(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平らなガラスプレート（２６）上に機能性トナーを印刷のための装置であって、
電気的に接地されている導電性基板（５４）に固着された感光性を有するポリマー層（５２）を含む静電印刷プレート（１０）と、
コロナ放電によるイオンで前記静電印刷プレート（１０）を電気的に帯電させる第１コロナユニット手段（１２）と、
帯電した前記静電印刷プレート（１０）に化学線を照射して露光することによって所定のイメージ像に対応した静電潜像を形成するポジフォトツール手段と、
前記静電潜像の帯電していない領域に付着させる前記機能性トナー（５０）を供給する、電気的にバイアスされた液体現像ユニット（１６）と、
前記ガラスプレート（２６）を前記静電印刷プレート（１０）に接触させることなく接近させる転写ステーションと、
前記静電印刷プレート（１０）と前記ガラスプレート（２６）の間のメカニカルギャップ（４２）に透明なトナー希釈材（４４）を充填する手段と、
前記ガラスプレート（２６）の前記静電印刷プレート（１０）がある側とは反対側に位置し、前記静電印刷プレート（１０）に付着している前記機能性トナー（５０）を前記メカニカルギャップ（４２）部分で前記ガラスプレート（２６）に転写させるための電界をコロナ放電によって形成する第２コロナユニット手段（３０）と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は、
前記第２コロナユニット（３０）と前記ガラスプレート（２６）の間に位置し、前記静電印刷プレート（１０）から前記ガラスプレート（２６）への前記機能性トナー（５０）の転写における正確な位置を制御するメカニカルシャッタ（３２）を含む機械的調整能力手段と、
前記静電印刷プレート（１０）上に残留している前記機能性トナー（５０）を除去するためのクリーニングユニット手段（３６）と、
前記ガラスプレート（２６）上に前記所定のイメージ像に対応した前記機能性トナー（５０）によるトナー像を形成した後、前記ガラスプレート（２６）を乾かすための室温の空気を供給するドライステーション（２７）と、
前記ガラスプレート（２６）をサポートするためサポート手段（２８）と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１コロナユニット手段（１２）におけるコロナ放電によるイオンの極性は、前記機能性トナー（５０）の極性と同一であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記液体現像ユニット（１６）は、前記静電印刷プレート（１０）の帯電電圧と等しい値に電気的にバイアスされた電極（１８，２２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ドライステーション（２７）は、前記ガラスプレート（２６）上の前記トナー希釈材を乾燥させ、前記ガラスプレート（２６）に機能性トナー（５０）を固定させることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記機能性トナー（５０）は、少なくとも３種類の機能性粒子トナーを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
平らなガラスプレート（１２４）上に機能性トナー（１１６）を印刷するための装置（１３４）であって、
感光性を有する非晶質のセレン層からなる感光体プレートを含む平らな静電印刷プレート（１０２）と、
コロナ放電によるイオン（１１０）で前記静電印刷プレート（１０２）を電気的に帯電させる第１コロナユニット手段（１１４）と、
前記帯電した静電印刷プレートにレーザー光（１１１）を照射して露光することによって所定のイメージ像に対応した静電潜像を形成する光学手段と、
前記静電潜像の帯電していない領域に前記機能性トナー（１１６）を付着させ現像する現像ロール（１１２）と、
前記静電印刷プレート（１０２）と前記現像ロール（１１２）との間に前記機能性トナー（１１６）を充填するバルブ（１１４）と、
前記現像された前記静電印刷プレート（１０２）から余剰の前記機能性トナー（１１６）を機械的に除去するための反転ローラーユニット（１２０）手段と、
前記余剰の機能性トナー（１１６）を除去した前記静電印刷プレート（１０２）上に前記機能性トナー（１１６）を固める抑制コロナ（１２２）と、
前記機能性トナー（１１６）を上に固めた前記静電印刷プレート（１０２）を前記ガラスプレート（１２４）に接近させる転写ステーション（１３４）と、
前記静電印刷プレート（１０２）と前記ガラスプレート（１２４）の間のメカニカルギャップを透明なトナー希釈剤で満たすための手段（１２６）と、
前記ガラスプレート（１２４）の前記静電印刷プレート（１０２）がある側とは反対側に位置し、前記静電印刷プレート（１０２）に付着している前記機能性トナー（１１６）を前記メカニカルギャップ部分で前記ガラスプレート（１２４）に転写させるための電界をコロナ放電によって形成する第２コロナユニット手段（１２８）と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記トナー希釈剤が充填された前記メカニカルギャップは、１センチメートルあたり０．１５から１００のピコジーメンスの導電率を持つことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記機能性トナー（１１６）は、ガラス粒子に樹脂をコーティングしたガラス粒子トナー（２０３）であり、前記ガラスプレート（１２４）へ転写された後に所定の温度の空気で乾燥されトナー像を形成し、前記転写と乾燥とを繰り返すことで前記トナー像を所定の高さまで連続して積み重ねたリブ（２０２）の形成に使用されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記ガラスプレート（１２４）は複数のリブ（２０２）を有したガラスプレート（２００）であり、
前記機能性トナー（１１６）は、パラジウムを含むパラジウム触媒性トナー（２２４）であり、
前記パラジウム触媒性トナー（２２４）は、前記リブ（２０２）間に転写され、無電解工程のメッキにより電極ラインを形成するためのパラジウムの種となることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記ガラスプレート（１２４）は複数のリブ（２０２）および前記リブ（２０２）間に電極ライン（２０４）を有したガラスプレート（２００）であり、
前記機能性トナー（１１６）は、蛍光体粒子を含む蛍光体粒子トナー（２３０）であり、
前記蛍光体粒子トナー（２３０）は、前記リブ（２０２）の頂部には転写されず、前記リブ（２０２）の壁部および前記電極ライン（２０４）を覆うように前記ガラスプレート（２００）上に転写されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の技術分野
本発明は、多様な生産応用分野に適した比較的厚いガラスプレート上の液体トナーとして形成される機能性材料の静電印刷のための工程にかかわる。
２．関連技術の記載
フラットパネルディスプレイまたは壁掛型テレビジョン受信機は、約４０年間に亘り従来技術の文献において論議されたが、ほとんど生産されていない。１９９８年半ばから、フラットパネルディスプレイのための３つの主要なフラットパネル技術が存在した。
【０００２】
ａ．電界放出ディスプレイ（ＦＥＤの）
ｂ．プラズマディスプレイ
ｃ．アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）
電界放出ディスプレイは、比較的新しい技術である。それらは、真空中の電界放出点の配列から構成され、蛍光面上に電子を飛ばす。スクリーン上の３つのカラードットと電子放出点のアドレシビリティーで１つのフルカラーディスプレイを得る。プラズマディスプレイは、主に単色オレンジネオン「グロー放電」として約２５年間製造された。ここ１０年は、この放電からのＵＶライトは、カラープラズマディスプレイを作り出すため３つのカラー蛍光体を励磁するために「利用され」た。４０インチ対角線ディスプレイは最近発表されたが、その値段は約１０，０００ドルである。
【０００３】
アクティブマトリックス液晶ディスプレイは生産のために飛躍的に発達した。２０年を超える開発に何億ドルも費やされたが、ラップトップコンピュータ用の高価な小型ディスプレイ（１０．４インチ対角線）だけという結果であった。１９９６年の１０．４インチディスプレイの値段は約５００ドルである。２０インチほどの対角線の壁掛型テレビユニットは、多分２０００年以後利用可能であろうが、非常に高価である。製造における小型／高コストの理由は、一般に使用される生産技術にある。
