JPS63296072A - 作像装置 - 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】 及栗上皇科■公団 本発明は作像装置、殊にトナー濃度制御手段を備えた作
像装置に関する。

ｌ米皇狭専 一般に、電子写真複写機やリーダプリンタ等の作像装置
においては、静電潜像の現像に伴い現像剤中のトナーが
消費されるので、現像に供されてトナー濃度の低下した
現像装置内の現像剤に対して新たなトナーが補給されな
ければならない。このようなトナー補給を自動的に行う
ためにトナー濃度制御手段が用いられるが、これには、
■特開昭５４−６１９３８号公報ζこ示されている様に
、感光体表面に基準潜像を形成し、これを現像して基準
画像を形成した後、基準画像のトナー付着量を光学的に
検出し、この検出値に基づいて現像槽内の現像剤中のト
ナー濃度を絶えず一定に維持すべく現像剤に対するトナ
ー補給を制御する、いわゆるＡＩＤＣ（Ａｕｔｏ　　Ｉ
ｍａｇｅ　　Ｄｅｎｓｉｔｙ　　Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）と
、０作像の度に現像剤中のトナー濃度を検出し、該トナ
ー濃度が所定値より低い場合に現像剤にトナー補給を行
うよう制御する、いわゆるＡＴＤＣ（Ａｕｔｏ　　Ｔｏ
ｎｅｒ　　Ｄｅｎｓｉｔｙ　　Ｃ。

ｎｔｒｏｌ）との三方式がある。

いずれの制御方式もセンサー出力がトナー濃度に対応す
るという大前提の下に成立している。しかし、次のよう
な各場合には成立しないことがある。即ち、ＡｔＤＣで
は、（ａ）基準パターン潜像が作られない場合、（ｂ）
現像装置が感光体ドラムに対して正しくセットされない
場合、（Ｃ）現像スリーブ、磁気ローラが正しく回転し
ない場合、（ｄ）回路の一部が故障した場合、（ｅ）　
　トナー補給部で目づまりが生じた場合、であり、ＡＴ
ＤＣでは、（ａ）センサー上に現像剤が固着した場合、
（ｂ）回路の一部が故障した場合である。

このような場合にはトナー濃度制御の暴走が起こるが、
この暴走がトナー補給を現像する方向に生じた場合には
画像濃度が低下するだけで現像装置及び周辺のダメージ
は比較的小さい。これに対し、暴走がトナー補給を増加
する方向に生じた場合には現像装置内でオーバートナー
が生じ、これに起因してカプリ、トナーのこぼれが発生
し、ユーザが以上に気付いたときにはトナーの粉煙やこ
ぼれによって現像装置周辺は汚れるし、更に現像装置や
その周辺の破壊に至ることもあり、ダメージは極めて大
である。特にＮ−Ｐ現像を行なう現像装置では、このよ
うな問題点が顕著に生じ、従来から問題となっていた。

従来、このような問題に対処しようとして特開昭６１−
１６６５６６号公報に開示された技術が提案されている
。この技術は、トナー濃度が正常な状態よりも少し低い
状態を第１の範囲とし、第１の範囲よりもさらに低い状
態を第２の範囲として、第１の範囲にあることが連続し
て予め定めた回数に達したときトナー補給を強制的に停
止し、第２の範囲にあることが連続して予め定めた回数
に達したとき解除するようにしている。

口が”ン　しようとする、　占 しかしながら、上記技術によれば、温湿時変化による感
光体ドラムの帯電能力の低下等の一時的な可逆性のある
トラブルに対して対応できるが、センサー故障等不可逆
性のトラブルには対応できないものである。即ち、トラ
ブル時にセンサー出力がトナー濃度に対応しなくなった
場合には、センサー出力が正常な状態より第１の範囲を
飛びこえ第２の範囲となるので、上記技術ではトナー補
給を停止できず、オーバートナー等がおきるのである。

しかもこの先行技術では、オーバートナーが発生したと
きには、これを解消することができない。

本発明はこのような点に鑑み、センサーが故障する等の
不可逆性のトラブルが生じて、オーバートナーが発生し
たときに、自動的にオーバートナーを解消することがで
きるようにした作像装置を提供することを目的としてい
る。

