JPS61215575A

JPS61215575A - トナ−濃度制御装置

Info

Publication number: JPS61215575A
Application number: JP5654785A
Authority: JP
Inventors: Kenji Urabe; 謙次浦部; Chika Kamei; 亀井　親; Kozo Matsuyama; 松山　浩三
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Automation Equipment Engineering Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 1985-03-20
Filing date: 1985-03-20
Publication date: 1986-09-25

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】［発明の技術分野］本発明は、たとえば複写機などの画像形成装置において
、現像器内に収容された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。

［発明の技術的背景コ一般に、たとえば複写機において、トナーとキャリアと
からなる２成分現像剤を用いて磁気ブラシ方式により感
光体上の静電潜像を現像する現像器を用いる場合が多い
。このような現像器を用いた複写機においては、現像器
内に収容された現像剤のトナー濃度を濃度検出器によっ
て検出し、その検出結果に応じてトナー補給手段を動作
させることによりトナーの補給を行ない、現像剤中のト
ナー濃度が一定値となるように制御している。

［背景技術の問題点］しかしながら、従来は、濃度検出器で検出した濃度をあ
らかじめ設定される単一の基準値と比較することにより
、検出濃度が基準値よりも薄いときトナー補給手段を動
作させて一定量のトナーを補給するという制御方式であ
ったため、たとえばいわゆるベタ黒画像を複写したとき
、トナーの消費量が非常に多いのでトナーの補給に時間
がかかり、特に連続的にベタ黒画像を複写したときには
トナーの補給が間に合わなくなる。また、濃度検出器で
検出した濃度が！Ｉ準値を少し超えても多く超えてもト
ナー補給量が変わらないので、現像器内のトナー重量比
濃度が安定しないという問題もあった。

［発明の目的］本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、きめ細かなトナー濃度制御が可能となり
、常に安定した一定のトナー濃度を保持できるトナー濃
度制御装置を提供することにある。

［発明の概要］本発明は上記目的を達成するために、濃度検出手段の出
力信号をディジタル化処理して多段階のトナー濃度デー
タに変換し、そのトナー濃度データをあらかじめ設定さ
れる複数の基準データと順次比較し、その比較結果に応
じてトナー補給手段のトナー補給量を可変制御すること
により、現像器にトナーを補給するように構成したもの
である。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第６図は本発明に係る画像形成装置の一例として複写機
を示すものである。すなわち、１は筐体であり、その略
中央部には図示矢印ａ方向に回転する感光体ドラム２が
設けられている。また、筺体１の上部には、原稿を支持
する原稿台３が図示矢印す方向に往復動自在に設けられ
ている。しかして、上記原稿台３を感光体ドラム２の回
転と同期させて移動させることにより、露光ランプ４か
ら照射された光は原稿台３上の原稿で反射され、その反
射光は集束性光伝送体５によって感光体ドラム２上に結
像し、原稿の反転像として感光体ドラム２上に写る。こ
のとき、帯電用帯電器６によって感光体ドラム２の表面
を帯電させておくことにより、感光体ドラム２上には原
稿の反転像が静電潜像として形成され、この静電潜像は
現像器７によってトナーが付着されることにより顕像化
されるように構成されている。

一方、筺体１の下方部位には、用紙を感光体ドラム２の
下方（像転写部１４）へ供給する給紙装置８が設けられ
ている。この給紙装置８は、筺体１の左側部に着脱自在
であって複数枚の用紙を収納した給紙カセット９と、筺
体１の右側部に突設され用紙を手差しで供給するための
手差し給紙台１０と、上記給紙カセット９から用紙を１
枚づつ送出す給紙ローラ１１と、この給紙ローラ１１で
送出された用紙を搬送する搬送ローラ１２とを有し、さ
らに上記搬送ローラ１２によって送られる用紙あるいは
手差しで供給される用紙を一時停止せしめるとともに、
その用紙の先端の傾きなどを修正して、用紙の先端と感
光体ドラム２上のトナー像の先端とが一致するようなタ
イミングで像転写部１４へ送るレジストローラ１３を有
した構成となっている。

レジストローラ１３によって搬送される用紙は像転写部
１４へ送られる。像転写部１４に送られた用紙は、転写
用帯電器１５の部分で感光体ドラム２の表面と密着する
ことにより、このとき上記帯電器１５による用紙の帯電
によって感光体ドラム２上のトナー像が転写される。そ
して、転写後の感光体ドラム２は、クリーナ１６によっ
て表面の残留トナーが除去されて初期状態に戻るように
構成されている。一方、転写後の用紙は、搬送ローラ１
７によって定着器としてのヒートローラ１８に導かれ、
この定着ローラ１８を通過することににより転写像が加
熱定着される。そして、定着後の用紙は、排紙ローラ１
９によって筺体１外のトレイ２０に排出されるように構
成されている。

