JPS6045277A

JPS6045277A - 現像装置

Info

Publication number: JPS6045277A
Application number: JP15242983A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Saito; 勉斎藤; Hitoshi Yoneda; 米田　等
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1985-03-11

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】〔発明の技術分野〕本発明は例えばレーザプリンター等の記録装置に使われ
るトナー濃度制御機能をもつ現像装置に現像装置に使わ
れる現像剤の代表的なものとして磁性キャリアとトナー
の混合物と〃鳥ら成るものがある。かかる現像剤は印字
につれトナー濃度７５；減少するのでプリンターとして
の出力である１１１７１画質はもとより、装置を常に良
好な状態に保つために、プリントによって消費されたト
ナーは必要に応じて補給され、トナー濃度を適正範囲に
保つ必要がある。

現像剤へのトナー補給は一般に機械的に一定量のトナー
をプリント枚数に応じて補給する手段ｄ！とられる。し
かしながらプリントされる画像ス青報はトナー消費量が
大きく異なるさまざまなもの７！Ｉ；あり、プリント枚
数に応じた一定量のトナー補給のみでは常に消費量に対
応した量を補給することは無理である。

以上のよう々問題を解決するため近年現像ＮＪのトナー
濃度を電気的、磁気的、光学的等の手段によって検出し
、消費されたトナー量に対応したトナーを自動的に補給
して適正濃度を維持しようとする試みが種々行なわれて
いる。

たとえば光学的手段による方法として特公昭５２−４６
０９５号公報に示されたように循環搬送中の現像剤の浮
遊トナーを濃度検出用として設けられたプローブ（プー
リ）に付着させ、グローブに付着したトナーのために起
る光量変化を検出しこれを濃度に置換える方法がおる。

また磁気的手段による方法としては特公昭５６−６７８
７２号公報に示されるように、トナー濃度を現像剤の透
磁率の変化に基づいて検出する方法などがある。これら
の検出法に基づく制御は、プローブへのトナーの付着量
がトナー濃度の変化のみでなく、トナーの帯電量および
環境湿度の変化で大きく影響を受け真の濃度変化を安定
に検出することが困短な状態にあった。そのためトナー
とキャリアとの組合せの制約、プローブを現像剤の循環
経路のどの位置に配置するかなど使用条件の制約と、複
雑な機構をもつ装置となり適応範囲、信頼性、コストの
面から改善が望まれていた。

また現像剤中のトナー濃度を制御する場合、その範囲が
一定値以内にあることも要求される。とくにトナー濃度
が何かのトラブルで過大になった場合、現像剤寿命が急
激に低下したシ、トナーが周囲に飛散する等の不都合が
生ずる。そのために、トナー濃度の検出手段に何らかの
チェックポイントを設けたり複雑な検出制御方式を採り
入れる必要があった。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の欠点を除去し簡単かつ安価な構成で信
頼性の高いトナー濃度制御を行なうことが可能なトナー
濃度制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

以上の目的を達成するために本発明は循環搬送されてい
るトナーとキャリアから成る２成分現像剤に対して現像
毎に消費されるトナーを補給する　１．・１．ｌ際、記
録画像情報として与えられる電気信号を検出、計数した
結果に基づいてトナーの補給量を制御するものである。

〔発明の効果〕

本発明によると、記録画像情報として電気信号を検出し
、その結果によりトナー補給量を制御するので従来方式
において問題とされていた適用可能な現像剤や環境条件
等の使用上の制約がなくなりしかも現像装置本体の機能
構成以外にプローブ等の特別な装置を付加することなく
極めて合理的。

効率的かつ正確に現像剤へのトナー補給を行なうことが
できる。又、構成上電気回路の付加だけなので形状的に
もコンパクトになる。更に、従来に比しコストの低減が
図り得、経済的、性能的にすぐれたトナー濃度制御装置
を提供することができる。

より好ましくは、従来方式の基本的な検出手段と併用す
ることにより現像プロセスの異状等によるトナー濃度の
急激な変化に対しても十分対処できるような極めて安定
で信頼性の高いトナー濃度制御を実現できる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図に一般的なレーザプリンタの主な構成を示す。プ
リンタインタフェース１０を通して外部から与えられた
記録画像データはプリンタ制御部１１からレーザ走査ユ
ニット１２へ送られる。レーザ走査ユニッ）１２は帯電
器１３によシ帯電された感光ドラム１４上に記録画像デ
ータに対応した像露光を施し、感光ドラム１４上に静電
潜像を形成する。この静電潜像が現像器１５でトナーの
可視像になシ、搬送・転写部１６においてホッパ１７よ
シ供給される紙に転写される。トナーが転写された紙は
定着部１８で定着されプリントアウトされる。転写後の
感光ドラム１４は除電・クリーニング部１９で残留トナ
ーのクリーニング及び除電が行なわれ、初期状態にもど
る。

