JPH0581038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は一般に電子写真式複写装置で使われ
る現像装置に関し、特に現像装置内でトナー粒子
の存在を検出する装置に関する。

（従来技術） 一般に電子写真式複写法では、光導電性部材が
ほゞ一様の電位に帯電され、その表面を感光化す
る。光導電性表面の帯電部分が、再生すべき原稿
の光像に露出される。これによつて、原稿に含ま
れた情報領域に対応する静電潜像が光導電部材上
に記録される。静電潜像を光導電部材上に記録し
た後、潜像に現像材を接触させることにより潜像
が現像される。単成分の現像方式では、現像材が
磁気トナー粒子を含む。トナー粒子が潜像に吸引
されて、光導電性部材上にトナー粉末像を形成
し、次いでこの像がコピー用紙上に転写される。
その後トナー粉末像は、像の形状のままコピー用
紙へ永久的に固定される。

帯電、露出、現像、転写、清掃及び除電用の各
ステーシヨンは通常、光導電性部材の周囲に配置
された別々のユニツトとして構成される。プリン
ト装置の複雑さと関連コストは、これら別々のユ
ニツトを組合せて２重の機能を果すようにすれ
ば、著しく低減できる。この種の複写装置では、
光導電性部材上に形成された潜像が完全に現像さ
れ、その後光導電性部材上に残つた残留粒子が確
実にそこから除去されることが非常に重要であ
る。つまり、現像／清掃装置の効率が極めて重要
な意味を持つ。従来、現像と清掃の両方で、磁気
ブラシ方式が採用されてきた。磁気ブラシと光導
電性部材の間の領域で磁気ブラシに付着するトナ
ー粒子層のくさび状肉厚部を形成することによつ
て、現像と清掃の両方を著しく改良できることが
認められている。こうしたトナー粒子のくさび状
肉厚層を維持するためには、レベルを検知し磁気
ブラシへのトナー粒子の分与を制御して、レベル
を所望の厚さに保つことが必要である。ウエツジ
状トナー粒子のレベルの厚さを制御するため、各
種の方法が考案されてきた。関連するものとして
次の特許がある： 米国特許第4181422号 特許権利者：フオーゴ（Forgo）他 発行日：1980年１月１日 上記特許の関連部分は次のように要約される： フオーゴ他の特許は、複合形の現像−清掃ユニ
ツトを用いた電子写真式複写装置を記述してい
る。この複合形現像−清掃ユニツトは、磁気ブラ
シと光導電性ドラム間における両者間の接触領域
でトナー粒子のくさび状肉厚層が形成される磁気
ブラシユニツトである。接触領域におけるトナー
粒子肉厚層のサイズをモニターするのに、機械動
作式の検知部材、誘導コイル又は容量型センサが
使われる。

（発明の目的） 本発明の目的は、像担持部材の潜像の形成され
た部分に磁気ブラシ等のトナー運搬手段によつて
形成されるトナー粒子層のくさび状肉厚部を所定
の厚さに維持して良好な現像を行う装置を提供す
ることにある。

（発明の構成） かかる目的を達成するため、本発明によれば、
像担持部材上に記録された潜像をトナー粒子で現
像する装置において、トナー粒子を像担持部材上
に記録された潜像の直近位置へ運搬する手段であ
つて、該運搬手段上のトナー粒子層の、像担持部
材との接触領域におけるトナー粒子層をくさび状
の肉厚部に形成する運搬手段と、該運搬手段へト
ナー粒子を供給する手段と、前記トナー粒子層の
くさび状肉厚部の領域に配置され、そのトナー粒
子との接触によつて帯電される導電性部材と、該
導電性部材に接続され、導電性部材が帯電された
のに応じて信号を送信して前記トナー粒子層のく
さび状肉厚部の存在を指示する送信手段であつ
て、前記トナー粒子層のくさび状肉厚部性部材を
所定の厚さに維持するように前記トナー粒子供給
手段を制御する送信手段とから成ることを特徴と
する装置が提供される。

（実施例） 以下本発明をその好ましい実施例について説明
するが、その説明は本発明を下記の実施例に制限
することを意図したものでない。逆に、特許請求
の範囲に限定された発明の主旨及び範囲内に含ま
れる全ての代替、変更及び等価物を本発明に包含
することを意図している。

本発明の特徴を全体的に理解するため、図面を
参照する。図面中、同じ参照番号は同じ要素を示
す。第１図は、本発明の特徴を取入れた例示とし
ての電子写真式複写装置の各構成部分を概略的に
示している。以下の説明から、本発明の特徴は広
範囲の電子写真式複写装置で用いるのに等しく適
しており、その適用はこゝに示す特定の実施例に
必ずしも限定されないことが明らかとなろう。

