JP2003202746A

JP2003202746A - 光学的トナー濃度センサ

Info

Publication number: JP2003202746A
Application number: JP2002353269A
Authority: JP
Inventors: Eric M Gross; エムグロスエリック; Scott M Silence; エムサイレンススコット; Ralph A Shoemaker; エイシューメーカーラルフ; Douglas A Kreckel; エイクレッケルダグラス; Jean A Maksymiak; エイマクシミークジーン; Raymond L Mongeon; エルモンジェオンレイモンド; Joseph A Mastrandrea; エイマストランドレアジョセフ; R Enrique Viturro; エンリクヴィターロアール
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2003-07-18
Also published as: US6606463B2; US20030113126A1

Abstract

(57)【要約】【課題】トナー濃度は、高価であまり正確ではないト
ナー濃度（ＴＣ）センサによって測定され、信号雑音比
の劣る間接的な測定技術に頼っている。【解決手段】トナー維持管理システムは、トナー材料
を含む現像剤を保管するためのサンプ（４４）と、サン
プから現像剤を移送するための部材（４６）と、サンプ
における、現像剤を透視する視界窓（２１０）と、視界
窓及び現像剤で反射する光を測定するための光学センサ
装置（２００）と、サンプにおけるトナー濃度を表示す
る信号を生成するための手段（コントローラ）を含む。
センサは、透明視界窓の表面に隣接して配置され、透明
視界窓及び現像剤で反射された光に応じて、比例的電気
的信号を生成してトナー濃度の量が計算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、印刷機
に関し、より詳細には、電子写真式印刷機の現像システ
ムにおけるトナー濃度を制御するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な電子写真印刷プロセスにおい
て、光導電性部材は、その表面を感光性にするため、ほ
ぼ均一な電位に帯電される。光導電性部材の帯電部分
は、複製されようとしているオリジナルの文書の光画像
に露光される。帯電された光導電性部材の露光は、選択
的に、照射区域における電荷を放散する。これにより、
オリジナルの文書内に含まれる情報区域に応じて、静電
潜像が光導電性部材上に記録される。静電潜像が光導電
性部材上に記録された後、この静電潜像は、現像剤を接
触させることによって現像される。一般的に、現像剤
は、摩擦電気的にキャリア粒子に付着しているトナー微
粒子を含む。トナー粒子は、キャリア粒子から潜像に吸
引され、光導電性部材上にトナー粉末画像を形成する。
トナー粉末画像は次に、光導電性部材から複写用紙に転
写される。トナー微粒子は、粉末画像を永久に複写用紙
に付着させるために加熱される。各々の転写プロセスの
後、光導電体上に残っているトナーは、清掃装置によっ
て清掃される。

【０００３】

【特許文献１】米国特許第３，８７３，００２号明細書

【特許文献２】米国特許第４，３１８，６１０号明細書

【特許文献３】米国特許第４，３２６，６４６号明細書

【特許文献４】米国特許第４，３４８，０９９号明細書

【特許文献５】米国特許第４，９５６，６６９号明細書

【特許文献６】米国特許第５，０８１，４９１号明細書

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の形式の機械にお
いて、現像剤の摩擦帯電特性（トリボ）を究極的に制御
するために、トナー微粒子を現像剤へ追加するのを調節
することが望ましい。しかしながら、現像剤の摩擦電気
特性を制御することは、一般的に、現像剤内のトナー濃
度の関数であると考えられる。したがって、実用的な目
的のために、前述の形式の機械では、通常、現像剤にお
けるトナー濃度の制御を試みている。

【０００５】トナーの摩擦帯電特性は、現像及び転写に
おいて非常に重要なパラメータである。一定の摩擦帯電
特性が、理想的な場合である。残念ながら、これは時間
と環境の変化に伴って変化する。摩擦帯電特性は、２成
分現像剤システムにおいて、トナー濃度（ＴＣ）とほぼ
反比例しているため、摩擦帯電特性の変化は、トナー濃
度の制御によって補償することができる。

