JPH11249394A - 潜像を現像するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電写真式複写および印刷においてより効率
のよい静電潜像の現像方法を提供する。 【解決手段】 トナー供給装置５０によりトナー層支持
部材１０上にトナー層５８を塗着する。帯電装置６０に
より、トナー支持部材１０上のトナー層５８の近傍で選
択的放電を起こして該トナー層５８を選択的に帯電さ
せ、トナー層５８中に静電潜像を形成させる。画像分離
器２０により、トナー層５８の一部を静電潜像に従って
選択的に分離して、トナー層５８中に形成された静電潜
像に対応する現像画像をトナー支持部材１０又は画像分
離器２０の表面上に形成する。この現像画像を紙などに
転写することにより、出力文書が得られる。

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、静電潜像の形成
と現像に関し、特にトナーすなわちマーキング粒子を含
む現像剤層中に静電潜像を形成する装置と方法に関す
る。前記潜像の形成は、該層に選択的に帯電電位を加え
ることにより画像形状に従って帯電したトナー層を形成
することにより行われる。前記トナー層内に描き込まれ
た潜像に従って該トナー層の一部が選択的に分離および
転写されて、出力現像画像が作製される。

【０００２】

【従来の技術】一般に静電写真式複写および印刷の工程
においては、先ず電荷受容性画像形成部材が元の入力文
書または画像信号に従って選択的に帯電および（あるい
は）除電され、それによって該画像形成部材上に静電潜
像が形成される。次にこの潜像が可視像に現像される。
この現像処理は、帯電した現像剤を潜像を担持した部材
表面に塗着する処理によって行われる。この処理におい
て現像剤中の帯電粒子は潜像中の画像領域に引き寄せら
れ、さらに該領域に付着する。前記現像剤は粉末状また
は液状のものである。粉末現像剤は通常、キャリア粒子
を含み、このキャリア粒子にマーキングすなわちトナー
粒子が摩擦電気で付着している。また液体現像剤（いわ
ゆる液体トナー）は通常液体キャリアを含み、この液体
中に着色されたマーキング粒子（すなわちいわゆるトナ
ー固形分）および必要に応じて帯電調整剤が、分散およ
び（あるいは）溶解される。使用される現像剤の種類に
かかわらず、上記一般的な方法においては、現像剤中の
トナーすなわちマーキング粒子は均一に帯電された後、
静電気あるいは電気泳動によって潜像に引き寄せられ、
それによって画像形成部材上で潜像に対応した可視現像
画像が形成される。次いでこの現像画像が、直接あるい
は間接的に、画像形成部材から紙などの複写サブストレ
ート（すなわちその上に画像が形成される媒体）に転写
されて「ハードコピー」出力文書が作製される。工程の
最終段階で画像形成部材は清掃され、後続の画像形成サ
イクルに備えて該部材から電荷および（あるいは）残留
現像剤が全て除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上、従来の典型的な
静電写真式複写および印刷の工程を説明したが、より効
率のよい静電潜像の現像方法が要望されている。本発明
は、効率の良い静電潜像の現像のための技術を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】まとめると、本発明は、
静電潜像が画像形成部材ではなく現像材の層に直接形成
される静電写真式画像形成装置について検討したもので
ある。シンプルな例としては、本発明は、現像剤層中に
帯電電位の異なる画像領域と非画像領域とを含んだ静電
潜像を形成するシステムを含む画像現像装置として定義
される。現像剤層中に形成された潜像は、その後可視像
に現像される。この現像処理は、潜像を担持した現像剤
層の一部を該現像剤中に描き込まれた潜像に従って選択
的に分離することで行われる。

【０００５】特定の態様として、本発明により新規な静
電写真式画像形成方法が提供される。この方法では、現
像剤層中に帯電種（ｃｈａｒｇｅ ｓｐｅｃｉｅｓ）を
画像形状に従って付与することによって、マーキング材
すなわちトナー粒子の層が画像形状に従って選択的に帯
電される。現像剤層中への画像形状に従った帯電種の付
与処理は、イオノグラフィ分野で周知の選択的な制御が
可能な各種帯電装置を用いて行われ、この種の帯電装置
として、集束イオン流の生成が可能な装置、あるいは制
御されたプラズマ放電またはイオンもしくは電子の発生
が可能な各装置がある。すなわち、本発明は選択的な制
御が可能な帯電装置を用いて、それにより電荷または帯
電種を選択的かつ直接にマーキング材すなわちトナー粒
子層に付与するものである。この後上記電荷または帯電
種はマーキング材すなわちトナー粒子に捕獲され、その
結果マーキング材すなわちトナー粒子が画像形状で帯電
されて、マーキング材すなわちトナー粒子自体が潜像の
担持体になる。次いで潜像を担持したトナー層が、トナ
ー層中の画像領域を選択的に分離して直接または間接的
に複写サブストレートに転写することにより現像され、
出力文書が作成される。

