JPH06236109A

JPH06236109A - 現像装置

Info

Publication number: JPH06236109A
Application number: JP5144880A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kato; 圭二加藤; Katsuzo Uchida; 勝三内田; Yasuo Imai; 康雄今井; Yukimoro Andou; 幸師安藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】現像槽内に補給された多量のトナーを十分に
撹拌する。【構成】用紙の印字を開始すると、現像槽１内のトナ
ーが消費されてトナー濃度が減少する。透磁率センサ４
の出力電圧の最大変化幅が０．１Ｖ以下の低印字を行っ
たとき、トナー補給ローラ２２によりトナーが僅かに補
給される。補給されたトナーを撹拌ローラ３により十分
に撹拌する。透磁率センサ４の出力電圧の最大変化幅が
０．１Ｖを越える高印字を行ったとき、トナー補給ロー
ラ２２により多量のトナーが補給される。高印字が終了
すると、撹拌ローラ３を一定時間回転し、トナーを十分
に撹拌する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザープリンタ、複
写機、レーザーファクシミリ等の電子写真方式の画像形
成機構における現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザープリンタや複写機等の現
像装置において、印字を行なうと現像槽内のトナーが消
費され、現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度セ
ンサの出力電圧が大きくなる。この出力電圧が現像槽内
のトナー濃度が最適であるときの基準値に戻るまでトナ
ー補給ローラによりトナーが補給される。そして、トナ
ー濃度センサの出力電圧が基準値に戻らないと、次の印
字を行なうことができない。

【０００３】印字部分が多くトナー消費量が大となる高
印字を行った場合、トナー濃度センサの出力電圧が基準
値になるまでに多くのトナーが補給され、現像槽内の上
部には十分に撹拌されず帯電状態が不十分な（未帯電）
トナーが多く存在することがあった。なお、印字部分が
少ない低印字を行った場合には、トナー消費量が少なく
補給されるトナーが少量であるため、十分に撹拌するこ
とができ、未帯電のトナーがほとんど存在しなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来において、高印字
を行った後、現像槽内の上部に撹拌されていないトナー
が多い状態で次の高印字を行なうと、撹拌されていない
トナーが現像ローラ上に乗り上げ、感光体ドラムにトナ
ーが固まった（トナー濃度が高い）状態で現像される。
すると、トナー飛散や印字された用紙上に未帯電のトナ
ーによる斑点状のムラができる。

【０００５】また、高印字を行った後、低印字（例え
ば、白ベタ等）を行なうと、未帯電のトナーが感光体ド
ラムの白ベタ部に付着しやすくなり、白ベタ部に地カブ
リが発生する。これは、未帯電のトナーの場合、例え
ば、撹拌されて−帯電となったトナーに＋帯電トナーが
少し存在することになり（図２６参照）、この＋帯電の
トナーが感光体ドラムの白ベタ部に対応する領域に付着
する。なお、十分に帯電されたトナーは、すべて−帯電
となっている（図２７参照）。

【０００６】さらに、高印字を連続で行なうとき、多く
のトナーの補給が必要となり、トナー補給ローラによる
トナー補給に時間がかかり、印字スピード（枚／分）が
遅くなる。

【０００７】本発明は、上記に鑑み、現像槽内に補給さ
れたトナーの撹拌不良を防止し、トナー補給時間を短か
くできる現像装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、現像槽１に現像ローラ２および撹拌ロー
ラ３が回転自在に内装され、前記現像槽１内のトナー濃
度を検知するトナー濃度検知手段４と、該トナー濃度検
知手段４の出力値が基準値となるまで前記現像槽１内に
トナーを補給するトナー補給部５と、現像時に前記トナ
ー濃度検知手段４の出力値の変化幅が予め設定されてい
る設定値より大となる場合、印字終了後に撹拌ローラ３
を一定時間回転させる撹拌延長手段とが設けられたもの
である。

【０００９】請求項２による課題解決手段は、現像時に
トナー濃度検知手段４の出力値の変化幅が予め設定され
ている設定値より大となる場合、撹拌ローラ３の回転速
度を速める撹拌促進手段が設けられたものである。

【００１０】請求項３による課題解決手段は、現像時に
トナー濃度検知手段４の出力値の変化幅が予め設定され
ている設定値より大となる場合、トナー補給部５による
一定時間内におけるトナー補給量を増加させるトナー補
給促進手段が設けられたものである。

【００１１】請求項４による課題解決手段は、現像時に
トナー濃度検知手段４の出力値の変化幅が予め設定され
ている設定値より大となる場合、トナー濃度検知手段４
の基準値を上げる基準値変更手段が設けられたものであ
る。

【００１２】請求項５による課題解決手段は、印字開始
から一定時間トナー補給部５によるトナー補給を停止す
るトナー補給停止手段が設けられたものである。

【００１３】請求項６による課題解決手段は、現像時に
トナー補給部５によるトナー補給時間が予め設定されて
いる設定時間より大となる場合、トナー濃度検知手段４
の基準値を上げる基準値変化手段が設けられたものであ
る。

