JPH0535101A - トナー補給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適正な濃度トナー補給をすることができて、
安定した画像を得ることができるトナー補給方法を提供
することにある。 【構成】 初期設定時には、補給テーブルをコピー枚数
により切り換えて行なうようにするか、またはトナー濃
度の変化時には、トナー濃度の変化量によって補給テー
ブルを非線形にして行なうようにする。 【効果】 安定した画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機等の電子写真法
による画像形成装置において、像担持体上の静電潜像を
現像して可視化するのに使用する現像装置のトナー補給
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機等の電子写真法による画像形成装
置においては、像担持体上に形成した静電潜像を現像装
置を用いて現像し、トナー像として可視化することを行
なっている。

【０００３】このような現像装置のうち、鉄粉、フェラ
イト等の磁性粉（キャリア）と着色粉のトナーとからな
る二成分現像剤を使用する現像装置では、二成分現像剤
を磁石に吸着させてブラシ状の磁気ブラシを形成し、そ
の現像剤の磁気ブラシを像担持体上の静電潜像に対して
摺擦させることにより、静電潜像を現像している。

【０００４】図９に、二成分現像剤を使用する従来の現
像装置の構成を示す。

【０００５】図９において、４はトナーと磁性粒子との
混合体からなる二成分現像剤Ｄを収容した現像容器で、
現像装置は、現像容器４内に現像剤担持体の現像スリー
ブ３を有する。この現像スリーブ３は、画像形成装置の
像担持体の感光ドラム１の周面に対向して平行に配置さ
れ、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１と同期して、図
示しない駆動手段により矢印Ｂ方向に回転される。

【０００６】現像スリーブ３内には、周囲にＮ極，Ｓ極
の磁極を所定の順で複数個配置したマグネットローラ２
が不動に配置され、現像容器４内に収容された現像剤Ｄ
は、マグネットローラ２により吸着して現像スリーブ３
上に担持され、また現像スリーブ３と感光ドラム１とが
対向した現像部の手前から現像剤Ｄの磁気ブラシＤ₁が
形成される。現像剤Ｄの磁気ブラシＤ₁ は、感光ドラム
１上の静電潜像を摺擦することにより現像してトナー像
として可視化する。

【０００７】現像容器４内下部には、図示しない連絡口
を両端に有する隔壁５ｃで隔置された２つのスクリュー
型撹拌機５ａ，５ｂが現像スリーブ３と平行に設けら
れ、この撹拌機５ａ，５ｂは、図示しない駆動手段によ
り回転して現像容器４内の現像剤Ｄを撹拌する。

【０００８】この現像容器４内へは、上記の撹拌機５ｂ
上に補給口６ａを位置させたトナー補給槽６からトナー
が補給されるようになっている。

【０００９】上記トナー補給槽６内下部には、トナー補
給口６ａ上に至るスクリューフィーダ７が設けられ、ス
クリューフィーダ７は補給槽６の外部で接続されたモー
タ８で駆動することにより、補給槽６内に収容したトナ
ーＴを搬送して補給口６ａから現像容器４内に補給する
ようになっている。このトナーＴの補給動作は、現像ス
リーブ３上に設けられたトナー濃度センサー９による現
像剤Ｄのトナー濃度検知結果に基づき行なわれる。

【００１０】トナー濃度センサー９は、現像スリーブ３
の直上に位置したセンサー本体９ａ下部に、スリーブ３
の周面に対してその接線方向たる水平方向の透明ガラス
窓９ｂを設け、その上方に赤外線ＬＥＤ等の発光素子９
ｃ、赤外線透過フィルター９ｄおよび赤外線受光素子９
ｅを設けたものからなっている。

【００１１】発光素子９ｃは、発光素子制御回路１０か
らの発光命令出力により赤外線を発光し、その赤外線は
透明窓９ｂを通って感光ドラム３上の現像剤Ｄに照射さ
れ、現像剤Ｄのトナー濃度に応じた反射率で反射して、
トナー濃度に応じた量の赤外線が透明窓９ｂを通って受
光素子９ｅに受光され、トナー濃度が検知される。

