JPH0157789B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は概括的に言えば電子写真印刷機に係り
更に具体的に言えば潜像を現像する為の装置に関
するものである。

背景技術とその問題点 一般に電子写真印刷では、その表面に感光性を
与える為にほぼ均一なポテンシヤル迄充電される
光導電性部材を使用することが必要である。光導
電性を持つ表面の充電された部分は複写される元
の原稿の光像へ露出される。これは、光導電性を
持つた表面に元の原稿内に含まれる情報部分に対
応した静電潜像を記録する。静電潜像が光導電性
を持つた表面に記録された後、潜像は現像剤材料
を接触させることによつて現像される。前記のこ
とにより光導電性を持つ表面に粉末像を形成し、
その後その粉末像はコピー用紙へ転写される。最
後に前記コピー用紙は加熱されその粉末像はその
像の形に永続的に溶着される。

しばしば、現像剤材料はキヤリア顆粒へ摩擦電
気によつて付着するトナー粒子から成る。この２
つの成分の混合物は潜像と接触させられる。トナ
ー粒子はキヤリア顆粒からその潜像へ引きつけら
れ粉末像を形成する。以前は潜像の大きなべた部
分と低濃度のラインとを両方とも均一に現像する
ことは困難であつた。様々な技術が一般的にべた
部現像を改良する為に使用されてきた。例えば、
現像電極がべた部現像を改良する為にしばしば使
用された。この方法はマルチローラ磁気ブラシ現
像方法と関連してしばしば使用される。しかしこ
の種の方法はかなり複雑で且つ低い現像の寛容
度、すなわち低濃度という欠点を有している。

ライン現像とべた部現像の両方が現像分野全体
において周辺成分があるかないかによつて影響を
受けることは知られていた。一般に周辺成分が増
えるとべた部の濃度が通常減少し、低濃度ライン
現像が改良される。マルチロール磁気ブラシ現像
システムにおいてはライン現像は粉末像をコピー
用紙に転写するに先立つて光導電性表面に接触し
ている最後の現像剤ローラによつて制御されてい
るようにみえる。しかしながらべた部現像は単に
最後の現像剤ローラのみならずこのシステムにお
ける他の現像剤ローラによつて強力な影響を受け
る。導電性現像剤材料が使用される時現像ニツプ
即ち現像剤ローラと光導電性表面との間隙でのコ
ンダクタンスは磁力周辺成分の割合を制御する。
ニツプコンダクタンスを低めることは周辺成分を
増す。その上ニツプコンダクタンスは磁界強度や
現像剤ローラと光導電性表面との間の距離の様な
現像剤ローラ組立てパラメータによつて変えられ
ることが出来る。

様々な方法が現像の改良の為に工夫されてき
た。下記の特許明細書が関係ある様にみえる。

米国特許第3543720号 特許権所有者：Drexler他 出 願：1970年12月１日 米国特許第3703395号 特許権所有者：Drexler他 出 願：1972年11月21日 リサーチ デイスクロージヤ ジヤーナル 1978年４月 ４頁 16823号 発行人：Paxton 共願の米国特許出願番号第34095号 出 願：1979年４月27日 申請人：Huggins 上記明細書中の直接関連した部分について以下
に簡単に要約する。

Drxler他の特許は供給ブラシが放電ブラシへ
現像剤材料を供給する様に配設された２つの磁気
ブラシを開示している。供給ブラシは放電ブラシ
よりも静電気充電パターンを持つ絶縁表面から離
れて配設されている。Drexler他の第３図（米国
特許第3703395号）においてブラシの現像剤材料
の供給部分は放電部分よりもつと強力なマグネツ
トを有している。

Paxtonは磁気ブラシを説明し、そこではブラ
シと光導電体との間のニツプにおいて現像剤材料
の導電率がニツプの現像剤材料の量や濃度を変え
ることによつて調節される。コピーのコントラス
トやべた部とライン現像間の境界度
（fringiness）を改良する為にニツプ内の現像剤
材料の量とまたは磁気ブラシに印加される電気的
バイアスが選択的に調節される。

