JPH1078700A - トナー濃度制御方法および装置 - Google Patents
トナー濃度制御方法および装置Info
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- JPH1078700A JPH1078700A JP9181471A JP18147197A JPH1078700A JP H1078700 A JPH1078700 A JP H1078700A JP 9181471 A JP9181471 A JP 9181471A JP 18147197 A JP18147197 A JP 18147197A JP H1078700 A JPH1078700 A JP H1078700A
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Abstract
し、トナー濃度の制御を行うトナー濃度制御装置におい
て、トナーセンサ出力がT/Dに対して線形の比例関係
で減少する明瞭領域では、トナーセンサへの入力制御電
圧を所定値にし、トナーセンサ出力に基づいてトナー濃
度の制御を行う。一方、トナーセンサ出力とT/Dとが
非線形な関係を示す不明瞭領域では、明瞭領域の上限ま
たは下限におけるトナーセンサ出力が得られるように、
トナーセンサへの入力制御電圧を変化させ、その入力制
御電圧に基づいてトナー濃度の制御を行う。 【効果】トナーセンサ出力がT/Dに対して線形な比例
関係で減少する明瞭領域が狭くても、それ以外の領域に
ついても、入力制御電圧に基づいてトナー濃度制御を行
える。
Description
プリンタ等の画像形成装置のためのトナー濃度制御方法
および装置に関する。特に、この発明は、トナーおよび
キャリアを含む2成分現像剤を使用するトナー濃度制御
装置に関する。
された感光体表面を露光することによって該感光体表面
に静電潜像が形成され、静電潜像がトナーによって現像
されて可視のトナー像となり、トナー像が用紙上に転写
されることによって出力画像が得られる。
表面にトナーを静電的に付着させる現像器(developer
unit) によって行われる。現像器による現像が繰返され
ると、現像器の現像槽内のトナー量は減少する。2成分
現像剤を用いる場合には、現像槽内にはキャリアおよび
トナーが存在するが、キャリアが一定の状態でトナーが
減少していくことにより、T/D(T:トナー,D:デ
ベロッパ(トナーおよびキャリア)、従って、T/Dは
トナーが現像剤中に占める割合を示す。単位は%)が変
化し、その結果、画像濃度が変化する。
現像槽内の現像剤の透磁率を検出し、T/Dの変化を求
めることが行われている。現像剤の透磁率を検出するの
は、通常、2成分現像剤では、キャリアとして磁性体が
使用され、キャリアの量は一定であるから、透磁率の変
化がトナー量に反比例するからである。従来では、T/
Dの値が一定になるようにトナー補給モータを動作さ
せ、ホッパから現像槽にトナーを供給することによっ
て、現像槽内のトナー濃度が一定になるように制御され
ていた。具体的には、所望のT/D値を維持するため
に、そのT/D値に対応するトナーセンサの出力目標値
を設定し、トナーセンサの実際の出力電圧が出力目標値
となるようにトナー補給モータの動作が制御されてい
た。
サの出力は、絶対湿度の変化によって変化する。また、
トナーセンサの出力電圧とT/Dとの関係も、トナーセ
ンサに与える入力制御電圧の大きさによって変化する。
さらに、トナーセンサの出力がT/Dの変化と明瞭な線
形の比例関係で減少する領域は比較的限られている。
境条件下において、トナーセンサの出力は正しくT/D
値と比例して減少するわけではなく、複写機の使用環境
によっては、トナーセンサの出力とT/Dとの関係が不
明瞭で、その結果、画像濃度が正しく制御できないとい
う問題があった。もちろん、複数のトナーセンサを用い
て、トナーセンサを切換えることにより、広範囲な環境
条件下で、正しくT/Dを検出することはできるが、こ
の場合はトナーセンサの数が増加し、またその制御も複
雑になって、装置が高価になってしまうという欠点があ
る。
よって、広範囲な使用環境下で、正しくT/Dを検出
し、どのような使用環境条件においても正確にトナー濃
度を制御することができるトナー濃度制御方法および装
置を提供することである。この発明の他の目的は、1つ
のトナーセンサにより、安価に、かつ、正確にトナー濃
度を制御することができるトナー濃度制御方法および装
置を提供することである。
トナーセンサにより現像槽内のT/D(トナーが現像剤
中に占める割合、T:トナー,D:デベロッパ(トナー
およびキャリア))を検出し、トナー濃度の制御を行う
トナー濃度制御装置において、トナーセンサの出力とT
/Dとが予め定める関係を示す明瞭領域では、トナーセ
ンサへの入力制御信号を一定値にし、トナーセンサの出
力に基づいてトナー濃度の制御を行い、トナーセンサの
出力とT/Dとが前記所定の関係を示さない不明瞭領域
では、前記明瞭領域の上限または下限におけるトナーセ
