JP3808523B2

JP3808523B2 - 電子写真印刷機

Info

Publication number: JP3808523B2
Application number: JP04552695A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．フォーキンスジェフェリー; エム．ブレイダニエル; ジェイ．フィオラヴァンティアレクサンダー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-08-16
Also published as: US5499084A; JPH07271140A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカラー印刷に係り、詳細には、印刷機の各サイクル中に選択された色を現像するための現像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ特許第４、４０３、８４８号及び同第４、８３３、５０３号には、マルチカラー電子写真印刷機が示されており、ここでは色分解潜像が光導電ベルト上で形成されて適切に着色したトナー粒子で現像される。その後、連続する色分解潜像が相互に重畳された位置合わせ状態で形成且つ現像される。このようにして、合成マルチカラー潜像は光導電ベルト上で形成され、その後、シートに転写される。シート上の合成画像はさらにそこに定着（フューズ）される。
【０００３】
アメリカ特許第４、８６８、６００号には、ドナーロールがトナーを付着される現像システムが示されている。ドナーロールと導電部材との間のギャップには、一対の電極ワイヤがドナーロールに対し近接離間状態で配置されている。ＡＣ電圧が電極ワイヤに印加されると、トナーはドナーロールから分離して、ギャップ内にトナー粉末雲を形成する。トナー粉末雲からのトナーは、光導電部材に記録される潜像に引き寄せられ、これを現像する。磁気ロールは、摩擦電気的に付着するトナー粒子を有するキャリヤをドナーロールに隣接する装填（ローディング）ゾーンに搬送する。ローディングゾーンにおいて、トナー粒子はキャリヤ粒剤からドナーロールへと引き寄せられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
異なる色分離がそれぞれ現像されると、連続する現像剤装置が続けて作動される。潜像の異なる色のトナー粒子を混合させることを防止するために、他の現像剤装置を非動作状態にすることが必要である。非動作状態の現像剤装置が潜像にトナー粒子を付着させる必要がないだけでなく、潜像からトナー粒子を取り除く必要もない。このように、非動作状態の現像剤装置は現像したり、潜像からトナー粒子を除去清掃する必要がない。したがって、本発明の目的は、非動作モードにある現像剤装置が潜像を現像したり、他の潜像からトナー粒子を引き寄せたりすることがないようにしてそれぞれ異なる色の現像剤物質で潜像を現像することのできる複数の現像剤装置を備えた電子写真印刷機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態によって、潜像が光導電部材上で現像されるタイプの電子写真印刷機が提供される。この電子写真印刷機は、それぞれが異なるカラー現像剤物質で潜像を現像するようにされた複数の現像剤装置を有し、前記複数の現像剤装置の一つは動作可能モードてあり、その他の現像剤装置は動作不能モードであり、前記複数の現像剤装置はそれぞれ、現像ゾーンへ現像剤物質を搬送するためのドナー部材、現像ゾーンに配置される電極、前記ドナー部材を電気バイアスするためのドナーバイアス手段、前記電極を電気バイアスして前記ドナー部材から現像剤物質を分離して潜像を現像するための電極バイアス手段、及びコントローラを備え、前記コントローラは、前記ドナーバイアス手段と前記電極バイアス手段に対応付けられて、動作可能モードでは、前記電極バイアス手段を電極現像電圧に、また前記ドナーバイアス手段をドナー現像電圧にそれぞれ設定するとともに、動作不能モードでは、前記電極バイアス手段を電極非現像電圧に、また前記ドナーバイアス手段をドナー非現像電圧にそれぞれ設定することを特徴とする。この印刷機の改良品は複数の現像剤装置（ユニット）を有し、各現像剤装置は異なる色の現像剤物質で潜像を現像するようになっている。これら複数の現像剤装置の一つは動作可能モードにあり、他の現像剤装置は動作不能モードにある。現像剤装置はそれぞれ、現像剤物質を搬送するのに適したドナー部材と電極を有する。このドナー部材を電気的にバイアスするためのドナーバイアス手段が提供されている。電極を電気的にバイアスする電極バイアス手段もある。コントローラはドナーバイアス手段と電極バイアス手段に対応付けられる。コントローラは動作可能モードでは、電極バイアス手段を電極現像電圧に、また、ドナーバイアス手段をドナー現像電圧にそれぞれ設定し、動作不能モードでは、電極バイアス手段を電極非現像電圧に、またドナーバイアス手段をドナー非現像電圧にそれぞれ設定する。
