JPH0635286A

JPH0635286A - 印刷装置及び印刷方法

Info

Publication number: JPH0635286A
Application number: JP5142910A
Authority: JP
Inventors: Cummins Thomas; トーマス・カミス
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-02-10
Also published as: US5314774A; EP0571757A1; EP0571757B1; DE69317069D1; DE69317069T2

Abstract

(57)【要約】【目的】乾式トナーを用いた高品質カラー印刷をおこな
う。【構成】光導電性部材(10)に乾式粉末トナーを投射ユニ
ット(28：30、32、34)から順次投射する。光導電性部材
上のカラー・プレーンを直接接触により中間転写部材(6
0)上に転写し合成画像を形成する。該合成画像を印刷媒
体(72)に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、一般的に、乾式粉末状のカラー
・トナーを使用する電子写真式カラー・プリンタに関
し、更に詳しくは、中間転写ベルトを使用するような上
記プリンタに関する。当該中間転写ベルトは、主光導電
性部材と印刷媒体との間に配置される。

【０００２】

【従来技術と問題点】電子写真式カラー印刷の分野にお
いては、シアン、イエロー、マゼンタ、黒などの画像を
光導電性ドラムの上につぎつぎと現象して重畳するため
湿式トナーが用いられてきた。かくして得られた合成カ
ラー画像は、次いで、隣接する印刷媒体に転写される。
その際、当該印刷媒体は、上記光導電性ドラムと、既知
の構成を有する転写ローラとの間を通る。電子写真式カ
ラー・プリンタにおいては、乾式カラー・トナーに比
べ、湿式カラー・トナーは、幾つかの利点を有する。上
記プリンタにおいて、当該湿式カラー・トナーは、光導
電性ドラムと、湿式カラー・トナーの供給源との間の物
理的接触によって、直接的に転写される。

【０００３】湿式カラー・トナーを使用する上記タイプ
の画像現像システムを記述しているものとして、例え
ば、下記のものがある：即ち、本出願人の日本国特許出
願：特願平4-148386号（発明の名称「電子式写真式カラ
ープリンタ装置」、出願日：平成４年５月15日）；と、
本出願人の日本国特許出願：特願平4-148461号（発明の
名称「カラー印刷装置」、出願日：平成４年５月15
日）；と、本出願人の日本国特許出願：特願平4-245703
号48,120号号（発明の名称「電子写真式カラー印刷方法
及び装置」、出願日：平成４年８月21日）。

【０００４】上記タイプの湿式トナー・カラー現像シス
テムの或ものは、幾つかのはっきりとした欠点によって
特徴付けられる。当該欠点の内に含まれる多くの問題
は、カラー・トナー粒子のための、例えばイソパラフィ
ン(isopar)のようなキャリヤ液の取扱いに関連して生じ
る。更に、できるだけ高い解像度を得るために、ドット
・ネクスト・ツー・ドット(dot-next-to-dot:DND)のド
ット並置式方式より優れた、ドット・オン・ドット(dot
-on-dot:DOD)のドット積重方式が選択された場合には、
望ましくない対向電位に対する補償をするために複雑な
演算が必要とされる。上記対向電位は、光導電性ドラム
の表面上で先に現像された色の湿式トナーの上に直接的
に、別色の湿式トナーを現像させる際に作られる。当該
先に現像された色の補償によって、当該湿式トナーの正
味の電荷量が減少させられる。当該電荷量の減少によっ
て、現像後の画像の品質が低下させられる。なぜなら
ば、上記トナーの正味の電荷量が、画像を適所に保持す
る働きをするからである。

【０００５】湿式カラー・トナー現像システムに関連し
た上述の問題を克服するために、新規で且つ改良された
乾式カラー・トナー投射システムが開発された。当該シ
ステムは、本出願人の同時係属中の出願第07/847,445号
（発明の名称「非磁性乾式トナー・カラー・プリンタと
その作動方法」、出願日：1992年３月６日）に記載され
ている。上記乾式カラー・トナー投射システムは、上記
出願の明細書において詳細に記述された理由で、電子写
真式カラー印刷の分野における重要な進歩をもたらし
た。

