JP3391627B2 - Toner density control method - Google Patents
Toner density control methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はトナー濃度制御方法
に関し、更に詳細には、キャリアとトナーからなる2成
分現像剤を用いた現像装置において、常にキャリアとト
ナーの最適の混合比からなるトナー濃度を得ることが出
来るようなトナー濃度制御方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner density control method, and more specifically, in a developing device using a two-component developer composed of a carrier and a toner, the toner density always has an optimum mixing ratio of the carrier and the toner. The present invention relates to a toner density control method capable of obtaining
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、例えばフェライト等の磁性体
で形成されるキャリアと、樹脂、カーボン等の非磁性体
から形成されたトナーからなる2成分現像剤を用いた現
像装置は公知である。このような現像装置においては、
キャリアとトナーの混合比からなるトナー濃度により記
録画像の画質が大きく左右される。しかも上記2成分現
像剤においては、当初最適な混合比に設定しても記録現
像を行うに伴ってトナーのみが消費されることになるた
めに、現像剤中のトナー濃度が徐々に低下していくこと
により、何もしなければついには現像不能の状態に至
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a developing device using a two-component developer composed of a carrier formed of a magnetic material such as ferrite and a toner formed of a non-magnetic material such as resin or carbon has been known. In such a developing device,
The image quality of a recorded image is greatly affected by the toner density, which is the mixture ratio of the carrier and the toner. Moreover, in the above-mentioned two-component developer, only the toner is consumed with the recording and development even when the optimum mixing ratio is initially set, so that the toner concentration in the developer gradually decreases. As a result, if nothing is done, the development is finally impossible.
【0003】この為従来より、前記トナー濃度の変化に
より現像剤の透磁率や、現像剤の周囲の磁気コイルのイ
ンダクタンスが変化することに着目して、その透磁率や
インダクタンスの検出出力に基づいて、現像剤中に所定
量のトナーを適宜補給し、トナー濃度を一定に保持する
よう制御する装置が提案されている(特公昭51−14
896号)。Therefore, conventionally, focusing on the fact that the magnetic permeability of the developer and the inductance of the magnetic coil around the developer change due to the change of the toner concentration, based on the detection output of the magnetic permeability and the inductance. There has been proposed a device for appropriately replenishing a predetermined amount of toner into a developer so as to keep the toner density constant (Japanese Patent Publication No. 51-14).
896).
【0004】しかしながら、上記従来のトナー濃度制御
装置においては、検出手段の応答遅れに起因して過剰に
トナーが供給されやすいという欠点が生じていた。この
ような欠点を解消するために、最適濃度レベル(制御基
準レベル)を零中心としてその両側に正負に振るような
振動波形成分を生成し、制御基準レベルに対応する基準
電圧との差に応じてトナー補給量を調整可能にしたトナ
ー濃度制御方法が提案されている(特開平2−6456
0号)。However, the conventional toner concentration control device described above has a drawback in that the toner is likely to be excessively supplied due to the response delay of the detecting means. In order to eliminate such a defect, a vibration waveform component that swings positively and negatively on both sides of the optimum concentration level (control reference level) as the zero center is generated, and it is determined according to the difference from the reference voltage corresponding to the control reference level. A toner concentration control method has been proposed in which the toner replenishment amount can be adjusted (JP-A-2-6456).
No. 0).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来の技術は、次のような問題点を有していた。すなわ
ち上記トナー濃度制御方法においては、回転する撹拌部
材等によって現像剤に流れを作り、トナー濃度検出出力
に振動波形成分を持たせ、透磁率センサ等によってセン
サ近傍の主にキャリアによる磁力を検出する。However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems. That is, in the above toner concentration control method, a rotating stirring member or the like creates a flow in the developer, a toner waveform detection output has a vibration waveform component, and a magnetic permeability sensor or the like detects the magnetic force mainly by the carrier near the sensor. .
【0006】この現象を図に基づいて説明すると、図7
(a)に示すように、トナー濃度検出値のアナログ信号
が制御基準レベルを上回るとデジタル信号をONにする
ように、アナログ信号を図7(b)に示すようなデジタ
ル信号に変換する。そして、デジタル信号がONである
時間の間はトナー補給を行い、OFFである時間の間は
トナー補給を止める。This phenomenon will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7A, the analog signal is converted into a digital signal as shown in FIG. 7B so that the digital signal is turned ON when the analog signal of the toner density detection value exceeds the control reference level. Then, the toner replenishment is performed while the digital signal is ON, and the toner replenishment is stopped while the digital signal is OFF.
【0007】しかしながら上記従来のトナー濃度制御方
法においては、外的要因による現像剤の減少や、環境要
因によるキャリアの帯電量の極端な変化があると透磁率
センサの検出誤差が大きくなり、正確なトナー濃度制御
が困難になるという問題があった。However, in the above-mentioned conventional toner concentration control method, if the developer is reduced by an external factor or the carrier charge amount is extremely changed by an environmental factor, the detection error of the magnetic permeability sensor becomes large, and the toner is not accurately measured. There is a problem that it becomes difficult to control the toner density.
