(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを含む複数種類の成分からなる現像剤を収容して静電潜像が形成された感光体にトナーを付着させる現像器内のトナー濃度を制御する濃度制御装置であって、
前記現像器内の下側に設けられ、当該現像器内のトナーの透磁率に応じた電圧を出力するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段からの検出出力に基づいて前記現像器内にトナーを補給すべきか否かを判断する補給判断手段と、
前記補給判断手段によりトナーを補給すべきと判断されると、前記現像器内にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像器内に設置された前記現像剤を攪拌する攪拌装置と、
非印刷中における攪拌速度が印刷中の攪拌速度よりも低速となるように、前記攪拌装置による攪拌速度を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせる攪拌速度制御手段と、を備え、
前記補給判断手段は、同一のトナー濃度であっても前記攪拌装置による攪拌速度に応じて前記トナー濃度検出手段からの検出出力が異なり、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断する構成としたことを特徴とする、濃度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば電子写真方式を採用した高速プリンタなどに設けられ、現像器内における２成分現像剤のトナー濃度を制御する濃度制御装置および濃度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータシステムの高速化および高信頼性化の要求に伴い、高速かつ高品質で印字できる印刷装置が要求されている。そして、このような高速印字の可能な印刷装置には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤のように、トナーを含む複数の成分からなる現像剤が用いられている。
【０００３】
このような現像剤を用いた印刷装置では、印刷の進行に伴って現像器内のトナー濃度が低下するので、現像器内に適宜トナーを補給する必要がある。このため、濃度制御装置を設けて、現像器内のトナー濃度を制御していた。
【０００４】
従来の濃度制御装置は、現像器内のトナー濃度を検知する濃度センサの出力電圧が、所定の閾値を超えたときに、トナー濃度が限界値まで淡くなったものと判断して、トナー補給部を駆動し、現像器にトナーを補給する構成であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の濃度制御装置では、印刷中と非印刷中とを何ら区別していないため、間欠印刷時に、印刷中にトナー補給が行なわれる頻度が高く、用紙にトナー痕が形成されることがあるという課題があった。
【０００６】
すなわち、トナー補給が行われた場合、現像器内における現像剤の攪拌が不十分な状態が一時的に生じるので、印刷中にトナー補給が行われると、用紙にトナー痕が形成される場合がある。なお、間欠印刷時とは、カット紙であると連続紙であるとに係わらず、また、ジョブによる印刷枚数の指定であると印刷データの間欠的な入力であるとに係わらず、極めて多数枚の連続した印刷以外を全て含む。
【０００７】
【発明の開示】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、間欠印刷時の印刷中におけるトナー補給を極力減らすことができる濃度制御装置および濃度制御方法を提供することを、その目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本発明の第１の側面によれば、トナーを含む複数種類の成分からなる現像剤を収容して静電潜像が形成された感光体にトナーを付着させる現像器内のトナー濃度を制御する濃度制御装置であって、現像器内の下側に設けられ、当該現像器内のトナーの透磁率に応じた電圧を出力するトナー濃度検出手段と、トナー濃度検出手段からの検出出力に基づいて現像器内にトナーを補給すべきか否かを判断する補給判断手段と、補給判断手段によりトナーを補給すべきと判断されると、現像器内にトナーを補給するトナー補給手段と、現像器内に設置された現像剤を攪拌する攪拌装置と、非印刷中における攪拌速度が印刷中の攪拌速度よりも低速となるように、攪拌装置による攪拌速度を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせる攪拌速度制御手段と、を備え、補給判断手段は、同一のトナー濃度であっても前記攪拌装置による攪拌速度に応じてトナー濃度検出手段からの検出出力が異なり、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断する構成としたことを特徴とする、濃度制御装置が提供される。
【００１４】