【０００６】しかしながら、ドット積重ね方式を使用し
た際に生じる上述の対向電位に関連した問題を回避する
ために、上記のカラー現像システムは、自己の好ましい
実施例において、ドット並置方式を選択し、それによっ
て、ドット積重ね方式を使用した際に生ずる対向電位を
補償するための複雑な演算の使用を回避している。しか
しながら、このような考え方や、ドット積重ね方式に起
因する対向電位に関連した多くの問題の存在にも係わら
ず、ドット積重ね方式は、現像後の画像の解像度を向上
させるための手段としてドット並置方式より好まれるよ
うになってきている。

【０００７】

【発明の目的】本発明の一般的な且つ主要な目的は、乾
式粉末状カラー・トナー画像現像システムにおいてドッ
ト積重ね方式の使用を可能にすることである。同時に、
本発明は、光導電性部材の表面の対向電位に関連する問
題を解消し、それによって比較的に高い値の正味の電荷
を当該トナーに保持させることにより、印刷品質を向上
させることを目的とする。

【０００８】本発明のもう一つの目的は、上記タイプの
新規で且つ改良された乾燥粉末式カラー電子写真的方法
とそのシステムとを提供することである。当該システム
は、ドット積重ね式フォーマッティングを使用すること
によって、画像の品質を向上させると共に画像の解像度
を向上させる。

【０００９】本発明の他のもう一つの目的は、高電圧コ
ロナシステムを使用することのない、即ち望ましくない
オゾンを発生することのない上記タイプの新規で且つ改
良された方法とそのシステムとを提供することである。
上記オゾンの発生は、従来技術の特性の１つである。

【００１０】本発明のもう一つの目的は、上記クリーニ
ング・システムが固定され、それによって上記カムの係
合／解除動作が不要にされた上記タイプの新規で且つ改
良された方法とそのシステムとを提供することである。

【００１１】本発明のもう一つの目的は、構成において
簡明であり、作動において信頼性のある上記タイプの新
規で且つ改良された方法とそのシステムとを提供するこ
とである。

【００１２】本発明の更にもう一つの目的は、上記タイ
プの新規で且つ改良された方法とそのシステムであっ
て、流体の取扱いに関連した問題と、電子写真式カラー
・プリンタ用の液体トナー・カラー現像システムの特性
を示すトナーの電荷補償問題とを克服する当該方法とそ
のシステムとを提供することである。

【００１３】

【発明の概要】上記目的を達成するために、カラー画像
を現像するための新規で且つ改良された現像システムと
方法とが見出されて開発された。当該現像システムと方
法において、中間転写部材が、当該現像システムの光導
電性部材と印刷媒体との間に配置される。この中間転写
部材は、下記の通りに作動させられる。

【００１４】即ち、上記光導電性部材の上で、各々のカ
ラー・プレーンが現像された後、現像された各々の画像
は、中間転写部材の表面との直接的な物理的接触によっ
て転写されて当該中間転写部材の表面上に貯えられる。

【００１５】この操作によって、次のカラー・プレーン
がドット積重ね方式を使用することにより上記光導電性
部材に転写される際に、当該転写される画像は、先に現
像されたカラー・プレーン上で現像されることがないの
で、対向電位も生じない。そうしない場合には対向電位
が生じるので、複雑な演算による補償が必要となる。

【００１６】これに反し、中間転写部材上に発生させら
れる低レベルの電圧は問題を生ずる大きさの対向電位
を、（各々のカラー・プレーンが、当該中間転写部材の
表面上で、先行する各カラー・プレーンの上に重ねられ
る際に、）生じない。かくして上記中間転写部材上で現
像された合成画像は、通常の画像転写方法によって、隣
接の印刷媒体の表面上に直接的に転写される。

【００１７】ここで当業者によって認められることは、
上述の新規な方法とその装置に関連する付随的な利点が
多数存在すると言うことである。

【００１８】これらの利点の１つに、当該合成カラー画
像の形成に際しては、高電圧のコロナ・システムが必要
とされない点が上げられる。

【００１９】更に、ここで説明される画像現像システム
用に使用されるクリーニング・システムは、カムの係合
／解除(in-and-out camming)動作を必要としない。

【００２０】更にその上、同じく重要な点は、上記の対
向電位問題に対する補償を行う上で必要とされる複雑な
演算が不要になるので、今や、現像されたトナーの正味
の電荷の大きさは、上記補償が行われる場合と比較して
一般と大きくなり、それ故、各々のカラー・プレーンに
おいて現像された画像を適所に保持させる傾向が一段と
大きくなるので、全体の画像の品質が一段と向上させら
れる。

