JPH0338594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般に電子写真印刷（複写）に関する
ものであり、特に潜像を現像する為の装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 一般に電子写真印刷機はその表面に感光性を与
えるためのほぼ均一の電荷に帯電された光導電部
材を有する。光導電面の帯電部分は複製されるべ
き原稿の光像に露光される。このことで原稿に含
まれる情報領域に対応する光導電部材上に静電潜
像を記録する。静電潜像が光導電部材上に記録さ
れた後、潜像は現像材料が光導電部材と接触する
ことによつて現像される。これにより光導電部材
上に粉像を形成されその後にコピー用紙に転写さ
れる。最後にコピー用紙は熱せられ像の形状に粉
像を恒久的に定着する。

しばしば現像材料はキヤリヤ粒子とトナー粒子
の混合物から出来ている。トナー粒子はキヤリヤ
粒子へ摩さつ電気により付着する。この２つの成
分の混合物は潜像と接触される。トナー粒子はキ
ヤリヤ粒子から粉像を形成するために潜像に引き
つけられる。これまでは、潜像の大きな黒部分と
細かな線の両方を現像することは困難であつた。
潜像の現像を改良するために様々な技術が使われ
てきた。例えばカスケード方式、フアーブラシ方
式、磁気ブラシ方式やそれら方式の組み合わせた
ものが電子写真印刷機において今まで使われてき
た。しかし前述のすべての方式の装置には、静電
潜像の細かい線と大きな面積の黒い部分の両方に
対して均一な現像をなし遂げねばならぬという問
題が存在していた。背景の濃度を最低に維持しな
がら、大きな黒部分のみならず細かい線像の両方
を完全に現像することは大変に困難であつた。現
像は光導電体と現像装置の間の間隔を減らすこと
によつて改良され得る。しかし硬質の光導電体の
場合、このような改良方法は剛体の光導電体と現
像装置間の累積公差を減らすことに要する費用に
よつて制約される。

柔軟な光導電ベルトと磁気ブラシ現像ローラの
使用が増えてくると、それらの間の間隔を減らす
ことは更に可能性が出てくる。光導電ベルトが適
当な張力で維持される時現像材料にベルトと現像
ローラの間隔を維持させるようにすることが今や
実用化されてきた。ベルトの柔軟性は狭い間隔で
現像ロールのより大きな回転振れを許容してい
る。この狭い間隔により現像を改善する現像電界
が強くなつた。現像材料が更に少ない量しか現像
領域で使用されずにすみ、新たな補給が少なくて
よいので現像材料の寿命を長くしている。

様々な試みが現像を改善すべく工夫がなされて
きた。下記の特許および文献はそれに関連あるも
のである。

米国特許 No.４，013，041 特許権者 アームストロング他 発 行 1977年３月22日 リサーチ デイスクロージヤ ジヤーナル 1979年７月 18318号 352ページ 著者 スワプセインスキー 前述の開示の適切な部分を以下に簡単に要約す
る。

アームストロング特許は磁気ブラシ現像ローラ
が柔軟な光導電ベルトの片面に接触している電子
写真印刷機を開示している第３図にみられる様
に、ガイドローラはベルトがその変化する輪郭に
対応して現像ローラの方へまたこれから遠ざかる
方へ自動的に移動できる様に弛緩した状態でベル
トの１部を維持する。

スワプセインスキーの文献は光導電ベルトの後
方にかみ合つているジンバル機構のバツクアツプ
ベルトを有する電子写真印刷機について述べてい
る。ガイドローラは現像ローラと光導電ベルトの
間のニツプ（nip）での一定の圧力を維持するだ
けでなく現像ローラ上の現像材料の厚みに関連し
た変化を補う為に現像ローラと対向している。