本発明によれば、同一のトナー濃度であっても攪拌装置による攪拌速度に応じてトナー濃度検出手段の検出出力が異なり、補給判断手段が、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断するので、非印刷中にトナー補給が必要と判断される蓋然性が極めて高くなり、印刷中におけるトナー補給を極力減らすことができる。したがって、間欠印刷時に、印刷中のトナー補給に起因して、用紙にトナー痕が現れるという事態の発生を極力なくすことができる。
【００１５】
本発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る濃度制御装置を備えたプリンタの概略構成図である。このプリンタは、感光ドラム１、現像器２、転写・除電器３、クリーニングブレード４、帯電器５、定着器６、トナーホッパ７、光学ユニット８、および用紙搬送ローラ９ａ，９ｂを備えている。トナーホッパ７の内部には、トナー補給ローラ１１が設置されている。現像器２の内部には、マグネットロール１２と、３個のトナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、トナー濃度検出センサ１４とが設置されている。
【００１８】
感光ドラム１の表面は、帯電器５により帯電され、光学ユニット８からのレーザビーム１５により露光される。これにより感光ドラム１の表面に静電潜像が形成され、現像器２によって現像されて、可視像化される。感光ドラム１表面のトナー１８による可視像は、感光ドラム１の回転に同期して用紙搬送ローラ９ａ，９ｂにより搬送される記録用紙１６上に、転写・除電器３によって転写され、転写されたトナー１８は定着器６によって加熱され、記録用紙１６上に定着される。また、感光ドラム１表面に残留した静電気は転写・除電器３により除電され、さらに、感光ドラム１の表面に残留したトナー１８はクリーニングブレード４により掻き落とされる。
【００１９】
一方、トナー補給ローラ１１の回転によりトナーホッパ７から現像器２の内部に供給されたトナー１８は、トナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより攪拌されながらマグネットロール１２に向けて搬送され、マグネットロール１２の回転により感光ドラム１の表面近傍に供給されて、感光ドラム１表面の被帯電部分に付着する。そして、トナー攪拌ローラ１３ｂの下方に配置されたトナー濃度検出センサ１４により、現像器２の内部のトナー濃度が測定される。このトナー濃度検出センサ１４は、コイルを内蔵しており、トナー１８と磁性体キャリアとからなる２成分現像剤１７の透磁率に応じた検出電圧を出力する。
【００２０】
図２は、図１に示すプリンタの回路ブロック図である。このプリンタは、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、インターフェイス２４、ハードディスクドライブ２５、フレキシブルディスクドライブ２６、操作部２７、表示部２８、モータ制御部２９、高圧制御部３０、センサ電源供給部３５、光学ユニット８、およびトナー濃度検出センサ１４を備えている。高圧制御部３０には、高圧供給部３１が接続されており、高圧供給部３１は、高圧電源３２に接続されている。モータ制御部２９には、モータ３３，３４が接続されている。
【００２１】
ＣＰＵ（central processing unit ）２１は、プリンタ全体を制御する。
【００２２】
ＲＯＭ（read only memory）２２は、基本プログラムなどを記憶している。
【００２３】
ＲＡＭ（random access memory）２３は、ＣＰＵ２１にワーク領域を提供するとともに、各種のデータなどを記憶する。
【００２４】
インターフェイス２４は、ＣＰＵ２１と各種周辺装置との間の通信を制御する。
【００２５】
ハードディスクドライブ２５は、ハードディスク（図示せず）に対してデータの書込および読出を行う。ハードディスクには、フレキシブルディスクドライブ２６によりフレキシブルディスクから読み取られた記録データや、図外のコンピュータから送信された記録データなどが書き込まれる。
【００２６】
フレキシブルディスクドライブ２６は、フレキシブルディスク（図示せず）に対してデータの書込および読出を行う。
【００２７】
操作部２７は、複数のキースイッチ（図示せず）などを備えており、使用者の操作に応じた操作データを出力する。
【００２８】
表示部２８は、図外のＬＣＤ（liquid crystal display）などを備えており、各種の情報を表示する。
【００２９】
モータ制御部２９は、感光ドラム１、マグネットロール１２、およびトナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃを駆動するためのモータ３３と、トナー補給ローラ１１を駆動するためのモータ３４とを制御する。
【００３０】
高圧制御部３０は、現像器２や帯電器５などに高圧電源３２からの高圧電圧を供給するための高圧供給部３１を制御する。
【００３１】
センサ電源供給部３５は、トナー濃度検出センサ１４に所定の電源電圧を供給する。
【００３２】
光学ユニット８は、記録データに基づいて、感光ドラム１の表面を露光して静電潜像を形成させるためのレーザビーム１５を出力する。