【０００６】本発明の一つの態様では、画像形成装置
は、マーキング材層を支持する支持面を含む支持部材、
マーキング材を前記支持部材表面に塗着して該表面上に
マーキング材層を形成させるマーキング材供給装置、帯
電種を画像パターンに従って選択的にマーキング材層に
付与してマーキング材層中に静電潜像を形成させる帯電
源であって、前記静電潜像は第一の帯電電圧で規定され
る画像領域と第一の帯電電圧と異なる第二の帯電電圧で
規定される非画像領域を含むものである帯電源、および
マーキング材層の一部を該マーキング材層中の潜像に従
って選択的に分離して現像画像を生成させるセパレータ
部材を含む。

【０００７】上記その他の本発明の特徴は、添付図面を
参照した以下の説明により明らかにされる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の特徴を分かり易くするた
めに、各図面に付した参照数字は、同一あるいは類似の
部品については全て同じ参照数字で表した。最初に、図
１を参照して、本発明に係る、潜像を担持したトナー層
の画像形状でのトナー層帯電および選択的な分離を行う
ための装置及び方法について説明する。代表的な実施形
態を用いて本発明の説明を行うが、本発明は種々の複写
および印刷システムに適用可能なものであることは明ら
かであり、本発明をこの明細書で説明する特定の実施形
態に限定するものではない。むしろ、以下の説明は、特
許請求の範囲にて規定される本発明の範囲に含まれるあ
らゆる代替や変形、均等物を包含することを意図したも
のであると理解されたい。

【０００９】図１に本発明に係る、画像形状（パター
ン）に従ってトナーを帯電させる機能を持つ画像形成装
置の一例を示す。この装置は、連動し合った画像形成部
品の組み合わせを含む。この部品の組合せにはトナー層
支持部材１０が含まれ、この部材１０は画像分離器２０
との間に形成された画像分離用ニップ１２の位置で該部
材２０と接触する。トナー層支持部材１０の表面は、
（粉末または液体いずれかの）現像剤層を載せ得る種類
のものである。典型的なトナー層支持部材１０は、比較
的薄い表面層１４を含み、表面層１４は、導電性材料、
絶縁性材料、イオノグラフィ分野で公知の種類の誘電性
材料薄膜、半導電性（半導体）材料、あるいは一般の静
電写真式画像形成装置等で使用可能な他の各種材料の内
のいずれかを含む。表面層１４は、導電性の（好適には
接地された）支持基体１６によって支持される。トナー
層支持部材１０が矢印１１で示す方向に回転して該部材
表面を処理方向に移送することにより、本発明による一
連の画像形成処理が順に実行される。明らかに、本発明
において他の種々の形態のトナー層支持部材を使用する
ことができ、他のトナー層支持部材としては、例えば静
電写真式印刷の分野で周知の画像形成部材がある。この
画像形成部材の例として、限定するものではないが、イ
オノグラフィ印刷装置で一般に使用される種類の誘電性
電荷保持部材がある。

