JPS6033272B2 - 現像剤供給制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子複写機に関する。

従来、電子複写機に於いて、例えばジェイ・ェィ・トト
（Ｊ．Ａ．Ｔｏｔｏ）その他に対し１９７６年３月１６
日発行された米国特許第Ｂ４８１０４８号に記載された
複写機の如く、商業的に入手し得る複写機貝０ちコピァ
は、一般に、移動中の感光面上に静電潜像を形成し且つ
この潜像を現像し、その後、現像された像を感光面から
紙の如き適当な材料より成る複写シートに転写するため
の処理装置を有している。

現像を行なうためにこのような複写機の多くには米国特
許第３９２４５６７号に記載のタイプの磁性ブラシ現像
装置が設けられており、この装置は一般に回転体を有し
ている。

この回転体は、該回転体の下方で容器内に現像剤を有し
た現像剤供給装置から現像剤を潜像へ移送すべく構成さ
れている。現像剤は、，粉末状の適当なトナー材料と、
このトナー材料が摩擦電気的に付着している粒状又はビ
ーズ状の適当な強磁性材料を用いた磁化性キャリアとか
ら成る。複写機の各作動サイクルにおいて回転中の回転
体は現像剤供給装置中の現像剤の一部分を容器内から湯
上し、移動中の感光面上の潜像に接触させる。その結果
充分なトナーが潜像を現像すべ〈キャリアによって潜像
へ移送される。現像剤中のトナー成分の消散及びキャリ
ア成分の消散のうち少なくとも一方のために現像剤が次
第に役に立たなくなるのを防ぐために現像剤供給装置は
時々現像剤を補充することにより元の状態に戻される。
このために、複写機には、現像剤供給装置に現像剤を補
充するための現像剤補給装置が設けられている。米国特
許第３８５３２４６号に記載の如く、このような現像剤
補給装置の典型的な構造は、動力源により回転すべ〈構
成された現像剤入りのボトルより成る。回転ボルトは、
磁性ブラシ装置における現像剤供給装置の容器内に現像
剤を補給する。現像剤補給装置の制御のために、上記米
国特許第３９２４５６７号で取上げられている如く、回
転体上の現像剤の反射館を検出して反応する装置と、こ
れに付随する、反射能が一定レベルを超えると現像剤補
給装置を励起させるための回路とが設けられていた。

先行技術においては上記反射能を検出する装置が接続さ
れている従来のコンパレータが、現像剤補給装置のモー
タ駆動回路を制御するトライアックをゲートすべく接続
された接点を有するリレーを直接作動させるために利用
されており、これによって補充用現像剤ボトルの回転が
制御されていた。先行技術において生ずる問題の１つは
、回転ドラムには回転開始時迄現象剤が付着していず、
又、反射能を検出する装置は回転体がこの反射能を検出
する装置を通過して一定量の現像剤を運ぶ前に現像剤補
給装置に信号を与えるべく作動するため、現像剤容器に
充分な量の現像剤が入っているか杏かにかかわらず反射
能を検出する装置が現像剤容器に現像剤を加えるべく現
像剤補給装置に信号を送ることである。先行技術の他の
問題点は、反射能を検出する装置に付随した回路の感度
に関するものである。いよいよ、反射能を検出する装置
に付随するコンパレータからの低現像剤密度信号により
制御されるリレーは、トライアツクにより制御されるモ
ータ駆動回路が音を立てるほど遠い速度でェネルギを与
えられ又ェネルギの付加を中止され、従ってモータは現
像剤補給装置の現像剤を再供給するための回転ボルトを
騒々しく振動させることである。従って、本発明の目的
は電子複写機用の改良された現象供給剤制御システムを
提供することである。

