JPH1052934A - 直接静電印刷法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷中の変動する相対湿度による濃度および
像品質における意義ある変化なしに高い濃度および高い
空間的解像度で最終的な受容部品上に印刷するための直
接静電印刷用の改良された方法を提供すること並びに一
定の濃度および像品質を有するこの印刷能力を良好な長
期安定性および信頼性と組み合わせたＤＥＰ法を提供す
ること。 【解決手段】 トナー分配手段、逆電極、印刷ヘッド構
造物、最終的な受像部品、コンベア手段、該トナーを該
最終的な受像部品に固定するための手段を含んでなり、
そして該トナー分配手段が多くとも１０⁹Ω.ｃｍの比抵
抗を有するトナー粒子を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は静電印刷法に関し、そして特に
特定タイプのトナー粒子を使用する直接静電印刷（ＤＥ
Ｐ）に関する。ＤＥＰでは、静電印刷は電子的にアドレ
ス可能な印刷ヘッド構造物により受容基質上のトナー分
配手段から直接的に行われる。

【０００２】

【発明の背景】ＤＥＰ（直接静電印刷）では、トナーま
たは現像材料は像通りの方法で静電潜像を有していない
受容基質上に直接的に沈着する。基質が中間の柔軟性エ
ンドレスベルト（例えば、アルミニウム、ポリイミドな
ど）である場合には、像通りに沈着したトナーを別の最
終的な基質上に移さなければならない。しかしながら、
トナーを最終的な受容基質上に直接的に沈着させる場合
には、最終的な受容基質、例えば普通紙、透明紙など、
の上で像を直接的に形成することができる。この沈着段
階の次に最終的な融合段階が続く。

【０００３】これがこの方法を古典的な電子写真と異な
るものとし、ここでは電荷保持表面上の静電潜像を適当
な材料により現像して潜像を可視化する。さらに、粉末
像を該電荷保持表面に直接的に融合させて直接電子写真
印刷を生ずるか、または粉末像を引き続き最終的な基質
に移しそして次に媒体に融合させる。後者の方法が間接
的電子写真印刷を生ずる。最終的な基質は透明な媒体、
不透明な重合体状フィルム、紙などであってよい。

【０００４】ＤＥＰは電子写真と著しく異なっており、
後者では静電潜像を形成するために追加の段階および追
加の部品が加えられる。特に、光伝導体が使用され且つ
荷電／露光サイクルが必要である。

【０００５】ＤＥＰ装置は例えばＵＳ−Ｐ ３,６８９,
９３５に開示されている。この文献は −分離層と称する絶縁材料の層、 −分離層の一面上の伝導性材料の連続層からなる遮蔽電
極、 −分離層の他の面上の伝導性材料の区分化された層によ
り形成される複数の制御電極、および −少なくとも１列の開口を含んでなる多層粒子調整機ま
たは印刷ヘッド構造物を有する静電ラインプリンターを
開示している。各々の制御電極が１つの開口の周りに形
成されておりそして互いに制御電極から分離されてい
る。

【０００６】一定の電位を遮蔽電極に適用しながら、選
択された電位を制御電極の各々に適用する。トナー分配
手段と受容部品支持体との間に全体的に適用された推進
場が荷電されたトナー粒子を１列の印刷ヘッド構造物の
開口の中に放出する。粒子流の強さは制御電極に適用さ
れる電位のパターンに応じて調整される。荷電された粒
子の調整された流は調整された粒子流中に挟まれた受容
部品基質に衝突する。受容部品基質は印刷ヘッド構造物
に対して直角の方向に送られて線毎の(line-by-line)走
査印刷を与える。遮蔽電極はトナー分配手段と面してい
てもよくそして制御電極は受容部品基質と面していても
よい。ＤＣ場が印刷構造物と受容部品支持体上の単一逆
電極との間に適用される。この推進場は印刷ヘッド構造
物と逆電極との間に置かれた受容部品基質に対するトナ
ーの吸引に起因する。該像形成方法の電気的性質によっ
て、該トナー適用機素と該像受容層に対する該印刷ヘッ
ド構造物の距離の正確な調節が非常に重要であり、そし
て環境条件とは無関係である該標識粒子の静電性質の正
確な調節も重要である。

【０００７】ＤＥＰ（直接静電印刷）では、少量のトナ
ー粒子しか存在しない時には低速および／または低濃度
でしか印刷することができないため、十分な量の（自由
な）トナー粒子が印刷開口付近に存在していなければな
らない。従って、トナー粒子の雲がトナー供給部品と印
刷ヘッド構造物との間の空間に供給される。そのような
トナー雲を供給するための数種の方法が提案されてい
る。例えば、ＧＢ−Ａ２,１０８,４３２には、ＡＣ（交
流）場をトナー供給部品と印刷ヘッドとの間に存在する
直流（ＤＣ）場の上に重ねることによりトナー雲を生成
することが開示されている。例えば、ＵＳ ４,７４３,
９２６には、トナー供給部品上に進行電波を与えること
が開示されている。ＥＰ−Ａ ７６３ ７８５には、気体
流によりまたは流動床中でトナー雲を与えることが開示
されている。例えば、ＵＳ ５,２０２,７０４には、ト
ナー雲を与えるための機械的手段が開示されている。ト
ナー雲を与えるためにいずれの手段が使用されても、こ
れらの手段の導入がＤＥＰ装置を複雑にする。静電的に
荷電された粒子を用いて静電理論の原則に従い操作され
る方法では、電気的性質は印刷環境の相対湿度における
変化の関数として変化する傾向がある。電子写真装置Ｃ
ＨＲＯＭＡＰＲＥＳＳ（ベルギー、モートセルのアグフ
ァ−ゲヴェルトＮＶの商品名）ではトナーおよび最終的
な受容基質の両者は印刷環境の相対湿度における変化の
影響を減じるために予備調節されている。例えば、ＵＳ
５,３０５,０２６では、ＤＥＰ法を使用することによ
りトナー像がジェット噴射されるような中間的な記録媒
体を含んでなり、その後に該トナー像が静電場により最
終的な受容部品に移される。トナー像は次に該最終的な
受容部品に固定される。この装置は、像を相対的に厚い
記録媒体に記録することができそして中間的な受像部品
の静電性質が変動する相対湿度により変化しない限り変
動する相対湿度の結果としての該最終的な受容部品の静
電性質における変化による像品質の変化という問題が除
かれる利点を有する。引用された開示に従う装置の製作
における自由度は、中間的なトナー受容部品を製造する
ために使用される材料が変動する相対湿度によって変化
しない静電性質を有していなければならないことにより
制限される。さらに、この装置は複雑になり且つ高価に
なる。

