JPH04264474A - 現像区域内に弱い磁場を有する現像装置 - 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】

【０００１】本発明は、一般にハイライトカラーのコピ
ーを作成するために適合された電子写真印刷機に関し、
特に、少なくとも２つの現像器を有し、その一方の現像
器が中央部分に弱い磁場を発生させると共に現像区域の
入口と出口に強い磁場を発生させ、他方の現像器が現像
部内にごく弱い磁場を発生させる現像装置に関する。

【０００２】本発明の目的に従って、移動する帯電面上
に潜像を記録させる種類の印刷機を提供する。改良には
、第１の現像区域内で第１の極性を有するトナーを用い
て潜像の第１の部分を現像するための第１の手段が含ま
れる。第１の現像手段は、第１の現像区域内に弱い磁場
を発生させると共に第１の現像区域の入口と出口に強い
磁場を発生させる第１の磁気的手段からなる。第２の現
像区域内では、第２の手段が、第１の極性とは反対の第
２の極性を有するトナーを用いて、潜像の第２の部分を
現像する。第２の現像手段は、帯電面の移動方向に、第
１の現像手段の後に配置される。

【０００３】本発明の別の目的に従って、光導電部材上
に静電潜像を記録させる種類の電子写真印刷機を提供す
る。改良には、第１の現像区域内で第１の極性を有する
トナーを用いて潜像の第１の部分を現像するための第１
の手段が含まれる。第１の現像手段は、第１の現像区域
内に弱い磁場を発生させると共に第１の現像区域の入口
と出口に強い磁場を発生させる第１の磁気的手段からな
る。第２の現像区域内では、第２の手段が、第１の極性
とは反対の第２の極性を有するトナーを用いて潜像の第
２の部分を現像する。第２の現像手段は、光導電体の移
動方向に、第１の現像手段の後に配置される。

【０００４】図１は、本発明の現像器を内部に組み込ん
だ電子写真印刷機を示す正面略図；

【０００５】図２は、図１の印刷機の第２の現像器に用
いられている現像ローラの内の１本を示す正面図；

【０
００６】図３は、図１の印刷機の第１の現像器に用いら
れている現像ローラの内の１本を示す正面図；

【０００
７】図４は、第１の現像器に隣接した現像区域内におけ
る第１の現像器の磁場の強さを示すグラフ；そして

【０００８】図５は、第２の現像器に隣接した現像区域
内における第２の現像器の磁場の強さを示すグラフであ
る。

【０００９】本発明の特徴を取り入れた図の電子写真印
刷機の概要を理解するために、図面を参照する。図面で
は、同じ構成要素には全体にわたって同じ参照番号を用
いている。図１は、本発明の現像器を内部に組み込んだ
電子写真印刷機の種々の構成要素の略図である。本発明
の現像器は、特に図の印刷機に十分に適用できるが、こ
れらの現像器は一様に幅広く種々の印刷機に十分に適し
たものであり、その用途はここに示す特定の実施例に必
ずしも限定されるものではないということが明らかにな
るであろう。

【００１０】図１において、電子写真印刷機には、導電
基盤上に設けられた光導電面を有するベルト１０、すな
わち帯電部材が用いられる。光導電面は、好ましくはセ
レン合金製とし、導電基盤は、好ましくは電気的に接地
したアルミ合金製とする。ベルト１０は、その移動経路
のまわりに配置された種々の処理部を順に通ってその連
続する部分を前進させるために、矢印１６の方向に移動
する。ベルト１０は、駆動ローラ２０、テンションロー
ラ１８およびストリッピングローラ２２につれてそのま
わりを摺動する。ベルト１０を矢印１６の方向に前進さ
せるために、モータ２３がローラ２０を回転させる。ロ
ーラ２０は、ベルト駆動装置等の適切な手段によってモ
ータ２３に連結される。

【００１１】まず、ベルト１０の連続する部分は、帯電
部Ａを通過する。帯電部Ａでは、全体を２４で示すスコ
ロトロン、コロトロンあるいはダイコロトロン等のコロ
ナ発生装置が、ベルト１０を所定の均一な正または負の
高電位に帯電させる。負に帯電させることが好ましい。 コロナ放電装置２４を制御するために、従来技術で周知
の何らかの適切な制御方法を用いてもよい。

