JPS59170867A

JPS59170867A - トナ−濃度制御方法

Info

Publication number: JPS59170867A
Application number: JP58045575A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Yuge; 弓削　静雄; Kenjiyu Oka; 岡　建樹; Susumu Sakakibara; 榊原　進; Naoki Toyokichi; 直樹豊吉
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1983-03-17
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1984-09-27
Also published as: US4572102A

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】技術分野本発明はトナー濃度制御方法、特に静電潜像現像装置内
に収容されている現像剤のトナー濃度を一定とするため
のトナー濃度制御方法に関する。

従来技術一般に、静電潜像の現像に際して、互いに逆極性に、摩
擦帯電可能な少なくとも２種類のトナーを含む磁性現像
剤を使用すれば、極めて良好な画質の現像画像を得るこ
とができることは知られている。（〜かも、この様な現
像剤を使用することにより、正規現像（ポジーポジ現像
）と反転現像（ネガ−ポジ現像）とは容すＪに切換え可
能となり、一方、２色現像も可能となる。ところで、こ
の様な現像剤を用いて安定した現像を行うには、現像装
置内に収容畑れている現像剤のトナー濃度、具体的には
現像剤中における各トナーの混合化を常に一定に維持す
る必要がある。

そして、各トナーの混合比を一定に制御する前提として
、現像装置中の現像槽内に収容されている現像剤中の各
トナーの濃度（混合比）を正確に検出する必要があり、
引続きその検出結果に基づいて検出される各トナーの濃
度（混合比）が基準値に達するまで新たなトナーが現像
槽内に補給される必要がある。

従来、このトナー６度検出方法としては、絶縁性トナー
と磁性キャリアの混合からなるいわゆる２成分系磁性現
像剤に関するものとして、トナーとキャリアの物理的性
質の差異を利用してトナーα度の変化にｄ’ｔＥ囚する
現像剤の磁気変化９！＠！昂変化、ｙは電気的抵抗値の
変化等を測定する方法等か知られている。しかしながら
、この様な検出方法ではトナー濃度の変化に起因する現
像剤９１体の物性変化を測定するため、物理的性質の類
１以する少なくとも２種類のトナーを含む現像剤にあっ
ては、各トナーの濃度（混合比）を正確に検出すること
は最イ困難であり、ひいでは各トナーの）昆合比を一定
に維持する制御も困難である。

発明の目的そこで、本発明の目的は現像剤中の各トナーの混合比を
ｉＥ確に検出することができ、現像剤中に：！−，−け
る各トナーの混合比を當に一定に維持することのできる
トナー濃度制御方法を堤供することにある。

発明の要旨以上の目的を達成するため、本発明に係るトナー濃度制
御方法は、各々所定の電位を有する部材に対して各トナ
ーを別々に付５６させ、その付着量を検出し２て４Ｉｌ
いの検出値を比［殴することに１より、各トナーの混合
比の変化を検出［２、この検出結果に基づいて、混合比
を一定とする様に首トナ・−の補給を１）うことを特徴
とする。

実施例第１図は本発明に係るトナー濃度制御方法の一実施例を
採用した静電、％像現像装置を示す。この現像装置は磁
気ブラシ方式を採用しておりζかつ反転現像が可能なも
ので、概略、感光体ドラ１−（１）と対向して位置する
現像スリーブ（２）と、この現像スリーブ（２）に内ｉ
取−された（磁気ローラ（３）と、現（膜剤攪拌装置（
２０）　ト、トナー補給装置（３０ａ　）　、（３０ｂ
）とから構成されている３、現像スリーブ（２）はステ
ンレス製の非磁性体導電性材を筒状に形成したもので、
矢印（ａ）方向に回転駆動ｉｉＪ能な感光体ドラム（１
）に対して矢印（１））方向に比較的低速で回転駆動ｉ
、＋Ｊ能であり、反転現像を可能とするための可変現像
バイアス印加手段（図示せず）が付設されている。

