JPH03161782A

JPH03161782A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH03161782A
Application number: JP1300712A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Ichihara; 市原　一征; Ryoji Saruwatari; 猿渡　良治
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1991-07-11

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、たとえばトナーとキャリアとからなる二成
分現像剤を使用する現像装置を備える電子複写機などに
適用される画像形成装置に関する。

（従来の技術）従来より、現像装置におけるトナー濃度を検知してトナ
ーの補給を制御することにより、常に安定した画像濃度
を有するコピー出力が得られるようにしてなる電子複写
機が実用化されている。

この種の電子複写機において、たとえば二成分現像剤を
使用する現像装置のトナー比濃度をコントロールする場
合は、第１１図に示すように、ＣＰＵＩＯＯがトナーセ
ンサ１０１の出力をコンバレータ１０２を介して読み取
り、その読み取り結果に応じてトナー補給装置１０３を
制御するようになっている。すなわち、第１２図に示す
ように、トナーセンサ１０．１の出力電圧と基準値とを
比較し、上記出力電圧が基準値を越えているときにはト
ナー補給装置１０３に対して補給開始信号を、また上記
出力電圧が基準値より低くなったときには停止信号を出
力するようになっている。

このように、従来においては、ある一定の基準値を用い
てトナーの補給の要／不要を判断するようになっていた
。

しかしながら、近年では、１機種の複写機に対して、た
とえばモノカラーへの対応や客先の要望などにより複数
の現像剤が用意されている。ところが、現像剤の種類に
よっては、使用中（ライフ時）に帯電量が徐々に減少さ
れて流動性が悪くなるものや、逆に良くなるものもある
。したがって、ャ定の基準値によりトナー比濃度をコン
トロールしようとすると、帯電量が徐々に減少される現
像剤の場合には、トナー濃度がライフとともに上昇され
ることになるため、トナー消費量の増大を招き、トナー
飛散による機体内の汚れが発生したり、コピー出力に塵
やかぶりなどの不良画像が現れるという欠点があった。

また、逆に、帯電量が徐々に増加される現像剤の場合に
は、トナー濃度がライフとともに減少されることになる
ため、トナー消費量の低下を招き、コピー出力の画像濃
度が低下されたり、キャリア現像などの不良画像が現れ
るという欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）上記したように、従来においては、一定の基準値により
トナー比濃度をコントロールしているため、帯電量が徐
々に減少される現像剤の場合には、ライフ時にトナー飛
散による機体内の汚れが発生したり、コピー出力に塵や
かぶりなどの不良画像が現れるという欠点があり、また
帯Ｗｉ量が徐々に増加される現像剤の場合には、ライフ
時にコピー出力の画像濃度が低下されたり、キャリア現
像などの不良画像が現れるという欠点があった。

そこで、この発明は、トナーを含有する現像剤における
トナー比濃度を一定に保つことができ、トナー飛散によ
る機体内の汚れが発生したりすることなく、初期および
ライフを通じて常に良好な画像濃度を有するコピー出力
を得ることが可能な画像形成装置を提供することを目的
としている。

Ｃ発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、この発明の画像形成装置
にあっては、トナーを含有する現像剤を使用する現像装
置を備えるものにおいて、前記現像剤のトナー濃度を検
知する検知手段と、この検知手段からの出力を基準値と
比較し、その比較結果にしたがって前記現像装置に対す
るトナーの補給を制御する制御手段と、前記現像装置の
使用時間と前記現像剤の特性とに応じて、前記基準値を
可変する可変手段とから構成されている。

（作用）この発明は、上記した手段により、ライフが進につれて
検知手段からの出力を比較するための基準値を現像剤の
特性に合わせて変更することができるため、現像剤の柾
類にかかわらず、トナーの消費量を安定に維持できるよ
うになるものである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第７図は、この発明の画像形成装置として、たとえば電
子複写機を例に示すものである。

