JPH0361974A - 現像装置における現像剤のトナー濃度制御方法 - 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、現像装置における現像剤のトナー濃度制御方
法に関する。

〔従来の技術〕

潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する電子複
写機、プリンタ或いはファクシミリ等の画像形成装置に
おいては、粉体状の二成分系現像剤を用いた現像装置が
広く採用されている。二成分系現像剤はトナー粒子のみ
又はこれに添加剤を加えたトナーと、キャリアより成る
現像剤であり、このうちのトナーが静電潜像に付着して
潜像が可視像化される。このような現像剤を用いた場合
には、そのトナー濃度が一定の範囲内に収まるように該
濃度を制御し、可視像の画質劣化を防止する必要がある
。

その制御方法として、二成分系現像剤をコイル中に流し
、その透磁率をコイルのインダクタンスとして捉え、そ
の変化でトナー濃度を検知し、トナー濃度を制御する方
法が従来より広く採用されている。

また、上述のようにトナー濃度を検知し、その濃度が所
定値よりも低いと判断されると、現像剤中にトナーが補
給されるが、この補給動作、中に作像動作が実行され、
トナーが大量に消費されると。

トナーを補給しているにもかかわらず、トナー濃度が上
昇しなくなる恐れがある。そこで、上述のトナー補給動
作の開始後、所定の時間が経過し、或いは所定回数の作
像動作が実行されたとき、依然としてトナー補給動作が
続行されているときは、作像動作を一旦停止し、かつト
ナーの補給を続けるトナー補給モードを実行するトナー
濃度制御方法も公知である。この方法によると、トナー
補給モードで作像動作を停止してトナー補給を行えるの
で、低下したトナー濃度を早期に所定の値まで戻すこと
ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上述の如き方法において、現像剤の流動性が悪
くなったり、或いは現像剤中に異物が混入すると、現像
剤がコイル中にて詰まり、コイル中を所定の状態で流れ
なくなってしまうことがある。このようになるとトナー
濃度が誤って検知され、現像剤のトナー濃度が低下して
もトナーが補給されずに可視像が極端に薄くなったり、
逆にトナー濃度が高いにもかかわらず、トナー補給が続
けられ、トナー濃度が極端に高くなってしまう恐れがあ
る。トナー濃度が極端に高まると、現像装置からトナー
が飛散し１画像形成装置内の他の機器を汚し、その故障
を招くことがある。

本発明の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成によって
除去した。現像装置における現像剤のトナー濃度制御方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、二成分系現像剤をコ
イル中に通し、そのインダクタンスの変化から現像剤の
トナー濃度を検知し、該トナー濃度を制御する、現像装
置における現像剤のトナー濃度制御方法において。

前記コイルに現像剤を流し込む前の検知出力と流し込ん
だ後の検知出力とを比較し、その差が所定の値以下であ
るとき、異常を表示し、かつ現像装置の動作を停止させ
ることを特徴とするトナー濃度制御方法を提案する。

また本発明は、同じ目的を達成するため、二成分系現像
剤をコイル中に通し、そのインダクタンスの変化から現
像剤のトナー濃度を検知し、トナーの補給動作開始後、
所定の時間が経過し、又は所定回数の作像動作が実行さ
れたとき、トナー補給動作が依然として続行されている
ときは、作像動作を一旦停止し、かつトナー補給を続け
るトナー補給モードを実行する、現像装置における現像
剤のトナー濃度制御方法において、 前記トナー補給モードが一定時間以上続き、かつ該モー
ドの実行前の検知出力と一定時間経過後の検知出力の差
が所定の値以下である場合、異常を表示し、かつ現像装
置の動作を停止させることを特徴とするトナー濃度制御
方法を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は電子複写機の現像装置１を示す断面図であり、
現像容器２内には二成分系現像剤３が収容され、潜像担
持体の一構成例であるベルト状の感光体４に対向して非
磁性体より成る現像スリーブ５が配置されている。現像
スリーブ５は時計方向に回転廃動され、その内部に配置
された磁石６は不動に固定されていて、感光体４は矢印
入方向に駐動される。また７は感光体４を挟んで現像ス
リーブ５とは反対の側に配置されたバックアップローラ
である。