本発明の他の目的は、磁性ブラシ現像手段を有するタイ
プの複写機における現像剤補給装置を制御するための手
段を提供することである。

本発明の更に他の目的は、先行技術における上記の問題
点を解決する手段を有する電子複写機を提供することで
ある。

前記目的は、移動する感光面を有した感光体と、この感
光面に静露潜像を形成する装置と、複写動作における回
転時前記移動する感光面に接触しかつ磁化性キャリア及
びトナーを有した現像剤からなる磁気ブラシを周面上に
形成する回転ドラムと、この回転ドラムの周面に前記現
像剤を供給する現像剤供給部と、前記回転ドラムの前記
磁気ブラシの物理的性状を検知して前記現像剤供給部の
現像剤の残量を検出し、一定量以下の現像剤の残量を示
す信号を送出する検出装置と、この検出装置が前記一定
量以下の残量を示す信号を送出した場合には、前記現像
剤供給部へ現像剤を補給すべく、前記一定量以下の残量
を示す信号を前記検出装置から受信する補給装置と、前
記回転ドラムの回転停止状態から回転開始後の一定時間
迄、検出装置からの前記残量を示す信号を無視し、非補
給状態に補給装置を強制的に設定する装置とからなる複
写機によって達成出来る。

次に図面を参照の上、本発明を詳述する。

図面においては、同様の部分又は対応する部分には同様
の番号が付されている。本発明により改良され得るタイ
プの静電複写機１０は、一般に感光面としての光導電性
外面１４と非光導電性内面１６とを有する感光体１２を
有している。

感光体１２は、そのうちの１個が第１図に示されている
複数個のガイドロ−ラ１８の周囲で、適切な手段（図示
せず）により像形成ステーションと現像ステーション２
２とを含む複数個の処理ステーションを通る無端走行路
２０を移動すべくループ状に形成されており、前記像形
成ステーションにおいて、静電像２１が移動する感光体
１２上に形成される。

現像ステーション２２において、従来技術の方法に従っ
て、現像剤２８を磁気ブラシ状に形成するために現像剤
を供給するための容器２６を有する磁性ブラシ装置が設
けられている。

現像剤２８は適当なトナー成分、例えば粉末状の着色樹
脂から成る粒子と、適当な強磁性キャリア成分、例えば
トナ−が摩擦電気的に付着している鉄充填剤の集合体と
を含む。現像剤２８を容器２６から動いている感光体１
２へ上方に運ぶために、磁性ブラシ装置は、適当な磁化
可能な材料から成る回転ドラム３０をも有しており、回
転ドラム３０は一定量の現像剤２８の中で回転すべく埋
められている。

静電像２１を上方へ運ばれた現像剤２８と接触させるた
めに、磁性ブラシ装置は更に磁石３２を有しており、こ
の磁石３２は回転ドラム３０に磁性的に結合されて感光
体１２と回転ドラム３０との間の空間に磁界３３を形成
している。感光体１２の非光導電性内面１６を現像のた
めに適当な同じ高さ一に保つべく、１個又はそれ以上の
固定バイアスロッド３４が設けられている。

ロッド３４は適当な方法で等電位になるように電気的に
連結されており、感光体１２は、この感光体１２を現像
ステーション２２を通過すべく案内するためのバイアス
ロッド３４の周囲で適当なループ形状を成している。更
に、感光体１２上の低レベル静電荷が標遊トナ一粒子を
吸引することを防ぐために、複写機１０１こは、当業者
によく知られている手段により回転ドラム３０‘こ電気
的に結合された偏俺ネットワーク３８を有する従来の動
力供給原３６が設けられている。作動において、磁界３
３は現像剤２８の強磁性キャリアを吸引し、従ってトナ
ーをも吸引して、回転ドラム３０と感光体１２との間の
上記空間に現像剤２８のブラシ状凝集体を形成する。

その結果、トナーは、電気的に吸引された現像剤２８か
らの静電像２１へ転移して静電像２１を可視象にする。
現像目的でのトナー消費及びキャリア成分の摩耗と持出
しとにより一定量の現像剤２８が消散するにつれて、容
器２６に現像剤２８が補充される。