このように構成されたレーザプリンタに本発明によるト
ナー濃度制御装置を適用した場合の構成例を第２図に示
す。プリンタ制御部から記録画像データに対応したパル
スが、濃度制御回路２０に送られる。濃度制御回路２０
は、この記録画像デ−タパルス数をカウントし、また、
プリント製置設定等の外部情報から消費されるトナー量
を算出する。トナー消費量が算出されると、トナー供給
量及び補給タイミングがまる。現像剤の収納容量が大き
い場合について説明する。このときにはトナー消費に対
するトナー濃度変化のレスポンスは遅い。よってトナー
の補給は間欠的に行えばよい。例えばパルス数（画像情
報量）と濃度設定値から算出式れるトナー消費量と闇値
とを比較し、この閤値を越えたとき制御信号を発生させ
る。この制御信号はクラッチ駆動回路２１を通しクラッ
チ２２を駆動させる。クラッチ２２は現像器１５の図示
しない駆動源とトナー補給ローラ２３との動力伝達系２
４に設けられ、制御信号によって、ＯＮ、０１？’Ｂ’
制御がなされ、トナー補給ローラ２３の動きを制御する
。こうして、トナーが間欠的に補給される。

現像剤の収納容量が小さい場合、トナー消費に対スるト
ナー濃些変化のレスポンスは早い。よって、トナーの補
給は、連続的罠なされることが好ましい。

そこでパルス周波数をＦ−Ｖ変換して画像情報量に応じ
た電圧を得る。この電圧値と濃度設定値よシ、制御信号
を絶えず発生させる。この制御信号は供給ローラの回転
数を制御する。こうしてトナーが連続的に補給される。

第３図は本発明による磁気ブラシ式現像装置の一実施例
を示したものである。

この現像器は前端開口縁を感光ドラム１４の局面に近接
させたケース３０と、このケース３０内の現像剤３１を
吸引して磁気ブラシ３２を形成するマグネットローラ３
３と、上記ケース３０の開口下端縁に沿って取り付けら
れ磁気ブラシ３２を一定の厚みに揃えるドクターブレー
ド３４とを有している。

上記マグネットローラ３３は非磁性材料からなる回転ス
リーブ３５とこの内部に配設された複数個の磁石３６と
、これら磁石３６を保持する固定軸３７とから構成され
ている。　、１１゜）゛また上記ケース３０内底部に形成された現像剤収容部３
８の後方、すなわちマグネットロー２３３の磁力の影響
を受けない部分にはかく拌羽根３９が設けられている。

さらにマグネットロー２３３の上部後側に現像領域４０
を通過し上部に位置する磁石３６の影響を受けなくなっ
た現像剤３１をはく離して上記かく拌羽根３９上に案内
するスクレーパ４１が設けられている。

このように構成された現像装置の上面後部にはケース３
０内にトナー４２を補給するトナー補給装Ｎ４３が連設
されている。トナー補給装置４３はトナー補給口４４を
上記かく拌羽根３９に対向させたトナーボックス４５と
トナー補給口４４を閉塞する状態に設けられた多孔質部
材からなるト−ナー補給ローラ２３とから構成されてい
る。この補給ローラ２３はクラッチ２２を通して図示し
ない動力伝達系２４で回転駆動され、トナー補給カニな
される。

つぎに上記実施例の動作を説明する。回転ス１ノ一プ３
５の表面には磁石３６によって磁力線の形成された領域
に現像剤３１があたかも植毛されたブラシの如く吸引さ
れいわゆる磁気プラク３２が形成され、回転スリーブ３
５が回転することによシ磁気ブラシ３２も同方向に移動
する。そしてドクターブレード３４によって予め一定の
厚みに揃えられたのち感光ドラム１４０表面に摺接し感
光ドラム１４の表面にレーザ露光によ多形成された静電
潜像をトナー像化し、いわゆる現像を行なうことになる
。

つぎに現像領域４０を通過した磁気ブラシ３２はスクレ
ーパ４１によって回転ヌリープ３５の表面からはがされ
、磁力の影響を受けない現像剤収容部３８に落されここ
で磁化、非磁化、金属、非金属を問わず、この現像装置
に最適な材料で作られたかく拌羽根３９によってかく拌
されることになる。

