KR0120107B1 - Control method and circuit of toner loading for electrographic developing system - Google Patents
Control method and circuit of toner loading for electrographic developing systemInfo
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 실시예를 따른 회로도.1 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 실시예를 따른 농도 변화 특성도.2 is a concentration change characteristic diagram according to an embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 실시예를 따른 2성분 현상법에 있어서 토너 농도 제어 흐름도.3 is a toner density control flowchart in a two-component developing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 전자 사진 현상기에 있어서 토너농도 제어방법 및 회전에 관한 것으로, 특히 2성분 현상법을 적용하되, 퍼지(Fuzzy)이론을 도입하여 토너농도가 흐려지면 신속히 토너공급용 모터의 회전을 증가시켜 토너공급량을 증대시키고 토너 농도가 짙어지면 토너공급용 모터의 회전을 감소시켜 토너 공급량을 줄이도록 하므로서 토너를 항상 적정농도로 유지할 수 있도록 하는 전자사진 현상기에 있어서 토너공급 제어방법 및 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a toner concentration control method and a rotation in an electrophotographic developing device. In particular, the two-component development method is applied, and by adopting a fuzzy theory, when the toner concentration is blurred, the rotation of the toner supply motor is rapidly increased. The present invention relates to a toner supply control method and circuit in an electrophotographic developing apparatus which maintains an appropriate toner concentration by reducing the rotation of a toner supply motor when the toner supply amount is increased and the toner concentration is increased, thereby reducing the toner supply amount.
종래의 전자사진 현상기는 현상기내에 위치한 토너센서가 현상기내의 토너농도를 검출하고, 그 토너 농도 검출값과 기준농도값을 마이콤에서 비교처리 한다. 상기 비교결과 값을 모터구동부에 입력하여 토너공급 모터를 제어하면서 토너농도를 일정하게 유지시킨다. 상기 현상기내에 있는 토너농도(TONER와 CARRIER의 비)를 토너 센서가 감지하여 마이콤에 기억되어 있는 기준 농도값과 비교하여 부족하다고 판단되면 토너공급모터를 구동시켜 토너호퍼(HOPPER)내의 토너를 현상실(16)내에 공급한다. 반대로 기준농도값보다 진하다고 판단될때 토너공급모터를 정지시켜 토너공급을 중단하여 현상기내의 현상실의 토너농도를 일정하게 한다. 그러나 현상실내의 토너농도는 토너센서가 감지하여 기준농도값과 비교하여 토너를 공급 또는 중단하는 방법이므로 진한 바탕의 원고를 복사하는 경우 현상실(16)내에 공급되는 토너량보다 소모되는 토너량이 많아져 기준농도로 제어하지 못하는 문제점이 있었다.In the conventional electrophotographic developer, a toner sensor located in the developer detects the toner concentration in the developer, and compares the toner concentration detection value with the reference concentration value in the microcomputer. The result of the comparison is input to the motor driving unit to control the toner supply motor to keep the toner concentration constant. If the toner concentration in the developing device (ratio between toner and carrier) is detected by the toner sensor and is judged to be insufficient compared to the reference density value stored in the microcomputer, the toner supply motor is driven to develop the toner in the toner hopper. Supply in the chamber 16. On the contrary, when it is determined that the concentration value is higher than the reference concentration value, the toner supply motor is stopped to stop supplying the toner, thereby making the toner concentration in the developing chamber in the developer constant. However, the toner concentration in the developing chamber is a method of detecting or supplying toner by detecting the toner sensor compared with the standard concentration value. Therefore, when copying a dark background document, the amount of toner consumed is larger than the amount of toner supplied in the developing chamber 16. There was a problem that can not be controlled to the reference concentration.
