JP4903172B2 - ドナーロールにロードするための装置と方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真現像システムにおける印刷品質の保持に関する。より詳しくは、本願の教示は、現像システムの１つまたは複数のドナーロールにロード（load）するための装置と方法に関する。なお、本件明細書において、「ロードする」とは、トナーを載せることを意味し、例えば、「ドナーロールにロードする」とは、ドナーロールにトナーを載せることを意味する。

一般に、電子写真印刷工程には、光導電ベルトまたはドラム等の光導電部材を略一定の電位に帯電させ、その光導電表面を増感するステップが含まれる。光導電表面の帯電部分は、走査レーザビーム、発光ダイオード（ＬＥＤ）発生源またはその他の光源からの光の像に対して露光される。これにより、光導電表面に静電潜像が記録される。静電潜像は、光導電表面上に記録された後、現像システムにおいて帯電トナーで現像される。その後、トナー粉末像がコピー用紙に転写され、加熱によってコピー用紙に恒久的に定着される。

上記の電子写真マーキング工程は、カラー画像を生成するように改変できる。イメージ・オン・イメージ（ＩＯＩ）処理と呼ばれる一つの電子写真マーキング工程では、異なる色のトナーの複数のトナー粉末像を光受容体上に重ねてから、重ね合わされたトナー粉末像を紙等の基板上に転写する。ＩＯＩ工程には、コンパクトなアーキテクチャ等、特定の利点はあるものの、その実用を成功させるためには課題もいくつかある。たとえば、ＩＯＩ処理等の印刷システムのコンセプトを実現するには、先に調色された画像と相互作用しない現像システムが必要となる。

現像システムでは、二成分および一成分現像剤が一般に使用されている。一般的な二成分現像剤は、磁性キャリア細粒およびこれに摩擦電気的に付着したトナー粒子を含む。一成分現像剤は通常、トナー粒子を含む。従来の二成分磁気ブラシ現像や一成分ジャンピング現像をはじめとする周知の現像システムは光導電表面と相互作用するため、相互作用する現像システムが使用された場合、先に調色された画像は後の現像ステーションで除去（スカベンジ）されてしまう。したがって、ＩＯＩ工程では、ハイブリッドスカベンジレス現像（ＨＳＤ）等、スカベンジを行わない、つまり相互作用しない現像システムが必要となる。

ＨＳＤ等のスカベンジレス現像システムでは、現像剤は容器の中に保たれ、従来の磁気ブラシロール、別名マグロールの表面に、マグロールにロードするのに必要な磁場に基づいて搬送される。トナーはマグロールの表面からドナーロール上に搬送される。ドナーロールは、マグロールに対して異なる電位に保持され、マグロールの表面からドナーロールの表面にトナーを載せるのに必要な場を生成する。ドナーロール上のトナー層は、１本のワイヤまたはワイヤ群からの電場によって乱され（disturbed）、攪拌されたトナー粒子のクラウド（cloud：雲または集団）が生成、保持され、これが潜像によって誘引されて光導電表面上にトナー粒子像を形成する。

米国特許第７０７９７９４号明細書 米国特許第６７８５４８１号明細書 米国特許第７０１０２３９号明細書 米国特許第７０８５５０６号明細書 米国特許出願公開第２００６／０２１６０４９号明細書 フェイ・"フランク"・シャオ（Fei "Frank" Xiao）著，「ニューメリカル・シミュレーション・オブ・デベロッパー・アビュース（Numerical Simulation of Developer Abuse），１９９８年５月，重慶市（Chongqing），中華人民共和国（China）

現在のスカベンジレス現像システムでは、１つのマグロールを使って２つのドナーロールにロードする。このようなドナーロールにロードするための現在の方法にはいくつかの欠点がある。

１つの問題点は、現像剤の有効寿命である。使用する現像剤が有効寿命を超えていることは、画像上の白すじ等の印刷品質の欠陥が永続的に見られることからわかる。現像剤の老化に伴い、高電位に帯電したトナー微粒子がワイヤ上に堆積し、印刷品質欠陥の原因となる。

現像剤の老化は、ワイヤを汚染させる電圧と相関関係があることが観察されている。ワイヤを汚染させる電圧と現像剤の製造後の経過年数を比較すると、現像剤の老化に伴って、持続的に低面積範囲印刷(low area coverage printing)を行った場合のワイヤの汚染電圧が突然上昇する「現像剤クラッシュ」という挙動が見られる。この問題は現在、現像剤ハウジング内に新しいトナーを注入することによって対処されており、これによって印刷品質性能が安定することが証明されている。また別の対策としては、定期的に裸の（bare）ドナーロールを使って静電的にワイヤをクリーニングする方法がある。このような措置に頼ることは、現像剤の有効寿命を延長できる現像システムと方法が実現されれば、不要となる、あるいはその頻繁が少なくなるであろう。

現像剤の老化がマグロールの回転速度に大きく関係していることがわかっている。マグロールを低い回転速度で動作させると現像剤寿命が改善され、相応に、マグロールの速度を速めることは、現像剤の寿命にとって不利となる。

