JP2002169351A - Toner sticking amount controller, toner sticking amount controlling method and recording medium with recorded method - Google Patents

Toner sticking amount controller, toner sticking amount controlling method and recording medium with recorded method

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JP2002169351A
JP2002169351A JP2000370189A JP2000370189A JP2002169351A JP 2002169351 A JP2002169351 A JP 2002169351A JP 2000370189 A JP2000370189 A JP 2000370189A JP 2000370189 A JP2000370189 A JP 2000370189A JP 2002169351 A JP2002169351 A JP 2002169351A
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JP
Japan
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toner
color
reflected light
detection voltage
voltage level
Prior art date
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Application number
JP2000370189A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kondo
孝志 近藤
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Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
Original Assignee
Samsung Yokohama Research Institute
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably and accurately control color balance in respective colors and image density by setting toner sticking amount detection voltage to a fixed value even when the reflectance of toner in every color is different. SOLUTION: A photosensor 3 detects a reflected light level showing that toner sticking amount is not found, compares it with a reference value recorded in a CPU 6 and feeds back a difference between them to a DC level converter 16. Thus, the detection voltage showing that the toner sticking amount is not found is shifted to zero. When each color toner sticking amount is detected, the photosensor 3 detects the reflected light from each color reference pattern toner 2. Then, the CPU 6 acquires an amplification factor correction value corresponding to each color from a ROM 13 and feeds is back to an analog amplifier 4. Thus, the amplifier 4 amplifies the reflected light signal of each color according to the amplification factor of every color. Therefore, all the detection voltage of the reflected light of each color toner becomes a coincident value and is inputted in the CPU 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真現像方式
を利用するカラープリンタ及びカラー複写機などの電子
写真装置において、その画像形成装置に使用されている
全ての色のトナー付着量を検出し、安定したトナー付着
を行うトナー付着量制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic apparatus, such as a color printer or a color copying machine, which uses an electrophotographic developing system, and detects the amount of toner attached to all colors used in the image forming apparatus. The present invention relates to a toner adhesion amount control device for performing stable toner adhesion.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真装置は、レーザ露光装置(LS
U:Laser Scanning Unit)によって有機感光体(OP
C:Organic Photo Conductor)に光を当てて静電潜像
を形成するものと、LEDヘッドによってOPCを露光
して静電潜像を形成するものとがある。何れの場合も、
静電潜像をトナーで現像して紙などに転写後、熱ローラ
で溶融定着させている。このような電子写真現像方式を
利用するカラープリンタ及びカラー複写機のような電子
写真装置においては、適当なカラーバランス及び画像濃
度を得ることや、それらを一定のレベルに維持すること
は極めて難しい。
2. Description of the Related Art An electrophotographic apparatus is a laser exposure apparatus (LS).
U: Laser scanning unit (OP) and organic photoconductor (OP)
C: Organic Photo Conductor (C: Organic Photo Conductor) to form an electrostatic latent image by irradiating light, and LED head to expose OPC by an LED head to form an electrostatic latent image. In either case,
After the electrostatic latent image is developed with toner and transferred to paper or the like, it is fused and fixed by a heat roller. In an electrophotographic apparatus such as a color printer and a color copying machine using such an electrophotographic developing method, it is extremely difficult to obtain an appropriate color balance and image density and to maintain them at a certain level.

【0003】従来、このような問題の対策として、例え
ば、図7のブロック図に示すようなトナー付着量制御装
置が用いられている。すなわち、Y(イエロー)、M
(マゼンダ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色毎
に感光体51上に形成された基準パターントナー52の
トナー付着量を、フォトセンサ53の反射光によって検
知する。そして、トナー付着量に比例した反射光をアナ
ログアンプ54にて信号増幅した後、A/Dコンバータ
55でデジタル信号に変換してCPU56に送る。さら
に、CPU56において、予め設定されている基準値に
対する反射光の変化量を演算処理して、トナー濃度及び
帯電、露光、現像などの画像形成条件を制御してカラー
バランス及び画像濃度を一定に維持している。
Conventionally, as a countermeasure against such a problem, for example, a toner adhesion amount control device as shown in a block diagram of FIG. 7 has been used. That is, Y (yellow), M
The amount of toner adhering to the reference pattern toner 52 formed on the photoconductor 51 for each of the colors (magenta), C (cyan), and K (black) is detected by the reflected light of the photosensor 53. After the reflected light proportional to the toner adhesion amount is amplified by an analog amplifier 54, the signal is converted into a digital signal by an A / D converter 55 and sent to the CPU 56. Further, the CPU 56 calculates the amount of change of the reflected light with respect to a preset reference value, controls the toner density and image forming conditions such as charging, exposure, and development to maintain the color balance and the image density constant. are doing.

【0004】例えば、CPU56が計算した反射光の変
化量が基準値に比べて大きければ、トナー付着量が少な
いので、CPU56の制御によりトナーモータ57を駆
動して現像剤58にトナー59を加えてゆきトナー濃度
を濃くする。または、CPU56から、D/Aコンバー
タ60を通して、レーザパワー61をパワーアップして
露光条件を制御してトナーの付着量を増やしたり、高圧
電源62のバイアス電圧をアップして帯電条件を制御し
てトナー付着量を多くしたり、吹き付けバイアス電圧を
アップして現像条件を制御してトナーの吹き付け量を増
やしたりする。当然、CPU56が計算した反射光の変
化量が基準値に比べて小さければ、トナー付着量は適正
であるので現在の制御を継続する。尚、ROM63はプ
ログラム用のROMであり、温度検知器64は温度制御
を行うための温度センサであり、デジタルバッファ65
はフォトセンサ53の発光ダイオードの電流駆動回路で
ある。
For example, if the amount of change in the reflected light calculated by the CPU 56 is larger than the reference value, the amount of toner adhesion is small. Therefore, the control of the CPU 56 drives the toner motor 57 to add the toner 59 to the developer 58. Increase the toner density. Alternatively, the laser power 61 is increased from the CPU 56 through the D / A converter 60 to control the exposure conditions to increase the amount of toner adhered, or the bias voltage of the high-voltage power supply 62 is increased to control the charging conditions. The toner adhesion amount is increased, or the spraying bias voltage is increased to control the developing condition to increase the toner spraying amount. Of course, if the amount of change in the reflected light calculated by the CPU 56 is smaller than the reference value, the current control is continued because the toner adhesion amount is appropriate. The ROM 63 is a program ROM, the temperature detector 64 is a temperature sensor for controlling temperature, and the digital buffer 65
Denotes a current driving circuit for the light emitting diode of the photo sensor 53.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような反射光の検出では、各色カラートナー成分の違
い、つまりトナーの色の違いによって反射率が異なる
為、同じトナー付着量であっても、トナーの色によって
フォトセンサが検出する反射光の検出電圧レベルが異な
る。図8は、各トナー色毎のトナー付着量に対するセン
サ検出電圧の特性図である。つまり、図8に示すよう
に、例えば、検出されたトナー付着量がQ1であって
も、Y色トナーのセンサ検出電圧はVty、M色トナーの
センサ検出電圧はVtm、C色トナーのセンサ検出電圧は
Vtc、K色トナーのセンサ検出電圧はVtkというよう
に、各色でセンサ検出電圧が異なる。
However, in the above-described detection of the reflected light, the reflectance differs depending on the difference between the color toner components of each color, that is, the difference in the color of the toner. The detection voltage level of the reflected light detected by the photo sensor differs depending on the color of the toner. FIG. 8 is a characteristic diagram of the sensor detection voltage with respect to the toner adhesion amount for each toner color. That is, as shown in FIG. 8, for example, even if the detected toner adhesion amount is Q1, the sensor detection voltage of the Y toner is Vty, the sensor detection voltage of the M toner is Vtm, and the sensor detection voltage of the C toner is The voltage is Vtc, the sensor detection voltage of the K color toner is Vtk, and the sensor detection voltage is different for each color.

【0006】つまり、従来技術では、感光体51上のトナ
ー付着量検知信号を増幅率が固定されたアナログアンプ
54で増幅するため、各色でトナー付着量に対応するセン
サ検出電圧の変化比が異なった値でCPU56に入力され
る。このため、CPU56は、各色毎に検出したセンサ検
出電圧に基づいてトナー付着量を制御するので、結果的
に、カラーバランス及び画像濃度制御の精度が各色で異
なることになる。図2の例ではY色の検知精度に対しC
色の検知精度が非常に悪くなってしまうという問題が生
じる。
[0006] That is, in the prior art, the analog amplifier gain is fixed to the toner adhesion amount detection signal on the photoconductor 51
Since the amplification is performed at 54, the change ratio of the sensor detection voltage corresponding to the toner adhesion amount for each color is input to the CPU 56 with a different value. For this reason, since the CPU 56 controls the toner adhesion amount based on the sensor detection voltage detected for each color, as a result, the accuracy of color balance and image density control differs for each color. In the example of FIG.
There arises a problem that the accuracy of color detection becomes very poor.