【００１２】受光素子９ｅからのトナー濃度検知出力は
作動増幅器１１に入力され、作動増幅器１１は基準電圧
源たる基準値発生器１２からのトナー濃度の基準出力と
受光素子９ｅからの検知出力とを比較し、その差により
補給量を決定し、補給時間を決定していた。

【００１３】またトナーの補給動作については、前記基
準値発生器１２からのトナーの濃度の基準出力と受光素
子９ｅからの検知出力とを比較して、その結果トナー補
給が必要であると判定するとトナー補給信号を出力し、
これをモータ８が受けて、あらかじめ設定されたトナー
補給テーブル、つまり、図１１に示すトナー補給テーブ
ルにより補給時間が決定され、トナーの補給動作が行な
われていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、機械の初期設置時およびトナー補給槽６の交
換時に、トナー補給槽６からの補給量が、トナーの流動
性が高いため、補給時間に対する補給量のテーブルがず
れてしまい、現像剤濃度を設定値より高く、不安定にし
て、画像濃度を不安定なものにするという問題点があっ
た。

【００１５】また上記従来例では、画像領域上全面に最
大濃度のべた画像が連続した時など、現像剤のトナー濃
度が急激に減少し、適正なトナー濃度にもどるまでに多
くの時間がかかってしまい、出力画像の濃度が不安定に
なってしまうという問題点があった。

【００１６】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、適正な濃度
トナー補給をすることができて、安定した画像を得るこ
とができるトナー補給方法を提供することを目的とする
ものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の方法は、初期設定時には、補給テー
ブルをコピー枚数により切り換えて行なうようにし、ま
た本発明の第２の方法は、トナー濃度の変化量によって
補給テーブルを非線形にして行なうようにした。

【００１８】

【作用】本発明の第１の方法によれば、機械初期設置時
およびトナー補給槽交換時には、ある一定枚数コピーが
終了するまでの間、もしくはある一定時間、補給テーブ
ルを可変にするので、現像剤濃度を安定させ、画像を安
定させることができる。

【００１９】また本発明の第２の方法は、トナー補給テ
ーブルを非線形にし、トナー濃度が低下するごとに補給
量を増加させるので、べた画像出力時によるトナー濃度
の低下を防ぐことができ、安定した出力画像を得ること
ができる。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例を説明するために
示した現像装置の断面図である。

【００２１】図１において、さきに説明した図９と同じ
符号の部材は、同様な部材であるので、詳細説明を省略
する。

【００２２】そして、８ａ，８ｂ，８ｃは、モータで、
それぞれ、スクリューフィーダ７を各別に駆動すること
ができるようになっており、図２に示すように、モータ
８ａはαｒｐｍ、モータ８ｂはβｒｐｍ、モータ８ｃは
γｒｐｍで回転する。

【００２３】すなわち、受光素子９ｅからのトナー濃度
検知出力は作動増幅器１１に入力され、作動増幅器１１
は基準電圧源たる基準値発生器１２からのトナー濃度の
基準出力と受光素子９ｅからの検知出力とを比較し、そ
の比較信号により、所定時間だけ、モータ８ａ，８ｂ，
８ｃのいずれかを駆動させるのである。

【００２４】つまり、図示されていないコピー枚数カウ
ンタからの信号により、モータ８ａ，８ｂ，８ｃを選択
するのである。

【００２５】なおモータ１つを用いて、ギア比をクラッ
チで制御することにより、回転数を制御させてもよい。

【００２６】以上のように、初期設置時のトナーの流動
性の変化による補給テーブルのミスマッチを、補給用の
スクリューフィーダ７の回転数を制御させることによ
り、そのミスマッチ量を減少させ、現像剤濃度変動量を
小さくすることができる。

【００２７】図４はトナー濃度検知出力の比較信号にお
ける補給時間を示した説明図である。

【００２８】図４において、ａはコピー枚数ｏ〜ｆ枚に
おける補給テーブル、ｂはｆ〜ｇ枚における補給テーブ
ル、ｃは従来、つまり、ｇ枚以降の補給テーブルを示し
ている。

【００２９】図３は平均画像におけるトナーの消費分を
補給させるトナー補給時間を、１回をしたときのトナー
補給回数（コピー枚数）におけるトナー補給量を示すグ
ラフである。図３でわかるように、設置直後の補給量ｅ
は通常補給量ｄにより多くなっている。

