JP2005134898A - ドナーロールをクリーニングする装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆バイアス・ドナーロール・クリーニング・サイクルを使用してゼログラフ現像システムにおける印刷品質を維持する。
【解決手段】 現像装置は、搬送部材１７０を含むリザーバと、像形成面１０の移動方向において相互に離間した位置でトナー粒子を像形成面に供給して像形成面上の潜像を現像するドナー部材１７６、１７８と、印刷動作モードの間、トナーを像形成面に供給するようにドナー部材にバイアスをかける電源５１５と、印刷動作モードの間、トナー粒子が搬送部材からドナー部材に引き付けられるように搬送部材とドナー部材との間の所定の電圧差を維持する第２の電源５２５と、検出されたあるいは計算された現像状態に基づいてドナー部材パージ信号のトリガを生成するコントローラ５２０と、ドナー部材パージ信号に応答してドナー部材と搬送部材との間の電圧を変化させ、トナー粒子を部分的に又は完全に搬送部材に逆移送させ、必要に応じて像形成面に搬送させる電源コントローラ５２０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、随時逆バイアス・ドナーロール・クリーニング・サイクルを使用することによって、ゼログラフ現像システムにおける印刷品質を維持する装置に関する。

一般に、電子写真印刷処理には、光導電性部材の光導電表面を感光性にするために、光導電性部材を実質的に一様な電位に帯電させることが含まれる。光導電性表面の帯電した部分は、走査レーザ・ビーム、発光ダイオード（ＬＥＤ）源、又は、複製されている原稿書類のいずれかからの光像で露光される。このことにより、静電潜像が光導電性表面上に記録される。静電潜像が光導電性表面上に記録された後、その潜像が現像される。現像には通常、２成分現像剤や単成分現像剤が用いられる。典型的な２成分現像剤は、トナー粒子とトナー粒子が摩擦電気的に付着している磁性キャリア粒子を含む。単成分現像剤は、典型的には、トナー粒子から成る。トナー粒子は、潜像に引き付けられて、光導電性表面上にトナーパウダー像を形成する。続いて、トナーパウダー像は、コピー・シートに転写される。最終的に、トナーパウダー像は加熱されて、該トナーパウダー像が画像形態でコピー・シートに永久的に定着する。

上述した電子写真マーキング処理は、カラー画像を生成するように改良することができる。イメージオンイメージ（ＩＯＩ）処理と呼ばれる単色（１カラー）電子写真マーキング処理では、異なる色のトナーのトナーパウダー像を感光体上に重ね合わせて、その合成トナーパウダー像を用紙に転写する。ＩＯＩ処理は、構造の小型化といった一定の利点をもたらす一方で、処理の正常な実施にはいくつかの課題が存在する。例えば、ＩＯＩ処理といった印刷システム概念を実現可能にするには、予めトナーを付着させた像とこれからトナーを付着させる像との相互作用をしない現像システムを必要とする。従来の磁気ブラシ現像及び単成分ジャンピング現像などの知られているいくつかの現像システムは、受像体上の像と相互作用するので、相互作用する現像システムが用いられる場合には、あらかじめトナーを付着させた像は、その後の現像によってスキャベンジ（掃去）されることになる。このように、ＩＯＩ処理の場合には、スキャベンジレスな、すなわち相互作用しない現像システムについての必要性が存在する。

ハイブリット・スキャベンジレス（無掃去）現像（ＨＳＤ）技術は、従来の磁気ブラシを介してトナーをドナーロールの表面上に現像するもので、複数の電極ワイヤが、トナーを付着させたドナーロールに近接するように間隔を置いて現像域に配置される。ＡＣ電圧を電極ワイヤに加えて、現像域にトナー・クラウドを発生させる。ドナーロールは、一般に、部分的に導電性の薄い（５０〜２００μｍ）層で覆われた導電性コアから成る。ドナーロールは、磁気ブラシに対して或る電位差で保持されて、トナーを該ドナーロールに供給するのに必要な電界を生成する。次に、ドナーロール上のトナー層が、電極ワイヤ又は電極ワイヤの組からの電界によって乱され、トナー粒子を攪拌したトナークラウドが生成され、そこに維持される。ドナーロールに対する電極ワイヤの典型的なＡＣ電圧は、５〜１５ｋＨｚの周波数で７００〜９００Ｖｐｐである。これらのＡＣ電圧は、純粋な正弦波ではなく、多くの場合方形波である。次に、クラウドからのトナーは、潜像によって生成された電界により、隣接する感光体上に現像される。

現像システムの問題点は、顧客の或る使用状態の下では、ベタ領域密度を維持できないことである。顧客の問題のある使用状態は、低い面積カバー率（＜３％）で作動したまま維持され、低湿度によって悪化する。現像性能低下の根本的な原因は、現時点では分かっていない。例えば、ドナーロール上の材料微粒子の蓄積及びドナーロールへのトナー付着の増加といった種々の仮説が、提示されてきた。

