JP2811657B2 - Imaging device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子写真プロセスを用いた作像装置（例え
ば、複写機、レーザプリンタ）に関し、詳しくは、トナ
ーの補給の改良に関する。 ［従来の技術］ 例えば、電子写真複写機において、静電潜像を現像す
る現像装置に収納される現像剤中のトナー濃度には、一
定の適正範囲があり、例えばトナー濃度が低下し過ぎる
と画像濃度が低下してしまう。そこで、従来トナー濃度
や画像濃度を検出し、この検出トナー濃度が常に適正な
トナー濃度範囲に収まるようにトナー補給を行なってい
る。 例えば、現像装置内に磁気センサを設け、トナー濃度
の変化に伴う現像剤の透磁率の変化を検知して、あるい
は、感光体上に基準パターンの潜像を形成し、これを現
像して感光体上に形成されたトナー画像の濃度を光セン
サにより検出し、トナー濃度を検出し、このトナー濃度
が基準値よりも低いか否かを周期のタイミングで判定す
る。そして、トナー濃度が基準値よりも低いとき、一定
量のトナー補給を行なっている。 又、通常、上記トナー濃度の判断及び補給のタイミン
グは原稿の種類やコピーのとられ方にかわらず一定であ
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記トナー補給を一定周期のタイミングで
一定量ごとに行なうのは、一定量のトナー補給に即応し
てリアルタイムに現像装置内のトナー濃度がアップし、
均一化しないことが１つの原因である。そこで、トナー
を１回補給した後、所定時間経過後、現像剤を撹拌した
後であった方がより正確なトナー濃度検出に基づくトナ
ー補給を行ないうる。 しかし、トナーの撹拌を一定時間をある程度行なった
上でトナー補給がなされるよう上記トナー補給タイミン
グを定めた場合、急速なトナー消費の条件では、トナー
消費が急速に進行中であるのにトナー補給が遅れたり、
基準トナー濃度より相当低くなってからトナー補給がか
かり、結果的にトナー濃度の変動幅が大きくなってしま
う場合がある。 本発明は、上記事情に鑑みて案出されたものであり、
例えば、急速なトナー消費の下においても、トナー濃度
の変動幅が小さい作像装置を提供するものである。 ［問題点を解決するための手段］ そこで、本発明に係る作像装置は、 帯電した感光体上に静電潜像を形成し、該形成された
静電潜像を現像装置によりトナーで現像し、これを用紙
上に転写、定着させることにより作像する作像装置にお
いて、 前記作像手段の作像条件を入力するための入力手段
と、 前記現像装置内の現像剤のトナー濃度を所定周期で検
出するトナー濃度検出手段と、 前記現像装置内にトナーを補給するためのトナー補給
手段と、 前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度
が基準値以下の場合、所定量のトナーを現像装置に補給
するトナー補給手段と、 前記入力手段により入力された作像条件が急速なトナ
ー消費が予測される条件に相当するか否かを判別する判
別手段と、 前記入力手段により入力された作像条件が急速なトナ
ー消費が予測される条件であると判別された場合は、前
記トナー濃度検出手段でトナー濃度を検出する所定周期
を短く設定する制御手段と、 を有することを特徴とする。 ［実施例］ 以下、作像装置が複写機である場合を例にとって、本
発明の一実施例を図を参照しつつ説明する。 第１図は、本実施例に係る複写機の概略を示す。複写
機本体の略中央部には反時計回り方向にメインモータM1
により回転駆動可能な感光体ドラム１が配設され、その
周囲にはメインイレーサランプ32、サブ帯電チャージャ
33、サブイレーサランプ34、メイン帯電チャージャ35、
像間イレーサ36、現像装置２、転写チャージャ37、複写
紙の分離チャージャ38、ブレード方式のクリーニング装
置39が配設されている。感光体ドラム１は表面に感光体
層を設けたもので、この感光体は前記イレーサランプ3
2、34及び帯電チャージャ33、35を通過することにより
一様に帯電され、光学系10から画像露光を受ける。 光学系10は原稿ガラス16の下方から、原稿を走査可能
に設置したもので、光源Ｌと、可動ミラー41、42、43
と、レンズ44と、ミラー45とから構成されている。前記
光源Ｌ及び可動ミラー41は感光体ドラム１の周速度（等
倍・変倍に拘らず一定、ここでは、150mm/sec）ｖに対
してv/m（但し、m:複写倍率）の速度で左方に移動し、
可動ミラー42、43はv/2mの速度で左方に移動するよう
に、DCモータM3で駆動される。かかる光学系の原稿像の
走査により、上記感光体ドラム１は、画像露光を受け、
静電潜像を形成する。又、該静電潜像には、上記現像装
置２において、トナーが付着される。 又、上記像間イレーサ36は、感光体ドラム１の軸方向
に多数のLED素子を配列して構成したもので光照射によ
り感光体ドラム１上の有効画像形成領域外の電荷を除去
し、トナーの無駄な消費を防止する。 一方、複写機本体の左側には、それぞれ給紙ローラ5
1、53を備えた給紙部50、52が設置され、ローラ対54、5
5、タイミングローラ対56、搬送ベルト57、定着装置5
8、排出ローラ対59にて複写紙の搬送路が構成される。 上記タイミングローラ対56は、感光体ドラム１上に形
成されたトナー画像形成領域と先端を合わせて給紙部か
ら給紙された複写紙を感光体ドラム１側へ送り出す。該
送り出された複写用紙は、転写チャージャ37により、ト
ナー画像を転写され、分離チャージャ38により、感光体
ドラム１表面から引き剥されて、搬送ベルト57を経て、
定着装置58にて、トナーを溶融定着された後、排出ロー
ラ対59にて、機外に排出される。 第２図は、上記現像装置及びトナー補給手段を示す一
