JP2637740B2

JP2637740B2 - 画像形成装置における現像装置のトナー補給制御方法

Info

Publication number: JP2637740B2
Application number: JP62219570A
Authority: JP
Inventors: 富美雄多田; 純一高松
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1987-09-01
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPS6461775A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、現像容器内へのトナー補給を制御するため
のトナー補給制御方法に関するものである。

（従来技術）一般に、２成分系の現像剤が使用される現像装置にお
いて、その現像容器内へのトナー補給の制御を行う場
合、この現像容器内のトナー濃度を検出する必要があ
る。このようなトナー濃度を検出するための手段、いわ
ゆるトナーコントロールセンサとして、現像剤の透磁率
を検出する透磁率センサが広く用いられている。

ところが、このような透磁率によるトナー濃度の検出
は、現像剤の湿度による影響を受け易く、第６図に示さ
れるように、現像剤の濃度は一定であっても、湿度が上
昇するとセンサの出力は上昇してしまう不都合がある。

そこで従来は、装置内に湿度センサを設け、この湿度
センサの検出値に基づいてトナー補給制御の補正を行う
ようにする方法が提案されている（例えば特開昭57−11
6370号公報参照）。このような方法によれば、画像形成
装置が使用される時の湿度が変化しても、その湿度に応
じたトナー補給制御を行うことが可能となる。

具体的に、このようなトナー補給の制御方法として
は、上記トナーコントロールセンサの検出値に対し、湿
度センサの検出値に対応する補正値を加え、この値を予
め設定された基準値と比較し、その結果によってトナー
補給の判断を行う方法が挙げられる。上記基準値は、現
像剤交換直後の所定期間に、上記トナーコントロールセ
ンサおよび湿度センサの検出値をサンプリングし、実際
のトナー補給制御時と同様に、上記トナーコントロール
センサの検出値に対し、湿度センサの検出値に対応する
補正値を加えたものを基準値として設定するのが一般的
である。

ところが、一般に交換直前の現像剤は適度の湿度を有
しており、画像形成装置の湿度と同じとは限らないの
で、このような現像剤が供給されてから画像形成装置内
の雰囲気になじむまでの間は、湿度センサにより検出さ
れる現像容器内の湿度が極端に高いかあるいは低い場合
でも、実際の現像剤の湿度は適切な湿度に近い状態とな
っている。すなわち、この場合には湿度センサの検出値
と実際の現像剤の湿度との間に食違いが生じており、上
記方法のように通常制御時と同様の補正値を加えたもの
を基準値として設定すると、過剰な補正が加えられた基
準値が設定されることになる。そして、このように適切
でない基準値が設定されると、後のトナー補給制御時に
おいて的確なトナー補給制御を行うことができず、トナ
ー過剰あるいはトナー不足といった不都合が生じてしま
う。

（発明の目的）本発明は上記事情に鑑み、現像剤交換後において基準
値を的確に設定することができ、これによってトナー補
給の適切な制御を行うことができる画像形成装置におけ
る現像装置のトナー補給制御方法を提供することを目的
とする。

（発明の構成）本発明は、現像装置における現像容器内の現像剤のト
ナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、上記現像容
器の環境湿度を検出する湿度検出手段と、上記現像容器
内にトナーを補給するトナー補給手段とを備え、トナー
使用期間において、上記トナー濃度検出手段の検出値に
上記湿度検出手段の検出値に対応して定まる判定側補正
値であって上記環境湿度が所定値のときを基準とした判
定側補正値を加えた判定値を基準値と比較することによ
ってトナー補給を行うようにした画像形成装置における
現像装置のトナー補給制御方法であって、上記基準値
は、新しい現像剤の交換後から所定期間内に上記湿度検
出手段の検出値をサンプリングし、上記所定期間終了
後、上記サンプリングした湿度検出手段の検出値に対応
して定まる基準側補正値であって上記環境湿度が上記所
定値のときを基準とし、かつ補正割合が上記判定側補正
値の補正割合よりも小さく設定された基準側補正値を加
味した値に設定されるようにしたものである。

