JPS6290570A

JPS6290570A - 表面電位測定装置

Info

Publication number: JPS6290570A
Application number: JP61096621A
Authority: JP
Inventors: ジエフレイ　ジエイ．フオーキンズ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1986-04-25
Publication date: 1987-04-25
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: US4643561A; JPH0727297B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、一般に、電子写真式複写機、特に光導電表面
の電位を測定してその測定結果に応答して制御信号を発
生する装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子写真式複写処理は、光導電部材の光導電表
面を感光性化にするために光導電部材を一様な電位に帯
電させる工程を含む。光導電表面の帯電部分は、複写し
ようとする原稿の光像に露光される。これに代えて、変
調光ビーム、たとえば、レーデビームを利用して帯電光
導電表面の選択部分を放電させて光導電表面上に所望の
情報を記録することもできる。このようにして、複写し
ようとする情報に相当する静電潜像が光導電表面に記録
される。静電潜像が光導電部材上に記録された後、現像
材料を静電潜像に接触させることによって潜像が現像さ
れる。一般に、現像材料は、担体細粒に摩擦電気的に接
着するトナー粒子を含む。トナー粒子は、担体細粒から
光導電部材に吸引されてその光導電表面にトナー粉末像
を形成しその後この像は複写シートに転写される。最後
に、複写シートは加熱されその結果、粉末像が像の形に
複写シート上に持久的に固定される。この型式の現像装
置は、普通、二要素現像装置と呼ばれている。これに代
えて、トナー粒子だけを利用する単要素現像装置も採用
される。単要素現像装置の多くのものでは、トナー粒子
は導電性である。しかしながら、導電性トナー粒子の複
写シートへの転写は、通常、効率的でない。この問題を
克服するために、絶縁性トナーが多くの場合採用される
。

これらのトナー粒子は、高品質複写を作成することが判
っている。

光導電部材については各種の型式のものが採用されてい
るけれども、その電気的特性は必ずしも常に再現できる
とは限らないことが判っている。

多くの場合、光導電表面の特性は使用するに連れて変動
する。このことが、複写機内に使用されている各種の処
理ステーションで纜けられる作業の繰返しを通して光導
電表面の電位に再現を持たせることを困難に翫する。光
導電表面の電気的特性の変動に対する補償の一つの方法
としては、光導電表面上の電位を測定することである。

いままでは、電気計器を使って光導電表面の特性を検出
している。電子写真式複写に電気計器を使用することは
、技術士周知である。電気計器の主要な利点の一つは、
光導電表面が電気計器探針の下を通過するとき電気計器
が光導電表面の特定の場所の実際の電荷を直接測定する
ということである。それゆえ、探針からの信号は、光導
電表面上の電位に関して所望の関係を維持するように複
写機内の各種ステーションを制御するのに使用される。

各種の型式の電気計器が、光導電表面の電気的特性を測
定するために採用されている。光導電表面の電気的特性
を測定するために電気計器を利用することは周知である
けれども、実際問題として、これの商業的利用は、この
方式が高価で、複雑、かつ安定性に欠けることによって
妨げられている。光導電表面の電気的特性ｔ−測測定る
ためのこの他の技術が開発されている。次に掲げる開示
は、これに関するものである。

米国特許第４，１９４．８２８号、特許権者：ホルン（
Ｈｏ１ｚＪ外、登録月日：　１９８０年５月２５日アイ
・ビー・エム・テクニカル・ディスクロジャー・ブラテ
イン（ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕ
ｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ）　５巻、３Ａ号、１９８２年８
月、印刷／複写光導電体静電センサ（Ｐｒ１ｎｔｅｒ／
ＣｏｐｉｅｒＰｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｓｔａｔｉｃ　５ｅｎｓｏｒ）　、ウイツチャ（
Ｗｉｔａｈｅｒ入１０９２　、１０９３頁同時係属米国
特許出願第４９０，２６７号、出願人：フオルキンズ（
Ｆｏｌｋｌｍｓ）、出願臼：１９８４年５月２４日、同時係属米国特許出願第３９２，９６５号、出願人：フ
オルキンズ（Ｆｏｌｋｉｎｓ）、出願臼：１９８２年６
月２８日これらの開示の本願との関連部分を、下に簡単に要約す
る。

米国特許第４．１９４，８２８号は、表面を誘電層で被
覆された金属ローラを含む。現像電極は電気回路に接続
される。動作中、現像電極に光導電表面の像のない部分
の背景電圧を測定して、この測定背景電圧に従って現像
電圧を制御する。

