JPH10123810A - 導電性キャリヤーを有する２成分現像剤からトナー粒子を抽出して直接静電印刷をするための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バンディングを少なくして（又は除去して）
高い濃度解像度及び高い空間解像度を有する像を印刷す
る改良された直接静電印刷（ＤＥＰ）のための方法を提
供する。 【解決手段】 下記工程を含む直接静電印刷のための方
法： − トナー運搬手段から支持体までの電界中に帯電トナ
ー粒子の流れを作る、 − コントロール電極及び印刷開口部を含むプリントヘ
ッド構造体によって前記帯電トナー粒子の流れを像に従
って変調する、 − 前記帯電トナー粒子の像に従って変調された流れか
ら前記支持体にトナー粒子を像に従って付着する、 − 前記トナー粒子を前記支持体に定着する、におい
て、下記特徴を有する方法： − 前記帯電トナー粒子の流れはキャリヤー粒子及びト
ナー粒子を担持する前記磁気ブラシから直接作られる、 − 前記キャリヤー粒子は１０² Ω・ｃｍ〜１０⁶ Ω・
ｃｍの体積抵抗率を有する、 − 前記キャリヤー粒子は５ｇ／ｃｍ³ 未満の密度を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電印刷の方法、特
に直接静電印刷（ＤＥＰ）に使用するための装置及び現
像剤に関する。ＤＥＰでは、静電印刷は電気的にアドレ
ス可能なプリントヘッド構造体によってトナー運搬手段
から支持体上に直接行なわれる。

【０００２】

【従来技術】ＤＥＰ（直接静電印刷）では、トナー又は
現像材料は像に従った方法で受容支持体上に直接付着さ
れるが、後者は像に従った静電潜像を全く持たない。支
持体が中間無端フレキシブルベルト（例えばアルミニウ
ム、ポリイミドなど）である場合は、像に従って付着さ
れたトナーは別の最終的な支持体上に転写されなければ
ならない。しかしながら、もしトナーが最終受容支持体
上に直接付着されるなら、最終受容支持体（例えば普通
紙、トランスパレンシーなど）上に像を直接作る可能性
を実現する。この付着工程後、最終的な溶融工程がなさ
れる。

【０００３】これは、電荷保持表面上の静電潜像が好適
な材料によって現像され潜像を可視化する従来の電子記
録とは異なる方法である。さらに、パウダー像（powder
image ）が前記電荷保持表面に直接溶融され、次いで
それが直接電子記録プリントを生じるか、又はパウダー
像が続いて最終支持体に転写され、次いでその媒体に溶
融されるかのいずれかである。後者の方法は間接電子記
録プリントを生じる。最終支持体は透明媒体、不透明重
合体フィルム、紙などであってもよい。

【０００４】ＤＥＰは付加的な工程及び付加的な部材が
導入されて静電潜像を作る電子写真とは著しく異なる。
とりわけ、光導電体が使用され、帯電／露光サイクルは
必須である。

【０００５】ＤＥＰ装置は例えばＵＳ−Ａ−３６８９９
３５に開示されている。この文献は下記のものを含む多
層粒子変調器又はプリントヘッド構造体を有する静電ラ
インプリンターを開示する： − 絶縁層と称せられる絶縁材料の層； − 絶縁層の一つの側に導電材料の連続層からなるシー
ルド電極； − 絶縁層の他の側に導電材料の分割された層によって
形成される多数のコントロール電極；及び − 少なくとも一列の開口部。

【０００６】各コントロール電極は一つの開口部のまわ
りに形成され、互いのコントロール電極から絶縁されて
いる。

【０００７】固定された電位がシールド電極に適用され
ている間、選択された電位がコントロール電極のそれぞ
れに適用される。トナー運搬手段（この言葉はこの明細
書を通してトナーを運搬するための手段を示す）と受容
メンバー支持体との間の全体に適用される推進電界（pr
opulsion field ）がプリントヘッド構造体の一列の開
口部を通して帯電されたトナー粒子を発射する。粒子流
れの強さはコントロール電極に適用される電位のパター
ンに従って変調される。帯電された粒子の変調された流
れは変調された粒子流れに介在された受容メンバー支持
体に当たる。受容メンバー支持体はプリントヘッド構造
体に対して直角方向に運ばれ、線ごとの走査印刷を与え
る。シールド電極はトナー運搬手段に面してもよく、コ
ントロール電極は受容メンバー支持体に面してもよい。
直流電界（ＤＣ field ）は受容メンバー支持体上の単
一バック電極とプリントヘッド構造体との間に適用され
る。この推進電界はプリントヘッド構造体とバック電極
との間に置かれる受容メンバー支持体へのトナーの引力
を生じる。ＵＳ−Ａ−３６８９９３５に記載されたよう
なプリントヘッド構造体は高印刷品質での高スピード印
刷がある開口部の目詰りによって制限される不利を招
く。多数の列の開口部を実現することによって、全体の
印刷スピードは理論的に増大することができるが、実際
には前記印刷スピードはトナー粒子の最小束を有する開
口部の列を通過できるトナーの量に合わされ、異なる列
の印刷開口部に相当する頻度でバンディングが容易に観
察されうることがわかった。

