JPH04122964A - トナー濃度制御方法 - 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、画像形成装置におけるトナー濃度制御方法に
関し、特に電子写真方式を利用するレーザー画像形成装
置に適用して効果的なトナー濃度制御方法に関する。

〔従来の技術〕

電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成
装置においては、均一に帯電された電子写真感光体上に
原稿像に対応する露光光を照射してこの感光体上に静電
潜像を形成し、これをトナーにより現像して可視像にし
た後、この可視像（トナー像）を転写紙に転写し定着さ
せて画像記録している。また、前記トナーをキャリアと
混ぜて２成分現像剤とし、この２成分現像剤による制御
性の良い現像を行うものが多用されており、このような
画像形成装置においては、画像形成作業の繰り返しによ
りトナーが消費されて現像器内のトナーが不足すると、
感光体に対するトナー付着量が減少するため、適宜トナ
ー補給してこのトナー濃度を制御している。

従来のこの種のトナー濃度制御方法としては、例えば特
開昭６１−１５７７２号公報乙こ記載されたものがある
。この方法においては、トナー像の濃度（トナー付着度
合）を反射型光センサ等のセンサ（以下、Ｐセンサとも
いう）で検知し、このセンサ出力に応じて現像器のトナ
ー補給率を制御するとともに、トナー消費量が増大して
一定以上のトナー補給量となった場合には、次の給紙タ
イミングを遅くするよう給紙間隔を長くしている。

また、Ｐセンサを用いず、消費トナー量に相当するトナ
ーを補給するようにした方法として、次のような方法が
知られている。

（ｉ）コピー枚数に比例した量のトナーを補給する定量
補給方法 （ｉｉ）原稿の画像部面積率をカウントしてそれに比例
した量のトナーを補給する方法 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、トナー像のトナー付着量をセンサで検知
する従来のトナー濃度制御方法にあっては、前記Ｐセン
サの出力に応じたトナー補給率でトナーを補給していた
ため、トナー補給した時点からその補給により変化する
感光体上のトナー付着度合の検知までに時間がかかり、
高精度なトナー濃度制御を行うのが容易ではなかった。

また、（ｉ）の定量補給方式にあって；ま、原稿の種類
によって１枚当りのトナー消費量が異なることから、消
費トナー量と補給トナー量にずれが生じてしまうという
問題があり、（ｉｉ）のトナー補給方法にあっても、原
稿画像スキャナのないプリンターの場合、又は白／黒反
転や原稿画像以外のパターン（例えばＰセンサパターン
）を感光体上に作成した場合等乙こ消費トナー量を正確
にカウントできなかった。

これらに対し、レーザー光を用いるレーザー画像形成装
置においては、所定画像面積当りのトナー付着量が決れ
ば、トナー消費量はイメージ露光面積に比例し、レーザ
ー光の発光時間に比例する。

したがって、レーザー光源の発光時間を積算し、その発
光時間の積算値に応したトナー補給を行うようにすれば
、上記問題に対処できる。

ところが、最近では複写機における画質要求レベルが高
まるとともに、写真原稿等のように原稿面積率が３０％
をこえるものが多くなってきており、また、白／黒反転
モードを使用した場合等には原稿面積率が９０％程度の
ものもある。したがって、トナー補給量がトナー消費量
に追従しなくなったり、大量にトナー補給するとトナー
飛散が発生したりするという問題は残る。

［発明の目的〕 そこで、本発明は、イメージ露光時間であるレーザー光
源の発光時間に応じてトナー補給することにより、トナ
ー消費量に対応するトナー補給を行うようにして、レー
ザー画像形成装置における画像濃度の低下を防止するこ
とができる高精度のトナー濃度制御方法を提供すること
を目的とし、さらに、一定収上のトナー補給量に達した
場合でも良好な画像濃度を得ることができ、トナー飛散
をも抑制することができるようにすることを目的として
いる。

（課題を解決するための手段〕 本発明は、上記目的を達成するために、レーザー光源か
らの光によりイメージ露光された感光体上に２成分現像
剤を用いてトナー像を形成し、該トナー像を感光体近傍
に給紙された転写紙に転写するレーザー画像形成装置の
トナー濃度制御方法であって、前記レーザー光源への発
光指令信号と現像器へのトナー補給指令信号とを同期さ
せたことを特徴とするものであり、 さらに、前記レーザー光源の発光時間を積算し、該積算
値が所定値以上のときには、前記転写紙の給紙間隔を長
くするのが好ましい。

