JPH1173011A - 音響無掃気補助の現像装置を具備する再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 音響無掃気補助（ＡＳＡ）現像装置と、この
現像装置を具備する多色画像再生装置。 【解決手段】 ドナー部材５８は、再生装置に内設さ
れ、その光受容体の潜像支持表面とで現像ニップを形成
する。肝要な点は、バイアス付き振動部４６が、少なく
とも第１の導体電極６２と、少なくとも第１の導体電極
６２をバイアスする第１のバイアス６４とを具備し、第
１の導体電極６２は振動部４６内に層６０と隣接して形
成されドナー部材５８からの振動トナーの放出を制御す
ることである。現像電極部４８は、一組の第２の導体電
極６６とそれに対する第２のバイアス６８とを含み、少
なくとも第１の導体電極６２と潜像支持表面間に配置さ
れて、ドナー部材５８からのトナー粒子の放出を強化
し、現像ニップ内にトナーの粉末クラウドを形成して、
良質の画像を現像する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電再生装置に関
し、特に、トナーの放出制御を強化し、かつ次の潜像を
別のカラートナーで現像する場合、先に現像した画像の
劣化を低減する音響無掃気補助（ＡＳＡ＝acoustic sca
vengeless assist）の現像装置に関する。

【０００２】

【背景技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
は、静電写真の技術あるいは印刷技術に用いることがで
きる。従来の静電写真の構造においては、静電潜像を均
一に帯電した光受容体の画像支持表面上に形成するのが
一般的な手順である。表面の電荷は、元の画像に相当す
る励起放射物の画像パターンにしたがって選択的に消失
する。電荷の選択的消失により、画像形成表面上に帯電
した領域および放電した、すなわち電荷の消失した、領
域の潜在パターンが残る。帯電領域現像（ＣＡＤ＝Char
ged Area Development）と言われる環境では、光受容体
上の放電された領域すなわち電荷の消失した領域は、残
留すなわちバックグラウンドの電圧レベルに相当し、帯
電したままの領域が、画像形成領域に相当する。放電領
域現像（ＤＡＤ＝Discharged Area Development）と言
われる環境では、光受容体上の放電された領域すなわち
電荷の消失した領域は、残留すなわちバックグラウンド
の電圧レベルに相当し、放電された領域が、画像形成領
域に相当する。

【０００３】いずれの環境においても、画像領域は、帯
電させたトナー粒子で現像すなわち目に見えるようにさ
れる。帯電したトナー粒子は一般的に有色粉末を含み、
その粉末粒子が画像支持面上の電荷パターンに付着し
て、トナーで現像された画像の形成を行う。

【０００４】トナー現像画像はまず平らな紙などの受像
基体に送られ、次に熱せられて任意の適当な溶融技術に
よりこの基体に固着される。

【０００５】当初単色画像の形成だけに限られていた従
来の静電写真による画像形成技術は、ハイライト多色画
像に加えてプロセスをも含んだカラー画像の形成に拡大
されている。いずれの場合でも、特に単一経路（シング
ルパス）の多色画像処理機とハイライトカラー機では、
トナー現像画像は、機械の上流側現像ユニットから下流
側の現像ユニットの現像領域内を移動しなければならな
い。先に現像した画像から一部トナー粒子を掃気するこ
とすなわち望ましくない除去は、通常所望の品質に満た
ない最終画像を招来し、この種多色機械の普段の課題と
なっている。

【０００６】先に現像された画像と下流側現像領域間の
相互作用だけでなくこの掃気をも減じ、また現像画像の
品質を改善するために、非相互作用型の現像技術と装置
とがこの種多色画像機械に用いられるよう提案されてい
る。そのようなドナー現像すなわち非相互作用型現像技
術には、一般的な従来技術の現像電極型、たとえば後述
する、露出現像電極線技術、埋込み現像電極技術などが
ある。この現像技術はまた、一般的な振動すなわち音響
技術、たとえば後述する、音波トナー放出を用いる技
術、圧力作動ドナーロールを使う技術、また音響変換器
を使用する技術を含んでいる。

【０００７】以下は、本発明の特許性に関わる、本明細
書に参照したこれら従来技術についての検討である。特
許性の問題と多少関連するこれら引例は、続く詳細な説
明と併せ、本発明についてよりよい理解と評価をもたら
すものである。

【０００８】１９９６年６月４日付スネリング（Snelli
ng）らへの米国特許第５，５２３，８２７号「ストア現
像用圧力作動ドナーロール（ＰＡＲ）(Piezo Active Do
norRoll (PAR) For Store Development) 」は、振動型
現像装置を開示しており、この装置ではトナー粒子をそ
の表面から放出する圧電層を備えたドナーロール構造体
を用いている。ドナーロールは、ロールの円周に間隔を
置いて配置した複数の電極を具備している。電極が現像
液ニップ（: nip）すなわちドナーロールと静電潜像を
含んだ画像形成部材との中間帯域内を通過する際、交流
電圧が電極に印加される。交流電圧は各電極および別の
連続式電極とに印加され、これらの電極で圧電層を挟入
するため、ニップ内の圧電層の一部に交流電圧が印加さ
れて、ニップ内の圧電層の一部だけが音響励振を起す。

