JPH03251878A

JPH03251878A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH03251878A
Application number: JP2164059A
Authority: JP
Inventors: Takashi Bisaiji; 隆美才治; Yuji Sawai; 雄次澤井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1991-11-11
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JP3033986B2

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、電子写真方式による画像形成装置に係り、特
に、現像装置へのトナー補給を特定のパターンに対する
トナー付着量の検知結果に基づいて制御する画像形成装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

原稿情報を感光体に露光して静電潜像を形成し、この潜
像に対してトナーにより現像を行う電子写真方式の画像
形成装置は、用紙を選ばず高品質かつ高速印字が可能な
特長から、プリンタ、ファクシミリ、複写機などに用い
られている。

この種の画像形成装置では、高品位の画像を得るために
、各種のプロセス制御が行われている。

この−例について、以下、具体的に説明する。

第６図は画像形成装置の一例を示す構成図であり、第７
図はその光学センサの出力特性図、第８図は従来のトナ
ー補給制御の説明図である。

第６図において、不図示の光学走査機構からの光ビーム
によって露光が行われる感光体１は、ドラム形をなし、
露光による静電潜像はドラム表面の帯電層に形成される
。露光位置の後段には、ドラム表面に近接させて現像装
置２が設置されている。

この現像装置２は、表面に付着したトナーで潜像を現像
する現像コーラ３、該現像コーラ３ヘトナーを供給する
パドルローラ４及び筐体５から構成されている。また、
感光体１の表面のトナー付着量を検知するための光学セ
ンサ６が、トラム表面に近接配設されている。

現像装置２の上部には、トナーの補給量を調整するため
の供給調整ローラ７が配設され、このローラの上部にト
ナータンク８が設置されている。

また、供給調整ローラ７を駆動するために、該ローラに
はモータ９が直結されている。

光学センサ６及びモータ９には、Ｉ１０ユニット１１が
接続され、このＩ１０ユニット１１はデータバス、コン
トロールバス及びアドレスバスを介してＣＰＵ　（中央
処理装置）１０に接続されている。さらに、ＣＰＵＩ　
Ｏには、プログラムの格納されたＲＯＭ　（リード・オ
ンリー・メモリ）１２が接続されている。

第７図は光学センサ６の出力特性を示し、トナー付着量
Ｍとセンサ出力Ｖｐの関係は、指数関数で表される。ト
ナー付着量がＯにおいて、センサ出力■２゜を決めると
、トナー付着量Ｍ。の出力■。

が一義的に決定される。

以上の構成において、画像形成に際しては、感光体１に
形成された潜像に対し、現像装置２の現像ローラ３によ
って感光体表面にトナーが供給され、潜像上にトナーが
付着し、可視像に現像される。この後、可視像は転写位
置へ回転移動し、タイミングを合わせて供給される転写
用紙へ、転写装置（不図示）によって転写される。さら
に、不図示の定着装置によって転写紙上に像を定着させ
ることにより、画像形成を行っている。

次に、トナー供給制御について第８図を参照して説明す
る。

ある原稿濃度○Ｄ０を設定し、これによる感光体の表面
電位Ｖ０のトナー付着量に注目した場合、現像特性ａに
おけるトナー付着量Ｍ。を予め決定しておくことにより
、設定した間隔で特定パターンの付着量を光学センサ６
で検知し、Ｉ１０ユニット１１を介してＣＰＵＩ　Ｏに
取り込むようにすれば、付着量のＭｏに対する増減を判
定できる。

この判定結果に基づいてＣＰＵｌ０は、Ｉ１０ユニット
１１を介してモータ９の駆動を制御することができる。

例えば、現像特性が特性すのように劣化した場合、トナ
ー付着量が減少し、第７図のＭｏがらＭに減少し、光学
センサ６の出力は、ＭｏがらＶ　ｐ　。

へ上昇する。このとき例えば、ＶｏとＶ、、、との差を
求めると、どの程度現像特性が変化しているかを判断す
ることができ、これに応じたトナー補給量を決定するこ
とができる。