【００２１】

【好ましい実施例の詳細な説明】さて、図１を参照する
と、光導電性ベルト10が示されている。当該ベルト10
は、２つの相互に隔てられた駆動ローラ12、14の回りに
駆動される。当該ローラ12および14は、芯／アース面部
材16および18を、それぞれ有する。当該芯／アース面部
材16および18は、上記ローラ12および14の各々の回転の
中心軸に、それぞれ取付けられる。

【００２２】光導電性ベルト10には、クリーニング・ワ
イパー・ブレード20と、バイアス／チャージ（偏倚／帯
電）ローラ22とが備えられる。当該ローラ22は、図示の
通りに、最初に直流バイアス電源24を介し、次に交流バ
イアス電源26を介してアース（接地電位）に接続され
る。

【００２３】図１において参照数字22、24、26で示され
る直流および交流バイアス回路によって、光導電性ベル
ト10に関して、比較的に低いレベルのバイアス電荷が与
えられる。従って、この場合には、ドット積重ね方式フ
ォーマッティングを使用する上述の乾式粉末式システム
の場合に補償が必要とされるような問題を起す大きさの
対向電位は生じない。

【００２４】図１に示す通りに、光導電性ベルト10の水
平方向の長さに沿って、複数のカラー・トナー投射ユニ
ット28、30、32、34（同じ参照番号で、各ユニットのハ
ウジングも示す）が、直線的に配置される。これらのカ
ラー・トナー投射ユニット28、30、32、34の各々は、上
述の本出願人の日本出願：特願平4-148461号において述
べられた方法で作動する。これらのカラー・トナー投射
ユニットの各々、例えば当該ユニット28は、現像ローラ
またはシリンダ36を含む。当該ローラまたはシリンダ36
は、帯電及びバイアス・ローラ38と、計量バーまたはブ
レード40とに隣接して配置される。当該ローラ38とブレ
ード40の構成要素のは後で説明される。現像ローラまた
はシリンダ36は、直列抵抗器42とスイッチ44を介して、
直流バイアス電源46に接続され、次いで交流バイアス電
源48を介して接続点50においてアースに接続される。

【００２５】これらのカラー・トナー投射ユニット28、
30、32、34は、それらから静電的に投射されるトナーの
色を除けば、同一の構成を有するので、ここでは図１を
参照しながら、ブラックすなわちＫカラーのカラー・ト
ナー投射ユニット28のみについて説明を行う。

【００２６】ローラ38は、直流バイアス電源52を介し
て、接続点54においてアースに接続される。一方、計量
ブレードまたはバー40は、直流バイアス電源56を介し
て、接続点58においてアースに接続される。

【００２７】中間転写ベルト60の形をとる中間転写部材
(ITM)は、図示の通り、接合点62において、光導電性ベ
ルト10と直接的に物理的接触をするように配置される。
即ち、当該接合点62において、これらのベルト10、60
は、光導電性ベルト10を駆動する左手側ローラ12と、中
間転写ベルト(ITB)60を駆動する左手側ローラ64との間
で、直接的に物理的接触を行う。

【００２８】中間転写ベルト60用の２つの駆動ローラ64
および66は、それぞれ、芯／アース面部材68および70を
含む。これらの芯／アース面部材68および70は、左手側
ローラ64および右手側ローラ66の回転中心軸に、それぞ
れ配置される。芯／アース面部材68は、アースされた直
流バイアス電圧源69のプラス端子に接続される。

【００２９】更に、回転可能なワイパー・ブレード71
は、図示の通り、中間転写ベルト60の左手側端に隣接し
て設けられ、そして枢軸点73の回りに回転可能にされ、
そして、光導電性ベルト10から４つのカラー・プレーン
が転写される際に、中間転写ベルト60から離される。次
いで、合成画像が印刷媒体72に転写された後で、ワイパ
ーブレート71が下向きに回転して、中間転写ベルト部材
60と接触して残余のトナーを、中間転写ベルト部材60の
表面から掻き取る。

