JPH11115237A - エツジ電極を有しトナー移送装置の表面に交流電場をかける直接静電印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高度の密度及び分解能を得る。 【解決手段】 トナー放出面をもった帯電したトナー粒
子を移送する装置から受像基質へ至る帯電したトナー粒
子の流れをつくり、該帯電したトナー粒子を移送する装
置と該受像基質との間に直流電圧差をかける装置、およ
び該トナー粒子の流れを画像に従ってコントロールする
ための、該トナー粒子の流れの中に挿入された制御電極
を有する印刷ヘッド構造物から成り、該印刷ヘッド構造
物は片側のみから該トナー粒子の流れをコントロール
し、周波数１．５〜３ｋＨｚの交流電場を該トナー放出
面にかける装置が取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の分野】本発明は静電印刷法、特に直接静電印
刷法（ＤＥＰ）に使用される装置に関する。ＤＥＰにお
いては、電子的にアドレス可能な（ａｄｄｒｅｓｓａｂ
ｌｅ）印刷ヘッド構造物によりトナー移送装置から直接
受像基質の上に静電印刷が行われる。

【０００２】

【本発明の背景】ＤＥＰ（直接静電印刷法）において
は、画像に従って受像基質の上にトナーまたは現像材料
を直接沈積させ、受像基質は画像に従った潜在的な静電
画像をもつことはない。基質は中間的な無端の可撓性を
もったベルト（例えばアルミニウム、ポリイミド等）で
あることができる。この場合画像に従って沈積したトナ
ーは他の最終的な基質に転写されなければならない。ト
ナーを直接最終的な受像基質、例えば平面紙、透明シー
ト等に沈積させ、その上に直接像をつくり得るようにす
ることが好ましい。この沈積工程の後に最終的な融着工
程が続く。

【０００３】この点が古典的な電送写真法と異ってい
る。後者の場合には電荷保持面上の静電的な静電画像を
適当な材料によって現像し、潜在的な像を目に見えるよ
うにする。次いで粉末による画像を該電荷保持面に直接
融着させて直接的な電送写真印刷を行うか、または粉末
による像を最終的な基質に転写した後この基質に融着さ
せる。後の方法では間接的な電送写真印刷が得られる。
最終的な基質は透明な媒体、不透明な重合体フィルム、
紙等であることができる。

【０００４】ＤＥＰはまた、潜在的な静電画像をつくる
ためにさらに他の工程およびさらに他の部材が必要な電
子写真法とも著しく異っている。もっと端的に言えば、
光伝導体を使用し、帯電／露光サイクルが必要である。

【０００５】ＤＥＰの装置は例えば米国特許３ ６８９
９３５号に記載されている。この文献には次のような
構成をもった多層粒子変調器即ち印刷ヘッド構造物を有
する静電ラインプリンターが記載されている： − 分離層と呼ばれる絶縁材料の層。

【０００６】− 該分離層の片側にある伝導性材料の連
続層から成る遮蔽電極。

【０００７】− 該分離層の他の側にある伝導性材料の
区切られた層でつくられた多数の制御電極。

【０００８】− 少なくとも１列の孔。

【０００９】各制御電極は１個の孔の周りにつくられ、
他の制御電極から互いに絶縁されている。

【００１０】各制御電極に選ばれた電圧（直流電圧の
み）をかけ、同時に遮蔽電極に一定の電圧をかける。ト
ナー移送装置とトナー受像基質との間にかけられた全体
としての推進電場によって、帯電したトナー粒子が印刷
ヘッド構造物の１列の孔を通って飛び出す。この粒子の
流れの強度は制御電極にかけられた電圧のパターによっ
て変調される。帯電した粒子の変調された流れは、変調
された粒子の流れの中に挿入された受像基質に衝突す
る。受像基質は印刷ヘッド構造物と直交する方向へ運ば
れ、１行毎に走査した印刷が行われる。遮蔽電極はトナ
ー移送装置に面し、制御電極は受像基質に面しているこ
とができる。印刷ヘッド構造物と受像基質の上の単一の
後部電極との間に直流電場をかける。この推進電場は、
印刷ヘッド構造物と後部電極との間に位置した受像基質
に対しトナーを引き付ける役目をする。

【００１１】印刷ヘッド構造物が印刷用の孔をもった絶
縁基台ではなくて網目構造である印刷ヘッド構造物が米
国特許５ ０３６ ３４１号に記載されている。該特許
によれば、印刷速度を上げるために、周波数が２〜５ｋ
Ｈｚ、ピーク間電圧が５００〜２０００Ｖの交流電場を
トナー移送装置にかける。

【００１２】これら両方の印刷ヘッド構造物に伴う問題
の一つは、印刷ヘッド構造物を長期間使用すると、トナ
ー粒子が容易に詰まってしまうことである。

【００１３】印刷ヘッド構造物が詰まるというこの問題
は従来いくつかの方法で解決されてきた。例えば米国特
許４ ４９１ ８５５号においては、上記問題のいくつ
かを解決するのに種々の方法が記載されている。印刷ヘ
ッド構造物にトナー粒子を安定且つ均一に供給し、トナ
ー粒子が印刷ヘッド構造物の孔に詰まるのを防ぐ方法が
記載されている。従ってトナー粒子の層を沈積させる運
搬部材を取り付け、このトナー運搬部材と印刷ヘッド構
造物の伝導性材料の連続層との間に交流電圧をかける。
この交流電圧のために、トナー粒子はトナー運搬部材と
該トナー運搬部材に面した印刷ヘッド構造物の面との間
を「飛び越え」、「トナーの雲」をつくる。交流電圧
（該特許ではピーク間電圧が３００Ｖ、周波数４．５ｋ
Ｈｚ）を調節してトナー粒子が印刷ヘッド構造物に到達
し、印刷ヘッド構造物と受像基質部材との間の全体とし
ての直流電圧が該トナー粉末の雲から該トナー粒子を引
き抜くことができるようにする。全体としての直流電圧
は印刷ヘッドと後部電極との間に挿入された受像基質の
方へトナー粒子を推進させる。

【００１４】トナー粒子を「接触（ｔｏｕｃｈｉｎ
ｇ）」させることにより印刷ヘッド構造物の汚染と孔の
目詰まりを遅らせる助けをすると考えられている。同時
に該特許には、目詰まりを遅らせるために、印刷ヘッド
構造物の孔の特殊な設計、および印刷ヘッド構造物をつ
くる特殊な材料の選択についの記載がある。提案されて
いる最後の方法は、周期的に電気的な爆発を起こさせる
（火花放電）ことにより印刷ヘッド構造物を「掃除」す
ることである。

【００１５】米国特許４ ４７８ ５１０号において
は、このような火花放電を使用して印刷ヘッドに固着し
ているトナー粒子を除去し、印刷ヘッドを再びきれいに
する。この目的に対しては印刷時間を書き込み時間（像
を受像材料に書き込む時間）と掃除時間とに分割する。
掃除時間の間後部電極にかける電圧を増加させ、印刷ヘ
ッドから後部電極へと火花放電を起こさせる。印刷ヘッ
ドに固着したトナー粒子は除去され、後部電極の上に集
められる。これまで報告された他の可能性としては遮蔽
電極と制御電極との間で火花放電を起こさせ同じ効果、
即ち印刷ヘッドの孔の目詰まりを掃除する効果を得る方
法である。