【０００６】トナー濃度は従来、トナー濃度（ＴＣ）セ
ンサによって測定されている。ＴＣセンサの問題は、そ
れが高価で、あまり正確ではなく、信号対雑音比の劣る
間接的な測定技術に頼ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、電子写
真式現像剤ユニットのためのトナー維持管理システムが
提供され、このトナー維持管理システムは、トナー材料
を含むある量の現像剤を保管するためのサンプと、前記
サンプから現像剤を移送するための部材と、前記サンプ
における、現像剤を透視するすなわち現像剤と連通する
視界窓と、前記視界窓及び現像剤で反射する光を測定す
るための光学センサ装置と、前記サンプにおけるトナー
濃度を表示する信号を生成するための手段とを含むこと
を特徴とする。また、本発明によれば、トナー維持管理
装置を有し、受光部材上にトナー画像が現像されるよう
になった電子写真式印刷機が提供され、この電子写真式
印刷機は、トナー材料を含むある量の現像剤を保管する
ためのサンプと、前記サンプから現像剤を移送するため
の部材と、前記サンプにおける、現像剤と連通（すなわ
ち現像剤を透視）する視界窓と、前記視界窓及び現像剤
で反射する光を測定するための光学センサ装置、及び、
前記サンプにおけるトナー濃度を表示する信号を生成す
るための装置とを含むことを特徴とする。更に、本発明
によれば、トナーとキャリアからなるサンプルのトナー
濃度を測定するための装置が提供され、このトナー濃度
測定装置は、サンプルと連通（すなわちサンプルを透
視）する視界窓と、前記視界窓及び現像剤で反射する光
を測定するための光学センサ装置、及び、前記サンプに
おけるトナー濃度を表示する信号を生成するための手段
とを含むことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、その好ましい実施形態
に関連して説明されるが、本発明はその実施形態に制限
されるものではないことが明らかである。反対に、特許
請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内
に含まれる、すべての選択肢、修正及び均等物を含むこ
とが意図されている。本発明の特徴を一般的に理解する
ために、図面が参照される。図面において、同一の要素
を表すために、同じ参照数字が全体にわたって使用され
ている。図１は、本発明の特徴を組み込む電子写真式印
刷機を図式的に示す。本発明のトナーコントローラは、
広範囲の装置に用いることができ、ここに示される特定
の実施形態への適用に特別に制限されるものではないこ
とが、次の説明から明らかになるであろう。

【０００９】図１を参照すると、原稿す文書なわちオリ
ジナルの文書が、ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）２８上
の文書ハンドラ２７に配置される。ＲＩＳは、文書照明
ランプ、光学系、機械的走査駆動系、及び、電荷結合素
子（ＣＣＤ）アレイを含む。ＲＩＳは、全体のオリジナ
ルの文書を取り込み、それを一連のラスタ走査線に変換
する。この情報は、下記のラスタ出力スキャナ（ＲＯ
Ｓ）を制御する電子サブシステム（ＥＳＳ）に送信され
る。

【００１０】図１は、光導電性ベルト１０を用いる電子
写真式印刷機を、図式的に示す。光導電性ベルト１０
は、接地層、言い換えると、カール阻止用裏当て層に被
覆された光導電性材料から作られることが好ましい。ベ
ルト１０は矢印１３の方向に移動し、その移動通路の周
りに配設された種々の処理部を順次通って、連続する部
分を進む。ベルト１０は、剥離ローラ１４、緊張ローラ
１６、及び、駆動ローラ２０の周りを移動する。ローラ
２０が回転するにつれて、ベルト１０は矢印１３の方向
に進む。

【００１１】最初、光導電性面の一部は帯電部Ａを通過
する。帯電部Ａにおいて、一般的に参照数字２２によっ
て示されるコロナ生成装置が、光導電性ベルト１０を、
比較的高い、ほぼ均一の電位に帯電する。

