DE4137708A1 - Bilderzeugungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät. Insbeson­ dere betrifft die Erfindung ein Bilderzeugungsgerät wie ein elektrophotographisches Kopiergerät, einen Laserprinter oder dergleichen, bei dem ein elektrostatisches Latentbild, das auf einem Photoempfänger ausgebildet ist, unter Verwen­ dung eines Zweikomponentenentwicklers aus Trägerpartikeln und Tonerpartikeln entwickelt wird.

Wie beispielsweise in den US-PS 50 12 286 und US-PS 49 56 668 beschrieben ist, werden bei dieser Art von Bilderzeugungsgeräten konstante Anteile von Tonerpartikeln nur dann zugeführt, wenn ein Tonerkonzentrationssensor er­ mittelt, daß die Tonerkonzentration nicht mehr als einen vorgegebenen Wert beträgt. Folglich variiert die Tonerkon­ zentration zeitweilig. Bei den bekannten Bilderzeugungsge­ räten tritt deshalb eine Abnahme der Bildqualität aufgrund der Variationen in der Tonerkonzentration auf.

Dementsprechend liegt der Erfindung die wesentliche Aufgabe zugrunde, ein neues Bilderzeugungsgerät zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Bilderzeugungsgerätes, bei dem eine konstante Toner­ konzentration aufrecht erhalten werden kann.

Ein erfindungsgemäßes Bilderzeugungsgerät weist auf ein Trägerelement zur Aufnahme eines elektrostatischen Latent­ bildes, eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung eines Zwei­ komponentenentwicklers aus einer Mischung von Tonerparti­ keln und Trägerpartikeln, einen Tonerkonzentrationssensor zur Erfassung der Tonerkonzentration in dem Zweikomponen­ tenentwickler, eine Rechnereinrichtung zur Berechnung eines Änderungsbetrages der Tonerkonzentration aufgrund der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration, eine Einstelleinrichtung zum Einstellen eines To­ nernachfüllanteils aufgrund des Änderungsbetrags der Toner­ konzentration, der durch die Rechnereinrichtung berechnet wurde, und der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration und eine Tonernachfülleinrichtung zum Nachfüllen von Tonerpartikeln in die Entwicklungseinrich­ tung entsprechend dem eingestellten Tonernachfüllbetrag.

Der Tonernachfüllbetrag für die Tonernachfülleinrichtung wird aufgrund des Änderungsbetrages der Tonerkonzentration, der durch die Rechnereinrichtung berechnet wurde, und der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzen­ tration eingestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Bestimmung der Tonerzufuhr eine "unscharfe" Ver­ knüpfung ("fuzzy inference") verwendet.

Erfindungsgemäß wird der Tonernachfüllbetrag aufgrund des Änderungsbetrags der Tonerkonzentration und der Tonerkon­ zentration eingestellt. Aufgrund dessen wird die Tonerkon­ zentration immer konstant gehalten. Folglich ergibt sich keine Abnahme der Bildqualität aufgrund von Variationen in der Tonerkonzentration. Falls eine "unscharfe Verknüpfung" ("fuzzy inference") zur Bestimmung des Tonernachfüllbetrags verwendet wird, kann die Variation der Tonerkonzentration weiter vermindert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Bilderzeu­ gungsgerät auf ein Trägerelement zur Aufnahe eines elektro­ statischen Latentbildes, eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes unter Verwen­ dung eines Zweikomponententoners aus einer Mischung aus To­ nerpartikeln und Trägerpartikeln, einen Tonerkonzentra­ tionssensor zur Erfassung der Tonerkonzentration in dem Entwickler in der Entwicklungseinrichtung, eine Anwei­ sungseinrichtung zum Auslösen der Erfassung der Tonerkon­ zentration durch den Tonerkonzentrationssensor zu vorgege­ benen Zeitpunkten, Rechnermittel zur Berechnung eines Än­ derungsbetrages der Tonerkonzentration aufgrund der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration in Abhängigkeit von der Anweisung der Anweisungseinrich­ tung, Einstellmittel zum Einstellen eines Tonernachfüllbe­ trages aufgrund des Änderungsbetrags der Tonerkonzentra­ tion, der durch die Rechnereinrichtung berechnet wurde, und der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration und eine Tonernachfülleinrichtung zur Zuführung von Tonerpartikeln an die Entwicklungseinrichtung entsprechend dem Tonernachfüllbetrag.

In dieser Ausführungsform ist die Anweisungseinrichtung eine Unterbrechungsroutine, die in einem vorgegebenen Zeitintervall durchgeführt wird.