前記現像器７は、トナーとキャリアとからなる２成分現
像剤を用いて現像を行なうもので、表面に現像剤の磁気
ブラシを形成することにより、現像剤を被現像部、すな
わち感光体ドラム２との摺接部へ搬送する磁気ローラ（
現像ローラ）２１を備えている。なお、２２は現像器７
内の現像剤を撹拌する現像剤撹拌体である。そして、現
像器７の側壁には、濃度検出手段としての磁気センサ２
３がその検出ヘッド２４部を現像器７内に露出した状態
で装着されており、現像器γ内における現像剤のトナー
濃度を現像剤の透磁率の変化により検出するようになっ
ている。また、現像器７の上方部位には、補給用トナー
を収容したトナーホッパ２５が設けられていて、その底
部に設けられたトナー補給ローラ２６が図示しないモー
タによって回転されることにより、トナーホッパ２５内
のトナーが現像器７内に補給されるようになっている。

第１図はトナー濃度制御回路を示すものである。

すなわち、磁気センサ２３は、現像器７内の現像剤と接
触し、その現像剤の透磁率を検出する調整コイルと検出
コイルとを備えた検出ヘッド２４、この検出ヘッド２４
の駆動を行なうとともに基準位相信号を出力する発振器
３１、上記検出ヘッド２４からの微小出力信号を増幅す
る増幅器３２、この増幅器３２で増幅された検出信号と
上記発振器３１から出力される基準位相信号との位相差
の比較を行なう位相比較器３３、この位相比較器３３か
ら出力される信号を波形整形するローパスフィルタ３４
から構成される。この磁気センサ２３のトナー濃度に対
する出力電圧の特性は第２図に示すようになっており、
トナー濃度が薄くなるにしたがって出力電圧は大きくな
る。上記磁気センサ２３の出力電圧はアナログ信号とし
て８ビツトのＡ／Ｄ変換回路３５に供給される。このＡ
／Ｄ変換回路３５は、複写機全体の制御を司るマイクロ
コンピュータ（以下単にマイコンと略称する）３６から
変換命令信号が供給されると変換動作を開始し、入力さ
れるアナログ信号をディジタルデータに変換して多段階
のトナー濃度データとしてマイコン３６に供給する。ま
た、マイコン３６にはオートトナーセットモードスイッ
チ３７が接続されていて、このスイッチ３７をオンする
ことによりオートトナーセットモードが設定されるよう
になっている。また、マイコン３６にはパルス幅制御回
路３８が接続されており、このパルス幅制御回路３８に
よってトナー補給用モータ３９を駆動制御するようにな
っている。上記パルス幅制御回路３８は、マイコン３６
からの命令に応じて、たとえば第３図に示すようなそれ
ぞれパルス幅（周期）の異なる５種類の駆動信号８１〜
ｓ５を出力し、その駆動信号によってモータ３９を駆動
制御する。これにより、モータ３９は印加される駆動信
号により回転速度が変化するようになっている。なお、
上記各駆動信号８１〜Ｓ５のパルス幅（周期）はあらか
じめ所定値に設定されているものとする。また、上記ト
ナー補給用モータ３９は、前記トナー補給ロー５２６を
回転駆動するためのモータである。ざらに、マイコン３
６には、基準データ格納用のＲＯＭ　（リード・オンリ
・メモリ＞４０ａよびＲＡＭ　（ランダム・アクセス・
メモリ）４１が接続されており、上記ＲＡＭ４１は電池
などのバックアップ電源４２によってバックアップされ
ている。上記ＲＯＭ４０には、第２図に示すように各ト
ナー濃度、たとえば４つのトナー濃度にそれぞれ対応す
る電圧Ｖ１〜■４のデータが基準データＤ１〜Ｄ４とし
て格納されている。

