JPH0743978A - 像の形成方法と静電像の現像方法 - Google Patents

像の形成方法と静電像の現像方法

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JPH0743978A
JPH0743978A JP6105743A JP10574394A JPH0743978A JP H0743978 A JPH0743978 A JP H0743978A JP 6105743 A JP6105743 A JP 6105743A JP 10574394 A JP10574394 A JP 10574394A JP H0743978 A JPH0743978 A JP H0743978A
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toner
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JP6105743A
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Joseph Y Kaukeinen
ワイ・カウケイネン ジョゼフ
Thomas A Jadwin
エー・ジャドウィン トーマス
Peter S Alexandrovich
エス・アレクサンドロヴィッチ ピーター
Eric C Stelter
シー・ステルター エリック
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 乾燥トナー像の存在の中でスカベンジングの
ない高密度の像を現像する方法を提供する。 【構成】 乾燥した第１のトナー像を含んでいる像構成
体上の静電像は第２のトナー、例えば第１のトナーとは
異なる第２の色をもつトナーで調色される。調色は、高
い飽和保磁力の永久磁石化されたキャリヤとスリーブ１
０６内を高速に回転するコア１０４によって現像ゾーン
の中を動くトナーを持つ現像剤を使用して行なわれる。
高速に回転するコア１０４によって起こされる磁気ブラ
シの遷移は高い飽和保磁力の永久磁石化されたキャリヤ
を、交互に最大値と最小値をもつ波運動で活撥に動か
す。第１トナー像のスカベンジングは像構成体からスリ
ーブ１０６を現像剤の最大値が調色過程中に像構成体に
接触しないように十分に離すことによって防がれる。現
像を高めるために交流電圧１１０がスリーブと像構成体
の間に印加される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は像構成体上にトナー像を
形成することに関する。 本発明は、これには限定され
ないけれども、像構成体の単一フレーム上に２又はそれ
以上の異なる色のカラー像を形成する方法及び装置に特
に有用である。
【０００２】
【従来の技術】１９８５年１０月８日に発行されたミン
スキニスらのＵ．Ｓ特許第４，５４６，０６０号には、
磁気的に飽和されたときに少なくとも３００ガウスの飽
和保磁力をもち、１０００ガウスの磁場中においては少
なくとも２０ＥＭＵ／ｇｒの誘起磁気モーメントを示す
「硬い」磁気キャリヤを含む現像剤を用いて静電像を現
像する方法が開示されている。２０００ガウス近傍の非
常に高い飽和保磁力をもつ、このキャリヤの好ましい実
施例が現在利用できる最も高い品質の静電像の現像を提
供するために商業的に使用されている。
【０００３】この方法においては、そのような硬い磁気
キャリヤ粒子と反対極に帯電されたトナー粒子から構成
された現像剤が、シエル又はスリーブ内の磁気コアの高
速回転によって、像の速度で像の方向に移動される。そ
の現像剤はシエル又はスリーブ上を移動する。スリーブ
上の迅速なポール遷移が高い飽和保磁力のキャリヤにト
ルクを生じさせる。
【０００４】糸状又は鎖状のキャリヤはスリーブを迅速
にはじき、回転コアの方向とは逆方向に、シエル上の現
像剤を移動させる。反対に、低い飽和保磁力の「軟い」
磁気キャリヤはポールの遷移に応答して、内部的に、磁
気的に新しい方向に向き、キャリヤがはじくに十分トル
クを受けない。
【０００５】モゼハウェルらのＵ．Ｓ特許第５，００
１，０２８号は、光電導の像構成体が一様に帯電され、
静電像を生成するために像的に露光する方法を記述して
いる数多くの文献のうち代表的なものである。乾燥トナ
ーがトナー像を生成するために静電像に塗布される。通
常、このプロセスにおいては、「放電領域現像」が使用
されている。最も電荷の低い領域（放電領域という）の
堆積物が、最大の露光を受けた像の部分に最大の密度を
与えるトナー像を形成する。
【０００６】第１のトナー像を定着しないで、通常、像
構成体が元の像と同じ極性の電荷によって、再び一様に
帯電され、像構成体の第１のトナー像によって覆われて
いない部分に第２の静電像を形成するために像的に露光
される。 第２の静電像は、前記の静電像と同じ極性で
あるが、第１のトナー像とは異なる色のトナーで、再び
調色される。このプロセスは３色の像を生成するために
第３の色トナーによって調色される第３の静電像につい
ても繰返される。
【０００７】２つ（又はそれ以上の）色像は、全て同じ
極性をもち、単一のステップで用紙に容易に移され、そ
こで単一のステップで融合される。 そのプロセスは必
ずしもそのような応用に限られないけれども、最も普通
には、レーザー又は、ＬＥＤプリントヘッドによる電子
照射を用いて、アクセントカラープリント又はコピーを
提供するために使用される。
【０００８】このプロセスは多色の応用に多くの利点を
持っている。それは、転写ステーションにおいて像を重
ね合わせるときに用いられる厄介な、不正確な、及び／
又は高価なステップを省略できる。もし、そのプロセス
が各像に対して別々の照射ステーションを使用すれば、
そのプロセスは単一のカラー出力と同じ速度で多重の出
力を提供することができる。
【０００９】第２又は次の調色ステップでは第１のトナ
ー像を乱さないことが重要である。そうでなければ、第
１のトナー像のトナーが第２の現像ステーションの中へ
混じり込み（以下、「スカベンジング」という）、第２
の現像ステーションからのトナーが第１のトナー像の上
に堆積する（以下、「オーバトーニング」という）。
【００１０】スカベンジングとオーバトーニングとの相
関的な重大さは色の順番に依存している。明るい色が最
初に堆積され、その後で暗い色が堆積される装置ではオ
ーバトーニングがスカベンジングよりも重大である。し
かしなから、暗い色、例えば黒が最初に堆積され、明る
い色が２番目に堆積される装置では暗い色を明るい色の
調色ステーションにスカベンジングさせることは、ずっ
と重大な問題である。オーバトーニングはスカベンジさ
れた第１の色トナーにおき換えて、第２の色でスカベン
ジする結果としてもしばしば起る。
【００１１】モゼハウエルよりも前の多くの技術は第１
の像を乱さないために、第２及び次の調色ステップに対
して投射調色の使用を推薦している。不幸にも、投射調
色を用いて、高速で合理的な密度を得ることは困難であ
る。モゼハウエルの特許は２番目及び次の像を現像する
ために、ミスキニスの方法を用いて優れた結果が得られ
ることを示唆している。その好適の実施例では、ブラシ
のけばが実際に像と接触させられる。このことが高いプ
ロセス速度で、極めて高い密度の像を供給する。
【００１２】それは、このタイプのブラシの本来の柔か
さのために他の高密度、高速度装置よりもスカベンジン
グを起こすことがずっと少ない。即ち、それは物理的又