Ein Bilderzeugungsgerät in einer bevorzugten Ausführungs­ form umfaßt ein Trägerelement zum Tragen eines elektrosta­ tischen Latentbildes, eine Entwicklungseinrichtung zum Ent­ wickeln des elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung eines Zweikomponententoners aus einer Mischung aus Toner­ partikeln und Trägerpartikeln, einen Tonerkonzentrations­ sensor zur Erfassung der Tonerkonzentration in dem Entwick­ ler in der Entwicklungseinrichtung, eine Anweisungsein­ richtung zur Auslösung der Erfassung der Tonerkonzentration durch den Tonerkonzentrationssensor zu vorgegebenen Zeit­ punkten, einer Rechnereinrichtung zur Berechnung eines Än­ derungsbetrags der Tonerkonzentration aufgrund der durch den Tonerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration in Abhängigkeit von Anweisungen der Anweisungseinrichtung, Einstellmitteln zum Einstellen eines Tonernachfüllbetrages aufgrund des durch die Rechnereinrichtung berechneten Ände­ rungsbetrags der Tonerkonzentration und der durch den To­ nerkonzentrationssensor erfaßten Tonerkonzentration, eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung, ob die Tonerkonzentra­ tion in einem vorgegebenen Bereich liegt, und eine Tonernachfülleinrichtung zur Zuführung von Tonerpartikeln an die Entwicklungseinrichtung entsprechend des eingestell­ ten Tonernachfüllbetrags, wenn durch die Auswertemittel festgestellt wird, daß die Tonerkonzentration in dem vorge­ gebenen Bereich liegt.

In dieser Ausführungsform wird ein Bilderzeugungsvorgang oder -prozeß verhindert, wenn die Tonerkonzentration unter­ halb eines vorgegebenen Bereichs liegt.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefüg­ ten Zeichnungen erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels für ein Bilderzeugungsgerät, das den Hintergrund für die vorliegende Erfindung darstellt und bei dem die Erfindung anwendbar ist,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung eines Tonerbehälters und der zugeordneten Komponenten, die in dem in Fig. 1 dargestellten Bilder­ zeugungsgerät verwendet werden,

Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Bilderzeu­ gungsgeräts von Fig. 1,

Fig. 4A, 4B und 4C Darstellungen zur Erläuterung der Verknüpfungs­ funktionen eines ersten Eingangsteils, eines zweiten Eingangsteils bzw. eines Ergebnisteils,

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Regeln ei­ ner unscharfen Verknüpfung,

Fig. 6 ein Graph zur Erläutung der Beziehungen zwischen der Tonerkonzentration und der Ausgangsspannung eines Magnetsensors,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs (ein Hauptablauf) der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Ausführungsform,

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Tonersteuerungs-Unterprogramms der Fig. 7,

Fig. 9A bis 9D Darstellungen zur Erläuterung eines Beispiels für eine unscharfe Verknüpfung,

Fig. 10 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Unterbrechungsablaufs A der Fig. 8 und

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Unterbre­ chungsablaufs B der Fig. 8.

Das in Fig. 1 dargestellte Bilderzeugungsgerät 10 gemäß einer Ausführungsform umfaßt einen Photorezeptor 12, der als Bildträger für ein elektrostatisches Latentbild dient, und ein Ladecorotron 14 zum gleichförmigen Laden der Ober­ fläche des Photorezeptors 12 ist oberhalb des Photorezep­ tors 12 vorgesehen. Eine Belichtungseinheit (nicht darge­ stellt) zum Zuführen von Belichtungslicht 16 auf den Photo­ rezeptor 12 ist auf der stromab liegenden Seite der Rich­ tung der Drehung (durch einen Pfeil A dargestellt) des Photorezeptors 12 angeordnet. Eine Entwicklungseinheit 18 ist an der stromabliegenden Seite der Position, in der das Belichtungslicht 16 eingestrahlt wird, angeordnet. Ein Zweikomponentenentwickler aus einer Mischung aus Tonerpar­ tikeln 20 und Trägerpartikeln 22 ist in der an sich be­ kannten Entwicklungseinheit 18 enthalten. Eine Rührwalze 24 zum Rühren des Entwicklers und eine Entwicklungswalze 26 sind in der Entwicklungseinheit 18 enthalten. Ein Magnet­ sensor 28 zur Erfassung der Tonerkonzentration in der Ent­ wicklungseinheit 18 ist unterhalb der Rührwalze 24 vorgese­ hen.

Ein Tonerbehälter 30 ist oberhalb der Entwicklungseinheit 18 vorgesehen, und eine Tonerzufuhrwalze 32 zur Zufuhr von Tonerpartikeln 20 vom Tonerbehälter 30 an die Entwicklungs­ einheit 18 ist zwischen der Entwicklungseinheit 18 und dem Tonerbehälter 30 vorgesehen.

Des weiteren sind ein Transfercorotron 36 zur Übertragung des auf dem Photorezeptor 12 durch die Entwicklungseinheit 18 ausgebildeten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungspapier 34 und ein Trenncorotron 38 zum Trennen des Aufzeichnungspa­ piers 34 vom Photorezeptor 12 unterhalb des Photorezeptors 12 angeordnet.

