JP2809410B2 - ハイライトカラーイメージング装置 - Google Patents

ハイライトカラーイメージング装置

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JP2809410B2 JP63305878A JP30587888A JP2809410B2 JP 2809410 B2 JP2809410 B2 JP 2809410B2 JP 63305878 A JP63305878 A JP 63305878A JP 30587888 A JP30587888 A JP 30587888A JP 2809410 B2 JP2809410 B2 JP 2809410B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は一般的に複数の現像剤ハウジングにより供給
される多色ドライトナーすなわち現像剤を使用して電荷
保持面で静電潜像を可視化することに関し、より詳細に
は一つの現像剤ハウジングにより供給される現像剤及び
もう一つ現像剤ハウジング内に入つている現像剤により
可視化される像間の相互作用を低減することに関する。
［従来の技術］ ３レベルハイライトカラー静電写真法は、シングルパ
ス、２色像を形成する一つの方法である。３レベル静電
写真法の基本概念はガンドラツハ（Gundlach）名儀で発
行された米国特許第4,078,929号に記述されている。本
方法において、最初にホトリセプタ（P/r）をある初期
帯電値（V0）へ帯電し、次にラスター出力走査器（RO
S）を使用してP/rを３つの別々の電圧レベルへと露光す
ることにより潜像が生成される。（共にカラーの）原稿
情報を表わす２つの電圧は、一般的に帯電領域現像電位
（VCAD）及び放電領域現像電位（VDAD）と呼ばれる。第
３の電圧は白すなわち背景電位（Vwhite）を表わし、背
景領域すなわち白とすべき原稿領域に対応する。
VCADはROS出力が最小（OFF）の時に生じ、ほぼV0に等
しい。一方、VDADはROS出力が最大（ON FULL）の時に生
じ、典型的にはP/rの残留電位に等しい（＜100V）。
VwhiteはROS出力がおよそ半分の時に生じ、典型的に
はV0/2に等しい。
３レベル潜像が形成されると、各々に２つの所要現像
剤の一方が入つている２つの独立した現像剤ハウジング
中を順次通過させて現像される。理論上、これらのハウ
ジングのいずれかにいずれかの有色現像剤を入れること
ができ、また２つの現像剤が反対極性である限り、いず
れかのカラー現像剤（特に、トナー）を正もしくは負に
帯電することができる。本発明の開示において、正トナ
ーを有する黒現像剤が第１のハウジング内にあり、負ト
ナーを有するカラー現像剤が第２のハウジング内にある
ものとする。好ましくは、２つの現像剤ハウジングには
導電性磁気ブラシ現像剤が入れられる。
潜像が第１のハウジングに極めて接近して通過する
と、正の黒トナーがVCADと呼ばれるP/rの一層負である
領域へ吸引されて最終的に沈積され、VDAD表面電位が第
１の現像剤ハウジング・バイアス（VCADバイアス）電位
にほぼ等しくなるまで現像が継続する。典型的にはV
whiteよりもさらに100V負であるこのバイアスにより、
このハウジングとVwhite及びVDAD間に清掃電界が生じて
これらの領域における黒トナーの現像を抑制する。潜像
が第２のハウジング中を通過する時、VDAD表面電位が第
２の凾体バイアス（VDADバイアス）にほぼ等しくなるま
でVDADと呼ばれるP/rの弱負領域内に負の有色トナーが
沈積される。このバイアスは典型的にはVwhiteよりも10
0Vだけ正であり、このハウジングとVwhite及び残留VCAD
間に清掃電界を生じ、それによりこれらの領域における
負の有色トナーの現像が抑制される。
３レベル像の現像が完了すると、転写を行う前に一つ
の付加ステツプを実施しなければならない。現像された
像は両符号（すなわち、正及び負）のトナーを含んでい
るため、それを（正もしくは負の）予転写コロナに露光
させてトナーを共通符号としなければならない。これが
行われると、次に従来の静電転写を使用して紙に像を転
写することができる。
３レベル潜像が第１の現像剤領域中を通過する時、潜
像のVCAD部が黒トナーにより現像される。現像が行われ