【０００８】異なる列の印刷開口部に対して異なる印刷
濃度を得る問題、即ちバンディングは様々な方法で取り
組まれている。ＵＳ−Ａ−５２１４４５１では、異なる
シールド電極セグメントを有する異なる列の印刷開口部
からなるプリントヘッド構造体が記載されている。印刷
中、異なる列の印刷開口部に相当する異なるシールド電
極セグメントに適用された電圧はトナー適用モジュール
からより大きな距離で設けられた、これらの開口部が前
記トナー適用モジュールから前記バック電極構造体の方
へのより大きな静電推進電界のために調整されて少ない
バンディングで増大した濃度分布を生じるように変えら
れる。トナー束を“低濃度”の列の印刷開口部のために
わずかに増大することができ、前記トナー束を“高濃
度”の列の印刷開口部のために大きく減らすことができ
る。結果として白バンディングに関する画像品質を高め
ることが望まれる場合は、全体の印刷スピードが低減さ
れる。

【０００９】ＵＳ−Ａ−５０４０００４では、移動ベル
トがトナー適用モジュールとして導入され、前記移動ベ
ルトは前記プリントヘッド構造体から近い距離に置かれ
ている正確に位置決めされたシュー上をスライドする。
この設計によれば、距離及び結果として推進電界を印刷
開口部の全ての列に対して等しくなるように微調整する
ことができる。しかしながら、これは前記発明によるト
ナー適用モジュールを組立てるために極めて精密で高価
な手段を使用する原因となる。さらに、スライド接触は
優れた長期安定性及び信頼性に対して決して有益でな
い。

【００１０】ＵＳ−Ａ−５３２７１６９，ＥＰ−Ａ−６
７５４１７，ＪＰ−Ａ−６０−２６３９６２及びＪＰ−
Ａ−０８−０５８１４２では、２成分現像系を使用する
磁気ブラシがＤＥＰ装置におけるトナー適用モジュール
として記載されている。またトナー運搬手段として磁気
ブラシを使用するＤＥＰ装置では、磁気ブラシと印刷開
口部の異なる列の組との間の距離は異なる。このことに
よってトナー粒子が支持体に噴射される推進電界は印刷
開口部の異なる列の組に対して異なり、従ってバンディ
ングの問題がなお存在する。

【００１１】ＥＰ−Ａ−７３１３９４によれば、トナー
運搬手段として磁気ブラシを使用するＤＥＰ装置では、
前記磁気ブラシの曲率はバンディングを最小にできるよ
うに前記プリントヘッド構造体の範囲に適応させてい
る。しかしながら、この考え方は高価な磁気ブラシ装置
の導入を招き、ＤＥＰ装置をより一層複雑で重く、高価
なものにする。

【００１２】ＤＥ−Ａ−１９５３４７０５では、トナー
適用装置及びプリントヘッド構造体は白バンディングの
問題を減らすことができるように各色について２回実行
されるが、これも印刷装置のコスト及び複雑性を招く。

【００１３】ＣＡ−Ａ−２１３５７０５では、ビデオカ
セットと同様のトナー適用装置が使用される。トナー粒
子を担持するフレキシブルバンドは印刷開口部の列に垂
直な方向に移動され、印刷開口部の全ての列に対して一
定の距離及び推進電界を生じる。しかしながら、このシ
ステムの主な欠点は印刷開口部の列の一つの側から他の
側までのトナー粒子の消費であり、受容材料の全幅にわ
たって均一な濃度分布で印刷できないことである。

【００１４】ＥＰ−Ａ−５８７３６６では、プリントヘ
ッド構造体は印刷開口部の全ての列に対してトナー適用
モジュールの方への距離（及び推進電界）がある程度ま
で一定になるようにローラー形状のトナーアプリケータ
ー上で曲げられている。この装置の主な欠点は全体の印
刷品質及び長期安定性を大きく変えるトナー粒子上の摩
擦接触である。

【００１５】トナー粒子がプリントヘッド構造体の付近
に抽出されてもたらされる円柱形トナー運搬手段が完全
な中心軸を持つ円柱でないとき、印刷方向と垂直に白バ
ンディングを観察することができる。このバンディング
はトナー運搬手段の表面とプリントヘッド構造体の間の
距離の変動の原因になりうる。ＥＰ−Ａ−７３６８２２
では、円柱形トナー運搬手段の回転スピードを受容支持
体が移動されるスピードに調整することによって前記バ
ンディングを最小にすることが記載されている。印刷ス
ピードを速く保つためには円柱形トナー運搬手段を極め
て速いスピードで回転する必要があり、それは摩耗、機
械的安定性などの問題をもたらす。

