JPH1055088A

JPH1055088A - ２つの別種のトナーによるトナー像の形成を制御する方法

Info

Publication number: JPH1055088A
Application number: JP9132736A
Authority: JP
Inventors: Richard G Allen; リチャード・ジー・アレン
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-02-24
Also published as: GB2314805B; DE19721583A1; GB9710568D0; GB2314805A; US5723240A

Abstract

(57)【要約】【課題】最初の映像のトナーが、第二の現像ステーショ
ンに移送されることを低減する。【解決手段】第一の極性を持つＤＡＤ静電映像の形成
と、第一のトナー映像を形成するために第一の極性のト
ナーの塗布と、ＣＡＤ静電映像の形成を含むＤＡＤ−Ｃ
ＡＤ映像形成方法に対するプロセス制御方法であって、
ＣＡＤ映像を形成するために十分な電圧を供給し、トナ
ーの下流方向への移送を防止するために、好適には、第
一の映像にトナーを塗布する際の回転可能な磁気コアに
よる電極遷移を減らすことにより、第一の静電映像の現
像完了を０．４以下に維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、二つの異
なる色のトナーのような、二つの異なるトナーのトナー
像の形成に関し、特に、上記像の形成を制御する方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】１９
９１年３月１９日付けのモズハウエル他の米国特許第
５，００１，０２８号は、光導電映像部材の一つのフレ
ーム上に、二つの定着していない映像を形成することに
よって、複数の色のトナー映像を形成する方法を開示し
ている。各映像に対する放電領域現像（ＤＡＤ）および
電子露光による、上記一般的方法を使用するカラープリ
ンタが現在市販されている。

【０００３】モズハウエル他の特許の場合には、第二お
よびそれ以降の映像は、高い飽和保磁力キャリヤおよび
回転磁気コアを使用する特殊な調色プロセスにより調色
が行われる。この調色プロセスの場合には、ブラシのス
トランドが映像部材に触れた場合でも、通常の磁気ブラ
シと比較すると、それより前のトナー映像を破壊する程
度が少ない非常に柔らかい磁気ブラシを使用する。

【０００４】いくつかの参考文献が、放電領域現像と充
電領域現像（ＤＡＤおよびＣＡＤ）の両方を一緒に使用
する方法を開示している。例えば、光導電部材を均一に
負の電位に帯電させ、露光させてＤＡＤ映像を形成す
る、１９９１年９月３日付けのタブの米国特許第５，０
４５，８９３号を参照されたい。上記ＤＡＤ映像は、負
の電位のトナーおよび光導電装置上の元の電圧の約半分
を使用する「高解像度現像システム」により現像され
る。その後、映像部材は再度露光され、第一のトナー映
像の電圧レベルにほぼ等しい電圧レベルで露光されたＣ
ＡＤ映像の背景の部分を持つＣＡＤ映像が形成される。
その後、ＣＡＤ映像は、もっと価格の安い調色システム
を使用して、正の電荷を持つ粒子により現像される。米
国特許第５，２０８，６３６号、第５，２４１，３５６
１号、第５，０４９，９４９号、および第５，２５８，
８２０号が、ＣＡＤおよびＤＡＤの他の併用例を開示し
ている。

【０００５】最初の映像のトナーが、第二の現像ステー
ションに「移送（ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）」される問題
は、従来技術によるＤＡＤ−ＤＡＤ映像化システムの場
合に頻繁に報告されている問題である。ＤＡＤ−ＣＡＤ
プロセスにおける上記のトナーの移送は、第二のステー
ションに、モズハウエル他の特許に開示されているのと
同じ磁気ブラシ調色ステーションを使用することによ
り、かなり減らすことができる。ＤＡＤ−ＣＡＤプロセ
スの場合には、その解像度が劣化する傾向にあるライン
映像に関連する問題もある。この問題は、（トナーの移
送を減らす助けになる）映像第一のトナー映像を調色さ
れていない部分の電位以下に放電するために、映像部材
の第一のトナー映像を持つ面の反対側の面から第二の露
光を行うことによって、解決することができる。

【０００６】トナーの移送および破裂（ｄｉｓｒｕｐｔ
ｉｏｎ）の問題が十分解決されていない場合には、十分
使用可能な性能の汎用ＤＡＤ−ＣＡＤシステムの設計者
は、通常、種々に変化する条件に対して種々のレスポン
スを有する二つの異なるトナーを処理しなければならな
い。二つの成分の混合物の多くのトナー粒子の、（ある
場合には、「電荷」または「相対的電荷と呼ばれる）質
量対電荷比が、相対湿度、温度および他の条件が変化し
た場合、かなり変動することはよく知られている。質量
対電荷比（Ｑ／Ｍ）が高くなると、静電映像を現像して
いる表面電位の一定量に対する密度は低くなる。湿度
は、季節によって変動するばかりでなく、一日を通して
も時刻により変動する。大型の映像形成装置は、スイッ
チをオンにしてから温度が安定して一定になるまで２−
３時間かかる。そのため、多くの映像が通常形成される
ある時間内に、相対的湿度が３０％変化する場合もあ
る。特定の電圧レベルでの映像の濃度を判断するため
に、現像したトナーパッチを濃度計で分析する方法は周
知であり。上記電圧レベルは、トナー上の電荷を推定す
るのに使用することができる。

【０００７】通常「グレイレベル」露光または映像化と
呼ばれる多重露光レベルを使用して、非常に高品質の映
像化を行いたいというニーズがあるために、上記システ
ムはさらに別の困った問題を抱えることになる。グレイ
レベル映像化を行うには、二レベル映像化の場合より
も、種々のレベルを使用するためにもっと大きな電圧空
間を必要とするが、そのためトナーの移送および破裂に
関する種々の問題がさらに複雑になる。以下の説明を読
めば、これらの問題をさらにハッキリと理解することが
できる。

