JPH0540408A - Method and device for forming image and method for controlling toner replenishment - Google Patents
Method and device for forming image and method for controlling toner replenishmentInfo
- Publication number
- JPH0540408A JPH0540408A JP3315518A JP31551891A JPH0540408A JP H0540408 A JPH0540408 A JP H0540408A JP 3315518 A JP3315518 A JP 3315518A JP 31551891 A JP31551891 A JP 31551891A JP H0540408 A JPH0540408 A JP H0540408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- amount
- area
- replenishment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、画像情報信号に応じた
光ビーム走査により像担持体上に画像露光を行なう画像
形成装置における画像形成方法等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming method and the like in an image forming apparatus for performing image exposure on an image bearing member by scanning a light beam according to an image information signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】画像情報信号に応じた光ビーム走査によ
り像担持体上に画像露光を行なう複写機やプリンタ等の
画像形成装置では、周知のように、像担持体に形成され
た光像を現像することにより現像器内のトナーが消費さ
れる。このため、この種の画像形成装置では、このトナ
ー消費に伴うコピー画像濃度の低下を防止するために、
現像により消費されたトナー量に見合う量の新たなトナ
ーを現像器に逐次補給して、現像器内におけるトナー濃
度を常時一定に保つ必要がある。2. Description of the Related Art As is well known, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer which performs image exposure on an image carrier by scanning a light beam according to an image information signal, an optical image formed on the image carrier is known. By developing, the toner in the developing device is consumed. Therefore, in this type of image forming apparatus, in order to prevent a decrease in copy image density due to the toner consumption,
It is necessary to successively supply the developing device with a new toner in an amount commensurate with the amount of toner consumed by the development, so that the toner concentration in the developing device is always kept constant.
【0003】この現像器内におけるトナー濃度を常時一
定に保つための従来のトナー濃度制御方法としては、原
稿の文字を表す信号の数を計数し、この係数値が所定の
予定値に達した時点でトナー補給を行なう方法(特公昭
50−30463号公報)や、画像形成信号を計数し消
費トナー量を検出する第1の検出手段と、現像ローラの
稼働時間を求めて飛散により消費されるトナー量を検出
する第2の検出手段による検出信号に応じてトナー補給
を行なう方法(特公昭63−33704号公報)などが
知られている。As a conventional toner density control method for keeping the toner density in the developing device constant at all times, the number of signals representing the characters of the original is counted, and when the coefficient value reaches a predetermined predetermined value. Method for replenishing toner (Japanese Patent Publication No. 50-30463), first detecting means for counting the image forming signal to detect the amount of toner consumed, and toner consumed by scattering by obtaining the operating time of the developing roller. There is known a method (Japanese Patent Publication No. 63-33704) for replenishing toner according to a detection signal from a second detecting means for detecting the amount.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子写真方
式を利用した画像形成装置では、その像担持体上に形成
される画像濃度を一定の濃度に維持して、画像情報の低
コントラスト文字部を良好に再現し、且つ、その地肌部
を鮮明に再現することが、高画質のコピーを得る要件と
されている。特に、キャリアとトナーからなる2成分現
像剤を使用する現像器を備えた画像形成装置では、その
トナー濃度を良好に制御する必要がある。このため、従
来より、この種の画像形成装置に関する分野では、その
トナー濃度を制御するための各種のトナー濃度センサー
が種々実用化されている。また、このようなトナー濃度
センサーを使用しなくとも、現像により消費されたトナ
ー量に相当する量のトナーを現像器に補給することによ
って、画像のトナー濃度制御が可能であるとする考え方
のもとに、 コピー枚数に比例した量のトナーを現像器に補給す
る定量補給方法。 原稿の画像部の面積率をカウントしてそれに比例し
た量のトナーを現像器に補給する方法。 などが従来より提案されている。By the way, in the image forming apparatus using the electrophotographic system, the image density formed on the image bearing member is maintained at a constant density, and the low contrast character portion of the image information is displayed. Good reproduction and clear reproduction of the background part are required to obtain a high quality copy. In particular, in an image forming apparatus equipped with a developing device that uses a two-component developer composed of a carrier and toner, it is necessary to control the toner density well. Therefore, various toner concentration sensors for controlling the toner concentration have been put into practical use in the field of this type of image forming apparatus. Further, even if such a toner concentration sensor is not used, it is possible to control the toner concentration of the image by replenishing the developing device with an amount of toner corresponding to the amount of toner consumed by the development. In addition, a fixed amount replenishment method that replenishes the developing device with an amount of toner proportional to the number of copies. A method of counting the area ratio of the image area of the original and supplying a toner in an amount proportional to the area ratio. Have been proposed in the past.
【0005】しかしながら、上記前者の方法では、原稿
の種類によってコピー1枚当たりの消費トナー量がこと
なるため、消費トナー量と補給トナー量との間にずれが
生じる不具合がある。また、上記後者の方法では、原稿
画像スキャナーの無いプリンタのような画像形成装置の
場合、あるいは、像担持体上に原稿の白黒反転画像や現
像画像以外の例えば基準トナー像等のパターンを形成し
た場合には、現像器の消費トナー量を正確にカウントで
きなくなる不具合がある。However, in the former method, since the amount of toner consumed per copy varies depending on the type of original, there is a problem that a difference occurs between the amount of consumed toner and the amount of replenishment toner. In the latter method, in the case of an image forming apparatus such as a printer without a document image scanner, or a pattern such as a reference toner image other than a black-and-white inverted image of a document or a developed image is formed on an image carrier. In this case, there is a problem that the toner consumption of the developing device cannot be accurately counted.
【0006】このような不具合を解決するための手段と
して、光ビームの発光時間を積算し、この発光時間に応
じた量のトナーを現像器に補給する方法が知られてい
る。しかしながら、この方法は、現実には像担持体の感
光体特性、露光量の変動、現像特性、及び、現像剤特性
等により、光ビームの発光時間とトナー消費量の関係に
誤差が生じるため、画像形成枚数の増加に伴ってその画
像品質が維持出来なくなるという問題点がある。As a means for solving such a problem, there is known a method of integrating the light emission time of the light beam and supplying the developing device with toner in an amount corresponding to the light emission time. However, this method actually causes an error in the relationship between the light emission time of the light beam and the toner consumption amount due to the photoconductor characteristics of the image carrier, the fluctuation of the exposure amount, the development characteristics, the developer characteristics, and the like. There is a problem that the image quality cannot be maintained as the number of images formed increases.
【0007】また、画像データに基づいて画像を形成す
る画像形成装置においては、画像のドット総数とトナー
消費量との間に比例関係が成立することを前提に、画像
データに基づいてトナーの消費量を演算し、この演算で
得られたトナー消費量に見合うトナーを現像器に補給す
るものが知られている(例えば、特開昭62ー1090
78号公報、特開昭62−116973号公報、特開平
1−108070号公報参照)。Further, in an image forming apparatus that forms an image based on image data, toner consumption based on image data is assumed on the assumption that a proportional relationship is established between the total number of dots of the image and the toner consumption amount. It is known to calculate the amount and replenish the developing device with toner corresponding to the toner consumption amount obtained by this calculation (for example, JP-A-62-1090).
78, JP-A-62-116973, and JP-A-1-108070).
【0008】しかしながら、同じドット総数の画像であ
っても、その潜像を現像するときの、現像器内の現像剤
のトナー濃度によってトナー消費量が大きく変動する
為、画像のドット総数のみを用いては正確なトナー消費
量を求めることが出来ないという問題点があった。However, even if an image having the same total number of dots is used, only the total number of dots of the image is used because the toner consumption amount greatly varies depending on the toner concentration of the developer in the developing device when the latent image is developed. However, there is a problem that an accurate toner consumption amount cannot be obtained.
【0009】更に、仮にトナー消費量を正確に求めるこ
とが出来たとしても、演算上のトナー補給量と実際に現
像器内に補給されるトナー量とが次の理由で一致しない
為にトナー濃度が変化してまうという問題点があった。
すなわち、トナー補給量をトナー補給機構の動作時間で
制御しているものにおいては、その駆動源の遅延時間、
連結時間、停止時間により、機械間で作動時間にバラツ
キが存在し、機械によっては演算上のトナー補給量と実
際に補給されるトナー量とが異なる。また、トナーを補
給ローラ等で補給する場合にはトナー自体の流動性が環
境変動で変化して実際に補給されるトナー量が変化する
為、環境によっては演算上のトナー補給量と実際に補給
されるトナー量とが異なる。Further, even if the toner consumption amount can be accurately obtained, the calculated toner replenishment amount and the toner amount actually replenished in the developing device do not match for the following reason. There was a problem that was changing.
That is, in the case where the toner supply amount is controlled by the operation time of the toner supply mechanism, the delay time of the drive source,
Due to the connection time and the stop time, the operating time varies between machines, and the calculated toner replenishment amount and the actually replenished toner amount differ depending on the machine. Also, when replenishing toner with a replenishment roller, etc., the fluidity of the toner itself changes due to environmental changes and the amount of toner actually replenished changes. The amount of toner used is different.
【0010】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、その第1の目的は、画像品質の低下を防止する
ことのできる高精度なトナー濃度制御による画像形成方
法を提供することにあり、その第2の目的は、トナーの
消費量を正確に予測して、適正なトナー補給を行なうこ
とができるトナー補給制御方法及びその方法を用いた画
像形成装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above points, and a first object thereof is to provide an image forming method by highly accurate toner density control which can prevent deterioration of image quality. A second object thereof is to provide a toner replenishment control method and an image forming apparatus using the method, which can accurately predict the toner consumption amount and perform proper toner replenishment.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、請求項1の発明は、画像情報信号に応じた光
ビーム走査により像担持体上に画像露光を行なう画像形
成装置において、上記光ビームの発光時間を積算し、こ
の発光時間に応じた量のトナーを現像器に補給すると共
に、上記像担持体上に基準トナー像を形成し、この基準
トナー像の濃度を検知する光学的検知手段の検知信号に
基づいて上記現像器へのトナー補給制御を行なう構成と
する。In order to achieve the first object, the invention of claim 1 is an image forming apparatus for performing image exposure on an image carrier by scanning a light beam according to an image information signal. , Integrating the light emission time of the light beam, supplying toner to the developing device in an amount corresponding to the light emission time, forming a reference toner image on the image carrier, and detecting the density of the reference toner image. The toner replenishment control to the developing device is performed based on the detection signal of the optical detection means.
【0012】請求項2の発明は、画像情報信号に応じた
光ビーム走査により像担持体上に画像露光を行なう画像
形成装置において、上記光ビームの発光時間を積算し、
この発光時間に応じた量のトナーを現像器に補給すると
共に、上記像担持体上に基準トナー像を形成し、この基
準トナー像の濃度を検知する光学的検知手段の検知信号
に基づいて上記現像器へのトナー補給量を可変する構成
とする。According to a second aspect of the present invention, in an image forming apparatus for performing image exposure on an image carrier by scanning a light beam according to an image information signal, the light emitting time of the light beam is integrated,
The developing device is replenished with an amount of toner corresponding to the light emission time, a reference toner image is formed on the image carrier, and the above-mentioned detection signal is detected by an optical detection means for detecting the density of the reference toner image. The toner supply amount to the developing device is variable.
【0013】請求項3の発明は、請求項2の画像形成方
法において、上記光学的検知手段の検知信号に基づいて
上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係を可変さ
せる構成とする。According to a third aspect of the present invention, in the image forming method according to the second aspect, the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is changed based on the detection signal of the optical detecting means.
【0014】請求項4の発明は、請求項2の画像形成方
法において、上記光学的検知手段の検知信号に基づいて
上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係を段階的
に可変させる構成とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming method according to the second aspect, the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is changed stepwise based on the detection signal of the optical detecting means. To do.
【0015】請求項5の発明は、画像情報信号に応じた
光ビーム走査により像担持体上に画像露光を行なう画像
形成装置において、上記光ビームの発光時間を積算し、
この発光時間に応じて上記像担持体上に基準トナー像を
形成し、この基準トナー像の濃度を検知する光学的検知
手段の検知信号に基づいて上記現像器へのトナー補給制
御を行なう構成とする。According to a fifth aspect of the present invention, in an image forming apparatus for performing image exposure on an image carrier by scanning a light beam according to an image information signal, the light emission time of the light beam is integrated,
A reference toner image is formed on the image carrier according to the light emission time, and toner replenishment control to the developing device is performed based on a detection signal of an optical detection unit that detects the density of the reference toner image. To do.
【0016】請求項6の発明は、請求項5の画像形成方
法において、上記光ビームの発光時間に応じて上記現像
器にトナーを補給する構成とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming method according to the fifth aspect, the toner is replenished to the developing device according to the light emission time of the light beam.
【0017】上記第2の目的を達成するために、請求項
7の発明は、画像領域内の画像データを用いて像担持体
上のトナー付着領域の総面積を演算し、該総面積に応じ
て現像器にトナーを補給するトナー補給制御方法におい
て、像担持体上のトナー付着領域の単位面積当たりのト
ナー付着量を検出し、該単位面積当たりのトナー付着量
と該総面積とに基づいて現像器へのトナー補給量を演算
する構成とする。In order to achieve the second object, the invention of claim 7 calculates the total area of the toner adhering area on the image carrier using the image data in the image area, and calculates the total area according to the total area. In a toner replenishment control method for replenishing toner to a developing device, a toner adhesion amount per unit area of a toner adhesion region on an image carrier is detected, and based on the toner adhesion amount per unit area and the total area. The toner supply amount to the developing device is calculated.
【0018】請求項8の発明は、請求項7記載のトナー
補給制御方法において、上記単位面積当たりのトナー付
着量を、像担持体上に形成した基準トナー像の濃度に基
づいて演算する構成とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the seventh aspect, the toner adhesion amount per unit area is calculated based on the density of the reference toner image formed on the image carrier. To do.
【0019】請求項9の発明は、請求項7記載のトナー
補給制御方法において、上記単位面積当たりのトナー付
着量と上記総面積との積に基づいて現像器へのトナー補
給量を演算する構成とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the seventh aspect, the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on the product of the toner adhesion amount per unit area and the total area. And
【0020】請求項10の発明は、請求項8記載のトナ
ー補給制御方法において、上記基準トナー像の濃度の検
出を所定画像形成動作ごとに実行し、該濃度の変化に応
じて現像器へのトナー補給量を補正する構成とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the eighth aspect, the detection of the density of the reference toner image is executed for each predetermined image forming operation, and the developing device is supplied with the change in the density. The toner supply amount is corrected.
【0021】請求項11の発明は、請求項8記載のトナ
ー補給制御方法において、上記基準トナー像を形成する
タイミングよりも1回以上前の画像形成動作におけるト
ナー付着領域の総面積を所定面積と比較し、該比較結果
に基づいて現像器へのトナー補給量を補正する構成とす
る。According to an eleventh aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the eighth aspect, the total area of the toner adhering regions in the image forming operation one or more times before the timing of forming the reference toner image is a predetermined area. A comparison is made, and the toner supply amount to the developing device is corrected based on the comparison result.
【0022】請求項12の発明は、画像領域内の画像デ
ータを用いて像担持体上のトナー付着領域の総面積を演
算する面積演算手段と、像担持体上に形成した基準トナ
ー像の濃度を検出する光検出手段と、該光検出手段の出
力に基づいて像担持体上のトナー付着領域の単位面積当
たりのトナー付着量を演算する付着量演算手段と、該面
積演算手段の演算結果と該付着量演算手段の演算結果と
に基づいて現像器へのトナー補給量を演算する第1補給
量演算手段と、該光検出手段の出力が所定範囲内か否か
を判別する判別手段と、該判別手段による判別結果に応
じて、該面積演算手段の演算結果と所定の、単位面積当
たりのトナー付着量とに基づいてトナー補給量を演算す
る第2補給量演算手段とを設けた構成とする。According to a twelfth aspect of the present invention, area calculating means for calculating the total area of the toner adhering area on the image carrier using the image data in the image area, and the density of the reference toner image formed on the image carrier. A light detection means for detecting the toner adhesion amount, an adhesion amount calculation means for calculating the toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion region on the image carrier based on the output of the light detection means, and a calculation result of the area calculation means. First replenishment amount calculation means for calculating the toner replenishment amount to the developing device based on the calculation result of the adhesion amount calculation means, and discrimination means for discriminating whether or not the output of the light detection means is within a predetermined range, A second replenishment amount calculation unit for calculating a toner replenishment amount based on the calculation result of the area calculation unit and a predetermined toner adhesion amount per unit area according to the discrimination result by the discrimination unit; To do.
【0023】[0023]
【作用】請求項1の発明によれば、上記光ビームの積算
された発光時間に応じた量のトナーが現像器に補給され
るとともに、上記像担持体上に形成された基準トナー像
の濃度を検知する光学的検知手段の検知信号に基づいて
上記現像器へのトナー補給制御が行なわれる。According to the first aspect of the present invention, the developing device is replenished with toner in an amount corresponding to the integrated emission time of the light beam, and the density of the reference toner image formed on the image carrier is also increased. The toner replenishment control to the developing device is performed based on the detection signal of the optical detection means for detecting
【0024】請求項2の発明によれば、上記光ビームの
積算された発光時間に応じた量のトナーが現像器に補給
されるとともに、上記像担持体上に形成された基準トナ
ー像の濃度を検知する光学的検知手段の検知信号に基づ
いて上記現像器へのトナー補給量が可変される。According to the second aspect of the present invention, the developing device is replenished with an amount of toner corresponding to the integrated light emission time of the light beam, and the density of the reference toner image formed on the image carrier is also increased. The amount of toner replenished to the developing device is varied based on a detection signal of an optical detection unit that detects
【0025】請求項3の発明によれば、請求項2の画像
形成方法において、光学的検知手段の検知信号に基づい
て上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係が可変
される。According to the third aspect of the invention, in the image forming method of the second aspect, the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is varied based on the detection signal of the optical detecting means.
【0026】請求項4の発明によれば、請求項2の画像
形成方法において、光学的検知手段の検知信号に基づい
て上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係が段階
的に可変される。According to the invention of claim 4, in the image forming method of claim 2, the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is changed stepwise based on the detection signal of the optical detection means. .
【0027】請求項5の発明によれば、上記光ビームの
積算された発光時間に応じて上記像担持体上に基準トナ
ー像が形成され、この基準トナー像の濃度を検知する光
学的検知手段の検知信号に基づいて上記現像器へのトナ
ー補給制御が行なわれる。According to the fifth aspect of the present invention, the reference toner image is formed on the image carrier according to the integrated light emission time of the light beam, and the optical detecting means detects the density of the reference toner image. The toner replenishment control to the developing device is performed based on the detection signal of.
【0028】請求項6の発明によれば、請求項6の画像
形成方法において、上記光ビームの発光時間に応じて上
記現像器へトナーが補給される。According to the invention of claim 6, in the image forming method of claim 6, the toner is replenished to the developing device according to the light emission time of the light beam.
【0029】請求項7の発明によれば、画像領域内の画
像データを用いて像担持体上のトナー付着領域の総面積
が演算されるとともに、像担持体上のトナー付着領域の
単位面積当たりのトナー付着量が検出され、該単位面積
当たりのトナー付着量と該総面積とに基づいて現像器へ
のトナー補給量が演算され、これにより、現像器内の現
像剤のトナー濃度の変動による像担持体上のトナー付着
領域の単位面積当たりのトナー付着量の変動をも加味し
て補給トナー量が決定される。According to the seventh aspect of the invention, the total area of the toner adhering area on the image carrier is calculated using the image data in the image area, and at the same time, the unit area of the toner adhering area on the image carrier is calculated. The amount of toner adhering to the developing device is calculated based on the amount of toner adhering per unit area and the total area. The replenishment toner amount is determined in consideration of the fluctuation of the toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion region on the image carrier.
【0030】請求項8の発明によれば、請求項7記載の
トナー補給制御方法において、上記単位面積当たりのト
ナー付着量が、像担持体上に形成された基準トナー像の
濃度に基づいて演算される。According to an eighth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the seventh aspect, the toner adhesion amount per unit area is calculated based on the density of the reference toner image formed on the image carrier. To be done.
【0031】請求項9の発明によれば、請求項7記載の
トナー補給制御方法において、上記単位面積当たりのト
ナー付着量と上記総面積との積に基づいて現像器へのト
ナー補給量が演算される。According to a ninth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the seventh aspect, the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on the product of the toner adhesion amount per unit area and the total area. To be done.
【0032】請求項10の発明によれば、請求項8記載
のトナー補給制御方法において、上記基準トナー像の濃
度の検出が所定画像形成動作ごとに実行され、該濃度の
変化に応じて現像器へのトナー補給量が補正される。According to the tenth aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the eighth aspect, the density of the reference toner image is detected every predetermined image forming operation, and the developing device is operated according to the change of the density. The amount of toner supplied to the printer is corrected.
【0033】請求項11の発明によれば、請求項8記載
のトナー補給制御方法において、上記基準トナー像が形
成されるタイミングよりも1回以上前の画像形成動作に
おけるトナー付着領域の総面積が所定面積と比較され、
該比較結果に基づいて現像器へのトナー補給量が補正さ
れる。According to the eleventh aspect of the present invention, in the toner replenishment control method according to the eighth aspect, the total area of the toner adhering regions in the image forming operation one or more times before the timing at which the reference toner image is formed is Compared to a given area,
The toner supply amount to the developing device is corrected based on the comparison result.
【0034】請求項12の発明によれば、面積演算手段
で画像領域内の画像データを用いて像担持体上のトナー
付着領域の総面積が演算されるとともに、付着量演算手
段で、像担持体上に形成した基準トナー像の濃度を検出
する光検出手段の出力に基づいて像担持体上のトナー付
着領域の単位面積当たりのトナー付着量が演算され、第
1補給量演算手段で、該面積演算手段の演算結果と該付
着量演算手段の演算結果とに基づいて現像器へのトナー
補給量が演算される。そして、判別手段で該光検出手段
の出力が所定範囲内か否かが判別され、該判別手段によ
る判別結果に応じて、第2補給量演算手段で、該面積演
算手段の演算結果と所定の単位面積当たりのトナー付着
量とに基づいてトナー補給量が演算される。According to the twelfth aspect of the present invention, the area calculation means calculates the total area of the toner adhesion area on the image carrier using the image data in the image area, and the adhesion amount calculation means calculates the image carrier. The toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion region on the image carrier is calculated based on the output of the light detection unit that detects the density of the reference toner image formed on the body, and the first replenishment amount calculation unit calculates the toner adhesion amount. The toner supply amount to the developing device is calculated based on the calculation result of the area calculation means and the calculation result of the adhesion amount calculation means. Then, the discriminating means discriminates whether or not the output of the light detecting means is within a predetermined range, and according to the discriminating result by the discriminating means, the second replenishment amount calculating means determines the arithmetic result of the area calculating means and the predetermined result. The toner supply amount is calculated based on the toner adhesion amount per unit area.
【0035】[0035]
【実施例】以下、本発明の実施例を図によって詳細に説
明する。但し、本明細書の既述から明らかに想定しえる
範囲の構成・作用、及び本発明の前記並びにその他の目
的と新規な特徴については、説明の煩雑化を避ける上か
ら、その図示並びに開示を省略、もしくは簡略化する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, for the purpose of avoiding complication of the description, the drawings and the disclosure of the configurations and operations within the scope that can be clearly assumed from the description of the present specification, and the above and other objects and novel features of the present invention will be described. Omit or simplify.
