JPS6295561A - 現像装置のトナ−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、電子写真複写機等、特にその現像装置内にお
ける現像剤のトナー濃度を制御する方法に関するらので
ある。

（従来の技術） 一般に、静電潜像を現象するにはキャリアとトナーとを
一定比率で混合した現像剤が使用され、良好な画質の現
像を得るには、現像によって消費されていくトナーを消
費量に見合った里だけ補給する必要がある。

このため、従来、現象装置内における現像剤のトナーの
制御方法として、感光体ドラムの側部に設けたクリーニ
ング装置等に、感光体ドラムの中央部に近接してトナー
濃度検知センサを設け、画像形成に先だって毎回感光体
ドラム表面上に一定電位の基準潜像を形成し、これを現
像した後、その基準潜像に付着したトナー量に相当する
トナー濃度を面記トナー濃度検知センサにて検出し、そ
の結果をもとにトナー補給ローラを駆動して現像槽内の
現像剤中のトナー濃度を一定に維持するようにしている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このものでは、感光体ドラムの中央部の
みでトナーの濃度を検知するようにしているため、画像
に片寄りのある原稿や縮小コピーを連続して多数枚複写
し、しかも、これらの画像が前記センサ位置にあれば、
その部分のトナー濃度の低下を検知して、トナー補給部
からトナーが現像槽に補給されるわけであるが、前記画
像部分以外では基準濃度以上にトナーが補給されるため
、全体として見れば現像槽内はトナーが過剰気味となり
、画像にカブリや斑点を生じたり、粉煙を生じて周辺の
機器を汚したりするという問題点を有していた。

逆に、片寄り画像等がトナー濃度検知センサ位置になく
、しかも、これらの画像がセンサよりも現像剤の搬送方
向下流側に位置する場合、センサ部におけるトナー６度
は減少しないため、トナーが補給されず、トナーを消費
している部分のトナー濃度は低下の一途をたどり低濃度
の画像を作像するようになるという問題点を有していた
。

前記問題点を解決するために、現像槽内に設ける現像剤
攪拌ローラ等の攪拌性能を向上させることも考えられる
が、現像剤を激しく攪拌すると、現像剤中のキャリアの
劣化が進行し、トナーが帯電不良となり、粉煙の発生を
助長するという問題点を有する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
前記現像装置において、前記トナー補給槽に、静電潜像
担体に対してその軸方向に複数のトナー補給部を設ける
一方、前記静電潜像担体に対して、少なくともその軸方
向両側にトナー濃度検知手段を設け、これらで検知され
たトナー濃度を、予め定めた順序で基準濃度に対する高
低を判定し、その結果をもとに、濃度検出部に対応する
トナー補給部からトナーを補給するものである。

（実施例） 以下、本発明を一実施例である図面に基づいて説明する
。

第１図は電子写真複写機の感光体部、及び現像部を示し
、感光体ドラム（１）は矢印（ａ）方向に回転駆動可能
としてあり、その周囲には現像装置（２）、および残留
トナーのクリーニング装置（５）が配置されている。

前記現像装置（２）は、大略、現像槽（２１）内に現像
スリーブ（２２）とパケットローラ（２４）を備えると
ともに、その後方上部にトナー補給槽（３０）を備えた
ものである。

現像スリーブ（２２）は、感光体ドラム（１）に近接し
、矢印（ｂ）方向に回転駆動可能としてあり゛、内部に
は周方向にＳ極、Ｎ極を順次着磁した磁気ローラ（２３
）を固定状態に備えている。

パケットローラ（２４）は、現像剤を混合撹拌する攪拌
羽根（２６）を有し、周囲には現像１４（２１）内の現
像剤を汲み上げて現像スリーブ表面に供給するパケット
（２５）が取り付けである。

トナー補給槽（３０）は、第２図にその詳細を示すよう
に、内部にトナーの架橋現像、ブロッキング等を防止す
るための撹拌棒（３１）が回転可能に架は渡してあり、
その一端のトナー補給槽（３０）からの突出部にはギヤ
（３１ａ）が取り付けである。

