JPH1071738A - 偽造防止用の特徴を有する基層上の情報印刷方法 - Google Patents

偽造防止用の特徴を有する基層上の情報印刷方法

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JPH1071738A
JPH1071738A JP16349697A JP16349697A JPH1071738A JP H1071738 A JPH1071738 A JP H1071738A JP 16349697 A JP16349697 A JP 16349697A JP 16349697 A JP16349697 A JP 16349697A JP H1071738 A JPH1071738 A JP H1071738A
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toner
back electrode
head structure
base layer
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JP16349697A
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Guido Desie
グイド・デジエ
Leon Vermeulen
レオン・ベルムレン
Michel Boulonne
ミシエル・ブーロンヌ
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Agfa Gevaert NV
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 偽造防止用の特徴を有する印刷をする。 【解決手段】 偽造防止用の特徴を有しかつ厚さT(μ
m)を有する基層を、印刷ヘッド構造とバック電極との
間の幅L(μm)を有する間隔内を通過させ、印刷ヘッ
ド構造の印刷用アパーチュアの付近においてトナー供給
手段からトナー粒子の雲を作り、刷用アパーチュアを通
してトナー粒子を基層に画像状に堆積させ、そして前記
トナー粒子を基層に定着させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直接静電印刷(DEP)
用の装置に関する。特に、偽造防止用の特徴を有する基
層における印刷に特に有用なDEP装置に関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】種々の文書、例えばパスポー
ト、ビザ、IDカード、運転免許証、銀行カード、クレ
ジットカード、安全入所カードなどは、これら文書の不
正使用を避けるために偽物のできないように作る必要が
ある。このため、仕上がり文書が偽造防止用の特徴を含
むだけでなく、かかる文書を印刷する用紙もまた偽造防
止用の特徴を備える。かかる特徴は大量の用紙の材料に
含まれるもの、例えば透かし、紙面上の特別なレリー
フ、繊維、糸、光回折マークなどである。かかる偽造防
止用の特徴を有する用紙は印刷用の平滑面を与えずかつ
このために接触印刷法を使用したときは安全用紙に一様
な濃度領域に印刷することが極めて複雑である。
【0003】そこで、理論的には、安全用紙への印刷方
法は非インパクト印刷の分野であることが見いだされ
る。非インパクト印刷の多くの方法には、電子(ホト)
写真、インクジェット印刷、熱昇華印刷、及び直接静電
印刷がある。
【0004】熱昇華印刷は粗い表面上での印刷には不適
であり、また大部分は基層上のインキ受容層が必要であ
る。固体の染料または顔料を熱で蒸発させて行われる熱
昇華印刷は、通常使用される染料が水落ちし易くかつ耐
光性が十分でないため、滲み易くかつ文書の有効寿命を
限定する性質があるので安全印刷にはあまり適していな
い。このため、熱昇華印刷は安全用紙上の印刷に対して
十分な可能性を与えない。
【0005】インキジェット印刷は、一見したとろ、非
常に粗い表面の用紙への印刷について可能性を与える
が、安全文書の印刷にはあまり適してはいない。インキ
ジェット印刷に通常使用される染料または顔料は、安全
文書に使用するには耐水性及び耐光性が不十分である。
更に、インキジェット印刷においても、基層上にインキ
受容層が必要である。
【0006】従って、電子写真及び直接静電印刷が安全
印刷物用の好ましい非インパクト印刷方法である。これ
らの方法の利点は次の通りである。即ち、これらの方法
は基層に溶解される顔料及び/又は染料で染められたト
ナー粒子を使用すること、及びこれらトナー粒子の調製
の際、使用される顔料又は染料の化学構造が厳密でない
ことである(化学構造は耐水性及び耐光性を大きく定め
る)。こうして、トナー粒子を作る際に、広範囲の種々
の顔料及び染料を使うことができる。例えば、この印刷
方法におけるトナー粒子の有用性を妨げることなしに、
真珠光沢、玉虫色又は干渉性の顔料などをトナー粒子内
に組み入れることが可能である。
【0007】電子写真においては、画像はまず潜像担持
部材に形成され、次いで基層、この場合は粗い表面を有
する安全用紙に転写される。転写段階はなお接触段階で
