JPH01147572A - 画像形成装置 - 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、電子複写機等の、画像形成装置に関し、更に
詳しくは、トナー濃度を正確に制御することのできる画
像形成装置に関する。

（発明の背景） 電子複写機は、帯電された感光体（以下感光ドラムを例
にとり説明する）に原稿情報に応じた露光を行って静電
潜像を形成させ、これをトナーにより可視像化し、この
トナー可視像を転写紙に転写させ定着させるｖｔ置であ
る。近年、この種の電子複写機は、産業界のあらゆる分
野で用いられている。

第６図は、この種の電子複写機の構成の一例を示す構成
図である。操作者がコピーボタン（図示せず）を押すと
、図に示す装置はコピープロセスを開始する。即ち矢印
方向に回転している感光ドラム１は、クリーニング部２
でドラム上の残余トナーがブレードによって削除された
後、帯電極３により電荷がその表面に帯電させられる。

次に、帯電消去部４によって感光ドラム１上の不要部分
の電荷が消去される。そして、感光ドラム１の帯電領域
は原稿６での反射光により露光され、ドラム表面には静
電潜像が形成される。即ち、図に示す矢印方向に移動可
能な露光部５から原稿６に光が照射され、原稿情報を含
んだ反射光がミラーＭ１〜Ｍ３及びレンズ系Ｌ１を介し
て、感光ドラム１に到達して、ドラム表面を露光してド
ラム表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像
部７で、トナーの吸着が行われ可視像に変換される。そ
の後、ドラム表面のトナー可視像は転写部８で転写紙（
コピー用紙）に転写される。転写後の転写紙は感光ドラ
ム１から分離され、搬送機構９によって定着ローラ１０
に送られる。そしてこの定着ローラ１０で転写紙は加熱
され、トナーが転写紙に融着し、コピープロセスが終了
する。

前記露光部５及びミラーＭ１．Ｍ２．Ｍ３とで構成され
る部分（破線で囲まれた部分）が光学ユニット２０を成
しており、移動機構（図示せず）により図の矢印方向に
移動できるようになっている。ここで、第１のミラーＭ
１と露光部５は、光路長を常に一定に保つため、第２．
第３のミラーＭ２．Ｍ３の２倍の速度で移動するように
なっている。ここで、露光装置５内の光源２１は例えば
紙面と垂直な棒状の螢光灯若しくはハロゲンランプで構
成されているので、光学ユニット２０は、原稿６の全面
を走査することができる。

ところで、この種の電子複写機に用いられている現像装
置には、トナーとキャリアから成る２成分現像剤が用い
られている。この２成分現像剤の耐久性はトナー濃度が
一定値以下になると急激に劣化する。例えば、トナー濃
度を５％に保った場合と２％に保った場合では、耐久性
が接当は前古の半分になることもある。この為、トナー
濃度が一定値以下にならないようにトナーの補給を制御
する必要が生じる。

２成分現像剤を用いた現像装置内のトナーａ度を検出す
るものとして、インダクタンスを用いたトナー最検知方
式がある。これは、現像剤に含まれるキャリアが磁性体
であることを利用し、現像剤中にコイルを有するインダ
クタンスセンサーを配置してトナー濃度を検出するもの
で、具体的には、トナー濃度が変動するとトナーとキャ
リアの混合比が変わり透磁率が変動す７ることに着目し
、現像剤の透磁率を測定してトナで濃度を求めるもので
ある。

そして、このインダクタンスセンサの出力電圧と基準電
圧とが比較され、インダクタンスセンサの出力電圧が基
準電圧と等しくなるようにトナー補給を行い、この結果
、トナー濃度が一定になるように制御される。

（発明が解決しようとする問題点） ところで１．［記インダクタンスセンサの出力にはばら
つきがあり、出力を可変抵抗器等で調整する必要があっ
た。すなわち、基準濃度のトナーを測定したときのイン
ダクタンスセンサの出力電圧が一定の値になるように調
整しておかなければならなかった。

しかしながら、この様な調整は余り正確ではない。従っ
て、若し、インダクタンスセンサの出力電圧が正確でな
ければ、トナー濃度は常に異なった濃度になるよう制御
されることになる。