【０００８】本発明の一つの目的は、上記の従来技術の
多重トナー映像システムを制御する方法を提供すること
である。本発明の好適な実施形態の一つの目的は、ＤＡ
Ｄ−ＣＡＤシステムでのトナーの移送および破裂を最少
限度に維持しながら、トナー電荷（Ｑ／Ｍ）が種々に変
化する条件下で、濃度を最適にすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
各映像の現像または調色の完了を最適化し、映像部材上
の元の電荷を最適化し、現像バイアスの調整を最適化
し、および／または映像間の潜在トリミング露光を最適
化する制御方法により達成することができる。これらの
各最適化は個々に使用しても効果があるが、一緒に使用
したほうが遥かに効果がある。

【００１０】好適な実施形態によれば、ＤＡＤ／ＣＡＤ
システムの場合には、上記方法は、第二の映像の調色を
行う場合より、第一の映像の調色を行う場合のほうが現
像の終了がより短い。好適には、第一の静電映像の現像
の完了は０．４以下、さらに好適には０．３以下に維持
することが好ましい。そうすることにより、第二のトナ
ー映像を現像する場合にも、トナーの移送を抑制するた
めに電位を加える場合にも、電圧の余裕がさらに大きく
なる。好適な実施形態の場合には、上記現像装置の完了
は、上記モゼハウエル他の特許に開示されているものに
類似のタイプの現像システムを使用して、二つの静電映
像信号を現像する際の異なる電極遷移速度を供給するこ
とによって行われる。他の好適な実施形態の場合には、
現像完了は、現像フィールドへ供給するＡＣ成分を変化
させることにより変化させることができる。

【００１１】他の好適な実施形態の場合には、Ｑ／Ｍが
変化する状況で、主として（ＤＡＤ）トナー映像の濃度
を変化させるために、映像部材上の元の電荷が調整が行
われる。

【００１２】他の好適な実施形態の場合には、プロセス
をさらに制御するために、第一の映像の現像が完了した
後で、トリム露光を使用することができる。このトリム
露光は、第一のトナー電荷が高い状況下で、光導電体上
の元の電荷が増大した場合に特に役に立つ。トリム現像
を行うと、第二の現像を行う前に、高い電荷を除去する
ことができる。トリム現像は、また第二のトナー上の電
荷が非常に低い場合にも使用することができる。両方の
場合、トリム現像は、第二のトナー映像の濃度が過度に
濃くなるのを防止する。トリム現像は、裏側のＥＬパネ
ルのような独立の照明源、または第二の露光装置により
行うことができる。

【００１３】トリム現像は、一定の第二の現像ステーシ
ョン・バイアスにより映像化スペースを供給するために
使用することができるが、トナーの破裂および移送をよ
り少なくするために、第二のステーションへのバイアス
も、トリムした電圧に従って調整することができる好適
な実施形態で使用した場合にはさらに効果的である。

【００１４】これらの使用することができる調整を行う
ことにより、後でさらに詳細に説明するように、第一お
よび第二のトナーの両方に関連する条件の範囲を比較的
に広くとることにより、トナーの移送および破裂を最低
限度に抑えることができ、濃度を必要なレベルに維持す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、映像形成装置の略側面
図；図２−図１２Ｂは、本発明の光導電体部材に掛かる
電圧が異なる、いくつかの異なる実施形態のグラフであ
り、添付のチャートはグラフを説明するためのものであ
る。

【００１６】図１は、ＤＡＤ−ＣＡＤプロセスで使用す
ることができる映像形成装置の略図である。図１につい
て説明すると、光導電映像部材２０は、帯電装置１によ
り第一の電位Ｖ₀の電荷に均一に帯電される。ある実施
形態の場合には、光導電部材２０が、化学線の照射に対
して透明であることが好ましい。電荷は正であっても負
であってもよいが、説明上の都合上、電荷は負であると
仮定する。帯電した映像部材は、最低の電位Ｖ_eを有す
る第一の静電映像を作るために、例えば、ＬＥＤプリン
トヘッド２のような露光装置により映像毎に露光され
る。第一の極性を持つトナー、この場合負に帯電したト
ナー４が、ステーション３および映像部材２０との間で
発生し、第一の電位源１３によって加えられるバイアス
により制御される電界の存在下で、現像または調色ステ
ーション３により、第一の静電映像に塗布される。電位
源１３は、好適には、ＤＣおよびＡＣ成分を含んでい
て、ＤＣ成分が第一の調色ステーション３に対する現像
バイアスＶ_bを設定していることが好ましい。例えば、
ＥＬパネル５のような制御下の光源は、映像部材の後
（トナー映像の反対側）に位置していて、映像部材が第
一の調色ステーション３から出た後で、映像部材上の電
荷をトリムするのに使用することができる。映像部材
は、また映像部材２０の前側に位置している従来のイン
ターフレームおよびフォーマット消去装置６の下を通過
する。

【００１７】映像部材２０は、再び映像毎に露光され、
映像部材の第一のトナー映像のある面の反対側の面上に
位置しているＬＥＤプリントヘッド７のような露光ステ
ーションで第二の静電映像を形成する。（構成部分５お
よび６のすべての機能は、上記部材の代わりにプリント
ヘッド７を使用して実行することができるが、これらの
機能は個々に独立させたほうが信頼性の面で有利であ
る。）第二の静電映像は、第一のトナー映像Ｖ_e′の外
側で最低の電位を有している。第二の静電映像は、第二
の電位源１４によりステーション８と映像部材との間で
発生した電界の存在下で、第二の現像または調色ステー
ション８からの、第一の極性とは反対の第二の（正の）
極性を持つ第二のトナー９を塗布することにより調色さ
れる。上記電界は、ＤＣ成分、すなわち、第二のバイア
スＶ_b′を含み、図に示すように、ＡＣ成分を含むこと
もできる。それ故、このように形成された第二のトナー
映像は、第二の極性を持ち、最低の電位Ｖ_d′を有す
る。

