JP3175777B2 - 電子写真式複写機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真式複写機に関
し、特に、トナーをキャリヤに被着させる現像剤の摩擦
電荷の測定に関する。
し、特に、トナーをキャリヤに被着させる現像剤の摩擦
電荷の測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第4,319,544 号には、光導電面
から至近間隔にある電極にデジタル的にバイアスするこ
とが開示されている。このバイアスの瞬間電位値を、光
導電面に固有の常在電荷の自然減衰に比例して時間にと
もなって変化させる。米国特許第4,643,561 号には、現
像ローラ上のトナーを帯電させるための帯電ローラを用
いる現像装置を有する複写機が記載されている。この帯
電ローラ及び現像ローラに電気的にバイアス掛けする。
帯電ローラにバイアス掛けする電流及び現像ローラにバ
イアス掛けする電流を合算し、光導電面に電位を示す信
号を発生させる。この信号を用い、複写機内の種々の処
理ステーションを制御する。
から至近間隔にある電極にデジタル的にバイアスするこ
とが開示されている。このバイアスの瞬間電位値を、光
導電面に固有の常在電荷の自然減衰に比例して時間にと
もなって変化させる。米国特許第4,643,561 号には、現
像ローラ上のトナーを帯電させるための帯電ローラを用
いる現像装置を有する複写機が記載されている。この帯
電ローラ及び現像ローラに電気的にバイアス掛けする。
帯電ローラにバイアス掛けする電流及び現像ローラにバ
イアス掛けする電流を合算し、光導電面に電位を示す信
号を発生させる。この信号を用い、複写機内の種々の処
理ステーションを制御する。
【０００３】米国特許第4,833,500 号には、直流電源に
よって電気的にバイアスされる現像ローラが開示されて
いる。その一つの実施例においては、現像ローラの電位
を、所定の上下の限界の中間の値に制限する。画像の現
像中を除き、現像ローラを電気的に浮遊している状態に
切り替える。他の実施例においては、現像ローラの電位
に応答して現像用バイアス電位を発生させる。次いで、
このバイアス電位を現像ローラに印加し、次いで、この
現像ローラを現像用電極として用いる。
よって電気的にバイアスされる現像ローラが開示されて
いる。その一つの実施例においては、現像ローラの電位
を、所定の上下の限界の中間の値に制限する。画像の現
像中を除き、現像ローラを電気的に浮遊している状態に
切り替える。他の実施例においては、現像ローラの電位
に応答して現像用バイアス電位を発生させる。次いで、
このバイアス電位を現像ローラに印加し、次いで、この
現像ローラを現像用電極として用いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、トナ
ーをキャリヤに被着させる現像剤の摩擦電荷を測定する
ための装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、光導電部材上に記録された静電潜像を現像してその
可視像を形成するという形式の改良された電子写真式複
写機を提供することにある。
ーをキャリヤに被着させる現像剤の摩擦電荷を測定する
ための装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、光導電部材上に記録された静電潜像を現像してその
可視像を形成するという形式の改良された電子写真式複
写機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の摩擦電荷測定装
置は、或る供給量の現像剤を内部に貯蔵する室を形成す
るハウジングを有する。ドナー部材が、前記ハウジング
の室内に、少なくとも部分的に、配置される。このドナ
ー部材に隣接する領域へ現像剤を搬送するための手段が
設けられる。ドナー部材上にトナーを堆積させるよう
に、ドナー部材及び搬送手段を相互に電気的にバイアス
するための手段が設けられる。ドナー部材及び搬送手段
に互いに他に対してバイアスする電流を検出するため
の、及び、これに応答し、現像剤の摩擦電荷に対応する
信号を伝送するための手段が設けられる。
置は、或る供給量の現像剤を内部に貯蔵する室を形成す
るハウジングを有する。ドナー部材が、前記ハウジング
の室内に、少なくとも部分的に、配置される。このドナ
ー部材に隣接する領域へ現像剤を搬送するための手段が
設けられる。ドナー部材上にトナーを堆積させるよう
に、ドナー部材及び搬送手段を相互に電気的にバイアス
するための手段が設けられる。ドナー部材及び搬送手段
に互いに他に対してバイアスする電流を検出するため
の、及び、これに応答し、現像剤の摩擦電荷に対応する
信号を伝送するための手段が設けられる。
【０００６】本発明の電子写真式複写機は、少なくとも
トナー及びキャリヤから成る或る供給量の現像剤を貯蔵
する室を形成するハウジングを有する。ドナー部材が、
光導電部材から間隔をおいて配置され、前記光導電部材
に対向する領域へトナーを搬送するようになっている。
そのドナー部材に隣接する領域へ現像剤を搬送するため
の手段が設けられる。ドナー部材上にトナーを堆積させ
るように、ドナー部材及び搬送手段を相互に電気的にバ
イアスするための手段が設けられる。ドナー部材及び搬