【0008】すなわち、トナーの量が減少すると感光ド
ラムへキャリアが現像されて、現像器内のキャリアの量
が減少する。このような場合、前記振動波形成分を作る
ための現像剤の流れが充分でなくなり、検出される振動
波形成分の振幅は小さくなる。またキャリアが少ないた
め透磁率が下がり、透磁率センサはトナーが充分にある
と判断してトナーを補給しないため、トナー濃度が低下
するだけでなく、さらにキャリアが現像されてキャリア
の量が減少する。That is, when the amount of toner decreases, the carrier is developed on the photosensitive drum, and the amount of carrier in the developing device decreases. In such a case, the flow of the developer for producing the vibration waveform component becomes insufficient, and the detected amplitude of the vibration waveform component becomes small. Further, since the amount of carrier is small, the magnetic permeability decreases, and the magnetic permeability sensor determines that the toner is sufficient and does not replenish the toner. Therefore, not only the toner concentration decreases, but also the carrier is developed and the amount of carrier decreases. .
【0009】この現象を図に基づいて説明すると、図8
(a)において、正常な状態の現像剤のトナー濃度検出
値のアナログ信号を実線で表し、前記外的要因による現
像剤の減少により振動波形成分の振幅が小さくなったト
ナー濃度検出値のアナログ信号を点線で表す。この2つ
のアナログ信号を検出された現像剤のトナー濃度は全く
違うが、2つのアナログ信号を制御基準レベルでデジタ
ル信号に変換すると、図8(b)に示すように全く同じ
長さのデジタル信号に変換される。このため、透磁率セ
ンサは現像剤の状態までは判別することができず、正確
なトナー補給の制御が不可能となる。This phenomenon will be described with reference to FIG.
In (a), the analog signal of the toner concentration detection value of the developer in the normal state is represented by a solid line, and the analog signal of the toner concentration detection value in which the amplitude of the vibration waveform component is reduced due to the decrease of the developer due to the external factor Is represented by a dotted line. The toner concentrations of the two detected analog signals are completely different from each other, but when the two analog signals are converted into digital signals at the control reference level, as shown in FIG. 8B, digital signals having exactly the same length are obtained. Is converted to. Therefore, the magnetic permeability sensor cannot discriminate the state of the developer, and it becomes impossible to accurately control the toner supply.
【0010】また、2成分現像剤において現像剤内のキ
ャリアの帯電量が下がると、キャリアの表面からトナー
が離れて透磁率が上昇し、透磁率センサは現像器内のト
ナー量が不足していると誤認してトナーを補給する。そ
して補給されたトナーも帯電量が落ちたキャリアに付き
にくいので、透磁率センサはトナーがまだ不足している
と判断し、トナーが過剰に供給される。また、透磁率が
高いので検出される振動波形成分の振幅は大きくなる。In the two-component developer, when the charge amount of the carrier in the developer decreases, the toner separates from the surface of the carrier to increase the magnetic permeability, and the magnetic permeability sensor lacks the toner amount in the developing device. If it is wrong, the toner is replenished. The replenished toner is also unlikely to adhere to the carrier whose charge amount has dropped, so the magnetic permeability sensor determines that the toner is still insufficient, and the toner is excessively supplied. Further, since the magnetic permeability is high, the amplitude of the vibration waveform component detected becomes large.
【0011】そこで本発明は、上述の問題点を解決する
ため、現像剤の状態を判別することができることにより
正確なトナー濃度を検出して、適正なトナー補給の制御
を可能とするトナー濃度制御方法を提供することを課題
とするものである。Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention is capable of determining the toner state by detecting the state of the developer, and controlling the toner concentration so that the toner replenishment can be controlled appropriately. The challenge is to provide a method.
【0012】[0012]
【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、2成分現像剤におけるトナー濃度変化を振
動波形成分を重畳して検出し、この検出値を所定の基準
レベルと比較してトナー補給の制御を行うトナー濃度制
御方法において、前記所定の基準レベルとして最適基準
レベルとこれより低い補助基準レベルの高低2つを用意
し、前記トナー濃度変化の検出値が、前記高い方の最適
基準レベル以上となった時間をx 1 とし、前記低い方の
補助基準レベル以上となった時間をx 2 としたとき、 x
1 を変数とする所定の演算式を用いて前記トナー補給の
制御を行うと共に、前記x 1 とx 2 とを比較して、 x 1
がx 2 に対して第1の所定の割合以下のときはトナーの
供給量を通常より多めに補給するように前記演算式を補
正し、 x 1 がx 2 に対して前記第1の所定の割合より大
きい第2の所定の割合以上のときはトナーの供給量を通
常より少なめに補給するように前記演算式を補正するよ
うにしたことを特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention detects a toner concentration change in a two-component developer by superimposing a vibration waveform component and compares the detected value with a predetermined reference level. the toner density control method for controlling the toner replenishment Te, optimization criteria as the predetermined reference level
There are two levels, a high level and a lower auxiliary reference level.