補充のために、複写機１０は現像剤補給装置４０を有し
ており、この現像剤補給装置４０は一般に適当な再充填
可能又は取替え可能な容器４２、例えばボトルと、容器
４２の内容物を放出させるための装置と、容器４２の再
充填又は取替えを指示する検出装置としての現像剤の一
定量以下の残量を示す信号発生装置とから成る。先行技
術によれば、内容物を放出するために、容器４２は回転
時に放出すべく構成されており且つ適当な手段４５を介
してモータ４６により回転駆動されるべく連結されてい
る。

残量を示す信号発生装置は、容器４２が回転した時に回
転すべく適当な手段４９を介して連結されているカム４
８と、カム４８により作動され得るスイッチ５０とを有
している。スイッチ５０は好ましくは第１位置から第２
位置へ移動し得る接点５１を有しており、前記第１位置
において、該スイッチは適当な回路を閉じてランプ５２
に点灯することにより、場合によっては容器４２に再充
填するか又は容器４２を取替えるかすべきであることを
指示し、又、第２位置においては、上記指示がないため
使用者が複写機が利用可能な状態にあることを知らされ
る。

この代りに、接点５１の第２位置への運動を複写機１０
のプリントスイッチ５４への制御解除回路の閉鎖の為に
利用することにより、複写機１０の制御回路５５をプリ
ントスイッチ５４の駆動により作動せしめることを可能
とすることも好ましい。

容器４２を再充填又は場合により取替えた時は使用者は
、容器４２を完全に一回転させてカム４８を確実且つ充
分に回転させ、スイッチング接点５１を第１位置より第
２位置に移動させることによりプリントスイッチ５４を
作動可能とする。先行技術によれば、スイッチ接点５１
をカム作動位置に維持する為には、スイッチ５０が磁石
５６を有し、該磁石５６がカム４８により容器４２と充
分密接した位置関係を取るべく運動し、その結果磁石５
６が容器４２内の現像剤２８の強磁性キャリア成分に磁
性的に結合する。従ってスイッチ接点５１が一旦始動す
ると、容器４２内の現像剤２８が実質的に完全に消耗し
尽されるまで作動が継続される。この際、磁性的に結合
している為、容器内の現像剤が不足となると、磁石５６
の磁性的結合が解除される。そこでスイッチング接点５
１が第２位置より第１位置へと移動してプリントスイッ
チ５４を作動不能とし、且つランプ５２が点灯して使用
者に容器の再充填又は取替えを合図する。先行技術によ
るモータ４６を発動させ且つ容器４２とカム４８とを駆
動させる為には、複写機１０は従釆のトライアック制御
のモータ駆動回路６０を有している。

回路６０の入力は、複写機の制御回路５５を介して複写
機の給電源６２に電気的に適当に結合されており、プリ
ントスイッチ５４が複写機１０を印刷モードとすべ〈作
動している時は常に給電源６２よりの入力を受取るべく
構成されている。回路６０の出力はモータ４６と交差し
て電気的に適当に結合されている。モータ駆動回路６０
はトライアック６４を有し、該トライアツク６４は、該
トライアツク６４のゲートリードと直列に結合されたス
イッチング接点６６の閉鎖に呼応して回路６０の入力か
ら出力への電力の移行を制御すべ〈電気的に適当に結合
されている。先行技術に従い接点６６のスイッチングを
制御し且つモータ駆動回路６０を制御する為に、回転ド
ラム３０上の現像剤２８の物理的性状としての密度を示
す信号を発する為の検出装置としての装置７０が設置さ
れている。この信号発生装置７０はランプ（図示せず）
などの適当な給光源を有し、該ランプは回転ドラム３０
上、つまり該回転ドラムに塗布された現像剤２８上で光
７２を発すべ〈構成されている。信号発生装置７０は又
、回転ドラム３０上の現像剤２８の光学密度に比例した
信号７６を発するべく回転ドラム３０上の現像剤２８よ
りの反射光７４に反応する光電管（図示せず）を有する
。さらに第１の比較装置としての従来のコンパレータ回
路１７４が設置されており、該回路１７４は信号７６を
増幅し、増幅信号を適当な参照レベルに対照させて現像
剤２８を容器２６に加えるか否かを選択する為の手段と
、対照により現像剤の密度が所定最低レベル以下となっ
たことが示されると現像剤２８を加えるべきであること
を示す適当な信号７７を発する為の手段とを有する。先
行技術によれば、コンパレータ信号７７は接点６６を閉
鎖する為にリレー７８を直接励起させるのに必要な程度
まで増幅してもよく、この増幅により現像剤２８を容器
４２から容器２６へと排出すべくモータ４６を発動する
ためにトライアック６４をゲートする。