は機械的に第１のトナー像をこすって消すことはない。
しかしながら、この装置ではいくらかスカベンジングが
起る。それは、高い密度と高いプロセス速度を必要とす
る従来の投射調色のやり方よりも、応用においてはずっ
と好ましい。
【００１３】１９８１年１１月１０日に発行された日本
の公開公報５６−１４４４５２号は、定着していない第
１のトナー像がある場合に、２成分現像剤をもった回転
コア磁気ブラシを含む、静電像を調色する数多くの投射
調色装置を示している。ＵＳ特許４，６２９，６６９号
（ショウジら）は一連の静電像の投射調色に影響を及ぼ
すために交流場の使用を示している引用文献の１つであ
る。この引用文献におけるいくつかの例は回転スリーブ
内の回転磁気コアと一緒に２成分の現像剤を使用するこ
とを示唆している。
【００１４】この引用文献はスカンベンジングに対する
多くの解を示唆している。その中には、１）後の像に関
する磁場を増加させること、２）後の像に関し、その像
に照射される現像剤の量を増加させること、３）後の像
に関してトナーの濃度を増加させること、４）後の像に
関して光電導体の上の電荷を増加させること、５）後の
像のトナー上の電荷を増加させること、及び６）後の像
に対して高調波成分を減少させることにより、バイアの
ＡＣ成分を変化させること等がある。
【００１５】引用文献はより小さなトナーがより良い解
像度を与えることを示しているが、全ての例はトナーの
粒子のサイズが１０ミクロン又はそれ以上のものを採用
している。一般的に、バイアスのＡＣ成分は８００Ｈｚ
と３ＫＨｚの間を変化させているが、８００Ｈｚの場合
よりも良い結果は得られていない。可動コアの例では、
スリーブは像の速度又はそれ以上の速度、例えば１２０
〜３００ｍｍ／Ｓで動かされ、一方コアは反対方向に４
５０〜７５０ｒｐｍの速度で回転されている。最良の結
果が現像剤を像の２〜３倍の速さで動かしたときに得ら
れた。キャリヤは全くの絶縁体であり、好ましくは１０
14Ω−ｃｍである。
【００１６】１９８９年１月１０に発行された平塚のＵ
Ｓ特許第４，７９７，３３４号において、回転するコア
とスリーブのシステムが示されている。そこには、単１
の静電像が速いスリーブ速度とＡＣバイアスを用いて、
ギャップを横切って調色されている。 キャリヤは、全
く絶縁体であり、好ましくは１０14Ω−ｃｍである。倉
本らのＵＳ特許第４，６５７，３７４号は単１の像を調
色するための類似の開示をしている。コアは１０００ｒ
ｐｍと２０００ｒｐｍの間で回転され、スリーブは高速
（１００−１５０ｒｐｍ）に回転されている。
【００１７】１９８９年２月７日に特許された羽田らの
ＵＳ特許４，８０３，５１８号は、非定着の乾燥第１ト
ナー像がある場合の、回転コア磁気ブラシと２成分現像
剤を用いた静電像の現像を開示している。キャリヤは、
典型的には、抵抗率が１０14Ω−ｃｍで、サイズは３０
μｍである。カラー混合の減少が、ＡＣの周波数と電圧
及び現像間隙を調整することにより達成された。この引
用文献は、トナーが高い電荷／質量の比をもつ場合に
は、スカンベンジングは少なくなることを示唆してい
る。それは（カラー混合の減少は）、後の像に関しては
トナーの電荷／質量比を増し、一方ではバイアスのＡＣ
成分の振幅を減少し、周波数を増大させる。
【００１８】全てのステーションに投射調色が好ましい
が、しかし最初のステーションは接触調色を使用するこ
とができる。トナーの平均粒子サイズは１０μｍであ
る。１９８７年５月１９日発行の羽田らのＵＳ特許４，
６６６，８０３号、１９８７年７月１４日発行の羽田ら
のＵＳ特許４，６６７，９２９号、１９８９年４月１８
日発行の「イタヤ」らのＵＳ特許４，８２２，７１１号
及び１９８６年７月８日発行の羽田らのＵＳ特許４，５
９９，２８５号を参照のこと。
【００１９】多色システムにおける第２の調色ステップ
を示唆している上記の文献は回転コアブラシとバイアス
のＡＣ成分を持った投射調色によって遂行され、一般的
に、スリーブを通過する現像剤の量を増やすために、像
と同程度又はそれ以上の速度でスリーブを動かすことが
必要である。それらはスカベンジングを減らすために、
高い電荷／質量比のトナーを使用している様に見える。
それらは高い絶縁性のキャリヤを使用している。引用文
献のいずれも高い飽和保磁力のキャリヤの使用を示唆し
ていない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上記の応用例における
開示にも拘らず、高密度の現像とスカベンジングの間の
矛盾が上記従来技術に依然として存在する。即ち、現像
剤のナップが、スカベンジングを減らすために、像構成
体から分離されているシステムにおいては、高密度現像
は、高速度において、そのシステムを採用しがたいもの
としている。本発明の目的は非定着の乾燥第１トナー像
の存在の下で、静電像を調色し、一方スカベンジングと
高密度現像の前記矛盾を改良する方法を提供することに
ある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】これら上記の目的及び他
の目的が、静電像と同じフレーム中の非固定の乾燥トナ
ー像をもつ、像構成体上の静電像を現像するための方法
によって遂行される。
【００２２】本方法は、高い飽和保磁力の永久磁石化さ
れた磁気キャリヤ粒子とトナー粒子を含む２成分現像剤
を、周辺回りに交番極をもつ回転可能な磁気コアとその
コアの回りにシエルを具備する塗布器に供給する工程
と、シエル内のコアを回転させて、迅速に変化する磁場
をシエルの表面に作り出し、シエルに沿って現像剤を、
像構成体のすぐ近くに交互に頂上と谷をもつが、しか
し、その頂上は像構成体に接触しない波運動として移動
させる工程と、及び、シエルと像構成体の間に交流電場
を印加する工程とを含む。
【００２３】本発明の好適な実施例によれば、コアは３
００ｒｐｍ以上、好ましくは１０００ｒｐｍ以上、最良
の結果を得るためには１５００ｒｐｍ以上で回転され
る。コアはその周辺回りに少なくとも８個の交番極、好
ましくは１０極以上、例えば１２極をもっている。キャ
リヤは磁気的に飽和されたときに少なくとも３００ガウ
スの飽和保磁力、好ましくは１５００ガウス以上、例え
ば２０００ガウスの飽和保磁力を持つ。本発明は好まし
くは１０００ガウスの磁場中においてキャリヤ誘起磁気
モーメントは２０ＥＭＵ／ｇｒ又はそれ以上である。
【００２４】キャリヤの特性及び回転コアはモーゼハウ
エル従来技術に用いられているものと類似である。しか
しながら、我々は従来技術が、シエルの回りに迅速に変
化する頂上と谷をもつ波形の実質的な振幅をもつ波形で
現像剤を迅速に移動させていることに気付いている。我
々はこの頂上と谷がギャップの維持を困難にし、又は不
可能にするだろうと考えている。然しながら、当出願人
は、このシステムが採用されれば、現像剤の頂上を像構
成体との間のギャップは比較的小さくても、このギャッ
プは現像剤の活発な動きにも拘わらず維持され得ること
を見出している。
【００２５】更に、この活発さのために、現像剤の十分
な目的達成が高速の像形成に対し、無視し得る程度のス
カベンジングで得られる。この活発さのために、電荷／
質量比が比較的小さく、像の密度に積極的効果をもつト
ナーを使用することができる。更に好ましい実施例に従
えば、従来技術の投射調色の教えとは反対に、像のより
良い線幅が実質的に更に伝導性の良いキャリヤによって
得られることが分かった。即ち、１０13Ω−ｃｍよりも
