JP3444315B2 - トナー濃度制御装置 - Google Patents

トナー濃度制御装置

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JP3444315B2 JP04679795A JP4679795A JP3444315B2 JP 3444315 B2 JP3444315 B2 JP 3444315B2 JP 04679795 A JP04679795 A JP 04679795A JP 4679795 A JP4679795 A JP 4679795A JP 3444315 B2 JP3444315 B2 JP 3444315B2
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真吾 森
高志 永島
博幸 濱川
謹彰 宮本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁性キャリアと非磁性ト
ナーとから成る現像剤を用いて感光体表面の電気的潜像
を現像する現像器及びそれに用いるトナー濃度制御装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の現像器のトナー濃度の
判定は透磁率センサによって検出されたトナーとキャリ
アの混合割合の検出値を予め設定した基準値と比較し、
その比較結果によって行なっている。透磁率センサでは
トナー濃度が低くなればセンサ出力は高くなり、逆にト
ナー濃度が高くなれば低くなる。従って、センサ出力が
前記基準値よりも高くなれば、トナーを補給してトナー
濃度を一定になるように制御する。
【0003】ところで、電源投入時には現像器内の現像
剤の体積が小さくなっていて密度が高く、同じトナー濃
度であってもセンサの出力が高く出てしまうことが知ら
れている。従って、この場合にはセンサの出力を、その
まま基準値と比較して使用すると、トナーが過剰に補給
されてトナー濃度が高くなってしまうという問題があっ
た。
【0004】この問題を解決するために電源投入時に基
準値を、いったん高いレベルに設定し、そこから順次段
階的に下げていくという方法が採られる。このようにす
ると、電源投入時におけるトナー濃度設定制御の誤動作
が一応防止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、現像器とともに感光体ドラムや定着ローラ等を
安定化させるエージング動作において行なわれるため、
そのエージング終了時点で現像剤の撹拌が充分でない
と、上記基準レベルを所定値に至らしめることができな
い。エージング動作の終了は定着温度が所定値に達した
ところで終了するのが普通であるからである。従って、
この状態でコピー又はプリントのための現像を行なう
と、エージング終了時点の基準レベルを所定値としてト
ナー濃度制御が行なわれることになり、誤ったトナー濃
度制御を行なってしまう。そして、これによってトナー
が過剰に補給されると、トナー濃度が異常に高くなっ
て、トナー飛散や画像にカブリ等が生じる。
【0006】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、電源投入後のコピー動作において、正しいト
ナー濃度制御を行ないうるようにしたトナー濃度制御装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、磁性キャリアと非磁性トナーとから成る
現像剤を撹拌する撹拌手段を有する現像器が電源投入時
に安定状態を得るためにエージング動作を行なうように
なっており、前記エージング動作の後に行なわれる現像
時に前記現像器のトナー濃度を検出して、そのトナー濃
度が低いときトナーを補給するようにしたトナー濃度制
御装置において、現像時間を測る現像時間計測手段と制
御手段とを備え、前記制御手段は前記トナー濃度の検出
出力を比較する基準レベルを所定値から前記エージン
グ終了時のトナー濃度センサの出力値に一旦シフトさせ
た後、前記現像時間計測手段の出力に基いて所定の現像
時間ごとに前記基準レベルを段階的に変えていって前記
所定値へ戻すように制御するようにしている。
【0008】
【0009】
【作用】このような構成によると、エージング終了時点
で現像剤の充分な撹拌が達成されていない場合であって
も、その後における実際のコピー動作時に基準レベルが
本来の所定値に至るまで段階的に変えられる。
【0010】
【0011】
【0012】
【実施例】以下、本発明に係る装置を電子複写機に適用
した実施例について図面を参照しながら説明する。図1
は電子複写機の構成を模式的に示している。この図にお
いて、1は静電潜像担持体としての感光体ドラムであっ
て、このドラム1はアルミニウム等の金属材料製ドラム
基体の表面にセレン系の感光体材料を蒸着してなる感光
体層を形成したもので、図上時計回り方向に定速度で回
転するように構成されている。
【0013】このドラム1の周辺にはその回転方向(移
動方向)に沿って帯電部A、露光部B、現像部C、転写
