【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、現像装置、特に、感光体ドラムに対して現像
を行うための画像形成装置用現像装置に関する。
〔従来の技術〕
画像形成装置、たとえばカラー複零機として、上下方向
に複数の現像装置が配置されたものが知られている。こ
の種の複写機では、水平方向にトナーを循環させる構成
とすることにより、現像装置の高さを低くする工夫がな
されている。そして、この現像装置では、現像スリーブ
側にトナー供給部を有し、トナー収納部からのトナー供
給口側にトナー受入れ部を有する現像剤用循環経路がケ
ースに設けられている。
上述のような現像装置においてトナー濃度を検出する構
成として、特開昭６２−１３８８７６号には、現像剤受
入れ部よりも上流側にトナーセンサを設け、そのトナー
センサからの検出結果に基づいてトナー濃度を制御する
構成が示されている。
また、特開平１−１８２８６９号には、現像剤受入れ部
よりも下流側にトナーセンサを設け、そのトナーセンサ
からの検出結果に基づいてトナー濃度を制御する構成が
示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前者の従来例では、現像スリーブにおけるトナー消費の
前にトナー濃度を一定にする制御がなされる。したがっ
て、その構成では、消費されるトナー量が多い場合には
、充分なトナー濃度の供給を行うための制御ができない
。したがって、たとえトナーを補給する手段に高いトナ
ー補給能力があっても、トナー消費前の状態で所定のト
ナー濃度にする以上の補給を行う制御ができない。した
がって、この構成では、トナー消費量が大きい原稿につ
いてコピーを行う際に、現像剤循環経路の下流側に配置
された現像スリーブ部分でトナー濃度が低くなり過ぎ、
充分な現像を行うことができなくなる。
一方、後者の従来例では、現像スリーブ部分で消費され
なかった残りのトナーの濃度を一定にする制御が行われ
る。この構成では、同一原稿につき連続的にｉ数枚のコ
ピーが行われ、一定のトナー消費が行われている場合に
は、トナー消費量に応じたトナー補給が行え、原稿のト
ナー消費量の大小に関係なく現像スリーブに充分なトナ
ーを補給することができる。しかし、この構成では、現
像スリーブによる消費前のトナーの濃度が高くなり過ぎ
る傾向がある。このため、トナー消費蓋の大きい原稿を
コピーした後にトナー消費蓋の小さい原稿をコピーした
場合には、極端にトナー濃度が高くなった部分がトナー
消費蓋の小さい現像スリーブに供給されることになり、
現像スリーブ−・のトナー供給量が極端に高くなって、
トナー飛散や濃度過剰等の問題を生じる。
本発明の目的は、現像スリーブにおける現像剤消費蓋が
大きい場合でも充分な現像剤を供給でき、しかも現像剤
消費蓋の大きい状態から小さい状態へ移行したときでも
現像剤の供給過剰が生しにくい画像形成装置用現像装置
を提供することにある。
〔課題を解決するための手段）
本発明に係る現像装置は、感光体ドラムに対して現像を
行うための画像形成装置用現像装置である。この装置は
、ケースと、現像スリーブと、現像剤補給手段と、測定
手段とを備えている。
前記ケースは、現像剤供給部と現像剤受入れ部とを含む
現像剤用循環経路を有している。前記現像スリーブは、
現像副供給部に配置され、外周面に現像剤が付着するス
リーブである。前記現像剤補給手段は、現像剤受入れ部
に配置されている。
前記測定手段は、現像剤供給部に隣接して配置され、現
像剤供給部の上ｉＪｔ側と下流側とのトナー濃度を測定
し得る手段である。
Ｅ作用〕
本発明に係る現像装置では、ケースの現像剤用循環経路
内を現像剤が循環する。現像剤用循環経路において、現
像剤受入れ部から現像剤供給部へ移動してきた現像剤の
一部は、現像スリーブ側に移行する。現像スリーブへ移
行した現像剤は、感光体ドラムの現像に使用される。一
方、現像剤供給部において現像に使用されながった残り
の現像剤は、再び現像剤受入れ部に戻る。
一方、ケース内の現像剤濃度が低くなれば、現像剤補給
手段により現像剤受入れ部に新たな現像剤が供給される
。この現像剤供給タイミングは、測定手段によるトナー
濃度の測定結果に基づいて行われる。この測定に際し本
発明によれば、一連の現像動作の初期段階及び終期段階
において、測定手段によって現像剤供給部の下流側のト
ナー濃度を測定し、現像剤濃度制御の基礎とできる。こ
の場合には、消費前の現像剤濃度を基準に制御が行われ
るので、現像剤が過剰になりにくく現像剤の飛散や濃度
過剰現像が抑制できる。一方、一連の現像動作の中期段
階には、現像剤供給部の上流側の現像剤濃度を測定し、
現像剤濃度制御の基礎とできる。これによって、中期に
は消費後の現像剤の濃度を基準に制御が行われるので、
たとえ現像スリーブにおける現像剤消費量が太き（でも
、充分な現像剤の供給を行える。
〔実施例〕
第２図は、本発明の一実施例による現像装置が採用され
たカラー複写機の概略断面構成図である。
第２図において、複写機本体１の上部には、原稿が載置
される原稿台２が配置されており、その上面には原稿押
え３が開閉自在に設けられている。
複写機本体１０図左側部には、排紙トレイ４が配置され
ている。また、図下部及び右側部には、複数の給紙カセ
ット５及びバイパス給紙トレイ６が配置されている。
複写機本体ｌ内の中央部には、感光体ドラム７が配置さ
れている。感光体ドラム７の周囲には、帯電装置、転写
装置、用紙分離装置及びクリーニング装置に加えて、上
下方向に並べて配置された現像器１０，１１．１２及び
１３を有する現像装置８が設けられている。各現像器ｌ
Ｏ〜１３の配置は、上方から、シアン現像器ｌＯ、マゼ
ンタ現像器１１、イエロー現像器１２、ブラ・ンク現像
器１３となっている。これらの現像器１０〜１３は、移
動枠体９に固定されており、移動枠体９は移動機構１６
により上下方向に駆動されるようになっている。移動機
構１６は、ステンピングモータ（図示せず）に連結され
たかさ歯車１７と、かき歯車１７に噛み合うかさ歯車１
８と、かさ歯車１８に固定され上下方向に延びるボール
スクリュー１９と、移動枠体９に固定されかつボールス
クリュー１９に螺合するナツト２０とから構成されてい
る。
感光体ドラム７の上方には、レーザユニット２２が配置
されている。レーザユニット２２からのレーザビームは
、感光体ドラム７の上端面に照射されるようになってい
る。一方、原稿台２の下方には、ＣＣＤ及び各現像色に
対応する４種類の切り替えフィルター（図示せず）を備
えたた読取器２３が配置されている。読取器２３は、第
１図の左右方向に駆動され、原稿台２上に載置された原
稿をスキャンし得るようになっている。読取器２３で得
られた画像情報は、レーザユニット２２に電気信号とし
て送出される。
感光体ドラム７の下方には、転写ドラム２１が配置され
ている。転写ドラム２１の下部と、給紙カセット５及び
バイパス給紙トレイ６との間には、それぞれ給紙搬送装
置２４．２５が配置されている。各給紙搬送袋！２４．
２５は、給紙ガイドや複数の給紙ローラから構成されて
いる。転写ドラム２１と排紙トレイ４との間には、転写
ドラム２１側から順に、排紙搬送装置２６及び画像定着
装置２７が配置されている。
次に、現像装置８の現像器１０〜１３の構造について説
明する。なお、現像器１１〜１３は、トナー収納部（後
