JP2001154477A - 原子イメージングプロセスのためのトナー荷電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリヤ粒子を使用しないで、イメージ現像
ゾーンに、荷電されたトナー粒子を供給するシステム及
び方法を提供する。 【解決手段】 本発明のトナー荷電装置は、荷電されて
いないトナー粒子の供給を貯蔵するためのチャンバ１４
０と、前記チャンバ１４０に対し移動可能であり、その
表面にトナー保持要素が形成されているグラビアロール
部材１１０と、前記グラビアロール部材１６０の表面上
に分散されたトナー粒子の量を制限するトナー計量ブレ
ード１３０と、グラビアロール部材１１０上の前には荷
電されていないトナー粒子を所望の電圧及び極性に荷電
するコロナ放電装置１５０と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は印刷装置及び印刷
機械用の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真印刷は、光伝導性部材
を実質的に均一な電位に荷電する工程を含む。これによ
り、光伝導性部材の表面の感光性が高められる。光伝導
性表面の荷電部分はその後、変調光源、あるいは再生さ
れるオリジナルの文書から反射された光のいずれかから
の光像に暴露される。これにより、静電潜像が、光伝導
性表面上に生成される。静電潜像が光伝導性表面上に生
成された後に、潜像が現像される。通常、２成分及び単
一成分現像液材料が使用されて、静電潜像が現像され
る。

【０００３】典型的な２成分現像液は、磁性キャリヤ顆
粒と、該磁性キャリヤ顆粒に摩擦電気的に付着するトナ
ー粒子と、を含む。対照的に、単一成分現像液材料は、
典型的には、トナー粒子のみを含む。トナー粒子は、光
伝導性表面上に記録された潜像に引きつけられ、光伝導
性表面上に現像されたイメージが形成される。現像され
たイメージは、その後、コピーシートに転写される。そ
の後、トナー粉末像は加熱され、トナー粉末像は永久的
にコピーシートに溶融定着される。

【０００４】現像システム内のトナー粒子を、最終的な
コピーページ上にトナー粒子が均一に分散されるよう
に、輸送するための１つの方法は、進行波を使用するも
のである。例えば、シュミドリン（Schmidlin）に付与
された米国特許第４，６４７，１７９号（この中で、全
体として引用され参照される）は、トナー粒子コンベヤ
ーの外周の周りに配置された導体の直線アレイに印加さ
れる３以上の位相の電圧を交番することにより進行波を
発生させる。この現像装置では、コンベヤーの周りのト
ナー粒子を移動させるための力Ｆは、ＱＥ_tに等しく、
式において、Ｑはトナー粒子上の電荷であり、Ｅ_tは導
体アレイに印加される多相交流電圧により与えられる接
線に沿って働く力である。

【０００５】磁気ブラシはトナー粒子をコンベヤーに供
給する。磁気ブラシは進行波と同じ方向に回転する。こ
れにより、トナー粒子に初期速度が与えられ、ずっと低
い電荷を有するトナー粒子が波によって十分推進され、
荷電光伝導体表面上に到達することができるようにな
る。

【０００６】所定の経路で荷電トナー粒子を輸送するた
めの他の装置が、モジャラディ（Mojarradi）らに付与
された米国特許第５，８９３，０１５号に開示されてい
る。この特許は、この中で、全体として引用され参照さ
れる。引用されている０１５特許は、所定の経路で、そ
の表面上の荷電粒子を移動させるように適合されたドナ
ー部材を含む。前記ドナー部材は、その外表面上に電極
アレイを含む。前記電極アレイは、実質的に、ドナー部
材の表面の幅にわたり延在している複数の間隔を空けて
配置された電極を含む。０１５特許はさらに、電極アレ
イに作用的に結合されている多相直流電圧源を開示して
いる。相は互いにシフトされ、ドナー部材の表面上の荷
電粒子を所定経路で移動させることができる電気力学的
波パターンが生成される。

【０００７】上記２成分現像システムの欠点としては、
一貫してトナー粒子濃度を制御することができないこ
と、トナー粒子とキャリヤ粒子との均一な混合物を提供
することができないこと、キャリヤのエージング問題、
トナー粒子をキャリヤ粒子に摩擦電気的に付着させる必
要性が挙げられる。さらに、２成分現像液材料のキャリ
ヤ粒子では、コピーページ上の最終的な像において、粒
状性、すなわちノイズが発生する。粒状性、すなわちノ
イズは、キャリヤ粒子のサイズに正比例する。