【００１２】次に、光導電面の帯電部分は、露光部Ｂを
通って前方に送られる。露光部Ｂでは、均一に帯電した
光導電面、すなわち帯電面は、走査装置からの出力に従
って帯電面に放電を起こさせるレーザーを用いた入力お
よび／または出力走査装置２５で露光される。好ましく
は、走査装置は３レベルのラスター出力走査装置（ＲＯ
Ｓ）とする。これに代えて、ＲＯＳの代わりに従来型の
電子写真式露光装置を用いてもよい。最初に高電位に帯
電した光導電面は、背景（白色）の像の部分を像の形に
放電され、ハイライトカラー（すなわち黒以外の色）の
部分をゼロまたは接地電位に放電される。

【００１３】現像部Ｃでは、全体を３０で示す磁気ブラ
シの現像装置により、現像剤が静電潜像と接触状態にな
るように前方に送られる。現像装置３０は第１の現像器
３２と第２の現像器３４からなる。好ましくは、各磁気
ブラシ現像器は、ハウジングに取り付けられた一対の磁
気ブラシ現像ローラを含むものとする。従って、現像器
３２は一対のローラ３５、３６を有し、現像器３４は一
対の磁気ブラシローラ３７、３８を有する。各一対のロ
ーラが、潜像と接触状態になるようにそれぞれの現像剤
を前方に送る。現像装置３２および３４の各々に電気的
に接続された電力源４１および４３を通じて現像剤に適
切なバイアスがかけられる。

【００１４】静電潜像の現像における色分けは、背景の
電圧からオフセットした電圧を有するように磁気ブラシ
ロール３５、３６、３７および３８に電気的にバイアス
をかけた状態で、光導電面上に記録された潜像を、１回
の移動で２つの現像器３２および３４を通過させて動か
すことによって行なわれ、前記オフセットの方向はハウ
ジング内のトナーの極性によって決まる。第１の現像器
３２は、矢印１６に示すベルト１０の移動方向に、光導
電面の放電した像の部分を現像する。この現像器には、
光導電面と、電気的にバイアスをかけた現像ロールとの
間にある静電界によって潜像の放電した像の部分に赤色
トナーが引き寄せられるような摩擦電気特性を有する赤
色現像剤４０が入っている。反対に、第２の現像器３４
は、矢印１６に示すベルト１０の移動方向に、潜像の高
電位に帯電した像の部分を現像する。この現像器には、
光導電面と、電気的にバイアスをかけた第２の現像器の
現像ロールとの間にある静電界によって潜像の高電位に
帯電している像の部分に向かって黒色トナーが引き寄せ
られるような摩擦電気特性を有する黒色現像剤４２が入
っている。

