JP3043820B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いた
画像形成装置に関し、より詳細には、基準トナー像から
検出された濃度情報に基づいて現像部にトナー補給を実
行する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、一般的な電子写真装置にあって
は、現像装置内のトナー濃度を、感光体移動方向におけ
る画像形成領域と画像形成領域の間に形成された基準パ
ターン像から、Ｐセンサ（光学的反射型フォトセンサ）
によって検知するものがある。しかし、この方式では、
現像処理が終了するまで基準パターン像を形成できない
ため、特に、長尺コピー（一般的には１m 以上）を行う
場合、トナーを大量に消費してトナー濃度が低下してい
るにも係わらず基準トナー像を形成できず、該基準パタ
ーン像の濃度をＰセンサによって検出できないため、ト
ナー補給動作を行うことができなかった。

【０００３】このため、長尺コピーを行う場合、Ｐセン
サによる感光体上の基準パターン像から現像装置のトナ
ー濃度を検出する他に、現像装置内に剤濃度センサを配
置して、トナー補給制御を行う方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く従来技術は、Ｐセンサの他に現像装置内に剤濃度セ
ンサを配置してトナー補給制御を行うため、制御が複雑
になるという問題点があった。また、剤濃度センサを駆
動するためには基板等を設置する必要があるため、装置
がコスト高となる問題点もあった。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、トナー補給制御を簡素化し、装置の低コスト化を
図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、感光体上に形成された静電潜像を現像
する現像手段と、現像手段にトナーを供給するトナー供
給手段と、感光体の移動方向を横切る方向に異なる複数
の位置に基準トナー像を形成し得る基準トナー像形成手
段と、各基準トナー像の形成位置に対応して配置され
る、該基準トナー像の濃度を検出する複数の濃度検出手
段と、濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記トナー
供給手段の制御を行う制御手段とを有してなり、基準ト
ナー像形成手段は、感光体の移動方向の画像領域長さに
応じて基準トナー像の形成位置を切り替える一方、制御
手段は、切り替えられた基準トナー像形成位置に対応す
る前記濃度検出手段による検出結果を選択する画像形成
装置を提供するものである。また、基準トナー像形成手
段は、前記感光体上における画像形成領域間にある位置
と、前記感光体の移動方向を横切る方向において前記画
像形成領域よりも外側にある位置とのいずれか一方に、
前記基準トナー像を少なくとも１つ形成することが望ま
しい。更に、制御手段は、長尺の複写処理を実行すると
き、前記感光体の移動方向を横切る方向において前記画
像形成領域よりも外側にある位置に形成された基準トナ
ー像に基づく濃度検出手段からの検出結果を選択するこ
とが望ましい。

【０００７】

【作用】本発明による画像形成装置にあっては、感光体
の移動方向に対して横切る方向の画像形成領域内と画像
形成領域外に、少なくとも２つの基準トナー像を形成
し、これらの基準トナー像の濃度を検知するためのセン
サを設置する。トナー補給制御は、基本的には画像形成
領域内に形成された基準トナー像の濃度を検知するセン
サに基づいて実行されるが、長尺コピーを行う場合は、
画像形成領域外に形成された基準トナー像の濃度を検知
するセンサに基づいて実行される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明の画像形成装置が適用
されたデジタル複写機の概略断面図を示し、アルミニウ
ム素材のＯＰＣを塗布してなるドラム状の感光体１０１
と、感光体１０１表面に負電荷を帯電するための帯電チ
ャージャ１０２と、半導体レーザ，回転多面鏡，レン
ズ，ミラー等（図示せず）より構成される光書込みヘッ
ド１０３と、感光体１０１上に形成された静電潜像にト
ナーを付着させる現像部１０４と、感光体１０１上に形
成されたトナー像を転写紙に転写し、トナーが転写され
た転写紙を感光体１０１から分離させる転写・分離チャ
ージャ１０５と、転写処理が終了した感光体１０１上の
トナーを除去するクリーニング部１０６と、クリーニン
グ処理終了後に感光体１０１上の残留電荷を除去する除
電ランプ１０７と、幅サイズ別のロール状の転写紙１０
８ａ，１０８ｂ，及び，１０８ｃと、各転写紙を所望の
長さに切るカッタ１０９ａ，１０９ｂ，及び，１０９ｃ
と、感光体１０１上に形成された画像（トナー像）に合
うように、所定のタイミングで転写紙を転写位置に搬送
するレジストローラ１１０と、トナーが転写された転写
紙を搬送する搬送ベルト１１１と、転写紙上のトナーを
定着する定着部１１２と、定着処理が終了した転写紙を
排紙トレイ１１４に搬送する排紙ローラ１１３とから構
成される。