部D、分離部E、クリーニング部F、除電部Gがその順
序で配設されている。
【0014】帯電部Aには一対の帯電チャージャー2が
隣合って配設されている。各帯電チャージャー2は、い
ずれもドラム1の軸心に向かい、且つ、該ドラム表面と
近接対向して配置してあり、それぞれドラム1との対向
面が開口し、且つ、ドラム軸心方向に平行に配置された
シールドケース2a内に、タングステン細線からなるメ
インワイヤ2bをその長さ方向に沿って張設するととも
に、シールドケース2aの開口面に導電性の部材で複数
の開口を有する電極としてのグリッド電極2cを配設し
たものである。
【0015】各メインワイヤ2bは通常4〜6kV程度の
高電圧が印加されるようになっている。帯電チャージャ
ー2に高電圧が印加されると、コロナ放電が発生しドラ
ム表面に電荷が付与される。このようにして帯電された
ときのドラム1の表面電位は通常1000V程度である。
【0016】ドラム1の帯電された表面部分は、該ドラ
ム1が回転して露光部Bに至ると、図外の光学系を通じ
て原稿画像の反射光L1が該ドラム表面部分に照射され
ることにより、露光が施される。この場合、露光を受け
た部分のみ、その表面電位が露光量に対応して光減衰し
て低くなり、その結果、静電潜像が形成される。
【0017】ドラム回転方向における現像部Cの直前に
は、表面電位計4が配設されている。この表面電位計4
の計測値は現像部Cに至ったときのドラム表面の帯電電
位を目標値とするのに利用する。なお、帯電部Aで帯電
されたドラム表面は現像部Cに至る間に暗減衰するた
め、現像部到達時の表面電位は820V程度まで低下してい
る。即ち、現像部Cにおけるドラム表面電位は820V程度
必要であり、帯電部Aでは暗減衰を見込んだ電位(1000
V)になるように帯電チャージャー2に印加する電圧を設
定している。換言すれば、現像部C到達時のドラム表面
の表面電位を目標値である820Vとするには電位セン
サ4の部位で表面電位は850Vの計測値が必要とな
る。よって、この計測値が850Vとなるように帯電部
Aの帯電電位が設定され、それが1000Vである。
【0018】5は表面電位計4に隣接して配設された画
像消去用のブランクランプであって、LED列により構
成されており、画像領域を特定する等の目的のために静
電潜像の一部分を消したいような場合に、所要のLED
を選択的に点灯することによって、該点灯したLEDに
照射された静電潜像部分を光減衰させることにより消去
するものである。
【0019】現像部Cには現像器6と、該現像器6にト
ナーを供給するトナーホッパ7とが配設されている。こ
の構成ではトナーホッパ7に収容されたトナーがスポン
ジローラ8を介して現像器6内へ所要量、投入され、こ
の現像器6内で非磁性トナーと磁性キャリア(鉄粉)と
が撹拌ローラ9により撹拌され、現像マグネットローラ
10の表面にキャリアに保持されたトナーを現出する。
そして、ドラム1の静電潜像形成部分が現像部Cに至る
と、現像マグネットローラ10を介して現像器6のトナ
ーがその静電潜像に応じてドラム表面に電着され、これ
によって顕像であるトナー像が形成される。
【0020】転写部Dには転写チャージャー11が配設
されており、ドラム1が転写部Dに至ると、給紙部の給
紙ローラ対12を通して用紙Pがドラム表面上に給紙さ
れ、転写チャージャー11にトナーとは逆極性の電圧が
印加され、ドラム表面のトナー像が用紙Pに転写され
る。また、分離部Eには分離チャージャー13が配設さ
れており、該分離チャージャー13からドラム表面に交
流電界が投じられることによってドラム1と用紙Pとの
吸引状態が解除され、転写済用紙Pがドラム1から分離
される。
【0021】クリーニング部Fにはクリーニング装置1
4が配設されている。このクリーニング装置14はドラ
ム表面を摺擦することにより、ドラム表面のトナー等の
付着物を除去するもので、ドラム表面に残留したトナー
はクリーニング部Fに至って、クリーニング装置14に
より払拭作用を受ける。さらに、次の除電部Gでは除電
ランプ15の除電光L2がドラム表面に照射されること
により、該ドラム1の表面電位が光減衰し電荷が除去さ
れる。
【0022】この後、ドラム1は帯電部Aに戻り、次の
複写動作に備えられる。また、連続複写に設定したとき
は上記した複写プロセスが任意に設定した回数だけ繰り
返し実行される。
【0023】次に、図2は上記現像器6を取り出して示
している。同図において、16は混合スパイラル、17
はトナー濃度センサである。このトナー濃度センサ17
は透磁率型のセンサとなっている。18は仕切り板、1
9は穂切り板である。
【0024】前記トナー濃度センサ17の出力はトナー
濃度が低い場合は高く、トナー濃度が高い場合は低くな
る。この出力はA/D変換器でディジタル値に変換され
た後、図3に示すようにマイクロコンピュータから成る
制御部30で処理され、トナー補給ローラ8を駆動する
トナー補給モータ37の制御に使用される。このとき、
制御部30は前記センサ17の出力を基準レベルと比較
