JPS61256355A

JPS61256355A - トナ−濃度の制御方法

Info

Publication number: JPS61256355A
Application number: JP60099058A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tomosada; 友定　昌弘; Naoyuki Oki; 大木　尚之; Sunao Suzuki; 直鈴木; Hideki Adachi; 安達　秀喜
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-13

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、現像バイアスからの誘起電圧を検出し、該誘
起電圧と基準電圧とから複写機における現像装置内のト
ナーの残量を検知し、該残量に応じてトナーの補給を適
宜行ない、これにより現像装置内のトナー濃度を適正値
に保つようにしたトナー濃度制御方法に関する。

（従来の技術） −・般に、複写機の現像剤としては］・ナーが採用され
ているが、このトナーを用いる場合には、複写機の現像
装置へのトナー補給量を常に適正（ａに保つことが必要
となる。現像装置へのトナー補給量が過多になると画像
濃度が濃くなりすぎ、他方、）・ナー補給量が過少にな
ると画像が薄くなりすぎ、いずれにしても画像性が不安
定になるからである。

そこで、従来、現像装置内のトナーの残量を検知し、現
像装置内のトナー濃度が適ｆ値になるように制御する方
法として、例えば、現像装置内のトナーの体積を圧電素
子を用いて検出し、これにより現像装置内のトナー残品
を検知したり、またはトナーの透磁率を検出し、これに
より現像装置内のトナー残量を検知する手法が用いられ
てきたが、このような手法を用いる場合には検出器自体
の構成が複雑でコスト高になり、しかも高い精度が得ら
れないなどの難点があった。

（発明が解決しようとする問題点）これに対して、上記欠点を解消する新しい方法として現
像バイアスの誘起電圧を検出し、該誘起電圧と予め定め
られた基準電圧とから複写機における現像装置内のトナ
ーの残量を検知し、該残量に応じてトナーの補給を適宜
性ない、これにより現像装置内のｌ・ナー濃度を適正値
に制御する方法も考えられている。

しかし、かかる制御方法では、原稿種類に応じて現像バ
イアスの電圧値や周波数を変化させ、これによって感光
体ドラムの表面電位に対する現像特性を変化させる場合
に次のような問題が生じる。即ち、複写原稿が写真など
のハーフト−ンのものでは現像バイアスの電圧値や周波
数を低くすることによってハーフトーンの再現性を良く
し、他方、複写原稿が濃度の低いものでは現像バイアス
の電圧値や周波数を高くすることによって画質の向トを
図る必要があるが、この場合現像バイアスからの誘起電
圧が変化してしまうので、トナーの残量検知に誤差が生
じ、したがってトナー濃度を精度良く制御できないとい
う難点がある。

本発明はかかる難点を解消するためになされたもので、
その目的とするところは現像装置内のトナーの残量を複
写原稿の種類にかかわりなく正確に検知Ｌｌｆｆると共
に再現性に優れしかも画質の良好な画像をＣ）ることの
できるトナー濃度制御方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） −１−記目的を達成するため、本発明にあっては、現像
バイアスからの誘起電圧を検出し、該誘起電圧と予め定
められた基準電圧とから複写機における現像装置内のト
ナーの残置を検知し、該残量に応じてトナーの補給を適
宜性ない、これにより現像装置内のトナー濃度を適正値
に制御するトナー濃度の制御方法において、現像バイア
スの変化に応じて基準電圧を変更制御するように構成し
た。

（実施例）以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るトナー濃度制御方法の実施例に用
いられる複写機の一部概略構成図を示すもので、この第
１図中符号１は感光体ドラムを表わしている。この感光
体ドラムｌの上方には光学系２が設けられている。この
光学系２は固定原稿台３、原稿照射用ランプ４、移動ミ
ラー５，６゜７、レンズ８および固定ミラー９から構成
されている。また、感光体ドラム１の１一方近接位置に
は、光学系２から感光体ドラム１へ照射される原稿像光
束を囲繞しそれを周囲から隔離する露光ダクト１０が設
けられている。続いて、感光体ドラムｌの周囲に設けら
れた各機器を感光体ドラム１の回転方向即ち第１図の時
計方向に順を追って説明すれば、霧光ダク）１０の隣接
位置には、画像域外等の不要部分の静電負荷を消去する
ためのブランク露光装置１ｌ−ｈｌ”設けられている。

