(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷保持表面上に静電潜像を現像する装置であって、
トナー供給部と、
前記電荷保持表面から離れ、前記電荷保持表面とそれとの中間にある現像領域にトナーを輸送するトナードナー部材と、
前記現像領域内に設置され、前記ドナー部材と近接して間隔を空けて設置され、前記ドナー部材からトナーを分離させるための静電界を発生させ、これによって前記現像領域にトナー雲を作り、前記トナー雲から分離したトナーが前記潜像に誘引され、ここでトナー粒子が前記電荷保持表面に形成された静電潜像に誘引されるように電気的にバイアスされた複数の金属製電極部材と、
を備え、
前記金属製電極部材は、電極部材の基材の表面又は所定の金属表面仕上げを施した前記基材の表面に、前記トナーよりも高い電気陰性度を有する元素のイオンを注入することにより、表面の電気陰性度値が前記トナーの電気陰性度値と同等となるように調整されたことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記複数の金属製電極部材は導電性ワイヤを備えることを特徴とする装置。
【請求項３】
トナーによる静電潜像のハイブリッドスカベンジレス現像に使用される電荷保持表面上に静電潜像を現像する装置の金属製電極部材において、
金属製電極部材は、
電荷保持表面上に静電潜像を現像する現像領域内において、現像領域にトナーを輸送するトナードナー部材と近接して間隔を空けて設置されると共に、
前記トナードナー部材からトナーを分離させるための静電界を発生させ、これによって前記現像領域にトナー雲を作り、前記トナー雲から分離したトナーが前記潜像に誘引され、ここでトナー粒子が前記電荷保持表面に形成された静電潜像に誘引されるように電気的にバイアスされた部材であって、
電極部材の基材の表面又は所定の金属表面仕上げを施した前記基材の表面に、前記トナーよりも高い電気陰性度を有する元素のイオンを注入することにより、表面の電気陰性度値が前記トナーの電気陰性度値と同等となるように調整されたことを特徴とする金属製電極部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電潜像の現像に関し、特に、電子写真印刷機における現像ユニット用電極部材に関する。特に、本発明は、ワイヤヒストリおよびワイヤ汚染（ワイヤコンタミネーション：ｗｉｒｅ  ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれる現象を低減するように製作された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】
一般に、電子写真印刷工程は、光導電部材をほぼ均一な電位に充電し、その光導電部材を感光させるステップを含む。光導電部材の均一に充電された部分は、再現される元の文書に対応する光に露出する。光源は、もとの文書から反射された光でも、レーザーから発散された光でもよい。これは、光導電部材上に静電潜像を記録する。
【０００３】
静電潜像が光導電部材上に記録された後、静電潜像上に現像材が沈着して潜像が現像される。静電潜像を可視的にするために一般に使用されるのは、２つのコンポーネントからなる現像材と単独コンポーネントの現像材である。
【０００４】
一般的な２つのコンポーネントを有する現像材は、そこに摩擦電気的に付着するトナー粒子を有する磁気キャリア粉粒体を含む。単独コンポーネント現像材は通常、シリカやチタンといったトナー粒子を含み、環境中から捕捉される異物も含まれる。トナー粒子は潜像に誘引され、光導電部材上にトナー粉末像を形成する。その後トナー粉末像がコピー用紙に転写される。最後に、トナー粉末像が加熱され、それが永久的にコピー用紙上に像の形状に融合する。
【０００５】