【０００４】
これらは、以下を含む。
【０００５】
ａ．フォトリソグラフィーまたは感光性レジストのパターニング、および「洗浄」、ならびにそれらに付随するエッチング工程
ｂ．比較的大きい領域特色（３０μ以上）のシルクスクリーン印刷
ｃ．アルミニウムまたはインジウム／スズ酸化物（ＩＴＯ）のような金属でコーティングされたガラス用の低圧スパッタリング工程、ＳｉＯ２のような透明電極または誘電体
すべての場合において工程は多くのステップを有する。多くの場合、ガラスは熱しなければならず、そのときには、次のステップの前に室温まで冷やされる。これらのステップの各々は、クラス１００のクリーンルームという大きな資本設備を必要とするが、その資本費は、その部屋１平方フィートにつき５００ドルである。その資本設備は、４０，０００ドルの液体エッチャ、または現像剤から、２５０万ドルのステッパー、４００万ドルのスパッタリング群（１ｍ×１ｍのガラスを受け入れる６から８つの真空室）まで全領域にわたる。
【０００６】
現在のＡＭＬＣＤの生産工場の値段はおよそ５０億ドルであるから、一般的には、１平方フィートあたり５００ドルのクリーンルームといった高価な資本設備の「スィート」となる。ガラス、ガラス微粉またはフリット、蛍光体、アルミニウムまたはニッケル、樹脂またはカラーフィルタ樹脂を含む、ディスプレイ用の原料のどれもがあまり高価でない。コストは、資本設備とたくさんのステップを有する複雑な工程の低い歩留まりによって負われる。
【０００７】
必要ことは、より少ない資本設備で済むより少ないステップを備えたより単純な製造工程であり、寸法が熱膨張によってガラス基板をゆがめないように作像ステップ内で加熱と冷却を含まないことであり、および、たとえば真空室でない比較的安い機械類、レーザー露光ステップなどを実施できることである。
【０００８】
静電印刷は、デュポンＥＭＰ工程のカラー加工のために、１９８０年代の後半の間使用された。デュポンは、ＵＳ  Ｎｏ．４，７３２，８３１号にレイセンフィールドによって記載された静電印刷を使用した。それには、直接、なめらかな、上塗りした、シート状の紙に運ばれる液体トナーを使用した。
【０００９】
液体トナー（それは本発明に重要である）の転写は、ブジェースによって、ＵＳ  Ｎｏ．４，８７９，１８４号、および、ＵＳ  Ｎｏ．４，７８６，５７６号に開示された。これらの文書は、有限メカニカルギャップ（一般的に５０μから１５０μ）を横切る液体トナーの転写を教示する。この技術は、銅の金属で被覆したガラスエポキシ基板に転写されるトナー（エッチングレジスト特性を有する）に適用された。
【００１０】
他の従来の研究は印刷プレートに関し、「ギャップ転写」は、Ｍ．Ｂ．カルハン（１９６９年１２月１６日の防御公報  ＃Ｔ８６９００４）、静電印刷プレートに関する（ＵＳ  Ｎｏ．３，２８６，０２５号、および、ＲＥ  ２９，３５７、ＲＥ  ２９，５３７のそれぞれ）を含む。
【００１１】
発明の要約
端的に説明すると、本発明は、リブ、または電極、スペーサ、フィルタなどのような多様な「超小形構造」を、０．１〜１．０ｍ／秒の速度のコピーマシンタイプの装置によってガラス上に作り出す機能性材料の静電印刷のための技術を教示する。いくつかの場合、焼結または無電解メッキの後のステップがあるが、これは、寸法精度が室温で行われた印刷ステップで前もって決定された「事後のこと」である。機能性材料は、液体トナーとして形成される、金属、誘電体、蛍光体、触媒作用のシード材料などを含む。基板材料がガラスであるという理由から、それは特殊な要件を提供する。
【００１２】
１．それは、機械的に不規則な形状（すなわち、直交方向に置いてくさび形状であり、その厚さはかなりのバリエーションを持つ）である。
【００１３】
および、
２．それは、紙と比較して非常に厚い静電的に撮像される材料またはコピー機またはレーザープリンタにより印刷されるポリマーの被膜である。
【００１４】
本発明が、有意なメカニカル流体が満たされたギャップを横切って静電的に運ばれることができる液体トナー（固体粒子の散布、金属、ガラスなど）を用いている理由である。記載されている「ギャップ転写」技術は、１．０ｍ×１．４ｍのプレートを扱う生産機械類においては有効であるが、削り落とされた表面での印刷能力にはかなり有利である。そして、リリーフ面の大きさ（０．１ｍｍまたは１００μそれ以上のオーダーの）は非常に重要である。
【００１５】
静電印刷機能は、一般的に１つの工程段階で行われる。後に、微粒子は、次の加熱ステップで固体の構造に溶かされる。本発明の一実施例では、触媒性のシードトナーが後述の「無電解」メッキステップによって印刷され、銅（またはニッケル）のような金属がガラス上に溶着される。最終的に、カラーフィルタまたはＣＲＴ銘板のような確実に部分的に製造された製品は、それ自体に印刷するための印刷プレートの役目を行う工程に使用される。これは非常に単純であり、したがって「自己回復作用」の特徴を含む安い工程である。半分仕上げられた部分の欠陥は、液体トナーで自動的に刷り重ねられる。
【００１６】
発明は、以下の図面を参照することによって、より十分に理解される。
【００１７】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の全体の機械的な概要を図示する。
【００１８】
図２は、ドラム、および、ガラスの間のニップの詳細を図示する。
【００１９】
図３ａ‐ｄは、静電印刷プレート、および、作像工程の４つのステップを図示する。
【００２０】
図４ａ‐ｃは、静電印刷プレートの累進的な露光を図示する。
【００２１】
図４ｄは、その厚さの４分の１を露光したプレートを図示する。
【００２２】
図５ａ‐ｂは、静電印刷プレートの理想的な、および、代表的な電荷減衰硬化を図示する。
【００２３】
図６ａ‐ｄは、複写機、および、静電プリンタに使用される４つの代表的なコロナ装置を図示する。
【００２４】
図７ａ‐ｂは、スムースワイヤ、および、ピン部配列コロナユニットそれぞれのための印刷プレート電流対電圧を図示する。
【００２５】
図８ａ‐ｂは、ディコロトロン、および、スコロトンそれぞれのためのプレート上での印刷プレート電流対電圧を図示する。
【００２６】
図９は、プレート／ガラスレイアウトをその等価回路で図示する。
【００２７】
図１０ａ‐ｂは、転写ステップの間、印刷プレートに誘導される電気的変化を図示する。
【００２８】
図１１は、「フラット」から「フラット」への印刷装置の機械的な概要を図示する図示する。
【００２９】
図１２は、代表的なＡＣプラズマディスプレイパネルの断面を図示する。
【００３０】
図１３ａ‐ｃは、ＡＣプラズマディスプレイの重要な機能の製造における、製造ステップの詳細なシーケンスを図示する。
【００３１】
図１４ａ‐ｃは、カラーフィルタパネルの黒い中間マトリックスの「自己印刷」を図示する。
【００３２】
図１５ｄは、真空蛍光体前面パネルの自己印刷を図示する。
【００３３】
好適な実施例の詳細な説明
この記載の過程の間、同一の番号は、発明を図示する異なる図について同一の部材を表わすために用いられる。
【００３４】
図１は、本発明の好適な実施の形態における全体の機械的な概要を図示する。ドラム１０は、その面１１上に静電潜像１３を持つ。それは、活性化コロナ１２によって、帯電させられる。それが感光面である場合、ＬＥＤ／ストリップレンズアセンブリ１４により露光される。代わりとして、ドラム１０が現像ユニット１６まで回転する前に、画像領域が帯電を保持し、背景領域が放電する、レイセンフィールドにより開示されたＵＳ  Ｎｏ．４，７３２，８３１号の静電印刷プレートで構成できる。ユニット１６には、パイプ２０によって液体トナーが跳ねかけられるトナー現像ローラー１８が含まれる。それらは、一般的に１．５倍の相対速度で移動しながらドラムと同一方向に回転する。反転ローラー２２は、ドラム１０とは反対に３倍の相対速度で回転する。この反転ローラー２２の目的は、過剰なトナー液体を取り除くことであり、また、不必要な背景を制御することである。ほぼ５時の位置にあるコロナユニット２４は、転写の前にトナー画像を「かためる」役割を果たす。また、コロナを「低下させる」ことにも関係する。
【００３５】
トナー希釈剤であらかじめ湿らされたガラスプレート２６は右から左に移動する。それは、ガラス面２６とドラム面１１との間にわずかなギャップ４２を形成するドラム面１１に対して間隔を置いて配置される絶縁ローラー２８上で停止する。手段は、ガラス面２６に対する画像ドラム１０、またはドラム１０またはガラス２６に対するガラス面２６のどちらかを「浮かせる」ために使用される。これらは、メカニカル技術の分野で精通した者には周知である。コロナユニット３０はガラス２６の底面を帯電する。ワイヤー３１は、約７キロボルトまで上がる。接地されたメカニカルシャッタ３２は、記述された適切な位置で最適のトナー転写を達成するためにガラス２６の帯電を調整できる。コロナユニット３４は、クリーニングの前にドラム１０を放電するためのＡＣコロナ放電である。このユニットの代わりに、第２ＡＣコロナをクリーニングユニット３６の後に配置できる。この第１ＡＣコロナは、示されていない。
