JPH058828B2 - - Google Patents

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JPH058828B2
JPH058828B2 JP59116716A JP11671684A JPH058828B2 JP H058828 B2 JPH058828 B2 JP H058828B2 JP 59116716 A JP59116716 A JP 59116716A JP 11671684 A JP11671684 A JP 11671684A JP H058828 B2 JPH058828 B2 JP H058828B2
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JP
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toner particles
latent image
particles
charge
toner
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JP59116716A
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JPS6010275A (ja
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Jei Fuookinzu Jefurei
Hatsukue Shahitsudo
Emu Roobu Arufuretsudo
Aaru Teiru Henrii
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Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
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Publication of JPH058828B2 publication Critical patent/JPH058828B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822—Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0848—Arrangements for testing or measuring developer properties or quality, e.g. charge, size, flowability
    • G03G15/0849—Detection or control means for the developer concentration
    • G03G15/0851—Detection or control means for the developer concentration the concentration being measured by electrical means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全般的に電子写真プリント機械に関
し、さらに詳しくは潜像を現像するトナ粒子の電
荷を決定して、これに応答して現像装置内に付加
的なトナ粒子を供給することによつて現像材混合
物内へのトナ粒子の供給量を制御する機構に関す
るものである。
全般的に言つて電子写真プリント方法は導電性
部材を実質的に均一な電位に帯電させて、これの
表面を感性化することを含んでいる。導電性の表
面の帯電された部分は複製されるオリジナル文書
の光像に露出される。これと異なり、モジユレー
トされた光ビームすなわちレーザービームにより
帯電された導電性の表面の選択された部分の放電
を行い、導電性の表面に所望の情報を記録するこ
ともできる。このようにして、複製を望まれる情
報に対応する静電的潜像が導電性表面に記録され
るのである。導電性部材上に静電的潜像を記録し
た後で、潜像は現像材を静電的潜像に接触させる
ことによつて現像される。一般にこの現像材はキ
ヤリア粒子に摩擦電気的に付着するトナ粉末を含
