JPS5926763A - 現像装置におけるトナ−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】 本発明は現像装置におけるトナー濃度制御方法に関する
。

潜像担持体に形成づイまた潜像を、現像装置における現
像剤によって可視像化する記録装置、例えば電子複写機
、静電記録装置、或いは各種プリンタは従来より周知で
ある。この場合、上２現像装置Ｖ（おいてトナーとキャ
リヤとから成る二成分系現像剤又はトナーとその溶剤か
ら成る液状現像剤を用いたときは、現像装置における現
像剤のトナー濃度、即ちキャリヤ又は溶剤に対するトナ
ーの比率（重量比又は体積比）を所定の値、ないしは所
定の範囲内の値に収め、可視像の濃度が所望する値から
大さく外イする不都合全防止する必要がある。このため
、現像タンク内に存する現像剤のトナー濃度を現像動作
時に検知することにより、現像タンク内へのトナー補給
を制御するトナー濃度制御方法は従来より広く知らｎて
いる。ところでこの方法によると、各現像動作時に、ト
ナー濃度の検知を行い、しかる後必要に応じて現像タン
ク内トナーを補給することになるが、一般に、１回の現
像動作時間は短時間であり、かかる短かい時間内に、ト
ナー濃度の検知とトナーの補給を共に行うことになると
、トナー補給のための時間は非常に短かＧ）時間となら
ざるを得ない。このような短時間で、必要な充分の量の
トナー全現像タンク内に供給することは難しく、このた
めタンク内の現像剤のトナー濃度が１１次低下してし１
う恐わがある。１だ、現像装置の形態Ｗよっては、各現
像動作期間中に、トナー濃度の検知を禁止する時間音と
らなけイ１ばならないことがあり、かかる場合には、ト
ナー補給時間（ま増々短かぐなり、よって、トナー濃度
の低下は特に発生しやすい。

本発明の課題は、上記従来の欠点を除去し得るトナー濃
度制御方法を提供することであり、この課題は、現像タ
ンク内（ｔｒ　トナーを補給した現像動作時の少なくと
も次の現像動作時ｆ（は、必ず現像タンクにトナーを補
給する方法を採用することによって達成づイする。

以下、本発明の有利な実施例を図面に従って詳細に説明
する。

第１図は本発明全適用し１ご現像装置を有する電子複写
機の一例を示す部分図であり、本発明の理解のため、先
ずここに示す構成と七の作用の概略から説明する。

第１図に示す現像装置１（オ、トナーと、粒状のキャリ
ヤと力）ら成る粉体状の二成分系現像剤２を収容した現
像タンク３を有し、本例では現像剤中のトナーが非磁性
体、キャリヤが磁性体から構成づｎている、トナーは周
知の如り、トナー粒子と、こｎに必要に応じて混合プｎ
るキャリヤ以外の成分とから成る。現像タンク３内には
、現像スリーブ４として形成ζｎた現像剤世持体が回転
可能に支承ざわ、該スリーブ４内には複数の磁石５が固
設さｎている。６及び７は、現像スリーブ４の下方に配
置ζηた第１及び第２汲み上げスリーブであり、こ眉、
らスリーブ６．７内にも磁石８．９が固定配置でｎでい
る。またＩＯは、タンク３内の現像剤２を攪拌するアジ
テータであり、矢印Ａ方向に回転、唱動ネイする〇 現像スリーブ４に対向し、た位置には、ドラム状の感光
体１１として構成ζイまた潜像相持体が複写機本体に回
転可能に支承さ石ている。

複写動作が開始婆ｎると、感光体１１は反時計方向に回
転駆動され６、その際、図示していない潜像形成手段に
よって、感光体表面に静電潜像が形成σわる。この潜像
は、感光体ＩＩの回転に伴い、該感光体１１と現像スリ
ーブ４との対向領域、即ち現像領域Ｂへ至るが、その少
し前の時点（例えば０．２秒前）に、現像スリーブ４及
び第１．第２汲み＋げスリーブ６．７がそ７１ぞイ９矢
印ｃ、１）。

