JPH01503811A - 電子写真装置に用いられる現像ステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電子写真装置用の正転−逆転現像剤ステーション技術分野 本発明は、請求の範囲の第１項の上位概念に記載の現像剤ステーションに関する 。

背景技術 複写機技術において、電子写真の原理にしたがって動作する非機械的高速印刷機 の場合、静電荷像が、静電荷像担体、例えば光導電性ドラムの上に形成され、続 いて現像剤ステーションにおいて、着色された粉末（トナー）によって着色され る。続いて、このトナー像は、光導電性ドラムの利用により、普通紙に転写され 、そこに定着される。

一般に、現像には２成分の現像剤が使用される。この現像剤は強ヨ注キャリア粒 子と着色されたトナー粒子からなる。この現像剤混合物は、例えば８気プラン装 置によって、静電荷＠担体上の静電荷像の付近を移動せしめられる。トナー粒子 は一靜電気のカで一静電荷像に付着する。この場合、８気ブラシ装置は回転可能 な中空シリンダーからなシ、同シリンダー内には複列の固定の永久磁石が配置さ れている。現像４Ｊ　ステーション内に、複数の磁気ブラシを備えることがでキ ル。

例えば、静電荷像担体の付近で現像剤混合物を通過移送するために、１つの磁気 ブラシを用いることができる。この磁気ブラシは、以下において現像剤ローラー と呼ばれる。現像剤混合物を現像剤ステーションの内部から現像剤ローラーへ移 送するために、別の磁気ブラシを使用することができる。この種の磁気ブラシ装 置又はこの種の現像剤混合物を搬送する他の装置は、以下において搬送ローラー と呼ばれる。現像剤混合物が、磁気ブラシ原理によって、静電荷＠担体上の静電 荷像の着色のために利用されるところの現像剤ステーションは、西独国特許発明 第３１１９０１０号明細書によシ公知である。

静電荷像担体の移動方向に沿って現像剤混合物が塗布されるように現像剤ローラ ーが駆動される時は、正転現像剤ローラーが議論の対象となる。現像剤混合物が 現像剤ローラーによって静電荷＠担体の移動方向と逆向きに塗布される時は、こ の種の現像剤ローラーは逆転ローラーとみなされる。

正転ローラーも逆転ローラーも保持している現像剤ステーションは、例えば米国 特許第３９１２３８８号明細書により公知である。この現像剤ローラーには、付 加的に配分手段が割シ当てられておシ、同配分手段は、調節可能な刃からなるも ので、現像剤ローラーの現像剤層に一定の高さ々いしは厚みを与えるために利用 される。この場合現像剤混合物は、貯蔵室から両方のローラーに同時に提供され る。

正転現像剤ローラーを備える現像剤ステーションは、これまで実際に非常に有効 であった。この場合、この正転現像剤ローラーは、現像剤混合物を正転方向に、 光導電性ドラムの表面近傍を通過させて移送せしめる。

ここで、現像剤ローラーの明らかに比較的早い周速度−のために、現像剤混合物 は静電荷像を追い越す。混合物の長寿命化を意図゛して調合されたトナー及び現 像剤と相俟って、この種の現像剤ステーションは、例工ば文字のような線状の原 画に関しては良好な結果をもたらす。しかしながら、例えば図表において見られ るような完全面の場合、又は例えばバーコード印刷のために不可欠な黒色のダッ シュ記号の場合には、その黒色化は不十分である。

完全面の着色を十分に行うために、多くの試みがなされた。

現像剤混合物中のトナー及び／又はキャリアを変更した場合には、現像剤ステー ションを変更することなく良好な完全面着色を達成することができる。しかしな がら、これまでこのような場合には必ず、混合物の寿命の著しい短縮化が生じた 。この寿命の短縮化は、それに付随する高額な消耗材料費及び維持費が原因で重 大な欠点である。

完全面着色を改良するその他の方策は、静電荷像担体の放電領域を着色する反転 現像法から、複写技術において慣用の充電領域を着色する直接現像法へ移行する ことにある。しかしながら、直接現像に際しては、きまって、静電荷像担体の表 面の大部分を露光しなければならない。これは、例えばＬＥＤ走査線のような所 定の文字発生器の原理の利用又はレーデ−ダイオードの利用を、それに付随する 熱的問題のために、大幅に制限する。しかしながら、高速度の印刷プロセスに際 して高密度の点走査が必要とされる時に、まさに・この２つの文字発生器の原理 が考慮されるのである。

