JP2583993B2

JP2583993B2 - トナー濃度制御装置

Info

Publication number: JP2583993B2
Application number: JP63191794A
Authority: JP
Inventors: 清隆柴田; 正光山根
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPH0240674A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、複写機などの画像形成装置のトナー濃度制
御装置に関する。

［従来の技術］従来、複写機の現像部のトナー濃度を一定に制御する
ことによって、コピー画像濃度を一定に保つことが行わ
れている。そのための制御回路は、回路内に予め制御電
圧レベルを記憶しておき、その制御電圧レベルと現像部
に取り付けられたトナー濃度センサからの出力とを比較
しトナー濃度制御を行っている。その制御電圧レベルと
しては通常コピーを行っている場合の制御レベルの他、
例えばトナーが無くなったことを検出するためのトナー
エンプティレベルなどがあり、それら各レベルが基準レ
ベルとされている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、複写機の稼働状況（条件）はいつも同
じとは限らない。例えば長期間使用されなかったりする
と現像部の現像剤は、自重により圧縮され凝集したよう
になる。また、現像剤のトナーやキャリヤーの帯電量が
変化し、更に現像部の温度、湿度なども変化している。
その結果、同じ濃度の現像剤を対象としているにも関わ
らず、トナー濃度センサの出力電圧が同一にならないこ
とが起こる。例えば、ある種の複写機においては、第５
図（ａ），（ｂ）に示すような出力電圧の変化を示すよ
うになる。

即ち、第５図（ａ）は、複写機が短時間停止した後、
複写動作やトナー補給をせず撹拌を行いながら、複写機
を稼働させた場合において、トナー濃度センサの出力電
圧が時間の経過につれてどの様に変化するかを示すグラ
フである。これに対し、第５図（ｂ）は、同じ濃度の現
像剤を使用し、長時間停止後、複写機を稼働させた場
合、トナー濃度センサの出力電圧が時間の経過につれて
どの様に変化するかを示すグラフである。両図面から明
らかなように、トナー濃度センサの出力電圧値は、同じ
濃度の現像剤を対象とするにも関わらず、特に稼働開始
の際に、大きく異なっている。

にもかかわらず、従来の複写機は、予め決めておいた
一定の固定された基準レベルを使用してトナー濃度制御
を行っている。その結果、その基準レベルをそのまま使
用していると、特に複写機が長時間停止していた後に稼
働した場合、トナー濃度が適正に制御されなくなってし
まう。

本発明は、上記のような従来装置の課題に鑑み、画像
形成装置などが長い間使用されなかった場合でも、適正
にトナー濃度を制御できるトナー濃度制御装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用］請求項１の本発明は、トナー濃度センサによって、現
像部のトナー濃度を検出し、記憶手段に少なくとも通常
の画像形成時の通常制御レベル及びトナーエンプティレ
ベルを記憶しておき、トナー濃度制御手段が、前記トナ
ー濃度センサの出力と前記記憶手段に記憶された通常制
御レベル及びトナーエンプティレベルとを比較し、その
結果に基づき、現像部のトナー補給手段を駆動する駆動
手段又はトナーエンプティ状態を表示するエンプティ表
示手段を制御するトナー濃度制御装置において、タイマ
によって、装置本体の停止時間をカウントし、レベル変
更手段によって、そのタイマのカウント値と所定基準値
とを比較し、その結果に基づいて、前記記憶手段に記憶
された通常制御レベル及び／またはトナーエンプティレ
ベルを変更するものである。

請求項２の本発明は、トナー濃度センサによって、現
像部のトナー濃度を検出し、記憶手段に少なくとも通常
の画像形成時の通常制御レベル及びプロセスユニット寿
命レベルを記憶しておき、トナー濃度制御手段が、前記
トナー濃度センサの出力と前記記憶手段に記憶された通
常制御レベル及びプロセスユニット寿命レベルとを比較
し、その結果に基づき、現像部のトナー補給手段を駆動
する駆動手段又はプロセスユニットの寿命が尽きた状態
を表示するプロセスユニット寿命表示手段を制御するト
ナー濃度制御装置において、タイマによって、装置本体
の停止時間をカウントし、レベル変更手段によって、そ
のタイマのカウント値と所定基準値とを比較し、その結
果に基づき前記記憶手段に記憶された通常制御レベル及
び／またはプロセスユニット寿命レベルを変更するもの
である。