第１図を参照すると、像形成手段は導電性基材
上に被着された光導電性表面を持つベルト１０を
用いる。光導電性表面は有機的な光導電体から成
り、導電性基材はアルミ合金から成るのが好まし
い。ベルト１０は矢印１２の方向に移動し、光導
電性表面の連続部分をその移動経路の周囲に配置
された各処理ステーシヨンを通して前進させる。
ローラ１４，１６が、ベルト１０を適当な張力下
に保持する。ローラ１４は駆動系に連結されてい
る。ローラ１４が回転するにつれ、それがベルト
１０を矢印１２の方向に前進させる。原稿が透明
プランテン１８上に、表を下向きにして置かれ
る。プランテン１８は、矢印２０で示すように水
平方向において往往動可能なフレームに取付けら
れている。ベルト１０はプランテン１８の線形速
度とほゞ等しい線形速度で駆動される。ベルト１
０は再循環路に沿つて移動する。原稿のコピーを
再生するため、ベルト１０は再循環路を通る２回
の完全移動サイクルを実行する。

第１回のサイクル中、ベルト１０は光導電性表
面の一部を、参照番号22で全体を示した帯電−転
写ユニツトの下方に前進させる。帯電−転写ユニ
ツト２２は、ベルト１０の光導電性表面を比較的
高いほゞ一様な電位に帯電させるコロナ発生装置
を含む。

次に、ベルト１０は光導電性表面の帯電部分
を、参照番号24で全体を示した複合形の露出−帯
電ユニツト下方に進ませる。複合形露出−帯電ユ
ニツト２４は、光源２６（好ましくは細長いタン
グステンランプ）を備えている。光源２６はプラ
ンテン１８下方に固定配置される。不透明なシー
ルドが光源２６を取囲む。光源２６からの光線が
透明なプランテン１８上に表を下向きにして露出
された原稿へ投影されるように、シールドはスリ
ツトを有する。プランテン１８が矢印２０の方向
に移動するにつれ、原稿の連続部分が逐次照明さ
れる。原稿から反射した光線は、参照番号28で概
略的に示した一束の像伝送フアイバを介して伝送
される。像伝送フアイバ２８は、屈折率が放射方
向に変化する束状の光フアイバである。1972年キ
タノ他に付与された米国特許第3658407号が、ガ
ラス又は合成樹脂から成り、中心部から連続的且
つ放物線状に外側へ変化する屈折率の断面分布を
持つた光伝導フアイバを記述している。各フアイ
バは、そこに入つたつまりその一端近くの像の一
部を伝送する収束レンズとして機能する。互い違
いに２列の配列とされたフアイバ組体が、原稿の
全体像を伝送し収束する。この種フアイバレンズ
は、日本で登録され日本板硝子(株)の所有する登録
商標“セルフオツク”の下で市販されている。こ
うした屈折率のレンズの配列が、1976年ハナグチ
他に付与された米国特許第3947106号及び1976年
タナカ他に付与された米国特許第3977777号に開
示されているような、電子写真式複写装置での通
常の光学系に代えて使われる。上記特許の関連部
分は、参考とし本明細書に含まれるものとする。
原稿から反射した光線は像伝送フアイバを通つて
ベルト１０の光導電性表面の帯電部分に照射さ
れ、そこで電荷を選択的に消失させる。これによ
つて、原稿に含まれた情報領域に対応する静電潜
像がベルト１０の光導電性表面上に記録される。

その後、ベルト１０は光導電性表面に記録され
た静電潜像を、参照番号30で全体を示した複合形
の現像−清掃ユニツトへ進ませる。複合形現像−
清掃ユニツト３０は、参照番号32で概略的に示し
た磁気ブラシローラを備えている。磁気ブラシロ
ーラ３２は、筒状部材３６の内側に装着された細
長い円筒状の磁石３４から成る。筒状部材３６が
回転して単成分の磁気トナー粒子を運び、ベルト
１０の光導電性表面に接触させる。トナー粒子が
静電潜像に吸引されて、トナー粉末像を形成す
る。