【０００９】１９９４年８月１６日付ヘイズ(Heys)への
米国特許第５，３３９，１４２号「静電写真現像のため
の空間でプログラム化可能な交流／直流ドナーロール(A
C/DCSpatially Programmable Donor Roll For Xerograp
hic Development)」は、カラー画像形成に用いる現像電
極型非相互作用現像装置を開示している。線部の現像力
およびトナーと受像体間の相互作用の度合を制御するた
め、ドナーロールとその表面に隣接支持された電極間に
交流電圧を印加し、トナーがドナーから効果的に脱離し
てトナーのクラウド（: cloud）を形成できるようにす
る。ドナーロール組立体と受像体間に印加された交流電
圧は、先に色付けした画像を掃気せずに線部やべた組領
域を最適に現像するように、クラウドを受像体に接近配
置する働きをする。

【００１０】１９９１年１月２２日付スネリング(Snell
ing) らへ付与された米国特許第４，９８７，４５６号
は一般的な振動型すなわち音響型の装置を意図し、同装
置では電子写真装置の振動エネルギーを発生する適当な
共振器が、表面に画像を支持する電荷保持部材の裏側と
連続接触して（インラインコンタクト: in line contac
t）配置され、その部材に均一に振動エネルギーを加え
る。共振器は真空生成要素、振動部材、および密閉装置
とからなる。振動エネルギーを電荷保持表面に加える場
合、バキューム圧が真空生成要素によりかけられ電荷保
持表面を引付けて振動部材および縁部密閉装置と契合す
る。

【００１１】本発明は、トナーの電荷保持面からコピー
用紙への静電転写を強化するために転写部位へ応用さ
れ、また電荷保持表面の機械的振動により転送後に残っ
ている残留トナーの放出を改善するために洗浄部位にも
応用される。

【００１２】たとえば現像電極型現像装置で用いられる
非相互作用型現像は、典型的には、非相互作用方式で静
電潜像を現像するためドナー表面に常駐する帯電トナー
粒子にとって妨げとなる周辺静電界にだけ依存したもの
である。実際、現像ニップ内に露出電極線を有する現像
ユニット形式では、ドナーから付加的トナー粒子を放出
するために部分的にアバランシ効果を生成し、典型的に
は割合高いレベルの交流電界が必要とされる。したがっ
て周辺静電界は、トナー粒子とドナー部材間に引き合う
力を十分抑えるだけの高いレベルでなければならない。

【００１３】しかしながら、この比較的高い周辺静電界
がそこを移動中のトナー画像と相互作用するのは望まし
くなく、常に示唆されるようにプロセスで掃気すること
になる。これらの比較的高い周辺静電界を付加的に用い
ると、現像電極とドナー部材間に微小な電弧の生成すな
わちコロナ放電へ導くことがあり、不均一な欠陥画像に
なるか、あるいは電極に望ましくない不均一な被覆を施
すかのいずれかに直結することになる。

【００１４】さらに、従来の現像電極型現像ユニット
は、現像ニップ内に露出した電極線を有するため、望ま
しくない電極線上のトナー粒子のアグロメレーションに
しばしば悩まされる。このアグロメレーションは通常、
最終画像に現像縞のような画像の欠陥を招いている。

【００１５】一方、相互作用をしない振動型すなわち音
響型現像ユニットは、（前述のどの関連引例でも開示し
たように）典型的にはおのおの振動エネルギーを専ら利
用し、ドナー部材上のトナー粒子付着力を機械的に小さ
くしてドナー部材の現像ニップ側からトナー粒子の放出
を行っている。したがって、振動エネルギーだけはこの
トナー放出を行うに十分な、またトナー粒子が画像現像
のため直流静電界の現像ニップに存在するエアギャップ
を横切って移動することができるような、高いレベルで
なければならない。ドナー部材から放出されるトナー粒
子を付勢するためドナーロール全長にわたって必要な、
現像ニップでの均一な振動が不足することは、これらの
装置についての問題点である。また、全周にわたって振
動するように設計された場合は、トナーをドナー部材の
現像ニップ側で放出する所望のレベルの振動エネルギー
は、同時に現像ニップの対向側でドナー部材に充填され
る現像液材に影響を与えやすく、不利益である。したが
って、この種の現像ユニットには機械的ひずみやトナー
制御に対する課題が関わってくる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、音響無掃気補
助（ＡＳＡ）の現像装置と、この現像装置を具備する多
色画像再生装置とを提供する。本発明の（ＡＳＡ）現像
装置は、圧電部材を有するバイアス付き振動トナー放出
部と、画像現像のためトナー粒子を現像ニップの静電潜
像に提供するドナー部材とを含んでいる。ドナー部材は
再生装置に内置され、再生装置の光受容体の潜像支持表
面とで現像ニップを形成している。肝要な点は、振動ト
ナー放出部が、そこに形成され圧電部材を作動してドナ
ー部材からの振動トナー放出を制御する、少なくとも第
１の導電電極と、少なくとも第１の導電電極をバイアス
する第１のバイアスとを備えることである。（ＡＳＡ）
現像装置はまた、一組の第２の導電電極とそれに対する
第２のバイアスとを有するバイアス付き現像電極部をも
結合具備している。バイアス付き現像電極部は、少なく
とも第１の電極と再生装置の潜像支持表面間に配置さ
れ、現像ニップ内に粉末クラウドを形成するばかりでな
く、ドナー部材からのトナー粒子の放出をも強化する。
このように、トナー放出制御が強化され、続く潜像が別
色のトナーで現像される際にも先に現像された画像の劣
化が軽減される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明は多色出力画像を生成する
のに用いられる画像形成すなわち再生装置に関する。本
発明を開示された実施形態だけに制約するものでないこ
とは言うまでもなく、すべての代替、変更、および同等
の形態をも添付特許請求の範囲で定義される本発明の精
神と特許請求の範囲とに含まれるものである。

