JPS6115167A - トナ−濃度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 購−亀分野 この発明は、電子写真複写装置等の現像装置における現
像剤のトナー濃度を制御するトナー濃度制御装置に関す
る。

一側未技庸 乾式の２成分現像剤を使用する電子写真複写機の現像装
置は、例えば第１図に示すように構成されている。

これを簡単に説明すると、現像タンク１内のトナーとキ
ャリアからなる２成分現像剤２は、攪拌羽根乙によって
攪拌され、太線矢印で示すように吸上げローラ４及び現
像ローラ５を介してドラム状感光体６の表面に供給され
、感光体６上の静電潜像を現像する。

そして、現像ローラ５上の余分な現像剤は、現像位置通
過後にセパレータフによって現像ローラ５から分離され
、ダクト８を通って現像タンク１に戻る。

そして１発光器（ＬＥＤ）９及び受光器（フォトダイオ
ード）１０によって構成されるトナー濃度検出器か、ダ
クト８の窓８ａを通して現像剤のトナー濃度を現像剤の
反射率によって光学的に検出している。

また、トナータンク１１内のトナー１２はトナ−補給ロ
ーラ１３の回動により現像タンク１内の現像剤２に補給
される。

第２図は、上述のような現像装置において、現像剤のト
ナー濃度を制御するためのトナー濃度制御装置の一例を
示す。

前述したトナー濃度検出器を構成するフォトダイオード
１０の出力は、演算増幅器１４と抵抗１５からなる回路
で電流−電圧変換され、抵抗１６とコンデンサ１７から
なるローパスフィルタ１８を通り、演算増幅器１９と抵
抗２０．２１からなる増幅回路で増幅されて、コンパレ
ータ２２により電源電圧Ｖｃを抵抗２！ｌ、２４によっ
て分圧した基準レベルと比較して２値化される。

このコンパレータ２２の出力信号（濃度信号Ｃ）を抵抗
２５を介してトランジスタ２６のベースに加え、この信
号Ｃかハイレベル（トナー濃度が淡い）ときに１−ラン
シスタ２６をオンにしてトナー補給クラッチ２７を駆動
し、第１図に示すトナー補給ローラ１３を回動させて現
像タンク１内にトナーを補給する。

すなわち、このトナー濃度制御装置は、第６図のフロー
チャートに示すように、トナー濃度が基準値より淡けれ
ば補給クラッチをオンにしてトナーを補給し、基準値よ
り濃くなれば補給クラッチをオフにしてトナーの補給を
停止させるようにして、現像剤のトナー濃度を制御して
いる。

ところで、１−チー補給後の濃度検出には応答遅れがあ
るため、トナー補給クラッチのオン・オフに伴って、第
１図のトナー補給ローラ１６の直下の現像剤のトナー濃
度は第４図に実線Ａで示すように変動し、トナー濃度検
出器で検出するダクト８内のトナー濃度は破線Ｂで示す
ように変動する。

このダクト８内のトナー濃度の変動は画像形成のために
感光体に供給される現像剤のトナー濃度の変動と略同じ
になるため、曲線已においてトナー濃度の濃いす、近傍
では画像濃度が濃くなって地肌汚れが発生し易くなり、
反対にトナー濃度の淡いｂ２近傍では画像濃度が淡（な
って鮮明なコピーを得ることができないという問題があ
った。

特に、写真原稿やネカ原稿のように画像面積比（原稿上
の黒い画像面積／原稿の全面積）の大きい原稿の連続コ
ピ一時には、トナーの消費量が補給量より多くなるため
トナー濃度が次第に低下して画像濃度不足が生じ、これ
を防ぐためにトナーの補給量を増加させると５通常の画
像面積比（５〜２０％）の原稿のコピ一時においては、
トナー濃度が過剰になって地肌汚九が発生するという不
具合があった。

１−一的 この発明は」二連のような問題点に着目してなされたも
のであり、コピーする原稿の画像面積比に応じてトナー
補給量を増減できるようにして、現像剤中のトナー濃度
を常に適正な値に安定して制御し、原稿画像の種類が変
わっても常に地肌汚オしのない画像濃度の一定なコピー
が得られるようにすることを目的とする。