【０００８】上記の欠点を示さずしかも製作が容易な改
良ＤＥＰ装置および方法に対する要望が依然として存在
する。

【０００９】

【発明の目的および要旨】本発明の目的は印刷中の変動
する相対湿度による濃度および像品質における意義ある
変化なしに高い濃度および高い空間的解像度で最終的な
受容部品上に印刷するための直接静電印刷（ＤＥＰ）用
の改良された方法を提供することである。

【００１０】本発明の別の目的は一定の濃度および像品
質を有するこの印刷能力を良好な長期安定性および信頼
性と組み合わせたＤＥＰ法を提供することである。

【００１１】本発明の別の目的および利点は以下の記載
から明らかになるであろう。

【００１２】上記の目的は、ｉ）荷電されたトナー粒子
流が製造される電場をトナー分配手段の外表面から基質
に与え、 ii）該トナー分配手段と該基質との間に挟まれた印刷ヘ
ッド構造物により上記の荷電されたトナー粒子流を像通
りに調整しそして iii）該トナー粒子を該基質上に像通りに沈着させる段
階を含んでなり、該トナー粒子が１０⁹Ω.ｃｍより低い
比抵抗を有することを特徴とする、直接静電印刷（ＤＥ
Ｐ）法を提供することにより、達成される。

【００１３】

【発明の詳細な記述】ＥＰ−Ａ ６１８ ５１０の如き古
典的な電子写真に関する開示並びに例えばＵＳ ３,８１
６,８４０およびＥＰ−Ａ ６６１ ６１１の如きスタイ
ラスをベースとした電子写真目的に関する開示から、伝
導性トナー粒子は例えば相対湿度の変化に対する敏感性
が比較的小さいことが知られている。

【００１４】ＵＳ ３,６８９,９３５に記載されている
ＤＥＰ装置および方法におけるそのようなトナー粒子の
使用可能性は明らかでない。そのような粒子を試すこと
により、相対湿度における変化に関する印刷結果の敏感
性を大きく減少させうることおよび相対湿度の種々の条
件下で良好な印刷結果が得られることが見いだされた。
この印刷結果は、多くのＤＥＰ装置中においてトナー供
給部品と印刷ヘッド構造物との間に存在するＤＣ場（直
流場）の上に重なったＡＣ場（交流場）の予期されるも
のよりかなり低いピークピーク値において得られたこと
も見いだされた（例えばＵＳ ４,４９１,８５５参
照）。ＡＣ場におけるピークピーク電圧におけるこの減
少はＤＥＰ装置中での電子部品使用寿命にとって有利で
ある。

【００１５】そのようなＡＣ場がＤＥＰ装置中でトナー
供給部品（トナー分配手段）の外表面上に存在するＤＣ
場（直流場）の上に重なっている時には、該外表面上の
該ＤＣ場の上に重なっているＡＣのピークピーク電圧は
いずれの瞬間でもＡＣ場の電圧がＤＣ場の極性を変化さ
せないようなものである。例えば、−３００ＶのＤＣが
トナー分配手段の外表面に適用される時には、重なって
いるＡＣ場のピークピーク電圧は多くとも６００Ｖであ
ろう。

【００１６】使用されたトナー粒子の比抵抗が１０⁹Ω.
ｃｍより低い場合に該ＤＥＰ装置が許容できる印刷結果
を与えたことが見いだされた。変動するＲＨ（相対湿
度）（ＲＨは１５〜８５％の範囲である）に対してほと
んど敏感でない像濃度および均一濃度パターンの均質性
に関してさらに良好な印刷結果のためには、使用される
トナー粒子の比抵抗が５.１０⁷Ω.ｃｍより低いこと、
より好適にはトナー粒子の比抵抗が１０⁷Ω.ｃｍより低
いことが好ましい。本発明に従う方法の別の好適な態様
では、例えばステンレス鋼から製造されそして印刷中に
逆電極を１２０〜１５０℃の間の温度に保ちうる加熱手
段を加えてあるＤＥＰ装置中で本発明に従うトナー粒子
が使用される。印刷しようとする湿度敏感性基質（例え
ば、紙、トナー受容層を含有する親水性コロイドでコー
テイングされたプラスチック基質など）を使用する時に
は加熱された逆電極の使用が特に有用である。

【００１７】本発明に従うＤＥＰ法では、ＤＣ−電圧を
該トナー分配手段の該外表面および逆電極上に適用する
ことにより荷電されたトナー粒子の流が形成されるよう
な電場が与えられて、該外表面と該逆電極との間に電位
差を与える。上記のように、本発明に従う方法が逆電極
を含んでなるＤＥＰ−装置の中で行われる時には、該逆
電極は好適には加熱手段を含んでなる。