【００１６】従って、バンディングの可能性を小さくす
るために機械的に複雑な手段の必要性なしで、信頼性あ
る、長く継続できる方法で白バンディングなしで高濃度
の像を生じるＤＥＰ装置に対する要求がなお存在する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はバンデ
ィングを少なくして（又は除去して）高い濃度解像度及
び高い空間解像度を有する像を印刷する改良された直接
静電印刷（ＤＥＰ）装置を提供することにある。

【００１８】さらに本発明の目的は良好な長期安定性及
び信頼性と高い空間解像度を組合せたＤＥＰ装置を提供
することにある。

【００１９】本発明の別の目的は高い印刷スピードでバ
ンディングのない像を印刷するＤＥＰ装置を提供するこ
とにある。

【００２０】本発明の他の目的及び利点は以下の記載か
ら明らかになるだろう。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記工程を含
む直接静電印刷（ＤＥＰ）のための方法： − トナー運搬手段から支持体までの電界中に帯電トナ
ー粒子の流れを作る、 − コントロール電極及び印刷開口部を含むプリントヘ
ッド構造体によって前記帯電トナー粒子の流れを像に従
って変調する、 − 前記帯電トナー粒子の像に従って変調された流れか
ら前記支持体にトナー粒子を像に従って付着する、 − 前記トナー粒子を前記支持体に定着する、におい
て、下記特徴を有する方法を提供することによって実現
される： − 前記帯電トナー粒子の流れはキャリヤー粒子及びト
ナー粒子を担持する前記磁気ブラシから直接作られる、 − 前記キャリヤー粒子は１０¹ Ω・ｃｍ〜１０⁹ Ω・
ｃｍの体積抵抗率を有する、 − 前記キャリヤー粒子は５ｇ／ｃｍ³ 未満の密度を有
する。

【００２２】好ましい例では前記抵抗率は１０² Ω・ｃ
ｍ〜１０⁶ Ω・ｃｍである。

【００２３】

【発明の実施の形態】文献には、ＤＥＰ（直接静電印
刷）の原理に従って操作する多くの装置が記載されてい
る。これらの全ての装置はコントロール電極に適用され
た電圧の時間変調によって又は電圧変調によってグレー
スケール印刷を行なうことができる。しかしながら、各
個々の印刷開口部を通る最初のトナー束が同一である場
合にだけ高品質画像を得ることができる。そのとき適切
な電圧又は時間変調によって、優れたグレースケールを
有する像が可能である。

【００２４】我々は例えばＵＳ−Ａ−５０４０００４，
ＵＳ−Ａ−５２１４４５１，ＣＡ−Ａ−２１３５７０
５，ＤＥ−Ａ−１９５３４７０５又はＥＰ−Ａ−７３１
３９４に記載されたような追加の高価なハードウエア又
はコントロール手段の導入なしで一定の濃度分布を有す
る像において白バンディングに関する利点を得ることが
できることがわかった。磁性キャリヤー粒子及びトナー
粒子を担持する磁気ブラシからトナー粒子が直接抽出さ
れる、ＵＳ−Ａ−５３２７１６９及びＥＰ−Ａ−６７５
４１７に記載されたような従来のＤＥＰ装置において、
１０¹ Ω・ｃｍ〜１０⁹ Ω・ｃｍ、好ましくは１０² 〜
１０⁶ Ω・ｃｍ、より好ましくは１０² 〜１０⁴ Ω・ｃ
ｍの体積電気抵抗率を有するキャリヤー粒子が使用され
るとき、白バンディングの問題を減少でき、さらに避け
ることができる。上で規定したような体積抵抗率を有す
るキャリヤー粒子を使用する有益な効果はいかなる磁気
ブラシでも観察することができる。例えば、回転磁気コ
ア及び固定スリーブを有する磁気ブラシ、回転磁気コア
及び回転スリーブを有する磁気ブラシ、及び固定磁気コ
ア及び回転スリーブを有する磁気ブラシを使用するとき
に観察される。最後のタイプの磁気ブラシを用いると、
１０¹ Ω・ｃｍ〜１０⁹ Ω・ｃｍ、好ましくは１０² 〜
１０⁶ Ω・ｃｍ、より好ましくは１０² 〜１０⁴ Ω・ｃ
ｍの体積電気抵抗率を有するキャリヤー粒子を使用する
有益な効果が極めて顕著である。