【００１６】米国特許４ ７５５ ８３７号において
は、掃除サイクルの間後部電極に対し交流電圧を使用す
る。好適具体化例においては、後部電極にかける交流電
圧は、濃いトナーの煙霧をつくり高い光学的密度および
短い印刷時間を得るのに必要とされる帯電したトナー粒
子のコンベヤに対して使用される交流電圧（ピーク間電
圧４００Ｖ、周波数の記載なし）に比べ、１８０°位相
がずらされている。さらにこの交流電圧には直流バイヤ
ス電圧がかけられている。

【００１７】米国特許４ ８７６ ５６１号において
は、孔を十分に大きくし、および／または分離層の厚さ
を十分に薄くして印刷ヘッドの目詰まりを防ぐ。

【００１８】米国特許４ ９０３ ０５０号において
は、米国特許４ ７５５ ８３７号と同様に後部電極に
交流電圧をかけるが、除去されたトナーが受像基質の上
に落ちるのを防ぐためにシャッターおよび真空系を付加
している。

【００１９】米国特許５ ０９５ ３２２号において
は、帯電したトナーのコンベヤにかける交流電圧と比較
して１８０°位相をずらして直中のパルス電圧を遮蔽電
極にかけて孔の目詰まりを防ぐ。他の具体化例において
は、帯電したトナー・コンベヤにかける交流電圧と同じ
周波数をもっているが位相が１８０°ずれた交流電圧を
用いこれに直流のバイアスをかけて印刷ヘッドの孔の目
詰まりを防いでいる。

【００２０】米国特許５ １５３ ６１１号において
は、印刷ヘッドに対し超音波の振動を与えることによ
り、孔の目詰まりを防ぐ上で良好な挙動が得られてい
る。同じ考えは米国特許５ ２０２ ７０４号にも記載
されており、この場合にはトナーの雲を機械的につく
り、孔の内部に固着したトナー粒子が印刷ヘッドの孔か
ら除去されるように印刷ヘッドを振動させる。

【００２１】米国特許５ ２３３ ３９２号において
は、印刷ヘッドにかける超音波の振動を用いてもっと良
好な挙動を得ている。改良点はそれぞれの個々のピクセ
ルに対する書き込み時間の中で、使用する振動の共鳴周
波数を少し変えることであり、これによって孔の目詰ま
りを遥かに良好に防ぐことができる。

【００２２】米国特許５ ２５６ ２４６号において
は、印刷ヘッド構造物を薄いセラミックスの絶縁材料か
らつくり、このセラミックス部材に薄膜法、例えばスパ
ッタリング、真空蒸着法、イオンメッキ法、化学蒸着法
およびスクリーン印刷法により制御電極を取り付ける。
該特許明細書には伝導性の層の下に粘着性の被覆層が存
在しないと、印刷ヘッド構造物は目詰まりに対して敏感
でなくなることが記載されている。しかしこの方法の大
きな欠点は伝導体の基質に対する接着力が減少すること
である。

【００２３】米国特許５ ２８３ ５９４号において
は、書き込み時間と掃除時間の間で印刷ヘッドにかける
振動の大きさを変化させる。書き込み時間の間は振動を
十分大きくし、孔が大量に目詰まりすることを防ぎ、掃
除時間の間は振動運動の振幅を十分に大きくし、書き込
みサイクルの間孔に部分的に詰まったトナー粒子を除去
する。その結果ＤＥＰ装置の長期間に亙る挙動がかなり
改善される。

【００２４】米国特許５ ２９３ １８１号において
は、機械的な伝播波が生じるような方法で印刷ヘッドを
振動させる。機械的な伝播波が反射するのを防ぐ装置が
印刷ヘッドに取り付けられている。このような装着を行
うと孔の目詰まりを生じることなく良好な長期間の安定
性が得られ、良好な書き込み特性が得られる。

【００２５】米国特許５ ３０７ ０９２号において
は、印刷ヘッドの電極に帯電防止被膜を被覆し、書き込
み時間中に蓄積した摩擦電気の電荷を接地する。その結
果印刷ヘッドの上の正味の摩擦電荷（これは望ましくな
く、予想外の結果を生じたり目詰まりを起こしたりする
原因となる）が除去され、良好な長期間の挙動が得られ
る。

【００２６】世界特許公開明細書Ａ９０ １４９５９号
においては、印刷ヘッドを加圧空気または真空で処理
し、空気処理をしない印刷ヘッドに比べあまり多量のト
ナー粒子が印刷ヘッドにくっつかないようにする。同じ
文献には書き込みサイクルにおいて掃除サイクルにおけ
るよりも遥かに強い磁場をかけ、印刷ヘッドから磁性を
もったトナー粒子を除去することが記載されている。

【００２７】米国特許５ ５２６ ０２９号において
は、イオン化した空気を用いて印刷ヘッドに吹き付け、
トナー粒子と印刷ヘッドとの相互作用を減少させ、使用
する空気の前処理を全く行わない世界特許公開明細書Ａ
９０ １４９５９号の場合に比べもっと容易にトナー粒
子を除去することが記載されている。

【００２８】ヨーロッパ特許Ａ７８０ ７４０号におい
ては、絶縁材料、該絶縁材料の二つの側面（ＳＡおよび
ＳＢ）からつくられた印刷用の孔としてのスリット、お
よび制御電極から成り、該スリットを構成する二つの側
面のうちの一つだけが制御電極をもっていることを特徴
とするＤＥＰ（直接静電印刷法）用の印刷ヘッド構造物
が記載されている。このような印刷ヘッド構造物におい
ては、細かい（最大直径約４００μｍ）円形、楕円形、
矩形または正方形の印刷用の孔を使用する印刷ヘッド構
造物に比べ、印刷用の孔が目詰まりを起こす機会は少な
い。

【００２９】米国特許５ ６２５ ３９２号において
は、ヨーロッパ特許Ａ７８０ ７４０号に記載されたよ
うな個々の孔または大きなスリットの代わりに、トナー
賦与器とトナー受器との間にかなり大きな自由区域が存
在し、印刷ヘッド構造物の目詰まりに関しもっと良好な
特性が得られるエッジ電極が記載されている。

【００３０】しかし米国特許５ ６２５ ３９２号で提
案された該エッジ電極は、低密度の像の部分と高密度の
像の部分との間における像のコントラストを良好にする
ために、トナー賦与器と後部電極の上にあるトナー受器
との間にかける全体としての推進電場をかなり低い値に
設定しなければならないから、中程度の印刷速度しか得
られないという欠点をもっている。

【００３１】米国特許５ ６２５ ３９２号記載のシス
テムは、エッジ電極と後部電極との間の距離、即ち受像
基質が通過し得る間隔が５００μｍである場合に最も良
く動作する。この距離がこのように小さいと装置の有用
性が制限される。何故ならヨーロッパ特許８１１ ８９
４号記載のような厚い受像基質への印刷が不可能だから
である。

【００３２】従って印刷速度が増加し且つ目詰まりの少
ない時間的に安定したさらに改善されたＤＥＰ装置が必
要とされている。

【００３３】

【本発明の目的および概要】本発明の目的は制御電極の
目詰まりが少なく、高い最大密度および高度の密度分解
能（即ち識別し得る密度レベルが大きい画像を生成す
る）と空間分解能とをもって高速度で印刷できるＤＥＰ
装置、即ち直接静電印刷装置を提供することである。

【００３４】本発明の他の目的は広範囲のトナー粒子と
共に使用することができ、制御電極の目詰まりが少な
く、且つ長期間に亙って一定な高い最大密度と印刷品質
で高速度で印刷し得るＤＥＰ装置を提供することであ
る。

