(57)【要約】  高速静電プリント装置は、高粘度高濃度トナーを供給ローラー（１３）に供給するトナーサプライと；供給ローラーから第１フィードギャップだけ間隔をあけて設けられたピックアップローラー（１６）と；ピックアップローラーからトナーの薄層を受けるメータリングローラー（２１）と；現像部材上にトナーの薄層を転写させるべく締まり嵌め（３２）によって現像部材（３１）を押圧するメータリングローラーに圧接するドクターブレード（２３）と；それらの間に選択された接触時間を与える締まり嵌め（４６）によって画像担持部材に対して係合する現像部材がその上に静電潜像を保持するために適合された表面を有する画像担持部材（４１）を備える画像形成ステージである、画像形成ステージ（４０）と、その上に現像された画像を提供する画像担持部材上の静電潜像の影響に従って現像部材上の薄層におけるトナー粒子が画像担持部材に転写される現像ステージと；そこでは、サブストレート（６１）上、または中間部材（５）のようなさらなる部材上に、画像担持部材から現像された画像が転写される転写ステージ（５０）とを有する。キャリア液体排除装置（３３）は、現像部材（３１）上のトナーの薄層に、薄層内のトナー粒子をローラーの表面に向けて押し出し且つトナー薄層の外側にキャリア液体濃厚層を残すよう作用する。【選択図】    なし
2009507258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速プリントに適合した静電プリント装置であって；
（ａ）高粘度高濃度トナーをトナー供給ローラーに供給するトナー供給装置と；
（ｂ）前記トナー供給ローラーからトナーの薄層を受けるメータリングローラーと；
（ｃ）現像部材と；
（ｄ）前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めと前記現像部材に対して圧接する前記メータリングローラーと；
（ｅ）その上に静電潜像を保持するために適合された表面を有する画像担持部材を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｆ）それらの間に、選択された接触時間を与える締まり嵌めと前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｇ）その上に現像された画像を提供する前記画像担持部材上の前記静電潜像の影響に従って前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｈ）前記現像された画像が前記画像担持部材からサブストレート上に転写される転写ステージと
を具備することを特徴とする静電プリント装置。
【請求項２】
前記メータリングローラーは、そこに凹所のパターンを備え、前記メータリングローラーを押圧するドクターブレードをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項３】
前記トナー供給ローラーと前記メータリングローラーとの間にピックアップローラーをさらに含み、前記供給ローラーから第１フィードギャップだけ間隔をあけて設けられ且つ前記メータリングローラーから第２フィードギャップだけ間隔をあけて設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４】
前記トナー供給ローラーと前記ピックアップローラーとの間の前記第１フィードギャップは、１００〜５００μｍである
ことを特徴とする請求項３に記載の静電プリント装置。
【請求項５】
前記ピックアップローラーと前記メータリングローラーとの間の前記第２のフィードギャップは、５０〜４００μｍである
ことを特徴とする請求項３に記載の静電プリント装置。
【請求項６】
前記画像形成ステージは、その上に静電電荷を保持するために適合された表面を有する画像担持部材と、前記表面に一様な静電帯電を提供する帯電装置と、その上に前記静電潜像を形成するため前記一様な静電帯電を選択的に放電する放電装置とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項７】
前記画像担持部材の前記表面は、光伝導体を備え、前記放電装置は、照明装置を備える
ことを特徴とする請求項６に記載の静電プリント装置。
【請求項８】
前記画像形成ステージは、その上に静電電荷を保持するために適合された誘電性表面を有する画像担持部材と、その上に前記静電潜像を形成し、選択された静電帯電を前記表面に提供する選択的帯電装置とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項９】
前記トナーサプライは、高粘度トナーを前記トナー供給ローラーに供給する一対の逆回転ギアを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１０】
前記ピックアップローラー上に、１００〜２０００μｍ厚の高粘度トナーの層を提供する前記ピックアップローラーに圧接するドクターブレードを備える
ことを特徴とする請求項３に記載の静電プリント装置。
【請求項１１】
前記メータリングローラーは、アニロックスローラーを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１２】
前記現像部材は、＋５０〜＋８００ボルトの電位に保持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１３】
前記薄層内のトナー粒子を前記ローラーの表面に向けて押し付け且つ前記トナーの薄層の外側にキャリア液体高濃度層を残す前記現像部材上のトナーの薄層に作用するキャリア液体排除装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１４】
前記キャリア液体排除装置は、コロナ放電装置を備える
ことを特徴とする請求項１３に記載の静電プリント装置。
【請求項１５】
前記キャリア液体排除装置は、前記現像部材に圧接し且つ＋５０〜＋１５００ボルトのそれに印加される電圧を有するキャリア液体排除ローラーを備える
ことを特徴とする請求項１３に記載の静電プリント装置。
【請求項１６】
前記現像部材に圧接する前記キャリア液体排除ローラーは、前記キャリア高濃度層から余剰キャリアを除去するために適合されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の静電プリント装置。
【請求項１７】
前記画像担持部材上の前記静電画像は、＋２００〜＋９００ボルトの電位の画像領域と、＋０〜＋１５０ボルトの電位の非画像領域とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１８】
中間転写ステージでは、選択された接触時間を与え、前記画像担持部材と中間転写部材との間の締まり嵌めによってサブストレートに転写される前に、現像された画像が、前記画像担持部材から前記中間転写部材に転写される中間転写ステージをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項１９】
前記画像担持部材に対する前記現像部材の締まり嵌めは、５０〜２０００μｍであり、且つ前記現像部材に対するフィーダーローラーの締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項２０】
前記中間転写部材に対する前記画像担持部材の締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである
ことを特徴とする請求項１８に記載の静電プリント装置。
【請求項２１】
前記締まり嵌めの量を設定するため前記現像部材に対して前記メータリングローラーを係合する前記メータリングローラーのシャフトに係合する位置決めネジ装置またはカム機構をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項２２】
中間転写部材の前記表面に向けて前記薄層におけるトナー粒子を押し出すべく前記中間転写部材上のトナーの現像された画像に作用させるキャリア液体排除装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の静電プリント装置。
【請求項２３】
前記キャリア液体排除装置は、コロナ放電装置を備えている
ことを特徴とする請求項２１に記載の静電プリント装置。
【請求項２４】
前記キャリア液体排除装置は、前記中間転写部材に対して圧接し且つそれに印加される＋５０〜＋１５００ボルトの電圧を有するキャリア液体排除ローラーを備える
ことを特徴とする請求項２１に記載の静電プリント装置。
【請求項２５】
前記現像部材に対して圧接する前記キャリア液体排除ローラーは、前記キャリア高濃度層から余剰キャリアを除去するために適合されている
ことを特徴とする請求項２３に記載の静電プリント装置。
【請求項２６】
前記中間転写部材は、−５０〜−２０００ボルトの電位に保持されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の静電プリント装置。
【請求項２７】
前記現像された画像が、前記画像担持部材から転写された後に、前記画像担持部材上の任意の残存静電画像も消去されるクリーナーステージをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項２８】
前記最終転写ステージへの前記転写後に前記画像担持部材上の任意の未使用のトナーも前記画像担持部材から拭い取られるクリーナーステージをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項２９】
前記最終転写ステージへの前記転写後に前記中間転写部材上の任意の未使用のトナーも前記中間転写部材から拭い取られるクリーナーステージをさらに備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の静電プリント装置。
【請求項３０】
前記クリーナーステージは、クリーニングブラシローラーと、前記ブラシローラーの両側で前記画像担持部材または前記中間転写部材に対して係合されている平滑エラストマークリーニングブレードとを備える
ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の静電プリント装置。
【請求項３１】
前記クリーナーステージは、クリーニングローラーと、前記画像担持部材または前記中間転写部材に対して係合されている平滑エラストマークリーニングブレードとを備える
ことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の静電プリント装置。
【請求項３２】
前記クリーナーローラーは、エラストマーコーティングされたローラーまたは高度に研磨された金属ローラーを有するグループから選択されたローラーを備える
ことを特徴とする請求項３０に記載の静電プリント装置。
【請求項３３】
前記クリーナーステージは、クリーニングローラーおよびクリーニングブレードを潤滑にし且つリサイクルのためにクリーナー残留物を希釈するフラッシュ洗浄流体サプライをさらに備える
ことを特徴とする請求項３０に記載の静電プリント装置。
【請求項３４】
前記最終転写ステージは、前記中間転写部材から前記サブストレートへ転写される現像された画像を備える
ことを特徴とする請求項１８に記載の静電プリント装置。
【請求項３５】
サブストレート上の画像が定着される画像定着ステージをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項３６】
前記画像定着ステージは、ローラー間の熱および加圧を用いる
ことを特徴とする請求項３４に記載の静電プリント装置。
【請求項３７】
前記現像部材、前記ピックアップローラー、前記メータリングローラー、およびトナー供給ローラーは、相互に関して同一の電圧に保持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の静電プリント装置。
【請求項３８】
前記画像担持部材は、αシリコン、有機光伝導体またはＡｓ２Ｓｅ３を具備するグループから選択された光伝導性表面を有するドラムである
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項３９】
前記現像部材は、ローラー又はベルトを具備するグループから選択される
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４０】
前記最終転写ステージにおけるサブストレートの後方に圧力ローラーをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４１】
前記サブストレートは、シートフィードされる紙又は連続ロール紙を具備するグループから選択される
