JP3071853B2 - Toner supply control method and image forming apparatus using the method - Google Patents
Toner supply control method and image forming apparatus using the methodInfo
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- JP3071853B2 JP3071853B2 JP3087731A JP8773191A JP3071853B2 JP 3071853 B2 JP3071853 B2 JP 3071853B2 JP 3087731 A JP3087731 A JP 3087731A JP 8773191 A JP8773191 A JP 8773191A JP 3071853 B2 JP3071853 B2 JP 3071853B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】電子写真方式で形成した潜像をト
ナー像として可視像化する、複写機、ファクシミリ、プ
リンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、現像器へ
のトナー補給に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer for visualizing a latent image formed by an electrophotographic method as a toner image. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の画像形成装置、例えば2成分系
現像剤を用いるものでは、所望の画像濃度を得るために
現像器内の現像剤のトナー濃度を一定に維持すべく、ト
ナー消費に応じて現像器へトナーを補給する必要があ
る。この為に、画像データに基づいて画像を形成する画
像形成装置においては、画像のドット総数とトナー消費
量との間に比例関係が成立することを前提に、画像デー
タに基づいてトナーの消費量を演算し、この演算で得ら
れたトナー消費量に見合うトナーを現像器に補給するも
のが知られている(例えば、特開昭60−256168
号公報、特開昭62ー109078号公報、特開昭62
−116973号公報、特開平1−108070号公報
参照)。そして、このトナー消費量に見合うトナーを現
像器に補給するにあたっては、補給用トナー収容部から
現像器へトナーを補給する、例えば補給ローラの回転駆
動時間をトナー消費量に応じて制御している。2. Description of the Related Art In an image forming apparatus of this type, for example, an apparatus using a two-component developer, toner consumption is reduced in order to maintain a constant toner density of a developer in a developing device in order to obtain a desired image density. Accordingly, it is necessary to supply toner to the developing device. For this reason, in an image forming apparatus that forms an image based on image data, it is assumed that a proportional relationship is established between the total number of dots of the image and the toner consumption. Is known, and a toner corresponding to the toner consumption amount obtained by the calculation is supplied to the developing device (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-256168).
JP, JP-A-62-109078, JP-A-62-109078
-116973, JP-A-1-108070). When replenishing the developing device with toner corresponding to the toner consumption, the toner is replenished from the replenishment toner storage unit to the developing device. For example, the rotational driving time of the replenishment roller is controlled in accordance with the toner consumption. .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、複写動作の
継続によりホッパー等のトナー収容部内の補給用トナー
の残量が減少していくと、該残量が充分多いときと同じ
トナー補給機構の駆動条件、例えば補給ローラの回転駆
動時間では、トナー収容部から現像器へ補給されるトナ
ー量(以下、トナー補給量という)が減少していく。例
えば図18は、縦軸に補給ローラの回転30秒間当たり
のトナー補給量を取り、横軸にトナーホッパー内のトナ
ー残量を取って、トナーホッパー内の残量とトナー補給
量との関係を示したものである。この図中の領域Aにお
いてはトナー補給量と補給ローラの回転時間との間には
リニアな関係が成立し、300mg/秒の安定したトナー
補給が行なわれるが、トナーホッパー内のトナー残量が
少なくなっている領域Bにおいては、この関係がくずれ
てトナー補給量がトナー残量の減少で急激に少なくなっ
ている。従って、この領域Bのようにトナーホッパー内
のトナー残量が減少しているにもかかわらず、領域Aに
おける単位時間当たりのトナー補給量を前提にして、ト
ナー補給機構を駆動制御する場合には、トナー補給不足
による現像器内のトナー濃度低下、ひいては画像濃度の
低下を生じてしまうという問題点が残されていた。又、
このようなトナー収容部自体を装置本体に対して脱着可
能な例えばトナーカートリッジで構成し、トナー残量が
なくなった時点で、空のトナーカートリッジを取り出し
て廃棄し、新たなトナーカートリッジを装着する画像形
成装置においては、トナーカートリッジ内のトナー残量
の有無を検出する素子を省略するために、現像器内のト
ナー濃度センサー等によるトナー濃度の検出結果を利用
している。即ち、このようなトナー濃度の検出によっ
て、現像器内のトナー濃度が所定のトナー濃度に低下し
た場合に、所定時間又は、所定回数のトナー補給動作を
実行し、これでも検出されたトナー濃度が所定濃度以上
に上昇しない場合に、トナーカートリッジ内のトナーが
無くなったものと判断している。このような、トナーカ
ートリッジ内のトナー残量の有無検出を行なっているも
のにおいて、上記の領域Bのようにトナーカートリッジ
内のトナー残量が減少しているにもかかわらず、領域A
における単位時間当たりのトナー補給量を前提にして、
上記トナー補給動作を実行し、最終的な補給用トナーの
有無の判断を行なう場合には、補給用トナーが残ってい
る時点で補給用トナーが残っていないと判断し、トナー
カートリッジ交換の指示を出して、まだ補給用トナーが
残っているトナーカートリッジを廃棄してしまう恐れが
あるという問題点も残っていた。尚、上記の特開昭62
−116973号公報には、現像器内に配設したトナー
濃度検出手段により検出したトナー濃度が所定範囲内の
場合に、画像データに基づいてトナーの消費量を演算
し、この演算で得られたトナーの消費量に見合うトナー
を現像器に補給し、検出したトナー濃度が該所定範囲よ
りも薄い濃度の場合に画像データが全黒としての補給時
間で所定回数トナーを補給し、この補給を所定回数実行
してもトナー濃度が該所定範囲に復帰しない時にトナー
無し表示(トナーニアエンド表示)を行なうことが記載
されている。これにおいては、1つのスレッシュレベル
しか存在しないので、該スレッシュレベルを比較的低い
トナー濃度に設定する場合にはトナー濃度がかなり薄く
なってからでないとトナー補給量を増加させることが出
来ず、逆に、該スレッシュレベルを比較的高いトナー濃
度に設定する場合にはトナー濃度が多少低下しただけで
トナー補給量を増加させて適正トナー濃度よりも高いト
ナー濃度になってしまう等の不具合が残っていた。However, if the remaining amount of the toner for replenishment in the toner container such as the hopper decreases due to the continuation of the copying operation, the driving of the toner replenishing mechanism is the same as when the remaining amount is sufficiently large. Under the conditions, for example, the rotational driving time of the supply roller, the amount of toner supplied from the toner storage unit to the developing device (hereinafter, referred to as toner supply amount) decreases. For example, FIG. 18 shows the relationship between the remaining amount in the toner hopper and the toner supply amount by plotting the toner supply amount per 30 seconds of rotation of the supply roller on the vertical axis and the toner remaining amount in the toner hopper on the horizontal axis. It is shown. In the area A in the figure, a linear relationship is established between the toner supply amount and the rotation time of the supply roller, and a stable toner supply of 300 mg / sec is performed. In the reduced area B, this relationship is broken and the toner supply amount is rapidly reduced due to the decrease in the remaining amount of toner. Accordingly, in the case where the drive of the toner supply mechanism is controlled based on the toner supply amount per unit time in the area A even though the remaining amount of toner in the toner hopper is reduced as in the area B, However, there still remains a problem that the toner density in the developing device is reduced due to insufficient toner supply, and the image density is reduced. or,
Such a toner container itself is constituted by, for example, a toner cartridge which can be attached to and detached from the apparatus main body. When the remaining amount of toner is exhausted, an empty toner cartridge is taken out and discarded, and an image in which a new toner cartridge is mounted is mounted. In the forming apparatus, a detection result of a toner density by a toner density sensor or the like in a developing device is used in order to omit an element for detecting presence or absence of a remaining amount of toner in a toner cartridge. That is, when the toner density in the developing device is reduced to the predetermined toner density by the detection of the toner density, the toner replenishing operation is performed for a predetermined time or a predetermined number of times. If the density does not rise above the predetermined density, it is determined that the toner in the toner cartridge has run out. In the case where the presence / absence of the remaining amount of toner in the toner cartridge is detected as described above, even though the remaining amount of toner in the toner cartridge has decreased as in the above-described area B, the area A
Assuming the toner supply amount per unit time in,
When performing the toner replenishment operation and determining whether or not the final replenishment toner is present, it is determined that the replenishment toner does not remain when the replenishment toner remains, and an instruction to replace the toner cartridge is issued. However, there is still a problem that the toner cartridge with the replenishment toner remaining may be discarded. Incidentally, the above-mentioned JP-A-62
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-169733 discloses that when the toner concentration detected by a toner concentration detecting means disposed in a developing device falls within a predetermined range, the amount of toner consumption is calculated based on image data, and the calculated value is obtained. When the detected toner density is lower than the predetermined range, the toner is replenished for a predetermined number of times in the replenishment time when the detected toner density is lower than the predetermined range. It is described that when the toner density does not return to the predetermined range even after the number of executions, the toner absence display (toner near end display) is performed. In this case, since there is only one threshold level, when the threshold level is set to a relatively low toner density, the toner replenishment amount cannot be increased until the toner density becomes considerably low. However, when the threshold level is set to a relatively high toner concentration, there still remains a problem that the toner supply amount is increased only by slightly lowering the toner concentration, and the toner concentration becomes higher than the proper toner concentration. Was.
【0004】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、トナー収容部内の補
給用トナーの残量が少なくなったときも、トナー補給量
を適切に制御し、これにより、トナー補給量不足による
画像濃度低下を防止でき、又、トナー収容部を装置本体
に脱着可能な容器で構成して、現像器内のトナー濃度検
出結果に基づいて、該容器を交換指示する場合にも、該
容器内の補給トナーを使い切ることが出来るトナー補給
制御方法及びその方法を用いた画像形成装置を提供する
ことである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to appropriately control the toner supply amount even when the remaining amount of the supply toner in the toner storage unit becomes small. Accordingly, it is possible to prevent the image density from being lowered due to the shortage of the toner replenishing amount, and to configure the toner container with a container that can be attached to and detached from the apparatus main body, and replace the container based on the toner concentration detection result in the developing device. An object of the present invention is to provide a toner supply control method capable of using up the supply toner in the container even when the instruction is given, and an image forming apparatus using the method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、画像領域内の画像データを用いて感光
体上のトナー付着領域の総面積を演算し、該総面積に応
じた量のトナーを現像器に補給し得る第1補給モード
と、該現像器に所定量のトナーを補給し得る第2補給モ
ードと、該現像器に該所定量よりも多いトナーを補給し
得る第3補給モードとを設け、現像剤のトナー濃度に基
づいて、検出されるトナー濃度が所定の第1濃度範囲内
である場合に該第1補給モードを選択し、該トナー濃度
が該第1濃度範囲より低濃度である所定の第2濃度範囲
内である場合に該第2補給モードを選択し、該トナー濃
度が該第2濃度範囲より低濃度である所定の第3濃度範
囲内である場合に該第3補給モードを選択することを特
徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention calculates a total area of a toner adhering area on a photoreceptor using image data in an image area, and calculates a total area according to the total area. A first supply mode in which a predetermined amount of toner can be supplied to the developing device, a second supply mode in which a predetermined amount of toner can be supplied to the developing device, and a toner supply device capable of supplying a larger amount of toner to the developing device. A third supply mode, wherein the first supply mode is selected when the detected toner concentration is within a predetermined first concentration range based on the toner concentration of the developer; The second replenishment mode is selected when the toner density is within a predetermined second density range that is lower than the density range, and the toner density is within a predetermined third density range that is lower than the second density range. In this case, the third supply mode is selected.
【0006】[0006]
【作用】本発明は、現像剤のトナー濃度が所定の第1濃
度範囲内である場合には、画像領域内の画像データを用
いて感光体上のトナー付着領域の総面積を演算して該総
面積に応じて現像器へトナーを補給し得る第1補給モー
ドを選択し、これにより、トナー消費量にほぼ応じたト
ナーを現像器内へ補給する。そして、トナー収容部の補
給用トナーの残量が減少してトナー補給機構の補給動作
当たりのトナー補給量が減少し、トナー濃度が第2濃度
範囲内になった場合には、現像器に所定量のトナーを補
給し得る第2補給モードを選択し、これにより、トナー
収容部の補給用トナーの残量が減少している状態でも画
像濃度を維持するのに充分な量のトナーを補給する。更
に、トナー濃度が低下して第3濃度範囲内になった場合
には、第2補給モードでのトナー補給量よりも多い量の
トナーを補給し得る第3補給モードを選択し、これによ
り、トナー収容部内の補給用トナーを使い切るようにす
るものである。According to the present invention, when the toner density of the developer is within a predetermined first density range, the total area of the toner adhering area on the photoreceptor is calculated by using the image data in the image area. The first replenishment mode in which toner can be supplied to the developing device according to the total area is selected, whereby toner substantially corresponding to the toner consumption is supplied into the developing device. When the remaining amount of toner for replenishment in the toner storage unit decreases and the toner replenishment amount per replenishment operation of the toner replenishment mechanism decreases, and the toner density falls within the second density range, the toner is supplied to the developing device. A second replenishment mode capable of replenishing a fixed amount of toner is selected, whereby a sufficient amount of toner is replenished to maintain the image density even when the amount of replenishment toner in the toner storage unit is low. . Further, when the toner density decreases and falls within the third density range, a third replenishment mode capable of replenishing a larger amount of toner than the toner replenishment amount in the second replenishment mode is selected. The replenishment toner in the toner container is used up.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明を画像形成装置の一例であるデ
ジタル写真機に適用した一実施例について説明する。こ
のデジタル複写機は原稿読取手段である読取装置(スキ
ャナー)と読み取られた原稿情報を紙に複写するための
一連のプロセスを実行する複写装置(プリンター)とか
ら構成される。読取装置としては、例えば、コンタクト
ガラスの下方に配置された原稿照明用のランプを有する
移動光学系でコンタクトガラス上の原稿を副走査し、原
稿の下表面で原稿画像の濃度に応じて反射され光をミラ
ー及びレンズを介して一次元イメージセンサーに入射
し、この一次元イメージセンサーによって、原稿画像上
の主走査方向の一ラインを検出するしながら、移動光学
系の副走査によって原稿の二次元画像を読み取るような
ものを用いることが出来る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a digital camera as an example of an image forming apparatus will be described below. The digital copying machine includes a reading device (scanner) as document reading means and a copying device (printer) for executing a series of processes for copying read document information onto paper. As a reading device, for example, the original on the contact glass is sub-scanned by a moving optical system having a lamp for illuminating the original placed below the contact glass, and reflected on the lower surface of the original according to the density of the original image. Light is incident on a one-dimensional image sensor via a mirror and a lens. The one-dimensional image sensor detects one line in the main scanning direction on the document image, and performs two-dimensional scanning of the document by sub-scanning of the moving optical system. A device that reads an image can be used.