【００３５】本発明のさらに他の目的は、高密度で目詰
まりを起こすことなくＤＥＰ印刷を行うことができるエ
ッジ印刷ヘッド構造物を提供することである。

【００３６】本発明のさらに他の目的は、大きな密度範
囲に亙って高い空間分解能をもって目詰まりを起こすこ
となく印刷できるＤＥＰ印刷装置を製造し得るエッジ印
刷ヘッド構造物を提供することである。

【００３７】本発明の他の目的および利点は以下の説明
から明らかになるであろう。

【００３８】本発明の目的は、 − トナー放出面をもった帯電したトナー粒子を移送す
る装置から受像基質へ至る帯電したトナー粒子の流れを
つくり、該帯電したトナー粒子を移送する装置と該受像
基質との間に直流電圧差をかける装置、および − 該トナー粒子の流れを画像に従ってコントロールす
るための、該トナー粒子の流れの中に挿入された制御電
極を有する印刷ヘッド構造物から成り、該印刷ヘッド構
造物は片側のみから該トナー粒子の流れをコントロール
し、さらに − 周波数１．５〜３ｋＨｚの交流電場を該トナー放出
面にかける装置が取り付けられている直接静電印刷装置
を提供することにより達成される。

【００３９】さらに本発明の目的は、トナー粒子を移送
する装置の表面上に帯電したトナー粒子をつくり、 − 帯電したトナー粒子を移送する装置の表面と受像基
質との間に直流電圧をかけ、該トナー粒子を移送する装
置から該受像装置の方へ至る帯電したトナー粒子の流れ
をつくり、 − トナー粒子の該流れの中に制御電極を有するエッジ
印刷ヘッド構造物を挿入し、 − 該トナーを移送する装置の表面に周波数１．５〜３
ｋＨｚの交流電圧をかけ、 − 画像に従ってコントロールされた該トナー粒子の流
れを該受像基質に沈積させ、 − 該トナー粒子を該基質に定着させる工程から成るこ
とを特徴とする直接静電印刷法を提供することによって
達成される。

【００４０】

【定義】「エッジ印刷ヘッド構造物」とは、像に従って
トナー流を変調するための制御電極を絶縁材料の縁の所
に有する絶縁材料から成り、ＤＥＰ装置の中でトナー流
の片側においてだけトナー流に挿入されている印刷ヘッ
ド構造物である。エッジ印刷ヘッド構造物が挿入されて
いる側とは反対側のトナー流の側には、トナー流に影響
を及ぼす部材は存在しない。ヨーロッパ特許Ａ−７８０
７４０号に記載されているような、トナー流が像に従
って変調されるようなスリットをもつ印刷ヘッド構造物
とは、この点が異っている。

【００４１】「トナー放出面（ｔｏｎｅｒ ｂｅａｒｉ
ｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）」とは，受像基質へと向かうト
ナー粒子の流れが生成されるトナー粒子移送装置の表面
である。

【００４２】

【本発明の詳細な説明】「本発明の背景」の項で述べた
ように、直流電場の中で帯電したトナー粒子を移送する
装置と受像基質の間で帯電したトナー粒子の流れがつく
られ、印刷用の孔の周りに制御電極を有する印刷ヘッド
構造物が、トナー粒子の該流れの中に挿入されてこのト
ナーの流れを像に従ってコントロールするようなＤＥＰ
装置においては、トナー粒子の移送装置の表面に交流電
場をかけると、印刷用の孔の近傍においてトナー粒子の
密な雲が生じ、これによって印刷速度を増大することが
できることはＤＥＰ（直接静電印刷法）の分野において
は公知である。従来法からはこの点に関し交流電場の周
波数およびピーク間電圧は広い範囲の値を用いることが
できるように思われる。例えば周波数は２〜５ｋＨｚ、
電圧は５００〜２０００Ｖの値が記載されている。

【００４３】本発明においては驚くべきことに、印刷ヘ
ッド構造物によってトナー粒子の流れが片側からだけコ
ントロールされるようなＤＥＰ装置（即ちエッジ印刷ヘ
ッド構造物を用いるＤＥＰ装置）においては、周波数は
極めて狭い範囲に限定しなければならないことが見出さ
れた。トナー放出面にかける交流電場の周波数が１．５
〜３ｋＨｚの場合だけ良好な最大密度が得られる。交流
電場の周波数は１．７５〜２．７５ｋＨｚであることが
好ましい。さらに、ピーク間電圧は従来法に記載された
値よりも低い方が良好な結果を与える。ピーク間電圧は
４００〜１０００Ｖで十分なＤ_maxが得られる。使用す
る交流電場のピーク間電圧（Ｖ_AC）はトナー放出面およ
びエッジ印刷ヘッド構造物の制御電極からの距離（ｄ）
の関数であることが見出された。また、エッジ印刷ヘッ
ド構造物を使用するＤＥＰ装置においては、Ｖ_AC／ｄが
１０以上になるとＤ_maxに到達し、Ｖ_AC／ｄが１５以上
になるとさらに良好なＤ_maxが得られる。

【００４４】印刷ヘッド構造物によってトナー粒子の流
れが片側だけからコントロールされるＤＥＰ装置（即ち
エッジ印刷ヘッド構造物をもったＤＥＰ装置）の中のト
ナー粒子を移送する装置の面に交流電場をかける装置を
導入すると、印刷速度が１００ｃｍ／分より、場合によ
っては２００ｃｍ／分より速く、Ｄ_maxが十分に大きい
ＤＥＰ装置をつくり得ることが見出された。このような
速いＤＥＰ印刷装置は印刷の品質の問題を起こすことな
く長期間使用することができよう。

【００４５】また、エッジ印刷ヘッド構造物の制御電極
とトナー移送装置の表面との間の距離が、印刷ヘッド構
造物の縁とトナー移送装置とが滑って接触するような距
離ではない場合でもこの装置は操作できることが見出さ
れた。この場合、エッジ電極の縁の近所の区域において
エッジ電極に取り付けられたスペーサー装置とトナー移
送装置とが滑って接触するだけである。本発明の他の具
体化例においては、該エッジ電極を剛体のフレームに取
り付け、エッジ電極とトナー移送装置とが滑って接触し
ないようにすることができる。またエッジ印刷ヘッド構
造物と後部電極との間の距離は印刷の品質を損なうこと
なく１０００μｍまたはそれ以上増加させることがで
き、厚い受像基質または厚さが大きく変動する受像基質
に印刷を行うようにすることができる。

【００４６】図１は本発明の特定の具体化例によるＤＥ
Ｐ装置を示す。

【００４７】図示のＤＥＰ装置は、現像剤（１０２）の
容器（１０１）を有するトナー粒子移送装置を含み、磁
石が存在する芯（１０３ａ）と該芯の周りに回転するよ
うに取り付けられたスリーブ（１０３ｂ）をもった磁気
ブラシ（１０３）が存在している。現像剤（１０２）は
磁性のトナー粒子を含む単一成分の現像剤であることが
でき、その場合には磁気ブラシの表面のスリーブの面に
トナー粒子が存在している。即ち磁気ブラシのスリーブ
（１０３ｂ）の表面はトナー放出面である。また現像剤
（１０２）は磁性の担体粒子と非磁性のトナー粒子とを
含む多成分現像剤であることができ、この場合には磁気
ブラシのスリーブの上には担体粒子およびトナー粒子が
存在する。しかしこの場合でもスリーブはトナー放出面
である。磁気ブラシ（１０３）は固定した芯（１０３
ａ）と該芯の周りに回転するように取り付けられ該芯を
回転させる装置を備えたスリーブ（１０３ｂ）をもって
いることができる。他の具体化例においては、磁気ブラ
シの芯（１０３ａ）にはまた芯を回転させる装置が備え
られ、従って磁気ブラシも回転することができ、スリー
ブ（１０３ｂ）は芯の周りを回転するか或いは静止状態
に保たれていることができる。（図には芯および／また
はスリーブを回転させる装置は示されていない）。回転
する磁気ブラシの部分は矢印Ｂの方向へ回転する。直流
電圧をかける装置が磁気ブラシのスリーブに連結され、
該スリーブにＶ１の直流を与え、また交流電場をかける
装置が磁気ブラシのスリーブに連結され、該スリーブ
（トナー放出面）にＡＣ１の電場をかけている。トナー
放出面上のトナーの量はドクター・ナイフの刃（１１
３）によって調節される。

