JP4355152B2 - 画像現像装置、画像現像装置のクリーニング方法、及び画像現像方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イオノグラフィックまたは電子写真撮像及びプリント装置及び機器のハイブリッドスキャベンジレス現像（Hybrid Scavengeless Development：ＨＳＤ）装置に関し、より詳細には、かかるＨＳＤ現像装置におけるトナーや他の微粒子によるワイヤの汚染を防ぐための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真プリンティングの処理には、感光体部材を実質的に均一の電位に帯電させ、その表面に感光性を持たせるステップが含まれる。感光体表面の帯電部分は、走査レーザビーム、ＬＥＤソースまたは再生対象のオリジナルドキュメントのいずれかからの光の像に対して露光され、これにより感光体表面に静電潜像が記録される。感光体表面に記録された後、静電潜像は現像される。現像には、２成分または１成分現像剤が一般に使用される。一般的な２成分現像剤は、磁気キャリア細粒及びこれに摩擦電気により固着したトナー粒子を含む。一方、１成分現像剤は一般にトナー粒子を含む。トナー粒子が潜像に付着し、感光体上にトナーパウダー像を形成する。続いて、このトナーパウダー像がコピーシートに転写される。最後に、トナーパウダー像が加熱されて、コピーシートに画像の形で恒久的に定着する。
【０００３】
ハイブリッドスキャベンジレス現像技術では、従来の磁気ブラシを介して、トナーをドナーロール表面に現像する。複数の電極ワイヤが、現像領域において、色調調整したドナーロールに対して密接な間隔で設けられている。この電極ワイヤにＡＣ電圧が印加され、現像領域にいわゆるトナークラウド状態を発生させる。このドナーロールは、一般に、薄い（５０〜２００ミクロン）部分的に導電性の層で覆われた導電性コアで構成される。磁気ブラシロールは、ドナーロールに対してある電気的電位差が保持されており、トナーがドナーロールに付着するために必要な界を生成する。ドナーロール上に形成されたトナー層は、単一のワイヤまたはワイヤ集合体からの電界によって妨害され、トナー粒子の拡散クラウドを生成して維持する。ドナーロールに対するワイヤの一般的なＡＣ電圧は、５〜１５ｋＨｚの周波数で７００〜９００Ｖｐｐである。これらのＡＣ信号は、純粋なシヌソイド波ではなく、矩形波であることが多い。続いて、クラウドからのトナーが、潜像によって生成された界により、付近の感光体上に現像される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電極ワイヤを用いる現像装置における問題は、「ワイヤヒストリ（wire history）」である。ワイヤヒストリは、接着性または静電性の吸着力のいずれかの結果として、ワイヤに吸着されて付着する、高帯電（ただし、低帯電の場合もある）で、一般に小粒のトナーまたは他の粒子に関する。このような付着の結果、画像領域範囲（image area coverage）の履歴に応答して汚染物質が電極に蓄積され、プリント上に目に見えるすじが発生する。米国特許第６，０４９，６８６号に開示される技術では、電極ワイヤに直流（ＤＣ）オフセットを印加してワイヤヒストリを低減している。しかしながら、常に高い直流（ＤＣ）電極バイアスオフセットで動作するのは、オフセットがワイヤヒストリを改善するとはいえ、現像能力の全体レベルが低下するために実際的ではない。電極のＤＣオフセットは、磁気ロールのＤＣレベルに関する電極のＤＣ電位と定義される。本発明は、以下により詳細に記載するように、上記の従来技術の問題を解決する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像転写装置及びハイブリッドスキャベンジレス現像装置において電極からワイヤヒストリを取り除く方法を提供する。
【０００６】
本発明の第１実施形態は、画像転写装置であって、マーキング材料を含む現像領域を有する現像部と、前記現像領域にある現像材料を搬送する電極と、前記現像領域内に移動するドナー部材と、イメージング領域と、イメージング領域間のインターイメージング領域とを備え、該イメージング領域とインターイメージング領域のいずれをも前記現像領域の内外に移動させる可動イメージング部材と、前記電極を電気的にバイアスし、前記インターイメージング領域の少なくとも１つが前記現像領域を通過するあいだに、前記ドナー部材の公称電気的バイアスに対する前記電極の電気的バイアスの直流成分におけるシフトを生成する電圧源とを備え、前記電極がクリーニングされる、画像転写装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２実施形態は、画像転写装置であって、現像領域を有する現像部と、受像領域と受像領域間のインターイメージ領域とを有するイメージング部材であって、前記受像領域及び前記インターイメージ領域を前記現像領域の内外に移動させるイメージング部材に近接する前記現像領域に、マーキング粒子を搬送するドナー部材と、前記ドナー部材を前記イメージング部材に対して電気的にバイアスし、前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過して進行中に、第１の電気的バイアスから第２電気的バイアスへの電気的バイアスシフトを前記ドナー部材において生成する電圧源とを備え、前記現像領域において電極がクリーニングされる画像転写装置を提供する。
【０００８】