【００１８】本発明に従うＤＥＰ法では、該基質は非−
伝導性基質であることができそして少なくとも１つの伝
導性層が付与されていてもよく、そして該トナー分配手
段の該外表面上および該伝導性層上にＤＣ−電圧を適用
して該外表面と該基質上の該伝導性層との間の電位差を
与えることにより荷電されたトナー粒子の流が形成され
るような電場が与えられる。そのような直接静電印刷法
は１９９６年８月８日に出願されたヨーロッパ出願９６
２０２２２８に記載されている。

【００１９】トナー粒子の製造 一般的な方式として、電気伝導性材料をトナー粒子塊の
中に加えることにより低い比抵抗（低い比抵抗は本明細
書全体にわたり１０⁹Ω.ｃｍより低い比抵抗を意味す
る）を有するトナー粒子の製造を実施できる。トナー粒
子塊中への伝導性材料の加入は本発明に従うＤＥＰ装置
中での使用に有用なトナーを生成するが、それは本発明
における使用のための低い比抵抗を有するトナーを与え
る最も好適な態様ではない。伝導性材料をトナー粒子塊
の中に加える時には、粒子の表面に伸びる伝導性連鎖に
よって伝導性粒子はほとんど互いに接触してトナー粒子
の樹脂状マトリックス上に伝導性経路を生成するため、
高濃度の該伝導性材料が必要である。トナー樹脂と添加
剤との間の相互作用を有することがないように伝導性添
加剤およびトナー樹脂の性質が適合していないなら、ト
ナー粒子塊に対する大量の添加剤がメルト−レオロジー
性質を変えることができる。この相互作用のないことの
必要性が、トナー樹脂および伝導性添加剤の自由な選択
を制限している。１グラムの樹脂当たり１ｍ²の充填剤
材料の表面を含有するトナー樹脂の１２０℃における溶
融粘度が、該充填剤材料なしの同じトナー樹脂の溶融粘
度と比べて、上昇しないかまたは多くとも因子ｆ＝１.
２５だけ上昇する時に、溶融−粘度に影響を与えずに非
常に大量の無機充填剤をトナー粒子塊の中で使用できる
ことがＥＰ−Ａ ６２８ ８８３に示されている。同じ試
験を、本発明で有用なトナー粒子塊の中に含まれる伝導
性粒子に適用することができる。

【００２０】より好適な態様では、電気伝導性層をトナ
ー粒子の頂部に供給して層状のトナー粒子を生成するこ
とにより本発明において有用な低い比抵抗を有するトナ
ー粒子が製造される。

【００２１】下記の二つの方法でそのような伝導性層を
トナー粒子の上部に製造することができる： １）電気伝導性粒子をトナー粒子の表面に加えそして埋
める、および ２）伝導性層を作成するために伝導性粒子だけでなく樹
脂状粒子もトナー粒子の表面に加える。

【００２２】両方の場合において、トナー粒子に加えら
れる粒子の寸法はトナー粒子のものに比べて小さく且つ
トナー直径の１／１０、好適には該直径の１／２５より
小さくなくてはならない。埋め込み方法および／または
層形成方法はほとんどの場合にはトナー樹脂のガラス−
転移温度より上に熱的に加熱することにより誘導され
る。トナー粒子の頂部に伝導性層を製造するための第一
の方法は、 ｉ）表面材料の粒子（伝導性粒子および場合により樹脂
状粒子）を乾燥粉末状でトナー樹脂を含有するトナー粒
子に加え、 ii）該表面材料を該トナー粒子と密に混合して混合物を
生成し、 iii）該混合物を連続的に撹拌しながら該トナー樹脂の
ガラス−転移温度より上の温度に加熱し、そして iv）該混合物を冷却し、該トナー粒子を回収しそして分
類する段階を含んでなる。好適には上記方法の段階ii
i）において、混合物を好ましくはＴｇより上で且つ該
トナー樹脂および／または層形成樹脂の軟化温度より下
に加熱する。この方法により、該伝導性粒子および場合
により樹脂状粒子はトナー粒子の表面中に埋め込まれる
かまたはトナー粒子上の層として固定される。この層は
連続的である必要はなく、トナー樹脂および伝導性材料
によっては所望される低い比抵抗が部分的にのみ覆われ
たトナー粒子を用いて得られる。伝導性層をトナー粒子
の頂部に製造するための第二の方法は、 ｉ）該トナー粒子を該トナー粒子が中に不溶性である液
体媒体に加えて分散液を製造し、 ii）表面材料の粒子（伝導性粒子および場合により樹脂
状粒子）を該分散液に加え、 iii）該分散液を連続的に撹拌しながら該トナー樹脂の
ガラス−転移温度より上の温度に加熱し、そして iv）該分散液を冷却し、該トナー粒子を回収しそして分
類する段階を含んでなる。

【００２３】この第二の方法の段階ｉ）においては、共
−溶媒を該液体媒体に加えることができ、該トナー粒子
を予め室温において軟化することにより該共−溶媒はこ
の方法の段階iii）における温度より低くしうる。

【００２４】この方法によっても該伝導性粒子および場
合により樹脂状粒子はトナー粒子の表面中に埋め込まれ
るかまたはトナー粒子上の層として固定される。この層
は連続的である必要はなく、トナー樹脂および伝導性材
料によっては所望される低い比抵抗が部分的にのみ覆わ
れたトナー粒子を用いて得られる。

【００２５】良好な電気伝導性材料は例えば黒色トナー
の場合にはカーボンブラックであるが、例えば無機粒子
（ＳｎＯ₂を基にした粒子など）および／または有機伝
導性材料の如き無色の電気伝導性材料も可能である。有
機材料はイオン性材料（例えば、オニウム塩から誘導さ
れた塩）または電子／穴伝導材料（例えば、ＥＰ−Ａ３
３９ ３４０およびＥＰ−Ａ ４４０ ９５７に開示され
ているポリ(エチレンジオキシチオフェン）であること
ができる。

