JPS60263178A - トナー粒子の存在を検知する装置 - Google Patents

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） この発明は一般に電子写真式捨耳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） 一般に知子写真弐枦写法では、光導電性部材がはｙ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
面の化１部分が、再生すべき原稿の光像に露出される。

これによって、原稿に含まれた情報領域に対応する鱗？
ｌ潜便が光導１２部材上に記録される。静１！１．！借
を光導電部材上に記録した拶、潜像に現像料を接触させ
ることによりａ儂が現像される。単成分の現像方式では
、現像料が磁気トナー粒子を含む。トナー粒子がｍ儂に
吸引されて、光導１２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。その伊トナ
ー粉末イツは、像の形状のままコピー用紙へ永久的に固
定される。

帯ち１、露出、現像、転写、清掃及び除霜用の各ステー
ションは通常、光導電性部材の周囲に配置された別々の
ユニットとして構成される。シリンド装置の複雑さと関
連コストは、これら別々のユニットを糾合せて一重の機
能を果すようにすれば、著しく低減できる。この枠の複
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った残留粒子が確
実にそこから除去されることが非常に重要である。つ捷
り、層像／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表面の開の領域で磁気ブ
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
ることによって、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
肉厚層を絣持するためには、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。ウェッジ状トナー粒子のレベ
ルの厚さを制御するため、６釉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： 米国特許第り／ｇｌ’ｌコλ号 特許権利者：フオーゴ（Ｆｏｒｇｏ）他発行日ニア９ｇ
Ｏ年７月７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、撥合形の現像−清掃ユニットを用いた電子
写真式複写装置を記述している０この複合形現像−清掃
ユニットは、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ットである。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、誘導コイル又は容重型センサが使われる。

（発明の目的と構成） 本発明の特徴の７つによれば、トナー粒子の存在を検出
する装置が提供される０本装置は、接触するトナー粒子
によって帯電される部材を含む。

この部材と通じた手段が、部材の帯電に応じた信号を伝
送し、部材と接触するトナー粒子の存在を指示する。

本発明の別の特徴によれば、偉担持部材上に記録された
潜像をトナー粒子で現儂する装置が提供される。トナー
粒子を潜像の直近位置へ運ぶ手段が設けられる。別の手
段が、トナー粒子を運搬手段へ供給する。又別の手段が
、運搬手段上に形成さｈたトナー粒子層の厚さを検知す
る。検知手段はそれと接触するトナー粒子によって帯電
され、それに応じた侑号を伝送し、供給手段による粒子
の運搬手段への分与を制御する。

本発明のその他の％徴は、図面を参照した以下の説明か
ら明らか罠なろう。

（＠雄側） 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Ｊ　することを意図している０ 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安累を示す。第１図は、
本発明の％ａを増大れた例示としての電子写＾１式複写
装置の各構成部分を幹路的に示している。以下の説明か
ら、本発明の特徴は広範囲の垣子写真式捨写装槃で用い
るのに等しく適しており、その適用はこ＼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、像形成手段り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）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幻ミ
路の周囲に配置された各処理ステーションを通して前進
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１
４が（ロ）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。原稿が透明プラテン１８上に、表
を下向きＫして友かれる。

プラテン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１
０はプラテン１８の線形速度とはｙ擲しい線形速度で駆
動される。ベル）１０は再循環路に沿って移動する。原
稿のコピーを再生するため、ベルト１０け再循慎路を通
るコ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、−１写ユニット
の下方に前進させる。帯布−転写ユニット２２け、ベル
ト１０の光導電性表面を比較的高い銑ヌ一様な電位に帯
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１部分を、か照香
号２４で全体を示した複合形の露出−帯電ユニット下方
に進ませる。複合形岸出−帯電ユニット２４は、光源２
６（好ましくけ細長いタングステンランｆ）を備えてい
る。光源２６はグラテン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Ｂ６からの光
線が透明なプラテン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、シールドはスリットを有す
る。プラテン１８が矢印２０の方向に移動するにつれ、
原稿の連続部分が連成照明される。原稿から反射した光
＃は、参照番号２８で概略的に示した一束の像伝送ファ
イバを介して伝送される。