Zusätzlich sind eine Reinigungseinheit 40 zum Entfernen von auf dem Photorezeptor 12 verbliebenen Tonerpartikeln und eine Löschlampe 42 zum Eliminieren verbliebener Ladungen auf dem Photorezeptor 12 an der stromabliegenden Seite des Trenncorotrons 38 angeordnet.

Im allgemeinen, wenn ein Zweikomponententoner verwendet wird, beeinflußt das Tonermischungsverhältnis (Tonerkonzen­ tration) der Tonerpartikel 20 zu den Trägerpartikeln 22 in der Entwicklungseinheit 18 die Bilddichte deutlich. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Tonerkonzentration durch den Magnetsensor 28 erfaßt. Der Magnetsensor 28 gibt einen Spannungswert ab, der der Tonerkonzentration ent­ spricht, aus durch Anwendung des Prinzips, daß die Permea­ bilität abnimmt, falls der Anteil von Tonerpartikeln groß ist, während sie abnimmt, falls er klein ist. Falls die Tonerzufuhrwalze 32, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch den Betrieb eines Tonerzufuhrmotors 44 gedreht wird, fallen Tonerpartikel im Tonerbehälter 30 in die Entwicklungsein­ heit 18, so daß die Tonerpartikel 20 der Entwicklungs­ einheit 18 zugeführt werden können.

Das in Fig. 1 dargestellte Bilderzeugungsgerät 10 wird durch ein Mikroprozessorsystem mit einer MPU (Mikroprozes­ soreinheit) 46, wie in Fig. 3 dargestellt ist, gesteuert. Das Mikroprozessorsystem umfaßt ein ROM (read-only memory; Lesespeicher) 48, das mit der MPU 46 zur Speicherung, bei­ spielsweise eines Steuerprogramms, von Verknüfungspositio­ nen und einer Nachschlagtabelle für eine "unscharfe Ver­ knüpfung" (fuzzy inference; beides wird im Folgenden be­ schrieben), ein RAM (random acces memory, freier Zugriffs­ speicher) 50 zum zeitweiligen Speichern von Daten bei der Steuerung durch die MPU 46, wobei das RAM verschiedene Kennzeichnungsbereiche, die zur Steuerung erforderlich sind, aufweist, eine I/O-Schnittstelle 52 und einen Ana­ log/Digital-Konverter 54 zur Umwandlung der Ausgangsspan­ nung des Magnetsensors 28 in einen Digitalwert. Das RAM 50 ist durch eine Sicherungsbatterie 56, beispielsweise eine Lithiumbatterie, die mit einer Spannung von Vcc verbunden ist, gegen Verlust des Schreibinhaltes gesichert. Das heißt, wenn die Spannung Vcc nicht zugeführt wird, wird die Spannung der Sicherungsbatterie 56 dem RAM 54 zugeführt. Folglich werden die Daten im RAM 50 gehalten, selbst wenn der Hauptschalter (nicht dargestellt) des Bilderzeugungsge­ rätes 10 ausgeschaltet wird. Bereiche 501 und 508 sind im Speicher RAM 50 ausgebildet. Der Bereich 507 wird als Zäh­ ler verwendet, und der Bereich 508 wird als Kennzeichen verwendet. Des weiteren wird das Ausgangssignal des oben beschriebenen Analog/Digital-Konverters 54 dem Eingangsan­ schluß der I/O-Schnittstelle 52 zugeführt. Ferner ist der Tonerzufuhrmotor 44 zum Zuführen von Tonerpartikeln an die Entwicklungseinheit 18 mit dem Ausgangsanschluß der I/O-Schnittstelle 52 verbunden.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine Tonerzu­ fuhrzeit unter Verwendung einer unscharfen Verknüpfung des Absolutwertes der Tonerkonzentration (der Ausgangsspannung des Magnetsensors 28) und des Änderungsbetrages der Toner­ konzentration (des Änderungsbetrages der Ausgangsspannung des Magnetsensors 28) bestimmt, so daß die Tonerkonzentra­ tion in der Entwicklungseinheit 18 zu 6,5% konvergiert, das bedeutet, daß die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 zu 2,3 V konvergiert. Diese unscharfe Verknüpfung ist eine unscharfe Verknüpfung mit zwei Eingängen und einem Ausgang mit zwei Eingabeteilen und einem Ergebnisteil. Die Aus­ gangsspannung des Magnetsensors 28, d. h. die Tonerkonzen­ tration, wird als erster Eingangsteil verwendet. Resultate von Experimenten zeigen, daß die Anteilsfunktionen (member­ ship functions) weit (thickly) eingestellt werden soll, wenn die Ausgangsspannung im Bereich von 2,4 bis 2,5 V ist, während sie eng (thinly) eingestellt werden soll wenn die Ausgangsspannung von dem Bereich abweicht, so daß die Aus­ gangsspannung des Magnetsensors 28 zu 2,3 V im ersten Ein­ gangsteil konvergiert, wie es beispielsweise in Fig. 4 dar­ gestellt ist. Des weiteren wird der Änderungsbetrag der Ausgangsspannung des Magnetsensors 28, d. h. der Änderungs­ betrag der Tonerkonzentration, im zweiten Eingangsteil ver­ wendet. Ergebnisse von Experimenten zeigen, daß die An­ teilsfunktionen so eingestellt werden sollen, daß sie in relativ gleichförmiger Weise im zweiten Eingabeteil ver­ teilt sind, wie dies in Fig. 4b dargestellt ist. Die Toner­ zufuhrzeit wird im Ergebnisteil verwendet. Die Anteilsfunk­ tionen im Ergebnisteil werden weit eingestellt in einem Be­ reich, in dem die Zufuhrzeit kurz ist, während sie eng ein­ gestellt werden in einem Bereich, in dem die Zufuhrzeit lang ist, wie dies in Fig. 4C dargestellt ist.

