JP2000112221A - Developer concentration controller - Google Patents
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- JP2000112221A JP2000112221A JP10278479A JP27847998A JP2000112221A JP 2000112221 A JP2000112221 A JP 2000112221A JP 10278479 A JP10278479 A JP 10278479A JP 27847998 A JP27847998 A JP 27847998A JP 2000112221 A JP2000112221 A JP 2000112221A
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- developer
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- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ，ＦＡＸ，等の電子写真方式における、２成分現像方
式を用いた現像装置に関し、特に磁気的に検知するトナ
ー濃度センサを用いたトナー濃度制御の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device using a two-component developing system in an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, a facsimile, etc., and more particularly to a toner density using a magnetically detected toner density sensor. Improving control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のトナーとキャリアから成る２成分
現像方式の画像形成装置におけるトナー濃度検知方法
は、一般的に現像剤の透磁率の変化を磁気的に検知する
方法が使用されている。これはモノクロの場合磁性トナ
ーと磁性キャリアを、カラーの場合非磁性トナーと磁性
キャリアを用い、そのトナーとキャリアの混合比が変わ
り、これに伴い透磁率が変化することを利用して、現像
剤の透磁率を測定してトナー濃度を求めるものである。2. Description of the Related Art In a conventional two-component developing type image forming apparatus comprising a toner and a carrier, a toner density detecting method generally uses a method of magnetically detecting a change in the magnetic permeability of a developer. This uses a magnetic toner and a magnetic carrier for monochrome, and a non-magnetic toner and a magnetic carrier for color, and uses the fact that the mixing ratio of the toner and carrier changes, and the magnetic permeability changes with this. Is measured to determine the toner density.
【０００３】この場合、例えば、透磁率センサによるト
ナー濃度の検知出力を予め定められた基準値と比較し
て、トナー濃度検知出力が基準値と等しくなるようトナ
ー補給を行い、この結果トナー濃度が一定になるように
制御させる。In this case, for example, a toner density detection output from a magnetic permeability sensor is compared with a predetermined reference value, and toner is replenished so that the toner density detection output becomes equal to the reference value. It is controlled to be constant.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
とキャリアからなる現像剤を均一に撹拌することは難し
く、長期的な使用においてトナー濃度検知センサの検知
面近辺にこの現像剤の滞留や、トナー濃度検知センサの
検知面にトナーが付着したりしてトナー濃度の検知誤差
が発生する。従って、トナー濃度の検知誤差が発生する
とトナー濃度制御が正しく動作せず、現像剤中のトナー
濃度が低くなったり高くなったりして、印字濃度の低
下、トナーの飛散、キャリア引き等の不具合が発生す
る。However, it is difficult to uniformly agitate the developer composed of the toner and the carrier, and in the case of long-term use, the developer stays near the detection surface of the toner concentration detection sensor, Toner adheres to the detection surface of the detection sensor, and a detection error of the toner density occurs. Therefore, if a toner concentration detection error occurs, the toner concentration control does not operate correctly, and the toner concentration in the developer becomes low or high, causing problems such as a decrease in print density, toner scattering, and carrier pulling. appear.
【０００５】この問題を回避するために、特開平２−６
４５６０に示すように、検知面近傍を滞留する現像剤を
機械的手段にて確実に掻き出すことで現像剤に周期的な
振動を与え、振動させない場合に得られるトナー濃度検
知センサの出力に振動波形成分を重畳することで、トナ
ー濃度レベルに対応する制御基準レベルと比較、パルス
化して、検知面近傍に現像剤を滞留させることなく長期
に渡ってトナー濃度を制御する方法が提案されている。In order to avoid this problem, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2-6
As shown by 4560, the developer remaining in the vicinity of the detection surface is periodically scraped by mechanical means to give periodic vibration to the developer, and a vibration waveform is output to the toner concentration detection sensor obtained when the developer is not vibrated. A method has been proposed in which a component is superimposed, compared with a control reference level corresponding to the toner density level, pulsed, and the toner density is controlled over a long period without causing the developer to stay near the detection surface.
【０００６】しかしながら、かかる方法にてパルス化し
て制御を行う場合、意図的に重畳させた出力値を２値化
するため、真の情報量が欠落して制御が正常に動作しな
かったり、出力値の連続量を２値化するため、ダイナミ
ックレンジが狭くなり、ダイナミックレンジを拡大しよ
うとすると振動周期の傾斜を緩やかにしなければならず
トナー濃度検知センサ取り付けやバラツキにより調整工
程が必要となった。However, when the control is performed by pulsing in this manner, the output value intentionally superimposed is binarized, so that the true information amount is lost and the control does not operate normally, Since the continuous range of values is binarized, the dynamic range is narrowed. To expand the dynamic range, the inclination of the oscillation cycle must be gradual, and an adjustment process is required due to the attachment and variation of the toner density detection sensor. .
【０００７】本発明は上述の課題に鑑みてなされたもの
であり、長期的な使用ができ、トナー濃度センサの検知
面近傍に存在する現像剤の滞留やトナー付着をなくし、
安定してトナー濃度を測定し、ひいては安定したトナー
濃度制御が出来るようにすることを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can be used for a long period of time and eliminates stagnation of developer and toner adhesion near the detection surface of a toner density sensor.
It is an object of the present invention to stably measure the toner density, and thus to enable stable toner density control.
