(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理方向に移動している電荷保持表面上の静電潜像をトナーで現像する装置であって、
トナー供給源と、
前記電荷保持表面から間隔を置いて配置されていて、前記トナー供給源から前記電荷保持表面に近い領域へトナーを搬送するよう回転するドナーロールと、
前記ドナーロールに交番電流を直接加えて該ドナーロールと前記電荷保持表面との間に交番する静電界を生成し、前記電荷保持表面上の静電潜像を現像するトナークラウドを電荷保持表面の近くに発生させる装置と、
前記ドナーロールの近くにあって、前記現像された静電潜像上のトナーを再分配するエッジ増強装置とを備え、前記エッジ増強装置は、導電性部材と、該導電性部材にバイアス電圧を与える電源とを備え、前記バイアス電圧が、前記ドナーロールの速度に合わせて調整され、
前記エッジ増強装置に印加された前記バイアス電圧は、該エッジ増強装置と前記現像された潜像との間に静電界を生成し、該現像された潜像からトナーをスキャベンジする、
ことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般にはハイブリッドジャンピング現像装置、より詳細には上記の現像装置において現像された画像のエッジの増強を改善する、スキャベンジ（掃去）式現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な電子写真式印刷プロセスにおいては、表面を感光化するために光導電性部材が一様な電位に帯電される。次に光導電性部材の帯電した部分が複製しようとする原稿の光像にさらされる。帯電した光導電性部材の露光によって、照射された領域内の電荷が選択的に消去される。この結果、原稿に含まれている情報領域に対応する静電潜像が光導電性部材に記録される。光導電性部材に静電潜像が記録された後、現像剤を接触させることによって静電潜像が現像される。一般に、現像剤はキャリヤ粒子と摩擦帯電作用でキャリヤ粒子に付着したトナー粒子とから成っている。トナー粒子はキャリヤ粒子から潜像へ引き付けられて光導電性部材の上にトナー粉末像を形成する。次にトナー粉末像は光導電性部材からコピーシートへ転写される。そのあとトナー粒子が加熱され、粉末像がコピーシートに定着される。各転写プロセスの後、光導電性部材の上に残っているトナーは清掃装置によって除去される。
【０００３】
ハイブリッドジャンピング現像(hybrid jumping development： 以下ＨＪＤと略す)を使用する上記形式の印刷装置において、ドナーロールとしてよく知られる現像ロールは、２つの現像電界（エアギャップを越える電位）によってエネルギーが付与される。第１の電界は、トナークラウドの発生に用いられ、一般に、３．２５ｋＨｚの周波数で２．２５ｋＶのピーク−ピーク電位を有するＡＣジャンピング電界である。第２の電界は、感光体の上に現像されるトナー質量の量を制御するため用いられるＤＣ現像電界である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、処理方向に移動している電荷保持表面上の静電潜像をトナーで現像する装置を提供する。この現像装置は、トナー供給源と、前記電荷保持表面から間隔を置いて配置されていて、前記トナー供給源から前記電荷保持表面に近い領域へトナーを搬送するドナー構造と、前記ドナー構造に交番電流を直接加えて該ドナー構造と前記電荷保持表面との間に交番する静電界を生成し、前記電荷保持表面上の静電潜像を現像するトナークラウドを電荷保持表面の近くに発生させる装置と、前記ドナー構造の近くにあって、前記現像された静電潜像上のトナーを再分配するエッジ増強装置とを備えている。現像済みの静電潜像上のトナーを再分配するので、エッジ部分の増強を改善することができる。
【０００５】