低い抵抗率、好ましくは１０9Ω−ｃｍ以下の抵抗率を
もつ高飽和保磁力のキャリヤの使用が、高速投射調色に
おける細線の現象を減縮させた。
【００２６】我々の多くの実験は、抵抗率が１０11Ω−
ｃｍのキャリヤについて良い結果を示している。この点
に関する最良の結果は抵抗率が１０6Ω−ｃｍ以下、例
えば、１０4Ω−ｃｍのキャリヤについて得られた。上
記のことから、その応用とは関係なく、改良された投射
調色法を提供するとこが、本発明の１つの目的ある。
【００２７】
【実施例】本発明は２成分の現像を取り扱っている。技
術用語を一致させるために、用語「現像剤」は２成分シ
ステムを構成している「キャリヤ」と「トナー」の両方
を含むものである。キャリヤは磁化可能な材料からな
り、調色装置の中に留まっていることをし意図してい
る。トナーはキャリヤと反対の電荷がキャリヤによって
印加され、静電像に堆積され、現像剤に規則的に補給さ
れる。
【００２８】図１において、像形成装置１００はエンド
レスベルトの光伝導性の像構成体１を含む。像構成体１
は一連のローラの回りを連行し、エンドレスな径路を通
過する。操作中は、像構成体１は最初に充電ステーショ
ン１０によって一様に帯電される。帯電された像構成体
１は像的にＬＥＤプリントヘッド７、又はレーザや光露
出装置も含む他の適当な露出装置によって露出され、第
１の静電像を生成する。
【００２９】第１の静電像はローラ１８の回りを通過
し、第１の調色ステーション１５によって調色される。
調色ステーション１５は第１のトナー像を作るためにこ
の装置における最も暗い色、例えば黒を含んでいるのが
好ましい。放電領域の現像をプリントヘッド７によって
露出された領域のトナー像の形成のために使用すること
が好ましい。
【００３０】像構成体１の同じフレーム又は領域が一様
に第２の充電ステーション２０によって再度帯電され
る。この帯電は、好ましくはステーション１０による帯
電と同一の極性で行なわれ、第２のＬＥＤプリントヘッ
ド１７によって像的に露出される。この露出は第２の静
電像を作るために像構成体１の裏側を通して行われる。
そのベースを通しての露出には利点はあるけれども、正
面からの露出も、やはり使用することができる。ステー
ション２０による第２の帯電ステップの前に、像構成体
１を、トナー像の下の電荷を除去するために、背面除去
ランプ１９によるベースを通して包括的な露出が行われ
る。
【００３１】ステーション２０は同じ極性の電荷を印加
するけれども、この消去ステップは、第１のトナー像と
像構成体の間の保持力を増加するように見える。第２の
静電像の放電された領域は調色ステーション７２または
７４からのトナーによって調色され、通常は第１のトナ
ー像よりも明るい色を持っている第２のトナー像を作
る。例えば、第１のトナー像が黒である場合は、第２の
トナー像は殆ど他のどの色でもよい。２色の固定されて
いない乾燥トナー像を帯びた像構成体１はローラー１６
の回りと調色プロセス中に堆積した磁気キャリヤを引き
寄せるキャリヤ清掃機２７の隣接部とプロセスを制御す
るのに使用する密度計２２の隣接部を通過する。
【００３２】像構成体は、また、この時点で、像構成体
上のトナー像を離すために従来技術で周知のように消去
ランプ及び交流コロナ（図示されていない）に露らして
もよい。清掃機２７は、代りに、調色ステーション１５
と調色ステーション７４との間に配置してもよい。
【００３３】用紙は用紙供給装置２９又は４９の１つか
ら、転写ステーション３１へ供給され、そこで２色の像
が従来から周知の静電転写によって用紙の裏側に単一の
ステップで転写される。上記転写はコロナ転写、ローラ
支持転写、熱転写を含む他のタイプの転写を用いてもよ
い。用紙は適宜の真空トランスポート３３によって、融
合機３５に輸送され、そこで２つの色像は単１のステッ
プで融合される。
【００３４】次に、用紙は３つの径路のいずれかに行
く。用紙は仕上げ機（図示されていない）へ真直に進行
し、または適当な転向装置６５によって上側径路に転向
させてもよい。一旦上側径路へ行くと、用紙は上側出力
ホッパー８０に直接行くか、又は、別の転向装置６７に
よって、複式トレイ６９を備えた複式径路へ転向され、
そこで用紙は転写ステーションへへ再び供給されて、別
の像が複写される。
【００３５】新しい像が第１の像と反対側の面に配置さ
れると、用紙は、前述した様に、用紙は方向が転向され
て、複式トレイに直接に移動される。しかしながら、第
３の色像が用紙の結合された２個の色像と同じ側に付加
される場合には、用紙は、ひっくり返されなければなら
ない。これは転向装置７１の使用によって行われ、この
転向装置７１は用紙をＪ形方向転換器７３へと転向す
る。方向転換器７３は用紙をひっくり返し、転向装置６
５と６７によって、複式トレイ６９へと転向され、その
径路に送り出す。
【００３６】このようにして、２つのフレームを利用し
て用紙上に３色像を重ね合わせることができる。最初の
２つの像は最初のフレームに配置され、第３の像は第２
のフレームに配置される。この装置は、第２の像に対す
る２つの異なる色を選択して、装置の最大スピードで２
色の像を提供する。第３の色の追加はその余分の像を提
供するプロセスの生産性を減少させる。前記プロセスの
一部分において、最初の２つの像を正確に重ね合わせる
ことは容易であるので、第３の色は正確な重ね合わせを
最も必要としない色にすべきである。
【００３７】図１に関連して記述及び示したように、調
色ステーションの各々は、所定の静電気像に対してスイ
ッチを「オフ」にすることができる。このことは、図１
の実施例におけるような従来から知られている方法で行
うことができる。即ち、バックアップローラ１２，１３
又は１４をそのステーションの方向に移動し、像構成体
１をそのステーションに対して動作状態にすることによ
り、行うことができる。全ての色が常に使用される装置
（図示されていない）では、このような柔軟性は不必要
であり、各ステーションのスイッチは常に「オン」にし
ておくことができる。
【００３８】図２及び図３は現在一般的に使用されてい
る調色ステーション７６で、図１に示すステーション１
５，７２及び７４に適用可能なものである。但し、図１
に示すステーションとは設計が幾分異なる。ステーショ
ン７６のスイッチを「オン」又は「オフ」にすることは
以下に示すように、別の方法で行われるので、可動バッ
クアップローラ１２，１３及び１４は必要ではない。
【００３９】図２及び図３において、調色ステーション
７６は液溜め８４を設けたハウジング８２を具備してお
り、液溜め８４の中にはリボン状混合機８６が配設され
ている。リボン状混合機８６は液溜め８４内の２成分現
像剤を混合する。
【００４０】現像剤流量弁８８は液溜め８４と塗布器１
０２の間に配置されている。現像剤流量弁８８はひだの
ついた現像剤輸送ローラ９４から間隔をおいて設けられ
たスリーブ９０を含んでいる。電磁石９２はひだ付ロー
ラ９４の内側に、戦略的に配置されている。スリーブ９
０は入口９８と出口９６を持ち、スリーブ９０の位置は
ソレノイド１１０によって制御される。
【００４１】調色操作においては、図２に示すように、
現像剤は電磁石９２に引き付けられて、入口９８を通っ
て、スリーブ９０とひだ付きローラ９４との間の空間に
入る。ひだ付きローラ９４は、電磁石９２の助けによ
り、現像剤を時計の回転方向に、スリーブ９０左側の上
方、出口９６に向けて駆り立て、そこで、現像剤は塗布
器１０２の一部を形成しているスリーブ１０６に接触す
るように引きつけられる。