また、トナー補給槽（３０）の底部には下方に湾曲した
トナー補給部（３２）が形成してあり、その両端部、即
ち、第１図において奥側と手前側には、補給口（３２ａ
）、　（３２ｂ）が設けである。なお、前記トナー補給
部（３２）には支軸（３４）に羽根部（３５）を設けた
トナー補給ローラ（３３）が回転可能に設けてあり、支
軸（３４）の一端部には、前記撹拌棒（３１）のギヤ（
３１ａ）と噛合するギヤ（３３ａ）が取り付けである。

そして、これら撹拌棒（３１）、およびトナーＮｌｉ給
ローラ（３３）は、トナー補給槽（３０）の側部に設け
たモータ（３６）によって、同期して正逆回転可能とし
てあり′、トナー補給ローラ（３３）の回転方向によっ
て、トナー補給槽（３０）内のトナーは補給口（３２ａ
）又は（３２ｂ）から選択的に現像槽（２１）内に補給
するようにしである。

即ち、第１図において、トナー補給ローラ（３３）を矢
印（ｄ）方向に回転すると、トナーは第２図における補
給口（３２ａＸ奥側）から現像槽（２１）内に補給され
、逆に、トナー補給ローラ（３３）を矢印（ｄ゛）方向
に回転すると、第２図における補給口（３２ｂ）から補
給される。

トナー濃度検知センサ（５１）、　（５２）は、第３図
に示すように、クリーニング装置（５）のケース（５０
）の感光体ドラム（１）側下端部に、感光体ドラム（１
）の両端部に近接して取り付けてあり、複写動作に先立
って毎回感光体ドラム（１）上に形成される一定電位の
基錦潜像に付着したトナー量に…当するトナー濃度（Ｉ
ａ）、（Ｉｂ）（Ｉａ、Ｉｂは図示されていない）を検
知するようにしである。

なお、センサ（５１）は第１図において奥側に位置し、
センサ（５２）は手前側に位置している。

第４図は制御装置（６０）の回路図で、前記トナー濃度
検知センザ（５１）、（５２）で検出されたトナー濃度
は電圧値としてアンプ（６１ａ）、（６ｌｂ）に人力さ
れ、ここで増幅された信号が中央制御装置（６２）に入
力される。この中央制御装置（６２）では後に詳述する
第８図に示すフローチャートにしたがって、前記トナー
濃度検出センサ（５１）、（５２）で検出したトナー濃
度（Ｉａ）、（Ｉｂ）が基準濃度（ｒｏ）に対して不足
しているか否かを交互に判定し、センサ（５１）、（５
２）に対応するトナー補給口（３２ａ）、（３２ｂ）か
らトナーを現像槽（２１）内に補給するようにしている
。

以下に、トナー濃度検出センサ（５１）、（５２）、お
よび制御装置（６０）の動作プロセスを、前記現像装置
（２）を備えた電子写真複写機の動作とと６に、第６図
から第８図に示すフローチャートにしたかって説明する
。

■、メインルーチン（第６図参照） このルーチンは、前記電子写真複写機等の作像プロセス
を示し、 （ｉ）　　電源が投入されてプログラムがスタートする
と、Ｓｔで各機器が初期設定される。

（ｉｉ）　　次に、Ｓ２では、前記初期設定でセットさ
れた内部タイマをスタートさせろ。この内部タイマは、
以下の各サブルーチンにおける処理内容に無関係に１ル
ーチンの時間の長さを一定に揃えるためのもので、この
１ルーチンの時間の長さを基準単位として各サブルーチ
ン内の各種タイマがセットされる。

（山）引き続き、Ｓ３では、イレース用のサブルーチン
が呼び出されて実行され、電源投入直後には、このザブ
ルーチンに従って感光体ドラム（１）の電荷が除去され
る。

なお、このルーチンの説明は、発明の要旨とは無関係で
あるので、詳細な説明は省略する。

（１ｖ）次に、Ｓ４では、コピー制御用サブルーチン（
後に詳述）が呼び出されて実行され、プリン・トキーに
よって複写が指示されていれば、このサブルーチンに従
って複写が実行される。