【0007】このような問題を対策する技術は、例え
ば、特公平8-14730号公報などに報告されている。この
技術によれば、各色毎のトナーに合わせて個別に増幅回
路を用意し、各色毎に動作回路を切り替えて増幅回路の
定数を切換えることによって、各色のトナーのセンサ検
出電圧レベルを一致させている。つまり、各色毎に増幅
率を切り替えてセンサ検出電圧レベルを一致させること
により、現像剤濃度検出系間のばらつきによる現像剤濃
度制御の精度が、色の異なる現像剤間でばらつくことが
なくなる。したがって、画像形成装置に使用されている
全ての色の現像剤に亘って、安定した現像剤濃度制御を
行うことができ、色むらのない画像を形成することがで
きる。
A technique for solving such a problem is reported, for example, in Japanese Patent Publication No. 8-14730. According to this technique, an amplifier circuit is individually prepared in accordance with the toner of each color, and the operating circuit is switched for each color to switch the constant of the amplifier circuit so that the sensor detection voltage levels of the toners of each color are matched. I have. In other words, by switching the amplification factor for each color so that the sensor detection voltage levels match, the accuracy of the developer concentration control due to the variation between the developer concentration detection systems does not vary between developers of different colors. Therefore, stable developer density control can be performed over the developers of all colors used in the image forming apparatus, and an image without color unevenness can be formed.

【0008】しかし、この技術の場合、各色のセンサ検
出電圧を一致させるために、各色毎に個別に増幅ゲイン
のコントロールをしなければなれず、増幅ゲインの制御
自由度が無く安定した検出精度が劣るなどの問題があ
る。つまり、各色毎の増幅ゲインをコントロールするた
め、高い精度で各色のセンサ検出電圧を一致させること
は難しい。このため、増幅ゲインの調整の仕方によって
は、画像に微妙な色むらが生じることもある。しかも、
各色毎に増幅ゲインを調整するのにはかなりの手間がか
かるなどの不具合もある。さらには、増幅回路を各色毎
に設けるために、回路が複雑になってコスト面や装置の
スぺース面においても不利となる。
However, in the case of this technique, in order to match the sensor detection voltages of the respective colors, it is necessary to individually control the amplification gain for each color. There are problems such as inferiority. That is, since the amplification gain is controlled for each color, it is difficult to match the sensor detection voltages of each color with high accuracy. For this reason, depending on how to adjust the amplification gain, subtle color unevenness may occur in the image. Moreover,
There is also a problem that it takes considerable time to adjust the amplification gain for each color. Further, since an amplifier circuit is provided for each color, the circuit becomes complicated, which is disadvantageous in terms of cost and space of the apparatus.

【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、各カラートナー成分の違い
で反射率が異なる場合でもトナー付着量検出電圧を一定
にして、使用している全ての色のトナーカラーバランス
及び画像濃度制御を安定且つ高精度に行うことができる
ようにすることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to use a toner adhesion amount detection voltage which is constant even when the reflectance is different due to the difference of each color toner component. An object of the present invention is to make it possible to stably and accurately control the toner color balance and the image density of all the colors.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のトナー付着量制御装置は、感光体上に付
着された多色トナーの付着量を反射光により検出し、検
出電圧レベルに応じて多色トナーの付着量を制御するト
ナー付着量制御装置であって、トナー付着量がゼロのと
きの反射光による検出電圧レベルをゼロシフトすると共
に、多色トナーの各色毎の反射率に応じて、反射光によ
る検出電圧レベルの増幅率を制御し、多色トナーの付着
量を所望の値に制御するように構成されたことを特徴と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a toner adhesion amount control device of the present invention detects the amount of multicolor toner adhered on a photoreceptor by reflected light, and detects a detection voltage. What is claimed is: 1. A toner adhesion amount control device for controlling an adhesion amount of multicolor toner according to a level, wherein a detection voltage level by reflected light when a toner adhesion amount is zero is shifted to zero, and a reflectance of each color of multicolor toner is changed. , The amplification factor of the detection voltage level by the reflected light is controlled to control the amount of multicolored toner adhered to a desired value.

【0011】すなわち、本発明のトナー付着量制御装置
によれば、トナー付着量検出電圧をDCレベル変換して
予めゼロレベルシフトさせた後、CPUからのコントロ
ール信号によって、増幅アンプなどの増幅率を各色毎に
任意に設定して、各色毎に増幅率を変えている。これに
よって、各色毎に反射率が異なるカラートナーであって
も、トナー付着量検出電圧の信号レベルを一定値に保つ
ことができるので、トナーのカラーバランス及び画像濃
度制御を安定的且つ高精度に行うことができる。
That is, according to the toner adhesion amount control apparatus of the present invention, after the toner adhesion amount detection voltage is DC-level-converted and shifted to zero level in advance, the gain of the amplification amplifier or the like is increased by the control signal from the CPU. set arbitrarily for each color, and changing the amplification factor for each color. As a result, the signal level of the toner adhesion amount detection voltage can be maintained at a constant value even for color toners having different reflectances for each color, so that toner color balance and image density control can be performed stably and with high accuracy. It can be carried out.

【0012】また、本発明のトナー付着量制御装置の具
体的な構成としては、感光体上に付着された多色トナー
の付着量を反射光により検出する検出手段と、検出手段
によって検出された反射光による検出電圧レベルを増幅
する増幅手段と、トナー付着量がゼロのときの反射光に
よる検出電圧レベルをゼロシフトするDCレベル変換手
段と、多色トナーの各色毎の反射率に応じて、増幅手段
の増幅率を可変する増幅率可変手段と、増幅手段から取
得した検出電圧レベルに応じて演算処理を行い、感光体
上に付着された多色トナーの濃度及び画像形成条件を制
御する演算手段とを備えたことを特徴とする。
Further, as a specific configuration of the toner adhesion amount control device of the present invention, a detection means for detecting the adhesion amount of the multicolor toner adhered on the photoreceptor by reflected light, and a detection means for detecting the adhesion amount by the detection means. amplifying means for amplifying the detected voltage level by the reflected light, and the DC level conversion means to which the toner adhesion amount to zero shift the detected voltage level by the reflected light when zero, depending on the reflectance of each color of the color toner, amplification A gain varying means for varying the gain of the means, and a computing means for performing arithmetic processing according to the detected voltage level obtained from the amplifying means and controlling the density of multicolor toner adhered on the photoreceptor and image forming conditions. And characterized in that:

【0013】さらに、前記演算手段が、反射光の反射率
に対応する増幅率補正値をテーブルにして格納するRO
Mを備え、この演算手段が、反射光の反射率に対応した
増幅率補正値をROMから取得して増幅手段に送信し、
増幅手段が、取得した増幅率補正値に基づいて反射光に
よる検出電圧レベルの増幅率を可変することを特徴とす
る。
Further, the calculating means stores the gain correction value corresponding to the reflectance of the reflected light in a table.
M, and the calculating means acquires an amplification factor correction value corresponding to the reflectance of the reflected light from the ROM, and transmits the gain correction value to the amplifying means.
The amplification means varies an amplification factor of a detection voltage level by reflected light based on the obtained amplification factor correction value.

【0014】すなわち、本発明のトナー付着量制御装置
によれば、ROMが、反射光の反射率に対応する増幅率
補正値をテーブルとして備えている。そして、演算手
段、すなわちCPUが、反射光の反射率に応じてROM
から所望の増幅率補正値を取得し、この増幅率補正値に
応じて増幅手段の増幅率を可変させている。したがっ
て、各色トナー毎の反射光に対応して増幅率を可変する
ことができるので、自動的に各色トナーの反射光に基づ
く検出電圧レベルを一致させることができる。
That is, according to the toner adhesion amount control device of the present invention, the ROM includes the amplification factor correction value corresponding to the reflectance of the reflected light as a table. Then, the arithmetic means, that is, the CPU reads the ROM according to the reflectance of the reflected light.
A desired amplification factor correction value is obtained from, and the amplification factor of the amplification means is varied according to the amplification factor correction value. Therefore, since the amplification factor can be changed according to the reflected light of each color toner, the detection voltage levels based on the reflected light of each color toner can be automatically matched.

【0015】また、本発明のトナー付着量制御装置は、
前記の発明において、増幅率可変手段がCdSフォトカ
プラによって構成されると共に、増幅手段が差動増幅器
によって構成されている。そして、演算手段が、増幅率
補正値に対応するコントロール電流を前記CdSフォト
カプラに通電し、CdSフォトカプラがコントロール電
流に応じて自己の抵抗値を可変し、差動増幅器が、Cd
Sフォトカプラの抵抗値に基づいて増幅率を可変するこ
とを特徴とする。
Further, the toner adhesion amount control device of the present invention
In the above invention, the amplification factor variable means is constituted by a CdS photocoupler, and the amplification means is constituted by a differential amplifier. Then, the arithmetic means supplies a control current corresponding to the amplification factor correction value to the CdS photocoupler, and the CdS photocoupler changes its resistance value according to the control current.
The amplification factor is varied based on the resistance value of the S photocoupler.

