JPH0440482A - 複写機のトナー補給制御方法 - 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、電子写真方式によって画像形成を行う複写機
についてその現像器へのトナー補給制御方法に係わり、
特に原稿濃度のレベルによってトナー補給量を変更し、
現像剤のトナー比率を常に適正濃度に維持する複写機の
トナー補給制御方法に関する。

〔発明の背景〕

電子写真方式の複写機においては、回転する像担持体周
縁部にコロナ帯電器等の帯電手段、原稿面からの光像を
照射して潜像を形成する露光手段、ＬＥＤ等を用いて照
射を行い画像枠を形成する除電手段、潜像部分を現像し
てトナー像を形成する現像手段、トナー像を記録紙上に
転写する転写手段、転写残の像担持体上のトナーを除去
するクリニング手段等が配設されている。

また、現像手段についてみると、２成分現像剤を用いる
現像器では現像容器内でキャリアとトナとは充分撹拌さ
れキャリアにトナーか静電的に付着した状態の現像剤と
なり、現像スリーブの周面に層状に付着して像担持体と
対向した現像領域に搬送され、現像領域の現像剤は像担
持体上の潜像の現像を行い、潜像部分にはトナーを静電
的に付着して顕像（トナー像）としている。

この現像に際しては、原稿濃度を検知し、自動的に画質
調整を行うものか提案されている（例えば特開昭５３−
９３８３４号公報）。また、原稿の地色や画像濃度の濃
さに応じて現像ローラのバイアス電圧を変更してコピー
画像の濃度を自動的に調整する方法を本出願人は特開昭
５７−４５５６４号公報において提案している。

前記現像によりトナーが消費され、現像剤中のトナー比
率がある範囲以下なると良好なトナー像が得られなくな
る。現像剤のトナー比率がある範囲以下になって良好な
トナー像が得られなくなったときはこれを検知して速や
かにトナーを現像器内に補給する必要がある。特公昭４
３−１６１９９号公報及び特公昭６３−４６４２１号公
報等はこれに関する提案であり、感光体ドラム上の記録
紙と接触しない箇所に基準濃度をもった標準票板の静電
潜像を形成し、これを現像し、得られたトナー像の反射
濃度を発光素子と受光素子とからなるセンサーによって
検出し、このセンサーの出力信号を基準電圧と比較して
トナーを現像器に補給する制御手段を設けたものである
。このトナー補給制御は、画像部の先端位置近傍に標準
票板像を設けることによってもなされて来た。それには
複写機等の原稿載置台のすぐ近くに基準濃度をもった標
準票板を貼付けておいて、光学系か原稿面を走査する際
、標準票板をも同時に走査して１コピー毎に像担持体上
に標準票板の潜像を形成し、これを現像して標準票板ト
ナー像を作成する。この標準票板のトナ像の濃淡を前記
センサーによって検知し、標準票板のトナー像の濃度か
ある基準値より低ければ、現像器内のトナー濃度が低下
していると判断してホッパーからトナーを現像器に補給
し、トナー像の濃度か充分であれはトナーを補給しない
ことで、記録紙上に記される画像をあるレベルの濃度以
上に保つようにしたものである。

また、前記ホッパー内のトナー残量の検知方法について
は、本出願人が特開昭５５−３６８７４号公報において
、ホンパー内部又はホッパー壁面に振動部材を配置して
高感度に安定してトナー残量を検知する方法を提案して
いる。この振動部材を用い類似の原理によって現像器内
の現像剤のトナー比率を検知することか可能で、かかる
検知手段を用い：３ てトナー補給を制御することも可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、以上のように原稿の地色や画像濃度に応じたコピ
ー画像濃度の調整方法や、現像剤の１−す比率の低下に
応じてトナーを補給するトナー補給制御方法は種々提案
・実施されてコピー画像の濃度安定が図られている。

しかし、原稿画像の平均濃度の大小によって現像時のト
ナー消費量は大幅に異なる。特に原稿に写真像の占める
割合か大きい場合や、ベタ黒の部分か多い場合はトナー
消費量か大きく、微量のトナー補給が行われていると、
トナー補給量よりもトナー消費量の方が多くて、トナー
不足か積算されて現像剤のトナー比率か低下し、ついに
は、コピー画像濃度とコピー画質の低下を招くことにな
る。従って、原稿画像に写真像やベタ黒の部分の占める
割合が大きい場合には、現像剤へのトナ補給量を多くし
なけれはならない。

