JPH05297700A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面上に記録された潜像の現像装置においてエ
ッジバンディングおよびストローブの影響を最小限とす
る。 【構成】 光導電性部材上に記録された静電潜像へ供給
ロールがトナーを前進させる装置である。供給ロール４
０と光導電性部材との間の空間には複数の電極線４２が
配置されている。支持体（１０４，１１０）が少なくと
も２点で電極線と接触する。その間のワイヤエッジ角度
を最小にするよう一方の接触点が選択されると同時に、
ワイヤ自由スパンを最小とするよう他方の接触点が選択
される。このように、エッジバンディングの影響および
ストローブの影響が最小限とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は概略的には電子写真印刷
機に係り、特にスキャベンジレス現像剤ユニットで用い
られる電極線用の取り付け配置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スキャ
ベンジレス (scavengeless) 現像システムでは、帯電ト
ナーを現像帯域へ送る供給（ドナー）ロールを利用す
る。前記現像帯域の供給ロールに対して複数の電極線が
近接して離間されている。現像帯域のトナー雲を形成す
る電線に交流電圧が加えられる。潜像により生成される
静電界がトナー雲からトナーを引きつけ、潜像を現像す
る。混合型（ハイブリッド）スキャベンジレス現像シス
テムでは摩擦電気によってトナーが付着したキャリアを
運ぶ磁気ブラシ現像剤ローラを用いる。供給ロールおよ
び磁気ローラは互いに相対的に電気的にバイアスがかか
っている。トナーは磁気ロールから供給ロールへ引きつ
けられる。電気的にバイアスのかかった電極線が現像帯
域のトナー粉雲を形成する供給ロールからトナーを引き
離し、潜像がトナー粒子をそこへ引きつける。このよう
に、光伝導性面上に記録された潜像がトナー粒子で現像
される。

【０００３】トナー特性および電極線の張力、現像剤ロ
ーラ速度、交流周波数等の他の多くの工程パラメータが
特定の範囲内とならない限り、電極線が振動を開始する
場合のあることがすでに判明している。電極線の振動に
よって一般にストローブ (strobing) と呼ばれる印刷上
の大きな欠点が生じる。確実な点は、電極線の張力によ
る回復力が勝るとともに電極線が直ちに戻るまで電気的
力と機械的力との組合せによって電極線が現像剤ローラ
面の形状に従わされることである。これは持続振動を生
成する弦を引っ張るのに似ている。この種の振動は明ら
かに望ましいものではない。

【０００４】スキャベンジレス現像ユニットにおいて、
電極線が供給ロールにまたがって引き伸ばされるととも
に、ロール面下方に係止される。ロール面下方に係止さ
れることによって、電極線は供給ロールのエッジに対し
て角度を形成する。この角度をワイヤエッジ角度と呼
ぶ。製造公差が原因となって係止点の位置がわずかに変
動するため、電極線と供給ロールとを確実に均等に接触
させるためにこの角度が必要となる。ロール面の上方に
わずかな距離を超えて電極線を保持することにより、ロ
ール端部付近の画像を削除することになる。これとは逆
に、面の下方の低すぎる位置でワイヤを保持するのはエ
ッジバンディング (edge banding) と呼ばれる画像欠陥
を強制することである。エッジバンディングの場合、ロ
ール端部での現像された画像濃度が過剰となり、ロール
の中心での濃度と等しくなくなる。したがって、ワイヤ
エッジ角度がエッジバンディングに対する重要なパラメ
ータである。供給ロールのエッジとワイヤ係止点との間
の電極線の長さがワイヤ自由範囲（スパン）である。ワ
イヤエッジ角度を最小にすることでエッジバンディング
が最小となる。ワイヤ自由範囲が増加するにつれ、製造
中に保持することができるワイヤエッジ角度の距離が増
加する。エッジバンディングは明らかに好ましくない影
響である。

【０００５】ワイヤ自由距離もストローブの重要なパラ
メータである。電極線の長い自由範囲はストローブを生
じるストレス（歪み）となる。ワイヤ自由範囲はストロ
ーブに対して適当な範囲を達成するよう最小化されなけ
ればならない。したがって、ワイヤ自由範囲に関して２
つの競合する設計上の必要条件があることが判明してい
る。ワイヤ自由範囲はエッジバンドの影響を減少させる
よう最大化されなければならず、これと同時にストロー
ブの影響を減少させるために最小化されなければならな
い。混合型スキャベンジレス現像システムを最適化する
ためにはこれらの競合する設計上の必要条件を解決する
必要がある。

