JPH0250183A

JPH0250183A - トナー濃度制御装置

Info

Publication number: JPH0250183A
Application number: JP1036261A
Authority: JP
Inventors: Minoru Aoki; 稔青木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-05-02
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1990-02-20
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JP2810085B2; US5057870A

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〕本発明は乾式静電複写機、ファクシミリあるいはレーザ
ープリンタなどの静電潜像にトナーを付着させることに
よって画像を形成する画像形成装置におけるトナー濃度
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記のような画像形成装置においては、一般にトナーお
よびキャリヤの二成分の混合からなる現像剤が使用され
ており、現像剤中のトナーが減少することによる画像濃
度の低下を防止するために、例えば感光ドラム上の画像
間隔に形成されるテストパターンの画像濃度を測定して
この画像濃度が一定となるよう、現像剤にトナーを自動
的に補給するように制御することが行なわれている。

しかしながら、このようにテストパターンの濃度を一定
に保つようにトナーの補給を制御した場合、感光ドラム
における帯電電位、露光、現像剤などの経時的な変化・
変動によって画像濃度が低下するとトナーの補給が過剰
に行なわれ、画像濃度が高くなり過ぎたりカブリ、汚染
が発生するという欠点があった。

このような欠点を避けるために、例えば特開昭５７−１
３６６６７号公報には、静電潜像に付着したトナーによ
って生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知す
る画像濃度検知手段と、トナーおよびキャリヤの二成分
の混合からなる現像剤中の上記トナーの濃度を検知する
トナー濃度検知手段とを備え、この画像濃度検知手段に
よって検知された画像濃度に応じてトナー濃度を検知す
る検知レベルを可変するようにしたトナー濃度制御装置
が記載されている。

しかしながら、この公報記載の装置においては制御が複
雑であり、しかも大きな画像を形成する場合には画像間
に形成されるテストパターンの間隔も大きくなるため、
このテストパターンの濃度を検知することによって行な
われるトナー補給の制御間隔が大きくなり、この大きな
画像の始めの部分と後ろの部分との間に濃度差が生じる
という問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、感光ドラムにおける帯電電位、露光、現像剤
などの経時的な変化・変動によっても画像濃度が変化し
ないようにすることを目的とし、さらに生成される画像
の大きさによる画像濃度の変化を生じないようにするこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知するトナ
ー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーによって
生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知する画
像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置において
、上記トナー濃度検知手段によって検知された現像剤中
のトナー濃度が予め設定されたトナー濃度の上限に達し
たときには、上記画像濃度検知手段の検知出力に基づく
トナーの補給を停止するようにする。

また、画像形成装置の感光ドラム上の潜像に付着したト
ナーによって生成されるテストパターンの生成間隔が大
きくなったときには、トナー濃度検知手段によって検知
されたトナー濃度のみに応じてトナー補給を行なうよう
にし、あるいは、テストパターンからの距離が大きくな
って画像濃度検知手段による画像濃度制御が行われない
画像領域においては、この画像濃度検知手段による画像
濃度制御が行われている期間中のトナー濃度検知手段の
出力に基づいてトナー補給を行うようにしてもよく、こ
の際には、画像濃度検知手段による画像濃度制御が行わ
れている期間中のトナー濃度検知手段の出力をサンプリ
ングして得られた平均値を閾値としてこのトナー濃度検
知手段の出力と比較し、その比較結果によってトナー補
給を行うようにすることができる。

さらに、トナーを一定量ずつ補給する画像形成装置のト
ナー濃度制御装置においては、トナー補給の時間間隔を
原稿あるいは転写紙の長さに応じて変化させるようにす
ることができる。

画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知するトナ
ー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーによって
生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知する画
像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置の上記ト
ナー濃度検知手段あるいは画像濃度検知手段のいずれか
に異常が発生したときには、正常な検知手段の検知出力
のみによってトナー補給を行なうようにし、この異常が
解消したときには、正常な検知手段の検知出力のみによ
るトナー補給を解除するようにすることができる。

もし、トナー濃度検知手段および画像濃度検知手段から
なるトナー補給制御手段の中の複数のトナー補給制御手
段に異常が発生したときには異常表示を行い、あるいは
機械を停止させるようにしてもよい。

〔作　用〕

本発明は前記の目的を達成するために、画像形成装置の
現像剤中のトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段
と上記潜像に付着したトナーによって生成されるテスト
パターンの濃度を光学的に検知する画像濃度検知手段と
を備えるトナー濃度制御装置によってトナー補給を制御
するに際し、上記トナー濃度検知手段によって検知され
た現像剤中のトナー濃度が予め設定されたトナー濃度の
上限に達したときには、上記画像濃度検知手段の検知出
力に基づくトナーの補給を停止するようにして、過剰な
トナーの飛散や画像ｐ汚れを防止するようにする。