【００１５】一例として、現像器３２内のキャリヤーは
、１００〜１５０ミクロンのホーガニーズ（Ｈｏｅｇａ
ｎｅｓｅ）　・スチールの核を１．２（重量）％のメチ
ルターポリマーでコーティングして、その中に２０重量
％のカーボン・ブラックを散在させたものからなる。ト
ナーは、プリオライト（ＰＬＩＯＬＩＴＥ）（グッドイ
ヤー・タイヤ・アンド・ラバー社（Ｇｏｏｄｙｅａｒ　
Ｔｉｒｅ　ａｎｄ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｃｏｍａｐｎｙ）の
商標）（重量％で）８５％と、リトスカーレット色素と
負に帯電するスチレンｎブチルメタクリル酸塩重合体を
１：１の割合で含むマスターバッチ１３．４％と、重合
体の中にあらかじめ散在させたマゼンタ色素およびホス
タパーム・ピンク色素０．５６％と、ジメチルジステア
リルアンモニウムメチルサルフェート１％と、エアゾー
ル０．５％と、ステアリン酸亜鉛０．１％から作られる
。この現像剤と濃度２．５（重量）％のトナーを混合し
て１０分間ロールミルにかけた場合のトナーの摩擦電気
量は、ふるい付きファラデー箱に現像剤を入れて気流で
トナーを除去して測定すると、負の１１マイクロクーロ
ン／グラムとなる。現像器３４内の黒色キャリヤーは、
１００〜１５０ミクロンのホーガニーズ・スチールの核
を０．４（重量）％の正に帯電する共重合体（クロロフ
ルオロエチレン＋ポリ塩化ビニル）でコーティングして
、その中に２０重量％のバルカン（ＶＵＬＣＡＮ）（カ
ボット社（Ｃａｂｏｔ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）の
　　商標）カーボン・ブラックを散在させたものからな
る。黒色トナーの組成は、スチレンｎブチルメタクリル
酸塩重合体９２％と、カーボンＢリーガル３３０（Ｂ　
ＲＥＧＡＬ　３３０　）（カボット社（Ｃａｂｏｔ　Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）の商標）カーボン・ブラック
６％と、セチルピリジニウムクロライド２％である。ロ
ールミルとファラデー箱による方法で測定した場合の黒
色トナーの摩擦電気量は、正の２０マイクロクーロン／
グラムとなる。電圧差全体は、高電位に帯電した像の部
分と放電した像の部分との間において均等に分布する。 （現実の電荷レベルを９００ボルト、残留放電電圧を１
００ボルトと想定すると）これは約８００ボルトに相当
する。各現像ハウジング内のクリーニングフィールドの
１００ボルトが追加されると、高電位に帯電した像の部
分の実際の現像コントラスト電圧は約３００ボルトとな
り、放電した像の部分も略等しい電圧ということになる
。前記の場合、３００ボルトのコントラスト電圧は、負
に帯電する非黒色トナーを用いて放電した像の部分を現
像する第１の現像器に電気的にバイアスをかけてその電
圧レベルを約４００ボルトにし、かつ正に帯電する黒色
トナーを用いて高電荷に帯電した像の部分を現像する第
２の現像器に電気的にバイアスをかけてその電圧レベル
を６００ボルトにすることにより供給される。

【００１６】シート状の支持材料５８が、転写部Ｄでト
ナーの像と接触状態になるまで移動される。シート状の
支持材料は、図示しない従来のシート送り装置によって
転写部Ｄまで前進する。好ましくは、シート送り装置は
、積み重ねられたコピー用紙の最上部の紙に接触する送
りロールを含むものとする。送りロールは、積み重ねら
れたコピー用紙の最上部の紙をシュート内まで前進させ
るように回転し、前記シュートは、前方に送られるシー
ト状の支持材料を導いて、ベルト１０の光導電面上に現
像されたトナー粒子の像が前進するシート状の支持材料
と転写部Ｄで接触するような時間的順序で前記ベルト１
０の光導電面に接触させる。

【００１７】感光体上に現像された複合像は、正と負の
両方のトナーから構成されているので、正のコロナ放電
を用いて基材上に効果的に転写できるようにトナーの条
件を整えるために、予備転写コロナ放電部材５６が設け
られる。

【００１８】転写部Ｄには、シート材料５８の裏面に適
切な極性を持つイオンを吹き付けるコロナ発生装置６０
が含まれる。これによって、トナー粒子の像の黒色部分
と非黒色部分が実質的に同時にベルト１０からシート材
料５８へ引き寄せられる。転写後、シート材料は、矢印
６２の方向に、前記シート材料を定着部Ｅまで前進させ
るコンベヤ（図示せず）上まで移動を続ける。

【００１９】定着部Ｅは全体を６４で示す定着器を含み
、前記定着器は、転写されたトナー粒子の像を永続的に
シート材料５８に定着させる。定着器６４は、熱定着ロ
ーラ６６と圧力ローラ６８を含むものであることが好ま
しい。シート材料５８は、トナー粒子の像が定着ローラ
６６に接触した状態で定着ローラ６６と圧力ローラ６８
の間を通過する。こうして、トナー粒子の像は、永続的
にシート材料５８に定着される。定着後、オペレータが
印刷機から取り出せるようシート材料は、図示しないシ
ュートによって、これも図示しない排出トレーまで前進
する。