【００４２】現像剤の流れは、図３に示すように、ソレ
ノイド１１０の作用によって、阻止することができる。
そのソレノイド１１０はスリーブ９０を時計方向に回転
させ、入口と出口を図２に示す各々の操作位置から離れ
た位置に移動させ、それによって、現像剤が塗布器１０
２へ流れるのを阻止する。このことにより、静電気像が
そのステーションでカラートナーで調色されるか否かに
従って、そのステーションを「オン」又は「オフ」にす
ることができる。
【００４３】塗布器１０２はスリーブ又はシエル（１０
６）を含んでおり、それが回転可能な電磁コア１０４を
取り巻いている。電磁コア１０４はその周辺のまわりに
交互の電極を備えている。例えば、図２及び図３に示す
コア１０４は１２個の電極を備えており、図４に示すコ
ア１０４は１６個の電極を備えている。コア１０４はモ
ータＭ（図４）により、高速度、例えば２０００ｒｐｍ
で回転される。コア１０４の高速回転がスリーブ１０６
上に接している現像剤に迅速な電極転移を惹き起こす。
【００４４】その現像剤は高い飽和保磁力の永久磁石化
されたキャリヤを含んでいる。キャリヤが高い飽和保磁
力を持ち、永久磁石化されているために、そのキャリヤ
は「フリップ」する。すなわちコアの回転方向と反対方
向に回転する。キャリヤの回転はキャリヤをコアの回転
方向と反対方向に、スリーブ１０６の回りに移動させ
る。
【００４５】現像ステーション１５，７２，７４及び７
６は、この基礎原理に基づいて、像構成体に接近かつ隣
接している現像ゾーンを移動し、かつ、像構成体の移動
方向と同じ方向に、好ましくは同じ速度で移動する現像
剤に作用する。像構成体と同じ方向で同じ速度で移動さ
せることは電磁コア１０４の設計と速度だけでなく、ス
リーブの運動によっても制御することができる。スリー
ブの運動は現像剤にある正味速度を与えるために、コア
速度と合体するいずれの方向でもよい。
【００４６】時計方向のスリーブの運動は流れに速度を
加え、反時計方向の運動は流れから速度を減ずる。スリ
ーブは停止させておいてもよい。現像剤の実際の運動
は、一次的には、回転コアによる。現像剤に現像ゾーン
を通過させるこのやり方は、前述したモゼハウェル等の
特許及びミスキンス等の特許あるいは他の特許、例え
ば、フリッツ等のＵＳ特許Ｎｏ．４，４７３，０２９、
クロル等のＵＳ特許Ｎｏ．４，５３１，８３２に説明さ
れている。
【００４７】モゼハウェルの特許によれば、既に乾燥ト
ナー像を含んでいる像構成体のフレーム上の静電像は
（図６に示されている様に）像を図２、３及び４で図解
されているタイプのブラシのけばに接触させることによ
って調色をすることができる。殆どの材料に関しては、
第１のトナー像のある程度の清浄は起こるけれども、そ
の効果は比較的小さく、そのプロセスは、極めて早くか
つ高度に有効な第２の静電像の調色ができる。このよう
にして、２個又はそれ以上の色像を、非常に速い機械速
度、例えば１分間に１００個の文字サイズの像の速度で
提供することができる。
【００４８】もし、スカベンジングが全体的に省略する
ことができないならば、最初に明るい（色の）像を形成
し、２番目に暗い（黒い）像を形成して、明るい現像剤
を暗いトナーによって汚染するのを防止することが望ま
しい。然しながら、この順序で像を生成することは、オ
ーバトニーングが全体として省略されない場合には受け
容れることができない。スカベンジングは、第１のトナ
ーを交換して、第２のトナーのオーバトーニングを起こ
す傾向がある。更に、オーバトーニングは、例えば図１
の充電ステーションを使用して第１のトナー像を作り出
した後に、像構成体上の電荷を平にすることなしには除
去することは困難である。不幸にもこの電荷を平らにす
るステップは第１のトナー像のトナーを分離し、第１の
像のスカベンジングと横方向の拡がりを促進する傾向が
ある。
【００４９】これらの問題の間の好ましいトレードオフ
は最初に暗い像を生成し、次に２番目の像に対して投射
調色を使用することである。不幸にも従来技術の投射調
色の機構は、この明細書の始めに述べたように、一般的
に効率が悪く、従って合理的な密度と有効な現像を得る
ためにはゆっくりした速度でしかできなかった。
【００５０】出願人は、最初に、モゼハウェルを用いた
投射調色は困難であろうと信じた。その理由は図４−図
７に最も良く説明されている。そこでは、コア１０４の
迅速な回転によって惹き起こされる迅速な電極の変化が
現像剤を交互に頂上と谷をもつ波状の隊形で移動させて
いるからである。
【００５１】図７に説明した様に、頂上と谷は、現像剤
がフリップし、又は、シエル１０６の回りを回転する間
に交互に立上ったり、横になったりする糸状に連なる現
像剤によって形成される。この波状の運動は、非常に迅
速に回転するコアによって作られる迅速に変化する磁場
における高い飽和保磁力の、永久磁化されたキャリヤ粒
の作用によるものである。
【００５２】更に詳細には、図７を参照して、鎖状をし
ているキャリヤ粒子が磁気コアのＮ極又はＳ極のいずれ
かの上に直接に頂点又は立上がっているけばを形成す
る。電極の間には谷間又は横になっているけばが存在す
る。立上がっているけばの鎖は次に接近してくる（反対
極の）回転コアの磁極に向かって実際に急に動くのが観
測される。
【００５３】これが、現像剤がコアの磁極と反対方向に
輸送される理由である。十分な程度にまで永久磁石化さ
れていない（非常に低い飽和保磁力の）従来技術のキャ
リアー粒子は、コアの次々に変化する磁場に応答して、
内部磁気的にある方向に向き、従って、高い飽和保磁力
をもったキャリヤ粒子に見られるかなり激しいが、しか
し望ましいフリップ動作には従わない。
【００５４】驚くべきことに、現像剤の頂上は像構成体
から僅か離れて配置され、有効な現像が、スカベンジン
グを起こす頂上高さにおいて、不規則なしに遂行される
ことが分った。図２，３及び４は、現像ゾーンに入るこ
とが許される現像剤の量を制限する入口側スカイブ１４
１を示している。そのスカイブ１４１は、また現像剤が
現像ゾーンに近づくときに、頂上の高さにも影響を及ぼ
す。これらの頂上はその装置のパラメータに対して道理
にかなった高さで改善する傾向があり、そして、スカイ
ブ１４１によって許される分離よりも高くなるかもしれ
ない。スカイブの効果にもかかわらず、現像ゾーンにお
ける頂上の高さは制御できることが分かった。
【００５５】更に、現像の達成は、ギャップの頂上に達
する像構成体によって減縮されるけれども、急速に変化
する場の中の高い飽和保磁力の永久磁石化されたキャリ
ヤの活発さが１分間に９０文字サイズの像のスピードで
有効な現像の十分な密度を提供する。
【００５６】図５は図４と類似であるが、現像剤の波形
成をより良く説明し、現像剤と像構成体の間のギャップ
を誇張してある。コア１０４は反時計方向に回転し、一
方現像剤はコアの回転に応答し、波形成において時計方
向に移動していることに注目する必要がある。波の頂上
は像構成体１に接触していない。交流電場をもつ電源１
１０は、ＤＣ電源１１２からのＤＣ成分と共にスリーブ
１０６に印加される。これが、像構成体１に静電像を帯
びさせる場を作り出す。像構成体１は従来技術のよう
に、接地された背面電極を含んでいる。前述の投射調色
装置のように、交流電場はトナーの堆積を向上させるた
めに使用される。交流電場は、従来技術のように、像中
に満足できる密度を与え、背面領域にトナーの堆積を除
去するように選ばれた直流成分を含んでいる。
【００５７】その場のＤＣ成分は、一般的に、像領域と