前記複数の現像ユニットのそれぞれは、さらに、前記ドナー部材へと現像剤物質を搬送するように構成された搬送部材と、前記搬送部材を電気バイアスするための搬送バイアス手段を備え、前記コントローラは前記搬送バイアス手段と関連付けられて、動作可能モードで前記搬送バイアス手段を搬送現像電圧に、また、動作不能モードで前記搬送バイアス手段を搬送非現像電圧に設定し、かつ、前記コントローラはドナー現像電圧と搬送現像電圧との差である第1の電位差と、ドナー非現像電圧と搬送非現像電圧との差である第２の電位差とが、互いに等しくなるよう設定する。
【０００６】
【実施例】
図１には、現像剤装置（ユニット）５６が詳細に示されている。現像剤装置５６は、現像剤物質を蓄えておくためのチャンバ１２を画定するハウジング１０を有する。ドナーロール１４、電極ワイヤ１６、及び磁気ロール１８はハウジング１０のチャンバに取り付けられる。ドナーロール１４は、ベルト３６の移動方向に対して「一致した」方向又は「反対の」方向のいずれかに回転可能とされる。図１では、ドナーロール１４は矢印２０の方向、即ち、反対方向に回転している。磁気ロール１８は矢印２２の方向、即ち、反対方向に回転している。ドナーロール１４は好ましくは陽極酸化アルミニウムから作られる。現像剤装置５６はまた、ベルト３６とドナーロール１４との間のスペースに配置される電極ワイヤ１６を備えている。一対の電極ワイヤ１６は、ドナーロール１４の長手方向軸に略平行な方向に延出している。電極ワイヤ１６は１本又は複数本の細いワイヤ（即ち、直径が５０乃至１００ミクロン）から作られ（例えば、ステンレス鋼又はタングステンから作られ）、ドナーロール１４から近接離間されている。ワイヤ１６とドナーロール１４との間の距離はほぼ２５ミクロン、もしくはドナーロール１４上のトナー層の厚さとほぼ同じである。ワイヤ１６はドナーロール１４上のトナーの厚さだけドナーロール１４から自己（自動）離間されている。ワイヤ１６の両端はドナーロール１４の回転を支持するエンドベアリングブロックの上部によって支持される。ワイヤ端は、ドナーロール１４構造体のトナー層を含む表面よりわずかに下方で且つ該表面に接するように取り付けられる。このようにワイヤ１６を取り付けることによって、ワイヤは自然離間によるロールの心振れに対して実質的に無感応であるとされる。
【０００７】
図１を続けて参照すると、交流電気バイアスはＡＣ電圧源２４によって電極ワイヤ１６に印加される。印加されたＡＣ電圧は、トナーをドナーロール１４の表面から分離してワイヤの周囲にトナー雲を形成する際に有効なワイヤ１６とドナーロール１４との間の交流静電界を確立するものであり、このトナー雲の高さはベルト３６と実質的に接触することがないように設定される。ＡＣ電圧の大きさは、約３キロヘルツから約１０キロヘルツまでの範囲の周波数で２００乃至５００ボルトピーク電圧のオーダーである。ＤＣ電圧源２６は約３００ボルトをドナーロール１４に印加することによって、ワイヤ１６を取り巻くトナー雲から分離したトナー粒子を光導電性表面上に記録される潜像に引き付けるために、ベルト３６の光導電性表面とドナーロール１４との間に静電界を確立する。電極ワイヤ１６とドナーロール１４との間の約１０乃至４０ミクロンの範囲に調整したスペースにおいては、約２００乃至５００ボルトの印加電圧は空気の絶縁破壊のおそれを伴うことなく比較的大きな静電界を生成する。電極ワイヤ１６又はドナーロール１４上の誘電被覆によって、印加されたＡＣ電圧を短絡（ショート）するのを防ぐのに役立つ。電極ワイヤ１６がドナーロール１４から離れた現像ゾーンにおいて示されているが、電極ワイヤ１６はドナーロール１４表面に埋め込まれて共に回転するようにして、さらに現像ゾーンで通電されることは、当業者によって理解されるだろう。磁気ロール１８は、ドナーロール１４上に実質的に一定の電荷を有する一定量のトナーを計測する。