μ　占を　゛するための 本発明は、一方向に回転駆動する静電潜像担体と、前記
静電潜像担体に対向して配置され、トナーとキャリアと
の混合物から成る二成分系現像剤を使用する現像装置と
、 毎回の作像ルーティンにおいてトナー濃度を検出し、そ
の検出結果からトナー濃度が不足している場合に補給指
令を発するトナー濃度制御手段と、前記トナー濃度制御
手段から補給指令が発せられる度に所定量のトナーを現
像装置内に貯留されている現像剤に対して供給する手段
と、現像装置内に貯留されている現像剤のオーバートナ
ー状態を検出する手段と、 前記静電潜像担体表面の非作像部にトナーを付着させる
手段と、 前記オーバートナー状態検出手段からの出力に応答して
、現像剤がオーバートナー状態でないときには前記トナ
ー付着手段を停止状態とし、現像剤がオーバートナー状
態であるときには前記トナー付着手段を駆動状態にする
ように制御する手段とを含むことを特徴としている。

立−Ｕ 本発明に従えば、現像装置内に現像剤のオーバートナー
状態を検出する手段が設けられる。このオーバートナー
状態検出手段によってオーバートナー状態を検出したと
きには、トナー付着手段が駆動され、静電潜像担体表面
の非作像領域にトナーが付着される。これによって大量
のトナーが消費されるため、オーバートナー状態を解消
することができる。

スー」Ｌ−炎 第１図は本発明の作像装置の一実施例としての反転現像
方式を採用した複写装置の要部を示す断面図である。こ
の複写装置は、ＡＩＤＣを備えている。感光体ドラム１
は矢符２方向に回転可能であり、その方向に沿って感光
ドラムの周囲には、帯電チャージャ３、画像露光部４、
イレーザ５、反転用現像装置６、転写チャージャ７、複
写分離チャージャ８、クリーニング装置９、メインイレ
ーザ１０がこの順序で配設されている。画像形成は通常
のカルソンプロセスに沿って帯電−露光−現像→転写→
クリーニングの順で行われる。

画像露光部４は光学系移動型のスリット露光方式のもの
であり、図示しないマイクロフィルムを透過した光が反
射ミラー１１を介して照射される。

イレー歩５は、通常ＬＥＤアレイが使用される。

イレーザ５は上記処理の他に感光体ドラム１の表面１ａ
の画像形成領域から外れた非画像形成領域に基準パター
ンの静電潜像を形成する機能も果たしている。この基準
パターンの静電潜像は感光体ドラム１の回転に伴って現
像処理（可視化）された後、分離チャージャ８とクリー
ニング装置９との間の感光体ドラムｌの周部に設けられ
た発光素子１２ａと受光素子１２ｂとを有する画像検出
センサ（以下ＩＤセンサと略称する。）１２にて検出さ
れる。このＩＤセンサ１２の検出結果に基づいてトナー
補給ローラ２５の回転が制御されトナー濃度を一定値に
維持するように制御される。

第２図は現像装置６の斜視図である。第１図をも参照し
て、現像装置６は、磁気ローラ２０を内蔵した現像スリ
ーブ２１を現像剤ケーシング２２内に設けた磁気ブラシ
式のものを用いている。現像剤ケーシング２２内には磁
性キャリアとトナーとから成る二成分系現像剤が貯留さ
れる。現像ケーシング２２の一側壁には現像スリーブ２
１の軸線に平行に延びる連通管２３が設けられており、
この連通管２３の端部には上方に向かうにつれて拡開し
たトナータンク２４が設けられる。トナータンク２４の
底部には、トナー補給ローラ２５が回転自在に取付けら
れている。このトナー補給ローラ２５の外周面には、周
方向に１８０度間隔をあけ、かつローラ２５の軸線方向
に延びる一対の切欠き２６ａ、２６ｂが形成されている
。トナー補給ローラ２５が回転した際に、前記切欠き２
６ａ、２６ｂを介してトナータンク２４内のトナーが連
通管２３を通り、現像剤ケーシング２２内に供給される
。現像剤ケーシング２２内には、スクリューローラ２７
が設けられた隔室２８と、パケットローラ２９が設けら
れた隔室３０とが形成されている。一方の隔室２８には
トナータンク２４からトナーが補給され、スクリューロ
ーラ２７によって矢符３８の方向（第１図の紙面の垂直
方向でかつ前面側から゛背後側方向）に搬送されつつｌ
・ナー濃度が低下した現像剤と混合、攪拌がなされる。