And the detection value of the toner density changes, the optimum of the higher
The time when the level is above the reference level is x 1 ,
When the time when the level exceeds the auxiliary reference level is x 2 , x
The toner replenishment is controlled using a predetermined arithmetic expression with 1 as a variable, and x 1 and x 2 are compared to obtain x 1
Is less than the first predetermined ratio with respect to x 2 , the toner
Supplement the above formula to supply a larger amount than usual.
Correct, larger than said first predetermined percentage x 1 is relative to x 2
If the threshold second predetermined ratio or more, the toner supply amount
It is characterized in that the arithmetic expression is corrected so that the supply amount is smaller than usual .
【0013】このようなトナー濃度制御方法によれば、
振動波形成分を重畳して検出するトナー濃度検出値と比
較する所定の基準レベルを2つ用意して、トナー濃度の
検出値をそれら2つの基準レベル各々と比較することに
より、2成分現像剤の状態を判別することが可能とな
る。このため正確なトナー濃度の検出を行うことができ
て、適正なトナー補給の制御を行うことが可能となる。According to such a toner density control method,
By preparing two predetermined reference levels to be compared with the toner concentration detection value detected by superimposing the vibration waveform component and comparing the toner concentration detection value with each of the two reference levels, the two-component developer It is possible to determine the state. Therefore, it is possible to accurately detect the toner density, and it is possible to appropriately control the toner replenishment.
【0014】すなわちこのような技術手段によれば、ト
ナー濃度センサよりのセンサ出力に対応する検出信号と
2つの制御基準レベルとの関係により、前記現像剤の減
少または/及び現像剤キャリアの帯電量の極端な変化に
対応してトナー補給制御の演算式を変更(補正)するよ
うにして、実際の現像器内のトナー濃度に応じた精度の
高いトナー補給の制御を行うことができる。That is, according to the above technical means, the developer is reduced or / and the charge amount of the developer carrier is increased depending on the relationship between the detection signal corresponding to the sensor output from the toner concentration sensor and the two control reference levels. By changing (correcting) the calculation formula of the toner replenishment control in accordance with the extreme change of the toner replenishment control, it is possible to perform highly accurate toner replenishment control according to the actual toner concentration in the developing device.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
の実施の形態について詳細に説明する。ただしこの実施
の形態に記載されている構成部品の寸法、形状、材質、
その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、こ
の発明の範囲をそれのみに限定する趣旨はなく単なる一
例にすぎない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, shapes, materials of the components described in this embodiment,
Unless otherwise specified, the relative arrangement and the like are merely examples and are not intended to limit the scope of the present invention thereto.
【0016】図1は、本発明によるトナー濃度制御方法
の第1の実施の形態に係る現像器の内部構成を示す。こ
の現像器の要部構成について簡単に説明すると、キャリ
アとトナーが所定濃度割合で収納された現像容器1にお
いて、感光体ドラム3と対面する開口側に、不図示のマ
グロール(固定磁石集成体)が内包されたスリーブ4を
回転自在に軸支させるとともに、該現像容器1の上方に
仕切板5を介してトナー容器2を取り付ける。FIG. 1 shows the internal structure of a developing device according to the first embodiment of the toner density control method of the present invention. To briefly explain the configuration of the main part of the developing device, a mag roll (fixed magnet assembly) (not shown) is provided on the opening side facing the photosensitive drum 3 in the developing container 1 in which the carrier and the toner are stored in a predetermined concentration ratio. The sleeve 4 containing the toner is rotatably supported, and the toner container 2 is mounted above the developing container 1 via the partition plate 5.
【0017】そして仕切板5の任意箇所に形成したテー
パ状のガイド凹部6の底側にスリット開口部6aを設
け、該開口部6aにスポンジが包被されたトナー補給ロ
ーラ7を回転自在に取り付け、該ローラ7に連結された
直流モータ(M)9を回転制御することにより、トナー
補給量を任意に調整可能に構成している。A slit opening 6a is provided on the bottom side of a tapered guide recess 6 formed at an arbitrary position of the partition plate 5, and a toner replenishing roller 7 covered with sponge is rotatably attached to the opening 6a. By controlling the rotation of the DC motor (M) 9 connected to the roller 7, the toner replenishment amount can be arbitrarily adjusted.