また、画像形成装置の感光ドラム上の潜像に付着したト
ナーによって生成されるテストパターンの生成間隔が大
きくなったときには、トナー濃度検知手段によって検知
されたトナー濃度のみに応じてトナー補給を行なうよう
にし、さらに、トナー補給の時間間隔を原稿あるいは転
写紙の長さに応じて変更したり、あるいは転写紙の長さ
が長いためにテストパターンからの距離が大きくなって
画像濃度検知手段による画像濃度制御の限界に近くなっ
たときには、画像濃度検知手段による画像濃度制御が行
われている期間中のトナー濃度制御手段の出力を基準と
してトナー補給を行うことによって画像濃度を保つよう
にする。

また、トナー補給制御を行う上記の画像濃度制御手段お
よびトナー濃度制御手段の一方に異常が生じた場合には
、正常な制御手段のみによってトナー補給の制御を行い
、この異常が回復したときには上記両方の制御手段によ
る正常なトナー補給の制御を行うようにする。

さらに、画像濃度制御手段およびトナー濃度制御手段の
両方に異常が生じた場合には異常が発生したことを表示
し、あるいは機械を停止させるようにして無駄な画像形
成や機械の破撰などを防止するようにしてもよい。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

第４図は本発明が適用される乾式電子複写機を示すもの
で、装置本体の中央部には、感光ドラム１が矢印方向に
回転自在に配置され、露光部であるコンタクトガラス２
上を走行する原稿の画像を照明するランプ３、原稿から
の反射光を感光ドラム１上に投影結像するレンズアレイ
の如き光学系４が配置される。

感光ドラム１の回りには、帯電チャージャ５、現像装Ｗ
６、複写チャージャ７、分離チャージャ８、クリーニン
グユニット９が順次設けられている。

コンタクトガラス２上には、原稿循環搬送手段が設けら
れ、この原稿循環搬送手段は、コンタクトガラス２の上
面をシート原稿が搬送されるように、前部搬送駆動ロー
ラ１０とその上下に設けられた従動ローラ１０ａ、１０
ｂ、後部搬送駆動ローラ１１とその上下に設けられた従
動ローラ１１ａ、ｌｌｂ、中央部搬送駆動ローラ１２と
その下に設けられた従動ローラ１２ａ、前部搬送駆動ロ
ーラ１０と後部搬送駆動ローラ１１との間に位置する案
内板１３、前部搬送駆動ローラ１０と従動ローラ１０ｂ
との間においてシート原稿の搬送路を切換うる一端を軸
支１４ａした位置ａ、ｂを採りうる原稿切換爪１４、前
部、後部の搬送駆動ローラ１０．１１の各側面に対して
シート原稿を誘導する案内板１５から構成される。

原稿循環搬送手段の前方には、前部搬送ローラ１０の上
面と同じ高さを有し、シート原稿の原稿画像面を上向き
にして載置しうる原稿供給テープ１６が設けられ、この
原稿供給テープ１６によりシート原稿を前部搬送ローラ
１０と従動ローラ１０ａとの間に挿入しうる第−原稿挿
入部へを備えている。

原稿循環搬送手段の後方には、後部搬送ローラ１１と従
動ローラｌｌｂとの間にシート原稿を送り込むことがで
きる第二原稿挿入部Ｂを設け、基枠上面１７には軸部１
８ａを中心に起倒自在の誘導操作板１８が設けられ、誘
導操作板１８が図示の実線位置に示すように、上方排出
部である転写紙排出受板２９に当接するシート原稿の挿
入阻止位置から、時計方向Ｂ、へ回動して基枠上面１７
と同一面をなす水平位置に配置することにより、第二原
稿挿入部Ｂを構成し、この第二原稿挿入部Ｂ上からシー
ト原稿を供給することができる。

第一原稿挿入部Ａ、第二原稿挿入部Ｂからそれぞれ供給
されたシート原稿は複写終了により原稿受は板１９上に
排出される。

第一原稿挿入部ＡにはセンサＳＩ、また第二原稿挿入部
ＢにはセンサＳ、がそれぞれ設けられており、センサＳ
、、Ｓｆｆは挿入されるシート原稿端により駆動モータ
２０の起動、照明ランプ３の点灯を行ない、前部および
後部搬送駆動ローラ１０．１１を回転する。センサＳ２
はジャム検知用センサである。

センサＳ４は原稿レジストセンサであり、シート原稿端
を検知し、シート原稿の駆動を一時停止するセンサであ
り、センサＳ、はりピートモード選択により、シート原
稿端を検知して、原稿切換爪１４をａ位置からｂ位置に
切換えるセンサである。

センサＳ、。は誘導操作板１８により制御されるセンサ
であり、誘導操作板１８が実線位置にあるとき、センサ
Ｓ、。の信号により後述する排紙切換爪２１の切換えを
行ない、誘導操作板１８が一点鎖線位置の水平位置に回
動されると、第一原稿挿入部Ａにおいて、図示されてい
ないシート原稿挿入阻止手段を作動させ、シート原稿は
第二原稿挿入部Ｂから挿入可能となる。なお、シート原
稿挿入阻止手段として、第一原稿挿入部Ａの入口を閉止
する部材を用い、またはレバーセンサよりなるセンサＳ
、のレバ一部をロックすることにより、原稿の進入を阻
止することができる。

