JPH0477912B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に、電子写真複写機、特に光導
電表面に記録された潜像を現象する装置に関す
る。

一般に、電子写真複写の処理は光導電表面を実
質的に均一な電位に帯電させることを含む。光導
電表面の帯電部分は複写しようとする原稿の光像
に露光される。これによつて、原稿内に含まれる
情報領域に対応する光導電表面に静電潜像を記録
する。静電潜像が光導電表面に記録された後、潜
像は現像材料をこれと接触させることによつて現
像される。これによつてトナー粉末像を光導電表
面に形成する。その後、トナー粉末像は複写シー
トに転写される。最終的に、粉末像は加熱される
結果、これが複写シートに像の形に持久的に固定
される。

複写機の上述の型式においては、現像装置が現
像材料を光導電表面に堆積させるために採用され
る。一般に、現像材料はトナー粒子を含み、トナ
ー粒子はこれにより粗大な担体細粒と混合されて
いる。典型的に、トナー粒子は熱可塑性材料から
作られ、一方、担体細粒はフエリ磁性材料から作
られる。代替的に、単一成分磁性粒子も採用され
る。

単一成分磁性現像材料を利用する装置は高速を
とることができる。単一成分磁性材料を採用する
現像装置の一つの型式が1958年にウイルソン
（Wilson）に発行された米国特許第2846333号に
記載されている。単一成分現像材料を採用する場
合、現像材料上にトナー粒子の均一の層を形成す
るように調量することがきわめて望しいことが発
見されている。好ましくは、現像材料のこの層は
薄い、調量された厚さのものである。トナー粒子
の薄層に関する均一調量は、これまで、現像装置
内の部品の機械的設計裕度に酷しい要件を付けて
いた。特に、調量羽根と現像ローラとの間に均一
な隙間を設けることが必要であつた。この隙間は
非常に小さい幅のものであり、また、調量羽根の
位置決めに対して現像ローラが円形状態から外れ
ると粒子の層にしばしば変動が導入された。

さらに現像ローラ上への粒子の薄層を計量して
も、粒子の非均一性に起因して層の厚みに変動が
導入された。したがつて、現像ローラの円形状態
からの外れ又は粒子中の不純物を計算に入れない
で現像ローラ上への粒子の量を精密に調量できる
ことがきわめて望ましい。次に掲げる公開特許は
これに関連したものである。

米国特許第4038052号、特許権者：メルチヤー
（Melcher）外、発行日：1977年７月26日。

米国特許第4349967号、特許権者：ジヨーン
（Jones）外、発行日：1982年９月21日。

米国特許第4365586号、特許権者：ホソノ
（Hosono）外、発行日：1982年12月28日。

米国特許第4373272号、特許権者：ジヨーンズ
（Jones）外、発行日：1983年２月15日。

同時系属出願、出願番号（Ｄ／83152）、出願
者：ベアズ（Bares）、提出日：− 上掲の公開特許の関連部分を短く要約すると、
次のようである。

メルチヤー外は、スクリーン上に支持された粒
子の流体化床を開示している。電界がスクリーン
上に印加されて粒子がスクリーンを通過するのを
防止する。汚染ガスがスクリーンと粒子を通つて
移動する。

ジヨーンズ外（′967号）は、噴出床皿の吸出管
内の磁化細粒材料の噴出を制御するために入口領
域に磁界を使用することを開示している。

ジヨーンズ外（′272号）は、噴出床皿内の半絶
縁細粒を開示している。電界が導入管を通る粒子
の噴出を制御する。

ホソノ外は、トナー粒子を現像ローラ上に分散
させるために現像ローラの上に配置されたトナー
ホツパを開示している。現像ローラ上に形成され
た現像材料の層は、現像ローラの表面に近接して
配置されたドクタ羽根によつて制御される。光導
電性表面上に記録された静電潜像の現像の終端の
後、現像材料は現像材料除去羽根と接触している
現像ローラに沿つて進む。現像材料除去羽根はそ
の中に間隔配置された方形の複数の孔又は開口を
有しこれを現像材料が通り抜ける。

