JPS6019501B2 - トナ−濃度測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電的に作成された潜像を現像する技術におい
て、現像剤中のトナー濃度を測定する方法に関する。

語電写真の分野で潜像を現像する技術の有力なものの１
つとして、トナーとキャリアからなるいわゆる２成分現
像剤を利用する乾式現像剤方法がある。トナーはいわゆ
る現像用粉末であり、顔料、または染料を樹脂中に分散
させたものである。キャリアは鉄粉あるいはガラス玉な
どで、トナーと摩擦帯電して所要の極性の電荷をトナー
に発生せしめることは既に知られている。一般に静露潜
像面に良好な可視像を得るためには現象剤中のトナ−含
有量、すなわち含有率を常時適量に保持することが重要
である。良く知られているように現像剤中にトナー含有
量が過大となると非画像部にもトナーが付着するいわゆ
るカフリ現像を生じたり反対極性に帯電したトナーが発
生して画像の質を低下させる。一方トナー含有量が減少
すると潜像面におけるトナー濃度の不足した画像が発生
するだけでなく、キャリアである鉄粉が画像に付着する
ため画像を損なうのみならず静露潜像の処理装置内にお
いて、例えば定着装置等で種々の故障が発生する原因と
もなっている。このように現像剤内におけるトナー含有
量の制御は静露潜像の現像および処理装置内において重
要なものであるが一般にこの制御は現像処理装置の直接
の操作者の判断に頼る方法がとられている。しかし最終
画像のカブリの発生、又は濃度低下などはトナー含有量
の影響が大きく作用しているものの、必ずしも前記含有
量の要因だけで発生するとは限らず、例えば静露潜像の
作成過程で感光体を用いる場合、該感光体の劣化状態に
よっても生じるので、現像処理装置の操作者の判断のみ
で現像に対するトナー含有量の適正制御を行なうのは極
めて困難である。従って従来より自動的にトナーの含有
量を一定に制御する方法、あるいは現像能力が常に一定
となるようにトナー補給を制御するための各種の考案が
知られている。

例えば感光体上の現像された濃度を光電的に検知して制
御する方法などが知られている。この方法は先に述べた
如く感光体が疲労しときに生じた電位の低下が原因とな
る現像濃度の低下と、トナー含有量の低下との識別が不
能で、ほとんど実用化されていない。

一方電極坂上に現像剤を流下させ、得られた電荷量によ
ってトナー補給を制御する巧妙な方法が開示されている
。（特公昭４４一２４６７５号公報）この方法は電荷を
充放電する機構が必要など複雑となる。また持開昭４８
−４２７３ｙ号‘こは現像剤中から消費されたトナーの
電気量に対応する逆極性の電荷量を検知してトナー補給
を行なうトナー補給システムとしては極めて理想的な方
法が開示されているが、一画像作成ことに、該画像に見
合った微量のトナ−を補給するのはトナー補給の機構上
極めて困難であり、その上消費されたトナーに対する一
画像作成ごとまたは数画像作成ごとのトナー補給である
から消費されたトナーに対するトナ−補給が多少狂うこ
とがあると、その狂いが累積される問題があるまた、消
費されたトナーに見合う逆極性の電荷を累積してトナー
補給を間欠的に働かすには、現像装置停止時の間におい
ても電荷がリークされないように装置全体を高度に絶縁
しなければならず実用的に問題がある。

本発明は以上説明した従釆技術における問題を考慮して
なされたもので、安定して作動し、従って信頼性の高い
トナー補給を可能にするトナ−濃度測定方法を提供する
ことを目的とする。

また、本発明は自動トナ−補給系を低コストで製造する
ことを可能にするトナー濃度測定方法を提供することを
目的とする。この目的は現像剤の移送循還経路中に現像
剤と接触するようトナー濃度測定用導電性部材を配置し
、現像剤を循遠移送することにより、前記導電性部材を
摩擦帯電し、摩擦帯電量を測定することを特徴とするト
ナー濃度測定方法によって達成される。

