JPH0128383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は粉末により潜像を現像するための装置
に関する。この種の装置は電子写真印刷機にしば
しば使用されている。

『背景技術とその問題点』 通常、電子写真印刷プロセスには光導電性部材
をほぼ均一な電位に帯電させてその表面に感光性
をもたせるようにする過程が含まれている。この
光導電性表面の帯電部分を複写すべき原稿の光像
へ露出する。こうして光導電性部材上に原稿に含
まれる情報領域に応じた静電潜像を記録し、その
後、この潜像に現像剤混合物を付着させ現像す
る。こうして光導電性部材上に粉末の像を形成し
その後これをコピー用紙に転写する。最後に、こ
の粉末の像を加熱してコピー紙に像を永久的に定
着させる。

しばしば、現像剤混合物としては、摩擦帯電に
よりキヤリア粒子に付着しているトナー粒子から
成り、この混合物を潜像に接触させる。トナー粒
子はキヤリア粒子から引き離されて潜像に付着し
粉末像が形成される。代りに、単一成分の現像剤
材料を用いてもよい。通常、現像剤の粒子の抵抗
の範囲は約10⁸〜約10¹⁶オーム／センチメートル
である。抵抗が小さい粒子は現像に有利であると
いうことがわかつている。しかしながら、抵抗が
小さい粒子は転写には不利である。反対に、抵抗
の大きい粒子は転写には有利であるが現像には不
利である。これらの矛盾した要求を満たすことは
電子写真印刷機の設計者にとつて一連の課題とな
つている。さらに、高抵抗物質はしばしば不十分
な流動性を示しその絶縁性は現像能力に不利に作
用する。現像能力を改善するために種々の方法が
提案されてきた。

例えばLawrenceに付与され1960年９月27日に
発行された米国特許第2954006号明細書及び
Altmannに付与され1972年11月７日に発行され
た米国特許第3702108号明細書に提案されている。

即ち、Lawrenceは磁気潜像を記録するために
磁化されたテープを備えた印刷機を開示してい
る。それは、継目なしベルトにより酸化鉄粉を、
テープに記録されている磁気潜像に接近させ、次
に撹拌機でベルトに振動を与え酸化鉄粉をベルト
から振い落としてテープに記録されている磁気潜
像の上に掛けるものである。

Altmannは現像剤材料を光導電性ベルトに記
録されている潜像にデポジツトするような現像装
置を説明している。ベルトに斜めに横切つて取り
付けた障害物により、現像剤が定在波を形成して
ベルトを横方向に横切つて移動するようにする。
振動機を障害物と協働させて使用し光導電性ベル
トを動かす。現像剤をコンベヤーで上げスロツト
を通して光導電性ベルト上に分配する。障害物は
羽根か、外車でよい。

『発明の要約』 本発明によれば、潜像は低導電性の粒子に基づ
き現像するための装置が与えられる。この装置は
潜像から離間してギヤツプを画定するようにした
部材を含む。粒子をこの部材へ吸引するための手
段を備えている。部材と潜像との間に相対的な振
動をもたらして粒子を潜像へデポジツトするため
粒子の体積導電率を増加させるための手段も備え
られている。

本発明のその他の目的は以下の説明及び図面を
参照することにより明らかとなるであろう。

本発明をその種々の実施例に関して以下に説明
するが、本発明はそれらの実施例に限定されるも
のではないということは理解されるであろう。

『発明の実施態様』 以下、本発明による静電潜像現像装置を図面を
して詳細に説明する。図面において、同一の参照
番号は全体を通して同一の構成要素を示すように
用いられている。

第１図は本発明の現像装置を組み込んだ電子写
真印刷機の一例の構成を概略的に示している。以
下の説明から後述する本発明の現像装置が多種多
様の静電写真印刷機にも適合し、その適用はここ
に示した特定の実施例に必ずしも限定されないと
いうことが明白となるであろう。

電子写真印刷技術は広く知られているので、第
１図の印刷機に用いられている種々の処理機構は
以後概略的に示しそれらの動作を簡単に説明す
る。

第１図に図示したように、電子写真印刷機はド
ラム１０を使用している。ドラム１０は、光導電
性材料、例えばセレン合金を表面にデポジツトし
た、アルミナのような、導電性基板からできてい
るのが好ましい。ドラム１０は矢印１２の方向に
回転しその周囲に配置した各処理機構を通過す
る。

最初に、ドラム１０の光導電性表面の１部分が
帯電機構Ａを通過する。帯電機構Ａでは、全体と
して参照番号１４で示したコロナ発生装置でドラ
ム１０の光導電性表面を比較的高い、ほぼ均一な
電位に帯電させる。

