(57)【要約】  印刷装置のための現像ユニットが記述される。ゴーストを引き起こす残留電荷を最小限に抑えるために、均一化構成要素（６０）が設けられる。均一化構成要素（６０）は、たとえば、クリーニングローラ（４６）と現像ローラ（３２）との間のクリーニング間隙の下流に配置され、且つ現像ローラ（３２）の電位と概ね同じである電位に帯電されるローラ又はブレードとすることができる。均一化を実行するために帯電することとは別に、又はそれに加えて、均一化構成要素（６０）は、クリーニングローラ（４６）の下流において現像ローラ（３２）に現像剤が達するのを阻止することによって、現像ローラ（３２）上の残留電荷を消失させるのを助けるように作動することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置において残留電荷の影響を最小限に抑える方法であって、
現像剤を現像ローラに引き付けるために、前記現像ローラに電位を印加するステップ（７０）と、
画像を形成するために、前記印刷装置の現像ゾーンにおいて前記現像ローラを回転させるステップ（７２）と、
前記現像ローラが前記現像ゾーンを通過した後に、前記現像ローラから残留現像剤を除去するステップ（７４）と、
前記除去した後に、前記現像ローラ上の電荷密度を均一にするステップ（７６）とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記現像剤はその中に導電性粒子を有するインク又はトナーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記均一にするステップは、前記現像ローラに導電性構成要素を接触させるステップをさらに含み、
前記導電性構成要素は前記現像ローラの電位と略同じである電位を有し、前記現像ローラの表面にわたる略均一な電荷密度を生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性構成要素はローラ及びブレードのうちの一方であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記残留現像剤を除去するステップは、前記現像ローラにクリーニングローラを接触させるステップをさらに含み、
前記クリーニングローラは前記現像ローラの電位とは異なる電位に帯電され、このことによって、前記残留現像剤が電気泳動によって前記クリーニングローラに引き付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記均一にするステップは、
前記現像ローラに導電性構成要素を接触させることであって、前記導電性構成要素は前記現像ローラの電位と略同じである電位を有し、前記現像ローラの表面にわたる略均一な電荷密度を生成する、接触させることと、
前記現像ローラと前記クリーニングローラとの間のクリーニング間隙内に前記現像剤が入るのを阻止するために、前記クリーニングローラの下流の場所に前記導電性構成要素を配置することとをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記均一にするステップは、前記現像ローラに極めて近接して導電性構成要素を設けるステップをさらに含み、
前記導電性構成要素は前記現像ローラの電位と略同じである電位を有し、前記現像ローラの表面にわたる略均一な電荷密度を生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
印刷装置であって、
現像ローラ（３２）であって、前記現像ローラの表面の一部に現像剤を引き付けるように印加される電位を有する、現像ローラと、
前記現像ローラの前記表面の前記一部が現像ゾーンを通って回転した後に、前記現像ローラの前記表面の前記一部から残留現像剤を除去するクリーニングローラ（４６）と、
前記現像ローラの前記表面の前記一部が前記クリーニングローラを通って回転した後に、前記現像ローラの前記表面の前記一部の上の電荷密度を均一にする均一化構成要素（６０）とを備えることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記現像剤はその中に導電性粒子を有するインク又はトナーであることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記均一化構成要素は、前記現像ローラに近接している導電性構成要素及び接触している導電性構成要素のうちの一方であり、
