JPS62118374A - トナ−濃度制御方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真複写機等の画像形成装置に関し、詳細
には、一定濃度の画像を形成するように現像剤のトナー
濃度を制御するトナー濃度制御方法に関する。

（発明の背景） 画像形成装置において一定濃度の画像を形成することが
重要な課題であゆ、その一つの解決手段として現像剤の
トナー濃度（以下トナー濃度と称する）を制御する技術
が採用されている０従来一般に広く採用されているトナ
ー濃度制御方法は、トナー濃度を直接的あるいは間接的
に検知し、該検知されたトナー濃度を形成される画像の
濃度に対応して設定された基準トナー濃度と比較し、そ
の結果に基いてトナーの補給量を訓節し、トナー濃度を
基準トナー濃度に制御するものである（例、特公昭４６
−８２８０号公報参照）。前記トナー濃度制御方法を適
用した画像形成装置においては、通常は一定濃度の画像
が形成されるが、しばしば濃度不良の画像が形成される
という問題がある。

例えば、第６図に示すトナー濃度制御装置を採用した電
子写真複写機において説明する。前記トナー濃度制御装
置は、現像剤の中または付近に配置されたコイルＬ、第
１コンデンサー０１および第２コンデンサーＣ２とから
なる共振回路Ｉと、該共振回路Ｉの周波数ｆを検知電圧
Ｖ＋に変換するＰＬＬ素子等からなる検知電圧発生器■
と、形成される画像の濃度に対応して基準トナー濃度を
設定するとともに該基準トナー濃度を基準電圧ｖ２に変
換する基準電圧発生器量と、前記検知電圧ｖ１が基準電
圧ｖ２よりも小さい場合には作動電圧ｖ５を発生する比
較器■と、作動電圧ｖ５が発生される時にオン作動され
るトランジスタスイッチＴｒを有し、トナー補給用モー
タＭを作動する作動回路Ｖとから構成されてお抄、現像
剤のインダクタンスをコイルＬのインダクタンスμとし
て測定してトナー濃度を検知し、トナー補給用モータｙ
を作動してトナーの補給量を調節し、トナー濃度を基準
トナー濃度に制御するトナー濃度制御方法を実施し得る
ものであるつ 前記現像剤のインダクタンスすなわちコイルＬのインダ
クタンスμは、現像剤中のキャリア密度すなわち単位体
積中のキャリアの量と第７図に示す関係があり、コイル
Ｌのインダクタンスμを測定することによって直接検知
されるのはキャリア密度であって、トナー濃度はキャリ
ア密度から間接的に検知されることになる。

前記トナー濃度制御方法は前記のように連続的にトナー
濃度を制御し得るが、基準トナー濃度に適切に制御し得
ない場合があり、その結果一定濃度の画像が形成され得
ない場合がある。さらに、基準トナー濃度に適切に制御
されている場合であっても、一定濃度の画像が形成され
得ない場合がある。

前記問題点を解消するために、感光体上に実際に形成さ
れたトナー像の濃度を直接的に検知することＫよってト
ナー濃度を制御するトナー濃度制御方法が開発されてい
る（例、特開昭５４−６１９３８号公報、特願昭５９−
１４２４３９号参照）。

前記トナー濃度制御方法は、形成される画像の濃度を標
示する画像基準濃度像を原稿台に設け、前記画像基準濃
度像に対応した基準トナー像を画像形成装置に原稿に対
応した原稿トナー像の前方または後方に形成し、前記基
準トナー像の濃度を検知し、該検知された基準トナー像
の濃度を画像基準濃度と比較し、該比較した結果に基い
てトナーの補給量を調節し、画像基準濃度の画像を形成
し得るようにトナー濃度を制御するものである。

前記トナー濃度制御方法は感光体上に実際に形成される
基準トナー像の濃度を検知し、画像基準濃度の画像を形
成し得るようにトナー濃度を制御するものであることか
ら、現像剤の湿度および使用度等によって変化するトナ
ーの帯電量、感光体の温度および使用度等によって変化
する感光体の表面電位等の影響を組み込んだトナー濃度
として制御することＫなり、一定濃度の画像を形成する
ことができるという利点がある。しかしながら、原稿ト
ナー像を形成する毎に基準トナー像を形成するため、基
準トナー像を形成するトナー分だけトナーの消費量が多
くなし、基準トナー像が原稿トナー像の前方または後方
に形成されるため、感光体上において基準トナー像を形
成する余分のスペースを必要とするとともに基準トナー
像の端部から原稿トナー像の端部までの長さすなわち画
像の幅が長くなり、その結果画像形成の所要時間が長く
、高速で画像形成することが困難である。また、イメー
ジシフトを行ったりあるいは綴代を形成するようにした
画像形成装置においては、基準シフトの景あるいは綴代
の量によって基準トナー像を形成する位置が制限される
等の問題点がある。

