JPS6048061A - ト−ニング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真ベルトを案内ローラによりトーニン
グローラの周面の一部と圧接掛合するよう案内し、こさ
ら案内ローラはトーニングローラう）ら子分に離してト
ーニングローラの両側に、支寺されずに自由に張り渡さ
れた部分が存在するようにしたトーニング（現像）装置
及び方法に関するものである。このようなトーニング装
置ではトーニングローラはベルトでのみ拘束され、ベル
トの張力を精密に制御することができる。

このトーニングローラはこのローラに漸近するベルトの
外表面との間のニップ（くさび形のギャップ）にトナー
を送給し、このトナーがベルトと圧接掛合するトーニン
グローラの周面部を通過して圧縮される前に潜像を現像
し始める。これは高濃度の現像を達成するのに良好な効
果を与えるものと信じられている。

斯かる構成の重要な利点は、トーニングローラ及び案内
ローラの軸相互間又はこれらローラの外表面相互間の平
行関係からのずれがベルトの可撓性により補償される点
にある。これは、トーニングローラの両側に支持されず
に自由に張り渡されたベルト部分が存在するためである
。これらローラが一端で支持されていてベルトの張力を
受けてたわむ場合でもそのたわみはある程度補償される
。

この装置の他の利点は、案内ローラのトーニングローラ
に対する位置及び寸法が臨界的にならず、ベルト及びそ
の案内及び駆動ローラの構成を一層簡単且つ都合の良い
ものとすることができる。

本発明は原稿パターンの像を電子写真技術を用いて最些
的にキャリア媒体上に得る基本的な構造に関するもので
ある。この構造では、像を初めにベルトの光導電表面上
に形成し、次いでキャリア媒体上に転写する。このベル
トは帯電、現像及び結像のような種々のステーションを
通過し、従っ−Ｃ装置内（暗所内）を連続的に循環する
。再生すべきパターンは、通常のコピー装置の場合には
ベルトをそのループ内で一回又は数回循環させて形成す
る必要があり、また記憶装置から順次再生する装置の場
合にはベルトを多数回循環させて形成する必要がある。

後者の装置は多数の写真又はパターンを再生するタイプ
の装置とすることができる。この場合、これらの再生す
べきパ久−ンはデジタル的に記憶し、その記憶装置とベ
ルトとの間で変換処理が行われるようになるかもしれな
い。

本発明による改良は主にトーニングローラの配置にあり
、トーニングローラをベルトの案内ローラから離して配
置して案内ローラがベルトの張力に与える作用が小さく
なるようにすると共に案内ローラによってトーニングロ
ーラのベルト押上げ部又は弓状部の位置が決定されない
ようにすることにある。

第１図は本発明電子写真装置１０の一部を線図的に示し
、この装置は例えば通常のコピー装置とすることができ
る。ベルト１２はベルトの主支持体を構成する基板１４
を有し、この基板は可撓性の金属シート又はポリエステ
ルのような合成樹脂のシートとすることができる。ベル
トの外表面１５は例えば米国特許第４０２５３３９号に
開示されているような光導電層である。この光導電層は
基板１４上にスパッタ堆積された硫化カドミウムの結晶
層とする。

この光導電層１５の厚さは本発明の目的のためには１〜
２ミクロンの間にするのが好適である。基板が金属の場
合にはその上にこの光導電層を直接堆積する。基板がプ
ラスチックの場合には光導電層との間にオーム層を介挿
し、これを装置１０の枠に接地させる。

ベルト１２は装置１０の枠に軸及び軸受２０及び２２で
支承された１６及び１８で示すような種々の案内ローラ
により案内及び駆動される循環ループの形態に配設され
る。

装置１０では、帯電ステーション２４でベルト１２が帯
電され、次いでベルトが結像（Ｍ光）ステーション２６
に到達するとここでベルト１２に潜像が与えられる。次
、いてベルトは案内ローラ１６を通ってトーニングステ
ーション２８に進み、ここで潜像が現像される。最後に
現像された像が案内ローラ１８を経て転写ステーション
３０に進み、ここで像がキャリア媒体に転写され、ベル
トは同じループを回り続けて上述の処理がくり返される
。

トーニングステーション２８には適当な液体にトナー粒
子材料が懸濁されたトナー３４を収容するトナー溜３２
がある。この液体は例えばｌ５ＯＰＡＲ（エクソンコー
ポレーションの商品名）として知られている絶縁材料で
ある′。トーニングローラ３６はその下部がトナー３４
内に部分的に浸るように回転自在に支承され、このロー
ラは回転につれてその表面３８とともにトナー粒子材料
を、トーニングローラがベルト１２の外表面と掛合する
部分のニップ４０に′すくい上げる。トーニングローラ
３６の軸受は４２で記号的に示しである。トーニングロ
ーラ３６は通常トナー溜３２に取付ける。この場合トー
ニングローラ３６を図において上方に、即ちベルト１２
のループに抗して押し上げて、ベルトに４４で示すよう
な弓状部又は押上げ部を形成することができる。このよ
うな弓状部がない場合、ベル）１２はローラ１６及び１
８間の平面内を延在する。