む。このトナ粒子はキヤリア粒子から離れて潜像
に引付けられ、導電性部材上にトナ粉末の像を形
成し、このトナ粉末の像が引続いてコピーシート
に転写されるのである。最後にコピーシートが加
熱されて、像の形状にトナ粉末の像をコピーシー
トに永久的に固定する。
トナ粒子が現像材から消耗するにつれて付加的
なトナ粒子の供給量をこれに追加しなければなら
ない。種々の異なる型式のトナ供給装置が公知で
ある。例えば1960年にジエイモ・ジユニアに付与
された米国特許第2956487号は現像された像から
反射される光線を検出するフオトセルを開示して
いる。このフオトセルからの信号が適当に処理さ
れて制御信号を形成する。この制御信号は現像材
混合物内へのトナ粒子の供給量を調節する。1967
年にドノヒユーおよびダヴイツドソンその他に付
与された米国特許第3348522号および米国特許第
3348523号はともに帯電された導電性ドラムの縁
部に沿つた縞を露出する装置を開示している。こ
の縞はトナ粒子によつて現像される。フアイバー
束が光線を導電性ドラムの現像された縞および裸
の表面に照射する。１つのフオトセルが現像され
た縞から反射される光線を検出する。他のフオト
セルが裸の導電性表面から反射される光線を検出
する。これらのフオトセルはトナ粒子の供給量を
制御するのに使用されるブリツジ回路の２つの脚
を形成している。1971年にエイブに付与された米
国特許第3553464号はトナ粒子によつて現像され
た帯電されるテープを開示している。このテープ
は光源と光電変換器との間を通過させられる。メ
ーターによつて指示されるように光電変換器によ
つて検出された光線の強度はテープに現像された
トナ粒子の密度に対応する。もしテープが光を透
過しないものであれば、光線はテープを通過しな
いでテープから反射される。1973年にホイテツド
に付与された米国特許第3754821号はトナ粒子に
よつて現像された導電性ドラムに固定されて電気
的にバイアスを与えられた透明なプレートを開示
している。光源が光線をプレートを通してフオト
セルに照射する。このフオトセルからの電気的出
力信号は処理されて誤差信号が発生され、トナ供
給装置を付勢して現像材混合物に付加的なトナ粒
子を供給する。1982年にグレースに付与された米
国特許第4318651号は導電性表面に密接して配置
される赤外線濃度計を開示している。この赤外線
濃度計は導電性表面に記録された１対のテスト面
積部分に付着するトナ粒子の濃度を検出する。一
方のテスト面積部分に付着するトナ粒子の濃度か
ら得られる出力信号は、現像材混合物にトナ粒子
を供給するのを制御するために使用される他方の
テスト面積部分に付着するトナ粒子の濃度に対応
する信号とともに導電性表面の帯電を調節するの
に使用される。このようにしてトナ粒子が現像材
混合物から消耗されるにつれて現像材混合物にト
ナ粒子を供給するのを制御する多数の機構が提案
されている。1973年３月６日付にてトラハテンベ
ルクその他に付与された米国特許第3719165号は
このような機構に関係すると思われる。
前述の特許の記載の関係のある部分を簡単に要
約すると、この特許は、磁気ブラシが導電性表面
の帯電されない面積部分に周期的に接触する時に
この磁気ブラシによつて生ずる自己バイアス電位
をサンプリングすることによつて現像材混合物の
トナ粒子の濃度を監視するようになつている磁気
ブラシ現像ステーシヨンを開示している。トナ粒
子は磁気ブラシによつて検出された電位に逆比例
して現像装置に供給される。
本発明の１つの特徴によれば、マーク粒子
（marking particle）によつて潜像を現像する装
置が設けられる。この装置はマーク粒子の或る供
給量を貯蔵する装置を含む。この貯蔵装置にマー
ク粒子を供給する装置が設けられている。マーク
粒子を貯蔵装置から潜像に密接する位置に運搬す
る運搬装置が設けられている。この運搬装置は潜
像に供給されるマーク粒子の電荷を感知して、こ
れを指示する信号を供給装置に伝達する。この供
給装置は受入れた信号に応答して貯蔵装置内への
マーク粒子の供給量を調節する。
本発明の他の特徴によれば、導電性表面に記録
された静電的潜像を有する型式の電子写真プリン
ト機械が提供される。摩擦電気的に付着するトナ
粒子を有する少なくともキヤリア粒子を含む現像