【００１８】図１は、説明のための電子写真再生装置９
の各種構成要素を概略的に示す。再生装置９には、本発
明の音響無掃気補助（ＡＳＡ）現像装置が組み込まれて
いる。図示するように、静電再生装置９は光導電体の表
面１１を有する単極の光受容体ベルトを含み、光導電体
の表面１１は導電基体上に形成されている。周知のよう
に、ベルト１０は矢印１２の方向に移動前進し、順次各
種静電写真プロセス部位を通過する。ベルトは駆動ロー
ラ１４および２つの張りローラ１６と１８のまわりを回
る。駆動ローラ１４は駆動モータ１９に作動的に接続
し、循環経路に対して光受容体のベルトを移動させる。

【００１９】図１についてさらに説明すると、ベルト１
０の１部は帯電部位ＡＡを通過し、コロナ発生装置２２
によりその光導電体表面１１が、たとえば比較的高くて
均一なマイナスの電位に帯電する。

【００２０】次に、光導電体表面１１の均一に帯電した
部位は前進して露光部位ＢＢを通過する。露光部位ＢＢ
で均一に帯電した光受容体すなわち電荷保持表面１１は
レーザーのラスタアウトプットスキャナ（ＲＯＳ）装置
２６にさらされ、この装置２６によりそこからの出力に
したがって電荷保持表面１１の一部領域が放電される。
ＲＯＳ装置の代りに一般的な静電写真露出装置を代用す
ることもできるが、ＲＯＳ装置２６は３層の潜像形成を
行うのに適当なスリーレベル（:three level）装置であ
ることが望ましい。

【００２１】ハイライトカラー静電写真の３層潜像形成
については、たとえばグンドラック（Gundlach）名義の
（本明細書に参照する）米国特許第４，０７８，９２９
号に記載されている。３層構造の静電写真は、典型的に
は単一経路のハイライトカラー画像形成を達成するため
の手段として用いられる。実現したハイライトカラー画
像では、光受容体の電荷保持表面１１の静電写真コント
ラストは、従来の静電写真にみられるように２つのレベ
ルではなく、３つのレベルに分割される。

【００２２】３層構造の画像形成では、光受容体の電荷
保持表面１１を最初に電圧Ｖ０に帯電させる。電圧Ｖ０
は典型的には−９００ボルトより量は大きいが、暗減衰
（ダークディケイ:dark decay）を受けた後、約−９０
０ボルトの安定した光受容体電圧Ｖｄｄｐへ低められ
る。帯電画像領域（続いて帯電領域現像（ＣＡＤ＝char
ged-area development）技術を用いて現像される）に相
当する１つの画像は全光受容体の電位、Ｖｄｄｐに等し
いＶＣＡＤ、にとどまるため、電荷保持表面１１はこの
後画像として露出される。

【００２３】別のすなわち第２の画像を形成するため電
荷保持表面１１が同様に露出され、光受容体を残留電
位、Ｖｃに等しいＶＤＡＤ、に放電する。なお、Ｖｃは
典型的には約−１００ボルトである。したがって別のす
なわち第２の画像は残留電位に放電された領域に相当
し、この領域は次いで放電領域現像（ＤＡＤ＝ dischar
ged area development）技術を使って現像される。背景
領域（第３レベル）を形成するために、同様にして電荷
保持表面１１が続いて露出され、この背景領域の光受容
体電位をＶｗｈｉｔｅすなわちＶｗ（典型的には−５０
０ボルト）のレベルに低める。なお、このレベルはＶCA
DとＶDAD電位の中間にある。このように３段階の潜像の
形成を続けながら電荷保持表面１１を現像部位ＣＣへ前
進させる。

【００２４】現像部位ＣＣでは、複数の現像ユニットが
設けられ、現像ユニットには磁気ブラシ現像ユニット、
および本発明非相互作用型（ＡＳＡ）現像装置（数多の
実施形態については以下詳細に説明する）の数多のユニ
ットが含まれる。現像部位ＣＣではＶCADでの第１の潜
在ＣＡＤ画像を現像するため磁気ブラシ現像ユニット３
０を設け、現像液材３４を前進させ電荷保持表面１１の
ＣＡＤ静電潜像と接触するようにする。図示したよう
に、磁気ブラシ現像ユニット３０は少なくとも磁気ブラ
シ３２と、現像液ハウジング３６に収容される２成分の
現像液材３４の供給源とを含む。２成分現像液材３４は
担持体のビードと黒色トナー粒子の混合物からなるが、
特定の応用に必要な場合には添加物を加える。

【００２５】マイナスに帯電したＣＡＤ画像の現像に対
して、黒色トナー粒子がプラスに帯電される。図示する
ように、適当なマイナスの現像液バイアスを直流動力源
３８から現像液ユニット３０に印加する。ＣＡＤ現像ユ
ニット３０は、ＶｗｈｉｔｅよりもＶＣＡＤ側に１００
ボルト下がった電位、即ち約−６００ボルトにバイアス
されている。

