JP3392940B2 - 表面に記録された潜像を現像するための装置 - Google Patents
表面に記録された潜像を現像するための装置Info
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- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
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- G03G2215/0651—Electrodes in donor member surface
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、概略的には電子写真式
印刷機に関するものであり、より詳細には、電極ワイヤ
が一体化されたドナー・ロールを有する、改良形スカベ
ンジレス現像システムに関するものである。
印刷機に関するものであり、より詳細には、電極ワイヤ
が一体化されたドナー・ロールを有する、改良形スカベ
ンジレス現像システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第３，２５７，２２４号明細書
は、現像剤ローラがトナーと磁性キャリアの両方を輸送
する、静電像を現像するための装置を開示している。そ
のロールは、電流が間欠的に供給される巻線をもつ回転
子プレートと、絶縁プラスチック材料の外カバーからな
る。ローラの中の電磁巻線の目的は、トナー溜(sump)か
らローラの表面へ現像剤を吸着させるものである。電磁
気は、その表面の所定の部分が現像ゾーンから出た後、
ローラを清掃するため、および現像剤をリサイクルする
ためにのみ、カットオフされる。
は、現像剤ローラがトナーと磁性キャリアの両方を輸送
する、静電像を現像するための装置を開示している。そ
のロールは、電流が間欠的に供給される巻線をもつ回転
子プレートと、絶縁プラスチック材料の外カバーからな
る。ローラの中の電磁巻線の目的は、トナー溜(sump)か
らローラの表面へ現像剤を吸着させるものである。電磁
気は、その表面の所定の部分が現像ゾーンから出た後、
ローラを清掃するため、および現像剤をリサイクルする
ためにのみ、カットオフされる。
【０００３】本願と同じ譲受人に譲渡された米国特許第
５，１７２，１７０号明細書は、長手方向に配設された
一組の電極が、回転するドナー・ロール上に設けられて
いる“スカベンジレス”現像ユニットを開示している。
掃引(wiping)ブラシが、現像ゾーンにおいてこれらの電
極を付勢するための整流子として用いられている。電極
が付勢されたとき、電極の近くのトナーはドナー・ロー
ルから跳び上がり、トナー粉の雲を形成して、潜像を現
像するのに使用されるようになる。このシステムにおい
て指摘されてきた現実的な一つの問題は、有効な速度及
び電圧レベルにおいて、ロールが回転する際、繰り返し
接触したり分離したりする整流子ブラシと電極との間の
接触部において重大なアークが発生することである。こ
のアークは、ドナー・ロールを損傷させる第１の要因で
あり、実用的でない短期間のうちに、交換ないし修理が
必要となる。
５，１７２，１７０号明細書は、長手方向に配設された
一組の電極が、回転するドナー・ロール上に設けられて
いる“スカベンジレス”現像ユニットを開示している。
掃引(wiping)ブラシが、現像ゾーンにおいてこれらの電
極を付勢するための整流子として用いられている。電極
が付勢されたとき、電極の近くのトナーはドナー・ロー
ルから跳び上がり、トナー粉の雲を形成して、潜像を現
像するのに使用されるようになる。このシステムにおい
て指摘されてきた現実的な一つの問題は、有効な速度及
び電圧レベルにおいて、ロールが回転する際、繰り返し
接触したり分離したりする整流子ブラシと電極との間の
接触部において重大なアークが発生することである。こ
のアークは、ドナー・ロールを損傷させる第１の要因で
あり、実用的でない短期間のうちに、交換ないし修理が
必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
アーク発生およびそれによる影響を減じる、“電極ドナ
ー・ロール”のようなスカベンジレス現像システムを提
供することにある。
アーク発生およびそれによる影響を減じる、“電極ドナ
ー・ロール”のようなスカベンジレス現像システムを提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の態様の１つによ
れば、表面に記録された潜像を現像するための装置が設
けられている。ハウジングは、少なくともある供給量の
トナーの貯蔵室を形成している。ハウジングは、表面か
ら間隔をあけて配置され、ハウジングの貯蔵室から表面
に隣接した現像ゾーンにトナーを移送するようになって
いる、移動ドナー・ロールを支持している。複数の電極
が、ドナー・ロールの縦方向に配置されている。ドナー
・ロールの円周の一部に沿って、サブセットをなす電極
と接触し、サブセットをなす電極に電気的バイアスをか
けて、ドナー・ロールからトナーを分離し、現像ゾーン
に雲状のトナーを形成して、トナーによって、潜像が現
像されるようにする、整流子のブラシが設けられてい
る。例えば、整流子のブラシのファイバに、予め定めら
れた抵抗率を付与するか、あるいは、ドナー・ロールに
抵抗性コーティングを施すことによって、整流子のブラ
シと電極の界面に、予め定められた抵抗が生じる。
れば、表面に記録された潜像を現像するための装置が設
けられている。ハウジングは、少なくともある供給量の
トナーの貯蔵室を形成している。ハウジングは、表面か
ら間隔をあけて配置され、ハウジングの貯蔵室から表面
に隣接した現像ゾーンにトナーを移送するようになって
いる、移動ドナー・ロールを支持している。複数の電極
が、ドナー・ロールの縦方向に配置されている。ドナー
・ロールの円周の一部に沿って、サブセットをなす電極
と接触し、サブセットをなす電極に電気的バイアスをか
けて、ドナー・ロールからトナーを分離し、現像ゾーン