このような方法によれば、現像剤交換後の所定期間に
おいて、トナー使用期間におけるトナー補給の可否判断
の基準値を設定することが可能となり、しかも、現像剤
交換後の基準値が過剰な補正値を加えた値に設定される
ようなことがなくなる。

（実施例）本発明方法が実施される画像形成装置の一例を第１図
に基づいて説明する。

同図において、１は静電複写機本体であり、この本体
１の上面には、コンタクトガラス２を備えた原稿載置板
３が水平方向に移動自在に配設されている。同じ本体１
の一側部には、転写紙が収容された転写紙カセット4,5
が装着されており、他側部には、複写が行なわれた転写
紙が排出される排紙トレイ６が装着されている。

本体１の内部には、感光体ドラム７と、その周辺機器
として主帯電装置８、現像装置９、転写装置10、分離装
置11、クリーニング装置12等が配設されており、本体１
の上部には、露光ランプ13、ミラー14,15,17、およびレ
ンズ16により構成される光学系Ｌが設けられている。

転写紙の搬送機構としては、その搬送方向に順次、給
紙ローラ18,19、搬送ローラ対20,21,22、搬送ベルト2
3、定着ローラ24、および排紙ローラ対25が配設されて
いる。

上記現像装置９は、現像容器26およびトナーホッパ27
を有し、その連通部分には、トナーホッパ27内のトナー
を現像容器26内に補給するための補給ローラ28が設けら
れている。この補給ローラ28は、トナー補給用モータ29
（後記第２図）に連結されており、これら補給ローラ28
およびトナー補給用モータ29により、トナー補給手段が
構成されている。

上記トナーホッパ27の上部には、トナーカートリッジ
30が着脱自在に取付けられており、このトナーカートリ
ッジ30の交換により、トナーホッパ27内へのトナーの補
給が行われる。これに対し現像容器26内には、現像ロー
ラ31および撹拌ローラ32が設けられるとともに、この現
像容器26内における現像剤の透磁率を検出するトナーコ
ントロールセンサ（透磁率検出手段）33が設けられてい
る。この現像容器26内の現像剤は、所定間隔をおいてメ
ンテナンス時にサービスマン等により新しいものと交換
されるようになっている。

上記感光体ドラム７の周辺領域において現像装置９に
近接する位置には、複写機内の湿度を検知する湿度セン
サ（湿度検出手段）34が設けられており、この湿度セン
サ34および上記トナーコントロールセンサ33の検出信号
は、第２図に示されるように、A/D変換器35を介して、
複写機内に備えられたCPU36に入力されるようになって
いる。CPU36は、これらの検出信号に基づき、インタフ
ェイス37を介してトナー補給用モータ29に駆動信号を出
力し、トナー補給の制御を行う。

このCPU36の行うトナー補給の制御動作を、第３図お
よび第４図のフローチャートに基づいて説明する。

第３図は、トナー補給の制御を行うにあたり、その基
準値となる値を設定するためのルーチンを示したもので
ある。現像容器26内の現像剤は、交換されるものによっ
て特性が若干異なるので、交換の度に制御のための基準
値を設定しなければならない。そこでこの装置では、現
像剤を交換した直後の所定期間に、上記湿度センサ34お
よびトナーコントロールセンサ33の出力値をサンプリン
グし、これによって基準値を設定するようにしている。

まず、サービスマン等により現像容器26内の現像剤が
交換された後、この現像剤をなじませるためにエージン
グ（予備撹拌）を開始するとともに、トナーコントロー
ルセンサ33および湿度センサ34の出力値をサンプリング
する（ステップS₁）。そして、１分が経過した後（ステ
ップS₂でYES）、現像剤のエージングを終了するととも
に、トナーコントロールセンサ33の出力値の平均を算出
し（ステップS₃）、この平均値より、基準値の基本とな
る値ｃを算出する（ステップS₄）。

この基本値ｃの算出は次のようにして行う。当実施例
では、トナー補給の判断はトナー濃度（現像剤中のトナ
ーの比率）3.5％の値を境界として行われるが、サービ
スマン等により交換される新しい現像剤のトナー濃度は
4.5％であるため、このような現像剤の交換直後に算出
した上記平均値を、そのまま、実際のトナー補給制御に
用いる基本値ｃとして設定することは不適当である。ま
た、交換した直後の現像剤のトナー濃度を実際に3.5％
にしてその時のセンサ出力を測定することは不可能に近
い。

