JPH01161379A

JPH01161379A - トナー濃度制御方式

Info

Publication number: JPH01161379A
Application number: JP32045587A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kuroda; 黒田　晴雄; Yoshihiro Tonomoto; 戸野本　好弘
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-26

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】〔目　次〕概要座業上の利用分野従来の技術（第７図、第８図）発明が解決しようとする問題点問題点を解決するための手段（第１図）作用実施例（ａ）　　第１の発明の一実施例の説明（第２図、第３
図）（ｂ）　　第２の発明の一実施例の説明（第４図、第５
図）（Ｃ）　　第２の発明の他の実施例の説明（第６図）（ｄｌ　　別の実施例の説明発明の効果〔概　要〕電子写真装置に用いられる現像器のトナー濃度をトナー
濃度検知センナの出力に基づいて制御するトナー濃度制
御方式に関し。

現像剤の温度環境変化に対し、目標トナー濃度を維持し
、印刷品質を女定化することを目的とし。

第１の発明は、トナー補給機構を有し、トナーとキャリ
アから成る乾式二成分現像剤を混合撹拌し、潜像形成体
上の潜像を現像する現像器と、該現像器の現像剤のトナ
ー濃度を検出するトナー濃度検知センサと、該トナー濃
度検知センサの出力レベルと基準レベルとを比較し、該
トナー補給機構のトナー補給制御を行なうトナー濃度制
御部とを有するトナー濃度制御方式において、該現像剤
の温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの出
力によυ該トナー濃度制御部の該基準レベルを変化する
ようにした。

又、第２の発明は、更に該現像器の温度制御部を設け、
該現像器の現像剤の温度を一定に制御する０〔産業上の利用分野〕本発明は、電子写真装置に用いられる現像器のトナー濃
度をトナー濃度検知センサの出力に基づいて制御するト
ナー縦置制御方式に関する。

電子写真装置は、広くプリンタ、複写機、ファクシミリ
等に用いられている。

電子写真では、形成した潜像を可視像化するため現像器
が用いられ、取扱いが容易で鮮明な現像のできる二成分
現像剤を用いるものが主流となっている。

係る現像器においては、現像によってトナーが消費され
るので、トナーを補給する必要があり。

トナー濃度が一定となるような制御技術が求められてい
る。

〔従来の技術〕

第７図は従来技術の説明図である。

例えば、第７図に示す電子写真装置においては。

表向に感光層を有する感光ドラム１の周囲に帯電器２．
現像器３．転写器４ａ、用紙分離器４ｂ。

クリーナ部５ａ及び光除電器５ｂが配置されている。そ
して９時計方向に回転する感光ドラム１が帯電器２で一
様帯電された後、光像ＬＩによって露光されて感光ドラ
ム１に光像に対応した静電潜像が形成され、現像器３に
よって可視像に現像される。更に、用紙カセット７ａか
らピックローラで取り出された用紙ＰＰ力５待渕ローｉ
５ａで待期し、待刺４−ラ６ａによって感光ドラム１の
回転と同期してガイド６ｂに沿って転写器４ａへ送られ
ることによって感光ドラム１上の像が用紙に転写され、
転写された用紙は用紙分離器４ｂで感光ドラム１から分
離され、ガイド６Ｃに沿って定着ロー２７ｂへ送られ、
定着された後排出スタッカへ送られ保管される。一方、
感光ドラム１は用紙への転写後、クリーナ部５ａでクリ
ーニングされ。

除電器５ｂで除電された後、再び帯電器２から始まるプ
ロセスが繰返される。

係る電子写真装置に用いられる現像器３は、トナー補給
カセット３０と、トナー補給ローラ３１と、撹拌ロー２
３２と、現像ローラ３３と、ブレード３４と、流れ規制
部材３５とで構成され、撹拌ローラ（以下パドルローラ
という）３２が反時計方向に回転してトナーとキャリア
の混合した２成分現像剤ＴＣＡを撹拌しながらかき上げ
現像ロー−）３３に伝達する。

現像ローラ３３は内部に磁石を有し、伝達された現像剤
ＴＣＡのキャリア（鉄粉）を吸引し、その表面に現像剤
ＴＣＡの磁気ブラシを形成し１反時計方向に回転して現
像剤ＴＣＡを搬送シ、フッード３４によって磁気ブラシ
状の現像剤ＴＣＡＱ高さが一定にされ（穂高が規制され
）、感光ドラム１と接触させることによって感光）”う
Ａ１上（Ｚ）静電潜像にトナーを吸引付着させて現像を
行う。

