JPS61183675A - トナ−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） この発明はトナー濃度制御装置に関し、特にたとえば２
成分系現像剤を用いた現像方式においてトナー画像濃度
を光学的に検出してトナーを自動的に供給する、トナー
濃度制御装置に関する。

（従来技術） ２成分系現像剤を用いて現像する電子複写機のような像
形成装置において、トナー濃度を制御する装置がたとえ
ば特公昭５７−３９４１８号公報に開示されている。こ
の例では、基準となる一定の濃度に着色されたパッチ（
またはセンサシートともいう）を原稿台に形成し、通常
のコピー動作に先立ってこの部分を感光体ドラム上に現
像し、そのトナー画像の黒さを光学的にネ★出してトナ
ー濃度を一定に制御するものである。

（発明が解決しようとする問題点） この従来例では、基準濃度に着色されたパンチまたはセ
ンサシートを原稿台に付ける必要があるので、通常のコ
ピー処理に用いられない余分なものが必要となり、めん
どうであるなどの問題がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構成でト
ナー濃度を制御し得る、トナー濃度制御装置を提供する
ことである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、感光体と、現像ロールと、バイアス手段と
、検出手段と、トナー供給制御手段とを備える。

（作用） バイアス手段は、感光体と現像ロールとの間に所定の現
像バイアスを加える。検出手段は、現像バイアスの印加
によって感光体に付着した線状のトナー画像の濃度を光
学的に検出する。トナー供給制御手段は、検出手段によ
って検出されたトナー画像濃度に応じて、現像機へのト
ナーの供給を制御する。

（発明の効果） この発明によれば、簡単な構成でトナー濃度を制御する
ことができる。したがって、センサシートを用いたもの
に比べて、露光や現像のタイミングの調整が容易である
。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明が適用され得る一例の電子複写機の原
理構成図である。以下には、この発明が電子複写機に適
用された場合を説明するが、この発明はこのような電子
複写機以外の他の像形成装置、たとえばプリンタやファ
クシミリなどにも適用され得ることを予め指摘しておく
。

第１図を参照して、電子複写機１０は本体（図示せず）
の上面に設けられる原稿台１２を含む。

原稿台１２の画像位置先端部には、ホームポジション１
４が設定される。原稿台１２の下方には、原稿１６を露
光しかつ走査するための走査子′段としての光源１８が
設けられる。この光源１８および原稿台１２のいずれか
一方（以下の説明では光源１８の場合を述べる）が矢印
方向すなわち左右方向へ移動自在にされる。

光源１８に関連して、反射鏡２０が設けられる。

この反射鏡２０には、可動鏡２２が固着される。

そして、サーボモータのような駆動源（図示せず）によ
って、光源１８が右方向へ往動するとき、原稿台１２上
に載せられた原稿１６がスリット露光される。しかし、
左方向に復動されるときは、露光が行なわれない。

第１の可動鏡２２に関連して、第２の可動鏡が設けられ
る。第２の可動鏡は、１対の可動鏡２４および２６を含
む。１対の可動鏡２４および２６は、第１の可動鏡２２
によって反射された原稿像を結像レンズ２８に向けて再
度反射させるためのものである。この第２の可動鏡２４
および２６は光源１８の移動速度の１／２の速度で、光
源１８と同じ方向に移動される。なお、結像レンズ２８
は複写倍率を変更可能にするために、ズームレンズで構
成される。

結像レンズ２８の前方には、レンズ２８を透過した原稿
像を感光体ドラム３０に向けて反射するための固定反射
鏡３２が設けられる。

感光体ドラム３０の露光位置、すなわち反射鏡３２によ
って原稿像が結像される位置よりも上流側には、感光体
ドラム３０に特定の極性の電荷（たとえば黒レベルで６
００　Ｖ）を一様に帯電させるための帯電用コロトロン
３４が設けられる。

