JPH1173013A - 単成分・現像ステーション - Google Patents

単成分・現像ステーション

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JPH1173013A
JPH1173013A JP18732198A JP18732198A JPH1173013A JP H1173013 A JPH1173013 A JP H1173013A JP 18732198 A JP18732198 A JP 18732198A JP 18732198 A JP18732198 A JP 18732198A JP H1173013 A JPH1173013 A JP H1173013A
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roller
developing
toner particles
doctor
developing roller
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JP18732198A
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Uwe Angst
アングスト ウーヴェ
Carsten Dr Schoenfeld
シェーンフェルト カルステン
Gerhard Bartscher
バルチャー ゲルハルト
Steve Cormier
コーミアー スティーヴ
Kenneth D Fraser
ディー フレイザー ケネス
Anton Rodi
ロディ アントン
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Heidelberger Druckmaschinen AG
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    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速の及び高質のエレクトログラフィックな
印刷が可能にされるようにする。 【解決手段】 本発明は、不導体の単成分・トナーを用
いて可動な像担体に形成された静電的な潜像を現像する
装置及び方法に関する。前記装置は、トナー粒子をトナ
ー容器から搬送して帯電するトナー供給装置と、帯電さ
れたトナー粒子をトナー供給装置から受け取りかつ受け
取ったトナー粒子を現像ローラと像担体との間のギャッ
プ内に搬送する回転可能に支承された現像ローラと、現
像ローラにおいて規定の厚さの均一なトナー層を形成す
るための、トナー供給装置から現像ローラへのトナー粒
子の経路に配置された回転可能に支承されたドクタロー
ラとを有している。本発明では、現像ローラの表面とド
クタローラの表面とが、トナー粒子の平均直径よりも幅
広いギャップによって互いに分離されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不導体の単成分・
トナーを用いて、可動な像担体に形成された静電的な潜
像を現像するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速で高質のエレクトログラフィックな
印刷は、従来技術によれば２成分・トナーを用いてのみ
行うことができるに過ぎない。２成分・トナーは、互い
に混合された軟磁性の担体粒子及びトナー粒子を有して
いる。この場合トナー粒子は静電的に担体粒子に付着す
る。担体粒子はこれに付着したトナー粒子と共に、マグ
ネットブラシによって現像区域に搬送され、この現像区
域においてこれら粒子は、静電的な電荷パターンに応じ
て像担体、例えば光導電体に転送される。
【０００３】他面、不導体のトナー粒子から成る単成分
・トナーは２成分・トナーに比して著しい利点を有す
る。マグネットブラシ等が不要であるため、現像ステー
ションの簡単でコンパクトな構造を得ることができる。
更に単成分・トナーを使用した場合、次第に消耗しひい
ては交換されねばならない担体粒子の消費が不要にな
る。この理由から長い間、最良の印刷質と同時に高速の
印刷速度を可能にする単成分システムを開発することが
試みられた。
【０００４】この場合主たる困難性の１つは、インキ着
けローラとも呼ばれる現像ローラにおいてできるだけ均
一に帯電されたトナー粒子から成る均一な層が形成され
ねばならないということにある。商業ベースで使用され
る若干のシステムは、発泡材料様の材料から成る再生ロ
ーラを使用し、この再生ローラはトナー粒子をトナー容
器から現像ローラに搬送する。この際生ずる摩擦によっ
て、トナー粒子は帯電され、これによってトナー粒子