【0036】図1は、本発明を利用したレーザービーム
書き込み方式の画像形成装置の要部概略構成図である。
本実施例では、像担持体としてマイナス帯電有機感光体
を使用し、現像剤としてマイナス帯電トナーを含有する
2成分現像剤を使用する反転現像システムを利用してい
る。図1において、感光体1は、先ず、矢印方向に回転
し、帯電器2で均一に帯電される。次に、原稿(図示せ
ず)の画像情報に対応したレーザービームLによって、
感光体1の回転方向と直行する方向に走査・露光され
る。これによって感光体1に形成された静電潜像は、現
像ユニット4によって顕像化される。感光体1に形成さ
れた可視トナー像は、レジストローラ10によって給紙
された転写材に、転写分離ユニット5の転写帯電器5a
により転写された後、同ユニット5の分離除電器5bに
より感光体1から剥離された転写材とともに定着器96
に向けて搬送装置95により搬送され、この定着装置9
6により転写材上に定着される。一方、上述の転写後、
感光体1に残留したトナーは、クリーニングユニット6
により感光体1から除去される。また、このクリーニン
グ後に、感光体1に残留している電荷は除電装置7のラ
ンプかの除電光によって除電される。このようにして感
光体1がクリーニングされた後、上述の各工程が再び繰
り返されて、次の画像情報の画像形成動作が実行され
る。FIG. 1 is a schematic view of the essential parts of a laser beam writing type image forming apparatus utilizing the present invention.
In this embodiment, a reversal development system is used in which a negatively charged organic photoconductor is used as an image carrier and a two-component developer containing a negatively charged toner is used as a developer. In FIG. 1, the photoconductor 1 first rotates in the direction of the arrow and is uniformly charged by the charger 2. Next, by the laser beam L corresponding to the image information of the original (not shown),
The photosensitive member 1 is scanned and exposed in a direction perpendicular to the rotating direction of the photosensitive member 1. The electrostatic latent image formed on the photoconductor 1 by this is visualized by the developing unit 4. The visible toner image formed on the photoconductor 1 is transferred onto the transfer material fed by the registration roller 10 onto the transfer charger 5a of the transfer separation unit 5.
And the transfer material separated from the photoconductor 1 by the separation static eliminator 5b of the unit 5 together with the fixing device 96.
The fixing device 9 is conveyed to the fixing device 9 by the conveying device 95.
It is fixed on the transfer material by 6. On the other hand, after the above transfer,
The toner remaining on the photoconductor 1 is removed by the cleaning unit 6
Are removed from the photoreceptor 1. After this cleaning, the electric charge remaining on the photoconductor 1 is removed by the discharge light of the lamp of the charge eliminating device 7. After the photoconductor 1 is thus cleaned, the above-mentioned steps are repeated again, and the image forming operation of the next image information is executed.
【0037】ここで、感光体1の画像形成領域におい
て、その暗部電位(地肌部電位)VDは、−800V、
露光部電位(画像部電位)VLは、−100Vに設定さ
れており、その露光部電位(画像部電位)VL(−10
0V)と、現像器4の現像ローラ41(図2参照)のバ
イアス電位VB(−600V)との電位差VL−VB=
500Vにより、感光体1に形成された静電潜像が現像
される。Here, in the image forming area of the photoconductor 1, the dark portion potential (background potential) VD is -800V,
The exposed portion potential (image portion potential) VL is set to −100 V, and the exposed portion potential (image portion potential) VL (−10).
0 V) and the potential difference VB (−600 V) of the developing roller 41 (see FIG. 2) of the developing device 4 VL−VB =
The electrostatic latent image formed on the photoconductor 1 is developed by 500V.
【0038】この感光体1に形成された静電潜像を現像
するための現像ユニット4は、図2に示すように、感光
体1表面に向けた開口を備えた現像器21と該現像器2
1内に補給される新たなトナーを収容したトナーカート
リッジ94とを有している。この現像器21内には、感
光体1にトナーを供給する現像ローラ20、現像器21
内に収容されている現像剤を撹拌する撹拌ローラ90、
撹拌された現像剤を現像ローラ20に向けて移送する撹
拌セパレータ91、現像剤のトナーとキャリアの分布を
均一化させる搬送スクリュー92、現像ローラ20に供
給されるトナーを薄層化させるドクタ93、トナーカー
トリッジ94内のトナーを現像器21内に補給する補給
ローラ24などが設けられている。そして、上記トナー
カートリッジ94内にはトナーを撹拌するアジテータ2
3が設けられている。本実施例における補給ローラ24
は、その回転量がトナーの補給量に比例するように構成
されている。The developing unit 4 for developing the electrostatic latent image formed on the photoconductor 1 is, as shown in FIG. 2, a developing device 21 having an opening facing the surface of the photoconductor 1 and the developing device 21. Two
1 and a toner cartridge 94 containing new toner to be replenished. In the developing device 21, a developing roller 20 for supplying toner to the photoconductor 1 and a developing device 21.
An agitating roller 90 for agitating the developer contained therein,
An agitating separator 91 for transferring the agitated developer toward the developing roller 20, a conveying screw 92 for making the toner and carrier distribution of the developer uniform, a doctor 93 for thinning the toner supplied to the developing roller 20, A replenishing roller 24 for replenishing the toner in the toner cartridge 94 into the developing device 21 is provided. Then, in the toner cartridge 94, the agitator 2 for stirring the toner
3 is provided. Replenishing roller 24 in this embodiment
Is configured such that its rotation amount is proportional to the toner replenishment amount.
【0039】上述のように構成された本実施例における
画像形成装置は、感光体1上に静電潜像を形成するため
の露光手段としてのレーザーダイオードが駆動される
と、そのレーザービームLの発光時間が積算され、この
発光時間に消費されるトナー量が演算される。このレー
ザービームLが単位発光時間照射された感光体部分に付
着して消費されるトナー量は、予め実験で求めておくこ
とができる。従って、このレーザービームLの発光時間
の積算値に基づいて演算された消費トナー量に見合った
量のトナーが補給されるように、補給ローラ24を駆動
(回転量を制御)することによって、現像ユニット4内
に所定量のトナーが補給され、現像ユニット4内に収容
された現像剤中のトナー濃度が略一定に維持される。In the image forming apparatus of this embodiment having the above-described structure, when the laser diode as the exposing means for forming the electrostatic latent image on the photoconductor 1 is driven, the laser beam L The light emission time is integrated, and the amount of toner consumed during this light emission time is calculated. The amount of toner that adheres to and is consumed by the portion of the photoconductor that has been irradiated with the laser beam L for a unit emission time can be determined in advance by experiments. Therefore, the replenishment roller 24 is driven (the rotation amount is controlled) so that the toner is replenished in an amount corresponding to the consumed toner amount calculated based on the integrated value of the light emission time of the laser beam L, thereby developing the toner. A predetermined amount of toner is replenished in the unit 4, and the toner concentration in the developer contained in the developing unit 4 is maintained substantially constant.
【0040】図3、及び、図4は、上記実施例における
レーザービームLの発光時間の積算値とトナー消費量の
関係、及び、補給ローラ24の回転時間とトナー補給量
の関係をそれぞれ示したものである。この実施例では、
レーザービームLの発光時間の積算値が所定値の0.2
secに達すると、図示しない制御手段からトナー補給信
号が出力され、補給ローラ24が所定時間の0.5sec
だけ駆動されて、トナーカートリッジ94から現像器2
1に向けて新たなトナーが補給されるように構成されて
いる。ここで、感光体1への画像情報の作像時における
所定時間内のレーザービームLの発光時間の積算値に応
じて、補給ローラ24の駆動制御を行うことも可能であ
る。FIGS. 3 and 4 show the relationship between the integrated value of the light emission time of the laser beam L and the toner consumption amount, and the relationship between the rotation time of the replenishing roller 24 and the toner replenishment amount in the above embodiment, respectively. It is a thing. In this example,
The integrated value of the emission time of the laser beam L is 0.2 which is a predetermined value.
When the time reaches sec, a toner replenishment signal is output from the control means (not shown), and the replenishment roller 24 is in a predetermined time of 0.5 sec.
Driven only by the toner cartridge 94 to the developing device 2
Toner 1 is replenished with new toner. Here, it is also possible to control the drive of the replenishment roller 24 according to the integrated value of the light emission time of the laser beam L within a predetermined time when the image information is formed on the photoconductor 1.
【0041】一方、この画像形成装置は、感光体1の画
像形成領域以外の部位に、現像器21内のトナー濃度を
制御するためのパターン化された基準トナー像Pが所定
のタイミングで形成されるように構成されている。基準
トナー像Pとしては、感光体1上に形成された画像情報
の静電潜像の顕像後にベタ画像となる画像パターンが有
効に利用可能であり、感光体1上の単位面積当たりのト
ナー付着量が、0.3〜0.7mg/cm2程度になる
ことが望ましい。そこで、本実施例では、基準トナー像
Pの潜像電位VPを約−300Vに設定し、現像ローラ
20のバイアス電位VB(−600V)との電位差VP
−VB=300Vにより、基準トナー像Pを形成するよ
うに構成されている。On the other hand, in this image forming apparatus, a patterned reference toner image P for controlling the toner density in the developing device 21 is formed at a predetermined timing on a portion other than the image forming area of the photoconductor 1. Is configured. As the reference toner image P, an image pattern that becomes a solid image after the development of the electrostatic latent image of the image information formed on the photoconductor 1 can be effectively used, and the toner per unit area on the photoconductor 1 can be used. It is desirable that the adhesion amount be about 0.3 to 0.7 mg / cm 2 . Therefore, in this embodiment, the latent image potential VP of the reference toner image P is set to about −300V, and the potential difference VP from the bias potential VB (−600V) of the developing roller 20 is set.
With −VB = 300V, the reference toner image P is formed.
【0042】この感光体1の画像形成領域外に形成され
たトナー濃度制御用の基準トナー像Pは、図5に示すよ
うに、感光体1に近接して対向配置された光学的検知手
段によって検知される。この光学的検知手段は、図6に
示すように、発光波長ピークが950nmの発光ダイオ
ードなどの発光素子14aと、フォトトランジスタなど
の受光素子14bからなる反射型の光学センサ25で構
成されており、基準トナー像Pの反射率に対応した検知
信号電圧Vsp、及び、基準トナー像Pの無い感光体1の
表面の反射率に対応した検知信号電圧Vsgを出力するよ
うに構成されている。As shown in FIG. 5, the reference toner image P for controlling the toner density formed outside the image forming area of the photoconductor 1 is detected by the optical detecting means which is arranged close to the photoconductor 1 so as to be opposed thereto. Detected. As shown in FIG. 6, this optical detecting means is composed of a light emitting element 14a such as a light emitting diode having an emission wavelength peak of 950 nm and a reflection type optical sensor 25 including a light receiving element 14b such as a phototransistor. The detection signal voltage Vsp corresponding to the reflectance of the reference toner image P and the detection signal voltage Vsg corresponding to the reflectance of the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P are output.
【0043】図7は、基準トナー像Pの単位面積当たり
のトナー付着量と、光学センサ25の出力との関係を示
している。この関係に基づいて、本実施例では、基準ト
ナー像Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsgと基
準トナー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が0.
5以下になった時点で、トナー補給信号が出力されて補
給ローラ24が駆動され、次回の基準トナー像Pの検知
タイミングまで所定の割合で現像器21へのトナー補給
が行われるように構成されている。FIG. 7 shows the relationship between the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image P and the output of the optical sensor 25. Based on this relationship, in the present embodiment, the output voltage ratio between the detection signal voltage Vsg on the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P and the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P is 0.
When it becomes 5 or less, a toner replenishment signal is output, the replenishment roller 24 is driven, and toner is replenished to the developing device 21 at a predetermined rate until the next reference toner image P detection timing. ing.
【0044】図8は、レーザービームLの発光時間の積
算値A、及び、光学センサ25の検知信号電圧Vsp,V
sgによる本実施例のトナー補給制御手順の流れを示すフ
ローチャートである。図8において、先ず、通常のモー
ドでは、レーザービームLの発光時間を積算し、その積
算値が0.2secに達するとトナーの補給信号が出力さ
れる(ステップ13,14)。次いで、このトナー補給
信号により、補給ローラ24が0.5secの間だけ駆動
されて、現像器21へのトナー補給が行なわれ、レーザ
ービームLの発光時間の積算値がクリアされる(ステッ
プ15,16)。このようにして、通常の作像時間内で
のトナー補給制御が繰り返される(ステップ14でNの
ときやステップ17でNのときステップ13に戻る)。FIG. 8 shows the integrated value A of the light emission time of the laser beam L and the detection signal voltages Vsp and V of the optical sensor 25.
9 is a flowchart showing a flow of toner replenishment control procedure of this embodiment by sg. In FIG. 8, first, in the normal mode, the emission time of the laser beam L is integrated, and when the integrated value reaches 0.2 sec, a toner replenishment signal is output (steps 13 and 14). Next, the toner replenishment signal drives the replenishment roller 24 for 0.5 seconds to replenish the developing device 21 with toner, and the integrated value of the emission time of the laser beam L is cleared (step 15, 16). In this way, the toner replenishment control within the normal image forming time is repeated (if N in step 14 or N in step 17 returns to step 13).
【0045】但し、この実施例に示す画像形成装置にお
いては、装置本体の電源スイッチ又は前カバースイッチ
(何れも図示せず)の投入後、及び、その画像形成枚数
が所定枚数(本実施例では10枚毎)に、基準トナー像
Pが形成されるように設定されている(ステップ3,
4)。そして、この基準トナー像Pが形成されると、前
述したように、基準トナー像Pの反射率に対応した検知
信号電圧Vsp、及び、基準トナー像Pの無い感光体1の
表面の反射率に対応した検知信号電圧Vsgが、光学セン
サ25から出力される(ステップ5)。However, in the image forming apparatus shown in this embodiment, after the power switch or the front cover switch (neither is shown) of the apparatus main body is turned on, and the number of images formed is a predetermined number (in this embodiment, It is set so that the reference toner image P is formed every 10 sheets (step 3,
4). When the reference toner image P is formed, as described above, the detection signal voltage Vsp corresponding to the reflectance of the reference toner image P and the reflectance of the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P are obtained. The corresponding detection signal voltage Vsg is output from the optical sensor 25 (step 5).
【0046】これにより、各検知信号電圧の出力電圧
比、Vsp/Vsgの演算結果が、図7に示した、基準トナ
ー像Pの単位面積当たりのトナー付着量と、光学センサ
25の出力との関係から、0.7/0.4≧Vsp/Vsg
≧0.5/4.0にあるか否かが判断される(ステップ
6)。そして、この判定結果が、Vsp/Vsg<0.5/
4.0であれば、現像器21内のトナー濃度が正常であ
ると判定され、トナーの補給は行われない(ステップ2
に戻る)。As a result, the calculation result of the output voltage ratio of each detection signal voltage and Vsp / Vsg is obtained by comparing the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image P and the output of the optical sensor 25 as shown in FIG. From the relationship, 0.7 / 0.4 ≧ Vsp / Vsg
It is determined whether or not ≧ 0.5 / 4.0 (step 6). The result of this determination is Vsp / Vsg <0.5 /
If it is 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is normal, and toner is not replenished (step 2
Return to).
【0047】一方、この判定結果が、上記の関係、0.
7/4.0≧Vsp/Vsg≧0.5/4.0にあれば、現
像器21内のトナー濃度が低いと判定され、基準トナー
像Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsgと基準ト
ナー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が0.5以
下になった時点で、トナー補給信号が出力されて補給ロ
ーラ24が駆動され(ステップ7)、次回の基準トナー
像Pの検知タイミングまで所定の割合で現像器21への
トナー補給が行われる。On the other hand, the result of this determination is that the above relation, 0.
If 7 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg ≧ 0.5 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is low, and the detection signal voltage Vsg of the surface of the photoconductor 1 having no reference toner image P is detected. And the output voltage ratio of the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P to 0.5 or less, a toner replenishment signal is output to drive the replenishment roller 24 (step 7), and the next reference toner image P The toner is replenished to the developing device 21 at a predetermined rate until the detection timing of.
【0048】さらに、この判定結果が、最初にVsp/V
sg>0.7/4.0になった場合(ステップ8でN)に
は、現像器21内のトナー濃度が異常に低いと判断さ
れ、現像器21へのトナー補給量を最大にする最大補給
率が設定され(ステップ9)、トナー補給信号が出力さ
れて補給ローラ24が駆動され(ステップ7)、次回の
基準トナー像Pの検知タイミングまで最大補給率で現像
器21へのトナー補給が行われる。そして、この判定結
果が、2回連続してVsp/Vsg>0.7/4.0になっ
た場合(ステップ8でN)には、トナーニアエンド表示
がなされる(ステップ10)。このトナーニアエンド表
示後、この画像形成装置のコピー枚数が予め設定された
所定枚数(本実施例では50枚)に達した時点で、トナ
ーエンド表示がなされる(ステップ11,12)。Furthermore, the result of this determination is that Vsp / V
When sg> 0.7 / 4.0 (N in step 8), it is determined that the toner density in the developing device 21 is abnormally low, and the maximum amount of toner replenishment to the developing device 21 is maximized. The replenishment rate is set (step 9), the toner replenishment signal is output, the replenishment roller 24 is driven (step 7), and the toner is replenished to the developing device 21 at the maximum replenishment rate until the next reference toner image P detection timing. Done. When the result of this determination is Vsp / Vsg> 0.7 / 4.0 twice in succession (N in step 8), toner near end display is performed (step 10). After the toner near end display, the toner end display is made when the number of copies of the image forming apparatus reaches a preset predetermined number (50 sheets in this embodiment) (steps 11 and 12).
【0049】本実施例では、上述のようにしてトナー濃
度制御が実行されるので、長時間にわたり、広範囲な環
境条件下においても、安定したトナー濃度制御が可能と
なり、安定した高品質の画像を得ることができる。In this embodiment, since the toner density control is executed as described above, stable toner density control is possible for a long time even under a wide range of environmental conditions, and a stable high-quality image is obtained. Obtainable.
【0050】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。但し、本実施例における標準的な条件、及び、構
成、作用等については、図1乃至図7に示した前述の実
施例の場合と同様な部分の具体的な説明を省略し、前述
の実施例と相違する部分についてのみ詳述する。Next, another embodiment of the present invention will be described. However, regarding the standard conditions, the configuration, the operation, and the like in this embodiment, a detailed description of the same parts as those in the above-described embodiment shown in FIGS. Only parts different from the example will be described in detail.
【0051】この実施例は、上記実施例と略同様に、レ
ーザービームLの発光時間を積算し、この発光時間に応
じた量のトナーを現像器21に補給するとともに、感光
体1上に基準トナー像Pを形成し、この基準トナー像P
の濃度を検知する光学センサ25の検知信号に基づいて
現像器21へのトナー補給量を可変することを特徴とし
ている。また、この実施例は、光学センサ25の検知信
号に基づいてレーザービームLの発光時間とトナー補給
量の関係を可変させることを特徴としている。さらに、
この実施例は、光学センサ25の検知信号に基づいてレ
ーザービームLの発光時間とトナー補給量の関係を段階
的に可変させることを特徴としている。In this embodiment, the light emission time of the laser beam L is integrated, toner of an amount corresponding to the light emission time is replenished to the developing device 21, and a reference is made on the photoreceptor 1 in the same manner as in the above embodiment. A toner image P is formed and the reference toner image P is formed.
The toner supply amount to the developing device 21 is variable based on the detection signal of the optical sensor 25 for detecting the density of the toner. Further, this embodiment is characterized in that the relationship between the light emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is varied based on the detection signal of the optical sensor 25. further,
This embodiment is characterized in that the relationship between the emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is changed stepwise based on the detection signal of the optical sensor 25.
【0052】すなわち、この実施例では、基準トナー像
Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsgと基準トナ
ー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が0.6/
4.0以上になると、レーザービームLの発光時間とト
ナー補給量の関係が変更され、レーザービームLの発光
時間の積算値が0.15secに達した時点でトナー補給
信号が出力され、補給ローラ24が所定時間(0.5se
c)駆動されて現像器21へのトナー補給が行われるよ
うに構成されている。That is, in this embodiment, the output voltage ratio between the detection signal voltage Vsg on the surface of the photosensitive member 1 without the reference toner image P and the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P is 0.6 /.
When it becomes 4.0 or more, the relationship between the light emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is changed, and when the integrated value of the light emission time of the laser beam L reaches 0.15 sec, the toner replenishment signal is output and the replenishment roller is supplied. 24 is a predetermined time (0.5se
c) The toner is supplied to the developing device 21 by being driven.
【0053】ここで、レーザービームLの発光時間の積
算値が所定値の間0.02secに達した時点で、同様に
トナー補給信号が出力され、補給ローラ24が0.5se
cの間、駆動されるように変更しても良い。Here, when the integrated value of the light emission time of the laser beam L reaches 0.02 sec during the predetermined value, the toner replenishment signal is similarly output and the replenishment roller 24 is 0.5 sec.
It may be changed to be driven during c.
【0054】また、この実施例では、上述とは逆に、基
準トナー像Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsg
と基準トナー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が
0.4/4.0以下になると、レーザービームLの発光
時間とトナー補給量の関係が変更され、レーザービーム
Lの発光時間の積算値が0.25secに達した時点でト
ナー補給信号が出力され、補給ローラ24が所定時間
(0.5sec)駆動されて現像器21へのトナー補給が
行われるように構成されている。Further, in this embodiment, contrary to the above, the detection signal voltage Vsg on the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P is obtained.
And the output voltage ratio of the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P to 0.4 / 4.0 or less, the relationship between the emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is changed, and the emission time of the laser beam L is changed. When the integrated value reaches 0.25 sec, a toner replenishment signal is output and the replenishment roller 24 is driven for a predetermined time (0.5 sec) to replenish toner to the developing device 21.
【0055】ここで、レーザービームLの発光時間の積
算値が所定値の0.02secに達した時点で、同様にト
ナー補給信号が出力され、補給ローラ24が0.3sec
の間、駆動されるように変更してもよい。Here, when the integrated value of the light emission time of the laser beam L reaches a predetermined value of 0.02 sec, a toner replenishment signal is similarly output and the replenishment roller 24 is 0.3 sec.
It may be changed to be driven during the period.
【0056】図9は、レーザービームLの発光時間の積
算値A、及び、光学センサ25の検知信号電圧Vsp,V
sgによる本実施例のトナー補給制御手順の流れを示すフ
ローチャートである。図9において、先ず、メインスイ
ッチ投入時に比較値A0として0.2secがセットされる
(ステップ1,2)。そして、通常のモードでは、レー
ザービームLの発光時間を積算し、その積算値Aを比較
値A0と比較し、比較値A0つまり0.2secに達すると
トナー補給信号が出力される(ステップ15,16)。
次いで、このトナー補給信号により、補給ローラ24が
0.5secの間駆動されて、現像器21へのトナー補給
が行なわれ、レーザービームLの発光時間の積算値Aが
クリアされる(ステップ17,18)。このようにし
て、通常の作像時間内でのトナー補給制御が繰り返され
る(ステップ16でNのときやステップ19でNのとき
ステップ15に戻る)。FIG. 9 shows the integrated value A of the light emission time of the laser beam L and the detection signal voltages Vsp and V of the optical sensor 25.
9 is a flowchart showing a flow of toner replenishment control procedure of this embodiment by sg. In FIG. 9, first, 0.2 sec is set as the comparison value A 0 when the main switch is turned on (steps 1 and 2). Then, in the normal mode, the emission time of the laser beam L is integrated, the integrated value A is compared with the comparison value A 0, and when the comparison value A 0, that is, 0.2 sec is reached, a toner replenishment signal is output (step 15, 16).
Then, the toner replenishment signal drives the replenishment roller 24 for 0.5 seconds to replenish the toner to the developing device 21, and the integrated value A of the light emission time of the laser beam L is cleared (step 17, 18). In this way, the toner replenishment control within the normal image forming time is repeated (if N in step 16 or N in step 19 returns to step 15).
