JPH0375675A - デジタル式画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は、トナーを使用してドツトで画像を形成する
デジタル式画像形成装置に関する。

〔従来の技術Ｊ デジタル式画像形成装置においては、１ヘナーカートリ
ツジに収容されているトナーをトナー補給ローラの回転
により現像装置に補給するタイプのものがある。

そして、この種の画像形成装置では、例えば特開昭６１
−２９８７１号公報に見られるように、画信号の黒レベ
ルのビット数をカウンタでＭ′ａＬ。

そのカウンタの出力が所定のしきい値よりも大きくなっ
た時にコンパレータが上記カウンタをクリアするクリア
信号を出力して、そのクリア信号にによるトナーの消費
量に見合った量のトナーを補給することによって、トナ
ー濃度を一定値に保つようにしたものがある。

また、特開昭６２−２４４０７３号公報に見られるよう
に、用紙上にトナーマークを印字してその濃度を光セン
サ等によって検出し、その濃度に応してトナーを補給す
るようにすると共に、ドツト信号をカウントして得た印
字量によってそのトナー補給量を修正するようにしたも
のもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者のような画像形成装置においては、
カウンタの出力が所定のしきい値よりも大きくなる度に
、すなわちトナーが所定量消費される度にその消＊量に
見合った量のトナーを補給するようにしているため、各
プロセス機器による都電、ｎ光、現像、転写等の一連の
画像形成動作中に例えばトナー補給ローラの回転により
トナー補給動作が行なわれると、その回転によって発生
する振動が上記プロセス機器に伝わって画像品質に悪影
響を与えるという問題があった。

また、画像形成動作中にトナー補給動作を行なっている
時、その途中でトナーカートリッジ内がトナー切れにな
って現像装置にトナーが補給されなくなると、用紙に転
写される画像の濃度が設定濃度より薄くなるという不都
合もある。

一方、後者のような画像形成装置においては次に掲げる
ような問題が生じる。

■　トナーマークの濃度を読み取るためのセンサを設け
なければならないので、その分コスＩ〜アップとなる。

■　上記センサの精度や汚れ等のためにそのセンサによ
って検出するトナーマークの濃度情報に誤差が生じる。

■　通常の画像形成処理時以外にトナーマークを印字し
なければならないので、その分トナー消費量が増大する
ことになる。

■　感光体上に形成されたトナーマークを用紙に転写し
ない場合は、その１〜ナー像をクリーニングしなければ
ならないため、クリーニング装置に多くの負担をかける
と共にトナー飛散の原因にもなる。

■　トナーマークの濃度は、帯電量、バイアス電圧など
プロセス条件の変動があると変化するので、そのトナー
マークの濃度に応じたトナーの補給量が不正確になる。

■　トナーの補給は通紙と通紙の間、すなわち先行する
用紙に対する画像形成処理が終了した後次の用紙に対す
る画像形成処理が開始するまでの間に行なうので時間的
な制限があり、画像の面積率がかなり大きくてトナー消
費量が通常より多くなるような場合には、通紙と通紙の
間の時間内ではトナーの補給量が上記トナー消費量に追
いつかなくなることがある。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、上述
のような問題を解決して、常に安定した画像品質が得ら
れるようにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記の目的を達成するため、トナーを使用し
てドツトで画像を形成するデジタル式画像形成装置にお
いて。

１ページごとにその画像領域内の画像データから消費さ
れるトナー量を算出するトナー消費量算出手段と、該手
段によって算出されたトナー量を補給し得る時間だけ画
像形成前にトナー補給ローラを回転曲動するトナー補給
制御手段とを設けたものである。

また、１ページごとにその画像領域内の画像データから
／ｌｌＩ費されるトナー量を算出するトナー消費量算出
手段と、該手段によって算出されたトナー量を補給し得
る回転数だけ画像形成前に１−ナー補給ローラを回転駆
動するトナー補給制御手段とを設けるようにしてもよい
。

さらに、１〜ナ一消ＩＩｃ量算出手段は画像データをト
ナー消費量に変換する変換テーブルと、その変換したト
ナー消費量を加算する手段とを備えている。二とが望ま
しい。

〔作　用〕

このように構成されたデジタル式画像形成装置ｄによれ
ば、トナー消費量算出手段がエページごと（通紙と通紙
の間）にその画像領域内の画像データから消費されるト
ナー量を算出し、その算出されたトナー量を補給し得る
時間だけ画像形成前にトナー補給制御手段がトナー補給
ローラを回転駆動するので、前述のような問題が一挙に
解決し、常に安定した画像品質を得ることができる。

また、トナー消費量算出手段によって算出されたトナー
量を補給し得る回転数だけ画像形成前にトナー補給制御
手段がトナー補給ローラを回転駆動しても、上述と同様
な効果が得られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照して具体的に
説明する。

第２図はこの発明の第１実施例であるデジタル複写機の
内部構成を示す図である。

このデジタル複写機は、複写機本体Ａ、自動原稿給送装
置Ｂ、ソータＣ２両面用反転ユニットＤの４つのユニッ
トから構成されている。

く複写機本体〉 そのうち、複写機本体Ａはスキャナ部、光書退部、感光
体部、＊像部並びに搬送部を備えている。

ここで１以上各部の構成及び動作などについて具体的に
説明する。

λ患ヱ去孤 スキャナ部１５は、反射鏡１．光源３．第１ミラー２を
装備して一定の速度で移動する第１スキヤナと、第２ミ
ラー４並びに第３ミラー５を装備して第１スキヤナの１
／２の速度でその第１スキヤナに追従して移動する第２
スキヤナとを有している。

