JPH0930034A - Ｄｅｐ装置において使用する印刷構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質の品質を向上させる。 【解決手段】 各アパーチュア（１０７）のまわりに配
置された個別制御電極（１０６ａ）の各１個の電極と個
別シールド電極（１０６ｂ）の各１個の電極とが１個の
アパーチュア（１０７）を通るメタライゼーション（１
０６ｃ）により互いに接続され、各アパーチュア（１０
７）のまわりの１個の印刷用電極を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電印刷、特に直接静
電印刷（ＤＥＰ）において使用される設備に有用な印刷
ヘッド構造に関する。ＤＥＰにおいては、電子的にアク
セス可能な印刷ヘッド構造の手段によりトナー給送手段
から受像基体に静電印刷が直接行われ、トナーは画像に
相当した状態で受像基体に向かって飛ばねばならない。

【０００２】

【従来技術及びその課題】ＤＥＰ（直接静電印刷）にお
いては、トナー又は現像用材料は受像基体上に画像に相
当した形状に直接堆積され、受像基体は画像に相当した
静電潜像はなにも持たない。基体は中間のエンドレスの
柔軟ベルト（例えば、アルミニウム、ポリイミドなど）
である。この場合、画像に相当して堆積されたトナー
は、これを別の最終基体の上に転写しなければならな
い。トナーは最終の受像基体上に直接置かれることが好
ましく、そこで最終の受像基体、例えば平らな紙、透明
体などの上に画像を直接作る可能性が提案された。この
堆積段階に続いて最後の定着段階がある。

【０００３】これは、帯電面の静電潜像を可視像にする
に適した材料で現像させる古典的な電子写真とは異なっ
た方法である。更に、粉体像は、これを前記帯電面に直
接定着させて直接電子写真印刷物にするか、又は粉体像
を最終の基体に転写してからこの媒体上に定着する。後
者の方法は間接電子写真印刷物を作る。最終の基体は透
明媒体、不透明なポリマーフィルム、紙などとすること
ができる。

【０００４】ＤＥＰは、静電潜像を作るために追加の段
階と追加の部材とを導入する点も電子写真とは著しく異
なる。より特別には、光導電体が使用され、更に帯電／
露光サイクルが必要である。

【０００５】ＤＥＰ装置は、ＵＳ−Ｐ ３６８９９３５
においてプレスマンにより開示された。この文書は、 −絶縁層と呼ばれる絶縁材料の層； −絶縁層の一方の側の導電材料の連続層よりなるシール
ド電極； −絶縁層の他方の側の導電材料の分割された層より形成
された複数の制御電極；及び −少なくも１列のアパーチュア を備えた多層粒子変調器又は印刷ヘッド構造を有する静
電ラインプリンターを明らかにする。各制御電極は１個
のアパーチュアのまわりに形成されかつ互いに他の制御
電極の各から絶縁される。以降、いま説明したような印
刷ヘッド構造を「古典的」印刷ヘッドと呼ぶこととす
る。

【０００６】制御電極の各には選定された電位が与えら
れ、一方、シールド電極には一定の電位が加えられる。
トナー供給手段と受像基体の支持部との間の全般に推進
力のある場が、帯電トナー粒子を印刷ヘッド構造のある
列のアパーチュアを通して射出する。粒子の流れの強さ
は、制御電極に印加された電位のパターンにより変調さ
れる。変調された帯電粒子の流れは、この流れの中に置
かれた受像基体上をたたく。受像基体は、１行ずつ印刷
するように、印刷ヘッド構造と直角の方向に動かされ
る。シールド電極はトナー給送手段に面し、制御電極は
受像基体に面する。印刷ヘッドと受像基体支持部の１個
のバック電極との間に直流の場が作られる。この推進力
の場により、印刷ヘッドとバック電極との間における、
受像基体へのトナー吸引力が与えられる。

【０００７】ＵＳ−Ｐ ３６８９９３５に説明されたよ
うな装置により印刷は事実上可能であるが、幾つかの欠
点のある。幾つかの開示において言われた重要な欠点
は、 −前記制御電極により囲まれたアパーチュアを閉じるた
め（即ち、適用された推進力の場に打ち勝つため）の制
御電極上のかなりの高電圧の必要性、 −最高及び最低の濃度間で全体の濃度を変えるための高
価な電子回路、これが装置を複雑化しかつ高価にする、 −トナー粒子による印刷アパーチュアの汚染され易さ又
は詰まり。

【０００８】上述の欠点は出力印刷物の画質、特に高濃
度域における濃度の均一性を低下させ、かつ印刷機械が
数時間以上にわたって使用される場合の長時間安定性を
悪化させる。

【０００９】これら問題点の解決のために文献において
幾つかの方法が提案された。

【００１０】ＵＳ−Ｐ−４９１２４８９において、プレ
スマンにより説明されたようなシールド電極と制御電極
の通常の位置の順が逆にされた（即ち、シールド電極が
受像基体に面し、制御電極がトナー源に面する）。これ
により印刷濃度を変えるに要する電圧が低くなった。こ
の特許は、好ましい実施例において新規な印刷ヘッド構
造を明らかにし、これにおいては、トナー給送手段から
のトナー粒子は、いわゆるスクリーニング電極で囲まれ
た大きなアパーチュアを経てまず印刷ヘッド構造内に入
り、次いで制御電極により囲まれた小さなアパーチュア
を通過し、そしてシールド電極を経てこの構造から出て
行く。