あり、従って粗い基層を有し又は透かしのある基層上の
一様濃度の区域の画像はあまり忠実ではない。
【0008】DEPは、画像の形成にトナー粒子を使用
する印刷方法のため、真の非インパクト印刷方法である
という利点を有し、このため粗い表面の安全用紙上の印
刷に好ましい方法である。
【0009】DEP法はよく知られた印刷法であり、D
EP印刷機は、例えばUS−P 3689935号に開
示される。この文書は多層粒子モジュラー又は印刷ヘッ
ド構造を有する静電式のラインプリンターであって、 − 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制御電極は互いに絶縁される。
【0010】シールド電極に一定電圧が印加されている
間に各制御電極には選定された電圧が加えられる。トナ
ー供給手段(トナー源)と受入れ部材支持部との間に与
えられた全推進フィールドが、帯電トナー粒子を印刷ヘ
ッド構造のアパーチュア列を通して投射する。粒子流の
強さは制御電極に加えられた電圧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、変調粒子流の中
に挿入された受入れ部材基層上をたたく。受入れ部材基
層は印刷ヘッド構造と直角方向に送られ、1線ずつ走査
印刷が行われる。シールド電極は、トナー供給手段(ト
ナー源)に面し、制御電極は受入れ部材基層に面する。
印刷ヘッド構造と受入れ部材支持部の1個のバック電極
との間にDC電界が形成される。この推進フィールド
は、印刷ヘッド構造とバック電極との間に置かれた受入
れ部材基層へのトナーの吸引力と応答可能である。前記
画像形成過程の電気的性質のため、前記トナー適用モジ
ュール及び前記画像受入れ層までの前記印刷ヘッド構造
の距離の正確な管理が極めて重要である。
【0011】主に次の四つの大きな問題を克服するため
にUS 3689935号の基本設計についての幾つか
の変更例が提案されていいる。
【0012】− 印刷ヘッドに一様なトナー粒子雲を与
えること、 − トナー粒子を飛散させることなく、又は印刷ヘッド
構造及び機械の環境を汚染することなく帯電トナー粒子
を印刷ヘッド構造に十分に供給すること、 − 印刷ヘッド構造のアパーチュアに詰まりを防ぐこ
と、 − 印刷ヘッド構造における誤った極性の粒子の堆積を
避けること、正しい極性を有する粒子を反発することは
誤った極性の粒子を吸引することに対応する。
【0013】変更の典型例が、例えば、GB 2108
432号、DE−OS 3411948号、US 47
80733号、US 4814796号、US 491
2489号、US 5038159号、US 5036
341号、US 5121144号、US 51701
85号、US 5281982号その多くに明らかにさ
れる。これらの開示においては、トナー粒子は、印刷ヘ
ッド構造の付近でトナー粒子のみを送るトナー供給手段
により印刷ヘッド構造の付近において与えられる。US
5327169号、EP−A 675417号及びJ
P−A 60/263962号には、現像剤、即ちトナ
ー粒子だけでなくキャリヤー粒子も磁気ブラシにより印
刷ヘッド構造の付近に直接与えられる装置が明らかにさ
れる。
【0014】以上の参考文献において明らかにされた全
てのDEP装置は、バック電極に向いている印刷ヘッド
構造の面とバック電極の面との間に基層が通過できる空
隙があり、トナー粒子はこの空隙上を印刷ヘッド構造か
ら前記基層上に飛ぶことが共通している。大部分の開示
は空隙の幅については言及していない。EP−A 67
5417号においては、150μm の間隙が明らかにさ
れ、US 5257046号においては127μm から
762μm の間の間隙が明らかにされ、そしてJP−A
60/263962号では600μm の間隙が開示さ
れる。
【0015】安全用紙における印刷については、この用
紙は種々の偽造防止用の特徴を含みかつ透かしを含むこ
とができ及び/又は非常に厚い部分と数百μm 台の大き
な厚さの変動とを含み得るため、従来明らかにされたD
EP装置は最適の結果を与えない。
【0016】
【発明の目的及び課題を解決するための手段】偽造防止
用の特徴を有する最終受入れ部材における高濃度及び高
い空間解像度で印刷する方法を提供することが本発明の
目的である。
【0017】厚さ、柔軟性、組成などの変動する種々の
基層上に、一様な濃度区域における濃度の変動が小さく
かつ高解像度で、高濃度印刷をするための迅速な印刷方
法を提供することが本発明の更なる目的である。
【0018】厚さ、柔軟性、組成などが変動し、かつ種
々の偽造防止用の特徴を選択的に有する種々の基層上の
印刷の前記可能性を、空間及び濃度の高い解像度、良好
な長期間の安定性及び信頼性と組み合わせているDEP
装置を提供することが本発明の更なる目的である。
【0019】本発明の更なる目的と利点とは以下の説明
より明らかとなるであろう。
【0020】以上の目的は、偽造防止用の特徴を有する
基層上に情報を印刷するための方法であって、 i) バック電極(105)とトナー粒子を供給する手
段(101)との間に直流電位差(DCTB)を与え前記