は、導電性の現像ローラに程度の差こそあれ厚い層とし
て付着する。この層を均一化するために、過剰のトナー
を現像ローラから掻き取る定置のドクタが使用される。
これによって、例えばアルミニウム又は鋼から成る硬質
の現像ローラとドクタとしてのゴムリップとを備えたシ
ステム、並びに、金属から成る硬質のドクタとゴム材料
から成る現像ローラとを備えたシステムが得られる。
【０００５】上記両システムにおいては、ドクタと現像
ローラとの間で規定の圧着力が生じ、この圧着力はトナ
ーに対する重力を生ぜしめる。定着プロセスのために比
較的低溶融性のトナーが所望され、従ってこのトナーは
比較的弾性的なトナー粒子から形成される。このような
トナー粒子は、ドクタと現像ローラとの間のギャップで
作用する力によって多少変形しかつ熱を発生する。高速
の現像ローラの場合には、トナーを局所的に溶融せしめ
るような多量の熱が発生する。一度形成された欠陥個所
は、現像ローラの周方向に沿って連続しかつこの場合成
長する傾向にある。フィルム化（Filmen）又は粘性化
（Schmieren）とも呼ばれるこのプロセスは、このよう
なシステムによって達成可能な印刷速度を１５ｃｍ/ｓ
以下の速度に制限する。更に、例えばオフセット印刷に
比して明らかな質的な欠陥が生ずる。
【０００６】アメリカ合衆国特許第４８７６５７５号明
細書においては、現像ローラにおけるトナー層の調量及
び均一な帯電のために、剛性的な現像ローラに弾性的に
押し付けられる、現像ローラ軸線に沿って回転可能な金
属ロッド又は金属被覆されたプラスチックロッドを使用
することが提案されている。金属ロッドは、現像ローラ
上に正確に１層のトナー粒子を残すドクタを形成する。
類似のシステムはアメリカ合衆国特許第５１２８７２３
号明細書において記載されている。しかしながら、常時
現像ローラに押し付けられるドクタローラの弾性的な懸
架に基づきこのシステムにおいてもトナー粒子に比較的
大きな力が及ぼされ、これによって、粘性化を生ぜしめ
ずに得られる印刷速度は比較的低い値に制限される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高速
の及び高質のエレクトログラフィックな印刷のために適
した単成分・現像技術を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、不導体の単
成分・トナーを用いて可動な像担体に形成された静電的
な潜像を現像するための本発明の装置によれば、該装置
が、トナー粒子をトナー容器から搬送して帯電するため
のトナー供給装置と、帯電されたトナー粒子をトナー供
給装置から受け取りかつ受け取ったトナー粒子を現像ロ
ーラと像担体との間のギャップ内に搬送するための回転
可能に支承された現像ローラと、現像ローラにおいて規
定の厚さの均一なトナー層を形成するための、トナー供
給装置から現像ローラへのトナー粒子の経路に配置され
た回転可能に支承されたドクタローラとを有している形
式のものにおいて、現像ローラの表面とドクタローラの
表面とが、トナー粒子の平均直径よりも幅広いギャップ
によって互いに分離されていることによって、解決され
た。
【０００９】更に前記課題は、不導体の単成分・トナー
を用いて可動な像担体に形成された静電的な潜像を現像
するための本発明の方法によれば、トナー粒子を帯電し
かつ回転する現像ローラの表面に搬送して、この表面に
トナー粒子を静電的に付着させ、現像ローラにおいて規
定の厚さの均一なトナー層を形成するために、現像ロー
ラの表面をこの表面に付着したトナー粒子と共に回転可
能なドクタローラのところを通過させ、トナー粒子を現
像ローラと像担体との間のギャップ内に搬送して、トナ
ー粒子を像担体に転送する形式の方法において、現像ロ
ーラの表面とドクタローラの表面との間で、トナー粒子
の平均直径よりも大きい固定の間隔を調節することによ
って、解決された。
【００１０】
【発明の効果】従来技術ではドクタ又はドクタローラが
弾性的に現像ローラに押し付けられることから出発する
のに対して、本発明では、例えば剛性的な現像ローラと
剛性的なドクタローラとが印刷機の定置の回転点に支承
されることにより、ドクタローラと現像ローラとの間に
ギャップが設けられる。このようにして、粘性化を生ぜ
しめることなしに及び印刷質を低下することなしに、上
述のシステムのいずれかのシステムによって得られるよ
りも著しく高速の印刷速度が得られることが明らかとな
った。テストにより低溶融性のトナーによって難なく５
０ｃｍ/ｓ以上の印刷速度が得られた。
【００１１】本発明によりトナーが従来よりも著しく高
速の印刷速度の場合に初めて溶融し始めるための可能な
定義は、次の通りである。トナー供給装置の速度及び材