現像剤３は時計方向に回転するパドルホイール８によっ
て撹拌されつつ現像スリーブ５の近傍まで搬送され、ス
リーブ内の磁石６によってスリーブ５の周面に吸着され
る。吸着された現像剤は、現像スリーブ５の回転に伴っ
て、該スリーブ５に担持されつつ５時計方向に搬送され
、ドクターブレード９によって量を規制された後、現像
スリーブ５と感光体４との間の現像領域に至り、ここで
現像剤中のトナーが感光体４に形成された静電潜像に静
電的に移行し、潜像が可視像化される。

現像領域を通過した現像剤３は掻き落し部材１０によっ
て現像スリーブ５から離され、その一部はコイル１１が
巻回されたじょうご状のセンサーボビン１２へ導かれ、
コイル１１中を通過する。

下方へ落下した現像剤は再びパドルホイール８によって
撹拌混合される。

上述の如く現像動作が行われるうちに、現像剤中のトナ
ーが静電潜像に付着するので、現像剤のトナー濃度が順
次低下する。これを放置すれば可視像の画像濃度が低下
するので、上述のコイル１工によってトナー濃度を検知
し、現像剤中のトナー濃度を次のようにして制御する。

すなわち、電流の流れたコイル１１中を現像剤３が流れ
るが、現像剤中のキャリアは磁性体、トナー粒子は非磁
性体より成るので、そのトナー濃度が低下すると、コイ
ル１１のインダクタンスが変化する。この変化はセンサ
ー基板上３において検知出力■。となり、図示していな
いＣＰＵに入力される。ここで検知出力Ｖ０は、現像ス
リーブ５の回転中常時基準電圧ＶＲと比較される。

現像剤３のトナー濃度が低下し、検知出力Ｖ０がＶＲよ
り下がると、ＣＰＵより直ちにトナー補給信号が出力さ
れ、これによって第１図に示したトナー補給ローラ１４
が回転し、トナータンク１５内に収容されたトナー１６
が現像容器２内の現像剤３中に補給される。

このようにして現像剤３のトナー濃度が上昇し。

検知出力ｖ０が基準電圧ＶＲ以上となると、トナー補給
信号の出力が停止し、トナー補給ローラ１４の回転が止
まりトナーの補給が中止される。

第２図は上述のトナー補給動作の詳細を示したフロー図
であり、同図（ａ）において、検知出力Ｖ０が基準電圧
ＶＲよりも低いこと、すなわちｖ０≧ＶＲでないことが
チエツクされると、前述のようにトナー補給が実行され
る（第２図（ｂ））。

これにより通常は現像剤のトナー濃度が上昇するが、ト
ナー補給中に１−ナー消費の激しい作像動作、すなわち
コピー動作、例えば黒ベタ比率の高い原稿のコピー動作
が連続的に行われると、トナーを補給してもトナー濃度
の上昇が間に合わず、その濃度が低下し、現像剤中のキ
ャリアが感光体４の表面に付着する等の不具合が発生す
る恐れがある。

そこで第２図に示した例では、その（ｃ）に示すように
トナー補給動作の開始後、所定枚数、この例では５０枚
のコピー動作が実行されたとき、依然としてトナー補給
動作が続行されているときは、トナータンク１５のトナ
ーの残量を検知するトナーニアエンドセンサ１７（第１
図）がトナータンク１５にトナーが存在していることを
チエツクした上で（第２図（ｄ））、トナー補給モード
（第２図（ｅ））に入るように構成されている。

５０枚のコピー動作終了前にトナー補給が停止すれば、
そのままコピー可能状態となる（第２図（ｋ））。トナ
ーニアエンドセンサ１７がトナータンク１５内にほとん
どトナーが残っていないことを検知したときは、図示し
ていない表示装置にトナーエンド表示がなされ、コピー
動作が不可の状態となる（第２図（ｆ））。

