JPH02262169A - 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。トナーは現像中に原稿の種類や数に応じて
除々に消費され、現像剤中のトナー濃度は漸次低下する
ので、トナーを適宜補給することが必要となるが、トナ
ー濃度が濃すぎると、得られた画像濃度が濃すぎたり、
又かふりを生じて原因となる。従って良好な画像を連続
して得るためにはトナーと磁性キャリヤとの混合比を常
に一定に保たなければならない。そのために、何等かの
手段で現像剤中のトナー濃度を検知して、その検知濃度
値が予め定められた標準濃度値に合致するするよう現像
剤を補給することが行われる。

なお、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
（特公昭６３−２８３０５．特開昭５Ｌ−５５９５２）
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、黒化面積率の高い原稿を複写すると一時的に現
像装置（あるいは現像槽）内のトナー濃度は著しく低下
することがある。このようなトナー濃度の現像剤を装填
した現像装置で現像を続けると感光体の表面を破損する
など故障の原因になる。また記録紙に形成される画像の
画質が著しく低下する。このような場合急いでトナー補
給を行う必要がある。

本発明は上記の点に鑑み提案されるもので、現像装置内
のトナー濃度が著しく低下したことを検知してトナーを
補給することにより常に現像剤中のトナー濃度を一定に
保つことを目的とする。

〔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中
のトナー濃度を検知することにより得られた検知濃度値
に応じた量の補充トナーを補給するトナー濃度制御装置
において、前記検知濃度値が基準濃度値を越えると連続
的に補充トナーを補給す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
される現像装置を示したもので、トナー濃度制御装置は
トナー量センサ７、トナー濃度センサ１１ＸＡ／Ｄ変換
器１２，１３、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、■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内には現像スリーブ８と主撹拌部材９と補助撹
拌部材１０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ｌＯ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ＩＯ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変換して制御回路２２に送出する。ここでトナ
ー量センサ７をホッパ３の底部に設けてあり、特にホッ
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変換器１２でデジタル信号
に変換して送出する。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ｌＯの後方即ち、現像槽
４内の側壁にトナー濃度センサを設置することなる。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。

ドライバ回路２０は制御回路２２からの補給指令信号に
基づいてトナー搬送部５を駆動するモータＭ１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は基準電圧データＶ。、第１の基準電圧デー
タｖ１、第２の基準電圧データＶ２及び標準トナー濃度
の現像剤を装填時のトナー濃度センサ１１からの検出電
圧値に相当する標準濃度データＶｃ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電圧デ
ータＶ。、第１の基準電圧データｖ１、第２の基準電圧
データＶ２及び標準濃度データＶｃを出力する。

制御回路２２はトナー濃度センサ１１からの検出電圧値
に応じた量の補充トナーを補給することにより現像槽４
内のトナー濃度を一定に保つ制御動作を行い、特に現像
槽４内の現像剤中のトナー濃度が異常に低下したことを
検知して連続的に補充トナーを補給する制御動作をする
。制御回路２２はＡ／Ｄ変換器１２から送出されるデジ
タル化された検出電圧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と第１の基準電圧データｖｌ、第２の
基準電圧データｖ２とを比較する比較手段とを備える。

第５図は本実施例に用いられるトナー濃度センサ１１の
出力特性を示すグラフであり、この出力特性はトナー濃
度センサ１１からの検出電圧とトナー濃度との関係を示
す。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。

図においてａ点は標準トナー濃度値（約４％）の現像剤
を装填時にトナー濃度センサ１１からの検出電圧値が約
２．Ｏｖであることを示しており、このときの検出電圧
値的２．Ｏｖを標準濃度データＶｃとする。

ｄ点はトナー濃度センサ１１からの検出電圧値が約２．
８ｖであるときトナー濃度値が約２．８％であることを
示している。本実施例ではこのときの検出電圧を基準電
圧データＶ。とする。この基準電圧データＶ。は■現像
剤のキャリヤが著しく疲労して寿命が縮じまる、■画質
が著しく低下して文字の判読が難しい、■システムの機
械的故障が発生し易い等の問題点を生ずるトナー濃度に
対応する。

第２図〜第４図は本実施例のトナー濃度制御装置のトナ
ー濃度制御動作を示すフローチャートである。第２図は
トナー濃度制御装置のトナー濃度判定ルーチンを示すフ
ローチャートであり、第３図はトナー濃度が異常に低下
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り、第４図
は通常の補給モードつまり、補給モード■或は補給モー
ド■における補給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データｖ０例えば約２．８Ｖを上
回った場合、即ち現像剤中のトナー濃度が著しく低下し
たことを検知すると連続的にトナーを補給し続けるモー
ドである。

システム電源ボタンが押されると第２図に示すトナー濃
度判定ルーチが起動される。また、このトナー濃度判定
ルーチンはシステム起動時に所定の間隔でトナー濃度判
定ルーチンが起動される。

ここで濃度判定ルーチンにおけるトナー濃度制御装置の
トナー濃度判定動作について説明する。

制御回路２２はトナー濃度センサ１１から送出される検
出電圧をＡ／Ｄ変換器１２でデジタル信号化した検出電
圧（以後これをトナー濃度データという。）を所定時間
内に２度読む込んで平均算出手段を構成するレジスタに
保持する。制御回路２２は平均算出手段を構成するレジ
スタに保持された２つのトナー濃度データの平均を算出
し、この平均を平均濃度データＶｓとして比較手段に送
出する。次に比較手段を構成するレジスタに保持された
基準電圧データｖ０と前記平均濃度データ算出手段から
送出される平均濃度データＶｓとを比較する（Ｓｌ）。

