JPH11249417A

JPH11249417A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11249417A
Application number: JP11000358A
Authority: JP
Inventors: Dale R Mashtare; アールマシュターレデイル; Christopher Snelling; スネリングクリストファー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 1999-09-17
Also published as: US5933684A; EP0929005B1; EP0929005A3; EP0929005A2

Abstract

(57)【要約】【課題】混合現像剤内の静電気を帯びた粒子の現像能
力と相互作用性を測定するセンサ装置を備えた現像装置
を提供する。【解決手段】センサ装置は、１）ドナーロールに隣接
して配置され、ドナーロールからトナーがその上に吸引
される透明プリズム、２）透明プリズムを通して送る光
ビームを発生する光源、３）内面反射された光ビームの
強度を検出して、透明プリズムに付着しているトナーの
量を表す信号を発生する光検出器、および４）トナーが
付着した透明プリズム上に清掃電界バイアスを発生する
手段を備えている。光検出器は透明プリズムからトナー
が除去されたこと（相互作用性）を表す信号を発生す
る。現像装置は、さらに、センサ装置に応答して、トナ
ーのスカベンジ（掃去）を防止するため現像装置の電気
的パラメータを個々に調整するコントローラを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般には電子写真式印
刷装置、より詳細には特定材料の混合物の中の静電気を
帯びた粒子を検出する装置および方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真印刷プロセスでは、光
導電性部材が実質上一様な電位に帯電され、その表面が
感光化される。光導電性表面の帯電した部分は走査用レ
ーザービームまたは複製しようとする文書からの光像に
さらされる。この露光によって光導電性表面に静電潜像
が記録される。光導電性表面に静電潜像が形成された
後、潜像は現像される。一般に、現像には２成分現像剤
と単成分現像剤が使用される。典型的な２成分現像剤は
キャリヤ粒子と摩擦電気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。単成分現像剤は一般にト
ナー粒子から成っている。トナー粒子は潜像へ吸引され
て光導電性表面の上にトナー粉末像を形成する。次に、
トナー粉末像はコピー用紙へ転写され、最後にトナー粉
末像が加熱され、コピー用紙へ像の形状で永久に融着さ
れる。

【０００３】上に述べた電子写真印刷プロセスはカラー
像を生成するように修正することができる。イメージオ
ンイメージ（ＩＯＩ）プロセスと呼ばれる電子写真印刷
プロセスは、複合トナー粉末像をコピー用紙へ転写する
前に、異なる色のトナー粉末像を重ね合わせる。イメー
ジオンイメージ・プロセスは利点を有するが、いくつか
の問題を有する。たとえば、別のカラートナー粉末像を
生成する準備として感光体を再帯電させる時、前にトナ
ーが置かれた感光体領域とトナーが置かれなかった感光
体領域間の電圧を一様にすることが重要である。

【０００４】さらに、イメージオンイメージ・プロセス
のような印刷装置の概念を実行可能にするには、通例、
前にトナーが置かれたイメージをスカベンジ（scaveng
e：掃去) しない、すなわち相互に作用（interact) し
ない現像装置が必要である。通常の磁気ブラシ現像やジ
ャンピング単成分現像のような幾つかの既知の現像装置
は像受容体と相互に作用するので、前にトナーが置かれ
たイメージはその後の現像によってスカベンジされるで
あろう。そしてそれらの現像装置は像支持部材と強く相
互に作用するので、非スカベンジ型（scavengeless) す
なわち非相互作用型(noninteractive)現像装置が要望さ
れている。