ベアーズは、複数の台形開口を中に有する調量
羽根を開示している。羽根の自由縁は現像ローラ
と接触し、ローラ上に移送されつつある現像材料
の１部が羽根に設けた開口を通り抜ける。このよ
うにして、現像ローラ上の現像材料の量が調節さ
れる。

本発明の一局面によれば、受像部材上に記録さ
れた潜像の現像装置が提供される。現像装置はマ
ーキング粒子の供給源を格納する室を囲うハウジ
ングを含む。輸送装置がマーキング粒子をハウジ
ング内のこの室から光導電部材上に記録された潜
像にきわめて近接した現像領域へ輸送する。一つ
の部材が輸送装置に接触する自由縁とその自由縁
にきわめて近接した少くとも１つの開口を羽根内
に有する。輸送装置上のマーキング粒子の一部
は、現像領域に輸送される前にこの部材の開口を
通り抜ける。この部材の開口を通り抜けるマーキ
ング粒子の量を制御する装置が配設される。

本発明の他の局面によれば、潜像を表面に記録
されるように構成された光導電部材を有する型式
の電子写真複写機が提供される。この複写機はマ
ーキング粒子の供給源を格納する室を区画するハ
ウジングを含む。輸送装置がマーキング粒子をハ
ウジング内のこの室から光導電部材上に記録され
た潜像にきわめて近接した現像領域へ輸送する。

一つの部材が輸送装置に接触する自由縁とその
自由縁にきわめて近接した少くとも１つの開口を
羽根内に有する。輸送装置上のマーキング粒子の
一部は、現像領域に輸送される前にこの部材の開
口を通り抜ける。この部材の開口を通り抜けるマ
ーキング粒子の量を制御する装置が配設される。

本発明のその他の局面は、次の説明の進行に従
つてかつ付図を参照するに連れて、明かになるは
ずである。

本発明は、以下、本発明の好適実施例に関連し
て説明されるが、本発明をこの実施例に限定する
意図のないことは云うまでもない。逆に、前掲の
特許請求の範囲に規定されている本発明の精神と
範囲内に含まれるであろうあらゆる代替、変更、
等価に適用することを意図している。

本発明の特徴の全般的理解のために、付図を参
照する。これらの付図を通して、同じ参照番号は
同等要素を指示するのに使用されている。第１図
は、本発明の現像装置を内蔵する実施例の電子写
真複写機の各種構成要素を概略的に描いている。

次の説明から明かになるが、この現像装置は電
子写真複写機の幅広く各種のものに使用されるの
に等しく適しており、その適用をここに描かれた
特定の実施例に限定される必要はないことは、明
らかである。

実施例の電子写真複写機において、第１図に示
すように、ベルト１０の有する光導電表面１２は
導電表面１４上に堆積され、このベルトは矢印１
６の向きに動く。好ましくは、導電基板は、重合
（エチレン−テルポテイオレイト）セルローズ・
アセテート又は他の適当な写真フイルム支持体な
どのような透明支持体であつて、典型的にその上
に高真空蒸着ニツケル、ヨウ化銅又は適当な導電
性重合体などのような透明導電被覆を施されたも
のを、含む。導電基板は、さらに、光導電層、典
型的には粘結剤と有機光導電体を含むものでその
上を被覆される。有機光導電体の広い範囲の各種
のものが採用される。たとえば、有機アミン光導
電体又は重合アルラルキレン光導電体が使用され
る。しかしながら、透明導電基板に適合性の適当
な有機光導電体ならばいずれも本発明に利用でき
ることは当業者によつて認められるであろう。光
導電体の各種の型式のものが1973年にヨーク
（York）に発行された米国特許第3734724号に記
載されており、それゆえ、その関係部分は本出願
に収録されている。実施例の電子写真複写機にお
いては、光導電層には負極性の静電荷がその表面
に記録され、一方、マーキング粒子上の電荷は正
極性である。