In den Fig. 4A bis 4C stehen die Buchstabenkombinationen PL, PM, PS, ZR, NL, NM und NS für "Positiv groß", "Positiv mittel", "Positiv klein", "Null", "Negativ groß", "Negativ mittel" bzw. "Negativ klein". Dasselbe gilt für Fig. 5.

Einundzwanzig Regeln, die in Fig. 5 dargestellt sind, wur­ den auf Basis der Verknüpfungsfunktionen, die in Fig. 4A bis 4C dargestellt sind, aufgestellt. Die Bedeutung der Re­ geln ist wie folgt.

Die Zufuhrzeit wird bei der niedrigeren Tonerkonzentration erhöht, während die Zufuhr beendet wird, wenn die Tonerkon­ zentration den Zielwert für die Tonerkonzentration er­ reicht. Des weiteren, im Fall von etwa der gleichen Toner­ konzentration, wenn der Änderungsbetrag der Tonerkonzentra­ tion abnimmt, wird der Zufuhrbetrag größer als in dem Fall, wenn der Änderungsbetrag der Tonerkonzentration ansteigt. Wenn jedoch der Änderungsbetrag der Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 groß ist, unter der Annahme, daß der To­ nerverbrauch bei der vorhergehenenden Entwicklung groß war und die Tonerpartikel in einer folgenden Entwicklung zu ei­ nem großen Anteil verbraucht werden, werden Tonerpartikel zu einen großen Anteil zugeführt, so daß der hohe Tonerver­ brauch abgedeckt wird. In diesem Fall, falls die Zufuhr zu dem Zeitpunkt beendet wird, in dem die Tonerkonzentration den Zielwert erreicht, wird die Tonerkonzentration unmit­ telbar vermindert. Als Ergebnis wird die Tonerkonzentration in einen Bereich gesteuert, in dem die Tonerkonzentration gering ist. Um ein solches Problem zu vermeiden, wird die Zufuhr von Tonerpartikeln nur weitergeführt, wenn der Ände­ rungsbetrag der Tonerkonzentration groß ist, selbst falls die Tonerkonzentration auf den Zielwert ansteigt, so daß die Tonerkonzentration in die Nähe des Zielwerts gebracht wird zur Steuerung entsprechend dem Tonerverbrauch in einem großen Anteil.

Bezugnehmend auf Fig. 5 werden verschiedene Regeln im Ein­ zelnen beschrieben. Das in Fig. 5 zweite Feld von links und dritte von oben soll die erste Regel sein. In dieser ersten Regel wird eine Operation "falls die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 NS ist und der Änderungsbetrag der Aus­ gangsspannung NM ist, beträgt die Tonerzufuhrzeit PL" durchgeführt. Das in Fig. 5 dritte Feld von links und zweite Feld von oben soll die zweite Regel sein. Bei dieser zweiten Regel wird ein Vorgang "falls die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 NM ist und der Änderungsbetrag der Ausgangsspannung NS ist, ist die Tonerzufuhrzeit PL" durch­ geführt. Das in Fig. 5 vierte Feld von links und zweite von oben soll die dritte Regel sein. Bei dieser Regel wird ein Vorgang "falls die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 NM und der Änderungsbetrag der Ausgangsspannung ZR sind, ist die Tonerzufuhrzeit PM" durchgeführt. Die verbleibenden Re­ geln sind entsprechend.