すなわち、複写機本体１の右側面部には、自動もしくは
手差し給紙可能な給紙カセット２が装着されている。ま
た、複写機本体１の左側面部には、排紙トレイ３が装着
されている。そして、複写機本体１の上面部には、図示
矢印ａ方向に往復動自在な原稿台４、および操作パネル
５が設けられている。

操作バネル５は、表示器６、テンキー７、露光設定ボリ
ウム８およびプリントキー９などから構成されている。

第８図は、複写機本体１の内部構造を示すものである。

複写機本体１内には、そのほぼ中央部に、回動自在に軸
支された像担持体としてのドラム状感光体１０が設けら
れている。この感光体１０は、図示しない駆動機構によ
り、前記原稿台４に同期させて図示矢印ｂ方向に回転駆
動し得るようになっている。

しかして、この感光体１０は、帯電チャージャ１１によ
って一様に帯電される。そして、露光ランブ１２の光照
射による原稿画像が、光学系装置を構成する集束性光伝
送体（商品名：セルフオックレンズアレイ）１３によっ
て結像されることにより、その表面に静電潜像が形成さ
れる。

感光体１０の表面に形成された潜像は、感光体１０の周
囲に対接位置された現像手段（現像装置）３０によって
トナーが付与されることにより、現像（トナー像化）さ
れる。このトナー像は、感光体１０の回転により転写チ
ャージャ１４側に送り込まれる。

一方、給紙カセット２より取り出された用紙（または、
手差しにより給紙された用紙）Ｐが、レジストローラ対
１６により上記トナー像にタイミングをとって転写チャ
ージャ１４側に送り込まれる。そして、用紙Ｐが感光体
１０と密着′されることにより、上記トナー像が転写チ
ャージャ１４の作用で用紙Ｐ上に転写される。

転写後の用紙Ｐは、ＡＣコロナ放電による剥離チャージ
ャ１７により感光体１０から剥離され、搬送路１８上を
搬送される。そして、定着装置１９を通過することによ
り、．用紙Ｐにトナー像が溶融定着される。こうして、
画像の形成が行われた用紙Ｐは、コピー出力として排紙
ローラ対２０によって排紙トレイ３上に排出される。

なお、画像の形或が済んだ後の感光体１０は、その表面
に残るトナーが清掃装置２１によって清掃され、さらに
除電ランブ２２によって表面の電位が一定のレベル以下
に落とされて、次のコピー動作が可能な状態とされる。

第９図は、現像手段３０の構成を示すものである。

現像手段３０は、トナーＴとキャリアとからなる二成分
現像剤を使用する現像器４０と、この現像器４０内にト
ナーＴを補給するトナー補給器５０とから構戊されてい
る。

すなわち、現像器４０は、前記感光体１０側の開口部に
臨む上下両部マグネットローラ４１．４２と、大小両パ
ドル４３．４４と、ミキシングオーガ４５と、トナー搬
送オーガ４６と、スクレーバ４７とで構成されている。

そして、その内部には、現像器４０内のトナー濃度を自
動的に検知する、たとえば透磁率測定タイプのオートト
ナーセンサ（検知手段）４８が配設されている。

トナー補給器５０は、第１０図に示すように、ホッパ５
１と、このホッパ５１内の下部に設けられたトナー補給
ローラ５２と、このトナー補給ローラ５２側にトナーＴ
を搬送供給するように攪拌するトナーミキサ５３とから
構成されている。

また、上記ホツパ５１内には、トナーＴの残量が所定値
以下になったことを検知するトナーエンプティ機構５４
が設けられている。このトナーエンプティ機構５４は、
トナーＴの残量に応じて回動変異するトナーエンブティ
レバ−５５、このトナーエンプティレバ−５５と追従動
作するトナーエンプティアクチュエータ５６、このトナ
ーエンプティアクチュエータ５６の先端部に取り付けら
れた永久磁石５７、およびこの永久磁石５７に対応位置
されて、前記ホッパ５１の外側に設けられた検知器とし
てのリードスイッチ５８により構成されている。