この第１スキヤナ及び第２スキヤナによりコンタクトガ
ラス９上の図示しない原稿を光学的に走査し、その反射
像を色フイルタ６を介してレンズ７に導き、−次元固体
撮像素子８上で結像される。

光源３には蛍光灯やハロゲンランプなどが使用されてお
り、波長が安定していて寿命が長いなどの理由から一般
に蛍光灯が使用されている。

この実施例では１本の光源３に反射鏡１が取付けられて
いるが、２本以上の光源を使用してもよい。

一次元固体撮像素子８は一定のサンプリングクロックを
もっているため、光源３はそれより高い周波数で点灯し
ないと画像に悪影響を与える。

−次元固体撮像素子８としては、一般にＣＣＤが用いら
れる。−次元固体撮像素子８で読み取った画像信号はア
ナログ値であるので、Ａ／Ｄ変換され、画像処理基板１
０の回路によって種々の画像処理（２値化、多値化階調
処理、変倍処理２編集など）が施され、スポットの集合
としてデジタルイご珍に変えられる。

カラーの画信３を得るためにこの実施例では、原稿から
一次元固体撮像素子８に導かれる光路途中に、必要色の
情報だけを透過する色フイルタ６が出し入れ可能に配置
されている。原稿の走査に合わせて色フイルタ６の出し
入れを行ない、その都度、多重転写２両面コピーなどの
機能を働かせる。二とにより、多種多様のコピーが作成
できるようになっている。

え１−込ユ臥 画像処理後の画像情報は、光書退部１６によってレーザ
光のラスタ走査にて光の点の集合の形で感光体ドラム４
０上に書き込まれる。

レーザ光源としては、従来は一般にＨｅ　−Ｎ　ｅレー
ザが使用されていた。このＨｅ　−Ｎ　ｅレーザの波長
は６３３ｎｍで、従来の複写機感光体の感度とよく合う
ために用いられてきたが、レーザ光源自体が非常に高価
であることと、直接に変調ができないため装置が複雑に
なるなどの問題点を有している。

近年、感光体の長波長域での高感度化により、安価で直
接に変調ができる半導体レーザが使用されるようになっ
た。この実施例においてもこの半導体レーザを使用して
いる。

この光書退部１６において、第３図に示すように、筐体
３１に取り付けられた半導体レーザ２０から発せられた
レーザ光が、コリーメトレンズ２１で平行な光束に変え
られ、アパーチャ３２により一定の形状の光束に整形さ
れる。

整形されたレーザ光は、第１シリンダレンズ２２により
副走査方向に圧縮された形でポリゴンミラー２４に入射
する。

このポリゴンミラー２４は正確な多角形をしており、ポ
リゴンモータ２５（第２図参照）により一定方向に一定
の速度で回転している。この回転速度は、感光体ドラム
４０の回転速度と書き込み密度とポリゴンミラー２４の
面数によって決定される。

ポリゴンミラー２４に入射されたレーザ光は、その反射
光がミラー２４の回転によって偏向される。その偏向さ
れたレーザ光はｆＯレンズ２６ａ。

２６ｂ、　２ｓｃにＪｌｌｉ次入射する。その各ｆＯレ
ンズは各速度一定の走査光を感光体ドラム４０で等速走
査するように変換して、感光体ドラム４０上で最小光点
となるように結像し、さらに而倒れ補正機構も有してい
る。

ｆＯレンズ２６ａ、２６ｂ、２８ｃを通過したレーザ光
は、画像領域外で同期検知ミラー２９により同期検知セ
ンサ３０に導かれ、主走査方向の頭出し信号を出す同期
信号が出てから一定時間後に画像データが１ライン分出
力され、以下これを繰り返すことにより１つの画像を形
成することになる・ ω」 感光体ドラム４０の周面に感光層が形成されている。半
導体レーザ（波長７８０ｎｍ）に対して感度のある感光
層としてＯＰＣ（打機感光体）。

α−５ｉ、５ｅ−Ｔｅなどが知られているが、この実施
例ではＯＰＣを使用している。

一般にレーザ書き込みの場合、画像部に光をソ１てるネ
ガ／ポジ（Ｎ　／　Ｐ　）　　プロセスと、地肌部に光
を当てるポジ／ポジ（Ｐ／Ｐ）プロセスの２通りがあり
、この実施例では前者のネガ／ポジプロセスを採用して
いる。

帯電チャージャ４１は感光体側にグリッドを有するスコ
ロトロン方式のもので、感光体ドラム４０の表面を均一
に（−）帯電し、画像部にレーザ光を照射してその部分
の電位を落とす。それにより感光体ドラム４０表面の地
肌部が−７５０〜−ａｏｏｖ、画像部が一５００Ｖ程度
の電位となって、感光体ドラム４０の表面に静電潜像が
形成される。

これを現像装置４２ａ及び４２ｂでそれぞれの現像ロー
ラに−５００〜−６００Ｖのバイアス電圧を与え、（−
）に帯電したトナーを付着して顕像化する。

曳−Ａ象部 このデジタル複写機本体Ａの現像部は、主現像装置４２
ａと副現像装置４２ｂの２つの現像装置を備え−Ｃいる
。そして、黒一色の場合は、副現像装置４２ｂとそのト
ナー補給装置４３ｂを取り外すようになっている。

