JPH0643719A

JPH0643719A - トナー帯電量の検出方法及び装置

Info

Publication number: JPH0643719A
Application number: JP3177276A
Authority: JP
Inventors: Koji Hayashi; 浩司林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1994-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な機械構成でトナー帯電量を検出できる
トナー帯電両検出方法及び装置を提供する。【構成】現像スリーブ２０１に現像バイアス電圧を印
加する電源回路１３５には電流検知回路３０１と電流積
分回路３０２とを接続して設ける。帯電された感光体ド
ラム１０２にレーザ光を照射して所定の基準潜像パター
ン３０３を形成する。この基準潜像パターン３０３を現
像して基準トナーパターン３０４を形成する。この現像
時の現像電流値を電流検知回路３０１ａで検出し暗電流
に対応する部分の平均値Ｉ₁₀を差し引いた残りを積分し
て移動したトナーの総電荷量を求める。一方光学センサ
１３６で基準トナーパターン３０４の単位面積あたりの
トナー付着量を検出する。以上のトナー総電荷量とトナ
ー付着量からトナー帯電量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】複写機、ファクシミリ、プリンタ
ー等の画像形成装置等におけるトナー帯電量検出方法及
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定極性に帯電させたトナーを収
容する現像装置を用いて潜像担持体上の潜像を現像する
画像形成装置においては、トナーの単位重量あたりの電
荷量であるトナー帯電量によって現像像の濃度等が異な
って画像品質が左右されることから、現像装置内のトナ
ーのトナー帯電量を所望の値に維持するためにトナー帯
電量検出方法及び装置が種々開発されている。例えば、
実開昭５８−１３５４４号公報に開示されているトナー
帯電量検出装置においては、導電性基板上に絶縁体又は
感光体からなる層を備え、所定面積で且つ像形成領域の
感光体とほぼ同等の誘電厚みになるように形成したテス
トパターン板を、像担持体である感光体ドラムの像形成
領域外である軸方向端部に設ける。この該テストパター
ン板の導電性基板は絶縁材により感光体ドラムの導電性
ベースから絶縁する。感光体ドラムの中空部内面に、該
導電性基板と電気的に接続された導体ベルトと、該導体
ベルトに接触する導電性ブラシと、該導電性ブラシに接
続され且つ接地された電流計を設け、該テストパターン
板が現像装置で現像されて該テストパターン板に付着し
たトナーがもつ電荷量Ｑを測定する測定装置を構成して
いる。一方、該テストパターン板上の反射濃度を測定す
る光学センサ等を設け、該テストパターン板へのトナー
付着量Ｍを測定するトナー付着量測定装置を構成してい
る。そして、感光体ドラムが帯電装置により帯電される
ときにテストパターン板も同時に帯電し、これを現像装
置で現像するときにトナーの移動によって上記電流計に
流れる電流を積分して（Ｑ／Ｍ）×Ｍを求め、一方、ト
ナー付着量測定装置でトナー付着量Ｍを求めて、これら
の結果からトナー帯電量Ｑ／Ｍを検出している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この構成に
よれば、所定面積のトナー付着領域を形成するために専
用の部品である上記テストパターン板等を感光体ドラム
に設ける必要があるので、機械構成が複雑になったり感
光体ドラムが大型化するという問題点があった。