１−代。

この発明の構成を、以下一実施例に基づいて説明する。

第５図は、この発明の一実施例を示すトナー濃度制御装
置の回路図である。

この実施例は、第２図に示した従来のトナー濃度制御装
置に、マイクロコンピュータ２８と同期パルス発生回路
２日と切換信号発生器３０とを加えたものである。

同期パルス発生回路２日は、図示しない複写機本体のコ
ピー動作に同期して同期パルスＰｓを発生し、マイクロ
コンピュータ２８に入力する回路であり、この実施例で
はコピー】枚毎に１パルスを発生する。

マイクロコンピュータ２８は、この同期パルスＰｓ及び
コンパレータ２２から出力される濃度信号Ｃと、切換信
号発生器６０からのトナー補給禁止時間切換信号Ｓｃと
を入力し、これらの（８号に基づいて、予め設定したプ
ログラムにより第１の所定時間１１と第２の所定時間ｔ
２又はｔ３を作り、補給クラッチのオン・オフを制御す
ることによって現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御
する。

すなわち、このマイクロコンピュータ２８か。

トナー補給制御手段とその１回のトナー補給時間を規制
する補給時間規制手段の役目を果し、さらに切換信号発
生器３０と共にトナー補給禁止時間切換手段の役目も果
している。

次に、このマイクロコンピュータ２８が実行する連続コ
ピ一時のトナー濃度制御動作を、第６図のフローチャー
ト及び第７図のタイミングチャートによって具体的に説
明する。

複写機の電源が投入されると、マイクロコンピュータ２
８は、第６図の５ＴＥＰ　ｌで同期パルスＰｓをカウン
トする内部カウンタをリセットしてカウント値を１０」
にする。

そして、図示しない現像剤汲上げクラッチをオンにして
、第１図の汲上げローラ４の回転により汲上げられた現
像剤のダクト８内での流わか安定するまでの間は、同期
パルスＰｓが発生しないので、５ＴＥＰ　２での同期パ
ルス立下りか否かの判断及び５ＴＥＰ　３での同期パル
ス立上りか否かの判断はいずれもＮｏで５ＴＥＰ　２へ
戻り、これを繰返している。

コピー動作が開始され、同期パルスＰｓが立下ると５Ｔ
ＥＰ　２での判断かＹＥＳとなり、またカウンタ（より
セットされているので、５ＴＥＰ４のカウント値が「０
」か否かの判断もＹＥＳになって５ＴＥＰ　５へ進む。

そして、５ＴＥＰ　５で第５図のコンパレータ２２から
出力される濃度信号Ｃをサンプリングし、Ｓ　Ｔ　Ｅ　
Ｐ６でトナー濃度が第７図（イ〕に示す基準値す、より
淡いか否かを判断する。なお、濃度信号Ｃは、第１図の
ダクト８内の現像剤のトナー濃度（第７図（イ）に破線
Ｂで示す）が基準値ｂｏより濃い時にはローレベル゛Ｌ
　て淡い時にはハイレベルＨになる。

したがって、サンプリング時に濃度信号Ｃが第７図（ハ
）に示すようにＨ′であると、５ＴＥＰ　６の判断はＹ
ＥＳになり、５ＴＥＰ　７へ進んで同期パルスＰｓの立
上りをチェックし、同期パルスＰｓが立りると５ＴＥＰ
　８を実行する。

この５ＴＥＰ　８では、第５図のトランジスタ２６をオ
ンにして補給クラッチ２７をオンにし、第１図のトナー
補給ローラ１３を回転させて現像タンク１内にトナーを
補給する。

そして、５ＴＥＰ　９へ進んで切換信号発生器３０から
のトナー補給禁止時間切換信号ＳｃがＨ′′か否かをチ
゛ニックし、川（”になっていなければ５ＴＩＥＰＩＯ
へ進んでカウンタに「２」をセットし。

１］　　になっていれば５ＴＥＰＩＩ八進んでカウンタ
に［１」をセットして、それぞれ５ＴＥＰ　２へ戻る。

第７図の例では、始めは切換信号Ｓｃが　Ｌになってい
て、　５ＴＥＰ　Ｉ　Ｏでカウンタにｒ２Ｊがセットさ
れたものとする。

その後再び同期パルスＰｓが立下るまでは、５ＴＥｒ”
　２及び５ＴＥＰ　３を繰返しており、トナー補給を続
けている。

そし・で１次のコピー動作に同期して同期パルスＰｓが
立下ると５ＴＥＰ　４へ進むが、今度はカウンタが「２
」になっているので５ＴＥＰＩ２へ進み、カウンタを子
クリメント（−１）して５ＴＥＰ　２へ戻る。

