JPH10142926A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置へのトナーの補給量の調節を容易に
してトナーの過補給を防止し、質の高い画像を形成する
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラムの表面に形成した静電潜像
にトナーを付着させて現像する現像装置に、トナーの濃
度を検出するトナーセンサーを設けて、トナーセンサー
の出力に基づいてトナーホッパーよりトナーを補給す
る。補給するトナーの総量にかかわらず、現像装置内で
のトナーとキャリアの撹拌がトナー補給によく追随し
て、常に均一に混合された状態でのトナー濃度を検出す
ることができるように、現像装置の一定に保つべき濃度
とトナーセンサーによって検出された濃度の差が大きい
ほどトナーの補給速度を低くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像を形成した感
光体の表面にトナーを付着させて潜像をトナー像とする
現像装置を有する画像形成装置に関し、より詳しくは、
現像装置へのトナーの補給の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機やファクシミリ装置等の画像
形成装置では、感光体の表面に静電潜像を形成した後、
感光体の表面にトナーを付着させて潜像をトナー像と
し、このトナー像を感光体の表面から用紙に転写するこ
とにより画像を形成している。

【０００３】静電潜像をトナー像とする現像装置は、一
般に、キャリアとトナーを混合してトナーを帯電させ、
帯電したトナーを感光体の表面に接触させる。帯電して
いるトナーは静電潜像に付着して、潜像がトナー像とな
る。トナーは潜像に付着することにより消費されていく
から、補充する必要がある。このため、現像装置内にト
ナーの濃度を検出するトナーセンサーを設けて、検出し
たトナー濃度が一定に保つべき濃度よりも低くなったと
きには、トナーホッパーから新たなトナーを補給するよ
うにしている。

【０００４】トナーホッパーには、交換可能なトナーカ
ートリッジを装着するのが一般的である。長期間の画像
形成により、トナーホッパー内のトナーが尽きたときに
は、トナーカートリッジを新しいものと交換して、トナ
ーホッパーに補給用のトナーを供給する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】トナーセンサーの出力
は局部的なトナーの濃度を表すものである。一方、トナ
ーとキャリアの撹拌はトナーの補給に必ずしも追随せ
ず、トナーとキャリアが均一に混合されるまでにはある
程度の時間を要する。このため、トナーが補給されたと
き、トナーセンサーの出力は、補給に遅れて徐々に変化
していく。

【０００６】少量のトナーが補給されたときは、トナー
の総量は僅かしか変化しないから、比較的速やかにトナ
ーとキャリアが均一になる。多量のトナーが補給された
ときは、トナーの総量は大きく変化するため、トナーと
キャリアが均一になるまでに比較的長時間を要する。し
たがって、トナーセンサーの出力がトナーの総量に対応
した真のトナー濃度を示すまでに要する時間は、補給す
るトナーの速度によって異なることになる。

【０００７】ところが、従来の画像形成装置では、検出
したトナーの濃度と一定に保つべきトナーの濃度の差の
大小にかかわらず、すなわち多量のトナーを補給すべき
ときも少量の補給で十分なときも、トナーの補給速度を
一定にしている。このため、トナーセンサーによって検
出された濃度が、補給されたトナーの量に対応しなくな
り、どの時点でトナー補給を停止すべきかを判断するこ
とが容易ではなく、トナー補給量の調節が困難であっ
た。

【０００８】その結果、トナーを過剰に補給してしま
い、トナー濃度が高くなり過ぎるという事態が生じてい
た。トナー濃度が高すぎると、感光体表面の潜像を形成
していない領域にもトナーが付着して、画像の質が低下
することになる。

【０００９】特に、トナーホッパーのトナーが尽きたと
きは、その後も暫くトナーの補給をすることなく画像形
成が継続されるため、トナー濃度が通常時よりも著しく
低下する。この場合、トナーカートリッジの交換によっ
て補給用のトナーが供給されたときに、大量のトナーが
補給されて、トナーの過補給が生じる。したがって、ト
ナーカートリッジの交換の後は、トナーの過補給による
画像の質の低下が発生し易くなっている。

