JPH0473877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般的には電子写真複写装置に関
し、特に連続階調および中間階調の潜像を現像す
るに好適な現像装置に関する。

従来の技術 一般に、電子写真複写装置は光導電部材を含
み、その光導電部材は実質的に一様な電位に帯電
せしめられることによつて、その表面に感光性を
与えられる。光導電面の帯電部分は、複写される
べき原稿の光像によつて露光される。これによつ
て原稿内に含まれる情報領域に対応した光導電部
材上に静電潜像が記録される。光導電部材上に静
電潜像が記録された後、その潜像は、現像材と接
触せしめられることによつて現像される。多くの
場合、現像材は、キヤリア粒子とトナー粒子との
混合物から成る。トナー粒子は摩擦電気的にキヤ
リア粒子に付着している。現像中には、トナー粒
子はキヤリア粒子から潜像の方へ引付けられ、そ
れによつて光導電部材上にトナー粉末像が形成さ
れる。このトナー粉末像は、後に複写紙上へ転写
される。最終的に、そのトナー粉末像は加熱さ
れ、複写紙に像の形状のまま永久的に定着され
る。

電子写真複写装置においては、複写される原稿
は連続階調または中間階調のいずれのものであつ
てもよい。連続階調の文書とは、写真プリントの
ように絵の最も暗い部分から最も明るい部分にわ
たつて強度がゆるやかに連続的に変化しているも
ので、これに対し、中間階調の文書では線のよう
に黒い部分か白い部分であり、その間に連続的に
変化する階調をもたない。例えば、もし原稿が絵
であれば、それは連続階調原稿であり、もし原稿
が文を含んだものならば、それは中間階調原稿で
ある。従来は、中間階調複写から連続階調複写に
変える場合には、現像材のバイアスレベルを変化
させるか、または光導電面上の帯電レベルおよ
び／または露光レベルを変化させて、像の現像電
位を適当に調節していた。しかし、この種の変化
は、出来上がつた複写のバツクグラウンドを許容
できないレベルまで増大させてしまうという悪影
響をもたらすものである。従つて、複写物のバツ
クグラウンドに影響を与えることなく、連続階調
および中間階調の原稿の複写を最適化するように
複写装置を調節することが極めて望ましい。

現像の改良のためには、さまざまなアプローチ
が工夫されてきた。以下の開示はこれに関連する
ものである。米国特許第3659556号、特許権者
Mutschler、1972年５月２日公告。米国特許第
4084899号、特許権者Ishida外、1978年４月18日
公告。米国特許第4347298号、特許権者Kroll外、
1982年８月31日公告。

以上の開示の関連部分を簡単に要約すると次の
通りである。

Mutschlerは、トナー容器の開口内に配置され
たドラムの回転速度がプログラム可能である装置
を開示している。ドラム速度は、最終的には光導
電面上に記録された潜像を現像するために光導電
面上に付与されるトナーの供給を増大させるよう
にプログラムされる。

Ishida外は、光導電ドラムが露光と第１トナー
粉末像の現像とのためには第１速度で、その後の
トナー像の現像のためにはより速い第２速度で回
転せしめられるような電子写真複写装置を開示し
ている。磁気ブラシ現像ローラは、ドラムが第１
速度で回転している時には第３速度で、ドラムが
第２速度で回転している時には第３速度より速い
第４速度で回転せしめられる。

Kroll外は、２つの磁気ブラシ現像ローラを用
いた現像装置を開示している。これらの現像ロー
ラは、相異なる角速度で反転方向に回転する。

発明の要旨 本発明の特徴は、部材上に記録された連続階調
および中間階調の潜像を現像する装置を提供して
いることである。該部材に近接して置かれた装置
と該部材との間に現像領域が画定され、外装置が
現像材を運搬して現像領域内の該部材に接触せし
めることにより、該部材上に記録された潜像を現
像する。運搬装置の速度を制御する装置が備えら
れていて、連続階調潜像を現像する時には、中間
階調潜像を現像する時よりも高速度で運般装置を
移動させるようになつている。

本発明のもう１つの特徴は、光導電部材上に連
続階調および中間階調の静電潜像が記録される電
子写真複写装置を提供することである。光導電部
材に近接して置かれた装置と光導電部材との間に
現像領域が画定され、該装置が現像材を運搬して
現像領域内の光導電部材に接触せしめることによ
り、該部材上に記録された潜像を現像する。運搬
装置の速度を制御する装置が備えられていて、連
続階調潜像を現像する時には、中間階調潜像を現
像する時よりも高速度で運搬装置を移動させるよ
うになつている。