なお、光学センサを用いたトナー補給制御に関するもの
として、例えば、特開昭５３−１２３３６号公報に示さ
れた技術があり、中間調のトナー像を形成し、このトナ
ー像に照射した光の反射光を光学センサで検知し、その
光量に応じて現像装置の現像部に対するトナー補給量を
決定している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上記した従来技術にあっては、光学センサの検知
対象となるトナー付着パターンが原稿像領域の外側の領
域で、かつその付着量が中〜高付着量であるため、パタ
ーン形成の顛度はトナー消費量に対して無視できない。

また、パターン頭載は、検知後直ちにクリーニング工程
に入るため、クリーニング装置（不図示）にとって負担
となり、クリーニング不良を発生させる原因になると共
に画像劣化の原因になる。このため、光学センサ６によ
る検知は、ある特定の検知間隔により行っている。

また、上記した従来技術においては、次のトナー付着量
の検知までの間、前回の検知結果に基づいてトナー補給
を行うため、トナー補給が最大になった場合、次の検知
までの間に現像特性が回復したとしても、最大補給がｍ
ｍされてしまう。このような補給過剰はしばしば生じ、
これが地肌荒れやトナー飛散の原因になっていた。

本発明の目的は、トナー補給が常に最適に行われるよう
にした画像形成装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、感光体に形成された静電潜像を現像装置に
よってトナー現像し、そのトナー像を被転写シートに転
写して画像形成を行うと共に、前記感光体の特定領域に
形成したパターン上のトナー付着量を光学センサで光学
的に検知し、その検知結果に基づいて前記現像装置への
トナー補給量を制御する画像形成装置において、前記光
学センサの検知主力と予め設定した基準値との比較結果
に基づいて前記光学センサによる検知間隔を変更する制
御手段を設けた第１の手段により、また、感光体に形成
された静電潜像を現像装置によってトナー現像し、その
トナー像を被転写シートに転写して画像形成を行うと共
に、前記感光体の特定領域に形成したパターン上のトナ
ー付着量を光学センサで光学的に検知し、この検知出力
と予め設定した基準値とを比較し、この比較結果に基づ
いて現像装置に設けられたトナー濃度センサの制御基準
値を制御する画像形成装置において、前記光学センサに
よる検知間隔をトナー濃度センサの検出値と制御基準値
との差により変更する制御手段を設けた第２の手段によ
り、また、感光体に形成された静電潜像を現像装置によって
トナー現像し、そのトナー像を被転写シートに転写して
画像形成を行うと共に、前記感光体の特定領域に形成し
たパターン上のトナー付着量を光学センサで光学的に検
知し、この検知出力と予め設定した基準値とを比較し、
この比較結果に基づいて現像装置に設けられたトナー濃
度センサの制御基準値を制御する画像形成装置において
、トナー濃度センサの制御基準値が変更された場合に、
次の光学センサによる検知間隔をトナー濃度の検出値と
変更された制御基準値との差により変更する制御手段を
設けた第３の手段により達成される。

〔作用〕

上記した第１の手段によれば、光学センサによるトナー
付着量検出値と基準値との偏差に基づいて決定されたト
ナー補給量が多くなった場合に、光学センサの検知間隔
を短くし、トナー補給量が少ないとき及びトナー補給が
行われないときには、検知間隔を標準状態にする。した
がって、トナー補給が過剰に行われるのを防止し、トナ
ー飛散や地肌荒れを生じさせず、高品位の画像形成が可
能になる。また、クリーニング装置に対する負担を軽減
することができる。

また、第２．第３の手段によれば、現像装置のトナー濃
度が制御基準値に対していかなる値になっているかを先
ず判断して、第１の手段と同様に光学センサの検知間隔
を変える。したがって、トナー濃度が制御基準値に対し
て大きく外れて、トナー濃度過多、過少になることが防
止され、トナー補給が適正になされ、トナー飛散や地肌
荒れを生じさせず、高品位の画像形成が可能になる。ま
たクリーニング装置に対する負担を軽減することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例の処理動作を示すフローチ
ャートである。第１実施例の装置構成は第６図と同一で
あるので、ここでは説明を省略する。なお、この処理を
実行するためのプログラムは、第６図に示したＲＯＭ１
２に格納されている。