また、感光体ドラム１の側方位置には、赤色トナーを取
り扱う第１の現像装置１２と、黒色トナーを取り扱う第
２の現像装置１３とが設けられている。これら現像装置
１２　、　］、　３の詳細については後述する。また、
第２の現像装置１３の下方位置には、給紙８′Ｉ！（図
示せず）から送られてくる転写紙を感光体ドラム４−の
現像された粉体像に位置合わせするための一対のタイミ
ングローラ１４が設けられている。さらに、感光体ドラ
ム１の下方位置には、感光体ドラム上の現像された粉体
像を転写紙に転写するための転写帯電器１５と、転写紙
を感光体ドラム１から剥離する分離帯電器１６が設けら
れている。また、分離帯電器１６の隣接位置には転写紙
を定着器（図示せず）まで搬送する搬送ベルト１７が設
けられている。さらに、搬送ベルト１７の上方であって
感光体ドラム１の側方位置には感光体ドラム１上の未転
写の残留現像剤を除去するためのクリーナ１８が設けら
れている。また、クリーナ１８の斜めＬ方位置には感光
体ドラム１−Ｌの残留電荷を除去するための前露光照射
ランプ１９が設けられている。さらに、感光体ドラムｌ
のに方近接位置には感光体ドラムｌの表面を一様に帯電
するだめの帯電器２０が設けられている。

続いて、現像装置］、　２　、１３の詳細について説明
する。第１の現像装置１２は赤色トナーを収容する容器
２１を含んでなる。この容器２１の下部には開［１部２
１ａが形成されている。一方、容器２１の」二部には該
容器内部を密閉するだめの蓋２２が冠着されている。そ
して、容器２１の内部には開口部２　Ｊ、　ａの近接位
置に、マグネットを内蔵した現像スリーブ２３が回転自
在に配設されている。また、容器２１の内部には周囲を
絶縁被覆された導電性のアンテナ部材２４が配設されて
いる。他方、第２の現像装置１３は現像部２５および貯
蔵部２６から構成されている。現像部２５は黒色トナー
を収容する容器２７を含んでなる。容器２７の下部には
開口部２７ａが形成されている。そして、容器２７の内
部には開口部２７久の近接位置に、マグネットを内蔵し
た現像スリーブ２８が回転自在に配設されている。また
、容器２ワの内部には、現像スリーブ２８の回転軸と平
行する回転軸を有する撹拌棒２９．３０が配設されてい
る。この撹拌棒２９．３０はトナーを攪拌すると共に該
トナーを現像スリーブ２８の方向へ搬送する機能を有す
る。さらに、容器２７の内部には周囲を絶縁被覆された
導電性のアンテナ部旧３１が配設されている。なお、容
器２７の−Ｌ部には開口部２７ｂが形成されている。一
方、貯蔵部２６は、Ｌ記聞ロ部２７ｂと接合される開口
部３２ａを下部に有する容器３２を含んでなる。この容
器３２の内部には開１」部３２ａの近接位置にマグネッ
トローラ３３が回転自在に配設されている。このマグネ
ットローラ３３の回転軸は開口部３２ａの中心位置では
なくマグネットローラ３３と容器３２との間隙が第１図
に示すように左側で狭くなるような位置にあり、マグネ
ットローラ３３の時計方向回転によりトナーを現像部２
５へ供給する際、該トナーが容器３２の左側部分で掻き
落されるようになっている。また、容器３２の内部には
マグネットローラ３３の上方位置に、容器３２の両側壁
に近接して回転する撹拌棒３４が配設されている。この
撹拌棒３４はマグネットローラ３２と同期して回転し、
トナーのブリッジ現象を防止するようなされている。