【０００４】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、簡単な機械構成でト
ナー帯電量を検出できるトナー帯電量検出方法及び装置
を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、現像時のトナー帯電量を検出する請求項１又は２
のトナー帯電量の検出方法は、潜像担持体上に所定の光
を照射して形成した所定幅の基準潜像又は所定面積の基
準潜像を現像装置で現像するときのトナー移動による電
流値と、該基準潜像への単位面積あたりのトナー付着量
又は該基準潜像へのトナー付着量とを検出し、検出した
該電流値と該トナー付着量とからトナー帯電量を検出す
ることを特徴とするものである。転写時のトナー帯電量
を検出する請求項２又は４のトナー帯電量の検出方法
は、現像装置からのトナーで形成した像担持体上の所定
幅のトナー像又は所定面積のトナー像をトナー像転写体
に転写するときのトナー移動による電流値と、該トナー
像転写体上に転写された単位面積あたりのトナー転写量
又は該トナー像転写体上に転写されたトナー転写量とを
検出し、検出した該電流量と該トナー転写量とからトナ
ー帯電量を検出することを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】現像時のトナー帯電量を検出する請求項１又は
３の本発明は、所定幅又は所定面積の基準潜像を、潜像
担持体上に所定の光を照射して形成し、これを現像装置
で現像するときのトナー移動による電流値と、該基準潜
像への単位面積あたりのトナー付着量とを検出し、検出
した該電流値と該トナー付着量とからトナー帯電量を検
出するように作用するものである。転写時のトナー帯電
量を検出する請求項２又は４の発明は、現像装置からの
トナーで形成した像担持体上の所定幅のトナー像又は所
定面積のトナー像をトナー像転写体に転写するときのト
ナー移動による電流値と、該トナー像転写体上に転写さ
れた単位面積あたりのトナー転写量又は該トナー像転写
体上に転写されたトナー転写量とを検出し、検出した該
電流量と該トナー転写量とからトナー帯電量を検出する
ように作用するものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。まず、図１を用いて複写全体の機構の概
略を説明する。図１おいて、複写機本体１０１のほぼ中
央部に配置された潜像担持体としての直径１２０mmの有
機感光体ドラム１０２の周囲には、感光体表面を帯電す
る帯電チャージャー１０３、一様帯電された感光体の表
面上にレーザ光を照射して静電潜像を形成するレーザ光
学系１０４、静電潜像に各色トナーを供給して現像し、
各色毎にトナー像を得る、黒現像装置１０５、イエロー
現像装置１０６、マゼンタ現像装置１０７、シアン現像
装置１０８、感光体上に形成された各色毎のトナー像を
順次転写する抵抗１０⁶乃至１０¹⁰Ωcmの中間転写ベル
ト１０９、中間転写ベルト１０９の一部を感光体表面に
当接させて転写領域を形成し且つ該転写領域に転写電界
を形成する転写電圧が印加されたバイアスローラ１１
０、転写後の感光体表面に残留するトナーを除去するク
リーニング装置１１１、転写後の感光体表面に残留する
電荷を除去する除電装置１１２等が配設されている。上
記中間転写ベルト１０９の表面には、該ベルト１０９に
転写されたトナー像を転写紙に転写する転写領域を形成
し且つ該転写領域に転写電界を形成する転写電圧が印加
された転写バイアスローラ１１３、及び、転写紙にトナ
ー像を転写した後の残留トナーをクリーニングするため
のベルトクリーニング装置１１４が配設されている。そ
して、中間転写ベルト１０９から剥離された転写紙を搬
送する為の搬送ベルト１１５、及び、該搬送ベルト１１
５から搬送されてくる転写紙上のトナーを加熱すると共
に加圧して定着される定着装置１１６、定着装置１１６
からの転写紙を受ける排紙トレイ１１７も設けられてい
る。上記レーザ光学系１０４の上方には、複写機本体１
０１の上部に設けられた原稿載置台としてのコンタクト
ガラス１１８上の原稿に走査光を照射する露光ランプ１
１９、原稿からの反射光を光電変換素子であるＣＣＤの
イメージセンサアレイ１２３に結像入光させる、反射ミ
ラー１２１及び結像レンズ１２２が設けられている。そ
して、該イメージセンサアレイ１２３で原稿情報を電気
信号に変換して得た画像信号が図示しない画像処理装置
で処理されてレーザ光学系１０４中の半導体レーザのレ
ーザ発振制御に利用される。

【０００８】上記現像装置１０５〜１０８について詳述
すると、各現像装置１０５〜１０８内には感光体表面に
対して例えば０．６０mmのギャップを持って現像剤保持
手段としての非磁性の円筒状現像スリーブ２０１Ｂ，２
０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃが配設されている。この現
像スリーブ１０１Ｂ，２０１Ｙ，２０１Ｍ，２０１Ｃ内
部には、図示しない複数の磁極が互いに隣合うものと異
極性になるように形成された現像磁石、及び、該現像磁
石表面と現像スリーブとの間に介在するように配置され
た磁性体より成る磁気シールド板が回転しないように設
けられている。そして、例えば黒現像装置１０５内には
黒トナーとキャリアを含む現像剤が収容されている。こ
の例ではキャリアとして、平均粒径４０〜６０μｍの非
導電性樹脂によって被覆された真比重５．０〜５．５ｇ
／cm³のフェライトを芯材とするキャリア（フェライト
キャリア）を用いているが、これに代え、不定形鉄粉キ
ャリア等を用いることも出来る。又この例ではトナーと
して、疎水性シリカを添加した負帯電トナーを用いる。
トナーへの添加剤としては疎水性シリカに代え酸化チタ
ン等を用いても良い。このような現像剤が剤撹拌部材３
０２の回転で撹拌され、現像スリーブ２０１Ｂ表面に供
給される。現像スリーブ表面に供給された現像剤が上記
現像磁石の磁力で磁気ブラシを形成して現像スリーブ回
転方向に移動し、現像剤規制部材３０３で現像剤供給量
が調整されて感光体表面に供給され、潜像を反転現像法
により現像する。イエロー現像装置１０６、マゼンタ現
像装置１０７、シアン現像装置１０８のそれぞれも、黒
トナーに代え、イエロートナー、マゼンタトナー、シア
ントナーを用いている点を除き基本的には黒現像装置１
０５と同一の構成である。