【００２５】前記発明の操作メカニズムはいかなる理論
によっても拘束されることなく、以下のようなものであ
ると考えられている：前記磁気ブラシのスリーブに適用
された電圧はキャリヤー粒子が最小の導電力（電気抵抗
率はあまり高くない）で使用される場合、前記プリント
ヘッド構造体のシールド電極構造に部分的に伝導され
る。固定された磁気コア／回転スリーブ磁気ブラシは前
記プリントヘッド構造体のシールド電極への長さが異な
る現像剤毛（hair）を持つので、ＤＣ及び／又はＡＣ成
分を含む前記電圧の値は前記プリントヘッド構造体と接
触する前記“最後の（last）”現像剤粒子に部分的に広
がる。その理由のため、帯電トナー粒子を担持するキャ
リヤー粒子は前記プリントヘッド構造体からほとんどゼ
ロの距離でもたらされ、前記磁気ブラシのスリーブと接
触して存在するキャリヤー粒子としてほとんど等しい力
で電気的に励起されるものと見なすことができる。ほと
んどゼロの距離の前記キャリヤー粒子から、トナー粒子
は前記受容部材の背面に設けられたバック電極によって
適用される誘引電圧によって受容部材に前記開口部を通
して抽出し推進することができる。

【００２６】ＪＰ−Ａ−０８−５８１４２では、極めて
導電性のキャリヤー粒子（例えば、金属粉末、金酸酸化
物粉末、純粋なフェライトなど）が開示されている。本
発明において特定された最低値よりも低い抵抗率を有す
る、かかる高い導電性のキャリヤー粒子の使用は時々プ
リントヘッド構造体と磁気ブラシの間のスパークの形成
に導くことがわかった。磁気ブラシの毛が絶縁している
トナー粒子を使い果たすとき、その導電性はスパークを
生じるほど高いと考えられている。それゆえ本発明によ
るキャリヤー粒子は絶縁樹脂で被覆されるか又は樹脂結
合剤マトリックス中に磁性粒子を含む複合キャリヤーで
あることが好ましい。かかるキャリヤー粒子の導電率
（抵抗率）は１０¹ Ω・ｃｍ以上の値、好ましくは１０
² Ω・ｃｍ以上の値に抵抗率を調整することによってス
パークを避けるように微調整することができる。さらに
絶縁している樹脂で被覆されたキャリヤー粒子を使用す
ることによって又は複合キャリヤーを使用することによ
って、抵抗率を、使用したトナー粒子に（例えばトナー
粒子に使用された絶縁樹脂に）、トナー粒子の所望の電
荷などに微調整することができる。ＪＰ−Ａ−０８−５
８１４２に記載されたキャリヤー粒子は高い抵抗率（＞
５ｇ／ｃｍ³ 、さらには７ｇ／ｃｍ³ より大きい）を示
す。それゆえこれらの粒子は速く実行するＤＥＰプリン
ターにはあまり適していない。なぜならば、機械的慣
性、即ち遅い混合能力のため、磁気ブラシによってＤＥ
Ｐ装置の印刷開口部の付近にもたらされるトナー粒子の
量は限定されるからである。それゆえ本発明のキャリヤ
ー粒子は５ｇ／ｃｍ³ 未満の密度を示すことが好まし
い。さらに好ましくは樹脂結合剤マトリックス中に磁性
粒子を含む複合キャリヤーが本発明では使用される。か
かるキャリヤー粒子は一般に５ｇ／ｃｍ³ 未満の密度を
有し、それらの表面は前記樹脂結合剤マトリックス又は
樹脂被覆によって本質的に（８０％以上）作られる。キ
ャリヤー粒子の表面におけるこのような有機樹脂の存在
はキャリヤー粒子に使用される樹脂とトナーに使用され
る樹脂の両方の摩擦電気特性を調整することによってキ
ャリヤー粒子とトナー粒子の摩擦電気相互作用を微調整
することができる。抵抗率を本発明の境界内にすること
ができる極めて好適な複合キャリヤーはＥＰ−Ｂ−２８
９６６３，ＵＳ−Ａ−５３３６５８０などに記載されて
いる。キャリヤー粒子の体積抵抗率は例えば複合キャリ
ヤー粒子の製造において１〜５％のランタンを含むフェ
ライト磁性粒子を使用することによって本発明の境界内
になるように調整することができる。本発明に有用な、
かかるキャリヤー粒子は例えばＵＳ−Ａ−４７６４４４
５に開示されている。キャリヤー粒子の表面における導
電性材料（粒子）の混入も本発明による複合キャリヤー
粒子又は被覆された樹脂の抵抗率を調整するために使用
することができる。前記導電性材料は例えばカーボンブ
ラック、酸化錫、酸化チタン、シリコンカーバイドなど
であることができる。本発明に有用な、表面に導電性粒
子を含むキャリヤー粒子は例えばＵＳ−Ａ−５４３６７
９１及びＵＳ−Ａ−５４９６６７３に記載されている。