【００２６】使用前に、例えば流動性、光沢などの如き
他の性質を改良するために、例えば疎水性または親水性
シリカ、チタニアなどの如き添加剤を低い比抵抗を有す
るトナー粒子に加えることができる。

【００２７】有用なＤＥＰ装置、特に本発明に従う方法
を実施するためのＤＥＰ装置、の装備品はトナー適用機
素、トナー受容機素および像信号に対応する像濃度で印
刷することができる印刷ヘッド構造物を含んでなる。該
トナー適用機素はトナー粒子を保持するための容器、該
トナー粒子を該印刷ヘッド構造物に向けて供給するため
のローラー構造物およびある電荷水準まで該トナー粒子
を荷電するための電荷注入手段を含んでなる。該トナー
粒子は十分な伝導性により特徴づけられているため、相
対湿度における変化は該トナー粒子の変動する特性に対
して少ししか影響を与えない。

【００２８】本発明の態様に従うＤＥＰ装置の非限定的
な例が図１に示されておりそしてそれは下記のものを含
んでなる: （ｉ）トナー用の容器（１０２）および磁気ブラシ（１
０３）を含んでなるトナー分配手段（１０１）、この磁
気ブラシは荷電されたトナー粒子（１０４）の霧を生成
する、 （ii）両面が金属フィルムでコーテイングされたプラス
チック絶縁フィルムから製造された印刷ヘッド構造物
（１０６）。印刷ヘッド構造物（１０６）は示されてい
る態様ではトナー分配手段に面している１つの連続的な
電極表面および示されている態様では該ＤＥＰ装置中の
トナー−受容部品に面している印刷開口（１０７）の周
囲の以下で「制御電極」（１０６ａ）と称する複雑なア
ドレス可能な電極構造物を含んでなる。該印刷開口は列
構造に配列されており、そのため列の合計数は用途分野
に応じて選択することができる。遮蔽電極（１０６ｂ）
および制御電極（１０６ａ）の位置および／または形状
は、本発明に従うＤＥＰ法用の装置の他の態様では、図
１に示されている位置と異なっていてもよい。

【００２９】（iii）該トナー粒子を該受像部品に向け
るための引力を与える受像部品（１０９）の後ろに置か
れた逆電極構造物（１０５） （iv）該受像部品（１０９）を該逆電極構造物に送るた
めの移送手段（１０８） （vi）接触融合によりまたは照射融合により該トナーを
該最終的な受像部品に固定するための手段（１１０）。

【００３０】該印刷ヘッド構造物（１０６）と荷電トナ
ー適用機素（１０３）との間並びに開口（１０７）周辺
の制御電極とトナー受容部品（１０９）の後ろに置かれ
た逆電極（１０５）との間並びに１つの電極表面上また
は該印刷ヘッド構造物（１０６）の複数の電極表面の間
に、異なる電場が適用される。図１に示されている本発
明に従う印刷装置を使用するＤＥＰ法に有用な装置の特
定の態様においては、電圧Ｖ１が磁気ブラシ１０３のス
リーブに、電圧Ｖ２が遮蔽電極１０６ｂに、電圧Ｖ３₀
〜Ｖ３_nが制御電極（１０６ａ）に適用される。Ｖ３の
値は、像形成信号の調節に従い、時間基準またはグレー
レベル基準でＶ３₀〜Ｖ３_nの間で選択される。電圧Ｖ４
が受像部品１０９の後ろにある逆電極に適用される。本
発明の他の態様では、複数の電圧Ｖ２₀〜Ｖ２_nおよび／
またはＶ４₀〜Ｖ４_nを使用することができる。

【００３１】本発明に従うＤＥＰ装置は、トナーを中間
的な受像部品上に移すかまたは粘着させそして該中間的
な受像部品上の荷電されたまたは粘着したトナー像を該
最終的な基質と接触させることにより最終的な基質に移
すような構成を有していてもよい。トナーが次に該中間
的な受像部品から放出されそして最終的な基質に接着す
る。これは間接的電子写真法または注入法である。注入
は圧力を中間的な受像部品と最終的な基質との間に適用
することにより実施することができ、そして必要なら最
終的な加熱固定段階が存在していてもよい。本発明の該
第二の態様における中間的な受像部品は適切な熱特性を
有していなければならないため、温度を容易に且つ再現
可能にトナー適用区域からトナー注入区域に高めること
ができ、該最終的な受像部品に対する最終的な注入後に
ジャンプしたトナー像は大きく歪まない。従って、この
中間的な像を帯びた部品は熱容量、熱伝導性、厚さおよ
び速度の間の妥協点により特徴づけられる。該妥協点は
ベルト形の中間的な像を帯びた部品を使用することによ
りそして真空蒸着アルミニウム（１００〜２０００ｎｍ
の間のアルミニウム層の厚さ）を有し且つポリ（テトラ
フルオロエチレン）でコーテイングされた表面を有する
重合体状フィルムを有するこのベルトを構成することに
より非常に良好に達成できる。そのようなベルトのトナ
ー面の温度は加熱源により高められそして理想的には逆
電極（１０５）位置で再び低温にされる。この加熱源は
既知の熱源、例えば、照射源または接触加熱源、のいず
れであってもよい。この加熱源による加熱が十分でない
場合には、該移送手段を加熱することもできまたは中間
的な像を帯びた部品が追加の内部加熱源を有していても
よい。本発明に従う中間的な受像部品を例えばＵＳ ５,
１０３,２６３に記載されているような非−円筒状ベル
トとして構成することができる。本発明の該第二の態様
における該中間的な受像部品の加熱は好適にはトナー面
からの照射加熱および該中間的な受像部品の外側に置か
れた照射電源により行われるが、該加熱を接触圧力によ
りまたは該トナー像の逆側からの照射加熱により行って
もよい。