完全面の着色を改良しようとするその他の試みは、結局、特定の与えられた条件 （トナー混合物の組成、速度）下では、唯一の現像剤ローラーをもって均一な平 面的着色を達成することはできなかった。むしろ、そのローラーのために、正転 現は時には完全面の後縁に、また逆転現像時には完全面の前縁に浸蝕効果が認め られた。この浸蝕効果は、臨界的な原画、例えば反転印刷物において特に障害的 な作用を及ぼす。

印刷画面中の障害、とりわけ鮮明な汚れが、この種の現［ＩＪステーションにお いて別の問題を提示する。

このような障害は、現像剤混合物中に含まれるキャリア粒子が光導電性ドラムの 光導電層によって転写ステーションに持ち越されて、転写工程を妨げることに起 因している。通常の磁気的なキャリア捕捉ローラーは、それのみでは、このよう な障害を確実に回避することはできない。

本発明の課題は、高品質の印刷が、寿命の長い現像剤混合物を使用した高速度プ ロセスにおいて可能になるように、冒頭に記載の形式の現像剤ステーションを構 成することにある。

発明の開示 この課題は、冒頭に記載の形式の現像剤ステーションにおいて、前記現像剤ステ ーションが、正転−逆転現像剤ステーションとして構成されておシ、該現像剤ス テーションにおいては、現像剤混合物が、光導電性ドラムに、まず複数の正転す る現像剤ローラーを介して提供されるのであって、この場合に最後の現像剤ロー ラーが、逆転する現像剤ローラーとして構成されていることにより解決される。

この措置によって、反転現像法を採用した場合でも０−４　ｍ　／　ｓｅｃ以上 の高速度印刷時に、完全面が一様に濃く着色される。

本発明の有利な実施形態によれば、静電荷像担体の移動方向における現像剤ロー ラーの後方には、同静電荷像担体のだめの露光装置が備えられている。この露光 装置は、回転する透明な保護ローラーによって取シ囲まれており、この保護ロー ラーは、露光要素として用いられるところのＬＥＤ緑又は発光フォイルの汚染を 防止する。

本来の現像後に、この露光装置によって、静電荷像担体の高圧充電された非トナ ー領域が照射されて、放電サレることで、静電荷像が均質化される。このように して、一方では、原画に依存して露光されなかった光導電領域に対する（負の） キャリア粒子の付着力が減少し、その結果同キャリア粒子は、後続のキャリア捕 捉ローラーによって静電荷像担体から取シ除かれ、そして現像剤ステーション内 に戻される。完全に消去されない静電荷像に起因して、印刷画面に障害をもたら す静電荷は担体上のメモリー効果も、この露光装置によって防止することができ る。

露光装置と逆転現像剤ローラーとの間隔は、プレキシがラス管制の保護ローラー の表面が現像剤混合物の分離によ多連続的に清掃されて、光の放射が付着したト ナー塵によってほとんど弱められないように調節さ置のプレキシガラス保護管と キャリア捕捉ローラーとの間に吸引装置が備えられており、同吸引装置は、（静 電荷は担体上に結合していない）自由なトナー粒子を吸い込むものであって、そ の結果同粒子が現像剤ステーションから上方に連行されることはない。　、最後 の正転ローラーから逆転ローラーへの現像剤混合物層の引き渡しは、非磁性粒子 、例えば長時間の運転で現像剤混合物内において集結した大きなトナー塊又は砥 粒子が、逆転ローラーへの引渡し後に混合物から下方の貯蔵室内へはじき飛ばさ れるという付加的な利点を提供する。これによって、この種の粒子力；、最後の 現像剤ローラーを介して静電荷＠担体と接触し、同担体によって静電気の力に基 づいて引きずられて、結局印刷画面に障害をもたらすという危険性は、本質的に 減少する。

障害を低減する意味では、静電荷像担体と反対方向に運動する最後の現像剤ロー ラーが、静電荷像担体の表面に既に付着して′いるこの種の障害的な粒子をかき 落として、現像剤混合物と共に下方の貯蔵領域へ運ぶという効果もまた生ずる。

本発明の別の有利な実施形態によれば、現像剤混合物が、静電荷像担体の通過に したがって、例えばパケット車として構成された搬送ローラーの上に再び落下し 、そこから第２の正転ローラーに供給されるように、第１及び第２の正転ローラ ーが配置されている。これによシ、第１の現像剤ローラーの既に若干稀薄になっ た現像剤混合物が再び貯蔵室に戻され、そして十分に混合された現像剤混合物が 第２の現像剤ローラーに付与されることになる。

本発明の実施形態は図面に示されるとともに、以下第１図は、本発明の現像剤ス テーションの概略断面図、 第２図は、３つの現像剤ローラーを備える現像剤ステーションの実施形態の概略 図を示す。