【００３６】
クリーニングユニット３６は、代表的に、一纏めにした、残留トナーのおおよその除去、ワイパブレード４０が終わりになる間ドラム面１１の完全なクリーニングを行うスキーズローラ３８から構成されている。ドラム１０は、直ちに次の画像の準備ができる。
【００３７】
この実施形態の重要な詳細は、図２により現される。ここには、ほぼ６時に位置する転写点での、ドラム１０、ギャップ４２、ガラス構造２６の拡大図が示される。ドラム１０は液体トナーで湿らされ、残留希釈剤は、ドラム１０とガラス２６により形成されるニップに達する。ガラスは、ドラムとガラスの間のギャップが液体で満たされることを確実にするための透明な希釈剤であらかじめ湿らせる。ドラム上の液体とガラス上であらかじめ湿らせる液体の測定は、過多な液体４４の波がニップへの供給量を増大させるため、あまり正確ではない。これをツナミ作用と称する。転写前のドラム上のトナー５０は、ほぼ６時の低い乱流の位置におけるガラスに転写するために必要である。
【００３８】
出力端上で代わりに、ドラムとガラスの間の液体の量は、５０ミクロンから１５０ミクロンのギャップによって正確に決定され、以前に言及された「フローティング」の技術で＋／‐５μに容易に制御できる。したがって、この図により示唆されるような必然的な５０％／５０％ではなく、図２おいて示すように「被膜分割」が発生する。実際の値は、ガラスのそれに対するドラム面（非晶質のセレンまたはシリコンまたは代わりとしてフォトポリマー）の表面エネルギーに依るだろう。本発明の目的のため、フィルム分割点４６は正確に規定され、波の前面４４が非常に不安定な間、個々の材料と１つのギャップのセッティングに対して変わらないようにするために、ガラスシートの最初の位置からその端部まで右に移動し、すごく激しくそして乱流するようにできる。
【００３９】
好適な実施の形態の重要な特徴はもう明白である。
【００４０】
第１：  実際の転写電界は、コロナ帯電が転写点の近くまでガラスを通して移動するように、実質的な導電率（１０-10ｍｈｏ／ｃｍと同じくらい）を持つ代表的なソーダ石灰ガラスのように非常に大きくすることができる。ドラムとガラス面がお互いに離れて移動し始めるように、非常に高い電界が作り出される。
【００４１】
第２：  コロナとシャッタの位置を横に動かすことによって、転写「ゾーン」の正確な位置は、波４４と出口フィルム分割点４６に対して動かされる。ブランケットフィンチャーによるＵＳＮｏ．４，８４９，７８４号は、入力波の乱流にギャップ転写しないことの重要性を教示する。
【００４２】
第３：  転写後、トナー粒子４８は、転写コロナから内部転写帯電によって、ガラス面にしっかりと付着される。これは、このトナーが乾燥される前に、ガラス上の残留希釈剤液体のランダム運動によって、これがよごされることを防止する。トナーが金属面に運ばれる場合、代わりとして、それは、金属に「見られる」その「画像」帯電によってその面に保持される。これは、古典的な静電の理論である。代表的に、これらの「画像」力は、表面のトナーとそのすぐ近くの転写帯電との間の強い結合力よりもかなり小さい。
【００４３】
本発明の他重要な特徴は、非常に小さい「特徴」（すなわち画像要素の寸法）を有する、および、次の層（または印刷ステップ）上の特徴に正確に重ねるために１つの層（または印刷ステップ）上で非常に高いレベルの「オーバーレイ」精度（すなわち特徴の登録）を有する１メートル×１メートルまたはそれ以上の非常に大きい基板を印刷する能力である。
【００４４】
図３ａに示される静電印刷プレートは、電気的に接地された基板５４に結合されるフォトポリマー層５２である。フォトポリマー層５４は加熱され、接地された基板、代表的には、アルミニウム処理されたポリエステル被膜（ＰＥＴ）に圧力をかけて貼り合わせる。そのとき、それは露光した領域をクロスリンクするために、光化学線の放射（３５０ナノメートルから４４０ナノメートルの波長）するコンタクト写真工具を介して露光される。図３ｂでは、プレートはコロナユニット５６によって帯電される。クロスリンクする領域は、有意な期間電荷を蓄えるので、標準フォトポリマーより抵抗率が非常に高い。適切な遅れの後、標準的フォトポリマーの放電を許すために、我々は図３ｃのような印刷プレート上の潜像を持つ。図３ｄでは、「反転」現像は、液体トナー５８（すなわちプレート（標準フォトポリマーと称し、クロスリンクしない）の放電された領域の開発）で行われる。工程は、以前に言及されたように、帯電された領域は現像されるか逆にされている、「標準的な」画像のものでありえることである。
【００４５】
静電印刷プレートは、液状の溶剤で覆われている被膜であり、それは、乾燥することができ、穏やかな焼きによって部分的に焼入れされることができる。コーティング方法は、ローラー塗り、吹付け塗り、スピンコーティング、浸漬コーティングまたはメニスカスコーティングを含む。有効な液体フォトポリマーは、通常否定的に動作するものであり、それらはクロスリンクされ、および、それが炭化水素において不溶解性であり、または少なくともそれらによっては著しく膨張しない。市販の液体材料の代表的な実施例は、ヘキストＡＺ‐５２００ＩＲ、および、マックダーミッドＨＤＩ‐１、２、または３、または、マックダーミッドＭＴ‐１４００である。乾燥被膜フォトポリマーは、プレキャストフィルムであり、適切な基板に貼るために加熱し、加圧することができる。それらは、次の材料を含む。
【００４６】
ダイナケム（登録商標）          ＡＸ１．０または１．５
ＵＦ０．５または１．０
５０３２，５０３８，５０５０
マックダーミッド（登録商標）    ＳＦ‐２０６
ＣＦ‐１．３
デュポンリストン（登録商標）    ９５１２
４６１５
液体レジストは、コーティング技術の使用により、ミクロンのフラクションから約１５μから２０μ厚さの範囲にまでおよぶことができる。それらは、代表的に１５μまでのレンジにある。乾燥被膜レジストは、１３μから５０μの範囲よりも厚い。ここでの最も大きな関心は、２５μから３８μの厚さである。フラットパネル製造における１つの要求は、１０μから５μの範囲における、より小さい特徴を作ることである。これは、５μから１０μの範囲では問題のすくない、３０μから５０μの範囲におけるレジストにいくらかの問題点を提示する。
【００４７】
本発明の重要な特徴は、フォトレジストの部分的な露光である。
【００４８】
図４ａから図４ｃに示されるように、データは、フォトポリマー５２がその面で始まる層の厚さを常に増加させるように露光されることを示している。化学線の放射６０の長い露光によってますますフォトポリマーの層の深さが増す。したがって、５μの特徴を作りたいのに３８μ厚のフォトポリマーを使用しているのであれば、図４ｂに示すように、その厚さの４分の１だけを露光する。そして、より小さい電気抵抗の背景領域の「海」に、大きな電気抵抗の画像を持つ。我々が露光されていない背景領域（確かに、次に論議されるように、それらの提供は、工程の成功に重大な要素である）を決して除去しないという理由から、部分的に露光するものは（または画像の下の露光されていない層）問題を提示しない。露光レベルを増加させ、広い固体領域における帯電電圧を測定するということを連続で行うことによって、「部分的な露光」状態のための露光の適当なレベルを決定する。
【００４９】
本発明の２番目の重要な特徴は、露光された、および、露光されていない領域上の、両方の等しいまたはお互い５０％以内（すなわち、露光されていないＶ＝露光した０．５Ｖ）の初期帯電電圧を保つために必要である。これは、工程の成功のためには微妙であるが重要だからである。図５ａは、画像要素６６（露光したＶ＝ｆ（ｔ））と背景領域６８（露光されていないＶ＝ｆ（ｔ））の理想的な帯電減衰曲線を示す。短い期間の終了後、電圧と画像要素が非常に小さくなる間、背景領域には電圧がない。これは、理想的で、理論的に成し遂げられるとしても、実際には、プレートの露光されていない領域における初期帯電電圧は、露光されたものが７０として、露光されていないものが７２として、図５ｂで示される露光された領域に対して５０％またはそれ以上の値である。これは、「アイランド効果」と称される現象のためである。基本的に、むきだしの銅の「海」上のＰＥＴセッティングに似た良好な絶縁体の小さな場所は、「島」からそれを囲む「海」がゼロまたは接地されたポテンシャルであるため、いかなる有意な値にも帯電させることができない。これらの「フィールドライン」は、画像要素から離れて電気的帯電を直接入力し、そして、それらは背景領域に達する。露光されていない状態においていくらかのフォトポリマーは、「あまりにも」導電性があることがわかり、コロナ帯電の下ではいかなる有意な値にまでも帯電しないだろう。単純条件により撮像される時に上記のプレートには大きい画像特徴が現像されるが、小さな画像詳細または微細構造が失わせられる。
