JPH02256079A - 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
されて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検出することが
必要となる。このトナー濃度検出方法として、現像剤中
に設置した検出コイルのインダクタンスを測定する方法
がある。

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。

このトナー濃度を一定範囲内に維持するためにトナー濃
度検出および補給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、トナー補給系は下記の原因によりトナー補給量
が少なくなる。例えば■温度及び湿度の上昇によるトナ
ー落下量の低下、■経時的な変化によるトナーの吸湿、
トナー供給系の部材（特にケーシング、ペット）がトナ
ーを落ちにくい形状に変化する。

前記のようにトナー供給系が不良となると、トナー濃度
を一定に維持することができないという問題がある。ま
た、トナー補給がされたとしても標準トナー濃度にする
ために時間を要するという問題点がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたもので、トナー
濃度を標準値に制御する信号を発生し、かつトナー補給
系の補給異常を検出でき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、磁性キャリヤとトナーとからなる現像剤の
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検出電圧に
応じてトナー補給を行うトナー濃度制御装置において、
標準トナー濃度に相当する基準濃度データを予め記憶す
るメモリと、前記トナー濃度センサから送出される前記
トナー濃度データと前記メモリから読み出される標準ト
ナー濃度に対応する基準濃度データとを比較する比較手
段とを備える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を適用
した現像装置を示したもので、トナー濃度制御装置はト
ナー量センサ７、トナー濃度センサ１１、ドライバ回路
２０、メモリ２１、制御回路２２及び表示器２３とから
構成される。また、ｌは感光体ドラム、２はトナーホッ
パ３と現像槽４とを一体成型した現像装置である。

トナーホッパ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ＩＯ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ＩＯ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、
主撹拌部材９側の現像剤と交換され、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１０とにより撹拌される。

トナー量センサ７はその検出部に圧電性結晶を用いられ
、この圧電性結晶にトナーホッパ３内のトナー荷重によ
る応力を加えて、ある方向にひずみを生じさせると、そ
の結晶のある向い合った面に電荷が現れる。この電荷量
はトナー荷重による応力に比例し、この電荷の流れであ
る電流はＡ／Ｄ変換してトナー量データを制御回路２２
に送出する。

本実施例において、トナー量センサ７をトナーホッパ３
の底部に設けてあり、特にトナーホッパ３内のトナーが
空であることを検出する。

トナー濃度センサ１１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、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ニ変換して出力し、この
アナログ信号である検出電圧をＡ／Ｄ変換したトナー濃
度データを送出する。

ドライバ回路２０は制御回路２２から補給指令信号に基
づいてトナー補給系５を駆動するモータＭｌと補給ロー
ラ６を駆動させるモータＭ２と駆動させる駆動信号を送
出する。

メモリ２１は標準トナー濃度（重量比）に相当する基準
濃度データＶ。を予め記憶しており、制御回路２２から
の読出指令信号により基準濃度データＶ０を出力する。

制御回路２２は、トナー濃度センサ１１からのＡ／Ｄ変
換して送出されるトナー濃度データと前記メモリ２１か
ら読み出される標準トナー濃度に対応する基準濃度デー
タＶ。とを比較する比較手段と、トナー濃度センサ１１
から送出されるトナー濃度データが前記基準濃度データ
ｖ０を上回ると所定時間が経過後にタイミング信号を出
力するタイマと、前記タイマからのタイミング信号を出
力時における前記比較手段からの出力信号により異常発
生を検知する。つまり、この時の比較手段からの出力信
号はトナー濃度データが前記基準濃度データＶ。を上回
る場合に、現像装置２のトナー供給系に異常が発生して
いると表示指令信号を表示器２３に出力する。なお、制
御回路２２はトナー濃度センサ１１から送出されるトナ
ー濃度データに応じてトナーホッパ３の補給部３Ａに設
けられた補給ローラ６を所定時間だけ回転させて現像槽
４内にトナーを補給する。

表示器２３は発光ダイオードあるいはＬＥＤ等から構成
され、ｆｆ／Ｉ御回路２２からの表示指令信号により点
灯され、操作パネル付近に設けるのが好ましい。

第５図はトナー濃度センサ１１からの検出電圧と現像槽
４内のトナー濃度との関係を示すグラフであり、ここで
トナー濃度は現像剤の全重量に対するトナー重量比、つ
まり（トナー重量／（キャリヤ重量＋トナー重量））を
表している。本実施例における標準トナー濃度は４％で
あり、トナー濃度センザＩｆの検出電圧が２．０■と基
準電圧とする。

第２図は本実施例のトナー濃度制御装置が通常のコピー
モードにおける制御動作を示すフローチャートであ８す
、第３図はトナー濃度が低下した場合つまり、強制補給
モードにおける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。

ここで強制補給モードとはトナー濃度センサ１１からの
検出電圧が基準電圧例えば２．Ｏｖを越えた場合に複写
機の複写動作を停止して所定時間例えばトナーを補給し
続けるモードである。この強制補給モードは、トナー濃
度の低下が一次的のものであるのか、或はトナー搬送部
５及び補給ローラ６の故障または経時的変化によるトナ
ー補給異常であるかを検知する機能を有する。