【００１４】請求項７による課題解決手段は、印字開始
から一定時間トナー補給部５によるトナー補給を停止す
るトナー補給停止手段が設けられたものである。

【００１５】請求項８による課題解決手段は、現像時に
トナー補給部５によるトナー補給時間が予め設定されて
いる設定時間より大となる場合、印字終了後に撹拌ロー
ラ３を一定時間回転させる撹拌補充手段が設けられたも
のである。

【００１６】請求項９による課題解決手段は、現像時に
トナー補給部５によるトナー補給時間が予め設定されて
いる設定時間より大となる場合、撹拌ローラ３の回転速
度を速める撹拌強化手段が設けられたものである。

【００１７】請求項１０による課題解決手段は、現像時
にトナー補給部５によるトナー補給時間が予め設定され
ている設定時間より大となる場合、トナー補給部５によ
る一定時間内におけるトナー補給量を増加させるトナー
補給強化手段が設けられたものである。

【００１８】請求項１１による課題解決手段は、現像時
にトナー補給部５における所定時間当たりのトナー補給
量に応じてトナー濃度検知手段４の基準値を上げる基準
値修正手段が設けられたものである。

【００１９】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、用
紙の印字を開始すると、現像ローラ２および撹拌ローラ
３が回転する。すると、現像槽１内のトナーが消費され
てトナー濃度が減少し、トナー補給部５によるトナー補
給が開始される。

【００２０】ここで、トナー消費量の少ない低印字を行
ったとき、トナー濃度検知手段４の出力値の変化幅は設
定値以下である。すると、トナー補給部５によりトナー
が僅かに補給される。現像槽１内に補給されたトナーは
撹拌ローラ３により十分に撹拌される。

【００２１】また、トナー消費量の多い高印字を行った
とき、トナー濃度検知手段４の出力値は大きく変化して
変化幅が設定値を越えると、トナー補給部５により多量
のトナーが補給される。高印字が終了すると、撹拌ロー
ラ３を一定時間回転させて補給されたトナーを十分に撹
拌する。

【００２２】請求項２による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー濃度検知手段４の出力値の変
化幅が設定値を越えると、撹拌ローラ３の回転速度を速
くして撹拌効率を上げ、多量に補給されたトナーを十分
に撹拌する。

【００２３】請求項３による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー濃度検知手段４の出力値の変
化幅が設定値を越えると、トナー補給部５による一定時
間内におけるトナー補給量を増加し、トナー濃度検知手
段４の出力値が基準値に戻るまでの時間を短くする。こ
れにより、多量のトナーを補給するために必要な時間が
短縮する。

【００２４】請求項４による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー濃度検知手段４の出力値の変
化幅が設定値を越えると、トナー濃度検知手段４の基準
値を上げる。これにより、通常のトナー補給量に比べて
少ない量でトナー濃度検知手段４の出力値が基準値に戻
るため、トナー補給に要する時間が短くなる。

【００２５】請求項５，７による課題解決手段におい
て、印字開始から一定時間トナー補給部５の駆動を停止
してトナー補給を停止し、十分に撹拌されたトナーが現
像ローラ２上に供給される。一定時間経過後、補給され
たトナーが現像ローラ２上に供給される。これにより、
撹拌不良のトナーが現像ローラ２上に供給される可能性
が少なくなる。

【００２６】請求項６による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー補給部５によるトナー補給時
間が設定時間を越えると、トナー濃度検知手段４の基準
値を上げる。これにより、通常のトナー補給量に比べて
少ない量でトナー濃度検知手段４の出力値が基準値に戻
るため、トナー補給に要する時間が短くなる。

【００２７】請求項８による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー補給部５によるトナー補給時
間が設定時間を越えると、印字終了後に撹拌ローラ３を
一定時間回転させて補給されたトナーを十分に撹拌す
る。

【００２８】請求項９による課題解決手段において、高
印字を行ったとき、トナー補給部５によるトナー補給時
間が設定時間を越えると、撹拌ローラ３の回転速度を速
くして撹拌効率を上げ、多量に補給されたトナーを十分
に撹拌する。

【００２９】請求項１０による課題解決手段において、
高印字を行ったとき、トナー補給部５によるトナー補給
時間が設定時間を越えると、トナー補給部５による一定
時間内におけるトナー補給量を増加し、トナー濃度検知
手段４の出力値が基準値に戻るまでの時間を短くする。
これにより、多量のトナーを補給するために必要な時間
が短縮する。

【００３０】請求項１１による課題解決手段において、
所定時間当たりのトナー補給量に応じてトナー濃度検知
手段４の基準値を上げる。これにより、所定時間当たり
のトナー補給量が減ってもトナー濃度検知手段４の出力
値が基準値に戻るまでの時間が変わらず、トナー補給時
間が一定になる。