本発明の第３実施形態は、画像転写装置のクリーニング方法であって、電圧電源を提供するステップと、前記電圧電源から電圧を供給し、ドナーロールに関してグリッドを電気的にバイアスし、前記電圧電源によって、インターイメージ領域の進行中に、前記電気的バイアスの直流成分中に、前記ドナーロールの別の電気的バイアスに対するシフトを生成するステップとを含む方法を提供する。
【０００９】
本発明の第４実施形態は、画像を転写する方法であって、インターイメージ領域によって分離されるイメージ領域を受像部材に生成するステップと、現像部材によって、前記受像部材と該現像部材との間に位置する電極を有する現像領域にマーキング粒子を搬送するステップと、電圧を供給し、前記現像部材を前記受像部材に対して電気的にバイアスするステップと、前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過する間に、前記現像部材の電気的バイアスの少なくとも直流成分を変化させ、少なくとも前記直流成分を初期電圧から別の電圧にシフトするステップとを含む方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
電子写真プリンティングの技術はよく知られているので、以下、かかるプリント装置で使用される種々の処理ステーションについては概略的に示し、その動作については簡単に説明する。
【００１１】
図１には、本発明の現像装置を組み込んだ電子写真プリント装置の例が示されている。電子写真プリント装置は、装置を通過する単一パスでカラー画像を生成し、本発明の特性を組み込んでいる。電子写真プリント装置は、電荷担持面を、矢印１２で示される方向に種々の処理ステーションを順次通過して移動するアクティブマトリクス（ＡＭＡＴ）感光体ベルト１０の形態で使用する。感光体ベルト１０は、ローラ１４及び２つの張力ローラ１６，１８の周囲に取り付けられ、駆動モータ２０を介して駆動ローラ１４を回転することにより移動する。
【００１２】
感光体ベルト１０が移動すると、その各部分が以下に説明する処理ステーションのそれぞれを通過する。説明の便宜上、感光体ベルト１０のある範囲は、ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃと呼ばれる３つの部分を含むものとする。これらのドキュメント部分については、（図８を参照して）後により詳細に説明する。ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃはトナーパウダ像を受像する感光体ベルトの一部分であり、このトナーパウダ像が、基板への転写後に最終画像を生成する。感光体ベルト１０は多数のドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを有することができるが、各ドキュメント部分は同様に処理されるので、１つのドキュメント部分１１０ａの一般的な処理を説明すれば、プリント装置の動作を十分に説明することになる。ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは、図８、図９、及び図１０を参照して以下に説明するインターイメージ領域であるインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂによって分離されている。なお、ベルト１０は継続的に回転するので、連続するドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ及びインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂの数は制限がなく、ベルトの円周によって制約されることもない（図８参照）。
【００１３】
感光体ベルト１０が移動すると、ドキュメント部分は帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーションＡでは、符号２２で総括的に示されるコロナ生成装置により、ドキュメント部分を比較的高い、実質的に均一の電位に帯電する。図２は、帯電ステーションＡを通過後のドキュメント部分１１０ａの一般的な電圧プロファイルを示している。図示されるように、ドキュメント部分１１０ａは、約−５００ボルトの均一な電位を有する。実際には、ドキュメント部分１１０ａを−５００ボルトよりさらにわずかに負方向に帯電し、結果として起こる暗減衰により電圧を所望のマイナス５００ボルトに低減するようにする。図２には、負に帯電したドキュメント部分１１０ａが示されているが、トナーの電荷レベル及び極性、再帯電装置、感光体及び他の関連する領域及び装置が適切に変更されれば、ドキュメント部分を正に帯電することもできる。
【００１４】
帯電ステーションＡを通過後、帯電したドキュメント部分１１０ａは、第１露光ステーションＢを通過する。露光ステーションＢにおいて、帯電したドキュメント部分１１０ａは、第１カラー（例えばブラック）イメージの光表示によって光が照射される。このような光表示によりドキュメント部分１１０ａの一部が放電し、ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ（図８）内に静電潜像またはイメージ領域（図示せず）を生成する。図示される実施形態では、レーザベースの出力走査装置２４を光源に使用しているが、他の光源、例えばＬＥＤプリントバーを、本発明の原理に基づき使用することもできる。図３は、露光後のドキュメント部分１１０ａに起こりうる、一般的な電圧レベル、レベル７２及び７４を示している。約−５００ボルトの電圧レベル７２は、照射されなかったドキュメント部分１１０ａの領域に発生し、約−５０ボルトの電圧レベル７４は、照射されたドキュメント部分１１０ａの領域に発生する。このように、露光後、ドキュメント部分１１０ａは、相対的に高い電圧と低い電圧からなる電圧プロファイルを有する。