現像性能低下の原因は分かっていないが、本発明は、ゼロックスコーポレイション社製の、登録商標ＩＧＥＮ３のカラープリンタで実施できる、ＨＳＤ又はＤＣ４６０‐ＤＣ４９０系列の製品で実施されるハイブリット・ジャンピング現像（ＨＪＤ）といった、ドナーロールを用いるゼログラフ現像システムにおいて印刷品質を維持するために、随時の逆バイアス・ドナーロール・クリーニング・サイクルの使用を提案する。こうしたシステムが、トナーのスループットがほとんどないか又は全くない状態で作動するとき、増加した静電力及び付着力のために、ロール上のトナーを除去することが困難になる。本発明は、全体的に又は部分的にドナーロールを清掃しトナーを磁気ブラシに戻させるために、トナークリーニングモードすなわちパージ動作モードの間、電源は、印刷動作モードの間に用いられた直流バイアスより小さいか又は該直流バイアスと等しい直流成分を有するバイアスを、ドナーロールと搬送部材である磁気ブラシロールとの間に加えることを提案する。例えば、約＋７０ボルトから−１００ボルトへの逆バイアスを一時的に使用することを提案する。なお、前記バイアスの正（＋）符号は、トナー粒子が搬送部材（磁気ブラシロール）からドナー部材に引き付けられる方向に定められている。これが、ドナーを新しくすることを可能にし、公称上の印刷品質に戻す。さらに、ドナーのトナーが磁気ブラシに戻されると同時に、該ドナーと感光体との間に適切な電界を確立させて、一部のトナーが該感光体に現像され、従って現像ハウジングから除去されるようにすることができる。

本発明に係る、可動像形成面上に記録された潜像を現像する装置は、トナー粒子を含む補給用の現像剤を貯蔵する、搬送部材を含むリザーバと、トナー粒子を搬送部材から受け取るように配置されて像形成面の移動方向において相互に離間した位置でトナー粒子を像形成面に供給して像形成面上の潜像を現像するように配置されているドナー部材と、印刷動作モードの間、トナーを像形成面に供給するようにドナー部材にバイアスをかけるようにドナー部材に接続された電源と、印刷動作モードの間、トナー粒子が搬送部材からドナー部材に引き付けられるように搬送部材とドナー部材との間の所定の電圧差を維持するように搬送部材に接続された第２の電源と、検出されたあるいは計算された現像状態に基づいてドナー部材パージ信号のトリガを生成するコントローラと、ドナー部材パージ信号に応答して、第２の動作モードの間、ドナー部材と搬送部材との間の電圧を変化させ、トナーを、部分的に又は完全に搬送部材に逆移送させ、必要に応じて像形成面に搬送させる電源コントローラとを備える。

本システムは、その好ましい実施形態に関して以下で説明されることになるが、本発明はその実施形態に制限するように意図するものではないことが理解されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内に含まれることがあるものとして、すべての選択肢、修正及び均等物にわたることが意図されている。例えば、与えられた実施形態の例が、イメージオンイメージ技術を使用しているカラー処理であるとしても、本発明は、単にＤＣ又はＡＣ／ＤＣ電圧を用いてトナーを感光体に現像するモノクロ・システムといった、磁気ブラシによって供給されるドナーロールを有する如何なるシステムにも適用可能である。

本システムは、その好ましい実施形態に関して以下で説明されることになるが、本発明をその実施形態に制限するように意図するものではないことが理解されるであろう。反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内に含まれることがあるものとして、すべての選択肢、修正及び均等物にわたることが意図されている。

システムの特徴を一般的に理解するために、図面が参照される。図面においては、同一の要素を示すために、全体にわたって同じ参照数字が用いられている。
ここで、図を参照すると、図１には単一パスのマルチカラー印刷機が示されている。この印刷機は、以下の構成部品を用いている。複数のローラ又はバー１２によって支持される光導電性ベルト１０を使用する。光導電性ベルト１０は、垂直方向に配置される。光導電性ベルト１０は、光導電性ベルト１０の外表面の連続部分を、ベルトの移動経路の周囲に配置された種々の処理ステーションの下に連続的に移動させるように、矢印１４の方向に進行する。光導電性ベルト１０は、長軸１２０及び短軸１１８を有するほぼ楕円形状に配置される。長軸及び短軸１２０、１１８は、互いに対して垂直である。長軸１２０は、実質的に重力ベクトルに平行であり、実質的に垂直方向に配置される。短軸１１８は、実質的に重力ベクトルに垂直であって、実質的に水平方向に配置される。印刷機アーキテクチャは、それぞれ符号１６、１８、２０、２２及び２４によって表示される５つの像記録ステーションを含む。光導電性ベルト１０は、初めに、像記録ステーション１６を通過する。像記録ステーション１６は、帯電装置及び露光装置を含む。帯電装置は、光導電性ベルト１０の外表面を、相対的に高く、実質的に一様な電位に帯電させるコロナ生成装置２６を含む。光導電性ベルト１０の外表面が帯電した後、その帯電した部分は、露光装置に進む。露光装置は、光導電性ベルト１０の外表面の帯電した部分を照射して、そこに第１の静電潜像を記録するラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）２８を含む。代替的には、ＬＥＤを用いることができる。

