JPH0342693A - トナー濃度制御方式 - 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】 「概要］ １ヘナー像の形成を行う装置において、像担持体上に形
成されるトナー像のトナー濃度検出誤差に基づく濃度変
動を防止するトナー濃度制御方式に関し、 正確なトナー濃度の検出を可能とすることを目的とし、 像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させて現像
する現像器と、該現像器により現像されたトナー像の光
学濃度を検出する検出手段と、該検出手段の検出出力に
基づき、該現像器へのトナー補給動作の有無を判定する
手段とを備えた像形成装置において、前記検出手段によ
り検出が行われるｌ・ナー像の直前における像担持体の
光学濃度を検出し、当該光学濃度を基準として前記トナ
ー補給動作の有無の判定を行うように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はトナー像の形成を行う装置に係り、特に像担持
体上に形成されるトナー像のトナー濃度検出誤差に基づ
く濃度変動を防止するトナー濃度制御方式に関する。

情報化社会の発展に伴い、各種の印刷装置や複写装置等
が提供されているが、電子写真方式を用いる印刷装置や
複写装置等では、感光体に作成された潜像を１〜ナーに
よって現像し、この現像されたトナー像を用紙に転写さ
せ、この転写されたトナー像を定着させることで、印刷
を行っている。

ところで、感光体に形成された潜像を現像する現像器は
、キャリアと呼ばれる磁性粉と、トナーとを混合した現
像剤を感光体に供給し、光により感光体」二に形成され
る静電潜像に１ヘナーを吸着させている。従って、現像
剤の中のトナー量が常に一定でないと、感光体上の潜像
に付着するｌ・ナー量が変動し、印刷濃度に濃淡が発生
する。

このため、感光体の印刷領域外にトナー像を形成させ、
このトナー像の濃度を測定して、現像器にトナーを補給
させ、常に現像剤中のトナー量が一定となるように制御
しているが、この濃度測定は性格であることが必要であ
る。

Ｃ従来の技ｆ、１１テ〕 第４図は従来技術の一例を説明するブロック図で、第５
図は第４図の動作を説明するタイムチャー　１−である
。

制御回路１６は図示省略したモータを制御して感光ドラ
ム１を矢印への方向に回転させ、前帯電器２により感光
ドラム１の表面に帯電させた後、矢印３で示す如く変調
されたレーザ光３を感光ドラム１に投射させ、このレー
ザ光３の走査により文字等の潜像を感光ドラム１−ヒに
作成させる。

又、制御回路１６は用紙８を図示省略したホッパから繰
り出して搬送ローラにより用紙送りを行わせ、用紙先端
を検出する位置センサ９により、用紙８の先端が検出さ
れると、ここで用紙送りを停止させ、待機させて置く。

感光ドラムＩＬに形成された潜像は、現像器４の現像ロ
ーラ５の回転によりトナーが付着することで現像される
。そして、この現像された感光ドラム１上の位置が、転
写帯電器１０の下に到着する時、制御回路１０は用紙８
の印刷開始位置が、この転写帯電器１０の下に到達する
ように、感光ドラム１の回転速度から決定される時間に
基づき計測された最適のタイミングで、用紙８を位置セ
ンサ９の位置から繰り出させる。

従って、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写
帯電器１０により帯電した用紙８の予め定められた上部
余白を過ぎた印刷開始位置から転写が開始され、図示省
略した定着器で用紙８に定着される。

制御回路１６は第５図データ露光の■に示す如く、感光
ドラム１の回転速度から決定されるＴ。

の時間帯において、用紙８に印刷するデータの潜像をレ
ーザ光３により感光ドラム１上に作成させ、■に示すＴ
。Ｆの時間帯ではレーザ光３による露光を停止している
。

そして、マーク露光の■に示す如く、データ潜像作成を
停止しているＴ。Ｆの時間帯において、トナー濃度を測
定するためのマークの潜像を１．に示ず時間帯でレーザ
光３により形成させる。このマークの潜像作成のタイ旦
ングは、例えば、デー夕露光の■に示す時間帯の終了点
から、Ｔｙの時間が経過した時点であり、この時点は用
紙８が感光ドラム１に付着していない時間帯、即ち、印
刷が完了した用紙と次に印刷する用紙との間の隙間とな
る領域が選択される。

