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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbilden von
Bildern, die eine Zweikomponenten-Entwicklereinheit sowie eine Steuerungseinheit
für die
Tonerkonzentration aufweist.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
Vorrichtungen zum Ausbilden von Bildern wie beispielsweise einem
elektrophotographischen Drucker und einem Kopierer, bei welchen
ein elektrostatisches latentes Bild unter Verwendung eines Zweikomponenten-Entwicklers,
der aus einem Toner und einem Träger
besteht, visualisiert wird, tritt, wenn das Mischungsverhältnis von
Toner und Träger
oder die Tonerkonzentration innerhalb einer Entwicklereinheit zum
Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes mit Toner nicht
adäquat
ist, ein Problem auf, dass die Bilddichte so dünn ist, dass ein Trägerüberschuss
verursacht wird, oder dass die Bilddichte so stark ist, dass die
Schleierbildung verstärkt
wird. Daher ist innerhalb der Entwicklereinheit ein Sensor für die Tonerkonzentration
vorgesehen, und eine Vorrichtung zum Zuführen des Toners in die Entwicklereinheit
hinein wird so angesteuert, dass die Tonerkonzentration konstant
gehalten wird. Beispielsweise wird, wenn die Druckdichte als Verhältnis von
bedruckter Fläche
zu zu bedruckender Fläche höher ist,
eine größere Menge
von Toner verbraucht, und die Tonerkonzentration ist geringer. In
diesem Fall muss mehr Toner entsprechend einem reduzierten Betrag
der Tonerkonzentration zugeführt
werden. Ein Steuerungsverfahren beinhaltet daher das Aufteilen des
Betrags einer Abweichung von einer Bezugstonerkonzentration in mehrere
Level sowie das Erhöhen
der Zuführmenge
des Toners, wenn der Sensorwert den hohen Level des Abweichungsbetrages
anzeigt (siehe beispielsweise JP-(A)-11-52700).
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Bei
diesem Steuerungsverfahren wird, wenn das Bild kontinuierlich bei
einer hohen Druckdichte gedruckt wird, die Tonerkonzentration auf
einen Level abgesenkt, bei welchem der Betrag der Tonerzuführung sich
oberhalb des Betrages des Tonerverbrauchs befindet, und beginnt
dann anzusteigen. Wenn jedoch die Tonerkonzentration ansteigt, verändert sich
der Level, und der Tonerzuführbetrag
wird reduziert. Wiederum wird die Tonerkonzentration wiederholt
abgesenkt und angehoben, und schließlich bei dem Level stabilisiert,
der beträchtlich
geringer ist als die Bezugstonerkonzentration.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird gemäß dem Stand
der Technik, wenn ein geringer Level der Tonerkonzentration fortgesetzt
wird, die Zuführmenge
des Toners nach oberhalb der Menge angehoben, in der der Toner normalerweise
bei diesem Level zugeführt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß dem Stand
der Technik bestehen jedoch einige Probleme dahingehend, dass der
geringe Level der Tonerkonzentration fortgesetzt wird, bis die Zuführmenge
des Toners über
die normale Menge angehoben wird, und eine komplizierte Steuerungstabelle
muss vorbereitet werden. Außerdem wird, weil
der Sensor für
die Tonerkonzentration für die
Steuerung einen breiteren Ausgabebereich verwendet, der variable
Bereich der Tonerkonzentration vergrößert werden.
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, die oben erwähnten Probleme zu lösen und
eine Vorrichtung zum Ausbilden von Bildern zu schaffen, die eine Steuerung
für die
Tonerkonzentration aufweist, um die Tonerkonzentration stabiler
zu machen.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, schafft diese Erfindung eine Vorrichtung
zum Ausbilden von Bildern mit einer Zweikomponenten-Entwicklereinheit, einem
Detektor zum Erfassen der Tonerkonzentration in einem innerhalb
der Entwicklereinheit vorhandenen Entwickler, einer Einheit zum
Zuführen
eines Toners in die Entwicklereinheit hinein, einer Speichereinheit
zum sequentiellen Halten und Erneuern eines Ablaufs eines Tonerzuführvorgangs
für einen
bestimmten Zeitraum, und einer Tonerkonzentrations-Steuerungseinheit
zum Bestimmen der Zeit des Tonerzuführvorgangs durch die Tonerzuführeinheit, auf
der Grundlage von in der Speichereinheit gespeicherten Information
und einem Unterschied zwischen einem Ausgabewert des Detektors zum
Erfassen der Tonerkonzentration und einem Bezugswert, und zum Konstanthalten
der Tonerkonzentration.
