JPS6242164A - 画像形成装置におけるトナ−補給方法 - 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】 （技術分野） 本発明は、画像形成装置におけるトナー補給方法に関し
、より詳細には乾式二成分現像剤を用いるトナーボトル
交換式の現像装置を有する電子写真複写機に適用しうる
、画像形成装置におけるトナー補給方法に関するもので
ある。

（従来技術） 従来、画像形成装置として、均一に帯電された感光体に
１画像形成に供されるべき光像を照射結像して露光し、
こうして担持された静電潜像に静電力を作用させてトナ
ーを付着させ、このトナー像を定着して記録像を得る方
式或いは上記トナー像を更に記録紙に転写して記録像を
得る方式が知られている。

例えば、電子写真複写機においては、感光体上でのトナ
ーの付着度合を検知するセンサーが、感光体上でのトナ
ーの付着度合が基準に満たないこ″とを検出しても使用
者の便宜を考慮して、直ちに該複写機の運転を停止させ
ることはなく、まずトナー補給表示の点滅を行ないつつ
使用者にその旨を警告し、その後も一定枚数のコピーを
継続可能ならしめている。

従って、とシあえずは機械が停止するまでコピーを継続
し、然る後、トナーボトルの交換など、トナーの補給充
填作業を行ない、次のコピーに備える。

ところで、トナーボトル交換直後では現像容器内へのト
ナー補給率（コピー１枚当シのトナー補給ローラの回転
時間）が最大となるような状態（トナー不足で機械が停
止したときの状態）が保持されているので、急激なトナ
ーの補給により攪拌が不十分となシ、トナーとキャリア
との結合力に関与する帯電量の立ち上りが低い状態で現
像に供されることとなる。

このため、地肌汚れが生じたり、トナーが飛散して周囲
を汚すという問題がある。

（目　　的） 従って、本発明の目的はトナーの補充充填後の急激多量
なトナー補給に伴なう地肌汚れや飛散の問題を解消する
ことのできる改良されたトナーの補給方法を提供するこ
とにある。

（構　成） 本発明は上記の目的を達成させるため、トナー容器交換
直後の画像形成に際してセンサー出力がトナー不足を検
出した場合にトナー補給率を一旦、最小の補給レベルに
落し、然る後、漸次トナー補給率を上げることを特徴と
したものである。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

交換自在の現像容器としては、トナーカートリッジやト
ナーボトルと称される容器がある。

トナーボトルを有する現像装置の一例を説明した第３図
において、符号１はドラム状の感光体、符号２は内側に
固定磁石を有し矢印方向に回転する現像スリーブ、符号
３は攪拌搬送機能を有するパドルホイール、符号４は周
囲に切欠を有するトナー補給ローラ、符号５は攪拌ばね
、符号６はトナーボトルを各々示す。これら諸部材につ
いての詳細は周知であるので省略する。

次にトナー補給システムについて説明する。

コンタクトガラス１２の下面に所定の反射率を有する基
準パターン１３が取り付けである。この基準パターン１
３の光像は結像光学系、ミラー等を介して感光体１の原
稿像の結像領域外の部分に結像される様に設定されてい
る。

又、感光体１の回動方向上、現像スリーブ２の配置部の
後方であって、基準パターン１３の結像領域が通運する
部位には発光部と受光部の一対からなる一組のセンサー
１４が設けられている。このセンサー１４は、基準パタ
ーン１３の静電潜像を顕像化したトナー像（以下、セン
サー検知パターンという）からの反射光を検知して光電
変換し、センサー出力ＶＳＰを出力する。

又、基準パターン１３が通過後は感光体の露光部分、つ
まり、本来、トナーの付着がない部分からの反射光を検
知して光電変換し、センサー出力ＶＳＣを出力する。こ
れらのセンサー１４による検知信号は中央処理装置ＣＰ
Ｕで判定され、その結果に基づいて駆動装置１５に信号
が送られ、トナー補給ローラ４や攪拌ばねダが駆動され
る様にしである。