【００１１】ＥＰ−Ａ−０５８７３６６においては、印
刷ヘッド構造とトナー給送手段との間の距離が引掻き接
触（ｓｃｒａｔｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔａｃｔ）の使用に
より非常に小さくされた装置が説明される、この結果、
前記制御電極により囲まれたアパーチュアを閉じるため
（即ち、適用された推進力の場に打ち勝つため）に要す
る電圧は非常に小さい。しかし、引掻き接触は印刷ヘッ
ド構造に極めて耐摩耗性の大きい最上層を必要とする。

【００１２】印刷ヘッド構造とトナー給送手段との間の
距離が非常に小さい状態で作動する装置もＵＳ−Ｐ−５
２８１９８２に説明される。一定であるが非常に狭い間
隙が強固な構造に作られ、希望のトナー粒子を選定する
ためのどちらかと言えば低い電圧の使用を可能とする。
しかし、強固な形状は、印刷ヘッド構造における特別な
電極及び移動波によりトナーを移動させる回路を必要と
する。

【００１３】ＳＵ−Ｐ−４５６８９５５においては、例
えば、制御バック電極として電気絶縁された異なった尖
端を備えた受像基体用の分割式支持部を、輸送用静電波
で移動されるトナー粒子と組み合わせて使用する。印刷
は低電圧で行われるが、解像度が限定され、かつ画質は
周囲条件と受像基体の特性との両者に極めて大きく依存
する。

【００１４】ＵＳ−Ｐ−４７３３２５６においては、
「古典的」印刷ヘッド構造、即ち、ＵＳ−Ｐ ３６８９
９３５に説明されたような印刷ヘッド構造と、別の絶縁
されたワイヤーを有しかつ受像用部材を支持しているバ
ック電極（制御バック電極）との組合せが上述の問題の
幾つかに対して向けられる。ラインプリンターについて
は、シールド電極、制御電極及び制御バック電極に適切
な電圧を選定することにより濃度を変更することができ
る。

【００１５】ＵＳ−Ｐ−５０３６３４１においては、受
像基体用の分割式支持部としてスクリーン状又は格子状
の制御バック電極マトリックスを備えた装置が説明され
ている。この設備は、受像基体上にマトリックス全体に
わたる画像情報を書くことができる利点を有するが、環
境の影響を被りかつ受像基体の性質により影響を受け
る。

【００１６】これらの欠点を克服するために、ＵＳ−Ｐ
−５１２１１４４の別の装置においては、印刷ヘッド構
造なしの分割式バック電極が、印刷ヘッド構造電極とバ
ック電極構造とを有する２部分式の電極システムに変更
された。第１の部分はトナー給送手段と受像基体との間
に置かれかつ印刷ヘッド構造として使用される絶縁され
た平行ワイヤーよりなる。第２の部分は第１のワイヤー
に関して直角方向に配置された別組の平行ワイヤーより
なり、バック電極構造として使用される。受像基体の支
持体又はバック電極構造は、総ての例において１方向に
向けられた絶縁ワイヤーよりなる。印刷ヘッド構造とし
て、３種の異なった形状、即ち、 １．横断方向の絶縁ワイヤー； ２．横断方向の制御電極のみを有する可撓性ＰＣＢ；及
び ３．横断方向の共通のシールド電極と制御電極とを有す
る可撓性ＰＣＢ；が説明された。この開示による異なっ
たシステムは、印刷電圧を変調することだけが必要な異
なった制御電極の電圧の設定により、アパーチュアのグ
ループにおける推進力の場を変えて濃度を変えることが
できる。

【００１７】ＵＳ−Ｐ−５４０２１５８においては、上
述の印刷ヘッド構造２（即ち、シールド電極なしの個別
に制御可能な制御電極を有する可撓性ＰＣＢ）は、非分
割式（「古典的」）バック電極との組合せでも使用され
る。しかし、この印刷ヘッド構造は、長時間の印刷出力
に対して画像の不安定を招く摩擦帯電の生ずる可能性が
あるという欠点を持つ。

【００１８】この最後の欠点は、ＵＰ−Ｐ−５３０７０
９２に説明されたように、この単一の平面電極印刷ヘッ
ド構造の上の接地された静電防止用の上掛けの適用によ
り、即ち、シールド電極として金属導電体の代わりに帯
電防止層を使用することにより部分的には解消された。

【００１９】ＵＳ−Ｐ−４４９１８５５により、画像濃
度は、トナー給送部材に加えられる交流電圧の導入によ
り強化することができる。このため、印字時間の短縮が
可能である。しかし、低い画像濃度を得るためには、非
常に高い電圧を加えねばならない。

【００２０】ＵＳ−Ｐ−５２２９７９４及びＥＰ−Ａ
７１０８９７においては、個別制御可能な制御電極と各
アパーチュアのまわりのシールド電極とを有する印刷ヘ
ッド構造が説明される。この印刷ヘッド構造は、印刷ヘ
ッド構造の外面の電圧の正確な制御ができる利点を有す
るが、かかる複合した印刷ヘッド構造を作動させるに要
する電子回路のため、この印刷ヘッド構造の使用は著し
く複雑であり、かつ高費用の装置となる。

【００２１】上述の諸開示は、最初のＤＥＰ（直接静電
印刷）装置における幾つかの問題は解決するが、一般に
は、低汚染と組み合った低電圧アドレス可能な印刷ヘッ
ド構造の組合せが、安定した濃度の高品質画像を送り出
す低費用のＤＥＰ装置のための一つ又は幾つかの異なっ
た要求を満たす。

