JP2002251063A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーエンド復帰後の画像濃度ムラの発生を
防止する。 【解決手段】 センサを用いてトナーエンドからのトナ
ー１０の補給量を求め、所定時間、現像剤を循環させな
がらトナー１０を補給する。すなわち、トナーエンドに
よってトナーカートリッジ等が交換されると、トナー１
０を現像容器内に補給してトナーエンドリカバリ動作を
実施する。ここでは、光反射センサ８またはトナー濃度
センサ（図示せず）におけるトナーエンド停止までで最
後に検知された出力値、または検知値のノイズ変動を除
外するために最後までの検知値の推移から真の最終出力
値、を求めて、それに基づいて決められたトナー量を、
装置固有の循環時間の間補給するように、トナー補給ク
ラッチまたはトナー補給モータを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトナーとキャリアか
らなる２成分現像剤と感光体のトナー付着パターンを検
知するセンサや現像器内のトナー濃度を検知するトナー
濃度センサを用いてトナー補給制御を行う電子写真画像
形成装置、特に機械放置後の現像剤の帯電量の低下、お
よび感光体の露光後電位の変動に起因するトナー補給の
誤作動を解消することができる電子写真画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真を用いた複写機、ファクシミ
リ、プリンタにおいては、帯電された感光体に露光した
静電潜像をトナーとキャリアからなる２成分現像剤を用
いて現像し、トナー像を転写紙に転写して画像を得る方
式が広く用いられている。このような２成分現像剤を用
いた現像方式では消費されるトナーを現像剤中に補給す
る必要がある。この補給量を制御する方法として、現像
容器中のトナー濃度を測定する方法や、テスト用のパタ
ーンを感光体上に作成し光学的に検知する方法等が用い
られている。現像容器へのトナー補給の機構としてトナ
ーボトル等によりその端部からトナーホッパー部へ搬送
しながら補給する方式や、トナーカートリッジから直接
現像容器へトナーを補給する方式等がある。

【０００３】一方、装置に蓄えられたトナーが消費さ
れ、トナーボトルやトナーカートリッジ内のトナーが少
なくなると現像容器内のトナー濃度が低くなり、トナー
エンド状態となる。つづけて装置を使用するにはトナー
ボトルやトナーカートリッジを交換する必要があるが、
トナー濃度が低くなったところへトナーを補給すると、
画像の濃度ムラが発生しやすくなるという問題がある。
特に装置の小型化が求められる結果、現像容器が小さく
なり、特にその長手方向に直交する断面積が小さくなる
と、補給されたトナーの攪拌性が低くなり、トナーエン
ド復帰後の画像濃度ムラが発生しやすくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたものであり、請求項１の発明
は、センサを用いてトナーエンドからのトナー補給量を
求め、所定時間、現像剤を循環させながらトナー補給す
ることで、トナーエンド復帰後の画像濃度ムラの発生を
防止することができるようにすることを目的とするもの
である。

【０００５】請求項２の発明は、トナーエンドからの復
帰動作時、トナー補給クラッチまたはモータのオン／オ
フ時間比率を変化させて補給トナー量を適正化すること
で、より正確にトナーエンド復帰後の画像濃度ムラの発
生を防止することができるようにすることを目的とする
ものである。

【０００６】請求項３の発明は、トナーエンドからの復
帰動作時、通常の動作時よりも速く現像機構を含む系を
駆動することで、復帰までの時間を短くしながら、トナ
ーエンド復帰後の画像濃度ムラの発生を防止することが
できるようにすることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、トナ
ーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、感光体上に
テストパターンの光書き込みを行い、該テストパターン
を現像し、光反射センサによって現像した該テストパタ
ーンの反射率の検知及び／またはトナー濃度センサによ
る現像器内のトナー濃度の検知を行い、該検知した値を
元に現像器へのトナー補給を行う電子写真画像形成装置
において、トナーエンドを前記光反射センサ及び／また
は前記トナー濃度センサにより検知し、トナーエンドか
らの復帰時、該センサによる検知値に基づいて決めたト
ナー量のトナーを、所定の時間に現像部に補給すること
を特徴としたものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記トナーエンドからの復帰時における補給トナー
量は、補給モータまたはクラッチのオン／オフ時間の比
率によって制御することを特徴としたものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２の発
明において、トナーエンドからの復帰時に、通常の動作
よりも速く現像機構を含む系を駆動することを特徴とし
たものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に関わる電子写真複
写装置を示す概略構成図で、図中、１は感光体、２は感
光体１を一様に帯電する帯電装置、３は画像情報を感光
体に静電潜像として記録する半導体レーザーやＬＥＤ等
を光源とする露光装置からの露光、４は感光体の静電潜
像をトナーで顕像化するための現像装置、５は転写紙へ
感光体上のトナー像を転写するための転写装置、６は転
写されずに感光体上に残ったトナーを除去するためのク
リーニング装置、７は感光体上の電荷を除去するための
ＬＥＤ等を光源とする除電光照射装置、８は現像量を検
知するための光センサ、９は帯電チャージャのグリッ
ド、１０はトナー、１１はキャリア、１２は分離爪、１
３はクリーニングブレード、Ｐは転写紙である。