【００３０】中間転写ベルト60の表面上に現像された合
成カラー画像は、以下に更に詳しく説明される方法で、
印刷媒体72に転写される。当該印刷媒体72は、中間転写
ベルト60の外面と、通常の転写ローラ74との間を通る。
当該転写ローラ74も又、直流バイアス電源76に接続され
る。この直流バイアス電源76は、静電的な補助を行っ
て、画像が中間転写ベルト60の表面から、印刷媒体72の
下向きの面に転写される作用を促進させる。

【００３１】また、上記転写ローラ74を、上記の本出願
人の出願に記載された技術に従って構成することが可能
である。この際には、乾式粉末状トナーの利用ができる
ように当該技術の修正がなされる。

【００３２】動作中に、ブラック（黒）と、マゼンタ
と、イエローと、シアンの各カラー・プレーンをなす部
分的なカラー画像は２つの駆動ローラ12、14の回りを回
転する光導電性ベルト10の各360度回転に１回ずつ、現
像ローラまたはスリーブ36の外面と、光導電性ベルト10
の外面との間の間隙または空所78を横切って、連続的に
且つ順次的に、静電的に投射される。

【００３３】次いで、各々のカラー・プレーンは、光導
電性ベルト10と中間転写ベルト60のそれぞれの左手側ロ
ーラ12と同14との間の接合点62で、物理的熱的な相互作
用を受けることによって、転写される。

【００３４】この様にして、連続する各々のカラー・プ
レーン即ちブラック、イエロー、マゼンタ、シアン等の
各々のカラー・プレーンの全てが、光導電性ベルト12の
表面から転写されて、中間転写ベルト60上で相互に重ね
合わされるまで、各カラー・プレーンが、次次に隙80、
82、84を横切って、連続して静電的に投射され、中間転
写部材60の外面に貯えられる。

【００３５】当該処理が完了すると、転写ローラ74によ
って印刷媒体72が強制的に降下させられて、図１に示さ
れる位置で、中間転写ベルト60の表面に直接的に物理的
に接触させられ、それによって合成カラー画像が、印刷
媒体72の表面に転写される。

【００３６】各々のカラー・プレーンは、次のカラー・
プレーンが光導電性ベルト10の表面に現像される前に、
当該光導電性ベルト10から中間転写ベルト60上へと連続
して転写されるので、更に又、交流および直流のバイア
ス回路22、24、26において比較的低いバイアス電圧が使
用されているので、黒、マゼンタ、イエロー、シアンな
どの４色の各々の現像ローラ36と光導電性ベルト10との
間の間隙78、80、82、84には問題となる大きさの対向電
位は生じない。

【００３７】従って、当該特徴は、換言すれば、対向電
位を補償する上で必要とされる複雑な演算が不要になる
こと、を意味している。当該対向電位は、光導電性ドラ
ムまたはベルト10に対して高電圧のコロナ・システムが
使用された場合に、上記間隙に生じる。

【００３８】当該特徴は、現像され印刷される画像の解
像度を可能な限り高めるためのドット積重ね方式の利用
を可能にするのみならず、上記の複雑な演算を使用しな
いで、トナーの正味の電荷の大きさを比較的大きな値に
維持する。この結果、現像された画像は、光導電性ベル
ト10と中間転写部材60の双方において、適所にしっかり
と保持される傾向を有するので、画像と印刷の品質がな
お一層向上する。

【００３９】次に、図２から図６まで順に参照して、個
々のカラー・トナー投射ユニット28、30、32、34の更に
詳しい動作を説明する。

【００４０】図２において、カラー現像ユニット28は、
およそに図示のように構成された外部ハウジングを含
む。各々の現像ユニット28は、内部に現像シリンダ36を
含む。当該シリンダ36は内部導電性芯およびアース面部
材86と中間金属スリーブ88と外被フィルム90とを含む。

【００４１】当該フィルム90は、104乃至1012 ohm・cmの
オーダーの体積抵抗率を有する重合体材料であって、ト
ナーを帯電させることができる重合体材料から構成され
る。内部芯部材86は、導線92を介して、交流および直流
の双方の電圧源94に接続される。

【００４２】内部金属スリーブ部材88は、例えばアルミ
ニウムか又は鋼によって構成される。当該部材88は、図
示の通りに、反時計回りに自己の中心線回りで回転可能
であり、柔軟な芯部を有するローラ38の表面に対向させ
られる。当該ローラ38は、例えば導電性のポリウレタン
・フォームから構成される。当該ローラ38は又、内部導
電性芯部材96を含む。当該芯部材96の回りに柔軟な芯材
97が配置される。内部芯およびアース面部材96は、導線
98を介して、直流チャージ電圧源100に接続される。

