JPS6083055A - 記録濃度制御装置 - 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】 （１）技術分野 本発明は、静電記録装置における記録濃度制御に関し、
特に、所定記録毎に記録濃度をチェツタしてその結果に
応じた濃度制御を行なう装置に関する。

■従来技術 静電記録方式の複写装置等においては、所定の手段によ
り感光体上に形成さＪした静電潜像が、現像装置から１
〜ナーと呼ばＪする着色微粒子を供給されて現像さＪＬ
る。トナーは、通常、静電潜像とは逆極性に帯電さＪし
て、静電潜像に静電的に吸着されることにより現像が行
なわれる。

現像に際し”Ｃは、１−ナーが消費さＪしるので、現像
剤におけるトナー濃度を一定に保つため□には、トナー
の消費に応じてトナーの補給を行なわなければならない
。もし１〜ナ一濃度が薄くなるとキャリアが飛散したり
記録濃度が薄くなるし、逆にトナー補給が多ずぎるとｉ
−ナーの飛散にによる汚れが生ずる。１−ナー濃度制御
は一般にトナー濃度を直接もしくは間接的に検出して行
なっている。

トナー濃度が薄くなると、記録像濃度も通常より少し薄
くなる。そこで、基準濃度パターンを所定位置に形成し
て露光時にそれを原稿像とともに露光し、感光体上の像
の位置を外れた部分に当て、それによって形成された静
電潜像を現像することにより、記録装置自体の状態にの
み応じて変化する記録濃度情報が得られる。したがって
、この記録濃度情報を検出し、それを所定の基準データ
と比較すれば、記録濃度が薄いかどうか、すなわちトナ
ー濃度が低下しているかどうかを知ることができる。ま
たこの場合、記録濃度情報には露光光量、現像バイアス
電圧等複写プロセスの濃度に関する他の様々な要素も同
時に含まれるため、記録濃度情報に応じて１−ナーの補
給を行なうことにより、最終的な記録濃度を″ポ時一定
に維持することができる。

ところで、上記のような制御を行なう場合、濃度チェッ
クのタイミングとチェックの結果に対するトナー補給量
との関係が非常に重要である。すなわち、トナー消費の
影響が実際の記録濃度に現われるには少し時間遅れがあ
るし、トナー補給を行なっても実際にコピーを行なわな
けノＬばその結果十分な補給が行なわれたかどうかは分
からない。

また、実際に感光体上に可視パターンを形成するので、
常時濃度チェックを行なうと無駄なトナーを多量に消費
するし、クリーニングの負担も大きくなる。更に、マイ
クロコンピュータ等を用いて制御を行なう場合、頻整に
記録濃度チェックおよび１−ナー補給の処理を行なうと
、それによるマイクロコンピュータの処理の負担が大き
くなり、複写プロセスの制御タイミングに間に合わせる
ためマイクロコンピュータを追加して装置枯成を複雑に
せざるを得なくなる。

そこで、従来より例えば所定記録枚数毎に記録濃度チェ
ックを行ない、その結果補給の必要があれば所定動作の
間定量のトナー補給を行なうようにしている。

ところが、例えば１０枚記録毎に濃度チェックを行なう
装置で１枚の記＠をする度に装置の電源がオン／オフさ
れると装置が記憶する記録動作回数は電源の遮断毎にク
リアされ１のままとなるので、初回にチェックを行なう
装置では毎回チェックが行なわれ、２枚目以降にチェッ
クを行なう装置ではいつまでたっても記録濃度チェック
およびトナー補給が行なわれないことになる。いずれに
しても、比較的短い周期（枚数）で電源遮断が行なわれ
ると、チェックのタイミンクが狂うため１−ナー補給制
御が異常となり、記録濃度は変動する。一般の複写装置
では、使用の有無にかかわらず、通常は電源をオンのま
まにしておくので上記のような状態が生ずる危険は少な
いが、例えば静電記録プロセスを応用した製版装置では
、製版作業の度に電源をオン／オフすることが多いので
、電源オン後しばらくの間、記録濃度が変動するという
不都合がある。

■目的 本発明は、装置電源のオン／オフに係わりなく、所定記
録回数毎に濃度チェックを行なって、″）ｔ゛時記録濃
度を所定範囲に維持することを目的とする。

■構成 記録動作回数をカラン１−シて濃度チェックを行なう場
合、電源をオン／オフするとトナー補給制御がうまくい
かないのは、電源の遮断によりカウント値がクリアされ
てしまうからである。したがつて、電源が遮断されても
カウント値が変化しないようにすればこの不都合は解消
さＪする。このような場合、一般的には半導体メモリを
バッテリーバックアップしたり、電源が遮断されても内
容の変化しない不１１１を発性メモリが使用される。し
かし、前者の場合バッテリーを接続するため回路構成が
複雑になるし、後者の場合にはデータ書込みのために複
雑な処理あるいは特別なタイミング回路が必要になるこ
とが多く、またメモリ自体が高価である。

