JPH02254476A - 画像形成装置 - 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】 良ｌ上■剋旦分ｙ 本考案は、電子写真複写機、レーザープリンタ、ファク
シミリ等の画像形成装置に関し、特にそのトナー濃度制
御手段に関する。

側来■弦藷 従来の複写機等のトナー補給方式では、トナー濃度を検
知し検知したトナー濃度が所定の濃度より低いときには
、制御装置によりトナー補給装置を一定時間作動させ、
一定量のトナーを補給するのが一般的であった。例えば
湿式複写機のトナー補給方式では、トナー濃度検出セン
サの出力電圧により、トナー濃度が低くなるとトナー補
給装置を０．５秒オン、３秒オフし、一定濃度になるま
でこの動作を繰り返しトナーを補給していた。しかしこ
のような方法では、トナー補給の一連動作に要する一回
当たりの補給時間が３．５秒間に０．５秒間という一定
時間であるため、通常トナー濃度が極めて低い値を示す
初期トナー補給時等でトナー補給量が多量になるときに
は、トナー補給完了までに長時間を要し、複写機等の立
ち上がり時間が長くなる問題がある。

又、通常の複写動作中において、原稿の画像面積が大き
い時にはトナー消費量が多くなるが、この場合、従来の
一定時間に一定量のトナーを補給する方法、例えば上記
の如く、トナー補給装置を０．５秒オンし３秒オフする
ようなトナー補給サイクルでは、トナー消費量に対して
トナー補給が追従せず補給不足になり、トナー濃度を常
に基準値に安定させておくことが困難になる。その結果
画像品質が安定しないと言う問題がある。

が　゛　しようとする諜 本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、請求項Ｉ
の発明は、初期トナー補給時等のトナー濃度が極めて低
いときなどにトナー補給量を多くし、画像形成が可能に
なるまでの時間を短縮した画像形成装置を提供すること
を課題とし、請求項２の発明は、画像部分の面積の大き
い画像を形成するときなどのトナー消費量の多い場合に
も画像濃度が低下せず、画像品質の安定した画像を形成
できる画像形成装置を提供することを課題とする。

課　を解ｌするための　段 本発明は上記課題を解決するために、 請求項１の発明は、像担持体上に形成された静電潜像を
トナーを有する現像剤を供給する現像手段によりトナー
で現像し画像を形成する画像形成装置であって、現像剤
にトナーを補給するトナー補給手段と、現像剤中のトナ
ー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、現像剤中のト
ナー濃度を制御ｎするトナー濃度制御手段とを有し、該
トナー濃度制御手段は、前記トナー濃度検出手段により
検出したトナー濃度の所定基準濃度からの変化量に対応
して前記トナー補給手段によるトナー補給量を制御し、
該対応は、前記変化量が大きいときには前記トナー補給
量を多くし前記変化量が小さいときには前記トナー補給
量を少なくすることを特徴とする 請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記トナ
ー濃度制御手段は、前記トナー濃度検出手段により検出
したトナー濃度の所定基準濃度からの変化量に対応して
前記トナー補給手段によるトナー補給量を制御すること
に代えて、前記トナー濃度検出手段により検出したトナ
ー濃度間の変化量に対応して前記トナー補給手段による
トナー補給量を制御することを特徴とする。

作　　　用 請求項１の発明によれば、トナー濃度検出手段により検
出したトナー濃度の所定基準濃度からの変化量に対応し
てトナー補給手段によるトナー補給量を制御するので、
例えば検出したトナー濃度が所定基準濃度より大幅に低
いときには、トナー補給量が多量になり、トナー濃度を
早く所定基準濃度にすることができる。

請求項２の発明によれば、トナー濃度検出手段により検
出したトナー濃度間の変化量に対応してトナー補給手段
によるトナー補給量を制御するので、濃度変化の大きい
とき、例えば画像部面積の多い画像を連続して画像形成
する場合などでトナー消費量の多いときに、多量のトナ
ーを補給することになり、トナー補給不足になることが
なくトナー濃度を所定基準値に保ち安定させることがで
きる。