【００１５】
第１露光ステーションＢを通過後、露光されたドキュメント部分１１０ａは第１現像ステーションＣを通過する。第１現像ステーションＣは、現像装置Ｅ、Ｇ及びＩと同一の構造である。第１現像ステーションＣは、第１のカラー、例えばブラックであって、負に帯電したトナー３１を、ドキュメント部分１１０ａに堆積させる。このトナーは、ドキュメント部分１１０ａのうち、負の値がより小さい領域に吸着され、負の値がより大きい領域からは遠ざかる。この結果、ドキュメント部分１１０ａ上に第１のトナーパウダ像が形成される。なお、感光体の露光領域と非露光領域が入れ替わる、または感光体の帯電極性が正であれば、正に帯電したドナーを使用することもできる。
【００１６】
第１現像ステーションＣにおいて、現像装置はドナーロール３０を含む。図８に示されるように、電極ワイヤまたはグリッド４２は、ワイヤからトナーを分離する目的で、ＡＣ電圧によりドナーロール３０に対して電気的にバイアスをかけられる。この分離したトナーが、ドナーロール３０と光導電面との間隙にトナークラウドを生成する。電極グリッド４２とドナーロール３０のいずれもがそれぞれＤＣ電圧源１０２及び９２により放電領域現像（ＤＡＤ）のためにバイアスされる。放電した感光体像がトナーパウダクラウドからトナー粒子を吸引し、トナーパウダ像を感光体上に形成する。
【００１７】
図４は、第１現像ステーションＣを通過後のドキュメント部分１１０ａにおける電圧を示している。トナー７６（一般に任意の色のトナーを表す）が、ドキュメント部分１１０ａの照射部分に付着する。これにより、ドキュメント部分１１０ａの照射領域における電圧が、例えば、実線７８で示されるように、約−２００ボルトまで増加する。ドキュメント部分１１０ａの非照射領域は、約−５００ボルトのレベル７２に維持される。
【００１８】
図１を再び参照すると、第１現像ステーションＣを通過後、露光され、調色されたイメージ領域は、第１再帯電ステーションＤに移動する。再帯電ステーションＤは、２つのコロナ再帯電装置、すなわち第１再帯電装置３６及び第２再帯電装置３７で構成される。これらの装置は共に作用し、ドキュメント部分１１０ａの階調領域と非階調領域の両方の電圧レベルを実質的に均一のレベルに再帯電する。なお、第１及び第２再帯電装置３６及び３７、及び任意のグリッドまたはこれに関連する電圧制御面には電源が接続され、これにより再帯電装置がそのタスクを実行するために必要な電気的入力を得ることができる。
【００１９】
図５は、第１再帯電装置３６を通過後のドキュメント部分１１０ａにおける電圧を示している。第１再帯電装置は、イメージ領域を、該イメージ領域が再帯電ステーションＤを通過後に有すべきレベルより、より負のレベルまで過充電する。例えば、図５に示すように、ドキュメント部分１１０ａの階調領域及び非階調領域は、約−７００ボルト（レベル８０）から約−５００ボルト（レベル８１）の範囲の電圧レベルに達する。第１再帯電装置３６は、好ましくはＤＣスコロトロンである。
【００２０】
第１再帯電装置３６による再帯電後、ドキュメント部分１１０ａは第２再帯電装置３７に移動する。図６を参照すると、第２再帯電装置３７は、ドキュメント部分１１０ａの、非階調領域と階調領域（トナー７６で表されている）のいずれの電圧をも望ましい−５００ボルトの電位であるレベル８４まで低減する。
【００２１】
第１再帯電ステーションＤにおける再帯電の後、第１トナーパウダ像を有する、実質的に均一に帯電したドキュメント部分１１０ａは、第２露光ステーション３８に進む。第２露光ステーションが、第２カラー画像（例えばイエロー）の光表示によってドキュメント部分１１０ａを照射することにより第２静電潜像を生成する点を除いては、第２露光ステーション３８は第１露光ステーションＢと同じである。図７には、第２露光ステーション通過後のドキュメント部分１１０ａにおける電位が示されている。図示されるように、非照射領域は、レベル８４で示されるように、約−５００ボルトの電位を有する。一方、照射領域は、トナー７６で示される予め調色された領域と非階調領域のいずれも、レベル８８で示される約−５０ボルトにまで放電される。
【００２２】
ドキュメント部分１１０ａは、その後、第２現像ステーションＥに進む。第２現像ステーションＥは、第１現像ステーションＣにおけるトナー３１（ブラック）とは異なる色（イエロー）のトナー４０を含む点を除き、第１現像ステーションと実質的に同じである。トナー４０はドキュメント部分１１０ａのより負の小さい部分に吸着され、より負の大きい領域から遠ざかるので、第２現像ステーションＥを通過後、ドキュメント部分１１０ａは、第１及び第２のトナーパウダ像を有する。第１及び第２のトナーパウダ像は、互い重複する可能性もある。
【００２３】
続いて、ドキュメント部分１１０ａは、再帯電ステーションＦに進む。第２再帯電ステーションＦは、再帯電装置３６及び３７とそれぞれが同様に動作する第１及び第２再帯電装置５１及び５２を有する。簡単に言えば、第１コロナ再帯電装置５１は、ドキュメント部分１１０ａを、最終的に望ましい電位より高い絶対電位（例えば−７００ボルト）に過充電し、ＡＣ電位を有するコロノード（coronodes）で構成される第２コロナ再帯電装置は、この電位を最終的に望ましい電位に中和する。
【００２４】
次に、再帯電したドキュメント部分１１０ａは、第３露光ステーション５３を通過する。第３露光ステーションは、ドキュメント部分１１０ａを、第３カラーの像（例えばマゼンタ）で照射することにより第３静電潜像を生成する点を除き、第１及び第２露光ステーションＢ及び３８と同一である。第３静電潜像は、その後、第３現像ステーションＧに含まれる第３カラー（マゼンタ）のトナー５５を使用して現像される。