【０００８】単一成分現像液材料はトナー粒子のみを含
み、これらの問題の軽減に資する。さらに、得られた像
の粒状性は、単にトナー粒子の直径の関数となる。しか
しながら、単一成分現像液材料を使用する場合、トナー
粒子を正しく計量し、均一に荷電し、得られるコピーペ
ージ上にトナー粒子が均一に分散されるように効果的に
輸送することが困難になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】キャリヤ粒子を使用し
ないで、イメージ現像ゾーンに、荷電されたトナー粒子
を供給するシステム及び方法を提供する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のトナー荷電装置
は、荷電されていないトナー粒子の供給を貯蔵するため
のチャンバと、グラビア部材であって、該グラビア部材
は、前記チャンバに対し移動可能であり、前記グラビア
部材の表面に形成されたトナー保持要素を有する、グラ
ビア部材と、前記グラビア部材の表面上に分散されたト
ナー粒子の量を制限するトナー計量ブレードと、グラビ
ア部材上の前には荷電されていないトナー粒子を所望の
電圧及び極性に荷電するコロナ放電装置と、を備える。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明は、キャリヤ粒子を使用
しないで、荷電トナー粒子をイメージ現像ゾーンまで供
給する装置、システム及び方法を提供する。

【００１２】この発明は、荷電トナー粒子供給システム
においてトナー粒子濃度調整に対する必要性を排除する
装置、システム及び方法を別々に提供する。

【００１３】この発明は、実質的に簡略化された設計を
有する荷電トナー粒子供給システムを、別々に提供す
る。

【００１４】この発明は、キャリヤ添加混合問題、キャ
リヤエージング問題、キャリヤ摩擦調和必要性のない、
荷電トナー粒子供給システムを別々に提供する。

【００１５】この発明は、高品質な像を現像する際に、
より簡便性および許容範囲を大きくすることができる荷
電トナー粒子供給システムを、別々に提供する。

【００１６】この発明は、簡単で、経済的な単一成分現
像（ＳＣＤ）システム及びプロセスを提供する荷電粒子
供給システムを、別々に提供する。

【００１７】この発明の装置、システム、方法によれ
ば、この発明にかかる荷電トナー粒子供給システムの１
つの例示的な実施の形態では、グラビア（gravure）ロ
ール部材が使用される。この部材は、その表面上のカッ
プまたは溝内に含まれる荷電トナー粒子を荷電するよう
に適合されている。グラビアロール部材は、例えばウレ
タン、ポリカーボネート、セラミックなどにより形成さ
れた、緩和可能なコーティング層を有する導電性コアを
含む。

【００１８】緩和可能なコーティング層は、トナー荷電
期間中に、絶縁体として作用し、グラビアロール部材が
１サイクルの間に回転するにつれ獲得された電荷が散逸
される緩和時間を有する。様々な例示的な実施の形態に
おいて、緩和可能なコーティング層の厚さは、トナー粒
子直径の約５倍よりも大きい。この厚さでは、個々のト
ナー粒子の極性および電荷値を決定する主因子は、トナ
ー粒子直径よりもむしろ、緩和層となる。

【００１９】グラビアロール部材はまた、例えば、溝や
カップなどのトナー保持要素を、その外表面上に有す
る。様々な例示的な実施の形態においては、トナー保持
要素は、トナー粒子直径の３倍よりは小さい深さを有す
る。これにより、トナー荷電工程中のトナー粒子のシャ
ドウイングが最小に抑えられる。様々な例示的な実施の
形態においては、トナー保持部材は、トナー粒子の直径
の約２倍の深さを有する。

【００２０】この発明の他の例示的な実施の形態は、荷
電していないトナー粒子を含む現像液材料の供給を貯蔵
するチャンバと、イメージ表面から離して配置され、イ
メージング表面と反対の領域にグラビアロール部材の表
面上のトナー粒子を輸送するように適合された上記グラ
ビアロール部材と、を含むイメージング表面上に記録さ
れた潜像を現像する装置を含む。

【００２１】この発明の他の例示的な実施の形態は、光
伝導性部材のイメージング表面上に記録された静電潜像
を現像し、可視像を形成する電子写真像形成装置を含
む。電子写真像形成装置は、現像液材料の供給を貯蔵す
るチャンバを規定するハウジングと、像表面から離して
配置された上記グラビアロール部材と、を含む。現像液
材料は、荷電されていないトナー粒子を含む。グラビア
ロール部材は、その表面上のトナー粒子をイメージング
表面と反対の領域まで輸送するように適合される。