に雲状のトナーを形成して、トナーによって、潜像が現
像されるようにする、整流子のブラシが設けられてい
る。例えば、整流子のブラシのファイバに、予め定めら
れた抵抗率を付与するか、あるいは、ドナー・ロールに
抵抗性コーティングを施すことによって、整流子のブラ
シと電極の界面に、予め定められた抵抗が生じる。
【０００６】
【実施例】図１を参照すると、現像装置３８がより詳細
に示されている。そこに示すように、現像装置３８に
は、ある供給量の現像剤の貯蔵室７６を形成するハウジ
ング４４が設けられている。ドナー・ロール４０は、円
周まわりの表面のグルーブ内に配置された導電体４２を
有している。導電体は、互いにほぼ等しい間隔をあけて
配置されており、導電性のドナー・ロール４０の本体か
ら絶縁されている。ドナー・ロール４０は、矢印６８の
方向に回転する。現像装置のハウジング４４の貯蔵室７
６には、磁気ローラ４６も設けられている。磁気ローラ
４６は、図示のように、矢印９２の方向に回転する。磁
気ロール４６からドナー・ロール４０の表面へのトナー
のローディングを実施するため、磁気ローラ４６及びド
ナー・ロール４０の一部は、必要に応じて、図示しない
手段によって、互いに、交流と直流の両方または一方に
よる電気的バイアスをかけることが可能である。こうし
た装置において可能性のある交流及び直流バイアス構成
の１つが、参考までに本書に組み込まれた米国特許第
５，１７２，１７０号明細書に示されている。電圧源１
０８及び１１０が、現像ゾーンにおいて、導電体４２に
電気的バイアスをかけ、交流電圧が重畳した直流電圧に
する。電圧源１０８及び１１０は、現像ゾーンにおい
て、ブラシ１１４をこすりつけるようにして、分離され
た電極４２と接触するが、これについては、詳細に後述
する。ドナー・ロール４０が、矢印６８の方向に回転す
るにつれて、順次電極４２が、前進して、現像ゾーン１
１２に入り、電圧源１０８及び１１０によって電気的バ
イアスが印加される。こうして、分離した電極とドナー
・ロールとの間に電圧差が生じ、ドナー・ロールからト
ナーが分離されて、トナー粉末が雲状になる。電圧１０
８は、トナーの電荷によって決まる最適バイアスにセッ
トすることができるが、通常は、ゼロにセットされる。
電極付きドナー・ロール・アセンブリには、電圧源１１
４及び１１６によってバイアスが印加される。
に示されている。そこに示すように、現像装置３８に
は、ある供給量の現像剤の貯蔵室７６を形成するハウジ
ング４４が設けられている。ドナー・ロール４０は、円
周まわりの表面のグルーブ内に配置された導電体４２を
有している。導電体は、互いにほぼ等しい間隔をあけて
配置されており、導電性のドナー・ロール４０の本体か
ら絶縁されている。ドナー・ロール４０は、矢印６８の
方向に回転する。現像装置のハウジング４４の貯蔵室７
６には、磁気ローラ４６も設けられている。磁気ローラ
４６は、図示のように、矢印９２の方向に回転する。磁
気ロール４６からドナー・ロール４０の表面へのトナー
のローディングを実施するため、磁気ローラ４６及びド
ナー・ロール４０の一部は、必要に応じて、図示しない
手段によって、互いに、交流と直流の両方または一方に
よる電気的バイアスをかけることが可能である。こうし
た装置において可能性のある交流及び直流バイアス構成
の１つが、参考までに本書に組み込まれた米国特許第
５，１７２，１７０号明細書に示されている。電圧源１
０８及び１１０が、現像ゾーンにおいて、導電体４２に
電気的バイアスをかけ、交流電圧が重畳した直流電圧に
する。電圧源１０８及び１１０は、現像ゾーンにおい
て、ブラシ１１４をこすりつけるようにして、分離され
た電極４２と接触するが、これについては、詳細に後述
する。ドナー・ロール４０が、矢印６８の方向に回転す
るにつれて、順次電極４２が、前進して、現像ゾーン１
１２に入り、電圧源１０８及び１１０によって電気的バ
イアスが印加される。こうして、分離した電極とドナー
・ロールとの間に電圧差が生じ、ドナー・ロールからト
ナーが分離されて、トナー粉末が雲状になる。電圧１０
８は、トナーの電荷によって決まる最適バイアスにセッ
トすることができるが、通常は、ゼロにセットされる。
電極付きドナー・ロール・アセンブリには、電圧源１１
４及び１１６によってバイアスが印加される。
【０００７】磁気ローラ４６は、ほぼ一定の電荷を備え
た一定量のトナーをドナー・ロール４０に送り込む。こ
れによって、ドナー・ロール４０は、ほぼ一定の電荷を
備えた一定量のトナーを確実に現像ゾーンに供給するこ
とになる。磁気ローラ４６上に現像剤を圧縮して堆積さ
せた高さを所望のレベルに維持するため、磁気ローラ４
６にすぐ隣接して、調量ブレード８８が配置されてい
る。磁気ローラ４６には、好適にはアルミニウムで製造
された、粗い外周表面を備えた非磁性環状部材８６が含
まれている。細長い磁石８４が、環状部材の内部におい
て、それから間隔をあけて配置されている。磁石は、固
定して取り付けられている。環状部材は、矢印９２の方
向に回転し、それに付着した現像剤をローディング・ゾ
ーン９４に送り込む。ローディング・ゾーン９４におい
て、トナー粒子は、磁気ローラのキャリヤ細粒からドナ
ー・ロールに吸引される。現像剤を混合し、移送するた
め、貯蔵室７６には、オーガ８２及び９０が、回転可能
に取り付けられている。オーガは、シャフトから外側に
らせん状に延びるブレードを備えている。ブレードは、
シャフトの縦軸とほぼ平行な方向に、現像剤を送るよう
に設計されている。
た一定量のトナーをドナー・ロール４０に送り込む。こ
れによって、ドナー・ロール４０は、ほぼ一定の電荷を
備えた一定量のトナーを確実に現像ゾーンに供給するこ
とになる。磁気ローラ４６上に現像剤を圧縮して堆積さ
せた高さを所望のレベルに維持するため、磁気ローラ４
６にすぐ隣接して、調量ブレード８８が配置されてい
る。磁気ローラ４６には、好適にはアルミニウムで製造
された、粗い外周表面を備えた非磁性環状部材８６が含
まれている。細長い磁石８４が、環状部材の内部におい
て、それから間隔をあけて配置されている。磁石は、固
