JPH08240984A

JPH08240984A - 現像剤ユニット及び電子写真印刷機及び現像方法

Info

Publication number: JPH08240984A
Application number: JP7008899A
Authority: JP
Inventors: Cyril G Edmunds; ジー．エドマンズシリル
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-09-17
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JP3366764B2; US5404208A

Abstract

(57)【要約】【目的】電極ワイヤの過度の振動によるワイヤのブレ
ークを回避する。【構成】現像システム38は、ドナーローラ40と、現像
ゾーンに配置される電極ワイヤ42とを含む。電極ワイヤ
42は、ドナーローラ40に対して電気的にバイアスされ、
トナー粒子82をドナーローラから引き離し、その結果、
ドナーローラと受光体10の光導電面12との間のギャップ
にトナーパウダクラウドが形成される。受光体10上の潜
像がトナーパウダクラウドからトナー粒子を引き付け、
現像画像が形成される。ＡＣ電圧源104 は、変調器106
に接続される。時間経過に従って変化するように変調さ
れた変調器106 からの交流電流信号が、ワイヤ42に電気
的に接続される。このように、ＡＣバイアスが、時間経
過に従って変化する周波数でワイヤ42に与えられること
により、ワイヤが過度に励振してブレークすることが、
回避される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真印刷用現像剤
装置に関する。さらに詳細には、本発明は、スキャベン
ジレス現像プロセスの一部である電極ワイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電子写
真印刷のよく知られたプロセスでは、一般には受光体
（例えば感光体）として知られる電荷保持面が静電的に
帯電され、次に原画像の光パターンに露光されて、それ
に従って選択的に電荷保持面が放電される。その結果生
じた、受光体上の帯電及び放電された領域のパターン
は、潜像として知られる、原画像に一致する静電荷パタ
ーンを形成する。「トナー」として知られる、微細に細
分され静電的に引き付けられるパウダと接触することに
より、潜像は現像される。トナーは、受光体表面上の静
電荷により画像領域上に保持される。このようにして、
複製される原画像の光画像と一致するトナー画像が生成
される。次に、トナー画像は支持体又は支持部材（例え
ば用紙）に転写されるとともに、支持体に定着されて、
複製されるべき画像の永久的な記録が形成され得る。現
像後、電荷保持面上に残った余分なトナーは、電荷保持
面からクリーニングされる。このプロセスは、ラスタ出
力スキャナ（ＲＯＳ）等により電気的に生成又は記憶さ
れた原画像を印刷したり原画像からコピーを行ったりす
る光レンズ（システム）に有用であり、帯電された面
は、多様な方法で像様に放電され得る。

【０００３】電子写真印刷のプロセスでは、受光体上の
潜像にトナーを搬送するステップが、「現像」として知
られている。受光体上の潜像を効果的に現像する目的
は、制御された割合で潜像にトナー粒子を運んで、潜像
上の帯電領域にトナー粒子を効果的に静電付着させるこ
とである。現像に一般に用いられる技術は、二成分現像
剤物質を使用する技術であり、該二成分現像剤物質は、
受光体に付着するように意図されるトナー粒子に加え
て、或る量の磁性キャリアビーズを含む。トナー粒子
は、一般にスチールから製造される比較的大きなキャリ
アビーズに摩擦電気的に付着する。現像剤物質が磁界に
置かれると、その上にトナー粒子を有するキャリアビー
ズが、磁気ブラシとして知られるものを形成し、磁気ブ
ラシとは、キャリアビーズが、ブラシのファイバに類似
した比較的長いチェーン（連なり）を形成したものであ
る。この磁気ブラシは、「現像剤ロール」により形成さ
れるのが一般的である。現像剤ロールは一般に、永久磁
石の固定アセンブリの回りを回転する円柱状スリーブの
形態である。キャリアビーズは、現像剤ロールの表面か
ら延びるチェーンを形成し、トナー粒子は、キャリアビ
ーズのチェーンに静電的に引き付けられる。磁気ブラシ
が、受光体上の静電潜像に隣接する現像ゾーンに誘導さ
れると、受光体上の静電荷により、トナー粒子が、キャ
リアビーズから離されて受光体上に引き寄せられる。別
の周知の現像技術は、一成分現像剤、即ち全てがトナー
から成る現像剤を含む。一般的なタイプの一成分システ
ムでは、各トナー粒子が、静電荷特性（トナー粒子が受
光体に付着するのを可能にするため）と、磁気特性（受
光体にトナー粒子を磁力で搬送するため）と、の両方を
有する。磁気ブラシを形成するために磁性のキャリアビ
ーズを使用する代わりに、磁化されたトナー粒子が現像
剤ロールに直接付着する。受光体上の静電潜像に隣接す
る現像ゾーンでは、受光体上の静電荷により、トナー粒
子が現像剤ロールから受光体に引き付けられる。

