JPH01161384A

JPH01161384A - 作像装置

Info

Publication number: JPH01161384A
Application number: JP32224787A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Yokoyama; 横山　知明
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-26
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JP2811657B2

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、電子写真プロセスを用いた作像装置（例えば
、複写機、レーザプリンタ）に関し、詳しくは、トナー
の補給の改良に関する。

［従来の技術］例えば、電子写真複写機において、静電潜像を現像する
現像装置に収納される現像剤中のトナー濃度には、一定
の適正範囲があり、例えばトナー濃度が低下し過ぎると
画像濃度が低下してしまう。

そこで、従来トナー濃度や画像濃度を検出し、この検出
トナー濃度が常に適正なトナー濃度範囲に収まるように
トナー補給を行なっている。

例えば、現像装置内に磁気センサを設け、トナー濃度の
変化に伴う現像剤の透磁率の変化を検知して、あるいは
、感光体上に基準パターンの潜像を形成し、これを現像
して感光体上に形成ぎれたトナー画像の濃度を光センサ
により検出し、トナー濃度を検出し、このトナー濃度が
基準値よりも低いか否かをいてい周期のタイミングで判
定する。

そして、トナー濃度が基準値よりも低いとき、−定量の
トナー補給を行なっている。

又、通常、上記トナー濃度の判断及び補給のタイミング
は原稿の種類やコピーのとられ方にかわらず一定である
。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上記トナー補給を一定周期のタイミングで一
定量ごとに行なうのは、一定量のトナー補給に即応して
リアルタイムに現ａ装置内のトナー濃度がアップし、均
一化しないことが１つの原因である。そこで、トナーを
１回補給した後、所定時間経過後、現像剤を撹拌した後
であった方がより正確なトナー濃度検出に基づくトナー
補給を行ないつる。

しかし、トナーの撹拌を一定時間をある程度行なった上
でトナー補給がなされるよう上記トナー補給タイミング
を定めた場合、急速なトナー消費の条件では、トナー消
費が急速に進行中であるのにトナー補給が遅れたり、基
準トナー濃度より相当低くなってからトナー補給がかか
り、結果的にトナー濃度の変動幅が大きくなってしまう
場合がある。

本発明は、上記事情にｔみて案出されたものであり、例
えば、急速なトナー消費の下においても、トナー濃度の
変動幅が小さい作＠装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］本発明に係る作像装置は、帯電した感光体上に光像を投
影して静電潜像を形成し、該形成きれた静電潜像を現像
装置によりトナーで現像し、これを用紙上に転写、定着
させることにより作像する作像装置において、該作像装置の作像条件を指定するための指定手段と、前記現像装置内のトナー濃度を直接又は間接に検出する
トナー濃度検出手段と、前記トナー濃度が基準値以下であるか否かを所定周期で
判定し、該判定の結果、１−ナー濃度が基値以下の場合
には、一定量のトナーを現像装置に補給するトナー補給
手段と、前記作像条件が急速なトナー消費が行なわれる条件であ
るとして予め定められた場合に該当するか否かを判別し
、該判別の結果、該当する場合には、該当しない場合よ
り前記周期を短くするタイミング制御手段と、を有する事を特徴とするものである。

［実施例］以下、作像装置が複写機である場合を例にとって、本発
明の一実施例を図を参照しつつ説明する。

第１図は、本実施例に係る複写機の概略を示す。

複写機本体の略中央部には反時計回り方向にメインモー
タＭ１により回転駆動可能な感光体ドラム１が配設され
、その周囲にはメインイレーザランプ３２、サブ帯電チ
ャージｔ７３３、サブイレーザランプ３４、メイン帯電
チャージャ３５、像間イレーザ３６、現像装置２、転写
チャージャ３７、複写紙の分離チャージャ３８、ブレー
ド方式のクリーニング装置３９が配設されている。感光
体ドラム１は表面に感光体層を設けたもので、この感光
体は前記イレーザランプ３２．３４及び帯電チャージャ
３３．３５を通過することにより一様に帯電され、光学
系１０から画像露光を受ける。

