JPH02220082A - トナー濃度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾式電子写真や静電記録方式の記録装置に使
用される現像装置における。現像剤のトナー濃度制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の現像装置に使用される現像剤の代表的なものと
して磁性（鉄粉）キャリヤとトナーの二成分混合物とか
らなるものがある。この現像剤は像形成する毎にトナー
が消費されるためトナー濃度が減少するので、トナーを
逐次補給しなければならない。そのために、現像装置中
のトナー濃度を正確に検出することが必要となる。この
トナー濃度の検出方法として、現像剤中に設置しＩ；検
出コイルのインダクタンスの変化率を測定する方法があ
る（特公昭６３−２８３０５、特開昭５８−５５９５２
　”）。

一方、現像剤中のトナー濃度を制御する場合、トナー濃
度が一定範囲内になることも要求される。

そのためにトナー濃度検出は信頼性が高いことが要求さ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、現像装置内のトナー濃度を撹・拝して全体的均
一なトナー濃度を検出する位置にトナー濃度センサを設
けたトナー濃度制御装置において、現像スリーブ付近で
トナーが消費されることによリトナー濃度が低下した部
分の現像剤とホッパから補給されるトナーとが均一に撹
拌されるまでに時間を要する。そのため、トナー濃度セ
ンサから検出されるトナー濃度データは現像装置内にお
ける実際のトナー濃度を検出していないことになる。

従来の上記構成にトナー濃度制御装置は逐次正確な目標
のトナー濃度に制御できない傾向があった。

本発明の目的は、トナー濃度を検出してトナー濃度を標
準値に制御する信号を発生するものであり、特にトナー
消費量を予測し、トナー補給量に補正をかけることによ
り現像剤の濃度の追随性を良くし良好な画像を得るトナ
ー濃度制御装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、現像装置内の磁性キャリヤとトナーとから
なる二成分系の現像剤のトナー濃度を透磁率の変化とし
て検出し、該透磁率の変化を電圧に変換するトナー濃度
センサからの比較結果によりトナー補給を行うトナー補
給手段を備えるトナー濃度制御装置において、原稿の黒
化面積率を検出する黒化面積率検出手段と、前記黒化面
積率検出手段から出力されｔ；黒化面積率に基づいて前
記トナー濃度センサからの検出電圧に補正をする補正手
段とを設けトナー補給量を制御したことを特徴とするト
ナー濃度制御装置によって達成される。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例のトナー濃度制御装置のブロ
ック図とこれを適用する現像装置を示したもので、トナ
ー濃度制御装置はトナー濃度センサ７、ドライバ回路１
２、メモリ２３、制御回路２４及び光学系２０、受光素
子２１及びＥＥ処理部２２とから構成され原稿の黒化面
積率を検出する黒化面積率検出手段とから構成される。

また、１は感光体ドラム、２はホッパ３と現像槽４とを
一体成型した現像装置である。

ホッパ３はトナーを補給部３Ａに搬送するトナー搬送部
５と、補給部３Ａに設けられ回転してトナーを現像槽４
に落下させる補給ローラ６とを有する。

現像槽４は現像スリーブ８と主撹拌部材９と補助撹拌部
材ｌＯとを設けている。

現像槽４内の２成分現像剤は主撹拌部材９及び補助撹拌
部材１０により撹拌され、主撹拌部材９の回転とともに
、現像スリーブ８の周囲に搬送される。現像スリーブ８
は矢印方向に給送されて行く。

このとき感光体ドラムｌ上の静電潜像が顕像化される。

現像剤は、現像後に、現像スリーブ８表面より剥離し主
撹拌側の現像剤と交換され掻き落とされ、主撹拌部材９
により補助撹拌部材１０の位置する方に搬送されて主撹
拌部材９と補助撹拌部材ｌＯとにより撹拌される。