Ｅで示す方向に回％’ｒ開始する。このため、タンク３
内の現像剤２（ま両汲み一ヒげスリーブ６．７により現
像スリーブ４へ供給をイ１、がぐ供給σ７また現ｆ家剤
は、ドクター１２によってその量を規制σ石１次Ｇ）で
現像スリーブ４の表面は磁気的吸引力によって担持芒ｎ
つつ、反時計方向に搬送さイ９、現像領域Ｂへ至る。こ
のとき丁度潜像も現像領域ＢｖＣ達しており、現像剤中
のトナーが感光体上のｍ［象に静電的に移行し、潜像の
可視像化が行ゎｌする。現像領域Ｂ−ｉ通過した現像剤
は、セパレータ１３１’ｔｌ：よってスリーブ４がら掻
き取らイｌ、タンク３の底部へ落下する。

潜像の可視像化が終了しＫとさ、第１及び第２汲み十げ
スリーブ６．７は回転全停止するが、現像スリーブ４は
しばらく回転を続け、ドクター１２の下に溜った現像剤
がスリーブ４及びセパレータ１：１ｌ＝ｉＱＱ送づイす
る。そして可視ｒ象化動作の終了後、短時間、例えば約
（１゜３秒程経過した後に現像スリーブ４及びセパレー
タ１３上には現像剤が実質的に無くなり、現像スリーブ
４も停止する。

感光体１１に形成芒ｎた可視像は図示していない転写紙
に転写でれ、感光体１１のクリーニング、除電が行われ
、１回の複写動作を終了する。また、上述の如く、現像
スリーブ４が回転全開始し、次いでこイ１が停止する贅
でか本例における１回の現ｆ象動作である。

再び複写動作が行わｎると、上述した現像動作が再度行
わｎ、るが、その際、現像スリーブ４が回ｋ　を開始し
た時には、該スリーブ４及びセバレー初めてセパレータ
１３十を現像剤が流下することになる。

現像動作が繰返し行わｎると、現像剤中のトナ　　　□
−が感光体１１に１順次付看していくため、現像剤のト
ナー濃度は低下する。こ７″Ｉｉ補うべく、現像タンク
３ｖｃ取付けらｎたトナー容器１４内のトナ−２ａが、
タンク３内に補給ざイ１．る。本例ではトナー容器１４
の下部開口にトナー補給ローラ１５が回転可能に支承さ
れ、トナー濃度が低下したとき、このローラ１５が回転
し、トナー容器１４からタンク３内ｆトナーが排出ζ眉
る。

現１ａ剤のトナー濃度を検知するため、図示した現像装
置においては、セパレータ１３に形成これた孔１６の下
部［１１４筒部材１７が付設をイ１１、こイ１にトナー
濃度検知コイル１８が巻回−Ｊ　７１．　、セパレータ
１３土を流下する現ｆＩ剤の一部がコイル１８中ｆ通過
するようになっている。このコイル１８は、そイ１自体
公知のように、発振器の一構成要素をなしている。

現像剤は、磁性キャリヤと非磁性トナーとから成るため
、そのトナー濃度が変化すると、コイル１８中全流通す
る磁性体の量が変動してその透磁率が変化し、コイル１
８のインダクタンス力変化するので、手記発振器の発振
周波数が変化し、こイ１によってトナー濃度を検知する
ことができる。

−ｔ　してこの発振器の発振出力（トナー濃度検知信号
）と、基準トナー濃度に対応する基準周波数と全比較し
、発振出力が基準周波数より小なるときは、トナー補給
ローラ１５を回転づせてトナーを補給し、逆に犬なると
きは、ローラ１５を停止ζせたままにし、トナーの補給
を行わないようにすηばタンク３内の現像剤のトナー濃
度をほぼ一定に維持することがてき、これ自体は従来の
方法と全く同じである。かかる作用を得るための具体的
回路例は後述する。