本発明のその他の諸特徴は、添付図面を参照し
つつ行なわれる以下の説明において明らかにされ
る。

以下においては本発明が実施例に関して説明さ
れるが、これは本発明がその実施例によつて限定
されることを意味するものではない。逆に、本発
明は、特許請求の範囲によつて定められた本発明
の精神および範囲内に含まれている全ての代替装
置、改変装置、同等装置を包含するものである。

発明の実施態様 本発明の特徴を取入れた電子写真複写装置の実
施例の一般的理解は、添付図面を参照することに
よつて得られる。添付図面においては、同じ要素
は全て同じ参照番号によつて指示されている。第
１図には、本発明の現像装置を用いた電子写真複
写装置の諸要素が概略的に示されている。この現
像装置は、実施例の電子写真複写装置に用いるの
に特に適しているが、以下の説明からわかるよう
に、これは広範な種類の静電複写装置に用いるの
にも同様に適しており、必ずしもここに示す特定
実施例に対してのみ適用されるものではない。

電子写真複写技術は周知なので、第１図の複写
装置に用いられているさまざまな処理部を以下に
概略的に図示し、それらの動作をそれらの図を参
照しつつ簡単に説明する。

第１図に示されているように、電子写真複写装
置には、導電基材上に付着せしめられた光導電面
を有するベルト１０が用いられている。好ましく
は、光導電面はセレン合金によつて作り、導電基
材はアルミニウムで作つてこれを電気的に接地す
る。ベルト１０は矢印１２の方向へ移動して、光
導電面の相次ぐ部分を、その移動経路付近に配置
されたさまざまな処理部を経て次々に前進させ
る。ベルト１０の移動経路は、分離ローラ１４、
引張装置１６、および駆動ローラ１８によつて画
定される。引張装置１６はローラ２０を含み、そ
の上をベルト１０が移動する。ローラ２０は枠２
２内内に回転自在に取付けられている。最初圧縮
状態にあるばね２４は、ローラ２０がベルト１０
を押す方向に枠２２を弾性的に押す。引張レベル
は比較的に低いので、ベルト１０は容易に撓ませ
ることができる。引張装置の詳細な構造は、後に
第２図を参照して説明される。引続き第１図にお
いて、駆動ローラ１８は回転自在に、かつベルト
１０に係合して取付けられている。モータ２６は
ローラ１８を回転させて、ベルト１０を矢印１２
の方向に前進させる。ローラ１８はベルト伝導な
どの適当な装置によつてモータ２６に連結されて
いる。分離ローラ１４は自由回転自在であり、そ
れによつてベルト１０を極めて小さい摩擦で矢印
１２の方向へ移動させる。

最初、ベルト１０の部分は帯電部Ａを通過す
る。帯電部Ａにおいては、全体が参照部号２８で
指示されているコロナ発生装置がベルト１０の光
導電面を、比較的高い、実質的に一様な電位にな
るように帯電させる。

次に、光導電面のその帯電部分は、露光部Ｂを
通つて前進する。露光部Ｂにおいては、原稿３０
が透明プラテン３２上に下向きに置かれている。
ランプ３４は、原稿３０に向かつて光線を発す
る。この光線は、原稿３０から反射した後、レン
ズ３６を通過して原稿の光像を形成する。レンズ
３６はこの光像を光導電面の帯電部分上に集束せ
しめ、そこの帯電を選択的に消失させる。それに
よつて光導電面上には、原稿３０内に含まれてい
る情報領域に対応した静電潜像が記録される。本
技術分野に精通した者ならばわかるように、上述
の形式の光学装置の代わりに変調されたレーザビ
ームなどのエネルギビームを用いることもでき
る。例えば、コンピユータから発生する情報を用
いてレーザビームを変調すれば、所望情報を帯電
した光導電面上に記録できるのである。

