトナーを与える。
これらの高速度比では現像ロール方向が同じ及び反対の
両方の場合とも現像可能性は同等であるが現像剤ロール
かエレクトロレセプーターの方向と反対方向に運転され
るならば若干のビード損失及びスカベンジングが起こる
可能性がある。現像された像が電荷領域に対応して現像
された像からなることが所望の場合には、一般に、現像
剤を電荷領域と接触して送り、潜像の保持電荷と反対の
極性に摩擦帯電させ、それによって現像剤が絶縁性像パ
ターンの帯電領へ引きつけられて付着するようにするこ
とが好ましい。しかし、非帯電(放電)領域に対応する
現像された像を複写することが好ましいときには、像電
荷パターンと同じ極性に帯電された現像剤を用いるのが
一般的慣習である。この場合、現像剤は潜像の電荷によ
って反発され、像形成部材の非帯電(放電)領域上に付
着し、帯電領域には現像剤は無いままである。像濃度は
現像電極の使用によって増加される。現像電極は電子写
真の分野では広く用いられている。用いられる特別な現
像技術によって、像電極は現像剤アプリケーターの部分
として、あるいは誘電性像形成層の像形成表面から近接
隔置された別個の電極として存在することができる。例
えば、現像電極は、誘電性像形成層の像形成表面上の静
電潜像へ2成分磁性現像剤を適用するために円筒形アプ
リケーターであることができる。現像電極は任意の適当
な形であることができる。典型的な現像電極の形には、
円筒、平板及び弓形板、区分された平板及び弓形板など
が含まれる。現像電極と誘電性像形成層表面との距離は
乾式2成分現像剤では約250〜約2500μm、単一
成分現像システムでは75〜1000μmで満足な結果
を得ることができる。乾式2成分現像剤の下限はビード
粒径及び磁気刷子の剛性で限定される。上限は現像電極
が現像電極とレセプター表面との間の領域中へ電界を橋
かけするのに有効であるような現像ゾーンとエレクトロ
レセプターとの誘電体厚さの比によって決定される。単
一成分現像システムでは、分離限界は接触システムでは
トナーの粒径によって、又、ジャンピング及びクラウド
型システムではプロジェクションされたトナーの高さに
よって決定される。コロナ電圧の符号と反対の符号の約
40〜約300VDCの高電圧電源を現像電極へ印加し
て満足な像濃度を得ることができる。現像剤バイアスの
下限は、反転又はクリーニング電界が背景電圧より40
V未満高いときに、像の背景領域中にトナーを付着させ
るある種の現像システムの傾向によって決まる。上限は
有効コントラスト電圧の低下によって引き起こされる現
像可能性の損失によって決定される。典型的な例では、
流体ジェット援助式イオンプロジェクションヘッドを用
いるイオノグラフィー像形成システムから得られる電荷
は、50.8mm(2in)/秒の像形成層表面速度で
約17〜約20ナノクーロン/cm2であることができ
る。約850Vの所望のコントラスト電圧のために、厚
さ約125μm(5ミル)及び誘電率3.1のポリカー
ボネート誘電性像形性層物質を用いることができる。誘
電率は約1.5〜約12の範囲又はそれ以上でよい。厚
さ/誘電率の値は約40〜54が最適であることができ
るが、この物質及び絶縁性外表面を有するキャリヤ粒子
を含む乾式2成分現像剤による現像のためには約1.5
〜約12又はそれ以上の範囲の誘電率を有する他の物質
に於て30〜60が満足な結果を得る範囲であることが
わかった。もし、例えば誘電率がポリ弗化ビニル(Te
dlar,E.I.duPont de Nemour
s & Co.から発売)のように7であるならば、最
適厚さの範囲は約280μm(11ミル)〜約378μ
m(15ミル)であり、すなわち米国特許第4,41
0,584号に記載されている厚さ25μm(1ミル)
より約11〜15倍大きい。上記の計算は約15〜約3
0ナノクーロン/cm2の範囲の電荷を付着する流体ジ
ェット援助式イオンプロジェクションヘッドに対する最
適パラメーターについて行ったものである。現像された
像を像形成部材の表面から最終コピーを示す転写又はコ
ピーシートへ転写するためには任意の適当手段を用いる
ことができる。転写操作を実施するための特に有用でか
つ一般に好ましい方法は、転写シートを像担持表面と接
触させて置き、転写シートの反対面へ、例えば転写部材
に並置したコロナ放電電極又は他の同様な装置のような
隣接イオン源で電荷を印加する静電転写技術を含む。か
かるイオン源は通常のゼログラフィー像形成プロセスの
帯電工程中で用いられるイオン源に似ており、像担持像
形成部材に関して高電圧で保持される。コロナ放電は転
写シートを帯電させる働きがあるイオン化粒子の転写シ
ート上への付着をもたらす。転写シートは現像された像
の極性と反対の極性に帯電され、かかる帯電は像形成部
材の表面へ最初に印加された電圧に打ち勝つように充分
高い。約3000〜約7000Vの電圧が印加されてい
る単一ワイヤコロトロンは満足な転写を与える。粘着剤
ピックオフ(pick off)も使用することができ
るもう1つの像転写形式である。静電転写法は高解像度
を保ちながら最大の像転写を得るために好ましい。液体
現像剤を用いる場合、より一般的に好ましい像転写法は
転写シートを現像された像と表面接触させるときに接触
圧力を印加する方法である。像形成プロセス中に現像さ
れた像のための転写すなわち像受取りシートとしては任
意の適当な材料を用いることができる。コピー材料は絶
縁性であってもあるいはある程度導電性であってもよ
い。典型的な材料はポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ弗化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタ
レート、通常のボンド紙などである。転写すなわち像受
取りシート表面へ転写された像は蒸気溶融定着、加熱ロ
ール定着、フラッシュ定着、オーブン定着、ラミネーシ
ョンなどのような適当な手段でその支持体へ定着され
る。プロセスの定着段階で高度の制御が可能である限
り、トナー現像像と共に熱定着技術を用いることが好ま
しい。液体現像剤を用いる場合、用いられた比較的揮発
性のキャリヤ流体の蒸発を可能にすることによって定着
は達成される。かくして、定着工程はゼログラフィー像
形成で通常用いられている定着工程と同じでよい。像形
成部材は、像形成表面をACコロナ放電へ暴露して像形
成部材上の残留電荷を中和するような任意の適当な技術
で随意に消去することができる。ACコロナ消去装置へ
印加される典型的な電圧は+及び−の約3000〜約6
000Vの範囲である。所望ならば像形成部材の像形成
表面をクリーニングすることができる。本発明の像形成
部材のクニーニングには、ゼログラフィー像形成に通常
用いられる任意の適当なクリーニング工程を用いること
ができる。典型的な公知のゼログラフィークリーニング
技術には刷子クリーニング、ウエブクリーニング、ブレ
ードクリーニングなどが含まれる。像形成部材から付着
トナー像を像受取り部材へ転写した後、像形成部材は、
消去及びクリーニング工程を経て、あるいは経ないで、
付加的な静電潜像形成、現像及び転写工程を通ってサイ
クルされて付加的な像形成された像受取り部材をつく
る。本発明の一様に予備帯電されたエレクトロレセプタ
ーの像状放電用の流体援助式イオン流システムの利用に
よる静電潜像の形成は少なくとも約0.7の像濃度を得
るための標準乾式2成分現像剤を含む任意の種類の現像
剤による現像に適した表面電圧及び高エネルギー電界を
得るために特に好ましいが、予め一様な帯電工程を経
て、あるいは経ないでイオン流によってエレクトロレセ
プター上に静電潜像を形成させる場合には、液体又は単
一成分導電性現像剤のような他の型の現像剤で満足な結
果を得ることができる。先行技術のイオン流イオノグラ
フィーシステムと異なり、本発明のイオン流潜像形成シ
ステムは厚い誘電性像形成層を用いて優れた濃度と解像
度とを有する像を提供する。加えて、誘電性像形成層を
基体へ適用するとき、使用されるコーティング方法、例
えば吹付けコーティングに固有な厚さの変化がある。こ
の変化は、誘電性像形成層が薄い場合の全厚に対する百
分率に比べて誘電性像形成層が厚い場合の全厚に対する
百分率が小さい。従って、相対的に言って、誘電性層が
厚い方がより均一でありかつ従ってより一様な像形成を
与える。予備帯電工程無しの薄い高誘電率エレクトロレ
セプターの直接イオン流帯電は絶縁性キャリヤ粒子を含
む乾式2成分ゼログラフィー現像剤による充分な現像の
ための充分な電荷を付着しないが、本発明のシステムで
用いられる高電荷濃度及び電圧は2成分現像剤による現
像を容易にしかつ液体又は導電性現像剤現像に対する現
像の制限がない。換言すると、薄い先行技術の誘電性コ
ーティングは乾式2成分、絶縁性キャリヤ現像システム
からエレクトロレセプター像形成表面上へ引きつけられ
るトナー粒子が少なく、それによって不充分な電荷濃度
及び電圧のため低濃度の像が得られてしまう。本発明の
像形成部材上で2成分現像剤から形成されるトナー像は
像受取り部材への静電転写又は圧力トランンスフィック
ス(transfixed)が容易である。さらに、ポ
ンプ、送風機及び流体援助式イオンプロジェクションヘ
ッドからの望ましくない笛音ノイズを最小にするために
より低いイオン流流速でイオン流像形成を行うことがで
きる。厚いエレクトロレセプターからは低い変調電圧切
換及び低イオン流流速を用いながらより高い潜像電圧を
得ることができるので、より高いエレクトロレセプター
速度でより高い像濃度を得ることができる。又、先行技
術の感光体と異なり、本発明の誘電性像形成層は単純で
製造費が安い。ビットマップ像中に形成されかつ流体援
助式イオンプロジェクションヘッドによってエレクトロ
レセプター上に印写された文字、絵画像及びプリントフ
ォントは、本発明のシステムでは、おのおのの像形成さ
れたピクセル(pixel)の濃度を変えることができ
かつその幅及び高さを変化させて線画像と広域像の両方
の組み合わせを同時に形成させることができる利点もあ
る。線画像と広域像とのかかる組み合わせは先行技術の
薄いエレクトロレセプターを用いるときには得られな
い。さらに走査レーザービットマップド像より優れてい
るもう1つの利点は、本発明のイオン流はプロセス方向
とクロスプロセス方向の両方向に連続的に像形成させる
ことができるが、走査レーザー像はプロセス方向でオー
バーレイドドット(overlayed dot)像
(不連続)である。より厚いエレクトロレセプター又は
誘電性層は価格を低くし、処理が容易であり、かつ許容
変化が全厚に対して小分率であるのでより大きい均一性
が得られる。又、スタイラス像形成と異なり、本発明の
システムは煙霧の生成がなくかつエレクトロレセプター
の摩耗が最小である。本発明には、現像を駆動するため
の薄いエレクトロレセプターに於ける過度に低い電界の
問題及び厚いエレクトロレセプターで示される電荷の過
度の広がりの問題が無い。エレクトロレセプターは光導
電性である必要はないので、感光体について所要な特別
の輸送及び貯蔵の処置は不要である。加えて、感光体と
比べて、温度極限及び変動、日光暴露などからの保護の
ために必要な費用や複雑さが避けられる。さらに、ゼロ
グラフィー複写機に於て、使用時又は不使用時に感光体
保護のために所要な特殊なシャッター系、特に自動シャ
ッター系はエレクトロレセプターシステムでは不要であ
る。さらに、非光導電性誘電性エレクトロレセプターは
感熱性が低く、溶融定着装置の近くに置くことができる
ので、複写機構築設計に於てより大きな融通性を与え
る。又、エレクトロレセプターは感光体よりもトナー膜
化に対する感受性が少ない。加えて、エレクトロレセプ
ターの材料、特に表面、摩擦係数、表面エネルギーなど
をクリーニングシステムのような異なる機械素子と適応
するように調節することができる。かくして、エレクト
ロレセプターとクリーニングブレードとの異なる組み合
わせのために材料を選んで、両素子間の摩擦を低下し、
運動中の接触によって生ずる騒音を減少しかつ(又は)
クリーニング効率を高める。像形成ヘッドは支持体によ
って固定された間隔でエレクトロレセプター像形成表面
上に直接乗ることができるので、臨界的な間隔必要条件
がランアウトを示すエレクトロレセプターに対してさえ
も適応される。エレクトロレセプター材料の大きい耐久
性のために、高クリーニングブレード圧を用いることが
できる。現像剤アプリケーターがエレクトロレセプター
の表面上に乗ることもできるので現像剤隔置も容易であ
る。臨界的素子をエレクトロレセプターのより耐久性の
表面上に乗せることによってエレクトロレセプターから
の臨界的素子の隔置を利用するシステムでは、レセプタ
ーの丸さ(roundness)を維持する費用も減少
することができる。さらに、感光体の特徴であるサイク
ルアップ及びサイクルダウンの問題も非光導電性のエレ
クトロレセプーでは起こらない。
【実施例】以下本発明をその特別な好ましい実施態様に
ついて詳しく説明するが、これらの実施例は説明のため
のみのものであると理解されるべきである。本発明は実
施例中に挙げた物質、条件又はプロセスパラメーターに
限定されるものではない。特に断らない限り、部及び%
はすべて重量による。実施例1〜19にはエレクトロレ
セプター用のピンホールの無い連続膜を生成するための
代表的な誘電性像形成層材料及び該層形成のためのプロ
セス条件が記載される。下記実施例では、Binksス
プレーブースModel BF−4をBinksモデル
21自動スプレーガンと共に用い、コーティング組成物
の円筒形マンドレルへの適用にはタイプ42753レシ
プロケーターを用いた。この装置は米国イリノイス州フ
ランクリンパークのBinks Companyから発
売されている。Model21ガンには種々の流体ノズ
ル及び空気噴霧ノズルが付いていた。吹付けされるコー
ティング組成物を圧力ポット中に入れ、コーティング組
成物をスプレーガンへホースから押し出すためにポット
へ約0.703kg/cm2(10psi)の空気圧を
印加した。レシプロケーターの運動と共にスプレーガン
を自動式に作動させた。吹付けられる導電性ドラム基体
をブース内のターンテーブル上に置き、所定の速度で回
転させた。実施例1〜17のドラムは長さ約24.5c
m、外径約84mm、厚さ約4mmのアルミニウム製で
あった。スプレーガンをドラムの長さ方向に動かし、上
から下へ垂直方向に吹付けを行った。この吹付けサイク
ルを繰返して所望の厚さを得た。 〔実施例1〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによっ
てプライマーコーティング溶液を調製した。このプライ
マーコーティングを複数のアルミニウムドラム上に適用
するための特別な条件は次の通りであった。 物質: 1.0gのポリエステル樹脂(D
uPont 49,000,E.I.duPont d
e Nemours &Co.から発売)からつくった
0.1容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン522g及び1,
1,2−トリクロロエタン600g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 48% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 4 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.0 ガンモデル: 21 室温(22℃)で約2時間乾燥後、付着したプライムコ
ーティングは厚さが約1μm、誘電率が約3.28(1
06cps又はHz)であった。乾燥したコーティング
を慎重に検査したが、均一、連続で、ピンホールは無か
った。 〔実施例2〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上に適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(Makrolon 5705,BASF Corpo