【００４３】動作中、トナー付着兼帯電をおこなうロー
ラ38は、現像ローラ36に対向して反時計回り方向に回転
し、それによって、トナーと、外被を施された現像シリ
ンダ36との間の相互作用に起因する乾式カラー・トナー
粒子の帯電を促進させるように作用する。当該作用は
又、下記の計量装置から、帯電したトナーの層を移送す
るための手段を提供する。

【００４４】トナーの移送および計量装置は、一般的に
Ｕ字形部材102を含む。当該部材102は、その中にトナー
材104を受け入れる。当該トナー材は、乾式非磁性トナ
ー粒子を含む。当該トナー粒子は、揺動回転する攪拌ブ
レード106によって、揺動され掻き回され、次いで、ト
ナー供給ロッド108の側壁の間を通過させられる。当該
供給ロッド108は、部材102の底に回転自在に取付けられ
て、部材102内の下部開口における制御された揺動およ
び攪拌運動によって、上記トナー粒子を、ローラ38の表
面上に供給する。

【００４５】図２に示される計量装置102は更に、計量
バー110を含む。当該バー110は、ばね偏倚部材112を介
して、部材102の左手側壁114に結合され、それによって
現像ローラ30の外被層90の表面に向けて軽く弾性的に押
付けられる。

【００４６】当該計量装置は、上記ユニット28が作動し
ている間、現像シリンダ30の表面上に移送されるトナー
層の厚みを制御する。トナー計量バー10は又、電圧電源
線116を介して、直流電圧源118に接続され、それによっ
て、現像シリンダ36の表面上のトナー粒子に供給される
電荷の量を制御するように作動する。

【００４７】トナーへの電荷の付与は、主として、トナ
ーの表面と現像シリンダ36との間の摩擦作用によって達
成される。即ち、当該摩擦作用による上記表面間の相互
作用に起因して、トナーが帯電される。ある種の付加的
なトナーの帯電も行われる。当該付加的なトナーの帯電
は、トナーが、柔軟で電気的にバイアスされた導電性の
開胞（open cell）を有する発泡体ローラ97と直接的に
接触することによって行われる。このトナーの帯電プロ
セスによって最終的に、現像スリーブ36の表面に厚いト
ナー層が形成される。当該トナー層は、光導線性ベルト
10の表面上に投射されて現像される前に、計量バー110
によって計量される。

【００４８】図２に示されるトナーの計量プロセスに関
して更に言及すると、当該計量バー装置は、機械的な力
と電気的な力の双方を使用することによって、現像スリ
ーブ36表面に分散させられるトナーの分量を制御する。
計量バー110は、ばねによって機械的にバイアスさせら
れると共に、現像スリーブ36上の電位の大きさよりも幾
分大きな電位でもってトナーと同じ極性で電気的にバイ
アスされる。

【００４９】当該計量バー装置によって発生させられる
静電的で機械的な圧縮力によって、現像スリーブ36の表
面に、適正に制御された厚みの薄いトナー層が形成され
る。トナーと上記のバイアスされた計量バー110との間
の付加的な接触によっても又、現像前に、トナーの電荷
の値が増大させられるので、不良トナー粒子を減少また
は除去させる上で当該付加的な接触が役立つ。

【００５０】このようにして、動作中に現像シリンダ36
の内部導電性芯86は、当該シリンダ36が反時計回り方向
に回転している間、交流および直流のバイアス電圧電源
の双方に接続される。一方、この時、ローラ38は、当該
ローラ38が反時計回り方向に回転している間、直流電圧
電源100から直流電圧の供給を受ける。更に、計量バー1
10も又、直流電圧の供給を受けて、以下において図３か
ら図６を参照しながら更に詳しく説明されるユニット28
のバイアス操作を行う。