次に、転写紙の供給、搬送、排出の手段について説明す
る。

転写紙の供給手段として、装置本体の前面倒には、手差
し給紙部２２と自動給紙部２３が設けられており、手差
し給紙に際しては、手差し用紙は手差し給送ローラ２４
により、自動給紙の場合、自動給紙部２３内の転写紙は
給送ローラ２５により、レジストローラ２６に送られ、
この位置でシート原稿との位置合せを行なう。

転写位置に送られた転写紙は転写チャージャ７により感
光ドラム１のトナーを転写され、感光ドラムｌから分離
チャージャ８により分離され、搬送ベルト２７、定着装
置２８を経て、排紙切換爪２１により装置本体の上方位
置の排出部２９または下方位置の排出部３０へ排出され
る。

排紙切換爪２１は軸部２１ａを中心に回動自在であり、
反時計方向のｅ方向への切換えにより、転写紙通路を上
方排出部２９へ接続し、時計方向のｒ方向への切換えに
より、転写紙通路を下方排出部３０へ接続する。上方、
下方の各排出部の選択は、第一原稿挿入部Ａよりシート
原稿が挿入される時には、図示されていない操作部に設
けられた排出部切換センサにより、上方排出部２９か下
方排出部３０の選択ができる。

しかしながら、第二原稿挿入部Ｂからシート原稿が挿入
される時には、第二原稿挿入部Ｂの一部を構成する誘導
操作板１８が８１方向の水平位置に回動されることによ
り、上方排出部２９への通路が誘導操作板１８によって
閉鎖されると共に、センサＳｌ＋１の作動により排紙切
換爪２１を切換えて転写紙排出通路を下方排出部３０へ
接続する。

この際、操作部の表示も下方排出部が使用されることを
示し、操作部に設けられた排出部切換センサの作動がで
きないようにしている。

センサＳ、は手差し給紙部２３に挿入された転写紙によ
り作動されるセンサであり、センサＳ、。

Ｓ、と同様、駆動モータ２０を作動し、転写紙、原稿を
搬送しうる状態にする。センサＳ、はレジストセンサで
あり、転写紙先端を検知し、手差し給送ローラ２４、レ
ジストローラ２６の回転を一時停止させ、原稿との位置
合せを行ない。原稿の再搬送と共に転写紙も再搬送され
る。センサＳｌｌ＋Ｓ、はそれぞれ搬送ベルト４′７の
部分、定着装置２８と排紙切換爪２１との間の通路の部
分に対するジャム検知センサである。

次に、本発明の複写装置の動作について説明する。

第一原稿挿入部Ａに通常のシート原稿を挿入し、−枚コ
ピー、リピートコピーの各モードにより複写を得ること
ができる。

まず、第一原稿挿入部Ａから挿入された原稿により一部
コピーを得る場合、予め手差しモードであれば、手差し
給紙部２２に転写紙を挿入し、また自動給紙モードであ
れば転写紙の存在を確認して、第一原稿挿入部Ａである
原稿供給テーブル１６上に原稿画像面を上向きにし原稿
を挿入する。

センサＳ、またはＳ６の作動により、駆動モータ２０が
作動し、各原稿搬送駆動ローラの回転により、原稿はレ
ジストセンサＳ４に到るまで駆動され、該レジストセン
サＳ４の検知信号で原稿搬送部へのクラッチの伝達を遮
断して、原稿搬送は一時停止し、これに対して、転写紙
も手差し給紙部２２または自動給紙部２３のいずれかに
より給送され、搬送されてきた転写紙によるレジストセ
ンサＳ、の検知信号で転写紙搬送部へのクラッチの伝達
を遮断して転写紙を一時停止し、原稿、転写紙の位置合
せを行ない、両者は再搬送される。

原稿は露光部を通過し、ａ方向である前部搬送。

ローラ１０側に回動している原稿切換爪１４に導びかれ
ることなく、原稿受は板１９上に排出される。

転写紙は、転写チャージャ７により感光ドラム１上のト
ナー像を転写され、分離チャージャ８で感光ドラム１よ
り分離され、搬送ベルト２７を経て、定着装置２８でト
ナー像を定着する。

原稿が第一原稿挿入部Ａより送られる場合、第二原稿挿
入部Ｂにおける誘導操作板１８は、上方排出部２９であ
る排出トレイに当接する位置に回動されており、誘導操
作板１８の回動により上方排出部２９の通路が形成され
、転写紙は下方排出部３０への排出のほか、上方排出部
２９にも排出することができる。

したがって、操作部における上方排出部２９および下方
排出部３０のいずれかを選択することにより、例えば排
紙切換爪２１は軸２１ａを中心にｅ方向に回動設定され
ると、転写紙は第二原稿挿入部Ｂの開口部を経て上方排
出部２９に導びかれ、また排紙切換爪２１が軸２１ａを
中心にｆ方向に回動設定されると、転写紙は下方排出部
３０に導びかれる。

