JPH04181968A

JPH04181968A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH04181968A
Application number: JP2311904A
Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Nomura; 野村　憲由; Masahiko Asada; 雅彦浅田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-06-29
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: DE4137708C2; JP3021619B2; DE4137708A1; US5214476A

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】（イ）産業上の利用分野本発明は電子複写機やレーザプリンタ等の、トナーを使
用する画像形成装置に関し、特に画像形成装置に備えら
れている現像手段にトナーを補給するトナー補給手段の
制御に特徴のあるものである。

（ロ）従来の技術従来周知の画像形成装置では、トナー濃度検出手段によ
って検出されたトナー濃度が所定値以下になった際に、
一定量のトナーが供給される。

（ハ）発明が解決しようとする課題前述のように、従来の技術では、トナー濃度が所定値以
下になった際に、一定量のトナーが供給されるので、−
時的にトナー濃度にバラツキが生じ、画質の低下は否め
なかった。

本発明は、かかる従来の技術に鑑みてなされたもので、
トナー濃度とその変化量に基づいて、トナーの供給量を
決定するものである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、トナーとキャリヤの混合物からなる２成分系
現像剤によって、静電潜像担持体に担持されている静電
潜像を現像する現像手段と、当該現像手段における前記
現像剤中のトナー濃度を検出する濃度検出手段と、当該
濃度検出手段によって検出されたトナー濃度に応じて、
前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段とが備
えられている画像形成装置において、前記トナー濃度の
変化量を算出する変化量算出手段と、当該変化量算出手
段によって算出されたトナー濃度の変化量とトナー濃度
とに基づいてトナー補給手段のトナー供給量を設定する
トナー濃度制御手段とが具備されていることを特徴とす
るものである。

（ホ）作用本発明では、変化量算出手段によって算出されたトナー
濃度の変化量とトナー濃度とに基づいてトナー補給手段
のトナー供給量が設定される。

また、トナー濃度制御手段には、トナーの供給量を決定
するのにファジー推論が用いられる場合もある。

（へ）実施例図面はいずれも本発明の一実施例を示し、第１図は装置
全体の概略構成図、第２図はトナーボックスの概略側面
図、第３図はメンバーシップ関数図、第４図はファジー
推論のおける規則を示す表面、第５図は特性図、第６図
は制御ブロック図、第７図ないし第１０図は制御のフロ
ーチャート、そして第１１図は制御効果を対比するグラ
フである。

第１図において、１は静電潜像担持体としての感光体ド
ラムで、その上部に当該感光体ドラム１の表面を均一に
帯電するための帯電用コロトロン２が設けられ、その下
流側に図中Ｃ方向に光線を露光する露光装置（図示せず
）が配置されている。

前記露光装置の下流側には現像ユニット３が設けられて
いる。当該現像ユニット３には現像ローラ３ａおよび現
像剤撹拌ローラ３ｂが内蔵され、当該現像剤撹拌ローラ
３ｂの下部に、現像ユニット３内のトナー濃度を検出す
るための磁気センサー３ｃが設けられている。現像ユニ
ット３内には、周知のトナー３ｅとキャリヤ３ｄの混合
物が収納されている。

前記現像ユニット３の上方にはトナーボックス４が設け
られ、現像ユニット３とトナーボックス４との間には、
トナーボックス４内のトナー３ｅを現像ユニット３に供
給するための、トナー供給ローラ４ａが装着されている
。

また、前記感光体ドラム１の下部には、感光体ドラム１
上のトナー３ｅを用紙（図示せず）に転写するための転
写用コロトロン５、および前記用紙を感光体ドラム１が
ら分離するための分離用コロトロン６が夫々設けられて
いる。

更に、分離用コロトロン６の下流側Ｃ図では左側上方）
には、感光体ドラム１上の残留トナー３ｅを除去するた
めのクリーニング装置７および除電ランプ８が配備され
ている。

なお、用紙は水平方向（ｂ方向）に搬送される。

−船釣に２成分現像方式では、現像ユニット３内のキャ
リヤ３ｄとトナー３ｅの濃合比（以下トナー濃度）が画
像濃度に与える影響は大きい。本実施例では、トナー濃
度を磁気センサー３Ｃ（トナーが多いと透磁率が下がり
、トナーが少ないと透磁率が上がることを利用したトナ
ー濃度測定センサー）で読みとり、必要量をトナー補給
モータ４ｂを回す事により、トナー補給ローラーを回転
させ、トナーボックス４内のトナーを現像ユニット内に
落下させている。なお、磁気センサー３ｃの出力からト
ナー補給量をファジー推論で求める。