【０００９】次に、図２を用いて複写機の電装部の概略
について説明する。図２において、メイン制御部（ＣＰ
Ｕ）１３０に対して所定のプログラム等が記憶されてい
る、ＲＯＭ１３１及びＲＡＭ１３２が付設されている。
このメイン制御部１３０には、インターフェース（Ｉ／
Ｏ）１３３を介してレーザ光学系制御部１３４、電源回
路１３５、光学センサー１３６、トナー濃度センサー１
３７、環境センサー１３８、感光体表面電位センサー１
３９、トナー補給回路１４０、中間転写ベルト駆動部１
４１等が接続されている。同図においては現像装置とし
てマゼンタ現像装置１０７のみを示しているが、他の現
像装置１０５，１０６，１０８も同様にそれぞれトナー
濃度センサー１３７、電源回路１３５、トナー補給回路
１４０を介してインターフェース１３３に接続されてい
る。上記レーザ光学系制御部１３４は上記レーザ光学系
のレーザ出力を調整するものであり、上記電源回路１３
５は帯電チャージャー１１３に所定の帯電用放電電圧を
与えると共に現像装置１０５，１０６，１０７，１０８
に対して所定電圧の現像バイアスを与え且つバイアスロ
ーラ１１０や転写バイアスローラ１１３に対して所定の
転写電圧を与えるものである。上記光学センサー１３６
は転写領域を通過した感光体表面に近接配置される発光
ダイオードなどの発光素子とフォトセンサーなどの受光
素子とからなり、後述するようにして感光体上に形成さ
れる基準トナーパターンのトナー付着量及び地肌部のト
ナー付着量を各色毎に検出するとともに、感光体除電後
の残留電位を検出するものである。この光電センサー１
３６からの検出信号は図示しない光電センサー制御部に
印加されている。該光電センサー制御部は上記基準トナ
ーパターンのトナー付着量と地肌部のトナー付着量との
比率を求め、該比率の値を基準値と比較して画像濃度の
変動を検出し、トナー濃度センサー１３７の制御値を補
正するものである。上記トナー濃度センサー１３７は各
現像装置１０５，１０６，１０７，１０８にそれぞれ設
けられ、各現像装置内に収容されている現像剤の透磁率
変化に基づいてトナー濃度を検出するものである。この
トナー濃度センサー１３７は検出したトナー濃度値を基
準値と比較し、トナー濃度が一定値を下回ってトナー不
足状態になった場合にその不足分に対応した大きさのト
ナー補給信号を上記トナー補給回路１４０に印加する。
上記電位センサー１３９は感光体表面電位を検出するも
のであり、この検出結果が帯電チャージャー１０３やレ
ーザ光学系１０４の出力制御に用いられる。上記中間転
写ベルト駆動部１４１は中間転写ベルトの駆動を制御す
るものである。

【００１０】次に、本実施例におけるトナー帯電量検出
について説明する。図３において、現像装置１０５〜１
０８の現像スリーブに現像バイアス電圧を印加する電源
回路１３５には電流検知回路３０１と電流積分回路３０
２とが接続されている。感光体ドラム１０２を周速Ｖ
（例えば１８cm／秒）で回転させながら帯電チャージャ
ー１０３で感光体表面をマイナス６００Ｖに帯電させ
る。次に、レーザ光により感光体上に感光体ドラム１０
２の軸方向の長さである幅がＬ〔cm〕、周方向の長さが
ａ〔cm〕である面積Ｓ（≡Ｌ×ａ）〔cm²〕の静電潜像
（以下、基準潜像パターンという）３０３を形成する。
この周方向の長さａは感光体ドラム１０２の全周分の長
さでも良い。この例では基準潜像パターン３０３の電位
はマイナス４０〔Ｖ〕になる。この基準潜像パターン３
０３をトナー帯電量を検出する現像装置、例えぱ黒現像
装置１０５（イエロー現像装置１０６、マゼンタ現像装
置１０７又はシアン現像装置１０８でも良い）の現像ス
リーブ２０１に例えばマイナス４００〔Ｖ〕の直流バイ
アスを印加して現像し、これにより、基準トナーパター
ン３０４を形成する。この基準潜像パターンの現像時に
トナーの移動によって生じる現像電流値を電流検知回路
３０１で検出する。