現像′！Ａ置を２つ有するこの実施例では、主現像装置
４２ａとペアになるトナー補給装置４３ａに黒トナーを
入れ、副現像装置４２ｂとベアになるトナー補給装置Ｗ
４３ｂにカラートナーを入れることにより、１色の現像
中には他色の現像装置の主極位置を変えるなどして選択
的に現像を行なう。

この現像を、スキャナの色フイルタ６の切り換えによる
色情報の読み取り、紙搬送系の多重転写、両面複写機能
と組み合わせて多機能なカラーコピ、カラー編集が可能
となる。

３色以上の現像は、感光体ドラム４０の周囲に３つ以上
の現像装置を並べる方法、３つ以上の現像装置を回転し
て切り換えるレボルバ一方式などがある。

現像装置４２ａ及び４２ｂでそれぞれ顕像化された画像
は、感光体ドラム４０の回転に同期して送られた用紙上
に紙の裏面から転写チャージャ４４により（＋）のチャ
ージがかけられて転写される。

画像が転写された用紙は、転写チャージャ４４と一体に
保持されている分離チャージャ４５により交流除電され
て、分離爪４日によって感光体１−ラム４０から分離さ
れる。

用紙に転写されずに感光体ドラム４０上に残ったトナー
は、クリーニングブレード４７により感光体ドラム４０
からかき落とされ、付属のタンク４日に回収される。さ
らに、感光体ドラム４０上に残っている電位のパターン
は、除電ランプ４日からの照射光により消去される。

ここで、この発明に係わる現像装置４２ａ及びトナー補
給装置４５ａについて第４図及び第５図を参照して具体
的に説明する。

なお、＠像装置４２ｂ及びトナー補給装置４３ｂについ
ては、それらが現像装Ｈ４２ａ及びトナー補給装置４３
ａと路間じものなので説明を省略する。

第４図は、現像装置４２ａ及びトナー補給装置４３ａの
内部構成を示す断面図である。

この図において、現像′！Ａ置装２ａの現像タンク７５
の右上にトナー補給装置４３．を装着しである。

現像装置４２ａは、現像タンク７５と、その内部に収納
された現像ローラ７６、攪拌ローラ７７゜ドグタフ８．
攪拌セパレータ７９．搬送スクリュウ８０などによって
構成されている。

トナー補給装置Ｐ２４３ａは、トナーカートリッジ８１
、アジテータ８２．トナー補給ローラ８３等によってｔ
ａ威されている。

後述するトナー補給クラッチがＯＮすると、トナー補給
装置４”Ｓａのアジテータ８２及びトナー補給ローラ８
３が回転を始め、トナーカートリッジ８１に収容されて
いる１〜ナーが、アジテータ８２によって攪拌されると
共にトナー補給ローラ８３の回転によって現像装置４２
ａの現像タンク７５に補給される。

現像タンク７５内には、キャリアとトナー補給装置４３
ａから補給されたトナーとが設定された画像□度に応じ
た比率で混合されて現像剤として収容され、それが内部
の攪拌ローラ７７によって現像ローラ７６へ順次送られ
る。

現像ローラ７６に送られた現像剤はドグタフ８によって
一定の高さ（ｆｌｋ　）にかきおとされ、またその残り
の現像剤は攪拌セパレータ７９から搬送スクリュウ８０
を通じて、再び現像ローラ７６に戻される。

なお、現像ローラ７６は第２図に示した感光体ドラム４
０と逆方向に回転し、現像を行なっている。これは、ベ
タの均一性を保ち地肌１０れを防止するためである。

第５図は第４図の各部を駆動するための駆動機構を示す
斜視図である。

トナー補給ソレノイド８４がＯＮすると、トナー補給ク
ラッチ８５のスリーブからストッパ９５が外れ、矢示方
向に回転するクラッチ用ギヤ８日の動力がトナー補給ロ
ーラ入カギャ８７に伝達できろようになる。

したがって、第２図に示すメインモータ７３からの動力
がメインチェーン８８及びメインギヤ８９を介してクラ
ッチ用ギヤ８６に伝達されると、トナー補給ローラ入カ
ギャ８７が回転し始め、それと噛み合うトナー補給ロー
ラ駆動ギヤ９０も矢示方向に回転するので、それに回転
軸を固着しているトナー補給ローラ８３が回転する。

また、トナー補給ローラ廃動ギヤ９０の回転により、そ
れと噛み合うアイドラギヤ９１を介してアジテータ駆動
ギヤ９２も矢示方向に回転するので、それに回転軸を固
着しであるアジテータ８２が回転する。

一方、メインギヤ８９の回転時には、その回転に連動し
て現像離動ギヤ９３も同方向に回転し、それと噛み合う
図示しないギヤ列を介して現像ローラ７６、攪拌ローラ
７７及び搬送スクリュウ８０も回転するようになってい
る。

敗−透一龜 第２図に戻り、デジタル複写機本体１にはそれぞれ異な
るサイズの用紙を収納し得る給紙カセット６０ａ、６０
ｂ、Ｅ３０ｃが着脱内在に装着されている。

その各給紙カセットＢｏａ、６０ｂ、８０ｃのいずれか
が選択され９図示しないスタートボタンが押されると、
選択された給紙カセットの近傍に配置されている給紙コ
ロ８１　（６１ａ、Ｂｉｂ。