また、ＲＯＭ１２または揮発性メモリ　（不図示）には
、トナー付着量を検出する間隔がコピー枚数の形で設定
されている。

まず、不図示の操作盤に設けられているメインスイッチ
がオンにされる（ステップ２１）と、コピーが開始され
る（ステップ２２）。コピーは指定された枚数Ｎになる
まで連続的に行われる。この過程で、特定パターンのト
ナー付着量を検知すべき枚数ｎ（予め指定する）に達し
たことが判定されると（ステップ２３）、光学センサ６
を用いて付着量を検出し、検出値ＶＰＩを得る（ステッ
プ２４）。

この検出値Ｖ□は、ＲＯＭ１２に格納されている基準電
位■。と比較され、Ｖ　Ｐ　Ｉ≦■。が成立したか否か
を判定する（ステップ２５）。この条件が成立（Ｙｅｓ
）した場合、検知間隔枚数をｎ−１０（枚）にセットす
る（ステップ２６）。

一方、ステップ２５が条件不成立を判定すると、Ｖｏ＜
ＶＰ＋≦■、の成立の有無が判定される（ステップ２７
）。この条件が成立の場合、モータ９を予め定めた時間
Ｔ（秒）だけ駆動しくステップ２８）、現像装置２内へ
所定量のトナーを供給する。次いで、検知間隔枚数をｎ
＝１０（枚）にセットする（ステップ２９）。

ステップ２７で条件不成立が判定された場合、Ｖ　１＜
　Ｖ　ｐ　１≦Ｖ２の成立の有無が判定される（ステッ
プ３０）。この条件が成立の場合、モータ９を予め定め
た時間３／２Ｔ　（秒）だけ駆動しくステップ３１）、
現像装置２内へステップ２８の１゜５倍のトナー量を供
給する。次いで、検知間隔枚数をｎ＝５　（枚）にセッ
トする（ステップ３２）。

また、ステップ３０で条件不成立が判定されると、モー
タ９を予め定めた時間２Ｔ（秒）だけ駆動しくステップ
３３）、現像装置２内へステップ３１の２倍のトナー量
を供給する。次いで、検知間隔枚数をｎ−２（枚）にセ
ットする（ステップ３４）。

以上の処理において、モータ９の駆動時間が長くなるこ
とは、現像装置２へのトナー補給量が多くなることを意
味し、次の検知までに現像特性が回復した場合には、ト
ナー補給の過剰を招くことになる。そこで、ステップ３
２及びステップ３４によって、トナー補給を多くするほ
ど次の検知までの期間を短く設定する。これにより、ト
ナー過剰の発生を防止し、地肌荒れ及びトナー飛散を無
くすことができる。

第２図は本発明の第２実施例を示す構成図である。

第２実施例は、第６図の現像装置２にトナー濃度センサ
１３を設置した構成としている。他の構成は第６図と同
一であるので、以下においては説明を省略する。トナー
濃度センサ１３は、第３図の如き検知出力特性を有し、
基準濃度Ｔ。に対し検出電位（制御基準値）■ア。を出
力する。

第４図は第２図の実施例の処理内容を示すフローチャー
トである。

まず、メインスイッチがオンにされると（ステップ４１
）、コピーが開始され（ステップ４２）、指定された枚
数Ｎになるまで順次連続的に行われる。この過程で、特
定パターンのトナー付着量を検知すべき枚数ｎ　（予め
指定する）に達したことが判定されると（ステップ４３
）、光学センサ６を用いて付着量を検出し、検出値ｖ　
ｐ　＋を得る（ステップ４４）。

この検出値ＶＰＩは、ＲＯＭＩ２に格納されている基準
電位■。と比較され、Ｖ、、−Ｖ。が成立したか否か、
すなわち検知用パターンにおけるトナー付着量と基準付
着量Ｍ。との一致の有無を判定する（ステップ４５）。