【０００８】また、本発明の別の目的はトナー濃度検知
においてダイナミックレンジの広く、またトナー濃度セ
ンサの取り付けやバラツキに依存しないトナー濃度検知
を可能とし、調整工程が不要で安価で信頼性の高い製品
を提供することを目的としている。Another object of the present invention is to provide a wide dynamic range for toner density detection, and to enable the toner density detection to be independent of the attachment and variation of the toner density sensor, and to eliminate the need for an adjustment process, thereby being inexpensive and highly reliable. It is intended to provide products.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、キャリアとトナーからなる現像剤が収納さ
れた現像容器と、該現像容器内のトナー濃度情報を磁気
的に検知する検知手段と、該検知したトナー濃度情報の
出力値に基いてトナーを補給するトナー補給手段と、前
記検知手段の検知面上にある前記現像剤を機械的手段に
より周期的に掻き出すことで前記検知手段からの出力値
を低下させた波形を形成する波形形成手段と、該波形形
成手段により出力値が低下した所定の時間から前記トナ
ー濃度情報の出力値に復帰するまでトナー濃度検知を行
なわないトナー濃度検知遅延手段と、を具備し、該トナ
ー濃度検知遅延手段が解除された後に検知したトナー濃
度情報に基づいて前記トナー補給手段を作動可能に構成
したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a developing container in which a developer comprising a carrier and a toner is accommodated, and a method for detecting toner concentration information in the developing container magnetically. Means, a toner replenishing means for replenishing toner based on the output value of the detected toner density information, and a mechanical means for periodically scraping out the developer on a detection surface of the detecting means, thereby detecting the detecting means. Waveform forming means for forming a waveform having a reduced output value from the image forming apparatus, and a toner density for which toner density detection is not performed until the output value of the toner density information is restored from a predetermined time when the output value is reduced by the waveform forming means. A detection delay unit, wherein the toner replenishment unit is operable based on toner concentration information detected after the toner concentration detection delay unit is released. That.
【００１０】このような構成とする事により、検知面上
の現像剤に機械的手段により周期的に掻き出すため、検
知面上に現像剤が滞留したりトナーの付着が無くなり、
長期的に安定した現像濃度を検知できるようになる。ま
た周期的な振動波形を与えると検知手段の出力値が意図
的に低下するが、この低下した出力値は真のトナー濃度
ではないため、低下した所定の時間から安定したトナー
濃度情報の出力値になるまでトナー濃度検知を行わない
こととして、安定したトナー濃度検知が可能となる。ま
た、現像剤の濃度検知を安定した領域で使用することが
出来るため、トナー濃度センサの取り付け位置やバラツ
キの影響が無く、調整不要な現像濃度制御が出来るよう
になる。[0010] With this configuration, the developer on the detection surface is periodically scraped out by mechanical means, so that the developer does not stay on the detection surface or adhere to the toner.
A long-term stable development density can be detected. When a periodic vibration waveform is given, the output value of the detecting means is intentionally reduced. However, since the reduced output value is not the true toner density, the output value of the toner density information which has been stable from a predetermined time when the output value has been lowered is stable. Since the toner density detection is not performed until, the stable toner density detection can be performed. Further, since the developer density detection can be used in a stable area, there is no influence of the mounting position and the variation of the toner density sensor, and the development density control without adjustment can be performed.
【００１１】この場合、前記波形形成手段により低下す
る出力値の最小値又はその近傍を検知する最小値等検知
手段を具備し、前記最小値又はその近傍の値を検知した
ときから前記トナー濃度検知遅延手段を作動させること
を特徴とする。このように現像濃度の最小値又はその近
傍を検知することで、簡単な構成でトナー濃度制御の禁
止する期間を計測することができ、より安定した現像濃
度を検知できるようになる。In this case, there is provided a detecting means for detecting the minimum value of the output value lowered by the waveform forming means or the vicinity thereof and detecting the toner density from the time when the minimum value or the value near the minimum value is detected. Activating the delay means. By detecting the minimum value of the development density or its vicinity in this way, the period during which the toner density control is prohibited can be measured with a simple configuration, and more stable development density can be detected.
【００１２】また、前記最小値等検知手段の検知は、前
記波形形成手段により低下する出力値において予め定め
られた検知領域を設け、該検知領域内における出力値よ
り前記最小値又はその近傍を検知するように構成した。
このように検知領域を設けて検知するようにしているた
め、ノイズに対して強くなり誤作動しなくなる。In the detection of the minimum value detecting means, a predetermined detection area is provided for an output value reduced by the waveform forming means, and the minimum value or its vicinity is detected from the output value in the detection area. It was configured to be.
Since the detection is performed by providing the detection area in this manner, the detection section is strong against noise and does not malfunction.
【００１３】この場合の機械的手段は現像剤を攪拌する
攪拌部材に取付けられた弾性部材を用いられる。これに
より攪拌部材に弾性部材を取り付けているため、攪拌部
剤の安定した回転により安定した振動周期を与えること
が出来るようになる。In this case, the mechanical means uses an elastic member attached to a stirring member for stirring the developer. Accordingly, since the elastic member is attached to the stirring member, a stable vibration cycle can be given by the stable rotation of the stirring member.
【００１４】さらに、前記検知面の近傍にタイミングス
イッチを設け、前記波形形成手段によりトナーを掻き出
すタイミングに対応して前記タイミングスイッチがＯＮ
されるように構成し、該タイミングスイッチがＯＮした
ときから前記トナー濃度制御遅延手段を作動させる構成
とする。このように、トナー濃度制御遅延手段を作動さ
せるタイミングを安定した回転する波形形成手段でＯＮ
させるように構成しているために、安定した濃度検知が
可能となる。Further, a timing switch is provided in the vicinity of the detection surface, and the timing switch is turned on in accordance with a timing at which the waveform forming means scrapes out toner.