次に、上記のような構成において動作を説明する。まず
、第４図に示すフローチャートを参照してメインブＯグ
ラムの動作について説明する。今、図示しない複写キー
がオンされるとステップＡ１に進み、スイッチ３７の状
態により通常複写モードかオートトナーセットモードか
を判断し、通常複写モードであれば（スイッチ３７がオ
フ状態であれば）ステップＡ２に進む。ステップＡ２で
は、外部割込みタイマをセットすることにより、たとえ
ばｉｏｍｓｅｃ間隔で外部割込みを許可し、通常複写制
御のステップＡ３に進む。なお、上記外部割込みタイマ
で割込みが許可されると、後述するようなオートトナー
検出モードの割込みプログラムが実行される。一方、上
記ステップＡ１において、オートトナーセットモードで
あれば（スイッチ３７がオン状態でおれば）ステップＡ
４に進み、たとえば３分間タイマをセットして現像剤の
撹拌を行ない、ステップＡ５に進む。ステップＡ５では
、３分間経過したか否かを判断し、３分間経過するとス
テップＡ６に進む。ステップ八６では、たとえば３５０
ｍ５ｅＧタイマをセットし、ステップＡ７に進む。ステ
ップＡ７では、３５０ｍ５ｅｃ経過したか否かを判断し
、３５０ｍ５ｅｃ経過するとステップ八８に進む。ステ
ップ八８では、マイコン３６がＡ／Ｄ変換回路３５に対
して変換命令信号を供給することによりＡ／Ｄ変換を開
始し、ステップＡ９に進む。ステップＡ９では、上記Ａ
／Ｄ変換によって得られるトナー濃度データを基準デー
タＡとしてＲＡＭ４１に格納し、ステップＡ１０に進む
。ステップＡ１０では、オートトナーセットモードか否
かを判断し、オートトナーセットモードでなければ（ス
イッチ３７がオフ状態であれば）前記ステップＡ２に戻
り、オートトナーセットモードであれば再び上記ステッ
プ八〇に戻って上記同様な動作を繰返す。この場合、Ｒ
ＡＭ４１に格納した基準データは順次新しいデータに書
替えることになる。こうして３５０ｍ５ｅｃごとに所定
の回数繰返した後、スイッチ３７をオフすることにより
オートトナーセットモードの動作が終了し、ＲＡＭ４１
に基準データＡが格納される。なお、このモードの場合
、現像器７内にはあらかじめ基準となるイニシャル現像
剤が収容されており、そのトナー濃度を上述したように
検出して基準データＡとするものである。

次に、第５図に示すフローチャートを参照して割込みプ
ログラムの動作について説明する。この動作は、前述し
たように外部割込みタイマによって１０ｍ５ｅｃ間隔で
割込みが許可されるごとに行われる。割込みが許可され
ると、ステップＢ１に進んでＡ／Ｄ変換を開始し、ステ
ップＢ２に進む。ステップＢ２では、ＲＡＭ４１内の基
準データＡを読出し、ステップＢ３に進む。ステップＢ
３では、上記Ａ／Ｄ変換によって得たトナー濃度データ
Ｂと上記ＲＡＭ４１から続出した基準データＡとの比較
を行ない、Ａ＞８のとき（つまりトナー濃度が濃いとき
）ステップＢ４に進む。ステップＢ４では、モータ３９
をオフし、メインプログラムに戻る。上記ステップＢ３
において、Ａ≦Ｂならば（つまりトナー濃度が薄いか、
もしくは良いとき）ステップＢ５に進む。ステップＢ５
では、上記濃度データＢとＲＯＭ４０内の基準データＤ
１との比較を行ない、Ｂ≦Ｄ１であればステップＢ６に
進む。ステップＢ６では、マイコン３６からパルス幅制
御回路３８に対して第３図の駆動信号Ｓ５を出力するよ
う命令を送ることにより、上記駆動信号Ｓ５によってモ
ータ３９を駆動してトナー補給を行ない、メインプログ
ラムに戻る。

上記ステップＢ５において、Ｂ≦Ｄ１でなければステッ
プＢ７に進む。ステップＢ７では、上記濃度データＢと
ＲＯＭ４０内の基準データＤ２との比較を行ない、Ｂ≦
Ｄ２であればステップＢ８に進む。ステップＢ８では、
マイコン３６からパルス幅制御回路３８に対して第３図
の駆動信＠Ｓ４を出力するよう命令を送ることにより、
上記駆動信号Ｓ４によってモータ３９を駆動してトナー
補給を行ない、メインプログラムに戻る。上記ステップ
Ｂ７において、Ｂ≦Ｄ２でなければステップＢ９に進む
。ステップＢ９では、上記濃度データＢとＲＯＭ４０内
の基準データＤ３との比較を行ない、Ｂ≦Ｄ３であれば
ステップＢ１０に進む。

ステップＢ１０では、マイコン３６からパルス幅制御回
路３８に対して第３図の駆動信号Ｓ３を出力するよう命
令を送ることにより、上記駆動信号Ｓ３によってモータ
３９を駆動してトナー補給を行ない、メインプログラム
に戻る。上記ステップＢ９において、Ｂ≦Ｄ３でなけれ
ばステップＢ１１に進む。ステップ８１１では、上記濃
度データＢとＲＯＭ４０内の基準データＤ４との比較を
行ない、Ｂ≦Ｄ４であればステップ８１２に進む。