【００２６】磁気ブラシ現像ユニット３０は相互作用型
ユニットであり、現像液ユニットは直接現像中の画像と
作用する。一方、この磁気ブラシ装置は多数の現像ユニ
ットからなる単一経路プロセス機械の最初の現像ユニッ
トであるため、ＣＡＤ画像を現像するのに適している。
すなわち、トナーで現像した画像はその現像領域を移動
したり通過する必要がないので、掃気のリスクやこの領
域に起因する画像の劣化は存在しない。しかしながら磁
気ブラシ現像ユニット３０の下流側に取り付けたこの種
機械の他の複数の現像ユニットについては、特に放電領
域現像画像、すなわちＤＡＤ画像の現像に対してこのリ
スクは存在する。

【００２７】したがって、放電領域現像画像すなわちＤ
ＡＤ画像は、本発明の非相互作用型（ＡＳＡ）現像ユニ
ット４０、４２および４４（以下に詳細に説明する）を
用いて現像するのが好ましい。現像ユニット４０、４２
および４４は、ＶｗｈｉｔｅよりもＶＤＡＤ側に１００
ボルト上がった電位、即ち約−４００ボルトにバイアス
されている。

【００２８】さらに図１について説明すると、カラー制
御装置（ＥＳＳ）９９とユーザインタフェイス（図示せ
ず）は、ユーザの最終ＤＡＤ画像カラー選択手段を提供
する。ユーザインタフェイスは、たとえば各非相互作用
型現像ユニットに１つずつ配した複数の操作用つまみか
ら構成することができる。カラーパレット（図示せず）
を参照しながら、ユーザはつまみの設定をすることがで
きる。たとえば、ユーザが特定のカラーを確認し、これ
らのつまみを設定すれば現像ユニットに対して個々のバ
イアスが定められる。加えて、光受容体はプラス・マイ
ナス両電荷を持つトナー粒子をその上に収容するので、
転写部位ＤＤで転写する前に単極画像を生成する転写前
コロトロン（: corotron）１１０を設けてある。

【００２９】静電潜像が転写前コロトロン１１０へ至っ
た後、光受容体のベルトはトナー粉末画像を転写部位Ｄ
Ｄへ進める。コピー用紙１１２は用紙給送装置（図示せ
ず）により転写部位ＤＤへ進む。用紙給送装置は積み重
なった用紙の最上部と接触する給送ロールを備えるもの
が好ましい。給送ロールは回転して積重体から最上部の
用紙をシュート１１４へ前進させる。シュート１１４は
順々に前進する用紙をベルト１０の光導電体表面１１に
接触するよう仕向け、光導電体の表面で現像されたトナ
ー粉末画像が転写部位ＤＤで前進する用紙と接触するよ
うにする。転写部位ＤＤは、用紙１１２の裏側にイオン
を噴霧するコロナ発生装置１１６を備えている。これに
よりトナー粉末画像は光導電体の表面１１から用紙１１
２へ引き付けられる。転写後、用紙１１２はコンベヤ
（図示せず）上を矢印１１８の方向へ移動を続け、コン
ベヤは用紙１１２を溶解部位ＥＥへ前進させる。

【００３０】溶解部位ＥＥは、用紙１１２に転写した粉
末画像を定着させる溶解（フューザ: fuser）装置１２
０を備えている。フューザ装置１２０は加熱したフュー
ザローラ１２２とバックアップローラ１２４とを含んで
いる。用紙１１２は、フューザローラ１２２とバックア
ップローラ１２４間を通過し、トナー粉末画像がフュー
ザローラ１２２と接触する。この方法で、トナー粉末画
像は直接加熱され用紙１１２に定着する。溶解後、用紙
１１２はシュート（図示せず）を通って受け止めトレイ
（図示せず）まで進み、続いてオペレータによって再生
装置から取り除かれる。

【００３１】コピー用紙がベルト１０の光導電体表面１
１から離れた後、光導電体表面１１に付着している残留
トナー粒子は洗浄部位ＦＦにて表面１１から取り除かれ
る。洗浄部位ＦＦは回転可能に取り付けた繊維ブラシ１
３０、１３２を光導電体表面１１に接触して備えてもよ
い。洗浄に続いて、放電ランプ（図示せず）で光受容体
を照射しそこに残っている残留静電電荷を散逸させ、次
の連続画像形成サイクルのために光受容体の帯電を行
う。

【００３２】図１〜５について説明する。本機９に用い
られる各音響無掃気補助（ＡＳＡ）の現像ユニット４
０、４２および４４は本グループ中の他のユニットと同
じであるが、各ユニットが収容するトナー粒子の特定の
カラーだけは異なる。さらに、一組のユニット４０、４
２、および４４は図２〜５のどの態様でもありうる。本
発明によれば、各ユニット４０、４２、および４４は適
正に帯電したカラー（黒い以外）トナー粒子のさまざま
な量を収容しかつ、それらの量を図示したようにハイラ
イトカラー機械においては３段階画像のＤＡＤ部に、あ
るいは全プロセスカラー機械においては適正な色分解画
像上に、選択的に堆積させるようにされている。たとえ
ば、これらの非相互作用型現像ユニット４０、４２、４
４はマイナスに帯電した深紅色、黄色およびシアンブル
ーのトナーをそれぞれ収容しそれらをＤＡＤ画像に選択
的に堆積させる。