・　また現像装置を、交換するような場合は、交換され
、た現像装置毎に上記したセンサの出力電圧の調整をし
なければならず非常に面倒であった。

本発明は上記問題点に、鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、トナー濃度を正確にかつ常に一定に
なるよう保っておくことのできる画像形成装置を実現す
ることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する本発明は、感光体上に静電潜像を
形成させ、これを現像剤により可視像化し、この可視像
化された像を転写紙に転写、定着させることｉより画像
形成を行う画像形成装置において、現像剤のトナー濃度
を検出するトナー濃度センサと、トナ濃度の基準値が書
込まれる不揮発性メモリと、上記トナー濃度センサで検
出された基準現像剤のトナー濃度が所定の値であるとき
に、上記不揮発性メモリに書き込み制御信号を与える制
御手段と、画像形成時に上記トナー濃度センサで検出さ
れるトナー濃度が上記基準値に等しくなるようにトナー
濃度を制御するトナー？濃度制御手段とを備え、初めに
基準となるトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し
、この検出された値が所定の範囲内であれば、この値を
不揮発性メモリに書込み、画像形成時に上記トナー濃度
センサで検出されるトナー補給口が上記基準値に等しく
なるようにトナー濃度を制御するよう構成したことを特
徴とするものである。

（作用） 初めに基準となる現像剤のトナー濃度をトナー濃度セン
サにより検出し、この検出された値が所定の範囲内であ
れば、この値を基準値として不揮発性メモリに溜込む。

画像形成時には上記トナー濃度セン゛すで検出されるト
ナー濃度が上記基準値に等しくなるようにトナー濃度を
制御する。

（実施例） 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の１実施例の電気的構成を示すブロック
図である。

図において、３０は画像形成装置の各部を制御するＣＰ
ＬＩ、３１は操作者が各種指示を入力するための操作入
力部、３２は上記入力を確認するため、及びＣＰＵ３０
からのメツセージを表示するための表示部、３３は現像
装置７内に設けられ、トナーの残量を検出するトナ一致
戯センサ、３４は現像剤の透磁率を測定してトナー濃度
に応じた電圧を出力するインダクタンスセンサ、３５は
現像装置７内に設けられ、トナーの補給を行う１−ナー
補給手段、３６はインダクタンスセンサ３４で検出され
たトナー濃度に応じた電圧値をディジタル値に変換する
Ａ／Ｄ変換器、３７は上記Ａ／Ｄ変換器３６でディジタ
ル値に変換されたトナー濃度がＣＰＵ３０の書き込み指
示により占き込まれ、読み出し指示により読み出される
不揮発性メモリ、３８は不揮発性メモリ３７から読み出
されたディジタル値のトナー濃度のデータをアナログ値
に変換するＤ／Ａ変換器、３９は画像形成時にインダク
タンスセンサ３４から与えられるトナー濃度に応じた電
圧値と、不揮発性メモリ３７に記憶されてυＡる基準ト
ナー濃度に応じた電圧値とを比較し、これら２つの入力
の差に応じた電圧を出力する比較器、４０は比較器３９
の出力電圧に応じてトナー補給手段３５にトナー補給の
指示を与えるトナー補給指示手段である。

第２図は現像装置７の構成を感光ドラム１と共に示す断
面図である。この因において、第１！！Ｉと同じものに
ついては同一番号を（ＪＬ、、、詳しい説明は省略する
。１は感光ドラム、７は現像装置、３３はトナー補給時
の震動からトナー残量を検出するトナ一致吊センサ、３
４は現像剤中のトナー濃度を検出するインダクタンスセ
ンサ、３５はトナー補給手段、３５ａ及び３５ｂはトナ
ー補給を行うときに駆動されるローラ、３５Ｃはローラ
３５ａ、３５ｂにより駆動されるベルト、３５ｄはベル
ト３５ｃに取り付けられ、トナー補給を行うキャリッジ
、４１はトナー補給口、４２はトナー補給手段のキャリ
ッジ３５ｄにより補給されたトナーを送り出す補助ロー
ラ、４３はトナー及びキャリアから成る現像剤を撹拌す
るための主撹拌部、４４は同じく撹拌するためのｎ１撹
拌部、４５は感光ドラム上の静電潜像にトナーを付着さ
せて現像を行うための現像スリーブ、４６はスリーブ４
５上の現像剤の穂の高さを規制する穂立ちｗ４１！ｉＩ
Ｉ板である。

先ず、現像装置７の動作について説明する。トナー補給
口から供給されたトナーは、トナー補給指示があるとき
はトナー補給手段３５のキャリッジ３５ｄにより補助ロ
ーラ４２へ移される。このとき、キャリッジ３５ｄがト
ナーを運ぶときに発生する震動で、トナー残量センサ３
３はトナーの残量を検知する。補助ローラ４２の回転に
より、トナーは下方へ落とされる。そして、既に現像装
置内にある１ｍ剤（トナーとキャリア）と上記トナーと
が主撹拌部４３と副撹拌部４４とで撹拌される。ここで
インダクタンスセンサ３４は、この現像剤の透磁率を測
定してトナー濃度を検出している。現像スリーブ上には
現像剤の穂が形成されいる。穂立ち規制板４６により現
像剤の穂の高さが規制され、ここを通過した現像剤によ
って感光ドラム１上の潜像が現像され、トナー像となる
。