【0008】本実施例における複写装置の機構部の概略
構成を図1に示す。図1において、感光体ドラム1の周
囲には帯電チャージャ2、図示しない書き込みユニッ
ト、現像ユニット4、転写分離ユニット5、クリーニン
グユニット6、除電装置7などが備えられている。感光
体ドラム1の表面は、先ず帯電チャージャ2によって生
じるコロナ電流によって一様に高電位に帯電される。こ
の表面に書き込みユニットからのレーザー光が照射さ
れ、その光の強度に応じて帯電電位が変化し、レーザー
光の照射の有無に応じた電位分布が形成される。書き込
みユニットには、レーザー光の光源として半導体レーザ
ー(以下、書込LDという)を備え、それが発するレー
ザー光を、回転多面境、レンズ、ミラー等の光学系を通
して感光体ドラム1の表面に照射し、この回転多面鏡は
電気モータによって高速で定速回転駆動することによっ
て感光体上での主走査を行なうものを用いることが出来
る。そして、制御装置で記録すべき画素単位の位置信号
(記録有り/記録無し)を、各々の画素位置が回転多面
鏡の回転位置と同期するように書込LDに印加し、画像
の各走査位置で、その画素の濃度(記録有り/記録無
し)に応じてレーザー光がオン/オフ制御する。これに
より、感光体ドラム1上に形成される電位分布は、原稿
画像の濃淡に対応し静電潜像を構成する。この静電潜像
は、書き込みユニットよりも下流に配置された現像ユニ
ット4で供給されるトナーによって可視像化される。こ
の現像ユニット4は、感光体上にトナーを供給する現像
ローラ20を備えた現像器21とこの現像器21に補給
するトナーを収容したトナーホッパ22とから構成さ
れ、トナーホッパ22内にはトナー搬送用のアジテータ
23と補給ローラ24が設けられている。一方、図示し
ないカセットから繰り出された転写紙は、レジストロー
ラ9を介して感光体ドラム1の表面に送り込まれ、転写
分離ユニット5でトナー像が転写された後に感光体ドラ
ム1表面から分離される。トナー像の転写がされた転写
紙は、図示しない定着装置を通過するときにトナー像が
定着され、図示しない排紙トレイに排紙される。そし
て、現像ユニット4と転写分離ユニット5との間の感光
体ドラム1表面には、感光体表面からの反射光の光量を
検出する光学センサ25が設けられている。FIG. 1 shows a schematic configuration of a mechanical section of a copying apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, a charging charger 2, a writing unit (not shown), a developing unit 4, a transfer separation unit 5, a cleaning unit 6, a static eliminator 7, and the like are provided around a photosensitive drum 1. First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a high potential by a corona current generated by the charging charger 2. The surface is irradiated with laser light from the writing unit, the charging potential changes according to the intensity of the light, and a potential distribution is formed according to the presence or absence of laser light irradiation. The writing unit includes a semiconductor laser (hereinafter, referred to as a writing LD) as a laser light source, and irradiates the laser light emitted from the semiconductor laser to the surface of the photosensitive drum 1 through an optical system such as a rotating multi-plane, a lens, and a mirror. The rotating polygon mirror may be one that performs main scanning on the photosensitive member by being driven to rotate at a constant speed at a high speed by an electric motor. Then, a position signal (recording / non-recording) for each pixel to be recorded by the control device is applied to the writing LD so that each pixel position is synchronized with the rotation position of the rotary polygon mirror, and each scanning position of the image is scanned. Then, on / off control of the laser light is performed according to the density of the pixel (recorded / not recorded). As a result, the potential distribution formed on the photosensitive drum 1 corresponds to the density of the document image and forms an electrostatic latent image. This electrostatic latent image is visualized by toner supplied by a developing unit 4 disposed downstream of the writing unit. The developing unit 4 includes a developing device 21 having a developing roller 20 for supplying toner onto the photoreceptor, and a toner hopper 22 containing toner to be supplied to the developing device 21. And an agitator 23 and a supply roller 24 are provided. On the other hand, the transfer paper fed from a cassette (not shown) is sent to the surface of the photosensitive drum 1 via the registration roller 9, and is separated from the surface of the photosensitive drum 1 after the transfer separation unit 5 transfers the toner image. . The transfer paper onto which the toner image has been transferred passes through a fixing device (not shown), where the toner image is fixed, and is discharged to a discharge tray (not shown). On the surface of the photosensitive drum 1 between the developing unit 4 and the transfer / separation unit 5, an optical sensor 25 for detecting the amount of reflected light from the photosensitive member surface is provided.
【0009】図2にディジタルカラー複写機の電装部の
概略構成を示す。読取装置10のハウジング内には、読
取制御回路20、読取駆動装置30、画像読取回路40
及び画像処理回路50が収容され、又、複写装置90の
ハウジング内には、読み取られた原稿情報を記憶する記
憶手段である画像情報記憶装置60、複写回路70、シ
ステム制御装置61、システム制御装置61にキー入力
を行なう操作手段である操作装置80が収容されてい
る。この情報記憶装置60は画像メモリ部62と上記シ
ステム制御装置61とからなっている。そして、読取制
御回路20、複写回路70に含まれている書込駆動制御
回路71、操作装置80は、システム制御回路61と信
号線L1、L2、L3で接続されており、互いにデータ
伝送を行なっている。FIG. 2 shows a schematic configuration of an electrical unit of a digital color copying machine. In the housing of the reading device 10, a reading control circuit 20, a reading driving device 30, an image reading circuit 40
And an image processing circuit 50, and an image information storage device 60 as a storage unit for storing read document information, a copying circuit 70, a system control device 61, and a system control device in a housing of the copying device 90. An operation device 80 as operation means for performing key input is accommodated in 61. The information storage device 60 includes an image memory unit 62 and the system control device 61. The read control circuit 20, the write drive control circuit 71 included in the copy circuit 70, and the operation device 80 are connected to the system control circuit 61 by signal lines L1, L2, and L3, and perform data transmission with each other. ing.
【0010】上記読取制御回路20はシステム制御回路
61からL1を介して信号を受け、スキャナモータ31
の回転数制御、蛍光灯32のヒータコントロール、蛍光
灯32の点灯指示、原稿サイズ検知用のフィルタソレノ
イド33のコントロール及びスキャナ電源冷却ファン制
御等を行なう。上記画像読取回路40は原稿からの反射
光を80dpiのアナログ信号に変換するCCD41か
らの信号を奇数(ODD)、偶数(EVEN)に分けて
増幅する増幅器42(一画素あたりの時間が非常に短い
ため、増幅器の性能から2つに分ける)、増幅器42か
らのODD,EVEV信号をシリアルのアナログ信号に
合成するスイッチング素子43、スイッチング素子43
からのアナログ信号を画像処理回路50からの蛍光灯3
2の明るさの変動を補正するための増幅度指示データA
GCにより増幅する可変増幅器44、可変増幅器44か
らのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコン
バータ45等を備えている。画像処理回路50は画像読
取回路40から送られてくる画像信号を処理するために
5つのゲートアレイ51乃至55、クロック発生回路5
6、ROM57、RAM58等を備えている。ゲートア
レイ51が光量検知、シェーディング補正、タイミング
コントロール、コマンドコントロール、データ編集・出
力、CCDドライブクロック発生等、ゲートアレイ52
が主走査方向の変倍、ゲートアレイ53が中間調処理、
2値化処理、原稿サイズ検知、ゲートアレイ54が文字
・中間調分離、中抜き編集、ゲートアレイ55がマーク
エリア検出を夫々担当する。画像メモリ部62はメモリ
基板とメモリコントロール基板とで構成されている。シ
ステム制御回路61はシステムの全体コントロールと画
像データの読み出し、書込の指示を行なう。このシステ
ム全体のコントロールにはシステムのレディ状態監視、
転写紙サイズ・残量の検知、原稿読取や給紙スタート指
示、スキャナー複写モードやプリンター複写モードの制
御等が含まれ、画像データの読み出し、書込の指示を行
なうに当たってはメモリの残量の把握を行なっている。
複写回路70には画像メモリ部62からの画像データを
受信するラインドライバ回路72、ラインドライバ回路
72からの画像データ信号を増幅するレーザドライバ回
路73、レーザドライバ回路73によって駆動される半
導体レーザ(LD)74、読出駆動制御回路75、書込
駆動制御回路71、駆動装置76等が備えられている。
操作装置80は各種情報を表示する表示器や入力キーが
設けられた操作パネル81と操作制御回路82が備えら
れている。The reading control circuit 20 receives a signal from the system control circuit 61 via L1 and receives a signal from the scanner motor 31.
, The control of the heater of the fluorescent lamp 32, the instruction to turn on the fluorescent lamp 32, the control of the filter solenoid 33 for document size detection, the control of the scanner power supply cooling fan, and the like. The image reading circuit 40 amplifies the signal from the CCD 41 for converting the reflected light from the document into an analog signal of 80 dpi into an odd number (ODD) and an even number (EVEN) (a time per pixel is very short). Therefore, a switching element 43 for combining the ODD and EVEV signals from the amplifier 42 into a serial analog signal, and a switching element 43
Signal from the image processing circuit 50 to the fluorescent lamp 3
2. Amplification degree instruction data A for correcting the fluctuation of brightness of 2.
A variable amplifier 44 for amplifying by GC, an A / D converter 45 for converting an analog signal from the variable amplifier 44 into a digital signal, and the like are provided. The image processing circuit 50 includes five gate arrays 51 to 55 and a clock generation circuit 5 for processing an image signal sent from the image reading circuit 40.
6, a ROM 57, a RAM 58, and the like. The gate array 51 is used for detecting the light amount, shading correction, timing control, command control, data editing / output, generating a CCD drive clock, etc.
Is magnification in the main scanning direction, the gate array 53 is halftone processing,
The binarization process, document size detection, gate array 54 is responsible for character / halftone separation, blanking editing, and gate array 55 is responsible for mark area detection. The image memory unit 62 includes a memory board and a memory control board. The system control circuit 61 controls the entire system and instructs reading and writing of image data. System-wide controls include system ready status monitoring,
Includes detection of transfer paper size / remaining amount, instruction to start document reading and paper feed, control of scanner copy mode and printer copy mode, etc. Are doing.
The copying circuit 70 includes a line driver circuit 72 for receiving image data from the image memory unit 62, a laser driver circuit 73 for amplifying the image data signal from the line driver circuit 72, and a semiconductor laser (LD) driven by the laser driver circuit 73. ) 74, a read drive control circuit 75, a write drive control circuit 71, a drive device 76, and the like.
The operation device 80 includes an operation panel 81 provided with a display for displaying various information and input keys, and an operation control circuit 82.
【0011】図3は上記書込駆動制御回路の詳細な構成
を示したものである。390には給紙装置のアクチュエ
ータ群(ピックアップソレノイド,給紙クラッチ,トレ
イロックソレノイド、上昇モータ)とシリアルパラレル
レシーバ等が含まれ、CPU703の出力ポートに接続
されている。入力用ゲートアレイ701に接続されてい
るセンサ群390aは給紙装置内のセンサ群(用紙サイ
ズ検知センサ、ペーパーエンド検知センサ、トレイセッ
ト検知センサ、接続検知センサ)が含まれている。ビデ
オコントローラ800には変換テーブル801が接続さ
れており、又、ビデオデータ(VIDEO DATA)
も入力される。このビデオコントローラ800は図7に
示すようにCPU810の一部として構成されており、
このCPU810の入力ポートから外部からのビデオデ
ータ(EXTERNAL VIDEO DATA)を読
み込み、P−ROMからなる変換テーブル801に出力
する構成にしている。入力用ゲートアレイ702に接続
されているセンサ群705には、給紙搬送用の各種セン
サ、本体ドアオープン検知センサ、光学センサ(アナロ
グ)等が含まれ、書込LDフィードバック出力(アナロ
グ)や書込同期検知信号も入力用ゲートアレイ702に
入力される。又、出力用ゲートアレイ706に接続され
ているアクチュエータ群707には、給紙搬送用の各種
クラッチ、メイン駆動モータ、クリーニングブレードソ
レノイド、トナー補給ソレノイド、回転多面鏡用モー
タ、定着ヒータ、帯電用高圧電源回路、転写用高圧電源
回路、除電ランプ、光学センサ25(図1参照)等が含
まれ、光学センサ25のLD出力調整出力もこの出力ゲ
ートアレイ706から出力される。FIG. 3 shows a detailed configuration of the write drive control circuit. Reference numeral 390 includes an actuator group of the sheet feeding device (pickup solenoid, sheet feeding clutch, tray lock solenoid, lifting motor), a serial parallel receiver, and the like, and is connected to an output port of the CPU 703. The sensor group 390a connected to the input gate array 701 includes a sensor group (paper size detection sensor, paper end detection sensor, tray set detection sensor, connection detection sensor) in the paper feeding device. A conversion table 801 is connected to the video controller 800, and video data (VIDEO DATA)
Is also entered. The video controller 800 is configured as a part of the CPU 810 as shown in FIG.
The configuration is such that video data (EXTERNAL VIDEO DATA) from the outside is read from an input port of the CPU 810 and output to a conversion table 801 composed of a P-ROM. A sensor group 705 connected to the input gate array 702 includes various sensors for paper feed and conveyance, a main body door open detection sensor, an optical sensor (analog), etc. The input synchronization detection signal is also input to the input gate array 702. The actuator group 707 connected to the output gate array 706 includes various clutches for feeding and conveying, a main drive motor, a cleaning blade solenoid, a toner supply solenoid, a motor for a rotating polygon mirror, a fixing heater, a high voltage for charging, A power supply circuit, a high-voltage power supply circuit for transfer, a static elimination lamp, an optical sensor 25 (see FIG. 1), and the like are included. An LD output adjustment output of the optical sensor 25 is also output from the output gate array 706.