トナー粉末像がベルト１０の光導電性表面に形
成された後、ベルト１０は粉末像を複合形の帯電
−転写ユニツト２２へと戻し、第２サイクルを開
始させる。この時、コピー用紙がシート送り器３
８によつて、トナー４２内に支持されたスタツク
４０から複合形帯電−転写ユニツト２２へ前進さ
せられる。コピー用紙は、ベルト１０の光導電性
表面に形成されるトナー粉末像と同期するタイミ
ングで前進させられる。こうして、コピー用紙の
一方の面が複合形帯電−転写ユニツト２２でトナ
ー粉末像と接触する。複合形帯電−転写ユニツト
２２は、コピー用紙の裏側にイオンをスプレーす
る。これによつて、トナー粉末像がベルト１０の
光導電性表面から用紙上へ移される。転写後、ベ
ルト１０がローラ１４を回つて通る際に用紙がそ
のビーム強度のためベルトから離れるまで、用紙
はベルト１０と一緒に移動する。

ベルト１０から離れた用紙は、参照番号44で全
体を示した定着器組体へ進む。定着器組体４４
は、ローラ４６，４８から成るのが好ましい。こ
れらのローラが圧力を加え、トナー粒子像をコピ
ー用紙へ永久的に固定する。その後、参照番号50
で全体を示した出力ローラが用紙をキヤツチトレ
イ５２内へと進ませ、用紙は次いでオペレータに
よつて複写装置から取出される。

その後、ベルト１０は光導電性表面に付着した
残留トナー粒子を複合形露出−除電ユニツト２４
へ前進させる。こゝで、光導電性表面はほゞ一様
に照射され、残留トナー粒子と光導電性表面の間
の吸引力が弱められる。ベルト１０は引続き矢印
１２の方向に移動し、これらの残留トナー粒子を
複合形現像−清掃ユニツト３０へと進ませる。こ
の部所で、ベルト１０の光導電性表面に付着した
トナー粒子が除去される。複合形現像−清掃ユニ
ツト３０の詳しい構造を、以下第２，３図を参照
して説明する。

第２図には、現像系とトナー粒子が所定厚のく
さび状で存在するかどうかを検出する装置とが示
してある。現像−清掃ユニツト３０は、磁気ブラ
シ現像ローラ３２を備えている。磁気ブラシ現像
ローラ３２は、磁石５６を中心に矢印５８の方向
に回転する筒状部材５４を有する。磁気ブラシ３
２とベルト１０の間の領域内で、磁気ブラシ３２
上のトナー粒子層がベルト１０と接触する領域に
おけるトナー粒子６８のウエツジ状層の所望厚に
対応した位置にプレート６０が配置される。プレ
ート６０は、それと接触するトナー粒子によつて
帯電される。つまり、トナー粒子は空間電荷を持
ち、トナー粒子がプレート６０と接触したとき、
電荷の一部がプレートに移される。トナー粒子の
空間電荷は次のいずれかによつて生じる。その１
つは、ベルト１０の光導電性表面と接触するトナ
ー粒子の摩擦電気に基く帯電であり、また、ベル
ト１０の光導電性表面の電位によつてトナー粒子
に誘起される誘導電荷であり、更に、ベルト１０
の光導電性表面に対する帯電トナー粒子の発生で
ある。トナー粒子の空間電荷の一部がプレート６
０に移される他、プレート６０はそれに対して激
しく衝突するトナー粒子により摩擦電気的にも帯
電される。つまり、プレート６０は磁気ブラシロ
ーラ３２の上方で、トナー粒子のレベルを検出す
るのに望ましい高さに位置される。トナー粒子が
プレート６０のレベルに達すると、トナー粒子が
プレート６０を帯電して電流を発生させる。プレ
ート６０からの電流出力が、所望レベルでトナー
粒子が存在するかどうかを検出するオン／オフ又
は閥値装置用に使われる。プレート６０の帯電に
よつて生じた電流が制御回路へ送られ、制御回路
がトナー粒子のトナー分配器６４からの分配を中
断する。トナー分配器６４は、供給用トナー粒子
６８を内部に貯えるホツパー６６を備えている。
発泡体ローラ７０がホツパー６６の開口端に位置
する。発泡体ローラ７０は駆動モータに連結され
る。トナー分配器駆動モータは、プレート６０が
電気出力信号を発生したとき消勢される。それ以
外の間、トナー分配器駆動モータは付勢されて発
泡体ローラ７０を回転し、トナー粒子をホツパー
６６から放出する。つまりトナー分配器６４は、
領域６２内におけるトナー粒子のレベルがプレー
ト６０より下がつたとき、トナー粒子を放出す
る。くさび状層６２のトナー粒子レベルがプレー
ト６０に接触すると、プレート上に電荷が形成さ
れて電流出力を生じ、これが適当な制御回路で処
理されトナー分配器駆動モータを消勢する。プレ
ート６０は導電性の材料、好ましくはアルミニウ
ム等の金属で作られる。