本発明のその他の特徴は、図面を参照して、以下の説明を読むにつれて明かになるであろう。以下、好ましい実施例について発明を説明するが、発明をその実施例に限定するつもりのないことは理解されるであろう。それどころか、特許請求の範囲によって明示したように、本発明は、その精神および範囲に含まれるすべての代替物、修正物および均等物を含むものとする。本発明の特徴を総合的に理解してもらうため、図面を参照して説明する。図面では、同じ要素は全体を通じて同じ参照番号を使用して識別してある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の特徴を組み入れた電子写真式印刷装置の略図を示す。本発明の現像装置が多種多様な装置において使用することができ、その応用はここに記載した特定の実施例に特に限定されないことは、以下の説明から明らかになるであろう。
【０００７】
図１に示すように、原稿は、原稿取扱装置２７内のラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）２８の上に置かれる。ＲＩＳ２８は、原稿照明ランプ、光学装置、機械式走査駆動装置、および電荷結合デバイス（ＣＣＤ）アレーを含んでいる。ＲＩＳ２８は、原稿の全体画像をキャプチャし、それを一連のラスタ走査線に変換する。この情報は、以下説明するラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）３５を制御する電子サブシステム（ＥＳＳ）へ送られる。
【０００８】
図１は、一般に光導電性ベルト１０を用いている電子写真式印刷装置を略図で示す。光導電性ベルト１０は、カール防止基層の上に塗布された接地層、その上に塗布された光導電性物質で構成されていることが好ましい。ベルト１０は、矢印１２の方向に動き、その移動路の周囲に配置された種々の処理ステーションを順次通過する。ベルト１０は、剥離ローラ１４、テンションローラ１６、１７、および駆動ローラ１８のまわりに掛け渡されている。駆動ローラが回転すると、ベルト１０は矢印１２の方向に進む。最初に、光導電性表面の一部分が帯電ステーションＡを通過する。
【０００９】
帯電部ステーションＡでは、コロナ発生装置２０が光導電性ベルト１０を比較的高い実質上一様な電位に帯電させる。露光ステーションＢでは、コントローラすなわち電子サブシステム（ＥＳＳ）、またはＣＰＵ３７が要求された出力画像を表す画像信号を受け取り、それらの信号を処理し、連続調すなわちグレースケール画像表現に変換して、それを変調出力発生器、たとえばラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）３５へ送る。ＣＰＵ３７は、この実施例では、スタンドアローン式の専用ミニコンピュータである。
【００１０】
ＣＰＵ３７へ送られる画像信号は、上に述べたようにＲＩＳから、あるいはコンピュータから生成することができるので、電子写真式印刷装置は１個またはそれ以上のコンピュータ用のリモートプリンタとして使用できる。代わりに、プリンタは高速コンピュータの専用プリンタとして使用することもできる。印刷装置で複製したいと思っている連続調画像に対応するＣＰＵ３７からの信号は、ＲＯＳ３５へ送られる。ＲＯＳ３５は、回転ポリゴンミラーブロックとレーザを含んでいる。ＲＯＳ３５は光導電性ベルトを露光し、その上にＣＰＵ３７から受け取った連続調画像に対応する静電潜像を記録する。代案として、ＲＯＳ３５は、光導電性ベルト１０の帯電した部分を１ラスタずつ照明するように配列された発光ダイオード（ＬＥＤ）の直線アレーを用いてもよい。ＣＰＵ３７は、黒画素と明画素の数をカウントし、潜像を現像するために必要なトナー粒子の平均量を決定する。
【００１１】
ＣＰＵはこれらの信号を適当な回路で処理し、原稿のコピーを作成するのに必要なトナー粒子の量を予測するために使用する出力信号を発生する。この出力信号は現像ハウジングの中にトナー粒子を小出しするのを制御する。この予測小出し装置は、原被覆面積の測定値を必要なトナー量に変換する開ループシステムである。この形式の開ループシステムは、現像剤内のトナー粒子の濃度を徐々に増加または減少させることがある。これは、原稿の平均的な面積要求のほかに、環境およびオペレータの選択に従って、現像性能(developability)が変わるためである。このことが起きるのを防止するために、開ループ予測システムと一緒に閉ループシステムを使用することができる。これは、像形成ステーションＢがテスト区域生成モードを備えることによって達成される。テスト区域生成モードにおいて、ＲＯＳは画像間領域すなわち光導電性ベルト１０に記録された連続する静電潜像間の光導電性ベルト１０の帯電部分にテストパッチを書き込む。光導電性ベルト１０に記録するテストパッチは、約５ｃｍ×ｃｍの正方形である。本発明は、連続調または不足現像べた領域（これは、低い磁気ロールＤＣと低いドナーロールＤＣを印加することによって生じる：６５Ｖdm、０Ｖdonor）の記録テストパッチを用いている。
