JPH0345973A - トナー濃度制御方法 - 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】 〔概要〕 像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像器におい
て、該現像器が現像に使用したトナー量と同じ量のトナ
ーを常に補給することを可能とするトナー濃度制御方法
に関し、 印刷品質を向上させることを目的とし、キャリアとトナ
ーを撹拌してなる現像剤を用い、磁気ローラと磁気ロー
ラの磁界により吸着された現像剤を搬送するスリーブと
を有する磁気ブラシ現像器により、像担持体に形成され
た潜像に、前記トナーを付着させて現像を行う像形成装
置において、前記像担持体と磁気ローラとの間の現像領
域に、前記スリーブにより搬入される現像剤のトナー濃
度と、現像後に前記現像領域から搬出される現像剤のト
ナー濃度とを測定し、前記測定されたトナー濃度の差に
基づき、トナーの補給を行わせる構成とする。

〔産業上の利用分野］ 本発明は像担持体上の潜像をトナーにより現像する現像
器に係り、特に該現像器が現像に使用したトナー量と同
じ量のトナーを常に補給することを可能とするトナー濃
度制御方法に関する。

一般に、電子写真装置においては、帯電、露光、現像、
転写、定着の各プロセスにより画像が形成される。この
場合、画質に大きな影響を及ぼすのは現像プロセスであ
る。

この現像プロセスでは、樹脂粉のトナーと磁性粉のキャ
リアとを撹拌により摩擦させ、トナー粒子に電荷を持た
せることにより、像担持体上に帯電させた後、露光して
形成した潜像の電荷との静電力によって、この潜像にト
ナー粒子を付着させて、像担持体上にトナー像を形成さ
せるようになっている。

この場合、印刷濃度は像担持体上の潜像に付着したトナ
ー量によって左右されるため、トナー濃度（現像器内で
のトナーとキャリアの混合比）は印刷濃度と密接な関係
がある。従って、最適な印刷濃度を得るためには、現像
器のトナー濃度を検出し、このトナー濃度を一定の濃度
に保持する必要がある。

〔従来の技術〕

第５図は従来技術を説明するブロック図である。

第５図において、１は磁気ブラシ現像器、２は磁気ブラ
シ現像器ｌの上部に挿入されたトナーホッパ、３はトナ
ーホッパ２内に回転自在に収納されたトナー供給用ロー
ラ、４は樹脂粉のトナー５と磁性粉のキャリア６を混合
撹拌して現像剤７を作る撹拌器、８及び９は現像剤７を
像担持体１５との間の現像領域１７へ搬送し、磁気ブラ
シを形成するための磁気ローラとスリーブ、１０は現像
領域１７への現像剤の量を規制するブレードである。

トナー５はトナーホッパ２からトナー供給ローラ３を介
して磁気ブラシ現像器ｌ内に供給され、撹拌器４により
キャリア６と混合撹拌されて帯電される。帯電されたト
ナー５とキャリア６とからなる現像剤７は、スリーブ９
の回転により現像領域１７に搬送される。

ここで、従来は磁気ブラシ現像器１の底部にトナー濃度
センサ１１を設けて、このトナー濃度センサ１１により
磁気ブラシ現像器１内の撹拌領域のトナー５の濃度を検
出させ、この検出されたトナー５の濃度が、常に適切な
印刷濃度を得るためのトナー濃度設定範囲内に収まるよ
うに、制御回路１２が駆動回路１３を制御してモータ１
４に電流を供給させ、モータ１４を回転させることで、
トナー供給用ローラ３を適宜回転させて、トナーホッパ
２からトナー５を撹拌器４が現像剤７を撹拌する領域に
補充している。

トナー濃度センサ１１は、例えば鉄心と、この鉄心に巻
回されたコイルからなる磁気センサであり、トナー５の
濃度の変化、即ち、磁性粉のキャリア６の粒子に、樹脂
粉のトナー５が付着する量により増減される透磁率の変
化を、インダクタンスの変化により検出し、電流又は電
圧の増減として測定している。

このようなトナー濃度センサ１１を図示する位置に取付
けてトナー濃度を測定する場合、トナー濃度センサ１１
は磁気ブラシ現像器ｌ内の撹拌器４が現像剤７を撹拌す
る領域のトナー濃度を測定しているため、常に一定量の
現像剤７が一定の速度でトナー濃度センサ１１の上を通
過しなければ、トナー濃度が一定でも、トナー濃度セン
サ１１の出力値に大きなバラツキが発生して、正確なト
ナー濃度が測定されない欠点がある。

このため、更に正確なトナー濃度測定方法として、例え
ば、図示する如く、現像領域１７を介し磁気ローラ８と
対向する像担持体１５の内側にトナー濃度センサ１６を
設け、磁気ローラ８が形成する磁界により、現像領域１
７内の現像剤７が形成する磁気ブラシの透磁率を測定す
る方法が提案されている。