光学系１０は原稿ガラス１６の下方から、原稿を走査可
能に設置したもので、光源りと、可動ミラー４１．４２
．４３と、レンズ４４と、ミラー４５とから構成されて
いる。前記光源し及び可動ミラー４１は感光体ドラム１
の周速度（等倍・変倍に拘らず一定、ここでは、１５０
ｍｍ／５ｅｃ）■に対してｖ／ｍ（但し、ｍ：複写倍率
）の速度で左方に移動し、可動ミラー４２．４３はＶ／
２ｍの速度で左方に移動するように、ＤＣモータＭ３で
駆動される。かかる光学系の原稿像の走査により、上記
感光体ドラム１は、画像露光を受け、静電潜像を形成す
る。又、該静電潜像には、上記現像Ｈｆｔ２において、
トナーが付着される。

又、上記像間イレーザ３６は、感光体ドラム１の軸方向
に多数のＬＥＤ素子を配列して構成したもので光照射に
より感光体ドラム１上の有効画像形成領域外の電荷を除
去し、トナーの無駄な消費を防止する。

一方、複写機本体の左側には、それぞれ給紙ローラ５１
．５３を備えた給紙部５０．５２が設置され、ローラ対
５４．５５、タイミングローラ対５６、搬送ベルト５７
、定着装置５８、排出ローラ対５９にて複写紙の搬送路
が構成される。

上記タイミングローラ対５６は、感光体ドラム１上に形
成されたトナー画像形成領域と先端を合わせて給紙部か
ら給紙された複写紙を感光体ドラム１側へ送り出す。該
送り出された複写用紙は、転写チャージャ３７により、
トナー画像を転写され、分離チャージャ３８により、感
光体ドラム１表面から引き剥されて、搬送ベルト５７を
経て、定着装置５８にて、トナーを溶融定着された後、
排出ローラ対５９にて、機外に排出される。

第２図は、上記現像装置及びトナー補給手段を示す一部
断面模式図である。

第２図に示すように、この現像装置２は、感光体ドラム
１に遠い方から順に配設された第１スクリュー羽根１６
と、パケットローラ１１と、現像スリーブ６と、を主構
成部材としており、これらはケーシング３とカバー４と
からなる空間内に保持されている。又、トナー補給手段
であるトナー補給槽６０が、第１スクリユー１６の一端
上部にあたる位置に配設されている。

第３図は、上記第１スクリュー羽根１６とパケットロー
ラ１１を示す透視斜視図である。

第３図に示すように第１スクリュー羽根１６は半らせん
状をしており、図中手前において図示しないトナー補給
槽６０から補給されたトナーを、反時計方向に回転する
ことにより図中手前から奥へと現像剤と混合、撹拌しつ
つ、搬送するものである。尚、本実施例において、現像
剤はトナーと磁性キャリアから成る二成分現像剤を用い
ている。

パケットローラ１１は、第２図に示すように、軸心部に
第２スクリュー羽根１３を有し、外周部にＬ字型の羽根
１４を半径方向に放射状に配設しである。第２スクリュ
ー羽根１３とＬ字羽根１４とは、軸方向の両端において
固定され、時計方向に一体的に回転する。尚、上記第１
スクリュー羽根１６、パケットローラ１１、現像スリー
ブ６はメインモータＭ１により駆動回転される構成とな
っている。

上記り字羽根１４は回転することによってＬ宇部弁です
くい上げたトナーをスリーブローラ１１上部まで搬送し
、スリーブローラ１１の上部の磁極（Ｓ３、Ｎ３）間に
おいて現像剤の穂高を作ることを可能ならしめる。又、
上記パケットローラは上部において搬送を行なうだけで
なく、下部において現像剤の撹拌をも行なう。又、第２
スクリュー羽根１３の回転により、現像剤は図中奥から
手前へと搬送される。又、パケットローラ１１の下部に
あたるケーシング３には磁性キャリア中のトナー濃度を
検知するために、現像剤の透磁率を検出する磁気センサ
１５が配設されている。