【0018】一方現像容器1は、そのほぼ中央部に回転
可能な撹拌部材8を取り付け、前記トナー補給ローラ7
より現像容器1内に補給されたトナーをキャリアととも
に撹拌可能に構成する。そして該撹拌部材8下方の容器
底面側に、現像剤の透磁率からトナー濃度を検出する透
磁率センサ10を取り付け、該センサ10よりの検出信
号をCPU19に入力し、駆動回路(DRIV.)20
を介して前記直流モータ9の回転制御、言い換えればト
ナー補給の制御を行うよう構成している。On the other hand, the developing container 1 is provided with a rotatable stirring member 8 at substantially the center thereof, and the toner replenishing roller 7 is provided.
The toner replenished in the developing container 1 can be agitated together with the carrier. A magnetic permeability sensor 10 for detecting the toner concentration from the magnetic permeability of the developer is attached to the bottom side of the container below the stirring member 8, and a detection signal from the sensor 10 is input to the CPU 19 to drive the drive circuit (DRIV.) 20.
The rotation control of the DC motor 9, in other words, the control of toner replenishment is performed via the.
【0019】さらに、撹拌部材8の先端にはセンサスク
レーパ8aが取り付けられ、前記撹拌部材8が周期Tに
より一定速度で回転することにより前記スクレーパ8a
が透磁率センサ10の表面を摺擦し、透磁率センサ10
より周期Tの振動成分を有する波形信号が生成される。Further, a sensor scraper 8a is attached to the tip of the stirring member 8, and the stirring member 8 is rotated at a constant speed in a cycle T so that the scraper 8a is rotated.
Rubs against the surface of the magnetic permeability sensor 10,
A waveform signal having a vibration component with a period T is generated.
【0020】CPU19は図2に示すように、前記振動
波形成分が重畳された透磁率センサ10よりの検出信号
を入力し、最適基準レベルに対応する基準電圧V1、補
助基準レベルに対応する基準電圧V2をそれぞれ設定す
る基準電圧設定回路11,12と、各々の基準電圧
V1,V2と検出信号を比較し、該前記検出信号が基準電
圧以上になった際にON信号を出力する比較器13,1
4と、該比較器13,14よりのON信号を基準クロッ
ク15に基づいてそれぞれカウントしてカウンタ値
x1、x2を出力するカウンタ16,17と、該カウンタ
16,17よりのカウンタ値x1、x2に基づいて演算式
よりトナー補給の制御信号を生成する演算回路18を備
え、前記トナー補給の制御信号をモータ駆動回路20に
出力することにより前記モータ9の回転制御を行う。As shown in FIG. 2, the CPU 19 inputs the detection signal from the magnetic permeability sensor 10 on which the vibration waveform component is superimposed, and outputs the reference voltage V 1 corresponding to the optimum reference level and the reference corresponding to the auxiliary reference level. The reference voltage setting circuits 11 and 12 for respectively setting the voltage V 2 are compared with the respective reference voltages V 1 and V 2 and the detection signal, and an ON signal is output when the detection signal exceeds the reference voltage. Comparator 13, 1
4, counters 16 and 17 for counting ON signals from the comparators 13 and 14 based on a reference clock 15 and outputting counter values x 1 and x 2 , respectively, and counter values x from the counters 16 and 17. An arithmetic circuit 18 for generating a toner replenishment control signal from an arithmetic expression based on 1 and x 2 is provided, and the rotation control of the motor 9 is performed by outputting the toner replenishment control signal to the motor drive circuit 20.
【0021】このような現像器を用いたトナー濃度制御
方法によれば、図3(a)に示すように2種類の制御基
準レベル、すなわち最適基準レベル1と補助基準レベル
2とを設けて、透磁率センサ10よりの振動波形成分が
重畳されたアナログ信号の検出信号,を、それぞれ
の制御基準レベル1,2と比較することによりデジタル
信号に変換する。According to the toner density control method using such a developing device, two kinds of control reference levels, that is, the optimum reference level 1 and the auxiliary reference level 2 are provided as shown in FIG. An analog signal detection signal on which the vibration waveform component from the magnetic permeability sensor 10 is superimposed is compared with the respective control reference levels 1 and 2 to be converted into a digital signal.
【0022】図3(a)の2つのアナログ信号,は
周期は同じであるが、振幅に違いがみられる。2つのア
ナログ信号,を最適基準レベル1と比較して変換さ
れた各々のデジタル信号は、両方共図3(b)に示すよ
うにONの時間が全く同じ長さのデジタル信号となる
が、補助基準レベル2で変換されたデジタル信号は図3
(c),(d)に示すように、ONの時間の長さに明ら
かに違いが現れる。The two analog signals in FIG. 3 (a) have the same period but different amplitudes. Each of the digital signals converted by comparing the two analog signals with the optimum reference level 1 becomes a digital signal whose ON time is exactly the same as shown in FIG. 3B. The digital signal converted at the reference level 2 is shown in FIG.
As shown in (c) and (d), a clear difference appears in the length of ON time.