潜像現像用で、単独コンポーネント現像材を備える現像装置の中には、スカベンジレス（scavengless）現像システムと呼ばれ、帯電トナーを現像領域に運ぶドナーロールを使用しているものがある。少なくとも１つ、好ましくは複数の電極部材が、現像領域内のドナーロールに近接して間隔を空けて設置される。交流電圧が電極部材に印加され、これによって現像領域の、電極部材と像が形成された表面との間の部分にトナー雲（toner cloud）が形成される。潜像から発散する静電界がトナー雲からトナーを誘引し、これによって潜像の現像が行われる。
【０００６】
光導電体のような電荷保持表面に潜像を現像する別のタイプの現像装置は、２つのコンポーネントからなる現像材を備え、ハイブリッドスカベンジレス現像（ＨＳＢ）システムと呼ばれ、摩擦電気的に付着するトナーを有するキャリアを輸送するための磁気ブラシ現像材ローラーを備える。この構成においては、帯電トナーを現像領域に輸送するためにドナーロールも使用される。ドナーロールと磁気ローラーは、相互に関して電気的にバイアスされている。トナーは、磁気ローラーからドナーロールに誘引される。電気的にバイアスされた電極部材により、トナー粒子はドナーロールから分離し、現像領域にトナー粉末雲を形成し、潜像はこのトナー粒子をそこに誘引する。このように、光導電性部材に記録された潜像は、目に見える形となる。
【０００７】
スカベンジレスおよびハイブリッドスカベンジレス現像（ＨＳＤ）は、トナーを励起して雲にし、潜像を受光体に現像するために、ドナーロール等の現像材輸送と受光体等の電荷保持表面との中間に設置された、電気的にバイアスされたワイヤを使用する。
【０００８】
対照的なスループットを有する複数の像（つまり、数値の高低が異なる像）が電荷保持表面上に現像されると、低スループット領域のトナーは像が異なってもワイヤ上に留まるため、これらの低スループット領域では、トナーがワイヤに滞留する時間が長くなる。現像させずにワイヤ内を移動するトナーの滞留時間が長いと、ワイヤの上の個々の領域とトナーが摩擦電気的に相互作用することがありうる。その結果、電荷の差が生じ、これによってトナーは静電的にワイヤに付着し、低スループット領域に蓄積し、現像のばらつきが生じ、現像不良な部分を含む像ができる。この現像のばらつき（変化）はワイヤヒストリ（wire history）として知られる。
【０００９】
ワイヤヒストリの問題は、ワイヤを、トナーと被覆ワイヤとの間に上記の電荷の差を形成しない重合体（ポリマー）材料で被覆することにより、十分に解決されている。しかし、ワイヤヒストリの問題を解決するために採用される重合体被膜は、チタンやシリカといった従来の電子写真現像用添加物に関して、比較的やわらかい。ワイヤ被膜と現像用添加物との硬度の差により、トナー添加物は重合体被膜の中に埋伏し、現像が不良となる、および／または、受光体のうち現像するつもりではない部分にトナーが付着する。トナー添加物からのワイヤ埋伏は電極ワイヤの長さ全体にわたって発生するが、当初はワイヤの内外の端部で起こる。ワイヤ上の汚染物質の蓄積により、適正な現像ができない。ワイヤ汚染が最初にワイヤの内外部分で発生するため、現像不良は当初、ワイヤの中央よりこれらの領域付近で著しい。さらに、時間がたつと、当初はワイヤの下部で発生する汚染物質の蓄積がワイヤの上部まで広がる。ワイヤ上部の汚染物質により、光導電表面とワイヤの間の間隔が縮小し、汚染物質と混合されたトナー粒子が実際に光導電表面に接触し、トナー粒子が望まない領域にまで付着する。ワイヤ被膜での添加物の埋伏から生じる現像のばらつきは一般に、ワイヤ汚染と呼ばれる。