定して取り付けられている。環状部材は、矢印９２の方
向に回転し、それに付着した現像剤をローディング・ゾ
ーン９４に送り込む。ローディング・ゾーン９４におい
て、トナー粒子は、磁気ローラのキャリヤ細粒からドナ
ー・ロールに吸引される。現像剤を混合し、移送するた
め、貯蔵室７６には、オーガ８２及び９０が、回転可能
に取り付けられている。オーガは、シャフトから外側に
らせん状に延びるブレードを備えている。ブレードは、
シャフトの縦軸とほぼ平行な方向に、現像剤を送るよう
に設計されている。
【０００８】掃引(wiping)ブラシ１１４をさらに詳細に
見ると、ブラシ１１４には、ドナー・ロール４２の円周
の一部に接触する複数のフィラメントが含まれており、
ベルト１０の表面１２に隣接した現像ゾーンの電極ワイ
ヤ４２が、交流電源及び直流電源によって、所望に応じ
て付勢可能になっていることがわかる。従って、ブラシ
は、現像ゾーンにおいて該電極４２を付勢する働きをす
るだけである。電極４２に対するこの交流及び直流バイ
アスによって、ドナー・ロールの表面にローディングさ
れたトナーが、ドナー・ロールの表面から飛び出して、
粉末の雲を形成し、粉末の雲をなすトナーの一部が、ベ
ルト１０の表面１２に付着して、静電潜像が現像され
る。
見ると、ブラシ１１４には、ドナー・ロール４２の円周
の一部に接触する複数のフィラメントが含まれており、
ベルト１０の表面１２に隣接した現像ゾーンの電極ワイ
ヤ４２が、交流電源及び直流電源によって、所望に応じ
て付勢可能になっていることがわかる。従って、ブラシ
は、現像ゾーンにおいて該電極４２を付勢する働きをす
るだけである。電極４２に対するこの交流及び直流バイ
アスによって、ドナー・ロールの表面にローディングさ
れたトナーが、ドナー・ロールの表面から飛び出して、
粉末の雲を形成し、粉末の雲をなすトナーの一部が、ベ
ルト１０の表面１２に付着して、静電潜像が現像され
る。
【０００９】分離されたドナー・ロール４０及びブラシ
１１４を示す図２を参照すると明らかなように、ブラシ
１１４は、ドナー・ロール４０の一方の端に、できれ
ば、ベルト１０のイメージ形成領域に対応する、ドナー
・ロール４０の全長にわたって間隔をあけた位置に配置
される。図２において明らかなように、ブラシ１１４の
フィラメントは、ドナー・ロール４０の一方の端におい
て電極４２と接触するが、もちろん、この１つのポイン
トにおけるフィラメントによる接触によって、接触した
電極４２は、その全長にわたって付勢されることにな
る。
１１４を示す図２を参照すると明らかなように、ブラシ
１１４は、ドナー・ロール４０の一方の端に、できれ
ば、ベルト１０のイメージ形成領域に対応する、ドナー
・ロール４０の全長にわたって間隔をあけた位置に配置
される。図２において明らかなように、ブラシ１１４の
フィラメントは、ドナー・ロール４０の一方の端におい
て電極４２と接触するが、もちろん、この１つのポイン
トにおけるフィラメントによる接触によって、接触した
電極４２は、その全長にわたって付勢されることにな
る。
【００１０】図２に示す本発明の実施例の場合、電極４
２と互いにかみ合った(interdigitated)、４３で示すよ
うな１組の受動電極も設けられている。電極４２と同
様、受動電極４３は、ドナー・ロール４０に沿って縦方
向に配置されているが、図２において明らかなように、
ブラシ１１４のフィラメントと接触可能な、ドナー・ロ
ール４０の端まで延びていない。ブラシ１１４と接触す
る代わりに、受動電極４３は、バイアス源に接続されて
いる。受動電極４３にバイアスをかける可能性のある方
法の１つは、ドナー・ロール４０に、その軸に受動電極
４３を接続する何らかの手段（図示せず）を設けること
である。
２と互いにかみ合った(interdigitated)、４３で示すよ
うな１組の受動電極も設けられている。電極４２と同
様、受動電極４３は、ドナー・ロール４０に沿って縦方
向に配置されているが、図２において明らかなように、
ブラシ１１４のフィラメントと接触可能な、ドナー・ロ
ール４０の端まで延びていない。ブラシ１１４と接触す
る代わりに、受動電極４３は、バイアス源に接続されて
いる。受動電極４３にバイアスをかける可能性のある方
法の１つは、ドナー・ロール４０に、その軸に受動電極
４３を接続する何らかの手段（図示せず）を設けること
である。
【００１１】電極４２と互いにかみ合った受動電極の目
的は、実際に、ドナー・ロール４０の円周に沿って、一
連の接合接触コンデンサを形成することである。交互に
なった電極４２と受動電極４３は、間隔をあけ、背面合
わせになった、直列コンデンサ・プレートを形成する。
これらのコンデンサに関連した電界を利用することによ
って、電極４２に付勢すると、現像ゾーンにおけるドナ
ー・ロール４０表面のトナー粒子が所望の粉末の雲を形
成する。
的は、実際に、ドナー・ロール４０の円周に沿って、一
連の接合接触コンデンサを形成することである。交互に
なった電極４２と受動電極４３は、間隔をあけ、背面合
わせになった、直列コンデンサ・プレートを形成する。
これらのコンデンサに関連した電界を利用することによ
って、電極４２に付勢すると、現像ゾーンにおけるドナ
ー・ロール４０表面のトナー粒子が所望の粉末の雲を形
成する。
【００１２】図２に示す設計の電極付きドナー・ロール
に関して観測された実際上の問題の１つは、ドナー・ロ
ール４０の回転につれて、順次電極４２をブラシ１１４
に接続したり、切断したりする際に生じる、ブラシの
「前」縁と「後」縁における望ましくないアークであ
る。ブラシ１１４から電極４２に送られる典型的な交流
バイアス電圧は、ピークにおいて１，４００ボルト（す
なわち、ピーク・トゥー・ピークで２，８００ボルトで
ある。）、電流は、かなり低くなる可能性があるが、高
電位によって、アークが生じ、それに連係して、問題と
なるスパーク、熱、及び、その他の現象が発生し、この
結果、電極４２を損傷して、費用のかさむ修理の問題を
引き起こすという、重大な悪影響が生じる。
に関して観測された実際上の問題の１つは、ドナー・ロ