６１ｃ）が回転を始めて上記給紙カセット内の最上位の
用紙が給紙され、その先端がレジストロ−ラ６２に突き
当たる位置で停止する。

レジストローラ６２はこの時回転していないが、感光体
ドラム４０に形成された画像の位置とタイミングをとっ
て回転を開始し、感光体トラム４０の周面に対して用紙
を送る。

その用紙は、転写部でトナー像が転写された後、分離搬
送部６３を介してヒートローラ６４と加圧ローラ６５の
対からなる定着ローラによって転写された１−ナー像が
用紙上に熱定着される。

定着後の用紙は、通常のコピー時には切換爪６７により
ソータＣ側の排紙口へ導かれ、また多重コピー時には切
換爪６８により進路方向を変えられることなく下側の再
給紙ループ７２を通過して再度画像転写部へ給送される
。

両面コピーの場合には、複写機本体Ａのみで行なう場合
と両面用反転ユニットＤを使用する場合の２通りがある
が、ここでは前者の場合について説明する。

切換爪６７により下方に導かれた用紙はさらに切換爪６
８により下方に導かれ、次の切換爪６日により再給紙ル
ープ７２よりさらに下のトレイ７０へ導かれる。

その後、その用紙はローラ７１の逆回転によって搬送方
向が反転し、切換爪６９の切り換えによって再給紙ルー
プ７２へ導かれて、再び画像転写部へ給送される。

〈自動Ｊｊ′Ｉ稿給送装置〉 自動原稿給送装置Ｂは、原稿を１枚ずつコンタクトガラ
ス９上へ導き、コピー後に排出する動作を自動的に行な
うものである。

原稿給紙台１００に載置された原稿の積層体は、サイド
ガイド１０１によって原稿の幅方向が揃えられる。その
原稿は、給送コロ１０４により］枚ずつ分離して給送さ
れ、搬送ベルト１０２の回動でコンタクトガラス９上の
所定位置まで運ばれて、位置汲めされる。

所定枚数のコピーが終了すると、原稿は再度搬送ベルＩ
−１０２の回動により搬送されて排紙トレイ１０３上へ
排紙される。

なお、サイドガイド１０１の位置と原稿の送り時間をカ
ウントすることにより、原稿サイズの検知を行なうこと
ができる。

〈ソ　−　タ〉 ソータＣは、複写機本体Ａから排紙されたコピー紙を、
例えばページ順、ページ毎、あるいは予め設定されたビ
ン１１１ａ〜１１１ｘに選択的に排紙する装置であり、
モータ１１０によって回転駆動する複数のローラにより
送られてくるコピー紙を、各ビン１１１の入口付近に配
置している爪の切り換えにより、選択されたビン１１１
へ排紙する。

〈両面反転ユニット〉 複写機本体Ａは１枚毎の両面コピーしかできないが、こ
の両面用反転ユニットＤを付設することにより、まとめ
て両面コピーをすることが可能である。

複数枚まとめて両面コピーをとる時、排紙コロ６６で下
方に導かれた用紙は、次の切換爪６８によって両面用反
転ユニットＤへ送られる。

この両面用反転ユニットＤに入った用紙は、排紙ローラ
１２０によって搬送されてトレイ１２３上に集積される
。その際、送りローラ１２１及び側面揃えガイド１２２
により用紙の縦、横が揃えられる。

トレイ１２３上に集積された用紙は、裏面コピー時に再
給紙コロ１２４により再給紙され、この時切換爪６９に
よって直接再給紙ループ７２へ導かれる。

なお、第２図及び第３図において、２３は防音ガラス、
２７はミラー、２８は防塵ガラス、７３はメインモータ
、７４はファンモータである。

〈制　御　部〉 次に、このデジタル複写機の制御部について第１図及び
第６図以降を参照して説明する。

第６図は、このデジタル複写機全体の制御部の概略構成
を示すブロック図である。

複写機本体Ａの制御ユニットは２個のＣＰ　ＩＪ１３０
及び１３１を備えており、それぞれシーケンス関係及び
オペレーション関係の制御を分担して行なっている。こ
の各ｃｐｕ１３ｔ）及び１３１は、互いにシリアルイン
タフェース（Ｒ３−２３２Ｃ）によって接続されている
。

まず、シーケンス制御について説明する。

シーケンス制御用のＣＰＵ１３Ｑには、メインのＣＰＵ
　１３１の他に、紙サイズセンサ、排紙検知やレジスト
検知等のその他のセンサ、デイツプスイッチ等のセンサ
・スイッチ類と、高圧電源ユニットと、リレー、ソレノ
イド、モータ等の各ドライバと、レーザビームスキャナ
ユニット（光書退部）１６と、画像制御回路１３２と、
ソータユニット（ソータ）Ｃ及び両面ユニット（両面反
転ユニット）Ｄの各外部ユニット等が、それぞれ■／○
やタイマカウンタ等を介して接続されている。

センサ関係では、第２図に示した給紙カセットＢｏａ、
６０ｂ、ｓａｃにそれぞれ収納されている用紙のサイズ
及び向きを検知して、その結果に応じた電気信号を出力
する紙サイズセンサ、レジスト検知や排紙検知等の用紙
搬送に関するセンサ。

オイルエンドやトナーエンド等サプライの有無を検知す
るセンサ、並びにドアオープンやヒユーズ切れなど機械
の異常を検知するセンサなどがあり、それらから出力さ
れる電圧信診がＩｌｏ等を介してｃｐｕｌ：５０に入力
される。