【０００９】また、現像部１０４は、２成分磁気ブラシ
現像方式であり、補給するトナーを蓄えてあるトナーホ
ッパ１１５と、トナーホッパ１１５から現像容器１１６
内にトナーを排出するための補給ローラ１１７と、トナ
ーとキャリアを混合するための攪拌部材１１８と、感光
体１０１にトナーを搬送する磁気ブラシ現像スリーブ１
１９とが配設されている。なお、１２０（１２１）は、
後述する基準トナー像の濃度を検出するＰセンサ（光学
的反射型フォトセンサ）、１２２は、転写紙（図示せ
ず）が通過する時間をチェックすることにより、コピー
する転写紙の長さを検知するレジストセンサである。

【００１０】上記の構成において、Ｐセンサ（１２０及
び１２１）の配置及び感光体１０１上における基準トナ
ー像の形成位置について、図２及び図３を参照して説明
する。図２は、静電潜像が形成されている画像形成領域
の直後の画像形成領域間位置に、基準トナー像が形成さ
れた場合を示す。図示の如く基準トナー像は、感光体１
０１の中央に形成され、詳細は後述するが、基準トナー
像の濃度を検出するため、１２０ａ及び１２０ｂからな
るＰセンサ１２０と、１２１ａ及び１２１ｂからなるＰ
センサ１２１とが配設されている。

【００１１】図３は、長尺コピーを行っている時に形成
される基準トナー像を示す。この場合、画像形成領域が
長いため、画像形成領域内に位置する中央の基準トナー
像は形成せず、画像形成領域外に位置する端部の基準ト
ナー像のみ形成することを示している。

【００１２】ここで、Ｐセンサ１２０について、図４に
示す回路図を参照して詳細に説明する。Ｐセンサ１２０
は、ＬＥＤ１２０ａとフォトトランジスタ１２０ｂとか
ら構成されている。ＬＥＤ１２０ａは、可変抵抗ＶＲ，
抵抗Ｒ１を通してトランジスタ４０１のコレクタに接続
され、ＬＥＤ駆動電流は可変調整可能となっており、ト
ランジスタ４０１のエミッタにはグランドＧＲＤが接続
されている。

【００１３】上記した回路構成において、Ｐセンサ１２
０の動作を説明する。トランジスタ４０１のベースに、
基準トナー像の濃度を検知するための信号（基準パター
ン要求信号）が印加されると、トランジスタ４０１がオ
ンして、ＬＥＤ１２０ａが駆動（発光）する。ＬＥＤ１
２０ａが発した光は、中央の基準トナー像に反射して、
フォトトランジスタ１２０ｂに入射し、フォトトランジ
スタ１２０ｂのエミッタ出力がＰセンサ１２０の出力と
なる。このフォトトランジスタ１２０ｂのエミッタ出力
は、グランドＧＲＤとの間に抵抗（図示せず）を接続し
てエミッタフォロワとすることにより、図５に示した如
き、基準トナー像のトナー量に反比例したような電圧が
出力される。なお、Ｐセンサ１２１も同様の構成となっ
ている。