【００４８】図示の装置はさらに直流電圧電源に連結さ
れた後部電極（１０５）を含み、該電源によって該電極
にＶ４の電圧がかけられている。受像基質（１０８）
は、基質を動かす装置（１０７）によってスリーブ（１
０３ｂ）と後部電極との間を矢印Ａの方向に通される。
電圧Ｖ４とＶ１との差が直流の推進電場になり、磁気ブ
ラシのスリーブ（トナー放出面）から後部電極の上の受
像基質へとトナー粒子の流れ（１０４）がつくられる。
磁気ブラシのスリーブ上の交流電場ＡＣ１によりトナー
粒子の流れ（１０４）は交流電場が存在しない場合より
も密になる。

【００４９】トナー粒子の流れの片側においては、絶縁
材料（１０６ｃ）をもった制御電極（１０６ａ）を有す
る印刷ヘッド構造物がトナー粒子の流れ（１０４）の中
に挿入されている。直流電源（Ｖ３）が該制御電極に連
結され、この直流電源によってかけられる電圧は像に従
って変調され、制御電極の近所で像に従ってトナーの流
れを変調する。直流電源Ｖ３によってかけられる電圧は
トナー粒子を完全に阻止する値と、阻止することなくト
ナー粒子を全部通過させる値の間で変えることができ
る。この印刷ヘッド構造物の中の制御電極はトナー放出
面から距離ｄの所にあり、装置の操作中スペーサー（１
１０）によってこの距離ｄは一定に保たれる。

【００５０】図示の装置はさらにトナー粒子を受像基質
に固定する装置を含んでいる。

【００５１】図１においてトナー放出面は磁気ブラシの
スリーブの表面である。図２においては他の具体化例が
示されているが、この場合トナー放出面は非磁性の単一
成分現像剤から誘導されるトナー粒子を運ぶ賦与器の表
面である。

【００５２】図２に示した装置はトナー放出面以外図１
に示された装置と同じであるから、図１に使用されてい
るものとの数値的な違いだけを説明する。非磁性の単一
成分の現像剤の容器（１０１）の中には一つの表面をも
ったローラ（１１２）がある。多孔性の発泡重合体から
つくられた供給ローラ（１１４）によりトナー粒子がこ
の面に供給される。現像器の混合用の刃（１１４）によ
り非磁性の単一成分の現像剤は混合され、該供給ローラ
の方へ運ばれる。ドクター・ナイフの刃（１１３）によ
り該ローラ（１１２）の表面、即ちトナー放出面におけ
る帯電したトナー粒子の厚さが調節される。

【００５３】図３においては、特定の設計のエッジ印刷
ヘッド構造物に関する図２の拡大図（図２の円Ｘの内
部）が示されている。この図においては絶縁材料（１０
６ｃ）を含みエッジ制御電極（１０６ａ）を有するエッ
ジ印刷ヘッド構造物が示されている。この制御電極は互
いに分離されており、またそれぞれ集積回路を経て直流
電圧電源Ｖ３に連結されている。この直流電源によって
かけられる電圧は像に従って変調され、制御電極の近傍
において像に従ってトナーの流れを変調する。直流電源
Ｖ３によりかけられる電圧はトナー粒子の通過を完全に
阻止する値と阻止せずにトナー粒子を全部通す値との間
で変えることができる。制御電極（１０６ａ）をもった
絶縁材料（１０６ｃ）の面はスペーサーとして作用する
絶縁材料（１１０）によって覆われ、制御電極をトナー
放出面（１１２）からｄの距離に保っている。この面は
直流電源（Ｖ１）および交流電源（ＡＣ１）に連結され
ている。制御電極がある面とは反対側の絶縁材料（１０
６ｃ）の面にはプラスティックス（好ましくはポリエス
テル）から成る補強層（１１５）が存在している。印刷
ヘッド構造物は、それが自由長（ＦＬ）をもつようにフ
レーム（１１６）に取り付けられている。後部電極（１
０５）が存在し、これには直流電圧Ｖ４がかけられてい
る。受像基質（１０８）は後部電極と印刷ヘッド構造物
との間に通される。

【００５４】図４には特定の設計のエッジ印刷ヘッド構
造物に関する図２の拡大図（図２の円Ｘの内部）が示さ
れている。この図においては絶縁材料（１０６ｃ）を含
み、一つの面の上でその面の縁の所にエッジ制御電極
（１０６ａ）を有するエッジ印刷ヘッド構造物が示され
ており、この制御電極は集積回路を経て直流電圧電源Ｖ
３に連結されている。制御電極（１０６ａ）がある面と
は反対側の絶縁材料（１０６ｃ）の面は単一の遮蔽電極
（１０６ｂ）で覆われている（これには単一の直流電圧
（Ｖ２）がかけられている。遮蔽電極はエッジ印刷ヘッ
ド構造物の縁の所までは延びていない。遮蔽電極の上に
はスペーサー（１１２）が存在し、制御電極をトナー放
出面（１１２）から距離ｄの所に保っている。この面は
直流電源（Ｖ１）および交流電源（ＡＣ１）に連結され
ている。）。後部電極（１０５）が存在し、これには直
流電圧Ｖ４がかけられている。受像基質（１０８）は後
部電極と印刷ヘッド構造物との間に通される。

【００５５】図１、２、３および４においては、トナー
放出面は磁気ブラシのスリーブの面（図１）であるか、
非磁性の単一成分の現像剤の賦与器の面である。本発明
のＤＥＰ装置はまた、磁気ブラシまたは非磁性の単一成
分の現像剤の賦与器により、帯電したトナー粒子を賦与
する面に帯電したトナーの運搬機（ＣＴＣ）を装着して
いることができる。この場合トナー放出面はＣＴＣの表
面であり、この面に交流電場ＡＣ１をかける装置が連結
されている。

【００５６】本発明のＤＥＰ装置に使用される印刷ヘッ
ド構造物は米国特許５ ６２５ ３９２号記載の形をも
っていることができる。本発明のＤＥＰ装置に使用され
る印刷ヘッド構造物（１０６）は図５〜６に示した形を
もっていることが好ましい。

【００５７】この図においては、１０６ｃは絶縁材料
を、１０６ａは以後「制御電極」と呼ぶ複雑なアドレス
可能な電極構造物を、１０６ｄはトナー粒子の流れの中
に挿入された印刷ヘッド構造物の縁を、また矢印ＴＦは
トナー放出面（図示せず）から受像基質（図示せず）へ
至るトナーの流れの方向を表している。図５ａにおいて
は、本発明の印刷ヘッド構造物の第１の具体化例の最も
簡単な形を示す。絶縁材料（１０６）の一つの面の上に
制御電極（１０６ａ）がある。図５ａでは制御電極がト
ナーの流れの方向に向いている（即ち受像基質の方へ向
いている）印刷ヘッド構造物が示されているが、本発明
のＤＥＰ装置の中に他の方向を向いた、即ちトナー放出
面の方へ向いた制御電極を有する印刷ヘッド構造物を使
用することも可能である。図５ｂには本発明のＤＥＰ装
置に使用できる印刷ヘッド構造物の他の変形を示す。絶
縁材料（１０６ｂ）の両方の面にある制御電極（１０６
ａ）は、制御電極（１０６ａ）が対になり（各面で一つ
ずつ）対の中で正確に重なり合ったような配置をとって
いる。絶縁材料（１０６ｃ）の両面に存在する制御電極
（１０６ａ）は、図５ｃに示すように、対になって縁
（１０６ｄ）の上の金属メッキ部分を介し互いに連結さ
れ、単一の制御電極をつくっている。印刷用の孔を通し
電極を連結する方法および装置は当業界において公知で
ある。このような装置の例はヨーロッパ特許Ａ−７５３
４１３号に記載されている。