【０００５】高品質のゼログラフィー像形成の場合、特
にＩＯＩアーキテクチュアの場合、高い品質レベルを維
持するため非相互作用現像（ＮＩＤ）プロセスの必要性
は絶対であり、かつシステムを監視する閉ループプロセ
ス制御が必要である。閉ループプロセス制御は現像剤の
寿命の変化または環境の影響に敏感に反応するので、高
レベルの画質を永続的に保証するには、たとえば現像能
力（developability)と、おそらくカラー装置の場合は
さらに重要である相互作用性（interactivity)を監視し
なければならない。非相互作用型現像サブシステムの両
方の性能測度について情報を得るために、No-Gap ADC
（自動現像制御: Automatic DevelopmentControl)セン
サを利用することができる。米国特許第４，４３１，３
００号は、全内面反射（ＴＩＲ）センサを利用して現像
サブシステムのプロセス性能を監視する方法を述べてい
る。トナーは導電性プリズム面の上に現像されるので、
ＬＥＤ付きの光学プリズムと光検出器で構成されたセン
サは現像能力の真の測度を与える。光検出器回路からの
出力はプリズムの中で内面反射した光に相当する電圧信
号である。プリズム面に堆積したトナー粒子は、散乱と
吸収によって反射された赤外線波長光を減衰させて、プ
リズム面上のＤＭＡに比例する信号出力を生じさせる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】非相互作用型現像（Ｎ
ＩＤ）サブシステムにおいては、トナーは一般にエアギ
ャップを飛び越えて感光体上の静電潜像の上に現像され
る。イメージオンイメージ（ＩＯＩ）システム・アーキ
テクチュアを可能にするには、光導電性表面上に存在す
る前に現像されたイメージまたはその後のカラー層のた
めの現像剤溜めを汚染しないように、ＮＩＤサブシステ
ムはこのトナーをスカベンジしないやり方で現像するこ
とが重要である。現在、ＮＩＤサブシステムはこの要求
に適合するように設定され、起きるかもしれないスカベ
ンジを実際に監視するモニターを備えていない。ＴＣ／
トリボ、粒子サイズシフト、トナー付着性／凝集性、Ｒ
Ｈ状態を含む、ＮＩＤサブシステムパラメータのシフト
は、すべて現像能力と相互作用性の両方の変化をもたら
すことがあり、サブシステムの寛容度の窓枠は狭い。現
像装置においては、イメージオンイメージ・プロセスで
高品質のフルカラー像を現像する際によりすぐれた単純
性と寛容度を可能にし、かつ高速現像を可能にするシス
テムを備えていることが非常に望ましい。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、一態様とし
て、２成分磁気ブラシのような典型的な相互作用型（in
teractive)現像サブシステムに利用されてきた検出手法
を提供する。それらの現像サブシステムでは、センサ面
は現像剤ベッドと物理的に接触している。現像能力を示
す信号を生み出す「現像された」トナーは、清掃電界
（相互作用性）を生成するため導電性プリズム面に印加
するバイアスを適当に変化させることによって除去する
ことができる。そのあと磁気ブラシは磁気ブラシ清掃装
置のやり方で仕事をする。その後の現像のためのバイア
スの再印加により、新しい現像能力の測度が生じるであ
ろう。

【０００８】現像装置においては、イメージオンイメー
ジ・プロセスで高品質のフルカラー像を現像する際によ
りすぐれた単純性と寛容度を可能にし、かつ高速現像を
可能にするシステムを備えていることが非常に望まし
い。本発明のその他の特徴は添付図面を参照して以下の
説明を読まれれば明らかになるであろう。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の種々の実施例と使
用方法について説明するが、発明をそれらの実施例およ
び使用方法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、特許請求の範囲に記載した発明
の精神と範囲の中に入るすべての代替物、修正物、およ
び均等物は本発明に含まれるものとする。

【００１０】本発明の特徴の一般的な理解のために図面
を参照するが、諸図面を通じて同じ要素は同じ参照番号
を用いて表示してある。図１は、本発明の特徴を組み入
れた典型的な電子写真式印刷装置の種々の構成要素を示
す。本発明の装置が多種多様な装置において使用する場
合に同様にうまく適合することと、その応用が必ずしも
ここに示した特定の実施例に限定されないことは、以下
の検討から明らかになるであろう。

【００１１】電子写真式印刷技術は周知であるので、図
１の印刷装置に使用されている種々の処理部を略図で示
し、以下それらの作用を簡単に説明する。

【００１２】最初に図１に、本発明の現像装置を組み入
れた典型的な電子写真式印刷装置を示す。電子写真式印
刷装置８は装置を一回通過してカラー像を生成するもの
で、本発明の諸特徴を組み入れている。印刷装置８は、
矢印１２の方向に移動して種々の処理部を順次通過する
アクティブマトリックス（ＡＭＡＴと略す）感光体ベル
ト１０の形式の電荷保持表面を用いている。感光体ベル
ト１０は駆動ローラー１４と２個のテンション・ローラ
ー１６，１８のまわりに取り付けられていて、駆動モー
ター２０で駆動ローラー１４を回転させることによって
動かされる。