ステップＢ１２では、マイコン３６からパルス幅制御回
路３８に対して第３図の駆動信号Ｓ２を出力するよう命
令を送ることにより、上記駆動信号Ｓ２によってモータ
３９を駆動してトナー補給を行ない、メインプログラム
に戻る。上記ステップ８１１において、Ｂ≦Ｄ４でなけ
ればステップＢ１３に進む。ステップＢ１３では、マイ
コン３６からパルス幅制御回路３８に対して第３図の駆
動信号＄１を出力するよう命令を送ることにより、上記
駆動信号Ｓ１によってモータ３９を駆動してトナー補給
を行ない、メインプログラムに戻る。

このように、磁気センサ２３の出力電圧をＡ／Ｄ変換に
より多段階のディジタルデータＢに変換し、そのデータ
ＢをＲＯＭ４０に格納しである複数の基準データＤ１〜
Ｄ４と順次比較し、その比較結果により第３図のように
あらかじめ設定されたパルス幅を有する駆動信号＄１〜
Ｓ５を出力し、その駆動信号８１〜Ｓ５によってモータ
３９を駆動することによりモータ３９の回転速度を制御
し、トナー補給量を可変するものである。これにより、
現像器７内のトナー量に対して多くのトナーを必要とし
た場合は１回に多くのトナーを補給して基準の濃度に速
く戻るようにし、またトナーを少量必要とした場合は基
準以上の濃度にならないようにトナー補給を行ない、確
実に基準のトナー重量比濃度に速（正確に戻ることがで
きる。したがって、きめ細かなトナー濃度制御が可能と
なり、常に安定した一定のトナー濃度を保持できる。

また、現像剤の′量が少量になった小形複写機において
も、きめ細かい濃度制御により常に一定の濃度を保持で
きる。ざらに、通常文字チャート連続複写の場合にも、
最適最少限のトナー量をきめ細かく補給でき、新トナー
の帯電がスムーズに行われ、複写画像のカブリなどが少
なくなる。

なお、前記実施例では、マイコンとは別にＲＯＭを設け
、このＲＯＭに複数の基準データを格納したが、上記Ｒ
ＯＭは設けず、マイコン内のＲＯＭに上記基準データを
格納するようにしてもよい。

また、前記実施例では、摸写機において現像剤のトナー
濃度を制御する場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものでなく、トナーとキャリアとからなる
２成分現像剤を用いて現像を行なう現像器を備えた画像
形成装置（たとえばレーザプリンタあるいは電子プリン
タなど）において、現像剤のトナー濃度を制御するもの
であれば適用できる。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、きめ細かなトナー
濃度制御が可能となり、常に安定した一定のトナー濃度
を保持できるトナー濃度制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を説明するためのもので、第１図
はトナー濃度制御回路の構成図、第２図は磁気センサの
トナー濃度に対する出力電圧の特性を示す図、第３図は
トナー補給用モータの駆動信号例を示す波形図、第４図
はメインプログラムの動作を説明するためのフローチャ
ート、第５図は割込みプログラムの動作を説明するため
のフローチャート、第６図は複写機の構成を概略的に示
す側面図である。２・・・感光体ドラム、７・・・現像器、２１・・・磁
気ローラ、２３・・・磁気センサ（濃度検出手段）、２
４・・・検出ヘッド、２５・・・トナーホッパ、２６・
・・トナー補給ローラ、３５・・・Ａ／Ｄ変換回路、３
６・・・マイコン、３８・・・パルス幅制御回路、３９
・・・トナー補給用モータ、４０・・・ＲＯＭ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を被現
像部へ搬送する現像剤搬送手段を備えた現像器を用いて
像形成を行なう画像形成装置において、前記現像器内に
収容された現像剤のトナー濃度を検出しアナログ的な電
気信号に変換する濃度検出手段と、この濃度検出手段の
出力信号をディジタルデータに変換することにより多段
階のトナー濃度データを得る変換手段と、この変換手段
で得たトナー濃度データをあらかじめ設定される複数の
基準データと順次比較する比較手段と、この比較手段の
比較結果に応じてトナー補給量が可変制御され前記現像
器に対してトナーの補給を行なうトナー補給手段とを具
備したことを特徴とするトナー濃度制御装置。
（２）前記濃度検出手段は、現像剤の透磁率の変化を磁
気的に検出することにより現像剤のトナー濃度を検出す
る磁気センサである特許請求の範囲第１項記載のトナー
濃度制御装置。
（３）前記現像剤搬送手段は回転しながら現像剤を搬送
する磁気ローラである特許請求の範囲第１項記載のトナ
ー濃度制御装置。
（４）前記画像形成装置は複写機である特許請求の範囲
第１項記載のトナー濃度制御装置。
（５）前記被現像部は静電潜像が形成された感光体の表
面である特許請求の範囲第４項記載のトナー濃度制御装
置。