rationから発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 42% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 45 流体ノズル: 63C 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.2 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転して過剰の溶剤を蒸発させ、それによてコーテ
ィン厚の変動の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、欠陥の無いコーテ
ィングのためには充分であることがわかったが有効な乾
燥又は最低の製造原価のためには最適ではない下記条件
下でオーブン加熱によって行った。 20℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層は厚さが約126μm
(5ミル)、誘電率が2.93(106cps又はH
z)であり、表面及び体積抵抗率は約1010Ω・cm
より大きかった。乾燥コーティングを慎重に検査した
が、均一、連続で、ピンホールはなかった。 〔実施例3〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上に適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリスルホン(P−35
00,Union Carbide Corporat
ionから発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 48% ドラムの回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 45 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.25 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間に約1分間ドラ
ムを回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ
及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条
件下でオーブン加熱することによって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは厚さが
約127μm(5ミル)、誘電率が3.1(106cp
s又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1010
Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重に検
査したが、均一、連続であり、ピンホールは無かった。 〔実施例4〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリスルホン(P−35
00,Union Carbide Corporat
ionから発売)からつくった5.6容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 23℃(74°F) 相対湿度: 42% ドラムの回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 0.0254mm(1ミル)につ
いて9 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.25 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して2.8μmの乾燥重合体コー
ティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1分
間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコー
ティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ及
びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件
下でオーブン加熱よって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約25μm(1ミル)、誘電率が3.1(106cp
s又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約10
10Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重
に検査したが、連続でありピンホールは無かった。しか
しコーティングの厚の変化は約10%であった。 〔実施例5〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして(但し回転速度は2
倍の速さである)得られたプライマー被覆アルミニウム
ドラム上へ適用するための特別な条件は下記の通りであ
った。 物質: 56gのポリカーボネート−ポリ
エステル樹脂ブレンド(Lexan4501,Gene
ral ElectricCo.から発売)からつくっ
た5.6容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 16℃(60°F) 相対湿度: <58% ドラム回転速度: 300rpm ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 16 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.2 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約4.7μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の
条件下でオーブン加熱よって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥した層は、厚さが約75μm、誘電率が約2.93
(106cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵
抗率は約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーテ
ィングを慎重に検査したところ、なめらかで連続であ
り、ピンホールは無かったが、コーティング厚さは約1
0%だけ変化があった。 〔実施例6〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 35gポリカーボネート樹脂(M
akrolon5705,BASF Corporat
ionから発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 23℃(74°F) 相対湿度: 65% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 33 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.5 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ
及びオレンジピール欠陥を防止した。加熱は、下記条件
下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約2.93(106
cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。 〔実施例7〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによっ
て一連の誘電性像形成層コーティングを調製した。この
像形成層をプライマー被覆アルミニウムドラム(実施例
1記載のようにして得られた)上へ適用するための特別
な条件は下記の通りであった。 物質: 224gのポリカーボネート(L
exan 145,General Electric
Co.から発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
4400g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: <58% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.6 ガンモデル: 21
ついて詳しく説明するが、これらの実施例は説明のため
のみのものであると理解されるべきである。本発明は実
施例中に挙げた物質、条件又はプロセスパラメーターに
限定されるものではない。特に断らない限り、部及び%
はすべて重量による。実施例1〜19にはエレクトロレ
セプター用のピンホールの無い連続膜を生成するための
代表的な誘電性像形成層材料及び該層形成のためのプロ
セス条件が記載される。下記実施例では、Binksス
プレーブースModel BF−4をBinksモデル
21自動スプレーガンと共に用い、コーティング組成物
の円筒形マンドレルへの適用にはタイプ42753レシ
プロケーターを用いた。この装置は米国イリノイス州フ
ランクリンパークのBinks Companyから発
売されている。Model21ガンには種々の流体ノズ
ル及び空気噴霧ノズルが付いていた。吹付けされるコー
ティング組成物を圧力ポット中に入れ、コーティング組
成物をスプレーガンへホースから押し出すためにポット
へ約0.703kg/cm2(10psi)の空気圧を
印加した。レシプロケーターの運動と共にスプレーガン
を自動式に作動させた。吹付けられる導電性ドラム基体
をブース内のターンテーブル上に置き、所定の速度で回
転させた。実施例1〜17のドラムは長さ約24.5c
m、外径約84mm、厚さ約4mmのアルミニウム製で
あった。スプレーガンをドラムの長さ方向に動かし、上
から下へ垂直方向に吹付けを行った。この吹付けサイク
ルを繰返して所望の厚さを得た。 〔実施例1〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによっ
てプライマーコーティング溶液を調製した。このプライ
マーコーティングを複数のアルミニウムドラム上に適用
するための特別な条件は次の通りであった。 物質: 1.0gのポリエステル樹脂(D
uPont 49,000,E.I.duPont d
e Nemours &Co.から発売)からつくった
0.1容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン522g及び1,
1,2−トリクロロエタン600g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 48% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 4 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.0 ガンモデル: 21 室温(22℃)で約2時間乾燥後、付着したプライムコ
ーティングは厚さが約1μm、誘電率が約3.28(1
06cps又はHz)であった。乾燥したコーティング
を慎重に検査したが、均一、連続で、ピンホールは無か
った。 〔実施例2〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上に適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(Makrolon 5705,BASF Corpo
rationから発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 42% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 45 流体ノズル: 63C 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.2 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転して過剰の溶剤を蒸発させ、それによてコーテ
ィン厚の変動の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、欠陥の無いコーテ
ィングのためには充分であることがわかったが有効な乾
燥又は最低の製造原価のためには最適ではない下記条件
下でオーブン加熱によって行った。 20℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層は厚さが約126μm
(5ミル)、誘電率が2.93(106cps又はH
z)であり、表面及び体積抵抗率は約1010Ω・cm
より大きかった。乾燥コーティングを慎重に検査した
が、均一、連続で、ピンホールはなかった。 〔実施例3〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上に適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリスルホン(P−35
00,Union Carbide Corporat
ionから発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: 48% ドラムの回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 45 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.25 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間に約1分間ドラ
ムを回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ
及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条
件下でオーブン加熱することによって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは厚さが
約127μm(5ミル)、誘電率が3.1(106cp
s又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1010
Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重に検
査したが、均一、連続であり、ピンホールは無かった。 〔実施例4〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリスルホン(P−35
00,Union Carbide Corporat
ionから発売)からつくった5.6容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 23℃(74°F) 相対湿度: 42% ドラムの回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 0.0254mm(1ミル)につ
いて9 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.25 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して2.8μmの乾燥重合体コー
ティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1分
間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコー
ティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ及
びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件