【００２７】樹脂被覆されたキャリヤーが使用されると
き、体積抵抗率は被覆の厚さを調整することによって本
発明の範囲に調整することができる。

【００２８】本発明によるキャリヤー粒子に有用な有機
樹脂は当業者に公知のいかなるタイプのものであっても
よく、トナー粒子に使用される樹脂と組合せて選択され
る。かかる樹脂は前記キャリヤー粒子と摩擦電気接触状
態になるトナー粒子に所望の摩擦電荷の量及び徴候（si
gn）を与えなければならない。本発明によるキャリヤー
粒子に使用するための好適な樹脂は例えばポリエスエル
樹脂、アクリル樹脂、フッ素化樹脂などである。

【００２９】キャリヤー粒子の抵抗率は以下のようにし
て測定される（測定Ａ）：

【００３０】４ｃｍ² の表面積Ｓを有する導電性材料
（ステンレス鋼）の底を持ち、円柱形プラスチックハウ
ジングから作られた円柱形測定セルにおいて０．４ｃｍ
の高さ（ｈ）でキャリヤー粒子を充填する。キャリヤー
粒子上に導電性材料（ステンレス鋼）から作られたプラ
ンジャーを置き、１ｋｇ重量を荷重する。電気回路はキ
ャリヤー粒子と接触している測定セルの底とプランジャ
ーの間に作られる。１００ＶのＤＣ電圧は電気回路に対
して適用され、回路を通って流れる電流（Ｉ）は１０^-3
Ａで測定される。この測定から抵抗率（ρ）が計算され
る。かなり低い抵抗率を有する粒子を測定するとき、Ｄ
Ｃ電圧が低下される。

【００３１】ＤＥＰ装置の記述 本発明によるＤＥＰ法を実施するための装置の限定され
ない例は下記のものを含む（図１）： （ｉ） トナー運搬手段（１０１）、即ち本発明による
キャリヤー粒子及びトナー粒子を有する多成分現像剤で
ある現像剤（１０２）及びコア（１０３ａ）及びスリー
ブ（１０３ｂ）を有する磁気ブラシ集成体（１０３）
（この磁気ブラシ集成体は現像剤クラウド（１０４）を
形成する）を含む、トナー粒子を運搬するための手段 （ii） バック電極（１０５） (iii) 金属薄膜で両側を被覆したプラスチック絶縁フ
ィルム（１０６ｃ）から作られたプリントヘッド構造体
（１０６） （プリントヘッド構造体（１０６）は示された具体例で
はトナー運搬手段に面する一つの連続電極面（以下“シ
ールド電極”（１０６ｂ）と称する）及び示された例で
は前記ＤＥＰ装置内のトナー受容メンバーに面する印刷
開口部（１０７）のまわりの複雑なアドレス可能な電極
構造（以下“コントロール電極”（１０６ａ）と称す
る）を含む。シールド電極（１０６ｂ）及びコントロー
ル電極（１０６ａ）の位置及び／又は形はＤＥＰ法のた
めの装置の他の具体例では図１に示された位置と異なる
ことができる。） （iv） 矢印Ａに示された方向で前記プリントヘッド構
造体と前記バック電極の間に前記トナーのための像受容
メンバー（１０９）を運搬するための運搬手段（１０
８） （ｖ） 前記像受容メンバー上に前記トナーを定着する
ための手段（１１０）。

【００３２】このＤＥＰ装置のバック電極（１０５）は
プリントヘッド構造体と協同するように作ることもで
き、前記バック電極は例えばＵＳ−Ａ−４５６８９５５
及びＵＳ−Ａ−４７３３２５６に開示されたような電圧
源に接続され電気的に絶縁されている様々な針（styli
）又は線（wire）から構成されている。プリントヘッ
ド構造体と協同するバック電極は１以上のフレキシブル
ＰＣＢ（印刷回路板）を含むこともできる。

【００３３】前記プリントヘッド構造体（１０６）と磁
気ブラシ集成体（１０３）との間、印刷開口部（１０
７）のまわりのコントロール電極とトナー受容メンバー
（１０９）のうしろのバック電極（１０５）との間及び
前記プリントヘッド構造体（１０６）の多数の電極表面
間に又は単一電極面に異なる電界が適用される。図１に
示されたＤＥＰ法のために有用な装置の特別な具体例で
は、電圧Ｖ１が磁気ブラシ集成体（１０３）のスリーブ
（１０３ｂ）に適用され、電圧Ｖ２がシールド電極（１
０６ｂ）に適用され、電圧Ｖ３ｏ〜Ｖ３ｎがコントロー
ル電極（１０６ａ）のために適用される。Ｖ３の値は時
間ベース又はグレーレベルベースで値Ｖ３ｏとＶ３ｎの
間で像形成信号の変調に従って選択される。電圧Ｖ４は
トナー受容メンバーのうしろのバック電極に適用され
る。本発明の他の例では多数の電圧Ｖ２ｏ〜Ｖ２ｎ及び
／又はＶ４ｏ〜Ｖ４ｎを使用することができる。

【００３４】本発明の具体例によるＤＥＰ装置に使用さ
れる磁気ブラシ集成体（１０３）は固定コア及び回転ス
リーブを有するタイプ又は回転コア及び回転又は固定ス
リーブを有するタイプのいずれかからなることができ
る。

