JP2800826B2 - Imaging device - Google Patents
Imaging deviceInfo
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- JP2800826B2 JP2800826B2 JP62322246A JP32224687A JP2800826B2 JP 2800826 B2 JP2800826 B2 JP 2800826B2 JP 62322246 A JP62322246 A JP 62322246A JP 32224687 A JP32224687 A JP 32224687A JP 2800826 B2 JP2800826 B2 JP 2800826B2
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- JP
- Japan
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- toner
- image
- image forming
- developing device
- developer
- Prior art date
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
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
ー補給の改良に関する。
[従来の技術]
電子写真プロセスを有する作像装置において、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
度は、一定の適正範囲を保つ必要があり、例えば、現像
剤中のトナー濃度が低下し過ぎるとトナー画像の濃度が
低下することとなる。そこで、現像剤中のトナー濃度や
トナー画像濃度が所定レベルよりも低下したことを検知
すると、所定量のトナーを補給し、常に適正なトナー濃
度範囲に収めるようなトナー補給システムが従来提供さ
れている。
即ち、現像装置内に現像剤の透磁率を検出する磁気セ
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、これに基づき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う。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、この濃度が予め設定された値以下になったと
き、一定量のトナー補給を行なう。
そして、トナー濃度が基準値に回復するまで、何度も
上記一定量のトナー補給を行なっている。又、このと
き、補給される一定のトナー量は、比較的多重である。
これは、少量のトナーの補給では、例えば、原稿の画像
面積比が大きく、連続コピーであるような場合、トナー
補給がトナー消費量に追随できずにトナー濃度が低下し
ていってしまうからである。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、短時間に多量のトナーが消費され、ト
ナー補給を繰返し行うような場合、現像剤中に補給トナ
ーが十分分散されず、例えば、キャリアと十分な摩擦帯
電のできない帯電不良のトナーが発生し、これがコピー
上へ“カブリ”となり表れたり、装置内へ飛散し汚染の
原因となる問題が発生することがある。
本発明は、上記事情に鑑みて案出されたものであり、
急速なトナー消費が予測される作像が行われる際にも、
現像装置内のトナー濃度が基準値以下にならない作像装
置を提供することを目的とする。
[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
が基準値未満の時、前記トナー補給手段に対して、前記
現像装置内へトナーを補給する指令を行う第1制御手段
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、
前記判別手段により前記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、前記トナー
濃度が基準値以上であっても、前記トナー補給手段に対
して前記現像装置内へトナーを補給する指令を行う第2
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に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、
像間イレーザ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に内蔵された磁器ローラ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7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、粉煙防止マイラで、この粉煙防止マイラ
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、発生する粉煙ト
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は中央部を境に手前側と
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、転写開始
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、現像トノ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、自動的に排出する現像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100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やB4やA3へ拡大しコピ
ーを行なうとコ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S104
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はなく、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、トナー補給タ
イミングになったか否かを判定し(ステップS200)、ト
ナー補給タイミングで、トナー濃度Tcが基準トナー濃度
Tcaより小さいか否かを判定する(ステップS202)。
尚、本実施例においては、トナー補給タイミングは、コ
ピー1枚当り1回である。
トナー濃度Tcが基準トナー濃度Tcaよりも小さいと
き、トナー補給モータをオンするとともに、このトナー
補給モータのオン時間を規定するタイマTM1をセットす