【0012】次に本実施例におけるトナー補給制御につ
いて説明する。本実施例においては、画像領域内の画像
データを用いて感光体上のトナー付着領域の総面積を演
算し、又、感光体上のトナー付着領域の単位面積当たり
のトナー付着量を検出する。そして、検出したトナー付
着量(以下、検出トナー付着量という)から、現像剤の
トナー濃度が、図1(b)に示すような、第1濃度範
囲、第2濃度範囲、第3濃度範囲のいずれの範囲内のも
のになるかを判断し、該トナー濃度が第1濃度範囲内で
あれば、この単位面積当たりのトナー付着量と該総面積
とに基づいて現像器へトナーを補給する補給ローラの回
転駆動時間を演算する。そして、該トナー濃度が第2濃
度範囲内であれば、トナーホッパ22のトナー残量が減
少している状態でも、画像濃度を維持するのに充分な量
のトナーを補給すべく、補給ローラ24の回転駆動時間
を固定値である2秒間に設定する。又、該トナー濃度が
第3濃度範囲内であればトナーホッパ22内のトナーを
使い切るために、補給ローラ24の回転駆動時間を固定
値である4秒間に設定するものである。Next, toner supply control in this embodiment will be described. In this embodiment, the total area of the toner adhering area on the photoconductor is calculated using the image data in the image area, and the toner adhering amount per unit area of the toner adhering area on the photoconductor is detected. Then, based on the detected toner adhesion amount (hereinafter, referred to as a detected toner adhesion amount), the toner concentration of the developer is changed into a first density range, a second density range, and a third density range as shown in FIG. It is determined in which range the toner density falls within the first density range. If the toner density is within the first density range, replenishment of toner to the developing device is performed based on the toner adhesion amount per unit area and the total area. Calculate the roller drive time. If the toner density is within the second density range, the replenishing roller 24 needs to supply a sufficient amount of toner to maintain the image density even when the remaining amount of toner in the toner hopper 22 is reduced. The rotation drive time is set to a fixed value of 2 seconds. If the toner density is within the third density range, the rotational driving time of the supply roller 24 is set to a fixed value of 4 seconds in order to use up the toner in the toner hopper 22.
【0013】先ず、トナー付着領域の総面積の演算につ
いて説明する。従来から、感光体上の黒データに対応す
る部分(以下、ドットという)にトナーが付着し、この
黒データの個数がトナーの消費量に関連することを利用
して、現像器中のトナー濃度(以下、トナー濃度とい
う)を一定に制御するために1枚の画像中の黒データの
総数を演算してこの黒データの総数に基づいてトナーの
補給量を求めることが提案されている。これは、1ドッ
ト当たりのトナー付着量が一定であるという前提で、1
枚の画像中の総ドット数により1枚の画像を形成するに
当たってのトナー消費量を求めるものである。しかしな
がら、1ドット当たりのトナー付着量は、1ドットの書
込を行なうに当たっての光量等の書込条件やトナー濃度
によって異なる。例えば、図4のグラフは、縦軸にドッ
トが単位面積である1cm2に密集したと仮定した場合
の、この単位面積当たりのトナー付着量を取り、横軸に
書込LDのパルス幅を取って、トナー濃度が3.2%,
2.5%1.8%のそれぞれの場合について上記単位面
積当たりのトナー付着量を示したものである。同図の横
軸の下方には黒データの具体的な多値データ(以下、L
D多値データという)と書込LDのパルス幅との対応を
示している。この図から判るように、同じトナー濃度の
現像剤で現像した1ドットでも、書込LDのパルス幅
(黒データの具体的な多値データによって決定される)
によってトナー付着量が異なり、又、書込LDのパルス
幅が同じである1ドットでも、トナー濃度によってトナ
ー付着量が異なる。更に、この例では、LD多値データ
と書込LDのパルス幅とが比例関係にないことも相俟っ
て、LD多値データとトナー付着量の関係はリニアでも
なく、例えば、LD多値データ0001のトナー付着量
はLD多値データ1111のトナー付着量の1/16の
量に相当していない。従って、一般的には、トナー付着
量はLDのパルス幅とトナー濃度で決定され、対応関係
を規定する関数Fを用いて下式(1)の様に表現するこ
とが出来る。 (トナー付着量)=F〔(LD多値データ),(トナー濃度データ)〕 …(1) この関数Fで表わされる対応関係は、例えば、以下の様
にして求めることが出来る。First, the calculation of the total area of the toner adhering region will be described. Conventionally, toner adheres to a portion (hereinafter, referred to as a dot) corresponding to black data on a photoreceptor, and by utilizing the fact that the number of black data relates to the amount of consumed toner, the toner density in a developing device It has been proposed to calculate the total number of black data in one image to obtain a toner replenishment amount based on the total number of black data in order to control (hereinafter, referred to as toner density) constant. This is based on the assumption that the amount of attached toner per dot is constant.
The amount of toner consumed for forming one image is determined from the total number of dots in the image. However, the amount of toner attached per dot differs depending on writing conditions such as the amount of light when writing one dot and the toner density. For example, in the graph of FIG. 4, the vertical axis shows the toner adhesion amount per unit area when the dots are densely packed in a unit area of 1 cm 2 , and the horizontal axis shows the pulse width of the writing LD. The toner concentration is 3.2%,
In each case of 2.5% and 1.8%, the toner adhesion amount per unit area is shown. The specific multi-valued data of black data (hereinafter referred to as L
D multivalued data) and the pulse width of the write LD. As can be seen from this figure, even with one dot developed with a developer having the same toner concentration, the pulse width of the writing LD (determined by specific multi-value data of black data)
The amount of applied toner differs depending on the toner density, and even for one dot having the same writing LD pulse width, the amount of applied toner varies depending on the toner density. Further, in this example, the relationship between the LD multi-valued data and the pulse width of the writing LD is not proportional, so that the relationship between the LD multi-valued data and the toner adhesion amount is not linear. The toner adhesion amount of the data 0001 does not correspond to 1/16 of the toner adhesion amount of the LD multi-value data 1111. Therefore, in general, the toner adhesion amount is determined by the pulse width of the LD and the toner density, and can be expressed as in the following equation (1) using the function F that defines the correspondence. (Toner adhesion amount) = F [(LD multi-value data), (toner density data)] (1) The correspondence represented by this function F can be obtained, for example, as follows.
【0014】図5は、縦軸にLD多値データを取り、横
軸1に上記単位面積当たりのトナー付着量を取って、実
験で求めた、トナー濃度2.5%の場合のLD多値デー
タと単位面積当たりのトナー付着量との対応曲線aを表
したグラフである。この横軸1の下方にある横軸2は、
トナー付着量に対応する消費データの値を読み取るため
のものである。この横軸2において、LD多値データ1
111に対応する単位面積当たりのトナー付着量の最大
値(点bで示す値)に対応する横軸2上の点b´の目盛
を例えば15に、トナー付着量0に対応する横軸2上の
点a´の目盛を例えば0に夫々設定し、且つ、この点b
´(15)とa´(0)の間を当間隔に分割して目盛を
取る。この縦軸、横軸2及び上記対応曲線aを用いて、
LD多値データに対応する横軸2の目盛を読んで、トナ
ー濃度2.5%の場合のLD多値データと消費データ
(多値データ)との対応関係として下表1に示す対応関
係を得ることが出来る。ここで、LD多値データ111
1に対応する単位面積当たりのトナー付着量の最大値
(点bで示す値)に対応する横軸2上の点b´の目盛を
15にしているが、これに限られるものではなく、この
例よりも更に単位面正当たりのトナー付着量を精度を良
く検出したい場合には15よりも大きな定数を用いれば
良く、逆にこれより精度を落して検出する場合には小さ
い定数を用いれば良い。他のトナー濃度についても、上
記対応曲線aに代え、各トナー濃度について実験で求め
たLD多値データと単位面積当たりのトナー付着量との
対応曲線を用い、且つ、LD多値データ1111に対応
する単位面積当たりのトナー付着量の最大値(点bで示
す値)に対応する横軸2上の点b´の目盛を、これと上
記のトナー濃度2.5%の場合の目盛(15)との比率
が、このトナー濃度の場合のトナー付着量の最大値と上
記のトナー濃度2.5%の場合の最大値との比率と同じ
になるように設定して、同様にしてLD多値データと消
費データ(多値データ)との対応関係を得る。FIG. 5 shows the multi-level LD data for a toner concentration of 2.5%, which is obtained by an experiment by taking the multi-level LD data on the vertical axis and the toner adhesion amount per unit area on the horizontal axis 1. 6 is a graph showing a correspondence curve a between data and the amount of toner adhered per unit area. The horizontal axis 2 below the horizontal axis 1 is
This is for reading the value of the consumption data corresponding to the toner adhesion amount. On this horizontal axis 2, LD multi-value data 1
The scale of the point b 'on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area corresponding to 111 (the value indicated by the point b) is set to 15, for example, and the scale on the horizontal axis 2 corresponding to the toner adhesion amount 0 is set to 15. The scale of the point a 'is set to, for example, 0, and the point b'
The interval between '(15) and a' (0) is divided at equal intervals and a scale is taken. Using this vertical axis, horizontal axis 2 and the corresponding curve a,
By reading the scale on the horizontal axis 2 corresponding to the LD multi-value data, the correspondence shown in Table 1 below is shown as the correspondence between the LD multi-value data and the consumption data (multi-value data) when the toner density is 2.5%. Can be obtained. Here, the LD multi-value data 111
Although the scale of the point b ′ on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area corresponding to 1 (the value indicated by the point b) is set to 15, the present invention is not limited to this. A constant larger than 15 may be used when it is desired to detect the toner adhesion amount per unit surface more accurately than in the example, and a smaller constant may be used when the accuracy is lowered. . For other toner densities, instead of the above-mentioned corresponding curve a, a corresponding curve between the multi-valued LD data obtained experimentally for each toner concentration and the amount of toner adhering per unit area is used and corresponds to the multi-valued LD data 1111. The scale at the point b 'on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area (the value indicated by the point b) is shown below with the scale at the toner density of 2.5% (15). Is set to be the same as the ratio between the maximum value of the toner adhesion amount in the case of this toner concentration and the above-mentioned maximum value in the case of the toner concentration of 2.5%. The correspondence between data and consumption data (multi-valued data) is obtained.
【0015】 [0015]
【0016】ところで、この例においては、LD多値デ
ータと単位面積当たりのトナー付着量との対応曲線の形
が、図4に示すように各トナー濃度で、大きくは異なっ
ていないので、各トナー濃度における消費データ間の比
率(例えばトナー濃度2.5%の場合の、15:15:
14:13:11:10:8:7:6:4:…)が、表
2に示すように、各トナー濃度間で同じになるように近
似することが出来る。この表2中に例示した定数Mi,
Mjはトナー濃度1.8%,3.2%の場合の単位面積
当たりのトナー付着量の最大値と上記のトナー濃度2.
5%の場合の単位面積当たりのトナー付着量の最大値と
の比率である。By the way, in this example, the shape of the corresponding curve between the LD multi-value data and the amount of toner adhering per unit area does not greatly differ at each toner concentration as shown in FIG. Ratio between consumption data in density (for example, when the toner density is 2.5%, 15:15:
14: 13: 11: 10: 8: 7: 6: 4:...) Can be approximated to be the same between the toner concentrations as shown in Table 2. Constants Mi, exemplified in Table 2,
Mj is the maximum value of the toner adhesion amount per unit area when the toner density is 1.8% and 3.2%, and the toner density 2.
This is the ratio with the maximum value of the toner adhesion amount per unit area in the case of 5%.
【0017】 [0017]
【0018】即ち、この例においては、上式(1)の、
特別の場合として、下式(2)の様に関数MAと関数F
1の積として近似して表わすことが出来る。 (トナー付着量)=MA〔(トナー濃度データ)〕・F1〔(LD多値データ)〕 …(2) ここで、関数F1は1ドットの書込条件としての書込L
Dのパルス幅を変化させる(例えばLD多値データ00
00〜1111に応じてパルス幅を0ないし50nse
cに変化させる)ことにより、感光体上の電位及び1ド
ットの面積が変化することに基づく、トナー付着量の変
化に関するものである。この感光体上の電位変化は1ド
ット当たりのトナー付着量を変化させる点で1ドットの
面積の変化と同じであるので、両者の変化を合わせて1
ドット当たりのトナー付着面積の変化として取り扱うこ
とが出来る。従って、上記消費データは、トナー付着面
積に関するデータとして取り扱うことが出来る。一方、
関数MAは上記の単位面積当たりのトナー付着量、即ち
トナー付着率を表すものとして取り扱うことが出来る。That is, in this example, in the above equation (1),
As a special case, as shown in the following equation (2), the function MA and the function F
It can be approximated as a product of one . (Toner adhesion amount) = MA [(toner density data)] · F 1 [(LD multi-value data)] (2) Here, the function F 1 is a writing L as a writing condition for one dot.
The pulse width of D is changed (for example, LD multi-level data 00
Set the pulse width to 0 to 50 ns according to 00 to 1111
c), the change in the toner adhesion amount based on the change in the potential on the photoconductor and the area of one dot. This change in potential on the photoconductor is the same as the change in the area of one dot in that the amount of toner adhering to one dot is changed.
This can be handled as a change in the toner attachment area per dot. Therefore, the consumption data can be handled as data relating to the toner adhesion area. on the other hand,
The function MA can be handled as expressing the toner adhesion amount per unit area, that is, the toner adhesion ratio.
【0019】そこで、この例においては、従来のように
単に黒データの総数を演算して1枚の画像におけるトナ
ー消費量を求めるのに代え、上記関数F1に相当する対
応関係及び関数MAに相当する対応関係を実験で求めて
おいて、この関数F1に相当する対応関係を用いて1枚
の画像中の1ドット毎にLD多値データを消費データに
変換し、この消費データの1枚の画像における総和を演
算して、1枚の画像におけるトナー付着面積の総和を求
める一方、トナー濃度を検出してこのトナー濃度から関
数MAに相当する対応関係を用いてトナー付着率を求
め、トナー付着面積の総和にトナー付着率を掛けて1枚
の画像におけるトナー消費量を求める。[0019] Therefore, in this example, instead of obtaining the toner consumption in the conventional manner one image simply by calculating the total number of black data, the relationship and function MA corresponding to the function F 1 A corresponding relationship is obtained by an experiment, and the LD multivalued data is converted into consumption data for each dot in one image by using the correspondence corresponding to the function F1, and one of the consumption data is converted. The sum of the images of one sheet is calculated to obtain the sum of the toner adhesion areas in one image, the toner density is detected, and the toner adhesion rate is calculated from the toner density using the correspondence corresponding to the function MA, The toner consumption in one image is obtained by multiplying the sum of the toner attachment areas by the toner attachment rate.