ると、P/r上の負電荷とトナー粒子上の正電荷を対にす
る中和と呼ばれるプロセスによりVCADの振幅が低減され
る。理論上、P/r上に十分な正トナーが沈積されてVCAD
＝VCADバイアスとする時に、VCADの完全中和（100％）
が達成される。しかしながら、実際用、完全中和はごく
稀れにしか達成されず、現像後（PD）VCADは典型的には
VCADバイアスよりもさらに30Vだけ負である。
（VCAD（PD）＋（VCADバイアス−Vwhite）として定義
される現像後の残留VCADの組合せからなる第１のハウジ
ングによる現像が行われた後の典型的な残留３レベル像
は、130V程度である。潜像が（この場合、DADカラー現
像剤が入つている）第２のハウジング中を通過する時、
残留VCADの存在によりこの残留VCADとVDADバイアス間に
高い清掃電界（cleaning field）が生じる。現像された
CAD像の乱れを最少とするために第２のハウジングに入
れられた（ほとんど電界の影響のない）弱められた磁界
と結合されるこれらの清掃電界は次のような望ましくな
い影響を及ぼす。
1. DADキヤリアビードが正に帯電されているため、P/r
面上の一層負の領域へ吸引される。第２のハウジングに
入る前にP/r上で最も負である領域はCAD（PD）領域であ
り、従つてDAD現像剤ビードが最も沈積されがちな領域
である。これらの領域内にビードが存在することによ
り、像を紙へ転写する時にCAD像に大きな削除部分が生
じる。
2. 第２のハウジングに弱い磁気を使用するため、DAD
現像剤の有効導電率は（従来の磁気ブラシ現像と同様に
全磁力を使用する）第１のハウジングにDAD現像剤を入
れる場合よりも低くなる。その結果、DAD現像剤は、V
CAD（PD）とVwhite間に存在するような、周縁電界に一
層応動しやすくなり、有色トナーをCAD像領域の外側周
辺に沈積させる。この種の沈積は従来、実際の３レベル
プリント上で観察されている。
3. DAD現像剤内に含まれる任意の違つた符号のトナー
（正）が残留VCAD領域へ吸引され、恐らくは沈積され
る。DAD現像剤が有色であればこれは有害ではないかも
しれないが（すなわち、黒の中の赤は見分けにくい）、
DAD現像剤が黒であれば非常に有害となる。
現像された像が通過しなければならないもう一つのハ
ウジング内の現像剤による最初に現像された像の乱れを
最少とするために、従来さまざまな技術が使用されてい
る。これらの技術の多くが第２の現像剤システムの現像
装置を変更することに関連している。例えば、1982年１
月５日に松本等に許与された米国特許第4,308,821号に
は、第２の現像工程中に最初に現像された像を乱したり
壊したりすることなく、２つの磁気ブラシを使用して２
色像を現像する電子写真現像法及び装置が開示されてい
る。これは、第２の磁気ブラシは静電潜像支持体の表面
に第１の磁気ブラシよりも軽く接触し、内部に磁石が配
置された第２の非磁性スリーブ上の磁束密度を第１の磁
性スリーブ上の磁束密度よりも小さく設定するか、もし
くは第２の非磁性スリーブと静電潜像支持体の表面間の
距離を調整することにより、第２の磁気ブラシがトナー
をかき取る力が第１の磁気ブラシのそれに較べて低減さ
れるからである。さらに、異なる電荷量のトナーを使用
することにより、高品質の２色像が得られる。
米国特許第3,457,900号には、１個の磁気ブラシを使
用してブラシと静電像支持表面により形成される空洞内
へ排出速度よりも高速で現像剤を供給して、像のトーニ
ングに有効な現像剤のロールバツクを生じさせることが
開示されている。磁気ブラシはブラシの供給部に強い磁
石を配置しブラシの排出部に弱い磁石を配置することに
より排出速度よりも高速で供給を行うようにされてい
る。
米国特許第3,900,001号には従来の静電写真像の現像
と関連して利用されるエレクトロスタトグラフイツク現
像装置が開示されている。それは静電電荷パターンに従
つて現像剤受容面へ現像剤をほどこすのに利用され、現
像剤は現像剤供給源から現像区域へ磁気ブラシ構成で運
ばれ、その後現像剤受容面と磁気的に制約のないブラン
ケツト接触を行つて現像区域中を運ばれる。
本発明と同じ譲受人へ譲渡された特許出願（「米国特
許出願第95,486号（1987年８月31日出願）」）には、各
々に複数個の磁気ロールが付随されている複数個の現像