続いて第１図を参照すると、ベルト１０は矢印
１６の向きに動く間にその光導電表面１２の連続
する部分をその運動経路に沿つて配置された各種
処理ステーシヨンを通して進められる。図に示さ
れているように、ベルト１０はストリツピング・
ローラ１８、張力ローラ２０、遊びローラ２２、
駆動ローラ２４の回りに通される。駆動ローラ２
４は回転可能にかつベルト１０と係合するように
取付けられる。電動機２６はローラ２４を回転さ
せる結果ベルト１０を矢印１６の向きに進める。

ローラ２４は、駆動ベルトなどのような適当な
装置によつて電動機２６に結合されている。駆動
ローラ２４は間隔を挾んで対向する１対の縁案内
を有する。この縁案内はその間の間隔を規定しこ
れによつてベルト１０の所望の運動通路を決定す
る。

ベルト１０は１対のばね（図には示されていな
い）によつて張つた状態に維持されるが、このば
ねは所望のばね力で以つて張力ローラ２０をベル
ト１０の方へ弾力的にバイアスする。ストリツピ
ング・ローラ１８、張力ローラ２０、遊びローラ
２２は回転可能に取付けられている。これらのロ
ーラは全て遊びローラであつてベルト１０が矢印
１６の向きに動くに従つて自由に回転する。

最初に、ベルト１０の１部が荷電ステーシヨン
Ａを通過する。荷電ステーシヨンＡにおいて、参
照番号２８で全体的に指示されたコロナ発生装置
がベルト１０の光導電表面１２を比較的高い実質
的に均一な負極性を有する電位に荷電する。光導
電表面上に課せられた電荷の極性は選択された光
導電材料に依存しまた適当な光導電材料が利用さ
れれば負極性ではなく正極性の電荷を印加できる
ことは、当業者によつて認められるであろう。

次に、光導電表面１２の帯電部分が露光ステー
シヨンＢを通つて進む。露光ステーシヨンＢにお
いて、原稿３０が透明プラテン３２上に面を下に
して置かれる。ランプ３４は原稿３０上に光線を
照射する。原稿３０から反射された光線はレンズ
３６を通して伝送されて原稿の光像を形成する。

レンズ３６は光像を光導電表面１２の帯電部分
に焦結してその結果光導電表面上の電荷を選択的
に消散させる。これによつて、負極性を持つ光導
電表面上に原稿３０内に含まれる情報領域に対応
する静電潜像を記録する。その後、ベルト１０は
光導電表面１２上に記録された静電潜像を現像ス
テーシヨンＣに進める。

現像ステーシヨンＣにおいて、参照番号３８に
よつて全体的に指示される本発明の磁気ブラシ現
像装置が正極性のマーキング粒子を輸送して光導
電表面１２に記録された潜像と接触させる。静電
潜像によつてマーキング粒子上に働く力がマーキ
ング粒子を現像ローラ４０から静電潜像へ吸引す
る。これによつて、ベルト１０の光導電表面１２
上に原稿３０に含まれる情報領域に対応する粉末
像を形成する。現像装置３８の詳しい構成は、第
２図及び第３図を参照して以下に説明される。

現像の後、ベルト１０は粉末像を転写ステーシ
ヨンＤに進める。転写ステーシヨンＤにおいて、
支持材料シート４２が粉末像と接触するように動
かされる。たとえば、支持材料シートは紙であ
る。

このシートは、参照番号４４によつて全体的に
指示されるシート送り装置によつて転写ステーシ
ヨンＤに進められる。好ましくは、シート送り装
置４４は送りローラ４６を含み、このローラは積
重ね４８の最上段のシートと接触する。送りロー
ラ４６が回転することによつてこのシートを、積
重ね４８からコンベヤ５０に進める。コンベヤ５
０はシートを滑降路５２に輸送し、後者はシート
４２を案内してこれを時間順序にベルト１０の光
導電表面と接触させる結果、光導電表面上に現像
された粉末像が進んでくるシート４２と転写ステ
ーシヨンＤにおいて接触する。