【００３３】以下に開示する各実施形態では、本発明の
音響無掃気補助（ＡＳＡ）現像装置（４０、４２、４
４）を表す（ＡＳＡ）現像装置５０、７２、８２はそれ
ぞれ、相乗作用的にトナー放出制御を強化し、画像を劣
化させる静電界を縮小させるために、バイアス付き振動
トナー粒子放出部４６、および共通バイアスソース、バ
イアス付き現像電極部４８とを備えるのが好都合であ
る。これにより高品質の画像の現像が実現される。

【００３４】図２および３について説明すると、本発明
の（ＡＳＡ）非相互作用型現像ユニット（４０、４２、
４４）は符合５０として示してある。代表装置５０は液
溜め（: sump）５２を構成する現像ハウジング３６を備
えており、液溜め５２は図示するように現像液材３４Ａ
を、または、深紅色、シアンブルー、黄色など非黒色の
場合はその他の現像液材を収容する。現像液材３４Ａは
液溜め５２内でオーガビット（図示せず）により混合さ
れ、摩擦帯電された後、磁気ロールフィーダ５４により
引き上げられる。引き上げられた現像液材は、磁気ロー
ル５４からドナー組立体にニップ５６部分でトナーを静
電充填する働きをし、ドナー組立体は振動部４６と振動
するトナー放出ドナー部材５８とを含む。振動するトナ
ー放出ドナー部材５８は圧電ローラの形状で示されるの
が好ましいが、ベルトの形状でも同様に可能である。
（ＡＳＡ）現像装置５０は図示したように、圧電部材す
なわちローラ５８が潜像支持部材１０の表面１１とで現
像ニップ５９を形成する機械に内設され、画像現像のた
めトナー粒子をこの表面上の静電潜像へ供給する。

【００３５】圧電部材すなわちローラ５８は図示するよ
うに、多層で形成され、層６０の形状の圧電部材と、少
なくとも第１の、単一の固体導電電極６２（図３）、あ
るいは一組の第１の導電電極（図２）６２を備えてい
る。導電電極はローラ内に形成され圧電部材すなわち層
を作動すなわち励振させ、ドナー部材すなわちローラ５
８の内面からの振動トナー放出の制御を行う。図示する
ように、第１のバイアス６４が設けられ第１の導電電極
あるいは一組の導電電極６２をバイアスする。さらに図
示するように、多層ローラ５８は支持層８５と、支持層
８５の上かつ圧電層６０の下に整合した層８７と、電気
的に緩和した最上層８８とから成る。さらにバイアス付
き現像電極部４８の基準電極として働くバイアス付き導
電層６７を示す。またトナー現像のためバイアス調整を
設けることも好ましい。

【００３６】肝要な点は、本（ＡＳＡ）現像装置５０が
バイアス付き振動トナー放出部４６（圧電部材とドナー
部材すなわちローラ５８を含む）とバイアス付き現像電
極部４８とを結合具備することである。図示するように
現像電極部４８は、第２の組の導電電極６６とそれに対
する第２のバイアス６８とを備えている。第２の組の導
電電極６６は、図示するように、バイアス付き振動トナ
ー放出部４６（少なくとも第１の電極６２を含む）と画
像支持部材１０の表面１１の潜像間に配置した露出ワイ
ヤ電極を備えている。バイアス付き現像電極部４８は、
高品質画像の現像を実現するために、現像ニップ５９内
に放出トナー粒子の粉末クラウドを形成するだけでな
く、相乗作用的にドナー部材すなわちローラ５８からの
トナー粒子の放出を助け強化するので好都合である。

【００３７】本発明の結合方法を用いずに、ドナー部材
すなわちローラ５８の全周に振動を加えれば、トナーの
充填（磁気ブラシローラ５４からドナー部材すなわちロ
ーラ５８への）は抑制されやすくなるだろう。一方、本
発明によれば、ニップ５６内のトナー充填（磁気ブラシ
ローラ５４からドナー部材すなわちローラ５８への）が
逆影響を受けることのないように、音響エネルギーのレ
ベルとバイアス付き振動部４６の付勢を十二分に低く維
持することは、好都合にも可能でありまた好ましい。

【００３８】本発明の別の態様によれば、第１のバイア
ス６４と第２のバイアス６８とは、共通の交流バイアス
ソース７０から供給されるのが好都合である。したがっ
て、本発明によれば、現像電極線６６からの交流電界は
圧電層６０を励磁するために用いるのが好都合である。
本装置は、このように、付加的コストをかけずに圧電転
流したバイアスを経済的に供給する。加えるに、本装置
では、第１の電極あるいは一組の電極６２は、従来の、
すなわちそれ自体が圧電振動現像装置である場合にみら
れる連続励磁の問題に悩まされることはない。