ベルト１０の光導電面上に静電潜像が記録され
ると、その後、その潜像はベルト１０によつて現
像部Ｃへ進められる。現像部Ｃにおいては、全体
が参照番号３８によつて指示されている磁気ブラ
シ現像装置により、絶縁性現像材が静電潜像に接
触せしめられる。好ましくは、磁気ブラシ現像装
置３８は、現像ローラ４０を有するものとする。
現像ローラ４０は、磁気キヤリア粒子とトナー粒
子とを含む現像材のブラシを運搬して、ベルト１
０に接触させる。好ましくは、現像ローラ４０
は、現像材のブラシがアイドラローラ４２の間の
ベルト１０を円弧状に変形させて、ベルト１０を
して少なくとも部分的には現像材の配置形態に一
致した形態をとらしめるように、配置される。こ
うすれば、ベルト１０は現像ローラ４０の回りに
巻きつくようになるので、広い現像領域が形成さ
れる。現像ローラ４０は、複写される原稿の種類
によつて変化せしめられる速度で回転する。原稿
が連続階調原稿である時は、現像ローラ４０は、
原稿が中間階調のものである時よりも大きい角速
度で回転せしめられる。すなわち、操作者は、原
稿が中間階調原稿であるか、または連続階調原稿
であるかに対応して適当なボタンを押下して、現
像ローラ４０を駆動するモータの付勢電力を調整
し、現像ローラ４０を複写される原稿の種類に対
応した適当な速度で回転させる。以上のことは、
第４図を参照して後に詳述される。

引続き第１図において、現像が終ると、トナー
粉末像はベルト１０によつて転写部Ｄへ前進せし
められる。転写部Ｄにおいては、支持材料シート
４４が給紙装置（図示されていない）によつて転
写部Ｄへ前進せしめられる。好ましくは、給紙装
置は堆積されたシートの最上部のシートに接する
供給ロールを有するものとする。供給ロールは回
転して、堆積シート（紙）中の最上部のシート
（紙）をシユート内へ前進させる。シユートは支
持材料シート（紙）をある時間内シーケンスをな
して前進させてベルト１０の光導電面に接触させ
るので、ベルト１０上の現像されたトナー粉末像
は転写部Ｄにおいて前進してくる支持材料のシー
ト（紙）に接触することになる。

転写部Ｄには、シート（紙）４４の裏側にイオ
ンを散布するコロナ発生装置４６が備えられてい
る。これによつて、トナー粉末像は光導電面から
シート（紙）４４へ引付けられる。転写が終る
と、シート（紙）４４は矢印４８の方向へ移動し
てコンベヤ（図示されていない）上に送られ、コ
ンベヤはシート（紙）４４を溶融部Ｅへ進める。

溶融部Ｅには、全体が参照符号５０によつて指
示されている溶融装置が備えられており、これが
紙４４に転写されたトナー粉末像を永久的に定着
せしめる。好ましくは、溶融装置５０は加熱され
た溶融ローラ５２とバツクアツプローラ５４とを
含むものとする。紙４４は溶融ローラ５２とバツ
クアツプローラ５４との間を、トナー粉末像が溶
融ローラ５２に接触するように通過する。溶融が
終ると、シユートが前進する紙４４をキヤツチト
レイへ案内し、後に操作者がそれを複写装置から
取出しうるようにする。

支持材料紙がベルト１０の光導電面から分離さ
れた後でも、ある程度の残留粒子が必ずそこに付
着したまま残つている。これらの残留粒子は、ク
リーニング部Ｆにおいて光導電面から除去され
る。クリーニング部Ｆには、光導電面に接触して
回転自在に取付けられた繊維性ブラシ５６が備え
られている。粒子はブラシ５６の回転によつて光
導電面から除去される。このクリーニングの後、
帯電消去ランプ（図示されていない）が光導電面
に光を照射することによつて、そこに残つている
残留静電荷を消失させ、次の像形成サイクルにお
ける帯電の準備をする。