Hugginsはマルチロール磁気ブラシ現像方式を
開示し、そこでは最初の磁気ブラシローラと現像
剤の混合物とが相互に作用し、現像剤材料に２番
目の磁気ブラシ現像ローラの領域での現像剤材料
の導電率より高い導電率を持たせるように働く。

ラインはより低い導電率現像剤材料で現像され
る一方潜像のべた部はより高い導電率現像剤材料
で現像される。

発明の要約 本発明によれば、潜像を現像する装置が提供さ
れる。前記装置はマーク粒子から成る導電性の現
像剤材料を潜像に少くとも連続２回接触させる手
段を有し、潜像に接触する現像剤材料と相互に作
用する手段は最初の接触時にマーク粒子でべた部
の現像を完壁にする為に現像剤材料を第１の導電
率に維持し、最後の接触時にマーク粒子でライン
の現像を完壁にする為に現像剤材料を最初の導電
率より低い第２の導電率に維持する。

実施例 以下、好適実施例により本発明について詳述す
る。それにより本発明が前記実施例に限定される
ものでないことが理解されるでしよう。逆に前記
特許請求範囲によつて明らかにされた様に本発明
の精神及び範囲の中に含まれるようなすべての変
形、修正、均等物のすべては本願に包括されるも
のである。

本発明の特徴の概括的な理解の為に図面を参照
する。図では同じ参照番号が同一の要素を示す為
に全体に渡つて使つた。第１図は本発明の現像装
置を組込んだ例証となる電子写真印刷機の種々の
構成要素概略図である。この現像装置は多種類の
電子写真印刷機に使用する場合同じ様に良く適合
し必ずしもその応用分野がここに述べられている
特定の実施例に限られるものでないということは
以下の説明から明らかになろう。

電子写真印刷の技術は良く知られているので第
１図の印刷機に使用されている様々な各種の処理
部は以下概略的に示しその動作も関連して手短か
に述べる。

第１図で示されている様に本電子写真印刷機は
導電性のある基体１４上に配置された光導電性を
持つ表面１２を備えたベルト１０を使用してい
る。好ましくは光導電性を持つ表面１２はポリカ
ボネートの中に分散して存在するｍ―TBDの微
粒子を含んだ転送層とトリゴナルセレンの生成層
とから成る。導電性のある基体１４は電気的に接
地されているアルミメツキをほどこしたMylarか
らできているのが好ましい。ベルト１０は矢印１
６の方向に移動し、光導電性表面の一連の部分を
運動進路の周りに配置されている各種の処理部を
通して順順に進めて行く。

ベルト１０はストリツプローラ１８、テンシヨ
ンローラ２０とドライブローラ２２の周りを動
く。ドライブローラ２２は回転可能で且つベルト
１０と係合するように取付けられている。モータ
２４はローラ２２を回転させ矢印１６の方向にベ
ルト１０を進める。ローラ２２はベルトドライブ
のような適切な装置によつてモータ２４と連結さ
れる。ドライブローラ２２は向い合つて間隔をお
いて並べられている１対の側面ガイドを有する。
側面ガイドはベルト１０の望ましい運動路を決め
る間隔を画定している。ベルト１０は、望ましい
ばね力でベルト１０に対してテンシヨンローラ２
２を弾力を持つて押し進めている１対のばね（図
示されていない）によつて引張力を維持してい
る。ストリツプローラ１８とテンシヨンローラ２
０は自由に動く様に取り付けられる。

引き続き第１図に関して、最初にベルト１０の
１部分が帯電部Ａを通過する。帯電部Ａでは一般
的に参照数字２６で示されているコロナ発生装置
がベルト１０の光導電性を持つ表面１２をほぼ均
一で比較的高いポテンシヤルに帯電する。

次に光導電性部材を持つ表面１２の帯電された
部分は露出部Ｂを通つて運ばれる。露出部Ｂでは
元の原稿２８は透明なプラテン３０の上に表を下
にして置かれる。２つのランプ３２は元の原稿２
８の上に光線をひらめかす。元の原稿２８から反
射された光線はレンズ３４を通して伝送されその
原稿の光像を形成する。