【0016】すなわち、本発明のトナー付着量制御装置
によれば、増幅率可変手段をCdSフォトカプラによっ
て構成し、増幅手段を差動増幅器によって構成するの
で、極めて簡単な回路構成によって本発明を実現するこ
とができるので、コストを増大させることなく本発明の
トナー付着量制御装置を提供することができる。
That is, according to the toner adhesion amount control apparatus of the present invention, the amplification rate variable means is constituted by the CdS photocoupler, and the amplification means is constituted by the differential amplifier. Therefore, the present invention is realized by an extremely simple circuit structure. Therefore, it is possible to provide the toner adhesion amount control device of the present invention without increasing the cost.

【0017】また、本発明のトナー付着量制御装置は、
前記の発明において、環境温度を検知する温度検知手段
を備え、ROMが、温度変化による増幅率の変化を補正
した温度補償増幅率補正値をテーブルとして記憶し、演
算手段が、温度検知手段からの温度情報に基づいてRO
Mテーブルから温度補償増幅率補正値を取得し、増幅手
段が温度補償増幅率補正値に基づいて増幅率を制御する
ことを特徴とする。
Further, the toner adhesion amount control apparatus of the present invention,
In the above invention, there is provided a temperature detecting means for detecting an environmental temperature, the ROM stores a temperature-compensated amplification factor correction value obtained by correcting a change in the amplification factor due to a temperature change as a table, and the calculating means includes: RO based on temperature information
The temperature compensation gain correction value is obtained from the M table, and the amplification means controls the gain based on the temperature compensation gain correction value.

【0018】すなわち、本発明のトナー付着量制御装置
によれば、環境温度の影響で増幅手段の増幅率が変化し
た場合でも、温度変化による増幅率の変化を補正した温
度補償増幅率補正値をROMテーブルに記憶させてお
き、温度検知手段からの情報に基づいて、ROMテーブ
ルから所望の温度補償増幅率補正値を引き出して、各色
の検出電圧レベルを増幅するので、温度変化に関わらず
各色の検出電圧レベルを一定値に揃えることができる。
これによって、環境変化に対しても安定したトナー付着
量制御装置を実現することができる。
That is, according to the toner adhesion amount control apparatus of the present invention, even when the amplification factor of the amplification unit changes due to the influence of the environmental temperature, the temperature compensation amplification factor correction value that corrects the change of the amplification factor due to the temperature change is obtained. A desired temperature compensation amplification factor correction value is extracted from the ROM table based on the information from the temperature detection means and the detected voltage level of each color is amplified based on the information from the temperature detection means. The detection voltage level can be made constant.
As a result, it is possible to realize a toner adhesion amount control device that is stable against environmental changes.

【0019】また、本発明はトナー付着量制御の方法も
提供する。すなわち、感光体上に付着された多色トナー
の付着量を反射光により検出し、検出電圧レベルに応じ
て前記多色トナーの付着量を制御するトナー付着量制御
の方法であって、感光体上のトナー付着量がゼロのとき
の反射光による検出電圧レベルVBを検出する手順と、
感光体上に付着された多色トナーにおける各色トナーの
付着量を、各色毎の反射光による検出電圧レベルVtと
して検出する手順と、(Vt−VB)の演算を行い、トナ
ー付着量がゼロのときの反射光による検出電圧レベルを
ゼロシフトする手順と、反射光の反射率に対応する増幅
率補正値で補正された基準増幅率Aを取得する手順と、
反射光を検出する各色トナー毎に、(Vt−VB)×Aの
演算を行い、各色トナー毎に増幅された検出電圧レベル
を取得する手順と、各色トナー毎に、増幅さた検出電圧
レベルと予め設定された基準値とを比較して、トナー濃
度の補正及び画像形成条件の補正を行う手順とを経て、
多色トナーの付着量を所望の値に制御することを特徴と
するトナー付着量制御の方法である。
The present invention also provides a method for controlling the amount of toner adhesion. That is, a method of controlling the amount of multicolor toner adhered on a photoreceptor by reflected light and controlling the amount of multicolor toner adhered in accordance with a detected voltage level. A procedure for detecting the detection voltage level VB by the reflected light when the toner adhesion amount is zero;
A procedure of detecting the amount of each color toner adhering to the multicolor toner adhering to the photoreceptor as a detection voltage level Vt by the reflected light of each color, and calculating (Vt-VB) to determine that the toner adhering amount is zero. A procedure for zero-shifting the detection voltage level due to the reflected light, and a procedure for obtaining a reference amplification factor A corrected with an amplification factor correction value corresponding to the reflectance of the reflected light;
A procedure of calculating (Vt−VB) × A for each color toner for detecting reflected light to obtain an amplified detection voltage level for each color toner, and a procedure for obtaining an amplified detection voltage level for each color toner Comparing with a preset reference value, correcting toner density and correcting image forming conditions,
This is a method of controlling the amount of toner attached, characterized in that the amount of attached multicolor toner is controlled to a desired value.

【0020】すなわち、本発明によれば、CPUによっ
て上記の方法を実現させることもできる。つまり、CP
Uのソフトウエアによる内演算処理により、ハードウェ
ア処理と同じ様に、トナー付着量検出電圧をDCレベル
変換した後、各色毎の増幅率を任意に設定できるように
している。これによって、各色毎に反射率が異なるカラ
ートナーであっても、トナー付着量検出電圧の信号レベ
ルを一定値に保つことができるので、トナーのカラーバ
ランス及び画像濃度制御を安定的且つ高精度に行うこと
ができる。
That is, according to the present invention, the above method can be realized by a CPU. That is, CP
As in the case of the hardware processing, the toner adhesion amount detection voltage is converted to a DC level by the internal calculation processing by the software U, so that the amplification factor for each color can be arbitrarily set. As a result, the signal level of the toner adhesion amount detection voltage can be maintained at a constant value even for color toners having different reflectances for each color, so that toner color balance and image density control can be performed stably and with high accuracy. It can be carried out.

【0021】また、本発明は、上記の方法を実行させる
ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能
な記録媒体をも提供する。したがって、本発明の記録媒
体によって、如何なるコンピュータに処理を実行させて
も、トナーのカラーバランス及び画像濃度制御を安定的
且つ高精度に行うことができる。
The present invention also provides a computer-readable recording medium on which a program for executing the above method is recorded. Therefore, with the recording medium of the present invention, the color balance of the toner and the image density control can be performed stably and with high accuracy, regardless of the processing performed by any computer.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明にお
けるトナー付着量制御装置について説明する。図1は、
本発明におけるトナー付着量制御装置の原理を説明する
ためのハードウェア構成を示すブロック図である。図1
に示すように、本発明におけるトナー付着量制御装置の
構成は、感光体1上の基準パターントナー2のトナー付
着量を検知する反射光型のフォトセンサ3と、フォトセ
ンサ3で検出したトナー付着量検出電圧を増幅するアナ
ログアンプ4と、増幅後のトナー付着量検出電圧をアナ
ログ信号からデジタル信号に変換するA/Dコンバータ
5と、A/Dコンバータ5からの検出デジタル信号を取
り込み、演算処理してトナー濃度及び画像形成条件を制
御するCPU6とを備えた従来のトナー付着量制御装置
が基本になっている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a toner adhesion amount control apparatus according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration for explaining the principle of the toner adhesion amount control device according to the present invention. Figure 1
As shown in FIG. 1, the configuration of the toner adhesion amount control device according to the present invention includes a reflected light type photo sensor 3 for detecting the amount of toner adhesion of the reference pattern toner 2 on the photoreceptor 1, and a toner adhesion amount detected by the photo sensor 3. An analog amplifier 4 for amplifying the amount detection voltage, an A / D converter 5 for converting the amplified toner adhesion amount detection voltage from an analog signal to a digital signal, and a detection digital signal from the A / D converter 5 to be fetched and processed. A conventional toner adhesion amount control device including a CPU 6 for controlling toner density and image forming conditions is basically used.

【0023】そして、本発明のトナー付着量制御装置
は、さらに、フォトセンサ3で検出した各色のカラート
ナー付着量検出電圧のDCレベル基準値をゼロシフトす
るDCレベル変換器16と、アナログアンプ4の増幅率
をCPU6からの制御信号により自由に設定するゲイン
コントロールバッファ17と、CPU6からの信号をア
ナログ変換してゲインコントロールバッファ17やアナ
ログバッファ18に送信するD/Aコンバータ19とが
付加されて構成されている。尚、ROM13には、カラ
ートナーの各色ごとに対応した増幅ゲインの補正値がテ
ーブルにして格納されている。また、また、温度検知器
14は、温度変化による増幅率の変化を補正するための
温度センサであり、デジタルバッファ15はフォトセン
サ3の発光ダイオードの電流駆動回路である。
Further, the toner adhesion amount control device of the present invention further includes a DC level converter 16 for zero-shifting a DC level reference value of a color toner adhesion amount detection voltage of each color detected by the photo sensor 3, and an analog amplifier 4. A gain control buffer 17 for freely setting an amplification factor by a control signal from the CPU 6 and a D / A converter 19 for converting a signal from the CPU 6 into an analog signal and transmitting the signal to the gain control buffer 17 and the analog buffer 18 are added. Have been. The ROM 13 stores a table of correction values of the amplification gain corresponding to each color of the color toner. Further, the temperature detector 14 is a temperature sensor for correcting a change in the amplification factor due to a temperature change, and the digital buffer 15 is a current driving circuit for the light emitting diode of the photo sensor 3.