【００１２】
静電潜像とテストパッチは、そのあと現像ステーションＣにおいてトナー粒子で現像される。このやり方で、光導電性ベルト１０の上にトナー粉末像と現像されたテストパッチが形成される。テストパッチの現像によって、連続調部分とエッジ部分が生じる。次に、現像されたテストパッチを試験して、光導電性ベルト上に現像中のトナー像の品質を決定する。
【００１３】
ベルト１０の光導電性表面に静電潜像が記録された後、ベルト１０は潜像を現像ステーションＣへ進める。現像ステーションＣでは、以下に詳しく説明するように本発明の装置を用いてドライ粒子の形をしたトナーが静電気作用で潜像へ引き付けられる。静電潜像はキャリヤ粒子からトナー粒子を引き付け、その上にトナー粉末像を形成する。一連の静電潜像が現像されるにつれて、現像剤からトナー粒子が使い果たされる。トナー小出し装置４０は、ＣＰＵ３７からの信号で、トナーメンテナンスセンサ（図示せず）からの信号に基づいて現像ユニット３４の現像ハウジング４２にトナー粒子を小出しする。
【００１４】
現像ステーションＣと転写ステーションＤとの間に光導電性ベルトに隣接して配置された濃度計５４は、現像されたテストパッチに比例する電気信号を発生する。これらの信号は制御装置へ送られ、印刷装置の処理ステーションを調整するため適当に処理される。濃度計５４は赤外線濃度計であることが好ましい。赤外線濃度計は１５Ｖ（ＤＣ）で約５０ｍＡの電力が供給される。赤外線濃度計の表面は光導電性ベルト１０の表面から約７ｍｍの所にある。濃度計５４は、９４０ｎｍのピーク出力波長と６０ｎｍの１／２パワー帯域を有する半導体発光ダイオードを含んでいる。パワー出力は約４５ｍＷである。フォトダイオードは現像されたテストパッチから反射された光線を受け取って、測定した光線入力を電気出力信号へ変換する。赤外線濃度計は、そのほかに、信号比を計算する基準レベルを得るため、裸の光導電性表面（すなわち、現像されたトナー粒子のない表面）から反射された光線を定期的に測定するのに用いられる。濃度計５４は、現像されたテストパッチの連続調部分とエッジ部分の濃度を測定して、信号をＣＰＵ３７へ送る。ＣＰＵ３７は、濃度計とスキャナからの信号に応答して、トナー粒子の小出しを制御する。図３と図４は、代表的な測定値を示す。すべての現像電圧が一定であるとき、ＤＭＡ（一定面積のベタ領域の現像剤濃度）に対する唯一の重要な雑音は、ＴＣ／Tribo（摩擦帯電電圧に対するトナークラウド） であることが判明した。従って、ＤＭＡのどんな変化もＴＣによって引き起こされるはずである。本発明の特徴は、不足現像べた領域（ＤＭＡと相関関係がある）を試験して、ＴＣ／Triboが理想値から変化したかどうかを決定することである。濃度計は、テストパッチの不足現像べた領域の濃度を測定し、また現像ニップ内のトナーの弾道特性によって引き起こされるテストパッチのエッジ部分の増強を測定する。不足現像べた領域部分とエッジ部分の増強の濃度差は、現像装置の現像性能(developability)、つまりテストパッチが達したＴＣである。図３において、エッジ部分の増強はスパイクのように見える。図４は、不足現像べた領域対ＴＣおよび増強スパイク対ＴＣを示す。
【００１５】
図１ヘ戻って説明を続けると、静電潜像が現像された後、ベルト１０上のトナー粉末像は転写ステーションＤへ進む。コピー用紙６６は給紙装置６０によって転写ステーションＤへ運ばれる。給紙装置６０はスタック６４の一番上の用紙と接触する送出ロール６２を備えていることが好ましい。送出ロール６２は回転して、スタック６４から一番上の用紙を垂直搬送装置５６に送り込む。垂直搬送装置５６は、光導電性表面上に形成されたトナー粉末像が調時された順序で転写ステーションＤにおいて進行中の用紙６６と接触して、光導電性ベルト１０から画像を受け取るように、用紙６６を整合搬送装置に通してから転写ステーションＤに送り込む。転写ステーションＤは用紙６６の裏面にイオンを散布するコロナ発生装置５８を備えている。これにより、トナー粉末像は光導電性表面１２から用紙６６へ引き付けられる。転写後、用紙６６はそのまま定着ステーションＥへ移動する。