トナー粒子供給手段から前記バック電極へのトナー粒子
の流れを作り、 ii) 前記トナー粒子の流れを画像状に制御するため
に、印刷用アパーチュア(107)と前記印刷用アパー
チュアのまわりの制御電極(106a)とを有する印刷
ヘッド構造(106)を、前記印刷ヘッド構造との間に
幅L(μm)の間隔を残している前記バック電極にトナ
ー粒子を供給する前記手段と前記バック電極との間に差
し込み、 iii) 偽造防止用の特徴を有しかつ厚さT(μm)を有
する基層を、前記印刷ヘッド構造とバック電極との間の
幅L(μm)を有する前記間隔内を通過させ、 iv) 前記印刷用アパーチュアを通してトナー粒子を前
記基層に画像状に堆積させ、そして v) 前記トナー粒子を前記基層に定着させる諸段階を
含んだ方法を提供することにより現実化される。前記間
隔Lの幅は、前記基層の前記厚さTに関し L ≧ 1.5T
であることが好ましい。更なる好ましい実施例において
は、前記直流電位差(DCTB)は、DCTB/L が V/μm で
表わされたとき DCTB/L ≧ 1.0 である。
【0021】本発明の更なる目的は、 − バック電極(105)とトナー粒子供給手段(10
1)との間に直流電位差(DCTB)を与え、そして前記
トナー粒子供給手段から前記バック電極に向かうトナー
粒子の流れを作るための手段、 − 印刷用アパーチュア(107)と前記印刷用アパー
チュアのまわりの制御電極(106a)とを有し、前記
トナー粒子の流れを画像状に制御するために、前記トナ
ー粒子供給手段から前記バック電極への間に差し込まれ
かつ前記バック電極から調整可能な幅L(μm)を有す
る間隔を空けられている印刷ヘッド構造(106)、 − 厚さT(μm)を有する基層を、前記バック電極と
前記印刷ヘッド構造との間の前記間隔L内を通過させる
手段(108)、 − 前記幅Lを L ≦ 1.5T になるように調整する手
段、及び − 前記トナー粒子を前記基層に定着させる手段(11
0)を備えたDEP(直接静電印刷)装置により具体化
される。
【0022】以後、用語「トナー供給手段」はトナー粒
子を供給するための前記手段を指して使用されるであろ
う。
【0023】
【詳細な説明】直接静電印刷(DEP)が偽造防止用の
特徴を有する基層上に印刷するために優れた印刷方法で
あることが見いだされた。特に、基層の厚さに透かし、
繊維(天然、金属ポリマーの繊維)があって、基層厚さ
の変動が大きい基層上で印刷ヘッドが処理しなければな
らい場合に、DEP印刷は古典的な静電印刷に勝ること
が確かめられた。この印刷は、バック電極(印刷ヘッド
構造の後ろ側)に面している印刷ヘッド構造の面と、印
刷ヘッド構造(バック電極の前面)に面しているバック
電極の面との間の距離L(μm)が偽造防止用の特徴を
有する基層の通過に十分な大きさである適宜のDEP装
置により処理できる。しかし、距離Lが基層の最大厚さ
T(μm)の少なくも1.5倍大きい場合は、基層の最大
厚さの1.5倍より小さいときよりも良好な結果が得ら
れることが見いだされた。本発明の好ましい実施例にお
いては、L ≧ 2T である。
【0024】偽造防止用の特徴のある基層の最大厚さT
はたやすく500μm に達し、このときはLは好ましく
は少なくも750μm 、或いはより好ましくは少なくも
1000μm である。印刷ヘッド構造とバック電極との
間の距離Lが500μm より大きいDEP装置では、前
記バック電極と前記トナー供給手段との間の直流電位差
(DCTB)が、DCTB/Lを V/μm で表わして DCTB/L
≧ 1.0 であるときに、ライン再現の鮮鋭度、解像度及
び忠実度の見地から、印刷品質が非常に満足であること
が見いだされた。DCTB/L ≧ 1.0 の場合は、印刷ヘッド
構造の後ろ側とバック電極の前面との間の距離Lが50
00μmまでであるときに印刷が可能であった。
【0025】本発明によるDEP装置は、特に、透かし
を有し及び/又は基層の平均厚さの10%から60%の
間の厚さの変動がある基層上で印刷によく使用できた。
厚さ変動が80%まで、更に90%の場合でも、一様な
濃度の印刷がなお可能であった。
【0026】偽造防止用の特徴を有する基層は、安全印
刷の技術においてよく知られた適宜の基層、例えばボー
ル紙、プラスチックなどとすることができる。偽造防止
用の特徴は、本技術において公知の適宜の偽造防止用の
特徴、例えば、透かし、漉き込みの金属又は非金属の繊
維、マイクロレリーフ印刷などとすることができる。典
型的な安全用紙は、英国のポータル(バサフォード)
社、253、ロンドンロードイースト、バサーストン、
バサーフォード、エイボンより入手できる。
【0027】DEP装置の説明:厚さ、柔軟性、組織な
どが変化しかつ選択的に種々の偽造防止用の特徴を有す
る基層における印刷の前記可能性を、空間及び濃度の高
い解像度、良好な長期間の安定性と信頼性と組み合わせ
ているDEP装置を提供することも本発明の目的であ
る。
【0028】このため、本発明は、図1に示されるよう
なDEP(直接静電印刷)装置であって、 − 印刷ヘッド構造(106)から調整可能な幅L(μ