このトナーは現像剤中のキャリアとの摩擦により十分帯
電される。２つの隔室２８と３０とは、現像剤ケーシン
グ２２の底部から立ち上がる仕切り板３１によって仕切
られると共に、仕切り板３１の両端開口３２．３３にて
連通している。したがって、現像剤は、スクリューロー
ラ２７、パケットローラ２９の回転に基づいて、隔室２
８−開口３２→隔室３０→開口３３−隔室２８のように
循環する。スクリューローラ２７によって撹拌されたト
ナーは、開口３２を介してイ１方の隔室３０に供給され
、パケットローラ２９によって現像スリーブ２１で搬送
され、感光体ドラムｌの静電潜像に対する現像に供され
る。

ところでこのような現像動作中において先行技術の項で
説明したように種々のトラブルにより現像装置６内でオ
ーバートナーが発生する場合がある。そこでこのような
オーバートナー状態の発生を検出するために、現像剤ケ
ーシング２２の上部には、前記開口３２に臨んでオーバ
ートナー状態検出用センサ３５　（第１図参照）が設け
られている。このオーバートナー状態検出用センサ３５
は、たとえば発光素子と受光素子とを有する光学的セン
サである。なお、光学センサに代えて圧力センサを用い
るようにしてもよい。

第３図は複写装置の複写動作に関連した電気的構成を示
すブロック図である。制御回路４０は、ＣＰＵ４１と、
システムプログラムがストアされているＲＯＭ４２と、
作像条件などのデータをストアするＲＡＭ４３と、Ｉ１
０ボート４４とを有する。ＣＰＵ４１には、後述するオ
ーバートナー解消用複写サイクル時における複写枚数を
カウントするカウント４５と、オーバートナー用フラグ
Ｆとを有する。このオーバートナー用フラグＦは、論理
「１」であるときオーバートナー状態であることを示し
、論理ｒＯＪであるときオーバートナー状態でないこと
を示す。ＲＡＭ４３は、バラチリ４６によってバックア
ップされており、電源ＯＦＦ時でもストア内容を保持す
るように構成されている。

Ｉ１０ボート４４には、帯電チャージャ３、転写チャー
ジャ７、分離チャージャ８の各トランスＴＩ、Ｔ２．Ｔ
３がそれぞれ接続されている。またＩ１０ボート４４に
は現像スリーブ２１に現像バイスを印加するためのトラ
ンスＴ４が接続されている。またＩＤセンサ１２および
オーバートナー状態検出センサ３５からの検出信号はＩ
１０ボート４４を介してＣＰＵ４１に与えられる。オー
バートナーに起因した複写禁止状態表示用発光ダイオー
ドＤ１は、Ｉ１０ボート４４を介してＣＰＵ４１によっ
てその点灯が制御される。この発光ダイオードＤＩは複
写装置の操作パネルに設けられている。さらにＩ１０ボ
ート４４にはプリンタ開始用のプリントスイッチＳＷな
どが接続されている。

複写装置の駆動系６０、現像スリーブ２１を駆動するた
めのスリーブモータＭ１、パケットローラ２９を駆動す
るためのパケットモータＭ２、トナー補給ローラ２５を
駆動するためのトナー補給モータＭ３は駆動回路６１を
介してＩ１０ポート４４に接続されており、ＣＰＵ４１
によって、その回転が制御される。

第４図は制御回路４０の複写動作の手順を示すフローチ
ャートである。電源が投入されてスタートすると、ステ
ップＳ１ですべてのパラメータ（作像条件等）の初期設
定が行なわれ、ステップＳ２で後述する第７図に示すセ
ンサチェック処理が行われる。次にステップＳ３でプリ
ントスイッチＳＷがＯＮされた否かを判断し、プリント
スイッチＳＷがＯＮされたときにはステップＳ４に移っ
てフラグＦが「１」にセットされているか否かが判断さ
れる。フラグＦが「０」にリセツトされているときには
オーバートナー状態でないとして、ステップＳ５で通常
の複写処理が実行され、その後処理はステップＳ２に戻
る。フラグＦが「１」にセットされているときには、オ
ーバートナー状態であるとしてステップＳ６に移り、オ
ーバートナー解消用複写処理が実行され、その後処理は
ステップＳ２に戻る。なお、この実施例における複写装
置ではＮ−Ｐ現像が行われる。