送手段を相互にバイアスする電流を検出するための、及
び、これに応答し、現像剤の摩擦電荷に対応する信号を
送信するための手段が設けられる。
トナー及びキャリヤから成る或る供給量の現像剤を貯蔵
する室を形成するハウジングを有する。ドナー部材が、
光導電部材から間隔をおいて配置され、前記光導電部材
に対向する領域へトナーを搬送するようになっている。
そのドナー部材に隣接する領域へ現像剤を搬送するため
の手段が設けられる。ドナー部材上にトナーを堆積させ
るように、ドナー部材及び搬送手段を相互に電気的にバ
イアスするための手段が設けられる。ドナー部材及び搬
送手段を相互にバイアスする電流を検出するための、及
び、これに応答し、現像剤の摩擦電荷に対応する信号を
送信するための手段が設けられる。
【０００７】
【実施例】電子写真式複写の技術についてはよく知られ
ているから、図１に示す複写機において用いられる種々
の処理ステーションを簡略に図示し、その作動について
はこの図を参照して簡単に説明する。図１に示す電子写
真式複写機は本発明にかかる現像装置を内部に備えてい
る。この電子写真式複写機は、導電性基体１４上に光導
電面１２を被着させたベルト１０を用いる。好ましく
は、光導電面１２はセレン合金で作られる。導電性基体
１４は、好ましくは、アルミニウム合金で作られ、これ
は電気的に接地される。ベルト１０は矢印１６方向に移
動し、次々に続く光導電面１２の部分を、ベルトの移動
通路の回りに配置された種々の処理ステーションを順々
に通過させる。ベルト１０は、ストリッピングローラ１
８、テンションローラ２０及びドライブローラ２２の回
りに掛け渡されている。ドライブローラ２２は、ベルト
１０と係合した状態で回転可能に取付けられている。モ
ータ２４がローラ２２を回転させ、ベルト１０を矢印１
６方向に進ませる。ローラ２２は、ドライブベルトのよ
うな適当な手段によってモータ２４に接続されている。
ベルト１０は、所望のばね力でテンションローラ２０を
ベルト１０に対して弾性的に押す１対のばね（図示せ
ず）により、緊張状態に保持される。ストリッピングロ
ーラ１８及びテンションローラ２０は回転自由に取付け
られている。
ているから、図１に示す複写機において用いられる種々
の処理ステーションを簡略に図示し、その作動について
はこの図を参照して簡単に説明する。図１に示す電子写
真式複写機は本発明にかかる現像装置を内部に備えてい
る。この電子写真式複写機は、導電性基体１４上に光導
電面１２を被着させたベルト１０を用いる。好ましく
は、光導電面１２はセレン合金で作られる。導電性基体
１４は、好ましくは、アルミニウム合金で作られ、これ
は電気的に接地される。ベルト１０は矢印１６方向に移
動し、次々に続く光導電面１２の部分を、ベルトの移動
通路の回りに配置された種々の処理ステーションを順々
に通過させる。ベルト１０は、ストリッピングローラ１
８、テンションローラ２０及びドライブローラ２２の回
りに掛け渡されている。ドライブローラ２２は、ベルト
１０と係合した状態で回転可能に取付けられている。モ
ータ２４がローラ２２を回転させ、ベルト１０を矢印１
６方向に進ませる。ローラ２２は、ドライブベルトのよ
うな適当な手段によってモータ２４に接続されている。
ベルト１０は、所望のばね力でテンションローラ２０を
ベルト１０に対して弾性的に押す１対のばね（図示せ
ず）により、緊張状態に保持される。ストリッピングロ
ーラ１８及びテンションローラ２０は回転自由に取付け
られている。
【０００８】先ず、ベルト１０の一部が帯電ステーショ
ンＡを通過する。帯電ステーションＡにおいて、コロナ
発生装置２６が、光導電面１２を、比較的高いほど均一
な電位に帯電させる。高電圧源２８がコロナ発生装置２
６に接続されている。電源２８を働かせることにより、
コロナ発生装置２６をしてベルト１０の光導電面１２を
帯電させる。ベルト１０の光導電面１２が帯電させられ
た後、この帯電済み部分は露光ステーションＢを通過さ
せられる。
ンＡを通過する。帯電ステーションＡにおいて、コロナ
発生装置２６が、光導電面１２を、比較的高いほど均一
な電位に帯電させる。高電圧源２８がコロナ発生装置２
６に接続されている。電源２８を働かせることにより、
コロナ発生装置２６をしてベルト１０の光導電面１２を
帯電させる。ベルト１０の光導電面１２が帯電させられ
た後、この帯電済み部分は露光ステーションＢを通過さ
せられる。
【０００９】露光ステーションＢにおいて、原画書類３
０が面下向きに透明プラテン３２上に載せられる。ラン
プ３４が原画書類３０上に照射する。原画書類３０から
反射した光線はレンズ３６を通って送られ、該書類の光
像を形成する。レンズ３６はこの光像を光導電面１２の
帯電部分上に合焦させ、その上の電荷を選択的に消散さ
せる。これにより、原画書類３０に包含されている情報
領域に対応する静電潜像が光導電面１２上に形成され
る。
０が面下向きに透明プラテン３２上に載せられる。ラン
プ３４が原画書類３０上に照射する。原画書類３０から
反射した光線はレンズ３６を通って送られ、該書類の光
像を形成する。レンズ３６はこの光像を光導電面１２の
帯電部分上に合焦させ、その上の電荷を選択的に消散さ
せる。これにより、原画書類３０に包含されている情報
領域に対応する静電潜像が光導電面１２上に形成され
る。
【００１０】静電潜像が光導電面１２上に記録された