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４２】
前記画像定着ステージは、ＵＶ（紫外線）硬化、ＥＢ（電子ビーム）硬化、熱硬化、または熱および加圧硬化を具備するグループから選択されたプロセスによる画像定着を用いている
ことを特徴とする請求項２９に記載の静電プリント装置。
【請求項４３】
前記メータリングローラーは、ランダムパターン、トリヘリカル、Ｚチャンネルまたは他のパターンを備え、インチ当り１５０〜２５０ラインの線分解能および２０〜３０μｍのパターン深さを有するグループから選択された表面、またはより望ましくは、トリヘリカル表面パターン形態、インチ当り２００ラインの分解能および３０μｍのパターン深さを有するアニロックスローラー、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４４】
前記画像化部材および前記現像部材は、ローラーであり、且つ画像担持部材に対するそれぞれのローラーの直径の比率の範囲が、
現像部材                  ０．１〜１．０
前記メータリングローラー  ０．１〜０．５
前記ピックアップローラー  ０．１〜０．５
トナー供給ローラー        ０．１〜０．３
である
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４５】
前記画像化部材および前記現像部材は、ローラーであり、且つ画像担持部材に対するそれぞれのローラーの直径の比率が、
現像部材                  ０．３
前記メータリングローラー  ０．２
前記ピックアップローラー  ０．４
トナー供給ローラー        ０．１
である
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４６】
前記トナーは、液状現像剤が、１０ｍＰａ．ｓから１０，０００ｍＰａ．ｓまで、とりわけ、１０〜５，０００ｍＰａ．ｓの粘度、さらに、２０〜１，０００ｍＰａ．ｓ、の粘度を有するように誘電体液における分散マーキング粒子によって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４７】
前記現像部材に転写されるトナーの前記薄層は、１〜４０μｍの厚みを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４８】
前記メータリングローラーと前記現像部材との間に第３のフィーダーローラーをさらに含み、該第３のフィーダーローラーは、前記現像部材のスピードとは異なるスピードで回転させるよう駆動される
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項４９】
前記メータリングローラーは、前記現像部材に転写するためのトナーの薄層を生成すべく一列の平滑ローラーを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の静電プリント装置。
【請求項５０】
高速調色方法であって：
（ａ）画像担持部材上に静電潜像を形成するステップと；
（ｂ）現像部材の表面上にトナーの膜を形成し、前記トナーは、高粘度および非伝導性キャリア液体内における６０％重量までの帯電可能粒子の粘土と濃度を有する、ステップと；
（ｃ）キャリア液体排除装置によって前記現像部材の表面上のトナーの前記膜を通して電界を付与し、トナー層を通して電位差を形成し、それによって、トナーの膜が２つの空間的に分離された層；すなわち現像部材に近接して濃縮された増大した濃度のトナー粒子からなる一つの層と、前記濃縮されたトナー層の上方に配置され、実質的にトナー粒子がない、高粘度キャリア液体の第二の層と、に分裂するステップと；
（ｄ）前記濃縮されたトナー層が前記潜像を現像するのに先立って、前記濃縮されたトナー層の上方に配置された高粘度キャリア液体の前記第二の層が、前記画像支持部材の表面上にプレウェット膜として作用するように、前記現像部材を、液状現像剤の空間的に分離された層と共に前記画像担持部材に接触させ、それによって前記画像担持部材上の潜像を、任意の背景汚れまたは曇りもなしに、充分に現像させるステップと；
（ｅ）前記現像された画像を、前記画像担持部材からサブストレート上、または、中間部材のような、さらなる部材上、に転写するステップと；
（ｆ）前記転写された画像を、最終サブストレート上に定着するステップと
の各ステップを有する
ことを特徴とする高速調色方法。
【請求項５１】
前記トナーは、高粘度および非伝導性キャリア液体内における５〜４０％重量の帯電可能粒子の濃度を備える
ことを特徴とする請求項４９に記載の高速調色方法。
【請求項５２】
前記現像部材を、液状現像剤の空間的に分離された層と共に前記画像担持部材に接触させるステップは、前記現像部材と前記画像担持部材との間に締まり嵌めを提供することによって、選択された時間期間にわたって前記現像部材を前記画像担持部材に接触させて保持することを含む
ことを特徴とする請求項４９に記載の高速調色方法。
【請求項５３】
前記現像部材の表面上のトナーの前記膜を通して電界を付与するステップは、コロナ放電装置を用いてなされる
ことを特徴とする請求項４９に記載の高速調色方法。
【請求項５４】
前記現像部材の表面上のトナーの前記膜を通して電界を付与するステップは、前記現像部材に圧接し且つ＋５０〜＋１５００ボルトのそれに印加される電圧を有するキャリア液体排除ローラーを用いてなされる
ことを特徴とする請求項４９に記載の高速調色方法。
【請求項５５】
高速プリントに適合された静電プリント装置であって；
（ａ）高粘度高濃度トナーをトナー供給ローラーに供給するトナーサプライと；
（ｂ）前記供給ローラーから第１のフィードギャップだけ間隔をあけて設けられているピックアップローラーであり、前記トナー供給ローラーと当該ピックアップローラーとの間の第１のフィードギャップが、１００〜５００μｍである、ピックアップローラーと；
（ｃ）前記ピックアップローラーから前記トナーの薄層を受けるメータリングローラーであり、前記ピックアップローラーと当該メータリングローラーとの間の第２のフィードギャップは、５０〜４００μｍであるメータリングローラーと；
（ｄ）そこに凹所のパターンを有する前記メータリングローラーと；
（ｅ）前記メータリングローラーに圧接しているドクターブレードと；
（ｆ）現像部材と；
（ｇ）前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めによって前記現像部材に圧接する前記メータリングローラーであり、前記現像部材に対する該メータリングローラーの前記締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである前記メータリングローラーと；
（ｈ）前記薄層内のトナー粒子を前記ローラーの表面に向けて押し付け且つ前記トナーの薄層の外側にキャリア液体高濃度層を残すべく前記現像部材上のトナーの薄層に作用するキャリア液体排除装置と；
（ｉ）その上に静電潜像を保持するために適合された表面を有する画像担持部材を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｊ）それらの間に、選択された接触時間を与える締まり嵌めによって前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｋ）そこでは、その上に現像された画像を提供すべく前記画像担持部材上の前記静電潜像の影響に従って、前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が、前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｌ）そこでは、それらの間に選択された接触時間を与えるべく、前記画像担持部材と中間転写部材との間の締まり嵌めによって、現像された画像が、前記画像担持部材から前記中間転写部材に転写される中間転写ステージであり；前記中間転写部材に対する前記画像担持部材の締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである中間転写ステージと、
（ｍ）そこでは、前記現像された画像が前記中間転写部材からサブストレート上に転写される転写ステージと
を具備する
ことを特徴とする静電プリント装置。
【請求項５６】
高速プリントに適合された静電プリント装置であって；
（ａ）非伝導性キャリア液体内における６０％重量までの帯電可能粒子の濃度を有する高粘度トナーを供給ローラーに供給するトナーサプライと；
（ｂ）前記供給ローラーから間隔をあけて設けられているピックアップローラー；
（ｃ）前記トナー供給ローラーと前記ピックアップローラーとの間の１００〜５００μｍからなる第１のフィードギャップと；
（ｄ）前記ピックアップローラーから前記トナーの層を受けるメータリングローラーと；
（ｅ）前記ピックアップローラーと前記メータリングローラーとの間の５０〜４００μｍからなる第２のフィードギャップと；
（ｆ）そこに凹所のパターンを有する前記メータリングローラーと；
（ｇ）前記メータリングローラーに圧接しているドクターブレードと；
（ｈ）前記メータリングローラーから前記トナーの層を受けるフィーダーローラーと；
（ｉ）締まり嵌めによって前記フィーダーローラーに圧接する前記メータリングローラーと；
（ｊ）現像部材と；
（ｋ）前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めによって前記現像部材に圧接する前記フィーダーローラーと；
（ｌ）その上に静電電荷を保持するために適合された表面を有する画像担持部材、前記表面に一様な静電帯電を提供する帯電装置、およびその上に静電気画像を形成すべく前記一様な静電帯電を選択的に放電する放電装置を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｍ）選択された接触時間を与える締まり嵌めによって前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｎ）そこでは、その上に現像された画像を提供する前記画像担持部材上の前記静電気画像の影響に従って、前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が、前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｏ）そこでは、前記現像された画像が、前記画像担持部材からサブストレート上に、または、中間転写部材のような、さらなる部材上に、転写される転写ステージとを具備する
ことを特徴とする静電プリント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電写真法に関し、より詳細には、高粘度、高濃度の液状現像剤を利用する高速電子写真プリントのための方法および手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノンインパクトプリントプロセスは、機械的手段に対立するものとして、文字を生成するために電子的、電気的、磁気的または光学的手段を用いるプロセスとして単純に定義され得る。ノンインパクトプリントプロセスについて、静電気技術を用いる一群のプリント法が存在する。静電プリント技術は、静電的に帯電したマーキング粒子とサブストレート上への前記マーキング粒子の配置を制御すべき電界との相互作用を使用する方法として定義され得るとともに、概して電気記録、電子写真、または静電記録プリント技術として知られるプロセスを包含する。
静電記録法は、サブストレート上に存在する帯電された場所への帯電されたイメージング粒子すなわちマーキング粒子の誘引による可視画像の創作を含む種々のノンインパクトプリントプロセスを記述するのに用いられる用語であり得る。潜像と通常称されるものを形成するそのような帯電された場所は、光伝導体または純粋な誘電体上に一時的に支持され得て、元の場所に可視化されまたはその場所において現像されるべく他のサブストレートに転写され得る。加えてそのような帯電された場所は、強誘電体または他のエレクトレットの場合と同様に永久的に分極された材料内に存在するそれらの構造化された帯電の反映であっても良い。
【０００３】
静電記録法においては、概してトナーとして知られる、画像化粒子は、乾式タイプからなっていてもまたは液状タイプからなっていても良い。乾式粉状トナーは、多くの不利点を有する。例えば、乾式粉末トナーの能力は、例えば帯電の安定性に影響する、それゆえ種々の画像性能を生じさせるなど、環境条件に非常に影響を受け易い。また、乾式粉末トナーは、高解像度に現像された画像の達成を可能としない主要な寄与要因でもある。