【００５８】図６ａおよび６ｂにおいては、本発明のＤ
ＥＰ装置に使用される印刷ヘッド構造物の他の変形が示
されている。図６ａおよび６ｂにおいては、絶縁材料の
両側の面にある制御電極（１０６ａ）はずらされて配置
されている。図６ａにおいては縁（１０６ｄ）の長さに
平行な制御電極の幅は、絶縁材料（１０６ｃ）の片側の
面の制御電極と他の側の制御電極との間で或る程度重な
るように選ばれている。図６ｂでは縁（１０６ｄ）の長
さに平行な制御電極は、絶縁材料（１０６ｃ）の片側の
面の制御電極と他の側の制御電極との間に全く重なりが
ないように選ばれている。

【００５９】図７においては、本発明の他の具体化例に
よるエッジ電極が示されている。この図７においては、
１０６ｃは絶縁材料を、１０６ａは以後「制御電極」と
呼ぶ複雑なアドレス可能な電極構造物を、１０６ｂは該
絶縁材料の他の側にある共通の遮蔽電極を、１０６ｄは
トナー粒子の流れの中に挿入された印刷ヘッド構造物の
縁を、また矢印ＴＦはトナー放出面装置（図示せず）か
ら受像基質（図示せず）へ至るトナーの流れの方向を表
す。図７ａにおいては本発明のこの具体化例の印刷ヘッ
ド構造物の最も簡単な形が示されている。即ち絶縁材料
（１０６ｃ）の一つの面には制御電極（１０６ａ）が存
在し、他の側には共通の遮蔽電極（１０６ｂ）が存在し
ている。一つの面の中で両方の制御電極、分離部材およ
び遮蔽電極が縁１０６ｄの所で切り落とされている。図
７ａにおいて印刷ヘッド構造物はトナーの流れの方向に
向いた（即ち受像基質に向いた）制御電極をもつように
示されているが、他の方向、即ちトナー放出面に向いた
制御電極をもつ印刷ヘッド構造物を本発明のＤＥＰ装置
に導入することもできる。図７ｂには本発明の他の具体
化例が示されている。分離部材の片側には制御電極が存
在し、他の側には共通の遮蔽電極が存在している。両方
の制御電極および分離部材は縁の所で切り落とされてい
るが、遮蔽電極は縁の所まで達していない。即ち遮蔽電
極の端はこの縁から或る一定の距離、例えば５００μの
所にある。エッジ印刷ヘッド構造物の上で遮蔽電極を使
用することは、遮蔽電極をもたいないエッジ印刷ヘッド
構造物を使用する場合に比べ、濃淡の幅が大きく広い密
度範囲で印刷できる利点がある。縁からの遮蔽電極の距
離は、印刷可能な濃淡の範囲と印刷のかぶりの程度との
間で妥協をはかって最適な結果を得る重要なパラメータ
であることが見出されている。

【００６０】図８においては、本発明の他の具体化例に
よるエッジ電極が示されている。図８においては、１０
６ｃは絶縁材料を、１０６ａは以後「制御電極」と呼ぶ
複雑なアドレス可能な電極構造物を、１０６ｄはトナー
粒子の流れの中に挿入された印刷ヘッド構造物の縁を、
また矢印ＴＦはトナー放出面装置（図示せず）から受像
基質（図示せず）へ至るトナーの流れの方向を表す。図
８に示されているように、この縁は直線ではなく、二つ
の高さをもつ形をしている。図８ａおよび８ｂにおいて
は、この縁は銃眼と凸壁とが交互になった銃眼付きの胸
壁のように見える。銃眼は、その縁の所に制御電極を配
置することができるような形をし、凸壁は印刷ヘッド構
造物の縁に平行で、隣の制御電極が或る程度重なり合う
ようになっている。図８ｃでは隣に制御電極が或る程度
互いに重なり合っている印刷ヘッド構造物をつくる他の
方法が示されている。この図では縁は鋸歯状をしてお
り、各々の歯のところに制御電極がある。図５ｂと同様
に隣の制御電極は印刷方向に互いに重なっているが、図
８の具体化例では該隣接した両方の制御電極は絶縁材料
（１０６ｃ）の同じ面上にあり、従って同一面内にあ
る。縁の切り込み（鋸歯状または 銃眼付き胸壁状のい
ずれか）は例えばエキシマ・レーザーでつけることがで
きる。

【００６１】本発明のＤＥＰ装置に使用される印刷ヘッ
ド構造物をつくるのに用いられる絶縁材料はガラス、セ
ラミックス、プラスティックス等であることができる。
該絶縁材料はプラスティックスであることが好ましく、
ポリイミド、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリオレフ
ィン、エポキシ樹脂、有機珪素樹脂、ゴム等であること
ができる。

【００６２】本発明のＤＥＰ装置に使用される印刷ヘッ
ド構造物をつくるのに用いられる絶縁材料の選択は、該
絶縁材料の弾性モジュラスによって支配される。本発明
に有用な絶縁材料は、弾性モジュラスが０．１〜１０Ｇ
Ｐａ、好ましくは２〜８ＧＰａ、最も好ましくは４〜６
ＧＰａである。絶縁材料の厚さは２５〜１０００μｍ、
好ましくは５０〜２００μｍである。

【００６３】本発明のＤＥＰ装置に使用される後部電極
（１０５）は印刷ヘッド構造物と一緒に動作するように
つくることができ、例えば米国特許４，５６８，９５５
号および同４，７３３，２５６号記載のような、電気的
に絶縁され一つの電源に連結された種々の針および針金
からつくられる。印刷ヘッド構造物と一緒に動作する後
部電極は一つまたはそれ以上の可撓性をもったＰＣＢ
（プリント回路板）を構成していることもできる。

【００６４】本発明は − トナー粒子を移送する装置の表面上に帯電したトナ
ー粒子をつくり、 − 帯電したトナー粒子を移送する装置の表面と受像基
質との間に直流電圧をかけ、該トナー粒子を移送する装
置から該受像装置の方へ至る帯電したトナー粒子の流れ
をつくり、 − トナー粒子の該流れの中に制御電極を有するエッジ
印刷ヘッド構造物を挿入し、 − 該トナーを移送する装置の表面に周波数１．５〜３
ｋＨｚの交流電圧をかけ、 − 画像に従ってコントロールされた該トナー粒子の流
れを該受像基質に沈積させ、 − 該トナー粒子を該基質に定着させる工程から成る直
接静電印刷法において、本発明のＤＥＰ装置を動作させ
る方法に関する。