【００１０】前述のように、一般の静電写真式印刷方法
では、画像形成部材表面上に静電潜像が形成された後、
次のステップで帯電したトナー粒子の形をとるマーキン
グ粒子が静電潜像中の画像領域に選択的に引き寄せられ
る。これに対し、本実施形態では、帯電若しくは非帯電
のマーキングすなわちトナー粒子からなる実質的に均一
な層がトナー層支持部材１０の表面全体に塗着される。
この塗着用として、トナー供給装置すなわちアプリケー
タ５０（図１の典型的な実施形態に示す）が設けられ、
これによって帯電若しくは非帯電のマーキングすなわち
トナー粒子（場合によって液体溶媒などのキャリアも含
む）がトナー層支持部材１０の表面に移送されて該表面
上に層５８が形成される。図１の実施形態にトナーアプ
リケータ５０の一例を示す。アプリケータ５０にはケー
ス５２が備わり、このケースにはトナー粒子５４の供給
源が収容され、必要に応じてキャリア材料が追加され
る。この実施形態では、トナーアプリケータ５０はアプ
リケータローラ５６を含み、ローラ５６が矢印５７で示
した方向に回転し、ケース５２内からトナーを移送して
画像形成部材（トナー層支持部材）１０表面に接触さ
せ、それによってほぼ均一に分散したトナー層、すなわ
ちいわゆる「トナーケーキ」５８が部材１０表面上に形
成される。

【００１１】トナーケーキ５８は種々の方法によって作
製される。このトナーケーキ５８は帯電または非帯電い
ずれかのトナー粒子で構成される。帯電したトナー粒子
で構成されるトナーケーキの場合は、トナー粒子がケー
ス５２内に収容されている間にイオン性帯電剤等によっ
て該トナー粒子上に電荷が付与される。あるいは、公知
の各種イオン性帯電装置を用いてトナーケーキ５８中の
トナー粒子に電荷を付与してもよい。このようなイオン
性帯電装置としては、例えば後述の図４中の部品４０で
示すような周知のコロナ発生装置がある。

【００１２】印刷工程で使用される材料、並びに処理速
度などの処理パラメータに応じて、十分な厚さの（好適
には約２〜１５μｍ、より好適には３〜８μｍの）トナ
ー粒子層がトナー層支持部材１０表面に形成される。こ
のトナー粒子層を形成するには、アプリケータローラ５
６とトナー層支持部材１０とを十分に接近させるか、接
触圧を加えるかのいずれか一方又は両方を行うだけでよ
い。この他に、現像剤が帯電粒子を含む場合は、バイア
ス電圧を加えてトナー層支持部材１０表面上へのトナー
粒子の移動をより活発にすることができる。すなわち、
実施形態においては、アプリケータロール５６はいわゆ
る順方向バイアス方式で動作するバイアス電圧源５５に
接続され、これによってトナーアプリケータ５６に十分
高いバイアス電圧が加わり、トナーアプリケータロール
５６からトナー層支持部材１０表面にかけて電界が形成
される。この電界の影響によりトナー粒子はトナー層支
持部材１０表面に移送され、部材１０表面上にほぼ均一
なトナー粒子層が形成される。

【００１３】明らかに、他の各種装置を用いてトナー層
５８をトナー層支持部材１０表面に塗着することも可能
である。このような装置として周知の各種装置があり、
これらは従来型の静電写真システムで使用される現像装
置に類するもので、例えば、現像剤を空気などの気体媒
体を通して移送する方式の粉末雲（ｐｏｗｄｅｒ ｃｌ
ｏｕｄ）システム、現像剤をブラシまたはブラシ状部材
を用いてトナー層支持部材に移送する方式のブラシシス
テム、およびトナー粒子をトナー層支持部材表面に注ぐ
すなわち流すシステムを用いて現像剤をトナー層支持部
材に移送する方式のカスケードシステム、などがある
が、これらに限定されるわけではない。さらに、キャリ
ア液体中に浸されたトナー粒子を含む液体現像剤を移送
させる方式の各種システムも本発明に包含され得る。こ
のような液体移送システムの例として、本出願人の米国
特許第５，５１９，４７３号（参考文献として本明細書
に組み込む）に開示された噴水型装置、あるいは（液体
キャリア中に浸漬されたトナー粒子を含む）液体現像剤
を画像形成部材表面上に流入および移送させる機能をも
つ他の各種システムがある。なお、液体現像剤の場合に
おいては、トナー層支持部材１０表面に形成されるトナ
ーケーキは、望ましくは重量比で１０％以上のトナー固
形分を含み、好適には重量比で１５％〜３５％の範囲の
トナー固形分を含む。