転写ステーシヨンＤはコロナ発生装置５４を含
み、後者は陰イオンをシート４２の裏側上に噴霧
する。このようにして、シート４２はベルト１０
の光導電表面１２に付着しているマーキング粒子
と反対極性に帯電させられる。粉末像は光導電表
面１２からシート４２へ吸引される。

マーキング粒子がシート４２に転写された後、
コンベア５６はシートを矢印５８の向きに融解ス
テーシヨンＥに進める。融解ステーシヨンＥは、
参照番号６０で全体的に指示される融解集合体を
含み、この集合体は転写された粉末像をシート４
２に持久的に固定する。好ましくは、融解集合体
６０は被熱融解ロール６２とバツクアツプ・ロー
ル６４を含む。シート４２は融解ロール６２とバ
ツクアツプ・ロール６４の間を通過する間に粉末
像が融解ロール６２と接触する。このようにし
て、粉末像は持久的にシート４２に固定される。
融解の後、滑降路６６は進んでくるシートを捕獲
皿６８に案内して、その後、操作者によつて複写
機から取出されるようにする。

必ず、シートがベルト１０の光導電表面１２か
ら引き剥された後に、いくらかの残留粒子が光導
電表面に付着したまま残る。これらの残留粒子は
清掃ステーシヨンＦにおいて光導電表面１２から
の除去される。清掃ステーシヨンＦは、予清掃コ
ロナ発生装置（図には示されていない）と光導電
表面１２と接触する回転可能に取付けられた維持
性ブラシ７０を含む。予清掃コロナ発生装置は、
粒子を光導電表面に吸引する電荷を中性化させ
る。

次いで、これらの粒子は、光導電表面に接触し
ているブラシ７０の回転によつて光導電表面から
清掃される。清掃に続いて、放電ランプ（図には
示されていない）が光導電表面１２を光で照射す
る結果、光導電表面上に残つている全ての残留粒
子を、同表面の次の作像サイクルに対する荷電に
先立つて、消散させる。

本発明の特徴を内蔵している実施例の電子写真
複写機の全般的動作を明らかにする本発明の目的
によつて上述の説明は充分であると信ずる。

ここで、第２図を参照すると、この図には、本
発明の現像装置がさら詳しく示されている。ここ
に描かれているように、現像装置３８は、参照番
号４０で全体的に指示される現像ローラを含んで
いる。現像ローラ４０は非磁性管状部材７２を含
む。好ましくは、管状部材７２は0.15ミリメート
ルの厚さのフツ化ポリビニールの層で被覆された
アルミニウムで作られている。管状部材７２は磁
気部材７４を囲んでこれに相互はめ込みされる。
好ましくは、磁気部材７４はバリウム・フエライ
ト合金から作られ円筒形を呈しかつ圧痕された12
個の磁極を円筒の周面に沿つて有する。磁気部材
７４の表面における半径方向の最大磁界は約650
ガウス（650×10^-4テスラ）である。