トーニングローラ３６は４６で記号的に示す強いばねに
よって装置１０の枠４８から上方に偏倚させる。

ローラ３６はアルミニウムのような金属とすることがで
き、その外表面は例えば酸化により絶縁性にする。絶縁
性の外皮をかぶせることもできる。

ローラ１６．１８及び３６の軸は互いに平行にするのが
好適であると共に、これらローラの表面は正しい円筒と
するのが好適であるが、これは必ずしも達成されるとは
限らない。これを補償するでために、軸又は軸受２０及
び２２を相当大きく離してその間にトーニングローラ３
６を配置する。ローラ３６はベルト１０のループをロー
ラ１６及び１８の下端により決まる平面より上方に押し
上げて弓状部４４とまっすぐな緊張部５０および５２を
生じさせる。斯くすると、ベルトの張力はトーニングロ
ーラ３６がベルト１２のループに及ぼす圧力により制御
される。

トナー３４からのトナー粒子材料は第２図に５４で示す
ようにトーニングローラ３６の右側の表面３８に沿って
運ばれ、ニップ４０に入り、ここで潜像を現像し始める
。斯かる後にトナー材料は圧縮されてベルト１０とロー
ラ３６の上部との間に送り込まれれ、これがため、ベル
ト１２はローラ３６を通過して出ていくとき５６で示す
ような均一な押し固められたトナ一層を有し、転写ステ
ーション３０に運ばれる。

この層は潜像の有無に応じて選択的に付着すること勿論
である。必要に応じ、クリーニングステーションを弓状
部４４の後側の３７で示す位置に設けてトナーのキャリ
ーオーバを阻止することができる。

トーニングローラ３６とベルト１２との間のギャップに
残存するトナー粒子により尾びき又はかぶりが生じ得る
。これはトーニングローラ３６に−１５〜−２０ボルト
の直流バイアスを加えることにより抑制することができ
る。このようにするとベルトを横切る方向の電界により
トナー粒子が潜像に向は駆動され、ローラとベルトのギ
ャップのキャリア液中に浮遊トナー粒子が存在しなくな
る。

ベルト上の遊離トナー粒子は、トーニング後適当なバイ
アスを加えると共にベルトの張力を適当に調整すること
により、現像された像を損なうことなく除去することが
できる。

尾ひき又はかぶりを除去する他の方法は、トーニングロ
ーラ３６をベルトより僅かに速く駆動することにより得
られる。このようにすると一層多量のトナー粒子がニッ
プ４０に送給され、これから一層多量のトナー粒子がギ
ャップに送給されると共にギャップ内に押し込まれ、こ
れによりギャップ内のトナー粒子層の大きな横ずれ（尾
ひき又はかぶりを生ずる）が阻止される。この横ずれは
トーニングローラの両側で案内ローラによりベルトをこ
れら案内ローラとトーニングローラの表面との間にはさ
んでベルト１２が掛合するトーニングローラの掛合部に
沿って均一なギャップが生ずるようにした場合に発生し
侍る。本発明の場合にはこの掛合部が上記の場合より短
くなる。

時にはローラ３６の表面を永久接着ゴムは樹脂からなる
小さな点又は°突起を有する粗面とするのが有利である
。これらの突起を第４図に６０．で示す。

これら突起は高さが約１０ミクロンで、１平方インチ当
り５００個以上−とするのが良い。この突起の目的はロ
ーラ３６が回転する際に一層多量のトナーをローラ３６
に保持させるためである。

トーニングローラ３６とベルト１２を４０で示すような
ニップが生ずるように掛合配置する利点は、トナーに徐
々に圧力が供給されることにより・圧縮が始まる前に潜
像を現像する時間が与えられ、トナーの一層効率の良い
供給と使用が選択的に得られる点にある。所定の張力に
おいて、圧縮力は掛合の度合に比例する。本発明の構成
で°はもっと大きな掛合を用いる構成の場合より圧縮力
が減少する。