【００１３】感光体ベルト１０が動くと、ベルトの各部
は次に説明する各処理部を通過する。便宜上、「イメー
ジ領域」と呼ばれる感光体ベルトの一区間を区別する。
イメージ領域はトナー粉末像を受け取ることになってい
る感光体ベルトの部分である。トナー粉末像はコピー用
紙へ転写された後、定着されて最終像が生成される。感
光体ベルトは数多くのイメージ領域をもつことがある
が、各イメージ領域は同じやり方で処理されるので、１
つのイメージ領域の典型的な諸処理を説明すれば、印刷
装置の作用は十分に明らかにすることができる。

【００１４】感光体ベルト１０が動くと、イメージ領域
は帯電部Ａを通過する。帯電部Ａでは、コロナ発生装置
２２がイメージ領域を比較的高い実質上一様な電位に帯
電させる。図２は、イメージ領域が帯電部Ａを離れた後
のイメージ領域の典型的な電圧特性曲線６８を示す。図
示のように、イメージ領域は約−５００ボルトの一様な
電圧を有する。実際には、これは、イメージ領域を−５
００ボルトより少し大きく負に帯電させて、結果的に起
きる暗減衰によって電圧を所望の−５００ボルトまで下
げることによって達成される。図２では、イメージ領域
は負に帯電されるとしたが、もしトナー、再帯電装置、
感光体、その他の関係する領域または装置の電荷レベル
と極性を適当に変更すれば、イメージ領域を正に帯電さ
せることもできる。

【００１５】帯電部Ａを通過した後、帯電したイメージ
領域は第１露光部Ｂを通過する。第１露光部Ｂでは、帯
電したイメージ領域は第１カラー（たとえば黒色）イメ
ージの光表現でイメージ領域を照明する光にさらされ
る。光表現はイメージ領域のある部分を放電させて静電
潜像を生成する。図示した実施例は光源としてレーザー
型出力走査装置２４を使用しているが、他の光源たとえ
ばＬＥＤプリントバーを本発明の原理に同様に使用でき
ることを理解すべきである。図３は、露光後イメージ領
域に存在するかもしれない典型的な電圧レベル７２と７
４を示す。約−５００ボルトの電圧レベル７２は照明さ
れなかったイメージ領域の部分に存在するが、約−５０
ボルトの電圧レベル７４は照明されたイメージ領域の部
分に存在する。このように、露光後、イメージ領域は相
対的に高い電圧と低い電圧とから成る電圧特性曲線を有
する。

【００１６】第１露光部Ｂを通過した後、露光したイメ
ージ領域は第１現像部Ｃを通過する。第１現像部Ｃの構
造は現像部Ｅ，Ｇ，Ｉと同じである。第１現像部Ｃは負
に帯電した第１カラー（黒色）のトナーをイメージ領域
の上に置く。そのトナーはイメージ領域のより弱い負帯
電部分へ吸引され、より強い負帯電部分によって反発さ
れる。その作用の結果、イメージ領域の上に第１トナー
粉末像が生じる。

【００１７】第１現像部Ｃの場合、現像装置３４はドナ
ーロール４２を備えている。ドナーロール４２は、図８
に示すように、少なくとも一部分が現像剤ハウジング４
４の室内にあるように取り付けられている。現像剤ハウ
ジング４４の室内には、潜像を現像する現像剤（トナ
ー）が入っている。

【００１８】図４は、イメージ領域が第１現像部Ｃを通
過した後のイメージ領域上の電圧を示す。トナー７６
（一般的に任意の色のトナーを表す）は照明されたイメ
ージ領域に付着する。これによって、照明されたイメー
ジ領域内の電圧がたとえば約−２００ボルト（実線７８
で示す）まで増加する。イメージ領域の非照明部分はほ
ぼレベル７２のままである。