述）の形状がスペースの関係上具なるだけで、その他は
同一の構造を有しているので、ここでは現像器ｌＯのみ
について詳細に説明する。
第３図に示すように、現像器１０は、下側に配置された
ケース３０と、ケース３０の後部上方に配置されたトナ
ー収納部３１とを有している。第４図に示すように、ケ
ース３０内において、感光体ドラム７側（第４図の左側
）には現像スリーブ３２が配置されている。現像スリー
ブ３２の回転中心線は第４図と直角方向である。ケース
３０内には、現像スリーブ３２と平行なｌ対のスパイラ
ル３３．３４が配置されている０両スパイラル３゜３４
間には、ケース３０と一体に形成された立壁３５が配置
されている。第１図に示すように、立壁３５の両端部と
ケース３０との間には隙間３６゜３７が設けられている
。
ケース３０内において、スパイラル３３．３４が配置さ
れる空間と隙間３６．３７とで構成される環状の空間が
トナー経路３８である。トナー経、￥３３８のうち、ス
パイラル３４が配置された部分がトナー供給部３８ａと
なっており、トナー供給部３８ａに現像スリーブ３２が
配置されている。
スパイラル３３側において、トナー経路３８にはトナー
受入れ部３８ｂが配置されている。トナー受入れ部３８
ｂの上方（第１図の手前側）には、第４に示すように、
ケース３０に設けられた孔３９が配置されている。孔３
９は、新しいトナーの落下する経路である。
トナー収納部３１は、側方から見て下方に行くほど狭く
なる概ね逆三角形状の収納部本体４０を有している。収
納部本体４０の上端部には開閉可能な蓋４１が設けられ
ており、蓋４１を開けることによって収納部本体４０内
に新たなトナーを外部から補給し得る。収納部本体４０
の下端部において、第３図の奥側端部には、３字状の搬
送路４２の一端が接続されている。＊送路４２は、円筒
状の部材であり、その一端が収納部本体４ｏに開口して
いる。搬送路４２の他端は、７Ｌ３９（第４図）の上方
にまで延びている。そして、７Ｌ３９に対応する搬送Ｎ
Ｉ４２の部分には孔４３が設けられている。収納部本体
４０の下端と搬送路４２の孔４３側端部との間には、搬
送用スプリング４４が配置されている。スプリング４４
の直径は、搬送路４２の内径よりも僅かに小さく、その
結果収納部本体４０及び搬送ローラ４２内でスプリング
４４は回転可能となっている。スプリング４４の第３図
手前側端部には駆動モータ４５が接続されており、これ
によってスプリング４４が回転駆動される。
さらに、ケース３０の上壁において、トナー受入れ部３
８ｂの両側（トナー経路３８の下流側及び上流側）には
、第１トナー濃度センサ４６と第２トナー濃度センサ４
７とが配置されている。第１図で明らかなように、両セ
ンサ４６，４７は、トナー受入れ部３８ｂを挾むように
隣接して配置されている。
第５図に示すように、この複写機は、ＣＰ 【ＪＲＡＭ
、ＲＯＭ等を備えたマイクロコンピュータからなる制御
部５０を有している。制御部５０には、複写機の上端面
に配置された操作パネル５１と、上述の第１及び第２ト
ナー濃度センサ４６４７とが接続されている。操作パネ
ル５１は、０〜９の数字キーを含むテンキーＴＫと、フ
ルカラーモードの指定及び解除を行うためのフルカラー
キーＦＫと、複写動作の開始を指令するためのプリント
キーＰＫとを含んでいる。さらに、制御部５０には、移
動機構１６を駆動するためのステ、７ピングモータ等を
含む現像装置移動部５２と、各現像器ｌＯ〜１３の現像
スリーブ３２やスパイラル３３．３４等を駆動するため
の現像装置駆動部５３と、モータ４５を駆動するための
トナー補給部５４と、その他の入出力部とが接続されて
いる。
次に、第６Ａ図〜第６Ｄ図に示す制御フローチャートに
従って上述の実施例の動作を説明する。
プログラムがスタートすると、第６Ａ図のステップＳ１
において、複写枚数Ｍに１をセットしたり、フルカラー
フラグをＯＦＦにセットしたりする等の初期設定がなさ
れる。ステップｓ２では、プリントキーＰＫが押された
が否かが判断される。
また、ステ・ンブＳ３では、フルカラーキーＦＫが押さ
れたか否かが判断される。ステップｓ４では、テンキー
ＴＫが押されたが否がが判断される。そして、ステップ
Ｓ５では、それらのキー人力に伴う処理以外の他の処理
が実行される。ステップＳ５での処理が終わればステッ
プｓ２に戻る。
ここで、カラーモードを変更するため、操作者により操
作パネル５１のフルカラーキーＦＫが押されたとする。
これにより、プログラムはステップＳ３からステップＳ
６に移行する。ステップＳ６では、フルカラーフラグＦ
ＫがＯＮａ’態であるか否かが判断される。フルカラー
フラグＦＫがＯＮ状態でなければ、ステップＳ７に移行
し、フルカラーフラグＦＫをＯＮ状態にセットした後メ
インルーチンに戻る。ステップＳ６において、フルカラ
ーフラグＦＫがＯＮ状態であれば、ステップＳ８に移行
し、フルカラーフラグＦＫをＯＦＦ状態にセットした後
メインルーチンに戻る。なお、フルカラーフラグＦＫの
ＯＮ状態は、複写機がフルカラーモードにあることを意
味する。また、フルカラーフラグＰＫのＯＦＦ状態は、
複写機がモノカラーモードにあることを意味する。
次に、複写枚数を変更するため、操作者によりテンキー
ＴＫが押されたとすると、プログラムはステップＳ４か
らステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、入カキ
−に応じ、枚数Ｎに新たな値がセットされる。ステップ
ｓ９での処理が終わればメインルーチンに戻る。
次に、複写動作を開始するために、操作者によりプリン
トキーＰＫが押されたとすると、プログラムはステップ
Ｓ２からステップＳＩＯに移行し、第６Ｂ図に示す複写
サブルーチンを実行する。第６Ｂ図のステップ３１１で
は、枚数ｎに０がセントされる。ステップＳ１２では、
枚数ｎがインクリメントされる。ステップＳ１３では、
給紙動作が始動される。これにより、給紙カセット５ま
たはトレイ６から用紙が転写ドラム２】に供給される。
ステップＳ１４では、フルカラーフラグがＯＮ状態にあ
るか否かが判断される。すなわち、ここでは、フルカラ
ーモードがセットされているか否かが判断される。フル
カラーフラグがＯＮ状態にあれば、ステップ３１５に移
行し、マゼンタ用複写動作のサブルーチンが実行される
。
第６Ｃ図に示すマゼンタ用複写動作のサブルーチンにお
いて、ステップＳ１６では、移動機構１６によって現像
装置８が上下動させられ、マゼンタ現像器１１が感光体
ドラム７の側方にセットされる。そして、マゼンタ現像
器１１の駆動が開始される。これによってスパイラル３
３．３４が回転し、トナー経路３８内を矢印方向にトナ
ーが循環を開始する。また、現像スリーブ３２が回転し
て、トナー補給部３８ａ内のトナーの一部を感光体ドラ
ム７側に供給する。ステップＳ１７では、第６Ｄ図に示
すトナー制御サブルーチンが実行される。
第６Ｄ図において、ステップＳ１８では、枚数ｎが５以
下であるか否かが判断される。ここでの数値「５」は、
現像器におけるトナー濃度制御を変更するタイミングを
意味している。複写開始時には、枚数ｎは５以下である
ので、プログラムはステップＳ１９に移行する。ステッ
プＳ１９では、トナー受入れ部３８ｂよりも下流側に配
置された第１トナー濃度センサ４６からの信号を入力す
るようにセントする。そして、プログラムはステップＳ