【０００４】現像の一般的な原理に対する重要な変更
は、「スキャベンジレス」現像の概念である。スキャベ
ンジレス現像の目的及び機能は、例えばヘイズ（Hays）
他の米国特許第４，８６８，６００号、フォルキンズ
（Folkins ）の米国特許第４，９８４，０１９号、ヘイ
ズ（Hays）の米国特許第５，０１０，３６７号、又はフ
ォルキンズ（Folkins ）他の米国特許第５，０６３，８
７５号において、より完全に述べられている。スキャベ
ンジレス現像システムでは、自己離間電極構造体にＡＣ
電界を与えることにより、ドナーロールからトナーが引
き離されるが、その自己離間電極構造体は一般に、ドナ
ーロールと受光体との間のニップに配置されるワイヤの
形態である。このことにより、ニップにおいてトナーパ
ウダクラウドが形成され、潜像がパウダクラウドからト
ナーを引き付ける。現像装置と受光体との間の物理的な
接触はないので、スキャベンジレス現像は、「トリ−レ
ベル」、「再帯電、露光、そして現像」、「ハイライ
ト」、又は「イメージ・オン・イメージ」等のカラーゼ
ログラフィにおいて、同一の受光体に様々なタイプのト
ナーが供給されるデバイスにおいて有益である。

【０００５】一般的な「混成型（ハイブリッド）」スキ
ャベンジレス現像装置は、現像剤ハウジング、搬送ロー
ル、ドナーロール、及び電極構造体を含む。搬送ロール
は、ドナーロールに隣接するローディングゾーンにキャ
リア及びトナーを前進させる。搬送ロールは、トナーが
キャリアからドナーロールに引き寄せられるように、ド
ナーロールに対して電気的にバイアスされている。ドナ
ーロールは、ローディングゾーンから受光体に隣接する
現像ゾーンにトナーを前進させる。現像ゾーン、即ちド
ナーロールと受光体との間のニップには、電極構造体を
形成するワイヤがある。受光体上で潜像を現像する間、
電極ワイヤはドナーロールに対してＡＣバイアスされ
て、トナーをドナーロールから引き離し、その結果、ド
ナーロールと受光体との間のギャップにおいてトナーパ
ウダクラウドが形成される。受光体上の潜像がパウダク
ラウドからトナー粒子を引き寄せ、受光体上にトナーパ
ウダ画像が形成される。

【０００６】スキャベンジレス現像の別の変形は、一成
分現像剤物質を使用する。一成分スキャベンジレス現像
では、ドナーロールと電極構造体は、上述のスキャベン
ジレス現像と同様の方法でトナーパウダクラウドを形成
するが、キャリアとトナーを使用する代わりに、トナー
のみを使用する。

【０００７】ＡＣバイアスは、ワイヤとドナーロールと
の間に交流静電界を生成し、該静電界は、ドナーローラ
の表面からトナーを引き離し、ワイヤの回りにトナーク
ラウドを形成することにおいて有効的であるが、クラウ
ドの高さは実質的に受光体と接触しない程度のものであ
る。

【０００８】ワイヤは、その長さ、直径、張力、材料の
成分に基づいて、そして程度は少ないがワイヤが取り付
けられるフレームの強固さに基づいて、固有振動数Ｖ_n
を有し、そのＶ_nを以下の式で表すことができる。

【０００９】Ｖ_n＝（ｎ／２Ｉ）^*（Ｆ／μ）^1/2 ここで、ｎ＝ループ（腹）数又は調和振動数Ｉ＝ワイヤの長さＦ＝ワイヤの張力 μ＝ワイヤの単位長さ当りの質量である。

【００１０】ＡＣバイアスの周波数が、ワイヤの固有振
動数と同じである場合には、ワイヤは過度に振動しブレ
ーク（破断）する。ワイヤの長さ、直径、張力、及び材
料成分における多様性により、固有振動数と等しくなる
問題を回避するワイヤ及びＡＣバイアスを設計すること
は困難である。この問題は、周波数又は調和振動数の整
数倍だけ合成（倍加）される。