【００１１】縦軸に検出電流値〔μＡ〕、横軸に時間
〔秒〕を取った図５（ａ）中のＩ₁（ｔ）は現像電流値
の時間変化を示したものであり、基準潜像パターン現像
中に電流値Ｉ₁を検出し、感光体移動方向で基準潜像パ
ターン３０３の前後に位置する地肌部が現像スリーブ２
０１に対向している時期には電流値Ｉ₁₀を検出している
ことがわかる。縦軸に電荷量〔μＣ〕、横軸に時間
〔秒〕を取った図５（ｂ）中のＱ₁（ｔ）は上記電流検
知回路３０１で検出した電流のうち、トナーの移動に伴
った部分の積分値、即ち、現像によって移動したトナー
の持っていた電荷の総量の時間変化を示すものである。
このＱ₁（ｔ）は下式（１）に示すように、検出電流Ｉ₁
（ｔ）から常時ほぼ一定量だけ存在する暗電流(トナー
の移動を伴わずに感光体や現像装置のケーシング等に流
れる電流）に対応する部分の平均値Ｉ₁₀を差し引いた残
りを積分することによって求められる。そして、この暗
電流に対応する部分の平均値Ｉ₁₀は下式（２）で求めら
れる。尚、図５（ａ），（ｂ）の横軸上の時刻ｂは基準
潜像パターン３０３の先端縁が現像スリーブ２０１に到
達した時刻を、時刻ａ／Ｖ＋ｂは基準潜像パターン３０
３の後端縁が現像スリーブ２０１を通過した時刻をそれ
ぞれ表わしている。以上のことから、基準潜像パターン
３０３が現像スリーブ２０１を通過し終えた時点での最
終的な電流積分回路３０２の積分値Ｑ₁は下式（３）に
示す値になり、これが基準潜像パターン３０３を現像す
るときに移動したトナーの総電荷量である。

【００１２】感光体ドラム１０２上に形成された基準ト
ナーパターン３０４は感光体ドラム１０２の回転によっ
て光学センサー１３６に対向し、ここで光学センサー１
３６で光を照射され且つ反射光が検出される。光電セン
サー１３６の出力はメイン制御部１３０に送られ、ここ
で検出出力がトナー付着量に換算される。この換算方法
としては公知の種々の方法を用いることが出来る。例え
ば、特開平１−３０６８７４号公報に開示されているよ
うに、基準トナーパターン３０４からの反射光検出出力
Ｖ_spと基準トナーパターン３０４の前後の感光体地肌部
からの反射光検出出力Ｖ_sGとを用いて、下式（４）の演
算から単位面積あたりのトナー付着量ｍ₁〔ｇ／cm²〕を
求めることが出来る。同式（４）中のβは光学センサー
１３６とトナーによって決まる定数であり、例えば、こ
の例においては黒トナーの場合にマイナス６．０×１０
³〔cm²／ｇ〕という値になる。ｍ₁＝−ｌｎ（Ｖ_sp／Ｖ
_sp）／β β＝−６．０×１０³〔cm²／ｇ〕（４）

【００１３】以上のようにして求めた基準潜像パターン
３０３を現像するときに移動したトナーの総電荷量Ｑ₁
と基準トナーパターン３０４の単位面積あたりのトナー
付着量ｍ₁とから下式（５）でトナー帯電量ｑ₁〔μＣ／
ｇ〕を求めることが出来る。この演算を実行する演算手
段がメイン制御部１３３に構成されている。ｑ₁＝Ｑ₁／（Ｓ×ｍ₁）（５）

【００１４】以上の実施例においては、電流検知回路３
０１で検出した電流を電流積分回路３０２で積分して基
準潜像パターン３０３現像するときに移動したトナーの
総電荷量Ｑ₁を求め、これと基準トナーパターン３０４
の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₁とからトナー帯電
量を求めたが、これに代え、電流検知回路３０１で検出
した電流と基準トナーパターン３０４の単位面積あたり
のトナー付着量ｍ₁とからトナー帯電量を求めてもよ
い。この場合には直接インターフェイス１３３に入力さ
れる電流検知回路３０１の検出値Ｉ₁（複数のサンプリ
ング値の平均値を用いることが望ましい）から暗電流に
対応する部分の平均値Ｉ₁₀（上式（２））を差し引いて
現像時のトナー移動による電流分を求める。下式（６）
はこの場合のトナー帯電量を求めるための演算式であ
る。同式（６）中のｖ〔cm／秒〕は感光体表面の周速を
示すものである。ｑ₁＝（Ｉ₁−Ｉ₁₀）／（Ｌ×ｖ×ｍ₁）（６）