（Ｖ）　　Ｓ５では、その他の処理、たとえば、定着温
度調整等を行うためのサブルーチンが呼び出されて実行
される。

なお、このサブルーチンは、発明の要旨とは無関係であ
るため、詳細な説明は省略する。

（ｖｌ）最後に、Ｓ６では、内部タイマが終了したか否
かを判定し、内部タイマの終了を待ってＳｌに戻る。

■、コピー制制御サブルーシン第７図参照）（ｉ）　　
Ｓ４１ではプリントキーが押されているか否かを判定し
、プリントキーが押されていれば、Ｓ４２でコピー開始
フラグに“ｌ”をセットした後Ｓ４３に進み、プリント
キーが押されなければ、Ｓ４２を飛ばしてＳ４３に進む
。

コピー開始フラグは複写を開始するか否かを判定するフ
ラグで、複写開始時に“１”がセットされ、複写終了後
に“０”にリセットされる。

（ｉｉ）　　Ｓ４４，４５．４６では、給紙、搬送、光
学系。

および感光体ドラム（＋）回りのチャージャ、現像装置
（２）等のコピー動作の制御が行なわれる。

（ｉｉｉ）　　Ｓ４７では、トナー補給コントロール用
のサブルーチン（後に詳述する。）が呼び出されて実行
される。

（１ｖ）最後に、Ｓｊ８では、コピー終了か否かを判定
を行い、終了であれば、Ｓ４９でコピー開始フラグを“
０”にリセットする。

■、トナーｈｌｉ給コントロールザブルーヂン（第８図
参照） （ｉ）　　まず、５ｔｏｏで、感光体ドラム（１）の表
面に基準潜像を露光してから、この基準潜像が感光体ド
ラム（１）の回転にしたがってトナー濃度検出センサ（
５１）、（５２）の検出位置に至るまでの時間（タイマ
ＴＡ）を新たに設定するか否かの判定がなされる。

そして、タイマＴＡを新たに設定する必要があれば、５
ｔｏｔでタイマＴＡを設定し、このタイマＴＡがスター
トするととらに、５１０２でタイマＴＡフラグＡを“１
”に設定する。

なお、５１００でタイマＴＡをセットする必要がなけれ
ば、５ＩＯＩ、１０２を飛び越えて５１０３に進む。

なお、図示しないが、５１０３に至るまでの間に、感光
体ドラム（１）上に基孕潜像が形成され、トナー濃度検
出センサ（５１）、（５２）によって、それぞれトナー
濃度（［ａ）、（Ｉｂ）が検出される。

（ｉｉ）　　５１０３では、前記タイマＴＡが終了した
か否かが判定され、終了していれば５Ｉ０４に進み、終
了していなければＳ　Ｉ　１．５に進む。

（ｉｉｉ）　　５１０４では、前記タイマＴＡフラグが
“１２か否かの判定がなされ、“１”であれば５１０５
に進み、“０”であれば５１１５に進む。

（ｉｖ）　　Ｓ　Ｉ　０５．〜．Ｓ　１０８は、前記ト
ナー濃度検出センサ（５１）、（５２）で得られたトナ
ー濃度（ｌ　ａ）、（Ｉ　ｂ）を交互に基県濃度（１０
）と比較するためのステップで、５１０５でセンサフラ
グが“０”か否かを判定し、“０′であれば５１０６で
センサフラグを“ビにセットし、５１０８を経て、５１
０９でセンサ（５１）のトナー濃度（Ｉａ）の基準濃度
（ｔｏ）に対する高低を判定する。

一方、５１０５でセンサフラグが“ｌ”と判定されると
、５１０７てセンサフラグを“０”にセットし、５ｔｏ
ｓを経て５ｌｌｌに進み、センサ（５２）で検出された
トナー濃度（Ｉｂ）の基準濃度（ｔｏ）に対する高低が
判定する。

このように、複写ごとにＳ＋０５から５１０７でセンサ
フラグを交互に“ビまたは“０“に変換することによっ
て、センサ（５１）、（５２）で検出されたトナー濃度
（Ｉａ）、（ｔｂ）を交互に基準濃度（１０）と比較す
ることができる。