【０００６】米国特許第４, ８６８, ６００号では、磁
気ロールが２成分現像剤物質を転写領域へ運ぶ装置が開
示されている。前記転写領域では、磁気ロールからのト
ナーが供給ロールへ渡される。供給ロールは表面上に潜
像が記録されている光伝導性面と対向する領域へトナー
を運ぶ。一対の電極線は光伝導性面と供給ロールとの間
の空間に位置づけられるとともに、電気的にバイアスが
かけられトナーを供給ロールから引き離し、トナー粉雲
を形成する。トナー粉雲から引き離されたトナーが潜像
を現像する。

【０００７】米国特許第４, ９８４, ０１９号では、現
像帯域で供給ロールに隣接して配設された電極線を有す
る供給ロールを備えた現像剤ユニットが開示される。磁
気ローラが現像材物質を供給ロールへ運ぶ。トナー粒子
が磁気ローラから供給ローラへ引きつけられる。現像剤
ユニットが起動されていない場合、電極線から汚染物質
を除去するため電極線が振動される。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、面上に記録さ
れた潜像を現像する装置であって、少なくとも中に供給
用のトナーを格納する室を構成するハウジングと、面か
ら離間されるとともに面に隣接する現像帯域へトナーを
運ぶ供給部材と、面と供給部材との間の空間に位置づけ
られた電極線であって、電極線と面との間の空間にトナ
ー雲を形成しトナーに潜像を現像させるためにトナーを
供給部材から引き離すように電気的にバイアスされる電
極線と、電極線を緊張支持するとともに少なくとも２点
で電極線と接触する支持手段であって、エッジバンディ
ングおよびストローブの影響を最小とするために接触点
の一つがワイヤエッジ角度を最小とするように選択され
かつ接触点の他の一つがワイヤ自由スパンを最小とする
ように選択される支持手段と、を有する。

【０００９】本発明の他の一態様によれば、面上に記録
された潜像を現像する装置が提供される。前記装置はそ
の中に少なくとも供給トナーを格納する室を構成するハ
ウジングを有する。前記面から離間された供給部材は前
記面に隣接する現像帯域へトナーを運ぶ。電極部材は前
記面と供給部材との間の空間に位置づけられている。電
極線は電気的にバイアスがかけられ、供給部材からトナ
ーを引き離し、電極線と面との間の空間にトナー雲を形
成し、トナーが潜像を現像する。電極線を緊張した状態
で支持するための手段が提供される。支持手段は少なく
とも２点で電極線を供給部材の端部と接触点との間のワ
イヤエッジ角度を最小にするよう選択されている一方の
接触点と接触させる。他方の接触点はワイヤ自由範囲を
最小化するよう選択される。これによってエッジバンデ
ィングの影響およびストローブの影響を最小にすること
ができる。

【００１０】

【実施例】図１によれば、現像システム３８が詳細に図
示されている。図示されているように、現像システム３
８は中に供給用の現像剤物質を格納する室７６を構成す
るハウジング４４を備えている。ハウジング４４、すな
わち室７６の中には供給ロール４０と、電極線４２と、
磁気ローラ４６とが取り付けられている。供給ローラは
ベルト１０の移動方向に対して順方向または逆方向のい
ずれかに回動可能となっている。図１では、供給ロール
４０が矢印６８の方向に回転する状態が図示されてい
る。同様に、磁気ローラは矢印１６で示されるようにベ
ルト１０の動作方向に対して順方向または逆方向のいず
れかに回動可能である。図１では、磁気ローラ４６が矢
印９２の方向に回転する状態が図示されている。供給ロ
ール４０は陽極酸化されたアルミニウムで作るのが好ま
しい。

【００１１】現像システム３８はベルト１０と供給ロー
ル４０との間の空間に配置された電極線４２を有する。
供給ロールの長手方向軸線にほぼ平行な方向に伸長する
一対の電極線が図示されている。電極線は１本または複
数本の薄いステンレス鋼線材から作られ、供給ロール４
０とは近接して離間されている。電極線と供給ローラと
の距離は約１０ミクロン乃至約２５ミクロン、もしくは
供給ローラ上のトナー層の厚さ分である。電極線自身は
供給ローラ上のトナーの厚さ分だけ供給ローラから離間
されている。