【００２２】この発明のこれらの特徴、他の特徴及び利
点は、この発明のシステム及び方法の様々な例示的な実
施の形態の以下の詳細な説明において示され、あるいは
明らかにされる。

【００２３】この発明の様々な例示的な実施の形態につ
いて、以下の図面を用いて詳細に説明する。

【００２４】簡単かつ明確にするために、本発明にかか
るトナー荷電システムの動作原理、設計因子、及びレイ
アウトについて、図１，３，４において示されるよう
に、この発明にかかるトナー荷電システムの３つの例示
的な実施の形態に関し説明する。トナー荷電システムの
動作の基本的な説明は、この発明のトナー荷電システム
において使用される構成要素の理解及び設計に適用でき
る。

【００２５】図１は、この発明にかかるグラビアロール
１１０の第１の例示的な実施の形態を示したものであ
る。図１に示されるように、トナー荷電システム１００
の第１の例示的な実施の形態は、グラビアロール部材１
１０を含み、この部材は回転できるようにハウジング１
２０に連結されている。トナー計量ブレード１３０は、
ハウジング１２０に取付けられており、チャンバ１４０
を規定する。チャンバ１４０は、荷電されていないトナ
ー粒子の供給を貯蔵する。コロナ放電装置１５０がグラ
ビアロール部材１１０に隣接して載置される。コロナ放
電装置１５０は、荷電されていないトナー粒子を所望の
電位及び極性に荷電する。グラビアロール部材１１０
は、進行静電波コンベヤ１６０に隣接して配置される。
光受容体１７０は、進行静電波コンベヤ１６０に隣接し
て配置される。上述したコロナ放電装置の代わりに、他
の周知のトナー荷電装置あるいは最近開発されたトナー
荷電装置のいずれも使用することができることは認識さ
れるべきである。

【００２６】様々な例示的な実施の形態においては、グ
ラビアロール部材１１０は、進行静電波コンベヤ１６０
の０．００５インチ（０．０１ｃｍ）から０．０５０イ
ンチ（０．１２ｃｍ）上に載置される。様々な例示的な
実施の形態では、光受容体１７０は、進行静電波コンベ
ヤ１６０の０．００５インチ（０．０１ｃｍ）から０．
０５０インチ（０．１２ｃｍ）上に載置される。光受容
体１７０は、グラビアロール部材１１０から離されて配
置される。グラビアロール部材１１０は、進行静電波コ
ンベヤ１６０の動く方向と「同じ」あるいは「反対」の
方向に回転させることができる。同様に、進行静電波コ
ンベヤ１６０上のトナー粒子は、光受容体１０の動く方
向と「同じ」あるいは「反対」の方向に進行することが
できる。

【００２７】図２は、より詳細にグラビアロール部材１
１０の１つの例示的な実施の形態を示したものである。
図２に示されるように、様々な例示的な実施の形態にお
いては、グラビアロール部材１１０は、緩和可能なコー
ティング層１１４と１以上のトナー保持要素１１６とを
有する導電性コア１１２を含む。様々な例示的な実施の
形態では、緩和可能なコーティング層１１４は、ポリウ
レタン、ポリカーボネート、セラミック、などののうち
の１つ以上から形成される。緩和可能なコーティング層
１１４は、グラビアロール部材１１０が回転するに伴
い、獲得された電荷を散逸させることができる緩和時間
を有する。緩和可能なコーティング層１１４はまた、ト
ナー荷電期間中に絶縁体として作用する。

【００２８】さらに、幾つかの例示的な実施の形態で
は、緩和可能なコーティング層１１４は、トナー粒子直
径の５倍より大きな厚さを有する。緩和可能なコーティ
ング層１１４が、トナー粒子直径の５倍より大きな厚さ
を有すると、個々のトナー粒子の極性及び／または電位
を決定する主因子はトナー粒子直径ではなく、緩和層と
なる。

