(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３レベル画像におけるエッジの乱れを低減し、また画像中の適切な実領域範囲を増大する装置であって、
電荷保持表面と、
相対的高電圧レベルの第１画像領域、相対的低電圧レベルの第２画像領域、および、前記両電圧レベルの中間の電圧レベルのバックグランド領域を含む３レベル静電潜像を前記電荷保持表面上に形成する画像形成部と、
第１磁気ブラシ現像剤を前記電荷保持表面に作用させて第１画像領域を現像する手段、および、この現像のために第１現像剤部を前記バックグランド領域からオフセットした電圧レベルへ電気的にバイアスする手段を含む第１現像システムと、
第２磁気ブラシ現像剤を前記電荷保持表面に作用させて第２画像領域を前記第１画像領域と異なる色に現像する手段、および、この現像のために第２現像剤部を前記バックグランド領域からオフセットした電圧レベルへ電気的にバイアスする手段を含む第２現像システムと、
前記第１及び第２現像システムのそれぞれの下流側に位置し、前記電荷保持表面へのトナーの接着力を低減させることにより、同様に帯電したトナー粒子どうしを相互反発させ、前記３レベル静電潜像によって決定される境界内にトナーを均一に分布させて前記３レベル静電画像のノイズを低減する転写前画像修正部と、
を含み、
前記転写前画像修正部は、音響エネルギー供給手段を有し、前記音響エネルギー供給手段による空気結合した音響エネルギーによって前記電荷保持表面へのトナーの接着力を低減させることを特徴とする静電画像処理装置。
【請求項２】
予め現像された画像のエッジ部分の現像状態を向上し、また画像中の実領域のノイズを低減する装置であって、
電荷保持表面に静電画像を形成する手段と、
前記画像を可視化する現像部と、
前記現像部の下流側かつ画像転写部の上流側に位置し、前記電荷保持表面を振動させて、実領域の画像ノイズ低減および画像エッジ乱れ除去の少なくともいずれかを行うバイブレータ部と、
を含み、
前記バイブレータ部は、音響エネルギー供給手段を有し、前記音響エネルギー供給手段による空気結合した音響エネルギーによって前記電荷保持表面を振動させることを特徴とする静電画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の静電画像処理装置であって、
前記空気結合した音響エネルギーの供給を外部電界が無い状態で行うことを特徴とする静電画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリアビーズやビーズチェーンによる機械的なトナー移動やトナー除去などに起因する、現像されたトナー画像中のノイズを超音波によって低減する方法及び装置に関する。本発明は、従来の２成分磁気ブラシ現像に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
多数の特許及び公報において、音響的手法によって画質を向上する現像技術が開示されている。以下、これらの関連部分を簡単に要約する。
【０００３】
米国特許第４，８３３，５０３号、１９８９年５月２３日発行、には、音響的トナー拡散現像を用いたマルチカラープリンタが開示されている。現像の際、トナー保持部材の表面を振動させ、これによりトナー保持部材の表面にトナーが接着する正味力が弱められる。
【０００４】
米国特許第５，０８１，５００号、Ｓｎｅｌｌｉｎｇ、１９９２年１月１４日発行、に開示される電子写真装置においては、振動素子が用いられ、前面側に現像画像を有する電荷保持部材の後面側に、振動エネルギーが均一に供給される。供給された振動エネルギーにより、電荷保持部材とコピー用紙とが密接に接触しない領域において、トナーがギャップを渡って転写されるようにすることができる。
【０００５】
米国特許第４，７０１，０４２号、Ｍｉｓｓｕｒａ他、１９８７年１０月２０日発行、では、ドラム・フォトレセプタ・ゼログラフィックシステムにおいて、現像装置と転写装置との間に配設された調整電極が使用されている。ＡＣバイアスがこの調整電極に印加されて振動電界を発生し、この電界を通過する複製コピーの画像品質が高められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、上述の従来技術の欠点を解消し、２成分現像システムにおいてキャリア現像による実領域中の画像ノイズを発生することなく、きれいなライン及びグラデーションを有する良質のコピーを提供できる、新しくかつ有用なプリント装置を供給することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、画像ノイズ（不均一性）を低減することを一目的として、２成分現像トナーが静電潜像パターンによって定められた境界内で横方向に移動してトナーが最低エネルギー状態（均一配置された状態）になるように、上記トナーをコピー用紙への転写に先立ち超音波によってフォトレセプタ上で限定する。