【００２２】単純な装置により再現可能な一定の方法で
高画質画像を作るＤＥＰシステムに対する要求がある。

【００２３】

【本発明の目的】印刷ヘッド構造の制御電極に低い電圧
を印加することにより印刷を進め得るＤＥＰ用の印刷ヘ
ッド構造を実現することが本発明の目的である。

【００２４】アパーチュアの詰まりがなく一定の画像濃
度で長時間安定して印刷できるＤＥＰ用の印刷ヘッド構
造を実現することが本発明の別の目的である。

【００２５】改良された印刷ヘッド構造を組み込み、高
画質の画像を印刷する改良された直接静電印刷（ＤＥ
Ｐ）装置を提供することが本発明の目的である。

【００２６】本発明の更なる目的及び利点は以下の説明
より明らかになるであろう。

【００２７】以上の目的は、絶縁材料より作られかつ印
刷アパーチュアと組み合わせた制御電極を有するＤＥＰ
（直接静電印刷）用の印刷ヘッド構造（１０６）におい
て、前記印刷ヘッド構造が、（ｉ）前記印刷ヘッド構造
の前記絶縁材料（１０６ｄ）の一方の側における各アパ
ーチュア（１０７）のまわりの１個の個別制御電極（１
０６ａ）、及び（ｉｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁
材料（１０６ｄ）の他方の側における各アパーチュア
（１０７）のまわりの１個の個別シールド電極（１０６
ｂ）を備え、各アパーチュア（１０７）のまわりに配置
された前記個別制御電極（１０６ａ）の各１個の電極と
前記個別シールド電極（１０６ｂ）の各１個の電極とが
前記１個のアパーチュア（１０７）を通るメタライゼー
ション（１０６ｃ）により互いに接続され、各アパーチ
ュア（１０７）のまわりの１個の印刷用電極を形成する
ことを特徴とする印刷ヘッド構造を提供することにより
実現される。

【００２８】

【発明の実施の形態】文献には、ＤＥＰ（直接エレクト
ログラフ印刷）の原理に従って作動する多くの装置が説
明されている。しかし、これら装置のいずれも一定の画
像濃度でかつアパーチュアの詰まりのない長時間安定性
を得ることは極めて困難である。本発明による印刷ヘッ
ド構造は、ＵＳ−Ｐ ３６８９９３５においてプレスマ
ンにより説明された「古典的」３層構造の変更である。
この開示においては、絶縁層の一方の側における印刷ア
パーチュアのまわりの分割された制御電極及び前記絶縁
層の他方の側における連続電極が明らかにされる。かか
る印刷ヘッド構造の本発明による変更は、絶縁材料（１
０６ｄ）の一方の側における各印刷アパーチュアのまわ
りの個別制御電極（１０６ａ）の存在、及び絶縁材料
（１０６ｄ）の他方の側における各個別印刷アパーチュ
アのまわりの個別シールド電極（１０６ｂ）の存在にあ
り、更に両電極（１０６ａ）と（１０６ｂ）とをアパー
チュアを通るメタライゼーション（１０６ｄ）により
（互いに連絡し）短絡する点にある。

【００２９】図１において、本発明による印刷ヘッド構
造の一つのアパーチュアを通る断面が図式的に示され
る。これはアパーチュア（１０７）のある絶縁材料（１
０６ｄ）を示す。アパーチュア（１０７）のまわりに、
絶縁材料の一方の側には個別的な制御電極（１０６ａ）
があり、絶縁材料の他方の側には個別シールド電極（１
０６ｂ）がある。両電極はアパーチュア（１０７）を通
るメタライゼーション（スルーホール接続）（１０６
ｃ）により互いに接続される。

【００３０】本発明による構造では、個々のコナー粒子
が通して動く表面の一番上に絶縁材料がない。電気的な
観点から、トナー供給部材（例えば、本発明の１実施例
における帯電トナーコンベヤーの表面）と前記印刷ヘッ
ドの前側との間、及び前記印刷ヘッド構造の後ろ側とバ
ック電極との間によく定められた電界を作り、これと同
時に前記印刷ヘッド構造の厚さにわたる電界がないよう
にすることが、本発明による印刷ヘッド構造により可能
である。

【００３１】制御電極とシールド電極とが互いに絶縁さ
れた従来の別構造の印刷ヘッド構造においては、画質の
悪い原因の一つは、装置の寿命中に、両電極間の絶縁が
幾つかの印刷アパーチュアのまわりで偶発的に破壊され
短絡することである。このため、「古典的」印刷ヘッド
構造では、寿命中に、総ての印刷アパーチュアの電気的
挙動が等しくはなくなり、従って長時間印刷の後に印刷
された画像に、高濃度部分においさえも望ましくない濃
度の変動（バンディング）が生じ得ること、或いはより
多くのトナー又はより少ないトナーの通過を許す印刷ア
パーチュアにより作られる低濃度又は高濃度の線ができ
ることの危険がある。「古典的」印刷ヘッドにおいて
は、いくつかの印刷アパーチュアは、寿命中の不慮の回
路短絡のため、全く作動しなくなり、開いたまま又は閉
じたままになる可能性さえある。

【００３２】本発明による特別の実施例は、銅層で両面
が被覆されたポリイミドの絶縁フィルムより作られる。
印刷ヘッドの製造は以下のように進められる。まず、銅
のエッチング技術により銅の電極に印刷アパーチュアが
作られ、次いでエキシマーレーザーバーニングにより前
記絶縁フィルムを貫通するアパーチュアも作られる。次
に、銅エッチング技術により両面にリング電極が作ら
れ、そして電気メッキにより印刷アパーチュアを通る両
リング電極の接続が行われる。その結果、アパーチュア
各１個ごとに、絶縁部材の一方の側のリング電極（１０
６ａ）、絶縁部材の他方の側のリング電極（１０６
ｂ）、及びスルーホール接続（１０６ｃ）がある。