次に第３図を参照すると、制御回路７２に接続
されたプレート６０が示してある。上述したよう
に、トナー粒子がプレート６０に接触すると、プ
レート６０が帯電され電流出力を生じる。この電
流出力が制御回路７２によつて処理され、トナー
分配器モータ７４に送られる。トナー分配モータ
７４は、プレート６０が電気信号出力を生じると
消勢される。言い換えると、トナー粒子がプレー
ト６０のレベルより低いとき、プレート６０は電
気信号出力を発生しない。従つて、制御回路７２
がトナー分配器モータ７４を付勢し、発泡体ロー
ラ７０（第２図）を回転させ、トナー粒子をそこ
からローラ８２（第２図）へ分配する。このよう
にして、磁気ブラシローラ８２のトナー粒子層が
ベルト１０と接触する領域におけるトナー粒子層
の厚さが所定レベルに制御される。

高レベル状態をトリガーするため、すなわちト
ナー粒子の分配を停止するため、制御回路７２が
プレート６０からの正又は負の電流に応答する。
電流が非常に小さいと、低レベル状態がトリガー
され、トナー粒子が分配される。制御回路７２
は、プレート６０に接続された入力とモータ７４
に接続された出力を有する電流増幅器であるのが
好ましい。代りに、電流検知でなく電圧検知を用
いてもよい。この代替例では、電圧増幅器がプレ
ート６０に接続された入力を有し、その出力はモ
ータ７４に接続されている。電圧増幅器の入力と
定電圧源の間に、高インピーダンス抵抗器が接続
される。

（発明の効果） 要約すれば、本発明の装置はオン／オフセンサ
として機能し、磁気ブラシ現像ローラ上のくさび
状領域におけるトナー粒子層の厚さを調整する。
プレートがそれと接触するトナー粒子によつて帯
電される。このためプレートから電気信号出力が
生じ、トナー分配器モータを消勢する。従つて、
トナー粒子がプレートと接触すると、つまり所定
のレベルに達すると、トナーの分配が停止され
る。トナー粒子がプレートより下がると、プレー
トは帯電されないので、電流出力はプレートから
実質上発生されない。このとき制御回路がトナー
分配器モータを付勢し、トナー粒子をトナーホツ
パーから放出させる。こうして、くさび状領域に
おけるトナー粒子のレベルが所望の厚さに維持さ
れる。この結果、複合形現像−清掃ユニツトによ
る満足すべき現像及び清掃が保証される。

以上から、前述した目的及び利点を充分に満た
す装置が本発明によつて提供されることが明らか
であろう。本発明を特定の実施例について説明し
たが、各種の代替、変更及び変化が当業者にとつ
て可能なのは勿論である。従つて、特許請求の範
囲の主旨及び範囲内に入るそれらの代替、変更及
び変化は全て本発明に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を取入れた例示としての
電子写真式複写装置を示す概略正面図；第２図は
第１図の装置で使われる現像系を示す概略正面
図；及び第３図は第２図の現像系の磁気ブラシに
対するトナー粒子の分配を調整する制御方式を示
したブロツク図である。 １０……像担持部材（ベルト）、３２……運搬
手段（磁気ブラシ）、６０……部材（プレート、
検知手段）、６２……くさび状肉厚部、６６，７
０……供給手段、６８……トナー粒子、７２……
信号伝送手段（検知手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 像担持部材上に記録された潜像をトナー粒子
   で現像する装置において、 トナー粒子を像担持部材上に記録された潜像の
   直近位置へ運搬する手段であつて、該運搬手段上
   のトナー粒子層の、像担持部材との接触領域にお
   けるトナー粒子層をくさび状の肉厚部に形成する
   運搬手段と、 該運搬手段へトナー粒子を供給する手段と、 前記トナー粒子層のくさび状肉厚部の領域に配
   置され、そのトナー粒子との接触によつて帯電さ
   れる導電性部材と、 該導電性部材に接続され、導電性部材が帯電さ
   れたのに応じて信号を送信して前記トナー粒子層
   のくさび状肉厚部の存在を指示する送信手段であ
   つて、前記トナー粒子層のくさび状肉厚部性部材
   を所定の厚さに維持するように前記トナー粒子供
   給手段を制御する送信手段と から成ることを特徴とする装置。 ２ 前記導電性部材が導電性プレートから成る特
   許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 前記プレートが金属材料から成る特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 ４ 前記金属プレートがアルミニウムから成る特
   許請求の範囲第３項記載の装置。 ５ 前記運搬手段が、像担持部材に隣接して位置
   しトナー粒子の層がその上に形成される磁気ブラ
   シを備えた特許請求の範囲第１項記載の装置。