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Die
Erfindung schafft auch eine solche Vorrichtung, wobei die Zeit,
in der der Ablauf des Tonerzuführvorgangs
in der Speichereinheit gehalten wird, länger ist als die Zeit, in der
ein Teil des in die Entwicklereinheit hinein geleiteten Toners durch
den Tonerzuführvorgang
zuerst bei dem Tonerkonzentrationssensor ankommt.
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Schließlich schafft
die Erfindung auch eine solche Vorrichtung, wobei die Zeit, in welcher
der Ablauf des Tonerzuführvorgangs
in der Speichereinheit gehalten wird, länger ist als eine durchschnittliche Zeitlänge, in
welcher der in die Entwicklereinheit durch den Tonerzuführvorgang zugeführten Toner
bei dem Tonerkonzentrationssensor ankommt, wobei die Zeit des Tonerzuführvorgangs
durch die Tonerzuführeinheit
auf der Basis aller Informationen, die in der Speichereinheit gespeichert
sind, und der Hälfte der
gespeicherten Informationen bestimmt wird.
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Gemäß der Erfindung
ist es möglich,
eine Vorrichtung zum Ausbilden von Bildern zu schaffen, die das
Bild mit hoher Qualität
erzeugen kann, bei welcher die Tonerkonzentration
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische
Querschnittsansicht einer Entwicklereinheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Steuerungsblockdiagramm
der Entwicklereinheit gemäß der Ausführungsform
der Erfindung.
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3 ist ein Flussdiagramm,
das einen Steuerungsvorgang für
die Tonerzuführung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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4 ist ein Diagramm, das
einen Steuerungszustand für
die Tonerkonzentration unter der herkömmlichen Steuerung zeigt.
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5 ist ein Diagramm, das
einen Steuerungszustand der Tonerkonzentration unter der Steuerung
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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6 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen der Tonerkonzentration und der Ausgabe des
Tonerkonzentrationssensors gemäß der Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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7 ist ein Diagramm, das
die Beziehung zwischen der Raumdichte des Entwicklers und der Ausgabe
des Tonerkonzentrationssensors gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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Hauptsächlich mit
Bezug auf die 1 und 3 werden die bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nun beispielhaft beschrieben.
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Beispiel 1
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1 ist eine schematische
Querschnittsansicht einer Entwicklereinheit gemäß dieser Erfindung. 2 ist ein Steuerungsblockdiagramm
der Entwicklereinheit. 3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Tonerzuführ-Steuerungsvorgang der Entwicklereinheit
zeigt.
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In
dieser Ausführungsform
weist die Entwicklereinheit 104 zwei Entwicklungswalzen 1 und 2 auf, die
einem Bildträger
gegenüber
liegen, der als Photoleiter 101 bezeichnet wird. Von diesen
zwei Entwicklungswalzen wird eine Entwicklungswalze 2 mit der
Drehung des Photoleiters 101 vorwärts gedreht, wie durch den
Pfeil (A) in 1 gekennzeichnet,
und befindet sich in einer Drehrichtung des Photoleiters 101 stromabwärts vorgesehen.
Eine Entwicklungswalze 1 wird auch rückwärts gedreht mit der Drehung des
Photoleiters 101, und ist in der Drehrichtung des Photoleiters 101 stromaufwärts vorgesehen.
Obwohl die Entwicklereinheit in dieser Ausführungsform zwei Entwicklungswalzen
hat, kann auch eine andere Konstitution der Entwicklereinheit in
Betracht gezogen werden, in welcher mehrere Entwicklungswalzen stromaufwärts der
Entwicklungswalze 1 in der Drehrichtung des Photoleiters 101 vorgesehen
sind, mehrere Entwicklungswalzen stromabwärts der Entwicklungswalze 2 in
der Drehrichtung des Photoleiters 101 vorgesehen sind,
die Entwicklungswalzen in der Vorwärts- und der Rückwärtsdrehung
nicht kombiniert sind, oder beispielsweise eine einzelne Entwicklungswalze
vorgesehen ist. Außerdem
verwendet in dieser Ausführungsform
der Bildträger
einen trommelartigen Photoleiter, aber es kann auch ein photosensitiver
Riemen verwendet werden, der sich auf einer bestimmten Bahn herum
bewegt.