【００１４】前述のトナーケーキ形成方法およびトナー
ケーキ形成用の各種装置に関連して、画像形成部材表面
に生成したトナー層には、トナー層支持部材１０表面で
単位面積当たりにほぼ均一な密度をもつという特徴があ
る。ただし留意すべきことは、トナー層には何らかの不
均一性が起こる可能性がありこのため、本実施形態で
は、トナー層が均一である必要はなく、トナー層支持部
材１０表面上でほぼ均一に分布していることも必要でな
い。トナー層は、少なくとも、生成される出力画像中の
所望の画像領域を覆っていればよい。

【００１５】本発明によれば、トナー層５８がトナー層
支持部材１０表面に形成されると、該トナー層は画像の
形状に従って選択的に帯電される。すなわち、図１のシ
ステムに示すように、選択的な制御が可能な帯電装置
（装置６０として模式的に示した）が備わり、後述する
ように、この装置が画像形状に従った電荷流を生成し
て、イオン、電子その他の帯電種を支持部材１０上の現
像剤層５８に向けて放射する。画像形状に従った電荷流
によって層５８中のトナー粒子は画像形状に従って選択
的に帯電され、それによって層５８中に静電潜像が生成
される。この潜像は、画像領域と非画像領域とで帯電レ
ベルの異なるトナー粒子で構成され、それら各領域は該
潜像に対応したものである。

【００１６】トナーケーキ層５８中での潜像の生成過程
を図２を参照して詳細に説明する。簡明のために図２で
は、初期に帯電されたトナーケーキ５８を負に帯電した
トナー粒子の均一分布層とし、かつトナー粒子一個分の
厚さをもつものとして表す。トナーケーキ５８はトナー
層支持部材１０表面に位置し、部材１０は左方から選択
的な制御が可能な帯電装置６０を通過して右方に搬送さ
れる。前述のように、選択的な制御が可能な帯電装置６
０の基本機能はトナー層支持部材１０上のトナー層５８
に向けて帯電種を放射することである。このような帯電
装置として公知の各種装置があり、限定するものではな
いが、例えば、各種の固体コントローラブル帯電装置
（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ
ｃｈａｒｇｅ ｄｅｖｉｃｅｓ）およびイオノグラフ
ィ画像書き込みプロセスに関連した型式の電子またはイ
オン源などのような、この分野で利用可能な各種帯電式
画像形成装置がある。

【００１７】図２に示す実施形態では、選択的な制御が
可能な帯電装置６０は、電荷付与制御装置６６と組合わ
さったコロナ発生電極６２を含む。これにより、トナー
層支持部材１０上の、もとは均一に帯電されていたトナ
ー粒子層５８が、コロナ発生装置６６から放出されるイ
オンによって画像形状に従って帯電される。図２に示す
方式の装置では、通常コロナ発生電極６２は、トナー層
支持部材１０に近接し、該部材を幅方向に横切る形で配
設される。電極６２すなわちいわゆるコロノード（ｃｏ
ｒｏｎｏｄｅ）は、通常、電源６４に接続される。電源
６４は、電極６２に他より高い電圧ポテンシャルを与え
て該電極近傍の空気をイオン化し、周辺にイオンを発生
させる機能をもつ。前記イオンの発生状況をコロノード
近傍の「＋」符号で表す。電極６２と支持部材１０表面
の間に電荷付与制御装置（参照数字６６で示す）が設置
される。制御装置６６は複数の開口を含み、この開口
が、コロノード６２で発生したイオンを支持部材１０の
方向に選択的に通過させる。このイオンの選択的な通過
は、部材１０が処理方向（矢印１１で示す）に移動する
際に行われる。移動する支持部材１０上のトナー層５８
に画像形状に従ってイオンを付与する場合、このイオン
の付与は、制御装置６６中の開口を選択的に制御し、画
像情報に従ってイオンの通路を開閉することによって行
われる。負に帯電したトナー近傍の正イオンはトナー層
に引き寄せられ、さらに該トナー層に捕獲される。この
ようにして、制御装置６６中の開口を通過するイオン流
を支持部材１０の移動に応じて画像形状（パターン）に
変調することにより、電極６２から放出されたイオンが
トナー層５８内に所望の静電潜像を形成する。