マグロールを低速化することによって、現像剤の老化の問題に関する印刷品質は改善するが、マグロールの速度が遅すぎてもまた、リロード（reload）が不十分となり、印刷品質にとって不利となる。ここで、「リロード」とは、トナーを再び積むことを意味する。リロードは、マグロールを介してドナーローディングニップに十分な量のトナーを供給する上で必要である。ドナーローディングニップとは、トナーがマグロールからドナーロールへと運ばれる領域である。最適なマグロールの速度は、現像剤の寿命を延ばすためにマグロールの回転速度を低下させることと、リロードの限界要件を満たすためにマグロールの回転速度を速めることのバランスから決まる。

印刷品質性能に関わる上記以外の問題は、斑点(mottle)である。斑点は、マグロールとドナーロールとの間（トナーがドナーローディングニップにおいて転送される）またはドナーロールと光導電ベルトとの間（トナーが現像ニップにおいて転送される）のいずれかにおいて、現像剤の転送が十分に行われない場合に発生する。ドナーロールの回転方向が斑点に影響を与える。具体的には、斑点は、光導電ベルトの搬送方向およびマグロールの回転方向に対するドナーロールの回転方向によって影響を受ける。図１，２に示されるように、現在のスカベンジレス現像システムは「逆行(against)方向モード」で動作し、このモードでは、マグロールがドナーロールの回転方向に「逆行する」方向に回転する。さらに、現在のスカベンジレス現像システムは、「同(same)方向モード」で動作し、このモードでは、ドナーロールが光導電ベルトの方向と「同じ」方向に回転する。このような構成は、斑点の観点から見ると最悪であることがわかっている。これに対して、斑点が大きく改善されるのは、マグロールがドナーロールの回転方向と「同調する」方向に回転する「同調(with)方向モード」と、ドナーロールが光導電ベルトの搬送方向と「反対の」方向に回転する「反対(opposite)方向モード」とを複合させた場合である。

現在のスカベンジレス現像システムでは、現像剤の寿命、リロードおよび斑点という矛盾する問題に同時に対処し、容認可能なレベルの印刷品質を維持する上で得られる動作上のフレキシビリティは限定的なものにすぎない。

現像剤の寿命、リロードおよび斑点の問題に関して印刷品質を、現在実現可能なものより速い印刷速度で最適化できる新規なスカベンジレス現像システムとその方法が求められている。現在のスカベンジレス現像システムで、市場において求められている高速化に見合うように現像剤寿命の改善およびリロードと斑点に関する印刷品質の改善に関して設定された高い目標を達成することができる可能性は低い。

本願で開示する実施例では、ドナーロールにロードするために複数のマグロールを使用した現像システムが提案される。これは、より低速のマグロールで容認可能なリロードを実現し、その結果、現像剤の寿命を改善する。

実施例において、３つのマグロールを有し、２個のマグロールが各ドナーロールにロードする現像システムが提案される。これにより、ドナーロールの回転方向を変え、リロードを犠牲にすることなく、斑点を低減または除去することができる。

実施例において、３つのマグロールを有し、中間のマグロールをドナーロールのトナー除去(unloading)に使用し、これによってリロードが不十分となる問題を最小限にする、あるいは排除する現像システムが提案される。

実施例において、現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードするための装置であって、現像剤の容器を有する現像剤ハウジングと、トナーを移動中の光導電部材上へと運ぶ回転可能な第一のドナーロールと、容器から現像剤を受け取り、トナーを第一のドナーロールに運ぶ回転可能な第一のマグロールと、第一のマグロールから現像剤を受け取り、トナーを第一のドナーロールに運ぶ回転可能な第二のマグロールを備える装置が提案される。

実施例において、１つまたは複数のドナーロールにロードするための装置であって、さらに、第二のマグロールからトナーを受け取り、トナーを光導電部材上へと運ぶ回転可能な第二のドナーロールと、第二のマグロールから現像剤を受け取り、トナーを第二のドナーロールに運ぶ回転可能な第三のマグロールを備える装置が提案される。

実施例において、現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードするための方法であって、トナーを含む現像剤の容器を有する現像剤ハウジングを設置するステップと、現像剤を容器から第一の回転可能なマグロールに転送するステップと、現像剤を第一のマグロールから第二のマグロールに転送するステップと、トナーを第一のマグロールから回転可能な第一のドナーロールに転送するステップと、トナーを第二のマグロールから第一のドナーロールに転送するステップとを含む方法が提案される。

実施例において、上記の方法はさらに、現像剤を第二のマグロールから回転可能な第三のマグロールに転送するステップと、トナーを第二のマグロールから回転可能な第二のドナーロールに転送するステップと、トナーを第三のマグロールから第二のドナーロールに転送するステップとを含む。

実施例において、上記の方法はさらに、第一のマグロールからの過剰な現像剤を除去するステップを含む。

実施例において、現像システムは、現像剤の容器を有する現像剤ハウジングと、トナーを移動中の光導電部材上へと運ぶ回転可能な第一のドナーロールと、容器から現像剤を受け取り、トナーを第一のドナーロールに運ぶ回転可能な第一のマグロールと、現像剤を第一のマグロールから受け取り、トナーを第一のドナーロールから除去し、現像剤を第三の回転可能なマグロールに運ぶ回転可能な第二のマグロールと、トナーを第三のマグロールから受け取り、トナーを光導電部材上へと運び、トナーを第二のマグロールに運ぶ回転可能な第二のドナーロールとを備える。