この第１の静電潜像は、現像剤ユニット３０によって現像される。現像剤ユニット３０は、選択された色のトナー粒子を第１の静電潜像上に堆積させる。ハイライト・トナー像が光導電性ベルト１０の外表面上に現像された後、光導電性ベルト１０は、像記録ステーション１８に向かって矢印１４の方向に進み続ける。

像記録ステーション１８は、再帯電装置及び露光装置を含む。帯電装置は、光導電性ベルト１０の外表面を、相対的に高く、実質的に一様な電位に再帯電させるコロナ生成装置３２を含む。露光装置は、光導電性ベルト１０の外表面の帯電した部分を選択的に照射して、そこに第２の静電潜像を記録するＲＯＳ３４を含む。この第２の静電潜像は、マゼンタ・トナー粒子を用いて現像される範囲に対応する。この第２の静電潜像は、ここで、次に続く現像剤ユニット３６に進められる。

現像剤ユニット３６は、マゼンタ・トナー粒子を静電潜像上に堆積させる。このようにして、マゼンタ・トナーパウダー像は、光導電性ベルト１０の外表面上に形成される。マゼンタ・トナーパウダー像が光導電性ベルト１０の外表面上に現像された後、光導電性ベルト１０は、像記録ステーション２０に向かって矢印１４の方向に進み続ける。

像記録ステーション２０は、帯電装置及び露光装置を含む。帯電装置は、光導電性の表面を、相対的に高く、実質的に一様な電位に再帯電させるコロナ生成装置３８を含む。露光装置は、光導電性ベルト１０の外表面上の電荷を選択的に逃がすように表面の帯電した部分を照射して、イエロー・トナー粒子を用いて現像される範囲に対応する第３の静電潜像を記録するＲＯＳ４０を含む。この第３の静電潜像は、ここで、次に続く現像剤ユニット４２に進められる。

現像剤ユニット４２は、イエロー・トナー粒子を光導電性ベルト１０の外表面上に堆積させて、そこにイエロー・トナーパウダー像を形成する。第３の静電潜像がイエロー・トナーを用いて現像された後、光導電性ベルト１０は、次の像記録ステーション２２に向かって矢印１４の方向に進む。

像記録ステーション２２は、帯電装置及び露光装置を含む。帯電装置は、光導電性ベルト１０の外表面を、相対的に高く、実質的に一様な電位に帯電させるコロナ生成装置４４を含む。露光装置は、光導電性ベルト１０の外表面上の電荷を選択的に逃がすように光導電性ベルト１０の外表面の帯電した部分を照射して、シアン・トナー粒子を用いて現像するための第４の静電潜像を記録するＲＯＳ４６を含む。第４の静電潜像が光導電性ベルト１０の外表面上に記録された後、光導電性ベルト１０は、この静電潜像をシアン現像剤ユニット４８に進める。

現像剤ユニット４８は、シアン・トナー粒子を第４の静電潜像上に堆積させる。これらのトナー粒子は、先に形成されたパウダ像の一部に位置整合状態で重ねられる。シアン・トナーパウダー像が光導電性ベルト１０の外表面上に形成された後、光導電性ベルト１０は、次の像記録ステーション２４に進む。

像記録ステーション２４は、帯電装置及び露光装置を含む。帯電装置は、光導電性ベルト１０の外表面を、相対的に高く、実質的に一様な電位に帯電させるコロナ生成装置５０を含む。露光装置は、光導電性ベルト１０の外表面の帯電した部分を照射して、ブラック・トナー粒子を用いて現像されることになる光導電性ベルト１０の帯電した外表面の帯電した部分を選択的に放電させるＲＯＳ５２を含む。第５の静電潜像は、ブラック・トナー粒子を用いて現像するために、ブラック現像剤ユニット５４に進められる。

ブラック現像剤ユニット５４では、ブラック・トナー粒子を、光導電性ベルト１０の外表面上に堆積させる。ブラック・トナー粒子は、先に形成されたトナーパウダー像の一部又は全体に位置整合状態で重ねられるブラック・トナーパウダー像を形成する。このようにして、多色すなわちマルチカラーのトナーパウダー像が、光導電性ベルト１０の外表面上に形成される。その後、光導電性ベルト１０は、多色トナーパウダー像を、転写ステーション５６に進める。