２０に移行し、第１トナー濃度センサ４６からの入力信
号に基づいて、トナー経路３８内のトナ・−濃度が適切
な値であるか否かを判断する。トナー濃度が低すぎれば
、プログラムはステップＳ２１に移行し、トナー補給を
開始する。ここでは、モータ４５がスプリング４４を回
転させ、トナー収納部３１内のトナーを搬送路４２を介
してトナー受入れ部３８ｂからトナー経路３８内に入れ
る。
ステップＳ２１での処理が終わればステップＳ２０に戻
り、トナー濃度が適切になったか否かを第１トナー濃度
センサ４６を用いて判断する。トナー濃度が適切な値を
超えれば、ステップＳ２２に移行し、トナー収納部３１
からのトナー補給を停止する。ステップＳ２２での処理
が終われば、プログラムは第６Ｃ図のステップＳ２３に
移行する。
ステップＳ２３では、読取器２３内に設けられたマゼン
タ用フィルターがセットされる。ステップＳ２４では、
一連の画像形成動作が行われる。
ここでは、読取器２３が第２図の矢印方向に移動するこ
とによって、原稿台２上に載置された原稿の画像情報を
スキャンする。そして、画像情報としてのレーザビーム
がレーザユニット２２から感光体ドラム７の表面に照射
され、感光体ドラム７上に静ｆｉＷＩ像が形成される。
感光体ドラム７上の静電潜像は、マゼンタ現像器１１に
よって現像され、転写ドラム２１上に固定された用紙に
画像が形成される。ステップＳ２４での処理が終われば
第６Ｂ図のステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、シアン用複写動作のサブルーチン
が実行される。このサブルーチンは、色が異なるだけで
マゼンタ用サブルーチン（第６Ｃ図）と同様であるので
、説明を省略する。ステップＳ２６では、イエロー用サ
ブルーチンが実行される。このサブルーチンの内容も、
色が異なるだけでマゼンタ用サブルーチン（第６Ｃ図）
と同様であるので、説明を省略する。ステップＳ２７で
は、ブラック現像器１３を用いたブランク用サブルーチ
ンが実行される。ここでも色が異なるだけで、マゼンタ
用サブルーチンと同様であるで、説明を省略する。なお
、ステップＳ１４において、白黒モードが指定されてい
た場合には、プログラムはステップＳ１４からステップ
Ｓ２７に移行し、ブラック用サブルーチンのみを実行す
る。ただし、フィルター（ステップ５２３）は使用しな
い。
ステップＳ２７での処理が終われば、ステップ３２Ｂに
移行する。ステップ３２Ｂでは、用紙が転写ドラム２１
から分離され、定着装置２７において定着処理が施され
る。定着処理が済んだ用紙は、排紙トレイ４上に排出さ
れる。ステップ８２８での処理が終わればステップＳ２
９に移行し、枚数ｎが設定枚数Ｎと等しくなったか否か
が判断される。等しくなければ、同一原稿についての複
写動作をさらに行う必要があるので、プログラムはステ
ップＳ１２に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
第７Ａ図に、第１トナー濃度センサ４６を用いた場合に
現れる典型的なトナー濃度変化のパターンの一例を示す
。第７Ａ図において、横軸はトナー経路、縦軸はトナー
濃度である。また、Ｐはトナー受入れ部３８ｂの位置、
Ｓｌは第１トナー濃度センサ４６の位置、そしてＳ２は
第２トナー濃度センサ４７の位置にそれぞれ相当してい
る。また、Ｔはトナー供給部３８ａの領域であり、ｄは
適切なトナー濃度の基準値である。
第７Ａ図で明らかなように、第１トナー濃度センサ４６
を用いた制御をこなった場合には、トナー受入れ部３８
ｂの下流側においてトナー濃度の検出が行われるので、
トナー補給部３８ａに相当する領域Ｔに至るまでは、基
準値ｄよりも僅かに高い値にトナー濃度が維持されてい
る。この後、領域Ｔでは現像のためにトナーが徐々に消
費され、トナー濃度が低下する。この第１トナー濃度セ
ンサ４６を用いた制御では、トナー経路３８のいずれの
場所においても、基準値ｄよりもトナー濃度があまり高
くなることはない。したがって、領域Ｔ内が極端に高い
トナー濃度となってしまうことがなく、トナー飛散や過
剰濃度の現象は生しない。
同一原稿についての複写動作を繰り返した結果、複写枚
数ｎが５を超えれば、第６Ｄ図のステップＳ１Ｂでの判
断がＮｏとなり、プログラムはステップＳ３０に移行す
る。ステップ５３０では、設定枚数Ｎから枚数ｎが引か
れ、その差Ｘが記憶される。ステップＳ３１では、差Ｘ
が５以下になったか否かが判断される。差Ｘが５以下で
あるということは、同一原稿についての複写動作の終了
が近いことを意味するので、プログラムはステップＳ１
９に移行し、第１トナー濃度センサ４６を用いた制御を
行うべくセットをする。この場合のこれ以後の処理は上
述の処理と同様である。この終了間際における第１トナ
ー濃度センサ４６を用いた制御によれば、第７Ａ図に示
すように、トナー濃度が極端に高い部分がトナー経路３
８に存在しないので、トナー飛散や濃度過剰が防止でき
る。
ステップＳ３１において判断がＮｏであれば、ステップ
Ｓ３２に移行し、第２トナー濃度センサ４７を用いて制
御を行うべくセットをする。この場合には、トナー受入
れ部３８ｂよりも上流側の部分においてトナー濃度が検
出され、それに基づいたトナー濃度制御が行われる。こ
の場合の制御は、基本的には第１トナー濃度センサ４６
を用いたものと同様であるので、詳細な説明は省略する
。
ただし、第２トナー濃度センサ４７を用いれば、現像ス
リーブ３２によってトナーが消費された後にトナー濃度
が検出される点が、第１トナー濃度センサ４６を用いた
場合と異なる。
この場合の典型的なトナー濃度変化のパターンの一例を
第７Ｂ図に示す、第７Ｂ図では、位置Ｓ２において検出
されるトナー濃度に基づいて制御が行われるので、トナ
ー消費後のトナー濃度が基準値ｄ以下になればトナー補
給が行われる。このため、トナー消費領域Ｔよりも上流
側では、基準値ｄよりも相当に高いトナー濃度が現れ得
る。しかしながら、第２トナー濃度センサ４７を用いた
制御期間中は、同一原稿に対する複写動作が当分の間終
了しないので、このことが濃度飛散や過剰の濃度の問題
を引き起こすことはない。一方、トナー消費蓋の大きい
原稿であっても、トナー消費頭載Ｔ内において充分に高
いトナー濃度が確保されるので、トナー欠乏に基づくか
すれ等の問題は生じない。
〔他の実施例〕
（ａ） 上述の実施例では、１つのトナー受入れ部３
８ｂの両側に１対のトナー濃度センサ４６，４７を配置
したが、１つのトナー濃度センサの両側にｌ対のトナー
受入れ部を設けてもよい。この場合は、１対のトナー受
入れ部を選択的に機能させる機構が必要となる。この機
構としては、１対の孔を設け、択一的にその孔を閉しる
蓋を設ける構成が考えられる。また、１対のトナー受入
れ部に対し、トナー搬送路を択一的に接続し、それによ
って機能するトナー受入れ部を選択する構成とすること
もできる。
（ｂ） １対のトナー濃度センサを用いず、１つの１
−ナー濃度センサを移動させることによって、トナー受
入れ部の上流側と下流側の測定を行えるようにしてもよ
い。
（Ｃ） 上述の実施例では、フルカラー複写機を用い
たが、２色のタイプや単色のタイプのものについても本
発明を同様に実施できる。
〔発明の効果〕
本発明に係る現像装置は、現像剤供給部の上流側と下流
側の現像剤濃度を測定し得る測定手段を鑞えている。し