トナー補給モードに入ると、−旦コピー動作が停止し、
かつトナー補給動作が続行され、その事実が表示装置に
表示される。より具体的に示すと。

図示していない原稿を照明する光源は点灯せず、複写紙
の給紙もなされず、また感光体４の非画像部を照明する
イレーザランプ（図示せず）は全点灯状態となり、感光
体４、現像スリーブ５、図示していないクリーニング装
置及びトナー補給ローラ１４は作動する。

かかるトナー補給モードの実行中、コイル１１によるト
ナー濃度検知が実行され、その検知出力ｖ０が基準電圧
ｖＲ以上となったか否かがチエツクされ（第２図（ｇ）
）、トナー濃度が上昇してＶ。

≧ＶＲとなればトナー補給モードがオフされ、コピー動
作が自動的にスタートする（第２図（ｈ）。

（ｉ））。トナー補給モードが所定時間１図の例では２
分以上続くと（第２図（ｊ））、トナー補給モードはオ
フされ（第２図（ｈ））、コピー動作が自動的にスター
トする（第２図（ｉ））、これはあまり長い時間コピー
動作を中断したままにすると、オペレータに不便をかけ
るので、２分が経過したとき、とりあえずコピー動作を
再開させるものである。

第２図の例ではトナー補給動作開始後５０枚のコピー動
作が行われたときに、トナー補給モードに入るようにし
たが、トナー補給動作開始後、所定の時間が経過したと
きに依然としてトナー補給動作が続行されているときに
、第２図（ａ）に示したトナー補給モードに入るように
構成してもよい。

上述したトナー濃度制御において、現像剤３がコイル１
１、すなわちボビン１２の中に詰まってしまい、現像剤
が流れなくなってしまうと、検知出力■。は一定の値し
か示さなくなる。このときのｖｏの値が基準電圧ｖＲよ
りも小さければ、現像容器２内の現像剤のトナー濃度が
高くともトナー補給が連続して行われ、逆に検知出力Ｖ
、が基準電圧ＶＲ以上であれば、トナー濃度が低くとも
トナー補給が行われず、可視像が極端に薄くなる。

そこで本例においては、コイルＩＬに現像剤３を流し込
む前の検知出力と、流し込んだ後の検知出力との差が所
定の値以下であるとき、現像装置１又は複写機自体の異
常を表示し、かつ少なくとも現像装置１の動作を停止さ
せるように構成されている。そのより具体的な構成例を
第３図を参照して説明する。

第３図において、オペレータによってプリントボタンが
押下されてこれがオンされると（第３図（ａ））、所定
のコピー動作が開始される（第３図（ｂ））。例えば感
光体４を帯電するチャージャー等がオンするのである。

但し、この時点では現像スリーブ５は未だ回転していな
い。従ってセンサーボビン１２．すなわちコイル１１の
中に現像剤は流し込まれておらず、正常な状態ではセン
サーボビン１２の中は空である。

このような状態、すなわち現像スリーブ５が回転を開始
する前の状態において、コイル１１により現像剤の濃度
が検知される。このときの検知出力をＶ。、とするが（
第３図（Ｑ））、この出力■ｏ１はメモリに記憶される
。

次いで現像スリーブ５が回転を開始し、所定のコピー動
作が行われる（第３図（ｄ））。従って。

コイル１１中に現像剤３が流し込まれて先に説明したト
ナー濃度制御が実行される。

ここで、上述のようにコイル１１ないしはセンサーボビ
ン１２中に現像剤が流し込まれた後における適時の検知
出力をＶｏ、とすると（第３図（ｅ））、この検知出力
ｖＩ、２と先のメモリーされた検知出力Ｖ０１が比較さ
れ、その差ｖ０ｄがＣＰＵにて検出され（第３図（ｆ）
）、この差Ｖ　ｏ　ｄが所定の値ＶａｄＲ１例えば０．
０５Ｖ以下であるか否かがチエツクされる（第３図（ｇ
））。