（ｖ）次に、５１０９で、トナー濃度（Ｉａ）が基準濃
度（Ｉｏ）よりも低ければ、５ＩＩＯでモータ（３６）
が矢印（ｄ）方向に回転し、トナー補給口（３２ａ）か
ら第１図における現像槽（２１）の奥側にトナーが補給
する。逆に、トナー濃度（Ｉ　ａ）が基準濃度（Ｉｏ）
以上であれば５１１３に進む。

（ｖｉ）　　５ｉｌｌ、１１２では、同様にしてセンサ
（５２）で検出されたトナー濃度（Ｉｂ）と基準濃度（
Ｉｏ）との比較がなされ、トナー濃度（Ｉ　ｂ）が基準
濃度（１，）以下であれば５１１２に進み、モータ（３
６）が矢印（ｄｏ）方向に回転し、現像槽（２１）に第
１図中手前側からトナーを補給する。

逆に、トナー濃度（Ｉｂ）が基準濃度（ｒｏ）以下であ
ればＳｌ　１３に進む。

（ｖｉｉ）　　Ｓｌ　１３では、モータ（３６）の駆動
時間（タイマＴＭ）がセットされるとともに、このタイ
マＴＭがスタートし、５１１４でタイマＴＡフラグを“
０”に設定する。

なお、タイマＴＭは、一枚のコピーが行なわれる間に終
了する時間であって、トナー０度が基準濃度（■。）以
下になったときのトナーの最適補給量と、トナー補給ロ
ーラ（３３）の単位時間当たりの補給量との関係を求め
、現像槽（２１）内にトナーを過剰供給しないように設
定されている。（ｖｉｉ）続いて、Ｓｌ　１５でタイマ
ＴＭが終了したか否かを判定し、タイマＴＭが終了して
いれば５ｌ１６に進み、９１１Ｂでモータ（３６）を停
止して５１１７に進む。

なお、５１１５でタイマＴＭが終了していないと判定さ
れると、５１１７に進み、第７図に示すコピー制御用サ
ブルーチン（Ｓ４７）に戻る。

そして、さらにメインルーチン（第６図）、コピー制御
用ザブルーチン（第７図参照）を経由して、再びトナー
補給コントロールサブルーチン（第８図）に戻り、今度
は５１００から５１０１．１０２を飛び越え、Ｓ＋０３
を通過して５Ｉ０４に至る。

このとき、タイマＴＡは前記５１１４にて既に“０”に
設定されているため、５１１５に進み、再びタイマＴＭ
が終了しているか否かの判定がなされる。

次に、現像装置（２）の動作について説明する。

前記フローチャートに従って、モータ（３６）が駆動し
、トナー補給ローラ（３３）が矢印（ｄ）、または矢印
（ｄｏ）方向に回転し、トナー？１１１給Ｊ＃Ｉｊ（３
０）から現像槽（２１）内に補給されたトナーは、パケ
ットローラ（２４）の搬送羽根（２６）によってキャリ
アと混合、撹拌されて摩擦帯電され、その一部は、パケ
ット（２５）に汲み上げられて現象スリーブ（２２）の
表面に供給される。

続いて、現像スリーブ（２２）の表面に供給された現像
剤は、現像スリーブ（２２）の内部に設けた磁気ローラ
（２３）の磁力によって現像スリーブ（２２）の表面に
保持されながら、この現像スリーブ（２２）の矢印（ｂ
）方向の回転に基づいて現像スリーブ（２２）上を搬送
され、感光体ドラム（１）と対向する現像領域にて感光
体ドラム（１）表面に形成された静７ｒｉ、潜像を現像
する。

また、前記実施例ではトナー濃度検知センサ（５１）、
（５２）を感光体ドラム（１）の両側に位置するように
２台設けるものとしたが、これに限らず、第５図に示す
ように、別途これらの中央に位置するセンサ（５３）を
設けろようにしてもよいし、必要であればその数をさら
に増やしてもよい。