従来、前記標準票板のトナー像の反射濃度を測定して、
その反射濃度か所定の値より低くなった場合トナーを補
給する方法は行われてきたが、前記特公昭６３−４６４
２１号公報に記載のように標準票板１〜ナー像の検知濃
度の濃淡によってトナー補給量を変化させる提案は、ト
ナー消費量の多いコピーを多数枚コピーを行うような場
合にはその対応が遅れて、復元されることがあっても薄
いコピーが中間では得られることとなり、画像濃度が不
安定となり画質の低下したコピーが行われるという問題
点かあった。

本発明は、上記問題点を解決し、いかなる原稿画像の場
合も、常に安定した濃度で画質の優れた画像が得られる
ようにした複写機のトナー補給制御方法を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 前記目的は、原稿濃度を検知するＥＥ手段と、ＥＥ手段
の検知信号に基づいて原稿濃度を判定する原稿濃度判定
手段と、現像剤のトナー比率を一定に制御するトナー補
給制御手段とを有した複写機で、前記ＥＥ手段により検
知された原稿の平均濃度レベルか規定以上濃度の高いレ
ベルと判断された場合、トナー補給時間を長時間側に切
換えるよう制御することを特徴とする複写機のトナー補
給制御方法によって達成される。

〔実施例〕

第１図は、本発明の適用される複写機の一例の構成を示
す断面図である。

図において、ＩＯは矢示（時計）方向に回転する像担持
体である感光体ドラムで、その周縁部には帯電器１】、
除電器Ｊ２、現像器３０、転写器Ｊ３、分離器１４、光
学的検知手段であるセンサー４０、クリーニング装置５
０等か設けられている。

複写機本体上部には、透明なガラス板などからなる原稿
台２１と、原稿りの大きさによって載置位置を指定する
スケール板２８かある。スケール板２８の裏面には標準
濃度の標準票板２２が設けられている。原稿台２１の下
方であって、複写機本体内には第１ミラーユニツト２６
、第２ミラーユニット２７、主レンズ２５及び主レンズ
２５側部に設けられたＥＥ手段のセンサーであるＥＥセ
ンサー７０等からなる走査光学系２０か設けられている
。露光ランプ２３及びミラー２４Ａを６ｉｉｉ入だ第１
　ミラーユニット２６は前記原稿台２１と平行に、かつ
図面左右方向へ直線移動可能に設けられていて、標準票
板２２及び原稿りの全面を走査する。ミラー２４Ｂ及び
ミラー２４Ｃを一体的に設けた第２ミラーユニツト２７
は所定の光路長を保つように、第１ミラーユニット２６
の１／２の速度で左右方向に直線移動する。勿論、該第
２ミラユニツＩ・２７の移動は前記第１ミラーユニツト
２６と同様に原稿台２１に対して平行である。原稿台２
１上の原稿りの画像及Ｕ標準票板２２の像は、上記ミラ
２４Ａ、ミラー２４Ｂ１　　ミラー２４Ｃによって反射
され、さらに主レンズ２５を経てミラー２４Ｄによって
反射され像担持体である感光体ドラム１０上に結像・走
査されるとともに、ＥＥセンザー７０によって原稿画像
濃度分布が検知されるようになっている。

本実施例では、図示しないコピー釦が押圧されてコピー
指令信号か制御部＋００に入力されると、制御部１００
の制御によって以下のような動作が行われる。

まず、原稿画像データ収集のために走査光学系２０のＥ
Ｅセンサー７０によって原稿りの像面走査か行われ、得
られる原稿画像の平均濃度及び濃度分布より後述するト
ナー補給量を決定する補給時間ｔと、現像スリーブ３１
に印加するバイアス電圧を設定する。この走査が終わる
と走査光学系２０の第１ミラーユニソＩ・２６及び第２
ミラーユニツＩ・２７は星図上左端の位置に位置したの
ち、標準票板と原稿り画像面の走査が行われる。この時
、感光体ドラム１０は、走査光学系２０の走査開始と同
時に矢示のように時計方向に回転し、帯電器１１により
一様に帯電して除電器１２を通過する。除電器１２は制
御部１００の制御によって、画像領域の外側に当たる枠
部分を、前記標準票板２２の像部を除いてＬＥＤによる
照射を行い除電する。前記走査光学系２０からの光入射
に従って感光体ドラム１０上には原稿り及び標準票板２
２に対応した静電潜像が形成される。