【００１９】第１現像部Ｃを通過した後、トナーが置か
れたイメージ領域は第１再帯電部Ｄへ進む。第１再帯電
部Ｄは２つのコロナ再帯電装置、すなわち第１再帯電装
置３６と第２再帯電装置３７から成っており、２つの再
帯電装置３６，３７は一緒に作用してイメージ領域のト
ナーが置かれた部分とトナーが置かれていない部分の両
方の電圧レベルを実質上一様なレベルに再帯電させる。
再帯電装置が仕事をするために必要な電気入力を得られ
るように、必要なとき第１および第２再帯電装置３６，
３７と、関連するグリッドまたは他の電圧制御表面に電
源が接続されることを理解すべきである。

【００２０】図５は、イメージ領域が第１再帯電装置３
６を通過した後のイメージ領域上の電圧を示す。第１再
帯電装置３６は、イメージ領域が第１再帯電部Ｄを離れ
る時にもっていなければならない負レベルより強い負レ
ベルにイメージ領域を過大帯電させる。たとえば、図５
に示すように、イメージ領域のトナーが置かれていない
部分は約−７００ボルトの電圧レベル８０に達する。第
１再帯電装置３６はＤＣスコロトロンであることが好ま
しい。

【００２１】第１再帯電装置３６による再帯電の後、イ
メージ領域は第２再帯電装置３７へ進む。ここで図６に
示すように、第２再帯電装置３７がイメージ領域（トナ
ーが置かれていない部分とトナーが置かれた部分（トナ
ー７６で示す）の両方）の電圧を−５００ボルトの望ま
しい電位のレベル８４まで下げる。

【００２２】第１再帯電部Ｄにおいて再帯電された後、
このとき第１トナー粉末像をもつ実質上一様に帯電され
たイメージ領域は第２露光部３８へ進む。第２露光部３
８がイメージ領域を第２カラー（たとえば、イエロー）
イメージの光表現で照明して、第２静電潜像を生成する
ことを除いて、第２露光部３８は第１露光部Ｂと同じで
ある。図７は、イメージ領域が第２露光部３８を通過し
た後のイメージ領域上の電位を示す。図示のように、非
照明部分はレベル８４で示した約−５００ボルトの電位
を有するが、照明された部分（トナー７６で示した前に
トナーが置かれた領域とトナーが置かれていない領域の
両方）はレベル８８で示した約−５０ボルトまで放電さ
れる。

【００２３】次に、イメージ領域は第２現像部Ｅへ進
む。第２現像部Ｅに第１現像部Ｃのトナー（黒色）とは
異なる色（イエロー）のトナーが入っていることを除い
て、第２現像部Ｅは第１現像部Ｃと同じである。トナー
はイメージ領域のより弱い負帯電部分へ吸引され、より
強い負帯電部分によって反発されるので、第２現像部Ｅ
を通過した後のイメージ領域は部分的に重なることがあ
る第１トナー粉末像と第２トナー粉末像を有する。

【００２４】次に、イメージ領域は第２再帯電部Ｆへ進
む。第２再帯電部Ｆは前に述べた再帯電装置３６，３７
と同様に動作する第１および第２再帯電装置５１，５２
を有する。簡単に述べると、第１コロナ再帯電装置５１
はイメージ領域を最終所望電位（すなわち−７００ボル
ト）より大きな絶対電位に過大帯電させる。第２コロナ
再帯電装置５２はＡＣ電位を有するコロノードからでき
ていて、前記電位を最終所望電位まで中和する。

【００２５】次に、再帯電されたイメージ領域は第３露
光部５３を通過する。第３露光部５３がイメージ領域を
第３カラー（すなわちマゼンタ）像の光表現で照明して
第３静電潜像を生成することを除いて、第３露光部５３
は第１露光部Ｂおよび第２露光部３８と同じである。次
に、第３静電潜像は第３現像部Ｇに入っている第３カラ
ー（マゼンタ）トナーを使用して現像される。

