JPH01154180A - 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ｎ等の、画像形成装置に関し、更に
詳しくは、トナー濃度を一定に保つことのできる画像形
成装置に関する。 （発明の前哨） 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装置である
。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、原稿情報を合
んだ反射光がミラ〜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
ラム表面に静電潜りを形成する。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！４！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１立て移動するよう
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１ｇ６の
仝而を走査することができる。 、　ところで、この種の電子復写義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成分現象剤の耐久性はトナーａ
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
久性が後者は前者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＠Ｓ置内のトナー濃度を検出す
るものとして、インダクタンスを用いたトナーｍ検知方
式がある。これは、現象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ることに着目し、現
像剤の透磁率を測定してトナー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、コピープロセスを続けていくと、トナーが消
費されているため、現像装置内の補給用のトナーの残量
が少なくなってくる。この時は、トナー残量センサでト
ナーの残量が少なくなったことが検知され、表示が行な
われる。通常は、この様な場合、操作者によってトナー
の供給がなされる。 ところが、操作者によっては、トナー残量が少なくなっ
たにもかかわらず、トナーを供給しないことがある。こ
のような場合に複写が続けられると、現像剤中に補給さ
れるべきトナーがなくなり、現像剤のトナー濃度が低下
してゆく。２成分現像剤の場合、トナー濃度が低下する
と、現像剤中のキャリア同志がぶつかりあうことにより
現像剤の寿命が短くなる。また、感光ドラムを傷付

【プ
る恐れもある。 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、現像剤のトナー濃度を低下させる恐れ
のない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
形成させる静電潜像形成手段と、トナーを有する現像剤
により静電潜像を可視像化する現像手段と、この現像手
段により可視像化された像を転写紙に転写する転写手段
と、転写された像を定着させる定着手段と、現像手段内
の現像剤のトナー濃度を検出するため現像手段に配置さ
れたトナー濃度センサと、不揮発性メモリと、基準とな
る現像剤のトナー濃度を上記不揮発性メモリに占込む書
込手段と、画像形成時に上記トナー濃度センナで検出さ
れる現像剤のトナーＱ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ｍａ制御手段と、現像装
置内のトナー残量を検出するトナー残邑センサと、画像
形成時に上記トナー残ｆｆｉ　センサで検出されるトナ
ー残】が一定値以下になったとき画像形成を中止させる
制御手段とを備えたことを特徴とするものである。 （作用） 初めに基準となるトナー濃度をトナー澹度センサにより
検出し、この検出された値を不揮発性メモリに書込む。 画像形成時には上記トナー濃度センサで検出されるトナ
ー８１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。また、現像装置内のトナー残ａを監視し、一
定値以下に低下したときは、複写を中止させる。 （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＄す御するＣ
ＰＬＪ１３１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ＣＰＵ３
０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、トナーの列伍を検出するトナー
残母センサ、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トナー
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８度に応じた電圧値をディジタル値に変換する
△／Ｄ変換器、３７は上記△／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
示により書き込まれ、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Ｗ
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に記憶されている基準トナ
ー８１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３つ
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。この図において、第１図と同じものについ
ては同一番号を付し、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ー残ａセンサ、３４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ナ、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、３
５ｂにより駆動されるベルト、３５ｄはベルト３５Ｇ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副撹拌部、４５は
感光ドラム上の静電潜像にトナーを付着さゼて現像を行
うための現像スリーブ、４６はスリーブ４５上の現像剤
の穂の高さを規制する穂立ち規制板である。 先ず、現＠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、［−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
３３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
装置内にある現象剤（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居る。現像スリーブ上に
は現像剤の穂が形成されおり、穂立ち規制板４６により
現象剤の穂の高さが規制されている。ここを通過した現
像剤によって感光ドラム１上の潜像が現象され、トナー
像となる。 尚、この現＠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、各センサの検出出力