現像器３０内には２成分現像剤かあって撹拌スクリュー
３３Ａ　、　３３Ｂによって撹拌されたのち、マグネ・
ノドローラ３２とその外側にあって回転する現像スリー
ブ３１外周に付着して磁気ブラシを形成し、感光体トラ
ム１０に対向した現像領域において後述するバイアス電
圧を印加した現像スリーブ３１によって現像か行われる
。即ち、感光体ドラム１０上の上記静電的な原稿り及び
標準票板２２の潜像は、現像器３０によって現像され可
視のトナー像となる。

多数枚の記録紙Ｐを収容する給紙カセット６０からは、
記録紙Ｐか一枚ずつ第１給紙ローラ１５によって繰り出
される。この繰り出された記録紙Ｐは、感光体ドラム１
０上の原稿りのトナー像と同期して作動する第２給紙ロ
ーラ１６によって感光体ドラム１０上に送出される。そ
して転写器１３の作用により、感光体ドラムｌＯ上の標
準票板２２のトナー像を除き、原稿りのトナー像が記録
紙Ｐ上に転写される。そののち分離器１４により感光体
ドラム１０上から分離され、記録紙Ｐは図示しない記録
紙搬送手段を経て図示しない定着装置へ送られ、熱定着
ローラ及び圧着ローラによって挟持され、溶融定着され
たのち複写装置外へ排出される。

記録紙Ｐに転写されずに残った漂準票板２２のトナー像
は、発光素子４１と受光素子４２とよりなるセンザー４
０の位置に達してその濃度が読み取られ、その濃度が高
く１〜ナー比率が高い（濃い）ときはそのまま、濃度が
低くトナー比率か低い（薄い）ときは制御部１００は駆
動部１０４を介してトナー補給ロー３５を後述するトナ
ー補給時間ｔの間回転させてホッパー３４内のトナーＴ
の規定量を現像器３０内へと補給する。トナー補給ロー
ラ３５は例えはその周面に軸と平行で当間隔に複数の溝
が形成されていて、等速回転で回転し、回転時間にほぼ
比例した量のトナーＴを補給することができる。なお３
６はＩ・ナー掻き落とし板で、トナー補給ローラ３５と
ともに作動し、トナー凝固によるトナー落下不良を防止
する。

濃度検知を終えた標準票板トナー像と転写残の画像領域
のトナーを有して回転する感光体ドラム１０の表面は、
ブレード５１等を備えたクリーニング装置５０により掻
き落とされ清掃されて、次回のコピーに待機する。

前記ＥＥセンザー７０の出力信号は制御部１００におい
て、サンプリング、濃度弁別、計数等の処理が行われて
、濃度のヒストダラムが構成されこのヒス１−グラム及
び原稿りの平均濃度値Ｄｄは、−旦メモリ１１０に格納
される。

このヒスｊ・グラムは原稿りの種類によって特徴的なパ
ターンを示す。

第３図（ａ）〜（ｅ）は前記ＥＥセンサー７０の出力か
ら得られる原稿の濃度ヒストダラムの一例を示す図であ
る。帳票原稿の場合のヒストダラムは、紙地色及び罫線
、文字画像に対応する濃度区分に比較的大きな頻度を有
し、ここにピークを形成する。

また写真原稿のような中間調原稿りの場合は特にピーク
を形成せずに分布する。第３図の（ａ）は白色地に印刷
した原稿、（ｂ）は色地に印刷した帳票原稿、（ｃ）は
白色地に鉛筆書きの原稿、（ｄ）は白色地の写真原稿、
（ｅ）は色地の写真原稿の場合の代表的ヒストグムを示
す。（ａ）の白色地印刷原稿りのヒスＩ・グラムに対し
て、色紙や新聞原稿等の色地原稿では地色の反射率が低
いため地色濃度に対応する左側のピークか第３図（ｂ　
）、（ｅ　）に見るように濃い濃度区分に移行する。

また、一定頻度Ｎ。（第３図中破線で示す）以上の頻度
を示す部分の幅をヒストダム広がりとするき、このヒス
トグム広がりによっても原稿りの種類を区別することが
できる。