【００３０】これを通常の補給テーブル図４のｃで補給
を行なってしまえば、消費量に対して補給量が圧倒的に
多くて、現像剤濃度が大幅に増加してしまい、現像剤が
現像器からあふれたり、画像にかぶりが生じたりする。

【００３１】図示されていないコピー枚数カウンタから
の信号によって補給テーブルを初期からｆ枚目までを図
４のａの補給テーブルを用い、ｆ枚目からｇ枚目までを
図４のｂの補給テーブル、そして、ｇ枚目以降を図４の
ｃの補給テーブルを用いることにより、比較信号におけ
る補給量を一定範囲内におさえることができ、現像剤濃
度の変動を小さくすることができる。

【００３２】なお前記ａはｃの２０〜４０％の傾き、ｂ
はａの１５〜２０％の傾きの範囲内であることが望まし
い。

【００３３】図３のような補給量の特性は平均的な値で
はあるが、機械間差等で数値が変わることがある。さら
に、適正な補給をさせるための無段階の機械的手段やソ
フト的手段はコスト等により実現性は難かしいため、機
械的やソフト的手段を組み合せることにより、補給量を
より正確な値に近づけることによって現像剤濃度を安定
させることができる。たとえば、機械的手段により２段
階、ソフト的手段で３段階であれば、合計６段階の制御
を行なうことができ、より安定な補給を行なうことが可
能となる。

【００３４】図５は本発明の第２の実施例の補給テーブ
ルを示している。

【００３５】ここで、図１１のような従来の補給テーブ
ルを用いて補給を行なっていると、いわゆるべた画像が
連続してくると、図１０のように、トナー濃度が減少し
ていき、図９のトナー濃度センサ９によってトナー濃度
の変化量が検知され、補給を行ない、トナー消費量と補
給量がつりあった所でトナー濃度の変化量が平衡する。

【００３６】図１１の補給テーブルを単に傾きを大きく
して補給量を増やすことはできるが、こんどは少量補給
を行なったときに補給量が多すぎてトナー濃度の変化の
リップルが大きくなりすぎてしまう。

【００３７】図５のａ₁ のような不連続点を通常画像で
変動し得るトナー濃度変化量の最大点に選ぶことによ
り、０〜ａ₁ までは通常の補給テーブル（図５のＡ）を
使用し、ａ₁ 以降は補給量を増加した（図５のＢ）テー
ブルを使用する。

【００３８】通常用いられる平均的な濃度の画像コピー
する分にはトナー濃度は大きく変化することはないの
で、従来の補給テーブルを使用して補給を行なって問題
は特にないし、そのようにテーブルを設定してある。し
かし、べた画像では急激に消費量が増えるため、一次式
で決められた補給テーブルでは補給が追従できず、遅れ
がちになる。これを補正するために図５のごとく補給テ
ーブルのある点ａ₁ より係数を変えて傾きを変えて補給
量を増やすことにより補給量に補正をかけ、図６のごと
く、濃度の変動を小さくすることができ、出力画像を安
定させることができる。

【００３９】図５の実施例では、不連続点を１つ設ける
ことにより補給によるトナー濃度の安定化をはかった。
しかし更なるトナー濃度の安定化をはかり、変動幅を減
らすために、複数設ける必要がある。

【００４０】図７は本発明の第３実施例の補給テーブル
を示している。

【００４１】図７のｃ₁ 点までは通常の補給テーブルを
用いる。ｃ₁ 点を越えたとき、数１０％補給量をアップ
した補給テーブルをａ₁ 点まで使用することによりトナ
ー濃度の低下の速度を弱くするまたは復帰させる。それ
でも復帰できないとき、ａ₁点を越えたとき更に数１０
％補給量をアップさせる。

【００４２】またトナー濃度が復帰していく過程におい
ても、過補給にならないように補給量をセーブする効果
も得ることができる。

【００４３】図７のＥの補給テーブルで補給を行なって
いた時にトナー濃度が適正値に向かって戻り出し、変動
量ａ₁ を切ったとき、Ｅの補給テーブルを行なっていた
ら、補給量が消費量を大幅に上まわり、トナー濃度がこ
んどはプラス方向に変動してしまう。しかし、変動量が
小さくなるにつれ、補給テーブルも変えて補給量を減少
させているために、大幅にプラス方向に補給量が変動す
ることなく、適正値へと推移する。