次に本発明の一実施例として示された図面について説明
する。

１は非磁性体で形成された回転するスリーブ体で、内部
に適宜配置固定された磁石群２を有する。

３は現像装置枠体で現像剤４が内蔵されており、前記ス
リーブ体１を第１図矢印５の方向に回転させると現像剤
４が磁石２の吸着作用によりスリーブ体面に附着転位し
ながら移送され、ドクターブレード６で現像剤４の厚さ
が整形されて現像部７に至り、主磁石２上の位置で現像
剤が糠立し、潜像支持体８に当接して公知の潜像形成方
法により成された静電潜像の現像を行なう。

現像部７を過ぎた現像剤４は磁石２ｂ上で再び糠立し、
導電性部材よりなる検知片９と当援することにより、現
像剤中のトナー量に比例した摩擦帯電を生ずる。尚検知
片９は回転しても固定させてもよい事は勿論である。ま
た、検知片９からは制御装置１０を通って現像剤主要保
持部へ回路が設けられている。

本実施例において現像剤主要保持部とはスリーブ１ない
し枠体３であり、回路はこの一方だけに結合されてもよ
いが、両者に結合される方がより望ましい。したがって
、現像剤４と検知片９間の摩擦帯電で発生した電流は検
知片９から制御部１０を通りスリーブ１と枠体３を通っ
て現像剤中へ戻る閉回路を形成する。（制御装置１０の
詳細は後記する）一方現像装置枠体３の上部に設けられ
たホッパ−１１内にトナー粉１２が収納されており、ホ
ッパー１１の底部に溝１３を有し回動するトナー補給ロ
ーラー１４が設けられている。

今現像剤４中のトナー量が不足して検知片９より制御装
置１０に送られる電流が一定値以下に降下すると制御装
置１０より信号を発生して駆動装知１５を鰯らかせ、補
給ローラー１４を回転させ、溝１３内のトナー粉１２を
トナー掻取板１６によって現像剤４中に落下せしめる。
次に現像剤１４中のトナー量が増大して検知片９の摩擦
帯電電流が増大すると制御装置１川こより駆動装置１５
が停止させられる。駆動装置１５は補給ローラー１４に
直結したモーターか、あるいは補給ローラー１４に駆動
軸を連結する小型クラッチ、またはソレノイドなど一般
に用いられているものが利用される。またトナー補給を
完全に停止させる代りに補給量をきわめて小量とする制
御法に置き替えてもよい。次に検知片９を通過した現像
剤４は掻取板１７によってスリーブ体１から掻取られ現
像装置枠体３の底部に落下するが、その際第２図に示す
如きスリーブ体１の長手方向にわたる現像剤４の撹洋装
層１８によって灘拝される。次に検知片９を設けた検知
装置と制御装置１０について詳述する。

第１図において検知片９と現像剤４との摩擦帯電は現像
剤４中のトナ−量が一定量であれば一定の電電圧を発生
するから第３図の如く電気回路中で電源１９として表示
できる。制御装置１０の入力抵抗Ｒｉの一端を検知片９
に接続し。他端は現像剤４を収納している現像装置枠体
３又はスリーブ１に接続されているので第３図の如く閉
回路が完成し、電流ｉｔが入力抵抗Ｒｉを通じて流れる
。電流ｉｔは現像剤４が検知片９面を摺擬する限り流れ
続けるが、入力抵抗Ｒｉの値をある範囲間で変化させて
も例えば本実施例の装置例においてその値は１血０から
ＩＭＯである場合において電流値ｉｔ‘ま略−定であり
、ある一定の範囲では電源１９は定電流源であると云え
る。

勿論これは入力抵抗Ｒｊの変化についての定電流を述べ
ているのであって当然検知片９を摺擬するトナ−量が変
化すると電流値が変化することになる。

入力電圧をＶｉとした場合Ｖｉ＝Ｒｉ×ｉｔが一定値以
下に減少すると制御装置１０内の信号感知器２１と増幅
器２１′が働いて駆動装置１５を作動させ、現像剤１４
内にトナー補給を行なう。第１図においては検知片９は
現像部７の後に設置されている。したがって、現像によ
って消費されたトナーの電荷量に対する反樋性の電荷量
がノイズとして検知片９に流入することのないようスリ
ーブ１は接地されていることが必要である。