And the toner density control delay means is activated when the timing switch is turned on. As described above, the timing at which the toner concentration control delay unit is operated is turned on by the stable rotating waveform forming unit.
With such a configuration, stable density detection is possible.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を用いて
説明する。図１は本発明のカラー画像形成装置の概略を
説明する図である。１はカラー画像形成装置本体であ
る。２は感光体ドラムであり、ＯＰＣ又はａ−Ｓｉ感光
体が用いられる。３は帯電ローラであり、不図示の電源
から感光体ドラム２表面に所定のバイアスの電圧を印加
可能に構成されている。４は露光手段であり、感光体ド
ラム１に帯電された表面側に外部端末からの画像情報が
レーザ光で照射され潜像を形成する。この場合、ＬＥＤ
光を用いても良い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view schematically illustrating a color image forming apparatus of the present invention. Reference numeral 1 denotes a color image forming apparatus main body. Reference numeral 2 denotes a photoconductor drum, and an OPC or a-Si photoconductor is used. Reference numeral 3 denotes a charging roller, which is configured to be able to apply a predetermined bias voltage to the surface of the photosensitive drum 2 from a power source (not shown). Reference numeral 4 denotes an exposure unit that irradiates image information from an external terminal to the charged surface of the photosensitive drum 1 with a laser beam to form a latent image. In this case, LED
Light may be used.
【００１６】５は形成された潜像にカラートナーを現像
する現像器であり、感光体２の回転方向上流側からイエ
ローを現像する現像器５ａ、マゼンタを現像する現像器
５ｂ、シアンを現像する現像器５ｃ、ブラックを現像す
る現像器５ｄを配列する。また、各現像器５にはイエロ
ートナーが収納されたトナー容器５０ａと、補給ローラ
５２ａにより補給したトナーを現像する現像容器５１ａ
が、また、マゼンタトナーが収納されたトナー容器５０
ｂと補給ローラ５２ｂにより補給したトナーを現像する
現像容器５１ｂが、また、シアントナーが収納されたト
ナー容器５０ｃと補給ローラ５２ｃにより補給したトナ
ーを現像する現像容器５１ｃが、さらにブラックトナー
が収納されたトナー容器５０ｄと補給ローラ５２ｄによ
り補給したトナーを現像する現像容器５１ｄがカラー画
像形成装置上方部に配置されている。本発明の各色のト
ナーは非磁性トナーが用いられる。なお、３１はクリー
ニング手段であり、次に説明する中間転写ドラム６で未
転写となったトナーを感光体ドラム２上から除去する。Reference numeral 5 denotes a developing device for developing a color toner on the formed latent image, a developing device 5a for developing yellow, a developing device 5b for developing magenta, and a cyan developing device from the upstream side in the rotation direction of the photosensitive member 2. A developing unit 5c and a developing unit 5d for developing black are arranged. Each developing device 5 has a toner container 50a containing yellow toner and a developing container 51a for developing toner supplied by a supply roller 52a.
And a toner container 50 containing magenta toner.
b and a developing container 51b for developing toner supplied by the supply roller 52b, a toner container 50c containing cyan toner and a developing container 51c for developing toner supplied by the supply roller 52c, and further containing black toner. The toner container 50d and a developing container 51d for developing the toner replenished by the replenishing roller 52d are disposed above the color image forming apparatus. A non-magnetic toner is used as the toner of each color of the present invention. Reference numeral 31 denotes a cleaning unit, which removes toner that has not been transferred on the intermediate transfer drum 6 described below from the photosensitive drum 2.
【００１７】６は中間転写ドラムであり、所定のバイア
スを印加することで感光体ドラム２に現像させたトナー
を一次的に転写させる作業を順次各トナーについて繰り
返すことで色重ねを行う。６ａは二次転写ローラ，６ｂ
はクリーニングローラである。なお、この色重ねに際し
て、不図示であるが、二次転写ローラ６ａ，クリーニン
グローラ６ｂは各色が完全に重ねられるまで中間転写ド
ラム６から退避される退避機構を設けている。Reference numeral 6 denotes an intermediate transfer drum, which performs a color transfer by repeating the operation of temporarily transferring the toner developed on the photosensitive drum 2 by applying a predetermined bias for each toner. 6a is a secondary transfer roller, 6b
Denotes a cleaning roller. Although not shown, the secondary transfer roller 6a and the cleaning roller 6b are provided with a retracting mechanism for retracting from the intermediate transfer drum 6 until the respective colors are completely overlapped.
【００１８】７は給紙手段であり、カラー画像形成装置
１の下側に配置した大容量の用紙が積載され、最上段の
用紙を給紙ローラ７０によって搬送する給紙ユニット７
ａと、一枚づつ用紙を搬送する手差しユニットとから成
る。給紙手段７から送り込まれた用紙はレジストローラ
６０に搬送され、先端揃え及びタイミングを取った後
に、中間転写ドラム６で色重ねされたトナーのタイミン
グにより二次転写ローラ６ａに送り込まれる。そして転
写された後に搬送ベルト８によって出口側に向かって用
紙を搬送させる。９は定着手段であり、出口側近傍に配
置し二次転写されたトナーを熱と圧力によって用紙に定
着させる。Reference numeral 7 denotes a paper feed unit, which is a paper feed unit on which large-capacity sheets of paper arranged below the color image forming apparatus 1 are stacked and the uppermost sheet is conveyed by a paper feed roller 70.
a and a manual feed unit for transporting sheets one by one. The sheet fed from the sheet feeding means 7 is conveyed to the registration roller 60, and after leading edge alignment and timing, the sheet is sent to the secondary transfer roller 6 a at the timing of the toner superimposed on the intermediate transfer drum 6. After the transfer, the sheet is conveyed toward the exit side by the conveyance belt 8. Reference numeral 9 denotes a fixing unit, which is disposed near the exit side and fixes the secondary-transferred toner to the sheet by heat and pressure.