その後、ドラム１０の光導電性表面の帯電部分
を露光機構Ｂに進める。露光機構Ｂでは、原稿を
透明な圧盤上に表を下にして置く。露光装置は、
全体として参照番号16で示してあり、原稿を横切
つて移動し原稿を照射する電燈を含んでいる。原
稿を反射した光線は可動レンズを通して伝達され
光像を形成する。これらの光像はドラムの光導電
性表面の帯電部分に焦点を合わせておく。このよ
うにして、ドラム１０の帯電した光導電性表面の
電荷を原稿の光像により選択的に除去させる。こ
うして原稿の情報領域に対応した静電潜像をドラ
ム１０の光導電性表面上に記録する。

次に、ドラム１０の光導電性表面に記録した静
電潜像を現像機構Ｃへ進める。現像機構Ｃでは、
全体として参照番号18で示した磁気ブラシ現像装
置により現像剤の粒子をドラム１０の光導電性表
面に記録した静電潜像に接触させる。潜像は粒子
を吸引してドラム１０の光導電性表面に粒子の像
が形成される。当業者は単一の成分かまたは２成
分のいずれかの現像剤材料を用いることができ
る。単一成分の材料を用いる場合には、現像剤材
料は磁性体とする。現像装置の詳細な構造は後に
第２図乃至第４図を参照して説明する。現像機構
において粒子の像を光導電性表面にデポジツトし
た後、ドラム１０により粒子の像を転写機構Ｄへ
進める。

転写機構Ｄでは、支持材料から成るシートをド
ラム１０の光導電性表面における粒子の像に接触
するように位置を定める。シートは全体として参
照番号２０で示したシート送給装置により送り出
す。シート送給装置２０は何枚もの積み重ねられ
たシート群２２のうちの一番上のシートに接触し
た送給ロール２４を備えることが好ましい。送給
ロール２４はシート群２２のうちの一番上のシー
トを送り出すように矢印２６の方向に回転され
る。矢印３０の方向に回転する刷り合せローラー
２８で、移送中のシートを整列させかつ運搬路３
２へ進める。移送中のシートは運搬路３２を通し
て所与の時間間隔でドラム１０の光導電性表面へ
と順次送られそれと接触させられる。こうして転
写機構Ｄでは粒子像を移送中のシートへ確実に接
触させる。

転写機構Ｄはイオンの霧をシートの背面へ与え
るコロナ発生装置３４を含む。これは粒子像をド
ラム１０の光導電性表面からシートへ吸引させ
る。転写の後、シートをドラム１０とともに送り
続けシートをドラムへ付着させている電荷を離脱
用コロナ発生器（図示されていない）により中和
してシートをドラムから分離させる。コンベヤー
３６でシートを矢印３８の方向へ、転写機構Ｄか
ら融着機構Ｅへ進める。

融着機構Ｅは、全体として参照番号40で示して
あり、バツクアツプローラー４２と熱融着ローラ
ー４４を含む。粒子像を表面に担持しているシー
トをバツクアツプローラー４２と融着ローラー４
４との間に通す。すると粒子は融着ローラー４４
に接触し熱と圧力とが印加されてシートへ永久的
に定着される。粒子をシートへ融着させるための
装置として加熱圧力装置を示したが、代りに加熱
されない圧力装置を使用することもできる。融着
の後、シートを完成したコピー紙として転送ロー
ラー４６によりキヤツチトレイ４８へ送る。一且
コピー紙がキヤツチトレイ４８に入ると、機械の
操作手はそこからコピー紙を取り出すことができ
る。

シートがドラム１０の光導電性表面から分離し
た後、必ず幾らかの残留粒子がドラム１０に付着
したままとなつている。これらの残留粒子はクリ
ーニング機構Ｆでドラム１０から除去される。ク
リーニング機構Ｆは、プレクリーンコロナ発生装
置とドラム１０の光導電性表面に接触した回転可
能なフアイバブラシとから成るクリーニング装置
５０を備えることが好ましい。プレクリーンコロ
ナ発生器によりドラムの光導電性表面へ残留粒子
を吸引している電荷を中和する。次に光導電性表
面と接触しているフアイバブラシの回転により残
留粒子をそこから除去する。クリーニングに続い
て、次に続く作像サイクルのための帯電の前に、
除電用ランプで光導電性表面に光を照射してそこ
に残つている残留静電荷を全く除去する。