【００２０】シート状の支持材料がベルト１０の光導電
面から分離されると、その後、光導電面の像のない部分
上に乗っている残留トナー粒子を、前記部分から取りの
ぞけるように、予備クリーニング帯電装置７２によって
適切な極性とレベルに帯電させる。これらの粒子はクリ
ーニング部Ｆにおいて取りのぞかれる。クリーナ部Ｆに
は、真空を補助として用いた静電ファーブラシクリーナ
装置７０が設けられる。クリーナ装置は相対的に高速回
転する２つのファーブラシ・ロールを有し、残留トナー
粒子を気流（真空源により供給される）の中へ、次にサ
イクロンセパレータ内部へ、そして最後に廃棄ボトル内
へと掃引する効果のある機械的な力を発生させる。

【００２１】クリーニングに続いて、次の結像サイクル
のために光導電面を帯電させる前に残留している静電荷
を消散させるため、放電ランプ（図示せず）が光導電面
に大量の光を照射する。

【００２２】本発明の特定の主題として、図２に、現像
器３４の現像ローラ３７をより詳細に示す。現像ローラ
３７と３８は、実質的に互いに全く同じであるため、現
像ローラ３７についてのみ説明する。現像ローラ３７は
、黒色現像剤がベルト１０の光導電面上に記録された静
電潜像と接触状態になるまで、前記黒色現像剤を前方に
送る。前述したように、現像ローラ３７には、潜像の高
電位に帯電した像の部分に現像剤が引き寄せられるよう
に電気的にバイアスがかけられる。現像ローラ３７には
非磁性管状部材、すなわちスリーブ５０が含まれ、前記
スリーブは外面を粗状態にしたアルミ製であることが好
ましい。管状部材５０は矢印５２の方向に回転する。 管状部材５０の内側に、これと間隔をあけて磁石アセン
ブリ５４が取り付けられる。磁石アセンブリ５４は静止
状態とし、管状部材５０の外周面に現像剤を引き寄せる
ために配置される。こうして、管状部材５０が矢印５２
の方向に回転すると、現像剤は外周面に引き寄せられて
、これと共に現像区域内へと移動する。磁石アセンブリ
５４は、２つの小さな磁極が実質的に現像区域の中央に
位置するように配置される。磁石４４の磁極は、管状部
材４４とベルト１０との間の隙間部分にある光導電面と
対向する状態に設けられる。こうして、現像区域内に非
常に弱い磁場を発生させる。磁石アセンブリ５４は現像
区域内に２つの小さな磁極を有し、図５に示す種類の特
徴を持った磁場を発生させる。最高磁束密度と最低磁束
密度のレベルは、それぞれ３５０ガウスおよび１５０ガ
ウスである。これに対して、図４に示すように、現像区
域内の磁石アセンブリ４８が発生させる磁場の最高磁束
密度と最低磁束密度は、それぞれ約５５０ガウスと３０
０ガウスである。