【００５１】次に、図３を参照すると、図３は、図１に
示された現像ユニット28の、もう一つの実施例を示す。
当該実施例において、図２の計量バーは、計量ブレード
120によって置き換えられる。当該ブレード120は、図示
の通り、樋部材124の側壁122に直接固着させられる。図
３のその他の構成の細部の全ては、図２において先に説
明されたものと同一の構成を有する。当該同一の構成に
含まれるものの１つに、非接触式シリンダ・シール126
がある。当該シール126は、現像ユニット28の左手側壁1
28の頂部に取付けられて、ハウジング28からトナーが漏
れるのを防ぐ。

【００５２】ここで、図３に示されるような計量ブレー
ドによる対処手段に関して更に言及すると、当該対処手
段すなわち装置は、バイアスが施されていない弾性体ブ
レード120を含む。当該対処手段は、付着力が弱いトナ
ー粒子を取除く。付着力が弱いトナー粒子は、現像シリ
ンダ36の表面との間で大きな値の静電気の力を受けてい
ない。

【００５３】次に、図４は図２と図３に示される現像ユ
ニット28のための交流および直流のバイアス回路を更に
詳しく説明するためのものである。現像シリンダ36は、
自己の内部芯部材86を、電流制限抵抗器130を介して、
最初に直流バイアス電源132に接続され、次いでVa Sin
(ωt)として表示される交流バイアス電源134に接続させ
る：ここで、Vaは、当該電源134の出力電圧のピーク値
であり、ωtは、当該電源134から供給される正弦波形(S
in)の交流電圧に関連するラジアン角速度×時間の位相
を示す。トナー・チャージ・ロール38は、自己の内部芯
部材96を、電流制限抵抗器136を介して、直流バイアス
電源138に接続させる。同様に、計量バー110は、電流制
限抵抗器140を介して、直流電源142に接続される。

【００５４】図４を、図5Aの概略図および図5Bの波形図
とを組合わせて、再び参照すると、投射電圧V_PROは、帯
電されたトナー粒子144に対して印加される。この時、
当該粒子144は、光導電性部材10と現像スリーブ36の表
面90との間にある。上記投射電圧(V_PRO)は、図5Bにおい
て、矢印146で表示される。当該矢印146は、正弦波のピ
ーク電圧148と、図5Bにおいて直流値150で表示される電
圧値Viとの間に伸びる。

【００５５】上記投射電圧は、下記の通り、方程式１に
よって定義される。方程式１：｜V_PRO｜＝V_DC＋V_TON−Vi±VaSin(ωt) ここで：V_DC＋VaSin(ωt)は、現像シリンダ36に印加さ
れる交流および直流バイアス電圧値であり、Viは露光さ
れた光導電性ベルト10の表面にかかる電圧値であり、そ
して、V_TONは、帯電されたトナー層に由来する電圧値で
ある。

【００５６】上記投射電圧は、トナーが現像シリンダ36
に付着する力に打ち勝って、適正に帯電されたトナー粒
子を、光導電性ベルト10の表面上の所定領域に投射する
ように作用する。この時、当該光導電性ベルト10の表面
上の所定領域は、既に画像形成システムによる露光作用
を受けているものとする。

【００５７】現像ローラ36と光導電性ベルト10との間の
間隙において、トナー粒子に作用する反発電圧V_REPは、
下記の方程式２によって定義される。方程式２：｜V_REP｜＝Vi−V_DC−V_TON±VaSin(ωt)

【００５８】当該反発電圧は、当該方程式２によって表
される通り、光導電性ベルト10の表面の既に露光された
上記所定の領域においては、極めて小さな電圧値しか取
らないが、当該露光を受けなかった上記ベルト10の表面
においては充分に大きな電圧値を取る。当該反発電圧
は、適正に帯電されたトナーを、背景領域から反跳する
ように作用するので、光導電性ベルト10上の電位を比較
的に低いVi電位から上記背景領域の高電位レベルへと増
加させればさせるほど、大きな反跳作用が得られると考
えられる。当該背景領域の電位レベルは、V_DC＋V_TONの
合計電位よりも一般的に大きい。

【００５９】当該トナーの現像および上記間隙を横切る
トナーの投射プロセスにおいて、乾式粉末状トナー現像
プロセスは、時間変動する静電界を利用する。当該静電
界によって、帯電済みのトナーが、光導電性ベルト10と
当該トナーを積載した現像スリーブ36との間の空隙を横
切って投射される。