【００１１】米国特許第４，９８４，０１９号は、ドナ
ーローラと受光体表面との間に配置される電極から汚染
物が除去される装置を開示する。磁気ローラは、ドナー
ローラに現像剤物質を運ぶように使用される。電極は、
電極から汚染物を除去するように振動させられる。

【００１２】米国特許第５，０８１，５００号は、電荷
保持部材と密接に接触される可撓性のベルトタイプの用
紙シート又はその他の転写部材を含む電子写真デバイス
を開示し、該電荷保持部材は、現像された潜像を保持
し、転写ステーションに電荷保持面を至らせて、トナー
を電荷保持面からシートに静電転写する。転写ステーシ
ョンでは、振動エネルギーを生成するのに適した共振器
が、ライン接触位置において電荷保持面の裏面とライン
接触するように配置される。

【００１３】米国特許第５，１２４，７４９号は、ドナ
ーロールが、光導電部材上に記録された静電潜像にトナ
ーを前進させる装置を開示する。複数の電極ワイヤが、
ドナーロールと光導電部材との間の空間に配置される。
電極ワイヤは電気的にバイアスされて、ドナーロールか
らトナーを引き離し、その結果電極ワイヤと光導電部材
との間の空間にトナークラウドが形成される。トナーク
ラウドから引き離されたトナーが潜像を現像する。吸振
材が、電極ワイヤの振動を制振する。

【００１４】米国特許第５，１４４，３７０号は、光導
電部材上に記録された静電潜像にドナーロールがトナー
を前進させる装置を開示する。複数の電極ワイヤが、ド
ナーロールと光導電部材との間の空間に配置される。電
極ワイヤは張っている。電気的バイアスが電極ワイヤに
与えられて、ドナーロールからトナーを引き離し、その
結果電極ワイヤと光導電面との間の空間においてトナー
クラウドが形成される。トナークラウドから引き離され
たトナーが潜像を現像する。電極ワイヤの振動を実質的
になくす（相殺する）ことが可能なように、電極ワイヤ
の振動を検出する。

【００１５】米国特許第５，１４４，３７１号は、ハイ
ライトカラー画像形成において使用されるスキャベンジ
レス非相互的現像システムを開示する。スキャベンジレ
ス現像システムの複数のワイヤとドナー部材との間、そ
してドナー部材と画像受取部材との間、に与えられるＡ
Ｃ電圧の二重の周波数を使用することで、線現像の質を
低下させることなく、より大きいギャップ許容度が可能
となる。

【００１６】米国特許第５，１５３，６４７号は、光導
電部材上に記録された静電潜像をトナー粒子で現像する
装置を開示する。ドナー部材は、光導電部材から離間さ
れ、光導電部材に隣接する現像ゾーンにトナー粒子を搬
送する。光導電部材とドナー部材との間の現像ゾーンに
電極ワイヤが配置される。電極ワイヤは電気的にバイア
スされて、ドナー部材からトナー粒子を引き離し、その
結果現像ゾーンにおいてトナー粒子クラウドが形成され
る。トナー粒子クラウドから引き離されたトナー粒子が
潜像を現像する。電極ワイヤは、ドナー部材に隣接して
伸張状態にあるように、調整可能に支持される。

【００１７】米国特許第５，１５３，６４８号は、光導
電部材上に記録された静電潜像にドナーロールがトナー
を前進させる装置を開示する。複数の電極ワイヤが、ド
ナーロールと光導電部材との間の空間に配置される。支
持部材が、少なくとも２地点で電極ワイヤと接触する。
一方の接触点は、ワイヤのエッジ角を最小化するように
選択され、他方の接触点は、ワイヤのフリースパンを最
小化するように選択される。このようにして、エッジの
バンディング及びストローブ効果が最小化される。

【００１８】米国特許第５，２０４，７１９号は、光導
電部材上に記録された静電潜像をトナーで現像する装置
を開示する。光導電部材から離間されるドナーロール
が、光導電部材に隣接する現像ゾーンにトナーを運び、
電極部材が、光導電部材とドナーロールとの間の現像ゾ
ーンに配置される。電極部材はドナーロールからトナー
を引き離すように電気的にバイアスされ、その結果電極
ワイヤと光導電部材との間の空間にトナークラウドが形
成される。このように、トナークラウドから引き離され
たトナーが、光導電部材上に記録された潜像を現像す
る。ＤＣ電流が、電極部材を通して流される。電極部材
を通って流れるＤＣ電流と磁気部材が相互作用して、電
極部材の振動を実質的に制振する。