ウイツチャの前掲文献の掲載論文による開示は、磁気ブ
ラシ現像装置が少くとも一つの現像ローラを含み、この
ローラは、現像ローラを使って電子写真式複写機の運転
中にローラ上に生じる電圧を感知することができるよう
に電気的に絶縁されている。試験モード期間中、現像ロ
ーラの一つが光導電表面上の電荷レベルに比例する電圧
をその上に発生する。この電圧が感知されかつ静電電荷
レベルが光導電部材の寿命を通じて一定処理レベルを維
持するように調節される。

同時係属米国特許出願第４９０，２６７号の開示する磁
気ブラシ現像装置においてを工、現像ローラが電気的に
バイアスされかつ現像四−ラを電気的にバイアスする電
流が感知される。感知された電流は、光導電表面上の電
位に相当する。

同時係属米国特許出願第３９２，９６５−号の開示する
磁気ブラシ現像装置は、現像モード及び清掃モードで動
作する。光導電表面の電位を測定する際には、磁気ブラ
シ現像装置のローラを電気的にバイアスする電圧源はロ
ーラから遮断され、ローラは電気的に浮動を許される。

浮動電圧は感知されかつ像領域間である。感知された電
圧は光導電表面上の電位に相当し、複写機内の各種処理
ステーションを制御するのに使用される。

〔実施例〕

以下に、本発明をその好適実施例に関連して説明するけ
れども、本発明をこの実施例に限定する意図でないこと
は明かである。むしろ、前掲の特許請求の範囲に規定さ
れる本発明の精神と範囲に含まれるあらゆる代替、変更
及び等価をｆｆ１５ことを意図している。

本発明の特徴の全体的理解のため、付図を参照する。こ
れらの付図を通して、同じ参照番号は同等の要素を指示
するのに使用されている。第１図は、本発明の現像装置
を内蔵する具体的電子写真複写機の各種要素を概略的に
描いている。次の説明から、本発明の現像装置は広く各
種の静電複写機内に利用されるのに適しており、またこ
こに示された特定の電子写真式複写機への応用に必ずし
も限定されるものではないことが、明かになるはずであ
る。

電子写真式複写の技術は周知であるけれども、第１図の
複写機に採用されている各種の処理ステーションを以下
に概略的に示し、かつこれを参照しながらその動作も簡
単に説明しよう。

第１図に示されているように、電子写真式複写機は光導
電表面、たとえば、適当な導電基板上に堆積されたセレ
ン合金を有するベル）１０を採用している。他の適当な
光導電材料も使用することができる。ベルト１０は、１
対の対向する間隔をとったローラ１２と１４のまわりに
掛けられている。ローラ１４は、適当な装置、すなわち
、駆動ベルトなどによってこれに連結した電動機によっ
て回転させられる。ローラ１４が回転すると、ベルト１
０が、矢印１６の向きに、ベルトの経路のまわりに配置
されている各種ステーションを通りて前進する。

最辺に、光導電表面は、帯電ステーション囚を通過する
。帯電ステーション囚において、コロナ発生装置が光導
電表面を比較的高い、実質的に一様な電位に帯電させる
。

次に、光導電表面の帯電部分が作像ステーション＠全通
って前進させられる。作像ステーション（Ｂ）において
、原稿２０は透明プラテン２２上に面を下に向けて置か
れる。プラテン２２上の原稿２０の作像は、露光装置に
よって行われ、露光装置はランプ２４、反射鏡２６及び
可動レンズ２８を含む。露光装置は可動光学装置であっ
て、この中ではランプ、反射鏡及びレンズが原稿を横切
って移動しながら原稿の次々の増分幅を照射してゆく。

このようにして、１増分幅の光像が形成される。光像は
、光導１表面の帯電部分へ投射される。

帯電した光導電表面１１光像によって電荷を消散させら
れる結果、原稿の静電潜像をその表面に記録する。その
後、ベルト１０は、その光導電表面に記録された静電潜
像を現像ステーション（Ｃ）へ前進させる。