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In
der Entwicklereinheit 104 ist außerdem eine als Rakel 3 bezeichnete
Trennplatte zwischen der Entwicklungswalze 1 und der Entwicklungswalze 2 vorgesehen.
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In
der in 1 dargestellten
Ausführungsform
besteht ein als Entwickler 4 bezeichnetes Transfermittel
aus einem magnetischen Pulver, das als Träger bezeichnet wird, und einem
Bildvisualisierungsmittel, das als Toner bezeichnet wird, um ein sichtbares
Bild auf dem Photoleiter 101 auszubilden, wobei der Toner
bei einem Gewichtsverhältnis
von 2 bis 8% in dem Gesamtgewicht gemischt ist. In dieser Ausführungsform
ist in dem Entwickler 4 das Gewichtsverhältnis des
Toners in dem Entwickler innerhalb der Entwicklereinheit reduziert,
weil der Toner in dem Entwickler 4 nur bei dem Druckvorgang
der Vorrichtung zum Ausbilden von Bildern (nicht dargestellt) verbraucht
wird.
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Daher
weist in dieser Ausführungsform
die Entwicklereinheit 104 die Misch-Rühr-Elemente 7 und 8 zum
Mischen und Durchrühren
des Toners auf, der von einer Tonerzuführeinheit 9 zu der
Entwicklereinheit 104 mit dem Entwickler 4 geliefert
wird. Die Misch-Rühr-Elemente 7 und 8 sind
Spiralschrauben, die in den in der Zeichnung durch die Pfeile C
und D bezeichneten Richtungen gedreht werden, und die so angeordnet
sind, dass die Spiralrichtungen der Schraubenelemente 7 und 8 einander
in der Richtung der Drehachse der Schraube entgegengesetzt sind. Wenn
die Schrauben gedreht werden, fördert
daher eine Schraube den Entwickler von hinten nach vorne in Richtung
der Drehachse, und übergibt
ihn an die andere Schraube. Die andere Schraube befördert den
Entwickler von vorne nach hinten in Richtung der Drehachse und übergibt
ihn an die eine Schraube. Mit diesen Vorgängen wird der Entwickler in
der Richtung der Drehachse der Schraube herumbewegt, durchgeführt und
befördert.
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In
dieser Ausführungsform
wird der an den Entwicklungswalzen in dem Bildausbildevorgang verbrauchte
Toner von der Tonerzuführeinheit 9 über die gesamte
Fläche
der Spiralschrauben 8 von einem Förderelement 6 weg
geleitet. Der mit dem neuen Toner zugeführte Entwickler wird an der
Spiralschraube 8 in der axialen Richtung befördert und
von der Spiralschraube 7 auf der Seite des Förderelements
an dem Endbereich aufgenommen. Der Entwickler, der bei dem Spiralschraubenbereich 7 auf
der Seite des Förderelements
ankommt, wird in den Spiralschraubenbereich 7, in welchem
der Entwickler weiter in der axialen Richtung durch die Drehung
der Schraube befördert
wird, und in das Förderelement 6 hinein
abgeleitet. Wenn das Förderelement 6 in
einer Richtung des Pfeils (B) gedreht wird, wird außerdem der
Entwickler um das Förderelement 6 herum
bis zu der Rakel 3 in der Nähe der Entwicklungswalze 2 befördert. Dabei
ist der Entwickler 4 auf eine vorbestimmte Menge geregelt,
indem er durch einen Reinigungsspalt der Rakel 3 mit Bezug
auf die Entwicklungswalze 2 hindurchtritt, und wird zu
der Position in der Nähe
der Entwicklungswalze 2 und des Photoleiters 101 geleitet.
Dabei wird der durch den Reinigungsspalt bei der Rakel 3 geregelte
Entwickler weiter zu der Entwicklungswalze 1 geleitet,
durch einen Regelungsspalt der Rakel 3 bezüglich der
Entwicklungswalze 1 geführt,
auf eine vorbestimmte Menge geregelt und zu der Position in der
Nähe der
Entwicklungswalze 1 und des Photoleiters 101 geleitet.