【００１１】機械本体が起動し、感光体１が回転を開始
した後帯電を開始する。このとき感光体１の帯電された
部分が現像装置４に到達した時に現像バイアスを印加し
始める。そして転写紙Ｐの検知により露光装置により画
像露光を開始し、転写紙Ｐが転写装置５へ到達するのに
合わせて転写装置５への電圧印加を開始する。転写紙Ｐ
へ転写されずに感光体１上に残ったトナー１０はクリー
ニング装置６により除去され転写紙Ｐを排出した後、機
械本体を停止する。

【００１２】そして、通常のコピー動作中において、コ
ピー間またはコピー終了後に、数枚間隔でテストパター
ンを感光体１上に露光して、現像し、該パターンの現像
量を光反射センサ８で検知し、その出力を予め設定され
た基準値と比較し、トナー１０の補給装置の駆動、停止
を行い、現像器中にトナー１０の補給を行うことで画像
の安定化を実現している。または、上記光反射センサ８
の代わりに現像容器内のトナー濃度を磁気センサで検知
し、その値を基準値と比較し、トナー補給装置の駆動、
停止を行う方法や、上記光反射センサ及び磁気センサの
両方を備え、磁気センサの基準値を光反射センサの検知
値で補正しながら、トナー補給制御を行う方法もある。

【００１３】図２はトナー搬送の機構について説明する
ための概略図で、図中、２１はセパレータ、２２は搬送
スクリュー、２３は攪拌ローラ、２４はガイド、２５は
ドクタ、２６はパドルローラである。補給されたトナー
は、図２の矢印のようにセパレータ２１により図の右方
向へ搬送され、端部から搬送スクリュー２２を通って図
の左端部まで送られる。一巡するまでの時間はある市販
の機械では３分３０秒かかった。

【００１４】トナーエンド時においては、光反射センサ
８の出力により大きな値が連続で検知される、画像量に
対して光反射センサ８の出力が大きな値へシフトする、
トナー濃度センサの出力で高い値を連続で検知する、ま
たは画像量に対してトナー濃度センサの出力が大きな値
へシフトする、等によりトナーエンドと判断し、ユーザ
に対してトナーボトルやトナーカートリッジの交換を促
すメッセージを表示し、装置の使用を不可にする。

【００１５】トナーカートリッジやトナーボトルが交換
されると、トナーを現像容器内に補給し、トナー濃度を
回復させるトナーエンドリカバリ動作を実施し、再び装
置を使用可能状態にする。ここで、上記のトナーエンド
リカバリ動作は、光反射センサ８またはトナー濃度セン
サのトナーエンド停止までで最後に検知された出力値、
または検知値のノイズ変動を除外するために最後までの
検知値の推移から真の最終出力値、を求めて、それに基
づいて決められたトナー量を、上記装置固有の循環時間
の間補給するように、トナー補給クラッチまたはトナー
補給モータを駆動する。

【００１６】上記のトナー補給量は、図３に示すような
特性から求めることができる。そして、トナー補給クラ
ッチまたはトナー補給モータの駆動オン時間に対する現
像容器への補給量、すなわち補給効率と上記トナー補給
量から、トナー補給クラッチまたはトナー補給モータの
駆動オン時間の合計が決まり、間欠駆動を行う場合、 ［オン時間合計］／［リカバリ時間］＝［オン／オフ時
間比］ となり、例えば１秒周期でこのオン／オフ時間比でトナ
ー補給クラッチまたはトナー補給モータの駆動を行う。