部断面模式図である。 第２図に示すように、この現像装置２は、感光体ドラ
ム１に遠い方から順に配設された第１スクリュー羽根16
と、バケットローラ11と、現像スリーブ６と、を主構成
部材としており、これらはケーシング３とカバー４とか
らなる空間内に保持されている。又、トナー補給手段で
あるトナー補給槽60が、第１スクリュー16の一端上部に
あたる位置に配設されている。 第３図は、上記第１スクリュー羽根16とバケットロー
ラ11を示す透視斜視図である。 第３図に示すように第１スクリュー羽根16は半らせん
状をしており、図中手前において図示しないトナー補給
槽60から補給されたトナーを、反時計方向に回転するこ
とにより図中手前から奥へと現像剤と混合、撹拌しつ
つ、搬送するものである。尚、本実施例において、現像
剤はトナーと磁性キャリアから成る二成分現像剤を用い
ている。 バケットローラ11は、第２図に示すように、軸心部に
第２スクリュー羽根13を有し、外周部にＬ字型の羽根14
を半径方向に放射状に配設してある。第２スクリュー羽
根13とＬ字羽根14とは、軸方向の両端において固定さ
れ、時計方向に一体的に回転する。尚、上記第１スクリ
ュー羽根16、バケットローラ11、現像スリーブ６はメイ
ンモータM1により駆動回転される構成となっている。 上記Ｌ字羽根14は回転することによってＬ字部分です
くい上げたトナーを現像スリーブ６上部まで搬送し、現
像スリーブ６に内蔵された磁気ローラ７（後述する）の
上部の磁極（S₃、N₃）間において現像剤の穂高を作るこ
とを可能ならしめる。又、上記バケットローラは上部に
おいて搬送を行なうだけでなく、下部において現像剤の
撹拌をも行なう。又、第２スクリュー羽根13の回転によ
り、現像剤は図中奥から手前へと搬送される。又、バケ
ットローラ11の下部にあたるケーシング３には磁性キャ
リア中のトナー濃度を検知するために、現像剤の透磁率
を検出する磁気センサ15が配設されている。 又、上記第１スクリュー羽根16とバケットローラ11と
の間には、仕切り板５が配設してあり、この仕切り板５
には、バケットローラ11の軸方向の両端に対応する位置
に切欠きが形成されている。そして、この仕切り板５の
両端の切欠きを介して、第１スクリュー羽根16と、バケ
ットローラ11の第２スクリュー羽根13とによって現像剤
の循環搬送経路が形成されている。 即ち、トナー補給槽60からトナーが第１スクリュー羽
根16の図中手前の一端に補給される。一方、第２スクリ
ュー羽根13の回転により、現像剤が図中手前まで搬送さ
れ、仕切り板５の手前側の切欠きから第１スクリュー羽
根16に供給される。 このバケットローラ11から第１スクリュー羽根16に供
給される現像剤は、バケットローラ11において、軸方向
を搬送される間、感光体ドラム１において消費されるト
ナーを供給しており、そのトナー濃度は低いものとなっ
ている。 そこで、第１スクリュー羽根16において、このトナー
濃度が低い現像剤と、新たに補給されたトナーが混合、
撹拌されつつ、第１スクリュー羽根16の奥まで搬送され
る。 次に、第１スクリュー羽根16の奥まで搬送された現像
剤は仕切り板５の奥側の切欠きから、バケットローラ11
の図中の奥へと搬送される。以上のようにして、現像剤
の循環、撹拌経路が形成されている。 現像スリーブ６は、外周部に磁極を設けた磁気ローラ
７を内蔵し、磁気ローラの磁力によって外周面上に現像
剤を保持し、バケットローラ11から供給された現像剤を
感光体ドラム１と対向する現像領域（Ａ）に搬送し、感
光体ドラム１に形成された静電潜像と接触させて現像す
るものである。この現像スリーブ６は、非磁性導電材
（例えば、アルミニウム）を円筒形に形成したもので、
表面にはサンドブラスト処理にて微小凹凸が形成され、
感光体ドラム１に現像ギャップ:Ds＝0.6mmの間隔をもっ
て対向し、時計方向に回転数143.64rpmで回転駆動可能
としてある。 なお、現像スリーブ６の下部は、ケーシング３とギャ
ップ:D＝1.0mmの間隔が保持されている。 磁気ローラ７は、外径24.5mmを有し、外周部に磁極
（N₁〜N₃）、（S₁〜S₄）を交互に、かつ、現像領域
（Ａ）の背面側で、前記バケットローラ11と最も近接す
る部分の上下には、同極の磁極（S₂），（S₃）が隣接し
て設けてあり、磁極（N₁）は900G、その他の磁極（N₂,N
₃,S₁〜S₄）は500〜600Gとしてある。 このため、磁極（S₂）と（S₃）との間では磁力は零と
なり、現像剤を現像スリーブ６上に保持することができ
ず、現像スリーブ６上の現像剤は、バケットローラ11下
部の現像剤と入れ替る。 また、ケーシング３の上部には穂高規制部材８が形成
されており、この穂高規制部材８は、現像スリーブ６と
穂高規制ギャップDb＝0.5mmの間隔をもって、磁極
（S₃、N₃）の中間部で現像スリーブ６と対向し、現像ス
リーブ６によって搬送される現像剤を穂切りすることに
よって、現像剤搬送量を規制するようにしてある。 さらに９は、噴煙防止マイラで、この噴煙防止マイラ
９は、ポリエチレンフィルム（厚み0.1mm）からなり、
ケーシング３の感光体ドラム１との対向部上部に取り付
けてあり、現像スリーブ６の回りから、発生する噴煙ト
ナーが上方に飛散するのを防止する。 トナー補給槽60は、現像装置２にトナーを補給するも
のであり、中央部やや下にトナーの架橋現象、ブロッキ
ング等を防止するための撹拌棒61が回転可能に設置さ
れ、底部にトナー補給槽60内に収容されたトナーを落下
させる補給部62が設けられている。この補給部62には支
軸にスパイラル状の羽根63bを設けた回転可能なトナー
補給ローラ63を有し、羽根63bは中央部を堺に手前側と
奥側とでねじり方向を逆として、トナーを中央部に集め
る様に構成されている。そして、この中央部の下には、
トナー補給口62aが形成されている。トナー補給ローラ6