そこで、装置動作の回数を直接機械的変位として保持し
、この変化の状態を電気的に読み出せるようにすれば、
バックアップ用の電源が不要であるし、メモリ保護やデ
ータ書込のための特別な回路が不要であるため、装置α
構成および処理が単純になり安価になる。

機械的変位を保持する手段としては、電磁カウンタ、ス
テッピングリレー等、変位位置が変位動作の所定回数毎
に繰り返すものが好ましい。その場合、変位が所定量に
達してもその変位を初期位置に戻す操作は不要であり、
単純に記録を行なう毎に可動部を１ステップ変位させる
ための４１勢を行なえばよい。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１ａ図に、本発明を実施する一形式の静電記録複写機
を示す。第１ａ図を参照すると、■が原稿を乗せるコン
タク１−ガラスである。コンタクトガラスｌの下方には
光学走査系２が備わっており、原稿からの反射光による
像がこの光学走査系２を介して感光体ドラム３上に結像
される、感光体ドラム３は第１ａ図では時計方向に回転
する。

一方、給紙系は２段になっており、給紙カセット４．５
のいずれか選択されたものから給紙コロ６又は７により
記録紙の給紙が行なわＪＬる。給紙された紙は、レジス
トローラ８と先端折り曲げローラ９の間を通って感光体
ドラム３に導びかれる。

感光体ドラム３の周囲には、帯電チャージャ１０゜イレ
ーザ１１．ｇ１．像器１２．転写前除電ランプ＆Ｐセン
サ１３．転写チャージャ１４２分離チャージャ１５．分
離爪１６．ファーブラシ１７．除電ランプ１８，１−ナ
ー補給装置２３等が配置されている。

この例では、光学走査系２は図面の左側から右側に向か
って原稿を往走査するようになっており、ＨＫ稿露光領
域の少し手前、すなわちコンタクトガラス１左端の下面
に基準濃度パターンＲＥＦＰが形成しである。

概略のコピープロセスを説明すると、感光体ドラム３は
、帯電チャージャ１０により一様の電位に；ｌｉＦ電し
、原稿からの反射光の照射を受けると、その光強度に応
じて表面電位が変化し、これにより静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、現像器１２を通ると１−ナーによ
り可視化される。給紙された記録紙は、感光体ドラム３
の回転に応じた所定のタイミングでレジストローラ８に
よって送らｔＬ、この１−ナー像が形成された感光体ド
ラム３の表面に重なる。この後、転写チャージャ１４に
所定の電圧が印加さＪし、これによって１−ナー像は感
光体ドラム３から記録紙側に転写する。更に、分離チャ
ージャ１５し；よって、１−ナー像が転写さｉｃた記録
紙は感光体ドラム３から分離して搬送ベル１−１９に向
かう。そして、記録紙はヒータを内蔵した定着ローラ２
０を通ってトナー像を定着し、排紙ローラ２１を介して
コピー１−レイ２２に向かう。

基準濃度パターンＲＥＦＰは、光学走査系２によって走
査の度に露光され、こ」しによ、−】で得られる強度が
一定の反射光は、感光体１〜ラム３上の記＠動作に利用
されない領域（以下、無効領域と（′１う）に照射され
る。記録濃度チェックを行なわない場合には感光体３上
の無効領域の電荷はイレーザ１１によって消去されるた
め、Ｊ＋％　”！”ｒα；度ノ（ターンＪくＥＦＰから
の反射光が照射さ、ｌシてもその領域には静電潜像が形
成さ、ｌｔない。記録濃度チェックｋ　ｆＴなう場合に
は、感光体３Ｊ−の無効ｉ′！ｒｔ域の一部はイレーザ
されず、その領域に基４０濃度）（ターンＲＥＦＰから
の反射光が照射されると所定の静電潜像が形成され、こ
の部分が現像器＋　２　ｆ、ｉ通ると、無効領域に、装
置の状態に応じた４１１度のトナー像（可視像）が形成
される。この１−ナー像は、転写前除電ランプ＆Ｐセン
サ１３に備わった反射型のフォ１〜センサＰＳＥで濃度
が読取られる。