高速の、長時間にわたるプリントのために、ページあたりのコストは、主要な考察である。特に、紙または他の何らかのサブストレートへの画像の融合のコストは、そのようなプリンターのランニングコストに有意的に寄与する。他の難点は、ダスティングの問題に関連している。トナーの粉塵または細かいまたは小さな粒子は、現像器から漏出しがちであり、それらは、プリント装置の内側および外側の両方の任意の面にも沈積し、装置内における機械的故障および装置の外部における環境的問題を生じさせる。この問題は、そのような乾式粉末プリント装置が、高速で移動するときに、厳格なものとなる。加えて、高速で乾式粉末トナーで高解像度を達成することは、ダスティングの問題は、高速で受容し得る解像度を可能とするであろうレベルまで、乾式トナー粒子サイズを縮小する必要性によってさらに悪化する、という事実に起因して困難であり、それは、そのような細かい粉末を取り扱うことにおける困難、および危険性をさらに悪化させる。乾式粉末システムは、それゆえ、実際問題として、通常、オフセットおよびグラビアプリントのような、アナログプリント法と関連する、高速で高解像度画像を達成することはできない。他の不利点は、プリンターの通常保守のコストおよび乾式粉末トナーのコストを含んでいる。
静電潜像は、絶縁または非分極の液体内に分散したマーキング粒子によって現像され得ることが知られている。そのような、マーキング粒子は、すりつぶされまたはさもなければレジンまたはワニスまたはそれと同様のものと組み合わされる、顔料のような彩色物から通常は構成されている。加えて、充電指示要因は、通常、トナー粒子の極性および電荷対質量比を制御することに含められる。これらの分散した材料は、液体トナーまたは液状現像剤として知られている。使用にあたっては、液状現像剤が、部材上の静電画像を現像するために潜像保持部材の表面に塗布される。
【０００４】
液状トナー現像システムは、通常７〜１０μｍの範囲内である乾式トナー粒子よりもトナー粒子を安全により小さく、通常０．５〜３μｍの範囲内と、することができるので、概して非常に高い画像分解能が可能である。液状トナー現像システムは、画像帯電における変動に応答して印象的なグレースケールを示し、高レベルの全体画像密度を達成する。加えて、該システムは、通常安価に製造することができ且つ非常に信頼性が高い。さらに、これらのシステムのための液状トナーは、キャリア液体の緩衝特性に起因して、特に環境変化に対して、動作上且つ化学的に安定であり、それゆえ特に長い貯蔵寿命を示す。
液状現像剤は、概して低粘度液であり且つ低濃度の固体、すなわちマーキング粒子、を利用している。これらの在来のトナーおよび関連プロセスシステムは、低粘度トナー、またはＬＶＴシステムと称されているかもしれない。概してＬＶＴシステムは、通常１〜３ｍＰａ．ｓの低粘度のトナー、かつ通常０．５〜２％重量の低容量の固体を使用する。マーキング粒子の一様な拡散を維持することは、低粘度トナーシステムにおいては困難であり得る。マーキング粒子は、キャリア媒体内において漂流および沈殿する傾向を有する。さらに、トナー内における固体の少ない量は、与えられた潜像を現像するのに必要とされるトナーの量を増大させる。さらなる液状トナーは、所望される画像濃度のため、充分なマーキング粒子を提供するために光伝導面に与えられなければならないであろう。このトナーサプライの要求に応ずるために、ＬＶＴプリントシステムは、通常は適度に大きな現像ギャップを有すべく設計されている。現像領域のそのような構成は、現像ギャップにおける電界の減弱された強度および一様性、およびページを隔てるのと同様、プリント方向における一定のギャップを維持するのに必要とされる設計の付加的な複雑さなど、いくつかの短所を有している。これは、通常、低減された現像効率、エッジ効果および非一様固体充填を結果として生ずる。
【０００５】
そのような液体電子写真プリント技術を用いる装置は、特にこれらの装置が、０．５ｍｓ−１以上、またはそれより高いスピードで動作することが要求されるときにいくつかの好ましくない問題を有し得る。この主要な問題は、溶剤キャリーアウトに関するものである。溶剤キャリーアウトなる用語は、用紙に転写され且つ内部でとらえられる溶剤またはキャリアの量に関連している。そのような溶剤は、その後に、画像融合の間に、蒸発され、大気中の汚染を生じさせ、且つ製造コストにも有意的に加えられる。そのような、液状調色のさらなる不利点は、通常背景汚れまたは曇りと称される、概してコピーの変色を結果として生ずる非画像または背景エリアに彩色物質を配置しようとする傾向である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＶＴシステムに関連するこれらのおよび他の既知の問題を解決するために、６０％重量までの固体濃度および１０，０００ｍＰａ．ｓまでの粘度を有するトナーを用い、通常１〜４０μｍの薄膜を用いる高濃度および粘状液トナーのトナー現像システムが開示されている。これらの粘性および高濃度液状トナーシステムによる静電潜像現像のこのシステムは、高粘度トナーすなわちＨＶＴシステムと称されても良い。そのような液状トナーの例は、同一出願人による、ローソン（Ｌａｗｓｏｎ）他に対する米国特許第５，６１２，１６２号およびマーコ（Ｍａｒｋｏ）に対する米国特許第６，２８７，７４１号に開示されており、その開示は、引用によりここに全体として組み込まれている。高粘度、高濃度液体現像方法および装置の例は、同一出願人によるイタヤ（Ｉｔａｙａ）他に対する米国特許第６，１３７，９７６号およびササキ（Ｓａｓａｋｉ）他に対する米国特許第６，１６７，２２５号に開示されており、その開示は、引用によりここに全体として組み込まれている。これらの新たなＨＶＴ液体現像システムは、在来のＬＶＴシステムの短所の多くを克服する。
高粘度なる用語は、１０ｍＰａ．ｓよりも大きく調整されたトナーの粘度、および６０％重量までの固体濃度、を意図している。
【０００７】
ＬＶＴシステムによる静電潜像の液体現像において、画像保持部材上に形成される静電潜像は、絶縁液体内における耐電マーキング粒子からなるトナーによって可視画像が形成される。いくつかのそのようなＬＶＴシステムは、液状現像剤に使用されるように、実際の現像プロセスが始まる前に画像保持部材上にプリウェット液を塗布するため、同一のキャリア媒体を使用しても良く；これは、画像保持部材の非画像部分へのトナーの付着を防止、それによって背景の汚れや曇りを防止する良く知られた手段である。しかしながら、ほとんどの場合において、ＬＶＴシステムにおけるプリウェット液の使用は、そのようなシステムにおいて使用される液状トナーは低固体濃度、且つ低粘性であるという事実に起因して、要求されることはない。
【０００８】
伝統的に、ＨＶＴプリントシステムは、ＨＶＴタイプのシステムが非常に高い固体含有量、且つ高粘度である液状トナーを用いているという事実に起因して、背景汚れまたは曇りを最小とすべくプリウェット機構を用いている。プリウェット液体を塗布するために使用され得る種々の方法が開示されている。例えば、くぼみと突起を有するローラーが、プリウェット液体を供給する部材として使用され得る。それに代えて、そこからプリウェット液体が流れるスリットが設けられたブレードが使用され得る。プリウェット液体を塗布するこの方法において、ブレードは、画像保持部材とブレードとの間にプリウェット液体が液体バンクを形成するように、画像保持部材の近傍に配置されている。しかしながら、ほとんどの場合、プリウェット液体の機械的な塗布は、全体のプリントエリアにわたって背景曇りの防止を達成するためには小さく且つ制御された量の液体を分配するために、高精密が要求される問題を含み得る。それゆえ、画像保持部材上の非画像部分へのトナーの付着を充分に防止することは困難であろう。この問題は、高速においてさらに悪化する。さらにプリウェット液体は、液体トナーのキャリア流体のそれらに対して異なる物理的および／または化学的特性を持ち得る。それらの場合において、プリウェット液体で汚染される液体現像剤をリサイクルすることにおける困難性が関連され得る。
【０００９】
高速において、処理パラメータおよび現像時間は、より厳密になり、空間的構成および操作技術は、良好な画像化のために必要である。ＨＶＴシステムは、さらに開発され、、本発明の目的は、高粘度で高濃度な液体現像器を用いる高速電子写真プリントのための方法および手段を提供することにある。加えて、背景汚れまたは曇りが無く、高いプリント画像密度を達成し、潜像の現像に先立って画像化部材にプリウェットの分離された機械的塗布の必要性なしに、高速で動作し得る高速、高濃度の液体トナー現像システムについての強い要望がある。
本発明のさらなる目的は、オフセットおよびグラビア印刷のようなアナログプリント方法に通常関連する高速での高解像度画像を達成する高粘度、高固体含有液体現像剤を用いる高速電子写真プリントのための方法および手段を提供することにある。
ここにおいて使用されている「高速」という用語は、０．５ｍｓ−１よりも大きいプリントスピードを意味することを意図している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、一実施形態において、本発明は、高速プリントに適合された静電プリント装置であって；
（ａ）  高粘度高濃度トナーをトナー供給ローラーに供給するトナー供給装置と；
（ｂ）  前記トナー供給ローラーから前記トナーの薄層を受けるメータリングローラーと；
（ｃ）  現像部材と；
（ｄ）  前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めによって前記現像部材に圧接する前記メータリングローラーと；
（ｅ）  その上に静電潜像を保持するために適合された表面を有する画像担持部材を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｆ）  それらの間に、選択された接触時間を与える締まり嵌めによって前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｇ）  その上に現像された画像を提供する前記画像担持部材上の前記静電潜像の影響に従って前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｈ）  前記現像された画像が前記画像担持部材からサブストレート上に転写される転写ステージと
を具備する静電プリント装置に存するといわれる。
【００１１】
ここで使用されている「締まり嵌め」なる用語は、接触するローラーまたは部材のシャフト間を一定の距離に設定することによって作られる隣接する部材間またはローラー間の接触を意味する。
望ましくは、前記メータリングローラーは、そこに凹所のパターンを備え、該メータリングローラーを押圧するドクターブレードをさらに含んでいる。
望ましくは、前記トナー供給ローラーと前記メータリングローラーとの間にピックアップローラーをさらに含み得て、該ピックアップローラーは、前記供給ローラーから第１のフィードギャップだけ間隔をあけて設けられ且つ前記メータリングローラーから第２のフィードギャップだけ間隔をあけて設けられる。
望ましくは、前記高粘度トナーは、非伝導キャリア液体内で６０％重量までの帯電可能なマーキング粒子の濃度を備え、さらに望ましくは、前記高粘度トナーは、５〜４０％重量までの帯電可能な粒子の濃度を備えている。
望ましくは、高粘度トナーは、１０ｍＰａ．ｓ〜１０，０００ｍＰａ．ｓの粘度を示し、より望ましくは、１０ｍＰａ．ｓ〜５，０００ｍＰａ．ｓの粘度を示し、さらに望ましくは、２０ｍＰａ．ｓ〜１，０００ｍＰａ．ｓの粘度を示している。
望ましくは、前記トナー供給ローラーと前記ピックアップローラーとの間の前記第１のフィードギャップは、１００〜５００μｍであり、前記ピックアップローラーと前記メータリングローラーとの間の前記第２のフィードギャップは、５０〜４００μｍである。
前記メータリングローラーと前記現像部材との間にフィーダーローラーをさらに含み、前記フィーダーローラーは、前記現像部材の速度および／または方向とは異なる速度および／または方向に回転し駆動される。
【００１２】
一実施形態においては、前記画像形成ステージは、その上に静電電荷を保持するために適合された表面を有する画像担持部材と、前記表面に一様な静電帯電を提供する帯電装置と、その上に前記静電潜像を形成すべく前記一様な静電帯電を選択的に放電する放電装置とを備えている。前記画像担持部材の前記表面は、光伝導体を備え、前記放電装置は、照明装置を備え得る。
代わりに、前記画像形成ステージは、その上に静電電荷を保持するために適合された誘電性表面を有する画像担持部材と、その上に前記静電潜像を形成すべく、選択された静電帯電を前記表面に提供する選択的帯電装置とを備えている。
望ましくは、前記トナーサプライは、高粘度トナーを前記トナー供給ローラーに供給する一対の逆回転ギアを備えている。
トナーサプライの他の手段、例えばスリットを直接通してローラーの表面にトナーを配給するスリットコーティングチェンバ機構、が使用されても良い。
