JP3238972B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3238972B2 JP03155893A JP3155893A JP3238972B2 JP 3238972 B2 JP3238972 B2 JP 3238972B2 JP 03155893 A JP03155893 A JP 03155893A JP 3155893 A JP3155893 A JP 3155893A JP 3238972 B2 JP3238972 B2 JP 3238972B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は概略的には電子写真印刷
機に係り、特に非接触現像ユニットで用いられる電極線
を一体的に有する供給（ドナー）ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】米国特
許第４, ８６８, ６００号では、磁気ロールが２成分現
像剤物質を転写領域へ運び、転写領域においてトナーが
磁気ロールから供給ロールへ渡す装置が開示されてい
る。供給ロールは潜像が記録されている面と対向する領
域へトナーを運ぶ。一対の電極線が前記面と供給ロール
との間の空間に位置づけられるとともに、電気的にバイ
アスがかけられトナーを供給ロールから引き離し、トナ
ー粉雲を形成する。トナー粉雲から引き離されたトナー
が潜像を現像する。
【０００３】米国特許第４, ９８４, ０１９号では、現
像域で供給ロールに隣接して配設された電極線を有する
供給ロールを備えた現像剤ユニットが開示される。磁気
ローラが現像剤物質を供給ロールへ運ぶ。トナー粒子が
磁気ローラから供給ローラへ引きつけられる。
【０００４】米国特許第５, ０１０, ３６７号では、供
給ロールと光導電性ベルトとの間の隙間で一対の電極線
が調整された供給ロールに近接して配置されている非接
触現像システムが開示される。供給ロール上の交流電圧
と、電極線と供給ロールの間の交流電圧とを組み合わせ
ることにより、供給ロールからトナーを有効に引き離
し、光導電性ベルトにきわめて近接してトナー粉雲を形
成することができる。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、面上
に記録された潜像を現像する装置であって、少なくとも
中に供給用のトナーを格納する室を構成するハウジング
と、前記面から離間されるとともに前記面に隣接する現
像域へトナーを運ぶ移動供給部材と、前記ハウジングの
前記室から前記供給部材に隣接する装填域にトナーを前
進させる前進手段と、前記供給部材と一体とされて前記
供給部材と共に移動する電極部材と、 前記前進手段から
前記供給部材へトナーを前進させるよう、前記装填域に
おいて前記電極と前記前進手段とを相対的に電気的にバ
イアスし、且つ、トナーに前記潜像を現像させるために
トナーを前記供給部材から引き離すように前記現像域に
おいて前記電極と前記面とを電気的にバイアスして前記
電極部材と前記面との間の空間にトナー雲を形成する前
記バイアス手段と、よりなる。本発明の一態様によれ
ば、面上に記録された潜像を現像する装置が提供され
る。前記装置は中に少なくとも供給トナーを格納する室
を構成するハウジングを有する。移動式供給部材は前記
面から離間されるとともに、ハウジングの室から前記面
に隣接する現像域へトナーを運ぶ。電極部材は供給部材
と一体とされ、供給部材とともに移動するよう構成され
る。また、トナーを供給部材に供給する前進手段が設け
られ、電極部材と前進手段との間に相対的な電気的バイ
アスがかけられてトナーが前進手段から供給部材へと供
給される。電極線は電気的にバイアスがかけられ、供給
部材からトナーを引き離し、電極部材と面との間の空間
にトナー雲を形成する。この引き離されたトナーが潜像
を現像する。
【０００６】
【実施例】図１によれば、現像剤ユニット３８が詳細に
図示されている。図示されているように、現像剤ユニッ
ト３８は中に供給用の現像剤物質を格納する室７６を構
成するハウジング４４を備えている。供給ロール４０の
周面の回りの溝内には導電体４２が配置されている。こ
れらの導電体は互いにほぼ均等に離間されるとともに、
導電性の供給ロール４０の本体から絶縁されている。供
給ロール４０は矢印６８の方向に回転する。また、現像
剤ハウジング４４の室７６内に磁気ローラ４６が設けら
れる。矢印９２の方向に回転する磁気ローラ４６が図示
される。交流電圧源１００および定電圧源１０２はトナ
ー装填（付着）域で供給ロール４０を電気的にバイアス
する。磁気ローラ４６は交流電圧源１０４と直流電圧源
１０６とによって電気的にバイアスがかけられる。通
常、交流電圧源１０４と直流電圧源１０６の電圧は共に
ゼロに設定される。供給ロール４０と磁気ローラ４６と
の間の相対電圧は、磁気ローラ４６へ付着するキャリヤ
粒剤から供給ロール４０上にトナーを有効に装填するよ
うに選択される。さらに、磁気ローラ４６上への現像剤
物質の再装填も向上される。現像域では、電圧源１０８
および１１０が導電体４２に交流電圧が重畳された直流
