JP3033986B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3033986B2
JP3033986B2 JP2164059A JP16405990A JP3033986B2 JP 3033986 B2 JP3033986 B2 JP 3033986B2 JP 2164059 A JP2164059 A JP 2164059A JP 16405990 A JP16405990 A JP 16405990A JP 3033986 B2 JP3033986 B2 JP 3033986B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真方式による画像形成装置に係り、
特に、現像装置へのトナー補給を特定のパターンに対す
るトナー付着量の検知結果に基づいて制御する画像形成
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
原稿情報を感光体に露光して静電潜像を形成し、この
潜像に対してトナーにより現像を行う電子写真方式の画
像形成装置は、用紙を選ばず高品質かつ高速印字が可能
な特長から、プリンタ、フアクシミリ、複写機などに用
いられている。
この種の画像形成装置では、高品位の画像を得るため
に、各種のプロセス制御が行われている。
この一例について、以下、具体的に説明する。
第6図は画像形成装置の一例を示す構成図であり、第
7図はその光学センサの出力特性図、第8図は従来のト
ナー補給制御の説明図である。
第6図において、不図示の光学走査機構からの光ビー
ムによつて露光が行われる感光体1は、ドラム形をな
し、露光による静電潜像はドラム表面の帯電層に形成さ
れる。露光位置の後段には、ドラム表面に近接させて現
像装置2が設置されている。
この現像装置2は、表面に付着したトナーで潜像を現
像する現像ローラ3、該現像ローラ3へトナーを供給す
るパドルローラ4及び筐体5から構成されている。ま
た、感光体1の表面のトナー付着量を検知するための光
学センサ6が、ドラム表面に近接配設されている。
現像装置2の上部には、トナーの補給量を調整するた
めの供給調整ローラ7が配設され、このローラの上部に
トナータンク8が設置されている。また、供給調整ロー
ラ7を駆動するために、該ローラにはモータ9が直結さ
れている。
光学センサ6及びモータ9には、I/Oユニツト11が接
続され、このI/Oユニツト11はデータバス、コントロー
ルバス及びアドレスバスを介してCPU(中央処理装置)1
0に接続されている。さらに、CPU10には、プログラムの
格納されたROM(リード・オンリー・メモリ)12が接続
されている。
第7図は光学センサ6の出力特性を示し、トナー付着
量Mとセンサ出力Vpの関係は、指数関数で表される。ト
ナー付着量が0において、センサ出力VP0を決めると、
トナー付着量M0の出力V0が一義的に決定される。
以上の構成において、画像形成に際しては、感光体1
に形成された潜像に対し、現像装置2の現像ローラ3に
よつて感光体表面にトナーが供給され、潜像上にトナー
が付着し、可視像に現像される。この後、可視像は転写
位置へ回転移動し、タイミングを合わせて供給される転
写用紙へ、転写装置(不図示)によつて転写される。さ
らに、不図示の定着装置によつて転写紙上に像を定着さ
せることにより、画像形成を行つている。
次に、トナー供給制御について第8図を参照して説明
する。
ある原稿濃度OD0を設定し、これによる感光体の表面
電位V0のトナー付着量に注目した場合、現像特性aにお
けるトナー付着量M0を予め決定しておくことにより、設
定した間隔で特定パターンの付着量を光学センサ6で検
知し、I/Oユニツト11を介してCPU10に取り込むようにす
れば、付着量のM0に対する増減を判定できる。この判定
結果に基づいてCPU10は、I/Oユニツト11を介してモータ
9の駆動を制御することができる。
例えば、現像特性が特性bのように劣化した場合、ト
ナー付着量が減少し、第7図のM0からM1に減少し、光学
センサ6の出力は、V0からVP1へ上昇する。このとき例
えば、V0とVP1との差を求めると、どの程度現像特性が
変化しているかを判断することができ、これに応じたト
ナー補給量を決定することができる。
なお、光学センサを用いたトナー補給制御に関するも
のとして、例えば、特開昭53−12336号公報に示された
技術があり、中間調のトナー像を形成し、このトナー像
に照射した光の反射光を光学センサで検知し、その光量
に応じて現像装置の現像部に対するトナー補給量を決定