【００５０】
背景領域における初期電圧が十分であるように、それを適切な抵抗率にするために以前に露光された、露光されていない広いプレートをそれらに与えるならば、上記のフォトポリマーを使用することができる。そのとき、以前に露光されたプレートは、上記の以前に露光されたレベルで適当な画像を作り出すためにフォトツールで撮像される。これは、何年にも亘って銀ハロゲン化物で行われ、プレートの「予備噴霧」と称される。静電印刷プレートの予備露光は、ＵＳＮｏ．４，９６８，５７０号におけるブジェースのような従来技術の文献で論議される。
【００５１】
他のフォトポリマーは、露光されていない領域においてちょうど適当な固有抵抗のレベルを有し、予備露光または「予備噴霧」を必要としない。いくらかの材料は大気から湿気を容易にピックアップする。そして、それらの固有のまたは露光されていない固有抵抗は、貯蔵履歴、および、梱包に依る。一般に、これらの作用はユーザーによって知られても問題とならない。そして、適当な最新の梱包と慎重な貯蔵は、良好に規定されたフォトポリマープレートを生じさせることができる。フォトポリマーの各ロットのベンチマークテストは、必要ならば、適切な露光と「予備噴霧」露光を規定するための容易なデータを生じるであろう。
【００５２】
最適化された静電印刷工程の第３の態様は、帯電コロナとして用いるコロナユニットの設計と「タイプ」である。発明に示される機械設計は以下を含む。帯電または感光性を与えるコロナのちょうど前に位置されるＡＣ除去放電コロナ。ＡＣコロナを設計するために注意深く配慮することによって、最後の印刷サイクルの後、プレートの全ての領域を「リセット」しまたは放電するだろう。直ちに、プレートは帯電される準備ができる。理想的には、コロナ帯電は、同じ電圧でプレートの全ての領域、画像の大きい固体の領域、背景（露光されていない領域）の大きい領域、優れた画像構造部分を帯電する。
【００５３】
複写機とプリンタにおけるコロナユニットを作るために使用される基本的な４つの異なる構造がある。
１．金属の囲い板内のよく知られている裸線
２．それとプレートまたはドラム（スコロトロンのためのゼロックスの登録商標）との間で電気的にバイアスされた金属のスクリーンまたはグリッドを有するユニット「ａ」
３．ガラスは、直流バイアスされた「Ｕ」形状の囲い板内でＡＣ信号で動かされるワイヤーをおおう（ディコロトロン）。
４．コロナ電子放出点のエッチングされた金属「のこぎり歯」構造
上記の方法は、この状態で最適であることを示すであろうコロナ電流密度に対する異なる電圧を持つ。静電印刷プレートは、コロナ設計に対する新しい問題を提起する。プレートは、高い抵抗率の帯電保持層と低い低効率の背景領域という、２つの異なる電気的抵抗率の領域を有する。帯電と現像との間の工程時間内で帯電電圧が無視して良い値（代表的に初期電圧の１０％）まで減衰する点の背景領域の固有抵抗を上げるために、どのようにしてプレートが予備噴霧されるかは、すでに論議された。これが成し遂げられると、露光されていないまたは背景領域の初期帯電電圧は、帯電された領域の初期電圧の一部は、帯電コロナのタイプとその詳細な設計の選択によって最大にすることができる。これを達成する手順はつぎに記載される。
【００５４】
使用する種々のコロナ装置は図６に示される。一番上の図は、１９５０年代後期のコロナユニット７４または接地された金属の囲い内で５０μから７５μの直径の一般的には金メッキをされたタングステン裸線の最も古い設計を示す。いくつかの設計においては、前部の開口は、帯電させられる面が一定の値を超えないという点で、自己消失機能として役立つために制限される。これは、むしろドラム電圧にとって重要である。過大であれば、そのとき使用されるドラムの光導電面が破壊し、永久の損傷となる。
【００５５】
「困った」設計の旧バージョンは、下の図６ｄのスコロトロンであった。ここで、コロナワイヤの前の金属グリッド７６の構造は、多分１０％から２５％より上の望ましい表面電圧にバイアスされる（代表的には、６０μの非晶質のセレン層では＋８００）。
【００５６】
グリッド構造をバイアスする１０００ボルト電源の値段と、コロトロンに体するスコロトロンのアセンブリの値段は、図６ａの「困った」コロトロンの設計のためである。
【００５７】
単純なコロナユニットを有する１つの問題は、ネガモードにおいてコロナ放電が位置的な変動は無いが前後にランダムに移動するということである。これに対してあるものの「固定」は、コロナワイヤに、一般的にはＤＣの１０％から２０％のリップル値の直流電圧を過印加することである。これは、ＡＣ周波数（通常５０または６０Ｈｚ）でワイヤーを引き下げるネガコロナ帯電の非常に強烈な結節点を生じる。この単純な低コストの解決策が低速複写機またはプリンタには適切であったが、より高速度のユニットが設計されるようになると、図６ｃに示す、新しいコロナ構造のディコロトロン１８が発明された。これは、交流電圧によって駆動されるガラスコーティングされたワイヤーを使用した。シュラウド（またはシールド）は、コロナユニットによって、正または陰電荷が抜き取られたかどうかを示す直流電圧でバイアスされた。この設計は、ランダムな微粉またはトナー粒子で容易に「汚され」ないガラスコートされた大径ワイヤーという利点を持っている。シールドのためのバイアス電源もまた低コスト設計であった。この設計の１つの不適切な面は、ディコロトロンコロナユニットが多量のオゾンレベルを作り出したということであった。このトレースガスは、オフィス環境に容認できなくなっている。
【００５８】
その状態は、高電圧で動かされる「ピンコロトロン」８０またはこぎり歯エッジ８２の設計をもたらした。適切に作られた「のこぎり歯」とともに、コロナユニットは非常に一様なコロナ放電、特にネガ放電を作り出した。このコロナユニットは、最近のゼロックス（登録商標）有機物の光受容体またはその機械においておおいに成功している。コロナユニットの重要な動作特性は、プレートが帯電された電圧に対して帯電させるためのプレートへの電流である。図７と図８はこれらの曲線を示す。ワイヤーとピンコロトロンは、図７ａと同じＶ‐ｉ曲線を持つが、図７ｂのＡＣ曲線はＤＣ曲線とはまったく異なることに注意する。
【００５９】
本発明は、印刷サイクルの終わりに印刷プレートを放電するために交流中和コロナユニットを使用する。裸線またはピンコロナのどちらでもこのジョブに適切である。帯電コロナは中和コロナのちょうど後に位置される。ここでは、最も、印刷プレートの露光した、および、露光されていない領域を同じ電圧に帯電するＶ‐ｉ曲線は、求められる。
【００６０】
コロナユニットの理想的な電圧電流特性は、コロナ電流密度（マイクロアンペア／ｃｍ2）が印刷プレート電圧に依存しない、図７および図８における平らな直線である。そして、プレートが急速に帯電される場合、露光された、および露光されていないプレートの両方の領域は、同一の値まで帯電される。適切な遅れの後、露光されていない領域は、優秀な静電の「コントラスト」（画像と背景の間の相違点）を生じる無視できる値まで減衰する。したがって、本発明のための最良のコロトロン設計は、Ｖ‐ｉ曲線が図７ａに示されるＤＣ裸線またはピンコロトロンである。そのＶ‐ｉ曲線は４つのタイプのコロナユニットの中で「最も平らな」ものであって、非露光と露光との初期帯電電圧に高い比率をもたらすであろう。
【００６１】
転写プロセスの詳細
本発明の重要部分は、レーザープリンタ産業におけるフィルムや用紙への典型的には転写プロセスの詳細部に関する。液状または乾式のトナーは、典型的には、７５〜１００μｍの紙または高分子フィルムなど比較的薄いウェブ（Ｗｅｂ）に転写され、すべての場合において、ウェブは像面と仮想的に接触する。
【００６２】
本発明において、トナー像は、液体が充填された５０〜１５０μｍのメカニカルギャップにより像から間隔を置いて配置された０．５から３．０ｍｍ（５００から３０００μｍ）の厚さの比較的厚いガラス層に転写される。液体（トナーと希釈剤）が充填したギャップに対するガラスの相対的な導電率、静電容量、印加電圧、およびその印加時間などが重要な要素となる。
【００６３】
図９は、転写プロセスを機械的に図式化して示すとともに、転写プロセスの際の３つの要素（ガラス、ギャップ、および印刷プレート）の電圧の分圧を計算することを可能とする等価電気回路を示す。
【００６４】
Ａ．ギャップの液体の導電率に対するガラスの電気導電率
