JPH03200175A - 現像装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトナーとキャリアを混合した２成分現像剤を使
用する現像装置のトナー供給制御に関する。

〔従来の技術〕

電子写真技術を利用した複写機やプリンタにおけろ現像
装置で使用する２成分現像剤中のトナーは、現像装置の
稼働によって消耗するために、２成分現像剤のトナー濃
度（キャリアに対するトナーの混合比）は次第に減少す
る。現像装置が良好な現像特性を維持するためには、２
成分現像剤は所定のトナー濃度に維持されていることが
必要である。トナー濃度が過多であると、画像濃度が必
要以にに濃くなり、また、カブリも増加して画像品位を
著しく低下させる。更に、トナーの飛散が増加して装置
内外の１０れも多くなる。トナー濃度が過少であると、
画像濃度が低下して画像品位が低下する。

このようなことを防止するために、従来から、該２成分
現像剤のトナー濃度を検出しながら新しい１〜ナーを供
給して現像剤のトナー濃度を一定に制御する制御装置が
提案されている。

特開昭５８−１７８３８１号公報に記載された制御装置
は、現像剤中のトナー濃度を検出しながら１ヘナ一供給
手段を鄭動して新しい１ヘナーを供給し、現像剤中の１
−ナー濃度を一定に維持するような制御を行なっている
。この制御装置は、更に、１ヘナー供給を行なっている
にも拘らず所定の時間内にトナー濃度が所定の値に回復
しない場合にはトナー供給速度（トナー供給手段邸動速
度）を速くし、それでも回復しない場合には供給用トナ
ー切れ表示を行なうように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

発明者等は現像装置のトナー濃度制御に関する種々の実
験及び検討によって１次のことを発見した。

トナー消費量が多い画像を連続して現像する場合には、
新しいトナーの供給を行なっても１−ナー洟度が容易に
回復せず、検出手段はトナー要求イ１ｊ号（トナー濃度
過少信号）を出力し続ける。しかしながら、このとき、
トナー供給速度を速くシてトナー供給量を増加すると、
現像装置内におけるｇｌ像剤撹拌混合作用が不足して現
像剤中のトナー濃度にむらができ、現像された画像に濃
度むらができる。また、トナー濃度過多になった部分か
らのトナー飛散量が増加して装置内外の汚れが促進され
る。従って、トナー供給速度は、該現像装置において好
ましい混合状態を維持することができる現像剤撹拌混合
許容範囲を越えてはならない。

また、ある種の現像装置では、トナー供給手段にセット
された供給用トナーカー１〜リッジ内のトナー残量が少
なくなると所定時間当りのトナー供給能力が低ドするの
で、予め設定された所定の時間内の１ヘナー供給制御で
は１ヘナ一濃度が回復せず、供給用カー１〜リツジ内に
トナーが残存しているにも拘らず供給用トナー切れ制御
（表示等）を行なってしまう。

従って、本発明の目的は、トナー消費量が多い場合にも
トナー濃度むらやトナー飛散を伴うことなく安定したト
ナー濃度回復を行なうことができ、しかも、供給用トナ
ーの残存量減少によるトナー供給能力の低下を補正して
トナー切れ制御を正しく行なうことができるようにする
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこの目的を達成するために、トナーとキャリア
を混合した２成分現像剤を用いる現像手段と、該現像手
段内の２成分現像剤のトナー濃度を検出し、［−ナー濃
度が不足しているときにはトナー要求信号を発生する検
出手段と、該トナー要求信号に応じて前記現像手段内に
トナーを供給するようにトナー供給手段を制御する制御
手段とを備えた現像装置において、 前記トナー供給手段によるトナー供給速度を現像剤撹拌
混合許容範囲内に設定し、 前記制御手段に、前記トナー要求信号の連続長に応して
トナー供給時間のデユーティを変えてトナーを繰返し供
給するように前記トナー供給手段を制御する制御回路を
設けたこと、を特徴とし、更には、このようなトナー供
給時間のデユーティを変えて１−ナーを繰返し供給する
回数が所定の値になってもトナー要求信号が消失しない
ときには、供給用１−す−切れ制御を行なうように構成
したことを特徴とする。

