JPH07219338A

JPH07219338A - 現像方法

Info

Publication number: JPH07219338A
Application number: JP7000047A
Authority: JP
Inventors: Grace T Brewington; ティーブルーイングトングレイス; Jr Norman W Czubaj; ダブリュークズバイノーマン; Richard P Germain; ピーガーメインリチャード; H Wayman William; エイチウェイマンウィリアム
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-01-03
Filing date: 1995-01-04
Publication date: 1995-08-18
Also published as: US5420672A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ハイライトカラーゼログラフィーにおいて、
先に特定の色調にされた画像を掃去しない現像方法を提
供する。【構成】本発明は供与ロール１０２と電荷保持表面の
間の現像ニップ内に電線電極４８を使用するスキャベン
ジレス（無掃去）現像方法である。現像ニップ内でトナ
ー粒子をパウダークラウドにするため、電線電極４８は
電気的にバイアスされる。均一なパウダークラウドは供
与ロール上のトナー粒子と導電性表面１２８とを擦り接
触させることによって確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光導電性像形成表面と
供与ロールの間の現像区域内に複数の電線電極が配置さ
れているスキャベンジレス（無掃去) 現像に関するもの
である。より詳細には、本発明は、電極電線上のトナー
の堆積と、付随して起きる無制御のパウダークラウドを
除去もしくは最小限度にすることに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、ゼログラフィー法すなわち印
字方法に利用することができる。通常のゼログラフィー
を実施する場合、一般的な手順として、最初に、像形成
表面に静電潜像を形成するため感光体を均一に帯電させ
る。感光体は電荷保持表面を有する。電荷保持表面上の
電荷は原画像に対応する活性放射線（光線）のパターン
によって選択的に消去される。この選択的な電荷の消去
により、放射線にさらされなかった区域に対応する像形
成表面上に静電電荷パターンが残る。

【０００３】光導電性表面に静電潜像が記録されたあ
と、静電潜像は現像剤と接触することによって現像され
る。一般に、現像剤として２成分現像剤または１成分現
像剤が使用される。

【０００４】典型的な２成分現像剤は磁性キャリヤ粒子
とキャリヤ粒子に摩擦帯電で付着しているトナー粒子よ
り成っている。一般に、１成分現像剤はトナー粒子だけ
で成り、キャリヤ粒子を含まない。トナー粒子は静電潜
像へ引き付けられ、それによって光導電性表面にトナー
粉末像が形成される。次に、トナー粉末像は普通紙のシ
ートへ転写される。最後に、熱と圧力の組合せ作用を受
けて、トナー粉末像は最終的支持体のシートへ像の形状
で永久的に定着される。

【０００５】１成分現像装置は、供与ロールを使用し
て、荷電トナーを現像区域すなわち供与ロールと光導電
性部材によって形成されたニップへ運ぶ。荷電トナー
は、機械的な力および（または）静電気的な力の組合せ
により、光導電性部材上の潜像へ引き付けられる。スキ
ャベンジレス現像は１成分現像の一種である。ある形式
のスキャベンジレス現像装置は供与ロールと、現像区域
に供与ロールから狭い間隔をおいて配置された複数の電
極電線とを使用している。現像区域内にトナークラウド
を生成するため、電極電線に交流電圧が印加される。潜
像によって生じた静電界はトナークラウドからトナーを
引き付けて、潜像を現像する。１成分現像装置は低コス
トと構造の簡単さの点で有利であると思われる。

【０００６】２成分現像装置は多くの異なる形式の印字
装置に広く使用されてきた。２成分現像装置は、通例、
磁気ブラシ現像ローラーを用いて、トナー粒子が摩擦帯
電で付着しているキャリヤ粒子を現像区域へ運ぶ。潜像
によって生じた静電界はキャリヤ粒子からトナー粒子を
引き付けて、潜像を現像する。市販の高速印字装置の場
合、２成分現像装置のほうが１成分現像装置より運転コ
ストを低くできる。明らかに、２成分現像装置と１成分
現像装置はそれぞれ固有の利点をもっている。

【０００７】The Society for Photographic Scientist
s and Engineers 主催のノンインパクト印字に関する第
２回国際会議 (ワシントン州、１９８４年１１月４日〜
８日）において、上記２つの現像装置の組合せが発表さ
れている。そのとき、東芝は供与ロールと磁気ロールを
使用する現像装置について説明している。供与ロールと
磁気ローラーは電気的にバイアスされている。磁気ロー
ラーは２成分現像剤を供与ロールと磁気ローラーによっ
て形成されたニップへ運ぶ。トナーは磁気ローラーから
供与ロールへ引き付けられる。供与ロールは光導電性ド
ラムと同期して回転される。両者の隙間は約 0.20 mm
である。供与ロールと光導電性ドラムに記録された潜像
間の大きな電位差はトナーを供与ロールから潜像へ前記
隙間をジャンプさせることによって潜像を現像する。