そこでこの装置では、予め実験により、第７図に示さ
れるようなトナー濃度と実際のトナーコントロールセン
サ33の出力値との関係を求めておき、このグラフから、
トナー濃度が3.5％および4.5％のときの実際のトナーコ
ントロールセンサ33の出力値Ｖ_3.5およびＶ_4.5を求め、
その差（Ｖ_3.5−Ｖ_4.5）を上記平均値に加えた値を基本
値ｃとして設定するようにしている。すなわち、トナー
濃度が約4.5％の状態において測定した平均値に、実験
によって求められた値（Ｖ_3.5−Ｖ_4.5）を加えることに
より、この値をトナー濃度3.5％で行われる実際のトナ
ー補給制御の基本値ｃとして用いるようにしている。

また、このようなトナーコントロールセンサセンサ33
の出力値と同様にして、湿度センサ34の出力値の平均値
ｈも算出する（ステップS₅）。そして、この平均値ｈに
基づき、第５図に示されるグラフを利用して、上記基本
値ｃの補正を行う。この第５図の直線51は、基準値設定
時における補正を行なうための第１の補正値を示し、直
線52は通常制御時における補正を行うための第２の補正
値を示している。従って、この基準値設定の段階におい
ては、第５図に示される直線51から基準値設定時におけ
る第１の補正値f₁（ｈ）を算出し、この第１の補正値f₁
（ｈ）を上記基本値ｃに加えたもをのをｓとして設定す
る（ステップS₆）。

この第１の補正値は、現像剤のエージングを行なう時
間や、現像容器26内に補充する前の新しい現像剤の湿度
等によって一義的に定められ、第５図の実線51に示され
るように、同じ湿度（湿度センサ34の出力値）に関し、
その絶対値が、後に記すトナー補給制御時における第２
の補正値（直線52）の絶対値よりも小さくなっている。

つまり、この基準値設定時においては現像剤がなじん
でいないので、画像形成装置内の湿度を検出する湿度セ
ンサ34の出力値と、現像容器26内に補給された新しい現
像剤の実際の湿度との食い違いを考慮し、上記基本値ｃ
に対して過度の補正がなされないように、第１の補正値
が設定されている。

つまり、第２の補正値（直線52）は、上記のようにト
ナー使用期間の通常制御時における各環境湿度でのトナ
ー濃度の検出値を補正するためのものであって、環境湿
度が絶対湿度で0.0105Kg/Kg′のとき（相対湿度では、
例えば、65％RH20℃のとき）を基準にしたものである。
また、第１の補正値（直線51）は、上記のように現像剤
交換後の基準値を設定する際の各環境湿度でのトナー濃
度の検出値を補正するためのものであって、上記通常制
御時と同様に環境湿度が絶対湿度で0.0105Kg/Kg′のと
きを基準にしたもので、上述したように、過度の補正が
なされないように、その補正割合が通常制御時に用いら
れる第２の補正値の補正割合よりも小さく設定されたも
のである。

このように第１の補正値の補正割合が第２の補正値の
補正割合よりも小さく設定されるのは、上述したよう
に、湿度検出手段により検出される環境湿度と、交換時
における新しい現像剤の実際の湿度（通常、65％RH20℃
付近の値を呈する。）とに食い違いがあるため、エージ
ング後の現像剤の湿度が、湿度検出手段により検出され
る環境湿度とは異なる湿度であって、エージング時間等
によって決まる、環境湿度と現像剤の交換時の湿度との
間の値になるからである。

以上のようにして基準値ｓの設定が行われると、第４
図に示されるような実際のトナー補給制御が行われる。

同図において、まず、トナーコントロールセンサ33の
出力値をサンプリングし（ステップS₇）、このようにし
て数回サンプリングしたデータを累積的に平均化し、平
均値ｍを算出する（ステップS₈）。次に、同様にして湿
度センサ34の出力値をサンプリングし（ステップS₉）、
このサンプリングしたデータを累積的に平均化し、平均
値ｈを算出する（ステップS₁₀）。