ここで平均濃度データＶｓが基準濃度データｖ０を上回
ったならば強制補給フラグがセットされる（Ｓ４）。こ
れにより現像槽４内の現像剤のトナー濃度が異常に低下
していることを検知できる。

一方、平均濃度データＶｓが基準電圧データＶ０を下回
ったならば（Ｓｌ）、−制御回路２２はメモリ２１から
第１の基準電圧データＶ１を読み出して比較手段を構成
するレジスタに保持する。比較手段では前記レジスタに
保持された第１の基準電圧データｖ１と平均濃度データ
Ｖｓとを比較する（Ｓ２）。ここで平均濃度データＶｓ
が第１の基準電圧データｖ１を上回るならば、補給モー
ドエフラグをセットする（Ｓ５）。

平均濃度データＶｓが第１の基準電圧データＶ１を下回
ったならば（Ｓ２）、制御回路２２はメモリ２１から第
２の基準電圧データｖ２を読み出して比較手段を構成す
るレジスタに保持する。比較手段では前記レジスタに保
持された第２の基準電圧データＶ２と平均濃度データＶ
ｓとを比較する（Ｓ３）。ここで平均濃度データＶｓが
第２の基準電圧データｖ２を上回るならば補給モード■
フラグがセットされる（Ｓ６）。

前述のようにしてトナー濃度センサ１１からの検出電圧
値に応じた量の補充トナーを補給することが可能となる
。

次に各補給モードにおけるトナー濃度制御装置のトナー
補給動作を説明する。

先ず、強制補給モードにおけるトナー濃度制御装置の制
御動作を第３図に基づいて説明する。前述のトナー濃度
判定ルーチンにおいて強制補給フラグがセットされると
（Ｓ４）、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、強制補給フラグ
がセットされていることを確認し、強制補給フラグがセ
ットされていたならば、強制補給フラグをリセットして
（Ｓｌｌ）、新たに優先補給フラグをセットする（ｓ１
２）。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Ｍ１．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。これによりホッパ３の補給部３Ａから現像槽４にト
ナー補給を開始する（ｓ１３）。前記優先フラグがセッ
トされている間は、標準トナー濃度の達するまでトナー
補給は継続される。制御回路２２は、トナー濃度センサ
１１からのトナー濃度データを二度読み込んで平均濃度
データＶｓを算出してレジスタに保持し、メモリ２１か
ら標準濃度データＶｃを読み出して前記レジスタに保持
された平均濃度データＶｓと比較する。平均濃度データ
Ｖｓが標準濃度データＶｃと等しいか下回ると（Ｓ１４
）、制御回路２２は強制補給司令信号をドライバ回路２
０に送出することを停止し、ドライバ回路２０は駆動信
号をモータＭｌ、Ｍ２に送出するのを停止し、更にトナ
ー搬送部５及び補給ローラ６が停止する。これによりホ
ッパ３の補給部３Ａから現像槽４へのトナー補給を停止
する（Ｓ１５）。更に優先補給中フラグがリセットされ
る（Ｓ１６）。これにより現像槽４内の現像剤のトナー
濃度をを標準トナー濃度値にすることができる。

次に通常の補給モードにおけるトナー濃度制御装置の制
御動作を第４図に基づいて説明する。

優先補給フラグがセットされていなごとを確認しく５２
１）、補給モードフラグが何れであるかを確認する（Ｓ
２２，５２３）。そして補給モードエフラグがセットさ
れていると（Ｓ２２）、制御回路２２はドライバ回路２
０に補給司令信号を送出する。ドライバ回路２０はモー
タＭＬＭ２を駆動してトナー搬送部５及び補給ローラ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（ｓ２４）。補給モードエフラ
グがリセットされる（Ｓ２５）。

また、補給モード■フラグがセットされていると（Ｓ２
３）、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（Ｓ２６）。補給モード■フラグ
がリセットされる（Ｓ２７）。このようにしてトナー濃
度センサ１１からの検出電圧に応じた量の補充トナーを
補給する。

〔発明の効果〕

本発明によるトナー濃度検出装置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検知することによ
り得られた検知濃度値に応じた量の補充トナーを補給す
るトナー濃度制御装置において、トナー濃度が異常に低
下したことを検知できると共にトナー濃度が異常に低下
したことを検知すると連続的に補充トナーを補給するこ
とにより常に現像剤中のトナー濃度を一定に保つことが
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〜第４図は本実施例の制御動作を示
すフローチャート、第５図は本実施例に適用するトナー
濃度センサの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・・・トナー量センサ　
　８・・・現像スリーブ９・・・主撹拌部材　　　　１
０・・・補助撹拌部材１１・・・トナー濃度センサ　２
０・・・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Ｖ、・・・基準濃度データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   を検知することにより得られた検知濃度値に応じた量の
   補充トナーを補給するトナー濃度制御装置において、前
   記検知濃度値が基準濃度値を越えると連続的に補充トナ
   ーを補給することを特徴とするトナー濃度制御装置。