JP2985366B2 - 電子写真装置における濃度制御方法及び濃度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機，レー
ザプリンタ等の電子写真装置に関し、特に、現像パッチ
を使用して自動的に濃度調整を行う電子写真装置におけ
る濃度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置においては、感光体を帯電
した後に露光することにより静電潜像を形成し、この潜
像を現像することにより可視画像を得ている。この画像
形成の際には、感光体上の静電潜像の電位が一定である
場合でも、現像条件の変化等によって出力画像の濃度が
変化する場合がある。

【０００３】そこで、感光体の表面の一定領域を一定電
位で帯電し、この帯電部分を現像して現像パッチを形成
し、この現像パッチの濃度を基準濃度と比較して両者が
一致するように現像器へのトナー供給量を制御すること
により、濃度を自動調整することが行われている。現像
器へのトナー供給量の制御は、たとえば、トナーディス
ペンサのディスペンスモータの回転時間を制御すること
により行われる。

【０００４】従来の電子写真装置においては、所定コピ
ー枚数おきに感光体の非画像部分に現像パッチを形成
し、現像センサでパッチ濃度を検出し、この検出結果に
基づいて予め決められた演算式によりトナー補給時間を
計算し、濃度検出毎にトナー補給時間を積算し、この積
算したトナー補給時間がある一定時間以上になったらト
ナーディスペンサを駆動し、積算時間から駆動時間分だ
け減算するという処理を行うことにより濃度の自動調整
を行っている。

【０００５】たとえば、１コピー当たりの時間が２秒か
かり、１０コピーおきにパッチ濃度を検出し、トナーデ
ィスペンサのトナー補給時間の設定値が１秒であったと
する。いま、検出パッチ濃度より計算されたトナー補給
時間が５秒であった場合を考える。パッチ濃度から求め
られたトナー補給時間の積算値は５秒であり、設定値の
１秒を超えているためトナーディスペンサが駆動され、
積算値が１秒未満になるまで駆動され続ける。この場
合、トナーディスペンサは５秒間駆動され続け積算値は
０秒となる。

【０００６】したがって、図６に示すように、最初の
２．５コピーの期間はトナーディスペンサが駆動され続
け、残りの７．５コピーの期間は駆動されない。

【０００７】なお、所定コピー枚数おきに現像パッチを
形成してその濃度を検出するのは画像の生産性の低下を
避けるためである。すなわち、濃度調整の応答速度を高
めるためには、１コピー毎に現像パッチの濃度を検出す
ることが考えられるが、このようにすると、感光体上の
画像サイズによって現像パッチを感光体上の非画像部分
に形成できないような場合には、現像パッチを形成する
ためだけの余分なサイクルを必要とするため、装置全体
で見たときの画像の生産性が低下するからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例のように
トナー供給が時間的に偏ってしまうと、トナーを滑らか
に連続して供給することができず、濃度の安定性が悪く
なるという問題が生じる。また、このように急激にトナ
ーを補給すると、現像器内でトナーが十分攪拌されない
ので、トナーの帯電性が悪くなり、出力画像の背景部が
汚れたり、装置内の他の部品に静電的に付着してトナー
汚れを生じる等の問題がある。

【０００９】本発明は、前記問題点を解決するために案
出されたものであって、トナーを滑らかに補給すること
により、濃度の安定性を高めるとともに、トナーが適正
に帯電されるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真装置に
おける濃度制御方法は、前記目的を達成するため、所定
出力画像枚数おきに感光体上に現像パッチを形成し、前
記現像パッチの濃度を濃度センサにより検出し、この検
出濃度に応じて演算回路により現像器に供給すべきトナ
ーのトナー補給時間を決定し、この決定されたトナー補
給時間を前記現像パッチの形成周期内において前記所定
出力画像枚数で分割し、この分割された時間の積算値と
トナーディスペンサのトナー補給時間とを比較し、積算
値がトナーディスペンサのトナー補給時間以上になる
と、前記現像器に対してトナーが供給されるようにトナ
ーディスペンサを制御することを特徴とする。また、本
発明の電子写真装置における濃度制御装置は、電子写真
装置において、所定出力画像枚数おきに感光体上に形成
する現像パッチ濃度を検出する濃度センサ、この濃度セ
ンサで検出された検出濃度に応じて現像器に供給すべき
トナーのトナー補給時間を決定し、この決定されたトナ
ー補給時間を前記現像パッチの形成周期内において前記
所定出力画像枚数で分割し、この分割された時間の積算
値とトナーディスペンサのトナー補給時間とを比較し、
積算値がトナーディスペンサのトナー補給時間以上にな
ると、前記現像器に対してトナーが供給されるようにト
ナーディスペンサを制御する演算回路を備えたことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては、所定出力画像枚数おきに感
光体上に現像パッチが形成され、この現像パッチの濃度
が濃度センサにより検出される。この検出濃度に基づい
て演算回路により現像器に供給すべきトナーの量が求め
られる。そして、出力画像形成の際には、この求められ
た量だけトナーが供給されるようにトナーディスペンサ
が作動される。このとき、本発明においては、求められ
た量のトナーが一度に供給されるのではなくて、現像パ
ッチの形成周期内において複数回に分けて現像器に対し
て供給される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１３】図１は本発明が適用された電子写真装置の
実施例を模式的に示す説明図である。