このような現像不良は汚染物質がワイヤの下部にあるときに発生し、汚染物質がワイヤの上部まで広がると、最終的に望まない現像が行われる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、電荷保持表面上に静電潜像を現像する装置であって、トナー供給部と、前記電荷保持表面から離れ、前記電荷保持表面とそれとの中間にある現像領域にトナーを輸送するトナードナー部材と、前記現像領域内に設置され、前記ドナー部材と近接して間隔を空けて設置され、前記ドナー部材からトナーを分離させるための静電界を発生させ、これによって前記現像領域にトナー雲を作り、前記トナー雲から分離したトナーが前記潜像に誘引され、ここでトナー粒子が前記電荷保持表面に形成された静電潜像に誘引されるように電気的にバイアスされた複数の金属製電極部材と、を備え、前記金属製電極部材は、電極構造の基材の表面又は所定の金属表面仕上げを施した前記基材の表面に、前記トナーよりも高い電気陰性度を有する元素のイオンを注入することにより、表面の電気陰性度値が前記トナーの電気陰性度値と同等となるように調整されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、ハイブリッドスカベンジレス現像（ＨＳＤ）技術に付随するワイヤヒストリとワイヤ汚染の不良モードの両方が最小限に抑えられる、スカベンジレス現像システム用ワイヤ電極を提供する必要性から生じた。ワイヤヒストリとワイヤ汚染という両方の不良モードを克服するために、一般的には、ワイヤがワイヤヒストリの原因となるトナーとの電荷の差を生じさせず、ワイヤ汚染を防止するよう硬く、滑らかでなければならないという要件がある。
【００１２】
本発明の意図と目的によれば、現像電極ワイヤの材料は、イオン注入で処理し、摩擦接触中に電極ワイヤと現像材との間に電荷ポテンシャルがほとんど生じないようにする。電荷ポテンシャルの発生を抑制するためのイオン注入によるワイヤの処理は、ワイヤ材料の硬度を低下させずに行われる。事実、ワイヤの硬度とワイヤ汚染に対する耐性は、ワイヤ被覆のためのイオン注入によって改善される。イオン注入は、帯電原子、つまりイオンのビームを作る線形加速器を使用する低温真空技術である。次に、イオンビームが成形され、電極ワイヤ等の装置表面に向けられ、イオンを材料に埋め込む。イオンは、ターゲットとなる表面およびサブサーフェスの下に埋め込むのに十分なエネルギーで、電極ワイヤに向けて加速される。イオンは、ターゲットの表面仕上げを変更せずに基板内に注入され、しかも被覆ワイヤの摩擦帯電特性を変える。
【００１３】
ハイブリッドスカベンジレス現像に用いられる電極ワイヤ等のターゲットコンポーネントに適当な材料を注入するためにイオン注入を使用すると、ワイヤヒストリとワイヤ汚染を減少させるという両方の要件が満たせる。上記のように、イオン注入は、元素の原子がイオンに変換され、高速に加速されて、ターゲットとなる基板に向けられる工程である。注入する正しい原子を選択することにより、ターゲットの摩擦帯電特性は接触する現像材料に関して中性となるよう調整することができる。言い換えれば、以下に述べるワイヤの電気陰性度（ＥＮ）は、現像材料のＥＮに合わせて調整される。ワイヤ基板に適した金属材料を選択し、選択された元素のイオンを注入することにより、ワイヤのワイヤヒストリ性能を先行技術による重合体被覆ワイヤのそれに近づけながら、所望の硬度と表面仕上げを保持し、ワイヤ汚染を低減することができる。
【００１４】
基板材料の摩擦電荷特性を変更するためにイオン注入を採用する考え方は、この工程の代表的な用途とは異なる。通常、イオン注入法は、硬度や耐耗性等、基板の機械的特性を変化させるのに使用される。イオンビーム注入装置は一般に、半導体材料の近表面特性を変化させるのに使用され、相互作用する材料の電気陰性度値を一致させずに行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴を全般的に理解するために、図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１６】