Wenn keine Tonerpartikel zugeführt werden oder wenn Toner­ partikel zu einem zu großen Anteil verbraucht werden, so daß die Tonerkonzentration auf einem Pegel nicht über einem bestimmten Pegel liegt, wird ein Kopiervorgang automatisch gestoppt. Die Tonerpartikel werden zugeführt, während der Antrieb der Entwicklungseinheit 18 aufrecht erhalten wird, und ein Kopiervorgang wird erneut gestartet, wenn die To­ nerkonzentration den Zielwert erreicht. In dieser Weise kann die Tonerkonzentration immer angemessen gesteuert wer­ den.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Hauptab­ laufs. Zunächst wird im Schritt S101 ein Initialisierungs­ prozeß, wie beispielsweise das Erlauben einer Unterbrech­ ung, Drehung des Hauptmotors und Beginn der Abtastung, durchgeführt. Anschließend, im Schritt S103, wird die To­ nerkonzentration gesteuert, dessen Einzelheiten mit Bezug auf Fig. 8 später beschrieben werden. Im Schritt S105 wird eine Reihe von Kopierprozessen durchgeführt und an­ schließend geht das Programm zum Schritt S107. Im Schritt S107 wird festgestellt, ob ein kontinuierliches Kopieren durchgeführt wurde. Das Programm kehrt zum Schritt S101 zu­ rück, wenn die Antwort in diesem Schritt positiv ist, wäh­ rend der Hauptablauf beendet wird, wenn die Antwort negativ ist.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Unterpro­ gramms zur Tonerkonzentrationssteuerung. Die Fig. 10 bzw. 11 zeigen Teile eines Unterbrechungsablaufs. Der Un­ terbrechungsablauf wird in einem vorgegebenen Zyklus auf Basis einer Zeit eines internen Zeitgebers (nicht darge­ stellt) in der MPU 46 durchgeführt. In einem Unterbre­ chungsablauf A, der in Fig. 10 dargestellt ist, wird der Wert für die "aktuelle Tonerkonzentration", der erforder­ lich zur Berechnung des Änderungsbetrags der Tonerkonzen­ tration ist ("vorhergehende Tonerkonzentration" - "aktuelle Tonerkonzentration"), ermittelt. Im Unterbrechungsablauf A wird deshalb die Tonerkonzentration achtmal fortgesetzt ad­ diert. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig. 10. Im Schritt S201 wird festgestellt, ob ein Kennzeichen im Bereich 508 des RAM 50 "null" ist, und das Programm geht weiter zum Schritt S203, wenn das Kennzeichen "null" ist. Im Schritt S203 werden ein Zähler im RAM 50, das ist der Bereich 507, und der Bereich 501 initialisiert und das Kennzeichen im Bereich 508 wird auf 1 gesetzt, anschließend geht das Programm zurück zum Hauptablauf. Wenn dieser Un­ terbrechungsablauf A dann durchgeführt ist, wird festge­ stellt, daß der Kennzeichenbereich 508 im RAM 50 auf 1 ge­ setzt ist während der Schritte S201 und S205, so daß das Programm zum Schritt S207 weiterläuft.

Im Schritt S207 werden die Tonerkonzentration in der Ent­ wicklungseinheit 18, das ist die von Analog/Digital-Konver­ ter 54 ausgegebene Ausgangsspannung des Magnetsensors 28, und ein im Bereich 501 gespeicherter Wert addiert und im Bereich 501 erneut gespeichert, und der Zählbereich 507 wird inkrementiert. Es wird im Schritt S209 festgestellt, ob der Zählwert des Zählbereichs 507 "acht" ist. D. h. es wird im Schritt S209 festgestellt, ob die Verarbeitung im Schritt S207 achtmal durchgeführt wurde. Das Programm geht zurück zum Hauptablauf, wenn die Antwort negativ ist, wäh­ rend es zum Schritt S211 geht, wenn die Antwort positiv ist. Im Schritt S211 wird der Wert der Tonerkonzentration (die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28), die im Schritt S207 achtmal addiert wurde, im Bereich 502 des RAM 50 ge­ speichert, und der Kennzeichenbereich 508 wird zurückge­ setzt. Anschließend kehrt das Programm zurück zum Hauptab­ lauf. In dieser Weise ist "die aktuelle Tonerkonzentration" immer im Bereich 502 des RAM 50 durch den Unterbrechungsab­ lauf A gespeichert.

Im Folgenden wird der Ablauf des Schrittes S103 beschrie­ ben, d. h. der in Fig. 8 dargestellte Tonersteuerablauf. Zunächst wird im Schritt S301 festgestellt, ob die erste Kopie durchgeführt wurde. Falls die erste Kopie direkt nach dem Einschalten durchgeführt wurde, ist keine Information über "die vorhergehende Tonerkonzentration" vorhanden, so daß der Änderungsbetrag der Tonerkonzentration nicht ermit­ telt werden kann. In der vorliegenden Ausführungsform wird deshalb die Steuerung durch Unterscheidung des Falles, in dem die erste Kopie direkt nach dem Einschalten durchge­ führt wird, von dem Fall der anderen Kopien durchgeführt. Wenn im Schritt S301 festgestellt wird, daß die Antwort po­ sitiv ist, geht das Programm zu den Schritten S303 und S305. In den Schritten S303 und S305 ist "die vorhergehende Tonerkonzentration" im Bereich 503 des RAM 50 gespeichert und "die aktuelle Tonerkonzentration" ist im Bereich 504 gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt ist der numerische Wert, der im Bereich 502 durch den Unterbrechungsablauf A (siehe Fig. 10) gespeichert wurde, in beiden Bereichen 503 und 504 gespeichert. Folglich wird der Änderungsbetrag der Toner­ konzentration (= "die vorhergehende Tonerkonzentration" - "die aktuelle Tonerkonzentration") zu "der Bereich 503" - "der Bereich 504", d. h. null.