【００１８】映像部材２０が第二の調色ステーション８
から出てくると、上記映像部材は、二つの異なるタイプ
のトナーを含むトナー映像を持つ。通常、この映像は、
第一のトナーが黒、第二のトナーが赤、黄および青のよ
うな明るい色である、二色の映像である。しかし、この
プロセスは、どのステーションにおいても、またいかな
る色のトナーとも使用することができ、同じ色の二つの
トナーの場合でも有利に使用することができる。例え
ば、第一のトナーは黒の非磁気性トナーであってもよ
く、第二のトナーはＭＩＣＲシステムで使用するための
黒の磁気性トナーであってもよい。

【００１９】トナー映像は、反対の極性のトナーを含
む。コロナ装置１０および消去ランプ１１はできる限り
トナーの極性を一つの極性にするために使用され、その
結果、トナーを、転写ステーション１９で、通常の静電
移送力によりレシーバシートに移動させることができ
る。レシーバシートは、映像部材から分離され、定着の
ために溶融装置（図示せず）に送られ、さらにある種の
出力トレイ（図示せず）に送られる。映像部材は、シス
テムで再使用するために、予備浄化帯電装置および清掃
装置１２により清掃される。

【００２０】調色ステーション３および８は、それぞ
れ、参照によって本明細書に組み込まれている上記米国
特許第５，００１，０２８号により詳細に記載されてい
る技術に従って製造される。簡単に説明すると、各ステ
ーションは、自身も回転可能なシェル３５に収容されて
いる回転可能な磁気コア３３を有する塗布装置３１を含
む。トナー４および９は、高い飽和保磁力の（硬質）磁
気粒子を含む二成分混合物（現像液）の一部である。コ
アおよびシェルが回転すると、現像液が電位源１３およ
び１４からの電界の存在下で現像ゾーンを通って移動す
る。任意の一定の速度で、映像部材２０上を移動する静
電映像の現像の完了は、回転コアよって生じる現像ゾー
ン内の電極の遷移の回数によって影響を受ける。現像の
完了は、コアの電極の数およびその回転速度両方の関数
である。後で説明するように、第一のステーションでの
遅い現像の完了、および第二のステーションでの速い現
像の完了は、第二のコアを第一のコアより速く回転させ
るか、または第二のコア上により多くの電極を設置する
ことによって行うことができる。両方の場合、シェルの
速度を調整すると、映像部材の速度で現像液を移動させ
るのに役に立つ。ロジックおよび制御装置１００は、後
でより詳細に説明するように、システムを制御する。

【００２１】図２−図１２Ｂは、本発明を説明するため
のグラフおよびチャートを含む。図２は、使用する用語
および図１の装置により行われる映像形成方法を制御す
る際に当面する、いくつかの問題の両方を詳細に説明す
るのに使用される。図２−図１２Ｂの各図においては、
映像部材の電圧（グラフ中にＶｆｉｌｍと表示したも
の）は、映像部材を横切るある位置について描かれてい
る。図の実施形態の場合には、Ｑ／Ｍ＝−２２．７μＣ
／ｇを有する黒のトナーは、第一のトナーであり、調色
ステーション３に充填され、Ｑ／Ｍ＝９．２μＣ／ｇを
有するカラートナーは第二の調色ステーションに充填さ
れる。両方のトナーは、高い飽和保磁力を持つキャリヤ
と混合され、二成分現像液になる。帯電装置１により供
給された元の電圧Ｖ₀は、−４５０ボルトに等しい。映
像の最も暗い（意図した）部分は、プリントヘッド２に
より、約５０Ｖの最低電圧Ｖ_eで露光される。調色（現
像）は、すでに説明したように、現像ゾーン内で１秒間
に２５０の電極の遷移を起こす速度で回転する回転コア
を有する、磁気ブラシを使用して行われる。上記磁気ブ
ラシには、電源１３によりバイアスが掛けられる、ＡＣ
成分を含まない約−３４０Ｖの直流電流レベルＶ_bにな
る。パラメータがこのようになっているので、第一の調
色ステーション３の全調色電位Ｖ_e−Ｖ_bは、−２９０Ｖ
に等しい。映像部材が１秒間に、０．４３７５メートル
（１秒間１７．５インチ）の速度で移動すると、映像の
最低電圧部分は、約−１５０Ｖまでの電位Ｖ_dで調色が
行われる。調色、すなわち、現像の完了が、（Ｖ_d−
Ｖ_e）／（Ｖ_b−Ｖ_e）に等しく、この場合には、０．３
５である。このことは、使用材料に対する転写濃度Ｄ_t
（黒）が１．１５に等しいことを意味する。このこと
は、図２の一番上の（「黒の現像」と表示した）グラフ
が示していて、この図のチャートの「黒」と表示されて
いるボックスにいくつかの数値が表示されている。図２
の中央のグラフは、第二の露光ステップが行われる前の
映像部材の電圧位置を示す。これは「ＥＬトリム」と表
示されている。何故なら、後の例ではトリムステップが
行われるからである。

【００２２】図２の（「カラー現像」と表示されてい
る）一番下のグラフは、（この例では、カラートナーで
ある）第二のトナーに対する第二の露光および調色ステ
ップを示す。第二の露光ステーションに送り込まれるま
だ露光されていない部分の電圧Ｖ₀′は、−４５０Ｖの
（説明を簡単にするために暗い電圧減少部分を無視して
いる）Ｖ₀の状態を維持する。カラー映像は露光され、
使用したい背景または約−１３０Ｖの最低電位Ｖ_e′で
露光された白い部分と一緒にＣＡＤ現像される。この露
光は基板を通して行われるので、黒い映像上の電圧も約
−３０Ｖの非常に低いレベルＶ_deまで低下する。黒い映
像の他の部分は、このステップでは露光されない。何故
なら、黒い映像とカラー映像とが（通常意図的にではな
いが）重なっているからである。カラー露光が行われた
後、黒い映像のこの部分の電圧はＶ_dのままである。映
像を非常に高品質に登録すれば、この重畳を除去するこ
とができるが、通常そうする必要はない。