前記導電性構成要素は、前記現像ローラの電位と略同じである電位を有し、前記現像ローラの表面にわたる略均一な電荷密度を生成することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記導電性構成要素はローラ及びブレードのうちの一方であることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記クリーニングローラは、前記現像ローラに関連付けられる前記電位とは異なる電位差に帯電され、このことによって、前記残留現像剤が電気泳動によって前記クリーニングローラに引き付けられるようにすることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記均一化構成要素は、前記クリーニングローラの下流の場所に配置され、現像剤がクリーニングゾーンに入るのを略阻止することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
印刷装置において残留電荷の影響を最小限に抑えるシステムであって、
現像剤を現像ローラ（３２）に引き付けるために、前記現像ローラに電位を印加する手段（４０）と、
画像を形成するために、前記印刷装置の現像ゾーンにおいて前記現像ローラを回転させる手段（３４）と、
前記現像ローラが前記現像ゾーンを通過した後に、前記現像ローラから残留現像剤を除去する手段（４６）と、
前記現像ローラ上の電荷密度を均一にする、前記除去する手段の下流に配置される手段（６０）とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
印刷装置において残留電荷の影響を最小限に抑える方法であって、
現像剤を現像ローラに引き付けるために、前記現像ローラに電位を印加するステップ（８０）と、
画像を形成するために、前記印刷装置の現像ゾーンにおいて前記現像ローラを回転させるステップ（８２）と、
前記現像ローラが前記現像ゾーンを通過してクリーニングゾーンに入った後に、前記現像ローラから残留現像剤を除去するステップ（８４）と、
前記クリーニングローラの下流において前記現像剤が前記現像ローラに達するのを略阻止するステップ（８６）とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
印刷装置であって、
現像ローラ（３２）であって、前記現像ローラの表面の一部に現像剤を引き付けるように印加される電位を有する現像ローラと、
前記現像ローラの前記表面の前記一部が現像ゾーンを通って回転した後に、前記現像ローラの前記表面の前記一部から残留現像剤を除去するクリーニングローラ（４６）と、
前記クリーニングローラの下流において前記現像ローラからの前記現像剤を略阻止する阻止構成要素（６０）とを備えることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には印刷装置及び方法に関し、より詳細には、印刷装置、たとえばプリンタにおいて用いられる現像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷装置は、現代の技術社会において数多くの役割を果たす。たとえば、大抵のパーソナルコンピュータにはローカルプリンタが直接（又は、或るタイプのネットワークを介して）接続されており、ハードコピーを出力する能力を提供する。小冊子から、大量の郵便物、新聞等に至るまであらゆるものを印刷するために、さらに大型のプリンタ、たとえば、デジタル印刷機が商用で用いられる。
【０００３】
１つのタイプの印刷技術は多色静電印刷である。この印刷技術は、デジタル印刷機のような、種々の市販の製品において用いられてきた。静電印刷装置の部品が図１に示される。図１では、ドラム１０上に受像体、たとえば有機感光体が設けられており、モータ（図示せず）によって駆動されて、矢印の方向に回転する。ドラム１０は受像体を回転させて、帯電装置１２、たとえばコロナ装置又は他の帯電装置を通過し、帯電装置によって、ドラム１０上の受像体が所定の電圧レベルまで帯電する。再現されるべき画像が、適切な画像形成装置１４、たとえばレーザを用いて帯電した受像体上に生成され、画像形成装置は、帯電装置１２によって受像体上に配置された電荷の一部を放電するように動作する。この結果として、ドラム１０の受像体は、異なる電位のエリアによって電気的に画定される画像部分及び背景部分を有するようになる。
【０００４】
受像体上の潜像は複数の方法で現像することができる。典型的なレーザプリンタは、現像剤としてトナー粉末を用いる。液体トーニングシステムを備える装置の場合、現像剤は一般的にインク又は液体トナーと呼ばれる。本明細書において用いられる場合、用語「現像剤」は、トナー粉末、インク、液体トナー等を含む。現像液の場合、画像は通常、帯電したインク粒子が感光体の放電された領域上に電気泳動することによって形成される。別の液体トーニングの実施の形態では、最初に、電気泳動によって弾性現像ローラ１６を現像液粒子で覆うことができる。その後、ドラム１０と現像ローラ１６との間の間隙において、ローラはドラム１０上の結像された感光体に押し付けられ、このロール間隙に近接する領域は、本明細書において、「現像ゾーン」とも呼ばれる。ドラム１０上の受像体に現像剤が与えられると、静電潜像は現像され、転写ローラ２０を介してローラ２４によって搬送される被印刷物２２、たとえば紙に転写する準備ができる。別法では、現像された画像は、受像体から被印刷物に直接転写することができる。