たがって、複写開始時に発生ずる現像剤飛散や濃度過剰
が抑制でき、しかも現像剤消費量の大きい場合であって
も現像剤不足が生じにくい現像装置が実現できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a developing device, and particularly to a developing device for an image forming apparatus for developing a photoreceptor drum. [Prior Art] Image forming apparatuses, such as color multiplex machines, in which a plurality of developing devices are arranged vertically are known. This type of copying machine is designed to reduce the height of the developing device by having a configuration in which toner is circulated in the horizontal direction. In this developing device, the case is provided with a developer circulation path having a toner supply section on the side of the developing sleeve and a toner receiving section on the side of the toner supply port from the toner storage section. As a configuration for detecting the toner concentration in the above-mentioned developing device, Japanese Patent Application Laid-Open No. 138876/1987 discloses a structure in which a toner sensor is provided upstream of the developer receiving section, and the toner concentration is detected based on the detection result from the toner sensor. A configuration for controlling concentration is shown. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 1-182869 discloses a configuration in which a toner sensor is provided downstream of a developer receiving section and the toner concentration is controlled based on the detection result from the toner sensor. [Problems to be Solved by the Invention] In the former conventional example, the toner concentration is controlled to be constant before the toner is consumed in the developing sleeve. Therefore, with this configuration, when the amount of toner consumed is large, control for supplying a sufficient toner concentration cannot be performed. Therefore, even if the toner replenishing means has a high toner replenishment capacity, it is not possible to control replenishment beyond a predetermined toner concentration before toner consumption. Therefore, with this configuration, when copying a document that consumes a large amount of toner, the toner concentration becomes too low in the developing sleeve portion located downstream of the developer circulation path.
It becomes impossible to perform sufficient development. On the other hand, in the latter conventional example, control is performed to keep the density of the remaining toner that has not been consumed in the developing sleeve portion constant. With this configuration, when i number of copies of the same original are made continuously and a certain amount of toner is consumed, toner can be replenished according to the amount of toner consumed. Sufficient toner can be supplied to the developing sleeve regardless of the amount of toner. However, with this configuration, the density of the toner before being consumed by the developing sleeve tends to become too high. Therefore, if you copy an original with a large toner consumption lid and then copy an original with a small toner consumption lid, the portion with extremely high toner density will be supplied to the developing sleeve with a small toner consumption lid. ,