磁気ローラ（３）は周囲にＮｌｉ、Ｓ極を順次着磁した
もので、矢印（ｂ１方向に高速回転駆動可能である。

即ち、現像剤は現像スリーブ（２）の回転によって矢印
（１〕）方向に、磁気ローラ（３）の回転によって矢印
ｆＣ１力向に移動力を受け、結果的に両者の移動力の差
によって矢印ｉｆ）方向に現像スリーブ（２）上を移動
する。

さらに、この現像装置は現像剤貯留槽として機ｉ）−ζ
するケー　シンク（５）にて囲われ、現像スリーブ（２
）の上方にはゲージング部材（６）が取付けられ、ケー
シング部組（６）の内周面は現像スリーブ（２）と同心
円の円弧状をなし、現像剤通路（７）を形成する。また
、ケーシング部材（６）には現像剤通路（７）の入口側
に穂高規制ブレード（８）、出［ｊ側に絶縁性シール部
材（９）が固定されている。

一方、現像スリーブ（２）の下方には、ケーシング（５
）の端部に固定したトナーこぼれ防止板（１１）、現像
スリーブ（２）の表面にその回転方向に対して対向する
順方向及び追随する逆方向にそれぞれ接触するように設
けたクリーナ（１２）とトナースクレー′く（１３）が
設置されると共に、現像剤飛散防雨板（１４）が設置さ
れている。

現像剤（慨拌装置（２０）において、ゲージング（５）
内の軸方向に設置した輸送管（２３）内には周囲にコイ
ルばね（２２）を螺旋状に巻回（７た回転軸（２１）が
設置されでいる。バケツ！・ローラー（２４）は周囲に
ｌｌｉ曲凹曲状形状ケット（２５）を等間隔に設置し、
一つのパケット（２５）の裏面に攪拌板（２６）を取付
（・ツたもので、矢印（ｄ）方向に回転駆動１］能とさ
イＬ、パケット（２５）にてケーシング（５）内に収益
されている現像剤をすくい上げて前記現像スリ・−ブ（
２）に近接する位置ｆＡ）まで搬送Ａる。。

トナー補給装置（３０ａ）、（３０１））はケーシング
（５）の上部に並設したもので、トノー一一タンク（３
１，１）、（３１ｂ）の底部はケ゛−シング（５）の内
部に臨んで開（二ｌし、トナー子由給ローラ（３２ａ）
、（３２１））がそれぞれ矢印（ｅ）、（ｅ）方向に回
転駆動１月能に設置されている。

現像剤としては摩擦帯電（ｊ性の異なる２種類の黒色磁
性ｔ・ナー、即ち負帯電絶縁性トナー（Ｔａ）と正帯電
絶縁性ｌ・ナー（゛丁１））との混合からなり、基準混
合比は１：１に設定され、貝帯電トナー（ＴＩ−ａ）は
トナータンク（３１ａ）に、正帯電トナー（’Ｉ”　！
〕）はトナータンク（３１ｂ）にそれぞれ収容されてい
る。各トナー（Ｔａ）、（Ｔｂ）は補給ローラ（３２ａ
）、（３２ｂ）の回転に基づいてケーシング（５）内に
補給され、補給媚は補給ローラｃ　３２　ａ　）、　（
ａ２ｂ）の回転時間を制御することにより作意に！−Ｉ
：いに独立的に選択される。

さらに、ケーシング（５）内にはアルミニウム等の導電
性材１−’ｌからなるトナー濃度検出用ｃ１−ラ（３５
）が矢印ｔｇ）方向に回転駆動可能に設置され、このロ
ーラ（３５）は導電性材からなる軸部１’３６）、ブラ
シ（３７）　（第２図参照）を介して正、負の直流バイ
アス電源（４０ａ）　、　（４（ｌｂ）に接続されてい
る。