【００１９】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を克
服することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明では、現
像画像を形成するために、画像受取部材上に記録された
潜像をマーキング粒子で現像する現像剤ユニットが提供
される。該ユニットは、画像受取部材から離間されると
ともに、画像受取部材に隣接する現像ゾーンにマーキン
グ粒子を搬送するように用いられるドナー部材と、画像
受取部材とドナー部材との間の現像ゾーンに配置される
電極と、を含む。現像剤ユニットはまた、時間経過に従
って変化する周波数を有する交流電流により電極を電気
的にバイアスするバイアス装置を含み、その結果、電極
の固有振動数共振振動が最小化されるとともに、ドナー
部材からマーキング粒子が引き離されて、現像ゾーンに
マーキング粒子クラウドが形成され、マーキング粒子ク
ラウドから引き離されたマーキング粒子が潜像を現像す
る。

【００２１】本発明によれば、光導電部材上に記録され
た静電潜像をトナー等のマーキング粒子で現像するタイ
プの電子写真印刷機が提供される。該電子写真印刷機
は、画像受取部材から離間されるとともに、画像受取部
材に隣接する現像ゾーンにマーキング粒子を搬送するよ
うに用いられるドナー部材と、画像受取部材とドナー部
材との間の現像ゾーンに配置される電極と、を含む。電
子写真印刷機はまた、時間経過に従って変化する周波数
を有する交流電流により電極を電気的にバイアスするバ
イアス装置を含み、その結果、電極の固有振動数共振振
動が最小化されるとともに、ドナー部材からマーキング
粒子が引き離されて現像ゾーンにマーキング粒子クラウ
ドが形成され、マーキング粒子クラウドから引き離され
たマーキング粒子が潜像を現像する。

【００２２】本発明ではさらに、現像画像を形成するた
めに、画像受取部材上に記録された潜像をマーキング粒
子で現像する方法が提供される。該方法は、画像受取部
材に隣接する現像ゾーンにドナー部材上のマーキング粒
子を搬送するステップと；電極の固有振動数共振振動を
最小化するように、そして、ドナー部材からマーキング
粒子を引き離して現像ゾーンにマーキング粒子クラウド
を形成し、マーキング粒子クラウドから引き離されたマ
ーキング粒子が潜像を現像するように、時間経過に従っ
て変化する周波数を有する交流電流により現像ゾーンに
おける電極を電気的にバイアスするステップと；を含
む。

【００２３】

【実施例】電子写真印刷の技術はよく知られているの
で、図４の印刷機で使用される種々の処理ステーション
について以下に概略的に示すとともに、図４を参照して
該印刷機の動作を手短に述べる。

【００２４】まず図４を参照すると、本発明の現像装置
を具備する電子写真印刷機が図示される。この印刷機
は、導電性基体１４上に光導電面層１２を有するベルト
の形態の受光体（例えば、感光体）１０を含む。光導電
面層１２はセレニウム合金から造られるのが好ましい。
基体１４は、アルミニウム合金から製造されるのが好ま
しく、電気的に接地される。ベルトは、ローラ１８、２
０、２２により規定される経路に沿ってモータ２４によ
り駆動され、その移動方向は、図に見るように、そして
矢印１６で示されるように、反時計回りである。まず、
ベルト１０の部分は、帯電ステーションＡを通過し、帯
電ステーションＡでは、コロナ発生器２６が、光導電面
１２を比較的高く実質的に均一な電位に帯電する。高電
圧の電源（ＨＶＰＳ）２８がコロナ発生器２６に接続さ
れる。帯電の後、光導電面１２の帯電された領域は、露
光ステーションＢに進む。

【００２５】次に、光導電面１２の帯電された部分は、
露光ステーションＢを通るように進行する。露光ステー
ションＢでは、原稿３６が、概して参照番号２９で示さ
れるラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）上に配置される。Ｒ
ＩＳは、原稿照射ランプ、光学装置、機械的走査ドライ
ブ、及び電荷結合素子（ＣＣＤアレイ）を含む。ＲＩＳ
は原稿全体を捕らえ、それを一連のラスタ走査線に変換
し、（カラー印刷の場合には）１セットの原色濃度、即
ち赤、緑、青の濃度、を原稿の各点で測定する。この情
報は、概して参照番号３０で示される画像処理システム
（ＩＰＳ）に送られる。ＩＰＳ３０は、概して参照番号
３４で示されるラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）への画像
データの流れを作成し且つ管理する制御エレクトロニク
スである。概して参照番号３２で示されるユーザインタ
フェース（ＵＩ）は、ＩＰＳと通信する。ＵＩは、種々
のオペレータ調整可能機能をオペレータが制御すること
を可能にする。ＵＩからの出力信号は、ＩＰＳ３０に伝
達される。望ましい画像に対応する信号が、ＩＰＳから
ＲＯＳ３４に送られ、ＲＯＳ３４は出力コピー画像を生
成する。ＲＯＳ３４は、一連の水平な走査線で画像をレ
イアウトし、各走査線は、１インチ当り特定数のピクセ
ル（画素）を有する。ＲＯＳは、協働する回転ポリゴン
ミラーブロックを有するレーザを含む。ＲＯＳは、印刷
機の帯電された光導電面を露光する。