【００１０】本発明は、トナーの補給量の調節を容易に
してトナーの過補給を防止し、質の高い画像を形成する
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、感光体の表面に潜像を形成し、トナー
とキャリアを撹拌してトナーをキャリアに担持させ、キ
ャリアに担持されたトナーを感光体の表面に付着させて
潜像をトナー像とするとともに、キャリアに担持された
トナーの濃度を検出し、検出した濃度が所定の基準濃度
よりも低いときにトナーを補給する画像形成装置におい
て、トナーの補給速度を、検出した濃度と基準濃度との
差に応じて変化させ、検出した濃度と基準濃度の差が所
定範囲内のときにトナーの補給速度を第１の速度とし、
検出した濃度と基準濃度の差が所定範囲外のときにトナ
ーの補給速度を第１の所定速度よりも遅い第２の速度と
する。

【００１２】トナーの補給速度を検出した濃度と基準濃
度との差に応じて変化させることで、トナーとキャリア
の撹拌を、補給するトナーの総量にかかわらず、トナー
補給に追随し易くする。撹拌が補給に追随すれば、検出
するトナー濃度がそれまでに補給されたトナー量に対応
して変化することになり、補給するトナーの総量にかか
わらず、トナー補給量の調節が容易になる。検出した濃
度と基準濃度の差が所定範囲外のときに第１の速度でト
ナーを補給すると、多量のトナーが補給され、撹拌がト
ナー補給に追随しなくなりがちであるが、このときトナ
ー補給速度を第２の速度とすることで、撹拌を補給に追
随させることができる。

【００１３】さらに、検出した濃度が基準濃度よりも低
い所定の第１の参照濃度以下のときは、検出した濃度
が、トナーの補給により基準濃度と第１の参照濃度の間
の所定の第２の参照濃度に達した時点で、トナーの補給
を停止する。トナーとキャリアの撹拌がトナーの補給に
よく追随せず、検出した濃度がそれまでの補給量とあま
り対応しない場合でも、第２の参照濃度に達した時点で
トナー補給を停止することで、過補給が防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】複写機を兼ねるファクシミリ装置
に本発明を適用した実施の形態について図面を参照して
説明する。図１に本実施形態のファクシミリ装置の概略
構成を模式的に示す。ファクシミリ装置１は、装置全体
の制御を行うマイクロコンピュータ２、原稿画像を読み
取るスキャナー３、画像を用紙に記録するプリンター
４、操作パネル５、および液晶表示装置（ＬＣＤ）６を
備えている。

【００１５】操作パネル５には、送信相手装置の電話番
号や複写枚数を設定するためのテンキー、原稿を読み取
り相手装置に送信する指示を与えるための送信開始キ
ー、複写の開始を指示するための複写開始キー等、種々
のキーが設けられており、使用者によって操作される。
ＬＣＤ６は、送信相手の電話番号をはじめ種々の情報を
表示して、使用者の操作を援助する。

【００１６】スキャナー３は、光源、走査光学系および
光電変換回路を有しており、光源からの光によって原稿
を走査し、走査光を直接または電気信号に変換して出力
する。プリンター４は、与えられる光を直接用いて、ま
たは与えられる電気信号を光に変換してその光を用いて
潜像を形成し、トナーによる現像、用紙へのトナー像の
転写および用紙へのトナー像の定着の各処理を順次施し
て、画像を形成する。スキャナー３の出力光を直接プリ
ンター４に与えることにより、ファクシミリ装置１は複
写機として機能する。

【００１７】ファクシミリ装置１は、画像処理回路７、
符号化／復号化回路８、モデム９、ネットワークコント
ロールユニット（ＮＣＵ）１０および画像メモリ１１を
有しており、これらを用いて、通信相手装置との間で画
像の送受を行う。画像処理回路７は、スキャナー３の出
力の電気信号を与えられて、これにシェーディング処理
やハーフトーン処理等の画像処理を施して、送信する画
像信号とする。