【0057】但し、この画像形成装置においては、装置
本体の電源スイッチ又は前カバースイッチ(いずれも図
示せず)の投入後、及び、その画像形成枚数が所定枚数
(本実施例では10枚毎)に、基準トナー像Pが形成さ
れるように設定されている(ステップ4,5)。そし
て、この基準トナー像Pが形成されると、前述したよう
に、基準トナー像Pの反射率に対応した検知信号電圧V
sp、及び、基準トナー像Pの無い感光体1の表面の反射
率に対応した検知信号電圧Vsgが、光学センサ25から
出力される(ステップ6)。However, in this image forming apparatus, after the power switch or the front cover switch (neither is shown) of the apparatus main body is turned on, and the number of images formed is a predetermined number (every 10 sheets in this embodiment). Is set so that the reference toner image P is formed (steps 4 and 5). Then, when the reference toner image P is formed, as described above, the detection signal voltage V corresponding to the reflectance of the reference toner image P is generated.
The detection signal voltage Vsg corresponding to sp and the reflectance of the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P is output from the optical sensor 25 (step 6).
【0058】これにより、各検知信号電圧の出力電圧
比、Vsp/Vsgの演算結果が、図7に示した、基準トナ
ー像Pの単位面積当たりのトナー付着量と、光学センサ
25の出力との関係から、0.6/4.0≧Vsp/Vsg
≧0.4/4.0にあるか否かが判断される(ステップ
7)。As a result, the calculation result of the output voltage ratio of each detection signal voltage and Vsp / Vsg is obtained by comparing the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image P and the output of the optical sensor 25 shown in FIG. From the relationship, 0.6 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg
It is determined whether or not ≧ 0.4 / 4.0 (step 7).
【0059】そして、この判定結果が、Vsp/Vsg>
0.6/4.0であれば、現像器21内のトナー濃度が
低い状態であると判定され、比較値A0が0.05secだ
け小さい値に補正され(ステップ8)、これにより、標
準的な条件よりトナー補給量が多くなるように、レーザ
ービームLの発光時間とトナー補給量の関係が変更され
る。The result of this judgment is Vsp / Vsg>
If 0.6 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is low, and the comparison value A 0 is corrected to a value smaller by 0.05 sec (step 8). The relationship between the emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is changed so that the toner replenishment amount becomes larger than the normal condition.
【0060】一方、この判定結果が、Vsp/Vsg<0.
4/4.0であれば、現像器21内のトナー濃度が高い
状態であると判定され、比較値A0が0.05secだけ大
きい値に補正され(ステップ14)、これにより、標準
的な条件よりトナー補給量が少なくなるように、レーザ
ービームLの発光時間とトナー補給量の関係が変更され
る。On the other hand, this determination result shows that Vsp / Vsg <0.
If it is 4 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is high, and the comparison value A 0 is corrected to a value larger by 0.05 sec (step 14). The relationship between the emission time of the laser beam L and the toner replenishment amount is changed so that the toner replenishment amount becomes smaller than the condition.
【0061】また、この判定結果が、図9に示した関係
にあれば、現像器21内のトナー濃度が適正な状態であ
ると判定され、標準的な条件は変更されない(ステップ
3に戻る)。If the determination result is in the relationship shown in FIG. 9, it is determined that the toner density in the developing device 21 is in an appropriate state, and the standard condition is not changed (return to step 3). .
【0062】さらに、Vsp/Vsg>0.6/4.0との
判定結果が、2回連続した場合(ステップ9,10)に
は、トナーニアエンド表示がなされる(ステップ1
1)。そして、このトナーニアエンド表示後、この画像
形成装置のコピー枚数が予め設定された所定枚数(本実
施例では50枚)に達した時点で、トナーエンド表示が
なされる(ステップ12,13)。Further, when the determination result of Vsp / Vsg> 0.6 / 4.0 continues twice (steps 9 and 10), the toner near end display is made (step 1).
1). After the toner near end display, the toner end display is made when the number of copies of the image forming apparatus reaches a preset predetermined number (50 sheets in this embodiment) (steps 12 and 13).
【0063】以上の制御により、長期間にわたり、広範
囲な環境条件下においても、安定したトナー濃度制御が
可能となり、安定且つ高品質の画像を得ることができ
る。すなわち、本実施例では、光ビーム(レーザービー
ム)の発光時間を積算し、トナー補給制御を行なうこと
で、リアルタイムでトナー補給を行なうことが可能とな
り、トナー補給の応答特性が高まるので、どのような画
像にも対応させることができる。さらに、光学的検知手
段(光学センサ)で基準トナー像の検知信号を出力し、
トナー補給制御を合わせて行なうことにより、経時的に
も周囲の如何なる環境下においても、光ビームの発光時
間とトナー補給量の関係に生じる誤差を吸収し、適正な
トナー濃度を維持することが可能となり、長期間にわた
り常に安定した高品質の画像を得ることができる。By the above control, stable toner density control is possible over a long period of time even under a wide range of environmental conditions, and a stable and high quality image can be obtained. That is, in this embodiment, by integrating the light emission time of the light beam (laser beam) and performing the toner replenishment control, it is possible to replenish the toner in real time, and the response characteristic of the toner replenishment is improved. It can correspond to various images. Further, an optical detection means (optical sensor) outputs a detection signal of the reference toner image,
By performing the toner replenishment control together, it is possible to maintain an appropriate toner concentration by absorbing the error that occurs in the relationship between the light beam emission time and the toner replenishment amount over time and in any surrounding environment. Therefore, a stable and high-quality image can be obtained over a long period of time.
【0064】次に、本発明のさらに他の実施例について
説明する。但し、本実施例における標準的な条件、及
び、構成、作用等については、図1乃至図7に示した前
述の実施例の場合と同様な部分の具体的な説明を省略
し、前述の各実施例と相違する部分についてのみ詳述す
る。Next, still another embodiment of the present invention will be described. However, regarding the standard conditions, the configuration, the operation, etc. in the present embodiment, a detailed description of the same parts as those in the above-described embodiment shown in FIGS. Only parts different from the embodiment will be described in detail.
【0065】この実施例は、上記実施例と略同様に、レ
ーザービームLの発光時間を積算し、この発光時間に応
じて感光体1上に基準トナー像Pを形成し、この基準ト
ナー像Pの濃度を検知する光学センサ25の検知信号に
基づいて現像器21へのトナー補給を行なうことを特徴
としている。また、この実施例は、レーザービームLの
発光時間に応じてトナーを補給することを特徴としてい
る。In this embodiment, the light emission time of the laser beam L is integrated, a reference toner image P is formed on the photosensitive member 1 according to this light emission time, and this reference toner image P The toner is supplied to the developing device 21 based on the detection signal of the optical sensor 25 that detects the density of the toner. In addition, this embodiment is characterized in that the toner is replenished according to the light emission time of the laser beam L.
【0066】すなわち、この実施例では、感光体1上に
静電潜像を形成するための露光手段としてのレーザダイ
オードが駆動されると、そのレーザービームLの発光時
間が積算され、この発光時間が所定値に達すると基準ト
ナー像Pが形成され、トナー補給制御が行なわれる。That is, in this embodiment, when the laser diode as the exposure means for forming the electrostatic latent image on the photoconductor 1 is driven, the emission time of the laser beam L is integrated, and this emission time Reaches a predetermined value, a reference toner image P is formed and toner replenishment control is performed.
【0067】ここで、前記実施例の場合と同様に、感光
体1への画像情報の作像時における所定時間内のレーザ
ービームLの発光時間の積算値に応じて、補給ローラ2
4の駆動制御を行なうことも可能である。Here, as in the case of the above-described embodiment, the replenishment roller 2 is responsive to the integrated value of the light emission time of the laser beam L within a predetermined time when the image information is formed on the photoconductor 1.
It is also possible to perform drive control of No. 4.
【0068】図10は、本実施例におけるレーザービー
ムLの発光時間の積算値、及び、光学センサ25の検知
信号電圧Vsp,Vsgによるトナー補給制御手段の流れを
示すフローチャートである。図10において、通常のモ
ードでは、レーザービームLの発光時間を積算し、その
積算値が0.2secに達すると基準トナー像形成信号が
出力される(ステップ3,4)。これにより、作像中の
画像形成終了後に、基準トナー像Pが形成され、レーザ
ービームLの発光時間の積算値がクリアされる(ステッ
プ5,6)。FIG. 10 is a flow chart showing the flow of the toner replenishment control means based on the integrated value of the light emission time of the laser beam L and the detection signal voltages Vsp and Vsg of the optical sensor 25 in this embodiment. In FIG. 10, in the normal mode, the emission time of the laser beam L is integrated, and when the integrated value reaches 0.2 sec, the reference toner image forming signal is output (steps 3 and 4). As a result, after the image formation during image formation is completed, the reference toner image P is formed, and the integrated value of the emission time of the laser beam L is cleared (steps 5 and 6).
【0069】そして、この基準トナー像Pが形成される
と、前述したように、基準トナー像Pの反射率に対応し
た検知信号電圧Vsp、及び、基準トナー像Pの無い感光
体1の表面の反射率に対応した検知信号電圧Vsgが、光
学センサ25から出力される(ステップ7)。When the reference toner image P is formed, as described above, the detection signal voltage Vsp corresponding to the reflectance of the reference toner image P and the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P are formed. The detection signal voltage Vsg corresponding to the reflectance is output from the optical sensor 25 (step 7).
【0070】これにより、各検知信号電圧の出力電圧
比、Vsp/Vsgの演算結果が、図7に示した、基準トナ
ー像Pの単位面積当たりのトナー付着量と、光学センサ
25の出力との関係から、0.7/4.0≧Vsp/Vsg
≧0.5/4.0にあるか否かが判断される(ステップ
8)。As a result, the calculation result of the output voltage ratio of each detection signal voltage and Vsp / Vsg is obtained by comparing the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image P and the output of the optical sensor 25 shown in FIG. From the relationship, 0.7 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg
It is determined whether or not ≧ 0.5 / 4.0 (step 8).
【0071】そして、この判定結果が、Vsp/Vsg<
0.5/4.0であれば、現像器21内のトナー濃度が
正常であると判定され、トナーの補給は行なわれない
(ステップ2へ戻る)。The result of this judgment is Vsp / Vsg <
If it is 0.5 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is normal, and toner replenishment is not performed (return to step 2).
【0072】一方、この判定結果が、上記の関係、0.
7/4.0≧Vsp/Vsg≧0.5/4.0にあれば、現
像器21内のトナー濃度が低いと判定され、基準トナー
像Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsgと基準ト
ナー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が0.5以
下になった時点で、トナー補給信号が出力されて補給ロ
ーラ24が駆動され(ステップ9)、次回の基準トナー
像Pの検知タイミングまで所定の割合で現像器21への
トナー補給が行なわれる。On the other hand, the result of this judgment is 0.
If 7 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg ≧ 0.5 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is low, and the detection signal voltage Vsg of the surface of the photoconductor 1 having no reference toner image P is detected. And the output voltage ratio of the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P to 0.5 or less, a toner replenishment signal is output and the replenishment roller 24 is driven (step 9), and the next reference toner image P The toner is replenished to the developing device 21 at a predetermined rate until the detection timing of.
【0073】さらに、この判定結果、Vsp/Vsg>0.
7/4.0が2回連続した場合には、トナーニアエンド
表示がなされる(ステップ10,12)。そして、この
トナーニアエンド表示後、この画像形成装置のコピー枚
数が予め設定された所定枚数(本実施例では50枚)に
達した時点で、トナーエンド表示がなされる(ステップ
13,14)。Further, as a result of this judgment, Vsp / Vsg> 0.
When 7 / 4.0 continues twice, toner near end display is made (steps 10 and 12). After the toner near end display, the toner end display is performed when the number of copies of the image forming apparatus reaches a preset predetermined number (50 sheets in this embodiment) (steps 13 and 14).
【0074】但し、この実施例に示す画像形成装置にお
いては、装置本体の電源スイッチ又は前カバースイッチ
(いずれも図示せず)の投入後も、基準トナー像Pが形
成されるように設定されている。However, in the image forming apparatus shown in this embodiment, it is set so that the reference toner image P is formed even after the power switch or the front cover switch (neither is shown) of the apparatus main body is turned on. There is.
【0075】本実施例によれば、上述のようなトナー濃
度制御を行なうことにより、基準トナー像Pの作像回数
を大幅に減少させることが可能になり、無駄なトナー消
費を防止出来、且つ、クリーニング装置6の負荷を軽減
させることができる。さらに、本実施例によれば、レー
ザービームLの発光時間、すなわち、適正なトナー消費
量に応じて、トナー補給制御が行なわれるので、トナー
補給の応答性が高まり、安定したトナー濃度を維持する
ことができる。According to this embodiment, by performing the toner density control as described above, it is possible to greatly reduce the number of times the reference toner image P is formed, and it is possible to prevent wasteful toner consumption. The load on the cleaning device 6 can be reduced. Further, according to the present embodiment, the toner replenishment control is performed according to the emission time of the laser beam L, that is, the proper toner consumption amount, so that the responsiveness of toner replenishment is enhanced and a stable toner concentration is maintained. be able to.
【0076】図11は、本実施例におけるレーザービー
ムLの発光時間の積算値、及び、光学センサ25の検知
信号電圧Vsp,Vsgによるトナー補給制御手順の別の流
れを示すフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart showing another flow of the toner replenishment control procedure based on the integrated value of the light emission time of the laser beam L and the detection signal voltages Vsp and Vsg of the optical sensor 25 in this embodiment.
【0077】図11において、通常のモードでは、レー
ザービームLの発光時間が第1のカウンターで積算さ
れ、その積算値が0.2secに達するとトナー補給信号
が出力される(ステップ2,3)。In FIG. 11, in the normal mode, the emission time of the laser beam L is integrated by the first counter, and when the integrated value reaches 0.2 sec, the toner replenishment signal is output (steps 2 and 3). .
【0078】次いで、このトナー補給信号により、補給
ローラ24が0.5secの間駆動されて、現像器21へ
のトナー補給が行なわれる(ステップ4)。このとき、
第1のカウンターの積算値は、第2のカウンターに加算
され、この第1のカウンターの積算値がクリアされる
(ステップ5,6)。Then, the toner replenishing signal drives the replenishing roller 24 for 0.5 sec to replenish the developing device 21 with toner (step 4). At this time,
The integrated value of the first counter is added to the second counter, and the integrated value of the first counter is cleared (steps 5 and 6).
【0079】このようにして、通常の作像時間内でのト
ナー補給制御が繰り返され(ステップ3でNのときやス
テップ7でNのときステップ2に戻る)、さらに、第2
のカウンターの積算値が、所定の2.0secに達する
と、基準トナー像形成信号が出力され、これにより、作
像中の画像形成終了後に、基準トナー像Pが形成され、
第2のカウンターの積算値がクリアされる(ステップ
8,9,10)。In this way, the toner replenishment control is repeated within the normal image forming time (when N in step 3 or N in step 7 returns to step 2), and the second
When the integrated value of the counter reaches a predetermined value of 2.0 seconds, the reference toner image forming signal is output, whereby the reference toner image P is formed after the image formation during image formation is completed,
The integrated value of the second counter is cleared (steps 8, 9, 10).
【0080】そして、この基準トナー像Pが形成される
と、前述したように、基準トナー像Pの反射率に対応し
た検知信号電圧Vsp、及び、基準トナー像Pの無い感光
体1の表面の反射率に対応した検知信号電圧Vsgが、光
学センサ25から出力される(ステップ11)。When the reference toner image P is formed, as described above, the detection signal voltage Vsp corresponding to the reflectance of the reference toner image P and the surface of the photoconductor 1 without the reference toner image P are formed. The detection signal voltage Vsg corresponding to the reflectance is output from the optical sensor 25 (step 11).
【0081】これにより、各検知信号電圧の出力電圧
比、Vsp/Vsgの演算結果が、図7に示した、基準トナ
ー像Pの単位面積当たりのトナー付着量と、光学センサ
25の出力との関係から、0.7/4.0≧Vsp/Vsg
≧0.5/4.0にあるか否かが判断される(ステップ
12)。As a result, the calculation result of the output voltage ratio of each detection signal voltage and Vsp / Vsg is obtained by comparing the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image P and the output of the optical sensor 25 as shown in FIG. From the relationship, 0.7 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg
It is determined whether or not ≧ 0.5 / 4.0 (step 12).
【0082】そして、この判定結果が、Vsp/Vsg<
0.5/4.0であれば、現像器21内のトナー濃度が
正常であると判定され、トナーの補給は行なわれない
(ステップ1へ戻る)。The result of this judgment is Vsp / Vsg <
If it is 0.5 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is normal, and toner replenishment is not performed (return to step 1).
【0083】一方、この判定結果が、上記の関係、0.
7/4.0≧Vsp/Vsg≧0.5/4.0にあれば、現
像器21内のトナー濃度が低いと判定され、基準トナー
像Pの無い感光体1の表面の検知信号電圧Vsgと基準ト
ナー像Pの検知信号電圧Vspとの出力電圧比が0.5以
下になった時点で、トナー補給信号が出力されて補給ロ
ーラ24が駆動され(ステップ13)、次回の基準トナ
ー像Pの検知タイミングまで所定の割合で現像器21へ
のトナー補給が行なわれる。On the other hand, the result of this determination is that the above relation, 0.
If 7 / 4.0 ≧ Vsp / Vsg ≧ 0.5 / 4.0, it is determined that the toner density in the developing device 21 is low, and the detection signal voltage Vsg of the surface of the photoconductor 1 having no reference toner image P is detected. And the output voltage ratio of the detection signal voltage Vsp of the reference toner image P to 0.5 or less, a toner replenishment signal is output to drive the replenishment roller 24 (step 13), and the next reference toner image P The toner is replenished to the developing device 21 at a predetermined rate until the detection timing of.
【0084】さらに、この判定結果、Vsp/Vsg>0.
7/4.0が2回連続した場合には、トナーニアエンド
表示がなされる(ステップ14,16)。そして、この
トナーニアエンド表示後、この画像形成装置のコピー枚
数が予め設定された所定枚数(本実施例では50枚)に
達した時点で、トナーエンド表示がなされる(ステップ
17,18)。Further, as a result of this judgment, Vsp / Vsg> 0.
When 7 / 4.0 continues twice, toner near end display is made (steps 14 and 16). After the toner near end display, the toner end display is made when the number of copies of the image forming apparatus reaches a preset predetermined number (50 sheets in this embodiment) (steps 17 and 18).
【0085】但し、この実施例に示す画像形成装置にお
いては、装置本体の電源スイッチ又は前カバースイッチ
(いずれも図示せず)の投入後も、基準トナー像Pが形
成されるように設定されている。However, in the image forming apparatus shown in this embodiment, the reference toner image P is set to be formed even after the power switch or the front cover switch (neither is shown) of the apparatus main body is turned on. There is.
【0086】本実施例によれば、上述のように、光ビー
ム(レーザビーム)の発光時間に応じて基準トナー像を
形成してトナー濃度制御を行なうので、トナー消費量に
応じて基準トナー像が形成されることになり、基準トナ
ー像の作像回数を必要最小限に押さえることが可能とな
る。この結果、無駄なトナー消費を防止し、且つ、クリ
ーニング装置6の負荷を軽減させることができる。ま
た、本実施例によれば、トナー補給の応答性が高まり、
安定したトナー濃度を維持することが可能となり、長期
間にわたり、高品質の画像を得ることができる。さら
に、本実施例によれば、レーザビームLの発光時間、す
なわち、適正なトナー消費量に応じて、トナー補給制御
が行なわれるので、トナー補給の応答性がより一層高ま
る。According to the present embodiment, as described above, the reference toner image is formed according to the light emission time of the light beam (laser beam) to control the toner density, so that the reference toner image is adjusted according to the toner consumption amount. Thus, the number of times the reference toner image is formed can be suppressed to the necessary minimum. As a result, wasteful toner consumption can be prevented and the load on the cleaning device 6 can be reduced. Further, according to the present embodiment, the responsiveness of toner supply is improved,
It is possible to maintain a stable toner concentration and obtain a high-quality image for a long period of time. Further, according to the present embodiment, the toner replenishment control is performed according to the emission time of the laser beam L, that is, the proper toner consumption amount, so that the responsiveness of toner replenishment is further enhanced.
【0087】次に、画像領域内の画像データを用いて感
光体上のトナー付着領域の総面積を演算し、該総面積に
応じて現像器にトナーを補給するトナー補給制御方法に
おいて、感光体上のトナー付着領域の単位面積当たりの
トナー付着量を検出し、該単位面積当たりのトナー付着
量と該総面積とに基づいて現像器へのトナー補給量を演
算することを特徴とする実施例について説明する。Next, in the toner replenishment control method of calculating the total area of the toner adhering area on the photoconductor using the image data in the image area and replenishing the toner to the developing device according to the total area, An embodiment in which the toner adhesion amount per unit area of the upper toner adhesion region is detected, and the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on the toner adhesion amount per unit area and the total area. Will be described.
【0088】本実施例に係るデジタル複写機は原稿読取
手段である読取装置(スキャナー)と読み取られた原稿
情報を紙に複写するための一連のプロセスを実行する複
写装置(プリンター)とから構成することができる。読
取装置としては、例えば、コンタクトガラスの下方に配
置された原稿照明用のランプを有する移動光学系でコン
タクトガラス上の原稿を副走査し、原稿の下表面で原稿
画像の濃度に応じて反射され光をミラー及びレンズを介
して一次元イメージセンサーに入射し、この一次元イメ
ージセンサーによって、原稿画像上の主走査方向の一ラ
インを検出しながら、移動光学系の副走査によって原稿
の二次元画像を読み取るようなものを用いることが出来
る。The digital copying machine according to the present embodiment is composed of a reading device (scanner) which is a document reading means and a copying device (printer) which executes a series of processes for copying the read document information on paper. be able to. As the reading device, for example, a document on the contact glass is sub-scanned by a moving optical system having a document illumination lamp arranged below the contact glass, and is reflected on the lower surface of the document according to the density of the document image. Light is incident on a one-dimensional image sensor through a mirror and a lens, and while this one-dimensional image sensor detects one line in the main scanning direction on the original image, the two-dimensional image of the original is obtained by sub-scanning by a moving optical system. Can be used.
