JPH03269467A - 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、静電潜像を顕像化するための現像装置のトナ
ー濃度を制御するトナー濃度制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、感光体に形成された静電潜像をトナー現像する複
写機等の画像形成装置では、トナー濃度を適正に保つた
め、現像装置のタンク内のトナー濃度がある一定の制御
レベル以下になると、ホッパー３７１からタンク３７３
内にトナー補給を行うようにしている（第３図参照〉。

このような画像形成装置では、例えば原稿を連続コピー
する場合、トナー補給量がトナー消費量に追付かなくな
って現像された像が薄くなることがある。

このため、上記制御レベルとエンプティレベル間に第２
の１ｉｌ１１１ルベルを設定し、トナー濃度が上記第２
の制御レベル以下になると、コピー動作を一時停止して
トナー補給を行い、トナーｌｉｔを一定レベルまで回復
させた後、コピー動作を再開するようにしたトナー濃度
制御装置が提案されている（特開昭６２−１０５１７３
号公報、特開平１−１５６７８２号公報〉。

〔発明が解決しようとするＷＩｌ！〕

ところが、上記トナー濃度制御装置にあっては、上記コ
ピー動作停止後、上記一定レベルに回復するまでに時間
がかかり、コピー動作の停止が長時間になる。すなわち
、例えば黒ベタ領域の多い原稿の連続コピーのようなト
ナー消費量の多い場合に数秒間隔で連続コピーを行って
いる最中に、数十秒乃至数分間程度停止することとなる
と、使用者に不安感を抱かせる虞れがある。一方、ホッ
パー３７１内のトナーが残り少なくなると、タンク３７
３へのトナー補給量が減少することになる。

この場合、ホッパー３７１へのトナー補充の必要がある
ことを使用者に報知し、長時間低濃度でコピーが行なわ
れることを防止する必要がある。

本発明は、上記問題を解消するもので、記録を行うとき
のトナー濃度回復のための停止時間の短いトナー濃度制
御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、検出されるトナ
ー濃度が制御レベルとエンプティレベル間のときにトナ
ー補給を行いつつ記録が行われる画像形成装置において
、上記制御レベルと上記エンプティレベル間に休止レベ
ルを設定する休止レベル設定手段と、上記トナー消費量
が上記休止レベル以下であるかどうかを判別する濃度判
別手段と、記録１枚終了毎に予め設定された時間だけ記
録動作を休止させる記録動作休止手段と、上記トナー濃
度が上記休止レベル以上に変化しないと、上記記録動作
休止手段を駆動させる制御手段とを備えたものである。

また、請求項２では、休止レベルとエンプティレベル間
に検知レベルを設定する検知レベル設定手段と、トナー
濃度が上記検知レベル以下であるかどうかを判別する第
２の濃度判別手段と、上記トナー濃度が上記検知レベル
以下に変化すると、エンプティ表示を行う表示手段とを
備えた。

さらに、請求項３では、トナー濃度が検知レベル以下に
変化すると、記録動作を停止する停止手段を備えた。

〔作用） 上記構成のトナー濃度制御装置によれば、トナー濃度が
制御レベルとエンプティレベル間に設定された休止レベ
ル以下に変化すると、予め設定された時間だけ記録動作
が休止され、上記時間経過後に記録動作が再開する。そ
して、この記録動作の休止はトナー濃度が休止レベル以
下になると常に記録１枚終了毎に行われる。

また、請求項２のトナー濃度制御装置によれば、トナー
濃度が休止レベルとエンプティレベル間に設定された検
知レベル以下に変化すると、エンプティ表示が行われる
。

さらに、請求項３のトナー濃度制御装置によれば、トナ
ー濃度が検知レベル以下に変化すると、記録動作が停止
される。

〔実施例〕

第２図は本発明に係るトナー濃度１１ＩＩＩＩｌ装置が
適用されるデジタル複写機（画像形成装置）の構成図で
ある。

複写機２１はその上面にコンタクトガラス２２及び原稿
押え２３を有し、内部には光学機構し及び像形成手段Ｐ
を備えている。

上記光学機構しはハロゲンランプ２４と反射板２５から
なる光源１反射鏡２６．２７−．２８、レンズ部２９及
び固体Ｉｌ像素子（以下、ＣＯＤという）３０から構成
されている。そして、記録（コピー）動作が開始される
と、上記光源からの光がコンタクトガラス２２上に載置
された原稿で反射し、該反射光が反射８２６．２７．２
８を介してレンズ部２９に導かれた後、ＣＣＤ３０で読
み取られる。