実−」Ｌ−例 第１図は本発明を適用することができる一例である湿式
現像装置を用いた電子写真複写機の要部側断面図である
。

図において時計方向に回転する像担持体の一例である感
光体ドラム１は、帯電チャージャ２の放電により表面が
一様に帯電され、次いでイレースランプ３の光照射によ
り画像が形成されない領域である非画像部の帯電電荷を
除去される。その後図示しない光学系からの光像照射し
により感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成され、そ
の静電潜像は、現像手段の一例である現像装置４から供
給された現像剤の一例であるトナーを有する現像液中の
トナーによって現像され可視像化される。

符号５は現像液を感光体ドラムｌへ運ぶ現像ローラ、符
号６は感光体ドラムｌ上の余分な現像液を絞り落とすた
めのスクイズローラである。

次に感光体ドラムｌ上の可視像は、給紙ローラフによっ
て給送された転写紙Ｐと重ね合わされ、転写チャージャ
８の放電の下に転写紙Ｐ上に転写される。転写後の転写
紙Ｐはセパレータローラ９及びターンベルトＩＯによっ
て感光体ドラムｌから分離され、図示しない定着装置へ
送られ、そのトのトナー像が定着された後排出されコピ
ー画像が完成される。転写紙Ｐが分離された後の感光体
ドラムｌの表面はクリーニング装置Ｆ　１１部へ送られ
、クリーニングブレード１２及びクリーニングローラ１
３によりその上に残留しているトナーを除去される。そ
の後感光体ドラム１は、除電ランプ１４による光照射を
受けて除電され次の複写工程に備えられる。

現像装置４には現像液供給部１５が付設されている。現
像液供給部Ｉ５は、第２図に示すようにトナーを溶剤に
溶かすことによって作られる現像液１６が収容された現
像タンク１７と、現像装置４へ現像液１６を給送する現
像ポンプ１８と、クリーニング装置１１及びトナー濃度
検出手段の一例であるトナー濃度センサ２０へ現像液１
６を供給するためのクリーニングポンプ１９と、補給用
トナーが収容されたトナーボトル２１と、補給用溶剤が
収容された溶剤ボトル２２とを備えている。

符号２３はホルダーで、符号２４はトナー補給手段の一
例であるトナー供給装置である。

第３図（ａ）はトナー濃度センサ２０の斜視図で、第３
図（ｂ）はその検知部の拡大図である。トナー濃度セン
サ２０は、トナーセンサランプ２０ａとこの光を検知す
るＣｄ５２０ｂとにより構成されている。第２図に示す
クリーニングポンプ１９から供給された現像液１６は、
ランプ２０ａａＣｄＳ２０ｂとの間を流れており、ラン
プ２０ａは常に一定の光を発し、Ｃｄ５２０ｂは、その
光が現像液１６中のトナー濃度によって変化した光を検
知し、これをトナー濃度検出電圧として出力する。

第４図はトナー濃度とトナー濃度検出電圧との関係を示
すグラフである。現像液１６中のトナー濃度が高い場合
には、現像液の光の透過率が低いため、トナーセンサラ
ンプ２０ａにより発せられた光のうちＣｄ５２０ｂで検
知される光量が少なくなる。反対に現像液１６中のトナ
ー濃度が低い場合には、現像液１６の光の透過率が高い
ため、Ｃｄ５２０ｂで検知する光量が多くなる。この場
合の回路構成としては、トナー濃度が高い時にトナー濃
度検出電圧が低い値を示し、トナー濃度が低い場合には
トナー濃度検出電圧が高い値になる構成としている。こ
の結果、トナー濃度とトナー濃度検出電圧との間には、
第４図に示す関係が得られ、トナー濃度に対応した出力
電圧を発生させることができる。本実施例では、トナー
濃度検出電圧を最大５．０■、最小０■とし、所定基！
！！濃度を示す電圧の一例である基準値を２．５■とす
る回路構成にしている。但しこの値は自由に定めること
ができる。

第５図は第２図のトナー補給部を拡大した図である。本
実施例ではトナー供給装置２４は駆動手段２４ａ、支点
２４ｂ及びレバー２４ｃ等からなり、トナー供給袋Ｗ２
４をオンにすると、駆動手段２４ａとして例えばソレノ
イドが図の矢印方向に引かれ、支点２４ｂを中心として
レバー２４ｃが回動し、トナーボトル２１に内蔵された
弁２１ａが押し上げられ、トナーボトル２１内に貯えら
れた＋ナーが現像液１６内に供給される。

