JP3442056B2 - トナー濃度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。特に、こ
の発明は、トナーと磁性体であるキャリアとを有する２
成分現像剤を用いる方式の現像装置を有し、日本工業規
格Ａ列０番（Ａ０）やＡ列１番（Ａ１）などの大きな用
紙に画像を形成することができる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、複写機においては、均一に帯
電された感光体表面を露光することによってこの感光体
表面に静電潜像が形成され、静電潜像がトナーによって
現像されて可視のトナー像となり、トナー像が用紙上に
転写されることによって出力画像が得られる。トナーに
よる静電潜像の現像は、感光体の表面にトナーを静電的
に付着させる現像装置によって行われる。２成分現像剤
を用いる方式では、現像装置は、現像槽、現像槽へトナ
ーを供給するためのホッパ、および現像槽内のトナー濃
度を検知するトナーセンサを備えている。現像槽内に
は、キャリアおよびトナーが存在するが、現像が繰り返
されると、現像槽内のキャリアの量は変化せずトナーの
量が減少する。トナーセンサで検出されたトナー濃度に
基づいて、減少した量のトナーはホッパから供給され、
現像槽内のトナーとキャリアとの比は、常にほぼ一定に
保たれるように制御される。

【０００３】トナーセンサは、たとえば、キャリア濃度
に比例する出力電圧を発生する。すなわち、トナー濃度
が低くなるほど、トナーセンサの出力電圧は高くなる。
ここで、標準のトナー濃度（適正な画像形成を行うこと
ができるトナー濃度）に対応する出力電圧を２Ｖとす
る。トナーセンサの出力電圧は、複写機に備えられたコ
ントローラに与えられる。トナーの消費によりトナー濃
度が変動すると、コントローラは、トナーセンサの出力
電圧が２Ｖを維持するように、ホッパから現像槽へのト
ナーの供給を制御する。

【０００４】ホッパから現像槽へのトナーの供給速度
は、出力画像の濃度が薄い場合を基準に設定されてい
る。通常の原稿（黒い部分の面積比が６％程度）を複写
するときは、複写開始後、トナーは徐々に消費されるの
で、それを補うようにトナーを補給してトナーセンサの
出力電圧（以下、単に「出力電圧」という）を２Ｖ近傍
に維持することが可能である。また、ホッパ内にトナー
がなくなると、トナー濃度は減少する一方なので、出力
電圧は徐々に上昇して３Ｖに至る。すると、複写動作は
停止され、念のため、ホッパから現像槽へトナーの供給
動作が開始される。トナーの供給動作は、３分間継続し
て終了する。その後、出力電圧が３Ｖのままであれば、
ホッパ内にトナーがなくなったものと判断され（ホッパ
エンプティを検知）、ホッパにトナーを補充するよう促
す旨が、画像形成装置の上面などに備えられた表示器に
表示され、トナーの補充待ちの状態になる。

【０００５】一方、３分間のトナーの供給動作終了後、
出力電圧が２Ｖまで降下していれば、トナー濃度は標準
の値に戻ったと判断され、複写動作を再開させるか、ま
たは、複写待機状態となる。しかし、濃い原稿のときは
そうはならない。図７は、従来のトナー濃度制御装置に
より、濃度が濃い画像を形成する場合のトナーセンサの
出力電圧の変化を示す図である。

【０００６】たとえば、黒い部分が多い高濃度の原稿を
複写する際は、複写開始後、トナーは急激に消費される
ので、出力電圧は通常の制御では２Ｖを保てず、急激に
上昇して３Ｖを越える。そこで、出力電圧が３Ｖになる
と、複写動作は一旦中止され、ホッパから現像槽へトナ
ーの供給動作が開始される。ホッパ内にトナーが存在す
る場合は、トナーの供給に伴い出力電圧が下がる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、トナーの供
給時間は一律に一定の時間（たとえば３分）と定められ
ているので、トナー供給終了後のトナー濃度は、標準の
濃度にまで回復しないこともある。このような場合、ホ
ッパ内にトナーが残っていたとしてもトナーがなくなっ
たものと判断され、たとえば、ホッパにトナーを補充す
るよう促す旨が表示器に表示（誤表示）され、トナーの
補充待ちの状態になる。