【００３２】図１では、一成分磁性トナー粒子を有する
磁気ブラシがトナー適用機素として使用される。荷電さ
れたトナー粒子は該磁気ブラシから直接抽出される。本
発明の他の態様では荷電された非−磁性一成分伝導性ト
ナー粒子をローラー構造物の表面に適用することがで
き、そこからそれらを抽出しそして該印刷ヘッド構造物
に向かって推進させうる。本発明に従う低い比抵抗を有
するトナー粒子は一成分磁性現像主薬としてそして一成
分非−磁性現像主薬として使用することができる。本発
明に従うトナー粒子は多成分現像主薬を用いて操作する
ＤＥＰ装置中で使用することもできまたは非−磁性一成
分現像主薬として使用することもできる。

【００３３】トナー粒子の伝導性が本発明で示された範
囲内にある限り、本発明に従うＤＥＰ法で使用されるト
ナー粒子はそれらの組成、形状、寸法、および製造方法
並びにそれらの摩擦−電気的に得た電荷の符号に関して
は本質的にいずれの性質であってもよい。有用なトナー
粒子の代表例は例えばＵＳ ５,４５７,００１、ＵＳ３,
６３９,２４５、ＥＰ−Ａ ４４１ ４２６およびＥＰ−
Ａ ２８０ ７８９に見られる。

【００３４】該印刷ヘッド構造物は該トナー適用機素と
該トナー受容部品との間に置かれる。本発明の特定態様
では該印刷ヘッド構造物は非伝導性プラスチック材料か
ら製造され、その中に個々の開口が製造されておりそし
て該開口の周りに置かれた制御電極は該開口中の荷電さ
れたトナー粒子の流束を変えることができる。本発明の
他の態様では該印刷ヘッド構造物は該印刷ヘッド構造物
の他の表面側に第二の伝導層を含んでなっていてもよ
く、その結果として三層構造物、すなわち伝導性電極
層、非−伝導分離層および第二の伝導電極層、が得られ
る。本発明に従うＤＥＰ装置中の一部または全部の伝導
電極層は場合により薄い保護誘電層でコーテイングされ
ていてもよい。これらの印刷ヘッド構造物中の開口は一
定直径を有することもでき、或いは比較的広い入り口ま
たは出口直径を有することもできる。本発明で使用でき
る他の可能な印刷ヘッド構造物は織物キャンバス構造物
並びに一面に分離基質および制御電極をそして他の面に
線構造物を有する混成構造物を含む。

【００３５】本発明に従うＤＥＰ装置の逆電極（１０
５）は印刷ヘッド構造物と協動するように製造すること
もでき、該逆電極は例えばＵＳ−Ｐ ４,５６８,９５５
およびＵＳ−Ｐ ４,７３３,２５６に開示されているよ
うな動電気的に分離されておりそして電圧源と連結され
ている異なるスタイラスまたは線から構成される。印刷
ヘッド構造物と協動する逆電極は１つもしくはそれ以上
の柔軟なＰＣＢ（印刷回路板）を含んでなっていてもよ
い。

【００３６】逆電極が使用される時には該トナー分配手
段から該基質への荷電されたトナー粒子流が本発明に従
う方法に従い形成されるような電場を該トナー分配手段
とトナー分配手段に面する受容基質面に存在する伝導性
層との間に適用することができる。直接静電印刷用のそ
のような方法は１９９６年８月８日に出願されたヨーロ
ッパ出願９６２０２２２８に記載されている。

【００３７】磁気ブラシが本発明に従うＤＥＰ装置中で
トナー源として使用される時には、該磁気ブラシ１９３
は好適には静止芯および回転スリーブを有するタイプで
ある。

【００３８】上記の標識トナー粒子を使用するＤＥＰ装
置はそれが黒色および白色を与えることができるような
方法でアドレスすることができる。それは従って黒白テ
キストおよび図面用に有用であり且つて連続トーン像を
与える古典的な二水準ハーフトーン用に有用な「二元
法」で操作することができる。

【００３９】本発明に従うＤＥＰ装置は複数のグレーレ
ベルを有する像を与えるために特に適する。グレーレベ
ル印刷は制御電極１０６ａに適用される電圧Ｖ３の振幅
調整により調節することができる。本発明の好適な態様
では、Ｖ３の時間調整によりグレーレベル印刷が行われ
る。特定周波数における時間調整のデューティサイクル
を変えることにより、グレーレベルにおける微妙な差を
正確に印刷することができる。振幅調整と制御電極に適
用される電圧Ｖ３の時間調整との組み合わせによりグレ
ーレベル印刷を調節することができる。

【００４０】高い空間的解像度とＤＥＰに典型的な複数
のグレーレベル能力との組み合わせが、例えばＥＰ−Ａ
６３４ ８６２に記載されているようなマルチレベルハ
ーフトーン技術への道を開く。これにより本発明に従う
ＤＥＰ装置は高品質の像を与える。

【００４１】本発明に従うＤＥＰ装置は単色プリンター
またはカラープリンターの中に加えることができる。こ
れらのプリンターは本発明に従う１つもしくはそれ以上
のＤＥＰ装置を含むことができる。特にカラープリンタ
ー中で使用される時には少なくとも２つの本発明に従う
ＤＥＰ装置を使用することが有用である。