また、容器３２の下部側壁には、圧電振動子な内蔵した
現像剤検知素子３５が設けられている。

この現像剤検知素子３５は容器３２内のトナー　ｌ／ベ
ルが該現像剤検知素子３５より下のレベルとなった時点
でトナー無しの信号を発するようなされている。

第２図には、上記第１および第２の現像装置１２．１３
のアンテナ部材２４．３１に誘起される電圧を処理する
ための回路例が示されている。

一般に、１−記現像人１）−ブ２２，２３にはサイン波
または台形波（例えば１２００Ｖ、１８００Ｈｚ）のバ
イアス電圧が印加されるが、これによってアンテナ部材
２４．３１には誘起電圧が生じる。第３図はこの関係を
示している。第２図の回路は、このようにしてアンテナ
部材２４．　、３１に生じた誘起電圧をダイオードＤｌ
、Ｄ２　によって整流し、この整流信号を抵抗Ｒ＋　　
、Ｒ２、Ｒ３およびトランジスタＱ２によってインピー
ダンス変換した後コンデンサＣ１によって平滑して検出
信号Ｖαを求め、この検出信号Ｖα　と基準電圧ＶＲと
を比較器Ｑ１によって比較することによってトナー残量
を検知するような構成となっている。また、この回路に
はスイッチＳＷ＋　が設けられており、このスイッチＳ
　Ｗ　＋　の切換えによって基準電圧ＶＲを変えられる
ようになっている。なお、この場合スイッチＳ　Ｗ　＋
　の代わりにＤ／Ａコンバータなどを使用して基準電圧
ｖＲをリニアに変化させることもできる。

次いで、このように構成された複写機の作用と共に実施
例のトナー濃度制御方法を説明する。

今、通常の黒色コピーを行なう場合即ち第２の現像装置
１３を用いる場合について考えれば、コピー動作の開始
によりメインモータ（図示せず）が回転され、該メイン
モータによって感光体ドラム１が回転される。また、光
学系駆動モータ（図示せず）が回転され、該駆動モータ
の回転によって移動ミラー５，６．７の走査が開始され
る。このとき、メインモータからの駆動伝達によって第
２の現像装置２５の現像スリーブ２８がクラッチ（図示
せず）を介して回転される。同時に、現像スリーブ２８
しこは高圧トランス（図示せず）から現像バイアスが印
加され、これにより該現像スリーブ２８は現像可能な状
態になる。なお、このとき、第１現像装置１２の現像ス
リーブ２２はクラッチ（図示せず）を断たれた状態にあ
るため回転駆動されず、また、該現像スリーブ２２は現
像バイアスが印加されていない状態となっている。

また、第２の現像装置１３の容器２７内にトナーが第１
図で示すＢの状態まで堆積されているとすれば、現像ス
リーブ２８に印加された現像バイアスによってアンテナ
部材３１には該トナー量に応じた誘起電圧が生じる。こ
の誘起電圧ＶＱの大きさは次式で示される。

ここでＶは現像スリーブの印加電圧、Ｓはアンテナ部材
の大きさ、ｄは現像スリーブとアンテナ部材との距離、
εは定数（誘電率）である。

而して、このアンテナ部材３１に生じた誘起電圧Ｖａは
第２図に示す回路に送られ、そこで検出信号ｖ６が求め
られると共に該検出信号ｖ、ｒ　　と基準電圧ＶＲとが
比較きれ、トナー残量が検知される。しかし、この場合
にはト述の如く容器２７には第１図Ａの位置（この位置
を適ＩＦ位置とする）まで現像剤が堆積されているので
、比較器Ｑ＋からはトナー無の信号は発せられない。ど
ころが、現像剤が消費されて例えば第１１ΔＢの位置ま
で現像剤が消費されると、誘電率εが変わるので第２図
の回路で求められる検出信号Ｖαも変り、この変化した
検出信号”Ｊｔｒ　　と基準電圧ＶＲとが比較され、こ
の場合には比較器Ｑ１からは貯蔵部２６の駆動モータ（
図示せず）へトナー無の信号が出され、この駆動モータ
に通電が行なわれてマグネットローラ３３は第１図にお
いて待針方向に回転され、容器３２中のトナーが現像部
２５へ補給されることになる。また、この場合、コピー
が連続して行なわれているとすれば、容器２７中のトナ
ーは撹拌林２９．３０によって現像スリーブ２８まで搬
送されることになる。そして、トナー緘が第１図Ｂの位
置まで回復すると、誘起電圧Ｖｏ　は元の１７ベレまで
戻る。その時貯蔵部２６の駆動モータへの通電が断たれ
、トナーの補給は停止される。

また、例えば写真等のハーフトーンの原稿を複写するに
あたり現像スリーブ２８の現像バイアスの周波数を低く
する場合には、予め第２図の回路のスイッチＳＷ＋が切
換えられ、基準進行ＶＲは該周波数に相応する値とされ
る。そして、該基準信号ＶＲと誘起電圧Ｖｏの処理信号
たる検出信号Ｖ（ｉ　とが比較器Ｑ！によって比較され
る。なぜなら、この場合には第２図のコンデンサＣ）で
の平滑条件が変化し、その結果検出信号Ｖａが変化する
からである。また、濃度の低い原稿を複写するにあたり
現像バイアスの周波数を高くする場合も同様に行なわれ
る。