この場合、トナー濃度センサ１６は現像に使用される現
像剤７のトナー濃度を直接測定しているため、常に正確
なトナー濃度を測定することが出来る。

このトナー濃度センサ１６は、例えば、ホール素子が使
用される。これは、ホール素子に電流を流し、この電流
に直角な方向に磁界を加えると、電流と磁界の両者に直
角な方向の電圧が生じるホール効果を利用するものであ
る。

従って、トナー濃度センサ１６は、磁気ローラ８が形成
する磁界が、現像剤７の形成する磁気ブラシを経て与え
られるため、磁界の強さに応じた電圧、即ち、トナー濃
度を図示省略した線を経て制御回路１２に送出する。

〔発明が解決し・ようとする課題〕

しかしながら、上記の如く、従来はトナー濃度センサ１
１又は１６が送出するトナー濃度の測定結果に従い、制
御回路１２が常に適切な印刷濃度を得るためのトナー濃
度設定範囲内に収まるように、トナー供給ローラ３を適
宜回転させて、トナーホッパ２からトナー５を撹拌器４
が現像剤７を撹拌する領域に補充している。

従って、トナー濃度センサ１１又は１６が正確にトナー
濃度を検出しても、制御回路１２は検出されたトナー濃
度がトナー濃度設定範囲の下限値に達すると、トナー５
の供給を開始し、上限値に達するとトナー５の供給を停
止させるため、第６図に示す如く、トナー濃度の変動が
生じる。

第６図はトナー濃度変動の一例を説明する図である。

縦軸に、キャリア６に対するトナー５の重量比（ｗｔ％
）で表すトナー濃度をとり、横軸に、時間を分でとると
、印刷量にも依存するが、図示する如く、１分程度の間
隔で１％程度の変動が発生する。

従って、印刷濃度も変動して印刷品質が低下するという
問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、現像領域１７の前後
においてトナー濃度を測定し、現像領域１７に供給され
る現像剤のトナー濃度と、現像が完了して撹拌部に戻さ
れる現像剤のトナー濃度との差から現像に消費されたト
ナーの量を露出して、常に消費量に見合う量のトナーを
補給させることでミ常に最適な印刷濃度を得ることを可
能として印刷品質を向上させることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の詳細な説明する図である。

第５図と同一符号は同一機能のものを示す。磁気ブラシ
現像器２５の現像剤７は第５図で説明した如く、キャリ
アとトナーが撹拌されてなり、複数の磁極を有する磁気
ローラ８が形成する磁界によりキャリアが引き寄せられ
、キャリアに伴われたトナーも、矢印Ｂに示す方向に回
転するスリーブ９により、キャリアと共に現像領域１７
に搬送される。

ブレードｌＯは現像領域１７に搬入される現像剤７の量
が一定量となるように規制しており、ここで一定量に制
限された現像剤７はトナー濃度センサ１８により、その
濃度が測定される。このトナー濃度センサ１８はホール
素子であり、磁気ローラ８が形成する例えばＳ極に対向
する位置に取付けられ、前記の如く、このＳ極から現像
剤７のキャリアを経て供給される磁界の強さに比例した
電圧を発生し、トナー濃度を測定する。

トナー濃度センサ１８によりトナー濃度を測定された現
像剤７は、現像領域１７に搬送され、磁気ローラ８が形
成する例えばＮ極の磁界により、ブラシを形成して矢印
Ａの方向に回転する像担持体１５の表面に接触し、この
像担持体１５に形成されている潜像に第５図で説明した
如く、撹拌器の撹拌で帯電したトナーを付着させる。

現像が終了した現像剤７はスリーブ９の回転に伴い、順
次搬送されてトナー濃度センサ１９によってトナー濃度
が測定される。トナー濃度センサ１９もホール素子であ
り、磁気ローラ８が形成する例えばＳ極に対向する位置
に取付けられ、前記同様トナー濃度を測定する。

トナー濃度センサ１８は現像領域１７に搬入される現像
剤７のトナー濃度を測定しており、トナー濃度センサＩ
９は現像領域１７で現像に消費されたトナー分だけ濃度
が低下した現像剤７のトナー濃度を測定している。従っ
て、トナー濃度センサ１８が測定したトナー濃度から、
トナー濃度センサ１９が測定したトナー濃度を引けば、
現像に消費されたトナー量が算出される。

従って、図示省略した制御回路は現像に消費されたトナ
ー量を算出し、第５図に示すトナー供給用ローラ３を回
転させて、この算出されたトナー量を常に補給する。

〔作用〕

上記の如く構成することにより、トナー濃度センサ１８
と１９が測定したトナー濃度の差から算出された消費量
に見合うトナー量を常に補給することが可能となるため
、現像領域１７に供給される現像剤７のトナー濃度を常
に最適値に保持することが出来る。

従って、常に品質の良い印刷を行わせることが出来る。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例を示す回路のブロック図であ
る。

第５図と同一符号は同一機能のものを示す。磁気ブラシ
現像器２５は、ホール素子のトナー濃度センサ１８と１
９を、第１図で説明した如く取付けている。そして、撹
拌器４がトナー５とキャリア６を撹拌した現像剤７を磁
気ローラ８がスリーブ９に吸着する。