【００１２】さらに図１によれば、交流電圧源７８によ
り電極線に対して交流電気バイアスが加えられる。加え
られた交流電圧により電極線と供給ローラとの間で交流
静電界が発生し、これは供給ローラの表面からトナーを
引き離すとともに電極線の周囲にトナー粉雲を形成する
点で効果がある。トナー雲はベルト１０とほぼ接触して
いる。交流電圧は比較的低いもので、約３キロヘルツ乃
至約１０キロヘルツの周波数で約２００乃至６００ボル
トのピーク電圧である。供給ロール４０にほぼ３００ボ
ルトを供給する直流バイアス電源８０によって、光導電
性面１２またはベルト１０と供給ロール４０との間に引
き離されたトナー粒子を電極線を囲む雲から光導電性面
上に記録された潜像へ引きつける静電界が発生する。電
極線と供給ローラとの間を約１０ミクロン乃至約４０ミ
クロンの範囲で離間した場合、２００乃至６００ボルト
の印加電圧によって空気の絶縁破壊の危険性なしに比較
的大きな静電界を生成することができる。供給ローラと
ともに誘電塗料および電極線を使用することで印加され
た交流電圧の短絡を防ぐことができる。現像した後、清
掃ブレード８２が供給ローラ４０からすべてのトナーを
除去するので、磁気ローラ４６が清潔な供給ローラに対
する新しいトナーとして計量できる。磁気ローラ４６へ
約１００ボルトを加える直流バイアス電源８４によって
磁気ローラ４６と供給ローラ４０との間に静電界が発生
し、前記静電界によってトナー粒子が磁気ローラから供
給ローラへ引きつけられる。磁気ローラ４６上の現像剤
物質の圧縮パイル高さを所要のレベルに維持するため計
量ブレード８６が磁気ローラ４６に近接して配置されて
いる。磁気ローラ４６は非磁性円筒状部材またはスリー
ブ８８を備え、これはアルミニウムで製造されるのが好
ましいとともにその外部周面が粗面とされる。細長い多
極磁石９０が円筒状部材の内側に円筒状部材から離間し
た状態で配置されている。細長い磁石９０は固着されて
いる。円筒状部材８８は適当な玉軸受け上に設けられる
とともに、矢印９２の方向へ回転する。モータ１００が
円筒状部材８８を回転させる。現像剤物質は円筒状部材
８８へ引きつけられ、その周囲で供給ロール４０と磁気
ローラ４６とによって構成されるニップ内へ進む。トナ
ー粒子は磁気ローラ上のキャリヤ粒剤から供給ローラへ
引きつけられる。

【００１３】さらに図１によれば、オーガ９４がハウジ
ング４４の室７６内に配設されている。現像剤物質を混
合するとともに移送するためオーガ９４は室７６内に回
動自在に設けられている。オーガは軸から螺旋状に外方
へ伸長するブレードを有する。前記ブレードは前記軸の
長手方向軸線に対してほぼ平行な軸線方向へ材料を前進
させるように設計されている。

【００１４】連続的な静電潜像が現像されるにつれ、現
像材料内のトナー粒子が使い果たされる。トナーディス
ペンサー（図示せず）は供給用のトナー粒子を格納して
いる。前記トナーディスペンサー（分配器）はハウジン
グ４４の室７６と連通している。現像剤物質におけるト
ナー粒子の濃度が低くなると、トナーディスペンサーか
ら新しいトナー粒子が室内の現像剤物質へ供給される。
ハウジングの室内のオーガが新しいトナー粒子と残存し
ている現像剤物質とを混合するので、できあがった現像
剤物質はトナー粒子の濃度が最適でほぼ均質なものとな
る。このようにして、ほぼ一定量のトナー粒子が現像剤
ハウジングの室内に存在し、トナー粒子は一定の電荷を
有する。