【００１２】露光部Ｂにおいて、コントローラ２９とし
ての電子サブシステム（以下、ＥＳＳ）２９が、所望の
出力画像を表す画像信号を受信し、これらの信号を処理
して画像の連続階調表現或いはグレースケール表現の信
号に変換し、この信号は、例えば、ラスタ出力スキャナ
（ＲＯＳ）３０等の変調出力光発生器に送られる。ＥＳ
Ｓは、内蔵型の専用ミニコンピュータであることが好ま
しい。ＥＳＳ２９に送信される画像信号は、上述のよう
にＲＩＳから生じることもできるし、コンピュータから
生じることもできるため、電子写真式印刷機は、１つ又
はそれ以上のコンピュータのための、離れて配置された
プリンタとして働くことを可能にする。或いは、プリン
タは、高速コンピュータのための専用プリンタとして働
くものとすることができる。印刷機によって複製される
ことが所望される連続階調画像に対応する、ＥＳＳ２９
からの信号は、ＲＯＳ３０に送信される。ＲＯＳ３０
は、回転する多角形のミラーブロックを持つレーザーを
含む。ＲＯＳは、１インチにつき約３００ピクセル又は
それ以上の解像度において、光導電性ベルト１０の帯電
された部分を照らす。ＲＯＳは光導電性ベルトを露光
し、ＥＳＳ２９から受信した連続階調画像に対応する、
静電潜像をその上に記録する。選択肢として、ＲＯＳ３
０は、ラスタ毎に、光導電性ベルト１０の帯電された部
分を照らすために配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）
の直線状アレイを用いることもできる。

【００１３】静電潜像が光導電性面１２上に記録された
後、ベルト１０は潜像を現像部Ｃに進め、そこで液状或
いは乾燥微粒子の形態であるトナーは、一般に知られて
いる技術を用いて、静電的に潜像に吸引される。潜像
は、キャリア粒子からトナー微粒子を吸引し、その上に
トナー粉末画像を形成する。連続する静電潜像が現像さ
れるにつれて、トナー微粒子は、現像剤において不足状
態となる。トナー微粒子補充器３９は、トナー微粒子
を、後述するトナー維持管理センサからの信号に基づ
き、現像剤ユニット３８の現像剤ハウジング４４に、コ
ントローラ２９の信号によって供給する。

【００１４】図１を続けて参照すると、静電潜像が現像
された後、ベルト１０上にあるトナー粉末画像は、転写
部Ｄに進む。印刷用紙４８は、用紙給紙装置５０によっ
て転写部Ｄに進む。用紙給紙装置５０は、スタック５４
の最上層の用紙と接触する給紙ロール５２を含むことが
好ましい。給紙ロール５２が回転して、最上層の用紙を
スタック５４から、垂直移送部５６に進める。垂直移送
部５６は、前進している支持材料の用紙４８を画像転写
部Ｄを通して、位置合わせ移送部５７に向け、受光体ベ
ルト１０上に形成されたトナー粉末画像が、転写部Ｄに
おいて前進している用紙４８と接触し、用紙４８がタイ
ミングを合わせて、画像を受光体ベルト１０から受ける
ようにする。転写部Ｄは、用紙４８の裏面にイオンを吹
き付けるコロナ生成装置５８を含む。これにより、トナ
ー粉末画像が光導電性面１２から用紙４８に吸引され
る。転写後、用紙４８は、該用紙４８を定着部Ｆに進め
るベルト移送部６２を経て、矢印６０の方向に移動を続
ける。

【００１５】定着部Ｆは、一般的に参照数字７０によっ
て示され、転写されたトナー粉末画像を永久に複写用紙
に付着させる定着器アセンブリを含む。定着器アセンブ
リ７０は、加熱された定着器ローラ７２と加圧ローラ７
４を含むことが好ましく、複写用紙上の粉末画像は定着
器ローラ７２と接触する。

【００１６】用紙は次に、画像が永久に用紙に固定すな
わち定着される定着器アセンブリ７０を通過する。定着
器アセンブリ７０を通過した後、ゲート８０が、用紙を
出口１６を介して仕上げ機又はスタッカに直接移動させ
るか、或いは、用紙を両面印刷用通路１００へ（その場
合、最初に単一の用紙変換器８２へ偏向させる）かのい
ずれかを行わせる。すなわち、用紙が片面印刷用紙であ
るか、或いは、第１側及び第２側の両方に画像が形成さ
れて仕上げられた両面用紙のいずれかである場合、用紙
はゲート８０を介して、出口１６に直接運ばれる。しか
しながら、用紙が両面印刷用で、その時点では第１側に
しか画像が印刷されていない場合、ゲート８０は、その
用紙を変換器８２及び両面ループ通路１００に偏向する
ように位置させられ、そこでその用紙は反転され、次
に、出口通路１６を通して出て行く前に、転写部Ｄを逆
に通って再循環するように加速ニップ１０２とベルト移
送部１１０に給紙され、その両面印刷用用紙の裏面に第
２側の画像を受け取り、永久定着のために定着器アセン
ブリ７０に送られる。