以上のように、従来のトナー濃度制御方法は紳々の問題
点があり、実用上充分なものであるとはいい難い状況で
ある。

（発明の目的） 本発明の目的は前記従来の問題点を解消することにあり
、トナーの帯電量、感光体の表面電位等の変動にも拘ら
ず常に一定濃度の画像を形成し掛るようにトナー濃度を
制御することができ、しかも高速画像形成、イメージシ
フトあるいは綴代形成等を行う画像形成装置にも適用し
得るトナー濃度制御方法を提供することにある。

（発明の構成） 本発明者は前記目的を達成すべく研究した結果、以下の
ことを見出した。すなわち、現像剤のトナー濃度を検知
し、該検知されたトナー濃度を基準トナー濃度と比較し
、該比較結果に基いてトナーの補給量を調節し、もって
現像剤のトナー濃度を基準トナー濃度に制御するトナー
濃度制御方法において、感光体上に基準トナー像を形成
し、該基壁トナー像の濃度に基いて基準トナー濃度を補
正することによって、たとえ現像剤のトナー濃度がほぼ
一定となるようにトナー濃度を制御することができ、し
かも、現像剤のトナー濃度が常に補正された基準トナー
濃度に制御されるため、原稿に対応した原稿トナー像を
形成する毎に基準トナー濃度を補正する必要はなく、定
期的にあるいは随時に行うのみで充分である。例えば、
複数の画像を連続的に形成する場合には、最初の画像を
形成する前のみで充分である。したがって、基準トナー
像は常時原稿トナー像と同時に形成する必要がなく、そ
れだけ画像の幅は全体として短縮され、画像形成の所要
時間が短縮されることになる。また、イメージシフトあ
るいは綴代の形成を行う画像形成装置においては、基準
トナー像の影響を受けることがなく、イメージシフトの
量あるいは綴代の量等を適切に設定することができる。

本発明は前記知見に基いて完成されたものであって、そ
の構成は、現像剤のトナー濃度を検知し、該検知された
トナー濃度を基準トナー濃度と比較し、該比較結果に基
いてトナーの補給量を調節し、もって現像剤のトナー濃
度を基準トナー濃度に制御するトナー濃度制御方法を適
用した画像形成装置において、画像基準濃度像に対応し
た基準トナー像を常時原稿に対応した原稿トナー像と同
時に形成することなく選択的に形成し、前記基準トナー
像の濃度を検知し、該検知された基準トナー像の遠度を
画像基準濃度と比較し、該比較した結果に基いて基準ト
ナー濃度を補正し、現像剤のトナー濃度を前記補正され
た基準トナー濃度に制御することを特徴とするトナー濃
度制御方法、である。

（実施例） 本発明を実施例によって詳細に説明する。

第１図は実施例を説明するための電子写真複写機の概略
的な説明図・第２図は第１図に示す電子写真複写機の作
動の１部を説明するタイムチャート・第３図は第１図に
示す電子写真複写機におけるトナー濃度制御装置の概略
的なＲｊｌ明図、第４図は第３図の要部の概略的な特性
図である。

第１図に示す電子写真複写機は原稿台固定方式の複写機
で、原稿を載置するプラテンガラス１゜該プラテンガラ
ス１の先端Ｂに隣接して設けられかつ形成される画像の
濃度を標示する画像基準濃度（６度０．５〜１．３位）
であるパッチＰ、光源部２１を有しかつ往復移動する露
光光学系２・ドラム状の感光体３．帯電器４．消去ＬＥ
Ｄ　５１第３図に示すトナー濃度制御装置によって現像
剤のトナー濃度が制御される現像装置６・給紙装Ｍ７．
転写器８を分離器９Ｉ感光体３上に形成される基準トナ
ー像であるパッチ像Ｐ′の濃度を測定するフォトセンサ
ー１０等の濃度測定装［ｌ！、クリーニング装置１１等
を具備し、イメージシフトあるいは綴代の形成を行い、
かつ最初の画像を形成する時のみイメージシフトの量あ
るいは綴代の量だけ余分に原稿トナー像の画像領域の前
方に一定寸法のパッチ像Ｐ′を形成し得るように、制御
装置（図示せず）によってプログラム制御されるもので
ある。

前記パッチ像Ｐ′は最初の画像を形成する時のみ形成さ
れるが、例えば第２図に示すタイムチャートに従って説
明する。第２図は露光光学系２の作動を基準にし、かつ
帯電器４．消去ＬＥＤ　ｓ　＋給紙装置７等の画像形成
手段の配置位置を補正して示したタイムチャートであっ
て、パッチ像Ｐ′は次のように形成される。