現像剤との摩擦、すなわちトナーとの摩擦によって検知
片９に得られる電荷はトナーと逆極であり、従って消費
による逆極電荷が流入するとトナーが減少したにもかか
わらず、トナーが多いという信号が発信されるので好ま
しくない。また、本実施例では現像されてトナー量の減
少したトナー層表面のトナー量との摩擦帯電を行なうた
め電流変化が比較的大きいため、第３図の如く抵抗Ｒｉ
に並列にコンデンサＣを挿入するとか、潜像支持体８の
ない部分で検知片９を働らかせることが望ましい。また
、バイアス電圧のＥＯ力ロカミ必要なときには、後記す
る実施例の如く、現像装置全体にバイアス電圧を印加す
る方法もあるが、本実施例の場合は、枠体３と絶縁され
た状態でドクターブレード６からバイアスを印加すれば
よい。

第４図、第５図は他の実施例である。

まず第４図において第１図と同様の構成部分は特に説明
を省略する。本実施例ではドクターブレード６で現像剤
４の高さが調整された後に現像用の主磁石を配置せず、
その間に磁石２ｃが配置されており、現像剤４は該磁石
２ｃ上で薄立して検知片２２と摩擦帯電を生ずるように
構成する。この場合掻取板１７と蝿洋装鷹１８によって
現像剤４は十分撹拝されているため、検知片２２で穂立
ちしている現像剤４中の平均的なトナー量を検知するこ
とができ良好である。そして電流は検知片２２、制御装
置１０、枠体３を通って現像剤へ流れる。次に第５図に
おける実施例について説明する。本実施例においてはド
クターブレード６の下側位置で現像装置枠体３の一部を
切欠し、絶縁体２３を介して導電性検知片２４が配置固
定されている。検知片２４とスリーブ体１の間隙２５は
ドクターブレード６により整形されている厚み２６に近
いことが望ましい。本実施例では現像剤４の表面が強く
検知片２４面を摺擬するため安定した検知が可能である
。電流回路は検知片２４、制御装置１０、枠体３とスリ
ーブ１を通って現像剤へと形成される。

次に第６図にスリーブ１からバイアス電圧を印加する場
合の実施例を示す。スリーブ１からバイアス電圧を印加
するときはバイアス電流が検知片２２から流入しないよ
う検知片２２、制御装置１０を含めて現像装置全体をバ
イアス電源２７の電位に保持すればよい。したがって摩
擦帯電電流の閉回路は、バイアス電源２８に関係なく従
来通り形成される。バイアス電流のリークがないよう検
知片２２の保持及び制御回路についてのみは高絶縁が必
要であるが、現像装置本体はバイアス電源の出力抵抗２
８の抵抗値より少し大きい程度の半導体的絶縁で十分で
ある。バイアス電圧が数１００Ｖのとき普通出力抵抗は
１０ＫＯ〜ＩＭＯ程度である。以上の如く本発明は現像
剤４の循環径路中に導電性の検知部材を設置し、現像剤
中のトナー粒子と摩擦帯電させることにより、現像剤中
のトナー量に応じた摩擦帯電電流を制御装置に導きトナ
ー補給装置を作動せしめるもので、常に静露潜像の現像
を行なうに際し現像剤中のトナー量を適量に維持し、良
好な複写画像を得ることが出来る効果がある。

尚上記の実施例以外の構成においても同様の作用効果を
有するものであれば実施可能であることは云う迄もない
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は本発明
の全体の構成を示す正面図、第２図は現像剤濃伴装置を
示す斜視図、第３図は制御装置の回路構成図、第４図、
第５図、第６図は第１図の他の応用例を示す正面図であ
る。 １はスリーブ体、２は磁石群、３は現像装置枠体、４は
現像剤、６はドクターブレード、７は現像部、８は潜像
支持体、９，２２，２４は検知片、１０は制御装置、１
１はホツパー、１２はトナー、１４は補給ローラ、１５
は駆動装置、１７は騒敬板、１８は蝿梓装置。 ギ１凶 才２凶 才３凶 沙４凶 才５図 汐６肉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 現像剤の移送循環経路中に現像剤と接着するようト
   ナー濃度測定用導電性部材を配置し、現像剤を循還移送
   することにより前記導電性部材を摩擦帯電し、磨擦帯電
   量を測定することを特徴とするトナー濃度測定方法。