【0023】すなわち振幅が小さく変化したアナログ信
号は、最適基準レベル1との比較では正常のアナログ
信号との違いを判別できなくても、補助基準レベル2
との比較によるデジタル信号ではONの時間が長くなる
(図3(d)参照)ため、正常なアナログ信号による
デジタル信号(図3(c)参照)と区別することができ
る。That is, the analog signal whose amplitude has changed small is compared with the optimum reference level 1 even if the difference from the normal analog signal cannot be discriminated.
Since the ON time of the digital signal obtained by comparison with is longer (see FIG. 3D), it can be distinguished from the digital signal of the normal analog signal (see FIG. 3C).
【0024】このことより、最適基準レベル1との比較
で変換されたデジタル信号(図3(b)参照)に対応す
るカウンタ値x1、及び補助基準レベル2で変換された
デジタル信号(図3(d)参照)に対応するカウンタ値
x2に基づいて、下記演算式を用いてトナー補給の制御
を行うことにより、正確なトナー補給の制御が行われ
る。
Y= F1(x1) (例、A1x1+B1) (条件1の時)
F2(x1) (例、A2x1+B2) (条件2の時)
F3(x1) (例、A3x1+B3) (条件1、2以外の時)
条件1:例、カウンタ値x1の値がx2の値の50%以下
の時等
トナーの供給量を通常より多めに補給するように制御等
条件2:例、カウンタ値x1の値がx2の値の80%以上
の時等
トナーの供給量を通常より少なめに補給するように制御
等
Y:現像剤の状態を加味したトナー補給の制御信号の長
さFrom this, the counter value x 1 corresponding to the digital signal converted by comparison with the optimum reference level 1 (see FIG. 3B) and the digital signal converted by the auxiliary reference level 2 (see FIG. 3). Accurate toner replenishment control is performed by performing toner replenishment control using the following arithmetic expression based on the counter value x 2 corresponding to (d). Y = F 1 (x 1 ) (eg, A 1 x 1 + B 1 ) (when condition 1) F 2 (x 1 ) (eg, A 2 x 1 + B 2 ) (when condition 2) F 3 (x 1 ) (Example, A 3 x 1 + B 3 ) (When conditions other than 1 and 2) Condition 1: Example, when the counter value x 1 is 50% or less of the value x 2 Control so as to replenish more: Condition 2, such as when the counter value x 1 is 80% or more of the value x 2 , control so as to replenish the toner supply amount less than usual Y: Development Toner replenishment control signal length considering the state of the agent
【0025】なお、上記演算式に基づいてトナー補給を
実行する場合はあくまでも、Y(トナー補給制御信号の
長さ)<T(振動波形の周期)、即ち前記検出信号が基
準レベルと交差している場合に適用される。そしてその
他の場合、即ち前記カウンタ値x1,x2が出力されない
場合は、演算回路18より連続したOFF信号を出力
し、またカウンタ値x1,x2≧Tの場合には、前記演算
式と無関係に連続したON信号を出力するか、若しくは
カウンタ値x1を周期Tに置き換えた演算式を用いても
よい。When toner replenishment is executed based on the above equation, Y (length of toner replenishment control signal) <T (cycle of vibration waveform), that is, the detection signal crosses the reference level. Applies when In other cases, that is, when the counter values x 1 and x 2 are not output, a continuous OFF signal is output from the arithmetic circuit 18, and when the counter values x 1 and x 2 ≧ T, the arithmetic expression is A continuous ON signal may be output regardless of the above, or an arithmetic expression in which the counter value x 1 is replaced with the period T may be used.
【0026】以上より本発明の特徴とするところは、2
成分現像剤におけるトナー濃度センサより得られたトナ
ー濃度検出値に対応するアナログ信号と、2種類の制御
基準レベルとを比較して得られた、複数のデジタル信号
から現像剤の状態を判別し、その状態に応じてトナー補
給の制御信号に変換する演算式を補正してトナー補給の
制御信号を生成し、それに基づいてトナー補給の制御を
行うことにある。The features of the present invention are as follows.
The state of the developer is determined from a plurality of digital signals obtained by comparing an analog signal corresponding to the toner concentration detection value obtained from the toner concentration sensor in the component developer and two types of control reference levels, According to the state, a calculation formula for converting into a toner replenishment control signal is corrected to generate a toner replenishment control signal, and toner replenishment control is performed based on the generated toner replenishment control signal.
【0027】[0027]
【実施例】例えば、トナー濃度10%で現像剤総量50
0gの現像器において、撹拌部材8により与えられる振
動波形周期Tが1秒、最適基準レベル1が10.0V、
補助基準レベル2が7.0Vで与えられるとする。現像
剤の状態が正常な場合は図4のように表され、1分間に
10枚印字するプリンタで、トナー補給時間Yは、カウ
ンタ値x1により、下記演算式(1)で計算される。
Y=x1+300 [msec] ・・・(1)EXAMPLES For example, the toner amount is 10% and the total amount of the developer is 50.