【００２５】
露光したドキュメント部分１１０ａは、続いて第３再帯電ステーションＨを通過する。第３再帯電ステーションＨは、一対のコロナ再帯電装置６１及び６２を含む。コロナ再帯電装置６１及び６２は、コロナ再帯電装置３６及び３７、及び再帯電装置５１及び５２と同様に、ドキュメント部分１１０ａの階調領域と非階調領域のいずれの電圧をも実質的に均一のレベルに調節する。
【００２６】
第３再帯電ステーションを通過後、再帯電したドキュメント部分１１０ａは、第４露光ステーション６３を通過する。第４露光ステーションは、ドキュメント部分１１０ａを、第４カラーの像（例えばシアン）で照射することにより第４静電潜像を生成する点を除き、第１、第２及び第３露光ステーションＢ、３８および５３と同一である。第４静電潜像は、その後、第４現像ステーションＩに含まれる第４カラー（シアン）のトナー６５を使用して現像される。
【００２７】
基板への効率的な転写のためにトナーを調整すべく、ドキュメント部分１１０ａは、続いてプレ転写コロトロン部材５０に進む。プレ転写コロトロン部材５０は、コロナ電荷を搬送し、トナー粒子が、後の適切な転写を確保するために必要な電荷レベルであることを保証する。
【００２８】
コロトロン部材５０を通過後、４つのトナーパウダ像は、転写ステーションＪにおいてドキュメント部分１１０ａから支持シート５７に転写される。なお、支持シートは、図示されない従来からの給紙装置によって矢印５８の方向に転写ステーションまで進む。転写ステーションＪは、シート５７の裏側に正イオンを噴射する転写コロナ装置５４を含み、これにより負に帯電したトナーパウダ像が支持シート５７に移動する。転写ステーションＪは、支持シート５７をプリント装置から容易に取り除けるようにデタック（detack）コロナ装置５６をさらに含む。
【００２９】
転写後、支持シート５７はコンベア（図示せず）に移動し、これにより定着ステーションＫに進む。定着ステーションＫは、符号６０で総括的に示され、転写されたパウダ像を恒久的に支持シート５７に固着させる定着アセンブリを含む。好ましくは、定着アセンブリ６０は、加熱定着ローラ６７及びバックアップまたは加圧ローラ６４を含む。支持シート５７が定着ローラ６７とバックアップローラ６４との間を通過する際に、トナーパウダが支持シート５７に恒久的に固着する。定着後、図示されないシュートが、支持シート５７を、同じく図示されないキャッチトレイまでガイドし、ここでオペレータにより支持シート５７が取り除かれる。
【００３０】
支持シート５７が感光体ベルト１０から分離された後、ドキュメント部分１１０ａ上の残留トナー粒子が、クリーニングステーションＬにおいて、ハウジング６６に含まれるクリーニングブラシにより除去される。こうして、ドキュメント部分１１０ａは、新しいマーキングサイクルの開始に備える。
【００３１】
上記のさまざまな装置機能が、コントローラによって一般に管理及び規制される。コントローラは、電気コマンド信号を提供し、上記の動作を制御する。
【００３２】
図８を参照して、さらに詳しく説明すると、現像装置３９はドナーロール３０を含む。ドナーロール３０はドナー部材とみなしてもよい。図示されるドナー部材はロールであるが、トナー８２の現像領域への搬送に適した他の任意の適切な構造体または部材でもよい。現像装置３９は現像剤を現像領域に進める。現像装置または現像部３９は、スキャベンジレス（scavengeless）である。スキャベンジレスとは、装置３９の現像剤またはトナー８２が、受像体に既に形成されている像と相互作用しないことを意味する。よって、装置３９は、非相互作用現像装置としても知られている。ドナーロール３０は、感光体ベルト１０とドナーロール３０との間の領域である、現像領域にトナー層を搬送する。トナー層８２は、図８に示すような２成分現像剤（すなわちトナー及びキャリア）または混合１成分トナー調量及び帯電装置を介してドナーロール３０上に堆積された１成分現像剤のいずれかによってドナーロール３０上に形成できる。現像領域は、トナー層によってドナーロール３０との間に自動的に間隔を有して配置されるＡＣバイアス電極構造体４２を含む。１成分トナー、現像剤、またはマーキング粒子は、正に帯電されたトナーを含んでもよいし、負に帯電されたトナーを含んでもよい。電極構造体または端子４２は、カーボンブラックを加えたテフロンＳ（Ｅ．Ｉ．デュポンドヌムール社の商標）でコーティングしてもよい。
【００３３】
２成分現像剤が堆積したドナーロール３０に対し、従来の磁気ブラシ４６を使用してドナーロール３０にトナー層８２を形成する。磁気ブラシは、スリーブ８６で囲まれた磁気コアを含む。
【００３４】
引き続き図８を参照すると、オーガ７７がハウジング４４内に配置されている。オーガ７７は、現像剤４８を混合して搬送すべく回転可能に取り付けられている。オーガは、シャフトから外向きに螺旋状に延びるブレードを有する。ブレードは、現像剤４８をシャフトの長手方向軸にほぼ平行な軸方向に移動させるべく設計されている。現像剤調量装置が符号８８で示されている。連続する静電潜像１１０ａ，１１０ｂ、１００ｃが現像されるにつれ、現像剤中のトナー粒子８２が消耗する。トナーディスペンサ(図示せず)が、トナー粒子８２の補充物を保存している。トナーディスペンサは、ハウジング４４に通じ、現像剤４８中のトナー粒子の濃度が下がると、新しいトナー粒子がトナーディスペンサからチャンバの現像剤４８に供給される。ハウジングのチャンバ内のオーガが新しいトナー粒子を残留する現像剤と混合し、結果として得られるハウジング内の現像剤が最適化されているトナー粒子の濃度とほぼ均一になるようにする。こうして、ほぼ一定量のトナー粒子が現像剤ハウジング４４のチャンバに維持される。