【００１８】符号化／復号化回路８は、送信に際して
は、画像処理回路７からマイクロコンピュータ２を介し
て与えられる画像信号を、ＭＨ（モディファイドハフマ
ン）法等の所定の符号化方式によって符号化して圧縮
し、モデム９に出力する。受信に際しては、モデム９か
ら与えられた符号化されている画像信号をその符号化の
方式に応じて復号化して伸張し、マイクロコンピュータ
２に出力する。モデム９は、送信する信号を変調し、受
信した信号を復調する。ＮＣＵ１０は、公衆電話回線と
の接続およびその切断を行う。

【００１９】画像メモリ１１は、受信した画像をプリン
ター４によって用紙に記録するまで記憶する。通常は、
受信した画像は直ちにプリンター４から出力するが、複
写機として動作しているときや他の受信画像を出力して
いるとき、あるいは記録用の用紙がない等何らかの理由
でプリンター４を使用できないときは、画像メモリ１１
に記憶しておく。ファクシミリ装置１は、原稿画像を読
み取って一旦記憶しておき、後刻、記憶している画像を
読み出して送信するメモリ送信の機能を有しており、画
像メモリ１１はメモリ送信においても利用される。

【００２０】ＮＣＵ１０で受信され、モデム９によって
復調され、符号化／復号化回路８によって復号化された
画像は、プリンター４に電気信号として与えられる。プ
リンター４は、この電気信号を光に変換して潜像を形成
し、以下複写機としての機能と同様に、現像、転写およ
び定着の処理を施して用紙に画像を形成する。

【００２１】プリンター４の主要部の構成を図２に示
す。プリンター４は、静電潜像を形成するための感光体
ドラム１２を備えている。感光体ドラム１２は、アルミ
ニウム等の金属材料製ドラム基体の表面にアモルファス
シリコン系の感光体層を形成したもので、図上時計回り
方向に回転する。

【００２２】感光体ドラム１２の周辺には、その回転方
向に沿って順に、帯電装置１３、現像装置１４、転写装
置１５、分離装置１６、クリーニング装置１７および除
電装置１８が配設されている。これらの装置は、感光体
ドラム１２の回転に応じて順に、その表面に画像形成に
必要な処理を施す。現像装置１４の下方には用紙Ｐを搬
送して感光体ドラム１２に導くレジストローラ対１９が
設けられており、用紙搬送方向の下流には定着装置２０
が配設されている。

【００２３】帯電装置１３は１対の帯電チャージャ１３
ａから成り、コロナ放電によって感光体ドラム１２の表
面を正電位に帯電させる。帯電した感光体ドラム１２の
表面には光Ｌ１が照射される。この光Ｌ１はスキャナー
３から直接与えられる原稿走査光、またはマイクロコン
ピュータから与えられた電気信号を変換した光である。
光Ｌ１は、感光体ドラム１２の表面のうち、画像を形成
しない部位に照射される。感光体ドラム１２の表面の電
位は照射された光の量に応じて低下し、光Ｌ１の照射に
よって静電潜像が形成されることになる。

【００２４】現像装置１４は、現像器４５とトナーホッ
パー４６を有しており、現像器４５の内部には撹拌スパ
イラル４７、現像ローラ４８およびトナーセンサー４１
が設けられている。現像器４５内部にはトナーと鉄等の
常磁性のキャリア粒子とが収容されており、これらは撹
拌スパイラル４７によって撹拌されて混合される。撹拌
スパイラル４７は円筒の外面に螺旋状の撹拌板を設けた
ものであり、回転によってトナーとキャリアを移動させ
つつ両者を撹拌し混合する。

【００２５】撹拌によりトナーは帯電するとともに、キ
ャリアに担持される。キャリアに担持されたトナーは現
像ローラ４８によって感光体ドラム１２の表面に接触さ
せられ、静電潜像に静電的に付着する。こうして、潜像
は現像されてトナー像となる。