【００２３】約−２２０Ｖに設定された、ＤＣバイアス
の掛かったステーション３で使用されたのと本質的には
同じ磁気ブラシとＱ／Ｍが、９．２に等しい正のカラー
トナーを使用した場合には、０．６７の現像完了を行う
ことができ、この場合、カラー映像の最も濃いまたは最
も高い電位部分の電圧Ｖ_d′は、約−３００Ｖまで下が
る。

【００２４】このシステムの制御がうまく行くかどうか
は、トナー移送および破裂を含めて、上記問題のいくつ
かにどのように対処できるか、またトナーのＱ／Ｍが変
化しても必要な濃度を維持できるかどうかによって決ま
る。トナーの移送の問題は、図２の一番下のグラフの重
畳部分の電圧Ｖ_dを、第二の現像ステーションのバイア
スＶ_b′と比較することによって最もよく分析すること
ができる。この電位差Ｖ_b′−Ｖ_dがあるので、この場合
最も起こり易い過度のトナーの塗布およびトナーの下流
方向への移送の両方の発生をある程度防止できる。上記
電位差は、好適には、トナーの下流方向への移送を効果
的に防止する５０Ｖ以上であることが好ましい。しか
し、電位差をこのように設定した場合でも、カラー映像
の濃度の範囲に対して、十分な現像のラチチュードを得
ることができる。図示のＱ／Ｍを持つ図２の例の場合に
は、トナーを下流方向へ移送する電位は６９Ｖであり、
この電圧は過度の量のトナーの下流方向への移送を防止
するのに適当な電圧である。カラー調色電位（Ｖ₀′−
Ｖ_b′）は２３０Ｖであり、この電圧はカラー調色ステ
ップで速い現像が完了するグレイレベル映像化を行うの
に十分な電圧である。

【００２５】破裂電位は、Ｖ_deとＶ_e′との間の差を計
算することによって得られる。この電位差があるので、
カラー露光により隣接部分が黒の電圧レベルまで下がっ
た後で、黒の映像が隣接する白い部分へ移動したり飛び
込んだりするのが防止される。上記例の場合、破裂電位
は９６Ｖであり、この電位は、破裂していない黒い映像
を維持するのに適当な電位である。同時に、黒い映像の
濃度は１．１５であり、カラー映像の濃度は１．０５で
あり、これはグレイレベル映像化が行われる際に上記映
像に対する許容できる最大濃度である。

【００２６】図３Ａ，図３Ｂは、図２と同じ機械的設定
を使用したが、Ｑ／Ｍが幾分異なる材料を使用した場合
のいくつかの実験を示す。より詳細に説明すると、グラ
フおよびチャートの最初の二つの縦の欄に示すのは、黒
のトナーが−２０μＣ／ｇに等しいＱ／Ｍを有している
場合であり、最後の二つの縦の欄に示すのは、Ｑ／Ｍが
−２５．５μＣ／ｇを持っている場合である。第一およ
び第三の欄に示すのは、カラーに対するＱ／Ｍが６．４
μＣ／ｇである場合であり、一方、第二および第四の欄
に示すのは、Ｑ／Ｍが１６．５μＣ／ｇである場合であ
る。このような設定にした場合、トナーを下流方向へ移
送する電位および破裂電位は、依然として図２に示すい
くつかの例とほぼ同じである。しかし、もっと高いＱ／
Ｍを使用すると濃度が低下する。

【００２７】システムの範囲を黒のトナーに対するもっ
と高いＱ／Ｍまで広げたい場合には、Ｖ₀は図４Ａ，図
４Ｂに示すように変化する。より詳細に説明すると、黒
いトナーのＱ／Ｍが−３１．３である場合には、図４
Ａ，図４Ｂの第三および第四の欄に示すように、Ｖ₀は
約−６５０Ｖまで上昇する。これにより、調色電位は−
４９０Ｖなり、このため濃度は約０．９５になり、現像
完了は０．３７になる。

【００２８】（相対的に低いＶ_b′を維持しながら）カ
ラートナーステップで対応する濃度を維持するために、
黒い調色ステップの後で、電界発光パネル５に対して露
光することにより、映像部材上の電圧を図４Ｂのチャー
トの下の部分に示す２．５１ｅｒｇ／ｃｍ²だけ下げ
る。この露光により、上記電圧は−６５０ＶのＶ₀か
ら、前の例の場合にはＶ₀′であったカラー映像形成用
の−４５０のＶ₀′まで下がる。黒い映像部分において
は、黒い映像露光による映像部材上の残留電荷Ｖ_eと帯
電したトナー堆積物からの電荷を加えたものにより、電
界Ｖ_dが発生するが、この電界は、映像部材の第一の映
像がある面の反対側の面から露光した場合さらに低下す
る。それ故、図４Ａ，図４Ｂの第三の欄に示すように、
Ｖ_dは、その終了が映像の（図２のＶ_dに対応する）重畳
部分の電位であるＶ_delでトリム露光することにより低
下する。図４ＢのＶ_deは、またトリム露光によっても低
下する。

【００２９】その後、図３Ｂの濃度に対応するカラーに
対する濃度を図４Ｂから入手する。トナーを下流方向へ
移送するための電位および破裂電位は、黒のＱ／Ｍがさ
らに上昇しても、依然として許容できる数値のままであ
る。欄３および欄４のＶ_dがＶ_b′に等しいことに留意さ
れたい。それ故、ＥＬパネルを使用しない場合には、映
像が重畳している部分においては、トナーの下流方向へ
の移送は依然として起こらない。ＥＬ露光の結果、Ｖ
_delおよびＶ_deが図３Ａ，図３Ｂに示す数値より低く、
黒のＱ／Ｍが図４Ａ，図４Ｂにおいてもっと高い場合で
も、トナーを下流方向へ移送する電位および破裂電位は
好ましいレベルを維持する。−２９．５５および９．２
の電荷対質量比を持つ黒およびカラーに対して、第五の
欄に示す１．１５および１．０５の濃度がそれぞれ得ら
れる。最も高い品質の映像化の場合には、この数値はこ
れら制御により許容できるＱ／Ｍの限界を示す。