［実施例］以下に、本発明をその実施例を示す図面に基づいて説
明する。

第１図は、本発明に係るトナー濃度制御装置の一実施
例を示す略示縦断面図である。

同図において、装置本体１の内部には、原稿画像の潜
像が形成される光導電材料を表面に設けた感光体ドラム
２が回転可能に装設されている。この感光体ドラム２の
周辺には、その回転方向に沿って、帯電部３、画像光が
照射される露光部４、感光体ドラム２の潜像を現像する
現像部５、その現像されたトナー像を用紙に転写する転
写部６、その転写された転写紙を感光体ドラム２から分
離させるための分離部７、感光体ドラム２に残存したト
ナーを除去するクリーニング部８、除電部９等の部材が
その順序で配設されている。

前記現像部５は、トナーを収納し補給するトナー補給
手段18、現像スリーブ20、現像剤を撹拌する撹拌ローラ
19、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ50
を備えている。

装置本体１の上部には、原稿12を押えるための原稿カ
バー15とその原稿12を載置するコンタクトガラス14が取
り付けられており、そのコンタクトガラス14の下方に
は、露光ランプ11を備えた露光ユニット10が配置されて
いる。その露光ユニット10の側方にはミラーユニット13
が存在し、露光ユニット10から入射された画像光を装置
本体１の中央部にある結像レンズ16へ導く。反射ミラー
17は、その結像レンズ16を透過した画像光を前記感光体
ドラム２へ照射する鏡である。また、装置本体１には、
電源をオンオフするスイッチ70や装置本体１全体の制御
を行うマイクロコンピュータ60が備え付けられている。
更に、そのマイクロコンピュータ60のタイマ40は、装置
本体１の電源の停止時間をカウントすることが出来るも
のである。

更に、装置本体１の下部には、給紙部21が設けられて
いる。その給紙部21には、用紙カセット29と、用紙を送
り出すコロ30と、用紙を移送する給紙ローラ31とが配置
されている。更に、転写部６、分離部７によて、転写、
分離された用紙は、搬送部22によって定着部23へ送り込
まれる。その定着部23は、加熱することによって前記ト
ナーが転写された転写紙上のトナーを定着する加熱ロー
ラ24と、加圧ローラ25と、定着した転写紙を外部の排紙
トレイ28上へ送り出す排出ローラ26、27とを備えてい
る。前記加熱ローラ24には、ヒータ（図示省略）が内蔵
され、装置本体電源が入れられると加熱を開始し、温度
が上昇して定着に適した温度になるものである。

第２図は、本発明にかかるトナー濃度制御装置の一実
施例の、信号の流れからみたブロック図である。

図において、記憶手段62は、少なくとも通常の画像形
成時に用いられるトナー濃度の通常制御レベルV₀及びホ
ッパー内のトナーが空になった状態に対応するトナーエ
ンプティレベルV_Eを記憶したラム（RAM）メモリなどの
手段である。

駆動手段64は、ホッパー等を備えたトナー補給手段18
のトナー補給動作を制御するモータなどの手段である。

トナーエンプティ表示手段65は、現像部５の現像剤の
空の状態をオペレータに知らせるため、装置本体１の操
作盤に設けられたランプなどの手段である。

前記トナー濃度センサ50は、トナー濃度制御手段63に
接続されている。そのトナー濃度制御手段63は、そのト
ナー濃度センサ50の出力と前記記憶手段62に記憶された
通常制御レベルV₀及びトナーエンプティレベルV_Eとを比
較し、前記トナー補給手段18の駆動手段64又は前記エン
プティ表示手段65を制御する手段である。

また、前記タイマ40は、レベル変更手段61に接続され
ている。このレベル変更手段61は、そのタイマ40のカウ
ント値と、予め設定しておいた基準値とを比較し、前記
記憶手段62に記憶された通常制御レベルV₀及び／又はト
ナーエンプティレベルV_Eを変更する手段である。

