JP2983284B2

JP2983284B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2983284B2
Application number: JP2337649A
Authority: JP
Inventors: 祐子原沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2014-11-29
Also published as: JPH04204777A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、白
黒反転複写モードを行う場合の現像剤の補給構造に関す
る。

（従来の技術）周知のように、ディジタル複写機等の画像形成装置に
おいては、例えば、一様帯電された感光体に対してレー
ザー光を用いた書き込み処理によって静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像装置により可視像処理した後、
記録紙に静電転写することで複写物を得るようになって
いる。

ところで、上述した画像形成装置により得られる画像
の濃度、換言すれば、トナーの付着量は、現像装置にお
ける現像剤の供給状態により影響されるものであるため
に、常に感光体上で可視像処理される顕像の濃度を監視
することで画像濃度を一定化することが行われている。

上述した感光体上でのトナーの付着量を監視して一定
濃度に制御する方法としては、感光体上で、画像とは別
に、この画像と同じ行程によってトナー濃度の検知用顕
像パターンを形成し、この顕像パターンからの反射光を
光学センサにより検知して、検知出力が適正濃度に相当
する目標濃度出力よりも高い場合に、トナーの消費量が
多いとしてトナー補給を行う方法がある（例えば、特開
昭61−88284号公報）。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述した画像形成装置にあっては、例え
ば、ディジタル複写機のように感光体上へのレーザー書
き込みを行える装置では、原稿の画像部と非画像部とを
反転させた複写物を得る場合がある。つまり、原稿の画
像部が黒色で、非画像部が白色であるのを、記録紙上で
は非画像部を黒色にそして画像部を白色になるようにす
る場合がこれに相当する。

このため、感光体上に形成された静電潜像を現像する
場合には、白黒反転を行わない通常の画像形成時に比
べ、白黒比において黒ベタ画像部が多くなることに原因
してトナーの消費量が多くなる。

具体的に上述したトナーの消費量の変化を比べると、
原稿面積のうちの約10％程度の文字率を有する原稿から
白黒反転複写を得るような場合には、第６図に示すよう
に、通常の約９倍程度の消費量となる。

そこで、上述した通常の複写時と同様にトナー消費量
の変化を前提とするトナー濃度制御では、トナーの消費
量に対して補給量が追い着かなくなる虞があり、結果と
して、連続的に白黒反転モードが設定された場合には、
画像濃度が低下して所謂、薄い画像が得られてしまうこ
とになる。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の画像形成装
置における問題に鑑み、白黒反転モードでの複写が行わ
れた場合にあっても、トナー濃度の低下を来すことなく
一定した画像濃度が得られる画像形成装置を得ることに
ある。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明は、感光体に対向す
る磁気ブラシ現像スリーブとこの現像スリーブに現像剤
を撹拌するとともに供給する供給部材とを収容した現像
槽とこの現像槽に対し補給ローラを介して補給槽内から
のトナーを補給する構造とを備えた画像形成装置におい
て、上記供給部材および補給ローラの駆動部を出力側に
接続され、入力側には、白黒反転モード切り換えスイッ
チおよび上記感光体上に形成される濃度基準パターンか
らの反射濃度を検知する光学検知部材が接続されている
制御部を備え、上記制御部は、上記白黒反転モード切り
換えスイッチが反転モードに設定されたとき、上記濃度
基準パターンからの反射濃度に対応した検知出力
（V_SP）と上記感光体上の非画像部での反射濃度検知出
力（V_SG）との比（V_SP/V_SG）が所定値に対して大きくな
ったときには、トナー消費量が多くなったと判断して上
記補給ローラの回転速度を速くし、白黒反転モードによ
る画像形成が終了した後に、上記供給部材を所定時間作
動させることを特徴としている。

（作用）本発明によれば、白黒反転モード設定時には、補給ロ
ーラの回転速度が速くされ、白黒反転モードによる画像
形成が終了した後に、供給部材による現像剤の撹拌が行
われ、補給されたトナーの摩擦帯電が行われる。

（実施例）以下、第１図乃至第５図において、本発明実施例の詳
細を説明する。

第１図は、本発明実施例による画像形成装置における
要部を説明するための模式図である。

すなわち、画像形成装置は、図示矢印方向に回転自在
のドラム状の感光体（以下、感光体ドラムという）１を
備えており、この感光体ドラム１の周囲には、回転方向
に沿って帯電装置２、書き込み装置３、現像装置４およ
び図示しない転写装置、クリーニング装置がそれぞれ配
置されている。