バイアス極性はスイッチ（４１）にて切換后眠■能であ
る。捷だ、ローラ（３５）の表向にはスクレーノぐ（３
９）がその回転方向に対向する順方向に接触するように
設置きれている６、ケーシング（５）内のトナー　（Ｔ
ａ）　、　（Ｔｂ）は、正のバイアスが印加されている
とき（１こは負帯電Ｉ・ナー（Ｔ　ａ　）がローラ（３
５）に付着して、負のバイアスが印加されているときに
は正帯電ｌ・ナー（Ｔｂ、）が１コー　ラ（３５）　ｉ
こ付着して、それ−ぞれ矢印（に）か同に移動し、スフ
（、、）（（３９）にて掻落される。＆　ｌ・ナー（Ｔ
ａ、　）　、　（Ｔｂ）ｃ７）付着量は、クー一−タン
ク（５）の【ｌ−ラ（３５）と対向する位置に取付けた
フォトセンサ゛（４２）にて、ローラ（３５）の表面の
１ヅ射儂度として実質的に検出′、きれる。フォトセン
サ（４′、２）は発光素Ｆ　、Ｊ−受光素Ｆとからなり
、ロー・う（３５）に対するトノ゛−（Ｔａ　）　、　
（’ｌ’ｂ　）の付７１量に応じて受光素子の検出イ１
（１か変化することによりトナー濃度（付着量）が検出
される。両者の検出値は後に詳しＩＳする制御回路にで
比軸のうえ、混合比の低−ドが検出されたＩ・ナー（Ｔ
ａ　）　、（ＴＩ））のいずれかが選択的に補給恣れる
。イし１し、必−′ツに応じて、他のｌ・−ノー一−−
（７Ｕ　ａ　）　、　（−Ｉ’　ｌ：ｌ　）　　も黴は
補給Ｔ）れてもよい。この県会、バイアス電源（４０ａ
　）、（４０＋３　）の電圧値は１−ナー、　（Ｔａ　
）。（−１’　ｆ））の摩擦帯電腸性に応じてその混合
比が１２１のときＩコーラ（３５）に対する各付着量が
等しくなる、Ｉ、うに調整される。

なお、前記〔フープ（３５）は・Ｄ電材の表向に絶縁層
を設けたものでも」−いし、第３図に示す様に、中間部
に絶縁層（３８）を汗在して電気的に独立した二つの１
コーラ（３５ａ）・（３５ｂ）に分割してもよい。コ０
）　Ｊｉ合、各ｏ−ラ（３５ａ）、（３５ｂ）は軸部（
：（６ａ）　、（３６ｂ）　、ブラシ（３７ａ）、（３
７ｂ）を介してそれぞれバイアス電源（４０ａ）、（４
０ｂ）に接続され、スイッチ（４１，）は不要である。

−方、ケーシング（５）の側部には現像剤レベルセンサ
−（５０）が設置されている。このセンサ（５０）はゲ
ージング（５）内に収容されている現像前Ｉ］のＦ逸対
量を検出し、規１像剤の聡量を一定に作っために機能す
るもの−６、具体的には超音波振動を利用したｆｆ王セ
ン勺５１．磁気セン→Ｊ゛、リアクタンス感応素子′！
Ｓか１史川゛きれる。

［ｌ十、の構成において、ケーシング（５）内の現像剤
はバケツ）Ｄ−ラ（２４）の回転にて攪拌混合され、バ
ゲッ）　（２５）により磁気ローラ（３）の磁界の影響
を受ける位置（Ａ）寸で搬送をれ、この位置（Ａｌから
現像スリ・−ブ（２）Ｉ−を磁気ブラシとして矢印＋ｒ
＋方向に移動し、感光体ドラノ・（１）の表面を摺擦し
、その表向に予めｊ１ユ成されている静電潜像を現像す
る１、現像に供ネれた後の現像剤はスフｌｚ−・＜（１
３）ｉこて現像スリーブ（２）−七から掻落へれる。