転写ステーション５６では、受像媒体、すなわち紙は、シート・フィーダによってスタック５８から送られ、転写ステーション５６に案内される。転写ステーション５６では、コロナ生成装置６０がイオンを紙の裏面上に吹き付ける。これにより、現像された多色トナー像が、光導電性ベルト１０の外表面からシート状の紙に引き付けられる。剥離補助ローラ６６が、光導電性ベルト１０の内表面に接触し、そこに十分に鋭い湾曲を設けることにより、送られている紙のビーム強度によって光導電性ベルト１０から剥離される。真空搬送により、シート状の紙が、定着ステーション６４に向かって矢印６２の方向に移動する。

定着ステーション６４は、加熱された定着器ローラ７０とバックアップ・ローラ６８とを含む。バックアップ・ローラ６８は、押し付けられて弾性的に定着器ローラ７０と係合し、シート状の紙が通過するニップを形成する。定着作業の際、トナー粒子は、互いに合着し、シート上に多色像を形成しながら、像形態でシートに定着する。定着後、仕上げされたシートは、シートをまとめて互いに束ねることができる組にする仕上げステーションに排出される。これらの組は、次にキャッチ・トレーに進められ、その後、印刷機オペレータによってそこから取り除かれる。

多色現像された像が紙に転写されるように開示したが、当業者であれば、像を、ベルト又はドラムといった中間部材に転写し、次いで、紙に転写して定着させることができることを理解するであろう。さらに、トナーパウダー像及びトナー粒子をここで開示したが、当業者であれば、液体キャリア内にトナー粒子を使用する液体現像剤を用いることもできることを理解するであろう。

多色トナーパウダー像がシート状の紙に転写された後、常に、残留トナー粒子が、光導電性ベルト１０の外表面に付着したまま残る。光導電性ベルト１０は、クリーニング・ステーション７２におけるクリーニング作業を分離する分離ローラ７８上を移動する。クリーニング・ステーション７２において、残留トナー粒子は光導電性ベルト１０から除去される。次に、光導電性ベルト１０はスポット・ブレード８０の下を移動し、ここでもトナー粒子がベルトから除去される。環境調整ユニット５１０は、筐体５００に収容される印刷機の部品を所定の温度及び湿度で維持する。

図２を参照すると、現像装置１３２の詳細が示されている。現像装置１３２は、現像剤１６６を収容するリザーバ、すなわち現像ハウジング１６４を備える。現像剤１６６は２成分タイプであって、キャリア粒子とトナー粒子とを含む。リザーバ１６４は、リザーバ・チャンバ内に回転可能に取り付けられるオーガ１６８を含む。オーガ１６８は、リザーバ１６４内部で現像剤１６６を搬送及び攪拌するのに役立ち、トナー粒子をキャリア粒子に摩擦電気的に付着させるのを促進する。磁気ブラシ・ロール１７０は、現像剤１６６をリザーバ１６４から２つのドナーロールすなわち部材１７６、１７８のローディング・ニップ１７２、１７４に搬送する。磁気ブラシ・ロールはよく知られているので、磁気ブラシ・ロール１７０の構造は、あまり詳細に説明する必要はない。簡単に言うと、磁気ブラシ・ロール１７０は、回転可能な管状ハウジングを備え、その内部には、表面周囲に印加された複数の磁極を有する固定磁気シリンダが配置される。現像剤１６６のキャリア粒子は磁性体であり、磁気ブラシ・ロール１７０の管状ハウジングが回転するにつれて、（摩擦電気的に付着しているトナー粒子をもつ）キャリヤ粒子は、磁気ブラシ・ロール１７０に引き付けられ、ドナーロールのローディング・ニップ１７２、１７４に運ばれる。計量ブレード１８０は、過剰な現像剤１６６を磁気ブラシ・ロール１７０から除去して、第１のドナーロール・ローディング・ニップ１７２に到達する前に、現像剤１６６で均一な深さに覆われることを確実にする。ドナーロール・ローディング・ニップ１７２、１７４の各々において、トナー粒子は、磁気ブラシ・ロール１７０からそれぞれのドナーロール１７６、１７８に転写される。

各々のドナーロール１７６、１７８は、トナーを、光導電性ベルト１０が通過するそれぞれの現像域１８２、１８４に搬送する。磁気ブラシ・ロール１７０からドナーロール１７６、１７８へのトナーの転写は、例えば、適切なＤＣ電気バイアスを磁気ブラシ・ロール１７０及び／又はドナーロール１７６、１７８に加えることによって促進することができる。ＤＣバイアス（例えば、磁気ブラシ・ロール１７０に加えられた約１００ｖ）は、磁気ブラシ・ロール１７０とドナーロール１７６、１７８との間に静電界を確立し、それが、トナー粒子を磁気ブラシ・ロール１７０上のキャリア粒子からドナーロール１７６、１７８に引き付ける原因となる。

磁気ブラシ・ロール１７０は回転を続けるので、磁気ブラシ・ロール１７０上に残留するキャリア粒子及び全てのトナー粒子は、リザーバ１６４に戻される。磁気ブラシ・ロール１７０からドナーロール１７６、１７８に転写されるトナーの相対的な量は、例えば、ＡＣ電圧を含む異なるバイアス電圧をドナーロール１７６、１７８に加えること、磁気ブラシ・ロールとドナーロールとの間隔を調節すること、ローディング・ニップにおける磁界の強度及び形状を調節すること、及び／又は、ドナーロール１７６、１７８の速さを調節することによって調節することができる。