なるべき領域に向かえ、かつ背景領域となるべき領域か
ら離れる方向に、トナーをかり立てるために使用され
る。放電領域の現像では、もし像領域がきわめて低い電
位、例えば−５０Ｖをもち、背景領域が高い電位、例え
ば−５００Ｖをもつときは、ＤＣ電源１１２によって供
給される典型的なＤＣ成分は−３５０Ｖと−４５０Ｖと
の間であろう。
【００５８】実験例１ 電磁コアの回転速度を増すことにより、従って電極の遷
移の速度を増すことにより、現像剤の動きの活発さを増
して、現像の速度能力が増加し、高速に像を写すことに
寄与することが分った。図８はこの発見を説明してい
る。この実験は、比較的遅い１２５ｍｍ／ｓの光導電体
速度（３０ｐｐｍのコピー速度に相当）で運転する実験
室の電気回路盤で行なわれた。
【００５９】重量比で１２％トナーと８８％キャリヤか
らなり、電荷対質量比が１０μクーロン／ｇｒのトナー
の現像剤が密度０．０００３４ｇ／ｍｍ2のナップ密度
の下で使用された。キャリヤは飽和保磁力が２０００ガ
ウスで、飽和モーメントが５５ＥＭＵ／ｇｒで、８００
０ガウスの磁場中で磁気的に飽和されている（永久磁石
化されている）。磁気ブラシは直径が５０ｍｍで、１２
個の磁極をもち、シエルの表面で測定された磁力は約８
５０ガウスであった。
【００６０】光コンダクタとシエルの間隔は１．２５ｍ
ｍで、（入力スカイブによって影響された）現像剤の頂
上は約０．８５ｍｍで、投射されるトナーとのギャップ
は０．４ｍｍが残されていた。１ＫＨｚのｐ−ｐ値３Ｋ
Ｖの矩形バイアス交流がＤＣバイアスの頂上に印加さ
れ、ＤＣバイアスは充電電位より７０Ｖ下にセットされ
ていた。トナーは負の極性を持っており、光コンダクタ
は負に充電されており、従って、放電領域の現像が使用
された（露光された領域が調色される）。
【００６１】図８はコアの回転速度及び１秒間のポール
の遷移数と像の効果又は現像の完成をプロットしたもの
である。放電領域現像の現像完成は、その領域で利用で
きる全電圧による調色に基づく、露光された領域の電圧
の増加の百分率で定義される。即ち、 現像の完成（％）＝｛（Ｖｔ−Ｖｅ）１００｝／（Ｖｂ
−Ｖｅ） ここで、ＶｂはブラシのバイアスのＤＣ成分で、Ｖｔは
調色後のその領域の電圧で、Ｖｅは調色前に露出された
領域の電圧である。
【００６２】現像の速度が高ければ、現像の効率は高く
なるであろう。像構成体は、高速プリンタ、例えばコダ
ックエクタプリント１３９２プリンタのようなプリンタ
に使用されるタイプの有機的な光コンダクタとキャパシ
タンスを持っており、現像剤は電荷対質量比が６〜２５
μｃ／ｇｒの範囲であるので、現像の約３０％の完成
が、利用できる露光と交流電圧の範囲内の適切な密度を
達成するために要求される。像構成体の速度が１２５ｍ
ｍ／秒の下で、３０％の完成がコアの回転速度５００ｒ
ｐｍで達成される。しかしながら、その像構成体の速度
では、約１００％の完成は２０００ｒｐｍで達成され
る。
【００６３】図８のデータから、コアの回転速度２００
０ｒｐｍでは、１分間につき９０〜１２０個の像又はそ
れ以上の速い速度で良い密度を提供する３０％以上の完
成が４００ｍｍ／ｓ又はそれ以上で得られるだろうこと
が明かである。以下の例においては、図８のデータを考
慮して作られた仮定が、高い飽和保磁力と永久磁石化さ
れた現像材料を含んでいる現像剤を用いた非接触回転コ
アブラシによって、高速度の実際の現像を実証するため
に示されている。
【００６４】我々は、激しい鎖のフリップ動作はギャッ
プで利用できるトナーの粉状の雲の生成によるものであ
ると信じている。その雲は重ね合わされたＡＣ信号の電
場によって助成される潜在性の像の電場に引き寄せられ
る。この激しい鎖のフリップ動作は高い飽和保磁力のキ
ャリヤの上の迅速な電極の遷移の効果によって引き起こ
されるものである。
【００６５】機械的に粉状雲を生成する現像剤の活発さ
は、１秒当りの電極遷移数に直接関係する。図８に示す
ように、１０００ｒｐｍにおける１２個の電極コアは１
秒当り２００個の電極遷移を提供し、２０００ｒｐｍで
は４００個の電極遷移を提供する。電極数が多ければ多
いほど、又回転速度が大きければ大きいほど粉状雲の密
度は大きくなる。この原理に対する唯一の制限は、高速
を得るための装置の費用（加熱制御も含めて）とそれら
の抗張力を維持しながら電極の数を増加させられるかに
ある。
【００６６】波形成の頂上は高さが全く安定しているこ
とが分る。そのプロセスは合理的なギャップサイズの範
囲にわたって有効であり、それによって、実質的な許容
度を与え、ロバストシステムを提供している。例えば、
高さが０．７５ｍｍの頂上では、シエルと像構成体との
間の０．９ｍｍのスペースで接触が無視でき、１秒間に
つき４００電極の遷移の下で顕著なスカベンジングはな
い。このことは、頂上とシエルの間の距離の約半分の高
さの谷底にも拘らずまた、現像剤の大きな活発さにも拘
らず正しいと我々は推定している。
【００６７】ここでは、便宜上用語「スペース（間
隔）」または「スペースを置く」はスリーブまたはシエ
ル１０６とそれに最も近い点の像構成体１との間の距離
を示している。用語「ギャップ」は現像剤の頂上と最も
近い点における像構成体との間の距離である。
【００６８】例えば、シエルと像構成体との間の距離が
０．１ｍｍ以内に保たれるならば、ギャップは０．１ｍ
ｍよりも僅かに大きいものが望ましい。例えば、低い容
積の装置において、許容量が大きければ、現像剤の頂上
と像構成体との接触を防止するためにはギャップはより
大きくなければならない。現像剤の頂上は多くの装置に
おいて、機械的スペースよりも制御するのは易しい。
【００６９】実験例２ この例においては、重量比で１２％のトナーと８８％の
キャリヤからなる現像剤による投射調色を用いて、静電
像を調色するために数多くの運転が行なわれた。像はＬ
ＥＤプリントベッド１インチ当り２４０ドット（１ｍｍ
当り１０ドット）で作られた。全てのテストは毎分９２
個の像速度で行われた。これは、像構成体速度を毎秒約
３７４ｍｍに相当する。一連のサンプル静電像が１４電
極コアの回りに直径５０ｍｍの調色ブラシで調色され
た。この装置は１０００ｒｐｍで毎秒２３３．３個の電
極遷移を与える。
【００７０】像はコア速度が９９０ｒｐｍから１３２０
ｒｐｍ（毎秒２３１から３０８電極遷移）で調色され
た。テストはＰ−Ｐ値２５００ボルトで１．５ＫＨｚの
ＡＣ電位でＤＣ成分が−４００ボルトで試行された。ス
リーブは像構成体から１．１０ｍｍの距離をおいて配置
され、現像剤のナップはシエルから０．３ｍｍの点でス
カイブによって制御され、頂上の高さが約０．５ｍｍに
なっている。
【００７１】像の連続した黒い領域の伝送密度は０．６
４から０．７９に線形に増加し、一方、反射率密度は
１．１０から１．２３に増加する。この密度はこの種類
のブラシを持つ接触密度ほど良くない。しかし、殆どの
強調カラー像写には大変受け容れられている。そのこと
は、この像構成体の速度における投射調色にたいしては
顕著である。
【００７２】同じ試験で、絵素の巾が測定された。コア
の回転速度が９９０ｒｐｍから１３２０ｒｐｍへ増加し
たときに、それは絵素の幅が６４μｍから７９μｍに直
線的に増加する。より高いものが好ましいけれども、６
５μｍは良いテキストラインの厚さを提供するために受
け容れられるものと考えられる。
【００７３】実験例３ この実験は実験例１と同じ装置で、同じ材料で、７０Ｖ
ＤＣのオフセットで行われた。この実験において、スカ