下でオーブン加熱よって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約25μm(1ミル)、誘電率が3.1(106cp
s又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約10
10Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重
に検査したが、連続でありピンホールは無かった。しか
しコーティングの厚の変化は約10%であった。 〔実施例5〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして(但し回転速度は2
倍の速さである)得られたプライマー被覆アルミニウム
ドラム上へ適用するための特別な条件は下記の通りであ
った。 物質: 56gのポリカーボネート−ポリ
エステル樹脂ブレンド(Lexan4501,Gene
ral ElectricCo.から発売)からつくっ
た5.6容量%固形分溶液 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 16℃(60°F) 相対湿度: <58% ドラム回転速度: 300rpm ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 16 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.2 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約4.7μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の
条件下でオーブン加熱よって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥した層は、厚さが約75μm、誘電率が約2.93
(106cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵
抗率は約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーテ
ィングを慎重に検査したところ、なめらかで連続であ
り、ピンホールは無かったが、コーティング厚さは約1
0%だけ変化があった。 〔実施例6〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 35gポリカーボネート樹脂(M
akrolon5705,BASF Corporat
ionから発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 23℃(74°F) 相対湿度: 65% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 33 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.5 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一の原因となるコーティングのたれ
及びオレンジピール欠陥を防止した。加熱は、下記条件
下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約2.93(106
cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。 〔実施例7〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによっ
て一連の誘電性像形成層コーティングを調製した。この
像形成層をプライマー被覆アルミニウムドラム(実施例
1記載のようにして得られた)上へ適用するための特別
な条件は下記の通りであった。 物質: 224gのポリカーボネート(L
exan 145,General Electric
Co.から発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
4400g 温度: 21℃(70°F) 相対湿度: <58% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.6 ガンモデル: 21
【表3】 各スプレーパスで平均して約2.5μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約4
ミル(102.6mm)までのコーティングについては
約1分間、それより厚い層については約2分間回転さ
せ、それによって不均一なコーティングの原因になるコ
ーティングのたれ及びオレンジピール欠陥を防止した。
乾燥は、実施例2記載の条件を用いてオーブン加熱によ
って行った。乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティ
ングは上表に示した厚さ及び約2.93(106cps
又はHz)の誘電率を有しかつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。このコーティングを
慎重に検査したところ、均一、連続で、ピンホールは無
かったが、但しコーティング−7−A,B,Cは例外
で、7−Aでは約15%,7−B及びCでは約10%コ
ーティング厚が変化した。 〔実施例8〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(Lexan3250,General Elec
tic Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 29 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整 1.6 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.6μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによって厚
さの不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条件下でオー
ブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約3.1(106c
ps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約10
10Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重
に検査したところ、均一で連続であり、ピンホールは無
かったが、コーティング厚は約10%変化した。 〔実施例9〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 147gのポリカーボネートコエ
ステル(Lexan4701,General Ele
ctric Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 42 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.6 ガンモデル 21 各スプレーパスで平均して約3.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによって、
コーティング厚の不均一性の原因となるコーティングの
たれ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記
条件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約138μm(5.5ミル)、誘電率が約3.1(1
06cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率
は約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティン
グを慎重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホ
ール及び気泡欠陥が無かった。 〔実施例10〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(XP73010.00,Dow Chemical
Co.から発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 36 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.3 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条
件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約100μm(4ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は
約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティング
を慎重に検査したところ、均一、連続でありかつピンホ
ールは無かった。 〔実施例11〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(Lexan145,General Electri
c Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 47% ドラム回転速度 185rpm±10% ガンとドラムの距離 23cm(9in) パスの回数 50 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.6 ガンモデル 21 各スプレーパスで平均して約2.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条
件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約125μm(5ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1
010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎
重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホールは
無かった。 〔実施例12〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(XP73036.00,Dow Chemica
l Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 60% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 36 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.5 ガンモデル 21 各スプレーパスで約2.8μmの乾燥重合体コーティン
グが得られた。スプレーパス間にドラムを約1分間回転
させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティン
グ厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオ
レンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件下で
オーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約100μm(4ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1
010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎
重に検査したところ、均一、連続で、ピンホールは無か
った。 〔実施例13〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリエーテルイミド樹脂
(Ultem1000,General Electr
ic Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 47% ドラム回転速度: 185rpm±10%〔TC−2
00〕 ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 39 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.5 ガンモデル 21 各スプレーパスで約2.6μmの乾燥重合体コーティン
グが付着した。スプレーパス間にドラムを約1分間回転
して過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティング
厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件下でオ
ーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約102μm(4ミル)、誘電率が約3.1であり、
抵抗率は約1010Ω・cmであった。乾燥コーティン
グを慎重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホ
ールは無かった。 〔実施例14〕56gのポリカーボネートコエステル
(Lexan 4701,General Elect
ric Co.から発売)と2gのポリエステル樹脂
(DuPont49,000,E.I.duPont
de Nemours & Co.から発売)とからな
るブレンド中の造膜性重合体及びプライマー粘着剤を一
緒に、522gの塩化メチレン及び1,1,2−クロロ
エタンの溶剤ブレンドで溶解することによって誘電性像
形成層を調製した。この重合体ブレンド溶液を実施例8
のスプレー及び乾燥条件を用いて予め蒸気脱脂したプラ
イマー無しのアルミニウムドラム上へ塗布した。乾燥
後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さが約
125μm(5ミル)、誘電率が約3.1であり、表面
抵抗率は1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーテ
ィングを慎重に検査したところ、コーティングはアルミ
ニウム基体に強固に付着し、均一、連続であり、ピンホ
ールは無かった。 〔実施例15〕3容のImron500S透明エナメル
を1容のImron192S活性化剤ポリウレタン組成
物と混合しかつ粘度を8485S溶剤でDuPont粘
度カップ18〜22秒に調節することによって誘電性像
形成層を調製した。Imronエナメル、活性化剤及び
希釈剤はE.I.duPont de Nemours
& Co.から得られた。このポリウレタン混合物を蒸
気脱気したアルミニウムロールへ吹付けコーティングで
塗布した後、60℃で8時間空気乾燥し、次いで100
℃で2時間乾燥して厚さ200μm(8ミル)の乾燥コ
ーティングを得た。この誘電性像形成層は連続で、ピン
ホールが無く、誘電率が約4であり、かつ1010Ω・
cmより大きい表面抵抗率を示した。このコーティング
は基体へ強固に付着し、端から端へ±2.5%、ロール
のまわりで±5%の一様な厚さを有していた。このロー
ルを負電圧で約1500Vにコロナ帯電させたとき、ド
ラムのまわりのコーティング上の電圧変動は<50Vで
あった。 〔実施例16〕実施例14記載のようにして、但しLe
xane4701の代わりにコポリ(1,4−シクロヘ
キシレンジメチレン/エチレン)テレフタレートからな
るコポリエステルポリマー(PETG6763,Eas
tman Kodak Co.の子会社Eastman
Chemical Products,Inc.から
発売)56gを用いた。乾燥後、付着した誘電性像形成
層は、厚さが約150μm(6ミル)、誘電率が約3.