本実施例では、トナー濃度コントロールは、現像ユニッ
ト内のトナー濃度を６５％、磁気センサーの出力電圧で
は２．３ｖに収束させる事を目的として、トナー濃度の
絶対値と変化量から、ファジー推論を用いて決定した時
間だけトナー補給を行うものである。このファジー推論
は、前件部が２、後件部が１の、２人力１出力タイプで
ある。

前件部１としてはセンサー３ｃの出力値つまりトナー濃
度を用いる。ここで、実験により、センサー３ｃの出力
値を２．３Ｖに収束させる為には、第３図（ａ）の様に
メンバーシップ関数は２．４〜２．５■で密にし、そこ
から離れるに従って、疎にしていけばよいといえる。ま
た前件部２と１では、センサー呂力値の変化分つまりト
ナー濃度の変化分を用いている。この方）マ第３図（ｂ
）の様に比較的−様なメンバーシップ関数で問題はなか
った。後件部にはトナー補給時間を用いたメンバーシッ
プ関数は第３図（ｃ）の様に、補給時間が短いところで
密に、長くなると疎にした。

以上のメンバーシップ関数より第４図に示す２１のルー
ル作りを行った。このルールの意味は、基本的にはトナ
ー濃度が低ければ低い程、補給時間を増してやり、目標
トナー濃度になれば補給をやめる。又同程度のトナー濃
度であれば、トナー濃度が減少していれば、増加してい
る場合より補給量を増してやるというものである。但し
センサー３ｃの出力値の変化量が大きい場合は、トナー
を大量消費し、大量補給している場合であるから、トナ
ー濃度が目標値になった時点で補給ををやめると、すぐ
トナー濃度が減ってしまい、結果的にトナー濃度の薄い
所で制御してしまう。これを防止するため、トナー濃度
の変化量が大きい場合のみ、トナー濃度が増加して目標
値になっても補給を続けてやる事により、トナー濃度の
制御値を目標値に近づける事が出来る。

ここで、補給トナーがないとか、トナー消費量が多すぎ
て、トナー濃度があるレベル以下になった場合、自動的
にコピー動作は休止し、現像ユニット３は駆動したまま
トナー補給を行い目標値に達したら再びコピー動作を始
めることにより、如何なる原稿でも適性なトナー濃度コ
ントロールを行うことができる。

第６図は、複写装置本体の制御部のブロック図である。

複写装置はＭ　Ｐ　Ｕ　１００を含むマイクロコンピュ
ータシステムによって制御される。このマイクロコンピ
ュータシステムにはＭ　Ｐ　ｔＪ　１００に接続された
制御用プログラムなどを格納しておくためのＲＯＭ１０
２と、Ｍ　Ｐ　ＴＪ　１００による制御の際にデータの
一時格納を行いかつ制御に必要な種々のクラブ領域を有
するＲＡＭ１０４、そしてＭＰＵ１００が本体内部機器
の入呂力制御を行うためのＩ１０インターフェース１０
６及びセンサー出力のアナログ値をディジタル値に変換
するＡ／Ｄ変換器１０８が含まれる。なお、ＲＡ　Ｍ　
１０４は、電圧ＶＣＣに接続されたリチウム電池などの
バックアップ電池１１４によりバックアップされている
。電圧ＶＣＣが供給されなくなると、バックアップ電池
１１４の電圧がＲＡＭ１０４に与えられる。したがって
、複写装置のメインスイッチが切られても、ＲＡＭ１０
４のデータは保持される。Ｉ１０インターフェース１０
６の入力ポートには、現像器内のトナー濃度を検知する
磁気センサーなどの出力が入力される。また、Ｉ１０イ
ンターフェース１０６の出力ポートには、現像器内にト
ナーを補給するトナー補給モータなどの複数の駆動装置
１１２が接続される。

次に、以上の如く構成されたＭ　Ｐ　Ｕ　１００の制御
手順を第７図ないし第１０図に示すフローチャートを交
えて説明する。

第７図は、メインルーチンを示すフローチャートであり
、まずステップ５１０１のコピー動作１では、割り込み
の許可をしたりメインモータを回したり、スキャンスタ
ート等の初期プロセスを行う。その後ステップ５１０３
でトナーコントロールされるが、トナーコントロールに
ついての詳細は第８図に示し、後に説明する。そして、
ステップＳ］０５のコピー動作２で一連の複写プロセス
が行われ、次のステップ５１０７に進む。ステップ５１
０７では連続コピーが否かを判断する。ＹＥＳであれば
ステップ５１０１に戻り、ＮＯであればメインルーチン
を終了させる。