【０００８】そのあと、現像された像は像形成表面に定
着されるか、または普通紙などの像支持体へ転写された
あと、適当な定着法によって像支持体へ定着される。

【０００９】米国特許第４，０７８，９２９号に、３レ
ベル・ハイライトカラーゼログラフィーの概念が記載さ
れている。この特許文献は１回パスハイライトカラー像
形成を行う手段として３レベルゼログラフィーの使用を
開示している。そこに開示されているように、電荷パタ
ーンは第１および第２カラートナー粒子で現像される。
一方のカラートナー粒子は正に荷電され、他方のカラー
トナー粒子は負に荷電されている。ある実施例では、摩
擦帯電で相対的に正のキャリヤ粒子と負のキャリヤ粒子
の混合物である現像剤によってトナー粒子が供給され
る。２種類のキャリヤ粒子はそれぞれ相対的に正および
負のトナー粒子を支持している。この種の現像剤は一般
に像形成表面を横切って流下させることによって電荷パ
ターンへ供給される。別の実施例では、一対の磁気ブラ
シによってトナー粒子が電荷パターンへ提供される。各
磁気ブラシは１つのカラーおよび１つの電荷のトナーを
供給する。さらに別の実施例では、現像装置は背景電圧
に近い電圧にバイアスされる。このバイアス印加によ
り、向上したカラー鮮鋭度の画像が得られる。

【００１０】上記米国特許第４，０７８，９２９号に記
載されているように、ハイライトカラーゼログラフィー
においては、電荷保持表面すなわち感光体上のゼログラ
フィーコントラストは、通常のゼログラフィーのように
２レベルでなく、３つのレベルに分けられる。感光体は
一般に９００ボルトに帯電される。次に、感光体は一の
像の形状に露光され、帯電区域像（そのあと帯電区域現
像（charged-area developement : ＣＡＤと略す）で現
像される）に対応する一の像は全感光体電位（Ｖ_cadす
なわちＶ_ddp）のままである。次に、感光体は放電区域
像（そのあと放電区域現像（discharged-area developm
ent ：ＤＡＤと略す）で現像される）に対応する他の像
の形状に露光され、残留電位すなわちＶ_dadすなわちＶ
_c（一般に１００ボルト）まで放電する。背景区域は感
光体電位をＶ_cadとＶ_dadの中間（一般に５００ボル
ト、Ｖ_whiteまたはＶ_wと呼ばれる）まで減らす程度に
露光される。ＣＡＤ現像装置は、一般にＶ_whiteより約
１００ボルトだけＶ_cadに近い値（約６００ボルト）に
バイアスされる。ＤＡＤ現像装置はＶ_whiteより約１０
０ボルトだけＶ_dadに近い値（約４００ボルト）にバイ
アスされる。

【００１１】３レベル・ハイライトカラーゼログラフィ
ーなどの印字方式の概念を実現するには、先に特定の色
調にされた画像をスキャベンジ（掃去）しない、すなわ
ち相互に作用しない現像装置が必要である。通常の磁気
ブラシ現像やジャンピング１成分現像などの市販の現像
装置は像支持部材と相互に作用するので、先に特定の色
調にされた画像は次の現像によってスキャベンジ（掃
去）されるであろう。現在市販されている現像装置は像
支持部材と強く相互に作用するので、スキャベンジレス
（無掃去）すなわち相互に作用しない現像装置が要望さ
れている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】電線電極スキャベンジ
レス現像装置に使用されてきた、ＥＰＤＭから作られた
計量／帯電ブレード構造は、２つのきびしい失敗モード
を示す。２つの失敗モードは、電極電線上のトナーの堆
積と、付随して起きるニップすなわち現像区域内の無制
御のパウダークラウドである。従来の現像装置のスキャ
ベンジレス現像に使用される電極電線上のトナーの堆積
は、電線上にトナー粒子の大きなかたまりを形成するの
で、像現像の失敗の原因になる。これらはトナークラウ
ドの欠如や不完全な状態を引き起すので、像支持部材上
の現像が不十分になることがある。これは現像された最
終コピーに望ましくない筋として現れる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、米国特許第
４，８６８，６００号の主題の一部を構成するスキュベ
ンジレス現像装置に特に有用である。