【００３５】本発明による体積抵抗率を有するキャリヤ
ー粒子はソフト磁性粒子及びハード磁性粒子であること
ができる。ＥＰ−Ａ−６７５４１７（ここに参考として
組入れる）に記載されたようなソフト及びハード磁性粒
子は本発明に使用することができる。２成分トナー粒
子、黒色、着色又は無色のいずれの種類も本発明による
ＤＥＰ装置に使用することができる。ＥＰ−Ａ７１５２
１８（ここに参考として組入れる）に開示されたような
トナー粒子を使用することが好ましい。

【００３６】上記トナー粒子を利用するＤＥＰ装置は黒
及び白を与えることができる方法でアドレス可能であ
る。従ってそれは黒白テキスト及びグラフィックスに有
用でかつ連続トーン画像を行なうための従来の２レベル
（bi−level ）のハーフトーン化に有用な“バイナリー
法（binary way ）”で操作することができる。

【００３７】本発明によるＤＥＰ装置は多数のグレーレ
ベルを有する画像を与えるために特に好適である。グレ
ーレベル印刷はコントロール電極１０６ａ上に適用され
た電圧Ｖ３の振幅変調又はＶ３の時間変調によって制御
することができる。特定の周波数で時間変調のデューテ
ィサイクルを変えることによって、グレーレベルにおけ
る精密な細かい違いを印刷することができる。またコン
トロール電極に適用された電圧Ｖ３の時間変調と振幅変
調の組合せによってグレーレベル印刷を制御することも
できる。

【００３８】ＤＥＰにとって代表的なマルチプルグレー
レベル能力の及び小さな直径の印刷開口部（１０７）に
よって得られる高空間解像度の組合せが例えばＥＰ−Ａ
−６３４８６２に記載のようなマルチレベルハーフトー
ン化技術への道を開く。これは本発明によるＤＥＰ装置
に高品質画像を与える。

【００３９】もし本発明によるＤＥＰ装置に使用される
現像剤の導電性が前記磁気ブラシのスリーブからの全て
の距離変動を均一にするのに十分でないなら、追加の修
正構成要素（装置をより複雑かつ高価にするが優れた品
質の像を生みだす）を既に記載したような前記ＤＥＰ装
置に含めることができる。かかる例に特に好適なものは
トナー適用モジュールに面する前記プリントヘッド構造
体のシールド電極側に少なくとも一列の印刷開口部だけ
でなく一列の薄膜トランジスタを利用できるようなＵＳ
−Ａ−３６８９９３５に記載されたようなプリントヘッ
ド構造体への変更である。かかる薄膜トランジスタは放
射線用途のためのソリッドステート検出器の分野で良く
知られている。興味ある記述は文献（例えば SPIE Vo
l. １６５１ Medical Imaging VI：Instrumentation
（１９９２）１３４−１４１頁）に与えられている。

【００４０】距離依存電界を感知するために好適ないず
れの薄膜材料も前記距離変動を修正するために使用する
ことができる。それゆえ電界の変化が測定される。それ
は距離の変化に相当するので、追加の制御手段はこの距
離変動を考慮し、コントロール電極電位、シールド電極
セグメント電位又はアプリケーターセグメント電位のい
ずれかについての電圧又は時間変調された修正によって
それについて修正することができる。電界効果測定装置
はこの発明に記載された磁気ブラシのような他のアプリ
ケーター手段で操作するＤＥＰ装置に使用できることも
当業者にとって明らかである。他の好適な例は帯電トナ
ーコンベヤを有するアプリケーター装置、非磁気単成分
アプリケーション装置、磁気単成分アプリケーション装
置、重合体毛含有ブラシ装置などである。

【００４１】

【実施例】

ＤＥＰ装置 プリントヘッド構造体（１０６）は１７．５μｍ厚の銅
薄膜を両側に被覆した５０μｍ厚のポリイミド薄膜から
作った。プリントヘッド構造体（１０６）は４列の印刷
開口部を有していた。受容メンバー支持体に面するプリ
ントヘッド構造体の後側で、正方形のコントロール電極
（１０６ａ）を各開口部の周囲に配列した。前記コント
ロール電極のそれぞれは高電圧出力供給源から個々にア
ドレス可能であった。トナー運搬手段に面するプリント
ヘッド構造体の前側で、共通のシールド電極（１０６
ｂ）を存在させた。印刷開口部は１００μｍの開口直径
を有していた。正方形の銅コントロール電極の全幅は２
５０μｍであり、それらの内側開口幅も１００μｍであ
った。共通のシールド電極における開口部の幅は４００
μｍであった。前記プリントヘッド構造体は次のような
方法で製造した。まずコントロール電極パターンを通常
の銅エッチング技術によって蝕刻した。次いでシールド
電極パターンを通常の銅エッチング技術によって蝕刻し
た。開口部はフォーカシングの助けとしてコントロール
電極パターンを利用するステップアンドリピートフォー
カスドエキシマレーザー（step and repeat focused
excimer laser）によって作られた。エキシマ燃焼後
プリントヘッド構造体は短い等方性プラズマエッチング
クリーニングによって清浄された。最後にKontakt Che
mie から商業的に入手可能なPLASTIK ７０（商標）の薄
い被覆を前記プリントヘッド構造体のコントロール電極
側上に適用された。