【０００８】誤表示をなくすためには、トナーを供給す
る時間を長く（たとえば６分）すればよいが、実際にホ
ッパ内にトナーがなくなっていた場合でも、長い時間ト
ナー供給動作が終了するのを待ってからでなければ、ホ
ッパにトナーを補充することができない。特に出力画像
のサイズが大きい大型の画像形成装置においては、高濃
度の出力画像を形成した際、トナーは急激に消費される
ので、このような問題が顕著に発生する。

【０００９】そこで、この発明の目的は、出力画像の濃
度を問わず、現像槽内のトナー濃度を適正に調節するこ
とができるトナー濃度制御装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ホッパ内にトナーがなくなった
とき、画像形成を再開できるようになるまでの待ち時間
が短いトナー濃度制御装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
課題を解決するための請求項１記載の発明は、画像形成
期間中、トナーセンサの出力が正常値である第１レベル
を保つように、ホッパから現像槽へのトナー補給量を制
御する濃度維持制御手段と、上記トナーセンサの出力が
上記第１レベルよりも高い第２レベルを超えたとき、画
像形成動作を中止し、第１時間の間、上記ホッパから上
記現像槽へトナーを供給するトナー供給制御手段と、上
記第１時間の間のトナー供給中に、上記トナーセンサの
出力が一度でも上記第２レベル以下になったときは、上
記第１時間終了後、さらに所定時間、上記ホッパから上
記現像槽へのトナー供給を継続する継続供給手段と、を
有することを特徴とするトナー濃度制御装置である。

【００１１】トナーセンサは、たとえば、キャリア濃度
に比例した出力電圧を発生するものであってもよい。す
なわち、トナー濃度が低くなるほど、トナーセンサの出
力電圧は高くなるものとすることができる。トナーセン
サの出力の第１レベルは、標準のトナー濃度（適正な画
像形成を行うことができるトナー濃度）に対応するもの
とすることができる。この発明によれば、画像形成を行
うことにより現像槽内のトナーが消費されると、濃度維
持制御手段によりトナーセンサの出力が第１レベルを維
持するように、すなわち、トナー濃度が標準の値に維持
されるように制御される。

【００１２】出力画像の濃度が濃く、トナーが急激に消
費される場合、ホッパから現像槽へのトナーの補給がト
ナーの消費に追いつかず、トナー濃度は減少してトナー
センサの出力は第２レベルを超える。すると、トナー供
給制御手段は、画像形成動作を中止し、第１の時間ホッ
パから現像槽へトナーを供給する。その際、トナーセン
サの出力が監視され、一度でもトナーセンサの出力が第
２レベル以下になったときは、継続供給手段は、第１時
間終了後、さらに所定時間、ホッパから現像槽へトナー
の供給を継続する。

【００１３】第１時間トナーの供給を行っている際に、
一度でもトナーセンサの出力が第２レベル以下になった
場合は、トナー濃度が回復に向かっていると判断するこ
とができる。すなわち、ホッパ内にトナーが残っている
にもかかわらず、第１の時間トナーを供給したのではト
ナー濃度が標準の値に回復しなかったことが示唆され
る。したがって、このような場合、第１時間終了後、さ
らにトナーの継続供給を行うことにより、トナー濃度が
標準の値に回復することが期待される。

【００１４】すなわち、このようなトナー濃度制御装置
は、出力画像の濃度を問わず、現像槽内のトナー濃度を
適正に調節することができる。また、第１時間トナーの
供給を行っている際に、一度もトナーセンサの出力が第
２レベル以下にならなかった場合は、トナー濃度が回復
に向かっているとは判断されず、トナーの継続供給は行
われない。このとき、ホッパにトナーを補充するよう促
す旨を表示するようにしてもよい。すなわち、ホッパ内
にトナーが残っていなかった場合は、長時間待たなくて
も、トナーの補充を行い画像形成を再開することができ
る。