【0024】また、CPU6において、基準値に対する
反射光の変化量を演算処理し、トナー濃度及び帯電、露
光、現像などの画像形成条件を制御する制御系の構成は
図7に示した従来の構成と全く同じである。すなわち、
トナー付着量に応じて、CPU6の制御によりトナーモ
ータ7を駆動して現像剤8へのトナー9の添加量を制御
する構成や、CPU6から、D/Aコンバータ10を通
して、レーザパワー11のパワー制御をして露光条件を
変えてトナーの付着量を増減したり、高圧電源12のバ
イアス電圧を制御して帯電条件を変えてトナー付着量を
増減したり、吹き付けバイアス電圧を制御して現像条件
を変えてトナーの吹き付け量を増減する構成は従来と同
じである。
The control system in the CPU 6 calculates the amount of change in the reflected light relative to the reference value and controls the toner density and image forming conditions such as charging, exposure, and development. Is exactly the same as That is,
A configuration in which the toner motor 7 is driven by the control of the CPU 6 to control the amount of the toner 9 added to the developer 8 in accordance with the amount of adhered toner, or the power control of the laser power 11 from the CPU 6 through the D / A converter 10 The exposure conditions are changed to increase or decrease the amount of toner adhesion, the bias voltage of the high voltage power supply 12 is controlled to change the charging conditions to increase or decrease the amount of toner adhesion, or the blowing bias voltage is controlled to change the development conditions. The configuration for changing the amount of toner to be sprayed is the same as the conventional one.

【0025】次に、図1に示すトナー付着量制御装置の
動作について説明する。感光体1に付着させる基準パタ
ーントナー2は、Y、M、C、Kの各色毎に切り替わる
ようになっている。先ず、フォトセンサ3がトナー付着
量なしのときの反射光の光量を検出して、この値をCP
U6に記録する。そして、CPU6に予め記録されてい
る基準値と比較して、その差分をD/Aコンバータ19
でアナログ変換したのち、アナログバッファ18を通し
てDCレベル変換器16にフィードバックする。これに
よってトナー付着量なしのときのセンサ検出電圧がゼロ
レベルにシフトされる。
Next, the operation of the toner adhesion amount control device shown in FIG. 1 will be described. The reference pattern toner 2 adhered to the photoreceptor 1 is switched for each color of Y, M, C, and K. First, the photosensor 3 detects the amount of reflected light when there is no toner adhesion amount,
Record in U6. Then, the difference is compared with a reference value recorded in the CPU 6 in advance, and the difference is compared with the D / A converter 19.
After that, the signal is fed back to the DC level converter 16 through the analog buffer 18. As a result, the sensor detection voltage when there is no toner adhesion amount is shifted to the zero level.

【0026】次に、例えば、Y色のカラートナーの付着
量を検知する場合は、フォトセンサ3がY色の基準パタ
ーントナー2の反射光の光量を検出する。そして、CP
U6が、ROM13に予め記録されている各色毎の増幅
率補正値テーブルから、Y色に対応する増幅率補正値を
取得して、この増幅率補正値をD/Aコンバータ13、
ゲインコントロールバッファ16を通してアナログアン
プ4にフィードバックする。これによって、アナログア
ンプ4は、Y色カラートナーの反射光による検出電圧レ
ベルの増幅率を所望の値に可変制御する。そして、所望
の信号レベルに増幅されたY色カラートナーの反射光に
よる検出電圧信号は、A/Dコンバータ5によってデジ
タル信号に変換されてCPU6に入力される。
Next, for example, when detecting the adhesion amount of the Y color toner, the photo sensor 3 detects the amount of reflected light of the Y color reference pattern toner 2. And CP
U6 obtains an amplification factor correction value corresponding to the Y color from the amplification factor correction value table for each color recorded in the ROM 13 in advance, and stores the amplification factor correction value in the D / A converter 13,
The signal is fed back to the analog amplifier 4 through the gain control buffer 16. Thus, the analog amplifier 4 variably controls the amplification factor of the detection voltage level by the reflected light of the Y color toner to a desired value. The detection voltage signal based on the reflected light of the Y color toner amplified to a desired signal level is converted into a digital signal by the A / D converter 5 and input to the CPU 6.

【0027】このようにして、Y、M、C、Kの各色毎
に切り替えて、基準パターントナー2の反射光を検出し
て検出電圧をCPU6に入力するとき、アナログアンプ
4が、CPU6からD/Aコンバータ19、ゲインコン
トロールバッファ17を通してフィードバックされた各
色毎の増幅率補正値に基づいて、各色毎に対応して反射
光による検出電圧のゲイン調整を行う。そして、ゲイン
調整されて、Y、M、C、Kで同一レベルになった検出
電圧の信号がA/Dコンバータ5を通してCPU6に入
力される。
In this manner, when the reflected voltage of the reference pattern toner 2 is detected and the detected voltage is input to the CPU 6 by switching over for each of the colors Y, M, C, and K, the analog amplifier 4 Based on the amplification factor correction value for each color that is fed back through the / A converter 19 and the gain control buffer 17, the gain of the detection voltage by the reflected light is adjusted for each color. Then, the signals of the detected voltages, which have been adjusted in gain and become the same level in Y, M, C and K, are input to the CPU 6 through the A / D converter 5.

【0028】図2は、図1のトナー付着量制御装置によ
って検出されたトナー付着量検出電圧の一例を示す特性
である。つまり、DCレベル変換器16によって、トナ
ー付着量なしのときのセンサ検出電圧は、図8に示すよ
うな電圧VBがオフセット電圧として生じることはなく
なり、図2に示すように、ゼロレベルの値になってい
る。さらに、Y、M、C、Kの各色トナーのセンサ検出
電圧レベルは、アナログアンプ4がCPU6から各色毎
の増幅率補正値をフィードバックして、各色毎にゲイン
調整をしているので、図2に示すように、Y、M、C、
Kの各色のセンサ検出電圧は一致した値となっている。
例えば、トナー付着量Q1にとき、Y、M、C、Kの各
色トナーのセンサ検出電圧は全てVtとなっている。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of the toner adhesion amount detection voltage detected by the toner adhesion amount control device of FIG. That is, by the DC level converter 16, the sensor detection voltage when there is no toner adhesion amount is such that the voltage VB as shown in FIG. 8 does not occur as an offset voltage, and as shown in FIG. Has become. Further, since the analog amplifier 4 feeds back the amplification factor correction value for each color from the CPU 6 and adjusts the gain for each color for the sensor detection voltage levels of the Y, M, C, and K color toners, FIG. As shown in Y, M, C,
The sensor detection voltages of the respective colors of K have the same value.
For example, when the toner adhesion amount is Q1, the sensor detection voltages of the Y, M, C, and K toners are all Vt.

【0029】そして、CPU6は、Y、M、C、Kで一
致したセンサ検出電圧Vtを取り込んで、各色のトナー
付着量の制御を行う。すなわち、CPU6において、予
め設定されている基準値に対する反射光の変化量を演算
処理して、トナー濃度及び帯電、露光、現像などの画像
形成条件を制御してカラーバランス及び画像濃度を一定
の値に維持する。
Then, the CPU 6 takes in the sensor detection voltages Vt that match Y, M, C, and K, and controls the amount of adhered toner of each color. That is, the CPU 6 calculates the amount of change in reflected light with respect to a preset reference value, controls image forming conditions such as toner density and charging, exposure, and development to maintain the color balance and image density at a fixed value. To maintain.

【0030】例えば、CPU6が計算した反射光の変化
量が基準値に比べて大きければ、トナー付着量が少ない
と判断して、CPU6の制御によりトナーモータ7を駆
動して現像剤8にトナー9を加えてゆきトナー濃度を濃
くする。または、CPU6から、D/Aコンバータ10
を通して、レーザパワー11をパワーアップして露光条
件を制御してトナーの付着量を増やしたり、高圧電源1
2のバイアス電圧をアップして帯電条件を制御してトナ
ー付着量を多くしたり、吹き付けバイアス電圧をアップ
して現像条件を制御してトナーの吹き付け量を増やした
りする。また、CPU6が計算した反射光の変化量が基
準値に比べて小さければ、トナー付着量は適正であると
判断して現状の制御を継続する。
[0030] For example, larger than the reference value is the amount of change in reflected light CPU6 is calculated, it is determined that the toner adhesion amount is small, the toner 9 to the developer 8 by driving the toner motor 7 under control of the CPU6 To increase the toner density. Alternatively, the D / A converter 10
Power is increased to control the exposure conditions to increase the amount of toner adhered,
The charging condition is controlled by increasing the bias voltage of No. 2 to increase the toner adhesion amount, or the blowing bias voltage is increased to control the developing condition to increase the toner blowing amount. If the amount of change in the reflected light calculated by the CPU 6 is smaller than the reference value, it is determined that the toner adhesion amount is appropriate, and the current control is continued.