In the 0 g developing device, the vibration waveform period T given by the stirring member 8 is 1 second, the optimum reference level 1 is 10.0 V,
Suppose auxiliary reference level 2 is provided at 7.0V. When the state of the developer is normal, it is represented as shown in FIG. 4, and in a printer that prints 10 sheets per minute, the toner replenishment time Y is calculated by the following equation (1) using the counter value x 1 . Y = x 1 +300 [msec] (1)
【0028】トナー補給は最適基準レベル1で制御さ
れ、印字密度5%程度の印字を行うと、x1=200[m
sec]、x2=300[msec]を示し、x1/x2=67%
となり、Y=500[msec]と計算される。すなわち1
分間に5秒(=500[msec]×10)モータが回転
し、トナーが0.3g程度現像剤に補給される。Toner replenishment is controlled at the optimum reference level 1, and when printing with a print density of about 5%, x 1 = 200 [m
sec], x 2 = 300 [msec], and x 1 / x 2 = 67%
And Y = 500 [msec] is calculated. Ie 1
The motor rotates for 5 seconds (= 500 [msec] × 10) per minute, and toner is replenished to the developer by about 0.3 g.
【0029】次に、トナー濃度が低下し、感光ドラムへ
キャリアが現像されてしまい、現像剤重量が400gま
で減少した場合を考える。図5(a)に破線のグラフで
表されるように、振動波形成分の振幅は現像剤の状態が
正常な場合(実線のグラフ)より小さくなり、カウンタ
値x1の値は正常値より小さく表されるようになる。す
なわち、x1=100[msec]、x2=300[msec]の
とき、x1/x2=33%と、x1の値がx2の値の50%
以下になる。このとき、トナー補給の演算式を次式
(2)のように補正する。
Y=x1+400 [msec] ・・・(2)Next, consider a case where the toner density is lowered, the carrier is developed on the photosensitive drum, and the developer weight is reduced to 400 g. As shown by the broken line graph in FIG. 5A, the amplitude of the vibration waveform component is smaller than when the developer is in a normal state (solid line graph), and the counter value x 1 is smaller than the normal value. Will be represented. That is, when x 1 = 100 [msec] and x 2 = 300 [msec], x 1 / x 2 = 33%, and the value of x 1 is 50% of the value of x 2.
It becomes the following. At this time, the calculation formula for toner replenishment is corrected as in the following formula (2). Y = x 1 +400 [msec] (2)
【0030】印字品質が保証されている状態ではx1=
100[msec]に減少するが、トナー補給時間は正しく
Y=500[msec]が得られることになる。また更にト
ナーが減少して、図5(b)に示すようにx1=200
[msec]を示すようになっても、Y=600[msec]と
なり標準より多くトナーが供給されることになる。When print quality is guaranteed, x 1 =
Although it is reduced to 100 [msec], the toner replenishment time is Y = 500 [msec]. Further, the toner is further reduced, and x 1 = 200 as shown in FIG.
Even if [msec] is indicated, Y = 600 [msec] and more toner is supplied than the standard.
【0031】次に、高温高湿環境に放置された後を考え
る。キャリアの帯電量が下がり、キャリア表面からトナ
ーが離れ透磁率が上昇した場合、図6(a)に破線のグ
ラフで表されるように、振動波形成分の振幅は大きくな
り、カウンタ値x2の値はx1に対して正常の場合より小
さい比率で表されるようになる。すなわち、x1=30
0[msec]、x2=350[msec]のとき、x1/x2=
86%と、x1の値がx2の値の80%以上になる。この
とき、トナー補給の演算式を次式(3)のように補正す
る。
Y=x1+200 [msec] ・・・(3)Next, consider the case after being left in a high temperature and high humidity environment. When the charge amount of the carrier decreases, the toner separates from the carrier surface, and the magnetic permeability increases, the amplitude of the vibration waveform component increases and the counter value x 2 of the counter value x 2 increases, as shown by the broken line graph in FIG. The value becomes smaller than that in the normal case with respect to x 1 . That is, x 1 = 30
When 0 [msec] and x 2 = 350 [msec], x 1 / x 2 =
86%, the value of x 1 becomes 80% or more of the value of x 2 . At this time, the calculation formula for toner replenishment is corrected as in the following formula (3). Y = x 1 +200 [msec] (3)
【0032】印字品質が保証されている状態ではx1=
300[msec]に増加するが、トナー補給時間は正しく
Y=500[msec]が得られることになる。また、トナ
ーが過剰に供給されて図6(b)に示すようにx1=2
00[msec]を示すようになっても、Y=400[mse
c]となりトナーが少なめに供給されることになる。When the print quality is guaranteed, x 1 =
Although it is increased to 300 [msec], the toner replenishment time is Y = 500 [msec]. Further, as the toner is excessively supplied, x 1 = 2 as shown in FIG.