高圧電源ユニットは、第２図に示した帯電チャージャ４
１．転写チャージャ４４２分離チャージャ４５の各チャ
ージャや現像バイアス電極にそれぞれ所定の高圧電力を
印加する。

ドライバ関係は、給紙クラッチ、レジストクラッチ、カ
ウンタ、メインモータ７３（第２図参照）等のモータ、
トナー補給ソレノイド８４（第５図参照）、パワーリレ
ー、定着ヒータなどがある。

両面ユニツＩ−Ｄでは、用紙の幅を揃えるためのモータ
、給紙クラッチ、搬送経路を変更するためのサイドフェ
ンスのホームポジョンセンサ、用紙の搬送に関するセン
サなどがある。

ソータユニットＣは複写機本体Ａとシリアルインタフェ
ースで接続されており、シーケンスからの信号により所
定のタイミングで用紙を搬送して、各ビンに排出させて
いる。

シーケンス制御用のＣＰＵＩ”；Ｏは、アナログ入力と
して定着部の近傍に設置されているサーミスタからの入
力、レーザダイオードのモニタ人力。

レーザダイオードの基準電圧信号等を人力し、例えば上
記サーミスタからの入力によって、上記定着部の温度が
一定になるようにオン／オフ制御を行なう。

レーザダイオードの発光パワーを一定にするための調整
機構として、Ａ／ＤコンバータとＣＰＵのアナログ入力
が使用されている。これは予め設定された基準電圧（こ
の電圧はレーザダイオードが３ｍＷとなるように設定す
る）に、レーザダイオードが点灯した時のモニタ電圧が
一致するように制御されている。

また、シーケンス制御用のＣＰＵ１３０はこの発明に関
する制御として、スキャナ部１５から送られてくる後述
するトナー消費量算出データに基づいて、第５図に示し
たｌ・ナー補給ソレノイド８４のオン／オフ制御を司る
。

画像制御回路１３２では、マスキング、トリミング、イ
レースなどのタイミング信号を発生したり、レーザダイ
オードのＯＮ信号をカウントし、レーザダイオードにビ
デオ信号（ＶＤＡＴＡＯ〜３）を与えている。

ゲートアレー１３４は、スキャナ部１５から送られてく
る２値データＤＡＴＡＬ、ＤＡＴＡ２及び１６値（多値
）データＤＡＴＡ１０〜１３゜ＤＡ’Ｉ’Ａ２０〜２３
の各画像データを、レーザビームスキャナユニット１６
からの同期信３ｐＭｓＹＮＣに同期させ、さらに画像書
き７１　Ｌ信号・ＦＧＡＴＥに同期した４ビツト・シリ
アルの信号、（ＯＤＡＴＡＯ〜３）に変換して画像制御
回路１３２に出力する。

なお、２値データＤＡＴＡ１．ＤＡＴＡ２はそれぞれ奇
数番目及び偶数番目の各画素（ドツト）に対応した１ビ
ツトずつのデータであり、その各データをまとめて２ビ
ツトのパラレルデータとしている。

また、１６値データＤＡＴＡ１０〜１３．ＤＡＴＡ２０
〜２３も同様にそれぞれ奇数番目及び偶数番目の各画素
に対応した４ビットずつのデータであり、その各データ
をまとめて８ピッ１−のパラレルデータとしている。

次に、オペレーション関係の制御について説明する。

メインのＣＰＵＩＥＳＩは、複数のシリアルポー１−と
カレンダＩＣ１３５を制御する。複数のシリアルボート
にはシーケンス制御用のＣＰＵ１３０の他に、操作部ユ
ニット１３６．スキャナ部１５゜ファックス送受信部（
ＦＡＸ）１３７．インタフェースユニット１３８などが
接続されている。

操作部ユニット１３６には、操作者による入力用キー及
び複写機の状態を表示する表示器等を有し、キー人力情
報をメインのＣＰＵ１３１ヘシリアル送信し、そのＣＰ
Ｕ１３１からのシリアル受信により表示器を点灯する。

スキャナ部１５は画像処理及び画像読み取りに関する情
報をシリアル送信し＼、ファックス送受信部１３７及び
インタフェースユニット１３８とは。

予め設定されている情報内容をＣＰＵ１３１とやりとり
する。

カレンダＩＣ１３５は日付及び時間を記憶しており、こ
の情報に基づいて装置のオン／オフ制御を行なうことも
可能である。

第７図は、第６図のスキャナ部１５の制御回路の構成を
示すブロック図である。

一次元固体撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ８から
出力される原稿１５０の画像に応じたアナログ画像信号
は信号処理回路１５１で増幅され。

Ａ／Ｄ変換器１５２によってデジタル多値信号に変換さ
れる。この信号はシェーディング補正回路１５３によっ
て補正処理を受け、信号分離回路１５４に入力される。

信号分離回路１５４は入力する画像情報を処理し５文字
などの２値画像成分信号と中間調画像成分信号とに分離
して、それぞれ２値化処理回路１５６及び多値化処理回
路１５５に入力させる。

２値化処理回路１５６は、入力する２値ｌ萌像成分信号
を予め設定された固定しきい値によって２値データに変
換する。

多値化処理回路１５５は、走査位置毎に予め設定された
しきい値によって入力データを判定し、中間調情報を含
む１６値データに変換する。

スキャン制御回路１６０は、第６図に示したＣＰＵ１３
１からの指示に従ってランプ制御回路１５８、タイミン
グ制御回路１５９．電気変倍回路１６１．並びにスキャ
ナ岨動モータ１６５をそれぞれ制御する。

