JPH02108085A - 記録装置のトナー濃度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜像媒体に形成された静電潜像をトナーで現
像する記録装置に関し、特に、静像媒体に所定パターン
で形成した静電潜像のトナー現像パターンの濃度を検出
し検出濃度に基づいてトナー補給制御する、トナー濃度
制御装置に関する。

〔従来の技術〕

静電潜像現像により電荷担持媒体の静電潜像を可視化す
る記録装置においては、電荷担持媒体上の静電電位、現
像トナー濃度、現像バイアス電位。

等が現像１〜ナ一画像の濃度を左右する。電荷担持媒体
が感光体であって、これを予め一様に荷電し荷電面に画
像対応の露光をして静電潜像を形成しこれをトナーで現
像し、トナー像を記録紙に転写する、いわゆる電子写真
方式の記録装置では、更に、露光強度も記録濃度に影響
する。

したがって従来は、トナー濃度を極カ一定に維持して、
露光前の荷電電位、露光強度、現像バイアス電位等を、
オペレータ又はホストコンピュータの記録濃度指定又は
調整入力に対応して調整して記録濃度を調整するように
している。

しかして、トナー濃度を一定にするために、従来におい
ては、電荷担持媒体上に所定のパターンで形成された静
電潜像を現像装置のトナーで現像した可視パターンの濃
度を検出するパターン濃度センサ、現像装置のトナー濃
度を検出するトナー濃度センサ、現像装置にトナーを供
給するトナー供給手段、および、パターン濃度センサの
検出濃度に対応してトナー濃度基準を設定しトナー濃度
センサの検出濃度が該トナー濃度基準よりも低いときに
トナー供給手段を供給付勢する１〜ナ一供給制御手段を
備える、静電潜像現像のトナー濃度制御装置が提供され
ている（例えば特開昭５７−１３６６６７号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種のトナー濃度制御装置では、現像剤のトナー濃度
又は現像パターン像の濃度がある設定値以下に低下し、
現像装置への１〜ナー供給付勢をするもトナー濃度又は
現像パターン像濃度が高くならないときにはトナーニア
エンドを表示して、トナー槽へのトナー補充（例えばト
ナーカートリッジの交換）をうながす。指定枚数の連続
記録動作中に記録動作を停止すると、記録を得ようとす
るオペレータに不便をもたらすので、また、トナ不足（
トナーニアエンド）になっても、記録濃度が次第に低下
するが使用に耐え得る記録を得ることができるため、従
来は、トナーニアエンドになっても即座には記録装置を
停止せず、トナーニアエンドになってから所定枚数（例
えば５０枚）の記録をするまでに、連続繰返し記録が終
了したときにはその時に、終了しないと該所定枚数の記
録を終了したときに、トナーエンドを表示して記録装置
を停止し、トナーカートリッジが交換されるまで、停止
を継続する。

したがって、トナーニアエンドになってからトナーカー
トリッジが交換（トナー槽への新規トナの補充）される
までの間の、現像装置によるトナー消費量は不定であり
、現像装置の現像部にトナーがかなり残っている場合と
残量が極く少い場合などがある。

ところが従来は、トナーカートリッジが交換されたとき
固定速度でトナー槽から現像装置の現像部にトナーを供
給するので、トナーカートリッジ交換直後の現像装置内
現像部の現像剤のトナー濃度は、トナーカートリッジ交
換直前の現像部残留トナー量に対応して各種にばらつき
がある。現像剤のトナー濃度又は現像パターン像の濃度
がある設定値以上に上昇して、現像装置内現像部への、
トナー槽からのトナー供給を停止した後に、現像部のト
ナー濃度が略一定値となる。したがって、トナーカート
リッジの交換（トナー補充）から、現像部のトナー濃度
が略一定値になるまでの記録動作では、記録濃度が各種
にばらつくことになり。

例えば、トナーニアエンド後に、比較的にトナー消費量
が多い記録を多数枚記録した後にトナーカドリッジが交
換された場合には、トナーカートリッジを交換してから
、現像部のトナー濃度が設定値に達するまでの時間が比
較的に長く、その間に実行した記録動作によって得られ
る記録は低濃度のものとなり、また次第に濃度が高くな
る濃度変動があるものとなる。

本発明は、前述の如きトナー補充（トナーカートリッジ
交換）直後の記録濃度のばらつきゃ低濃度記録を低減す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の従来の問題は、トナー補充（トナーカドリッジ交
換）直前の現像部のトナー残量に大幅なばらつきがあり
得るのに、トナー補充直後の、トナー槽から現像部への
トナー供給速度が一定であることが原因である。

そこで本発明のトナー濃度制御装置では、パターン濃度
センサが検出した現像パターン像の記録濃度を設定値と
比較し該記録濃度が設定値より低いときには両者の偏差
を累、算記憶する累算手段、および、パターン濃度セン
サの検出濃度に対応してトナー供給手段によるトナー供
給をおこない累算手段の累算記憶値に対応してそれが大
きいときには多量の小さいときには少量のトナー供給を
行なうトナー供給制御手段、を備える。

〔作用〕

これによれば、累算手段が、パターン濃度センサが検出
した現像パターン像の記録濃度を設定値と比較し該記録
濃度が設定値より低いときには、両者の偏差を累算記憶
する。したがって、トナー補充直前の現像部のトナー残
量が少いときには累算手段の累算値が大きく、現像部の
トナー残量が多いときには累算手段の累算値が小さい。

しかして、トナー供給制御手段が、累算手段の累算記憶
値に対応してそれが大きいときには多量の小さいときに
は少量のトナー供給を行なうので、１〜ナー補充が行な
われると、トナー補充直前の現像部のトナー残量が少な
かったときにはトナー供給制御手段が多量のトナー供給
を、トナー補充直前の現像部のトナー残量が多かったと
きにはトナー供給制御手段が小量のトナー供給を行なう
ことになる。