している。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし上記した従来技術にあつては、光学センサの検
知対象となるトナー付着パターンが原稿像領域の外側の
領域で、かつその付着量が中〜高付着量であるため、パ
ターン形成の頻度はトナー消費量に対して無視できな
い。また、パターン領域は、検知後直ちにクリーニング
工程に入るため、クリーニング装置(不図示)にとつて
負担となり、クリーニング不良を発生させる原因になる
と共に画像劣化の原因になる。このため、光学センサ6
による検知は、ある特定の検知間隔により行つている。
また、上記した従来技術においては、次のトナー付着
量の検知までの間、前回の検知結果に基づいてトナー補
給を行うため、トナー補給が最大になつた場合、次の検
知までの間に現像特性が回復したとしても、最大補給が
継続されてしまう。このような補給過剰はしばしば生
じ、これが地肌荒れやトナー飛散の原因になつていた。
本発明の目的は、トナー補給が常に最適に行われるよ
うにした画像形成装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明においては、感光体
に形成された静電潜像を現像装置によってトナ−現像
し、そのトナ−像を被転写シ−トに転写して画像形成を
行なうと共に、前記感光体の特定領域に形成したパタ−
ン上のトナ−付着量を光学センサで光学的に検知し、こ
の検知出力と予め設定した基準値とを比較し、この比較
結果に基づいて前記現像装置に設けられたトナ−濃度セ
ンサの制御基準値を制御する画像形成装置において、前
記光学センサのトナ−付着量の検知に際して、前記トナ
−濃度センサの値とその時の制御基準値との差が所定の
範囲にあるかどうかを判定し、所定の範囲内にある場合
には前記光学センサによるトナ−付着量の検知を行い、
所定の範囲外の場合は前記光学センサによるトナ−付着
量の検知を行わないように制御する制御手段を設けてい
る。
〔作用〕
上記した手段によれば、感光体の特定領域に形成した
パタ−ン上のトナ−付着量を光学センサで検知する際、
まず、現像装置に設けられたトナ−濃度センサの値とそ
の時の制御基準値との差が所定の範囲にあるかどうかを
判定する。そして、その判定結果が所定の範囲内にある
場合には、光学センサによるトナ−付着量の検知を行
い、判定結果が所定の範囲外の場合、光学センサによる
トナ−付着量の検知を行わないので、トナ−濃度過多、
過少が防止され、安定した画像品質の維持ができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例を説明するにあたり、最初に上述した
従来例における処理動作を第1図により説明する。第1
図は従来例の画像形成装置の処理動作の一例を示すフロ
−チャ−トである。なお、装置構成は第6図と同じあ
り、以下の処理を実行するためのプログラムは、第6図
のROM12に格納されている。また、ROM12または揮発性メ
モリ(不図示)には、トナー付着量を検出する間隔がコ
ピー枚数の形で設定されている。
まず、不図示の操作盤に設けられているメインスイツ
チがオンにされる(ステツプ21)と、コピーが開始され
る(ステツプ22)。コピーは指定された枚数Nになるま
で連続的に行われる。この過程で、特定パターンのトナ
ー付着量を検知すべき枚数n(予め指定する)に達した
ことが判定されると(ステツプ23)、光学センサ6を用
いて付着量を検出し、検出値VP1を得る(ステツプ2
4)。
この検出値VP1は、ROM12に格納されている基準電位V0
と比較され、VP1≦V0が成立したか否かを判定する(ス
テツプ25)。この条件が成立(Yes)した場合、検知間
隔枚数をn=10(枚)にセツトする(ステツプ26)。
一方、ステツプ25が条件不成立を判定すると、V0<V
P1≦V1の成立の有無が判定される(ステツプ27)。この
条件が成立の場合、モータ9を予め定めた時間T(秒)
だけ駆動し(ステツプ28)、現像装置2内へ所定量のト
ナーを供給する。次いで、検知間隔枚数をn=10(枚)
にセツトする(ステツプ29)。
ステツプ27で条件不成立が判定された場合、V1<VP1
≦V2の成立の有無が判定される(ステツプ30)。この条
件が成立の場合、モータ9を予め定めた時間3/2T(秒)
だけ駆動し(ステツプ31)、現像装置2内へステツプ28
の1.5倍のトナー量を供給する。次いで、検知間隔枚数
をn=5(枚)にセツトする(ステツプ32)。
また、ステツプ30で条件不成立が判定されると、モー
タ9を予め定めた時間2T(秒)だけ駆動し(ステツプ3
3)、現像装置2内へステツプ31の2倍のトナー量を供