5であり、表面抵抗率は1010Ω・cmより大きかっ
た。この乾燥コーティングは厚さが均一でピンホールが
無かった。 〔実施例17〕実施例8記載のように塩化メチレンと
1,1,2−トリクロロエタンとの溶剤ブレンド中にL
exan3250ポリカーボネートを溶解し、その中に
重合体の重量に対して60重量%のBaT;O3(Fe
rro Corporationから発売)をガラスビ
ードと共にロールミリング(roll millin
g)で分散させて一様な分散液を得た。この組成物を追
加溶剤で希釈して吹付けコーティング可能なコンシステ
ンシーを得た。この組成物をプライマー被覆アルミニウ
ムドラム(実施例1記載のようにして得られた)へ適用
し、60℃で24時間、90℃で24時間、かつ120
℃で、3時間乾燥した。付着した誘電性像形成層コーテ
ィングは、厚さが約288μm(11.5ミル)、誘電
率が約6.8でありかつ表面抵抗率は1010Ω・cm
より大きかった。この層は白色、連続、均一でありかつ
ピンホールは無かった。 〔実施例18〕長さ約245mm、外径約84mm、厚
さ約0.2mmのニッケルドラムをポリ弗化ビニル重合
体(Tedler,E.I.DuPont de Ne
mours & Co.から発売)分散液で被覆した。
このコーティング分散液のドラムへの適用は、ドクター
ブレードと隣接ドラム壁との間のギャップを調節するこ
とによって約500μmまでの厚さ(乾燥後)を有する
コーティングを形成することができるドクター定量プロ
セス(doctor mstering proces
s)を用いて行った。米国特許第4,698,382号
(duPont)中及び1966年5月30日、Nor
th Dakota State Universit
y Polymer and Coating Dep
artment主催の8th Annual Symp
osium on New Coatings and
New Coatings Raw Materia
lsに於て発売されたJ.J.Dietrick,T.
E.Hedge and M.E.Kiecsmaの
“Poly(Vinyl Fluoride)Prop
erties and Coating Techno
logy”と題する論文中に記載されているように樹
脂、ミリングプロセス条件、及び添加剤を調節して、た
れ、オレンジピール及び他のコーティング厚変動を最小
にすることによってコーティング分散液のレオロジーを
制御した。このコーティングを200℃で10分間合体
させた後、200℃で20分間乾燥した。約100μm
(4ミル)から、約500μm(20ミル)まで50μ
m(2ミル)ずつ増す厚さ、約7.9の誘電率(用いら
れるコーティング添加剤による)及び1010Ω・cm
より大きい表面抵抗率を有するコーティングを製造し
た。これらのコーティングは連続、均一で、ピンホール
が無かった。コーティング厚さは端から端で±2.5
%、ドラムのまわりで±5%であった。一般に、厚さ2
25μm(9ミル)及び誘電率7から厚さ450μm
(18ミル)及び誘電率9までのドラムコーティングは
下の実施例20記載の装置中で用いられるとき、良好な
試験プリントを得ることがわかった。 〔実施例19〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによ
って誘電性像形成層コーティング溶液を調製した。この
像形成層コーティングを実施例1記載のようにして得ら
れたプライマー被覆アルミニウムドラム上へ適用するた
めの特別な条件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(XP73038.00,Dow Chemica
l Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 60% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 27 流体ノズル 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.5 ガンモデル: 21 各スプレーパスで約2.8μmの乾燥重合体コーティン
グが付着した。スプレーパス間にドラムを1分間回転さ
せて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティング
厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件でオー
ブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約2.93(106
cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。 〔実施例20〕実施例2〜19の電子写真ドラムを、バ
イアス印加磁気刷子現像を用いる改造Xerox283
0ゼログラフィー複写機のゼログラフィードラムの代わ
りに用いた。改造前のXerox2830ゼログラフィ
ー複写機は電子写真ドラムを含み、ドラムの周囲のまわ
りには一様な青色電荷を付着させるための帯電ステーシ
ョン、露光ステーション、磁気刷子現像ステーション、
紙シート供給ステーション、静トナー像転写ステーショ
ン、トナー像定着ステーション及びブレードクリーニン
グステーションが取付けられている。このXerox2
830ゼログラフィー複写機を、複写機の露光ステーシ
ョンの代わりに図2に示したヘッドに似た流体ジェット
援助式イオンプロジェクションヘッドを用いることによ
って改造した。用いられる磁気刷子現像剤は平均粒径が
約12μmで約10%のカーボンブラックで着色された
スチレン共重合体からなるトナー粒子と未被覆絶縁性フ
ェライト粒子からなる約50〜約100μmの平均粒径
を有するキャリヤ粒子とを含んでいた。この磁気刷子現
像剤はステアリン酸亜鉛及びコロイド状シリカ粒子を含
む外部添加剤も少量含んでいた。磁気刷子現像ステーシ
ョンに接続している調節可能なバイアス電源が潜像電圧
の0%から40%までの種々の像現像条件での試料の試
験を可能にした。潜像を形成するイオンと同じ極性のこ
の逆バイアスの導入及び電子写真ドラムの導電性層と現
像ロールとの間のバイアス印加によって、潜像の非像領
域の不均一性を望ましくないトナー粒子が一層無い状態
に保つことができる。露光システムの代わりに用いたヘ
ッドの型として図2に示した流体ジェット援助式イオン
プロジェクションヘッドついて言うと、上部鋳物51は
ステンレス鋼の鋳物である。導電性プレート58、絶縁
性層60、及び薄膜要素層63は厚さ約1.016μm
の平面状基体64上に支持されていた。平面状基体64
の両側上の一対の延長部はワイピングシューを形成し、
誘電性像形成層66の外側縁部上に乗っていて、イオン
プロジェクションヘッド50を誘電性像形成層66の像
形成表面から約760μm隔置した。出口チャンネル6
8は長さ約250μm(10ミル)のキャビティ領域7
0と長さ約508μm(20ミル)のイオン変調領71
とを含んでいた。上に薄膜変調電極、導電性トレース及
びトランジスタが一体成形されているガラスプレートを
含む大面積顕像性チップを含む平面状基体64が用いら
れた。キャビティ54の差し渡し幅は約3175μm
(125ミル)であり、コロナワイヤ56はキャビティ
出口に最も近いキャビティ壁62から約635μm(2
5ミル)隔置された。約+3600Vの高電圧源72が
1メグオームの抵抗素子74を通してコロナワイヤ56
へ印加されかつ基準電圧76+1,200Vがキャビテ
ィ壁62へ印加された。個々に切換え可能な薄膜要素層
63(25.4mm(1n)当たり300個の制御電極
の列は図には示されてない)のおのおのが標準多重サー
キットリー(2位置スイッチ80で示される)を通って
基準電圧より10〜20V高い+1,220V又は+
1,230Vの低電圧源78へ接続された。各電極はイ
オン変調領域71から出るカーテン状空気流中の狭いイ
オン“ビーム”を制御した。導電性電極は幅約89μm
(3.5ミル)で、おのおのは次のものと38μm
(1.5ミル)隔たっていた。薄膜要素層63と最近接
点でのキャビティ壁62との間の距離は約75μm(3
ミル)であった。毎分約1.2ft3(0.03396
m3)の空気速度で層流条件が優勢であった。各被検試
料の金属ドラムは電気的に接地された。作動時、各電子
写真ドラム上の誘電性像形成層上の像形成表面を帯電ス
テーションで約−1500Vに一様に帯電させ、流体ジ
ェット援助式イオンプロジェクションヘッドから出るイ
オン流で−750Vへ放電して背景領域と像領域の間に
約150Vの電圧差を有する静電潜像を形成させ、磁気
刷子現像ステーションで適用される2成分磁気刷子現像
剤から付着するトナー粒子で現像した。実施例2,3,
7D,7E,7F,9,10,11,12,13,1
4,15,16,17及び18の誘電性像形成層は、す
べて、数百回のプリントサイクルの試験に於て、約1.