【００４２】トナー運搬手段（１０１）は二つの混合棒
及び一つの計量ローラーを含む固定コア／回転スリーブ
型磁気ブラシであった。一つの棒はユニットを通って現
像剤を移動するために使用され、別の棒は現像剤とトナ
ーを混合するために使用された。

【００４３】磁気ブラシ集成体（１０３）はいわゆる磁
気ローラーから構成され、それはこの場合には磁気ロー
ラーから使用された現像剤を減らすことができる開放位
置で５００ガウス磁界強度の九つの磁極を示す固定磁気
コア（１０３ａ）をローラー集成体内に含んでいた。磁
気ローラーは前記固定磁気コアの周囲に適合し、磁気ブ
ラシ集成体に２０ｍｍの全体直径を与えるスリーブも含
んでいた。スリーブ（１０３ｂ）は移動を助けるために
微粒子で粗くされたステンレス鋼から作られた（＜５０
μｍ）。

【００４４】スクレーパーブレードは現像剤を磁気ロー
ラーに残すために使用された。他の側においてドクター
ブレードは前記磁気ブラシ集成体の表面上に少量の現像
剤を計量するために使用された。スリーブは１００ｒｐ
ｍで回転させ、内部要素（混合棒及び計量棒）は現像ユ
ニット内の良好な内部移動に一致するようなスピードで
回転させた。磁気ブラシ集成体（１０３）は０Ｖ ＤＣ
−オフセットの３．０ｋＨｚの周波数で６００Ｖの方形
波振動電界のＡＣ電力供給源に接続した。

【００４５】実験のために使用されるトナーは次の組成
を有していた：１８の酸価と５．１×１０¹⁶Ω・ｃｍの
体積抵抗率を有する、フマル酸とプロポキシル化ビスフ
ェノールＡのコポリエステル樹脂９７部を、Ｃｕ−フタ
ロシアニン顔料（カラーインデックスＰＢ １５：３）
３部と実験室用混練機内で１１０℃で３０分間溶融ブレ
ンドした。（ＣＨ₃ ）₃ Ｎ⁺ Ｃ₁₆Ｈ₃₃Ｂｒ^- の構造式を
有する抵抗率減少物質を結合剤に対して０．５％の量で
加えた。

【００４６】冷却後、凝固物質は ALPINE Fliessbett
gegenstrahlmuehle タイプ１００ＡＦＧ（商標）を使用
して微粉砕され、さらに ALPINE multiplex zig −za
g 分級器タイプ１００ＭＺＲ（商標）を使用して分級し
た。Coulter Counter model Multisizer （商標）に
よって測定された分離されたトナーの粒度分布は、数平
均で６．３μｍ、体積平均で８．２μｍであることがわ
かった。トナー物質の流動性を改良するために、トナー
粒子を０．５％の疎水性コロイドシリカ粒子（ＢＥＴ−
値 １３０ｍ² ／ｇ）と混合した。

【００４７】静電記録現像剤はトナー粒子及びコロイド
シリカの前記混合物（４％ ｗ／ｗ比率）をキャリヤー
粒子と混合することによって作られた。トナーキャリヤ
ー混合物の摩擦帯電は１０分間標準タンブル機構内で前
記混合物を混合することによって行なった。現像剤混合
物を５分間、現像ユニット（磁気ブラシ集成体）内で動
かし、その後トナーをサンプリングして、摩擦電気特性
を上記ＥＰ−Ａ−６７５４１７に記載の方法に従って測
定すると、ｑ（ｑは前記出願に規定されている）は−
７．１ｆＣであった。

【００４８】プリントヘッド構造体（１０６）の前側と
磁気ブラシ集成体（１０３）のスリーブの間の距離ｌを
４５０μｍに設定した。バック電極（１０５）とプリン
トヘッド構造体（１０６）の後側（即ち、コントロール
電極１０６ａ）の間の距離を５００μｍに設定し、紙を
１ｃｍ／ｓｅｃで走行した。個々のコントロール電極に
０〜−３００Ｖの（像に従った）電圧Ｖ３を適用した。
バック電極（１０５）は＋１５００Ｖの高電圧源に接続
した。磁気ブラシのスリーブ及び共通のシールド電極に
３．０ｋＨｚで６００ＶのＡＣ電圧をＤＣオフセットな
しで適用した。