望ましくは、前記ピックアップローラーは、金属ローラーである。前記ピックアップローラーは、ポリウレタン、ＮＢＲ、または他の適切な材料でエラストマーコートされたローラーを備えていても良い。
前記ピックアップローラー上に、１００〜２０００μｍ厚の高粘度トナーの層を提供する前記ピックアップローラーに圧接するドクターブレードが設けられても良い。
前記ピックアップローラーの主たる目的は、特に高速プリントに関連する増大されたトナー供給レートにおいて、前記メータリングローラーの表面に配給されるトナーの量を制限し且つ制御することである。
【００１３】
代替的な実施形態において、前記ピックアップローラーは、除外され、前記トナーが、トナー供給機構によってメータリングローラーに直接的に供給されても良い。
望ましくは、パターン化されたメータリングローラーは、アニロックスローラーからなっている。アニロックスローラーにおけるパターンは、トリヘリカルおよびＺチャンネルから選択されてもよく、１５０〜３００ライン／インチの線分解能および２０〜４０μｍのパターン深さを有していても良い。望ましくは、アニロックスローラーは、トリヘリカルパターン構成、２００ライン／インチの分解能および３０μｍのパターン深さを有している。しかしながら、他のアニロックスタイプのパターンは、メータリングローラーに使用され且つランダムパターンを含んでいても良い。
前記現像部材は、＋５０〜＋８００ボルトの電位に保持されていてもよい。
前記現像部材に対する前記メータリングローラーの締まり嵌めは、５０〜２０００μｍであっても良い。画像担持部材に対する前記現像部材の締まり嵌めは、５０〜２０００μｍであっても良い。
【００１４】
前記現像部材上の液状トナーの薄層に作用するキャリア液体排除装置がさらに設けられていても良い。前記キャリア液体排除装置は、コロナ生成装置等の形態を含む種々の形態をとっても良く、またはローラータイプ機構の形態をとっても良い。前記キャリア液体排除装置は、現像部材に近接した位置に配置され、、コロナ発生装置が使用される場合には、コロナ生成電圧が、トナー層を横切って電界が確立されるべく印加され、帯電されたトナー粒子の電気泳動運動を通して、トナー粒子とトナー沈殿物内のキャリア液体との空間的分離を生成し、それによってキャリア液体が、トナー層の表面から排除され、それゆえ、もしも必要ならば、プリウェット層として作動する。キャリア液体排除装置の他の効果は、個々のトナー粒子における帯電を調整または強化し、現像された画像の拡大された密度一様性のために付加的な粒子稠密化を提供することである。潜像に与えられたとき、そのような正確に制御された極性および濃度からなるトナー材料は、付加的なプリウェットシステムの任意の形態の必要性もなしに、非常に一様な濃度での背景の汚れが無い画像の現像を可能とする。
それゆえ、一実施形態においては、前記キャリア液体排除装置は、コロナ放電装置を備えている。前記コロナ放電装置に印加される電圧は、コロナ放電を生じさせるのに充分なオーダーからなっており、これは適切な極性の数千ボルトまで達しても良い。その代わりに、前記キャリア液体排除装置は、現像部材に対して締まり嵌めをもって圧接するローラータイプ機構を備えており、＋５０〜＋１５００ボルトのそれに印加される電圧を有している。現像部材に対して圧接するキャリア液体排除ローラーは、平滑な表面仕上げを有していてもパターン化された表面を有していても良く、一実施形態においては、キャリア液体排除ローラーは、アニロックスタイプのローラーであっても良い。現像部材に対して圧接するキャリア液体排除ローラーは、現像部材から余剰キャリアを同時に除去すべく適合されていても良く、それによって余剰液体は、ローラーに対峙して配置されたスクレーパーブレードによって前記キャリア液体排除ローラーからかき落とされ得る。
【００１５】
前記現像ステージは、放電エリア現像（ＤＡＤ）または帯電エリア現像（ＣＡＤ）からなっていても良い。
一実施形態において、画像担持部材上の静電画像は、＋２００〜＋９００ボルトの電位の非画像領域および＋０〜＋１５０ボルトの電位の画像領域を有していても良い。
そこでは現像された画像が、サブストレートに転写される前に画像担持部材から中間転写部材に転写される中間転写ステージがさらに設けられていても良い。最終転写ステージは、そのとき、画像担持部材から中間転写部材へ転写された現像された画像を備え、それから中間転写部材からサブストレートに転写される。
それらの間に選択された接触時間を与える前記画像担持部材と中間転写部材との間に締まり嵌めがあっても良い。中間転写部材に対する画像担持部材の締まり嵌めは、５０〜２００μｍであっても良い。
中間転写部材は、−５０〜−２０００ボルトの電位に保持されていても良い。
消去ステージをさらに備えていてもよく、そこでは、前記画像担持部材上の任意の残存静電画像も消去される。
【００１６】
クリーナーステージをさらに備えてもよく、そこでは、前記最終転写ステージへの前記画像担持部材への前記選択的な転写後に前記現像部材上の任意の使用されなかったトナーも前記現像部材から拭い取られる。この使用されなかったトナーは、トナーサプライまたはリサイクリングおよび最補充システムへリサイクルされ得る。
クリーナーステージをさらに備えてもよく、そこでは、最終転写ステージへの転写後に前記画像担持部材上の任意の残留トナーも前記画像担持部材から拭い取られる。
クリーナーステージをさらに備えていてもよく、そこでは、最終転写ステージへの転写後に前記中間転写部材上の任意の残留トナーも前記中間転写部材から拭い取られる。
クリーナーステージの各々は、クリーニングブラシローラーと該クリーニングブラシローラーの両側で前記画像担持部材または前記中間転写部材に対して係合されている平滑エラストマークリーニングブレードとを備えていても良い。
その代わりに、クリーナーステージの各々は、平滑面クリーニングローラーと前記画像担持部材または前記中間転写部材に対して係合されている平滑エラストマークリーニングブレードとを備えていても良い。
前記クリーナーローラーは、エラストマーコーティングされたローラーまたは高度に研磨された金属ローラーからなるグループから選択されたローラーを備えていても良い。
前記クリーナーステージは、前記クリーニングローラーとクリーニングブレードを潤滑させ且つリサイクルを容易にするためにクリーナー残留物を希釈するフラッシュ流体サプライをさらに備えていても良い。
そこでサブストレート上に画像が定着される画像定着ステージがさらに設けられていても良い。望ましくは、前記画像定着ステージは、ローラー間に加熱および加圧を用いる。その代わりに、前記画像定着ステージは、ＩＲ（赤外線）硬化、ＵＶ（紫外線）硬化およびＥＢ（電子ビーム）硬化のような非接触法または他の既知の画像融合の方法を使用する。
前記現像部材、前記ピックアップローラー、前記メータリングローラーおよび前記トナー供給ローラーは、同一の電圧に保持されても良い。トナー粒子の選択的な転写を拡張すべくおよび／またはローラー間のトナー分割比率の変化を有効とし、それゆえ前記現像部材上におけるトナー層の厚みの調整を可能とすべくローラー間に電圧差をさらに与えても良い。
【００１７】
望ましくは、前記画像担持部材は、αシリコン、有機光伝導体、またはＡｓ２Ｓｅ３から選択される光伝導面を有するドラムである。
望ましくは、前記現像部材は、ローラーまたはベルトからなるグループから選択される。
最終転写ステージにおけるサブストレートの後方に加圧ローラーをさらに設けても良い。
望ましくは、前記締まり嵌めの量を設定するため前記現像部材に対して前記メータリングローラーを係合させる前記メータリングローラーのシャフトに係合する位置決めネジ装置またはカム機構が設けられていても良い。
前記サブストレートは、シートフィードされるサブストレートまたは連続ロール紙からなるグループから選択されても良い。前記サブストレートは、紙または例えばプラスチック膜、金属および他のそのような材料のような他のプリント可能な面を備えていても良い。
前記トナーは、望ましくは液状現像剤が、１０，０００ｍＰａ．ｓまでの粘度を持ち、より望ましくは、２０ｍＰａ．ｓ〜１，０００ｍＰａ．ｓ、の粘度を示すように誘電体液における分散マーキング粒子によって形成されている。
前記現像部材に転写されるトナーの前記薄層は、１〜４０μｍの厚みを有していても良い。
【００１８】
その代わりの実施形態において、本発明は、高速プリントに適合された静電プリント装置であるといわれ；
（ａ）  非伝導性キャリア液体内における６０％重量までの帯電可能粒子の濃度を有する高粘度トナーを供給ローラーに供給するトナーサプライと；
（ｂ）  前記供給ローラーから間隔をあけて設けられているピックアップローラーと；
（ｃ）  前記トナー供給ローラーと前記ピックアップローラーとの間の１００〜５００μｍからなる第１のフィードギャップと；
（ｄ）  前記ピックアップローラーからトナーの層を受けるメータリングローラーと；
（ｅ）  前記ピックアップローラーと前記メータリングローラーとの間の５０〜４００μｍからなる第２のフィードギャップと；
（ｆ）  そこに凹所のパターンを有する前記メータリングローラーと；
（ｇ）  前記メータリングローラーに圧接しているドクターブレードと；
（ｈ）  前記メータリングローラーから前記トナーの層を受けるフィーダーローラーと；
（ｉ）  締まり嵌めによって前記フィーダーローラーに圧接する前記メータリングローラーと；
（ｊ）  現像部材と；
（ｋ）  前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めによって前記現像部材に圧接する前記フィーダーローラーと；
（ｌ）  その上に静電電荷を保持するために適合された表面を有する画像担持部材、前記表面に一様な静電帯電を提供する帯電装置、およびその上に静電気画像を形成すべく前記一様な静電帯電を選択的に放電する放電装置を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｍ）  選択された接触時間を与える締まり嵌めによって前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｎ）  その上に現像された画像を提供すべく前記画像担持部材上の前記静電気画像の影響に従って、前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が、前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｏ）  前記現像された画像が、前記画像担持部材からサブストレート上に、または、中間転写部材のような、さらなる部材上に、転写される転写ステージと
を具備している。
前記現像部材に対して圧接するフィーダーローラーは、同じ方向にまたは逆回転で異なるスピードで回転するような前記現像部材に対し差動スピードで回転すべく適合されていても良い。
【００１９】
その代わりの実施形態において、本発明は、高速プリントに適合された静電プリント装置にあるといわれ；
（ａ）  高粘度高濃度トナーをトナー供給ローラーに供給するトナーサプライと；
（ｂ）  前記供給ローラーから第１のフィードギャップだけ間隔をあけて設けられているピックアップローラーであり、前記トナー供給ローラーと当該ピックアップローラーとの間の第１のフィードギャップが、１００〜５００μｍである、ピックアップローラーと；
（ｃ）  前記ピックアップローラーから前記トナーの薄層を受けるメータリングローラーであり、前記ピックアップローラーと当該メータリングローラーとの間の第２のフィードギャップは、５０〜４００μｍであるメータリングローラーと；
（ｄ）  そこに凹所のパターンを有する前記メータリングローラーと；
（ｅ）  前記メータリングローラーに圧接しているドクターブレードと；
（ｆ）  現像部材と；
（ｇ）  前記トナーの薄層を前記現像部材上に転写する締まり嵌めによって前記現像部材に圧接する前記メータリングローラーであり、前記現像部材に対する該メータリングローラーの前記締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである前記メータリングローラーと；
（ｈ）  前記薄層内のトナー粒子を前記ローラーの表面に向けて押し付け且つ前記トナーの薄層の外側にキャリア液体高濃度層を残すべく前記現像部材上のトナーの薄層に作用するキャリア液体排除装置と；
（ｉ）  その上に静電潜像を保持するために適合された表面を有する画像担持部材を備える画像形成ステージである、画像形成ステージと；
（ｊ）  それらの間に、選択された接触時間を与える締まり嵌めによって前記画像担持部材に対して係合する前記現像部材と；
（ｋ）  そこでは、その上に現像された画像を提供し前記画像担持部材上の前記静電潜像の影響に従って、前記現像部材上の薄層におけるトナー粒子が、前記画像担持部材に転写される現像ステージと；