【００４２】本発明に従うＤＥＰ装置は古典的な電子
（写真）装置と組み合わせることもできる。

【００４３】

【実施例】

トナー粒子の製造 トナーＴ１ ｉ）トナー芯の製造 磁性酸化鉄（磁鉄鉱）（４５重量／重量％）ＥＰＴ１０
００（ドイツ、ハンブルグのノードマン・カンパニーの
商品名）を用いて、４５重量部（４５重量／重量％）の
ＡＴＬＡＣ Ｔ５００（ＡＴＬＡＣは米国、デラウェア
州、ウィルミントンのアトラス・ケミカル・インダスト
リーズ・インコーポレーテッドの登録商標である）とし
て市販されているプロポキシル化されたビスフェノール
Ａおよびフマル酸の線状ポリエステルを溶融均質化する
ことにより、トナーを製造した。この磁鉄鉱は立方体で
あり、２１ｍ²／１００ｇの油吸収表面、０.１０４ｍ
Ｔ.ｍ³／ｋｇ（８３ｅｍｕ／ｇ）の飽和磁化および１.
５ １０⁴Ａ／ｍ（１９０Ｏｅ）の抗磁力を有していた。
溶融均質化は溶融均質混練機中で３０分間にわたり１２
０℃において行われた。その後、混合物を冷却しそして
英国、チェシャイアー、ランコーン・インダストリアル
・エステート、ホワイトハウス、リビングトン・ロード
のアルパイン・プロセス・テクノロジー、リミテッドか
ら入手できる粉砕手段としてのアルパイン・フリエスベ
ス−ゲゲンストラールミューレ（Ａ.Ｇ.Ｆ.）タイプ１
００および空気分類手段としてのアルパイン・マルチプ
レックス・ジック−ザック・シヒターを用いて粉砕し
た。狭い開口中の電解質置換原則に従い操作されそして
英国、ＬＣ３３、ベッドフォードシャイアー、ルトン、
ノースウェル・ドライブのクールター・エレクトロニク
ス・コーポレーションにより販売されているＣＯＵＬＴ
ＥＲ ＣＯＵＮＴＥＲ（登録商標）モデル ＴＡ ＩＩ粒
子寸法粒子分析機を用いて測定された時に、寸法分布は
１０.４μｍのＤ_n,₅₀（数平均直径）および１４μｍの
ｄ_v,₅₀（容量平均直径）を有していた。

【００４４】ii）トナー芯の表面処理 該トナー芯粒子に５重量／重量％のカーボンブラック
（ＣＡＢＯＴ ＲＥＧＡＬ ４００、米国、ボストン、
ハイ・ストリート１２５のカボット・コーポレーション
の商品名）を加えた。混合物を乾燥状態でヘンシェル・
ミキサーを使用して均質化した。生じた物質を２２０℃
の空気温度で操作されている熱風噴霧装置のジェット中
に供給し、冷風を混合することにより冷却しそして空気
流からサイクロンにより回収した。この工程後に、１重
量／重量％の疎水性ＳｉＯ₂（ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７
２、ドイツ、デグッサの商品名）を加えそして表面物質
をトナー表面に密に融合させるために噴霧工程を２５０
℃において繰り返した。次に混合物を冷風と混合するこ
とにより再び冷却しそしてトナー粒子を空気流からサイ
クロンにより回収した。

【００４５】トナーＴ２ ｉ）トナー芯の製造 トナー芯粒子の製造はトナーＴ１の製造で記載されたも
のと同じであった。

【００４６】ii）トナーの表面処理 該トナー芯に５重量／重量％のカーボンブラック（ＣＡ
ＢＯＴ ＲＥＧＡＬ４００、米国、ボストン、ハイ・ス
トリート１２５のカボット・コーポレーションの商品
名）を加えた。生じた混合物を共−溶媒としての１０重
量％（５重量／重量％）のエタノールおよび１重量／重
量％のポリオキシエチレン湿潤剤と共に水中に分散させ
た。分散液は安定であることが見いだされそして５５℃
まで加熱されると、炭素の埋め込みが進んだ。１５分間
の処理後に、分散液を放冷し、物質を回収しそして乾燥
した。乾燥後に、１重量／重量％の疎水性ＳｉＯ₂（Ａ
ＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７２、ドイツ、デグッサの商品名）
を順序よく加えた。

【００４７】トナーＴ３ トナーの表面中に埋められたカーボンブラックの量以外
はトナーＴ１の製造を繰り返した。５重量／重量％のカ
ーボンブラック（ＣＡＢＯＴ ＲＥＧＡＬ ４００、米
国、ボストン、ハイ・ストリート１２５のカボット・コ
ーポレーションの商品名）の代わりに、２.５重量／重
量％だけを使用した。

【００４８】トナーＴ４ トナーの表面中に埋められたカーボンブラックのタイプ
以外はトナーＴ１の製造を繰り返した。５重量／重量％
のカーボンブラック（ＣＡＢＯＴ ＲＥＧＡＬ４００、
米国、ボストン、ハイ・ストリート１２５のカボット・
コーポレーションの商品名）の代わりに、５％のカーボ
ンブラックＶＵＬＣＡＮ ＸＣ−７２Ｒ（米国、ボスト
ン、ハイ・ストリート１２５のカボット・コーポレーシ
ョンの商品名）を使用した。

【００４９】トナーＴ５ トナーの表面中に埋められたカーボンブラックの量以外
はトナーＴ１の製造を繰り返した。５重量／重量％のカ
ーボンブラック（ＶＵＬＣＡＮ ＸＣ−７２Ｒ、米国、
ボストン、ハイ・ストリート１２５のカボット・コーポ
レーションの商品名）の代わりに、２.５重量／重量％
のカーボンブラック（ＶＵＬＣＡＮ ＸＣ−７２Ｒ、米
国、ボストン、ハイ・ストリート１２５のカボット・コ
ーポレーションの商品名）を使用した。