【００４９】実施例 １ 上記のような印刷装置及びトナーを使用した。キャリヤ
ー粒子はシリコーン樹脂被覆をキャリヤーの全重量に対
して２重量％で被覆した磁性キャリヤーであり、前記被
覆はアミノ成分を全被覆に対して４重量％含んでいた。
平均粒径は６７μｍであった。測定Ａに従って測定され
た、前記キャリヤー粒子の体積抵抗率は１．８×１０⁶
Ω・ｃｍであった。密度は２．７５ｇ／ｃｍ³ であっ
た。

【００５０】実施例 ２ キャリヤー粒子を除いて、実施例１を繰り返した。ポリ
スチレンアクリレート被覆をキャリヤーの全重量に対し
て１．６重量％被覆した、平均粒径８８μｍを有するＭ
ｇＺｎフェライトからなる微視的な“ソフト”フェライ
トキャリヤーを使用した。測定Ａに従って測定された、
前記キャリヤー粒子の体積抵抗率は８×１０⁵ Ω・ｃｍ
であった。密度は２．８７ｇ／ｃｍ³ であった。

【００５１】実施例 ３ キャリヤー粒子を除いて、実施例１を繰り返した。Powd
ertech Corp, Valparaiso, In, USA によってＰＦ９６
−３０３５の下で販売される工業用のシリコーン被覆キ
ャリヤーを使用した。平均粒径は５５μｍであった。測
定Ａに従って測定された、前記キャリヤー粒子の体積抵
抗率は５．５×１０⁹ Ω・ｃｍであった。密度は２．６
７ｇ／ｃｍ³ であった。

【００５２】実施例 ４ キャリヤー粒子を除いて、実施例１を繰り返した。キャ
リヤー粒子はシリコーン樹脂被覆をキャリヤーの全重量
に対して２重量％で被覆した、ＭｇＺｎフェライトから
なる微視的な“ソフト”フェライトキャリヤーであり、
前記被覆はアミノ成分を全被覆に対して４重量％含んで
いた。平均粒径は５４μｍであった。測定Ａに従って測
定された、前記キャリヤー粒子の体積抵抗率は１．１×
１０⁴ Ω・ｃｍであった。密度は２．９４ｇ／ｃｍ³ で
あった。

【００５３】実施例 ５ キャリヤー粒子を除いて、実施例１を繰り返した。約３
００μｍの直径を有するステンレス鋼キャリヤーを使用
した。これらのキャリヤー粒子は MetabrasiveLtd, Cap
ponfield Works, WEST MIDLANDS, UK からの商標名 M
ETABRASIVES70 の下で入手可能である。１０Ｖ ＤＣで
測定した抵抗率は１．４×１０³ Ω・ｃｍであり、密度
は７．６ｇ／ｃｍ³ であった。印刷している間、ＤＥＰ
装置はドクターブレードの距離を４００μｍの代わりに
８００μｍに設定することによって大きなキャリヤー粒
子の使用に適応させた。

【００５４】１６時間変調レベル（16time−modulated
levels ）を有するグレースケール像を表１に記載の様
々な現像剤で印刷した。像均質性を１〜５の等級（５は
許容できない、１は極めて良好）で白バンディング人工
物について視覚的に判断した。同時にキャリヤー損失の
発生も判断した。

【００５５】結果を表１に掲載する。

【００５６】表１から本発明によるキャリヤー粒子はキ
ャリヤー損失を避けながらＤＥＰ装置に白バンディング
の問題に対する素晴らしい解決策を提供できることが明
らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＤＥＰ装置の一例の概略図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラフ・ヴェト ベルギー国モートゼール、セプテストラー ト 27 アグファ・ゲヴェルト・ナームロ ゼ・ベンノートチャップ内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記工程を含む直接静電印刷（ＤＥＰ）
   のための方法： − トナー運搬手段から支持体までの電界中に帯電トナ
   ー粒子の流れを作る、 − コントロール電極及び印刷開口部を含むプリントヘ
   ッド構造体によって前記帯電トナー粒子の流れを像に従
   って変調する、 − 前記帯電トナー粒子の像に従って変調された流れか
   ら前記支持体にトナー粒子を像に従って付着する、 − 前記トナー粒子を前記支持体に定着する、におい
   て、下記特徴を有する方法： − 前記帯電トナー粒子の流れはキャリヤー粒子及びト
   ナー粒子を担持する前記磁気ブラシから直接作られる、 − 前記キャリヤー粒子は１０² Ω・ｃｍ〜１０⁶ Ω・
   ｃｍの体積抵抗率（specific volume resistivity ）
   を有する、 − 前記キャリヤー粒子は５ｇ／ｃｍ³ 未満の密度（sp
   ecific density ）を有する。
2. 【請求項２】 前記キャリヤー粒子は複合キャリヤー
   （composite carriers ）である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記キャリヤー粒子は表面導電性粒子を
   含む請求項１記載の方法。