【００６０】着色された、非磁性体の、単一成分からな
るトナーは、光導線性ベルト10の表面に向かって投射さ
れる。この時の投射力と投射速度は、上記投射電圧によ
って左右されると共に、幾つかのその他の物理的ならび
に電気的パラメータによっても左右される。但し、当該
パラメータは、現像スリーブ36に対するトナーの付着力
に影響を及ぼすようなパラメータに限定される。これら
の投射および反発電位の絶対値の大きさは、上記の方程
式１、２によって与えられる。

【００６１】下記の方程式３において、上記空隙中を移
動するトナーの運動と、バイアス電圧が印加された現像
スリーブ36および光導電性ベルト10との間の関係が記述
される。当該関係は、２階微分方程式として下記の通り
に表される。

【００６２】方程式３： md²y/dt²+6nRdy/dt=q(E_DC+E_AC)

【００６３】ここで：ｍ＝トナー質量（グラム）ｑ＝トナー電荷（クーロン）ｎ＝上記空隙の粘度（グラム／cm・秒）Ｒ＝トナー半径（cm） E_DC＝直流静電界（ボルト／cm） E_AC＝交流静電界（ボルト／cm） V_DC＝現像シリンダ・スリーブに印加される直流バイア
ス電圧（ボルト） V_AC＝VaSin(ωt) Ey＝E_DC＋E_AC Va＝現像スリーブに印加される交流ピーク電圧（ボル
ト） Vi＝露光後の光導電性ベルトにおける画像の電位（ボル
ト） ω＝ラジアン角速度＝２πf（ラジアン／秒）ｆ＝交流周波数（ヘルツ）ｔ＝時間（秒）ｙ＝距離（cm）

【００６４】上記方程式３の解は、おおよその距離
（ｙ）として表現される。当該距離（ｙ）は、トナー粒
子が移動する距離であって、所定の時間量（ｔ）に関す
る上記パラメータの関数として表現される。この基本的
な運動の方程式に対する解を使用することによって、ト
ナー投射メカニズムの最適化と特性化の達成と確認がな
される。

【００６５】次に、図６を参照すると、図６は、トナー
層の厚みをセンチメートル単位で示すグラフを示す。当
該トナー層は、光導電性ベルトの表面上の画像領域にお
いて、摩擦帯電の関数として現像される。当該摩擦帯電
は、トナーに関して、電荷をクーロン／グラム単位で測
定した測定値である。光導電性ベルトの上で現像された
トナーの量に関する、トナーの電荷の単位質量当たりの
効果（即ち、摩擦帯電）も又、図６に示される。図６の
グラフは、約-5×10^-6クーロン／グラムから-50×10^-6
クーロン／グラムまでの範囲で帯電されたトナーによっ
て達成される期待トナー層厚を示す。

【００６６】この一例は、約-700ボルトの直流電圧V_DC
と、-50ボルトの電位Viとによって達成される現像の態
様を示す。トナー層の厚みの範囲は摩擦帯電が-5.0×10
^-6クーロンの時の約8.0×10^-3cmから摩擦帯電が-50×10
^-6クーロンの時の約２×10^-3cmまで変化する。トナーの
電荷の代表的な値は、-15×10^-6クーロン／グラムであ
る。当該電荷の値によって、約４×10^-3cmの厚みを有す
るトナー画像の現像層が、光導電性ベルト10の上に形成
される。

【００６７】本発明の精神と範囲から逸脱することな
く、上記実施例に対して施すことができる。例えば、上
記実施例において、エッジ・尖鋭化技術や、解像度向上
技術(RET)や、エッジ・カラー強化技術などを使用する
ことによって、エッジ円滑度や、色調品質を高めると共
に、色彩ぼけ効果を抑制させることができる。

【００６８】更に、本発明は、ローラによって駆動され
る光導電性ベルトや、ローラによって駆動される中間転
写部材（図１の装置において示される）の使用に限定さ
れない。即ち、本発明の原理と技術に従って、上記の中
間転写部材の機能を、シリンダ状のドラムを使用するこ
とによって代替に達成することができるからである。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の実施によ
り、中間転写部材の使用により乾式粉末状トナーを用い
てドット積重ね方式で印刷することが可能となり、さら
に多量の電荷をトナーに帯電させることができるので印
刷品質の向上がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるバイアス装置を説明
するためのカラー画像現像転写システムの概略断面図で
ある。