第８図は、トナーコントロールのサブルーチンを示すフ
ローチャートであり、第９図及び第１０図はＩ　ＮＴＥ
ＲＲＵＰＴルーチンの一部を示す。こ（７）ＩＮＴＥＲ
ＲＵＰＴルーチンは、Ｍ　Ｐ　Ｕ　１００／）内部タイ
マーにより所定の周期でメインルーチンに割り込んで処
理が行われる。第９図の割り込みルーチンＡは、トナー
濃度変化量（＝「前回トナー濃度」−「今回トナー濃度
」）を求める際に使用する「今回トナー濃度」を求める
ものであり、８回連続してトナー濃度を読み込み加算し
ていく処理である。フローチャートに沿って説明すると
、ステップ５２０１でＲＡＭ１０４の所定エリアに設け
られたフラグが、ゼロか否かを判断し、ゼロであるとき
ステップ５２０３へ進む。ステップ５２０３では、ＲＡ
Ｍ１０４のカウンタ及びメモリ１を初期化するためゼロ
にし、フラグに１をセットでこの割り込みを抜ける。次
にこの割り込みルーチンに入ってきた時には、ステップ
５２０１及びステップ５２０５にてＲＡＭ１０４のフラ
グが１になっていることにより、ステップ５２０７へ進
む。

ステップ５２０７では、トナーボックス４内のトナー濃
度を磁気センサー３ｃで読みとり、Ａ／Ｄ変換器１０８
でアナログ値をディジタル値に変換し、その値とメモリ
１とを加えてメモリ１に入れておく。又、カウンタを１
カウントしておく。ステップ５２０９では、カウンタが
８が否かを判断する。つまり、ステップ５１０７の処理
を８回加えて行ったかを判断している。Ｎｏであれば割
り込みルーチンを抜け、ＹＥＳであればステップ５２１
１に進む。ステップ５２０７で８回加えていったトナー
濃度値をＲＡＭ１０４のメモリ２に入れておき、フラグ
をリセットして割り込みルーチンを抜ける。このように
して、割り込みルーチンＡにおいて常に今回トナー濃度
がＲＡＭ１０４のメモリ２に蓄えられている。

次に、第７図ステップ５１０３の処理、つまり第８図の
トナーコントロールについて説明する。まず、ステップ
５３０１で電源をオンした後の１枚目ののコピーかどう
か判断している。この判断は、電源オン後の１枚目のコ
ピーでは、　「前回トナー濃度」の情報がないためトナ
ー濃度変化量を求めることができない。そこで、電源オ
ン後の１枚目コピーとそれ以降のコピーについて制御を
分けている。電源オン後の１枚目のコピーの時は、ステ
ップ５３０５・５３０７へと進む（ＲＡＭ１０４内の所
定のエリアに設けられたメモリ３は、「前回トナー濃度
」を格納して、メモリ４は今回トナー濃度を格納する）
。この時は、メモリ３にもメモリ４にも割り込みルーチ
ンＡで求めたメモリ２を入れ、トナー濃度変化量（＝「
前回トナー濃度」−「今回トナー濃度」＝メモリ３−メ
モリ４）をゼロとじようとしている。

又、電源オン後の１枚目のコピー以外では、メモリ４の
値をメモリ３に入れ今回トナー濃度の古い情報を前回ト
ナー濃度にし、今回トナー濃度は割り込みＡによって得
た最新の今回トナー濃度であるメモリ２の内容に変える
というステップ５３０３・５３０７を通り次のステップ
５３０９へ進む。ステップ５３０９では、メモリ３の内
容からメモリ４の内容を減算し、その値を８で割りＲＡ
Ｍ１０４のメモリ５に入れる。つまり、前回のトナー濃
度から今回のトナー濃度を引き算して、変化量を求めて
いる。

又、８で割っているのは、割り込みルーチンＡで求めた
メモリ２は、８回連続で読み込んだセンサー人力値を次
々とたしていったものであり、この時点で平均化してい
る（メモリー５は、トナー濃度変化量を格納したもので
ある）。

次に、ステップ５３１１においては、磁気センサー３Ｃ
で読み、Ａ／Ｄ変換器１０８を通した値をそのコピー時
におけるトナー濃度の絶対値とする。ステップ５３１３
及び５３１５は、ファジー制御適用範囲をトナー濃度で
約５．８％から約８％に決めたとき、これらの適用範囲
外の処理について定めたものである。ステップ５３１３
では、ステップ５３１１で求めたトナー濃度が８％より
も濃いか否かを判断する。