【００１５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。本実施例は感光体上のトナー像をトナー像転写体で
ある中間転写体である上記中間転写ベルト１０９に転写
されるトナーの帯電量を検出するものである。図４にお
いて、基準トナーパターン３０４は感光体ドラム１０２
の回転によってバイアスローラ１１０で形成されている
転写領域に進入して、感光体表面から中間転写ベルト１
０９表面に転写される。これにより、中間転写ベルト１
０９表面に基準転写トナーパターン３０７が形成される
と共に、中間転写ベルト１０９に転写されずに感光体表
面に残留したトナーで残留トナーパターン３０６が形成
される。このバイアスローラ１１０には電源回路１３５
と電流検出回路３０１ａと電流積分回路３０２ａとが接
続されている。そして、この基準トナーパターン３０４
の感光体表面から中間転写ベルト１０９表面への転写時
にトナーの移動によって生じる電流値を電流検知回路３
０１ａで検出する。

【００１６】図５（ａ）中のＩ₂（ｔ）はこの検出電流
値の時間変化を示したものであり、基準トナーパターン
転写中に電流値Ｉ₂を検出し、感光体移動方向で基準ト
ナーパターン３０４の前後に位置する地肌部が転写スリ
ーブ２０１に対向している時期には電流値Ｉ₂₀を検出し
ていることがわかる。図５（ｂ）中のＱ₂（ｔ）は上記
電流検知回路３０１ａで検出した電流のうち、トナーの
移動に伴った部分の積分値、即ち、転写によって移動し
たトナーの持っていた電荷の総量の時間変化を示すもの
である。このＱ₂（ｔ）は上記Ｑ₁と同様に、検出電流Ｉ
₂（ｔ）から常時ほぼ一定量だけ存在する暗電流(トナー
の移動を伴わずに感光体や転写装置のケーシング等に流
れる電流）に対応する部分の平均値Ｉ₂₀を差し引いた残
りを積分することによって求められる。そして、この暗
電流に対応する部分の平均値Ｉ₂₀は上記平均値Ｉ₁₀と同
様にして求められる。尚、この転写時のトナー帯電量検
知については、図５（ａ），（ｂ）の横軸上の時刻ｂは
基準トナーパターン３０４の先端縁が転写領域に到達し
た時刻を、時刻ａ／ｖ＋ｂは基準トナーパターン３０４
の後端縁が転写領域を通過した時刻をそれぞれ表わして
いる。以上のことから、基準トナーパターン３０４が転
写領域を通過し終えた時点での最終的な電流積分回路３
０２ａの積分値Ｑ₂は下式（７）に示す値になり、これ
が基準トナーパターン３０４を転写するときに移動した
トナーの総電荷量である。

【００１７】感光体表面の残留トナーパターン３０６は
感光体ドラム１０２の回転によって光学センサー３０６
に対向し、ここで光学センサー３０７で光を照射され且
つ反射光が検出される。光学センサー３０７の出力はメ
イン制御部１３０に送られ、ここで基準トナーパターン
３０４の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₁の換算と同
様にして検出出力が単位面積あたりのトナー付着量ｍ₂
に換算される。そして、基準トナーパターン３０４の単
位面積あたりのトナー付着量ｍ₁と残留トナーパターン
３０６の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₂との差（ｍ₁
−ｍ₂）として中間転写ベルト１０９上の転写トナーパ
ターン３０７の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₃を求
めることかできる。

【００１８】以上のようにして求めた基準トナーパター
ン３０４を転写するときに移動したトナーの総電荷量Ｑ
₂と転写トナーパターン３０７の単位面積あたりのトナ
ー付着量ｍ₃とから下式（８）でトナー帯電量ｑ₂〔μＣ
／ｇ〕を求めることが出来る。この演算を実行する演算
手段がメイン制御部１３３に構成されている。ｑ₂＝Ｑ₂／（Ｓ×ｍ₃）（８）