現像域１８２、１８４の各々では、トナーは、それぞれのドナーロール１７６、１７８から光導電性ベルト１０上の潜像に転写されて、光導電性ベルト上にトナーパウダー像を形成する。ドナーロールから光導電性表面へのトナーの適切な転写を実現する種々の方法が知られており、それらはいずれも、現像域１８２、１８４で使用することができる。

図２において、現像域１８２、１８４の各々は、電極ワイヤ１８６、１８８が、各々のドナーロール１７６、１７８と光導電性ベルト１０との間の空間に配置される形態を有するように示される。図２は、各々のドナーロール１７６、１７８について、ドナーロール１７６、１７８の縦軸と実質的に平行な方向に延びるそれぞれ一対の電極ワイヤ１８６、１８８を示す。電極ワイヤ１８６、１８８は、それぞれのドナーロール１７６、１７８に近接するように間隔を置いて配置される細い（すなわち、直径５０〜１００μｍ）ワイヤから作られる。電極ワイヤとドナーロールとの間に電圧をかけない状態で、各々の電極ワイヤ１８６、１８８とそれぞれのドナーロール１７６、１７８との間の距離は、約１０μｍから約４０μｍの範囲内である（典型的には約２５μｍ）。このために、電極ワイヤ１８６、１８８の先端は、ドナーロール１７６、１７８も支持して回転させるエンドベアリング・ブロックの上端によって支持される。電極ワイヤ１８６、１８８の先端は、ドナーロール１７６、１７８のトナー層を含む表面の接線のわずかに上にくるように取り付けられる。交流（ＡＣ）バイアスが、ＡＣ電源１９０によって、電極ワイヤ１８６、１８８に加えられる。電圧差がワイヤとドナーロールとの間に存在するとき、静電吸引力が、ワイヤをトナー層の表面にクランプする。

加えられたＡＣバイアスは、一対の電極ワイヤ１８６、１８８の各々とそれぞれのドナーロール１７６、１７８との間に交番する静電界を確立し、これは、トナーをドナーロール１７６、１７８の表面から引き離し、電極ワイヤ１８６、１８８の周りに、高さを光導電性ベルト１０と実質的に接触しないようにした状態でトナー・クラウドを形成するのに有効である。ＡＣ電圧は、約５ｋＨｚから約１５ｋＨｚの範囲の周波数で、２００ボルトから最大５００ボルトのオーダーである。２００〜５００ボルトの印加電圧は、空気の絶縁破壊の危険を伴わずに、比較的大きな静電界を発生させる。ドナーロール１７６及び、１７８の各々に加えられたＤＣ及びＡＣバイアスの供給（図示せず）が、光導電性ベルト１０とドナーロール１７６、１７８との間に静電界を確立することで、引き離されたトナー粒子が、電極ワイヤ１８６、１８８を囲むクラウドから、光導電性ベルト１０の光導電性表面上に記録された潜像に引き付けられる。

静電潜像が連続して現像されるにつれて、現像剤１６６内のトナー粒子は減少する。トナー・ディスペンサ（補給器：図示せず）が、補給用のトナー粒子を貯蔵する。トナー・ディスペンサはリザーバ１６４と連通し、現像剤１６６のトナー粒子の濃度が減少するにつれて、新たなトナー粒子が、リザーバ１６４内の現像剤１６６に供給される。リザーバ・チャンバ内のオーガ１６８は、チャンバ内の結果として得られる現像剤１６６が実質的に一様になるように、新たなトナー粒子を、残留している現像剤１６６と混合する。このように、トナー粒子が絶えず補給される状態で、実質的に一定量のトナー粒子がリザーバ１６４に存在する。

図２に示される構成において、ドナーロール１７６、１７８及び磁気ブラシ・ロール１７０は、光導電性ベルト１０の運動の方向と「同じ」か又は「逆」のいずれかの方向に回転することができる。図２の装置で用いられる２成分現像剤１６６は、何らかの適切なタイプのものとすることができる。しかしながら、次には第２のドナーロール１７８における現像に悪影響を及ぼすことがある、磁気ブラシ・ロール１７０上の現像剤１６６内部の電荷蓄積の可能性を取り除くので、導電性現像剤の使用が好ましい。一例として、現像剤１６６のキャリア粒子は、樹脂材料の非連続層で上塗りされた薄いマグネタイト層を有する強磁性コアを含むことができる。トナー粒子は、クロモゲンブラックなどの着色材料と混合された、ビニル・ポリマなどの樹脂材料から作ることができる。現像剤１６６は、約９５重量％から約９９重量％のキャリアと、５重量％から約１重量％のトナーとから構成することができる。