一方、ブレード３４ではぎ取られた余分の現像剤ＴＣＡ
はブレード３４に沿って上昇し流れ規制部材３５に沿っ
てパドルローラ３２へ落下し再び現像ローラ３３に伝達
される０このような現像器において、現像剤ＴｅＡ中のトナー含
有率（トナー濃度）を一般的に３〜５％に維持しながら
現像が行なわれる。

このため、現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検
知センサ８ａが設けられ、センサ８ａの出力電圧を基準
スライス電圧ｖｓとトナー濃度制御部８で比較し、トナ
ー補給機構３ａの補給モータ３１ａを駆動し、トナー補
給ロー−）３１を回動し、トナー補給カセット３０のト
ナーをパドルローラ３２に補給するようにしている。

このセンサ８ａとしては、透磁率センナが最も広く使わ
れており、透磁率センサは、現像剤中のキャリア（磁性
体）とトナー（非磁性体）の混合比率の変化を、現像剤
中に埋設したコイルによって透磁率の変化として検出し
て電圧に変換するものである。

トナー濃度制御部８の基準スライス電圧Ｖｓは。

第８図囚の特性ａに示すように、トナー濃度とセンサ８
ａの出力電圧との関係を実験的に見出し。

トナー濃度が目標範囲（例えば３〜５％）におさまる様
なスライス電圧値Ｖｓ　（４％の時の出力値）を選定し
て、トナー補給機構３ａをフィードバック制御する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、キャリアの種類によっては、現像剤の温度又
は含水率の変化によって、第８図（５）の特性が大きく
変化し、目標トナー濃度が維持できなくなる。

この結果として印刷濃度の変化又はカプリの増加として
あられれる。

例えば、現像剤の温度が４０℃ヲ越えルト、第８図（５
）の特性す、ｃ、ｄの如くトナー濃度とセンナ出力の関
係が大きく変化する。

この現像剤の温度は、一定であればよいが９例えば感光
ドラム１にアモルファスシリコンドラムを用いる場合に
は、ドラム１をヒータで加熱し。

表面層を常時４２℃〜４３℃に保つようにしているため
、ドラム１からの熱が徐々に伝わり、第８図（Ｂ）のよ
うに稼動時間によって変化する。

この現像剤の温度変化によって、特性が変化する原因と
しては、第１にキャリア材料自体の透磁性が変化する。

第２に含水率の低下とトナー比電荷の上昇等による現像
剤の流動性の変化が考えられる。

このため、温度１０℃〜３９℃の特性ａでトナー濃度４
％基準としてスライス電圧Ｖｓ（＝２．５Ｖ）を定めて
、このスライス電圧■ｓは４０℃で約５′％、４１℃で
約６％となシ、目標トナー濃度が維持できないという問
題があった。

本発明は、現像剤の温度環境変化に対し、目標トナー濃
度を維持し、印刷品質を安定化することのできるトナー
濃度制御方式を提供することを目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕第１図は本発明の原理説明図である。

図中、第７図で示したものと同一のものは同一の記号で
示しである。

第１の発明は、第１図（５）に示すように、現像剤の温
度を検出する温度センサ８ｂを設け、トナー濃度制御部
８′にフィードバックし、基準スライスレベルを変化す
るようにしている。

第２の発明は、第１図の）に示すように、現像器３の現
像剤の温度を一定に制御するヒータや冷却機などの温度
制御部９を設けたものである。

〔作　用〕

本発明の第１の発明では、現像剤の温度変化に応じて特
性変化するから、基準レベルｖｓを特性に合うよう変化
することによって、目標トナー模度を高温環境下でも一
定に制御する。

又１本発明の第２の発明では、温度環境の変化に対し現
像剤の温度が変化しないようにして、基準レベル■ｓを
変えずに目標トナー濃度を維持するものである。

〔実施例〕

（ａ）　　第１の発明の一実施例の説明第２図は第１の
発明の一実施例構成図である。

図中、第１図及び第７図で示したものと同一のものは同
一の記号で示してあり、３１ｂはモータ駆動回路であシ
、補給モータ３１ａを駆動するもの、８０．８１は各々
温度検知用コンパレータであり、各々設定温度電圧ｖｒ
１．ｖｒ２と温度センサ８ｂ（Ｄ電圧■ｓ１とを比較す
るもの、８２はマルチプレクサであり、各コンパレータ
８０，８１の出力Ａ、Ｂに応じて、スライス電圧ｖｓｉ
　ｔ　ｖｓ２ｐ　Ｖａ３を選択出力するもの、８３はコ
ンパレータであり。