【００１９】以上の実施例においては、電流検知回路３
０１ａで検出した電流を電流積分回路３０２で積分して
基準トナーパターン３０４を転写するときに移動したト
ナーの総電荷量Ｑ₂を求め、これと転写トナーパターン
３０７の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₃とからトナ
ー帯電量ｑ₂を求めたが、これに代え、電流検知回路３
０１ａで検出した電流と転写トナーパターン３０７の単
位面積あたりのトナー付着量ｍ₃とからトナー帯電量を
求めてもよい。この場合には直接インターフェイス１３
３へ入力される電流検知回路３０１ａの検出値Ｉ₂（複
数のサンプリング値の平均値を用いることが望ましい）
から暗電流に対応する部分の平均値Ｉ₂₀（上式（２）と
同様にして求まる）を差し引いて転写時のトナー移動に
よる電流分を求める。下式（９）はこの場合のトナー帯
電量を求めるための演算式である。同式（９）中のｖ
〔cm／秒〕は上記実施例と同様に感光体表面の周速を示
すものである。ｑ₂＝（Ｉ₂−Ｉ₂₀）／（Ｌ×ｖ×ｍ₃）（９）又、中間転写ベルト１０９上に形成された転写トナーパ
ターン３０７の単位面積あたりのトナー付着量ｍ₃を求
めるのに、残留トナーパターン３０５を光学センサー３
０６で検出し基準トナーパターン３０４の検出結果から
の差を求めているが、これに代え、転写領域を通過した
中間転写ベルト１０９の表面に対向するように光学セン
サー３０８を設け、これにより、直接に上記トナー付着
量ｍ₃を求めても良い。

【００２０】上記の各実施例においては、感光体上に１
つの基準潜像パターン３０３を形成したが、これに代
え、複数の基準潜像パターンを形成しても良い。図６〜
図８はそれぞれに示すような複数の基準潜像パターンを
形成する場合にも、上記各実施例と同様にして、現像時
・転写時それぞれのトナー帯電量を検出することが出来
る。図６に示す例は互いに感光体ドラム１０２の周方向
における前後端位置が一致し且つ感光体ドラム軸方向に
おける位置がずれている２つの基準潜像パターン（斜線
を付した領域）を形成したものである。それぞれの基準
潜像パターンの幅をＬ₁、Ｌ₂とすると、上式（６）及び
（９）の適用に当たっては、これら式中のＬに代えてこ
れらの和（Ｌ₁＋Ｌ₂、一般的には下式（１０））を用い
る。

【００２１】図７に示す例は互いに感光体ドラム１０２
の周方向における前後端位置がずれており且つ感光体ド
ラム軸方向における位置もずれている３つの基準潜像パ
ターン（斜線を付した領域）を形成したものである。そ
れぞれの基準潜像パターンの面積がＳ₁、Ｓ₂、Ｓ₃とす
ると、上式（５）及び（８）の適用に当たっては、これ
らの式中のＳに代えてこれらの和（Ｓ₁＋Ｓ₂＋Ｓ₃、一
般的には下式（１１））を用いる。

【００２２】図８に示す例は互いに感光体ドラム１０２
の周方向における前端位置がずれており且つ感光体ドラ
ム軸方向にかける位置もずれている３つの中抜け領域
（トナーが付着しない電位になっている領域）Ａ，Ｂ，
Ｃを有する、感光体ドラム１０２の全幅よりも若干狭い
幅ｌ₀の基準潜像パターン（斜線を付した領域）を形成
したものである。図９（ａ）は縦軸に検出電流値〔μ
Ａ〕、横軸に時間〔秒〕を取ってこのような基準潜像パ
ターンを現像するときの現像電流値の時間変化を示した
ものであり、基準潜像パターンよりも上流側の感光体表
面が現像スリーブ２０１に対向しているときに暗電流と
して電流値Ｉ₀を検出し、中抜け領域の何れも存在しな
い基準潜像パターンの前端部が現像スリーブ２０１に対
向して幅ｌ₀にわたってトナーが付着するように現像さ
れている時期には電流値Ｉ₅を検出し、これに引き続
く、中抜け領域のうち領域Ａのみが現像スリーブ２０１
対向している時期には上記電流値Ｉ₅よりも小さい電流
値Ｉ₆を検出し、中抜け領域のうち領域Ａ及びＢのみが
現像スリーブに対向している時期には更に小さい電流値
Ｉ₇を検出し、これに引き続く、中抜け領域Ａ、Ｂ、Ｃ
の全てが現像スリーブに対向している時期（図８中に直
線Ｐで示すように全ての中抜け領域Ａ，Ｂ，Ｃが現像ス
リーブ２０１に対向している時期）には更に小さい電流
値Ｉ₈を検出する。ここで、この３つの中抜け領域のう
ち基準潜像パターン左端から左中抜け領域Ａまでの間
隔、左中抜け領域Ａと中央中抜け領域Ｂとの間隔、中央
中抜け領域Ｂと右中抜け領域Ｃとの間隔、及び、右中抜
け領域Ｃと基準潜像パターンの右端までの間隔を、それ
ぞれ、ｌ₁、ｌ₂、ｌ₃、ｌ₄とし、感光体ドラム１０２の
周速度をｖ〔cm／秒〕とすると、現像時のトナー帯電量
ｑ₁は下式（１２）及び（１３）、又は下式（１４）及
び（１５）で求められ、又、同様にして転写時のトナー
帯電量ｑ₂も求めることが出来る。（式中のＩ₀、Ｉ₈、
Ｉ₅として、これらに相当する転写時の電流値を用いれ
ば、転写時のトナー帯電量ｑ₂が求まる）