［発明が解決すべき課題］ 本願発明は、現像ローラ上に運ばれる現像材料
と光導電ベルトとの接触する領域を増大しこれに
より現像領域を拡大すると共に静電潜像の現像能
力を向上し、現像材料の必要量をさらに減少でき
る現像装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本願発明の光導電性ベルト上の静電潜像を現像
する現像装置は、回転可能に支持された管状部材
と、柔軟な光導電性ベルト上の現像領域における
静電潜像に現像材料を運搬して接触させるために
前記管状部材を回転する手段と、前記現像材料を
前記管状部材に吸引するために前記管状部材の内
部であつてその内面から離れて配置され、かつ前
記現像領域の入口部において強磁界を生じ、前記
現像領域においては弱磁界を生じるように配置さ
れた磁極をもつ磁気部材と、前記柔軟な光導電性
ベルトを少くとも前記現像領域において所定の充
分な大きさの張力に維持し、これにより前記管状
部材によつて運ばれて前記柔軟な光導電性ベルト
と接触する前記現像材料を前記管状部材と前記現
像領域の前記柔軟な光導電性ベルトとの間で圧縮
し、前記柔軟な導電性ベルトは前記管状部材上の
前記現像材料により押されて約10゜から約40゜の範
囲の弧状に変形して前記管状部材の回りに巻き付
き拡張された現像領域を形成するための張力を維
持する手段と、を具備する。

［実施例］ 本発明の特徴を統合した図示された印刷機を全
般的に現解する為に図面について説明する。図面
に於て同様な参照番号が同一の要素を示す為に使
われる。第１図は本発明の現像装置を用いた電子
写真印刷機の様々な構成部分を概略的に示す。こ
の現像装置が図示された電子写真印刷機で使用す
る為に特に良く適合されているが、他の種々の静
電写真印刷機にも同様に使用することができ必ず
しもここに示された特別の実施例にその応用が限
定されないことが明らかになるであろう。

電子写真印刷の技術は公知のことなので第１図
の印刷機で使用される様々な処理ステーシヨンが
以下概略的に示され、その操作が簡単に説明され
る。

第１図に示される様に電子写真印刷機は導電性
基板上に配置された光導電面を持つベルト１０を
用いる。好ましくは光導電面はポリカーボネート
中に分散したｍ−TDBの微分子を含む輸送層と
トリゴナルセレニウムの生成層から成る。導電性
基板は電気的に接地されているアルミめつきされ
たマイラ（商品名）から出来ている。ベルト１０
は矢印１２の方向に動いて光導電面の連続してい
る部分を進めて移動の経路の周りに配置している
様々な処理ステーシヨンを通過させる。ベルト１
０の移動の経路はストリツプローラ１４、張力機
構１６と駆動ローラ１８によつて定められる。第
１図に示される様に張力機構１６はその上をベル
ト１０が動くローラ２０を備えている。ローラ２
０はヨーク２２に回転できる様に取り付けられ
る。最初に圧縮されているばね２４はローラ２０
がベルト１０に対して押しつける様に１方向にヨ
ーク２２を弾力性を持つて付勢する。この様にベ
ルト１０は希望する張力のもとに置かれる。張力
の程度はベルト１０が比較的容易に変形出来るよ
うに比較的低い。張力機構の詳しい構造は第２図
を参照にして以下に述べる。第１図について引き
続き説明すると、駆動ローラ１８は回転可能に取
り付けられ、ベルト１０とかみ合つている。モー
タ２６はローラ１８を回転させベルト１０を矢印
１２の方向に進める。ローラ１８はベルト駆動装
置のような適当な装置によつてモータ２６へ連結
される。ストリツプローラ１４はベルト１０を矢
印１２の方向へ最低限度の摩擦をもつて容易に移
動できるようにする為自由に回転できる。

最初にベルト１０は帯電ステーシヨンＡを通過
する。帯電ステーシヨンでは一般に参照番号２８
で示されるコロナ発生装置がベルト１０の光導電
面に比較的高いほぼ均一の電荷を帯電する。