따라서 본 발명의 목적은 두 성분 현상법을 사용하는 구조에서 기존현상제의 변화를 근거로 토너공급모터의 회전수를 가변시켜 토너농도를 적정농도에서 편차를 최소화하므로 다양한 원고에 대응하여 토너농도를 균일하게 하는 방법 및 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to change the number of rotations of the toner supply motor based on the change of the existing developer in the structure using the two-component development method, thereby minimizing the deviation from the proper concentration of the toner concentration, so that the toner concentration in response to various originals is reduced. It is to provide a method and a circuit for uniformity.
상기 목적을 수행하기 위한 본 발명은 토너 상태를 감지하여 일정기준값 보다 낮을시 토너공급량이 많도록 토너공급모터를 고속으로 구동하고, 상기 일정기준값보다 높을시 토너 공급량이 적게 공급되도록 토너공급모터의 속도를 낮추어 이에 따라 토너 농도가 항상 적정농도를 유지할 수 있도록 구성됨을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is to detect the toner state to drive the toner supply motor at a high speed so that the toner supply amount when the lower than a predetermined reference value, and the speed of the toner supply motor so that the toner supply amount is supplied when the toner supply value is higher than the predetermined reference value It is characterized in that the toner concentration is thus configured to maintain the proper concentration at all times.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명되어진다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳이던지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예를 위해서는 제1도와 같은 구성이 동일하게 사용됨은 이분야 통상의 지식을 가진자에게는 자명할 것이다.It should be noted that the same parts in the figures represent the same reference signs wherever possible. It will be apparent to those skilled in the art that the same configuration as in FIG. 1 is used for the preferred embodiment of the present invention.
제1도는 현상기(10)내에 있는 토너센서(12)가 현상시(16)내의 토너농도를 검지하고, 토너호퍼(15)내의 토너를 현상실(16)내의 공급하는 토너공급롤러(14)와, 현상실(16)내에 토너와 캐리어를 혼합시키는 교반롤러(13)와, 토너를 현상시키는 마그네틱 롤러(11)와, 상기 토노센서(12)에서감지된 토너량 검출 출력을 사정수에 의해 노이즈를 제거하여 안정된 신호로 후단의 마이콤(20)에 제공하는 센싱출력회로(50)와, 상기 토너공급을 제어하는 토너공급모터(30), 상기 토너공급모터(30)를 구동하는 토너공급용 모터 구동부(40)와, 상기 센싱출력회로(50)의 출력으로부터 토너량에 대한 감지 신호로부터 상기 토너공급모터(30)의 구동회전의 조절로 토너의 공급을 제어를 하는 마이콤(20)으로 구성되어 있다.1 shows a toner supply roller 14 which detects the toner concentration in the developing time 16 by the toner sensor 12 in the developing device 10 and supplies the toner in the toner hopper 15 in the developing chamber 16; The agitation roller 13 for mixing the toner and the carrier in the developing chamber 16, the magnetic roller 11 for developing the toner, and the toner amount detection output detected by the tono sensor 12 are noisy by noise. A sensing output circuit 50 for providing a stable signal to the microcomputer 20 at a later stage, a toner supply motor 30 for controlling the toner supply, and a toner supply motor for driving the toner supply motor 30. And a microcomputer 20 for controlling the supply of toner by adjusting the driving rotation of the toner supply motor 30 from the sensing signal for the amount of toner from the output of the sensing output circuit 50. have.
상기 센싱출력회로(50)는 저항(R1-R3), 트랜지스터(Q1), 다이오드(D1)로 구성되어 있다. 상기 토너센서(12)의 감지신호를 저항(R1)과 캐패시터(C1)를 통해 RC 시정수에 의해 상기 감지신호에 포함된 노이즈를 제거하고 저항(R2)을 트래지스터(Q1)를 구동하며, 상기 트랜지스터(Q1)를 통해 출력이 부하 저항(R3)의 출력이 상기 마이콤(20)에 인가되도록 구성되어 있으며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 콜렉터사이에 연결된 다이오드(D1)는 세트에서 발생되는 전원단(Vcc)의 전압보다 높은 오버 스트레스(Over Stress)신호를 바이패스시켜 마이콤(20)을 보호하기 위한 것이다.The sensing output circuit 50 is composed of resistors R1-R3, transistors Q1, and diodes D1. The detection signal of the toner sensor 12 is removed through the resistor R1 and the capacitor C1 to remove noise included in the detection signal by RC time constant, and the resistor R2 drives the transistor Q1. The output via the transistor Q1 is configured such that the output of the load resistor R3 is applied to the microcomputer 20, and a diode D1 connected between the emitter and the collector of the transistor Q1 occurs in the set. It is to protect the microcomputer 20 by bypassing an over stress signal higher than the voltage of the power supply terminal Vcc.