【0020】先ず、画像データを用いたトナー付着面積
の総和を求める演算について説明する。図6はこの為
の、LD多値データから消費データへの変換、カウント
回路を示すものである。この回路は、主にLD多値デー
タから消費データへの変換を行なう為の変換テーブル8
10、消費データをカウントしてトナー付着面積の総和
を演算する為の、加算器811、位どり用のフリップフ
ロップ812、カウンター813等から構成されてい
る。この加算器811、位どり用のフリップフロップ8
12、カウンター813等は、ビデオコントローラ80
0(図2参照)内に構成されいる。又、変換テーブル8
10は前述のように図7に示すビデオコントローラ80
0が構成されているCPU810に接続されているP−
ROM801で構成されている。そして、外部ビデオデ
ータしてビデオコントローラ800(CPU801)に
入力されたLD多値データが、ビデオコントローラ80
0(CPU801)から変換テーブル810に出力さ
れ、この変換テーブル810からの消費データがビデオ
コントローラ800(CPU801)に入力されてカウ
ントが実行される。First, a description will be given of an operation for obtaining the total sum of the toner adhering areas using the image data. FIG. 6 shows a conversion and counting circuit for converting the LD multi-level data into consumption data for this purpose. This circuit mainly includes a conversion table 8 for converting LD multi-valued data to consumption data.
10, an adder 811 for counting the consumption data to calculate the total toner adhesion area, a flip-flop 812 for positioning, a counter 813, and the like. The adder 811, the flip-flop 8 for positioning
12, the counter 813, etc.
0 (see FIG. 2). Conversion table 8
10 is the video controller 80 shown in FIG.
0 connected to the CPU 810 where
It comprises a ROM 801. Then, the multi-level LD data input to the video controller 800 (CPU 801) as external video data is output to the video controller 80.
0 (CPU 801) is output to the conversion table 810, and the consumption data from the conversion table 810 is input to the video controller 800 (CPU 801), and the counting is executed.
【0021】図6において、先ず変換テーブル810よ
りLD多値データが消費データに変換され、初段のフリ
ップフロップ814でラッチされ、次に加算器811に
データが送られる。加算器811は入力されたデータと
前回の残りのデータとの和を計算し、その結果をキァリ
ーとして次段のカウンターへ出力する。この加算器81
1は入力の消費データ(多値データレベル)により性能
が決定される。例えば、消費データが3〜4値の場合に
は2ビットと2ビットを用い、5値〜8値の場合は3ビ
ットと3ビットを用い、更に、9値〜16値の場合には
4ビットと4ビットを用いる。このようにデータが何ビ
ットかにより加算器811の大きさを決める。図8はキ
ャリーが出るタイミングを示すタイミングチャートであ
り、消費データが4ビットデータ(0000〜111
1)の場合の例である。カウンターはキャリーが入力さ
れる毎にカウントをインクリメントし、このキャリーを
カウントして、消費データの総和としてトータルのトナ
ー付着面積データを求める。そして、このカウンターは
有効画像領域の書込期間中ON状態になる信号FGAT
EのON状態のときのみカウントアップし、これがOF
F状態に立ち下がるときにクリアされる。又、カウンタ
の出力はFGATEの立ち下がり時にフリップフロップ
にラッチされ、これをCPUが読み込む。ここで読み込
まれるトナー付着面積データは上位8ビットで表され
る。In FIG. 6, first, LD multi-value data is converted into consumption data from a conversion table 810, latched by a flip-flop 814 at the first stage, and then sent to an adder 811. The adder 811 calculates the sum of the input data and the previous remaining data, and outputs the result as a query to the next counter. This adder 81
In 1, performance is determined by input consumption data (multi-value data level). For example, when the consumption data is 3 to 4 values, 2 bits and 2 bits are used, when the consumption data is 5 to 8 values, 3 bits and 3 bits are used, and when the consumption data is 9 to 16 values, 4 bits are used. And 4 bits are used. Thus, the size of the adder 811 is determined according to the number of bits of the data. FIG. 8 is a timing chart showing the timing at which a carry occurs, in which the consumption data is 4-bit data (0000 to 111).
This is an example in the case of 1). The counter increments the count each time a carry is input, counts the carry, and determines total toner adhesion area data as the sum of consumption data. The counter FGAT is turned on during the writing period of the effective image area.
Counts up only when E is ON, and this is OF
Cleared when falling to F state. The output of the counter is latched by a flip-flop when FGATE falls, and is read by the CPU. The toner adhesion area data read here is represented by upper 8 bits.
【0022】以上により、LD多値データに応じた1ド
ット当たりのトナー付着領域の大小を加味したトナー付
着領域の総面積を求めることが出来る。尚、この例の構
成では、変換テーブルの入力がコードデータでも、2値
データ(0000または1111)でも同様にカウント
を行なうことが出来る。As described above, it is possible to obtain the total area of the toner adhering area in consideration of the size of the toner adhering area per dot according to the LD multi-value data. In the configuration of this example, the count can be similarly performed whether the input of the conversion table is code data or binary data (0000 or 1111).
【0023】尚、この例においては、消費データの総和
を、LD多値データ1111の消費データに換算し、換
算後の上位8ビットをCPUで読み込んでトナー付着面
積データとしている。ここで例えばA3サイズ(420
×297)の場合には、ドット総数が下式(1)より1
110110000000101000011110B
であることから上位8ビットは0eCHとなり、画像デ
ータの総和は、各端部2mmを除くと、下式(2)より
1110011010011111100111101
Bとなり上位8ビットは0e6Hとなり、これより、C
PUに読み込まれるトナー付着面積データが0e6Hで
ある場合は、A3(端部より2mmを除く)全面にLD
多値データ1111で書込が行なわれた画像に相当す
る。 (ドット総数)=420×(400/25.4)×297×(400/25.4) =30935582(ドット) =1110110000000101000011110B …(1) (画像データ総和)=(420−4)×(400/25.4)×(297−4) ×(400/25.4) =30228285(ドット) =1110011010011111100111101B …(2)In this example, the sum of the consumption data is converted into the consumption data of the LD multi-value data 1111 and the converted upper 8 bits are read by the CPU and used as the toner adhesion area data. Here, for example, A3 size (420
× 297), the total number of dots is 1 according to the following equation (1).
110110000000101000011110B
Therefore, the upper 8 bits become 0eCH, and the total sum of the image data is 1110011010011111100111101 from the following equation (2) except for each end 2 mm.
B, and the upper 8 bits become 0e6H.
When the toner adhesion area data read into the PU is 0e6H, the LD is applied to the entire surface of A3 (excluding 2 mm from the end).
This corresponds to an image written with the multi-value data 1111. (Total number of dots) = 420 × (400 / 25.4) × 297 × (400 / 25.4) = 30935582 (dots) = 1111010000000101000011110B (1) (sum of image data) = (420−4) × (400 / 25.4) × (297-4) × (400 / 25.4) = 30228285 (dots) = 11100111010011111100111101B (2)
【0024】図9は、CPUによる上記フリップフロッ
プにラッチされているカウンタの出力の読取制御のフロ
ーチャートである。ステップ1でフリップフロップにラ
ッチされているカウンタの出力であるトナー付着面積デ
ータ(LDCNT)を読み込む。このLDCNTは上記
のように上位8ビットしか読み取れないため、ステップ
2で読み込んだLDCNTが0か如何かを判断し、0の
場合にはステップ3でレジスタLDCNTにLDCNT
データとして1を格納した後、ステップ4でこのLDC
NTデータをレジスタLDONCTに格納する。逆に0
でない場合には、そのまま読み込んだLDCNTをレジ
スタLDONCTに格納する。FIG. 9 is a flow chart of control for reading the output of the counter latched by the flip-flop by the CPU. In step 1, toner adhesion area data (LDCNT), which is the output of the counter latched by the flip-flop, is read. Since this LDCNT can read only the upper 8 bits as described above, it is determined whether or not the read LDCNT is 0. If the read LDCNT is 0, the LDCNT is stored in the register LDCNT in step 3.
After storing 1 as data, in step 4 this LDC
The NT data is stored in the register LDONCT. Conversely 0
If not, the read LDCNT is stored in the register LDONCT.
【0024】次にトナー付着率の演算の為のトナー濃度
の検出について説明する。本実施例におけるトナー濃度
の検出は、直接に現像器内のトナー濃度を検出するので
はなく、所定の静電潜像(以下、基準パターン潜像とい
う)を感光体上に形成し、この基準パターン潜像を現像
器で現像して得られた顕像(以下、基準パターントナー
像という)の光学濃度を検出し、この検出した光学濃度
から現像器内のトナー濃度を算出するものである。具体
的には以下のようにして検出される。先ず、非画像部領
域に画像部の書込と同一のレーザー光により感光体上に
基準パターンを書き込んで基準パターン潜像を形成す
る。この基準パターン潜像を感光体の回転により現像装
置に搬送して現像した後、光学センサ25に対向させ
る。光学センサ25の受光部がONし、非パターン部
(感光体地肌部)を受光素子で読み取り、基準パターン
トナー像部も同様にして読み取る。この際、現像装置内
のトナー濃度が薄いほど基準パターントナー像に付着す
るトナー量が少く、逆にトナー濃度が濃いほど基準パタ
ーントナー像に付着するトナー量が多いことを利用して
トナー濃度を検出する。ここで、地肌部も検出するの
は、地肌部の検出値と基準パターントナー像部の検出値
の比を取ることによって、感光体ドラムの偏心や光学セ
ンサ25のトナー汚れによる影響を相殺するためであ
る。以下、感光体地肌部読み取りの光学センサ出力を出
力VSG、基準パターントナー像部読み取りの光学センサ
出力を出力VSPという。Next, detection of toner concentration for calculating the toner adhesion rate will be described. The detection of the toner density in the present embodiment does not directly detect the toner density in the developing device, but forms a predetermined electrostatic latent image (hereinafter, referred to as a reference pattern latent image) on the photosensitive member. The optical density of a visible image (hereinafter, referred to as a reference pattern toner image) obtained by developing the pattern latent image by the developing device is detected, and the toner density in the developing device is calculated from the detected optical density. Specifically, it is detected as follows. First, a reference pattern is written on the photoreceptor in the non-image area by the same laser beam as that used for writing the image area to form a reference pattern latent image. The reference pattern latent image is conveyed to the developing device by the rotation of the photoreceptor, developed, and then opposed to the optical sensor 25. The light receiving portion of the optical sensor 25 is turned on, and the non-pattern portion (photosensitive member background portion) is read by the light receiving element, and the reference pattern toner image portion is similarly read. At this time, the lower the toner density in the developing device, the smaller the amount of toner adhering to the reference pattern toner image, and the higher the toner density, the greater the amount of toner adhering to the reference pattern toner image. To detect. Here, the background portion is also detected because the influence of the eccentricity of the photosensitive drum and the toner contamination of the optical sensor 25 is canceled out by taking the ratio between the detection value of the background portion and the detection value of the reference pattern toner image portion. It is. Hereinafter, the output of the optical sensor for reading the background of the photoreceptor is referred to as output VSG , and the output of the optical sensor for reading the toner image portion of the reference pattern is referred to as output VSP .
【0025】次に、地肌部や基準パターントナー像部の
検出出力が異常値の場合の制御について説明する。光学
センサ25の表面にトナー、紙粉等が経時的に付着する
とセンサ出力が低下し、充分なSN特性が得られなくな
って、トナー濃度の誤検知を生じてしまい、この結果、
過剰なトナー補給等による急激なトナー濃度の変動やト
ナー濃度の狙いのトナー濃度から大きく外れてしまう、
トナー濃度の暴走が発生する恐れがある。上述の様に、
出力VSGと基準パターントナー像部の検出出力VSP(以
下出力VSPという)の比を用いたり、光学センサ25の
出力調整を実行することは、このような事態の発生を防
止することに寄与するが、これにも限界があってトナー
等の付着が多量になると対応出来ずに、上記の不具合が
発生してしまう。そこで、この例においては、光学セン
サ25の出力が予め設定しておいた範囲内に無い場合に
は、異常であると判断し、その出力はトナー濃度の算出
に用いずに、これに代えて、予め設定しておいたデータ
を用いてトナー濃度を算出する。具体的には、出力VSG
が2.5よりも小さいか、又は、出力VSPが2.5V以
上である場合に、異常であると判断して予め設定してお
いたデータを用いてトナー濃度を算出する。Next, control when the detection output of the background portion or the reference pattern toner image portion is an abnormal value will be described. If toner, paper dust, or the like adheres to the surface of the optical sensor 25 over time, the sensor output decreases, sufficient SN characteristics cannot be obtained, and erroneous detection of the toner concentration occurs.
Abrupt fluctuations in toner density due to excessive toner replenishment, etc.
Runaway of the toner density may occur. As mentioned above,
Or using the ratio of the output V SG and the reference pattern toner image portion of the detection output V SP (hereinafter referred to as the output V SP), it executes the output adjustment of the optical sensor 25, to prevent the occurrence of such a situation Although this contributes, there is a limit to this, and if the amount of toner or the like becomes large, it is impossible to cope with the problem, and the above-described problem occurs. Therefore, in this example, if the output of the optical sensor 25 is not within the range set in advance, it is determined that the output is abnormal, and the output is not used for calculating the toner density. Then, the toner density is calculated using the data set in advance. Specifically, the output V SG
Is smaller than 2.5 or the output VSP is 2.5 V or more, it is determined to be abnormal, and the toner density is calculated using the data set in advance.
【0026】以上の光学センサ25の検出出力が異常の
場合の制御を含む、光学センサ25の検出出力の読取の
具体的制御について、図10を用いて説明する。先ず、
ステップ1で光学センサ25による感光体地肌部と基準
パターントナー像部の検出が終了したか否かを判断し、
検出が終了したら、ステップ2,3で光学センサ25の
検出出力が異常か否かの判断等を実行する。検出出力が
異常か否かの判断は上記の基準によってステップ2、ス
テップ3で行なう。そして、異常であると判断した場合
にはステップ8に進んで、予め設定しておいた適正値で
あるVSG4.0ボルト,VSP0.25ボルトをレジスタ
VSG,レジスタVSPに格納する。次に、ステップ4,5
で最新の出力VSG,VSPが格納されるレジスタDVGN
EW,DVPNEWの内容を、1回前の検出に係る出力
VSG,VSPが格納されるレジスタDVGOLD,DVP
OLDに更新して格納した後、ステップ6,7で今回の
検出に係る前記レジスタVSG,VSPの内容を上記レジス
タDVGNEW,DVPNEWに更新して格納する。こ
れにより、出力VSP,VSGの読み込みを完了する。The specific control of reading the detection output of the optical sensor 25, including the control when the detection output of the optical sensor 25 is abnormal, will be described with reference to FIG. First,
In step 1, it is determined whether or not the detection of the photoconductor background portion and the reference pattern toner image portion by the optical sensor 25 has been completed.