次に光導電面の帯電部分は露光ステーシヨンＢ
を通る。露光ステーシヨンＢでは原稿３０が透明
なプラテン３２上に表面を下にして置かれる。ラ
ンプ３４は光線を原稿上に照射する。原稿から反
射された光線はレンズ３６を通つて光像を形成す
る。レンズ３６は光導電面の帯電部分上に光像の
焦点を合わせ選択的に帯電を消滅させる。このこ
とは原稿３０に含まれる情報領域に対応する静電
潜像を光導電面上に記録する。

その後ベルト１０は光導電面上に記録された静
電潜像を現像ステーシヨンＣへ進める。現像ステ
ーシヨンＣでは一般に参照番号３８で示されてい
る磁気ブラシ現像装置は導電性現像材料を進めて
静電潜像と接触させる。好ましくは磁気ブラシ現
像装置３８は現像ローラ４０と輸送ローラ４２を
有する。輸送ローラ４０は磁気キヤリヤ粒子とト
ナー粒子から成る現像材料のブラシを運んでベル
ト１０と接触させる。第１図に示されている様に
現像ローラ４０は現像材料のブラシがベルト１０
が現像材料の輪郭に、少なくとも部分的に合致す
る様ベルト１０を弧状に変形するよう位置してい
る。静電潜像はトナー粒子をキヤリヤ粒子から引
き離してベルト１０の光導電面上に吸引しトナー
粉像を形成する。輸送ローラ４２は未使用の現像
材料を後で再使用する為に現像装置３８の溜りに
戻す。詳しい構造は第３図第４図を参照して以下
に述べる。

ベルト１０はトナー粉像を転写ステーシヨンＤ
へ進める。転写ステーシヨンでは一枚の用紙４４
が移動してトナー粉像と接触する。この用紙４４
は用紙供給装置（図示されていない）によつて転
写ステーシヨンＤへ送られる。好ましくは用紙供
給装置は重なつた用紙の一番上の用紙に接触して
いる供給ロールを備えている。供給ロールは重な
つた層から一番上の用紙を進めてシユートへ落と
す様に回転している。シユートは用紙を一定時間
の間隔で次々とベルト１０の光導電面と接触させ
る。それによつて現像されたトナー粉像は転写ス
テーシヨンＤで用紙と接触する。

転写ステーシヨンＤは用紙４４の裏面上にイオ
ンを放散するコロナ発生装置４６を備えている。
これはトナー粉像を光導電面から用紙４４へ引き
つける。移動後、用紙４４は矢印４８の方向で用
紙４４を融着ステーシヨンＥへ進ませるコンベア
（図示されていない）上に動く。

融着ステーシヨンＥは一般に参照番号50で示さ
れている融着装置を有し転写されたトナー粉像を
恒久的に用紙４４へ付着させる。好ましくは融着
装置５０は熱せられた融着ローラ５２とバツクア
ツプローラ５４から成る。用紙４４は融着ローラ
５２と接触しているトナー粉像と共に融着ローラ
５２とバツクアツプローラ５４の間を通る。この
方式でトナー粉像は用紙４４へ恒久的に付着す
る。融着した後、シユートは印刷機から操作員が
後で取り出す為に進んできた用紙４４を受血へ導
く。

常に、用紙４４がベルト１０の光導電面から離
された後、残りの粒子は光導電面に付着したまま
残る。それらの残りの粒子は清掃ステーシヨンＦ
で光導電面から取り除かれる。清掃ステーシヨン
Ｆは光導電面と接触している回転できる様取りつ
けられているフアイバ製ブラシ５６を有する。粒
子は光導電面に接触しているブラシ５６の回転に
よつて光導電面から除去される。除去作業に続い
て放電ランプ（図示されていない）は、次に続い
て起こる像形成サイクルの為の帯電に先立つて光
導電面上に残つている残りの静電荷電を放散する
為に光で光導電面を照射する。