上述の説明は本発明のために本発明の特徴を組
み込んだ電子写真印刷機の全体的な動作を例示的
に示すためには十分であると思われる。

次に本発明による現像装置を説明する。第２図
は本発明による現像装置の典型例を示す。ここに
図示したように、現像装置１８は供給物である磁
粒粉５４を貯蔵するホツパー５２を含む。磁粒粉
５４はホツパー５２の開口５６を通して現像用ロ
ーラー５８の表面に落とす。現像用ローラー５８
には管状部材６２の内部に延在して取り付けられ
た円筒形磁石６０が含まれている。電源６４は管
状部材６２に適切な大きさ及び極性のバイアス電
圧を印加してドラムの導電性表面上の潜像の背景
領域が磁粒粉で現像されるのを妨ぐ。電源６４は
管状部材６２を約50ボルトから約500ボルトの範
囲内の値流電圧で電気的にバイアスすることが好
ましい。直流バイアスレベルは背景領域の現像を
防ぐに必要な電圧レベルに依存する。振動器６６
により管状部材６２を約２万ヘルツから約10万ヘ
ルツの範囲内の振動数で振動させる。管状部材６
２はその共振モードのうちの１つで、例えば半径
あるいは接線方向のモードで振動させることが好
ましい。振動器６６は信号源により駆動される任
意の適切な電気―機械変換器でよい。振動器は適
切な方法で管状部材６２に取り付けるかあるいは
滑動接触させて必要な振動を伝えるようにすれば
よい。また振動器は技術上周知の種類の任意のも
のでよく、例えば圧電性かあるいは強誘電性のい
ずれかの種類の結晶かあるいはボイスコイルや拡
声器のような電磁変換器でよい。振動器を作動さ
せる信号源は使用する電気―機械変換器を駆動さ
せるのに適した信号を発生する任意の適切な装置
によるものでよい。

管状部材６２を振動させるためにさまざまな別
の方法を用いることができる。例えば、正弦周波
電流を管状部材に沿つて伝送すれと磁気力と電気
力との相互作用で管状部材が振動する。

第２図に図示したように、管状部材６２と磁石
部材６０とほぼ静止している。振動器６６の作動
で管状部材６２へ吸引されている磁粒粉は移動し
ドラム１０の光導電性表面と接触するようにな
る。振動器６６は、現像領域７０におけるドラム
１０の光導電性表面と管状部材６２との間の空隙
すなわちギヤツプを迅速に変化するように管状部
材６２を振動させる。この振動により粒子間の電
荷移動が強められる。さらに、振動による音圧が
粒子の体積導電率を増加させる。即ち、この振動
による音圧により、現像領域７０の空隙における
粒子を圧縮して、一定空間体積中の粒子の量を増
加させる。このため、この一定空間体積中の粒子
の導電性が増し、粒子の体積導電率が増加する。
いずれの効果も振動数の関数として変化する。そ
れゆえ、導電率は振動周波数の関数としてその増
加に従い増加する。磁粒粉を現像領域７０へ進め
ること及びそこにおける磁粒粉の体積導電率を増
加させることに加えて、管状部材６２の超音波振
動により粒子の流れが改善される。即ち、低導電
性粒子における電荷は容易に除去することができ
ず、そのため、粒子間の静電的吸引力が高くなつ
て粒子が集中してしまう。従つて振動により導電
率を高めることにより電荷を除去し粒子の集塊を
防ぎ粒子の流れを改善する。

管状部材６２と磁石部材６０は、いずれも管状
部材６２の周囲でその振動のみにより進む磁粒粉
に対して静止している。それゆえ、この操作方式
では、ただ１つの振動器を使用して管状部材６２
を超音波的に振動させて現像を行なうならば駆動
装置は必要でない。管状部材６２の振動により、
磁粒粉は現像領域７０へ進みそこで音圧により体
積導電率が増加され現像がより良好に行なわれ
る。

磁粒粉を離脱可能に表面に吸引する部材は管状
のもの（管状部材６２）として説明したが、当業
者は別の任意の適切な構造のものでもよいことを
理解できるであろう。管状の形は部材または磁石
のいずれかを回転させる時に好ましい構造であ
る。このような場合の実施例を以下に第３図と第
４図とを参照して説明する。

第３図は、管状部材６２は回転し磁石部材６０
は静止したままにするような現像装置の実施例を
図示してある。図示したように、ダイレクトドラ
イブ型の定速電動機７２を管状部材６２へ接続す
る。管状部材６２は適切なベアリングに回転可能
に取り付ける。電動機７２で管状部材６２を回転
させ、磁性部材６０はほぼ固定しあるいは静止し
たままにしておく。管状部材６２を回転可能に支
持するベアリングは板ばねのような可撓性支持体
により支持したフレームに取り付ける。振動器６
６は管状部材６２と滑動接触させる。それゆえ、
管状部材６２が回転すると、それは振動機６６に
より振動してギヤツプ７０が急激に変動する。電
動機７２はベローズのような可撓性結合体によつ
て管状部材６２へ結合することが好ましい。この
ようにすることにより、電動機の回転と共に振動
器６６で管状部材６２を超音波的に振動させるこ
とができる。