【００１４】本発明に従って、ＥＰＤＭから作られた計
量／帯電ブレード構造を使用するときに遭遇する電線電
極上のトナーの堆積と、付随して起きる無制御のパウダ
ークラウドの問題は、計量／帯電導電性表面を使用する
ことによって解決される。導電性表面は供与ロール上の
トナー層と接触し、その物理的性質を変えることによっ
て、上に述べた不利な効果を生じさせずに、交流バイア
ス付きニップ電線の作用を可能にする。上述の計量／帯
電導電性表面を使用して、白色を含まない「べた」領
域、満足できる均一性および背景を有するプリントが得
られた。

【００１５】導電性アルミニウム側が供与ロール表面の
トナーに向かい合って接触した状態で、ブレードと供与
ロールの間に厚さ１２５ミクロンのアルミニウム化ポリ
エステルフィルムを挿入して、実験を行った。アルミニ
ウムは供与ロール芯のバイアス電圧に電気的に接続し
た。導電性ブレードと供与ロールの間に、約１５０ｇ／
ｃｍのニップ力を加えた。

【００１６】

【実施例】図２に示すように、本発明を使用することが
できるハイライトカラー印字装置は、光導電性表面と導
電性支持層から成り、帯電部Ａ、露光部Ｂ、現像部Ｃ、
転写部Ｄ、および清掃部Ｆを順次通過するように取り付
けられた光導電性ベルト１０の形の電荷保持部材を備え
ている。ベルト１０は矢印１６の方向に動いて、その連
続する部分を順次進め、その移動路の周囲に配置された
さまざまな処理部を通過させる。ベルト１０は複数のロ
ーラー１８，２０，２２のまわりに掛け渡されている。
ローラー１８は駆動ローラーとして使用できる。ローラ
ー２２は光導電性ベルト１０に適当な張力を付与するの
に使用できる。モーター２３はローラー１８を回転させ
てベルト１０を矢印１６の方向に進める。ローラー１８
は適当な手段たとえばベルト伝動装置によってモーター
２３に結合されている。

【００１７】図２から判るように、ベルト１０の連続す
る部分は最初に帯電部Ａを通過する。帯電部Ａでは、ス
コロトロン、コロトロン、またはジコロトロンなどのコ
ロナ放電装置２４がベルト１０を選択的に高い一様な正
または負の電位Ｖ_Oに帯電させる。コロナ放電装置２４
は周知の適当な制御装置を使用して制御することができ
る。

【００１８】次に、感光体の連続する部分は露光部Ｂを
通過する。露光部Ｂでは、一様に帯電した感光体すなわ
ち電荷保持表面１０がレーザーベース入力／出力走査装
置２５にさらされ、走査装置２５の出力に従って放電す
る。走査装置２５は３レベルレーザーラスター出力スキ
ャナ（ＲＯＳ）であることが好ましい。代わりに、ＲＯ
Ｓを通常のゼログラフィー露光装置で置き換えることも
できるであろう。電子サブシステム（ＥＳＳ）２６はＲ
ＯＳのほかに印字装置の他のサブアセンブリの制御を行
う。

【００１９】最初に電圧Ｖ_Oに帯電された感光体は、約
−９００ボルトの電圧レベルＶ_ddpまで暗減衰を受け
る。露光部Ｂにおいて露光されると、感光体は、イメー
ジのハイライトカラー（すなわち黒以外のカラー）部分
において零すなわちアース電位に近い約−１００ボルト
の電圧レベルＶ_cまで放電される。さらに、感光体は背
景（白）イメージ区域において約−５００ボルトのＶ_w
まで像の形状に放電される。

【００２０】現像部Ｃでは、現像装置３０が現像剤を運
んで静電潜像に接触させる。現像装置３０は第１および
第２現像ユニット３２，３４から成っている。現像ユニ
ット３２の現像ハウジングの中に、一対の磁気ブラシロ
ーラー３６，３８が入っている。磁気ブラシローラーは
現像剤４０を運んで電荷保持表面上の電圧レベルＶ_cの
潜像に接触させる。現像剤４０は実例としてカラートナ
ー粒子と磁性キャリヤ粒子より成っている。現像ハウジ
ングへの適切な電気バイアスは現像ユニット３２に電気
的に接続された電源４１によって与えられる。約−４０
０ボルトの直流バイアスが電源４１によって磁気ブラシ
ローラー３６，３８へ印加される。上記のバイアス電圧
が印加され、そしてカラートナーが適当に荷電された状
態で、カラートナーによる放電区域現像（ＤＡＤ）が行
われる。