【０００５】
現像剤を画像形成装置１４の下流においてドラム１０に直接塗布するのではなく、現像ローラ１６を用いて現像剤をドラム１０上の受像体に転写することに関連する１つの利点は、十分に厚みのある現像剤層を保持しながら、システムの動作速度を高めることができることである。しかしながら、現像ローラを用いる結果として、ゴースト像を含む、或る課題も生じている。図１のシステムに類似のシステムを用いて形成される印刷物の一例が図２に示される。図２では、シアンが省かれた長方形のパッチ２８を除いて、ページ２６が全体としてシアンで印刷された（これは図においてグレーで示される）。印刷されたページ２６では、２つのゴースト関連の問題がある。第一に、ページ全体にわたって意図した色密度が同じであったという事実にもかかわらず、ページ２６の下側部分のシアンは、ページの上側部分のシアンよりも低い密度（明るい色）で印刷された。第二に、ゴーストとして生じた長方形のパッチ２９が、ページ２６の下側部分に対称に、周囲の領域よりも高い密度（ページ２６の上側部分と同じ密度）を有するシアンの長方形のパッチとして現れた。ページ２６の上側部分は、現像ローラ１６の外周に対応する長さを有し、現像ローラ１６及び結像された感光体ドラム１０は、概ね同じ表面速度で動いている。これらの状況は、ゴースト発生の問題が現像ローラ１６に関連することを示す。より具体的には、図２に示されるゴースト発生の問題は、現像ローラの導電率が不十分であることに関連する可能性がある。
【０００６】
現像ローラ１６は通常、導電性作用物を添加された、ポリウレタンのような弾性ポリマーから形成される。これらの非絶縁性エラストマは、或る程度の導電率しかなく、約１０6Ω・ｃｍ以上の抵抗率を有する。金属はそれよりもはるかに高い導電率を有するが、ドラム１０上の非弾性感光体との良好な接触は弾性ローラによってのみ確保することができるため、金属は一般的には現像ローラ１６には適していない材料である。この問題に対する１つの解決策は、現像ローラ１６内の導電性粒子の濃度を高めて、その導電率を高めることである。しかしながら、濃度が高くなると現像ローラの機械的特性及び化学的特性に悪影響を及ぼすことがあるため、この解決策は欠点を有することがある。したがって、上記の問題及び欠点を回避する、印刷のシステム及び方法を提供することが望ましいであろう。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の１つの例示的な実施の形態によれば、印刷装置において残留電荷の影響を最小限に抑える方法は、現像ローラに電位を印加するステップであって、現像剤を現像ローラに引き付ける印加するステップと、画像を形成するように印刷装置の現像ゾーンにおいて現像ローラを回転させるステップと、現像ローラが現像ゾーンを通過した後に、現像ローラから残留現像剤を除去するステップと、除去した後に、現像ローラ上の電荷密度を均一にするステップとを含む。
【０００８】
本明細書において援用され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の１つの実施形態を例示しており、本明細書と共に、本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の例示的な実施形態の以下の説明は、添付の図面を参照する。異なる図面でも、同じ参照符号は、同じ又は類似の構成要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定しない。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態のための或る状況を与えるために、本発明を実施することができる現像ユニット３０の断面図が図３に示される。本発明は他のタイプの現像ユニット及び印刷装置において実施できることは当業者には理解されよう。図３では、現像ローラ３２が、導電性の弾性層３８によって覆われる内側コア３４を有する。第１の電位に保持される電極４０が、現像ローラ３２が保持される第２の（異なる）電位と共に、電界を生成し、その結果として、現像剤収容部４２からの現像剤が、電気泳動を介して、現像ローラ３２の弾性層３８上に所望の厚みに堆積される。簡単に一例として、電極４０は−１５００Ｖに帯電することができ、一方、現像ローラ３２を−４５０Ｖに保持して、そのような電界を確立することができるが、異なる電圧を用いることもできる。
【００１１】