【0089】本実施例における複写装置の機構部の概略
構成を図12に示す。図12において、感光体ドラム1
の周囲には帯電チャージャ2、図示しない書き込みユニ
ット、現像ユニット4、転写分離ユニット5、クリーニ
ングユニット6、除電装置7などが備えられている。感
光体ドラム1の表面は、先ず帯電チャージャ2によって
生じるコロナ電流によって一様に高電位に帯電される。
この表面に書き込みユニットからのレーザー光が照射さ
れ、その光の強度に応じて帯電電位が変化し、レーザー
光の照射の有無に応じた電位分布が形成される。書き込
みユニットには、レーザー光の光源として半導体レーザ
ー(以下、書込LDという)を備え、それが発するレー
ザー光を、回転多面境、レンズ、ミラー等の光学系を通
して感光体ドラム1の表面に照射し、この回転多面鏡は
電気モータによって高速で定速回転駆動することによっ
て感光体上での主走査を行なうものを用いることが出来
る。そして、制御装置で記録すべき画素単位の位置信号
(記録有り/記録無し)を、各々の画素位置が回転多面
鏡の回転位置と同期するように書込LDに印加し、画像
の各走査位置で、その画素の濃度(記録有り/記録無
し)に応じてレーザー光がオン/オフ制御する。これに
より、感光体ドラム1上に形成される電位分布は、原稿
画像の濃淡に対応し静電潜像を構成する。この静電潜像
は、書き込みユニットよりも下流に配置された現像ユニ
ット4で供給されるトナーによって可視像化される。こ
の現像ユニット4は、感光体上にトナーを供給する現像
ローラ20を備えた現像器21とこの現像器21に補給
するトナーを収容したトナーホッパ22とから構成さ
れ、トナーホッパ22内にはトナー搬送用のアジテータ
23と補給ローラ24が設けられている。一方、図示し
ないカセットから繰り出された転写紙は、レジストロー
ラ9を介して感光体ドラム1の表面に送り込まれ、転写
分離ユニット5でトナー像が転写された後に感光体ドラ
ム1表面から分離される。トナー像の転写がされた転写
紙は、図示しない定着装置を通過するときにトナー像が
定着され、図示しない排紙トレイに排紙される。そし
て、現像ユニット4と転写分離ユニット5との間の感光
体ドラム1表面には、感光体表面からの反射光の光量を
検出する光学センサ25が設けられている。FIG. 12 shows a schematic structure of the mechanical portion of the copying apparatus in this embodiment. In FIG. 12, the photosensitive drum 1
A charging charger 2, a writing unit (not shown), a developing unit 4, a transfer / separation unit 5, a cleaning unit 6, a charge eliminating device 7 and the like are provided around the area. First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a high potential by the corona current generated by the charging charger 2.
The surface is irradiated with laser light from the writing unit, the charging potential changes according to the intensity of the light, and a potential distribution is formed according to the presence or absence of laser light irradiation. The writing unit is equipped with a semiconductor laser (hereinafter referred to as writing LD) as a laser light source, and the laser light emitted from the semiconductor laser is irradiated onto the surface of the photoconductor drum 1 through an optical system such as a rotary multi-facet, a lens, and a mirror. However, as this rotary polygon mirror, one that performs main scanning on the photoconductor by being driven to rotate at a constant speed by an electric motor can be used. Then, a position signal for each pixel (recording / not recording) to be recorded by the control device is applied to the writing LD so that each pixel position is synchronized with the rotation position of the rotary polygon mirror, and each scanning position of the image. Then, the laser light is turned on / off according to the density of the pixel (recording / non-recording). As a result, the potential distribution formed on the photosensitive drum 1 corresponds to the light and shade of the original image and forms an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is visualized by the toner supplied by the developing unit 4 arranged downstream of the writing unit. The developing unit 4 is composed of a developing device 21 having a developing roller 20 for supplying the toner onto the photoconductor and a toner hopper 22 containing the toner to be supplied to the developing device 21. An agitator 23 and a replenishing roller 24 are provided. On the other hand, the transfer paper fed from a cassette (not shown) is sent to the surface of the photoconductor drum 1 via the registration roller 9, and after the toner image is transferred by the transfer separation unit 5, it is separated from the surface of the photoconductor drum 1. .. The transfer paper onto which the toner image has been transferred has the toner image fixed thereon when passing through a fixing device (not shown), and is discharged to a discharge tray (not shown). An optical sensor 25 is provided on the surface of the photoconductor drum 1 between the developing unit 4 and the transfer separation unit 5 to detect the amount of light reflected from the photoconductor surface.
【0090】図13にディジタルカラー複写機の電装部
の概略構成を示す。読取装置10のハウジング内には、
読取制御回路20、読取駆動装置30、画像読取回路4
0及び画像処理回路50が収容され、又、複写装置90
のハウジング内には、読み取られた原稿情報を記憶する
記憶手段である画像情報記憶装置60、複写回路70、
システム制御装置61、システム制御装置61にキー入
力を行なう操作手段である操作装置80が収容されてい
る。この情報記憶装置60は画像メモリ部62と上記シ
ステム制御装置61とからなっている。そして、読取制
御回路20、複写回路70に含まれている書込駆動制御
回路71、操作装置80は、システム制御回路61と信
号線L1、L2、L3で接続されており、互いにデータ
伝送を行なっている。FIG. 13 shows a schematic structure of an electric component section of the digital color copying machine. In the housing of the reading device 10,
Reading control circuit 20, reading drive device 30, image reading circuit 4
0 and the image processing circuit 50 are accommodated, and the copying apparatus 90 is also included.
An image information storage device 60, a copying circuit 70, which is storage means for storing the read document information,
A system control device 61 and an operation device 80 which is an operation means for performing a key input to the system control device 61 are housed. The information storage device 60 includes an image memory unit 62 and the system control device 61. The read control circuit 20, the write drive control circuit 71 included in the copy circuit 70, and the operating device 80 are connected to the system control circuit 61 by signal lines L1, L2, and L3, and perform data transmission with each other. ing.
【0091】上記読取制御回路20はシステム制御回路
61からL1を介して信号を受け、スキャナモータ31
の回転数制御、蛍光灯32のヒータコントロール、蛍光
灯32の点灯指示、原稿サイズ検知用のフィルタソレノ
イド33のコントロール及びスキャナ電源冷却ファン制
御等を行なう。上記画像読取回路40は原稿からの反射
光を80dpiのアナログ信号に変換するCCD41か
らの信号を奇数(ODD)、偶数(EVEN)に分けて
増幅する増幅器42(一画素あたりの時間が非常に短い
ため、増幅器の性能から2つに分ける)、増幅器42か
らのODD,EVEV信号をシリアルのアナログ信号に
合成するスイッチング素子43、スイッチング素子43
からのアナログ信号を画像処理回路50からの蛍光灯3
2の明るさの変動を補正するための増幅度指示データA
GCにより増幅する可変増幅器44、可変増幅器44か
らのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコン
バータ45等を備えている。画像処理回路50は画像読
取回路40から送られてくる画像信号を処理するために
5つのゲートアレイ51乃至55、クロック発生回路5
6、ROM57、RAM58等を備えている。ゲートア
レイ51が光量検知、シェーディング補正、タイミング
コントロール、コマンドコントロール、データ編集・出
力、CCDドライブクロック発生等、ゲートアレイ52
が主走査方向の変倍、ゲートアレイ53が中間調処理、
2値化処理、原稿サイズ検知、ゲートアレイ54が文字
・中間調分離、中抜き編集、ゲートアレイ55がマーク
エリア検出を夫々担当する。画像メモリ部62はメモリ
基板とメモリコントロール基板とで構成されている。シ
ステム制御回路61はシステムの全体コントロールと画
像データの読み出し、書込の指示を行なう。このシステ
ム全体のコントロールにはシステムのレディ状態監視、
転写紙サイズ・残量の検知、原稿読取や給紙スタート指
示、スキャナー複写モードやプリンター複写モードの制
御等が含まれ、画像データの読み出し、書込の指示を行
なうに当たってはメモリの残量の把握を行なっている。
複写回路70には画像メモリ部62からの画像データを
受信するラインドライバ回路72、ラインドライバ回路
72からの画像データ信号を増幅するレーザドライバ回
路73、レーザドライバ回路73によって駆動される半
導体レーザ(LD)74、読出駆動制御回路75、書込
駆動制御回路71、駆動装置76等が備えられている。
操作装置80は各種情報を表示する表示器や入力キーが
設けられた操作パネル81と操作制御回路82が備えら
れている。The reading control circuit 20 receives a signal from the system control circuit 61 via L1, and the scanner motor 31
Rotation speed control, heater control of the fluorescent lamp 32, lighting instruction of the fluorescent lamp 32, control of the filter solenoid 33 for detecting the document size, control of the scanner power supply cooling fan, and the like. The image reading circuit 40 divides the signal from the CCD 41, which converts the reflected light from the original document into an analog signal of 80 dpi, into an odd number (ODD) and an even number (EVEN) and amplifies it. Therefore, it is divided into two according to the performance of the amplifier), the switching element 43 and the switching element 43 that combine the ODD and EVEV signals from the amplifier 42 into a serial analog signal.
The analog signal from the fluorescent lamp 3 from the image processing circuit 50.
Amplification degree instruction data A for correcting the fluctuation of the brightness of 2
A variable amplifier 44 that amplifies by the GC, an A / D converter 45 that converts an analog signal from the variable amplifier 44 into a digital signal, and the like are provided. The image processing circuit 50 includes five gate arrays 51 to 55 and a clock generation circuit 5 for processing the image signal sent from the image reading circuit 40.
6, ROM 57, RAM 58 and the like. The gate array 51 detects the light amount, shading correction, timing control, command control, data editing / output, CCD drive clock generation, etc.
In the main scanning direction, the gate array 53 performs halftone processing,
The binarization process, the document size detection, the gate array 54 is in charge of character / halftone separation, blank editing, and the gate array 55 is in charge of mark area detection. The image memory unit 62 is composed of a memory board and a memory control board. A system control circuit 61 controls the entire system and gives instructions for reading and writing image data. To control the whole system, monitor the system ready status,
Includes detection of transfer paper size / remaining amount, original reading and feeding start instruction, control of scanner copy mode and printer copy mode, etc., and grasps the remaining amount of memory when instructing reading and writing of image data. Are doing.
The copying circuit 70 includes a line driver circuit 72 for receiving the image data from the image memory unit 62, a laser driver circuit 73 for amplifying the image data signal from the line driver circuit 72, and a semiconductor laser (LD) driven by the laser driver circuit 73. ) 74, a read drive control circuit 75, a write drive control circuit 71, a drive device 76 and the like.
The operation device 80 includes an operation panel 81 provided with a display device for displaying various information and input keys, and an operation control circuit 82.
【0092】図14は上記書込駆動制御回路の詳細な構
成を示したものである。390には給紙装置のアクチュ
エータ群(ピックアップソレノイド,給紙クラッチ,ト
レイロックソレノイド、上昇モータ)とシリアルパラレ
ルレシーバ等が含まれ、CPU703の出力ポートに接
続されている。入力用ゲートアレイ701に接続されて
いるセンサ群390aは給紙装置内のセンサ群(用紙サ
イズ検知センサ、ペーパーエンド検知センサ、トレイセ
ット検知センサ、接続検知センサ)が含まれている。ビ
デオコントローラ800には変換テーブル801が接続
されており、又、ビデオデータ(VIDEO DAT
A)も入力される。このビデオコントローラ800は図
18に示すようにCPU810の一部として構成されて
おり、このCPU810の入力ポートから外部からのビ
デオデータ(EXTERNAL VIDEO DAT
A)を読み込み、P−ROMからなる変換テーブル80
1に出力する構成にしている。入力用ゲートアレイ70
2に接続されているセンサ群705には、給紙搬送用の
各種センサ、本体ドアオープン検知センサ、光学センサ
(アナログ)等が含まれ、書込LDフィードバック出力
(アナログ)や書込同期検知信号も入力用ゲートアレイ
702に入力される。又、出力用ゲートアレイ706に
接続されているアクチュエータ群707には、給紙搬送
用の各種クラッチ、メイン駆動モータ、クリーニングブ
レードソレノイド、トナー補給ソレノイド、回転多面鏡
用モータ、定着ヒータ、帯電用高圧電源回路、転写用高
圧電源回路、除電ランプ、光学センサ25(図12参
照)等が含まれ、光学センサ25のLD出力調整出力も
この出力ゲートアレイ706から出力される。FIG. 14 shows a detailed structure of the write drive control circuit. 390 includes an actuator group (pickup solenoid, paper feeding clutch, tray lock solenoid, lifting motor) of the paper feeding device, a serial / parallel receiver, and the like, and is connected to the output port of the CPU 703. The sensor group 390a connected to the input gate array 701 includes a sensor group (paper size detection sensor, paper end detection sensor, tray set detection sensor, connection detection sensor) in the paper feeding device. A conversion table 801 is connected to the video controller 800, and also video data (VIDEO DAT)
A) is also input. The video controller 800 is configured as a part of the CPU 810 as shown in FIG. 18, and video data (EXTERNAL VIDEO DAT) from the outside is input from the input port of the CPU 810.
A) is read and a conversion table 80 composed of P-ROM
It is configured to output to 1. Input gate array 70
The sensor group 705 connected to No. 2 includes various sensors for sheet feeding and conveyance, a main body door open detection sensor, an optical sensor (analog), etc., and a write LD feedback output (analog) and a write synchronization detection signal. Is also input to the input gate array 702. The actuator group 707 connected to the output gate array 706 includes various clutches for feeding and feeding, a main drive motor, a cleaning blade solenoid, a toner replenishing solenoid, a rotary polygon mirror motor, a fixing heater, and a charging high voltage. A power supply circuit, a high-voltage power supply circuit for transfer, a charge eliminating lamp, an optical sensor 25 (see FIG. 12) and the like are included, and the LD output adjustment output of the optical sensor 25 is also output from this output gate array 706.
【0093】次に本実施例におけるトナー補給制御につ
いて説明する。本実施例においては、画像領域内の画像
データを用いて感光体上のトナー付着領域の総面積を演
算し、該総面積に応じて現像器へのトナー補給量を演算
するに当たり、感光体上のトナー付着領域の単位面積当
たりのトナー付着量を検出し、この単位面積当たりのト
ナー付着量と該総面積とに基づいて現像器へのトナー補
給量を演算するものである。Next, the toner replenishment control in this embodiment will be described. In this embodiment, the image data in the image area is used to calculate the total area of the toner adhering area on the photoconductor, and the toner supply amount to the developing device is calculated according to the total area. The toner adhering amount per unit area of the toner adhering area is detected, and the toner replenishing amount to the developing device is calculated based on the toner adhering amount per unit area and the total area.
【0094】先ず、トナー付着領域の総面積の演算につ
いて説明する。従来から、感光体上の黒データに対応す
る部分(以下、ドットという)にトナーが付着し、この
黒データの個数がトナーの消費量に関連することを利用
して、現像器中のトナー濃度(以下、トナー濃度とい
う)を一定に制御するために1枚の画像中の黒データの
総数を演算してこの黒データの総数に基づいてトナーの
補給量を求めることが提案されている。これは、1ドッ
ト当たりのトナー付着量が一定であるという前提で、1
枚の画像中の総ドット数により1枚の画像を形成するに
当たってのトナー消費量を求めるものである。しかしな
がら、1ドット当たりのトナー付着量は、1ドットの書
込を行なうに当たっての光量等の書込条件やトナー濃度
によって異なる。例えば、図15のグラフは、縦軸にド
ットが単位面積である1cm2に密集したと仮定した場
合の、この単位面積当たりのトナー付着量を取り、横軸
に書込LDのパルス幅を取って、トナー濃度が3.2
%,2.5%1.8%のそれぞれの場合について上記単
位面積当たりのトナー付着量を示したものである。同図
の横軸の下方には黒データの具体的な多値データ(以
下、LD多値データという)と書込LDのパルス幅との
対応を示している。この図から判るように、同じトナー
濃度の現像剤で現像した1ドットでも、書込LDのパル
ス幅(黒データの具体的な多値データによって決定され
る)によってトナー付着量が異なり、又、書込LDのパ
ルス幅が同じである1ドットでも、トナー濃度によって
トナー付着量が異なる。更に、この例では、LD多値デ
ータと書込LDのパルス幅とが比例関係にないことも相
俟って、LD多値データとトナー付着量の関係はリニア
でもなく、例えば、LD多値データ0001のトナー付
着量はLD多値データ1111のトナー付着量の1/1
6の量に相当していない。従って、一般的には、トナー
付着量はLDのパルス幅とトナー濃度で決定され、対応
関係を規定する関数Fを用いて下式(1)の様に表現す
ることが出来る。 (トナー付着量)=F〔(LD多値データ),(トナー濃度
データ)〕 …(1) この関数Fで表わされる対応関係は、例えば、以下の様
にして求めることが出来る。First, the calculation of the total area of the toner adhesion area will be described. Conventionally, toner adheres to a portion (hereinafter referred to as a dot) corresponding to black data on the photoconductor, and the fact that the number of this black data is related to the toner consumption is used to calculate the toner density in the developing device. In order to control (hereinafter, referred to as toner density) to be constant, it has been proposed to calculate the total number of black data in one image and obtain the toner replenishment amount based on the total number of black data. This is based on the assumption that the toner adhesion amount per dot is constant.
The toner consumption amount for forming one image is obtained by the total number of dots in one image. However, the amount of adhered toner per dot differs depending on the writing conditions such as the amount of light when writing one dot and the toner density. For example, in the graph of FIG. 15, the vertical axis represents the toner adhesion amount per unit area, assuming that the dots are densely packed in a unit area of 1 cm 2 , and the horizontal axis represents the pulse width of the writing LD. The toner density is 3.2.
% And 2.5% 1.8%, the toner adhesion amount per unit area is shown. The lower part of the horizontal axis of the figure shows the correspondence between specific multi-valued data of black data (hereinafter referred to as LD multi-valued data) and the pulse width of the writing LD. As can be seen from this figure, even with one dot developed with the developer having the same toner concentration, the toner adhesion amount differs depending on the pulse width of the writing LD (determined by the concrete multi-valued data of black data), and Even for one dot having the same writing LD pulse width, the toner adhesion amount differs depending on the toner concentration. Further, in this example, since the LD multi-valued data and the pulse width of the writing LD are not in a proportional relationship, the relationship between the LD multi-valued data and the toner adhesion amount is not linear. The toner adhesion amount of the data 0001 is 1/1 of the toner adhesion amount of the LD multi-valued data 1111.
It does not correspond to the quantity of 6. Therefore, generally, the toner adhesion amount is determined by the pulse width of the LD and the toner density, and can be expressed by the following formula (1) using the function F that defines the correspondence relationship. (Toner adhesion amount) = F [(LD multi-valued data), (toner density data)] (1) The correspondence represented by the function F can be obtained as follows, for example.
【0095】図16は、縦軸にLD多値データを取り、
横軸1に上記単位面積当たりのトナー付着量を取って、
実験で求めた、トナー濃度2.5%の場合のLD多値デ
ータと単位面積当たりのトナー付着量との対応曲線aを
表したグラフである。この横軸1の下方にある横軸2
は、トナー付着量に対応する消費データの値を読み取る
ためのものである。この横軸2において、LD多値デー
タ1111に対応する単位面積当たりのトナー付着量の
最大値(点bで示す値)に対応する横軸2上の点b´の
目盛を例えば15に、トナー付着量0に対応する横軸2
上の点a´の目盛を例えば0に夫々設定し、且つ、この
点b´(15)とa´(0)の間を当間隔に分割して目
盛を取る。この縦軸、横軸2及び上記対応曲線aを用い
て、LD多値データに対応する横軸2の目盛を読んで、
トナー濃度2.5%の場合のLD多値データと消費デー
タ(多値データ)との対応関係として下表1に示す対応
関係を得ることが出来る。ここで、LD多値データ11
11に対応する単位面積当たりのトナー付着量の最大値
(点bで示す値)に対応する横軸2上の点b´の目盛を
15にしているが、これに限られるものではなく、この
例よりも更に単位面正当たりのトナー付着量を精度を良
く検出したい場合には15よりも大きな定数を用いれば
良く、逆にこれより精度を落して検出する場合には小さ
い定数を用いれば良い。他のトナー濃度についても、上
記対応曲線aに代え、各トナー濃度について実験で求め
たLD多値データと単位面積当たりのトナー付着量との
対応曲線を用い、且つ、LD多値データ1111に対応
する単位面積当たりのトナー付着量の最大値(点bで示
す値)に対応する横軸2上の点b´の目盛を、これと上
記のトナー濃度2.5%の場合の目盛(15)との比率
が、このトナー濃度の場合のトナー付着量の最大値と上
記のトナー濃度2.5%の場合の最大値との比率と同じ
になるように設定して、同様にしてLD多値データと消
費データ(多値データ)との対応関係を得る。 (以下、余白)FIG. 16 shows LD multivalued data on the vertical axis,
The toner adhesion amount per unit area is taken on the horizontal axis 1,
6 is a graph showing a corresponding curve a of LD multi-valued data and a toner adhesion amount per unit area when the toner density is 2.5%, which is obtained by an experiment. The horizontal axis 2 below the horizontal axis 1
Is for reading the value of the consumption data corresponding to the toner adhesion amount. On the horizontal axis 2, the scale of the point b ′ on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area (value indicated by the point b) corresponding to the LD multi-valued data 1111 is set to 15, for example. Horizontal axis 2 corresponding to adhesion amount 0
The scale of the upper point a ′ is set to 0, for example, and the scale between the points b ′ (15) and a ′ (0) is divided at the same interval. Using the vertical axis, the horizontal axis 2 and the corresponding curve a, read the scale of the horizontal axis 2 corresponding to LD multi-valued data,
The correspondence relationship shown in Table 1 below can be obtained as the correspondence relationship between the LD multi-valued data and the consumption data (multi-valued data) when the toner density is 2.5%. Here, the LD multi-valued data 11
Although the scale of the point b ′ on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area (the value indicated by the point b) corresponding to 11 is set to 15, the scale is not limited to this. A constant larger than 15 may be used when it is desired to detect the toner adhesion amount per unit surface more accurately than in the example, and a smaller constant may be used when the accuracy is detected lower than this. . For other toner densities, instead of the corresponding curve a, a corresponding curve of LD multi-value data experimentally obtained for each toner density and the toner adhesion amount per unit area is used, and it corresponds to the LD multi-value data 1111. The scale of the point b ′ on the horizontal axis 2 corresponding to the maximum value of the toner adhesion amount per unit area (the value indicated by the point b) is the scale (15) in the case of the toner density of 2.5%. Is set to be the same as the ratio between the maximum value of the toner adhesion amount at this toner density and the maximum value at the toner density of 2.5%, and the LD multi-value is similarly set. Obtain the correspondence between data and consumption data (multivalued data). (Hereafter, margin)
【0096】 [0096]
【0097】ところで、本実施例においては、LD多値
データと単位面積当たりのトナー付着量との対応曲線の
形が、図15に示すように各トナー濃度で、大きくは異
なっていないので、各トナー濃度における消費データ間
の比率(例えばトナー濃度2.5%の場合の、15:1
5:14:13:11:10:8:7:6:4:…)
が、表2に示すように、各トナー濃度間で同じになるよ
うに近似することが出来る。この表2中に例示した定数
Mi,Mjはトナー濃度1.8%,3.2%の場合の単
位面積当たりのトナー付着量の最大値と上記のトナー濃
度2.5%の場合の単位面積当たりのトナー付着量の最
大値との比率である。By the way, in the present embodiment, the shape of the curve corresponding to the LD multi-valued data and the toner adhesion amount per unit area does not differ greatly for each toner concentration as shown in FIG. Ratio between consumption data in toner concentration (for example, if the toner concentration is 2.5%, 15: 1)
5: 14: 13: 11: 10: 10: 8: 7: 6: 4: ...)
However, as shown in Table 2, it can be approximated so that the toner densities are the same. The constants Mi and Mj exemplified in Table 2 are the maximum value of the toner adhesion amount per unit area when the toner concentrations are 1.8% and 3.2% and the unit area when the toner concentration is 2.5%. It is a ratio with the maximum value of the toner adhesion amount per hit.