【００１４】ドラム状の感光体１の周囲には、帯電器
２，露光部３，トナーディスペンサ４を備えた現像器
５，濃度センサ６，転写器７，クリーニング装置８，除
電ランプ９等が順次配置されている。また、転写後の記
録紙Ａが通過する用紙経路途中に定着器１０が配置され
ている。

【００１５】上記帯電器２には高圧発生回路１１からの
高圧電圧が印加され、露光部３には、レーザ光源，回転
多面鏡，レンズ等 (いずれも図示せず)からなるレーザ
ラスタ出力スキャナ（図中、レーザＲＯＳで示す）１２
からのレーザ光Ｌが照射される。このレーザラスタ出力
スキャナ１２には、パッチパターン発生回路１３からの
パッチパターン信号或いは画像信号源１４からの画像信
号が選択的に供給される。

【００１６】上記濃度センサ６は、図２に模式的に示す
ように反射光型の濃度センサであり、発光ダイオード等
の発光素子６ａからの光を感光体１の表面に照射し、感
光体１の表面からの反射光の光量をフォトトランジスタ
等の受光素子６ｂにより検出するものである。すなわ
ち、感光体１の表面上に形成された現像パッチＢの濃度
が増加するにつれ反射光量は減少するので、受光素子６
ｂの出力を測定すれば現像パッチＢの濃度が検出でき
る。なお、５ａは現像器５の現像ロール、Ｃは現像ロー
ル５ａの外周に形成された現像剤層である。

【００１７】濃度センサ６の出力は演算回路１６に供給
され、後述する演算式に基づいて現像器５におけるトナ
ー供給時間が求められ、このトナー供給時間に基づいて
モータ駆動回路１７を制御し、トナーディスペンサ４に
設けられたディスペンスモータ (図示せず) を回転駆動
する。

【００１８】トナーディスペンサ４は、現像器５に隣接
して設けられており、図３に示すように、トナーＤを貯
蔵するためのトナータンク４ａ、トナータンク４ａ内の
トナーＤを攪拌するためのアジテータ４ｂ、トナーＤを
トナータンク４ａから現像器５内に供給するためのディ
スペンスロール４ｃ等を備えている。ディスペンスロー
ル４ｃにはディスペンスモータ (図示せず) が連結され
ており、ディスペンスモータでディスペンスロール４ｃ
を回転させることにより、回転時間に応じた量のトナー
を供給する。

【００１９】次に、上述の電子写真装置の動作について
図４のフローチャートを参照して説明する。なお、本実
施例においては、１０コピー毎に１回の割合で現像パッ
チ形成及びパッチ濃度の検出が行われるものとする。す
なわち、１０回の画像形成サイクル毎に１回のパッチ形
成サイクルが実行される。電子写真装置がいずれのモー
ドで動作すべきかは、たとえば、１コピー毎にカウント
される１０進カウンタの値を調べることにより知ること
ができる (ステップ１０１）。