複写スイッチ（図示せず）をオンすると、露光光学系２
が移動を開始し、光源部２１がＡ点に達すると、綴代調
整用のタイマー（図示せず）が計時を開始する。所定時
間Ｔ１を計時すると、帯電器４、消去ＬＥＤ　５　、給
紙装置７が夫々のプログラムに従って所定の動作を開始
する。すなわち、給紙装置７は、綴代の長さに応じて露
光光学系２の光源部２１がＢ点に達する以前の綴代の長
さに相当する時間１２分早く給紙を開始する。帯電器４
は、同様に綴代を必要としない場合のパッチＰの潜像と
画像領域の先端との距離に相当する時間Ｔ４・パッチＰ
の潜像の長さに相当する時間Ｔ５及び綴代の長さに相当
する時間Ｔ２の和に相当する時間分早く作動する。消去
ＬＥＤ　５は、帯電器４の帯電作用と同時に消灯され、
パッチＰの潜像の長さに相当する時間Ｔ３経過後に点灯
される。その後、露光光学系２の光源部２１がＢ点に達
すると同時に消灯される。

したがって、パッチＰの潜像は、消去ＬＥＤ　５が消灯
している時間Ｔ３の間、パッチＰが露光光学系２によっ
て感光体３上に露光されることによって形成され、しか
も、その後の点灯時間の間に感光体３上の帯電が消去さ
れるため、画像領域の先端から所定の綴代を確保するこ
とができる位置に形成される。そして、パッチＰの潜像
は、現像装置６と対向する位置を通過する際に現像され
、パッチ像Ｐ′に形成される。

なお、露光光学系２の光源部２１は、画像を複数連続的
に形成する場合には最初の画像を形成する時のみ第１図
のＡ点の左方の点から移動を開始し、露光を終了する終
点に到達した後にＢ点に復帰し、以後所定数の画像を形
成する間はＢ点と終点との間を往復移動し、最終の画像
を形成するための露光を終了した後、当初のＡ点の左方
の点に復帰するように制御されている。

第３図に示すトナー濃度制御装置は、基準電圧を発生す
る手段を除いては第６図に示すものと同一の構成であっ
て、トナー濃度をパッチ像Ｐ′の濃度に基いて補正され
た基準トナー濃度に制御するようにしたものである。第
６図と同一の符号は同一機能部材を示す。前記基準電圧
を発生する手段■は、パッチ像Ｐ′の濃度を検知するフ
ォトセンサー１０と、画像基準濃度に対応して基準トナ
ー濃度を設定し、前記検知されたパッチ像Ｐ′の濃度と
画像基準濃度とを比較し、該比較結果に基いて基準トナ
ー濃度を補正し、該補正された基準トナー濃度（以下指
定トナー濃度と称す）を基準電圧ｖ２として発生する基
準電圧発生器■とからなるものである。なお、トナー濃
度制御装置はマイコンによって構成されていてもよい。

パッチ像Ｐ′の濃度と指定トナー濃度とは各基準トナー
濃度に応じて第４図に示す関係であるが、指定トナー濃
度が極端に高くなったり低くなったりしないように、第
５図に示すように上限あるいは下限が設けられているこ
とが好ましい。

第１図に示す電子写真複写機は前記のように構成されて
おり、複数の画像を連続的に形成する場合、トナー濃度
の制御方法は次の通り行われる。

画像形成作動開始前に第３図に示すトナー濃度制御装置
ｒｔの基準電圧発生器■に画像基準濃度が設定されると
、画像基準濃度に対応した基準トナー濃度（指定トナー
濃度）に相当する基準電圧Ｖ−２が発生される。したが
って、現像装置６におけるトナー濃度は前記したように
基準トナー濃度に制御される。

一方、画像形成作動が開始され、最初の画像が形成され
る時、第２図に示すタイムチャートに従ってパッチＰの
潜像が形成され、現像装置６と対向する位置を通過する
際にパッチ像Ｐ′が形成されオドセンサー１０と対向す
る位置に到達し、濃度が検知される。パッチＰは形成さ
れろ画像の濃度に相当する画像基準濃度像が設定されて
おり、パッチ像Ｐ′は基準トナー濃度に制御された現像
剤で現像されしかも転写されてい々いため、フォトセン
サー１０によって検知されるパッチ像Ｐ′の濃度は実際
に制御されたトナー濃度の現像剤によって形成された原
稿トナー像の濃度を示すことになる。