マルチプレクサ８２からのスライス電圧ｖｓ　とトナー
濃度検知センサ８ａの検出電圧Ｖ、とを比較し、モータ
駆動回路３１ｂを制御するものである。

温度センサ８ｂは、サーミスタで構成され、温度に比例
し、抵抗値が小となるものである。

第３図は第１の発明の詳細な説明図である。

温度センサ８ｂは、検知センサ８ａの近傍の現像器３の
底部に設けられ、検知センサ８ａの検出する現像剤の温
度を検知する。

温度センサ８ｂの検出温度は抵抗ｒとの分圧電圧として
出力され、温度が高くなるにつれ、電圧ｖｓｌは小とな
る。

設定温度電圧■ｒ１．■ｒ２は１例えば４０℃と４２℃
の場合に設定しておき＊　Ｖｒｔ　＞　Ｖｔ２である。

従って、温度が３９℃までは、コンパレータ８０．８１
の出力Ａ、Ｂとも１１”のため、マルチプレクサ８２は
スライス電圧ＶｓにＶｓｔを選択し、コンパレータ８３
へ出力する。

従りて、検知センサ８ａの検出電圧Ｖ、はコンパレータ
８３で特性ａのトナー濃度４％のスライス電圧ｖｓｌと
比較され、モータ駆動回路３１ｂを制御する。

即ち、　Ｖａ＞Ｖｓｌなら、モータ３１ａを駆動してト
ナーを補給する。

一方、温度が４０℃以上になると、ｖ５１はより小とな
り、　Ｖｒｌ　＞　Ｖｓｔとなる。

従って、コンパレータ８０の出力ＡはＱ　ＩＩ。

コンパレータ８１の出力Ｂは′″１”となり、マルチプ
レクサ８２は、スライス電圧■ｓにＶａ２を選択し、コ
ンパレータ８３へ出力する。

従って、同様に特性すのトナー濃度４％のスライス電圧
ｖｓ２と検出電圧■ａがコンパレータ８３で比較され、
　Ｖａ＞Ｖａ２なら、トナーを補給する０同様に温度が
４２℃以上となると、　Ｖ、ｌはよシ小となり、　Ｖｔ
２　＞　Ｖｓｔとなるため、コンパレータｓｏ、ｓｉの
出力Ａ、Ｂとも＠０１となり、マルチプレクサ８２は、
スライス電圧■３にＶＳＩを選択し、コンパレータ８３
へ出力する。

従って、同様に特性Ｃのトナー濃度４％のスライス電圧
ｖｓ３と検出電圧−Ｖａがコンパレータ８３で比較され
、　Ｖａ＞Ｖｓｓなら、トナーが補給される０このよう
にして、現像剤温度に応じてスライス電圧が第３図の特
性ａ、ｂ、ｃの如くシフトされ変化し、目標トナー濃度
の維持ができる。

この例では、温度センサ８ｂを撹拌された現像剤の位置
で且つトナー濃度センサ８ａの傍に設け。

濃度検知される現像剤の温度を検出できるようにしてい
る。

Φ）第２の発明の一実施例の説明第４図は第２の発明の一実施例構成図である。

図中、第１図、第２図及び第７図で示したものと同一の
ものは同一の記号で示してあり、９ａは面発熱体であり
、現像器３の底板に貼り付けられ。

現像器３を加熱するもの、ｇｂは温度制御回路であり、
温度センサ８ｂの温度検出電圧Ｖｂと設定温度電圧Ｖｔ
とを比較しｅ　Ｖａ　＜　Ｖｔなら面発熱体９ａに電流
を供給するものである。