料の適当な選択によって、ギャップ手前の帯域に搬送さ
れるトナー粒子が専ら同じ極性で帯電されるようにす
る。同極の電荷間の反発によって、制限された量のトナ
ー粒子のみがギャップに達するようになり、従ってトナ
ー粒子はギャップ内で比較的僅かな機械的な負荷を受け
るに過ぎない。ギャップ手前の形成帯域ではトナー粒子
は相互反発に基づきほぼ摩擦なく移動しかつ過剰のトナ
ーは形成帯域で形成される電界によって排斥されてトナ
ータンク内に戻される。
【００１２】しかしながら、有利な構成において使用さ
れるような、摩擦電気によるトナー粒子の完全に均一な
帯電は達成困難である。他面良好な印刷質を得るため
に、現像ローラにできるだけ正確に規定されて帯電され
たトナー粒子を供給することが所望されている。後述す
るように本発明の有利な構成では、現像ローラとドクタ
ローラとの間のギャップを通過する所望の電荷を持たな
いトナー粒子は、次いで所望のポテンシャルに帯電され
るので、トナー粒子は、像担体に達した場合に、全てが
規定通り帯電される。
【００１３】有利な構成では、現像ローラとドクタロー
ラとは同じ回転方向に回転せしめられるので、これらロ
ーラの表面は逆向きに移動し、この場合その都度の回転
速度は、ドクタローラの表面速度が現像ローラの表面速
度よりも著しく低速であるように、調節される。ドクタ
ローラは、両回転運動間で程度の差こそあれ長い停止時
間をもって小さなステップで又は連続的に回転すること
ができる。
【００１４】ドクタローラは供給されるトナー粒子に繰
り返し異なる表面を提供するので、トナー粒子を溶融せ
しめる形成帯域における過剰の局所的な加熱は生じな
い。トナー粒子は比較的短い時間のみ形成帯域に留まり
かつトナー粒子に提供される表面は常時更新されるの
で、作動中にドクタローラが比較的熱くなった場合で
も、障害は生じない。ドクタローラの回転速度の正確な
値は重要ではない。必要であればドクタローラを現像ロ
ーラとは逆向きの回転方向で回転せしめることもでき
る、即ち、これらローラの表面はギャップにおいて同じ
方向に移動する。いずれにせよむしろドクタローラの高
い回転速度は不利である。
【００１５】有利な構成では、現像ローラの表面とドク
タローラの表面との間のギャップの幅は、トナー粒子の
平均直径の少なくとも２倍であり、この場合ギャップを
通過する現像ローラ上のトナー層はほぼ１層乃至２層の
トナー粒子から形成される。
【００１６】特にトナー粒子の平均直径はほぼ５μｍ乃
至１５μｍであり、この場合現像ローラの表面とドクタ
ローラの表面との間のギャップの幅は、ほぼ１５μｍ乃
至５０μｍである。しかも本発明は極めて微細なトナー
を用いた単成分システムの場合にも使用可能である。
【００１７】現像ローラとドクタローラとの間の適当に
狭いギャップには、ローラの回転精度及び平面度に関し
高い要求が課せられている。後述の本発明の構成によっ
て、トナー粒子の平均直径の複数倍の幅を有するにも拘
わらず、現像ローラにおいて１つだけの層又は若干数の
層を有するトナー層を維持できるギャップを使用するこ
とができる。更に別の構成では、特に均一なトナー層を
得ることができる。
【００１８】ドクタローラが現像ローラと同様に導電性
である場合には、これらローラの間で規定の電気的な電
位差を生ぜしめることができる。ドクタローラの電荷の
極性をトナー粒子の電荷の極性とは逆にする直流電圧が
用いられる場合には、現像ローラにおけるトナー粒子の
層厚さが減少される。直流電圧は例えば５０ボルト乃至
１０００ボルトである。このようにして、トナー粒子の
平均直径よりも著しく幅広いギャップ、例えば１０μｍ
のトナー粒子直径の場合に１００μｍであるギャップを
使用することができる。
【００１９】ドクタローラと現像ローラとの間の電圧
は、例えば±５０ボルト乃至±１０００ボルトの振幅及
び２００ヘルツ乃至５００００ヘルツの周波数を有する
交流電圧であってもよい。更に、このような交流電圧が
重畳される直流電圧を使用することができる。
【００２０】ドクタローラと現像ローラとの間のできる
だけ幅広いギャップによって均一なしかも薄いトナー層
を形成するための別の措置は、相前後して複数のドクタ
ローラを設けることにあり、この場合ドクタローラの表
面と現像ローラの表面との間のギャップの幅は、全ての
ドクタローラにおいて同じであるか又はドクタローラ毎
減少している。いずれの場合でもトナー層はドクタロー
ラ毎薄くなる。
【００２１】前述の措置又はこれら措置の適当な組合せ
によって、例えば２００μｍ又は５００μｍの、技術的
に比較的簡単に実現できるギャップ幅によって、現像ロ
ーラにおいて薄く均一なトナー層を形成できる。
【００２２】有利な構成では、ドクタローラ並びに現像
ローラは硬質の耐摩耗性の表面を備えた剛性的な金属体