【００２６】トナーホッパー４６は現像器４５にトナー
を供給して、現像によるトナー消費を補う。トナーホッ
パー４６の下部に形成されたトナー供給口にはスポンジ
ローラ４９が配設されており、スポンジローラ４９が回
転することで、トナーホッパー４６からトナーが落下し
て、現像器４５にトナーが補給される。スポンジローラ
４９の回転は、トナー供給モーター４４（図１）によっ
て行われる。トナーホッパー４６の上部にはトナーカー
トリッジ５０が取り付けられる。トナーホッパー４６の
トナーがなくなったときには、トナーカートリッジ５０
を交換してトナーを供給する。

【００２７】トナーセンサー４１は、現像器４５内のト
ナーの濃度を検出し、検出した濃度に応じた電位を出力
する。トナーセンサー４１は磁気センサーより成り、直
接にはキャリアの磁力を検出し、その磁力がトナー濃度
によって変化することを利用してトナー濃度を検出する
ものである。トナーセンサー４１の出力電位はトナー濃
度が低下するにつれて高くなる。良好なトナー像を得る
ことができる適正なトナー濃度を基準濃度といい、その
ときのトナーセンサー４１の出力電位を基準電位とい
う。

【００２８】基準濃度は感光体ドラム１２の帯電電位に
基づいて定めるものであり、本実施形態のファクシミリ
装置１では、基準電位は２．５Ｖに設定されている。出
力電位が２．５Ｖ未満ではトナー濃度が高過ぎ、２．５
Ｖを超えるときはトナー濃度が低過ぎることになる。高
過ぎるトナー濃度は、トナーが消費されるにつれて次第
に低下して、基準濃度に近づく。一方、トナー濃度が低
過ぎるときは、トナー供給モーター４４によりスポンジ
ローラ４９を回転させてトナーを補給する。

【００２９】転写装置１５は転写チャージャ１５ａより
成り、感光体ドラム１２に接触しこれと転写チャージャ
１５ａとの間を通過する用紙Ｐを、コロナ放電によって
帯電させる。トナーは感光体ドラム１２の表面から用紙
Ｐに転移し、これでトナー像の転写がなされる。

【００３０】分離装置１６は分離チャージャ１６ａより
成り、交流電界を投じることで用紙Ｐを感光体ドラム１
２から分離する。クリーニング装置１７は、感光体ドラ
ム１２に接触する樹脂製のブレード１７ａを有してお
り、転写後も感光体ドラム１２の表面に残存しているト
ナーを払拭する。除電装置１８はランプ１８ａを有して
おり、ランプ１８ａの光Ｌ２によって感光体ドラム１２
の表面の帯電を完全に除去する。除電された感光体ドラ
ム１２の表面は、再び帯電装置１３によって帯電させら
れ、次の静電潜像が形成される。

【００３１】トナー像を転写された用紙Ｐは定着装置２
０に導かれる。定着装置２０は熱ローラ２０ａと、熱ロ
ーラ２０ａに圧接しその回転に従動して回転する圧ロー
ラ２０ｂより成る。用紙Ｐはトナー像が転写されている
面を熱ローラ２０ａに向けて、熱ローラ２０ａと圧ロー
ラ２０ｂの間に進入する。熱ローラ２０ａは内部に設け
られたヒーターによって加熱されており、これに接した
トナーは軟化し、両ローラ２０ａ、２０ｂの圧力を受け
て用紙Ｐに融着する。こうして定着がなされ、定着後の
用紙Ｐは、プリンター４の外部に排出される。

【００３２】定着装置２０には、熱ローラ２０ａの表面
温度を検出してヒーターへの電力供給を制御するため
に、サーミスタより成る温度センサー４２が設けられて
いる。本実施形態のファクシミリ装置１では、熱ローラ
２０ａの表面温度を略１７５℃に維持するようにしてお
り、この温度で定着が良好に行われる。

【００３３】感光体ドラム１２、現像装置１４の撹拌ス
パイラル４７および現像ローラ４８、レジストローラ対
１９、定着装置２０の熱ローラ２０ａは、不図示の動力
伝達系を介してモーター４３（図１）より駆動力を与え
られて回転する。モーター４３および前述のトナー供給
モーター４４の駆動はマイクロコンピュータ２によって
制御される。また、トナーセンサー４１および温度セン
サー４２の出力はマイクロコンピュータ２に与えられ
て、それぞれ、現像器４５へのトナー補給の制御と熱ロ
ーラ２０ａの温度の制御に利用される。