次に同期パルスＰｓが立上ると、５ＴＥＰ２から５ＴＥ
Ｐ　３　、５ＴＥＰ　ｌ　３と進んで補給クラッチをオ
フにし、トナーの補給を停止して５ＴＥＰ　２へ戻る。

したがって、同期パルスＰｓの１周期に相当する第１の
所定時間ｔ１の間だけトナーの補給が行なわれることに
なる。

次に同期パルスＰｓが立下ると、５ＴＥＰ　２から５Ｔ
ＥＰ　４へ進み、カウンタが「１」になっているので３
ＴＥＰ１２でカウンタのカラントイ直を再びデクリメン
ト（−１）して５ＴＥＰ　２へ戻る。したがって、この
時カウンタのカウント値は「０」になる。

その後、同期パルスＰｓが立下ると５ＴＥＰ　２から５
ＴＥＰ　４へ進み、この時カウンタはｒ（Ｈになってい
るのでステップ５へ進んで再び濃度信号Ｃのサンプリン
グを行なう。

すなわち、同期パルスＰｓの２周期に相当する第２の所
定時間ｔ２の間は濃度信号のサンプリングを行なわず、
トナー補給を禁止している。

そして、今度のサンプリング時にも濃度信号Ｃが第７図
（ハ）に示すようにＨ″（淡）になっていると、５ＴＥ
Ｐ７へ進んで同期パルスＰｓの立ち上がりを待って補給
クラッチをオンにする。

それから５ＴＩＥＩ３９で切換信号Ｓｃをチェックする
が、この時切換信号ＳｃがＨ”になっていると、５ＴＥ
ｌ”１１へ進んでカウンタにｒｌ」をセットして５ＴＥ
Ｐ　２へ戻る。

そして、次のコピー動作に同期して同期パルスＰｓが立
ち上がると、　５ＴＥＰ２．４　、　１２と進み。

Ｓ丁ＥＰＩ２でカウンタをチクリメント（−１）ｔ、て
５ＴＥＰ　２へ戻る。したがって、この時のカウンタの
カウント値は再び「０」になる。

次に同期パルスＰｓが立上ると、５ＴＥＰ　２から５Ｔ
ＥＰ　３　、５ＴＥＰ　１３と進んで補給クラッチをオ
フにし、トナーの補給を停止して５ＴＥＰ　２へ戻る。

その後同期パルスＰｓが立下ると、５ＴＥＰ　２から５
ＴＥＰ　４へ進み、この時カウンタは「０」になってい
るので５ＴＥＰ　５へ進んで濃度信号Ｃのサンプリング
を行なう。

したがって、この場合には同期パルスＰｓの１周期に相
当する時間ｔ３の間だけトナーの補給が禁止されること
になる。

すなわち、濃度信号Ｃをサンプリングした時点でトナー
濃度の補給を可能にし、その時濃度信号Ｃが　Ｈ”（淡
）の場合には、同期パルスの次の立上りから１周期間（
第１の所定時間１＋）だけ１−ナーを補給し、その補給
後は、マイクロコンピュータ２８のカウンタにセットさ
れた数に応して、同期パルスの２周期間又は１周期間（
第２の所定時間ｔ２又はｔａ）はトナーの補給が禁止さ
れる。

このような補給時間規制手段を設けてトナー濃度を制御
すＪｔは、１−ナー補給過多になるのをを防止でき、ダ
ク１へ８内を流れる現像剤のトナー濃度は、第７図（イ
ノに破線で示すように基準値ｂｏ付近に安定して制御さ
れ、第４図の従来例に比べてその変動幅ΔＴＣが小さく
なるから、画像濃度を略一定に保つことができる。

なお、トナーの補給を禁止する第２の所定時間ｔ２＋ｊ
３は、第１の所定時間ｔ１に補給されたトナーにより濃
度アップした現像剤がダクト８に達するまでの時間及び
トナー消費量に応じて決める。

そして、第１の所定時間ｔ１のトナー補給と第２の所定
時間ｔ２のトナー補給停止を交互に繰返した時のトナー
最大補給量が、画像面積比（原稿上の画像面積／原稿の
全面積）が約３０％（あるいはそｈ以下でもよい）の原
稿の連続複写時のトナー消費量に略等しくなるように第
１．第２の所定時間を設定すれば、画像面積比５〜２０
％の通常の原稿の連続複写においてトナー補給量の不足
を生しることはない。

