JPH0419773A

JPH0419773A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0419773A
Application number: JP12582190A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Yamada; 山田　孝信
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-05-15
Filing date: 1990-05-15
Publication date: 1992-01-23

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）本発明は電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置に
おける現像装置に関し、特にトナーとキャリアを主成分
とする二成分系の現像剤を用いた現像装置に関するもの
である。

（従来の技術）従来、上記二成分系現像剤を用いた現像装置乙コおいて
、キャリアに対するトナー混合比（トナー濃度）は現像
特性上画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素で
あり、従って良好な画質を得るために現像剤のトナー濃
度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給量を厳
密に制御して現像剤中のトナー濃度を一定に保つ必要が
ある。

このトナー濃度制御（ＡＴＤＣ）を行う手段として、磁
性体であるキャリアの相対濃度に応して変化する透磁率
を検出してトナー補給制御を行う磁気式のＡＴＤＣが一
般に採用されていたが、反転現像方式におけるハーフト
ーン部の再現性等に対する対策としてトナーの流動を高
くすると、現像剤の攪拌によりかさ密度が変化してしま
うために、磁気式のＡＴＤＣは使用できない。

そこで、そのような場合には赤外ＬＥＤにて波長が８９
０ｎｍの赤外光を現像剤に照射し、その反射光をフォト
ダイオードにて検出する先代のＡＴＤＣが採用される。

この先代のＡＴＤＣにおいては、赤外光がシアン、マゼ
ンタ、イエローのトナーでは全反射し、黒トナーもカー
ボンを使用せずにシアン、マゼンタ、−イエローの顔料
を使用すれば全反射するのに対して、キャリアは赤外光
を吸収するため、現像剤からの反射光を検・出すること
によってトナー濃度を検出することができるのである。

具体的には、フォトダイオードに参照光を照射したとき
の出力と正常な現像剤濃度の時の反射光を検出したとき
の出力との差分値を基準値とし、この基準値と検出時点
での出力の差分値を比較し、基準値に対して検出した差
分値が小さい場合にはトナー濃度が低いと判断してトナ
ー補給を行うようにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、この先代のＡＴＤＣにおいては、新しい現像
剤と使い込んだ現像剤においては、同じトナー混合比に
おいてもセンサー出力が変化し、正確にトナー濃度を検
出することができないという問題がある。これは、現像
剤の撹拌や熱なとによりトナーがキャリアに融着するく
キャリアのスペント現象と呼ばれる現象によるものであ
る。そのため、第７図に示すように、トナー混合比が仮
に９ｗｔ％であってもキャリアに融着したトナーによっ
て光が反射されて、混合比が０ｗｔ％とは検出されない
のである。

尚、特開昭６３−１７７１７４号公報には、照射された
光を受けて予め設定されている現像剤濃度基準値に見合
った光量を反射する標準反射濃度パターンを設け、光源
が経時変化等によって照度低下を来したときに補正でき
るようにしたものが開示されており、その標準反射濃度
パターンを利用することによって上記スペント現象によ
る検出誤差に対する補正を行うことも可能であるが、標
準反射濃度パターン及びその操作手段をセンサ内に設け
る必要があり、構成が複雑になってセンサが大きくかつ
コスト高になるという問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑み、基本構成がそのまま
の簡単な構成で、キャリアのスペント現象に伴う検出誤
差を補正できる現像装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明の現像装置は、上記目的を達成するため、主にト
ナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いて静電潜
像担持体上に形成された静電潜像を現像する装置におい
て、前記現像剤からの反射光量を測定する第１測定手段
と、第１測定手段からの出力に基づいて前記現像剤中の
トナー濃度を判定する判定手段と、前記現像剤中のキャ
リアのみからの反射光量を測定する第２測定手段と、第
２測定手段からの出力に基づいて前記判定手段による判
定値を補正する手段とを備えたことを特徴とする。

（作　用）本発明の上記構成によると、キャリアのみによる反射光
量を検出することによってキャリアのスペント量を検出
することができ、トナー濃度の検出時にこのキャリアの
スペント現象に伴う検出誤差を補正することによって正
確にトナー濃度を検出することができる。また、標準反
射濃度パターン等の部材を別に設ける必要がなく、基本
構成はそのままでよいので構成が簡単であり、コンパク
トにかつ低コストで構成できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。