このような配置に於いては、リレー７８はいまいま非常
に急速に励磁及び消磁されるので接点６６が騒音を発す
ることが判明している。

この結果リレー７８は不当に摩耗し、モータ４６が揺動
し、現像剤補給装置４０が作動時に騒音を上げる。さら
に、前記コンパレータ回路１７４は複写機１０１こェネ
ルギが与えられている間及び回転ドラム３０が一定量の
現像剤２８を塗布するのに充分なだけ回転していない時
に、現像剤２８の密度が所定最低レベル以上であるにも
かかわらず、最低レベル以下であることを示す信号を発
し、かつ、これらの誤ったコンパレー夕信号７７を補正
しない。本発明に於いては、回転ドラムの回転停止状態
から回転開始後、一定量の現像剤２８を塗布するのに充
分なだけ回転する時間迄、検出装置からの信号を、無視
させて非補給状態に補給装置を強制的に設定する装置と
してのラッチを有する現像剤供給制御装置が設置されて
おり、該ラツチはシグネチツクスコーポレーション（Ｓ
ｉ靴ｅｔｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製造のパート
ナンバー５５５のマルチパイプレータなどの単安定マル
チ／ゞィブレ−夕８０を有することが好ましい。

マルチパイプレー夕８０は、信号７７により制動される
べく電気的に適当に結合され、且つ公知の方法によりリ
レー７８を駆動すべ〈構成されている。さらにマルチパ
イプレータ８０は、マルチパイプレータ８０のリード４
に制限解除信号８２が存在していなければマルチパイプ
レー夕８０のリード２に於いて受信されるトリガ信号７
７に対し無反応となるべく配置されている。さらに、マ
ルチパイプレータはマルチパイプレータ８０の作動特性
制御用の抵抗器８１Ａ及びコンデンサ８１Ｂなどの適当
なＲ−Ｃ回路８１を有する。作動特性とは、例えばマル
チパイプレータ８０の作動中はリレー７８は充分な時間
作動を継続して、トリガ信号７７の持続時間に関わりな
くェネルギを与えられたモータ４６による回転の少なく
とも１／Ｉ０だけ容器４２を回転させ、トリガ信号の持
続時間が容器４２をェネルギを与えられたモータ４６に
よる回転１′１０回転させるのに必要な時間を越えた場
合はこのトリガ信号７７の持続時間中はリレー７８が作
動し続けるなどである。従って、ェネルギを与えられた
モータ４６は容器４２を少なくとも１／１０回転させる
、即ちマルチバイブレ−夕８０のリード２に於けるトリ
ガ信号７７の持続時間中は、その時間的間隔によっては
トリガ信号７７は、マルチパイプレータ８０のリード４
に制限解除信号８２が印加される時リード２に印加され
る。制限解除信号８２を本発明に従って設置するに際し
、現像剤供給制御装置は複写機１０内に陰電気供給源３
６、従来のトランジスタスイッチ９２、Ｒ−Ｃ遅延回路
９３、コンパレータ９４、第２トランジスタスイッチ９
６などの既存の直流電源を利用している。

本発明に於いては陰電気供給源３６は１個又は複数個の
ッェナダィオード９８を有するべく変形されており、該
ダイオード９８は相互に直列に電気的に結合され、陰電
気供給源３６の出力と交差し且つスイッチ９２のべ−ス
と直列に結合されている。