本発明の構成では案内ローラはトーニングローラ３６に
圧接しないため、それらのベアリング２０および２２に
必要とされる圧力は小さくなる。

トーニングローラ３６の周囲と掛合するベル）１２の掛
合量はベルト速度及びトーニングローラの直径とともに
トーニング時間を制御する。トーニング時間は０．０５
〜０．１５秒が好適であり、この場合にはベルト速度を
７〜１５インチ／秒、トーニングローラ３６の直径を１
．７５インチ、ベルトの掛合角度を１５°〜１１０°と
するのが好適である。良好な結果を生ずるベルト張力は
ベルト１２０１インチ幅、当り約０．５〜２ポンドの間
である。現像された像の湿潤度はベルトの張力により制
御され、即ち低い張力ではより湿った像が発生する。こ
れがため、像を転写するキャリア媒体の性質を考慮する
必要がある。例えば、粗い多孔性の紙に対しては湿った
像（低い張力）が必要とされる。

第３図は本発明の他の例を線図的に示すものである。本
例装置７０は装置中を連続的に移動するウェブ７２に像
を転写するようにしたものである。この装置７０にはウ
ェブ７２に沿って第３図に示す構造を数個設け、それぞ
れ異なる色又は異なるパターンをベルトに与えて合成像
を得ることができるようにすることができる。ウェブ７
２はこれを最終的なキャリア媒体とするてことができ、
またその合成像を異なるキャリア媒体に転写するものと
するてこともできる。

第３図の構造はローラ７６、７８及び８０　によりウェ
ブ７２の移動と同期して反時針方向に駆動及び／又は案
内されて循環するベルト７４を具えている。

トナー粒子が懸濁されている液体トナーを収容するトナ
ー溜８２の中にトーニングローラ８６を軸受８８で装着
しである。トナー溜８２は装置の枠９２に固定されたば
ね９０により上向きに偏倚されている。ローラ７６及び
７８は互いに十分離してその間でトーニングローラ８６
をベルト７４のループと掛合させてベルトに緊張した部
分９６を与えるようにする。

ローラ８０は弾性表面９８を有し、これによりベルト７
４をバックアップローラ１００　に押圧してベルト上の
現像された像をウェブ７２の下面に転写させるものであ
る。ベルトはローラ８０を通過した後に位置１０２でク
リーニングされ、位置１０４で帯電され、位置１０６で
投写により又はレーザビーム１０８　により結像され、
４次いでトーニングローラ８６上を通過する。帯電は任
意の適当な目的のために電子計１１０で測定することが
できる。