The amount of toner supplied to the developing sleeve becomes extremely high.
This causes problems such as toner scattering and excessive toner density. An object of the present invention is to be able to supply sufficient developer even when the developer consumption lid in the developing sleeve is large, and to prevent oversupply of developer from occurring even when the developer consumption lid changes from a large state to a small state. An object of the present invention is to provide a developing device for an image forming apparatus. [Means for Solving the Problems] A developing device according to the present invention is a developing device for an image forming apparatus for performing development on a photoreceptor drum. This device includes a case, a developing sleeve, developer replenishing means, and measuring means. The case has a developer circulation path including a developer supply section and a developer reception section. The developing sleeve is
This sleeve is placed in the development sub-supply section and has developer attached to its outer peripheral surface. The developer replenishing means is arranged in the developer receiving section. The measuring means is disposed adjacent to the developer supply section and is a means capable of measuring the toner concentration on the upper iJt side and the downstream side of the developer supply section. Effect E] In the developing device according to the present invention, the developer circulates within the developer circulation path of the case. In the developer circulation path, a portion of the developer that has moved from the developer receiving section to the developer supply section is transferred to the developing sleeve side. The developer transferred to the developing sleeve is used for developing the photoreceptor drum. On the other hand, the remaining developer that has not been used for development in the developer supply section returns to the developer receiving section again. On the other hand, when the developer concentration in the case becomes low, new developer is supplied to the developer receiving portion by the developer replenishing means. This developer supply timing is determined based on the result of measuring the toner concentration by the measuring means. In this measurement, according to the present invention, the toner concentration on the downstream side of the developer supply section is measured by the measuring means at the initial stage and the final stage of a series of developing operations, and can be used as the basis for controlling the developer concentration. In this case, since the control is performed based on the developer concentration before consumption, the amount of developer is less likely to be excessive, and scattering of the developer and development with excessive concentration can be suppressed. On the other hand, in the middle stage of a series of development operations, the developer concentration on the upstream side of the developer supply section is measured.
It can be used as the basis for developer concentration control. As a result, in the middle term, control is performed based on the concentration of the developer after consumption.