感光体ドラム３０の露光位置の下流側には、現像）Ｍ３
６が設けられる。現像機３６は、帯電用コロトロン３４
．光源１８および結像レンズ２８によって感光体ドラム
３０上に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像す
るものである。この現像機３６は、キャリアおよびトナ
ーからなる２成分系現像剤を収納するための現像室３８
を含む。

現像室３８内には、バイアス電圧を加えられる現像ロー
ル４０が回転自在に設けられる。現像ロール４０には、
たとえばリレーとその接点からなるバイアス切換スイッ
チ４２が接続される。バイアス切換スイッチ４２は、通
常のコピー動作のとき正極性の第１の電源Ｖ＋１（たと
えば２００Ｖ）に切り換え、トナー濃度制御のとき瞬間
的に負極性の第２の電源Ｖ−８（たとえば−２００Ｖ）
側に切り換えるものである。

現像装置３６に関連して、トナーを供給するためのトナ
ー供給装置が設けられる。トナー供給装置はトナーホッ
パ４４を含む。トナーホッパ４４の下方部分には、スク
リュウコンベア４６が回転自在に設けられる。スクリュ
ウコンベア４６の回転軸には、モータ４８の回転軸が連
結される。したがって、モータ４８が比較的短い一定時
間だけ回転されると、スクリュウコンベア４６が回転し
てトナーホッパ４４に貯溜されているトナーを現像機３
６へ一定量だけ供給する。

現像機３６の下流側には、転写用コロトロン５０が設け
られる。転写用コロトロン５０は、感光体ドラム３０上
に形成されたトナー画像を、その帯電によって紙（図示
せず）に転写させるものである。

転写用コロトロン５０よりも下流側には、トナー画像濃
度を光学的に検出するための光電センサ５２が設けられ
、さらに下流側には、クリーニング装置５４が設けられ
る。このクリーニング装置５４は、紙に転写されずに感
光体ドラム３０上に残留したトナーを除去するものであ
る。このため、クリーニング装置５４は感光体ドラム３
０上に残留したｌ・ナーを播き落とすためのゴム製のブ
レードを含む。ブレードによって掻き落とされた残留ト
ナーは、廃トナー容器で貯溜される。

クリーニング装置５４と帯電用コロトロン３４との間に
は、感光体ドラム３０の表面電位を除電するためのイレ
ースランプ５６が設けられる。

光電センサ５２の出力は、増幅器５８で増幅されて、ア
ナログ／ディジタル（以下Ａ／Ｄ）変換器６０でディジ
タル信号に変換されて、マイクロコンピュータ６２に与
えられる。マイクロコンピュータ６２は、光電センサ５
２で検出されたトナー画像濃度に基づいてモータ４８を
駆動するためのモータ駆動回路６４に制御信号を与える
ものであり、その詳細な構成゛が第２図に示される。

第２図はこの発明の一実施例のブロック図である。マイ
クロコンピュータ６２は、中央処理装置（ＣＰＵ）６６
を含む。ＣＰＵ６６には、データバス６８を介してＲＯ
Ｍ７０が接続される。ＲＯＭ７０には、この実施例の動
作を実行するためのプログラムや、基準濃度の設定デー
タなどが記憶される。また、データバス６８には、ＲＡ
Ｍ７２が接続される。ＲＡＭ７２は、複数の記憶エリア
を含み、コピー処理に必要なデータや、光電センサ５２
で検出されたトナー画像濃度に関するデータなどを一時
記憶する。さらに、データバス６８には、入出力インタ
フェース７４が接続される。

入出力インタフェース７４には、第１図に示すＡ／Ｄ変
換器６０およびモータ駆動回路６４が接続される。

次に、第１図および第２図を参照してこの実施例の動作
を説明する。

通常のコピー動作は、従来と同様なので簡単に説明する
。通常は、バイアス切換スイッチ４２が第１の電源Ｖ＋
、に接続される。したがって、現像ロール４０には、＋
２００Ｖの現像バイアス電圧が印加されている。そして
、コピースタートキー（図示せず）の操作に応じて、感
光体ドラム３０が回転駆動されるとともに、たとえば６
００Ｖの高電圧が帯電用コロトロン３４に印加される。