【００３１】

【実施例】

（第一実施例）本発明の第一実施例におけるレーザープ
リンタの現像装置は、図２の如く、現像槽１に現像ロー
ラ２および撹拌ローラ３が回転自在に内装され、前記現
像槽１内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段４
と、前記現像槽１内にトナーＴを補給するトナー補給部
５と、前記トナー濃度検知手段４の出力値の変化に応じ
て前記現像ローラ２、撹拌ローラ３およびトナー補給部
５を駆動制御する制御部６が設けられている。

【００３２】前記現像ローラ２は、現像槽１の開口１ａ
近傍に感光体ドラム７に対向して配され、メインモータ
８により駆動される。また、前記撹拌ローラ３は、現像
槽１の底部に配され、撹拌モータ９により駆動される。

【００３３】前記メインモータ８の駆動力は、図３の如
く、モータギア１０から撹拌ローラ３のローラ軸３ａに
回転自在に支持された第一撹拌ギア１１およびアイドル
ギア１２を介して現像ローラ２のローラ軸２ａに固定さ
れた現像ギア１３に伝達される。また、撹拌モータ９の
駆動力は、モータギア１４から撹拌ローラ３のローラ軸
３ａに固定された第二撹拌ギア１５に伝達される。

【００３４】前記トナー濃度検知手段４は、現像剤Ｄの
透磁率を電圧に変換して出力する透磁率センサで、現像
槽１の槽壁に撹拌ローラ３に対向して取り付けられてい
る。この透磁率センサ４は、現像槽１内のトナーの消費
量が増えてトナー濃度が下がると、その出力電圧が上昇
する特性を有している。

【００３５】前記トナー補給部５は、図２の如く、現像
槽１に装着されたトナーホッパー２０と、該トナーホッ
パー２０に回転自在に内装されたトナー撹拌体２１と、
現像槽１に連通するトナーホッパー２０のトナー補給口
２０ａに配されたトナー補給ローラ２２と、トナー撹拌
体２１およびトナー補給ローラ２２を駆動するトナーモ
ータ２３とからなる。

【００３６】前記制御部６は、図４のブロック図に示す
ようなマイクロコンピュータで、現像時に透磁率センサ
４の出力電圧が現像槽１内のトナー濃度が最適であると
きの基準値に戻るまでトナーモータ２３を駆動してトナ
ーを補給するトナー補給機能と、現像時に透磁率センサ
４の出力電圧の変化幅が予め設定されている設定値
（０．１Ｖ）より大のとき、印字終了後に撹拌ローラ３
を一定時間回転させる撹拌延長機能を備えている。

【００３７】ここで、この透磁率センサ４の出力電圧の
変化幅とは、基準値と印字によりトナーが消費されたと
きの出力電圧との差である。例えば、用紙全面に対する
用紙面上に印字された部分の割合を印字率とすると、図
５（ａ）に示すように印字率が４％程度の場合、透磁率
センサ４の出力電圧にはほとんど変化がなく、（ｂ）に
示す印字率が３０％程度の場合、透磁率センサ４の出力
電圧の最大変化幅は約０．１Ｖとなり、（ｃ）に示す印
字率が５０％の場合、透磁率センサ４の出力電圧の最大
変化幅は約０．１６Ｖとなる。したがって、透磁率セン
サ４の変化幅が設定値（０．１Ｖ）より大となるとき
は、印字率が３０％を越えるような高印字のときとわか
り、このように透磁率センサ４の出力電圧の変化幅から
印字率を判断できる。

【００３８】そして、上記の現像装置は、図６に示すよ
うに、レーザプリンタ本体３１に、カートリッジ３０と
して着脱自在に装着されている。図中、３２は半導体レ
ーザ等の光学ユニット、３３は感光体７、帯電装置３
４、クリーニング装置３５が一体とされたプロセスユニ
ット、３６は給紙カセット、３７は給紙ローラ、３８は
ＰＳローラ、３９は定着ローラ、４０は排紙ローラであ
り、これらは制御部６により駆動制御される。

【００３９】なお、レーザプリンタの画像形成プロセス
および用紙搬送プロセスを有した印字サイクルは、図７
に示す通り、既知なものであるので、詳細な説明は省略
する。

【００４０】上記構成において、用紙の印字を開始する
と、現像ローラ２および撹拌ローラ３が回転し、現像ロ
ーラ２上のトナーが感光体ドラム７の静電潜像に付着す
る。すると、現像槽１内のトナーが消費されてトナー濃
度が減少し、トナー補給ローラ２２によるトナー補給が
開始される。