【0031】図1で示したようなハードウエアによるト
ナー付着量制御は、CPUの内部演算処理によってソフ
トウエア的に行うこともできる。図3は、図1のハード
ウエア構成によるトナー付着量制御を、CPUの演算処
理によって実現する処理の流れを示すフローチャートで
ある。このフローチャートは、Y、M、C、Kの何れか
の色についてのトナー付着量制御の処理の流れを示して
いるものであるが、何れの色のトナーについても処理の
流れは同じである。
The control of the amount of toner adhered by hardware as shown in FIG. 1 can also be performed by software by internal arithmetic processing of the CPU. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for realizing the toner adhesion amount control by the hardware configuration of FIG. 1 by the arithmetic processing of the CPU. Although this flowchart shows the flow of the toner adhesion amount control process for any of the colors Y, M, C, and K, the process flow is the same for any color toner.

【0032】先ず、トナー付着無し時のセンサ検出電位
VBを検出してCPU6内部のRAMに記録し(ステッ
プS1)、次に、基準パターン付着時の各色毎のセンサ
検出電圧Vtを検出してCPU6内部のRAMに記録す
る(ステップS2)。さらに、トナー付着無し時のセン
サ検出電圧VBを基準パターントナー付着時のセンサ検
出電圧Vtより引き算して、DCレベル変換を行う。つ
まり、トナー付着無し時のセンサ検出電圧をゼロシフト
する(ステップS3)。
First, the sensor detection potential VB when no toner is attached is detected and recorded in the RAM inside the CPU 6 (step S1). Next, the sensor detection voltage Vt for each color when the reference pattern is attached is detected and the CPU 6 detects the sensor detection potential VB. The data is recorded in the internal RAM (step S2). Further, the DC level conversion is performed by subtracting the sensor detection voltage VB when no toner is attached from the sensor detection voltage Vt when the reference pattern toner is attached. That is, the sensor detection voltage when no toner adheres is shifted to zero (step S3).

【0033】次に、DCレベル変換後のセンサ検出電圧
値(つまり、Vt−VB)に対して、各色毎に対応した増
幅率の値をROM13のテーブルから引出して掛け算す
る(ステップS4)。これによって、Y、M、C、K各
色の信号の検出電圧レベルが同じ値に設定されてCPU
6に入力される。そして、CPU6は、センサ検出電圧
の変化量が、予め設定されている基準値と比較して大き
いか否かの判定を行う(ステップS5)。もし、変化量
が基準値より小さければ(ステップS5,No)、トナ
ー付着量は適正であるので、次の色の基準パターントナ
ーに切り替えて、前述のステップS1からの検出・演算
処理を繰り返す。一方、ステップS5で変化量が基準値
より大ければ(ステップS5,Yes)、トナー濃度の
補正や画像形成条件の各種の補正を行ってトナー付着量
の補正を行い(ステップS6)、別の色の基準パターン
トナーに切り替えて、前述のステップS1からの検出・
演算処理を繰り返す。
Next, the value of the amplification factor corresponding to each color is extracted from the table of the ROM 13 and multiplied by the sensor detection voltage value after the DC level conversion (that is, Vt-VB) (step S4). As a result, the detection voltage levels of the Y, M, C, and K signals are set to the same value, and the CPU
6 is input. Then, the CPU 6 determines whether or not the amount of change in the sensor detection voltage is greater than a preset reference value (step S5). If the change amount is smaller than the reference value (Step S5, No), the toner adhesion amount is appropriate, so that the reference color toner of the next color is switched, and the above-described detection and calculation processing from Step S1 is repeated. On the other hand, if the change amount is larger than the reference value in step S5 (step S5, Yes), correction of the toner density and various corrections of the image forming conditions are performed to correct the toner adhesion amount (step S6). By switching to the color reference pattern toner, the detection and
Repeat the calculation process.

【0034】次に、図1に示したトナー付着量制御装置
の具体的な実施例について説明する。図4は、図1に示
すトナー付着量制御装置の具体的なハードウェア構成の
一実施例を示すブロック図である。したがって、図4を
用いて、Y、M、C、K各色における反射光検出電圧の
付着量なしのときのゼロシフト、及び検出電圧レベルを
一致させる動作について説明する。尚、図4に示す実施
例では、検出電圧に基づいてCPUがトナー付着量を制
御する動作については、図1の場合と同じであるのでそ
の説明は省略する。
Next, a specific embodiment of the toner adhesion amount control device shown in FIG. 1 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of a specific hardware configuration of the toner adhesion amount control device shown in FIG. Therefore, with reference to FIG. 4, the operation of zero-shifting the reflected light detection voltage in each of the colors Y, M, C, and K when there is no attached amount and the operation of matching the detection voltage levels will be described. In the embodiment shown in FIG. 4, the operation in which the CPU controls the toner adhesion amount based on the detection voltage is the same as that in the case of FIG. 1, and the description thereof will be omitted.

【0035】図4において、CPU26からの信号電流
が、デジタルバッファ35を通してフォトセンサ23の
発光ダイオードに流れると、発光ダイオードから感光体
21に付着された基準パターントナー22に光が照射さ
れ、その反射光がフォトセンサ23の受光トランジスタ
によって受光される。そして、フォトセンサ23で検出
されたトナー付着量検出電圧Vt1はアナログアンプ(O
P1)36の非反転入力端子(+)に抵抗R1とR2で
分割して入力される。一方、アナログアンプ(OP1)
36の反転入力端子(−)には、CPU26からのDC
レベル変換指定値電圧V1evが帰還抵抗R3、R4を通
して入力される。
In FIG. 4, when a signal current from the CPU 26 flows to the light emitting diode of the photo sensor 23 through the digital buffer 35, light is emitted from the light emitting diode to the reference pattern toner 22 attached to the photoreceptor 21, and the light is reflected. Light is received by the light receiving transistor of the photo sensor 23. Then, the toner adhesion amount detection voltage Vt1 detected by the photo sensor 23 is an analog amplifier (O
P1) is divided and input to the non-inverting input terminal (+) of 36 by resistors R1 and R2. On the other hand, an analog amplifier (OP1)
The inverting input terminal (-) of the DC
The specified level conversion voltage V1ev is input through the feedback resistors R3 and R4.

【0036】このアナログアンプ(OP1)36の回路
は差動増幅回路を構成しているので、アナログアンプ
(OP1)36の出力電圧Vt2は次の(1)式で表され
る。 Vt2={(R3+R4)/R3}×{R2/(R1+R3)}×Vt1−(R4 /R3)×V1ev (1) ここで、R1=R2=R3=R4とすれば、出力電圧V
t2は次の(2)式で表される。 Vt2=Vt1−V1ev (2)
Since the circuit of the analog amplifier (OP1) 36 forms a differential amplifier circuit, the output voltage Vt2 of the analog amplifier (OP1) 36 is expressed by the following equation (1). Vt2 = {(R3 + R4) / R3} × {R2 / (R1 + R3)} × Vt1- (R4 / R3) × V1ev (1) Here, if R1 = R2 = R3 = R4, the output voltage V
t2 is expressed by the following equation (2). Vt2 = Vt1-V1ev (2)

【0037】つまり、式(2)における出力電圧Vt2
は、トナー付着量検出電圧Vt1からDCレベル変換指定
値電圧V1ev(つまり、トナー付着無し時のセンサ検出
電位VB)を引き算してゼロレベルシフトしたDCレベ
ル変換電圧である。そして、トナー付着量検出電圧Vt1
からDCレベル変換電圧V1evを引き算したDCレベル
変換電圧である出力電圧Vt2が、アナログアンプ(OP
2)24の非反転入力端子に入力される。
That is, the output voltage Vt2 in the equation (2)
Is a DC level conversion voltage obtained by subtracting the DC level conversion designated value voltage V1ev (that is, the sensor detection potential VB when there is no toner adhesion) from the toner adhesion amount detection voltage Vt1 and performing a zero level shift. Then, the toner adhesion amount detection voltage Vt1
An output voltage Vt2 which is a DC level conversion voltage obtained by subtracting the DC level conversion voltage V1ev from the analog amplifier (OP)
2) Input to 24 non-inverting input terminals.