〔作用〕 現像剤中のトナー濃度が低下して検出手段から１−ナー
要求信号が出力されると、制御手段は、先ず、小さいデ
ユーティのトナー供給時間でトナー供給手段を開動して
新しいトナーを繰返し供給する。しかし、トナー消費量
が多い画像を連続して現像しているときやカートリッジ
内のトナー残量が減少して所定回数のトナー供給でトナ
ー濃度が回復しないときには大きいデユーティのトナー
供給時間でトナー供給手段を開動して新しいトナーを繰
返し供給する。しかしながら、このときトナー供給速度
は現像剤撹拌混合許容範囲を越えることがなく１画像濃
度むらを発生したりトナー飛敗を生ずるほどのトナー濃
度むらは発生しない。

そして、このような供給制御によるトナー供給回数を判
定することにより、供給用トナーカートリッジに残存す
るトナーがなくなるのを確実に検出することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図は電子写真技術を利用したプリンタにおける現像
部の縦断側面図である。電気的潜像が形成された感光ド
ラム１は矢印方向に回転され、現像装置２によって現像
される。該現像装置２は、現像容器３に収容された磁性
キャリアと１−ナーを混合した２成分現像剤４を現像ロ
ーラ５に吸着して詠現像ローラ５の外周に磁気ブラシを
形成し、現像ローラ５を回転させて該磁気ブラシを回転
させながら前記感光ドラム１の外周を摺擦して電気的潜
像にトナーを付着させてトナー像を形成（現像）する。

撹拌ローラ６ａ、６ｂ、６ｃは前記現像ローラ５とギア
機構等で連結されて回転し、現像容器３内の２成分現像
剤４を撹拌混合して２成分現像剤４のキャリアと１−ナ
ーの混合状態を均一にする。現像ローラ５に吸着されて
搬送される２成分現像剤４の一部を該現像ローラ５から
９雌してトナー１度センサ７に導き、詠２成分現像剤４
中のトナー濃度検出に使用する。トナー濃度センサ７は
電気コイルを備え、該電気コイルに作用する前記２成分
現像剤４の透磁率（トナー濃度に比例する）によってそ
のインダクタンスの大きさを変える。前記現像容器３内
の２成分現像剤４に新しいトナーを供給するためのトナ
ー供給手段は、トナーホッパ９内にセットされたトナー
カートリッジ１０内の供給用トナー１１を該カートリッ
ジ１０内に設けた汲上げローラ１２でトナーホッパ内に
汲りげる。トナーホッパ９内に汲出された供給用トナー
１１を撹拌ローラ１３で撹拌しながらトナー供給ローラ
１４で＠像容器３内に供給して註現像容器３内の２成分
現像剤４のトナー濃度を所定の値（範囲内）に維持する
。なお、前記汲上げローラ１２は前記トナー供給ローラ
１４と同期して回転するようにギア機構で連結する。

このようなトナー濃度維持のための供給用トナーの供給
制御のための制御装置の回路構成を第３図を参照して説
明する。

前記トナー濃度センサ７の電気コイルはトナー１度検出
回路１５における発振回路１５ａの発振周波数決定要素
として使用する。これにより発振回路１５ａから出力さ
れる発振出力信号の周波数は現像容器３内の２成分現像
剤４のトナー濃度に比例したものとなる。周波数−電圧
変換器１５ｂは［）１ｒ記発振回路１５ａから出力され
た発振出力信号をトナー濃度に応した大きさの１ヘナ一
濃度検出信号に変換する。コンパレータ１６は前記周波
数−電圧変換器１５ｂから出力されるトナー１度検出信
号と基準電圧発生器１７から出力される基僧侶号（好ま
しい所定のトナー濃度に相当した大きさの電圧）とを大
小比較し、現像容器３内の２成分現像剤４のトナー濃度
が不足しているときにトナー要求信号を発生する。