ール４０の回転につれて、順次電極４２をブラシ１１４
に接続したり、切断したりする際に生じる、ブラシの
「前」縁と「後」縁における望ましくないアークであ
る。ブラシ１１４から電極４２に送られる典型的な交流
バイアス電圧は、ピークにおいて１，４００ボルト（す
なわち、ピーク・トゥー・ピークで２，８００ボルトで
ある。）、電流は、かなり低くなる可能性があるが、高
電位によって、アークが生じ、それに連係して、問題と
なるスパーク、熱、及び、その他の現象が発生し、この
結果、電極４２を損傷して、費用のかさむ修理の問題を
引き起こすという、重大な悪影響が生じる。
【００１３】掃引ブラシ１１４と電極４２の間における
破壊的なアークの発生を最小限に抑えるには、ブラシ１
１４と電極４２の界面にかなりの抵抗を組み込むことが
望ましい。この抵抗とドナー・ロール４０の円周に沿っ
た一連のコンデンサとの組み合わせによって、掃引ブラ
シ１１４に対する配線に抵抗を追加するだけでは、有効
に働かないが、事実上、１組のＲＣ回路が形成されるこ
とになり、アークが発生する、ブラシと電極の界面にこ
の抵抗を設けるのが、極めて重要であることが明らかに
なった。この所望の重要な抵抗を設ける方法の１つは、
ブラシ１１４自体のフィラメントに予め定められた抵抗
を付与することである。各電極４２または４３が、ドナ
ー４０に沿って約０．１ｍｍの幅を備え、その印加電圧
が交流１，４００ボルトまでである、ドナー・ロールの
場合、ブラシのフィラメントは、有効電極接触抵抗が、
合計で、１〜１００ＫΩになるのが望ましいが、考えら
れる限りでは、抵抗は、１ＭΩもの大きさにすることが
可能である。この所望の抵抗と他の所望の特性を組み合
わせるために有用であることが分かった材料の１つが、
市販されている、各繊維毎の抵抗が、およそ５×１０9
Ω／ｃｍ程度である、７ミクロンの炭素繊維で作られた
ブラシである。
破壊的なアークの発生を最小限に抑えるには、ブラシ１
１４と電極４２の界面にかなりの抵抗を組み込むことが
望ましい。この抵抗とドナー・ロール４０の円周に沿っ
た一連のコンデンサとの組み合わせによって、掃引ブラ
シ１１４に対する配線に抵抗を追加するだけでは、有効
に働かないが、事実上、１組のＲＣ回路が形成されるこ
とになり、アークが発生する、ブラシと電極の界面にこ
の抵抗を設けるのが、極めて重要であることが明らかに
なった。この所望の重要な抵抗を設ける方法の１つは、
ブラシ１１４自体のフィラメントに予め定められた抵抗
を付与することである。各電極４２または４３が、ドナ
ー４０に沿って約０．１ｍｍの幅を備え、その印加電圧
が交流１，４００ボルトまでである、ドナー・ロールの
場合、ブラシのフィラメントは、有効電極接触抵抗が、
合計で、１〜１００ＫΩになるのが望ましいが、考えら
れる限りでは、抵抗は、１ＭΩもの大きさにすることが
可能である。この所望の抵抗と他の所望の特性を組み合
わせるために有用であることが分かった材料の１つが、
市販されている、各繊維毎の抵抗が、およそ５×１０9
Ω／ｃｍ程度である、７ミクロンの炭素繊維で作られた
ブラシである。
【００１４】図３には、より単純な設計の電極付きドナ
ー・ロールに対する本発明の概念の適合が示されてい
る、すなわち、ドナー・ロール４０表面における電極
は、全て、ブラシ１１４に接続可能である、すなわち、
図３の実施例の場合、図２の実施例のように、互いにか
み合った受動電極は存在しない。図４は、電極付きドナ
ー・ロール４０及びブラシ１１４によって形成される回
路要素を表した概略図である。電極付きドナーのこうし
た実施例の場合、電極４２とドナー・ロール４０の導電
性コアとの間には、誘電体（図示せず）が設けられ、こ
の結果、ドナー・ロール４０の表面に配置された全ての
電極が、コアに関して１組のコンデンサを形成すること
になる。従って、コアの表面は、ドナー・ロールまわり
の全電極のための共通のコンデンサ・プレートとなる
が、もちろん、付勢されて、実際に、トナーの雲を発生
する働きをするのは、ある瞬間にブラシ１１４と接触し
ている電極だけである。
ー・ロールに対する本発明の概念の適合が示されてい
る、すなわち、ドナー・ロール４０表面における電極
は、全て、ブラシ１１４に接続可能である、すなわち、
図３の実施例の場合、図２の実施例のように、互いにか
み合った受動電極は存在しない。図４は、電極付きドナ
ー・ロール４０及びブラシ１１４によって形成される回
路要素を表した概略図である。電極付きドナーのこうし
た実施例の場合、電極４２とドナー・ロール４０の導電
性コアとの間には、誘電体（図示せず）が設けられ、こ
の結果、ドナー・ロール４０の表面に配置された全ての
電極が、コアに関して１組のコンデンサを形成すること
になる。従って、コアの表面は、ドナー・ロールまわり
の全電極のための共通のコンデンサ・プレートとなる
が、もちろん、付勢されて、実際に、トナーの雲を発生
する働きをするのは、ある瞬間にブラシ１１４と接触し
ている電極だけである。
【００１５】本発明のこの実施例の場合、アークを阻止
するための所望の抵抗は、ブラシ１１４に予め定められ
た抵抗率のフィラメントを設けることによってだけでは
なく、薄い抵抗性コーティングを施したブラシ１１４と
接触するドナー・ロール４０の一部を積層し、ブラシと
特定の電極との間の界面に、抵抗が追加されるようにす
ることによっても、設けることが可能である。図３に
は、抵抗性コーティングが、ブラシ１１４の経路に対応
するバンド１００として示されている。こうした抵抗性
コーティングが用いられる場合、ブラシ１１４と特定の
電極４２との間における抵抗が比較的大きいだけでな
く、等しく重要なことには、ある瞬間にブラシと接触し
ている電極４２と、まだブラシと接触していない、隣接
する電極４２との間にも、抵抗が設けられる。図４の概
略図を参照すると、バンド１００は、整流子のブラシ１
１４と、ドナー・ロール４０に関してコンデンサを形成
する各電極４２の間に、有効に抵抗を生じさせ、また、
各電極４２間にも一連の抵抗を生じさせる。バンド１０