電子写真の原理にしたがって作動するところの、ここでは詳細に示されていない 印刷装置内に、電荷像担体としての光導電性ドラム１０が配設されている。この 光導電性ドラム上に、公知の方法で、原画に応じて調節される露光装置によって 電荷像が造り出され、次いでこの電荷像は図示の現像剤ステーションにヨシ着色 される。この場合この着色は、反転現像法にしたがって行われる。この反転現像 法においては、露光によって除電された領域が、トナー粒子及び展色粒子を含む 現像剤混合物１１を用いて着色される。現像剤ステーションを通過した後で、着 色したトナー粒子からなる電荷像が、通常の方法で紙に転写される。

現像剤ステーションは、本質的に貯蔵室１２からなる。この貯蔵室には、注入孔 １３を介して、配分装置として配置された泡沫剤ローラーにより現像剤混合物１ １が供給される。貯蔵室１２の底には、パケットローラー１４の形式の電気モー ターＩＣよシ駆動される采送ローラーが存在する。このローラーは、現像剤混合 物１１を移送するスポーク形のパケット１５を有する。

貯像室１２は、光導電性ドラム１０と向かい合って、４つの現像剤ローラー１６ ．１７，１８．１９によって閉じられている。光導電性ドラムの周囲に沿って配 設さｎたこｎらの現像剤ローラーは、光導電性ドラムの表面に対して約１〜１． ５ＦＩＩＩｌという間隔を有しておシ、そして磁気ブラシ原理にしたがって動作 する。この現像剤ローラーは、本質的には、ローレット切シされた表面とその中 に配列された磁石とを有する例えばアルミニウム環の、電気モーター装置によシ 連続的に駆動される中空シリンダーからなる。この中空シリンダー２０は、バイ アス電圧を用いて充電されておシ、このバイアス電圧は、光導電性ドラムの帯電 電位のほぼ２０〜５０％の大きさである。４００〜１０［］ＯＶの帯電電位をも つセレン−光導電性ドラムを使用する場合は、このバイアス電圧は１００〜５０ ０ｖの大きさである。

現像剤ローラー１６，１７．１８は、中空シリンダーの運動方向に依存して、い わゆる正転現像剤ローラーとして構成されている。この正転現像剤ローラーにお いては、その中空シリンダーの運動方向は、中空シリンダー２０と光導電性ドラ ム１０の表面とによって構成される現像隙間２２の領域では、光導電性ドラム１ ０の表面の運動方向と一致する。現像剤ローラー１９は、反転現像剤ローラーと して構成されておシ１この場合中空シリンダー２０は、現像隙間２２において光 導電性ドラム１０に逆らって運動する。

この場合現像剤混合物１１の移送は、第１図に示された矢印に沿って行われ、貯 蔵室１２内の混合物層からパケットローラー１４を介して、現像剤混合物１１が 第１の正転現像剤ローラー１６に提供される。この時、配分ドクタ２３は、第１ の正転現像剤ローラー１６上の現像剤混合物層の高さを決定し、それでもって後 続の正転ローラー１７．１８上の層の高さをも決定する。現像剤混合物が、光導 電性表面よシも明らかに早い速度（プロセス速度の約１．５倍）で、同党導電性 表面に含まれる電荷像を３度、それも正転現像剤ローラー１６，１γ、１８を用 いて現像した後で、現像剤混合物は、第３の正転ローラー１８から、本質的にゆ つくりと逆方向に駆動される第４の反転現像剤ローラー１９の下側へ移動する。

ここで、現像剤混合物の大部分が、別の配分ドクタ２４によって削り暇られると 、光導電性ドラム１０の表面に運ばれた残りの現像剤混合物は、最後に逆回転に よう電荷像を現像する。

現像剤ローラーの間隔は、好ましくは２．５ｕ＋以下であり、この場合現像隙間 ２２の値は１〜２．５ｍｍである。、この現像隙間２２を通して、現像剤混合物 を可能な限り高密度で運ばなければならない。現像剤混合物の密度は、一方では 静電潜像が良好に着色され、他方では静電荷＠担体の表面が過大な圧力によりｂ ５損しないように選択しなければならない。

一方では現像剤ローラーによシ現像剤混合物を搬送し、しかしまた他方では静電 荷像へのトナー粒子の堆積を実現するために、現像剤ローラーの表面には、すで に述べたように、静電荷電位の約２０〜５０％のｌ々イアス電圧が印加されてい る。