【００３９】図４について説明する。本発明の（ＡＳ
Ａ）非相互作用型現像ユニット（４０、４２、４４）の
第２の実施形態を、符合７２として示してある。同様
に、代表装置７２は、液溜め５２を構成する現像ハウジ
ング３６を備えており、液溜め５２は図示した現像液材
３４Ａを、または、深紅色、シアンブルー、黄色など非
黒色の場合その他の現像液材を収容する。現像液材３４
Ａは液溜め５２内でオーガビット（図示せず）により混
合され、摩擦帯電された後、磁気ロールフィーダ５４に
より引き上げられる。引き上げられた現像液材は、本装
置７２の、ニップ５６部分で磁気ロール５４から振動部
４６にトナーを静電充填する働きをする。図示するよう
に、振動部４６は、音響振動装置７５と回転トナー放出
ドナー部材７４とを含む。回転トナー放出ドナー部材７
４はローラの形状で示したが、ベルトでも同様に可能で
ある。（ＡＳＡ）現像装置７２は、音響振動ドナー部材
すなわちローラ７４が潜像支持部材の表面１１とで現像
ニップ５９を形成する機械に内設され、画像現像のため
トナー粒子をその表面の静電潜像へ供給する。

【００４０】図示するように、音響装置７５は、層７６
として示す圧電材部、圧電層７６の下に形成された第１
の導体電極層６２、および振動導波管すなわちラッパ状
変換器部７８とを含む。音響装置７５はラッパ部７８が
圧電材部に近接した状態あるいは接触した状態で取り付
けられ、ドナー部材すなわちローラ７４は現像ニップ５
９の一部位と並行しドナー部材７４の外面から現像ニッ
プ５９へ制御された振動トナーの放出を行う。ドナー部
材７４を単純に単一層装置として図示したが、同部材に
は、緩和最上層（図示せず）と、現像電極線６６の基準
層としてのバイアス可能な導電層（図示せず）と、バイ
アス６８とをも含むことができる。底部表面絶縁層（図
示せず）も加えて、通常導電体の導波管７８への短絡を
避けることができる。図示したように、第１のバイアス
６４は音響装置７５の第１の導体電極６２をバイアスす
るために設けられる。

【００４１】肝要な点は、本発明による第２の実施形態
がバイアス付き振動部４６と、一組の第２の導体電極６
６を含むバイアス付き現像電極部４８と、電極６６に対
する第２のバイアス６８とを結合具備することである。
図示するように、本実施形態の一組の第２の導体電極６
６は、バイアス付き振動トナー放出部４６（第１の電極
６２を含む）と画像支持部材１０の表面１１上の潜像間
に配置した露出した現像電極線を備えている。今一度言
及すれば、本実施形態のバイアス付き現像電極部４８
は、現像ニップ５９に放出トナー粒子の粉末クラウドを
形成するだけでなく、相乗作用的にドナー部材すなわち
ローラ７４からのトナー粒子の放出を強化して、電極部
４８と共通ソースのバイアス付き振動部４６を助け、高
品質の画像を現像する。

【００４２】さらに、本実施形態のドナー部材７４は、
現像ニップ５９を移動する絶縁領域内だけ振動させるの
が好都合である。これによりドナーが磁気ブラシ５４を
載荷するという不利な実施形態を緩和する。また本明細
書に開示した絶縁領域の振動は、開示以外の数多の異な
る装置を用いて達成することができる。他の異なる装置
としては、たとえば電磁変換器、磁界感応装置、あるい
は空気装置がある。

【００４３】現像ニップ５９では、第２の組の電極６６
の交流電界もまた、画像を現像するためドナー部材７４
からトナー粒子を放出する働きをする。重要な点は、一
組の第２の電極６６からの交流電界は、ドナーロール７
４から単純にトナーを放出することに加えて、現像ニッ
プのギャップ５９内でトナー粒子をある程度ではあるが
目立つ程度に、付加的に付勢する働きもすることであ
る。実際、この付加的付勢がなければ、現像された線部
点部に望ましくない絶縁を生じることになるだろう。同
様に、この付加的付勢効果はドナー部材７４の交流電界
バイアスについてもいえる。

【００４４】次に図５について説明する。本発明の（Ａ
ＳＡ）非相互作用型現像ユニット（４０、４２、４４）
の第３の実施形態を、符合８２として示してある。同様
に、本実施形態８２は、液溜め５２を構成する現像ハウ
ジング３６を備えており、液溜め５２は図示した現像液
材３４Ａを、または、深紅色、シアンブルー、黄色など
非黒色の場合その他の現像液材を収容する。現像液材３
４Ａは液溜め５２内でオーガビット（図示せず）により
混合され、摩擦帯電された後、磁気ロールフィーダ５４
により引き上げられる。図示したように、本実施形態８
２は同様に、相乗作用的高品質画像の現像結果を創出す
るために、バイアス付き振動トナー放出部４６と、バイ
アス付き現像電極部４８とを結合するのが好都合であ
る。本実施形態は他の形態（５０、７２）と類似してい
るが、第１のあるいは第１組の導体電極６２を含む振動
部４６と、第２組の導体電極６６を含む現像電極部４８
の双方とも、単一多層複合（ＡＳＡ）ドナー部材８４内
で形成される点が異なる。

【００４５】図示するように、多層複合（ＡＳＡ）ドナ
ー部材８４はローラであるがベルト部材でも同様に可能
であり、２つの機能（振動トナーの放出、および静電ト
ナーの放出と現像）の各々に、個々の電極構造体６２、
６６を備えている。複合ドナー部材８４はバイアス付き
振動部４６を含み、振動部４６は支持構造体８５、支持
構造体８５に形成される第１組の導体電極６２、第１組
の電極６２に形成される層８６の形状のピエゾ複合部
材、および第１組の電極６２をバイアスする第１のバイ
アス６４とを備える。複合ドナー部材８４はまたバイア
ス付き現像電極部４８を含み、電極部４８は第２組の導
体電極６６、バイアス付き基準層６７、第２組の電極６
６に形成される緩和被覆層８８、および電極６６をバイ
アスする第２のバイアス６８とを含む。