【００１５】第１の時間および所定時間は任意に設定す
ることができ、両者は同じであってもよい。トナーの最
初の供給と継続供給とは、続けて行ってもよい。請求項
２記載の発明は、画像形成期間中、トナーセンサの出力
が正常値である第１レベルを保つように、ホッパから現
像槽へのトナー補給量を制御する濃度維持制御手段と、
上記トナーセンサの出力が上記第１レベルよりも高い第
２レベルを超えたとき、画像形成動作を中止し、第１時
間の間、上記ホッパから上記現像槽へトナーを供給する
トナー供給制御手段と、上記第１時間の間のトナー供給
中に、上記トナーセンサの出力のレベル低下の割合を検
出し、低下割合が一定の割合以上であれば、上記第１時
間終了後、所定時間、上記ホッパから上記現像槽へのト
ナー供給を継続する継続供給手段と、を有することを特
徴とするトナー濃度制御装置である。

【００１６】第１時間トナーの供給を行っている際に、
トナーセンサの出力のレベル低下が一定の割合以上であ
れば、トナー濃度が回復に向かっていると判断すること
ができる。したがって、このようなトナー濃度制御装置
は、請求項１記載のトナー濃度制御装置と同様の効果を
奏する。請求項３記載の発明は、上記継続供給手段は、
所定時間の継続供給中にも、上記トナーセンサの出力、
またはレベル低下割合を検出し、この出力またはレベル
低下割合が所定の条件を満たしたことに基づいて、さら
に所定時間、トナー供給を継続するものであることを特
徴とする請求項１または２記載のトナー濃度制御装置で
ある。

【００１７】所定時間のトナーの継続供給中に、トナー
センサの出力が、たとえば、一度でも第１レベルと第２
レベルとの間に設定される第３レベル以下になった場合
や、レベルの低下が一定割合以上であれば、トナー濃度
が回復に向かっていると判断することができる。このよ
うな場合、１回のトナーの継続供給でトナー濃度が標準
の値に回復しなかった場合でも、さらにトナーの継続供
給を行うことにより、トナー濃度が標準の値に戻ること
が期待できる。

【００１８】すなわち、この発明によれば、ホッパ内に
トナーが存在している限り、トナー濃度が標準の値に回
復するまで、トナーの継続供給が繰り返される。したが
って、このようなトナー濃度制御装置によれば、現像槽
内のトナー濃度を確実に適正な値にすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下では、添付図面を参照して、
本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、
本発明に係るトナー濃度制御装置が採用された複写機全
体の構成を示す図解的な断面図である。この複写機１
は、日本工業規格Ａ列０番（Ａ０）やＡ列１番（Ａ１）
などの大きな用紙に画像を形成することができる幅広機
である。

【００２０】複写機１は、ロール紙またはカット紙を収
容するための用紙収容部２、用紙を画像形成機構５へと
給紙するための搬送機構３、原稿を搬送する原稿搬送機
構４０、原稿搬送機構４０により原稿読取り位置に搬送
された原稿を読取るための光学系４、光学系４から与え
られる光に基づいて画像を形成しその画像を用紙に転写
するための画像形成機構５、および用紙に転写された画
像を定着するための定着装置６などを備えている。

【００２１】画像形成機構５の中央には、その表面に静
電潜像やトナー像を形成するための感光体ドラム７が配
置されている。感光体ドラム７のまわりには、図１にお
いて反時計回りに、感光体ドラム７の表面を一様に帯電
させるためのメインチャージャ８、光学系４により読み
取った原稿の画像情報に基づき感光体ドラム７表面を露
光させ、静電潜像を形成するための露光装置１２、感光
体ドラム７にトナーを供給し、静電潜像をトナー像にす
るための現像装置９、用紙にトナー像を転写するための
転写用チャージャ１０、および感光体ドラム７の表面に
残るトナーを除去するためのクリーニングユニット１１
が以上の順で配置されている。