m)の間隔で間を空けられたバック電極(105)、 − 前記バック電極と前記印刷ヘッド構造との間の前記
間隔内を、厚さT(μm)を有する基層(109)を通
過させるための手段(108)、 − 前記幅Lを L ≧ 1.5T であるように調整するため
の手段(図示せず)、 − 前記印刷ヘッド構造における印刷用アパーチュア
(107)、 − トナー供給手段(101)から前記印刷ヘッド構造
の付近に帯電トナー粒子雲(104)を提供する手段、 − 前記バック電極と前記雲から前記バック電極に向か
うトナー粒子の流れを作っているトナー供給手段(10
1)との間に直流電位差(DCTB)、即ち図1における
V4 と V1 との間の電位差を提供する手段、 − 前記印刷用アパーチュアを通るトナー粒子の流れを
画像状に変調し前記基層上に前記トナー粒子を画像状に
堆積させるための手段(106a)、及び − 前記トナー粒子を前記基層上に定着させるための手
段(110)を備えた装置を提供する。
【0029】バック電極と印刷ヘッド構造との間の間隔
の幅Lは調整可能ではないが、L ≧1.5T に固定された
DEP装置もまた本発明の範囲に属する。
【0030】バック電極と印刷ヘッド構造との間の間隔
の幅Lを調整する手段(図1には図示せず)は、マイク
ロメータースケール上で距離を調整する本技術において
公知の適宜の手段とすることができる。幅Lの調整に非
常に適した手段は、例えばマイクロメーターねじであ
る。
【0031】前記トナー粒子の流れを画像状に変調する
ための手段(106a)は、以後、アパーチュア(10
7)のまわりの「制御電極」と呼ばれ、図示の実施例に
おいては、前記DEP装置のトナー受入れ部材と向かい
合う。制御電極は各個別アパーチュアのまわりの個別的
な制御電極、或いは多数の印刷用アパーチュアを通るト
ナーの流れを制御する電極とすることができる。
【0032】図1に示された印刷ヘッド構造(106)
は、触媒の薄層上の無電解メッキにより形成された金属
フィルムで覆われたプラスチック絶縁フィルムより作ら
れる。印刷ヘッド構造(106)は、印刷用アパーチュ
ア(107)のまわりの複合的なアドレス可能な電極構
造「制御電極」(106a)を備える。この電極は、図
示の実施例においては前記DEP装置のトナー受入れ部
材に面している。前記印刷用アパーチュアはアレイ構造
に配列され、その列の総数は応用分野に応じて選択する
こおとができる。図1において、前記プラスチック層の
他方の側には第2の導電体層があり、この第2の導電体
の層はシールド電極層(106b)と呼ばれる。
【0033】図1においては印刷ヘッド106上に2個
の2個の電極(106a及び106b)を使用したDE
P法用の装置の実施例が示されるが、異なった構造の印
刷ヘッド(106)でDEP法を実施することが可能で
ある。例えば、ただ1個の電極構造(制御電極(106
a))だけの、又はより多数の電極構造を有する印刷ヘ
ッド構造を有する装置によりDEP法を実施することが
できる。これら印刷ヘッド構造のアパーチュアは一定の
直径を持つことができ、或いは入口又は出口の直径の方
を大きくすることができる。
【0034】図1のトナー供給手段(101)は、現像
剤(102)及び磁気ブラシ(103)の容器を備え
る。この磁気ブラシからトナー雲(104)が形成され
る。前記トナー雲の形成は、磁気ブラシのスリーブ上に
の交流バイアスにより支援されることが好ましい。磁気
ブラシ(103)より直接形成されたトナー雲は、これ
を単一構成要素又は複数構成要素の現像剤から作ること
ができる。トナー供給手段が複数構成要素の現像剤を有
する磁気ブラシであるDEP装置がUS 532716
9号、EP−A 675417号及びJP−A 60/
263962号に説明される。本発明によるDEP装置
のトナー供給手段は、現像剤、帯電トナーコンベヤー
(CTC)及び磁気ブラシの容器を備えたトナー供給手
段を備えることもできる。この磁気ブラシは前記帯電ト
ナーコンベヤー上に帯電トナー粒子の層を形成し、そし
て印刷用アパーチュア(107)の付近でこの帯電トナ
ーコンベヤーからトナー雲(104)が形成される。ト
ナー供給手段が現像剤、帯電トナーコンベヤー(CT
C)及び磁気ブラシの容器を備えたDEP装置は、例え
ばEP−A 740224号において使用されている。
CTCを有するDEP装置が使用される場合は、前記帯
電トナーコンベヤー(CTC)上の帯電トナー層を作る
ために1個の磁気ブラシ又は数個の磁気ブラシがCTC
と接触した状態で使用されたとき、これを成功裏に作動
させることができる。トナー源としてCTCを使用して
いるDEP装置が本発明によるDEP装置に使用された
場合は、非磁気式の単一構成要素型現像装置をうまく使
うことができる。トナー源としてCTCを使っているD
EP装置においては、トナー雲の形成は、CTCに交流
バイアスを加えることによりこれを支援できる。かかる
装置では、磁気ブラシのスリーブに追加の交流源を接続
し、帯電トナーコンベヤーへのトナー層の形成を助ける
こともできる。
【0035】このDEP装置のバック電極(105)も
また印刷ヘッド構造と共同作用するように作ることがで
き、このバック電極は、例えばUS−P 456895