現像ステーション（Ｃ’）において、添加ローラ３０は
弱く帯電した絶縁性非磁性トナー粒子を輸送してベルト
１０の光導電表面に記録された静電潜像と接触させる。

添加ローラ３０は、矢印３２の向きに回転する。トナー
粒子補給槽３４は、トナー粒子を添加ローラ３０へ供給
する。加減帯電ローラ３６＆″ｘ、、添加ローラ３０と
接触し両者の間隙ヲ画定する。加減帯電ローラ３６は矢
印３８の向きに回転する。添加ローラ３０上の弱く帯電
したトナー粒子は、加減帯電ローラ３６と添加ローラ３
０との間隙を通過する。加減帯電ローラ３６と添加ロー
ラ３０とが反対の向きに運動する結果、ローラ間隙内に
あるトナー粒子が帯電する。これらの帯電トナー粒子は
、次いで、従動する添加ローラ３０によって光導電表面
に記録された静電潜像へ輸送される。静電潜像は、トナ
ー粒子を添加ローラ３０から吸引してベルト１０の光導
電表面上に粉末像を形成する。へら４０は、その自由端
全加減帯電ローラ３６に接触させ、またトナー粒子がへ
ら金超えて前進しないように遮蔽するように働く。現像
装置のさらに詳しい説明ｔ１第２図を参照して、後に行
われる。

第１図をσ１き続き参照すると、ベルト１０はトナー粉
末像を転写ステーション（Ｄ）へ前進させる。

゛転写ステーションの）において、コロナ発生装置４２
がここにもたらされた複写シート４４の裏面にイオンを
撒布する。これによって、トナー粉末像は、ベルト１０
の光導電表面から複写シート４４へ吸引される。トナー
粉末像の複写シート４４への転写の後、複写シート４４
は、矢印４６の向きに、融解ステーション（匂ヲ通って
前進する。

融解ステーション＠は、加熱融解ローラ４８とバラファ
ツジローラ５０を含み、ここで複写シート４４上のトナ
ー粉末像が融解ローラ４８に接触する。このようにして
、粉末像が複写シート４４に持久的に固定される。融解
の後、複写シートは、順方向ローラによって前進させら
れ滑降路を通って捕獲器に達しここから操作者が完成し
た複写を取り出す。

ここで、第２図を参照すると、現像装置の詳細な構成が
示されている。この現像装置は、従動添加ローラ３０を
備えている。添加ローラ３０はフッ素重合体被覆５２を
有する。被覆５２は、添加ローラ３０の全外側周面ヲ覆
っている。一般に、被覆５２ば、約２マイクロメートル
から約１２５マイクロメートルの厚さ範囲にあり、好ま
しくは約１０マイクロメートルから約５０マイクロメー
トルである。添加ローラ３０は、所与の適当な材料で作
られるが、これらの材料には、たとえば、次のようなも
のがある、アルミニウム処理マイラ表面をフッ素重合体
被覆で保護被覆したもの、無継目押出し重合体スリーブ
をカーボンブラックなどの導電性添加物を含む重合体で
保護被覆しその表面をさらにフッ素重合体被覆で保護被
覆したもの、又は裸の電鋳ニッケルスリーブの表面に組
織全付着させるなどの仕方で処Ｊｌｉされたフッ素重合
体被覆を保護被覆として持つもの。加減帯電ローラ３６
は、中実又は中空の金属ローラであり、か／−Ｉ　　　
　　Ａｔ　　＋’ａ　　ｎ）　１）Ａｌｌ　　ｔｍ　　
４−チ　・Ｘ＋、　　’７％　　Ｉｌｒ　　ｒ−！−１
＞　　ｊへｒ−ｎ）÷＋　１に１．　　＋ｚは、たとえ
ば、アルミニウム、鋼、鉄、重合体等がある、ただし、
これらは装置が動作するに重分な強さのものである。一
般に、ローラ３６は、アルミニウムで作られる。トナー
補給槽３４は、トナー粒子５４の補給量を収容する。補
給槽３４内のトナー粒子５４は、弱く帯電した正又は弱
く帯電した負の粒子である。へら４０は、その自由端３
６を加減帯電Ｐ−ラ３６の表面に接触させている。この
ようにして、加減帯電ローラ３６が矢印３８の向きに回
転するに従って、トナー粒子はへら４４によってローラ
３６から清掃される。へら４４の他端５８は、固定取付
けされている。添加ローラ３０は、電圧源６０によって
ｉ気的にバイアスされている。電圧源６０は、一般に、
約１５０ボルトから約６５０ざルトの範囲の電圧■。を
このへらに印加する。電圧源６２は、加減帯電ローラ３
６を約２５ボルトから約２００ざルトの範囲の電圧ｖｃ
Ｖｃ電気的にバイアスする。現像装置の詳細な説明が、
１９８４年にパイズ（Ｈａｙｓ）外に発行された米国特
許第４，４５９．００９号に、さらに充分に詳しくされ
ており、そのうちの関係部分が、本願に収録されている
。電流センサ６４は、電圧源６０と添加ローラ３０の軸
６６とに電気的に接続されている。このようにして、電
流センサ６４は、添加ローラ３０を′電気的にバイアス
する電流を検出する。同様に、電流センサ６８は、電圧
ｉｉｉ！６２と帯電ローラ３６の軸７０に電気的に接続
される。このようにして、電流センサ６８は、帯電ロー
ラ３６を電気的にバイアスする電流を検出する。電流セ
ンサ６４は、添加ローラ３０を電気的にバイアスする電
流を表示する電気出力信号を発生する。この出力信号は
、論理和回路γ２へ伝送される。同様に、電流センサ６
８は、帯電ローラ３６ｆｔ電気的にバイアスする電流を
表示する電気出力信号全伝送する。論理和回路７２から
の出力は、ドラム１０の光導電表面１２上の電位の測定
値であって、複写機内の各種処理ステーションを制御す
るのに利用される。複写機内の各種の処理ステーション
を制御する制ｗＪ構成は、第６図に示されている。

