JPH0553424A

JPH0553424A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0553424A
Application number: JP3211838A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Oshiumi; 幸一郎鴛海
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤中のトナーが消費されていってもほぼ
一定の濃度での画像形成が行える画像形成装置を提供す
ることを目的とする。【構成】現像器１４内のトナー残量をほぼリニアに検
出する磁気センサ３０と、この磁気センサ３０の出力に
応じて現像バイアスを変更制御する現像バイアス制御手
段３１とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電転写型の画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電転写型の画像形成装置に用いられる
二成分現像剤は、感光体上の静電潜像を可視化するトナ
ーと、摩擦帯電によりトナーに電荷を与えると共にその
トナーを現像領域に搬送するキャリアとから構成され
る。キャリアは複写実行によって消費されることがな
く、現像器中に常に一定量保有される。一方、トナー
は、複写実行により消費されるものである。また、いわ
ゆる1.5 成分現像剤は、トナーが磁性トナーとされたも
ので、上記の二成分現像剤と同様、複写実行により磁性
トナーが消費される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トナー（磁
性トナーを含む、以下同じ）は、その粒径にばらつきが
あり（磁性トナーでは、例えば、５〜１０μｍ）、その
粒径によって帯電量が異なり、帯電し易いものから消費
され、帯電し難いものが残ってしまうという性質があ
る。このため、現像剤中のトナーが消費されてトナー残
量が少なくなり、帯電し難いものが残ると、像担持体上
へのトナー吸着が充分になされないこととなるため、図
５に示すように、画像濃度が低下するという問題を招来
する。

【０００４】このような画像形成装置が複写機に用いら
れているのであれば、画像濃度調整キーを操作して印字
濃度を上げて再度の複写を行えば良いが、再度の複写に
より用紙の無駄を生じてしまう。また、このような画像
形成装置がファクシミリ装置に用いられると、ファクシ
ミリ受信では、通常、メモリ受信した場合を除いては再
度の受信内容印字という処理はできないため、送信側に
再度の送信を要求しなければならない等の不具合をも生
じることになる。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑み、現像剤中の
トナーが消費されていってもほぼ一定の濃度での画像形
成が行える画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、上記の課題を解決するために、現像器内のトナー
残量をほぼリニアに検出するセンサと、このセンサ出力
に応じて現像バイアスを変更制御する現像バイアス制御
手段とを備えたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、現像器内のトナー残量に
応じて現像バイアス電圧が変更制御されるから、トナー
消費により帯電し難いトナーが残ったとしてもその帯電
量不足を補う程度の適切な現像バイアスが設定されてこ
れが現像器に付与されることになり、像担持体表面と現
像器との間に所定の電位差を形成して像担持体上へのト
ナー吸着を充分に行わせ得るから、トナーが殆ど消費さ
れるに至るまでほぼ一定の濃度で画像形成が行えること
になる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を、図１ないし図４に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。第１図は、本発明
に係る画像形成装置１の内部構成を概略的に示した構成
図であり、この画像形成装置１は、メインチャージャ１
１、感光体ドラム１２、光書込みユニット１３、現像器
１４、転写チャージャ１５、除電ランプ１６、クリーナ
１７、および高圧電源装置Ａ・Ｂ・Ｃを備える他、現像
器１４に配された磁気センサ３０、この磁気センサ３０
および高圧電源装置Ｂに接続された現像バイアス制御手
段３１を備えて構成されている。

【０００９】上記メインチャージャ１１、現像器１４、
転写チャージャ１５には、それぞれ高電圧が印加される
ようになっている。まず、メインチャージャ１１につい
ては、高圧電源装置Ａによって−５ＫＶ程度の高電圧が
印加される。図面では、メインチャージャ１１としてグ
リッド電極１１１を有するスコロトロンチャージャを使
用しているが、この場合には通常の帯電チャージャを使
用する場合に比べ、感光体ドラム１２の表面における帯
電電位のムラを大幅に少なくすることができる。ここ
に、グリッド電極１１１は、通常−７００Ｖ程度にバイ
アス印加され、感光体ドラム１２の表面の帯電電位を規
制している。