材が潜像に密接して前進させられ、トナ粒子がキ
ヤリア粒子から離れて潜像に引付けられ、導電性
表面上にトナ粉末の像を形成する。現像材の或る
供給量を貯蔵する装置が設けられる。この貯蔵装
置にトナ粒子を供給する装置が設けられる。現像
材を貯蔵装置から潜像に密接する位置に運搬する
装置が設けられる。この運搬装置は潜像に付着さ
れたトナ粒子の電荷を感知してこれを指示する信
号を供給装置に伝達し、貯蔵装置内へのトナ粒子
の供給量を調節する。
本発明のさらに他の特徴によれば、マーク粒子
によつて潜像を現像する方法が提供される。この
方法はハウジング内にマーク粒子の或る供給量を
貯蔵する工程を含む。ハウジング内のマーク粒子
は現像ローラにて潜像に密接する位置に運搬さ
れ、マーク粒子が潜像に引付けられるようにな
す。潜像に引付けられたマーク粒子の電荷が感知
される。感知された電荷に応答してマーク粒子が
ハウジング内に供給される。
本発明のさらに他の特徴によれば、摩擦電気的
に付着するトナ粒子を有する少なくともキヤリア
粒子を含む現像材によつて導電性表面に記録され
た静電的潜像を現像する方法が提供される。この
方法はハウジング内に現像材の或る供給量を貯蔵
する工程を含む。現像材は現像ローラにて潜像に
密接した位置に運搬され、トナ粒子が潜像に引付
けられるようになす。潜像に引付けられたトナ粒
子の電荷が感知される。感知された電荷に応答し
て付加的なトナ粒子がハウジング内に供給される
のである。
本発明の他の特徴は、添付図面を参照して述べ
られる以下の説明によつて明らかになる。
本発明は以下にその望ましい実施例を参照して
説明されるが、本発明をこのような実施例に限定
する企図のないことは理解されねばならない。反
対に本発明は特許請求の範囲に限定されるような
本発明の精神および範囲に含まれる総ての変形、
修正および等価的なものを広く包含することを企
図している。
本発明の特徴を全般的に理解するために図面が
参照される。これらの図面を通じて同様の符号は
総て同様の部材を示すように使用されている。第
１図は本発明の装置を組込んだ図解的な電子写真
プリント機械の種々の部材を概略的に示す。以下
の説明から本発明の装置が広い範囲の変形形態の
電子写真プリント機械にもよく適応し、こゝに説
明された特定の実施例に本発明の応用面が制限さ
れるものでないことは明らかである。
電子写真プリント機械の技術はよく知られてい
るから、第１図における種々の処理ステーシヨン
は以下に概略的に示され、その作動が図面を参照
して簡単に説明される。
第１図に示されるように図解的な電子写真プリ
ント機械は導電性支持体に固定された光導電性面
１２を有するドラム１０を使用している。光導電
性面１２は電気的絶縁性の有機樹脂にランダムに
拡散された光導電性粒子を有する電荷発生層を含
むのが望ましい。導電性支持体は１つまたはそれ
以上のジアミンが溶解されている透明な電気的に
不活性のポリカーボネート樹脂を有する電荷運搬
層を含む。ドラム１０は矢印１４の方向に動き、
光導電性面１２の引続く部分を順次ドラム１０の
通路の廻りに配置された種々の処理ステーシヨン
を通して前進させる。
最初に、光導電性面１２の１つの部分は帯電ス
テーシヨンＡを通過させられる。この帯電ステー
シヨンＡにおいて、全体を符号１６で示されたコ
ロナ発生装置が光導電性面１２を比較的高い実質
的に均一な電位に帯電させる。
次に光導電性面１２の帯電された部分は結像ス
テーシヨンＢに前進させられる。この結像ステー
シヨンＢは全体を符号１８で示された露出装置を
含む。露出装置１８内ではオリジナル文書が表面
を下方に向けて透明なプラテン上に配置される。
ランプがオリジナル文書を照明し、光線はオリジ
ナル文書から反射されてレンズを通して伝達さ
れ、オリジナル文書の光像を形成する。この光像
は光導電性面１２の帯電された部分に焦点合せさ
れ、光導電性面上の電荷を選択的に消散させる。
このことはオリジナル文書に含まれている情報の
面積部分に対応する静電的潜像を光導電性面１２
上に記録させる。光導電性面１２上に静電的潜像
が記録された後で、ドラム１０が潜像を矢印１４
の方向に現像ステーシヨンＣに前進させる。
現像ステーシヨンＣにおいて、全体を符号２０
で示された磁気ブラシ現像装置が摩擦電気的に付
着するトナ粒子を有するキヤリア粒子の現像材混