前記通常複写処理を具体的に説明すると、露光に先立っ
て予め回転駆動されている感光体ドラム１の表面１ａの
作像部Ｂ（第５図参照）が帯電チャージャ３によって一
６００■に帯電され、この作像部Ｂに、露光部分でネガ
画像が露光されたネガの静電潜像が形成される。一方、
現像スリーブ２１は、作像部Ｂの通過のタイミングに合
わせて一４００Ｖの現像バイアスが印加され、かつこの
状態で回転駆動する。これによって静電潜像に対応した
反転トナー画像が形成される。なお１．この現像動作中
において現像剤のキャリアは正に、トナーは負に帯電し
、この負帯電のトナーが静電潜像の低電位部に付着し、
ポジ画像が形成される。

このポジのトナー画像は転写チャージャによって転写紙
（不図示）上に転写され、転写された転写紙は分離チャ
ージャ８によって感光体ドラム１から分離する。感光体
ドラム１の表面１ａに付着している残留トナーはクリー
ニング装置９によって回収される。なお、感光体ドラム
１の回転に伴って非作像部Ａの基準パターン領域ＡＩ（
第５図参照）には、イレーザ５によって基準パターンの
静電潜像が形成され、現像装置６を通過する際に基準パ
ターンが形成される。また作像部Ｂが現像装置６を通過
した後、現像スリーブ２１の現像バイアスはＯ■となり
、又現像スリーブ２１の回転は停止する。

次にオーバートナー解消用複写処理を具体的に説明する
と、前述したように通常複写処理では現像スリーブ２１
は作像部Ｂに合わせて回転したけれども、このオーバー
トナー解消用複写処理では現像スリーブ２１は感光体ド
ラム１の回転動作に応じて回転駆動される。又このタイ
ミングに合わせて現像スリーブ２１は一４００■の現像
バイアスが印加される。これによって作像部Ｂ以外の非
作像部Ａにおいても、現像スリーブ２１に一４００■の
現像バイアスが印加されることになる。一方、非作像部
Ａでは帯電チャージャはＯＦＦ状態でありまた露光も行
われない。これによって非作像部Ａにおける表面電位は
、０■に近い値となっており、従って第６図に示すよう
に非作像部Ａのトナー付着領域Ａ２に大量のトナーを付
着させることができる。トナー付着領域Ａ２に付着した
トナーは、転写紙に転写されることなく、クリーニング
装置９で感光体ドラム１から除去されて回収される。こ
うしてステップ８１〜ステツプｓ６の閉ループであるオ
ーバートナー解消用複写サイクル中において、オーバー
トナー状態を検出し続け、検出しなくなったとき、後述
するようにセンサチェック処理でフラグＦがｒＯＪにリ
セットされるため、ステップＳ３からステップＳ４を経
てステップＳ５に写り通常複写サイクルに戻る。

こうして軽微なオーバートナー状態のときにはトナーを
大量消費することによって、オーバートナー状態を解消
することができる。しかもＡＩＤで画像濃度を一定に維
持させつつ正常状態に回復することができる。またオー
バートナー状態であっても複写可能であり、利便性が向
上される。

なお、非作像部Ａを露光するようにしてもよく、このよ
うにすれば、非作像部Ａの表面電位を一層０■近くまで
落とすことができ、トナー付着領域Ａ２に付着するトナ
ー量を大とすることができる。

また現像装置６へのトナー補給は少１（たとえば定量補
給量と等しい量）あるいは零とし、基準パターンを作成
する場合でも、ＡＩＤＣ補給のような大量補給は行われ
ない。

また基準パターンを形成せず、この部分においてもトナ
ーを付着するようにしてもよく、このようにすればトナ
ー消費量をさらに大とすることができる。

第７図はセンサチェック処理の手順を示すフローチャー
トである。ステップＳＩＯでオーバートナー状態検出用
センサ３５がＯＮであるか否かが判断される。センサ３
５がＯＮでないときには、複写枚数カウンタ４５をステ
ップ３１１でリセットし、ステップＳ１２でフラグＦを
リセットし、その後処理はステップＳＩＯに戻る。

前記ステップＳＩＯでセンサ３５がＯＮであるときには
ステップＳ１３に移ってフラグＦが「１」にセットされ
、ステップＳ１４で第８図に示すサブルーチン処理が実
行され、その後処理はステップＳ１０に戻る。