センサボビン１２中に現像剤が詰まっておらず、従って
現像スリーブ５の回転開始前に、センサボビン１２中が
空であって、現像スリーブ５の回転開始後にセンサボビ
ン１２中を所定の状態で現像剤が流れれば、Ｖａｌは大
きな値を示し、かつＶ。２はそれよりも大きく低下する
ので■。ｄは大きな値を示す。すなわちＶａｄ＞Ｖ。ｄ
Ｒどなる。従って。

このような正常な状態のときには、引き続き所定のコピ
ー動作を続行する（第３図（ｈ））。

ところがコイル１１ないしはセンサボビン１２の中に、
現像スリーブ５の回転開始前から現像剤が詰まっている
ときは、コイル１１のインダクタンスは、現像スリーブ
５の回転開始前も後も全く、或いはほとんど変化せず、
従ってＶ。ｄ≦ＶｏｄＲ（０，０５Ｖ）となる、このよ
うなときは、現像装置１又は複写機自体の異常１例えば
サービスマンコールの表示が表示装置になされ、かつ現
像装置１、ないしは複写機全体の動作が止められる（第
３図（ｉ））。このようにして、サービスマンによって
コイル１１中に詰まった現像剤が除去され。

これを正常状態に戻すことができるので、可視像の濃度
の極端な低下や、トナー飛散による他の機器への単影響
を未然に防止することができる。

検知出力■。２は、コイル１１内に現像剤が流れ始めた
後の値であればどの時点の値であってもよいが、コピー
動作の終了に伴い現像スリーブ５が回転を停止する直前
の検知出力をとることが望ましい。現像スリーブ回転開
始直後は、センサーボビン上２中の現像剤の流れは安定
していないが、回転停止直前では安定し、正確に検知す
ることができるからである。

現像スリーブ５の回転開始後にコイル１１に現像剤が詰
まったときは、上述した構成ではその事実を、多くの場
合検知できないが、次のコピーサイクル時に詰まった事
実を検知することができる。

ただ１次のコピーサイクルにおいて現像剤の詰まりが検
出されるまでに長い時間がかかるときは、トナー濃度の
過多又は過小の不具合が発生する。

第４図に示した実施例は、この不具合を除去するもので
ある。先に示した実施例と異なるところだけを説明する
。

第４図における（ａ）乃至（ｄ）、（ｆ）及び（ｋ）は
第２図と変りはない、異なるところは。

トナー補給モード（第４図（ｅ））に入る前の。

コイル１１によるトナー濃度の検知出力Ｖ０．（第３図
（ｐ））がメモリに記憶される点と、トナー補給モード
が所定時間、つまりこの例では２分間以上、連続して行
われたとき（第４図（ｊ））、コイル１１によるトナー
濃度の検知出力Ｖ。と（第４図（Ｕ））、先にメモリー
された出力■。３とが比較され、その差Ｖ。ｄユが所定
の値Ｖ。ｄＲ工（例えばＯ，ＩＶ）より大きいときは（
第４図（ｍ）（ｎ））、トナー補給モードがオフされ、
逆にＶｏｄｚがＶｏｄＲ１以下であるときは、現像装置
工ないしは複写機全体の異常（サービスマンコール）の
表示がなされ、少なくとも現像装置１の動作が停止され
る点である。

トナー補給モードに入る前にコイル１１中に現像剤が詰
まっていなければ、その後のトナー補給モードにおいて
トナーの補給が行われ、現像剤のトナー濃度は上昇し、
両検知出力の差Ｖｏｄ１は大きく、Ｖ　ｏ　ｄ　Ｒ□（
０，ＩＶ）よりも大きくなる。従ってこの場合にはトナ
ー補給モードをオフしく第４図（ｈ））、コピー動作を
自動的にスタートさせて問題はない。