【００１９】１０は排紙手段であり、定着手段９により
熱定着された用紙を印字面を上にして排紙するフェイス
アップトレイ１０ａと印字面を下にして排紙するフェイ
スダウントレイ１０ｂが配置されている。Reference numeral 10 denotes a paper discharging unit, which includes a face-up tray 10a for discharging the paper thermally fixed by the fixing unit 9 with the printing surface up, and a face-down tray 10b for discharging the paper with the printing surface down. Have been.
【００２０】ここで、本発明の現像器の構成について説
明する。図２は現像器の内部機構を説明する図である。
図に示すように不図示のトナー補給容器５０ａ〜５０ｄ
から各色のトナーが各現像容器５１ａ〜５１ｄに補給さ
れるように構成され、各現像容器５１ａ〜５１ｄ内の磁
性キャリアと各色のトナーを混合できる機構に構成され
ている。なお、説明を簡潔にするために、現像容器５ａ
の機構についてのみ説明し、他の同じ現像器は同じ機能
を有しており省略する。Here, the configuration of the developing device of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the internal mechanism of the developing device.
As shown, toner supply containers 50a to 50d (not shown)
, The toner of each color is supplied to each of the developing containers 51a to 51d, and the magnetic carrier in each of the developing containers 51a to 51d is mixed with the toner of each color. Note that, for simplicity of description, the developing container 5a
Only the mechanism described above will be described, and other same developing units have the same functions and will not be described.
【００２１】５３は現像ローラであり、不図示である
が、内部に磁石が配置されており、この磁力により現像
容器５１ａ内に混合されたトナーとキャリアが混合され
た現像剤を周囲に担持させて回転可能に構成されてい
る。５４は現像剤規制部材であり、内部に磁石を配置し
て磁気シールドを形成し、現像するときのみ感光体ドラ
ム２側に対面した位置に現像剤を移行させるように構成
されている。５５は第一のミキサであり、撹拌能力を上
げるため外側ミキサ５６とスクリユータイプの内側ミキ
サ５７で構成されている。外側ミキサ５６には本発明の
特徴であるスクレーパ５６ａを設置している。スクレー
パ５６ａはゴム部材にウレタン発泡部材を張り合わせて
構成している。これはウレタン発泡部材だけでは現像剤
の圧力により変形してしまい、トナー濃度センサ表面を
十分掻き出すことが出来ないため下層部に変形の少ない
ゴム部材を配置し、その上にウレタン発泡部材を張り合
わせるよう構成する。５８はトナー濃度センサ（検知手
段）であり、透磁率センサが用いられる。このトナー濃
度センサは検知面５８ａ上に搬送され、かつ、滞留した
現像剤のトナー濃度（体積）の変化を磁気的に検知する
ように構成されている。検知面５８a上に滞留したトナ
ーは弾性部材５６ａによって周期的に滞留する現像剤を
掻き出すように構成されている。なお、５９は第二ミキ
サであり、現像剤を攪拌しつつ、現像ローラ５３側に現
像剤を移行させるように構成している。以上のような構
成にすることで、第一ミキサ５５の回転に伴ってスクレ
ーパ５６ａが回転することにより現像剤を一定周期で撹
拌することができ、この状態をトナー濃度センサ５８で
検知すると一定周期の振動を検知することができる。Reference numeral 53 denotes a developing roller (not shown) in which a magnet is disposed, and the magnetic force causes the developer mixed with the toner and carrier mixed in the developing container 51a to be carried around the developing container 51a. It is configured to be rotatable. Numeral 54 denotes a developer regulating member, which has a magnet disposed therein to form a magnetic shield, and is configured to transfer the developer to a position facing the photosensitive drum 2 only during development. Reference numeral 55 denotes a first mixer, which comprises an outer mixer 56 and a screw-type inner mixer 57 for increasing the stirring capacity. The outer mixer 56 is provided with a scraper 56a which is a feature of the present invention. The scraper 56a is formed by bonding a urethane foam member to a rubber member. This is because the urethane foam member alone deforms due to the pressure of the developer, and the surface of the toner concentration sensor cannot be sufficiently scraped out. Therefore, a rubber member with little deformation is arranged in the lower layer, and the urethane foam member is adhered thereon. The configuration is as follows. Reference numeral 58 denotes a toner density sensor (detection unit), and a magnetic permeability sensor is used. The toner density sensor is configured to magnetically detect a change in the toner density (volume) of the developer conveyed and retained on the detection surface 58a. The toner staying on the detection surface 58a is configured to periodically scrape the staying developer by the elastic member 56a. A second mixer 59 is configured to transfer the developer to the developing roller 53 while stirring the developer. With the above-described configuration, the developer can be agitated at a constant cycle by the rotation of the scraper 56a with the rotation of the first mixer 55. When this state is detected by the toner density sensor 58, the Vibration can be detected.