現像ハウジングは、２つのマニホルド３０１及び３０２からなるトナー放出を制御するシステムを使用する。２つのマニホルドの位置は、それぞれ、上方のドナーロールの上及び下方のマニホルドの下に配置される。マニホルドは、放出制御を改善すると同時に、作業を完了するために必要な流量の減少を改善する位置に取り付けられる。

システムは、電源５１５及び５２５の極性及び大きさを切り換えるコントローラ５２０を含む。コントローラ５２０は、制御盤(図示せず)の一部を形成するファームウェアによって不揮発性メモリ（ＮＶＭ）と協働して処理される、アナログ測定値に対応するデジタル値を使用する。到達したデジタル値は、ＲＯＳ、コロトロン並びに電源５１５及び５２５を制御するのに用いるために、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータによって変換される。トナー・ディスペンサは、デジタル値によって制御される。稼働中の機械部品の作動を設定し、調節するのに用いるための目標値が、ＮＶＭ（不揮発性メモリ）に格納される。

本願の発明者らは、随時（又は必要時）逆バイアス・ドナーロール・クリーニングすなわちパージ（浄化及び除去）サイクルの使用が、ハイブリッド・スキャベンジレス現像などのドナーロールを用いるゼログラフ現像システムにおいて印刷品質を維持することを見出した。システムがトナーのスループット（使用量）が殆どないか又は全くない状態で作動するとき、増加した静電力及び付着力のために、ロール上のトナーを除去することが難しくなり、現像域を増加させたとしても、現像性能を制御することは難しくなる。発明者らは、約＋７０ボルトから−１００ボルトへの逆バイアスを一時的に使用することで、全体的に又は部分的にドナーロールが清掃され、トナーが磁気ブラシを形成するように戻されることを見出した。なお、バイアスの正（＋）符号は、トナー粒子が搬送部材である磁気ブラシロールからドナーロールに引き付けられる方向に定められている。このように全体的に又は部分的にドナーロールを清掃しトナーを磁気ブラシに戻させるために、トナークリーニングモードすなわちパージ動作モードの間、電源は、印刷動作モードの間に用いられた直流バイアスより小さいか又は該直流バイアスと等しい直流成分を有するバイアスを、ドナーロールと搬送部材である磁気ブラシロールとの間に加える。光導電性バイアスに対するドナー・バイアスの適切な選択が、ドナーロール上のトナーの一部を感光体に現像し、したがって現像システムから出て行かせることを可能にもするであろう。続いて、ドナー・バイアスを通常の作動レベルに戻すことで、新たなトナー層を磁気ブラシによって堆積させることが可能になる。これが、ドナーを新しくすることを可能にし、公称上の印刷品質に戻す。

コントローラ５２０により、特定の継続時間の間（すなわちパージ動作モードの間）、搬送部材としての磁気（ブラシ）ロール１７０とドナーロール１７６又は１７８との間の電圧：Ｖｄｍを、公称値から特定の電圧レベルに変化させることができる。例えば、ゼロックス・コーポレーションにより製造されたＩＧＥＮ３（登録商標）カラー・プリンタにおいて、Ｖｄｍは、磁気ロール１７０からドナーロール１７６、１７８へのトナーの現像を可能にするように、通常は＋７０ボルトに設定される（バイアスの正（＋）の符号は、トナー粒子が磁気ブラシロール１７０（搬送部材）からドナーロール１７６、１７８に引き付けられる方向に定められている）。これは、ドナーロールから感光体に現像されるトナーを補充するのに必要である。Ｖｄｍの電圧を、＋７０ボルトから、より小さい値（発明者らの実験では、−１００ボルトを用いた）に反転することによって、トナーは、ドナーロールから磁気ロールに逆現像（逆移送）される。また、この処理の間、ドナーロール上の一部のトナーは、感光体に現像され、クリーナを介してシステムから出て行く。

発明者らはまた、現像剤がドナーロールから離れて感光体に向かうのを助けるように、Ｖｄｍバイアスを反転させると、選択肢として、システムが像を感光体上に形成するようにできることを見出した。これは、ドナーロールに付着する不十分（poor）な現像剤を、Ｖｄｍバイアスがシステムからパージ（除去）するので、望ましい。このことは、現像欠損の問題が不十分（poor）な現像トナー種がハウジング内に蓄積する結果である場合、特に重要である。かかる不十分（poor）な現像トナー種は、本発明に係る逆バイアス・ドナーロール・クリーニング・サイクルの際にパージされる。