【００１７】印刷用紙がベルト１０の光導電性面１２か
ら分離された後、光導電性面１２に付着している残りの
トナー／現像剤及び紙の繊維状粒子は、清掃部Ｅにおい
てそこから取り除かれる。清掃部Ｅは、回転可能に取り
付けられた、光導電性面１２と接触して紙の繊維を乱
し、取り除く繊維状ブラシと、転写されなかったトナー
微粒子を取り除く清掃ブレードとを含む。ブレードは、
適用例に応じて、ワイパー位置或いはドクター位置のい
ずれかに設けることができる。清掃に続いて、次の連続
する画像サイクルのために、光導電性面１２に帯電する
前に、放電ランプ（図示せず）が光によって光導電性面
１２を照射し、その上に残っている残留静電電荷を放散
させる。

【００１８】種々の機械機能が、コントローラ２９によ
って調節される。コントローラ２９は、トナー供給を含
む、上に述べられた全ての機械機能を制御する、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い。
コントローラは、複写用紙のカウント、再循環されてい
る文書の数、オペレータによって選択される複写用紙の
数、時間遅延、紙詰まりの修正などについての比較を与
える。これまでに説明されたすべての例示的なシステム
の制御は、従来の、オペレータによって選択される、印
刷機械コンソールからの制御スイッチによって達成する
ことができる。従来の用紙通路センサ及びスイッチは、
文書及び複写用紙の位置を把握するために利用すること
ができる。前述の説明は、そこに本発明の特徴を組み込
む、電子写真式印刷機の一般的な作動を示すための本適
用例の目的にとって十分であると信じる。

【００１９】次に図２及び３を参照すると、現像システ
ム３８がより詳細に示されている。より詳細には、トナ
ーが第２ロール（すなわち、磁気ブラシロール）からド
ナーロール上に移されるようになったハイブリッド現像
システムが示される。トナーは、ワイヤ式スカベンジレ
ス現像、埋め込みワイヤ式スカベンジレス現像、ＡＣジ
ャンピング現像、ＤＣジャンピング現像及び接触現像を
含む多数の現像技術の１つを用いてドナーロールから受
光体上に移される。図に示されるように、現像システム
３８は、現像剤を保管するためのチャンバを定めるハウ
ジング４４を含む。ドナーローラ４０と電極ワイヤ４２
と磁気ローラ４６とが、ハウジング４４のチャンバに取
り付けられる。ドナーローラ４０は、受光体１０の運動
方向に対して「同じ」方向でも或いは「反対」方向にで
も回転させることができる。

【００２０】図２において、矢印６８の方向、すなわち
「反対」方向に回転しているドナーローラ４０が示され
る。磁気ローラ４６はドナーローラ４０の運動の方向に
対して「同じ」或いは「反対」のいずれかの方向に回転
させることができる。図２において、矢印９２の方向、
すなわち「同じ」方向に回転している磁気ローラ４６が
示される。現像システム３８は、さらに、受光体ベルト
１０とドナーローラ４０との間の空間に配設される、電
極ワイヤ４２も含む。電極ワイヤの対は、ドナーローラ
の縦軸とほぼ平行の方向に延びるように示される。この
電極ワイヤ４２は、ドナーローラ４０から僅かに離れて
配設される、１つ又はそれ以上の細い（すなわち直径５
０μｍから１００μｍ）ワイヤ（例えば、ステンレス鋼
或いはタングステン製）から作られる。ワイヤとドナー
ローラとの間の距離は、約２５μｍ、すなわちドナーロ
ール上のトナー層の厚さである。ワイヤは、ドナーロー
ラ上のトナーの厚さだけドナーローラから離れている。
この目的のために、端部軸受ブロックの上部によって支
持されるワイヤの先端は、さらに、ドナーローラをも回
転自在に支持する。ワイヤの端は、ドナーローラ面の接
線より１０μｍから３０μｍだけ上方に、正確に位置さ
せられることになる。