【００２６】静電潜像が光導電面１２上に記録された
後、ベルト（受光体）１０は、図４で示されるように、
潜像を現像ステーションＣに進行させる。現像ステーシ
ョンＣでは、現像システム３８が、光導電面上に記録さ
れた潜像を現像する。現像システム３８は、ドナーロー
ラ４０と、ドナーローラ４０と光導電ベルト１０の間の
ギャップに配置される電極ワイヤ４２と、を含むことが
好ましい。電極ワイヤ４２は、ドナーローラ４０に対し
て電気的にバイアスされて、トナーをドナーローラから
引き離し、その結果ドナーロールと光導電面との間のギ
ャップにおいてトナーパウダクラウドを形成する。潜像
は、トナーパウダクラウドからトナー粒子を引き付け
て、その上にトナーパウダ画像が形成される。ドナーロ
ーラ４０は、少なくとも部分的に、現像剤ハウジング４
４のチャンバ内に位置するように取り付けられる。現像
剤ハウジング４４のチャンバは、供給用の現像剤物質４
８を貯蔵する。現像剤物質は、少なくとも、摩擦電気的
に付着するトナー粒子を有する磁性キャリアを含む、二
成分現像剤物質である。ハウジング４４のチャンバの内
部に配置される搬送ローラ４６は、現像剤物質をドナー
ローラ４０に運ぶ。搬送ローラ４６は、ドナーローラに
対して電気的にバイアスされ、その結果トナー粒子が搬
送ローラからドナーローラに引き付けられる。

【００２７】図４を再び参照すると、静電潜像が現像さ
れた後、ベルト１０は現像された画像を転写ステーショ
ンＤに進め、転写ステーションＤでは、コピーシート５
４が、ベルト１０上の現像画像と接触するように、ロー
ル５２とガイド５６とによって前進される。コロナ発生
器５８が用いられて、トナー画像をベルト１０からシー
トに引き付けるように、シートの裏面にイオンをスプレ
ーする。ベルトがローラ１８の回りを回転すると、その
上にトナー画像を有するシートがベルトから離れる。

【００２８】転写の後、シートはコンベア（図示せず）
によりフュージング（溶融、定着等）ステーションＥに
進行される。フュージングステーションＥは、加熱フュ
ーザローラ６４とバックアップローラ６６とを含む。フ
ューザローラ６４とバックアップローラ６６との間をシ
ートが通過し、トナーパウダ画像がフューザローラ６４
と接触する。このようにして、トナーパウダ画像がシー
トに永久的に定着される。フュージングの後、シートは
シュート７０を通ってキャッチトレイ７２に進み、その
後オペレータによって印刷機から取り出される。

【００２９】シートがベルト１０の光導電面１２から離
れた後、光導電面１２に付着した残留トナー粒子は、回
転可能に取り付けられるとともに光導電面１２と接触す
るファイバブラシ７４によって、光導電面１２から除去
される。クリーニングの後、放電ランプ（図示せず）が
光導電面１２を光で照射して、次の連続的な画像形成サ
イクルのために帯電する前に、残留するあらゆる静電荷
を消散させる。

【００３０】図１では、現像システム３８をより詳細に
示す。ハウジング４４は、供給用の現像剤物質を貯蔵す
るチャンバを規定する。現像剤物質は、キャリアグラニ
ュール８０を含み、キャリアグラニュール８０は、摩擦
電気的に付着するトナー粒子８２を有する。ハウジング
４４の底部には、ハウジング４４のチャンバにおける搬
送ローラ４６の全長に沿って均一に現像剤物質４８を分
配するホリゾンタル（水平方向）オーガ７６が配置され
る。