当業者にとって、電流測定の代りに電圧測定を行っても
よいことは、もとより明かである。この方式の装置にお
いては、電流センサ６４と６８＆裏、必要とされない。

高インピーダンス増幅器の入力端子が電圧源６２の入力
端子と添ＤＯローラ３０とに接続される。一つのスイッ
チが、電圧源６０を電圧源６２、添加ローラ３０及び高
インピーダンス増幅器に接続する。このスイッチが開い
ているとき、電圧源６０は電圧源６２、添加ローラ３０
及び高インピーダンス増幅器から遮断される。この動作
モードにおいては、高インピーダンス増幅器からの出力
信号は、添加ローラ３０と帯電ローラ３６上の電位の和
を表示する。この信号は、複写機内の各種ステーション
を制御するのに使用される。

動作中、電流又は電圧を連続的に測定する必要はない。

電流又は電圧の周期的測定が行われて、複写機のパラメ
ータが特定の時間間隔をとって制御される。もとより、
望ましいならば、連続測定を行ってもよい。

ここで、第６図に転じると、この図には、複写機内の各
種処理ステーションを制御する制御構成が示されている
。ここに示されているように、論理和回路７２からの信
号は、制御器７４へ伝送される。制御器７４は適当な論
理回路であって、変動参照信号を論理和回路γ２からの
伝送信号と比較する弁別回路を含む。この比較の結果化
じる誤差信号は、電圧源６０、電圧源６２、ランプ２４
、コロナ発生器１８、及びコロナ発生器４２を制御する
のに利用される。制御器７４は、論理和回路７２からの
信号全電圧源６０にとって所望の電圧レベルに相当する
参照信号と比較する。この結果の誤差信号は、電圧源６
０に伝送されてその出力電圧を制御する。同様に、論理
和回路７２から伝送された電気信号は、電圧源６２から
の所望出力電圧に相当する参照信号と比較される。この
ようにして、電圧源６２は、所望の電圧レベルにあるよ
うに調節される。走査ランプ２４の光度もまた制御され
る。再び、論理和回路７２からの信号が所望の参照信号
と比較される。その結果の親差信号は、電圧源７６から
の出力電圧を制御する。電圧源７６は、ランプ２４を電
気的に附勢する。このようにして、ランプ２４の光度は
、誤差信号の関数として制御される。好ましくは、ラン
プ２４は、露光に最適な公称値に附勢される。誤差信号
が発生されるに従って、ランプに印加される電圧は誤差
信号の関数として公称値のまわりで変動して光導電表面
とランプ２４の電気的特性の偏差を補償する。コロナ発
生器１８による光導電表面の帯電もまた制御器７４によ
って制御される。実施例のコロナ発生器は、導電性遮蔽
７８を備え後者は放電電極として働くコロナ線電極８０
を有する。