したがって、トナー補充直前の現像部のトナ残量が少な
かったときには、１〜ナー補充が行なわれたときにトナ
ー供給制御手段が多量のトナー供給を行なうことになる
ので、現像部のトナー濃度が早期に高くなり、トナー補
充直後の低濃度記録期間および記録濃度が次第に上昇（
変動）する期間が短くなる。すなわち、前述の如きトナ
ー補充直後の記録濃度のばらつきや低濃度記録が低減す
る。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例を装備した電子写真方式の記
録装置の、構構主要部を示す。

第１図に示す記録装置において、７は感光体でありアル
ミ素材にＯＰＣを塗布したドラム状で、矢印の方向に回
転する。８は感光体７を帯電させるメインチャージャで
、感光体７をマイナス電位に均一に帯電させる為のグリ
ッド電極つきのスコロトロンチャージャである。１は、
図示を省略したが、内部にレーザビームを発生する半導
体レーザ。

レーザビームを感光体７の軸方向（紙面と直交する方向
）に走査するポリゴンミラー等の走査機構。

１枚分の画像データ　（１ビツト／１ドツト）を格−７
＝ 納する画像メモリおよび記録濃度検出用のパターンデー
タを格納したパターンメモリ等とその書込み／読出しを
制御する画像メモリ装置および画像データに対応してレ
ーザビームのオン（照射）／オフ（非照射）を制御する
露光コントローラ等を有するレーザ露光装置である。１
１が、メインチャジャ８で荷電されレーザ露光装置１で
露光されて形成された感光体７上の静電潜像を顕像化す
る現像装置であり、露光部分（光が照射された部位）に
トナーを付着させるネガポジ方式の２成分磁気ブラシ現
像方式のものである。１６は、トナーを現像部に補給す
るための１〜ナーホソパ、１７は；−ナーホッパ１６か
らのトナーを現像部に送り込む補給ローラでありその回
転軸には電磁クラッチが接続されており、電磁クラッチ
が通電（オン）されるとメインモータ（図示せず）で駆
動される動力伝達系（図示せず）に結合されて所定の定
速度で回転する。補給ローラ１７の側周面には回転軸に
略平行に複数個の溝が形成さ九ており、補給ロラ１７が
回転するとトナーホッパ１６で該溝に落ち込んだトナー
が現像部に落下し、アジテータ１３でキャリアと混合さ
れ攪拌されて現像ブラシすなわち現像ローラ１２に供給
される。現像ロラ１２の回転により、それに付着した現
像剤が感光体７の表面に接触してトナーの一部が感光体
７の未露光部に付着し、残りはキャリアと共にアジテー
タ１３に降下するが、その一部がトナー濃度センサ１５
Ｆの導管を通る。トナー濃度センサ１５Ｆは、導管に沿
った電気コイル（センサコイル）を有するものであり、
コイル内を通過する現像剤の導磁率を検出して現像剤の
トナー濃度を検出する。

２４が、感光体表面に形成されたトナー像の濃度を検出
する像濃度センサ（Ｐセンサと呼んでいる）であり１発
光部にＬＥＤを受光部にフォトトランジスタを有する反
射形のフォトセンサである。

なお、この実施例では、１枚分の画像記録の始端の直前
に形成した１５　Ｘ　１５ｍｍ程度の像濃度検出用パタ
ーンの像濃度を検出する。２５は給紙部より送られて来
た転写紙（記録紙）に感光体７上のトナ像を転写し次い
で転写紙を感光体７より分離する転写・分離チャージャ
、２８はクリーニング装置、１０は除電ランプである。

この他に熱ローラ（定着ヒータを内蔵するロラ）２６、
転写紙を熱ローラ２６に送る搬送部、熱ローラ２６を出
た転写紙を排出する排出部、ならびに、ロール紙ＲＰ１
．ＲＰ２およびＲＰ３より指定記録サイズ分の記録紙を
繰り出してカッタ２１〜２３で切断して転写部に搬送す
る給紙部等がある。

第２図に、第１図に示す記録装置の電気回路構成の概略
を示す。主制御ボード２００には、マイクロプロセッサ
２１０．読み出し専用メモリ２３ｏ。

パラレルエ１０ポー１−２４０．　シｌＪフルＩ１０ポ
ト２５０．Ａ／Ｄ：Ｍ／バータ２６０およびタイマ２７
０が備わっている。この主制御ボード２００に、操作ボ
ード３１０．メインチャージャ電源・コン１〜ローラ８
　ＰＣ，グリッド電圧電源・コン１−〇−ラ８ＧＰＣ，
レーザ露光装置のコントローラボード３３０．ヒータ制
御ボード３４ｏ、高圧電源ユニット３５０．ソータ７０
　（未着）２両面処理装置８０．給紙ユニット３６０．
交流ドライバ３７０、直流ドライバ３８０および信号処
理回路３９０Ａが装着されている。

メインチャージャ電源・コントローラ８ＰＣは、メイン
チャージャ８のオン／オフおよびチャージャ電圧を制御
する。

グリッド電圧電源・コントローラ５ＧＰＣは、メインチ
ャージャ８のグリッド電極８Ｇの、オン／オフおよびグ
リッド電圧を制御する。

ヒータ制御ボード３４０は、熱ローラ２６に備わった定
着ヒータＨＴＩ、ＨＴ２のオン／オフおよび温度を制御
する。

高圧電源ユニッｌ−３５０は、現像器１１のバイアス電
極５ａおよび転写・分離チャージャ２５のオン／オフお
よび付勢電圧を制御する。

トライバ３７０には、各種の交流負荷４００が接続され
ており、１（ライバ３８０には、各種の直流負荷４１０
が接続されている。

信号処理回路３９０Ａには、各種センサ４２０が接続さ
れている。各種センサ４２０の中に、感光体表面電位を
検出する電位計４２０Ｐが含まれている。

交流負荷４００の代表的なものは、給紙、搬送系を駆動
するメインモータ、感光体７を駆動する感光体上−タ、
ファンモータ、現像モータ、等々である。直流負荷４１
０の代表的なものは、クリユング制御用ソレノイド、レ
ジストローラ制御用クラッチ、分離爪駆動用ソレノイド
、イレースランプ１０．トータルカウンタ、等々である
。