【００１６】
定着ステーションＥは、転写されたトナー粉末像をシートに永久的に固着させる定着装置７１を備えている。定着装置５４は、加熱された定着ローラ７０と加圧ローラ７２から成り、定着ローラ７２に用紙上の粉末像が接触するものが好ましい。用紙が定着装置７１を通過すると、トナー粉末像は用紙へ永久的に固着される、すなわち定着される。定着装置７１を通過後、用紙は出力部７４を通って直接出力トレー７６へ進む。ベルト１０の光導電性表面１２からコピー用紙が分離された後、光導電性表面に付着している残留トナー／現像剤と紙繊維は清掃ステーションＦにおいて光導電性表面から除去される。
【００１７】
清掃ステーションＦは、紙繊維を乱して除去するため光導電性表面１２に接触して回転するように取り付けられた繊維ブラシ７８と、転写されなかったトナー粒子を除去する清掃ブレードを備えている。清掃ブレードは用途によってワイパーまたはドクターのいずれかの形状に作ることができる。清掃後、次の連続する像形成サイクルの帯電動作に先だって、放電ランプ（図示せず）が光導電性表面１２を投光照明し、表面に残っているすべての残留静電荷を消去する。
【００１８】
印刷装置のさまざまな機能はＣＰＵ３７によって調節される。ＣＰＵ３７すなわちコントローラは、プログラム可能なマイクロプロセッサであることが好ましく、トナーの小出しを含む、前に説明したすべての機能を制御する。コントローラは、コピー用紙の比較カウント、再循環させる原稿の数、オペレータが選択したコピー用紙の数、時間遅れ、ジャム修正、等を提供する。これまで説明した諸装置のすべての制御は、オペレータが選択した印刷装置のコンソールからの通常の制御スイッチ入力によって行うことができる。通常のシート通路センサすなわちスイッチを使用して、原稿およびコピー用紙の位置情報を絶えず得ることができる。
【００１９】
次に、図２に、現像装置３４をより詳細に示す。詳しく述べると、トナーが第２ロール（たとえば、磁気ブラシロール）からドナーロールにロードされるハイブリッド現像装置を示す。トナーは、以下に説明するハイブリッドジャンピング現像（ＨＪＤ）装置を使用して、ドナーロールから感光体の上に現像される。図示のように、現像装置３４のハウジング４２は、内部に現像剤を格納する室を形成している。ハウジング４２の室の中に、ドナーロール３６と磁気ロール３８が取り付けられている。ドナーロール３６は感光体１０の移動方向に対し逆方向または順方向のいずれにも回転させることができる。
【００２０】
図２において、ドナーロール３６が矢印の方向すなわち逆方向に回転するように示してある。同様に、磁気ロール３８はドナーロール３６の回転方向に対し逆または順方向のいずれにも回転させることができる。図２において、磁気ロール３８が矢印の方向すなわち順方向に回転するように示してある。
【００２１】
ドナーロール３６は、金属材料から作られた導電性コアを半導体被膜たとえばフェノール樹脂で被膜したものが好ましい。磁気ロール３８はドナーロール３６上にほぼ一定の電荷をもつ一定量のトナーを計量する。これにより、ドナーロールは本発明によって維持されるほぼ一定の電荷をもつ一定量のトナーを確実に現像ギャップへ供給する。
【００２２】
磁気ロール３８とドナーロール３６の間にトナー粒子を磁気ロール３８からドナーロール３６へ引き付ける静電界が生じるように、ＤＣバイアス電源１１４は磁気ロール３８に約１００Ｖを印加し、磁気ロール３８とドナーロール３６の間に静電界を生じさせる。磁気ロール３８の上の現像剤の圧縮堆積高さを要求レベルに維持するために、計量ブレード（図示せず）が磁気ロール３８に隣接して配置されている。磁気ロール３８はアルミニウムから作られた磁性管状部材を有し、その外周面は粗面である。管状部材の中に、細長い磁石が部材から間隔をおいて配置されている。磁石は固定されている。管状部材は矢印の方向に回転し、付着した現像剤をドナーロール３６と磁気ロール３８によって形成されたニップに送り込む。