【００２９】トナー保持要素１１６は、グラビアロール
部材１１０の外表面上に形成される。様々な例示的な実
施の形態においては、トナー保持要素１１６は溝、カッ
プまたはトナー粒子を保持することができる他の周知の
形状あるいは最近開発された形状である。様々な例示的
な実施の形態においては、トナー保持要素１１６はトナ
ー粒子直径の３倍よりも小さな深さを有する。他の例示
的な実施の形態では、トナー保持要素１１６はトナー粒
子の直径の２倍である。この深さのトナー保持要素１１
６を使用すると、トナーが荷電される際のトナー粒子の
シャドウイングが最小に抑えられる。様々な実施の形態
においては、トナー保持要素１１６はグラビアロール部
材１１０の回転軸に対し６０°から８５°の間に配列さ
れる。この角度範囲内のトナー保持要素１１６を使用す
ると、トナー粒子がトナー保持要素１１６内に装填され
る際のトナー粒子の衝突及び滑りが最小に抑えられる。

【００３０】他の例示的な実施の形態では、トナー保持
要素１１６は、少なくとも２組の溝を含む。少なくとも
２組の溝は、隣合う溝の各対間に、隆起させた領域、あ
るいは島、が生成されるように配列される。溝間のこれ
らの隆起された領域は、グラビアロール１１０の表面上
の均一の高さのところに、トナー計量ブレード１３０を
維持している。

【００３１】図１について説明する。トナー荷電システ
ム１００の動作中、グラビアロール部材１１０が回転す
るにつれ、チャンバ１４０内の荷電されていないトナー
粒子が、重力により、グラビアロール部材１１０の表面
上のトナー保持要素１１６中に装填される。重力によ
り、グラビアロール表面に関し、垂直な力がトナー粒子
上に加えられることに注意すべきである。重力の垂直な
力により、グラビアロール部材１１０の表面上及び付近
のトナー粒子が、グラビアロール部材１１０の表面と共
に移動することができる。グラビアロール部材１１０の
表面上及び付近の荷電されていないトナー粒子が移動す
ると、グラビアロール部材１１０の下半分上に配置され
たトナー計量ブレード１３０により、荷電されていない
トナー粒子がグラビアロール部材１１０の溝中に装填さ
れることが可能となる。

【００３２】様々な実施の形態において、トナー軽量ブ
レード１３０は、トナー粒子の移動を阻止し、トナー粒
子をグラビアロール部材１１０の表面上のトナー保持要
素１１６中に押し入れる。このように、トナー計量ブレ
ード１３０により、確実に、トナー保持要素１１６は、
重力の助けなしで、トナー粒子で充填される。

【００３３】グラビアロール部材１１０が回転し続ける
と、トナー計量ブレード１３０はグラビアロール部材１
１０の表面から過剰なトナー粒子を除去する。これによ
り、グラビアロール部材１１０の表面上には計量された
量のトナーが残されることとなる。様々な例示的な実施
の形態において、トナー計量ブレード１３０は、グラビ
アロールの表面上のトナー粒子の量を減少させ、トナー
保持要素１１６の深さのみを、直接基本とする量とす
る。

【００３４】グラビアロール部材１１０が回転し続ける
と、トナー保持要素１１６内の荷電されていないトナー
粒子は、コロナ放電装置１５０を通りすぎて進行する。
コロナ放電装置１５０はトナー保持要素１１６内に保持
されているトナー粒子を、所望の電位及び極性に荷電す
る。緩和可能なコーティング層１１４は、このトナー荷
電期間中、導電性コア１１２とトナー粒子間の絶縁体と
して作用する。

【００３５】いったんトナー粒子が所望の極性の所望の
量の電荷を受け取ると、荷電トナー粒子は静電的に進行
静電波コンベヤ１６０に転写される。荷電トナー粒子は
グラビアロール部材１１０の表面を離れると、緩和可能
なコーティング層１１４により、このグラビアロールサ
イクル中にグラビアロール部材１００の表面上の緩和可
能なコーティング層１１４により獲得された電荷が散逸
される。

【００３６】その後、荷電トナー粒子は、進行静電波コ
ンベヤ１６０を介して、イメージ形成光受容体１７０ま
で輸送される。荷電トナー粒子は、進行静電波コンベヤ
１６０からイメージ形成光受容体１７０に静電的に転写
される。その後、光受容体１７０は回転し、その光受容
体１７０上の現像された静電イメージをイメージ転写／
現像ゾーンまで移動させ、そこで、荷電トナー粒子によ
り形成された現像イメージが静電的にコピーシート１８
０に転写される。その後、トナー粒子は永久的にコピー
シート１８０に溶融固着され、出力イメージが形成され
る。