2の濃度単位、1in(25.4mm)当たり300の
線又はスポットまでの解像度を有し、認識できる像の広
がり又はブルーミングがなくかつ清浄な背景を有するプ
リント像が繰返し得られた。実施例4,5,6,7A,
7B,7C,8及び19は0.6未満の濃度のプリント
をつくったが、像解像度は良好であり、プリント背景は
低かった。誘電性像形成層7Gは約1.3を最高の像濃
度を与えたが、像が広がるか又はブルーミングして寸法
が原画より大きくなった。改造Xerox2830複写
機の現像剤ハウジングから2成分現像剤を除去し、単一
成分トナー粒子からなる現像剤を装填した。トナー粒子
はカーボンブラック及びマグネタイトで着色されたスチ
レン共重合体からなっており、平均粒径は約12μmで
あった。この現像剤ハウジングを誘電性像形成表面から
約10ミル(254μm)隔置した。上記したようにし
て実施例15の誘電性像形成層上に静電潜像を形成さ
せ、単一成分現像剤で現像した。生成した像は濃度が
1.0、解像度が1in(25.4mm)当たり300
スポットであり、背景は清浄で認識できるブルーミング
は無かった。 〔実施例21〕長さ約990mm、幅約305mm、厚
さ約75μmのポリイミド膜(Kapton,E.I.
du Pont de Nemours & Co.か
ら発売)の両面を各面上に厚さ約25μmのフルオロカ
ーボン樹脂(Teflon FEP,E.I.du P
ont de Nemours & Co.から発売)
で被覆して厚さ約125μmの複合シートを得た。この
複合シートのフルオロカーボン樹脂表面の一方の上にオ
レフィン系結着剤(LE12644,Red Spot
Paint and Vanish Co.Inc.
から発売)中のカーボンブラック顔料分散液で吹付けコ
ーティングした。得られた導電性カーボンブラックコー
ティングは、乾燥後、厚さが約10μmであった。Ka
pton膜及びFEPフルオロポリマーの誘電率はそれ
ぞれ3.7及び2.1であったので、複合シートは複合
層として約2.7の有効誘電率を有していた。この被覆
シートの端部を重ね、約350℃、1,406kg/c
m2(20psi)で作動するジョーシーラー(jaw
sealer)装置を用いて20秒間押しつけて継ぎ
目無しベルトをつくった。このベルトを、ベルト駆動を
有しかつ図2に示したヘッドに似た流体ジェット援助式
イオンプロジェクションヘッド、現像アプリケータース
テーション、紙輸送ステーション、像転写ステーショ
ン、トナー定着ステーション及びクリーニングステーシ
ョンを取付けた。実施例20中で記載した帯電条件下で
生成した像は、解像度が1in(25.4mm)当たり
300スポットであり、約1.1のプリント濃度が得ら
れた。 〔実施例22〕静電コーティング技術を用いて誘電性像
形成層を調製した。被覆される基体は直径65mm、長
さ266mm、壁厚2.5mm(名目上)であり、表面
粗さ約0.4μm(16μin)であった。この基体を
洗剤中の超音波浸漬クリーニング及びそれに続くフレオ
ン蒸気脱脂及び最終的の無リント布によるイソプロパノ
ールの手拭きによって清浄にした。Nordson M
odel#NPE−2A自動ガンを有するNordso
n Model#NPECC8を用いて、ドラムを10
0〜150rpmで回転(水平)させながらドラムへコ
ーティング粉末を静電的に適用した。この静電式ガンは
ドラムを12.7〜25.4mm(0.5〜1.0i
n)/秒で水平方向に走行させた。粉末の運搬及び噴霧
には窒素ガスを用いた。典型的な粉末運搬調整は 噴霧 12〜20psi(0.8436〜
1.406kg/cm2) 運搬 8〜20psi(0.5624〜1.
406kg/cm2 コーティング及び硬化のための粉末コーティング物質及
び条件は下記の通りであった。 a)ペルフルオロアルコキシTeflon(PFA,
E.I.du Pontde Nemours & C
o.から発売) 誘電率 2.1(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70kV 乾燥厚さ 0.0035in(88.9μ
m)、3コート/焼付け 厚さ/誘電率 42μm 硬化温度/時間 740°F(393℃)、20
分 b)エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体
(Tefzel,E.I.du Pont de Ne
mours & Co.から発売) 誘電率 2.6(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70kV 乾燥圧さ 0.0045in(114.3
μm)、4コート/焼付け 厚さ/誘電率 44μm 硬化温度/時間 575°F(302℃)、30
分 c)アクリル樹脂(Pulvalure154シリー
ズ、Glidden Coating and Res
insから発売) 誘電率 3.3(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 40〜50kV 乾燥厚さ 0.0055in(139.7
μm)、3コート/焼付け 厚さ/誘電率 42μm 硬化温度/時間 350°F(177℃)、15
分 d)透明ポリウレタン樹脂(Vedoc,Ferro
Corp.から発売) 誘電率 4.0(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 55〜70kV 乾燥厚さ 0.006in(152.4μ
m),3コート/焼付け 厚さ/誘電率 38μm 硬化温度/時間 290°F(143℃)、25
分 e)完全透明ポリエステル(Oxyplast、グリシ
ジルポリエステル、Fuller O′Brien P
aint Co.から発売) 誘電率 4.0(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70〜90kV 乾燥厚さ 0.006in(152.4μ
m),3コート/焼付け 厚さ/誘電率 38μm 硬化温度/時間 400°F(204℃)、20
分 f)透明エポキシ(Vedoc VE101−A,Fe
rro Corp.から発売) 誘電率 3.5(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 55〜70kV 乾燥厚さ 6ミル(152.4μm)、3
コート/焼付け 厚さ/誘電率 44μm 硬化温度/時間 350°F(177℃)、30
分 実施例20記載のように改造されたXerox2830
ゼログラフィー複写機を再び改造して実施例2〜19の
ドラムの代わりに実施例22のアルミニウムドラムを用
いることができるようにした。流体ジェット援助式イオ
ンプロジェクションヘッドは1in(25.4mm)当
たり600個の制御電極の列を有していた。磁気刷子現
像剤、クリーニングサブシステム、紙シート供給システ
ム、定着システム及び帯電用コロトロンを実施例20と
同様な間隔、帯電及び運動関係が保たれるように再配置
した。誘電性像形成層はすべて約1.1の像濃度、1i
n(25.4mm)当たり600線又はスポットの解像
度、鮮明で充分に明確な文字縁部及び隅、並びにトナー
付着の無に清浄な背景の優れたプリントを得た。22
a)の誘電性像形成層はポリウレタンワイパーブレード
材料を用いて例外的にクリーニングが容易であった。以
上、本発明を特別な好ましい実施態様について説明した
が、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではな
く、むしろ当業者は実施態様内で、本発明の精神及び特
許請求の範囲内にある変化や変更がなされ得ることを認
めるであろう。
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約4
ミル(102.6mm)までのコーティングについては
約1分間、それより厚い層については約2分間回転さ
せ、それによって不均一なコーティングの原因になるコ
ーティングのたれ及びオレンジピール欠陥を防止した。
乾燥は、実施例2記載の条件を用いてオーブン加熱によ
って行った。乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティ
ングは上表に示した厚さ及び約2.93(106cps
又はHz)の誘電率を有しかつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。このコーティングを
慎重に検査したところ、均一、連続で、ピンホールは無
かったが、但しコーティング−7−A,B,Cは例外
で、7−Aでは約15%,7−B及びCでは約10%コ
ーティング厚が変化した。 〔実施例8〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(Lexan3250,General Elec
tic Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 29 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整 1.6 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.6μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによって厚
さの不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条件下でオー
ブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約3.1(106c
ps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約10
10Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎重
に検査したところ、均一で連続であり、ピンホールは無
かったが、コーティング厚は約10%変化した。 〔実施例9〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像形
成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コーテ
ィングを実施例1記載のようにして得られたプライマー
被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条件
は下記の通りであった。 物質: 147gのポリカーボネートコエ
ステル(Lexan4701,General Ele
ctric Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 42 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.6 ガンモデル 21 各スプレーパスで平均して約3.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによって、
コーティング厚の不均一性の原因となるコーティングの