即ち、レベル変更手段61は、例えば、基準値として６
時間、１時間、15分等の３つの基準値t₁,t₂,t₃（t₁＞t₂
＞t₃）を予め設定しておく。そして、タイマ40から出力
されたカウント値と、それら基準値t₁,t₂,t₃とを比較
し、それに応じて、通常制御レベルV₀及び／又はトナー
エンプティレベルV_Eを適正に変更するものである。その
変更の仕方は、前記第５図（ｂ）に示したトナー濃度セ
ンサ50の出力変化曲線に出来るだけ沿うように変更する
ことが望ましい。即ち、t₁時間複写機が停止していた場
合の前記変化曲線と、t₂時間複写機が停止していた場合
の前記変化曲線と、t₃時間複写機が停止していた場合の
前記変化曲線とは、通常の制御レベルになるまでの時間
や、その曲線の曲率などがお互いに異なっている。従っ
て、望ましくは、それぞれの曲線に応じて、制御レベル
を変更させるのが望ましいが、本実施例では、簡略方式
を利用している。以下に、その内容を説明する。

第６図は、その簡略方式を説明するためのグラフであ
る。横軸には、複写機が稼働し始めてからの時間（Ｔ）
をとり、縦軸には、前記記憶手段62に記憶される制御レ
ベルV_Cをとる。そして、複写機が停止していた時間ｔ
が、０≦ｔ＜t₃の場合は、短時間しか停止していなかっ
たので、特に制御レベルV_Cを変更する必要がなく、通常
の制御レベルV₀のままにしておく。また、時間ｔが、t₃
≦ｔ＜t₂の場合は、制御レベルV_CをV₃に、時間間隔T₃だ
け、変更し、その後V₀にする。また、時間ｔが、t₂≦ｔ
＜t₁の場合は、制御レベルV_Cを先ずV₂に、時間間隔T₂だ
け、変更し、更にその後、V₃に、時間間隔T₃だけ、変更
し、その後V₀に変更しする。また、時間ｔが、t₁≦ｔの
場合は、制御レベルV_Cを先ずV₁に、時間間隔T₁だけ、変
更し、次にV₂に、時間間隔T₂だけ、変更し、更にその
後、V₃に、時間間隔T₃だけ、変更し、その後V₀に変更し
する。これら時間間隔T₁、T₂、T₃は、例えば、１分、２
分、３分である。

なお、トナーエンプティレベルの方も、同様に変更し
ていく。

なお、通常制御レベルのみ、又はトナーエンプティレ
ベルのみを変更するようにしてもよい。

これらV₁,V₂,V₃やV₁,V₂、V₃の値は、停止時間ｔがt₁,
t₂、t₃の場合について、それぞれ前記第５図（ａ），
（ｂ）の曲線をできるだけ実現できるように決定する。

第３図は、請求項２の本発明の一実施例を示す略示縦
断面図である。

同図において、第１図と同じ符号は、同じ部材を表
す。80は、感光体ドラム２、現像部５、クリーニング部
８、帯電部３などを一体的に備え、装置本体１に対し
て、一括して脱着自在であるカートリッジ型プロセスユ
ニットである。装置本体１のフレーム100には、そのプ
ロセスユニット80を脱着自在（第３図の紙面に対して直
交方向へ）に支持するガイド枠1a、1bが取り付けられて
いる。

このカートリッジ型プロセスユニット80を用いる場合
は、トナーが空になったことを判断するためのトナーエ
ンプティレベルの代わりに、プロセスユニット80の寿命
が来たかどうかを判断するためのプロセスユニット寿命
レベルが用いられる。これは、カートリッジ型プロセス
ユニット80が、トナーが空になっても、トナーを補充す
る構造ではなく、使い捨てにする構造になっているから
である。即ち、前記トナー濃度センサ50の出力値がトナ
ーが空になったことを示す出力値、つまりそのプロセス
ユニット寿命レベルを超えると、プロセスユニットの寿
命がきたすするものである。従って、第２図のブロック
図において、前記記憶手段62に記憶されるレベルは、エ
ンプティレベルに代えてプロセスユニット寿命レベルが
記憶され、また、前記レベル変更手段61は、プロセスユ
ニット寿命レベルを変更することになり、さらにエンプ
ティ表示手段65の代わりに、プロセスユニットの寿命が
来たことを知らせるプロセスユニット寿命表示手段を用
いる。