反転現像剤ローラー１９として構成された最後の現像剤ローラーの上に、光導電 性ドラム１０に沿って延びる発光ダイオード緑又は発光フォイル２５の形態の露 光装置が存在する。この露光装置は、回転する透明なプレキシがラス管の保護ロ ーラー２６内に納められている。その回転及び反転現像剤ローラー１９との間隔 は、プレキシがラス管２６の表面が現像剤混合物１１の分離によシ連続的に清掃 され、そして発光ダイオード縁２５の出口領域２７の光が、付着したトナー塵に よってほとんど弱められないように調節されている。発光ダイオード縁２５は、 文字発生器（例えばＬＥＤ−ＣＯＭＢ）の光に近似的に一致するところのスペク トル光を発生させる。

さらにこの露光装置の上部には、現像剤ローラーに相当して磁気ブラシ原理に基 づいて動作するキャリア、捕捉ローラー２８が位置する。このキャリア捕捉ロー ラーは、露光装置と共働して、現像剤混合物のキャリア粒子を光導電性ドラムの 表面から除去し、そして新たに現像剤混合物１１に、同キャリア粒子を適当に構 ′成さＣた案内通路を介して補給する。

露光装置は、発光ダイオード縁２５により、光導電性ドラム１０の表面の高圧に チャージされた（約４００〜１０００Ｖ）非トナー領域を照射し、それによって ５０ｖ以下の残留電圧にまで放電させることで、静電荷像を均質化する。それで もってこの残留電圧は文字発生器の放電電圧に一致する。これによシ光導電性ド ラム１０の表面の非露光領域における現像剤混合物の負のキャリア粒子の吸着力 は減少し、その結果同キャリア粒子は、後続のキャリア捕捉ローラー２８によっ て、光導電性ドラム１０の表面から取り除かれ、現像ステーション内に戻される 。同時にこの露光装置によって、光導電性ドラム表面上の完全に消去されない静 電荷像によるメモリー効果をなくすことができる。

露光装置は、キャリア捕捉装置及び後続の印刷機内の転写ステーションの手前で 、静電荷＠担体上に十分に均質な静電荷像を生じさせる。これにより、静電荷像 担体は約５０Ｖの一様な残留電圧を得る。これによシ、この′画像的°な放電は 、光導電性ドラムからのキャリア粒子の除去を容易にするだけでなく、転写ステ ーションにおける転写紙へのトナー画像の転写をも一促進する。静電荷像担体の 表面への光の一様な侵入深さを保証するために、静電荷像を形成する原画に応じ て調節される光と同じように、前記露光装置の光は、近似的に文字発生器の光と 同じスペクトル成分を有している。例えば文字発生器としてくし形見光ダイオー ドが使用される場合は、類似に構成された照射装置が好ましい。ＬＥＤ走査線の 代わりに発光フォイルを使用することもできる。

露光装置は、吸引装置によって取り囲まれておｐ１同吸引装置は、キャリア捕捉 ローラー２８と保護ローラー２６との間の領域において、露光装置に沿って延び る吸引通路２９を介して作用する。この吸引通路２９は、吸引収集通路３０を介 して、図示されない真空ゾロワに接続されている。露光装置を備えるプレキシガ ラス管（保護ローラー）２６とキャリア捕捉ローラー２８との間を真空にするこ とにより、局所的な低圧が生じ、それでもって、静電荷像と結合していない自由 なトナー塵が吸い取られて容器内に捕集される。

よって、現像剤ステーションから上方へ連れ去られるようなことは有シ得ない。

キャリア捕捉ローラー２８によって捕捉されたキャリア粒子及び反転現像剤ロー ラーの配分ドクタ２４によって削シ取られた現像剤混合物は、そらせ板３１を介 して貯蔵室１２に戻される。

貯蔵室１２の底には、排出口３２が存在しており、同排出口を介して、所定の運 転時間毎に、使用済みの現像剤混合物が吸い出される。

第°２図に示された現像剤ステーションの実施形態においては、３つの現像剤ロ ーラー３３．３４．３５が配役されている。現像剤ローラー３３．３４は正転現 像剤ローラーを、現像剤ローラー３５は逆転現像剤ローラーを対象にしている。

この実施例の場合、現像剤混合物は、まず、正転現像剤ローラー３３を介して光 導電性ドラム１０にもたらされる。次いで、現像剤混合物はパケットローラー１ ４に戻される。この時為既に幾らか稀薄になった現像剤混合物は、新しい現像剤 混合物によって再び増濃され、そしてこの新しい増濃された現像剤混合物が、現 像剤ローラー３４を介して新たに光導電性ドラムの表面にもたらされる。この場 合、現像剤ローラー３４にも配分ドクタ３６を割シ当てることが必要不可欠であ る。後続して配置された逆転現像剤ローラー３５は、機能的には逆転現像剤ロー ラー１９と一致する。