3と前記撹拌棒61とは図示しないトナー補給モータに同
期して回転駆動され、回転量に応じた量のトナーが、ト
ナー補給口62aから落下して、第１スクリュー羽根16に
トナー補給される。 上記複写機の上部には、第４図に示す操作パネル100
が装備されており、この操作パネル100には、複写開始
を指令するプリントスタートスイッチ101、複写開始直
後又はマルチコピー（同一原稿に基づく複数枚の連続複
写）の途中で複写を中止させるとともに、設定された複
写枚数をクリアして標準モード「１」に戻すクリア・ス
トップスイッチ（c/sキー）102、割込みコピー用スイッ
チ103、同一画像の複写枚数を置数するためのテンキー1
04、複写倍率を設定するアップスイッチ105及びダウン
スイッチ106、現像トナー濃度を指定するための濃度ダ
ウンスイッチ107、濃度アップスイッチ108、濃度オート
調整スイッチ109、上給紙部50又は下給紙部52のいずれ
かを選択する給紙部選択スイッチ111、選択された給紙
部の用紙サイズを表示する給紙部サイズ表示LED112〜11
5等が配設されている。 本実施例では、上記操作パネル100上にて、オペレー
タが操作したスイッチにより形成された複写条件から、
急速なトナー消費が生じるか否かを判定するものであ
る。尚、複写条件は、操作パネル以外、例えば載置され
た原稿を自動的に原稿ガラス上に給紙して複写終了後、
自動的に排出する原稿自動給紙装置等からの指令等によ
っても形成される。 以下、トナーの急速な消費が行なわれる複写条件につ
いて説明する。 （１）連続コピー 同一の原稿であれば１枚当りのトナー消費量はほぼ同
じである。しかし、連続コピーの場合、単位時間当りの
トナー消費量は大きくなる。又、通常の複写機等では、
１枚当りのコピー時間よりも現像器の駆動時間（上記メ
インモータM1のオン時間）を長くし、現像剤の撹拌を十
分行なっている。 一方、コピーが連続して行なわれる場合には、現像器
の駆動時間は、コピー時間と略対応するため、例えば10
0枚のコピーを１枚ずつとるのと、連続してとるのとで
は、現像剤の撹拌程度に大きな差がでてくる。特に、ト
ナー消費量の多い条件の場合、トナー補給は頻繁にな
り、撹拌程度の差はより顕著になる。 （２）大サイズの紙を指定 第１表に示すように、紙サイズが大きくなればトナー
消費量も多くなる。 （３）濃度調整を“濃い”へかえる 濃度調整を“濃い”へかえると、同じ原稿でも１枚当
りのトナー消費量は多くなる。 （４）拡大コピー 第１表に示すように、例えばA4をB4やA3へ拡大しコピ
ーを行なうとトナー消費量は多くなる。 （５）上記組合わせ 特に、大サイズの複写紙で、かつ“濃い”モードで、
かつ連続では、トナーは急速に消費され、トナー補給も
頻繁になる。 第５図は、上記複写機の制御回路の概略を示す構成図
である。第５図に示すように、この制御回路は、CPU200
を主体として構成され、上記磁気センサ15の出力信号、
操作パネル100上のキー操作信号、その他複写機各部に
配設されたセンサ及びスイッチ等の信号は、CPUの入力
ポートに入力される。又、その出力ポートからは、トナ
ー補給モータのドライバ、その他の制御装置に対し制御
信号を出力する。 第６図は、上記CPU200のメインルーチンを示すフロー
チャートである。第６図に示すように、例えば、電源の
投入等の各種レジスタ、複写モード等を初期状態に設定
する（ステップS1）。次に、１ルーチンの長さを一定に
するための内部タイマをスタートさせ（ステップS3）、
後述するコピー制御用サブルーチン（ステップS5）、そ
の他の処理用サブルーチン（ステップS7）を順次実行し
て、内部タイマの終了を待って（ステップS9）ステップ
S3に戻る。 第７図は、上記コピー制御用サブルーチンの詳細を示
すフローチャートである。第７図に示すように、まず、
プリントキー101のオンエッジがあったか否かを判定し
（ステップS10）、オンエッジがあった場合には、後述
するトナー消費予測を行ない（ステップS12）、コピー
開始フラグを“1"にセットする（ステップS14）。 次に、ステップS16において、コピー開始フラグが
“1"であるか否かを判定し（ステップS16）、“1"であ
る場合には、順次、給紙及び搬送制御（ステップS1
8）、光学系制御（ステップS20）、感光体ドラム廻り制
御（ステップS22）、トナー補給制御（ステップS24）を
行ない、コピー終了でコピー開始フラグを“0"にして
（ステップS28）メインルーチンにリターンする。 第８図は、トナー消費予測のサブルーチンの詳細を示
すフローチャートである。第８図に示すように、ステッ
プS100で、フラグＡが“1"であるか否かを判定し、フラ
グＡが“1"であれば、フラグＡを“0"とする（ステップ
S102）。一方、フラグＡが“0"であれば、ステップS10
にスキップする。尚、このフラグＡは、急速なトナー消
費が予測されるときに“1"となるフラグである。 ステップS104からステップS110において、マルチコピ
ー枚数がα枚以上であるとき、トナー濃度が“濃い”モ
ードであるとき、転写紙（給紙される複写紙）がA3であ
るとき、拡大コピーのいずれかであるときには、ステッ
プS112に進んで、フラグＡを“1"にセットし、いずれで
もないときには、そのままリターンする。尚、マルチコ
ピー枚数がα枚以上である場合とは、マルチコピーとし
て当初設定された枚数を問題とするものでなく、現在、
未複写のコピー枚数を問題とするものである。 第９図は、トナー補給制御のサブルーチンを示すフロ
ーチャートである。第９図に示すように、フラグＡが
“1"であるか否かを判定し（ステップS201）、フラグＡ
が“1"のときは、トナー補給タイミング周期を短縮する
（ステップS203）。本実施例では、１コピー時間におい
て、通常、トナー補給タイミングが１回であるのを２回
とする。即ち、フラグＡが“1"の場合には、フラグＡが