る(ステップS204、S206)。このタイマTM1により、ト
ナー濃度が基準値未満になったときのトナー補給(以
下、フィードバックトナー補給、という)を行なう。
トナー濃度Tcが基準トナー濃度Tcaと同じかあるいは
より大きいとき、フラグAが“1"であるか否かを判定し
(ステップS208)、フラグAが“1"であればトナー補給
モータをオンするとともにオン時間を規定するタイマTM
2をセットする(ステップS210、S212)。このタイマTM2
により、作像条件に伴うトナー補給(以下、フィードフ
ォワードトナー補給、という)を行なう。ここにおい
て、タイマTM1が規定する時間とタイマTM2が規定する時
間の比は、10対1であり、タイマTM1に規定する時間に
より200mg/枚のトナーが、タイマTM2に規定する時間に
より20mg/回のトナーが補給される。尚、本実施例にお
いては、定回転のトナーモータのオン時間を制御するこ
とにより、上記フィードバックトナー補給の量とフィー
ドフォワードトナー補給の量を調整している。しかし、
例えばトナーモータのオン時間を一定にして、回転数を
異ならしめてもよく、又、オン時間、回転数とともに異
ならしめてもよい。又、上記フィードフォワードトナー
補給の量は、原稿の原像比率が非常に小さいものの連続
コピー等が考えられるため、あまり多くすることは望ま
しくなく、例えば上記フィードバックトナー補給量、現
像剤量、トナーの帯電性、現像剤の撹拌能力等の条件に
より最適な量を決めればよい。
その後、タイマTM1およびタイマTM2がともに終了して
いるときには、トナー補給モータをオフする(ステップ
S214、216、218)。一方、タイマTM1が終了していない
とき、タイマTM2が終了していないときは、ステップS21
8をスキップしてメインルーチンにリターンする。
第10図は、上記フィードフォワードトナーの補給があ
る場合とない場合とにおける、上記フィードバックトナ
ー補給回数を示すグラフである。
第10図に示すように、フィードフォワードトナー補給
(定量補給)を行なわない場合に比し、行なう場合に
は、1回に多量のトナーを補給するフィードバックトナ
ー補給(通常補給)の回数は減少する。このため例えば
フィードバックトナー補給が短時間に何回も行なわれる
ため、撹拌が十分に行なわれず、このため、トナーが現
像剤中に十分分散されずに帯電不良トナーが発生し、こ
れにより生ずるトナーのカブリやコボレを未然に防ぐこ
とができる。
尚、上記実施例においては、フィードフォワードトナ
ー補給量は、一定である。しかし、作像条件により、こ
のフィードフォワードトナー量を可変してもよい。即
ち、トナー消費が急速に生じる作像条件であるか否かを
2値的に判断するのみならず、さらに、その中でも、よ
り急速であるか否かを判断して、その作像条件に応じた
フィードフォワードトナー補給量とすることができる。
[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、強制的にトナー補給が行われる
ため、現像装置内のトナー濃度は基準値以下にはなら
ず、常に適切な画像濃度を有する画像を得ることができ
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. 2. Description of the Related Art In an image forming apparatus having an electrophotographic process, a toner concentration in a developer contained in a developing device for developing an electrostatic latent image needs to maintain a certain appropriate range. If the toner density in the inside is too low, the density of the toner image will be low. Therefore, a toner replenishing system that replenishes a predetermined amount of toner when detecting that the toner density or the toner image density in the developer has dropped below a predetermined level, and always keeps the toner density within an appropriate toner density range has been conventionally provided. I have. That is, a magnetic sensor that detects the magnetic permeability of the developer is provided in the developing device, the change in the magnetic permeability of the developer is detected according to the change in the toner concentration, and based on this, when the toner concentration is lower than the reference value, A certain amount of toner is supplied. Alternatively, a latent image of the reference pattern is formed on the photoreceptor, which is developed and the density of the toner image formed on the photoreceptor is detected by an optical sensor, and the density becomes lower than a preset value. At this time, a fixed amount of toner is supplied. The constant amount of toner is replenished many times until the toner density returns to the reference value. At this time, the fixed toner amount to be replenished is relatively multiple.