剤ハウジングを具備する磁気ブラシ現像剤装置が開示さ
れている。第２の現像剤ハウジング内に配置されている
磁気ロールは、磁力界の半径方向成分が電荷保持面と磁
気ロールの中間に磁気的に拘束のない現像区域を生じる
ように構成されている。現像剤は磁気的に制約のない区
域を移動され、従つて第１の現像剤ハウジングにより現
像される像の乱れは最少となる。また、現像剤は一つの
磁気ロールから次の磁気ロールへ移送される。この装置
は３レベル潜像の相補的な半分を現像し、同時に既に現
像された第１の半分を像の乱れを最少にして第２のハウ
ジングへ通すことができる効率的な手段を提供する。
1984年12月４日付で許与された板谷等の米国特許第4,
486,089号に開示されているように、静電写真複写機も
しくは静電記録機用磁気ブラシ現像装置は複数の磁石片
が交番する極性で配置されているスリーブを有してい
る。各磁石片は２つもしくはそれ以上の磁気尖頭値を生
じる形状を有している。これらのスリーブ及び磁石は両
方向に回転される。その結果、柔い現像剤本体が得ら
れ、濃度の不均一や像の剥離が避けられる。
本発明は変更された第２の現像剤装置を使用せんとす
るものであるが、第１の残留静電潜像を中和するスコロ
トロン放電装置を使用して第２の現像剤ハウジングに入
れられた現像剤と第１の現像剤ハウジングにより既に現
像されている像間の相互作用をさらに低減しようとする
ものである。
現像された像を含む電荷保持面をコロナ放電に露光す
ることが従来技術で知られている。1987年４月28日付で
倉本等に許与された米国特許第4,660,961号に示されて
いるように、内部で使用される露光面へさらに均一な正
電荷を与えるために、帯電組立体が２つの現像剤ハウジ
ング間で使用されている。
1985年12月31日付で立木に許与された米国特許第4,56
2,130号には、現像剤バイアス電圧の設定を可能とする
ために電荷保持面上の不安定な中間電位を安定化するの
にスコロトロン装置を利用することが開示されている。
電荷保持面をスコロトロン放電で露光することにより、
不安定電位領域はスコロトロンのグリツド電圧まで高め
られる。このようなスコロトロン装置を使用すること
は、1985年６月25日付で田中に許与された米国特許第4,
525,447号及び1985年９月３日付で田中に許与された米
国特許第4,539,218号にも開示されている。
1982年１月５日付で松本等に許与された米国特許第4,
308,821号には、一つの材料と電荷保持面の強い吸引力
による材料の相互作用を取り除くための現像剤の差動帯
電が開示されている。
［発明の概要］ 本発明は、従来技術における前述の諸問題を解消（も
しくは少くとも最少と）するために、米国特許第4,591,
713号に開示されているタイプの良く制御されたスコロ
トロン帯電装置を２つの３レベル現像剤ハウジング間に
設ける。このスコロトロンをハウジング間に配置し且つ
Vwhiteに等しい直流バイアスをその制御グリツドに加え
ることにより、調色された残留VCAD像帯電は潜像の未現
像DAD部を乱すことなくVwhiteレベルまで低減される。V
white及びスコロトロン制御グリツドが共に−400Vであ
り、正のコロナがスコロトロンワイヤの周りに存在する
ため、正の電流が制御グリツドを通つてP/rへ流れるの
は−400Vよりも一層負である、すなわち残留CAD電位
の、領域が存在する場合のみである。Vwhiteが制御グリ
ツド電圧に等しく且つVDADが実際上さらに正であるた
め、スコロトロンからこれらのP/r領域へ電流は流れな
い。
CAD現像剤が第１のハウジングに入れられ且つDAD現像
剤が第２のハウジングに入れられている３レベルシステ
ムについて前記説明を行つてきたが、前記像電荷中和は
DAD現像剤が第１の現像剤ハウジングに入れられ（且つC
AD現像剤が第２のハウジングに入れられ）ている場合に
も同様に働く。スコロトロンに必要な唯一の変更は、負
のコロナを発生するためにコロノード ワイヤへ負の電
圧を加えることである。この場合、制御グリツドを電流
が流れるのは−400Vよりもさらに正であるP/r領域、す
なわちDAD残留が存在する時だけである。スコロトロン
からP/rのVwhiteすなわちVCAD領域へ負電流は流れず、
それはそれらがそれぞれ制御グリツドの電位に等しくさ
らに負であるためである。
スコロトロンを第１のハウジングの残留電位中和装置