以下、実施例に基づいて具体的に説明する。

第１〜５図は本発明に係るトナー濃度制御方法とこれを
実施する装置の一実施例を示す図であり、第１図はその
装置の要部構成を示している。

第１図において、このレーサー画像形成装置は、マイナ
ス帯電トナーを含む２成分現像剤を使用する反転現像シ
ステムを採用巳ており、感光体ドラム１゜１と、その感
光体トラム１１の周辺Ｃ二装置された帯電器１２、現像
器１４、転写チャージャ１５、分離チャージャ１７、ク
リーニング器１８及びクエンチングランプ１９を有して
いる。

感光体ドラム１１は、第１図の矢印Ｒ方向に回転しなが
ら、まず帯電器１２でその表面部を一様に帯電され、次
に、図示しないスキャナにより読み取った原稿画像情報
に対応しレーザービーム１３（レーザー光）で感光体ド
ラム１１の軸方向に主走査されるとともに、感光体ドラ
ム１１０回転により副走査されてイメージ露光され、そ
の部分に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器
１４により現像されて可視トナー像となり、転写チャー
ジャ１５からの電界によって転写紙１６に転写される。

そして、トナー像を転写された転写紙１６は、分離チャ
ージャ１７によって感光体ドラム１１から分離され、図
示しない定着器によりトナー像を加熱・定着される。ま
た、前記転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナー
がクリーニング器１８によって除去され、更に感光体ド
ラム１１に残留している電荷がクエンチングランプ１９
からの除電光によって除電されると、感光体ドラム１１
は初期位置に戻る。なお、レーザービーム１３はレーザ
ー光源である図示しないレーザーダイオード（以下、Ｌ
Ｄともいう）から前記画像情報信号に応して発光される
。また、作像中における感光体ドラム１１の表面電位は
、地肌部での電位（暗部電位）ＶＯが約−８００（Ｖ）
、画像部での電位（明部電位）ＶＬが約−５０（Ｖ）に
設定されており、現像バイアス電位■、との約６００　
　（Ｖ）の電位差によって現像がなされる。

また、現像器１４は、トナーを蓄えるトナーホッパ部２
１と、トナー及びキャリア（図示していない）を含む乾
式２成分現像剤を収容する現像ユニ・ノド部２２とから
なり、トナーホッパ部２１の出口に設けられたトナー補
給ローラ２３を回転させることにより、その回転量に応
した量のトナーが現像ユニット部２２に補給される。現
像ユニット部２２は、感光体ドラム１１に近接してトナ
ーを均一に付着させる現像スリーブ２４と、トナーとキ
ャリアを撹拌してトナーに感光体ドラム１１の表面電荷
と反対の極性を生しさせる撹拌羽根２５等を有しており
、現像プロセスを実行する度に前記２成分現像剤におけ
るトナーの量（トナー濃度）が低下し、これに伴って前
記トナー補給が必要になる。

一方、レーザー画像形成装置においては、上述したよう
に、所定画像面積当りのトナー付着量が決れば、現像ユ
ニット部のトナー消費量はイメージ露光した面積に比例
し、このため作像中のＬＤの発光時間に比例すると言え
る（第２図参照）。

したがって、本実施例においては、レーザービーム１３
を発光させるために制御ユニント（図示していない）か
らＬＤに出力されるＬＤ−ＯＮ信号と、トナー補給ロー
ラ２３を回転させるために制御ユニットから図示しない
モータに出力されるトナー補給信号とを同期させ、第３
図に示すように、作像中（連続コピー時にはその複数の
コピー枚数分の動作中）におけるＬＤの発光時間に応じ
てトナー補給量が変化するようにして、トナー消費量に
対応するトナー補給を行うようにしている。具体的には
、例えばＬＤ−ＯＮ信号が所定の時間（例えば０．２秒
）出力される毎にトナー補給信号を出力し、このトナー
補給信号により図示しないモータを駆動してトナー補給
ローラ２３を所定角度だけ回転させるようにすることが
できる。

また、トナー補給量が多くなると、第４図に示すように
、トナー飛散量が増加するが、短時間で多量のトナーを
補給すると、補給トナーがそれまでの現像剤と十分に撹
拌されず、一部の補給トナーが必要な電荷を帯びないま
ま現像スリーブ２４に付着してしまうこととなり、トナ
ー飛散や感光体ドラム１１の地肌汚れが顕著になる。そ
こで、本実施例においては、ＬＤの発光時間の積算値が
所定値以上のときは、転写紙１６の給紙タイミングを遅
らせるとともに、その間トナー補給を継続し、トナー濃
度が適正値にもどってから給紙を行うようにしている。