Even if 00 [msec] is indicated, Y = 400 [mse
c] and the toner is supplied in a small amount.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動波形成分を重畳して検出するトナー濃度検出値と比較
する所定の基準レベルを2つ用意して、トナー濃度の検
出値をそれら2つの基準レベル各々と比較することによ
り、2成分現像剤の状態を判別することが可能となる。
このため正確なトナー濃度の検出を行うことができて、
適正なトナー補給の制御を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention, two predetermined reference levels to be compared with the toner concentration detection value detected by superposing the vibration waveform component are prepared, and the toner concentration detection value is obtained. By comparing with each of the two reference levels, it becomes possible to determine the state of the two-component developer.
Therefore, it is possible to accurately detect the toner density,
It is possible to perform appropriate toner supply control.
【0034】すなわち、本発明によれば、基本的には前
記従来技術と同様に検出信号と制御基準レベルとの差に
応じてトナー補給を調整可能にするものの、前記現像剤
の減少、キャリアの帯電量の変化等に応じてトナー補給
信号への演算式を補正し、これにより精度の高いトナー
補給の制御を実現することが出来る。That is, according to the present invention, basically, the toner replenishment can be adjusted according to the difference between the detection signal and the control reference level as in the prior art, but the developer is reduced and the carrier is reduced. The calculation formula for the toner replenishment signal is corrected according to the change in the charge amount, etc., whereby highly accurate toner replenishment control can be realized.
【0035】また、前記補正はアナログ信号自体を補正
するのではなく、制御基準レベルと比較して得られたデ
ジタル信号を補正するものであるために、ハード的処理
ではなくソフト的処理にて補正が可能なので、回路構成
が煩雑化する事がないと共に精度の高いトナー補給制御
が可能となる。Further, since the correction is not for correcting the analog signal itself but for correcting the digital signal obtained by comparing with the control reference level, the correction is performed not by hardware but by software. Therefore, the circuit configuration is not complicated and highly accurate toner replenishment control is possible.
【図1】図1は本発明によるトナー濃度制御方法の第1
の実施の形態に係る現像器を説明するための概略図であ
る。FIG. 1 shows a first toner concentration control method according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the developing device according to the embodiment.
【図2】図1に示すCPU19の構成及び動作を示す機
能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration and operation of a CPU 19 shown in FIG.
【図3】2つの制御基準レベル1,2と比較するトナー
濃度検出値のアナログ波形信号,(図3(a))
と、それらの比較により作成されるデジタル矩形信号
(図3(b)〜(d))を示す図である。FIG. 3 is an analog waveform signal of a toner density detection value to be compared with two control reference levels 1 and 2 (FIG. 3A).
FIG. 4 is a diagram showing a digital rectangular signal (FIGS. 3B to 3D) created by comparing them.
【図4】正常な状態の現像剤のトナー濃度検出波形信号
と2つの基準レベル1,2の関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a toner concentration detection waveform signal of a developer in a normal state and two reference levels 1 and 2.
【図5】正常な状態の現像剤のトナー濃度検出波形信号
(実線)と、外的要因により現像剤が減少した場合のト
ナー濃度検出波形信号(破線)と、2つの基準レベル
1,2の関係を示す図である。FIG. 5 shows a toner concentration detection waveform signal of a developer in a normal state (solid line), a toner concentration detection waveform signal when the developer decreases due to an external factor (broken line), and two reference levels 1 and 2. It is a figure which shows a relationship.
【図6】正常な状態の現像剤のトナー濃度検出波形信号
(実線)と、環境要因によるキャリアの帯電量の極端な
変化があった場合のトナー濃度検出波形信号(破線)
と、2つの基準レベル1,2との関係を示す図である。FIG. 6 is a toner concentration detection waveform signal of a normal developer (solid line) and a toner concentration detection waveform signal when there is an extreme change in carrier charge amount due to environmental factors (dashed line).
It is a figure which shows the relationship between two reference levels 1 and 2.
【図7】従来のトナー濃度検出信号の振動波形成分と制
御基準レベルとの関係を示す図(図7(a))と、それ
らの比較により作成されるデジタル矩形信号を示す図
(図7(b))である。7 is a diagram showing a relationship between a vibration waveform component of a conventional toner density detection signal and a control reference level (FIG. 7A), and a diagram showing a digital rectangular signal created by comparing them (FIG. 7 ( b)).
【図8】正常な状態の現像剤のトナー濃度検出波形信号
(実線)と、トナー濃度センサが誤認する現像剤の状態
が変化したときのトナー濃度検出波形信号(破線)と、
制御基準レベルとの関係を示す図(図8(a))と、そ
れらの信号の比較により作成されるデジタル矩形信号を
示す図(図8(b))である。FIG. 8 shows a toner concentration detection waveform signal of a developer in a normal state (solid line), and a toner concentration detection waveform signal (dashed line) when a state of the developer erroneously recognized by the toner concentration sensor changes.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship with a control reference level (FIG. 8A) and a diagram showing a digital rectangular signal created by comparing these signals (FIG. 8B).