として使用すれば、もう一つの利点が得られる。スコロ
トロンからこれらの残留電位へ供給される電荷によりP/
r上の電荷が減少するのではなくトナー上の電荷が増大
すれば、トナーとP/r間のクーロン力が増大する。この
場合、第２のハウジングに入る前にP/r上に存在するト
ナーは、このハウジングの現像剤ブラシの運動により乱
される可能性が少くなる。これにより、第２のハウジン
グに強力な磁力を使用して、前記ビードの搬出及び周縁
現像問題をさらに低減することができる。
［実施例］ ３レベルイメージングの概念をよく理解するために、
次に第1a図及び第1b図を参照してその説明を行う。第1a
図は３レベル静電潜像の詳細を示す。ここでV0は初期帯
電レベル、VddpすなわちVCADは暗放電電位（非露光）、
Vwは白放電レベル、VcすなわちVDADはホトリセプタ残留
電位（完全露光）である。
潜像は最初にホトリセプタ（P/r）をある初期帯電レ
ベル（V0）へ帯電し、次に暗減衰放電によりVddpまで放
電するP/rをラスター出力スキヤナー（ROS）を使用して
３つの別々の電圧へと露光することにより生成される。
原稿情報（共にカラーを表わす２つの電圧は一般的に帯
電領域現像電位（VCAD）及び放電領域現像電位（VDAD）
と呼ばれる。第３の電圧は白すなわち背景電位
（Vwhite）を表わし、背景領域すなわち原稿の白となる
べき領域に対応する。VCADはROS出力が最小（オフ）の
時に発生し、ほぼV0に等しい。一方、VDADはROS出力が
最大（フルオン）の時に生じ、典型的にはP/rの残留電
位に等しい（＜100V）。VwhiteはROS出力がおよそ半分
の時に生じ、典型的にはVCAD＜２に等しい。
静電潜像の現像における色識別はホトリセプタを継続
的に配置された２つの現像剤ハウジングを通過させるこ
とにより達成されるが、これらのハウジングは背景電圧
Vwからオフセツトした電圧に電気的にバイアスされてお
り、そのオフセツトの方向はハウジング内のトナーの極
性すなわち符号に依存する。一つのハウジング（説明の
都合上、第１とする）には、摩擦電気特性を有する黒ト
ナーを含んだ現像剤が入つているので、この黒トナーは
第1b図に示すようにホトリセプタとVbb（Ｖ黒バイア
ス）にバイアスされた現像ロール間の電界によつて潜像
の最高帯電（VCAD）領域へとトナーが駆り立てられる。
逆に、第２のハウジング内の有色トナーの摩擦電荷は、
ホトリセプタとバイアス電圧Vcd（Ｖカラーバイアス）
の第２の函体内の現像ロール間に存在する電界によつ
て、トナーを潜像の残留電位部分VDADに向つて駆り立て
るように選択されている。
第２図に示すように、我々の発明を組み入れてプリン
ト機械では、光導電性表面及び導電体基板からなる光導
電性もしくはホトリセプタベルト10形式の帯電保持部材
を用い、この帯電保持部材が帯電部Ａ、露光部Ｂ、現像
部Ｃ、転写部Ｄ及び清掃部Ｆを通過するように載置され
ている。ホト・リセプタ・ベルト10が矢印16方向に移動
するにつれ、それの相連らなる各部分は順次に、その経
路に配置された種々の処理部を通つて前進する。ホト・
リセプタ・ベルト10は複数個のローラ18,20及び22に張
設されている。ローラ18は駆動ローラとして用いられ、
ローラ22はホト・リセプタ・ベルト10に適切な張力を与
えるのに用いられる。モータ23がローラ18を回転させる
ことにより、ベルト10は矢印16方向に進められる。ロー
ラ18はベルトドライブ等の適切な手段によりモータ23に
連結されている。
さらに、第２図を参照すれば判るように最初ベルト10
の相連らなる部分は帯電部Ａを通過する。帯電部Ａにお
いて、一般的に参照符号24で示すスコロトロン、コロト
ロンまたはデイコロトロン等のコロナ放電装置はベルト
10を選択的に高い均一な正もしくは負電位V0に帯電させ
る。好ましくは、帯電は負である。コロナ放電装置24を
制御するために、公知の任意適切な制御器を使用するこ
とができる。
次に、ホトリセプタ表面の帯電部が露光部Ｂへ進めら
れる。露光部Ｂにおいて、均一に帯電されたホトリセプ
タ10もしくは電荷保持面がレーザに基づく出力走査装置
25により露光され、それにより電荷保持面は走査装置か
らの出力に従つて放電される。好ましくは、この走査装
置は３レベルレーザーラスター出力走査器（ROS）であ