“0"の場合に比し、その周期は半分である。尚、この周
期には、現像装置の構成、特に現像剤搬送機構や使用す
る現像剤の帯電特性等に応じて任意に設定しうる。 次に、ステップS205でトナー補給タイミングであるか
否かを判定し、トナー補給タイミングのときは、トナー
濃度Tcが基準濃度Tcaより小さいか否か判定する（ステ
ップS207）。一方トナー補給タイミングでなければステ
ップS213にスキップする。トナー濃度が基準濃度より小
さいときは、トナー補給モータをオンし、このオン状態
を規定するタイマTM1をセットする（ステップS209、S21
1）。又、トナー濃度が基準濃度以上であるときは、そ
のままリターンする。 ステップS213において、タイマTM1が終了すると、ト
ナー補給モータをオフする（ステップS213、S215）。 第10図は、トナーが急速消費する場合において、トナ
ー補給タイミングが１コピー時間に１回の場合のトナー
濃度Tcの変化を示すグラフであり、第11図は、トナーが
急速消費する場合において、トナー補給タイミングが１
コピー時間に２回の場合のトナー濃度Tcの変化を示すグ
ラフである。図中Ａは、トナー補給後最もTcが高くなる
場合で、Ｂはトナー補給前最もTcが低くなる場合であ
る。従ってＡラインの最高TcとＢラインの最低Tcがトナ
ー濃度Tcの変動巾となる。又、第10図、第11図のトナー
消費速度は同一である。第10、第11図から明らかなよう
に、トナーが急速消費する場合においてはトナー補給タ
イミングの周期が短かい方がトナー濃度Tcの変動幅は小
さい。 ［発明の効果］ 上述した構成により、急激なトナー消費が予測される
作像が行われる際には、通常の場合よりも、短い周期で
トナー濃度検出がされるため、この濃度検出結果に基づ
いてトナー補給が行われると、トナー消費に対応するト
ナー補給の追随性が高くなり、トナー濃度の基準値に対
する変動幅が小さくなる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus (for example, a copying machine or a laser printer) using an electrophotographic process, and more particularly to an improvement in toner supply. [Related Art] For example, in an electrophotographic copying machine, a toner concentration in a developer contained in a developing device that develops an electrostatic latent image has a certain appropriate range. The image density decreases. Therefore, conventionally, the toner density and the image density are detected, and the toner is replenished so that the detected toner density always falls within an appropriate toner density range. For example, a magnetic sensor is provided in the developing device to detect a change in the magnetic permeability of the developer due to a change in the toner concentration, or a latent image of a reference pattern is formed on a photoreceptor, and developed to develop a photosensitive image. The density of the toner image formed on the body is detected by an optical sensor, the toner density is detected, and it is determined at a cycle timing whether or not the toner density is lower than a reference value. When the toner density is lower than the reference value, a fixed amount of toner is supplied. Normally, the timing of the determination of the toner density and the timing of replenishment are constant irrespective of the type of the original and the manner of copying. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, the above-mentioned toner replenishment is performed at regular intervals at regular intervals, because the toner density in the developing device increases in real time in response to the constant volume of toner replenishment.