第４図は、電動機７２を磁石部材６０に直接接
続した構成における駆動装置を示す。磁石部材６
０は適切なベアリングに回転可能に取り付けられ
る。管状部材６２は、板ばねのような可撓性取り
付け部材に取り付けて振動するようにする。電動
機７２で磁石部材６０を回転させると、振動器６
６により管状部材６２が超音波的に振動する。こ
の超音波振動はギヤツプ７０を急激に変化させギ
ヤツプにおける磁粒粉の体積導電率と流れを増加
させ、潜像の現像が改善される。電動機７２はダ
イレクトドライブ型であることが好ましい。

上記各実施例は単一成分の磁粒粉に関するもの
であるが、当業者はトナー粒子が磁気キヤリア粒
子へ摩擦帯電により付着している２成分から成る
現像剤材料を使用することもできることが理解で
きるであろう。

要約すれば、本発明の改善された現像装置は超
音波振動器を用いて管状部材と光導電性部材との
間のギヤツプを迅速に変化させそこへ磁粒粉を進
めるようにしたものである。この振動により粒子
の流れが改善されかつギヤツプにおける粒子の体
積導電率が増加する。現像領域における導電率を
増加させることにより滑像の現像は著しく改善さ
れ、一方ギヤツプ以外の領域では粒子の低導電性
が保持されて転写が良好に成される。

以上のことから、本発明により、光導電性表面
に記録した静電潜像を現像するための装置が与え
られたことがわかる。この装置はさきに説明した
目的及び利点を十分に満たすものである。本発明
はその特定の実施例に関して説明してきたが、多
くの変形、改造及び同等物は当業者にとつて明ら
かとなるということは言うまでもない。従つて、
このような変形、改造及び同等物は全て特許請求
の範囲に記載した本発明の意図及び広い範囲に含
まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像装置を組み込んだ電
子写真印刷機の典型例を示す概略的立面図、第２
図は第１図の電子写真印刷機に使用した現像装置
の１実施例を示す概略的立面図、第３図は第２図
の現像装置に使用した管状部材とこれと協働する
駆動装置の別の実施例を示す概略的立正面図、第
４図は第２図の現像装置に使用した管状部材とこ
れと協働する駆動装置の更に別の実施例を示す概
略的立正面図、である。 参照番号の説明、１０…ドラム、１８…現像装
置、５４…磁粒粉、５８…現像用ローラー、６０
…磁石部材、６２…管状部材、６６…振動機、７
０…ギヤツプ、７２…ダイレクトドライブ電動
機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 低導電性の粒子により潜像を現像するための
   装置であつて、 潜像から離間してギヤツプを画定するための部
   材と、 該部材へ前記粒子を吸引するための手段と、 前記部材と潜像との間で相対的振動を誘起し潜
   像にデポジツトされる粒子の体積導電率を増加さ
   せるための誘起手段と、 を備えた潜像現像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記誘起手
   段は前記潜像に対して前記部材を振動させるため
   に前記部材に結合された振動器を有する、前記潜
   像現像装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記吸引手
   段は前記粒子を前記部材へ吸引するための磁界を
   発生する手段を有する前記潜像現像装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、更に前記部
   材と前記磁界との間を相対的に移動させて前記部
   材に吸引された前記粒子を移動させて前記潜像と
   接触させる相対移動手段を有する前記潜像現像装
   置。 ５ 特許請求の範囲第４項において、前記部材は
   回転可能な環状部材を有する前記潜像現像装置。 ６ 特許請求の範囲第５項において、前記磁界発
   生手段は前記環状部材の内部に配置された磁石部
   材を有する前記潜像現像装置。 ７ 特許請求の範囲第６項において、前記相対移
   動手段は前記環状部材を実質的に静止させたまま
   で前記環状部材に対して前記磁石部材を回転する
   手段を有する、前記潜像現像装置。 ８ 特許請求の範囲第６項において、前記相対移
   動手段は前記磁石部材を実現的に静止させたまま
   で前記磁石部材に対して前記環状部材を回転させ
   る手段を有する、前記潜像現像装置。 ９ 特許請求の範囲第７項又は第８項において、
   更に、その上に前記潜像を有する部材に対して前
   記環状部材を電気的にバイアスする手段を有す
   る、前記潜像現像装置。 １０ 特許請求の範囲第９項において、前記振動
   器は前記環状部材を約２万から約10万ヘルツの範
   囲内の周波数で振動させる前記潜像現像装置。