【００２０】パッチ形成サイクルが開始されると、感光
体１が矢印方向に回転を開始するとともに、高圧発生回
路１１から帯電器２に一定の電圧が印加され、感光体１
の表面が一様に帯電される。次いで、感光体１がレーザ
ラスタ出力スキャナ１２からのレーザ光Ｌで露光されて
現像パッチの静電潜像が形成される。この静電潜像は現
像器５で現像されて可視の現像パッチが形成され (ステ
ップ１０２）、この現像パッチの濃度が濃度センサ６で
検出され (ステップ１０３）、濃度センサ６の出力が演
算回路１６に供給される。

【００２１】なお、現像パッチは記録紙と接触すること
がないので、現像後の現像パッチは記録紙に転写される
ことなくクリーニング装置８で除去され、感光体１の残
留電荷は除電ランプ９で除去され、次の画像形成サイク
ルに備える。

【００２２】前記演算回路１６においては、現像パッチ
の濃度が目標濃度Ｒadcmaxと一致するようにトナーディ
スペンサ４を制御する。具体的には、下式に基づき、ト
ナーディスペンサ４に設けられたディスペンスモータの
オン時間ＳＵＭadc 、すなわち、トナー補給時間を１０
０ｍｓ単位で求め (ステップ１０４）、この時間だけモ
ータ駆動回路１７によりトナーディスペンサ４のディス
ペンスモータを回転させることにより現像器５に所定量
のトナーを供給する。

【００２３】 ＳＵＭadc ＝（Ｒadcpatch−Ｒadcmax）×Ｋadc 但し、Ｒadcpatch＝（Ｖpatch ／Ｖclean)×200 Ｖpatch ：パッチ部での濃度センサ出力電圧 Ｖclean ：清浄面での濃度センサ出力電圧 Ｋadc ：トナー補給量算出係数 なお、Ｒadcpatchの値は濃度が高いほど小さくなるもの
とする。

【００２４】したがって、濃度センサ６により検出され
た現像パッチの濃度が目標濃度より高い場合、Ｒadcpat
chの値は小さくなり、ディスペンスモータのオン時間Ｓ
ＵＭadc は短くなる。このオン時間ＳＵＭadcに基づい
て、画像形成サイクルにおいてトナーの供給量が減少
し、現像濃度が薄い方向に変更される。これにより、基
本的な自動濃度制御が行われることになる。

【００２５】ここで本実施例においては、上述の演算で
求められたオン時間ＳＵＭadc だけ連続してディスペン
スモータを回転させるのではなく、現像パッチの検出周
期内で複数回に分割されて断続的に回転される。図５
は、本実施例における複写時の時間経過、コピー枚数、
ディスペンスモータのオン・オフ、積算時間の関係を示
した説明図である。但し、１０コピーに１回、感光体１
の非画像部に現像パッチを形成し、この現像パッチの濃
度を濃度センサ６で検出するものとする。また、１コピ
ー当たりの所要時間は２秒、トナーディスペンサ４にお
けるトナー補給時間の設定値が１秒、トナーディスペン
サ４の駆動時間が前記設定値、すなわち、１秒に等しい
ものとする。

【００２６】いま、濃度センサ６により検出されたパッ
チ濃度に基づいて上述の計算式で求められたトナー補給
時間が５秒であったとすると、先ず画像形成サイクルの
１コピー目にトナー補給時間の１／１０の０．５秒を積
算する (ステップ１０５）。この積算時間０．５秒は前
記設定値である１秒よりも短いため (ステップ１０
６）、トナーディスペンサ４は駆動されない。次に２コ
ピー目に同様に０．５秒を積算すると積算時間は１秒と
なり設定値以上となるので、１秒間トナーディスペンサ
４が駆動される (ステップ１０７）。ここで積算時間か
ら駆動時間が引かれるので積算時間は０秒となる (ステ
ップ１０８）。以下同様に、次に現像パッチを形成する
１０コピーまで続けると、図５に示すように、２コピー
毎に１回、１秒づつトナーディスペンサが駆動され、時
間軸で見て略均等にトナーが供給される。

【００２７】したがって、現像の際には、現像器５には
常に一定量のトナーが確保され、現像された画像の濃度
は安定したものとなる。また、現像器５に供給されたト
ナーは十分長い時間現像器５内で攪拌されるので、トナ
ーは十分帯電され、画像の背景部分に付着して画像の汚
れとなったり、装置内の他の部材に付着して装置が汚れ
る等の不都合がなくなる。