たれ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記
条件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約138μm(5.5ミル)、誘電率が約3.1(1
06cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率
は約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティン
グを慎重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホ
ール及び気泡欠陥が無かった。 〔実施例10〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(XP73010.00,Dow Chemical
Co.から発売) 溶剤: 1,1,2−トリクロロエタン
1100g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 45% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数: 36 流体ノズル: 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.3 ガンモデル: 21 各スプレーパスで平均して約2.8μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条
件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約100μm(4ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は
約1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティング
を慎重に検査したところ、均一、連続でありかつピンホ
ールは無かった。 〔実施例11〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネート樹脂
(Lexan145,General Electri
c Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 47% ドラム回転速度 185rpm±10% ガンとドラムの距離 23cm(9in) パスの回数 50 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.6 ガンモデル 21 各スプレーパスで平均して約2.3μmの乾燥重合体コ
ーティングが付着した。スプレーパス間にドラムを約1
分間回転させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコ
ーティング厚の不均一性の原因となるコーティングのた
れ及びオレンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記条
件下でオーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約125μm(5ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1
010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎
重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホールは
無かった。 〔実施例12〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(XP73036.00,Dow Chemica
l Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 60% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 36 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.5 ガンモデル 21 各スプレーパスで約2.8μmの乾燥重合体コーティン
グが得られた。スプレーパス間にドラムを約1分間回転
させて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティン
グ厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオ
レンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件下で
オーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約100μm(4ミル)、誘電率が約2.93(10
6cps又はHz)であり、表面及び体積抵抗率は約1
010Ω・cmより大きかった。乾燥コーティングを慎
重に検査したところ、均一、連続で、ピンホールは無か
った。 〔実施例13〕造膜性重合体を溶剤に溶解して誘電性像
形成層コーティング溶液を調製した。この像形成層コー
ティングを実施例1記載のようにして得られたプライマ
ー被覆アルミニウムドラム上へ適用するための特別な条
件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリエーテルイミド樹脂
(Ultem1000,General Electr
ic Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 47% ドラム回転速度: 185rpm±10%〔TC−2
00〕 ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 39 流体ノズル 63B 空気ノズル 63PE 針調整 1.5 ガンモデル 21 各スプレーパスで約2.6μmの乾燥重合体コーティン
グが付着した。スプレーパス間にドラムを約1分間回転
して過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティング
厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件下でオ
ーブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約102μm(4ミル)、誘電率が約3.1であり、
抵抗率は約1010Ω・cmであった。乾燥コーティン
グを慎重に検査したところ、均一、連続であり、ピンホ
ールは無かった。 〔実施例14〕56gのポリカーボネートコエステル
(Lexan 4701,General Elect
ric Co.から発売)と2gのポリエステル樹脂
(DuPont49,000,E.I.duPont
de Nemours & Co.から発売)とからな
るブレンド中の造膜性重合体及びプライマー粘着剤を一
緒に、522gの塩化メチレン及び1,1,2−クロロ
エタンの溶剤ブレンドで溶解することによって誘電性像
形成層を調製した。この重合体ブレンド溶液を実施例8
のスプレー及び乾燥条件を用いて予め蒸気脱脂したプラ
イマー無しのアルミニウムドラム上へ塗布した。乾燥
後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さが約
125μm(5ミル)、誘電率が約3.1であり、表面
抵抗率は1010Ω・cmより大きかった。乾燥コーテ
ィングを慎重に検査したところ、コーティングはアルミ
ニウム基体に強固に付着し、均一、連続であり、ピンホ
ールは無かった。 〔実施例15〕3容のImron500S透明エナメル
を1容のImron192S活性化剤ポリウレタン組成
物と混合しかつ粘度を8485S溶剤でDuPont粘
度カップ18〜22秒に調節することによって誘電性像
形成層を調製した。Imronエナメル、活性化剤及び
希釈剤はE.I.duPont de Nemours
& Co.から得られた。このポリウレタン混合物を蒸
気脱気したアルミニウムロールへ吹付けコーティングで
塗布した後、60℃で8時間空気乾燥し、次いで100
℃で2時間乾燥して厚さ200μm(8ミル)の乾燥コ
ーティングを得た。この誘電性像形成層は連続で、ピン
ホールが無く、誘電率が約4であり、かつ1010Ω・
cmより大きい表面抵抗率を示した。このコーティング
は基体へ強固に付着し、端から端へ±2.5%、ロール
のまわりで±5%の一様な厚さを有していた。このロー
ルを負電圧で約1500Vにコロナ帯電させたとき、ド
ラムのまわりのコーティング上の電圧変動は<50Vで
あった。 〔実施例16〕実施例14記載のようにして、但しLe
xane4701の代わりにコポリ(1,4−シクロヘ
キシレンジメチレン/エチレン)テレフタレートからな
るコポリエステルポリマー(PETG6763,Eas
tman Kodak Co.の子会社Eastman
Chemical Products,Inc.から
発売)56gを用いた。乾燥後、付着した誘電性像形成
層は、厚さが約150μm(6ミル)、誘電率が約3.
5であり、表面抵抗率は1010Ω・cmより大きかっ
た。この乾燥コーティングは厚さが均一でピンホールが
無かった。 〔実施例17〕実施例8記載のように塩化メチレンと
1,1,2−トリクロロエタンとの溶剤ブレンド中にL
exan3250ポリカーボネートを溶解し、その中に
重合体の重量に対して60重量%のBaT;O3(Fe
rro Corporationから発売)をガラスビ
ードと共にロールミリング(roll millin
g)で分散させて一様な分散液を得た。この組成物を追
加溶剤で希釈して吹付けコーティング可能なコンシステ
ンシーを得た。この組成物をプライマー被覆アルミニウ
ムドラム(実施例1記載のようにして得られた)へ適用
し、60℃で24時間、90℃で24時間、かつ120
℃で、3時間乾燥した。付着した誘電性像形成層コーテ
ィングは、厚さが約288μm(11.5ミル)、誘電
率が約6.8でありかつ表面抵抗率は1010Ω・cm
より大きかった。この層は白色、連続、均一でありかつ
ピンホールは無かった。 〔実施例18〕長さ約245mm、外径約84mm、厚
さ約0.2mmのニッケルドラムをポリ弗化ビニル重合
体(Tedler,E.I.DuPont de Ne
mours & Co.から発売)分散液で被覆した。
このコーティング分散液のドラムへの適用は、ドクター
ブレードと隣接ドラム壁との間のギャップを調節するこ
とによって約500μmまでの厚さ(乾燥後)を有する
コーティングを形成することができるドクター定量プロ
セス(doctor mstering proces
s)を用いて行った。米国特許第4,698,382号
(duPont)中及び1966年5月30日、Nor
th Dakota State Universit
y Polymer and Coating Dep
artment主催の8th Annual Symp
osium on New Coatings and
New Coatings Raw Materia
lsに於て発売されたJ.J.Dietrick,T.