【００４６】ピエゾ複合層８６は、ピエゾセラミック系
／ポリマー系複合材などの圧電物質を含むのが好まし
い。この層８６の材料、および被覆層８８の材料は各層
８６、８８の使い勝手をよくするため、それぞれエラス
トマーと混合されるのが好ましく、これにより、圧電物
質の作動により伝わるドナー部材の層の動きを容易にす
る、すなわちローラ８４の振動に対応可能となる。

【００４７】層８６の厚さおよび各層８６、８８の適応
性と関係する、層８６の圧電性を最適化して、本発明本
実施形態のバイアスを実現することができる。これによ
り同じ交流電源７０を用いて周辺領域の静電気を除去す
るエネルギーと、トナー放出の振動を発生させるのに必
要な信号との双方を得ることができる。振動部４６の圧
電層８６の励磁に必要な電気信号と、第２組の電極６６
の交流電界を生成する電気信号は、絶縁領域の振動とト
ナーの放出を達成するため、本実施形態ではそれぞれに
転流するのが好ましい。この方法は（ＡＳＡ）現像装置
の２つの物理的効果の最適化を可能にする。

【００４８】本発明の（ＡＳＡ）現像装置と技術とは特
に、高くない現像音が求められる再生装置や画像形成機
の多色画像に適している。（ＡＳＡ）現像装置（５０、
７２、８２）の結合した静電部（４８）と音響部（４
６）とは、静電写真の現像トナーの放出および転写を比
較的良好に制御するために互いが協働する。ドナー部材
表面で粘着力や付着力が弱められ振動エネルギーが包含
されてトナーの流動が強まるので、この結合はトナー材
の特性にかかる制約を軽減する働きもする。このように
十分に現像力を制御することで、もっと容易にさまざま
なレベルの現像を行う能力が得られ、静電写真画像の現
像の品質をさらに改善する。

【００４９】２つの概念の結合により、トナーの放出、
トナー粉末クラウドの形成、および潜像の現像の全てに
わたって、相乗作用的かつ付加的制御がもたらされるた
め、いずれか一方の概念のみに基づく現像装置に従来か
らかけられた制約は、大幅に軽減される。したがって、
トナーの放出が強化するので、つまり、（ＡＳＡ）現像
装置の現像電極部から理解されるように、超音波すなわ
ち振動エネルギー部の並列作用によりトナーの付着が明
らかに減少するので、トナーの除去に対する現像電極部
の電界条件を、交流、直流ともに、従来の現像電極のみ
の装置の条件より低くすることができる。同様に、交流
電界の静電力を介してトナー除去を行うために、従来の
レベルの現像電極電界より小さい電界によりこの補助手
段を設ければ、たとえばエネルギー準位条件、つまりは
従来の振動エネルギーだけの装置に要求される付勢およ
び振動のレベルもまた緩和できる。従来の非結合型の振
動のみあるいは現像電極のみの装置の各プロセスで起こ
る矛盾は、本発明の（ＡＳＡ）結合により解消されるだ
ろう。

【００５０】したがって本発明によれば、静電現像電界
あるいは圧電振動に対する従来の要求レベルより低いレ
ベルで、第１と第２の組の電極の結合効果によりドナー
部材から現像ニップへ所望し予測した量のトナー粒子が
放出できる。

【００５１】開示した各実施形態では、圧電ドナー部材
は、機械の駆動装置の形状を単純にするためベルトと比
較すればローラの形状が好ましい。 圧電ドナーローラ
内の第１組の電極は、典型的にはローラの円周のまわり
に間隔を置いて配置されるが、コアすなわちローラの支
持構造体の外側が好ましい。回転ドナーローラの場合、
第１のバイアス６４はドナーローラの第１の組の電極に
転流し、この組の各電極がドナーローラにより回転して
現像ニップを通る際、これら各電極に電位が印加され
る。第２のバイアス６８も現像ニップ内で第２の組の電
極の各電極に転流し、ニップ内で第２の組の電極は互い
に絶縁されローラで回転する。

【００５２】各実施形態において、現像ニップの前後領
域で圧電ドナーローラによる音響振動が過剰に伝播する
場合は、バイアス隣接電極への位相ずれ電圧を用いたア
クティブ減衰技術によりこれを排除することができる。
第１の組の電極上に形成されそれらを埋め込む誘電体の
支持材層の音響減衰力を用いても、この伝播を排除でき
るのが好ましい。

【００５３】本発明の（ＡＳＡ）現像装置の各実施形態
（５０、７２、８０）によれば、バイアス付き振動部を
共通電源とバイアス付き現像電極部とに結合することに
より、相乗作用的にバイアス条件と、振動エネルギー条
件と、バイアス付き現像電極線（６６）の周辺電界の静
電力条件とが軽減される（非結合技術に対して）ので好
都合である。さらに、電極線６６上の、またその近辺の
トナー粒子のアグロメレーションを小さくする働きをす
るのは好都合であり、かくして現像縞などの現像画像の
欠陥を防ぐことになる。