ベンジングの効果を示すために、１ＫＨｚ、３ＫＶＡＣ
のバイアスを持つ調色とＤＣオフセットに加えられるＡ
Ｃバイアスがない調色の両方に対してスペースを変えて
行われた。
【００７４】結果は図９に示されており、図９にはスペ
ースｍｍに対してスカベンジング％がプロットされてい
る。更に具体的には、図９は調色スリーブ又はシエルと
像構成体の間のスペースを増加させることにより、第１
のトナー堆積のスカベンジングの除去を説明している。
非常に小さなギャップでもある場合にはスカベンジング
を事実上全体として除去することに着目せよ。この実験
におけるスカベンジングの値は、密度の非常に小さな差
に関連する密度計誤差による約２％の誤差をもつ。
【００７５】現像剤の頂上が光コンダクタ、あるいは第
１像のトナーに接触しないようにスペースを十分に大き
くとることが望ましい。多くの用途に受け容れられる結
果がより大きなギャップで、最良の高速度の結果に対し
て得られるけれども、接触の危険をおかす機械的許容量
ないし使用され得る範囲でギャップは小さくすべきであ
る。
【００７６】高速で大きなギャップは投射調色の従来の
問題、例えば線の細い現像や現像の速度が全体的に遅く
なる問題を、更に悪くする。接触の危険がなければ、狭
いギャップは問題でない。
【００７７】実験例４ 実験例１の装置と材料で発生したＡＣ電圧のＰ−Ｐ値の
効果は図１０及び図１１に示されている。図１０及び図
１１のデータは１．２５ｍｍのスペースで１．５ＫＨｚ
の信号と７０ＶＤＣのオフセットを使用して得られた。
図１０は電圧のＰ−Ｐ値に対する現像の完成％をプロッ
トしたものである。
【００７８】ＡＣ振巾が大きければ大きいほど、現像速
度は速く、また現像の完成％も高く、かつ機械が操作し
得るコピー速度も速い。ＡＣ電圧を調整することによ
り、投射調色の狭い細い現像の従来の問題は縮減され
る。この後者の考え方は図１１に説明されている。目標
線０．５ｍｍを用いて、Ｐ−Ｐ電圧に対する線の巾がｍ
ｍでプロットされている。
【００７９】この実験において、４５００ボルトで、あ
る背景が観測された。従って、材料の任意の組及びＤＣ
オフセット電圧のような他のパラメータに関して、経験
的に決定されなければならない好ましい範囲の上側の背
景制限がある。
【００８０】実験例５ 例１と同じ装置で同じ材料を用いて、１．２５ｍｍのス
ペースで３ＫＶ矩形信号でＡＣ周波数が変化された。図
１２には、ＡＣ信号の周波数に対して現像の完成パーセ
ントがプロットされている。周波数が低ければ低いほ
ど、観測された現像の完成は高く、従って現像の速度も
速い。これは、最初は、我々に驚くべき観測であった。
【００８１】ある従来技術は、ＡＣ場を用いて、トナー
をノックしてキャリヤから解き放し、粉状雲を作ること
を示唆している。このことが我々の発明においても真実
ならば、周波数が高ければ高いほど、現像の速度も速い
ということを期待してもよい。実際は反対のことが観測
された。
【００８２】我々は、現像を達成するために使用される
トナーの雲はこの装置におけるＡＣ場によって形成され
るのではなく、その代わりに、磁気コアの回転と高い飽
和保磁力のキャリヤ粒子の組合わせによってひき起こさ
れる現像剤の迅速な鎖のフリップ動作による機械的なや
り方で発生されるものと信ずる。
【００８３】我々はＡＣ信号は、コアによって発生され
た雲から、光コンダクタへトナーを輸送するのに役立
ち、ＡＣ波形の半サイクルで１つの投射の間で、次の撤
回の半サイクルが粒子をブラシの方に戻す前に、前記の
輸送が起る。このような方法で、個々の投射のＡＣ波形
の半サイクルは低い周波数の場合よりも時間が長く、従
って、機械的に発生した雲から更に多くのトナーがその
時間の間にギャップを遷移することができる点におい
て、図１２の周波数依存性を理解している。この観点
で、反撥は単一成分の投射調色と酷似している。
【００８４】実験例６ 投射調色を用いて、スカベンジングをテストするため
に、６０，０００個の像の２つのテストで、各々が１分
間に９２文字サイズの像が試験装置を調整しないで行わ
れた。シエルと像構成体間の距離は約１．５０ｍｍのも
のが使用された。
【００８５】頂上と像構成体とのギャップを約０．７５
ｍｍにしたままで、頂上の高さは約０．７５ｍｍであっ
た。両方の運転の間に、実際にスカベンジングのない第
２の像の調色が行われた。これは運転の始めにおけると
同様に運転の終りにおいても正しい。それは分離が全て
の顕著なスカベンジングを除去しているように見える。
そのテストに対しては、約２０００ガウスの飽和保磁力
と約１０11Ω−ｃｍの抵抗率に基いたストロンチウムフ
ィライトの高い飽和保磁力の永久磁化されたキャリヤが
両方の調色ステーションに対して、異なる色の絶縁性ト
ナーと一緒に使用された。
【００８６】実験例７ 本発明の顕著な結果は実質的な速度で有効に調色するこ
とができることであるから、多くのテストが、現像の完
成に関する種々のパラメータの効果を見出すために行わ
れた。現像の完成に関するスペースの効果を調べるため
に、１つのテストが実験例１の装置で、実験例６に用い
られたトナーを用いて、同じストロンチウムフライトを
ベースとしたキャリヤについての運転であった。図１３
は結果を示しており、図１３においてシエルと像構成体
のスペースに対して現像の完成パーセントがプロットさ
れている。
【００８７】シエルと像構成体に対して裏張りしている
伝導体との間に種々の周波数における３ＫＶのＡＣ矩形
波の交流場を用いて、スペースを０．５０ｍｍから２．
０ｍｍまで変化させた。０．７５ｍｍの場合は頂上はギ
ャップを持たない、即ち、接触状態にある。
【００８８】接触状態における現像の完成は全てのＡＣ
周波数に対して良好であり、（低い周波数では、いくら
か背景の現像があったけれども）、また、ギャップが増
加するにつれて現像の完成が減縮したことに注目せよ。
しかしながら、狭められない線をもった許容され得るコ
ピーが、スペースが１．２５ｍｍの大きさで、ギャップ
が０．５ｍｍ、周波数が１ＫＨｚのときに得られた。こ
のグラフはオーバトーニングの問題やスカベンジングの
問題をもたない現像ステーション１５は高い現像効率に
対して接触の性質をもつのが好ましいが、しかし、ステ
ーション７２又は７４は１．０ｍｍまでのギャップにつ
いては良い結果を与えるであろう。
【００８９】実験例８ 実施例７と同じ装置を用いて、トナー電荷の効果が調べ
られた。図１４は電荷対質量の関数として現像完成のパ
ーセントを示しており、ＤＣバイアスのみで接触の場合
とＡＣバイアス実験で投射の場合を説明している。最大
の現像完成のための好ましい電荷対質量比は、−２０ｃ
／ｇｒに至るまでは低い電荷対質量比であり、この点か
ら電荷対質量比が高くなるにつれて、現像は減少するこ
とに注意せよ。更に、接触現像は所定の電荷対質量比で
はより高い現像完成を提供する。
【００９０】図１４では現像は更に迅速で、従って、高
い電荷対質量比よりも低い電荷対質量比に対して現像完
成は高いことを示している。これは本発明の顕著なかつ
望ましい結果である。これは回転磁気コア調色ブラシ、
高い飽和保磁力のキャリヤ粒子及びＡＣバイアスの組合
せの結果であると、我々は信じている。もし、ＡＣ場の
目的がキャリヤからトナーを取り除き、従って、ギャッ
プを横切る投射のためにトナー雲を発生させることであ
れば、トナー粒子の電荷が高ければ高いほど、ＡＣ信号
によって起こされる力は大きくなり、現像の速度も早く
なるであろう。
【００９１】従来の回転コア−２成分−投射調色システ