尚、この現像装置７は、複写機本体と容易に着脱可能で
ある。そして、現像装置を複写機本体に装着したときに
結合状態になるコネクタを介して、各センサの検出用り
はＣＰＵ３０に供給される。

この為、異なる色のトナーの入った現像装置に交換する
ことで、簡単にカラーコピーに対応することができる。

また、現像装置側のコネクタの任意の２つの端子間を、
トナーの色に応じて接続若しくは開放することで、複写
機本体側から何色の現像装置が装着されているかを区別
することができる。

以下、第１図及び第２図を用いて本実施例の動作を説明
する。

先ず、初期時、若しくは交換可能な現像装置を交換した
後に、以下の初期設定動作を行うようにする。

操作入力部３１から初期設定の指示があると、ＣＰＬＩ
３０は現像装置７の主撹拌部４３及び副撹拌部４４に、
一定時間（現像剤のトナー及びキャリアがよく混じり合
うまで、例えば９０秒間）現像剤の撹拌を指示する。初
期時には、Ｍ準濃度の現像剤（例えばトナー濃度４％）
が現像装置内に注入されている。撹拌終了後、インダク
タンスセンサ３４で測定された基準濃度の現像剤のトナ
ーｍ度に応°じた電圧は、Ａ／Ｄ変換器３６でディジタ
ル値に変換されて、ＣＰＵ３０の指示により不揮発性メ
モリ３７に書き込まれる。不揮発性メモリ３７への書き
込みが完了すると、初期設定動作は終了する。

尚、第３図に示すように、同種のセンナであっても、Ａ
、Ｂ、Ｃのように特性が異なっており、同一（７）濃度
に対する出力電圧（ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ）は異なっている
。この為、上記不揮発性メモリ３７に書き込まれた値は
、使用されるセンサにより微妙に異なっている。

このインダクタンスセンサの出力電圧は、各センサによ
り微妙なばらつきはあるが、基準濃度（例えば４％）で
あれば、大きくばらつくことはない。若し、大きくばら
つくようであれば、センサ若しくはＡ／Ｄ変換器の不良
、又はコネクタの接続不良が考えられる。この様な異常
値をそのまま不揮発性メモリ３７に履き込んでしまうと
、画像形成時にこの異常値をもとにトナー濃度の制御が
なされ、トナー濃度が正しく制御されないといった不具
合が生じる。そこで、第４図に示すように、現像剤の撹
拌（ステップ■）、トナー濃度の検出（ステップ■）を
した後、ＣＰｔＪ３０がディジタル値に変換されたトナ
ー濃度を監視しており（ステップ■）、正常であればメ
モリに書き込み（ステップ■）、基準ｍａ時の出力電圧
からある範囲（予想されるばらつき）を逸脱したときは
、正常でない値と判断して、不揮発性メモリ３７への自
き込みを行わないようにする。すなわち、Ａ／Ｄ変換器
３６の出力が所定範囲以外のときは、ＣＰＵ３０は不揮
発性メモリ３７に書き込みυ制御信号を与えないように
する。これと同時に、ＣＰＬＪ３０は、異常が発生した
ために初期設定動作が行われてい−ないことを表示部３
２に表示（ステップ■）する。これにより、異常値が不
揮発性メモリ書き込まれることを防止することができ、
画像形成時にも異常値をもとに制御が行われるといった
事態を防止することができる。

第５図は、着脱可能な現像装置の種類を判別するための
構成の一例を示す構成図である。現＊装Ｈ７側にはコネ
クタ５０が、複写機本体側にはコネクタ５１がそれぞれ
設けられており、現像装置７を複写機本体に装着したと
きには、コネクタ５０の端子５０ａ、５０ｂ、５０Ｃ，
５０ｄとコネクタ５１の端子５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、
５１６とがそれぞれ接続されるように構成されている。

このようなコネクタにおいて、例えば、黒トナーの入っ
た現像装置の場合は端子５０Ｇ及び５０ｄを短絡してお
き、黒板外のトナーの入った現像装置の場合は端子５０
Ｃ及び５０ｄを開放しておく。