E.Hedge and M.E.Kiecsmaの
“Poly(Vinyl Fluoride)Prop
erties and Coating Techno
logy”と題する論文中に記載されているように樹
脂、ミリングプロセス条件、及び添加剤を調節して、た
れ、オレンジピール及び他のコーティング厚変動を最小
にすることによってコーティング分散液のレオロジーを
制御した。このコーティングを200℃で10分間合体
させた後、200℃で20分間乾燥した。約100μm
(4ミル)から、約500μm(20ミル)まで50μ
m(2ミル)ずつ増す厚さ、約7.9の誘電率(用いら
れるコーティング添加剤による)及び1010Ω・cm
より大きい表面抵抗率を有するコーティングを製造し
た。これらのコーティングは連続、均一で、ピンホール
が無かった。コーティング厚さは端から端で±2.5
%、ドラムのまわりで±5%であった。一般に、厚さ2
25μm(9ミル)及び誘電率7から厚さ450μm
(18ミル)及び誘電率9までのドラムコーティングは
下の実施例20記載の装置中で用いられるとき、良好な
試験プリントを得ることがわかった。 〔実施例19〕造膜性重合体を溶剤に溶解することによ
って誘電性像形成層コーティング溶液を調製した。この
像形成層コーティングを実施例1記載のようにして得ら
れたプライマー被覆アルミニウムドラム上へ適用するた
めの特別な条件は下記の通りであった。 物質: 56gのポリカーボネートコエス
テル(XP73038.00,Dow Chemica
l Co.から発売) 溶剤: 塩化メチレン
522g 1,1,2−トリクロロエタン 600g 温度: 20℃(68°F) 相対湿度: 60% ドラム回転速度: 185rpm±10% ガンとドラムの距離:23cm(9in) パスの回数 27 流体ノズル 63B 空気ノズル: 63PE 針調整: 1.5 ガンモデル: 21 各スプレーパスで約2.8μmの乾燥重合体コーティン
グが付着した。スプレーパス間にドラムを1分間回転さ
せて過剰の溶剤を蒸発させ、それによってコーティング
厚の不均一性の原因となるコーティングのたれ及びオレ
ンジピール欠陥を防止した。乾燥は、下記の条件でオー
ブン加熱によって行った。 22℃で約64時間 60℃で約24時間 90℃で約24時間 120℃で約3時間 22℃で約64時間 乾燥後、付着した誘電性像形成層コーティングは、厚さ
が約76μm(3ミル)、誘電率が約2.93(106
cps又はHz)であり、かつ表面及び体積抵抗率は約
1010Ω・cmより大きかった。 〔実施例20〕実施例2〜19の電子写真ドラムを、バ
イアス印加磁気刷子現像を用いる改造Xerox283
0ゼログラフィー複写機のゼログラフィードラムの代わ
りに用いた。改造前のXerox2830ゼログラフィ
ー複写機は電子写真ドラムを含み、ドラムの周囲のまわ
りには一様な青色電荷を付着させるための帯電ステーシ
ョン、露光ステーション、磁気刷子現像ステーション、
紙シート供給ステーション、静トナー像転写ステーショ
ン、トナー像定着ステーション及びブレードクリーニン
グステーションが取付けられている。このXerox2
830ゼログラフィー複写機を、複写機の露光ステーシ
ョンの代わりに図2に示したヘッドに似た流体ジェット
援助式イオンプロジェクションヘッドを用いることによ
って改造した。用いられる磁気刷子現像剤は平均粒径が
約12μmで約10%のカーボンブラックで着色された
スチレン共重合体からなるトナー粒子と未被覆絶縁性フ
ェライト粒子からなる約50〜約100μmの平均粒径
を有するキャリヤ粒子とを含んでいた。この磁気刷子現
像剤はステアリン酸亜鉛及びコロイド状シリカ粒子を含
む外部添加剤も少量含んでいた。磁気刷子現像ステーシ
ョンに接続している調節可能なバイアス電源が潜像電圧
の0%から40%までの種々の像現像条件での試料の試
験を可能にした。潜像を形成するイオンと同じ極性のこ
の逆バイアスの導入及び電子写真ドラムの導電性層と現
像ロールとの間のバイアス印加によって、潜像の非像領
域の不均一性を望ましくないトナー粒子が一層無い状態
に保つことができる。露光システムの代わりに用いたヘ
ッドの型として図2に示した流体ジェット援助式イオン
プロジェクションヘッドついて言うと、上部鋳物51は
ステンレス鋼の鋳物である。導電性プレート58、絶縁
性層60、及び薄膜要素層63は厚さ約1.016μm
の平面状基体64上に支持されていた。平面状基体64
の両側上の一対の延長部はワイピングシューを形成し、
誘電性像形成層66の外側縁部上に乗っていて、イオン
プロジェクションヘッド50を誘電性像形成層66の像
形成表面から約760μm隔置した。出口チャンネル6
8は長さ約250μm(10ミル)のキャビティ領域7
0と長さ約508μm(20ミル)のイオン変調領71
とを含んでいた。上に薄膜変調電極、導電性トレース及
びトランジスタが一体成形されているガラスプレートを
含む大面積顕像性チップを含む平面状基体64が用いら
れた。キャビティ54の差し渡し幅は約3175μm
(125ミル)であり、コロナワイヤ56はキャビティ
出口に最も近いキャビティ壁62から約635μm(2
5ミル)隔置された。約+3600Vの高電圧源72が
1メグオームの抵抗素子74を通してコロナワイヤ56
へ印加されかつ基準電圧76+1,200Vがキャビテ
ィ壁62へ印加された。個々に切換え可能な薄膜要素層
63(25.4mm(1n)当たり300個の制御電極
の列は図には示されてない)のおのおのが標準多重サー
キットリー(2位置スイッチ80で示される)を通って
基準電圧より10〜20V高い+1,220V又は+
1,230Vの低電圧源78へ接続された。各電極はイ
オン変調領域71から出るカーテン状空気流中の狭いイ
オン“ビーム”を制御した。導電性電極は幅約89μm
(3.5ミル)で、おのおのは次のものと38μm
(1.5ミル)隔たっていた。薄膜要素層63と最近接
点でのキャビティ壁62との間の距離は約75μm(3
ミル)であった。毎分約1.2ft3(0.03396
m3)の空気速度で層流条件が優勢であった。各被検試
料の金属ドラムは電気的に接地された。作動時、各電子
写真ドラム上の誘電性像形成層上の像形成表面を帯電ス
テーションで約−1500Vに一様に帯電させ、流体ジ
ェット援助式イオンプロジェクションヘッドから出るイ
オン流で−750Vへ放電して背景領域と像領域の間に
約150Vの電圧差を有する静電潜像を形成させ、磁気
刷子現像ステーションで適用される2成分磁気刷子現像
剤から付着するトナー粒子で現像した。実施例2,3,
7D,7E,7F,9,10,11,12,13,1
4,15,16,17及び18の誘電性像形成層は、す
べて、数百回のプリントサイクルの試験に於て、約1.
2の濃度単位、1in(25.4mm)当たり300の
線又はスポットまでの解像度を有し、認識できる像の広
がり又はブルーミングがなくかつ清浄な背景を有するプ
リント像が繰返し得られた。実施例4,5,6,7A,
7B,7C,8及び19は0.6未満の濃度のプリント
をつくったが、像解像度は良好であり、プリント背景は
低かった。誘電性像形成層7Gは約1.3を最高の像濃
度を与えたが、像が広がるか又はブルーミングして寸法
が原画より大きくなった。改造Xerox2830複写
機の現像剤ハウジングから2成分現像剤を除去し、単一
成分トナー粒子からなる現像剤を装填した。トナー粒子
はカーボンブラック及びマグネタイトで着色されたスチ
レン共重合体からなっており、平均粒径は約12μmで
あった。この現像剤ハウジングを誘電性像形成表面から
約10ミル(254μm)隔置した。上記したようにし
て実施例15の誘電性像形成層上に静電潜像を形成さ
せ、単一成分現像剤で現像した。生成した像は濃度が
1.0、解像度が1in(25.4mm)当たり300
スポットであり、背景は清浄で認識できるブルーミング
は無かった。 〔実施例21〕長さ約990mm、幅約305mm、厚
さ約75μmのポリイミド膜(Kapton,E.I.
du Pont de Nemours & Co.か
ら発売)の両面を各面上に厚さ約25μmのフルオロカ
ーボン樹脂(Teflon FEP,E.I.du P
ont de Nemours & Co.から発売)
で被覆して厚さ約125μmの複合シートを得た。この
複合シートのフルオロカーボン樹脂表面の一方の上にオ
レフィン系結着剤(LE12644,Red Spot
Paint and Vanish Co.Inc.