を有している。このようにしてできるだけ早くドクタロ
ーラ及び現像ローラの高精度の平面度及び回転精度を得
ることができる。更に、金属製のローラによって、トナ
ー粒子の帯電の際に生ずる電荷を再び流出させることが
でき、これによって後続のトナー粒子の帯電を支障なく
継続することができる。
【００２３】現像ローラから像担体へのトナー粒子の転
送は、現像ローラと像担体との間のギャップを介してト
ナー粒子が飛び移ることによって（この技術はギャップ
現像形式と呼ぶ）、又は、現像ローラと像担体とが接触
することによって（この技術は接触現像形式と呼ぶ）行
うことができる。更に、これら現像形式の中間的な現像
形式も可能である。
【００２４】シリンダとしての像担体、例えばプロセッ
サー制御されて個々に帯電可能な互いに絶縁された多数
のマイクロセルを備えたドラム又は光導電体ドラムは、
技術的な理由から大抵剛性的に構成されている。接触現
像形式を実施するために、剛性的な現像ローラ及び剛性
的なドクタローラの回転精度及び平面度に関する高い要
求は、像シリンダによっても満たされねばならない。こ
のことを回避するために、本発明の有利な構成では、ド
クタローラは剛性的な金属体を有し、かつ、現像ローラ
は内実の材料から成る中空円筒状の外被を備えた円筒状
の発泡材料様のコアを有している。現像ローラの外被は
金属から形成できるか又は外部に硬質の耐摩耗性の表面
を備えたプラスチックから形成することができる。プラ
スチック又は耐摩耗性の表面が自体導電的でない場合に
は、場合によってはプラスチックと耐摩耗性の表面との
間に付加的な導体層を設けることもできる。
【００２５】このようなフレキシブルな現像ローラは、
接触現像のために像シリンダに密着することができる。
現像ローラの層形成によって、現像ローラは弾性的であ
りしかも適切な固有減衰作用を有することができ、従っ
て像シリンダに押し付けられた現像ローラの表面は、現
像ローラがドクタローラを通過する前に、再び正確な原
形態を得ることができる。比較的剛性的な外被によっ
て、外被の原形態が正確に規定される。このようにし
て、フレキシブルな現像ローラによって現像ローラとド
クタローラとの間で正確に規定されたギャップを維持で
き、かつ、高速の場合でも粘性化が回避される。
【００２６】円筒状の像担体の代わりに、回転する複数
のローラの周りを循環するエンドレスなバンドを使用す
ることができる。この場合接触現像形式においても、像
担体バンドが弾性的に密着する剛性的な現像ローラを使
用することができる。
【００２７】既に述べたように有利な構成では、現像ロ
ーラに供給されるトナー粒子は摩擦電気によって帯電さ
れ、この摩擦電気は、例えば発泡材料様の材料から成る
再生ローラによって適切な簡単な方法で生ぜしめられ
る。トナー粒子の帯電は、使用される材料及び速度に基
づき所定の限界内で制御される。
【００２８】これにも拘わらず、現像ローラに供給され
たトナー粒子の電荷が著しく拡散する場合、又は、この
トナー粒子の下に更に逆向きに帯電されたトナー粒子が
存在する場合には、本発明の別の構成では、ドクタロー
ラから像担体へのトナー粒子の経路において現像ローラ
に隣接する電荷担体発生器が設けられている。選択的に
トナー供給装置からドクタローラへのトナー粒子の経路
において現像ローラに隣接して電荷担体発生器を設ける
こともできる。電荷担体発生器は、特にイオン源であり
かつ特別には現像ローラの表面に放射するコロトロン又
はスコロトロンであってよく、また、必要なイオン流を
容易に発生できるプラズマ発生器を使用することができ
る。イオンボンバードによって、現像ローラにおいてト
ナー粒子の電荷が均一化される。
【００２９】現像ローラから過剰のトナーを掻き取った
後でドクタローラに付着するトナーをドクタローラから
除去するために、通常の弾性的な掻取りドクタが使用さ
れる。
【００３０】不導体という概念は、現像プロセス及び／
又は後続のプロセスの時間的な経過によって規定され
る。この特徴付けられた時間範囲内でトナー粒子におけ
る電荷がわずかな量だけ流出する。電荷の流出は材料の
時定数τに関し評価できる。
【００３１】τ＝ερこの場合εは誘電率及びρは材料
の固有導電性である。例：現像ローラのローラ直径が４
ｃｍでありかつ表面速度が５０ｃｍ/ｓである場合に
は、半回転のためにほぼ０．１２ｓ継続する。粒子の帯
電と現像プロセスとの間でほぼ半回転が経過することか
ら出発する場合には、上記０．１２ｓは特性時間であ
る。模範的な値ε＝２・１０-11によってρ＜１，７・
１０-10Ωｍが得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】第１図では、印刷機の回転可能で