【００１７】図４は光反射センサによる制御における処
理の一例を示すフローチャートである。トナーエンドと
なってトナーカートリッジやトナーボトルを交換する際
には、まずトナーエンド表示が点灯して機械停止後カバ
ーの開閉が行われ（ステップＳ１）、通常の作像タイミ
ングでＯＮされる（ステップＳ２）。そしてトナー補給
クラッチを上記オン／オフ時間比で１秒周期（すなわち
Ｘ秒ＯＮ／１−Ｘ秒ＯＦＦ）で２１０回駆動してセンサ
パターンを作成し（ステップＳ３，Ｓ４）、光反射セン
サ検知を行いその出力値（Ｖｓｐ／Ｖｓｇ）が復帰レベ
ル（Ｖｒｅｓ）に到達しているかどうかを確認する（ス
テップＳ５）。

【００１８】ステップＳ５で出力値が復帰レベルに達し
ていれば、トナーエンドから復帰する。すなわち、通常
のタイミングで停止し（ステップＳ６）、トナーエンド
表示をリセットする（ステップＳ７）。ステップＳ５で
光反射センサ検知出力値が復帰レベルに到達していない
場合は、通常タイミングで停止した後（ステップＳ
８）、トナーカートリッジやトナーボトルが交換されな
かったものとして再度トナーエンドを表示してコピー不
可とし、リカバリ待機状態とする（ステップＳ９）。

【００１９】またトナーエンドリカバリ動作時に、現像
装置、トナー補給装置を含む系の駆動速度を速くするこ
とで、トナーエンドリカバリ動作の所要時間を短縮する
こともできる。現像剤の帯電量が過度に立ち上がらない
範囲で、速く駆動することができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、センサを用い
てトナーエンドからのトナー補給量を求め、所定時間、
現像剤を循環させながらトナー補給することで、トナー
エンド復帰後の画像濃度ムラの発生を防止することがで
きる。

【００２１】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、トナーエンドからの復帰動作時、トナー補給
クラッチまたはモータのオン／オフ時間比率を変化させ
て補給トナー量を適正化することで、より正確にトナー
エンド復帰後の画像濃度ムラの発生を防止することがで
きる。

【００２２】請求項３の発明によれば、請求項１または
２の発明において、トナーエンドからの復帰動作時、通
常の動作時よりも速く現像を含む系を駆動することで、
復帰までの時間を短くしながら、トナーエンド復帰後の
画像濃度ムラの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に関わる電子写真複写装置を示す概略
構成図である。

【図２】 トナー搬送の機構について説明するための概
略図である。

【図３】 本発明によりトナーの補給量を求めるための
特性グラフである。

【図４】 光反射センサによる制御における処理の一例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電装置、３…露光装置からの露光、
４…現像装置、５…転写装置、６…クリーニング装置、
７…除電光照射装置、８…光センサ、９…帯電チャージ
ャのグリッド、１０…トナー、１１…キャリア、１２…
分離爪、１３…クリーニングブレード、Ｐ…転写紙、２
１…セパレータ、２２…搬送スクリュー、２３…攪拌ロ
ーラ、２４…ガイド、２５…ドクタ、２６…パドルロー
ラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアからなる２成分現像剤
   を用い、感光体上にテストパターンの光書き込みを行
   い、該テストパターンを現像し、光反射センサによって
   現像した該テストパターンの反射率の検知及び／または
   トナー濃度センサによる現像器内のトナー濃度の検知を
   行い、該検知した値を元に現像器へのトナー補給を行う
   電子写真画像形成装置において、トナーエンドを前記光
   反射センサ及び／または前記トナー濃度センサにより検
   知し、トナーエンドからの復帰時、該センサによる検知
   値に基づいて決めたトナー量のトナーを、所定の時間に
   現像部に補給することを特徴とする電子写真画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子写真画像形成装置
   において、前記トナーエンドからの復帰時における補給
   トナー量は、補給モータまたはクラッチのオン／オフ時
   間の比率によって制御することを特徴とする電子写真画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電子写真画像
   形成装置において、トナーエンドからの復帰時に、通常
   の動作よりも速く現像機構を含む系を駆動することを特
   徴とする電子写真画像形成装置。