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＆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１ｙ］設定の指示があると、ＣＰ
Ｕ３０は現像装置７の主撹拌部４３及び副撹拌部４４に
、一定時間（現象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、基準濃度の現像剤（例えばトナー１４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
トナー濃度に応じた電圧は、Ａ／Ｄ変換器３６でディジ
タル値に変換されて、Ｃｒ’　Ｕ　３０の指示により不
揮発性メモリ３７に古き込まれる。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、同種のセンサであっても、△
、Ｂ、Ｃのように特性が異なっており、同一の濃度に対
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に占ぎ込まれた値は、使
用されるセンサにより微妙に異なっている。 第４図は、着脱可能な現象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。現像装置７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（７）端子５１ａ、５１ｂ、５１
ｃ、５１ｄ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５０ｃ及び５０ｄを短絡してお
き、黒以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像装置の種類を判別する
ことができる。この例では、ＣＰＵ３０から児て端子５
１ｃ、５１ｄが導通状態にあるとぎのみ、不揮発性メモ
リへの書き込みを行うようにする。 次に、画像形成（複写）時のトナー濃度制御ＩＩｖＪ作
について説明する。 操作入力部３１に複写の指示が与えられると、ＣＰＵ３
０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、露光による静電潜像形成、この静電潜像にト
ナーを吸着させる現像、転写紙への転写、そして定着と
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
要がある。 ここで、インダクタンスセンナ３４の検出出力は比較器
３つ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ナの検出
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３つの出力に基づき、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、ＴｉＡ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濃度を
不揮発性メモリに書き込み、画像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ので
きる画像形成装置を実現することができる。 ところで、コピープロセスを続けていくと、トナー補給
口から供給されたトナーがトナー補給手段３５により現
像剤中に補給されて、消費されているため、トナー補給
口から与えられたトナーの残量が少なくなってくる。こ
の時は、トナー残量センサ３３でトナーの残量が少なく
なったことが検知され、ＣＰＬＪ３０はこのトナー残量
センサ３３の検出結果に基づき、表示部３２にトナー残
量低下の表示を行う。 ところが、トナー残量が少なくなったにもかかわらず、
トナーを供給しないことがある。 そこで、本発明では、トナー残量センサ３３で検知され
たトナーの桟用がある一定値以下になった後、ある枚数
以上複写が続けられたとぎは、その後複写ができないよ
うにする。すなわら、第５図のフローチャートに示すよ
うに、トナー残量を検出しくステップ■）、トナー列伍
が一定値以上あれば（ステップ■）コピープロセスを実
行しくステップ■）、これを繰り返す（ステップ■）。 若し、トナー残量が一定値以下でコピープロセスを実行
する〈ステップ■）時は、ＣＰＵ３０は複写枚数をカウ
ントしくステップ■）、複写枚数がある値になったら（
ステップ■）、それ以後は各部に複写のための指示を与
えないようにし、これど同時にエラー表示を行なう（ス
テップ■）。この為に、ＣＰＵ内にテーブルを設けるか
、若しくはＲＯＭを設けて、上記したトナー残量の値及
び複写枚数の値を予め記憶させておく。このようにづ゛
ることにより、トナーの供給をしないかぎり複写を続け
ることは出来ない。従ってトナー１１度低下による不具
合が生じることはない。 尚、上記実施例において、トナー残量が一定値以下にな
ったのち、ＣＰＵがインダクタンスセンサ３４で検出さ
れる現像剤中のトナー補給口を監視して複写動作を禁止
するようにしてもよい。 （発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成
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現像剤へのトナー補給を行
うと同時に、現像装置内のトナー残量を監視し、トナー
残量が一定値以下に低下しても複写が続けられたときは
、複写を禁止づるようにしたので、現像剤のトナーＭＵ
を低下さ仕る恐れのない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図はコネクタの構成図、第
５図は本発明装置の動作を示すフローチャート、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 ３０・・・ＣＰＵ ３１・・・操作入力部 ３２・・・表示部 ３３・・・トナー残量センサ 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／Δ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 ／１６・・・穂立ち規制板 ５０・・・コネクタ ５０ａ〜５０ｄ・・・端子 ５１・・・コネクタ ５１ａ〜５１ｄ・・・端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体上に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
   トナーを有する現像剤により静電潜像を可視像化する現
   像手段と、この現像手段により可視像化された像を転写
   紙に転写する転写手段と、転写された像を定着させる定
   着手段と、現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出する
   ため現像手段に配置されたトナー濃度センサと、不揮発
   性メモリと、基準となる現像剤のトナー濃度を上記不揮
   発性メモリに書込む書込手段と、画像形成時に上記トナ
   ー濃度センサで検出される現像剤の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、現像装置内のトナー残量を検出するトナ
   ー残量センサと、画像形成時に上記トナー残量センサで
   検出されるトナー残量が一定値以下になったとき画像形
   成を中止させる制御手段とを備えたことを特徴とする画
   像形成装置。