レンズ３４は光導電性を持つ表面１２の充電さ
れた部分の上に光像を結ばせ、選択的にその上の
荷電を散らす。それによつて、光導電性を持つ表
面１２上に元の原稿２８内に含まれるインフオメ
ーシヨン部分に対応する潜像を記録する。

その後、ベルト１０は光導電性を持つ表面１２
上に記録された静電潜像を現像部Ｃへ進める。現
像部Ｃでは磁気ブラシ現像装置（参照番号３６で
図示）が導電性のある現像剤材料を運んで静電潜
像と接触させる。好ましくは磁気ブラシ現像装置
３６は２つの磁気ブラシ現像剤ローラ３８，４０
を有する。それらローラは各々現像剤材料を運ん
で潜像と接触させる。現像剤材料は各々キヤリア
顆粒とトナー粒子から成つているブラシを形成し
ている。潜像はベルト１０の光導電性を持つ表面
１２上にトナー粒子の像を作つているキヤリア顆
粒からトナー粒子を引きつける。磁気ブラシ現像
剤ローラは各々現像剤材料を１つの共通した潜像
と接触させることは明らかである。現像剤ローラ
３８が最初に現像剤材料を運んで潜像と接触させ
るのに対して、現像剤ローラ４０は現像剤材料を
運んで最後に潜像と接触させる。現像剤ローラ３
８と４０はその中に溝のあるブラケツト上に取り
付けられる。それらの溝の為に現像剤ローラがベ
ルト１０を往つたり来たり動くことが出来る。こ
の様に現像剤ローラは各々ベルト１０から離れた
距離に置かれる。他の都合良い、調節できる装置
は望ましい位置に各現像剤ローラを置いて用いら
れる。磁気ブラシ現像装置３６の詳細な構造は以
下第２図を参照して説明する。

ベルト１０はトナー粒子の像を進めて転写部Ｄ
に運ぶ。転写部Ｄではサポート材料４２が動かさ
れトナー粒子の像と接触する。サポート材料の用
紙は進められ用紙送り装置４４によつて転写部Ｄ
へ送られる。好ましくは用紙送り装置４４はスタ
ツク４８の一番上の用紙と接触する送りロール４
６を有している。送りロール４６はスタツク４８
からシユート５０へ一番上の用紙を送る様に回転
する。シユート５０はサポート材料の進行してい
る用紙を連続している時間にベルト１０の光導電
性を持つ表面１２と接触させる。その結果そこで
現像されたトナー粒子の像は転写部Ｄでサポート
材料の進行している用紙と接触する。

転写部Ｄは用紙４２の後部上にイオンを吹きか
けるコロナ発生装置５２を有する。これは光導電
性を持つ表面１２からトナー粉末像を用紙４２へ
引きつける。転写後、前記用紙は矢印５４の方向
へ動き続けコンベア（図示されていない）上へ行
きこのコンベアは前記用紙を溶着部Ｅへ進める。

溶着部Ｅは、融解アセンブリ（参照番号５６で
図示）を有し、前記融解アセンブリは転写された
粉末像を用紙４２へ永久的に付着させる。好まし
くは融解アセンブリ５６は加熱された融解ローラ
５８と支持ローラ６０を備えている。トナー粉末
像は永久的に用紙４２にはりつく。融解後、シユ
ート６２はオペレータの手で進行している用紙４
２を導き印刷機から後で取りはずせる様にトレー
６４を受け止める。

常にサポート材料の用紙はベルト１０の光導電
性を持つ表面１２から離れた後、残りかすの粒子
がそこへ付着し残る。それらの残りかすの粒子は
クリーニング部Ｆで光導電性を持つ表面１２から
除去される。クリーニング部Ｆは光導電性を持つ
表面１２と接触をして回転出来る様に取りつけら
れているフアイバ製ブラシを備えている。粒子は
そこに接触しているブラシ６６の回転によつて光
導電性を持つ表面１２から取り除かれる。クリー
ニングの次には放電ランプ（図示されていない）
が次に続いて起こる画像を結ぶサイクルの為の充
電に先立つてそこに残つている残りの静電充電を
散らす為光導電性を持つ表面１２を光で満たす。
以上の説明で本実施例の目的としては本発明の特
徴を組み込んだ電子写真印刷機の一般的な動作を
図解することで十分達せられたものと信じる。