【０００８】
本発明は、３レベル画像におけるエッジの乱れを低減し、また画像中の適切な実領域範囲を増大する装置であって、電荷保持表面と、相対的に高電圧レベルの第１画像領域、相対的に低電圧レベルの第２画像領域、および、前記両電圧レベルの中間の電圧レベルのバックグランド領域を含む３レベル静電潜像を前記電荷保持表面上に形成する画像形成部とを含む。さらに第１画像用の第１現像システムは、第１磁気ブラシ現像剤を前記電荷保持表面に作用させて第１画像領域を現像する手段、および、前記バックグランド領域から第一画像領域を現像できる方向へオフセットした電圧レベルに第１現像剤部を電気的にバイアスする手段を含む。また第２画像用の第２現像システムは、第２磁気ブラシ現像剤を前記電荷保持表面に作用させて第２画像領域を前記第１画像領域と異なる色に現像する手段と、前記バックグランド領域から第２画像領域を現像できる方向へオフセットした電圧レベルに第２現像剤部を電気的にバイアスする手段を含む。そしてさらに、前記第１及び第２現像システムのそれぞれの下流側に位置し、前記電荷保持表面へのトナーの接着力を低減させることにより、同様に帯電したトナー粒子どうしを相互反発させ、前記３レベル静電潜像によって決定された境界内にトナーを均一に分布させて前記３レベル静電画像のノイズを低減させる転写前画像修正部が設けられている。前記転写前画像修正部は、音響エネルギー供給手段を有し、前記音響エネルギー供給手段による空気結合した音響エネルギーによって前記電荷保持表面へのトナーの接着力を低減させる。ここで、前記空気結合した音響エネルギーの供給を外部電界が無い状態で行うことが好ましい。
【０００９】
転写前画像修正部は、例えば、電荷保持表面を振動させる振動部である。この振動部は、例えば、超音波プローブである。
【００１０】
本発明によれば、転写前画像修正部を設けたことにより、電化保持表面へのトナーの接着力が弱められ、トナー粒子が相互反発し、静電潜像の境界内で均一に分布する。各現像システムの通過時点でエッジの乱れ（ギザギザ、不揃いなど）があった場合でも、転写前画像修正部にて、エッジ部分のトナーが静電潜像の境界内に均一分布される。従って、エッジの乱れが除去される。また、例えばキャリアビーズによって機械的にトナーが移動したり除去されたために、各現像システムの通過時点で、実領域(solid area）であるべきなのにトナーのついていない部分などがあったとする。実領域は、画像境界内にあり着色されるべき領域である。このようなトナーが不均一な部分に対し、転写前画修正部にてトナーが均一に行き渡る。従って、画像中の適切な実領域範囲、トナーを適切につけて実領域にできる範囲が増大する。このようにして、本発明によれば、画質の向上を図ることができる。
【００１１】
また本発明は、予め現像された画像のエッジ部分の現像を保証して確実とし、また画像中の実領域のノイズを低減する装置であって、電荷保持表面に静電画像を形成する手段と、前記画像を可視化する現像部と、前記現像部の下流側かつ画像転写部の上流側に位置し、前記電荷保持表面を振動させて、実領域の画像ノイズ低減および画像エッジ乱れ除去の少なくともいずれかを行うバイブレータ部とを含む。前記バイブレータ部は、音響エネルギー供給手段を有し、前記音響エネルギー供給手段による空気結合した音響エネルギーによって前記電荷保持表面を振動させる。ここで、前記空気結合した音響エネルギーの供給を外部電界が無い状態で行うことが好ましい。バイブレータ部は、例えば音響変換器である。
【００１２】
例えば、トナーを使った装置において、電荷保持表面を振動させることにより、トナーと電荷保持表面の接着力が低減し、上記に説明したような画質向上効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示されるように、本発明によるプリント装置は、光導電表面と導電性基板とからなる光導電ベルト１０を、電荷保持部材として用いることができる。光導電ベルト１０は、帯電ステーションＡ、露光ステーションＢ、現像ステーションＣ、転写ステーションＤ、及び清浄ステーションＦを通過して移動できるよう取り付けられている。ベルト１０は、矢印１６の方向に移動し、ベルト１０の連続する部分が、ベルト１０の移動パスに沿って配設された上記複数の処理ステーションを順次通過する。ベルト１０は、複数のローラ１８、２０及び２２の周囲を引っ張られて移動する。ローラ１８は、駆動ローラとして使用でき、ローラ２０及び２２は、フォトレセプタベルト１０に適当な張力を付与するために使用できる。モータ２３がローラ１８を回転させて、ベルト１０を矢印１６の方向に進める。ローラ１８は、ベルトドライブなどの適当な手段によりモータ２３に結合されている。
【００１４】