これまでの説明で、本発明の特徴を組み入れて
いる電子写真印刷機の全般的な動作を理解するの
に十分と考える。

本発明の特定の主題に言及すると、第２図は非
常に詳細に張力機構１６を示す。そこで示されて
いるように張力機構１６はその上を通るベルト１
０をもつローラ２０を備えている。ローラ２０は
一般に参照番号２２で示されている。ヨークに適
切な軸受けに取りつけられている。好ましくはヨ
ーク２２はローラ２０を支えているＵ字型部材５
８とＵ字型部材５８の横断部材６２の中間点に固
定された棒６０を備えている。コイルばね６４は
棒６０の周りを包む。棒６０は印刷機枠６６を貫
通して摺動出来るように取り付けられている。ば
ね６４は横断部材６２と枠６６の間で圧縮され
る。圧縮されたばね６４はヨーク２２を弾力で付
勢し、これにより、ベルト１０に対してローラ２
０を押し付ける。ばね６４は適切なばね定数を持
つよう設計されていて希望する圧縮下に置かれた
場合ベルト１０はセンチ当り約0.1Kgの張力が与
えられる。ベルト１０は現像ローラ４０上の現像
材料によつて約10゜から40゜の範囲で弧状に変形さ
れる様充分に低い張力に維持される。

第３図を参照すると、現像装置３８の詳細な構
造が示されている。現像装置３８は現像材料の供
給を貯えるための室を作るハウジング６６を備え
ている。円筒状部材６８はハウジング６６の室内
に回転出来るよう取り付けられていて、矢印７０
の方向に回転する時外輪として作動する為に外側
へ伸びている複数の羽根を備えている。このの様
に円筒状部材６８は上方へ向かう方向で現像部材
を現像ローラ４０へ進める。調整するブレード７
１は現像材料が通る隙間を定めるため現像ローラ
４０に隣接して置かれている。この隙間は現像ロ
ーラ４０によつて現像領域７２へ進められる現像
材料の量を調整する。好ましくは調整ブレード７
１の片方の端は現像領域７２へ動かされている材
料の量を調節する均一の隙間を与える為に現像ロ
ーラ４０の巾を縦方向に充分に横切つて伸びてい
る。調整ブレード７１の他方の端はハウジング６
６に固着される。現像ローラ４０は回転できるよ
うに支持された非磁性体の管状部材７４を備えて
いる。例として管状部材７４はざらざらした外周
面を持つアルミニウムから出来ている。磁気部材
である細長い磁石７６は内周面から間隔を持つて
管状部材７４内に同心的に置かれる。磁石７６は
複数の磁極を持つ。好ましくは磁石７６はそこに
固着された１層の磁性ゴムを持つ保持部材を有す
る。磁性ゴムの層は現像領域７２の領域では除去
される。従つて、現像領域７２、即ちベルト１０
が反対側に彎曲しているニツプ部分では磁極は存
在しない。この様にして磁極は現像領域入口で強
力な磁界を発生し現像領域自体で弱い磁界を発生
する。現像領域での半径方向の磁界は好ましくは
約100ガウスである。

管状部材７４は電圧源（図示されていない）に
よつて適切な極性と強さへ電気的にバイアスされ
る。好ましくは、背景電圧レベルとベルト１０の
光導電面上に記録された像電圧レベルの中間のレ
ベルにバイアスされる。例として電圧源は、好ま
しくは管状部材７４を約50ボルトから約350ボル
トの範囲の電圧へ電気的にバイアスする。モータ
（第４図）は管状部材７４を一定の角速度で回転
する。現像材料のブラシは管状部材７４の外周面
上に形成させる。管状部材７４は矢印７８の方向
へ回転するので現像材料のブラシは進んで現像領
域でベルト１０と接触する。現像領域７２上の現
像材料の圧縮された堆積の高さは約0.04cmから約
0.15cmである。先に示された様に現像領域７２の
現像材料のブラシはベルト１０を変形される。好
ましくはベルト１０は管状部材７４の周りに弧を
形成する為に現像領域７２で変形させられる。変
形による弧は約10゜から約40゜の範囲である。磁石
７６は、トナー粒子を摩さつ電気的に付着させる
キヤリヤ粒子の磁気特性によつて現像材料を引き
つける様配置されて、固定して取りつけられる。
それらのトナー粒子はベルト１０の光導電面上に
トナー粉像を形成する為に現像領域においてキヤ
リヤ粒子から離れて潜像に吸引される。