（ｌ）  そこでは、それらの間に選択された接触時間を与え、前記画像担持部材と中間転写部材との間の締まり嵌めによって、現像された画像が、前記画像担持部材から前記中間転写部材に転写される中間転写ステージであり；前記中間転写部材に対する前記画像担持部材の締まり嵌めは、５０〜２０００μｍである中間転写ステージと、
（ｍ）  前記現像された画像が前記中間転写部材からサブストレート上に転写される転写ステージと
を具備している。
さらなる形態において、本発明は、高速調色の方法であり；
（ａ）  画像担持部材上に静電潜像を形成するステップと；
（ｂ）  現像部材の表面上にトナーの膜を形成するステップであり、前記トナーは、１０，０００ｍＰａ．ｓまでの高粘度および非伝導性キャリア液体内における６０％重量までの帯電可能粒子の濃度を有するステップと；
（ｃ）  前記現像部材の表面上の前記トナー膜を通して電界を付与し、トナー層を通して電位差を形成し、それによって、トナーの膜が２つの空間的に分離された層；すなわち現像部材に近接して濃縮された増大した濃度のトナー粒子からなる一つの層と、前記濃縮されたトナー層の上方に配置され、実質的にトナー粒子がない、キャリア液体の第二の層と、に分裂するステップと；
（ｄ）  前記濃縮されたトナー層が前記潜像を現像するのに先立って、前記濃縮されたトナー層の上方に配置された高粘度キャリア液体の前記第二の層が、前記画像支持部材の表面上にプレウェット膜として作用するように、前記現像部材を、液状現像剤の空間的に分離された層と共に前記画像担持部材に接触させ、それによって前記画像担持部材上の潜像を、任意の背景汚れまたは曇りもなしに、充分に現像させるステップと；
（ｅ）  前記現像された画像を、前記画像担持部材から最終サブストレート上、または、中間部材のような、さらなる部材上、に転写するステップと；
（ｆ）  前記転写された画像を、最終サブストレート上に定着するステップと
を含む。
前記現像部材を、液状現像剤の空間的に分離された層と共に前記画像担持部材に接触させるステップは、前記現像部材と前記画像担持部材との間に締まり嵌めを提供することによって、選択された時間期間にわたって前記現像部材を前記画像担持部材に接触させて保持することを含み得る。
前記現像部材の表面上のトナーの前記膜を通して電界を付与するステップは、キャリア液体排除装置を用いて達成され得る。
その代わりに、前記現像部材の表面上の前記トナー膜を通して電界を付与するステップは、コロナ放電装置を用いてなされ得る。
【００２０】
それに代わるものとして、前記現像部材の表面上の前記トナー膜を通して電界を付与するステップは、前記現像部材に圧接し且つ＋５０〜＋１５００ボルトのそれに印加される電圧を有するキャリア液体排除ローラーを用いてなされ得る。
前記現像部材は、次の範囲の特性を有し得る：
粗さ:  Ｒｚ  &#8804;  ２  μｍ 
コーティングの堅さ：  ４０〜６０°ショアＡ
およびより望ましくは５０°ショアＡ
表面エネルギー：  ３０〜４０  ｍＮ／ｍ
およびより望ましくは３５  ｍＮ／ｍ
電気的抵抗率：  １´１０４〜１´１０８Ωｃｍ
およびより望ましくは１´１０６Ωｃｍ 
【００２１】
前記中間部材は、次の範囲の特性を有し得る：
粗さ:  Ｒｚ&#8804;２μｍ 
コーティングの堅さ：  ４０〜７０°ショアＡ
およびより望ましくは６０°ショアＡ
表面エネルギー：  ２０〜４０  ｍＮ／ｍ
およびより望ましくは２５  ｍＮ／ｍ
電気的抵抗率：  １´１０４〜１´１０８Ωｃｍ
およびより望ましくは１´１０７Ωｃｍ 
高速ＨＶＴプリントにおける重要なファクタは、現像のために充分な時間を有効とし、現像された画像の転写であることが見出されている。
与えられた高速システムのための、この時間ファクタは、ローラー直径、プリントスピード、および締まり嵌めによって決定される。それ故に本発明のために、メータリングローラーと現像部材との間現像部材と画像化部材の間に規定された締まり嵌めが存在する。
【発明の効果】
【００２２】
対照的に、在来の弾力のある接触において、最初に制御されるものは、接触力である。本発明の現像システムは、ローラー間の力に依存しないが、ニップの幅については厳密である。また、ＨＶＴ高速プリントエンジンに締まり嵌めを持つことは、安定したプリントを提供し、且つ弾性係合から生じ得るローラーの振動を防止する。このことは、実際に、例えば、弾性的に付勢されることに起因するローラーの不安定性によって現像された画像にバンディングをもたらし得る。最終的に、さらなる利点は、より単純にローラー間の力を変化させるよりもむしろ、距離を調整することによってローラー間に制御された接触を生じさせることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
概して本発明を説明するが、理解を助けるために本発明の好適な実施形態を示す添付図面が参照されるであろう。
さて、図１を参照すると、この図面は、本発明による静電プリント装置を概略的に示しており、特にトナーの移動路を示す。
図１において、概略的な静電プリントプロセスは、トナー供給ステージ１０、トナーメータリング装置２０、現像ステージ３０、画像化ステージ４０、中間転写ステージ５０、サブストレートへの転写ステージ６０、定着ステージ７０およびクリーナーステージ８０を有している。
トナー供給ステージ１０において、トナータンク１１は、タンク１１内のトナー１１ａ内に延び逆回転ギアホイール１２を有し、供給ローラー１３へ高粘度トナーを供給を備える。供給ローラーは、トナータンク１１の頂部から外へ延びピックアップローラー１６から１００〜５００μｍの範囲のギャップ１７だけ間隔をあけて設けられる。このことは、少なくとも１００μｍのピックアップローラー上にトナーの層を生成する。トナー供給ステージは、供給の他の形態または方法を備えていても良く、トナータンク１１からピックアップローラー１６へ、トナーをポンピングし、または別の方法でトナーに移動をさせる。
ピックアップローラー１６は、ピックアップローラー１６上の高粘度トナーの平坦な薄層を提供し、それに対して圧接するドクターブレード１８を有している。
ピックアップローラー１６は、５０〜４００μｍの範囲内であるギャップ２２だけメータリングローラー２１から間隔をあけて設けられている。メータリングローラー２１は、その表面に凹所のパターンを有しており、メータリングローラー２１に圧接するドクターブレード２３は、メータリングローラー２１からメータリングローラー２１の凹所のパターンにおける凹所内にあるトナーを除いて、高粘度トナーの本質的に全てをかき落とす。
好適な一実施形態において、メータリングローラーは、望ましくは３０μｍの通常のパターン深さを有し、２００ライン／インチの分解能を有するトリヘリカルパターンを有している。
【００２４】
その代わりとして、高粘度高固体含有トナーの制御された薄層が、多数の平滑ローラーを有するローラー列を備えるフィーダーローラーシステムの使用によって分配され得る。それゆえ、メータリングローラーなる用語は、現像部材に転写するためのトナーの薄層（１〜４０μｍ）を生成する一列の平滑ローラーを含めることも意図している。
メータリングローラー２１は、５０〜２０００μｍの範囲内で締まり嵌め３２によって現像部材３１を押圧する。メータリングローラー２１の表面は、相対的に硬いが、現像部材３１の表面は相対的に軟らかく、メータリングローラー２１が現像部材３１を押し込むので、締まり嵌めが可能とされる。締まり嵌めは、各ローラーの回転の間の接触時間を提供し、その間にトナーがメータリングローラー２１から現像部材３１へ転写され得る。メータリングローラー２１から転写された後の現像部材３１上のトナーの厚さは、１〜４０μｍの範囲内である。
【００２５】
キャリア液体排除装置３３は、現像部材上のトナー３７の薄層に作用する。この実施形態において、コロナ生成ワイヤが、現像部材に近接する位置に配置され、個々のトナー粒子における帯電を調整または強化するのに使用することができるコロナ生成電圧が印加され、あるいはトナー貯蔵内でそれらの位置を変更する。装置３３は、薄層におけるトナー粒子をローラーの表面に向かって押し、トナーの薄層の外側にキャリアが豊富に含有する層を残し、現像部材上のトナーの薄層に作用する。キャリア液体排除装置における帯電は、高粘度トナーにおけるトナー粒子と同様であっても良い。コロナ生成ワイヤなどは、現像部材３１上のトナー３７の薄層から３〜７ｍｍ、望ましくは約４ｍｍの距離に配置され、コロナ生成電圧は約４〜６ｋＶ、望ましくは５ｋＶのワイヤに印加される。
クリーナー装置３４も、現像部材３１に対して、以下に論じられているように、現像ステージの後に現像ローラーからトナーを清掃するよう作用する。
画像化ステージ４０における画像担持部材は、その上に静電電荷を帯電するであろう表面４２を有する画像化ローラー４１である。帯電装置４３は、画像化ローラー４１の表面４２に一様な静電帯電を提供し、それから選択的放電装置４４が、表面４２が４５に概して示されている領域に静電画像を有すために静電電荷を放電する。画像担持部材は、誘電体である表面４２を有しており、この場合、帯電装置４３は、コロナ放電装置、帯電ローラー等であり、選択的放電装置４４は、例えば、イオン銃であっても良い。その代わりに、画像担持部材は、光伝導体である表面４２を有していても良く、この場合帯電装置４３は、コロナ放電装置、帯電ローラー等であり、選択的放電装置４４は、例えばレーザーまたはＬＥＤ装置であっても良い。それに代わるものとして、画像担持部材は、強誘電体または他のエレクトレットの場合と同様、永久的に分極された材料である表面４２を有していても良い。
【００２６】
現像部材３１は、５０〜２０００μｍの範囲内である締まり嵌め４６によって画像化ローラー４１に対して圧接する。
画像化ローラー４１は、相対的に硬い表面を有し、現像部材３１は相対的に軟らかい表面を有していて、そのため画像化ローラーは、現像部材３１内に若干押し込む。これは締まり嵌め、およびそれゆえローラー間の持続または増大された接触時間を与え、その時間の間、トナーの薄層内においてマーキング粒子が、現像されたトナー画像を与える静電画像に誘引されることによって、静電画像が現像される。
あるいは、画像担持部材は、その上に静電電荷を帯電保持する表面を有する画像化ベルトであっても良い。この構成において、画像化ベルトは、現像部材および中間転写ローラーに対して、画像化ベルトの後面に対してそれぞれの接触領域に係合する２つの加圧ローラーによって、保持される。
現像されたトナー画像は、画像化ローラー４１の表面４２上のまわりに運ばれ、キャリア液体排除装置３３ａの下方を通過する。この実施形態において、キャリア液体排除装置は、コロナ放電装置として図解される。これは、中間転写ステージ５０にて転写される前に圧縮されるように、画像化ローラー４１の表面４２にトナーを押し下げるよう作用する。
圧縮された現像されたトナー画像４７は、中間転写ローラー５１が到着するまで画像化ローラー４１の表面４２上に運ばれる。中間転写ローラー５１は、締まり嵌め５２によって画像化ローラー４１に対して係合する。再び、画像化ローラー４１と中間転写ローラー５１との間の締まり嵌めは、接触時間を提供し、そこでは現像されたトナー画像のトナー粒子が、電界の影響下で中間転写ローラー５１に転写される。中間転写ローラー５１に対する画像化ローラーの締まり嵌めは、５０〜２０００μｍであっても良い。画像化ローラー４１の表面４２上の現像されたトナー画像は、それゆえ中間転写ローラー５１の表面５３に転写され、最終転写ステージ６０の周りへ運ばれる。
画像化ローラー４１の表面４２上に現像されたトナー画像が中間転写ローラー５１に転写された後、概略的に示されるクリーナー構成４８が、画像化ローラー４１から再帯電される前に余剰トナーを除去するために使用される。
【００２７】
最終転写ステージ６０において、現像されたトナー画像が、中間転写ローラー５１から、サブストレート６１の後側に対して係合する加圧ローラー６２によって中間転写部材５１に対して保持されるサブストレート６１に転写される。転写は、静電タイプ、加圧タイプ、トランスフィックスタイプ、それらの組み合わせ、またはトナー画像を転写および融合する他の既知の方法および技術からなるものであっても良いことは理解されるべきである。サブストレート６１は、紙または他の材料の連続ロール、または個別シートであっても良い。
現像されたトナー画像が、サブストレート６１に転写された後、サブストレート上に維持され、付加的に、もしも必要ならば、サブストレートは定着ステージ７０において一対の加熱されたローラー７１および７２の間を通過し、トナーはサブストレート上に永久的に定着される。加熱されたローラー７１および７２は、トナーをサブストレートに定着させるための熱を提供するためのヒーターエレメント７３ａおよび７３ｂを有する。
【００２８】