【００４１】印字率４％程度の印字を行った場合、消費
されるトナー量が少なく、透磁率センサ４の出力電圧は
僅かに上昇する。そして、トナー補給ローラ２２が回転
してトナーが僅かに補給される。すると、透磁率センサ
４の出力電圧が基準値に戻る。図８に示すように、現像
槽１内に補給されたトナーは撹拌ローラ３により十分に
撹拌され、未帯電トナーが存在しない。

【００４２】印字率３０％程度までの印字においては、
トナー濃度の低下により上昇した透磁率センサ４の出力
電圧が基準値に戻るまでトナーを補給しても撹拌ローラ
３により十分撹拌されるので、次に印字された用紙上に
撹拌不良による地カブリ等は発生しにくい。

【００４３】しかし、印字率が３０％を越えて５０％程
度となるような高印字になると、現像槽１内のトナーは
急激に消費され、透磁率センサ４の出力電圧は大きく変
化して最大変化幅が０．１Ｖを越える。この出力電圧が
基準値に戻るまでトナー補給を行なうには、現像槽１内
に多量のトナー補給が必要となり、図９に示すように十
分に撹拌されずに未帯電となったトナーＴ′が現像槽１
内の上部に存在する。

【００４４】このとき、図１に示すように、高印字が終
了して次の用紙の印字開始前に、撹拌ローラ３を一定時
間回転させる。そして、補給されたトナーを十分に撹拌
して、十分に帯電させ、次の用紙の印字を行なう。

【００４５】このように、透磁率センサ４の出力電圧の
最大変化幅が０．１Ｖを越えるような高印字を行ったと
き、次の用紙の印字開始前に、撹拌ローラ３により一定
時間トナーの撹拌を行い、多量に補給されたトナーの撹
拌不良を防止する。このため、次の用紙を印字したと
き、撹拌不良によるトナー飛散や地カブリ等の印字不良
を防止できる。

【００４６】（第二実施例）第二実施例においては、第
一実施例の撹拌延長機能の代わりに、制御部に、現像時
に透磁率センサ４の出力値の変化幅が設定値（０．１
Ｖ）より大のとき、撹拌モータ９の回転速度を速める撹
拌促進機能が付加されている。

【００４７】これにより、図１０に示すように、高印字
を行ったとき、透磁率センサ４の出力電圧の変化幅が
０．１Ｖを越えると、その時点から通常の撹拌時よりも
撹拌モータ９のみ回転速度を速くして撹拌効率を上げ、
多量に補給されたトナーが十分に撹拌される。その他の
構成および動作は、第一実施例と同様である。

【００４８】（第三実施例）第一および第二実施例の現
像装置では、図１１に示すように、印字率が３０％程度
までの印字の場合、印字サイクル内に透磁率センサ４の
出力電圧が基準値に戻る。しかしながら、印字率が３０
％越える５０％程度の高印字の場合、透磁率センサ４の
出力電圧の変化幅が大きく多量のトナー補給を必要とす
るため、印字サイクル終了までに透磁率センサ４の出力
電圧が基準値に戻ることができないことがある。このた
め、トナー補給ローラ２２によるトナー補給が終了する
まで次の用紙の印字を行なうことができず、次の用紙の
印字開始が遅れ、印字スピード（枚／分）が遅くなる。

【００４９】第三実施例においては、制御部に、現像時
に透磁率センサ４の出力値の変化幅が設定値（０．１
Ｖ）より大のとき、通常のトナー補給よりもトナーモー
タ２３の回転速度を速めて一定時間内におけるトナー補
給量を増加するトナー補給促進機能が付加されている。

【００５０】そして、図１２に示すように、高印字の印
字サイクルが開始され、現像ローラ２上のトナーが感光
体ドラム７上の静電潜像に付着しはじめると、トナーが
消費される。透磁率センサ４の出力電圧の変化幅が０．
１Ｖ以上になったとき、トナーモータ２３の回転数を５
ｒｐｍから１０ｒｐｍに変化させる。このため、一定時
間内におけるトナー補給量が増加し、印字サイクルが終
了するまでに透磁率センサ４の出力電圧が基準値に戻
る。このように、高印字を行ったとき、一定時間内にお
けるトナー補給量を増加してトナー補給時間を短縮する
ため、印字サイクル内に消費された多量のトナーを補給
することができ、印字スピードが遅くなることはない。
その他の構成および動作は、第一あるいは第二実施例と
同様である。

【００５１】（第四実施例）第四実施例においては、第
三実施例の制御部に、現像時に透磁率センサ４の出力値
の変化幅が設定値（０．１Ｖ）より大のとき、透磁率セ
ンサ４の基準値を上げる基準値変更機能が付加されてい
る。

【００５２】透磁率センサ４の通常の基準値は、基準出
力値（新品の現像槽１において現像槽１内のトナーを一
分間撹拌した後の透磁率センサ４の出力電圧）に１カウ
ント＝１÷２５６×５（Ｖ）≒０．０２Ｖを加えた電圧
値であり、トナー濃度検知レベルとして制御部６に記憶
されている。例えば、基準出力値を１．８Ｖとすると、
図１３に示すように、制御部６に記憶されている通常の
基準値（トナー濃度検知レベル）は１．８〜１．８２Ｖ
（９２〜９３カウント）となる。