Wenn andererseits im Schritt S301 festgestellt wird, daß die Antwort negativ ist, wird der Wert des Bereiches 504 im Schritt S304 im Bereich 503 gespeichert, so daß die alte aktuelle Tonerkonzentration zur vorhergehenden Tonerkon­ zentration wird. Im Schritt S305 wird die neueste oder letzte aktuelle Tonerkonzentration, die durch den Unter­ brechungsablauf A erhalten wurde, im Bereich 504 aus dem Bereich 502 gespeichert. Im Schritt S309 wird der Wert des Bereichs 504 vom Wert des Bereichs 503 abgezogen und die Differenz durch acht geteilt. Im Schritt S307 wird der Vor­ gang (Bereich 503-Bereich 504)/8 durchgeführt. D. h. "die aktuelle Tonerkonzentration" wird subtrahiert von "die vorhergehende Tonerkonzentration", um den Änderungsbetrag der Tonerkonzentration herauszufinden. Zusätzlich wird die Differenz durch 8 dividiert, um den Mittelwert der To­ nerkonzentrationen zu ermitteln, da der Wert des Bereiches 502, der durch den Unterbrechungsablauf A herausgefunden wurde, ein Wert ist, der durch achtmaliges kontinuierliches Addieren der Ausgangsspannung des Magnetsensors 28 gebildet wurde. Der Änderungsbetrag der Tonerkonzentration, der so erhalten wurde, wird im Bereich 505 des RAM 50 gespeichert (im Schritt S307).

Im nächsten Schritt 309 wird die Ausgangsspannung des Mag­ netsensors 28 durch den Analog/Digital-Wandler 54 gelesen und als Absolutwert der Tonerkonzentration zu dieser Zeit gespeichert. Wenn der Bereich, in dem eine "unscharfe Steuerung" (fuzzy control) angewendet wird, auf den Toner­ konzentrationsbereich von etwa 5,8% bis etwa 8% einge­ stellt wird, sind die Schritte S311 und S313 Schritte zur Feststellung, ob die Tonerkonzentration in diesem Bereich ist. Im Schritt S311 wird festgestellt, ob die im Schritt S309 festgestellte Tonerkonzentration höher als 8% ist. Falls die Antwort positiv ist, verläßt das Programm dieses Unterprogramm ohne etwas zu tun. Andererseits, falls die Antwort negativ ist, geht das Programm zum Schritt S313. Im Schritt S313 wird in der gleichen Weise wie im vorhergehen­ den Schritt festgestellt, ob die Tonerkonzentration unter 5,8 liegt. Falls die Antwort positiv ist, wird ein Kon­ stantzeitdatum als Tonerzufuhrzeit im Bereich 506 des RAM 50 eingestellt, um den Tonerzufuhrmotor 44 in den Schritten S315 und S317 zu starten. Das bedeutet, wenn die Tonerkon­ zentration, d. h. die Ausgangsspannung des Magnetsensors 28, außerhalb des Bereichs ist, in dem eine "unscharfe Verknüp­ fung" ("fuzzy inference") angewendet wird, wird der Tonerzufuhrmotor 44 für eine konstante Zeit eingeschaltet, so daß konstante Mengen von Tonerpartikeln der Entwick­ lungseinheit 18 vom Tonerbehälter 30 zugeführt werden.