本発明の特徴を取入れた電子写真複写装置の一
般的動作を説明するという本出願の目的のために
は、以上の説明で十分であると考えられる。

次に、第２図には、引張装置１６が詳細に示さ
れている。そこに示されているように、引張装置
１６はベルト１０が掛けられたローラ２０を有す
る。ローラ２０は、全体が参照符号２２によつて
指示されている枠内の適当な軸受に取付けられて
いる。好ましくは、枠２２は、ローラ２０を支持
するＵ字形部材５８と、Ｕ字形部材５８の横材６
２の中点に取付けられたロツド６０とを備えたも
のとする。ロツド６０の回りにはコイルばね２４
が装着されている。ロツド６０は、複写装置のフ
レーム６４に滑動自在に取付けられている。ばね
２４は、横材６２とフレーム６４との間で圧縮さ
れる。このようにして、圧縮されたばね２４は、
枠２２を弾性的に押圧し、そのためにローラ２０
はベルト１０を押圧する。ばね２４は、所望の圧
縮状態に置かれた時にベルトの引張力が約0.1
Kg／cmになるような、適当なばね定数をもつよう
に設計されている。ベルト１０は、現像ローラ４
０上の現像材が、現像材ローラ４０の回りのベル
ト１０に対して約10°ないし約40°の範囲の円弧に
よつて接触しうるような、十分に小さい引張力下
に保持される。

第３図には、現像装置３８の詳細な構造が示さ
れている。そこに示されているように、現像装置
３８は、供給される現像材を蓄えるためのチヤン
バを画定するハウジング６６を有する。１対のオ
ーガ６８および７０は、ハウジング６６のチヤン
バ内において現像材を混合し、この現像材を現像
ローラ４０の方へ進める。現像ローラ４０は現像
材を進めて、光導電ベルト１０上に記録された静
電潜像に接触させる。トリムバー７２は、現像ロ
ーラ４０上の現像材の堆積の厚さを調整する。現
像材ローラ４０の接線速度は、ベルト１０の接線
速度と同方向を有する。トリムバー７２は、現像
ローラ４０の幅を実質的に横切る横方向に伸びて
おり、現像領域内へ移動せしめられる現像材の量
を制御する一様な間隙を形成する。現像ローラ４
０は非磁性管状部材７４を有するが、これは好ま
しくはアルミニウムで作られ、その外周面は粗面
にされる。管状部材７４内には細長い磁石７６が
同心的に配置され、軸上に取付けられている。好
ましくは、磁石７６は約300°だけの延長を有し、
磁性材のない出口領域が形成されるようにし、そ
こに管状部材７４から落下した現像材がハウジン
グ６６のチヤンバへ帰り、後に再使用されうるよ
うにする。さらに、ブレード７８が管状部材７４
から未使用現像材をかき落とすようになつてい
る。管状部材７４は駆動モータに連結され、この
駆動モータは管状部材７４を矢印８０の方向に回
転させる。管状部材７４の角速度は、複写される
原稿の種類によつて調節されうる。好ましくは、
管状部材７４は、電圧源（図示されていない）に
より適当な極性および大きさに電気的にバイアス
される。その電圧レベルは、バツクグラウンド電
圧レベルと、ベルト１０の光導電面上に記録され
る像電圧レベルとの間にある。例えば、電圧源
は、管状部材７４を約50ボルトないし約300ボル
トの範囲の電圧に電気的にバイアスする。管状部
材７４が回転すると、それに伴つて現像材のブラ
シが管状部材７４の周面上に形成される。この現
像材のブラシは前進すると現像領域８２において
ベルト１０に接触し、ベルト１０を撓ませて現像
ローラ４０の回りに巻きつくようにし、広い現像
領域を形成する。磁石７６は定置取付けされてい
て、トナー粒子が摩擦電気的に付着したキヤリア
粒子の磁性により、現像材を管状部材７４に引付
ける。現像領域８２において、トナー粒子のある
ものはキヤリア粒子から潜像に引付けられて、ベ
ルト１０の光導電面上にトナー粉末像を形成す
る。