０によってブラシ１１４と電極４２の間に生じる抵抗
は、１〜１００ＫΩの範囲であるが、考えられる限りで
は、抵抗は、１ＭΩもの大きさにすることが可能であ
る。
するための所望の抵抗は、ブラシ１１４に予め定められ
た抵抗率のフィラメントを設けることによってだけでは
なく、薄い抵抗性コーティングを施したブラシ１１４と
接触するドナー・ロール４０の一部を積層し、ブラシと
特定の電極との間の界面に、抵抗が追加されるようにす
ることによっても、設けることが可能である。図３に
は、抵抗性コーティングが、ブラシ１１４の経路に対応
するバンド１００として示されている。こうした抵抗性
コーティングが用いられる場合、ブラシ１１４と特定の
電極４２との間における抵抗が比較的大きいだけでな
く、等しく重要なことには、ある瞬間にブラシと接触し
ている電極４２と、まだブラシと接触していない、隣接
する電極４２との間にも、抵抗が設けられる。図４の概
略図を参照すると、バンド１００は、整流子のブラシ１
１４と、ドナー・ロール４０に関してコンデンサを形成
する各電極４２の間に、有効に抵抗を生じさせ、また、
各電極４２間にも一連の抵抗を生じさせる。バンド１０
０によってブラシ１１４と電極４２の間に生じる抵抗
は、１〜１００ＫΩの範囲であるが、考えられる限りで
は、抵抗は、１ＭΩもの大きさにすることが可能であ
る。
【００１６】実施例の１つでは、抵抗性コーティングの
厚さが５ミクロンで、幅が５ｍｍの場合、電極の幅が
０．１ｍｍで、電極間の間隔が０．２ｍｍであると仮定
すると、ブラシのすぐ下に位置しない隣接した電極は、
抵抗性コーティングの連続した性質のため、ブラシのす
ぐ下に位置する電極に比較して、抵抗性コーティングの
アスペクト比により、交流バイアス電源に対する直列抵
抗が８倍になる。図４の概略図に関して、各抵抗１０２
は、各抵抗１０１の８倍になる。従って、ブラシと電極
の間に所望の分散の抵抗が生じるだけでなく、隣接する
電極間にも抵抗が生じるので、ブラシとの接触領域に近
づく（または該領域から出る）際、電極に印加される電
圧が漸増（または漸減）し、この結果、ドナー・ロール
４０が回転する際に、ブラシとロールの界面に生じるア
ークが阻止されるか、または、減少することになる。さ
らに、こうした抵抗性コーティングを利用する場合、ブ
ラシ１１４自体は、必ずしも抵抗性であるとは限らな
い。従って、抵抗性コーティングに関して、導電性ブラ
シを利用することも可能である。
厚さが５ミクロンで、幅が５ｍｍの場合、電極の幅が
０．１ｍｍで、電極間の間隔が０．２ｍｍであると仮定
すると、ブラシのすぐ下に位置しない隣接した電極は、
抵抗性コーティングの連続した性質のため、ブラシのす
ぐ下に位置する電極に比較して、抵抗性コーティングの
アスペクト比により、交流バイアス電源に対する直列抵
抗が８倍になる。図４の概略図に関して、各抵抗１０２
は、各抵抗１０１の８倍になる。従って、ブラシと電極
の間に所望の分散の抵抗が生じるだけでなく、隣接する
電極間にも抵抗が生じるので、ブラシとの接触領域に近
づく（または該領域から出る）際、電極に印加される電
圧が漸増（または漸減）し、この結果、ドナー・ロール
４０が回転する際に、ブラシとロールの界面に生じるア
ークが阻止されるか、または、減少することになる。さ
らに、こうした抵抗性コーティングを利用する場合、ブ
ラシ１１４自体は、必ずしも抵抗性であるとは限らな
い。従って、抵抗性コーティングに関して、導電性ブラ
シを利用することも可能である。
【００１７】本発明の望ましい実施例の場合、４５で示
すドナー・ロールの外側コーティングは、それに関連し
た予め定められた電気抵抗を備えているが、電界に対し
ては透過性の物質が望ましい。コーティング４４の下の
電極が付勢される場合、この特性の組み合わせが、トナ
ー粒子の所望の作用を得る上で有効であることが分かっ
ている。図３の実施例において、バンド１００の抵抗を
所望の大きさにするためには、例えば、コーティングに
おける導電性材料の量を増すことによって、バンドの組
成を修正することが可能である。
すドナー・ロールの外側コーティングは、それに関連し
た予め定められた電気抵抗を備えているが、電界に対し
ては透過性の物質が望ましい。コーティング４４の下の
電極が付勢される場合、この特性の組み合わせが、トナ
ー粒子の所望の作用を得る上で有効であることが分かっ
ている。図３の実施例において、バンド１００の抵抗を
所望の大きさにするためには、例えば、コーティングに
おける導電性材料の量を増すことによって、バンドの組
成を修正することが可能である。
【００１８】整流子に追加される抵抗の働きに関する重
要な点は、抵抗を追加すると、ブラシに印加される電圧
と各電極に生じる電圧との間における差が増大すること
になり易いということである。一般に、ブラシと電極４
２の間の直列抵抗が、直列抵抗Ｒと解釈することがで
き、２つの隣接する電極４２及び４３（図２）によっ
て、あるいは、電極４２とドナー・ロール４０の共通バ
イアス部分（図３）によって生じる事実上のコンデンサ
が、キャパシタンスＣであると解釈することができる場
合、特定の交流周波数ωに関する電極電圧対ブラシ電圧
の比は、よく知られているＲＣフィルタ式によって得ら
れる： Ｖelectrode ／Ｖbrush ＝１／（１＋ω2 Ｒ2 Ｃ2 ）
1/2
要な点は、抵抗を追加すると、ブラシに印加される電圧
と各電極に生じる電圧との間における差が増大すること
になり易いということである。一般に、ブラシと電極４
２の間の直列抵抗が、直列抵抗Ｒと解釈することがで
き、２つの隣接する電極４２及び４３（図２）によっ
て、あるいは、電極４２とドナー・ロール４０の共通バ
イアス部分（図３）によって生じる事実上のコンデンサ
が、キャパシタンスＣであると解釈することができる場
合、特定の交流周波数ωに関する電極電圧対ブラシ電圧
の比は、よく知られているＲＣフィルタ式によって得ら
れる： Ｖelectrode ／Ｖbrush ＝１／（１＋ω2 Ｒ2 Ｃ2 ）
1/2
【００１９】従って、抵抗Ｒが小さくなると、ある瞬間
においてブラシ１１４と接触している電極４２と、その