次に、第一原稿挿入部Ａから挿入された原稿によりリピ
ートコピーを得る場合、予め操作部において必要なリピ
ート数を設定し、原稿は第一原稿挿入部Ａから供給され
、露光部を通過した原稿先端をセンサＳ、が検知し、こ
の検知信号で原稿切換爪１４が図示されていない駆動手
段により前部搬送駆動ローラ１０から離れるｂ方向に回
動し、原稿はこの原稿切換爪１４に案内されて前部搬送
駆動ローラ１０に沿って再搬送状態に切換えられてリピ
ート数だけ露光部を通過した時、原稿切換爪１４はａ方
向に切換回動され、原稿は原稿受は仮１９に排出される
。転写紙は手差し給紙部または自動給紙部２３から送り
出されて必要枚数のコピーが得られる。

原稿を循環搬送する場合、原稿の種類、たとえば厚みの
ある原稿、腰の強い原稿では方向変換を行なう搬送ロー
ラ部分での抵抗が大きくなり、搬送不良を生じたり、貼
り合せ原稿では方向変換部で貼り合せ部がはがれる恐れ
があり、本発明では、このような原稿に対しても支障の
ない弯曲部の方向転換部を有していない第二原稿挿入部
Ｂを設けている。

この第二原稿挿入部Ｂを使用して複写をうるには、第二
原稿挿入部Ｂの一部を構成する誘導操作板１８を上方排
出部２９に沿わせた状態（上方排出部への転゛写祇の通
路を形成する状態）から軸部１８ａを中心にＢ１方向へ
回動して水平状態にして原稿の挿入を可能な位置に配置
する。

この誘導操作板１８の回動に伴なうセンサＳ、。

の信号で、第一原稿挿入部Ａからの原稿の挿入を不可能
とし、二つの原稿挿入部Ａ、Ｂから同時に原稿が重複し
て挿入されることを防止している。

また、第二原稿挿入部Ｂから原稿を挿入するため、上方
排出部２９への転写紙の排出は不可能となり、前記セン
サＳ１０の信号により、排紙切換爪２１は図示されてい
ない駆動手段の作動でｆ方向に回動させ、転写紙は排紙
切換爪２１により下部排出部３０に排出される。

以上のように、本発明の構成では、通常のシート原稿を
用いて複写を得る場合には、複写装置の前方位置上面に
設けた第一原稿挿入部Ａを用い、原稿画像面を上向きに
してシート原稿を供給し、原稿循環搬送手段を介して露
光部に搬送され、所定の枚数のリピートコピーを可能と
し、この際、転写紙も給紙部から送られ、原稿の搬送と
同期して感光ドラムに送られ、トナーを転写、定着して
上方または下方排出部のいずれかに排出される。

通常は転写紙の取出し操作が容易である上方排出部へ転
写紙は送られるように設定され、このため、第二原稿挿
入部Ｂには原稿が挿入できないように、誘導操作板は上
方排出部側に回動されており、したがって、第二原稿挿
入部Ｂは上方排出部への通路を形成し、転写紙は定着装
置からｅ方向に回動した排紙切換爪により、第二原稿挿
入部Ｂにおける開放された通路を経て上部排出部へ排出
される。

また、厚手のシート原稿のような、原稿循環１般送手段
の弯曲通路部を通過するのに適しないシート原稿を用い
て複写を得る場合には、複写装置の後方位置上面に設け
た第二原稿挿入部Ｂを用いる。

この際、第二原稿挿入部Ｂに設けられた誘４操作板を起
立状態から水平位置まで回動することにより、第二原稿
挿入部Ｂによりシート原稿の挿入を可能とし、センサＳ
１゜の作動信号により、第一原稿挿入部Ａからのシート
原稿の挿入を不可能とする手段を働かせ、排紙切換爪の
位置を下部排出部へ接続するように切換られる。

よって、第二原稿挿入部Ｂに原稿画像面を下向きにして
シート原稿を供給することにより、シート原稿は原稿循
環搬送手段の弯曲通路部を介することなく露光部に搬送
され、この際、転写紙は感光ドラムに送られ、トナーを
転写、定着して切換設定された排紙切換爪を経て下方排
出部へ排出される。

この第４図の感光ドラムｌに対向して設けられた画像濃
度検知センサＳ１１および現像装置６に設けられたトナ
ー濃度検知センサＳ＋Ｚは本発明における画像濃度検知
手段の検出部およびトナー濃度検知手段の検出部を構成
するものであり、第２図にはこれら画像濃度検出センサ
Ｓ１１およびトナー濃度検出センサＳ１□を含む、感光
ドラムｌと現像装置６の本発明に関連する要部の構成を
概念的に示しである。