図１には、光導電性ベルト１０の光導電性表面上に記録された潜像を現像するために使用される現像ユニット３８が示されている。好ましくは、現像ユニット３８はドナーローラー４０と１つまたは複数の電極部材４２を備える。電極部材４２は、ドナーローラー４０に関して電気的にバイアスされ、トナーをそこから分離させ、ドナーローラー４０と光導電性ベルト１０との間のギャップ、つまり現像領域４３にトナー粉末雲を形成する。潜像は、トナー粉末雲からトナー粒子を誘引し、ベルト１０の光導電性表面上にトナー粉末の像を形成する。ドナーローラー４０は、少なくとも部分的に、現像材ハウジング４４内に設置される。ハウジング４４は、現像材の供給源を備える。現像材は、たとえば、少なくとも、摩擦電気的にトナー粒子が付着するキャリア粉粒体の２つのコンポーネントからなる現像材である。ハウジング４４において、ドナーローラー４０の下に設置される磁気ローラー４６は、現像材をドナーローラー４０まで運ぶ。磁気ローラー４６は、ドナーローラー４０に関して電気的にバイアスされ、トナー粒子が磁気ローラー４６からドナーローラー４０に誘引されるようになっている。
【００１７】
ドナーローラー４０、電極部材４２および磁気ローラー４６は、ハウジング４４内に動作可能に設置される。ドナーローラー４０は、ベルト１０の矢印１６で示される運動方向に関して「同じ」または「反対」のいずれかの方向に回転することができる。図１において、ドナーローラー４０は矢印６８が示す反時計回りに回転するものとして示されている。同様に、磁気ローラー４６もベルト１０の運動方向に関して「同じ」または「反対」のいずれかの方向に回転することができる。図１において、磁気ローラー４６は矢印９２が示す反時計回りに回転するものとして示されている。ドナーローラー４０は、陽極処理されたアルミニウムまたはセラミックで構成するのが好ましい。
【００１８】
現像ユニット３８はまた、ベルト１０とドナーローラー４０との間にある現像領域４３に設置される複数の電極部材４２を有する。複数の電極部材４２は、ドナーローラー４０の長さ方向軸に対してほぼ平行な方向に伸びるものとして示されている。電極部材４２は、ドナーローラー４０と受光（光導電性）ベルト１０から近接して間隔を空けて設置される、直径約６３．５μｍ（０．００２５インチ）のステンレスワイヤで構成するのが好ましい。電極部材４２とドナーローラー４０との間隔は、ドナーローラー４０の表面上のトナー層の厚さにほぼ等しい。電極部材４２は、ドナーローラー４０上のトナーの厚さ分だけ、ドナーローラー４０から離れている。
【００１９】
図１に示すように、ＡＣ電圧源７８によって、電極部材４２に交流電気バイアスが印加される。印加されたＡＣは、電極部材４２とドナーローラー４０との間に交流静電界を発生させ、これがドナーローラー４０からのトナーの分離を起こさせ、電極部材４２上にトナー雲を形成し、この雲の高さはベルト１０と実質的に接触しない程度である。ＡＣ電圧の大きさは、６５０から７５０ボルトのオーダーで、ＤＣバイアス供給源８０によって約−２５ボルトのＤＣオフセットが供給される。このように、静電界がベルト１０の光導電性表面とドナーローラー４０との間に形成され、電極部材周辺の雲から分離したトナー粒子を光導電性部材上に記録された潜像に誘引する。クリーニングブレード８２が現像後にトナーをドナーローラー４０からすべて剥ぎ取り、磁気ローラー４６がクリーンなドナーローラーに新しいトナーを計量して供給できるようにする。磁気ローラー４６は、ほぼ一定の電荷を持つほぼ一定の量のトナーを計量し、ドナーローラー４０に供給する。これにより、ドナーローラー４０はほぼ一定の電荷を持つほぼ一定量のトナーを現像ギャップに供給できる。クリーニングブレード８２を使う代わりに、ドナーローラーの間隔、つまり、ドナーローラー４０と磁気ローラー４６との間隔、磁気ローラー上での現像材の圧縮堆積高さ、および導電性磁気現像材の使用に関連する磁気ローラーの磁気特性との組み合わせにより、ほぼ一定の電荷を持つほぼ一定量のトナーをドナーローラー上に堆積させることができる。当業者にとって自明な適当な電圧を磁気ローラー４６に印加するＤＣバイアス供給源８４は、磁気ローラー４６とドナーローラー４０との間に静電界を形成し、静電界がドナーローラー４０と磁気ローラー４６との間に形成され、それによってトナー粒子が磁気ローラー４２からドナーローラー４０に誘引される。