第１図において、１は電子写真方式でかつ反転現像を行
う画像形成装置における現像装置で、そのケーシング２
内にマイナス帯電するトナーとキャリアを主成分とする
二成分系で負極性の現像剤が収容されている。３は現像
スリーブで、ケーシング２の感光ドラム４との対向端部
に感光ドラム４の外周面に対して微小間隙をあけて対向
して配設されている。５は現像スリーブ３に現像バイア
スを印加する現像バイアス電源である。６は現像スリー
ブ２上の磁気ブラシの穂高を規制する穂高規制板、７は
現像スリーブ２上に現像剤を供給する撹拌スクリューで
ある。穂高規制板６と感光ドラム４との対向部との間で
現像スリーブ３と対向してトナー濃度センサー８が配設
されている。

トナー濃度センサー８は、第２図に示すように、本体９
内に８９０　ｎｍの波長の光を出力する赤外ＬＥＤＩＯ
とフォトセンサ１１が内蔵され、赤外ＬＥＤＩＯから投
光された赤外光をセンサ窓１２を通して現像スリーブ３
上の現像剤を照明し、現像剤からの反射光をフォトセン
サ１１に入力させるように構成されている。センサ窓１
２は透明導電体にて構成され、切換スイッチ１３を介し
て第１と第２のバイアス電源１４．１５を選択的に接続
できるように構成されている。第１のバイアス電源１４
は、センサ窓１２の窓汚れを防止するため、現像バイア
スより若干低い電圧に設定され、第２のバイアス電源１
５は現像スリーブ上のトナー濃度センサとの対向部から
トナーを排除してキャリアのみとなるようにかなり低い
電圧に設定されている。具体例を示すと、現像バイアス
が一５００■、第１のバイアス電源１４が一６００Ｖ、
第２のバイアス電源１５は−ＩＫＶに設定されている。

以上の構成において、トナー濃度検出時には、切換スイ
ッチ１３を第１のバイアス電源１４側に接続してセンサ
窓１２△、のトナー付着による汚れを防止した状態で測
定を行う。又、キャリアのスペント現象によるセンサー
出力のＯレベルの変化の検出時には、切換スイッチ１３
を第２のバイアス電源工５側に接続してキャリアのみの
場合の出力測定を行う。そして、この時のセンサー出力
に基づいてトナー濃度検出時の出力を補正してトナー濃
度を算出し、トナー補給の判断を行う。

次に、具体的な制御装置および制御方法を第３図〜第５
図に基づいて説明する。

第３図において、２１は画像形成装置の動作の全体を制
御するＣＰＵて、プリントスイッチや、トナー濃度セン
サー８からの検出信号及び画像作成条件等のその他の入
力信号が入力され、又センサ窓に対するバイアス、現像
モータ、補給モータに対するリモート信号及びその他の
画像作成動作に対する出力信号が出力される。

画像形成装置のＣＰＵ２１による制御動作は、第４図に
示すように、まず初期設定を行う（ステップ＃１）。次
に、プリントスイッチがオンされるのを待って（ステッ
プ＃２）、各スイッチ、キ、センサー等からの入力デー
タの入力処理を行い（ステップ＃３）、次いで後述の濃
度制御処理を行った後（ステップ＃４）、画像形成動作
を行い（ステップ＃５）、ステップ＃２に戻り、ステッ
プ＃２〜＃５の各ステップを繰り返す。

ステップ＃４のトナーの濃度制御処理は、第５図に示す
ように、まずステップ＃１１において、切換スイッチ１
３を第２のバイアス電源１５側に接続してセンサ窓１２
に対して−ＩＫＶのバイアスを印加し、次に現像モータ
をオンしくステップ＃１２）、かつ現像剤安定タイマを
セットしてそのタイマが終了するのを待った後（ステッ
プ＃１３．１４）、ステートを１に設定する（ステップ
＃１５）。

ステート１では、濃度検出タイマをセットしくステップ
＃１６）、そのタイマが終了するまで濃度検出を行う（
ステップ＃１７．１８）。この’ＩＭＫ検出ステップで
は複数回の濃度検出を行い、それらの検出値を検出デー
タとして記憶してお（。

次に、その検出データを平均化しくステップ＃１９）、
補正データとしてメモリしくステップ＃２０）、ステー
トを２に設定する（ステップ＃２１）。

ステート２ては、切換スイッチ１３を第１のバイアス’
Ｋｆｉ１４側に切換えてセンサ窓１２に対して一５００
Ｖの現像バイアスよりも１００Ｖ低い６００■のバイア
スを印加しくステップ＃２２）、濃度検出タイマをセン
トしくステップ＃２３）、そのタイマが終了するまで複
数回の濃度検出を行う（ステップ＃２４．２５）。その
検出データを平均化しくステップ＃２６）、出力データ
としてメモリしくステップ＃２７）、ステートを３に設
定する（ステップ＃２８）。