したがって、感光体ドラム３０の表面には、６００■の
電位が帯電された状態になる。さらに、光源１８によっ
て原稿１６がスリソＨＷ光され、原稿１６の画像が感光
体ドラム３０上に潜像される。

この原稿像が現像装置３６の位置までくると、感光体ド
ラム３０の原稿像の潜像された部分の電位と現（ｉロー
ル４０のバイアス電位との電位差に応じて、現像ロール
４０によって帯電されたトナーが感光体ドラム３０に飛
翔する。このトナー像が転写用コロトロン５０によって
紙に転写される。

１枚のコピー動作が終了した後、トナー濃度制御のため
の動作が行なわれる。すなわち、帯電用コロトロン３４
への電力供給が停止されて、感光体ドラム３０の表面が
帯電されなくなる。したがって、感光体ドラム３０の表
面電位は、イレースランプ５６によって除電されたＯｖ
のままとなる。

この状態は、帯電用コロトロン３４がオフされてから、
感光体ドラム３０の帯電されていない部分が現像ロール
４０の位置を通過する一定時間の間持続される。なお、
感光体ドラム３０が帯電用コロトロン３４の位置から現
像ロール４０の位置まで回動したことの検出は、感光体
ドラム３０の回転角度を検出する手段を設け、それによ
って検出してもよい。

感光体ドラム３０の表面電位のＯＶの部分が現像ロール
４０の位置を通過したとき、バイアス切換スイッチ４２
が瞬間的に第２の電源Ｖ−、側に切り換えられる。この
とき、感光体ドラム３０の表面電位がＯｖであり、現像
ロール４０のバイアス電位が一２００Ｖなので、両者の
間には＋２００■の電位差が生じる。このため、現像ロ
ール４０によって帯電されたトナーが感光体ドラム３０
上に飛翔する。しかし、バイアス切換スイッチ４２が第
２の電源Ｖ、側に切り換えられる時間が微少時間なので
、感光体ドラム３０上にはその幅方向に沿って１本の線
状のトナー画像が形成されることになる。

感光体ドラム３０がさらに回転して、線状のトナー画像
の形成された部分が光電センサ５２の位置までくると、
光電センサ５２が線状のトナー画像濃度に応じたアナロ
グ信号を導出する。この信号が増幅器５日で増幅され、
Ａ／Ｄ変換器６０によってディジタル信号に変換されて
、入出力インタフェース７４およびデータバス６日を介
してＣＰＵ６６に読み込まれる。ＣＰＵ６６は、ＲＯＭ
７０に予め設定記憶している基準濃度と光電センサ５２
によって検出されたトナー画像濃度とを比較する。その
結果、トナー画像濃度が基準濃度よりも低いことを判断
すると、ＣＰＵ６６はモータ駆動指令信号を発生して入
出力インタフェース７４を介してモータ駆動回路６４に
与える。応じて、モータ駆動回路６４がモータ４８を一
定時間駆動して、トナーホッパ４４に貯溜されているト
ナーを一定量だけ現像機３６へ供給させる。一方、トナ
ー画像濃度が基準濃度以上の場合は、ＣＰＵ６６がモー
タ駆動指令信号を導出しないので、トナーの補給が行な
われない。

したがって、コピ一枚数が増加して、現像室３８内のト
ナー濃度が不足すると、現像室３８内のキャリアに対す
るトナーの重量％が減少するので、現像ロール４０によ
るトナーの帯電量が増加される。このため、感光体ドラ
ム３０へのトナー飛翔量が減少し、感光体ドラム３０上
のトナー画ｅ＊度が低下し、トナー補給が行なわれる。