【００３３】絶縁部材の両側のリング電極は、アパーチ
ュアを通る接続及び接続線により１個の電圧源に接続さ
れる。

【００３４】絶縁フィルム上の電極は、これを適宜の高
導電性材料より作ることができる。これらの材料として
は金属、特に銅が好ましい。絶縁フィルムは、適宜の絶
縁材料、例えば磁器、ポリマーなどとすることができ
る。ポリイミドフィルムが好ましい絶縁材料である。

【００３５】絶縁材料を貫通する印刷アパーチュアは、
本技術で公知の方法、例えばレーザーバーニング、プラ
ズマエッチングなどにより作ることができる。印刷アパ
ーチュアが十分に大きいときは、これらを機械的に穴空
けすることができる。

【００３６】本発明による印刷ヘッド構造において、印
刷ヘッド構造の電極（１０６ａ）、（１０６ｂ）及び
（１０６ｃ）が、テフロン（ジュポンＵＳＡの商品
名）、ポリシロキサン樹脂、アクリル樹脂又はエポキシ
樹脂の極めて薄いコーティングのような極めて薄い接着
剤コーティングにより表面処理されれば、長期間にわた
る安定性の点で有利であることが確かめられている。ま
た、非常に硬い薄層（引掻き強度の非常に大きな層）、
例えばカーボランダム又は窒化物、或いは同等物質の薄
層も非常に有効である。必要ならば、両種の層を併用で
きる。

【００３７】本発明は、上述のような印刷ヘッド構造を
備えたＤＥＰ装置も提供する。

【００３８】本発明は、更に、（ｉ）トナー供給手段
（１０１）、（ｉｉ）バック電極（１０５）、（ｉｉ
ｉ）トナー供給手段（１０１）と受像基体（１０９）と
の間に設けられた印刷ヘッド構造（１０６）を備えたＤ
ＥＰ装置（直接静電印刷機）であって、前記印刷ヘッド
構造が、（ｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料（１
０６ｄ）の一方の側における各アパーチュア（１０７）
のまわりの１個の個別制御電極（１０６ａ）、（ｉｉ）
前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料（１０６ｄ）の他方
の側における各アパーチュア（１０７）のまわりの１個
の個別シールド電極（１０６ｂ）を備え、各アパーチュ
ア（１０７）のまわりに配置された前記個別制御電極
（１０６ａ）の各１個の電極と前記個別シールド電極
（１０６ｂ）の各１個の電極とが前記１個のアパーチュ
ア（１０７）を通るメタライゼーション（１０６ｃ）に
より互いに接続され、各アパーチュア（１０７）のまわ
りの１個の印刷用電極を形成することを特徴とするＤＥ
Ｐ装置を提供する。

【００３９】ＤＥＰ装置の説明 本発明による印刷ヘッドを使用し得るＤＥＰを設置する
装置の例が図２に示される。図２に示された特定の実施
例においては、ＤＥＰ装置は、（ｉ）磁気キャリヤー粒
子とトナー粒子とを含んだ多成分現像剤（１０２）用の
容器、及び帯電トナー粒子層をＣＴＣ（帯電トナーコン
ベヤー）（１０３）の表面上に形成する磁気ブラシ組立
体（１０４）を備えたトナー給送手段（１０１）、（ｉ
ｉ）印刷ヘッド構造（１０６）に近い距離における受像
基体（１０９）の支持部としても使用されるバック電極
（１０５）、（ｉｉｉ）印刷ヘッド（１０６）と前記バ
ック電極（１０５）との間を矢印Ａで示された方向に受
像基体（１０９）を輸送するコンベヤー手段（１０
８）、（ｉｖ）前記受像基体（１０９）上に前記トナー
を固定するための手段（１１０）、（ｖ）トナー給送手
段（１０１）と受像基体（１０９）との間に設置された
印刷ヘッド構造（１０６）であって、（１０６ａ）が個
別制御電極であり、（１０６ｂ）が個別シールド電極で
あり、そして（１０６ｃ）が電極（１０６ａ）と（１０
６ｂ）との間の導電用接続である前記印刷ヘッド構造を
備える。

【００４０】トナー粒子はＣＴＣ（１０３）から印刷ア
パーチュア（１０７）を通って受像基体に引かれる。

【００４１】図２においてはＤＥＰ装置の好ましい実施
例が示されるが、本発明に従い、異なった形状の印刷ヘ
ッド構造を使用して本発明によるＤＥＰ装置を実現させ
ることが可能である。例えば、印刷ヘッド構造のアパー
チュアは一定直径を持つことができ、或いは、より大き
な入口直径又は出口直径を持つことができる。

【００４２】磁気ブラシ組立体（１０４）、帯電トナー
コンベヤー（１０３）、印刷ヘッド電極（１０６ａ）、
（１０６ｂ）、（１０６ｃ）及びバック電極（１０５）
間で異なった電場を作ることができる。

【００４３】図２に示された本発明によるＤＥＰ装置の
特定の実施例においては、帯電トナーコンベヤー（１０
３）には電圧Ｖ₁が印加され、磁気ブラシ（１０４）の
スリーブにはＶ₂が印加され、個別印刷ヘッド電極（１
０６ａ）、（１０６ｂ）及び（１０６ｃ）にはＶ₃₀から
Ｖ_3nまでの範囲のＶ₃が、そしてトナー受像基体の後方
の受像基体の支持部（又はバック電極）にはＶ₄が印加
される。この事例では受像部材の支持部はバック電極で
もある。２種の機能、受像基体とバック電極とが分離さ
れたＤＥＰ装置を作動させることができる。この場合
は、電圧Ｖ₄がバック電極に加えられる。ここに、Ｖ₃₀
は印刷ヘッド構造の電極に印加される最低電圧であり、
Ｖ_3nは前記電極に加えられる最高電圧である。通常は、
離散的な電圧レベルＶ₃₀、Ｖ₃₁、・・・の選定された組
を印刷ヘッド構造の電極に印加することができる。可変
電圧Ｖ₃の値は、所望のグレーレベルを表している画像
形成信号のディジタル値に従って、この組から値Ｖ₃₀と
Ｎ_3nとの間で選定される。或いは、グレーレベルの値に
従って電圧を時間ベースで変調することができる。