実験的な実施において、Ｖｄｍバイアスが、コントローラ５２０内でのドナーロールパージ信号のトリガによって逆バイアスにスイッチングすなわち切り換えるとき、感光体のピッチがスキップされる（ピッチすなわち一定期間において像形成が行われない）。そうでなければ、顧客の像が影響を受けることになる。しかし、実験において、この機能は、感光体のシーム部（ベルトの継ぎ目）領域で起こすようにして、ピッチをスキップする必要をなくした。逆バイアス・ドナーロール・クリーニング・サイクルの周波数（どのくらいの頻度でバイアスを反転するか）、切り換える電圧レベル、及び、継続時間を、ＮＶＭ（不揮発性メモリ）に設定可能なパラメータとすることができる。周波数は、バイアスの反転が現像に何らかの影響（例えば、トナー濃度センサ５４０によって測定されるような）を及ぼすかどうかに基づいて、フィードバックコントローラによって実時間で調整することができる。搬送部材としての磁気ロールとドナーロールとの間の電圧：Ｖｄｍの機能は、ＮＶＭによって、色分解（セパレーション）ごとに、ディスエーブル（不作動化）にすることができる。イネーブル（作動可能化）にすると、サイクル・アップ・コンバージェンスの間、作動時間の間、及び、何らかの機械メンテナンス・モードの間に、Ｖｄｍのブリッピング（blipping：マーク又は痕跡：ブリップ（blip）ともいう）が発生することになる。実験では、この機能はベルト２回転につき１回の割合で作動され、Ｖｄｍバイアスは、１３１ｍｓという継続時間の間、公称７０ボルトから−１００ボルトに変化させられる。１３１ｍｓという継続時間は、ドナーロールが完全に１回転する間の時間である。以下は、カラープリンタ：Ｉｇｅｎ３（登録商標）上で実行することが可能な、本発明の機能を示すソフトウェア・ルーチンの一例である。

ルーチンの記述:
もし、VdmBurstEnable1,2,3,4 のいずれかが真であれば、スキップピッチを、VdmBurstPeriodOfOccurence units(ベルトの１回転単位）ごとに要求する（If any of VdmBurstEnable1, 2, 3, 4 is true then request a skip pitch every VdmBurstPeriodOfOccurence units (in units of belt revs).）。
［VdmBurstPeriodOfOccurence新しい値は、将来のレートスケジューリング要件による変化に委ねられるので、VdmBurstPeriodOfOccurenceの新しい値におけるバーストサイクルリードの完了後において］（[Following completion of the burst cycle read in a new value of VdmBurstPeriodOfOccurence as this value may be subject to change by a future rate scheduling requirement].）。
スキップピッチがＭ現像ステーションに達したとき、もしVdmBurstCycleEnable1が真であれば（When the skip pitch arrives at the M development station and if VdmBurstCycleEnable1==True:）：
もし、RosLevelDuringVdmBurstEnable1が真であれば、ドナーロールがＶｄｍブリップの間に入る前に出現するように、画像を可視化する（ＤＡＣ：放電領域帯電が構成ファイルからセットされ得る）：これは、逆バイアスドナーロールクリーニングサイクルの間に光導電性表面への現像を増強する（If (RosLevelDuringVdmBurstEnable1==True), render an image (DAC can be set from a config file) that will appear before the doner rolls during Vdm blip. This will enhance development to the photoconductive surface during the reverse bias donor roll cleaning cycle.）。
Ｖｄｍを、正常値（７０ボルトのＮＶＭ）からVdmBurstLevel1へセットする。この値をVdmBurstDuration1の期間、維持する。期間の完了後、Ｖｄｍを正常値に戻す（Set Vdm from nominal value (NVM of 70 v) to VdmBurstLevel1. Keep at this value for a duration of VdmBurstDuration1. After duration is complete set Vdm back to nominal value.）。
スキップピッチがＹ現像ステーションに達して、もし、VdmBurstCycleEnable2が真であれば（When the skip pitch arrives at the Y development station and if VdmBurstCycleEnable2==True:）：
ステーション２についての上記記述を繰り返す（{Repeat above description for station 2}）。
スキップピッチがＣ現像ステーションに達して、もし、VdmBurstCycleEnable3が真であれば（When the skip pitch arrives at the C development station and if VdmBurstCycleEnable3==True:）：
ステーション３について、上記記述を繰り返す（{Repeat above description for station 3}）。
スキップピッチがＫ現像ステーションに達して、もし、VdmBurstCycleEnable4が真であれば（When the skip pitch arrives at the K development station and if VdmBurstCycleEnable4==True:）：
ステーション４について上記記述を繰り返す（{Repeat above description for station 4}）。

発明者らは、現像上のＶｄｍブリップの効果が劇的であることを見出した。以下は、マゼンタ材料について、２％という低面積カバー率作動（これは、典型的なＩＧｅｎ３（登録商標）カラープリンタ材料に対するストレスである）のもとでのアクチュエータ軌跡である。Ｖｍａｇ（磁気ブラシロール電圧）アクチュエータ（５３５）は、最大値５００ボルトで軌跡を描く。実行の途中でＶｄｍブリッピングが作動可能にされた後、現像回復率（図３〜図４のＥＴＡＣ濃度センサの軌跡のグラフを参照されたい）は、プロセスが制御するトラッキング・バンド幅を超える（通常は、Ｖｄｍブリップは、こうした大きな過渡現象を防止するために周期的に発生することになる）。図３〜５に示されるように、２％の面積カバー率での１００，０００枚の印刷を超える動作が、ベタ領域の現像を維持することが必要な現像域における比較的小さい変化（Ｖｍａｇ（磁気ブラシロール電圧）レベルは、Ｍ（マゼンタ）：＋−５６ボルト、Ｙ（イエロー）：＋−８１ボルト、Ｃ（シアン）：＋−６２ボルト、Ｋ（ブラック）：＋−２４ボルトで変化した）で行われた。