しかして、前記ホッパ５１内にトナーＴが十分に収容さ
れているときには、トナーエンブティアクチュエータ５
６の先端部に取り付けられた永久磁石５７とリードスイ
ッチ５８との間にトナーＴが入り込むことにより、上記
リードスイ〜ツチ５８がオフ状態とされる。また、前記
ホッパ５１内のトナーＴが少なくなると、前記永久磁石
５７とリードスイッチ５８とが密着されることにより、
上記リードスイッチ５８がオン状態とされるようになっ
ている。

第１図は、この電子複写機の制御系の要部を示すもので
ある。

第１図において、制御手段としてのＣＰＵ６０は複写機
全体の制御を司るもので、このＣＰＵ６０には、前記ト
ナー補給器５０、前記オートトナーセンサ４８からの出
力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器６１、前記オートトナ
ーセンサ４８への基準入力電圧をＤ／Ａ変換する可変手
段としてのＤ／Ａ変換器６２、およびコピー出力の枚数
をカウントするカウンタ回路（計数手段）６３などが接
続されている。

上記ＣＰＵ６０は、前記現像器４０で使用されている現
像剤の特性情報が、たとえば前記操作バネル５のテンキ
ー（入力手段）７から人力されると、カウンタ回路６３
の出力を検出し、この検出結果、つまりライフにしたが
ってＤ／Ａ変換器６２に出力するオートトナーセンサ４
８への基準入力電圧を可変するようになっている。

第２図は、オートトナーセンサ４８の出力特性を示すも
のである。

この図からも明らかなように、トナー比濃度（ｗｔ％）
が高くなると、オートトナーセンサ４８の出力電圧は低
くなるように設定されており、この出力電圧が基準値と
してのトナー補給判定値よりも高くなったときに、トナ
ー不足状態がＣＰＵ６０において判断されるようになっ
ている。

なお、このオートトナーセンサ４８は、初期感度が０，
６Ｖ／ｌｗｔ％とされており、現像剤中のトナー比濃度
が４，Ｏｗｔ％の場合に、２，Ｏｖの出力電圧を発生す
るようになっている。

第３図は、トナー比濃度が４，Ｏｗｔ％の現像剤に対す
る、上記オートトナーセンサ４８の出力電圧と基準人力
電圧との関係を示すものである。

すなわち、オートトナーセンサ４８は、基準入力電圧と
して６．ＯＶが設定されると、出力電圧として２６　０
ｖを出力するようになっている。また、たとえば７．Ｏ
Ｖの基準人力電圧が設定されると、２．４ｖの出力電圧
を、さらに５．０ｖの基準入力電圧が設定されると、１
．６ｖの出力電圧を、それぞれ出力するようになってい
る。

次に、第４図を参照して、上記のような構成における動
作について説明する。

たとえば今、コピー動作中において、現像剤中のトナー
比濃度が低下されると、センサ４８の出力電圧が上昇さ
れる。そして、この出力電圧が２．Ｏｖ（トナー補給判
定値）を越えると、ＣＰＵ６０からトナー補給器５０に
対してトナー補給開始信号が供給される。これにより、
領域Ａで示すように、トナー補給器５０から現像″５４
０へのトナーＴの補給が行われる。

この後、現像剤中のトナー比濃度の上昇がセンサ４８に
よって検知され、センサ４８の出力電圧がトナー補給判
定値を下回ると、ＣＰＵ６０からトナー補給器５０への
トナー補給停止信号の供給により、トナー補給器５０に
よるトナーＴの補給が停止される。