次に、本発明の上記実施例の動作を説明する。

第４図は、その動作の流れを示すフローチャートであ
る。

コピーがスタートした場合は（ステップS1）、タイマ
40（以後時間ｔをカウントするという意味でタイマｔと
いう）をストップする（ステップS16）。ｔ＜t₁でない
場合は、タイマT₁（T₁時間間隔を測定するタイマ、以後
同様）をスタートさせる（ステップS17,S18）。また、t
₂≦ｔ＜t₁の場合は、タイマT₂をスタートさせる（ステ
ップS19,S20）。また、t₃≦ｔ＜t₂の場合は、タイマT₃
をスタートさせる（ステップS21,S22）。更に、ｔ＜t₃
の場合は、各タイマT1,T2,T3をスタートさせない（ステ
ップS21）。その後、タイマｔをリセットし（ステップS
23）、また制御レベルV_CをV₀とする（ステップS24）。

そこで、タイマT₁が作動している場合（ステップS2
5）、カウントアップ（時間T₁が経過したことを意味す
る。以後同様）した場合は、そのタイマT₁をストップし
（ステップS27）、タイマT₁をリセットした後（ステッ
プS28、次のタイマT₂の作動をスタートする（ステップS
29）。なお、タイマT₁がカウントアップしていない場合
は、V₁を制御レベルとしておく（ステップS26,S30）。
従って、タイマT1が動作中は、制御レベルはV₁とされ
る。

また、タイマT₁が作動していない場合は（ステップS2
5）、そのまま、次のタイマT₂に付いての、判断に移
る。

そこで、タイマT₂の作動に付いても、タイマT₁の場合
と同様に、タイマT₂がカウントアップしていない場合
は、V₂を制御レベルとする（ステップS31,S32,S36）。

更に、タイマT₃の動作に付いても、タイマT₃がカウン
トアップしていない場合は、V₃を制御レベルとする（ス
テップS37,S38,S41）。

従って、いずれのタイマT₁,T₂,T₃も動作していない場
合は、制御レベルはV₀のままである。

その後、このようにして設定された各制御レベルV
_C（V₀、V₁,V₂,V₃）を利用して、通常のトナー濃度制御
が行われる。即ち、トナー濃度制御手段63は、トナー濃
度センサ50の出力ＶとV_Cとを比較しつつ、従来どうり、
駆動手段64を制御していく（ステップS42,S43,S44）。
更に出力ＶがエンプティレベルV_Eを越えると（ステップ
S45）、表示灯をオンし、複写を停止する（ステップS4
6,S47）。

なお、エンプティレベルに関しても、通常の制御レベ
ルV_C同様に、停止時間ｔに応じて変更するようにしても
よい。

また、単発コピーなど、短時間でコピーを終了する場
合は、また、通常のレベルに制御レベルが到達していな
い状態で、コピーが終了してしまうことがある。そのよ
うな場合は、次のコピーを始めるに当たって、その間の
停止時間がたとえ短くても、事実上現像剤が十分撹拌さ
れていない。従って、停止時間ｔを補正して、大きくす
る必要がある。例えば、次のように補正する。

第４図のフローチャートに於て、コピーがスタートし
ておらず（停止中）、タイマーｔが作動していない場合
で（ステップS1,S2）、タイマT₁が作動している場合は
（ステップS3）、タイマT₁が作動している途中で、コピ
ーが終了したものであるから、タイマT₁をストップし、
リセットすると共に（ステップS4,S5）、タイマｔを０
からでなく、既に実質的に時間t₁だけ停止していたとみ
なして、t₁からカウントすることにする（ステップS
6）。

また、タイマT₂が作動している場合は（ステップS
7）、タイマT₂が作動している途中で、コピーが終了し
たものであるから、タイマT₂をストップし、リセットす
ると共に（ステップS8,S9）、タイマｔを０からでな
く、既に実質的に時間t₂だけ停止していたとみなして、
t₂からカウントすることにする（ステップS10）。