【００２８】なお、画像形成サイクルにおいては、上述
のパッチ形成サイクルと同様に帯電工程，露光工程，現
像工程が繰り返される。ただし、画像形成サイクルにお
いては、画像信号源１４からの画像信号がレーザラスタ
出力スキャナ１２に供給され、レーザ光Ｌは出力すべき
画像に応じた信号で変調され、感光体１上には出力画像
に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像が現像され
てトナー像Ｅが得られる。この現像の際には、先に検出
した現像パッチの濃度を基準として自動濃度調整が行わ
れるので、常に最適な濃度の出力画像が得られる。感光
体１上のトナー像Ｅは記録紙Ａと接触可能な位置に形成
されているので、トナー像Ｅが転写器７位置を通過する
際に、転写器７により記録紙Ａ上に転写され、転写後の
記録紙Ａは定着器１０に送られトナー像Ｅが定着され
る。転写後に感光体１に残ったトナーはクリーニング装
置８で除去され、残留電荷は除電ランプ９で除去され
る。

【００２９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、パッチ濃度の検出周期内で複数回に分けてトナーを
補給しているので、現像の際には、現像器には常に一定
量のトナーが確保され、現像された画像の濃度は安定し
たものとなる。また、現像器に供給されたトナーは十分
長い時間現像器内で攪拌されるので、トナーは十分帯電
され、画像の背景部分に付着して画像の汚れとなった
り、装置内の他の部材に付着して装置が汚れる等の不都
合がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用された電子写真装置の実施例を
模式的に示す説明図である。

【図２】 濃度センサによる現像パッチ濃度の検出動作
を説明するための概略断面図である。

【図３】 トナーディスペンサの概略断面図である。

【図４】 本実施例の電子写真装置における濃度制御動
作を説明するためのフローチャートである。

【図５】 本実施例の電子写真装置における複写時の時
間経過、コピー枚数、ディスペンスモータのオン・オ
フ、積算時間の関係を示した説明図である。

【図６】 従来例の電子写真装置における複写時の時間
経過、コピー枚数、ディスペンスモータのオン・オフ、
積算時間の関係を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 感光体、２ 帯電器、３ 露光部、４ トナーディ
スペンサ、４ａ トナータンク、４ｂ アジテータ、４
ｃ ディスペンスロール、５ 現像器、５ａ現像ロー
ル、６ 濃度センサ、６ａ 発光素子、６ｂ 受光素
子、７ 転写器、８ クリーニング装置、９ 除電ラン
プ、１０ 定着器、１１ 高圧発生回路、１２ レーザ
ＲＯＳ、１３ パッチパターン発生回路、１４ 画像信
号源、１６演算回路、１７ モータ駆動回路、Ａ 記録
紙、Ｂ 現像パッチ、Ｃ 現像剤層、Ｄ トナー、Ｅ
トナー像、Ｌ レーザ光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−108086（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−207282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106769（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−81965（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−42171（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定出力画像枚数おきに感光体上に現像
   パッチを形成し、前記現像パッチの濃度を濃度センサに
   より検出し、この検出濃度に応じて演算回路により現像
   器に供給すべきトナーのトナー補給時間を決定し、この
   決定されたトナー補給時間を前記現像パッチの形成周期
   内において前記所定出力画像枚数で分割し、この分割さ
   れた時間の積算値とトナーディスペンサのトナー補給時
   間とを比較し、積算値がトナーディスペンサのトナー補
   給時間以上になると、前記現像器に対してトナーが供給
   されるようにトナーディスペンサを制御することを特徴
   とする電子写真装置における濃度制御方法。
2. 【請求項２】 電子写真装置において、所定出力画像枚
   数おきに感光体上に形成する現像パッチの濃度を検出す
   る濃度センサ、この濃度センサで検出された検出濃度に
   応じて現像器に供給すべきトナーのトナー補給時間を決
   定し、この決定されたトナー補給時間を前記現像パッチ
   の形成周期内において前記所定出力画像枚数で分割し、
   この分割された時間の積算値とトナーディスペンサのト
   ナー補給時間とを比較し、積算値がトナーディスペンサ
   のトナー補給時間以上になると、前記現像器に対してト
   ナーが供給されるようにトナーディスペンサを制御する
   演算回路を備えたことを特徴とする濃度制御装置。