JPH01138584A - トナー濃度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像
形成装置であって、静電潜像を形成し、それにトナーを
吸着させて現像する方式のものに適用されるトナー濃度
制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉 画像形成装置の一例として、原稿台が移動するタイプの
複写機を例にとって説明する。

このタイプの複写機には、現像部のトナー濃度を検出す
るためにトナーセンサが設けられている。

一方、画像形成工程において、原稿台の移動方向がリタ
ーン方向から露光方向に変化するときや、露光を完了し
てリターン方向に切換わるとき等には、複写機全体に機
械的な振動が生じる。この振動は、現像部のトナーの流
れを乱し、上記トナーセンサは誤ったトナー濃度を検出
して、その出力信号に波形変化（通常「ヒゲ」と称され
ている）を生じる。

上記振動がトナーセンサの出力に及ぼす影響の一例を第
６図に示す。第６図は、複数枚のコピーを連続的に行な
った場合のトナーセンサの出力波形の一部を示すグラフ
であり、横軸に時間、縦軸にトナーセンサの出力電圧が
表わされている。このグラフにおける時間（２００−７
００）ｍｓ　ｅＣ９における波形の乱れは、コピー開始
のために原稿台がリターン開始したことにより生じる振
動の影響によるものである。時間（２２５０−２４００
）ｍｓｅｃ、における信号の乱れは、原稿台のリターン
が停止したことによる振動の影響を受けたものである。

さらに、時間（２８００−２９５０）ｍｓ　ｅ　ｃ、の
波形の乱れは、複写機の露光が開始され、原稿台が移動
を開始する瞬間に生じる振動の影響によるものである。

このように、複写機における機械的な振動はトナーセン
サの出力に影響を及ぼし、トナー濃度の誤検出が生じる
とともに、トナーセンサの誤検出出力に基づく誤ったト
ナー補給が行なわれることがあり、トナー濃度制御の精
度を低下させているという問題点があった。

このような問題は、上述の原稿台が移動するタイプの複
写機に限らず、露光ランプおよびミラーが移動するタイ
プの複写機やファクシミリ等でも言えることである。

それゆえに、この発明は、上述した機械的な振動に起因
するトナー濃度の誤検出を防止して、高精度なトナー濃
度制御が可能なトナー濃度制御装置を提供することを目
的とする。

く開局点を解決するための手段〉 この発明は、静電潜像を形成し、その静電潜像にトナー
を吸着させて現像する方式の画像形成装置におけるトナ
ー濃度制御装置であって、前記画像形成装置は、複数の
動作モードによって画像形成工程が成立っており、 前記画像形成装置の現像部のトナー濃度を検出するため
のトナーセンサと、 前記トナーセンサの出力に基づいて現像部へトナーを供
給するトナー供給手段と、 前記画像形成工程の動作モードの切換に応答して、前記
トナーセンサの出力またはトナー供給手段を一時的に無
効化する無効化手段と、を含むものである。

く作用〉 画像形成装置における機械的な振動は、画像形成工程の
動作モードの切換によって生じる。したがって、無効化
手段は、動作モードの切換のときに、トナーセンサの出
力またはトナー供給手段を一時的に無効化し、トナー濃
度の誤検出または誤検出に基づく誤ったトナー濃度制御
を防止する。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の一実施例につい
て説明をする。一実施例の説明では、小型、軽量の原稿
台が移動するタイプの複写機を取上げている。しかしな
がら、この発明は、この種のタイプの複写機のみでなく
、画像形成工程における動作モードの切換に伴なって機
械的な振動を生じるすべての画像形成装置に対して広く
適用できるものであることをまず最初に述べておく。

第２図は、この発明の一実施例が適用された複写機の全
体構成を示す概略断面図である。複写機の機体上面には
原稿が載置される移動形の原稿台１が設けられており、
それに対応して、機体内には原稿を露光する露光ランプ
２および露光された反射光を集光するための集光レンズ
３からなる光学系が備えられている。

また、集光レンズ３で集められた光に基づいて静電潜像
を形成するための感光体ドラム４が設けられていて、こ
の感光体ドラム４の周囲には、順に、帯電チャージャ５
、現像装置６、転写チャージャ７、クリーナ８が配置さ
れている。ここに、帯電チャージャ５は感光体ドラム４
の表面の感光体層を一様に帯電させるためのもので、−
様に帯電した感光体層に集光レンズ３からの光が照射さ
れることにより、照射される光に応じた静電潜像が形成
される。現像装置６は感光体ドラム４表面にトナーを吸
着させて静電潜像を現像するための装置で、この装置に
はホッパ９に貯留されたトナーを現像室１０へ供給する
ためのトナー供給ローラ１１が設けられるとともに、現
像室１０のトナー濃度を検出するためのトナーセンサ１
２が備えられている。転写チャージャ７は感光体ドラム
４表面に形成されたトナー像を転写紙に転写するための
ものであり、クリーナ８は感光体ドラム４表面に残留す
るトナーを回収するためのものである。

複写機には、さらに、転写紙搬送機構が備えられている
。この機構は、転写紙が収容されたカセット１３から転
写紙を取出す給紙ローラ１４、取出された転写紙を運ぶ
ための搬送ローラ対１５、手差し給紙用トレイ１６から
差し込まれた転写紙を取込む手差し給紙ローラ１７、二
次給紙のタイミングをとるためのレジストローラ対１８
、転写紙を搬送するための搬送ベルト１９、転写された
トナー像を定着する定着装置２０、トナー像が定着され
た後の転写紙を排出する排出ローラ対２１を含んでおり
、トナー像が転写、定着された転写紙は排紙トレイ２２
へ排出される。

また、転写紙搬送機構には転写紙の搬送タイミングをと
るために種々のスイッチ類が備えられている。具体的に
は、カセット１３内の転写紙の有無を検出する紙検出ス
イッチ２３、手差し給紙用のスタックスイッチ２４、二
次給紙する転写紙の存在を確認するためのレジストスイ
ッチ２５、転写紙の排出を検出するための排出スイッチ
２６等である。

次に、第２図および第３図を参照して、原稿台１が移動
するときの位置検出機構について説明をする。

第２図に示されるように、複写機の機体上面には原稿台
１の位置検出を行なうための１対のスイッチ２７ａ、２
７ｂが配設されており、原稿台１の下面には、５つの作
用突起２８〜３２がそれぞれ所定の位置に設けられてい
る。位置検出スイッチ２７　ａ、　２７　ｂと各作用突
起２８〜３２との位置関係は、第３図の平面図に示され
る関係になっている。具体的に説明すると、原稿台１が
ホームポジションのときに位置検出スイッチ２７ａを押
圧する作用突起２８、原稿台１がリターン方向に移動し
て露光開始位置に来たときに位置検出スイッチ２７ｂを
押圧するための作用突起２９、原稿台１が露光方向に移
動開始した直後に原稿の先端のタイミングをとるために
位置検出スイッチ２７ａを押圧するための作用突起３０
、ならびに原稿台１が露光方向にその末端まで移動した
ときに位置検出スイッチ２７ａおよび２７ｂを押圧する
ための作用突起３１および３２が、それぞれ設けられて
いる。

第４図は、この複写機の制御部まわりの概略構成ブロッ
ク図である。

ＣＰＵ３３にはトナーセンサ１２からアナログ信号が与
えられ、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部３４で
デイ、ジタル信号に変換される。また、転写紙搬送機構
に設けられたレジストスイッチ２５ならびに原稿台１の
位置を検出するための位置検出スイッチ２７ａおよび２
７ｂからのオン／オフ信号もＣＰＵ３３へ入力される。

さらに、複写機の操作パネル（図示せず）に設けられた
枚数設定キー３５およびプリントキー３６からの信号も
ＣＰＵ３３へ与えられる。

一方、ＣＰＵ３３は、上記のような各種入力信号に応答
して制御処理を行ない、原稿台露光用クラッチ３７およ
び原稿台リターン用クラッチ３８を動作させ、原稿台１
を露光方向に移動させ、また原稿台１をリターン方向に
移動させる。ＣＰＵ３３は、また、トナーモータ３９を
動作させ、第２図に示すトナー供給ローラ１１を回転さ
せてホッパ９に貯留されたトナーを現像室１０へ供給す
る。さらに、露光ランプ２の点灯、消灯を制御するとと
もに、−次給紙クラッチ４０および二次給紙クラッチ４
１を制御して、転写紙搬送機構（第２図参照）による転
写紙の搬送を制御する。

ＣＰＵ３３内には、このような制御に必要なプログラム
やデータを記憶するためのメモリ４２および計時処理に
必要なタイマ４３が備えられている。

なお、第４図の制御構成ブロック図では、この実施例の
説明に必要なスイッチや制御対象だけが示されており、
実施例の説明上必要のないものについては省略されてい
る。

第５Ａ図および第５Ｂ図は、第４図に示すＣＰＵ３３の
制御動作を表わすフローチャートである。

次に、第２図ないし第４図を参照しながら、第５Ａ図お
よび第５Ｂ図の流れに従って、転写紙サイズに基づいて
原稿台の動作モードが切換るタイプの動作について説明
する。

制御開始により、ＣＰＯ３３は枚数設定キー３５からの
入力信号に応じてメモリ４２にコピー枚数を設定し、プ
リントキー３６がオンされたか否かを判別する（ステッ
プＳＬ、Ｓ２．Ｓ３）。そして、プリントキー３６のオ
ンを判別することにより、原稿台リターン用クラッチ３
８を動作させて原稿台１を露光開始位置へ移動開始させ
るとともに１次給紙クラッチ４０を動作させて給゛紙ロ
ーラおよび搬送ローラ対１５を駆動し１次給紙を開始す
る（ステップＳ４．Ｓ５）。

なお、ステップＳｌ、Ｓ３において、枚数設定キー３５
がオンされないままプリントキー３６がオンされた場合
、ＣＰＵ３３はメモリ４２に予め設定されている枚数（
たとえば１枚）のコピー処理制御を行なうことになる。

次いで、ＣＰＵ３３は、レジストスイッチ２５のオンお
よび原稿台１の露光開始位置への移動終了を判別する（
ステップＳ６．Ｓ８）。原稿台１が露光開始位置へ移動
を終了したことは、作用突起２９によって位置検出スイ
ッチ２７ｂがオンするので、該スイッチ２７ｂからの信
号によって判別できる。一方、第２図に示すカセット１
３から取出された転写紙が搬送され、転写紙の先端がレ
ジストローラ１８に達したとき、該レジストローラ１８
直前に設けられたレジストスイッチ２５が転写紙の先端
によってオンされる。レジストスイッチ２５のオンによ
り、ＣＰＵ３３はメモリ４２に設けられた１次給紙終了
フラグをセットする（ステップＳ７）。

位置検出スイッチ２７ｂのオンにより原稿台１が露光開
始位置へ移動を完了するとともに１次給紙終了フラグの
セットにより１次給紙が終了したとき（ステップＳ８．
Ｓ９）　、ＣＰＵ３３は、露光ランプ２を点灯させ、露
光ランプ２の輝度安定のために２００ミリ秒の遅延を行
う。そして露光ランプ２の点灯によりタイマ４３で「１
秒」の時間の計時を開始し、露光を開始する（ステップ
Ｓ’１０．Ｓｌｌ、Ｓ１２，５１３）。ここに、露光開
始とは、原稿台露光用クラッチ３７を動作させて原稿台
１を露光方向に移動させるとともに、二次給紙クラッチ
４１を動作させてレジストローラ１８によって転写紙を
感光体ドラム４へ与えるという二次給紙を行なうことで
ある。

なお、上述の場合において、ステップＳ１１とステップ
５１２との順序を入替えてもよい。

次に、ステップＳ１４でＣＰＵ３３はタイマ４３による
１秒間の計時が終了するのを待ち、計時終了に応じてト
ナーコントロールフラグをメモリ４２内にセットする（
ステップ５１５）。このタイマ４３による１秒間の計時
およびその計時終了に伴なうトナーコントロールフラグ
のセットは、この実施例の特徴となるトナー濃度制御に
必要な事項であり、これについての詳しい説明は、後に
行なう第１図を参照した説明のところで行なう。

次いで、ＣＰＵ３３はレジストスイッチ２５がオフする
のを待つ（ステップ５１６）。レジストスイッチ２５は
、上述したようにレジストローラ１８の直前に設けられ
たスイッチで、転写紙の先端がレジストローラ１８に与
えられるときにオンし、レジストローラ１８によってそ
の転写紙が送られ、転写紙の後端がレジストローラ１８
で送り出されるときにオフするスイッチである（第２図
参照）。したがって、ＣＰＵ３３はレジストスイッチ２
５のオフにより１枚の転写紙の二次給紙が完了したこと
を判別する。

そして、レジストスイッチ２５のオフ信号を受けてメモ
リ４２のトナーコントロールフラグをクリアしくステッ
プ５１９）、タイマ４３によって再び１秒間の計時を開
始しくステップ５２０）、１００ミリ秒の遅延を経て露
光ランプ２を消灯させた後（ステップＳ２１．５２２）
　、原稿台１を露光方向に移動させるのを停止させて露
光を終了しくステップ８２３）、２００ミリ秒の遅延を
経て原稿台１のリターンを開始させる（ステップＳ２５
）。ここに、ステップＳ２１の１００ミリ秒の遅延は原
稿の後端まで確実に露光し、転写紙の後端まで完全な画
像が形成されるように配慮したものである。また、ステ
ップＳ２４の２００ミリ秒の遅延は、原稿台露光クラッ
チ３７が完全にオフされ、駆動力の伝達が遮断されるの
を待つためである。

次いで、ステップＳ２６において、ＣＰＵ３３はメモリ
４２に設定されているコピー枚数に基づいて、連続して
コピーを行なうのでなければ原稿台１がホームポジショ
ンに達し、位置検出スイッチ２７ａがオンしたときに原
稿台リターン用クラッチ３８を切離して原稿台１をホー
ムポジションで停止させて制御処理を終える（ステップ
５２７）。

一方、コピー枚数が設定枚数に達していない場合は、タ
イマ４３が１秒間を計時し終えるのを待ち（ステップ５
２８）、次のコピーのためにメモリ４２のトナーコント
ロールフラグをセットしくステップ５２９）、リターン
方向に移動する原稿台１がホームポジションを通過した
ことに基づいてトナーコントロールフラグを再びクリア
する（ステップＳ３０．Ｓ３１，５３２）。その後、既
に説明したステップＳ５からの処理を繰返す。

以上がこの複写機におけるコピー制御処理の流れである
。

次に、第１Ａ図および第１Ｂ図を参照して、この複写機
におけるトナー濃度の制御動作について説明をする。

第１Ａ図は、ＣＰＵ３３が割込み処理によって行なうト
ナー濃度制御の内容を表わすフローチャートであり、第
１Ｂ図は、トナー濃度制御に用いられているメモリエリ
アの内容を表わす図解図である。

第１Ａ図、第１Ｂ図および第４図を主として参照して説
明すると、割込み処理によって、ＣＰＯ３３は、トナー
センサ１２から与えられるアナログ信号をＡ／Ｄ変換部
３４でディジタル信号に変換しくステップ５５１）、そ
の変換値とメモリ４２に記憶されている基準値とを比較
する（ステップ５５２）。そしてその比較の結果、変換
値が基準値より大きい場合はキャリーフラグをセ・ソト
し、変換値が基準値等しいかそれ以下の場合はキャリー
フラグをクリアする（ステップＳ５３．Ｓ５４゜５５５
）。

ここに、キャリーフラグとはメモリ４２内に設けられた
フラグで、「０」または「１」の１ビツトデータを表わ
すものである。

次いで、ＣＰＵ３３の処理はステップＳ５６へ進む。こ
こで、ステップＳ５６の説明に先立ち、トナー濃度コン
トロール用メモリエリアについて説明をする。

トナーコントロール用メモリエリアは、メモリ４２内に
設けられており、第１Ｂ図に示すように、たとえば８ビ
ツトのデータを格納するエリアで構成されている。

さて、ステップＳ５６において、ＣＰＯ３３はトナー濃
度コントロール用メモリエリアの全データを１つ左にシ
フトするとともに、キャリーフラグの内容をトナー濃度
コントロール用メモリエリアの右端の領域に入れる。し
たがって、第１Ｂ図（ａ）の場合に上記処理が行なわれ
ると、トナー濃度コントロール用メモリエリアは８ビツ
トすべてが「０」となる。また、（ｂ）の場合であれば
、８ビツトすべてが「１」となる。さらに、（Ｃ）の場
合はｒｌｏｏｌｌｌｏｌＪとなり「０」と「１」とが混
在した状態は変わらない。

次のステップＳ５７において、ＣＰＵ３３は、メモリ４
２内のトナーコントロールフラグがセット状態か否かを
判別し、該トナーコントロールフラグがクリアされてい
ればそのまま制御処理をリターンする。このトナーコン
トロールフラグがセットされているかクリアされている
かは、第５Ａ図および第５Ｂ図において説明したとおり
であり、複写機における複写処理の過程に応じてセット
またはクリア状態が切替えられている。

より具体的に言えば、原稿台１がホームポジションから
露光開始位置へ移動するときおよび露光開始後１秒の間
ならびに露光終了直前（露光終了の１００ミリ秒前）か
ら１秒の間、つまり原稿台１が露光方向からリターン方
向に切換わる間はトナーコントロールフラグはクリア状
態であり、それ以外の場合はトナーコントロールフラグ
はセット状態にされる。つまり、この実施例に係るタイ
プの複写機は、原稿台１の移動方向が切換わるときに機
械的な振動が生じるので、該振動が生じる期間中はトナ
ーコントロールフラグがクリアされるようになっている
。

なお、この実施例では、前述のように、タイマ４３で計
時する時間は「１秒」としたが、この時間はトナー濃度
制御を見合わせるのに必要な任意の時間であればよく、
原稿台１の移動方向の切換に伴なう機械的な振動の生じ
る時間との関係で決定されるものであり、「１秒」に限
定されるものではない。

トナーコントロールフラグがセットされている場合、処
理はステップＳ５８へ進む。

ＣＰＯ３３はステップＳ５８で、トナー濃度コントロー
ル用メモリエリアの８ビツトすべてが「１」か否かを判
別し、８ビツトすべてが「１」であればトナーモータ３
９を駆動させてトナー供給ローラ１１を回転させ、ホッ
パ９のトナーを現像室１０へ供給する（ステップＳ５９
．第２図参照）。逆に、トナー濃度コントロール用メモ
リエリアの８ビツトがすべて「０」と判別したときは、
トナーモータ３９を停止させ、現像室１０へのトナーの
供給を停止する（ステップＳ６０．５６１）。

上述のように、トナー濃度コントロール用メモリエリア
を８ビツト構成とし、すべてのビットが「１」となった
ときにトナーの供給を開始し、すべてのビットが「０」
となったときにトナーの供給を停止するようにしたので
、トナーコントロールフラグがセット時において、上述
の機械的振動に起因する場合のように数１０〜数１００
ミリ秒の比較的長時間ではなく、瞬間的にトナーセンサ
の出力が乱れる等により実際のトナー濃度と異なる信号
が与えられた場合でも、それによってトナー濃度の誤っ
た制御が行なわれることが防止されている。

なお、上述の実施例では、トナー濃度コントロール用メ
モリエリアは８ビツトで構成したが、４ビツト構成等で
あっても構わない。

上述の実施例では、トナーセンサ１２からの変換出力を
基準値と比較し、キャリーフラグをセットまたはクリア
するとともにトナー濃度コントロール用メモリエリアを
左に１つシフトさせ右端のエリアにキャリーフラグのデ
ータを入れる処理を行なった後にトナーコントロールフ
ラグがセットか否かを判別している（ステップ８５１〜
５５７）。したがって、トナーコントロールフラグがク
リアされているときにおいてもトナー濃度コントロール
用メモリエリアの内容はトナーセンサ１２の出力に基づ
いて変化しているわけであり、トナーセンサ１２が機械
的な振動等によって誤ったトナー濃度を検出していると
すれば、その誤ったトナー濃度データでトナー濃度コン
トロール用メモリエリアが書換えられていることになる
。

このような状態を防止したい場合は、次のようにすれば
よい。すなわち、割込み処理が開始直後にトナーコント
ロールフラグがセットかクリアかを判別すればよいので
ある（割込み処理開始後すぐにステップＳ５７の内容が
実行されるようにする）。この結果、トナーコントロー
ルフラグがクリアであれば、割込み処理はそのままリタ
ーンする。

以上、この発明の技術思想を、転写紙サイズに基づく画
像形成工程の動作モードの切換に応答した実施例によっ
て説明したが、原稿サイズに基づく動作モードの切換に
応答したものにも適用できる。この場合、原稿サイズデ
ータがキー人力や原稿サイズセンサにより与えられると
、装置は、与えられた原稿サイズデータに対応した露光
時間を設定し、その露光時間をタイマで計測しながら露
光走査を行なう。よって、当該タイマの出力から動作モ
ードの切換タイミングを検出すればよい。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明は、画像形成工程の動作モード
の切換に応答して、トナーセンサの出力またはトナー供
給手段の制御出力を一時的に無効化する無効化手段を設
けたので、機械的な振動等によってトナーセンサがトナ
ー濃度を誤検出しているおそれがある場合において、そ
の誤検出出力に基づく誤ったトナー濃度制御を防止でき
、トナー濃度制御の精度を格段に向上させることができ
る。

特に、画像形成工程における機械的な振動によって、形
成した画像の濃度が途中で濃くなったり薄くなったりす
る等の欠点を除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、この発明の一実施例に係るトナー濃度制御
動作を表わすフローチャート、第１Ｂ図は、トナー濃度
コントロール用メモリエリアの図解図、 第２図は、この発明の一実施例に係る原稿台移動型の複
写機の構成を示す全体図、 第３図は、１対の位置検出スイッチと各作用突起との配
置関係を表わす図解図、 第４図は、この発明の一実施例に係る複写機の制御まわ
りの構成ブロック図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は、この発明の一実施例に係る
複写機の全体的な動作を表わすフローチャート、 第６図は、原稿台移動型の複写機におけるトナーセンサ
の出力波形と機械的振動との関係を表わす波形図である
。 図において、１・・・原稿台、６・・・現像装置、１０
・・・現像室、１１・・・トナー供給ローラ、１２・・
・トナーセンサ、１８・・・レジストローラ、２５・・
・レジストスイッチ、２７ａ、２７ｂ・・・位置検出ス
イッチ、２８．２９．３０，３１．３２・・・作用突起
、３３・・・ＣＰＵ、３９・・・トナーモータ、４２・
・・メモリ、４３・・・タイマを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像を形成し、その静電潜像にト ナーを吸着させて現像する方式の画像形 成装置におけるトナー濃度制御装置であ って、 前記画像形成装置は、複数の動作モー ドによって画像形成工程が成立っており、 前記画像形成装置の現像部のトナー濃 度を検出するためのトナーセンサと、 前記トナーセンサの出力に基づいて現 像部へトナーを供給するトナー供給手段 と、 前記画像形成工程の動作モードの切換 に応答して、前記トナーセンサの出力ま たはトナー供給手段を一時的に無効化す る無効化手段と、 を含むことを特徴とするトナー濃度制御 装置。