管状部材７２は、約16センチメートル毎秒から
58センチメートル毎秒の範囲の接線速度で回転す
る。磁気部材７４は1000rpmから1500rpmの範囲
の角速度で回転する。このようにして、マーキン
グ粒子は矢印７６の向きに運動する。ハウジング
７８はその室８０内にマーキング粒子の供給源を
格納する。最初に、マーキング粒子は予調量羽根
８２の下を進む。羽根８２の自由縁は、管状部材
７２の表面から１乃至２ミリメートルの範囲の距
離だけ間隔をとつている。マーキング粒子が調量
羽根８２の自由縁と管状部材７２の表面との間の
隙間を通り過ぎた後、羽根８４が、ベルト１０の
光導電表面１２、すなわち、現像領域に記録され
た潜像にきわめて接近して進められたマーキング
粒子の上記結果の層を調節する。羽根８４の自由
縁部分は弾力的にバイアスされて管状部材７２の
表面と接触する。羽根８４の他の縁はハウジング
７８に取付けられている。羽根８４は複数の開口
８６を有しこれをマーキング粒子が通り抜ける。
印加された電界は、羽根８４内の開口８６を通り
抜けるマーキング粒子の量を制御する。好ましく
は、羽根８４は約0.05ミリメートルの厚さであ
る。羽根８４の自由縁は管状部材７２の表面と約
15°の角を形成する。羽根８４の詳細な構成は第
３図及び第４図に描かれている。

第３図に示されるように、羽根８４は円形断面
の複数の開口又は孔８６を有する。好ましくは、
羽根８４は薄い、プラスチツク材料でできてい
る。

しかしながら、羽根にとつて適当な絶縁材料な
らばどれでも使用される。電極８８と９０は羽根
と一体化されかつ羽根上にホトリソグラフイ技術
によつて製造され得る。電圧源９２は電極８８と
９０に電気的に接続されている。開口８６を通り
抜けるマーキング粒子は好ましくは半絶縁性であ
る。

したがつて、マーキング粒子は、さほど高度に
は絶縁していないので印加電界に対する粒子の電
気機械的応答は摩擦電気などのような比較的制御
され難い因子によつて大きく左右される。一方、
マーキング粒子は、電気的絶縁破壊や電気加熱に
因つて印加することのできる電界の強さに制約を
課するほどには高度に導電性ではない。本発明に
おける導電は、典型的にはマーキング粒子の表面
に起こり、その導電性はしばしば相対湿度によつ
て左右される。したがつて、相対的に絶縁性マー
キング粒子は所与の環境において半絶縁性である
といえる。それゆえ、ここに使用されている用語
の半絶縁性マーキング粒子は求める環境において
相対的導電性表面を有する粒子を含み、この環境
の中ではマーキング粒子及び他の環境又は適用物
は相対的に絶縁性又は相対的導電性であると考え
られる。マーキング粒子の適当な型式のものは、
重量で40パーセントの磁鉄鉱、重量で59.5パーセ
ントの重合樹脂かつ電荷制御剤、及び重量で0.5
パーセントの酸化アルミニウム流動剤を含み、後
者は製造後にマーキング粒子内に混入される。マ
ーキング粒子は、連鎖する鎖状構造によつて強力
な電界に応答する。これら鎖の強さと連鎖の程度
は電界の強度と不均一性によつて制御される。も
し電界が充分に強いならば、このような粒子の集
まりは、接着性粉末のように幾分振る舞うエレク
トロパツクド・ベツド（electropacked bed）と
呼ばれる固形のかたまりにかたまらせ得る。しか
しながら、もし電界が低減されるか又は除去され
ると、エレクトロパツクド・ベツドは流動する。
したがつて、流動制御を、静電直流電圧を調節す
ることによつて達成することができる。電圧源９
２は羽根８４の電極８８と９０に接続され、羽根
内の開口８６に電界を生じる。電圧源９２の電圧
の高さを調節することによつて、開口８６内の電
界の強さが制御され、さらに、開口を通り抜ける
マーキング粒子の量が調整される。電界の強さを
適当な値に調節することによつて電圧源の電圧の
高さが制御されるだけでなく、マーキング粒子が
開口８６を通り抜けるのを実際に防止される。こ
のように、オンオフ式の制御が達成される。

第４図に転ずると、この図には調量羽根の他の
実施例が示されている。ここに描かれているよう
に、調量羽根８４は、実質的に等間隔をとつた複
数個の方形開口９８を含む。電極９４と９６は羽
根８４の絶縁性表面上にホトリソグラフイ技術に
よつて製造される電圧源９２は電極９４と９６に
電気的に接続される。この場合もまた、電圧源９
２の電圧の高さを適当に調節することによつて、
開口９２内の電界の強さが調節される結果、この
開口を通り抜けるマーキング粒子の量を調整す
る。