なお、第５図に示すように、センサを３台設けた場合、
第９図に示すトナー補給コントロールザブルーチンのフ
ローチャートに従ってトナーの補給ｍを制御する。

ここで、第９図に示すザブルーチンについて説明する。

（■）トナー補給コントロールザブルーチン（ｉ）　　
５２００から５２０４は、前述の第８図に示すフローチ
ャートにおけろ５１００から５ＩＯ４に相当し、これと
同様の操作であるため、説明を省略する。

（ｉｉ）　　５２０５から５２１０では、センサフラグ
Ａ、Ｂを操作して、センサ（５１）、（５２）、（５３
）で得られたトナー濃度（Ｉ　ａ）、（Ｉ　ｂ）、及び
（Ｉｃ）の仄べへ濃度（ｔｏ）との比較順序を決定する
ためのステップである。

（ｉｉｉ）　　Ｓ　２１１から５２１８は、前述の（１
１）で決定されたセンサフラグの値を乙とに、トナー濃
度（Ｉａ）、（Ｉｂ）、（Ｉｃ）とｖ５ｓｉ度（Ｉｏ）
とをそれぞれ比較し、トナーが不足していれば、これに
対応して現像剤を現像槽（２１）に補給するステップで
ある。

そして、５２１１，２＋４ではセンサフラグＡ。

Ｂを判定することによって、基準濃度（Ｉｏ）との比較
対象を決定する。

５２１２では、中央に位置するトナー濃度検知セン→Ｊ
−（５３）で検知したトナー濃度（Ｉｃ）を基準濃度（
Ｉｏ）と比較し、トナー濃度（Ｉ　ｃ）が基準濃度（ｔ
ｏ）よりも低ければ、モータ（３６）が第１図において
矢印（ｂ）方向にタイマＴＭ時間回転駆動して、トナー
補給口（３２ａ）から現像槽（２１）の奥側にトナーを
補給する。

なお、この場合、下記する８２２４以下の操作によって
、その後モータ（３６）か矢印（ｄｏ）方向にタイマＴ
Ｍ時間回転駆動し、トナー補給口（３２ｂ）からトナー
を現象槽（２１）の手前側に補給するようにしである。

また、トナー濃度（Ｉｃ）が基準濃度（Ｉｏ）よりも高
ければ、５２１９に進み、カウンタＮを“２”に設定す
る。

（ｉｖ）９２１５から５２１８．おヨヒＳ　２２０から
３２２３は、前述の第８図に示すフローチャートにおけ
る５１０９から５ＩＩ２．および５１１３から５１１６
のステップと同一であるため説明を省略する。

（ｖｉｉ）　　Ｓ　２２４から５２２７は、中央に位置
ずろトナー濃度検知センサ（５３）によって検知された
トナー濃度（Ｉ　ｃ）が、基’Ｊｉ濃度（ｉｏ）以下と
９２１２で判定された場合、Ｓ２＋３でモータ（３６）
を矢印（ｄ）方向に回転駆動した後、引き続いてモータ
（３６）を矢印（ｄｏ）方向に回転駆動して、ｌ・ナー
ヲ現１１”ｊ　（２１）の手前側から供給するためのス
テップである。

まず、５２２４で、センサフラグＡが“ビ、即ち、中央
のセンサ（５３）で検知したトナー濃度（Ｉ　ｃ）を判
定している状態においては、５２２５でカウンタＮに“
ビを加算し、５２２６でこのカウンタＮｈぴ３”か否か
を判定する。

なお、前記５２１２でＩｃ≧１．と判定された場合、Ｓ
２＋９でカウンタＮは“２”に設定されているため、５
２２５でカウンタＮは“３”となり、８２２６で“ＹＥ
Ｓ”と判定された後、さらに５２２７に進んでカウンタ
Ｎは“ｌ”に戻され、８２２８で第７図に示すコピー制
御用ザブルーチンに戻る。

したがって、５２２４の段階では、カウンタＮは必ず“
ビ、または“２”に設定されている。

８２２６において、カウンタＮが“３”でない場合、８
２１８にジャンプしてモータ（３６）を矢印（ｄｏ）方
向に回転駆動させて、現像槽（２１）の手前側からトナ
ーを補給する。