本発明の特別の課題事項に関して静電潜像のべ
た部は高い導電性を持つた現像剤材料によつて完
壁に現像される。しかし静電潜像内のラインは低
い導電率の現像剤成分によつて完壁に現像され
る。制御された状態で現像剤材料の導電率は先に
述べた両方の目的を達せられる様に変えられる。
第２図は前文事項を完成する為に設計された現像
装置を詳しく述べている。そこで図示されている
ように現像剤ローラ３８は回転の為に軸受けに支
えられた非磁気管状部材６８を含む。好ましくは
管状部材６８は外部の周囲の表面がざらざらして
いるアルミニウムから出来ている。細長い磁気棒
７０は内部の表面から間隔をあけて置かれている
管状部材６８内に同中心的に置かれている。磁気
棒７０は現像剤材料を管状部材６８へ引きつける
磁界を発生する複数個の刻印された磁極を持つ。
磁気棒７０は例えばバリウムフエライトから出来
ている。

管状部材６８は電源７２によつてバイアスされ
ており、電源７２は管状部材６８を電気的にバイ
アスするのに適した極性と大きさを持つたポテン
シヤルを供給する。好ましくは管状部材６８は背
景電圧と画像電圧との中間の電圧（即ち50ボルト
と350ボルト）に電気的にバイアスされている。
モータ（図示されていない）は管状部材をほぼ一
定な角速度で回転させる。現像剤材料のブラシは
管状部材６８の外周の表面上に形成される。管状
部材６８は矢印７４の方向へ回転するので現像剤
材料のブラシは潜像と接触させられる。トナー粒
子はキヤリア顆粒から潜像へ引きつけられ光導電
性を持つ表面１２上にトナー粉末像を形成する。

磁気ブラシ現像剤ローラ４０は矢印７８の方向
へ回転できるように軸受けに支えられている非磁
気管状部材７６を有する。磁気棒８０は内部の表
面から間隔をあけて置かれている管状部材７６内
に同中心的に配置されている。例えば、管状部材
７６は好ましくは外周がざらざらした表面を持つ
たアルミニウムから出来ていることが望ましい。
磁気棒８０は好ましくは刻印された複数個の磁極
を持つバリウムフエライトから出来ていることが
望ましい。

電源８２は管状部材７６を適当なポテンシヤル
とマグニチユード（例えば50ボルトと350ボルト）
に電気的にバイアスする。モータ（図示されてい
ない）は管状部材７６を一定の角速度で回転させ
現像剤材料を進めて潜像に接触させる。

第２図に関して続けると、管状部材７６は光導
電性を持つ表面１２から距離d₁の間隔を置かれて
いるのに対して管状部材６８は光導電性表面１２
から距離d₂の間隔を置かれている。距離d₁は距離
d₂より大きい。磁気棒７０上に刻印された磁極に
よつて発生した磁場は磁気棒８０上に刻印された
磁極によつて発生した磁場より大きい。このよう
に現像剤ローラ３８の場所における現像剤材料の
導電率は現像剤ロール４０の場所における現像剤
材料の導電率より大きい。現像剤ロール４０は潜
像内のラインの現像を完壁にする一方、現像剤ロ
ール３８は潜像内のべた部の現像を完壁にする様
設計されている。例えば磁気棒７０は約500ガウ
スの磁場を持つ。管状部材６８は光導電性を持つ
表面から約0.22ミリの距離d₂の間隔を持つ様に置
かれている。磁気棒８０は光導電性を持つ表面１
２から約0.3ミリの距離d₁をあける様に位置され
た管状部材７６と共に約250ガウスの磁場を持つ。
前述したパラメータの集合と共に現像剤材料は５
×10^-11（オーム―センチ）^-1を持つ。この種の現
像剤装置は元の原稿を再生することが出来、コピ
ーが0.3濃度のライン出力と1.1濃度のべた部出力
を持つているのに対して0.2濃度のラインと0.9濃
度のべた部斑点を持つている。前述の結果は高品
質のコピーを作るのに非常に満足いくものであ
る。