クリーナーステージ８０においては、中間転写部材５１のために、クリーナーローラー８１は、中間転写部材５１の表面５３に圧接する。クリーナーローラー８１は、中間転写部材５１において異なるそれに印加された電圧を有しており、そのためトナー粒子はクリーナーローラー８１に誘引され、それからクリーナーブレード８２によってローラーから除去される。クリーナーローラー８１は、中間転写部材５１に対して、同じ方向に異なるスピードで回転しまたは逆回転するように、差動的なスピードで回転するよう適合され得る。クリーナーローラー８１の後に、クリーナーブレード８３も中間転写ローラー５１のクリーニングを確実にするために使用される。
もしもクリーナーローラー８１が中間転写部材５１からかなりの量の残留物を除去するために使用されるならば、クリーナーブレード８３は、装置内で例外的に長い寿命を示すことが、驚いたことに見出された。ブレードの機構に続くそのようなローラーはは、高速プリント装置におけるクリーナーブレードに関するコストを有意的に低減する。
【００２９】
本発明のこの実施形態におけるトナーの移動経路が、図１に陰付き線によって示されている。ギアホイール１２は、タンク１１から供給ローラー１３にトナーを供給し、ピックアップローラー１６へ運ばれ、ピックアップローラー１６上を反時計方向にドクターブレード１８を過ぎてメータリングローラー２１に達するまで運ばれる。それから時計方向に回転するメータリングローラー２１に転写され、メータリングローラー２１上のドクターブレード２３は、再度トナーの厚さを低減する。トナーは、メータリングローラー２１上を時計方向に現像部材３１へ運ばれ、そこで、上述したように、メータリングローラーと現像部材との間の締まり嵌めによってもたらされる在留時間の間に現像部材に転写して、現像部材３１上に液状トナーの薄層を与える。
液状トナーの薄層は、先に論じたように、画像化ローラー４１に到達するまで、キャリア液体排除コロナ３３を過ぎて、現像部材上を反時計方向に運ばれる。この段階において、トナー粒子のいくらかは、像様方式で画像化ローラー４１に転写されるが、全てが転写されるわけではなく、それゆえいくらかのトナーはクリーナー３４まで現像部材３１のまわりを継続する。転写されたトナー４７は、キャリア液体排除コロナ３３ａを通過し、画像化ローラー４１のまわりを時計方向に運ばれ、先に論じられたように、中間転写ローラー５１に運ばれ、そこでトナー５４は、中間転写ローラー５１へ転写され、サブストレートに到達するまで中間転写ローラー５１上を反時計方向に運ばれる。トナーは、それからサブストレート６１に転写され、上述において論じられたように、定着ステーション７０まで進める。中間転写ローラー上の任意の残留トナーも、概して８０として示されるクリーナー構成によって拭き取られ、該クリーナー構成は、クリーナーローラー８１、クリーナーローラー上のスクレーパー８２、および中間転写ローラーに圧接されるさらなるクリーニングブレード８３を含む。
【００３０】
図２は、本発明の代替的な実施形態である。図２において、概略的な静電プリントプロセスは、概して図１において説明された通りであり、同様の参照数字が、対応する項目について使用されている。
この実施形態におけるトナー供給ステージ２０は、付加的なフィーダーローラー２１ａを有している。メータリングローラー２１は、５０〜２０００μｍの範囲内である締まり嵌め３２ａによってフィーダーローラー２１ａに圧接されている。締まり嵌めは、メータリングローラー２１の表面が比較的硬いけれども、第３のローラー２１ａの表面が比較的軟らかくメータリングローラー２１が第３のローラー２１ａに押し込むので、可能とされる。締まり嵌めは、回転の間に接触時間を提供し、その間にトナーがメータリングローラー２１からフィーダーローラー２１ａに転写され得る。メータリングローラー２１から転写された後にフィーダーローラー２１ａにおけるトナーの厚みは１〜４０μｍの範囲内である。
第３のローラー２１ａは、５０〜２０００μｍの範囲内である締まり嵌め３２ｂによって現像部材３１に圧接している。フィーダーローラー２１ａは、現像部材３１に押し込んでいる。締まり嵌めは、回転の間に接触時間を提供し、その間にトナーがフィーダーローラー２１ａから現像部材３１に転写され得る。フィーダーローラー２１ａから転写された後に現像部材３１におけるトナーの厚みは１〜４０μｍの範囲内である。この実施形態において、フィーダーローラー２１ａは、現像部材３１に対して異なる表面速度で回転する。表面速度差動は、転写ギャップ３２ｂにおいてトナーを噴出させるプロセスによってトナーを転写する。また、メータリングローラー２１とフィーダーローラー２１ａとの間の差動表面スピードによって、メータリングローラー２１上のパターンによって作られているトナー表面における任意の現存パターンも破壊される。現像部材３１に対して差動的に回転するフィーダーローラー２１ａの使用も現像された画像上のリビューレットパターンを除去するのを支援することが見出されている。リビューレットは、連続する画像の局所的エリアを阻害するものとして明白であり、高粘度材料が平坦面にローラーアプリケーターによって、薄膜として塗布されたときに観測されるパターンと類似している。差動回転は、逆回転または同一方向での回転であるが異なるスピードの回転であってもよい。
現像部材上のトナーの薄層の装置３３によるトナー調整のステップ、および他のそれに続くプロセスステップは、図１について説明された通りである。
【００３１】
図３は、本発明の代替的な実施形態である。図３において、概略的な静電プリントプロセスは、概して図１において述べられた通りであり対応する項目については同一の参照数字が使用されている。
この実施形態において、現像されたトナー画像が、画像化ローラー４１の表面の周囲に運ばれ、キャリア液体排除ステージ３３ｂの下を通る。この実施形態におけるキャリア液体排除装置は、印加された電圧ＶＴＣ２を有するローラー３５である。これは、トナーを画像化ローラー４１の表面４２に押し下げるべく作用し、そのため中間転写ステージ５０にて転写される前に稠密化される。それと同時に、キャリア液体の層が、図１０に関連して議論されるであろうトナー層の外側に形成される。ローラー３５も、キャリア液体の層からこの余剰キャリア液体を除去するよう作用し、余剰液体は、スクレーパー３６によってローラー３５からかき取られ且つリサイクルされ得る。キャリア液体排除ローラー３５は、差動速度にて画像化ローラー４１に向かう方向で回転するために適合され得る。キャリア液体排除ローラーギャップまたは接触は、画像化ローラーに対して調整可能であっても良く；望ましくは、軽いまたは「キッス」タイプの接触が、広い範囲の条件にわたって最も効果的であることが見出されている。
【００３２】
この実施形態においてもまた現像部材に対するキャリア液体排除ステージは、印加された電圧ＶＴＣ１を有するローラー３３ｃを用いている。これは、トナー３７を現像部材３１の表面に押し下げるよう作用し、そのため静電潜像を現像するのに使用される前に圧縮される。それと同時に、キャリア液体の層が、図１０に関連して議論されるであろうようにトナー層の外側に形成される。ローラー３３ｃも、キャリア液体の層から余剰キャリア液体を除去するよう作用し、余剰液体は、ローラー３３ｃからかき取られ且つリサイクルされ得る（図示せず）。現像部材３１に対して圧接するキャリア液体排除ローラー３３ｃは、平滑面仕上げを有していても良くまたはパターン化された表面を有していても良く、一実施形態において、キャリア液体排除ローラーは、アニロックス（Ａｎｉｌｏｘ）タイプのローラーであっても良い。表面仕上げの選定は、液状トナーの化学的性質、粘度および固体含有濃度に依存し得る。概して、１００ｍＰａ．ｓ未満のトナー粘度について、平滑ローラーが使用され得て、１００ｍＰａ．ｓを超えるトナー粘度について、パターン化されたローラーが望ましいことがわかっている。しかしながら、パターン化されたまたは平滑キャリア液体排除ローラーは、ＨＶＴタイプシステムの中で使用可能な合計粘度範囲内で使用され得て、パターン化されたまたは平滑キャリア液体排除ローラーの使用は粘度のみならず、液状トナー化学性質、物理的特性およびその他の性質にも依存し得る。パターン化されたローラーは、ワイヤ巻装ローラー、ランダムパターン化ローラーの形態をとっても良く、またはアニロックスタイプのローラーの形態をとっても良い。アニロックスローラーは、３０μｍの平均パターン深さで２００ライン／インチの分解能のトリヘリカルパターンを有していても良い。キャリア液体排除ローラーギャップまたは接触は、現像部材に対して調整可能であっても良く、望ましくは、軽量または「キッス」タイプの接触が、広い範囲の条件にわたって最も効果的であることが見出されている。パターン化されたキャリア液体排除ローラーは、現像部材上のトナー薄層の平滑度を有意的に改善できることが、驚くべきことに見出されている。例えばキャリア液体排除ローラーとしてのアニロックスタイプのローラーの使用が、現像部材上の液状トナーの薄層におけるリビューレットの発生を完全に除去でき、従って静電潜像に対して極めて一様で且つ滑らかな液状トナー膜の提示を可能とし、結果として非常に均一に現像されたトナー画像を得ることができることが見出されている。キャリア液体排除ローラーは、装置のおよび本実施例におけるサイズ要求と同一基準の直径からなることができる。
【００３３】
この実施形態においても、また、現像されたトナー画像が、キャリア液体排除ステージ９０の下を通り中間転写ローラー５１の表面５３の周囲を搬送される。この実施形態におけるキャリア液体排除装置は、印加された電圧ＶＴＣ３を有するローラー９１である。これは、トナーを中間転写ローラー５１の表面５３に押し下げるべく作用し、そのためサブストレートステージ６０に転写される前にさらに稠密化される。それと同時に、キャリア液体のさらなる層が、図１０に関連して議論されるであろうようにトナー層の外側に形成される。ローラー９１も、キャリア液体の層からこの余剰キャリア液体を除去するために作用し、余剰液体は、スクレーパー９２によってローラー９１からかき取られ且つリサイクルされ得る。キャリア液体排除ローラーギャップまたは接触は、中間転写ローラーに対して調整可能であっても良く、望ましくは、軽量または「キッス」タイプの接触が、広い範囲の条件にわたって最も効果的であることが見出されている。
【００３４】
図４、図５および図６は、多色静電プリントのための種々の構成を示している。
図４において、カラープリント構成１００は、単一の中間転写ドラム１０２からなり、その上に四つの、必要ならばそれより多くの、カラーが、後にサブストレート１０４に転写されるカラー画像を提供するよう連続的に配置されている。各々のプリントステージ１０６、１０８、１１０および１１２は、図１〜図３に示された実施形態のいずれであっても良い。中間転写ローラー１０２の表面に画像が作り上げられるべく、第１プリントステージ１０６は、第１カラーを提供し、第２プリントステージ１０８は、第２カラーを提供し、第３プリントステージ１１０は、第３のカラーを提供し、第４プリントステージ１１２は、第４カラーを提供する。各プリントステージ１０６、１０８、１１０および１１２において、画像化ローラー４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄは、単一の中間転写ドラム１０２に対して締まり嵌めにてそれぞれ係合する。多色画像は、最終サブストレートに転写され、クリーナー１１４は、中間転写ローラー１０２に他の画像が作り上げられる前に中間転写ローラー１０２を清浄にする。
各カラー画像化ステーション１０６、１０８、１１０および１１２は、画像化ステージ４０（図１）まで、図１〜図３に示された実施形態に関連して議論したような方法で動作し、それから全ての分離されたカラー画像が、単一の画像転写ローラー１０２に転写される。最終転写ステーション１１６および定着ステーション１１８は、図１に示されたようにそれぞれのステージ６０および７０と同様な方法で動作する。
【００３５】
図５は、多色プリント装置の代替的な構成を示している。この実施形態において、多色プリント装置１２０は、中間転写部材としてベルト１２２を使用している。ベルトは、エラストマー材料、または当該技術において知られている通りの他の適切な転写材料であっても良い。カラー画像化ステーション１２４、１２６、１２８および１３０（またはさらに多くのカラーステーション）は、ベルト１２２上に作り上げられる画像に単一カラー画像を供給する。複合画像は、それからベルト１２２上で最終転写ステーション１３０へ搬送され、定着ステーション１３４に進む前にサブストレート１３２に転写される。クリーナー１２３は、他の画像が連続的に中間転写ベルト１２２に転写される前に中間転写ベルト１２２を清浄する。各カラー画像化ステーション１２４、１２６、１２８および１３０は、画像化ステージ４０（図１）まで、図１〜図３に示された実施形態に関連して議論したような方法で動作し、それから全ての分離されたカラー画像が、中間転写部材と同様に、ベルト１２２に転写される。各プリントステージ１２４、１２６、１２８および１３０においては、画像化ローラー４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび４１ｈのそれぞれが、ベルト１２２に対して係合する。最終転写ステーション１３０および定着ステーション１３４は、図１に示すようなそれぞれのステージ６０および７０と同様な方法で動作する。プリントステージ１２４、１２６、１２８および１３０からベルト１２２への個々のカラー画像の転写のステージでは、加圧ローラー１２４ａ、１２６ａ、１２８ａおよび１３０ａは、それぞれ、画像化ローラー４１ｅ、４１ｆ、４１ｇおよび４１ｈの画像転写ベルト１２２への締まり嵌めを有効とする。