最も重要な問題は、ガラスに対するギャップ内の液体の導電率であり、これがガラスとギャップとの間の分圧を決定する。もし仮に、電圧の大部分がガラスにかかり、ほとんど電圧がギャップにかからないような場合には、トナーのすべてが、転写されることになる。これは、いくつかの例によって、うまく説明される。
【００６５】
印刷プレート４００は、電気的に接地されている１０〜５０μｍ厚の感光性ポリマー４０２から構成されている。受像するガラスプレート４０４は、典型的には０．５〜３．０ｍｍの厚さであり、転写電圧４０８に接続された電界電極４０６がその背部に置かれている。ガラスプレートは、メカニカルギャップ４３０により印刷プレートから分離されている。この構造４１２の等価電気回路は、右側に示されている。
【００６６】
Ａ−１．重要なガラスは、スイス製のエレクトロビーレ（Electroviere）ＥＬＣ−７４０１である。
【００６７】
帯電される場合、電圧の減衰が測定され、それは、２×１０+12ｏｈｍ・ｃｍの抵抗率について計算される１秒間あたりの減衰時定数を示す。トナー溶液（bath）の導電率の典型的な範囲は、１０〜１００ピコｍｈｏ／ｃｍ（１０+11〜１０+10ｏｈｍ・ｃｍ  抵抗率）である。そこには、開示されるべき１つの事項が存在する。トナーの導電率の測定が、電子、イオン、および帯電したトナー粒子の前後両方向の流れを測定する１８ヘルツのテストであるのに対し、ガラスへの帯電テストは、直流（ＤＣ）試験であって、ガラスを通過する電荷の流れを測定するものである。
【００６８】
ガラス４０４／ギャップ４３０の構造体に対して電磁気学理論を適用すると、最初にステップ関数で与えられる電圧が印加される際には、ガラス、ギャップ、およびプレートの要素間の静電容量で分圧する。プレート４００の画像領域は高抵抗であるので、その領域は、短時間のうちに無視可能となる。ガラスは、前記ギャップよりも、典型的には１０倍〜１００倍程度も厚さが薄く、その誘電係数は、ギャップ内の液体が２．１であるのに対して、５である。このため、ガラスには、ギャップよりも大きな分圧がかかる。仮に、ギャップの液体の導電率がガラスよりも高い場合であれば、処理時間を悪化させ、転写が失敗することになる。
【００６９】
時間とともに、ガラスおよびギャップ間の抵抗で分圧する。ギャップの液体の導電率がガラスの導電率よりも高い場合、ほぼすべての電圧がガラスにかかり、ギャップには殆ど電圧がかからない。トナーが一旦転写された場合、印刷プレート上の像の電荷によって逆に転写される。これは、実際に観測される。
【００７０】
Ａ−２．ギャップに充填される希釈剤の導電率
典型的には印刷プレートに作像される場合、過剰なトナー液体は、ランダムな背景部の粒子を含む液体を除去する逆回転ローラーによって高効率に除去され、この結果、殆どプレートは乾燥する。プレートおよびガラスは、互いに近接して置かれ、それらの間のギャップは、液体により充填される。ギャップが透明イソパラフィン（Isopar）（０．１５ピコｍｈｏ／ｃｍ以下の導電率）で充填される場合には、トナーの帯電量は、電荷制御剤である透明イソパラフィンの不足によって、減少される。イソパラフィン（Isopar）に電荷制御剤を加えた２０ピコｍｈｏ／ｃｍの導電率の液体でギャップが充填される場合には、ガラスとギャップとの間で分圧される。さらに、ギャップの液体の導電率と、トナー粒子の電荷を維持しようとする要求とは、相反するものである。ギャップ内には導電性のイソパラフィン（Isopar）が要望されるが、ガラスが電気的に高抵抗である場合には、その使用が許されない場合もある。
【００７１】
図１０Ａおよび１０Ｂにおける印刷プレート４３０と４３２は、互いに画像が反転している。４３０は、画像領域にクロスリンクされ、トナー４３４によって現像される。４３２は、画像領域でない部分にクロスリンクされ、トナー４３４によって現像される。双方のプレートは、電荷４３３によって感光性が得られる。電界プレート４３６は、電圧４３８および４４０によって夫々駆動される。受像するガラス４４２は、転写像を受けとる。メカニカルギャップ４４４は、（図示していない）転写液体によって満たされる。高抵抗領域４４６は、プレートの領域とクロスリンクされている。誘導された電荷４４８は、転写電圧が加えられてプレートと関連づけられていない領域が制限された場合に、生じる。
【００７２】
Ｂ．印刷プレートとガラスのマウント技術
プレート上のトナー像の忠実性を保持するために、転写電界は、プレートの全面で垂直であり、そのエッジにおいても歪みがないものでなければならない。また、１０+12〜１０+16ｏｈｍ・ｃｍオーダーの抵抗率のガラスに転写しようとするときには、このプレートのマウント部およびホールド部は、これらの抵抗率に対応するものでなければならない。すなわち、これらの取付具は、抵抗が比較的高い材質でなければならない。最も導電率の高いガラス（最も低い抵抗  １０+12ｏｈｍ・ｃｍ）であっても、フェノール樹脂またはアセタール樹脂（デュポン社のデルリン）を充填したコットンなどの幾つかの典型的なエンジニアリング材料は、この作業に適切ではない。たとえば、コーニング社の７０５９または１７３７ガラスは、典型的には、ラップトップ型コンピュータの液晶ディスプレイパネル用に使用されるものである。これらは、１０+16ｏｈｍ・ｃｍオーダーの抵抗率を有する。フェノール樹脂材料を含むコットンは、適切ではない。１０+18ｏｈｍ・ｃｍオーダーの抵抗率を有するテフロン（登録商標）タイプの材料が必要とされる。
【００７３】
前記溶液（bath）の導電率も、印刷プレートのエッジで問題を生じさせる。プレートの基板は電気的に接地されているため、導電性を有するギャップ充填液体が電気的に接地されていない場合には、ガラス／プレートのアセンブリのエッジの近傍の電界を歪めてしまう可能性がある。
【００７４】
Ｃ．像転写の際の印刷プレートに誘導される電荷
固定された抵抗率を有する静電印刷プレートの使用についての重要な特徴として、プレートが正現像方式に使用される場合、その転写時におけるトナー粒子を「フォーカス」し、制御するために役に立つ現象がある。この場合、そのプレートの帯電している領域においてトナー現像がされ、プレートの電荷が除去された領域がトナー粒子により現像される反転現像方式とは異なる。前者は、典型的なオフィス複写機に使用されており、後者は、レーザーまたはＬＥＤプリンタに使用される。
【００７５】
図１０ａおよびｂを参照する。図１０ａは、正現像方式を示している。感光性を得る正の電荷は、負極性のトナー粒子によって現像され、正の電界によって転写される。図１０ｂは、さらに感光性を得る正の電荷、負の電界によって転写される正極性のトナー粒子による反転を示している。印刷プレートの電荷が残存する領域に言及すると、それらは、感光性を得る電荷を残存させるために高抵抗であることが必要である。プレートの他の領域（プレートの露光ステップにクロスリンクされていない領域）は、抵抗率が、より低くなっている。
【００７６】
転写ステップの間、転写電界は、プレートの低抵抗領域に電気的な電荷を誘導し、有意な結果をもたらす。図１０ａのような「正方式」のプレートにおける帯電の形態に言及する。背景部に誘導された電荷が負極性である一方、感光性を得る電荷は、正極性の電荷である。これらの背景部の負極性の電荷は、像を造る電界の強さを高め、転写ステップの間、トナー粒子の進行方向を制御することに役立つ。「反転方式」のプレート（図１０ｂ）では、プレートの低抵抗領域（クロスリンクされていない領域）に誘導される電荷は、像を造る電界と同極性であり、当該電界を弱める傾向にある。仮に、誘導された電荷密度が、感光された電荷の密度と等しくなってしまえば、もはや像を造る電界は存在せず、トナー粒子は、転写ステップの間、水平方向に自由に移動できるようになってしまう。このことは、転写されたトナー像の有意な「デフォーカス」を招く。この理由のために、高解像度の静電印刷プレートを使用する場合には、正現像方式が、より好ましい。
【００７７】
要約すれば、ガラスプレート上に機能性材料を印刷するための静電印刷プロセスは、プロセスの工程が少ない簡便なものとなる。それは、現在の技術を超えて、いくつかの利点を有する。
【００７８】
１．１ｍ／秒の高速で進行する簡便、直接的なプロセスである。
【００７９】
２．導体、絶縁体、蛍光体、触媒などの広範囲にわたる機能性材料を、高い位置精度（シリコンチップ産業における「オーバーレイ」精度）を保ちつつ高い鮮明度および分解能で付着できる。
【００８０】
３．接触することなくガラス表面に印刷することができ、以下の利点がある。
【００８１】
ａ．機械的な公差は、生産設備の設計において、緩められる。
【００８２】
ｂ．前に印刷をした材料の影響を受けない。
【００８３】
ｃ．起伏のある面にも印刷できる。実際には、本発明は、１００μｍの深さのトレンチの底部および壁部に導電線を印刷できる。
【００８４】
ｄ．本発明は、トレンチの底部および壁部を蛍光体または他の限定されない材料でコートすることができる。