し、センサ出力が基準レベルより高い場合は、トナー補
給モータ37を駆動してトナーホッパ7からトナーを現
像器6へ供給する。制御部30は前記比較を演算によっ
て行なうが、その構成をイメージ的に示したのが、図4
である。ここで、38は比較器を表わしている。
【0025】制御部30は現像駆動モータ36の制御も
行なう。この場合、モータ36の動力は現像器内の撹拌
パドル9、現像マグネットローラ10、混合スパイラル
ローラ16の回転に用いられる以外に感光体ドラム1や
定着ローラ(図示せず)の回転にも用いられる。
【0026】制御部30はCPU31、カウンタ(タイ
マ)32、メモリ33等を備えている。操作部34はコ
ピー釦等の入力キー40や表示部41を有している。こ
の操作部34はCPUやメモリを有していて、操作部3
4で設定された若しくは保持されている情報の授受を制
御部30との間で行なう。
【0027】トナー濃度制御のための基準レベルも操作
部側でメモリに記憶されているが、電源ON時に制御部
30内のメモリ33へ転送される。操作部34のコピー
キーが操作されると、その情報を受けて制御部30のメ
モリ33のコピーフラグが立つ。
【0028】35は温度センサであって、複写機内のス
ペースのうち機内の温度の影響を受けないスペースに設
置される。従って、この温度センサは電子複写機が置か
れる環境温度を検知することになる。この温度センサ3
5の検知出力は電源投入時に制御部30内のメモリ33
に初期温度として記憶される。39は環境湿度を検出す
る湿度センサであり、温度センサ35と同様なスペース
に設置される。この湿度センサ39の出力も電源投入時
に初期湿度として制御部30へ取り込まれる。
【0029】電源が投入されたとき、電子複写機をコピ
ー可能状態(安定状態)にするためにエージング動作が
行なわれる。このエージング動作では、パドル9、ロー
ラ10、16が回転するとともにドラム1や定着ローラ
も回転し、定着ローラの加熱ローラが所定の定着温度に
なると、エージング動作が終わり、その間、回転してい
た上記のドラム等の回転体は全て停止する。
【0030】このコピーレディ状態で、コピーキーが押
されると、ドラム1や定着ローラが回転するとともに、
前記現像器内のマグネットローラ10、パドル9、スパ
イラルローラ16も回転する。これらの回転はそのコピ
ー動作が終了するまで行なわれる。
【0031】前記電源投入後のエージングは図5におい
てt=0〜t0の期間に行なわれる。図5はトナー濃度
センサの出力を示し、横軸は時間である。図6はコピー
動作期間W1〜W8を示している。図5、図6において、
t=0で電源が投入され、t=0からt=t0までは電
源投入時のエージング動作期間である。
【0032】t0でエージングが終了した時点で基準レ
ベルは本来のVCからV1にシフトされる。コピー動作中
は現像器6も動作する。トータルのコピー時間(従っ
て、現像時間)が(t1−t0)時間以内であれば、基準
レベルはV1のままである。この時間はコピー期間W1
2、W3の積算に対応する。従って、W3のコピが終了
するまではV1であるが、W4のコピーに入ると、基準電
圧はV2となり、(t2−t1)時間の間はV2のままであ
る。
【0033】この(t2−t1)時間はW4、W5、W6
7のコピー時間を積算したものに対応する。従って、
4からW7のコピーでは基準レベルはV2であるが、次
のW8のコピーでは基準レベルはV3になる。順次、この
ようにしてトータルのコピー時間(現像時間)に応じて
基準レベルが段階的に下がっていき、本来の基準電圧V
Cに戻る。コピー時間(従って現像時間)の計測は制御
部30内のカウンタ(タイマ)32によって行なわれ
る。
【0034】上記の如く、本実施例においては、基準レ
ベルが確実にVCに戻り、それ以降の動作において、こ
の本来の基準レベルVCに基いてトナー濃度制御がなさ
れる。また、VCに戻るまでの間のトナー濃度制御も現
像剤の状態に応じた適正な基準レベルに基いて行なわれ
るので、トナー飛散や画像のカブリ等が生じない。
【0035】尚、この図5、図6に示す制御は後述する
図7の実施例にも示すように温度センサ35の検出温度
Tが所定値T0を超えている場合にのみ行なう。その理
由は特開平4−269778号公報に述べられている通
りである。しかし、この先後技術では、温度センサによ
って現像剤の温度を検出し、その検出温度によって制御
しているが、本実施例では上述したように環境温度を検
出し、その環境温度によって制御するようにしている。
【0036】現像剤の収縮や膨らみは環境温度によっ
て、より大きな影響を受ける。現像剤自体は撹拌等によ
り熱が発生するので、環境温度を正確に知ることができ
ない。尚、温度センサ35の出力の代わりに湿度センサ
39の出力を使って湿度が所定値以上の場合にのみ図
5、図6の動作を行なうようにしてもよい。
【0037】図7は本実施例のフローチャートを示して
いる。制御部30は、まずステップ#5で操作部34か
ら電源スイッチONの情報を受けると、ステップ#10