【００１４】図６は、トナー補給制御部の構成を示すブ
ロック図であり、予め設定されたプログラムに従って制
御を実行するＣＰＵ６０１と、基準トナー像のトナー濃
度を検出するＰセンサ１２０及び１２１（１２０は感光
体１０１の中央に、１２１は端部に配置されている）
と、コピーする転写紙の長さを検知するレジストセンサ
１２２と、Ｐセンサ１２０及び１２１とレジストセンサ
１２２からの信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ６
０２と、Ａ／Ｄコンバータ６０２とＣＰＵ６０１を接続
するＩ／Ｏ（入出力インターフェース）６０３とから構
成され、更に、Ｉ／Ｏ６０３には、詳細は後述するが、
補給ローラ１１７を駆動させるための電磁クラッチ駆動
回路６０４が接続されている。

【００１５】次に、本発明の画像形成装置のトナー補給
制御について、図７に示すフローチャートを参照して説
明する。スタートキー（図示せず）を押下することによ
り、コピー処理が開始されると、直前にサンプリングし
たＰセンサ１２０（感光体１０１の中央に位置）の検出
値に基づいて、トナー補給を行う。トナー補給は、基準
トナー像の検知電圧をＶsp、感光体１０１にトナーが付
着していない場合の検知電圧をＶsgとすると、Ｖsp／Ｖ
sg≦１／８となる条件を満たすならばトナー補給を実行
する。なお、トナー補給は、電磁クラッチ駆動回路６０
４（図６参照）を駆動させて、補給ローラ１１７を回転
させることにより行われる。また、直前にサンプリング
した検出値とは、１回の複写処理が終了すると、基準ト
ナー像を画像形成領域外に形成（図２参照）し、この基
準トナー像の濃度をサンプリングしておき、次回の複写
処理を行う場合、この値に基づいてトナー補給を行うか
否かを判断する（Ｓ７０１）。

【００１６】その後、レジストセンサ１２２を転写紙が
１ｍ以上通過したか否かを判断し（Ｓ７０２）、この転
写紙が１ｍ以上通過したか否かの判断は、原稿画像の露
光終了まで実行される（Ｓ７０３）。上記ステップＳ７
０２において転写紙が１ｍ以上通過したと判断すると、
次に現像部１０４を画像（トナー像）が１ｍ以上通過し
たか否かを判断する（Ｓ７０４）。ここで、現像部１０
４を通過した画像の長さは、感光体１０１の回転速度と
原稿画像の露光開始からの時間により判断する。画像が
１ｍ以上通過していないと判断すると、ステップＳ７０
３の処理に移行し、逆に、画像が１ｍ以上通過したと判
断すると、端部Ｐセンサ１２１によるトナー補給を行
う。端部Ｐセンサ１２１によるトナー補給は、長尺コピ
ー（本実施例では、１ｍ以上）を行う場合、図３に示し
た如く、感光体１０１の端部に形成される（本実施例で
は、画像の長さの１ｍ毎に形成する）基準トナー像の濃
度を端部Ｐセンサ１２１が検出して、前述したように、
Ｖsp／Ｖsg≦１／８となる条件を満たすならばトナー補
給を実行する（Ｓ７０５）。

【００１７】上記ステップＳ７０５の処理は、原稿画像
の露光終了と判断するまで実行し（Ｓ７０６）、露光終
了と判断すると、端部Ｐセンサ１２１から中央Ｐセンサ
１２０によるトナー補給制御に戻す（Ｓ７０７）。レジ
ストセンサ１２２を転写紙が１ｍ以上通過せずに原稿画
像の露光処理が終了、或いは、ステップＳ７０７の処理
が終了すると、所定のタイミングで基準トナー像を形成
し、中央Ｐセンサ１２０によるサンプリングを実行して
（Ｓ７０８）、一連の処理を終了する。