プリントスイッチ５４が始動すると制御回路５５がモー
タ駆動回路６０と陰電気供給源３６とを始動させる。陰
電気供聯合源３６はスイッチ９２を作動させて、スイッ
チ９２のコレクタに於いて陽・性レベル信号１９６を発
生させる。陽性信号１９６は、抵抗器９３Ａとコンデン
サ９３Ｂとを含むＲ−Ｃ遅延回路９３を介してコンパレ
ータ９４の入力リード６に供給される。Ｒ−Ｃ回路９３
はコンパレータ９４のリード６とスイッチ９２のコレク
タとの間に結合され、一方コンパレータのリード５はリ
ード５に附随した従来の回路部材により適当な参照レベ
ルに保持される。Ｒ−Ｃ回路９３の時定数は、複写機１
０が回転ドラム３０を一回転させるのに必要とする時間
に実質的に等しい遅延が得られる値、例えば約１／２秒
が選択される。つまり、スイッチ９２が始動してからコ
ンパレータ９４のリード６に於ける信号レベルがコンパ
レータ９４のリード５に於ける信号レベルと一致するま
でに約１′２秒が経過する。そこで、コンパレータのリ
ード７に於ける出力信号レベルが陰性となってスイッチ
９６が作動し、その結果スイッチ９６のコレクタに於い
て陽性レベル信号８２を発生させ、該信号８２はマルチ
パイプレータ８０のリード４に制限解除信号として印加
される。マルチパイプレータ８川ま制限解除信号８２が
マルチパイプレータ８０のリード４に印加されるまでは
リレー７８を作動させ得ず、又信号７７は回転ドラム３
０が回転を開始した後約１／２秒後までは印加されない
ので、複写機１川こまずェネルギが与えられ、信号発生
手段７０がコンパレータ１７４上の信号７６を印加し、
その結果マルチパイプレータ８０のリード２に於いてト
リガ信号７７が発せられた時に回転ドラム３０に現像剤
２８がない場合は、トリガ信号７７が回転ドラム３０の
回転開始後約１／窃妙よりも長く持続しない限りはマル
チパイプレー夕８０のリード８からリード３へは給電は
行なわれない。勿論、信号発生器７０は回転ドラム３０
の回転開始後約１／２秒間はリレー７８を作動させ得な
いので、回転ドラム３０は、現像剤供給制御装置が容器
２６に現像剤２８を補充すべく作動可能となる前に作業
量の現像剤２８で塗布されるべく充分な時間回転をする
。本発明の目的に従って、現像剤を複写機の磁性ブラシ
現像剤アセンブリに供給する為の改良された装置を有す
る静電複写機について以上に説明した。
′本発明の精神を逸脱しない限り
に於いて変更が可能であることは言うまでもない。容器
を補充すべきか否かの決定を回転ドラム３０が例えば少
なくとも１回転した後のみに行なう為の要件を満たす方
法には種々ある。例えば下記のようなものが可能である
。【ａー 回転ドラムが所要の回転を終了した後は信号
発生装置７０のみを作動させる、ｔｂー 直ちに検出装
置を作動させ且つ回転ドラムが所要の回転を終了するま
では信号を現像剤補給装置へ送らない、‘ｃ）回転ドラ
ムが所要の回転を終了するまでは現像剤補給装置にェネ
ルギを与える信号を抑御する。

前述したのは主として‘ｃーの方法による具体例につい
てあるが、【ａ｝及び（ｂーの方法を採用することも本
発明に含まれていることは明らかである。

回転ドラムは一定の制御された速度で回転するので、数
回の回転の代りに一定時間待つことは可能である。無端
のジグザグ折の光導電性ベルトを使用して折自問の像城
に複写を取る場合、現像剤補給装置に一旦ェネルギを与
え例えば１秒間など一定時間それを持続させる為には遅
延回路を設置する代りに次の方法を取ってもよい。

信号７６を、優域が磁石３２を通過する間は抑制する。
折目の通過中及び直前直後のみ、信号を現像剤補給装置
へ解放する。検出装置がトナ−の不足を感知するとその
瞬間に現像剤補給装置にェネルギが与えられ、次の像城
が磁石の下を完全に通過するまでェネルギを与えられた
状態を持続する。