【００３５】
図８に示される好ましい実施形態においては、電極構造体４２は、１つ以上の細い（すなわち直径５０〜１００ミクロン）導電性ワイヤで構成してもよい。導電性ワイヤは、ドナーロール３０のトナー８２に軽く当たるように配置されている。図では電極４２は導電性ワイヤとして示されているが、プレート、補助または付属ワイヤ、または当業者が思いつく他の任意の電気的要素または部材を含むことができる。ワイヤとドナーロール３０との距離はトナー層の厚さによって自然に間隔が決まり、およそ２５ミクロンである。端部ブロック(図示せず)がドナーロール３０の表面に対する接線のわずか上方の位置において、ワイヤの先端を支持している。本発明に組み込むことのできる適当なスキャベンジレス現像装置が、米国特許第４，８６８，６００号に開示される。(その記載内容を本願明細書の一部として援用する。) 米国特許第４，８６８，６００号に開示されるように、スキャベンジレス現像装置は、適当なＡＣ及びＤＣ電圧バイアスをワイヤ４２及びドナーロール３０に印加することにより、２つのドキュメント部分１１０ａ（すなわち放電したドキュメント部分１１０ａと帯電したドキュメント部分１１０ａ）の一方または他方を選択的に現像すべく調整することができる。
【００３６】
再び図８を参照すると、本発明によれば、現像装置は、好ましくはＤＣ電圧源１０２を含み、ドナーロール３０に対してワイヤ４２に適当なバイアスを供給する。ワイヤ４２は、電圧源１０３及び１０４からＡＣ電圧を受ける。これらの電圧源は異なる周波数を生成してもよく、結果的なワイヤ４２の電圧は、ＡＣ電圧源１０３及び１０４とＤＣ電圧源１０２の瞬間合計である。ＡＣ電圧源１０３はしばしばＡＣ電圧源９６と同じ周波数、振幅及び相を有するように選択され、ドナーロール３０に電圧を供給する。よって、ドナーロール３０に関するワイヤ４２の電圧は、単に、ＡＣ電圧源１０４と、２つのＤＣ電圧源１０２及び９２の差またはオフセットとの合計である。ＤＣ電圧源１０２は、図８に示されるようにＤＣ電圧源９２及び９８とは分離していてもよいし、共通の電圧源を共用してもよい。さらに、ＡＣ電圧源１０４は、図８に示されるようにＡＣ電圧源９６，１０３及び１００とは分離していてもよいし、共通の電圧源を共用してもよい。
【００３７】
図８の電気的部分は本質的に概略である。電子回路の当業者であれば、ＡＣ電圧源をＤＣ電圧源に接続し、電極４２、ドナーロール３０及び磁気ブラシロール４６の望ましい電圧を実現するために多くの方法が可能であることが理解できる。
【００３８】
図８に示すようなスキャベンジレス現像装置は、「ワイヤヒストリ（wire history）」として知られる画質欠陥を示す。この欠陥では、トナーまたは他の小粒または現像剤４８の成分が電極４２に不均一に付着する。この材料の電極への付着により、現像装置の電極の現像能力特性が低下する。このような付着が現像装置の軸長さ方向に沿って不均一であれば、現像装置の軸の長さに沿ったその現像性能が不均一となり、これにより望ましくない画質の欠陥が生じる。
【００３９】
電極４２及びドナー４０のＤＣバイアス成分の影響は、バイアス源を差（１０２マイナス９２）としてコンボリューションする（畳込む）ことにより最もよく理解できる。これにより、ＤＣ（直流電流）は、意図するイメージ領域、例えば７４においては、差（１０２−９２）により導電体に対するトナーの現像能力に影響し、意図しない「背景」領域７２においては、ドナーバイアス９２により影響する。ここで、トナーの極性に近い、ある振幅の差電圧（１０２−９２）が、意図する領域においてトナー現像を抑制し、トナーの極性に近い振幅のドナーバイアス９２が、意図されない領域においてトナーの現像を促進する。
【００４０】
ドナーのＤＣバイアス９２に対する電極またはワイヤＤＣバイアス１０２のシフト（すなわち、１０２−９２）を、トナーの極性により近い（例においては、より負の方向の）値に印加することにより、「ワイヤヒストリ」を低減できることが判明している。さらに、ドナーＤＣバイアス９２を、トナーの極性により近い電圧にシフトすることによってもワイヤヒストリが減少することもわかっている。これら２つの効果の組合わせが、ワイヤヒストリの欠陥を低減する最も効果的な方法であるとされる。しかしながら、これら２つのシフトは、ワイヤヒストリ性能の改善という結果を生む一方で、意図されるトナー現像を低減し、意図されないトナー現像を増加させることがわかっている。したがって、上記の問題に対する解決法は、ワイヤ及びドナーバイアスを、感光体ベルト１０の未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂ(インターイメージング領域またはインターイメージングゾーン)のあいだにのみ、全体の現像能力を損なうことなくシフトさせることである(図８，９，１０)。このような電圧シフトにより、ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１００ｃにおける、現像能力を高めるためのワイヤの条件が最適化するとともに、未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが、ドナーロール３０及びワイヤの現像電気的バイアスを、おそらくインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂにおける一部のトナー８２を現像する程度にまで利用することを可能にする。なお、プリント装置によっては、インタードキュメント領域を、種々の処理部材の制御またはその他の目的でテストパッチをプリントするために利用するものもある。上記のバイアスシフトは、未使用のインタードキュメント領域においてのみ提供されるものである。