第８図はオーバートナ一時のサブルーチン処理を示すフ
ローチャートである。ステップ５２０で複写枚数カウン
タ４５が、一枚の複写動作が実行される度にカウンタ動
作を行う。次にステップＳ２１でカウンタ４５のカウン
ト値が予め定めた値（本実施例では１０）以上であるか
否かが判断される。ステップＳ２１でカウント値が１０
未満であるときには処理は再びステップＳ２０に戻る。

このような動作中においてカウンタ４５の値が「１０」
に達したときにはステップＳ２１からステップＳ２２に
移り複写動作を禁止状態とし、ステップＳ２５で発光ダ
イオードＤ１を点灯する。

トラブルが解消したときには、たとえば複写動作禁止解
除キーなどを押圧操作することによって、ステップＳ２
４でカウンタ４５発光ダイオードＤｌ、フラグＦがリセ
ットされ、その後、処理はステップＳ２０に戻る。

前述の実施例では、トナー濃度制御手段としてＡＩＤＣ
方式が用いられたけれども、ＡＴＤＣ方式を用いるよう
な構成であっても、本発明は好適に実施することができ
る。

またオーバートナー解消用複写サイクルに入ったときに
は、そのことを発光ダイオードによって表示してもよく
、また該複写サイクルの実行回数を表示するようにして
もよい。特にこのような表示をパネル表示でなく複写装
置本体内部で行うようにすれば、サービスマンが点検し
、必要に応じて現像装置６およびその周辺部の修理を行
えば、ユーザに気付かれることなく、オーバートナーを
回避または軽微で済ませることができる。

また前述の実施例ではＮ−Ｐ現像について説明したけれ
ども、Ｐ−Ｐ現像であっても、非作像部Ａ２で帯電チャ
ージャを出力しかつ露光しなければ、同様の操作によっ
てオーバートナーを解消することができ、したがって本
発明はリーダプリンタだけでなく複写機などにも好適に
実施することができる。

１ｍ例果 以上のように本発明によれば、オーバートナー発生時に
非作像部にトナーを付着させトナーを大量に消費させる
ようにしたので、軽微なオーバートナー状態では自動的
に正常状態に回復させることができる。またオーバート
ナー状態であっても、作像可能であり、しかも画像濃度
を一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作像装置の一実施例としての反転現像
方式を採用した複写装置の要部断面図、第２図は現像装
置６の斜視図、第３図は複写装置の複写動作に関連した
電気的構成を示すブロック図、第４図は制御回路４０の
複写動作の手順を示すフローチャート、第５図は通常複
写処理時の感光体ドラム表面１ａの状態を示す感光体ド
ラム１の周方向展開図、第６図はオーバートナー解消複
写処理時の感光体ドラム表面１ａの状態を示す感光体ド
ラムｌの周方向展開図、第７図はセンサチェック処理の
手順を示すフローチャート、第８図はオーバートナ一時
のサブルーチン処理を示すフローチャートである。 １・・・感光体ドラム、３・・・帯電チャージャ、４・
・・イレーザ、６・・・現像装置、１２・・・画像検出
センサ、２５・・・トナー補給ローラ、３５・・・オー
バートナー状態検出用センサ、４０・・・制御回路、４
１・・・ｃｐＵ、４５・・・カウンタ、Ａ・・・非作像
部、Ａ１・・・基準パターン領域、Ａ２・・・トナー付
着領域、Ｂ・・・作像部。 特許出願人　：　ミノルタカメラ株式会社第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一方向に回転駆動する静電潜像担体と、 前記静電潜像担体に対向して配置され、トナーとキャリ
   アとの混合物から成る二成分系現像剤を使用する現像装
   置と、 毎回の作像ルーティンにおいてトナー濃度を検出し、そ
   の検出結果からトナー濃度が不足している場合に補給指
   令を発するトナー濃度制御手段と、前記トナー濃度制御
   手段から補給指令が発せられる度に所定量のトナーを現
   像装置内に貯留されている現像剤に対して供給する手段
   と、 現像装置内に貯留されている現像剤のオーバートナー状
   態を検出する手段と、 前記静電潜像担体表面の非作像部にトナーを付着させる
   手段と、 前記オーバートナー状態検出手段からの出力に応答して
   、現像剤がオーバートナー状態でないときには前記トナ
   ー付着手段を停止状態とし、現像剤がオーバートナー状
   態であるときには前記トナー付着手段を駆動状態にする
   ように制御する手段とを含むことを特徴とする作像装置
   。