後、ベルト１０はこの潜像を現像ステーションＣへ進ま
せる。現像ステーションＣにおいて、現像装置３８が、
光導電面上に記録された潜像を現像する。好ましくは、
現像装置３８はドナーローラ４０及び電極ワイヤ４２を
有する。電極ワイヤ４２はドナーローラ４０に対して電
気的にバイアスされてこれからトナーを引き離し、ドナ
ーローラと光導電面との間のギャップ内にトナー粉末ク
ラウドを形成する。潜像は前記トナー粉末クラウドから
トナー粒子を引き付け、該潜像の上にトナー粉像を形成
する。ドナーローラ４０は、少なくとも部分的に、現像
装置ハウジング４４の室内に取付けられている。現像装
置ハウジング４４内の室は成る供給量の現像剤を格納し
ている。現像剤は、少なくとも、トナー粒子を摩擦電気
的に引き付けているトナー粒子を有するキャリヤ粒子の
２成分型の現像剤である。ハウジング４４の室の内部に
配置されている磁気ローラが現像剤をドナーローラへ運
ぶ。この磁気ローラは、トナー粒子がこの磁気ローラか
らドナーローラへ引き付けられるように、ドナーローラ
に対して電気的にバイアスされている。この現像剤の摩
擦電荷は、現像装置が働いていないときに、即ち、潜像
が現像されないときに、測定される。現像装置について
は図２を参照して後で詳細に説明する。
後、ベルト１０はこの潜像を現像ステーションＣへ進ま
せる。現像ステーションＣにおいて、現像装置３８が、
光導電面上に記録された潜像を現像する。好ましくは、
現像装置３８はドナーローラ４０及び電極ワイヤ４２を
有する。電極ワイヤ４２はドナーローラ４０に対して電
気的にバイアスされてこれからトナーを引き離し、ドナ
ーローラと光導電面との間のギャップ内にトナー粉末ク
ラウドを形成する。潜像は前記トナー粉末クラウドから
トナー粒子を引き付け、該潜像の上にトナー粉像を形成
する。ドナーローラ４０は、少なくとも部分的に、現像
装置ハウジング４４の室内に取付けられている。現像装
置ハウジング４４内の室は成る供給量の現像剤を格納し
ている。現像剤は、少なくとも、トナー粒子を摩擦電気
的に引き付けているトナー粒子を有するキャリヤ粒子の
２成分型の現像剤である。ハウジング４４の室の内部に
配置されている磁気ローラが現像剤をドナーローラへ運
ぶ。この磁気ローラは、トナー粒子がこの磁気ローラか
らドナーローラへ引き付けられるように、ドナーローラ
に対して電気的にバイアスされている。この現像剤の摩
擦電荷は、現像装置が働いていないときに、即ち、潜像
が現像されないときに、測定される。現像装置について
は図２を参照して後で詳細に説明する。
【００１１】引き続いて図１について説明すると、静電
潜像が現像された後、ベルト１０はトナー粉像を転写ス
テーションＤへ進ませる。コピーシート４８がシート給
送装置５０によって転写ステーションＤへ送られる。好
ましくは、シート給送装置５０は、スタック５４の最上
位のシートと接触するフィードローラ５２を有す。フィ
ードローラ５２は回転し、スタック５４からの最上位の
シートをシュート５６内へ進ませる。シュート５６は、
進んでくる支持材料のシートを、調時された順序で、ベ
ルト１０の光導電面１２と接触させる。これにより、前
記ベルト上に現像されているトナー粉像は、転写ステー
ションＤにおいて、進んでくるシートと接触する。転写
ステーションＤは、シート４８の背面にイオンを浴びせ
かけるコロナ発生装置５８を有す。これにより、トナー
粉像は光導電面１２からシート４８へ引き付けられる。
転写の後、シートは矢印６０方向に移動しつづけてコン
ベヤ（図示せず）に乗り、このコンベヤはシート４８を
定着ステーションＥへ進ませる。
潜像が現像された後、ベルト１０はトナー粉像を転写ス
テーションＤへ進ませる。コピーシート４８がシート給
送装置５０によって転写ステーションＤへ送られる。好
ましくは、シート給送装置５０は、スタック５４の最上
位のシートと接触するフィードローラ５２を有す。フィ
ードローラ５２は回転し、スタック５４からの最上位の
シートをシュート５６内へ進ませる。シュート５６は、
進んでくる支持材料のシートを、調時された順序で、ベ
ルト１０の光導電面１２と接触させる。これにより、前
記ベルト上に現像されているトナー粉像は、転写ステー
ションＤにおいて、進んでくるシートと接触する。転写
ステーションＤは、シート４８の背面にイオンを浴びせ
かけるコロナ発生装置５８を有す。これにより、トナー
粉像は光導電面１２からシート４８へ引き付けられる。
転写の後、シートは矢印６０方向に移動しつづけてコン
ベヤ（図示せず）に乗り、このコンベヤはシート４８を
定着ステーションＥへ進ませる。
【００１２】定着ステーションＥは定着器組立体６２を
有し、この定着器組立体は転写済み粉像をシート４８に
永久的に固着させる。定着器組立体６２は加熱式定着ロ
ーラ６４及びバックアップローラ６６を有する。シート
４８は定着ローラ６４とバックアップローラ６６との間
を通過し、トナー粉像は定着ローラ６４と接触する。こ
のようにして、トナー粉像はシート４８に永久的に定着
させられる。定着の後、シート４８はシュート７０を通
ってキャッチトレイ７２へ進み、その後、操作員によっ
て複写機から取出される。
有し、この定着器組立体は転写済み粉像をシート４８に
永久的に固着させる。定着器組立体６２は加熱式定着ロ
ーラ６４及びバックアップローラ６６を有する。シート