次に、作用を説明する。

コピースタートボタンが押下され、コピー動作が開始さ
れると、前記スキャナで読み取られた原稿画像情報に応
してレーザー光源（ＬＤ）が０Ｎ１０ＦＦされ、そのＬ
ＤがＯＮとなった時の出力により感光体ドラム１１上に
イメージ露光がされる。

そして、上述したような現像、転写、分離及び定着の各
工程が行われ、コピーができあがる。

一方、この間、前記制御ユニットに設けられたＣＰｔＪ
は内部メモリに予め格納した所定のプログラムに従い、
前記ＬＤ−ＯＮ信号の送信に同期して前記トナー補給信
号を出力し、イメージ露光の時間であるＬＤ発光時間に
対応するトナー補給を行わせる。したがって、所定画像
面積当りのトナー消費量を適当な値に設定しておけば、
トナー消費量に対応するトナー補給ができる。

また、前記制御ユニットは、第５図に示されるような処
理を実行する。

同図において、まず、ステップｐＨでＬＤの発光時間を
積算した後、ステップＰ１２でこの積算した発光時間χ
が１．＜χ＜１．であるか否か判別巳、この判別結果が
ＹＥＳであれば、ステップＰ１３に進んで初期設定に従
ったトナー補給動作を行わせる。一方、ステップＰ１２
での判別結果がＮＯである場合、χ＜ｔｌであれば、ス
テップＰ１４に進み、トナー補給せずの処理をしてステ
、／プｐＨに戻る。また、１３＜χであれば、ステ・ノ
ブＰ１５でコピー速度をＣ８からＣ１に切換えた後、ス
テップＰ　１］二進む。ここて、コピー速度Ｃ８は規定
のコピー速度であり、コピー速度Ｃ１はプロセス速度は
変化させずに給紙される転写紙１６の間隔（給紙間隔）
を長くし実質的に低下させたコピー瑳度である。巳たが
って、コピー動作中乙二トナー補給量が多くなった場合
、転写紙１６の給紙タイミングが遅らされてその間にト
ナー補給及び撹拌動作が継続され、トナー濃度が適正値
にもどってから次の給紙がされる。この結果、一定以上
のトナー補給量に達した場合でも、適正な画像濃度が得
みれるとともに、トナー飛散も抑制される。

；効果〕 本発明によれば、レーサー光源への発光指令信号と現像
器へのトナー補給指令信号とを同期させ、イメージ露光
時間に対応するトナー補給動作を行うようにしているの
で、トナー消費量に対応するトナー補給を高精度に行っ
てレーザー画像形成装置における画像濃度の低下を防止
することかでき、高精度のトナー濃度制御が実現できる
。

また、前記レーザー光源の発光時間を積算し、該積算値
が所定値以上のときに転写紙の給紙間隔を長くするよう
にしているので、一定以上のトナー補給量に達した場合
でも適正なトナー濃度を保って、良好な画像濃度を得る
ことができるとともに、トナー飛散を抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係るトナー濃度制御方法の一実施
例を示す図であり、 第１図はそのトナー濃度制御方法を実施する装置の要部
構成図、 第２０はその消費トナー量とレーザー光源の発光時間と
の関係を示すグラフ、 第３図はそのトナー補給量とレーザー光源の発光時間と
の関係を示すグラフ、 第４図はそのトナー飛散量とトナー補給量の関係を示す
グラフ、 第５図はそのトナー補給制御処理を示すフローチャート
である。 １１・・・・・・感光体ドラム、 １２・・・・・・帯電チャージャ、 １４・・・・・・現像器、 １５・・・・・・転写チャージャ、 １６・・・・・・転写紙、 ２１・・・・・・トナーホッパ部、 ２２・・・・・・現像ユニット部、 ２３・・・・・・トナー補給ローラ、 ２４・・・・・・現像スリーブ、 ２５・・・・・・撹拌羽根。 代 理　人　弁理士　　有 我 第 図 第２ 図 第 図 ｔ　） ［４ 発光１．７問

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光源からの光によりイメージ露光された
   感光体上に２成分現像剤を用いてトナー像を形成し、該
   トナー像を感光体近傍に給紙された転写紙に転写するレ
   ーザー画像形成装置のトナー濃度制御方法であって、 前記レーザー光源への発光指令信号と現像器へのトナー
   補給指令信号とを同期させることを特徴とするトナー濃
   度制御方法。
2. （２）前記レーザー光源の発光時間を積算し、該積算値
   が所定値以上のときには、前記転写紙の給紙間隔を長く
   することを特徴とする請求項１記載のトナー濃度制御方
   法。