磁界を電界の代わりに用いてもよいことは、当
業者によつて認められるよう。それゆえ、もしマ
ーキング粒子と羽根が磁化可能材料で作られてい
るならば、電磁石を用いて羽根の開口内に可変磁
界を発生させることができる。この磁界の強さを
適当に調節することによつて、この磁界を通り抜
ける粒子の量を調整することができる。

要約すれば、本発明の現像装置は、孔導電表面
に記録された潜像にごく近接した現像領域内にマ
ーキング粒子の規定量を進める現像ローラを含
む。

複数の開口を有する羽根は、現像ローラに接触
する自由縁を有する。マーキング粒子は、格納室
から羽根内の開口を通り抜けて現像領域内へ進め
られる。電界は、羽根内の開口を通り抜けるマー
キング粒子の量を調整する。現像領域において、
静電潜像は一部のマーキング粒子を現像ローラか
ら吸引して、現像領域上に粉末像を形成する。現
像ローラ上のマーキング粒子の精密に制御された
層を利用することによつて、光導電表面上に形成
されたその結果の粉末像が複写品質を最適化す
る。

それゆえ、本発明によつて、本明細書に記載さ
れた本発明の目的と利点を充分に満足する装置が
提供されることは、明らかである。本発明は、そ
の各種実施例に関連して説明されたが、多くの変
更及び変形は当業者にとつて明らかである。した
がつて、前掲の特許請求の範囲の精神と範囲に属
する代替、変更、変形の全てを包含することを意
図するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴を内蔵する実施例の電
子写真複写機の概略正面図、第２図は、第１図の
複写機内に使用される現像装置の概略正面図、第
３図は、第２図の現像装置内に使用される調量羽
根の一実施例の部分平面図、第４図は、第２図の
現像装置内に使用される調量羽根の他の実施例の
部分平面図、である。 １０……ベルト、１２……光導電表面、２４…
…駆動ローラ、２６……電動機、２８……コロナ
発生装置、３４……ランプ、３８……現像装置、
４０……現像ローラ、４２……支持材料シート、
４４……シート送り装置、５４……コロナ発生装
置、６０……融解集合体、６２……融解ロール、
７０……清掃ブラシ、７２……非磁性管状部材、
７４……磁気部材、７８……ハウジング、８０…
…室、８２……調量羽根、８６……開口、８８，
９０……電極、９２……電圧源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受像部材上に記録された潜像の現像装置であ
   つて、 マーキング粒子の供給源を格納する室を区画す
   るハウジングと、 前記ハウジング内の前記室から受像部材上に記
   録された潜像に近接した現象領域に、前記マーキ
   ング粒子を輸送する輸送装置と、 前記ハウジング内の前記室と前記現象領域との
   間に配置され、前記輸送装置と接触する自由縁を
   有し、かつ、前記輸送装置上のマーキング粒子の
   一部を前記現像領域に輸送される前に通ち抜けさ
   せる少なくとも１つの開口を前記自由縁に近接し
   て有する羽根部材と、 前記羽根部材内の前記開口を通り抜けるマーキ
   ング粒子の量を制御するために、前記開口近くの
   前記羽根部材の領域を電界強度で電気的にバイア
   スするバイアス装置と を含む現像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記羽根部
   材は、前記バイアス装置に電気的に接続された導
   電性領域を含み、前記導電性領域は前記羽根内の
   前記開口を囲んでおり、前記羽根内の前記開口に
   よつて第２の部分から絶縁された第１の部分を含
   んでいる現像装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記輸送装
   置は、 管状部材と、 前記管状部材の内部に間隔を置いて配置され
   た、延長磁気部材と を含んでいる現像装置。