なお、ハーフトーンの原稿を複写するにあたり現像バイ
アスの周波数を低くする代わりに現像バイアスの電圧値
を低くしたり、また、濃度の低い原稿を複写するにあた
り現像バイアスの周波数を低くする代わりに現像バイア
スの電圧値を高くする場合も該電圧値に相応する基準電
圧ＶＲを選択することが行なわれる。なぜなら、この場
合には−１一式の誘起電圧ＶＯが変化し、その結果検出
信号Ｖαが変化するからである。

第４図はｌ・ナー補給を示すタイミングチャートであり
、第４図ＣＩ）は第２の現像装置１３を使用して複写を
行なった場合のトナー残量検知によるモード、第４図（
ＩＩ　）は第１の現像装置１２を使用して複写を行なっ
た場合のトナー残量検知によるモードを示している。

先ず、第４図（Ｉ）について説明すれば、第４図（Ｉ）
は複写枚数を４枚に設定した例を示している。今、現像
スリーブ３１に現像バイアスが印加された状態のとき現
像スリーブ２８とアンテナ部材３１との間に予め決めら
れた量のトナーがないとすれば現像部トナー有無信号に
応答してトナー補給がなされる。また、この場合、現像
剤検知素子３５から複写中２枚目でトナー無信号が発せ
られたとすると設定枚数４枚の複写完了後に再複写動作
が停止Ｊ−される。

また、第４図（ＩＴ　）について説明すれば、第４図（
ＩＩ　）も複写枚数を４枚に設定した例を示している。

今、現像スリーブ２３に現像バイアスが印加された状態
のとき現像スリーブ２３とアンテナ部材２４との間に予
め決められた計のトナーがないとすれば、トナー有無信
号に応答してトナー補給がなされる。また、この場合、
予じめ決められた６１時経過後になおもトナー無信号が
発せられていたとすると、給紙されている複写工程が終
ｒした時点（例えば２枚目）で複写工程が停止にされる
。

即ち、）・ナー貯蔵部を有している現像装置では使用中
にトナー無を検知しても設定枚数の複写を行ない、他方
、トナー貯蔵部を有していない現像装置では、複写工程
を次のサイクルに移行しないで停止させるようにしてい
る。

なお−Ｆ記実施例においては原稿種類に応じて基準電圧
を変えているが、反対に基準電圧を一定とし、検出信号
を原稿種類に応じて変えても良いものである。

このような構成をもつ本実施例の方法によれば次のよう
な効果を奏する。

即ち、現像バイアスの電圧値や周波数が変化した場合に
該現像バイアスからの誘起電圧とそれに相応する基準電
圧とからトナーの残量を求めているため、現像バイアス
の電圧値や周波数の変化にかかわらず、ｌ・ナー残量を
正確に検知でき、したがって現像装置内のトナー濃度を
精度良く適正値に制御することができる。その結果、一
つの複写機において数種の原稿を取り扱う場合にも、原
稿種類にかかわりなく再現性に優れしかも画質の良好な
画像を得ることができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明の方法によれば、画イ象濃度
に応じて現像バイアスを変化させてコピー濃度を調節す
る複写機において現像バイアスの変化に応じて基準電圧
を変更制御するようにしているので、原稿種類（現像バ
イアスの変化）にかかわりなく）・ナーの残量が正確に
求められ、したがって現像装置内のトナー濃度を精度良
く制御することができる。その結果、一つの複写機にお
いて数種の原稿を取り扱う場合でも原稿種類にかかわり
なく、再現性に優れしかも画質の良好な画像を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の方法を実施するための複
写機の概略構成図、第２図は誘起電圧を処理するための
回路、第３図は現像スリーブとアンテナ部材との関係を
示す図、第４図（Ｉ）、（ｎ）はトナー補給を示すタイ
ミングチャートである。符　　号　の　説　明１・・・感光体ドラム　　２・・・光学系１２．１３・
・・現像装置２３．２８・・・現像スリーブ２９．３１・・・アンテナ部材

Claims

【特許請求の範囲】

現像バイアスからの誘起電圧を検出し、該誘起電圧と予
め定められた基準電圧とから複写機における現像装置内
のトナーの残量を検知し、該残量に応じてトナーの補給
を適宜行ない、これにより現像装置内のトナー濃度を適
正値に制御するトナー濃度の制御方法において、現像バ
イアスの変化に応じて基準電圧を変更制御することを特
徴とするトナー濃度の制御方法。