上記像形成手段Ｐはレーザ発生器３１、ポリゴンミラー
３２、反射鏡３３、感光体３４、帯電装置３５、ブラン
クランプ３６、現像装置３７、転写装置３８、分離装置
１３９及びクリーニング装置４０等を備えている。そし
て、読み取られた原稿に対応したレーザ光がレーザ発生
器３１から照射される。一方、感光体３４の表面は帯電
装置３５により一律に帯電され、ポリゴンミラー３２及
び反射鏡３３を経た上記レーザ光により露光され、静電
潜像が形成される。この後、現像装置３７によりトナー
現像された上記静電潜像は転写装置３８により用紙に転
写された後、分離装置３９により感光体３４から分離さ
れる。

さらに、給紙機構としては、その給送方向の上流から順
に、給紙カセット４１、給紙ローラ４２、レジストロー
ラ対４３が配設され、これにより用紙が感光体３４に給
紙され、転写が行われる。転写後の用紙の定着、排出機
構として、搬送ベルト４４、定着袋Ｗ１４５、排出ロー
ラ４６及び排紙トレイ４７等が配設されている。なお、
図示しない自動原稿送り装置を備え、複数枚の原稿を順
次自動的にコンタクトガラス２２と原稿押え２３間に送
るようにしてもよい。

次に、上記現像装置ｉ３７の一構成例について第３図を
用いて説明する。

ホッパー３７１はトナーを収納するものである。

補給ローラ３７２はホッパー３７１からタンク３７３に
トナーを補給するものである。撹拌ローラ３７４．３７
５はタンク３７３内のトナー及びキャリヤを撹拌して混
合するとともに、上記トナーを摩擦帯電させるものであ
る。現像ローラ３７６は感光体３４にトナーを供給する
ものである。

そして、上記摩擦帯電されたトナーが感光体３４に供給
され、感光体３４の静電潜像がトナー現像される。また
、ホッパー３７１には適宜トナーが補充できるようにな
されている。

続いて、制御系の一例を示すブロック構成について第１
図を用いて説明する。

トナー濃度センサ１は撹拌ローラ３７５の周辺適所に設
けられ（第３図参照）、トナー濃度を検出して該トナー
濃度に応じた電圧を中央制御部（以下、ＣＰＬＪという
）１１に出力するものである。なお、トナー濃度センサ
１からの電圧（以下、センサ電圧という）はトナー濃度
が上昇するに従って低くなり、逆にトナー濃度が低下す
るに従って高くなるものである。操作部２はコピースタ
ート、モード設定、倍率設定及びコピー枚数の設定等を
行うためのものである。また、操作部２はＣＰＵ１１か
らの後述するエンプティ信号を受けてエンプティ表示を
行う表示エリアを一部に有している。ＡＤ変換部３はＣ
ＣＤ３０からの画像信号をデジタル信号に変換して画像
メモリ４に出力するものである。画像メモリ４は上記デ
ジタル信号を記憶し、該記憶内容をＣＰＵ１１に出力す
るものである。

光学系モータ５はＣＰＵ１１からの制御信号に応じて光
学機構りの光源や反１１１１１２６．２７．２８等を駆
動するものである。トナー補給モータ６はＣＰＵＩＩか
らの制御信号に応じて補給ローラ３７２を駆動するもの
である。トナー撹拌モータ７はＣＰＵ１１からの制御信
号に応じて撹拌ローラ３７４．３７５を駆動するもので
ある。給紙ローラモータ８はＣＰＵ１１からの制御信号
に応じて給紙ローラ４２やレジストローラ対４３等を駆
動するものである。なお、上記各モータ５〜８に代えて
メインモータからクラッチで駆動力を伝達するようにし
てもよい。

ＲＡＭ９及びＲＯＭ１０はＣＰＵ１１の処理プログラム
や処理内容その池予め設定されたセンサ電圧等を記憶す
るものである。すなわち、ＲＯＭ１０はトナー補給を行
わずにコピー動作可能な制御レベルのトナー濃度に対応
するセンサ電圧Ｖｃ、コピー動作不可能となるエンプテ
ィレベルのセンサ電圧■２、上記制御レベルとエンプテ
ィレベルの間であってコピー動作をその都度所定時間１
ｘだけ休止する休止レベルのセンサ電圧Ｖ１　（■ｃ＜
Ｖｌ　＜Ｖ２　）及び用紙サイズ毎に定められた上記所
定時開ｔｘを記憶するようになされている。