又、上記第１スクリュー羽根１３とパケットローラ１１
との間には、仕切り板５が配設してあり、この仕切り板
５には、パケットローラ１１の軸方向の両端に対応する
位置に切欠きが形成されている。そして、この仕切り板
５の両端の切欠きを介して、第１スクリュー羽根１６と
、パケットロー５１１の第２スクリュー羽根とによって
現像剤の循環搬送経路が形成されている。

即ち、トナー補給槽６０からトナーが第１スクリュー羽
根１６の図中手前の一端に補給される。

一方、第２スクリュー羽根１３の回転により、現像剤が
図中手前まで搬送され、仕切り板５の手前側の切欠きか
ら第１スクリュー羽根１６に供給される。

このパケットローラ１１から第１スクリュー羽根１６に
供給される現像剤は、パケットローラ１１において、軸
方向を搬送される間、感光体ドラム１において消費され
るトナーを供給しており、そのトナー濃度は低いものと
なっている。

そこで、第１スクリュー羽根１６において、このトナー
濃度が低い現像剤と、新たに補給されたトナーが混合、
撹拌されつつ、第１スクリュー羽根１６の奥まで搬送さ
れる。

次に、第１スクリュー羽根１６の奥まで搬送された現像
剤は仕切り板５の奥側の切欠きから、パケットローラ１
１の図中の奥へと搬送される。以上のようにして、現像
剤の循環、撹拌経路が形成されている。

現象スリーブ６は、外周部に磁極を設けた磁気ローラ７
を内蔵し、磁気ローラ７の磁力によって外周面上に現像
剤を保持し、パケットローラ１１から供給された現像剤
を感光体ドラム１と対向する現像領域（Ａ＞に搬送し、
感光体ドラム１に形゛　成された静電潜像と接触させて
現像するものである。この現像スリーブ６は、非磁性導
電材（例えば、アルミニウム）を円筒形に形成したもの
で、表面にはサンドブラスト処理にて微小凹凸が形成さ
れ、感光体ドラム１に現像ギャップ：Ｄｓ−０゜５ｍｍ
の間隔をもって対向し、時計方向に回転数１４３．６４
ｒｏｍで回転駆動可能としである。

なお、現像スリーブ６の下部は、ケーシング３とギャッ
プ：Ｄ＝１．（１ｍの間隔が保持されている。

磁気ローラ７は、外径２４．５Ｉｎｌｌｌを有し、外周
部に磁極（Ｎ＋〜Ｎ３）、（濃−８４）を交互に、かつ
、現像領域（Ａ）の背面側で、前記パケットローラ１１
と最も近接する部分の上下には、同極の磁極（Ｓ２）’
、（８３）が隣接して設けてあり、磁極（Ｎ１）は９０
０Ｇ、その他の磁極（Ｎ２．Ｎ３．Ｓ＋〜Ｓ４）は５０
０〜６００Ｇとしである。

このため、磁極（Ｓ２）と（Ｓ３）との間では磁力は零
となり、現像剤を現像スリーブ６上に保持することがで
きず、現像スリーブ６上の現像剤は、パケットローラ１
１下部の現像剤と入れ替る。

また、ケーシング３の上部には穂高規制部材８が形成さ
れており、この穂高規制部材８は、現像スリーブ６と穂
高規制ギャップＤｂ＝０．５ｍｍの間隔をもって、磁極
（Ｓ３、Ｎ４）の中間部で現像スリーブ６と対向し、現
像スリーブ６によって搬送される現像剤を穂切りするこ
とによって、現像剤搬送量を規制するようにしである。

さらに９は、粉煙防止マイラで、この粉煙防止マイラ９
は、ポリエチレンフィルム（厚み０．１ｍｍ）からなり
、ケーシング３の感光体ドラム１との対向部上部に取り
付けてあり、現像スリーブ６の回りから、発生する粉煙
トナーが上方に飛散するのを防止する。