この場合、正規現像を行うか、反転現像を行うかに」、
って１−ナー（Ｔ’ａ　）　、　（’ｌ’ｂ）のいずれ
かが消′音される！−め、消費へれる！・ナーを補給す
る必要がある。例えば、負帯電トナ・−（１’ａ　）の
みが消費されると、自１■記ローラ（３５）ｌこ１１二
（餠ノマイ］′スか印加されているときの！・ナー付着
社が減少し、フォトセンサ（４２）による検出値はトナ
ー　（−Ｔ’　＋３　）の検出値より低くなる。その差
は現像剤中の１・す−（−１１″ａ　）　、　（１−ｂ
、）の混合比に叱例することになるため、両横出値の差
に応じて補給ローラ（３２ａ）を回転させ１−ナー（Ｔ
ａ）を補給する。このｊ…１給は第１・センサ（４２）
による検出値が冶しくなる可で続行される。

ここで、第４図を孕照してトナー濃度制欲１同路につい
てその動作と共に説明する。たｙし、この制御回路では
前記第３図に示した検出用１１］−ラ（３５ａ）＝（３
５ｂ）が使用されている。

即ち、一つの発光素子（４３）に対して名−［７−ラ（
３５ａ）　、（３５ｂ）に対向する二つの受光素子（４
２ａ）（４２１）　’）が設置され、受光素子（４２ａ
）はローラ（３５ａ）に付着した負帯電トナー（１”ａ
）の付着量を検出し、受光素子（４２ｂ）はローラ（３
５ｂ）に付着した正帯電トナー（１”ｂ）の付着量を検
出する。

各検出値は比較器（４４）ｉこ入力され、その出力は増
［１〕器（４５）を介（７て補給モータ駆動用リレー（
４６）に入力される。リレー（４６）の常閉接点（４６
ａ）はトナー補給ローラ（３２ａ）を駆動するモータ（
４７ａ）に接続され、常閉接点（４６ｂ）はトナー補給
ローラ（３２ｂ）を駆動するモータ（４７ｂ）に接続さ
れている。

’）ｙ、前記現像剤レベルセンサ（５０）はケーシング
（５）内の現像剤が一定レベル以下にあるときのみ出力
を発するもので、増巾器（５１）を介して定容量用リレ
ー　（５２）に接続されている。リレー（５２）の常閉
接点（５２ａ）の一方は前記リレー（４６）の接点（４
６ａ）、（４６ｂ）に接続され、他方は補給用電源（５
３）に接続されている。

前記比較器（４４）は受光素子（４２ｂ）の検出値が受
光素子（４２ａ）の検出値よりも高（１）とき、Ｕｌｌ
ち現像剤の消費に伴い基準混合比に対し■゛帯電１−ナ
ー（′ｌ″ｂ）の混合比が高まった状態に変化したとき
に出力を発し、この出力にてリレー（４６）力Ｓ動作し
て接点（４６ａ）がオンする。この場合、レベルセンサ
（５０）にて現像剤の減少も検出され、１）レー（５２
）が動作して接点（５２ａ）がオンすることとなるため
、接点（５２ａ）、（４６ａ）を介して電源（５３）と
モータ（ｌａ）とが導通され、モータ（４７ａ）が起動
することによってトナー補給ローフ　（３２ａ）が回転
し、混合比が減少した負帯電Ｉ・ナー（Ｔ　ａ、　）が
補給される。

逆に、ｊＦ、帯電トナー（Ｔｂ）の混合比か減少した状
態に変化した場合には、比較器（４４）は出力力Ｓ停止
し、リレー（４６）が復帰し、常閉接点（４６ｂ）がオ
ンする。前記同様にリレー（５２）が動作して接点（５
２ｂ）がオンすることにより、接点（５２ａ）、（４６
１））を介して電の（５３）とモ・−タ（４７ｔ３　）
とが導通され、モータ（４７ｂ）か起動することζこよ
つヱトナー補給ローラ（３２ｂ）が回転し、混合比が減
少した正帯電トナー（ＴＩ））が補給される。

ｉ’＋ｉＪ記いずれのトナー補給にあっても、ケーシン
グ（５）内の現像剤の量が増加し、現像剤レベルセンリ
ー〇５０）の出力が停止し、リレー（５２）か復帰して
常閉接点（５２ａ）がオフしたとき、トナー補給動作が
停止ｔされる。