【００６５】また本発明のＤＥＰ装置は、第１および第
２の面を有する絶縁された受像基質にＤＥＰ印刷を行う
方法において − 該絶縁された第１の面に伝導性の層を被覆し、 − 該伝導性の層を伝導性の電荷を帯電させる装置によ
って電圧電源に連結し、 − 該伝導性の層とトナー粒子を移送する装置との間に
直流電場をかけ、トナー粒子移送装置の表面から該伝導
性の層に至る帯電したトナー粒子の流れをつくり、 − 該トナー移送装置の該表面に周波数が１．５〜３ｋ
Ｈｚの交流電圧をかけ、 − 制御電極を有する印刷ヘッド構造物の縁をトナーの
流れの中に挿入し、 − 該制御電極に像に従ってトナー粒子の該流れをコン
トロールする電圧をかけ、 − 該印刷ヘッド構造物の孔を通し該基質の上の該伝導
性の層に像に従ってトナー粒子を沈積させ、 − 該基質に該トナー粒子を定着させる工程から成る方
法を後部電極なしで操作することができる。

【００６６】このような方法はヨーロッパ特許Ａ−８２
３ ６７６号に記載されている。

【００６７】さらに本発明のＤＥＰは、バンディング
（ｂａｎｄｉｎｇ）が減少した直接印刷を行う方法にお
いて、 − 受像基質、および回転し得るように取り付けられた
芯と該芯の周りに回転し得るように取り付けられたスリ
ーブとを有する磁気ブラシ・アセンブリーの間に直流の
電位差をつくり、 − 該芯を毎分５００回転以上の回転速度で回転させ、
該スリーブを毎分１０回転以下の速度で回転させ、 − トナー粒子および磁気的に吸引し得る担体粒子とか
ら成る現像剤を該磁気ブラシ・アセンブリーに被覆し、 − 該磁気ブラシ・アセンブリーから直接該受像基質へ
と至るトナー粒子の流れをつくり、 − 該制御電極に像に従ってトナー粒子の該流れをコン
トロールするための電圧をかけ、 − 該磁気ブラシの該スリーブの該表面に周波数１．５
〜３ｋＨｚ、ピーク間電圧５００〜１０００Ｖの交流電
圧をかけ、 − トナー粒子の該流れの中に制御電極を有する印刷ヘ
ッド構造物の縁を挿入し、 − 該印刷用の孔を通して該基質の上に像に従ってトナ
ー粒子を沈積させ、 − 該基質の上で該トナー粒子を定着させる工程から成
る方法を操作することができる。このような方法はヨー
ロッパ特許Ａ−８２７ ０４６号に記載されている。

【００６８】上記方法によって操作され、磁気ブラシの
スリーブがトナー放出面として作用する（即ちトナーの
流れが磁気ブラシのスリーブから直接生じる）本発明の
ＤＥＰ装置においては、任意の型の公知担体粒子および
トナー粒子を使用して好結果を得ることができる。しか
し「柔らかい」磁性担体粒子を使用することが好まし
い。本発明の好適具体化例におけるＤＥＰ装置に使用さ
れる「柔らかい」磁性担体粒子は、柔らかいフェライト
の担体粒子である。このような柔らかいフェライトの粒
子は残留磁気的な挙動が小さく、抗磁力の値が約４〜最
高約２０ｋＡ／ｍ（５０〜最高２５０エルステッド）で
ある。本発明の好適な具体化例に使用される他の有用な
柔らかい磁性担体粒子は、ヨーロッパ特許Ｂ−２８９
６６３号記載のような樹脂粒子、および異った粒径をも
つ２種のマグネタイトの混合物からなる複合担体粒子で
ある。両方のマグネタイトの粒径は０．０５〜３μｍの
間で変化する。担体粒子は平均容積直径（ｄｖ₅₀）が１
０〜３００μｍ、好ましくは２０〜１００μｍである。
上記の担体に関してもっと詳細な説明はヨーロッパ特許
６７５ ４１７号に記載されており、この文献は参考の
ために添付されている。

【００６９】本発明のＤＥＰ装置においては、絶対平均
電荷（｜ｑ｜）が １ｆｃ＜｜ｑ｜＜２０ｆｃ 、好ま
しくは １ｆｃ＜｜ｑ｜＜１０ｆｃ に対応するような
粒子を使用することがことが好ましい。トナーの絶対平
均電荷はドイツ、Ｎｅｕｆａｈｒｎ Ｄ−８０５６のＤ
ｒ．Ｒ．Ｅｐｐｉｎｇ ＰＥＳ−Ｌａｂｏｒａｔｏｌｉ
ｕｍ から「ｑ−メーター（ｑ−ｍｅｔｅｒ）」の名称
で市販されている装置によって測定される。ｑ−メータ
ーにより測定されたトナー粒子の直径（ｄ、１０μｍ単
位）に関するトナー粒子の電荷分布（ｑ、ｆｃ単位）を
測定する。１０μｍ当たりの絶対平均電荷（｜ｑ｜／１
０μｍ）から絶対平均電荷を計算する。また上記装置で
測定された電荷分布は狭いこと、即ち変動係数（ν）、
即ち平均値の標準偏差が０．３３以下であることが好ま
しい。本発明の装置に使用されるトナー粒子は、好まし
くは平均容積直径（ｄｖ₅₀）が１〜２０μｍ、さらに好
ましくは３〜１５μｍである。上記のトナー粒子に関す
るもっと詳細な説明はヨーロッパ特許Ａ６７５ ４７１
号に記載されている。

【００７０】上記のようにしてつくられたトナー粒子を
使用するＤＥＰ装置は、白黒印刷を行う方法でアドレス
することができる。即ち白黒のテキストおよび画像、お
よび連続的な濃淡をもつの画像をつくる古典的な二階層
のハーフトーンをつけるのに有用な「バイナリー方式」
で操作することができる。

【００７１】本発明のＤＥＰ装置は多数のグレーレベル
をもつ画像をつくるのに特に適している。グレーレベル
の印刷は制御電極１０６ａにかける電圧Ｖ２の振幅を変
調するか、またはＶ２を時間的に変調することによりコ
ントロールすることができる。特定の周波数の時間変調
の使用率を変化させることにより、グレーレベルの細か
い差を正確に印刷することができる。また制御電極にか
ける電圧Ｖ３の振幅変調および時間変調を組み合わせて
グレーレベルの印刷をコントロールすることもできる。

【００７２】ＤＥＰに典型的な高度の空間的な分解能と
多数のグレーレベルを印刷し得る能力とを組み合わせる
と、例えばヨーロッパ特許Ａ−６３４ ８６２号に「制
限された密度の分解能をもつ装置に対するスクリーニン
グ法」と題して記載されたような多重ハーフトーン賦与
法を実現する道が開ける。これによって本発明の装置を
用い高品質の画像を得ることができる。

【００７３】

【実施例】

実施例 １ 印刷ヘッド構造物 厚さ５０μｍのポリイミド・フィルム（１０６ｃ）の片
側を５μｍの厚さの銅フィルムで被覆し、印刷ヘッド構
造物をつくった。印刷ヘッド構造物の前面の縁に沿い、
トナー移送装置に面し且つ該トナー移送装置から後部電
極に至るトナー粒子の流れの中に挿入して、大きさ２２
０μｍ（該縁に平行な方向に測定して）の矩形の制御電
極（１０６ａ）を直線ピッチ３００μｍで配置する。各
制御電極は２ＭΩの抵抗を介し、米国Ｓｕｐｅｒｔｅｘ
社製のＨＶ５０７（登録商標）高圧スイッチング集積回
路に連結し、該集積回路には高圧電源から電力を供給す
る。該ポリイミド絶縁部材の全面にある該制御電極の頂
部には厚さ１１０μｍのポリウレタン（１１０）が存在
し、このポリウレタン被膜はトナー移送装置のスリーブ
の上で帯電したトナー粒子と物理的に接触している。印
刷ヘッド構造物の背面には、後部電極に面し、厚さ２３
０μｍの接着被膜（図には示されていない）および厚さ
１７５μｍのポリエステル・シートが存在する（１１
５）。印刷ヘッド構造物はＰＶＣのフレームに取り付け
られ、該エッジ電極の８ｍｍ（ＦＬ）の部分が撓ませて
曲げ得るように残されている。