電圧で電気的にバイアスをかける。電圧源１０８および
１１０は現像域内においてのみ絶縁された電極４２と物
理的に接触するワイピングブラシ１１４を介して電極４
２を帯電する。ワイピングブラシは導電性の繊維又は他
の材料から成り、現像を妨げないよう供給ロールの端部
（光導電体の現像領域の外側）に設けられてよい。供給
ロール４０が矢印６８方向に回転するにつれ、連続的な
電極４２が現像域１１２内へ前進するとともに電圧源１
０８および１１０によって電気的にバイアスされる。図
１に図示されるように、ワイピングブラシ１１４は現像
域１１２内で絶縁された電極４２と接触するとともに、
電圧源１０８および１１０に電気的に接続される。この
ようにして、供給ロール４０が矢印６８方向へ回転する
につれ絶縁電極または導電体４２は現像域１１２内へ前
進する。絶縁電極、すなわち導電体４２は現像域１１２
においてワイピングブラシ１１４と接触するとともに、
電圧源１０８および１１０により電気的にバイアスされ
る。このように、絶縁された導電体と供給ロールとの間
で交流電圧差が加えられ、トナーを供給ロールから引き
離すとともにトナー粉雲を形成する。電圧１０８はトナ
ーの帯電に応じた最適なバイアスに設定することができ
るが、通常、電圧はゼロとされる。電極化された供給ロ
ールアセンブリは電圧源１１５および１１６によってバ
イアスがかけられる。直流電圧源１１６はトナー粒子の
背景への付着を抑制するために前記アセンブリと光導電
性ベルト１０との間で直流電界を制御する。供給ロール
と光導電性ベルト１０との間だけでなく供給ロールのコ
アと導電体４２との間に交流電界を印加するために交流
電圧源９８は供給ロール４０のコアに交流電圧を印加す
る。交流電圧９８および１１０はいずれかがゼロであっ
てもよいが、現像域でトナー雲が形成できるように他方
の電圧は非ゼロでなければならない。供給ロールと光導
電性ベルトとの間の現像域における特定のトナーおよび
隙間において、ベルト１０の光導電性面にきわめて近接
してトナー粉雲を位置づけるように交流電圧電源１１５
により供給ロール４０に印加される交流電圧の振幅およ
び周波数を選択することが可能であり、これによって微
細な線およびドットから構成される静電潜像を現像する
ことができる。ただし、ワイピングブラシ９６も装填域
９４において供給ロール４０と係合するものとする。こ
れによって装填域９４において磁気ローラ４６に印加さ
れる電気バイアスに相対して供給ロールには適当な電気
的バイアスがかかり、磁気ローラ４６の面上のキャリヤ
粒剤からトナー粒子を確実に引きつける。磁気ローラ４
６はほぼ一定の電荷を有する一定量のトナーを供給ロー
ル４０上に前進させる。これによって供給ローラ４０は
現像域においてほぼ一定の電荷を有する一定量のトナー
を確実に提供する。磁気ローラ４６表面に形成される現
像剤物質層の厚みを所要のレベルに維持するため計量ブ
レード８８が磁気ローラ４６に近接して配置されてい
る。磁気ローラ４６は非磁性筒状部材８６を備え、これ
はアルミニウムで製造されるのが好ましいとともにその
外部周面が粗面とされる。長い磁石８４が筒状部材の内
側に筒状部材から離間した状態で配置されている。前記
磁石は固着されている。筒状部材は矢印９２の方向へ回
転することで筒状部材に付着する現像剤物質を装填域９
４内へ前進させる。装填域９４では、トナー粒子が磁気
ローラ上のキャリヤ粒剤から供給ローラへ引きつけられ
る。オーガ８２および９０は現像剤物質を混合するとと
もに移送するために室７６内に回動自在に配設されてい
る。オーガは軸から螺旋状に外方へ伸長するブレードを
有する。前記ブレードは前記軸の長手方向軸線に対して
ほぼ平行な軸線方向へ現像剤物質を前進させるように設
計されている。なお、光導電性ベルト１０は、電気的に
接地された導電性基体１４に付着された光導電性表面１
２を備えている。
【０００７】連続的な静電潜像が現像されるにつれ、現
像剤物質中のトナー粒子が使い果たされる。トナー分配
器（図示せず）は供給用のトナー粒子を格納している。
前記トナー分配器はハウジング４４の室７６と連通して
いる。現像剤物質中のトナー粒子の濃度が低くなると、
トナー分配器から新しいトナー粒子が室内の現像剤物質
へ供給される。ハウジングの室およびオーガが新しいト
ナー粒子と残存している現像剤物質とを混合するので、
できあがった現像剤物質はトナー粒子が最適な濃度でほ
ぼ均質なものとなる。このようにして、トナー粒子は一
定の電荷を有すると同時に、ほぼ一定量のトナー粒子が
現像ハウジングの室内に存在する。現像剤ハウジングの
室内の現像剤物質は磁性があり、導電性があってもよ
い。一例として、キャリヤ粒剤は樹脂材料の非連続層で
被覆されたマグネタイト（磁鉄鉱）の薄層を有する強磁
性コアを有する。トナー粒子は色原体（クロモゲン）ブ
ラック等の着色剤と混合されたビニルポリマー等の樹脂
材から作られる。現像剤物質は重量において約９５％乃
至約９９％のキャリヤと５％乃至約１％のトナーから構
成される。しかしながら、当業者であればその他のいか
なる適当な現像剤物質でも利用可能であることが理解で