【００５４】一般に、本発明の（ＡＳＡ）現像装置の各
実施形態における現像電極部４８は、既に開示された電
極現像技術のいかなる改良変形をも採用することができ
る。この技術には、たとえば、交流電極付き漸進超音波
供与表面技術、あるいは交流バイアス付き静電進行波供
与表面技術などがある。回転しないドナー表面を持ち、
したがって波動を介してトナーを転送する実施形態にお
いては、非回転ドナー表面の利益はバイアスを転流する
必要がない点にある。

【００５５】以上からわかるように、本発明により、多
色再生装置、および有利な非相互作用型（ＡＳＡ）現像
装置が提供される。（ＡＳＡ）現像装置では、バイアス
付きの一組の現像電極により従来のレベルより低い交流
電界しか要求されず、またその電界は相乗作用的に従来
のレベルより低い圧電振動エネルギーと結合して、高品
質画像の現像を行う。本（ＡＳＡ）現像装置の利益は、
たとえば、圧電ドナー部材の表面からのトナー放出を増
やし、かつ交流電界を小さくするため、この電界に起因
する画像劣化のリスクを軽減させる点にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の音響無掃気補助（ＡＳＡ）現像装置
を具備する多色画像再生装置の概略図である。

【図２】 図１の（ＡＳＡ）現像装置の拡大概略図であ
る。

【図３】 図１の（ＡＳＡ）現像装置の拡大概略図であ
る。

【図４】 本発明の（ＡＳＡ）現像装置の第２の実施形
態の概略図である。

【図５】 本発明の（ＡＳＡ）現像装置の第３の実施形
態の概略図である。

【符号の説明】

ＡＡ 帯電部位、ＢＢ 露出部位、ＣＣ 現像部位、Ｄ
Ｄ 転写部位、ＥＥ溶解部位、ＦＦ 洗浄部位、９ 電
子写真再生装置、１０ 潜像支持部材（ベルト）、１１
光導電体表面、１２，１１８ 矢印、１４ 駆動ロー
ラ、１６，１８ 張りローラ、１９ 駆動モータ、２６
ラスタアウトプットスキャナ、３０磁気ブラシ現像ユ
ニット、３２ 磁気ブラシ、３４ 現像液材、３６ 現
像液ハウジンク、３８ 直流電源、４０，４２，４４
現像ユニット、５４ 磁気ロールフィーダ、５８ トナ
ー放出ドナー部材、５９ 現像ニップ、７０ 交流バイ
アスソース、９９ カラー制御装置、１１０ コロトロ
ン、１１２ コピー用紙、１１４ シュート、１１６
コロナ発生装置、１２０ フューザ装置、１２２ フュ
ーザローラ、１２４ バックアップローラ、１３０，１
３２ 繊維ブラシ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー ジェイ フォルキンス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ワイマウス ドライブ 292 (72)発明者 デール アール マッシュタール アメリカ合衆国 ニューヨーク州 マセド ン マーフィー レーン 2394

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 循環経路での移動用に支持された可動画
   像支持部材と、 前記画像支持部材上に静電潜像を形成する手段と、 帯電トナー粒子を用いる静電潜像を現像する音響無掃気
   補助（ＡＳＡ）現像装置と、を具備するトナー画像生成
   用静電再生装置であって、 前記ＡＳＡ現像装置は、バイアス付き振動トナー放出部
   と現像電極部とを含み、 前記バイアス付き振動トナー放出部は、前記画像支持部
   材とともに現像ニップを形成する可動ドナー部材と、圧
   電部材と、前記圧電部材を作動して前記ドナー部材から
   帯電トナー粒子を放出する少なくとも第１の導体電極
   と、を含み、 前記現像電極部は、前記バイアス付き振動部と前記画像
   支持部材間に配置された第２の組の導電電極を含み、前
   記ドナー部材からの帯電トナー粒子の放出を強化し、前
   記現像ニップ内に放出トナー粒子の粉末クラウドを形成
   して、従来より高品質の画像を現像することを特徴とす
   るトナー画像生成用静電再生装置。
2. 【請求項２】 トナー粒子含有現像液材を保持する液溜
   めを構成する現像ハウジングと、 前記液溜めに内設され前記液溜め内の現像液材を給送す
   る第１の装置と、 前記液溜めに一部が内設され、前記第１の装置からトナ
   ー粒子を受け取り、かつ再生装置の現像ニップ内にトナ
   ー粒子を給送する第２の装置と、を具備する、帯電トナ
   ー粒子を用いる再生装置に静電潜像を現像する音響無掃
   気補助（ＡＳＡ）現像装置であって、 前記第２の装置は、バイアス付きトナー放出部と、現像
   電極部とを含み、 前記バイアス付きトナー放出部は、現像ニップを形成す
   る可動ドナー部材と、圧電部材と、前記圧電部材を作動
   して前記ドナー部材から帯電トナー粒子を放出する少な
   くとも第１の導体電極と、を含み、 前記現像電極部は、前記バイアス付き振動部と前記画像
   支持部材間に配置された一組の第２の導電電極を含み、
   前記ドナー部材からの帯電トナー粒子の放出を強化し、
   前記現像ニップ内に放出トナー粒子のトナー粉末クラウ
   ドを形成して、従来より高品質の画像を現像することを
   特徴とする音響無掃気補助現像装置。
3. 【請求項３】 前記バイアス付き振動部と前記バイアス
   付き現像電極部は、共に単一の複合ドナー部材内に形成
   されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。