その後、堆積した現像剤層は、現像ゾーンにおいて感光ドラム（この図には示されない）に向けられる前に、スキージローラ４４によって圧縮される。上記のように、現像剤は、現像ゾーンにおいて感光ドラムに転写され、その上で搬送される静電潜像が現像される。この結果として、感光ドラムは、画像形成領域（現像剤が存在する場所）と、非画像形成領域（現像剤が存在しない場所）とを有する。現像ローラ３２は、図３に示される矢印の方向に回転し、現像ゾーンを通過した後に残されるいくらかの現像剤を除去するために、クリーニングローラ４６に転写する。この純粋に例示的な実施形態では、クリーニングローラ４６は−２５０Ｖに保持され、現像ローラ３２とクリーニングローラ４６との間のクリーニング間隙において、現像ローラ３２からクリーニングローラ４６に電気的に現像剤を転写することができ、このクリーニング間隙に近接する領域は、本明細書において、「クリーニングゾーン」とも呼ばれる。実施形態によっては、現像剤は、ワイパーブレード４８及びスポンジローラ５０によってクリーニングローラ４６から除去され、絞りローラ５２によって、現像剤収容部４２に戻される。
【００１２】
上記で説明され、図２に示されるゴースト発生の問題は、少なくとも１つには、現像ローラ３２が回転してクリーニングローラ４６を通過したときに、現像ローラ３２上に保持される残留電荷によって引き起こされる。より具体的には、残留電荷は、現像ローラ３２から残留現像剤を除去するために用いられる電界の副生成物として形成される。現像ローラ３２とクリーニングローラ４６との間の電圧は動作中に一定であるため、クリーニングゾーンにおいて確立される電界は、ローラ３２とローラ４６との間の現像剤層の厚みに依存し、それは変化することがある。感光ドラム１０の画像形成領域に対応する現像ローラ３２の部分では、現像剤の大部分が潜像を形成するために転写されるため、クリーニングゾーンに搬送される残留現像剤層は相対的に小さい。対照的に、感光ドラム１０の非画像形成領域に対応する現像ローラ３２の部分では、これらの領域内の現像剤は、画像を形成するためにほとんど転写されないため、クリーニングゾーンに搬送される残留現像剤層は、現像ローラ３２に被着される初期の現像剤層の厚みと同じである。画像形成領域及び非画像形成領域に関連付けられる残留現像剤層の厚みの差が大きい結果として、クリーニングゾーンにおける現像ローラ３２上のこれらの領域間の電荷の差が大きくなる。現像ローラ３２が電極４０に近接する領域に戻る前に、この電荷の差が解消されない限り、電極４０の領域において現像ローラ３２上に後に形成される現像剤の厚みに、この電荷の差によって引き起こされる残留電気画像（すなわち、ゴースト）によって影響が及ぼされる。
【００１３】
本発明の例示的な実施形態によれば、この残留電気画像が、たとえば、図４に示されるように、クリーニングローラ４６の下流において現像ローラ３２と接触する均一化構成要素６０を設けることによって均一にされる。本明細書において用いられるときに、用語「均一化」、「均一にする」、及び「均一にされる」は、表面にわたる電荷密度、この場合には現像ローラ３２の表面にわたる電荷密度を概ね均一にすることを指している。ここでは、均一化構成要素６０を追加して、現像ユニット３０の一部の拡大図が示されるが、それ以外では、図３と同じ参照符号が用いられる。図４の例では、均一化構成要素は金属ローラ６０であり、現像ローラ３２と同じ（又は概ね同じ）電圧に保持される。これは、現像ローラ３２の表面にわたる電荷密度を概ね均一にし、上記のゴーストの影響を低減又は解消するという効果がある。
【００１４】
本発明によれば、多数の異なるタイプ及び実施態様の均一化構成要素６０が可能である。たとえば、均一化構成要素６０はローラである必要はなく、現像ローラ３２に接触しているか、又は極めて近接している任意の構成要素、たとえば固定された金属ブレードとすることができる。同様に、均一化構成要素は、金属から形成される必要はなく、任意の導電性材料から形成することができる。また、現像ローラ３２が電極４０の領域に入る前に、現像剤が均一化構成要素６０上で、又は概ね現像ローラ３２上で現像しないように電圧が設定される限り、均一化構成要素６０は、現像ローラ３２の電位とは異なる電位を有することができる。
【００１５】