ンサ出力が得られるように、トナーセンサへの入力制御
信号を変化させ、その入力制御信号に基づいてトナー濃
度の制御を行うことを特徴とするトナー濃度制御方法で
ある。
ナー濃度制御方法において、前記明瞭領域と不明瞭領域
との切換えは、トナー濃度制御装置が配置された周囲雰
囲気の絶対湿度に基づいて切換えられることを特徴とす
るトナー濃度制御方法である。請求項3記載の発明は、
トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現
像槽を備えた現像ユニット、現像ユニット内における現
像剤中に占めるトナーの割合T/D(ここで、T:トナ
ー,D:デベロッパ)を検出するための単一のトナーセ
ンサ、現像ユニットの周囲雰囲気の絶対湿度を測定する
絶対湿度測定手段、測定された絶対湿度が予め定める範
囲内のとき、トナーセンサに与える入力制御信号を一定
にし、トナーセンサの出力信号に基づいて現像槽内のT
/Dを制御する第1制御手段、および測定された絶対湿
度が前記予め定める範囲外のとき、トナーセンサの出力
が一定値となるように、トナーセンサへ与える入力制御
信号を変化させ、その入力制御信号に基づいて現像槽内
のT/Dを制御する第2制御手段、を含むことを特徴と
するトナー濃度制御装置である。
するトナー濃度制御装置であって、前記予め定める範囲
とは、絶対湿度とT/Dとトナーセンサ出力との三者の
関係を比べたときに、T/Dとトナーセンサ出力とが線
形な所定の比例関係を示す範囲に対応した絶対湿度の範
囲であることを特徴とするトナー濃度制御装置である。
とT/Dとが線形な比例関係を示す明瞭領域が狭くて
も、それ以外の領域についても、入力制御電圧に基づい
てトナー濃度制御を行える。よって、画像形成装置の使
用環境が広範囲に変化しても、単一のトナーセンサを活
用して、正しくトナー濃度を制御することが可能にな
る。
かかるトナー濃度制御装置が採用された複写機の全体構
成の概要を示す断面図である。複写機1は、用紙収容装
置2と本体3とを有しており、用紙収容装置2上に本体
3が載置されている。用紙収容装置2内には、用紙が収
容される複数のカセット4およびカセット4の用紙を1
枚ずつ取り出して本体3へ供給する搬送機構5が備えら
れている。本体3内には、原稿を読取るための光学系
6、光学系6から与えられる光に基づいて画像を形成
し、その画像を用紙に転写するための画像形成機構7お
よび用紙に転写された画像を定着するための定着装置8
が備えられている。
感光体ドラム10を帯電させるためのチャージャ11、
感光体ドラム10に形成された静電潜像をトナー像に現
像するための現像器12、感光体ドラム10上のトナー
像を用紙に転写してその用紙を感光体ドラム10から分
離するための転写・分離チャージャ13および残留トナ
ーを清掃するためのクリーナ14が含まれている。
む2成分現像剤によって感光体ドラム10に形成された
静電像をトナー像に現像するためのユニットである。現
像器12には、現像槽15と、現像槽15へ供給するト
ナーを収容するホッパ16と、ホッパ16のトナーを現
像槽15へ供給する際に駆動される補給ローラ17とが
含まれている。さらに、現像槽15内の現像剤(トナー
およびキャリア)の透磁率を検出するためのトナーセン
サ18が、現像槽15に関連して設けられている。
置された周囲雰囲気の湿度および温度を検出するための
湿度センサ19および温度センサ20が備えられてい
る。この実施例では、湿度センサ19および温度センサ
20は、用紙収容装置2に関連して設けられているが、
これらセンサは、複写機1のいずれの位置に備えられて
いてもよく、要は、複写機1の使用環境、特に、現像器
12の使用環境の温度および湿度を検出できる位置に備
えられていればよい。
ー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。図2を
参照して、温度センサ20および湿度センサ19によっ
て、それぞれ、複写機1周辺の温度および相対湿度が測
定される。温度センサ20および湿度センサ19の出力
は絶対湿度算出部21へ与えられる。絶対湿度算出部2
1では、各センサで測定された温度および相対湿度か
ら、複写機1の周辺、換言すれば現像器12が配置され
ている雰囲気の絶対湿度を算出する。算出された絶対湿
度は制御部22へ与えられる。制御部22は、算出され
た絶対湿度に応じて、制御目標であるT/Dに対応する
トナーセンサ18の制御目的値を設定し、トナーセンサ
18の出力が設定した制御目的値を維持するように、ト
ナー補給モータ23を制御する。トナー補給モータ23
が回転されると、前述した補給ローラ17が駆動され
て、ホッパ16から現像槽15へトナーが供給される。
明する。図3は、この発明の一実施例で使用されるトナ
ーセンサ18の特性を示すグラフである。グラフでは、
横軸にT/D(単位は%)が示され、縦軸にはセンサ出
力電圧(V)が示されている。トナーセンサ18は、入
力制御電圧を異なる値に設定することにより、T/Dと