トナー補給槽６０は、現像装置２にトナー□を補給する
ものであり、中央部やや下にトナーの架橋現象、ブロッ
キング等を防止するための撹拌棒６１が回転可能に設置
され、底部にトナー補給槽６０内に収容されたトナーを
落下させる補給部６２が設けられている。この補給部６
２には支軸にスパイラル状の羽根６３ｂを設けた回転可
能なトナー補給ローラ６３を有し、羽根６３ｂは中央部
を境に手前側と奥側とでねじり方向を逆として、トナー
を中１部に集める様に構成されている。そして、この中
央部の下には、トナー補給口６２ａが形成されている。

トナー補給ローラ６３と前記撹拌棒６１とは図示しない
トナー補給モータに同期して回転駆動され、回転量に応
じた量のトナーが、トナー補給口６２ａから落下して、
第１スクリュー羽根１６にトナー補給される。

上記複写機の上部には、第４図に示す操作パネル１００
が装備されており、この操作パネル１００には、複写開
始を指令するプリントスタートスイッチ１０１、複写開
始直後又はマルチコピー（同一原稿に基づく複数枚の連
続複写）の途中で複写を中止させるとともに、設定され
た複写枚数をクリアして標準モード「１」に戻すクリア
・ストップスイッチ（ｃ／ｓキー）１０２、割込みコピ
ー用スイッチ１０３、同一画像の複写枚数を置数するた
めのテンキー１０４、複写倍率を設定するアップスイッ
チ１０５及びダウンスイッチ１０６、現像トナー濃度を
指定するための濃度ダウンスイッチ１０７、濃度アップ
スイッチ１０８．１度オー１へ調整スイッチ１０９、上
絵紙部２ｏ又は下絵紙部２２のいずれかを選択する給紙
部選択スイツチ１１１、選択された給紙部の用紙サイズ
を表示する給紙部リイズ表示ＬＥＤ１１２〜１１５等が
配設されている。

本実施例では、上記操作パネル１ｏ○上にて、オペレー
タが操作したスイッチにより形成された複写条件から、
急速なトナー消費が生じるが否かを判定するものである
。尚、複写条件は、操作パネル以外、例えば載置された
原稿を自助的に原稿ガラス上に給紙して複写終了後、自
動的に排出する原稿自動給紙装置等からの指令等によっ
ても形成される。

以下、トナーの急速な消費が行なわれる複写条件につい
て説明する。

（１）連続コピー同一の原稿であれば１枚当りのトナー消費量はほぼ同じ
でる。しかし、連続コピーの場合、単位時間当りのトナ
ー消費量は大きくなる。又、通常の複写機等では、１枚
当りのコピー時間よりも現像器の駆動時間（上記メイン
モータＭ１のオン時間）を長くし、現像剤の撹拌を十分
行なっている。

第１表用紙サイズとトナー消ｌＲ釘の関係＊トナー消費量は［ｍＱ／１枚］の値である。

＊画像比率は６％一方、コピーが連続して行なわれる場合には、現像器の
駆動時間は、コピー時間と略対応するため、例えば１０
０枚のコピーを１枚ずつとるのと、連続してとるのとで
は、現像剤の撹拌程度に大きな差がでてくる。特に、ト
ナー消費量の多い条件の場合、トナー補給は頻繁になり
、撹拌程度の差はより顕著になる。