給する。次いで、検知間隔枚数をn=2(枚)にセツト
する(ステツプ34)。
以上の処理において、モータ9の駆動時間が長くなる
ことは、現像装置2へのトナ−補給量が多くなることを
意味し、次の検知までに現像特性が回復した場合には、
トナ−補給の過剰を招くことになる。そこで、この従来
例においては、ステップ32及びステップ34によって、ト
ナ−補給を多くするほど次の検知までの期間を短くする
ように設定している。これにより、トナ−過剰の発生を
防止し、地肌荒れ及びトナ−飛散を無くするようにして
いる。
次に本発明の実施例を第2図により説明する。第2図
は本発明の実施例を示す構成図である。
第2図に示す実施例は、第6図の現像装置2にトナ−
濃度センサ13を設置した構成としている。他の構成は第
6図と同一であるので、以下においては説明を省略す
る。トナ−濃度センサ13は、第3図の如き検知出力特性
を有し、基準濃度T0に対し検出電位(制御基準値)VTO
を出力する。
第4図はこの実施例の処理内容を示すフロ−チャ−ト
である。
まず、メインスイツチがオンにされると(ステツプ4
1)、コピーが開始され(ステツプ42)、指定された枚
数Nになるまで順次連続的に行われる。この過程で、特
定パターンのトナー付着量を検知すべき枚数n(予め指
定する)に達したことが判定されると(ステツプ43)、
光学センサ6を用いて付着量を検出し、検出値VP1を得
る(ステツプ44)。
この検出値VP1は、ROM12に格納されている基準電位V0
と比較して、VP1=V0が成立したか否か、すなわち検知
用パターンにおけるトナー付着量と基準付着量M0との一
致の有無を判定する(ステツプ45)。この条件が成立
(Yes)した場合、検知間隔枚数をn=100(枚)にセツ
トする(ステツプ46)。
一方、ステツプ45が条件不成立を判定すると、VP1<V
0の成立の有無、すなわち基準付着量M0よりパターンの
トナー付着量が多くなつたか否かが判定される(ステツ
プ47)。この条件が成立の場合、光学センサ6の検知間
隔をn=75(枚)にセツトし(ステツプ48)、監視間隔
を早める。次いで、トナー濃度センサ13の基準値をVT0
=VT0+αに変更する(ステツプ49)。
次に、ステツプ47で条件不成立が判定された場合、V0
<VP1≦V1の成立の有無(すなわちパターンのトナー付
着量が基準付着量M0より若干少ないか否か)が判定され
る(ステツプ50)。この条件が成立の場合、光学センサ
6の検知間隔をn=75(枚)にセツトし(ステツプ5
1)、更に監視間隔を早くする。次いで、トナー濃度セ
ンサ13の基準値をVT0=VT0−αに変更する(ステツプ5
2)。
さらに、ステツプ50で条件不成立が判定された場合、
V1<VP1≦V2の成立の有無(すなわちステツプ50の場合
より更にパターンのトナー付着量が少ないか否か)が判
定される(ステツプ53)。この条件が成立の場合、光学
センサ6の検知間隔をn=50(枚)にセツトする(ステ
ツプ54)。次いで、トナー濃度センサ13の基準値をVT0
=VTO−αに変更する(ステツプ52)。
また、ステツプ53で条件不成立が判定されると、光学
センサ6の検知間隔をn=25(枚)にセツトし(ステツ
プ55)、前記いずれの場合よりも監視間隔を早くする。
次いで、トナー濃度センサ13の基準値をVT0=VT0−αに
変更する(ステツプ52)。
このように、光学センサ6の検知結果に基づいて検知
の間隔の決定の目安となるnを再セツトするのは前記従
来例と同じであるが本実施例では判定結果に基づいてモ
ータ9を直接制御するのではなく、トナー濃度センサ13
の制御基準値を更新することにより、この基準値に従つ
てモータ9の駆動を制御するようにしている。
これは、本実施例のようなトナー濃度制御方法を用い
る場合、各センサ6,13の検知タイミングの関係をどのよ
うにするかが問題となるからである。例えば、光学セン
サ6の検知時のトナー濃度センサ13の検知値VT1が制御
基準値VT0に対して多い場合、光学センサ16はトナー付
着量が少ないと判断してしまい、制御基準値VT0をトナ
ー濃度大の方向へシフトしてしまい、実際の検知値VT1
が制御基準値VT0まで回復した時には、トナー濃度過多
となつてしまう。
このトナー濃度センサ13の制御基準値VT0の更新動作
を第5図のフローチヤートによりさらに詳しく説明す
る。
まず、メインスイツチがオンされると(ステツプ6
1)、コピーが開始され(ステツプ62)、トナー濃度を
検知すべきコピー枚数n(予め指定する)に達したこと
がカウンタで判定されると(ステツプ63)、トナー濃度
センサ13により現在の検知値VT1を得る(ステツプ6