Even if the amount of developer consumed in the developing sleeve is large (but sufficient developer can be supplied). [Embodiment] Fig. 2 is a schematic diagram of a color copying machine that employs a developing device according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional configuration diagram. In FIG. 2, a document table 2 on which a document is placed is arranged at the top of the copying machine main body 1, and a document presser 3 is provided on the top surface of the document table 2 so as to be openable and closable. A paper output tray 4 is arranged on the left side of the copying machine main body 10 in the figure.A plurality of paper feed cassettes 5 and a bypass paper feed tray 6 are arranged on the lower part and right side of the figure. A photoreceptor drum 7 is arranged in the center of the machine body 1. Around the photoreceptor drum 7, in addition to a charging device, a transfer device, a paper separation device, and a cleaning device, other devices are arranged vertically. A developing device 8 is provided having developing devices 10, 11, 12 and 13.
The arrangement of O to 13 is, from the top, a cyan developer lO, a magenta developer 11, a yellow developer 12, and a blank developer 13. These developing devices 10 to 13 are fixed to a moving frame 9, and the moving frame 9 is connected to a moving mechanism 16.
It is designed to be driven in the vertical direction. The moving mechanism 16 includes a bevel gear 17 connected to a stamping motor (not shown), and a bevel gear 1 meshing with the paddle gear 17.
8, a ball screw 19 fixed to the bevel gear 18 and extending in the vertical direction, and a nut 20 fixed to the movable frame 9 and screwed into the ball screw 19. A laser unit 22 is arranged above the photosensitive drum 7. The laser beam from the laser unit 22 is irradiated onto the upper end surface of the photoreceptor drum 7. On the other hand, below the document table 2, a reader 23 equipped with a CCD and four types of switching filters (not shown) corresponding to each developing color is arranged. The reader 23 is driven in the left-right direction in FIG. 1 so as to be able to scan a document placed on the document table 2. Image information obtained by the reader 23 is sent to the laser unit 22 as an electrical signal. A transfer drum 21 is arranged below the photosensitive drum 7 . Paper feed conveyance devices 24 and 25 are arranged between the lower part of the transfer drum 21 and the paper feed cassette 5 and the bypass paper feed tray 6, respectively. Each paper feed transport bag! 24.
Reference numeral 25 includes a paper feed guide and a plurality of paper feed rollers. Between the transfer drum 21 and the paper discharge tray 4, a paper discharge conveyance device 26 and an image fixing device 27 are arranged in order from the transfer drum 21 side. Next, the structure of the developing devices 10 to 13 of the developing device 8 will be explained. Note that the developing units 11 to 13 have the same structure except that the shape of the toner storage section (described later) is limited due to space limitations, so only the developing unit IO will be described in detail here. . As shown in FIG. 3, the developing device 10 has a case 30 disposed on the lower side and a toner storage section 31 disposed above the rear part of the case 30. As shown in FIG. As shown in FIG. 4, within the case 30, a developing sleeve 32 is arranged on the photosensitive drum 7 side (left side in FIG. 4). The rotation center line of the developing sleeve 32 is perpendicular to FIG. 4. Inside the case 30, a pair of spirals 33 and 34 parallel to the developing sleeve 32 are arranged.
A standing wall 35 integrally formed with the case 30 is arranged between them. As shown in FIG. 1, gaps 36° and 37 are provided between both ends of the vertical wall 35 and the case 30. As shown in FIG. Inside the case 30, a toner path 38 is an annular space formed by a space in which the spirals 33, 34 are arranged and a gap 36, 37. Of the toner weight, 338 yen, the part where the spiral 34 is arranged is a toner supply section 38a, and the developing sleeve 32 is arranged in the toner supply section 38a. On the spiral 33 side, a toner receiving portion 38b is arranged in the toner path 38. Toner receiving section 38
Above b (on the near side in Figure 1), as shown in No. 4,
A hole 39 provided in the case 30 is arranged. Hole 3
9 is a path along which new toner falls. The toner storage section 31 has a storage section main body 40 that has a generally inverted triangular shape that becomes narrower toward the bottom when viewed from the side. An openable and closable lid 41 is provided at the upper end of the storage main body 40, and by opening the lid 41, new toner can be replenished into the storage main body 40 from the outside. Storage unit main body 40
One end of a three-letter-shaped conveyance path 42 is connected to the lower end of the conveyance path 42 at the rear end in FIG. *The feed path 42 is a cylindrical member, and one end thereof is open to the housing main body 4o. The other end of the conveyance path 42 extends above 7L39 (FIG. 4). Then, transport N corresponding to 7L39
A hole 43 is provided in the portion I42. A conveyance spring 44 is disposed between the lower end of the storage section main body 40 and the end of the conveyance path 42 on the hole 43 side. Spring 44
The diameter of the spring 44 is slightly smaller than the inner diameter of the conveyance path 42, so that the spring 44 can rotate within the housing body 40 and the conveyance roller 42. A drive motor 45 is connected to the end of the spring 44 on the near side in FIG. 3, and the spring 44 is rotationally driven by this. Further, on the upper wall of the case 30, the toner receiving portion 3
A first toner concentration sensor 46 and a second toner concentration sensor 4 are provided on both sides of the toner path 8b (downstream and upstream sides of the toner path 38).