画像濃度検出センサＳＩＩは発光ダイオードＬとフォト
トランジスタＰとからなり、周知のように感光ドラム１
上の画像パターンの間隔などに形成されたテストパター
ンの潜像に現像装置６内の現像スリーブ６３上に磁石６
．によって生成された磁気ブラシによってトナーが付着
されたテストパターンによって反射された、上記発光ダ
イオードＬからの光線を上記フォトトランジスタＰによ
って検出し、その光量によって上記感光ドラム上に形成
された画像の濃度を検知するものである。

トナー像濃度検出センサＳ＋Ｚは、後に第１図によって
説明するように、磁気コアに３組のコイルを巻回して構
成されていて、現像剤の磁気抵抗すなわち透磁率を測定
するものであり、磁性体であるキャリアに比して非磁性
体であるトナーの量が多いときにはｉ３磁率が小さく、
トナーの量が多いときには透磁率が大きいことによって
トナーの濃度を検出するものである。

第２図についてさらに説明すれば、現像装置６にはトナ
ーストッカ６、に貯蔵されているトナーを一定量ずつ補
給するためのトナー補給機構６□が設けられており、こ
の現像装置６内のトナーとキャリアの二成分からなる現
（象剤は常時回転している現像スリーブ６３の表面に吸
着されてドクターブレード６４によってほぼ均一の厚さ
で上記トナー濃度検出センサＳ＋Ｚの下をｉｌ過し、こ
のときにトナー濃度が測定される。

現像スリーブ６、かさらに回転すると、ごのスリーブ内
部に設けられている磁石６．によってトナーはキャリア
とともに磁気ブラシを形成し、その穂先の部分が感光ド
ラム１の表面と接触してこの感光ドラムの表面に形成さ
れている所要画像に対応する静電潜像にトナーを付着さ
せることは従来と同様である。

第１図は本発明によるトナー濃度制御装置を構成する電
気回路を示すものである。

画像濃度検知手段Ｆは上記の発光ダイオードＬおよびフ
ォトダイオードＰを含むセンサＳ、を備えており、前述
のようにこの発光ダイオードからの光を感光ドラム１上
に、例えばテストパターン生成ソレノイドＬで原稿面か
らの光の入射を遮断することによって、形成されたテス
トパターンで反射させ、その反射光を上記フォトダイオ
ードで受光することによって光電変換を行い、抵抗およ
びコンデンサからなる平滑回路を経てマイクロコンピュ
ータＭＰのアナログ入力ボートＩ、に供給する。。

トナー濃度検知手段Ｔは３つの巻線を有する前記センサ
ＳＩ２と３つのＥＯＲ回路回路、Ｔ、、’ｒ、とを含ん
でおり、第１のＥＯＲ回路回路は上記センサＳ１□の第
１および第２の巻線とともに発振回路を構成し、現像剤
中のトナー濃度に応じて変化する上記センサＳ＋Ｚの第
３の巻線からの出力を第２のＦ、ＯＲ回路Ｔ、によって
反転増幅してから第３のＥＯＲ回路回路によって上記発
振回路のＥＯＲ回路回路の出力と比較してその平滑され
た出力を上記マイクロコンピュータＭＰのアナログ入力
ボートＩ７に供給する。

このトナー濃度検知手段Ｔの出力によってマイクロコン
ビエータＭＰがトナーの濃度が低下していることを検知
すると、このマイクロコンピュータＭＰの出力によって
トナー補給機構６ｚのクラッチＣを係合させ、トナース
トッカ６Ｉからトナー補給機構６．の回転によって所定
量のトナーを現像装置６に補給させる。

ところで、トナーの消費量は画像の濃度および画像の面
積によって定まるものであり、形成される画像の濃度が
濃ければトナー濃度は急速に低下するので感光ドラムｌ
上に原稿の像の間隙に生成されるテストパターンの濃度
は低くなり、上記画像濃度検知手段Ｔからの出力濃度信
号のレベルが例えば上昇するので、マイクロコンピュー
タＭＰはこの信号に基づいてトナー補給クラッチＣを係
合させる時間を増加させてトナーの補給量を多くする。

このトナー補給の実施例を詳細に説明すると、トナーの
補給量を定める上記トナー補給クラッチＣの係合時間ｔ
を次の式によって定める。

ｔ　＝ＫＸ　）ナー補給しベル×補給率しベル×原稿レ
ベルここで、Ｋは処理条件によって定まる比例定数であり、
トナー補給レベルは次の第１表に示すような値であり、
補給率レベルおよび原稿レベルについては逐次説明する
。

第１表この第１表の画像濃度検知手段出力は、感光ドラム１上
にトナーが全く付着していない表面での出力電圧ＶＳＣ
の標準出力電圧ｖｓｒを４■としたときの値である。

この表は、例えば感光ドラム１上のテストパターンの濃
度が低くて、画像濃度検知手段の出力電圧値が２．５ｖ
であれば、テストパターン？１度を５回連続して測定し
たときの第１回目の測定結果では正常としてレベル４の
トナー補給を行うが、第５回目まで２．５ｖの出力電圧
が継続したときには異常があるものとして異常処理を行
うようにすることを示している。