また、ＲＯＭ１０はエンプティ表示を行わせるセンサ電
圧Ｖ３　　（なお、Ｖ２−Ｖ３としてもよい）を予め記
憶するようになされている。

ＣＰＵ１１は上記モータ５〜８（該モータ５〜８に代え
てクラッチが設けられているときは該クラッチのオン、
オフ）を制御するとともに、ＣＣＤ３０により読み取っ
た画像信号を必要に応じて変倍処理し、レーザ発生器３
１から上記変倍処理後の画像信号に応じたレーザ光を照
射するようにしている。また、ＣＰＵ１１はトナー撹拌
モータ７（該モータ７に代えてクラッチが設けられてい
るときは該クラッチ）に制御信号を出力して撹拌ローラ
３７４．３７５を駆動するとともに、センサ電圧が電圧
Ｖｃ以上になるとトナー補給モータ６（該モータ６に代
えてクラッチが設けられているときは該クラッチ）に制
御ｍ＠号を出力して補給Ｏ−ラ３７２を駆動するように
なされている。さらに、ＣＰＬｌｌｌはセンサ電圧が電
圧Ｖ１以上であるかどうかを判別する機能、連続コピー
時における各コピー動作終了毎にｔｘ待時間はコピー動
作を休止させる機能及び操作部２からのマニュアル指示
により、あるいは後述するプレスキャンに基づいて自動
的に多消費モードが設定されたときにセンサ電圧が電圧
９１以上になると、上述したように休止時間を与える機
能を有している。また、ＣＰＵ１１は給紙カセット４１
周辺に設けられた図示しない用紙サイズ検出センサによ
り用紙サイズを検出して上記ｔｘ待時間設定する機能を
有している。

次に、上記構成によるトナー濃度制御の第１実繍例につ
いて１４図のフローチャートを用いて説明する。

まず、操作部２によりコピー枚数が設定されて（あるい
は自動原稿送り装置に複数枚の原稿がセットされて）コ
ピー（記録）がスタートすると、ステップＳ１でセンサ
電圧Ｖが電圧Ｖｃ以下かどうか、すなわち最適のトナー
濃度以上かどうかが判別される。そして、センサ電圧Ｖ
が電圧Ｖｃ以下であるとくステップＳ１でＹＥＳ）　、
最適のトナー濃度以上であるのでトナー補給モータ６（
該モータ６に代えてクラッチが設けられているときは該
クラッチ）の駆動によるトナー補給が行われることなく
、ステップＳ２でコピー動作が行われる。すなわち、原
稿が読み取られて感光体３４に静電潜像が形成された後
、該静電潜像が現像装置３７によりトナー現像されて用
紙に転写され、該転写紙の定着及び排出が行われる。続
いて、ステ。

ツブＳ３で設定されたコピー枚数分のコピーが終了した
かどうかが判別され、設定枚数弁のコピーが終了してい
ると（ステップＳ３でＹＥＳ）、本フローチャートの処
理が終了する。

一方、ステップＳ３でコピーすべき枚数が残っていると
（ステップＳ３でＮｏ）、再びステップＳ１に戻ってセ
ンサ電圧■が電圧ＶＣ以下かどうかが判別される。そし
て、ステップＳ１でセンサ電圧■が電圧Ｖｃ以上である
と（ステップＳ１でＮＯ）、最適のトナー濃度以下であ
るのでステップＳ４でセンサ電圧■が電圧ｖ１以下かど
うかが判別され、センサ電圧■が電圧■１以下であると
くステップＳ４でＹＥＳ）、トナー濃度を保つべくステ
ップＳ５でトナー補給モータ６（またはクラッチ）の駆
動によるトナー補給を行いつつ、ステップ＄２でコピー
動作が行われる。この後ステップＳ３で設定枚数弁のコ
ピーが終了したかどうかが判別され、コピーすべき枚数
が残っていると（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ１
に戻る。