以上のような原稿りの画像濃度検知信号及びそのヒスＩ
・グラムより原稿りの種類を判別し、コピ濃度を適正値
に保持するため、例えば現像スリープ３１に印加するバ
イアス電圧を変更・制御する時の７０−チャ−１・の−
例を第４図に示す。チャド中、Ｂｊは白色地と色地とを
区別するための最淡濃度判定用の濃度レベル、Ｊ２は普
通原稿と写真原稿等の区別するための平均濃度判定用の
濃度レベル、Ｊ３〜Ｊ４は適正バイアス電圧を決定する
ための判別用濃度レベルで、バイアス４〜バイアス７は
現像スリーブ３１に印加するバイアス電圧値を表し、数
字の犬なるはと高いバイアス電圧が印加される。

曲記標準票板ｌ・ナー像がセンサー４０の位置に達して
その濃度Ｄｓか検知され、比較回路１０３を経て基４’
ｉ　’ａ度丁）ｌと比較され、　Ｄｓ＜ＤＩの場合、制
御部１００は駆動部１０４を介してトナー補給ローラ３
５を所定時間を秒間回転させてトナー補給を行う。

その詳細について第２図のフローチャートに基づいて本
発明のトナー補給制御方法について説明する。

前記標準票板２２のトナー像の濃度Ｄｓを検出しくステ
ップｌ）、検出された濃度Ｄｓは比較回路１０３によっ
て基準濃度ＤＩと比較される（ステップ２）。Ｄｓ＞Ｄ
Ｉであれは現像剤のトナー比率は大であり、制御部１０
０はＩ・ナー補給は行わないで（ステップ３）。

もし　Ｄｓ≦Ｄ１であれば制御部１００は検知信号を受
けて、メモリ１１０より原稿りの平均濃度Ｄｄを呼び出
しくステップ４）規定濃度Ｊ２と比較する（ステップ５
）。Ｄｄ≦Ｊ２であればトナーＴの補給時間ｔを０．５
秒にセン［・しくステップ６）、Ｉ−ナー補給を開始す
る（ステップ７）。０．５秒間トナー補給されたことを
確認して（ステップ８）トナー補給を停止して（ステッ
プ９）終了する。

また、ステップ５において　Ｄｅｌ＞Ｊ２であれば、ト
ナーＴの補給時間ｔを０．８秒にセットしくステップ１
０）、トナー補給を開始しくステップ１１）、０４８秒
間トナー補給されたことを確認して（ステップ１２）、
トナー補給を停止して（ステップ＋３）終了する。勿論
、上記の７０−チャ−１・で、０．５秒及び０８秒のト
ナー補給時間は一例を示しただけで之に限定するもので
もなく、また、トナー補給時間は時間経過を確認するこ
となく終了としても差支えない。

以」二のように原稿りの平均濃度Ｄｄのレベルか規定濃
度より高い場合は、トナー補給時間ｔを長時間に切換え
てトナー補給を行うよう制御がなされる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のトナー補給制御方法によれ
ば、原稿の種類によってトナー補給の行われる補給時間
を切換えてトナー補給がなされるので、原稿の種類に適
した量のトナー補給か自動的に行われ、現像剤のトナー
比率低下を防止し、常に安定した濃度と画質の優れたコ
ピーを得ることのできる複写機のトナー補給制御方法を
提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した複写機の一例の構成を示す断
面図、 第２図は本発明のトナー補給制御の一例を示すフローチ
ャー１・、 第３図は第１図のＥＥセンサーの出力から得られるｒＪ
′、ｆ稿の濃度ヒストダラムを示す図、第４図は第１図
の現像スリーブに印加するバイアス電圧を決定するプロ
セスの一例を示すフロチャーＩ・である。 １０・・・感光体トラム　　１１・・帯電器１２・・除
電器　　　　　２０・・走査光学系２２・標準票板　　
　　２５・・主しンス２６・・第１ミラーユニノ１へ ２７・・第２ミラーユニット ３０・現像器　　　　　３４・・ホッパー３５・　トナ
ー補給ローラ ４０・・・センサー　　　　７０・・・ＥＥセンサー（
ｊ １００・・・制御部　　　　Ｄ・・・原稿Ｄｄ・・・原
稿平均濃度 Ｄｓ・・標準票板トナー像の濃度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 原稿濃度を検知するＥＥ手段と、ＥＥ手段の検知信号に
   基づいて原稿濃度を判定する原稿濃度判定手段と、現像
   剤のトナー比率を一定に制御するトナー補給制御手段と
   を有した複写機で、 前記ＥＥ手段により検知された原稿の平均濃度レベルが
   規定以上濃度の高いレベルと判断された場合、トナー補
   給時間を長時間側に切換えるよう制御することを特徴と
   する複写機のトナー補給制御方法。