5号及びUS−P 4733256号に開示されたよう
に直流的に絶縁されかつ電圧源に接続された異なったス
チルス又はワイヤーより構成される。印刷ヘッド構造と
共同作用するバック電極は、1個又は複数個の柔軟なP
CB(印刷回路板)も備える。
【0036】図1においては、基層(109)はウェブ
として示される。本発明によるDEP装置及び方法は、
シート状の基層への印刷用としてよく作動できることは
明らかである。
【0037】前記印刷ヘッド構造(106)と磁気ブラ
シ(103)のスリーブとの間、並びにアパーチュア
(107)のまわりの制御電極とトナー受入れ部材(1
09)の背後のバック電極(105)との間に異なった
電界(直流電界)が付与される。図1に示された本発明
によるDEP装置の特別な実施例においては、磁気ブラ
シ(103)のスリーブには電圧 V1 が加えられ、バッ
ク電極(105)には電圧 V4 が加えられる。直流電位
差(V4−V1)がトナー供給手段(101)とバック電極
(105)との間に加えられる電位差(DCTB)であ
り、これが前記雲から前記バック電極に向かうトナー粒
子の流れを作る。V3n までの電圧V30が制御電極(10
6a)に加えられる。電圧 V3 は、時間ベース又はグレ
ーレベルベースでの画像形成信号の変調に従って V30
と V3n との間で選定される。本発明の別の実施例で
は、V40 から V4n の複数の電圧が使われる。シールド
電極(106b)には電圧 V2 が印加される。
【0038】偽造防止用の特徴を有する基層に印刷する
DEP装置は、事実上、本技術において知られるいかな
るDEP装置とすることもできる。例えば、複数構成要
素の現像剤を有し磁気ブラシから印刷ヘッド構造の付近
にトナー雲を直接与えられるDEP装置とすることがで
きる。かかる装置はUS 5327169号、EP−A
675417号及びJP−A 60/263962号
に開示される。偽造防止用の特徴を有する基層に印刷す
るためのDEP装置におけるその他の有用な変更例は、
例えばEP−A 780740号、EP−A 7637
85号、EP−A 754557号、EP−A 753
413号及びEP−A 731394号に説明された変
更例である。
【0039】本発明によるDEP装置に磁気ブラシが使
用され、これが図1に示された実施例におけるもの、又
は磁気ブラシがCTC上の帯電トナー粒子の層を形成す
るものであるときは、これは静止コアと回転スリーブと
を有する形式のものであることが好ましい。
【0040】本発明により、かつ静止コアと回転スリー
ブとを有する形式の磁気ブラシを使用しているDEP装
置では、任意の形式の公知のキャリヤー粒子及びトナー
粒子を使うことができる。しかし、「軟質」磁気キャリ
ヤー粒子の使用が好ましい。本発明の好ましい実施例に
よるDEP装置に有用な「軟らかい」磁気キャリヤー粒
子は、軟らかいフェライトのキャリヤー粒子である。か
かる軟らかいフェライト粒子は、少量の残留磁気しか示
さず、保磁力が約50から250エルステッド(3.9
8kA/m から19.92kA/m)であることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例によるDEP装置での使用に対
して更に非常に有用な軟らかいキャリヤー粒子は、EP
−B 289663号に説明されたような、レジンバイ
ンダー及び異なった粒子寸法を有する2種のマグネタイ
トの混合物を含んだ複合キャリヤー粒子である。両マグ
ネタイトの粒子寸法は0.05から3μm の間で変動す
るであろう。キャリヤー粒子は、平均体積直径
(dV50)が10から300μm の間、好ましくは20
から100μm の間である。上述のキャリヤー粒子のよ
り詳細な説明は、ここに参考文献として取り入れたEP
−A 675417号において見ることができる。
【0041】本発明によるDEP装置においては、トナ
ー粒子が、絶対平均電荷対質量比(|q|)として 2μC/g
≦ |q| ≦ 15μC/g、好ましくは 5μC/g ≦ |q| ≦ 8
μC/g を有する現像剤を使用することが好ましい。絶対
平均電荷対質量比は、混合トナー粒子(重量で4から8
%)とキャリヤー粒子とを標準のタンブリング装置内で
10分間混合して測定される。混合現像剤は現像装置
(磁気ブラシ組立体)内で5分間運転され、その後、ト
ナー粒子は、磁気ブラシ組立体により帯電トナーコンベ
ヤー(CTC)上の帯電トナー粒子の単層として適用さ
れる。トナー粒子は、正確に計量された濾紙(重量はW
Pグラム)に前記CTCから真空で吸引される。この濾
紙はファラデイ箱内で遮蔽されていたものである。5分
間の真空吸引後、前記濾紙に達した電荷の量がクーロン
計により μC で測定された。トナー粒子の付いた濾紙
は再び計量され、重量WPTがグラムで与えられる。次
いで、電荷対質量比が μC/(WPT-WP) として決定され
る。
【0042】更に、EP−A 675417号において
説明されたように測定された電荷の分布が狭いこと、即
ち変動係数(v)、つまり標準偏差対平均値の比率が
0.33に等しいかこれより小さいこと、好ましくは0.