【００５３】そして、現像時に透磁率センサ４の基準出
力電圧に加えるカウント数を制御してトナー濃度検知レ
ベルを上げると、透磁率センサ４の出力電圧が基準値
（トナー濃度検知レベル）に戻るまでの時間を短くする
ことができる。すなわち、印字において消費されたトナ
ーを補給する際に要する時間を短くできる。したがっ
て、透磁率センサ４の出力電圧の変化幅が大となる高印
字において多量のトナーを消費したときでも、印字スピ
ードが遅くならない。

【００５４】ここで、トナー濃度検知レベルを変化させ
たときの印字スピードに対する影響を図１４に示す。こ
れによると、基準出力値に加算されるカウント数を増加
させることにより、印字スピードは印字率にかかわらず
一定となる。すなわち、印字スピードを一定にするに
は、印字率が高いほど加算するカウント数を増加させれ
ばよい。なお、表１は印字スピードを８枚／ｍｉｎにす
るときの印字率に応じた加算されるカウント数を示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】したがって、図１５に示すように、印字率
にかかわらず印字スピードを一定値（８枚／ｍｉｎ）に
するには、透磁率センサ４の出力電圧の最大変化幅が
０．１Ｖ以下となる印字率が３０％程度のとき加算する
カウント数は１（１÷２５６×５Ｖ）とし、最大変化幅
が０．１Ｖより大きく０．１６Ｖより小さい印字率が５
０％程度のとき加算するカウント数は３（３÷２５６×
５Ｖ）とし、最大変化幅が０．１６Ｖより大きくなる印
字率７０％程度のとき加算するカウント数は５（５÷２
５６×５Ｖ）とする。

【００５７】このように、印字率すなわち透磁率センサ
４の出力電圧の変化幅に応じて加算するカウント数を制
御してトナー濃度検知レベルを上げると、印字率にかか
わらず印字スピードを一定にでき、特に、高印字におい
て印字スピードが遅くならない。なお、トナー濃度検知
レベルを上げると、その分トナー補給量が減少するが、
印字終了後にトナー濃度検知レベルを上げる前の通常の
レベルに戻して不足分のトナーを補給する。その他の構
成および動作は、第三実施例と同様である。

【００５８】（第五実施例）第五実施例においては、第
四実施例の制御部に、印字開始から一定時間トナー補給
部５によるトナー補給を停止するトナー補給停止機能が
付加されている。これは、印字開始時において、十分に
撹拌されていない補給されたトナーが、現像ローラ２上
に到達するまでの時間を遅らせて、撹拌不良による印字
不良の可能性を極力抑えることを目的としている。

【００５９】第一ないし第四実施例においては、印字が
開始して現像槽１内のトナーが消費され、透磁率センサ
４の出力電圧が上がると、すぐにトナー補給が開始され
るため、図１６に示す用紙１枚の印字に要する印字時間
ｔａ〜ｔｂにおいて、現像ローラ２上に補給されたトナ
ーが到達する時間はｔｅとなる。したがって、ｔｅ〜ｔ
ｂの間は十分に撹拌されていない補給されたトナーによ
って印字される可能性があり、印字不良の可能性があ
る。特に、小型で容量が小さい現像槽１においては、す
ぐに補給されたトナーが現像ローラ２上に到達するた
め、補給されたトナーが十分に撹拌されず、より撹拌不
良が発生しやすい。

【００６０】そのため、印字開始から一定時間（ｔａ〜
ｔｃ）トナーモータ２３の駆動を停止してトナー補給を
停止し、ｔｃ〜ｔｂの間にトナー補給を行うと、ｔａ〜
ｔｃ間はトナー補給がないため、未撹拌トナーが無く十
分に撹拌されたトナーが現像ローラ２上に供給され、印
字不良は発生しない。また、ｔｃでトナー補給を開始し
たとき、補給されたトナーが現像ローラ２上に到達する
時間はｔｄとなるため、ｔｃ〜ｔｄの間においても現像
槽１内に未撹拌トナーが存在するが現像ローラ２上には
供給されず、印字不良は発生しない。これにより、印字
不良の可能性があるのは、ｔｄ〜ｔｂ間の僅かな時間す
なわち印字される用紙における僅かな範囲となる。な
お、トナー補給を開始する時間をさらに遅らせて、トナ
ー補給時間を用紙が印字されてから次の用紙が印字され
る間にすることも可能である。

【００６１】このように、印字開始からトナー補給を一
定時間禁止すると、印字スピードが遅くなると懸念され
るが、図１７に示すように、トナー補給停止機能に第四
実施例で説明した基準値変更機能を組み合わせると、撹
拌不良による印字不良の発生を極力抑え、しかも印字ス
ピードが遅くならない。なお、その他の構成および動作
は、第四実施例と同様である。