又、中央処理装置ＣＰＵにより、トナーホッパー８内の
トナーが終了したことが判断されると、表示器１６にト
ナーが終了した旨の表示が点灯し、オペレータにトナー
ボトル６の変換を促す様になっている。

ここで、中央処理装置ＣＰＵに予め備えられたデータで
あってセンサー１４の出力ＶＳＰと比較されるべき所定
の制御基準としてはに１とに２の２種類の値を設定する
。例えば、制御基準に１は第４図において、通常の画像
濃度（ＩＤ　＝　１．３　）以上を得るために必要なセ
ンサー出力の上限（０，５Ｖ但り、ＶＳＧ＝４．０Ｖの
とき）を目安に設定される。従って、センサー出力ＶＳ
Ｐが制御基準に１に満たない間は、センサー検知パター
ンに十分なトナーの付着があることを意味する。この場
合は現像容器１１内には十分な現像剤が確保されている
と考えられ、トナー補給ローラ４によるトナーの補給操
作は勿論、トナーボトルの交換も必要ない。

又、制御基準に２は第４図において、適正画像として最
低限必要な画像濃度（ＩＤ＝１．Ｏ）を得るのに必要な
センサー出力の上限（０，９Ｖ但し、ＶＳＣ＝４．ＯＶ
のとき）を目安に設定される。従って、センサー出力Ｖ
ｓｐが制御基準に２に満たない間はセンサー検知パター
ンでの画像濃度は維持されていることからトナーボトル
にトナーは存在していると判断されるが、制御基準に２
を越えた場合にはトチー補給率が最大１（なっているこ
とを条件としてトナーボトル内にトナーがなくなったこ
とを意味する。

ここで、トナー補給率とは、トナーホッパー若しくはト
ナーボトルより現像容器１１内へトナーを補給するトナ
ー補給ローラ４の回転量に比例して増減する値で、少く
とも２段以上のトナー補給率の切替えを可能とする。ト
ナー補給ローラ４が低速で駆動される場合にはトナー補
給率は低く、高速で駆動される場合にはトナー補給率は
高くなる。

例えばトナー補給率は黒べた部面積率２０％、４０％、
６０％に対応する様に設定され、初期は黒べた部面積率
２０％に対応するトナー補給率（以下便宜上トナー補給
率２０％と称する。以下同じ）に設定される。

次に、第２図によりトナー補給制御のプロセスについて
説明する。

画像形成装置のメインスイッチがオンされてから、１０
回の露光につき１回ずつセンサー１４によるトナー補給
制御が実行される。すなわち、プロセスＰ１において、
画像記録装置のメインスイッチをオンしてからコピ一枚
数Ｎと１０ｎ＋１の値とが比較され、これらの値が一致
すればプロセスＰ２で感光体上に基準パターンのトナー
像が形成されてセンサーによる像濃度検知機能が働く。

ここでｎは自然数であり、メインスイッチがオンにされ
てからのセンサー１４によるセンサー検知パターンから
らの反射光の検知回数を意味する。従って、メインスイ
ッチを入れてコピーが１枚とられるとき、ｎ　＝　０で
あるから１０ｎ＋１＝１であシ、コピ一枚数の１と一致
するからプロセスＰ１ではイエスと判定すれてプロセス
Ｐ２へ進む。それ以後は既にｎ＝１がカウントされてい
ることから１Ｏｎ　＋　１　＝１１となるので、コピ一
枚数が１１になるまでセンサー１４は機能せず、プロセ
スＰ３で前回と同じトナーの補給状態が継続される。以
下、同様の考え方に従い、コピ一枚数１０枚につき１回
ずつ、センサー１４の機能によりトナー濃度制御が実行
される。