な督、第２図に示した検出用ローラ（３５）を使用する
場合には、トナー（Ｔａ）・（Ｔ　ｂ　）の付着量検出
タイミングがずれることとなるため、一方の検出値を記
憶しておく回路が必要であり、この記憶値と他方の検出
値とを比較することとなる。

１だ、特に２ｆ！３現像を行う場合等（れ現像剤として
黒色トナーと有彩色（赤色）トナーとの混合からなるも
のが使用される。この場合、両トナー（Ａ光反射率が異
なるので同じ量かローラ（３５ａ）。

（３５ｂ　）に付着したとしても受光素子（４Ｚａ）・
（４２ｂ）の検出値が異なり、そのまま比較器（４４）
に入力することはできない。なぜならば、有彩色トナー
が同量付着であったとしても、有彩色トナーが過剰に補
給されることとなるからである。

そこで、このような場合には、比較器（４４）の一方の
入力側、例えば（ａ、１点に補正回路を挿入し、同二吊
付着時には同一の検出値として比較器（４４）に入力さ
れる様にずれはよい。あるいはローラ（３５ａ）・（３
５ｂ）に印加するバイヤスの電位値を変化感せ、各トナ
ーが基準混合しＬにあるときに受光素子（４２ａ）、（
４２ｂ）が同一の検出値を得る様に補正してもよい。要
するに、各トナーが基準混合比にある場合、比較器（４
４）に入力される各人力が等［７くなるように補正され
ていればよい。なおこのことは、２色現像に限られるも
のではない。

さらに、有彩色トナー等では、ｒ−１−ラ（３５ａ）の
表面がアルミニ１ウムの地肌では、地肌と付着トナーと
の光反射の区別が検出し難い。このような場合にはロー
＝う（３５ａ）の表面に適切なＡ色塗料（絶縁性）をコ
ーティングすれば確実ζこ検出できる。

現像剤の種類としては、前記以外にも種々のものに適用
でき、互いに逆極性に摩擦帯電可能な少なくとも２種類
のトナーを含んだ磁性現像剤であればよい。例えば、２
種類のトナーと磁性キャリアとの混合からなる現像剤で
もよく、キャリアは現像スリーブ（２）と摩擦帯電可能
であってもそうでな（でもよいが、正負側トナーの中間
の摩擦帯′市系列−１−の位置にあることがより好まし
０）。また、消費されるトナーよりも磁性キャリアの１
１９粒径を大きくすることもトナー濃度の制御を正確に
行う−にで好ましい。

トナー濃度制御回路としても前記第４図に示したもの以
外に種々のものを考えることができる。

なお、前記実施例において、現像剤レベルセンザ（５０
）を設＋−ｊで定容量補給を行うようにしたのは、ケー
シング（５）内の現像剤の絶対率が過剰となることを防
止するのみならず、絶Ｎ量が減少した場合に各トナー（
Ｔａ）、（Ｔｂ）の混合比が大きく変動し易く、往々に
して現像画像濃度が不足することを防止するためである
。

また、各トナー補給タンク（３］、ａ）、（３１ｂ）内
には他方の種類のトナー、即ち、トナー補給タンク（３
］、　ａ　）には正帯電トナー（−ｉ−ｂ　）を、トナ
ー補給タンク（’３１ｂ）には負帯電トナー　（Ｔａ）
をそれぞイ１若干搦混入しておいてもよい。

即ち、本発明は各トナ・−の付肖量検出値を！Ｙいに比
較のうえ、混合比か低−ド（７でいると判定烙れたトナ
ーを基準混合比に達するまで補給するものひあり、いず
れの検出値を基準としてトナー補給を制御しても検出値
をｆ目射的に比較するため、１Ｆ確なトナー補給を行う
ことができ、各トナーの特性変化にも影響されない。