【００３７】連続する静電潜像が現像されるに伴い、チ
ャンバ１４０内の荷電されていないトナー粒子が、望ま
しくないレベルまで消耗される。トナーディスペンサー
（図示せず）はトナー粒子の供給を貯蔵する。トナーデ
ィスペンサーはハウジング１２０のチャンバ１４０とつ
ながっている。チャンバ１４０中のトナー粒子のレベル
が減少すると、新たなトナー粒子がトナーディスペンサ
ーから供給される。そのため、実質的に一貫した量のト
ナー粒子がチャンバ１４０内で維持される。

【００３８】図３は、トナー荷電システム２００の第２
の例示的な実施の形態を示したものである。図３に示さ
れるように、第２の例示的なトナー荷電システム２００
は、ハウジング２２０に回転可能なように連結されたグ
ラビアロール部材２１０を含む。ハウジング２２０は、
取付けられた「フラップ／チェックバルブ」トナーシー
ル２２２，２２４と、現像液ロール部材調整ドクターブ
レード２２６とトナー計量ブレード２３０とを含み、こ
れらは共にチャンバ２４０を規定する。チャンバ２４０
は、荷電されていないトナー粒子の供給を貯蔵する。コ
ロナ放電装置２５０は、グラビアロール部材２１０に隣
接して載置される。コロナ放電２５０は、これまで荷電
されていないトナー粒子を、所望の電位および極性に荷
電する。

【００３９】グラビアロール部材２１０は、現像液ロー
ル部材２９０に隣接して配置される。様々な例示的な実
施の形態では、グラビアロール部材２１０は、該グラビ
アロール部材２１０と現像液ロール部材２９０との間の
間隔が、グラビアロール保持要素周期（ピリオド：peri
od）よりも大きくなるように載置される。これにより、
グラビアパターンが現像液ロール部材２９０上の転写ト
ナー粒子上に生成されない可能性が改善される。いくつ
かの例示的な実施の形態では、グラビアロール保持要素
周期は、約０．００５インチ（０．０１ｃｍ）から０．
０５インチ（０．１２ｃｍ）である。グラビアロール部
材２１０と現像液ロール部材２９０との間の間隔がグラ
ビアロール保持要素周期より大きいと、より均一なトナ
ー層を形成させることができる。

【００４０】グラビアロール部材２１０は、現像液ロー
ル部材２９０の移動方向と「同じ」あるいは「反対の」
方向のいずれかの方向で回転させることができる。光受
容体２７０は、接線に沿って、現像液ロール部材２９０
を通りすぎて移動する。現像液ロール部材２９０は、光
受容体２７０の移動方向と「同じ」あるいは「反対の」
方向のいずれかの方向で回転させることができる。グラ
ビアロール部材２１０は、導電性コア１１２と、緩和可
能なコーティング層１１４と、図２により以上で説明し
たトナー保持要素１１６と、を含む。

【００４１】様々な実施の形態では、現像液ロール部材
２９０は、ブレード洗浄可能な緩和可能なコーティング
を備えた伝導性ロールを含む。さまざまな例示的な実施
の形態では、ブレード洗浄可能な緩和可能なコーティン
グはセラミック材料で形成される。緩和可能なコーティ
ング層は、現像液ロール部材２９０が回転すると、獲得
された電荷が散逸される緩和時間を有する。

【００４２】トナー荷電システム２００の動作中、グラ
ビアロール部材２１０が回転すると、チャンバ２４０内
の荷電されていないトナー粒子は、グラビアロール部材
２１０の表面上のトナー保持要素１１６上に重力により
装填される。グラビアロール２１０が回転し続けると、
トナー計量ブレード２３０は、グラビアロール部材２１
から過剰のトナー粒子を除去し、グラビアロール部材２
１０の表面上に計量した量のトナーが残される。

【００４３】図１及び２について以上で説明したよう
に、トナー計量ブレード２３０は、トナー保持要素１１
６の深さを基に、グラビアロール部材２１０の表面上の
トナー粒子の量を減少させる。

【００４４】グラビアロール部材２１０が回転し続ける
と、トナー保持要素１１６内の荷電されていないトナー
粒子はコロナ放電装置２５０の前を通過して進行し、コ
ロナ放電装置２５０は、トナー保持要素１１６内に保持
されているトナー粒子を、所望の電位及び極性に荷電す
る。緩和可能なコーティング層１１４は、このトナー荷
電期間中、導電性コア１１２とトナー粒子間の絶縁体と
して作用する。