【００２２】このような構成でトナー濃度センサ５８か
ら得られる出力特性を図３に示す。図３はトナー濃度が
４％、５％、６％時の出力電圧を示しており、図に示す
ように、トナーとキャリアの混合比によりその出力特性
は混合比（濃度）が高くなると出力電圧は低下する。こ
のような状況下でトナー濃度基準値Ｔ/Cref を基準とし
てトナーを補給等をして濃度を一定に保つ構成となって
いる。ここで領域Αが一定周期で電圧低下が発生するの
は、スクレーパ５６ａによりトナー濃度検知センサの検
知面に滞留する現像剤が掻き取られるためであり、スク
レーパ５６ａの周期的な回転により通常の出力値に意図
的な振動波形成分を重畳さてトナー濃度センサ５８から
出る出力値が低下する。この領域Αは意図的に出力値を
低下させるものであるために、この領域でのトナー濃度
検知は不安定になる可能性が高い。従って、本発明では
このような領域Αではトナー濃度の検知は行なわず（ト
ナー濃度検知遅延手段）、本来の現像剤から得られる出
力値である安定した領域ＢでＴ／Ｃ検知データＸｉを検
知するよう構成されている。FIG. 3 shows output characteristics obtained from the toner density sensor 58 with such a configuration. FIG. 3 shows the output voltage when the toner concentration is 4%, 5%, and 6%. As shown in the figure, the output characteristics depend on the mixing ratio of the toner and the carrier when the mixing ratio (density) increases. Drops. Under such circumstances, the toner is replenished with reference to the toner density reference value T / Cref to maintain the density constant. Here, the reason that the voltage drop occurs in the region 一定 at a constant cycle is that the developer remaining on the detection surface of the toner density detection sensor is scraped off by the scraper 56a, and the normal output is generated by the periodic rotation of the scraper 56a. The output value output from the toner density sensor 58 is reduced by superimposing an intentional vibration waveform component on the value. Since the output value is intentionally reduced in this area Α, the toner density detection in this area is likely to be unstable. Therefore, according to the present invention, the toner density is not detected in such an area ト ナ ー (toner density detection delay means), and the T / C detection data Xi is detected in a stable area B which is an output value obtained from the original developer. It is configured to be.
【００２３】この安定領域Ｂはスクレーパ５６ａの取付
た位置が常に固定でかつ出力電圧の変動もほとんど無い
ような構成であるため、簡単に安定領域Ｂがわかる。ま
た、安定領域Ｂで検知することはスクレーパ５６ａがト
ナー濃度センサ５８より十分離れた位置のトナー濃度を
検知することができ、機械的変動に左右されず、より安
定したトナー濃度を得ることが出来る。この場合、スク
レーパ５６ａの周期TC 以内に１度検知しているがこれ
に限定するものではない。Since the stable area B has such a structure that the position where the scraper 56a is mounted is always fixed and there is almost no fluctuation of the output voltage, the stable area B can be easily understood. In the detection in the stable region B, the scraper 56a can detect the toner density at a position sufficiently distant from the toner density sensor 58, and a more stable toner density can be obtained without being affected by mechanical fluctuations. . In this case, although detected once within the period T C of the scraper 56a in not limited thereto.
【００２４】トナー濃度検知を行なわない時間をトナー
濃度センサ５８の出力値が低下した所定の時間から開始
される。この場合の所定の時間とは特に限定するもので
はなく、トナー濃度センサの出力値が低下した不安定領
域のいずれの点から開始しても良い。図４のように出力
値をサンプリングしてミニマムポイントを測定すること
で、その点からタイマーにより予め求められた安定領域
Ｂに入る時間を計測してＴｄ時間トナー制御を遅延させ
ても良い。この場合、ミニマムポイント検知領域を設
け、基準値Ｔ／Ｃref よりVaだけ低い領域でのみミニマ
ムポイント検知を行う構成にするとノイズに影響されず
安定してミニマムポイントを検知できる。このような濃
度検知を行なうと、トナー濃度の基準値Ｔ／Ｃref を変
更する大きな設計変更の場合でもVaだけを変化させるだ
けで済み、ミニマムポイントを検知する方法に大きく影
響がない。この時のトナー濃度サンプリング周期Ｔｓは
スクレーパ周期Tcに対して十分短くしないと最小値検知
が確実にできないため、スクレーパ領域の検知波形に依
存するがスクレーパ周期Tcに対してサンプリング周期Ｔ
ｓは1/10以下、好ましくは1/20以下とすることが望まし
い。また、スクレーパーは周期的な出力であるためその
周期を測定することにより、現像器の取り付けがなされ
ているかの有無や、トナー濃度センサのセンサ不具合を
判定できる。The time when the toner density detection is not performed is started from a predetermined time when the output value of the toner density sensor 58 decreases. The predetermined time in this case is not particularly limited, and may start from any point in the unstable region where the output value of the toner density sensor has decreased. As shown in FIG. 4, by sampling the output value and measuring the minimum point, the time in the stable area B obtained in advance by the timer from that point may be measured to delay the toner control for the Td time. In this case, if a minimum point detection area is provided and the minimum point detection is performed only in an area lower than the reference value T / Cref by Va, the minimum point can be detected stably without being affected by noise. When such density detection is performed, only Va is required to be changed even in the case of a large design change in which the reference value T / Cref of the toner density is changed, and the method of detecting the minimum point is not significantly affected. At this time, the minimum value cannot be reliably detected unless the toner concentration sampling period Ts is sufficiently short with respect to the scraper period Tc. Therefore, the sampling period Tc depends on the detection waveform in the scraper region.
s is desirably 1/10 or less, preferably 1/20 or less. Further, since the scraper has a periodic output, by measuring the cycle, it can be determined whether or not the developing device has been attached or not, and a sensor failure of the toner density sensor can be determined.