剛性的な像シリンダ１に静電的な電荷パターンを現像す
るための、印刷機用のインキユニット又は現像ステーシ
ョンが図示されている。像シリンダ１に対して軸平行
に、回転可能で剛性的な現像ローラ２が支承されてい
る。現像ローラ２は、耐摩耗性の外側の被覆層を備え
て、金属、一般に鋼から形成されている。発泡材料に類
似した材料から成る回転可能な再生ローラ３は、現像ロ
ーラ２に対して軸平行に支承されている。再生ローラ３
は、一面ではトナー容器４と協働し、このトナー容器内
でトナー粒子５によって密に取り囲まれているのに対し
て、他面では現像ローラ２に押し付けられていて、この
場合再生ローラ３は接触個所で圧縮される。
【００３３】現像ローラ２の上側では、現像ローラ２に
対して極めて僅かな間隔を置いて、金属製の回転可能で
剛性的なドクタローラ６が軸平行に支承されている。ド
クタローラ６は同様に耐摩耗性の表面を有している。ド
クタローラ６の表面と現像ローラ２の表面との間のギャ
ップは、（図面において著しく誇張して図示した）トナ
ー粒子５の直径よりも多少大きい。ドクタローラ６の上
側には、ばね弾性的にドクタローラ６に押し付けられる
ゴムドクタ７が配置されている。更に、トナー容器４と
現像ローラ６との間には、この個所でトナー粒子５がト
ナー容器４から流出するのを阻止するために、シールリ
ップ８が設けられている。
【００３４】作動中には、像シリンダ１，現像ローラ
２，再生ローラ３及びドクタローラ６は、図面矢印で図
示の方向に回転し、この場合像シリンダ１及び現像ロー
ラ２は同じ周速度で回転しかつドクタローラ６は現像ロ
ーラ２よりも著しく低速の周速度で回転する。
【００３５】ほぼ５μｍ乃至１５μｍの一般的なサイズ
を有する不導体の個別の粒子であるトナー粒子５は、ト
ナー容器４内ではほぼ電気的に中立である。回転する再
生ローラ３によって、トナー粒子５は現像ローラ２に搬
送されかつこの際生ずる摩擦によって静電的に帯電され
る。帯電によってトナー粒子５はミラー荷電（Spiegell
adung）により導電性の現像ローラ２に付着する。
【００３６】現像ローラ２は、トナー粒子５を複数の層
で上向きにドクタローラ６にまで搬送する。ドクタロー
ラ６のところでは、制限された数のトナー粒子５のみが
現像ローラ２とドクタローラ６との間の狭いギャップを
通過する。第１図ではギャップはトナー粒子の直径より
も極めて僅かだけ幅広く図示されていてかつ正確に１層
のトナー粒子が現像ローラ２とドクタローラ６との間の
ギャップを通過する。ギャップの手前の形成区域に搬送
されたトナー粒子５が生ぜしめる電界によって、過剰の
トナー粒子５が排斥されかつトナー容器４内に戻され
る。従って、ギャップの手前でトナー粒子を集める形成
区域は任意に成長するのではなく、サイズ的に安定した
状態をとる。
【００３７】この場合、現像ローラ２とドクタローラ６
との間のギャップを通過するトナー粒子５は、本来の現
像領域に引き込まれ、この現像領域では、像シリンダの
帯電された像領域によりトナー粒子５が引き寄せられ
る。現像は、像シリンダ１との接触により又は像シリン
ダ１と現像ローラ２との間のギャップを介して行われ
る。第１図ではギャップ現像形式が図示されている。
【００３８】テストパターンにおいて現像ローラ２とド
クタローラ６との間でほぼ３０μｍ幅のギャップが調節
され、この場合ドクタローラ６の後方では依然として現
像ローラ２にトナー粒子の１つ乃至２つの単一層が生ず
る。掻取りプロセスにおいてはトナー粒子の有利な引き
続く帯電を生ぜしめる多少の摩擦が生ずるけれども、こ
の摩擦は、現像ローラ２においてトナーを溶融して粘性
化する程のものではない。むしろテストにおいては５０
ｃｍ/ｓの印刷速度まで極めて良好な印刷質と同時に大
きな長時間安定性が得られた。
【００３９】現像ローラ２とドクタローラ６との間のギ
ャップの幅が可変にされることによって、ギャップを通
過せしめられるトナー層の厚さを調節できる。この場合
粘性化防止機能は、トナー粒子５が最早シフトできない
ような著しい圧力が作用しない限り低下しない、即ち、
現像ローラ２とドクタローラ６との間のギャップが粒子
直径よりも小さくならない限り低下しない。現像ローラ
２に対するドクタローラ６の圧力が増大するに伴って、
粘性化を生ぜしめずに得られる印刷速度はほぼ１５ｃｍ
/ｓまで低下する。
【００４０】ドクタローラ６の回転方向又は回転速度の
変更によって多少の影響が及ぼされる。ドクタローラ６
がほんの少しだけ回転することが重要である。それとい
うのも、ドクタローラ６が停止すると直ちに粘性化が生
ずるからである。現像ローラ２とは逆方向で比較的低速
で回転するドクタローラ６によって、最良の結果が得ら
れる。
【００４１】現像ローラ２とドクタローラ６との間のギ
