JPH0511311B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は現像時現像ロールより感光体へトナ
ー粒子が転移する際に生じる電流値を検出し、得
られた電流値に応じてトナー補給量を制御する複
写機の自動画像濃度制御方法に関する。

従来の技術 従来乾式二成分性現像剤を使用した電子複写機
においては、複写により現像剤中のトナーが消費
されるため、複写画像濃度を一定に保つたために
現像剤中のトナー量を検出して、規定量より不足
した場合補充する必要がある。

また現像剤中のトナー量を検出する方法として
は従来から種々のものが提唱されている。

例えば感光体や現像ロールに近接して別の潜像
を形成するパツチ状の現像エリアを設け、この現
像エリアを現像してその部分の反射濃度を光学的
に検出し、得られた検出値により反射濃度が常に
一定値となるようトナー補給量を制御する方法
や、現像器内に透磁力を検出する検出器を設けて
現像剤の透磁力を検出し、得られた検出器から透
磁力が一定となるようトナー補給量を制御する方
法が一般に採用されている。また別の方法として
感光体の表面電位変化や光学系の光量変化、複写
された用紙の地肌濃度を検出し、得られた検出値
により放電電流との組合せでトナー補給量を制御
する方法も一部の高級複写機に採用されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし上記何れの方法も、現像中実際に消費さ
れるトナー量を検出するものでないことから、ト
ナー消費量に対してトナー補給量が過剰もしくは
過少となるなど、精度の高い画像濃度制御が得ら
れないと共に、検出手段が複雑かつ高価であるな
どの不具合があつた。

この発明は上記不具合を改善する目的でなされ
たものである。

問題点を解決するための方法 感光体の表面に形成された静電潜像を現像バイ
アスの印加された現像ロールにより現像する際、
現像ロールより感光体ヘトナーが転移するときに
生じる電流を現像バイアス印加回路に設けた電流
検出回路により検出し、得られた電流値が予め設
定されたしきい値以下のときはトナー供給用オー
ガにより平均的な画像占有面積の原稿に対応した
量のトナーを補給し、検出電流値がしきい値を越
えたときには、電流値に応じて駆動時間が制御さ
れる駆動用モータによりトナー供給用オーガを回
転して、トナー補給量を増量させることにより、
原稿の画像占有面積が種々に変つても安定した画
像濃度の複写が得られるようにした複写機の自動
画像濃度制御方法。

実施例 この発明の一実施例を図面を参照して詳述する
と、第１図はこの発明方法を実施した複写機を示
すもので、１は感光体、２は該感光体１の表面を
帯電する帯電器、３は感光体１の表面に静電潜像
を形成するセルホツクレンズなどの光学系を示
す。感光体１の表面に形成された静電潜像は現像
装置４により現像された後転写器５の部分で図示
しない給紙装置により給紙された用紙６に転写さ
れ、転写された用紙６は搬送手段７により図示し
ない定着装置へ送られて用紙６上のトナー像が用
紙６の表面に定着されると共に、感光体１表面に
残留する未転写トナーはクリーニング装置８によ
り感光体１の表面より除去される。

一方現像装置４はハウジング４ａ内に感光体１
に近接して現像ロール１０が設けられている。上
記現像ロール１０は第２図に示すように磁極を配
置した磁石ロール１０ａの周囲に矢印方向へ回転
するスリーブ１０ｂを設けた構成で、磁石ロール
１０ａの磁気作用でスリーブ１０ｂの表面に付着
した現像剤はトリミングバー１１により穂立ち高
さが一定となるようにトリミングされた後感光体
１に達して、感光体１表面の静電潜像を現像する
ようになつている。また上記ハウジング４ａ内に
は、上記スリーブ１０ｂより掻き取られた現像剤
をハウジング４ａ内に収容された現像剤と混合
し、またトナーボトル１２よりトナー供給用オー
ガ１３を介して新たに補充されたトナーとハウジ
ング４ａ内の現像剤を混合するミキシングロール
１４が設けられている。このミキシングロール１
４の回転軸１４ａは、歯車列２０及びワンウエイ
クラツチ２１を介して上記トナー供給用オーガ１
３の一端に連動されていて、ミキシングロール１
４の回転に伴い一定方向へ回転されるようになつ
ており、通常複写に使用される画像占有面積（原
稿全体に対する画像面積）は３〜８％程度であ
り、平均値５〜６％に対応するトナー量を補給す
るように搬送能力が設計されている。