【００３１】搬送ローラ４６は、密接に離間された、好
ましくはアルミニウムである非磁性材料のスリーブ８６
を有する固定多極磁石８４を含み、スリーブ８６は、モ
ータ９９によって磁石８４の回りを矢印８５の方向に回
転されるように設計される。現像剤物質４８は磁性のキ
ャリアグラニュール８０を含むので、スリーブ８６が固
定磁界を通って回転する結果、現像剤物質４８がスリー
ブ８６の外部に引き付けられる。ドクターブレード８８
は、ローディングゾーン９０、即ち搬送ローラ４６とド
ナーローラ４０との間のニップにスリーブ８６が回転す
る時に、スリーブ８６に付着する現像剤の量を計る。

【００３２】ドナーローラは、ＤＣ電源９４により供給
されるＤＣ電圧源９２によって、特定の電圧に維持され
て、ローディングゾーン９０において搬送ローラ４６か
らドナーローラ４０にトナー粒子８２の層を引き付け
る。

【００３３】ＡＣ電圧源９６がドナーローラ４０に接続
されることも可能である。ニップ９０においてドナーロ
ーラに沿ってＡＣ電界が与えられると、トナー粒子８２
が、キャリア粒子８０に付着し摩擦電気的に接着するこ
とから、解放される。ドナーローラ４０全体、又は少な
くともドナーローラ４０の周囲層、のどちらかが、低い
導電性を有する材料から成ることが好ましい。その材料
は、時間経過に伴う電荷のあらゆる蓄積を防止するため
に十分に導電性でなければならないとともに、その導電
性は、磁気ブラシが短くなる又はドナーローラに対して
弧を描くことを防止する障壁を形成するために十分に低
いものでなければならない。

【００３４】搬送ローラ４６は、ＤＣ電圧源９８とＡＣ
電圧源１００との両方によってバイアスされる。ＤＣ電
界の効果は、現像剤物質をスリーブ８６に引き付けるこ
とを強化することである。ニップ９０において搬送ロー
ラに沿ってＡＣ電界が与えられる結果、トナー粒子が、
キャリア粒子に付着し摩擦電気的に接着することから、
解放される。

【００３５】図１で示す現像システム３８は、ドナーロ
ーラのＤＣ電圧源９２及びＡＣ電圧源９６と、さらに搬
送ローラのＤＣ電圧源９８及びＡＣ電圧源１００と、を
使用するが、本発明はドナーローラにＤＣ電圧源９２の
みを使用しても実行されることができる。

【００３６】２００Ｖ_rmsまでの値は、望ましいレベル
のトナー粒子のリローディング（再装填、再付着）効率
のために、電圧源１００の出力として十分であることが
わかった。実際の値は、経験的に調整されることが可能
である。理論上では、その値は、約４００Ｖ_rmsを最大
電圧とするあらゆる値であることが可能である。電圧源
は、約２kHz の周波数にあるべきである。例えば２００
Hzより小さいというように周波数が低すぎる場合には、
コピーに縞模様が現れる。例えば１５kHz より大きいと
いうように周波数が高すぎる場合には、おそらくシステ
ムは作用するが、容量性負荷（ローディング）損失のた
めに、電子装置が高価になる可能性がある。

【００３７】電極ワイヤ４２が、ベルト１０とドナーロ
ーラ４０との間の空間に配置される。ドナーローラ４０
の長手方向の軸に実質的に平行な方向に延在する１対の
電極ワイヤが示される。電極ワイヤは、ドナーローラ４
０から密接的に離間される、１つ以上の薄い（即ち５０
〜１００μｍの直径）ステンレススチールワイヤから造
られる。ワイヤとドナーローラ４０との間の距離は、約
２５μｍ、即ちドナーローラ４０上に形成されるトナー
層の厚みである。ワイヤは、ドナーローラ上のトナーの
厚みによりドナーローラから自己離間される。そして、
先端支持ブロックの頂部により支持されるワイヤの先端
はまた、回転するようにドナーローラを支持する。ワイ
ヤの先端は、トナー層を含むドナー構造の表面の接線よ
りわずかに下にあるように取り付けられる。このように
ワイヤを取り付けることにより、ワイヤの自己離間のた
めに、ワイヤがローラのふれの影響を受けなくなる。

【００３８】本実施例では１対のワイヤが示されるが、
本発明は、３本又は４本のワイヤを含むあらゆる数のワ
イヤを用いて実行されてもよい。ワイヤは、それらの長
さ、直径、張力、及び材料成分に基づいて、そして程度
は少ないがワイヤが取り付けられるフレームの強固さに
基づいて、固有振動数Ｖ_nを有し、Ｖ_nは以下の式によ
り表される。