第６図はトナー濃度制御手段の一例であるトナー供給制
御装置１００の構成を示すブロック図である。トナー濃
度センサ２０及びトナー供給装置２４はＴ１０ボート１
０１を介してＣＰＵ　１０２に接続され、この間でデー
タのやりとりが行われる。又、Ｔ１０ボート１０１及び
ＣＰＵ１０２にはＲＡＭ　１０３、ＲＯＭｌ０４が接続
される。

第７図のフロー１は、複写機の動作状態が初期状態であ
る場合のトナー供給制御装置１００による制御フローを
示す。トナー濃度検出電圧がＣＰＵ　Ｉ　Ｏ２に読み込
まれ、この値がデータとしてＲＡＭ１０３に格納される
。そしてこのデータはトナー濃度の基準値に相当する電
圧２．５■と比較され、その結果、トナー濃度が基準値
より低く検出した電圧が２．５ｖより大きい値である時
には次のステップへ進み、２．５■より小さい時にはリ
ターンする０次のステップでは、ＲＡＭ１０３に格納さ
れたデータと仮設定電圧３．７５　Ｖとを比較し、比較
の結果、データが３．７５　Ｖより小さい場合には、ト
ナー濃度は基準値より薄いが基準値との差が小さいので
、■供給サイクルにおけるトナー供給時間を０．５秒と
する“ソレノイド（駆動手段２４ａがソレノイドの場合
、以下同じ）オン０．５秒タイマーセット”の処理をし
てリターンする。

方、比較の結果データが３．７５　Ｖより大きい場合に
は、トナー濃度が極めて薄いことになるので、１供給サ
イクルにおけるトナー供給時間を２秒とする“ソレノイ
ドオン２秒タイマーセット”の処理をしてリターンする
。

このように本実施例では、１供給サイクル中のソレノイ
ドオン時間を定めるタイマーを２種類とし、２通りのト
ナー供給時間を設定できるようにしている。そして、仮
設定電圧を基！１！値２．５ｖ　＋２．５／２　Ｖ　＝
　３．７５　Ｖとしている。２通りのトナー供給時間を
設けることにより、複写機のスタート時などトナー濃度
が極度に薄い時には、トナー供給時間の長いタイマーセ
ットを用い多量のトナーを供給しトナー濃度を早く所定
基準値に近づけることができ、短い時間で複写可能にす
ることができる。なお本実施例では、検出トナー濃度の
所定基準濃度からの変化量として、トナー濃度に対応し
た電圧の所定値からの差を用い、これに対応してトナー
補給量を２Ｊｌｌとする制御を行っているが、変化量と
しては例えばトナー濃度に対応した電圧の所定値との比
を用いるなど他の量を変化量とすることができ、又、電
圧差を用いる場合に仮設定電圧を２．５Ｖ＋２．５Ｖ／
ｎＶとしてｎを２以上にし、より細かい制御をすること
も可能である。

第８図フロー２は、多枚数を連続コピーするときのフロ
ーを示す。複写機が初期状態であるかどうかを判断し、
初期状態でないときにはコピー枚数カウンタが１かどう
かを見て、■のときには、トナー濃度センサ２０で検出
されたトナー濃度検出電圧はＣＰＵ１０２に読み込まれ
て、データとしてＲＡＭ１０３内のＡレジスタに格納さ
れる。

コピー枚数カウンタが２のときには、トナ・−濃度検出
電圧が同様にＣＰＵ１０２に読み込まれて、データとし
てＲＡＭＩＯ３内のＢレジスタに格納される。次に複写
１枚当たりのトナー消費量を求めるために、Ａ、Ｂレジ
スタに格納された各々のデータは、Ａ−Ｂの減算即ち［
Ａレジスタに格納されたデータ」−「Ｂレジスタに格納
されたデータ」の演算が行われる。この減算値は仮設定
電圧０．５■と比較され、比較の結果、減算値が０．５
ｖより小さい場合には、複写１枚当たりのトナー消費量
が比較的少ないことを示すので、！供給サイクル中のト
ナー供給時間を０．５秒とする“ソレノイドオン０．５
秒タイマーセット”の処理を行いリターンする。一方、
比較の結果、減算値が仮設定電圧０．５Ｖより大きい場
合には、複写１枚あたりのトナー消費量が極めて多いこ
とを意味するので、１供給サイクル中のトナー供給時間
を１秒とする“ソレノイドオン１秒タイマーセット”の
処理を行いリターンする。