【００２２】複写機１の上面には、操作に関する情報な
どを表示することができる表示器（図示せず）が備えら
れている。図２は、上記複写機１の現像装置９の図解的
な断面図である。以下、図２を参照して現像装置９の構
造および動作を説明する。現像装置９は、トナーと磁性
体であるキャリアとを有する２成分現像剤によって、感
光体ドラム７に形成された静電潜像をトナー像に現像す
るためのユニットである。現像装置９は、現像槽２０、
現像槽２０の上方に配置され現像槽２０へ供給するトナ
ーを収容するホッパ２７などを備えている。

【００２３】現像槽２０の底部には、軸のまわりにスパ
イラル状の羽根と軸に垂直な向きの羽根とを備えてなる
攪拌パドル２１が配置されている。攪拌パドル２１の後
方（矢印Ｂ方向）には、軸のまわりにスパイラル状の羽
根を備えてなる搬送羽根２２が配置されている。搬送羽
根２２の後方（矢印Ｂ方向）の現像槽２０の壁面には、
トナーセンサ２５が、検知面Ｄを搬送羽根２２の方を向
けて取り付けられている。

【００２４】トナーセンサ２５は、搬送羽根２２の作用
によってその前面を流動して通過する現像剤の透磁率
（大部分キャリアによる）を検知し、トナー濃度に対応
する出力電圧を発生する。標準のトナー濃度（適正な画
像形成を行うことができるトナー濃度）に対応する出力
電圧は２Ｖであり、トナーが減少し画像形成を停止して
トナーの供給を行うべきトナー濃度に対応する出力電圧
は３Ｖである。すなわち、このトナーセンサ２５は、ト
ナー濃度が低くなるほど出力電圧が高くなる。

【００２５】攪拌パドル２１の前方（矢印Ａ方向）上方
には、円筒状の供給ローラ２３が配置されている。供給
ローラ２３は、現像槽２０外の感光体ドラム７（図２に
二点鎖線で示す。）と平行に密接して配置されている。
供給ローラ２３は回転可能な筒状のスリーブを備えてお
り、その内部に装置に対する相対位置が固定された磁石
を備えている。供給ローラ２３の後方（矢印Ｂ方向）上
方には、非磁性の材料、たとえばアルミニウムからなる
規制板２４が配置されている。規制板２４は、平板状の
規制部２４ａと、規制部２４ａの後方（矢印Ｂ方向）に
位置し底部が断面形状で上に凸な山形である仕切部２４
ｂとを備えている。規制部２４ａは、供給ローラ２３上
方に供給ローラ２３の周面と一定の間隔を保って配置さ
れている。仕切部２４ｂは、攪拌パドル２１と供給ロー
ラ２３との上方で、これらをまたぐ位置に配置されてい
る。攪拌パドル２１の上方で、攪拌パドル２１と規制板
２４との間には、案内板２６が配置されている。案内板
２６は、搬送羽根２２がある方向に向かって下がるよう
に傾斜している。

【００２６】ホッパ２７の内部には、トナーを解砕する
ための解砕羽根３０が備えられている。ホッパ２７の下
部は幅が狭くなっており、下端に開口部を有している。
その開口部を塞ぐようにホッパローラ２８が配置されて
いる。ホッパローラ２８は、回転することにより、ホッ
パ２０内のトナーを現像槽２０に供給する。トナーセン
サ２５の出力は、コントローラ２９に入力される。コン
トローラ２９は、ホッパローラ２８の駆動を制御する。
また、コントローラ２９は、複写機１の複写動作に関係
する各ユニットなどを制御する。

【００２７】図３は、図２の現像装置９の現像槽２０、
搬送羽根２２、トナーセンサ２５、攪拌パドル２１、お
よび供給ローラ２３の配置を示す図解的な平面図であ
る。トナーセンサ２５は、現像槽２０の長手方向の中央
部付近に取り付けられている。すなわち、現像槽９の両
側端面からトナー濃度センサ２５までの距離Ｌ１とＬ２
とはほぼ等しい。この複写機１は、幅広機であるため、
搬送羽根２２、攪拌パドル２１、および供給ローラ２３
の長さは、１ｍ程度である。これらは、お互いに一定の
間隔を保って平行に配置されている。