具体的な実施例を紹介するが、これらは限定するためのものではないと理解されるであろう。たとえば、イメージ・オン・イメージ方式を用いたカラープロセスについての例を挙げるが、この開示の内容は、ＤＣまたはＡＣ／ＤＣ電圧だけを使ってトナーを受光体に現像させるモノクロシステム等、ドナーロールが磁気ブラシでロードされるすべてのシステムに応用できる。

上記およびその他の目的、利点および顕著な特徴は、下記の実施例に関する詳細な説明の中で述べられ、あるいはこの説明から明らかとなる。

実施例について図面を参照しながら説明するが、図中、同様の参照番号は同様の部品を表す。

以下の説明において、図面を参照する。図中、全体を通じて、同じ要素を指定するのに同様の参照番号が使用されている。

図面を参照すると、図３の中に、シングルパス多色印刷機型のイメージ・オン・イメージ（ＩＯＩ）マーキング装置１０４の実施例が示されている。この印刷機では、複数のローラまたはバー１２によって支持される光導電ベルト１１０が使用される。光導電ベルト１１０は、垂直の向きに配置されている。光導電ベルト１１０は、矢印Ａの方向に進み、光導電ベルト１１０の外側表面の連続部分を、その移動経路に沿って配置される各種の処理ステーションの下を逐次的に通過するように移動させる。装置１０４は、それぞれ参照番号１６，１８，２０，２２，２４によって総括的に示される５つの画像記録ステーションを含む。

まず、光導電ベルト１１０は画像記録ステーション１６を通過する。画像記録ステーション１６には、帯電装置と露光装置が設置されている。帯電装置は、光導電ベルト１１０の外側表面を比較的高く、略均一な電位に帯電させるコロナ生成装置２６を有する。光導電ベルト１１０の外側表面が帯電した後、その帯電部分は露光装置に進む。露光装置は、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）２８を有し、これは光導電ベルト１１０の外側表面の帯電部分を照射し、その上に第一の静電潜像を記録する。

この第一の静電潜像は、現像ユニット３０によって現像される。現像ユニット３０は、選択された色のトナー粒子（トナーともいう）を第一の静電潜像の上に堆積させる。最も明るい(highlight)トナー画像が光導電ベルト１１０の外側表面上に現像された後、光導電ベルト１１０は続いて矢印Ａの方向の画像記録ステーション１８へと進む。

画像記録ステーション１８には、再帯電装置と露光装置が設置されている。帯電装置は、光導電ベルト１１０の外側表面を、比較的高く、略均一な電位に再帯電させるコロナ生成装置３２を有する。露光装置はＲＯＳ３４を含み、これが光導電ベルト１１０の外側表面の帯電部分を照射して、その上に第二の静電潜像を選択的に記録する。この第二の静電潜像は、マゼンタのトナー粒子で現像すべき部分に対応する。すると、この第二の静電潜像は次の現像ユニット３６へと進む。

現像ユニット３６は、静電潜像の上にマゼンタのトナー粒子を堆積させる。このように、マゼンタのトナー粉末画像が光導電ベルト１１０の外側表面上に形成される。マゼンタのトナー粉末画像が光導電ベルト１１０の外側表面上に現像された後に、光導電ベルト１１０は続いて矢印Ａの方向の画像記録ステーション２０へと進む。

画像記録ステーション２０には、帯電装置と露光装置が設置されている。帯電装置は、光導電表面を比較的高く、略均一な電位に再帯電させる。露光装置はＲＯＳ４０を含み、これが光導電ベルト１１０の外側表面の帯電部分を照射し、その上の電荷を選択的に散逸させ、黄色のトナー粒子で現像すべき領域に対応する第三の静電潜像を記録する。今度は、この第三の静電潜像は次の現像ユニット４２へと進む。

現像ユニット４２は、光導電ベルト１１０の外側表面に黄色のトナー粒子を堆積させ、その上に黄色のトナー粉末画像を形成する。第三の静電潜像が黄色のトナーで現像された後に、光導電ベルト１１０は矢印Ａの方向の次の画像記録ステーション２２へと進む。

画像記録ステーション２２には、帯電装置と露光装置が設置されている。帯電装置はコロナ生成装置４４を含み、これは光導電ベルト１１０の外側表面を比較的高く、略均一な電位に帯電させる。露光装置はＲＯＳ４６を含み、これは光導電ベルト１１０の外側表面の帯電部分を照射し、光導電ベルト１１０の外側表面の電荷を選択的に散逸させ、シアンのトナー粒子で現像される第四の静電潜像を記録する。第四の静電潜像が光導電ベルト１１０の外側表面上に記録された後に、光導電ベルト１１０はこの静電潜像をシアンの現像ユニット４８に進める。

現像ユニット４８は、シアンのトナー粒子を第四の静電潜像の上に堆積させる。これらのトナー粒子は、前に形成された粉末画像と部分的に重複して位置合わせされる。シアンのトナー粉末画像が光導電ベルト１１０の外側表面上に形成された後、光導電ベルト１１０は次の画像記録ステーション２４へと進む。

