JPH04199079A - 記録装置 - 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、電子写真複写機等の画像形成装置で使用され
る記録装置に関し、更に詳しくは、トナー濃度を正確に
制御することのできる記録装置に関する。

〈発明の背景〉 電子複写機は、帯電された感光体（以下感光ドラムを例
にとり説明する）に原稿情報に応じた露光を行って静電
潜像を形成させ、これをトナーにより可視像化し、この
トナー可視像を転写紙に転写させ定着させる装置である
。近年、この種の電子複写機は、産業界のあらゆる分野
で用いられている。

ところで、この種の電子複写機に用いられている記録装
置には、トナーとキャリア（鉄粉）からなる２成分現像
剤が用いられている。トナーは現像中に原稿の種類や数
に応じて徐々に消費され、現像剤中のトナー濃度は漸次
低下するので、トナーを適宜補給することか必要となる
。このトナー濃度が濃ずきると、得られる画像濃度か濃
すきたり、またカブリを生じたり、飛散の原因となり、
画像品質か著しく低下する。

これに対し、トナー濃度か薄すさると、画像濃度が薄く
なるたけてなく、現像剤の耐久性か急激に低下する。例
えば、トナー濃度を５％に保ったものと２％に保ったも
のとを比較すると、２％に保ったものは耐久性が５％に
保ったものの半分になることもある。

従って、トナーとキャリアとの混合比を常に一定に保た
なければならない。その為に、何等かの手段で現像剤中
のトナー濃度を検出して、その検出濃度値か予め定めら
れた標準濃度値に合致するようにトナーを補給すること
が行われる。

２成分現像剤を用いた現像装置内のトナー濃度を検出す
るものとして、インダクタンスを用いたトナー量検知方
式かある。これは、現像剤に含まれるキャリアか磁性体
であることを利用し、現像剤中にコイルを有するインダ
クタンスセンサを配置してトナー濃度を検出するもので
、具体的には、トナー濃度が変動するとトナーとキャリ
アの混合比が変わり透磁率か変動することに着目し、現
像剤の透磁率を測定してトナー濃度を求めるものである
。

そして、このインダクタンスセンサの出力電圧と基準電
圧とが比較され、インダクタンスセンサの出力電圧が基
準電圧と等しくなるようにトナー補給を行い、この結果
、トナー濃度が一定になるように制御される。この様な
技術は、特公昭６３−２８３０５号公報、特公昭６４−
５２９９号公報に記載されている。

第１２図はインダクタンスセンサの特性の一例を示す特
性図である。センサの特性としては、トナー濃度が低下
するとセンサ出力電圧か上昇するようなものである。そ
して、センサに与える制御電圧ＶＣにより出力電圧を調
整することが可能なようになっている。そこで、初期設
定の時に基準濃度（例えば、７％）の現像剤において、
所定の電圧（例えば、２Ｖ）が得られるように制御電圧
ＶＣを決定する。この図では、制御電圧はＶＣ２となり
、これ以後はこのＶＣ２を与え続ける。

〈発明か解決しようとする課題〉 カラー複写機においては、イエロー、シアン。

マゼンタ１黒の４色の重ね合わせにより各種の色を再現
している。従って、カラーバランスの観点から、各色の
トナー濃度がそれぞれ正確に制御されている必要がある
。

ところで、現像剤を使用していると、かぎ密度（単位体
積あたりの現像剤の重量）が変化してくる。これは、現
像剤の種類にもより、逆の挙動を示すこともあるが、現
像装置内での攪拌、循環を繰り返すことにより、初期状
態より圧縮されるのと等しい状態になる。この状態では
、単位体積あたりのトナー量とキャリア量が増加する。

しかし、トナー濃度の検知はキャリアの量にのみ基づい
て行なっているので、センサの出力は上昇し、トナー濃
度か低下したものと誤認される。

従って、現像装置ではトナーの補給か実行され、実際に
はトナー濃度が過剰になる恐れがある。これにより、出
力される画像の濃度か濃くなる。この場合、カラー画像
では各色毎の現像剤の使用状態が異なるため、カラーバ
ランスか狂い、色再現性が悪くなる問題かある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、トナー濃度を正確にかつ常に一定にな
るよう保っておくことの可能な記録装置を実現すること
にある。

〈課題を解決するための手段〉 上記問題点を解決する本発明は、磁性キャリアと非磁性
トナーとからなる現像剤のトナー濃度を、現像剤の一定
体積あたりの磁性キャリアの割合に基づく透磁率の変化
として検出するセンサと、現像剤の使用状態を検出する
使用状態検出手段と、 現像剤の使用状態に応じて制御レベルを可変し、トナー
補給制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

く作用〉 トナー濃度を検出するセンサの出力に応じてトナー補給
かなされる際に、使用状態検８手段により検出された現
像剤の使用状態に応じてトナー補給制御の制御レベルか
可変にされる。この結果、現像剤の使用状態に合致した
データによりトナー補給時間か決定されるため、正確な
トナー濃度の制御か行なわれる。