一方トナー供給用オーガ１３の他端側には、ワ
ンウエイクラツチ２２を介してシンクロナスモー
タなどからなる駆動用モータ２３が接続されてい
る。上記駆動用モータ２３は後述する電流検出回
路１７が検出した電流値が画像占有面積比率８％
に対応する値を越えたときに回転されて、ワンウ
エイクラツチ２２を介して上記トナー供給用オー
ガ１３を一定方向へ回転駆動するようになつてお
り、検出電流値のレベルに応じて回転時間が次の
ように制御されるようになつている。

次のその方法を説明すると、感光体１の表面に
形成された静電潜像を現像する現像ロール１０に
は、現像バイアス電源１５により現像バイアスが
印加されており、現像バイアス電源１５と現像ロ
ール１０を接続する線路１６の途中には電流検出
回路１７が設けられていて、現像時現像ロール１
０より感光体１へトナーが転移する際に発生する
電流値を検出する。すなわち感光体１と現像ロー
ル１０の間には第２図に示すように通常1.0〜1.5
mm程度の間隙が設けられており、現像時この間隙
は十分に絶縁性を有するキヤリアと、該キヤリア
と摩擦帯電によりキヤリアに静電的に吸着された
十分に絶縁性を有するトナーとよりなる現像剤に
より埋められる。このとき摩擦帯電によりある電
荷を有するトナーとキヤリアとは電気的にバラン
スしているが、静電潜像の形成された感光体１の
表面と接触した際、静電潜像が有している電荷量
に見合う分だけ現像剤中のトナーが感光体１側へ
転移する。その結果トナー粒子が帯びていた電荷
分、現像ロール１０上より電荷が消失し、これを
補充するため現像バイアス電源１５より現像ロー
ル１０へ電流が流れ、この電流が電流検出回路１
７で検出される。

通常現像ロール１０には200〜500Vの現像バイ
アスが印加されており、また感光体１と現像ロー
ル１０の間は十分な電気抵抗（通常10^9〜10Ω以
上）を有する現像剤により接触されるため、現像
バイアス印加時のリーク電流は0.2〜0.05μA程度
であり、これを越えた値が現像時現像ロール１０
より感光体１へ転移した際に生じる電流値として
検出される。

電流検出回路１７で検出された電流値は演算回
路１８へ入力されて、この値が画像占有面積比率
８％に対応する値（この値を予めしきい値として
演算回路１８内に設定）を越えたときにＡ−Ｄ変
換器１９へ出力されてＡ−Ｄ変換される。Ａ−Ｄ
変換された電流値は駆動用モータ２３へ入力され
て駆動用モータ２３がトナー供給用オーガ１３が
回転され、トナーボトル１２内のトナーが現像装
置４へ供給される。。また１複写中に消費される
トナー消費量を検出電流から算出し、消費量に応
じたトナー量がトナー供給用オーガ１３により現
像装置４へ供給されるように駆動用モータ２３の
回転時間が制御される。現像装置４へ供給された
トナーはミキシングロール１４によりハウジング
４ａ内の現像剤と混合されて現像に使用される。

すなわち原稿中の画像占有面積が平均５〜６％
の範囲で複写を行つているときには、ミキシング
ロール１４側より動力を受けてトナー供給用オー
ガ１３が回転され、トナーボトル１２内のトナー
を現像装置４へ供給するが、画像占有面積が例え
ば８％を越えると、電流検出回路１７で検出され
る電流値が増し、この値がしきい値を越えたとき
にはじめて駆動用モータ２３が、ミキシングロー
ル１４により回転されているときより早い速度で
トナー供給用オーガ１３を回転して、トナー消費
量に見合つたトナーをトナーボトル１２より現像
装置４へと供給するため、現像剤中のトナー含有
量は、原稿中の画像占有面積が変化しても常に一
定に維持でき、これによつて複写画像濃度も一定
とすることができる。