る。また、ROSは従来の静電写真露光装置で置換するこ
とができる。
最初電圧V0に充電されるホトリセプタはVddpのレベル
まで暗減衰する。それは露光部Ｂで露光されると、背景
（白）像領域において像に関してVwまで放電され、且つ
黒領域におけるVddpに近いVCAD及び像のハイライト（す
なわち、黒以外の色）カラー部においてゼロすなわち大
地電位に近いVDADへと放電される。第1a図参照。
現像部Ｃにおいて、一般的に参照符号30で示す磁気ブ
ラシ現像システムが現像剤を進めて静電潜像と接触させ
る。現像システム30は第１及び第２の現像剤ハウジング
32及び34から成る。好ましくは、磁気ブラシを有する各
現像ハウジングは、それぞれ一対の磁気ブラシ現像剤ロ
ーラを含んでいる。従つて、第１の現像剤ハウジング32
は一対のローラ35,36を含み、第２の現像剤ハウジング3
4は一対の磁気ブラシローラ37,38を含んでいる。各ロー
ラ対はその各現像剤を進めて潜像と接触させる。現像剤
に対する適当なバイアスは現像剤ハウジング32及び34に
電気的に接続されたバイアス電源41及び43により行われ
る。
前にも述べたように、静電潜像の現像における色識別
は、磁気ブラシロール35,36,37及び38を背景電圧Vwから
オフセツトされる電圧へ電気的にバイアスしながらホト
リセプタを２つの現像剤ハウジング32及び34へ一つの径
路を経て通過させることにより行われ、そのオフセツト
の方向はハウジング内のトナーの極性に依存する。そし
て、一つの現像剤ハウジング32（説明上、第一の）は黒
トナー40を含んだ現像剤を有するが、この黒色トナー40
は第1b図に示すように、ホトリセプタとVbbにバイアス
された現像ロール間の静電界（現像界）により潜像の最
高帯電（VCAD）領域へとトナーが駆り立てられるような
摩耗電気特性を有する。逆に、第２のハウジング34内に
ある有色トナー42の摩擦電荷は、ホトリセプタとバイア
ス電圧Vcbの第２のハウジング内の現像ロール間に存在
する静電界（現像界）により残留電位VDADにある潜像部
分に向かつてトナーが駆り立てられるように選択され
る。
３レベル静電写真法において、ホトリセプタの全差電
圧（第1a図に示す|Vddp−Vc|）は帯電領域現像（CAD）
と放電領域現像（DAD）とで等しく分担される。これは
約800V（900VのVddp及び100Vの残留放電電圧に対する実
際のホトリセプタ値を想定する場合）に対応する。各現
像ハウジング内の清掃電界にさらに100Vを割り当てるこ
と（|Vbb−Vwhite|もしくは|Vwhite−Vcb|）はCADに対
する実際の現像コントラスト電圧が約300VでDADに対し
てもほぼ等量であることを意味する。前記した場合にお
いて、300Vのコントラスト電圧は第１の現像剤ハウジン
グをおよそ600Vの電圧レベルに、また、第２の現像剤ハ
ウジングを400Vの電圧レベルにそれぞれ電気的にバイア
スすることによつて与えられる。
支持材シート58は転写部Ｄへ移動されてトナー像と接
触する。支持材シートは図示しない従来のシート供給装
置により転写部Ｄへ進められる。好ましくは、シート供
給装置は複写紙スタツクの最上位紙と接触する給紙ロー
ルを含んでいる。給紙ロールは回転してスタツクから最
上位シートをシユートへ進め、シユートはベルト10の光
導電面上に現像されたトナー粉体像が転写部Ｄにおいて
前進する支持材シートと接触するようなタイムシーケン
スで支持材シートを進めてベルト10の光導電面と接触さ
せる。
ホトリセプタ上に現像された合成像は正及び負のトナ
ーから成つているので、コロナ放電を用いて基板への転
写を有効に行うために予転写コロナ放電部材56を設けて
トナーの状態を調節している。
転写部Ｄはシート58の裏側へ適切な極性のイオンをス
プレーするコロナ発生装置60を含んでいる。これは帯電
されたトナー粉体像をベルト10からシート58へ引きつけ
る。転写後、シートは矢印62方向に（図示しない）コン
ベア上へと移動し続け、融着部Ｅに進められる。
融着部Ｅは一般的に参照符号64で示すフユーザ組立体
を含み、それは転写された粉体像をシート58へ永久定着
させる。好ましくは、フユーザ組立体64は加熱されたフ
ユーザローラ66及びバツクアツプローラ68で構成されて
いる。トナー粉体像をフユーザローラ66に接触させなが
ら、シート58はフユーザローラ66とバツクアツプローラ