この実施形態において、定着ステーション１３４は、ＵＶ発光素子１３６を含むことが注意されるであろう。この場合において、画像化ステーション１２４、１２６、１２８および１３０によって供給されるインクは、加熱、および加圧硬化性インクよりもむしろＵＶ硬化性インクを提供するであろう。転写は静電タイプ、トランスフィックスタイプ、それらの組み合わせ、または他の既知のトナー画像の転写および融合の方法からなっていても良いことが理解されるべきである。
【００３６】
図６には、多色プリント装置１４０が示されている。この実施形態においては、カラー画像化ステーション１４２、１４４、１４６および１４８は、現像された画像をそれぞれの中間転写部材１４３、１４５、１４７および１４９に提供し、中間転写部材１４３、１４５、１４７および１４９における現像された画像は、最終サブストレート１５０に連続的に転写する。この実施形態においては、画像の種々のカラーは、定着ステーション１５２の前に最終サブストレート上に作り上げられる。また、この実施形態においてもより先に述べた実施形態に示された連続的なロール紙よりもむしろ個別の単票用紙１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃおよび１５０ｄであることに留意されるであろう。１枚ずつの単票用紙は、それぞれの最終転写ステーションの間それから定着ステーション１５２へはコンベヤーで搬送される。用紙または他のサブストレート材料は、ロール紙または他のサブストレート材料とすることもできる。
カラー画像化ステーション１４２、１４４、１４６および１４８の各々は、最終転写ステージ６０（図１）まで、図１〜図３に示された実施形態に関連して議論したような方法で動作する。中間転写ローラー１４３、１４５，１４７および１４９から最終サブストレート１５０への個々のカラー画像の転写のステージにおいて、加圧ローラー１４３ａ、１４５ａ、１４７ａおよび１４９ａは、それぞれ最終サブストレート１５０上の中間転写ローラー１４３、１４５、１４７および１４９の締まり嵌めをそれぞれ有効とする。
【００３７】
図７は、現像部材１６０と画像化ローラー１６２との間の締まり嵌めの詳細を示している。現像部材１６０は、エラストマーの表面１６４を有しているが、画像化部材１６２は誘電体表面または１６０の表面上に光伝導体を有している。現像部材１６０が、矢印１６８によって示されるように締まり嵌めを与える画像化ローラーに接触させるとき、現像部材の降状面１６４は、現像部材１６０が破線および矢印１７０によって示される距離で画像化ローラーと接触した状態を保つために圧縮される。このことは、高速プリントの間静電画像にトナー粒子の転写のための時間を許容する。
例えば、３ｍｓ−１のプリントスピードで、トナー粒子の典型的な移動度値によって決定される、１ミリ秒と４ミリ秒との間の現像時間について、完全な画像現像を達成するために必要とされる接点１７０の周囲長は、３〜１２ｍｍの範囲内にある。異なる直径のローラーを含む広範囲のプリントシステム構成のために締まり嵌め１６８が５０〜２０００μｍの範囲内であることが望ましい。
同様の締まり嵌めが、画像化ローラーと中間転写ローラーとの間に上述において議論したようにトナー供給ステージにおいて、提供され得る。
【００３８】
図８は、画像化ローラーまたは中間転写ローラーに好適なクリーナーユニットについての一実施形態を示している。概して参照数字１８０として示されているクリーナーユニットは、二つの平滑エラストマークリーニングブレード１８２、１８４を備えており、各ブレードのエッジの一つは高精度（１μｍ未満）に研磨されており、一つずつ逐次配置されている。これらは、画像化ローラー１８８の光伝導体面１８６に当接している。
一実施形態において、エラストマークリーナーブレード１８２および１８４は、伝導性であっても、光伝導体からトナー残留物を誘引するよう帯電されていても良い。
細かい剛毛を有するクリーニングブラシローラー１９０が、現像中、物理的および電気泳動的な稠密化および先導するクリーナーブレード１８２の動作の結果として形成され得るトナー粒子の集合体を破壊するようクリーニングブレード１８２、１８４の間に配置されていても良い。クリーニングブレードのエッジにて集められた厚みのあるトナー残留物は、真空システム１９２の使用によって除去される。
【００３９】
代替的なクリーナーシステムは図９に示されている。この実施形態におけるクリーナーシステムは、現像部材、画像化部材または中間部材に好適である。図９において、クリーナーユニット２００は、平滑で磨かれた軟らかいエラストマークリーニングローラー２０２を備えており、画像化ユニット２０６の光伝導体面２０４に当接している。ローラー２０２は、適切に伝導性を有し且つ光伝導体２０４からトナー残留物を誘引すべく帯電されている。このローラーは、順にポリウレタンブレード２０８で清掃される。さらなるクリーナーブレード２１０が、ローラー２０２に続いており、光伝導体２０４に直接的に作用する。これはクリーナーハウジングを効果的に密封し、残留物をリサイクルのために捕捉する。クリーナーの両端は、独立気泡発泡エラストマーガスケット（図示せず）によって密封されている。クリーナーローラー２０２は、光伝導体ドラムの表面スピードに対して、同一スピードまたは差動表面スピードのいずれでも動作する。クリーナーローラー２０２は、光伝導体ドラム２０６に対して同時回転または逆回転が可能である。フラッシュ流体は、フラッシュチューブ２１２通して連続的に計量され、クリーニングローラーおよびブレードを潤滑させ且つリサイクルを容易にするために高濃度の残留物を希釈する。フラッシュ流体は、液状トナーキャリア流体と同一の流体であっても良い。
【００４０】
クリーニングローラー２０２は、ポリウレタンまたはＮＢＲまたは他の適切な材料でコーティングされたエラストマーであっても良い。コーティングは、３ミリメートルの最小厚みを持っていても良く、ローラーは２０ミリメートルの最小直径を持ち得る。コーティングの電気抵抗は１０４〜１０６オームセンチメートルであっても良い。
代替的な実施形態において、クリーニングローラーは、清掃されるべき部材の表面に対して当接しており、非常に平滑で高度に研磨された金属ローラーからなっていても良い。
クリーニングローラー２０２は、光伝導体とクリーニングローラーとの表面の間に清掃されるよう面からクリーニングローラーの表面に向かって残留物トナーを取り去るような電界を作る極性に帯電されている。電圧差は、０〜４００ボルトの範囲内であっても良い。ローラーの表面は、１〜５μｍの表面粗さに磨かれていても良い。
【００４１】
図１０を参照すると、図式的な形態で本発明のキャリア液体排除の説明が図解されている。図１０は、液状トナー膜または層内において前記層を通る電界の印加に先立ってマーキングまたはトナー粒子の状態を詳述するセクションＡと、マーキング粒子上の液状トナー層を通る電界の印加およびマーキング粒子のないキャリア液体層の生成の結果を詳述するセクションＢとの二つのセクションを備えている。
今、図１０のセクションＡを詳細に見ると、プロセス（図示せず）は、現像液支持部材２２６の表面上に液状現像剤２２４の膜を形成するのに使用され、液状現像剤２２４は、誘電体液２３０内に分散しているマーキング粒子２２８から形成される。液状現像剤は、１０，０００ｍＰａ．ｓまでの粘度および６０％重量までのマーキング粒子濃度を有している。マーキング粒子２２８は、本質的に正電荷を有するものとして図解されている。負電荷を有するマーキング粒子が本発明において使用され得ることが当業者によって理解されるであろう。マーキング粒子２２８の空間分布は、トナー２２４内部において比較的一様である。
【００４２】
図１０のセクションＢに示されるように、バイアス電極２３２が液状現像剤層２２４に均一に接触されて配置される。電源２３４は、現像剤支持部材２２６上に液状トナー２２４の膜を通じて電界を印加し、従ってトナー層を通して電位差を形成し、それによって液状現像剤の膜が二つの空間的に分離された層に分離される；すなわち、現像剤支持部材２２６に近接し密封された増大濃度のマーキング粒子２２８ｂからなる一つの層と、密封したトナー層の上方に位置され、実質的にマーキング粒子２２８ｂがないキャリア流体２３０ｂの第二の層とである。
負電荷を有するトナーが、本発明で利用されている場合、バイアス電極２３２への負電圧の印加も使用され得ることは、当業者によって理解されるであろう。
マーキング粒子への帯電の決定の方法およびそれゆえ二つの空間的に分離された層を生成するのに要求されるであろう電圧および時間を容易に決定するのを助けることは、同一出願人によるオゼロフ（Ｏｚｅｒｏｖ）に対する米国特許第６，６１３，２０９号に説明されており、その開示全体は、引用によってここに組み込まれる。
バイアス電極２３２が、種々の形態をとり得ることは理解されるはずである。例えば、電源２３４に接続されたローラーは、二つの空間的に分離された層を生成するためにトナー層上に配置され得る。それに代えて、バイアス電極が電源２３４に接続されることが可能であり、その場合は、液状現像剤層を有する現像支持部材２２６は、電極の下を通り二つの空間的に分離された層を生成する。さらなる代替例として、バイアス電極２３２は、ブレード等を含むこともできる。またさらなる代替例において、コロトロンまたはスコロトロンのような放電装置が、液状トナー層を通して電位差を形成するために使用され得る。すなわち、実質的に一様な電荷が液体トナー膜の面上に配置され、それによって二つの空間的に分離された層を生成する。
【００４３】
図１１に関しては、キャリア液体排除の説明、またはキャリア液体排除装置が現像された画像に作用する例証となる事例、が図式的な形態で説明されている。
図１１においては、現像されたトナー画像３００が、中間転写ローラー、ベルトまたは画像化ローラー３１０の表面上の近傍に運ばれ、キャリア液体排除ローラー３５０の下を通る。キャリア液体排除ローラー３５０は、電源３８０によって印加される電圧Ｖを有する。これは、トナー画像がサブストレートステージ（図示せず）に転写される前に、さらなる液体排除が発生するように中間転写ローラー、ベルトまたは画像化ローラー３１０の表面にトナー画像のマーキング粒子３７０を押し下げるよう作用する。現像された画像３００のマーキング粒子３７０の間に捕捉されたキャリア液体３３０は、実質的に除去される。それと同時に、キャリア液体３３５の層、または場合によりキャリア液体排除が生じるプロセスにおけるステップに依存するさらなる層が、図１０に関連して議論されたようにトナー層の外側に形成される。トナーキャリア液体排除ローラー３５０も、キャリア液体３３５の層から余剰キャリアを除去し、非常に少量のキャリア液体３４０のみを残すよう作用する。余剰液体３６０は、スクレーパー（図示せず）によってローラー３５０からかき落とされ、リサイクルされ得る。
【００４４】
種々のステージにおけるトナー粒子の転写を支援するために、各ローラーは、図１〜図３に概略的に示されているように、印加された電圧を有している。
標準状態において、供給ローラー１３（ＶＦＲ）上の電圧は、ピックアップローラー１６（ＶＰＲ１）上、メータリングローラー２１（ＶＰＲ２）上、および現像部材３１（ＶＤＲ）上の電圧と同じで有り得る。好適な一実施形態において、画像化ローラー４１に印加される電圧ＶＩＲは、ゼロに等しく、トナー現像、および画像化ローラーの表面からの転写の間ずっと、電流路を提供し、画像化ローラーの表面から転写される。好適な一実施形態において、第一の四つのローラーの各々における電圧は、＋５０〜８００ボルトの範囲内であり、画像化ローラーの表面上の電圧は、最大で１０００ボルトである。
電圧（ＶＴＣ１）が、図３におけるキャリア液体排除ローラー３３ｃに配置され、電圧（ＶＴＣ２）が、図３におけるキャリア液体排除ローラー３５に配置される。これらの電圧は、両方とも、トナー粒子をそれぞれの現像および画像化ローラーに向けて駆動する効果を与えるようローラーに圧接するローラーに印加されるよりも高くすべきである。
電圧（ＶＴＲ）は、現像された画像をローラーに誘引するよう中間転写ローラー５１に配置し、電圧（ＶＰ）は、サブストレート６１へのトナー粒子の転写を援助するよう加圧ローラー６２に提供される。