計量供給ブレード８６は磁気ローラー４６に隣接して設置され、これが、磁気ローラー４６上の現像材の圧縮堆積高さを所望のレベルに保持する。磁気ローラー４６は、好ましくはアルミニウムで製作され、外周表面が粗化された非磁性管状部材８８を含む。内側には、管状部材から離して長形磁石９０が設置される。この磁石９０は固定される。管状部材は矢印９２の方向に回転し、そこに付着する現像材をドナーローラー４０と磁気ローラー４６によって定義されるニップの中に進める。トナー粒子は、磁気ローラー４６上のキャリア粉粒体からドナーローラー４０へと誘引される。
【００２０】
引き続き図１において、一般に参照番号９４で示されるオーガーはハウジング４４の中に配置される。オーガー９４は、現像材を混合し、磁気ローラー４６と相対的に運搬するよう、回転可能に設置される。オーガー９４は、シャフトから外側に向かってらせん状に伸びるブレードを有する。このブレードは、現像材をシャフトの長さ軸にほぼ平行な軸方向に進めるよう設計されている。
【００２１】
連続する静電潜像が現像されるうちに、現像材内のトナー粒子が消耗する。トナーディスペンサ（図示せず）は、トナーとキャリア粒子を含むトナー粒子供給源を有する。トナーディスペンサは、ハウジング４４の内側と連絡している。現像材中のトナー粒子の濃度が下がると、トナーディスペンサからチャンバ内の現像材に新しいトナー粒子が供給される。本発明のひとつの実施形態において、ハウジングのチャンバ内のオーガー９４が新しいトナー粒子と残りの現像材とを混合し、その中の現像材のトナー粒子濃度が最適な数値でほぼ均一になるようにする。このように、ほぼ一定量のトナー粒子が現像ハウジングのチャンバ内にあり、トナー粒子は一定の電荷である。現像ハウジングのチャンバ内にある現像材は磁性材料であり、導電性を持っていてもよい。例として、トナーがキャリア粒子を含む本発明の実施形態において、キャリア粉粒体は樹脂性材料の不連続層によって被覆された薄い磁鉄鉱の層を持つ強磁性コアを有する。トナー粒子はビニル重合体等の樹脂性材料に黒色原体等の着色材を混合したもので作ることができる。現像材は、約９０重量％から約９９重量％のキャリアおよび１０質量％から約１質量％のトナーを含んでもよい。しかしながら、当業者にとって、別の適当な現像材が使用できることは推測可能である。
【００２２】
本発明の意図と目的により、裸線は特にイオン注入を使って処理し、その摩擦帯電または電気陰性度特性を変え、電極ワイヤ４２を作る。イオン注入前に、個々のワイヤはまず金９０％、プラチナ１０％の金／プラチナ合金で被覆またはめっきする。この合金はワイヤ上に、約１μｍの厚さの最上層を形成する。したがって、被覆後のワイヤの全体的直径は６５．５μｍとなる。次に被覆ワイヤにフッ素イオン注入を行い、ワイヤ表面に、約６原子％の濃度で存在するようにする。ワイヤの直径は、イオン注入法のため、変化しない。したがって、このように変更されたワイヤの電気陰性度は、特定の現像システムにおいて使用されるトナーの電気陰性度とほぼ等しくなるよう調整される。当業者にとって自明であるように、使用可能な他の現像材と同等の電気陰性度を持つワイヤを得るためには、被覆用合金における金またはプラチナの濃度および注入されるフッ素の原子パーセント等、いずれのパラメータを変更してもよい。
【００２３】
イオン注入工程により、ターゲット材料内に元素イオンを注入することにより、材料の表面およびサブサーフェスが変化し、以下の利点が得られる。
−表面仕上げが変化しない。
−直径がオングストローム程度しか変化しない。
−新材料が基板と一体化し、接着の問題がない。
−基板硬度が増す。
【００２４】
イオン注入がＨＳＤワイヤの摩擦帯電または電気陰性度特性をどのように変化させるかを理解するために、たとえば、３０４ステンレススチールの裸線および重合体被覆ワイヤに伴うワイヤヒストリおよび汚染の不良モードを以下に説明する。