68間を通過する。このようにして、トナー粉体像はシー
ト58に永久定着される。融着後、図示しないシートが進
行するシート58を図示しない捕捉トレイへと案内し、そ
れに続いてシートは操作者により印刷機から取り除かれ
る。
支持材シート58がベルト10の光導電面から分離された
後、光導電面上の非像領域により運ばれる残留トナー粒
子はそこから除去される。これらの粒子は清掃部Ｆにお
いて除去される。
清掃の後、放電ランプ（図示しない）が光導電性表面
へ光を照射し、引き続く結像サイクルのためにそこを帯
電させるのに先行して、残留静電荷を消散させて全く残
らないようにする。
磁気ブラシロール35及び36はハウジング32内の現像剤
をロール35及び36と電荷保持面間の現像区域内でブラシ
様の形状にするような磁界を与えるものであれば、どの
ような公知構造でもよい。この構成により、電荷保持面
上に含まれる２つの像領域の一方が公知の方法で現像さ
れる。
他方の磁気ブラシロール37及び38は２つの像領域の他
方の現像が最初の像の乱れを最少にして行われるように
構成されている。このため、磁気ブラシ37及び38はそれ
ぞれ第３図に示すような磁力界を有している。そこに示
すように、これら２つのロールの半径方向磁力プロフア
イルは現像剤を現像剤ハウジング34から取り出してロー
ル37の頂部へ運び、そこで現像剤が磁気的に拘束を解か
れるようにされている。現像剤はロール38の半径方向磁
力によりそのロールに吸引されるまで、磁気的に非拘束
状態で現像区域に通される。磁性はＮ（北）及びＳ
（南）で示されている。半径方向磁力を実線で示し接線
方向の力を破線で示す。ロール35及び36はロール37及び
38と同様に製作できることをお判り願えることと思う。
ロール35及び36のこのような構造により、ロール37及び
38により次に現像される潜像は乱されにくくなる。
第３図は、ロール37及び38のそれぞれにおける磁界の
半径方向成分及び接線方向成分を示している。図示する
ように、磁界はロール37,38を有する２ロール磁気ブラ
シ現像システムの中心軸の周りにプロツトされている。
２個よりも多いロールを有する多ロール現像システムに
対しては、ロール38が反復される。各ロールに対して独
立した駆動機構を設けることができるが、本例ではロー
ルは同期駆動されている。
現像システムはさらに磁気現像剤溜めもしくは槽を有
し、且つオプシヨンとして混合システム、パドルホイー
ルもしくは現像剤溜り内の材料の現像特性を維持する他
の装置を有している。現像剤ロールは、凹凸状表面また
は縦方向の波状表面を有する非磁性の回転シリンダもし
くはシエルであつて、固定された内部磁石の周りの摩擦
力によつて現像剤を駆り立てる。本例において、シエル
は同期駆動されるが、各ローラに対して独立した駆動機
構を設けることもできる。
システムの現像プロセス中に、いずれかの固定磁石周
りのシエルの回転方向は時計方向である。しかしなが
ら、性能上の妥協はしないで、ホトリセプタの方向（す
なわち、アゲインストモードもしくはウイズモード現
像）に対する現像システムの所望の特性に従つて、反時
計方向に現像を行うようにシステムを構成することもで
きる。
前記の場合、ホトリセプタ10は現像ロールの上に配置
される。現像剤は現像剤溜りから矢印方向にロール37,
ロール38へ運ばれ、現像剤溜りに返される。
時計の針の６時のところ位置するロール37の広い放射
状磁極（第３図）は現像剤溜りやハウジング34内のドナ
ーロールから磁性現像剤を引き上げるように働く。磁極
84から開始する接線方向及び半径方向磁界の組合せはロ
ール37のおよそ11時位置まで現像ロールの表面に沿つて
現像剤を運ぶ。現像剤をブラシ状構成に拘束する磁極す
なわち強力な磁極がこの領域に無いため、この点におい
て現像剤は磁気的拘束が解かれている。
現像剤は磁石38の強力な半径方向南極86の影響下に来
るまで、ロール37及び電荷保持面により描かれる現像区
域の部分へ磁気的に非拘束状態で移動される。前記区域
を通る移動は電荷保持面と現像剤シエルとの協働により
行われる。磁極86は現像剤を磁気的に拘束することなく
ロール37からロール38へ移送するように働き、第１の像
が第２の現像剤ハウジングを通過する時にその清掃を行
う。磁極86に時計廻りに続く磁極は次第に弱くなつてお
り、従つて現像剤はロール38及び電荷保持面により描か