４８は定着ローラ６４とバックアップローラ６６との間
を通過し、トナー粉像は定着ローラ６４と接触する。こ
のようにして、トナー粉像はシート４８に永久的に定着
させられる。定着の後、シート４８はシュート７０を通
ってキャッチトレイ７２へ進み、その後、操作員によっ
て複写機から取出される。
【００１３】コピーシートがベルト１０の光導電面１２
から分離された後、光導電面１２に被着している残留ト
ナー粒子はクリーニングステーションＦにおいて該面か
ら除去される。コリーニングステーションＦは、光導電
面１２と接触して回転可能に取付けられている繊維性ブ
ラシ７４を有する。残留トナー粒子は、光導電面１２と
接触しているブラシ７４の回転により、該面から除去さ
れる。クリーニングの後、放電ランプ（図示せず）が光
導電面１２を照射し、次ぎに続く像形成サイクルのため
に光導電面を帯電させる前に、該光導電面上に残ってい
るすべての残留電荷を消散させる。
から分離された後、光導電面１２に被着している残留ト
ナー粒子はクリーニングステーションＦにおいて該面か
ら除去される。コリーニングステーションＦは、光導電
面１２と接触して回転可能に取付けられている繊維性ブ
ラシ７４を有する。残留トナー粒子は、光導電面１２と
接触しているブラシ７４の回転により、該面から除去さ
れる。クリーニングの後、放電ランプ（図示せず）が光
導電面１２を照射し、次ぎに続く像形成サイクルのため
に光導電面を帯電させる前に、該光導電面上に残ってい
るすべての残留電荷を消散させる。
【００１４】図２に現像装置３８を詳細に示す。図示の
ように、現像装置３８は、或る供給量の現像剤を貯蔵す
るための室７６を形成するハウジング４４を有する。ド
ナーローラ４０、電極ワイヤ４２及び磁気ローラ４６は
ハウジング４４の室７６内に取付けられている。ドナー
ローラは、ベルト１０の運動方向に対して「順」または
「逆」のいずれの方向にも回転させることができる。図
２においては、ドナーローラ４０は矢印６８方向、即ち
逆方向に回転している。同様に、磁気ローラは、ベルト
１０の運動方向に対して「順」または「逆」のいずれの
方向にも回転させることができる。図２においては、磁
気ローラ４６は矢印９２方向、即ち逆方向に回転してい
る。ドナーローラ４０は、好ましくは、陽極処理アルミ
ニウムで作られる。
ように、現像装置３８は、或る供給量の現像剤を貯蔵す
るための室７６を形成するハウジング４４を有する。ド
ナーローラ４０、電極ワイヤ４２及び磁気ローラ４６は
ハウジング４４の室７６内に取付けられている。ドナー
ローラは、ベルト１０の運動方向に対して「順」または
「逆」のいずれの方向にも回転させることができる。図
２においては、ドナーローラ４０は矢印６８方向、即ち
逆方向に回転している。同様に、磁気ローラは、ベルト
１０の運動方向に対して「順」または「逆」のいずれの
方向にも回転させることができる。図２においては、磁
気ローラ４６は矢印９２方向、即ち逆方向に回転してい
る。ドナーローラ４０は、好ましくは、陽極処理アルミ
ニウムで作られる。
【００１５】現像装置３８はまた、ベルト１０とドナー
ローラ４０との間の間隔内に配置された電極ワイヤ４２
を有す。図では、１対の電極ワイヤがドナーローラの縦
軸とほぼ平行な方向に延びている。電極ワイヤは、１本
または複数本の細い（即ち、直径５０〜１００μ）タン
グステンワイヤで作られ、ドナーローラ４０から至近間
隔を置いている。電極ワイヤとドナーローラとの距離
は、約２５μすなわちドナーローラ上のトナー層の厚さ
である。これらワイヤは、ドナーローラ上のトナーの厚
さにより、ドナーローラから間隔開けされている。この
目的のために、先端支持ブロックの頂部によって支持さ
れた前記ワイヤの両端部はまたドナーローラを回転自在
に支持する。前記ワイヤの両端部は、これらが、トナー
層を含むドナー構造の面に対する接線の若干下にあるよ
うに、取付けられている。このようにしてワイヤを取付
けることにより、該ワイヤはその自己間隔開けによるロ
ーラの心振れに影響されなくなる。
ローラ４０との間の間隔内に配置された電極ワイヤ４２
を有す。図では、１対の電極ワイヤがドナーローラの縦
軸とほぼ平行な方向に延びている。電極ワイヤは、１本
または複数本の細い（即ち、直径５０〜１００μ）タン
グステンワイヤで作られ、ドナーローラ４０から至近間
隔を置いている。電極ワイヤとドナーローラとの距離
は、約２５μすなわちドナーローラ上のトナー層の厚さ
である。これらワイヤは、ドナーローラ上のトナーの厚
さにより、ドナーローラから間隔開けされている。この
目的のために、先端支持ブロックの頂部によって支持さ
れた前記ワイヤの両端部はまたドナーローラを回転自在
に支持する。前記ワイヤの両端部は、これらが、トナー
層を含むドナー構造の面に対する接線の若干下にあるよ
うに、取付けられている。このようにしてワイヤを取付
けることにより、該ワイヤはその自己間隔開けによるロ
ーラの心振れに影響されなくなる。
【００１６】図２に示すように、交流電圧源７８によ
り、交番電気バイアスが電極ワイヤに加えられる。印加
されたこの交流電圧により、電極ワイヤとドナーローラ
との間に交番静電界が形成され、これにより、ドナーロ
ーラの面からトナーが引き離されて電極ワイヤの回りに
トナークラウドを形成する。このクラウドの高さは、ベ
ルト１０と実質的に接触しない程度のものである。この