上述した書き込み装置２は、本実施例の場合、レーザ
ー光源装置から出射されたレーザー光を回転多面鏡等に
より走査して感光体上に結像させる光学系で構成されて
いる。

また、上述した現像装置４は、本実施例の場合、トナ
ーとキャリアとを含む２成分系現像剤を用い構造のもの
であり、現像槽4Aと補給槽4Bとを備えている。

上述した現像槽4A内には、感光体ドラム１と対向する
位置に磁気ブラシ現像スリーブ５が、そして、この磁気
ブラシ現像スリーブ５の後方には図示矢印方向に回転可
能な供給部材である撹拌用パドルホィール６が位置して
おり、このパドルホィール６によりトナーとキャリアと
が撹拌されてトナーの摩擦帯電が行われるようになって
いる。

一方、補給槽4Bには、補給トナーが充填されており、
この補給トナーは、現像槽4Aとの接続部に位置する補給
ローラ７が回転したときに現像槽4Aに向け繰り出される
ようになっている。

そして、補給槽4B内の補給トナーは撹拌羽根８により
撹拌されることで硬化するのを防止されている。

従って、このような構造において、原稿画像と同じ状
態の複写を行う場合には、帯電装置２により一様帯電さ
れた感光体ドラム１に対して書き込み装置３による露光
走査が行われることで原稿画像に応じた静電潜像が形成
され、この静電潜像が現像装置４により可視像処理され
る。そして、可視像は、図示しない給紙機構から繰り出
された記録紙に対して静電転写された後、定着される。

一方、転写後の感光体ドラム１は、回転しながら図示
しないクリーニング装置によって残留トナーの除去およ
び除電されることで次の複写行程に備えられる。

一方、上述したパドルホィール６および補給ローラ７
は、駆動クラッチ6Aおよび7Aにより駆動力の伝達制御を
受けるようになっており、この駆動クラッチ6A、7Aは、
後述する制御部９により作動制御を行われるようになっ
ている。

すなわち、制御部９は、マイクロコンピュータを主要
部としており、このマイクロコンピュータに接続されて
いるI/Oインターフェースの出力ポートに、図示しない
駆動部を介して上述した駆動クラッチ6A、7Aがそれぞれ
接続されている。

また、I/Oインターフェースにおける入力ポートに
は、切り換えスイッチ10および光学センサ11がそれぞれ
接続されている。

上述した切り換えスイッチ10は、原稿と同じ画像を得
るための通常複写モードと原稿の画像部と非画像部とを
反転させた複写画像を得る白黒反転モードとに切り換え
るためにオペレータにより操作されるスイッチであり、
また、光学センサ11は、感光体１の画像部および非画像
部からの反射光量に応じた検知出力を得るためのもので
ある。

そして、この光学センサ11により反射光量を検知され
る画像としては、原稿像に応じた画像に加え、濃度検知
用顕像パターン1Aがある。この画像のうち、濃度検知用
顕像パターン1Aは、感光体出の非画像部において画像部
と同様な複写行程によって形成されるものであり、この
作像時期としては、本実施例の場合、例えば、通常複写
モードおよび白黒反転モードのいずれの場合において
も、「10n＋１」枚の複写が行われた時点とされてい
る。

一方、上述した制御部９にあっては、第２図に示すよ
うに、光学センサ10の出力とトナーの付着量との関係を
もとに、例えば、「10n＋１」枚の複写が行われる毎
に、顕像パターン1Aの反射光量に応じた光学センサ10か
らの出力（V_SP）と非画像部からの反射光に応じた出
力、所謂、地肌電位（V_SG）とを取り込み、これらの出
力の比が、「V_SP/V_SG＞1/8」のときに補給ローラ７を駆
動すべく、駆動クラッチ7Aを作動させ、そして、「V_SP/
V_SG＜1/8」のときには補給ローラ７を停止させた状態に
維持するようになっている。

上述した補給ローラ７を回転させて補給トナーを繰り
出す場合の具体的な方法としては、例えば、原稿読み取
り時に、原稿面積に対する書き込み装置において書き込
み走査される画像、特に黒ベタ部の面積の比により画像
面積率を求めておき、この面積率に応じて例えば、４
％、７％、11％および15％の４段階の補給率、つまり、
トナーの増量を設定し、この補給率が得られるように補
給ローラ７の回転量あるいは回転速度を設定する。