제2도는 본 발명의 실시예에서 자동토너농도 제어에 따른 특성도이다.2 is a characteristic diagram according to automatic toner concentration control in an embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 토너 자동 농도 제어 흐름도이다.3 is a flowchart of automatic toner density control according to an embodiment of the present invention.
상기 토너 상태를 감지하여 감지된 신호값과 기준값과 비교하여 감지신호가 기준값보다 높지 않으면 토너 농도가 진한 상태이므로 리턴되고 높으면 기준농도보다 흐려진 상태이므로 첫단계로 토너공급모터의 회전수를 1차로 증가시켜 토너공급을 증가시키는 제1과정과, 상기 제1과정에서 공급된 토너로부터 다시 토너 상태를 감지하여 상기 기준값에서 제1설정값(V1)보다 높은지를 비교하여 낮으면 상기 제1과정으로 궤환되어 토너공급모터의 회전속도를 이전상태로 유지하며 높으면 토너 농도가 더 흐려진 상태로 가므로 두번째 단계로 토너공급모터의 회전수를 2차로 상기 제1과정에서 보다 더 증가시켜 토너를 더 공급하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 공급된 토너로부터 다시 토너상태를 감지하여 상기 기준값에서 제1설정값(V1)을 지나 제2설정값(V2)보다 높은지를 비교하여 낮으면 상기 제2과정으로 궤환되어 토너공급모터의 회전속도를 이전상태로 유지하면 높으면 토너 농도가 흐려진 상태로 가므로 세 번째 단게로 토너공급모터의 회전수를 3차로 배가시켜 상기 제2과정에 보다 더 증가시켜 토너를 더 공급하는 제3과정과, 상기 제3과정에서 공급된 토너로부터 다시 토너상태를 감지하여 상기 제2설정값(V2)을 지나 제3설정값(V3)보다 높은지를 비교하여 낮으면 상기 제3과정으로 궤환되어 토너공급모터의 회전속도를 이전상태로 유지시키며 그래도 높으면 토너농도가 더 흐려지고 있어 결국 토너의 공급이 정상적으로 되지 않은을 상태로 토너가 없다는 표시를 하는 제4과정으로 구성된다.When the detected signal is not higher than the reference value by comparing the detected signal value with the reference value by detecting the toner state, the toner concentration is returned because the toner concentration is dark, and when it is high, the toner supply motor first increases since the toner concentration is blurred. By comparing the first step of increasing the toner supply with the first step of increasing the toner supply, and detecting whether the toner is supplied again from the toner supplied in the first step, the first step is returned to the first step. A second step of maintaining the rotational speed of the toner supply motor at a previous state and increasing the toner concentration to a more blurred state in a second step, thereby increasing the rotational speed of the toner supply motor in a second step more than in the first step to supply more toner. And detecting the toner state again from the toner supplied in the second process and passing the first set value V1 from the reference value to the second set value V. 2) If it is higher than the lower one, it is fed back to the second process. If the rotational speed of the toner supply motor is maintained at the previous state, if the toner density is high, the toner concentration is blurred. A third process of supplying more toner by doubling the second process, and detecting a toner state again from the toner supplied in the third process, passing the second set value V2, and then passing the third set value. If it is higher than V3, it is fed back to the third process to maintain the rotational speed of the toner supply motor in the previous state, and if it is high, the toner concentration is further blurred, and the toner is not supplied normally. It consists of a fourth process of indicating that there is no.