【００４４】例えばＵＳ−Ｐ ５０３６３４１及びＥＰ
−Ａ ７０８３８６に説明されたようなセグメント式バ
ック電極を備えたＤＥＰ装置において、本発明による印
刷ヘッド構造を使用することができる。本発明の印刷ヘ
ッド構造は、単一の非分割式バック電極とも使用でき、
また受像部材用の別の支持部と別のバック電極とを使用
したＤＥＰ装置にも使用できる。

【００４５】帯電トナー粒子がまず磁気ブラシ（１０
４）から帯電トナーコンベヤー（１０３）に供給されず
にトナー粒子が磁気ブラシ（１０４）から直接引き出さ
れるＤＥＰ装置であって、本発明による印刷ヘッド構造
を使用するＤＥＰ装置を提供することができる。かかる
ＤＥＰ装置においては、前記トナー給送手段（１０１）
は、磁気キャリヤー粒子とトナー粒子とを有する多成分
現像剤（１０２）、及び前記受像基体（１０９）に直接
引かれる帯電トナー粒子を前記磁気ブラシ組立体（１０
４）から前記印刷ヘッドアパーチュア（１０７）を経て
提供する前記磁気ブラシ組立体（１０４）を備える。磁
気ブラシからトナー粒子を直接引き出すかかるＤＥＰ装
置は、例えば日本公開特許６０／２６３９６２、ＵＳ−
Ｐ ５３２７１６９及び１９９５年３月１４日付け欧州
出願９５２００６０３．９に説明されている。

【００４６】本発明による印刷ヘッド構造を使用してい
るＤＥＰ装置においては、前記帯電トナーコンベヤー
は、移動ベルト、或いはトナー粒子を動かすための対応
した静電移動波形を発生する電極構造を備えた固定ベル
トとすることができる。

【００４７】本発明による印刷ヘッド構造を有するＤＥ
Ｐ装置において、帯電トナー粒子が前記磁気ブラシ組立
体（１０４）から前記印刷アパーチュア（１０７）を通
って前記受像基体（１０９）に直接吸引されるときは、
前記磁気ブラシは、静止コアと回転スリーブとを有する
形式のもの又は回転コアと回転もしくは静止のスリーブ
を有する形式のもののいずれとすることもできる。

【００４８】トナーが磁気ブラシから直接引かれるＤＥ
Ｐ装置におけると同様に、トナー粒子が帯電トナーコン
ベヤーに向けられるＤＥＰ装置において使用される前記
磁気ブラシ組立体が静止コア／回転スリーブ形のもので
あるときは、前記磁気キャリヤー粒子は２５０エルステ
ッド以下の飽和保磁力を示す軟磁気粒子である。

【００４９】トナーが磁気ブラシから直接引かれるＤＥ
Ｐ装置におけると同様に、トナー粒子が帯電トナーコン
ベヤーに向けられるＤＥＰ装置において使用される前記
磁気ブラシ組立体が回転コア／回転スリーブ形のもので
あるときは、前記磁気キャリヤー粒子は２５０エルステ
ッド以上の飽和保磁力を示す硬磁気粒子である。

【００５０】多成分現像システムを使用している実施例
においては、ＥＰ−Ａ ６７５４１７に説明されたよう
な種々の形式のキャリヤー粒子 本発明の使用に適したトナー粒子も上述のＥＰ−Ａ ６
７５４１７に説明される。本発明による印刷ヘッド構造
との組合せでの使用に非常に適したトナー粒子は、よく
定義された真円度を有するトナー粒子である。かかるト
ナー粒子は参考文献としてここに取り入れられたＥＰ−
Ａ ７１５２１８に詳細に説明されている。

【００５１】本発明による印刷ヘッド構造の有用性は多
成分現像剤で作動するＤＥＰ装置には制限されない。本
発明による印刷ヘッド構造は、磁気的な単一成分トナ
ー、非磁気的な単一成分トナーなどを使用する装置にお
いても有用である。

【００５２】上述のマーキングトナー粒子を使用するＤ
ＥＰ装置は、白黒を与え得る方法でアドレスすることが
できる。従って、これは白黒の文章及びグラフィックス
に有用であり、更に連続トーン画像にするための古典的
な２水準式ハーフトーン作業に有用な「２進法的な方
法」で作動させることができる。

【００５３】本発明によるＤＥＰ装置は、多数のグレー
レベルを有する画像の作成に特に適する。グレーレベル
の印刷は、印刷ヘッド電極（１０６ａ）、（１０６ｂ）
及び（１０６ｃ）に加える電圧Ｖ₃の振幅変調又はＶ₃の
時間変調のいずれかにより制御することができる。特定
周波数における時間変調のデューティサイクルの変更に
より、グレーレベルの微細な差異を正確に印刷すること
ができる。また、印刷ヘッド構造の電極に印加される電
圧Ｖ₃の振幅変調と時間変調との組合せによりグレーレ
ベル印刷を制御することもできる。

【００５４】高い空間解像度と多段階グレーレベル能力
との組合せが、例えばＥＰ−Ａ ６３４８６２に説明さ
れたような多レベルハーフトーン技術への道を開く。こ
のため、本発明によるＤＥＰ装置は高画質画像の作成が
可能である。