When the detection is completed, it is determined in Steps 2 and 3 whether or not the detection output of the optical sensor 25 is abnormal. The determination as to whether or not the detection output is abnormal is made in steps 2 and 3 based on the above criteria. If it is determined that there is an abnormality, the process proceeds to step 8, and the preset appropriate values of V SG 4.0 volts and V SP 0.25 volt are stored in the registers V SG and V SP . I do. Next, steps 4 and 5
Register DVGN in which the latest outputs V SG and V SP are stored
The contents of EW and DVPNEW are stored in registers DVGOLD and DVP in which outputs V SG and V SP related to the immediately preceding detection are stored.
After updating and storing in OLD, in steps 6 and 7, the contents of the registers V SG and V SP relating to the current detection are updated and stored in the registers DVGNEW and DVPNEW. This completes the reading of the outputs V SP and V SG .
【0027】次に上記のレジスタDVGNEW,DVP
NEWに格納された出力VSG,VSPを用いたトナー濃度
の演算について説明する。この例においては、出力VSG
(V)と出力VSP(V)の比VSP/VSGと、現像装置内
のトナー濃度との間に、図11の第1象限に示すような
一定の関係がある。よって、この関係を例えばデータテ
ーブルとしてRAMに記憶しておき、光学センサ25で
の出力VSG,VSP読取後にVSP/VSGでこのデータテー
ブルをルックアップして現像器21のトナー濃度を求め
る。Next, the above registers DVGNEW, DVP
The calculation of the toner density using the outputs V SG and V SP stored in NEW will be described. In this example, the output V SG
There is a certain relationship as shown in the first quadrant in FIG. 11 between (V) and the ratio V SP / V SG between the output V SP (V) and the toner density in the developing device. Therefore, this relationship is stored in a RAM, for example, as a data table, and after reading the outputs V SG and V SP from the optical sensor 25, the data table is looked up with V SP / V SG to determine the toner density of the developing device 21. Ask.
【0028】この図11の第2象限は、横軸に前述の単
位面積有りのトナー付着量を取って、トナー濃度と単位
面積当たりのトナー付着量との対応特性を示したもので
あり、この特性より、前記式(2)中の関数MA、即ち
トナー濃度とトナー付着率との対応関係を求めることが
出来る。このトナー濃度とトナー付着率との対応関係を
データテーブルに記憶しておく。The second quadrant in FIG. 11 shows the corresponding characteristic between the toner density and the toner adhering amount per unit area by taking the toner adhering amount with the unit area on the horizontal axis. From the characteristics, the function MA in the above equation (2), that is, the correspondence between the toner density and the toner adhesion rate can be obtained. The correspondence between the toner density and the toner adhesion rate is stored in a data table.
【0029】ここで、この例においては、黒ベタ画像の
ようにトナー消費量が多い画像を形成した場合、後述す
るようにこのトナー消費量に応じてトナーを補給するの
で、良好な画像を得る上で充分なトナー帯電を行なうた
めの現像器21の現像剤撹拌能力を一時的に越える量の
トナーを補給することがある。このような量のトナーを
補給した直後に光学センサ25による基準パターントナ
ー像の読取を行なう(その為の基準潜像の現像を行な
う)と、現像剤(キャリア)とトナーの撹拌不足により
一時的なトナー帯電不足で、適正なトナー帯電量の場合
に比して基準潜像へのトナー付着量が少なくなる。この
為、基準パターントナー像の光学濃度が適正なトナー帯
電量で現像した場合に比べて薄くなり、図12に示すよ
うに、光学センサ25の出力VSPが高くなってしまう。
この図12は横軸にセンサ読取タイミング直前のコピー
動作に係る画像の面積率({トナー付着面積/A3(4
20×297)面積}×100%)を取り、縦軸にその
センサ読取時の出力VSPを取って、実際のトナー濃度が
1.8%,2.0%,2.7%の場合について、センサ
読取タイミング直前のコピー動作に係る画像の面積率と
そのセンサ読取時の出力VSPとの関係を示したものであ
る。いずれのトナー濃度においても、面積率が大きくな
るにつれて出力VSPが高くなっていることが判る。そこ
で、光学センサ読取タイミングの直前の画像形成に係る
画像の消費データの総和、即ちトナー付着面積の総和が
一定値以上の場合は、読み取ったVSPを図13に示すよ
うに補正する。尚、光学センサ読取タイミングの直前の
画像形成に係る画像の消費データの総和、即ちトナー付
着面積の総和のみならず、複数枚前からのトナー付着面
積の総和を用いて読み取ったVSPを補正するようにして
も良い。Here, in this example, when an image having a large amount of toner consumption such as a solid black image is formed, toner is replenished in accordance with the amount of toner consumption as described later, so that a good image is obtained. In some cases, the amount of toner that temporarily exceeds the developer stirring capacity of the developing device 21 for performing sufficient toner charging may be supplied. If the reference pattern toner image is read by the optical sensor 25 immediately after such amount of toner is supplied (the reference latent image is developed for that), the toner is temporarily agitated due to insufficient stirring of the developer (carrier) and the toner. Due to insufficient toner charging, the amount of toner adhering to the reference latent image is smaller than when the toner charging amount is appropriate. Therefore, thinner as compared with the case where the optical density of the reference pattern toner image is developed with the appropriate toner charge amount, as shown in FIG. 12, the output V SP of the optical sensor 25 becomes high.
In FIG. 12, the horizontal axis indicates the area ratio ({toner adhesion area / A3 (4)
20 × 297) area} × 100%), and the vertical axis indicates the output V SP at the time of reading the sensor, and the actual toner density is 1.8%, 2.0%, and 2.7%. shows the relationship between the area ratio of the image according to the copy operation sensor reading timing immediately before and the output V SP when the sensor reading. In any of the toner density, it can be seen that the output V SP is higher as the area ratio increases. Therefore, the sum of the consumption data of the image according to the image formation of the immediately preceding reading optical sensor timing, i.e. the sum of the toner adhesion area is equal to or larger than a predetermined value, corrects the V SP read as shown in FIG. 13. Incidentally, the sum of the consumption data of the image according to the image formation of the immediately preceding reading optical sensor timing, i.e. not only the sum of the toner adhesion area, corrects the V SP read using the sum of the toner adhesion area from plural previous You may do it.
【0030】図13は横軸にセンサ読取タイミング直前
のコピー動作に係るトナー付着面積データから求める上
記面積率を取り、縦軸にVSPデータの補正ビット数を取
ったものである。この補正ビット数の1ビットは光学セ
ンサ25出力の約0.02Vに相当する(5V/25
5)。この補正ビット数は、予め実験で求めておくもの
である。このVSGデータの補正によって、正確なトナー
濃度(充分な撹拌動作後のトナー濃度)を求めることが
可能になる。FIG. 13 shows the area ratio obtained from the toner adhesion area data relating to the copy operation immediately before the sensor reading timing on the horizontal axis, and the number of correction bits of the VSP data on the vertical axis. One bit of this correction bit number is equivalent to about 0.02 V of the output of the optical sensor 25 (5 V / 25
5). The number of correction bits is obtained in advance by an experiment. Correction of the VSG data makes it possible to obtain an accurate toner concentration (toner concentration after a sufficient stirring operation).
【0031】以上のトナー濃度の演算、及び前記トナー
付着率MAを求める演算についての具体的制御について
図14を用いて説明する。先ず、ステップ1でレジスタ
DVPNEWから読み出した出力VSPを、レジスタDV
GNEWから読み出した出力VSGを用いて、出力VSGが
4.0ボルトのときのVSPデータに変換してレジスタA
に格納する。ここで、出力VSGが4.0VのときのVSP
データに換算する為に、出力VSPに定数204を掛けて
いるのは、前述のように光学センサ25のデータが8ビ
ット,上限5Vのアナログポートから読み込まれること
による(255×4V÷5V=204)。次に、ステッ
プ2でこのVSPデータ値である40よりも大きいか否か
を判断し、これよりも大きい場合には、レジスタAを4
0に補正する(ステップ3)。これは、上記VSPデー
タ、即ち出力VSPとVSGの比からトナー濃度を求める為
のデータテーブルの大きさの関係から、VSPデータが4
0以上のものは一括してVSPデータ40として近似する
ものである。次に、ステップ4,5でVSPデータが0か
否かを判断し、0である場合には1に補正した後に(ス
テップ5)、0でない場合にはそのまま次に進む。これ
も上記データテーブルの大きさの関係から近似するもの
である。そして、ステップ6乃至10で、LDCNTを
用いて、前述の図13に示すVSPデータの補正を行な
う。ここで、LDCNT184が上記画像の面積率80
%に、LDCNT138が同60%に、LDCNT69
が同30%に夫々対応している。又、フローチャート中
には示していないが、ステップ9乃至11の減算処理の
結果が1よりも小さくなった場合には1とする。次に、
ステップ12でVSPデータを用いて、VSPデータ、即ち
出力VSPと出力VSGの比とトナー濃度との対応が記憶さ
れているデータテーブルを検索して、トナー濃度データ
を読み取り、これをレジスタAに格納した後、ステップ
13でレジスタDBTDENに格納する。次に、ステッ
プ14でレジスタAに格納されているトナー濃度データ
を用いて、トナー濃度と前述のトナー付着率との対応が
記憶されているデータテーブルを検索して、トナー付着
率データを読み取り、これをレジスタAに格納した後、
ステップ15でレジスタAのデータをレジスタDBTN
MAに格納する。The specific control of the above-described calculation of the toner density and the calculation for obtaining the toner adhesion ratio MA will be described with reference to FIG. First, the output V SP read from the register DVPNEW in step 1 is stored in the register DV
Using the output V SG read from GNEW, the output V SG is converted into V SP data when the output V SG is 4.0 volts, and the register A
To be stored. Here, V SP when the output V SG is 4.0 V
The reason why the output V SP is multiplied by the constant 204 in order to convert the data into data is that the data of the optical sensor 25 is read from the analog port of 8 bits and the upper limit of 5 V (255 × 4V ÷ 5V = 204). Next, in step 2, it is determined whether or not the value is greater than the VSP data value of 40.
Correct to 0 (step 3). This is the V SP data, i.e. the relationship of the size of the data table for obtaining the toner concentration from the ratio of the output V SP and V SG, V SP data 4
0 or more of the things is to approximate as V SP data 40 collectively. Next, in steps 4 and 5, it is determined whether the VSP data is 0 or not. If it is 0, it is corrected to 1 (step 5). This is also approximated by the size relationship of the data table. Then, in Step 6 to 10, with LDCNT, to correct the V SP data shown in Figure 13 described above. Here, the LDCNT 184 indicates that the area ratio of the image is 80%.
%, LDCNT 138 to 60%, LDCNT 69
Correspond to the same 30% respectively. Although not shown in the flowchart, it is set to 1 when the result of the subtraction processing in steps 9 to 11 is smaller than 1. next,
Step 12 using a V SP data, V SP data, i.e. by searching the data table corresponding to the ratio and the toner density of the output V SP and the output V SG is stored, reads the toner density data, this After the data is stored in the register A, the data is stored in the register DBTDEN in step 13. Next, in step 14, using the toner density data stored in the register A, a data table storing the correspondence between the toner density and the toner adhesion rate is searched, and the toner adhesion rate data is read. After storing this in register A,
In step 15, the data in the register A is stored in the register DBTN.
Store in MA.
【0032】以上により求めた1枚の画像についてのト
ナー付着面積とトナー付着率を用いて、この1枚の画像
で消費されるトナー消費量を演算する。具体的には、上
記のトナー付着面積データとトナー付着率データとの積
を演算して1枚の画像形成当たりのトナー消費量を求め
る。Using the toner adhesion area and the toner adhesion ratio for one image obtained as described above, the amount of toner consumed for one image is calculated. Specifically, the product of the above-mentioned toner adhesion area data and toner adhesion ratio data is calculated to determine the amount of toner consumed per image formation.
【0033】次に、トナー補給量の演算について説明す
る。理想的にはトナー補給量が上記の演算によって求め
たトナー消費量と一致するようにトナー補給機構の駆動
条件を制御すれば、トナー濃度が一定に保たれるはずで
あるが、実際は前述のようにトナー補給機構の機械間の
バラツキや環境変動によって演算したトナー補給量と実
際に補給されるトナーの量とが必ずしも一致しないこと
に加え、この例においては以下の理由によっても狙いの
トナー濃度からのずれが生じてしまう。即ち、この例に
おいては、現像器21の現像剤のトナー濃度を感光体1
上に形成した基準潜像を現像して得た基準パターントナ
ー像の光学濃度にを検出することによって求めているの
で、基準パターントナー像を形成するためにトナーが消
費され、且つ、クリーニング装置6による基準パターン
トナー像のクリーニング負担も生じる。このため、上記
の様に10枚の画像形成毎にトナー濃度の検出を行な
い、検出後の10枚の画像形成中は、検出したトナー濃
度を用いて求めたトナー付着率MAと画像形成動作毎に
演算して求めたトナー付着面積の総和とから、1枚の画
像形成当たりのトナー消費量を演算する。しかし、この
トナー濃度の検出後の10枚の画像形成の間にもトナー
濃度が変化していることから、上記のトナー消費量と実
際のトナー消費量とに誤差が生じ、この結果、トナー濃
度が狙いのトナー濃度から外れてしまう。Next, the calculation of the toner supply amount will be described. Ideally, if the driving conditions of the toner replenishment mechanism are controlled so that the toner replenishment amount matches the toner consumption amount obtained by the above calculation, the toner concentration should be kept constant. In addition to the fact that the toner supply amount calculated due to machine-to-machine variations and environmental fluctuations of the toner supply mechanism does not always match the actual amount of toner to be replenished, in this example, the target toner concentration is also reduced due to the following reasons. Deviation occurs. That is, in this example, the toner concentration of the developer in the developing device 21 is
Since the optical density is obtained by detecting the optical density of the reference pattern toner image obtained by developing the reference latent image formed thereon, toner is consumed to form the reference pattern toner image, and the cleaning device 6 , The burden of cleaning the reference pattern toner image also occurs. Therefore, as described above, the toner density is detected every ten image formations, and during the ten image formation after the detection, the toner adhesion ratio MA calculated using the detected toner density and the image formation operation are determined. The toner consumption per one image formation is calculated from the sum of the toner adhering areas obtained by the calculation. However, since the toner density also changes during the formation of 10 images after the detection of the toner density, an error occurs between the toner consumption amount and the actual toner consumption amount. Deviates from the intended toner concentration.