【0038】ここで、DCレベル変換指定値電圧V1ev
を決定するために次のような方法を行う。先ず、CPU
26からの出力電圧であるDCレベル変換指定値電圧V
1ev=0のときで、トナー付着が無い状態で検出した時
のアナログアンプ(OP2)24の出力値Vt3をCPU
26内のメモリーに書込む。次に、基準パターントナー
22を付着してトナー付着量を検出した時に、CPU内
メモリーに書き込んだ前述の出力値Vt3を出力して、ト
ナー付着量に対応する検出電圧Vt1から出力値Vt3を引
き算することにより、トナー付着無し時の検出電圧レベ
ルを0とすることができる。
Here, the DC level conversion designated value voltage V1ev
The following method is used to determine First, CPU
DC level conversion designated value voltage V which is the output voltage from
When 1ev = 0, the output value Vt3 of the analog amplifier (OP2) 24 when it is detected in a state where there is no toner adhesion is determined by the CPU.
Write to the memory in 26. Next, when the reference pattern toner 22 is applied and the toner adhesion amount is detected, the output value Vt3 written in the memory in the CPU is output, and the output value Vt3 is subtracted from the detection voltage Vt1 corresponding to the toner adhesion amount. By doing so, the detection voltage level when no toner adheres can be set to 0.

【0039】また、アナログアンプ(OP2)24の反
転入力端子には、CdSフォトカプラの抵抗Rcd及び抵
抗R5で抵抗分割された電圧が、アナログアンプ(OP
2)24の出力端からフィードバックされている。これ
は一般に良く知られている非反転増幅回路を形成してい
て、その増幅率は、(R5+Rcd)/R5で設定されの
で、アナログアンプ(OP2)24の出力電圧Vt3は、
アナログアンプ(OP2)24の非反転入力端子(+)
の電圧をVt2とすると、次の式(3)で表される。 Vt3={(R5+Rcd)/R5}×Vt2 (3)
The voltage divided by the resistors Rcd and R5 of the CdS photocoupler is supplied to the inverting input terminal of the analog amplifier (OP2) 24.
2) It is fed back from the output terminal 24. This forms a well-known non-inverting amplifier circuit, and its amplification factor is set by (R5 + Rcd) / R5, so that the output voltage Vt3 of the analog amplifier (OP2) 24 is
Non-inverting input terminal (+) of analog amplifier (OP2) 24
Is expressed by the following equation (3), where Vt2 is the voltage of Vt3 = {(R5 + Rcd) / R5} × Vt2 (3)

【0040】すなわち、式(3)から分かるように、ア
ナログアンプ(OP2)24の出力電圧Vt3、つまりC
PU26に入力されるトナー付着量のセンサ検出電圧
は、CdSの抵抗Rcdの値によって可変することができ
る。ここで、抵抗Rcdの値はCdSとLEDが一体とな
ったCdSフォトカプラ41のLEDの発光強度に比例
して変化する。
That is, as can be seen from equation (3), the output voltage Vt3 of the analog amplifier (OP2) 24,
The sensor detection voltage of the toner adhesion amount input to the PU 26 can be changed by the value of the resistance Rcd of CdS. Here, the value of the resistor Rcd changes in proportion to the light emission intensity of the LED of the CdS photocoupler 41 in which CdS and the LED are integrated.

【0041】つまり、CPU26がROM33のテーブ
ルからY、M、C、Kに対応する増幅率補正値を取得し
て、その増幅率補正値に基づくデジタルコントロール信
号をD/Aコンバータ39によってアナログ信号電流に
変換し、アナログバッファ37を通してCdSフォトカ
プラ41のLEDに通電する。このようにして、各色毎
の増幅率補正値に応じて、CdSフォトカプラ41のL
EDの電流値を変化させることにより、Cdsの抵抗R
cdの値を各色毎に変えることができる。したがって、R
5の値を必要な増幅率になるよう選択することにより、
前述の図2に示すように、各色のトナー付着量の検出電
圧レベルを揃えることが可能になる。
That is, the CPU 26 obtains the amplification factor correction values corresponding to Y, M, C, and K from the table of the ROM 33, and outputs a digital control signal based on the amplification factor correction value to the analog signal current by the D / A converter 39. And the LED of the CdS photocoupler 41 is energized through the analog buffer 37. In this manner, the Ld of the CdS photocoupler 41 is adjusted according to the amplification factor correction value for each color.
By changing the current value of ED, Cds resistor R
The value of cd can be changed for each color. Therefore, R
By choosing the value of 5 to be the required amplification factor,
As shown in FIG. 2, it is possible to make the detection voltage levels of the toner adhesion amounts of the respective colors uniform.

【0042】図4で示したようなハードウエアによるト
ナー付着量制御は、CPUの内部演算処理によってソフ
トウエア的に行うこともできる。図5は、図4のハード
ウエア構成によるトナー付着量制御を、CPUの演算処
理によって実現する処理の流れを示すフローチャートで
ある。このフローチャートは、Y、M、C、Kの何れか
の色についてのトナー付着量制御の処理の流れを示して
いるものであるが、何れの色のトナーについても処理の
流れは同じである。また、図6は、図5に示すCPUの
演算処理によって生成されたトナー付着量検出信号の特
性図である。
The control of the amount of toner adhered by hardware as shown in FIG. 4 can also be performed by software by internal processing of the CPU. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for realizing the toner adhesion amount control by the hardware configuration of FIG. 4 by the arithmetic processing of the CPU. Although this flowchart shows the flow of the toner adhesion amount control process for any of the colors Y, M, C, and K, the process flow is the same for any color toner. FIG. 6 is a characteristic diagram of the toner adhesion amount detection signal generated by the arithmetic processing of the CPU shown in FIG.

【0043】先ず、図5の処理フローについて説明す
る。最初に、トナー付着無しのときのフォトセンサ23
の検出電圧VBを検知してCPU26の内部RAMに記
録する(ステップS11)。次に、感光体21に基準パ
ターントナー22を乗せた時の、Y、M、C、Kの各色
のセンサー検出電圧Vty/Vtm/Vtc/Vtkを検知し
てCPU26内に記録する(ステップS12)。さら
に、各色毎のDCレベル変換演算を行う。すなわち、Y
色のDCレベル変換演算はVy=Vty−VB、M色のDC
レベル変換演算はVm=Vtm−VB、C色のDCレベル変
換演算はVc=Vtc−VB、K色のDCレベル変換演算
はVk=Vtk−VBとして行う(ステップS13)。
First, the processing flow of FIG. 5 will be described. First, the photo sensor 23 when no toner is attached
Is detected and recorded in the internal RAM of the CPU 26 (step S11). Next, the sensor detection voltages Vty / Vtm / Vtc / Vtk of each color of Y, M, C, and K when the reference pattern toner 22 is put on the photoreceptor 21 are detected and recorded in the CPU 26 (step S12). . Further, a DC level conversion operation is performed for each color. That is, Y
The color DC level conversion operation is as follows: Vy = Vty−VB, M color DC
The level conversion operation is performed as Vm = Vtm-VB, the C level DC level conversion operation is performed as Vc = Vtc-VB, and the K level DC level conversion operation is performed as Vk = Vtk-VB (step S13).

【0044】そして、DCレベル変換演算された各色毎
のセンサ検出電圧に対して、予めROM33に格納され
ている各色毎の増幅率補正値とを取り出して掛け算す
る。つまり、Y色検出電圧値=Vy×Ay、M色検出電圧
値=Vm×Am、C色検出電圧値=Vc×Ac、K色検
出電圧値=Vk×Akの演算を行う(ステップS1
4)。ここで、AyはY色の基準パターントナー付着時
の基準ゲイン(つまり、増幅率補正値)、AmはM色の
基準パターントナー付着時の基準ゲイン、AcはC色の
基準パターントナー付着時の基準ゲイン、AkはK色の
基準パターントナー付着時の基準ゲインである。
Then, the sensor detection voltage for each color, which has been subjected to the DC level conversion operation, is taken out and multiplied by the amplification factor correction value for each color stored in the ROM 33 in advance. That is, calculations are performed such that the Y color detection voltage value = Vy × Ay, the M color detection voltage value = Vm × Am, the C color detection voltage value = Vc × Ac, and the K color detection voltage value = Vk × Ak (step S1).
4). Here, Ay is the reference gain (that is, the amplification factor correction value) when the Y color reference pattern toner adheres, Am is the reference gain when the M color reference pattern toner adheres, and Ac is the C gain when the C color reference pattern toner adheres. The reference gain Ak is a reference gain when the K reference pattern toner is attached.