【図２】図１の現像システムにおける１つのカラー・ト
ナー投射ユニットに備えられた現像スリーブの表面の非
磁性乾式トナーを計測する１方法を説明するための該投
射ユニットの概略横断面図である。

【図３】図１の現像システムにおける１つのカラー・ト
ナー投射ユニットに備えられた現像スリーブの表面の非
磁性乾式トナーを計測する別の方法を説明するための該
投射ユニットの概略横断面図である。

【図４】図１の現像システムの４つのカラー・トナー投
射ユニットの全てに用いられる基本的な電気バイアス方
法を説明するための図である。

【図５Ａ】図３のバイアス条件における光導電体表面と
現像スリーブ表面間の帯電トナー粒子の運動を説明する
ための現像モデルを示す図である。

【図５Ｂ】現像ローラにおけるトナー電荷投射電圧
V_PRO、光導電性部材における電荷反発電圧V_REPを交流バ
イアス電圧VaSin(ωt)の関数として示すグラフである。

【図６】光導電性ドラム上の露光領域表面に現像された
トナー厚をトナーの単位質量当りの摩擦電荷量の関数と
して表わしたグラフである。現像が完了して現像電界が
十分中和されている場合を仮定する。

【符号の説明】

10:光導電性ベルト 12,14:駆動ローラ (12:左手側;14:右手側) 16,18:芯/アース面部材 20:クリーニング・ワイパー・ブレード 22:バイアス/チャージ・ローラ 24:直流バイアス電源 26:交流バイアス電源 28,30,32,34:カラー・トナー投射ユニット(及びそのハ
ウジング) 36:現像ローラ(現像シリンダ，現像スリーブ) 38:帯電付着及びバイアス・ローラ 40:計量バー(計量ブレード) 42:直列抵抗器 44:スイッチ 46:直流バイアス電源 48:交流バイアス電源 50,54,58:接地 52:直流バイアス電源 56:直流バイアス電源 60:中間転写ベルト(ITB) 64,66:駆動ローラ 68,70:芯/アース面部材 69:直流バイアス電圧源 71:ワイパー・ブレード 72:印刷媒体 74:転写ローラ 76:直流バイアス電源 78:間隙(空所) 86:導電性芯/アース面部材 88:中間金属スリーブ 90:外被フィルム 94:直流，交流電源 96:内部導電性芯部材 97:発泡体ローラ 100:直流チャージ電圧源 102:Ｕ字形部材樋部材 104:トナー部材 106:揺動ブレード 108:トナー供給ロッド 110:計量バー 118:直流電圧源 120:弾性体ブレード 124:樋部材 126:シリンダ・シール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後記（イ）及至（ニ）を含むカラー画像の
現像及び印刷をおこなうための印刷装置。（イ）光導電
性部材、（ロ）前記光導電性部材の表面に乾式カラー・
トナーを投射するため前記光導電性部材から所定の距離
だけ離れて配置された複数のカラー・トナー投射ユニッ
ト、（ハ）複数のカラー・プレーンの各々のカラー・ト
ナーを順次受領するように駆動される前記光導電性部材
と直接接触する中間転写部材、（ニ）印刷媒体に合成カ
ラー画像を転写するため前記中間転写部材に前記印刷媒
体を駆動せしめるための画像転写手段。
【請求項２】後記（イ）及至（ハ）のステップを含む現
像と印刷媒体へのカラー画像印刷をおこなうための印刷
方法。（イ）複数のカラー・プレーンの各々の乾式粉末
トナーを順次光導電性部材に投射するステップ、（ロ）
前記光導電性部材に投射された各カラー・プレーンを順
次直接接触によって中間転写部材に転写し、該中間転写
部材上に全カラー・プレーを合成した合成カラー画像を
形成するステップ、（ハ）前記合成カラー画像を前記印
刷媒体に転写するステップ。
【請求項３】後記（イ）及至（ハ）のステップから成る
カラー画像の現像及び印刷するための印刷方法。（イ）
乾式カラー・トナーを用い、ドット積重ね（DOD）方式
で光導電性部材に複数のカラー・プレーンを静電的に投
射するステップ、（ロ）合成カラー画像を形式するため
前記カラー・プレーンを中間転写部材に貯えるステッ
プ、（ハ）前記合成カラー画像を隣接する印刷媒体に転
写するステップ。