このように、５２１２で、中央のセンサ（５３）でトナ
ー濃度（Ｉ　ｃ）が基Ｑａ度（ｔｏ）よりも低いと判定
されたとき、モータ（３６）が正逆回転して、トナーを
現像槽（２１）の奥側と手前側とから交互に補給するよ
うにしている。

なお、上記サブルーチンによれば、センサ（５１）、（
５２）、（５３）で検出したトナー濃度（Ｉａ）。

（Ｉｂ）、（ｌ　ｃ）は基塾濃Ｉｆ（１０）と、トナー
濃度（［ａ）−”（Ｉ　ｃ）−（Ｉ　ｂ）−”（ｌ　ｃ
）のサイクルで比較判定される。

また、感光体ドラム（１）の使用頻度は、一般に、中央
部が一番高いため、中央に位置するセンサ（５３）の判
定が１ザイクルに２回行われるようにしである。

このように３台のトナー濃度検知センサを設ければ、−
１ｚきめ細かいトナーの制御を行なうことができ、画像
は鮮明となる。

前記実施例ではトナー濃度検知センサ（５１）、〜、（
５３）をクリーニング装置（５）に取り付けるらのとし
たが、これに限らず、現像装置（２）からクリーニング
装置（５）に至る間であれば、どこで６構わない。

また、前記実施例では、トナー５度検知センサは感光体
ドラム（１）上に形成された基準潜像の現象濃度を検出
するものとしたか、トナー濃度を直接検出するセンサを
現像槽（２１）内の現像スリーブ（２２）後方に取り付
けるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明にかかるトナー
濃度の制御方法は、現像槽へのトナー補給部を曳数設け
るとと乙に、少な（とも二つのトナーの濃度検出センサ
を感光体ドラムの両側に位置するように設け、該センサ
によって検知されたトナー濃度を、予め定めた順序で基
準濃度に対する高低を判定し、その結果をもとに、トナ
ー濃度低下箇所に対応するトナー補給部から適量のトナ
ーを現像槽に供給するものである。

したがって、トナー濃度の低下に対して敏感に対応する
ことができるとともに、トナー不足箇所に適量トナーを
供給するため、トナーの供給過剰によって画像にカブリ
、斑点が生じることなく、粉煙発生によって周辺機器を
汚すということもない。

また、片寄りのある画像パターンを複写しても早期にト
ナー濃度を低下して検知して、トナーを補給するように
しているため、応答遅れによる極端なトナー濃度の低下
を防止ずろことができる。

すなわち、トナー濃度の変動幅を小さくしてきめ細かな
トナー濃度の調整かでき、安定した濃度の画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる電子写真複写機の感光体部及び
現像部を示す断面図、第２図はトナー補給槽の断面図、
第３図はトナー濃度検知センサの配置状態を示す斜視図
、第４図は制御装置の回路図、第５図トナー濃度検知セ
ンザのその他の配置状態を示す斜視図、第６図から第８
図は本発明にかかる現像装置を存する装置のフローヂャ
ート、第９図はその他の実施例を示すフローヂャートで
ある。 ｌ・・・感光体ドラム、　　２・現象装置、　　３０・
・トナーＮｌｉ給槽、　　５１．５２．５３−トナー濃
度検知センザ、　６０・・制御装置。 特　許　出　願　人　ミノルタカメラ株式会社代　理　
人　弁理士　青　山　　葆　はが２名第４Ｂ 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー補給槽から現像槽にトナーを補給し、静電
   潜像担体の表面に形成された静電潜像を現像するように
   した電子写真複写機等の現像装置において、前記トナー
   補給槽に、静電潜像担体に対してその軸方向に複数のト
   ナー補給部を設ける一方、前記静電潜像担体に対して、
   少なくともその軸方向両側にトナー濃度検知手段を設け
   、これらで検知されたトナー濃度を、予め定めた順序で
   基準濃度に対する高低を判定し、その結果をもとに、濃
   度検出部に対応するトナー補給部からトナーを補給する
   ことを特徴とする現像装置のトナー濃度制御方法。