【００４１】
ワイヤヒストリをどのように減少または削除できるかについては、図８において現像領域を通過する際の感光体ベルト１０に焦点を当てることにより理解できる。図８には、電気的バイアスシフトが行われるベルト１０上の領域が示されている。上述のように、感光体ベルト１０が移動すると、帯電したドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃが矢印１６で示される方向に現像領域を通過し、帯電したトナー粒子８２がドキュメント領域１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃにおける電圧領域７４，８８などに付着する。続いて、インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが現像領域を通過する。
【００４２】
より詳細には、未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが現像領域にあるあいだ、以下の事象が起こる。
【００４３】
電源コントローラ９４は、ＤＣ電圧源１０２を介して、電気的バイアスのＤＣ成分を電極４２に供給する。この電力供給により電圧の破壊（burst of voltage）が起こり、これにより、感光体ベルト１０の未使用インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが通過するあいだに、電極４２の電気的バイアスがシフトし、電極４２に粒子を形成するワイヤヒストリの蓄積を減少させる。電極４２の電気的バイアスシフトは、イメージングドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃのあいだにドナーロール３０によって維持されるドナーロール３０の公称電気的バイアスのＤＣ成分に相対する。この時、ドナーロール３０はトナー８２に覆われる。電極４２の電気的バイアスシフトは、現像トナー材料８２の極性と等しい極性を有する。また、インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂの通過中、トナー８２はドナーロール３０に残留する。
【００４４】
図９は、インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂの部分を含むベルト１０における、電気的バイアスシフトが生成される領域を示している。図９は、ベルト１０のインタードキュメント領域１１２ａ、１１２ｂの一部が電極４２を通過するあいだの好ましい電気的バイアスシフトを示すグラフである。電極４２の電気的バイアスをシフトするために、様々な電圧及び電圧源が使用できる。図９に示されるように、電極４２の電気的バイアスのＤＣ１０２成分は、約２５ボルトと約２５０ボルトとのあいだでシフトする。
【００４５】
電極４２のワイヤヒストリは、未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが現像領域にある間のドナーロール３０の電気的バイアスシフトによっても減少させることができる。
【００４６】
ここで再び、図８はドナーロール３０の電気的バイアスシフトの領域及びタイミングを説明するのに有用である。ベルト１０のドキュメント領域１１０ａが現像領域を通過するあいだ、前述のように、ＡＣ９６及びＤＣ９２電圧源からドナーロール３０に電圧が供給され、トナー８２がベルト１０のドキュメント部分１１０ａに直接堆積される。まず、ドキュメント部分１１０ａが現像領域を通過し、次に、未使用のインタードキュメント領域が現像領域に進入する。
【００４７】
未使用のインタードキュメント領域１１２ａが現像領域に進入しているあいだ、電圧シフトがＤＣ電圧源９２から供給され、ドナーロール３０の電気的バイアスのＤＣ成分がシフトする。ドナーロール３０の電気的バイアスシフトは、感光体ベルト１０の電気的電位に対してオフセットしている。未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂの現像領域通過における、ドナーロール３０に対する好ましい電極のシフトは、トナー８２を感光体ベルト１０に吸着させるものである。
【００４８】
ドナーロール３０の電気的バイアスのシフトには、様々な電圧及び電圧源を使用できる。図１０は、ドナーロール３０の電気的バイアスにおける好ましい電圧シフトを示すグラフである。より詳細には、図１０は、約２５ボルトと約１００ボルトとのあいだの電気的バイアスのＤＣ成分におけるシフトを示している。
【００４９】
図９及び図１０からわかるように、電極４２の電気的バイアスと、ドナーロール３０の電気的バイアスのいずれもが、未使用のインタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂが現像領域を通過する間に、基本的に同時にシフトする。
【００５０】
電極４２及びドナーロール３０に対し、極性及び電圧源の任意の組合わせを用いることができるが、トナーを上記の方向に移動させる極性である、好ましい極性は以下のとおりである。すなわち、電極４２の電気的バイアスの極性は、トナー８２の極性と等しく、トナー８２を電極から遠ざける。ドナーロール３０の電気的バイアスシフトの極性は、トナー８２をドナーロールから遠ざけ、ベルト１０に吸着させる極性及び電荷に調整されている。
【００５１】
別の実施形態においては、電極４２におけるバイアスシフトを、ドナーロール３０のバイアスにおけるシフトから独立させてもよい。例えば、電極４２のバイアスシフトを、ドナーロール３０のバイアスシフトの開始前に行ってもよい。さらに別の実施形態においては、ドナーロール３０のバイアスシフトを、電極４２のバイアスシフトに先立って行ってもよい。