本実施例における黒化面積率検出手段は、光学系２０、
受光素子２１及びＥＥ処理部２２とからなるＥＥ機構で
ある。受光素子２１はプラテンガラス上の原稿の一部例
えば縦７０ｍｎ、横１００ｍｍからの反射光を光学系２
０を介して反射光量を１ライン毎に受光する。ＥＥ処理
部２２は受光素子２１で受光された反射光の光量をサン
プリングし、このサンプリングされた反射光量である反
射光量データを１つ１つ判断基準と照らし合わせ、これ
ら反射光量データのヒストグラムを求める。ＥＥ処理部
２２は前記ヒストグラムから黒字部分の面積を算出して
原稿全体の面積に対する前記黒字部分の面積である黒化
面積率を求める。ＥＥｆｉ理部２２は黒化面積率を示す
電圧である黒化面積率データを制御回路２４に送出する
。第３図にＥＥセンサつまりＥＥ９＆理部からの検出電
圧及び黒化面積率と反射光量との対応関係を示すグラフ
であり、ＥＥ処理部からの検出電圧から原稿の黒化面積
率が一義的に求められる。

トナー濃度センサ７は本実施例では現像槽４内の補助撹
拌部材１０の後方に設けられている。このトナー濃度セ
ンナは、■−様な流れで密度が一定な層流である場であ
ること、■現像槽４内全体のトナー重量％の代表値とし
て示すことのできる場であること、■還流でないことつ
まり入れ換わりがある場であること等の条件を満たす位
置に設けることが必要である。小型・小容積の現像装置
では上記■〜■の条件を満たす場所として、現像槽４内
の側壁にトナー濃度センサを設置することとなる。これ
により現像槽４内全体のトナー重量％を高精度で検出可
能となる。また、トナー濃度センサ７は磁性キャリヤと
トナーとからなる現像剤中のトナー濃度を透磁率の変化
として検出し、該透磁率の変化を電圧に変換して出力し
、このアナログ信号である検出電圧をＡ／Ｄ変換してデ
ジタル信号であるトナー濃度データを送出する。

ドライバ回路１２は制御回路２４からの補給指令信号に
基づいて補給ローラ６を駆動するモータＭを駆動させる
駆動信号を送出する。

メモリ２３は標準的黒化面積率を示す基準黒化面積率デ
ータＮ、と第１の基準電圧データｖ１及び第２の基準電
圧データＶ、とを記憶する。そして、制御回路２２から
の読出指令信号により基準原稿濃度レベルデータＮｕ、
第１の基準電圧データＶＩ及び第２の基準電圧データＶ
、を出力する。

制御回路２４はＡ／Ｄ変換されてトナー濃度センサ側か
ら送出されるトナー濃度データを所定時間内に二度読み
込みその平均値である平均濃度データＶｓを算出する平
均濃度データ算出手段と前記平均濃度データ算出手段か
らの平均濃度データＶｓに前記黒化率検出手段からの黒
化面積率データｖｂにより補正された補正濃度データＶ
ｃを算出する補正手段と、前記補正手段からの補正濃度
データＶｃとｆｓｌの基準電圧データＶ、あるいは第２
の基準電圧データＶ、とを比較する比較手段とを備える
。

第２図は本実施例のトナー濃度制御装置の制御動作を示
すフローチャートである。

図面に基づいて本実施例のトナー濃度制御装置のトナー
濃度制御動作について説明する。

コピーボタンが押されるとプラテンガラス上の原稿の一
部例えば縦７０＋ｎ＋ｓ　、横１００ｍｍからの反射光
を光学系２０を介して受光素子２１で受光する。次にＥ
Ｅ処理部２２は受光素子２１で受光される反射光量をサ
ンプリングしてこれらサンプリングされた反射光量を１
つ１つ判断基準と照らし合わされてヒストグラムを求め
る。ＥＥ処理部２２はこのヒストグラムから黒字部分の
面積を算出して更に黒字部分の面積に対する原稿全体の
面積である黒化面積率を算出する。この悪化面積率から
トナー消費量を予測することができる。そこでＥＥ処理
郁２２は黒化率を示す電圧である黒化面積率データＮｓ
を制御回路２４に送出する（Ｓｌ）。制御回路２４は図
示しない内蔵のレジスタに黒化面積率データＮｓを保持
する。