第３図の構造の動作は装置１０と同一の原理による。主
な相違はベル、ドア４の配置構成にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成した電子写真装置の一部を
示す線図、 第２図はベルトと掛合するトーニングローラの上部の拡
大断面図、 第３図は本発明による電子写真装置の変形例の一部を示
す線図、 第４図は本発明のトーニングローラの変形例の部分断面
図である。 １０・・・電子写真装置　１２・・・電子写真ベルト１
４・・・基板　１５・・・光導電層 １６、１８・・・案内ローラ　２４・・・帯電ステーシ
ョン２６・・・結像（露光）ステーション ２８・・・トーニングステーション ３０・・・転写ステーション ３２・・・トナー溜　３４　・・・トナー材料３６・・
・ｌ・−ニングローラ ３７・・・クリーニングステーション ４０・・・ニップ状間隙 ４４・・・ベルト押上げ部（弓状部） ４６・・・ばね　４８・・・枠 ５０、５２・・・ベルトの緊張区分 ５４・・・トナー材料　６０・・・突起７０・・・電子
写真装置　７２・・・ウェブ７４・・・電子写真ベルト ７６、７８．８０・・・案内／駆動ローラ８２・・・ト
ナー溜　８４・・・トナー材料８６・・・トーニングロ
ーラ ９０・・・ばね　９２・；・枠 １０２　・・・クリーニングステーション１０４・・・
帯電ステーション １０６・・・結像ステーション １０８　・・・レーザビーム。 手　続　補　正　書 昭和５９年１０月１日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１３５３８４号 ２、発明の名称 トーニング方法および′装置 名　称　クールター・システムズ・コーポレーション４
、代理人 ５、補正の対象　願書の「特許出願人」の欄、゛委任状
、図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　電子写真ベルトを２個の互いに離間したローラを
   含む複数個の支持ローラにループ状に掛は渡し、このベ
   ルトは前記２個の離間支持ローラ間をその間に何も介挿
   しないで直接通過させれば前記２個の離間ローラ間の接
   線平面を内を延在する走行区域を移動するようにし、こ
   のベルト上に潜像を形成し、この潜像を前記走行区域に
   沿って前記２個の離間支持ローラの一方に向けて通過さ
   せ、トーニングステーションを前記走行区域に隣接して
   前記２個の離間支持ローラ間に位置させ、前記潜像をこ
   れが前記一方の支持ローラを通過する前に前記トーニン
   グステーションを通過させてループ状電子写真ベルトの
   外表面上に形成された潜像をトーニングするに当り、 八、前記）−ニングステーションにトナー材料を収容す
   るトナー溜と、前記支持ローラと平行な胸を有し、一部
   分が前記トナー材料中に埋火するトーニングローラを設
   け、 ０、　前記トーニングローラを前記トナー材料中に埋火
   させたまま前記走行区域に押圧して前記トーニングロー
   ラのトナー材料中に埋火する部分から円周方向に離れた
   第２部分を前記ベルトと掛合させてベルトを前記ル−プ
   の接線平面より内方に弓状に押し入れ、前記トーニング
   ローラの第２部分と前記支持ローラの各々との間を延在
   するベルトの自由区分を緊張させると共に、前記走行区
   域のかなりの部分を前記トーニングローラの第２部分の
   円弧状部と掛合させ、 Ｃ１前記複数個のローラの一つを駆動して前記ベルトを
   移動させて潜像を前記トーニングステーションに搬送し
   、 Ｄ、　前記トーニングローラを、ベルトと掛合するとき
   ベルトの移動速度に少なくとも等しい周速を与える速度
   で回転させて前記トーニングローラにより前記トナー溜
   からトナー材料を該ローラのトナー材料中に埋入する部
   分の表面上にすくい上げ、このトナー材料をベルトが前
   記トーニングローラの第２部分と掛合するときトーニン
   グローラとベルトとの間のニップ状部分に送り込んでベ
   ルトがトーニングステーションを通過するときに潜像を
   現像することを特徴とするトーニング方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のトーニング方法におい
   て、前記トーニングローラは、ベルトと掛合するときベ
   ルトの移動速度より僅かに速い周速を与える速度で回転
   させることを特徴とするトーニング方法。 ３、　特許請求の範囲第１項記載のトーニング方法にお
   いて、前記トーニングローラをベルトにベルトが弓状に
   なるよう押圧すると同時に、前記トーニングローラとベ
   ルトにトナー材料をベルトの潜像に向は駆動する極性の
   トーニングバイアス電圧を印加することを特徴とするト
   ーニング方法。 ４、　ループ内を移動する光導電外表面を有するベルト
   を有し、該ループは１対の支持ローラ間を延在する部分
   を含み、該１対のローラはこれらローラ間にベルトに作
   用する何ものもなければベルトを両ローラに対し接線を
   なす平面に沿って移動させるものであり、ベルトは帯電
   ステーションで帯電され、斯かる後に露光ステーション
   で露光されてベルト上に潜像が形成され、斯かる後にベ
   ルトは前記潜像を前記１対の支持ローラ間のループ部分
   に搬送して前記潜像が前記１対の支持ローラ間を前記ベ
   ルトに沿って通過するときに前記潜像をトーニングし、
   次いで現像された像を転写ステーションでキャリア媒体
   に転写するよう構成されたトーニング装置において、前
   記トーニングステーションはトナー材料溜と、下部の第
   １円弧部が該トナー材料溜のトナー材料中に埋入するト
   ーニングローラとを具え、該トーニングローラの上部の
   第２円弧部は前記接線平面を延在する前記ループ部分に
   あるベルトと掛合させてベルトを前記接線平面から偏移
   させ、前記１対のローラは前記トーニングローラの第２
   円弧部を前記ベルトと掛合させたとき前記トーニングロ
   ーラと前記１対のローラの各ロニラとの間にこれらロー
   ラから自由な６緊張したベルト区分が得られるように所
   定の距離だけ離して配置し、前記トーニングローラを前
   記移動するベルトと少−なくとも同期する速度で回転さ
   せると共に前記ベルトを前記ローラ間で緊張状態に維持
   して前記トーニングローラにより前記トナー材料溜から
   トナー材料をすくい上げて前記ベルトに移送し、前記ベ
   ルトが前記トーニングローラの　３第２円弧部を通過す
   るときに前記潜像を現像するよう構成したことを特徴と
   するトーニング装置。 ５、　特許請求の範囲第４項記載のトーニング族　装置
   において、前記トーニングローラはその第　１２円弧部
   がベルトより僅かに速い速度で移動　′する速度で駆動
   することを特徴とするトーニング装置。 ６、　特許請求の範囲第４項記載のトーニング装置にお
   いて、前記トーニングローラの表面は粗面であることを
   特徴とするトーニング装置。 ７、　特許請求の範囲第４項記載のトーニング装置にお
   いて前記トーニングローラの表面は絶縁性であることを
   特徴とするトーニング装置。 ８、　特許請求の範囲第７項記載のトーニング装置にお
   いて、前記トーニングローラとベルトトノ間にトーニン
   グバイアス電圧を供給する手段を具えることを特徴とす
   るトーニング装置。