そして、このようなトナーの補給は、顕像の濃度が上
昇して、光学センサ11によるパターン濃度の検出出力
（V_SP）と地肌電位（V_SG）との比が1/8以下になるまで
継続される。

一方、上述した切り換えスイッチ10を介して白黒反転
モードが設定された場合には、光学センサ11からの出力
の比が「V_SP/V_SG＞1/8」にあると、トナーの補給率を通
常複写モードの場合よりも高い補給率を設定するよう
に、上記駆動クラッチ7Aの作動設定が行われる。

すなわち、このような場合の補給率としては、30％、
45％、60％、80％に設定されている。

特に、白黒反転モードに設定された当初としては、上
述した補給率のうちの最大値が選択されて補給ローラ７
の作動設定が行われる。

また、この補給率は、例えば、トナーの付着量に影響
する温度や湿度等の環境の変化に応じて、段階数や値を
規定されるものである。

このような白黒反転モードでの補給トナーを繰り出す
ための具体的な方法としては、上述した駆動時間の設定
に加えて、回転速度を変更することがある。

また、上述した制御部９においては、通常複写モード
あるいは白黒反転モードにより画像形成が行われた後
に、パドルホィール６を所定時間若しくは連続的に回転
させるようになっている。これは、現像剤中のトナーの
消費が多くなるとキャリアとの間での撹拌によるトナー
の摩擦帯電が十分に行われなくなるのを未然に防止する
ためである。

つまり、現像剤中のキャリアとトナーとの含有割合が
アンバランスになると撹拌による摩擦帯電効果が十分に
得られなくなる虞れがあるので、撹拌時間を長くして摩
擦による帯電量を十分なものにするためである。

本実施例は以上のような構造であるから、制御部９の
動作説明として示した第３図のフローチャートに基づい
て手順を説明すると次の通りである。

すなわち、第３図（Ｉ）において複写開始ボタンが作
動されると、通常複写モードと白黒反転モードとの判別
が行われ、通常複写モードの場合には、所定回数（10n
＋１）の複写までの計数が行われ、所定回数に達した時
点で顕像パターン1Aを形成してそのパターンの濃度が光
学センサ11によって検出される。そして、検出出力（V
_SP）と非画像部の検出出力、所謂、地肌電位（V_SG）と
の比（V_SP/V_SG）が（V_SP/V_SG＞1/8）の関係にあるかを
判別する。

上述した判別において、上記関係にある場合には、補
給ローラ７を回転させるべく、駆動クラッチ7Aをオン状
態に設定する。また、上述した判別において、上記関係
にない場合には、補給ローラ７を停止した状態に維持す
る。

上述した判別において、白黒反転モードである場合に
は、トナー補給率補正処理が実行される。

すなわち、トナー補給率補正処理は、第３図（II）に
示すように、通常複写モードと同様に所定回数の複写が
行われた時点で顕像パターンが形成され、このパターン
の濃度が光学センサにより検出されて、上述したように
顕像パターンの濃度出力と地肌電位との比（V_SP/V_SG）
が所定値以上であるかを判別する。

上述した判別において、所定値以上である場合には、
トナーの消費量が多い場合と判断して補給ローラ７を回
転させることになるが、この補給ローラによる補給率
は、前述したように、白黒反転モードの設定が最初であ
る場合には、通常複写モードの場合に比べて最大限の値
に設定される。

そして、このようなトナーの補給が実行されたうえで
画像形成が行われた後には、パドルホィール６が回転制
御されてトナーとキャリアとの撹拌が促進されてトナー
の帯電量を低下させないようにされる。

一方、本実施例においては、上述した白黒反転モード
が設定されたときに、補給ローラの回転によるトナーの
補給時間を長くすることもできる。

第４図はこの場合の動作を説明するためのフローチャ
ートであり、このフローチャートにおいては、白黒反転
モードが設定されたことを判断すると、感光体上の画像
を転写される記録紙の給紙間隔を通常複写モードの場合
よりも長くして画像形成毎の間隔を長くする。