一方、制御回路２４では平均濃度データ算出手段でトナ
ー濃度センサ７から送出されるＡ／Ｄ変換されたトナー
濃度データを２度読む込み、トナー濃度データの平均濃
度データＶｓを算出する（Ｓ２）。そして制御回路２４
は読出司令信号を送出してメモリ２３から基準黒化面積
率データＮ０を読み出す。補正手段では前記平均濃度デ
ータ算出手段からの平均濃度データＶｓに前記黒化面積
率検出手段からの黒化面積率データＮｓにより補正され
た【補正濃度データＶｃ＝（平均濃度データＶｓ＋α（
基準黒化面積率データＮｏ−黒化面積率データＮ５））
ここでαは定数である。］を算出する（Ｓ３）。これに
より、現像槽４内の平均化されたトナー濃度に近似する
ように補正される。次に制御回路２４は比較手段で補正
手段からの補正濃度データＶｃと第１の基準電圧データ
ｖ１とを比較する（Ｓ４）。そして補正濃度データＶｃ
が第１の基準濃度データｖｌを下回ったならば補給モー
ドＩで下記の補給動作が行われる（Ｓ５）。つまり、補
正濃度データＶｓが仮に１．８Ｖであると制御回路２４
はドライバ回路１２に補給司令信号を送出する。ドライ
バ回路１２はモータＭを駆動して補給ローラ６を駆動す
る。このとき補給ローラ６は１６００ｍ５間だけ回転し
てホッパ３の補給部３Ａから１６０ｍｇのトナーを現像
槽４に補給する（Ｓ５）。

一方前記補正濃度データＶｃが第１の基準電圧Ｖ１を下
回るとこの補正濃度データＶｃを第２の基準電ＥＥｖｚ
と比較する（　Ｓ６）、そしてこの補正濃度データＶｃ
が第２の基準電圧を下回ったならば補給モード■で下記
の補給動作が行われる（Ｓ７）。つまり、補正濃度デー
タＶｃが例えば１．７５Ｖ？あると、前記のようにして
補給ローラ６は８００ｍ５間だけ回転してホッパ３の補
給部３Ａから８０ｍｇのトナーを現像槽４に補給する。

一方前記補正濃度データＶｃが第２の基準電圧ｖ２を下
回ったならば補給モードｍで下記の補給動作が行われる
（Ｓ８）。つまり、補正濃度データＶｃが１．６５Ｖで
あると、前記のようにして補給ローラ６は１５ｍｇのト
ナーを現像槽４内に補給する。

〔発明の効果〕

本発明によるトナー濃度制御装置は、トナー濃度を検出
してトナー濃度を標準値に制御する信号を発生するもの
であり、特にトナー消費量を予測し、トナー補給量に補
正をかけることにより現像剤の濃度の追随性を良くし良
好な画像を得ることができることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のトナー濃度制御装置を示す
ブロック図、第２図は本実施例の制御動作を示す７０−
チャート、第３図は本実施例に適用するＥＥセンサの検
出電圧出力特性を示すグラフである。 １・・・感光体ドラム　　　２・・・現像装置３・・・
ホッパ　　　　　　４・・・現像槽５・・・トナー搬送
部　　　６・・・補給ローラ７・・・トナー濃度センサ
　８・・・現像スリーブ９・・・主撹拌部材　　　　ｌ
Ｏ・・・補助撹拌部材１２・・・ドライバ回路　　　２
０・・・光学系２１・・・受光素子 ２３・・・メモリ Ｍ・・・モータ ２２・・・ＥＥ処理部 ２４・・・制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 現像装置内の磁性キャリヤとトナーとからなる二成分系
   の現像剤のトナー濃度を透磁率の変化として検出し、該
   透磁率の変化を電圧に変換するトナー濃度センサからの
   比較結果によりトナー補給を行うトナー補給手段を備え
   るトナー濃度制御装置において、原稿の黒化面積率を検
   出する黒化面積率検出手段と、前記黒化面積率検出手段
   から出力された黒化面積率に基づいて前記トナー濃度セ
   ンサからの検出電圧に補正をする補正手段とを設けトナ
   ー補給量を制御したことを特徴とするトナー濃度制御装
   置。