発光ダイオード１１は感光ドラム１の表面を照射してお
り、この反射光はフォトセンサ１２により受信され、ト
ナー濃度を検出している。前記の如く、用紙８は第５図
データ露光の■に示ず時間帯で作成された潜像が現像さ
れた感光ドラム１の領域に同期して繰り出されて印刷さ
れるため、第５図用紙通過に示す如く、データ露光■の
先頭から、時間Ｔが経過した時、■に示す如く、フォト
センサ１２の下を通過する。

従って、第５図センサ出力の■に示す如く、用紙８が通
過中は用紙が感光ドラム１の表面より白く、反射光量が
増加するため、その出力は大きくなり、マークを検出す
ると、トナーにより反射光量が減少するため、センサ出
力の■に示ず如く、その出力が低下する。

この出力■の低下量は、マークが用紙８に転写されない
感光トラム１上の領域に作成されるため、トナーが用紙
８に転写されておらず、マークの潜像に４１着したＩ−
ナー量がそのまま保持されているため、このトナー像の
濃淡はトナー濃度を示すことになる。

従って、マークのトナー像の濃淡を示ずフォトセンサ１
２の最低出力レベルを検出することで、トナー補給の要
否が決定される。

フォトセンサ１２の出力は増幅回路１３て増幅され、ピ
ークホールド回路１４に送出される。そして、制御回路
１６は第５図マーク露光の■に示ずタイ旦ングでマーク
を露光させると共に、タイマ１７を起動するため、第５
図信号ａの■に示ず如く、タイマ１７は予めセットされ
た時間（Ｔｔｚ）が経過すると、増幅回路１３の出力の
ピーク値の検出を指示する信号ａを、Ｔ、時間継続して
ピークホールド回路１４に送出する。この場合、ｔ、２
≧０てあり、（（Ｔ−ｔ、ｚ）−＋ＴＲ１≧（Ｔ１−１
＋）である。

従って、ピークホールド回路１４により、第５図センサ
出力の■に示ずフォトセンサ１２の出力の最低レベルが
検出されて保持される。

又、タイマ１７は予めセットされた時間Ｔ、が経過する
と、ピークホールド回路１４が保持するピーク値を読取
らせるため、第５図信号すの■に示す如く、読取りを指
示する信月すを読取り回路１５に送出させる。この時間
Ｔ、は第５図信号ａの■に示ず波形の立ち下がりの直前
に送出されるようにしである。

従って、制９卸回路１６には、ピークホールド回路１４
が検出したトナー濃度を示す最低レベルが読取られて送
出される。

制御回路１６はトナー濃度を示す最低レベルを受信する
と、感光ドラム１のマークが作成されていない領域の反
射光のレベルは一定であるとして、この一定レベルと最
低レベルとの差が予め定められた値より小さくなると、
トナー濃度が不足すると判定し、駆動回路１８を駆動し
てモータ７を回転させ、このモータ７と連結された現像
器４のトナー補給ローラ６を回転させて、トナーの補給
を行わせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如く、従来は感光ドラム１のマークの無い領域か
らの反射光のレベルは一定であるとして、マークから反
則した光の減少量を示すピークホールド回路１４が保持
した最低レベルとの差を求め、この差に基つきトナー濃
度を判定しているため、感光ドラム１が地汚れ（クリー
ナにより清掃された感光ドラム１の領域に残留するトナ
ーによる汚れ）していた場合、この地汚れ分の濃度が誤
差となる。

又、使用中の汚染等により、発光ダイオード１１の光量
やフォトセンサ１２の感度が低下したような場合、感光
ドラム１からの反射光が一定とする基準を補正する必要
があるが、この補正が行われていないため、この補正量
が誤差となる。

更に感光ドラムの偏心による感光ドラム表面とフォトセ
ンサ１２との間の対向距離の変動に起因する出力変動が
検出誤差に含まれる。

従って、正確なトナー濃度を判定することが出来ないと
いう問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、正確なトナー濃度の
検出を可能とすることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

そして、この目的は第１図に示されるように、像担持体
１９上に形成された潜像にトナーを付着させて現像する
現像器４と、現像器４により現像された！・ナー像の光
学濃度を検出する検出手段２０と、検出手段２０の検出
出力に基づき、現像器４へのトナー補給動作の有無を判
定する手段２３とを備えた像形成装置において、 前記検出手段２０により検出か行われるトナー像の直前
における像担持体１９の光学濃度を検出し、当該光学濃
度を基準として前記トナー補給動作の有無の判定を行う
ようにしたことを特徴とするトナー濃度制御方式により
達成される。