【００２３】図３に現像部３２の現像ローラ３５をより
詳細に示す。現像ローラ３５と３６は実質的に互いに全
く同じであるため、現像ローラ３５についてのみ説明す
る。現像ローラ３５は、非黒色現像剤がベルト１０の光
導電面上に記録された静電潜像と接触状態になるまで、
前記非黒色現像剤を前方に送る。前述したように、現像
ローラ３５には、潜像の放電した像の部分に現像剤が引
き寄せられるように電気的にバイアスがかけられる。現
像ローラ３５には、非磁性管状部材、すなわちスリーブ
４４が含まれ、前記スリーブは外面を粗状態にしたアル
ミ製であることが好ましい。管状部材４４は矢印４６の
方向に回転する。管状部材４４の内側に、これと間隔を
あけて磁石アセンブリ４８が取り付けられる。磁石アセ
ンブリ４８は静止状態とし、管状部材４４の外周面に現
像剤を引き寄せるために配置される。こうして、管状部
材４４が矢印４６の方向に回転すると、現像剤は外周面
に引き寄せられて、これと共に現像区域内へと移動する
。磁石アセンブリ４８は、現像磁石の最上部に加工され
その全長にわたって延在する細穴が、実質的に現像区域
の中央に位置するように配置される。磁石アセンブリ４
８上の現像極の細穴部は、管状部材４４とベルト１０と
の間の隙間部分にある光導電面と対向した状態に設けら
れる。こうして、現像区域の中央部分に弱い磁場を発生
させる。しかし、加工された細穴の両側に隣接した現像
区域の入口および出口では、磁石材料ははるかに厚くな
っている。現像区域内の加工された細穴に隣接したより
厚い磁石材料が、現像区域の入口と出口に強い磁場を発
生させる。磁石アセンブリ４８は、図４に示す種類の特
徴を持った磁場を発生させる。前記図に示すように、前
記磁場の谷部は、一対の山部にとり囲まれている。現像
区域の中央部分に発生する磁場は弱く、現像区域の入口
および出口部分に発生する磁場は強い。一例として、磁
石４８が現像区域の中央部分に発生させる磁場を、図４
のグラフに、前記谷部によって示す。谷部の最低磁場は
約３００ガウスである。山部の最高磁場は約５５０ガウ
スである。潜像の帯電部分の電荷損失は、谷部の最低磁
束密度と山部間にある谷部の幅の関数であることがわか
った。白点性能は、谷部の幅と、谷部における最低磁束
密度レベルと、山部の磁束密度レベルの関数である。 現像性は、谷部の最低磁束密度レベルの関数である。こ
の種の設計を第１現像器、すなわち放電した像の部分を
現像するために設けられる現像器に用いることによって
、潜像の高電荷に帯電した像の部分における電荷損失が
、約１２０ボルトから約３０ボルトに低下することがわ
かった。黒ベタ部分の粒状性と黒線の乱れが著しく改善
され、トナー濃度／摩擦電気の寛容度の領域が約５０％
拡大する。トナー濃度に対する帯電部分の現像損失感度
は半減し、逆の磁場に対する感度はほとんどゼロになる
。放電部分の現像は、基線性能、すなわち現像区域内に
強い磁場を発生させた場合の現像と実質的に等しくなる
。最高磁束密度域が現像区域内まで回転するため、帯電
部分の現像損失は増加する。しかし、寛容度は±５度あ
り、これによって全体として優秀な性能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の現像器を内部に組み込んだ電子写
真印刷機を示す正面略図である。

【図２】　　図１の印刷機の第２の現像器に用いられて
いる現像ロー内の１本を示す正面図である。

【図３】　　図１の印刷機の第１の現像器に用いられて
いる現像ローラの内の１本を示す正面図である。

【図４】　　第１の現像器に隣接した現像区域内におけ
る第１の現像器の磁場の強さを示すグラフである。

【図５】　　第２の現像器に隣接した現像区域内におけ
る第２の現像器の磁場の強さを示すグラフである。

【符号の説明】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光導電部材上に静電潜像を記録させる
   種類の電子写真印刷機において、その改良が、第１の現
   像区域内で、第１の極性を有するトナーを用いて潜像の
   第１の部分を現像する第１の手段であって、前記第１の
   現像区域内に弱い磁場を発生させ、前記第１の現像区域
   の入口と出口に強い磁場を発生させる第１の磁気的手段
   を含む手段と；第２の現像区域内で、前記第の極性とは
   逆の第２の極性を有するトナーを用いて潜像の第２の部
   分を現像する第２の手段であって、前記光導電部材の移
   動方向に第１の現像手段の後に配置される第２の手段と
   を含んだ電子写真印刷機。
2. 【請求項２】　　前記潜像の第１の部分が放電した部分
   であり、前記潜像の第２の部分が帯電した部分である請
   求項１に記載の印刷機。
3. 【請求項３】　　前記第２の手段が、前記第２の現像区
   域内にごく弱い磁場を発生させる第２の磁気的手段であ
   る請求項２に記載の印刷機。
4. 【請求項４】　　前記第１の現像手段が、第１の可視像
   を形成するために、第１の色のトナーを用いて前記潜像
   の第１の部分を現像し、前記第２の現像手段が、第２の
   可視像を形成するために、前記第１の色とは異なる第２
   の色のトナーを用いて前記潜像の第２の部分を現像する
   請求項２に記載の印刷機。
5. 【請求項５】　　前記第１の可視像と前記第２の可視像
   を実質的に同時に前記光導電部材からシート材料に転写
   するための手段をも含んだ請求項４に記載の印刷機。