Falls die Antwort im Schritt S313 negativ ist, geht das Programm zum Schritt S314, so daß eine unscharfe Verknüp­ fung durchgeführt wird. Die Antworten der Operationen der Regeln, die in Fig. 5 dargestellt sind, die unter Verwen­ dung einer unscharfen Verknüpfung hinsichtlich des Absolut­ wertes der Tonerkonzentration (der des Wertes der Ausgangs­ spannung des Magnetsensors 28) und des Änderungsbetrages der Tonerkonzentration (des Änderungsbetrages der Ausgangs­ spannung des Magnetsensors 28), d. h. die Tonerzufuhrzeit­ daten, sind als Nachschlagetabelle im ROM 48 gespeichert (siehe Fig. 3). Es soll beispielsweise der Fall angenommen werden, bei dem der Wert der Ausgangsspannung des Magnet­ sensors 28 2,3 V und sein Änderungsbetrag -0,04 V beträgt. In diesem Fall, falls die Operation der oben beschriebenen ersten Regel durchgeführt wird, ist die Tonerzufuhrzeit "PL" wie in in Fig. 9A dargestellt ist. Folglich wird der in Fig. 9A schraffiert dargestellte Bereich als Antwort er­ halten. Falls die Durchführung der oben beschriebenen zwei­ ten Regel unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wird, ist die Tonerzufuhrzeit "PL", wie in Fig. 9B dargestellt ist. Folglich wird der in Fig. 9B schraffiert dargestellte Bereich als Antwort erhalten. Falls die Durchführung der oben beschriebenen dritten Regel unter den gleichen Bedin­ gungen durchgeführt wird, ist die Tonerzufuhrzeit "PM", wie in Fig. 9C dargestellt ist. Folglich wird der in Fig. 9C schraffiert dargestellte Bereich als Antwort erhalten. Diese Operationen aller Regeln unter allen Bedingungen und des logischen ODER werden zwischen in den Fig. 9A bis 9C schraffierten Bereichen durchgeführt. Als Ergebnis wird ein in Fig. 9D schraffiert dargestellter Bereich definiert. Der Schwerpunkt des in Fig. 9D schraffierten Bereiches wird be­ rechnet. Unter den oben beschriebenen Bedingungen ist die X-Komponente des Wertes des Schwerpunktes "1686". Dieser numerische Wert ist die Tonerzufuhrzeit (1686 Millisekun­ den). In der oben beschriebenen Weise werden die Operatio­ nen aller Regeln bezüglich aller Werte der Ausgangsspannun­ gen des Magnetsensors und aller Werte des Änderungsbetrages durchgeführt, die im Bereich erdenklich sind, in der eine unscharfe Verknüpfung angewendet wird, und der oben be­ schriebene Schwerpunkt wird im voraus berechnet und im ROM 48 (siehe Fig. 8) in Form einer Nachschlagetabelle gespei­ chert. Die Tonerzufuhrzeitdaten, die dem Änderungsbetrag der Tonerkonzentration und dem Absolutwert der Tonerkonzen­ tration entsprechen, die in den Schritten S307 und S309 festgestellt wurden, werden aus der Nachschlagetabelle aus­ gelesen. Das gelesene Tonerzufuhrzeitdatum wird im Bereich 506 des RAM 50 im Schritt S315 eingestellt, und der Toner­ zufuhrmotor 44 wird im Schritt S317 eingeschaltet. In die­ ser Weise wird eine Zeitdauer, für die der Tonerzufuhrmotor 44 betrieben wird, in variabler Weise eingestellt, basie­ rend auf der Tonerkonzentration und dem Änderungsbetrag der Tonerkonzentration im Bereich, in dem eine unscharfe Ver­ knüpfung angewendet wird.

In einem Unterbrechungsablauf B, der in Fig. 11 dargestellt ist, wird ein Zählvorgang für die Tonerzufuhrzeit und einer Anhalteverarbeitung für den Tonerzufuhrmotor 44 durchge­ führt. Im Schritt S401 wird entschieden, ob die Inhalte des Bereichs 506 "null" sind. Sofern nicht die Drehzeitdaten des Tonerzufuhrmotors 44 im Schritt S315 eingestellt wur­ den, ist der Inhalt des Speicherbereichs 506 null. Falls die Antwort negativ ist, wird der Inhalt des Bereichs 506 im Schritt S403 dekrementiert, so daß das Programm zurück­ kehrt. Andererseits, falls die Antwort positiv ist, geht das Programm zum Schritt S405. In diesem Schritt S405 wird der Tonerzufuhrmotor 42 angehalten, so daß das Programm zu­ rückkehrt.

Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Magnetsensor als Tonerkonzentrationssensor verwendet wurde ist es selbstverständlich, daß ein anderer Sensor eines be­ liebigen Typs verwendet werden kann. Ferner, obwohl eine Nachschlagetabelle für eine "unscharfe Verknüpfung" verwen­ det wurde, können die Operationen jeweils durch einen Mi­ kroprozessor durchgeführt werden.

Claims (10)

1. Bilderzeugungsgerät mit
einem Bildträger zur Aufnahme eines elektrostatischen Latentbildes,
einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des Latentbil­ des unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers aus einer Mischung aus Tonerpartikeln und Trägerpartikeln,
einem Tonerkonzentrationssensor zur Erfassung der Tonerkon­ zentration in dem Entwickler in der Entwicklungseinrich­ tung,
einer Rechnereinrichtung zum Berechnen eines Änderungsbe­ trages der Tonerkonzentration, aufgrund der Tonerkonzentra­ tion, die vom Tonerkonzentrationssensor gemessen wurde, einer Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Tonernach­ füllmenge basierend auf dem Änderungsbetrag der Tonerkon­ zentration, die durch die Rechnereinrichtung ermittelt wurde, und der Tonerkonzentration, die durch den Tonerkon­ zentrationssensor ermittelt wurde, und
einer Tonernachfülleinrichtung zur Zuführung von Tonerparti­ keln an die Entwicklungseinrichtung entsprechend der einge­ stellten Tonernachfüllmenge.

2. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstelleinrichtung einer Einrichtung für eine unscharfe Verknüpfung (fuzzy inference) zur Anwendung einer unscharfen Verknüpfung zur Ermittlung der Tonernach­ füllmenge umfaßt.

3. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung Zeiteinstellmit­ tel zum Einstellen einer Tonernachfüllzeit basierend auf dem Änderungsbetrag und der Tonerkonzentration aufweist und daß die Tonernachfülleinrichtung eine Tonerzuführwalze auf­ weist, die während der Tonernachfüllzeit betrieben wird.

4. Bilderzeugungsgerät mit
einem Bildträger zur Aufnahme eines elektrostatischen Latentbildes,
einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln des elektro­ statischen Latentbildes unter Verwendung eines Zweikompo­ nententoners aus einer Mischung aus Tonerpartikeln und Trä­ gerpartikeln,
einem Tonerkonzentrationssensor zur Erfassung der Tonerkon­ zentration in dem Entwickler in der Entwicklungseinrich­ tung,
Anweisungsmitteln zur Auslösung des Erfassens der Tonerkon­ zentration durch den Tonerkonzentrationssensor zu einer je­ weils vorgegebenen Zeit,
Rechnermitteln zum Berechnen eines Änderungsbetrages der To­ nerkonzentration basierend auf der Tonerkonzentration, die durch den Tonerkonzentrationssensor ermittelt wurde, in Ab­ hängigkeit von einer Anweisung der Anweisungsmittel,
Einstellmitteln zum Einstellen einer Tonernachfüllmenge ba­ sierend auf dem Änderungsbetrag der Tonerkonzentration, der durch die Rechnermittel festgestellt wurde, und der Toner­ konzentration, die durch den Tonerkonzentrationssensor festgestellt wurde, und
einer Tonernachfülleinrichtung zur Zuführung von Tonerpar­ tikeln an die Entwicklungseinrichtung entsprechend der ein­ gestellten Tonernachfüllmenge.

5. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellmittel eine Einrichtung zur un­ scharfen Verknüpfung (fuzzy inference) zur Anwendung einer unscharfen Verknüpfung für die Bestimmung der Tonernach­ füllmenge aufweisen.

6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel eine Zeiteinstelleinrichtung zum Einstellen einer Tonerzufuhrzeit basierend auf dem Ände­ rungsbetrag und der Tonerkonzentration aufweisen und daß die Tonernachfülleinrichtung eine Tonerzufuhrwalze auf­ weist, die während der Tonerzufuhrzeit betrieben wird.

7. Bilderzeugungsgerät mit
einem Bildträger zur Aufnahme eines elektrostatischen Latentbildes,
einer Entwicklungseinrichtung zur Entwicklung des elektro­ statischen Latentbildes unter Verwendung eines Zweikompo­ nentenentwicklers aus einer Mischung von Tonerpartikeln und Trägerpartikeln,
einem Tonerkonzentrationssensor zur Erfassung einer Toner­ konzentration in dem Entwickler in der Entwicklungseinrich­ tung,
einer Anweisungseinrichtung zur Auslösung des Erfassens der Tonerkonzentration durch den Tonerkonzentrationssensor zu einer jeweils vorgegebenen Zeit,
Rechnermitteln zum Berechnen eines Änderungsbetrages der Tonerkonzentration basierend auf der Tonerkonzentration, die durch den Tonerkonzentrationssensor ermittelt wurde, in Abhängigkeit von einer Anweisung der Anweisungseinrichtung,
einer Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Tonernach­ füllmenge basierend auf dem Änderungsbetrag der Tonerkon­ zentration, der durch die Rechnermittel ermittelt wurde,
und der Tonerkonzentration, die durch den Tonerkonzentrati­ onssensor ermittelt wurde,
Entscheidungsmitteln zum Feststellen, ob die Tonerkonzen­ tration in einem vorgegebenen Bereich liegt,
und die Tonernachfüllmitteln zum Zuführen von Tonerpartikeln an die Entwicklungseinrichtung entsprechend der eingestellten Tonernachfüllmenge, wenn durch die Entscheidungsmittel festgestellt wird, daß die Tonerkonzentration in dem vorge­ gebenen Bereich liegt.

8. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstellmittel eine Einrichtung für eine unscharfe Verknüpfung (fuzzy inference) zur Anwendung einer unscharfen Verknüpfung zur Bestimmung der Tonernachfüll­ menge aufweist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel Zeiteinstellmittel zum Einstellen einer Tonerzufuhrzeit aufgrund des Änderungsbetrages der Tonerkonzentration aufweisen, und daß die Tonernachfüllein­ richtung einer Tonerzufuhrwalze aufweist, die während der Tonerzufuhrzeit betrieben wird.

10. Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Verhinderungsmittel zum Verhindern des Ausbildens ei­ nes Bildes wenn durch die Entscheidungsmittel festgestellt wird, daß die Tonerkonzentration unterhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.