【００２８】以下、図２および図３を参照して、現像装
置９の機能について説明する。現像装置９駆動時には、
現像剤は攪拌パドル２１および搬送羽根２２により攪拌
される。現像装置９駆動時、現像剤は搬送羽根２２およ
び攪拌パドル２１の回転により、それぞれの軸に沿った
方向に搬送され、一方の端部で搬送羽根２２から攪拌パ
ドル２１の方へ移動し、他方の端部で攪拌パドル２１か
ら搬送羽根２２の方へ移動し循環する。

【００２９】攪拌パドル２１からは、供給ローラ２３の
方へ現像剤の一部が供給される。磁性体であるキャリア
が供給ローラ２３の磁場により引き寄せられることで、
現像剤は供給ローラ２３の周面に付着される。供給ロー
ラ２３は、内部の磁石が装置に対する相対位置を保った
まま、攪拌パドル２１から供給された現像剤を供給ロー
ラ２３の周面に沿って上方に運ぶ向きにスリーブが回転
する。供給ローラ２３の周面に付着した現像剤は規制板
２４の規制部２４ａにより擦り切られて、所定の付着量
を超えないように規制される。

【００３０】攪拌パドル２１から供給ローラ２３への現
像剤の供給は、攪拌パドル２１および供給ローラ２３軸
方向のほぼ全域にわたって起こる。したがって、このよ
うな幅広機の場合、たとえば、黒の面積比が大きい原稿
（いわゆる黒ベタ原稿）を複写し、濃度の濃い画像を出
力すると、現像槽２０内のトナーは急激に消費される。
擦り切られて供給ローラ２３から離れた現像剤は、規制
板２４の規制部２４ａによりせき止められ、仕切部２４
ｂに沿って進行方向を変えられ、案内板２６の上へ導か
れる。現像剤は、案内板２６の上を流れ搬送羽根２２に
向かって落下する。搬送羽根２２の部分に戻された現像
剤は、再度搬送羽根２２と攪拌パドル２１との間を循環
し、一部が供給ローラ２３の方へ供給される。

【００３１】現像剤中のトナーが感光体ドラム７で消費
され、現像剤中のトナー濃度が減少すると、トナーセン
サ２５は対応した電圧を出力する。コントローラ２９
は、この出力電圧に基づいて、現像剤中のトナー濃度が
一定に保たれるように、ホッパローラ２８を制御してホ
ッパ２７から現像槽２０へとトナーを供給する。感光体
ドラム７でのトナーの消費、およびホッパ２７からのト
ナーの供給により、局所的なトナー濃度のむらができる
が、トナーが搬送羽根２２と攪拌パドル２１との間を循
環する間に均一化される。したがって、現像槽２０内に
局所的なトナー濃度の変化が生じ、トナーセンサ２５に
よりその変化が充分反映されたトナー濃度が検知される
までに、一定の時間を要する。トナー濃度の消費が急激
であるほど、この時間は長くなる。

【００３２】図４は、本発明の一実施形態に係るトナー
濃度制御装置によるトナー濃度制御方法を示すフローチ
ャートである。複写が開始され、トナー濃度が減少する
ことに対応して、トナーセンサ２５の出力電圧（以下、
単に「出力電圧」という）が上がり始める。出力電圧が
２Ｖを越えたと判定される（ステップＳ１）と、コント
ローラ２９は出力電圧が２Ｖを維持するように、ホッパ
ローラ２８を間欠駆動させてホッパ２７から現像槽２０
へトナーを供給する（ステップＳ２）。

【００３３】出力画像の濃度が濃く、トナーが急激に消
費される場合、ホッパ２７から現像槽２０へのトナーの
補給がトナーの消費に追いつかず、トナー濃度は減少し
てトナーセンサ２５の出力は上昇する。トナーセンサ２
５の出力電圧が３Ｖを越えたと判定される（ステップＳ
３）と、所定濃度の出力画像が得られないおそれがある
ため、複写動作が停止される（ステップＳ４）。そし
て、コントローラ２９はホッパローラ２８が連続駆動す
るよう制御して、トナーをホッパ２７から現像槽２０へ
と連続的に供給するように動作させる。また、出力電圧
が一度でも３Ｖ以下になったか否かを表す３Ｖフラグに
０が代入される（ステップＳ５）。続いて、トナー供給
開始後の経過時間がリセットされて計測が開始される
（ステップＳ６）。