出力電圧との関係が変わる。それゆえ、通常は、T/D
とセンサ出力との関係が所望の範囲で線形な反比例関係
になるように、入力制御電圧を所定の値に設定して使用
される。
V〜12Vのいずれの場合においても、センサ出力電圧
が約1.0V以下の場合、および、センサ出力電圧が約
3.5V以上の場合には、T/Dとセンサ出力との関係
を示すグラフの勾配が小さいことがわかる。これは、こ
れらの範囲、すなわちセンサ出力電圧が約1.0V以下
か、3.5V以上の範囲では、T/Dの変化に対して出
力電圧が明確に変化しないことを意味している。
電圧が約1.0V〜3.5Vの範囲に限って見ると、入
力制御電圧が8V〜12Vのいずれの場合であっても、
T/Dとセンサ出力電圧との間には、明確な線形の反比
例関係があることがわかる。そこで、この実施例では、
センサ出力電圧の上記上限値および下限値にマージンを
加え、センサ出力電圧が1.5V〜3.0Vの範囲内に
関しては、入力制御電圧を一定値、たとえば10Vに保
ち、出力電圧の変化に基づいてトナー濃度を制御するよ
うにした。
Vの範囲から外れる場合には、出力電圧がその境界値
(1.5Vまたは3.0V)になるように、入力制御電
圧を変化させることにした。そしてそのときの入力制御
電圧の値をトナー濃度制御に利用することにした。図4
は、図3のグラフにおいて、センサ出力電圧が1.5V
および3.0Vのときの入力制御電圧とT/Dとの関係
を拾い出してグラフにしたものである。図4において、
横軸はT/D、縦軸は入力制御電圧が示されている。図
4から明らかなように、センサ出力電圧を1.5Vまた
は3.0Vになるように入力制御電圧を変化させると、
入力制御電圧とT/Dとは線形の比例関係になる。
が、1.5V未満の場合および3.0Vを超える場合に
は、出力電圧をその境界値である1.5Vまたは3.0
Vに固定するように、入力制御電圧を変化させ、この入
力制御電圧をトナー濃度制御のための制御値として利用
できることを意味している。そしてこれにより、T/D
の全変化領域にわたって、正確にトナー濃度制御を行う
ことができるのである。
Dに対して線形の比例関係で減少する明瞭領域では、ト
ナーセンサへの入力制御電圧を一定値とし、トナーセン
サの出力電圧に基づいてトナー濃度制御を行う。逆に、
T/Dの変化が大きくてもトナーセンサ出力電圧の変化
が少ない不明瞭領域では、トナーセンサ出力が所定値と
なるように入力制御電圧を変化させ、入力制御電圧に基
づいてトナー濃度制御を行う。これにより、明瞭領域お
よび不明瞭領域のいずれの領域においても、正確にトナ
ー濃度制御が行える。
の出力電圧との関係を示すグラフである。図5を参照し
て、絶対湿度と適正画像濃度を得るためのT/Dとの関
係は、実線で示す関係になる。すなわち、絶対湿度が低
いと、現像槽15(図1参照)内で攪拌されたトナーの
帯電量が上昇する。従って感光体ドラム10に付着する
トナーは、1粒当たりの帯電量が大きく、相対的に少な
い数のトナー粒子で感光体ドラム10の帯電電荷を中和
するので、その結果、画像濃度は薄くなる傾向になる。
よって、絶対湿度が低くなるほどT/Dは大きくする必
要がある。
るためには、絶対湿度の変化に応じてT/Dを変化させ
る必要がある。一方、トナーセンサの出力電圧は、T/
Dに比例して減少する。よって、結局、絶対湿度の変化
に対して、トナーセンサの出力電圧を図5の破線のよう
に変化させれば、最適なトナー濃度制御が行える。この
場合において、この実施例で用いているトナーセンサ1
8は、その出力電圧が1.5V〜3.0Vの範囲(明瞭
領域)では、出力電圧はT/Dに対して線形な比例関係
で減少するが、それ以外の範囲(すなわち不明瞭領域)
では、T/Dの変化に対するセンサ出力電圧の変化が少
ない。そこで、前述したように、この不明瞭領域では、
トナーセンサ18の出力電圧が1.5Vまたは3.0V
に固定されるように、入力制御電圧を制御する。
力電圧が明瞭領域であるのか、不明瞭領域であるのか
を、実際にトナーセンサを動作させて確認していたので
は、スムーズな制御は望めない。そこで、この実施例で
は、トナーセンサ18の出力電圧に基づいてトナー濃度
制御を行うか、入力制御電圧に基づいてトナー濃度制御
を行うかの切換えを、測定により得られた絶対湿度で判
断することにした。
の出力電圧が1.5V〜3.0Vの範囲に対応する絶対
湿度の範囲は、2.5〜24.0(g/m3 )である。
そこで、図2に示す絶対湿度算出部21において算出さ
れた絶対湿度が、上記の範囲内であるか否かにより、ト
ナーセンサ18の出力電圧に基づいてトナー濃度制御を
行うか、トナーセンサ18に与える入力制御電圧に基づ
いてトナー濃度制御を行うかを切換えることにした。
出された絶対湿度に基づいて、トナーセンサ18を制御
する制御の仕方を切換える。また、制御部22内には、
図5に示すグラフから求められた良好な画像を得るため
のT/Dの値と絶対湿度との関係が予め記憶されてい
る。それゆえ、求められた絶対湿度に応じて、その絶対