【００２３】
図５は、ゼログラフィ式プリンタの典型的な実施例において磁気ロール３８およびドナーロール３６上の相対的バイアスを示すグラフである。この実施例については特許請求の範囲に記載した発明を参照して詳しく説明するが、ここに記載した基本的な原理が適用可能などんな印刷装置の設計にも当てはまることはもちろんである。この実施例においては、通常動作の場合、ドナーロール３６上のＤＣバイアスＶdonorは−２２０Ｖ（ＤＣ）である。このドナーロール３６上のＤＣバイアスの上に、２２５０Ｖの振幅（最大値から最小値まで）ＶjumpをもつＡＣ方形波が乗っている。明かに、ドナーロール３６上の全バイアスの一部分は、図示のように、正の極性に入るであろう。実施例での方形波の典型的な周波数は約３．２５ｋＨｚである。磁気ロール３８は、通常の状態の下で、Ｖmagとして示した−１１３Ｖ（ＤＣ）でバイアスされる。
【００２４】
図２に示した現像装置の独特な設計において、アーク放電が起きる危険の高い場所はドナーロール３６と感光体１０の表面間のギャップである。明かに、ドナーロール上のバイアスＶdonorとＶjumpは、特定の時間に危険なアーク放電が起きる状態がギャップ内に存在するかどうかに直接に影響を与えるであろう。濃度計５４の機能は、他のパラメータの中でＶdonorとＶjumpを制御する制御装置に影響を与え、印刷装置の動作中に、全体的な印字品質を最適化するように設計された一般的な制御装置をアーク放電状態にすることがある。
【００２５】
考えられるアーク放電状態がギャップ内に存在するかどうかを決定するため、画像のべた領域（すなわち印刷された小領域）の電界強度Ｅsolidと、背景部分（現像されない、または白の小領域）電界強度Ｅbkgとの両方に関して、関係方程式は次の通りである。
Ｅsolid ＝［（Ｖjump／２＋Ｖdonor）−Ｖimg］／ギャップ
Ｅbkg  ＝［（Ｖjump／２−Ｖdonor）＋Ｖddp］／ギャップ
ここで、Ｖjumpは、ドナーロール３６上のＡＣ電位の振幅（最大値から最小値まで）である。Ｖdonorはドナーロール３６上のＤＣバイアスである。Ｖgridは、感光体１０に初期電荷を置くコロトロン２０上の電位である。ギャップは、ドナーロール３６と感光体１０間のギャップの幅である。Ｖimgはトナーで現像するつもりの感光体上の小領域（すなわち、べた領域）上の局部電位である。そしてＶddp（ｄｄｐはdark decay potential の略で、暗減衰電位を表す。）は、印刷された画像内の白のままにするつもりの感光体上の小領域（すなわち背景領域）上の局部電位である。Ｖddp は、Ｖddp ＝Ｖgrid＋６０（特定のプリンタ設計の実際の電圧測定から決められる定数）として合理的に推定できる。Ｖimgは、同様に、特定のプリンタ設計のオフラインテストから合理的に推定できる。図５に上記パラメータの一部のグラフ表現が見られる。
【００２６】
上式において、さまざまな変数の中でVjump、Vdonor、およびVgridだけは印刷装置の動作中に容易に調整できるが、他の変数は印刷札装置の動作中ほぼ一定であることが認められる。したがって、アーク放電状態を避けるため、アーク放電状態を越えないように、ＥsolidとＥbkgの値を抑制しなければならない。それらの値を抑制する唯一の実際的な方法は、印刷装置が動作している間、Vjump、Vdonor、およびVgridのうち少なくとも１つを監視し、制御することである。
【００２７】
特定の状況においてアーク放電状態が存在するかどうかに影響を及ぼすもう１つの重要なパラメータは、周囲空気圧である。周囲空気圧は、一般に海面に対する特定の印刷装置の標高と関係がある。繰返すと、一般に、特定の印刷装置の標高が高ければ高いほど、アーク放電状態の可能性は高くなる。それゆえ、本発明の特徴の１つに従って、制御装置を使用可能にする入力パラメータ、すなわち特定の印刷装置の標高を表す数字を入力することができる。この数字を制御装置に入力する多数の方法がある。１つの選択は、気圧計すなわち高度計を装置自体の一部として備えることであるが、この方法は費用がかさむであろう。より簡単な方法は、印刷装置を設置する時、サービス要員に標高に関する数字を入力させることである。この数字の性質はシステムの精巧さによって決まる。サービス要員は、多かれ少なかれ設置場所の正確な標高を入力できるであろう。すなわち制御パネルを通じて標高が或るしきい値レベル（たとえば、４０００フィート）以上であることを“yes”または“no”の指示によってより簡単に入力できるであろう。