One of the reasons is that it is not uniform. Therefore, after the toner is supplied once, after a predetermined time has elapsed, and after the developer has been agitated, the toner can be supplied more accurately based on the toner density detection. However, if the toner replenishment timing is set so that toner replenishment is performed after a certain amount of stirring of the toner, the toner replenishment is performed under the condition of rapid toner consumption, even though the toner consumption is rapidly progressing. Is delayed,
In some cases, toner replenishment is started after the toner density becomes considerably lower than the reference toner density, and as a result, the fluctuation range of the toner density may increase. The present invention has been made in view of the above circumstances,
For example, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the fluctuation range of the toner density is small even under rapid toner consumption. Means for Solving the Problems Accordingly, an image forming apparatus according to the present invention forms an electrostatic latent image on a charged photoreceptor, and develops the formed electrostatic latent image with toner using a developing device. An image forming apparatus that forms an image by transferring and fixing the image on a sheet of paper; input means for inputting image forming conditions of the image forming means; A toner concentration detecting means for periodically detecting the toner, a toner replenishing means for replenishing the toner in the developing device, and developing a predetermined amount of toner when the toner concentration detected by the toner concentration detecting means is equal to or less than a reference value. A toner replenishing unit for replenishing the image forming apparatus; a determining unit configured to determine whether an image forming condition input by the input unit corresponds to a condition in which rapid toner consumption is predicted; Image strip It is when the rapid toner consumption is determined to be a condition that is expected, and having a control means for setting short predetermined period for detecting the toner density in the toner concentration detector. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking as an example a case where the image forming apparatus is a copying machine. FIG. 1 schematically shows a copying machine according to the present embodiment. The main motor M1 is located in the counterclockwise direction at the approximate center of the copying machine.
A photoreceptor drum 1 rotatably driven by the photoreceptor is disposed, and a main eraser lamp 32 and a sub-charger are provided therearound.
33, sub eraser lamp 34, main charging charger 35,
An inter-image eraser 36, a developing device 2, a transfer charger 37, a copy paper separation charger 38, and a blade type cleaning device 39 are provided. The photosensitive drum 1 is provided with a photosensitive layer on the surface.
2, and are uniformly charged by passing through the chargers 33 and 35, and receive image exposure from the optical system 10. The optical system 10 is provided so that the original can be scanned from below the original glass 16, and includes a light source L and movable mirrors 41, 42, 43.
, A lens 44, and a mirror 45. The light source L and the movable mirror 41 are at a speed of v / m (where m: copy magnification) with respect to the peripheral speed (constant here, 150 mm / sec) of the peripheral speed of the photosensitive drum 1 (regardless of the same magnification / variable magnification). Move to the left with
The movable mirrors 42 and 43 are driven by a DC motor M3 so as to move leftward at a speed of v / 2m. The scanning of the original image of the optical system causes the photosensitive drum 1 to undergo image exposure,
An electrostatic latent image is formed. Further, toner is attached to the electrostatic latent image in the developing device 2. The inter-image eraser 36 is formed by arranging a large number of LED elements in the axial direction of the photosensitive drum 1, and removes charges outside the effective image forming area on the photosensitive drum 1 by light irradiation. To prevent wasteful consumption. On the other hand, on the left side of the copier body,
Paper feed units 50 and 52 with 1, 53 are installed, and roller pairs 54 and 5
5, timing roller pair 56, transport belt 57, fixing device 5
8. The discharge roller pair 59 forms a copy paper conveyance path. The timing roller pair 56 feeds the copy paper fed from the paper feed unit to the photosensitive drum 1 side with its leading end aligned with the toner image forming area formed on the photosensitive drum 1. The fed copy sheet is transferred with the toner image by the transfer charger 37, is peeled off from the surface of the photosensitive drum 1 by the separation charger 38, passes through the transport belt 57,
After the toner is fused and fixed by the fixing device 58, the toner is discharged outside the apparatus by a discharge roller pair 59. FIG. 2 is a schematic partial sectional view showing the developing device and the toner replenishing means. As shown in FIG. 2, the developing device 2 includes first screw blades 16 arranged in order from a position farthest from the photosensitive drum 1.