【００２３】尚、上式（５），（６），（８），
（９），（１２），（１４）を制御部で実行するに当た
っては、式中のＬ，ｖ，Ｓは定数であり、又、検出され
る電流値には損失分も含まれていることから、あらかじ
め装置によって決定しておいた係数（Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃、
Ａ₄、Ａ₅、Ａ₆）を用いた、下式（５’），（６’），
（８’），（９’），（１２’），（１４’）を用いる
ことが出来る。ｑ₁＝Ａ₁Ｑ₁／ｍ₁（５’）ｑ₁＝Ａ₂（Ｉ₁−Ｉ₁₀）／ｍ₁（６’）ｑ₂＝Ａ₃Ｑ₂／ｍ₃（８’）ｑ₂＝Ａ₄（Ｉ₂−Ｉ₂₀）／ｍ₃（９’）ｑ＝Ａ₅（Ｉ₈−Ｉ₀）／ｍ（１２’）ｑ＝Ａ₆（Ｉ₅−Ｉ₈）／ｍ（１４’）又、上記係数（Ａ₁、Ａ₂、Ａ₃、Ａ₄、Ａ₅、Ａ₆）が回路
の特性で定数とならない場合には、検出電流値と検出ト
ナー付着量（単位面積当たりのもの）との比、或いは検
出電流量と同検出トナー付着量との比をパラメータとし
てトナー帯電量を求める表をメモリ内に記憶しておき、
該表をルックアップしてトナー帯電量を求めるようにし
てもよい。

【００２４】尚、上記各実施例装置においては、感光体
上の帯電電位がレーザ光学系１０４からの光照射で低下
した部分にトナーを付着させる反転現像を行っている
が、画像の地肌に相当する感光体部分の帯電電位を光照
射で低下させ、光を照射されずに帯電電位の維持されて
いる部分にトナーを付着させる正転現像を行う装置に適
用しても良い。この場合には感光体上に、光照射がされ
ずに帯電電位が維持された所定幅又は所定面積の領域と
して基準潜像パターンを形成する。

【００２５】

【発明の効果】請求項１、３、５又は６の発明によれ
ば、所定量のトナーを感光体に移動させるための所定幅
又は所定面積の基準潜像を潜像担持体上に所定の光を照
射して形成するので、所定面積のトナー付着領域を形成
するために専用の部品である上記テストパターン板等を
感光体ドラムに設けることなく、現像時のトナー帯電量
を検出することが出来るという優れた効果がある。又、
請求項２、４、７又は８の発明によれば、転写時のトナ
ー帯電量を検出することが出来るので、転写時のトナー
帯電量が適正量より低下していて転写不良による画像上
の白抜けや、逆にトナー帯電量が適正量よりも高すぎて
転写不良や像担持体上の転写残りトナー量の増加に伴う
像担持体のクリーニング負担等を防止することが可能に
なるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真複写機の概略構成を示す正面図であ
る。

【図２】実施例にかかるトナー帯電量検出装置の概略構
成図。

【図３】図２のトナー帯電量検出装置におけるトナー付
着量の検出動作の説明図。

【図４】他の実施例にかかるトナー帯電量検出装置の概
略構成図。

【図５】（ａ）は図２及び図４に示すトナー帯電量検出
装置における検出電流値の時間変化を示すグラフ。
（ｂ）は図２及び図４に示すトナー帯電量検出装置にお
ける検出電荷量の時間変化を示すグラフ。