０ 〔作用〕 即ち、本発明によれば、（・ナー像の光学濃度の検出を
行う位置の直前の位置（トナー像が形成されていない）
での光学濃度を検出し、これを基準として用いるように
しているので、地１７；れを考慮した判定を行うことが
出来る。又、地汚れが像担持体上に一様でない場合であ
っても、直前位置で見るようにしているので、背景部と
トナー像とがほぼ同様の地汚れ状態にあり、且つ偏心量
も同程度の位置とすることが出来、より一層確実な検出
が行える。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を説明するブロック図である
。

第４図と同一符号は同一機能のものを示す。第４図で説
明した如く、レーザ光３により像担持体１９の表面上に
形成されたマークの潜像が現像器４により現像され、こ
の現像されたトナー像が発光ダイオード１１が送出する
光の反射光を受信するフカ１−センサ１２によって読取
られ、電気信号に変換されて増幅回路１３に送出される
。

検出手段２０は第４図のピークホールド回路１４と読取
り回路１５で構成され、前記の如くマークの濃度を示す
反則光の最低レベルを検出して制御手段２３に送出する
。

タイミング信号送出手段２２は制御手段２３から、第５
図マーク露光の■に示すタイミングに同期して起動され
、第５図に示す７時間経過する前に読取り手段２１に読
取り信号を送出する。

即ち、マークを形成するトナー像が形成された像担持体
１９上の領域が、像担持体１９の表面からの反射光を受
信する受信手段の位置、即ち、フォトセンサ１２の位置
に到達する直前に、読取り手段２】に読取り信号を送出
する。

従って、読取り手段２１は増幅回路１３が増幅したフォ
トセンサ１２の出力を読取り、制御手段２３に送出する
。

読取り手段２】が読取った像担持体】９の表面からの反
射光のレベルは、マークを形成するトナー像が形成され
た像担持体１９の領域の近傍の表面から反射した光のレ
ベルを読取っており、感光体１９の地汚れの状態を示す
こととなる。

制御手段２３は読取り手段２１が読取った反射光のレベ
ルと、検出手段２０が読取ったトナー像の反射光の最低
レベルとを受信し、この差に基づきトナー濃度を判定し
て、トナー補給が必要となると、駆動回路１８を経てモ
ーフ７を駆動し、トナー補給ローラ６を回転させてトナ
ーの補給を行わせる。

上記の如く構成することにより、読取り手段２１はタイ
ミング信号送出手段２２が送出する読取り信号に基づき
、検出手段２０が読取るマークのトナー像が形成されて
いる像担持体１９の領域の近傍の反射光のレベルを読取
って制御手段２３に送出するため、制御手段２３はこの
レベルを基準として、検出手段２０が読取ったマークの
トナー像からの反則光の最低レベルとの差を求め、この
差によってトナー濃度を判定する。

従って、像担持体１９の地汚れや、発光ダイ第３ 一ド１１の光量変化とフォトセンサ１２の感度変化の影
響を除去することが可能であり、正確なトナー濃度の検
出を行うことが出来る。

第２図は本発明の他の実施例を示す回路のブロック図で
、第３図は第２図の動作を説明するタイムチャートであ
る。

第２図において第４図と同一符号は同一機能のものを示
す。第４図で説明した如く、制御回路２６は感光ドラム
ｌを回転させ、前帯電器２により感光ドラム１の表面に
帯電させた後、レーザ光３を感光ドラム１に投射させ、
データの潜像を感光ドラム１上に作成させる。

又、制御回路２６は第３図マーク露光の■に示す如く、
データ潜像作成を停止している時間帯において、第４図
で説明した如く、トナー濃度を測定するためのマークの
潜像を１．に示す時間帯でレーザ光３により形成させる
。

発光ダイオード１１は感光ドラム１の表面を照射してお
り、この反射光はフォトセンサ１２により受信され、ト
ナー濃度を検出している。第４図４ で説明した如く、用紙がフォトセンサ１２の下を通過し
ている時間帯は、第３図センサ出力の■に示す如く、そ
の出力は大きくなり、マークを検出すると、トナーによ
り反射光量が減少するため、センリ°出力の■に示ず如
く、その出力が抵下する。