Außerdem
werden ein von der Entwicklungswalze 1 zurückkommender
Entwickler 4a und ein überschüssiger Entwickler 4b an
der Rakel 3 durch einen Rückführkanal 12 zurückgeführt, ein
zurückkehrender
Entwickler 4c wird von der Entwicklungswalze 2 durch einen
Rückführkanal 13 in
der Nähe
des Förderelements 6 zurückgeführt.
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Außerdem werden
die Bereiche der Entwicklungswalzen 1 und 2 in
der Nähe
des Photoleiters 101 auf en vorbestimmtes Potential unter
Einstellung gesetzt, bevor ein Bereich mit einem darauf ausgeformten
Bild und ein Bereich ohne ein darauf ausgeformtes Bild auf der Oberfläche des
Photoleiters 101 bei dem Entwicklungsbereich ankommen durch
einen Lade- und
Belichtungsvorgang, nicht dargestellt, wobei eine Entwicklungsvorspannung
auf die Entwicklungswalzen 1 und 2 von einer nicht
dargestellten Energiequelle her aufgebracht wird, so dass der Toner
des Entwicklers an den Entwicklungswalzen 1 und 2 nur
zu dem Bereich des Photoleiters 101 geleitet wird, an dem
das Bild ausgeformt ist. Daher wird ein sichtbares Bild aus Toner
auf dem mit dem Bild versehenen Bereich des Photoleiters 101 ausgeformt.
Anschließend
wird das sichtbare Bild auf dem Photoleiter 101 auf das
Papier gedruckt durch einen Transfervorgang (nicht dargestellt)
und dann auf dem Papier durch einen Fixiervorgang (nicht dargestellt) fixiert.
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Zusätzlich zu
dem oben beschriebenen Aufbau ist ein Tonerkonzentrationssensor 21 zum
Erfassen der Menge an Toner in dem Entwickler an einer Wandfläche eines
axial zentralen Bodenbereichs für die
Spiralschraube 7 in dieser Ausführungsform vorgesehen. Der
Sensor 21 ist mit einer Steuerungseinheit 23 zum
Steuern des Tonerzuführvorgangs
durch Verarbeiten eines Ausgangssignals des Sensors 21 verbunden,
um einen Zuführmotor-Antriebsbereich 22 der
Tonerzuführeinheit 9 dazu
zubringen, einen Motor zu drehen oder anzuhalten, wie in 2 dargestellt. Diese Steuerungseinheit 23 weist
ein Speicherelement 24 zum Speichern des Ablaufs des Tonerzuführvorgangs
auf sowie einen Sensorausgabespeicher 25 zum Speichern
eines Ausgangswertes des Tonerkonzentrationssensors.
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In
dieser Ausführungsform
wird der Ausgang des Tonerkonzentrationssensors 21 in Abständen von
10 ms aufgezeichnet, und ein Mittelwert des Sensorausgangs für eine Sekunde
in der Vergangenheit wird in den Sensorausgabespeicher 25 gespeichert. Außerdem wird
der Ablauf der Tonerzuführung
ein Abständen
von einer Sekunde aufgezeichnet, und der Wert 1, wenn der Zuführmotor
gedreht wird, oder der Wert 0, wenn er angehalten ist, wird in dem
Tonerzufuhr-Ablaufspeicher 24 gespeichert. Der Sensorausgabespeicher 25 und
der Tonerzufuhrablaufspeicher 24 speichern die Sensorausgaben
für 4 Sekunden
in der Vergangenheit, und den Zufuhrablauf für 20 Sekunden in der Vergangenheit.
Die ältesten
Daten werden dann gelöscht,
und die neuesten Daten aufgezeichnet.
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In
dieser Ausführungsform
werden unter den in dem Tonerzufuhrablaufspeicher 24 gehaltenen
Daten ein Gesamtwert des Ablaufs für 10 Sekunden in der Vergangenheit
(im folgenden bezeichnet als Gesamtablaufwert (a)) und ein Gesamtwert
des Ablaufs für
20 Sekunden in der Vergangenheit (im folgenden bezeichnet als Gesamtablaufwert
(b)) verwendet.
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Mit
Bezug auf 3 wird nun
ein Ablauf des Tonerkonzentrations-Steuerungsvorgangs in dieser Ausführungsform
beschrieben.