【0045】また、M色の基準パターントナー付着時の
基準ゲインAmは、Y色の基準パターントナー付着時の
基準ゲインAyを、Y色のセンサ検出電圧Vy0とM色の
センサ検出電圧Vm0とで按分した値となる。したがっ
て、M色の基準ゲインAm=(Vy0/Vm0)×Ayで表さ
れる。同様にして、C色の基準ゲインAc=(Vy0/Vc
0)×Ay、K色の基準ゲインAk=(Vy0/Vk0)×Ay
で表される。
The reference gain Am when the M reference pattern toner adheres is obtained by dividing the reference gain Ay when the Y reference pattern toner adheres by the Y sensor detection voltage Vy0 and the M sensor detection voltage Vm0. the pro rata value. Therefore, the reference gain Am of M color is represented by Am = (Vy0 / Vm0) × Ay. Similarly, the reference gain Ac of C color = (Vy0 / Vc
0) × Ay, reference gain Ak of K color = (Vy0 / Vk0) × Ay
It is represented by

【0046】さて、図5のフローに戻って、ステップS
14の増幅率補正演算によって、各色毎に、DCレベル
変換値Vに基準ゲイン値Aを掛け算(つまり、V×A)
をすることによって、各色の検出電圧レベルを揃えるこ
とができる。図6は、図5に示すCPU演算処理によっ
て生成されたトナー付着量検出電圧の一例を示す特性で
ある。同図に示すように、トナー付着量なしのときのセ
ンサ検出電圧はゼロレベルシフトされた値になり、さら
に、Y、M、C、Kの各色トナーのセンサ検出電圧レベ
ルは一致した値となっている。しかも、トナー付着量が
変わった場合でも、Y、M、C、Kの各色のセンサ検出
電圧は同一の特性曲線上にある。
Now, returning to the flow of FIG.
By the amplification factor correction calculation of 14, the DC level conversion value V is multiplied by the reference gain value A for each color (that is, V × A).
By doing so, the detection voltage level of each color can be made uniform. FIG. 6 is a characteristic showing an example of the toner adhesion amount detection voltage generated by the CPU calculation processing shown in FIG. As shown in the figure, the sensor detection voltage when no toner adhesion amount becomes zero level shifted value, is further, Y, M, C, and sensor detection voltage level matching values of the respective color toners of K ing. In addition, even when the toner adhesion amount changes, the sensor detection voltages of the respective colors of Y, M, C, and K are on the same characteristic curve.

【0047】以上述べた実施の形態は本発明を説明する
ための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が
可能である。例えば、図4に示した実施例では、CdS
フォトセルを使用して増幅率をコントロールする場合に
ついて説明したが、これに限ることはなく、例えば、外
部からの増幅率コントロール信号で増幅アンプ(アナロ
グアンプ24)の増幅率が可変できるような構成であれ
ば、全て、本発明の範囲に含まれることはいうまでもな
い。
The embodiment described above is an example for describing the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention. is there. For example, in the embodiment shown in FIG.
The case where the amplification factor is controlled using the photocell has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the amplification factor of the amplification amplifier (analog amplifier 24) can be changed by an external amplification factor control signal. If so, it goes without saying that all of them are included in the scope of the present invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトナー付
着量制御装置によれば、ハードウェアにより、トナー付
着量検出電圧をDCレベル変換して予めゼロレベルシフ
トさせた後、CPUからのコントロール信号によって、
増幅アンプの増幅率を各色毎に任意に設定して各色毎に
増幅率を変えている。また、CPUのソフトウエアによ
る内演算処理により、ハードウェア処理と同じ様に、ト
ナー付着量検出電圧をDCレベル変換した後、各色毎の
増幅率を任意に設定できるようにしている。これによっ
て、各色毎に反射率が異なるカラートナーであっても、
トナー付着量検出電圧の信号レベルを一定値に保つこと
ができるので、トナーのカラーバランス及び画像濃度制
御を安定的且つ高精度に行うことができる。
As described above, according to the toner adhering amount control apparatus of the present invention, the detection level of the toner adhering amount is converted to the DC level by the hardware, and is zero-shifted beforehand. Depending on the signal
The amplification factor of the amplifier is changed the gain to each color for each set arbitrarily for each color. In addition, similarly to the hardware processing, after the DC level conversion of the toner adhesion amount detection voltage is performed by the internal calculation processing by the software of the CPU, the amplification factor for each color can be arbitrarily set. Thereby, even if the color toner has a different reflectance for each color,
Since the signal level of the toner adhesion amount detection voltage can be maintained at a constant value, the color balance of the toner and the image density control can be performed stably and with high accuracy.

【0049】また、環境温度の影響でアナログ増幅アン
プの増幅率が変化する場合でも、温度変化による増幅率
の変化を補正した増幅率コントロール信号をROMテー
ブルに記憶させて、環境温度検知手段からの情報に基づ
いて、ROMテーブルから温度補償された増幅率補正値
を引き出して、各色の検出電圧レベルを一定値に揃える
ことができる。これによって、環境変化にも安定したト
ナー付着量制御装置を実現することができる。
Further, even when the amplification factor of the analog amplifier changes due to the influence of the environmental temperature, the gain control signal corrected for the change in the amplification factor due to the temperature change is stored in the ROM table, and the signal from the environmental temperature detecting means is stored in the ROM table. Based on the information, a temperature-compensated amplification factor correction value is derived from the ROM table, and the detection voltage level of each color can be made uniform. As a result, it is possible to realize a toner adhesion amount control device that is stable against environmental changes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明におけるトナー付着量制御装置の原理
を説明するためのハードウェア構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration for explaining the principle of a toner adhesion amount control device according to the present invention.

【図2】 図1のトナー付着量制御装置によって検出さ
れたトナー付着量検出電圧の一例を示す特性である。
FIG. 2 is a graph showing an example of a toner adhesion amount detection voltage detected by the toner adhesion amount control device of FIG. 1;

【図3】 図1のハードウエア構成によるトナー付着量
制御を、CPUの演算処理によって実現する処理の流れ
を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for realizing toner adhesion amount control by the hardware configuration of FIG. 1 by arithmetic processing of a CPU;

【図4】 図1に示すトナー付着量制御装置の具体的な
ハードウェア構成の一実施例を示すブロック図である。
4 is a block diagram showing an embodiment of the specific hardware structure of the toner adhesion amount control apparatus shown in FIG.

【図5】 図4のハードウエア構成によるトナー付着量
制御を、CPUの演算処理によって実現する処理の流れ
を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for realizing toner adhesion amount control by the hardware configuration of FIG. 4 by arithmetic processing of a CPU;

【図6】 図5に示すCPU演算処理によって生成され
たトナー付着量検出電圧の一例を示す特性である。
6 is a characteristic showing an example of a toner adhesion amount detection voltage generated by the CPU calculation processing shown in FIG.

【図7】 従来のトナー付着量制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional toner adhesion amount control device.

【図8】 各トナー色毎のトナー付着量に対するセンサ
検出電圧の特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram of a sensor detection voltage with respect to a toner adhesion amount for each toner color.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、51…感光体、2、22、52…基準パター
ントナー、3、23、53…フォトセンサ、4、24、
36、54…アナログアンプ、5、25、55…A/D
コンバータ、6、26、56…CPU、7、27、57
…トナーモータ、8、28、58…現像剤、9、29、
59…トナー、10、19、30、39、40、60…
D/Aコンバータ、11、31、61…レーザパワー、
12、32、62…高圧電源、13、33、63…RO
M、14、34、64…温度検知器、15、35、65
…デジタルバッファ、16…DCレベル変換器、17…
ゲインコントロールバッファ、18、37、38…アナ
ログバッファ、41…CdSフォトカプラ
1, 21, 51: photoreceptor, 2, 22, 52: reference pattern toner, 3, 23, 53: photo sensor, 4, 24,
36, 54: Analog amplifier, 5, 25, 55: A / D
Converters, 6, 26, 56 CPU, 7, 27, 57
... toner motor, 8, 28, 58 ... developer, 9, 29,
59: toner, 10, 19, 30, 39, 40, 60 ...
D / A converter, 11, 31, 61 ... laser power,
12, 32, 62 ... high voltage power supply, 13, 33, 63 ... RO
M, 14, 34, 64 ... temperature detector, 15, 35, 65
... Digital buffer, 16 ... DC level converter, 17 ...
Gain control buffer, 18, 37, 38: Analog buffer, 41: CdS photocoupler

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G059 AA01 BB09 EE02 GG02 KK01 MM09 MM15 NN02 2H027 DA10 DA11 DE02 DE07 EA01 EA02 EA05 EA06 EA20 EB04 EC03 EC06 EC07 EC20 ZA09 2H030 AA02 AD02 AD16 BB13 BB34 BB36 BB38 BB63  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G059 AA01 BB09 EE02 GG02 KK01 MM09 MM15 NN02 2H027 DA10 DA11 DE02 DE07 EA01 EA02 EA05 EA06 EA20 EB04 EC03 EC06 EC07 EC20 ZA09 2H030 AA02 AD02 AD16 BB13 BB13BB