これによって、ドナーロール１４が現像ギャップ内に実質的に一定の電荷を有する一定量のトナーを提供することが保証される。しかしながら、クリーニングブレードを用いるよりも、ドナーロール間隔、即ち、ドナーロール１４と磁気ロール１８との間隔、磁気ロール１８上の現像剤物質の圧縮堆積高さ、伝導性磁気現像剤の使用に関連した磁気ロールの磁気特性、の組み合わせによって、ドナーロール１４上の実質的に一定の電荷を有する一定量のトナーの付着が達成される。ＤＣ電圧源２８はほぼ１００ボルトを磁気ロール１８に印加する。これによって、磁気ロール１８とドナーロール１４との間に静電界が確立され、トナー粒子は磁気ロール１８上のキャリヤ粒剤からドナーロール１４に引き寄せられる。計量ブレード３０は磁気ロール１８に近接して位置付けられて、現像剤物質の圧縮堆積高さを所望のレベルに維持する。磁気ロール１８は、好ましくはアルミニウムから作られ且つ外周面が凸凹形状の非磁気管状部材３２を有する。長尺磁石３４は管状部材３２から間隔を置いてその内部に位置されている。磁石３４は固定的に取り付けられている。管状部材３２は矢印２２の方向に回転して、付着する現像剤物質をドナーロール１４と磁気ロール１８によって画定されたローディングニップ内に送り込む。トナー粒子は磁気ロール１８上のキャリヤ粒剤からドナーロール１４へと引き寄せられる。
【０００８】
続いて図１を参照して、オーガ１２４はハウジング１０のチャンバ１２内に配置されている。オーガ１２４はチャンバ１２内で回転自在に取り付けられて、現像剤物質を混合且つ搬送する。オーガ１２４はシャフトから螺旋状に外方向に延びるブレードを有する。これらブレードは現像剤物質を軸方向、即ち、シャフトの長手方向軸に対して実質的に平行して現像剤物質を進行させるように設計されている。
【０００９】
連続する静電潜像が現像されると、現像剤物質内のトナー粒子は減少される。トナーディスペンサ（図示せず）はトナー粒子を蓄えている。該トナーディスペンサはハウジング１０のチャンバ１２と連通している。現像剤物質のトナー粒子の濃度が減少すると、新しいトナー粒子がトナーディスペンサからチャンバ内の現像剤物質に供給される。ハウジング１０のチャンバ１２内のオーガ１２４は新しいトナー粒子を残りの現像剤物質と混合し、その結果、その中の現像剤物質はトナー粒子の濃度が最適化されて実質的に均一状態となる。このように、ほぼ一定量のトナー粒子は現像剤ハウジングのチャンバ内にあり、トナー粒子は一定電荷を有する。現像剤ハウジングのチャンバ内の現像剤物質は磁気を帯び、電導的である。一例として、キャリヤ粒剤は、樹脂製材料の非連続層で保護被膜された磁鉄鉱の薄層を有する強磁性コアを備えている。トナー粒子は適切な色素（顔料）を有する種々の樹脂製材料から構成される。磁気ロール１８とドナーロール１４に印加されたＤＣ電圧レベルは満足できる現像を実施するために必要なレベルである。さらに、電極ワイヤ１６に印加されたＡＣバイアスはまた、現像ゾーンにトナー粉末雲を形成するために必要なレベルである。しかしながら、現像剤装置が非動作モードにある場合、現像は望ましくない。さらにまた、ドナーロール１４が光導電ベルト３６上で通過する現像済み画像からトナー粒子を引き寄せるのを防ぐことは非常に望ましいことである。これは、電極ワイヤ１６を電気的にバイアスするＡＣ電圧をオフ状態にすることによって達成され、その結果、電極ワイヤ１６はＤＣ電圧によって電気的にバイアスされるにすぎない。ＡＣ電圧がオフ状態にされている間に、電極ワイヤ１６はなお、印加されるＤＣ電圧を有する。ＤＣ電圧源によってドナーロール１４と磁気ロール１８に印加される電気バイアスは、トナー粒子がドナーロール１４から磁気ロール１８に引き戻されるように適切に調整される。これによってドナーロール１４は清掃される。上述の動作のすべてを同時に実施するだけで、現像剤装置が非動作モードにある場合、光導電ベルトの現像及び清掃が防止される。上記したことは図２を参照してさらに詳述される。
【００１０】
電極ワイヤ１６を電気的にバイアスするＡＣ電圧はオフ状態にされ、ドナーロール１４と磁気ロール１８との間にあるＤＣ電圧はドナーロール１４から磁気ロール１８にトナーを吸着するように調整されることについて述べられたが、時には、電極ワイヤ１６に印加されたＡＣ電圧はオン状態のままで、ドナーロール１４と磁気ロール１８との間にあるＤＣ電圧のみがトナーをドナーロール１４から磁気ロール１８に引き寄せるように調整される。これは、現像が処理の途中で終了されることによってドナーロール１４が清掃される場合に生じる。