このように本実施例では、仮設定電圧をトナー濃度検出
電圧の最大値である５、０■のｌ／１０である０、５Ｖ
とし、ソレノイドオン時間を定めるタイマを２種類にし
ているので、原稿の画像部の面積が多く１枚当たりのト
ナー消費量が多い場合には、ソレノイドオン時間が長い
タイマーセットを選ぶことにより、トナー供給量を増加
し現像剤中のトナー濃度低下を防止し、トナー濃度を安
定させることができる。

なお本実施例では、検出したトナー濃度間の変化量とし
て電圧の検出値間の差をとり、この差に対応して２種類
のトナー補給量にしているが、変化量としては他の方法
、例えば検出値間の比率をとるなども可能で、又、仮設
定電圧を複数個設定しタイマーによるトナー補給時間を
複数個設定すれば、トナー濃度の変化量に対応してより
細かいトナー補給制御が可能になる。又本実施例では、
コピー枚数１と２との間でトナー濃度を検出し、この間
のトナー消費量を計算し供給量を制御する例を示したが
、複数枚コピー後のトナー濃度を検出する方法としても
よい。

第９図フロー３は、第７図又は第８図のフローにより、
トナー供給時間を定める“ソレノイドオンタイマー”が
セットされた場合に、セットされたタイミングでタイマ
ーをオンさせることにより“ソレノイドオンタイマー”
を実行させトナーを供給するフローを示す。“ソレノイ
ドオンタイマ”の終了時即ちトナー供給が終了したとき
には、“ソレノイドオンタイマークリア”の処理をして
リターンする。

なお以上では、湿式現像装置を用いた画像形成装置につ
いて説明したが、トナーとキャリアからなる二成分現像
剤を用いる現像装置に対しても本発明を適用することが
できる。

効　　　果 以上の如く本発明によれば、請求項１の発明においては
、画像形成装置の初期状態等でトナー濃度の所定基準濃
度からの変化量が大きいときに多量のトナーを補給する
ことができるので、トナー濃度を基準値に到達させるま
での時間が短縮され、短時間で画像形成が可能になり、
請求項２の発明によれば、画像部面積の多い画像を連続
して画像形成する場合等に、適当な画像形成間隔で画像
濃度を検出しその間の変化量に対応してトナー補給量を
制御することにより、トナー補給不足を生ずることなく
トナー濃度を安定させることができ、トナー濃度の変化
しない品質の安定した画像を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す複写機の要部断面図、第
２図はその現像液供給部の図式図、第３図（ａ）はその
トナー濃度センサ部の斜視図、第３図（ｂ）はその検知
部の側面図、第４図はトナー濃度とトナー濃度検出電圧
との関係を示す曲線図、第５図は第２図のトナー補給部
の側断面図、第６図はトナー供給制御装置のブロック図
、第７図乃至第９図はフローチャートである。 １・・・・感光体ドラム（像担持体） ４・・・・現像装置（現像手段） １６・・現像液（現像剤） ２０・・トナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）２４
・・トナー供給装置（トナー補給手段）１００・・トナ
ー供給制御装置（トナー濃度制御手段）＋０２・・ＣＰ
Ｕ　（）ナー濃度制御手段）第６　図 第７図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上に形成された静電潜像をトナーを有す
   る現像剤を供給する現像手段によりトナーで現像し画像
   を形成する画像形成装置であって、現像剤にトナーを補
   給するトナー補給手段と、現像剤中のトナー濃度を検出
   するトナー濃度検出手段と、現像剤中のトナー濃度を制
   御するトナー濃度制御手段とを有し、該トナー濃度制御
   手段は、前記トナー濃度検出手段により検出したトナー
   濃度の所定基準濃度からの変化量に対応して前記トナー
   補給手段によるトナー補給量を制御し、該対応は、前記
   変化量が大きいときには前記トナー補給量を多くし前記
   変化量が小さいときには前記トナー補給量を少なくする
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）前記トナー濃度制御手段は、前記トナー濃度検出
   手段により検出したトナー濃度の所定基準濃度からの変
   化量に対応して前記トナー補給手段によるトナー補給量
   を制御することに代えて、前記トナー濃度検出手段によ
   り検出したトナー濃度間の変化量に対応して前記トナー
   補給手段によるトナー補給量を制御することを特徴とす
   る、請求項１に記載の画像形成装置。