【００３４】ファクシミリ装置１に電力の供給が開始さ
れると、マイクロコンピュータ２は、まず、熱ローラ２
０ａのヒーターに通電して熱ローラ２０ａの温度を上昇
させるとともに、符号化／復号化回路８、モデム９およ
びＮＣＵ１０を動作させて、受信を可能にする。そし
て、熱ローラ２０ａの表面温度が１次温度に達した時点
で、モーター４３を駆動する。モーター４３の駆動によ
り、感光体ドラム１２、撹拌スパイラル４７、熱ローラ
２０ａ等が回転する。撹拌スパイラル４７の回転により
現像器４５内のトナーとキャリアの撹拌が始まる。

【００３５】ここでは１次温度を１５０℃に設定してい
る。熱ローラ２０ａの表面温度が室温から１次温度に達
するまでに要する時間は、室温によって多少変動する
が、１５〜２０秒程度である。なお、１次温度では良好
な定着ができないため、画像を形成することは禁止して
おく。また、トナーホッパー４６から現像器４５へのト
ナー補給も禁止しておく。受信があったときは、受信し
た画像を画像メモリ１１に記憶する。

【００３６】マイクロコンピュータ２は熱ローラ２０ａ
の表面温度が１次温度に達した後もヒーターへの通電を
続ける。これにより、熱ローラ２０ａの表面温度は２０
秒程度で２次温度すなわち前述の１７５℃に達する。マ
イクロコンピュータ２は、熱ローラ２０ａの表面温度が
２次温度に到達した時点で、画像形成の禁止を解除す
る。この時点以降の複写開始キーの操作および他のファ
クシミリ装置からの受信は、感光体ドラム１２表面への
潜像形成に始まる画像形成を開始させる指示となる。

【００３７】２次温度到達後、直ちに複写開始キー操作
または受信によって画像形成の指示がなされたときは、
マイクロコンピュータ２は、潜像形成以下の一連の画像
形成処理を開始させる。また、画像形成を禁止している
間に他のファクシミリ装置から受信していたときは、そ
の画像を画像メモリ１１から読み出して、画像形成を行
う。この場合、画像メモリ１１からの画像の読み出しが
画像形成開始の指示となる。

【００３８】２次温度到達後に画像形成の指示がないと
き、および、画像形成をした後に次の画像形成の指示が
ないとき、マイクロコンピュータ２は、モーター４３を
停止させる。これにより、感光体ドラム１２をはじめ回
転動作をしていた諸ローラが停止し、プリンター４は休
止状態に置かれる。このとき、撹拌スパイラル４７も停
止して、トナーとキャリアの撹拌は停止する。休止状態
で画像形成の指示があると、マイクロコンピュータ２
は、モーター４３を再駆動させてプリンター４を動作状
態に戻し、画像形成を行う。

【００３９】マイクロコンピュータ２は、熱ローラ２０
ａの表面温度が２次温度に達した後は、温度センサー４
２の出力を監視しつつヒーターへの通電を制御して、２
次温度を維持する。したがって、モーター４３を停止さ
せてプリンター４を休止状態に置いていた場合でも、指
示に応じて直ちに画像形成をすることができる。

【００４０】ただし、ファクシミリ装置１は通常モード
と省電力モードを有しており、省電力モードに設定され
ているときに休止状態が１５分継続すると、マイクロコ
ンピュータ２はヒーターへの通電を停止する。ヒーター
への通電停止が長時間続けば熱ローラ２０ａの表面温度
は低下する。このとき、マイクロコンピュータ２は画像
形成を禁止し、複写開始キーの操作や受信があった時に
上記の電力供給開始時と同様の制御を開始し、熱ローラ
２０ａの表面温度が２次温度に達した時点で画像形成を
許可する。この間に受信した画像は画像メモリ１１に記
憶する。なお、通常モードに設定されているときは、常
時、熱ローラ２０ａの表面温度を２次温度に保つ。