【0098】 [0098]
【0099】即ち、本実施例においては、上式(1)
の、特別の場合として、下式(2)の様に関数MAと関
数F1の積として近似して表わすことが出来る。 (トナー付着量)=MA〔(トナー濃度データ)〕・F
1〔(LD多値データ)〕…(2) ここで、関数F1は1ドットの書込条件としての書込L
Dのパルス幅を変化させる(例えばLD多値データ00
00〜1111に応じてパルス幅を0ないし50nse
cに変化させる)ことにより、感光体上の電位及び1ド
ットの面積が変化することに基づく、トナー付着量の変
化に関するものである。この感光体上の電位変化は1ド
ット当たりのトナー付着量を変化させる点で1ドットの
面積の変化と同じであるので、両者の変化を合わせて1
ドット当たりのトナー付着面積の変化として取り扱うこ
とが出来る。従って、上記消費データは、トナー付着面
積に関するデータとして取り扱うことが出来る。一方、
関数MAは上記の単位面積当たりのトナー付着量、即ち
トナー付着率を表すものとして取り扱うことが出来る。That is, in the present embodiment, the above equation (1)
As a special case of, the value can be approximated as a product of the function MA and the function F 1 as shown in the following expression (2). (Toner adhesion amount) = MA [(toner density data)] F
1 [(LD multi-valued data)] (2) Here, the function F 1 is the writing L as the writing condition for 1 dot.
The pulse width of D is changed (for example, LD multi-valued data 00
The pulse width is 0 to 50 nse according to 00 to 1111.
(change to c) changes the potential on the photoconductor and the area of one dot, which is related to the change in the toner adhesion amount. This change in the potential on the photoconductor is the same as the change in the area of one dot in that the amount of toner adhered per dot is changed.
It can be treated as a change in the toner adhesion area per dot. Therefore, the consumption data can be handled as data relating to the toner adhesion area. on the other hand,
The function MA can be handled as a value representing the toner adhesion amount per unit area, that is, the toner adhesion rate.
【0100】そこで、本実施例においては、従来のよう
に単に黒データの総数を演算して1枚の画像におけるト
ナー消費量を求めるのに代え、上記関数F1に相当する
対応関係及び関数MAに相当する対応関係を実験で求め
ておいて、この関数F1に相当する対応関係を用いて1
枚の画像中の1ドット毎にLD多値データを消費データ
に変換し、この消費データの1枚の画像における総和を
演算して、1枚の画像におけるトナー付着面積の総和を
求める一方、トナー濃度を検出してこのトナー濃度から
関数MAに相当する対応関係を用いてトナー付着率を求
め、トナー付着面積の総和にトナー付着率を掛けて1枚
の画像におけるトナー消費量を求める。Therefore, in the present embodiment, instead of simply calculating the total number of black data to obtain the toner consumption amount in one image as in the prior art, the correspondence relationship and the function MA corresponding to the function F 1 are replaced. The correspondence corresponding to is experimentally obtained, and the correspondence corresponding to this function F 1 is used to obtain 1
The LD multi-valued data is converted into consumption data for each dot in one image, and the total sum of the consumption data in one image is calculated to obtain the total toner adhesion area in one image. The density is detected, the toner adhesion rate is calculated from the toner density by using the correspondence relationship corresponding to the function MA, and the total toner adhesion area is multiplied by the toner adhesion rate to obtain the toner consumption amount in one image.
【0101】先ず、画像データを用いたトナー付着面積
の総和を求める演算について説明する。図17はこの為
の、LD多値データから消費データへの変換、カウント
回路を示すものである。この回路は、主にLD多値デー
タから消費データへの変換を行なう為の変換テーブル8
10、消費データをカウントしてトナー付着面積の総和
を演算する為の、加算器811、位どり用のフリップフ
ロップ812、カウンター813等から構成されてい
る。この加算器811、位どり用のフリップフロップ8
12、カウンター813等は、ビデオコントローラ80
0(図13参照)内に構成されいる。又、変換テーブル
810は前述のように図18に示すビデオコントローラ
800が構成されているCPU810に接続されている
P−ROM801で構成されている。そして、外部ビデ
オデータしてビデオコントローラ800(CPU80
1)に入力されたLD多値データが、ビデオコントロー
ラ800(CPU801)から変換テーブル810に出
力され、この変換テーブル810からの消費データがビ
デオコントローラ800(CPU801)に入力されて
カウントが実行される。First, the calculation for obtaining the total toner adhesion area using image data will be described. FIG. 17 shows a counting circuit for converting LD multi-valued data into consumption data for this purpose. This circuit is mainly a conversion table 8 for converting LD multi-valued data into consumption data.
10. An adder 811, a flip-flop 812 for position adjustment, a counter 813, and the like for counting the consumption data and calculating the sum of the toner adhesion areas. This adder 811, the flip-flop 8 for adjusting the position
12, the counter 813, etc. are the video controller 80
0 (see FIG. 13). The conversion table 810 is composed of the P-ROM 801 which is connected to the CPU 810 which constitutes the video controller 800 shown in FIG. 18 as described above. Then, as external video data, the video controller 800 (CPU 80
The LD multi-valued data input to 1) is output from the video controller 800 (CPU 801) to the conversion table 810, and the consumption data from this conversion table 810 is input to the video controller 800 (CPU 801) to perform counting. .
【0102】図17において、先ず変換テーブル810
よりLD多値データが消費データに変換され、初段のフ
リップフロップ814でラッチされ、次に加算器811
にデータが送られる。加算器811は入力されたデータ
と前回の残りのデータとの和を計算し、その結果をキァ
リーとして次段のカウンターへ出力する。この加算器8
11は入力の消費データ(多値データレベル)により性
能が決定される。例えば、消費データが3〜4値の場合
には2ビットと2ビットを用い、5値〜8値の場合は3
ビットと3ビットを用い、更に、9値〜16値の場合に
は4ビットと4ビットを用いる。このようにデータが何
ビットかにより加算器811の大きさを決める。図19
はキャリーが出るタイミングを示すタイミングチャート
であり、消費データが4ビットデータ(0000〜11
11)の場合の例である。カウンターはキャリーが入力
される毎にカウントをインクリメントし、このキャリー
をカウントして、消費データの総和としてトータルのト
ナー付着面積データを求める。そして、このカウンター
は有効画像領域の書込期間中ON状態になる信号FGA
TEのON状態のときのみカウントアップし、これがO
FF状態に立ち下がるときにクリアされる。又、カウン
タの出力はFGATEの立ち下がり時にフリップフロッ
プにラッチされ、これをCPUが読み込む。ここで読み
込まれるトナー付着面積データは上位8ビットで表され
る。In FIG. 17, first, the conversion table 810.
The LD multi-valued data is converted into consumption data, latched by the flip-flop 814 at the first stage, and then added by the adder 811.
Data is sent to. The adder 811 calculates the sum of the input data and the previous remaining data, and outputs the result as a key to the counter in the next stage. This adder 8
The performance of 11 is determined by the consumption data (multilevel data level) of the input. For example, if the consumption data is 3 to 4 values, 2 bits and 2 bits are used, and if the consumption data is 5 to 8 values, 3 is used.
Bits and 3 bits are used, and further, 4 bits and 4 bits are used for 9 to 16 values. In this way, the size of the adder 811 is determined by the number of bits of data. FIG. 19
Is a timing chart showing the timing at which carry occurs, and the consumption data is 4-bit data (0000-11
This is an example in the case of 11). The counter increments the count each time a carry is input, counts this carry, and obtains total toner adhesion area data as the sum of consumption data. Then, this counter is a signal FGA which is turned on during the writing period of the effective image area.
Counts up only when TE is in the ON state, which is O
Cleared when falling to FF state. The output of the counter is latched by the flip-flop at the fall of FGATE, and the CPU reads it. The toner adhesion area data read here is represented by the upper 8 bits.
【0103】以上により、LD多値データに応じた1ド
ット当たりのトナー付着領域の大小を加味したトナー付
着領域の総面積を求めることが出来る。尚、この例の構
成では、変換テーブルの入力がコードデータでも、2値
データ(0000または1111)でも同様にカウント
を行なうことが出来る。From the above, it is possible to obtain the total area of the toner adhering area in consideration of the size of the toner adhering area per dot according to the LD multi-valued data. In the configuration of this example, counting can be performed in the same manner regardless of whether the conversion table is input as code data or binary data (0000 or 1111).
【0104】尚、この例においては、消費データの総和
を、LD多値データ1111の消費データに換算し、換
算後の上位8ビットをCPUで読み込んでトナー付着面
積データとしている。ここで例えばA3サイズ(420
×297)の場合には、ドット総数が下式(1)より1
110110000000101000011110B
であることから上位8ビットは0eCHとなり、画像デ
ータの総和は、各端部2mmを除くと、下式(2)より
1110011010011111100111101
Bとなり上位8ビットは0e6Hとなり、これより、C
PUに読み込まれるトナー付着面積データが0e6Hで
ある場合は、A3(端部より2mmを除く)全面にLD
多値データ1111で書込が行なわれた画像に相当す
る。 (ドット総数)=420×(400/25.4)×297×(400/25.4) =30935582(ドット) =1110110000000101000011110B …(1) (画像データ総和)=(420−4)×(400/25.4)×(297−4) ×(400/25.4) =30228285(ドット) =1110011010011111100111101B …(2)In this example, the total sum of the consumption data is converted into the consumption data of the LD multi-valued data 1111 and the converted upper 8 bits are read by the CPU as the toner adhesion area data. Here, for example, A3 size (420
X297), the total number of dots is 1 according to the following formula (1).
110110000000101000011110B
Therefore, the upper 8 bits are 0 eCH, and the total sum of the image data is 111111010011111111100111101 from the following equation (2) except for each end 2 mm.
It becomes B and the upper 8 bits become 0e6H.
If the toner adhesion area data read into PU is 0e6H, LD is applied on the entire A3 (excluding 2 mm from the end).
This corresponds to the image written with the multivalued data 1111. (Total number of dots) = 420 × (400 / 25.4) × 297 × (400 / 25.4) = 30935582 (dots) = 1110110000000000101000011110B (1) (total image data) = (420-4) × (400 / 25.4) × (297-4) × (400 / 25.4) = 30228285 (dots) = 1110011010011111100111101B (2)
【0105】図20は、CPUによる上記フリップフロ
ップにラッチされているカウンタの出力の読取制御のフ
ローチャートである。ステップ1でフリップフロップに
ラッチされているカウンタの出力であるトナー付着面積
データ(LDCNT)を読み込む。このLDCNTは上
記のように上位8ビットしか読み取れないため、ステッ
プ2で読み込んだLDCNTが0か如何かを判断し、0
の場合にはステップ3でレジスタLDCNTにLDCN
Tデータとして1を格納した後、ステップ4でこのLD
CNTデータをレジスタLDONCTに格納する。逆に
0でない場合には、そのまま読み込んだLDCNTをレ
ジスタLDONCTに格納する。FIG. 20 is a flow chart of the reading control of the output of the counter latched by the flip-flop by the CPU. In step 1, the toner adhesion area data (LDCNT) output from the counter latched by the flip-flop is read. Since only the upper 8 bits of this LDCNT can be read as described above, it is determined whether the LDCNT read in step 2 is 0, and 0
If it is, LDCN is set in the register LDCNT in step 3.
After storing 1 as T data, this LD is stored in step 4.
The CNT data is stored in the register LDONCT. On the contrary, if it is not 0, the read LDCNT is stored in the register LDONCT as it is.
【0106】次にトナー付着率の演算の為のトナー濃度
の検出について説明する。本実施例におけるトナー濃度
の検出は、直接に現像器内のトナー濃度を検出するので
はなく、所定の静電潜像(以下、基準パターン潜像とい
う)を感光体上に形成し、この基準パターン潜像を現像
器で現像して得られた顕像(以下、基準パターントナー
像という)の光学濃度を検出し、この検出した光学濃度
から現像器内のトナー濃度を算出するものである。具体
的には以下のようにして検出される。先ず、非画像部領
域に画像部の書込と同一のレーザー光により感光体上に
基準パターンを書き込んで基準パターン潜像を形成す
る。この基準パターン潜像を感光体の回転により現像ユ
ニットに搬送して現像した後、光学センサ25に対向さ
せる。光学センサ25の受光部がONし、非パターン部
(感光体地肌部)を受光素子で読み取り、基準パターン
トナー像部も同様にして読み取る。この際、現像器21
内のトナー濃度が薄いほど基準パターントナー像に付着
するトナー量が少く、逆にトナー濃度が濃いほど基準パ
ターントナー像に付着するトナー量が多いことを利用し
てトナー濃度を検出する。ここで、地肌部も検出するの
は、地肌部の検出値と基準パターントナー像部の検出値
の比を取ることによって、感光体ドラムの偏心や光学セ
ンサ25のトナー汚れによる影響を相殺するためであ
る。Next, the detection of the toner density for calculating the toner adhesion rate will be described. The toner density detection in this embodiment does not directly detect the toner density in the developing device, but a predetermined electrostatic latent image (hereinafter referred to as a reference pattern latent image) is formed on the photoconductor, The optical density of a visible image (hereinafter referred to as a reference pattern toner image) obtained by developing the pattern latent image with a developing device is detected, and the toner density in the developing device is calculated from the detected optical density. Specifically, it is detected as follows. First, a reference pattern is written on the photoconductor in the non-image area by the same laser light used for writing the image area to form a reference pattern latent image. The reference pattern latent image is conveyed to the developing unit by the rotation of the photoconductor and is developed, and then is opposed to the optical sensor 25. The light receiving portion of the optical sensor 25 is turned on, the non-pattern portion (photosensitive material background portion) is read by the light receiving element, and the reference pattern toner image portion is also read in the same manner. At this time, the developing device 21
The toner density is detected by utilizing the fact that the lower the toner density inside, the smaller the amount of toner that adheres to the reference pattern toner image, and conversely the higher the toner density, the greater the amount of toner that adheres to the reference pattern toner image. Here, the background portion is also detected in order to cancel the influence of the eccentricity of the photosensitive drum and the toner stain of the optical sensor 25 by taking the ratio of the detection value of the background portion and the detection value of the reference pattern toner image portion. Is.
【0107】先ず、図22及び図23を用いて光学セン
サ25の回路構成及び光学センサ25の出力調整につい
て説明する。図22(a)は感光体ドラム表面に対向し
て配置された発光素子であるLED90と受光素子であ
る光トランジスタ91とからなる光学センサ25の回路
構成の概略を示すものである。LED90はアノートが
電源ラインVcc(+5V)に接続され、カソードが光ト
ランジスタドライバ92を介して図示しないタイマーI
C等よりなるLED点灯回路に接続され、図22(b)
に示すようなローアクティブのPWM波形が供給されて
いる。このPWMは約20KHz、8ビット分解能(0
〜255)とする。光トランジスタ91のエミッタは主
制御ボードのアナログ入力ポートに接続されている。上
記のように基準パターントナー像の検出出力と地肌部の
検出出力の比を用いているので、それぞれの検出出力が
適正なものであれば、両検出出力に含まれている感光体
ドラムの偏心等の影響が相殺されて適正なトナー濃度の
制御が可能である。しかし、光検出装置の出力は、例え
ば図23に示すように、受光量が増加しても(図23の
横軸にはLED90の発光量を決定するPWMデューテ
ィを決定するONビット数を取っており、ONビット数
が大きいほど発光量が多く、光トランジスタ91での受
光量が大きい)それに応じて検出出力が変化しない飽和
領域(図23では4.7V)が存在するので、感光体ド
ラム1の偏心等によって感光体ドラム1表面と光学セン
サ25の距離が小さくなった瞬間に検出して、比較的高
出力である地肌部の検出出力が、この領域のものになる
場合には、結果的に正確な基準パターントナー像の濃度
検出が出来なくなる。又、光学センサ25の受光面がト
ナーで汚れて出力が低くなる場合には、上記のような飽
和領域の存在による誤検出は生じないが、出力の大きさ
自体が小さくなるのでA/D変換での分解能が低下し
て、基準パターントナー像の濃度検出の精度が落ちてし
まう。尚、図23において、範囲aは光学センサ25間
での受発光感度のバラツキによる、比較的正確な検出が
可能な地肌部検出出力VSG(以下、出力VSGという)の
上限である4.0Vを検出するときの上記ONビット数
のバラツキの範囲を示すものであり、ONビット数20
〜40の範囲でばらついている。このようなに光学セン
サ25間で出力VSGとPWMの対応の特性の傾きも異な
ってくるが、製品ごとにはある一定の傾きを有する。
又、比較的正確な検出が可能な範囲ではPMWのデュー
ティを1ビット大きくすることで出力VSGを0.1〜
0.2Vアップさせることが出来る。そこで、この例に
おいては、比較的高出力になる出力VSGが上記飽和領域
のものになることなく、且つ、分解能の点からも有利な
範囲になるように光学センサ25の出力をPMWのデュ
ーティによって調整する。具体的には、出力VSGが比較
的正確な検出が可能な範囲内ではあるが、比較的低出力
であって分解能の低下する、2.5Vより大きく且つ
3.0Vよりも小さいものである場合には、出力VSGの
適正値である4.0VになるようにPWMのデューティ
を調整する。First, the circuit configuration of the optical sensor 25 and the output adjustment of the optical sensor 25 will be described with reference to FIGS. 22 and 23. FIG. 22A shows a schematic circuit configuration of an optical sensor 25 including an LED 90, which is a light emitting element, and an optical transistor 91, which is a light receiving element, which are arranged so as to face the surface of the photosensitive drum. The LED 90 is connected to the power supply line Vcc (+ 5V) at the node, and the cathode is connected to the timer I (not shown) via the phototransistor driver 92.
22 (b), which is connected to the LED lighting circuit composed of C etc.
The low-active PWM waveform as shown in FIG. This PWM is about 20 KHz, 8-bit resolution (0
~ 255). The emitter of the phototransistor 91 is connected to the analog input port of the main control board. Since the ratio of the detection output of the reference pattern toner image and the detection output of the background portion is used as described above, if each detection output is appropriate, the eccentricity of the photosensitive drum included in both detection outputs Therefore, the effects of the above can be canceled out, and the toner concentration can be controlled appropriately. However, the output of the photodetector is, for example, as shown in FIG. 23, even if the amount of received light is increased (the horizontal axis of FIG. 23 is the ON bit number that determines the PWM duty that determines the light emission amount of the LED 90. Therefore, the larger the number of ON bits, the larger the amount of light emission, and the larger the amount of light received by the phototransistor 91. Accordingly, there is a saturation region (4.7 V in FIG. 23) in which the detection output does not change. When the distance between the surface of the photoconductor drum 1 and the optical sensor 25 becomes small due to eccentricity or the like, and the detection output of the background portion, which has a relatively high output, falls within this range, It becomes impossible to accurately detect the density of the reference pattern toner image. Further, when the light receiving surface of the optical sensor 25 is contaminated with the toner and the output becomes low, the erroneous detection due to the existence of the saturated region as described above does not occur, but the output itself becomes small, so that the A / D conversion is performed. , The resolution of the reference pattern toner image decreases, and the accuracy of the density detection of the reference pattern toner image decreases. In addition, in FIG. 23, the range a is the upper limit of the background detection output V SG (hereinafter, referred to as output V SG ) capable of relatively accurate detection due to variations in the light receiving and emitting sensitivities between the optical sensors 25. It shows the range of variation in the number of ON bits when 0 V is detected, and the number of ON bits is 20.
It varies in the range of -40. As described above, the slopes of the characteristics corresponding to the output V SG and the PWM are different between the optical sensors 25, but each product has a certain slope.
In addition, by increasing the duty of PMW by 1 bit, the output V SG is 0.1 to 0.1 in a range where relatively accurate detection is possible.
It can be increased by 0.2V. Therefore, in this example, the output of the optical sensor 25 is set to the duty of the PMW so that the output V SG that becomes a relatively high output does not fall in the saturation region and is in an advantageous range from the viewpoint of resolution. To adjust. Specifically, the output V SG is within a range in which relatively accurate detection can be performed, but the output V SG is larger than 2.5 V and smaller than 3.0 V, which has a relatively low output and deteriorates resolution. In this case, the PWM duty is adjusted so that the output V SG is 4.0 V, which is an appropriate value.
【0108】次に、地肌部や基準パターントナー像部の
検出出力が異常値の場合の制御について説明する。光学
センサ25の表面にトナー、紙粉等が経時的に付着する
とセンサ出力が低下し、充分なSN特性が得られなくな
って、トナー濃度の誤検知を生じてしまい、この結果、
過剰なトナー補給等による急激なトナー濃度の変動やト
ナー濃度の狙いのトナー濃度から大きく外れてしまう、
トナー濃度の暴走が発生する恐れがある。上述の様に、
出力VSGと基準パターントナー像部の検出出力VSP(以
下出力VSPという)の比を用いたり、光学センサ25の
出力調整を実行することは、このような事態の発生を防
止することに寄与するが、これにも限界があってトナー
等の付着が多量になると対応出来ずに、上記の不具合が
発生してしまう。そこで、本実施例においては、光学セ
ンサ25の出力が予め設定しておいた範囲内に無い場合
には、異常であると判断し、その出力はトナー濃度の算
出に用いずに、これに代えて、予め設定しておいたデー
タを用いてトナー濃度を算出する。具体的には、出力V
SGが2.5よりも小さいか、又は、出力VSPが2.5V
以上である場合に、異常であると判断して予め設定して
おいたデータを用いてトナー濃度を算出する。Next, the control when the detection output of the background portion or the reference pattern toner image portion is an abnormal value will be described. If toner, paper powder, or the like adheres to the surface of the optical sensor 25 over time, the sensor output decreases, and sufficient SN characteristics cannot be obtained, resulting in erroneous detection of toner concentration.
A sudden change in toner density due to excessive toner replenishment or the like, and the toner density largely deviates from the target toner density.
A runaway of toner concentration may occur. As mentioned above,
The use of the ratio of the output V SG and the detection output V SP of the reference pattern toner image portion (hereinafter referred to as the output V SP ) or the adjustment of the output of the optical sensor 25 prevents the occurrence of such a situation. Although it contributes to this, there is a limit to this, and if a large amount of toner or the like adheres, it cannot be dealt with and the above-mentioned problem occurs. Therefore, in the present embodiment, if the output of the optical sensor 25 is not within the preset range, it is determined to be abnormal, and the output is not used for the calculation of the toner concentration, but instead of this, Then, the toner density is calculated using the preset data. Specifically, the output V
SG is less than 2.5 or output V SP is 2.5V
In the above case, it is determined that the toner is abnormal, and the toner density is calculated using preset data.
【0109】以上の光学センサ25の出力調整及び検出
出力が異常の場合の制御を含む、光学センサ25の検出
出力の読取の具体的制御について、図21を用いて説明
する。先ず、ステップ1で光学センサ25による感光体
地肌部と基準パターントナー像部の検出が終了したか否
かを判断し、検出が終了したら、ステップ2〜6で光学
センサ25の出力調整要否の判断、検出出力が異常か否
かの判断等を実行する。検出出力が異常か否かの判断は
上記の基準によってステップ2、ステップ3で行なう。
そして、異常であると判断した場合には第5ステップに
進んで、図25に示すサブルーチンCHKVを実行す
る。Specific control of reading the detection output of the optical sensor 25 including the above-described output adjustment of the optical sensor 25 and control in the case where the detection output is abnormal will be described with reference to FIG. First, in step 1, it is determined whether or not the detection of the background portion of the photoconductor and the reference pattern toner image portion by the optical sensor 25 is completed. Judgment, judgment as to whether or not the detected output is abnormal are executed. The determination as to whether or not the detection output is abnormal is made in steps 2 and 3 according to the above criteria.
Then, when it is determined that there is an abnormality, the routine proceeds to the fifth step, and the subroutine CHKV shown in FIG. 25 is executed.