【００５２】
電極４２とドナーロール３０の電気的バイアスシフトを、未使用インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂの通過中に交互に行ってもよい。また、電極４２及びドナーロール３０の電気的バイアスシフトを、ドナーロール３０と電極４２のいずれをも電気的にバイアスする好ましい実施形態と交互に行ってもよいし、この好ましい実施形態を間に行ってもよい。
【００５３】
結論として、本発明は、相当のワイヤヒストリを減少または削除するための有効な方法を提供する。ワイヤヒストリを減少するために、未使用インタードキュメント領域１１２ａ，１１２ｂのあいだに、電気的バイアスシフトをバーストモードの形で印加し、ドキュメント部分１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの現像能力を損なわないようにする。まず、電極４２の電気的バイアスのＤＣ成分を、ドナーロール３０の電気的バイアスに対してシフトし、次に、ドナーロール３０の電気的バイアスのＤＣ成分を感光体ベルト１０の電気的バイアスに対してシフトしてもよい。また、電極４２及びドナーロール３０両方の電気的バイアスのＤＣ成分をシフトしてもよい。これらの技術はいずれも、電極をより清潔に保ち、現像部の強固性（robustness）を高める。上記の本発明は、現像装置を機械的、電気的及び湿度による劣化から保護することにより、現像装置の信頼性及び耐久性を高める。
【００５４】
なお、上記の説明は本発明の例示にすぎず、種々の代替及び変更が本発明を逸脱することなく当業者により可能である。例えば、感光体ベルト１０に代えて、本発明を、感光体ドラムまたは静電的に帯電された望ましい受像体を有する他の任意のタイプに関して用いてもよい。したがって、本発明は請求の範囲にあるこれらすべての代替、修正及び変更を含むものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、現像能力の全体レベルを低下させず、より品質よく画像転写ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の特性を有する現像装置を組み込んだ電子写真プリント及び撮像機または装置の例を示す概略図である。
【図２】 図１に示される電子写真プリント装置においてイメージ領域の帯電後の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図３】 イメージ領域の露光後の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図４】 イメージ領域の現像後の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図５】 第１の再帯電装置による再帯電後のイメージ領域の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図６】 第２の再帯電装置による再帯電後のイメージ領域の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図７】 ２回目の露光後のイメージ領域の一般的な電圧プロファイルを示す図である。
【図８】 図１に示すプリント装置において使用される現像装置を示す概略図である。
【図９】 電極の電圧プロファイルを示す図である。
【図１０】 ドナー部材の電圧プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１０ 感光体ベルト、３０ ドナーロール、３６ 第１再帯電装置、３７ 第２再帯電装置、３８ 第２露光ステーション（図１）、４２ 電極（ワイヤ）、４６ 磁気ブラシ、４８ 現像剤、５０ プレ転写部材、５１ 第１再帯電装置、５２ 第２再帯電装置、５３ 第３露光ステーション、５７ 支持シート、６３ 第４露光ステーション、７７ オーガ、８２ トナー、９４ 電源コントローラ、９２，９８，１０２ ＤＣ電圧源、９６，１００，１０３ ＡＣ電圧源、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ ドキュメント部分、１１２ａ，１１２ｂ インタードキュメント領域。

Claims (6)

1. 画像現像装置であって、
   その表面上に、静電潜像が形成されるイメージング領域と、イメージング領域間のインターイメージング領域とが生成される可動イメージング部材であって、該イメージング領域とインターイメージング領域を規定の現像領域の内外に移動させる可動イメージング部材と、
   前記現像領域において前記可動イメージング部材に近接対向するドナー部材であって、電気的バイアスが付与された状態で移動することで、予め帯電された現像材料を前記現像領域内に搬送するドナー部材と、
   ＡＣ電圧が印加されることで、前記現像領域において前記現像材料を前記ドナー部材から浮遊させて前記可動イメージング部材へと搬送する電極と、
   前記電極を電気的にバイアスする電圧源であって、前記インターイメージング領域の少なくとも１つが前記現像領域を通過する場合、前記イメージング領域の少なくとも一つが前記現像領域を通過する場合に比べて、前記ドナー部材の電気的バイアスに対する前記電極の電気的バイアスの直流成分を前記現像材料の極性に近づく方向にシフトさせる電圧源と、
   を備えることを特徴とする画像現像装置。
2. 画像現像装置であって、