7 are arranged. As is clear from FIG. 1, both sensors 46 and 47 are disposed adjacent to each other so as to sandwich the toner receiving portion 38b. As shown in FIG. 5, this copying machine has CP [JRAM
, a ROM, and the like. The control unit 50 is connected to an operation panel 51 disposed on the upper end surface of the copying machine and the above-described first and second toner concentration sensors 4647. The operation panel 51 includes a numeric keypad TK including numeric keys 0 to 9, a full color key FK for specifying and canceling full color mode, and a print key PK for instructing the start of a copying operation. Further, the control section 50 includes a developing device moving section 52 including a step for driving the moving mechanism 16, a 7-pin motor, etc., and a developing device moving section 52 that drives the developing sleeves 32, spirals 33, 34, etc. of each of the developing devices 10 to 13. A developing device driving section 53 for driving the motor 45, a toner replenishing section 54 for driving the motor 45, and other input/output sections are connected. Next, the operation of the above embodiment will be explained according to the control flowcharts shown in FIGS. 6A to 6D. When the program starts, step S1 in FIG. 6A
Initial settings are made such as setting the number of copies M to 1 and setting the full color flag to OFF. In step s2, it is determined whether or not the print key PK has been pressed. Further, in step S3, it is determined whether the full color key FK has been pressed. In step s4, it is determined whether the numeric keypad TK has been pressed or not. Then, in step S5, processes other than the processes associated with these key human forces are executed. When the process in step S5 is completed, the process returns to step s2. Here, assume that the operator presses the full color key FK on the operation panel 51 to change the color mode. As a result, the program moves from step S3 to step S.
Move to 6. In step S6, the full color flag F
It is determined whether K is in the ONa' state. If the full color flag FK is not in the ON state, the process moves to step S7, and after setting the full color flag FK in the ON state, the process returns to the main routine. In step S6, if the full color flag FK is in the ON state, the process moves to step S8, and after setting the full color flag FK in the OFF state, the process returns to the main routine. Note that the ON state of the full color flag FK means that the copying machine is in full color mode. In addition, the OFF state of the full color flag PK is
Means the copier is in monochrome mode. Next, when the operator presses the numeric keypad TK to change the number of copies, the program moves from step S4 to step S9. In step S9, a new value is set for the number N of sheets according to the input key. When the process in step s9 is completed, the process returns to the main routine. Next, when the operator presses the print key PK to start a copying operation, the program moves from step S2 to step SIO and executes the copying subroutine shown in FIG. 6B. In step 311 of FIG. 6B, 0 is added to the number n of sheets. In step S12,
The number n of sheets is incremented. In step S13,
Paper feeding operation is started. As a result, paper is supplied from the paper feed cassette 5 or the tray 6 to the transfer drum 2. In step S14, it is determined whether the full color flag is in the ON state. That is, here it is determined whether the full color mode is set. If the full color flag is in the ON state, the process moves to step 315, and a magenta copying subroutine is executed. In the magenta copying subroutine shown in FIG. 6C, in step S16, the developing device 8 is moved up and down by the moving mechanism 16, and the magenta developing device 11 is set on the side of the photosensitive drum 7. Then, driving of the magenta developing device 11 is started. This causes spiral 3
3.34 rotates and the toner starts circulating in the toner path 38 in the direction of the arrow. Further, the developing sleeve 32 rotates and supplies a portion of the toner in the toner supply section 38a to the photosensitive drum 7 side. In step S17, the toner control subroutine shown in FIG. 6D is executed. In FIG. 6D, in step S18, it is determined whether the number n is 5 or less. The number "5" here is
This refers to the timing at which toner density control in the developing device is changed. At the start of copying, the number n is less than or equal to 5, so the program moves to step S19. In step S19, a signal from the first toner concentration sensor 46 disposed downstream of the toner receiving section 38b is inputted. And the program is step S
20, it is determined whether the toner concentration in the toner path 38 is at an appropriate value based on the input signal from the first toner concentration sensor 46. If the toner concentration is too low, the program moves to step S21 and starts toner replenishment. Here, the motor 45 rotates the spring 44, and the toner in the toner storage section 31 is introduced into the toner path 38 from the toner receiving section 38b via the conveying path 42. When the process in step S21 is completed, the process returns to step S20, and it is determined using the first toner concentration sensor 46 whether or not the toner concentration has become appropriate. If the toner concentration exceeds the appropriate value, the process moves to step S22, and the toner storage section 31
Stop toner supply from. When the process in step S22 is completed, the program moves to step S23 in FIG. 6C. In step S23, a magenta filter provided in the reader 23 is set. In step S24,
A series of image forming operations are performed. Here, the image information of the document placed on the document table 2 is scanned by the reader 23 moving in the direction of the arrow in FIG. Then, a laser beam as image information is irradiated from the laser unit 22 onto the surface of the photoreceptor drum 7, and a static FIWI image is formed on the photoreceptor drum 7. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 7 is developed by a magenta developing device 11, and an image is formed on a sheet of paper fixed on a transfer drum 21. When the process in step S24 is completed, the process moves to step S25 in FIG. 6B. In step S25, a subroutine for cyan copying operation is executed. This subroutine is the same as the magenta subroutine (FIG. 6C) except for the color, so the explanation will be omitted. In step S26, a subroutine for yellow is executed. The contents of this subroutine are also
Subroutine for magenta (Figure 6C), only the color is different
Since it is the same as that, the explanation will be omitted. In step S27, a blanking subroutine using the black developing device 13 is executed. This subroutine is the same as the magenta subroutine, only the color is different, so the explanation will be omitted. Note that if the black and white mode is specified in step S14, the program moves from step S14 to step S27 and executes only the black subroutine. However, the filter (step 523) is not used. When the process in step S27 is finished, the process moves to step 32B. In step 32B, the paper is transferred to the transfer drum 21.