また、画像濃度検知手段の出力電圧値が０．５■以上２
．５ｖ未満の場合には、補給すべきトナーが切れている
ものとしてトナーストッカ６１　（第２図）へトナーを
補給するような表示を行うようにしている。

このトナー補給レベルは、トナーストッカ６（第２図）
からトナー補給機構６□によって現像装置６内に補給す
るトナーの量の指数であって、具体的にはマイクロコン
ピュータＭＰによって制御されるクラッチＣが係合して
上記トナー補給機構６□が駆動される時間の係数であり
、後に説明する第３図に示すように、１回のトナー補給
が一定時間の上記クラッチＣの係合によって行われる場
合には、このクラッチの係合同数を定める指数となるこ
とは明らかであろう。

前記の補給率レベルは、１回のトナー補給で補給される
トナーの量の指数であって、例えば次の第２表に示す様
に定める。

第２表あった。

そこでこの実施例においては、原稿の長さを前述のレジ
ストセンサＳ４　　（第４図）を利用して検出し、この
原稿の長さに応じて次の第３表に示すような原稿レベル
を設定してトナーの補給量を変化させるよう構成されて
いる。

第３表しかしながら、テストパターンが感光ドラム１上の原稿
の像の間隙に形成されるため、上記画像濃度検知手段Ｔ
からの出力濃度信号も１枚の画像の形成中には出力され
ないことになる。一方、プリント面積は原稿の辺の長さ
のほぼ自乗に比例するからトナーの消費量も原稿の辺の
長さのほぼ自乗に比例して増加する。このため、大きな
画像を形成する場合には１枚の画像中においても形成さ
れる画像濃度が順次低下してしまうという問題が第３図
は上記の第３表に示すトナー補給の動作例を図示したも
ので、原稿長さが０．２７７．３９２および３９２と５
５５の２等分点、５５５と７８５の４等分点、７８５と
１１１０の８等分点、１１１０と１２２０の４等分点で
第１図にＣで示したトナー補給クラッチがマイクロコン
ピュータＭＰの制御によって、高レベルとして示した一
定時間係合して予め設定された量のトナー補給が行われ
るように構成されている。例えば、３９２と５５５の２
等分点の場合にはｌｌの間隔で、また５５５と７８５の
４等分点の場合には１２の間隔でトナー補給クラッチＣ
が一定時間係合して定量のトナー補給が行われる。

補給回数が原稿長３９２ｍｍ以上の場合に最大値で示さ
れているのは、この第３図に括弧を付して示したように
、原稿の長さが例えば７２０ｍｍであればこの原稿の終
端が上記レジストセンサＳ４で検出されたときにはトナ
ー補給を終了させるためである。

すなわち、原稿の始端ではこの原稿の長さに係わらず第
３図に示したような予め定められた原稿長のタイミング
でのトナー補給を行い、原稿の終端が検出されたときに
トナー補給を停止するように構成すればよい。

また、長さが１２２０ｍｍ以上の原稿の場合には、トナ
ー濃度検知手段Ｔ（第１図）によって制御されるトナー
補給、すなわちトナー濃度のみに依存したトナー補給が
上記２０回の画像濃度に基づくトナー補給に引き続いて
行われる。

具体的な実施態様としては、感光体上のトナー像（顕像
）を平面的に示した第５図に示すように、画像濃度検知
手段Ｆでトナー濃度の制御が行われている領域、上記の
例では１２２０ｍｍまでの領域でトナー濃度検知手段Ｔ
からの出力を図に点として示したようにサンプリングし
、トナー濃度検知手段からの出力を上記サンプリング点
の平均値を閾値としてクラッチＣの接断を制御し、トナ
ーの濃度を一定に保つようにトナーの補給を行う。なお
、上記のサンプリング点の平均値については、次のテス
トパターンが検出されたときにクリアするように構成さ
れる。

この実施態様によれば、トナー濃度検知手段Ｔかうの出
力によって制御されている期間におけるトナー濃度を、
画像濃度検知手段Ｆで制御されていた期間におけるトナ
ー濃度と等しい濃度に保つために、トナー濃度検知手段
Ｔからの出力のみに依存してトナー濃度が制御されてい
る期間においても画像濃度を一定に保つことができ、ト
ナー濃度を、画像の状態と無関係に、予め定めた一定の
濃度に維持するようにしていた従来の装置に比して格段
に優れた画像が得られる。

なお、原稿の長さに代えて転写紙のサイズに基づいてト
ナー補給を行うことができ、上記第３表の右欄には転写
紙のサイズに基づいてトナー補給を行う場合の転写紙の
大きさを例示しである。

このように転写紙の長さに基づいてトナー補給を行う場
合に転写紙の長さを検出するには、第４図における転写
紙先端を検知するセンサＳ、を転写紙長を検知するよう
に兼用すればよいことは明らかであろう。

以上のようにして求められたトナー補給レベル、補給率
レベルおよび原稿レベルを用いて、上記トナー補給クラ
ッチＣの保合時間ｔを前記の式ｔ＝に×トナー補給レベ
ルＸ補ｍｌレベル×原稿レベルによって定めてトナーの補給を行う。