【００３０】図５Ａ，図５Ｂおよび図６Ａ，図６Ｂは、
システムの範囲をさらに改善するためのさらなる調整を
示す。図５Ａ，図５Ｂおよび図６Ａ，図６Ｂに示すすべ
ての例の場合には、第一のステーションでの１秒当たり
の電極遷移の回数は１５０に低下し、第二のステーショ
ンの上記回数は３５０に増大する。この調整は、黒のス
テーションでの現像完了を減らし、カラー・ステーショ
ンでの現像完了を増大する傾向がある。図４Ａ，図４Ｂ
に示すように、黒の濃度を出すために、より高い黒のＱ
／Ｍに対しては、より高いＶ₀が使用される。Ｖ_dはすで
に説明したいつかの例とほぼ同じであるが、より高いＥ
Ｌ輝度を使用すると、Ｖ_delは低下する。その結果得ら
れるＶ_delおよびＶ_deはさらに低くなるので、より高い
カラートナーＱ／Ｍ状態に対して、トナーを下流方向へ
移送する電位および破裂電位および濃度を許容できる範
囲内に維持するのが容易になる。このことは、黒いトナ
ー内の非常に高いＱ／Ｍを処理することによって行われ
るが、その場合性能は少し下がる。

【００３１】さらに、図５Ａ，図５Ｂおよび図６Ａ，図
６Ｂは、電界発光パネルもカラートナーのＱ／Ｍの変化
に対してＶ₀′を調整するのに使用できることを示す。
この場合、トリム量は、主として黒のＱ／Ｍにより変化
するが、カラートナーのＱ／Ｍによっても幾分変化する
ことに留意されたい。この変化により、カラーＱ／Ｍ状
態の場合にカラートナーの濃度が低下する傾向を生じ
る。図６Ａ，図６Ｂに示す調整を行った場合、得られた
結果が完全に許容できるものであることに留意された
い。何故なら、黒いトナーのＱ／Ｍの変動が−１９から
−２６．３μＣ／ｇの範囲内であり、カラートナーのＱ
／Ｍの変動が１４から１９μＣ／ｇの範囲内であるから
である。

【００３２】このような結果は、第二のステーションの
磁気ブラシの１秒間当たりの電極遷移が、第一のステー
ションでの１秒間当たりの電極遷移と同じである図４
Ａ，図４Ｂの場合よりも優れている。それ故、Ｑ／Ｍに
よるＶ₀変動およびトリム変動と結びついた一定の電極
遷移差からの現像装置完了の一定の差は、範囲を実質的
に拡大している。図５Ａ，図５Ｂについて説明すると、
結果としての数値が示す黒いトナーの−１６から−２
８．１への大きな変化、およびカラートナーの７．４か
ら２５μＣ／ｇへの大きな変化と共に低下していること
に留意されたい。

【００３３】図７Ａ，図７Ｂおよび図８Ａ，図８Ｂは、
高い電荷によって生じた濃度のある程度の低下を補償す
るために、現像完了を促進するため現像ステーションの
トナーに対して、Ｑ／Ｍが高い状態で、上記の現像ステ
ーションへＡＣバイアスを適用する方法を示す。図７
Ａ，図７Ｂの状態は、Ｖ₀の変化を使用せず、電界発光
パネルを使用しない場合に、黒いトナーのＱ／Ｍが−１
９から−２５．８に、カラートナーのＱ／Ｍが１９から
２４．４に変動した場合、良好な濃度が得られたことを
示す。このことは図２−図５Ｂと比較すると結果が改善
したことを示しているが、電界発光パネルを使用した場
合のＶ₀の変化がもたらしたような範囲の真の拡張は得
られていない。図８Ａ，図８Ｂにも上記改善を示すが、
この図には、カラートナーのＱ／Ｍが１３．２から３
０．５に変化し、黒いトナーのＱ／Ｍが−１６から−２
９．５に変化した場合の、より余裕のある結果を示す。
また、黒いトナーの電荷が高い場合、各例のトナーを下
流方向へ移送する電位が、必要とする電位よりも低いこ
とにも留意されたい。しかし、このことは、図２および
図３Ａ，図３Ｂに示すように、全然制御を行わない場合
と比較すると、明かな改善であることを強調しておきた
い。

【００３４】図９Ａ，図９Ｂおよび図１０Ａ，図１０Ｂ
は、上記図面のすべての機能を組み合わせて使用する方
法を示す。すなわち、黒のステーションの１秒当たりの
電極の遷移は、カラー・ステーションのそれより実質的
に低い数値に固定され、変数Ｖ₀、変数ＥＬトリムおよ
び変数ＡＣバイアスすべてが一緒に使用されている。図
９Ａ，図９Ｂは、黒いトナーのＱ／Ｍが−１９．４から
−３３．３μＣ／ｇに変動し、カラートナーのＱ／Ｍが
１０から２５μＣ／ｇに変動した場合に、黒のステーシ
ョンおよびカラー・ステーションの両方に対して、優れ
た濃度を結果として得ることができることを示してい
る。図１０Ａ，図１０Ｂは、黒のＱ／Ｍが−１６．５か
ら−３５．３へ変動し、カラーＱ／Ｍが１０から３１に
変動した場合に、余裕を持って許容することができる結
果が得られることを示す。両方の組の例の場合、最も高
いＱ／Ｍの状態でも、破裂電位には余裕がある。（これ
については、図１１Ａ，図１１Ｂおよび図１２Ａ，図１
２Ｂのところで、さらに詳細に説明する。）しかし、上
記データは、使用した制御方法が確実なものであること
を示す。都合のよいことに、調整可能な各パラメータ
は、個々に独立して使用することができる。一緒に使用
した場合には、結果はかなり良くなる。