25に等しいかこれより小さいことが好ましい。平均電
荷量が小さくかつ狭い電荷分布を有するトナー粒子を作
る手段が、正に帯電し得るトナーに対してはEP−B
654152号に、また負に帯電し得るトナーに対して
はEP−B 650609号及びEP−B 65061
0号に明らかにされている。これら3個の文献は引用文
献としてここに組み入れられる。本質的に、小さな平均
電荷及び狭い電荷分布を有するトナーを作る方法は、ト
ナーレジンの体積抵抗より小さな体積抵抗を有するコン
パウンドをトナーレジンに混合することよりなる。トナ
ーレジンより低い体積抵抗を有する好ましいコンパウン
ドはオニウムコンパウンドである。本発明による装置に
使用されるトナー粒子は平均体積直径(dV50)が1か
ら20μm の間が好ましく、より好ましくは3から15
μm の間である。
【0043】上述のトナー粒子マーク付けを使うDEP
装置は、黒と白とを与え得る方法でアドレスできる。従
って、これは2進法で作動でき、白黒の文章及びグラフ
ィックス用の有用であり、また連続トーンの画像を作る
ための古典的な2進法的ハーフトーン化に有用である。
【0044】本発明によるDEP装置は、複数のグレー
レベルにより画像を作るのに特に適している。グレーレ
ベル印刷は、制御電極(106a)に供給する電圧 V3
の振幅変調により、或いは V3 の時間変調により制御す
ることができる。特定周波数において時間変調のデュー
ティサイクルを変えることにより、グレーレベルにおけ
る微細な相違を正確に印刷することが可能である。ま
た、制御電極に印加する電圧 V3 を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可
能である。
【0045】例えば、EP−A 634862号に説明
されたような、DEPについての高い空間解像度と典型
的な複数グレーレベル性能との組合せが、複数レベルハ
ーフトーン化技法への道を開く。これにより、本発明に
よるDEP装置は高品質の画像を作ることができる。
【0046】更に説明されるように、トナーとキャリヤ
ー粒子とを有する現像剤を使用した装置により印刷例が
作られた。
【0047】
【実施例】
DEP装置:使用されるDEP装置は、本質的に図1に
示されたような装置である。印刷ヘッド構造(106)
は、両側が厚さ17.5μm の銅フィルムで被覆された
厚さ50μmのポリイミドフィルムより作られる。印刷
ヘッド構造(106)は4列の印刷用アパーチュアを持
つ。受入れ用部材の基層に面した印刷ヘッド構造の背面
には、各アパーチュアのまわりに正方形の制御電極(1
06a)が配列される。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。トナー供給手段
に面している印刷ヘッド構造の前側には、共通シールド
電極(106b)が置かれる。印刷用アパーチュアは幅
100μm のアパーチュアを持つ。銅の電極の幅は50
μm である。印刷用アパーチュアの列は全体で解像度2
54dpi(25.4mm あたり、又は1インチ当たりのド
ット数)が得られるように互い違いに配置される。
【0048】トナー供給手段(101)は、2個の混合
用ロッドと1個の計量用ローラーとを有する静止コア/
回転スリーブ型磁気ブラシ(103)を備える。一方の
ロッドは装置を通して現像剤を輸送するために使用さ
れ、他方のロッドはトナーと現像剤とを混合させるため
に使用される。
【0049】磁気ブラシ組立体(103)はいわゆる磁
気ローラーよりなり、これは、ローラー組立体内に収容
された事例では磁界強度500ガウス(0.05テス
ラ)の9個の磁極を示している静止磁気コアであり、ま
た使用現像剤が磁気ローラーから離れて落ちることがで
きるように開口位置を持つ。磁気ローラーは、前記静止
磁気コアのまわりに適合し、かつ全外径20mm の磁気
ブラシ組立体を与えてているスリーブも持つ。このスリ
ーブは輸送を助けるように表面を微粒子で粗くされたス
テンレス鋼より作られた(<50μm)。
【0050】現像剤を強制して磁気ローラーから離れさ
せるためにスクレーパーブレードが使用された。他方の
側においては少量の現像剤を前記磁気ブラシ組立体の表
面上に計量するためにドクターブレードが使用された。
スリーブは100rpmで回転し、内部部材を現像装置内
の良好な内部輸送に合った速度で回転させる。磁気ブラ
シ組立体(103)は、0V の直流オフセットで周波数
3.0kHz で600Vの電界で振動している方形波で交流
電力源に接続される。この交流電界及び直流オフセット
は図1の電圧 V1 である。
【0051】トナー:実験に使用されたトナーは次の組
成を持つ。即ち、フマル酸とプロポキシレートビスフェ
ノールAとのコポリマーレジンであって、酸値18及び
体積抵抗5.1×1016Ω・cm を有する前記コポリマー
レジン97部と、3部の銅フタロシアニン顔料(色指数
PB15:3)とを実験室ニーダー内で110℃で3
0分間熔融混合した。構造式 (CH3)3N+C16H33Br- を有
する抵抗低下用物質がバインダーに関して0.5%量で
加えられた。前記アンモニウム塩の5%との混合により