交流電圧の大きさは比較的低く、約３kHz から約１０kH
z までの範囲内の周波数でピークが２００〜５００ボル
トの程度のものである。ドナーローラ４０に約３００ボ
ルトの電圧を印加する直流バイアス電源８０により、ベ
ルト１０の光導電面１２とドナーローラ４０との間に静
電界が形成され、電極ワイヤを取り巻くクラウドから引
き離されたトナー粒子を、光導電面上に記録された潜像
へ引き付ける。電極ワイヤとドナーローラとの間の約１
０μから約４０μまでの範囲内の間隔において、２００
〜５００ボルトの印加電圧が、空気絶縁破壊の危険なし
に比較的大きい静電界を形成する。電極ワイヤまたはド
ナーローラ上の誘電体被覆の使用により、印加交流電圧
の短絡の防止が助けられる。現像の後、クリーニングブ
レード８２がドナーローラ４０から全てのトナーを剥が
し、磁気ローラ４６がきれいになったドナーローラに対
して新しいトナーを計量することのできるようにする。
磁気ローラ４６は、実質的に一定の電荷を有する一定量
のトナーをドナーローラ４０に対して計量する。これに
より、実質的に一定の電荷を有する一定量のトナーをド
ナーローラが現像ギャップ内に提供することが確保され
る。クリーニングブレードを用いる代わりに、導電性磁
気現像剤を用いるとともに、ドナーローラ間隔、即ちド
ナーローラと磁気ローラとの間の間隔、磁気ローラ上の
現像剤の圧縮堆積高さ、及び磁気ローラの磁気特性を組
合せることにより、実質的に一定の電荷を有する一定量
のトナーをドナーローラ上に堆積させることができる。
約１００ボルトの電圧を磁気ローラ４６に印加する直流
バイアス電源により、磁気ローラ４６とドナーローラ４
０との間に静電界が形成され、これにより、トナー粒子
を磁気ローラからドナーローラへ引き付けさせる静電界
がドナーローラと磁気ローラとの間に形成される。計量
ブレード８６が磁気ローラ４６に至近隣接して配置さ
れ、磁気ローラ４６上の現像剤の圧縮高さを所望の値に
保持する。磁気ローラ４６は非磁性管状部材８８を有
し、この管状部材は、好ましくはアルミニウムで作ら
れ、その周面は粗面化されている。細長い磁石９０が管
状部材の内部にこれから間隔を置いて配置されている。
この磁石は定置式である。管状部材は矢印９２方向に回
転し、これに被着している現像剤を、ドナーローラ４０
及び磁気ローラ４６によって形成されるニップ内に送
る。トナー粒子は磁気ローラ上のキャリヤ細粒からドナ
ーローラへ引き付けられる。
り、交番電気バイアスが電極ワイヤに加えられる。印加
されたこの交流電圧により、電極ワイヤとドナーローラ
との間に交番静電界が形成され、これにより、ドナーロ
ーラの面からトナーが引き離されて電極ワイヤの回りに
トナークラウドを形成する。このクラウドの高さは、ベ
ルト１０と実質的に接触しない程度のものである。この
交流電圧の大きさは比較的低く、約３kHz から約１０kH
z までの範囲内の周波数でピークが２００〜５００ボル
トの程度のものである。ドナーローラ４０に約３００ボ
ルトの電圧を印加する直流バイアス電源８０により、ベ
ルト１０の光導電面１２とドナーローラ４０との間に静
電界が形成され、電極ワイヤを取り巻くクラウドから引
き離されたトナー粒子を、光導電面上に記録された潜像
へ引き付ける。電極ワイヤとドナーローラとの間の約１
０μから約４０μまでの範囲内の間隔において、２００
〜５００ボルトの印加電圧が、空気絶縁破壊の危険なし
に比較的大きい静電界を形成する。電極ワイヤまたはド
ナーローラ上の誘電体被覆の使用により、印加交流電圧
の短絡の防止が助けられる。現像の後、クリーニングブ
レード８２がドナーローラ４０から全てのトナーを剥が
し、磁気ローラ４６がきれいになったドナーローラに対
して新しいトナーを計量することのできるようにする。
磁気ローラ４６は、実質的に一定の電荷を有する一定量
のトナーをドナーローラ４０に対して計量する。これに
より、実質的に一定の電荷を有する一定量のトナーをド
ナーローラが現像ギャップ内に提供することが確保され
る。クリーニングブレードを用いる代わりに、導電性磁
気現像剤を用いるとともに、ドナーローラ間隔、即ちド
ナーローラと磁気ローラとの間の間隔、磁気ローラ上の
現像剤の圧縮堆積高さ、及び磁気ローラの磁気特性を組
合せることにより、実質的に一定の電荷を有する一定量
のトナーをドナーローラ上に堆積させることができる。
約１００ボルトの電圧を磁気ローラ４６に印加する直流
バイアス電源により、磁気ローラ４６とドナーローラ４
０との間に静電界が形成され、これにより、トナー粒子
を磁気ローラからドナーローラへ引き付けさせる静電界
がドナーローラと磁気ローラとの間に形成される。計量
ブレード８６が磁気ローラ４６に至近隣接して配置さ
れ、磁気ローラ４６上の現像剤の圧縮高さを所望の値に
保持する。磁気ローラ４６は非磁性管状部材８８を有
し、この管状部材は、好ましくはアルミニウムで作ら
れ、その周面は粗面化されている。細長い磁石９０が管
状部材の内部にこれから間隔を置いて配置されている。
この磁石は定置式である。管状部材は矢印９２方向に回
転し、これに被着している現像剤を、ドナーローラ４０
及び磁気ローラ４６によって形成されるニップ内に送
る。トナー粒子は磁気ローラ上のキャリヤ細粒からドナ
ーローラへ引き付けられる。
【００１７】引き続いて図２について説明すると、オー