【００１８】図２に示した工程から明らかなように、選
択的な制御が可能な帯電装置６０の機能はトナー層５８
上の電荷を選択的に反転させて画像パターンを作ること
である。本実施形態で使用し得る種類の、イオンまたは
電子その他の帯電種を画像形状で放射する方式の、選択
的な制御が可能な帯電装置は、静電写真式画像形成、特
に電界イオノグラフィ分野において周知のものである。
その他に、従来型のマルチプレックス式マトリクス電極
アレー、ゲート式イオンフロー装置、電界エミッション
電子源、制御電極構造、および薄膜装置等があり、これ
らが公知あるいは将来公知になり得る多くの装置の中で
代表的なものである。また、前述の処理の場合は正イオ
ン源および負に帯電したトナー層を参照して説明を行っ
たが、負イオン源と正に帯電したトナー層を用いてもこ
の処理が可能なことは明らかである。この他に、本発明
の方法は非帯電すなわち中性のトナー層を用いて実行す
ることも可能であり、これについては本説明の過程で詳
細に述べる。本発明の方法において、帯電したトナー層
を画像形状に帯電させる場合は、帯電源６０がトナー層
の帯電極性と逆の帯電極性をもつ電荷流を供給すること
が必要である。

【００１９】重要な事は、前述の工程ではトナー層支持
面上に帯電したトナー層が位置し、該帯電したトナー層
に帯電イオンが選択的に照射され、それによってトナー
層のもともとの帯電極性が選択的に反転されることであ
る。トナー層は予め帯電されているため、フリンジ
（縞）電界すなわち潜像中の画像領域と非画像領域の間
に拡がる電気力線が、帯電したトナーケーキ５８の均一
性に影響を与えることがあり得る。このフリンジ電界の
存在は、的確に制御できれば便利なものであるが、最終
的な出力文書中での画質欠陥につながることも考えられ
る。本発明では、前述の画像形状に従ったトナー層帯電
方法とは別の形態の方法をも検討しており、この方法に
よればそのようなフリンジ電界の影響は解消される。こ
の方法の概略を図３に示す。図に示した選択的帯電源を
通過して搬送される元のトナー層５８は電荷を有さな
い。すなわち、本発明の別の実施形態では、本発明の画
像形状に従ったトナー帯電処理は（トナー層支持部材１
０上に被覆された）中性のトナー層５８を用いて行われ
る。この場合、図に示すような、選択的な制御が可能な
帯電源６０あるいは多重イオン源６０，６１が設けら
れ、正、負両方の極性の帯電種をトナー層に加え、それ
によって潜像中の画像領域と非画像領域に対応するトナ
ー層５８中の各領域が、各々反対の極性に帯電されるよ
うにする。図３に示す実施形態では、独立した二つの選
択的な制御が可能な帯電源のセットが使用され、各々か
ら反対の極性の帯電種が供給される。必要に応じて、そ
の他の電荷発生装置を組み込むことも可能であり、この
ような装置として正負両極性のイオンの供給が可能な単
一の交流駆動装置などがある。

【００２０】図３の実施形態では、選択的な制御が可能
な帯電源６０，６１はＤＣバイアス電圧源６４，６５に
よって別々に駆動されて、各々が反対の極性の電荷流を
供給する。本実施形態における動作方式は図２の場合と
同様であり、帯電源６０で生成した正イオンがトナー層
支持部材１０に放射され、中性のトナー層５８に捕獲さ
れて、潜像中の画像領域がトナー層内に形成される。反
対に、帯電源６１で生成した負イオンがトナー層５８内
の残りの中性トナー粒子に吸収または捕獲されること
で、潜像中の非画像領域がトナー層内に形成される。明
らかなように、この工程を逆にして、帯電装置６０が非
画像領域を形成し、その後帯電装置６１が画像領域を形
成するようにすることもできる。つまり、イオン源６０
および（あるいは）６１で生成したイオンは、所望の出
力文書中の画像領域と非画像領域に応じて選択的にトナ
ー層５８に放射される。このプロセスによって、トナー
層５８が画像形状に従って帯電されることになり、トナ
ー層５８内に潜像が形成される。この潜像は画像領域
と、非画像領域すなわち背景部とからなり、これら二つ
の領域は各々反対の極性に帯電されている。この他に、
（必ずしも好適ではないが）単一の帯電装置を用いて画
像領域または非画像領域のいずれかを帯電した粒子で形
成し、残りの領域（画像領域または非画像領域）を電気
的に中性の粒子で形成することもできる。注意すべき
は、前述の電気的に中性な粒子は、トナー層支持部材１
０上の非画像領域のトナーケーキ画像に付着しやすいこ
とであり、そのため、中性のトナーケーキを用いた場合
は、図３に示した二連式帯電装置の形態が本発明の画像
形状に従ったトナー層帯電処理を行う上で好適である。