さて、プロセスＰ２でセンサー検知パターンの作成が行
なわれると、次いで、プロセスＰ４にてセンナ上方ｖｓ
ｐ、　ｖｓｃが各々検知される。まず、プロセスｐ５で
センサー出力ＶＳａの値が基準電圧例えば２．５ｖと比
較される。例えばセンサー出力ＶＳＧはセンサー１４に
トナー汚れ等が生じていない初期状態では４．０Ｖ程度
となる様に設定されているので、センサー出力ＶＳＣが
２．５Ｖ未満のときはセンサー汚れの程度が大きいため
にセンサー出力が上らないものと判断し、プロセスＰ６
でトナー補給を停止するとともに、適宜の表示を行ない
センサー１４の汚れを取シ除くこととする。

一方、センサー出力ｖｓＧが２．５Ｖを越えるときは、
センサー１４に汚れはないので次のプロセスＰ７で、セ
ンサー出力ＶｓＰと制御基準Ｋｌ　ｒ　Ｋ２との大小関
係が判定される。

プロセスＰ７において、センサー出力ＶＳＰが前記制御
基準Ｋｌ（＝０．５Ｖ）に満たないときは、高濃度画像
が得られている訳だからトナーを補給する必要はなく、
プロセスＰ８で、トナー補給を行なわないことを内容と
する処理がなされる。

又、同プロセスＰ７において、センサー出力ＶＳＰが制
御基準Ｋｌ（＝０．５Ｖ）を越え制御基準に２（＝０．
９Ｖ）に満たないときは、適正な濃度の画像を得ること
のできるトナー濃度になワていると判断され、プロセス
Ｐ９で初期設定に従い黒べた部面積率２０９石に対応す
るトナー補給率でのトナー補給が１０回繰り返される。

或かは、同プロセスＰ７において、センサー出力ＶＳＰ
が制御基準に２　（＝０，９　Ｖ　）を越えているとき
は、適正な濃度の画像を得ることのできるトナー濃度を
下回っていると判断されるので、プロセスＰＩＧでトナ
ー補給率が最大になっているか否かが調べられ、Ｒ犬に
なっていなければ、プロセスｐＨでトナー補給率が最大
の６０％に上げられ、プロセスＰ１２でこの最大に上げ
られた後のトナー補給率でのトナー補給が実行“される
。そして、再びプロセスＰｉからくシ返され、プロセス
Ｐ７でＫｔ　＜Ｖｓｐ＜Ｋ２と判定された場合には初期
設定値すなわち、黒べた部面積率２０％に対応するトナ
ー補給率にレベルダウンされる。

ところで、上記プロセスＰＩＯにおいてトナー補給率が
最大であると判定された場合には、トナー補給率が最大
であるにも拘らず画像濃度が適正レベルに達していない
のであるから、トナーボトル或いはトナーホッパーにト
ナーは無い。そこで、プロセスＰ１３でトナー終了表示
を行い、オペレータにトナーの補充に係る処置を講する
様に促すこととする。

この状態ではＩＤ　＝　１．０〜１．１と低下しており
、トナー終了を知らせるランプが点滅する。しかし、コ
ピー中に機械が停止すると不都合であるので、機械を停
止させることはせず、さらに一定枚数、′例えば５０枚
程度コピーしてから停止するようＫしである。但し、こ
の停止直前には、原稿にもよるがＩＤ＝１．０以下と、
さらに薄い画像となっている。

トナーボトルの交換は、ドアカバーを開いて行なう。新
しいトナーボトルに交換し、ドアカバーを閉じるとトナ
ー終了表示状態はリセットされて再びコピー可能となる
。

そして、コピーを開始すると、第１図のスタートから処
理が実行され、プロセスＰ１４　ｐ　Ｐ＋ｓ　ｒ　Ｐｘ
ｔｙ　＋Ｐ１７　＊　ＰＩ３　ｔ　ＰＩ３　’ついては
前記第２図におけるプロセスｐ、　）　Ｐ２　＊　ｐ）
　ｌ　Ｐ４　ｒ　ｐｓ　ｌ　Ｐ６に準じ、プロセスＰ２
Ｑでセンサー出力ＶＳＰが制御基準に２（−〇。