다라서 본 발명의 구체적 일실시예를 제1도~제3도를 참조하여 상세히 설명하면, (301)과정에서 (12)의 출력전압을 센싱출력회로(50)를 통해 마이콤(20)의 아나로그-디지탈 변환기(Analog-Digital Converter)(ADC)를 통하여 읽고나서 (302)단계에서 상기 읽어들인 센싱 값이 제2도에 표시한 것과 같이 기준출력전압보다 높은가를 비교한다. 여기서 높으면 기준농도보다 농도가 흐려진 상태이므로(303)단계에서 마이콤(20)의 출력포트(PA)를 통하여 모터구동부(40)를 구동시켜 토너공급모터(30)의 회전수를 첫단계로 10rpm으로 증가시켜, 토너호퍼(15)내의 토너를 현상실(16)로 더 공급한다. 그러나 (302) 단계에서 기준전압보다 높지 않으면 기준농도보다 진한상태이므로 (311)단계로 빠져나간다. 상기 (303)단계의 처리에 따라 계속 토너센서(12)는 토너의 농도변화를 감지하여 센싱출력회로(50)를 통해 마이콤(20)에 제공하므로 (304)단계에서 다시 토너 센서(12)의 감지전압이 기준전압을 지나 제1설정값(V1)의 전압보다 높은가를 비교한다. 이때 제1설정값(V1)의 전압보다는 낮으면 (302)단계로 다시는 기준전압과 비교하여 토너공급모터(30)의 회전속도를 그대로 유지하고, 제1설정값(V1)의 전압보다 높으면 현상실(16)내에 공급한 토너량보다 소비된 량이 더많은 상태(즉, 기준 농도에서 점점 농도가 감소하는 추세)이므로 (305)단계에서 토너공급모터(30)의 회전속도를 (303)단계보다 더 빠르게 회전토록 20rpm으로 구동시킨다. 여기서 토너공급모터(30)의 구동 rpm(10rpm, 20rpm 등)의 수치는 특정하게 고정된 것이 아니고, 시스템 상황에 따라 다를 수 있다. (306)단계에서 다시 토너센서(12)의 전압이 제1설정값(V1)의 전압보다 높은 제2설정값(V2)의 전압과 비교한다. 상기 제2설정값(V2))의 전압보다 낮으면 (304)단계에서 다시 제 1설정값(V1) 전압과 비교하여 토너공급모터(30)의 회전속도를 이전상태로 유지하고, 상기 제2설정값(V2)의 전압보다 높으면 토너호퍼(15)에서 공급한 것보다 현상실(16)에서 소비한 것이 훨씬 많은 상태 즉, 농도가 더 감소하는 경향을 나타내는 것이므로 (307)단게에서는 토너공급모터(30)의 회전속도를 30rpm 으로 더 빠르게 구동시켜 토너공급을 배가시킨다. 다음 (308)단계에서 토너센서(12)의 감지전압이 제3설정값(V3)의 전압보다 높은가를 비교한다. 상기 제3의 설정값(V3)의 전압보다 낮으면 (306)단계에서 제2설정값(V2)의 전압과 다시 비교하여 이전상태로 유지하고, 상기 제3설정값(V3)의 전압보다 높으면 토너공급모터(30)을 계속 증가시켜도 토너농도가 상승되지 않으므로 결국 토너호퍼(15)내에 토너가 없는 것으로 판단하여(309)단게에서 토너를 비워있는 상태로 표시한후 시스템을 중지시키는 END상태를 만든다.Therefore, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3, in step 301, the output voltage of (12) is sensed by the microcomputer 20 through the sensing output circuit 50. After reading through an analog-to-digital converter (ADC), it is compared whether the sensed value read in step 302 is higher than the reference output voltage as shown in FIG. If the concentration is higher than the standard concentration, the motor driver 40 is driven through the output port PA of the microcomputer 20 in step 303 so that the rotational speed of the toner supply motor 30 is increased to 10 rpm in the first step. By increasing, the toner in the toner hopper 15 is further supplied to the developing chamber 16. However, if it is not higher than the reference voltage in step (302), the state is darker than the reference concentration, and the process goes to step (311). According to the process of step 303, the toner sensor 12 detects the change in the concentration of the toner and provides it to the microcomputer 20 through the sensing output circuit 50. It is compared whether the sensed voltage is higher than the voltage of the first set value V1 past the reference voltage. At this time, if it is lower than the voltage of the first set value (V1), and maintains the rotational speed of the toner supply motor 30 as compared to the reference voltage again in step 302, if it is higher than the voltage of the first set value (V1) Since the amount consumed is larger than the amount of toner supplied into the developing chamber 16 (that is, the concentration tends to decrease gradually