【0034】そこで、本実施例においては、最新のトナ
ー濃度検出結果に加えて、この最新のトナー濃度検出に
係るトナー濃度と前回のトナー濃度検出に係るトナー濃
度ととを比較することで、そのトナー濃度の推移も考慮
して、トナー補給量を決定し、これにより、仮に実際の
トナー濃度が狙いのトナー濃度からはずれた場合には、
速やかに狙いのトナー濃度に収束させるようにする。Therefore, in the present embodiment, in addition to the latest toner density detection result, the toner density relating to the latest toner density detection is compared with the toner density relating to the previous toner density detection to obtain the result. In consideration of the transition of the toner density, the toner replenishment amount is determined. As a result, if the actual toner density deviates from the target toner density,
Immediately converge to the target toner concentration.
【0035】即ち、最新のトナー濃度検出結果から、検
出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高い場合にはト
ナー補給量をトナー消費量よりも少なくし、逆に検出ト
ナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場合にはトナー
補給量をトナー消費量よりも多くするという観点と、最
新の検出トナー濃度よりも前回の検出トナー濃度の方が
低い場合(トナー濃度が低下傾向にある場合)にはトナ
ー補給量をトナー消費量よりも多くし、逆に最新の検出
トナー濃度よりも前回の検出トナー濃度の方が高い場合
(トナー濃度が上昇傾向にある場合)にはトナー補給量
をトナー消費量よりも少なくするという観点とから、ト
ナー補給量を決定する。That is, based on the latest toner density detection result, when the detected toner density is higher than the target toner density, the toner replenishment amount is made smaller than the toner consumption amount, and conversely, the detected toner density becomes lower than the target toner density. If the detected toner concentration is lower than the latest detected toner concentration (when the toner concentration tends to decrease), the toner replenishment amount is larger than the toner consumption amount. When the replenishment amount is larger than the toner consumption amount, and when the previous detected toner concentration is higher than the latest detected toner concentration (when the toner concentration tends to increase), the toner replenishment amount is set to be smaller than the toner consumption amount. The toner supply amount is determined from the viewpoint of reducing the amount of toner.
【0036】そして、以上の観点からトナー補給量を決
定する為に、この例ではトナー補給量演算上の変数GA
INを用いている。以下、この例における変数GAIN
について具体的に説明する。変数GAINはトナー補給
量とトナー消費量の比率に相当し、これが1.0の場合
にトナー補給量とトナー消費量が等しくなる。そして、
最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場
合に、この変数GAINを1.0よりも大きくしてトナ
ー濃度を上昇させ、且つ、この上昇分を上記のトナー濃
度の推移を考慮して決定するようにする。同様に、最新
の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高い場合
に、この変数GAINを1.0よりも小さくしてトナー
濃度を低下させ、且つ、この低下分を上記のトナー濃度
の推移を考慮して決定するようにする。In order to determine the toner replenishment amount from the above viewpoint, in this example, the variable GA in the toner replenishment amount calculation is used.
IN is used. Hereinafter, the variable GAIN in this example
Will be specifically described. The variable GAIN corresponds to the ratio between the toner supply amount and the toner consumption amount. When this value is 1.0, the toner supply amount and the toner consumption amount become equal. And
When the latest detected toner density is lower than the target toner density, the variable GAIN is set to be larger than 1.0 to increase the toner density, and this increase is taken into consideration in consideration of the above-described transition of the toner density. Make a decision. Similarly, when the latest detected toner density is higher than the target toner density, this variable GAIN is made smaller than 1.0 to lower the toner density. Make decisions based on consideration.
【0037】この変数GAINの具体的な値は、現像器
21の特性やトナー補給方式によって異なりってくるも
ので、実験的に求めておくものである。以下、その一例
を示す。最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度より
も低く、且つ、前回の検出トナー濃度も狙いのトナー濃
度よりも低い場合のGAINの値を1.4乃至2.3、
最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低く、
且つ、前回の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも
高い場合のGAINの値を1.3乃至3.0、最新の検
出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高く、且つ、前
回の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場合
のGAINの値を0.5乃至0.8、最新の検出トナー
濃度が狙いのトナー濃度よりも高く、且つ、前回の検出
トナー濃度も狙いのトナー濃度よりも高い場合のGAI
Nの値を0.6乃至1.0の範囲で設定する。具体的に
は、下表3の様に設定する。尚、下表3中の縦方向のA
=0〜4が最新の検出トナー濃度に対応し、横方向のテ
ーブル1〜5が前回の検出トナー濃度に対応する。この
A=0〜4及びテーブル1〜5は、具体的制御を示す図
15及び図16のフローチャート中に示すように、検出
したトナー濃度の区分に対応している。この内テーブル
1〜5は、夫々のAの区分からGAINのデータを検索
するデータテーブルに対応している。 The specific value of the variable GAIN varies depending on the characteristics of the developing device 21 and the toner replenishment method, and is obtained experimentally. Hereinafter, an example is shown. When the latest detected toner density is lower than the target toner density and the previous detected toner density is lower than the target toner density, the GAIN value is set to 1.4 to 2.3.
The latest detected toner concentration is lower than the target toner concentration,
When the previous detected toner density is higher than the target toner density, the GAIN value is 1.3 to 3.0, the latest detected toner density is higher than the target toner density, and the previous detected toner density is higher. Is lower than the target toner density, the GAIN value is 0.5 to 0.8, the latest detected toner density is higher than the target toner density, and the previous detected toner density is also lower than the target toner density. GAI when high
The value of N is set in the range of 0.6 to 1.0. Specifically, they are set as shown in Table 3 below. In addition, A in the vertical direction in the following Table 3
= 0 to 4 correspond to the latest detected toner density, and Tables 1 to 5 in the horizontal direction correspond to the previous detected toner density. A = 0 to 4 and Tables 1 to 5 correspond to the detected toner density categories as shown in the flowcharts of FIGS. 15 and 16 showing specific control. The tables 1 to 5 correspond to data tables for retrieving GAIN data from the respective sections A.
【0038】図15及び図16を用いて、GAINを求
める具体的制御について説明する。先ず、ステップ1で
前述の図14のフローチャート中のステップ1と同様
に、レジスタDVPNEWから読み出した出力VSPを、
レジスタDVGNEWから読み出した出力VSGを用い
て、出力VSGが4.0ボルトのときのVSPデータに変換
してレジスタAに格納し、ステップ2でこれをレジスタ
DBPNEWに格納する。このレジスタDBPNEWへ
の格納前に、前述の図14のフローチャート中のステッ
プ6〜11の補正処理を行なっても良い。次いで、ステ
ップ3,4で同様に、レジスタDVPOLDから読み出
した出力VSPを、レジスタDVGOLDから読み出した
出力VSGを用いて、出力VSGが4.0ボルトのときのV
SPデータに変換してレジスタAに格納し、これをレジス
タDBPOLDに格納する。そして、ステップ5〜13
で先ず上記レジスタDBPOLDから読み出した前回検
出時のVSPデータを用いて、上記表3中の何れのデータ
テーブルを用いるかを選択する。次いで、ステップ14
〜19で上記レジスタDBPNEWから読み出した最新
の検出時のVSPデータを用いて、上記表3中のAの区分
を決定する。そして、ステップ23で、この決定された
区分Aを用いて上記の様に選択されたデータテーブルを
検索し、検索したGAINデータをレジスタAに格納
し、ステップ24でこれをレジスタDBGAINに格納
する。The specific control for obtaining GAIN will be described with reference to FIGS. First, in step 1, similarly to step 1 in the flowchart of FIG. 14, the output V SP read from the register DVPNEW is
Using the output V SG read from the register DVGNEW, the output V SG is converted into V SP data when the output V SG is 4.0 volts, and stored in the register A. In step 2, this is stored in the register DBPNEW. Before the data is stored in the register DBPNEW, the correction processing of steps 6 to 11 in the flowchart of FIG. 14 described above may be performed. Next, in steps 3 and 4, similarly, the output V SP read from the register DVPOLD is used to calculate the output V SP when the output V SG is 4.0 volts, using the output V SG read from the register DVGOLD.
The data is converted into SP data, stored in the register A, and stored in the register DBPOLD. And steps 5-13
In first with V SP data at the time of the previous detection read from the register DBPOLD, select whether to use any of the data table in Table 3 above. Then, step 14
With V SP data at the time of the last detected read from the register DBPNEW at ~19 to determine the division of A in Table 3 above. Then, in step 23, the data table selected as described above is searched using the determined section A, and the searched GAIN data is stored in the register A. In step 24, this is stored in the register DBGAIN.
【0039】以上により求めたGAIN等を用いたトナ
ー補給量演算を、図17に示す。図17において、先
ず、ステップ1で前述のレジスタDBPNEW(図15
中の第2ステップ参照)から読み出した所定のVSPデー
タが前述の第1濃度範囲である0.6V以上か否かを判
断する。該VSPデータが0.6V以上でなければ、ステ
ップ2でニアエンドカウンタに0をセットして、ステッ
プ3で該VSPデータが前述の第2濃度範囲である0.5
5V以上(且つ、0.6ボルト未満)か否かを判断す
る。該VSPデータが0.55V以上でなければ(即ち、
前述の第1濃度範囲であれば)ステップ4でレジスタD
BTNMAから読み出したトナー付着率データとレジス
タLDCNTから読み出したトナー付着面積データの積
を演算してトナー消費データ求め、これをレジスタDB
ADDTに格納し、ステップ5でこのレジスタDBAD
DTから読み出した上記トナー消費データに上記レジス
タDBGAINから読み出したGAINデータを掛けて
トナー補給量データを求め、レジスタDBADDL/H
に格納する。これにより、第1補給モードとして、感光
体上のトナー付着領域の総面積と、トナー付着率とから
求めたトナー消費量に応じたトナー補給量になるトナー
補給動作時間に設定する。尚、この例では、トナー補給
量を1枚当たりのトナー消費量データであるDBADD
TとGAINの積で求めるが、これに代え、下式(3)
によって求めても良い。 DBADDT+(1−GAIN)×A …(3) 但し、Aは定数 この式(3)の演算においても、検出トナー濃度やトナ
ー濃度の推移に対応して、トナー消費量とトナー補給量
に差を設け、狙いのトナー濃度に近付ける動作を行な
う。一方、上記ステップ3で上記VSPデータが0.55
V以上(ステップ1より0.6Vより小さい)であると
判断すると、ステップ6でレジスタDBADDL/Hに
固定値である2秒を格納する。これにより第2補給モー
ドとして、感光体上のトナー付着領域の総面積に無関係
に現像器内のトナー濃度を上昇させ得る長めのトナー補
給動作時間に設定する。尚、第2補給モードとしてこの
2秒のような固定値を補給動作時間に設定するのに代
え、上記の第1補給モードにおけるトナー補給動作時間
(ステップ4,5)に所定の固定値を加算した値を補給
動作時間に設定したり、第1補給モードにおけるトナー
補給動作時間を所定倍した値に設定したり、更にはこれ
らのいずれかの値を画像領域(又は転写紙)のサイズ各
に変更しても良い。又、ステップ1で上記VSPデータが
0.6V以上であると判断すると、ステップ7でレジス
タDBADDL/Hである4秒を格納する。これにより
第3補給モードとして、ホッパー内の補給トナーを残さ
ない為の、上記第2補給モードにおける補給動作時間よ
りも長い補給動作時間に設定する。そして、ステップ8
でニアエンドカウンタをインクリメントし、ステップ9
で該ニアエンドカウンタの内容が所定カウント値n以上
か否かを判断する。該内容がn以上でなければそのまま
メインフローに戻り、n以上であればステップ10でト
ナーニアエンド表示を行なう。FIG. 17 shows the toner replenishment amount calculation using GAIN or the like obtained as described above. In FIG. 17, first, in step 1, the register DBPNEW (FIG.
It is determined whether or not the predetermined VSP data read from the second step in FIG. 7 is equal to or higher than the above-mentioned first density range of 0.6 V. Unless the V SP data 0.6V or higher, and sets 0 to the near-end counter in step 2, a second concentration range the V SP data described above in Step 3 0.5
It is determined whether it is 5 V or more (and less than 0.6 volt). If the V SP data is not 0.55 V or more (ie,
In step 4 (if the first density range described above), register D
The product of the toner adhesion ratio data read from BTNMA and the toner adhesion area data read from the register LDCNT is calculated to obtain toner consumption data, which is stored in the register DB.
ADDT, and in step 5, this register DBAD
The toner consumption data read from the DT is multiplied by the GAIN data read from the register DBGAIN to obtain toner supply amount data, and the register DBADDL / H
To be stored. As a result, the first replenishment mode is set to a toner replenishment operation time at which the toner replenishment amount is in accordance with the toner consumption amount obtained from the total area of the toner adhered area on the photoconductor and the toner adherence rate. In this example, the toner supply amount is represented by DBADD which is the toner consumption amount data per sheet.
The product is obtained by the product of T and GAIN.
May be determined by: DBADDT + (1−GAIN) × A (3) where A is a constant In the calculation of the expression (3), the difference between the toner consumption amount and the toner replenishment amount is determined in accordance with the detected toner density and the transition of the toner density. And performs an operation to approach the target toner concentration. On the other hand, the V SP data in the above step 3 is 0.55
If it is determined that the voltage is equal to or higher than V (less than 0.6 V than in Step 1), a fixed value of 2 seconds is stored in the register DBADDL / H in Step 6. As a result, the second replenishment mode is set to a long toner replenishment operation time capable of increasing the toner concentration in the developing device irrespective of the total area of the toner adhering area on the photoconductor. In addition, instead of setting the fixed value such as 2 seconds as the replenishment operation time in the second replenishment mode, a predetermined fixed value is added to the toner replenishment operation time (steps 4 and 5) in the first replenishment mode. The set value is set as a replenishment operation time, the toner replenishment operation time in the first replenishment mode is set to a value multiplied by a predetermined value, and any one of these values is set for each size of the image area (or transfer paper). You may change it. Further, when the V SP data in step 1 is determined to be 0.6V or more, stores 4 seconds register DBADDL / H in step 7. As a result, the third supply mode is set to a supply operation time longer than the supply operation time in the second supply mode so as not to leave the supply toner in the hopper. And step 8
Increments the near end counter at step 9
It is determined whether or not the content of the near-end counter is equal to or greater than a predetermined count value n. If the content is not n or more, the process returns to the main flow as it is. If the content is n or more, toner near-end display is performed in step 10.