1 現像器 2 トナー容器 3 感光体ドラム 4 スリーブ 5 仕切板 6 ガイド凹部 6a スリット開口部 7 トナー補給ローラ 8 撹拌部材 8a センサスクレーパ 9 モータ 10 透磁率センサ 11 基準電圧V1の設定回路 12 基準電圧V2の設定回路 13,14 比較器 15 基準クロック 16,17 カウンタ 18 演算回路 19 CPU 20 駆動回路 1 developer 2 Toner container 3 photoconductor drum 4 sleeve 5 partition boards 6 Guide recess 6a slit opening 7 Toner supply roller 8 stirring member 8a Sensor scraper 9 motors 10 Permeability sensor 11 Reference voltage V1 setting circuit 12 Reference voltage V2 setting circuit 13,14 Comparator 15 Reference clock 16,17 counter 18 Arithmetic circuit 19 CPU 20 drive circuit
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−194066(JP,A) 特開 平5−307325(JP,A) 特開 平6−236109(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 115 G03G 15/08 507 Continuation of the front page (56) Reference JP 58-194066 (JP, A) JP 5-307325 (JP, A) JP 6-236109 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) G03G 15/08 115 G03G 15/08 507
Claims (4)
振動波形成分を重畳して検出し、この検出値を所定の基
準レベルと比較してトナー補給の制御を行うトナー濃度
制御方法において、 前記所定の基準レベルとして最適基準レベルとこれより
低い補助基準レベルの高低2つを用意し、 前記トナー濃度変化の検出値が、前記高い方の最適基準
レベル以上となった時間をx 1 とし、前記低い方の補助
基準レベル以上となった時間をx 2 としたとき、 x 1 を 変数とする所定の演算式を用いて前記トナー補給
の制御を行うと共に、前記x 1 とx 2 とを比較して、 x 1 がx 2 に対して第1の所定の割合以下のときはトナ
ーの供給量を通常より多めに補給するように前記演算式
を補正し、 x 1 がx 2 に対して前記第1の所定の割合より大きい第
2の所定の割合以上のときはトナーの供給量を通常より
少なめに補給するように前記演算式を補正する ようにし
たことを特徴とするトナー濃度制御方法。1. A toner concentration control method for detecting a toner concentration change in a two-component developer by superposing a vibration waveform component, and comparing the detected value with a predetermined reference level to control toner replenishment. Optimal reference level and more than this as the reference level of
Two high and low auxiliary reference levels are prepared, and the detected value of the toner density change is the higher optimum reference level.
The time above the level is set as x 1 , and the lower assistance
When the time becomes higher than a reference level set to x 2, the toner replenishment using a predetermined arithmetic expression for the x 1 and variable
Control performs the, by comparing the x 1 and x 2, when x 1 is less than a first predetermined percentage of the x 2 Toner
The above formula is used to supply more than usual
And x 1 is larger than the first predetermined ratio with respect to x 2 .
When the ratio is 2 or more, the toner supply amount is
A method for controlling toner density, characterized in that the above-mentioned arithmetic expression is corrected so as to replenish a little .
し、前記時間x 1 、所定の定数A及びBを用いて、Y=
Ax 1 +Bの式で表され、前記x 1 とx 2 とを比較して、 x 1 がx 2 に対して前記第1の所定の割合以下のとき は
前記定数A又はBのいずれか一方或は両方の値を通常の
値より大きい値に補正し、x 1 がx 2 に対して前記第2の所定の割合以上のとき は
前記定数A又はBのいずれか一方或は両方の値を通常の
値より小さい値に補正することを特徴とする請求項1に
記載のトナー濃度制御方法。Wherein said arithmetic expression is a toner replenishment time and Y
Then, using the time x 1 and the predetermined constants A and B, Y =
Expressed by the formula A x 1 + B, comparing x 1 and x 2, and when x 1 is less than or equal to the first predetermined ratio with respect to x 2 , either one of the constants A or B Alternatively, both values are corrected to a value larger than a normal value, and when x 1 is equal to or larger than the second predetermined ratio with respect to x 2 , either or both of the constants A and B are changed. The toner density control method according to claim 1, wherein the toner density is corrected to a value smaller than a normal value.
ログ信号の検出値を前記2つの基準レベル各々と比較し
た結果をデジタル信号で表して処理することを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載のトナー濃度制御方法。3. The method according to claim 1, wherein the detected value is an analog signal, and the result of comparing the detected value of the analog signal with each of the two reference levels is expressed as a digital signal for processing. 5. The toner concentration control method according to.
を用いて行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に
記載のトナー濃度制御方法。4. The toner concentration control method according to claim 1, wherein the calculation and correction of the calculation formula are performed using a digital signal.
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JPH09269647A JPH09269647A (en) | 1997-10-14 |
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