【００２８】
図６は、本発明に係るゼログラフィ式プリンタの制御装置のアーク放電制御機能を示すフローチャートである。図６に示したものは、印字品質を維持する一般的な制御方法の一部に過ぎないことを理解されたい。そのようなものとして、図６に示したアーク放電回避の諸ステップは、一般的な制御方法（図示せず）の上に乗って、要求された全体的な印字品質を達成するとみなすことができる。たとえば、感光体１０上の現像された画像を監視している濃度計から読み取ることによって決定される最適な印字品質の要求された１つの状態だけを有する制御装置は、さまざまな時点に、異なる構成要素たとえばドナーロール３６またはコロトロン２０に特定のバイアスを印加することを要求するであろう。一般的な制御装置の動作中に、印字品質のため、いろいろな構成要素上に一定のバイアスを要求することがあり、それらの新しいバイアスが誤って現像ギャップＧ内にアーク放電状態をもたらすことがある。アーク放電が起きる可能性のある状態を検出し、それらのアーク放電状態を避けるように一般的な制御装置の機能を変更することが、本発明の総合的機能、より詳細には図６に示した諸ステップである。
【００２９】
図６について詳しく説明すると、最初の或る時点、たとえば印刷装置を設置する時に、ステップ２００に示すように、制御装置に高度を入力する。繰返すと、この高度は印刷装置に付属する計器によって決定してもよいし、サービス要員が入力してもよい。次のステップ２０２において、この高度に基づいてアーク放電電位を計算する。言い替えると、標高とパッシェン絶縁破壊電圧との間に、知られた経験的関係がある。この経験的関係は、ルックアップテーブル（印刷装置自体に容易に組み入れることができる）によって正確に又は概略的に要約できる。本発明の一実施例においては、この経験的関係を記述する関数は、海面レベルから４０００フィートまでの任意の高度については一定の１５５Ｖ／ｍｉｌ（ここで１ｍｉｌは２５．４マイクロメートル）のギャップ幅で設定され、４０００フィートにおける１５５Ｖ／ｍｉｌから１０，０００フィートにおける１２０Ｖ／ｍｉｌまで、直線的に傾斜している。このやり方で、特定の高度に関するアーク放電状態を参照することができる。計算した絶縁破壊電圧とギャップＧ内の電位がどれくらいまで接近することを許すかは設計上の選択の問題である。たとえば、絶縁破壊電圧が１５５Ｖ／ｍｉｌであると決定されれば、１００Ｖ／ｍｉｌで警告を出す危険回避装置を考えることができるであろう。他方、状況によっては、１４５Ｖ／ｍｉｌは許容できるほどアーク放電状態から遠いとみなされるであろう。いろいろなしきい値決定装置が思い浮かぶであろう。
【００３０】
高度に依存するアーク放電状態を決定した後、印刷装置が動作している間（印字品質を最適化する一般的な制御装置が動作している間を意味する）、現像ギャップGの電界強度を監視する（ステップ２０４）。本発明に従って、合理的に定期的に、たとえばすべての新しいジョブの開始時に、あるいは所定の数のプリントのインターバルの後に、制御装置によって目下要求されているＶjumpとＶdonorの値を上式に入力して、べた領域と背景領域についてギャップ内の電界強度の現在値、ＥsolidとＥbkgを計算する（ステップ２０６）。次にＥsolidとＥbkgのそれらの現在値の決定結果と高度依存絶縁破壊電圧とを比較して、危険なアーク放電状態に近づきつつあるかどうを決定する（ステップ２１０）。もしアーク放電状態に近づいていなければ、制御装置は、短に次のインターバルたとえば一定数のプリントの次のカウントにわたる次のジョブを待ったあと、再びＶjumpとＶdonorを監視する（ステップ２１２）。
【００３１】
しかし、もしＥsolidとＥbkgのどちらかの現在値がアーク放電状態になるであろう絶縁破壊電圧に近い所定しきい値レベルに接近すれば、詳細には一般的な制御装置で抑制することによって、それともデューティサイクルを動的に調整することによって、制御装置をオーバーライドし、この危険な状態を回避するため、図６に示したシステムが呼び出される。