合物を静電的潜像に接触するように運搬する。潜
像はキヤリア粒子からトナ粒子を引付けて光導電
性面１２上にトナ粉末の像を形成する。引続く静
電的潜像が現像されるにつれて、トナ粒子が現像
材混合物からトナ粒子が消耗する。現像装置２０
内に配置されるトナ粒子供給装置は付加的なトナ
粒子を現像材混合物に供給して、これにより引続
く使用を可能となす。この現像装置の詳細な構造
およびトナ粒子の供給を制御する態様が以下に第
２図および第３図を参照して説明される。
現像の後で、ドラム１０がトナ粉末の像を転写
ステーシヨンＤに前進させる。転写ステーシヨン
Ｄにおいて支持材料のシートがトナ粉末の像に接
触するように動かされる。この支持材料のシート
は全体を符号２６で示されるシート給送装置によ
つて転写ステーシヨンＤに前進させられる。シー
ト給送装置２６はシート３０の積重ね体の最上部
のシートに接触すると給送ロール２８を含むのが
望ましい。この給送ロール２８は矢印３２の方向
に回転して最上部のシートを前進ローラー３４に
よつて形成されるニツプすなわち挾持部に前進さ
せる。この前進ローラー３４は矢印３６の方向に
回転してシートをシユート３８内に前進させる。
このシユート３８は前進する支持体のシートを調
時された順序でドラム１０の光導電性面１２と接
触させるように指向させ、光導電性面１２上に現
像されている粉末像が転写ステーシヨンＤにて前
進する支持体のシートに接触するようになす。
転写ステーシヨンＤはコロナ発生装置４０を含
み、このコロナ発生装置はイオンをシートの裏側
に射出する。このことは粉末像を光導電性面から
離してシートに引付ける。転写の後で、シートは
矢印４４の方向にコンベア４２上で運動を続け、
シートを融合ステーシヨンＥに向けて前進させる
のが望ましい。
融合ステーシヨンＥは全体を符号４６で示され
る融合組立体を含み、この融合組立体４６は転写
された粉末像をシートに永久的に固定する。融合
組立体４６は加熱された融合ローラ４８およびバ
ツクアツプローラ５０を含むのが望ましい。シー
トは粉末像が融合ローラ４８に接触するようにし
て融合ローラ４８およびバツクアツプローラ５０
の間を通過する。このようにして、粉末像はシー
トに永久的に固定される。融合の後で、前進ロー
ラ５２はシートを捕捉トレー５４に前進させて、
その後で作業者によつてシートをプリント機械か
ら取出すようになされる。
粉末像が光導電性面１２からコピーシートに転
写された後で、ドラム１０は光導電性面を清掃ス
テーシヨンＦに向つて回転する。この清掃ステー
シヨンＦにおいて、清掃ブラシが光導電性面１２
に付着する残余の粒子を除去する。
前述の説明は本発明の特徴を組込んだ電子写真
プリント機械の全般的な作動を示して本発明の目
的を示すのに充分であると考えられる。
さて本発明の特別の主題を示すために、第２図
は第１図に示されたプリント機械に示された現像
装置を詳細に示している。此の図面に示されるよ
うに、この現像装置２０は全体を符号５８で示さ
れた現像ローラを含む。この現像ローラは導電性
の軸５６上に回転可能に取付けられた非磁性の管
状部材２２を含んでいる。この管状部材２２は粗
面にされた外周面を有するアルミニウムから作ら
れ、軸５６は不銹鋼から作られるのが望ましい。
細長い磁石２４が軸５６上に固定して取付けら
れ、管状部材２２の内側にこれから間隔をおかれ
て配置されている。例えば、磁石２４はその円周
面の廻りに多数の磁極を与えられたバリウムフエ
ライトから作られるのである。全体を符号６０で
示された電流感知装置が軸５６に連結されてい
る。この電流感知装置６０は電圧源６２に接続さ
れ、この電圧源６２は軸５６に電気的なバイアス
を与え、したがつて導電性の軸受を経て管状の部
材２２に電気的なバイアスを与えるようになつて
いる。電流感知装置６０は電圧源６２と直列の抵
抗を横切る電圧降下を感知することによつて電流
の測定を行うのである。電流感知装置６０からの
出力は積分器６４に伝達される。この積分器６４
は所望の時間間隔にわたつて電流感知装置６０か
ら伝達される電流信号を積分する演算増幅器とな
し得る。積分器６４からの出力はアナログ・デジ
タル変換器６６に伝達される。またこのアナロ
グ・デジタル変換器６６からの出力は電子写真プ
リント機械内の中央処理ユニツト６８に伝達され