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Wenn
ein Startsignal für
den Betrieb der Entwicklereinheit von der Steuerungseinheit der
nicht dargestellten Vorrichtung 24 zum Ausbilden von Bildern
ausgegeben wird, an die Steuerungseinheit 23 in 2, werden der Tonerzufuhrablaufspeicher 24, der
Sensorausgabespeicher 25, der Gesamtablaufwert (a), und
der Gesamtablaufwert (b) initialisiert. In diesem Fall werden ein
Flächenbereich
für 20
Sekunden in dem Tonerzufuhrablaufspeicher, der Gesamtablaufwert
(a) und der Gesamtablaufwert (b) auf Null gesetzt, und der Sensorausgabewert
direkt nach dem Starten des Betriebs der Entwicklereinheit wird in
dem gesamten Flächenbereich
für 4 Sekunden
in dem Sensorausgabespeicher 25 gespeichert.
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Anschließend an
diese Initialisierung wird der Steuerungsvorgang gestartet. Zunächst werden der
Wert des Tonerkonzentrationssensors (der Mittelwert der in einem
Abstand von 10 ms aufgezeichneten Werte, wie zuvor beschrieben)
und ein Rotationsstoppstatus eingelesen, auf der Basis eines Aufzeichnungszeitraums
in einem Abstand von 1 Sekunde, und als die neuesten Daten in den
Sensorausgabespeicher 25 bzw. den Ablaufspeicher 24 hineingeschrieben.
Dann werden ein Unterschied P zwischen dem neuesten Wert des Tonerkonzentrationssensors und
dem vorher gewählten
Bezugswert T0, Daten, der Gesamtablaufwert (a) 11, der
Gesamtablaufwert (b) 12, und ein Unterschied D zwischen
dem ältesten Wert
und dem neuesten Wert des Sensorausgabespeichers 25 beschafft,
und zwar auf der Basis von in die jeweiligen Speicher hineingeschriebenen
Informationen. Anschließend
werden die Werte P, 11, 12 und D mit den jeweiligen
vorher bestimmten Sensitivitätswerten
p0, a0, b0 und d0 multipliziert und summiert, wodurch der aktuelle
Steuerungswert F [= (p0·P)
+ (a0·11)
+ (b0·12)
+ (d0·D)]
bestimmt wird. In dieser Ausführungsform
sind die Sensitivitäten
p0, a0, b0 und d0 auf +1, –0,5,
+0,25 bzw. +1 festgelegt. Wenn dieser Steuerungswert F positiv ist,
beginnt sich der Zuführmotor
zu drehen, oder er wird kontinuierlich gedreht, wenn es während der
Drehung ist, während
dann, wenn der Steuerungswert F negativ ist, der Zuführmotor
angehalten wird oder angehalten bleibt, wenn er in dem angehaltenen
Zustand ist. Anschließend
werden der Wert des Tonerkonzentrationssensors und der Rotationsstoppstatus
des Zuführmotors
wieder eingelesen, und der anschließende Vorgang wird wiederholt.
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Ein
Konzept zum Bestimmen des Steuerungswerts wird nun beschrieben.
Normalerweise kann der Toner zugeführt werden, um einen Unterschied
P zwischen dem neuesten Wert des Tonerkonzentrationssensors und
dem vorher gesetzten Bezugswert auszugleichen. Aufgrund einer Zeitverzögerung,
mit welcher der mit dem Toner aufgefüllte Entwickler an der Stelle
zur Erfassung der Tonerkonzentration ankommt, ist es jedoch nicht
möglich,
nur aus dem aktuellen Unterschied P darauf zu schließen, wie
der Wert des Tonerkonzentrationssensors in der Zukunft sich verhalten
wird. Um dieses Verhalten zu bestimmen, wird der Gesamtablaufwert
(a) 11 verwendet. Der Ablauf (a) ist der Tonerzufuhrablauf
für 10
Sekunden in der Vergangenheit von dem aktuellen Zeitpunkt aus, wie
zuvor beschrieben, und bestimmt auf der Basis der Zeit, für welche
die Entwicklerzufuhr mit Toner an der Sensorposition ankommt. In
dieser Ausführungsform
wird der in dem Bildausbildevorgang durch die Entwicklungswalzen verbrauchte
Toner über
den gesamten Flächenbereich
in der axialen Richtung auf der Seite der Spiralschraube 8 weg
von dem Förderelement 6 geleitet. Der
Wert von 10 Sekunden entspricht der Zeit, für welche der vordere Bereich
des mit Toner versehenen Entwicklers an der Sensorposition ankommt.