【００６２】（第六実施例）第六実施例においては、第
四実施例の基準値変更機能の代わりに、制御部に、現像
時に前記トナー補給部５によるトナー補給時間が予め設
定されている設定時間（２秒）より大となる場合、透磁
率センサ４の基準値を上げる基準値変化機能が付加され
ている。これは、第四実施例で透磁率センサ４の出力電
圧の変化幅に応じて透磁率センサ４の基準値を上げてい
たのに対し、透磁率センサ４の出力に基づいて駆動され
るトナーモータ２３の駆動時間に応じて透磁率センサ４
の基準値を上げている。

【００６３】ここで、トナーモータ２３の駆動時間は、
図１８に示すように、印字率４％程度の場合（ａ）のよ
うに駆動時間は短く、印字率３０％程度の場合（ｂ）の
ように駆動時間は２秒となり、印字率５０％程度の場合
（ｃ）のように駆動時間は３秒となり、トナーモータ２
３の駆動時間により印字率がわかる。なお、トナーモー
タ２３の駆動時間はタイマー等によりトナーモータ２３
の駆動開始から計測される。

【００６４】そこで、図１９に示すように、印字率にか
かわらず印字スピードを一定値（８枚／ｍｉｎ）にする
には、駆動時間が２秒以下のとき透磁率センサ４の基準
出力値に加算するカウント数を１とし、駆動時間が２秒
より大３秒より小のとき加算するカウント数を３とし、
駆動時間が３秒より大のとき加算するカウント数を５と
する。これにより、第四実施例と同様に、透磁率センサ
４の出力電圧の変化幅が大となる高印字において多量の
トナーを消費したときでも、印字スピードが遅くならな
い。

【００６５】また、制御部には、図２０，２１に示すよ
うに、現像時にトナー補給部５によるトナー補給時間が
予め設定されている設定時間（２秒）より大となる場
合、印字終了後に撹拌ローラ３を一定時間回転させる撹
拌補充機能と、同じく撹拌ローラ３の回転速度を速める
撹拌強化機能とが付加されている。これにより、第一お
よび第二実施例と同様に、高印字を行ったときでも現像
槽１内のトナーが十分撹拌されて印字不良を防止でき
る。

【００６６】しかも、制御部には、図２２に示すよう
に、現像時にトナー補給部５によるトナー補給時間が予
め設定されている設定時間（２秒）より大となる場合、
トナー補給部５による一定時間内におけるトナー補給量
を増加させるトナー補給強化機能が付加されている。こ
れにより、第三実施例と同様に、高印字を行ったときで
も、印字サイクル内に消費された多量のトナーを補給す
ることができ、印字スピードが遅くなることはない。

【００６７】さらに、制御部には、図２３に示すよう
に、印字開始から一定時間トナー補給部によるトナー補
給を停止するトナー補給停止機能が付加されている。こ
れにより、第五実施例と同様に、撹拌不良による印字不
良の可能性を極力抑えることができる。なお、その他の
構成および動作は、第四実施例と同様である。

【００６８】（第七実施例）第七実施例においては、第
四実施例の基準値変更機能の代わりに、制御部に、現像
時にトナー補給部５における所定時間当たりのトナー補
給量に応じて透磁率センサ４のトナー濃度検知レベルを
上げる基準値修正機能が付加されている。

【００６９】大容量のトナーホッパー２０の場合、ホッ
パー２０内にトナーが多い初期ではトナー補給ローラ２
２上にトナーが十分搬送されるが、ホッパー２０内にト
ナーが少ない末期ではトナー補給ローラ２２上にトナー
が十分搬送されない。したがって、図２４に示すよう
に、時間の経過とともに、所定時間当たりのトナー補給
量（トナー落下量）は減少する。特に、末期において
は、磁率センサ４の出力電圧が基準値に戻るまでに多く
の時間を要し、印字スピードが遅くなる恐れがある。な
お、所定時間当たりのトナー補給量は、ホッパー２０内
のトナー量に左右され、このホッパー２０内のトナー量
は、ホッパー２０が初期状態であったときからのトナー
モータ２３の通算駆動時間に関係している。

【００７０】ところで、ホッパー２０内のトナー量に左
右されずに所定時間当たりのトナー補給量を常に一定に
保つには、トナー撹拌体２１の回転速度を速くしてトナ
ー補給ローラ２２上に十分トナーを搬送してもよい。し
かし、この場合、初期にはトナー量が多いため、トナー
撹拌体２１を駆動するトナーモータ２３には高トルクの
モータを使用する必要があり、非常にコスト高となる。
したがって、トナー撹拌体２１の回転速度を遅くしてト
ルクをかせぎ、低トルクのトナーモータ２３を使用して
コストダウンを図っている。