画像記録ステーション２４には、帯電装置と露光装置が設置されている。帯電装置は、光導電ベルト１１０の外側表面を比較的高く、略均一な電位に帯電させるコロナ生成装置５０を有する。露光装置はＲＯＳ５２を含み、これは光導電ベルト１１０の外側表面の帯電部分を照射し、光導電ベルト１１０の帯電した外側表面のうち、黒いトナー粒子で現像すべき部分を選択的に放電させる。黒いトナー粒子で現像すべき第五の静電潜像は、黒の現像ユニット５４へと進む。

黒の現像ユニット５４において、黒いトナー粒子が光導電ベルト１１０の外側表面上に堆積する。これらの黒いトナー粒子は、黒いトナー粉末画像を形成し、これは前に形成されたトナー粉末画像と部分的または全面的に重複して位置合わせされる。このように、マルチカラーのトナー粉末画像が光導電ベルト１１０の外側表面上に形成される。その後、光導電ベルト１１０はマルチカラートナー粉末画像を、参照番号５６で総括的に示される転写ステーションに進める。

転写ステーション５６において、受容媒体、たとえば紙が給紙装置によってスタック５８から進められ、転写ステーション５６へと案内される。転写ステーション５６において、コロナ生成装置６０がイオンを紙の裏側に噴射する。これによって現像されたマルチカラーのトナー画像が光導電ベルト１１０の外側表面から紙へと吸着される。剥離援助ローラ６６が光導電ベルト１１０の内側表面に接触し、そこで十分に鋭角に曲げることで、前進する紙のビーム強度(beam strength)によって光導電ベルト１１０からはがれる。真空輸送により、紙を矢印６２の方向の定着ステーション６４へと移動させる。

定着ステーション６４には、加熱された定着ローラ７０とバックアップローラ６８が設置されている。バックアップローラ６８は、弾力的に圧迫されて定着ローラ７０と係合し、それによって形成されるニップの間を紙が通過する。定着動作中、トナー粒子は相互に癒着し、用紙に画像の形状で付着し、その上にマルチカラーの画像を形成する。定着後、完成した紙は仕上げステーションに送られ、ここで紙は編集、製本され、複数のセットが形成される。その後、これらのセットはキャッチトレイへと進められ、印刷機のオペレータによって取り上げられる。

当業者は、マルチカラー現像画像が紙の上に転写されると開示されているが、ベルトやドラム等の中間部材上に転写されてから、紙に転写、定着されることもありうると察するであろう。さらに、ここではトナー粉末画像とトナー粒子を開示しているが、当業者は、液体キャリア中のトナー粒子を用いる液体現像剤も使用できることを察するであろう。

マルチカラーのトナー粉末画像が紙に転写された後、残留トナー粒子が一般に光導電ベルト１１０の外側表面上に付着したまま残る。光導電ベルト１１０は、分離ローラ７８の上を移動し、このローラがクリーニングステーション７２においてクリーニング動作を分離する。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ベルト１１０から除去される。次に光導電ベルト１１０はブレード８０の下を移動し、さらに光導電ベルト１１０からトナー粒子が除去される。

図１と２を参照すると、業界で周知のスカベンジレス現像装置の詳細が示されている。装置は、現像剤１６６を収容する容器１６４を有する現像剤ハウジングを備える。現像剤は二成分型であり、つまり、導電キャリア細粒とトナー粒子を含む。容器１６４は、１つまたは複数のオーガ１２８を備え、これは容器チャンバ中に回転可能に取り付けられている。オーガ１２８は容器１６４内の現像剤の搬送と攪拌を行い、トナーが帯電し、キャリア細粒に摩擦電気式に付着するのを促進する。

現像装置は、マグロール１１４と呼ばれる１つの磁気ブラシロールを備え、これが現像剤を容器１６４から一対のドナーロール１２２，１２４のローディングニップ１３２に運ぶ。マグロール１１４は周知であるため、マグロール１１４の構成の詳細な説明を割愛する。

マグロール１１４は回転可能な管状ハウジングを有し、その中に表面周辺に複数の磁極を配した静止磁気シリンダがある。現像剤のキャリア細粒は磁気を帯び、マグロール１１４の管状ハウジングが回転すると、細粒（ここにトナー粒子が摩擦電気的に付着している）がマグロール１１４に吸着され、ドナーロールのローディングニップ１３２へと運ばれる。トリムブレード１２６は、メータリングブレードまたはトリムとも呼ばれ、マグロール１１４から過剰な現像剤を除去し、現像剤で覆われた部分の深さを均一にしてから、上側のドナーロール１２４に隣接した第一のドナーロールのローディングニップ１３２に到達するようにする。ドナーロールローディングニップ１３２の各々において、トナー粒子はマグロール１１４から各ドナーロール１２２，１２４に転送される。

各ドナーロール１２２，１２４はトナーを各々の現像領域に搬送し、これらの現像領域は現像ニップ１３８とも呼ばれ、その間を光導電ベルト１１０が通過する。マグロール１１４からドナーロール１２２，１２４へのトナーの転送は、たとえば、適当なＤ．Ｃ電気バイアスをマグロール１１４および／またはドナーロール１２２，１２４に印加することによって促進できる。Ｄ．Ｃバイアスは、マグロール１１４とドナーロール１２２，１２４との間に静電界を形成し、これによってトナーはマグロール１１４のキャリア細粒からドナーロール１２２，１２４に吸着される。