次に、第４図には、現像ローラ４０と、現像ロ
ーラ４０の角速度を所望レベル保持するための制
御装置とが示されている。そこに図示されている
ように、磁石７６は管状部材７４内に同心的に定
置されている。管状部材７４はモータ８４に連結
されている。モータ８４は可変速度モータで、管
状部材７４を選択された一定角速度で回転せしめ
る。磁石７６の外周面は、管状部材７４の内周面
からは離れている。このようにして、磁石７６が
発生する磁界は、現像材を管状部材７４の外周面
に引付ける。モータ８４が管状部材７４を矢印８
０（第３図）の方向に回転させると、現像材は現
像領域８２（第３図）へ前進せしめられる。前進
する現像材はベルト１０に接触してベルト１０を
撓ませ、ベルト１０が現像ローラ４０に円弧をな
して巻きつくようにする。このようにして、ベル
ト１０と管状部材７４との間の間隔は、現像領域
８２内における、圧縮された現像材の堆積の高さ
によつて制御される。電源８６は、モータ８４が
管状部材７４を回転させる速度を制御する。論理
回路８８は、電源８６を制御してモータ８４に供
給される電力を調整する。動作に際しては、操作
者は、原稿が連続階調原稿である時にはボタン９
０を押下し、原稿が中間階調原稿である時にはボ
タン９２を押下する。選択されたボタンの作動は
論理回路８８によつて検出され、論理回路８８は
それに応じて電源８６を制御して、モータ８４が
管状部材７４を回転させる速度を調整する。すな
わち、操作者がもし連続階調ボタン９０を押下し
た場合には、論理回路８８は電源８６を制御し
て、モータ８４が管状部材７４を、中間階調ボタ
ン９２が押下された場合よりも大きい角速度で回
転させるように、調整を行なう。例えば、もし中
間階調ボタン９２が押下された場合には、管状部
材７４の接線速度の、ベルト１０の接線速度に対
する比は約２になる。連続階調ボタン９０が押下
された場合には、管状部材７４は大きい角速度で
回転し、管状部材７４の接線速度の、ベルト１０
の接線速度に対する比は２よりも大になる。

１例をあげると、現像装置に用いられる絶縁性
現像材は、好ましくは約10¹⁴ないし約10¹⁷Ω・cm
の範囲の抵抗率を有するものとされる。トナー粒
子は好ましくは熱プラスチツク材で作られたもの
とし、キヤリア粒子は好ましくはポリアミド樹脂
で被覆されたフエライトによつて作られたものと
する。フエライトの被覆としては、ポリスチレ
ン、ポリエステル、またはエチレン酢酸ビニル共
重合体などの、他の材料を用いることもできる。

発明の効果 要約すれば、本発明の現像装置は、連続階調お
よび中間階調の潜像の現像を最適化するように、
角速度を調節できる現像ローラを備えているので
ある。

従つて、本発明により、連続階調および中間階
調の潜像の現像を最適化しうる静電潜像現像装置
が提供されていることは明らかである。この装置
は、前述の諸利点を十分に備えている。以上にお
いては、特定の実施例に関して本発明を説明した
のであるが、本技術分野に精通した者ならば、多
くの代替装置、改変装置、および変形装置が可能
であることが分るはずである。従つて、全てのそ
れらの代替装置、改変装置、および変形装置は特
許請求の範囲内に包含されるように考慮されてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を取入れた電子写真複
写装置の概略的正面図、第２図は、第１図の複写
装置のベルト引張装置を示す部分斜視図、第３図
は、第１図の複写装置に用いられている現像装置
の正面図、および第４図は、第３図の現像装置の
現像ローラを示す正面図である。 １０……ベルト、３８……磁気ブラシ現像装
置、４０……現像ローラ、８２……現像領域、８
４……可変速度モータ、８６……電源、８８……
論理回路、９０……連続階調ボタン、９２……中
間階調ボタン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 部材上に記録された連続階調および中間階調
   の潜像を現像する装置であつて、 該部材に近接して置かれた回転可能な管状部材
   であつて該管状部材と該部材との間に現像領域を
   画定し、現像材を運搬して該現像領域内の該部材
   に接触せしめることにより該部材上に記録された
   潜像を現像する管状部材と、 上記管状部材の内部に置かれ現像材を上記管状
   部材に吸引する磁石部材と、 上記管状部材に結合された可変速度モータと、 上記モータに結合され、上記管状部材の角速度
   を制御して連続階調潜像が現像される時には中間
   階調潜像が現像される時よりも高い角速度で上記
   管状部材を回転させる調整装置と、 を備えた、連続階調および中間階調潜像用現像装
   置。 ２ 光導電部材上に連続階調および中間階調静電
   潜像が記録される種類の電子写真複写装置であつ
   て、 該部材に近接して置かれた運搬装置であつて該
   運搬装置と該部材との間に現像領域を画定し、現
   像材を運搬して該現像領域内の該部材に接触させ
   ることにより該部材上に記録された潜像を現像す
   る運搬装置と、 該運搬装置の速度を制御して連続階調潜像が現
   像される時には中間階調潜像が現像される時より
   も高速度で該運搬装置を移動せしめる制御装置と
   を備えた電子写真複写装置。