プて、トナーの補給自体は上述の如くして行うことがで
きるが、こｎに基六行わわる、本発明に係るトナー濃度
制御方法の詳細金以下に明らかにする。

先ず、本発明においても従来と同じく、現像動作時にト
ナー濃度の検知が行わ狽、る。第２図における八）は、
現ｆＴセυ作が行わｎるときに生ぜしめらｎる現像サイ
クル信号を示し、符号Ａ、　、Ａ２．Ａ３・・・は、各
現ｆｌＰ動作を示している。ところで、先にもＱ明し、
たよりに、第１図に例示し、た現像装置においては、各
現像動作が開始孕イまた時点、即ち現像スリーブ４が回
転を開始した時点例は、セパレータ１３土に現像剤が至
っておらず、従ってコイル１８中を現像剤が流下するこ
ともない。従って、この時点で現像剤のトナー濃度を検
知しても正しいトナー濃度を知ることはできず、よって
、本実施例では現像動作開始後、コイル１８中に現像剤
が所定量通過するようになる寸で、トナー濃度の検知全
禁止するようになっている。即ち、第２図に示す如く、
現像動作Ａ、が行わｎるとき、こｎが開始でれた後、所
定の時間の間だけトナー濃度の検知が禁止芒れる。第２
図の）におけるＢ、が、現像動作Ａ１時のトナー濃度検
知禁止期間を示す。次いで円筒部材１７、即ちコイル１
８を所定量の現像剤が通過するようになった時点から、
第２図ＣＤｌにり、で示す如く、トナー濃度の検知が行
わイ１、この検知の方法は先に簡単に説明し５、且つ後
に詳し５〈例示する通りである。この検知の結果、現像
剤２のトナー濃度が低すぎると判断シわたときは、トナ
ー補給信号が生ぜしめらｆ’ｌ、第２図ｆＩｌに■１で
示す如り、トナー補給が行わｎ、る。即ち、第１図に示
すトナー補給ローラ１５が回転して、トナー容器１４内
のトナー２ａがタンク３内に排出す眉る。

かかるトナー補給は、現像動作Ａ１が終了する１で続け
らｎる。

上記動作自体は従来と異なる点（オないが、その際、従
来は次の現像動作Ａ２時にも、上述した現像動作Ａ１時
と全く同様にトナー濃［ｋ検知し、必要に応じてトナー
の補給を行っていた。ところが、先に説明した如く、各
現像動作Ａ、　、Ａ２．Ａ、・・・の行わηる時間は短
かり、シかも本例では１回の現像動作期間中に１検知禁
止期間Ｂ１と、トナー濃度検知期間り、が介在するため
、トナー補給期間■１は極めて短かい時間となる。例え
ば１回の現像動作の行わｎる時間が３秒であるとし・、
禁止期間Ｂ１が０．８秒、トナー濃度検知期間Ｄ１が１
．０秒であるとすると、トナー補給期間■１は、３秒−
（０，８秒」−１，０秒）＝　１．２秒と、極（短詩１
１］とならざるを得ないｂ・トナー補給をかがる短時間
行っただけでは、こｎを繰返し行っても、トナー補給量
がトナー哨費峻に追いつＡ）ず、その結果、順次現像剤
２のトナー濃度が低Ｔ　してしまう恐イｔを免イコない
。

そこで本発明に係る構成においては、例えば第２図に示
す現像動作Ａ０時のように、トナーの補給を行ったとき
は、次の現像動作Ａ２時には、その全１ｔＪ１間中、第
１図に示すローラ１５全回転し続け、こノ期間Ａ２中ト
ナー全補給し続けるように構成ζイ１ている（第２図（
Ｉ＋の符号■２）。そして、更にその次の現像動作Ａ３
時には、第１の現像動作時Ａ１時と全く同様にトナー濃
度の検知禁止Ｂ３、トナー濃度検知Ｄ３、必要に応じて
トナー補給Ｌｋ行う。勿論、成る現像動作時、例えばＡ
４時に、トナー濃度検知禁止Ｂ４、濃度検知Ｄ４　ｋ行
った結果、トナー濃度が低下し、でいないと判断で９１
、トナー補給を行わなかったときには、その次の現像動
作Ａ１時には、通常のトナー濃度検知禁止Ｂ５及びトナ
ー濃度検知り、が行わ眉、る。このようにトナーを補給
してトナー濃度全制御す眉５ば、タンク３内のトナーが
大幅に一不足する不都合は除去でき、常にトナー濃度全
所定の範囲内に収めておくことができる。