【００２６】次に、イメージ領域は第３再帯電部Ｈを通
過する。第３再帯電部Ｈは一対のコロナ再帯電装置６
１，６２を有する。第３再帯電部Ｈは前に述べたコロナ
再帯電装置３６，３７およびコロナ再帯電装置５１，５
２と同じやり方で、イメージ領域のトナーが置かれた部
分とトナーが置かれていない部分の両方の電圧レベルを
実質上一様なレベルに調整する。

【００２７】第３再帯電部Ｈを通過した後、再帯電され
たイメージ領域は第４露光部６３を通過する。第４露光
部６３がイメージ領域を第４カラー（すなわちシアン）
像の光表現で照明して第４静電潜像を生成することを除
いて、第４露光部６３は第１露光部Ｂ、第２露光部３
８、および第３露光部５３と同じである。次に、第４静
電潜像は第４現像部Ｉに入っている第４カラー（シア
ン）トナーを使用して現像される。

【００２８】コピー用紙に有効に転写するようトナーを
状態調節するため、イメージ領域は転写前コロトロン部
材５０を通過する。転写前コロトロン部材５０はトナー
粒子が要求された電荷レベルになるようコロナ電荷を付
加して、その後のトナーの正しい転写を保証する。

【００２９】コロトロン部材５０を通過した後、４つの
トナー粉末像は、転写部Ｊにおいてイメージ領域から用
紙５９へ転写される。用紙は通常の給紙装置（図示せ
ず）によって矢印５８の方向に転写部Ｊへ送られてくる
ことを理解されたい。転写部Ｊは用紙５９の裏面に正イ
オンを散布する転写用コロナ装置５４を備えている。こ
のイオン散布によって、負に帯電したトナー粉末像は用
紙５９の上に移動する。転写部Ｊは、そのほかに、印刷
装置８のベルト１０から用紙５９を容易に分離するため
の分離用コロナ装置５６を備えている。

【００３０】転写後、用紙５９はコンベヤ（図示せず）
によって定着部Ｋへ運ばれる。定着部Ｋは転写された粉
末像を用紙５９へ永久に固着させる定着装置６０を備え
ている。定着装置６０は加熱された定着ローラー６７と
バックアップ・ローラー６４から成るものが好ましい。
用紙５９が定着ローラー６７とバックアップ・ローラー
６４の間を通るとき、トナー粉末像が用紙５９へ永久に
固着される。定着後、用紙５９はシュート（図示せず）
によってキャッチトレー（図示せず）へ案内され、そこ
からオペレータによって取り出される。

【００３１】用紙５９が感光体ベルト１０から分離され
た後、イメージ領域上の残留トナー粒子は清掃部Ｌにお
いてハウジング６６に入っている清掃ブラシで除去され
る。これで、イメージ領域は新しいマーキング・サイク
ルを開始する準備が完了する。

【００３２】次に図８について詳しく説明する。現像装
置３４はドナーロール４２を有する。図８に示すよう
に、ドナーロール４２からトナーを離脱させてドナーロ
ール４２と光導電性表面間の現像ギャップ内にトナー粉
末クラウド１１２を形成するために、電極９４はＡＣお
よびＤＣ電圧でドナーロール４２に対し電気的にバイア
スされる。放電領域現像（discharged area developmen
t:ＤＡＤ）の場合、電極９４とドナーロール４２は共に
ＤＣ電位にバイアスされる。放電した感光体上のイメー
ジはトナー粉末クラウド１１２からトナー粒子を吸引し
て、その上にトナー粉末像を形成する。

【００３３】次に図９と図１０について説明する。ドナ
ーロール４２の隣接してセンサ１６０が配置されてい
る。センサ１６０はドナーロール４２に付着している現
像剤からトナー粒子を吸引するように構成された実質上
透明なプリズム１６２から成っている。光源１６４はプ
リズム１６２を通してプリズムに付着しているトナー粒
子の上に光線を送る。光線はプリズム１６２によって内
面反射され、光検出器１６６によって検出される。光検
出器１６６は電気出力信号を発生して、コントローラ１
３８へ送る。コントローラ１３８はトナー粒子を現像剤
ハウジング７６の中に小出しするためモーター１５８を
起動させる信号を発生する。従って、プリズム１６２に
付着しているトナー粒子の量が所定のレベル以下になる
と、コントローラ１３８はモーター１５８を起動させ
て、追加トナー粒子を現像剤の中に小出しする。追加ト
ナー粒子を現像剤の中に小出しすることによって、装置
の現像能力は所望のレベルに調節される。