【0040】次に、トナー補給動作について説明する。
このトナー消費量に応じてトナーを補給する。補給トナ
ー量の設定は、補給ローラ24の回転駆動時間によって
設定する。1枚の画像当たりのトナー消費量は、前述の
ようにトナー消費面積とトナー付着率との積であり、具
体的に表わすと下式(4)のようになる。 (トナー消費量)=LDCNT×217×MA×1/(400/2.54)2 ≒LDCNT×MA×655/124 …(4) ここで、(トナー消費量)の単位はmg、LDCNT×2
17の単位はドット、MAの単位はmg/cm2、1/(40
0/2.54)2の単位はcm2/ドットである。尚、LD
CNTに217を掛けているのは、前述のようにトナー付
着面積データLDCNTを上位8ビットで表現している
ためである。一方、この例におけるトナー補給はクラッ
チの駆動による補給ローラ24を回転して行なってお
り、図18に示すように単位時間当たりのトナー補給量
が安定している領域Aにおいては300mg/秒のトナー
補給が行なわれる。この図18は、縦軸に30秒間当た
りのトナー補給量を取り、横軸にトナーホッパー22内
のトナー残量を取って、トナーホッパー22内の残量と
トナー補給量との関係を示したものである。そして、上
記の第1補給モードにおけるトナー補給量は、上記トナ
ー消費量にGAINを掛けて求めて、これを補給時間
(補給ローラ24の回転時間)に換算すると、下式
(5)の様になる。 (補給時間)=(トナー消費量)×GAIN×1/300 ≒LDCNT×MA×131/124×60 …(5) この(補給時間)の単位は秒である。この補給時間だ
け、上記クラッチをONしてトナーの補給を行なう。
尚、上述のフローチャート中においては、上記の単位系
を合わせるための定数処理(×131,124×60
等)は省略している。Next, the toner supply operation will be described.
The toner is replenished according to the toner consumption. The setting of the replenishment toner amount is set according to the rotational driving time of the replenishment roller 24. The amount of toner consumption per image is the product of the toner consumption area and the toner adhesion rate as described above, and is specifically expressed by the following equation (4). (Toner consumption) = LDCNT × 2 17 × MA × 1 / (400 / 2.54) 2 ≒ LDCNT × MA × 655/124 (4) Here, the unit of (toner consumption) is mg, and LDCNT × 2
The unit of 17 is dot, the unit of MA is mg / cm 2 , 1 / (40
0 / 2.54) 2 of the unit is cm 2 / dot. In addition, LD
It is What multiplied by 2 17 to CNT, because it represents the upper 8 bits of the toner adhesion area data LDCNT as described above. On the other hand, the toner supply in this example is performed by rotating the supply roller 24 by driving the clutch. As shown in FIG. 18, in the area A where the toner supply amount per unit time is stable, the toner of 300 mg / sec is supplied. Supply is performed. FIG. 18 shows the relationship between the remaining amount in the toner hopper 22 and the toner supply amount by taking the amount of toner supply per 30 seconds on the vertical axis and the remaining amount of toner in the toner hopper 22 on the horizontal axis. Things. The toner replenishment amount in the first replenishment mode is obtained by multiplying the toner consumption amount by GAIN, and is converted into a replenishment time (rotation time of the replenishment roller 24). Become. (Supply time) = (toner consumption) × GAIN × 1/300 ≒ LDCNT × MA × 131/124 × 60 (5) The unit of the (supply time) is seconds. During this replenishment time, the clutch is turned on to replenish the toner.
It should be noted that in the above-described flowchart, constant processing (× 131, 124 × 60
Etc.) are omitted.
【0041】尚、画像形成動作の駆動源(ドラム1、レ
ジストローラ9を駆動するモータ)と現像装置4の駆動
源(マグローラ、補給ローラ24を駆動するモータ)が
独立に備えている場合には、各記録紙の給送の任意のタ
イミングで補給用の電磁クラッチを補給量データである
DBADDL,DBADDHに対応する時間分ONす
る。これにより、トナーホッパー22内のアジテータ2
3と補給ローラ24を駆動して現像器21内にトナーを
補給する。又、上記の駆動源が同一の場合には、記録時
か感光体1上のトナー像を転写し終えたタイミングより
トナー補給動作を行なうことが駆動源の負荷変動に伴う
画像劣化を防止するために好ましい。When the driving source for the image forming operation (the motor for driving the drum 1 and the registration roller 9) and the driving source for the developing device 4 (the motor for driving the mag roller and the supply roller 24) are provided independently. Then, at an arbitrary timing of feeding of each recording sheet, the supply electromagnetic clutch is turned on for a time corresponding to the supply amount data DBADDL and DBADDH. Thereby, the agitator 2 in the toner hopper 22
3 and the supply roller 24 is driven to supply toner into the developing device 21. When the driving sources are the same, the toner replenishing operation is performed at the time of recording or at the timing when the transfer of the toner image on the photosensitive member 1 is completed, in order to prevent the image deterioration due to the fluctuation of the load of the driving source. Preferred.
【0042】以上、本実施例においては、所定枚数毎に
基準トナー像を光学センサで検出してトナー濃度TC´
を求め、必要に応じて直前のコピーに係るトナー付着面
積データの総和LDCNTでこれを補正してトナー濃度
TCを得る。このTCで、単位面積当たりのトナー付着
率MAを算出してレジスタに格納する。又、このTCと
前回の検出に係るTCとを比較して、トナー濃度の推移
から変数GAINを算出してレジスタに格納する。そし
て、コピー毎にカウントしたLDCNTにレジスタから
読み出したMA及びGAINを掛けてトナー補給量を算
出して、コピー毎にトナーを補給する。これにより、狙
いのトナー濃度に収束させることが出来、安定した現像
装置4の顕像化能力が得られる。そして、トナーホッパ
22内のトナー残量が少なくなり、補給ローラ24の回
転時間に対しトナー補給量が減少してトナー濃度が薄く
なると、所定量のトナーを補給し得る補給ローラ回転時
間に速やかに切換え、これにより、トナー消費量の少な
い原稿等をコピーして上記のMA及びGAINを用いた
トナー補給量の設定のままでは薄くなったトナー濃度を
濃くするのに充分なトナーを補給出来ずに薄いトナー濃
度のままになるのを防止することが出来る。そして、こ
れでもトナー濃度が上昇せずに更に薄くなっていった場
合には更に長い補給ローラ回転時間に切換え、これによ
り、トナーホッパ22内のトナーを使い切ることが出来
る。As described above, in this embodiment, the reference toner image is detected by the optical sensor every predetermined number of sheets, and the toner density TC '
Is obtained, and if necessary, this is corrected with the sum LDCNT of the toner adhesion area data relating to the immediately preceding copy to obtain the toner density TC. With this TC, the toner adhesion rate MA per unit area is calculated and stored in the register. Further, this TC is compared with the TC related to the previous detection, and a variable GAIN is calculated from the transition of the toner density and stored in the register. Then, the toner replenishment amount is calculated by multiplying the LDCNT counted for each copy by MA and GAIN read from the register, and the toner is replenished for each copy. As a result, the toner density can be converged to a target toner density, and a stable visualization capability of the developing device 4 can be obtained. When the remaining amount of toner in the toner hopper 22 decreases and the toner supply amount decreases with respect to the rotation time of the supply roller 24 and the toner concentration decreases, the supply roller rotation time is quickly switched to the supply roller rotation time capable of supplying a predetermined amount of toner. Thus, when a document or the like that consumes a small amount of toner is copied and the toner supply amount is set using MA and GAIN as described above, the toner cannot be replenished enough to enrich the thinned toner density. It is possible to prevent the toner density from remaining. If the toner density still becomes lower without increasing, the rotation time is switched to a longer supply roller rotation time, whereby the toner in the toner hopper 22 can be used up.
【0043】尚、図19は、上記実施例における、各制
御の実行のタイミングや、各演算結果の利用関係を、コ
ピー動作のタイミングを基準にして示すしたものであ
る。同図中、「△」はセンサチェックタイミングを示
し、画像形成装置のメインスイッチON後1枚目とその
後10枚ごとに設定する。このタイミングで光学センサ
25で感光体1上のパターンを読取り、出力VSG,出力
VSPを得る。「TC´」はトナー濃度算出を示し、出力
VSG,出力VSPの出力比より現像器21内のトナー濃度
(TC)を算出する。「TC」はトナー濃度補正を示
し、これはセンサチェックタイミング直前の記録紙のト
ナー付着面積(LDCNT)をチェックし、一定値以上
(付着量が多い場合、現像器21の撹拌が不十分な状態
となるため)の場合、トナー濃度をTC´よりも濃い値
に補正する。補正後のトナー濃度をTCとする。「M
A」はトナー付着率算出を示し、これは同一プロセス条
件でもトナー濃度により感光体1上の単位面積当たりの
トナー付着量が異なるので、TCの値よりデータテーブ
ルで付着率MAを求める。「LDCNT」はトナー付着
面積の算出を示し、これは画像データ(多値データ等)
からデータテーブルを用いてトナー付着面積に変換し、
記録紙当たりのトータルのトナー付着面積LDCNTを
求める。「uT.」はトナー消費量の算出を示し、付着
率MAとトナー付着面積LDCNTの積としてトナー消
費量uT.を算出する。「GAIN」は変数GAINの
算出を示し、検出したVSG,VSPと前回検出したVSG,
VSPを比較し、狙いのトナー濃度TC(VSG,VSP)に
なる様に補給量を加減するための変数GAINを求め
る。「ADDT」はトナー補給量算出を示し、消費され
たトナー量uT.と変数GAINの積としてトナー補給
量を算出する。以上の流れで記録紙毎にトナー補給量を
求めてトナー補給を実行する。但し、変数GAINはセ
ンサチェックタイミング毎に変更する。FIG. 19 shows the execution timing of each control and the use relationship of each calculation result in the above embodiment based on the timing of the copy operation. In the drawing, “△” indicates a sensor check timing, which is set for the first sheet after the main switch of the image forming apparatus is turned on and every ten sheets thereafter. At this timing, the pattern on the photoconductor 1 is read by the optical sensor 25, and the output V SG and the output V SP are obtained. “TC ′” indicates the toner density calculation, and calculates the toner density (TC) in the developing device 21 from the output ratio between the output V SG and the output V SP . “TC” indicates toner density correction, which checks the toner adhesion area (LDCNT) of the recording paper immediately before the sensor check timing, and a certain value or more (if the amount of adhesion is large, the stirring of the developing device 21 is insufficient. ), The toner density is corrected to a value higher than TC ′. Let TC be the corrected toner density. "M
"A" indicates the calculation of the toner adhesion rate. Since the toner adhesion amount per unit area on the photoreceptor 1 varies depending on the toner density even under the same process conditions, the adhesion rate MA is obtained from the TC value in the data table. "LDCNT" indicates the calculation of the toner adhesion area, which is the image data (multi-value data, etc.)
Is converted to a toner adhesion area using a data table,
The total toner adhesion area LDCNT per recording sheet is determined. “UT.” Indicates the calculation of the toner consumption, and the toner consumption uT. As the product of the adhesion ratio MA and the toner adhesion area LDCNT. Is calculated. “GAIN” indicates the calculation of the variable GAIN, and the detected V SG , V SP and the previously detected V SG ,
Comparing V SP, the toner concentration TC (V SG, V SP) of the aimed obtaining a variable GAIN for adjusting the supply amount so as to become. “ADDT” indicates the toner supply amount calculation, and the consumed toner amount uT. And the variable GAIN are used to calculate the toner supply amount. With the above flow, the toner replenishment amount is obtained for each recording sheet to execute the toner replenishment. However, the variable GAIN is changed every sensor check timing.
【0044】以上、本実施例においては、感光体1上の
単位面積当たりのトナー付着量であるトナー付着率を検
出するために、光学センサ25を用いて現像器21内の
現像剤のトナー濃度を検出しているが、これに代え、現
像器21内にトナー濃度センサを設けても良い。又、上
記トナー濃度を所定枚数ごとに検出しているが、これに
代え、毎回検出しても良い。更に、光学センサ25の出
力が所定範囲内にないときに、予め設定されているデー
タテーブルの値を読み出し(図10のフローチャート中
のステップ5及び図14のサブルーチンCHKV)、こ
の値を光学センサ25の出力に対応するデータ(VSGデ
ータ,VSPデータ)に代る代用データとして用いてトナ
ー付着率を算出し(図18のフローチャート)、このト
ナー付着率とトナー付着面積とに基づいてトナー補給量
を演算し、これにより、第2補給量演算手段を構成して
いるが、これに代え、光学センサ25の出力が所定範囲
内にないときに、光学センサ25の出力に対応するトナ
ー付着率のデータに代る代用データとして用いる値をデ
ータテーブルに予め設定しておき、光学センサ25の出
力が所定範囲内にないときに、このデータテーブルから
トナー付着率のデータに代る代用データを読み出し、こ
の代用データとトナー付着面積とに基づいてトナー補給
量を演算するようにしても良い。又、上記実施例におい
ては、前述のように上式(1)の特別の場合として上式
(2)が成立する例であったが、このような式(2)が
成立せず、この結果、1ドット当たりのトナー消費量を
画像の多値データとトナー濃度の両者を用いて消費デー
タに変換する必要が有る場合には、画像の多値データか
ら消費データを検索する為のデータテーブルをトナー濃
度毎に設ければ良い。そして、この為のトナー濃度デー
タは、毎回トナー濃度を検出することによって得ても良
いし、上記実施例の様に所定間隔でトナー濃度を検出す
る場合には、最新のトナー濃度を用いても良い。更に、
上記実施例は、書込LDのパルス幅によってトナー付着
面積が異なることから画像の多値データから消費データ
に変換し、この消費データの1枚の画像当たりの総和で
1枚の画像当たりのトナー付着面積を求めているが、書
込LDのパルス幅は一定であっても、画像におけるドッ
トの密集状況によってトナー付着量が変化する場合、例
えば、現像におけるエッジ効果でトナー付着量の増大が
生じるほどにドット間の距離が接近しているかどうかに
よってトナー付着量が変化する場合にも、このようなド
ット間の距離とトナー付着量との関係を予め求めておい
て、この関係を画像の多値データから消費データへの変
換テーブルにして用い、画像の多値データから一旦消費
データに変換し、この消費データの1枚の画像当たりの
総和で1枚の画像当たりのトナー付着面積を求める。
又、上記実施例においては、各種のデータテーブルを用
いているが、この内演算式で置き換えられるものは、演
算式に置き換え、データテーブルの検索に代え、この演
算式の演算処理を実行しても良い。As described above, in this embodiment, in order to detect the toner adhesion rate, which is the toner adhesion amount per unit area on the photosensitive member 1, the toner concentration of the developer in the developing device 21 is determined by using the optical sensor 25. However, instead of this, a toner density sensor may be provided in the developing device 21. Further, the toner density is detected every predetermined number of sheets, but may be detected every time instead. Further, when the output of the optical sensor 25 is not within the predetermined range, the value of the preset data table is read out (step 5 in the flowchart of FIG. 10 and subroutine CHKV in FIG. 14), and this value is stored in the optical sensor 25. output to the corresponding data (V SG data, V SP data) used as a substitute data in place of calculating the toner adhesion rate (the flow chart of FIG. 18), the toner supply on the basis of the toner adhesion rate and the toner adhesion area The second replenishment amount calculating means is configured to calculate the toner replenishment rate. Alternatively, when the output of the optical sensor 25 is not within a predetermined range, the toner adhesion rate corresponding to the output of the optical sensor 25 is calculated. A value to be used as substitute data in place of the above data is set in a data table in advance, and when the output of the optical sensor 25 is not within a predetermined range, this data table is set. Read substitute data in place of data of the toner adhesion rate Le, may be calculated toner supply amount based on the the substitute data and the toner adhesion area. In the above embodiment, as described above, the above equation (2) is satisfied as a special case of the above equation (1). However, such an equation (2) is not satisfied. If it is necessary to convert the toner consumption per dot into consumption data using both the multi-valued data of the image and the toner density, a data table for retrieving the consumption data from the multi-valued data of the image is required. It may be provided for each toner concentration. The toner density data for this may be obtained by detecting the toner density every time, or when the toner density is detected at predetermined intervals as in the above embodiment, the latest toner density may be used. good. Furthermore,
In the above embodiment, since the toner adhesion area varies depending on the pulse width of the writing LD, the multi-value data of the image is converted into consumption data, and the total of the consumption data per image is the toner per image. Although the adhesion area is obtained, even when the pulse width of the writing LD is constant, if the toner adhesion amount changes due to the density of dots in the image, for example, an increase in the toner adhesion amount occurs due to an edge effect in development. Even when the toner adhesion amount changes depending on whether the distance between the dots is close to each other, the relationship between the distance between the dots and the toner adhesion amount is determined in advance, and this relationship is multiplied by the image. It is used as a conversion table from value data to consumption data, and once converted from multi-valued data of an image to consumption data, the total of the consumption data per image is one image. Request toner adhesion area or.