【００３４】そして、経過時間が３分を超えたか否かが
判定され（ステップＳ７）、３分を超えていなければ、
出力電圧が３Ｖ以下であるか否かが判定される（ステッ
プＳ８）。出力電圧が３Ｖ以下でなければ、再びステッ
プＳ７に戻り、経過時間が３分を超えたか否かが判定さ
れる。ステップＳ８で、出力電圧が３Ｖ以下であれば、
３Ｖフラグに１が代入された（ステップＳ９）後、ステ
ップＳ７に戻る。ステップＳ７で、経過時間が３分を超
えていれば、３Ｖフラグが１であるか否かの判定が行わ
れる（ステップＳ１０）。３Ｖフラグが１でなければ、
トナーの供給動作によって明瞭にトナー濃度が上昇しな
かったことが示唆される。なぜなら、トナーの供給動作
の前後で、出力電圧はいずれも３Ｖを越えており、出力
電圧が明瞭に低下したとは判断されないからである。こ
の場合、ホッパ２７内にトナーが残っていないものと判
断される。その場合、トナーの供給動作を停止（ステッ
プＳ１４）、すなわち、コントローラ２９はホッパロー
ラ２８を停止させ、ホッパ２７にトナーを補充するよう
促す旨を表示器に表示させる（ステップＳ１５）。

【００３５】出力画像の濃度が濃い場合は、複写開始
後、トナーは急激に消費される。したがって、複写動作
が停止されたとき（ステップＳ４）には、現像槽２０内
の平均的なトナー濃度は、出力電圧が３Ｖに相当する濃
度を下回っており、出力電圧は、複写動作停止（ステッ
プＳ４）後もしばらく上昇する。このため、３分間のト
ナーの供給ではトナー濃度を標準の値に回復できないこ
とがある。ステップＳ１０で、３Ｖフラグが１であれ
ば、トナーの供給動作によってトナー濃度が上昇したこ
とを意味するので、トナーの継続供給によりさらにトナ
ー濃度が高くなることが期待される。そこで、トナーの
継続供給動作を３分間行う（ステップＳ１１）。すなわ
ち、トナーの供給時間が合計６分に延長される。その
後、トナーの継続供給動作を終了（ホッパローラ２８を
停止）する（ステップＳ１２）。ステップＳ４で複写動
作を停止したときに、複写の途中であった場合は、その
後、複写機１はその複写動作を再開する。複写の途中で
なければ、複写待機状態とする（ステップＳ１３）。

【００３６】以上のトナー濃度制御方法によれば、トナ
ーの供給を一律に一定時間行って終了するのではなく、
ホッパ２７内にトナーが存在する場合は、必要によりト
ナーの供給時間が延長される。これにより、トナー濃度
が標準の値に回復することが期待できる。すなわち、こ
のトナー濃度制御装置によれば、出力画像の濃度を問わ
ず、現像槽２０内のトナー濃度を適正に調節することが
できる。また、ホッパ２７内にトナーが残っていなかっ
た場合は、長時間待たなくても、トナーの補充を行い、
画像形成を再開することができる。

【００３７】一般に、出力電圧は波打ちながら変化し、
現像槽２０内のトナー量の変化がなくなってから出力電
圧が一定値に落ち着くまでに一定の時間がかかる。この
発明によれば、必ずしもトナーの供給が終了した時点
で、トナーセンサ２５の出力が３Ｖ以下になっていなく
ても、トナー濃度が回復した兆候を捉えることができ
る。図５は、本発明の他の実施形態に係るトナー濃度制
御装置によるトナー濃度制御方法を示すフローチャート
である。