【００４１】マイクロコンピュータ２は、モーター４３
による撹拌スパイラル４７の動作開始後直ちにトナー補
給の要否を判定することはせず、撹拌開始後最初に画像
形成の指示が与えられ５秒経過した時点で初めて、トナ
ーセンサー４１の出力電位に基づくトナー補給の要否の
判定を行う。ここでトナー補給の要否の判定を上記指示
の５秒後に設定しているのは、トナーとキャリアは約５
秒間撹拌されることによりほぼ均一に混合されることが
確認されたためである。

【００４２】なお、マイクロコンピュータ２はモーター
４３の駆動を開始した後、少なくとも５秒間はモーター
４３を継続して駆動させ、トナーとキャリアの撹拌を５
秒以上行わせる。小サイズの用紙に画像を形成するとき
には、潜像形成から定着までの画像形成の全処理が５秒
以内に終了することがあるが、その場合もモーター４３
の駆動を強制的に継続する。したがって、用紙のサイズ
にかかわらず、常にトナーとキャリアが均一に混合され
た状態でのトナーの濃度に基づいてトナー補給の要否が
判定されるとともに、小サイズの用紙への画像形成を連
続して行う場合でも、確実にトナー補給の要否の判定が
行われることになる。

【００４３】トナーセンサー４１の出力電位が２．５Ｖ
の基準電位を超えているときは基準濃度未満であるか
ら、マイクロコンピュータ２はトナー供給モーター４４
を駆動して、トナーホッパー４６から現像器４５にトナ
ーを補給させる。トナーセンサー４１の出力電位が基準
電位以下のときは、トナー濃度は基準濃度以上であるか
ら、当然トナーの補給は行わない。

【００４４】前述のように、プリンター４が休止状態に
あるときでも、画像形成の指示があれば直ちに画像形成
を行うことが可能である。休止状態においては撹拌スパ
イラル４７は動作せず、現像器４５内のトナーとキャリ
アは必ずしも均一に混合されているとは限らない。例え
ば、休止状態に入る直前にトナーの補給を行っていた場
合、現像器４５のトナーが供給された部位と、トナーセ
ンサー４１が配置されている部位とでは、トナー濃度に
大きな差が生じている。このような状態で、画像形成の
指示に応じて直ちにトナーセンサー４１の出力に基づく
トナー補給を行えば、現像器４５内のトナーの総量が過
剰になる恐れがある。

【００４５】上述の制御では、現像器４５へのトナーの
補給は、画像形成の指示があってから５秒間はなされな
い。トナーとキャリアは、この間に撹拌スパイラル４７
によって撹拌されて、均一に混じり合う。この状態での
トナーセンサー４１の出力電位は、現像器４５内のトナ
ーの総量に対応した正しい濃度を表すことになり、マイ
クロコンピュータ２は、この正しいトナー濃度に基づい
てトナー補給の要否を判定する。したがって、現像器４
５にトナーが過剰に補給されることはない。

【００４６】トナーホッパー４６から現像器４５へのト
ナーの補給の調節について説明する。マイクロコンピュ
ータ２は、トナー供給モーター４４の駆動と停止によっ
てトナーの供給を制御する。トナー供給モーター４４の
駆動力によりスポンジローラ４９が回転しているとき
に、トナーホッパー４６内のトナーが落下して現像器４
５に供給され、トナー供給モーター４４が停止しスポン
ジローラ４９が停止しているときにはトナーは供給され
ない。

【００４７】マイクロコンピュータ２は、トナー供給モ
ーター４４の駆動と休止を短い周期で交互に行うことに
よりトナーを少量ずつ断続的に供給させ、トナー供給モ
ーター４４の休止期間の長さを変えることによってトナ
ーの補給速度、すなわち単位時間当たりのトナーの補給
量を調節する。トナーの補給速度は検出されたトナー濃
度すなわちトナーセンサー４１の出力電位に応じて変化
させる。具体的には、検出されたトナー濃度が高い（ト
ナーセンサー出力が低い）ほどトナーの補給速度を高く
し、トナー濃度が低い（トナーセンサー出力が高い）ほ
どトナーの補給速度を低くする。