る。注目されることは、このアナログ・デジタル
変換器６６が中央処理ユニツト６８と一体的な部
分となし得ることである。この中央処理ユニツト
６８は論理回路を含み、この論理回路がまた現像
装置のハウジング内にトナ粒子を供給するのを制
御するための誤差信号を発生するのである。この
ようにして、トナ粒子が、発生された電荷の関数
として現像装置に供給されるのである。このこと
は、発生された電荷がバイアス電流によつて測定
できることによるのである。当業者には同じ方法
が中央処理ユニツトおよびアナログ・デジタル変
換器に代えてアナログ電圧・時間変換器によつて
行われ得ることを理解できる。
さて第３図を参照すれば、中央処理ユニツト６
８が現像装置のハウジング内にトナ粒子を供給す
るのを調節する態様が示されている。この図面に
示されるように中央処理ユニツト６８は誤差信号
を電圧源７０に伝達する。この中央処理ユニツト
６８からの誤差信号は電圧源７０からの出力電圧
を調節し、現像装置への付加的なトナ粒子の供給
を制御するようになつている。全体を符号７２で
示されるトナ供給装置は現像ステーシヨン２０内
に配置されている。このトナ供給装置７２はトナ
粒子の或る供給量をその内部に貯蔵する容器７４
を含む。適当なローラ７６が容器７４に連結され
る室７８内に配置され、トナ粒子をオーガ８０内
に供給するようになつている。その例として、オ
ーガ８０は多数の開口を有する管内に取付けられ
た螺旋状のばねを含む。モータ８２がオーガ８０
の螺旋状の部材を回転させ、トナ粒子を管を通し
て前進させるようになつている。これによりトナ
粒子は管の開口から現像装置のハウジングの室内
に供給され、現像ローラ５８によつて使用される
ようになされる。モータ８２の付勢は電圧源７０
によつて制御される。この電圧源７０は中央処理
ユニツト６８に接続されている。光導電性面上に
現像されたトナ粒子の量の測定された電荷は電流
の測定値と比例する。この電流の測定値は積分さ
れ、所望の値と比較されて誤差信号が発生され、
現像装置へのトナ粒子の追加量を制御する。この
誤差信号は電圧源７０を制御するのに使用され、
電圧源７０はまたモータ８２を付勢する。このよ
うにして、付加的なトナ粒子が光導電性面上の現
像されたトナ粒子の電荷の関数として現像装置に
供給されるのである。
当業者には像と像との間の範囲となすのが望ま
しい帯電された面積の区画を照明することによつ
てサンプルとなされる静電的潜像が光導電性面１
２上に記録できることが判る。このサンプルとな
される静電的潜像は現像ローラ５８によつて現像
されるが、潜像上に供給されるトナ粒子の電荷が
潜像を現像するために既述されたように監視され
るのである。この技術は潜像上に供給されるトナ
粒子の電荷を測定する代りに利用できる。
トナ粒子供給装置は現像の間にバイアス電流に
比例してトナ粒子を供給する。この機構は現像材
の摩擦生成物（triboproduct）の変化に無関係に
作動時間にわたつて摩擦電荷（tribocharge）を
一定の調節可能の比率に保持する。この場合制御
されるのは現像材の溜部の摩擦電荷ではなくトナ
粒子の摩擦電荷である。このことは溜部の摩擦電
荷に対する現像されたトナ粒子の摩擦電荷の比が
時間とともに変化するような装置において有利で
ある。この装置はまた給送されるトナ粒子の濃度
の制御装置となされる利点を有する。それぞれの
像が現像された後で、適当なトナ粒子の量が現像
装置のハウジングの溜部に供給されてトナ粒子の
濃度を一定に保持するようになされる。
定常状態において溜部に供給されるトナ粒子の
量は排出されるトナ粒子の量と等しくなる。もし
この排出されるトナ粒子の量に対するトナ粒子の
電荷の比（電荷比率／量比率）が一定に保持され
るならば溜部から出て行くトナ粒子の量と溜部に
入る量との摩擦電荷の比（tribo）は一定となる。
溜部は電荷対供給比率によつて決定される現像さ
れるトナ粒子の摩擦電荷の値が一定である点に達
する。
本発明によつて提案されるトナ粒子供給装置に
よる現像材の性質を理論的に説明する数学的な解
析は容易に誘導できる。下記の用語が定義されて
いる。