【００８５】
４．ガラスにフォトリソグラフィーのパターニングがない。
【００８６】
５．ステップから次のステップへのガラスの機械的なハンドリングがない。印刷装置内に清浄なガラスのシートを装填し、シンターリングのための準備が整ったプレートを取り出す。
【００８７】
６．プロセスは、熱のガラスによる大きな幾何学状態の変化がおきるように転移するためのシンターリングに至るまでは、室温プロセスである。カラーフィルタの印刷において、室温において四色を印刷でき、その後、一度に焼結される。
【００８８】
７．高価な機能性材料が無駄にならない。
【００８９】
本発明の第１の実施形態
図１１は、本実施形態を示す。静電印刷プレート１０２を保持するチャック１００は、駆動ベルト１０６によって直状軸受１０４上で移送されるが、この駆動ベルト１０６は、水平方向に対してほぼ４５度に傾斜している。印刷サイクルの開始時のチャック１００は、頂部近傍のプーリ１０８からスタートし、一定のスピードで移動しつつ、コロナユニット１１０を通過し、ここで、一定の静電荷で印刷プレート１０２を帯電させる。短時間が経過した後、このプレートが有している複数の低い抵抗率領域は、無視しうる帯電レベルまで放電し、このプレートの複数の高い抵抗率領域は、元の帯電レベルの近くまで帯電を維持する。
【００９０】
この静電潜像が、現像ロール１１２とプレート１０２との間の空隙に充填されている液体トナーによって現像される。バルブ１１４は、調整された量の液体トナー１１６をこの空隙に充填する。現像ロール１１２は、画像の複数の背景領域に不必要なトナー粒子の蓄積を制御する電気バイアス電圧１１８を有している。現像ロールの間を通過した後、プレート１０２は、逆回転ロール１２０によって過剰な液体が取り除かれる。この後、液体トナーは、コロナ１２２の「下降」によって固められる。画像は、最終的に現像され、受体に転写するための準備をする。
【００９１】
受体１３０は、ベルト１３６およびプーリ１３８によって駆動される直状駆動部１３４上に載せられたチャック１３２上に載置される。受体１３０は、バルブ１４０の右側を通過するように移動し、バルブは、透明なイソパル希釈剤（Isopar diluent）の薄膜層でプレートを湿潤する。そして、搬送位置１４２まで移動し、停止する。印刷プレート１０２を保持するチャック１００は、受体に関する表面位置を反時計回りに略１３５°回転する。図示しない間隔手段は、典型的には５０μから１５０μのオーダーである正確に管理されたメカニカルギャップによって、受体１３０からのプレート１０２を正確に位置付ける。プレート１０２上のトナー画像を受体１３０に転写する転写電界を作るために、ある電圧がチャック１３２に加えられる。
【００９２】
印刷プレート１０２を有するチャック１００は、図示されていない手段によって垂直方向に持ち上げられ、または単に、元の位置に対し略１３５度時計回りに回転される。受体１３０は、そのチャック１３２から取り外される前に乾燥される。プレート１０２は、次の印刷ステップを繰り返すために、４５度の傾斜で持ち上げられて、図示していない適切な手段によって清浄される。
【００９３】
本発明は、好適な実施形態の回転プロセスを超える効果を有していることを明示しており、それは、すなわちアスサイクロナス（ａｓｃｙｃｈｒｏｎｏｕｓ）、つまり、前記プロセスでの各工程間に、可変なインターバル時間を差込むことができる、そして、流体力学的な事象および力が弱められたとき、平面対平面（flat to flat）の転写が生じる。さらに、１ｍ×１．２ｍのオーダーの平面受体が底部にあるため、プレート１０２と受体１０２との間のギャップを、注入された希釈材で満たすことができる。最後に、１つの平板（印刷プレート）の受シートに対する「重ね合わせ」（overlay）精度が、回転印刷ドラムに対し正確な「位相調整」（phased）が必要となる移動フラットシートの動的な状態での、平面対平面（flat to flat）で非常によくなる。非常に均一な直線動と回転駆動を達成することは、取るに足らない問題ではなく、「進行中に」（on the fly）これらを個々のバリエーションのレベルに位相調整すること（phasing）が主なタスクであり、これらの全てをここで適用するわけではない。
【００９４】
第２の実施形態
図１２は、ＡＣプラズマカラーディスプレイパネルの陰極板２００の断面を示している。この陰極板は、複数の黒いガラススペーサリブ２０２を有するガラス背面電極２００から構成され、これらリブは、画像セルを相互に光学的および電気的に絶縁している。これらリブは、一般的な高さが１００μ、定格幅が３０〜４０μである。複数の「ウェル」（well）の底には、銅２０４またはニッケル金属のアドレス電極ラインがある。蛍光体２０６が複数の「キャニオン」（canyon）の壁および底部を覆っているが、この蛍光体は、紫外線をプラズマ放電から可視光（カラーディスプレイの場合ＲＧ＆Ｂ）まで変換する。「キャニオン」は、交互に、赤、それから緑、それから青の蛍光体で覆われている。
【００９５】
静電印刷技術の１つの利点は、非接触、即ち静電印刷の転写面ギャップを有すること、つまり比較的大きいメカニカルギャップを横切って機能材料を運ぶことが可能なことである。
【００９６】
図１３は、印刷ドラムと本発明のガラス面２００との間のメカニカルギャップ２２０を大きく拡大した図である。このギャップは、ｌ５０μの値にセットされている。第１の生産工程では、ガラストナーが、スペーサ／絶縁リブ２０２を作るために印刷される。４層のトナー２０３が示され、他のものの頂部に印刷される各１つのトナーの高さは約２５μである。生産シーケンスは、次の通りである。
【００９７】
ステップ１    ガラスリブの第１層の印刷
ステップ２    ガラス粒子を覆う樹脂材料を部分的にセットするために暖かい
空気のブローによるトナーの乾燥。自然冷却を補正し、希釈剤
液の蒸発状態を起こすために必要とされる暖かい空気で一定温
度を維持することが望ましい点に注意のこと。
【００９８】
ステップ３    ガラストナーの第２層を再印刷し、乾かす。
【００９９】
ステップ４    達成された所望の高さまでの連続したガラストナーの層を再プリントし、乾かす。
【０１００】
ステップ５    トナーに樹脂を群がらせるために高温でガラスパネルを火に当て、固体リブを作るためにガラス粒子をリフローする。
【０１０１】
ステップ６    リブ製造工程が、完了する。
【０１０２】
図１３は、リブにより形成されるキャニオンの基部に、金属アドレス電極２０４を印刷する工程を示す。パラジウム触媒トナー２２４は、ドラム上に描かれ、かつキャニオンの基部に１５０μのギャップを横切って転写される。トナーは、キャニオンの長さにわたるラインに、非常に薄い層のパラジウムの種（palladium seeds）を残すように乾燥される。前記プレートは、本発明の印刷機から取り外され、「無電解」めっき浴槽に浸漬される。溶剤から成長した金属が、パラジウムの種の上に生じ、その後、先にメッキをされた金属上に生じる。無電解工程は、ある点まで進められるが、１分につき１μの金属までめっきをすることができる。金属２２６（通常ニッケル）が約２５μの成長した後、陰電極が完成する。
【０１０３】
図１３は、キャニオンに蛍光体トナー２３０の堆積状態を示す。蛍光体トナー２３０は、プレートに撮像され、１５０μギャップを横切って転写される。一般に、転写されたトナーは直状に移動するが、コインに似た浮き上り画像を覆うことができる。トナー画像は、電極が位置される基部と同様にキャニオンの壁を覆うために寸法決めされる。ある蛍光体の色は、一度に撮像され、それにより印刷プレート上のあらゆる第三のキャニオンの画像を持つことになる点に注意すべきである。第１蛍光体の色２３０が撮像された後、トナーは、セットのために暖かい空気で乾燥され、それから、第２、第３の色が撮像される。同じ印刷プレートが、３色全てに対し使用でき、必要とされる全てが印刷ドラムに関するガラスの機械的に割出しとなる。
【０１０４】
プラズマディスプレイ陰極めっきは、完了する。ガラスリブは、ガラス粒子をリフローする火に当てる工程を伴う４又は５の印刷工程で作られる。それから、電極は、無電界めっき工程を伴う触媒トナーで印刷される。最後に、３色の蛍光体が、ガラスリブにより形成されたキャニオンに印刷される。
【０１０５】
第３の実施の形態