一方、ステップＳ４でセンサ電圧Ｖが電圧９１以上に変
化するとくステップＳ４でＮＯ＞、ステップＳ６でセン
サ電圧Ｖが電圧■２以下かどうかが判別される。

そして、センサ電圧■が電圧ｖ２以上であると（ステッ
プＳ６でＮＯ）、トナー濃度が極めて低く、正常なコピ
ーができなくなるため、ステップＳ１０でトナーエンプ
ティ表示（以下、エンプティ表示という〉が行われる。

次に、ステップＳ１１でホッパー３７１にトナーが補充
されるまで待機し、トナー補充されると（ステップ８１
１でＹＥＳ）、ステップＳ２に移行してコピー動作が行
われる。

一方、ステップＳ６でセンサ電圧■が電圧■２以下であ
ると〈ステップＳ６でＹＥＳ）、トナー濃度不足を短時
間で回復すべく、ステップＳ７でトナー補給モータ６（
またはクラッチ）の駆動によりトナー補給を行いつつ、
予め設定された１ｘ時間、例えば数秒間だけコピー動作
を休止させる。

そして、上記ｔｘ時間経過後、ステップＳ８でコピー動
作が行われ、ステップＳ９で設定枚数分のコピーが終了
したかどうかが判別され、設定枚数分のコピーが終了し
ているとくステップＳ９でＹＥＳ）、本フローチャート
の処理が終了する。なお、コピー動作の休止中のトナー
補給は電圧■１以上が検知された時点から電圧Ｖｃが検
知される時点まではｔｘ待時間補給が行われ、電圧Ｖｃ
以下のときは補給が停止される。

一方、ステップＳ９でコピーすべき枚数が残っていると
くステップＳ９でＮＯ〉、再びステップＳ６に戻ってセ
ンサ電圧Ｖが電圧■２以下かどうかが判別される。そし
て、センサ電圧■が電圧９２以上（ステップＳ６でＮｏ
）にならない限り、設定枚数分のコピーが終了するまで
コピー毎に、ｔｘ時間休止しながらコピー動作が行われ
る（ステップＳ６〜ステツプＳ９のループ〉。

ここで、本発明に係るセンサ電圧Ｖが電圧９１以上にな
るときの動作について第５図を用いて説明する。

まず、センサ電圧Ｖが電圧Ｖｃのｔ１時点で連続コピー
動作が開始されたときにトナー消費量が多い場合、トナ
ー濃度は次第に低下してセンサ電圧Ｖが電圧ＶＣから上
昇する。そして、１２時点でセンサ電圧Ｖが電圧ｖ１を
越えると、コピー１枚終了毎にｔｘ待時間はコピー動作
が休止され、この間トナー補給モータ６（またはクラッ
チ）の駆動によるトナー補給が行われる。従って、この
ｔｘ＠間、センサ電圧Ｖが図示のように低下することに
なる。この後コピー動作が再開し、次のコピー動作が終
了すると、再びｔｘ待時間トナー補給が行われる。すな
わち、このコピー動作終了毎のｔｘ＠間のトナー補給は
設定枚数のコピーが終了するまで続けられ（ステップＳ
６〜ステツプＳ９のループ）、トナー濃度は次第に上昇
し、ｔ３時点でセンサ電圧Ｖは電圧Ｖｃになる。そして
、トナー濃度が制御レベル以上になるとトナー補給は停
止され、制御レベル以下になると再びトナー補給が開始
する。

一方、上記ステップＳ６〜ステツプＳ９のループの処理
中に、例えばｔ４時点でホッパー３７１内のトナーが残
り少なくなると、タンク３７３へのトナー補給量が減少
してトナー濃度が次第に低下するため、センサ電圧Ｖが
次第に上昇し、ｔ５時点で電圧ｖ２に達する。このとき
、エンプティ表示が行われ、更にホッパー３７１にトナ
ーが補充されるまで待機する（ステップＳ１ｏ、５１１
）。

また、ｔ１時点で連続コピー動作が開始されたときにト
ナー消費量が少ない場合は、ｔ４時点まではセンサ電圧
■が電圧ｖｃ、すなわち最適のトナー濃度で推移し、第
５図の二点鎖線に示すように、ｔ４時点でホッパー３７
１内のトナーが残り少なくなると、コピー動作の休止を
行うことなく通常のコピーを行い、この後センサ電圧Ｖ
が電圧９１以上になると（ｔｓ時点）、コピー動作の休
止を行い、ｔ７時点で電圧Ｖ２に達すると、エンプティ
表示が行われ、更にホッパー３７１にトナーが補充され
るまでコピー動作を行うことなく待機するようにしても
よい。