（２）大サイズの紙を指定第１表に示すように、紙サイズが大きくなればトナー消
費量も多くなる。

（３）濃度調整を゛濃い°′へかえる濃度調整を“°濃い″へかえると、同じ原稿でも１枚当
りのトナー消費量は多くなる。

（４）拡大コピー第１表に示すように、例えばＡ４をＢ４やＡ３へ拡大し
コピーを行なうとトナー消費量は多くなる。

（５）上記組合わせ特に、大サイズの複写紙で、かつ“瀧い″モードで、か
つ連続では、トナーは急速に消費され、トナー補給も頻
繁になる。

第５図は、上記複写機の制御回路の概略を示す構成図で
ある。第５図に示すように、この制御回路は、ＣＰＵ２
００を主体として構成され、上記磁気セン勺１５の出力
信号、操作パネル１００上のキー操作信号、その他複写
機各部に配設されたセン勺及びスイッチ等の信号は、Ｃ
ＰＵの入力ボートに入力される。又、その出力ボートか
らは、トナー補給モータのドライバ、その他の制御装置
に対し制御信号を出力する。

第６図は、上記ＣＰＵ２００のメインルーチンを示すフ
ローチャートである。第６図に示すように、例えば、電
源の投入等の各種レジスタ、複写モード等を初期状態に
設定する（ステップＳ１）。

次に、１ルーチンの長さを一定にするだめの内部タイマ
、をスタートさせ（ステップＳ３）、後述するコピー制
御用サブルーチン（ステップ８５）、その他の処理用サ
ブルーチン（ステップＳ７）を順次実行して、内部タイ
マの終了を待って（ステップ８９）ステップＳ３に戻る
。

第７図は、上記コピー制御用サブルーチンの詳細を示す
フローチャートである。第７図に示すように、まず、プ
リントキー１０１のオンエツジがあったか否かを判定し
くステップ５１０）、オンエツジがあった場合には、後
述するトナー消費予測を行ない（ステップＳ１２）　、
コピー開始フラグを“１″にセットする（ステップ５１
４）。

次に、ステップ濃６において、コピー開始フラグが１″
であるか否かを判定しくステップ＄１６）、“１”であ
る場合には、順次、給紙及び搬送制御（ステップ５１８
）、光学系制御（ステップ５２０）、感光体ドラム廻り
制御］（ステップ５２２）、トナー補給制御（ステップ
＄２４）を行ない、コピー終了でコピー開始フラグを○
″にして（ステップ８２８）メインルーチンにリターン
する。

第８図は、トナー消費予測のサブルーチンの詳細を示す
フローチャートである。第８図に示すように、ステップ
５１００で、フラグ八が″“１”であるか否かを判定し
、フラグＡが１″であれば、フラグＡをＯ′°とする（
ステップ濃０２）。

一方、フラグＡが“ＯＩＩであれば、ステップ５１０４
にスキップする。尚、このフラグＡは、急速なトナー消
費が予測されるときに“１°′となるフラグである。

ステップ５１０４からステップ濃１０において、マルチ
コピー枚数がα枚以上であるとき、トナー濃度が淵い”
モードであるとき、転写紙（給紙される複写紙）がＡ３
であるとき、拡大コピーのいずれかであるときには、ス
テップ濃１２に進んで、フラグＡを１″にセットし、い
ずれでもないときには、そのままリターンする。尚、マ
ルチコピー枚数がα枚以上である場合とは、マルチコピ
ーとして当初設定された枚数を問題とするものでなく、
現在、未複写のコピー枚数を問題とするものである。

第９図は、トナー補給制御のサブルーチンを示すフロー
チャートである。第９図に示すように、フラグＡが１”
であるか否かを判定しくステップ５２０１）、フラグＡ
が°゛１′”のときは、トナー補給タイミング周期を短
縮する（ステップ５２０３）。本実施例では、１コピ一
時間において、通常、トナー補給タイミングが１回であ
るのを２回とする。即ち、フラグＡが“１″′の場合に
は、フラグＡがＯ”の場合に比し、その周期は半分であ
る。尚、この周期は、現像装置の構成、特に現像剤搬送
機構や使用する現像剤の帯電特性等に応じて任意に設定
しうる。

次に、ステップ５２０５でトナー補給タイミングである
か否かを判定し、トナー補給タイミングのときは、トナ
ー１１度ＴＣが基準濃度Ｔｅａより小さいか否か判定す
る。一方トナー補給タイミングでなければステップ５２
１３にスキップする。