から発売)中のカーボンブラック顔料分散液で吹付けコ
ーティングした。得られた導電性カーボンブラックコー
ティングは、乾燥後、厚さが約10μmであった。Ka
pton膜及びFEPフルオロポリマーの誘電率はそれ
ぞれ3.7及び2.1であったので、複合シートは複合
層として約2.7の有効誘電率を有していた。この被覆
シートの端部を重ね、約350℃、1,406kg/c
m2(20psi)で作動するジョーシーラー(jaw
sealer)装置を用いて20秒間押しつけて継ぎ
目無しベルトをつくった。このベルトを、ベルト駆動を
有しかつ図2に示したヘッドに似た流体ジェット援助式
イオンプロジェクションヘッド、現像アプリケータース
テーション、紙輸送ステーション、像転写ステーショ
ン、トナー定着ステーション及びクリーニングステーシ
ョンを取付けた。実施例20中で記載した帯電条件下で
生成した像は、解像度が1in(25.4mm)当たり
300スポットであり、約1.1のプリント濃度が得ら
れた。 〔実施例22〕静電コーティング技術を用いて誘電性像
形成層を調製した。被覆される基体は直径65mm、長
さ266mm、壁厚2.5mm(名目上)であり、表面
粗さ約0.4μm(16μin)であった。この基体を
洗剤中の超音波浸漬クリーニング及びそれに続くフレオ
ン蒸気脱脂及び最終的の無リント布によるイソプロパノ
ールの手拭きによって清浄にした。Nordson M
odel#NPE−2A自動ガンを有するNordso
n Model#NPECC8を用いて、ドラムを10
0〜150rpmで回転(水平)させながらドラムへコ
ーティング粉末を静電的に適用した。この静電式ガンは
ドラムを12.7〜25.4mm(0.5〜1.0i
n)/秒で水平方向に走行させた。粉末の運搬及び噴霧
には窒素ガスを用いた。典型的な粉末運搬調整は 噴霧 12〜20psi(0.8436〜
1.406kg/cm2) 運搬 8〜20psi(0.5624〜1.
406kg/cm2 コーティング及び硬化のための粉末コーティング物質及
び条件は下記の通りであった。 a)ペルフルオロアルコキシTeflon(PFA,
E.I.du Pontde Nemours & C
o.から発売) 誘電率 2.1(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70kV 乾燥厚さ 0.0035in(88.9μ
m)、3コート/焼付け 厚さ/誘電率 42μm 硬化温度/時間 740°F(393℃)、20
分 b)エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体
(Tefzel,E.I.du Pont de Ne
mours & Co.から発売) 誘電率 2.6(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70kV 乾燥圧さ 0.0045in(114.3
μm)、4コート/焼付け 厚さ/誘電率 44μm 硬化温度/時間 575°F(302℃)、30
分 c)アクリル樹脂(Pulvalure154シリー
ズ、Glidden Coating and Res
insから発売) 誘電率 3.3(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 40〜50kV 乾燥厚さ 0.0055in(139.7
μm)、3コート/焼付け 厚さ/誘電率 42μm 硬化温度/時間 350°F(177℃)、15
分 d)透明ポリウレタン樹脂(Vedoc,Ferro
Corp.から発売) 誘電率 4.0(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 55〜70kV 乾燥厚さ 0.006in(152.4μ
m),3コート/焼付け 厚さ/誘電率 38μm 硬化温度/時間 290°F(143℃)、25
分 e)完全透明ポリエステル(Oxyplast、グリシ
ジルポリエステル、Fuller O′Brien P
aint Co.から発売) 誘電率 4.0(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 70〜90kV 乾燥厚さ 0.006in(152.4μ
m),3コート/焼付け 厚さ/誘電率 38μm 硬化温度/時間 400°F(204℃)、20
分 f)透明エポキシ(Vedoc VE101−A,Fe
rro Corp.から発売) 誘電率 3.5(106cps又はH
z) 表面及び体積抵抗率 >1010Ω・cm ガン電圧 55〜70kV 乾燥厚さ 6ミル(152.4μm)、3
コート/焼付け 厚さ/誘電率 44μm 硬化温度/時間 350°F(177℃)、30
分 実施例20記載のように改造されたXerox2830
ゼログラフィー複写機を再び改造して実施例2〜19の
ドラムの代わりに実施例22のアルミニウムドラムを用
いることができるようにした。流体ジェット援助式イオ
ンプロジェクションヘッドは1in(25.4mm)当
たり600個の制御電極の列を有していた。磁気刷子現
像剤、クリーニングサブシステム、紙シート供給システ
ム、定着システム及び帯電用コロトロンを実施例20と
同様な間隔、帯電及び運動関係が保たれるように再配置
した。誘電性像形成層はすべて約1.1の像濃度、1i
n(25.4mm)当たり600線又はスポットの解像
度、鮮明で充分に明確な文字縁部及び隅、並びにトナー
付着の無に清浄な背景の優れたプリントを得た。22
a)の誘電性像形成層はポリウレタンワイパーブレード
材料を用いて例外的にクリーニングが容易であった。以
上、本発明を特別な好ましい実施態様について説明した
が、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではな
く、むしろ当業者は実施態様内で、本発明の精神及び特
許請求の範囲内にある変化や変更がなされ得ることを認
めるであろう。
〔図1〕本発明の流体援助式イオンプロジェクションプ
リンティングヘッドを用いるプリンティング装置を示す
部分断面正面図である。 〔図2〕本発明のイオンプロジェクションプリンティン
グヘッドの詳細を示す断面正面図である。 〔符号の説明〕10……プリンティングシステム 12……電子写真像形成部材 14……導電性ドラム 16……像形成層 18……帯電ステーション 20……プリンティングヘッド 22……現像ステーション 24……シート供給ステーション 26……受取りシート 28……転写ステーション 30……シート輸送ステーション 32……定着ステーション 33……クリーニングステーション 34……バイアス電源 36……カセットハウジング 38,40……レール 42,44……軌道 50……プロジェクションヘッド 51……上部鋳物 52……入口チャンネル 54……キャビティ 56……コロナワイヤ 58……導電性プレート 60……絶縁性層 62……キャビティ壁 63……薄膜要素層 64……平面状基体 66……誘電性像形成層 67……金属ドラム 68……出口チャンネル 70……キャビティ出口領域 71……イオン変調領域 72……高電圧電源 74……抵抗素子 75……誘導素子 76……基準電圧 78……低電圧電源 80……スイッチ
リンティングヘッドを用いるプリンティング装置を示す
部分断面正面図である。 〔図2〕本発明のイオンプロジェクションプリンティン
グヘッドの詳細を示す断面正面図である。 〔符号の説明〕10……プリンティングシステム 12……電子写真像形成部材 14……導電性ドラム 16……像形成層 18……帯電ステーション 20……プリンティングヘッド 22……現像ステーション 24……シート供給ステーション 26……受取りシート 28……転写ステーション 30……シート輸送ステーション 32……定着ステーション 33……クリーニングステーション 34……バイアス電源 36……カセットハウジング 38,40……レール 42,44……軌道 50……プロジェクションヘッド 51……上部鋳物 52……入口チャンネル 54……キャビティ 56……コロナワイヤ 58……導電性プレート 60……絶縁性層 62……キャビティ壁 63……薄膜要素層 64……平面状基体 66……誘電性像形成層 67……金属ドラム 68……出口チャンネル 70……キャビティ出口領域 71……イオン変調領域 72……高電圧電源 74……抵抗素子 75……誘導素子 76……基準電圧 78……低電圧電源 80……スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ マンミノ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド ベラ ドライヴ 59 (72)発明者 デニス エイ アブラムソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード クレストヴィュー ド ライヴ 23 (72)発明者 ドナルド エス サイプラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド ジャクソン ロード イクステンション 138 (72)発明者 ジェローム ピー チャスコ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14589 ウィリアムソン サルモン クリーク ロード 7529 (72)発明者 ウィリアム エル ゲアリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14489 ライオンズ トラヴェル ロード 8769 (72)発明者 デボラ ジェイ ニコル ランドリ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14612 ロチェスター ウッド ラン 176 (72)発明者 フレッド ダブリュー シュミードリン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード フォレストウッド レ ーン 8 (72)発明者 クリッスナー ディー マーチ カナダ国 エル5エル 4ティー オンタ リオ セント ローレント コート 3667 (72)発明者 ブライアン イー スプリンゲット アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14618 ロチェスター フェア オークス アヴ ェニュー 28
Claims (2)
- 〔請求項1〕導電性層と造膜性重合体を含むボイドの無
い一様なかつ連続的な誘電性像形成層とを含み、該像形
成層が約1.5〜約40の誘電率と少なくとも約45μ
mの厚さとを有しかつ該厚さ/該誘電率の値が約30〜
約60であるイオノグラフィー像形成部材。 - 〔請求項2〕導電性層と造膜性重合体を含むボイドの無
い一様かつ連続的な誘電性像形成層とを含み、該像形成
層が像形成表面、約1.5〜約40の誘電率及び少なく
とも約45μmの厚さを有し、かつ該厚さ/誘電率の値
が約30〜約60であるイオノグラフィー像形成部材を
用意すること、該像形成表面上へイオン流を像形状で差
し向け、それによって該像形成表面上に静電潜像を形成
すること、及び該像形成表面を静電的に吸引性の顕像性
粒子と接触させて該粒子を該像形成表面上に該静電潜像
と一致して付着させることを含むイオノグラフィー像形
成方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US459401 | 1989-12-29 | ||
US07/459,401 US5073434A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Ionographic imaging system |
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- 1990-12-25 JP JP2419112A patent/JPH0651589A/ja active Pending
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