マグロール１１４に残留しているキャリア細粒とトナー粒子は、マグロール１１４が回転を続けると容器１６４に戻される。マグロール１１４からドナーロール１２２，１２４に転送されるトナーの相対的な量は、たとえば、ＡＣ電圧を含む異なるバイアス電圧をドナーロール１２２，１２４に印加すること、マグロールからドナーロールまでの間隔を調整すること、ローディングニップ１３２での磁界の強さと形状を調整すること、および上記のように、マグロール１１４および／またはドナーロール１２２，１２４の回転速度を調整すること等によって調節できる。

現像ニップ１３８の各々において、トナーはドナーロール１２２，１２４の各々から光導電ベルト１１０上の潜像に転送され、光導電ベルト１１０の上にトナー粉末画像を形成する。

図１の中で、現像ニップ１３８において、電極ワイヤ１８６，１８８が各ドナーロール１２２，１２４と光導電ベルト１１０との間の空間内にある。ドナーロール１２２，１２４の各々について、各電極ワイヤ対１８６，１８８が、ドナーロール１２２，１２４の長手方向軸に略平行に延びる。電極ワイヤ１８６，１８８は、各ドナーロール１２２，１２４から近い位置に離間されている。電極ワイヤ１８６，１８８の端部は、これらがドナーロール１２２，１２４のトナー層を含む表面との接線より若干上になるように取り付けられる。交流電気バイアスがＡＣ電源によって電極ワイヤ１８６，１８８に印加される。ワイヤ１８６，１８８とドナーロール１２２，１２４との間に電圧差が存在する場合、静電気引力がワイヤをトナー層の表面に引き付ける。

印加されたＡＣ電圧は、電極ワイヤ対１８６，１８８の各々と各ドナーロール１２２，１２４の間に交流静電界を発生させ、これはドナーロール１２２，１２４の表面からトナーを引き離し、電極ワイヤ１８６，１８８の周囲にトナークラウドを形成するのに有効であり、トナークラウドの高さは、光導電ベルト１１０と実質的に接触しない高さである。各ドナーロール１２２，１２４に印加されるＤＣおよびＡＣバイアス供給（図示せず）は、光導電ベルト１１０とドナーロール１２２，１２４との間に静電界を発生させ、電極ワイヤ１８６，１８８を取り囲むクラウドから引き離されたトナーを光導電ベルト１１０の光導電表面上に記録された潜像に吸着させる。

連続する静電潜像が現像されると、現像剤中のトナーは使い尽くされる。トナーディスペンサ（図示せず）に供給用トナーが保存される。トナーディスペンサは容器１６４と連通し、現像剤の中のトナー粒子の濃度が低下すると、新しいトナー粒子が容器１６４内の現像剤の中に供給される。容器チャンバ内のオーガ１２８が新しいトナー粒子を残留する現像剤と混合し、その中で混合された現像剤が略均一になるようにする。このようにして、略一定量のトナーが容器１６４の中にあり、トナーは一定の電荷を有する。

図２に示される従来の配置において、ドナーロール１２２，１２４とマグロール１１４は、「逆行する」運動方向に回転するように示されている。ドナーロール１２２，１２４と光導電ベルト１１０は、「同じ」運動方向に移動するように示されている。

図２の装置において使用される二成分現像剤は、導電性、半導電性、あるいは絶縁性等、適当であればどのようなタイプであってもよい。導電性現像剤の利用が好ましいが、これは、それによってマグロール１１４上の現像剤において、第二のドナーロール１２４の現像剤に不利な影響を与える電荷の蓄積が起こらないためである。たとえば、現像剤のキャリア粒子は、樹脂材料の非連続層で被覆された磁気薄膜を有する強磁性コアを有しているかもしれない。トナー粒子は、ビニルポリマ等の樹脂材料をクロモゲンブラック等の着色物質と混合したもので構成できる。現像剤は、約９５重量％から約９９重量％のキャリアと約５重量％から約１重量％のトナーで構成できる。

図４は、コントローラ９０と、メモリ１５２と、入力／出力インタフェース１５４と、ＡＣ電圧供給源１９０と、１つまたは複数のモータ１５１をデータ／コントロールバス１５５と相互接続して備えるマーキング装置１０４の実施例を示す。コントローラ９０は、マーキング装置の動作を制御する。たとえば、図１を参照すると、コントローラ９０は、ＡＣ電源１９０と、ドナーロール１２２，１２４のための１つまたは複数のモータ１５１を含む現像ユニットの動作を、入力／出力インタフェース１５４を通じて供給される信号に基づいて制御することができる。

システムコントローラ９０は、印刷機内の各種のシステムやサブシステムと通信し、これらの間の相互作用を制御、調整して、印刷機の動作を維持する。つまり、システムコントローラは、システム全体を見て、状況の変化や他のサブシステムにおける変化によって影響を受ける各システムの動作を監視し、調整することができる。図３は、たとえば、システムコントローラを使って現像ユニット３０，３６，４２，４８，５４、画像記録ステーション１６，１８，２０，２２，２４、クリーニングステーション７２と定着ローラ７０を制御できることを示している。図４には単独のブロックとして示されているものの、システムコントローラ９０は、複数のコントローラ／処理装置および関連メモリを、たとえば階層的工程制御アーキテクチャ等を使用して、印刷装置全体に分散させて構成してもよい。システムコントローラ９０に使用するものは、印刷機を制御するための従来の、あるいは一般に使用されるシステムまたは技術のどれでもよい。