【００３４】次に図１０について説明する。プリズム１
６２は斜辺すなわち実質上透明な導電性層１００が接着
された表面１９８をもつ直角三角形のプリズムであるこ
とが好ましい。また導電性層１００は商標 NESA が付け
られた Pittsburgh Plate Glass ( 米国 )製の、または
商標 Electroconductive が付けられた Corning Glass
Company 製の酸化錫コーティングが好ましい。透明プ
リズム１６２の斜辺と他の２辺のなす角は互いに等し
く、４５°である。ドナーロール４２の上で運ばれてく
るトナー粒子を引き付けるためプリズム１６２の表面を
電気的にバイアスするための電源１９６が導電性層１０
０に接続されている。光源１６４は発光ダイオードであ
ることが好ましく、また光検出器１６６はフォトトラン
ジスタであることが好ましい。発光ダイオード１６４は
抵抗器１４２によって電源１９６に接続されている。同
様に、フォトトランジスタ１６６は抵抗器１４７によっ
て電源１９６に接続されている。抵抗器１４２は約５６
０Ωであり、抵抗器１４７は約２２００Ωであることが
好ましい。発光ダイオード１６４および抵抗器１４２に
並列に接続された抵抗器１４７とフォトトランジスタ１
６６の両端に加える電圧は約６Ｖ（ＤＣ）であることが
好ましい。ライン１４６はフォトトランジスタ１６６か
らの電気出力信号をレベル検出器１９４へ送る。

【００３５】動作中、フォトトランジスタ１６６はトナ
ー粒子が展開した表面から内面反射率の変化を検出す
る。スネル（Snell)の法則によって、内面反射は臨界角
まで起きる。臨界角は垂直面に対して測定される。臨界
角θ_cの値は sin θ_c＝Ｎ₁／Ｎ₂の関係によって決
まる。ここでＮ₁とＮ₂はそれぞれ表面および光学要素
に接している物質の屈折率である。表面に存在するトナ
ー粒子は空気に取って代わっているので、屈折率は１以
上である。従って、臨界角は表面にトナー粒子が存在し
ない場合の臨界角より大きい。表面にトナー粒子の堆積
が生じると、臨界角は増加し、検出される内面反射光の
量は減少する。例として、プリズムの屈折率が約１．５
２のとき、粒子のない場合の臨界角は約４１．５°であ
る。

【００３６】この装置は直角プリズムの斜辺から内面反
射された放射の強度を検出することによって仕事をする
と考えられる。プリズム面上のトナー粒子の存在は、表
面の有効内面反射率の減少に相当する検出光の強度の減
少を引き起こす。全「内面」反射された放射電界は光の
波長のオーダーの距離、プリズム面を越えて広がる。こ
れは急激に減衰するエバネッセント電界である。従っ
て、プリズムから２種類のエネルギー結合があり、１つ
はプリズム面とトナー粒子の直接接触によるものであ
り、他の１つはエバネッセント電界によってもたらされ
たプリズム面の近くに位置するトナー粒子によるもので
ある。第１の場合には、屈折率と吸収係数によって特徴
づけられるトナー粒子内への伝達によって、プリズム面
の内面反射率が減少する。第２の場合は、プリズム面と
トナー粒子間の直接接触によるのではなく、プリズム面
からトナー粒子へのエネルギーのエバネッセント電界結
合によって作用する。エバネッセント電界の効果はこの
検出装置において発見された大きな信号感度を生み出す
上で支配的であるように見える。