【００７４】トナー移送装置 トナー移送装置はＣＯＬＯＲ ＬＡＳＥＲ ＷＲＩＴＥ
Ｒ（米国Ａｐｐｌｅ社の登録商標）用の非磁性単一成分
現像剤、ＣＯＬＯＲ ＬＥＳＡＲ ＴＯＮＥＲＣＡＲＴ
ＲＩＤＧＥ ＭＡＧＥＮＴＡ（Ｍ３７６０ＧＩＡ）から
成る市販のトナー・カートリッジであった。トナー放出
面はアルミニウムのローラの面（１１２）であり、この
上に供給ローラ（１１１）によってトナー粒子が被覆さ
れている。トナー粒子は負に帯電している。

【００７５】印刷エンジン ＰＶＣフレーム（１１６）に取り付けられた印刷ヘッド
構造物の縁を曲げ、トナー移送装置のローラの面と摩擦
的に接触させる。厚さ１１０μｍのポリウレタン被膜を
自己調節性のスペーサー装置（１１０）として使用し
た。

【００７６】印刷用紙の後に後部電極を置き、後部電極
（１０５）と印刷ヘッド構造物の背面（即ち制御電極
（１０６ａ））との間の距離を１０００μｍにし、紙を
２００ｃｍ／分の速度で走らせる。

【００７７】個々の制御電極に対して（画像に従って）
０ｖ〜２８０ｖの電圧をかける。後部電極は高電圧電源
に連結されており、後部電極には＋１０００Ｖの電圧を
かける。トナー移送装置のトナー放出面にはピーク間電
圧１０００Ｖ、周波数１ｋＨｚの交流電圧をかけ、また
−５０Ｖの直流バイアス電圧（Ｖ１）をかける。直流の
推進電場、即ちＶ４とＶ１との電圧差は１０５０Ｖであ
る。グレーレベルの印刷を行い、ＭａｃＢｅｔｈ ＴＲ
１２０４密度計を反射モードで用いて全画像密度におけ
る密度（Ｄ_max）を測定した。

【００７８】対照例 実施例１と同じ実験を行ったが、−７００Ｖの直流電圧
だけをトナー放出面にかけた。直流推進電場、即ちＶ４
とＶ１との間の電圧差を１７００Ｖに上げたにもかかわ
らず、これらの条件下においては画像密度は得られなか
った。

【００７９】実施例 ２〜６ 実施例１と同じ実験を行ったが、トナー放出面にかける
交流周波数を表１のように変化した点だけが異ってい
た。表１は印刷密度の測定結果も含んでいる。

【００８０】実施例 ７〜９ 実施例１と同じ実験を行ったが、印刷ヘッド構造物を下
記のように変更した点が異っている。

【００８１】厚さ５０μｍのポリイミド・フィルム（１
０６ｃ）の片側を５μｍの厚さの銅フィルムで被覆し、
印刷ヘッド構造物をつくった。印刷ヘッド構造物の前面
の縁に沿い、トナー移送装置に面し且つ該トナー移送装
置から後部電極に至るトナー粒子の流れの中に挿入し
て、大きさ２２０μｍ（該縁に平行な方向に測定して）
の矩形の制御電極（１０６ａ）を直線ピッチ３００μｍ
で配置する。各制御電極は２ＭΩの抵抗を介し、米国Ｓ
ｕｐｅｒｔｅｘ社製のＨＶ５０７（登録商標）高圧スイ
ッチング集積回路に連結し、該集積回路には高圧電源か
ら電力を供給する。該ポリイミド絶縁部材の背面にある
該制御電極の頂部には厚さ１１０μｍのポリウレタン部
材、厚さ２３０μｍの接着層および厚さ１７５μｍのポ
リエステル・シートが存在する。該エッジ電極は該縁か
ら１０ｍｍの所でＰＶＣのフレームに取り付けられてい
る。該エッジ電極は実施例１記載のようにトナー移送装
置の方へ曲げられているが、トナー移送装置のスリーブ
の上で、自己調節性のスペーサー装置として機能する該
５０μｍの厚さのポリイミドを介し、帯電したトナー粒
子と接触している。ピーク間電圧１０００Ｖ、周波数３
ｋＨｚの交流電圧（ＡＣ１）を該トナー放出面にかける
と、画像密度は１．０４に達した（実施例３の場合の
０．５４と比較せよ）。ピーク間電圧をわずかに８００
Ｖおよび５００Ｖとして実験を繰り返すと、画像密度は
それぞれ０．８７および０．５５になった。

【００８２】実施例 １０〜１６ 実施例１と同じ実験条件を用いたが、印刷ヘッド構造物
を次のように変更した。

【００８３】厚さ５０μｍのポリイミド・フィルムの片
側を５μｍの厚さの銅フィルムで被覆し、印刷ヘッド構
造物をつくった。印刷ヘッド構造物の前面の縁に沿い、
トナー移送装置に面し且つ該トナー移送装置から後部電
極に至るトナー粒子の流れの中に挿入して、大きさ２２
０μｍ（該縁に平行な方向に測定して）の矩形の制御電
極（１０６ａ）を直線ピッチ３００μｍで配置する。各
制御電極は２ＭΩの抵抗を介し、米国Ｓｕｐｅｒｔｅｘ
社製のＨＶ５０７（登録商標）高圧スイッチング集積回
路に連結し、該集積回路には高圧電源から電力を供給す
る。該ポリイミド箔の他の側には厚さ１２０μｍの連続
した銅の遮蔽電極（１０６ｂ）が厚さ２３０μｍの接着
剤によって積層状に取り付けられている。該遮蔽電極の
頂部には厚さ８００μｍのポリイミドのスペーサー（１
１０）があり、従ってトナー放出面と制御電極との間の
距離は８００μｍである。縁はこれらのすべての層の所
で鋭く切り落とされている。遮蔽電極は接地されてい
る。他の実験条件は実施例１と同じであるが、トナー放
出面にかける交流電圧（ＡＣ１）はピーク間電圧が１７
００Ｖ、周波数が３ｋＨｚであった。

【００８４】実施例１０においては、遮蔽電極は印刷ヘ
ッド構造物の縁の所まで達し、紙を２００ｃｍ／分の速
度で走らせた。即ち印刷速度は２００ｃｍ／分であっ
た。

【００８５】実施例１１においては、同じ印刷装置を使
用したが、ポリイミド・スペーサー装置をもった連続し
た銅の遮蔽電極を制御電極の縁から１０００μｍ離して
配置した。印刷速度は１００ｃｍ／分であった。

【００８６】実施例１２においては、同じ印刷装置を使
用したが、ポリイミド・スペーサー装置をもった連続し
た銅の遮蔽電極を制御電極の縁から１０００μｍ離して
配置した。印刷速度は４０ｃｍ／分であった。

【００８７】実施例１３においては、実施例１２を繰り
返したが、印刷速度を１００ｃｍ／分に設定した。

【００８８】実施例１４においては、実施例１２を繰り
返したが、印刷速度を２００ｃｍ／分に設定した。

【００８９】実施例１５においては、実施例１３を繰り
返したが、スペーサー装置の厚さを８００μｍではなく
２００μｍにした。

【００９０】実施例１６においては、実施例１４を繰り
返したが、スペーサー装置の厚さを８００μｍではなく
２００μｍにした。

【００９１】実施例１２〜１６によれば、バックグラウ
ンド密度（Ｄ_min）が低いばかりでなく、密度範囲も広
いことが示される。実施例１２〜１６の密度範囲を実施
例３の密度範囲と比較し、実施例１２〜１６で印刷され
た密度範囲の方が広いことが見出された。