【図６】変形例にかかる基準潜像パターンの説明図。

【図７】他の変形例にかかる基準潜像パターンの説明
図。

【図８】更に他の変形例にかかる基準潜像パターンの説
明図。

【図９】（ａ）は図８の基準潜像パターンを用いた場合
のトナー帯電量検出装置における検出電流値の時間変化
を示すグラフ、（ｂ）は図８の基準潜像パターンを用い
た場合のトナー帯電量検出装置におけるトナー付着量検
出値の時間変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１０２感光体ドラム１０９中間転写ベルト，１１３
バイアスローラ１３０制御部，１３３
インターフェース１３５電源回路，１３６
光学センサ２０１現像スリーブ，３０３
基準潜像パターン３０４基準トナーパターン，３０６
光学センサ３０１電流検知回路，３０２
電流積分回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年７月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】図２及び図４に示すトナー帯電量検出装置に
おける検出電流値及び検出電荷量の時間変化を示すグラ
フ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体上に所定の光を照射して形成し
た所定幅の基準潜像を現像装置で現像するときのトナー
移動による電流値と、該基準潜像への単位面積あたりの
トナー付着量とを検出し、検出した該電流値と該トナー
付着量とからトナー帯電量を検出することを特徴とする
トナー帯電量の検出方法。
【請求項２】現像装置からのトナーで形成した像担持体
上の所定幅のトナー像をトナー像転写体に転写するとき
のトナー移動による電流値と、該トナー像転写体上に転
写された単位面積あたりのトナー転写量とを検出し、検
出した該電流量と該トナー転写量とからトナー帯電量を
検出することを特徴とするトナー帯電量の検出方法。
【請求項３】潜像担持体上に所定の光を照射して形成し
た所定面積の基準潜像を現像装置で現像するときのトナ
ー移動による電流値と、該基準潜像へのトナー付着量と
を検出し、検出した該電流値から求めた電荷量と検出し
た該トナー付着量とからトナー帯電量を検出することを
特徴とするトナー帯電量の検出方法。
【請求項４】現像装置からのトナーで形成した像担持体
上の所定面積のトナー像をトナー像転写体に転写すると
きのトナー移動による電流値と、該トナー像転写体上に
転写されたトナー転写量とを検出し、検出した該電流量
から求めた電荷量と検出した該トナー転写量とからトナ
ー帯電量を検出することを特徴とするトナー帯電量の検
出方法。
【請求項５】潜像担持体上に所定の光を照射して所定幅
の基準潜像を形成する基準潜像形成手段と、該基準潜像を現像装置で現像して基準トナー像を形成す
る手段と、該基準潜像を現像するときのトナー移動による電流値を
検出する電流検出手段と、該基準トナー像へ光を照射するとともに該基準トナー像
から反射光を検出する光検出手段と、該光検出手段の出力に基づいて単位面積あたりのトナー
付着量を演算するトナー付着量演算手段と、該電流検出手段の出力と該トナー付着量演算手段の演算
結果とに基づいてトナー帯電量を演算するトナー帯電量
演算手段とを設けたことを特徴とするトナー帯電量検出
装置。
【請求項６】潜像担持体上に所定の光を照射して所定面
積の基準潜像を形成する基準潜像形成手段と、該基準潜像を現像装置で現像して基準トナー像を形成す
る手段と、該基準潜像を現像するときのトナー移動による電流を積
分して電荷量を検出する電荷量検出手段と、該基準トナー像へ光を照射するとともに該基準トナー像
から反射光を検出する光検出手段と、該光検出手段の出力に基づいてトナー付着量を演算する
トナー付着量演算手段と、該電荷量検出手段の出力と該トナー付着量演算手段の演
算結果とに基づいてトナー帯電量を演算するトナー帯電
量演算手段とを設けたことを特徴とするトナー帯電量検
出装置。
【請求項７】現像装置からのトナーで形成した像担持体
上の所定幅のトナー像をトナー像転写体に転写するとき
のトナー移動による電流値を検出する電流検出手段と、該トナー像転写体上に転写された転写トナー像へ光を照
射するとともに該転写トナー像から反射光を検出する光
検出手段と、該光検出手段の出力に基づいて単位面積あたりのトナー
付着量を演算するトナー付着量演算手段と、該電流検出手段の出力と該トナー付着量演算手段の演算
結果とに基づいてトナー帯電量を演算するトナー帯電量
演算手段とを設けたことを特徴とするトナー帯電量検出
装置。
【請求項８】現像装置からのトナーで形成した像担持体
上の所定幅のトナー像をトナー像転写体に転写するとき
のトナー移動による電流値を検出する電流検出手段と、該トナー像転写体に該トナー像を転写した後に残留して
いる残留トナー像へ光を照射するとともに該残留トナー
像から反射光を検出する第１光検出手段と、該第１光検出手段の出力に基づいて単位面積あたりのト
ナー付着量を演算する残留トナー付着量演算手段と、該トナー像転写体上に転写された転写トナー像へ光を照
射するとともに該転写トナー像から反射光を検出する第
２光検出手段と、該第２光検出手段の出力に基づいてトナー付着量を演算
する転写トナー付着量演算手段と、該残留トナー付着量演算手段及び該転写トナー付着量演
算の演算結果並びに該電流検出手段の出力に基づいてト
ナー帯電量を演算するトナー帯電量演算手段とを設けた
ことを特徴とするトナー帯電量検出装置。