【００２１】図２を続けて参照すると、交流バイアスが
ＡＣ電源７８によって電極ワイヤに印加されている。印
加されたＡＣバイアスは、ワイヤとドナーローラとの間
に、ドナーローラの表面からトナーを引き離し、ワイヤ
の周りにトナークラウドを形成するのに有効な交流静電
界を確立する。トナークラウドの高さはベルト１０と実
質的に接触しないようにする。ＡＣ電圧の大きさは、約
３ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの範囲に及ぶ周波数において、２
００ボルトから最大５００ボルトのオーダーである。ほ
ぼ３００ボルトの直流電圧をドナーローラ４０に印加す
るＤＣバイアス電源８１は、引き離されたトナー微粒子
を、ワイヤを取り囲むクラウドから光導電性面上に記録
された潜像に吸引するために、ベルト１０の光導電性面
とドナーローラ４０との間に静電界を形成する。電極ワ
イヤとドナーローラとの間の、約１０μｍから約４０μ
ｍの範囲に及ぶ空間において、印加された２００ボルト
から５００ボルトの電圧は、空気の絶縁破壊の危険なし
で、比較的大きな静電界を生成する。電極ワイヤ又はド
ナードーラのいずれかに誘電性被覆を使用すると、印加
されたＡＣ電圧の漏電を防ぐことの助けとなる。

【００２２】磁気ローラ４６は、ほぼ一定の電荷を有す
る一定量のトナーを、ドナーローラ４０上に計量供給す
る。これにより、本発明によって維持されるほぼ一定の
電荷を有するトナーの一定量を、トナーローラにより現
像間隙に与えることを確実にする。

【００２３】磁気ローラ４６にほぼ１００ボルトを印加
するＤＣバイアス電源８４は、磁気ローラ４６とドナー
ローラ４０との間に静電界を確立し、ドナーローラ４０
と磁気ローラ４６との間に静電界が形成され、それによ
りトナー微粒子が磁気ローラからドナーローラへ吸引さ
れるようになる。

【００２４】光学センサ２００は、ハウジング４４と視
覚的に透視すなわち連通している透明な視界窓２１０に
隣接して配置される。視界窓は、現像剤がオーガの近く
でよく混合され、磁気ローラに補給される個所に配置す
ることが好ましく、それにより、ハウジングの全体を表
すトナー濃度を得ることができる。

【００２５】センサは、拡張トナー領域適用センサ（Ｅ
ＴＡＣＳ）型の赤外線濃度計（ＩＲＤ）に用いられる形
式であることが好ましい。センサは、透明視界窓２１０
の表面に隣接して配置される。透明視界窓２１０の上に
あるトナーが照明される。センサ２００は、透明視界窓
２１０及び透明視界窓２１０上のトナーで反射され、セ
ンサによって受けられた電磁エネルギーに応じて、比例
的電気的信号を生成する。この信号に応じて、トナー濃
度の量が計算される。

【００２６】センサ２００は、透明視界窓２１０上の現
像剤で反射する、鏡面反射及び拡散反射の電磁エネルギ
ー信号を検出する。センサ２００は、拡張トナー領域適
用センサ（ＥＴＡＣＳ）型の赤外線濃度計（ＩＲＤ）に
用いられる形式であることが好ましい。それは、米国特
許第４，９８９，９８５号、及び、同第５，５１９，４
９７号において説明されるような、基板に置かれた材料
の密度により反射される鏡面反射及び拡散反射の電磁エ
ネルギー信号の両方を検出し、分析することによって、
基板上に配置される材料密度を測定する、最適化された
色濃度計（ＯＣＤ）のようなものである。センサは、透
明視界窓２１０の表面に隣接して配置される。透明視界
窓２１０上のトナーは照明される。センサ２００は、透
明視界窓２１０及び透明視界窓２１０上の現像剤で反射
され、センサによって受けられた電磁エネルギーに応じ
て、比例的電気的信号を生成する。トナー濃度の量は、
この信号に応じてコントローラ２１５によって計算する
ことができる。

【００２７】１つの選択肢として、窓を、磁気ロールの
下でブラシが窓と密接に接触する位置に配置して、窓に
偶然に付着したトナーが連続的にブラシによって取り除
かれるようにすることができる。これにより、ハウジン
グ内の現像剤のＴＣ（トナー濃度）とは関係のない、窓
上のトナー層の反射に起因する信号バイアス（直流レベ
ル信号）を防ぐことができる。窓の表面上にトナーが堆
積することを防ぐために実施することができる更に別の
修正の一つは、インジウム酸化スズ（インジウムスズ酸
化物）のような、透明導電電極によって被覆された窓を
用いることである。この場合には、窓に対しては、（窓
にトナーによる現像を引き起こすことのある）磁気ブラ
シによって付着させられた過度の電荷を取り除くこと、
及び、さらに窓上におけるトナーの堆積を防ぐために、
窓にクリーニング電界を与えるなどにより、バイアスを
与えることの両方を行うことができる。