【0110】図25に示すサブルーチンCHKVでは、
変数GAINを用いてデータテーブルをルックアップし
て、データテーブルに予め設定しておいた所定のデータ
を、出力VSG,出力VSPを格納しているレジスタVSG,
VSPに更新して格納する。この変数GAINは、後述す
るように、トナー補給量と後述するトナー消費量との比
率に相当し、これが1.0の場合にトナー補給量とトナ
ー消費量が等しくなる。そして、最新の検出トナー濃度
が狙いのトナー濃度よりも低い場合に、この変数GAI
Nを1.0よりも大きくしてトナー濃度を上昇させ、且
つ、この上昇分を上記のトナー濃度の推移を考慮して決
定するようにする。同様に、最新の検出トナー濃度が狙
いのトナー濃度よりも高い場合に、この変数GAINを
1.0よりも小さくしてトナー濃度を低下させ、且つ、
この低下分を上記のトナー濃度の推移を考慮して決定す
るものである。そして、ここで用いる変数GAINは今
回の検出の1回前の検出に係るものである。具体的に
は、変数GAINが1.0である場合にはステップB1
からステップB5に進んでレジスタVSGに4.0V,レ
ジスタVSPに0.25Vを格納し、変数GAINが1.
0よりも小さい場合にはステップB2からステップB4
に進んでレジスタVSGに4.0V,レジスタVSPに0.
30Vを格納し、変数GAINが1.0よりも大きい場
合にはステップB2からステップB3に進んでレジスタ
VSGに4.0V,レジスタVSPに0.20Vを格納す
る。ここでレジスタVSGに格納する4.0Vという値は
上記のように出力の適正値である。又、レジスタVSPに
格納する値は、変数GAINに表わされるトナー濃度の
推移に応じ、且つ、トナーの過剰補給を防止すべくトナ
ー補給量が少なめになるように選択されたものである。
尚、この様なVSG,VSPの置き換えを、出力VSPの急激
な変化が生じた場合にも行なっても良い。In the subroutine CHKV shown in FIG. 25,
The data table is looked up using the variable GAIN, and the predetermined data preset in the data table is stored in the register V SG , which stores the output V SG and the output V SP ,
Update to V SP and store. The variable GAIN corresponds to the ratio of the toner replenishment amount and the toner consumption amount described later, as will be described later, and when this is 1.0, the toner replenishment amount and the toner consumption amount become equal. When the latest detected toner concentration is lower than the target toner concentration, this variable GAI
N is made larger than 1.0 to increase the toner density, and this increase is determined in consideration of the transition of the toner density. Similarly, when the latest detected toner concentration is higher than the target toner concentration, this variable GAIN is made smaller than 1.0 to lower the toner concentration, and
This amount of decrease is determined in consideration of the transition of the toner density. The variable GAIN used here relates to the detection one time before the current detection. Specifically, when the variable GAIN is 1.0, step B1
From step B5, the register V SG stores 4.0 V and the register V SP stores 0.25 V, and the variable GAIN is 1.
If it is smaller than 0, steps B2 to B4
To register V SG to 4.0 V and register V SP to 0.
When 30V is stored and the variable GAIN is larger than 1.0, the process proceeds from step B2 to step B3 to store 4.0V in the register V SG and 0.20V in the register V SP . The value of 4.0 V stored in the register V SG is an appropriate value for output as described above. The value stored in the register V SP is selected in accordance with the transition of the toner density represented by the variable GAIN, and the toner replenishment amount is set to be small so as to prevent excessive replenishment of toner.
It should be noted that such replacement of V SG and V SP may be performed even when a sudden change in the output V SP occurs.
【0111】図21に戻って、ステップ5で上記サブル
ーチンCHKVを実行した後、又は、ステップ4で出力
VSGが3.0Vよりも小さい(ステップ2,3でYと判
断されていることから、2.5V以上)と判断した場合
は、ステップ6に進んで、図24に示すサブルーチンc
onvvを実行する。Returning to FIG. 21, after the subroutine CHKV is executed in step 5, or in step 4, the output V SG is smaller than 3.0 V (because it is judged to be Y in steps 2 and 3, If it is determined to be 2.5 V or more), the procedure proceeds to step 6 and the subroutine c shown in FIG.
Execute onvv.
【0112】サブルーチンconvvでは、光学センサ
25の発光素子光学センサ25の出力調整を行なう。具
体的には、ステップA1で出力VSGの適正値である4.
0Vと出力VSGとの差分をビット単位でレジスタAに格
納する。次いでステップA2でこの差分を定数10で割
ることにより、この差分を図23に示すPWM出力特性
からONビットの差分に変換する。ここで、定数10は
光学センサ25が図23中の傾きが最大になる出力特性
を有する場合の上記変換の係数であり、このように傾き
が最大になる出力特性を基準にしたのは、PWMの調整
過多を防止するためである。次いでステップA3で現在
のPWMデューティのONビットに上記ONビット差分
を加算した後、ステップA4でPWMデューティが25
5より大きいか否かを判断し、大きい場合にはステップ
A5でPMWデューティを255に設定してから、サブ
ルーチンを終了し、逆に大きく無い場合にはそのままサ
ブルーチンを終了する。In the subroutine convv, the output of the light emitting element optical sensor 25 of the optical sensor 25 is adjusted. Specifically, it is an appropriate value of the output V SG in step A1.
The difference between 0 V and the output V SG is stored in the register A bit by bit. Next, in step A2, this difference is converted by the constant 10 into the difference of the ON bit from the PWM output characteristic shown in FIG. Here, the constant 10 is a coefficient of the above conversion when the optical sensor 25 has an output characteristic in which the inclination in FIG. 23 is maximized, and the PWM is based on the output characteristic in which the inclination is maximized in this way. This is to prevent excessive adjustment of. Next, in step A3, the above ON bit difference is added to the ON bit of the current PWM duty, and then in step A4, the PWM duty is 25
If it is larger than 5, the PMW duty is set to 255 in step A5 if it is larger, and then the subroutine is ended. Conversely, if it is not larger, the subroutine is ended as it is.
【0113】図21に戻って、ステップ6で上記サブル
ーチンconvvを実行した後、又は、ステップ4で出
力VSGが3.0V以上であると判断した場合は、ステッ
プ7,8で最新の出力VSG,VSPが格納されるレジスタ
DVGNEW,DVPNEWの内容を、1回前の検出に
係る出力VSG,VSPが格納されるレジスタDVGOL
D,DVPOLDに更新して格納した後、ステップ8,
9で今回の検出に係る前記レジスタVSG,VSPの内容を
上記レジスタDVGNEW,DVPNEWに更新して格
納する。これにより、出力VSP,VSGの読み込みを完了
する。Returning to FIG. 21, after the subroutine convv is executed in step 6, or when it is determined in step 4 that the output V SG is 3.0 V or more, the latest output V in steps 7 and 8 is obtained. SG, registers register DVGNEW the V SP is stored, the contents of DVPNEW, output V SG according to the detection of one time before, V SP is stored DVGOL
After updating to D, DVPOLD and storing, step 8,
At 9, the contents of the registers V SG and V SP related to the current detection are updated and stored in the registers DVGNEW and DVPNEW. This completes reading the outputs V SP and V SG .
【0114】次に上記のレジスタDVGNEW,DVP
NEWに格納された出力VSG,VSPを用いたトナー濃度
の演算について説明する。この例においては、出力VSG
(V)と出力VSP(V)の比VSP/VSGと、現像器21
内のトナー濃度との間に、図26の第1象限に示すよう
な一定の関係がある。よって、この関係を例えばデータ
テーブルとしてRAMに記憶しておき、光学センサ25
での出力VSG,VSP読取後にVSP/VSGでこのデータテ
ーブルをルックアップして現像器21のトナー濃度を求
めることが出来る。Next, the above registers DVGNEW, DVP
The calculation of the toner density using the outputs V SG and V SP stored in NEW will be described. In this example, the output V SG
(V) and output V SP (V) ratio V SP / V SG , and developing device 21
There is a certain relationship with the toner density in the inside as shown in the first quadrant of FIG. Therefore, this relationship is stored in the RAM as a data table, and the optical sensor 25
After reading the outputs V SG and V SP at , the toner density of the developing device 21 can be obtained by looking up this data table with V SP / V SG .
【0115】この図26の第2象限は、横軸に前述の単
位面積有りのトナー付着量を取って、トナー濃度と単位
面積当たりのトナー付着量との対応特性を示したもので
あり、この特性より、前記式(2)中の関数MA、即ち
トナー濃度とトナー付着率との対応関係を求めることが
出来る。このトナー濃度とトナー付着率との対応関係を
データテーブルに記憶しておく。In the second quadrant of FIG. 26, the horizontal axis represents the toner adhesion amount with the unit area described above, and shows the corresponding characteristics of the toner density and the toner adhesion amount per unit area. From the characteristics, the function MA in the equation (2), that is, the correspondence relationship between the toner density and the toner adhesion rate can be obtained. The correspondence relationship between the toner density and the toner adhesion rate is stored in the data table.
【0116】ここで、本実施例においては、黒ベタ画像
のようにトナー消費量が多い画像を形成した場合、後述
するようにこのトナー消費量に応じてトナーを補給する
ので、現像器21の現像剤撹拌能力を一時的に越える量
のトナーを補給することがある。このような量のトナー
を補給した直後に光学センサ25による基準パターント
ナー像の読取を行なう(その為の基準潜像の現像を行な
う)と、現像剤(キャリア)とトナーの撹拌不足により
一時的なトナー帯電不足で、適正なトナー帯電量の場合
に比して基準潜像へのトナー付着量が少なくなる。この
為、基準パターントナー像の光学濃度が適正なトナー帯
電量で現像した場合に比べて薄くなり、図27に示すよ
うに、光学センサ25の出力VSPが高くなっていしま
う。この図27は横軸にセンサ読取タイミング直前のコ
ピー動作に係る画像の面積率({トナー付着面積/A3
(420×297)面積}×100%)を取り、縦軸に
そのセンサ読取時の出力VSPを取って、実際のトナー濃
度が1.8%,2.0%,2.7%の場合について、セ
ンサ読取タイミング直前のコピー動作に係る画像の面積
率とそのセンサ読取時の出力VSPとの関係を示したもの
である。いずれのトナー濃度においても、面積率が大き
くなるにつれて出力VSPが高くなっていることが判る。
そこで、本実施例においては、光学センサ読取タイミン
グの直前の画像形成に係る画像の消費データの総和、即
ちトナー付着面積の総和が一定値以上の場合は、読み取
ったVSPを図28に示すように補正する。尚、光学セン
サ読取タイミングの直前の画像形成に係る画像の消費デ
ータの総和、即ちトナー付着面積の総和のみならず、複
数枚前からのトナー付着面積の総和を用いて読み取った
VSPを補正するようにしても良い。Here, in the present embodiment, when an image having a large toner consumption amount such as a black solid image is formed, the toner is replenished according to the toner consumption amount as will be described later. Toner may be replenished in an amount that temporarily exceeds the developer stirring ability. If the reference pattern toner image is read by the optical sensor 25 (the reference latent image is developed for that purpose) immediately after replenishing such an amount of toner, the developer (carrier) and the toner are temporarily agitated due to insufficient stirring. Due to insufficient toner charging, the amount of toner adhered to the reference latent image is reduced as compared with the case of an appropriate amount of toner charge. For this reason, the optical density of the reference pattern toner image becomes lighter than in the case where the toner is developed with an appropriate toner charge amount, and as shown in FIG. 27, the output V SP of the optical sensor 25 becomes high. In FIG. 27, the horizontal axis represents the area ratio ({toner adhesion area / A3
(420 × 297) area} × 100%), and the output V SP at the time of reading the sensor is plotted on the vertical axis, and the actual toner concentration is 1.8%, 2.0%, 2.7% Regarding the area ratio of the image relating to the copy operation immediately before the sensor reading timing and the output V SP at the time of reading the sensor. It can be seen that the output V SP increases as the area ratio increases at any toner concentration.
Therefore, in the present embodiment, when the sum total of consumption data of images relating to image formation immediately before the optical sensor read timing, that is, the sum total of toner adhesion areas is a certain value or more, the read V SP is as shown in FIG. Correct to. It should be noted that the read V SP is corrected using not only the sum of the consumption data of the images related to the image formation immediately before the optical sensor reading timing, that is, the sum of the toner adhering areas, but also the sum of the toner adhering areas from a plurality of sheets before. You may do so.
【0117】図28は横軸にセンサ読取タイミング直前
のコピー動作に係るトナー付着面積データから求める上
記面積率を取り、縦軸にVSPデータの補正ビット数を取
ったものである。この補正ビット数の1ビットは光学セ
ンサ25出力の約0.02Vに相当する(5V/25
5)。この補正ビット数は、予め実験で求めておくもの
である。このVSGデータの補正によって、正確なトナー
濃度(充分な撹拌動作後のトナー濃度)を求めることが
可能になる。In FIG. 28, the horizontal axis shows the area ratio obtained from the toner adhesion area data relating to the copy operation immediately before the sensor reading timing, and the vertical axis shows the correction bit number of the V SP data. One bit of this correction bit number corresponds to about 0.02 V of the output of the optical sensor 25 (5 V / 25
5). This correction bit number is obtained in advance by an experiment. Correcting the V SG data makes it possible to obtain an accurate toner concentration (toner concentration after sufficient stirring operation).
【0118】以上のトナー濃度の演算、及び前記トナー
付着率MAを求める演算についての具体的制御について
図29を用いて説明する。先ず、ステップ1でレジスタ
DVPNEWから読み出した出力VSPを、レジスタDV
GNEWから読み出した出力VSGを用いて、出力VSGが
4.0ボルトのときのVSPデータに変換してレジスタA
に格納する。ここで、出力VSGが4.0VのときのVSP
データに換算する為に、出力VSPに定数204を掛けて
いるのは、前述のように光学センサ25のデータが8ビ
ット,上限5Vのアナログポートから読み込まれること
による(255×4V÷5V=204)。次に、ステッ
プ2でこのVSPデータ値である40よりも大きいか否か
を判断し、これよりも大きい場合には、レジスタAを4
0に補正する(ステップ3)。これは、上記VSPデー
タ、即ち出力VSPとVSGの比からトナー濃度を求める為
のデータテーブルの大きさの関係から、VSPデータが4
0以上のものは一括してVSPデータ40として近似する
ものである。次に、ステップ4,5でVSPデータが0か
否かを判断し、0である場合には1に補正した後に(ス
テップ5)、0でない場合にはそのまま次に進む。これ
も上記データテーブルの大きさの関係から近似するもの
である。そして、ステップ6乃至10で、LDCNTを
用いて、前述の図28に示すVSPデータの補正を行な
う。ここで、LDCNT184が上記画像の面積率80
%に、LDCNT138が同60%に、LDCNT69
が同30%に夫々対応している。又、フローチャート中
には示していないが、ステップ9乃至11の減算処理の
結果が1よりも小さくなった場合には1とする。次に、
ステップ12でVSPデータを用いて、VSPデータ、即ち
出力VSPと出力VSGの比とトナー濃度との対応が記憶さ
れているデータテーブルを検索して、トナー濃度データ
を読み取り、これをレジスタAに格納した後、ステップ
13でレジスタDBTDENに格納する。次に、ステッ
プ14でレジスタAに格納されているトナー濃度データ
を用いて、トナー濃度と前述のトナー付着率との対応が
記憶されているデータテーブルを検索して、トナー付着
率データを読み取り、これをレジスタAに格納した後、
ステップ15でレジスタAのデータをレジスタDBTN
MAに格納する。Specific control of the above calculation of the toner density and the calculation of the toner adhesion rate MA will be described with reference to FIG. First, the output V SP read from the register DVPNEW in step 1 is set to the register DV
Using the output V SG read from the GNEW, the output V SG is converted into V SP data when the output V SG is 4.0 V, and the register A is converted.
To store. Here, V SP when the output V SG is 4.0 V
The reason why the output V SP is multiplied by the constant 204 in order to be converted into data is that the data of the optical sensor 25 is read from the analog port of 8 bits and the upper limit of 5V as described above (255 × 4V / 5V = 204). Next, in step 2, it is judged whether or not it is larger than 40 which is this V SP data value, and if it is larger than this, register A is set to 4
It is corrected to 0 (step 3). This is because the V SP data is 4 because the size of the data table for obtaining the toner density from the V SP data, that is, the ratio of the output V SP and V SG.
Those of 0 or more are collectively approximated as V SP data 40. Next, in steps 4 and 5, it is judged whether or not the V SP data is 0, and if it is 0, it is corrected to 1 (step 5). This is also approximated from the size relation of the data table. Then, in steps 6 to 10, the V SP data shown in FIG. 28 is corrected using LDCNT. Here, the LDCNT 184 has an area ratio of 80 in the image.
%, LDCNT138 to 60%, LDCNT69
Correspond to the same 30% respectively. Although not shown in the flowchart, 1 is set when the result of the subtraction processing in steps 9 to 11 becomes smaller than 1. next,
In step 12, the V SP data is used to search the data table in which the correspondence between the V SP data, that is, the ratio between the output V SP and the output V SG and the toner concentration is stored, and the toner concentration data is read. After storing in the register A, it is stored in the register DBTDEN in step 13. Next, in step 14, the toner density data stored in the register A is used to search the data table in which the correspondence between the toner density and the toner adhesion rate is stored, and the toner adhesion rate data is read. After storing this in register A,
In step 15, the data in register A is transferred to register DBTN
Store in MA.
【0119】以上により求めた1枚の画像についてのト
ナー付着面積とトナー付着率を用いて、この1枚の画像
で消費されるトナー消費量を演算する。具体的には、上
記のトナー付着面積データとトナー付着率データとの積
を演算して1枚の画像形成当たりのトナー消費量を求め
る。Using the toner adhesion area and the toner adhesion rate for one image obtained as described above, the toner consumption amount consumed by this one image is calculated. Specifically, the product of the toner adhesion area data and the toner adhesion rate data is calculated to obtain the toner consumption amount per one image formation.
【0120】次に、トナー補給量の演算について説明す
る。理想的にはトナー補給量が上記の演算によって求め
たトナー消費量と一致するようにトナー補給機構の補給
条件を制御すれば、トナー濃度が一定に保たれるはずで
あるが、実際は前述のようにトナー補給機構の機械感の
バラツキや環境変動によって演算したトナー補給量と実
際に補給されるトナーの量とが必ずしも一致しないこと
に加え、この例においては以下の理由によっても狙いの
トナー濃度からのずれが生じてしまう。即ち、この例に
おいては、現像器21の現像剤のトナー濃度を感光体1
上に形成した基準潜像を現像して得た基準パターントナ
ー像の光学濃度を検出することによって求めているの
で、基準パターントナー像を形成するためにトナーが消
費され、且つ、クリーニングユニット6による基準パタ
ーントナー像のクリーニング負担も生じる。このため、
上記の様に10枚の画像形成毎にトナー濃度の検出を行
ない、検出後の10枚の画像形成中は、検出したトナー
濃度を用いて求めたトナー付着率MAと画像形成動作毎
に演算して求めたトナー付着面積の総和とから、1枚の
画像形成当たりのトナー消費量を演算する。しかし、こ
のトナー濃度の検出後の10枚の画像形成の間にもトナ
ー濃度が変化していることから、上記のトナー消費量と
実際のトナー消費量とに誤差が生じ、この結果、トナー
濃度が狙いのトナー濃度から外れてしまう。Next, the calculation of the toner supply amount will be described. Ideally, if the replenishment conditions of the toner replenishment mechanism are controlled so that the toner replenishment amount matches the toner consumption amount obtained by the above calculation, the toner density should be kept constant. In addition to the fact that the toner replenishment amount calculated due to variations in the mechanical feel of the toner replenishment mechanism and environmental changes do not always match the amount of toner actually replenished, in this example Will be misaligned. That is, in this example, the toner concentration of the developer in the developing device 21 is set to the photoconductor 1
Since it is determined by detecting the optical density of the reference pattern toner image obtained by developing the reference latent image formed above, the toner is consumed to form the reference pattern toner image, and the cleaning unit 6 is used. The burden of cleaning the reference pattern toner image also arises. For this reason,
As described above, the toner density is detected every 10th image formation, and during the 10th image formation after the detection, the toner adhesion ratio MA obtained using the detected toner density and the image formation operation are calculated. The toner consumption amount per one image formation is calculated from the sum of the toner adhesion areas obtained as described above. However, since the toner density changes during the formation of 10 images after the toner density is detected, an error occurs between the toner consumption amount and the actual toner consumption amount, resulting in the toner concentration. Is out of the target toner density.
【0121】そこで、本実施例においては、最新のトナ
ー濃度検出結果に加えて、この最新のトナー濃度検出に
係るトナー濃度と前回のトナー濃度検出に係るトナー濃
度ととを比較することで、そのトナー濃度の推移も考慮
して、トナー補給量を決定し、これにより、仮に実際の
トナー濃度が狙いのトナー濃度からはずれた場合には、
速やかに狙いのトナー濃度に収束させるようにする。Therefore, in this embodiment, in addition to the latest toner density detection result, the toner density related to this latest toner density detection is compared with the toner density related to the previous toner density detection, The toner replenishment amount is determined in consideration of the transition of the toner concentration, and if the actual toner concentration deviates from the target toner concentration,
The target toner density should be quickly converged.
【0122】即ち、最新のトナー濃度検出結果から、検
出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高い場合にはト
ナー補給量をトナー消費量よりも少なくし、逆に検出ト
ナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場合にはトナー
補給量をトナー消費量よりも多くするという観点と、最
新の検出トナー濃度よりも前回の検出トナー濃度の方が
低い場合(トナー濃度が低下傾向にある場合)にはトナ
ー補給量をトナー消費量よりも多くし、逆に最新の検出
トナー濃度よりも前回の検出トナー濃度の方が高い場合
(トナー濃度が上昇傾向にある場合)にはトナー補給量
をトナー消費量よりも少なくするという観点とから、ト
ナー補給量を決定する。That is, from the latest toner density detection result, when the detected toner density is higher than the target toner density, the toner replenishment amount is made smaller than the toner consumption amount, and conversely, the detected toner density is lower than the target toner density. If the toner detection amount is lower than the latest detection toner concentration (if the toner concentration tends to decrease), the toner is replenished more than the toner consumption amount. If the replenishment amount is larger than the toner consumption amount, and conversely, the previously detected toner concentration is higher than the latest detected toner concentration (when the toner concentration tends to increase), the toner replenishment amount is larger than the toner consumption amount. The amount of toner replenishment is determined from the viewpoint of reducing the amount of toner.
【0123】そして、以上の観点からトナー補給量を決
定する為に、この例ではトナー補給量演算上の変数GA
INを用いている。以下、この例における変数GAIN
について具体的に説明する。変数GAINはトナー補給
量とトナー消費量の比率に相当し、これが1.0の場合
にトナー補給量とトナー消費量が等しくなる。そして、
最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場
合に、この変数GAINを1.0よりも大きくしてトナ
ー濃度を上昇させ、且つ、この上昇分を上記のトナー濃
度の推移を考慮して決定するようにする。同様に、最新
の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高い場合
に、この変数GAINを1.0よりも小さくしてトナー
濃度を低下させ、且つ、この低下分を上記のトナー濃度
の推移を考慮して決定するようにする。In order to determine the toner replenishment amount from the above viewpoints, the variable GA in the toner replenishment amount calculation is used in this example.
IN is used. Below, the variable GAIN in this example
Will be specifically described. The variable GAIN corresponds to the ratio between the toner replenishment amount and the toner consumption amount, and when this is 1.0, the toner replenishment amount and the toner consumption amount are equal. And
When the latest detected toner density is lower than the target toner density, this variable GAIN is made larger than 1.0 to increase the toner density, and this increase is taken into consideration in the transition of the toner density. Make a decision. Similarly, when the latest detected toner density is higher than the target toner density, this variable GAIN is made smaller than 1.0 to lower the toner density, and this decrease is changed to the above toner density transition. Make decisions in consideration.