【００４５】グラビアロール部材２１０が回転し続ける
と、トナー保持要素１１６内の荷電トナー粒子は静電的
に現像液ロール部材２９０に転写される。その現像液ロ
ール部材２９０は、グラビアロール部材２１０の回転方
向とは反対の方向に回転している。トナー粒子は、直流
電流によりバイアスされた交流電位をグラビアロール部
材２１０または現像液ロール部材２９０に印加すること
により、転写ゾーン２９２内で静電的に転写される。荷
電トナー粒子がグラビアロール部材２１０の表面を離れ
ると、緩和可能なコーティング層１１４により、このグ
ラビアロールサイクル中にグラビアロール部材２１０の
表面上で獲得された電荷が散逸する。

【００４６】その後、荷電トナー粒子は、回転する現像
液ロール部材２９０により、イメージ形成光受容体２７
０に向かって輸送される。中間の転写ゾーン２７２にお
いて、荷電トナー粒子は、現像液ロール部材２９０から
光受容体２７０に静電的に転写される。この光受容体２
７０は、現像液ロール部材２９０の回転方向と接線の方
向に移動している。また、トナー粒子は、直流電流によ
りバイアスされた交流電位を現像液ロール部材２９０あ
るいは光受容体２７０のいずれかに印加することによ
り、中間転写ゾーン２７２内で静電的に転写される。

【００４７】荷電トナー粒子が現像液ロール部材２９０
の表面を離れると、現像液ロール部材２９０のブレード
洗浄可能な緩和可能なコーティング層により、この転写
サイクル中に現像液ロール部材２９０の表面上で獲得さ
れた電荷は散逸する。現像液ロール部材２９０が回転し
続けると、現像液ロール部材２９０上に残された現像さ
れていない、残りのトナー粒子は、現像液ロール部材調
整ドクターブレード２２６により、現像液ロール部材２
９０のブレード洗浄可能な緩和可能なコーティングか
ら、除去され、チャンバ２４０に戻される。

【００４８】現像された光受容体２７０はその後、現像
された像をイメージ転写ゾーン（図示せず）内まで輸送
する。このイメージ転写ゾーンでは、現像された像の荷
電トナー粒子が、コピーシートに静電的に転写され、永
久的にコピーシートに溶融固着される。

【００４９】連続する静電線像が現像されるにつれ、チ
ャンバ２４０内の荷電されていないトナー粒子が、望ま
しくないレベルまで消耗される。トナーディスペンサー
（図示せず）は、トナー粒子の供給を貯蔵する。トナー
ディスペンサーは、ハウジング２２０のチャンバ２４０
とつながっている。チャンバ２４０内のトナー粒子のレ
ベルが減少すると、新たなトナー粒子がトナーディスペ
ンサーから移される。そのため、実質的に一貫した量の
トナー粒子がハウジング２２０のチャンバ２４０内に維
持される。

【００５０】図４は、トナー荷電システム３００の第３
の例示的な実施の形態を示したものである。図４に示さ
れるように、トナー荷電システム３００は、ハウジング
３２０に回転可能なように連結されたグラビアロール部
材３１０を含む。ハウジング３２０は、取付けられた
「フラップ／チェックバルブ」トナーシール３２２と、
調整ドクターブレード３２６とトナー計量ブレード３３
０とを含み、これらは共にチャンバ３４０を規定する。
チャンバ３４０は、荷電されていないトナー粒子の供給
を貯蔵する。トナー浄化／分配ブラシ３２８がチャンバ
３４０内に備えられる。トナー浄化／分配ブラシ３２８
は、グラビアロール部材３１０の表面を清浄にする。い
くつかの例示的な実施の形態では、トナー浄化／分配ブ
ラシ３２８は、グラビアロール部材３１０または現像液
ロール部材３９０のいずれかからチャンバ３４０に戻さ
れた荷電トナー粒子を放出する。コロナ放電装置３５０
は、グラビアロール部材３１０に隣接して載置される。
コロナ放電３５０は、これまで荷電されていないトナー
粒子を、所望の電位および極性に荷電する。

【００５１】グラビアロール部材３１０は、図２につい
て以上で説明したように、導電性コア１１２と、緩和可
能なコーティング層１１４と、トナー保持要素１１６と
を含む。

【００５２】グラビアロール部材３１０は、現像液ロー
ル部材３９０に隣接して配置される。様々な例示的な実
施の形態では、グラビアロール部材３１０は、該グラビ
アロール部材３１０と現像液ロール部材３９０との間の
間隔が、グラビアロール保持要素周期よりも大きくなる
ように載置される。これにより、グラビアパターンが現
像液ロール部材３９０上の転写トナー粒子上に存在しな
い可能性が改善される。いくつかの例示的な実施の形態
では、グラビアロール保持要素周期は、約０．００５イ
ンチ（０．０１ｃｍ）から０．０５インチ（０．１２ｃ
ｍ）である。グラビアロール部材３１０と現像液ロール
部材３９０との間の間隔がグラビアロール保持要素周期
より小さいと、均一なトナー層を形成させることができ
る。