また、同様゛に第２の所定時間を１３にした時のトナー
最大補給量が、例えば画像面積比約５０％の原稿を連続
複写した時のトナー消費量に略等しくなるように第２の
所定時間ｔ３を設定すれば、画像面積比３０％以上の原
稿を連続複写しても、コピー画像が淡くなるようなこと
がなくなる。

また、この実施例では濃度信号Ｃのサンブリンク及び補
給クラッチのＯＮ、ＯＦＦタイミングを同期パルスの立
下り、立上りによって行なっているが、複写機本体のプ
ロセス信号等を利用するようにしても良い。

ところで、第５図の切換信号発生器３０は、例えば複写
機の操作パネル上に設けた切換入カキ−が押される毎に
　ＩＩ”　、　　”Ｌ”の信号を交互に発生するように
し、さＩうには　Ｈの４８号を発生した時にキーを点灯
してトナー補給禁止時間を短かくして補給量を増加した
ことを表示するよう１；するとよい。

したがって、オペレータは原稿の画像面積比やコピーの
濃度等によって切換入カキ−を操作すれば、トナー補給
禁止時間（第２の所定時間）を切換えてトナー補給量を
増減させることができる。

なお、このトナー補給禁止時間の切換えは２種類に限る
ものではなく、切換信号発生器３０によって３種類具−
Ｌのトナー補給禁止時間切換信号を発生するようにして
、マイクロコンピュータ２８がそれを判別してそれぞれ
カウンタにセットする数を異ならせるようにすれば、ト
ナー補給禁止時間をきめ細かく種々の時間に切換えるこ
とかできる。

効　　果 以上のように、この発明によるトナー濃度制御装置は、
トナー補給後一定時間はトナー補給を禁止するようにし
たので、トナー補給量が過多になるのを防止し、現像剤
のトナー濃度を常に適正な値に安定に制御し２てその変
動幅を小さくすることができるので、画像濃度の一定な
コピーを得ることができ、地肌汚汎の発生も防止できる
。

さらに、トナー補給禁止時間をコピー原稿の種類（画像
面積比の相違等）に応して切換えることができるので、
写真原稿やネカ原稿の連続複写時のようにトナー消費量
が多くなる場合でも、トナー補給量か不足してコピー画
像が淡くなるようなことかなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複写機における現像装置の一例を示す断面図
、 第２図は、従来のトナー濃度制御装置の一例を示す回路
図、 第６図は、同じくその動作を示すフローチャート図、 第４図は、同じく補給クラッチの動作とトナー濃度との
関係を示すタイムチャート図、 第５図は、この発明の一実施例を示す回路図。 第６図は、同じくそのマイクロコンピュータが実行する
トナー補給動作プログラムのフローチャート図、 第７図は、第５図及び第６図１；示す実施例の作用説明
のためのタイミングチャート図である。 １・・現像タンク　　　２・・２成分現像剤４・・・汲
」二げローラ　　５・・現像ローラ６・・・感光体　　
　　　８・・ダクト９・・発光器　　　　　１０・・・
受光器１１・・・トナータンク　１３・・・トナー補給
ローラ２２・・コンパレータ　２７・補給クラッチ２８
・・マイクロコンピュータ ２９・・同期パルス発生回路 ６０・・・切換信号発生器 出願人　株式会社　リ　　コ　　− 〜２ニア′千−）′ 第３図 第４図 補給　　　　°。Ｎ、Ｅ）　　’　　０ＦＦ（濃）　　
　″　ＯＮ（淡）゛　　ＯＦＦ　濃）　　　　　：（＝
）クラノチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　２成分現像剤を使用する現像装置における現像剤流
   路の所定個所での現像剤のトナー濃度を検出するトナー
   濃度検出手段と、該トナー濃度検出手段の検出結果に応
   じてトナーの補給を制御するトナー補給制御手段とから
   なるトナー濃度制御装置において、前記トナー補給制御
   手段による１回のトナー補給時間を第１の所定時間に制
   限し、その後第２の所定時間はトナー補給を禁止する補
   給時間規制手段と、前記第２の所定時間を切り換えるト
   ナー補給禁止時間切換手段とを設けたことを特徴とする
   トナー濃度制御装置。