適用されるバインダーレジンの体積抵抗は 5×1014
Ω・cm に低下した。これは高い抵抗低下能力を証明する
(低下係数:100).冷却後、固化したものは、アル
パインフリースベットゲーゲンシュトラールミューレタ
イプ100AFG(ALPINE Fliessbettgegenstrahlmuel
e type 100AFG、商標名)を使って粉砕され粉末にさ
れ、更にアルパインマルチプレックスジグザグクラシフ
ァイヤータイプ100MZR(ALPINE multiplex zig-z
ag classifier type 100MZR、商標名)を使って分級さ
れる。分離されたトナーの得られた粒子寸法分布は、コ
ウルターカウンターモデルマルチサイザー(Coulter Co
unter model Multisizaer、商標名)で測定され、数に
よる平均で6.3μm 、体積による平均で8.2μm であ
った。トナーの流動性改良のため、トナー粒子は0.5
%の疎水性のコロイド状シリカ粒子(BET値130m2
/g)と混合された。
【0052】キャリヤー粒子:平均粒子寸法が50μm
で、29emu/g(36.25μT・m3/kg)で磁気飽和するM
gZn フェライトよりなる巨視的な「軟らかい」フェライ
トキャリヤーに対して、キャリヤーコアの総重量に関し
て0.6重量%のポリマー状シリコンコーティングが与
えられた。ポリマー状シリコンコーティングは、コーテ
ィング全体に関して0から30重量%の間のアミノシラ
ンコンパウンドを含む。かかるキャリヤーはEP−A
650099号に説明されている。この物質は残留磁気
を殆ど示さなかった。
【0053】現像剤:トナー粒子とコロイド状シリカと
の前記混合物をキャリヤー粒子と4ないし8重量%で混
合することにより4種の異なった静電写真現像剤が作ら
れた。前記混合物を標準タンブリング装置で10分間混
合することにより、トナー/キャリヤーの摩擦帯電が行
われる。現像剤混合物は現像装置(磁気ブラシ組立体)
内で5分間動かされ、その後でトナーから試料を採取
し、上述された方法に従って摩擦電気が測定された。変
動係数vのときの種々の現像剤を調製するために使用さ
れたキャリヤー粒子のコーティング中のアミノシラン含
量(重量%)、トナー濃度(重量%)、トナー粒子の電
荷対質量比(μC/g)及びトナー粒子の電荷分布が表1
に与えられる。
【0054】
【表1】
【0055】印刷ヘッド構造(106)の前側と磁気ブ
ラシ組立体(103)のスリーブとの間の距離lは45
0μm に設定された。バック電極(105)の前側と印
刷ヘッド構造(106)の後ろ側(即ち制御電極106
a)との間の距離Lは印刷される基層の厚さに調整さ
れ、この基層は 1cm/sec で移動した。シールド電極
(106b)は接地された。即ち、V2=0V である。個
々の制御電極には、0V から300V の間の(画像状
の)電圧 V3 がが印加された。バック電極(105)は
高電圧源に接続され、各印刷例において DCTB/L
が1に等しいか又はそれ以上であるような電圧(D
TB)が加えられる。磁気ブラシのスリーブには、60
0V、3kHz の交流電圧が、直流オフセット値 −50V
で加えられた。
【0056】印刷例:種々のトナーを使用して、一様な
濃度区域が、幅100μm であるようにされた線ととも
に印刷された。濃度区域の均一性は目視で判定され、1
(非常によい)から5(非常にわるい)までの評価が与
えられた。印刷された線の実際の幅がマイクロ濃度計で
測定された。結果は表2に纏められた。
【0057】例1:厚さ300μm で、距離L1000
μm における厚さの変動Rmaxが57μm の基層(シュ
タインバッハペーパー)に現像剤D1を用いて上述のD
EP装置で印刷が行われた。バック電極とトナー供給手
段との間の直流電位差 DCTB は1500V であり、こ
れは DCTB/L = 1.5 を与える。
【0058】例2:使用現像剤として現像剤D1の代わ
りに現像剤D2が使用された点を除いて例1と同じであ
る。
【0059】例3:使用現像剤として現像剤D1の代わ
りに現像剤D3が使用された点を除いて例1と同じであ
る。
【0060】例4:使用現像剤と現像剤D1の代わりに
現像剤D3が使用された点を除いて例1と同じである。
【0061】例5:DCTBについて、1500Vの代わ
りにDCTBが400Vであり、DCTB/L=0.4 を与えてい
る点を除いて例1と同じである。
【0062】例6:例1と同じであるが透かしのある紙
で印刷が行われた。
【0063】対照例1(CE1):古典的な電子写真複
写機(キャノン、NP6650、商標名)を使用し、市
販のトナーを用いて例1で使用したものと同じ基層に印
刷を行った。
【0064】
【表2】
【0065】本発明の実施態様は次の通りである。
【0066】1.偽造防止用の特徴を有する基層に情報
を印刷するための方法であって、バック電極とトナー供
給手段との間に直流電位差(DCTB)を与え前記トナー
供給手段から前記バック電極へのトナー粒子の流れを作
り、前記トナーの流れを画像状に制御するために、印刷
用アパーチュアと前記印刷用アパーチュアのまわりの制
御電極とを有する印刷ヘッド構造を、前記印刷ヘッド構