この条件が成立（Ｙｅｓ）した場合、検知間隔枚数をｎ
＝１００（枚）にセットする（ステップ４６）・一方、ステップ４５が条件不成立を判定すると、Ｖア、
〈ｖｏの成立の有無、すなわち基準付着量Ｍ。

よりパターンのトナー付着量が多くなったが否がが判定
される（ステップ４７）。この条件が成立の場合、光学
センサ６の検知間隔をｎ＝７５　（枚）にセットしくス
テップ４８）、監視間隔を早める。

次いで、トナー濃度センサ１３の基準値をＶ、ｏ−Ｖ　
７０＋αに変更する（ステップ４９）。

次に、ステップ４７で条件不成立が判定された場合、Ｖ
ｏ＜Ｖ、、≦ｖ１の成立の有無（すなわちパターンのト
ナー付着量が基準付着量Ｍ。より若干少ないか否か）が
判定される（ステップ５０）。

この条件が成立の場合、光学センサ６の検知間隔をｎ＝
７５　（枚）にセットしくステップ５１）、更に監視間
隔を早くする。次いで、トナー濃度センサ１３の基準値
をＶア。＝Ｖア。−αに変更する（ステップ５２）。

さらに、ステップ５０で条件不成立が判定された場合、
Ｖｌ＜ＶＰ＋≦■２の成立の有無（すなわちステップ５
０の場合より更にパターンのトナー付着量が少ないか否
か）が判定される（ステップ５３）。この条件が成立の
場合、光学センサ６の検知間隔をｎ＝５０　（枚）にセ
ットする（ステップ５４）。次いで、トナー濃度センサ
１３の基準値を■１゜−■７゜−αに変更する（ステッ
プ５２）。

また、ステップ５３で条件不成立が判定されると、光学
センサ６の検知間隔をｎ＝２５　（枚）にセットしくス
テップ５５）、前記いずれの場合よりも監視間隔を早く
する。次いで、トナー濃度センサ１３の基準値をＶア。

−ＶＴＯ−αに変更する（ステップ５２）。

このように、光学センサ６の検知結果に基づいて検知の
間隔の決定の目安となるｎを再セットするのは前記実施
例と同じであるが、第２実施例では判定結果に基づいて
モータ９を直接制御するのではなく、トナー濃度センサ
１３の制御基準値を更新することにより、この基準値に
従ってモータ９の駆動を制御するようにしている。

これは、第２実施例のようにトナー濃度制御方法を用い
る場合、各センサ６．１３の検知タイミングの関係をど
のようにするかが問題となるがらである。例えば、光学
センサ６の検知時のトナー濃度センサ１３の検知値Ｖア
、が制御基準値ｖ’ｒｏに対して多い場合、光学センサ
１６はトナー付着量が少ないと判断してしまい、制御基
準値■１゜をトナー濃度大の方向ヘシフトしてしまい、
実際の検知値Ｖ　７１が制御基準値ＶＴＯまで回復した
時には、トナー濃度過多となってしまう。

このトナー濃度センサ１３の制御基準値■ア。の更新動
作を第５図のフローチャートによりさらに詳しく説明す
る。

まず、メインスイッチがオンされると（ステップ６１）
、コピーが開始され（ステップ６２）、トナー濃度を検
知すべきコピー枚数ｎ（予め指定する）に達したことが
カウンタで判定されると（ステップ６３）、トナー濃度
センサ１３により現在の検知値Ｖア、を得る（ステップ
６４）。

この検知値Ｖ　Ｔ　＋が現在の制御基準値Ｖア。に対し
である範囲（±β）の幅に入っているか否かを判定しく
ステップ６５）、入っていれば（Ｙｅｓ）、トナー濃度
制御モードを継続し、入っていなければ（ＮＯ）、モー
ドを中止する。

トナー濃度制御モードが継続されると、特定パターンの
トナー付着量を光学センサ６を用いて検知し、検出値Ｖ
□を得る（ステップ６６）。次に検出値ＶＰｌは、既述
したように基準電圧■。と比較され、Ｖｏ＜ＶＰｌが成
立した場合（ステップ６７）、トナー付着量が少ないと
判定されて、トナー濃度センサ１３の制御基準値Ｖア。