ムでは、ブラシに印加されるＡＣ信号はスカベンジのな
い調色ステップを作り出すために使用される。しかしな
がら、これに関する従来技術は高い飽和保磁力のキャリ
ヤ粒子の使用については記述していないし、又実際に、
本発明とは反対の挙動を観察している。従来技術のトナ
ーは振動する電場では緩和されることが一般的に述べら
れている。
【００９２】一方、本発明においては、トナーは高い飽
和保磁力の現像剤の鎖状フリップ動作によって緩和され
ると我々は信じている。従って、従来技術は高い電荷対
質量比の粒子を選んでいる。例えば上に議論したＵＳ特
許４，８０３，５１８号及びＵＳ特許４，６２９，６６
９号を参照せよ。図１４は我々の発明が高い飽和保磁力
のキャリヤを使用し、反対の方法で機能していることを
示す。
【００９３】低い質量当たりの電荷で操作できることは
大きな利点である。というのは、潜像における小さな電
位差が高い密度の像を達成するために要求されるからで
ある。即ち、所定の電位差に対して、より多くのトナー
が堆積される。例えば、帯電材とポリマーの選択におい
て、より高く帯電させるのとは全く対照的により低く帯
電させるトナーとキャリヤの系統的論述をすることは容
易である。安定な高い帯電システムを見つけるのは非常
に困難である。我々は高く帯電されたトナーが光伝導体
から紙への一様でない転写を起こし、まだらな様相とな
ることを観察してきた。
【００９４】実験例９ 図１４は種々の抵抗率をもつキャリヤの挙動を示してい
る。高い飽和保磁力の、永久磁石化されたキャリヤは本
発明にも使用されているが、ＵＳ特許４，５４６，０６
０号に記載されている。そのようなキャリヤはある範囲
の指定された抵抗率にわたって準備することができる。
【００９５】例１〜例７のデータ発生に使用したキャリ
ヤ材料はパック詰めされた粉抵抗セルの中でテストさ
れ、式 Ｐ＝ＡＶ／ｄＩ に従って測定されたときに約
１０11Ω−ｃｍの抵抗率を示した。ここで、Ｐは抵抗率
（Ω−ｃｍ）で、Ａはセル電極の面積（ｃｍ2）で、ｄ
は電極の間隔（ｃｍ）で、Ｖは 印加されるＤＣ電圧
（ボルト）で、Ｉは測定された電流（アンペア）であ
る。Ｖは典型的には５０Ｖで、ｄは典型的には０．１ｃ
ｍである。
【００９６】抵抗率が約１０4Ω−ｃｍのキャリヤは、
ミスキニとサハのＵＳ特許４，７６４，４４５号に実質
的に従って準備された。その特許はここでは引用として
含められている。これらのキャリヤは前（例１）に述べ
た実験室のブレッド・ボード上に像を準備するのに使用
されていた。現像の達成の観点からの挙動の差が図１４
に示されている。
【００９７】接触式のＤＣバイアスのみの現像について
は、現像速度は導電性材料に対してより高いように見え
るが、一方、本発明のギヤツプ跳躍現像に対しては現像
の達成度は実質的に不変のように見える。しかしなが
ら、図１５は、これらの例からの、線幅比（元の線幅に
対する像上に現像された線幅の比）を電荷／質量の比に
対してプロットしたものを示す。この場合、元の線幅は
０．５ｍｍである。投射調色の場合は細い線の現像の問
題は明白である。しかしながら、１０4Ω−ｃｍの抵抗
率をもつキャリヤは１０11Ω−ｃｍの抵抗率のキャリヤ
よりも広い、より真実の線を現像することが分かる。
【００９８】このように我々の発明を用いた殆どの複写
機やプリンタ投射調色にとっては、より導伝性のキャリ
ヤ、例えば１０4Ω−ｃｍ の抵抗率をもつキャリヤ１０
11Ω−ｃｍのものより好ましく、そして特に１０14Ω−
ｃｍの従来のキャリヤよりも好ましい。低い抵抗率のキ
ャリヤで有利に操作できるこの能力は、回転するコアの
磁気ブラシと関連して永久磁石化された高い飽和保磁力
の粒子を使用することによるものであると我々は信じて
いる。
【００９９】実験例１０ 上述したように、投射調色例の高い現像の達成は、速い
ポールの遷移に対して高い飽和保磁力のキャリヤが作用
することにより、現像剤に付与される活撥さによって形
成される飛行するトナーの厚い粉雲によるものであると
信ずる。これは主として流速によるものではないと信ず
る。シエル又はスリーブの回転を変化させた実験がこの
ことを実証している。
【０１００】実験例１と同じ装置及び材料を使って、ス
リーブ又はシエルの回転を変化させた。図１６は、コア
の回転速度が１０００ｒｐｍで、間隙が１．２５ｍｍ
で、ＡＣ電圧が３ＫＶで、ＡＣ周波数が１ＫＨＺでＤＣ
オフセットが７０Ｖの場合のシエルの回転速度に対して
プロットした現像の達成を示すものである。頂上の高さ
は０．８ｍｍ以下である。このプロットはシエルの速度
が変化するにつれて現像の達成が少し変化することを示
している。シエルの並流回転は現像剤の流れと一緒の回
転である。
【０１０１】図１７は種々のシエル回転速度に関してコ
アの回転速度と高い飽和保磁力の現像剤の流速とをプロ
ットしたものである。図１７は、コアとシエルの回転の
双方が増加しても流速は増大しないことを示している。
しかしながら、図８と図１６は、コアの回転の増加に応
答してのみ現像の達成が増加し、シエルの回転の変化に
応答して増加しないことを示している。従って、現像の
達成の増加（図８）は明らかに、その高い飽和保磁力と
ポールの遷移による現像剤の運動の活撥さによるもので
あり、その流速によるものではない。
【０１０２】この現像システムは現像剤が像構成体と同
じ速度で動くときにその最高品質の像を提供するもので
あるから、上述したことは本発明の重要な観点である。
従って、像構成体の所定速度における投射調色に対して
は、もし、現像の達成を増すためにコアの速度を増大さ
せると、シエル速度は現像剤の流れを像構成体の速度に
維持するために減少させられるかも知れない（現像剤の
流れと反対方向の回転になっても）。
【０１０３】本発明は好適な実施例を特別に引用して詳
細に述べられてきた。しかし、ここに述べた本発明の精
神及び範囲内において、またクレームに定義された精神
及び範囲内において変更や改良が達成できるものである
ことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 像形成装置の側面概略図である。
【図２】 調色装置の側断面図である。
【図３】 調色装置の側断面図である。
【図４】 調色装置の一部の操作を説明する側面概略断
面図である。
【図５】 調色における現像作用を説明する拡大された
側面概略断面図である。
【図６】 図５と異なる調色における現像作用を説明す
る拡大された側面概略断面図である。
【図７】 現像機スリーブ上に頂点と谷が形成れさると
きの現像剤キャリヤの動きを説明した側面図である。
【図８】 コア回転速度に対して現像の完了度をプロッ
トした図である。
【図９】 スリーブとイメージメントとの間隔に対して
スカベンジングをプロットした図である。
【図１０】 電圧Ｐ−Ｐ値に対して現像の完了度をプロ
ットした図である。
【図１１】 電圧Ｐ−Ｐ値に対してラインの幅をプロッ
トした図である。
【図１２】 ＡＣ周波数に対する現像の完了度をプロッ
トした図である。
【図１３】 間隔に対して現像の完了度をプロットした
図である。
【図１４】 電荷対質量の比に対する現像の完了度をプ
ロットした図である。
【図１５】 電荷対質量の比に対するラインの幅をプロ
ットした図である。
【図１６】 シエルの回転速度に対する現像の完了度を
プロットした図である。
【図１７】 種々のシエル回転速度におけるコア回転速
度に対する現像剤の流速をプロットした図である。
【符号の説明】