〈実施例〉 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の第一の実施例の記録装置の電気的構成
を示す構成図である。

この図において、１は現像剤トナー濃度をインダクタン
ス値の変化として検出するセンサ、２はセンサ１か所定
の出力電圧を発生するように制御電圧を与える制御電圧
発生手段、３は所定のセンサ］の出力電圧とテーブル内
のデータとを比較しトナー補給時間を出力するルックア
ップテーブル（ＬＵＴ）である。このＬ　Ｕ　Ｔ　Ｂ内
には、現像剤の使用回数に応した特性変化に基づいて複
数のテーブルが用意されている。４は現像剤の使用状態
（使用回数等）を検出する使用状態検出手段、５は使用
状態検出手段４の検出結果に基ついてＬＵＴＢ内で使用
するテーブルを選択するテーブル選択手段、６はＬＵＴ
′うの出力値により１・十−補給の制御を司る制御部、
７は制御部６からの指令により現像剤中にトナーを補給
するトナー補給手段である。

このように構成した本実施例装置の動作は以下の通りで
ある。

初期設定の指示があると、現像装置内の攪拌手段は、標
準濃度に設定された現像剤を一定時間（トナー及びキャ
リアがよく混じり合うまで）攪拌する。

一定時間の攪拌の後、センサ］の出力電子が所定の値（
例えば１．９Ｖ）になるように、センサ１に対する制御
電圧を制御電圧発生手段２か調整する。これ以後、制御
電圧発生手段２は一定の制御電圧を発生する。

この場合、現像剤中のトナーを消費すると、センサ］の
出力電圧か上昇する。従って、ＬＵＴ３で、トナー補給
手段７のトナー補給用のモータの駆動時間（トナー補給
量に比例する）をセンサ１の出力電圧から得るようにす
る。

初期設定かなされた直後からしばらくの間（例えば、各
色５０００コピーまで）は、第２図に示すテーブル１を
使用してトナー濃度制御を行なう。

従って、トナーか消費されてセンサ１の出力電圧が１．
９Ｖを超えた場合に、トナー補給手段７のトナー補給用
のモータがＬＵＴ３の出力に応じた時間だけ駆動されて
トナー補給か行なわれる。例えば、１枚コピーを行なう
毎に、２秒おきにセンサ］から３回データをサンプリン
グし、最高６秒（２秒補給を３回）のトナー補給を行な
うようにする。

複写枚数が５０００枚を超えると現像剤のかさ密度等の
現像剤の状態も変化してくるので、コピーカウンタ等か
らコピー枚数のデータを受けたテーブル選択手段５かＬ
ＵＴＢ内のテーブル２（第３図参照）を選択してトナー
補給用のモータ駆動時間を決定する。すなわち、現像剤
のトナー濃度か適性であっても、かさ密度か増加するの
で、センサ１の出ツノ電圧も上昇する。そこで、テーブ
ルのデータを全体に０．１．５Ｖンフトさせる。これに
より、現像剤のかさ密度が変化しても、適正な量（ａ度
）のトナー補給か行なわれる。

同様にして、各色５０００枚コピー毎にテーブル選択手
段５か第４図、第５図のようなテーブルを順次選択する
。尚、以上の説明のコピー枚数は、各色毎の現像装置の
カウンタ等から求められる。

このような構成で実験を行なった結果、各色のｌ・ナー
濃度の適性値か７％である場合に、７±０゜３％に制御
することができた。これにより、カラーコピーの場合で
もカラーバランスのすれは発生しない。

尚、上記の説明では、センサ出力電圧の部分のデータを
変更したテーブルを複数用意したか、モータ駆動時間の
データを変えたテーブルを複数用意してもよい。また、
現像剤の特性（使用するにつれてセンサ検出電圧かとの
ように変化するか）に応じて、ＬＵＴＢ内の各テーブル
の内容を決定すればよい。又、現像剤の種類により色ご
とに使用複写枚数をかえてＬＵＴ３を用意しても良い。

そして、この実施例では、２万枚毎に現像剤を入れ替え
る装置を使用する場合を示したので２万枚までのデータ
になっているか、現像剤の種類に応じて決定すればよい
。

第６図は本発明の第二の実施例の構成を示す構成図であ
る。第１図の実施例と異なる点は、使用状態検出手段４
の検出結果に応じて、制御電圧発生手段２がセンサ］に
対する制御電圧を発生している点である。そして、ＬＵ
ＴＢ内には従来と同し１種類のテーブルか用意されてい
る。

この構成では、各色毎の現像剤の使用回数に応じて、セ
ンサ］に与える制御電圧を変更して、現像剤のトナー濃
度に対して常に一定のセンサ出力をするようにしている
。

ある現像剤で予め測定したところ、ＬＵＴＢ内のデータ
は、第２図に示すテーブル］のデータを使用し、初期設
定時（トナー濃度７９６）にはセンサ１に対する制御電
圧を７．０２Ｖに設定して、所定の出力か得られた。こ
れか、５０００コピーを過きた時点ては、制御電圧を６
　つ４Ｖに設定して同様の結果か得られた。