瞬間においてブラシに接触していない、隣接する電極４
３との間の電圧差は減少する。隣接する電極間における
この電圧差の減少によって、アークの確率が低下する。
しかし、例えば、図３の実施例におけるバンド１００の
抵抗が小さくなりすぎると、ロールまわりにおける電極
４２間に短絡が生じ、従って、所望の整流機能がうまく
働かなくなるので、抵抗をあまりにも小さくするのには
制限がある。十分な抵抗性のファイバに付随するもう１
つの利点は、用いられている掃引ブラシ１１４から、破
損によってファイバが取れてしまった場合、はずれたフ
ァイバは、比較的抵抗が大きいので、現像装置の近くに
ある他の電気コンポーネントとの短絡を生じる可能性が
低いということである。
においてブラシ１１４と接触している電極４２と、その
瞬間においてブラシに接触していない、隣接する電極４
３との間の電圧差は減少する。隣接する電極間における
この電圧差の減少によって、アークの確率が低下する。
しかし、例えば、図３の実施例におけるバンド１００の
抵抗が小さくなりすぎると、ロールまわりにおける電極
４２間に短絡が生じ、従って、所望の整流機能がうまく
働かなくなるので、抵抗をあまりにも小さくするのには
制限がある。十分な抵抗性のファイバに付随するもう１
つの利点は、用いられている掃引ブラシ１１４から、破
損によってファイバが取れてしまった場合、はずれたフ
ァイバは、比較的抵抗が大きいので、現像装置の近くに
ある他の電気コンポーネントとの短絡を生じる可能性が
低いということである。
【００２０】図５には、図２の実施例、あるいは、図３
の実施例に関連して利用可能な、ブラシ１１４の代替実
施例が示されている。この修正されたブラシ１１４に
は、ドナー・ロール４０の円周に沿ったそれぞれの側に
おいて、境界フィラメント１２４及び１２６の一部によ
って境界が形成される、フィラメントの中央部分１２０
を含むことが可能である。境界部分１２４、１２６のフ
ィラメントは、中央部分１２０におけるフィラメントよ
りも抵抗率が大きい。このブラシの利点は、ブラシの下
を通る電極４２に対する電圧が漸増する、すなわち、抵
抗の大きい部分１２６によって、移動電極４２に対する
バイアスが、中央部分１２０において被る高電圧まで漸
増し、次に、電極４２がセクション１２４を通って、現
像ゾーンを去るにつれて、もう１度、ゼロ電圧まで漸減
することが可能になるという点にある。この結果、特定
の電極における比較的漸進的な電圧の変化が、ブラシ１
１４の前縁及び後縁に沿って生じるアークの減少に有効
になる。
の実施例に関連して利用可能な、ブラシ１１４の代替実
施例が示されている。この修正されたブラシ１１４に
は、ドナー・ロール４０の円周に沿ったそれぞれの側に
おいて、境界フィラメント１２４及び１２６の一部によ
って境界が形成される、フィラメントの中央部分１２０
を含むことが可能である。境界部分１２４、１２６のフ
ィラメントは、中央部分１２０におけるフィラメントよ
りも抵抗率が大きい。このブラシの利点は、ブラシの下
を通る電極４２に対する電圧が漸増する、すなわち、抵
抗の大きい部分１２６によって、移動電極４２に対する
バイアスが、中央部分１２０において被る高電圧まで漸
増し、次に、電極４２がセクション１２４を通って、現
像ゾーンを去るにつれて、もう１度、ゼロ電圧まで漸減
することが可能になるという点にある。この結果、特定
の電極における比較的漸進的な電圧の変化が、ブラシ１
１４の前縁及び後縁に沿って生じるアークの減少に有効
になる。
【図１】 本発明の実施例の１つに基づく現像装置を示
す、概略正面図である。
す、概略正面図である。
【図２】 本発明の実施例の１つに基づく、セグメント
化された電極付きドナー・ロール及び整流子のブラシの
斜視図である。
化された電極付きドナー・ロール及び整流子のブラシの
斜視図である。
【図３】 本発明のもう１つの実施例に基づく、分離し
た、セグメント化された電極付きドナー・ロール及び整
流子のブラシの斜視図である。
た、セグメント化された電極付きドナー・ロール及び整
流子のブラシの斜視図である。
【図４】 整流子のブラシとドナー・ロールとの界面を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図５】 本発明のもう１つの実施例に基づく掃引ブラ
シの正面図である。
シの正面図である。
１０ ベルト、１２ 光導電面、１４ 導電基体、３８
現像装置、４０ ドナー・ロール、４２ 導電体、４
３ 受動電極、４４ ハウジング、４６ 磁気ローラ、
７６ 貯蔵室、８２ オーガ、８４ 磁石、８６ 非磁
性環状部材、８８調量ブレード、９０ オーガ、９４
ローディング・ゾーン、１００ バンド、１０１，１０
２ 抵抗、１０８，１１０ 電圧源、１１２ 現像ゾー
ン、１１４ 掃引ブラシ、１２０ 中央部分のフィラメ
ント、１２４，１２６ 境界部分のフィラメント
現像装置、４０ ドナー・ロール、４２ 導電体、４
３ 受動電極、４４ ハウジング、４６ 磁気ローラ、
７６ 貯蔵室、８２ オーガ、８４ 磁石、８６ 非磁
性環状部材、８８調量ブレード、９０ オーガ、９４
ローディング・ゾーン、１００ バンド、１０１，１０
２ 抵抗、１０８，１１０ 電圧源、１１２ 現像ゾー
ン、１１４ 掃引ブラシ、１２０ 中央部分のフィラメ
ント、１２４，１２６ 境界部分のフィラメント
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−56024（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−24264（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−57954（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−2159（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−100748（ＪＰ，Ｕ)