そして、第３図の場合と同様に、所定回数の複写が行
われたかを判別し、その回数に達した時点で顕像パター
ンを形成してそのパターンの濃度を光学センサにより検
出し、第３図の場合と同様に光学センサの検出出力（V
_SP）と地肌電位（V_SG）との比が所定関係にあるかを判
別する。この判別において所定関係にある場合には、画
像形成の間に補給ローラ７の回転を維持して画像形成に
移行する。

このような制御によれば、画像形成間隔が長くなる
分、補給ローラ７の回転時間を長くすることが可能にな
り、これによって、トナーの補給量を多くすることがで
きる。

また、本実施例にあっては、上述した白黒反転モード
が設定された場合には、光学センサ11による顕像パター
ン濃度の検知間隔を通常複写モードの場合に比べ短くす
ることもできる。

すなわち、第５図は上述した場合の動作を説明するた
めのフローチャートであり、このフローチャートにおい
て、白黒反転モードが設定されたと判断した場合には、
例えば、通常複写モードの場合に「10n＋１」回の複写
毎に顕像パターンの濃度を検出していたのを、「2n＋
１」回の複写毎に顕像パターンの濃度を光学センサ11に
より検出するようにし、仮に偶数回の複写回数の場合は
そのまま反転画像を形成するようにするとともに、奇数
回の複写回数である場合には、光学センサ11による顕像
パターン濃度の検出を行い、この検出出力を基に、第３
図に示した動作と同様にトナーの補給制御を行う。

なお、通常複写モードの場合には、第３図に示した場
合と同様に「10n＋１」回毎のセンサ出力に従って、ト
ナーの補給制御を行う。

このような制御によれば、複写回数に対する顕像パタ
ーン濃度の検出を短い間隔で行うことにより、早い時期
でのトナー濃度の補正が可能になる。

（発明の効果）以上、本発明によれば、白黒反転モードを設定された
場合には、通常複写モードに比べ補給トナーの量を増加
させることができるので、画像濃度が低下して薄い画像
が得られてしまうのを未然に防止することが白黒反転モ
ードを設定された場合には、通常複写モードに比べ補給
トナーの量を増加させることができるので、画像濃度が
低下して薄い画像が得られてしまうのを未然に防止する
ことができるとともに、画像形成後に供給部材による現
像剤の撹拌を行うようにしたので、トナーが消費される
に従い、現像剤中のトナーの含有量が少なくなった場合
にキャリアとの撹拌による摩擦帯電が不十分になるのを
防いで、トナーの帯電量の低下を防止することができ、
従って、トナーの帯電量の不足による付着量のムラが発
生するのを未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による画像形成装置の主要部を示
す模式図、第２図は第１図に示した主要部に用いられる
制御部に接続されている光学センサの特性を説明するた
めの線図、第３図乃至第５図は第１図に示した制御部の
動作を説明するためのフローチャート、第６図は従来の
トナー濃度制御の特性を説明するための線図である。１……感光体ドラム、1A……顕像パターン、２……帯電
装置、３……書き込み装置、４……現像装置、4A……現
像槽、4B……補給槽、５……磁気ブラシ現像スリーブ、
６……供給部材であるパドルホィール、6A……駆動クラ
ッチ、７……補給ローラ、7A……駆動クラッチ、９……
制御部、10……切り換えスイッチ、11……光学検知部材
である光学センサ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体に対向する磁気ブラシ現像スリーブ
とこの現像スリーブに現像剤を撹拌するとともに供給す
る供給部材とを収容した現像槽とこの現像槽に対し補給
ローラを介して補給槽内からのトナーを補給する構造と
を備えた画像形成装置において、上記供給部材および補給ローラの駆動部を出力側に接続
され、入力側には、白黒反転モード切り換えスイッチお
よび上記感光体上に形成される濃度基準パターンからの
反射濃度を検知する光学検知部材が接続されている制御
部を備え、上記制御部は、上記白黒反転モード切り換えスイッチが
反転モードに設定されたとき、上記濃度基準パターンか
らの反射濃度に対応した検知出力（V_SP）と上記感光体
上の非画像部での反射濃度検知出力（V_SG）との比（V_SP
/V_SG）が所定値に対して大きくなったときには、トナー
消費量が多くなったと判断して上記補給ローラの回転速
度を速くし、白黒反転モードによる画像形成が終了した
後に、上記供給部材を所定時間作動させることを特徴と
する画像形成装置。