ランプ制御回路１５８は、スキャン制御回路１８０から
の指示に従って光源である露光ランプ３のオン／オフ制
御及び光量制御を司る。

スキャナ駆動モータ１６５の關動軸にはロータリエンコ
ーダ１６６が連結されており、位置センサ１８２は副走
査駆動機構の基準位置を検知する。

電気変倍回路１６１は、メイン制御回路１６０によって
設定される主走査側の倍率データに従って、多値化処理
された画像データと２値化処理された画像データについ
て電気変倍処理を行なう。

多値データ変換回路１６７は、電気変倍回路１６１から
の２値データを多値データに変換する。

例えば、入力する２値データが°Ｏ”、’１”ならば、
その各データをそれぞれ４ビツトずつのパラレルデーダ
ｏｏｏｏ”及び°１１１１°に変換する。

トナー消＊量算出回路２００は、電気変倍回路１６１及
び多値データ変換回路１６７から送られてくる１ページ
ごとの画像領域内の多値データを取り込んで、その多値
データによって消費されるトナー量を算出し、その算出
結果をトナー消費量のデータとしてＣＰＵ１３０に人力
させる。

タイミング制御回路１５９は、スキャン制御回路１８０
からの指示に従って各信号を出力する。

すなわち、読み取りを開始すると、ＣＣＤイメージセン
サ８に対しては１ライン分のデータをシフトレジスタに
転送する転送信号と、シフ１−１ノジスタのデータを１
ビツトずつ出力するシフトクロツタパルスとを与える。

また、像再生系ユニットすなわち第６図に示したファッ
クス送受信部１３７．インタフェースユニット１３８及
びゲートアレー１３４に対して、画素同期クロックパル
スＣＬＫ、主走査同期パルスＬＳＹＮＣ及び主走査有効
期間信９　Ｌ　Ｇ　Ａ　Ｔ　Ｆ。

を出力する。

なお、画素同期クロックパルスＣＬＫは、ＣＣＤイメー
ジセンサ８に与えるシフトクロツクバルスと帖同−の信
号である。

主走査同期パルスＬＳＹＮＣは、第２図に示した光書辺
部１６（第６図のレーザビームスキャナユニット）のビ
ームセンサが出力する主走査同期信号ＰＭＳＹＮＣと路
間−の信号であるが、画像の読み取りを行なっていない
時には出力が禁止される。

主走査有効期間信号ＬＧＡＴＥは、出力データＤＡＴＡ
Ｉ、ＤＡＴＡ２．ＤＡＴＡＩＯ〜１３゜ＤＡＴＡ２０〜
２３が有効なデータであるとみなされるタイミングでハ
イレベルになる。

なお、この例ではＣＣＤイメージセンサ８は、１ライン
当たり４８００ビツトの有効データを出力する。

スキャン制御回路１６０は、ＣＰＵ１３１から読み取り
開始指示を受けると、ランプ制御回路１５８を介して露
光ランプ３を点灯させ、スキャナ呻動モータ１６５を駆
動開始し、タイミング制御回路１５９を制御して、ＣＣ
Ｄイメージセンサ８による読み取りを開始する。また、
副走査有効期間信号ＦＧＡＴＥをハイレベルにセットす
る。

この副走査有効期間イ３号ＦＧＡＴＥは、ノ）イレベル
にセットされてから副走査方向に最大読み取り長さ（例
えばＡサイズ長手方向の寸法）を走査するのに要する時
間を経過するとローレベルになる。

第１図は、第７図のトナー消費量算出回路２００の構成
を示す回路図である。

このトナー消費量算出回路２００は、フリップフロップ
回路（以下ｒＦ／ＦＪ　と略称する）２０１〜２０４と
、加算回路（Ａｄｄｅｒ）　２０５と、カウンタ２０６
１〜２０６ｎと、インバータ２０７゜２０８とによって
構成されている。

なお、このトナー消費量算出回路２００は、奇数番目及
び偶数番目の各画素に対応した４ビツトずつの多値デー
タを個別に取り込んで、それぞれの多値データによって
消費するｊ−ナー量を算、′１１シようとするものであ
るが、第１図には奇数番目の各画素に対応する多値デー
タ用の回路のみを図示し、偶数番目の各画素に対応する
多値データ用の回路はこれと同じなので図示を省略しで
ある。

Ｆ／Ｆ２０１は、信号ＦＧＡＴＥがハイレベルの時、第
７＠の電気変倍回路１６１及び多値データ変換回路１６
７からの多値データ（奇数番目の画素に対応する）をク
ロックパルスＣＬＫの立ち上がりでラッチして出力する
。

加算回路２０５は、Ｆ／Ｆ２０１及びＦ／Ｆ２０！１か
らの各データＤＡＩとＤＡ４をそれぞれ入力端子Ａ及び
Ｂから取り込んで加算し、その結果ＤＡ２＝ＤＡ１＋Ｄ
Ａ４が４ビツトで表せる範囲のデータ（１０進数でＯ〜
１５）ならばそれをそのままＦ／Ｆ２０２に出力すると
共に、上記加算結果が４ビツトを越えるようなオーバー
フロー状態となった時にはそれに対応するキャリ（Ｃａ
ｒｒｙ）信号をカウンタ２０日１へ出力する。

