JPH04282669A - 画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バイアス電圧が印加さ
れた現像ローラから現像剤を通して上記現像ローラに対
向する電極に流れる電流を画像形成期間以外の期間で検
出手段により検出してトナー濃度を検知する画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナー及びキャリアからなる２成
分系の現像剤を用いる画像形成装置は現像装置にトナー
濃度の検知用のセンサを設け、このセンサからの検知信
号に基づいてトナー補給を制御することにより適正なト
ナー濃度を維持して感光体ドラムへのトナーの供給過剰
を防止するようにしている。

【０００３】ところで、上記センサは高価であるため、
低コストタイプの画像形成装置では、上記トナー濃度の
検知手段を低コストで構成することが要望されている。

【０００４】一方、上記現像装置には現像ローラ上に形
成される現像剤の層厚を規制する穂切板が設けられ、更
に画像かぶりを防止するために上記現像ローラ上の現像
剤には現像ローラを介してバイアス電圧が印加されるよ
うに構成されている。一方、現像剤の抵抗値は上記トナ
ーとキャリアとの混合比率、すなわちトナー濃度に応じ
て変化するようになっている。

【０００５】そこで、これらの構成を利用して上述した
要望に対応すべく、上記穂切板とグランド間に抵抗を接
続し、上記バイアス電圧により現像剤を通して上記穂切
板に流れる電流を上記抵抗の電圧として検出してトナー
濃度を検知する検知回路が提案されている（特開昭５８
−１６９１６１号公報）。

【０００６】すなわち、上述したように現像剤の抵抗値
はトナー濃度に応じて変化するため、上記抵抗に流れる
電流を検出することによりトナー濃度を検知することが
できるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記現像剤
の抵抗値は極めて高く、上記抵抗には微小電流しか流れ
ないことになる。すなわち、上記抵抗の電圧は微小電圧
となり、トナー濃度が変化しても上記抵抗の電圧の変化
量は極めて小さくなる。このため、トナー濃度の正確な
検知が困難である。一方、上記抵抗の電圧を増幅して検
出することも考えられるが、増幅率を大きくするに従っ
て増幅器のノイズの影響が大きくなり、やはりトナー濃
度の正確な検知が困難である。

【０００８】本発明は、上記問題を解決するもので、ト
ナー濃度を正確に検知することができる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、バイアス電圧が印加された現像ローラか
ら現像剤を通して上記現像ローラに対向する電極に流れ
る電流を検出手段により検出してトナー濃度を検知する
画像形成装置において、上記バイアス電圧を高電圧に切
り換える切換手段と、画像形成期間以外の任意の期間だ
け上記切換手段を作動させる制御手段とを設けたもので
ある。

【００１０】

【作用】上記構成の画像形成装置によれば、画像形成期
間中には現像ローラに画像かぶりを防止するためのバイ
アス電圧が印加され、一方、画像形成期間以外の任意の
期間には上記画像かぶりを防止するためのバイアス電圧
よりも高いバイアス電圧（高電圧）に切り換えられて現
像ローラに印加される。すなわち、上記画像形成期間以
外の任意の期間には現像剤を通して現像ローラに対向す
る電極に流れる電流が画像形成期間中の電流よりも大き
くなり、トナー濃度の検知のための電流検出が容易にな
る。

【００１１】

【実施例】図２は本発明に係る画像形成装置の一例を示
す概略構成図である。画像形成装置はその上面に原稿を
載置するコンタクトガラス１１及び原稿押え１２を備え
るとともに、内部に画像形成手段を備えている。そして
、上記コンタクトガラス１１及び原稿押え１２は複写が
開始されると一旦左方向に移動し、右端が後述する原稿
読取部１４の上方に到達すると、反転して右方向に移動
を開始して原稿走査を行うようにしている。

【００１２】画像形成手段はランプ等からなる光源１３
、集光レンズ等からなる原稿読取部１４、感光体ドラム
１５、帯電装置１６、現像装置１、転写分離装置１７、
クリーニング部１８及び定着装置１９等を備えている。 そして、複写が開始されると上記光源１３からの光がコ
ンタクトガラス１１上の原稿で反射し、この反射光が原
稿読取部１４により感光体ドラム１５上に集光される。 一方、感光体ドラム１５の表面は帯電装置１６により帯
電された後、上記原稿読取部１４からの光により露光さ
れ、静電潜像が形成される。