次に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。

本実施例のトナー濃度制御装置は、常にトナー濃度を４
％に維持するように制御する。通常のコピーモードにお
いて、コピーボタンが押されると制御回路２２はトナー
濃度データを２度読み込み、トナー濃度データの平均濃
度データＶｓを算出し、平均濃度データＶｓと基準濃度
データＶ。とを比較する（Ｓｌ）。そして、平均濃度デ
ータＶｓが基準濃度データＶ。を下回ると通常の補給モ
ード（Ｓ２）で下記の補給動作が行われる。さて、通常
の補給モードにおけるトナー補給動作を説明する。前記
平均濃度データＶｓが仮に２．ＯＶであると制御回路２
２はドライバ回路２０に補給司令信号を送出する。ドラ
イバ回路２０はモータＭｌ、Ｍ２を駆動してＩ・ナー搬
送部５及び補給ローラを駆動する。このとき補給ローラ
６は１６００ｍ５間だけ回転してトナーホッパ３の補給
部３Ａから１６０ｍｇのトナーを現像槽４に補給する。

また、前記平均濃度データＶｓが１．９５Ｖであると、
前記のようにして補給ローラ６は８００ｍ５間だけ回転
してトナーホッパ３の補給部３Ａから８０ｍｇのトナー
を現像槽４に補給する。平均濃度データＶｓが１．８５
Ｖである七、前記のようにして補給ローラ６は１５０ｍ
ｇのトナーを現像槽４内に補給する。なお、英文Ｂ４の
用紙が黒化率１３．１％で複写されると、この複写動作
で８０ｍｇのトナーが消費される。

しかし、この通常の補給モードにおける平均濃度データ
Ｖｓが基準濃度データＶ。を上回ると（Ｓｌ）、制御回
路２２は図示しないメイン制御回路にトナー濃度異常信
号（停止データ）を送出する（ｓ３）。

これによりコピー動作が停止される。つまり、感光体ｌ
に静電潜像を形成し、現像するプロセスを実行しない。

また、濃度異常検知フラグがセットされる（Ｓ４）。こ
れにより、第３図に示す強制補給ルーチンが起動される
。

この強制補給ルーチンが起動されると制御回路２２は強
制補給司令信号をドライバ回路２ｏに送出する。これに
よりドライバ回路２ｏは駆動信号をモータＭ１．Ｍ２に
送出してモータＭ１．Ｍ２が駆動されてトナー搬送部５
および補給ローラ６が駆動される。これによりトナーホ
ッパ３の補給部３Ａから現像槽４にトナーを補給する（
Ｓｌｌ）。また、制御回路２２は前記強制補給司令信号
を送出すると同時に内蔵タイマが起動される（５１２）
。

制御回路２２は所定間隔でトナー濃度センサからトナー
濃度データを所定間隔で二度読み込み、２つのトナー濃
度データの平均濃度データＶｓを算出し、平均濃度デー
タＶｓと基準濃度データｖ０とを比較する。この平均濃
度データＶｓと基準濃度データＶ０との比較処理は所定
時間例えば３分間の間に所定のサイクルで繰り返し続け
る（５１３）。そして、この平均濃度データＶｓが基準
濃度データＶ。を下回ると、制御回路２２は補給停止信
号をドライバ回路２０に送出する。ドライバ回路２０は
モータＭｌ、Ｍ２に駆動信号を送出することを停止する
（Ｓ１７）。そして、濃度異常検知フラグがリセットさ
れ（Ｓ１８）、通常のコピーモードに戻る。この時点で
のトナー濃度の低下は一時的なトナー濃度の低下である
と判断されたことになる。

一方、制御回路２２に内蔵されるタイマが起動されてか
ら所定時間（例えば、３分）経過した時点において、平
均濃度データＶｓが基準濃度データＶ０を下回らない場
合（５１４）、制御回路２２は表示指令信号を表示器２
３に送出する（Ｓ１５）。なお、このとき制御回路２２
はトナー量センサ７からのトナー量データに基づきトナ
ーホッパ３内のトナーが空でないことを確認している。

これにより表示器２３は点灯する（　５１６）。そこで
、オペレータは表示器２３の点灯から現像装置２のトナ
ー搬送部５或はトナーホッパ３の補給部３Ａに設けられ
た補給ローラ６に故障が生じていることを知ることがで
きる。

第４図は強制補給モードにおけるトナー濃度制御装置の
第２の制御動作を示すフローチャートである。この実施
例において、メモリ２１は所定時間例えば３分間だけト
ナー補給を続けると基準濃度に達する複数の変化量デー
タσＳをも記憶している。なお、他の構成は第１図に示
す実施例と同一である。