【００９２】実施例１〜１６の印刷条件、最高密度およ
び最低密度を下記表にまとめる。

【００９３】

【表１】

【００９４】註） 速度：印刷速度、ｃｍ／分単位。

【００９５】Ｖ_AC：ボルト単位（ピーク間電圧）、トナ
ー放出面にかける交流電圧。

【００９６】ＦＲＥＱ_AC：ｋＨｚ単位、トナー放出面に
かける交流電場の周波数。

【００９７】ＳＨＩＥＬＤ：遮蔽電極の有無。ｎｏ：遮
蔽電極は存在しない。ｅ：縁まで延びた遮蔽電極あり。
ｅ−５００：遮蔽電極は縁から５００μｍ離れて存在。
ｅ−１０００：制御電極は縁から１０００μｍ離れて存
在。

【００９８】ＳＰＡＣＩＮＧ：μｍ単位、制御電極とト
ナー放出面との間の距離。

【００９９】Ｄ_max：最大密度。

【０１００】Ｄ_min：最小密度。

【０１０１】当業界の専門家には明らかなように、本発
明の範囲を逸脱することなく本発明の概念の多くの変更
を行うことができる。例えばエッジ電極を固定したフレ
ームの上でスペーサー装置を用いることなくトナー移送
装置の方へ固定することができ、また図６ｂとは異った
別の組の制御電極を有するエッジ電極をつくることによ
り装置の分解能を上げることができ、或いは図６ａとは
異った面または図７に描かれたのと同じ面のいずれかに
おいて制御電極の組をずらし且つ重ね合わせることによ
り大きな区域に亙って制御電極の効果を増大させること
もできる。

【０１０２】本発明の主な特徴および態様は次の通りで
ある。

【０１０３】１．− 帯電したトナー粒子を放出する面
から受像基質へ至る帯電したトナー粒子の流れをつく
り、該帯電したトナー粒子を放出する面と該受像基質と
の間に直流電圧差をかける装置、 − 第１および第２の主要面を有する絶縁材料をもち、
該面の一つは該トナー粒子の流れを画像に従ってコント
ロールするための、縁が該トナー粒子の流れの中に挿入
された制御電極を支持し、片側のみから該トナー粒子の
流れをコントロールする印刷ヘッド構造物、および − 周波数１．５〜３ｋＨｚの交流電場を該トナー放出
面にかける装置から成る直接静電印刷装置。

【０１０４】２．該交流電場は周波数が１．７５〜２．
７５ｋＨｚである上記第１項記載の装置。

【０１０５】３．該トナー放出面は該印刷ヘッド構造物
の中において該制御電極から１００μｍより大きな距離
の所にある上記第１項記載の装置。

【０１０６】４．該制御電極は該印刷ヘッド構造物の該
絶縁材料の該主要面の両方に存在している上記第１項記
載の装置。

【０１０７】５．該両方の主要面の上にある該制御電極
はずらされている上記第４項記載の装置。

【０１０８】６．該ずらされた制御電極の隣接した電極
は互いに重なっている上記第５項記載の装置。

【０１０９】７．該制御電極は該主要面の一つだけに存
在し、該印刷ヘッド構造物は鋸状の形および銃眼付きの
胸壁状の形から成る群から選ばれる形をもった縁を有す
る上記第１項記載の装置。

【０１１０】８．該制御電極は該絶縁材料の該第１の主
要面の上にあり、該第２の主要面の上には遮蔽電極が存
在し、該制御電極は該絶縁材料の該縁の所まで延びてお
り、該遮蔽電極は該縁から少なくとも２００μｍ離れて
いる上記第１項記載の装置。

【０１１１】９．− トナー粒子を移送する装置の表面
上に帯電したトナー粒子をつくり、 − 帯電したトナー粒子を移送する装置の表面と受像基
質との間に直流電圧をかけ、該トナー粒子を移送する装
置から該受像装置の方へ至る帯電したトナー粒子の流れ
をつくり、 − トナー粒子の該流れの中に制御電極を支持する印刷
ヘッド構造物の縁を片側だけから挿入し、 − トナー粒子の流れを画像に従ってコントロールする
ために、該制御電極に画像データに従った直流電圧を加
え、 − 該トナーを移送する装置の表面に周波数１．５〜３
ｋＨｚの交流電圧をかけ、 − 画像に従ってコントロールされた該トナー粒子の流
れを該受像基質に沈積させ、 − 該トナー粒子を該基質に定着させる工程から成る直
接静電印刷法。

【図面の簡単な説明】

【図１】エッジ印刷ヘッド構造物およびトナー源として
の磁気ブラシを使用するＤＥＰ装置。

【図２】エッジ印刷ヘッド構造物およびトナー源として
の非磁性単一成分現像剤賦与器を使用するＤＥＰ装置。

【図３】図２の円Ｘで囲まれた部分の拡大図であり、本
発明のエッジ印刷ヘッド構造物の特定の具体化例を示
す。

【図４】図２の円Ｘで囲まれた部分の拡大図であり、本
発明のエッジ印刷ヘッド構造物の他の特定の具体化例を
示す。

【図５】本発明のエッジ印刷ヘッド構造物の種々の具体
化例を示す。

【図６】本発明のエッジ印刷ヘッド構造物の種々の具体
化例を示す。

【図７】本発明のエッジ印刷ヘッド構造物の可能な他の
具体化例。

【図８】本発明のエッジ印刷ヘッド構造物の可能なさら
に他の具体化例。

【符号の説明】

１０１ 容器 １０２ 現像剤 １０３ 磁気ブラシ １０４ 流れ １０８ 受像基質 １１０ スペーサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電したトナー粒子を放出する面から受
   像基質へ至る帯電したトナー粒子の流れをつくり、該帯
   電したトナー粒子を放出する面と該受像基質との間に直
   流電圧差をかける装置、 − 第１および第２の主要面を有する絶縁材料をもち、
   該面の一つは該トナー粒子の流れを画像に従ってコント
   ロールするための、縁が該トナー粒子の流れの中に挿入
   された制御電極を支持し、片側のみから該トナー粒子の
   流れをコントロールする印刷ヘッド構造物、および − 周波数１．５〜３ｋＨｚの交流電場を該トナー放出
   面にかける装置から成ることを特徴とする直接静電印刷
   装置。
2. 【請求項２】 トナー粒子を移送する装置の表面上に帯
   電したトナー粒子をつくり、 − 帯電したトナー粒子を移送する装置の表面と受像基
   質との間に直流電圧をかけ、該トナー粒子を移送する装
   置から該受像装置の方へ至る帯電したトナー粒子の流れ
   をつくり、 − トナー粒子の該流れの中に制御電極を支持する印刷
   ヘッド構造物の縁を片側だけから挿入し、 − トナー粒子の流れを画像に従ってコントロールする
   ために、該制御電極に画像データに従った直流電圧を加
   え、 − 該トナーを移送する装置の表面に周波数１．５〜３
   ｋＨｚの交流電圧をかけ、 − 画像に従ってコントロールされた該トナー粒子の流
   れを該受像基質に沈積させ、 − 該トナー粒子を該基質に定着させる工程から成るこ
   とを特徴とする直接静電印刷法。