次に実験結果を説明する。

第４図は原稿の入力濃度1.0に対して複写画像
濃度のバラツキを常温常湿時、高温高湿及び低温
低湿時に亘つて調べたもので、高温高湿時でも中
心値1.3に対し、±0.1の間の画像濃度が得られる
ことが解つた。

また第５図は上記と同様な条件で現像剤濃度 （トナー量／トナーキヤリア量×100（％）） を調べたもので、現像剤濃度が中心値3.5に対し
て±0.5の範囲にあり、この発明の制御方法によ
る効果が確認できた。

一方上記実験で、この発明方法が画像濃度の維
持安定性に優れていることが確認できた。次にそ
の理由を述べると、高温高湿下での複写に際して
は、現像剤中のトナーとキヤリアの摩擦電荷が起
こりにくく、その結果トナー粒子１個当りの電荷
量が低くなる。しかし感光体１上の電荷量は、原
稿が同一ならほぼ同じ電荷量を維持しているた
め、現像時トナー粒子は常温常湿時より多目に感
光体１へ転移する。これによつて得られる複写の
画像濃度は濃くなる。またトナー転移量が多くな
つても、トナー粒子自体の電荷量が少ないため、
電流検出回路１７で検出される電流値は変らず、
従つてトナー消費量に対してトナー補給量が不足
気味となつて画像濃度が次第に低下する。

一方低温低湿時は逆に摩擦帯電量が多くなるた
め、消費されるトナーは少なくなるが、トナー補
給量は変わらないため、現像剤中のトナー含有量
は多くなる。

しかし環境変動分を含めて2.5万枚もの複写を
取つても第４図に示すように画像濃度の変化は±
0.1、第５図に示すように現像剤濃度の変化は±
0.5と極く僅かであり、環境の変化に対しても十
分な維持安定性が得られることが確認できた。

なお上記実験で使用した現像装置の仕様は次の
通りである。

トナー供給用オーガ駆動用モータ回転数 10rpm 同上モータの１秒間におけるトナー搬送量80mg また上記実施例では高絶縁性トナー及びキヤリ
アを使用したが、これらに限定されるものではな
いと共に、一成分系現像剤を使用した現像装置に
も適用できることは勿論である。

発明の効果 この発明は以上詳述したように、感光体の表面
に形成された静電潜像を現像装置により現像する
際、現像ロールより感光体へトナーが転移すると
きに生じる電流を検出し、得られた電流値が予め
設定されたしきい値以下のときはトナー供給用オ
ーガにより平均的な画像占有面積の原稿に対応し
た量のトナーを補給し、検出電流値がしきい値を
越えたときには、電流値に応じて駆動時間が制御
される駆動モータによりトナー供給用オーガを回
転させてトナー補給量を増量させるようにしたこ
とから、原稿中の画像占有面積が種々に変化して
も常に現像剤中のトナー含有率を一定に維持する
ことができるため、安定した画像濃度の複写が得
られるようになる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの説明の一実施例を示し、第１図は全
体の構成図、第２図は現像装置及びこれを制御す
る制御系の説明図、第３図はトナー供給用オーガ
の詳細図、第４図及び第５図は実験結果を示す線
図である。 １は感光体、１０は現像ロール、１３はトナー
供給用オーガ、１５はバイアス電源、１７は電流
検出回路、２３は駆動用モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 露光工程により感光体１の表面に形成された
   静電潜像を、現像バイアス電源１５を印加した現
   像ロール１０で現像する際、現像ロール１０より
   感光体１の静電潜像へ現像剤中のトナーが転移す
   るときに生じる電流を、現像バイアス印加回路に
   設けた電流検出回路１７により検出し、得られた
   電流値が予め設定されたしきい値以下のときはト
   ナー供給用オーガ１３により平均的な画像占有面
   積の原稿に対応した量のトナーを補給し、検出電
   流値がしきい値を越えたときには、電流値に応じ
   て駆動時間が制御される駆動用モータ２３により
   上記トナー供給用オーガ１３を駆動して、トナー
   補給量を増量させることを特徴とする複写機の自
   動画像濃度制御方法。