９Ｖ）　より小さいと判断されたときはプロセスＰＬへ
戻る。

又、プロセスＰ２０でセンサー出力ＶＳＰが制御基準に
２　（＝　０．９　Ｖ　）より大きいと判断されたとき
は、プロセスＰ２１でトナツボトル交換後初回のコピー
（ｍ＝１のとき。但し、ｍはトナーボトル交換後の検知
回数とする）に限り、トナー補給率を最小、例えば２０
％補給にしてトナー補給を行ないプロセスＰ１４へ戻る
。以上の処理をプロセスＰ２２　ｒ　Ｐ２３の流れで示
す。

プロセスＰ２１で初回でない（ｍへ１　）と判断された
ときには、プロセスＰ２４で最大補給率になっているか
否かが判断され、最大補給率になっていなければ、プロ
セスＰ２５でトナー補給°率が一段上げられ、プロセス
Ｐ２．でその一段上げられた補給率でトナー補給されて
プロセスＰ１４へ戻る。

上記において、プロセスＰ２４で既に最大補給率になっ
ていたとすれば、最大補給率であるにも拘らず画像濃度
が出ないのであるからプロセスＰ２７でトナー終了表示
をすることになる。

上記例は、センサー出力ＶＳＰが制御基準に２（＝０．
９　Ｖ　）より小さくなるまで、最小の補給率２０％か
ら補給を始めて４０％、６０％と順次上昇させていく方
法である。

このようにすれば、トナーの補給率が漸次上昇するので
、攪拌不十分に起因した地肌汚れやトナー飛散の問題は
解消される。

さらに、上記例の他に、次の如き例も可能である。それ
は、トナーボトルを交換してトナー終了表示状態をリセ
ットした後、任意の回数、例えば５回までのセンサー出
力ＶＳＰの検出までは、プロセスＰ２Ｇにてその値が制
御基準Ｋｚ（”０．９Ｖ）より大きいと判断されても、
初期設定のトナー補給率２０％でトナー補給を行ない、
然る後、漸次トナー補給率を上記例に準じて上昇させる
のである。

又、上記各側の実施に際し、コピースピードな下げ、攪
拌時間を長くすることも可能である。この場合でもセン
サー出力ＶＳＰが制御基′＄に２（−〇。

９Ｖ）以下となれば通常のコピースピードに戻すことは
いうまでもない。

なお、トナー像に対するトナー付着度合をセンサーで検
知してトナー補給量を制御する他の方式どして、現像剤
の透磁率、嵩密度、色調の変化などをセンサーで検知す
る方式もあるが本発明はこれらの方式に対して実施する
こともできる。

（効　果） 本発明によれば、トナーの攪拌が十分に行なわれ、帯電
量が所要のレベルまで高められた状態で現像に供される
ので、地肌汚れや、トナー飛散などの問題が解消され、
好都合である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例を説明したフローチ
ャート、第３図は本発明の実施に適する現像装置の一例
を説明した図、第４図はセンサー出力と画像濃度との関
係を説明した図である。 ６・・・トナーボトル、１４・・・センサー。 憂　　　ブ　　　　　Ｌと７ 条　？　□□□ づ　σ　刀 手続補正書（方式） ％式％ １　事件の表示 昭和６０年特許願第１８２４４５号 ２発明の名称 画像形成装置におけるトナー補給方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名　　　　称　（６７４，）株式会社リコー４　　代　
　　理　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 均一に帯電された感光体に所定の反射率を有する基準パ
   ターンの光像を結像して得られたトナー像のトナー付着
   度合をセンサーで検知し、このセンサー出力に応じて現
   像装置へのトナー補給率を制御するトナー補給方法にお
   いて、 トナー容量交換直後の画像形成に際してセンサー出力が
   トナー不足を検出した場合にトナー補給率を一旦、最小
   の補給レベルに落し、然る後、漸次トナー補給率を上げ
   ることを特徴とする画像形成装置におけるトナー補給方
   法。