第１ｂ図に、第１ａ図のｊ−ナー捕給装置２３を示す。

第１ｂ図を参照すると、１・す〜補給装置２３け、トナ
ー３０を攪拌するアジテータ２３ａ。

１−ナー補給ローラ２３１）　、ブレード２３ｃ、ホッ
パ２３ｄ等でなっている。１−ナー補給ローラ２３ｂの
周面には、その軸方向に複数の）１ケが形成してあり、
こｔシが回動することにより、その１ｒｌｆｆに入った
所定量のトナーが現像器１２に供給されるようになって
いる。つまり、ｌ−ナー補＃爪は１−ナー補給ローラ２
３ｂの回動爪に比例する。１−ナー補給ローラ２３ｂの
回動軸には、後述する電磁クラッチヲ介して駆動源が連
結さｔシている。ｊ〜ルナ−３はホッパ２３ｄの一ヒ方
がらボ１−ル等によって供給される。

第２図に、第１ａ図に示す装置の電気回路の一部を示す
。この回路は、記録濃度制御に関連する部分のみである
。回路の中心となるのはマイクロコンピュータＣＰＵで
あり、その人カポ−１−および出力ボートに各種機器が
接続されている。入力ボートＰ１に接続されているフオ
ｌ−センサＰＳ２は、感光体ドラム３の回動に応じたタ
イミングパルスを出力するものである。入力ボートＰ２
に接続された電気接点は、後述するステッピングリレー
ＭＭＥに備わっている。

出カポ−１−Ｐ　３には、ドライバＤＶ２を介して、ス
テッピングリレーＭＭＥをイ１勢するソレノイド５ＱＬ
２が接続され、出カポ−１−Ｐ４には、１〜ライバＤＶ
Ｉを介して、トナー補給クラッチを（＝Ｊ勢するソレノ
イドＳＱＬ　１が接続されている。感光体３上の濃度検
出用可視パターンを読取る）第１−センサＰＳＥは、発
光ダイオードとブ第１〜！−ランジスタでなっている。

この発光ダイオードのエミッタ端はドライバＤＶＯを介
して接地され、ドライバＤｖＯのベース端がＣＰＵの出
カポ−１ｉ　Ｐ　５に接続されている。フォトトランジ
スタの出力端（エミッタ端）はアナログ／デジタル変換
器ＡＤＣの１つの入力端に接続されている。アナログ／
デジタル変換器ＡＤＣは、ＣＰＵの出力ボートＰＡおよ
び入カポ−ｌ−Ｐ　Ｂに接続されている。人力ボートＰ
　１３に、変換されたデジタルデータが得られる。ＣＰ
Ｕのボー１・ＰＣは図示しない他の電気回路と接続され
ている。

第３図に、この実施例で用いたステッピングリレーＭＭ
Ｅの概略を示す。第３図を参照して説明する。５１は、
円板状の固定部材であり、この例ではその周辺に１０個
の金属端子Ｔｏ−Ｔ９が等間隔で配置されている。固定
部材５１と同軸（中心は０１）に、電車５２．可動部利
５３．爪部月５４等が備わっており、可動部月５３には
、固定部材５１の金属端子１゛０〜Ｔ９と対向するよう
に金属端子ＴＣが固着されている。

可動部材５３は爪部４Ｊ　５４と固着されている。爪部
材５４の先端にはｏ３を中心として回動自在に支持され
た爪５５が備わっており、圧縮コイルスプリングＳＰ２
によって爪５５は小車５２に当接している。ソレノイド
Ｓ　ＯＴ−２に近接して配置さｊｃた可動部材５６は２
部月５７を介して爪部材５４に連結されている。爪部材
５４１部材５６，５７等は圧縮コイルスプリングＳＰ１
によって時ｎ１方向の力を受け、常時は図示しないスト
ッパで規制される所定位置（第３図の状態）にある。

ソレノイド５ＱＬ２を付勢すると、可動部材５６がそれ
に吸引される。これによって、爪部材５４は反時計方向
に回動する力を受けて爪５５を所定位置まで押し、した
がって小車５２は所定量（この例では３６度）回動する
。小車５２が回動すると、それに固着された可動部月５
３が回動し、金属端子ＴＣを次の偏位位置まで移動させ
る。例えば、第３図の状態でソレノイド５ＱＬ２を付勢
すると、金属端子ＴＣは端子Ｔ　Ｉの位置に移動して止
まる。ソレノイド５ＱＬ２をイ１勢する度にこの動作を
繰り返すため、ソレノイＦ　Ｓ　ＯＬ　２の（；Ｊ勢回
数に応じて、金属端子′１゛Ｃは、順次と金属端子ＴＩ
、　Ｔ２．　Ｔ３．　Ｔ４．　−Ｉ’５．　ゴロ、　Ｔ
７．　Ｔ８、Ｔ９．Ｔｏ、ＴＩ・・・と電気接点を形成
する。ソレノイド５ＱＬ２を消勢すれば、金属端子’ｒ
　ｃの位置は機械的に保持される。