Der Gesamtablaufwert (a) 11 beschränkt die aktuelle Zuführmenge
auf der Basis der Zuführmenge
von Toner zu dem Entwickler, der in der Vergangenheit nicht an dem
Sensor ankam. Das heißt,
wenn die Zuführmenge
des Toners in der Vergangenheit größer ist, wird die aktuelle
Zuführmenge
stärker
unterdrückt.
Außerdem
ist auch ein Unterschied D zwischen dem ältesten Wert und dem neuesten
Wert des Sensorausgabespeichers 25 vorgesehen, um eine
Veränderung
in der Tonerkonzentration zu überprüfen. Wenn
der Wert D positiv ist, wird die Zuführmenge angehoben, weil die
Sensorausgabe in einer Richtung weg von dem Bezugswert verändert wird,
oder wenn der Wert d negativ ist, wird die Zuführmenge reduziert, weil die Sensorausgabe
in Richtung des Bezugswerts verändert
wird.
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In
dieser Ausführungsform
wird außerdem der
Gesamtablaufwert (b) 12 verwendet. Der Gesamtablaufwert
(b) beinhaltet den Tonerzufuhrablauf für 20 Sekunden in der Vergangenheit
von dem aktuellen Zeitpunkt aus, wie zuvor beschrieben, und entspricht
einer Mitte zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich des mit
dem Toner versehenen Entwicklers, oder der durchschnittlichen Zeit,
für welche der
mit dem Toner versehene Entwickler an der Sensorposition ankommt.
In dieser Ausführungsform wird
die Tonerkonzentration ausreichend stabilisiert unter der Steuerung,
die nur P, 11 und D verwendet, aber durch Verwenden des
Gesamtablaufwerts (b) 12 ist es möglich, die Tendenz zu korrigieren,
dass der Wert des Tonerkonzentrationssensors weit unterhalb des
Bezugswerts stabilisiert wird, und zwar besser als mit der Steuerung
nur auf der Basis P, 11 und D.
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In
dieser Ausführungsform
tritt die Erfassungsposition für
die Tonerkonzentration, bei welcher der Tonerzuführvorgang ausgeführt wird,
auf der Seite der Spiralschraube 7 auf, aber sie kann auch
auf einem runden Weg des Entwicklers auftreten, der sich direkt
um die Entwicklungswalzen 1, 2 und das Förderelement 6 herum
bewegt, beispielsweise auf dem Rückkehrweg
des zurückkehrenden
Entwicklers 4a von der Entwicklungswalze 1, oder
dem Rückkehrweg
des zurückkehrenden
Entwicklers 4c von der Entwicklungswalze 2.
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Außerdem ist
in dieser Ausführungsform
der Ablauf (a) der Tonerzufuhrablauf für 10 Sekunden in der Vergangenheit
von dem aktuellen Zeitpunkt aus, und der Ablauf (b) ist der Tonerzufuhrablauf
für 20 Sekunden
in der Vergangenheit von dem aktuellen Zeitpunkt aus, und beide
sind die minimalen beizubehaltenden Zufuhrabläufe, wobei der Ablauf (a) der Tonerzufuhrablauf
für 20
Sekunden in der Vergangenheit von dem aktuellen Zeitpunkt aus sein
kann und der Ablauf (b) der Tonerzufuhrablauf für 40 Sekunden in der Vergangenheit
von dem aktuellen Zeitpunkt aus sein kann. In diesem Fall entspricht
in dieser Ausführungsform
der Ablauf (a) der durchschnittlichen Zeit, in der der mit dem Toner
versehene Entwickler an der Sensorposition ankommt, und der Ablauf
(b) entspricht der Zeit, in welcher der mit dem Toner versehene
Entwickler eine Runde der Mischrührelemente 7 und 8 macht.