また、タイマT₃が作動している場合は（ステップS1
1）、同様に、タイマｔをt₃からカウントする（ステッ
プS12,S13,S14）いずれのタイマT₁、T₂、T₃ま作動していないときは、
通常の制御レベルV₀でトナー濃度を制御中にコピーが終
了したので、タイマｔは０からスタートさせる（ステッ
プS15）。

なお、第３図に示す発明の場合も、トナーエンプティ
レベルをプロセスユニット寿命レベルとし、トナーエン
プティ表示の点灯をプロセスユニット寿命表示の点灯と
することによって、同様の動作を行うことになる。

なお、前記マイクロコンピュータ60は、前記レベル変
更手段63、トナー濃度制御手段63等の手段を実現する機
能を有するものであるが、マイクロコンピュータを用い
ず、ディスクリートなハードウェア回路を用いて実現し
てもよい。

なお、複写機の停止後再稼働させた場合、トナー濃度
センサ出力が第５図に示すようなカーブとならず、漸減
していくような種類の複写機における場合にも、本発明
は適用可能であることはいうまでもない。

［発明の効果］以上述べたところから明らかなように、本発明は、装
置本体の電源の停止時間をカウントするタイマと、その
タイマのカウント値と基準値とを比較し、通常制御レベ
ル及び／又はトナーエンプティレベル（又はプロセスユ
ニット寿命レベル）を変更するレベル変更手段とを備え
ているので、画像形成装置などが長い間使用されなかっ
た場合でも、適正にトナー濃度を制御できるトナー濃度
制御装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、請求項１の本発明にかかるトナー濃度制御装
置の一実施例を示す略示縦断面図、第２図は、同実施例
のブロック図、第３図は、請求項２の本発明にかかるト
ナー濃度制御装置の一実施例を示す略示縦断面図、第４
図は、第１図の実施例の動作を示すフローチャート、第
５図（ａ）、（ｂ）は、トナー濃度センサの出力値の時
間に関する変化を示すグラフ、第６図は、同トナー濃度
制御装置に於ける制御レベルの変更経過を示すグラフで
ある。１……装置本体、５……現像部 18……トナー補給手段、40……タイマ 50……トナー濃度センサ、61……レベル変更手段 62……記憶手段、63……トナー濃度制御手段 64……駆動手段、65……エンプティ表示手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像部のトナー濃度を検出するトナー濃度
センサと、トナーエンプティ状態を表示するエンプティ
表示手段と、現像部のトナー補給手段を駆動する駆動手
段と、少なくとも通常の画像形成時の通常制御レベル及
びトナーエンプティレベルを記憶した記憶手段と、前記
トナー濃度センサの出力と前記記憶手段に記憶された通
常制御レベル及びトナーエンプティレベルとを比較し、
前記駆動手段又は前記エンプティ表示手段を制御するト
ナー濃度制御手段を備えたトナー濃度制御装置におい
て、装置本体の電源の停止・稼働時間をカウントするタ
イマと、そのタイマのカウント値と所定基準値とを比較
し、前記記憶手段に記憶された通常制御レベル及び／又
はトナーエンプティレベルを変更するレベル変更手段と
を備えたことを特徴とするトナー濃度制御装置。
【請求項２】現像部のトナー濃度を検出するトナー濃度
センサと、現像部のトナー補給手段を駆動する駆動手段
と、少なくとも通常の画像形成時の通常制御レベル及び
プロセスユニット寿命レベルを記憶した記憶手段と、前
記トナー濃度センサの出力と前記記憶手段に記憶された
通常制御レベル及びプロセスユニット寿命レベルとを比
較し、前記駆動手段又は前記プロセスユニット寿命表示
手段を制御するトナー濃度制御手段とを備えたトナー濃
度制御装置において、装置本体の電源の停止・稼働時間
をカウントするタイマと、そのタイマのカウント値と基
準値とを比較し、前記記憶手段に記憶された通常制御レ
ベル及び／又はプロセスユニット寿命レベルを変更する
レベル変更手段とを備えたことを特徴とするトナー濃度
制御装置。