【００３９】Ｖ_n＝（ｎ／２Ｉ）^*（Ｆ／μ）^1/2 ここで、ｎ＝ループ数又は調和振動数Ｉ＝ワイヤの長さＦ＝ワイヤの張力 μ＝ワイヤの単位長さ当りの質量である。

【００４０】パウダクラウド現像を効果的にするため
に、ＡＣバイアスをワイヤ４２に与える。ＡＣバイアス
は、ワイヤ４２とドナーローラとの間に交流静電界を確
立し、交流静電界は、ドナーローラの表面からトナーを
引き離すことにおいて、そしてワイヤの回りにトナーク
ラウドを形成することにおいて効果的であり、該クラウ
ドの高さは、ベルト１０と実質的に接触しない程度のも
のである。

【００４１】先に述べたように、ＡＣバイアスの周波数
がワイヤの固有振動数と同じであるＡＣバイアスがワイ
ヤに与えられると、ワイヤが励振し始めるとともに、ワ
イヤは結果的に過度に振動し且つブレークし始める。ワ
イヤが過度に振動するためには、ＡＣバイアス周波数と
固有振動数が、ワイヤを十分に励振させるのに十分な時
間の間同一でなければならない。それらの周波数が等し
くなる時間が短い、即ち０．０１秒以下であれば、ワイ
ヤが過度に励振し始めたりブレークしたりしない。

【００４２】ＡＣバイアスが、約１０００Hz又はそれ以
上の周波数で時間経過に従って変化する周波数でワイヤ
４２に与えられる場合には、ワイヤ４２は過度に励振し
ない。少なくとも１０００Hzの周波数で変化するＡＣバ
イアスが、満足のいくものであるということがわかっ
た。

【００４３】本発明に従い且つ図１を再び参照すると、
現像剤ユニットは、ドナーローラ４０に対して適切なバ
イアスをワイヤ４２に提供するために、ＤＣ電圧源１０
２を含むことが好ましい。ＤＣ電圧源１０２を用いなく
ても、なお本発明を実行して成功させることが可能であ
る。ＡＣ電圧源１０４は、ＡＣ電圧源１０４から送られ
る交流電流の周波数を変調する変調器１０６に接続され
る。変調器１０６からの、周波数を変調された交流電流
信号は、ワイヤ４２に電気的に接続される。変調器１０
６は、周波数発生器を含むもの等のあらゆる商業的に入
手可能な適切なデバイスであり得る。

【００４４】図１に示すように、現像システム３８にお
いて、ＡＣ電圧源１０４とＤＣ電圧源１０２は、電源９
４から電力を受け取るが、電力は、別々の電源から同様
に受け取られてもよい。またＤＣ電圧源１０２は、図１
で示すようにＤＣ電圧源９２及び９８とは別であっても
良いし、共通の電圧源を共有してもよい。さらに、ＡＣ
電圧源１０４は、図１で示すように、ＡＣ電圧源９６及
び１００とは別であってもよいし、共通の電圧源を共有
してもよい。また変調器１０６は、図１で示すように、
ＡＣ電圧源１０４からの信号を変調するだけでもよい
し、あるいはＡＣ電圧源９６及び１００のうちのどちら
か若しくはそれら両方を変調してもよい。

【００４５】ＤＣ電圧源１０２は、図１に示されるよう
にＡＣ電圧源１０４に電気的に接続されてもよいし、又
はワイヤに直接接続されてもよい。ＡＣ電圧源１０４及
びＤＣ電圧源１０２は、図１で示されるように電源９４
から、又は別個の電源から電力を受け取ることが可能で
ある。またＤＣ電圧源１０２は、図１で示すようにＤＣ
電圧源９２及び９８とは別であってもよく、又は共通の
電圧源を共有してもよい。さらに、ＡＣ電圧源１０４
は、図１で示すようにＡＣ電圧源９６及び１００とは別
であってもよいし、共通の電圧源を共有してもよい。ま
た、変調器１０６は、図１で示すようにＡＣ電圧源１０
４からの信号を変調するだけでもよいし、ＡＣ電圧源９
６及び１００を変調してもよい。

【００４６】図２では、変調器からの適切な信号１１０
をグラフで示す。図２は、線型的に変化する信号、即ち
歯型（トゥース）信号を示すが、周波数が時間経過に従
って変化するあらゆる形態の信号が、本発明の範囲及び
趣旨内で使用されることが可能であり、正弦波を含む
が、それに限定されない。好ましくは、信号は、０°に
近い角度αを有する傾斜を有すべきではなく、それはな
ぜならこのような信号は、時間により周波数がゆっくり
と変化する信号を提供するからである。