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6 ist ein Graph, der die
Beziehung zwischen der Tonerkonzentration und der Ausgabe des Tonerkonzentrationssensors
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 7 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der Raumdichte des Entwicklers
und der Ausgabe des Tonerkonzentrationssensors zeigt. In dem Sensor
für die
Verwendung in dieser Ausführungsform
ist die Sensorausgabe verändert
gemäß einem
Trägergewicht
in einem feststehenden Volumen, oder der Raumdichte, wie in 7 dargestellt. Eine Veränderung
des Trägergewichts
hängt ab
von einer Veränderung
der Tonerkonzentration. In dieser Ausführungsform steigt, wenn die
Tonerkonzentration von 3 Gew.-% auf 7 Gew.-% angehoben wird, die
Sensorausgabe fast linear an, aber kann beliebig verändert werden
gemäß dem möglicherweise
verwendeten Wert der Tonerkonzentration, beispielsweise linear verändert von
6 Gew.-% auf 10 Gew.-%. Außerdem
kann, wenn die Tonerkonzentration angehoben wird, die Sensorausgabe
fast linear abnehmen. In diesem Fall ist es erforderlich, das positive
und negative der Sensitivität anzupassen.
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Für die Entwicklereinheit
mit dem oben beschriebenen Aufbau wurde ein Druckvorgang ausgeführt, unter
Verwendung einer negativ geladenen OPC für den Photoleiter 101,
wobei die Spannungen des mit dem Bild versehenen Bereichs und des
Bereichs ohne Bild auf der Oberfläche des Photoleiters 101 –100V und –600V betrugen,
und die Vorspannungen der Entwicklungswalzen 1 und 2 waren
in gleicher Weise –400V.
Dabei waren die Bedingungen des Druckvorgangs so, dass die Außenumfangsgeschwindigkeit
des Photoleiters 101 gleich 100 cm/s war, das
Verhältnis
der Außenumfangsgeschwindigkeit
der Entwicklungswalzen 1 und 2 zu der des Photoleiters
war 1,3, und der Gewichtsanteil des Toners in dem Entwickler betrug
4 Gew.-%. In diesem Fall liegt der Tonerkonzentrations-Steuerungszustand
vor im Gegensatz zu dem im Stand der Technik beschriebenen Steuerungsverfahren
für die
Tonerkonzentration. 4 ist
ein Graph, der den Steuerungszustand der Tonerkonzentration unter
der herkömmlichen Steuerung
zeigt. 5 ist ein Graph,
der den Tonerkonzentrations-Steuerungszustand unter der Steuerung
der Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Das
Tonerkonzentrations-Steuerungsverfahren gemäß dem Stand der Technik beinhaltet
das Austeilen einer abweichenden Menge des Wertes des Tonerkonzentrationssensors
von dem Bezugswert in mehrere Stufen, wodurch, wenn der Sensorwert
die Stufe anzeigt, wo der Betrag der Abweichung größer ist,
die Zuführmenge
des Toners gesteigert wird.
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Im
Falle dieses Steuerungsversahrens besteht, wenn das kontinuierliche
Drucken bei einer geringen Druckdichte ausgeführt wird, eine geringe Abweichung
von dem Bezugswert bei einer Steuerungsbezugs-Toerkonzentration
von 4 Gew.-%, aber wenn ein kontinuierliches Drucken des Bildes
bei einer hohen Druckdichte von 30 Gew.-% ausgeführt wird, ist die Tonerkonzentration
reduziert auf die Stufe, auf welcher die Tonerzuführmenge
den Tonerverbrauch überschreitet,
und beginnt dann anzusteigen, wie in 4 dargestellt.
Wenn jedoch die Tonerkonzentration ansteigt, verändert sich der Level, so dass die
Tonerzuführmenge
absinkt. Wiederum wird die Tonerkonzentration wiederholt abgesenkt
und angehoben, und schließlich
stabilisiert bei einem Level von ungefähr 3,5 Gew.-%, was beträchtlich
geringer ist als die Bezugstonerkonzentration.
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Andererseits
ist unter der Steuerung der Ausführungsform
eine Abweichung von dem Bezugswert kleiner bei einer Steuerungs-Bezugstonerkonzentration
von 4 Gew.-%, unabhängig
davon, ob das kontinuierliche Drucken ausgeführt wird bei einer geringeren
Druckdichte von 4% oder einer hohen Druckdichte von 30%, wie in 5 dargestellt. Dadurch kann
die Bildausbildevorrichtung zum Erzeugen des Bildes mit hoher Qualität geschaffen
werden.