Ｆ／Ｆ２０２は、加算回路２０５からのデータＤＡ２を
クロックパルスＣＬＫをインバータ２０７で反転したク
ロックパルス／ＣＬＫ　（１／２周期遅れる）の立ち上
がりでラッチしてデータＤＡ３として出力する。

Ｆ／Ｆ２０！ｌは、Ｆ／Ｆ２０２からのデータＤＡ３を
クロックパルスＣＬＫの立ち上がりでラッチしてデータ
ＤＡ４として出力し、それを加算回路２０５の入力端子
Ｂに入力させる。

カウンタ２０６１〜２０６ｎは、それぞれ端子Ｔにキャ
リ信号を入力する度にそれをカウントして、そのカウン
ト値を４ビツトデータとしてＦ／Ｆ２０４に出力し、そ
のカウント値が「Ｌ５」を越えた時点でカラン１−アッ
プして内部のカラン１−値をｒＯＪにクリアすると井に
、次段のカウンタにキャリ信号を出力する（但し最終段
のカウンタ２０６ｎのみはキャリ信号の出力を行むわな
い）。

Ｆ／Ｆ２０４は、カウンタ２０Ｅ３＋　〜２０６ｎから
の出力データすなわちトナー消費量算出データを、副走
査有効期間信号ＦＧＡＴＥをインバータ２０８で反転し
た信号／ＦＧＡＴＥの立ち」二かりてラッチして出力す
る。

その後、そのトナー消Ｆｆｆｌ算出データとこの第１図
と同様な回路によって算出される偶数番１］の画素に対
応したトナー消費量算出データとを１図示しない加算回
路によって加算し、その加算後のトナー泪費量のデータ
を例えば４ビツトデータに変換して、第６図に示したＣ
ＰＵ１３０に入力させる。

次に、このように構成したこの実施例の作用について、
第８図をも参照して具体的に説明する。

第８図のタイミングチャートには、トナー消費量算出回
路２００のうち第１図に示された各回路の出力のみが示
されている。

第２図に示したコンタクトガラス９上の所定位置に原稿
がセットされ、図示しないスター１−ボタンが押される
ことによって、スキャナ部１５がセットされた原稿１５
０の画像面を光走査し、内部のＣＣＤイメージセンサ８
（第７図参照）によって上記原稿画像が読み取られる。

このとき、ＣＣＤイメージセンサ８からは上記原稿画像
に応じた信号が出力されて、信３処理回路１５１．Ａ／
Ｄ変換ｖ２ｔｔ５２．シｚ−ディング袖正回路１５３．
信号分離回路１５４．多値化処理回路１５５又は２値化
処理回路１５６．及び電気変倍回路１６１を経て、多値
データあるいは２値データとなって第６図に示したゲー
トアレー１３４に入力される。

また、電気変倍回路１６１から出力された多値データは
トナー消費量算出回路２００にも入力され、同じく電気
変倍回路１６１がら出力された２値データは多値データ
変換回路１６７で多値データに変換された後１〜ナー消
費量算出回路２００に入力される。

そこで、トナー消費量算出回路２００に入力された多値
データのうち、奇数番目の画素に対応する４ビツトデー
タを第８図（ロ）に示すものとした場合、トナー消費量
算出回路２００内の各部は次のような動作を実行する。

すなわち、まず第８図（ロ）に示す多値データ”１１０
０°を、第１図に示したＦ／Ｆ２０１が。

信号ＦＧＡＴＥがハイレベルの状態で、第８図（イ）に
示すクロックパルスＣＬＫの立ち上がりで、同図（ハ）
に示すようにラッチして出力する。

次に、加算回路２０５は、端子ＡからＦ／Ｆ２０１の出
力データＤＡＩ　（’１１００”）を、端子Ｂから第８
図（ホ）に示すＦ／Ｆ２Ｏ３の出力データＤＡ４　（”
００００°）をそれぞれ取り込んで両者を加算し、Ｆ／
Ｆ２０２を介して同図（ニ）に示すようにデータＤＡ３
　（”１１００”）を出力する。

そのデータＤＡ３　（”１１００”）は、　Ｆ／Ｆ２０
２からＦ／Ｆ２Ｏ３へ、Ｆ／Ｆ２Ｏ３から加算回路２０
５へと所定のタロツクパルスの入力に基づいて順次移動
する。

そして、加算回路２０５は、端子Ｂから上記のデータ゛
ｌｌ０ＣＩを入力した時に、他方の端子Ａから第８図（
ハ）に示す多値デーダ１０１０°を入力してそれぞれを
加算すると、Ｆ／Ｆ２０２へ同図（ニ）に示すように°
０１１１を出力すると共に、カウンタ２０Ｅ３ｔへ同図
（へ）に示すようにキャリ信号を出力する。

以後、加算回路２０５は、端子Ａ及びｎから入力する各
データを順次加算しながら、その加算結果を第８図に示
すように出力する。

カウンタ２０日１は、加算回路２０５からキャリ信号送
られてくるとそれをカウントし、そのカウント値を４ビ
ツトデータでＦ／Ｆ２０４へ出力する。

そして、カウント値が「１５」を越えた時点でそれを「
Ｏ」にクリアして、次段のカウンタ２０６２にキャリ信
号を出力する。以後、他のカウンタ２０６２〜２０６ｎ
も上述と同様な動作を行なう。