【００１１】
図２を参照すると、電極ワイヤ１６に接続されたＡＣ電圧源２４をオン及びオフに切り換えるコントローラ１２６が示されている。コントローラ１２６はまた、ＤＣ電圧源２８も調整する。作動中に、コントローラ１２６はＡＣ電圧源２４をオン状態にして、ドナーロール１４と磁気ロール１８との間のＤＣ電圧源２８を調整する。例えば、現像中に、ドナーロール１４上の電圧は−１００ボルトであり、磁気ロール１８上の電圧は−１５０ボルトであると仮定する。コントローラ１２６は、現像剤装置５６が動作不能である場合、ＡＣ電圧源２４をオフ状態にする。同時に、コントローラ１２６はドナーロール１４と磁気ロール１８との間の電圧源２８を調整する。この時、動作不能モード又は非現像モード中に、ドナーロール１４は印加された３００ボルトの電圧を有し、磁気ロール１８は２５０ボルトの電圧を有する。このように、電圧の変化は現像モードから非現像モードへ移行する際に４００ボルトであったことがわかる。ドナーロール１４と磁気ロール１８との電圧差は、現像モード及び非現像モードでは一定に維持される。ここに示された具体例では、ドナーロール１４と磁気ロール１８との電圧差は５０ボルトである。このように、ドナーロール１４と磁気ロール１８との電圧差は動作不能モード及び動作可能モードでは一定に維持される。動作可能モードでは、ＡＣ電圧源はオン状態とされてＡＣ電気バイアスを電極ワイヤに印加する。動作不能モードでは、ＡＣ電圧源はオフ状態とされて、電極ワイヤはもはやＡＣ電圧源によって電気バイアスされることはない。ＤＣ電圧はなお電極ワイヤに印加される。このように、現像剤装置は動作可能モードでは潜像を現像し、また動作不能モードでは潜像を現像しない。動作不能モードでは、現像剤装置は潜像を現像することが防止され、他の潜像からトナー粒子を引き寄せることはない。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、非動作モードにある現像剤装置が潜像を現像したり、他の潜像からトナー粒子を引き寄せたりすることのないようにして、それぞれ異なる色の現像剤物質で適切な潜像を現像することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の印刷機に使用される現像剤装置を示す概略正面図である。
【図２】図１の現像剤装置の電圧を変化させるための電気的装置を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１０ハウジング
１２チャンバ
１４ドナーロール
１６電極ワイヤ
１８磁気ロール
２４ＡＣ電圧源
２６ＤＣ電圧源
２８ＤＣ電圧源
３６ベルト
１２６コントローラ

Claims

潜像が光導電部材上で現像されるタイプの電子写真印刷機であって、それぞれが異なるカラー現像剤物質で潜像を現像するようにされた複数の現像剤装置を有し、前記複数の現像剤装置の一つは動作可能モードにあり、その他の現像剤装置は動作不能モードにあり、前記複数の現像剤装置はそれぞれ、現像ゾーンへ現像剤物質を搬送するためのドナー部材と、現像ゾーンに配置される電極と、前記ドナー部材を電気バイアスするためのドナーバイアス手段と、前記電極を電気バイアスして前記ドナー部材から現像剤物質を分離して潜像を現像するための電極バイアス手段と、及びコントローラとを備え、前記コントローラは、前記ドナーバイアス手段と前記電極バイアス手段に対応付けられて、動作可能モードでは、前記電極バイアス手段を電極現像電圧に、また前記ドナーバイアス手段をドナー現像電圧にそれぞれ設定するとともに、動作不能モードでは、前記電極バイアス手段を電極非現像電圧に、また前記ドナーバイアス手段をドナー非現像電圧にそれぞれ設定するとともに、前記複数の現像ユニットのそれぞれは、さらに、前記ドナー部材へと現像剤物質を搬送するように構成された搬送部材と、前記搬送部材を電気バイアスするための搬送バイアス手段を備え、前記コントローラは前記搬送バイアス手段と関連付けられて、動作可能モードで前記搬送バイアス手段を搬送現像電圧に、また、動作不能モードで前記搬送バイアス手段を搬送非現像電圧に設定し、かつ、前記コントローラはドナー現像電圧と搬送現像電圧との差である第1の電位差と、ドナー非現像電圧と搬送非現像電圧との差である第２の電位差とが、互いに等しくなるよう設定する、電子写真印刷機。