さらなる電圧（ＶＣＬ）は、その上に新たな画像が配置される前に、中間転写ローラーからの任意の最終トナー粒子を除去するようクリーナーローラー８１上に配置される。
【００４５】
図１２は、本発明のトナー供給部分の代替的な実施形態である。図１２において、概略的な静電プリントプロセスは、概して図１において説明した通りであり、同様の参照数字が対応する項目に用いられている。
トナー供給ステージ１０において、トナータンク１１は、タンク１１内のトナー１１ａ内に延在し且つ供給ローラー１３に高粘度トナーの供給を提供する逆回転ギアホイール１２を有している。供給ローラーは、トナータンク１１の頂部外に延在し５０〜４００μｍの範囲内であるギャップ１７だけメータリングローラー２１から間隔をあけて配置されている。これは、メータリングローラー上に少なくとも５０μｍのトナーの層を作る。トナー供給ステージは、供給、ポンプ送りまたは別の方法でトナータンク１１からメータリングローラー２１への移動の他の形態または方法を備えていても良い。
メータリングローラー２１は、表面に凹所のパターンを有しており、メータリングローラー２１に圧接するドクターブレード２３は、メータリングローラー２１上の凹所のパターンにおける凹所内のトナーを除いて本質的に全ての高粘度トナーをメータリングローラー２１からかき取る。メータリングローラーは、望ましくは、通常３０μｍの平均パターン深さで２００ライン／インチの分解能を有するトリヘリカルパターンを有している。
メータリングローラー２１は、５０〜２０００μｍの範囲内である締まり嵌め３２で現像部材３１に圧接する。締まり嵌めは、メータリングローラー２１の表面が比較的硬いが、現像部材３１の表面は比較的軟らかく、メータリングローラー２１が現像部材３１内に押し入るので、可能とされる。締まり嵌めは、各ローラーの回転の間接触時間を提供し、その間、トナーは、メータリングローラー２１から現像部材３１に転写される。メータリングローラー２１からそれが転写された後における現像部材３１上でのトナーの厚みは、１〜４０μｍの範囲内である。
静電プリントプロセスの動作におけるその後の各ステップは、図１に関連して説明された通りである。
【００４６】
図１３は、本発明のトナー供給部分の代替的な一実施形態である。図１３において、概略的な静電プリントプロセスは、概して図１において説明した通りであり、同様の参照数字が対応する項目に用いられている。
トナー供給ステージは、ピックアップローラー１６まで図１に関連して議論された通りである。ピックアップローラー１６は、ピックアップローラー１６上に高粘度トナーの一様な薄層を提供しそれに対して圧接するドクターブレード１８を有している。
この実施形態におけるピックアップローラー１６は、少なくとも三つ以上の平滑ローラーの多重ローラーフィード列に対して「キッス」接触または締まり嵌め状態とし得る。この実施形態において、三つの平滑ローラー２４、２５および２６が存在する。平滑ローラーの列は、現像部材に転写するためのトナーの薄層（１〜４０μｍ）を作り出す。ピックアップローラー１６は、第１の平滑ローラー２４と「キッス」接触している。平滑ローラー２４、２５および２６の各々は、互いに「キッス」接触するか、または締まり嵌め状態にある。三つの平滑ローラーの間の締まり嵌めは１，０００μｍまでとし得る。締まり嵌めの干渉の度合いは、現像部材３１にもたらされるトナー層の厚みを決定するであろう。フィードローラー２４、２５および２６は、ポリウレタン、ＮＢＲ、または他の適切な材料でコーティングされたエラストマーからなっていても良い。コーティングの電気的な抵抗は、１０４〜１０８オームセンチメートルである。
最終平滑ローラー２６は、１，０００μｍまでの締まり嵌め３２にて現像部材３１に当接している。締まり嵌めは、最終平滑ローラー２６の表面は、相対的に硬いけれども、現像部材３１の表面は相対的に軟らかいため、最終平滑ローラー２６が現像部材３１を押し込むことを可能とする。締まり嵌めは、各ローラーの回転の間の接触時間を提供し、その間にトナーは最終平滑ローラー２６から現像部材３１へ転写され得る。最終平滑ローラー２６から転写された後の現像部材３１上のトナーの厚さは、１〜４０μｍの範囲内である。
静電プリントプロセスの動作におけるその後のステップは、図１に関連して説明された通りである。
【００４７】
図１４は、本発明に従ってメータリングローラーと現像部材との間の締まり嵌めを設定するための機構の詳細を示している。この実施形態において、メータリングローラー２５０は、プリント装置のシャーシ内でスロット２５６内を移動するベアリングブロック２５４にて支持されているシャフト２５２上で回転する。シャフト２６０上で回転するカム２５８は、ベアリングブロック２５４に係合し、それによってメータリングローラーを、シャフト２６６上で回転する現像部材２６４内へ、締まり嵌め２６２状態に押し込む。この構成によって、締まり嵌めは、カム２５８の回転によって設定され得る。
図１５は、本発明によるメータリングローラーと現像部材との間の締まり嵌めを設定するための代替的な機構の詳細を示している。この実施形態において、メータリングローラー２７０は、プリント装置のシャーシ内でスロット２７６内を移動するベアリングブロック２７４にて支持されているシャフト２７２上で回転する。ねじ切りされたブロック２７９を貫通して延びる位置決めネジ２７８は、ベアリングブロック２７４に係合しており、それによってメータリングローラーを、シャフト２８６上で回転する現像部材２８４内へ、締まり嵌め２８２状態に押し込む。この構成によって、現像部材内へのメータリングローラーの締まり嵌めの量は、変更され得、位置決めネジをねじ込みまたは緩め戻すことによって設定され得る。
図１４および図１５に示された機構は、現像部材と画像化部材との間、および画像化部材と中間転写ローラーとの間の締まり嵌めを調整設定するのに用いることもできる。
【００４８】
本発明の好適な一実施形態において、種々のローラーへ印加される電圧は次の通りである。
2009507258.tif 000003
ローラーは、より効果的な操作のために選択されたサイズで有り得ることが見出されている。好適な一実施形態において、もし画像担持部材が、１．０単位の直径を有し、現像部材が望ましくは０．１〜１．０単位、より望ましくは０．３単位、の直径を持つべきであり、メータリングローラーが望ましくは０．１〜０．５単位、より望ましくは０．２単位を持つべきであり、ピックアップローラーが望ましくは０．１〜０．５単位、より望ましくは０．４単位、を持つべきであり、供給ローラーが望ましくは０．１〜０．３単位、より望ましくは０．１単位を持つべきであることが見出されている。
【００４９】
選択されたサイズのローラー直径を選定する理由は次の通りである。
〔画像担持部材（光伝導素子）直径〕
電子写真現像原理に基づく、高速プリントプロセスにおいては、ローラー、コロナまたはコロトロン帯電プロセスの結果として、電荷を収集するのに充分な時間を光伝導体に提供すること、露光後電荷を消散させることも非常に重要である。これらの要求を満たすべく、帯電装置と画像化装置との間、および画像化装置と現像ニップとの間の最小周囲距離が維持されることが必要である。より高いプリントスピード、これらの帯電、露光および現像エリアの間のより大きな周囲分離が、与えられた光伝導体についての時間要求を満足させることが必要である。これは、より大きな直径のローラーを有することによって達成される。第２のポイントは、直径を選択することにおける光伝導体のタイプの重要性である。これは、露光後の電荷消散の速度を決定する。例えば、αシリコンは、最も高い放電速度を有し、およびそれゆえ光伝導体直径が、放電時間要求を満足しつつ縮小され得る。αシリコンは、光伝導体において本発明の好適な実施形態である。光伝導体放電速度（２０ｍｓ未満）を知れば、１．５ｍｓ−１の面回転速度における露光位置と現像ニップの間の最小周囲距離は約３０ｍｍとなることが、決定され得る。画像化ローラー直径の選択において、本発明の好適な一実施形態として、商業的に広く利用され、直径値に対して考察が与えられる。
【００５０】
〔現像部材直径〕
事実上ゼロ現像ギャップでの高粘度調色応用でさえも、トナー粒子は、画像化ローラー上に完全に堆積するのにいくらかの時間を必要とするであろう。この最小時間が１〜３ｍＳであり、トナー移動度、現像バイアス、光伝導体残留電荷、トナー層厚み、および現像部材特性に依存することが予想される。例えば、３ｍｓ−１でプリントするため、現像ニップ幅は、３ｍｍを超えるべきである。２４２ｍｍ画像化ローラー直径および約４０ショアＡ堅さの現像部材について、ほぼ８０ｍｍの現像部材直径が、所要の現像ニップ幅を達成するのに必要となる。
〔他のローラー〕
トナーフィード列における種々のローラー、供給ローラー、ピックアップローラーおよびメータリングローラーは、全て小さな直径を持つことができ、それらの機能と同一基準として、可能な限り小さなトナー供給システムが提供され得る。同様に、他のローラーも、キャリア液体排除およびクリーニングローラーが当該技術における熟練者によって理解されるであろうように、それらの機能と同一基準の直径からなることができる。
【００５１】
好適な一実施形態において、種々のローラーの望ましい直径は、次の通りである。
2009507258.tif 000004
【００５２】
本発明の好適な実施形態において、現像部材は、次の望ましい特性を持ち得る。
2009507258.tif 000005
【００５３】
本発明の好適な実施形態において、中間転写部材は、ローラーまたはベルトであっても良く、次の望ましい特性を持つ次の望ましい特性を持ち得る：
2009507258.tif 000006
【００５４】
良好なクリーニングおよび開放特性を達成するため、ローラーは、付加的なオーバーコーティングを有していても良い。オーバーコーティングのために使用される望ましい材料は、ポリウレタンおよびフッ化物ゴム（シリコーンゴムもまた使用され得る）である。
本発明にて使用するために適する高粘度、高濃度トナーは、次のような形態を有している：
2009507258.tif 000007
【００５５】
キャリア液体は、当該技術において知られている通りの任意の適切な液体からなっていても良く、シリコーン流体、炭化水素液および野菜油、またはそれらの任意の組み合わせを含んでいても良い。
本発明は、ここに述べられた先行技術および他の問題を解決し、それによって有用な技術の状態を、高速において、高粘度で高濃度の液体トナーを用いて静電潜像を現像する方法を提供することにより、進める。
ここにおける全ての測定値は、室温（２５℃）で測定された。粘度は、ＨＡＡＫＥ  ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ  ＲＳ６００を用いて測定された。
上述の実施形態のいずれかに対する変更が、特許請求の範囲にて定義された通りの本発明の範囲から逸脱しない限りなされること、ここに開示された特定の構成の他のバリエーションが、発明から逸脱しない限り、当業者によってなされ得ることが認められ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による高速静電プリント装置の概略を示す図である。
【図２】本発明による他の高速静電プリント装置の概略を示す図である。
【図３】本発明によるその他の代替的な高速静電プリント装置の概略を示す図である。
【図４】本発明による高速静電プリントステージを組み込んだ多色プリント装置の一実施形態を示す図である。
【図５】本発明による高速静電プリントステージを組み込んだ多色プリント装置の他の一実施形態を示す図である。
【図６】本発明による高速静電プリントステージを組み込んだ多色プリント装置のさらに他の一実施形態を示す図である。
【図７】隣接するローラー間の締まり嵌めの詳細を示す図である。
【図８】画像担持部材に適するクリーニングシステムの一実施形態を示す図である。
【図９】画像担持部材に適するクリーニングシステムの他の一実施形態を示す図である。
【図１０】現像エージェント保持部材におけるキャリア液体の排除機構の動作を示す概略図である。
【図１１】画像保持部材におけるキャリア液体排除機構の動作を示す概略図である。
【図１２】現像部材の前の他のトナー供給機構の詳細を示す図である。
【図１３】それに代わるさらなるトナー供給機構の詳細を示す図である。
【図１４】本発明によるメータリングローラーと現像部材の間の締まり嵌めを設定するための機構の詳細を示す図である。
【図１５】本発明によるメータリングローラーと現像部材の間の締まり嵌めを設定するための他の機構の詳細を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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