【００３８】複写が開始され、出力電圧が２Ｖを越えた
と判定される（ステップＴ１）と、コントローラ２９は
出力電圧が２Ｖを維持するように、ホッパローラ２８を
間欠駆動させてホッパ２７から現像槽２０へトナーを供
給する（ステップＴ２）。出力画像の濃度が濃く、トナ
ーが急激に消費される場合、ホッパ２７から現像槽２０
へのトナーの補給がトナーの消費に追いつかず、トナー
濃度は減少してトナーセンサ２５の出力は上昇する。ト
ナーセンサ２５の出力電圧が３Ｖを越えたと判定される
（ステップＴ３）と、複写動作が停止される（ステップ
Ｔ４）。そして、トナー供給開始時の出力電圧Ｖ１に、
現在の出力電圧が代入され（ステップＴ５）、コントロ
ーラ２９はホッパローラ２８を制御して、３分間トナー
をホッパ２７から現像槽２０へと連続的に供給するよう
に動作させる（ステップＴ６）。３分が経過すると、ト
ナー供給終了時の出力電圧Ｖ２に、現在の出力電圧が代
入される（ステップＴ７）。

【００３９】次に、出力電圧が２Ｖ未満であるか否かが
判定される（ステップＴ８）。出力電圧が２Ｖ未満であ
れば、トナー濃度が標準の値に回復しているということ
なので、複写動作を再開するか、または、複写待機状態
にする（ステップＴ１１）。ステップＴ８で、出力電圧
が２Ｖ以上であれば、トナー濃度が標準の値に回復して
いないことになる。この場合、トナー供給開始時の出力
電圧Ｖ１とトナー供給終了時の出力電圧Ｖ２との差が、
０．１Ｖより大きいか否かが判定される（ステップＴ
９）。すなわち、出力電圧が一定の割合以上で低下して
いるか否かが判定される。この差が０．１Ｖ以下であれ
ば、トナー濃度が標準の値に向かって明瞭に回復してい
ないので、ホッパ２７にトナーがなくなっていると判断
される。この場合、それ以上トナーの供給は行わず、コ
ントローラ２９はホッパ２７にトナーを補充するよう促
す旨を表示器に表示させる（ステップＴ１０）。

【００４０】ステップＴ９で、トナー供給開始時の出力
電圧Ｖ１とトナー供給終了時の出力電圧Ｖ２との差が、
０．１Ｖより大きいければ、トナー濃度が標準の値に向
かって明瞭に回復しつつあることが示唆される。すなわ
ち、ホッパ２７にトナーがあるにもかかわらず、ステッ
プＴ６のトナーの供給ではトナー濃度が標準の値に回復
しなかったと判断される。その場合、ステップＴ５に戻
り、再度のトナーの供給動作（ステップＴ６）を行い、
出力電圧が２Ｖ未満であるか否かの判定（ステップＴ
８）や、トナー供給開始時の出力電圧Ｖ１とトナー供給
終了時の出力電圧Ｖ２との差が、０．１Ｖより大きいか
否かの判定（ステップＴ９）が行われる。

【００４１】図６は、図５のトナー濃度制御方法によ
り、濃度が濃い画像を形成する場合のトナーセンサ２５
の出力電圧の変化を示す図である。このトナー濃度制御
方法によれば、１回の継続供給でトナー濃度が標準の値
に回復しなかった場合でも、ステップＴ９の判定によ
り、ホッパ２７内にトナーが存在する場合は、再度継続
供給（ステップＴ６）が行われる。同様にして、トナー
濃度が標準の値に回復するまで継続供給動作（ステップ
Ｔ６）が繰り返される。したがって、ホッパ２７内にト
ナーが残っているにもかかわらず、トナーの補充待ちの
状態になることはない。すなわち、このようなトナー濃
度制御装置によれば、現像槽２０内のトナー濃度を確実
に適正な値にすることができる。