図１にさらに示されるように、ベルト１０の連続部分は、まず帯電ステーションＡを通過する。帯電ステーションＡでは、符号２４で全体的に示されるスコロトロン帯電装置、コロトロン帯電装置またはディコロトロン帯電装置などのコロナ放電装置が、選択的に高い正または負の均一電位Ｖ0にべルト１０を帯電させる。好ましくは、負の帯電がよい。コロナ放電器２４の制御には、当業界で周知のいかなる適当な制御を用いることができる。
【００１５】
次に、フォトレセプタ表面の帯電部分は、露光ステーションＢを通過するよう進められる。露光ステーションＢでは、均一に帯電したフォトレセプタすなわち電荷保持表面１０は、レーザベースの入力および／または出力走査装置２５によって露光される。走査装置２５は、帯電した保持表面に、装置２５からの出力に応じた放電を起こさせる。走査装置２５は、好ましくは、３レベルレーザラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）である。ＲＯＳの出力は、プログラム可能な供給電源２６を介して設定されている。供給電源２６は、ディジタルアナログ変換器２８を介して、コントローラ２７により駆動される。ＲＯＳの代わりに、従来のゼログラフィック露光装置を用いてもよい。
【００１６】
現像ステーションＣにおいては、符号３０によって全体的に示される磁気ブラシ現像システムが現像剤を静電潜像に接触させる。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を含む。好ましくは、各磁気ブラシ現像ハウジングは、一対の磁気ブラシ現像剤ローラを含む。すなわち、ハウジング３２は一対の磁気ブラシローラ３５と３６を、ハウジング３４は一対の磁気ブラシローラ３７と３８とを含む。これらローラの各組が、それぞれの現像剤を移動させて潜像に接触させる。各ハウジング３２、３４に電気的に接続された供給電源４１及び４３によって適当な現像剤のバイアスが行われる。
【００１７】
静電潜像の現像における色弁別（color discrimination）は、フォトレセプタにシングルパスで２つのハウジング３２と３４を通過させることにより実現する。このとき、磁気ブラシローラ３５、３６、３７、３８は、バックグランド電圧からオフセットした電圧に電気的にバイアスされている。オフセットの方向は、ハウジング内のトナーの極性に依存する。例えば、一つのハウジング３２（説明を簡単にするために、第１のハウジングとする）は、摩擦電気特性がありブラックトナー４０を含む現像剤を有しており、フォトレセプタと特定的にバイアスされた現像ローラとの間に発生する静電界（現像界）によってトナーが潜像の最高帯電領域に作用するようになっている。一方、第２ハウジングのカラートナー４２上の摩擦帯電電荷の選択は、フォトレセプタと第２ハウジングの所定バイアス値の現像ローラとの間に存在する静電界（現像界）によってトナーが潜像中の残りのポテンシャルの部分に作用するように、設定される。
【００１８】
キャリアビーズまたはビーズチェーンによる機械的なトナー移動及びトナー除去などのために起こる現像画像の不均一性がテストされ、図２から図５に示されている。実験においては、接地された部材７０によって表される、ステンシル帯電した１ミルのアルミニウム処理ずみマイラー（商標名）（stencil charged 1 mil aluminized Myler）をトナー７５を用いて名目上カスケード現像した。次に、符号７１で表される現像されたトナー画像をひっかき（rake）、図２及び図３に示すように、人工的にノイズを持たせた。これは、現像されたトナー上のキャリアビーズの機械的なこすり作用を模した、ポリエステルファイバーによる「ひっかき（raking）」によって行った。図２及び図３に示すノイズのあるトナー像は、本発明の１態様においては、図４及び図５に示されるように修正される。すなわち、図５に示されるように空気結合される音響エネルギー部材７８を現像されたトナー及びマイラーに適用することにより、図４に示すような均一で低ノイズの画像が得られ、画質が向上する。空気結合した音響エネルギーをトナー画像に供給することにより、トナーの実領域の空隙ラインが満たされるだけでなく、トナー画像のエッジのシャープさをも明らかに回復できる。このデモンストレーションから、転写前画像を修正するような作用領域が存在することが明らかである。この領域では、電荷保持表面上に決定された電荷パターンに対する画像用トナーの接着力が、現像されたトナーが横方向の移動によって簡単に再分散するのに必要な慣性剥離力（音響的）を上回っている。
【００１９】