This is because, when a small amount of toner is supplied, for example, when the image area ratio of a document is large and continuous copying is performed, the toner supply cannot follow the toner consumption and the toner concentration is reduced. is there. [Problems to be Solved by the Invention] However, in a case where a large amount of toner is consumed in a short time and toner replenishment is repeated, the replenished toner is not sufficiently dispersed in the developer, and for example, sufficient friction with the carrier is caused. Poorly charged toner, which cannot be charged, is generated, which may appear as "fogging" on the copy, or may scatter into the apparatus to cause contamination. The present invention has been made in view of the above circumstances,
When performing image formation that is expected to rapidly consume toner,
It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus in which the toner density in a developing device does not fall below a reference value. 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; input means for inputting image forming conditions of the image forming means; and detecting a toner concentration of a developer in the developing device. A toner concentration detecting unit, a toner replenishing unit for replenishing toner in the developing device, and when the toner concentration detected by the toner concentration detecting unit is lower than a reference value, First control means for issuing a command to supply toner into the developing device; determining means for determining whether or not the image forming conditions input by the input means correspond to conditions under which rapid toner consumption is predicted; The discriminator When it is determined that the image forming condition is a condition for which rapid toner consumption is predicted, even if the toner concentration is equal to or higher than a reference value, the toner is supplied to the developing device by the toner replenishing means. The second command
And control means. 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 paper is transferred with a toner image by a transfer charger 37, is peeled off from the surface of the photosensitive drum 1 by a separation charger 38, passes through a conveyor belt 57, and melts the toner in a fixing device 58. After the image is fixed, the sheet 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 ) on the upper portion of the porcelain 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 7, and transfers the developer supplied from the bucket roller 11 to the photosensitive drum 1. Conveyed to the opposite developing area (A),
The developing is performed by bringing the photosensitive drum 1 into contact with the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1. 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. 9 is a smoke-prevention mylar, which is made of a polyethylene film (0.1 mm thick).
The casing 3 is attached to an upper part of the casing 3 facing the photosensitive drum 1, and prevents dust powder generated 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 has a print start switch 101 for instructing the start of transfer, 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 tonneau density, a density up switch 108, an automatic density adjustment switch 109, an upper paper feed unit 50 or a lower paper feed unit 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. Note that the copy conditions may also be determined by a command from a device other than the operation panel, such as an automatic developing device that automatically feeds the placed document onto the document glass and automatically discharges the document after copying is completed. It is formed. 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., 1
The drive time of the developing unit is longer than the copy time per sheet (when the main motor M1 is turned on) Is long, and the developer is sufficiently stirred. On the other hand, when copying is continuously performed, the driving time of the developing device substantially corresponds to the copying time. Therefore, for example, 100 copies are taken one by one and continuous copying is performed.
There is a large difference in the degree of stirring of the developer. 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 the copy is enlarged to A4, B4, or A3, for example, the conner 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 S104
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-copies is equal to or more than α does not mean the number of copies initially set as the multi-copy, but the number of copies that have not been copied. FIG. 9 is a flowchart showing a subroutine of toner supply control. As shown in FIG. 9, it is determined whether or not the toner supply timing has come (step S200). At the toner supply timing, the toner density Tc is changed to the reference toner density.
It is determined whether it is smaller than Tca (step S202).