【００２５】次に本発明の制御ブロック図を図５に示
す。制御構成としてはＲＡＭ５１５、タイマー５１６、
ＡＤ変換器５１７等を内蔵したＣＰＵ５１４とトナーを
補給するためのＤＣモータとそれを駆動するためのドラ
イバー５１３より構成される。タイマー５１６は一定周
期Ｔｓで割込をかけ、この割込でトナー濃度センサ５８
からの出力をＡＤ変換器５１７にてデジタル化する。デ
ジタル化されたトナー濃度値をソフトウェア処理してＤ
Ｃモータ５１２のＯＮ時間演算を行いポート出力にてＯ
Ｎ、ＯＦＦコントロールする。このＯＮ，ＯＦＦ出力を
ドライバー５１３にて実際にＤＣモータ５１２を駆動し
てトナーの補給を行う。このＤＣモータ５１２はガバナ
モータ等の速度制御されたモータを使用したほうがトナ
ーの補給量を一定に保てるためより望ましい。Next, FIG. 5 shows a control block diagram of the present invention. The control configuration includes a RAM 515, a timer 516,
It comprises a CPU 514 containing an AD converter 517 and the like, a DC motor for supplying toner, and a driver 513 for driving the DC motor. The timer 516 interrupts at a fixed period Ts, and the toner density sensor 58
Are digitized by the AD converter 517. Software processing of digitized toner density value
Calculate ON time of C motor 512 and perform O
N, OFF control. The ON / OFF output is actually driven by the driver 513 to drive the DC motor 512 to supply toner. It is more desirable to use a DC motor 512 whose speed is controlled, such as a governor motor, because the toner supply amount can be kept constant.
【００２６】また、図５の点線で示すように現像容器５
１の検知面５８ａの近傍（不図示）にタイミングスイッ
チ５１１を設けても良い。このタイミングスイッチ５１
１は、スクレーパ５６ａによりトナーを掻き出すタイミ
ングに対応してタイミングスイッチ５１１がＯＮされる
ように構成しており、タイミングスイッチ５１１がＯＮ
したときを基準としてタイマー５１６により予め求めら
れた安定領域Ｂに入る時間を計測してトナー濃度制御を
遅延させても良い。なお、このＣＰＵ５１４はＲＡＭ５
１５、タイマー５１６、ＡＤ変換器５１７等を内臓する
必要はなく外部にて構成しても良い。As shown by a dotted line in FIG.
A timing switch 511 may be provided near the first detection surface 58a (not shown). This timing switch 51
Reference numeral 1 denotes a configuration in which the timing switch 511 is turned on in response to the timing at which the scraper 56a scrapes toner, and the timing switch 511 is turned on.
The toner density control may be delayed by measuring the time to enter the stable area B obtained in advance by the timer 516 based on the time when the toner density control is performed. Note that this CPU 514 is
15, the timer 516, the AD converter 517, and the like do not need to be built in, and may be configured externally.
【００２７】次に本発明の制御の流れについて図６、図
７を用いて説明する。図６は本発明のトナー濃度の全体
制御を示すフローチャートであり、図７は本発明のトナ
ー濃度を測定するフローチャートである。電源投入後、
ＣＰＵ５１４はＲＡＭ５１５のクリアや変数初期値セッ
ト、タイマー５１６設定等の初期化を行い（Ｓ１）、割
り込みを許可（Ｓ２）し、この後印刷要求を待って待機
する（Ｓ３）。印刷要求が発生するとＲＡＭ５１５の変
数を初期化してスキャナー、メイン，現像モータ等をＯ
Ｎして回転させ、トナー濃度制御を許可する（Ｓ４〜Ｓ
６）。次いで印刷処理を行い（Ｓ７）、モータをＯＦＦ
してトナー濃度制御を禁止して印刷要求待機する（Ｓ
９）。Next, the control flow of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the overall control of the toner concentration of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart for measuring the toner concentration of the present invention. After turning on the power,
The CPU 514 clears the RAM 515, initializes variables, sets a timer 516, and the like (S1), permits interrupts (S2), and waits for a print request (S3). When a print request is issued, the variables in the RAM 515 are initialized, and the scanner, main and developing motors are turned off.
N and rotate to permit toner density control (S4 to S
6). Next, a printing process is performed (S7), and the motor is turned off.
To prohibit toner density control and wait for a print request (S
9).
【００２８】次に割り込み処理内のフローチャートを図
７に基づいて説明する。なお、本発明のトナー濃度制御
遅延手段としてミニマムポイントを測定して制御するも
の（図４の制御）についてのみ説明する。トナー濃度制
御割り込み処理は制御が許可されているか否かをチェッ
クし（Ｓ２１）、許可されていない場合トナーモータを
ＯＦＦして終了する。許可されている場合はＡＤ変換器
５１７にてトナー濃度センサ出力をデジタル化する（Ｓ
２２）。次に、現在がＴ／Ｃ検知遅延時間Ｔｄ内か否
か、すなわちトナー濃度読み取りタイミングかを調べる
（Ｓ２３）。読み取りタイミングでない場合、最小値チ
ェック領域かを基準値Ｔ／Ｃref よりデジタル化された
値Ｘj を引いて固有値Vaと比較して判断する（Ｓ２
４）。最小値チェック領域でない場合はスキップし、最
小値チェックエリアの場合は最小値かを前回値Ｘj-1 と
比較して最小値判定する（Ｓ２５）。最小値でない場合
はスキップし、最小値の場合は、前回に書き込んだＲＡ
Ｍ５１５内の遅延カウンタをクリアする（Ｓ２６）。Next, a flowchart in the interrupt processing will be described with reference to FIG. Here, only the toner density control delay means of the present invention which measures and controls the minimum point (control in FIG. 4) will be described. In the toner density control interrupt processing, it is checked whether or not the control is permitted (S21). If the control is not permitted, the toner motor is turned off and the process ends. If it is permitted, the output of the toner density sensor is digitized by the AD converter 517 (S
22). Next, it is checked whether the present time is within the T / C detection delay time Td, that is, whether it is the toner density reading timing (S23). If it is not the read timing, it is determined whether the area is the minimum value check area by subtracting the digitized value Xj from the reference value T / Cref and comparing it with the eigenvalue Va (S2).