【００７１】また、特開昭６２−２５７７８号公報に開
示されているように、現像剤の交換時からのコピー枚数
すなわち現像剤の通算使用時間が増えると、トナー濃度
センサの基準レベルを変更してトナー補給を規制し、正
常なトナー濃度を維持して画像濃度を一定にするものが
ある。しかし、これにおいては、現像剤の交換時とホッ
パー２０が初期状態であった時期とが一致しないため、
現像剤の通算使用時間とトナーモータ２３の通算駆動時
間とは一致せず、所定時間当たりのトナー補給量が低下
すれば印字スピードが遅くなる恐れがある。

【００７２】しかるに、現像時に所定時間当たりのトナ
ー補給量すなわちトナーモータ２３の通算の駆動時間に
応じて透磁率センサ４の基準出力値に加えるカウント数
を制御し、透磁率センサ４のトナー濃度検知レベルを上
げることで、所定時間当たりのトナー補給量にかかわら
ずトナー補給時間を一定にすることができる。

【００７３】図２５は、加算されるカウント数を変化さ
せたとき、１秒当たりのトナー補給量（１ｇ／ｍｉｎ，
０．８ｇ／ｍｉｎ，０．６ｇ／ｍｉｎ）における印字ス
ピードの変化を示す。これから、制御部にホッパー２０
内のトナー量すなわちホッパー２０が初期状態であった
ときからのトナー補給ローラ２２の通算の駆動時間に対
する１秒当たりのトナー補給量を記憶させておき、積算
されたトナー補給ローラ２２の駆動時間から１秒当たり
のトナー補給量を判断して、この補給量に応じて加算さ
れるカウント数を変えることにより、印字スピードを所
定時間当たりのトナー補給量にかかわらず一定とするこ
とが可能となる。なお、表２に示すように、トナー補給
量にかかわらず印字スピードを８枚／ｍｉｎにするに
は、トナー補給量が１ｇ／ｍｉｎのとき加算するカウン
ト数は１（１÷２５６×５Ｖ）とし、０．８ｇ／ｍｉｎ
のとき加算するカウント数は３（３÷２５６×５Ｖ）と
し、０．６ｇ／ｍｉｎのとき加算するカウント数は５
（５÷２５６×５Ｖ）とする。

【００７４】

【表２】

【００７５】このように、所定時間当たりのトナー補給
量が少なくなると、加算するカウント数を制御してトナ
ー濃度検知レベルを上げる。このため、所定時間当たり
のトナー補給量が少なくても、透磁率センサ４の出力値
がすぐに基準値に戻るため、所定時間当たりのトナー補
給量にかかわらず印字スピードを一定にでき、特に、ホ
ッパー２０の末期において印字スピードが遅くならな
い。なお、その他の構成および動作は、第四実施例と同
様である。

【００７６】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、第
七実施例の基準値修正機能を第六実施例に付加してもよ
い。

【００７７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１，８によると、多量に補給されたトナーを印字終
了後に一定時間撹拌して、撹拌不良を防止するため、次
の用紙を印字したとき、撹拌不良によるトナー飛散や地
カブリ等の印字不良を防止できる。

【００７８】請求項２，９によると、撹拌ローラの回転
速度を速くすることにより、多量に補給されたトナーを
撹拌して、撹拌不良を防止するため、次の用紙を印字し
たとき、撹拌不良によるトナー飛散や地カブリ等の印字
不良を防止できる。

【００７９】請求項３，１０によると、一定時間内にお
けるトナー補給量を増加して、多量のトナーを補給する
ために必要な時間を短縮することができ、トナー濃度が
元に戻るまでの待ち時間がなくなり、印字サイクル内で
トナー補給を完了できる。

【００８０】請求項４，６によると、トナー濃度検知手
段の基準値を上げることにより、現像時に多量に補給さ
れたトナーの補給時間を短くでき、印字スピードが遅く
ならない。

【００８１】請求項５，７によると、補給されたトナー
の現像ローラ上への到達を遅らせるため、補給されたト
ナーの現像ローラ上への供給が遅れ、印字不良を極力抑
えることができ、印字スピードも遅くならない。

【００８２】請求項１１によると、トナー補給部におけ
る所定時間当たりのトナー補給量が低下するとトナー濃
度検知手段の基準値を上げるため、印字スピードが遅く
ならないといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の印字後に撹拌ローラを回
転させるときのフローチャート