さらに図１を参照すると、画像ノイズによる電荷保持表面１０上の画像の劣化は、音響変換器３９及び４６の導入により、本発明によって解消される。すなわち、音響変換器３９及び４６は、変換器３９に関しては、現像された画像が現像剤ハウジング３２を通過した後に、一方、変換器４６に関しては、画像が現像剤ハウジング３４を通過した後に、それぞれ電荷保持表面１０を機械的に振動させる。変換器３９及び４６によって電荷保持表面１０が振動させられているあいだ、現像されたトナー粒子は、外部電界が存在しない状態で電荷保持表面上に浮揚する。この転写前画像修正のあいだに、浮揚によってトナーの電荷保持表面１０への接着がなくなるまたは弱まると、同様に帯電したトナー粒子が互いに反発しあう。この結果、電荷保持表面１０上の静電潜像パターンによって決定される境界内にトナーが均一に分布する。
【００２０】
さらに、動作について説明する。支持材料シート５８が移動されて、転写ステーションＤにおいてトナー像に接触する。支持材料シートは、図示されない従来のシート送り装置によって転写ステーションＤまで送られる。好ましくは、シート送り装置は、コピーシートのスタックの最も上のシートに接触する送りロールを含み、この送りロールが回転することにより、最も上のシートがスタックからシュートへと送られる。シュートは、前進する支持材料シートを一定のタイミングでベルト１０の光導電表面に接触するように向け、転写ステーションＤにおいて、この表面上に現像されたトナー粉画像を支持材料シートに接触させる。転写前画像修正装置３９及び４６は、合成された現像画像が転写ステーションＤに到達するに先だって画像エッジのシャープさ及び画像の実領域範囲を高めるために、現像剤ハウジング３２及び３４での現像に続いて作動される。
【００２１】
フォトレセプタ上に現像された合成画像は、正と負の両方のトナーを含むので、転写前コロナ放電部材５６を設け、コロナ放電を用いて基板への効果的な転写が得られるようにトナーを調整する。
【００２２】
転写ステーションＤは、シート５８の後面に適当な極性のイオンを噴射するコロナ生成装置６０を含む。このイオン噴射により、ベルト１０上の帯電したトナー粉像がシート５８に吸着する。転写後、シートはコンベヤ（図示せず）上を矢印６２の方向に引き続き移動し、溶着ステーションＥまで搬送される。
【００２３】
溶着（fusing）ステーションＥは、符号６４で全体的に示される溶着アセンブリを含む。溶着アセンブリは、転写されたトナー粉画像を恒久的にシート５８に付着させる。好ましくは、溶着アセンブリ６４は、加熱された溶着ローラ６６とバックアップローラ６８とを含む。シート５８は、溶着ローラ６６とバックアップローラ６８のあいだを通過し、このときトナー像が溶着ローラ６６に接触する。このようにして、トナー粉像は恒久的にシート５８に定着する。溶着処理の後、シュートがシート５８を図示しないキャッチトレイまでガイドし、ここで、シートはオペレータによってプリント装置から取り出される。
【００２４】
支持材料シートが光導電表面から分離されると、次の画像形成サイクルにおける表面上の帯電に先だって、表面上に残存する静電荷が光拡散される。
【００２５】
本発明による画質向上について、２成分現像を用いた３レベル撮像用の好適な実施形態を説明したが、本発明は、現像システム全般において同様に有効である。特に、単一現像ステーション（モノクローム）、マルチ現像ステーション（例えば、プロセスカラー）単一成分トナー、３成分現像剤または画像静電システムの画像を用いたシステムにおいて効果的である。
【００２６】
または、本発明による転写前画像修正システムは、例えば、米国特許第５，２７６，４８４号などに開示のシステムなど、様々なゼログラフィックシステムとして実施できる。上記特許では、フォトレセプタベルトはインテグラル圧電ポリマー層を含み、シュー電極、ロールまたはコロナ接触子を有する前記層の後表面に電界を制御印加することにより、音響的励起を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による画像ノイズ除去装置及び方法を用いたプリント装置の概略図である。
【図２】  ノイズのあるトナー画像を含むフォトレセプタを示す図である。
【図３】  図２のフォトレセプタの側面図であって、ノイズのある画像を示す図である。
【図４】  低ノイズ画像を含む、図２のフォトレセプタを示す図である。
【図５】  図４に示す低ノイズ画像を含む図２のフォトレセプタの側面図及び超音波ホーンを示す図である。
【符号の説明】
１０  光導電ベルト（フォトレセプタベルト）、１８，２０，２２  ローラ、２４  コロナ放電器、２５  走査装置、３０  磁気ブラシ現像システム、３２，３４  現像剤ハウジング、３５，３６，３７，３８  磁気ブラシローラ、３９，４６  音響変換器、５８  支持材料シート、６４  溶着アセンブリ。
【図１】
0003981180.tif 000002
【図２】
0003981180.tif 000003
【図３】
0003981180.tif 000004
【図４】
0003981180.tif 000005
【図５】
0003981180.tif 000006