【００２１】第２現像ユニット３４はロール４２の形の
供与構造４２を有する。供与ロール４２は現像剤４４
（このケースでは、計量／帯電装置４６によって堆積さ
れた黒色トナーより成る１成分現像剤である）を電極構
造４８に近い区域へ搬送する。供与ロール４２は電荷保
持表面の移動方向と逆の方向または同じ方向のどちらに
も回転できる。供与ロール４２は TEFLON-S ( デュポン
社の登録商標) 、フェーノールまたは陽極処理したアル
ミニウムで被覆することが好ましい。

【００２２】現像ユニット３４はさらに電荷保持表面１
０と供与ロール４２間の空間に配置された電極構造４８
を有する。電極構造４８は供与ロール４２の近くに配置
された１本またはそれ以上の細い（直径５０〜１００μ
ｍ）電線で構成されている。電線と供与ロール間の距離
は約２５μｍすなわち供与ロール上のトナー層の厚さで
ある。従って、電線は、供与ロール上のトナーの厚さに
よって自動的に供与ロールから間隔をおいて置かれる。
これ以上の詳細は、米国特許第４，８６８，６００号
（１９８９年９月１９日発行）を参照されたい。

【００２３】コピーシート６８（図２）は移動し、転写
部Ｄでトナー像と接触する。コピーシート６８は通常の
給紙装置（図示せず）によって転写部Ｄへ運ばれる。給
紙装置はコピーシートのスタックの一番上のシートに接
触している供給ロールを有するものが好ましい。供給ロ
ール４２は回転してスタックから一番上のシートをシュ
ートへ送り込む。シュートは、現像されたトナー像が転
写部Ｄでコピーシートと接触するように調時された順序
で、進行するコピーシートを案内してベルト１０の光導
電性表面に接触させる。

【００２４】感光体上の現像された複合画像は正のトナ
ーと負のトナーより成っているので、負コロナ放電を使
用してコピーシートへ有効に転写させるため、トナーを
状態調節する転写前正コロナ放電部材７０が設置されて
いる。

【００２５】転写部Ｄにはシート６８の裏側に適切な極
性のイオンを散布するコロナ発生装置７２が設置されて
いる。このイオン散布により、ベルト１０からコピーシ
ート６８へ荷電トナー粉末像が引き付けられる。転写
後、コピーシート６８は矢印７４の方向に動き続けて、
コンベヤ（図示せず）の上に載り、定着部Ｅへ運ばれ
る。

【００２６】定着部Ｅには、転写された粉末像をコピー
シート６８へ永久的に定着させる定着装置７６が設置さ
れている。定着装置７６は加熱された定着ローラー７８
とバックアップローラー８０から成るものが好ましい。
シート６８はトナー粉末像が定着ローラー７８に接触し
た状態で、定着ローラー７８とバックアップローラー８
０の間を通過する。このやり方で、トナー粉末像がコピ
ーシート６８へ永久的に定着される。定着後、シート６
８はシュート（図示せず）によってキャッチトレー（図
示せず）へ案内され、あとで、オペレータによって印字
装置から取り出される。

【００２７】ベルト１０の光導電性表面からコピーシー
ト６８が分離されたあと、光導電性表面の非像区域によ
って運ばれた残留トナー粒子が除去される。これらの粒
子は清掃部Ｆにおいて除去される。清掃部Ｆには、磁気
ブラシ清掃ハウジング８２が設置されている。清掃装置
は、清掃ハウジング内のキャリヤ粒子に磁気ブラシロー
ル構造と電荷保持表面に対しブラシ状配列を形成させる
通常の磁気ブラシロール構造を備えている。清掃装置は
さらにブラシから残留トナーを除去する一対のトナー除
去ロールを備えている。

【００２８】清掃に続いて、放電ランプ（図示せず）が
光導電性表面を投光照明し、連続する像形成サイクルの
帯電処理に先立って、残っているすべての静電荷を消去
する。

【００２９】図１に、本発明による現像機構１００の略
図を示す。図１に示した現像機構１００は、スキャベン
ジレス現像装置である点で、図２の現像ユニット３４に
類似している。現像機構１００はローラー１０２の形の
供与構造と、電極構造４８を構成する一対のスキャベン
ジレスニップ電線を備えている。供与ロール１０２は、
磁気ブラシ構造１０６によってその上に堆積されたトナ
ー粒子より成る現像剤１０４を運ぶ。磁気ブラシ構造１
０６はトナー粒子とキャリヤ粒子より成る２成分現像剤
１０８を溜り区域１１０から供与ロール１０２と磁気ブ
ラシ構造１０６間のニップ１１２へ運ぶ。トナー粒子は
反時計方向に回転する供与ロールの表面に堆積される。