【００３５】図９Ａ，図９Ｂは、トナーＱ／Ｍのかなり
広い範囲に渡っての優れた濃度の結果を示す。しかし、
すでに指摘したように、約３５Ｖの破裂電位は、黒のＱ
／Ｍが高い場合には余裕がある。他の好適な実施形態の
場合には、許容できるトナーＱ／Ｍ範囲を狭くしない
で、トリム露光およびＶ_b′の両方を調整することがで
きる。図１１Ａ，図１１Ｂおよび図１２Ａ，図１２Ｂを
参照しながら、上記調整について説明する。図１１Ａ，
図１１Ｂは、図９Ａ，図９Ｂに示すのと同じＱ／Ｍ範囲
の収容を示すが、この場合にはＥＬパネルは全然使用し
ていない。この場合、カラー露光輝度は制御にために使
用され、Ｖ_e′およびＶ_b′はＶ_e′から一定の数値オフ
セットしている電圧に設定される。例えば、図１１Ａ，
図１１Ｂの第三および第四の縦の欄について説明する
と、Ｖ_b′はそれぞれが−４６０Ｖおよび−３９０Ｖに
設定される。この方法により、図９Ａ，図９Ｂの濃度に
対応する濃度および非常に高いトナーを下流方向へ移送
する電位および破裂電位を得ることができる。しかし、
この場合、黒い映像を含むカラー現像システムに対し
て、背景電位は３８０Ｖおよび２９０Ｖという非常に高
い数値になる。背景電位がそのように高くなると、多く
のシステムの場合、カラー現像システムにより、黒い映
像部分にキャリヤが堆積するという問題が起こる恐れが
ある。

【００３６】図１２Ａ，図１２Ｂは、この問題に対す
る、高い黒のＱ／Ｍおよび低いカラーＱ／Ｍに対しては
ＥＬパネルの露光を最大にし、高い黒のＱ／Ｍおよび高
いカラーＱ／Ｍに対しては幾分低くするという妥協的解
決方法を示す。同時に、Ｖ_b′は７５Ｖの破裂電位を供
給するのに丁度十分な高さに上昇する。ここでも、これ
ら数値は経験により最良の数値に決定されるが、好適に
は、この方法は（好適には、６０−９０Ｖの範囲の）十
分な高さの破裂電位を供給するＶ_b′でスタートし、そ
の後、上記Ｖ_b′を持つ材料により供給される濃度に従
ってＥＬ露光を行うという方法であることが好ましい。
すべての例の場合、トリム露光は映像部材２０の背面に
あるＥＬパネル５により行われるものと考えてほしい。
しかし、このトリムはプリントヘッド７の露光値に容易
に組み込むことができ、それにより背面ＥＬパネルは不
必要になる。この機能を行うためにプリントヘッド７を
使用するのが好ましいかどうかは、この特別な用途を持
つプリントヘッドの信頼性、コストおよびＥＬパネルを
除去したことにより生じた余分なハードウェア・スペー
スによって決まる。ある場合には、上記プリントヘッド
を使用することにより、別の利点が得られるが、その利
点は制御をより柔軟にするために、映像により変化する
場合がある。例えば、破裂およびトナーの下流方向への
移送は、トリム露光により改善することができるが、こ
のトリム露光は、（登録が許可する範囲で）黒い映像部
分でのほうがより効果がある。

【００３７】第一の調色ステーションでの現像完了を遅
くし、第二のステーションでの現像完了を速くするよう
な構造または設定にすることにより、ＤＡＤ−ＣＡＤシ
ステムをもっと高性能にすることができることに留意さ
れたい。本発明のこの利点を発揮するためには、第一の
ステーション（黒い映像）の調色が完了する（Ｖ_d−
Ｖ_e）／（Ｖ_b−Ｖ_e）を、黒いトナーの大部分のＱ／Ｍ
数値に対して、０．４より、好適には０．３より低くす
る必要がある。他の手段も使用することができるけれど
も、好適な実施形態の場合には、このことは第二のステ
ーションより、低い一定の電極遷移速度を第一のステー
ションで使用することによって行うことができる。こう
することにより、カラー映像形成およびトナーの下流方
向への移送抵抗電位Ｖ_b′−Ｖ_delの電位グラフに余裕が
できる。実施形態の場合には、Ｑ／Ｍが高い状態での濃
度を制御するために、現像完了を促進するため、ＡＣバ
イアスを高くしている。これは現像完了の異なる使用方
法であり、第一のステーションでの少ない電極遷移によ
り供給された電圧をクランプする傾向があるが、システ
ムの用途をＱ／Ｍが高い困難な状況まで広げるのに役に
立つ。

【００３８】トナーの下流方向への移送に対する抵抗
は、第二の調色ステーション８のバイアスＶ_b′により
影響を受けるので、Ｖ_b′を比較的高く設定すると有利
である。このため、第二のステーションでの現像完了、
すなわち、調色完了を速くすることが望ましい。理想的
には、第二のステーションの現像完了は第一のステーシ
ョンの現像完了より少なくとも二倍の速さにすることが
好ましい。第二の調色ステップのトナー塗布完了または
現像完了は、（Ｖ₀′−Ｖ_d′）／（Ｖ₀′−Ｖ_b′）に等
しく、カラートナーの大部分のＱ／Ｍ値に対して、０．
６以上、好適には０．７以上でなければならない。電極
遷移を使用した場合、好適には、第一のトナーを塗布す
る際に現像装置が受ける電極遷移の回数は、第二のトナ
ーを塗布する際のそれの６０％以下であることが好まし
い。

【００３９】図示していない他の好適な実施形態の場合
には、それぞれの場合の磁気コアの１秒当たりの電極遷
移は、回転速度を調整することによって変化させること
ができる。例えば、第一のステーション３でのコア３３
の速度は、黒いＱ／Ｍが高い場合には速くなる。そうす
ることにより、少なくとも部分的には、質量対電荷が変
化する場合に現像完了を制御する際にＡＣバイアスの代
わりを行うことができる。好適には、（ＡＣバイアスを
変化させる）図に示す実際の実施形態を使用することが
好ましい。何故なら、コアの速度を変化させるのと比較
すると、電気的に調整するほうが簡単だし、容易だから
である。上記現像ステーションは、現像装置が映像部材
と同じ速度で移動する場合に最高の性能を発揮するの
で、好適には、コアの速度の変化をシェルの速度のオフ
セットの変化により補償することが好ましい。プロセス
制御の場合のコアシェルの使用方法は、１９８４年９月
２５日付けのフィリッツ他の米国特許第４，４７３，０
２９号、および１９８５年６月３０日付けのクロール他
の米国特許第４，５３１，８３２号に概略記載されてい
る。