【００１８】本実施例では、長尺の転写紙の長さを自動
的に検知して、この転写紙の長さに応じて端部Ｐセンサ
１２１によるトナー補給制御を行っているが、例えば、
長尺紙にコピーを行う複写モード（長尺モード）を入力
キー等で選択できる複写機に適用する場合、この長尺モ
ードが選択されたときに端部Ｐセンサ１２１によるトナ
ー制御を一律に行うようにしてもよい。また、端部Ｐセ
ンサ１２１は、感光体１０１上の帯電ムラ等により中央
Ｐセンサ１２０に比べてトナー濃度の検出の精度が低い
ため、規格の紙サイズ等にコピーを行う場合、中央Ｐセ
ンサ１２０によるトナー補給制御を行い、長尺コピーの
ときの端部Ｐセンサ１２１によるトナー補給制御は、補
助的なものとして位置付けるのが望ましい。

【００１９】

【発明の効果】以上より明らかなように本発明によれ
ば、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像手段
と、現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、感
光体の移動方向を横切る方向に異なる複数の位置に基準
トナー像を形成し得る基準トナー像形成手段と、各基準
トナー像の形成位置に対応して配置される、該基準トナ
ー像の濃度を検出する複数の濃度検出手段と、濃度検出
手段の検出結果に基づいて、前記トナー供給手段の制御
を行う制御手段とを有している。そして、このような構
成のうちの基準トナー像形成手段は、感光体の移動方向
の画像領域長さに応じて基準トナー像の形成位置を切り
替える一方、制御手段は、感光体の移動方向の画像領域
長さに応じて濃度検出位置を切り替えると共に、切り替
えられた濃度検出位置に対応する前記濃度検出手段によ
る検出結果を選択するため、トナー補給の制御を簡素化
し、装置の低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置が適用されたデジタル複
写機の概略断面図である。

【図２】本発明のＰセンサの配置及び基準トナー像の形
成位置（画像形成領域間）についての説明図である。

【図３】本発明のＰセンサの配置及び基準トナー像の形
成位置（画像形成領域外）についての説明図である。

【図４】Ｐセンサ及びＰセンサを駆動する回路図であ
る。

【図５】Ｐセンサ出力とトナー付着量の関係を示す特性
図である。

【図６】本発明のトナー補給制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】本発明のトナー補給制御の処理を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１０１ 感光体 １０４ 現像部 １１５ トナーホッパ １１６ 現像容
器 １１７ 補給ローラ １２０ 中央Ｐセンサ １２１ 端部Ｐ
センサ １２０ａ ＬＥＤ １２１ａ ＬＥＤ １２０ｂ フォトトランジスタ １２１ｂ フォト
トランジスタ １２２ レジストセンサ ６０１ ＣＰＵ ６０２ Ａ／Ｄ
コンバータ ６０３ Ｉ／Ｏ（入出力インターフェース） ６０４ 電磁クラッチ駆動回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上に形成された静電潜像を現像す
   る現像手段と、 前記現像手段にトナーを供給するトナー供給手段と、 前記感光体の移動方向を横切る方向に異なる複数の位置
   に基準トナー像を形成し得る基準トナー像形成手段と、 前記各基準トナー像の形成位置に対応して配置される、
   該基準トナー像の濃度を検出する複数の濃度検出手段
   と、 前記濃度検出手段の検出結果に基づいて、前記トナー供
   給手段の制御を行う制御手段とを有してなり、 前記基準トナー像形成手段は、前記感光体の移動方向の
   画像領域長さに応じて基準トナー像の形成位置を切り替
   える一方、前記制御手段は、切り替えられた基準トナー
   像形成位置に対応する前記濃度検出手段による検出結果
   を選択することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記基準トナー像形成手段は、前記感光
   体上における画像形成領域間にある位置と、前記感光体
   の移動方向を横切る方向において前記画像形成領域より
   も外側にある位置とのいずれか一方に、前記基準トナー
   像を少なくとも１つ形成することを特徴とする請求項１
   に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、長尺の複写処理を実行
   するとき、前記感光体の移動方向を横切る方向において
   前記画像形成領域よりも外側にある位置に形成された前
   記基準トナー像に基づく前記濃度検出手段からの検出結
   果を選択することを特徴とする前記請求項１または２に
   記載の画像形成装置。