米国特許5172170（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 15/08
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくともある供給量のトナーの貯蔵室
を形成するハウジングと、表面から間隔をあけて配置さ
れ、ハウジングの貯蔵室から表面に隣接する現像ゾーン
にトナーを移送するように構成されている移動ドナー・
ロールと、ドナー・ロールに縦方向に配置された複数の
電極と、部分組をなす電極の一部と接触するように構成
され、予め定められた抵抗のファイバを備えたブラシが
設けられている、現像ゾーンに隣接したドナー・ロール
の円周の一部に沿って電極と接触する整流子とを含む、
表面に記録された潜像を現像するための装置であって、 前記ブラシは、ドナーロールの円周の一部に沿って順
に、予め定められた第１の抵抗のファイバを有する第１
の部分と、予め定められた第２の抵抗のファイバを有す
る第２の部分と、予め定められた第３の抵抗のファイバ
を有する第３の部分とを含み、前記第２の抵抗は、前記
第１および第３の抵抗よりも小さい、表面に記録された
潜像を現像するための装置。 - 【請求項２】 前記第１の複数の電極とドナー・ロール
上においてかみ合った第２の複数の電極をさらに含み、
該第２の複数の電極はブラシと接触しないように構成さ
れている、請求項１記載の表面に記録された潜像を現像
するための装置。 - 【請求項３】 少なくともある供給量のトナーの貯蔵室
を形成するハウジングと、表面から間隔をあけて配置さ
れ、ハウジングの貯蔵室から表面に隣接する現像ゾーン
にトナーを移送するように構成されている移動ドナー・
ロールと、ドナー・ロールに縦方向に配置された複数の
電極と、部分組をなす電極の一部と接触するように構成
されたブラシを含み、ドナー・ロールの円周の一部に沿
って電極と接触する整流子と、ブラシと電極の間に予め
定められた抵抗を形成するように構成された、前記ドナ
ー・ロールの表面に配設されたコーティングとを含む、
表面に記録された潜像を現像するための装置であって、 前記ブラシは、ドナーロールの円周の一部に沿って順
に、予め定められた第１の抵抗のファイバを有する第１
の部分と、予め定められた第２の抵抗のファイバを有す
る第２の部分と、予め定められた第３の抵抗のファイバ
を有する第３の部分とを含み、前記第２の抵抗は、前記
第１および第３の抵抗よりも小さい、表面 に記録された
潜像を現像するための装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/063,817 US5289240A (en) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | Scavengeless developer unit with electroded donor roll |
| US063817 | 1993-05-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06337592A JPH06337592A (ja) | 1994-12-06 |
| JP3392940B2 true JP3392940B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=22051695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09967094A Expired - Fee Related JP3392940B2 (ja) | 1993-05-20 | 1994-05-13 | 表面に記録された潜像を現像するための装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5289240A (ja) |
| JP (1) | JP3392940B2 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360940A (en) * | 1993-07-14 | 1994-11-01 | Xerox Corporation | Scavengeless two component development with an electroded development roll |
| US5422709A (en) * | 1993-09-17 | 1995-06-06 | Xerox Corporation | Electrode wire grid for developer unit |
| US5394225A (en) * | 1993-11-23 | 1995-02-28 | Xerox Corporation | Optical switching scheme for SCD donor roll bias |
| US5491538A (en) * | 1994-07-05 | 1996-02-13 | Xerox Corporation | Development apparatus having an adjustable width development nip |
| US5413807A (en) * | 1994-10-17 | 1995-05-09 | Xerox Corporation | Method of manufacturing a donor roll |
| US5515142A (en) * | 1994-11-15 | 1996-05-07 | Xerox Corporation | Donor rolls with spiral electrodes for commutation |
| US5523826A (en) * | 1995-01-18 | 1996-06-04 | Xerox Corporation | Developer units with residual toner removal to assist reloading |