再度第２図を参照すると、金属端子ＴＯがマイクロコン
ピュータＣＰＵの入力ポートＰ２に接続されており、可
動金属端子ＴＣが接地さｉＬでいる。

したがって、入カポ−１〜Ｐ２の電位は、金属端子ＴＣ
の偏位に従って、ソレノイド５ＱＬ２のイづ勢１０回に
ついて１回の割合で低レベルＬとなり、そ」を以外では
高レベルＩ］となる。

第４図にマイクロコンピュータＣＰＵの記録濃度制御に
関する動作を示し、第５図に動作タイミングの概略を示
す。第４図および第５図を参照して説明する。電源がオ
ンすると、化カポ−１〜のレベルを初期状態に設定し、
メモリをクリアする。

コピースタートの指示があると、入カポ−１−Ｐ２を見
てステッピングリレ−Ｍ　Ｍ　Ｅの状態を読む。

入力ポートＩ）　２が虹１ノベルｌ、であＪしば、記録
流度チェックを行ない、高レベル１４であＪＬば記録濃
度チェックは行なわない。なお、記録濃度をチェックし
ない場合、感光体３上の無効領域の電荷は全てイレーザ
１工で消去する。

トナー補給フラグをチェックし、１であれば１−す−補
給クラッチ（ＳＯＬＩ）を付勢にセノ１〜し。

そうでなければ消勢状態を維持する。入力ポートＰ１に
印加されるタイミングパルスのカラン１−をスター１〜
し、このカウント値を見て感光体３の回動位置を判別す
る。カウント値Ｎ１は、感光体３上の、基準濃度パター
ンを露光した反射光の照射を受けた部分の先端がブ第１
−センナＰＳＥ（１３）に達したタイミングを示し、カ
ラン１−値Ｎ２はその後端がフカ１−センサＰＳＥから
抜けたタイミングを示す。

記録濃度チェックを行なう場合には、カラン１−値がＮ
１に達したらフカ１−センサＩ）　Ｓ　Ｅの発光ダイオ
ードをイリ勢（化カポ−１’　Ｐ　５にＩ−１を出力）
し、Ｎ２に達したら発光ダイオードを消勢する。発光ダ
イオードを細分している間に、ｒ’　Ｓ　＋（の）第１
・１〜ランジスタの出力レベルを読取り、これをアナロ
グ／デジタル変換器ＡＤＣでデジタル基に変換する。

カウント値がＮ３に達したら、１−ナー補給クラッチを
付勢している場合にはそれを消勢する。すなわぢ、１−
ナー補給フラグが１の場合、コピープロセスを開始して
からタイミングパルスがＮ３個現われるまでトナー補給
ローラ２３ｂを駆動する。

したがって、所定量のトナーが現像器１２に供給される
。記録濃度をチェックする場合には、続いてアナログ／
デジタル変換器ＡＤＣから得られた検出濃度データを基
準データと比較し、もし濃度が薄い場合には１−ナーＭ
ｉ紹フラグを１にセラ１−シ薄くない場合にはトナー補
餡フラグを０にセットする。コピーサイクルを終了した
ら、ソレノイドＳ　Ｑ　Ｌ　２を１回イ、Ｊ勢してステ
ッピングリレーＭＭＥの可動端子ＴＣを１ステップ進め
、次のコピースタート指示があるまで待つ。

つまり、どのような場合でも記録を行なう度にステッピ
ングリレーＭ　Ｍ　ｉＥは１ステップ進むから、１０回
の記録を行なえば必ず１回はＣｒ）　＋Ｊの入力ポート
Ｐ２が低レベル［５となり、ｆｉｔに一定の周期で記録
濃度チェックを行なうことになる。しかもステッピング
リレーＭＭＥの状態は電源が遮断されても変化しないか
ら、装Ｆｔｆｆｔ源のオン／オフにかかわらず、記録濃
度チェックのタイミングは一定（この例では１０回の記
録を行なう毎に１回チェック）である。

記録濃度チェックを行なって検出濃度が薄ければ、その
後１０回の記録においては（１ヘナー補給フラグが１の
間）それぞれ所定量の１−す〜が補給されるが、チェッ
クの結果検出濃度が適正であれば、その後１０回の記録
においては１−ナー補給は行なわない。