【００２１】トナー層５８内に潜像が形成されると、潜
像を担持したトナー層は画像分離器（セパレータ）２０
の箇所に進む。再度図１を参照する。画像分離器２０は
バイアス電圧を加えられたロール部材の形で設けられて
いる。画像分離器２０の表面はトナー層支持部材１０表
面に接近しており、好適にはトナー層支持部材１０上の
トナー層５８に接触している。バイアス電圧源が画像分
離器２０に接続され、この電圧源が画像分離器２０にバ
イアス電圧を加えてニップ１２内に電界を発生させ、こ
の電界の影響によりトナー層５８に形成された潜像中の
画像領域もしくは非画像領域のいずれかが引き寄せられ
て、トナー層５８が画像部と非画像部とに分離され、同
時に現像が行われる。図１の実施形態では、画像分離器
２０はトナー層５８中の画像領域の帯電極性と逆極性の
バイアス電圧を加えられることによって前記トナー層か
ら画像領域を引き寄せ、それによってトナーケーキ中の
選択的に分離および転写された部分で構成される現像画
像を画像分離器２０の表面上に形成する。一方、支持部
材１０表面には副生成物としての背景画像が残る。この
他に、画像分離器２０に加える電圧バイアスの極性を、
非画像領域をトナー層支持部材１０から引き寄せる上で
適した極性とし、画像領域に対応するトナー部を支持部
材１０表面に残して該表面上に現像画像を形成し、非画
像すなわち背景領域を画像分離器２０で除去することも
できる。

【００２２】トナー層支持部材１０表面または画像分離
器２０表面のいずれかに現像された画像が形成される
と、その現像された画像は従来公知の各手段によって複
写サブストレート７０に転写される。このような転写の
手段としては、例えば前述の方式のコロナ発生装置ある
いはバイアス電圧が印加された転写ロールを含んだ静電
転写装置がある。この他に、加圧転写システムも使用可
能である。この加圧転写システムは、加熱および（ある
いは）化学的塗着装置を含んで、現像された画像の複写
出力サブストレート７０への加圧転写および定着を容易
にするものである。さらに別の実施形態では、界面（表
面）エネルギの差を用いて画像転写が行われる。この場
合、画像と転写前の画像を支持する部材との間の界面エ
ネルギは、画像とサブストレート７０との間の界面エネ
ルギより低く、その結果サブストレート７０への転写が
誘起される。図１に示した好適な一実施形態において
は、加熱された加圧ロールを用いて複写サブストレート
への画像転写が行われ、これによって圧力と温度が同時
に画像に加わり、画像は複写サブストレート７０に転写
すると同時に融着される。明らかに、転写と融着とに別
々のシステムを用いてもよく、この場合融着すなわちい
わゆる定着システムは、（輻射、対流、伝導、誘導他の
任意の手段による）熱または（化学的定着剤の導入を含
む）他の公知の定着法を用いて動作する。静電写真式印
刷法は公知であり、本実施形態の帯電システムと好便に
組み合わせて使用し得る転写および（あるいは）融着に
関するいくつかのアイデアは、前述の関連特許文献に開
示されている。

【００２３】工程の最終段階で、トナー層支持部材１０
または画像分離器２０のいずれかの表面上に位置する背
景画像副生成物はその表面から除去され、後続の画像形
成サイクルに備えてその表面が清掃される。図１に、従
来公知の方式の単ブレード式清掃装置９０を示す。この
構成ではブレードによりその画像形成部材の表面が掻き
取られる。別の実施形態では、ブラシまたはローラ材が
備わり、これら部材によりトナーを載せた表面から該ト
ナーが除去される。好適な一実施形態においては、背景
画像に伴って除去されたトナーはトナー溜めまたは他の
回収容器に移され、廃トナー粒子をリサイクルして再利
用することで、後続の画像形成サイクル用のトナーケー
キが作製される。前述と同様に、本発明の画像形状に従
った帯電のためのシステムと好便に組み合わせて使用さ
れる清掃およびトナー回収についてのいくつかのアイデ
アは、前述の関連特許文献に開示されている。