各種センサ４２０の代表的なものは、メインモタの回動
に同期したパルスを発生するタイミングパルス発生器、
感光体モータの回動に同期したパルスを発生するタイミ
ングパルス発生器２紙サイズ（ロール紙の横幅）センサ
、紙センサ紙の有無）９表面電位計４２０ｐ、等々であ
る。

Ｐセンサ１８Ｐは信号処理回路３９０Ｐに接続されてお
り、信号処理回路３９０Ｐが、検出濃度（感光体７上の
パターン現像トナー像濃度）を示すアナログ信号をＡ／
Ｄコンバータ２６０に与える。

トナー濃度センサ１５Ｆは信号処理回路３９０Ｆに接続
されており、信号処理回路３９０Ｆが、検出濃度（現像
器１１内トナ一濃度）を示すアナログ信号をＡ／Ｄコン
バータ２６０に与える。

トナー補給ローラ１７には、その表面に溝が形成されて
おり、ローラ１７が回転すると、該溝内のトナーが現像
部に入る。ローラ１７には電磁クラッチ１７ＭＤが連結
されており、電磁クラッチ１７ＭＤが通電（オン）され
ると、ローラ１７がメインモータで駆動される給紙・搬
送系の動力伝達系に結合されて定速度で回転する。電磁
クラッチ１７ＭＤは、ソレノイドドライバ３９０Ｓに接
続されており、ソレノイドドライバ３９０Ｓは主制御ボ
ード２００に接続されている。

濃度偏移量指示スイッチ３０は、Ｕ（濃度アップ）、Ｎ
（濃度標準）およびＤ（濃度ダウン）と表示を付した３
接点を有するロータリスイッチ３０であり、操作ボード
３１０とは別に、記録装置の表板の内側に装備されてい
る。スイッチ３０には信号処理回路３９０Ｅが接続され
ており、この信号処理回路３９０Ｅは、スイッチ３０の
スライダが、どの接点に接触しているかを示す信号を主
制御ボード２００に与える。

第３ａ図に、主制御ボード２００のマイクロプロセッサ
２１０の制御動作の概要を示す。

マイクロプロセッサ２１０は、電源が投入される（ステ
ップｌ：以下、カッコ内ではステップという語を省略）
と、初期化（２）を実行して、入出力ボートを待機時の
信号レベルに設定し、内部レジスタ、カウンタ、タイマ
等をクリアする。このとき、電源オンからの記録処理枚
数をカウントするレジスタｎもクリアする。

マイクロプロセッサ２１０は次に、コネクタの接続信号
および機内各ユニットの状態信号ラインの信号レベルを
チエツクして、ソータ７０９両面処理装置８０等の外部
接続機器の接続の有無を判定しこれに対応して制御モー
ドを選定し、かつ機内各ユニットの正常／異常を判定し
て、異常のときには異常表示をして待機する（３）。

正常であるとマイクロプロセッサ２１０は、ヒタ制御ボ
ード３４０に、ヒータウオームアツプを指示する（４）
。マイクロプロセッサ２１０は次に、定着ヒータ制御２
（５）で、定着温度が所定範囲に入ったか否かをチエツ
クし、所定範囲に入ると定温制御をヒータ制御ボード３
４０に指示する。所定範囲に入っていないと、そこで所
定範囲に入るのを待ち、所定範囲に入って定温制御を指
示すると、操作ボード３１０にレディを表示する（６．
７）。

マイクロプロセッサ２１０は、そこで操作ボード３１０
のプリントスタートキーが操作されるか、あるいは、ホ
ストコンピュータ又は画像スキャナが接続されていると
きにはそれからプリントスタート指示が到来するのを待
ち（８，９）　、待っている間に操作ボード３１０より
他のキーや操作子の操作による記録条件、記録サイズ、
枚数等の入力があると、あるいは、ホストコンピュータ
等から記録条件、記録サイズ、枚数等の指示があると、
それを読込んでプリントプロセスパラメータを調整又は
変更する。

操作ボード３１０のプリントスタートキーが操作される
と、あるいはホストコンピュータ等からプリントスター
ト指示があると、ｒｎｓの設定」（ＴＮＳ）を実行して
、現像パターン濃度を実行する枚数ｎｓ（記録枚数単位
の実行周期）を設定する。

第３ｆ図に、ｒｎｓの設定Ｊ　　（ＴＮＳ）の内容を示
す。これにおいては、指定されている（指定がない場合
には装置に設定している標準記録サイズ）記録サイズに
対応して、 指定記録サイズがＡＩＴ判であるとレジスタｎｓに２を
、 指定記録サイズがＡ２Ｔ判であるとレジスタｎｓに３を
、 指定記録サイズがＡ２Ｍ判であるとレジスタｎｓに４を
、 指定記録サイズがＡ３Ｔ判であるとレジスタｎｓに４を
、 指定記録サイズがＡ３Ｍ判であるとレジスタｎｓに５を
、 指定記録サイズがＡ４Ｔ判であるとレジスタｎｓに５を
、 指定記録サイズがＡ４Ｍ判であるとレジスタｎｓに７を
、 指定記録サイズがその他の判であるとレジスタｎｓに１
０を、 書込む。