mT＝溜部内のトナ粒子の量 mC＝溜部内のキヤリア粒子の量 m〓PR＝Ｐ／Ｒ上のトナ粒子の現像速度 m〓d＝トナ粒子供給装置の供給速度 m〓Err＝トナ粒子の供給速度の誤差 IB＝バイアス電流 IPR＝Ｐ／Ｒ上の現像されたトナ粒子の帯電電流 IErr＝IB−IPR＝誤差電流 Tr＝現像されたトナ粒子の摩擦電荷（電荷／量） Tc＝トナ粒子の濃度（mT／mC） Ｋ＝バイアス電流に対する供給率の比例計数理想
的な場合には、下記の仮定がなされる。
(1) IB＝IPR 測定されたバイアス電流は現像されたトナ粒子
の電流に等しい。
他には電流の漏洩路があつてはならない。
(2) m〓PR＝mPR／Tr 現像装置のトナ粒子は摩擦電荷Trにより現像
されたトナ粒子の電荷に関係する。すなわちその
摩擦電荷はよく限定された量である。過大の誤つ
たサインのトナ粒子の現像はこの仮定に抵触す
る。
(3) Tr＝Ａ／C0＋Tc このことはトナ粒子の濃度に対する標準の摩擦
電気（tribo）であつて、負の帰還特性を得る必
要はない。この摩擦電気（tribo）がTcの単調な
減少関数であることが必要なだけである。
(4) m〓T＝m〓d−m〓PR トナ粒子の量は現像された量に等しい。すなわ
ち過大なトナ粒子の漏洩がない場合である。
理想的なトナ粒子の濃度（TC）の制御装置は、
バイアス電流により、比例的に一定の定数Ｋにし
たがつてトナ粒子を供給するようにして構成され
るのである。
このことは次のように書くのと同じである。
(5) m〓d＝KIB このことは瞬間的に測定されたバイアス電流の
関数として供給速度を変化させることを必要とす
る。しかし、このことは、或る一定の時間にわた
つて（例えば１つのコピー）電流を積分し、この
積分値に関係して後で或るトナ粒子の量を供給す
ることゝ同じで（遥かに実用的で）ある。
トナ粒子の濃度（TC）は式１−４による４つ
の仮定および式５の与えられた条件によつて決定
できる。式１、２、４および５を組合せると次の
式が得られる。
(6) m〓T＝IB（Ｋ−１／Tr） この式は式３によつて次のようになる。
(7) m〓T＋mT（IB／mCＡ） ＋IBC0／Ａ−IBＫ＝Ｏ これは最初の条件mT（ｔ＝０）に対して時間に
関係する解を有する。
(8) mT(t)＝mCAK−mCC0 ＋（mT(o)−mcAK ＋mcC0）ｅ−IBｔ／mCＡ または最初の摩擦電気の条件Tr（ｔ＝０）によ
つて、 (9) Tr(t) ＝｛Ｋ＋（１／Tr(o)−Ｋ）ｅ−IBｔ／mCＡ ｝-1 式９は、もし溜部が最初の摩擦電気Tr(o)から
トナ粒子の現像を開始する場合摩擦電気は、時間
定数AmC／IBにより、設定されたパラメーター
１／Ｋの制限値に指数関数的に接近する（IBｔは
時間ｔ内の正味発生電荷）。
トナ粒子の発生摩擦電気の電荷は充分な時間の
後で（定常状態で）値１／Ｋに接近する。この値
Ｋは電流／供給量の比率または（電荷／時間）／
（量／時間）＝電荷／量＝摩擦電気（tribocharge）
である。式９は式５の供給量制御条件が安定した
負の帰還（閉じたループ）システムであり、たと
えこのシステムが妨害を受けても所望の摩擦電気
の値が保持されることを証明する。
式９の時間定数AmC／IBは付加的なトナ粒子が
追加されない場合の現像材の濃度低下の自然の時
間定数と比較され得る。トナ粒子が供給されない
で溜部からトナ粒子が消耗する時の摩擦電気の電
荷は次のようになる。
(10) Tr＝［１＋IBｔ／mCＡ］Tr(o) 式10は自然に摩擦電気を制御する同じ時間定数
がまたトナ粒子供給量の帰還システムを制御する
ことを示す。トナ粒子が追加されない時は（式10
によつて示されるように）このシステムは最も迅
速に濃度低下を生ずる。このように他の現像可能
のトナ粒子制御システムは何れも本発明により提
案されるシステムより優れた時間定数を有するこ
とはできない。したがつて、式９の時間応答性は
満足なものである。
例えば最初の仮定の式４にて考慮されなかつた
溜部内へまたは溜部外への正味のトナ粒子の流れ
がある場合には帯電電流の測定誤差または供給速
度の誤差は制御される摩擦電気に影響を与えるの
である。この誤差はm〓Errである。式４は次のよう
に書代えることができる。
(11) m〓T＝m〓d−m〓PR＋M〓Err このM〓Errは誤つたトナ粒子供給装置から誘導
されるもので、トナ粒子が粉末の汚れまたは低
い／誤つたサインのトナ粒子によつて失われるの
である。同様にもし測定されたバイアス電流IBが