at the reference density), the rotation speed of the toner supply motor 30 is increased in step 305 than in step 303. Drive at 20 rpm to rotate faster. Here, the numerical value of the drive rpm (10 rpm, 20 rpm, etc.) of the toner supply motor 30 is not specifically fixed, and may vary depending on the system situation. In step 306, the voltage of the toner sensor 12 is again compared with the voltage of the second set value V2 higher than the voltage of the first set value V1. When the voltage is lower than the voltage of the second set value V2), the rotation speed of the toner supply motor 30 is maintained at the previous state by comparing with the first set value V1 again in step 304. If the voltage is higher than the set value V2, the consumption of the developing chamber 16 is much higher than that supplied from the toner hopper 15, that is, the density tends to decrease further. The toner supply is doubled by driving the rotation speed of 30 to 30 rpm faster. In the next step 308, it is compared whether the detection voltage of the toner sensor 12 is higher than the voltage of the third set value V3. If it is lower than the voltage of the third set value (V3), and compared to the voltage of the second set value (V2) again in step 306 to maintain the previous state, and if the voltage is higher than the voltage of the third set value (V3) Even if the toner supply motor 30 continues to increase, the toner concentration does not increase. Therefore, it is determined that there is no toner in the toner hopper 15 (309). Make.
이상과 같이 2성분 현상법에 있어서 토너농도 제어를 현상실(16) 내의 토너농도상태가 감소 또는 증가 상태로 가는 경우는 토너공급모터(30)의 구동속도를 가변하여 제어하면 여러종료(진한원고, 흐린원고 등)의 원고를 복사하는 것과 무관하여 일정하게 토너농도를 유지할 수 있다.As described above, when the toner concentration control in the two-component developing method goes to the reduced or increased state in the developing chamber 16, if the drive speed of the toner supply motor 30 is controlled by varying the number of finishes (dark document) Toner density can be kept constant irrespective of copying an original of an original).
상술한 바와같이 현상실(16)내의 토너농도가 감소하는 추세이면 토너공급모터(30)를 빨리돌려 토너를 많이 공급시키고, 토너농도가 기준농도보다 낮으면서 기준농도쪽으로 증가하는 추세이면 토너공급모터(30)를 천천히 돌려 토너공급량을 줄여 갈 수 있으며, 그리고 현상실(16)내에서 소비되는 토너 소비량에 대응하여 토너 공급량을 가변시켜 토너농도를 제어할 수 있다. 즉, 다양한 원고에 대응하여 일정한 토너농도를 유지 할 수 있는 이점이 있다As described above, when the toner concentration in the developing chamber 16 decreases, the toner supply motor 30 is quickly turned to supply a large amount of toner, and when the toner concentration is lower than the reference concentration and increases toward the reference concentration, the toner supply motor. The toner supply amount can be reduced by slowly turning 30, and the toner concentration can be controlled by varying the toner supply amount corresponding to the toner consumption amount consumed in the developing chamber 16. That is, there is an advantage that can maintain a constant toner concentration in response to various originals
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