を−αシフトしくステップ６８）、新たな制御基準４１
　Ｖ　ｒ。′をＲＯＭ１２に格納し、またＶ。＞Ｖｐ＋
が成立した場合（ステップ６９）、トナー付着量が多い
と判定されて、トナー濃度センサ１３の制御基準値７丁
０を＋αシフトしくステップ７ｏ）、新たな制御基準値
Ｖア。′をＲＯＭ１２に格納する。Ｖｏ＝ｖ、１であれ
ば、トナー付着量は適当であると判定されて制御基準値
Ｖア。はそのままである。

上述した制御基準値Ｖア。の更新終了後、コピー枚数を
カウントするカウンタがゼロにクリアされる（ステップ
７１）。

以上の実施例においては、光学センサ６の検知間隔をコ
ピー枚数ｎによって規定するものとしたが、これに限ら
ず使用時間などとしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項１ないし３記載の発明によ
れば、感光体の特定領域に形成したパターン上のトナー
付着量を光学的に検知する光学センサの検知間隔を、光
学センサの検出出力と予め設定した基準値との比較結果
、あるいはトナー濃度センサの検出値と制御基準値との
差によって変更できるため、トナー補給が過剰に行われ
るのを防止し、トナー飛散や地肌荒れを生じさせず、高
品位の画像形成が可能になり、またクリーニング装置に
対する負担を軽減することができる画像形成装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の第１実施例の動作を示
すフローチャート、第２図は本発明の第２実施例を示す
構成図、第３図は第２実施例のトナー濃度センサのトナ
ー濃度と検知出力の関係を示す特性図、第４図は第２実
施例の処理を示すフローチャート、第５図は第２実施例
のトナー濃度センサの制御基準値の更新のフローチャー
ト、第６図は画像形成装置の一例を示す構成図、第７図
は第６図の光学センサのトナー付着量と検知出力の関係
を示す特性図、第８図は従来の制御説明図である。１・・・感光体、２・・・現像装置、３・・・現像ロー
ラ、７・・・供給調整ローラ、８・・・トナータンク、
９・・・モータ、１０・・・ＣＰＵ、１１・・・Ｉ１０
ユニット、１２・・・ＲＯＭ、１３・・・トナー儂度セ
ンサ。１２第？図第図トナー濃度第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光体に形成された静電潜像を現像装置によつて
トナー現像し、そのトナー像を被転写シートに転写して
画像形成を行うと共に、前記感光体の特定領域に形成し
たパターン上のトナー付着量を光学センサで光学的に検
知し、その検知結果に基づいて前記現像装置へのトナー
補給量を制御する画像形成装置において、前記光学セン
サの検知主力と予め設定した基準値との比較結果に基づ
いて前記光学センサによる検知間隔を変更する制御手段
を設けたことを特徴とする画像形成装置。
（２）感光体に形成された静電潜像を現像装置によつて
トナー現像し、そのトナー像を被転写シートに転写して
画像形成を行うと共に、前記感光体の特定領域に形成し
たパターン上のトナー付着量を光学センサで光学的に検
知し、この検知出力と予め設定した基準値とを比較し、
この比較結果に基づいて現像装置に設けられたトナー濃
度センサの制御基準値を制御する画像形成装置において
、前記光学センサによる検知間隔をトナー濃度センサの
検出値と制御基準値との差により変更する制御手段を設
けたことを特徴とする画像形成装置。
（３）感光体に形成された静電潜像を現像装置によつて
トナー現像し、そのトナー像を被転写シートに転写して
画像形成を行うと共に、前記感光体の特定領域に形成し
たパターン上のトナー付着量を光学センサで光学的に検
知し、この検知出力と予め設定した基準値とを比較し、
この比較結果に基づいて現像装置に設けられたトナー濃
度センサの制御基準値を制御する画像形成装置において
、トナー濃度センサの制御基準値が変更された場合に、
次の光学センサによる検知間隔をトナー濃度の検出値と
変更された制御基準値との差により変更する制御手段を
設けたことを特徴とする画像形成装置。