なお上記実施例では、マイクロコンピュータＣＰＵのメ
モリに１−ナー補給フラグとしてその時の制御状態を記
憶しておくようにしたが、こ」したとトナー補給要の場
合に電源が遮断されると、フラグがクリアされて１〜ナ
ー補給が中断され１次に電源がオンした際、次の記録濃
度チェックまでに時間がかかる場合にはトナー濃度力禅
シくなるｎＪ能性がある。そこで例えばステッピングリ
レーＭ　Ｍ　Ｉ！：をもう１つ設け、それを１〜す一補
給フラグのかわりに使用すれば、記録濃度チェックと同
様に電源が遮断さ］してもその状態を維持しうる。なお
１−す−補給フラグの場合には、■か０かの２状態を保
持するだけでよいから、ステッピングリレーのように多
種の変位位置を有するものでなく、２つの機械的安定状
態を有する可動端子とそれを駆動する２つのソレノイド
とを備えるものであってもよい。

また、実施例では記録回数を記憶する手段としてステッ
ピングリレー（ＭＭＥ）を用いたが、カウント値を電気
信号として取り出せる電磁カウンター等も同様に使用し
うる。電気信号の取出しは機械接点に限らずフォトセン
リ゛、磁気センサ等で行ないうる。

■効果 以上のとおり１本発明によれば電源が遮断さ」しても記
録回数を機械的に保持しているので、ｉ！８録濃度チェ
ックタイミングがずれることがなく、記録濃度を常時所
定範囲内に維持しうる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明を実施する一形式の複写機の構成を示
す正面図、第１１】図は第１ａ図の１−す−補給装置２
３を示す部分拡大正面図である。 第２図は、第１ａ図の記録濃度の関する制御を行なう電
気回路を示す電気回路図である。 第３図は、第１ａ図の装置に使用したステッピングリレ
ーの概略を示す正面図である。 第４図は、マイクロコンピュータＣＩ）　Ｕの記録濃度
制御動作の概略を示すフローチャー１−である。 第５図は、“第２図の回路の概略動作タイミングを示す
タイムチャートである。 １：コンタク１−ガラス　２：光学走査系３：感光体ド
ラム　１２：現像器 ２３：トナー補給装置　２３ａ：アジテータ２３ｂ：ｌ
・ナー補給ローラ ２３ｃニブレード　２３ｄ：ポソパ ５１：固定部材　５２：爪＋１ ５３：可動部材　５４：爪部月 ＣＰＵ：マイクロコンピュータ ＲＥＦＰ：基準濃度パターン ＰＳＥ、ＰＳ２：フォトセンサ ５ｏＬｔ、５ＱＬ２　：ソレノイド ＤＶＩ、ＤＶ２：ドライバ Ｔｏ−Ｔ９，１’ｃ：金属端子 ＡＤＣ：アナログ／デジタル変換器 特許出願人　株式会社　リコー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）基準濃度パターンを有し該パターンを露光して感
   光体上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して可
   視像に得て、その可視像の濃度を読み、その濃度に応じ
   て記録１−ナーの補給を行なう静電記録装置の記＠濃度
   制御装置において：可動部を有し、電気出力に応じて可
   動部が所定の機械的変位を生ずるとともに、その変位を
   機械的に保持し、かつ少なくとも１つの変位点において
   電気信号を発生する電磁アクチュエータ；および該電磁
   アクチュエータを記録動作毎にイリ勢するとともに、そ
   の出力信りに応じて前ｉ１ｉ！　ｕ　ｔＩ’Ｊ濃度パタ
   ーンの露光と１−ナー補給制御を行なう電子制御手段；
   を備えたことを特徴とする記録濃度制御装置。
2. （２）電磁アクチュエータは所定位置を中心として回動
   する可動部を備える、前記特許請求の範囲第（１）項記
   載の記録濃度制御装百。
3. （３）ｆｆｉ磁アクチュエータはステッピングリレーで
   ある、前記特許請求の範囲第（２）項記載の記録濃度制
   御装置。
4. （４）電磁アクチュエータは電磁カウンタである、前記
   特許請求の範囲第（２）項記載の記＠濃度制御装置。
5. （５）電磁アクチュエータはロータリーソレノイドであ
   る、前記特許請求の範囲第（２）項記載の記録濃度制御
   装置。
6. （６）　１１！（７アクチユエータは複数であり、その
   うちの少なくとも１つは、トナー補給制御の状態を機械
   的に保持する、前記特許請求の範囲第（１）項。 第（２）項、第（３）項、第（４）項又は第（５）項記
   載の記録濃度制御装置。