この型式の現像装置で特に有用な現像剤材料は
摩擦電気的に付着しているトナー粒子を持つ磁気
キヤリア顆粒から成る。更に具体的に言えばキヤ
リア顆粒は樹脂材料の不連続層でおおわれたマグ
ネタイトの薄い層を持つ強磁性を持つ心を有す
る。適当な樹脂としてはポリ（ビニリデンフツ化
物）とポリ（ビニリデンフツ化物副テトラフルエ
チレン）がある。現像剤合成物はキヤリア顆粒と
トナー粒子を混ぜることによつて調製することが
出来る。概してこの技術で知られているトナー粒
子ならどれでもキヤリア顆粒と混合すのに適して
いる。適当なトナー粒子はレジン材料を細かく粉
砕しそれを着色してある材料と混ぜ合わすことに
よつて調製される。例としてレジンの材料は、ポ
リビニル塩化物、ポリビニリデン塩化物、ポリビ
ニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビ
ニルエーテルそしてポリアクリルの様なビニルポ
リマである。適当な着色する材料は黒色原体と黒
溶済である。現像剤材料は重量では、約95％から
99％までキヤリアから出来ており、約１％から５
％までがトナーから出来ている。前述したものや
他の材料は1978年Kasper他によつて出願された
米国特許第4076857号の中に明示されている。関
係ある部分はこれによつて本発明に組み込まれ
る。

第３図に関して、磁界強度の作用としての現像
剤材料導電率のグラフが示されている。磁場強度
が約300から約500ガウスまで変化するにつれて導
電率は約10^-9から10^-11（オーム―センチ）^-1弱ま
で変化することがわかる。磁場強度は、磁気部材
に印加された磁極の強さを調整することによつて
あるいは現像ゾーンのニツプに関連した磁界の電
極を回転することによつて変化する。磁界は、現
像ゾーンのニツプに光導電性のある表面から向い
合つた磁極を置くことによつて最大限に強化さ
れ、そして現像ゾーンのニツプから磁極を移すこ
とによつてあるいは現像ゾーンのニツプ上に光導
電性のある表面から向かい合つた弱磁極を位置さ
せることによつて弱められる。グラフに示される
様に、現像剤材料の導電率は、磁場強度が弱まる
に従つて、減じる。高い導電性を持つ現像剤材料
は静電潜像上にべた部現像を完壁にする。しかし
ながら静電潜像上の低濃度ラインは低導電率を持
つた現像剤材料によつて最適に現像される。２つ
の違つたタイプの現像剤材料を持つことが出来る
ことは非常に望ましいことのようだ。その２つの
タイプとはべた部を現像する為の高い導電性のあ
る材料とラインを現像する為の比較的低い導電性
を持つ材料である。

第４図に関して、光導電性のある表面から現像
剤ローラの間隔をおくことの作用としての現像剤
材料の導電率の変化が図示されている。そこに見
られる様に、現像剤材料の導電率は間隔の増減と
逆に変化する。即ち管状部材と光導電性のある表
面との間隔が増すと現像剤材料の導電率は減じ
る。現像剤材料の導電率は１ミリ間隔で約10^-7
（オーム―センチ）^-1から約６ミリ間隔で約10^-9
（オーム―センチ）^-1まで変化する。現像剤材料の
導電率に影響する２つの独立変数がある。即ち磁
場の強さと光導電性を持つ表面からの管状部材の
間隔の２つである。それらのパラメータは別個に
変化する。理想的に言えばそのパラメータは現像
を完壁にする様に互いに補強する様に変化するこ
とが望ましい。