像伝送ファイバ２８は、屈折宇が放射方向に変化する束
状の光ファイバである。７９７２年キタノ他に付与され
た米国特許第３．６古＆９０７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伸へ変
化する屈折率の断面分布を持った光伝導ファイバを配達
している。各ファイバは、そこに入ったつまりその一端
近くの儂の一部を伝送する収束レンズとして機能する。

互い違いに一列の配列とされたファイバ組体が、原稿の
全体像を伝送し収束する。この枠ファイバレンズは、日
本で登録され日本板硝子■の所有する登録１ｒセルフオ
ツク“の下で市販されている。

こうした屈折率レンズの配列が、／９７乙年ハナグチ他
に付与された米国特許第３，９り２１０６号及び７９７
６年タナカ他に付与さｈた米国特許第、？、　９７　’
２７７７号に開示されているような、電子写真式袢写装
貿での通常の光学系に代えて使われる。上記％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ァイ・々を通ってベルト１
０の光導電性表面の帯布部分に照射され、そこの箪、荷
を選択的に消失させる。これによって、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粛潜
像を、参照番号８０で全体を示した複合形の現像−清掃
ユニットへ進ませる０複合形現偉−消掃ユニット８０は
、参照番号８２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２８２は、筒状部材８６の内
側に装着された細長い円筒状の磁石８４から成る０筒状
部材８６が同転して単成分の磁気トナー粒子を運び、Ｊ
　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）１０の光導電性表面に形成された
後、ベル）１０け粉末像を複合形の帯電−転写ユニット
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８８によって、トレー４２内に
支持されたスタック４０から複合形帯雷−転写ユニット
２２へ前進させられる。コピー用紙は、ベル）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
面が複合形帯マー転写ユニット２２でトナー粉末像と接
触する。複合形ＷＩ′ｒＪＡ−転写ユニット２２は、コ
ピー用紙の裏側にイオンをスプレーする。これによって
、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を回っ
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０ 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２４６
．４８から成るのが好ましいＯこれらのローラが圧力を
加え、トナー粉末像をコピー用紙へ永久的に固定する。

その後、参照番号５０で全体を示した出口ローラが用紙
をキャッチトレイ５２内へと進ませ、用紙は次いでオイ
レータによって袢写装置から取出される。

その扱、ベル）１０は光導電性表面に付着した残留トナ
ー粒子を複合形窮出−除箪ユニット２４吸引力が弱めら
れる。ベル）１０は引ｉき矢印１ｚの方向に移動し、こ
れらの残留トナー粒子を軸台形現像−清掃ユニット８０
へと進ませる。この部Ｈ「で、ベルトｌＯの光導電性表
面に＋１着したトナー粒子か除去される。複合形現像−
清掃ユニット８０の祥しい構造を、以下第コ、３図を参
照して脱明する。

第一図にｂ：、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である。現
像−清掃ユニット８０は、磁気ブラシ現像ローラ８２を
備えている。磁気ブラシ現像ローラ８２は、磁石５６を
中心に矢印５８の方向に回転する筒状部材５４を鳴する
。磁気ブラシ８２とベル）１０のド１の価域内で、′＆
！気ブラシ８２上のトナー殻、−７廟がベル）１０と＋
＝ｍする頓城におけるトナー粒子６８のウニツノ状層の
所望厚に対応した位置Ｋｆグレート０が配葦される。

プレート６０は、それと接触するトナー粒子によって帯
１１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
グレートに移される。トナー粒子の９間軍、荷は次のい
ずれかによって生じる。その７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Ｗ電気に基く合札で
あり、また、ベルト１００光堺市性表面のλ位によって
トナー粒子に誘起される誘導電荷であり、更に、ベルト
ｌＯの光導電性表面に対する帯止トナー粒子の発生であ
る。トナー粒子の空ｆｌＪ］ル荷の一部がプレート６０
に移される他、グレート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合算される。つま
り、プレート６０は磁気ブラシローラ８２の上方で、ト
ナー粒子のレベルを検出するのにψオしい高さに位置さ
れる。トナー粒子がプレー）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
。

グレート６０からの電流出力がｓ　Ｐ）＋望しベルでト
ナー粒子が存在するかどうかを検出するオン／オフ又Ｆ
′ｉ閾値装Ｎ用に使われる。プレート６０の奇知によっ
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、供給用トナー私／子６８を内部に貯えるホ
ラ・ぐ−６６を備えている。発泡体ローラ７ｏがホッパ
ー６６の開口端にω輌する。党泡体ローラ７ｏは駆動モ
ータに連結される。トナー分配器駆動モータは、７リレ
ート６０が璽気出カイＳ号を発生したとき肉努される。