   その表面上に、静電潜像が形成される受像領域と受像領域間のインターイメージ領域とが生成されるとともに、前記受像領域及び前記インターイメージ領域を規定の現像領域の内外に移動させるイメージング部材と、
   前記現像領域において前記イメージング部材に近接対向するドナー部材であって、電気的バイアスが付与された状態で移動することで、予め帯電されたマーキング粒子を前記現像領域内に搬送するドナー部材と、
   前記受像領域が前記現像領域を通過するあいだは、前記ドナー部材に第１の電気的バイアスを付与し、前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過するあいだは、前記ドナー部材に前記第１の電気バイアスに比して前記マーキング粒子の極性により近い値の第２の電気的バイアスを付与する電圧源と、
   を備えることを特徴とする画像現像装置。
3. 画像現像装置であって、
   静電潜像領域と該静電潜像領域間のインターイメージ領域とを保持するとともに前記静電潜像領域及び前記インターイメージ領域を規定の現像領域の内外に移動させる可動感光体部材に前記現像領域において近接対向するドナー部材であって、電気的バイアスが付与された状態で移動することで、予め帯電されたトナーを前記現像領域内に搬送するドナー部材と、
   前記現像領域に位置し、ＡＣ電圧が印加されることで、前記現像領域において前記トナーを前記ドナー部材から浮遊させて前記可動感光体部材へと転送する電極と、
   前記ドナー部材の電気的バイアスの直流成分を提供する第１の電圧電源であって、前記インターイメージング領域が前記現像領域を通過する場合、前記静電潜像が前記現像領域を通過する場合に比べて、前記ドナー部材の電気的バイアスの直流成分を前記トナーの極性に近づく方向にシフトさせる第１の電圧電源と、
   前記電極の電気的バイアスの直流成分を提供する第２の電圧電源であって、前記インターイメージング領域が前記現像領域を通過する場合、前記静電潜像が前記現像領域を通過する場合に比べて、前記電極の電気的バイアスの直流成分を前記トナーの極性に近づく方向にシフトさせる第２の電圧電源と、
   を備えることを特徴とする画像現像装置。
4. 画像現像装置のクリーニング方法であって、
   前記画像現像装置が、
   その表面上に、静電潜像が形成される受像領域と受像領域間のインターイメージ領域とが生成されるとともに前記受像領域及び前記インターイメージ領域を規定の現像領域の内外に移動させるイメージング部材と、
   前記現像領域において前記イメージング部材に近接対向するドナーロールであって、電気的バイアスが付与された状態で移動することで、予め帯電されたトナーを前記現像領域内に搬送するドナーロールと、
   前記現像領域に位置し、ＡＣ電圧が印加されることで、前記現像領域において前記トナーを前記ドナーロールから浮遊させて前記イメージング部材へと転送するグリッドと、
   前記グリッドに電気的なバイアスを付与する電圧電源と、
   を備える場合に、
   前記インターイメージング領域が前記現像領域を通過する場合、前記ドナーロールの電気的バイアスに対する前記グリッドの電気的バイアスの直流成分を、前記静電潜像が前記現像領域を通過する場合に比べて、前記トナーの極性に近づく方向にシフトするステップと
   を含むことを特徴とするクリーニング方法。
5. 画像を現像する方法であって、
   インターイメージ領域によって分離されるとともにそれぞれに静電潜像が形成されるイメージ領域を受像部材に生成するステップと、
   規定の現像領域において前記受像部材に近接対向する現像部材に電気的バイアスを付与した状態で当該現像部材を移動させることで、予め帯電されたマーキング粒子を前記現像領域へと搬送するステップと、
   前記現像領域において前記受像部材と前記現像部材との間に位置する電極に、ＡＣ電圧を印加することで、前記現像領域において前記マーキング粒子を前記現像部材から浮遊させて前記受像部材へと搬送するステップと、
   前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過する間、前記イメージ領域が前記現像領域を通過する間に比べて、前記現像部材に付与される電気的バイアスの少なくとも直流成分を前記マーキング粒子の極性に近づく方向に変化させるステップと、
   を含むことを特徴とする画像の現像方法。
6. 画像の現像方法であって、
   可動感光体ベルト上に、インターイメージ領域により分離される静電潜像領域に静電潜像を生成するステップと、
   規定の現像領域において前記可動感光体ベルトに近接対向するドナー部材に電気的バイアスを付与した状態で当該ドナー部材を移動させることで、予め帯電されたトナーを前記現像領域へと搬送するステップと、
   前記可動感光体ベルトと前記ドナー部材との間に位置する電極に、ＡＣ電圧を印加することで、前記現像領域において前記トナーを前記ドナー部材から浮遊させて前記可動感光体ベルトへと搬送するステップと、
   前記可動感光体ベルトの前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過する際に、前記可動感光体ベルトに対する前記ドナー部材の電気的バイアスを、前記静電潜像領域が前記現像領域を通過する際に比して、前記トナーの極性に近づく方向にシフトさせるための第１電圧を供給するステップと、
   前記可動感光体ベルトの前記インターイメージ領域が前記現像領域を通過する際に、前記ドナー部材の電気的バイアスに対する電極の電気的バイアスを、前記静電潜像領域が前記現像領域を通過する際に比して、前記トナーの極性に近づく方向にシフトさせるための第２電圧を供給するステップと、
   を含むことを特徴とする画像の現像方法。

Images