, A bucket roller 11, and a developing sleeve 6 as main constituent members, which are held in a space formed by the casing 3 and the cover 4. A toner replenishing tank 60 serving as a toner replenishing means is provided at a position corresponding to an upper end of one end of the first screw 16. FIG. 3 is a perspective view showing the first screw blade 16 and the bucket roller 11. As shown in FIG. 3, the first screw blade 16 has a semi-spiral shape, and the toner replenished from a toner replenishing tank 60 (not shown) is rotated in a counterclockwise direction in FIG. The developer is mixed with the developer and transported while stirring. In this embodiment, a two-component developer composed of a toner and a magnetic carrier is used as the developer. As shown in FIG. 2, the bucket roller 11 has a second screw blade 13 at an axis portion and an L-shaped blade 14 at an outer peripheral portion.
Are radially arranged in the radial direction. The second screw blade 13 and the L-shaped blade 14 are fixed at both ends in the axial direction, and rotate integrally in a clockwise direction. The first screw blade 16, the bucket roller 11, and the developing sleeve 6 are driven and rotated by a main motor M1. The L-shaped blade 14 rotates to convey the toner picked up in the L-shaped portion to the upper portion of the developing sleeve 6, and the magnetic poles (S ₃ , N ₃ ) above the magnetic roller 7 (described later) incorporated in the developing sleeve 6. ) Makes it possible to increase the height of the developer. Further, the bucket roller not only carries the toner at the upper part but also agitates the developer at the lower part. Further, by the rotation of the second screw blade 13, the developer is transported from the back in the figure to the front. A magnetic sensor 15 for detecting the magnetic permeability of the developer is provided in the casing 3 below the bucket roller 11 to detect the toner concentration in the magnetic carrier. Further, a partition plate 5 is provided between the first screw blade 16 and the bucket roller 11.
Are formed with notches at positions corresponding to both ends of the bucket roller 11 in the axial direction. The first screw blade 16 and the second screw blade 13 of the bucket roller 11 form a circulating transport path for the developer through the notches at both ends of the partition plate 5. That is, the toner is supplied from the toner supply tank 60 to one end of the first screw blade 16 on the near side in the drawing. On the other hand, by the rotation of the second screw blade 13, the developer is transported to the near side in the figure, and is supplied to the first screw blade 16 from the notch on the near side of the partition plate 5. The developer supplied from the bucket roller 11 to the first screw blade 16 supplies the toner consumed in the photosensitive drum 1 while being conveyed in the bucket roller 11 in the axial direction. It is low. Therefore, the first screw blade 16 mixes the developer having the low toner concentration with the newly supplied toner.
While being stirred, it is transported to the depth of the first screw blade 16. Next, the developer conveyed to the depth of the first screw blade 16 passes through the notch on the depth side of the
Is transported to the back in the figure. As described above, the circulation and stirring paths of the developer are formed. The developing sleeve 6 has a built-in magnetic roller 7 provided with a magnetic pole on the outer peripheral portion, holds the developer on the outer peripheral surface by the magnetic force of the magnetic roller, and allows the developer supplied from the bucket roller 11 to face the photosensitive drum 1. The photosensitive drum 1 is transported to a developing area (A) where the photosensitive drum 1 is to be developed. The developing sleeve 6 is formed by forming a nonmagnetic conductive material (for example, aluminum) into a cylindrical shape.
Fine irregularities are formed on the surface by sandblasting,
The photosensitive drum 1 is opposed to the photosensitive drum 1 with an interval of development gap: Ds = 0.6 mm, and can be driven to rotate clockwise at a rotation speed of 143.64 rpm. In addition, the lower part of the developing sleeve 6 is kept at a gap of D = 1.0 mm from the casing 3. The magnetic roller 7 has an outer diameter of 24.5 mm, and magnetic poles (N _{1 to} N ₃ ) and (S _{1 to} S ₄ ) are alternately provided on the outer periphery, and the bucket is disposed on the back side of the development area (A). Magnetic poles (S ₂ ) and (S ₃ ) of the same polarity are provided adjacently above and below the portion closest to the roller 11, the magnetic pole (N ₁ ) is 900 G, and the other magnetic poles (N ₂ , N
_3, S ₁ ~S ₄₎ are as 500-600 g. Therefore, the magnetic force between the magnetic poles (S ₂ ) and (S ₃ ) becomes zero, and the developer cannot be held on the developing sleeve 6. Replace with developer. An ear height restricting member 8 is formed on the upper part of the casing 3 and is located between the developing sleeve 6 and the magnetic poles (S ₃ , N ₃ ) at an interval of the ear height restricting gap Db = 0.5 mm. The developer transporting amount is regulated by cutting the developer conveyed by the developing sleeve 6 at a portion facing the developing sleeve 6. Further, 9 is an anti-smoke mylar, which is made of polyethylene film (0.1 mm thick).
The casing 3 is attached to an upper portion of the casing 3 opposed to the photosensitive drum 1, and prevents the generated smoke toner from being scattered upward from around the developing sleeve 6. The toner replenishing tank 60 is for replenishing the developing device 2 with toner. A stirring rod 61 for preventing a toner cross-linking phenomenon, blocking, and the like is rotatably installed at a central portion slightly below, and a toner replenishing tank is provided at a bottom portion. A replenishing unit 62 is provided for dropping the toner contained in 60. The replenishing section 62 has a rotatable toner replenishing roller 63 provided with a spiral blade 63b on a support shaft. In the center. And below this central part,
A toner supply port 62a is formed. Toner supply roller 6
The stirring rod 61 and the stirring rod 61 are rotated in synchronization with a toner supply motor (not shown), and an amount of toner corresponding to the amount of rotation falls from the toner supply port 62a and is supplied to the first screw blade 16. . The operation panel 100 shown in FIG.