残留現像剤が、クリーニングゾーンの下流において現像ローラ３２の表面に達する場合には、現像ローラ３２上の残留電荷の所望の消失が妨げられることがある。さらに、クリーニングゾーンにおける動作からの残留電荷を依然として保持している（クリーニングゾーンによって完全には除去されない）残留現像剤は、結果として、上記のゴーストパターンを現像することがある。したがって、均一化構成要素６０は、さらに（又は、上記の電気的に均一化することの代わりに）、現像剤がクリーニングゾーンの下流のエリアに入るのを概ね阻止する役割を果たすことができる。クリーニングローラ４６に近接して均一化構成要素６０を配置することによって、均一化構成要素６０は、この現像剤阻止機能を提供できるようになる。クリーニングローラ４６の直ぐ下流の領域において、現像剤が現像ローラ３２の表面に達するのが阻止されるものと仮定すると、現像ローラ３２の表面上の電荷分布は、ローラ導電率に依存する速度で、時間と共に消失する。消失速度が十分に速い場合には、現像ローラ３２が均一化構成要素６０に達するときに、電荷を概ね除去することができる。それゆえ、均一化電圧を与えることによって、残留電荷を消失させる代わりに、構成要素６０は、この例示的な実施形態では、ローラ３２からの現像剤を阻止することによって残留電荷を消失させる。その場合には、均一化構成要素６０は、本発明の他の例示的な実施形態に関して上記で説明された電気的な均一化機能を含むことなく、現像剤阻止構造として動作する機械的な構成要素として実現することができる。別法では、現像ローラ３２上の任意の残留電荷が完全に消失するのを確実にするために、均一化構成要素６０が、上記の現像剤阻止機能を果たしている場合であっても、均一化構成要素６０を現像ローラから任意の残留電荷を除去するのに適切な電位に帯電させることができる。
【００１６】
本発明の１つの例示的な実施形態による、印刷装置において現像ローラを均一化する方法が図５に示される。ここでは、ステップ７０において、導電性粒子を含む現像剤、たとえば、インク又はトナーを引き付けるために、現像ローラに電界が印加すられる。次に、ステップ７２では現像ローラ３２が回転し、このことによって静電画像を、たとえば、別のローラの感光体表面上に現像するために、現像ゾーンにおいて現像剤が与えられる。ステップ７４によって示されるように、現像ローラ３２が回転し続けて、現像ゾーンを通過するのに応じて、クリーニングローラ４６によって残留現像剤が除去され、オプションでは、クリーニングローラは、他の構成要素、たとえば、ワイパーブレード４８、スポンジローラ５０及び／又はスキージローラ５２と共に動作する。その後、ステップ７６では、たとえば、現像ローラ３２と概ね同じ電位に保持される電位を有する構成要素を用いて、現像ローラ３２上に残される残留電荷が均一化される。
【００１７】
本発明の１つの例示的な実施形態による、印刷装置内の現像ローラ上の残留電荷を消失させるための別の方法が図６に示される。ここでは、ステップ８０において、導電性粒子を含む現像剤、たとえば、インク又はトナーを引き付けるために、現像ローラに電界が印加される。次に、ステップ８２では、静電画像を、たとえば、別のローラの感光体表面上に現像するために、現像ゾーンにおいて現像剤が与えられるように、現像ローラ３２が回転する。ステップ８４によって示されるように、現像ローラ３２が回転し続けて、現像ゾーンを通過するのに応じて、クリーニングローラ４６によって残留現像剤が除去され、オプションでは、クリーニングローラは、他の構成要素、たとえば、ワイパーブレード４８、スポンジローラ５０及び／又はスキージローラ５２と共に動作する。その後、ステップ８６によって示されるように、現像ローラ３２がクリーニングゾーンから画像形成装置１４まで動く間に、この領域において現像ローラ３２からの現像剤を概ね阻止することによって、現像ローラ３２上に残される残留電荷が消失する。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態のこれまでの説明は、例示及び説明を提供するが、本発明を包括的に述べること、又は開示されるのと全く同じ形態に限定することは意図していない。上記の教示を踏まえて変更及び変形が可能であるか、又は、本発明を実施することから変更及び変形が得られることがある。添付の特許請求の範囲及びその均等物が、本発明の範囲を定める。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を実施することができる１つの例示的な静電印刷装置を示す図である。
【図２】ゴーストの影響がある静電印刷装置を用いて印刷されたページを示す図である。
【図３】本発明を実施することができる１つの例示的な現像ユニットの断面図である。
【図４】本発明の１つの例示的な実施形態による、均一化構成要素も備える、図３の現像ユニットの一部の拡大図である。
【図５】本発明の１つの例示的な実施形態による、現像ローラを均一化する方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の１つの例示的な実施形態による、現像ローラを均一化するための別の方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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