正確に現像されたトナ粒子の電荷IPRでない場合
には式１の仮定は誤差電流IErrによつて次のよう
に修正されねばならない。
(12) IB＝IPR＋IErr 誤差電流IErrは現像装置ハウジングからまたは
光導電性面との磁気ブラシの電荷交換による電気
的な漏洩路から生ずる。
式２、３、５、11および12を解くと次の最終的
な結果が得られる。
(13)Tr(t)＝｛K′＋(1/Tr(o)-K′)ｅ−IBｔ／mCＡ ｝
-1 こゝで K′＝(K)＋(K)（IErr／IPR）＋m〓ErrIPR） 式13により、誤差の項IErrおよびm〓Errを導入す
る効果は定常状態の摩擦電気を１／Ｋから１／
K′に移行させ、時間応答作用の形態を式９にお
けると同様に保持することになることが判る。新
しい摩擦電気１／K′は、誤差の項がIErr／IPR＜＜
１で、m〓Err／IPR＜＜１にしたがつて小さいなら
ば１／Ｋに近く保持される。もしこれらの条件が
満足されない時には制御される摩擦電気は安定で
ない。何故ならば誤差の項したがつてK′が時間
とともに変化するからである。IErrおよびm〓Errは
IPRすなわち面積適用範囲にしたがつて変化せず、
それぞれのコピーに対して変化する。もしIErrお
よびm〓Errが一定であれば、これらの項は容易に補
正できる。
この供給装置が適性に作動するためには種々の
仮定および拘束条件があることは明らかである。
その結果は式１−５の有効性に基づく。さてこゝ
でこれらの式のそれぞれについて検討する。
バイアス電流測定の式１はトナ粒子の帯電電流
およびバイアス電流が相互に関係すると仮定して
いる。ハウジングから外への電流の漏洩路は問題
を生じさせる。漏洩路（＞10-7Amps）は主とし
て高温／多湿の条件において問題となる。或る受
光器は磁気ブラシの先端と光導電性面との間に著
しい電荷の交換を行う。このことは対処を要する
甚だ困難な問題である。この問題の１つの解決方
法は本来的な「零」測定を行うことである。すな
わち文書間の面積の背景部分（現像されていな
い）にてバイアス電流測定を行い、引続く電流測
定を偏倚すなわち修正する値を利用して行うので
ある。例えばそれぞれのコピーには常に白い面積
部分があり、それぞれのコピーにおける最小限に
測定電流がこの修正する電流として利用できる。
摩擦電気の帯電の関係に関する式２は発生され
た電荷が一定の関係でトナ粒子の量に関係するも
のと仮定している。実際上現像材は式２で仮定し
ているような鋭いピークを有する電荷の分布を有
しない。このことは発生された電荷の分布の形状
が種々の現像電位に対して著しく変化しない限り
問題にはならない。例えば主として背景面積部分
における誤つた／低いサインのトナ粒子の現像
は、式２における平均の摩擦電気がコピー毎に変
化する入力特性に関係するから、問題を生ずるの
である。
TCと摩擦電気との関係に関する式３は任意の
仮定である。この標準の形は単に便利のために選
ばれるのである。Ａが小さい場合はこのシステム
の時間応答性は改善される。しかし、このことは
トナ粒子の濃度（TC）に対する摩擦電気の依存
性を増大させる犠牲を伴つて得られるのである。
必要な拘束条件は、摩擦電気がトナ粒子の濃度
（TC）の単調に減少する作用でなければならない
ことである。「増加」する作用は不安定な正の帰
還ループシステムを与える。殆ど総ての現像材は
適正な減少する単調な性質を有する。
トナ粒子の量を保有することに関する式４は、
トナ粒子が現像以外の原因で現像装置のハウジン
グから失われる場合のみ誤差を生ずる。
供給制御に関する式５は、トナ粒子の量がバイ
アス電流にしたがつて供給されることを必要と
し、典型的なバイアス電流は0.1から10μAまでの
間で変化する。この電流の正確な測定は、特に電
流が積分され、大部分のノイズがフイルターされ
るからまたトナ粒子の供給装置を考慮することが
重要である。供給速度はその寿命の限り一定に保
持されねばならない。与えられた電気的入力に対
する供給された量の変化はそれ自体制御される摩
擦電気の移動（Ｋのシフト）に比例して生ずるの
である。
以上を要約すると、本発明のシステムが、静電
的潜像上に現像されるトナ粒子の電荷の関数とし
て、現像装置のハウジングに対するトナ粒子の供
給量を制御するものであることが明らかである。