In this embodiment, the toner supply timing is once per copy. When the toner density Tc is lower than the reference toner density Tca, the toner supply motor is turned on, and a timer TM1 for setting the ON time of the toner supply motor is set (steps S204, S206). The timer TM1 performs toner replenishment (hereinafter, referred to as feedback toner replenishment) when the toner concentration falls below the reference value. When the toner density Tc is equal to or higher than the reference toner density Tca, it is determined whether the flag A is "1" (step S208). If the flag A is "1", the toner supply motor is turned on. Timer TM that defines ON time together with
2 is set (steps S210, S212). This timer TM2
As a result, toner replenishment (hereinafter, referred to as feedforward toner replenishment) according to the image forming conditions is performed. Here, the ratio of the time specified by the timer TM1 to the time specified by the timer TM2 is 10 to 1, and 200 mg / sheet of toner is used according to the time specified by the timer TM1 and 20 mg / sheet is used according to the time specified by the timer TM2. Is supplied. In this embodiment, the amount of feedback toner supply and the amount of feedforward toner supply are adjusted by controlling the on-time of the constant-rotation toner motor. But,
For example, the on-time of the toner motor may be kept constant, and the number of rotations may be varied, or may be varied with the on-time and the number of rotations. Also, the feedforward toner replenishment amount is not desired to be too large because the original image ratio of the document is very small, but continuous copy is considered. For example, the feedback toner replenishment amount, the developer amount, and the toner amount The optimum amount may be determined depending on conditions such as the charging property and the stirring ability of the developer. Thereafter, when both the timer TM1 and the timer TM2 have expired, the toner supply motor is turned off (step
S214, 216, 218). On the other hand, if the timer TM1 has not expired, or if the timer TM2 has not expired, step S21
Skip 8 and return to the main routine. FIG. 10 is a graph showing the number of times of feed-back toner replenishment with and without feed-forward toner replenishment. As shown in FIG. 10, the number of feedback toner replenishments (normal replenishment) in which a large amount of toner is replenished at one time is reduced when feed-forward toner replenishment (quantity replenishment) is not performed. . For this reason, for example, the feedback toner is replenished many times in a short time, and thus the stirring is not sufficiently performed. As a result, the toner is not sufficiently dispersed in the developer, and poorly charged toner is generated. Fogging and Kobore can be prevented beforehand. In the above embodiment, the feedforward toner supply amount is constant. However, the feedforward toner amount may be changed according to image forming conditions. That is, not only is it binaryly determined whether or not the image forming condition causes the toner consumption to be rapid, but also whether or not the image forming condition is more rapid is determined according to the image forming condition. Feedforward toner supply amount. [Effects of the Invention] With the above-described configuration, when an image is formed in which rapid consumption of toner is predicted, toner is forcibly supplied. Therefore, if the toner density in the developing device does not fall below the reference value. Therefore, an image having an appropriate image density can always be obtained.
【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図は、フィードフォワードトナー補給があ
る場合とない場合とにおける、上記フィードバックトナ
ー補給回数を示すグラフである。
1……感光体ドラム
6……現像スリーブ
11……バケットローラ
16……第1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 FIG. 10 is a graph showing the number of feedback toner replenishments with and without feedforward toner replenishment. 1 photosensitive drum 6 developing sleeve 11 bucket roller 16 first screw blade 60 toner supply tank
Claims (1)
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
基準値未満の時、前記トナー補給手段に対して、前記現
像装置内へトナーを補給する指令を行う第1制御手段
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、 前記判別手段により前記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、前記トナー濃
度が基準値以上であっても、前記トナー補給手段に対し
て前記現像装置内へトナーを補給する指令を行う第2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. Input means for inputting image forming conditions of the image forming means; toner concentration detecting means for detecting a toner concentration of a developer in the developing device; and toner replenishing means for replenishing toner in the developing device When the toner density detected by the toner density detecting means is lower than a reference value, a first control means for instructing the toner replenishing means to replenish the toner in the developing device; and Discriminating means for discriminating whether or not the input image forming condition corresponds to a condition in which rapid toner consumption is predicted; and the image forming condition is a condition in which rapid toner consumption is predicted by the discriminating means. And judgment And a second control unit for instructing the toner replenishing unit to replenish the toner into the developing device even if the toner concentration is equal to or higher than a reference value. apparatus. 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:
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322246A JP2800826B2 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Imaging device |
| US07/285,722 US5006893A (en) | 1987-12-18 | 1988-12-16 | Image forming apparatus with improved toner replenishment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62322246A JP2800826B2 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01161383A JPH01161383A (en) | 1989-06-26 |
| JP2800826B2 true JP2800826B2 (en) | 1998-09-21 |
Family
ID=18141535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800826B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59124358A (en) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Ricoh Co Ltd | Controlling method of toner density in electrophotographic device |
| JPS6147973A (en) * | 1984-08-16 | 1986-03-08 | Ricoh Co Ltd | Toner density control method |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62322246A patent/JP2800826B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01161383A (en) | 1989-06-26 |
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