しかしながら、トナー濃度検知手段Ｔによって現像装置
６内の現像剤のトナー濃度が予め定めたトナー濃度を超
えている場合には、マイクロコンピュータＭＰからのト
ナー補給クラッチＣを係合させる出力を阻止して上記の
ようなトナー補給を停止させ、過剰なトナーがこの現像
装置内に補給されないようにして生成画像のカブリなど
を防止する。

逆に、現像装置６内の現像剤のトナー濃度が予め定めた
トナー濃度以下の場合には、トナー濃度検知手段Ｔの検
知出力によってマイクロコンピュータＭＰはトナー補給
クラッチＣを係合させる出力を発生して上記のような画
像濃度検知手段によるトナー補給とは無関係にトナー補
給を行わせるようにする。

下記の第４表はトナー濃度検知手段Ｔの出力電圧とこの
出力電圧に対応した処理内容の一例を示すものである。

第４表この第４表に示すように、トナーの濃度が正常な範囲で
はトナー濃度検知手段Ｔの出力電圧ＶｔＳは１．７Ｖ以
下０．９　Ｖ以上の範囲にあるが、トナー濃度が低下す
るとトナー濃度検知手段Ｔの出力電圧が高くなり、その
電圧が１．７ｖ以上になるとトナー補給クラッチ（第１
図Ｃ）をオンにしてトナーストッカ６、（第２図）から
トナーの補給を行なって現像装置６内のトナー濃度を所
定の濃度に維持するようにする。

なお、トナー濃度検知手段Ｔの出力電圧ＶｔＳが２０秒
以上継続して３．５ｖより高いか０．９Ｖ以下であれば
、このトナー濃度検知手段Ｔが異常であるものと判断す
るようにする。

本発明においては、トナー濃度検知手段および画像濃度
検知手段の２つのトナー補給制御手段を備えているため
、トナー濃度検知手段あるいは画像濃度検知手段のいず
れか一方に異常が発生したときにも正常な検知手段の検
知出力のみによって実用上支障なくトナーを補給するこ
とができるので、このようにトナー濃度検知手段あるい
は画像濃度検知手段のいずれか一方に異常が発生したと
きにも装置を停止することなく使用を続けることができ
る。

このような異常状態から、異常があったトナー濃度検知
手段あるいは画像濃度検知手段の異常が回復したときに
は、正常な検知手段の検知出力のみによるトナー補給を
解除して、トナー濃度検知手段および画像濃度検知手段
の２つのトナー補給制御手段とを用いた正常な動作状態
に復旧させるように構成しておくことが望ましい。

さらに、本発明のように、トナー濃度検知手段および画
像濃度検知手段のようなトナー濃度を制御するトナー補
給制御手段を複数備えた場合にもこれらトナー補給制御
手段の中の複数のものが異常になることがあり、この状
態で複写などの画像形成処理を継続すると無駄なコピー
を作成したりあるいは機械自体が破損することがある。

本発明においては、上記のトナー補給制御手段の中の複
数のトナー補給制御手段が異常になった場合に異常表示
を行い、あるいは機械を自動的に停止させるようにする
ことができる。

トナー補給制御手段の一つである画像濃度検知手段の異
常検出は、先に第１表について説明したように、この画
像濃度検知手段の出力電圧ｖ、Ｇが第１回の検知の際か
ら第５回目の検知までの例えば２０秒の期間中２．５Ｖ
以上あるいは０．５　Ｖ以下の電圧が継続していること
、あるいは感光ドラムにトナーが付着していない場合の
出力電圧ＶＳＣが２．５Ｖと等しいかそれ以下であるこ
とによって異常と判断すればよい。

また、トナー補給制御手段の一つであるトナー濃度検知
手段の異常検出は、前記の第４表について説明したよう
に、その出力電圧ＶＴＳが３．５Ｖ以上あるいは０．９
　Ｖ以下で２０秒以上継続すればこのトナー濃度検知手
段Ｔが異常であるものと判断するようにする。

このようにして、複数のトナー補給制御手段がその出力
によって異常であるとマイクロプロセッサ（第１図ＭＰ
）によって判断されると、第６図（ａ）に示す操作部０
の異常表示素子Ｅによって異常が発生したことを表示す
るとともに異常内容を示す数字を２つの７要素表示素子
Ｎ＋、Ｎｚによって表示させるものであり、同図（ｂ）
には塗りつぶしによって、異常表示素子Ｅの異常表示と
異常内容である複数のトナー補給制御手段がともに異常
なことを数字の“５”として表示した例を示す。

なお、この異常表示素子Ｅの異常表示パターンおよび異
常内容を示す数字については特に意味はなく、適宜のパ
ターンおよび数字などを用いることができることはいう
までもない。また、第６図（ａ）には複写枚数などをセ
ントするためのテンキーＫ、セットされている状態をク
リアーしたり機械を停止させたりするためのクリアース
トップキーに、および複写などを実行させるためのコビ
ーキ。