【００５５】潜像を見えるようにする適切な物質により
帯電潜像面の静電潜像を現像する古典的なエレクトログ
ラフィック装置又は電子写真装置と本発明によるＤＥＰ
装置とを１個の設備において組み合わせることが有利で
ある。かかる設備においては、本発明によるＤＥＰ装置
と古典的なエレクトログラフィック装置とは、２種の異
なった印刷装置である。両者は１枚のシート又は基体に
種々のグレーレベル及び文字シンボル及び／又は線によ
り画像を印刷することができる。かかる設備において
は、本発明によるＤＥＰ装置は、微細調整されたグレー
レベル（例えば、細かなグレーレベルを含んだ写真、医
用画像など）の印刷にこれを使用でき、古典的なエレク
トログラフィック装置は文字シンボル、線描画などの印
刷に使用できる。かかるグラフィックスはグレーレベル
の微細調整が不要である。古典的なエレクトログラフィ
ック装置と本発明によるＤＥＰ装置とを組み合わせたか
かる装置においては、両印刷方法の濃度が組み合わせら
れる。

【００５６】

【実施例】最低電圧Ｖ₃及び長期安定性の測定 異なった形状の印刷ヘッド構造を使用して印刷出力を作
った。印刷は８時間続けられ、その印刷時間の後で、ト
ナー粒子による前記印刷ヘッドの詰まりが、容認できな
い（１）から非常に良好（５）まで、で評価された。評
価５は前記印刷サイクルの後に前記印刷ヘッド構造の前
面電極にトナー粒子が観察されないことを示し、一方、
評価１は試験終了以前にアパーチュアの詰まりが画像濃
度を完全に阻止したことを示す。印刷中、制御電極に印
加された電圧Ｖ₃は０から−３００Ｖまで変えられた。
各電圧における画像濃度が測定された。低電圧における
低濃度は印刷アパーチュアの開閉がかなり低電圧で進行
し得ることを意味し、これは、低い阻止電圧が安価なド
ライバーと設備とを意味するのでＤＥＰ装置に望まし
い。

【００５７】結果は表１に要約される。

【００５８】例を通して使用されたＤＥＰ装置 各例において、同じトナー粒子とキャリヤー粒子とを使
用して同じＤＥＰ装置が使用された。印刷ヘッド構造及
びその方向のみが変更された。

【００５９】トナー給送手段は、静止コア／回転スリー
ブ形の磁気ブラシから帯電トナー粒子を供給される帯電
トナーコンベヤーである。現像用組立体は２個の混合用
ロッドと１個の計量ローラーとを備える。一方のロッド
は装置を通しての現像剤の輸送に使用され、他方のもの
はトナーと現像剤との混合のために使用された。

【００６０】磁気ブラシ組立体（１０４）は、この例で
は、ローラー組立体の内側に収容されたいわゆる磁気ロ
ーラーであり、９箇所の磁界強度５００ガウスの磁極、
及び磁気ローラーから現像剤が脱落できる空白位置のあ
る静止磁気コアより構成される。磁気ローラーは、前記
静止磁気ローラーの周囲に適合しかつ磁気ブラシ組立体
に２０mmの全直径を与えるスリーブも収容する。このス
リーブは輸送を支援するように微粒子で粗面（Ｒａ＝３
μm)にされたステンレス鋼より作られた。

【００６１】磁気ローラーから現像剤を強制的に掻き落
とすためにスクレーパー板が使用された。更に、他方で
は、前記磁気ブラシ組立体の表面上に少量の現像剤を計
量するためにドクター板が使用された。スリーブは１０
０rpmで回転され、内部の諸部材は現像機内での良好な
内部輸送と一致するような速度で回転する。磁気ブラシ
組立体（１０４）は、−２００Ｖ（これは、上述の図２
の説明におけるＶ₂である）の直流電源に接続される。
前記磁気ブラシは、直径４０mmのテフロン被覆アルミニ
ウムの帯電トナーコンベヤー（１０３）の表面から６５
０ミクロンに置かれる。前記帯電トナーコンベヤーのス
リーブは、オフセット電圧直流１０ボルト、周波数３.
０kHｚ、６００Ｖの方形波の振動の場を供給する交流供
給源に接続される（この直流１０Ｖは、上述の図２の説
明におけるＶ₁である）。

【００６２】バック電極（１０５）は直流６００Ｖに保
たれる（これは、上述の図２の説明におけるＶ₄であ
る）。

【００６３】平均粒子直径が５０μmで磁気飽和２９emu
/gのMgZnフェライトよりなる巨視的な「軟」フェライト
のキャリヤーに、１μm厚のアクリル被覆が設けられ
た。この材料は仮想的な作り事ではない。

【００６４】実験に使用されたトナーは次の成分を持
つ。即ち：酸値１８と体積抵抗率５.１×１０¹⁶Ω・cm
を有する、フマル酸とプロポキシレーテッド（ｐｒｏｐ
ｏｘｙｌａｔｅｄ）ビスフェノールＡとのコポリエステ
ル樹脂９７部と銅フタロシアニン顔料（色指数 PB 15:
3）３部とを実験室ニーダー内において１１０℃で３０
分間熔融混和した：（CH₃)₃NC₁₆H₃₃Brが結合剤に関して
体積で０.５％加えられた。これは適用される結合剤樹
脂の体積抵抗率を５×１０¹⁴Ω・cmに低下させることが
見いだされた。これは抵抗率を大きく下げる能力を立証
した（低下率：１００）。