【００２４】明らかに、以上記載した装置と方法は、本
発明を具現する多種多様のシステムの内の数例を表すも
のに過ぎない。本発明の特徴を備えた印刷システムの一
変形例を図４を参照して説明する。このシステムでは、
トナー層支持部材１０はベルトの形で備わり、このベル
トは一対のロール部材の周囲を搬送される。このロール
部材は駆動ローラを含み、この駆動ローラは従来型のモ
ータ装置（図示せず）で駆動され、前記ベルトを曲線経
路に沿った処理方向に進行させて支持部材１０を移送さ
せる。これにより、支持部材１０は移送経路の周囲に配
置された各種処理ステーションを順に通過する。

【００２５】図４の実施形態では、中性のトナーケーキ
がトナー供給装置５０によって非帯電のトナー層支持部
材１０上に塗着される。前記トナー供給装置５０は、計
量（厚さ決め）ロール５３と組合わさった噴水形アプリ
ケータ５１を含む。計量ロール５３はトナー層支持部材
１０表面に近接した外周面を含み、好適にはトナー層支
持部材１０の移動方向と逆方向に回転して、トナー層支
持部材表面に塗着されたトナー層にせん断力を与え、そ
れによって該支持部材上のトナー層の厚さを調整する。
つまり、計量ロール５３によって現像剤の量が所定量に
調整される（ここでいう現像剤には、液体キャリアに浸
漬させたトナー粒子も含まれる）。結果的に、過剰の現
像剤は計量ロールから落下して溜め容器に移され、トナ
ーアプリケータ５１において再利用される。

【００２６】前述のように、トナー層支持部材１０上に
塗着した中性のトナー層は、画像形状に従って帯電され
る前に、一様に帯電される。このために、トナー層５８
は次に（図示のコロナ帯電装置４０を含んだ）帯電ステ
ーションに進む。本実施形態では、コロナ帯電装置４０
が中性のトナー層５８に電荷を付与することでトナー層
５８が帯電される。この工程において、イオンがトナー
層５８に捕獲され、それによって該トナー層内に帯電極
性が生成する。図４においては、帯電極性を負にしたト
ナー粒子を例示する。

【００２７】表面に帯電したトナー層５８を載せたトナ
ー層支持部材１０は、次に画像帯電ステーション６０に
進む。先に詳しく述べたように、ステーション６０は帯
電したトナー層５８を選択的に帯電して、該トナー層上
に静電潜像を形成させる。このような工程の結果とし
て、画像形状のイオン流がトナー層支持部材１０上のト
ナー層５８の正面に生じ、帯電したトナー粒子層がトナ
ー層支持部材１０表面に形成される。この処理について
は図２を参照して先に詳細に述べた通りである。

【００２８】図４の実施形態では、画像分離器２０もま
た一対の対向したローラの周囲を搬送されるベルト部材
の形で備わる。画像分離器２０は、好適にはトナー層支
持部材１０に当接することで駆動されるが、画像分離器
ベルトを移送運動させるために一方のローラに駆動装置
を接続することもできる。この例では、図１を参照して
述べた方法によって、画像形成部材に隣接したロール部
材にバイアス電圧が印加される。この他に、ブラシまた
は周知の整流子ブラシ型（ｃｏｍｍｕｔａｔｏｒ ｂｒ
ｕｓｈ−ｔｙｐｅ）装置を用いて、前記ベルトにバイア
ス電圧を直接印加することも可能である。このような整
流子ブラシ装置は、支持部材１０と画像分離器２０間に
形成されるニップ１２において電圧変化を起こして、転
写ニップ１２での電界調整を図る上で好ましいものであ
る。ここでいう電界調整は前述の先行技術の開示内容と
同様のものであり、例として、本特許出願明細書の参考
文献である先願の米国特許第５，１９８，８６４号およ
び５，４２８，４２９号があり、これら文献を本明細書
に組み込む。