この平均値ｈに基づき、第５図の直線52から通常制御
用の第２の補正値f₂（ｈ）を算出し、この第２の補正値
f₂（ｈ）を上記平均値ｍに加えた判定値（ｍ＋f
₂（ｈ））と、上記要領で設定された基準値ｓとを比較
する（ステップS₁₁）。そして、この判定値（ｍ＋f
₂（ｈ））が基準値ｓ以下の場合にはトナー補給モータ2
9を駆動せず（ステップS₁₂）、基準値ｓよりも大きな場
合にトナー補給モータ29を駆動するようにする（ステッ
プS₁₃）。

以上のようにこのトナー補給制御方法によれば、湿度
センサ34の出力値に基づき、通常の制御時には、トナー
コントロールセンサ33の出力値に対し従来と同様の第２
の補正値を加えるが、現像剤交換時の基準値の設定の際
には、上記第２の補正値とは別の基準値設定用の第１の
補正値を加味するようにしているので、交換直後の実際
の現像剤の湿度が適切な値に近いにも拘らず湿度センサ
34の出力値が非常に低い値か高い値になっている場合に
も、過度の補正が加えられることがなく、よって常に的
確な基準値が得られ、ひいては適切なトナー補給を行う
ことができる。

なお、この実施例では現像容器26内の現像剤のみを交
換する場合について示しているが、現像剤の交換の際
に、現像装置全体を交換するような構成のものにおいて
も、本発明方法は適用することができる。

また、本発明において湿度センサ34を設ける位置は特
に制限されないが、複写機本体１内において、なるべく
現像装置９に近接する位置に設けることが望ましい。

（発明の効果）以上のように本発明は、現像剤交換後における基準値
の設定に際し、新しい現像剤の交換後から所定期間内に
湿度検出手段の検出値をサンプリングし、上記所定期間
終了後、上記サンプリングした湿度検出手段の検出値に
対応して定まる補正値であって補正割合がトナー補給を
行うか否かの判定値に対する補正値の補正割合よりも小
さくなるように設定された補正値を加味するようにした
ので、従来のように基準値として過剰な補正値を加えた
値に設定されることがなくなる結果常に的確な基準値を
設定することが可能となり、ひいては適切なトナー補給
を行わせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が実施される画像形成装置の内部構
造図、第２図は同装置における制御回路の構成図、第３
図および第４図は同方法による制御フローチャート、第
５図は本発明方法においてトナー補給制御の補正を行う
ための通常制御時補正曲線および基準値設定時補正曲線
を示したグラフ、第６図は実際の透磁率センサの出力値
と絶対湿度との関係を示すグラフ、第７図は実際の透磁
率センサの出力値とトナー濃度との関係を示すグラフで
ある。１……複写機（画像形成装置）本体、９……現像装置、
26……現像容器、27……トナーホッパ、28……補給ロー
ラ（トナー補給手段）、29……トナー補給用モータ（ト
ナー補給手段）、33……トナーコントロールセンサ（透
磁率センサ）、34……湿度センサ、36……CPU。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像装置における現像容器内の現像剤のト
ナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、上記現像容
器の環境湿度を検出する湿度検出手段と、上記現像容器
内にトナーを補給するトナー補給手段とを備え、トナー
使用期間において、上記トナー濃度検出手段の検出値に
上記湿度検出手段の検出値に対応して定まる判定側補正
値であって上記環境湿度が所定値のときを基準とした判
定側補正値を加えた判定値を基準値と比較することによ
ってトナー補給を行うようにした画像形成装置における
現像装置のトナー補給制御方法であって、上記基準値
は、新しい現像剤の交換後から所定期間内に上記湿度検
出手段の検出値をサンプリングし、上記所定期間終了
後、上記サンプリングした湿度検出手段の検出値に対応
して定まる基準側補正値であって上記環境湿度が上記所
定値のときを基準とし、かつ補正割合が上記判定側補正
値の補正割合よりも小さく設定された基準側補正値を加
味した値に設定されることを特徴とする画像形成装置に
おける現像装置のトナー補給制御方法。