再度第３ａ図を参照する。ｒｎｓの設定Ｊ（ＴＮＳ）を
実行すると次に、レジスタｎの内容ｎがｎｓ（レジスタ
ｎｓの内容）以上であるかをチエツクして（１０）、そ
れがｎｓ以上であると、レジスタｎをクリア（内容を０
に）し、詳細は後述する「トナー濃度基準Ｄｓ　＆供給
速度Ｓｓの決定」（ＴＤＣＩ）を実行し次に「トナー濃
度制御」（ＴＤＣ２）を実行して、記録動作を開始して
１枚の記録を行ない（１０）、１記録サイクルを終了す
ると終了処理をスタートして（１３）、記録枚数カウン
トレジスタｎ（電源オンからの、１記録サイクルの実行
回数を記憶するレジスタ）の内容を１大きい数値に更新
しく１４）　、連続記録枚数カウントレジスタＮ（記録
スタートが指示されてからの連続記録枚数）の内容を１
大きい数値に更新して（１５）、　レジスタＮの内容が
、記録スタート指示の前に指定された連続記録枚数Ｎｓ
に達しているかをチエツクする（１６）。達していない
と、ステップ１０以下に進んで、また１記録サイクル（
１２）を実行する。

レジスタＮの内容がコピー枚数Ｎｓに達すると、電磁ク
ラッチ１７ＭＤをオフ（トナー供給停止）をして、終了
処理が終了しているかをチエツクして（１８）、それが
終了するとメインモータを停止する（１９）。終了処理
が終了しない間にまたスタート指示があると、ステップ
１０以下に進む。

以上の動作により、電源オン後ｎｓ枚（第３ｆ図参照）
の記録動作をした（レジスタｎの内容がｎｓ）後に、レ
ジスタｎがクリアされて（１１）「トナー濃度基準値Ｄ
ｓ＆供給速度Ｓｓの決定」（ＴＤＣＩ）が実行され、そ
れからまたｎｓ枚の記録動作をした後にそれが実行され
る。すなわち、記録動作をｎｓ回行なう毎に、「トナー
濃度基準値Ｄｓ　＆供給速度Ｓｓの決定Ｊ（ＴＤＣＩ）
が実行される。［トナー濃度制御Ｊ　　（ＴＤＣ２）は
、ｌ記録動作毎に実行される。

第３ｂ図に、「トナー濃度基準値Ｄｓ　＆供給速度Ｓｓ
の決定Ｊ（ＴＤＣＩ）の内容を示す。

このサブルーチンＴＤＣ］に進むとマイクロプロセッサ
２１０は、操作ボード３１０に「記録濃度調整中」を示
す表示をし、ホストコンピュータ等にはビジィ（ノット
レディ）を報知して（２１）、パターン３１の露光記録
のための感光体帯電をして（２２〜２５）、電位計４２
０ｐの検出電位を、Ｐセンサ濃度検出用の基準値と比較
し、検出電位が該基準値になるように、メインチャージ
ャ８の帯電グリッド電圧を調整する（２６）。この内容
の詳細は後述する。この調整を終了すると、現像モータ
を駆動し、現像バイアスをオンにする（２７）。これに
より現像器１１が現像付勢状態となる。次に像濃度検出
用パターンを感光体７に投影（露光）して（２８）、該
パターンの感光体上の現像トナー像の濃度をＰセンサ１
８Ｐで検出する（２９．３０）。この検出においては、
パターンの外部の、白露先部のＰセンサ１８Ｐ検出電圧
Ｖｓｇ（反射率が高いと高レベル）を時系列で１６回読
込み（２９）、パターンの内部の黒領域のトナー像のＰ
センサ１８Ｐ検出電圧Ｖｓｐ（反射率が高いと高レベル
：Ｖｓｇよりも低レベル）を１６回読込む（３０）。次
に、Ｖｓｇの平均値ＶｓｇａおよびＶｓｐの平均値Ｖｓ
ｐａを演算し、両者の比Ｖ　ｓｐａ／　Ｖ　ｓｇａを算
出する（３１）。

次に、Ｖ　ｓｐａ／　Ｖ　ｓｇａが０．１１以上０．４
以下の範囲内にあるかをチエツクして（３２）、該範囲
内にあると、標準記録濃度であるので、該標準記録濃度
を得るトナー濃度基準値Ｄｏ　　（トナー濃度基準標準
値）をトナー濃度基準レジスタＤｓに書込む（３３）　
、　Ｖｓｐａ／Ｖｓｇａが０．１１以上０．４以下の範
囲を外れていると、外れている偏差に対応した補正量（
＋又は−）　ｆ　（Ｖｓｐａ／Ｖｓｇａ）を標準値Ｄｏ
に加算（補正量が−であると実質上減算となる）してト
ナー濃度基準レジスタＤｓに書込む（３４）。そして詳
細は後述する「供給速度Ｓｓの決定Ｊ（３５）を実行す
る。

次にマイクロプロセッサ２１０は、Ｐセンサ濃度検出の
ために設定した状態をすべて解除してエンドサイクルを
設定して（３６）、メインルーチン（第３ａ図）に戻る
（サブルーチンＴＤＣ２に進む）。

第３ｃ図に、「帯電グリッド電圧調整Ｊ　　（２６）の
内容を示す。これに進むとマイクロプロセッサ２１０は
、メインチャージャ８で荷電した面が表面電位計４２０
Ｐに到達するのを待って（２６１）、到達すると表面電
位計４２０Ｐの検出電位Ｐｓを読込む（２６２）。そし
て、スイッチ３ｏのスライダが接触している接点位置が
、Ｕ、ＮおよびＤのいずれであるかを参照して（２６３
，２６４）、それに対応した電位値と検出電位Ｐｓとを
比較する（２６５〜２６７）。

スイッチ３０がＮ位置である場合は、表面電位が３８０
以上４２０以下に指定されているので、その範囲を外れ
ていると、検出電位Ｐｓがその範囲に入る方向にグリッ
ド電圧を変更する（２６８）。スイッチ３０がＵ位置で
ある場合は、表面電位が４３０以上４７０以下に指定さ
れているので、その範囲を外れていると、検出電位Ｐｓ
がその範囲に入る方向にグリッド電圧を変更する（２６
８）。スイッチ３０がＤ位置である場合は、表面電位が
３３０以上３７０以下に指定されているので、その範囲
を外れていると、検出電位Ｐｓがその範囲に入る方向に
グリッド電圧を変更する（２６８）。