入力／出力インタフェース１５４は、ユーザ入力装置１５６および／またはデータソース１５９から情報を伝える。コントローラ９０は、マーキング装置１０４およびその個々のコンポーネントを実現するために必要な計算を行い、必要なプログラムを実行し、必要に応じて、マーキング装置１０４の他のコンポーネントの間のデータの流れを制御する。

メモリ１５２は、マーキング装置１０４に入る、あるいはこれから出る情報のバッファとして機能することができ、マーキングシステム１０４の機能を実行するために必要なプログラムおよび／またはデータを記憶することができ、および／または各種の処理段階でデータを記憶することができる。メモリ１５２は単体として描かれているものの、実際には分散させてもよい。メモリ１５２の可変部分は、各種の実施例において、スタティックまたはダイナミックＲＡＭを使って実装される。しかしながら、メモリ１５２はまた、フロッピー(登録商標)ディスクとディスクドライブ、書込可能な光ディスクとディスクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリその他を使っても実装できる。リンク１５８は、適当であればどのような有線、無線または光リンクであってもよい。

データソース１５９は、デジタルカメラ、スキャナ、ローカルまたはリモートコンピュータまたはその他の既知の、あるいは今後開発される、電子画像テータを生成できる装置のいずれでもよい。同様に、データソース１５９は、ネットワークのクライアントまたはサーバのように、電子画像データを記憶し、および／または伝送する、どのような適当な装置であってもよい。画像データソース１５９は、内蔵スキャナを有するデジタルコピヤのように、マーキング装置１０４と一体化させてもよい。あるいは、データソース１５９は、モデム、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、イントラネット、インターネットあるいはその他の分散処理ネットワーク、あるいはその他の既知または今後開発される接続装置等、接続装置を使ってマーキング装置１０４に接続することができる。

図５，６を参照すると、現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードするための装置は、現像ニップ１３８においてトナーを移動する光導電ベルト１１０上へと運ぶ回転可能な第一のドナーロール１２２を備える。また、容器１６４から現像剤を受け取り、トナーをドナーローディングニップ１３２で第一のドナーロール１２２に運ぶ回転可能な第一のマグロール１１４と、マグロールハンドオフニップ１３４において第一のマグロール１１４から現像剤を受け取り、ドナーローディングニップでトナーを第一のドナーロール１２２に運ぶ回転可能な第二のマグロール１１６を備える。第二のマグロール１１６の回転軸は、第一のマグロール１１４の回転軸の上に配置され、容器１６４を出てマグロール１１４，１１６に沿う現像剤の運動が、略上方向に向かうようになっている。

装置はさらに、第二のマグロール１１６からトナーを受け取り、トナーを現像ニップ１３８において光導電ベルト１１０上へと運ぶ回転可能な第二のドナーロール１２４を備える。第二のドナーロール１２４の回転軸は、第一のドナーロール１２２の回転軸より上に配置される。

装置はさらに、マグロールハンドオフニップ１３４において第二のマグロール１１６からの現像剤を受け取り、ドナーローディングニップ１３２においてトナーを第二のドナーロール１２４に運ぶ回転可能な第三のマグロール１１８を備えていてもよい。第三のマグロール１１８の回転軸は、第二のマグロール１１６の回転軸の上に位置づけられる。

図５の実施例において、光導電ベルト１１０の運動（Ａ）に関するドナーロール１２２，１２４の回転（Ｂ，Ｃ）は、「同じ（same）」方向である。マグロール１１４，１１６，１１８の回転（Ｄ，Ｅ，Ｆ）に関するドナーロール１２２，１２４の回転（Ｂ，Ｃ）は、「同調する（with）」方向である。

図６に示す実施例において、光導電ベルト１１０の運動（Ａ）に関するドナーロール１２２，１２４の回転（Ｂ，Ｃ）は、「反対（opposite）」方向である。マグロール１１４，１１６，１１８の回転（Ｄ，Ｅ，Ｆ）に関するドナーロール１２２，１２４の回転（Ｂ，Ｃ）は、「逆行する（against）」方向である。

図５，６に示される現像装置の実施例はさらに、別方向に回転する２つのドナーロールに一般化することができ、たとえば、ドナー１２２は反時計回り方向に回転し、ドナーロール１２４は時計回り方向に回転し、あるいはその反対である。

図５，６に示すように、現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードする装置はさらに、第一のマグロール１１４の下側部分から過剰な現像剤を除去するように配置された下側トリムブレード１２６を備えていてもよい。装置はまた、１つまたは複数のオーガ１２８またはパドル１２９を備えていてもよい。装置はまた、現像剤を第三のマグロール１１８から容器へと方向付けるための１つまたは複数のバッフル１２７を備えていてもよい。装置は、電子写真マーキング装置またはその他のマーキング装置等のマーキング装置の中に組み込むことができる。