第５図は第２の発明の詳細な説明図である。

現像器３の温度は第５図のＴｂに示すように徐々に上昇
し、一定温度Ｔｏ　（例えば４２℃）で飽和する。

そこで、先づ、トナー譲度制御部８のスライス電圧Ｖ、
は４２℃の特性におけるトナー濃度４％の値とし、設定
温度電圧Ｖｔも４２℃のものとしておく。

従りて、温度制御回路９ｂは、温度セン？８ｂの出方電
圧ｖｂによｐ面発熱体９ａを現像器３の現像剤の温度が
４２℃になるように加熱制御する。

このため、第５図のＴａに示すように、現像器３の現像
剤は一定温度Ｔｏに制御され、スライス電圧を変えるこ
となく、トナー濃度を一定に維持できる。

（Ｃ）第２の発明の他の実施例の説明第６図は第２の発明の他の実施例構成図である。

図中、第４図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してｈＤｔ９Ｂ’はヒータであシ、パドルロー、９（
プレンダ）３２内に設けられ、現像剤を加熱するもので
ある。

この例は、第４図のものが現像器底部を加熱するものく
対し、パドルローラ３２を加熱し、現像剤の温度を一定
に制御するものでアシ、制御方法は第４図の実施例と変
シない。

この例は、定着器に用いられている安価なヒータ９ａ′
を用いて実現できる利点がある。

この他に、ヒータ９ａ′を現像ロー２３３内に設けても
よい。

（ｄ）　　別の実施例の説明第２図の第１の発明の実施例では、スライス電圧をＶＳ
Ｉ　ｐ　■８２　＃　ＶＳ３の３つとしているが、必要
に応じて４つ、５つ等積々のものを採用でき、スライス
電圧ＶＳＩは温度検゛出電圧を利用しているが。

別途固定レベルを設定してもよい。

又、第２の発明の実施例においては、熱源を設け、加熱
により温度制御しているが２周知の冷却機構を設け、冷
却により現像剤の温度制（財）をしてもよい。

以上本発明を実施例により説明したが１本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり。

本発明からこれらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に２本発明の第１の発明によれば、現像
剤の温度に応じてトナー濃度基準Ｌ／　＜　／ｌ／　　
　ｔｊｓを変化しているので、高温環境下で連続印刷シ
アも・　トナー濃度を一定に保つことができ、印ｉ１Ｊ
品質の安定化が実現でき、即ち背景部のカプリやトナー
飛散による汚染を防止することができるという効果を奏
する。

又９本発明の第２の発明によれは、現像剤の温度を一定
に保つので、高温環境下で連続印１１ｉ１　しても、ト
ナー濃度を一定に保つことができ、印刷品質の安定化が
実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。第２図は第１の発明の一実施例構成図。第３図は第１の発明の詳細な説明図。第４図は第２の発明の一実施例構成図。第５図は第２の発明の詳細な説明図。第６図は第２の発明の他の実施例構成図。第７図及び第８図は従来技術の説明図である。ｇ中、１・・・感光ドラム（潜像形成体）。３・・・現像器。３ａ・・・トナー補給機構。８ａ・・・トナー濃度検知センサ。８．８′・・・トナー濃度制御部。８ｂ・・・温度センサ。９・・・温度制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナー補給機構（３ａ）を有し、トナーとキャリ
アから成る乾式二成分現像剤を混合撹拌し、潜像形成体
（１）上の潜像を現像する現像器（３）と、該現像器（
３）の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知セ
ンサ（８ａ）と、該トナー濃度検知センサ（８ａ）の出力レベルと基準レ
ベルとを比較し、該トナー補給機構（３ａ）のトナー補
給制御を行なうトナー濃度制御部（８）とを有するトナ
ー濃度制御方式において、該現像剤の温度を検出する温度センサ（８ｂ）を設け、
該温度センサ（８ｂ）の出力により該トナー濃度制御部
（８）の該基準レベルを変化するようにしたことを特徴とするトナー濃度制御方式。
（２）トナー補給機構（３ａ）を有し、トナーとキャリ
アから成る乾式二成分現像剤を混合撹拌し、潜像形成体
（１）上の潜像を現像する現像器（３）と、該現像器（
３）の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知セ
ンサ（８ａ）と、該トナー濃度検知センサ（８ａ）の出力レベルと基準レ
ベルとを比較し、該トナー補給機構（３ａ）のトナー補
給制御を行なうトナー濃度制御部（８）とを有するトナ
ー濃度制御方式において、該現像器（３）の温度制御部（９）を設け、該現像器（
３）の現像剤の温度を一定に制御することを特徴とするトナー濃度制御方式。