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感光体上に付着された多色トナーの付着
量を反射光により検出し、検出電圧レベルに応じて前記
多色トナーの付着量を制御するトナー付着量制御装置で
あって、 トナー付着量がゼロのときの反射光による検出電圧レベ
ルをゼロシフトすると共に、前記多色トナーの各色毎の
反射率に応じて、反射光による検出電圧レベルの増幅率
を制御し、前記多色トナーの付着量を所望の値に制御す
るように構成されたことを特徴とするトナー付着量制御
装置。
1. A toner adhering amount control device for detecting an adhering amount of multicolor toner adhering on a photoreceptor by reflected light and controlling the adhering amount of the multicolor toner in accordance with a detected voltage level, The detection voltage level due to the reflected light when the toner adhesion amount is zero is shifted to zero, and the amplification factor of the detection voltage level due to the reflected light is controlled in accordance with the reflectance of each color of the multicolor toner. A toner adhesion amount control device configured to control the adhesion amount of the toner to a desired value.
【請求項2】 前記感光体上に付着された多色トナーの
付着量を反射光により検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出された反射光による検出電圧
レベルを増幅する増幅手段と、 トナー付着量がゼロのときの反射光による検出電圧レベ
ルをゼロシフトするDCレベル変換手段と、 前記多色トナーの各色毎の反射率に応じて、前記増幅手
段の増幅率を可変する増幅率可変手段と、 前記増幅手段から取得した検出電圧レベルに応じて演算
処理を行い、前記感光体上に付着された前記多色トナー
の濃度及び画像形成条件を制御する演算手段とを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載のトナー付着量制御装
置。
2. A detecting means for detecting, by reflected light, an amount of the multicolor toner adhered on the photoreceptor, an amplifying means for amplifying a detection voltage level based on the reflected light detected by the detecting means, and a toner. DC level conversion means for shifting the detection voltage level by the reflected light to zero when the amount of adhesion is zero, and amplification variable means for varying the amplification rate of the amplification means according to the reflectance of each color of the multicolor toner. Computing means for performing arithmetic processing according to the detected voltage level obtained from the amplifying means, and controlling the density of the multicolor toner adhered on the photoreceptor and image forming conditions. The toner adhesion amount control device according to claim 1.
【請求項3】 前記演算手段は、 反射光の反射率に対応する増幅率補正値をテーブルにし
て格納するROMを備え、 前記演算手段が、反射光の反射率に対応した増幅率補正
値を、前記ROMから取得して前記増幅手段に送信し、 前記増幅手段が、取得した増幅率補正値に基づいて反射
光による検出電圧レベルの増幅率を可変することを特徴
とする請求項2に記載のトナー付着量制御装置。
3. The calculating means includes a ROM for storing a gain correction value corresponding to the reflectance of the reflected light in a table, and the calculating means stores the gain correction value corresponding to the reflectance of the reflected light. 3. The gain obtained from the ROM and transmitted to the amplifying means, wherein the amplifying means varies an amplification factor of a detection voltage level by reflected light based on the obtained amplification factor correction value. Control device for toner adhesion.
【請求項4】 前記増幅率可変手段がCdSフォトカプ
ラによって構成されると共に、前記増幅手段が差動増幅
器によって構成され、 前記演算手段が、増幅率補正値に対応するコントロール
電流を前記CdSフォトカプラに通電し、 前記CdSフォトカプラが、コントロール電流に応じて
自己の抵抗値を可変し、 前記差動増幅器が、前記CdSフォトカプラの抵抗値に
基づいて増幅率を可変することを特徴とする請求項3に
記載のトナー付着量制御装置。
4. The amplification factor varying means is constituted by a CdS photocoupler, the amplification means is constituted by a differential amplifier, and the operation means is configured to control a control current corresponding to an amplification factor correction value by the CdS photocoupler. The CdS photocoupler changes its own resistance value according to a control current, and the differential amplifier changes an amplification factor based on the resistance value of the CdS photocoupler. Item 4. The toner adhesion amount control device according to Item 3.
【請求項5】 環境温度を検知する温度検知手段を備
え、 前記ROMが、温度変化による増幅率の変化を補正した
温度補償増幅率補正値をテーブルとして記憶し、 前記演算手段が、前記温度検知手段からの温度情報に基
づいて、前記ROMのテーブルから温度補償増幅率補正
値を取得し、 前記増幅手段が、前記温度補償増幅率補正値に基づいて
増幅率を制御することを特徴とする請求項3または請求
項4に記載のトナー付着量制御装置。
5. A temperature detecting means for detecting an environmental temperature, wherein the ROM stores a temperature-compensated amplification factor correction value obtained by correcting a change in an amplification factor due to a temperature change as a table, A temperature compensation gain correction value is obtained from a table of the ROM based on temperature information from the means, and the amplification means controls the gain based on the temperature compensation gain correction value. 5. The toner adhesion amount control device according to claim 3 or 4.
【請求項6】 感光体上に付着された多色トナーの付着
量を反射光により検出し、検出電圧レベルに応じて前記
多色トナーの付着量を制御するトナー付着量制御の方法
であって、 前記感光体上のトナー付着量がゼロのときの反射光によ
る検出電圧レベルVBを検出する手順と、 前記感光体上に付着された多色トナーにおける各色トナ
ーの付着量を、各色毎の反射光による検出電圧レベルV
tとして検出する手順と、 (Vt−VB)の演算を行い、トナー付着量がゼロのとき
の反射光による検出電圧レベルをゼロシフトする手順
と、 反射光の反射率に対応する増幅率補正値で補正された基
準増幅率Aを取得する手順と、 反射光を検出する各色トナー毎に、(Vt−VB)×Aの
演算を行い、各色トナー毎に増幅された検出電圧レベル
を取得する手順と、 各色トナー毎に、増幅さた検出電圧レベルと予め設定さ
れた基準値とを比較して、トナー濃度の補正及び画像形
成条件の補正を行う手順とを経て、 前記多色トナーの付着量を所望の値に制御することを特
徴とするトナー付着量制御の方法。
6. A method for controlling the amount of multi-color toner adhered to a photoreceptor by detecting the amount of multi-color toner adhered on a photoreceptor using reflected light and controlling the amount of multi-color toner adhered in accordance with a detected voltage level. A procedure for detecting a detection voltage level VB based on reflected light when the toner adhesion amount on the photoreceptor is zero, and a reflection amount for each color in the multicolor toner adhered on the photoreceptor. Detection voltage level V by light
a procedure of detecting as t, a procedure of calculating (Vt−VB) to shift the detection voltage level by the reflected light to zero when the toner adhesion amount is zero, and an amplification factor correction value corresponding to the reflectance of the reflected light. A procedure of obtaining the corrected reference amplification factor A, a procedure of calculating (Vt−VB) × A for each color toner for detecting the reflected light, and obtaining a detection voltage level amplified for each color toner. A procedure of comparing the amplified detection voltage level with a preset reference value for each color toner, and correcting the toner density and the image forming conditions to determine the adhesion amount of the multicolor toner. A method for controlling a toner adhesion amount, wherein the method is controlled to a desired value.
【請求項7】 感光体上に付着された多色トナーの付着
量を反射光により検出し、検出電圧レベルに応じて前記
多色トナーの付着量の制御を実行させるプログラムを記
録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、 前記感光体上のトナー付着量がゼロのときの反射光によ
る検出電圧レベルVBを検出する手順と、 前記感光体上に付着された多色トナーにおける各色トナ
ーの付着量を、各色毎の反射光による検出電圧レベルV
tとして検出する手順と、 (Vt−VB)の演算を行い、トナー付着量がゼロのとき
の反射光による検出電圧レベルをゼロシフトする手順
と、 反射光の反射率に対応する増幅率補正値で補正された基
準増幅率Aを取得する手順と、 反射光を検出する各色トナー毎に、(Vt−VB)×Aの
演算を行い、各色トナー毎に増幅された検出電圧レベル
を取得する手順と、 各色トナー毎に、増幅さた検出電圧レベルと予め設定さ
れた基準値とを比較して、トナー濃度の補正及び画像形
成条件の補正を行う手順とを経て、 前記多色トナーの付着量を所望の値に制御するように実
行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体。
7. A computer-readable recording program for detecting the amount of multicolor toner adhered to the photoreceptor by reflected light and controlling the amount of multicolor toner adhered in accordance with the detected voltage level. Detecting the detection voltage level VB by reflected light when the toner adhesion amount on the photoconductor is zero, and the adhesion amount of each color toner in the multicolor toner attached on the photoconductor. Is the detected voltage level V by the reflected light for each color.
a procedure of detecting as t, a procedure of calculating (Vt−VB) to shift the detection voltage level by the reflected light to zero when the toner adhesion amount is zero, and an amplification factor correction value corresponding to the reflectance of the reflected light. A procedure of obtaining the corrected reference amplification factor A, a procedure of calculating (Vt−VB) × A for each color toner for detecting the reflected light, and obtaining a detection voltage level amplified for each color toner. A procedure of comparing the amplified detection voltage level with a preset reference value for each color toner, and correcting the toner density and the image forming conditions to determine the adhesion amount of the multicolor toner. A computer-readable recording medium in which a program to be executed so as to be controlled to a desired value is recorded.
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