The operation panel 100 is provided with a print start switch 101 for instructing the start of copying, a setting for stopping copying immediately after starting copying or during multi-copying (continuous copying of a plurality of sheets based on the same original). Clear stop switch (c / s key) 102, interrupt copy switch 103, numeric keypad 1 for setting the number of copies of the same image, clearing the number of copies made and returning to standard mode "1"
04, an up switch 105 and a down switch 106 for setting a copy magnification, a density down switch 107 for specifying a developing toner density, a density up switch 108, an automatic density adjustment switch 109, an upper sheet feeding section 50 or a lower sheet feeding section 52. Paper feed unit selection switch 111 for selecting any one of the following, and paper feed unit size display LEDs 112 to 11 for displaying the paper size of the selected paper feed unit
5 mag is provided. In the present embodiment, on the operation panel 100, based on the copy condition formed by the switch operated by the operator,
This is to determine whether rapid toner consumption occurs. In addition, the copy conditions are, for example, after the placed original is automatically fed onto the original glass and the copy is completed, except for the operation panel,
It is also formed by a command from an automatic document feeder that automatically discharges the document. Hereinafter, the copy conditions under which the toner is rapidly consumed will be described. (1) Continuous Copy If the same document is used, the toner consumption per sheet is almost the same. However, in the case of continuous copying, the toner consumption per unit time increases. In a normal copying machine, etc.,
The drive time of the developing unit (the ON time of the main motor M1) is set longer than the copy time per sheet, and the developer is sufficiently stirred. On the other hand, when copying is performed continuously, the driving time of the developing device substantially corresponds to the copying time.
There is a large difference in the degree of agitation of the developer between taking zero copies one by one and taking continuous copies. In particular, in the case of a large amount of toner consumption, toner replenishment becomes frequent, and the difference in the degree of stirring becomes more remarkable. (2) Designation of large-size paper As shown in Table 1, as the paper size increases, the toner consumption increases. (3) Changing the density adjustment to “dark” When the density adjustment is changed to “dark”, the toner consumption per sheet increases even for the same document. (4) Enlarged copy As shown in Table 1, when A4 is enlarged to B4 or A3 and copied, for example, the toner consumption increases. (5) Combination of the above In particular, in the case of large-size copy paper and in the "dark" mode,
In the continuous mode, the toner is rapidly consumed and the toner is frequently replenished. FIG. 5 is a block diagram schematically showing a control circuit of the copying machine. As shown in FIG. 5, this control circuit
The output signal of the magnetic sensor 15,
Key operation signals on the operation panel 100 and other signals such as sensors and switches provided in each part of the copying machine are input to an input port of the CPU. The output port outputs a control signal to the driver of the toner supply motor and other control devices. FIG. 6 is a flowchart showing a main routine of the CPU 200. As shown in FIG. 6, for example, various registers such as power-on and a copy mode are set to an initial state (step S1). Next, an internal timer for keeping the length of one routine constant is started (step S3),
A copy control subroutine (step S5) and other processing subroutines (step S7), which will be described later, are sequentially executed, and the process waits until the internal timer ends (step S9).
Return to S3. FIG. 7 is a flowchart showing details of the copy control subroutine. First, as shown in FIG.
It is determined whether there is an on-edge of the print key 101 (step S10). If there is an on-edge, a toner consumption prediction described later is performed (step S12), and a copy start flag is set to "1" (step S14). ). Next, in step S16, it is determined whether or not the copy start flag is "1" (step S16). If it is "1", the sheet feeding and transport control is sequentially performed (step S1).
8), the optical system control (Step S20), the photosensitive drum rotation control (Step S22), and the toner supply control (Step S24) are performed, and the copy start flag is set to "0" at the end of the copy (Step S28). To return. FIG. 8 is a flowchart showing details of a subroutine for toner consumption prediction. As shown in FIG. 8, in a step S100, it is determined whether or not the flag A is "1". If the flag A is "1", the flag A is set to "0" (step S100).
S102). On the other hand, if the flag A is “0”, step S10
Skip to. Note that this flag A is a flag that becomes “1” when rapid toner consumption is predicted. In steps S104 to S110, when the number of multi-copy sheets is equal to or more than α, when the toner density is in the “dark” mode, when the transfer paper (copied paper to be fed) is A3, If so, the process proceeds to step S112, where the flag A is set to "1". If neither, the process returns. It should be noted that the case where the number of multi-copy is equal to or more than α does not matter the number initially set as the multi-copy,
The problem is the number of uncopied copies. FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine of toner supply control. As shown in FIG. 9, it is determined whether or not the flag A is "1" (step S201).