スリーブ９は吸着された現像剤７を搬送し、トナー濃度
センサ１８は、ブレードｌＯにより一定量に規制された
現像剤７のトナー濃度を測定する。

第３図はトナー濃度センサの出力とトナー濃度との関係
を説明する図である。

縦軸に出力電圧を、横軸にトナー濃度をとると、トナー
濃度センサ１８は第１図で説明した如く、磁気ローラ８
から現像剤７のキャリア６を経て与えられる磁界の強さ
に比例した電圧を発生する。

従って、トナー５の量が少なく、キャリア６に対するト
ナー５の重量比、即ち、トナー濃度が０ｗ５％の時、ト
ナー濃度センサ１８の出力電圧は約５ｍＶであり、トナ
ー濃度が上昇するに伴い、出力電圧が上昇するが、図示
する如く、直線的には比例せずトナー濃度が８ｗｔ％の
時、出力電圧は約５．６ｍ　Ｖである。

トナー濃度センサ１８はスリーブ９により搬送されて来
た現像剤７のトナー濃度に応じた出力電圧ｖ１をトナー
濃度制御部２０の測定部２１に送出する。測定部２１は
第３図に示す曲線から、出力電圧■、に対応するトナー
濃度ＴＣＩを差分検出部２３に送出する。

トナー濃度センサ１９は現像後の現像剤７のトナー濃度
に応じた出力電圧ｖ２をトナー濃度制御部２０の測定部
２２に送出する。測定部２２は第３図に示す曲線から、
出力電圧■２に対応するトナー濃度Ｔ０を差分検出部２
３に送出する。

例えば、演算増幅回路で構成される差分検出部２３は、
トナー濃度ＴＣＩとＴ’ｃｚとの差へＴ、を求め、演算
制御部２４に送出する。演算制御部２４はΔＴｃからト
ナー消費量を計算して、必要なトナー供給量を求め、駆
動回路１３を制御してモータ１４ｇ電流を送出させ、必
要なトナー供給量がトナー供給用ローラ３から撹拌器４
の撹拌領域に供給されるように、回転させる。

第４図は本実施例のトナー濃度の変動を説明する図であ
る。

第４図に示す如く、縦軸にトナー濃度を、横軸に時間を
とり、第２図の実施例において、様々なパターンの印字
を行い、トナー濃度の変動を調べたが、従来の第６図に
示す変動に比較して、極めて安定しており、印字濃度の
変動も殆ど認められなかった。

尚、本実施例では、トナー濃度制御部２０を測定部２１
及び２２と差分検出部２３と演算制御部２４で構成した
が、トナー濃度センサ１８と１９の出力をディジタル値
に変換した後、プロセッサに供給して差分の演算とトナ
ーの補給量とを演算させ、駆動回路１３を制御させても
良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明は磁気ブラシ現像器内のトナ
ー濃度を常に一定に制御することが出来るため、像形成
装置において安定して品質の良い像の印刷を行わせるこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、 第２図は本発明の一実施例を示す回路のブロック図、 第３図はトナー濃度センサの出力とトナー濃度との関係
を説明する図、 第４図は本実施例のトナー濃度の変動を説明する図、 第５図は従来技術を説明するブロック図、第６図はトナ
ー濃度変動の一例を説明する図である。 図において、 １．２５は磁気ブラシ現像器、２はトナーホッパ、３は
トナー供給用ローラ、４は撹拌器、５はトナー　　　　
　　　６はキャリア、７は現像剤、　　　　　　　８は
磁気ローラ、９はスリーブ、　　　　　　１０はブレー
ド、１１、１６．１８．１９はトナー濃度センサ、１２
は制御回路、　　　　　１３は駆動回路、１４はモータ
、　　　　　　　１５は像担持体、１７は現像領域、　
　　　　２０はトナー濃度制御部、２１．２２は測定部
、　　　　２３は差分検出部、２４は演算制御部である
。 ＄完日月の、原理を盲か月Ｖる図 男　１　図 本発明の一笑施ψ１と示Ｔ回蹄のブロヅク図第２図 ドブー濃度　（ｗｔス） 一→時聞（骨） 杢突塘仔ｊ１のドアー濃度の亥１力と説明下う間第４　
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 キャリアとトナーを撹拌してなる現像剤（７）を用い、
   磁気ローラ（８）と磁気ローラ（８）の磁界により吸着
   された現像剤（７）を搬送するスリーブ（９）とを有す
   る磁気ブラシ現像器（２５）により、像担持体（１５）
   に形成された潜像に、前記トナーを付着させて現像を行
   う像形成装置において、 前記像担持体（１５）と磁気ローラ（８）との間の現像
   領域（１７）に、前記スリーブ（９）により搬入される
   現像剤（７）のトナー濃度と、現像後に前記現像領域（
   １７）から搬出される現像剤（７）のトナー濃度とを測
   定し、前記測定されたトナー濃度の差に基づき、トナー
   の補給を行わせることを特徴とするトナー濃度制御方法
   。