グリッド電圧を変更すると、グリッド電圧を変更してメ
インチャージャ８で荷電した面が表面電位計４２０Ｐに
到達するのを待って（２６１）、到達すると表面電位計
４２０２の検出電位Ｐｓを読込む（２６２）。

以上のようにして、検出電位Ｐｓが、スイッチ３０の指
定で定まる電位になると、前述の［現像モータオン、現
像バイアスオンＪ　　（２７）に進む。

なお、この実施例では、メインチャージャ８のグリッド
電圧を調整して、感光体７の露光前の表面電位をスイッ
チ３０の指定で定まる値に設定して、この表面電位面を
像濃度検出用パターンの画像で露光し、そして現像装置
１１で現像して可視パターンを得て、この可視パターン
の濃度をＰセンサ１８Ｐで検出するようにしている。

第３ｄ図に、「供給速度Ｓｓの決定Ｊ（３５）の内容を
示す。これにおいては、像濃度検出用パタンのトナー像
の黒部の濃度検出電圧Ｖｓｐ（略０〜４ｖで、低濃度で
検出電圧は高い）が、Ｖｓｐ＜１．００Ｖ。

１．００Ｖ　≦Ｖｓｐ＜１．２５Ｖ　。

１．２５Ｖ≦Ｖｓｐ＜１．５０Ｖ　。

１．５０Ｖ　≦Ｖｓｐ＜１．７５Ｖ　。

１．７５Ｖ≦Ｖｓｐ＜２．ＯＯＶ　。

２．００Ｖ≦Ｖｓｐ、 のいずれの範囲にあるかチエツクして（３５１〜３５５
）、Ｖｓｐ＜１．ＯＯＶではレジスタＳｓに１を、１．
００Ｖ　≦Ｖｓｐ＜１．２５Ｖ　Ｔ：はレジスタＳｓに
２を、１．２５Ｖ≦Ｖｓｐ＜１．５０ＶではレジスタＳ
Ｓに３を、１．５０Ｖ≦Ｖｓｐ＜１．７５Ｖではレジス
タＳｓに４を、１．７５Ｖ≦Ｖｓｐ＜２．ＯＯＶではレ
ジスタ５ｓｌＣ５を、また、２．ＯＯＶ≦Ｖｓｐではレ
ジスタＳｓに６を、書込む（３５６〜３６１）。

なお、この実施例では、トナーニアエンド判定用の設定
値を２．０■としており、Ｖｓｐが２．０■以上のとき
（現像パターン像の濃度が、Ｖｓｐ＝２．ＯＶ対応の像
濃度以下のとき）には、［トナー補充処理Ｊ　　（ＴＳ
Ｅ）を実行し、この「トナー補充処理」（ＴＳＥ）の実
行後にトナー補充が行なわれてＶｓｐが２．０■未満に
なると「補充後処理Ｊ（ＴＳＳ）を実行する。これらの
サブルーチン（Ｔ　Ｓ　Ｅ　。

ＴＳＳ）の内容は、第３ｇ図および第３ｈ図を参照して
後述する。

第３ｅ図に、「トナー濃度制御Ｊ　　（ＴＤＣ２）の内
容を示す。これに進むとマイクロプロセッサ２１０は、
Ｆセンサ１５Ｆの検出電圧（現像器１１内トナ一濃度）
をデジタル変換して読込み（４１）、読込んだトナー濃
度が、トナー濃度基準レジスタＤｓの値Ｄｓ以上である
かをチエツクする（４２）。そして次の処理を行なう。

なお、この「トナー濃度制御Ｊ　　（ＴＤＣ２）が、１
記録動作（１２ニ一枚の記録）毎に実行される点に特に
注意されたい。

（１）読込んだトナー濃度がトナー濃度基準レジスタＤ
ｓの値Ｄｓ以上であると、トナー濃度が十分であるので
、トナー供給の必要はなく、電磁クラッチ１７ＭＤをオ
フ（補給ローラエフ停止）し、レジスタＦ　ｔｏｆをク
リアする（４４）。すなわち、検出トナー濃度が基準値
Ｄｓ以上であると、トナー補給をしない。

（２−１）読込んだトナー濃度がトナー濃度基準レジス
タＤｓの値Ｄｓ以上からＤｓ未満になって初めてこの「
トナー濃度制御Ｊ　（ＴＤＣ２）に入ったときには、電
磁クラッチ１７ＭＤがオフであるので、まずタイマＳｓ
をスタートする（４１−４２−４５−４６−４７）。タ
イマＳｓは、Ｓｓ秒の時限動作をしてＳｓ秒の時間経過
の後にタイムオーバするものである。このＳｓは、前述
のレジスタＳｓの内容（第３ｄ図参照）である。そして
電磁クラッチ１７ＭＤをオン（補給ローラ１７を回転駆
動）する（４８）。これにより、ホッパ１６から現像部
へのトナー供給が開始される。そしてメインルーチンに
戻る（第３ａ図のサブルーチン１２に進む）。

（２−２）上記（２−１）の設定でまた「トナー濃度制
御Ｊ　　（ＴＤＣ２）に進み、検出トナー濃度が基準値
Ｄｓ以上であると上記（１）の処理となるが、前と同じ
＜Ｄｓ未満であると、今度はタイマＳｓがタイムオーバ
しているかをチエツクして（４１−４２−１１５＝４９
）、タイムオーバしていないとメインルーチンに戻るが
、タイムオーバしていると、電磁クラッチ１７ＭＤをオ
フ（補給ローラ１７停止＝１ヘナー補給停止）して（５
０）、タイマＴｏｆをスタートする（５１）。なお、タ
イマＴｏｆは、Ｔｏｆ秒の時限の後にタイムオーバする
ものであり、Ｔｏｆ＝１０−Ｓｓ秒であり、Ｓｓはレジ
スタＳｓの内容（第３ｄ図）である。そしてレジスタＦ
　ｔｏｆに１　（１０秒周期の、電磁クラッチ１７ＭＤ
のオン／オフコントロールのオフ期間に入っていること
を示す）を書込み（５２）、メインルーチンに戻る。