以上述べたように、本発明における電子複写機において
は、回転ドラムの回転開始後、回転ドラムの周面上に一
定量の現像剤を塗布するのに充分なだけ回転する時間迄
、検出装置によって、回転ドラム周面上の現像剤が不足
しているとみなされ、現像剤が適正な状態にあるにもか
かわらず新たな現像剤を補給するような指示信号が検出
装置から送出され、現像剤補給装置によって過度の現像
剤補給が行なわれてしまうという問題に対して、回転ド
ラムの周面上に一定量の現像剤を塗布するのに充分なだ
け回転する時間迄の検出装置からの現像剤補給指示信号
を無視し、その後に回転ドラム周面上の現像剤の状態を
検出することができ、そのため現像剤供給制御装置は現
像剤の現時点における状態を正確に把握することが可能
になり、現像剤の正確な補給を行なう事が可能になり、
従ってむらのない鮮明なコピーを安定して行なう事が出
来るようになる。

【図面の簡単な説明】

図面は現像剤供給装置を有する磁性ブラシ現像装置と、
現像剤供給装置に補充するための制御システムとを有す
る複写機の概略線図である。 １０・・・・・・複写機、１２・・・・・・感光体、２
８・・・・・・現像剤、３０・・・・・・回転ドラム、
４０・・・・・・現像剤補給装置、４２・・・・・・容
器、７０・・・…信号発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動する感光面を有した感光体と、この感光面に静
   電潜像を形成する装置と、複写動作における回転時前記
   移動する感光面に接触しかつ磁化性キヤリア及びトナー
   を有した現像剤からなる磁気ブラシを周面上に形成する
   回転ドラムと、この回転ドラムの周面に前記現像剤を供
   給する現像剤供給部と、前記回転ドラムの前記磁気ブラ
   シの物理的性状を検知して前記現像剤供給部の現像剤の
   残量を検出して、一定量以下の現像剤の残量を示す信号
   を送出する検出装置と、この検出装置が前記一定量以下
   の残量を示す信号を送出した場合には、前記現像剤供給
   部の現像剤を補給すべく、前記一定量以下の残量を示す
   信号を前記検出装置から受信する補給装置と、前記回転
   ドラムの回転停止状態から回転開始後の一定時間迄、検
   出装置からの前記残量を示す信号を無視し、非補給状態
   に補給装置を強制的に設定する装置とからなる複写機の
   現像剤供給制御装置。 ２ 補給装置が、現像剤の補給状態を一定時間持続させ
   るための補給持続装置を有する、特許請求の範囲第１項
   に記載の現像剤供給制御装置。 ３ 検出装置が、回転ドラム上の磁気ブラシの物理的性
   状に対応する信号を発生する磁気ブラシ検知信号発生装
   置を有し、この信号発生装置が、前記物理的性状に対応
   した信号を前記現像剤供給部の現像剤の一定量に対応す
   る基準レベル信号に比較させる第１の比較装置を有し、
   この第１の比較装置が、前記現像剤供給部の現像剤の残
   量が、一定量以下である時に前記補給装置に対して現像
   剤を補給するように指示する信号を発し、前記補給装置
   を補給状態にする指示信号発生装置を有する特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の現像剤供給制御装置。 ４ 前記補給装置を非補給状態に強制的に設定する装置
   が、複写機が複写動作状態にあることを示す信号を発す
   る複写動作信号発生装置と、この複写動作信号発生装置
   による複写動作信号に呼応して補給装置を補給状態に作
   動可能にする信号を発する作動信号発生装置と、この作
   動可能信号を遅延させるための遅延装置とを有する特許
   請求の範囲第１項から第３項に記載の現像剤供給制御装
   置。 ５ 補給持続装置が、現像剤の補給状態を一定時間持続
   させる為の持続回路を有する特許請求の範囲第２項に記
   載の現像剤供給制御装置。 ６ 前記作動可能信号発生装置が、遅延装置と補給装置
   との間に結合された第２の比較装置を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の現像剤供給制御装
   置。