【0124】この変数GAINの具体的な値は、現像器
21の特性やトナー補給方式によって異なりってくるも
ので、実験的に求めておくものである。以下、その一例
を示す。最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度より
も低く、且つ、前回の検出トナー濃度も狙いのトナー濃
度よりも低い場合のGAINの値を1.4乃至2.3、
最新の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低く、
且つ、前回の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも
高い場合のGAINの値を1.3乃至3.0、最新の検
出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも高く、且つ、前
回の検出トナー濃度が狙いのトナー濃度よりも低い場合
のGAINの値を0.5乃至0.8、最新の検出トナー
濃度が狙いのトナー濃度よりも高く、且つ、前回の検出
トナー濃度も狙いのトナー濃度よりも高い場合のGAI
Nの値を0.6乃至1.0の範囲で設定する。具体的に
は、下表3の様に設定する。尚、下表3中の縦方向のA
=0〜4が最新の検出トナー濃度に対応し、横方向のテ
ーブル1〜5が前回の検出トナー濃度に対応する。この
A=0〜4及びテーブル1〜5は、具体的制御を示す図
30及び図31のフローチャート中に示すように、検出
したトナー濃度の区分に対応している。この内、テーブ
ル1〜5は、夫々のAの区分からGAINのデータを検
索するデータテーブルに対応している。 The specific value of the variable GAIN varies depending on the characteristics of the developing device 21 and the toner replenishment method, and is experimentally obtained. An example will be shown below. If the latest detected toner concentration is lower than the target toner concentration and the previously detected toner concentration is also lower than the target toner concentration, the GAIN value is 1.4 to 2.3.
The latest detected toner concentration is lower than the target toner concentration,
In addition, when the previous detected toner concentration is higher than the target toner concentration, the GAIN value is 1.3 to 3.0, the latest detected toner concentration is higher than the target toner concentration, and the previous detected toner concentration is Is 0.5 to 0.8 when the toner density is lower than the target toner density, the latest detected toner density is higher than the target toner density, and the previous detected toner density is also higher than the target toner density. GAI when high
The value of N is set in the range of 0.6 to 1.0. Specifically, it is set as shown in Table 3 below. In addition, A in the vertical direction in Table 3 below
= 0 to 4 correspond to the latest detected toner density, and lateral tables 1 to 5 correspond to the previously detected toner density. The A = 0 to 4 and the tables 1 to 5 correspond to the categories of the detected toner density, as shown in the flowcharts of FIGS. 30 and 31 showing the specific control. Of these, tables 1 to 5 correspond to data tables for searching GAIN data from the respective A categories.
【0125】図30及び図31を用いて、GAINを求
める具体的制御について説明する。先ず、ステップ1で
前述の図29のフローチャート中のステップ1と同様
に、レジスタDVPNEWから読み出した出力VSPを、
レジスタDVGNEWから読み出した出力VSGを用い
て、出力VSGが4.0ボルトのときのVSPデータに変換
してレジスタAに格納し、ステップ2でこれをレジスタ
DBPNEWに格納する。このレジスタDBPNEWへ
の格納前に、前述の図29のフローチャート中のステッ
プ6〜11の補正処理を行なっても良い。次いで、ステ
ップ3,4で同様に、レジスタDVPOLDから読み出
した出力VSPを、レジスタDVGOLDから読み出した
出力VSGを用いて、出力VSGが4.0ボルトのときのV
SPデータに変換してレジスタAに格納し、これをレジス
タDBPOLDに格納する。そして、ステップ5〜13
で先ず上記レジスタDBPOLDから読み出した前回検
出時のVSPデータを用いて、上記表3中の何れのデータ
テーブルを用いるかを選択する。次いで、ステップ14
〜19で上記レジスタDBPNEWから読み出した最新
の検出時のVSPデータを用いて、上記表3中のAの区分
を決定する。そして、ステップ23で、この決定された
区分Aを用いて上の様に選択されたデータテーブルを検
索し、検索したGAINデータをレジスタAに格納し、
ステップ24でこれをレジスタDBGAINに格納す
る。Specific control for obtaining GAIN will be described with reference to FIGS. 30 and 31. First, in step 1, as in step 1 in the flowchart of FIG. 29 described above, the output V SP read from the register DVPNEW is
Using the output V SG read from the register DVGNEW, the output V SG is converted into V SP data when the output V SG is 4.0 V and stored in the register A. In step 2, this is stored in the register DBPNEW. Before the storage in the register DBPNEW, the correction process of steps 6 to 11 in the flowchart of FIG. 29 may be performed. Then, in steps 3 and 4, similarly, the output V SP read from the register DVPOLD is used with the output V SG read from the register DVGOLD to output V SG when the output V SG is 4.0 volts.
It is converted into SP data, stored in the register A, and stored in the register DBPOLD. And steps 5-13
Then, first, using the V SP data at the time of the previous detection read from the register DBPOLD, which of the data tables in Table 3 to use is selected. Then step 14
.About.19, the classification of A in the above Table 3 is determined using the latest detected V SP data read from the register DBP NEW. Then, in step 23, the data table selected as described above is searched using the determined section A, and the searched GAIN data is stored in the register A,
In step 24, this is stored in the register DBGAIN.
【0126】以上により求めたGAIN等を用いたトナ
ー補給量演算を、図32に示す。図32において、ステ
ップ1でレジスタDBTNMAから読み出したトナー付
着率データとレジスタLDCNTから読み出したトナー
付着面積データの積を演算してトナー消費データ求め、
これをレジスタDBADDTに格納する。次いで、ステ
ップ2でこのレジスタDBADDTから読みだした上記
トナー消費データに上記レジスタDBGAINから読み
出したGAINデータを掛けてトナー補給量データを求
め、レジスタDBADDL/Hに格納する。尚、この例
では、トナー補給量を1枚当たりのトナー消費量データ
であるDBADDTとGAINの積で求めるが、これに
代え、下式(3)によって求めても良い。 DBADDT+(1−GAIN)×A …(3) 但し、Aは定数 この式(3)の演算においても、検出トナー濃度やトナ
ー濃度の推移に対応して、トナー消費量とトナー補給量
に差を設け、狙いのトナー濃度に近付ける動作を行な
う。FIG. 32 shows the toner replenishment amount calculation using GAIN and the like obtained as described above. 32, the toner consumption data is calculated by calculating the product of the toner adhesion rate data read from the register DBTNMA and the toner adhesion area data read from the register LDCNT in step 1.
This is stored in the register DBADDT. Next, in step 2, the toner consumption data read from the register DBADDT is multiplied by the GAIN data read from the register DBGAIN to obtain toner replenishment amount data, which is stored in the register DBADDL / H. In this example, the toner replenishment amount is obtained by the product of DBADDT and GAIN which is the toner consumption amount data for one sheet, but it may be obtained by the following equation (3) instead. DBADDT + (1-GAIN) × A (3) However, A is a constant also in the calculation of this expression (3), the difference between the toner consumption amount and the toner replenishment amount is calculated in accordance with the detected toner concentration and the transition of the toner concentration. The target toner concentration is set and the operation is performed to bring it closer to the target toner concentration.
【0127】次に、トナー補給動作について説明する。
このトナー消費量に応じてトナーを補給する。補給トナ
ー量の設定は、補給ローラ24の回転駆動時間によって
設定する。1枚の画像当たりのトナー消費量は、前述の
ようにトナー消費面積とトナー付着率との積であり、具
体的に表わすと下式(4)のようになる。 (トナー消費量)=LDCNT×217×MA×1/(400/2.54)2 ≒LDCNT×MA×655/124 …(4) ここで、(トナー消費量)の単位はmg、LDCNT×
217の単位はドット、MAの単位はmg/cm2、1/
(400/2.54)2の単位はcm2/ドットである。
尚、LDCNTに217を掛けているのは、前述のように
トナー付着面積データLDCNTを上位8ビットで表現
しているためである。一方、この例におけるトナー補給
はクラッチの駆動による補給ローラ24を回転して行な
っており、図33に示すように単位時間当たりのトナー
補給量が安定している領域Aにおいては300mg/秒
のトナー補給が行なわれる。この図33は、縦軸に30
秒間当たりのトナー補給量を取り、横軸にトナーホッパ
ー22内のトナー残量を取って、トナーホッパー22内
の残量とトナー補給量との関係を示したものである。そ
して、上記の演算によるトナー補給量は、上記トナー消
費量にGAINを掛けて求めて、これを補給時間(補給
ローラ24の回転時間)に換算すると、下式(5)の様
になる。 (補給時間)=(トナー消費量)×GAIN×1/300 ≒LDCNT×MA×131/124×60 …(5) この(補給時間)の単位は秒である。この補給時間だ
け、上記クラッチをONしてトナーの補給を行なう。
尚、上述のフローチャート中においては、上記の単位系
を合わせるための定数処理(×131,124×60
等)は省略している。Next, the toner supply operation will be described.
The toner is replenished according to the toner consumption amount. The amount of replenishment toner is set according to the rotation driving time of the replenishment roller 24. The toner consumption amount per one image is the product of the toner consumption area and the toner adhesion rate as described above, and is specifically expressed by the following formula (4). (Toner consumption amount) = LDCNT × 2 17 × MA × 1 / (400 / 2.54) 2 ≈LDCNT × MA × 655/124 (4) Here, the unit of (toner consumption) is mg, LDCNT ×
The unit of 2 17 is dot, the unit of MA is mg / cm 2 , 1 /
The unit of (400 / 2.54) 2 is cm 2 / dot.
It should be noted that the reason why LDCNT is multiplied by 2 17 is that the toner adhesion area data LDCNT is represented by the upper 8 bits as described above. On the other hand, toner replenishment in this example is performed by rotating the replenishment roller 24 by driving the clutch, and as shown in FIG. 33, in the area A where the toner replenishment amount per unit time is stable, 300 mg / second Replenishment is done. In FIG. 33, the vertical axis is 30
The relationship between the remaining amount in the toner hopper 22 and the toner replenishment amount is shown by taking the toner replenishment amount per second and the horizontal axis representing the remaining amount of toner in the toner hopper 22. Then, the toner replenishment amount by the above calculation is obtained by multiplying the toner consumption amount by GAIN and converted into a replenishment time (rotation time of the replenishment roller 24), the following formula (5) is obtained. (Replenishment time) = (toner consumption amount) × GAIN × 1/300 ≈LDCNT × MA × 131/124 × 60 (5) The unit of this (replenishment time) is seconds. Only during this replenishment time, the clutch is turned on to replenish the toner.
In the above flowchart, constant processing (× 131, 124 × 60) for matching the above unit system is performed.
Etc.) are omitted.
【0128】尚、画像形成動作の駆動源(ドラム1、レ
ジストローラ9を駆動するモータ)と現像ユニット4の
駆動源(マグローラ、補給ローラ24を駆動するモー
タ)が独立に備えている場合には、各記録紙の給送の任
意のタイミングで補給用の電磁クラッチを補給量データ
であるDBADDL,DBADDHに対応する時間分O
Nする。これにより、トナーホッパー22内のアジテー
タ23と補給ローラ24を駆動して現像器21内にトナ
ーを補給する。又、上記の駆動源が同一の場合には、記
録時か感光体1上のトナー像を転写し終えたタイミング
よりトナー補給動作を行なうことが駆動源の負荷変動に
伴う画像劣化を防止するために好ましい。When the drive source for the image forming operation (the motor for driving the drum 1 and the registration roller 9) and the drive source for the developing unit 4 (the motor for driving the mag roller and the replenishing roller 24) are independently provided. , An electromagnetic clutch for replenishment at an arbitrary timing of feeding of each recording sheet, for a time corresponding to DBADDL, DBADDH which is replenishment amount data O
N As a result, the agitator 23 and the replenishing roller 24 in the toner hopper 22 are driven to replenish the developing device 21 with toner. Further, when the above-mentioned drive sources are the same, the toner replenishing operation is performed at the time of recording or at the timing when the transfer of the toner image on the photoconductor 1 is completed in order to prevent image deterioration due to load variation of the drive source. Is preferred.
【0129】以上、本実施例においては、所定枚数毎に
基準トナー像を光学センサで検出してトナー濃度TC´
を求め、必要に応じて直前のコピーに係るトナー付着面
積データの総和LDCNTでこれを補正してトナー濃度
TCを得る。このTCで、単位面積当たりのトナー付着
率MAを算出してレジスタに格納する。又、このTCと
前回の検出に係るTCとを比較して、トナー濃度の推移
から変数GAINを算出してレジスタに格納する。そし
て、コピー毎にカウントしたLDCNTにレジスタから
読み出したMA及びGAINを掛けてトナー補給量を算
出して、コピー毎にトナーを補給する。これにより、狙
いのトナー濃度に収束させることが出来、安定した現像
ユニット4の顕像化能力が得られる。As described above, in this embodiment, the toner density TC 'is determined by detecting the reference toner image by the optical sensor for each predetermined number of sheets.
Is calculated and, if necessary, the toner density TC is obtained by correcting this with the sum LDCNT of the toner adhesion area data relating to the immediately preceding copy. With this TC, the toner adhesion rate MA per unit area is calculated and stored in the register. Further, this TC is compared with the TC related to the previous detection, and the variable GAIN is calculated from the transition of the toner density and stored in the register. Then, the LDCNT counted for each copy is multiplied by MA and GAIN read from the register to calculate the toner replenishment amount, and the toner is replenished for each copy. As a result, the toner density can be converged to the target toner density, and the stable visualization ability of the developing unit 4 can be obtained.
【0130】尚、図34は、上記実施例における、各制
御の実行のタイミングや、各演算結果の利用関係を、コ
ピー動作のタイミングを基準にして示すしたものであ
る。同図中、「△」はセンサチェックタイミングを示
し、画像形成装置のメインスイッチON後1枚目とその
後10枚ごとに設定する。このタイミングで光学センサ
25で感光体1上のパターンを読取り、出力VSG,出力
VSPを得る。「TC´」はトナー濃度算出を示し、出力
VSG,出力VSPの出力比より現像器21内のトナー濃度
(TC)を算出する。「TC」はトナー濃度補正を示
し、これはセンサチェックタイミング直前の記録紙のト
ナー付着面積(LDCNT)をチェックし、一定値以上
(付着量が多い場合、現像器21の撹拌が不十分な状態
となるため)の場合、トナー濃度をTC´よりも濃い値
に補正する。補正後のトナー濃度をTCとする。「M
A」はトナー付着率算出を示し、これは同一プロセス条
件でもトナー濃度により感光体1上の単位面積当たりの
トナー付着量が異なるので、TCの値よりデータテーブ
ルで付着率MAを求める。「LDCNT」はトナー付着
面積の算出を示し、これは画像データ(多値データ等)
からデータテーブルを用いてトナー付着面積に変換し、
記録紙当たりのトータルのトナー付着面積LDCNTを
求める。「uT.」はトナー消費量の算出を示し、付着
率MAとトナー付着面積LDCNTの積としてトナー消
費量uT.を算出する。「GAIN」は変数GAINの
算出を示し、検出したVSG,VSPと前回検出したVSG,
VSPを比較し、狙いのトナー濃度TC(VSG,VSP)に
なる様に補給量を加減するための変数GAINを求め
る。「ADDT」はトナー補給量算出を示し、消費され
たトナー量uT.と変数GAINの積としてトナー補給
量を算出する。以上の流れで記録紙毎にトナー補給量を
求めてトナー補給を実行する。但し、変数GAINはセ
ンサチェックタイミング毎に変更する。Incidentally, FIG. 34 shows the timing of execution of each control and the use relation of each operation result in the above-mentioned embodiment with reference to the timing of the copy operation. In the figure, “Δ” indicates the sensor check timing, which is set for the first sheet after the main switch of the image forming apparatus is turned on and for every tenth sheet thereafter. At this timing, the pattern on the photoconductor 1 is read by the optical sensor 25 to obtain outputs V SG and V SP . “TC ′” indicates toner concentration calculation, and the toner concentration (TC) in the developing device 21 is calculated from the output ratio of the output V SG and the output V SP . “TC” indicates toner concentration correction, which is performed by checking the toner adhesion area (LDCNT) of the recording paper immediately before the sensor check timing, and a certain value or more (when the adhesion amount is large, the stirring of the developing device 21 is insufficient. In this case), the toner density is corrected to a value higher than TC '. The corrected toner density is designated as TC. "M
“A” indicates the calculation of the toner adhesion rate. Since the toner adhesion amount per unit area on the photoconductor 1 varies depending on the toner concentration even under the same process condition, the adhesion rate MA is obtained from the value of TC in the data table. “LDCNT” indicates the calculation of the toner adhesion area, which is image data (multivalued data, etc.)
To the toner adhesion area using the data table,
The total toner adhesion area LDCNT per recording paper is obtained. “UT.” Indicates the calculation of the toner consumption amount, which is the product of the adhesion rate MA and the toner adhesion area LDCNT. To calculate. “GAIN” indicates the calculation of the variable GAIN, and the detected V SG , V SP and the previously detected V SG ,
V SP is compared, and a variable GAIN for adjusting the replenishment amount so as to obtain the target toner concentration TC (V SG , V SP ) is obtained. “ADDT” indicates the toner replenishment amount calculation, and the consumed toner amount uT. The toner replenishment amount is calculated as the product of the variable GAIN and the variable GAIN. Through the above flow, the toner replenishment amount is obtained for each recording sheet and the toner replenishment is executed. However, the variable GAIN is changed at each sensor check timing.
【0131】以上、本実施例においては、感光体1上の
単位面積当たりのトナー付着量であるトナー付着率を検
出するために、光学センサ25を用いて現像器21内の
現像剤のトナー濃度を検出しているが、これに代え、現
像器21内にトナー濃度センサを設けても良い。又、上
記トナー濃度を所定枚数ごとに検出しているが、これに
代え、毎回検出しても良い。更に、光学センサ25の出
力が所定範囲内にないときに、予め設定されているデー
タテーブルの値を読み出し(図21のフローチャート中
のステップ5及び図25のサブルーチンCHKV)、こ
の値を光学センサ25の出力に対応するデータ(VSGデ
ータ,VSPデータ)に代る代用データとして用いてトナ
ー付着率を算出し(図29のフローチャート)、このト
ナー付着率とトナー付着面積とに基づいてトナー補給量
を演算し、これにより、第2補給量演算手段を構成して
いるが、これに代え、光学センサ25の出力が所定範囲
内にないときに、光学センサ25の出力に対応するトナ
ー付着率のデータに代る代用データとして用いる値をデ
ータテーブルに予め設定しておき、光学センサ25の出
力が所定範囲内にないときに、このデータテーブルから
トナー付着率のデータに代る代用データを読み出し、こ
の代用データとトナー付着面積とに基づいてトナー補給
量を演算するようにし、これにより、第2補給量演算手
段を構成しても良い。又、上記実施例においては、前述
のように上式(1)の特別の場合として上式(2)が成
立する例であったが、このような式(2)が成立せず、
この結果、1ドット当たりのトナー消費量を画像の多値
データとトナー濃度の両者を用いて消費データに変換す
る必要が有る場合には、画像の多値データから消費デー
タを検索する為のデータテーブルをトナー濃度毎に設け
れば良い。そして、この為のトナー濃度データは、毎回
トナー濃度を検出することによって得ても良いし、上記
実施例の様に所定間隔でトナー濃度を検出する場合に
は、最新のトナー濃度を用いても良い。更に、上記実施
例は、書込LDのパルス幅によってトナー付着面積が異
なることから画像の多値データから消費データに変換
し、この消費データの1枚の画像当たりの総和で1枚の
画像当たりのトナー付着面積を求めているが、書込LD
のパルス幅は一定であっても、画像におけるドットの密
集状況によってトナー付着量が変化する場合、例えば、
現像におけるエッジ効果でトナー付着量の増大が生じる
ほどにドット間の距離が接近しているかどうかによって
トナー付着率が変化する場合にも、このようなドット間
の距離とトナー付着量との関係を予め求めておいて、こ
の関係を画像の多値データから消費データへの変換テー
ブルにして用い、画像の多値データから一旦消費データ
に変換し、この消費データの1枚の画像当たりの総和で
1枚の画像当たりのトナー付着面積を求める。又、上記
実施例においては、各種のデータテーブルを用いている
が、この内演算式で置き換えられるものは、演算式に置
き換え、データテーブルの検索に代え、この演算式の演
算処理を実行しても良い。As described above, in this embodiment, in order to detect the toner adhering rate, which is the toner adhering amount per unit area on the photoconductor 1, the toner density of the developer in the developing device 21 is detected by using the optical sensor 25. However, instead of this, a toner concentration sensor may be provided in the developing device 21. Further, although the toner density is detected every predetermined number of sheets, instead of this, it may be detected every time. Further, when the output of the optical sensor 25 is not within the predetermined range, the value of the preset data table is read (step 5 in the flowchart of FIG. 21 and the subroutine CHKV of FIG. 25), and this value is read by the optical sensor 25. The toner adhesion rate is calculated by using it as substitute data in place of the data (V SG data, V SP data) corresponding to the output of the above (flow chart in FIG. 29), and toner is supplied based on this toner adhesion rate and toner adhesion area. The amount of toner is calculated, and the second replenishment amount calculation means is constituted by this, but instead of this, when the output of the optical sensor 25 is not within the predetermined range, the toner adhesion rate corresponding to the output of the optical sensor 25. The value used as the substitute data in place of the above data is preset in the data table, and when the output of the optical sensor 25 is not within the predetermined range, this data table is set. Alternatively, the second replenishment amount calculation means may be configured by reading out the substitute data in place of the data of the toner attachment ratio and calculating the toner replenishment amount based on the substitute data and the toner attachment area. .. Further, in the above-mentioned embodiment, the above equation (2) is established as a special case of the above equation (1) as described above, but such equation (2) is not established,
As a result, when it is necessary to convert the toner consumption amount per dot to consumption data using both the image multi-value data and the toner density, the data for retrieving the consumption data from the image multi-value data A table may be provided for each toner concentration. Then, the toner density data for this purpose may be obtained by detecting the toner density each time, or when the toner density is detected at a predetermined interval as in the above embodiment, the latest toner density may be used. good. Further, in the above-described embodiment, since the toner adhesion area varies depending on the pulse width of the writing LD, multivalued data of an image is converted into consumption data, and the sum of the consumption data per image is one image. The toner adhesion area of
Even if the pulse width of is constant, if the toner adhesion amount changes depending on the density of dots in the image, for example,
Even when the toner adhesion rate changes depending on whether the distance between dots is close enough to increase the toner adhesion amount due to the edge effect in development, the relationship between the dot distance and the toner adhesion amount is Obtained in advance, this relationship is used as a conversion table from image multi-valued data to consumption data, the image multi-valued data is once converted into consumption data, and the consumption data is summed up per image. The toner adhesion area per image is obtained. Further, in the above embodiment, various data tables are used, but those replaced by the internal arithmetic expression are replaced with the arithmetic expression and the arithmetic processing of this arithmetic expression is executed instead of the search of the data table. Is also good.
【0132】[0132]
【発明の効果】請求項1乃至6の発明によれば、光ビー
ム(レーザービーム)の発光時間を積算し、トナー補給
制御を行なうことで、リアルタイムでトナー補給を行な
うことが可能となり、トナー補給の応答特性が高まるの
で、どのような画像にも対応させることができる。さら
に、光学的検知手段(光学センサ)で基準トナー像の検
知信号を出力し、トナー補給制御を合わせて行なうこと
により、経時的にも周囲の如何なる環境下においても、
光ビームの発光時間とトナー補給量の関係に生じる誤差
を吸収し、適正なトナー濃度を維持することが可能とな
り、長期間にわたり常に安定した高品質の画像を得るこ
とができる。According to the present invention, the light emitting time of the light beam (laser beam) is integrated and the toner replenishment control is performed, whereby the toner replenishment can be performed in real time. Since the response characteristic of is improved, it can be applied to any image. Further, by outputting the detection signal of the reference toner image with the optical detection means (optical sensor) and performing the toner replenishment control together, it is possible to reduce the time and any environment.