れる現像区域部分を移動する時に磁気的に拘束されない
ことがお判り願えると思う。
点線90及び92はシエルの周りのさまざまな位置におけ
る現像剤粒子上の磁力の大きさを描く。力の方向はロー
ルの中心に向つている。本発明に従えば、現像剤上の力
はそれぞれ点線90及び92上の符号94及び96に示すよう
に、ロール37及び38のニツプ間で最小である。
現像剤ハウジング32に関して説明した現像剤システム
は、ハウジング34により現像される像との相互作用が最
少であるため、無清掃もしくはソフト現像剤システムと
考えられる。前記装置の動作において、３レベル潜像が
第１の現像領域を通過する時に、潜像のVCAD部が黒トナ
ーにより現像される。現像が行われると、P/r上の負電
荷をトナー粒子の正電荷と対にする中和と呼ばれる工程
によりVCADの振幅が低減する。理論上、充分な正トナー
がP/r上に沈積されてVCAD＝VCADバイアスとする時に、V
CADの完全中和（100％）が達成される。しかしながら、
実際上、完全中和はめつたに達成されず、現像後（PD）
VCADは代表的にVCADバイアスよりもさらに30V負であ
る。第４図参照。
現像後の残留VCADの組合せからなる第１のハウジング
により現像された後の代表的な残留３レベル像は（VCAD
（PD）＋（VCADバイアス−Vwhite））で定義され、130V
程度である。潜像が（この場合、DAD有色現像剤が入つ
ている）第２のハウジングを通過する時、残留VCADの存
在によりこの残留VCADとVDADバイアス間に高い清掃電界
が生じる。
ハウジング34内の現像剤とCAD残留像との相互作用を
さらに低減するために、シールド100、１本もしくは数
本のコロノード ワイヤ102及び導電グリツド104からな
るスコロトロン形状のコロナ放電装置を設ける。米国特
許第4,591,713号に開示されているような適切なスコロ
トロンは短い半径のコロナ発生電極と、電極を部分的に
収納する絶縁性の一部開放されたシールドと、動作上電
極に接続されて電極からコロナ放電を生じる電位源とを
具備し、コロノードはスクリーンから４〜5mm離間され
ている。スクリーンは被帯電面からおよそ1.5〜2mm離間
されている。アークを防止するために、電極（コロノー
ド）にインピーダンスが与えられる。給電源から電極へ
およそ10％の電位降下を生じるように抵抗値が選定され
る。
このスコロトロンをハウジング間に配置して、そのグ
リツド104にVwhiteに近い直流バイアスを加えると、潜
像の非現像DAD部を乱すことなく調色された残留VCAD像
電荷はVwhiteレベルまで低減する。Vwhite及びスコロト
ロン制御グリツドが−400Vであり、スコロトロンワイヤ
の周りに正の電荷が存在するため、制御グリツドを通つ
てP/rへ正の電流が流れるのは、−400Vよりもさらに負
の領域すなわち残留CAD電位が存在する時だけである。V
whiteは制御グリツド電圧に等しく且つVDADは実際上さ
らに正であるため、スコロトロンからこれらのP/r領域
へ電流は流れない。従つて、スコロトロンを使用してCA
D像が中和されない場合に存在する清掃電界に関して前
記した効果は実質的に解消される。
CAD現像剤を第１のハウジングに入れDAD現像剤を第２
のハウジングに入れた３レベルシステムについて前記説
明を行つてきたが、前記像電荷中和はDAD現像剤を第１
の現像剤ハウジングに入れ（CAD現像剤を第２のハウジ
ングに入れ）た場合にも作用する。スコロトロンに必要
な唯一の変更は、負のコロナを発生するためにコロノー
ド ワイヤへ負の電圧を加えることである。この場合、
制御グリツドを電流が流れるのは−400Vよりもさらに正
であるP/r領域、すなわちDAD残留が存在する時だけであ
る。スコロトロンからP/rのVwhiteやVCAD領域へ負の電
流は流れず、それはそれらがそれぞれ制御グリツドの電
位に等しく且つ一層負であるためである。
残留VCADを中和するのに前記タイプのスコロトロンを
使用する可能性は適切なプリンタを使用した実験により
確証された。最初に、プリンタは第２図に示すように構
成され、ただしハウジング34は存在せずスコロトロンは
CAD黒現像剤ハウジング32のすぐ後に配置された。グリ
ツドはP/rからおよそ2.29mm（0.09″）離間された。ス
コロトロンの制御グリツドは−400Vにバイアスされ、コ