なお、センサ１５Ｆで検出したトナー濃度が基準値Ｄｓ
未満の間は、電磁クラッチ１７ＭＤを、Ｓｓ秒の間オン
、次の１Ｏ−Ｓｓ秒の間はオフ、にして、−周期１０秒
でオン／オンを交互に繰り返すようにしている。これの
オンデユーテイは、Ｓ　ｓ／１０　Ｘ　１００％であり
、第３ｄ図に示すように、Ｐセンサ１８Ｐで検出した像
濃度検出用パターンのトナー像濃度が低い（検出電圧Ｖ
ｓｐは高い）程Ｓｓを大きい値に設定するようにしてい
るので、上記オンデユーテイ、つまりトナー補給ローラ
１７の回転（トナー供給）／停止（供給停止）の定（１
０秒）周期交互繰り返しの「回転」（供給）期間のデユ
ーティは高い、すなわち、トナー補給速度が高い（単位
時間当りのトナー補給量が多い）。

（２−３）上記（２−２）の設定でまた「トナー濃度制
御Ｊ　　（ＴＤＣ２）に進み、検出トナー濃度が基準値
Ｄｓ以上であると上記（１）の処理となるが、前と同じ
＜Ｄｓ未満であると、今度は、電磁クラッチ１７ＭＤを
オフにしているので、タイマＴｏｆがタイムオーバして
いるかをチエツクする（４１−４２４５−４６−５３　
）。タイムオーバしていないとメイ＝２８ ンルーチンに戻るが、タイムオーバしていると、レジス
タＦ　ｔｏｆをクリアしてその内容を０としく５４）、
タイマＳｓをスタートして（４７）、電磁クラッチ１７
ＭＤをオン（補給ローラ１７を回転駆動）する（４８）
。

以上に説明した「トナー濃度制御Ｊ　　（２２）の繰返
しの実行により、トナー濃度センサ１５Ｆで検出したト
ナー濃度（現像剤のトナー濃度）が、「トナー濃度基準
値Ｄｓ　＆供給速度Ｓｓの決定」（ＴＤＣＩ）で設定し
たトナー濃度基準値Ｄｓよりも低い間は、−周期１０秒
、Ｓ　ｓ／１０　Ｘ　１００％のオン（回転）デユーテ
ィで、トナー補給ローラ１７が間欠回転駆動される。Ｓ
ｓは、「供給速度Ｓｓの決定Ｊ（３５）で設定された値
であって、Ｐセンサ１８Ｐで検出した像濃度検出用パタ
ーンのトナー像濃度が低い（検出電圧Ｖｓｐが高い）程
大きい値であるので、トナー供給速度（単位時間当りの
トナー補給量）が高い（多い）。

次に、第３ｇ図を参照して、第３ｄ図に示すサブルーチ
ン「トナー補充処理Ｊ　　（ＴＳＥ）の内容を説明する
。Ｖｓｐ≧２．ＯＶ　（現像パターン像の濃度が、２．
Ｏｖ対応の設定値以下）に始めてなったときには、第３
ｇ図のステップ６１を経て、Ｖｓｐ−２，０（今回検出
した現像パターン像の濃度の、設定値に対する偏差）を
算出して、累算レジスタＴＤＡに書込む（６２）。そし
て、トナーニアエンドになってからの記録枚数をカウン
トするためのレジスタＭに１を書込んで（６３）、レジ
スタＦ　ｔｎｅに１　（現像パターン像の濃度が設定値
以下になっている）を書込み（６４）、次のステップ（
第３ｂ図のサブルーチン３６）に進む。

次の現像パターン像の濃度検出においてもＶｓｐ≧２．
０ｖであると、Ｆ　ｊｎｅが１であるので、連続してＶ
ｓｐ≧２．Ｏｖであったことになり、トナーニアエンド
を表示する（６５）。なお、該次の現像パターン像の濃
度検出でＶ３Ｐ＜２．ＯＶであるとステップ３５１から
「補充後処理ＪＴＳＳに進みここでＦ　ｔｎｅがクリア
されるので、その後でＶｓｐ≧２．Ｏｖになったときに
は、Ｆ　ｔ、ｎｅが０であるので、その次にＶｓｐ≧２
．Ｏｖではステップ６１−６２−６３−６４と進む。

したがって、２回以上連続してＶｓｐ≧２．Ｏｖのとき
にトナーニアエンドが表示される。

トナーニアエンドを表示する（６５）と、Ｖｓｐ−２，
０を算出して、それを累算レジスタＴＤＡの内容に加算
し、加算して得た和（累算値）を累算レジスタＴＤＡに
更新書込みする（６６）。そしてレジスタＭの内容を１
インクレメントする（６７）。

次に、累算レジスタＴＤＡの内容ＴＤＡをチエツクして
（６８〜７１）、ＴＤＡが４．０以上であるとレジスタ
Ｓｓ（この時点では、ステップ３５６で６が書込まれて
いる）の内容Ｓｓを１０に更新し、ＴＤＡが４．０未満
３．０以上であるとＳＳを９に更新し、ＴＤＡが３．０
未満２．０以上であるとＳｓを８に更新し、ＴＤＡが２
．０未満１．０以上であるとＳｓを７に更新し、ＴＤＡ
が１．０未満であるとＳｓは６のままとする（７２〜７
５）。