【００３３】
次に、上記プリンタの動作の要点について説明する。
【００３４】
現像器２内の２成分現像剤１７のトナー濃度は、トナー濃度検出センサ１４により検出される。トナー濃度検出センサ１４には、センサ電源供給部３５により所定の電源電圧が供給されており、２成分現像剤１７のトナー濃度に応じた検出電圧を出力する。この検出電圧は、２成分現像剤１７のトナー濃度が淡くなるほど高くなる。
【００３５】
トナー濃度検出センサ１４からの検出電圧は、ＣＰＵ２１により閾値と比較される。このとき、ＣＰＵ２１は、印刷中と非印刷中とで閾値を切り替える。具体的には、図３のように、印刷中においては閾値としてＳH を用い、非印刷中においては閾値としてＳH よりも小さいＳL を用いる。そして、印刷中における閾値ＳH が、従来の濃度制御装置で採用されている一般的な閾値の値である。
【００３６】
この結果、トナー濃度検出センサ１４からの検出電圧が印刷中と非印刷中とで同一のＶ1 であり、ＳL ＜Ｖ1 ＜ＳH の場合、印刷中においては検出電圧Ｖ1 が閾値ＳH を超えず、非印刷中において検出電圧Ｖ1 が閾値ＳL を超える。これによりＣＰＵ２１が、非印刷中において、モータ制御部２９にトナー補給指示信号を出力する。したがって、モータ制御部２９がモータ３４を駆動し、トナー補給ローラ１１が回転してトナーホッパ７内のトナー１８が現像器２内に補給される。この補給により、たとえば１０頁程度の連続した印刷では記録用紙１６上のトナー１８の濃度が淡くならないように、現像器２内のトナー１８の量が増加する。
【００３７】
このように、非印刷中と印刷中とで互いに異なる閾値ＳL ，ＳH を用い、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断するようにしたので、間欠印刷時において、現像器２へのトナー補給を極力非印刷中に行なわせることができる。したがって、印刷中にトナー補給を行なうことに起因する、記録用紙１６へのトナー痕の付着を極力回避できる。
【００３８】
なお、上記実施形態においては、ＣＰＵ２１により補給判断手段を実現し、補給判断手段が、トナー濃度検出センサ１４からの検出出力と閾値とを比較してトナー補給の要否を判断し、非印刷中と印刷中とで互いに異なる閾値を使用するように構成したが、ＣＰＵ２１により補給判断手段を実現し、補給判断手段が、非印刷中と印刷中とのうちのいずれか一方におけるトナー濃度検出センサ１４からの検出出力に補正を施し、その補正後の値と閾値とを比較してトナー補給の要否を判断することにより、非印刷中と印刷中とで同一の閾値を使用するように構成してもよい。
【００３９】
たとえば図４のように、ＣＰＵ２１により、非印刷中におけるトナー濃度検出センサ１４の出力に１よりも大きな所定の定数ｋを乗算し、この乗算結果と所定の閾値Ｓ1 とを比較するのである。
【００４０】
このようにすれば、トナー濃度検出センサ１４からの検出電圧が印刷中と非印刷中とで同一のＶ1 であり、Ｖ1 ＜Ｓ1 ＜ｋＶ1 の場合、印刷中においては検出電圧Ｖ1 が閾値Ｓ1 を超えず、非印刷中において補正後の検出電圧ｋＶ1 が閾値Ｓ1 を超える。したがって、非印刷中と印刷中とで互いに異なる閾値ＳL ，ＳH を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、常に一定の電源電圧をトナー濃度検出センサ１４に印加したが、ＣＰＵ２１により印加電圧制御手段を実現し、印加電圧制御手段により、トナー濃度検出センサ１４への印加電圧を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせるようにしてもよい。
【００４２】
すなわち、ＣＰＵ２１によりセンサ電源供給部３５を制御して、図５のように、非印刷中におけるトナー濃度検出センサ１４への印加電圧を、印刷中におけるよりも高くするのである。このように印加電圧を高くすると、トナー濃度が同一であっても検出電圧が高くなることから、非印刷中におけるトナー濃度検出センサ１４の出力に１よりも大きな所定の定数ｋを乗算するのと同様の効果が得られる。
【００４３】
また、上記実施形態においては、トナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより常に一定の攪拌速度で現像器２内の２成分現像剤１７を攪拌したが、ＣＰＵ２１により攪拌速度制御手段を実現し、攪拌速度制御手段により、トナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃによる攪拌速度を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせるようにしてもよい。
【００４４】
すなわち、ＣＰＵ２１によりモータ制御部２９を制御して、図６のように、非印刷中におけるトナー攪拌ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃの回転速度を、印刷中におけるよりも低速にするのである。このように攪拌速度を低速にすると、トナー濃度が同一であってもトナー濃度検出センサ１４の検出電圧が高くなることから、非印刷中におけるトナー濃度検出センサ１４の出力に１よりも大きな所定の定数ｋを乗算するのと同様の効果が得られる。