一方、現像によって現像剤３１中のトナーは感光ドラム
１４に移動し現像剤３１のトナー濃度が低下しかつ局部
的に濃度ムラを生じることとなる。

この現像によシ消費されるトナー量は基本的には記録画
像データとして与えられる一画素単位ノクルス信号のト
ータル数に基づいている。現像器の現像剤収容部３８に
収容される現像剤３１の容量は限られておシ、現像剤３
１はケース３０内を極く短い周期で循環使用されるもの
であるから理想的には次のサイクルに移るまでに低下し
た濃度ムラは正規の状態に回有されることが望ましい。

このため適切なトナー補給が必要となる。

濃度制御回路２０は与えられた記録画像データのパルス
数をカウントすることにより）ナーで黒く現像されるト
ータルの画素数を得る。これを基本に設定されてプリン
ト濃度の状態等の外部条件、トナーと現像剤の組合せや
感光ドラムの表面電位等で決まる現像物性などを加味し
、トナー消費量を類推し、最適なトナー補給量と補給タ
イミングを導き出し、制御信号を発生する。

この場合記録データの処理の仕方や補給のタイミングで
種々の組合せ、変形プログラムが考えられるがその時の
電子写真プロセス現像等の状態から最適のプログラムが
選ばれる。

このようにして作られた制御信号によシトナー補給装置
４３の動力伝達系２４のクラッチ２２が作動し補給ロー
ラ２３が回転することによってトナー４２が現像剤収容
部３８へ落下補給される。

現像剤収容部３８で現像剤３１と補充トナーとのかく拌
・混合が行なわれることによ如、低下した濃度およびム
ンｔト正規の状態に回復され、循環作用により次第にマ
グネットローラ３３方向に移動し再び磁気ブラシ３２と
なる。

このように記録画像データに基づくトナー補給の自動的
連係によシ現像剤３１のトナー濃度は規定濃度範囲に維
持されるのでプリンターとして安定した動作が保証され
、装置の取り扱いも簡便になる。

なお上述の実施例においてレーザプリンタの磁気ブラシ
現像装置に採用した場合について説明したが静電記録プ
リンタ、　ＬＥＤアレイプリンタ、液晶バルブプリンタ
等の他の方式の現像装置にも適用可能でおる。

その他事発明は上記実施例に限らず本発明の要旨を変え
ない範囲で種々の変形実施可能なことは勿論である。

本発明は以上説明したようにトナーとキャリアの混合成
分からなる粉体現像剤を循環搬送して現像する乾式現像
装置において、記録画像情報に基づいて補給量および補
給タイミングを決め、現像剤中のトナー濃度が適正にな
るようにトナー補給装置を制御するようにした現像装置
におけるトナー濃度制御装置である。

したがって従来方式において問題とされた適用可能な現
像剤や環境条件等使用上の制約が大幅に改善され、しか
も現像装置本来の機能構成以外に特別の装置を付加する
ことなく極めて合理的・効果的かつ正確に現像剤のトナ
ー濃度の検出を行なうことができる。また形状的にもコ
ンパクトでコストの低減が図り得、経済的・性能的にす
ぐれたトナー０度制御が行なえるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なレーザプリンタの主な構成を示す概略
断面図、第２図は本発明の一実施例の構成を示す概略１
υ【面図、槙３図は本発明の一実施例に用いた現像器の
概略断面図を示す。１０・・・プリンタインタフェース、１１・・・プリン
タ制御回路、１２・・・レーザ走査ユニット、１４・・
・感光ドラム、１５・・・現像器、２０・・・濃度制御
回路、２１・・・クラッチ駆動回路、２２・・・クラッ
チ、２３・・・トナー補給ローラ、３１・・・現像剤、
３９・・・かくはん羽根、４１・・・トナー。代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第　１　
図第２図７１　〃第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナーを収納する手段および前記トナーをキャリ
アに供給する手段を備えトナーとキャリアから成る２成
分現像剤を循環搬送し静電潜像を現像する現像装置にお
いて、画像信号にもとづいて現像剤中のトナー濃度が適
正になるようにトナー供給量を制御する手段を有するこ
とを特徴とする現像装置。
（２）画像信号にもとづき連続的にトナーの供給量を制
御する手段を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の現像装置。
（３）画像信号を記憶し、その値に応じて間欠的にトナ
ーを供給する手段を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の現像装置。