【００４０】可能ではあるが、電子写真装置でトナーの
質量対電荷比を直接測定するのは通常実際に行われな
い。しかし、上記質量対電荷比は、トナーの映像濃度を
観察することによって間接的に決定することができる。
それ故、当業者なら周知の他のプロセス制御のように、
このプロセス制御も、制御パッチを使用した場合最高の
性能を発揮する。従来は、映像フレームの間の光導電部
材のパッチが、特定のレベルに帯電し、露光されてカラ
ートナーの塗布が行われた。トナーの塗布を受けたパッ
チの濃度は、濃度計２１（図１参照）により測定され、
その後上記測定値はロジックおよび制御装置１００にフ
ィ−ドバックされ、濃度の読みが公称の濃度の読みと比
較され、その差に従ってシステムのパラメータを調整す
る。このプロセスは、濃度が必要な範囲内になるまで制
御パッチのモニタを繰り返して行われる。黒いトナーお
よびカラートナーそれぞれに対して、別々のパッチが使
用される。トナーの濃度のような他のパラメータも、周
知の制御システムにおいてパッチ濃度に影響を与える場
合もあるが、この方法はＱ／Ｍをモニタする場合の信頼
できる方法である。

【００４１】例えば、黒のパッチの読みが濃度が低すぎ
ることを示している場合には、第一の、すなわち、黒の
現像ステーションのＶ₀およびＡＣバイアスの両方を高
くし、電界発光パネルからの露光を強くする。カラーパ
ッチが必要とする濃度より低い場合には、電界発光パネ
ルの出力を下げ、カラー現像ステーションのＡＣバイア
スを高くすることができる。この例の場合には、磁気ブ
ラシコアの電極遷移は、各図に示すように、一定である
が、コア（およびシェル）の回転は、濃度計の読みに従
って調整することができる。

【００４２】特定の装置および材料について式を作るこ
とはできるが、実際には、各図に示したのと類似のデー
タからこのプロセスの制御に関連する索引テーブル等を
経験に基づいて作成する。

【００４３】システムが二レベルで動作していようが、
多重レベル露光を使用して動作していようが、原理は同
じであるけれども、多重レベル露光はかなり難しい。何
故なら、上記システムのおいては各静電映像でかなりの
電圧の範囲を必要とするからである。そのため、トナー
の質量対電荷が変化すると、二レベルシステムで本来使
用することができる柔軟性が制限される。

【００４４】好適な実施形態を特に参照しながら、本発
明を説明してきたが、上記および添付の特許請求の範囲
に記載した本発明の精神および範囲を逸脱しないで、種
々の変更および修正を行うことができることを理解され
たい。

【図面の簡単な説明】

【図１】映像形成装置の略側面図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る映像部材を横切る
位置に対する映像部材の電圧のグラフとこのグラフを説
明するためのチャートを示す図である。

【図３Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図３Ｂ】図３Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図４Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図４Ｂ】図４Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図５Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図５Ｂ】図５Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図６Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図６Ｂ】図６Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図７Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図７Ｂ】図７Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図８Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図８Ｂ】図８Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図９Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と同
様の図の上側部分を示す図である。