【００２８】本発明の作動において、拡散反射が測定さ
れ、その関数として信号がコントローラ２９によって生
成される。測定された拡散反射は、参照表のような手段
によってトナー微粒子とキャリア材料の濃度とに相互に
関連づけられる。コントローラ２９が、トナー微粒子を
「加える」ように供給信号を出力する結果として、それ
によりトナー補充器３９は、トナー微粒子を現像剤ユニ
ット３８の現像剤ハウジング４４に供給し、適切なトナ
ー濃度と現像剤ユニット内の摩擦帯電特性を維持する。

【００２９】本発明の手法の有効性を検証するために、
実験が実施された。選択されたセンサは、拡張トナー領
域適用センサ（ＥＴＡＣＳ）であった。このセンサは、
鏡面反射光と拡散反射光の両方を測定する反射赤外線濃
度計である。ＥＴＡＣＳは、ゼロックス５７７５／４８
５０系列のＴＡＣセンサで、ゼロックス部品番号（１３
０Ｋ４８２５２）の最適化された色濃度計（ＯＣＤ）で
ある。

【００３０】実験手順：あらかじめ、２．５％、４％及
び６．５％ｔｃ（トナー濃度）に混合された３つのマゼ
ンタ現像剤サンプルが、３つの別々の堆積物（ヒープ）
状に注がれた。硬質プラスチック材料の用紙が、マゼン
タの現像剤の各々の堆積物の上方に置かれた。透明窓が
現像剤ハウジングの底、或いは底の近くに設けられた場
合に見ることができる現像剤の視野をシミュレートする
ことが、その意図であった。ＥＴＡＣＳＬＥＤ強度が
（１．８ボルト）に設定され、ＥＴＡＣＳは、ＥＴＡＣ
Ｓとサンプル材料との間に一定距離を保つように、スペ
ーサブロック内に配置された。ＥＴＡＣは、２．５％、
４％、その後６．５％の現像剤堆積物の上に配置され、
拡散反射測定及び鏡面反射測定がなされた。鏡面信号に
は明らかな変化が見られなかったため、拡散信号のみが
記録された。ブラックの３．０％と４．６５％ｔｃの現
像剤サンプルについて、上記プロセスが繰り返された。
結果は、図３の点に示される。このグラフから、マゼン
タの感度は、およそ２００ｍｖ／１％ｔｃである。ブラ
ックの感度はおよそ５０ｍｖ／１％ｔｃである。ブラッ
クは、約４倍感度が低い。ブラックの傾斜は正ではな
く、これは、０に近い拡散反射特性を有するブラックの
トナーの追加は、単純にキャリアの拡散反射特性を減ら
すことを示唆している。

【００３１】出願人は、ブラックのトナーを使用すると
き、２０パーセントよりも大きく、５０パーセントであ
ることが好ましい、実質的に高い拡散反射特性を持つキ
ャリア（例えば着色された或いは「光沢のある」キャリ
ア）が、測定の信号対雑音比を大幅に改善することを見
出した。この手法では、ブラックのトナーに制限する必
要はない。他のトナーについても改善された耐性（検知
技術の最適化）が可能である。すなわち、拡散反射特性
検知技術における信号対雑音比は、マゼンタ、イエロ
ー、シアン或いは他の色素のトナーのキャリアを修正す
ることによっても改善することができる。例えば、着色
トナーの拡散反射特性と、キャリアの拡散反射特性との
間の差が実質的に（大幅に）高く、例えば５％より大き
く、好ましくは約３０％であると、結果として信号対雑
音比が改善される。米国特許第４，９８９，９８５号
は、８８０ナノメータ入射波長において選択されたトナ
ー材料の近似反射特性表を提示する。