ステート３では、補正データと出力データをメモリから
読出しくステップ＃２９．３０）、これらデータから下
記の所定のテーブル（テーブルｌ）からトナー混合比を
算出しくステップ＃３１）この混合比から所定のテーブ
ル（テーブル２）からトナーの補給時間を算出しくステ
ップ＃３２）、ステートを４に設定する（ステップ＃３
３）。

ステート４では、算出された補給時間に基づいてトナー
補給タイマをセントして補給モータをオンしくステップ
＃３４．３５）、タイマが終了すると補給モータをオフ
して（ステップ＃３６．３７）メインルーチンにリター
ンする。

上記テーブル１及びテーブル２を以下に示す。

（以下余白）テーブル出力データ（Ｖ）テーブル２なお、第５図のフローチャートでは、プリントスイッチ
がオンされる度に各ステー）０〜４の動作を順次行い、
それぞれ補正データを検出するようにしたが、ステート
Ｏとステート１の動作を電源投入時又は画像形成を所定
枚数行う毎に行って補正データを検出するようにしても
よい。また、補正データの検出とトナー補給はそれぞれ
別のタイミングで行ってもよい。

上記実施例では、トナー濃度センサ出力の０レヘルの変
化量を測定する際に、センサ窓１２に対するバイアスを
切換えて現像バイアスとの間に大きな電圧差を生じさせ
、トナーをセンサ窓１２に対向する部分から排除するよ
うにしたが、逆にセンサ窓１２のバイアスは一定にして
現像バイアスを切換えるようにしても同様の作用を得る
ことができる。

次に、本発明の第２実施例を第６図に基づいて説明する
。この実施例では、トナー濃度センサ８を現像スリーブ
３の下部、即ち感光トラム４と対向している現像領域を
通過した後の部分に対向させて配置し、キャリアのスペ
ントによるトナー濃度センサ出力の０レヘルの変化量を
測定する時に、感光ドラム４に対して部分的にフル露光
してヘタ現像することによって現像スリーブ３上のトナ
ー濃度センサ８に対応する部分のトナーを消費し尽くし
、トナー混合比を０ｗｔ％とした状態でのトナー濃度セ
ンサ８の出力を測定するようにしている。

尚、通常のトナー混合比の測定は、非露光状態で行う。

以上説明したように、本発明の各実施例において、キャ
リアのみの反射光量を測定することによってキャリアの
スペントによる検出誤差を補正できるため、正確なトナ
ー混合比を算出して適正にトナー補給を行い、トナー混
合比を一定にして画像品質を安定化することができる。

又、キャリアのスペント量を検出しているので、それに
基づいて現像剤の寿命を指示することができる。さらに
検出したスペント量から現像剤の劣化の程度を想定し、
現像剤の劣化に伴う帯電量の劣化に応じて各種現像条件
にフィードバックすることもできる。

（発明の効果）本発明の現像装置によれば、以上の説明から明らかなよ
うに、キャリアのみによる反射光量を検出することによ
ってキャリアのスペント量を検出することができ、トナ
ー濃度の検出時にこのキャリアのスペント現象に伴う検
出誤差を補正することによって正確にトナー濃度を検出
することができ、かつ基本構成のままでよいため、コン
パクトにかつ低コストで構成できるという効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の一実施例の現像装置を示し、
第１図は要部の概略構成を示す縦断面図、第２図は同濃
度センサーの断面図、第３図は制御装置の構成図、第４
図は画像形成装置の制御動作のメインフローチャート、
第５図は同トナーｉ）！変制御処理のサブルーチンのフ
ローチャート、第６図は本発明の他の実施例の現像装置
における要部の概略構成を示す縦断面図、第７図はキャ
リアのスペント現象によるセンサー出力の変化を示す図
である。 ■・−−−ｍ−・・・・・・・・・・３−−−−−−−−・・−・・４−−−−・８・−・−・・１　２−−−−−−・−・・・・・−・１５・−・・現像装置現像スリーブ感光ドラム・−・トナー濃度センサセンサ窓切換スイッチ第１のバイアス電源第２のバイアス電源。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主にトナーとキャリアとから成る二成分現像剤を
用いて静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像す
る装置において、前記現像剤からの反射光量を測定する第１測定手段と、第１測定手段からの出力に基づいて前記現像剤中のトナー濃度を判定する判定手段と、前記現像剤
中のキャリアのみからの反射光量を測定する第２測定手段と、第２測定手段からの出力に基づいて前記判定手段による判定値を補正する手段とを備えたことを特徴とする現像装置。