ガ９４がハウジング４４の室７６内に配置されている。
オーガ９４は室７６内に回転可能に取付けられ、現像剤
を混合及び搬送する。このオーガは、軸から外方へらせ
ん状に延びるブレードを有する。このブレードは、軸の
縦軸線とほぼ平行な軸方向に現像剤を進ませるように設
計されている。
ガ９４がハウジング４４の室７６内に配置されている。
オーガ９４は室７６内に回転可能に取付けられ、現像剤
を混合及び搬送する。このオーガは、軸から外方へらせ
ん状に延びるブレードを有する。このブレードは、軸の
縦軸線とほぼ平行な軸方向に現像剤を進ませるように設
計されている。
【００１８】順次続く静電潜像が現像されるにつれ、現
像剤中のトナー粒子は枯渇する。トナーディスペンサ
（図示せず）が或る供給量のトナー粒子を貯蔵してい
る。このトナーディスペンサはハウジング４４の室７６
と連通している。キャリヤ粒子に対するトナー粒子の濃
度が低下すると、現像剤の摩擦電荷は一般に増加し、そ
して、新しいトナー粒子が前記トナーディスペンサから
前記室内の現像剤に加えられる。前記ハウジングの室内
のオーガはこの新しいトナー粒子を残留現像剤と混合
し、現像剤の摩擦電荷が最適になるようにする。このよ
うにして、実質的に一定量のトナー粒子が現像器ハウジ
ングの室内にあり、トナー粒子は一定電荷を持つ。この
現像器ハウジングの室内の現像剤は磁性を持ち、そして
導電性である場合もある。一例をあげると、キャリヤ粒
子は、樹脂材料の不連続層で被覆された磁鉄鉱の薄い層
を持つ強磁性コアを含んでいる。トナー粒子は、色原体
（クロモゲン）ブラックのような着色剤と混合した例え
ばビニルポリマのような樹脂材料で作られる。現像剤
は、重量比で約９５％から約９９％までのキャリヤ、及
び重量比で５％から約１％までのトナーから成る。しか
し、当業者には解るように、少なくともキャリヤ粒子及
びトナー粒子を有する任意の適当する現像剤を用いるこ
とができる。
像剤中のトナー粒子は枯渇する。トナーディスペンサ
（図示せず）が或る供給量のトナー粒子を貯蔵してい
る。このトナーディスペンサはハウジング４４の室７６
と連通している。キャリヤ粒子に対するトナー粒子の濃
度が低下すると、現像剤の摩擦電荷は一般に増加し、そ
して、新しいトナー粒子が前記トナーディスペンサから
前記室内の現像剤に加えられる。前記ハウジングの室内
のオーガはこの新しいトナー粒子を残留現像剤と混合
し、現像剤の摩擦電荷が最適になるようにする。このよ
うにして、実質的に一定量のトナー粒子が現像器ハウジ
ングの室内にあり、トナー粒子は一定電荷を持つ。この
現像器ハウジングの室内の現像剤は磁性を持ち、そして
導電性である場合もある。一例をあげると、キャリヤ粒
子は、樹脂材料の不連続層で被覆された磁鉄鉱の薄い層
を持つ強磁性コアを含んでいる。トナー粒子は、色原体
（クロモゲン）ブラックのような着色剤と混合した例え
ばビニルポリマのような樹脂材料で作られる。現像剤
は、重量比で約９５％から約９９％までのキャリヤ、及
び重量比で５％から約１％までのトナーから成る。しか
し、当業者には解るように、少なくともキャリヤ粒子及
びトナー粒子を有する任意の適当する現像剤を用いるこ
とができる。
【００１９】現像装置が働いておらず、潜像が現像され
ていないときに、現像剤の摩擦電荷をモニタする。電流
センサ９６が、ドナーローラ４０に電気的にバイアスす
る瞬時電流を測定する。電流センサ９６は、ドナーロー
ラ４０に電気的にバイアスする電流を示す電気的出力信
号を発生する。当業者には解るように、ドナーローラ４
０に電気的にバイアスする電流を測定する代わりに、磁
気ローラ４６に電気的にバイアスする電流を測定しても
よい。いずれの場合も、電流検出器即ちセンサからの信
号は増幅器９８及びこれに付属の回路（図示せず）によ
って積分される。この積分された信号は中央処理装置
（ＣＰＵ）１００へ送られる。ＣＰＵ１００はこの積分
済み信号を基準と比較して制御信号を発生し、この信号
は、複写機内の種々の処理ステーションを規制するため
に用いられる。例えば、この信号を用い、現像装置ハウ
ジング内の現像剤内へのトナー粒子の分配を規制する。
また、この信号を用い、帯電、露光、等を規制する。Ｃ
ＰＵはまた電圧源８０を変化させ、ドナーローラ４０に
電気的にバイアスする電圧を変化させる。このようにし
て、電流検出器即ちセンサ９６は、ドナーローラ対磁気
ローラ電圧Ｖdnr-magの変化の後にドナーローラ４０に
流入する瞬時電流を測定する。ドナーローラに電気的に
バイアスする電流はドナーローラの数回転にわたって積
分され、総電荷移動量が得られる。一定の状態の下で、
この信号はトナーの摩擦電荷に比例する。同様に、電圧
変化後の若干時間において測定される瞬時電流値が摩擦
電荷に比例するという状態もある。
ていないときに、現像剤の摩擦電荷をモニタする。電流
センサ９６が、ドナーローラ４０に電気的にバイアスす
る瞬時電流を測定する。電流センサ９６は、ドナーロー
ラ４０に電気的にバイアスする電流を示す電気的出力信
号を発生する。当業者には解るように、ドナーローラ４
０に電気的にバイアスする電流を測定する代わりに、磁
気ローラ４６に電気的にバイアスする電流を測定しても
よい。いずれの場合も、電流検出器即ちセンサからの信
号は増幅器９８及びこれに付属の回路（図示せず）によ
って積分される。この積分された信号は中央処理装置