そして、端子５１ｃ、５１ｄをＣＰＵ３０に接続し、両
端子間を監視することにより現Ｓ装置の種類を判別する
ことができる。

次に、画像形成（複写）時のトナー濃度制御１１１７１
作について説明する。

操作入力部３１に複ηの指示が与えられると、ＣＰＬＩ
３０は各部に複写の指示を与える。これにより、感光ド
ラムの帯電、露光による潜像形成。

この潜像にトナーを吸着させる現像、転写紙への転写、
定着といった処理（コピープロセス）が行われる。この
とき、現像剤中のトナーは消費されており、トナー濃度
は徐々に低下している。従って、現像剤にトナーを補給
する必要が生じる。

ここで、インダクタンスセンサ３４の検出出力は比較器
３９の一方の入力端子に印加されている。

また、比較器３９の他方の入力端子には、不揮発性メモ
リ３７に書き込まれた基準トナー濃度時のセンサの検出
電圧が印加されている。比較器３９は両入力端子に印加
された電圧を比較し、両者の差に応じた電圧を出力して
いる。この比較器３９の出力に基づき、トナー補給指示
手段４０は現像装置７内のトナー補給手段３５に、トナ
ー補給を行うか否かの指示を与える。トナー補給手段３
５は上記指示に基づき、現像剤へのトナー補給を行って
いる。これにより、現像剤中のトナー濃度は上昇し、ト
ナー濃度が基準値と一致するまでトナー補給が行われる
。

第３図に示したように、トナー濃度とインダクタンスセ
ンサ３４の出力電圧はほぼリニアな関係にあるため、基
準トナー濃度と比較された結果に基づくトナー補給指示
も、リニアに変化するようにし、これによりトナー補給
手段がトナー補給をする速度を可変とすることができる
。

以上のように、初期設定時に基準現像剤のトナー１度が
所定の範囲内にあるとき、このトナー濃度を基準値とし
て不揮発性メモリに書き込み、画浄形成時のトナー濃度
とメモリから読み出された基準トナー濃度とを比較する
ことによって、トナー補給を行うようにしたので、トナ
ー濃度を正確にかつ常に一定になるよう保っておくこと
ができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、初ｗ１設
定時に基準濃度の現像剤のトナー濃度を検出し、検出さ
れた値が所定の範囲内にあるとき、このトナー濃度を基
準値として不揮発性メモリに古き込み、画像形成時のト
ナー濃度とメモ、りから読み出された基準トナー補給口
とを比較することによってトナー補給を行うようにする
ことにより、トナー濃度を正確にかつ常に一定になるよ
う保っておくことのできる画像形成装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は現像装置の構成を示す断面図、第３図はインダク
タンスセンサの特性図、第４図は初期設定時の動作を示
すフローチャート、第５図はコネクタの構成図、第６図
は従来の電子複写機の構成図である。 １・・・感光ドラム　　　７・・・現像装置３ｏ・・・
ＣＰＵ　　　　　３１・・・操作入力部３２・・・表示
部　　　　３３・・・トナ一致吊センサ３４・・・イン
ダクタンスセンサ ３５・・・トナー補給手段 ３６・・・Ａ／Ｄ変換器 ３７・・・不揮発性メモリ ３８・・・Ｄ／Ａ変換器　３９・・・比較器４０・・・
トナー補給指示手段 ４１・・・トナー補給口　４２・・・補助ローラ４３・
・・主撹拌部　　　４４・・・副撹拌部４５・・・現像
スリーブ　４６・・・穂立ら規制板５０．５１・・・コ
ネクタ ５０ａ〜５０ｄ、５１ａ〜５１ｄ・・・端子特許出願人
　　　コ　　ニ　　カ　　株　　式　　会　　礼式　　
理　　人　　　弁　　理　　士　　井　　島　　藤　　
冶外１名 笛３図 篇５図 ７現′ｔミ１ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　感光体上に静電潜像を形成させ、これを現像剤により
   可視像化し、この可視像化された像を転写紙に転写、定
   着させることにより画像形成を行う画像形成装置におい
   て、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと
   、トナー濃度の基準値が書込まれる不揮発性メモリと、
   上記トナー濃度センサで検出された基準現像剤のトナー
   濃度が所定の範囲であるときに、上記不揮発性メモリに
   書き込み制御信号を与える制御手段と、画像形成時に上
   記トナー濃度センサで検出されるトナー濃度が上記基準
   値に等しくなるようにトナー濃度を制御するトナー濃度
   制御手段とを備え、初めに基準となるトナー濃度をトナ
   ー濃度センサにより検出し、この検出された値が所定の
   範囲内であれば、この値を不揮発性メモリに書込み、画
   像形成時に上記トナー濃度センサで検出されるトナー濃
   度が上記基準値に等しくなるようにトナー濃度を制御す
   るよう構成したことを特徴とする画像形成装置。