【００６５】冷却後、凝固した物質は粉砕されアルピー
ネ・フリースベットゲーゲンシュトラールミューレ（商
品名；ALPINE Fliessbettgegenstrahlmuele）タイプ100
AFGを使用して粉体にされ、更にアルピーネ多段ジグザ
グ形分級機（商品名）タイプ100MZRを用いて分級され
る。カウルターカウンター・モデル・マルチサイザー
（商品名）により測定された分離トナーの得られた粒子
の寸法分布は、数で平均６.３μm、体積平均で８.２μm
であることが見いだされた。トナー物質の流動性を改良
するために、トナー粒子は、疎水性コロイド状のシリカ
粒子（ＢＥＴ値１３０m²/g）と混合された。

【００６６】前記トナー粒子とコロイド状シリカとの混
合物とキャリヤー粒子との１０重量％の混合の混合によ
り静電写真現像機が準備された。

【００６７】印刷ヘッド（１０６）と帯電トナーコンベ
ヤー（１０３）のスリーブとの間の距離は４００μmに
設定された。前記帯電トナーコンベヤー（１０３）の表
面と磁気ブラシ（１０４）のスリーブとの間の距離は６
５０μmに設定された。受像基体（１０５）の支持部
（この例においては、前記支持部は支持機能とバック電
極の機能とを組み合わせる）と印刷ヘッド構造（１０
６）の後ろ側（即ち、制御電極（１０６ａ））との間の
距離は１５０μmであり、そして紙送り速度は１cm/sec
である。

【００６８】実施例 １ 印刷ヘッド構造（１０６）は、両側が８μm厚の銅箔で
被覆された５０μm厚のポリイミドフィルムより作られ
た。印刷ヘッド構造（１０６）は多数のアパーチュアを
持つ。受像基体に面した印刷ヘッド構造の後ろ側におい
て、リング状の制御電極（１０６ａ）が各アパーチュア
のまわりに配列された。前記制御電極の各は高電圧供給
源から個別的にアドレス可能である。トナー給送手段に
面した印刷ヘッド構造の表側においては、各アパーチュ
アは個々のシールド電極（１０６ｂ）を有し、これらは
スルーホールメタライジング（１０６ｃ）を経て対応の
制御電極に接続される。

【００６９】個々にアドレス可能な制御電極とシールド
電極とは、フォトレジスト材料、フィルム露光、及び続
くエッチング技術を使った、マイクロエレクトロニクス
工業における通常の技術によりこれらを作ることができ
る。アパーチュア（１０７）はエキシマーレーザーバー
ニングにより作られた。アパーチュア（１０７）を通る
電極（１０６ａ）と（１０６ｂ）との間の接続は銅の無
電堆積により作られた。アパーチュア（１０７）は直径
が１５０μmであり、印刷ヘッド構造の両側において直
径３００μmのリング状の円形電極構造により囲まれ
た。アパーチュアは線形ピッチ２００μmを得るような
方法で（千鳥状に）配列された。個別に接続されたシー
ルド電極（１０６ｂ）と制御電極（１０６ａ）とは各個
別アパーチュアごとの電極の対に対して可変の電源に接
続された。

【００７０】実施例 ２−３ 印刷より前に前記印刷ヘッド構造の両側の電極の上にテ
フロン（商品名）（＃２）又はエポキシ樹脂（＃３）の
非常に薄いコーティングがスプレイされることを除いて
例１において説明されたものと同じ印刷ヘッド構造が使
用された。

【００７１】比較例 １−４ 電極面の数が変更された点を除いて例１に説明されたも
のと同じレイアウトの印刷ヘッド構造が使用された。比
較例１においては、プレスマンにより説明されたような
「古典的」印刷ヘッド構造が作られた。即ち、帯電トナ
ーコンベヤーに面した前記印刷ヘッド構造の面上に共通
シールド電極（１０６ｂ）が使用され、他方の側におい
ては個別アドレス可能な制御電極（１０６ａ）が使用さ
れ、そしてスルーホール接続は作られなかった。比較例
２では、方向が変更された点、即ち、共通シールド電極
が帯電トナーコンベヤーの代わりに受像基体に面するこ
とを除いて比較例１において説明されたものと同じ印刷
ヘッド構造が使われた。

【００７２】比較例３及び４においては、共通シールド
電極が設けられない点、即ち、制御電極のみがポリイミ
ドの一方の側で利用可能でありかつ印刷ヘッドの他方の
側には導電層がない点を除いて、比較例１及び３に説明
されたと同じ印刷ヘッド構造が使用された。

【００７３】

【表１】

【００７４】表１のデータより、本発明による印刷ヘッ
ド構造だけが装置の詰まりなしに優れた長期安定性で画
像濃度を制御するためにＢＯＴＨと低電圧とを組み合わ
せることが明示された。

【００７５】本発明の好ましい実施例を詳細に説明した
が、熟練技術者が特許請求の範囲に定められた本発明の
範囲より離れることなく多くの変更をなし得ることが明
らかであろう。

【００７６】実施態様 １．絶縁材料より作られかつ印刷アパーチュアと組み合
わせた制御電極を有するＤＥＰ（直接静電印刷）に使用
する印刷ヘッド構造（１０６）において、前記印刷ヘッ
ド構造が、（ｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料
（１０６ｄ）の一方の側における各アパーチュア（１０
７）のまわりの１個の個別制御電極（１０６ａ）、及び
（ｉｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料（１０６
ｄ）の他方の側における各アパーチュア（１０７）のま
わりの１個の個別シールド電極（１０６ｂ）を備え、各
アパーチュア（１０７）のまわりに配置された前記個別
制御電極（１０６ａ）の各１個の電極と前記個別シール
ド電極（１０６ｂ）の各１個の電極とが前記１個のアパ
ーチュア（１０７）を通るメタライゼーション（１０６
ｃ）により互いに接続され、各アパーチュア（１０７）
のまわりの１個の印刷用電極を形成することを特徴とす
る印刷ヘッド構造。