これとは逆に、現像室３８内のトナー濃度が増加すると
、キャリアに対するトナーの重量％が増大スるが、現像
ロール４０のバイアス電位が一定なので、現像ロール４
０によるトナーの帯電量が減少する。その結果、感光体
ドラム３０へ飛翔するトナーの量が増大し、感光体ドラ
ム３０上に線状に形成されるトナー画像濃度が濃くなる
。この実施例のトナー濃度とトナー画像濃度との関係が
第３図に示される。

以上の動作が、１回のコピー動作ごとに繰り換えされる
。しかし、この発明は、１回のコピー動作ごとにトナー
濃度を制御するものに限らず、数回のコピー動作ごとに
トナー濃度の制御を行なうようにしてもよい。要するに
、１回のコピー動作に使用されるトナー量と、１回のト
ナー補給量との関係で、何回のコピー動作につき１回の
トナー補給制御が行なわれるか否かが決定される。

なお、以上の動作手順の詳細をフロー図に示せば、第４
図のようになる。

この実施例のように、現像ロール４０へのバイアス電圧
への切り換えによって線状のトナー像を、感光体ドラム
３０上に形成し、これに基づいてトナー補給を制御すれ
ば、センサシートが不要となり、センサシートを光学的
に走査しかつそれをトナー画像として感光体ドラム３０
上に形成する必要がないので、簡単な構成で安価にして
トナー濃度を制御することができ、しかも光学系の操作
と感光体ドラム３０の回転位置との調整なども不要とな
る。

さらに、この実施例によれば、現像剤の劣化す　。

なわちキャリアの劣化を検出することもできる。

なぜならば、トナー画像濃度が基準濃度よりも低いこと
を検出したことに基づいて、トナーの供給を何回か繰り
返しても、トナー画像濃度が増加しなければ、キャリア
の劣化に起因してトナーの帯電量が不足しているためで
ある。したがって、トナー補給回数を計数し、その回数
が所定回数に達したことを検出すれば、現像剤の劣化を
検出できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が通用され得る一例の原理構成図であ
る。 第２図はこの発明の一実施例のブロック図である。 第３図はこの実施例による現像室のトナー濃度と感光体
ドラム上のトナー画像濃度との関係を示す図である。 第４図はこの発明の一実施例のフロー図である。 図において、３０は感光体ドラム、３６は現像機、４０
は現像ロール、４８はトナー補給用モータ、５２は光電
センサ、６２はマイクロコンピュータ、６４はモータ駆
動回路を示す。 特許出願人　　三洋電機株式会社 代理人　弁理士　山　１）義　人 （ほか１名） 第１図　　　　　　　　　隻 第２図 第３図 トｒ−ふ１１屡屋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　感光体、 現像機に設けられる現像ロール、 前記感光体と前記現像ロールとの間に所定の現像バイア
   スを加えるためのバイアス手段、 前記現像バイアスの印加によって前記感光体に付着した
   トナー画像の濃度を光学的に検出する検出手段、および 前記検出手段の出力に応じて前記現像機へのトナーの供
   給を制御するトナー供給制御手段を備える、トナー濃度
   制御装置。 ２　前記バイアス手段による現像バイアスは、通常の記
   録時における現像バイアスとは異なる、特許請求の範囲
   第１項記載のトナー濃度制御装置。 ３　前記バイアス手段による現像バイアスは、通常の記
   録時における現像バイアスとは逆極性である、特許請求
   の範囲第１項記載のトナー濃度制御装置。 ４　前記バイアス手段は、前記通常の記録時における現
   像バイアスとトナー濃度制御のための現像バイアスとを
   切り換えるためのバイアス切換手段を含む、特許請求の
   範囲第２項または第３項記載のトナー濃度制御装置。 ５　前記感光体の近傍に設けられる帯電用コロトロンを
   含み、 前記現像機は前記感光体の露光面の移動方向下流に設け
   られ、 前記バイアス手段は、前記帯電用コロトロンの電力供給
   が停止してから、前記感光体の露光表面が前記現像機の
   位置に移動するまでの時間経過後に、異なるバイアスを
   与える、特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか
   に記載のトナー濃度制御装置。