【図９Ｂ】図９Ａの下に接続される図２と同様の図の
下側部分を示す図である。

【図１０Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と
同様の図の上側部分を示す図である。

【図１０Ｂ】図１０Ａの下に接続される図２と同様の
図の下側部分を示す図である。

【図１１Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と
同様の図の上側部分を示す図である。

【図１１Ｂ】図１１Ａの下に接続される図２と同様の
図の下側部分を示す図である。

【図１２Ａ】トナーのＱ／Ｍ値の範囲を変えた図２と
同様の図の上側部分を示す図である。

【図１２Ｂ】図１２Ａの下に接続される図２と同様の
図の下側部分を示す図である。

【符号の説明】

１帯電装置３調色ステーション４，９トナー５ＥＬパネル６フォーマット消去装置７ＬＥＤプリントヘッド１０コロナ装置１１消去ランプ１２清掃装置１３，１４電位源１９転写ステーション２０光導電映像部材３１塗布装置３３磁気コア１００制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像形成方法であって、光導電映像部材を、第一の極性および第一の電位Ｖ₀の
電荷にまで均一に帯電するステップと、最低電位Ｖ_eを有する第一の静電映像を形成するため
に、映像部材を映像毎に露光するステップと、第一のトナー塗布ステーションを使用し、第一のトナー
塗布ステーションに関連するバイアスＶ_bによって制御
される電界の存在下で、第一の極性を持ち、最高電位Ｖ
_dを有する第一のトナー映像を形成するために、上記第
一の静電映像に第一の極性を持つ第一のトナーを塗布す
るステップと、第一の極性を持つ第二の静電映像を形成するために、映
像部材を映像毎に露光するステップと、その最大濃度のところでＶ_d′の電位を有する第二のト
ナー映像を形成するために、第二のトナー塗布ステーシ
ョンを使用し、第二のトナー塗布ステーションに関連す
るバイアスＶ_b′によって制御される電界の存在下で、
上記第二の静電映像に、上記第一の極性とは反対の第二
の極性を持つ第二のトナーを塗布するステップとを含
み、第一のトナーを塗布するステップが、現像完了が（Ｖ_d
−Ｖ_e）／（Ｖ_b−Ｖ_e）に等しい場合に、上記第一のト
ナー映像の現像完了が０．４以下に等しい状況下で行わ
れることを特徴とする方法。
【請求項２】第一のトナーを塗布する上記ステップ
が、０．３以下に等しい上記第一のトナー映像の現像完
了を行う請求項１に記載の映像形成方法。
【請求項３】Ｖ₀′が第二の静電映像の最高電圧であ
る場合に、第二のトナーを塗布するステップが、０．６
より大きい（Ｖ₀′−Ｖ_d′）／（Ｖ₀′−Ｖ_b′）の現像
完了を行う請求項１に記載の映像形成方法。
【請求項４】第二のトナー映像を塗布する上記ステッ
プが、０．７より大きい現像完了を行う請求項３に記載
の映像形成方法。
【請求項５】Ｖ₀′が上記第二の静電映像の最高電圧
である場合に、上記第二のトナーを塗布するステップ
が、０．７より大きい（Ｖ₀′−Ｖ_d′）／（Ｖ₀′−
Ｖ_b′）の現像完了を行う請求項２に記載の映像形成方
法。
【請求項６】上記第一および第二のトナーを塗布する
各ステップが、上記現像装置に１秒間当たり一定数の磁
気電極遷移を行いながら、現像ゾーンを通してトナーの
現像装置および硬質の磁気キャリヤを移動させるステッ
プを含み、上記第一のトナーを塗布するステップの１秒
間当たりの電極遷移の回数が、上記第二のトナーを塗布
する際の上記回数の６０％である請求項１に記載の映像
形成方法。
【請求項７】上記第一のトナーを塗布するステップ
が、上記第一のトナーを塗布している間に、電界にＡＣ
成分を供給するステップを含み、さらに上記第一のトナ
ーに関連するモニタしたパラメータに従って、ＡＣ成分
を変化させることにより上記第一のトナーを塗布してい
る間の現像完了を制御するステップを含む請求項１に記
載の映像形成方法。
【請求項８】モニタしたパラメータが、上記第一のト
ナーの電荷であり、該電荷がその目的のために作られた
映像部材上のトナーパッチの濃度を感知することによっ
てモニタされる請求項７に記載の映像形成方法。
【請求項９】映像形成方法のプロセス制御方法であっ
て、該映像形成方法が、光導電映像部材を、第一の極性および第一の電位Ｖ₀の
電荷にまで均一に帯電するステップと、第一の静電映像を形成するために、映像部材を映像毎に
露光するステップと、第一の極性を持つトナー映像を形成するために、上記第
一の静電映像に第一の極性の第一のトナーを塗布するス
テップと、第一の極性を持つ第二の静電映像を形成するために、映
像部材を映像毎に露光するステップと、第二の極性を持つ第二のトナー映像を形成するために、
上記第一の極性と反対の第二の極性を持つ第二のトナー
を上記第二の静電映像に塗布するステップとを含み、上記プロセス制御方法が、上記第二のトナーに関連する相対的電荷Ｑ／Ｍを示すパ
ラメータをモニタするステップと、上記第一のトナー映像を形成した後で、映像部材の電荷
をモニタしたパラメータによって制御された量だけ減少
するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】モニタしたパラメータが、上記第二の
トナーのＱ／Ｍが所定のレベルより低いことを示した場
合は何時でも、上記第一のトナー映像が形成された後、
電荷を減少させる請求項９に記載のプロセス制御方法。
【請求項１１】映像形成方法のプロセス制御方法であ
って、該映像形成方法が、光導電映像部材を、第一の極性および第一の電位Ｖ₀の
電荷にまで均一に帯電するステップと、最低の電位Ｖ_eを有する第一の静電映像を形成するため
に、映像部材を映像毎に露光するステップと、第一のトナー塗布ステーションを使用し、第一のトナー
塗布ステーションに関連するバイアスＶ_bによって制御
される電界の存在下で、第一の極性を持ち、その最も濃
度の高い部分に電位Ｖ_dを有するトナー映像を形成する
ために、上記第一の静電映像に第一の極性の第一のトナ
ーを塗布するステップと、第一の極性を持つ第二の静電映像を形成するために、映
像部材を映像毎に露光するステップと、第二のトナー映像を形成するために、第二のトナー塗布
ステーションを使用し、第二のトナー塗布ステーション
に関連するトナー塗布バイアスＶ_b′によって制御され
る電界の存在下で、上記第二の静電映像に上記第一の極
性とは反対の第二の極性を持つ第二のトナーを塗布する
ステップとを含み、上記プロセス制御方法が、上記第一のトナーに関連する相対的電荷Ｑ／Ｍを表すパ
ラメータをモニタするステップと、現像完了が（Ｖ_d−Ｖ_e）／（Ｖ_b−Ｖ_e）である場合に、
上記第一のトナー映像の現像完了が０．４以下に等しい
場合に、上記第一のトナー映像のトナー映像濃度の変動
を抑えるために、上記第一のトナーのＱ／Ｍの表示に従
って、上記プロセスを制御するステップとを含むことを
特徴とする方法。
【請求項１２】第二の静電映像を形成するために、映
像部材を映像毎に露光するステップが、映像部材のトナ
ー映像を持つ面とは反対側の面から映像部材を露光する
ステップを含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】上記第一および第二のトナーを塗布す
る各ステップが、上記現像装置に１秒間当たり一定数の
磁気電極遷移を行いながら、現像ゾーンを通してトナー
の現像装置および硬質の磁気キャリヤを移動させるステ
ップを含み、上記第一のトナーを塗布するステップの１
秒間当たりの電極遷移の回数が、上記第二のトナーを塗
布する際の回数より実質的に少ない請求項１１に記載の
プロセス制御。
【請求項１４】上記第一のトナーを塗布するステップ
が、そのステップで使用される電界にＡＣ成分を供給す
るステップを含み、上記プロセスを制御するステップ
が、上記第一のトナーのモニタしたパラメータに従っ
て、ＡＣ成分を変化させるステップを含む請求項１１に
記載のプロセス制御方法。
【請求項１５】上記第二のトナーを塗布するステップ
が、そのステップで使用される電界にＡＣ成分を供給す
るステップを含み、上記プロセスを制御するステップ
が、上記第ニのトナーのモニタしたパラメータに従っ
て、ＡＣ成分を変化させるステップを含む請求項１１に
記載のプロセス制御方法。