（ＣＰＵ）１００へ送られる。ＣＰＵ１００はこの積分
済み信号を基準と比較して制御信号を発生し、この信号
は、複写機内の種々の処理ステーションを規制するため
に用いられる。例えば、この信号を用い、現像装置ハウ
ジング内の現像剤内へのトナー粒子の分配を規制する。
また、この信号を用い、帯電、露光、等を規制する。Ｃ
ＰＵはまた電圧源８０を変化させ、ドナーローラ４０に
電気的にバイアスする電圧を変化させる。このようにし
て、電流検出器即ちセンサ９６は、ドナーローラ対磁気
ローラ電圧Ｖdnr-magの変化の後にドナーローラ４０に
流入する瞬時電流を測定する。ドナーローラに電気的に
バイアスする電流はドナーローラの数回転にわたって積
分され、総電荷移動量が得られる。一定の状態の下で、
この信号はトナーの摩擦電荷に比例する。同様に、電圧
変化後の若干時間において測定される瞬時電流値が摩擦
電荷に比例するという状態もある。
【００２０】１回の通過で１００％ロードして中和する
かあるいは効率の低い磁気ローラを複数回通過させてド
ナーローラにロードした後、磁気ローラからドナーロー
ラ上に展開されるトナーは、ドナーローラ対磁気ローラ
電圧Ｖdnr-mag を中和するように展開される。これらの
状態の下で、現像後にドナーローラの面の上に非接触式
静電電圧計を配置すると、この電圧計はドナーローラ電
圧バイアスに関し、ドナーローラ対磁気ローラ電圧Ｖ
dnr-mag を正確に読み取る。従って、中和後は、下記の
式１の関係が得られる。
かあるいは効率の低い磁気ローラを複数回通過させてド
ナーローラにロードした後、磁気ローラからドナーロー
ラ上に展開されるトナーは、ドナーローラ対磁気ローラ
電圧Ｖdnr-mag を中和するように展開される。これらの
状態の下で、現像後にドナーローラの面の上に非接触式
静電電圧計を配置すると、この電圧計はドナーローラ電
圧バイアスに関し、ドナーローラ対磁気ローラ電圧Ｖ
dnr-mag を正確に読み取る。従って、中和後は、下記の
式１の関係が得られる。
【００２１】 ＥＳＶdnr −Ｖdonor ＝Ｖdnr-mag （１） ここで、ＥＳＶdnr はドナーローラの電圧測定値であ
り、Ｖdonor はドナーローラのバイアス電圧値である。
静電理論から、下記の式２の関係が得られる。 ＥＳＶdnr −Ｖdonor ＝（ｄ／ε) ave （Ｑ／Ａ）ave （２） ここに、（ｄ／ε) ave はトナー誘電体の平均厚さであ
り、（Ｑ／Ａ）ave はトナーの平均電荷／面積である。
り、Ｖdonor はドナーローラのバイアス電圧値である。
静電理論から、下記の式２の関係が得られる。 ＥＳＶdnr −Ｖdonor ＝（ｄ／ε) ave （Ｑ／Ａ）ave （２） ここに、（ｄ／ε) ave はトナー誘電体の平均厚さであ
り、（Ｑ／Ａ）ave はトナーの平均電荷／面積である。
【００２２】トナーの特定の粒度分布に対しては、ドナ
ーローラ上のトナーの質量／面積Ｍ／Ａはトナー誘電体
厚さの平均厚さ（ｄ／ε) ave に比例する。即ち、下記
の式３のようになる。 Ｍ／Ａ＝Ｃ（ｄ／ε) ave （３） ここに、Ｃはトナーのサイズ及び濃度分布によって定ま
る幾何学的定数である。
ーローラ上のトナーの質量／面積Ｍ／Ａはトナー誘電体
厚さの平均厚さ（ｄ／ε) ave に比例する。即ち、下記
の式３のようになる。 Ｍ／Ａ＝Ｃ（ｄ／ε) ave （３） ここに、Ｃはトナーのサイズ及び濃度分布によって定ま
る幾何学的定数である。
【００２３】追加的に展開されたトナー電荷から生ずる
トナー電荷の変化δＱは、電圧変化δＶdnr-mag の後に
ドナーローラに流入する電流を積分することによって測
定される。これを前の関係と組み合わせると、δＱは下
記の式４のように書ける。 δＱ＝δＶdnr-mag Ａ／（ｄ／ε) ave ＝δＶdnr-mag A2Ｃ／δＭ （４） δＶdnr-mag Ａ2 Ｃは既知の定数であるから、δＱの積
分値はドナーローラ質量の変化δＭに逆比例する。下記
の式５の関係があるから、 トナー摩擦電荷＝Ｑ／Ｍ （５） 下記の式６が得られ、 トナー摩擦電荷＝δＱ2 ／（δＶdnr-mag Ａ2 Ｃ） （６） または、δＱの積分値はトナー摩擦電荷の平方根に比例
する。以上から明らかなように、この電流測定値は摩擦
電荷のみに応答し、トナー濃度には応答しない。
トナー電荷の変化δＱは、電圧変化δＶdnr-mag の後に
ドナーローラに流入する電流を積分することによって測
定される。これを前の関係と組み合わせると、δＱは下
記の式４のように書ける。 δＱ＝δＶdnr-mag Ａ／（ｄ／ε) ave ＝δＶdnr-mag A2Ｃ／δＭ （４） δＶdnr-mag Ａ2 Ｃは既知の定数であるから、δＱの積
分値はドナーローラ質量の変化δＭに逆比例する。下記
の式５の関係があるから、 トナー摩擦電荷＝Ｑ／Ｍ （５） 下記の式６が得られ、 トナー摩擦電荷＝δＱ2 ／（δＶdnr-mag Ａ2 Ｃ） （６） または、δＱの積分値はトナー摩擦電荷の平方根に比例
する。以上から明らかなように、この電流測定値は摩擦
電荷のみに応答し、トナー濃度には応答しない。
【００２４】図３は、ドナーローラが数回回転したのち
に電流センサ９６によって測定されたトナー摩擦電荷及
び積分電流の測定値を示すものである。図のグラフは、
摩擦電荷と積分電流との間に線形関係があるということ
を示している。当業者には解るように、摩擦電荷を測定