要約すると本発明の現像装置は２つの現像剤ロ
ーラ装置を利用することによつて最適なべた部と
ラインの現像を為し遂げたことは明らかである。
最初の現像剤ローラはより強い磁場を持ち光導電
性を持つ表面に非常に近くまで隣接して置かれ
る。この現像剤ローラの為の現像剤材料の導電率
は比較的高く、それ故静電潜像内でべた部の現像
を完壁にする。２番目のあるいは最後の現像剤ロ
ーラは弱い磁場を持ち光導電性のある表面から比
較的大きな間隔をあけて置かれている。この様に
現像剤材料の導電率はかなり低く維持されてい
る。最後の現像剤ローラは静電潜像内のラインの
現像を完壁にする。それ故べた部現像は最初の接
触の間に完壁になる一方で最後の接触の間にライ
ン現像が完壁になる。

従つて、本発明によれば潜像に含まれるべた部
とラインの両方の現像を完壁にする、静電潜像を
現像するための装置があつた。この装置は先に述
べた目的や便宜を充分に満足させるものである。
本発明が特別な実施例と関連して叙述されてきた
一方で多くの改造、修正や変形がその技術に熟練
している者にとつて自明であるということは明ら
かである。従つて、特許請求の範囲の精神や広い
目的の中に入るそれらすべての改造、修正や変形
を包含する様意図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を組み込んだ電子写真印
刷機を図示した概略の正面図、第２図は第１図の
印刷機に使用された現像方法を示す概略の正面
図、第３図は磁場強度の作用として現像剤材料の
導電率を図示するグラフ、第４図は現像剤ローラ
と光導電表面間の間隔の作用としての現像剤材料
導電率を表わしたグラフ。 参照番号の説明、１０…ベルト；１２…光導電
性を持つ表面；１４…導電性のある基体；１６…
矢印；１８…ストリツプローラ；２０…テンシヨ
ンローラ；２２…ドライブローラ；２４…モー
タ；２６…コロナ発生装置；２８…原稿；３０…
透明なプラテン；３２…ランプ；３４…レンズ；
３６…磁気ブラシ現像装置；３８，４０…磁気ブ
ラシ現像剤ローラ；４２…サポート材料；４４…
用紙送り装置；４６…供給ロール；４８…スタツ
ク；５０…シユート；５２…コロナ発生装置；５
６…溶解アセンブリ；５８…加熱される融解ロー
ラ；６０…支持ローラ；６２…シユート；６４…
トレイ；６６…フアイバ製ブラシ；６８，７６…
非磁気管状部材；７０…磁気棒；７７，８２…電
源；Ａ…充電部；Ｂ…露出部；Ｃ…現像部；Ｄ…
転写部；Ｆ…クリーニング部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転運動のために支承された強磁性キヤリヤ
   材料とトナー粒子からなる導電性現像材料を運搬
   して最初に潜像と接触させる第１の非磁性管状部
   材と、 前記第１の非磁性管状部材と連けいし前記キヤ
   リヤ材料を前記第１の非磁性管状部材に吸引し、
   前記現像材料を第１の導電率に維持して前記潜像
   内のべた部を前記トナー粒子で最適に現像するた
   めに第１の磁界を発生する装置と、 回転運動のために支承され強磁性キヤリヤ材料
   とトナー粒子からなる導電性現像材料を搬送して
   第２回目に潜像と接触させる、前記第１の非磁性
   管状部材から離れた第２の非磁性管状部材と、 前記第２の非磁性管状部材と連けいし前記キヤ
   リヤ材料を前記第２の非磁性管状部材に吸引し、
   前記現像材料を前記第１の導電率より低い第２の
   導電率に維持して前記潜像内のラインを前記トナ
   ー粒子で最適に現像するために前記第１の磁界よ
   り弱い第２の磁界を発生する装置とからなる潜像
   を現像する電子写真現像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第１の
   非磁性管状部材は前記第２の非磁性管状部材より
   も前記潜像との距離が小さい電子写真現像装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、 前記第１の磁界を発生する装置は、前記第１の
   非磁性管状部材の内部に配置され周囲に複数の磁
   極を有する第１の棒状部材を有し、 前記第２の磁界を発生する装置は、前記第２の
   非磁性管状部材の内部に配置され周囲に複数の磁
   極を有する第２の棒状部材を有し、 前記第１棒状部材は前記第２棒状部材よりも強
   い磁界を発生する、電子写真現像装置。