ャップを通過するトナー粒子の帯電を均一化するため
に、ドクタローラ６から像シリンダ１へのトナー粒子５
の経路に、現像ローラ２に放射する電荷担体発生器９が
配置されると、有利である。再生ローラから現像ローラ
に形成されるトナー層が過度に厚くない場合には、電荷
担体発生器９をドクタローラ６の手前に配置することも
できる、即ち、再生ローラ３からドクタローラ６への経
路に配置することもできる。
【００４２】電荷担体発生器９は例えばコロトロン（Co
rotron）であってよい。しかし、トナー粒子を帯電する
最大のポテンシャルを生ぜしめるスコロトロン（Scorot
ron）が最も適している。
【００４３】選択的に電荷担体発生器９として例えば、
現像ローラ２の表面の近くでプラズマを発生するプラズ
マ発生器を使用できる。このようなプラズマ発生器によ
って、高速の印刷速度の場合に必要であるように、容易
に大きな電荷量を生ぜしめることができる。いずれにせ
よプラズマは、トナー粒子が溶融される程密である必要
はない。
【００４４】第２図では、接触現像形式のための現像ス
テーションの断面図が図示されている。第２図では、第
１図の実施例と合致する構成部材には同一の符号が付さ
れている。以下においては異なる構成部材のみを記述す
る。
【００４５】第２図では像シリンダ１１は、接触現像形
式のために必要であるように、直接現像ローラ１２に配
置されている。像シリンダ１１の回転不精度を補償する
ために、自体弾性的な現像ローラ２が使用される。像シ
リンダ１１と現像ローラ１２とは僅かな圧力下で互いに
転動する。この場合現像ローラ１２は接触個所で多少押
し込まれる（図示せず）。
【００４６】現像ローラ１２は、表面を付加的に焼入れ
可能な金属製の中空円筒状の外被１４を備えた弾性的な
発泡材料から成る円筒状のコア１３を有している。中空
円筒状の外被１４の強度及び厚さ並びに発泡材料の種類
は、次にように選ばれる、即ち、現像ローラ１２が像シ
リンダ１１との接触個所でフレキシブルであるが、惹起
された変形が、遅くともドクタローラ６において再び現
像ローラ１２の目標半径が得られるよう迅速に復元され
るように、選ばれている。このことは、弾性的な発泡材
料が比較的高い固有減衰作用を有するために、可能であ
る。
【００４７】選択的に現像ローラ１２の中空円筒状の外
被を、外側で硬質の耐摩耗性の被覆層を備えた、例えば
金属被覆を備えた適当なプラスチックから形成すること
もできる。高速の印刷速度を得るために、適当な形式で
電荷を金属被覆から例えばアースに流出させることが考
慮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ギャップ現像形式のための現像ステーションの
断面図。
【図２】接触現像形式のための現像ステーションの断面
図。
【符号の説明】
１，１１ 像シリンダ ２，１２ 現像ローラ ３ 再生ローラ ４ トナー容器 ５ トナー粒子 ６ ドクタローラ ７ ゴムドクタ ８ シールリップ ９ 電荷担体発生器 １３ 弾性的なコア １４ 中空円筒状の外被
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009232 Ｋｕｒｆｕｅｒｓｔｅｎ−Ａｎｌａｇｅ 52−60，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｆｅｄｅ ｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒ ｍａｎｙ (72)発明者 カルステン シェーンフェルト ドイツ連邦共和国 ライリンゲン アルベ ルト−シュヴァイツァー−シュトラーセ １ (72)発明者 ゲルハルト バルチャー ドイツ連邦共和国 キール ズーコリング 19 (72)発明者 スティーヴ コーミアー アメリカ合衆国 マサチューセッツ レオ ミンスター パシフィック アヴェニュー 700 ナンバー302 (72)発明者 ケネス ディー フレイザー カナダ国 オンタリオ スカルボロウ ゲ イツヴュー アヴェニュー 56 (72)発明者 アントン ロディ ドイツ連邦共和国 ライメン カールスル ーアー−シュトラーセ 12

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不導体の単成分・トナーを用いて可動な
    像担体に形成された静電的な潜像を現像するための装置
    であって、該装置が、 トナー粒子をトナー容器から搬送して帯電するためのト
    ナー供給装置と、 帯電されたトナー粒子をトナー供給装置から受け取りか
    つ受け取ったトナー粒子を現像ローラと像担体との間の
    ギャップ内に搬送するための回転可能に支承された現像