そして、さらにコピー動作が継続されるとトナーはまた
消費され（領域Ｂ）、センサ４８の出力が．上昇し始め
る。

通常、上記モードが繰り返されることにより、現像剤中
のトナー比濃度が一定に維持される。

なお、ホッパ５１内の補給用トナーＴが少なくなると、
これがトナーエンプテイ機構５４によって検知される。

また、ホッパ５１内の補給用トナーＴがなくなった状態
で、さらにコピー動作がなされると、領域Ｃで示すよう
に、現像剤中のトナーＴの減少によりセンサ４８の出力
電圧が上昇される。この場合、キャリア付着や現像剤の
流出を防ぐ目的で、出力電圧が２．６ｖを越えた時点で
、トナー切れマークが操作パネル５の表示器６上に点灯
されるとともに、コピー動作が禁止される。これは、ホ
ッパ５１に補給用トナーＴの補充が行われた後に強制補
給動作が行われ（領域Ｄ）　そしてこの強制補給動作に
よってセンサ４８の出力電圧が２．３ｖを切ることによ
り、補給動作が一時的に停止（強制補給モードが解除）
されてコピー動作可能な状態に復帰される。

以上が、ライフによってトナー比濃度が変化しない、理
想的な現像剤を用いた場合のトナー比濃度のコントロー
ルである。

次に、ライフによってトナーＴの帯電量が変わり、流動
性が変化されることにより、初期時とライフ後とでトナ
ー比濃度が変動する特性を有する現像剤を使用する場合
について説明する。

ここでは、第５図に示すように、初期時のトナー比濃度
がたとえば４，Ｏｗｔ％であり、また基準ライフが４０
，０００枚となっており、このライフ後に６．０〜７．
０ｗｔ％までトナー比濃度が上昇される特性の現像剤Ｔ
Ｃ１と、逆に２。０〜３．０ｗｔ％に低下される特性の
現像剤ＴＣ２とを用いた場合を例に説明する。

まず、ライフによりトナー比濃度が上昇される現像剤Ｔ
ＣＩの場合、ＣＰＵ６０に対して、たとえばテンキー７
より現像剤ＴＣＩの特性を示すコード（現像剤特性情報
）が人力される。すると、コピー動作中において、カウ
ンタ回路６３によりカウントされたコピー出力枚数がＣ
ＰＵ６０によって読み取られる。そして、このコピー出
力枚数が、たとえば１０，０００枚を数えるごとにり、
ＣＰＵ６０からＤ／Ａ変換器６２に新たな基準入力電圧
が出力される。この基準入力電圧は、オートトナーセン
サ４８の出力電圧をコピー出力枚数に応じたある一定の
割合で低下させるものである。

すなわち、第６図に実線で示すように、コピー出力枚数
が１０．０００枚を数えるごとに、−０．５Ｖずつ低下
された基準人力電圧が出力される。こめ基準人力電圧は
、Ｄ／Ａ変換器６２によってＤ／Ａ変換された後、オー
トトナーセンサ４８に供給される。すると、オートトナ
ーセンサ４８の出力電圧が、１０，０００枚のコピー出
力を数えるごとに、０，２ｖずつ低下されることになる
。

しかして、コピー出力枚数が１０，０００枚を越えるま
では、上述したように、基準入力電圧を６．Ｏｖとし、
オートトナーセンサ４８の初期の出力電圧を２．ＯＶに
設定した状態でコピー動作が行われる。

この後、コピー出力枚数が１０，０００枚を越えると、
基準人力電圧を５．５ｖとし、オートトナーセンサ４８
の出力電圧を１．８Ｖに設定した状態でコピー動作が行
われる。この場合、オートトナーセンサ４８の出力電圧
は１．８ｖに低下されるが、トナー補給のオン／オフ制
御はあくまでも２．０Ｖ　（｝ナー補給判定値）が基準
である。

このため、コピー動作によって現像剤中のトナー比濃度
が低下されても、オートトナーセンサ４８の出力電圧が
２．Ｏｖになるま・で、トナー補給動作は行われない。

したがって、現像剤中のトナー比濃度は減少される、つ
まりトナー比濃度の増加を防止して一定に保つことがで
きるようになる。

これに対して、ライフによりトナー比濃度が低下される
現像剤ＴＣ２の場合には、逆に、第６図に破線で示すよ
うに、コピー出力枚数がたとえば１０，０００枚を数え
るごとに、０．５Ｖずつ増加された基準入力電圧が出力
されるようにする。