電圧源８２は、コロナ線電極８０に接続される。

制御器７４は、論理和回路７２からの信号を参照信号と
比較する。制御器７４の出力信号は、電圧源８２によっ
てコロナ線電極８０に印加される電圧全制御する。この
ようにして、コロナ線電極８０は、光導電表面を所望の
電位に実質的に一様に帯電するのに適合させられる０コ
ロナ線電極８０の出力は、論理和回路７２によって制御
器７４へ伝送される信号の関数として変動するように制
御される。したがって、コロナ線電極８０は、光導電表
面の電気的特性の変動にかかわらず光導電表面を予選択
した電位に維持する。最後に、制御器７４はコロナ発生
器４２を制御し、後者はトナー粉末儂金光導電表面から
複写シートへ転写する。コロナ発生器４２は、コロナ発
生器１８の態様と実質的に同等の態様に構成されている
。コロナ発生器４２は、導電性遮蔽８４とコロナ線電極
８６を備える。コロナ線電極８６は、電気的に電圧源８
８に接続され、一方、後者は制御器７４に妥続されてい
る。再び、制御器γ４が、論理和回路７２からの伝送信
号を参照信号と比較し、その結果、誤差信号を発生して
電圧源８８へ伝送すムこの誤差信号は、電圧＃８８を制
御する。−万、電圧源８８は、コロナ線電極８６を附勢
することによって複写シートＯａ側が適当なレベルに帯
電させられその結果トナー粉末が光導電表面の電気的特
性の変動又は変化にかかわらず光導電表面から転写され
ることを確実ならしめる。

〔発明の効果〕

要約すると、本発明の装置が添加ローラと帯電ローラを
電気的にバイアスする電流を測定することは、明かであ
る。これらの電流は加算されることによって信号を生成
し、この信号＋Ｓ複写機内の各種ステーションを制御す
るのに利用される。この信号は、測定される光導電表面
の電位の関係である。したがって、この信号は、複写機
内の各種ステーションを制御する制御信号として利用さ
れる。

それゆえ、本発明によって先に記載された目的と利点を
充分に満足する装置が提供されることは、明白である。

本発明は、その各種実施例に関連して説明されているけ
れども、多数の代替、変更、及び変形は当業者にとって
明かである。したがって、収録の特許請求の範囲の精神
と範囲に属する全ての代替、変更及び変形？包含するこ
とｔ１主張する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による現像装置を内蔵する電子写真式
複写機の概略正面図、第２図は、光導電表面上の電位を測定する第１図の複写
機の現像装置を示す正面図、第５図は、第１図の複写機の各種ステーションを制御す
る第２図の現像装置内の制御装置の概略ブロック図であ
る。〔記号の説明〕１０・・・ベルト１２・・・光導電表面１２．１４・・・ローラ１８・・・コロナ発生器２４・・・ランプ３０・・・添加ローラ３４・・・トナー補給槽３６・・・加減帯電ローラ４０・・・へら４２・・・コロナ発生器４４・・・複写シート４８・・・融触ローラ５２・・・フッ素重合体被覆５４・・・トナー粒子６０．６２・・・電圧源６４．６ｉ８・・・電流センサ７２・・・論理和回路７４・・・制御器７６・・・電圧源８０．８６・・・コロナ線電極８８・・・電圧源

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面電位測定装置であつて、材料を前記表面のきわめて近くに輸送する輸送装置と、前記輸送装置を選択した大きさと極性に電気的にバイア
スするバイアス装置と、前記輸送装置を電気的にバイアスする電流を感知しかつ
該電流に応答して信号を伝送する感知装置と、前記輸送装置によつて前記表面へ転送される前記材料を
帯電させる帯電装置と、前記帯電装置を選択された大きさと極性に電気的にバイ
アスするバイアス装置と、前記帯電装置をバイアスする電流を検出しかつ該電流に
応答して信号を伝送する検出装置と、前記感知装置から
の信号と前記検出装置からの信号の和をとりかつ該和に
応答して前記表面の電位を表示する信号を伝送する加算
装置とを包含することを特徴とする前記表面電位測定装置。
（２）表面電位測定装置であつて、材料を前記表面のきわめて近くに輸送する輸送装置と、前記輸送装置を電気的にバイアスする転送バイアス装置
と、前記輸送装置によつて前記表面に転送される前記材料を
帯電させる帯電装置と、前記帯電装置を電気的にバイアスするために前記転送バ
イアス装置に接続される帯電バイアス装置と、前記輸送バイアス装置を前記輸送装置と前記帯電バイア
ス装置とに対して接続及び遮断するスイッチ装置と、前記輸送バイアス装置を前記輸送装置と前記帯電バイア
ス装置から遮断する前記スイッチ装置に応答して前記輸
送装置と前記帯電装置の電位の和に比例する制御信号を
発生する信号発生装置とを包含することを特徴とする前
記表面電位測定装置。