【００３７】ＴＩＲセンサ１６０はドナーロールから適
当な間隔をおいて置かれた代理受容体表面として利用で
きることが判った（図８に示すように）。ＴＩＲセンサ
１６０は、センサ１６０のバイアス付き面にキャリヤ粒
子が触れるままにされた時に起きることがあるスカベン
ジ（掃去）を監視するのに使用できる。スカベンジすな
わちすなわち相互作用性は、そのほかに、たとえば過度
に高いＡＣバイアス成分のために、加えた清掃バイアス
の存在の下でドナーロールからのトナーと前に堆積した
トナー層とが積極的に相互に作用するままにされた時に
も起きることがある。電源１９６で導電性センサ１６０
の面に現像電位パルスを加えることによって、前に述べ
たように装置の現像能力を検出することができる。スカ
ベンジを検出するために、コントローラ１６１はパルス
現像バイアスと０バイアス、または清掃バイアスを印加
するよう電源１９６へ信号を送り、現像パルス印加の間
に堆積したトナーのスカベンジを検出することができ
る。プリズム面からのトナーのスカベンジは、図１１に
示すように、センサ信号の減少を引き起こす。加えた典
型的な電界状態の下では、トナーと受容体間の付着力は
十分に大きいので、トナーの解放を促進するキャリヤ粒
子の機械的相互作用なしで、トナーを表面から剥離する
ことができない。

【００３８】図１１に示したやり方でセンサとドナーロ
ール・スリーブ間のギャップを０．０３０″から０．０
２０″へ減らすことによって、現像動作は非相互作用モ
ードから相互作用モード（すなわちＴＩＲセンサで検出
できるスカベンジモード）になる。

【００３９】０．０３０″ギャップの場合、ＴＩＲ信号
から、印加した現像パルスから堆積が生じた後、０．４
Ｖ／μｍ清掃電界を印加したとき、トナーのスカベンジ
が起きていないことは明らかである。トナーの除去（ス
カベンジ）は、０．０２０″ギャップをもつこのフェー
ズの間のＴＩＲセンサ信号の減少（キャリヤと堆積した
トナー層との相互作用が起きていることを意味する）に
よって示される。

【００４０】装置の形状内のＴＩＲセンサの具体化はＮ
ＩＤ（非相互作用型現像）装置のアーキテクチュアに依
存する。それには、現像ギャップに等しい距離で実際の
現像区域１１２の中で（図８に示すように）あるいは現
像区域内の動作をぴったり模擬する領域の中で検出手法
を適用することが必要である。種々の具体化モードに適
合させるために、ファイバー、ロッド、または円錐の形
状を含む、いろいろな内面反射要素を利用することがで
きる。そのほか、要求されたセンサ装置を考慮に入れて
現像剤ハウジングを設計することができる。たとえば、
ドナーロールや電極などの能動ＮＩＤ構成要素は必要な
感光体現像幅を越えて外に広げることができる。

【００４１】ＮＩＤ評価のためＴＩＲセンサを利用する
には、その後の監視サイクルのためセンサ面を清掃する
能力が必要である。これはいろいろな手法によって達成
することができる。ワイパー機構は最も簡単な手法であ
る。

【００４２】センサをカムで動かし現像区域から離すこ
とは、この手法に適応させるのに役立つであろう。円錐
形反射要素を利用して検出面を回転可能にし、固定ブレ
ードで拭き取れるようにできるであろう。相互作用／ス
カベンジを生み出すため、センサとドナーロール間ギャ
ップを一時的に減少させることができるであろう。減少
したギャップに印加された清掃電界によって、センサ面
は清掃される。センサ装置を動かす必要性のない手法
は、再び相互作用性を発動するためプリズム面に印加す
るＤＣおよび／またはＡＣ電圧からなるより積極的なバ
イアスサイクルを利用することであろう。

【００４３】もし所望ならば、検出手法はセンサ面上の
種々の電極パターンを使用して、線とべた領域による効
果を区別することができるであろう。それに従ってバイ
アスを調整したり、あるいは再帯電ステップを検出プロ
セスに組み入れることによって、再帯電プロセスの効果
を含めることができるであろう。

【００４４】開示した構造について説明したが、発明は
記載した特定の細部に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に入ると思われるすべての修正物または変更物
を含んでいるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を有する現像装置を組み入れた典
型的な電子写真式印刷装置の略正面図である。