It is possible to absorb an error that occurs in the relationship between the light emitting time of the light beam and the toner replenishment amount, maintain an appropriate toner concentration, and always obtain a stable and high-quality image.
【0133】請求項7の発明によれば、画像領域内の画
像データを用いて感光体上のトナー付着領域の総面積を
演算すると共に、感光体上のトナー付着領域の単位面積
当たりのトナー付着量を検出し、該単位面積当たりのト
ナー付着量と該総面積とに基づいて現像器へのトナー補
給量を演算し、これにより、現像器内の現像剤のトナー
濃度の変動による像担持体上のトナー付着領域の単位面
積当たりのトナー付着量の変動をも加味して補給トナー
量を決定するので、トナーの消費量を正確に予測して、
適正なトナー補給を行なうことができる。According to the invention of claim 7, the total area of the toner adhesion area on the photoconductor is calculated using the image data in the image area, and the toner adhesion area per unit area of the toner adhesion area on the photoconductor is calculated. The amount of toner replenished to the developing device is calculated based on the toner adhesion amount per unit area and the total area. Since the amount of replenishment toner is determined in consideration of the fluctuation of the toner adhesion amount per unit area of the above toner adhesion region, the toner consumption amount is accurately predicted,
Proper toner supply can be performed.
【0134】又、請求項8の発明によれば、上記単位面
積当たりのトナー付着量を、像担持体上に形成した基準
トナー像の濃度に基づいて演算するので、像担持体の特
性変化によるトナー付着量の変化も加味した正確な、単
位面積当たりのトナー付着量の検出を行なうことができ
る。According to the eighth aspect of the present invention, the toner adhesion amount per unit area is calculated based on the density of the reference toner image formed on the image carrier, so that the characteristic change of the image carrier may occur. It is possible to accurately detect the toner adhesion amount per unit area in consideration of the change in the toner adhesion amount.
【0135】更に、請求項9の発明によれば、上記単位
面積当たりのトナー付着量と上記総面積との積に基づい
て現像器へのトナー補給量を演算するので、像担持体上
のトナー付着領域の総面積の演算や最終的なトナー補給
量の演算が比較的簡単な演算処理で実行することができ
る。Further, according to the invention of claim 9, the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on the product of the toner adhesion amount per unit area and the total area, so that the toner on the image bearing member is calculated. The calculation of the total area of the adhesion region and the calculation of the final toner replenishment amount can be executed by a relatively simple calculation process.
【0136】又、請求項10の発明によれば、上記基準
トナー像の濃度の検出を所定画像形成動作ごとに実行す
るので、上記基準トナー像の形成等によるトナー消費や
クリーニング装置の負担を軽減出来、且つ、該濃度の変
化に応じて現像器へのトナー補給量を補正するので、例
え、基準トナー像の濃度を検出しない画像形成動作の期
間内に狙いのトナー濃度からのずれが生じたとしても、
このずれを比較的小さく抑えることができると共に、迅
速に狙いのトナー濃度に収束させることができる。According to the tenth aspect of the present invention, since the density of the reference toner image is detected for each predetermined image forming operation, the toner consumption and the load on the cleaning device due to the formation of the reference toner image are reduced. Since the toner replenishment amount to the developing device is corrected according to the change of the density, the deviation from the target toner density occurs during the image forming operation in which the density of the reference toner image is not detected. Even if
This deviation can be suppressed to be relatively small, and at the same time, the target toner concentration can be quickly converged.
【0137】更に、請求項11の発明によれば、上記基
準トナー像を形成するタイミングよりも1回以上前の画
像形成動作におけるトナー付着領域の総面積を所定面積
と比較するので、以前の画像形成動作においてトナー補
給過多による現像剤撹拌不足でトナー帯電量不足が生じ
ているか否かを判別することが出来、且つ、該比較結果
に基づいて現像器へのトナー補給量を補正するので、ト
ナー帯電不足による単位面積当たりのトナー付着量につ
いての誤検出による、更なるトナーの過剰補給を防止す
ることができる。又、補給用トナーの残量の有無を判断
するトナーニアエンド検出に、上記基準トナー像の検出
濃度を用いる場合にも、トナー補給過多による現像剤撹
拌不足でトナー帯電量不足が生じても、誤ったトナーニ
アエンド検出を防止することができる。Further, according to the invention of claim 11, the total area of the toner adhering region in the image forming operation one or more times before the timing of forming the reference toner image is compared with the predetermined area. In the forming operation, it is possible to determine whether the toner charge amount is insufficient due to insufficient developer agitation due to excessive toner replenishment, and the toner replenishment amount to the developing device is corrected based on the comparison result. It is possible to prevent further excessive replenishment of toner due to erroneous detection of the toner adhesion amount per unit area due to insufficient charging. Even when the detected density of the reference toner image is used for the toner near-end detection for determining whether there is a remaining amount of replenishment toner, even if the toner charge amount is insufficient due to insufficient developer agitation due to excessive toner replenishment, It is possible to prevent the toner near end detection.
【0138】又、請求項12の発明によれば、画像領域
内の画像データを用いて像担持体上のトナー付着領域の
総面積を演算する面積演算手段と、像担持体上に形成し
た基準トナー像の濃度を検出する光検出手段と、該光検
出手段の出力に基づいて像担持体上のトナー付着領域の
単位面積当たりのトナー付着量を演算する付着量演算手
段と、該面積演算手段の演算結果と該付着量演算手段の
演算結果とに基づいて現像器へのトナー補給量を演算す
る第1補給量演算手段と、該光検出手段の出力が所定範
囲内か否かを判別する判別手段と、該判別手段による判
別結果に応じて、該面積演算手段の演算結果と所定の、
単位面積当たりのトナー付着量とに基づいてトナー補給
量を演算する第2補給量演算手段とを設けたので、光検
出手段がトナー汚れ等によって誤検出を行なった場合
に、急激なトナー濃度の変動を防止することができる。According to the twelfth aspect of the invention, the area calculating means for calculating the total area of the toner adhering area on the image carrier using the image data in the image area, and the reference formed on the image carrier. Light detection means for detecting the density of the toner image, adhesion amount calculation means for calculating the toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion area on the image carrier based on the output of the light detection means, and the area calculation means. The first replenishment amount calculation means for calculating the toner replenishment amount to the developing device based on the calculation result of 1) and the calculation result of the adhesion amount calculation means, and whether or not the output of the light detection means is within a predetermined range. A discriminating unit, and a calculation result of the area calculating unit and a predetermined value according to the discrimination result by the discriminating unit.
Since the second replenishment amount calculation means for calculating the toner replenishment amount based on the toner adhesion amount per unit area is provided, when the light detection means makes an erroneous detection due to toner stain or the like, a rapid toner concentration Fluctuations can be prevented.
【図1】本発明の画像形成方法が実施される画像形成装
置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus in which an image forming method of the present invention is implemented.
【図2】上記画像形成装置における現像器の概略断面
図。FIG. 2 is a schematic sectional view of a developing device in the image forming apparatus.
【図3】上記画像形成装置におけるレーザービームの発
光時間の積算値とトナー消費量の関係を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an integrated value of a laser beam emission time and a toner consumption amount in the image forming apparatus.
【図4】上記画像形成装置における補給ローラの回転時
間とトナー補給量の関係を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a rotation time of a supply roller and a toner supply amount in the image forming apparatus.
【図5】上記画像形成装置における光学センサ配設部の
概略図。FIG. 5 is a schematic diagram of an optical sensor arrangement portion in the image forming apparatus.
【図6】上記光学センサの概略説明図。FIG. 6 is a schematic explanatory view of the optical sensor.
【図7】上記基準トナー像の単位面積当たりのトナー付
着量と光学センサの出力との関係を示す線図。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the toner adhesion amount per unit area of the reference toner image and the output of the optical sensor.
【図8】本発明の実施例におけるレーザービームの発光
時間の積算値及び上記光学センサの検知信号電圧による
トナー補給制御手順の流れを示すフローチャート。FIG. 8 is a flowchart showing the flow of a toner replenishment control procedure based on the integrated value of the laser beam emission time and the detection signal voltage of the optical sensor in the embodiment of the invention.
【図9】本発明の他の実施例におけるレーザービームの
発光時間の積算値及び上記光学センサの検知信号電圧に
よるトナー補給制御手順の流れを示すフローチャート。FIG. 9 is a flowchart showing the flow of a toner replenishment control procedure based on the integrated value of the laser beam emission time and the detection signal voltage of the optical sensor in another embodiment of the present invention.
【図10】本発明のさらに他の実施例におけるレーザー
ビームの発光時間の積算値及び上記光学センサの検知信
号電圧によるトナー補給制御手順の流れを示すフローチ
ャート。FIG. 10 is a flowchart showing a flow of a toner replenishment control procedure based on an integrated value of laser beam emission time and a detection signal voltage of the optical sensor in still another embodiment of the present invention.
【図11】本発明のさらに他の実施例におけるレーザー
ビームの発光時間の積算値及び上記光学センサの検知信
号電圧によるトナー補給制御手順の流れを示すフローチ
ャート。FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a toner replenishment control procedure based on an integrated value of laser beam emission times and a detection signal voltage of the optical sensor in still another embodiment of the present invention.
【図12】本発明の他の実施例に係るデジタル複写機の
感光体周辺の概略構成図。FIG. 12 is a schematic configuration diagram around a photoconductor of a digital copying machine according to another embodiment of the present invention.
【図13】同複写機の電装部の構成を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an electric component section of the copying machine.
【図14】図13の書込駆動制御回路の構成を示すブロ
ック図。14 is a block diagram showing the configuration of the write drive control circuit of FIG.
【図15】同複写機の、書込LDのパルス幅とトナー付
着量との関係を示す特性図。FIG. 15 is a characteristic diagram showing a relationship between a writing LD pulse width and a toner adhesion amount in the copying machine.
【図16】同複写機の、LD多値データとトナー着量と
の関係を示す特性図。FIG. 16 is a characteristic diagram showing a relationship between LD multi-valued data and a toner deposition amount of the copying machine.
【図17】同複写機の、トナー付着面積の演算の用のカ
ウンタ回路の構成図。FIG. 17 is a configuration diagram of a counter circuit for calculating a toner adhesion area of the copying machine.
【図18】同カウンタ回路が構成されているCPUと周
辺回路とを示す回路図。FIG. 18 is a circuit diagram showing a CPU and peripheral circuits in which the counter circuit is configured.
【図19】同カウンタ回路についてタイミングチャー
ト。FIG. 19 is a timing chart of the counter circuit.
【図20】同複写機の、トナー付着量データの読み込み
制御のフローチャート。FIG. 20 is a flow chart of reading control of toner adhesion amount data of the copying machine.
【図21】同複写機の、光学センサ出力の読み込み制御
のフローチャート。FIG. 21 is a flowchart of reading control of an optical sensor output of the copying machine.
【図22】(a)は同複写機の、光学センサについての
回路図、(b)は同回路への入力信号の波形図。22A is a circuit diagram of an optical sensor of the copying machine, and FIG. 22B is a waveform diagram of an input signal to the circuit.
【図23】同光学センサの特性図。FIG. 23 is a characteristic diagram of the optical sensor.
【図24】図21のフローチャートで実行されるサブル
ーチンのフローチャート。FIG. 24 is a flowchart of a subroutine executed in the flowchart of FIG.
【図25】図21のフローチャートで実行される、他の
サブルーチンのフローチャート。FIG. 25 is a flowchart of another subroutine executed in the flowchart of FIG.
【図26】同光学センサの他の特性図。FIG. 26 is another characteristic diagram of the optical sensor.
【図27】光学センサ検出直前の画像形成に係る画像の
面積率と出力VSPとの関係を示す特性図。FIG. 27 is a characteristic diagram showing a relationship between an image area ratio and an output V SP related to image formation immediately before detection by an optical sensor.
【図28】同光学センサの出力の補正ビット数と面積率
との関係を示すグラフ。FIG. 28 is a graph showing the relationship between the number of correction bits of the output of the optical sensor and the area ratio.
【図29】同複写機の、光学センサ出力補正及びトナー
付着量算出の制御のフローチャート。FIG. 29 is a flowchart of control of optical sensor output correction and toner adhesion amount calculation of the copying machine.
【図30】同複写機の、変数GAIN算出の制御のフロ
ーチャートの一部分。FIG. 30 is a part of a flowchart of control for calculating variable GAIN of the copying machine.
【図31】同複写機の、変数GAIN算出の制御のフロ
ーチャートの図19に示した残りの部分。FIG. 31 is the remaining part shown in FIG. 19 of the flowchart of the control for calculating the variable GAIN of the copying machine.
【図32】同複写機の、トナー補給両算出の制御のフロ
ーチャート。FIG. 32 is a flowchart of a control for calculating both toner supply in the copying machine.
【図33】同複写機のトナー補給機構の特性図。FIG. 33 is a characteristic diagram of the toner supply mechanism of the copying machine.
【図34】同複写機の、各種制御の実行タイミングを示
すタイミングチャート。FIG. 34 is a timing chart showing execution timings of various controls of the copying machine.
1 感光体ドラム , 4 現
像ユニット 6 クリーニング装置 , 21 現
像器 22 トナーホッパー , 23 ア
ジテータ 24 補給ローラ , 25 光
学センサ 41 現像ローラ , 800 ビ
デオコントローラ 801 P−ROM(変換テーブル) , 811 加
算器 813 カウンタ , 815 ラ
ッチ回路 P 基準トナー像 , L レ
ーザービームDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 photoconductor drum, 4 developing unit 6 cleaning device, 21 developing device 22, toner hopper, 23 agitator 24 replenishing roller, 25 optical sensor 41 developing roller, 800 video controller 801 P-ROM (conversion table), 811 adder 813 counter, 815 Latch circuit P Reference toner image, L Laser beam
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/08 112 9222−2H // G03G 15/04 116 (72)発明者 村山 久夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 吉田 真由美 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 原沢 祐子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 加藤 真治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number of the agency FI Technical display location G03G 15/08 112 11222-2H // G03G 15/04 116 (72) Inventor Hisao Murayama Ota, Tokyo 1-3-6 Nakamagome-ku, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Mayumi Yoshida 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Yuko Harazawa 1-chome, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo 3-6, Ricoh Co., Ltd. (72) Shinji Kato 1-3-6, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Tokyo Ricoh Co., Ltd.
Claims (12)
像担持体上に画像露光を行なう画像形成装置において、
上記光ビームの発光時間を積算し、この発光時間に応じ
た量のトナーを現像器に補給すると共に、上記像担持体
上に基準トナー像を形成し、この基準トナー像の濃度を
検知する光学的検知手段の検知信号に基づいて上記現像
器へのトナー補給制御を行なうことを特徴とする画像形
成方法。1. An image forming apparatus for performing image exposure on an image bearing member by scanning a light beam according to an image information signal,
An optical system that integrates the light emission time of the light beam, supplies toner to the developing device in an amount corresponding to the light emission time, forms a reference toner image on the image carrier, and detects the density of the reference toner image. An image forming method, characterized in that the toner replenishment control to the developing device is performed based on the detection signal of the static detection means.
像担持体上に画像露光を行なう画像形成装置において、
上記光ビームの発光時間を積算し、この発光時間に応じ
た量のトナーを現像器に補給すると共に、上記像担持体
上に基準トナー像を形成し、この基準トナー像の濃度を
検知する光学的検知手段の検知信号に基づいて上記現像
器へのトナー補給量を可変することを特徴とする画像形
成方法。2. An image forming apparatus for performing image exposure on an image bearing member by scanning a light beam according to an image information signal,
An optical system that integrates the light emission time of the light beam, supplies toner to the developing device in an amount corresponding to the light emission time, forms a reference toner image on the image carrier, and detects the density of the reference toner image. An image forming method characterized in that the amount of toner replenished to the developing device is varied based on a detection signal of a static detection means.
上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係を可変さ
せることを特徴とする請求項2の画像形成方法。3. The image forming method according to claim 2, wherein the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is varied based on the detection signal of the optical detection means.
上記光ビームの発光時間とトナー補給量の関係を段階的
に可変させることを特徴とする請求項2の画像形成方
法。4. The image forming method according to claim 2, wherein the relationship between the light emission time of the light beam and the toner replenishment amount is varied stepwise based on the detection signal of the optical detection means.
像担持体上に画像露光を行なう画像形成装置において、
上記光ビームの発光時間を積算し、この発光時間に応じ
て上記像担持体上に基準トナー像を形成し、この基準ト
ナー像の濃度を検知する光学的検知手段の検知信号に基
づいて上記現像器へのトナー補給制御を行なうことを特
徴とする画像形成方法。5. An image forming apparatus for performing image exposure on an image carrier by scanning a light beam according to an image information signal,
The light emission time of the light beam is integrated, a reference toner image is formed on the image carrier according to the light emission time, and the development is performed based on a detection signal of an optical detection unit that detects the density of the reference toner image. An image forming method characterized by controlling toner supply to a container.
器にトナーを補給することを特徴とする請求項5の画像
形成方法。6. The image forming method according to claim 5, wherein toner is replenished to the developing device according to the light emission time of the light beam.
上のトナー付着領域の総面積を演算し、該総面積に応じ
て現像器にトナーを補給するトナー補給制御方法におい
て、 像担持体上のトナー付着領域の単位面積当たりのトナー
付着量を検出し、 該単位面積当たりのトナー付着量と該総面積とに基づい
て現像器へのトナー補給量を演算することを特徴とする
トナー補給制御方法。7. A toner replenishment control method for calculating a total area of a toner adhering area on an image carrier using image data in an image area and replenishing toner to a developing device according to the total area. A toner characterized in that the toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion region on the body is detected, and the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on the toner adhesion amount per unit area and the total area. Supply control method.
担持体上に形成した基準トナー像の濃度に基づいて演算
することを特徴とする請求項7記載のトナー補給制御方
法。8. The toner replenishment control method according to claim 7, wherein the toner adhesion amount per unit area is calculated based on the density of the reference toner image formed on the image carrier.
総面積との積に基づいて現像器へのトナー補給量を演算
することを特徴とする請求項7記載のトナー補給制御方
法。9. The toner replenishment control method according to claim 7, wherein the toner replenishment amount to the developing device is calculated based on a product of the toner adhesion amount per unit area and the total area.
像形成動作ごとに実行し、該濃度の変化に応じて現像器
へのトナー補給量を補正することを特徴とする請求項8
記載のトナー補給制御方法。10. The density of the reference toner image is detected every predetermined image forming operation, and the toner replenishment amount to the developing device is corrected according to the change of the density.
The toner replenishment control method described.
よりも1回以上前の画像形成動作におけるトナー付着領
域の総面積を所定面積と比較し、該比較結果に基づいて
現像器へのトナー補給量を補正することを特徴とする請
求項8記載のトナー補給制御方法。11. A toner replenishment amount to a developing device is compared with a predetermined area by comparing a total area of a toner adhering area in an image forming operation one or more times before the timing of forming the reference toner image with a predetermined area. 9. The toner replenishment control method according to claim 8, further comprising:
体上のトナー付着領域の総面積を演算する面積演算手段
と、 像担持体上に形成した基準トナー像の濃度を検出する光
検出手段と、 該光検出手段の出力に基づいて像担持体上のトナー付着
領域の単位面積当たりのトナー付着量を演算する付着量
演算手段と該面積演算手段の演算結果と該付着量演算手
段の演算結果とに基づいて現像器へのトナー補給量を演
算する第1補給量演算手段と、 該光検出手段の出力が所定範囲内か否かを判別する判別
手段と、 該判別手段による判別結果に応じて、該面積演算手段の
演算結果と所定の、単位面積当たりのトナー付着量とに
基づいてトナー補給量を演算する第2補給量演算手段と
を設けたことを特徴とする画像形成装置。12. Area calculating means for calculating the total area of a toner adhering area on an image carrier using image data in the image area, and light detection for detecting the density of a reference toner image formed on the image carrier. Means, an adhesion amount calculation means for calculating the toner adhesion amount per unit area of the toner adhesion region on the image carrier based on the output of the light detection means, the calculation result of the area calculation means, and the adhesion amount calculation means. First replenishment amount calculation means for calculating the amount of toner replenishment to the developing device based on the calculation result, discrimination means for discriminating whether the output of the light detection means is within a predetermined range, and discrimination result by the discrimination means In accordance with the above, the image forming apparatus is provided with a second replenishment amount calculation unit for calculating the toner replenishment amount based on the calculation result of the area calculation unit and a predetermined toner adhesion amount per unit area. ..
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31551891A JP3448815B2 (en) | 1990-12-21 | 1991-11-01 | Toner supply control method and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41349590 | 1990-12-21 | ||
JP2-413495 | 1990-12-21 | ||
JP3-39425 | 1991-02-09 | ||
JP3942591 | 1991-02-09 | ||
JP31551891A JP3448815B2 (en) | 1990-12-21 | 1991-11-01 | Toner supply control method and image forming apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0540408A true JPH0540408A (en) | 1993-02-19 |
JP3448815B2 JP3448815B2 (en) | 2003-09-22 |
Family
ID=29254947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31551891A Expired - Lifetime JP3448815B2 (en) | 1990-12-21 | 1991-11-01 | Toner supply control method and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3448815B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010038659A1 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-08 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | Image forming device and developer replenishing method |
JP2014126634A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Kyocera Document Solutions Inc | Image formation device |
US10481514B2 (en) | 2017-08-10 | 2019-11-19 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP31551891A patent/JP3448815B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010038659A1 (en) | 2008-09-30 | 2010-04-08 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | Image forming device and developer replenishing method |
US8626017B2 (en) | 2008-09-30 | 2014-01-07 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Image forming device and developer supply method including pre-supply toner detection |
JP2014126634A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Kyocera Document Solutions Inc | Image formation device |
US10481514B2 (en) | 2017-08-10 | 2019-11-19 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and image forming method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3448815B2 (en) | 2003-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5682572A (en) | Image density control method for an image recorder | |
US5327196A (en) | Image forming method | |
US4801980A (en) | Toner density control apparatus | |
US6115561A (en) | Image forming apparatus and a controlling method of an image forming apparatus | |
US5708917A (en) | Toner replenishment device for an image forming apparatus which employs pixel density and toner density information | |
US5970276A (en) | Image forming apparatus and developer aging method | |
JP4355636B2 (en) | Image forming apparatus | |
US6987934B2 (en) | Image forming apparatus | |
US6501917B1 (en) | Method and apparatus for image forming capable of effectively performing image density adjustment | |
US5410339A (en) | Image forming apparatus | |
JP2991787B2 (en) | Image forming device | |
US7826757B2 (en) | Image forming apparatus | |
JPH06118759A (en) | Image stabilizing method | |
US6665502B2 (en) | Image forming apparatus with electrostatic potential-based developer correction | |
JPH1195501A (en) | Image forming device | |
JP3448815B2 (en) | Toner supply control method and image forming apparatus | |
JP2942019B2 (en) | Image forming device | |
JPH0527527A (en) | Image forming device | |
JP3071853B2 (en) | Toner supply control method and image forming apparatus using the method | |
JP3035382B2 (en) | Image forming device | |
JP3113561B2 (en) | Image forming device | |
JP2000181321A (en) | Image forming apparatus | |
JP3002278B2 (en) | Digital image forming equipment | |
JP3278553B2 (en) | Image forming device | |
JP2008268679A (en) | Image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030613 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070711 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080711 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090711 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100711 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711 Year of fee payment: 9 |