導体を生成するための代替方法は、含金属トナー自体を印刷し、金属粒子をコーティングする樹脂を焼ききり、そして、その金属をなめらかな導体パターンにリフロー（reflow）することである。好適な実施の形態の本発明を使用することによって、ガラスの上へアルミニウムトナーを印刷することができる。トナーは、それから安全なハンドリングのために乾かされ、仮定着される。直ちに、金属の高速熱処理が遂行され、トナーおよびガラスの温度がガラスの軟化点（ソーダ石灰ガラスではおよそ５００℃）より低く５０〜１００℃上昇される。この効果により金属の粒子をコーティングする樹脂を焼ききる。そして、直ちに強烈なＵＶ光源を用いて、ガラスがほとんどＵＶエネルギを吸収しない間にアルミニウムはその融点に熱せられる。６５９℃で溶けるアルミニウムは、ソーダ石灰ガラスについて使用される材料の好適な種類である。この記録は、空気中ではなく、アルミニウム溶接作業において使用されるような「還元性」雰囲気中において行われた。
【０１０６】
第４の実施の形態
本実施の形態では、図１４ａのガラス３００は、最初に、電気的に導電性のある薄い、透明層３０１でコーティングされる。この非常に薄い層は、図示されない。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）は、自身が吸収する約５〜１０％を除いた光を導電する可能性があり、インジウムスズ酸化物の加工は、平方フィートにつき５ドルのオーダーであり、高価である。２μ厚の層に対する一平方につき５０〜１００オームのＩＴＯ導電率は、この静電加工に必要とされるよりも高い。一平方につき１０+5オームの電気抵抗を有する導電ポリマーは、この静電加工に適切であり、それらのすべては図１４ａに示すように静電の接地面３０２を定められることを必要とされる。
【０１０７】
この場合、コーティングされたガラス３００は、それから最終の加熱によってリフローされたＲＧＢカラーモザイク３０４とともに撮像（imaged）される。プレートは、まだ作り出されていない黒い中間マトリックスを除いてもう完成されている。透明導電層は、図１４ａに示すようにエッジコンタクト３０６によって電気的に接地される。もう、全プレートでは、図１４ａに示す適切なコロナ発生装置３０８によってコロナが帯電させられる。導電性の下位の層は、カラーモザイクが帯電３１０を保つかなりの時間、換言すれば、モザイクに使用される樹脂上に依存する何千秒と同程度の時間、直ちに放電する。そのとき、部分的に仕上げられたカラーフィルタープレートは、図１４ｂに示すように、それ自身が静電印刷プレートである。それは、実質的には全てのデスクトップレーザプリンタにおいて行われる反転方式（すなわち、画像の帯電〔または、非帯電〕領域の現像）において、現像されることができる。
【０１０８】
示される実例では、モザイクは、陽電気で帯電させられるので、陽電荷３１２を有するトナーは、図１４ｃに示す非帯電領域を現像させる。この黒いトナーは、モザイク間に中間マトリックスを生成する。トナーが乾かされたあと、必要ならそれが加熱によってリフローされるが、リフローすることは、溶解されないトナーを適当に保持する微粒子層にトナーを残す良い理由となる。
【０１０９】
この実施の形態の主な効果のうちの１つは、黒い中間マトリックスの最終の印刷操作が「自己回復作用」の自己訂正であるということである。モザイクに欠損があるいかなる画像も、黒いトナーについては自動的に印刷された。迷光が通過する隙間をマトリクスおよびモザイク間に残さないようにミクロン許容範囲で整列させられなくてはならない黒い中間マトリクスのために、高精細度の印刷プレートは必要とされない。この自己修正特徴は、この実施形態の最も大きな効果のうちの１つである。
【０１１０】
本実施例における他の「自己印刷」実施例は、図１５ｄに示される。このガラスプレート＃３３０は、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）の表面板の中で代表的である。ガラスは、最初に、光学的対比を高めるための黒いクロム酸化物＃３３２、および蛍光体にぶつかる電子を接地するために導電する金属のクロム層＃３３４にコーティングされる。全てが互いに接続されたクロム指形小片の間の、ガラス面上のむきだしの隙間において蛍光体をコーティングすることが望まれている。蛍光体トナーに「自己印刷」するために、ガラスパネルは、電気的に接地したプレート＃３３６上に、クロム側を上げて配置される。ワイヤーまたは金属のプローブ＃３３８を使用することによって、電気的故障が起こる前の可能な限り高い高圧電源にそれを接続することによって、クロム層は、電極として動作させられる。液体トナーは、プレート上に注がれ、そして、フリンジ電界によって、むきだしのガラス領域上にトナー＃３４０が「現像」される。トナー粒子が陽電荷を持つ場合、正の電圧がクロム層に接続していなければならず、逆に、トナー粒子が陰電荷をもつ場合、負の電圧が接地されている必要がある。上述のとおり、クロム層における開いた領域の欠損は、「自己回復作用」方法においてそれらの上に付着されるトナーを有する。
【０１１１】
好適な実施の形態の実施例１
静電印刷プレートは、タスチンカルフォルニアのダイナケム社の製品、積層ダイナケム５０３８によって作られた。その製品は、０．００３インチ厚のフォトポリマー乾燥被膜レジスト材料であり、イリノイ、デスプレインズのローレンスとフレデリックから陽極処理がされた黒いアルミホイル（部品番号は、１１４５‐００３‐１４１９‐ＳＢ）である。積層は、ウエスタンマグナム製の業界標準の乾燥被膜ラミネート装置に行われた。ラミネーション工程から冷却した後に、プレートはネガ写真工具によって、公称露光レベル１００ミリジュール／ｃｍ2に露光された。
【０１１２】
プレートは、コロナ放電ユニットによって、公称画像電圧８００Ｖに帯電された。２秒後に、それ超えるトナーを注入することによってそれはガラス粒子液体トナーで現像された。透明な希釈剤（代表的にエクソン社のイソパＧ、Ｒ）は、背景粒子を洗い流すために使用された。１２５μ厚のスペーサは、プレートエッジに配置され、希釈剤で濡らされるガラスプレートは、スペーサの上に配置された。配慮は、印刷プレートとガラスプレートとの間の隙間に気泡が閉じ込められないことを保証するためにとられた。ネガコロナ帯電でガラスプレートの頂部を帯電するために同じコロナユニットが使用された。ガラスプレートは持ち上げられ、優秀なガラストナー画像はガラスプレートの底面に見いだされた。ガラスは、０．０９０インチ厚の標準ウィンドウガラス（ソーダ石灰フロートガラス）であった。
【０１１３】
好適な実施の形態の実施例２
実施例１のガラストナーは、ＵＳ＃３，９００，４１２号のコーセルによって教示される「オルガノゾル」工程によって準備された。オルガノゾル樹脂は、コーセルのつぎの方法でイソパＨ希釈剤に重合される。樹脂は、‐１℃のＴｇを持ち、コア-シェル比は４である。それは、学名ＪＢ８‐ｌ（アベカ社、ウッドベリー、Ｍｎ）と称された。トナーの中身は、次の通りだった。
【０１１４】
７５ｇｍガラス微粉、フェロー社、クリーブランド、オハイオ、
＃ＥＧ‐２０
３０‐ＶＥＧ
２５ｇｍ樹脂、ＪＢ８‐１
２ｇｍ  ＺｒＨｅｘＣｅｍ、ＯＭＧ  米国、クリーブランド、オハイオ、Ｐｒｏｄ．ｃｄ．９４９
３００ｇｍｓのイソパＬ（登録商標）、エクソン社
ディスパーマットＦ１０５（登録商標）において、ドイツのバイクグラダナー社製の垂直のビードミルで一時間処理された。加工は中速で行われた。結果として得られたトナーは、以下の特徴を持つ。
【０１１５】
粒径を意味する            １．２７ｍμ
トナー導電率              ９．９ピコｍｈｏ／ｃｍ
粒子移動度                ３．０６ ×  １０-16ｍ2／Ｖ・Ｓ
Ｚ（またはゼータ）電位    １４．７ｍｖ
ガラス粒子は、５．２の真マス密度を持ち、イソパＬ（登録商標）は０．８を持つ。したがって、トナーは実質的に１５〜３０分に沈降される。それは、手でトナー容器を適度に振動させることによって、うまくまとめることができる。
【０１１６】
好適な実施の形態の実施例３
実施例＃１は実施例＃２のトナーについて繰り返された。しかし、トナーはＣｒでコーティングされたガラスで運ばれた。７５ｍｍ×７５ｍｍ×１．２ｍｍのコーニング  ７０５９（登録商標）ガラスは、１００ｎｍから１５０ｎｍの純粋なクロムでスパッタコーティングされた。結果面は見事な輝きを持った。ガラス上のＣｒ面はイソパで湿らされ、この湿ったガラスは、現像される印刷プレート上のＰＥＴに配置される。Ｃｒ面はラブ電源１６００Ｖに接続された。良好なガラストナー画像は、Ｃｒがコーティングされたガラスに運ばれた。ＰＥＴスペーサは１２５μの厚みであった。
【０１１７】
好適な実施の形態の実施例４
触媒性のトナーは、以下の成分について準備された。
【０１１８】
２ｇｍのパラディオン微粉、オールドリッチ  ケミカル  ＃３２６６６‐６    １７ｇｍ  オルガゾノル樹脂  ＪＢ‐８‐１
１ｇｍのＺｒＨｅ×  Ｃｈｅｍ
１００ｇｍのイソパＬ
混合物は、垂直ビードミル内で２，０００のｒｐｍで１．５時間の間分散させた。結果として得られるトナーは、これらの測定された特徴を持つ。
【０１１９】
粒径を意味する            ０．３３３μ