本実施例の第２の制御動作を説明する。

通常のコピーモードにおいて、第２図に示すようにコピ
ーボタンが押されると制御回路２２はトナー濃度センサ
１１かも送出されるトナー濃度データを２度読み込み、
トナー濃度データの平均濃度データＶｓを算出する。そ
して、この平均濃度データＶｓが基準濃度データｖ０を
上回ると（Ｓｌ）、制御回路２２はこのときの平均濃度
データＶｓを図示しないレジスタに記憶すると共に図示
しないメイン制御回路にトナー濃度異常信号（停止デー
タ）を送出する（Ｓ３）。これによりコピー動作が停止
される。つまり、感光体１に静電潜像を形成し、現像す
るプロセスを実行しない。また、濃度異常検知フラグが
セットされる（Ｓ４）。これにより、第４図に示す強制
補給ルーチンが起動される。

この強制補給ルーチンが起動されると制御回路２２は強
制補給司令信号をドライバ回路２０に送出する。これに
よりドライバ回路２０は駆動信号をモータＭｌ、Ｍ２に
送出してモータＭｌ、Ｍ２が駆動されてトナー搬送部５
および補給ローラ６が駆動される。これによりトナーホ
ッパ３の補給部３Ａから現像槽４にトナーを補給する（
Ｓ２１）。また、制御回路２２は強制補給司令信号を送
出すると同時に内蔵タイマが起動される（Ｓ２２）。

制御回路２２は所定間隔でトナー濃度センサがら送出さ
れるトナー濃度データを二度読み込み、前記のレジスタ
に記憶された平均濃度データＶｓがらの変化量データを
算出して２つの変化量データの平均変化量データαＳを
算出し、この平均変化量データαＳが基準変化量データ
αＳを比較する。この平均変化量データαＳと基準変化
量データα。とを比較する比較処理は所定の時間間隔で
繰り返し行われる（Ｓ２３，５２４）。

そして、この平均変化量データａｓが基準変化量データ
α。を総で上回ると、最新のトナー濃度データＶｓが基
準濃度データＶ０を下回っているかを確認しく５２７）
、制御回路２２は最新のトナー濃度データＶｓが基準ト
ナー濃度を下回っているならば、補給停止信号をドライ
バ回路２ｏに送出する。なお、このとき制御回路２２は
トナー濃度センサ１１から送出されるトナー濃度データ
Ｖｓにより現像槽４内のトナー濃度が標準トナー濃度で
あることを検知している。ドライバ回路２０はモータＭ
ｌ、Ｍ２に駆動信号を送出することを停止する。これに
よりトナー補給を停止する（３２８）。そして、濃度異
常検知７ラグがリセットされ（Ｓ２９）、通常のコピー
モードに戻る。この時点でのトナー濃度の低下は一時的
なトナー濃度の低下であると判断されたことになる。

一方、平均変化量データαＳが基準変化量データα。を
総で上回らないと（Ｓ２４）、制御回路２２は濃度異常
データをセットして表示指令信号を表示器２３に送出す
る（Ｓ２５）。なお、このとき制御回路２２はトナー量
センサ７からのトナー量データからトナーホッパ３内の
トナーが空でないことを確認している。これにより表示
器２３は点灯する（　５２６）。

そこで、オペレータは表示器２３の点灯から現像装置２
のトナー搬送部５或はトナーホッパ３の補給部３Ａに設
けられた補給ローラ６に故障が生じていることを知るこ
とができる。

〔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し、かつト
ナー補給系の補給異常を検出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図及び第３図は本実施例の制御動作を
示すフローチャート、第４図は本実施例の第２の制御動
作を示す７０−チャート、第５図はトナー濃度センサの
検出電圧とトナー濃度との関係を示すグラフである。 １・・・感光体ドラム　　　２・・・現像装置３・・・
トナーホッパ　　　４・・・現像槽５・・・トナー搬送
部　　　６・・・補給ローラ７・・・トナー量センサ　
　８・・・現像スリーブ９・・・主撹拌部材　　　　１
ｏ・・・補助撹拌部材１１・・・トナー濃度センサ　２
ｏ・・・ドライバ回路２１・・・メモリ　　　　　　２
２・・・制御回路２３・・・表示器　　　　　　Ｍｌ、
Ｍ２・・・モータ第 １図 第４ 図 第 図 トナーヨ農！（Ｚ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性キャリヤとトナーとからなる現像剤のトナー
   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検出電圧に応じて
   トナー補給を行うトナー濃度制御装置において、標準ト
   ナー濃度に相当する基準濃度データを予め記憶するメモ
   リと、前記トナー濃度センサから送出される前記トナー
   濃度データと前記メモリから読み出される標準トナー濃
   度に対応する基準濃度データとを比較する比較手段とを
   備えることを特徴とするトナー濃度制御装置。
2. （２）前記トナー濃度センサからのトナー濃度データに
   基づいて変化量データを算出する変化量算出手段と、所
   定時間内に前記標準トナー濃度に達する標準変化量に相
   当する複数の基準変化量データを記憶する第２メモリと
   を備え、前記比較手段が前記変化量算出手段からの前記
   変化量データと前記第２メモリからの変化量データとを
   比較することを特徴とする請求項１記載のトナー濃度制
   御装置。