    ローラと、 現像ローラにおいて規定の厚さの均一なトナー層を形成
    するための、トナー供給装置から現像ローラへのトナー
    粒子の経路に配置された回転可能に支承されたドクタロ
    ーラとを有している形式のものにおいて、 現像ローラ（２；１２）の表面とドクタローラ（６）の
    表面とが、トナー粒子（５）の平均直径よりも幅広いギ
    ャップによって互いに分離されていることを特徴とす
    る、現像装置。
  2. 【請求項２】 現像ローラ（２；１２）の表面とドクタ
    ローラ（６）の表面との間のギャップの幅が、トナー粒
    子（５）の平均直径の少なくとも２倍であり、ギャップ
    を通過する現像ローラ上のトナー層が、ほぼ１層乃至２
    層のトナー粒子から形成されている、請求項１記載の現
    像装置。
  3. 【請求項３】 トナー粒子（５）の平均直径がほぼ５μ
    ｍ乃至１５μｍであり、現像ローラ（２；１２）の表面
    とドクタローラ（６）の表面との間のギャップの幅が、
    ほぼ１５μｍ乃至５０μｍである、請求項１記載の現像
    装置。
  4. 【請求項４】 現像ローラ（２；１２）とドクタローラ
    （６）との間に電圧がかけられる、請求項１記載の現像
    装置。
  5. 【請求項５】 電圧が直流電圧である、請求項４記載の
    現像装置。
  6. 【請求項６】 電圧が交流電圧である、請求項４記載の
    現像装置。
  7. 【請求項７】 電圧が交流電圧を重畳された直流電圧で
    ある、請求項４記載の現像装置。
  8. 【請求項８】 現像ローラ（２；１２）の周方向に亘っ
    て相前後して配置された複数のドクタローラが設けられ
    ている、請求項１記載の現像装置。
  9. 【請求項９】 現像ローラ（２；１２）の表面とドクタ
    ローラ（６）の表面との間のギャップの幅が、全てのド
    クタローラにおいて同じである、請求項８記載の現像装
    置。
  10. 【請求項１０】 現像ローラ（２；１２）の表面とドク
    タローラ（６）の表面との間のギャップの幅が、トナー
    粒子（５）の搬送方向でドクタローラ毎減少している、
    請求項８記載の現像装置。
  11. 【請求項１１】 現像ローラ（２；１２）並びにドクタ
    ローラ（６）が、硬質の耐摩耗性の表面を有している、
    請求項１記載の現像装置。
  12. 【請求項１２】 現像ローラ（２；１２）並びにドクタ
    ローラ（６）が、剛性的な金属体を有している、請求項
    １記載の現像装置。
  13. 【請求項１３】 ドクタローラ（６）が剛性的な金属体
    を有しており、現像ローラ（１２）が、内実の材料から
    成る中空円筒状の外被（１４）を備えた円筒状の発泡材
    料様のコア（１３）を有している、請求項１記載の現像
    装置。
  14. 【請求項１４】 現像ローラ（１２）の中空円筒状の外
    被（１４）が金属から形成されている、請求項１３記載
    の現像装置。
  15. 【請求項１５】 現像ローラ（１２）の中空円筒状の外
    被（１４）がプラスチックから形成されていて、外被の
    外側に硬質の耐摩耗性の表面が形成されている、請求項
    １３記載の現像装置。
  16. 【請求項１６】 ドクタローラ（６）から像担体（１；
    １１）へのトナー粒子（５）の経路において又はトナー
    供給装置（３）からドクタローラ（６）へのトナー粒子
    （５）の経路において現像ローラ（２；１２）に隣接し
    て電荷担体発生器（９）が設けられている、請求項１記
    載の現像装置。
  17. 【請求項１７】 電荷担体発生器（９）が、現像ローラ
    （２；１２）の表面に放射するスコロトロンである、請
    求項１６記載の現像装置。
  18. 【請求項１８】 電荷担体発生器（９）が、イオン源で
    ある、請求項１６記載の現像装置。
  19. 【請求項１９】 電荷担体発生器（９）が、プラズマ発
    生器である、請求項１６記載の現像装置。
  20. 【請求項２０】 ドクタローラ（６）の周方向の１個所
    に、トナーを掻き取るための弾性的な掻取りドクタ
    （７）が配置されている、請求項１記載の現像装置。
  21. 【請求項２１】 トナー供給装置が、発泡材料様の材料
    から成る回転可能に支承された再生ローラ（３）であっ
    て、該再生ローラ（３）が圧力下で現像ローラ（２；１
    ２）に接触しかつ少なくとも部分的にトナー容器（４）
    内でトナーによって取り囲まれている、請求項１記載の
    現像装置。
  22. 【請求項２２】 像担体（１）が、回転するシリンダ又