【００１５】次に図２によれば、供給ロール面に対する
電極線の接線自由度はストローブを最小とするため供給
ロールの端部に近接する点で束縛されている。電極線端
部の半径方向位置は供給ロールの端部から十分離れた地
点で保持されるため、ワイヤエッジ角度はエッジバンデ
ィングを最小にするように形成される。図２では電極線
４２は供給ロール４０のエッジ９８から電極線４２が機
械フレームに固着される係止点１０２まで伸長する。ワ
イヤエッジ角度はエッジバンディングの重要なパラメー
タである。ワイヤエッジ角度を最小にすることでエッジ
バンディングを最小とすることができる。ワイヤエッジ
角度は供給ローラ４０の長手方向軸線とワイヤスパン
（張間）９６との間の角度として決まる。ワイヤスパン
９６が増加するにつれて、製造時に保持することができ
る最小のエッジ角度は減少する。エッジバンディングを
制御するため、ワイヤエッジ角度の上限はほぼ０．５度
である。高さ許容誤差０．０１０インチ（０．２５４ｍ
ｍ）において０．５度を維持するために、ワイヤスパン
９６はエッジ９８からピン１０４までの水平距離が少な
くとも１．１インチ（２．７９４ｃｍ）でなければなら
ない。これは電極線４２と係合する水平ピン１０４をワ
イヤスパン９６を決める供給ロール４０のエッジ９８か
ら約１．１インチ（２．７９４ｃｍ）の距離で水平に配
置することで達成される。ピン１０４は供給ロール４０
の線１０６に接する水平面から上下方向下向きに０．０
１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満の距離で配置され
る。この水平距離１０８は、約１．１インチ（２．７９
４ｃｍ）である。１．１インチ（２．７９４ｃｍ）の水
平距離は０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）未満の上
下方向下向きの変位を組み合わせると、ワイヤスパン９
６が０．５度未満の角度を形成するようにピン１０４を
配設することになる。

【００１６】さらに図２によれば、ワイヤ自由スパンが
ストローブの重要なパラメータである。合理的な範囲内
でストローブを制御するためには、ワイヤ自由スパン９
７を０．３インチ（０．７６２ｃｍ）未満に維持する必
要がある。電極線を供給ロールエッジ９８に近接して、
すなわちエッジ９８から０．３インチ（０．７６２ｃ
ｍ）以下で接触させる垂直に取り付けられたピンつまり
横力ピン１１０によって、電極線を接線方向に、すなわ
ち側方向に配置することができるとともに、供給ロール
エッジ９８から０．３インチ（０．７６２ｃｍ）で配置
された係止点と同様のストローブ性を生成できることが
判明している。横力ピン１１０はワイヤ距離９６を上下
方向に支持することがなく、さらにワイヤエッジ角度に
影響を与えないように構成される。横力ピン１１０はワ
イヤ自由スパン９７に対して垂直力または半径方向力で
はなく横力または接線力を加える。供給ロールエッジ９
８から外方向へ横力ピン１１０の位置を越える位置で電
極線の下側に配置された水平方向に取り付けられたピン
１０４でワイヤ垂直位置を設定することでワイヤエッジ
角度を独立的に制御できることが判明している。参照符
号１１１は供給ロール４０のエッジ９８から０．３イン
チ（０．７６２ｃｍ）以下として横力ピン１１０の水平
位置を定義する。さらに、ストローブおよびエッジバン
ドの欠点を最小にするには、電極線を上下方向または半
径方向に移動可能とさせると同時に電極線を接線方向位
置または水平位置に制限するピン１１０と同一位置にい
かなる適当な部材を配置してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を示す概略正面図である。

【図２】図１の現像システムで使用される電極線の取り
付け配置を示す。

【符号の説明】

１０ ベルト １２ 光導電性面 ３８ 現像システム ４０ 供給ロール ４２ 電極線 ４４ ハウジング ４６ 磁気ローラ ７６ 室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー ジェイ．フォーキンズ アメリカ合衆国 14625 ニューヨーク州 ロチェスター ウェイマウス ドライブ 292 (72)発明者 トーマス ジェイ．ベヘ アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ロビン フッド レーン 1304

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面上に記録された潜像を現像する装置で
   あって、 少なくとも中に供給用のトナーを格納する室を構成する
   ハウジングと、 前記面から離間されるとともに前記面に隣接する現像帯
   域へトナーを運ぶ供給部材と、 前記面と前記供給部材との間の空間に位置づけられた電
   極線であって、前記電極線と前記面との間の空間にトナ
   ー雲を形成し前記トナーに前記潜像を現像させるために
   前記トナーを前記供給部材から引き離すように電気的に
   バイアスされる電極線と、 前記電極線を緊張支持するとともに少なくとも２点で前
   記電極線と接触する支持手段であって、エッジバンディ
   ングおよびストローブの影響を最小とするために前記接
   触点の一つがワイヤエッジ角度を最小とするように選択
   されかつ前記接触点の他の一つがワイヤ自由スパンを最
   小とするように選択される支持手段と、を含む現像装
   置。