印刷品質を保持し、現像剤の寿命、リロードおよび斑点にかかわる問題に対処することができるような、複数のマグロールでロードする仕組みを備える現像システムの実施例が提案される。図５，６に示されるように、この設計では、３つのマグロール（１１４，１１６，１１８）を備え、現像剤は下のマグロールから上のマグロールへと流れる。現像剤は、磁界を使ってマグロール間で受け渡される。バッフル１２７は、第三のマグロール１１８から放出された現像剤を現像トナー容器１６４に案内するのに使用される。第一のマグロール１１４用として、下側トリム１２６も設けてもよい。容器１６４内の現像剤１６６を混合するために、パドル１２９を設けてもよい。図５，６に示される構成のいずれにおいても、斑点、リロードおよび現像剤の寿命にかかわる問題への対処において、図１，２に示されるような従来の構成より大きく改善される。

リロードの重大な改善は、２つのマグロールでロードする構成（two mag roll loading configuration）で動作することによって実現され、この構成では、１つのマグロールでロードする構成（one mag roll loading configuration）に対して、各ドナーロールが２つのマグロールによってロードされる。１つのマグロールでロードする構成においては、受入可能なリロードを実現するためには、高いマグロール回転速度が必要となる。これと同じリロード効率は、２つのロールでロードする方法により、はるかに低いマグロール回転速度で実現することができる。複数のロールでロードする方法を利用するドナーローディング装置の実施例では、現像剤の寿命、リロードおよび斑点にかかわる問題に対応するための動作上の自由度が得られる。

複数のマグロール（つまり、１つのドナーロールについて少なくとも２個のローディングニップ１３２）でドナーロール１２２，１２４にロードすることにより、受入可能なリロードが、より低いマグロール回転速度で実現でき、したがって現像剤の寿命が改善される。装置は、ドナーロールの回転方向とマグロールの回転速度をリロード、斑点および現像剤の寿命に関わる問題を最小限になるように設定することができる。

図７は、現像システムの動作方法、つまり現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードするための方法の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００で、現像剤が容器１６４から第一の回転可能なマグロール１１４に転送される。ステップＳ２００で、トナーが第一のマグロール１１４から回転可能な第一のドナーロール１２２に転送される。ステップＳ３００で、現像剤が第一のマグロール１１４から第二のマグロール１１６に転送される。ステップＳ４００で、トナーが第二のマグロール１１６から第一のドナーロール１２２に転送される。この方法はさらに、第二のマグロール１１６からのトナーが回転可能な第二のドナーロール１２４に転送されるステップＳ５００と、現像剤が第二のマグロール１１６から回転可能な第三のマグロール１１８に転送されるステップＳ６００を含んでもよい。この方法はさらに、第三のマグロール１１８からのトナーが第二のドナーロール１２４に転送されるステップＳ７００を含んでもよい。

図１，８に示されるように、現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードする装置の一例が提案され、この装置は、現像剤のための容器１６４を有する現像剤ハウジングと、トナーを現像ニップ１３８において移動する光導電ベルト１１０上へと搬送する回転可能な第一のドナーロール１２２を備える。回転可能な第一のマグロール１１４は、容器１６４から現像剤を受け取り、図５，６に示したものと同様に、トナーを第一のドナーロール１２２に運ぶ。この実施例において、回転可能な第二のマグロール１１６は、マグロールハンドオフニップ１３４において第一のマグロール１１４から現像剤を受け取り、ドナーのトナー除去ニップ１３６において第一のドナーロール１２２からトナーを除去する。

別の実施例において、装置はさらに、マグロールハンドオフニップ１３４において現像剤を第三の回転可能なマグロール１１８に運ぶ第二のマグロール１１６を備えていてもよい。この装置はさらに、第三のマグロール１１８からドナーローディングニップ１３２においてトナーを受け取り、トナーを現像ニップ１３８において光導電ベルト１１０に運び、ドナートナー除去ニップ１３６において第二のマグロール１１６にトナーを運ぶ回転可能な第二のドナーロール１２４を備えていてもよい。これらの実施例では、第二のマグロール１１６によりドナーロール１２２，１２４の１つまたは複数をクリーニングすることができる。

図８の実施例において、光導電ベルト１１０の運動（Ａ）に関する第一のドナーロール１２２の回転（Ｂ）は、「反対（opposite）」方向である。光導電ベルト１１０の運動（Ａ）に関する第二のドナーロール１２４の回転（Ｃ）は、「同じ（same）」方向である。第一のマグロール１１４と第二のマグロール１１６の回転（Ｄ，Ｅ）に関する第一のドナーロールの回転（Ｂ）は、「逆行する（against）」方向であり、第二のマグロール１１６と第三のマグロール１１８の回転（Ｅ，Ｆ）に関する第二のドナーロール１２４の回転（Ｃ）は、「同調する（with）」方向である。

図８に示す実施例は、第一、つまり下側のマグロール１１４と第三、つまり上側のマグロール１１８がドナーロール１２２，１２４にロードしている間にドナーロール１２２，１２４のトナーを除去する第二の、つまり中間のマグロール１１６が設けられている。この構成では、３つのマグロール１１４，１１６，１１８に個別にバイアスをかけることが必要となる。第一のマグロール１１４と第三のマグロール１１８は現像モードになるようにバイアスがかけられるのに対し、第二のマグロール１１６はクリーンモードになるようバイアスがかけられる。マグロールに個別にバイアスをかけるために半導電性現像剤または絶縁性現像剤が必要となる。この実施例には、リロードの不足の問題を実質的に低減させ、あるいは排除する利点がある。マグロールの回転速度と現像ニップ１３２のパラメータ（つまり、ドナーロールの間隔等）を調整し、斑点および現像剤の寿命に関わる問題について最適化することができる。