ところが、トナー補給モードに入る前に、例えばトナー
濃度の低い現像剤がコイル１１中に詰まってしまったと
すると、このときの検知出力ｖ、３と、トナー補給モー
ドが一定時間（２分間）続いた後の検知出力Ｖ。４は全
く、ないしはほとんど変りはなく、Ｖ　ａ　ｄ工は０．
１Ｖ以下を示す、すなわちＶａｃｌｔ≦ＶｏｄＲ□（０
、Ｉ　Ｖ　）　（７）ときは、コイル１１中に現像剤が
詰まっていることを示しており、この場合には現像装置
ないしは複写機全体の動作を停止させ、サービスマンコ
ールを表示して、その異常を処理するのである。

なお、上記構成において、コイル１１（ないしはボビン
１２）中に現像剤が詰まっていなくとも、例えばトナー
補給ローラ１４が故障してトナーの補給が正しく行われ
ないときも、現像剤中のトナー濃度が上昇せず、従って
Ｖ　ａ　ｄ工はＯ，ＩＶ以下となる。このため、コイル
エ１における現像剤の詰まりだけでなく、トナー補給装
置の故障も検知し、現像装置ないしは複写機全体の作動
を停止させ、その表示をなすことができるのである。

第３図に示した実施例と第４図に示した実施例は、その
いずれかを採用してもよいし、両者の構成を共に採用す
ることもできる。

なお、トナー補給モードにおいてトナー濃度をどの程度
上昇させることができるかは、トナー補給能力によって
変化し、Ｖ　６　ｄ　１の値は個々の現像装置や現像剤
によってばらつくことになる。従ってＶａｄＲ工は通常
のトナー補給モードにおける正常値よりも低めに設定す
るとよい。第３図に示した実施例のＶａｄＲも同様であ
る。

また上述した各実施例の構成は、コイル１１によってト
ナー濃度を検知する他、感光体４に基準潜像を形成し、
これを可視像化して基準可視像を得、その濃度をフォト
センサによって検知し、基準可視像の濃度を一定の範囲
内に保つトナー濃度制御を併用したときも採用できるも
のである。この場合には、フォトセンサによる検知を画
像間でなく、作像終了時に行い、その検知結果を元に、
コイル１１で制御するトナー濃度を決め、作像中はその
トナー濃度になるように制御する。

〔発明の効果〕

請求項１又は２の構成によれば、コイル中に現像剤が詰
まることに起因する不具合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の一例を示す断面図、第２図及び第３
図は第１の実施例の動作フロー図、第４図は第２の実施
例の動作フロー図である。 １・・・現像装置　　　　３・・・二成分系現像剤１１
・・・コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二成分系現像剤をコイル中に通し、そのインダク
   タンスの変化から現像剤のトナー濃度を検知し、該トナ
   ー濃度を制御する、現像装置における現像剤のトナー濃
   度制御方法において、 前記コイルに現像剤を流し込む前の検知出力と流し込ん
   だ後の検知出力とを比較し、その差が所定の値以下であ
   るとき、異常を表示し、かつ現像装置の動作を停止させ
   ることを特徴とするトナー濃度制御方法。
2. （２）二成分系現像剤をコイル中に通し、そのインダク
   タンスの変化から現像剤のトナー濃度を検知し、トナー
   の補給動作開始後、所定の時間が経過し、又は所定回数
   の作像動作が実行されたとき、トナー補給動作が依然と
   して続行されているときは、作像動作を一旦停止し、か
   つトナー補給を続けるトナー補給モードを実行する、現
   像装置における現像剤のトナー濃度制御方法において、
   前記トナー補給モードが一定時間以上続き、かつ該モー
   ドの実行前の検知出力と一定時間経過後の検知出力の差
   が所定の値以下である場合、異常を表示し、かつ現像装
   置の動作を停止させることを特徴とするトナー濃度制御
   方法。