造との間に幅L(μm)の間隔を残している前記バック
電極にトナーを供給する前記手段と前記バック電極との
間に差し込み、偽造防止用の特徴を有しかつ厚さがT
(μm)の基層を、前記印刷ヘッド構造とバック電極と
の間の幅L(μm)を有する前記間隔内を通過させ、こ
のLは1.5Tに等しいか又はこれより大きく、前記印
刷用アパーチュアを通してトナー粒子を前記基層に画像
状に堆積させ、そして前記トナー粒子を前記基層に定着
させることを含んだ方法。
【0067】2.前記バック電極と前記トナー供給手段
との間の前記直流電位差(DCTB)が、DCTB/Lを V
/μm で表わしたとき DCTB/L ≧ 1.0 である実施態様1
による方法。
【0068】3.前記間隔の幅Lが750μm と等しい
か又はこれより大きい実施態様1による方法。
【0069】4.前記トナー粒子が、絶対値で式 2μC/
g ≦ |q| ≦ 15μC/g を満たす電荷対質量比を有する実
施態様1による方法。
【0070】5.前記基層は、Rmaxで測って基層の平
均厚さの10%から80%の間の厚さ変動を示す実施態
様1による方法。
【0071】6.− トナー供給手段からバック電極に
向かうトナー粒子の流れを作るために前記バック電極と
前記トナー供給手段との間に直流電位差(DCTB)を与
える手段、 − 印刷用アパーチュアと前記印刷用アパーチュアのま
わりの制御電極とを有する印刷ヘッド構造であって、前
記トナー粒子の流れを画像状に制御するために、前記ト
ナー供給手段から前記バック電極への間に差し込まれか
つ前記バック電極から調整可能な幅L(μm)を有する
間隔を空けられている前記印刷ヘッド構造、 − 厚さT(μm)を有する基層を、前記バック電極と
前記印刷ヘッド構造との間の前記間隔L内を通過させる
手段、 − 前記幅Lを L ≦ 1.5T になるように調整する手
段、及び − 前記トナー粒子を前記基層に定着させる手段を備え
たDEP(直接静電印刷)装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による直接静電印刷方法の原理を示す図
式的な断面図である。
【符号の説明】 101 トナー供給手段 103 磁気ブラシ 105 バック電極 106 印刷ヘッド構造 107 アパーチャア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオン・ベルムレン ベルギー・ビー2640モルトセル・セプテス トラート27・アグフア−ゲヴエルト・ナー ムローゼ・フエンノートシヤツプ内 (72)発明者 ミシエル・ブーロンヌ ベルギー・ビー2640モルトセル・セプテス トラート27・アグフア−ゲヴエルト・ナー ムローゼ・フエンノートシヤツプ内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偽造防止用の特徴を有する基層に情報を
    印刷するための方法であって、 バック電極とトナー供給手段との間に直流電位差(DC
    TB)を与え前記トナー供給手段から前記バック電極への
    トナー粒子の流れを作り、 前記トナーの流れを画像状に制御するために、印刷用ア
    パーチュアと前記印刷用アパーチュアのまわりの制御電
    極とを有する印刷ヘッド構造を、前記印刷ヘッド構造と
    の間に幅L(μm)の間隔を残している前記バック電極
    にトナーを供給する前記手段と前記バック電極との間に
    差し込み、 偽造防止用の特徴を有しかつ厚さがT(μm)の基層
    を、前記印刷ヘッド構造とバック電極との間の幅L(μ
    m)を有する前記間隔内を通過させ、このLは1.5Tに
    等しいか又はこれより大きく、 前記印刷用アパーチュアを通してトナー粒子を前記基層
    に画像状に堆積させ、そして前記トナー粒子を前記基層
    に定着させることを含んだ方法。
  2. 【請求項2】 − トナー供給手段からバック電極に向
    かうトナー粒子の流れを作るために前記バック電極と前
    記トナー供給手段との間に直流電位差(DCTB)を与え
    る手段、 − 印刷用アパーチュアと前記印刷用アパーチュアのま
    わりの制御電極とを有する印刷ヘッド構造であって、前
    記トナー粒子の流れを画像状に制御するために、前記ト
    ナー供給手段から前記バック電極への間に差し込まれか
    つ前記バック電極から調整可能な幅L(μm)を有する
    間隔を空けられている前記印刷ヘッド構造、 − 厚さT(μm)を有する基層を、前記バック電極と
    前記印刷ヘッド構造との間の前記間隔L内を通過させる
    手段、 − 前記幅Lを L ≦ 1.5T になるように調整する手
    段、及び − 前記トナー粒子を前記基層に定着させる手段を備え
    たDEP(直接静電印刷)装置。
JP16349697A 1996-06-06 1997-06-06 偽造防止用の特徴を有する基層上の情報印刷方法 Pending JPH1071738A (ja)

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