主制御装置１８はマイクロコンピュータを主体にして構
成されるもので、前記トナー要求信号の有無を所定の間
隔で定期的に判定し、トナー要求信号が出力されている
場合には１−チー供給用モータ１９を所定時間駆動して
前記トナー供給ローラ１４を回転させてトナーを供給を
するようにトナー供給モータ關動回路２０を制御する。

該１−ナー供給制御の詳細は後述する。

また、主制御装置１８は、　ｌ−ナー供給を所定回繰返
し行なってもトナー濃度が所定の値に回復しないときに
トナー切れランプ２１を点灯してこのことを使用者に報
知するようにトナー切れ表示回路２２を制御する。該ト
ナー切れ表示制御の詳細は後述する。

第４図は、前記トナー供給モータ１９を駆動して前記ト
ナー供給ローラ１４を回転させたときの】秒当りのトナ
ー供給速度（供給量）と前記Ｉ・チーカートリッジ１０
内の供給用１〜ナー１１の残量との関係を示している。

この例は、トナーカー（−リッジ１０の１−ナー充ｋＡ
量が３００ｇのものであり、トナー供給量は、ｉ−ナー
残存量が１００ｇ以下になると低下し始め、５０ｇ以下
になると急激に低下する傾向を示している。これは、１
−チーカートリッジ１０内の残存量が減少すると該トナ
ーカー１−リッジ１０内のトナーレベルが低下し、汲−
ヒげローラ１２による汲出し量が低下するためである。

前記主制御装置１８は、このようなトナー供給特性を踏
まえて安定したトナー供給制御と供給トナー切れ表示制
御を実現する。

第１図はこの安定したトナー供給制御とトナー切れ表示
制御を行なうために主制御装置１８内のマイクロコンピ
ュータが実行する制御処理フローチャートであり、第５
図はトナー供給制御タイムチャートである。

この実施例において、該現像装置２の現像剤撹拌混合許
容範囲内での許容最大トナー供給速度は０．５ｇ／秒で
あり、トナー供給モータ１９を連続して駆動したときの
トナー供給ローラ１４によるトナー供給速度は０．５ｇ
／秒である。

主制御装置１８は、処理１０１（こおいてコンパレータ
１６から入力されるトナー供給モータの有無を５秒毎に
判定する。トナー要求信号「有」の場合には処理１０２
に移ってトナー要求信号「有」の判定が２回連続したか
どうかを判定し、２回連続していない場合には処理１０
１に戻る。２回連続していた場合には処理１０３に移っ
て１−ナー供給モータ１９を２．５秒間駆動するように
トナー供給モータ廓動回路２ｏを制御する。その後処理
１０４に移って再びトナー要求信号の有無を判定し、「
無」の場合には処理１０１に戻る。「有」の場合には処
理１０５に移ってトナー要求信号「有」の判定が８回連
続したかどうかを判定する。

８回連続していない場合には処理１０３に戻ってトナー
供給モータ１９を２．５秒間駆動するようにトナー供給
モータ旺動回路２０を制御する。従って、トナー要求信
号「有」の判定が８回連続するまではデユーティ５０％
のトナー供給時間でトナー供給を繰返すことになる。

トナー要求（ｒｊ号「有」の判定が８回連続すると処理
１０６に移って前記トナー供給モータ１９を３．５秒間
駆動するように前記トナー供給モータ呻動回路２０を制
御する。その後、処理１０７に移って再びトナー要求信
号の有無を判定し、「無Ｊの場合には処理１０１に戻る
。「有」の場合には処理１０８に移ってトナー要求信号
「有」の判定が１２回連続したかどうかを判定する。１
２回連続していない場合には処理１０６に戻ってトナー
供給モータ１９を３．５秒間駆動するようにトナー供給
モータ陳動回路２ｏを制御する。従って、］・ナー要求
信号［有ｊの判定が８回連続以上から］２回連続するま
ではデユーティ７０％のトナー供給時間でトナー供給を
繰返すことになる。