【００２５】
ワイヤヒストリ：
この不良モードは、２つの主要な要因があるようである。
・ワイヤは現像材と摩擦電気的に中性である必要がある。
・ワイヤは合理的レベルの導電性を持つ必要がある。
【００２６】
摩擦電化には、化学組成、材料幾何学、摩擦接触の種類等、多くの基準がかかわる。単純化するために、ワイヤ表面と現像材の界面は、相互に擦れ合う２つの同質な固体表面とみなす。このように仮定したところで、焦点は材料の化学組成とその特性に移る。もっとも関心の高い特性は電気陰性度である。電気陰性度とは、原子がどれだけ電子を誘引したいかを測定したもので、一般にはポーリング（Ｐａｕｌｉｎｇ）スケールの数値で示される。
【００２７】
類似した材料は通常、擦り合わされた時に電荷の差を発生させない。「バルク電気陰性度（ｂｕｌｋ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｅｇａｔｉｖｉｔｙ）」（ＥＮ）の計算は、３０４ステンレスワイヤ、トナー、そしてワイヤヒストリ効果を低減する重合体被膜で行うことができる。この計算は、固体内の各元素の原子パーセントを出し、これにその元素の電気陰性度を乗じ、合算して合計を出すことによって行われる。
Σ（原子％×元素の電気陰性度）
いくつかの代表的な材料の算出されたＥＮは以下のとおり。
・トナー−２５５
・３０４ステンレス−１８０
・重合体被膜−２７３
【００２８】
以上の算出値から、重合体被膜とトナーがＥＮにおいて近似しているため、これら２つの間には帯電効果がほとんどないはずであると推測される。ＥＮが１５４から３４４の材料でできたプレート間でトナーを擦り、その結果として得られるトナー電圧対ＥＮをプロットするという試験によれば（図２）、ゼロが２５５の一次関数であることがわかる。静電電圧器によって測定される合成ピーク電圧を有する同じＥＮの範囲で行われたワイヤの機械試験では、ＥＮに対してプロットした場合、二次関数になった。最も低い機械データ曲線はＥＮ＝２５８の時であり、比較的平坦な過渡領域があり、有効範囲はＥＮ＝２５０−２７０である。図２は、機械試験から得られたワイヤスキャンデータおよびベンチテストから得られたトナープレート電荷データの両方を示す。
【００２９】
ほとんどの金属とその合金のＥＮは１９０より低く、したがって、ＨＳＤシステムにおける電極ワイヤとして有益である。また、これより高い電気陰性度を有する元素の多くは通常、特に大量になると、金属には見られない（フッ素、酸素、窒素、塩素）。重合体は、これらの元素を含めて作ることができる。しかし、重合体被膜はワイヤに付着しにくく、その性質上、前述の汚染という、もう一方の主要不良モードの影響を受けやすい。
【００３０】
この環境において使用されるトナーのＥＮに近い材料を電極ワイヤ４２に使用することが好ましいことは自明である。トナーと重合体被膜のそれに近いＥＮを有する材料を得るために、３０４ステンレススチール裸線をクリプトンおよび酸素イオンで処理した。この処理により、計算上、表面のＥＮはそれぞれ２１３と２３２となった。試験では、得られた像の精査と直接ワイヤスキャンにより、摩擦帯電特性が変化したことがわかる。機械ワイヤスキャンデータは、ワイヤヒストリの発生が低減したことを示す。
【００３１】
図３の考察から、未処理のチタンおよび３０４ステンレススチールワイヤのワイヤ電圧は２０を超えることがわかる。図３はまた、３０４ステンレススチールワイヤにクリプトン、酸素のイオン注入を行ったもの、あるいは金／プラチナ合金で被覆したワイヤにフッ素イオンを注入したものは、約５０％まで減少していることを示している。図３はさらに、これらのイオン注入ワイヤの電圧が、ワイヤヒストリを低減するために現在使用されている重合体被覆ワイヤと同レベルになることを示している。しかしながら、重合体被覆ワイヤと異なり、イオン注入したワイヤ、特に、ワイヤヒストリに対して耐性を有するフッ素イオンを注入した金／プラチナ合金は、ワイヤ汚染に対しても耐性が高い。