図８の実施例によれば、リバースバイアスドナーロールクリーニングサイクルで現像システムを作動させ、ドナーロールを用いる電子写真現像システムにおける印刷品質を保持することが可能となる。このようなシステムは、トナースループットがほとんど、またはまったくない状態で動作すると、ロール上のトナーは静電気と接着力の増大によって、排除することが困難となる。図８に示す第二のマグロール１１６はリバースバイアスをかけ、ドナーロール１２２，１２４を全部または部分的にクリーニングし、トナーをマグロール１１６に戻す。

スカベンジレス現像システムの従来の例の側方断面図である。 スカベンジレス現像システムの従来の例の側面図である。 スカベンジレス現像システムの一実施例を含むＩＯＩマーキング装置の一実施例の概略図である。 マーキング装置の一実施例の機能ブロック図である。 スカベンジレス現像システムの第一の実施例の側面図である。 スカベンジレス現像システムの第二の実施例の側面図である。 現像システムの動作方法の一例を示すフローチャートである。 スカベンジレス現像システムの第三の実施例の側面図である。

符号の説明

１６，１８，２０，２２，２４ 画像記録ステーション、２６，３２，３８，４４，５０，６０ コロナ生成装置、２８，３４，４０，４６，５２ ラスタ出力スキャナ、３０，３６，４２，４８，５４ 現像ユニット、５６ 転写ステーション、５８ スタック、６６ 剥離援助ローラ、６４ 定着ステーション、６８ バックアップローラ、７０ 定着ローラ、７２ クリーニングステーション、７８ 分離ローラ、８０ ブレード、９０ コントローラ、１１０ 光導電ベルト、１０４ マーキング装置、１１４，１１６，１１８ マグロール（磁気ブラシロール）、１２２，１２４ ドナーロール、１２６ 下側トリムブレード、１２７ バッフル、１２８ オーガ、１２９ パドル、１３２ トナーローディングニップ、１３４ マグロールハンドオフニップ、１３６ ドナートナー除去ニップ、１３８ 現像ニップ、１５１ モータ、１５２ メモリ、１５６ ユーザ入力装置、１５８ リンク、１５９ データソース、１６４ 容器、１６６ 現像剤、１８６，１８８ 電極ワイヤ。

Claims (3)

1. 現像ユニットの複数のドナーロールにロードするための装置であって、
   トナーを含む現像剤の容器を有する現像剤ハウジングと、
   前記トナーを移動する光導電部材上へとそれぞれ運ぶ回転可能な第一および第二のドナーロールと、
   前記容器から前記現像剤を受け取り、前記トナーを前記第一のドナーロールに運ぶ回転可能な第一の磁気ブラシロールと、
   前記第一の磁気ブラシロールから前記現像剤を受け取り、前記トナーを前記第一および第二のドナーロールに運ぶ回転可能な第二の磁気ブラシロールと、
   前記第二の磁気ブラシロールから前記現像剤を受け取り、前記トナーを前記第二のドナーロールへと運ぶ第三の磁気ブラシロールと、を備え、
   前記第一のドナーロールは前記第一および第二の磁気ブラシロールから前記トナーをそれぞれ受け取って前記光導電部材上へと運び、前記第二のドナーロールは前記第二および第三の磁気ブラシロールから前記トナーを受け取って前記光導電部材上へと運ぶことを特徴とする装置。
2. 現像ユニットの複数のドナーロールにロードするための方法であって、
   現像剤を容器から回転可能な第一の磁気ブラシロールに転送するステップと、
   トナーを前記第一の磁気ブラシロールから回転可能な第一のドナーロールに転送するステップと、
   前記現像剤を前記第一の磁気ブラシロールから回転可能な第二の磁気ブラシロールに転送するステップと、
   トナーを前記第二の磁気ブラシロールから前記第一のドナーロールおよび回転可能な第二のドナーロールに転送するステップと、
   前記現像剤を前記第二の磁気ブラシから回転可能な第三の磁気ブラシロールに転送するステップと、
   トナーを前記第三の磁気ブラシロールから第二のドナーロールに転送するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
3. 現像ユニットの１つまたは複数のドナーロールにロードするための装置であって、
   トナーを含む現像剤の容器を有する現像剤ハウジングと、
   前記トナーを移動する光導電部材上へと運ぶ回転可能な第一のドナーロールと、
   前記現像剤を前記容器から受け取り、前記トナーを前記第一のドナーロールに運ぶ回転可能な第一の磁気ブラシロールと、
   前記現像剤を前記第一の磁気ブラシロールから受け取り、前記第一のドナーロールからトナーを除去する回転可能な第二の磁気ブラシロールと、
   を備え、
   前記第二の磁気ブラシロールの回転軸は前記第一の磁気ブラシロールの回転軸の上に位置づけられて、前記第二の磁気ブラシロールは前記第一の磁気ブラシロールから前記現像剤を直接受け取ることを特徴とする装置。
   

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