    は回転するシリンダの周りを循環するエンドレスなバン
    ドである、請求項１記載の現像装置。
  23. 【請求項２３】 不導体の単成分・トナーを用いて可動
    な像担体に形成された静電的な潜像を現像するための方
    法であって、 トナー粒子を帯電しかつ回転する現像ローラの表面に搬
    送して、この表面にトナー粒子を静電的に付着させ、 現像ローラにおいて規定の厚さの均一なトナー層を形成
    するために、現像ローラの表面をこの表面に付着したト
    ナー粒子と共に回転可能なドクタローラのところを通過
    させ、 トナー粒子を現像ローラと像担体との間のギャップ内に
    搬送して、トナー粒子を像担体に転送する形式のものに
    おいて、 現像ローラ（２；１２）の表面とドクタローラ（６）の
    表面との間で、トナー粒子（５）の平均直径よりも大き
    い固定の間隔を調節することを特徴とする、現像法。
  24. 【請求項２４】 ドクタローラ（６）を連続的に又は歩
    進的に回転させる、請求項２３記載の現像法。
  25. 【請求項２５】 現像ローラ（２；１２）とドクタロー
    ラ（６）とを同じ回転方向に回転せしめて、これらロー
    ラの表面を逆向きに移動させ、この際その都度の回転速
    度を、ドクタローラの表面速度が現像ローラの表面速度
    よりも著しく低速であるように調節する、請求項２３記
    載の現像法。
  26. 【請求項２６】 現像ローラ（２；１２）の表面に搬送
    されるトナー粒子（５）を専ら同じ極性で帯電する、請
    求項２３記載の現像法。
  27. 【請求項２７】 トナー粒子（５）を摩擦電気によって
    帯電する、請求項２６記載の現像法。
  28. 【請求項２８】 現像ローラ（２；１２）の表面とドク
    タローラ（６）の表面との間の間隔を、トナー粒子
    （５）の平均直径の少なくとも２倍に調節し、ドクタロ
    ーラを通過した後で現像ローラにおけるトナー層をほぼ
    １層乃至２層のトナー粒子から形成する、請求項２３記
    載の現像法。
  29. 【請求項２９】 ほぼ５μｍ乃至１５μｍの平均直径の
    トナー粒子（５）を使用し、現像ローラ（２；１２）の
    表面とドクタローラ（６）の表面との間の間隔を、ほぼ
    １５μｍ乃至５０μｍに調節する、請求項２３記載の現
    像法。
  30. 【請求項３０】 ドクタローラ（６）と現像ローラ
    （２；１２）との間に電圧をかける、請求項２３記載の
    現像法。
  31. 【請求項３１】 電圧が直流電圧である、請求項３０記
    載の現像法。
  32. 【請求項３２】 電圧が交流電圧である、請求項３０記
    載の現像法。
  33. 【請求項３３】 電圧が交流電圧を重畳された直流電圧
    である、請求項３０記載の現像法。
  34. 【請求項３４】 現像ローラ（２；１２）並びにドクタ
    ローラ（６）に、硬質の耐摩耗性の表面を備える、請求
    項３０記載の現像法。
  35. 【請求項３５】 現像ローラ（２；１２）並びにドクタ
    ローラ（６）を剛性的な金属体によって形成する、請求
    項２３記載の現像法。
  36. 【請求項３６】 ドクタローラ（６）に剛性的な金属体
    を備え、現像ローラ（１２）に、内実の材料から成る中
    空円筒状の外被（１４）を備えた円筒状の発泡材料様の
    コア（１３）を備える、請求項２３記載の現像法。
  37. 【請求項３７】 現像ローラ（１２）の中空円筒状の外
    被（１４）を金属から形成する、請求項２３記載の現像
    法。
  38. 【請求項３８】 現像ローラ（１２）の中空円筒状の外
    被（１４）をプラスチックから形成し、外被の外側に硬
    質の耐摩耗性の表面を形成する、請求項２３記載の現像
    法。
  39. 【請求項３９】 ドクタローラ（６）に付着するトナー
    粒子（５）を弾性的な掻取りドクタ（７）によって掻き
    取る、請求項２３記載の現像法。
  40. 【請求項４０】 ドクタローラ（６）から像担体（１）
    への経路においてトナー粒子（５）の電荷を均一化す
    る、請求項２３記載の現像法。
  41. 【請求項４１】 現像ローラ（２；１２）の表面に放射
    するスコロトロンによってトナー粒子（５）の電荷を均
    一化する、請求項４０記載の現像法。
  42. 【請求項４２】 プラズマ発生器によってトナー粒子
    （５）の電荷を均一化する、請求項４０記載の現像法。
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