【００４５】
そしてこのとき、ＣＰＵ２１により高圧制御部３０を制御して、低速攪拌時の現像バイアスを高速攪拌時の現像バイアスよりも高くする。すなわち、現像器２内における２成分現像剤１７の攪拌速度を低速にすると、２成分現像剤１７のトナー１８が感光ドラム１により電位的に持ち出され易くなるため、低速攪拌時の現像バイアスを高速攪拌時の現像バイアスよりも高くすることで、トナー１８の持ち出しを防止して、いわゆるかぶりの発生を抑制するのである。
【００４６】
（付記１）  トナーを含む複数種類の成分からなる現像剤を収容して静電潜像が形成された感光体にトナーを付着させる現像器内のトナー濃度を制御する濃度制御装置であって、
トナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
トナー濃度検出手段からの検出出力に基づいて現像器内にトナーを補給すべきか否かを判断する補給判断手段と、
補給判断手段による判断結果に応じて現像器内にトナーを補給するトナー補給手段とを備え、
補給判断手段は、印刷中と非印刷中とでトナー補給の要否を判断するトナー濃度を異ならせ、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断する構成としたことを特徴とする、濃度制御装置。
【００４７】
（付記２）  補給判断手段は、トナー濃度検出手段からの検出出力と閾値とを比較してトナー補給の要否を判断し、非印刷中と印刷中とで互いに異なる閾値を使用する、付記１に記載の濃度制御装置。
【００４８】
（付記３）  補給判断手段は、非印刷中と印刷中とのうちのいずれか一方におけるトナー濃度検出手段からの検出出力に補正を施し、その補正後の値と閾値とを比較してトナー補給の要否を判断することにより、非印刷中と印刷中とで同一の閾値を使用する、付記１に記載の濃度制御装置。
【００４９】
（付記４）  トナー濃度検出手段は、電圧を印加されることにより検出が可能となり、かつ、同一のトナー濃度であっても印加電圧に応じて検出出力が異なり、
トナー濃度検出手段への印加電圧を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせる印加電圧制御手段を有する、付記１に記載の濃度制御装置。
【００５０】
（付記５）  現像器内には、現像剤を攪拌する攪拌装置が設置されており、
トナー濃度検出手段は、同一のトナー濃度であっても攪拌装置による攪拌速度に応じて検出出力が異なり、
攪拌装置による攪拌速度を、非印刷中と印刷中とで互いに異ならせる攪拌速度制御手段を有する、付記１に記載の濃度制御装置。
【００５１】
（付記６）  現像器の現像バイアスを制御する現像バイアス制御手段を有し、現像バイアス制御手段は、攪拌速度制御手段により制御される攪拌速度に応じて現像バイアスを制御して、非印刷中の現像バイアスを印刷中よりも高くする、付記５に記載の濃度制御装置。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、同一のトナー濃度であっても攪拌装置による攪拌速度に応じてトナー濃度検出手段の検出出力が異なり、補給判断手段が、非印刷中においては印刷中におけるよりも濃い濃度でトナー補給が必要と判断するので、非印刷中にトナー補給が必要と判断される蓋然性が極めて高くなり、印刷中におけるトナー補給を極力減らすことができる。したがって、間欠印刷時に、印刷中のトナー補給に起因して、用紙にトナー痕が現れるという事態の発生を極力なくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る濃度制御装置を備えたプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示すプリンタの回路ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における濃度制御装置の各部信号波形図である。
【図４】他の実施形態における濃度制御装置の各部信号波形図である。
【図５】さらに他の実施形態における濃度制御装置の各部信号波形図である。
【図６】さらに他の実施形態における濃度制御装置の各部信号波形図である。
【符号の説明】
１  感光ドラム
２  現像器
７  トナーホッパ
１１  トナー補給ローラ
１２  マグネットロール
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  トナー攪拌ローラ
１４  トナー濃度検出センサ
１７  ２成分現像剤
１８  トナー
２１  ＣＰＵ
２９  モータ制御部
３０  高圧制御部
３１  高圧供給部
３２  高圧電源
３３  モータ
３４  モータ
３５  センサ電源供給部
【図１】
0004034533.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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