If is "1", the toner supply timing cycle is shortened (step S203). In this embodiment, it is assumed that the toner supply timing is usually one time in one copy time. That is, when the flag A is "1", the cycle is half that in the case where the flag A is "0". Note that this cycle can be arbitrarily set according to the configuration of the developing device, in particular, the developer transport mechanism, the charging characteristics of the developer used, and the like. Next, it is determined in step S205 whether or not it is the toner replenishment timing, and in the case of the toner replenishment timing, it is determined whether or not the toner density Tc is lower than the reference density Tca (step S207). On the other hand, if it is not the toner supply timing, the process skips to step S213. If the toner density is smaller than the reference density, the toner supply motor is turned on, and a timer TM1 for defining this ON state is set (steps S209 and S21).
1). If the toner density is equal to or higher than the reference density, the process returns. When the timer TM1 ends in step S213, the toner supply motor is turned off (steps S213 and S215). FIG. 10 is a graph showing a change in the toner density Tc when the toner is replenished once in one copy time when the toner is rapidly consumed. FIG. 11 is a graph showing the change in the toner concentration when the toner is rapidly consumed. The toner supply timing is 1
9 is a graph illustrating a change in toner density Tc when the copy time is twice. In the figure, A shows the case where Tc becomes highest after toner replenishment, and B shows the case where Tc becomes lowest before toner replenishment. Therefore, the maximum Tc of the A line and the minimum Tc of the B line are the fluctuation widths of the toner density Tc. The toner consumption speeds in FIGS. 10 and 11 are the same. As is apparent from FIGS. 10 and 11, when the toner is rapidly consumed, the shorter the cycle of the toner supply timing, the smaller the fluctuation width of the toner density Tc. [Effect of the Invention] With the above-described configuration, when an image is formed in which rapid toner consumption is predicted, the toner density is detected in a shorter cycle than in a normal case. When the toner replenishment is performed, the followability of the toner replenishment corresponding to the toner consumption increases, and the fluctuation range of the toner density with respect to the reference value decreases.

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例に係る複写機を示す断面模
式図、第２図は、実施例に係る現像装置及びトナー補給
手段を示す断面模式図、第３図は、第１スクリュー羽根
16とバケットローラ11の透視斜視図、第４図は、上記複
写機の操作パネル100の平面図、第５図は、上記複写機
の制御回路の概略構成図、第６、第７、第８、第９図は
制御回路のCPUにおけるプログラムを示すフローチャー
ト、第10図、第11図はトナー補給タイミングとオナー濃
度の変動巾を示すグラフである。 １……感光体ドラム ６……現像スリーブ 11……バッケトローラ 16……スクリュー羽根 60……トナー補給槽。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing a copying machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing a developing device and a toner replenishing means according to the embodiment. Fig. 3 shows the first screw blade
FIG. 4 is a plan view of the operation panel 100 of the copying machine, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a control circuit of the copying machine, FIGS. 6, 7, and 8. FIG. 9 is a flowchart showing a program in the CPU of the control circuit, and FIGS. 10 and 11 are graphs showing the toner supply timing and the fluctuation range of the oner density. 1. Photoconductor drum 6 Developing sleeve 11 Bucket roller 16 Screw blade 60 Toner supply tank.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 １．帯電した感光体上に静電潜像を形成し、該形成され
た静電潜像を現像装置によりトナーで現像し、これを用
紙上に転写、定着させることにより作像する作像装置に
おいて、 前記作像手段の作像条件を入力するための入力手段と、 前記現像装置内の現像剤のトナー濃度を所定周期で検出
するトナー濃度検出手段と、 前記現像装置内にトナーを補給するためのトナー補給手
段と、 前記トナー濃度検出手段により検出されたトナー濃度が
基準値以下の場合、所定量のトナーを現像装置に補給す
るトナー補給手段と、 前記入力手段により入力された作像条件が急速なトナー
消費が予測される条件に相当するか否かを判別する判別
手段と、 前記入力手段により入力された作像条件が急速なトナー
消費が予測される条件であると判別された場合は、前記
トナー濃度検出手段でトナー濃度を検出する所定周期を
短く設定する制御手段と、 を有することを特徴とする作像装置。 ２．前記急速なトナー消費が予測される条件は、所定枚
数以上の用紙に対する連続作像、大サイズ用紙への作
像、用紙上の画像濃度「濃」の入力、拡大複写の少なく
とも１つの条件であることを特徴とした請求項１に記載
の作像装置。(57) [Claims] An image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on a charged photoreceptor, develops the formed electrostatic latent image with toner using a developing device, and transfers and fixes this on paper to form an image. An input unit for inputting an image forming condition of the image forming unit; a toner concentration detecting unit for detecting a toner concentration of a developer in the developing device at a predetermined cycle; and a toner supply unit for replenishing toner in the developing device. A toner replenishing unit, a toner replenishing unit that replenishes a predetermined amount of toner to the developing device when the toner density detected by the toner density detecting unit is equal to or less than a reference value, and an image forming condition input by the input unit is rapidly changed. A determination unit that determines whether or not the toner consumption corresponds to a predicted condition; and if it is determined that the image forming condition input by the input unit is a condition that a rapid toner consumption is predicted, Before Imaging apparatus characterized by and a control means for setting short predetermined period for detecting the toner concentration by the toner concentration detection means. 2. The conditions under which the rapid toner consumption is predicted are at least one of the following conditions: continuous image formation on a predetermined number of sheets or more, image formation on large-size paper, input of image density “dark” on paper, and enlarged copy. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: