JPH01276175A - 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］ 本発明は、複写機のトナー濃度ル制御装置、持に、複写
倍率によって、感光体ドラムの回転速度が変化する複写
機のトナー濃度制御装置に関する。

［従来の技術］ 従来、高速複写機においては、変倍時、複写倍率に応じ
て光学ミラーのスキャン速度を、複写倍率の逆数倍に変
化させる必要がある。特に縮小複写時、光学ミラーのス
キャン速度は早くなる。このため、駆動モータの過負荷
防止面からくる高速移動限界があるため、感光体ドラム
の回転速度を低下させることにより、光学ミラーのスキ
ャン速度を早くする必要がなくて縮小複写を行っている
。

またそれに伴い、いわゆる現像スリーブの回転速度も、
等倍複写時と同等の画像を得るために低下させている。

［発明が解決しようとする課題］ さて、２成分現像剤を用いる複写機においては、現像器
内の磁性キャリアーと非磁性トナーの混合比（トナー濃
度に相当）を一定にする為に、その混合比の変化による
見かけ透磁率の変化を検知するトナー濃度センサー（以
後単に濃度センサーという）を、現像器内に設けている
。

ところで、磁性キャリアーとトナーとの混合比をより早
く所定の正常値に制御するためには、その濃度センサー
を現像剤の流動性のよい場所に取り付け、混合比が変化
すると速やかにそれを検知し、トナーを補給する必要が
ある。

しかしながら、現像スリーブの回転速度を変化させると
現像剤の流れの吠態（以下流動性という）が変化し、同
じトナー゛濃度であっても濃度センサーの出力が変化す
る。このため、現像剤の流動性変化の少ない場所に濃度
センサーを取り付けることも考えられるが、その場所で
は混合比の変化を素早く検知することが出来ずトナー濃
度の制御時間特性が悪いものとなる。

本発明は、このような従来のトナー濃度制御装置の課題
に鑑み、トナー濃度の制御性が良く、しかも正確なトナ
ー濃度制御を行うトナー濃度制御装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明は、等倍
複写、拡大複写又は縮小複写を指示する複写倍率指示手
段と、原稿反射光により原稿像に対応した静電潜像が生
成される感光体ドラムと、前記複写倍率指示手段の指示
に応じて前記感光体ドラムの回転速度を変化させる感光
体ドラム制御手段と、現像器内に設けられ現像剤を前記
感光体ドラムへ送り込む現像スリーブと、前記複写倍率
指示手段の指示に応じてその現像スリーブの回転速度を
変化させる現像スリーブ制御手段とを備えた複写機にお
けるトナー濃度制御装置において、濃度センサーを前記
現像器内に設けて現像剤のトナー濃度を検出させ、予め
複写に先立ち、前記複写倍率指示手段からの指示に基づ
き前記感光体ドラム及び現像スリーブの回転速度を変化
させ、その複数種類の速度における、前記現像剤のトナ
ー濃度と前記濃度センサー出力との関係データをシミュ
レーションして求め、記憶手段に記憶しておき、複写中
、濃度制御手段に前記濃度センサーの出力信号を入力す
ると共に、前記複写倍率指示手段等からの指示を入力し
、その濃度制御手段によって、前記指示に対応した前記
記憶手段に記憶された前記トナー濃度と濃度センサーと
の関係データを参照して、トナー補給器を制御するトナ
ー濃度制御装置により、上記目的を達成する。

［実施例コ 以下、本発明を、その実施例を示す図面に基づいて説明
する。

第１図は、本発明に係るトナー濃度制御装置の一実施例
を示すブロック図である。

複写機の操作板上には、等倍キー１、縮小キー２、拡大
キー３が設けられ、オペレータがそれぞれのキー１．２
．３を押すことにより等倍複写、縮小複写、拡大複写を
指示できるようになっている。それらの等倍、縮小、拡
大キー１．２．３は、それぞれのキー操作に応じて等倍
複写、縮小、拡大複写制御信号を出力する、複写倍率指
示手段である、等倍指示手段４、縮小指示手段５、拡大
指示手段６に接続されている。

感光体ドラム７は、原稿で反射してきた原稿反射光８が
反射ミラー９を介して照射され、静電潜像が形成される
、例えばセレン系の感光体材料を表面に蒸着したドラム
体である。感光体ドラム制御手段ｌＯは、前記縮小指示
手段５の指示に応じて前記感光体ドラム７の回転速度を
変化させる制御手段である。即ち、この複写機は、縮小
複写する際に、感光体ドラム７の回転速度を低下させ、
スキャンミラーの高速限界をクリヤーする、いわゆる高
速タイプの複写機である。また、この感光体ドラム制御
手段１０は前記等倍指示手段４、拡大指示手段６からの
信号によっても感光ドラム７の回転速度を制御するもの
でもある。等倍複写、拡大複写の場合は、縮小複写の場
合に比べて早い速度（通常速度）で、感光体ドラム７は
回転する。

現像スリーブ１１は、現像器１２内に供給されている現
像剤１３を前記感光体ドラム７側へ送り込むものである
。現像スリーブ制御手段１４は、前記縮小指示手段５の
指示に応じてその現像スリーブ１１の回転速度を低下さ
せる制御手段である。

このように、現像スリーブ１１は、縮小複写の際、感光
体ドラム７と同様に回転速度が低下するが、その低下し
た現像スリーブ１１及び感光体ドラム７の回転速度は、
等倍複写、拡大複写の一場壱の現像スリーブ１１の周速
と感光体ドラム７の周速との比が、縮小複写の場合も原
則としてほぼ一定になるように、共に速度が低下するも
のである。このように両者の比をほぼ一定とすることに
よって、速度を変化させても画像濃度や階調性の一定し
た複写を可能にする。撹拌ローラ１８は、現像器１２の
底部且つ現像スリーブ１１の背後にあって、現像剤１３
を撹拌する手段である。現像器１２が駆動される度この
撹拌ローラ１８は回転する。

濃度センサー１５は、現像剤１３のみかけ透磁率を検知
するタイプの濃度センサーであり、前記現像器１２内の
、現像剤１３の流動性のよい場所に設けられ、現像剤１
３のトナー濃度を検出する手段である。例えば、現像機
１２の上部にある仕切り板１６に取り付けられ、その検
出先端１５１は、現像スリーブ１１の近傍に臨出してい
る。

記憶手段１７は、ラム（ＲＡＭ）メモリ等からなり、前
記縮小指示手段５、等倍指示手段４等からの指示に基づ
き回転速度が変化する前記感光体ドラム７及び現像スリ
ーブ１１の複数種類の速度における、前記現像剤１３の
トナー濃度と前記濃度センサー１５の出力との関係デー
タを予め記憶しておく手段である。即ち、例えば等倍複
写、拡大複写の場合、感光体ドラム７の回転速度を４３
（）ｍｍ／ｓｅｅとし、縮小複写の場合、回転速度を３
６０　ｎｍ／ｓｅｅとし、この２種類の速度の各々にお
いて（現像スリーブ１１の回転速度も対応させておく）
、例えば望ましい混合比として４％のトナー濃度を持つ
現像剤１３を現像器１２内に入れ、後述のようにして各
々の速度における濃度センサー１５の出力データを得、
記憶手段１７に記憶しておくものである。

濃度制御手段１９は、前記濃度センサー１５の出力信号
を入力すると共に、前記縮小指示手段５、等倍指示手段
４等からの指示を入力し、その指示に対応した、前記記
憶手段１７に記憶された前記トナー濃度と濃度センサー
１５出力値との関係データを参照して、例えば、縮小指
示の場合は、縮小の場合の４％濃度における正しい濃度
センサー１５の出力値を特定し、その出力値を基準にし
て、その値を保つように、トナー補給器２０を制御する
手段である。トナー補給器２０は、トナー２３を収納し
ておくホッパー２１と、そのホッパー２夏の底部に設け
られたスポンジローラ等からなるトナー補給ローラ２２
及びその駆動モータ（図示せず）とを備える。前記濃度
制御手段１９からの信号により、このトナー補給ローラ
２２が必要時間回転し、トナー２３が適量下方の現像器
１２内へ補給されるようになっている。

前記感光体ドラム７の周辺には、前記現像スリーブ１１
を始めとする現像器１２の他に、感光体ドラム７の表面
の感光体材料を帯電する帯電器２４と、原稿で反射され
てきた反射光８が照射される部分（露光部）２５と、そ
の露光によって表面電位が変化し、静電潜像が形成され
るが、その表面電位を測定する表面電位計２６と、部分
的画像消去用のＬＥＤ素子２７と、現像器１２によりＩ
・ナー像が形成された感光体ドラム７から、給紙ローラ
２８から供給された用紙２９ヘトナー像を転写する転写
部３０と、交流電界を印加して感光ドラム７から、転写
済み用紙２９を分離する分離部３１と、感光体ドラム７
の表面に付着した残存トナーを除去するクリーニング部
３２と、感光体ドラム７の表面電荷を除去する除電部３
３などの機器が配設されている。

本発明の濃度制御装置を、マイクロコンピュータを利用
して実施する場合においては、前記拡大指示手段６、縮
小指示手段５、感光体ドラム制御手段ＩＯ１現像スリー
ブ制御手段１４、濃度制弾手段１９等は、中央演算処理
装置（ＣＰＵ）が、ラム（ＲＡ　Ｍ　）メモリ等を利用
して実現する。

次に、本発明の上記実施例の動作を説明する。

いま、等倍複写、拡大複写の際の高速度（通常速度）の
場合と、縮小複写の際の低速度の場合の２種類の速度の
場合に於ける、現像剤１３の濃度値及び濃度センサー１
５の出力値との関係が、第２図に示すような場合を例に
とって説明する。

先ず、第３図に示すような手順で、４％の濃度のスター
ト現像剤を現像器１２にセットして、初期シミュレーシ
ョンを行う。

即ち、現像器１２内に適正な混合比である４％の混合比
を持つスタート現像剤１３を入れる。次に等倍指示手段
４又は拡大指示手段６及び感光体ドラム制御手段１０と
現像スリーブ制御手段１４により、感光体ドラム７及び
現像スリーブ１１を高速で回転させる（ステップＳｌ）
。撹拌ローラ１８は現像剤１３を撹拌するので、濃度セ
ンサー１５の出力が安定するまで、初期の所定の撹拌時
間、濃度センサー１５の出力を無視する（ステップＳ２
）。その後、濃度センサー１５の出力を読み取る（ステ
ップＳ３）。その値をセンサー基準値Ａ１として前記記
憶手段１７に、高速度情報と共に記憶する（ステップＳ
４）。

次に、縮小指示手段５及び感光体ドラム制御手段１０と
現像スリーブ制御手段１４によって、感光体ドラム７及
び現像スリーブ１１を低速で回転させる（ステップＳ５
）。高速の場合と同様に撹拌ローラ１８は現像剤１３を
撹拌するので、濃度センサー１５の出力が安定するまで
、初期の所定の撹拌時間、濃度センサー１５の出力を無
視する（ステップＳ６）。その後、濃度センサー１５の
出力を読み取る（ステップＳ７）。その値をセンサー基
準ｆａＢ１として前記記憶手段１７に、低速度情報と共
に記憶する（ステップＳ８）。最後に、感光体ドラム７
の回転を停止する（ステップＳ９）。

このようにして、初期シミュレーションを終えた後、第
４図に示すようにして、複写中の濃度制御を行う。

コピー中である場合はくステップ５１０）、濃度制御手
段１９は、縮小指示手段５、等倍指示手段４などからの
信号により、縮小複写かどうか判断する（ステップ５１
１）。等倍、拡大複写の場合は、感光体ドラム７は高速
で回転するので、記憶手段１７から高速の場合に対応す
る濃度センサー出力の基準（ａＡｌを呼び出しくステッ
プＳ　１２）、その基準値Ａ１と実際の濃度センサー１
５の出力を比較し、濃度センサー１５の出力値がＡ１以
下の場合は（ステップ５１３）、トナーは補給しない（
ステップ５２０）。濃度センサー１５の出力値がＡ１よ
り大きい場合は、トナー補給ローラ２２を駆動して、ト
ナーを補給する（ステップ５１４）。補給したにも関わ
らず、濃度センサー１５の出力値が第２の基準値Ａ２以
上であるときはくステップ５１５）、エンプティカウン
タを１だけインクリメントする（ステップ５２２）。こ
こに、第２の基準値Ａ２は、Ａ１にエンプティ値０゜６
ｖを加えた値であり、前記ホッパー２１内のトナーが空
かどうかを判断するための基準値である。

ちなみに、ＡＩは、３．５■である。エンプティカウン
ターが、予め決めておいた所定値を超えるとカウントオ
ーバーと判断しくステップ５２３）、ホッパー２１内に
補給用トナーが無くなったと判断し、アラーム等を出力
する（ステップ５２４）。

カウントオーバーしない場合は、通常の複写を行う。ま
た、濃度センサー１５の出力値が第２の基準値Ａ２より
小さい場合は（ステップ５１５）、正常として、エンプ
ティカウンタをクリアして（ステップＳ２１）、通常の
複写動作を行う。

また、前記Ｓｌｌにおいて、縮小複写の場合は、感光体
ドラム７は低速で回転するので、記憶手段１７から低速
の場合に対応する濃度センサー出力の基準値Ｂｌを呼び
出しくステップ８１６）、その基準値Ｂｌと実際の濃度
センサー１５の出力を比較し、濃度センサー１５の出力
値が８１以下の場合は（ステップ５１７）、トナーは補
給しない（ステップ５２０）。濃度センサー１５の出力
値がＢｌより大きい場合は、トナー補給ローラ２２を駆
動して、トナーを補給する（ステップ８１８）。補給し
たにも関わらず、濃度センサー１５の出力値が第２の基
準値Ｂ２以上であるときは（ステップ５１９）、エンプ
ティカウンタを１だけインクリメントする（ステップ５
２２）。ここに、第２の基準値Ｂ２は、Ｂ１にエンプテ
ィ値１．ＯＶを加えた値であり、前記ホッパー２１内の
トナーが空かどうかを判断するための基準値である。ち
なみに、Ｂ１は、３．ＯＶである。エンプティカウンタ
ーが、予め決めておいた所定値を超えるとカウントオー
バーと判断しくステップ５２３）、ホッパー２１内に補
給用トナーが無くなったと判断し、アラーム等を出力す
る（ステップ５２４）。

カウントオーバーしない場合は、通常の複写を行う。ま
た、濃度センサー１５の出力値が第２の基準１ｆｉＢ２
より小さい場合はくステップＳ　１９）、正常として、
エンプティカウンタをクリアして（ステップ５２１）、
通常の複写動作を行う。このように、エンプティ信号を
カウントして、所定回数を超えると初めてエンプティ状
態と認識させるようになっているので、確実なエンプテ
ィ検知が出来る。

このようにして、濃度制御手段１９は、記憶手段１７の
情報を参照しながら、等倍、縮小、拡大複写に応じて、
濃度センサー１５に基づき、適切にトナー濃度を制御す
る。

なお、上記実施例においては、感光体ドラムの回転速度
の種類が２種類の場合であるが、他に例えば縮小倍率の
変化に応じて、３種類以上の回転速度で感光体ドラムが
駆動される場合は、３種類以上の基準となるトナー濃度
センサー出力を記憶し、それを利用するようにしてもよ
い。

また、濃度センサー１５としては、前記磁気式センサー
に限らず、現像剤１３の流れの状態が変化すると、実際
のトナー濃度が変化しないにもかかわらず、濃度センサ
ー１５の出力値が変化してしまうタイプのセンサーにも
、本発明は適用可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以−Ｌ説明したところから明らかなように、
等倍、拡大、縮小複写に応じて、適切なトナー濃度セン
サ出力を予めシミュレーションして検出し記憶しておき
、その記憶情報を利用しつつトナー濃度を制御するもの
であるので、現像剤の流動状態が変化しても、正確にト
ナー濃度を制御できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るトナー濃度制御装置の一実施例
のブロック及び略示縦断面図、第２図は感光体ドラムの
各種回転速度におけるトナー濃度と濃度センサー出力値
との関係を示すグラフ、第３図は前記実施例のスタート
剤セット時における動作を示すフローチャート、第４図
は、同実施例の複写中の動作を示すフローチャートであ
る。 ｌ、２．３・・・等倍、縮小、拡大キー４．５．６・・
・等倍、縮小、拡大指示手段７・・・感光体ドラム　１
０・・・感光体ドラム制御手段１１・・・現像スリーブ
　　１２・・・現像器１３・・・現像剤　　　１４・・
・現像スリーブ制御手段１５・・・濃度センサー　　１
７・・・記憶手段１９・・・濃度制御手段　２０・・・
トナー補給器２２・・・トナー補給ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）等倍複写、拡大複写又は縮小複写を指示する複写
   倍率指示手段と、原稿反射光により原稿像に対応した静
   電潜像が生成される感光体ドラムと、前記複写倍率指示
   手段の指示に応じて前記感光体ドラムの回転速度を変化
   させる感光体ドラム制御手段と、現像器内に設けられ現
   像剤を前記感光体ドラム側へ送り込む現像スリーブと、
   前記複写倍率指示手段の指示に応じてその現像スリーブ
   の回転速度を変化させる現像スリーブ制御手段とを備え
   た複写機におけるトナー濃度制御装置において、前記現
   像器内の、現像剤のトナー濃度を検出する濃度センサー
   と、前記複写倍率指示手段からの指示に基づき回転速度
   が変化する前記感光体ドラム及び現像スリーブの複数種
   類の速度における、前記現像剤のトナー濃度と前記濃度
   センサー出力との関係データを予め記憶しておく記憶手
   段と、前記濃度センサーの出力信号を入力すると共に、
   前記複写倍率指示手段からの指示を入力し、その指示に
   対応した、前記記憶手段に記憶された前記トナー濃度と
   濃度センサーとの関係データを参照して、トナー補給器
   を制御して適切なトナー濃度制御を行う濃度制御手段と
   を備えたことを特徴とするトナー濃度制御装置。