【００４８】例えば、休止期間を、トナーセンサー４１
の出力電位と基準電位との差が、０．２Ｖ未満のときは
１．０秒、０．２Ｖ以上０．４Ｖ未満のときは１．５
秒、０．４Ｖ以上０．６Ｖ未満のときは２．０秒とし、
駆動期間は常時０．５秒に保つ。このように多量のトナ
ー補給が必要なときほどトナーの補給速度を低くするこ
とで、トナーとキャリアの撹拌がトナーの補給に追随し
易くなる。

【００４９】図３に、トナーセンサー４１の出力電位と
トナー供給モーターの動作の関係を示す。図３におい
て、横軸は時間であり、（ａ）はトナーセンサー４１の
出力電位を表している。この電位が高いほど検出された
トナー濃度は低いことを意味する。（ｂ）はトナー供給
モーター４４の動作と停止を表しており、縦線はトナー
供給モーター４４の短周期の断続的な駆動を模式的に示
したものである。

【００５０】期間Ｔ１およびＴ４は、トナーホッパー４
６にトナーが存在し、トナーが消費されるとトナー補給
がなされて速やかに基準濃度に回復する通常の状態であ
る。トナーセンサー４１の出力電位が基準電位を超える
と、トナー供給モーター４４が駆動されてトナーが補給
され、出力電位が上昇しなくなった時にトナー補給は停
止される。補給停止後トナーとキャリアの撹拌が進み、
トナーセンサー４１の出力電位は基準電位に戻る。

【００５１】期間Ｔ２は、トナーホッパー４６内のトナ
ーが尽きて、トナーの補給ができない状態である。この
とき、トナー供給モーター４４は断続駆動を続けるが、
トナーセンサー４１の出力電位はトナー消費に応じて上
昇していく。トナーセンサー４１があらかじめ定められ
ている第１の参照電位に達すると、マイクロコンピュー
タ２は、トナーホッパー４６のトナーが尽きたものと判
断し、ＬＣＤ６に警告を表示して、使用者にトナーカー
トリッジ５０の交換を促す。ここでは、第１の参照電位
を２．９Ｖに設定している。

【００５２】期間Ｔ３は、トナーカートリッジ５０が交
換された状態である。トナー供給モーター４４の断続駆
動は継続されており、これによってトナーがトナーホッ
パー４６から供給されて、トナーセンサー４１の出力電
位は低下していく。トナーセンサー４１の出力電位があ
らかじめ定められている第２の参照電位まで低下する
と、マイクロコンピュータ２はトナー供給モーター４４
を停止させてトナーの補給を打ち切る。トナーの補給停
止後も撹拌は継続されるから、トナーセンサー４１近傍
のトナー濃度は上昇していき、その出力電位は低下して
やがて基準電位に回復する。

【００５３】ここでは、第２の参照電位を２．７Ｖに設
定している。第２の参照電位はトナーの過補給防止のた
めに設けられたものであるが、その設定が適切でないと
きには、過補給が生じたり、逆にトナーの補給不足が生
じたりする。しかしながら、前述のように、トナーセン
サー４１の出力電位が高いときはトナーの補給速度を低
くしているため、第２の参照電位が最適値から多少ずれ
ていたとしても、トナーの補給量の過不足は僅かであ
る。したがって、トナーとキャリアが均一に混合された
ときのトナー濃度は、基準濃度から大きくずれることは
なく、許容範囲に収まる。補給量が足りなかった場合
は、後続の期間Ｔ４における通常の濃度調節で速やかに
適量が補給される。

【００５４】トナーホッパー４６のトナーが尽きたとき
に、使用者がＬＣＤ６の警告表示に気付かず画像形成を
継続した場合は、トナーセンサー４１の出力電位は第１
の電位を超えて上昇する。その場合、マイクロコンピュ
ータ２は、例えば３．１Ｖに達した時点で、強制的に感
光体ドラム１２等を駆動するモーター４３を停止させて
画像形成を禁止し、トナーカートリッジ５０の交換によ
り画像形成が再開されることをＬＣＤ６に表示する。