次に、記録スタート指示があってからの記録枚数を書込
んでいるレジスタＮの内容Ｎが０（指定枚数の連続記録
が終了）であるかをチエツクする（７６）。Ｎ＝Ｏでな
いとき（指定枚数の連続記録が終了していない）ときに
は、レジスタＭの内容Ｍ（トナーニアエンドを検出して
からの記録枚数）が５０以上であるかをチエツクする（
７７）。そして、Ｎ＝Ｏであると、あるいはＭが５０以
上であると、トナーエンドを表示しく７ｇ−７９）、電
磁クラッチ１７ＭＤをオフにしてトナー補給ローラ１７
を停止しくｇｏ）、記録装置を停止して、トナーカート
リッジ（図示しないが、トナーホッパ１６に装着されて
ホッパ１６にトナーを補充するカートリッジ）の交換を
待つ（８１）。トナーカートリッジ挿脱用のケースカバ
ーには開閉検出スイッチが装備されており、マイクロプ
ロセッサ２１０はこのスイッチが一度開になってから閉
になったことを検出すると［カートリッジが交換された
」と判定して、レジスタＭをクリアしく８３）、トナー
ニアエンドの表示およびトナーエンドの表示をクリアす
る（８４）。

この時点では、トナーカートリッジの交換があっても、
現像装置１１の現像部のトナー濃度が、Ｖｓｐ≧２．Ｏ
ｖを満たすものになっているとは限らず、Ｖｓｐ≧２．
Ｏｖがしばらく続くことがある。この場合、Ｆ　ｔｎｅ
はクリアしていないのでその内容が１であるので、「ト
ナー補充処理Ｊ　（ＴＳＥ）に進んで来ると、ステップ
６１−６５−６６−６７−６８〜７５を実行する。レジ
スタＴＤＡがクリアされていないので、トナーカートリ
ッジ交換にもかかわらず、累算が行なわれ（６６）、ト
ナーカートリッジ交換前の、ＶＳＰ≧２．０■に始めて
なってからこの時点ｔでの、偏差累算値がレジスタＴＤ
Ａに保持され、その内容ＴＤＡに対応してＳｓが、Ｖ４
１Ｐ＜２．ＯＶのときよりも大きい値に設定され、１０
秒周期で、ＳＳ秒の間は電磁クラッチ１７ＭＤオン、１
０８ｓの間は電磁クラッチ１７ＭＤオフの、クラッチオ
ン／オフデユーティ制御（第３ｅ図）が実行されるので
、ＴＤＡが大きかったとき（トナーニアエンドになって
からカートリッジ交換までの１〜ナー消費量が多かった
とき）には高速で、ＴＤＡが小さかったとき（トナーニ
アエンドになってからカートリッジ交換までのトナー消
費量が少なかったとき）には低速で、補給ローラ１７に
より現像部にトナーが供給される。

このようなトナー供給により、現像パターン像の濃度が
高くなって、Ｖ５Ｐ＜２．ＯＶになると、「補充後処理
Ｊ（ＴＳＳ：第３ｄ図）が実行される。

この「補充後処理Ｊ　（ＴＳＳ）の内容を第３ｈ図を参
照して説明すると、これにおいてマイクロプロセッサ２
１０は、レジスタＴＤＡをクリアしく８５）、レジスタ
Ｍをクリアしく８６）、レジスタＦ　ｔｎｅをクリアし
く８７）、トナーニアエンド表示およびトナーエンド表
示をクリアする（８８）。カートリッジの交換があった
ことを示すデータも消去する。すなわち、トナーニアエ
ンドを検出してレジスタに設定したトナー補充処理用の
データを消去し、トナー不足表示を消去する。

以上に説明した［トナー補充処理Ｊ　　（ＴＳＥ）によ
り、現像パターン像の検出濃度電圧Ｖｓρが２．０■以
上（パターン濃度が設定値以下）になると、トナーニア
エンドが表示されて濃度不足量（偏差）の累算が開始さ
れ、累算値に対応してそれが大きいと補給ローラ１７の
補給速度（１周期１０秒の回転と停止の繰返しにおける
「回転」のデユーティ）が高く設定される。トナーホッ
パ１６にトナーが残留しているときには、これにより高
速でトナーが現像装置１１の現像部に供給される。しか
し残留量が少なかったり、残留量が無くなると、補給ロ
ーラ１７の補給速度が高くなっても現像パターン像の濃
度は高くならず、レジスタＴＤＡの累値値ＴＤＡが順次
増大する。記録濃度は低下して行く。

この状態で指定枚数の記録が終了すると、あるいはその
前に、Ｖｓｐ≧２．Ｏｖになってからの記録枚数が５０
以上になると、記録装置が停止されてトナーエンドが表
示される。オペレータが１〜ナカートリツジを交換する
と、装置停止（８１）から「トナー濃度制御Ｊ　（ＴＤ
Ｃ）に進み（すなわち装置停止が解除されて）、そこで
ＴＤＡの累算値に対応した速度（デユーティ）のトナー
補給動作が開始され、次いで「記録動作Ｊ（１２）が行
なわれる。現像パターン像の濃度が設定値を越えると（
すなわちＶｓｐ＜２．ＯＶｌ：なると）、ＴＤＡがクリ
アされて、第３ｄ図に示すステップ３５１〜３６１で設
定される速度（デユーティ）のトナー補給動作が行なわ
れる。

それらのトナー補給動作で、現像装置１１の現像部の現
像剤のトナー濃度（センサ１５Ｆが検出したトナー濃度
）が基準値Ｄｓ以上になると、トナ補給が停止される（
第３ｅ図の４ｌ−４２−４３−４４）。

その後、トナー濃度が基準値Ｄｓ未満になると、第３ｄ
図に示す「供給速度Ｓｓの決定Ｊ（３５）で設定したＳ
ｓに基づいた速度（デユーティ）でローラ１７によるト
ナー補給（第３ｅ図の４５〜５２）が行なわれる。

なお、以上に説明した実施例では、指示スイッチ３０で
、可視パターン形成のための、パターン露光前の表面電
位を指定し、該表面電位になるようにメインチャージャ
８のグリッド電圧を調整するようにしているが、メイン
チャージャ電圧を調整するようにしてもよい。あるいは
、指示スイッチ３０で露光光量を指定して露光光量を調
整するようにしてもよいし、また、スイッチ３０で現像
バイアスを指定して現像バイアスを調整するようにしで
もよい。いずれにしても、スイッチ３ｏで記録濃度範囲
を調整設定し得るようにしているので、この実施例では
、記録要素又はユニットのハードウェアおよびプロセス
条件を変更することなく、記録濃度を変更することがで
き、オペレータ又はサービスマンは、指示手段で標準濃
度範囲よりも高濃度又は低濃度の記録を得ることができ
、記録装置の汎用性が高くなる。