【００５３】グラビアロール部材３１０は、現像液ロー
ル部材３９０の移動方向と「同じ」あるいは「反対の」
方向のいずれかの方向で回転することができる。第２の
コロナ放電装置３９５が現像液ロール部材３９０と隣接
して載置される。第２のコロナ放電装置３９５は荷電ト
ナー粒子の電位及び極性を最適化する。幾つかの例示的
な実施の形態では、第２のコロナ放電装置３９５は、現
像液ロール部材３９０上の一番上のトナー粒子上のトナ
ー荷電分布を狭くする。光受容体３７０は、接線に沿っ
て、現像液ロール部材３９０を通りすぎて移動する。現
像液ロール部材３９０は、光受容体３７０の移動方向と
「同じ」あるいは「反対の」方向のいずれかの方向で回
転することができる。

【００５４】様々な実施の形態では、現像液ロール部材
３９０は、ブレード洗浄可能な緩和可能なコーティング
を備えた伝導ロールを含む。さまざまな例示的な実施の
形態では、ブレード洗浄可能な緩和可能なコーティング
はセラミック材料で形成される。緩和可能なコーティン
グ層は、現像液ロール部材３９０が回転するにつれ、獲
得された電荷が散逸される緩和時間を有する。

【００５５】トナー荷電システム３００の動作中、グラ
ビアロール部材３１０が回転すると、チャンバ３４０内
の荷電されていないトナー粒子は、グラビアロール部材
３１０の表面上のトナー保持要素１１６内に重力により
装填される。グラビアロール３１０が回転し続けると、
トナー計量ブレード３３０は、グラビアロール部材３１
０から過剰のトナー粒子を除去し、グラビアロール部材
３１０の表面上に計量した量のトナーが残される。図１
及び２について以上で説明したように、トナー計量ブレ
ード３３０は、トナー保持要素１１６の深さを基に、グ
ラビアロール部材３１０の表面上のトナー粒子の量を減
少させる。

【００５６】グラビアロール部材３１０が回転し続ける
と、トナー保持要素１１６内の荷電されていないトナー
粒子はコロナ放電装置３５０の前を通過して進行する。
コロナ放電装置３５０は、トナー保持要素１１６内に保
持されているトナー粒子を、所望の電位及び極性に荷電
する。緩和可能なコーティング層１１４は、このトナー
荷電期間中、導電性コア１１２とトナー粒子間の絶縁体
として作用する。

【００５７】グラビアロール部材３１０が回転し続ける
と、トナー保持要素１１６内の荷電トナー粒子はグラビ
アロール部材３１０から静電的に現像液ロール部材３９
０に転写される。その現像液ロール部材３９０は、グラ
ビアロール部材２１０の回転方向と同じ方向に回転して
いる。トナー粒子は、直流電流でバイアスされた交流電
位をグラビアロール部材３１０または現像液ロール部材
３９０に印加することにより、転写ゾーン２９２内で静
電的に転写される。荷電トナー粒子がグラビアロール部
材３１０の表面を離れると、緩和可能なコーティング層
１１４により、このグラビアロールサイクル中にグラビ
アロール部材２１０の表面上で獲得された電荷が散逸す
る。

【００５８】現像液ロール部材３９０が回転し続けるに
つれ、現像液ロール部材３９０の表面上の荷電トナー粒
子は、第２のコロナ放電装置３９５を通過して進行す
る。第２のコロナ放電装置３９５は、荷電トナー粒子の
電位及び極性を最適化する。様々な例示的な実施の形態
では、第２のコロナ放電装置３９５により、現像液ロー
ル部材３９０上の一番上のトナー粒子上のトナー電荷分
布が狭くなる。