それ以外の＋＝＋、トナー分配器駆動モータは付勢され
て発泡体ローラ７ｏを回転し、トナー粒子なホＪ　ツ／
４’　−Ｑ　Ｑ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グレート
６０よシ下がったとき、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。

グレート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に接続されたグ
レート６０が示しである。上述したように、トナー粒子
がプレー）６０に接触すると、グレート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
って処理され、トナー分配器モータ７４に送られる。ト
ナー分配モータ７４Ｆ′ｉ、グレー）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
グレート６０のレベルよシ低いとき、プレー）６０は電
気信号出力を発生しない。従って、制御回路？２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２８２（第
２図）へ分配する。このようＫして、磁気ブラシローラ
８２上のトナー粒子層がベル）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
らの正又は負の寒流に応答する。

寒流が非常に小さいと、似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、グレート６
０に接続された入力とモータ７４に接続された出力を有
する雷、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ｆｉＯ［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ｌＩ＠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０ 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、磁気ブラシ胡偉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って帯電され
る。このためグレートから電、気傷号出力が生じ、トナ
ー分配器モータを消勢する。従って、トナー粒子がグレ
ートと接触すると、つまシ所定のレベルに達すると、ト
ナーの分配が停止される。

トナー粒子がグレートより下がると、プレートは帯電さ
れないので、電流出力はグ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ッ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
さに給持される。

この結果、捨合形現償−清掃ユニッ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
本発明によっ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って可能なのは勿論である。従
って、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：第一図は第７図の装置で
使われる現像系を示す釦略正面図；及び 第３図は第２図の現書系の磁タゾ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ック図である
。 ＩＯ・・・・・・像担持部材（ベル））、８２・・・・
・・運搬手段（磁気ブラシ）、　６０・・・・・・部材
（ｆレート、検知手段）、６ｚ・・・・・・くさび状肉
厚部、６６．７０・・・・・・供給手段、６８・・・・
・・トナー粒子、７２・・・・・・（Ｋ号伝送手段（検
知手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　トナー粒子の存在を検知するための装置において、
   接触するトナー粒子によって帯電される。 部材、及び該部材に通じておシ、部材の帯電にろじた信
   号を伝送し、該部材と接触するトナー粒子の存在を指示
   する手段を備えた装置。 コ　前記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　前記グ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。 侶　前記金蔵グレートがアルミニウムである特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 ５儂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、 トナー粒子を潜像の直近位置へ運搬する手段と、トナー
   粒子を前記運搬手段へ供給する手段と、上記運搬手段上
   に形成されたトナー粒子層の厚さを検知する手段とを備
   え、該検知手段が、接触するトナー粒子によって帯電さ
   れ、上記供給手段によるトナー粒子の上記運搬手段に対
   する分与を制御するため上記帯電に応じた信号を伝送す
   る検知手段を備えたことを４？徴とする装置０ ム　前記検知手段が、接触するトナー粒子によって帯電
   される部材と、該部材及び前記供給手段と通じておシ、
   該部材の帯電に応じた信号を伝送し、該部材と接触する
   トナー粒子の存在を指示する手段とを備えた特許請求の
   範囲第５項記載の装置。 ク　前記部材が導電性グレートから成る特許請求の範囲
   第６項記載の装置。 ざ　前記グレートが金属材料から成る特許請求の範囲第
   ７項記載の装置。 デ　前記金属プレートがアルミから成る特許請求の範囲
   第ｇ項記載の装置。 １０、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５項記載の装置〇／Ｊ　ｌ￥ＩＪ記磁
   気ブラシ上のトナー粒子層が像担持部材と接触する領域
   に、トナー粒子層のくさび状肉厚部が形成される特許請
   求の範囲第１Ｏ項記載の装置。 ７．２前記検知手段が、磁気ブラシ上に形成されたトナ
   ー粒子層のくさび状肉厚部の厚さを検出し、前記供給手
   段を制御してトナー粒子を与え、くさび状肉厚部を所定
   の厚さに維持する特許請求の範囲第１／項記載の装置。