【００１０】また、前記の現像器１４においては、高圧
電源装置Ｂにより現像ローラ（マグネットローラ表面に
現像スリーブを設けたもの）１４０に、前記の高圧電源
装置Ｂによって、−４５０〜−５５０Ｖの範囲で現像バ
イアスが印加されるようになっている。磁気センサ３０
は、現像器１４内のトナー残量を検出するするものであ
り、例えば、現像剤中に存在する磁性体トナー量の変化
を透磁率の変化で検出してトナー残量を検出し、この検
出された透磁率変化をほぼリニアな電圧変化に変換して
これをセンサ出力として現像バイアス制御手段３１に供
給するようになっている。

【００１１】現像バイアス制御手段３１は、磁気センサ
３０のセンサ出力を得て、高圧電源装置Ｂにおける現像
バイアスを−４５０〜−５５０Ｖの何れかの電圧に変更
設定するようになっている。図３は、トナー残量（セン
サ出力）と、高圧電源装置Ｂにおける現像バイアス設定
値との関係を示したグラフである。このグラフからも分
かるように、トナー残量が多ければ（センサ出力電圧値
が高ければ）、現像バイアス値を高く設定し、トナー残
量が少なくなれば（センサ出力電圧値が低くなれば）、
現像バイアス値を低く設定する制御を行う。ただし、ト
ナー残量とセンサ出力との関係は、本実施例では、トナ
ー残量が充分にあるときには、センサ出力値は２Ｖ以上
あるとし、トナーが殆ど消費された状態では、センサ出
力値は１Ｖ以下になるとしている。

【００１２】なお、現像バイアスと印字濃度との関係
は、図４に示すようであり、現像バイアスが低いほど、
印字濃度は高く（濃く）なるようになっている。係る画
像形成装置１において、露光，現像等からなる一連の作
像処理は、以下のようにして行われる。感光体ドラム１
２が矢印Ｘで示す方向に回転するに伴って、メインチャ
ージャ１１が感光体ドラム１２の表面を均一に帯電す
る。次に、この帯電された感光体ドラム１２の表面に対
し、ＬＥＤアレイ等からなる光書込みユニット１３によ
り画像に対応した光を照射する。この時、画像に対応し
た露光部分は帯電電荷が除去される一方、非露光部分は
電荷を残した状態となり、感光体ドラム１２上に静電潜
像が形成される。続いて現像器１４により、かかる静電
潜像と同極性に帯電したトナーが感光体ドラム１２の表
面に供給される。

【００１３】ここで、現像器１４内のトナー残量は、磁
気センサ３０によって検出されており、この磁気センサ
３０のセンサ出力を現像バイアス制御手段３１に入力
し、現像バイアス制御手段３１は、上記のセンサ出力に
応じた現像バイアスを設定し、この設定された現像バイ
アスが高圧電源装置Ｂにて現像ローラ２１に印加される
ことになる。

【００１４】現像バイアスの設定制御は、図２のフロー
チャートに示すように、まず、現像開始に先立ってトナ
ー残量検出を行い（Ｓ１）、次に、このトナー残量検出
におけるセンサ出力値（Ｖ_T）が２Ｖ以下か否かを判断
し（Ｓ２）、２Ｖ以下でないなら、現像バイアス電圧
（Ｖ_B）を−４５０Ｖに設定し（Ｓ３）、ステップ８に
進む。一方、センサ出力値（Ｖ_T）が２Ｖ以下なら、セ
ンサ出力値（Ｖ_T）が１Ｖ以下か否かを判断し（Ｓ
４）、１Ｖ以下なら報知ブザー（図示せず）を鳴動させ
（Ｓ５）、印字動作を停止し（Ｓ６）、終了する。な
お、上記の報知ブザーにより使用者が所定量のトナー補
給を行うか、或いは、現像器１４を取り替えるなどする
ことにより、センサ出力値（Ｖ_T）は２Ｖ以上となり、
ステップ３を経て現像バイアス電圧（Ｖ_B）は−４５０
Ｖに設定される。