Also, in the above embodiment, various data tables are used. Of those, those that can be replaced by arithmetic expressions are replaced with arithmetic expressions, and instead of searching the data table, the arithmetic processing of this arithmetic expression is executed. Is also good.
【0045】[0045]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、現像剤のトナ
ー濃度が所定の第1濃度範囲内である場合には、画像領
域内の画像データを用いて感光体上のトナー付着領域の
総面積を演算して該総面積に応じて現像器へトナーを補
給し得る第1補給モードを選択し、これにより、トナー
消費量にほぼ応じたトナーを現像器内へ補給する。そし
て、トナー収容部の補給用トナーの残量が減少してトナ
ー補給機構の補給動作当たりのトナー補給量が減少し、
トナー濃度が第2濃度範囲内になった場合には、現像器
に所定量のトナーを補給し得る第2補給モードを選択
し、これにより、トナー収容部の補給用トナーの残量が
減少している状態でも画像濃度を維持するのに充分な量
のトナーを補給することが出来る。更に、トナー濃度が
低下して第3濃度範囲内になった場合には、第2補給モ
ードでのトナー補給量よりも多い量のトナーを補給し得
る第3補給モードを選択し、これにより、トナー収容部
内の補給用トナーを使い切るようにすることが出来る。
又、請求項2の発明によれば、請求項1の発明におい
て、上記第3補給モードを所定回数連続して選択した場
合にトナーニアエンドの表示を行なうので、トナー収容
部内のトナーを使い切った後にトナー収容部の交換等を
報知することが出来る。更に、請求項3の発明によれ
ば、画像領域内の画像データを用いて感光体上のトナー
付着領域の総面積を演算する面積演算手段と、該面積演
算手段の演算結果に応じた量のトナーを補給するための
トナー補給機構駆動条件を設定する第1補給量設定手段
と、該第1補給量設定手段により設定されるトナー補給
機構駆動条件よりも多量のトナーを補給するためのトナ
ー補給機構駆動条件を設定する第2補給量設定手段と、
該第2補給量設定手段により設定されるトナー補給機構
駆動条件よりも多量のトナーを補給するためのトナー補
給機構駆動条件を設定する第3補給量設定手段と、現像
剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、該ト
ナー濃度検出手段により検出されるトナー濃度が所定の
第1濃度範囲内である場合に該第1補給量設定手段を選
択し、該トナー濃度が該第1濃度範囲より低濃度である
所定の第2濃度範囲内である場合に該第2補給量設定手
段を選択し、該トナー濃度が該第2濃度範囲より低濃度
である所定の第3濃度範囲内である場合に該第3補給量
設定手段を選択する選択手段とを設けたので、トナー収
容部の補給用トナーの残量が減少している状態でも画像
濃度を維持するのに充分な量のトナーを補給することが
出来、更に、トナー収容部内の補給用トナーを使い切る
ようにすることが出来る画像形成装置を提供することが
出来る。According to the first aspect of the present invention, when the toner density of the developer is within the predetermined first density range, the toner adhesion area on the photoconductor is determined using the image data in the image area. The total area is calculated, and the first replenishment mode in which the toner can be supplied to the developing device is selected according to the total area, whereby toner substantially corresponding to the toner consumption is supplied into the developing device. Then, the remaining amount of the replenishing toner in the toner storage unit decreases, and the toner replenishing amount per replenishing operation of the toner replenishing mechanism decreases,
When the toner density falls within the second density range, a second replenishment mode in which a predetermined amount of toner can be replenished to the developing device is selected, whereby the remaining amount of the replenishing toner in the toner storage unit decreases. The toner can be replenished in an amount sufficient to maintain the image density even when the image is in the state. Further, when the toner density decreases and falls within the third density range, a third replenishment mode capable of replenishing a larger amount of toner than the toner replenishment amount in the second replenishment mode is selected. The replenishment toner in the toner container can be used up.
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the toner near end is displayed when the third replenishment mode is continuously selected a predetermined number of times. It is possible to notify the user of replacement of the toner container. Further, according to the invention of claim 3, an area calculating means for calculating the total area of the toner adhering area on the photoreceptor using the image data in the image area, and an amount corresponding to the calculation result of the area calculating means First supply amount setting means for setting a toner supply mechanism drive condition for supplying toner, and toner supply for supplying a larger amount of toner than the toner supply mechanism drive condition set by the first supply amount setting means Second supply amount setting means for setting a mechanism driving condition;
Third supply amount setting means for setting a toner supply mechanism drive condition for supplying a larger amount of toner than the toner supply mechanism drive condition set by the second supply amount setting means; and detecting a toner concentration of the developer. Selecting a first replenishing amount setting unit when the toner concentration detected by the toner concentration detecting unit is within a predetermined first density range; The second replenishment amount setting means is selected when the toner density is within a predetermined second density range which is a low density, and when the toner density is within a predetermined third density range which is lower than the second density range. And a selection means for selecting the third supply amount setting means, so that a sufficient amount of toner can be supplied to maintain the image density even when the remaining amount of the supply toner in the toner storage section is reduced. To be able to do It can be made to use up the replenishment toner in the container portion to provide an image forming apparatus capable.
【図1】(a)は本発明の一実施例に係るデジタル複写
機の感光体周辺の概略構成図、(b)は該複写機のトナ
ー補給制御を説明するための説明図。FIG. 1A is a schematic configuration diagram around a photoconductor of a digital copying machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an explanatory diagram for explaining toner supply control of the copying machine.
【図2】同複写機の電装部の構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an electrical unit of the copying machine.
【図3】図2の書込駆動制御回路の構成を示すブロック
図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a write drive control circuit of FIG. 2;
【図4】同複写機の、書込LDのパルス幅とトナー付着
量との関係を示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a pulse width of a writing LD and a toner adhesion amount in the copying machine.
【図5】同複写機の、LD多値データとトナー着量との
関係を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between LD multi-value data and an amount of applied toner of the copying machine.
【図6】同複写機の、トナー付着面積の演算の用のカウ
ンタ回路の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a counter circuit for calculating the toner adhesion area of the copying machine.
【図7】同カウンタ回路が構成されているCPUと周辺
回路とを示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a CPU including the counter circuit and peripheral circuits.
【図8】同カウンタ回路についてタイミングチャート。FIG. 8 is a timing chart of the counter circuit.
【図9】同複写機の、トナー付着量データの読み込み制
御のフローチャート。FIG. 9 is a flowchart of reading control of toner adhesion amount data in the copying machine.
【図10】同複写機の、光学センサ出力の読み込み制御
のフローチャート。FIG. 10 is a flowchart of reading control of an optical sensor output of the copying machine.
【図11】同光学センサの特性図。FIG. 11 is a characteristic diagram of the optical sensor.
【図12】光学センサ検出直前の画像形成に係る画像の
面積率と出力VSPとの関係を示す特性図。[12] characteristic diagram showing the relationship between the area ratio of the image according to the image formation of the optical sensor detection immediately before and the output V SP.
【図13】同光学センサの出力の補正ビット数と面積率
との関係を示すグラフ。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the number of correction bits of the output of the optical sensor and the area ratio.
【図14】同複写機の、光学センサ出力補正及びトナー
付着量算出の制御のフローチャート。FIG. 14 is a flowchart of control of optical sensor output correction and toner adhesion amount calculation of the copying machine.
【図15】同複写機の、変数GAIN算出の制御のフロ
ーチャートの一部分。FIG. 15 is a part of a flowchart of control of variable GAIN calculation of the copying machine.
【図16】同複写機の、変数GAIN算出の制御のフロ
ーチャートの図15に示した残りの部分。FIG. 16 shows the remaining part of the control flow for calculating the variable GAIN shown in FIG. 15 of the copying machine.
【図17】同複写機の、トナー補給量算出の制御のフロ
ーチャート。FIG. 17 is a flowchart of control of calculating a toner supply amount in the copying machine.
【図18】同複写機のトナー補給機構の特性図。FIG. 18 is a characteristic diagram of a toner supply mechanism of the copying machine.
【図19】同複写機の、各種制御の実行タイミングを示
すタイミングチャート。FIG. 19 is a timing chart showing execution timings of various controls of the copying machine.
1 感光体ドラム , 4 現像装
置 6 クリーニング装置 , 21 現像器 22 トナーホッパー , 23 アジテ
ータ 24 補給ローラ , 25 光学セ
ンサ 800 ビデオコントローラ , 801 P−R
OM(変換テーブル) 811 加算器 , 813 カウン
タ 815 ラッチ回路Reference Signs List 1 photoreceptor drum, 4 developing device 6 cleaning device, 21 developing device 22 toner hopper, 23 agitator 24 supply roller, 25 optical sensor 800 video controller, 801 PR
OM (conversion table) 811 Adder 813 Counter 815 Latch circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−69666(JP,A) 特開 平2−262169(JP,A) 特開 昭63−228180(JP,A) 特開 昭62−43674(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 G03G 15/00 303 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-60-69666 (JP, A) JP-A-2-262169 (JP, A) JP-A-63-228180 (JP, A) JP-A-62-1988 43674 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/08 G03G 15/00 303
Claims (3)
のトナー付着領域の総面積を演算し、該総面積に応じた
量のトナーを現像器に補給し得る第1補給モードと、該
現像器に所定量のトナーを補給し得る第2補給モード
と、該現像器に該所定量よりも多いトナーを補給し得る
第3補給モードとを設け、現像剤のトナー濃度に基づい
て、検出されるトナー濃度が所定の第1濃度範囲内であ
る場合に該第1補給モードを選択し、該トナー濃度が該
第1濃度範囲より低濃度である所定の第2濃度範囲内で
ある場合に該第2補給モードを選択し、該トナー濃度が
該第2濃度範囲より低濃度である所定の第3濃度範囲内
である場合に該第3補給モードを選択することを特徴と
するトナー補給制御方法。A first supply mode for calculating a total area of a toner adhering area on a photoreceptor using image data in an image area and supplying an amount of toner corresponding to the total area to a developing device; A second replenishment mode for replenishing the developing device with a predetermined amount of toner and a third replenishment mode for replenishing the developing device with toner larger than the predetermined amount are provided. Based on the toner concentration of the developer, The first replenishment mode is selected when the detected toner density is within a predetermined first density range, and when the toner density is within a predetermined second density range lower than the first density range. Selecting the second replenishment mode, and selecting the third replenishment mode when the toner density is within a predetermined third density range which is lower than the second density range. Control method.
択した場合にトナーニアエンドの表示を行なうことを特
徴とする請求項1のトナー補給制御方法。2. The toner replenishment control method according to claim 1, wherein when the third replenishment mode is continuously selected a predetermined number of times, a toner near end is displayed.
のトナー付着領域の総面積を演算する面積演算手段と、
該面積演算手段の演算結果に応じた量のトナーを補給す
るためのトナー補給機構駆動条件を設定する第1補給量
設定手段と、該第1補給量設定手段により設定されるト
ナー補給機構駆動条件よりも多量のトナーを補給するた
めのトナー補給機構駆動条件を設定する第2補給量設定
手段と、該第2補給量設定手段により設定されるトナー
補給機構駆動条件よりも多量のトナーを補給するための
トナー補給機構駆動条件を設定する第3補給量設定手段
と、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段
と、該トナー濃度検出手段により検出されるトナー濃度
が所定の第1濃度範囲内である場合に該第1補給量設定
手段を選択し、該トナー濃度が該第1濃度範囲より低濃
度である所定の第2濃度範囲内である場合に該第2補給
量設定手段を選択し、該トナー濃度が該第2濃度範囲よ
り低濃度である所定の第3濃度範囲内である場合に該第
3補給量設定手段を選択する選択手段とを設けたことを
特徴とする画像形成装置。3. An area calculating means for calculating a total area of a toner adhering area on a photoreceptor using image data in the image area;
First replenishing amount setting means for setting a toner replenishing mechanism driving condition for replenishing an amount of toner according to a result of the calculation by the area calculating means; and a toner replenishing mechanism driving condition set by the first replenishing amount setting means. Second supply amount setting means for setting a toner supply mechanism drive condition for supplying a larger amount of toner, and supplying a larger amount of toner than the toner supply mechanism drive condition set by the second supply amount setting means. Replenishing amount setting means for setting a driving condition of the toner replenishing mechanism for detecting the toner density of the developer, a toner density detecting means for detecting a toner density of the developer, and a toner density detected by the toner density detecting means in a predetermined first density range. When the toner density is within the predetermined range, the first replenishment amount setting unit is selected. When the toner density is within a predetermined second density range that is lower than the first density range, the second replenishment amount setting unit is selected. Selecting means for selecting the third supply amount setting means when the toner density is within a predetermined third density range which is lower than the second density range. .
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