以上に説明した実施例では上述のように、Ｐセンサ１８
Ｐで検出した像濃度検出用パターンの１〜ナ一像濃度（
Ｖｓｐ）と白（トナー像なし）部の濃度（Ｖｓｇ）の相
関に基づいて基準濃度Ｄｓを設定するようにしているが
、基準濃度Ｄｓを装置に固定の値としてもよいし、ある
いはスイッチ３０等で固定値を選択設定するようにして
もよい。更には、現像剤中のトナー濃度検出を省略して
、Ｐセンサ１８Ｐで検出したトナー像濃度のみに基づい
て、例えばＶｓｐが１ｖ未満では補給ローラ１７の回転
駆動はせず（オンデユーテイ＝０％）、１ｖ以上で自動
的に前述のデユティ駆動を行なうようにしてもよい。ま
た、トナー供給速度を、ローラ１７の回転／停止のデユ
ーティでコントロールするようにしているが、その他の
単位時間当りの、又は補給ローラ１回転当りのトナー供
給量を可変制御する手段を用いてもよい。いずれにして
も、トナー消費量が多い記録動作では高速でトナー供給
が行なわれ、トナー消費量が少い記録動では低速でトナ
ー供給が行なわれるので、トナー供給の遅れが短くしか
もトナー消費速度に見合ったトナー供給がタイミングよ
く行なわれ、したがって記録濃度不足やトナー過多等、
記録濃度変動が低減する。

また上記実施例では、記録サイズが大きいと小さい数（
ｎｓ）を、記録サイズが小さいと大きい数（ｎｓ）を設
定し、記録枚数（ｎ）が該設定された数（ｎｓ）に達す
る毎に現像パターン像を形成する。

しかして、パターン濃度センサ１８Ｐが、現像パターン
像の記録濃度を検出し、マイクロプロセッサ２１０が、
パターン濃度センサ１８Ｐの検出濃度に対応して検出濃
度が低いとトナー補給ローラ１７によるトナー供給をお
こなう。

したがって、大サイズ記録（例えばＡＣＴ判）のときに
は少枚数（２）毎に現像パターン濃度検出が行なわれて
、現像装置１１の高速度のトナー消費に対応したすみや
かなトナー補給が行なわれ、安定した記録濃度がもたら
される。小サイズ記録（例えばＡ４Ｙ）のときには多枚
数（７）毎に現像パターン濃度検出が行われるので、現
像パターン濃度検出のためのトナー消費が低減する。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明のトナー濃度制御装置によれば、累算
手段が、パターン濃度センサが検出した現像パターン像
の記録濃度を設定値と比較し該記録濃度が設定値より低
いときには、両者の偏差を累算記憶する。したがって、
トナー補充直前の現像部のトナー残量が少いときには累
算手段の累算値が大きく、現像部のトナー残量が多いと
きには累算手段の累算値が小さい。

しかして、トナー供給制御手段が、累算手段の累算記憶
値に対応してそれが大きいときには多量の小さいときに
は少量のトナー供給を行なうので。

トナー補充が行なわれると、トナー補充直前の現像部の
トナー残量が少なかったときにはトナー供給制御手段が
多量のトナー供給を、トナー補充直前の現像部のトナー
残量が多かったときにはトナ供給制御手段が小量のトナ
ー供給を行なうことになる。

したがって、トナー補充直前の現像部のトナ残量が少な
かったときには、トナー補充が行なわれたときにトナー
供給制御手段が多量のトナー供給を行なうことになるの
で、現像部のトナー濃度が早期に高くなり、トナー補充
直後の低濃度記録期間および記録濃度が次第に上昇（変
動）する期間が短くなる。すなわち、前述の如きトナー
補充直後の記録濃度のばらつきや低濃度記録が低減する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を装備した記録装置の機構主
要部を示す側面図である。 第２図は第１図に示す記録装置に組込まれた電気回路の
構成概要を示すブロック図である。 第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図、第３ｄ図、第３ｅ図、
第３ｆ図、第３ｇ図および第３ｈ図は、第２図に示すマ
イクロプロセッサ２１０の制御動作を示すフローチャー
トである。 １：レーザ露光装置　　　　　　５ａ：現像バイアス電
極７：感光体　　　　　　　　　　　８：メインチャー
ジャ８Ｇニゲリツド電極　　　　　　　１０：イレース
ランプ１１：現像器（現像装置）　　　（１〜１１：現
像パターン形成手段）１２：現像ローラ　　　　　　　
　　１３：アジテータ１５Ｆ＝トナー濃度センサ　　　
　　１６：トナーホツパ１７：補給ローラ（トナー供給
手段） １７ＭＤ　：電磁クラッチ １８Ｐ：Ｐセンサ（パターン濃度センサ）ＲＰ１〜ＲＰ
、　：記録紙　　　　　　　２４ニレジストローラ２５
：転写・分離チャージャ　　　　２６：熱ローラ２８：
クリーニングユニット　　　３０：指示スイッチ４２０
ｐ　：表面電位計

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録濃度検出用の現像パターン像を形成する現像パター
   ン形成手段； 前記現像パターン像の記録濃度を検出するパターン濃度
   センサ； 現像装置にトナーを供給するトナー供給手段；前記パタ
   ーン濃度センサが検出した現像パターン像の記録濃度を
   設定値と比較し、該記録濃度が設定値より低いときには
   、両者の偏差を累算記憶する累算手段；および、 パターン濃度センサの検出濃度に対応してトナー供給手
   段によるトナー供給をおこない、累算手段の累算記憶値
   に対応して、それが大きいときには多量の小さいときに
   は少量のトナー供給を行なうトナー供給制御手段； を備える、記録装置のトナー濃度制御装置。