4). If it is not the minimum value check area, it is skipped, and if it is the minimum value check area, it is compared with the previous value X j-1 to determine whether it is the minimum value or not (S25). If it is not the minimum value, skip it.
The delay counter in M515 is cleared (S26).
【００２９】Ｓ２３に戻って、Ｔ／Ｃ検知遅延時間Ｔｄ
外でトナー濃度を読みとるタイミングの場合には、Ｓ２
３１に移り、まず基準値Ｔ／Ｃref と読みとり値の偏差
を求めこれにフィードバックゲインＫａを乗算してフィ
ードバック量ｙを求める。次に、このフィードバック量
ｙをモータＯＮ時間に変換し上限、下限リミットをかけ
てモータＯＮ時間Ｙを算出する（Ｓ２３２）。Returning to S23, the T / C detection delay time Td
If it is time to read the toner density outside,
In step 31, a deviation between the reference value T / Cref and the read value is obtained, and the deviation is multiplied by a feedback gain Ka to obtain a feedback amount y. Next, the feedback amount y is converted into the motor ON time, and the motor ON time Y is calculated by multiplying the upper limit and the lower limit (S232).
【００３０】それぞれの処理が終了した後ＲＡＭ５１５
内の遅延カウンタをインクリメントする（Ｓ２７）。つ
いでトナー濃度センサのチェックを遅延カウンタ値によ
りチェックする。遅延カウンタは最小値が見つからない
場合次々とカウンタ値を大きくしていくので、サンプリ
ング周期Ｔｓによるサンプリング数ｎの回数がスクレー
パ周期Ｔｃを越えたかで現像器の有無又はセンサエラー
を判定できる（Ｓ２８）。この場合、ＲＡＭ５１６内に
予め１周期のサンプリング数ｎが設定されており、その
設定数と実際のサンプリング回数とを比較する。エラー
と判定された場合、すなわち設定回数を越えている場合
にはトナー補給モータをＯＦＦ、停止してエラー処理ル
ーチンを実行する（Ｓ２８１）。これにより、トナー濃
度センサ５８の故障か、スクレーパ５６ａが故障して振
動波形が得られないのか、現像器が未装着かを判断す
る。After each process is completed, the RAM 515
Is incremented (S27). Next, the check of the toner density sensor is checked by the delay counter value. The delay counter increases the counter value one after another when the minimum value is not found, so that the presence or absence of the developing device or the sensor error can be determined based on whether the number of samplings n in the sampling period Ts exceeds the scraper period Tc (S28). . In this case, one cycle of the sampling number n is set in the RAM 516 in advance, and the set number is compared with the actual sampling number. If it is determined that an error has occurred, that is, if the set number of times has been exceeded, the toner supply motor is turned off and stopped, and an error processing routine is executed (S281). Accordingly, it is determined whether the toner density sensor 58 has failed, whether the scraper 56a has failed and no vibration waveform can be obtained, or whether the developing device is not mounted.
【００３１】トナー濃度センサのチェックにてエラーが
無い場合はトナー補給モータのＯＮ時間の判定を行う
（Ｓ２９）。トナー補給モータはＯＮ時間Ｙがゼロ以上
か否かで判定する。Ｙがゼロ以上の場合はトナー補給モ
ータをＯＮし（Ｓ３０）、ついでＲＡＭ５１５内のＹ値
をデクリメントして終了する（Ｓ３１）。Ｙがゼロ以下
の場合はトナー補給モータをＯＦＦして終了する（Ｓ２
９１）。このトナー補給モータＯＮ時間Ｙはサンプリン
グ周期Ｔｓの間隔でトナー補給モータのＯＮ時間を設定
できる。If there is no error in checking the toner density sensor, the ON time of the toner supply motor is determined (S29). The toner supply motor determines whether the ON time Y is equal to or greater than zero. If Y is equal to or greater than zero, the toner supply motor is turned on (S30), and then the Y value in the RAM 515 is decremented and the process ends (S31). If Y is equal to or less than zero, the toner supply motor is turned off and the process is terminated (S2).
91). As the toner supply motor ON time Y, the ON time of the toner supply motor can be set at intervals of the sampling cycle Ts.
【００３２】[0032]
【発明の効果】上述の構成により本発明は以下の顕著な
効果を有する。 （１）トナー濃度センサ近辺の現像剤の滞留やトナーの
付着をなくし、長期的に安定してトナー濃度を測定で
き、ひいては安定したトナー濃度制御を提供できるよう
になった。 （２）ダイナミックレンジの広いトナー濃度検知が出来
るようにる。 （３）トナー濃度センサの取り付けやバラツキに依存し
ない信頼性の高い製品を提供できるようになる。According to the above configuration, the present invention has the following remarkable effects. (1) Elimination of stagnation of the developer and adhesion of the toner near the toner density sensor can stably measure the toner density over a long period of time, thereby providing stable toner density control. (2) To detect toner density with a wide dynamic range. (3) It is possible to provide a highly reliable product that does not depend on the attachment or variation of the toner density sensor.
【００３３】（４）調整工程をなくすことが出来、安価
な製品を提供できるようになる。(4) The adjustment step can be eliminated, and an inexpensive product can be provided.
【図１】本発明のカラー画像形成装置の概略を説明する
図FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a color image forming apparatus of the present invention.
【図２】本発明の現像器の内部機構を説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating an internal mechanism of a developing device according to the present invention.