これにより、オートトナーセンサ４８の出力電圧が、１
０，０００枚のコピー出力を数えるごとに、０．２ｖず
つ増加されることになる。

しかして、たとえばコピー出力枚数が１０，０００枚を
越えた時点で、基準入力電圧を６．５Ｖとした場合、オ
ートトナーセンサ４８の出力電圧は２．２Ｖに設定され
る。すると、オートトナーセンサ４８の出力電圧が２．
ＯＶになるまで、トナー補給動作が続けられることにな
る。したがって、現像剤中のトナー比濃度は増加される
、つまりトナー比濃度の減少を防止して一定に保つこと
ができるようになるものである。

上記したように、ライフによってトナー比濃度が上昇さ
れる現像剤にあっては、コピー出力枚数に応じてオート
トナーセンサへの基準入力電圧を減少させ、またトナー
比濃度が低下される現像剤にあっては、コピー出力枚数
に応じてセンサへの基準入力電圧を増加させるようにし
ている。

すなわち、オートトナーセンサへの基準入力電圧を、現
像剤のライフ特性に応じて変えられるようにしている。

これにより、ライフの進行に合わせてセンサの出力電圧
のレベル、つまりトナー補給判定値を変えることができ
る。したがって、どのような特性の現像剤でも、ライフ
エンドまで安定した一定のトナー比濃度で使用できるよ
うになるものである。

なお、上記実施例では、電子複写機を例に説明したが、
これに限らず、たとえばレーザビームプリンタなど、ト
ナーを含有する現像剤を使用する現像装置を備える各種
の画像形成装置に適用できる。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］以上、詳述したようにこの発明によれば、現像剤のライ
フ特性にともなって基準値をシフトすることができるた
め、現像剤におけるトナー比濃度を一定に保つことがで
き、トナー飛散による機体内の汚れが発生したりするこ
となく、初期およびライフを通じて常に良好な画像濃度
を有するコピー出力を得ることが可能な画像形戊装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す制御系の構成図、第
２図はオートトナーセンサの出力特性を示す図、第３図
はトナー比濃度が４．Ｏｗｔ％の現像剤に対するオート
トナーセンサの出力電圧と基準人力電圧との関係を示す
図、第４図はトナー補給動作を説明するために示す図、
第５図は現像剤のライフ特性について説明するために示
す図、第６図は現像剤の特性に応じたトナー補給動作を
説明するために示す図、第７図は電子複写機の外観斜視
図、第８図は同じく内部構造を概略的に示す側面図、第
９図は現像器を概略的に示す構成図、第１０図はトナー
補給器を概略的に示す構成図であり、第１１図および第
１２図は従来技術とその問題点を示すもので、第１１図
は制御系の要部を示す構成図、第１２図はトナー補給動
作を説明するために示す図である。１・・・複写機本体（画像形成装置）、３０・・・現像
手段（現像装置）、４０・・・現像器、４８・・・オー
トトナーセンサ（検知手段）、５０・・・トナー補給器
、６　０・・・ＣＰＵ（制御手段）６２・・・Ｄ／Ａ変換器（可変手段）６３・・・カウンタ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナーを含有する現像剤を使用する現像装置を備
える画像形成装置において、前記現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、この検
知手段からの出力を基準値と比較し、その比較結果にし
たがって前記現像装置に対するトナーの補給を制御する
制御手段と、前記現像装置の使用時間と前記現像剤の特性とに応じて
、前記基準値を可変する可変手段とを具備したことを特
徴とする画像形成装置。
（２）トナーを含有する現像剤を使用する現像装置を備
える画像形成装置において、前記現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、この検
知手段からの出力を基準値と比較し、その比較結果にし
たがって前記現像装置に対するトナーの補給を制御する
制御手段と、前記現像装置にて使用される現像剤の特性を入力する入
力手段と、前記現像装置による現像の回数を計数する計数手段と、前記入力手段より現像剤の特性を入力することにより、
前記計数手段の計数結果にしたがって前記基準値を可変
する可変手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置。