【００３２】
特定の実施例においては、感光体の表面の電位は―５５０Vと−２５Vの間で変化するので、感光体の電位に応じて、現像電圧（ＡＣとＤＣ）は正と負の両方のピークによって制限される。ドナーロールと感光体の表面との間の電界は次のように計算される。
ドナーロール上の最大負電圧Ｖtotalnegative＝［−Ｖdac*（negative duty cycle）＋Ｖdb−Ｖdm］
ドナーロール上の最大正電圧Ｖtotalpositive＝［−Ｖdac*（１−negative duty cycle）＋Ｖdb−Ｖdm］
ここで、ＲＯＳによって照射された感光体上の電圧＝Ｖimage、ＲＯＳによって照射されない感光体上の電圧＝Ｖddp、負現像電界Ｅ−＝Ｖtotalnegative−Ｖimage、そして正現像電界Ｅ+＝Ｖtotalpositive＋Ｖddp、である。
【００３３】
負現像電界によって生じる空気絶縁破壊は、正現像電界によって生じる空気絶縁破壊より高い電圧で起きる。これは、感光体上のトナーの表面電荷が原因である。本発明は、感光体の表面上の正の空気絶縁破壊限界と負の空気絶縁破壊限界の間の現像波形の中心を使用している。たとえば、処理制御装置がより負のＶdbを要求すれば、Ｅ−は増大するが、Ｅ＋は減少する。しかし、波形の負のデューティサイクルを調節することによって、Ｅ＋とＥ−の変化は一定に保たれる。同じことがＶdm、Ｖimage、およびＶddpの変化についても言えるであろう。
【００３４】
図７は、５０％デューティサイクルの典型的なＨＪＤ方式を示す。１０ミルのギャップにおけるパッシェン絶縁破壊限界は１７６Ｖ／ｍｉｌである。べた領域へのアーク放電について許容範囲が増したので、絶縁破壊限界は１８７Ｖ／ｍｉｌである。もし低い面積被覆または低いＴＣによって生じた低い濃度が原因で、ジャンピング電圧が増大すれば、あるいは、もしより高い高度すなわち低い気圧が原因で、パッシェン絶縁破壊限界が低くなれば、印刷装置はプリントの背景へアーク放電するであろう。しかし、もし４８．２％の負のデューティサイクルを使用すれば、波形は背景領域とべた領域のアーク放電限界のほぼ中央にくる。全べた領域質量は少し増加する。そしてパッシェン絶縁破壊が起きる前に、１００Ｖp−ｐのＶjumpの許容範囲がシステムに組み込まれる。（図について次のことを心に留めるべきである。最初に、Ｙ軸は電圧でなく、電界にすべきである。第２に、４８．２％ＤＣは、負のデューティサイクルであるが、ここでは正のデューティサイクルとして示してある。第３に、底の線（パッシェン限界）は背景限界でなく、べた領域限界である。）
【００３５】
デューティサイクルを調整すること（ステップ２１４）。もちろん、望ましい印字品質を維持しながらアーク放電状態を避けることは、最適の印字品質を得る制御装置の全体的特質に大きく依存しており、それらのパラメータのどれかが最も容易に抑制される。デューティサイクルをどのくらい変更することができるかに関係無く、もし印字品質が影響を受けることが明かであれば、印刷装置を停止させ、エラーメッセージをたとえばユーザインタフェースおよび／またはインタネットを通じて、ユーザ（たとえば、サービス要員）へ送信するシステムを提供することは望ましいであろう。
【００３６】
図２に戻って、ドナーロール３６より下流に、その近くに、エッジ増強スキャベンジ装置２００（ＥＥＳ装置と略す）が配置されている。ＥＥＳ装置２００はＡＣ電圧とＤＣ電圧でバイアスされている。ＡＣ電圧とＤＣ電圧はドナーロール３６に加える電圧と同じである。ＥＳＳ装置は、ＥＳＳ装置と感光部材の間に１０〜１５ｍｉｌのギャップをもつように配置されている。ＥＳＳ装置は、ドナーロール３６と実質上同じ長さを有し、２５〜１００ｍｍの半径または幅を有する導電性ロールまたはバーであることが好ましい。
【００３７】
発明者は、毎分１３０コピーを印刷する能力をもつ印刷装置が黒いべた領域を作るためにより高い現像電位を必要とすることを発見した。単一ドナーロールを有する現像ユニットは、もし現像ロールが光導電性部材に比べて非常に速く回転すれば（ドナーロール対光導電性部材の速度比は１．６以上）、高速印刷装置で黒べた領域を現像することができる。ドナーロールの回転が速ければ速いほど、より多くのトナーが現像されるので、エッジの増強とそれに伴う浸食(erosion)は悪くなる。このエッジの増強に関する問題を解決するために、現像ユニット内に２個のドナーロールを使用することがしばしば行われてきた。しかし、発明者は、ＥＳＳ装置を使用すれば、２個のドナーロールは必要ないことを発見した。ＥＳＳ装置は、追加ドナーロールのわずかな費用で、エッジの増強と浸食の問題を起こさずに、単一ドナーロールがより速く回転することを可能にする。ＥＳＳ装置は動く必要がないので、動作の質の問題すなわち一様性の問題はない。発明者は、更に、ＥＳＳ装置が画像の端から端までトナーを等しくスキャベンジ（掃去）するので、現像ハウジングに関連付けられた一様性とバンディング(banding：周期的に縞模様が生じること)が改善されることを発見した。図４に示すように、ＥＳＳ装置上の電圧の振幅は、トナーがどのくらいジャンピングするかを決定する。もし電圧が高過ぎれば、画像の反対側のエッジを除いて、浸食と増強は戻るであろう。現像ハウジング内で使用するドナーロールの速度に合わせて、ＥＳＳ装置の電圧を調整することができる。
【００３８】
１３０／ｐｐｍの印刷装置速度で、４００ｒｐｍのドナーロール速度で、ＥＳＳ装置を使用しない場合、ＬＥ（前エッジ）の増強とＴＥ（後エッジ）の浸食は激しかった。ドナーロールと同じ電圧（２．４ｋＶ、２５０ＶdonorＤＣ、６５Ｖdm、３．２５ｋＨｚ、１１．５ｍｉｌギャップ）で、固定のＥＳＳ装置を使用した場合、増強、浸食、およびマクロの一様性とバンディングは減少した。ギャップおよび電圧を調整することにより、浸食と増強は無くなった。以上から、本発明に従って、前に述べた目標と利点を完全に満たすハイブリッドジャンピング現像装置が得られたことは明かである。以上、本発明をその特定の実施例について説明したが、この分野の専門家が多くの代替物、修正物、および均等物を思い浮かべるであろうことは明かである。したがって、発明は、特許請求の範囲の精神と広義の範囲に入るすべての代替物、修正物、および均等物を包含しているものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナーメンテナンス装置を使用している典型的な電子写真式印刷装置の略正面図である。
【図２】本発明を使用している現像装置の略正面図である。
【図３】スパイクとして現れるエッジ部分の増強を示すグラフである。
【図４】不足現像べた領域対ＴＣと増強スパイク対ＴＣとを示すグラフである。
【図５】ゼログラフィ式プリンタの典型的な実施例において磁気ロール３８とドナーロール３６上の相対的バイアスを示すグラフである。
【図６】本発明に係るゼログラフィ式プリンタの制御装置のアーク放電制御機能を示すフローチャートである。
【図７】５０％デューティサイクルの典型的なハイブリッドジャンピング現像方式を示す図である。
【符号の説明】
Ａ  帯電部
Ｂ  露光部
Ｃ  現像部
Ｄ  転写部
Ｅ  定着部
Ｆ  清掃部
１０  光導電性ベルト
１２  ベルト移動方向
１４  剥離ローラ
１６、１７  テンションローラ
１８  駆動ローラ
２０  コロナ発生装置
２４  モータ
２６  透明プラテン
２７  原稿取扱い装置
２８  ＲＩＳ
３４  現像装置
３５  ＲＯＳ
３６  ドナーロール
３７  ＣＰＵ
３８  磁気ブラシロール
４０  トナー小出し装置
４２  現像ハウジング
５４  濃度計
５６  垂直搬送装置
５８  コロナ発生装置
６０  給紙装置
６２  送出ロール
６４  用紙スタック
６６  印刷用紙
７０  定着ローラ
７１  定着装置
７２  加圧ローラ
７４  出力口
７６  出力トレー
７８  繊維ブラシ
１１４  ＤＣバイアス源
２００  エッジ増強スキャベンジ装置（ＥＳＳ装置）
【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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【図７】
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