【００７７】２．前記印刷ヘッド構造が前記印刷ヘッド
構造上に引っ掻きに強い薄層を備える実施態様１による
印刷ヘッド構造。

【００７８】３．前記印刷ヘッド構造が前記印刷ヘッド
構造上に薄い接着層を備える実施態様１による印刷ヘッ
ド構造。

【００７９】４．（ｉ）トナー供給手段（１０１）、
（ｉｉ）バック電極（１０５）、及び（ｉｉｉ）トナー
供給手段（１０１）と受像基体（１０９）との間に設け
られた印刷ヘッド構造（１０６）を備えたＤＥＰ装置
（直接静電印刷機）において、前記印刷ヘッド構造が、
（ｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料（１０６ｄ）
の一方の側における各アパーチュア（１０７）のまわり
の１個の個別制御電極（１０６ａ）、及び（ｉｉ）前記
印刷ヘッド構造の前記絶縁材料（１０６ｄ）の他方の側
における各アパーチュア（１０７）のまわりの１個の個
別シールド電極（１０６ｂ）を備え、各アパーチュア
（１０７）のまわりに配置された前記個別制御電極（１
０６ａ）の各１個の電極と前記個別シールド電極（１０
６ｂ）の各１個の電極とが前記１個のアパーチュア（１
０７）を通るメタライゼーション（１０６ｃ）により互
いに接続され、各アパーチュア（１０７）のまわりの１
個の印刷用電極を形成することを特徴とするＤＥＰ装置
（直接静電印刷のための装置）。

【００８０】５．前記印刷ヘッド構造が前記印刷ヘッド
構造上に引っ掻きに強い薄層を備える実施態様４による
印刷ヘッド構造。

【００８１】６．前記印刷ヘッド構造が前記印刷ヘッド
構造上に薄い接着層を備える実施態様４による印刷ヘッ
ド構造。

【００８２】７．前記装置が、画像情報により時間変調
され又は電圧変更された入力信号で各個別印刷電極を駆
動する手段を備える実施態様４ないし６のいずれかによ
る装置。

【００８３】８．前記トナー給送手段（１０１）が磁気
キャリヤー粒子とトナー粒子とを含んだ多成分現像剤
（１０２）用の容器及び磁気ブラシ組立体（１０４）を
備え、この磁気ブラシ組立体がＣＴＣ（帯電トナーコン
ベヤー）（１０３）の面上に帯電トナー粒子の層を形成
し、そして前記帯電トナー粒子は前記ＣＴＣ（１０３）
から前記印刷アパーチュア（１０７）を経て前記受像基
体（１０９）に引き付けられる実施態様４ないし７のい
ずれかによる装置。

【００８４】９．前記トナー給送手段（１０１）が、磁
気キャリヤー粒子とトナー粒子とを含んだ多成分現像剤
（１０２）用の容器、及び前記磁気ブラシ組立体（１０
４）から前記印刷アパーチュア（１０７）を通って前記
受像基体に直接引き付けられる帯電トナー粒子を提供す
る磁気ブラシ組立体を備えた実施態様４ないし７のいず
れかによる装置。

【００８５】１０．前記磁気ブラシ組立体は静止コア／
回転スリーブ形のものであり、そして前記磁気キャリヤ
ー粒子は保磁力２５０エルステッド以下の軟磁気粒子で
ある実施態様９による装置。

【００８６】１１．前記磁気ブラシが回転コア／回転ス
リーブ形のものであり、そして前記磁気キャリヤー粒子
が保磁力２５０エルステッド以上の硬磁気粒子である実
施態様９による装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による印刷ヘッド構造に組み込まれた１
個の印刷アパーチュアを通る断面図である。

【図２】本発明による印刷ヘッド構造を組み入れたＤＥ
Ｐ装置の可能な実施例の図式的な図面である。

【符号の説明】

１０１ トナー給送手段 １０２ 現像剤 １０３ ＣＴＣ １０６ 印刷ヘッド構造 １０６ａ 絶縁材料 １０６ｂ シールド電極 １０６ｃ メタライゼーション １０７ アパーチャア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁材料より作られかつ印刷アパーチュ
   アと組み合わせた制御電極を有するＤＥＰ（直接静電印
   刷）に使用する印刷ヘッド構造において、前記印刷ヘッ
   ド構造が、（ｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料の
   一方の側における各アパーチュアのまわりの１個の個別
   制御電極、及び（ｉｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁
   材料の他方の側における各アパーチュアのまわりの１個
   の個別シールド電極を備え、 各アパーチュアのまわりに配置された前記個別制御電極
   の各１個の電極と前記個別シールド電極の各１個の電極
   とが前記１個のアパーチュアを通るメタライゼーション
   により互いに接続され、各アパーチュアのまわりの１個
   の印刷用電極を形成することを特徴とする印刷ヘッド構
   造。
2. 【請求項２】 （ｉ）トナー供給手段、 （ｉｉ）バック電極、及び（ｉｉｉ）トナー供給手段と
   受像基体との間に設けられた印刷ヘッド構造を備えたＤ
   ＥＰ装置（直接静電印刷機）において、前記印刷ヘッド
   構造が、 （ｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料の一方の側に
   おける各アパーチュアのまわりの１個の個別制御電極、
   及び（ｉｉ）前記印刷ヘッド構造の前記絶縁材料の他方
   の側における各アパーチュアのまわりの１個の個別シー
   ルド電極を備え、 各アパーチュアのまわりに配置された前記個別制御電極
   の各１個の電極と前記個別シールド電極の各１個の電極
   とが前記１個のアパーチュアを通るメタライゼーション
   により互いに接続され、各アパーチュアのまわりの１個
   の印刷用電極を形成することを特徴とするＤＥＰ装置
   （直接静電印刷のための装置）。