【図２】現像装置の断面図

【図３】現像ローラおよび撹拌ローラの駆動系を示す図

【図４】制御部のブロック図

【図５】透磁率センサの出力電圧の変化を示す図、
（ａ）は印字率４％のとき、（ｂ）は印字率３０％のと
き、（ｃ）は印字率５０％のとき

【図６】本発明の現像装置を備えたレーザープリンタの
構成図

【図７】レーザープリンタの印字サイクルを示す図

【図８】低印字終了後の現像槽内の現像剤の状態を示す
図

【図９】高印字終了後の現像槽内の現像剤の状態を示す
図

【図１０】第二実施例の撹拌ローラの回転速度を速める
ときのフローチャート

【図１１】透磁率センサの出力電圧の変化と印字サイク
ルとの対照図、（ａ）は印字率４％のとき、（ｂ）は印
字率３０％のとき、（ｃ）は印字率５０％のとき

【図１２】第三実施例のトナーモータの回転速度を変え
るときのフローチャート

【図１３】透磁率センサのトナー濃度検知レベルを示す
図

【図１４】トナー濃度検知レベルを変化させたときの印
字スピードに対する影響を示す図

【図１５】第四実施例の透磁率センサのトナー濃度検知
レベルを変更すときのフローチャート

【図１６】用紙の現像ローラ通過時の時間的推移を示す
図

【図１７】第五実施例のトナー補給停止後に透磁率セン
サのトナー濃度検知レベルを変更するときのフローチャ
ート

【図１８】トナーモータの駆動時間を示す図、（ａ）は
印字率４％のとき、（ｂ）は印字率３０％のとき、
（ｃ）は印字率５０％のとき

【図１９】第六実施例の透磁率センサのトナー濃度検知
レベルを変更するときのフローチャート

【図２０】同じく印字後に撹拌ローラを回転させるとき
のフローチャート

【図２１】同じく撹拌ローラの回転速度を速めるときの
フローチャート

【図２２】同じくトナーモータの回転速度を変えるとき
のフローチャート

【図２３】同じくトナー補給停止後に透磁率センサのト
ナー濃度検知レベルを変更するときのフローチャート

【図２４】トナーホッパーにおける１秒当たりのトナー
補給量の経時的変化を示す図

【図２５】１秒当たりのトナー補給量におけるトナー濃
度検知レベルを変化させたときの印字スピードに対する
影響を示す図

【図２６】未帯電トナーの帯電量分布を示す図

【図２７】十分に帯電されたトナーの帯電量分布を示す
図

【符号の説明】

１現像槽２現像ローラ３撹拌ローラ４トナー濃度検知手段５トナー補給部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤幸師大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー濃度検知手段の出力値の変化幅が予め設
定されている設定値より大となる場合、印字終了後に前
記撹拌ローラを一定時間回転させる撹拌延長手段が設け
られたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー濃度検知手段の出力値の変化幅が予め設
定されている設定値より大となる場合、前記撹拌ローラ
の回転速度を速める撹拌促進手段が設けられたことを特
徴とする現像装置。
【請求項３】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー濃度検知手段の出力値の変化幅が予め設
定されている設定値より大となる場合、前記トナー補給
部による一定時間内におけるトナー補給量を増加させる
トナー補給促進手段が設けられたことを特徴とする現像
装置。
【請求項４】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー濃度検知手段の出力値の変化幅が予め設
定されている設定値より大となる場合、前記トナー濃度
検知手段の基準値を上げる基準値変更手段が設けられた
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項４記載の現像装置において、印字
開始から一定時間トナー補給部によるトナー補給を停止
するトナー補給停止手段が設けられたことを特徴とする
現像装置。
【請求項６】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー補給部によるトナー補給時間が予め設定
されている設定時間より大となる場合、前記トナー濃度
検知手段の基準値を上げる基準値変化手段が設けられた
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】請求項６記載の現像装置において、印字
開始から一定時間トナー補給部によるトナー補給を停止
するトナー補給停止手段が設けられたことを特徴とする
現像装置。
【請求項８】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー補給部によるトナー補給時間が予め設定
されている設定時間より大となる場合、印字終了後に前
記撹拌ローラを一定時間回転させる撹拌補充手段が設け
られたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラが
回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出
力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給す
るトナー補給部とが設けられた現像装置において、現像
時に前記トナー補給部によるトナー補給時間が予め設定
されている設定時間より大となる場合、前記撹拌ローラ
の回転速度を速める撹拌強化手段が設けられたことを特
徴とする現像装置。
【請求項１０】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラ
が回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検
知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の
出力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給
するトナー補給部とが設けられた現像装置において、現
像時に前記トナー補給部によるトナー補給時間が予め設
定されている設定時間より大となる場合、トナー補給部
による一定時間内におけるトナー補給量を増加させるト
ナー補給強化手段が設けられたことを特徴とする現像装
置。
【請求項１１】現像槽に現像ローラおよび撹拌ローラ
が回転自在に内装され、前記現像槽内のトナー濃度を検
知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の
出力値が基準値となるまで前記現像槽内にトナーを補給
するトナー補給部とが設けられた現像装置において、現
像時に前記トナー補給部における所定時間当たりのトナ
ー補給量に応じて前記トナー濃度検知手段の基準値を上
げる基準値修正手段が設けられたことを特徴とする現像
装置。