導電率                    １６９ピコｍｈｏ／ｃｍ
トナーは、実施例１のプレートを使用して撮像され、ソーダ石灰ガラスプレートへ運ばれた。これらのプレートはそれから乾かされ、２３℃で１０分間の非電着性金属析出の銅槽（代表的に、シプレイ  ＣｕＰｏｓｉｔ（登録商標）３２８、シプレイ社、マールボロ  マサチューセッツ）に置く。有意な銅金属は、ガラス面に見ることができた。
【０１２０】
好適な実施の形態の実施例５
アルミニウム粉トナーは、以下の配合により準備された。
【０１２１】
７５ｇｍのアレックスＡｌ、アルゴニド社
２５ｇｍのオルガノゾル樹脂  ＪＢ‐８‐１
２ｇｍのＺｒＨｅ×  Ｃｈｅｍ
３５０ｇｍのイソパＬ
混合物は、垂直ビードミル内で１．５時間の間分散させた。結果として得られるトナーの仕様は、
粒径を意味する            ３０μ
移動度                    ６.９５×  １０-11ｍ2／ｖ・ｓ
導電率                    ４０ピコｍｈｏ／ｃｍ
ゼータ電位                ５，３１４ｍｖ
トナーは、実施例１のプレートに撮像され、同様のソーダ石灰ガラスに運ばれた。乾燥の後、それはカリフォルニア、ロックリンのインターバックのモデルＣＰ‐３５４５  ＲＴＰマシンの高速熱処理にかけられた。トナー、および、ガラスは、酸化しない大気中で５５０℃に予熱された。それは、ガラスではなく、アルミニウムトナーを熱した激しい紫外線に露光された。
【０１２２】
第４の好適な実施形態の実施例１
ソーダ石灰ガラスの厚み１．１ｍｍプレートは、黒いクロム（７５ｍｍ×１００ｍｍのソリッドパターンにおいて６０μから１３０μの蛍光体開口を有するクロム）の酸化によってパターン化される。プレートは、接地された銅プレート上にクロム面を上にして配置された。電気接触はクロム面で行われた。そして、電源は＋６，０００ボルトを供給した。破壊はされなかった。クロム面は、実施例＃２と同様にトナーを含んでいる蛍光体であふれた。相違点は、５０ｇの蛍光体、５０ｇのＪＢ８‐ｌという蛍光体と樹脂の等量であった。不必要な背景は、透明なイソパＧで洗い流された。プレートは、室温で空気乾燥された。良好な蛍光体トナー画像は、クロム触針の間の空いている空間に認められた。蛍光体トナーＮＰ‐１０５３Ａは、日亜化学工業株式会社、トカシマケン、日本から入手された。
【０１２３】
第１の好適な実施形態の実施例１
３８ミクロン厚のダイナケム５０３８のフォトポリマーからの印刷プレートは、１．５％重量濃度および２５ピコｍｈｏ／ｃｍの導電率のインジゴＥ‐１０００トナーで帯電され、作像される。１ｍｍ厚のコーニング７０５９のガラスは、２５ミクロン厚のスペーサでプレート上のＰＥＴ被膜上に位置された。ガラスとプレートの間のギャップは、純粋なイソパＧで満たされた。その導電率は、０．１５ピコｍｈｏ／ｃｍ未満である。電極は７０５９のガラスの上に配置され、印刷プレートのベースのグランドに対して＋１０ｋｖで励起した。転写電圧を１０分間保持した。
【０１２４】
ガラスはスチールに適用された転写電圧で動かされる。そして、トナーハ運ばれないことに注意する。これは、実際上ガラスを横っておよびギャップを少し横切るか横切らないで現れるすべての電圧は、トナーを運ばないことを示す。最初のトナーは、ガラスとギャップの間の電圧の容量性の分割（理論的には１０ｋｖまたは１２００ｖの約１２％）のためにガラスに運ばれるが、ギャップを横切る電圧が低下すると、トナーはプレートに後退移送される。
【０１２５】
第１の好適な実施形態の実施例２
第１の好適な実施形態の実施例１のプレートは、撮像されて、および、現像された。２×１０+12オーム・ｃｍの固有抵抗を有するエレクトロビーアガラスＥＬＣ‐７４０１は、５０ミクロン厚のＰＥＴスペーサに配置された。ガラスとプレートの間のギャップは、１２．４のピコｍｈｏ／ｃｍの導電率のインジゴ撮像剤を有するイソパＧで満たされる。４ｋｖの転写電圧は、３ｋｖまでそれを線形的に減らす間、エレクトロビーアガラスの上に５秒間与えられた。ガラスは、引き続き与えられている転写電圧が３ｋｖになると取り外された。
【０１２６】
非常に良好なエッジ明りょう度を有する優秀な画像がガラス上に見えた。その画像は、ギャップを満たすためにちょうど透明なイソパＧ（すなわち非常に低い導電率）を使用して構築される画像と同様に優れている。帯電すること、トナー粒子上で、より良い導電性があること、ギャップを満たす液体は、証明している。
【０１２７】
第１の好適な実施形態の実施例３
画像は、そのトナーを使用している第１の好適な実施形態の実施例１のプレートに形成された。２．２５ｍｍ厚のソーダ石灰フロートガラス（すなわち普通のウィンドウガラス）は、そのプレートの上の、５０ミクロンＰＥＴスペーサに配置された。２５ピコｍｈｏ／ｃｍの導電率のインジゴ撮像剤で処理されたイソパＧ導電率は、ガラスとプレートの間のギャップを満たすために使用された。５ｋｖの電圧に接続している電極は、プレートの上に配置された。そして、それは５秒間に３ｋｖまで減らされた。ガラスプレートは持ち上げられ、濃度不足の画像がガラスに見えた。有意なトナー量は、印刷プレート上で転写されずに残留した。ギャップ液体の導電率は、低い転写を引き起こす、ギャップを横切る有効な電圧を低下させる。
【０１２８】
透明なイソパＧの使用が良好である場合、エッジ明りょうさが悪くなるけれども、完全な転写が生じる。この適度な電気抵抗のガラス（１０+13オーム・ｃｍのオーダー）を有する、ギャップにおける導電性のイソパが、ギャップを横切る電圧を低下させ、不完全な転写の結果となっている。
【０１２９】
概略的には、本発明は以下を含む。非接触モードにおいて、商業上興味ある生産率で印刷することができる、液体静電トナーとして形成される機能性材料の比較的簡単な高歩どまり製造工程。この非接触の特徴は、平面でない面上あるいはリブの面のような一様なリリーフ面においての、あるものの印刷を許す。
【０１３０】
本発明は、その好適な実施の形態を参照して記載されたが、本発明は、その精神と目的から逸脱することなく、その装置および方法に多様な改良をすることが可能であることは認識されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の全体の機械的な概要を図示する。
【図２】  図２は、ドラム、および、ガラスの間のニップの詳細を図示する。
【図３】  図３ａ‐ｄは、静電印刷プレート、および、作像工程の４つのステップを図示する。
【図４】  図４ａ‐ｃは、静電印刷プレートの累進的な露光を図示する。図４ｄは、その厚さの４分の１を露光したプレートを図示する。
【図５】  図５ａ‐ｂは、静電印刷プレートの理想的な、および、代表的な電荷減衰硬化を図示する。
【図６】  図６ａ‐ｄは、複写機、および、静電プリンタに使用される４つの代表的なコロナ装置を図示する。
【図７】  図７ａ‐ｂは、スムースワイヤ、および、ピン部配列コロナユニットそれぞれのための印刷プレート電流対電圧を図示する。
【図８】  図８ａ‐ｂは、ディコロトロン、および、スコロトンそれぞれのためのプレート上での印刷プレート電流対電圧を図示する。
【図９】  図９は、プレート／ガラスレイアウトをその等価回路で図示する。
【図１０】  図１０ａ‐ｂは、転写ステップの間、印刷プレートに誘導される電気的変化を図示する。
【図１１】  図１１は、「フラット」から「フラット」への印刷装置の機械的な概要を図示する図示する。
【図１２】  図１２は、代表的なＡＣプラズマディスプレイパネルの断面を図示する。
【図１３】  図１３ａ‐ｃは、ＡＣプラズマディスプレイの重要な機能の製造における、製造ステップの詳細なシーケンスを図示する。
【図１４】  図１４ａ‐ｃは、カラーフィルタパネルの黒い中間マトリックスの「自己印刷」を図示する。
【図１５】  図１５ｄは、真空蛍光体前面パネルの自己印刷を図示する。
【図１】
0004469086.tif 000002
【図２】
0004469086.tif 000003
【図３】
0004469086.tif 000004
【図４】
0004469086.tif 000005
【図５】
0004469086.tif 000006
【図６】
0004469086.tif 000007
【図７】
0004469086.tif 000008
【図８】
0004469086.tif 000009
【図９】
0004469086.tif 000010
【図１０】
0004469086.tif 000011
【図１１】
0004469086.tif 000012
【図１２】
0004469086.tif 000013
【図１３】
0004469086.tif 000014
【図１４】
0004469086.tif 000015
【図１５】
0004469086.tif 000016