トナー濃度が基準濃度より小さいときは、トナー補給モ
ータをオンし、このオン状態を規定するタイマＴＭ１を
セットする（ステップ８２０９．５２１１）。又、トナ
ー濃度が基準濃度以上であるときは、そのままリターン
する。

ステップ５２１３において、タイマＴＭ１が終了すると
、トナー補給モータをオフする（ステップ５２１３．８
２１５）。

第１０図は、トナーが急速消費する場合において、トナ
ー補給タイミングが１コピ一時間に１回の場合のトナー
濃度ＴＯの変化を示すグラフであり、第１１図は、トナ
ーが急速消費する場合において、トナー補給タイミング
が１コピ一時間に２回の場合のトナー濃度Ｔｃの変化を
示すグラフである。図中Ａは、トナー補給後最もＴＣが
高くなる場合で、Ｂはトナー補給前最もＴｃが低（なる
場合である。従ってＡラインの最高ＴＯとＢラインの最
低ＴＣがトナー濃度Ｔｃの変動中となる。

又、第１０図、第１１図のトナー消費速度は同一である
。第１０．第１１図から明らかなように、トナーが急速
消費する場合においてはトナー補給タイミングの周期が
短かい方がトナー濃度Ｔｃの変動幅は小さい。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、一定ｍのトナーを
現像装置に補給す為か否かの基準となるトナー濃度の判
定周期を急速なトナー消費が行なわれる場合であるか否
かによって異ならしめている。

即ち、本発明によれば、急速なトナー消費が行なわれる
場合には、トナー補給要否の判定周期をより短（、通常
の場合には、より長い判定周期を有するものである。

このため、急速にトナー消費が進む場合には、より短い
周期でトナーＳ度が判定され、トナー補給が行なわれる
。このため、トナー消費に対応するトナー補給の追随性
が高くなる。従って、トナー濃度の基準値に対する変動
幅は小さくなる。

又、急速にトナー消費量が進まない通常の場合には、よ
り長い周期でトナー濃度が判定される。このため、現像
剤が十分撹拌された上でトナー濃度が検出されるため、
より正確なトナー濃度検出に基づいたトナー補給を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る複写機を示す断面模
式図、第２図は、実施例に係る現像装置及びトナー補給
手段を示す断面模式図、第３図は、第１スクリュー羽根
１６とパケットローラ１１の透視斜視図、第４図は、上
記複写機の操作パネル１００の平面図、第５図は、上記
複写機の制御回路の概略構成図、第６、第７、第８、第
９図はシリ御回路のＣＰＵにおけるプログラムを示すフ
ローヂャート、第１０図、第１１図はトナー補給タイミ
ングとトナー濃度の変動中を示すグラフである。１・・・感光体ドラム６・・・現像スリーブ１１・・・バラケトローラ１６・・・スクリュー羽根６ｏ・・・トナー補給槽第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）帯電した感光体上に光像を投影して静電潜像を形
成し、該形成された静電潜像を現像装置によりトナーで
現像し、これを用紙上に転写、定着させることにより作
像する作像装置において、該作像装置の作像条件を指定
するための指定手段と、前記現像装置内のトナー濃度を直接又は間接に検出する
トナー濃度検出手段と、前記トナー濃度が基準値以下であるか否かを所定周期で
判定し、該判定の結果、トナー濃度が基準値以下の場合
には、一定量のトナーを現像装置に補給するトナー補給
手段と、前記作像条件が急速なトナー消費が行なわれる条件であ
るとして予め定められた場合に該当するか否かを判別し
、該判別の結果、該当する場合には、該当しない場合よ
り前記周期を短くするタイミング制御手段と、を有する事を特徴とする作像装置。
（２）前記急速なトナー消費が行なわれる条件は、所定
枚数以上の連続作像、大サイズ用紙への作像、トナー濃
度「濃」の指定、拡大複写の少なくとも１つの条件であ
る特許請求の範囲第１項記載の作像装置。