静電潜像が現像された後、未使用の現像材料と
トナー粒子の取り去られたキヤリヤ粒子は輸送ロ
ーラ４２によつて受け入れられる。輸送ローラ４
２は回転の為の軸支された非磁性管状部材８０を
備えている。好ましくは管状部材８０は外周面が
ざらざらでアルミニウムで出来ている。第３図に
示されている様に、管状部材８０はベルト１０か
ら間隔をおいて設置されている。細長い磁石８２
は管状部材８０の内部に設置されていて管状部材
から離して置かれている。好ましくは磁石８２は
そこに磁性ゴムの層が固着している保持部材を有
する。磁極は磁石８２の周りに形成されるが出口
領域では磁極を欠いている。この様に現像材料と
トナー粒子が取り去られたキヤリヤ粒子は管状部
材８０が矢印８４の方向で回転するにつれて出口
領域へ進む。この領域では磁力の吸引力は重力に
よる引力より小さく未使用の現像材料とトナー粒
子の取り去られたキヤリヤ粒子はクロスミキサ８
６へ落ちる。クロスミキサ８６は現像装置へ供給
される新しいトナー粒子と共に未使用の現像材料
とトナー粒子の取り去られたキヤリヤ粒子を混合
させる様に配置された複数の間隔をあけて横に伸
びた整節板を備えている。トナー分配器８８は現
像装置へ新しいトナー粒子の補給を行う様にクロ
スミキサー８６上に位置している。この様にして
現像材料内のトナー粒子の濃度は十分に一定に維
持される。好ましくはトナー分配器８８は複数の
開口を持つ柔軟な細長い管の中に配置されたらせ
ん錐を有する。この管はクロスミキサ８６上にあ
るハウジング６６を横切つて伸びている。この管
は又、離れて位置しているトナー粒子の供給源に
接続している。らせん錐はトナー粒子を進めて管
を通つてその管の開口部を通つてクロスミキサ８
６へ分配する。クロスミキサ８６では新しいトナ
ー粒子がトナー粒子の取り去られたキヤリヤ粒子
と未使用の現像材料と共に混合される。この様に
混合された現像材料はベルト１０上に記録された
静電潜像を現像する際に再使用の為に管状部材６
８の領域ハウジング６６の溜りに供給される。

好ましくは現像材料のキヤリヤ粒子は強磁性の
コアを持ち、このコアは樹脂製材料の非連続層で
おおわれている薄い磁鉄鉱の層を有する。適当な
樹脂としてはポリビニリデンプライドとポリビニ
リデンフロライデコテトラフロロエチレンがあ
る。現像材料はキヤリヤ粒子をトナー粒子と混合
して調合され得る。一般にこの技術で知られるど
んなトナー粒子でもキヤリヤ粒子と混合するのに
適している。適切なトナー粒子は樹脂製材料を細
かに粉砕しそれに着色材料と混合することによつ
て調製される。例として樹脂製材料はポリビニル
塩化物、ポリビニリデン塩化物、ポリビニルアセ
テート、ポリビニル＝アセタール、ポリビニルエ
ーテル、ポリアクリルの様なビニルポリマがあ
る。適切な着色材料はとりわけ色原体ブラツクと
溶剤ブラツクがよい。現像材料は重さの占める割
合がキヤリヤ粒子が約95％〜99％、トナー粒子が
約５％から１％の割合から成る。これらや他の材
料は1978年キヤスパ他に発行された米国特許第
4076857号で開示されており関連した部分はこれ
により本実施例に組み込まれる。