【００４７】図１及び図２で示される本発明の実施例
は、最小のハードウェアによりワイヤの振動を減少する
ためのシステムについて述べたが、別の実施例を図３で
示す。現像システム２３８は、図１のローラ４０に類似
するドナーローラ２４０を含む。システム２３８はま
た、図１のワイヤ４２に類似する電極ワイヤ２４２を含
む。ＤＣ電圧源２０２及びＡＣ電圧源２０４は、変調器
２０６に接続される。図１の変調器１０６に類似する変
調器２０６は、ＡＣ電圧源２０４の周波数を変調する
が、図２で示すような変化パターンで周波数を周期化す
るだけの変調器１０６とは異なり、変調器２０６はセン
サ２０５から信号を受け取り、センサ２０５は、あらゆ
る適切な手段によりワイヤの振動を感知するとともに、
ワイヤの振動が所定の振幅レベル以上である場合には、
電極ワイヤ２４２に送られる電流の周波数を変えるよう
に信号を変調器に送る。この閉ループ特徴は、ワイヤ２
４２の固有振動数に一致する電流がワイヤ２４２に送ら
れることを積極的に回避する利点を有する。

【００４８】

【発明の効果】本発明では、現像画像を形成するため
に、画像受取部材上に記録された潜像をマーキング粒子
（トナー）で現像する現像剤ユニット及び電子写真印刷
機及び現像方法が提供される。また本発明では、現像ゾ
ーンにおける電極ワイヤの過度の振動によるワイヤのブ
レークを防止又は回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を示す概略正面図である。

【図２】時間と対照してプロットされた図１の現像装置
のワイヤＡＣ周波数信号をグラフで示したものである。

【図３】本発明に従う現像装置の別の実施例の概略正面
図である。

【図４】本発明の現像装置の電極ワイヤに、周波数を変
調されたＡＣ電圧が与えれることを含む電子写真印刷機
の概略正面図である。

【符号の説明】

１０受光体（ベルト）１２光導電面３８現像システム４０ドナーローラ４２電極ワイヤ４４ハウジング４６搬送ローラ４８現像剤物質８０キャリア粒子８２トナー粒子９０ローディングゾーン（ニップ）９２、９８、１０２ＤＣ電圧源９６、１００、１０４ＡＣ電圧源１０６変調器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像画像を形成するために、画像受取部
材上に記録された潜像をマーキング粒子で現像する現像
剤ユニットであって、画像受取部材から離間されるとともに、画像受取部材に
隣接する現像ゾーンにマーキング粒子を搬送するように
用いられるドナー部材と、画像受取部材とドナー部材との間の現像ゾーンに配置さ
れる電極と、前記電極の固有振動数共振振動を最小化するように、そ
して、前記ドナー材料からマーキング粒子を引き離して
現像ゾーンにマーキング粒子のクラウドを形成し、マー
キング粒子のクラウドから引き離されたマーキング粒子
が潜像を現像するように、時間経過に従って変化する周
波数を有する交流電流で前記電極を電気的にバイアスす
る手段と、を含む現像剤ユニット。
【請求項２】光導電部材上に記録された静電潜像をマ
ーキング粒子で現像するタイプの電子写真印刷機であっ
て、画像受取部材から離間されるとともに、画像受取部材に
隣接する現像ゾーンにマーキング粒子を搬送するように
用いられるドナー部材と、画像受取部材とドナー部材との間の現像ゾーンに配置さ
れる電極と、前記電極の固有振動数共振振動を最小化するように、そ
して、前記ドナー材料からマーキング粒子を引き離して
現像ゾーンにマーキング粒子のクラウドを形成し、マー
キング粒子のクラウドから引き離されたマーキング粒子
が潜像を現像するように、時間経過に従って変化する周
波数を有する交流電流で前記電極を電気的にバイアスす
る手段と、を含む電子写真印刷機。
【請求項３】現像画像を形成するために、画像受取部
材上に記録された潜像をマーキング粒子で現像する方法
であって、画像受取部材に隣接する現像ゾーンにドナー部材上のマ
ーキング粒子を搬送するステップと、電極の固有振動数共振振動を最小化するように、そし
て、ドナー部材からマーキング粒子を引き離して現像ゾ
ーンにマーキング粒子クラウドを形成し、マーキング粒
子クラウドから引き離されたマーキング粒子が潜像を現
像するように、現像ゾーンにおける電極を、時間経過に
従って変化する周波数を有する交流電流で電気的にバイ
アスするステップと、を含む現像方法。