十ＢＣ具体例では、トナー濃度検出の結果、トナーの補
給を行った現像動作時の次の現像動作ｌ５ＶＣだけ、引
き続合、その全期間中トナーの補給金為すようにしたが
、トナー補給速度の大小に応じて更に次の現１象動作時
にも、その全期間中トナーの補給を行うようにすること
もできる。捷た、トナー濃度検知結果によらずにトナー
補給を行う現像動作時（例えばＡ２）には、完全にトナ
ー濃度検知を行わなくともよいし、或いはトナー濃度検
知自体は行うが、その結果に係わらず、トナー補給を為
すように勢威してもよい。

上述したトナー濃度制御は、例えばマイクロコンピュー
タ又は簡単な電気回路を用いることにより、容易に具体
化できるが、本発明の理解のため、その電気回路の一例
全以下に簡単に些明しておく。

第３図において、第１図にも示した円筒部材１７には、
既述の如くトナー濃度検知コイル１８が巻回をれ、コイ
ル１８とコンデンサ１９とでタンク回路Ｘが構成なイ１
．でいる。このタンク回路Ｘとインバータ２０．２１と
によ６発振器Ｙが構成てれ、発撮器Ｙの出力はインバー
タ２２を介して波形整形回路２３に供給をイする。

第２図にも示した現像サイクル信号Ａが、例えば現像ス
リーブ４の、ｌ＠駆動装置図示せず）にて生ぜしめらイ
９、該信号Ａは第３図に示した遅延回路２４に供給ζイ
する。その遅延時間は、各現像動作の開始時点から、コ
イル１８中に現像剤が所定量流入するまでの時間に設定
し、であり、この期間はトナー濃度検知禁止期間Ｂ、　
、Ｂ２．Ｂ３・・・（第２図及び第４図参照）である。

遅延回路２４の出力は立子り微分回路２５に供給し、立
上６微分回路２５のＩＪ１力ｌ・寸、単安定マルチバイ
ブレータ２６に供給して単安定マルチバイブレータ２６
をトリガする、波形整形回路２３の出力及び単安定マル
チバイブレータ２６の出力はアンドゲート２７に供給し
７、単安定マルチバイブレータ２６の出力でアンドゲー
ト２７のゲート−１開く。アンドゲート２７の出力はカ
ウンタ２８に供給して計数する。２９は基準周波数値を
設定する設定器であり、基準トナー＠度に対応した値に
設定しである。カウンタ２８の計数値と設定器２９の設
定値とはデジタル比較器３０に供給して、両値全比較す
る。単安定マルチバイブレータ２６の出力ｆｆ、単安定
マルチバイブレータ３１に供給し２てトリガし、該パイ
ブレーク３１の出力全比較タイミング信号として比較器
３０に供給する。比較器３０は（カウンタ２８の計数値
）〈（設定器２９の設定値）のとき高電位出力全発生す
る。この出力は単安定マルチバイブレータ３２に供給し
７て、該バイブレータ３２をトリガし、単安定マルチバ
イブレータ３２の出力と現ｆｔサイクル信号とがアンド
ゲート３３１／ｉｍ供給草ｎ１アンドゲート３３の出力
をトナー補給信号として、ローラ１５（第１図）の駆動
装置に出力する。

以上の如く構成した回路例において、現像サイクル信号
Ａの波形は第２図ｆＡ］に示した通りであるが、こｎｆ
ｆ：第４図Ｗにも示しておく。寸た遅延回路２４の出力
は現像ザイクルＡを遅延した第４図（Ｉ３１　ＶＣ示す
如き波形となる。第４図（Ｔ３）に示す遅延回路２４の
出力の文士りは微分回路２５により微分　　　□づイ１
て、微分回路２５の出力１ｉ第４図（ＱＶＣ示す如くに
なる。第４図（０に示す微分回路２５の出力により単安
定マルチノ（イブレータ２６はト１ツガζイｔて、ｍ安
定マルチバイブレータ２６の出力波形は、第２図（Ｄ）
の波形に対応した第４図ＣＤＩに示す如くになる。即ち
、第４図ＦＤＩにおける■）１．Ｄ２．Ｄ、・・・はト
ナー濃度検知結果である。一方、発振器Ｙは、先Ｖ（簡
単に説明し・た如く、現像剤２のトナー濃度に対応した
周波数で発振し７ており、発振器Ｙの発振出力（１波形
整形回路２３πて整形づイ″ｌ該回］烙２３から出力づ
イする。アンドゲート２７は、第４図の）ニ示ス、単安
定マルチバイブレータ２６の出力発生期間、そのゲート
ヲ開き、インノ（−夕２２及び波形整形回路？３を通っ
た発振器Ｙの出力ノクルスＣオカウンタ２８に供給づイ
１でカウントさイする。第４図（掠はアンドゲート２７
の出力パルスの一例を示している。