１ 光電導像構成体 ７，１７ ＬＥＤプリントヘッド １０，２０ 帯電ステーション １５，７２、７４ 調色ステーション ２７ スカベンジヤ ２２ 密度計 ７６ 調色ステーション ８２ ハウジング ８６ 混合機 ８８ 現像流量弁 ９０ スリーブ ９２ 磁石 ９４ ひだ付きローラ ９６ 出口 ９８ 入口 １０２ 塗布器 １０４ コア １０６ スリーブ １１０ ＡＣ １１２ ＤＣ １４１ スカイブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 13/09 (72)発明者 ピーター エス・アレクサンドロヴィッチ アメリカ合衆国・ニューヨーク・14617・ ロチェスター・ヴァン・ヴールヒズ・アヴ ェニュ・324 (72)発明者 エリック シー・ステルター アメリカ合衆国・ニューヨーク・14618・ ロチェスター・ワーリントン・ドライヴ・ 285

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 像構成体（１）の領域又はフレーム上に
    第１の乾燥した非定着のトナー像を形成し、前記第１ト
    ナー像を定着しないで、像構成体（１）の領域又はフレ
    ーム上に静電像を形成し、前記第１トナー像を定着しな
    いで、前記静電像にトナーを塗布して、前記像構成体
    （１）の上に第２のトナー像を形成する工程を含む像形
    成方法において、前記塗布工程は、 高い飽和保磁力の永久磁石化された磁気キャリヤ粒子と
    トナー粒子を含む２成分現像剤を、周辺回りに交番極を
    もつ回転可能な磁気コア（１０４）とそのコアの回りに
    シエル（１０６）とを具備する塗布器（１０２）に供給
    する工程と、前記シエル（１０６）内の前記コアを回転
    させて、迅速に変化する磁場をシエル（１０６）の表面
    に作り出し、シエル（１０６）に沿って前記現像剤を、
    像構成体（１）のすぐ近くに交互に頂上と谷をもつが、
    しかし、その頂上を像構成体（１）に接触させない波運
    動として移動させる工程と、及びシエル（１０６）と像
    構成体（１）との間に交流電場を印加する工程とを含む
    ことを特徴とする像形成方法。
  2. 【請求項２】 静電像と同じフレームの中に非定着の乾
    燥トナー像をもつ像構成体上の静電像を現像する方法に
    おいて、前記現像方法は、帯電したトナー粒子と反対極
    に帯電したキャリヤ粒子を含む２成分現像剤を供給する
    工程であって、前記キャリヤ粒子は磁気的に飽和された
    ときに少なくとも３００ガウスの飽和保磁力をもち、塗
    布器（１０２）に印加された１０００ガウスの磁場中に
    あるときに少なくとも２０ＥＰＵ／ｇｒの誘起磁気モー
    メントを示し、前記塗布器（１０２）は周辺回りに少な
    くとも８個の交番極をもつ回転可能な磁気コア（１０
    ４）とその回りにシエル（１０６）を具備する前記供給
    工程と、 前記シエル（１０６）内の前記コア（１０４）を少なく
    とも３００ｒｐｍの速度で回転し、シエル（１０６）の
    表面に迅速に変化する磁場を作り出し、像構成体（１）
    のすぐ近くに交互に頂上と谷をもつが、しかしその頂上
    は像構成体（１）に接触しない波運動として現像剤を移
    動させる工程と、及び電圧のＰ−Ｐ値が少なくとも５０
    ０Ｖで周波数が少なくとも３００Ｈｚの交流場を像構成
    体（１）とシエル（１０６）の間に印加する工程を含む
    ことを特徴とする静電像の現像方法。
  3. 【請求項３】 前記キャリヤの飽和保磁力は少なくとも
    １０００ガウスであることを特徴とする請求項２に記載
    の静電像の現像方法。
  4. 【請求項４】 前記キャリヤの飽和保磁力は少なくとも
    １５００ガウスであることを特徴とする請求項２に記載
    の静電像の現像方法。
  5. 【請求項５】 前記キャリヤ粒子の誘起磁気モーメント
    は少なくとも２５ＥＭＵ／ｇｒであることを特徴とする
    請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載の静電像の
    現象方法。
  6. 【請求項６】 前記キャリヤ粒子の誘起磁気モーメント
    は少なくとも３０ＥＭＵ／ｇｒであることを特徴とする
    請求項２又は請求項４のいずれか１項に記載の静電像の
    現象方法。
  7. 【請求項７】 前記コア（１０４）を回転する工程は、
    少なくとも１５００ｒｐｍの速度でコア（１０４）を回
    転する工程を含むことを特徴とする請求項２、３、４、
    ５及び６のいずれか１項に記載の静電像の現像方法。
  8. 【請求項８】 前記コア（１０４）を回転する方法は、
    コアの周辺回りに少なくとも１２個の磁極をもつ回転コ
    ア（１０４）を含むことを特徴とする請求項２に記載の
    静電像の現像方法。
  9. 【請求項９】 前記シエル（１０６）と像構成体（１）
    の最短距離は少なくとも０．７５ｍｍであることを特徴
    とする請求項２に記載の静電像の現象方法。
  10. 【請求項１０】 前記コア（１０４）の極数とコア速度
    はシエル（１０６）上に少なくとも１秒につき２００極
    の遷移を提供するものであることを特徴とする請求項２
    に記載の静電像の現像方法。
  11. 【請求項１１】 前記極遷移数は少なくとも毎秒３００
    であることを特徴とする請求項１０に記載の静電像の現
    像方法。
  12. 【請求項１２】 前記像構成体と前記現像剤は実質的に
    同じ速さで、同じ方向に運動することを特徴とする請求
    項２に記載の静電像の現像方法。
  13. 【請求項１３】 前記キャリヤ粒子は１０9Ω−ｃｍ以
    下の抵抗率をもっていることを特徴とする請求項１に記
    載の像形成方法。
  14. 【請求項１４】 前記キャリヤ粒子は１０6Ω−ｃｍ以
    下の抵抗率をもっていることを特徴とする請求項１に記
    載の像形成方法。
  15. 【請求項１５】 像構成体（１）上に静電像を形成する
    工程と、 帯電したトナー粒子と反対極に帯電したキャリヤ粒子を
    含む、２成分現象剤を供給して静電像を調色する工程
    で、 前記キャリヤは磁気的に飽和されたときに少なく
    とも１０００ガウスの飽和保磁力をもち、塗布器（１０
    ２）に１０００ガウスの磁場をかけたときに、その中で
    少なくとも２０ＥＭＵ／ｇｒの誘起磁気でモーメントを
    示すキャリヤ粒子であり、前記塗布器（１０２）はコア
    の周辺回りに少なくとも８個の交番極をもつ回転可能な
    磁気コア（１０４）とそのコアの回りにシエル（１０
    ６）を備えた前記調色工程と、 シエル（１０６）内の前記コア（１０４）を少なくとも
    ５００ｒｐｍの速度で回転し、シエル（１０６）上に迅
    速に変化する磁場を作り出し、前記像構成体のすぐ近く
    に交互に頂上と谷をもつが、しかしその頂上は像構成体
    に接触しないような波運動として、前記現像剤を移動さ
    せる工程と、 前記像構成体とシエル（１０６）の間に少なくとも５０
    ０Ｖで３００Ｈｚの交流電場を印加する工程とからなる
    ことを特徴とする像形成方法。
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