【００５０】比抵抗の測定 トナー−粒子を１０²ｃｍ²の表面および０.５ｃｍの間
隙を有する測定室の中でタッピングすることにより材料
の比抵抗を測定した。１０００Ｖ直流（ＤＣ）の電圧を
適用した時に電流を測定しそして平衡化のために３０分
間放置した後に電流を読み取ることにより比抵抗を測定
した。生じた値は表１に示されている。

【００５１】印刷品質の測定 ＤＥＰ装置および上記の種々のトナー粒子を用いて１
５、５０および８５％の環境相対湿度において印刷を行
い、そして像を像濃度および像品質（像の均質性）に関
して判定した。上記の像品質パラメーターの各々に関し
てその基準を下記の通りのプラスおよびマイナス記号で
表示した； ＋＋：非常に良好 ＋ ：良好 ０ ：中程度 − ：劣悪 −−：許容不能 結果は表１に示されている。

【００５２】実施例１（Ｅ１） 印刷ヘッド構造物（１０６） 印刷ヘッド構造物１０６を両面が７μｍ厚さの銅フィル
ムでコーテイングされた７５μｍ厚さのポリイミドフィ
ルムから製造した。印刷ヘッド構造物の裏面に、受容基
質と面して、四角形の制御電極１０６ａを各々の開口の
周りに配置した。該制御電極の各々には高電圧電源から
個別にアドレス可能であった。印刷ヘッド構造物の前面
には、トナー分配手段と面して、共通の遮蔽電極（１０
６ｂ）が存在していた。印刷ヘッド構造物は４列の開口
を有していた。開口は四角形でありそして１２５μｍの
幅を有していた。四角形の銅制御電極の幅は２２５μｍ
であった。開口の列を互い違いにして２００ｄｐｉ（イ
ンチ当たりのドット数）すなわち１ｃｍ当たり８０ドッ
トを得た。

【００５３】印刷ヘッド構造物の製作方法に関しては、
当技術の専門家に既知の銅エッチングおよびプラズマエ
ッチングの一般的方法を使用した。

【００５４】トナー分配手段（１０１） トナー分配手段（１０１）は２つの混合棒および１つの
計量ローラーを含んでなる静止芯／回転スリーブタイプ
磁気ブラシ（１０３）を含んでなっていた。１つの棒は
トナーを装置中に送るために使用し、他方の棒はトナー
粒子を混合するために使用した。

【００５５】磁気ブラシ１０３はいわゆる磁気ローラー
から構成されており、それはこの場合にはローラー組み
立て体内部に開放位置のある（磁極は存在しない）９つ
の磁極を有する静止磁気芯を含有していた。該磁気ブラ
シのスリーブは６０ｍｍの直径を有しておりそして移送
を助けるために微粒子で粗面化されたステンレス鋼から
なっており（Ｒａ＝３μｍ）そして磁気ブラシのスリー
ブの外表面で測定された該磁気ブラシと該印刷ヘッド構
造物との間の区域中の０.０４５Ｔの外部磁場強度を示
した。

【００５６】スクレーパーブレードを使用してトナーを
強制的に磁気ローラーから除いた。他の側面ではドクタ
ーブレードを使用して少量のトナーを該磁気ブラシの表
面上に計量した。スクレーパーブレードは１００ｒｐｍ
で回転しており、内部機素は現像装置内の良好な内部移
送を確実にするような速度で回転していた。磁気ブラシ
１０３は−３００Ｖの高電圧電源と連結されていた。

【００５７】印刷エンジン 印刷ヘッド構造物１０６の前面と磁気ブラシ１０３のス
リーブ（対照表面）との間の距離は４００μｍに設定さ
れた。受像部品１０９の逆電極１０５と印刷ヘッド構造
物（すなわち制御電極１０６ａ）の裏面との間の距離は
７００μｍに設定されておりそして該受像部品は１ｃｍ
／秒で走行した。遮蔽電極１０６ｂは−３００Ｖの高電
圧電源と連結されていた。個別の制御電極に対して０Ｖ
〜−３００Ｖの間の（像通りの）電圧Ｖ３が適用され
た。逆電極１０５は逆電極中に加熱部品を有するステン
レス鋼から製造されておりそして＋１３００Ｖの高電圧
電源と連結されていた。印刷中は逆電極は１２０〜１３
０℃の間の温度に保たれた。磁気ブラシのスリーブに−
３００Ｖの電圧を適用した。トナーＴ１を使用すること
により印刷を進めた。