【００４４】したがって、トナー濃度の変動をより小さ
くし、出力画像を安定させることができる。

【００４５】機械の初期設置などのトナーの流動性が一
様でなく不安定な状態のとき、一次式で表わせる補給テ
ーブルを複数持たせ、更に不連続点ａ₁ を持たせて補給
量を変動させる。

【００４６】たとえば、初期設置を例にとって説明する
と、初期トナー補給槽６にトナーを設置したときは、通
常トナー補給時の数倍の量が補給されてしまう。このた
め、トナーの流動性がおちついてトナー補給が安定して
行なえるようになるまでの間、トナー補給テーブルを図
８のＧ₁ ，Ｈ₁ のように２段持ち、初期からα枚目まで
はＧ₁ 、α以降はＨ₁ の補給テーブルを使用する。しか
し、トナーの流動性が一様でないので、補正しきれない
ため、更にトナー濃度の変化量の値によって補給テーブ
ルを図８のＧ₂ ，Ｈ₂ のように変動させる。なお前記α
は５０〜３００が適当である。

【００４７】これにより、初期補給量を一定にするため
に補給テーブルにより補給時間を短かくしたための補給
量不足を緩和させることができる。つまり、トナーの流
動性が不安定な時の補給時に補正手段として用いること
ができ、トナー濃度を安定させることができる。

【００４８】また補給テーブルは本実施例では、２段、
不連続点は１点で説明したが、より安定な制御にするた
めには、複数段の補給テーブルと複数点の不連続点で制
御することも可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の方
法によれば、機械初期設置時には、ある一定枚数コピー
が終了するまでの間は補給テーブルを可変にするので、
現像剤濃度を安定させ、画像を安定させることができ
る。また本発明の第２の方法によれば、トナー補給テー
ブルを非線形にし、トナー濃度が低下するごとに補給量
を増加させるので、べた画像出力時によるトナー濃度の
低下を防ぐことができ安定した出力画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を実施するのに適している
現像装置の断面図である。

【図２】コピー枚数における回転数制御についての説明
図である。

【図３】初期設置時からの補給特性についての説明図で
ある。

【図４】トナー濃度検知出力の比較信号における補給時
間についての説明図である。

【図５】本発明の第２実施例のトナー補給テーブルの説
明図である。

【図６】コピー枚数における画像出力時のトナー濃度変
動についての説明図である。

【図７】本発明の第３実施例のトナー補給テーブルの説
明図である。

【図８】本発明の第４実施例のトナー補給テーブルの説
明図である。

【図９】従来の現像装置の一例を示した断面図である。

【図１０】従来のべた画像出力時におけるトナー濃度変
動についての説明図である。

【図１１】従来のトナー補給テーブルの説明図である。

【符号の説明】

１…感光ドラム ３…現像スリーブ ４…現像器 ６…トナー補給槽 ７…スクリューフィーダ ８ａ，８ｂ，８ｃ
…モータ ９…トナー濃度センサ １０…発光素子制
御回路 １１…作動増幅器 １２…基準値発生
器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアからなる二成分現像剤
   のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段の信号によ
   りトナーを補給するトナー補給方法において、初期設置
   時には、トナー補給テーブルをコピー枚数により切り換
   えて行なうことを特徴とするトナー補給方法。
2. 【請求項２】 トナー補給テーブルの切り換えは機械的
   に制御することからなる請求項１記載のトナー補給方
   法。
3. 【請求項３】 トナー補給テーブルをソフト的に切り換
   えることからなる請求項１記載のトナー補給方法。
4. 【請求項４】 トナーとキャリアからなる二成分現像剤
   のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段の信号によ
   りトナーを補給するトナー補給方法において、該トナー
   濃度の変化量によってトナー補給テーブルを非線形にし
   て行なうことを特徴とするトナー補給方法。
5. 【請求項５】 トナー補給テーブルが複数の不連続点を
   持つようにした請求項４記載のトナー補給方法。
6. 【請求項６】 複数のトナー補給テーブルを有し、か
   つ、複数の不連続点を持つようにした請求項４記載のト
   ナー補給方法。