(57)【特許請求の範囲】
【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、
前記トナー保持要素は、トナー粒子を保持するためにトナー粒子直径の３倍よりも小さな深さを有し、また前記トナー保持要素は、グラビア部材の回転軸に対し６０°から８５°の間に配列され、
前記グラビア部材は、導電性コアと緩和可能なコーティング層を有し、
前記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、
前記グラビア部材の表面上に分散されたトナー粒子は、前記トナー保持要素によって保持されるトナー荷電装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー荷電装置において、
前記緩和可能なコーティング層の厚みは、トナー粒子の直径の５倍より大きいことを特徴とするトナー荷電装置。
【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、ＱＥtに等しく、式において、Ｑはトナー粒子上の電荷であり、Ｅt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、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、前記トナー保持要素は、トナー粒子を保持するためにトナー粒子直径の３倍よりも小さな深さを有し、また前記トナー保持要素は、グラビア部材の回転軸に対し６０°から８５°の間に配列され、前記グラビア部材は、導電性コアと緩和可能なコーティング層を有し、前記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、前記グラビア部材の表面上に分散されたトナー粒子は、前記トナー保持要素によって保持される。さらに、前記緩和可能なコーティング層の厚みは、トナー粒子の直径の５倍より大きい。
【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１１０を含み、この部材は回転できるようにハウジング１２０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１１０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１１６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１１０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１８０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：period）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２１０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１１６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２７０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２７０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２９０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３３０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（０．１２ｃｍ）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３１０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３９０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３７０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３７０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、１６０  進行静電波コンベヤ、１７０  光受容体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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