【００５８】実施例２（Ｅ２） 実施例２ではトナーＴ２を用いたこと以外は実施例１に
記載されているのと同じ配置を用いて印刷を行った。

【００５９】比較例１（ＣＥ１） 比較例１ではトナーＴ３を用いたこと以外は実施例１に
記載されているのと同じ配置を用いて印刷を行った。

【００６０】比較例２（ＣＥ２） 磁気ブラシが５０μｍの平均容量直径および４重量％の
トナー粒子を有するフェライト担体を含んでなる多成分
現像主薬を有していたこと以外は実施例１の印刷配置を
使用した。９７部の１８の酸価および５.１×１０¹⁶オ
ーム.ｃｍの容量抵抗を有するフマル酸およびプロポキ
シル化されたビスフェノールＡのコポリエステル樹脂を
３０分間にわたり１１０℃において研究室混練機の中で
３部のＣｕ−フタロシアニン顔料（カラーインデックス
ＰＢ１５：３）と共に溶融混練することによりトナー粒
子を製造した。下記の式：(ＣＨ₃)₃Ｎ⁺Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｂｒ^-を
有する抵抗減少用物質を結合剤に関して０.５％の量
で、ＷＯ ９４／０２７１９２に記載されている通りに
して加えた。トナー粒子は１ １０¹⁴Ω.ｃｍの比抵抗を
有していた。冷却後に、固化した物体を粉にしそしてア
ルパイン・フリエスベットゲゲンストラールミューレタ
イプ１００ＡＦＧ（商品名）を使用して粉砕しそしてア
ルパイン・マルチプレックス・ジック−ザック分類機タ
イプ１００ＭＺＲ（商品名）を用いてさらに分類した。
平均粒子寸法をクルター・カウンター・モデル・マルチ
サイザイー（商品名）により測定すると、数によると
６.３μｍでありそして容量によると８.２μｍであるこ
とが見いだされた。トナー物体の流動性を改良するため
に、トナー粒子を０.５％の疎水性コロイド状シリカ粒
子（ＢＥＴ値１３０ｍ²／ｇ）と混合した。

【００６１】磁気ブラシ（図１中のＶ１）のスリーブは
０Ｖ ＤＣ−オフセットを有する６００Ｖ ３.０ｋＨｚ
の振動場のある四角波と共にＡＦＧ電源に連結されてお
りそして遮蔽電極は接地されていた。

【００６２】比較例２Ｂ（ＣＥ２Ｂ） ＡＣ−電圧を磁気ブラシのスリーブに適用しなかったこ
と以外は、比較例２Ａを繰り返した。

【００６３】実施例３（Ｅ３） 実施例３では、トナーＴ４を使用したこと以外は実施例
１に記載されたのと同じ配置を使用した。

【００６４】実施例４（Ｅ４） 実施例４では、トナーＴ５を使用したこと以外は実施例
１に記載されたのと同じ配置を使用した。

【００６５】

【表１】

【００６６】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。

【００６７】１．ｉ）荷電されたトナー粒子流が製造さ
れる電場をトナー分配手段の外表面から基質に提供し、 ii）該トナー分配手段と該基質との間に挟まれた印刷ヘ
ッド構造物により上記の荷電されたトナー粒子流を像通
りに調整し、 iii）該トナー粒子を該基質上に像通りに沈着させる段
階を含んでなり、該トナー粒子が１０⁹Ω.ｃｍより低い
比抵抗を有することを特徴とする直接静電印刷法。

【００６８】２．該トナー粒子の該比抵抗が５ １０
⁷Ω.ｃｍより小さい、上記１に従う方法。

【００６９】３．該トナー粒子の該比抵抗が１ １０
⁷Ω.ｃｍより小さい、上記１に従う方法。

【００７０】４．ＤＣ−電圧を該トナー分配手段の該外
表面および逆電極に適用することにより荷電されたトナ
ー粒子流が製造される電場が与えられる、前記項のいず
れかに従う方法。

【００７１】５．該逆電極が加熱手段を含んでなる、上
記４に従う方法。

【００７２】６．該基質に少なくとも１つの伝導層が付
与されており、そしてＤＣ−電圧を該トナー分配手段の
該外表面および該伝導層に適用することにより荷電され
たトナー粒子流が製造される電場が与えられる、上記１
〜３のいずれかに従う方法。

【００７３】７．ＡＣ−電圧が該トナー分配手段の該外
表面上に存在する該ＤＣ−電圧に重ねられる、前記項の
いずれかに従う方法。

【００７４】８．該ＡＣ−電圧が該ＡＣ−電圧が該ＤＣ
−場の極性を変えないようなピークピーク電圧を有す
る、上記７に従うＤＥＰ装置。

【００７５】９．ｉ）表面材料の粒子（伝導性粒子およ
び場合により樹脂状粒子）を乾燥粉末状でトナー樹脂を
含有するトナー粒子に加え、 ii）該表面材料を該トナー粒子と密に混合して、混合物
を生成し iii）該混合物を連続的に撹拌しながら該トナー樹脂の
ガラス−転移温度より上の温度に加熱しそして iv）該混合物を冷却し、該トナー粒子を回収しそして分
類する段階を含んでなる方法により該トナー粒子が製造
される、前記項のいずれかに従う方法。

【００７６】１０．該混合物をガラス−転移温度より上
で且つ該トナー樹脂の軟化温度より下の温度に加熱し
た、上記９に従う方法。

【００７７】１１．ｉ）該トナー粒子を該トナー粒子が
中に不溶性である液体媒体に加えて、分散液を生成し、 ii）表面材料の粒子（伝導性粒子および場合により樹脂
状粒子）を該分散液に加え、 iii）該分散液を連続的に撹拌しながら該トナー樹脂の
ガラス−転移温度より上の温度に加熱しそして iv）該分散液を冷却し、該トナー粒子を回収しそして分
類する段階を含んでなる方法により該トナー粒子が製造
される、上記１〜８のいずれかに従う方法。

【００７８】１２．共−溶媒を該液体媒体に加える、上
記１１に従う方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うＤＥＰ装置の可能な態様の表示図
である。

【符号の説明】

１０２ トナーの容器 １０３ 磁気ブラシ １０４ トナー粒子 １０６ 印刷ヘッド構造物 １０８ 移送手段 １０９ 受像部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｉ）荷電されたトナー粒子流が製造され
   る電場をトナー分配手段の外表面から基質に提供し、 ii）該トナー分配手段と該基質との間に挟まれた印刷ヘ
   ッド構造物により上記の荷電されたトナー粒子流を像通
   りに調整し、 iii）該トナー粒子を該基質上に像通りに沈着させる段
   階を含んでなり、該トナー粒子が１０⁹Ω.ｃｍより低い
   比抵抗を有することを特徴とする直接静電印刷法。