【図３】トナー濃度センサから得られる出力特性FIG. 3 is an output characteristic obtained from a toner density sensor.
【図４】トナー濃度センサから得られる出力特性FIG. 4 is an output characteristic obtained from a toner density sensor.
【図５】本発明の制御ブロック図FIG. 5 is a control block diagram of the present invention.
【図６】本発明のトナー濃度の全体制御を示すフローチ
ャートFIG. 6 is a flowchart showing the overall control of the toner concentration according to the present invention.
【図７】本発明のトナー濃度を測定するフローチャートFIG. 7 is a flowchart for measuring the toner concentration of the present invention.
１：カラー画像形成装置本体 ２：感光体ドラム ３：帯電ローラ ４：露光手段 ５：現像器 ３１：クリーニング手段 ６：中間転写ドラム ６ａ：二次転写ローラ ６ｂ：クリーニングローラ ７：給紙手段 ８：搬送ベルト ９：定着手段 １０：排紙手段 1: color image forming apparatus main body 2: photosensitive drum 3: charging roller 4: exposure unit 5: developing unit 31: cleaning unit 6: intermediate transfer drum 6a: secondary transfer roller 6b: cleaning roller 7: paper feed unit 8: Conveying belt 9: fixing means 10: paper discharging means
Claims (5)
れた現像容器と、 該現像容器内のトナー濃度情報を磁気的に検知する検知
手段と、 該検知したトナー濃度情報の出力値に基いてトナーを補
給するトナー補給手段と、 前記検知手段の検知面上にある前記現像剤を機械的手段
により周期的に掻き出すことで前記検知手段からの出力
値を低下させた波形を形成する波形形成手段と、 該波形形成手段により出力値が低下した所定の時間から
前記トナー濃度情報の出力値に復帰するまでトナー濃度
検知を行なわないトナー濃度検知遅延手段と、を具備
し、 該トナー濃度検知遅延手段が解除された後に検知したト
ナー濃度情報に基づいて前記トナー補給手段を作動可能
に構成したことを特徴とする現像剤濃度制御装置。A developing container containing a developer comprising a carrier and a toner; detecting means for magnetically detecting toner density information in the developing container; and a detection value based on an output value of the detected toner density information. Toner replenishing means for replenishing toner; and waveform forming means for forming a waveform in which the output value from the detection means is reduced by periodically scraping out the developer on the detection surface of the detection means by mechanical means. And a toner density detection delay unit that does not perform toner density detection until the output value of the toner density information is restored from a predetermined time when the output value is reduced by the waveform forming unit. Wherein the toner replenishing means is operable based on toner density information detected after the toner concentration is released.
最小値又はその近傍を検知する最小値等検知手段を具備
し、前記最小値又はその近傍の値を検知したときから前
記トナー濃度検知遅延手段を作動させることを特徴とす
る請求項１記載の現像剤濃度制御装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a minimum value detecting means for detecting a minimum value of the output value lowered by the waveform forming means or a value near the minimum value. 2. The apparatus according to claim 1, wherein said means is operated.
形成手段により低下する出力値において予め定められた
検知領域を設け、該検知領域内における出力値より前記
最小値又はその近傍を検知するように構成したことを特
徴とする請求項２記載の現像剤濃度制御装置。3. The detection of said minimum value detecting means includes a step of providing a predetermined detection area at an output value lowered by said waveform forming means, and detecting said minimum value or its vicinity from an output value within said detection area. The developer concentration control device according to claim 2, wherein the developer concentration control device is configured to perform the following operations.
材に取付けられた弾性部材を用いることを特徴とする請
求項１記載の現像剤濃度制御装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein said mechanical means uses an elastic member attached to a stirring member for stirring the developer.
設け、前記波形形成手段によりトナーを掻き出すタイミ
ングに対応して前記タイミングスイッチがＯＮされるよ
うに構成し、該タイミングスイッチがＯＮしたときから
前記トナー濃度検知遅延手段を作動させることを特徴と
する請求項４記載の現像剤濃度制御装置。5. A timing switch is provided in the vicinity of the detection surface so that the timing switch is turned on in response to the timing of scraping toner by the waveform forming means, and the timing switch is turned on when the timing switch is turned on. 5. The developer concentration control device according to claim 4, wherein the toner concentration detection delay unit is operated.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278479A JP2000112221A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Developer concentration controller |
| US09/398,877 US6212341B1 (en) | 1998-09-30 | 1999-09-20 | Apparatus for controlling the toner density in an electrophotographic machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10278479A JP2000112221A (en) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | Developer concentration controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000112221A true JP2000112221A (en) | 2000-04-21 |
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ID=17597915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000112221A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6556795B2 (en) | 2000-05-15 | 2003-04-29 | Kyocera Corporation | Apparatus for controlling toner concentration in an electrophotographic device |
| JP2015121767A (en) * | 2013-11-21 | 2015-07-02 | 株式会社リコー | Developer conveyance device and image forming apparatus |
| US9213265B2 (en) | 2013-06-11 | 2015-12-15 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device and image forming apparatus with cleaning contact member |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10278479A patent/JP2000112221A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6556795B2 (en) | 2000-05-15 | 2003-04-29 | Kyocera Corporation | Apparatus for controlling toner concentration in an electrophotographic device |
| US9213265B2 (en) | 2013-06-11 | 2015-12-15 | Kyocera Document Solutions Inc. | Developing device and image forming apparatus with cleaning contact member |
| JP2015121767A (en) * | 2013-11-21 | 2015-07-02 | 株式会社リコー | Developer conveyance device and image forming apparatus |
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