【００３０】計量／帯電構造１２０は供与ロールの表面
に堆積したトナーを計量し、かつ帯電させる作用をす
る。構造１２０のブレード構造１２２はブレード保持器
１２４によって供与ロールに圧接触して支持されてい
る。ブレード保持器１２４を供与ロールの方向に押して
ブレード構造１２２の一体部分をなす比較的薄い導電性
部材すなわち導電性表面１２８を供与ロールに圧接させ
るため、バイアスばね１２６が設けられている。導電性
表面１２８は弾性層１３０に固定され、その弾性層１３
０は支持アーム１３２に固定されている。ゴムブレード
被覆によるある程度の順応性を考慮に入れるため、薄い
導電性層を使用している。順応性は事前調整区域内のト
ナーのパッキングを緩和するのに望ましい。

【００３１】この分野で知られているように、供与ロー
ル１０２を適切な電圧レベルに電気的にバイアスする電
源１３３が設置されている。電源１３４は、図１に示し
た供与ロールバイアス１３３に関係しており、導電性部
材１２８を電気的にバイアスする作用をする。導電性部
材１２８に印加される電圧は０〜３００ボルト（ピーク
値）程度である。

【００３２】意図する目的に合った導電性表面１２８の
材料の例として、アルミニウム化マイラー、チタン被覆
マイラー、チタン／ジルコニウム被覆マイラー、シラン
ブロッキング層を有するチタン／ジルコニウム被覆マイ
ラー、研磨ステンレス鋼シム、研磨鋼シム、およびカー
ボンブラック含有ポリマーまたはゴムがある。

【００３３】導電性表面１２８は供与ロール上のトナー
層と接触して、電極電線と逆の相互作用をさせるトナー
の性質を逓減する。この結果、従来の装置において生じ
た電線４８上のトナーの堆積と、付随して起きる無制御
のパウダークラウドは実質上無くなる。

【００３４】ブレードと供与ロールの間に厚さ１２５ミ
クロンのアルミニウム化ポリエステルフィルムをアルミ
ニウムがトナーと向かい合った状態で挿入して、実験を
行った。アルミニウムは供与ロール芯のバイアス電圧に
電気的に接続した。直流または交流バイアスについて、
特別の影響は観測されなかった。導電性表面を使用しな
い場合、すべてのプリントはひどい濃度均一性の問題を
有していた。導電性表面を使用した場合、トナー電線汚
染から生じる欠陥を持たない多数のプリントが得られ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の新規な特徴を使用することができる印
字装置の略図である。

【図２】本発明の現像機構の略図である。

【符号の説明】Ａ帯電部Ｂ露光部Ｃ現像部Ｄ転写部Ｅ定着部Ｆ清掃部１０光導電性ベルト１６ベルト移動方向１８，２０，２２ローラー２３モーター２４コロナ放電装置２５ラスター出力スキャナ２６電子サブシステム３０現像装置３２，３４第１および第２現像ユニット３６，３８磁気ブラシ現像ローラー４０現像剤４１バイアス電源４２供与ロール構造４４１成分現像剤４６計量／帯電装置４８電極構造６８コピーシート７０転写前コロナ放電部材７２コロナ発生装置７４シート移動方向７６定着装置７８加熱定着ローラー８０バックアップローラー８２磁気ブラシ清掃ハウジング１００本発明の現像機構１０２供与ロール１０４現像剤１０６磁気ブラシ構造１０８２成分現像剤１１０溜り区域１１２ニップ１２０計量／帯電構造１２２ブレード１２４ブレード保持器１２６バイアスばね１２８導電性部材（表面）１３０弾性層１３２支持アーム１３３電源１３４電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ノーマンダブリュークズバイアメリカ合衆国ノースカロライナ州 28307ポープエアフォースベースグローブマスターストリート５ (72)発明者リチャードピーガーメインアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターブライドルレーン 856 (72)発明者ウィリアムエイチウェイマンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14519 オンタリオレイクロード 1945

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤で像受容表面上に画像を形成する
方法であって、現像剤供給源を用意し、前記供給源から前記像受容表面に近い区域へ現像剤を搬
送し、前記区域内に運ばれた現像剤を記録粒子のクラウドにす
るため該区域内に電極電線を用意し、前記電極電線を用いて現像剤の均一なクラウドを生成す
るため現像剤を調節することから成ることを特徴とする
画像形成方法。