【００２９】図４の実施形態は、画像分離器２０を用い
て画像の背景領域をトナー層５８から除去しようとした
ものである。従って、画像分離器２０に加わる電圧バイ
アスは、画像の背景領域をトナー層支持部材１０から引
き寄せるようにされ、それにより画像領域に対応するト
ナーセグメントがトナー層支持部材１０表面に残され
る。この結果として、画像分離器２０上のトナーセグメ
ントは（ロール部材状の）清掃装置９０に移され、トナ
ー層支持部材１０上に残った現像画像領域が転写ステー
ションに移送される。なお転写ステーションは、例えば
従来の静電写真式印刷装置において一般に見られる種類
のものである。画像を構成するトナーセグメントは、従
来公知の任意の方法によって複写サブストレートに転写
される。この後、転写された画像は融着ステーション１
００で複写サブストレートに融着され、出力装置に移送
されて操作員に回収される。

【００３０】本発明の特徴を備えた、別の変形による印
刷システムを図５に示す。このシステムでは、トナー層
支持部材１０は最終的な支持サブストレート（すなわち
用紙などの印刷媒体）の形で備わり、元のトナー層、潜
像を担持したトナー層、および出力トナー像が全てこの
部材上に形成される。図５に示した実施形態では、トナ
ー層支持部材は、サブストレート用材料（紙など）を巻
き取って作ったウェブとして設けられている。、このサ
ブストレート用材料は、本実施形態の画像形状に従った
トナー層帯電処理を行う上で必要な導電性または半導電
性あるいは誘電性を有する。前記のウェブサブストレー
トの形成に使用される典型的な材料として、誘電性また
は半導電性のコート紙、または缶詰製品の製造に使用さ
れる種類の導電性シート材がある。

【００３１】図４との関連で述べた各処理ステップは図
５との関連で実行されるステップと同様であるので、繰
り返して記載することは避ける。図５の処理で唯一異な
る点は、支持部材１０上に画像が形成されると、該支持
部材は切断ステーション１１０に移送されて、画像が形
成された所望の出力フォームが作製されることである。
明らかなように、図５に示した各処理ステップを、前述
した実施形態の特徴に合致する態様に様々に変化させる
ことができ、所望の出力画像を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像形状に従ってトナー層を帯電させ、現像
を行うための本発明に係る装置と方法を模式的に示す正
面図である。

【図２】 一実施形態による、選択的制御が可能な帯電
装置による画像形状に従ったトナー層の帯電を説明する
ための図であって、帯電したトナー層にイオンからなる
帯電種が所望の出力画像に従って選択的に付与されるこ
とによって該トナー層上の電荷が反転し、それによって
トナー層中に静電潜像が形成される様子を説明するため
の図である。

【図３】 図２に示した方法と同様の方法で中性のトナ
ー層を画像形状に従って帯電させる様子を説明するため
の図である。

【図４】 面ベルト状の画像形成部材およびその他の様
々のサブシステムを含み、画像形状に従ったトナー層の
帯電および画像形状に帯電したトナー層の選択的な分離
を行って出力画像を生成するための別の実施形態のシス
テムを模式的に示す正面図である。

【図５】 本発明の別の実施形態による、トナー層、潜
像および出力画像がトナー層支持部材上に直接形成され
る態様のトナー層帯電機構を示す模式的な正面図であ
る。

【符号の説明】

１０ トナー層支持部材、１２ 画像分離用ニップ、２
０ 画像分離器、５０トナー供給装置、５４ トナー粒
子、５５ バイアス電圧源、５８ トナー層、６０ 帯
電装置、７０ 複写サブストレート、９０ 清掃装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電写真式の潜像現像装置であって、 支持部材上にマーキング粒子の層を形成する手段と、 前記支持部材上のマーキング粒子の層の近傍で選択的放
   電を起こして該マーキング粒子層を選択的に帯電させ、
   それによって前記マーキング粒子層中に静電潜像を形成
   させる手段と、 前記マーキング粒子の層の一部を前記静電潜像に従って
   選択的に分離して、前記マーキング粒子層中に形成され
   た静電潜像に対応する現像画像を形成する手段と、 を含む現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１の静電写真式の潜像現像装置に
   おいて、前記支持部材上のマーキング粒子層が液体キャ
   リアに浸漬されたトナー粒子を含む液体現像剤を含むこ
   とを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 支持部材上の潜像を現像する静電写真式
   潜像現像方法であって、 支持部材表面にマーキング粒子の層を形成するステップ
   と、 前記マーキング粒子の層の中に静電潜像を形成するステ
   ップと、 を含む方法。