【００３２】
さらに本発明により、ニッケルベースの合金、インコネル７１８をイオン注入によって変化させ、表面でフッ素を約３８％含み、これと一緒に使用しようとするトナーの電気陰性度と同等の電気陰性度を得る電極ワイヤを作った。使われた特定のインコネル７１８はニッケル５２％、鉄１８．５％、クロム１８．５％、コロンビウム（アカニオブ（ａｋａ  Ｎｉｏｂｉｕｍ））５％、モリブデン３％、チタン１％で構成された。この合金の残りの２％は、たとえば炭素、コバルト、アルミニウム等である。濃度はこの合金の平均である。
【００３３】
本発明で使用しようとするトナーの代表的な電気陰性度は、マゼンタ＝２５４、黄＝２６０、シアン＝２６６、黒＝２６０である。これらの数値は、トナーの調合と濃度がもっとよくわかれば変化する。いずれにせよ、電気陰性度の範囲は２５０から２７０である。
【００３４】
ワイヤ汚染：
ワイヤ汚染は、トナーとトナー添加物が機械的に電極ワイヤの底部（ワイヤとドナーローラーの界面部分）に付着する不良モードである。この結果、絶縁バリアが生じ、これがトナー雲および現像を抑制または抑圧する。当初、汚染は電極の下側表面で発生するが、時間の経過とともに、汚染はワイヤの上部に広がり、前述のように、現像不良に加え、他の望ましくない現象の原因となる。この不良モードは、重合体被覆ワイヤまたは粗面を持つステンレススチールワイヤに起こる。汚染は主として、シリカおよびチタンといった、重合体被膜の中に埋め込まれる、あるいは金属ワイヤの粗い部分に入り込むトナー添加物が原因である。汚染が発生する発端となる箇所があると、均一なバリアに成長し、トナーの中に入り込む。粗いステンレススチールで、汚染は容易に機械的に取り除くことができる。重合体被覆ワイヤは非常によく付着する汚染を発生させ、攻撃的な手段でしか取り除くことができず、その結果、重合体被膜が除去され、ワイヤヒストリが不良モードとして発生する。
【００３５】
試験は、ワイヤ汚染を防止するために、ワイヤ表面は、３０４ステンレスワイヤと同等の硬度を持ち、滑らかな表面仕上げでなければならないことを示している。このために、イオン注入は表面仕上げを大きく変えないことがわかった。しかも硬度を増すため、有利である。
【００３６】
トナーへの金属を摩擦電気的に調整するためにイオン注入法を使用することは、電極／ドナーロール現像システムに応用し、トナーと電極との間の静電誘引を排除、あるいは少なくとも減少させることができる。ＨＳＤワイヤの場合、ワイヤヒストリを管理可能なレベルまで減らしながら、ワイヤ汚染も防止できるという効果が、ワイヤヒストリとワイヤ汚染という問題を同時に克服する上でのイオン注入法の有用性を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電子写真印刷機において使用される現像装置の実施形態の略図である。
【図２】  トナー電荷およびワイヤデルタ電気陰性度を示す図である。
【図３】  機械のワイヤ合成電圧対各種材料の選択イオンが注入されたワイヤの電気陰性度を示す棒グラフであり、裸線、イオン注入されたワイヤおよび重合体被膜を施したワイヤの電気陰性度のピーク値の比較を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  ベルト、１６  矢印、３８  現像ユニット、４０  ドナーローラー、４２  電極部材、４４  現像材ハウジング、４６  磁気ローラー、６８  矢印、７８  ＡＣ電圧源、８０  ＤＣバイアス供給源、８２  クリーニングブレード、８４  ＤＣバイアス供給源、８６  計量供給ブレード、８８  非磁性管状部材、９０  磁石、９２  矢印、９４  オーガー。
【図１】
0004427235.tif 000002
【図２】
0004427235.tif 000003
【図３】
0004427235.tif 000004