4)。
この検知値VT1が現在の制御基準値VT0に対してある範
囲(±β)の幅に入つているか否かを判定し(ステツプ
65)、入つていれば(Yes)、トナー濃度制御モードを
継続し、入つていなければ(No)、モードを中止する。
トナー濃度制御モードが継続されると、特定パターン
のトナー付着量を光学センサ6を用いて検知し、検出値
VP1を得る(ステツプ66)。次に検出値VP1は、既述した
ように基準電圧V0と比較され、V0<VP1が成立した場合
(ステツプ67)、トナー付着量が少ないと判定されて、
トナー濃度センサ13の制御基準値VT0を−αシフトし
(ステツプ68)、新たな制御基準値VT0′をROM12に格納
し、またV0>VP1が成立した場合(ステツプ69)、トナ
ー付着量が多いと判定されて、トナー濃度センサ13の制
御基準値VT0を+αシフトし(ステツプ70)、新たな制
御基準値VT0″をROM12に格納する。V0=VP1であれば、
トナー付着量は適当であると判定されて制御基準値VT0
はそのままである。
上述した制御基準値VT0の更新終了後、コピー枚数を
カウントするカウンタがゼロにクリアされる(ステツプ
71)。
以上の実施例においては、光学センサ6の検知間隔を
コピー枚数nによつて規定するものとしたが、これに限
らず使用時間などとしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、感光体の特定
領域に形成したパタ−ン上のトナ−付着量を光学センサ
で検知するに先立って、現像装置に設けられたトナ−濃
度センサの値とその時の制御基準値との差が所定の範囲
にあるかどうかを判定し、その判定結果が所定の範囲内
にある場合には、光学センサによるトナ−付着量の検知
を行い、判定結果が所定の範囲外の場合、光学センサに
よるトナ−付着量の検知を行わないので、無用な検知を
行うことなく、トナ−濃度過多、過少が防止することが
でき、安定した画像品質の維持ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例の画像形成装置の処理動作の一例を示す
フロ−チャ−ト、第2図は本発明の実施例を示す構成
図、第3図は本実施例のトナ−濃度センサのトナ−濃度
と検知出力の関係を示す特性図、第4図は本実施例の処
理を示すフロ−チャ−ト、第5図は本実施例トナ−濃度
センサの制御基準値の更新のフローチヤート、第6図は
画像形成装置の一例を示す構成図、第7図は第6図の光
学センサのトナー付着量と検知出力の関係を示す特性
図、第8図は従来の制御説明図である。 1……感光体、2……現像装置、3……現像ローラ、7
……供給調整ローラ、8……トナータンク、9……モー
タ、10……CPU、11……I/Oユニツト、12……ROM、13…
…トナー濃度センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−221869(JP,A) 特開 平1−235976(JP,A) 特開 昭57−136667(JP,A) 特開 昭61−3160(JP,A) 特開 平2−137866(JP,A) 特開 昭57−136668(JP,A) 特開 昭59−57264(JP,A) 特開 昭59−124358(JP,A) 特開 昭60−45279(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540 G03G 15/08 G03G 13/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体に形成された静電潜像を現像装置に
    よってトナ−現像し、そのトナ−像を被転写シ−トに転
    写して画像形成を行なうと共に、前記感光体の特定領域
    に形成したパタ−ン上のトナ−付着量を光学センサで光
    学的に検知し、この検知出力と予め設定した基準値とを
    比較し、この比較結果に基づいて前記現像装置に設けら
    れたトナ−濃度センサの制御基準値を制御する画像形成
    装置において、 前記光学センサのトナ−付着量の検知に際して、前記ト
    ナ−濃度センサの値とその時の制御基準値との差が所定
    の範囲にあるかどうかを判定し、所定の範囲内にある場
    合には前記光学センサによるトナ−付着量の検知を行
    い、所定の範囲外の場合は前記光学センサによるトナ−
    付着量の検知を行わないように制御する制御手段を設け
    たことを特徴とする画像形成装置。
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