ＦＩＧ２ 国際調査報告 ｔｍ＋＋’＋１ｍＡ＋ｌ　Ａ＋＋ｌｋｍｌ＋６７、。ＰＣＴ／ＤＥ　８７１００ ４２９１ｍ、−１ｌ＾−ｍ−ａ−ＰＣＴ／ＤＥ　８７１００４２９国際調査報告 Ｏε８７００４２９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．静電荷像担体（１０）上に形成された静電荷像を現像剤混合物（１１）を用 いて現像する電子写真装置の現像剤ステーションであつて、前記現像剤混合物（ １１）は、搬送ローラー（１４）によつて貯蔵室（１２）から現像剤ステーショ ン内に取り込まれ、そして互いに反対方向に回転して前記静電荷像（１０）を着 色しかつ前記現像剤混合物（１１）用の配分手段を備えるところの現像剤ローラ ー（１６〜１９）に移送されるものにおいて、 前記現像剤混合物（１１）は、まず、現像隙間（２２）を挾んで前記静電荷像担 体と同方向に移動する少なくとも１つの正転現像剤ローラー（１６）に移送され 、次に、該現像剤混合物（１１）は、前記静電荷像担体（１０）の移動方向にお いて後方に配置されかつ前記現像隙間（２２）を挟んで該静電荷像担体（１０） と逆方向に移動するところの逆転現像剤ローラー（１９）に転送され、そこから 再び前記貯蔵室（１２）内に戻されることを特徴とする現像剤ステーション。 ２．前記正転現像剤ローラーと前記逆転現像剤ローラーとの間には、前記静電荷 像担体と同方向に移動する別の現像剤ローラー（１７，１８）が配置されている ことを特徴とする請求項１に記載の現像剤ステーション。 ３．前記静電荷像担体の移動方向に沿つて配置された第１の正転現像剤ローラー （１６）と前記第２の正転現像剤ローラー（１７）は、前記現像剤混合物（１１ ）が前記現像隙間（２２）を通過した後で再び前記搬送ローラー（１４）に戻さ れ、そこから前記第２の正転現像剤ローラー（１７）に移送されるように配置さ れていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤ステーション。 ４．前記正転現像剤ローラー（１６，１７，１８）は、前記静電荷像担体（１０ ）の周速度よりも明らかに速い周速度を有していることを特徴とする請求項１〜 ３のいずれか１つに記載の現像剤ステーシヨン。 ５．前記静電荷像担体（１０）に対して前記貯蔵室（１２）を仕切る前記現像剤 ローラー（１６，１７，１８，１９）は、該現像剤ローラーから離れた現像剤混 合物の粒が該貯蔵室内に落下するように配置されかつ寸法決めされていることを 特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像剤ステーシヨン。 ６．前記搬送ローラー（１４）は、バケット（１５）有するスポーク構造のバケ ットローラーとして構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１ つに記載の現像剤ステーション。 ７．前記静電荷像担体（１０）の移動方向において前記現像剤ローラーの後方に 、該静電荷像担体（１０）のための露光装置（２５，２６）が配設されているこ とを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の現像剤ステーシヨン。 ８．前記露光装置には、回転する透明な保護ローラー（２６）が備えられている ことを特徴とする請求項７に記載の現像剤ステーンヨン。 ９．前記保護ローラー（２６）は、前記逆転現像剤ローラー（１９）に対して狭 小な間隔をもつて配置されており、その結果逆転現像剤ローラー（１９）は、該 保護ローラー（２６）を清掃して付着した現像剤混合物（１１）を分離すること を特徴とする請求項８に記載の現像剤ステーシヨン。 １０．前記静電荷像担体（１０）の移動方向において前記現像剤ローラー（１６ 〜１９）の後方に、前記現像剤混合物のキャリア粒子を取り入れるキャリア捕捉 ローラー（２８）が配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１ つに記載の現像剤ステーシヨン。 １１．前記静電荷像担体の移動方向において前記現像剤ローラーの後方に、結合 していない現像剤混合物の粒を吸い取る吸引装置（２９，３０）が備えられてい ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の現像剤ステーシヨン 。 １２．前記吸引装置は、前記露光装置と前記キヤリア捕捉ローラー（２８）との 間に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の現像剤ステーシヨン。 １３．前記現像剤ローラーには、配分ドクタ（２３，２４，３６）が割り当てら れていることを特徴とする請求項１〜１２に記載の現像剤ステーシヨン。