ここで、トナーの特性が変化した場合のトナー濃度の変
動を説明することにより、本発明に係るトナー濃度制御
方法の他の特徴につき説明する。

なおトナーの特性変化は製造ロフトの４目違や経年変化
等によって不可避的に生じるものである。

第５図は負帯電トナー濃度に対する検出用ローラへのト
ナー付着量を示し、実線（Ｘ）は標準となる負帯電トナ
ーの付着特性を示し１、実線（Ｙ）は標準となる正帯電
トナーの付着特性を示し、点線（Ｙ）は標準となる正帯
電トナーよりも現像特性の悪い正帯電トナーの付着特性
を示す。両トナーの基準混合比を１：１とすれば、標準
トナーを使用する限り、トナー濃度は実線（Ｘ）・（Ｙ
）の交点（Ｐ□〕に維持−される。現像特性の悪い正帯
電トナーが使用されると、そのトナー付着量は標準トナ
ーの付着Ｒよりも減少する。そのため、両トカーの混合
比が１：１であっても負帯電トナーの付着ｉ（Ｐ□）と
正帯電トナーの付着量（Ｐ２）との間に差が生じる。こ
の場合、両者の検出値を比較してトナー補給を行うと検
出値の低い正帯電トナーが補給され、結果的にトナー濃
度は実線（Ｘ）と（Ｙ）との交点（Ｐ３）即ち、両ｌ・
ナーの付着量が等しい点に維持される。

これにて例えば、正転現像９反転現像の切換えを行って
も実際上静電潜像゛に対する両トナーの付着トｔは等し
く、略一定濃度の現像画像を得ることができる。この点
、２色現像用のトナーにあっても同様である。

なお、一方のトナー、例えば正帯電トナーの付Ｒ量を検
出してトナー補給を行う場合には、第５図に示した現像
特性の悪い正帯電トナーが使用されると、この正帯電ト
ナーの付着量は混合比が１：１でも（Ｐ２）点にまで減
少する。この場合は正帯電トナーを付着量が基準値（Ｌ
　）に悴するまで補給することとなるため、正帯電トナ
ーが過剰補給された状態となり、例えば正規現像９反転
現像の切換えを行うと、両者の現像画像ｌ農度に大きな
差が生じてし甘う結果となる。

発明の効果以上の説明で明らかなように、本発明は、各々所定の電
位を有゛する部材に対して各トナーを別々に付着させ、
その付着量を検出して互いの検出値を比較することによ
り谷トナーの混合比の変化を検出し、この検出結果に基
づいて混合比を一定とする様に各トナーの補給を行うた
め、検出値を相対的に比較することとなり、現像剤中の
各トナーの混合比を正確に検出することができ、現像剤
中における各トナーの混合比を常に一定に保ち、結果的
にいずれのトナーが現像に使用されても一定の現像濃度
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係るトナー濃度制御方法の一実施例を
採用した静電潜像現像装置の断面図、第２図・第３区１
は検出用ローラの斜視図、第４図はトナ・−濃度制御回
路図、第５図はトサー濃度に対するトナー付Ｗｆｆｉを
示すグラフである。（Ｔａ）、（Ｔｂ）＝−’ｐカ・−１（３（Ｅｌ）、（
３０ｂ）−斗ナー補給装置、　　（３５）−（３５ａ）
　、（３５ｂ）・・・検出用１０−ラ、　　（４０ａ）
、（４０ｂ）、、、バイアス電ｌ原、（４２）・・・フ
第１・セン日ノ、　　（４２ａ、）、（４２ｂ）−受光
素子、　　（４３）・・・発光素子、　　（４４）・・
・比較器。特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代理　人　丸埋
十青山　葆ほか２名第１図第２図　　　　　　　　第３図６ｂ第４図第５図崗帯電１、クー４．オ

Claims

【特許請求の範囲】

１、互いに逆極性に摩擦帯電可能な少なくとも２種類の
トナーを含む磁性現像剤に関するトナー濃度制？ｎ１方
法であって、各々所定の電位を有する部材に対して各ト
ナーを別々に付着させ、その付着量を検出して互いの検
出値を比較することにより谷トナーの混合比の変化を検
出し、この検出結果に基づいて混合比を一定とする様に
各トナーの補給を行うことを特徴とするトナー濃度制御
方法。