従って、制御電圧発生手段２は第７図に示すように、セ
ンサ］の制御端子に対して５０００コピー毎にｏ、ｏｓ
ｖ下降する制御電圧を与える。

このような構成で実験を行なった結果、各色のトナー濃
度の適性値か７％である場合に、７±０゜３％に制御す
ることができた。これにより、カラーコピーの場合でも
カラーバランスのずれは発生しない。

尚、現像剤の特性に応じて、制御電圧の変化の割合を決
定すればよい。

第一、第二の実施例の場合とも、現像装置内の温度、湿
度に応じて、ＬＵＴ３内のセンサ出力電圧をあらかしめ
使用するテーブルのものに対してオフセットさせること
で、制御精度がより向上する。好ましくは、高温高湿下
において上述の実施例で使用するセンサ出力電圧を、第
８〜第１１図（第二の実施例は第９図のみ使用）の様に
、第２図〜第５図のデータに対しオフセットさせること
て制御精度が向上する。

上記した２種類の実施例ではコピー枚数に応じてテーブ
ル若しくは制御電圧といったＬＵＴＢ内のデータ群を変
更するように構成したか、これ以外の構成も考えられる
。例えば、トナー補給手段７内のトナー補給用のモータ
の回転時間の累算値によりトナー使用量が推定されるた
め、この累算値によりテーブルの選択１制御電圧の変更
を行なうようにすると、更に正確なトナー濃度制御が行
なえる。

また、感光体上のトナー像の反射濃度を参照することも
可能である。更に、現像剤の特性に応じて、記録装置内
の温度、湿度を参照することも可能である。又、書込み
系の書込密度やＣＣＤを使用した読み取り系を使用した
ものであればその出力信号を参照することも可能である
。

尚、以上の実施例ではトナー濃度を一定に保つことを目
的としたか、画像濃度を変更する必要に応じてトナー濃
度を変える場合にも、上述のテーブル、モータ駆動時間
等を変更することて対応できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明では、磁性キャリアと非磁
性トナーとからなる現像剤のトナー濃度を、現像剤の一
定体積あたりの磁性キャリアの割合に基づく透磁率の変
化として検出するセンサと、現像剤の使用状態を検出す
る使用状態検出手段と、現像剤の使用状態に応じて制御
レベルを可変し、トナー補給制御を行なう制御手段とを
備えるように構成した。

これにより、トナー濃度を検出するセンサの出力応にし
てトナー補給がなされる際に、使用状態検出手段により
検出された現像剤の使用状態に応じて制御レベル（トナ
ー補給時間、センサへの制御電圧）が選択される。

この結果、現像剤の使用状態に合致したデータによりト
ナー補給時間か決定されるため、現像剤の使用状態にか
かわらす、什確なトナー濃度の制御か行なわれる。

このため、現像剤のトナー濃度を正確にかつ常に一定に
なるよう保っておくことか容易にてきる記録装置を実現
する二とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の現像装置の構成を示す
構成図、 第２図は第１図に示した実施例の現像装置で使用される
第１のテーブルの内容を示す説明図、第３図は第１図に
示した実施例の現像装置で使用される第２のテーブルの
内容を示す説明図、第４図は第１図に示した実施例の現
像装置で使用される第３のテーブルの内容を示す説明図
、第５図は第１図に示した実施例の現像装置で使用され
る第４のテーブルの内容を示す説明図、第６図は本発明
の第２の実施例の現像装置の構成を示す構成図、 第７図は第６図に示した実施例の現像装置て適用される
制御電圧の内容を示す説明図、第８図は高温高湿下で使
用される第１′のテーブルの内容を示す説明図、 第９図は高温高湿下で使用される第２′のテーブルの内
容を示す説明図、 第１０図は高温高湿下で使用される第３′のテーブルの
内容を示す説明図、 第１１図は高温高湿下で使用される第４′のテーブルの
内容を示す説明図、 第１２図はトナー濃度を検出するセンサの特性を示す特
性図である。 ］　センサ　　　　２・制御電圧発生手段３・・・ＬＵ
Ｔ　　　　　４・使用状態検出手段５・・テーブル選択
手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性キャリアと非磁性トナーとからなる現像剤の
   トナー濃度を、現像剤の一定体積あたりの磁性キャリア
   の割合に基づく透磁率の変化として検出するセンサと、 現像剤の使用状態を検出する使用状態検出 手段と、 現像剤の使用状態に応じて制御レベルを可 変し、トナー補給制御を行なう制御手段とを有すること
   を特徴とする記録装置。
2. （２）制御手段はセンサの検出結果を受けてトナー補給
   時間を出力するルックアップテーブル内のデータ群を選
   択して制御レベルを可変させることを特徴とする請求項
   １記載の記録装置。
3. （３）制御手段の制御レベルはセンサに印加する制御電
   圧を可変させることを特徴とする請求項１記載の記録装
   置。
4. （４）使用状態検出手段で検出される使用状態は使用頻
   度であることを特徴とする請求項１記載の記録装置。