【００５９】その後、荷電トナー粒子は、回転する現像
液ロール部材３９０により、イメージ形成光受容体３７
０に向かって輸送される。中間の転写ゾーン３７２にお
いて、荷電トナー粒子は、現像液ロール部材３９０から
光受容体３７０に静電的に転写される。この光受容体３
７０は、現像液ロール部材３９０の回転方向と接線の方
向に移動している。また、トナー粒子は、直流電流にバ
イアスされた交流電位を現像液ロール部材３９０あるい
は光受容体３７０のいずれかに印加することにより、静
電的に転写される。荷電トナー粒子が現像液ロール部材
３９０の表面を離れると、現像液ロール部材３９０のブ
レード洗浄可能な緩和可能なコーティング層により、こ
の転写サイクル中に現像液ロール部材３９０の表面上に
獲得された電荷は散逸する。現像液ロール部材３９０が
回転し続けると、現像液ロール部材３９０上に残された
現像されていない、残りのトナー粒子は、現像液ロール
部材調整ドクターブレード３２６により、現像液ロール
部材３９０のブレード洗浄可能な緩和可能なコーティン
グから、除去され、チャンバ３４０に戻される。

【００６０】現像された光受容体３７０はその後、現像
された像をイメージ転写ゾーン（図示せず）内まで輸送
する。このイメージ転写ゾーンでは、現像された像の荷
電トナー粒子は、コピーシートに静電的に転写され、永
久的にコピーシートに溶融固着される。

【００６１】連続する静電線像が現像されるにつれ、チ
ャンバ３４０内の荷電されていないトナー粒子が、望ま
しくないレベルまで消耗される。トナーディスペンサー
（図示せず）は、トナー粒子の供給を貯蔵する。トナー
ディスペンサーは、ハウジング３２０のチャンバ３４０
とつながっている。チャンバ３４０内のトナー粒子のレ
ベルが減少すると、新たなトナー粒子がトナーディスペ
ンサーから供給される。そのため、実質的に一貫した量
のトナー粒子がハウジング３２０のチャンバ３４０内に
維持される。

【００６２】前述した様々な例示的な実施の形態では、
例えば、荷電トナー粒子は、グラビアロール部材から、
進行静電波コンベヤまたは現像液ロール部材のいずれか
に、静電的に転写される。その代わりに、荷電トナー粒
子は、グラビアロール部材から、引用されている０１５
特許において開示されているようなｄｃ進行波を使用す
るフレキシブルなドナーベルトに、静電的に転写される
ことができる。

【００６３】以上で開示したコロナ放電装置の代わり
に、周知の、あるいは最近開発されたトナー荷電装置を
使用することができることは、認識されるべきである。

【００６４】さらに、この中で開示したトナー荷電シス
テムは、グラビアロール部材に関して説明されている。
しかしながら、周知のあるいは最近開発されたグラビア
部材、例えばグラビアベルト部材が挙げられるがこれに
限られない、を改良して、この中で説明されているトナ
ー荷電システム及び方法を組み入れることができること
は、認識すべきである。

【００６５】さらに、この中で開示しているトナー荷電
システムは、単色電子写真マーキングプロセス内で説明
されている。しかしながら、粉末トナーを使用する周知
のあるいは最近開発されたイメージ形成システムを改良
して、この中で説明しているトナー荷電システム及び方
法を組み入れることができることは、認識すべきであ
る。

【００６６】この発明について、以上で概略を説明した
例示的な実施の形態を用いて説明してきたが、当業者に
は多くの置換、改良、変換が明らかであることは明白で
ある。したがって、この発明の例示的な説明について、
以上で示してきたが、それらは実例であり、限定するも
のではない。この発明の精神及び範囲内であれば、様々
な変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるトナー荷電システムの第１の
例示的な実施の形態の側面図である。

【図２】 本発明にかかるグラビアロール部材の１つの
例示的な実施の形態の表面の断面図である。

【図３】 本発明にかかるトナー荷電システムの第２の
例示的な実施の形態の側面図である。

【図４】 本発明にかかるトナー荷電システムの第３の
例示的な実施の形態の側面図である。

【符号の説明】

１００ トナー荷電システム、１１０ グラビアロール
部材、１２０ ハウジング、１３０ トナー計量ブレー
ド、１４０ チャンバ、１５０ コロナ放電装置、１６
０ 進行静電波コンベヤ、１７０ 光受容体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電されていないトナー粒子の供給を貯
   蔵するためのチャンバと、 前記チャンバに対し移動可能であり、その表面にトナー
   保持要素が形成されているグラビア部材と、 前記グラビア部材の表面上に分散されたトナー粒子の量
   を制限するトナー計量ブレードと、 グラビア部材上にある予め荷電されていないトナー粒子
   を所望の電圧及び極性に荷電するコロナ放電装置と、 を備えるトナー荷電装置。