一方、単安定マルチバイブレータ２６の出力によりトリ
ガでワた単安定マケチノくイブレータ３１の出力パルス
（・′ｉ第４図（Ｇｌに示す如くであって、該バイブレ
ータ３１の出力パルスの発生期間におＩ／）て、カウン
タ２８のカウント値と設定器２９の設定値とは比較器３
０において比較これる。い寸、カウンタ２８のカウント
値−ｉ　Ｍとし、設定器２９の設定値（基準周波数）を
Ｎとしたとキ、Ｎ＞Ｍのときは比較器３０は高電位出力
を発生し、この出力によＩ″１単安定マルチバイブレー
タ３２けトリガσわて、該バイブレータ３２は第４図Ｃ
Ｉ（ｌｖｃ示す出力パルス２ｑ生ずる。ここで、単安定
マルチバイブレータ３２の出力パルス幅は、現像サイク
ル信号Ａの１．５周期よりわずかに短いパルス幅に設定
しである。従ってアンドゲート３３の出力パルスは第４
図ｆＩＩ　ＶＣ示す如くなり、現像動作Ａ１の期間の一
部トＡ２の凹間に紐し１てトナー補給信号が出力−Ｊｎ
ることになる。またＮ＜Ｍのときは、比較器３０は出力
を発生せず、蛍安定マルチノ（イブレータ３２はトリガ
ラ石ず、アンドゲート３３は閉じらηた状態Ｗ維持ζ眉
、よってトナー補給信号は出力で石ない。尚、第４図ｆ
ｉｌは、現像サイクル信号Ａを供給ζｎる立上り微分回
路３４（第３図）の出力パルス、即ちカウンタ？８のリ
セットパルスケ示している。

上記説明から判るように、トナー濃度を検知し７、Ｎ〉
〜１のときはその検知後の現像動作の残り期間にトナー
を補給を行うと共に、引き続く次の現像動作の全期間、
トナー濃度ζ・高低に係わりなくトナーの補給が行わ眉
る。捷たＮ＜Ｍのときは、検知後の現像動作期間の残り
時間［おいてトナーの補給は行わわず、次の現像動作時
１／ｉ７．ｉ−けるトナー濃度検知結果げよって、上記
動作を繰返すことになる。

以上の説明からも理解できるように、本発明によイ１、
ば簡単な構成によって、その所期の目的を達成できる。

尚、第１図は本発明の理解のため、本発明を適用した現
像装置の一例を示したにすぎず、本発明はそれ自体公知
な他の適宜な現像装置、例えばカスケード現像装置、液
状の現像剤を用いる現像装置等にも適用できる。才だト
ナー濃度検知手段も一例を示し、たにすぎず、他の形式
の手段を用いたと＠も本発明を３４用でき、更には複写
機以外の記録装置における現像装置に対しても同様に適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した現像装置の一例を示す断面図
、第２図は本発明に係るトナー濃度制御−月決）−例全
明らかにするタイムチャート、第３図（オ本発明を実施
するための回路例ケ示す図、第４図は第３図に示す回路
のタイムチャートである。 １・・・現像装置 ２・・・現像剤 ２ａ・・・トナー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 現像タンク内に存する現像剤のトナー濃度を現像動作時
   に検知することにより、現像タンク内へのトナーの補給
   を制御する、現像装置におけるトナー濃度制御方法にお
   いて、 均像タンク内にトナーを補給した現像動作時の少なくと
   も次の現像動作時には、必ずトナーを補給すること全特
   徴とする前記トナー濃度制御方法。