【００１５】一方、センサ出力値（Ｖ_T）が１Ｖ以下で
ないなら、現像バイアス電圧（Ｖ_B）＝（Ｖ_T−１）×
１００−５５０の演算処理を実行し（Ｓ７）、このよう
に設定された電圧で現像バイアス出力を行う（Ｓ８）。
以上の現像処理により露光部分にトナーが静電吸着して
トナー像が形成されると、この感光体ドラム１２上に形
成されたトナー像に対して記録紙Ｄを重ねるように搬送
し、記録紙Ｄについては、その裏側よりトナーの帯電極
性とは逆極性の電荷を転写チャージャ１５により与える
と、吸引力が発生して感光体ドラム１２上のトナー像が
記録紙Ｄの表面上に転写される。そして、転写を終えた
記録紙Ｄは続く定着器（図示せず）によって熱および圧
力を加えられ、トナー像は記録紙Ｄ上に融着して永久像
となる。一方、転写後の感光体ドラム１２については、
除電ランプ１６により除電され、また転写されずに感光
体ドラム１２上に残ったトナーについてはクリーナ１７
で除去される。

【００１６】上記の構成によれば、現像器１４内のトナ
ー残量に応じて現像バイアス電圧が変更制御されるか
ら、トナー消費により帯電し難いトナーが残ったとして
もその帯電量不足を補う程度の適切な現像バイアスが設
定されてこれが付与されることになり、感光体ドラム１
２表面と現像器１４との間に所定の電位差を形成して感
光体ドラム１２上へのトナー吸着を充分に行わせ得るか
ら、トナーが殆ど消費されるに至るまでほぼ一定の濃度
で画像形成が行えることになる。

【００１７】よって、当該画像形成装置を複写機に用い
る場合においては、再度の複写による用紙の無駄を防止
し、また、当該画像形成装置がファクシミリ装置に用い
られる場合においては、送信側に再度の送信を要求しな
ければならない等の不具合をも解消することができる。
なお、本実施例では、センサ出力値（Ｖ_T）が１Ｖ以下
となったときに、報知ブザーを鳴動させてトナー補給を
要求して印字を停止することとしたが、報知ブザーの鳴
動或いは報知ランプの点灯（明滅）などを比較的早い段
階（例えば、1.1 Ｖのとき）に行い、使用者にトナー補
給を要求しつつ、センサ出力値（Ｖ_T）が１Ｖ以下にな
るまで引き続いて一定濃度の印字を行うようにしてもよ
いものである。

【００１８】また、本実施例では、現像器１４内のトナ
ー残量をほぼリニアに検出するセンサとして磁気センサ
を用いたが、光センサやかさ変化検出センサなどを用い
てもよいものである。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、トナー
が消費されていってもほぼ一定の濃度で画像形成が行え
るから、濃度の低い（薄い）印字がなされるのを防止し
て、再度の複写による用紙の無駄や、送信側に再度の送
信を要求しなければならない等の不具合を解消できると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての画像形成装置におけ
る画像形成機構部分の構成図である。

【図２】現像バイアス電圧の変更制御を示すフローチャ
ートである。

【図３】トナー残量と現像バイアス設定値との関係を示
すグラフである。

【図４】現像バイアス値と印字濃度との関係を示すグラ
フである。

【図５】トナー残量と印字濃度との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１４現像器３０磁気センサ３１現像バイアス制御手段Ｂ高圧電源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像器内のトナー残量をほぼリニアに検
出するセンサと、このセンサ出力に応じて現像バイアス
を変更制御する現像バイアス制御手段とを備えたことを
特徴とする画像形成装置。