【図２】イメージ領域が帯電された後、図１に示した電
子写真式印刷装置内のイメージ領域の典型的な電圧特性
曲線を示す図である。

【図３】露光された後のイメージ領域の典型的な電圧特
性曲線を示す図である。

【図４】現像された後のイメージ領域の典型的な電圧特
性曲線を示す図である。

【図５】第１再帯電装置によって再帯電された後のイメ
ージ領域の典型的な電圧特性曲線を示す図である。

【図６】第２再帯電装置によって再帯電された後のイメ
ージ領域の典型的な電圧特性曲線を示す図である。

【図７】２回目の露光後のイメージ領域の典型的な電圧
プロフィルを示す図である。

【図８】本発明を内部に使用できる現像装置の略正面図
である。

【図９】本発明に関連がある検出回路の略正面図であ
る。

【図１０】本発明のプリズム、光源、および光センサの
実施例を示す略正面図である。

【図１１】相互作用を示すＴＩＲセンサ信号のグラフで
ある。

【符号の説明】

Ａ帯電部Ｂ露光部Ｃ第１現像部Ｄ第１再帯電部Ｅ第２現像部Ｆ第２再帯電部Ｇ第３現像部Ｈ第３再帯電部Ｉ第４現像部Ｊ転写部Ｋ定着部Ｌ清掃部８印刷装置１０感光体ベルト１２ベルト移動方向１４駆動ローラー１６，１８テンション・ローラー２０モーター２２コロナ発生装置２４レーザー出力走査装置３４現像装置３６第１再帯電装置３７第２再帯電装置３８第２露光部４２ドナー・ロール４４現像剤ハウジング５０転写前コロトロン部材５１第１再帯電装置５２第２再帯電装置５３第３露光部５４転写用コロナ装置５６分離用コロナ装置５８用紙の移動方向５９コピー用紙６０定着装置６２定着ローラー６３第４露光部６４バックアップ・ローラー６６清掃装置ハウジング６８イメージ領域が帯電部Ａを離れた後の典型的な電
圧特性曲線７２露光後、イメージ領域の非照明部分の電圧レベル７４露光後、イメージ領域の照明された部分の電圧レ
ベル７６照明されたイメージ領域に付着したトナー７８照明されたイメージ領域に付着したトナーで上昇
した電圧レベル８０第１再帯電装置を通過した後のイメージ領域の電
圧レベル８４第２再帯電装置を通過した後のイメージ領域の電
圧レベル８８第２露光部通過後、トナーのない領域の放電部分
の電圧レベル９４電極１００透明な導電性層１１２トナー粉末クラウド（現像区域）１３８コントローラ１４２，１４７抵抗器１４６ライン１５８モーター１６０センサ１６１コントローラ１６２透明プリズム１６４光源（発光ダイオード）１６６光検出器１９４レベル検出器１９６電源１９８プリズムの斜辺

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に記録された潜像を現像する装置で
あって、トナーから成る現像剤を格納する室を形成しているハウ
ジングと、前記表面から間隔をおいて配置され、該表面と向かい合
った領域へトナーを搬送するドナー部材であって、前記
ドナー部材からトナーを離脱させて潜像を現像するため
のトナークラウドを形成する手段を備えたドナー部材
と、前記トナークラウドと接触して、前記トナークラウドの
相互作用性を検出するセンサとを備えていることを特徴
とする現像装置。
【請求項２】請求項１に記載の現像装置において、前
記センサは、前記ドナー部材に隣接して配置されていて、ドナー部材
からトナーがその上に吸引される透明部材と、前記透明部材を通して送る光ビームを発生する光源と、内面反射した光ビームの強度を検出して、前記透明部材
に付着しているトナーの量を表す信号を発生する光検出
器と、トナーが付着した前記透明部材上に清掃電界バイアスを
発生する手段とを備え、前記光検出器は透明部材からト
ナーが除去されたこと（相互作用性）を表す信号を発生
することを特徴とする現像装置。
【請求項３】請求項１に記載の現像装置において、さ
らに、前記センサに応答して、スカベンジ（掃去）を防
止するため現像装置の電気的パラメータを個々に調整す
るコントローラを備えていることを特徴とする現像装
置。