また、トナー濃度制御の第２実施例として、休止レベル
とエンプティレベル間に表示レベル、すなわちセンサ電
圧Ｖではｖｌくｖ３〈ｖｌとなる電圧ｖ３を設定し、セ
ンサ電圧Ｖが電圧Ｖ３以上になると（第５図の実線では
ｔ９時点、二点鎖線では４８時点）、エンプティ表示が
行われ、更にホッパー３７１にトナーが補充されるまで
待機するようにしてもよい。この場合、ホッパー３７１
内のトナーが残り少なくなってトナー補充量が減少する
ことによるトナー濃度の低下を早明に報知することがで
きる。

なお、また、上記説明では、トナー濃度制（社）装置は
デジタル複写機に適用したが、プリンタ等の画像形成装
置であっても適用することができる。

また、コピー開始時間を所定時間だけ遅らせることによ
り、コピー１枚終了毎に時＠ｔｘを与えるようにしても
よい。ざらに、トナー濃度の検知はコピー動作の休止後
に行ってもよく、コピー動作の終了後に行ってもよい。

また、トナー消費量とトナー供給量を検知する手段を設
け、トナー消費量が比較的少ないときはｔｘＢｉｆｉ！
が短くなるように変更し、トナー濃度の安定化（第５図
破線参照）を図るとともにコピーが完了するまでの時間
を短縮するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、補給されるトナー濃度が予め設定された休止
レベル以下に変化すると、記録１枚終了毎に予め設定さ
れた極短い時間だけ記録動作が休止されるので、記録を
行いながらトナー補給が同時に行える。また、この記録
動作の休止制御は記録毎に行われるので、トナー消費量
が多い場合でも等間隔で記録が行われ、従来のように連
続記録中に長時間休止するような不規則な動作を防止で
き、使用者に安心感を与えることができる。

また、トナー濃度が休止レベルとエンプティレベル間に
設定された検知レベル以下に変化すると、エンプティ表
示が行われるので、トナー濃度の低下を早期に使用者に
報知することができ、低濃度で長時間記録が行われるこ
とが防止でき、キャリヤの劣化が防止することができる
。

ざらに、トナー濃度が休止レベルとエンプティレベル間
に設定された検知レベル以下に変化すると記録動作を停
止するので、トナー補充が行なわれるまでに低濃度で長
時間記録が行われることが防止でき、キャリヤの劣化を
確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトナー濃度制御装置の制御系のブ
ロック構成図、第２図は本発明に係るトナー濃度制御装
置が適用される画像形成製雪の構成図、第３図は本発明
に係る現像装置の構成図、第４図はトナー濃度制御装置
の動作の第１実施例を示すフローチャート、第５図は第
４図の７０−チャートの動作を説明するためのタイミン
グチャートである。 １・・・トナー濃度センサ、２・・・操作部、１１・・
・中央１１１１１部（ＣＰＬＪ）、３４・・・感光体、
３７・・・現像装置、３７１・・・ホッパー、３７２・
・・補給ローラ、３７３・・・タンク。 第　　１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出されるトナー濃度が制御レベルとエンプティレ
   ベル間のときにトナー補給を行いつつ記録が行われる画
   像形成装置において、上記制御レベルと上記エンプティ
   レベル間に休止レベルを設定する休止レベル設定手段と
   、上記トナー濃度が上記休止レベル以下であるかどうか
   を判別する濃度判別手段と、記録１枚終了毎に予め設定
   された時間だけ記録動作を休止させる記録動作休止手段
   と、上記トナー濃度が上記休止レベル以上に変化しない
   と、上記記録動作休止手段を駆動させる制御手段とを備
   えたことを特徴とするトナー濃度制御装置。 ２、請求項１記載のトナー濃度制御装置において、休止
   レベルとエンプティレベル間に検知レベルを設定する検
   知レベル設定手段と、トナー濃度が上記検知レベル以下
   であるかどうかを判別する第２の濃度判別手段と、上記
   トナー濃度が上記検知レベル以下に変化すると、エンプ
   ティ表示を行う表示手段とを備えたことを特徴とするト
   ナー濃度制御装置。 ３、請求項２記載のトナー濃度制御装置において、トナ
   ー濃度が検知レベル以下に変化すると、記録動作を停止
   する停止手段を備えたことを特徴とするトナー濃度制御
   装置。