【００１３】上記静電潜像は現像装置１によりトナー現
像され、転写分離装置１７により転写紙挿入口２０から
給紙された転写紙に転写された後、感光体ドラム１５か
ら分離される。そして、転写終了後の転写紙は定着装置
１９により定着された後、排出トレイ２１に排出される
。一方、クリーニング部１８により転写後の感光体ドラ
ム１５の表面に残留しているトナーが清掃される。

【００１４】続いて、上記現像装置１の構成の一例につ
いて図３を用いて説明する。現像装置１はトナーホッパ
ー２、撹拌ローラ３、現像ローラ４及び穂切板５等を備
えている。トナーホッパー２はトナーカートリッジ２ａ
から補給されたトナーを貯蔵するものである。そして、
後述する制御部９からの駆動信号によりトナーホッパー
２内のトナー補給ローラ２ｂが駆動されることにより、
トナーが現像装置本体６内に補給されるようにしている
。

【００１５】撹拌ローラ３は現像装置本体６内のトナー
及びキャリアからなる現像剤Ｄを撹拌して混合するもの
である。現像ローラ４はその表面に現像剤Ｄの層が形成
されることにより感光体ドラム１５にトナーを供給する
ものである。穂切板５は現像ローラ４と所定間隔を介し
て対向するように配置され、現像ローラ４上に形成され
る現像剤Ｄの層厚が適正になるように規制するものであ
る。また、穂切板５は導電性を有し、後述するトナー濃
度検知のための電極を兼ねている。

【００１６】続いて、本発明に係る現像装置１のトナー
濃度検知の回路系の一実施例について図１を用いて説明
する。バイアス電源７はバイアス電圧を現像ローラ４に
印加するもので、内部に低電圧発生部７１、高電圧発生
部７２及び切換部７３を有している。低電圧発生部７１
は画像かぶりを防止するためのバイアス電圧Ｖ１を出力
するものである。高電圧発生部７２はトナー濃度を検知
するためのバイアス電圧Ｖ２（＞Ｖ１）を出力するもの
である。切換部７３は制御部９からの切換信号に応じて
低電圧発生部７１あるいは高電圧発生部７２のいずれか
一方の出力に切り換えて現像ローラ４に出力するもので
ある。なお、上記バイアス電圧Ｖ２が高いほど抵抗Ｒ１
に流れる電流が大きくなるため、バイアス電圧Ｖ２は、
例えばバイアス電圧Ｖ１の２倍の電圧に設定するように
している。

【００１７】上記穂切板５とグランド間には抵抗Ｒ１が
接続され、上記バイアス電源７からのバイアス電圧によ
り現像剤Ｄを介して上記抵抗Ｒ１に電流が流れるように
なっている。すなわち、現像剤Ｄの抵抗値はトナー濃度
に応じて変化するため、上記抵抗Ｒ１に流れる電流はト
ナー濃度に応じて変化することになる。増幅器８は上記
抵抗Ｒ１に接続され、上記電流により抵抗Ｒ１に生じた
電圧を所定の増幅率で増幅して制御部９に出力するよう
にしている。

【００１８】制御部９はＣＰＵ等からなり、増幅器８か
らの電圧信号に基づいて画像形成期間以外の期間、すな
わち帯電開始時から転写終了時までの期間以外の任意の
期間でトナー濃度を検知するようにしている。すなわち
、制御部９は、例えば、感光体ドラム１５の駆動開始と
該駆動の終了とを、あるいはコンタクトガラス１１及び
原稿押え１２の原稿走査のための右方向への移動開始と
該移動の終了とをスイッチ等で検出することにより画像
形成期間を検知するようにしている。なお、転写紙が排
出トレイ２１に排出されたことをスイッチ等により検出
し、この排出が検出されると制御部９が画像形成期間以
外の期間であると判断してトナー濃度を検知するように
してもよい。