そして、この出力■の低下量は、前記の如く、トナー濃
度を示す。

又、用紙に印刷が行われない場合、用紙が繰り出されな
いため、■に示す出力の増大は無く、点線に示す如くレ
ベルの変動は無い。

フォトセンサ１２の出力ば増幅回路１３て増幅され、読
取り回路２４とピークホールド回路１４に送出される。

制御回路２６は第３図マーク露光の■に示ずタイごング
でマークを露光させると共に、タイマ２５を起動するた
め、第３聞伝号Ｃの■に示す如く、タイマ２５は予めセ
ットされた時間（Ｔ−ΔＬ）が経過すると、ｌ曽幅回路
１３の出力を読取る指示を行う信号Ｃを読取り回路２４
に送出する。

このΔＬはマークを記録した感光ドラム１の領域の近傍
の反射光のレベルを読取ることが可能な時間とする。従
って、読取り回路２４はマークが記録された領域の近傍
の地汚れを含む反射光のレベルを読取り、制御回路２６
に送出する。

又、タイマ２５は第３聞伝号ａの■に示ず如く、予めセ
ットされた時間（Ｔ−ｔ２）が経過すると、増幅回路１
３の出力のピーク値の検出を指示する信号ａを、Ｔ８時
間継続して、ピークホールド回路１４に送出する。

従って、ピークホールド回路１４により、第３図センサ
出力の■に示すフォトセンサ１２の出力の最低レベルが
検出されて保持される。

又、タイマ２５は予めセラ１〜された時間Ｔ、が経過す
ると、ピークホールド回路１４が保持するピーク値を読
取らせるため、第３聞伝号すの■に示す如く、読取りを
指示する信号すを読取り回路１５に送出させる。この時
間Ｔ、は第３聞伝号ａの■に示す波形の立ち下がりの直
前に送出されるようにしである。

従って、制御回路２６には、ピークホールド回路１４が
検出したトナー濃度を示す最低レベルが読取られて送出
される。

制御回路２６はｉ・ナー濃度を示す最低レベルを受信す
ると、読取り回路２４が送出した感光ドラム１のマーク
が記録された領域の近傍の反射光のレベルと比較し、読
取り回路１５が送出した最低レベルとの差が予め定めら
れた値より小さくなると、トナー濃度が不足すると判定
し、駆動回路１８を駆動してモータ７を回転させ、この
モータ７と連結された現像器４のトナー補給ローラ６を
回転させて、トナーの補給を行わせる。

本実施例では、タイマ２５を使用しているが、制御回路
２６のソフトウェアに備わるタイマ機能を利用しても良
いことは勿論である。

〔発明の効果〕 以上説明した如く、本発明はトナー濃度を検出するため
に記録されたマークの反射光のレベルと、このマークが
記録された領域の近傍の反射光のレベルとの左に払づき
、マークを形成するトナー像７ のトナー濃度を判定するため、感光ドラム１の地汚れや
、発光ダイオードの発光量の変化及びフォトセンサの感
度低下等の影響を除去して、正確に濃度の判定を行うこ
とが出来る。

従って、現像器に対して正しいトナーの補給を行わせる
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するブロック図、第２
図は本発明の他の実施例を示す回路のブロック図、 第３図は第２図の動作を説明するタイムチャート、第４
図は従来技術の一例を説明するブロック図、第５図は第
４図の動作を説明するタイムチャートである。 図において、 １は感光ドラム、　　２は前帯電器、 ３はレーザ光、　　　　４は現像器、 ５は現像ローラ、　　　６はトナー補給ローラ、７はモ
ータ、　　　　　８は用紙、 ８ ９は位置センサ、 １１は発光ダイオード、 １３は増幅回路、 １５．２４は読取り回路、 １７．２５はタイマ、 １９ば像担持体 ２１は読取り手段、 ２２はタイミング信号送出手段、 ２３は制ＪｌＮ手段である。 】０は転写帯電器、 １２はフォトセンサ、 １４はピークホールド １６．２６は制御回路、 １８は駆動回路、 ２０は検出手段、 回路、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 像担持体（１９）上に形成された潜像にトナーを付着さ
   せて現像する現像器（４）と、該現像器（４）により現
   像されたトナー像の光学濃度を検出する検出手段（２０
   ）と、該検出手段（２０）の検出出力に基づき、該現像
   器（４）へのトナー補給動作の有無を判定する手段（２
   ３）とを備えた像形成装置において、 前記検出手段（２０）により検出が行われるトナー像の
   直前における像担持体（１９）の光学濃度を検出し、当
   該光学濃度を基準として前記トナー補給動作の有無の判
   定を行うようにしたことを特徴とするトナー濃度制御方
   式。