ロノードワイヤは可変直流高電圧源へ接続された。スコ
ロトロンの直後に配置されたトレツク静電電圧計（ES
V）プローブを使用して、スコロトロンの総電流を0uaか
ら＋390uaまで変えながら潜像P/r静電器（現像VCAD及び
非現像Vwhite及びVDAD）を測定した。コロノードワイヤ
の電圧を0V（0ua）から＋4.8KV（＋390ua）へ調整する
ことによりスコロトロン電流を変化させた。これらのス
コロトロン電流が３レベル像の電圧レベルに及ぼす影響
を第５図に示す。スコロトロン電流が0uaから＋390uaに
増大すると、現像VCAD（PD）は−510Vから−400Vへ低減
し、非現像VDADには何の変化も見られなかつた。同じ電
流範囲にわたつて、Vwhiteは−377V0uaから−361V
＋390uaへ低減し、Vwhiteが幾分修正されたことを示
す。しかしながら、Vwhiteのこの変化はVCAD（PD）電位
の比較的大きい低減（110V）に較べて極めて小さい。
前記実験から、潜像をスコロトロン電流に露呈した場
合VDADは修正されないことが判つた。VDAD潜像の分解能
が乱されたかどうかを決定するために、ハウジング34が
存在する時に現像剤ハウジング32が存在しないようにプ
リンタを構成した。スコロトロン及びESVプローブはハ
ウジング34の前に設置された。ハウジングにはDAD黒現
像剤を入れた。P/r静電気は第１のハウジングCAD現像剤
による現像後、潜像電位を疑似するように設定された。
次に、疑似された潜像は0ua、＋280ua及び＋390uaのス
コロトロン電流に露呈させた後、第２の位置のDADハウ
ジングにより現像した。ベタ領域にも線現像部にも明確
な差は見られず、スコロトロンはDAD潜像のいかなる部
分も乱さないことを示した。
【図面の簡単な説明】
第1a図は３レベル静電潜像を示すホトリセプタ電位対露
光のグラフ、第1b図はシングルパス、ハイライトカラー
潜像特性を示すホトリセプタ電位のグラフ、第２図は本
発明の特徴を組み入れたプリント装置の略図、第３図は
第２図のプリント装置に組み込まれた２ロール磁気ブラ
シ現像システムの中央軸周りの磁界のグラフ、第４図は
３レベル像の第１の像を現像した後のシングルパス、ハ
イライトカラー潜像特性を示すホトリセプタ電位のグラ
フ、第５図は像電位対総スコロトロン電流のグラフであ
る。 参照符号の説明： 10……ベルト、18,20,22……ローラ、23……モータ、24
……コロナ放電装置、25……走査装置、30……磁気ブラ
シ現像システム、32,34……函体、35,36,37,38……ロー
ラ、40,42……トナー、41,43……バイアス給電、56……
コロナ放電部材、58……支持材シート、60……コロナ発
生装置、64……フユーザ組立体、66……フユーザロー
ラ、68……バツクアツプローラ、102……コロノードワ
イヤ、104……導電グリツド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】単一の極性で三つの異なる電圧レベルを持
    った電荷パターンを電荷保持面上に形成する手段を含
    み、該三つの電圧レベルの内の二つの電圧レベルは第１
    と第２の画像領域に対応し、残りの電圧レベルが背景領
    域に対応するようになされた三レベル画像形成装置であ
    って、 前記第１と第２の画像領域の一方の領域に第１のコント
    ラスト像を形成する現剤を入れた第１の現像剤ハウジン
    グを含む手段と、 前記第１と第２の画像領域の他方の領域に第２のコント
    ラスト像を形成する現像剤を入れた第２の現像剤ハウジ
    ングを含む手段と、 前記第１の現像剤ハウジングと前記第２の現像剤ハウジ
    ングとの間に配置され、前記第１と第２の現像剤ハウジ
    ングとは独立して動作可能であって、前記第２の現像材
    ハウジングの現像材が前記電荷保持面上の前記第１のコ
    ントラスト像と相互作用を減少させる手段であって、前
    記第１のコントラスト像が前記第２の現像材ハウジング
    を通過する前に前記第１のコントラスト像の電荷レベル
    を減少させる手段を含む該減少させる手段 とを有する三レベル画像形成装置。
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