繰り返すことになるが、本発明に係る、可動像形成面上に記録された潜像を現像するための装置は、トナー粒子を含む補給用の現像剤を貯蔵する、搬送部材を含むリザーバと、トナー粒子を搬送部材から受け取りように配置されトナー粒子を像形成面の移動方向において相互に離間した位置で像形成面に供給して像形成面上の潜像を現像するように配置されているドナー部材と、印刷動作モードの間、トナーを像形成面に供給するようにドナー部材にバイアスをかけるためにドナー部材に接続された電源と、印刷動作モードの間、トナー粒子が搬送部材からドナー部材に引き付けられるように搬送部材とドナー部材との間の所定の電圧差を維持するために搬送部材に接続された第２の電源と、検出された又は計算された現像状態に基づいて、ドナー部材パージ信号のトリガを生成するためのコントローラと、ドナー部材パージ信号に応答して、第２の動作モードの間、ドナー部材と搬送部材との間の電圧を変化させることにより、トナーを、部分的に又は完全に搬送部材に逆移送させ、必要に応じて像形成面に搬送させるための電源コントローラとを備える。

本発明は、その好ましい実施形態を特に参照して詳細に説明されたが、上で説明され、添付の特許請求の範囲で定義されたような本発明の精神及び範囲内で、変形及び修正を行うことができることが理解されるであろう。

本発明の発明の機能を組み込んだ印刷装置の概略図である。 本発明を組み込んだ現像ステーションの概略図である。 本発明を使用する印刷機の実験データを示すグラフである。 本発明を使用する印刷機の実験データを示すグラフである。 本発明を使用する印刷機の実験データを示すグラフである。

符号の説明

１０：光導電性ベルト
１２：ローラ又はバー
１４：光導電性ベルト進行方向
１６、１８、２０、２２、２４：像記録ステーション
２８、３４、４０、４６、５２：ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）
３０、３６、４２、４８、５４：現像剤ユニット
２６、３２、３８、４４、５０、６０：コロナ生成装置
５６：転写ステーション
５８：スタック
６４：定着ステーション
６６：ストリッピング補助ローラ
６８：バックアップ・ローラ
７０：定着器ローラ
７２：クリーニング・ステーション
７８：分離ローラ
８０：スポット・ブレード
１１８：短軸
１２０：長軸
５００：筐体
５１０：環境調節ユニット

Claims (3)

1. 可動像形成面上に記録された潜像を現像するための装置であって、
   トナー粒子を含む補給用の現像剤を貯蔵するための、搬送部材を含むリザーバと、
   トナー粒子を前記搬送部材から受け取るように配置され、前記像形成面の移動方向において相互に離間した位置でトナー粒子を像形成面に供給して、該像形成面上の前記潜像を現像するように配置されているドナー部材と、
   印刷動作モードの間、トナーを前記像形成面に供給するように前記ドナー部材にバイアスをかけるために該ドナー部材に接続された電源と、
   印刷動作モードの間、トナー粒子が前記搬送部材から前記ドナー部材に引き付けられるように前記搬送部材と前記ドナー部材との間に所定の電圧差を維持するために前記搬送部材に接続された第２の電源と、
   検出されたあるいは計算された現像状態に基づいて、ドナー部材パージ信号のトリガを生成するための手段と、
   前記ドナー部材パージ信号に応答して、第２の動作モードの間、前記ドナー部材と前記搬送部材との間の電圧を変化させて、トナー粒子を、部分的に又は完全に前記搬送部材に逆移送させるとともに必要に応じて前記像形成面に搬送させるための電源コントローラと
   を備えることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の装置において、前記電源は、前記印刷動作モードの間、＋３０ボルトから＋２００ボルトまでの間の直流成分を有するバイアスを、前記ドナー部材と前記搬送部材との間に加えており、ここで、前記バイアスの正（＋）の符号は、トナー粒子が前記搬送部材から前記ドナー部材に引き付けられる方向に定められている、ことを特徴とする装置。
3. 請求項１に記載の装置において、パージ動作モードの間、前記電源は、前記印刷動作モードの間に用いられた直流バイアスより小さいか又は該直流バイアスと等しい直流成分を有するバイアスを、前記ドナー部材と前記搬送部材との間に加えており、前記バイアスの正（＋）符号は、トナー粒子が前記搬送部材から前記ドナー部材に引き付けられる方向に定められていることを特徴とする装置。

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