きるものとする。
【０００８】次に図２によれば、供給ローラ４０の部分
的な正面断面図が図示される。図示されているように、
供給ローラ４０は外周面にほぼ均等に離間された溝７８
を有するスリーブ７４を備える。溝７８は供給ローラ４
０の長手方向軸線に対してほぼ平行な方向に伸長する。
スリーブ７４はアルミニウム等の導電材料で製造されて
いる。通常、溝７８は幅５０乃至１５０ミクロンであ
り、深さ約１００ミクロンである。隣接する溝間の距離
は約１５０ミクロンである。誘電体下塗り層８０がスリ
ーブ７４の外周面へ塗布される。誘電体コーティング８
０は溝７８の内面を覆うことができる。さらに、図２に
図示されるように誘電体コーティング８０はスリーブ７
４の周面上の隣接する溝の間の領域を覆うか、または導
電体の間に誘電体コーティングがなくてもよい。誘電体
下塗り層は全体の厚さが約２５乃至約７５ミクロンの陽
極酸化アルミニウムまたはポリマーでよく、スプレー、
液浸、粉スプレー、流動床またはその他の適当な技術に
よって導電性スリーブ７４上に直接塗布される。誘電体
コーティングも炎吹きつけ塗装被覆されたさまざまな酸
化物、セラミクス等の無機物でもよい。通常、代表的な
ものとしてポリウレタン、ポリエステル、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリアリールエー
テル、ポリブタジエン、ポリスルホン、ポリイミド、ポ
リアミド、フェノキシ、フェノール（pheoxlics ）があ
る。溝７８内の誘電体コーティング８０の上に導電性材
料が付着される。導電性材料は導電体４２を形成する。
導電体４２は約１０-3オーム・センチの導電率を有す
る。適切な導電材料は銀導電性のエポキシまたは塗料で
ある。絶縁された導電体が構成されるように導電性材料
を環状メニスカスコーティング機または他の適切な方法
によって溝に塗布することができる。導電体４２と装填
域９４において磁気ローラ４６から外方へ伸長する導電
性及び磁性現像剤物質のブラシとの間の電気短絡を防ぐ
ために電荷緩和層（charge relaxable layer）１２０が
供給ロール４０の全周面上に被覆される。電荷緩和層１
２０の導電率は導電体４２に比べて十分低く、電荷緩和
層１２０は導電体４２と導電性現像剤物質との短絡を防
ぐよう抵抗として機能するが、一方で電荷緩和層１２０
の導電率は数秒の時間で電荷の集積を消散させるに足る
ものでなければならず、しかもフリンジ電界がミリ秒程
度あるいはそれ以下でコーティングを貫通できる程度と
されなければならない。電荷緩和層の厚さは約５ミクロ
ンであれば好ましく、スプレーまたは液浸コーティング
により塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷機で用いられる現像剤ユニットを示す概略
正面図である。
【図２】電極線と一体とされた供給ロールを部分的に示
す断片的な正面断面図である。
【符号の説明】 ３８ 現像剤ユニット ４０ 供給ロール ４２ 伝導体 ４４ ハウジング ４６ 磁気ローラ ７６ 室 ７８ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム エイチ．ウェイマン アメリカ合衆国 14519 ニューヨーク 州 オンタリオ レイク ロード 1945 (72)発明者 ポール ジェイ．ブラック アメリカ合衆国 14617 ニューヨーク 州 ロチェスター オークベンド レー ン 15 (72)発明者 ジョセフ マミノ アメリカ合衆国 14526 ニューヨーク 州 ペンフィールド ベラ ドライブ 59 (56)参考文献 特開 平３−27072（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−92332（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−75470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 面上に記録された潜像を現像する装置で
    あって、 少なくとも中に供給用のトナーを格納する室を構成する
    ハウジングと、 前記面から離間されるとともに前記面に隣接する現像域
    へトナーを運ぶ移動供給部材と、前記ハウジングの前記室から前記供給部材に隣接する装
    填域にトナーを前進させる前進手段と、 前記供給部材と一体とされて前記供給部材と共に移動す
    る電極部材と、 前記前進手段から前記供給部材へトナーを前進させるよ
    う、前記装填域において前記電極と前記前進手段とを相
    対的に電気的にバイアスし、且つ、 トナーに前記潜像を
    現像させるためにトナーを前記供給部材から引き離すよ
    うに前記現像域において前記電極と前記面とを電気的に
    バイアスして前記電極部材と前記面との間の空間にトナ
    ー雲を形成する前記バイアス手段と、よりなる現像装
    置。
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