トナー要求信号「有Ｊの判定が１２回連続すると処理１
０９に移って前記トナー供給モータ１９を５秒間駆動す
るように前記１ヘナ一供給モータ暉動回路２０を制御す
る。その後、処理１１０に移って再びトナー要求信号の
有無を判定し、「無」の場合には処理１０１に戻る。「
有」の場合には処理１１１に移ってトナー要求信号「有
」の判定が１８回連続したかどうかを判定する。１８回
連続していない場合には処理１０９に戻って１ヘナー供
給モータ１９を５秒間駆動するようにトナー供給モータ
祁動回路２０を制御する。従って、トナー要求信号「有
」の判定が１２回連続以上から１８回連続するまではデ
ユーティ１００％のトナー供給時間でトナー供給を繰返
すことになる。

トナー要求信号「有」の判定が１８回連続すると処理１
１２に移ってトナー切れ表示信号を発生してトナー切れ
表示ランプ２１を点灯するようにトナー切れ表示回路２
２を制御すると共にプリンタの動作を停止するような処
理を実行する。

〔発明の効果〕

以−にのように本発明は、現像剤中のトナー濃度が低下
して検出手段からトナー要求信号が出力されると、制御
手段は、先ず、小さいデユーティのトナー供給時間でト
ナー供給手段を駆動して新しいトナーを繰返し供給する
。しかし１，１〜ナー消費斌が多い画像を連続して現像
しているときやカートリッジ内のトナー残量が減少して
所定回数のトナー供給でトナー濃度が回復しないときに
は大きいデユーティのトナー供給時間でトナー供給手段
を原動して新しいトナーを繰返し供給する。しかしなが
ら、このときトナー供給速度は現像剤撹拌混合許容範囲
を越えることがなく、画像１度むらを発生したりトナー
飛散を生ずるほどのトナー濃度むらは発生しない。

そして、このような供給制御によるトナー供給回数を判
定することにより、供給用トナーカートリッジに残存す
るトナーがなくなるのを確実に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は主制御
装置における制御処理フローチャート。 第２図は電子写真技術を利用したプリンタにおける現像
部の縦断側面図、第３図は制御装置の回路図、第４図は
トナー供給特性図、第５図はトナー供給制御タイムチャ
ートである。 １　・・・感光トラム、　　２・・・・現像装置、３　
・現像容器、　　４・・・・・２成分現像剤、６ａ、６
ｂ、６ｃｍ−撹拌ローラ、　　　７　・・ｌ−ナー濃度
センサ、　　　９・・・・・・トナーホッパ１０・　・
ｌ・ナーカートリッジ、　　　１１・・　供給用トナー
、　　　１２・・・・汲」二（ずローラ、　　　１４・
・１ヘナー供給ローラ、　　　１５・自・トナー濃度検
出回路、　　　１８・・・・・主制御装置、　　　１９
・トナー供給用モータ、　　２０・白１−ナー供給モー
タ暉動回路、　　　２１・・・・トナー切れランプ、２
２・・・・トナー切れ表示回路。 第１図 第２図 第４図 ドブー八′存量　（９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナーとキャリアを混合した２成分現像剤を用いる
   現像手段と、該現像手段内の２成分現像剤のトナー濃度
   を検出し、トナー濃度が不足しているときにはトナー要
   求信号を発生する検出手段と、トナー供給手段と、前記
   トナー要求信号に応じて前記現像手段内にトナーを供給
   するようにトナー供給手段を制御する制御手段とを備え
   た現像装置において、前記トナー供給手段によるトナー
   供給速度を現像剤撹拌混合許容範囲内に設定し、 前記制御手段に、前記トナー要求信号の連続長に応じて
   トナー供給時間のデューティを変えてトナーを繰返し供
   給するように前記トナー供給手段を制御する制御回路を
   設けたことを特徴とする現像装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記制御回路は、
   所定の時間間隔で前記トナー要求信号の有無を繰返し判
   定し、トナー要求信号有のときには各判定毎に前記トナ
   ー供給手段を所定の供給時間だけ駆動し、トナー要求信
   号有の判定状態が連続して所定回数に達したときには前
   記所定の供給時間を長くすることを特徴とする現像装置
   。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記制御回路は、
   トナー要求信号有の判定状態が連続して前記所定回数を
   越えた次の所定回数に達したときには供給用トナー切れ
   表示信号を出力することを特徴とする現像装置。