フォトセンサー１０によって検知されたバッチ像Ｐの濃
度信号が基準電圧発生器正に入力され、画像基準濃度と
比較されて前記基準トナー濃度が補正される。すなわち
、前記基準トナー濃度は例えば第４図に示すようにパッ
チ像Ｐ′の濃度に対応した指定トナー濃度に補正され、
基準電圧発生器■は前記指定トナー濃度に相当する基準
電圧■２を発生することになる。したがって、トナー濃
度は前記指定トナー濃度に制御され、また以後の画像形
成時においても前記指定トナー濃度に制御されることに
なる。

本実施例のトナー濃度制御方法は、以上のように実際に
形成されるパッチ像Ｐ′の濃度に基いて補正された基準
トナー濃度に制御されるため、画像の濃度が従来のもの
におけるように不安定になることがなく、また基準トナ
ー濃度を補正するためのパッチ像を最初の画像を形成す
る時にのみ形成すればよく、以後の画像形成時において
露光光学系２の光源部２１をＡ点の左方に復帰させるこ
とがなく、Ｂ点と終点間を往復移動することによって画
像形成を行うことができるため、画像形成の速度を高め
ろことができる。さらに、第２　ｐ＋に示すようにパッ
チ像Ｐ′を形成する位置が綴代の量に応じて制御されて
いるため、パッチ像Ｐ′は綴代を形成する際の障害にな
ることはない。

なお、本実施例において、パッチ像は、絃初の画像を形
成する時に限らず、途中の画像を形成する時、最後の画
像を形成する時、あるいは随時に形成するように制御さ
れていてもよい。複数の異った原稿の画像を連続的に形
成する場合にも、前記と同様に制御され、また、複数の
異った原稿の画像を間歇的に形成する場合には、その都
度パッチ像を形成してもよいが、所定数の画像を形成す
る毎に形成したりあるいは随時に形成することが好まし
い。本実施例を原稿台固定方式の電子写真複写機に適用
した場合において説明したが、原稿台移動方式の電子写
真複写機等地の種々の画像形成装置に適用し得ることは
勿論のことである。

（発明の効果） 本発明のトナー濃度制御方法は、実施例においても説明
しているように、感光体上に実際に形成された基準トナ
ー像の濃度に基いて基準トナー濃度を補正し、現像剤の
トナー濃度を前記補正された基準トナー濃度に制御する
ものであるため、従来のものにおけるように不安定では
なく、はぼ一定の濃度の画像を形成することができる。

また、基準トナー像を常時原稿トナー像と同時に形成す
る必要がないため、高速画像形成、イメージシフトある
いは綴代を形成する等の画像形成装置にも適用し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための電子写真複写機
の概略的な説明図、第２図は第１図に示す電子写真複写
機の作動の１部を説明するタイムチャート、第３図は第
１図に示す電子写真複写機に適用されたトナー濃度制御
装置の概略的な説明図、第４図は第３図の要部の特性図
、第５図は第４図の変形例の特性図、第６図は従来のト
ナー濃度制御装置の概略的な説明図、第７図は第６図の
要部の特性図である。 ２・・・露光光学系、　　　３・・・感光体・４・・・
帯電器、　　　　　５・・・消去ＬＥＤ　。 ６・・・現像装置・　　　　７・・・給紙装置・８・・
・転写器、　　　　　　１０・・・フォトセンサー。 ■・・・共振回路、　　　　■・・・検知電圧発生器。 Ｉ・・・基準電圧発生器、　■・・・比較器。 ■・・・作動回路、　　　　Ｌ・・・コイル。 Ｔｒ・・・トランジスタスイッチ１ Ｘ・・・トナー補給用モータ。 ｖｌ・・・検知電圧・　　　　ｖ２・・・基準電圧・Ｐ
・・・パッチ　　　　　　ｐ　／・・パッチ像。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 代理人　弁理士　　保　　　高　　　春　　　−第１図 第２図 第　３　図 渚 友 第４図　　　　第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤のトナー濃度を検知し、該検知されたトナ
   ー濃度を基準トナー濃度と比較し、該比較結果に基いて
   トナーの補給量を調節し、もつて現像剤のトナー濃度を
   基準トナー濃度に制御するトナー濃度制御方法を適用し
   た画像形成装置において、画像基準濃度像に対応した基
   準トナー像を常時原稿に対応した原稿トナー像と同時に
   形成することなく選択的に形成し、前記基準トナー像の
   濃度を検知し、該検知された基準トナー像の濃度を画像
   基準濃度と比較し、該比較した結果に基いて基準トナー
   濃度を補正し、現像剤のトナー濃度を前記補正された基
   準トナー濃度に制御することを特徴とするトナー濃度制
   御方法。
2. （２）前記現像剤のトナー濃度を現像剤のインダクタン
   スを測定して検知する特許請求の範囲第１項に記載のト
   ナー濃度制御方法。