The paper is separated from the paper and subjected to a fixing process in a fixing device 27. The paper that has undergone the fixing process is discharged onto the paper discharge tray 4. When the process in step 828 is finished, step S2
9, it is determined whether the number n of sheets has become equal to the set number N of sheets. If they are not equal, it is necessary to perform another copying operation on the same document, so the program returns to step S12 and repeats the subsequent processing. FIG. 7A shows an example of a typical toner density change pattern that appears when the first toner density sensor 46 is used. In FIG. 7A, the horizontal axis represents the toner path, and the vertical axis represents the toner concentration. Further, P is the position of the toner receiving portion 38b,
Sl corresponds to the position of the first toner concentration sensor 46, and S2 corresponds to the position of the second toner concentration sensor 47, respectively. Further, T is the area of the toner supply section 38a, and d is a reference value of an appropriate toner concentration. As shown in FIG. 7A, the first toner concentration sensor 46
When the control using the toner receiving part 38 is completed,
Since the toner concentration is detected downstream of b,
The toner concentration is maintained at a value slightly higher than the reference value d until reaching the region T corresponding to the toner supply section 38a. After this, in the area T, the toner is gradually consumed for development, and the toner density decreases. With this control using the first toner concentration sensor 46, the toner concentration does not become much higher than the reference value d at any location on the toner path 38. Therefore, the toner concentration within the region T does not become extremely high, and toner scattering and excessive density phenomena do not occur. If the number of copies n exceeds 5 as a result of repeating the copying operation for the same document, the determination in step S1B of FIG. 6D becomes No, and the program moves to step S30. In step 530, the number n of sheets is subtracted from the set number N of sheets, and the difference X is stored. In step S31, the difference
It is determined whether or not the value has become 5 or less. If the difference
9, settings are made to perform control using the first toner density sensor 46. The subsequent processing in this case is similar to the processing described above. According to the control using the first toner concentration sensor 46 just before the end of the process, as shown in FIG.
8, it is possible to prevent toner scattering and excessive toner concentration. If the determination in step S31 is No, the process moves to step S32, and the second toner concentration sensor 47 is set to perform control. In this case, the toner concentration is detected in a portion upstream of the toner receiving portion 38b, and toner concentration control is performed based on the detected toner concentration. Control in this case is basically performed by the first toner concentration sensor 46.
Since it is the same as that using , detailed explanation will be omitted. However, if the second toner density sensor 47 is used, the toner density is detected after the toner is consumed by the developing sleeve 32, which is different from the case where the first toner density sensor 46 is used. An example of a typical toner concentration change pattern in this case is shown in FIG. 7B. In FIG. 7B, control is performed based on the toner concentration detected at position S2, so the toner concentration after toner consumption is the standard. When the value falls below the value d, toner replenishment is performed. Therefore, on the upstream side of the toner consumption region T, a toner concentration considerably higher than the reference value d may appear. However, during the control period using the second toner density sensor 47, the copying operation for the same document does not end for the time being, so this does not cause density scattering or excessive density problems. On the other hand, even if the document has a large toner consumption lid, a sufficiently high toner concentration is ensured in the toner consumption overhead T, so problems such as blurring due to toner shortage do not occur. [Other Embodiments] (a) In the above embodiment, one toner receiving section 3
Although a pair of toner concentration sensors 46 and 47 are disposed on both sides of the toner concentration sensor 8b, a pair of toner receiving portions may be provided on both sides of one toner concentration sensor. In this case, a mechanism is required to selectively function the pair of toner receiving sections. As this mechanism, a configuration can be considered in which a pair of holes are provided and a lid is alternatively provided to close the holes. Further, it is also possible to adopt a configuration in which the toner transport path is selectively connected to a pair of toner receiving sections, thereby selecting a functioning toner receiving section. (b) Instead of using a pair of toner concentration sensors, one
- By moving the toner concentration sensor, it may be possible to measure upstream and downstream sides of the toner receiving section. (C) In the above-described embodiment, a full-color copying machine was used, but the present invention can be applied to a two-color copying machine or a single-color copying machine. [Effects of the Invention] The developing device according to the present invention is equipped with measuring means capable of measuring the developer concentration on the upstream side and the downstream side of the developer supply section. Therefore, it is possible to suppress developer scattering and excessive concentration that occur at the start of copying, and furthermore, it is possible to realize a developing device in which developer shortage does not easily occur even when the amount of developer consumed is large.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の一実施例の横断面部分図、第２図は本
発明の一実施例を採用した複写機の縦断面概略図、第３
図は本発明の一実施例の一部切欠き斜視概略図、第４図
はその一部縦断側面図、第５図は第２図の複写機の制御
部の概略ブロック図、第６Ａ図ないし第６Ｄ図はその制
御フローチャート、第７Ａ図及び第７Ｂ図はトナー濃度
変化を示すグラフである。
７・・・感光体ドラム、１０〜１３・・・現像器、３０
・・・ケース、３１・・・トナー収納部、３２・・・現
像スリーブ、３Ｂ・・・トナー経路、３８ａ・・・トナ
ー供給部、３８ｂ・・・トナー受入れ部、４６．４７・
・・トナー濃度センサ。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view of a copying machine adopting an embodiment of the present invention, and FIG.
4 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a partially vertical side view thereof, FIG. 5 is a schematic block diagram of the control section of the copying machine shown in FIG. 2, and FIGS. FIG. 6D is a control flowchart, and FIGS. 7A and 7B are graphs showing changes in toner concentration. 7... Photosensitive drum, 10-13... Developing device, 30
. . . Case, 31 . . . Toner storage unit, 32 .
...Toner concentration sensor.