バイアス電流によつて測定された電荷は現像ロー
ラによつて感知される。この電荷に比例する電気
的な出力信号が積分されてデジタル信号に変換さ
れ、このデジタル信号がまた電子写真プリント機
械の中央処理ユニツトによつて処理される。中央
処理ユニツトから伝達される誤差信号は現像装置
のハウジング内へのトナ粒子の供給量を制御する
のである。
本発明はオリジナル文書を走査するのに使用さ
れる光学系とともに使用されるように説明された
が、当業者には本発明の装置が、光導電性面の帯
電された部分の選択された面積部分を照射するよ
うに配置されたモジユレートされたレーザービー
ムとともに使用されて光導電性面上に静電的潜像
を記録するようになし得ることが判る。
したがつて、本発明によつて静電的潜像上に現
像されるトナ粒子の電荷の関数として現像装置内
へのトナ粒子の供給量を調節する装置が提供され
るのである。この装置は上述の目的および利点を
完全に満足させるものである。本発明はその特定
の実施例について説明されたが、当業者には多く
の変形、修正が可能であることが判る。したがつ
て、本発明は、広く特許請求の範囲に限定された
精神および範囲に含まれるこのような総ての変
形、修正を包含するものであることを企図するも
のである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の特徴を組込んだ図解的な電子
写真プリント機械を示す概略的立面図。第２図は
第１図のプリント機械に使用される制御機構を示
す概略的説明図。第３図は第１図のプリント機械
におけるトナ粒子の供給量の調節を示す概略的説
明図。 １０……ドラム、１２……光導電性面、１６，
４０……コロナ発生装置、１８……露出装置、２
０……磁気ブラシ現像装置、２４……磁石、２６
……シート給送装置、６０……電流感知装置、６
２，７０……電圧源、６４……積分器、６６……
アナログ・デジタル変換器、６８……中央処理ユ
ニツト、７２……トナ供給装置、Ａ……帯電ステ
ーシヨン、Ｂ……結像ステーシヨン、Ｃ……現像
ステーシヨン、Ｄ……転写ステーシヨン、Ｅ……
融合ステーシヨン、Ｆ……清掃ステーシヨン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ マーク粒子による潜像の現像装置において、
    前記マーク粒子の或る供給量を貯蔵するための貯
    蔵装置と、 前記貯蔵装置にマーク粒子を供給するための供
    給装置と、 前記マーク粒子を前記貯蔵装置から前記潜像に
    密接する位置に運搬するための運搬装置と、 を包含し、 前記運搬装置は、前記潜像に供給されるマーク
    粒子の電荷を感知して、これを指示する信号を前
    記供給装置に伝達し、マーク粒子の前記貯蔵装置
    内への供給量を調節するようになされていること
    を特徴とする潜像の現像装置。 ２ マーク粒子によつて潜像を現像する方法にお
    いて、 ハウジング内にマーク粒子の或る供給量を貯蔵
    し、マーク粒子が前記潜像に引付けられるように
    現像ローラにて前記ハウジング内のマーク粒子を
    前記潜像に密接する位置に運搬し、 前記潜像に引付けられたマーク粒子の電荷を感
    知し、 前記感知された電荷に応答してマーク粒子を前
    記ハウジング内に供給する、 ことを特徴とする潜像の現像方法。
JP59116716A 1983-06-16 1984-06-08 電子写真プリント機械におけるマ−ク粒子の供給量を調節する制御システム Granted JPS6010275A (ja)

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JPH058828B2 true JPH058828B2 (ja) 1993-02-03

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JP59116716A Granted JPS6010275A (ja) 1983-06-16 1984-06-08 電子写真プリント機械におけるマ−ク粒子の供給量を調節する制御システム

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