第４図を参照すれば、現像ローラ４０のための
駆動装置が示されている。そこに図示されている
ように磁石７６は管状部材７４の内部に同心的に
固定している。管状部材７４はモータ９０に連結
されている。好ましくはモータ９０はほぼ一定の
角速度で管状部材７４を回転させる。磁石７６は
管状部材７４の内周面から離れた外周面を持つ。
この様にして磁石７６によつて発生する磁界は現
像材料を管状部材７４の外周面へ吸引する。モー
タ９０が管状部材７４を矢印７８の方向で回転
（第３図）させるにつれて現像材料は現像領域７
２へ進む。進んできた現像材料はベルト１０と接
触し弧状ベルト１０を変形させる。この様にして
ベルト１０と管状部材７４の間隔は現像領域７２
上の現像材料の圧縮された堆積の高さによつて制
御される。更に回転振れの影響は、管状部材７４
が正しい同心度でないにもかかわらず現像材料と
ベルト１０の間の干渉が絶えずあるので排除され
る。この装置は、高い現像能力と低いレベルの背
景を作るために現像領域において、比較的低い磁
界で現像ローラ４０を光導電ベルトへ極めて接近
した間隔で置くことができる。更に現像領域上で
必要とされる現像材料の量はかなり減少する。

［発明の効果］ 本発明の現像装置においては、現像領域上に現
像材料を運んで潜像と接触する様に現像ローラを
ベルトの光導電面へ極めて接近して置かれ、ま
た、ベルトは、現像ローラによつて運ばれた現像
材料がベルトと接触し現像領域においてベルトを
弧状に変形することができるような予め選択され
た張力の強さで維持され、また磁気部材による磁
界は現像領域の入力部において強く現像領域にお
いて弱くなつている。従つて、潜像の現像能力を
著しく改善すると共に使用される現像材料の必要
な量を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置を組み込んでいる電子写
真印刷機を示す概略の立面図、第２図は第１図に
関してベルトの張力機構を示す一部破断の斜視
図、第３図は第１図の電子写真印刷機に使用され
る現像装置を図解した立面図、第４は第２図の現
像装置の現像ローラを示す立面図である。 参照番号の説明、１０…ベルト、１４…ストリ
ツプローラ、１６…張力機構、１８…駆動ロー
ラ、２６…モータ、２８…コロナ発生装置、３０
…原稿、３２…プラテン、３４…ランプ、３６…
レンズ、３８…磁気ブラシ現像システム、４０…
現像ローラ、４２…輸送ローラ、４６…コロナ発
生装置、５０…融着装置、５２…融着ローラ、５
４…バツクアツプローラ、５８…Ｕ字型部材、６
０…棒、６４…ばね、６６…ハウジング、６８…
円筒状部材、７１…調製ブレード、７２…現像領
域、７４…管状部材、７６…磁石（磁気部材）、
８０…非磁性管状部材、８２…磁石、８６…クロ
スミキサ、８８…トナー分配器、９０…モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能に支持された管状部材と、 柔軟な光導電性ベルト上の現像領域における静
   電潜像に現像材料を運搬して接触させるために前
   記管状部材を回転する手段と、 前記現像材料を前記管状部材に吸引するために
   前記管状部材の内部であつてその内面から離れて
   配置され、かつ前記現像領域の入口部において強
   磁界を生じ、前記現像領域においては弱磁界を生
   じるように配置された磁極をもつ磁気部材と、 前記柔軟な光導電性ベルトを少くとも前記現像
   領域において所定の充分な大きさの張力に維持
   し、これにより 前記管状部材によつて運ばれて前記柔軟な光導
   電性ベルトと接触する前記現像材料を前記管状部
   材と前記現像領域の前記柔軟な光導電性ベルトと
   の間で圧縮し、 前記柔軟な導電性ベルトは前記管状部材上の前
   記現像材料により押されて約10゜から約40゜の範囲
   の弧状に変形して前記管状部材の回りに巻き付き
   拡張された現像領域を形成するための張力を維持
   する手段と、 を具備する柔軟な光導電性ベルト上の静電潜像を
   現像する現像装置。