【００４２】ホッパ２５内にトナーがなくなったか否か
は、継続供給が行われるたびに判断される（ステップＴ
９）ので、継続供給中にトナーがなくなった場合でも、
トナーの供給動作を終了することができる。以上の実施
形態では、トナーの供給時間および継続供給時間は、す
べて３分としているが、これらは任意に設定することが
できる。ホッパ２７内にトナーが残っているか否かの判
定は、出力電圧が、画像形成動作中において、単位時間
あたりに一定幅以上３Ｖに近づいたか否かに基づいて行
うこととしてもよい。画像形成動作中、出力電圧が充分
大きい幅で３Ｖに近づいていれば、現像槽２０でトナー
が急激に消費されていることが示唆される。その場合、
出力電圧が３Ｖに達し、画像形成動作が停止されたとき
には、現像槽２０内のトナー濃度は、出力電圧が３Ｖに
相当する濃度を下回っている。したがって、３分間トナ
ーを供給しても、トナー濃度は標準の値に回復しないこ
とが予想される。上記の判定方法によれば、このような
場合、トナーの供給が終了した後、トナーの継続供給を
行うこととすることができる。

【００４３】濃度の濃い画像の出力は、濃度の濃い原稿
について通常の複写をする場合以外に、濃度の薄い原稿
を白黒反転複写する場合なども含まれる。その他、特許
請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施す
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトナー濃度制御装置が採用された
複写機全体の構成を示す図解的な断面図である。

【図２】図１の複写機の現像装置の図解的な断面図であ
る。

【図３】図２の現像装置の現像槽、搬送羽根、トナーセ
ンサ、攪拌パドル、および供給ローラの配置を示す図解
的な平面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係るトナー濃度制御装置
によるトナー濃度制御方法を示すフローチャートであ
る。

【図５】本発明の他の実施形態に係るトナー濃度制御装
置によるトナー濃度制御方法を示すフローチャートであ
る。

【図６】図５のフローチャートに示すトナー濃度制御方
法により、濃度が濃い画像を形成する場合のトナーセン
サの出力電圧の変化を示す図である。

【図７】従来のトナー濃度制御装置により、濃度が濃い
画像を形成する場合のトナーセンサの出力電圧の変化を
示す図である。

【符号の説明】

１ 複写機 ９ 現像装置 ２０ 現像槽 ２５ トナーセンサ ２７ ホッパ ２９ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−34568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成期間中、トナーセンサの出力が正
   常値である第１レベルを保つように、ホッパから現像槽
   へのトナー補給量を制御する濃度維持制御手段と、 上記トナーセンサの出力が上記第１レベルよりも高い第
   ２レベルを超えたとき、画像形成動作を中止し、第１時
   間の間、上記ホッパから上記現像槽へトナーを供給する
   トナー供給制御手段と、 上記第１時間の間のトナー供給中に、上記トナーセンサ
   の出力が一度でも上記第２レベル以下になったときは、
   上記第１時間終了後、さらに所定時間、上記ホッパから
   上記現像槽へのトナー供給を継続する継続供給手段と、
   を有することを特徴とするトナー濃度制御装置。
2. 【請求項２】画像形成期間中、トナーセンサの出力が正
   常値である第１レベルを保つように、ホッパから現像槽
   へのトナー補給量を制御する濃度維持制御手段と、 上記トナーセンサの出力が上記第１レベルよりも高い第
   ２レベルを超えたとき、画像形成動作を中止し、第１時
   間の間、上記ホッパから上記現像槽へトナーを供給する
   トナー供給制御手段と、 上記第１時間の間のトナー供給中に、上記トナーセンサ
   の出力のレベル低下の割合を検出し、低下割合が一定の
   割合以上であれば、上記第１時間終了後、所定時間、上
   記ホッパから上記現像槽へのトナー供給を継続する継続
   供給手段と、を有することを特徴とするトナー濃度制御
   装置。
3. 【請求項３】上記継続供給手段は、所定時間の継続供給
   中にも、上記トナーセンサの出力、またはレベル低下割
   合を検出し、この出力またはレベル低下割合が所定の条
   件を満たしたことに基づいて、さらに所定時間、トナー
   供給を継続するものであることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のトナー濃度制御装置。