| US5517287A (en) * | 1995-01-23 | 1996-05-14 | Xerox Corporation | Donor rolls with interconnected electrodes |
| US5613178A (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-18 | Xerox Corporation | Electroded donor roll |
| US5600418A (en) * | 1995-09-25 | 1997-02-04 | Xerox Corporation | Donor rolls with exterior commutation |
| US5589917A (en) * | 1995-09-25 | 1996-12-31 | Xerox Corporation | Donor rolls with magnetically coupled (Transformer) commutation |
| US5570169A (en) * | 1995-09-25 | 1996-10-29 | Xerox Corporation | Donor rolls with modular commutation |
| US5592271A (en) * | 1996-01-11 | 1997-01-07 | Xerox Corporation | Donor rolls with capacitively cushioned commutation |
| US5594534A (en) * | 1996-01-11 | 1997-01-14 | Xerox Corporation | Electroded doner roll structure incorporating resistive network |
| US5742872A (en) * | 1996-09-24 | 1998-04-21 | Xerox Corporation | High voltage commutating connector for a rotating segmented electrode donor roll |
| DE69825092T2 (de) * | 1997-03-28 | 2004-12-09 | Xerox Corp. | Entwicklungsrolle mit segmentierten Elektroden |
| US5745827A (en) * | 1997-03-31 | 1998-04-28 | Xerox Corporation | Bundled steel wire SED communicator secondary cores |
| US5835829A (en) * | 1997-05-12 | 1998-11-10 | Xerox Corporation | Single-ended symmetric resistive ring design for sed rolls |
| US5864734A (en) * | 1997-07-21 | 1999-01-26 | Xerox Corporation | Development system producing reduced airborne toner contamination |
| US5966575A (en) * | 1998-11-20 | 1999-10-12 | Xerox Corporation | Pneumatic spring for SED resistance brush commutator |
| US6289187B1 (en) | 1999-02-04 | 2001-09-11 | Xerox Corporation | Carbon fiber commutator brush for a toner developing device and method for making |
| US8155551B2 (en) * | 2009-06-26 | 2012-04-10 | Xerox Corporation | Power supply control method and apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL286833A (ja) * | 1961-12-27 | |||
| US4282303A (en) * | 1980-05-05 | 1981-08-04 | Xerox Corporation | Development method and apparatus |
| US4647179A (en) * | 1984-05-29 | 1987-03-03 | Xerox Corporation | Development apparatus |
| JPH0315875A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-24 | Minolta Camera Co Ltd | 現像装置 |
| US5172170A (en) * | 1992-03-13 | 1992-12-15 | Xerox Corporation | Electroded donor roll for a scavengeless developer unit |
-
1993
- 1993-05-20 US US08/063,817 patent/US5289240A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-05-13 JP JP09967094A patent/JP3392940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5289240A (en) | 1994-02-22 |
| JPH06337592A (ja) | 1994-12-06 |
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