−Ｋｃとを示しである。

このように、異常状態を文字・数字などによって表示す
るようにしておけば異常の発生した個所を容易に特定す
ることができるので、迅速に修理などを行うことが可能
となる。

さらに別の方法として、上記のようにすべてのトナー補
給制御手段が異常であるときには機械を自動的に停止さ
せるようにすることによって、不良なコピーを作ったり
、あるいは過剰なトナーの飛散を防止することができる
などの効果が達成できる。

なお、上記のように複数のトナー補給制御装置に異常が
生じた場合に表示を行ったり機械を停止させることは、
信頼性を増すためにトナー濃度検知手段および画像濃度
検知手段の少なくとも一方を複数組設けた場合にも適用
できることはいうまでもない。

〔効　果〕

本発明によれば、トナー濃度検知手段および画像濃度検
知手段によってトナー濃度の制御が行われるので形成さ
れる画像の濃度が適正に維持されるばかりでなく、画像
にカブリや汚れが生じることがないという格別の効果を
達成することができる。

また、本発明においては、原稿あるいは転写紙の長さに
応じてトナーの補給状態を変化させて、大きな画面の場
合でもこの画面内で画像濃度に変化を生じないようにで
きるという格別の効果も達成できる。

さらに、トナー濃度検知手段および画像濃度検知手段か
らなるトナー補給制御手段に異常が生じた場合には異常
内容を示す表示を行ったり機械を停止させることによっ
て、不良あるいは無駄なコピーなどの作成を防止し、ま
た機械の破損を防ぐなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御回路の実施例を示す図、第２
図は感光ドラムｌと現像装置６の本発明に関連する要部
の構成を概念的に示す図、第３図は原稿長とトナー補給の関係を例示した図、第４
図は本発明が適用される乾式電子複写機を示す図である
。第５図は感光体上に形成されるトナーによる顕像とトナ
ー補給制御を説明するための図、第６図は操作部の例を
示す図である。特許出願人　　　株式会社　リ　コ（ａ）（ｂ）ｆ＃！弓１料／１使１第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置に
おいて、上記トナー濃度検知手段によって検知された現像剤中の
トナー濃度が予め設定されたトナー濃度の上限に達した
ときには、上記画像濃度検知手段の検知出力に基づくト
ナーの補給を停止するようにしたことを特徴とするトナ
ー濃度制御装置。
（２）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置に
おいて、画像形成装置の感光ドラム上の潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの生成間隔が大きくな
ったときには、トナー濃度検知手段によって検知された
トナー濃度のみに応じてトナー補給を行なうようにした
ことを特徴とするトナー濃度制御装置。
（３）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置に
おいて、テストパターンからの距離が大きくなって上記画像濃度
検知手段による画像濃度制御が行われない画像領域にお
いては、この画像濃度検知手段による画像濃度制御が行
われている期間中のトナー濃度検知手段の出力に基づい
てトナー補給を行うようにしたことを特徴とするトナー
濃度制御装置。
（４）画像濃度検知手段による画像濃度制御が行われて
いる期間中のトナー濃度検知手段の出力をサンプリング
して得られた平均値を閾値としてこのトナー濃度検知手
段の出力と比較し、その比較結果によってトナー補給を
行うようにしたことを特徴とする請求項３記載のトナー
濃度制御装置。
（５）トナーを一定量ずつ補給する画像形成装置のトナ
ー濃度制御装置において、トナー補給の時間間隔を原稿
あるいは転写紙の長さに応じて変化させるようにしたこ
とを特徴とするトナー濃度制御装置。
（６）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置に
おいて、上記トナー濃度検知手段あるいは画像濃度検知手段のい
ずれかに異常が発生したときには、正常な検知手段の検
知出力のみによってトナー補給を行なうようにしたこと
を特徴とするトナー濃度制御装置。
（７）トナー濃度検知手段あるいは画像濃度検知手段の
いずれかに発生していた異常が解消したときには、正常
な検知手段の検知出力のみによるトナー補給を解除する
ようにしたことを特徴とする請求項６記載のトナー濃度
制御装置。
（８）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とを備えるトナー濃度制御装置に
おいて、トナー濃度検知手段および画像濃度検知手段からなるト
ナー補給制御手段の中の複数のトナー補給制御手段に異
常が発生したときには異常表示を行うようにしたことを
特徴とするトナー濃度制御装置。
（９）画像形成装置の現像剤中のトナーの濃度を検知す
るトナー濃度検知手段と、上記潜像に付着したトナーに
よって生成されるテストパターンの濃度を光学的に検知
する画像濃度検知手段とをそれぞれ少なくとも１つ備え
るトナー濃度制御装置において、上記トナー濃度検知手段および画像濃度検知手段からな
るトナー補給制御手段の中の複数のトナー補給制御１手
段に異常が発生したときに機械を停止させるようにした
ことを特徴とするトナー濃度制御装置。