【００１９】そして、制御部９は、複写開始時に切換信
号をバイアス電源７に出力し、現像ローラ４に印加され
るバイアス電圧をＶ１に切り換え、一方、トナー濃度の
検知時には現像ローラ４に印加されるバイアス電圧をＶ
１からＶ２に切り換えるようにしている。また、制御部
９は検知したトナー濃度が予め設定した所定濃度以下の
場合、トナーホッパー２内のトナー補給ローラ２ｂを駆
動する駆動手段（図示せず）に駆動信号を出力するよう
にしている。そして、この駆動信号によりトナー補給ロ
ーラ２ｂが駆動されて現像装置本体６にトナーが補給さ
れる。

【００２０】次に、上記回路系の動作について説明する
。転写紙挿入口２０に転写紙が給紙されて複写が開始さ
れると、制御部９からの切換信号により切換部７３が切
り換えられて低電圧発生部７１からのバイアス電圧Ｖ１
が現像ローラ４に印加され、画像かぶりが防止される。 一方、現像ローラ４が回転されて現像剤Ｄが現像ローラ
４上に層状に付着し、穂切板５により上記現像剤Ｄの層
が所定の厚みになるように規制される。

【００２１】そして、複写が終了すると画像形成期間以
外の任意の期間であるトナー濃度の検知時に制御部９か
らの切換信号により切換部７３が切り換えられ、高電圧
発生部７２からのバイアス電圧Ｖ２（＞Ｖ１）が現像ロ
ーラ４に印加され、上記バイアス電圧Ｖ２により現像剤
Ｄ及び穂切板５を介して抵抗Ｒ１に電流が流れ、このと
きの抵抗Ｒ１の電圧が増幅器８により増幅されて制御部
９に入力される。

【００２２】制御部９は上記増幅器８からの電圧信号に
基づいてトナー濃度を検知し、この検知されたトナー濃
度が所定濃度以下であれば駆動信号を出力する。すなわ
ち、トナー補給ローラ２ｂが駆動されてトナーホッパー
２から現像装置本体６にトナーが補給される。この後、
次の複写が開始されると、制御部９からの切換信号によ
り切換部７３が再び切り換えられてバイアス電圧Ｖ１が
現像ローラ４に印加される。

【００２３】このように、画像形成期間以外の任意の期
間であるトナー濃度の検知時にはバイアス電圧がＶ１か
らＶ２（＞Ｖ１）に切り換えられるので、抵抗Ｒ１に流
れる電流が増加し、トナー濃度の変化に対して抵抗Ｒ１
の電圧の変化量を大きくすることができ、正確なトナー
濃度の検知を行うことができる。また、画像形成期間中
はバイアス電圧Ｖ１に切り換えられるので、画像形成期
間中に現像ローラ４にバイアス電圧Ｖ２が印加されるこ
とによって過剰バイアスになることを防止することがで
き、画像かぶりを適正に防止することができる。

【００２４】また、上記説明では、穂切板５がトナー濃
度検知のための電極を兼ねているが、現像ローラ４に対
向するとともに現像ローラ４との間に現像剤Ｄが介在す
る位置に電極を設け、該電極を介して抵抗Ｒ１に電流を
流すようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、画像形成期間以外の任意の期
間であるトナー濃度の検知時にはバイアス電圧を高電圧
に切り換えるので、トナー濃度を正確に検知することが
でき、トナー濃度の検知の信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置のトナー濃度検知の回路
系の一実施例を示す回路図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。

【図３】本発明に係る現像装置の一例を示す概略構成図
である。

【符号の説明】

１　　現像装置 ４　　現像ローラ ５　　穂切板（電極） ６　　現像装置本体 ７　　バイアス電源 ８　　増幅器 ９　　制御部 ７１　　低電圧発生部 ７２　　高電圧発生部 ７３　　切換部 Ｒ１　　抵抗 Ｄ　　現像剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　バイアス電圧が印加された現像ローラ
   から現像剤を通して上記現像ローラに対向する電極に流
   れる電流を検出手段により検出してトナー濃度を検知す
   る画像形成装置において、上記バイアス電圧を高電圧に
   切り換える切換手段と、画像形成期間以外の任意の期間
   だけ上記切換手段を作動させる制御手段とを設けたこと
   を特徴とする画像形成装置。