【００３２】

【表１】

【００３３】熱硬化性ポリウレタンにマゼンタ色素を含
ませたキャリア被覆を用いて行う最初のリダクション。
色素は、ポリマーの架橋温度のそれよりかなり低い温度
における押し出しによって組み入れられるが、後続のキ
ャリア溶融プロセスは、架橋温度より十分に高い温度に
おいて実行される。このプロセスは、過去に、カーボン
のブラック色素が被覆に分散されている熱硬化性ウレタ
ンポリマーであるエンビロクロン（Ｅｎｖｉｒｏｃｒｏ
ｎ）によって、キャリアを被覆するために用いられてい
た。エンビロクロンをベースとするキャリア被覆の帯電
特性は、ポリメタクリル酸メチルで被覆されたキャリア
とほぼ等しいことが分かっているため、結果として得ら
れるキャリアは、摩擦電気的に機能することが期待され
る。摩擦電気と電気的特性が完全に同等であることは、
色強度の低い導電性の（酸化スズ或いは酸化亜鉛等の）
添加剤をポリマーにも組み入れることをおそらく含む、
付加的な設計作業を必要とする。キャリア被覆の安定性
（コア／コア凹凸上に留まる被覆ポリマー）は、機械的
に耐性のある熱硬化性ポリマーを使用することによって
最小化される。キャリアへのトナー入り込みも、拡散反
射特性を現像剤年齢の関数として変化させることになる
であろうが、機械が現像剤年齢を追跡する場合に安定で
あると思われ、補償するのに十分なほど予測可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】トナー維持管理システムを利用する、典型的な
電子写真印刷機の略正面図である。

【図２】本発明を利用する現像システムの略正面図であ
る。

【図３】トナー濃度を拡散光の関数（拡散信号出力）と
して示す、拡散光の出力データを示すグラフである。

【符号の説明】

１０光導電性ベルト２８ラスタ入力スキャナ２９コントローラ或いは電子サブシステム３０ラスタ出力スキャナ１２光導電性面３８現像剤ユニットＡ帯電部Ｂ露光部Ｃ現像部Ｄ転写部Ｅ清掃部Ｆ定着部２００光学センサ２１０透明視界窓４２ドナーローラ４１磁気ローラ４４電極ワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者スコットエムサイレンスアメリカ合衆国ニューヨーク州 14450 フェアポートネルソンストリート 42 (72)発明者ラルフエイシューメーカーアメリカ合衆国ニューヨーク州 14618 ロチェスターウィルモットロード 303 (72)発明者ダグラスエイクレッケルアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターイーストウッドサークル 732 (72)発明者ジーンエイマクシミークアメリカ合衆国ニューヨーク州 14550 フェアポートペリン 41 (72)発明者レイモンドエルモンジェオンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14626 ロチェスターアポロドライヴ 15 (72)発明者ジョセフエイマストランドレアアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターハーツヴィルレーン 288 (72)発明者アールエンリクヴィターロアメリカ合衆国ニューヨーク州 14618 ロチェスターコハセットドライヴ 30 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB06 BB09 CC19 EE02 GG02 GG10 HH01 KK01 PP04 2H077 AC04 AC12 AD06 AD32 AD36 DA10 DA42 DA63 DA68 DA92 DB01 EA01 EA20 GA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真式現像剤ユニットのためのトナ
ー維持管理システムであって、トナー材料を含むある量の現像剤を保管するためのサン
プと、前記サンプから現像剤を移送するための部材と、前記サンプにおける、現像剤と連通する視界窓と、前記視界窓及び現像剤で反射する光を測定するための光
学センサ装置と、前記サンプにおけるトナー濃度を表示する信号を生成す
るための手段とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】トナー維持管理装置を有し、受光部材上
にトナー画像が現像されるようになった電子写真式印刷
機であって、トナー材料を含むある量の現像剤を保管するためのサン
プと、前記サンプから現像剤を移送するための部材と、前記サンプにおける、現像剤と連通する視界窓と、前記視界窓及び現像剤で反射する光を測定するための光
学センサ装置、及び、前記サンプにおけるトナー濃度を
表示する信号を生成するための装置とを含むことを特徴
とする印刷機。
【請求項３】トナーとキャリアからなるサンプルのト
ナー濃度を測定するための装置であって、前記サンプルと連通する視界窓と、前記視界窓及び現像剤で反射する光を測定するための光
学センサ装置、及び、トナー濃度を表示する信号を生成
するための手段とを含むことを特徴とする装置。