【００５５】以上説明したように、ファクシミリ装置１
は、休止状態から動作状態に復帰したときに、現像器４
５のトナー濃度が均一になるのを待ってトナー補給の要
否を判定するため、動作状態への復帰時のトナーの過補
給が防止される。また、トナーの補給速度を現像器４５
のトナー濃度に応じて変化させるため、トナーの総補給
量の調節が容易であり、トナーカートリッジの交換直後
であっても適量を補給することができる。したがって、
常時適正なトナー濃度での現像が可能であり、高品質の
画像を提供することができる。

【００５６】なお、温度、時間、電位等について具体的
な数値例をあげて説明したが、本発明はこれらの数値に
限定されるものではなく、装置の用途や使用頻度、セン
サーの種類等に応じて適宜設定すればよい。また、現像
装置のトナーとキャリアを撹拌する手段として撹拌スパ
イラルを用いる場合を示したが、能率よく撹拌を行い得
るものであれば、撹拌手段の形状や動きはどのようなも
のであってもよい。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の画像形成装置によるときは、
補給するトナーの総量にかかわらず、トナーとキャリア
の撹拌をトナー補給に追随し易くし、略均一な状態での
トナー濃度を検出することができる。したがって、検出
した濃度に基づくトナー補給の調節が容易になり、トナ
ーの過補給を防止することができる。たとえば、大量に
トナーが補給されるトナーカートリッジ交換後にも、ト
ナーの過補給は生じない。このため、常に、質の高い画
像を形成することが可能である。

【００５８】請求項２の画像形成装置では、たとえトナ
ーとキャリアの撹拌がトナーの補給によく追随せず、検
出した濃度がそれまでの補給量とあまり対応しない場合
でも、早期にトナー補給が停止されるから、過補給が確
実に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態のファクシミリ装置の概
略構成を模式的に示す図。

【図２】 ファクシミリ装置のプリンターの主要部の構
成を示す図。

【図３】 ファクシミリ装置のトナーセンサーの出力電
位とトナー供給モーターの動作の関係を示す図。

【符号の説明】

１ ファクシミリ装置 ２ マイクロコンピュータ ３ スキャナー ４ プリンター ５ 操作パネル ６ ＬＣＤ ７ 画像処理回路 ８ 符号化／復号化回路 ９ モデム １０ ＮＣＵ １１ 画像メモリ １２ 感光体ドラム １３ 帯電装置 １４ 現像装置 １５ 転写装置 １６ 分離装置 １７ クリーニング装置 １８ 除電装置 １９ レジストローラ対 ２０ 定着装置 ２０ａ 熱ローラ ４１ トナーセンサー ４２ 温度センサー ４３ モーター ４４ トナー供給モーター ４５ 現像器 ４６ トナーホッパー ４７ 撹拌スパイラル ４８ 現像ローラ ４９ スポンジローラ ５０ トナーカートリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 直行 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 宮崎 昌彦 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 苺谷 哲也 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 平野 祥司 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の表面に潜像を形成し、トナーと
   キャリアを撹拌してトナーをキャリアに担持させ、キャ
   リアに担持されたトナーを前記感光体の表面に付着させ
   て前記潜像をトナー像とするとともに、キャリアに担持
   されたトナーの濃度を検出し、検出した濃度が所定の基
   準濃度よりも低いときにトナーを補給する画像形成装置
   において、 検出した濃度と前記基準濃度の差が所定範囲内のときに
   トナーの補給速度を第１の速度とし、検出した濃度と前
   記基準濃度の差が前記所定範囲外のときにトナーの補給
   速度を前記第１の速度よりも遅い第２の速度とすること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 検出した濃度が前記基準濃度よりも低い
   所定の第１の参照濃度以下のときは、検出した濃度が、
   トナーの補給により前記基準濃度と前記第１の参照濃度
   の間の所定の第２の参照濃度に達した時点で、トナーの
   補給を停止することを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。