及び制御するための前述の方法は、例えば、キャノン
（Canon)複写機において用いられているように現像ロー
ラが感光体に接触する交流ジャンピング現像装置、及び
リコー（Ricoh)複写機において用いられているスキッド
現像装置のような他の種々の形式の現像装置にも用いる
ことができる。
に電流センサ９６によって測定されたトナー摩擦電荷及
び積分電流の測定値を示すものである。図のグラフは、
摩擦電荷と積分電流との間に線形関係があるということ
を示している。当業者には解るように、摩擦電荷を測定
及び制御するための前述の方法は、例えば、キャノン
（Canon)複写機において用いられているように現像ロー
ラが感光体に接触する交流ジャンピング現像装置、及び
リコー（Ricoh)複写機において用いられているスキッド
現像装置のような他の種々の形式の現像装置にも用いる
ことができる。
【図１】本発明の特徴を持つ現像装置を有する電子写真
式複写機の実施例の立面図である。
式複写機の実施例の立面図である。
【図２】図１の複写機において用いられる現像装置を示
す立面図である。
す立面図である。
【図３】現像剤摩擦電荷の関数としてプロットされた制
御信号のグラフである。
御信号のグラフである。
１２ 光導電面 ４０ ドナーローラ ４２ 電極ワイヤ ４４ 現像装置ハウジング ４６ 磁気ローラ ８０、８４ バイアス電源 ８８ 非磁性管状部材 ９０ 磁石 ９６ 電流センサ ９８ 増幅器 １００ 中央処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｅ (56)参考文献 特開 昭56−40862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−10275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105166（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−153673（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−87344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121070（ＪＰ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】 光導電部材上に記録された静電潜像が現
像されてその可視像を形成する形式の電子写真式複写機
において、 少なくともキャリヤ及びトナーを含む或る供給量の現像
剤を貯蔵する室を形成するハウジングと、 前記光導電部材から間隔を置いて配置されており、前記
光導電部材に対向する領域へトナーを搬送するようにな
っているドナー部材と、 前記ドナー部材に隣接する領域へ現像剤を搬送するため
の手段と、 前記ドナー部材上にトナーを堆積させるように前記ドナ
ー部材及び前記搬送手段に互いに対して電気的にバイア
スするための手段と、 前記ドナー部材及び前記搬送手段を相互にバイアスする
電流を検出し、これに応答して前記現像剤の摩擦電荷に
対応する信号を送信するための手段と、前記検出及び送信手段からの信号に応答して前記電気的
バイアス手段を制御する手段と を備えたことを特徴とす
る電子写真式複写機。 - 【請求項２】 前記検出及び送信手段は、前記ドナー部
材及び前記搬送手段を相互にバイアスする電流を積分す
るための手段を含んでいる請求項１記載の電子写真式複
写機。 - 【請求項３】 前記搬送手段に対向する領域内にドナー
部材に隣接して配置された電極部材を更に含んでおり、
前記電極部材は、前記ドナー部材から至近の間隔を置い
ており、且つ、前記ドナー部材からトナーを引き離して
前記間隔内にトナークラウドを形成するために電気的に
バイアスされるようになっている請求項１記載の電子写
真式複写機。 - 【請求項４】 ハウジングの室内の現像剤は磁性をもっ
ている請求項３記載の電子写真式複写機。 - 【請求項５】 搬送手段は、ハウジングの室内の或る供
給量の現像剤から前記搬送手段の外面へ現像剤を磁気的
に引き付けるための手段を含んでいる請求項４記載の電
子写真式複写機。 - 【請求項６】 前記引き付ける手段は、現像剤をハウジ
ングの室からドナー部材へ送るように回転可能に取付け
られた非磁性管状部材と、現像剤を前記管状部材の面へ
引き付けるため、前記管状部材の内部に配置された細長
い磁気部材とを含んでいる請求項５記載の電子写真式複
写機。 - 【請求項７】 ドナー部材はローラを含んでいる請求項
６記載の電子写真式複写機。 - 【請求項８】 電極部材は複数の小径ワイヤを含んでい
る請求項７記載の電子写真式複写機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/484,602 US5034775A (en) | 1990-02-26 | 1990-02-26 | Triboelectric charge measurement |
| US484602 | 1990-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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