湿度のときに必要なT/Dが確認され、そのT/Dにな
るようにトナー補給モータ23が制御される。そしてそ
の結果は、トナーセンサ18により検出され、出力電圧
または入力制御電圧の形で制御部22へ与えられる。こ
の与えられたトナーセンサ18の出力電圧またはトナー
センサ18へ与える入力制御電圧によりトナー補給モー
タ23のフィードバック制御が行われるのである。
22によって実行されるトナー濃度制御の制御動作を示
す。次に、この図6の流れに従って、制御動作を説明す
る。まず、温度センサ20および湿度センサ19によっ
て、複写機1の周辺雰囲気の温度および相対湿度が測定
される(ステップS11)。絶対湿度算出部21では、
測定された温度および相対湿度から、絶対湿度が算出さ
れる(ステップS12)。次いで、制御部22は、算出
された絶対湿度が所定範囲内、すなわち2.5〜24.
0(g/m3 )であるか否かの判断をする(ステップS
13)。そしてこの所定範囲内であれば、ステップS1
4〜S16の制御を行い、この所定範囲外であれば、ス
テップS17〜S19の制御を行う。
れた絶対湿度が所定範囲内であれば、図5に示すような
絶対湿度とT/Dとの関係から、目標とするT/Dを定
め、そのときのトナーセンサの出力電圧の目標値を設定
する(ステップS14)。そして、トナーセンサ18の
入力制御電圧を一定値、一例として10Vに保ち、トナ
ーセンサ18の出力電圧に応じてトナー補給モータ23
を運転する(ステップS15)。具体的には、トナーセ
ンサ18の出力電圧が目標値を上回っていれば、トナー
補給モータを運転してホッパ16から現像槽15へトナ
ーを補給する。そしてトナーセンサ18の出力電圧が目
標値に達するまで、トナー補給モータ23の運転を続け
る(ステップS15〜S16)。トナーセンサ18の出
力電圧が目標値になれば、そこでトナー補給モータ23
の運転を停止し、ステップS11からの動作が繰返され
る。
湿度が所定範囲外のときには、算出された絶対湿度に対
応するT/Dを図5で確認し、そのT/Dに対応したト
ナーセンサ18の入力制御電圧を図4から求めて変更す
る(ステップS17)。そして、トナーセンサ18の出
力電圧が1.5または3.0Vに達するまでトナー補給
モータ23を運転する(ステップS18)。つまり、入
力制御電圧を変更することによって、出力電圧が1.5
V以上(絶対湿度が低いとき)または3.0V以上(絶
対湿度が高いとき)になっていれば、トナー補給モータ
23を運転してホッパ16から現像槽15へトナーを補
給する(ステップS18〜S19)。そして1.5Vま
たは3.0Vに達すれば、トナー補給モータ23の運転
を停止し、ステップS11からの制御が繰返される。
センサを取り上げて、制御を切換えるための絶対湿度の
値を例示したが、この制御を切換えるための絶対湿度の
値は、トナーセンサにより個々に設定されるものであ
る。また、T/Dとトナーセンサの出力電圧との関係
も、個々のトナーセンサごとに予め調べて確認された値
が使用される。
度算出部21および制御部22を別のブロックとして示
したが、これらは、たとえばマイクロコンピュータを用
いて1つの素子として構成することができる。また、複
写機全体を制御するマイクロコンピュータの一部を利用
して、絶対湿度算出部21および制御部22を含むトナ
ー濃度制御のための制御回路を構成することもできる。
T/Dに対して線形な比例関係で変化する明瞭領域が狭
くても、それ以外の領域についても、入力制御電圧に基
づいてトナー濃度制御を行える。よって、画像形成装置
の使用環境が広範囲に変化しても、単一のトナーセンサ
を活用して、正しくトナー濃度を制御することが可能に
なる。
装置が採用された複写機の概略構成を示す断面図であ
る。
装置の概略構成を示すブロック図であ。
サにおけるT/Dと出力電圧との関係を示すグラフであ
る。
制御電圧との関係を示すグラフである。
めのT/Dおよびトナーセンサの出力電圧の関係を示す
グラフである。
装置における制御処理手順を示すフローチャートであ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】トナーセンサにより現像槽内のT/D(ト
ナーが現像剤中に占める割合、T:トナー,D:デベロ
ッパ(トナーおよびキャリア))を検出し、トナー濃度
の制御を行うトナー濃度制御装置において、 トナーセンサの出力とT/Dとが予め定める関係を示す
明瞭領域では、トナーセンサへの入力制御信号を一定値
にし、トナーセンサの出力に基づいてトナー濃度の制御
を行い、トナーセンサの出力とT/Dとが前記所定の関
係を示さない不明瞭領域では、前記明瞭領域の上限また
は下限におけるトナーセンサ出力が得られるように、ト
ナーセンサへの入力制御信号を変化させ、その入力制御
信号に基づいてトナー濃度の制御を行うことを特徴とす
るトナー濃度制御方法。 - 【請求項2】請求項1記載のトナー濃度制御方法におい
て、 前記明瞭領域と不明瞭領域との切換えは、トナー濃度制
御装置が配置された周囲雰囲気の絶対湿度に基づいて切