で温度センサ35による温度を取り込んでメモリ33に
初期温度(環境温度)として記憶する。そして、ステッ
プ#15でエージングを開始する。これによって現像駆
動モータ36がONされる。
【0038】次に、ステップ#20で機械(電子複写
機)が安定し、コピー動作が可能になったか否か判定す
る。この判定は主として定着部43(図1参照)の温
度、即ち、定着部43の加熱ローラ42の温度を検出す
るセンサ44の出力に基いて行なわれる。コピー動作が
可能な状態になると、ステップ#25へ進んでカウンタ
32をt=t0にリセットし、且つスタートさせる。
【0039】続いてステップ#30で環境温度Tが所定
の値T0より高いか否か判定する。T≦T0の場合は先に
も述べたように図5、図6の制御を行なう必要がないの
で、ステップ#55へ進んで基準レベル(フローチャー
トでは基準レベルを全てトナコン制御値と表現してい
る)を本来の基準レベルVCに設定する。T>T0のとき
は、ステップ#35〜#50で、現在コピー時間(現像
時間)がどれ位になっているかを判定し、その時間に応
じた基準電圧をステップ#60〜#75で設定する。
【0040】ステップ#80と#85は設定された基準
レベルに対しトナー濃度センサの出力が大きいか否かに
よりトナー補給をしたり、しなかったりするステップで
ある。ステップ#90では、コピー動作中か否か判定
し、コピー動作中であればステップ#30へ戻る。コピ
ー動作中でなければ、ステップ#100へ進んで現像剤
駆動モータ36をOFFするとともに、カウンタ32を
停止する。
【0041】続いて、ステップ#105でコピースター
ト指示がなされるのを待ち、その指示があると、ステッ
プ#110で現像駆動モータ36をONするとともにカ
ウンタ32をスタートさせる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源投入時のエージング終了時点で現像剤の充分な撹拌が
達成されていない場合であっても、その後における実際
のコピー動作時に基準レベルが本来の所定値に至るまで
段階的に変えられるので、トナーが過剰に補給されるこ
とがなく、従ってトナー飛散や画像にカブリ等が生じな
いという効果がある。
【0043】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のトナー濃度制御装置を搭載した電子複
写機の要部模式図。
【図2】その現像器の模式図。
【図3】本発明を実施したトナー濃度制御装置の制御系
ブロック図。
【図4】その一部のイメージ図。
【図5】その動作の説明図。
【図6】同じく動作の説明図。
【図7】同じく動作のフローチャート。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 6 現像器 9 撹拌パドル 10 現像マグネットローラ 16 混合スパイラルローラ 30 制御部 32 カウンタ 35 温度センサ 36 現像駆動モータ 39 湿度センサ
フロントページの続き (72)発明者 濱川 博幸 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田 工業株式会社内 (72)発明者 宮本 謹彰 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田 工業株式会社内 (72)発明者 相川 行浩 大阪市中央区玉造1丁目2番28号 三田 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−269778(JP,A) 特開 平2−259787(JP,A) 特開 平4−329562(JP,A) 特開 平1−222279(JP,A) 特開 平6−282166(JP,A) 特開 昭63−71871(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性キャリアと非磁性トナーとから成る
    現像剤を撹拌する撹拌手段を有する現像器が電源投入時
    に安定状態を得るためにエージング動作を行なうように
    なっており、前記エージング動作の後に行なわれる現像
    時に前記現像器のトナー濃度を検出して、そのトナー濃
    度が低いときトナーを補給するようにしたトナー濃度制
    御装置において、 現像時間を測る現像時間計測手段と制御手段とを備え、
    前記制御手段は前記トナー濃度の検出出力を比較する基
    準レベルを所定値から前記エージング終了時のトナー
    濃度センサの出力値に一旦シフトさせた後、前記現像時
    間計測手段の出力に基いて所定の現像時間ごとに前記基
    準レベルを段階的に変えていって前記所定値へ戻すよう
    に制御することを特徴とするトナー濃度制御装置。
  2. 【請求項2】 前記現像時間は現像駆動モータのON時
    間であることを特徴とする請求項1に記載のトナー濃度
    制御装置。
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