ＹＥＳであれば何もせずこのサブルーチンがらりターン
する。Ｎｏであればステップ５３１５に進む。

ここでは、前ステップと同様にトナー濃度が５．８％よ
りも薄いか否かを判断する。ＹＥＳであればステップ５
３１７・５３１９でトナーを補給する一定時間のデータ
をＲＡＭ１０４のメモリ６に設定し、トナー補給モータ
４ｂをスタートさせる。つまり、一定時間トナー補給モ
ータ４ｂを回すことにより、トナー補給ローラ４ａを回
転させて、トナーボックス４内のトナー４ｃを現像ユニ
ット３内に落下させてトナー補給する。Ｎｏであればフ
ァジー制御をする領域であり、ステップ５３２１に進む
。

ここでは、トナー濃度の絶対値及びトナー濃度の変化量
に対して、あらかしめに全てファジー推論の演算をした
解、つまりトナー補給時間のデー夕をデータテーブルの
形で格納してあり、ステップ５３０９及び５３１１で求
めたトナー濃度の絶対値及びトナー濃度の変化量に合致
するデータをデータテーブルから読み込んでくる（ルッ
クアップテーブル方式）。そして、ステップ５３２３・
５３２５でトナーを補給する時間をＲＡＭ１０４のメモ
リ６にセットして、トナー補給モータ４ｂをスタートし
て回し、トナー４ｃを現像ユニット３内に落下させてト
ナー４ｃを補給するものであり、この制御ではこのトナ
ー補給モータ４ｂを回転させる時間をトナー濃度変化量
の２情報をもとに可変させているものである。

第１０図の割り込みルーチンＢでは、トナー補給時間モ
ータのカンウド及びストップの処理をしている。ステッ
プ５４０１でメモリ６の内容がＯか否かを判断する。こ
れは、ステップ５３１９及び５３２３でトナー補給モー
タの回転時間のデータがセットされないかぎりメモリ６
が０であることから判断している。Ｎｏであればステッ
プ５４０３へ進みメモリ６の内容を１だけ減じていき、
リターンする。又、ＹＥＳであればステ７プ５４０５へ
進む。このステップ５４０５では、トナー補給モータ４
ｂを止めてリターンする。

（ト）発明の効果本発明では、変化量算出手段によって算出されたトナー
濃度の変化量とトナー濃度とに基づいてトナー補給手段
のトナー供給量が設定される。

従って、−時的にも、トナー濃度にバラツキが生じるこ
とはなく、画質が低下することはない。

なお、トナーの供給量を決定するのにファジー推論が用
いられると、前記バラツキは更に抑制されて、より品質
の高い書画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の一実施例を示し、第１図は装置
全体の概略構成図、第２図はトナーボックスの概略側面
図、第３図はメンバーシップ関数図、第４図はファジー
推論のおける規則を示す表面、第５図は特性図、第６図
は制御ブロック図、第７図ないし第１０図は制御のフロ
ーチャート、そして第１１図は制御効果を対比するグラ
フである。１・・・感光体ドラム、２・・・帯電用コロトロン、３
・・・現像ユニット、３ａ・・・現像ローラ、３ｂ・・
・現像剤撹拌ローラ、３ｃ・・・磁気センサー、３ｄ・
・・キャリヤ、３ｅ・・・トナー、４・・・トナーボッ
クス、４ａ・・・トナー供給ローラ、４ｂ・・・トナー
補給モータ、５・・・転写用コロトロン、６・・・分離
用コロトロン、７・・・クリーニング装置、８・・・除
電ランプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナーとキャリヤの混合物からなる２成分系現像
剤によって、静電潜像担持体に担持されている静電潜像
を現像する現像手段と、当該現像手段における前記現像
剤中のトナー濃度を検出する濃度検出手段と、当該濃度
検出手段によって検出されたトナー濃度に応じて、前記
現像手段にトナーを補給するトナー補給手段とが備えら
れている画像形成装置において、前記トナー濃度の変化量を算出する変化量算出手段と、
当該変化量算出手段によって算出されたトナー濃度の変
化量とトナー濃度とに基づいてトナー補給手段のトナー
供給量を設定するトナー濃度制御手段とが具備されてい
ることを特徴とする画像形成装置。
（２）トナー濃度制御手段には、トナーの供給量を決定
するのにフアジー推論が用いられる請求項（１）記載の
画像形成装置。