換えられることを特徴とするトナー濃度制御方法。 - 【請求項3】トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤
を収容する現像槽を備えた現像ユニット、 現像ユニット内における現像剤中に占めるトナーの割合
T/D(ここで、T:トナー,D:デベロッパ)を検出
するための単一のトナーセンサ、 現像ユニットの周囲雰囲気の絶対湿度を測定する絶対湿
度測定手段、 測定された絶対湿度が予め定める範囲内のとき、トナー
センサに与える入力制御信号を一定にし、トナーセンサ
の出力信号に基づいて現像槽内のT/Dを制御する第1
制御手段、および測定された絶対湿度が前記予め定める
範囲外のとき、トナーセンサの出力が一定値となるよう
に、トナーセンサへ与える入力制御信号を変化させ、そ
の入力制御信号に基づいて現像槽内のT/Dを制御する
第2制御手段、を含むことを特徴とするトナー濃度制御
装置。 - 【請求項4】クレーム3に従属するトナー濃度制御装置
であって、 前記予め定める範囲とは、絶対湿度とT/Dとトナーセ
ンサ出力との三者の関係を比べたときに、T/Dとトナ
ーセンサ出力とが線形な所定の比例関係を示す範囲に対
応した絶対湿度の範囲であることを特徴とするトナー濃
度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18147197A JP3602940B2 (ja) | 1996-07-09 | 1997-07-07 | トナー濃度制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-179089 | 1996-07-09 | ||
JP17908996 | 1996-07-09 | ||
JP18147197A JP3602940B2 (ja) | 1996-07-09 | 1997-07-07 | トナー濃度制御方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1078700A true JPH1078700A (ja) | 1998-03-24 |
JP3602940B2 JP3602940B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=26499050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18147197A Expired - Fee Related JP3602940B2 (ja) | 1996-07-09 | 1997-07-07 | トナー濃度制御方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3602940B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008122469A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Murata Mach Ltd | 画像形成装置及びファクシミリ装置 |
US11333994B2 (en) | 2019-03-08 | 2022-05-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Controlling amount of developer by using output waveform obtained from toner concentration sensor |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP18147197A patent/JP3602940B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008122469A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Murata Mach Ltd | 画像形成装置及びファクシミリ装置 |
US11333994B2 (en) | 2019-03-08 | 2022-05-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Controlling amount of developer by using output waveform obtained from toner concentration sensor |
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JP3602940B2 (ja) | 2004-12-15 |
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Legal Events
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