Ｆ／Ｆ２０４は、信珍ＦＧＡＴＥがローレベルになり、
それがインバータ５０８で反転されて人力されると、そ
の立ち上がりで全てのカウンタ２０６１〜２０６ｎの出
力データ、すなわち工画像領域内のトナー消費量算出デ
ータをラッチして出力する。

その後、このトナー量算出データと図示しない回路によ
る偶数番目の画像に対応する１−ナー消費量算出データ
とが加算される。

第６図のｃｐｕｌ　３０は、このトナー消費量算出デー
タを入力すると、所定のタイミングで第５図に示したト
ナー補給装置４３ａのトナー補給ソレノイド８４をＯＮ
Ｌ、、上記トナー消＊量算出データに応じて設定された
時間だけその状態を保持する。

トナー補給ソレノイド８４がＯＮすると、トナー補給ク
ラッチ８５もＯＮするため、第２図に示したメインモー
タ７３の動力がメインチェーン８８から各ギヤ８９．８
６，８７．９０へと順次伝達されて第４図及び第５図に
示したトナー補給ローラ８３が回転を始め、それによっ
てトナーカートリッジ８１内に収容されているトナーが
現像装置４２ａの現像タンク７５に補給される。

その後、ＣＰＵ１３０は設定時ｔ１ηが経過した時点で
トナー補給ソレノイド８４をＯＦＦすると、トナー補給
クラッチ８５もＯＦＦ状態に復帰し、それによってトナ
ー補給ローラ８３の回転が停止してトナーの補給が終了
する。

なお、トナー補給ローラ８３の回転による単位時間当た
りのトナー補給量は略一定であるため。

次式によってトナー補給時間が求まる。

したがって、所定ＲＯＭ　（ＣＰＵ１３０の内部ＲＯＭ
あるいは外部ＲＯＭ）に単位時間当たりのトナー補給量
のデータを予め格納しておくことにより、ｃｐｕｌ　３
０はそのデータとトナー消費量算出データ（原稿１枚当
たりの消費トナーｂｋに対応する）からトナー補給時間
を算出設定できる。

このように、このデジタル複写機によれば、１ヘナ一消
費量算出回路２００が電気変倍回路１６１及び多値デー
タ変換量１１６７から出力される１ページごとの画像領
域内の多値データ（画像データ）によって消費されるト
ナー量を算出し、その算出されたトナー量を補給し得る
時間だけ画像形成前にＣＰＵ１３Ｑがトナー補給ソレノ
イド８４をＯＮ状態にして、トナー補給ローラ８３を同
転駆動するようにしたので、常に安定した画像品質を得
ることができる。

なお、この実施例においては多値データによって消費さ
れるトナー量を算出するトナー消費量算出回路２００を
設けるようにしたが、２値データのみを扱う装置におい
ては、このトナー消費量算出回路に代えて２値データの
うち黒レベルに対応するデータビットのみをカウントし
てトナー消費量を算出するような回路を設けるようにす
ると、その構成が簡単になる。

次に、この発明の第２実施例を第１０図によって説明す
る。

この実施例は、第９図に示すように、第５図のトナー補
給ソレノイド８４．トナー補給クラッチ８５及びクラッ
チ用ギヤ８日を廃し、代わりにトナー補給専用モータ２
１０を設けて、その能動軸２１１にトナー補給ローラ入
カギャ８７を固着するようにしたものである。

このトナー補給機構を使用する場合は、第６図に示した
ＣＰＵ１３０が、トナー消費量算出回路２００から送ら
れてくるトナー消費量のデータと所定のＲＯＭ内の単位
時間当たりのトナー補給量データに基づいて算出された
トナー補給時間だけ。

モータ２１０をＯＮ状態してトナー補給ローラ８３を同
転駆動するので、その間だけトナーを補給できる。

したがって、前述の実施例と同様な効果が得られる。

なお、その他の構成及び作用については、前述の実施例
と同様なので説明を省略する。

ところで、第９図に示したトナー補給専用モータ２１０
をサーボモータあるいはステッピングモータ等の回転数
変速式のモータにし、これがサーボモータならば例えば
その駆動軸にロータリエンコーダを直結してそれから出
力されるフィードバック信号を第６図のＣＰＵ１３０が
取り込むようにすると、ＣＰＵ１３Ｑはトナー補給専用
モータ２１０の回転量を制御することが可能になるので
、算出されたトナー消費量を補給し得る同転数だけトナ
ー補給ローラ８３を回転駆動することによって、ａ正量
のトナーを補給するようにすることもできる。

ここで、算出されたトナー消費量を補給し得るトナー補
給ローラ８３の回転数は次式によって求まる。

したがって、そのトナー補給ローラ８３の回転数に対応
するモータ２１０の回転数が次式によって求まる。

なお、回転比率とはモータ２１０に対するトナー補給ロ
ーラ８３の予め決められた回転比率をさす。

したがって、所定のＲＯＭには、前述の単位時間当たり
のトナー補給量のデータに代えてトナー補給専用モータ
２１０の一回転当たりのトナー補給量のデータと、上記
回転比率のデータを格納しておけばよい。

ところで、このデジタル複写機における通紙と通紙の間
の時間は一定であり、これから複写すべき用紙に対して
使用するトナー量が膨大な時には、上記時間内では算出
されたトナー量を補給し終えない場合があり、画像濃度
が薄くなるなどの不都合がある。

そこで、トナー補給専用モータ２１０の一回分の關動時
＋ｉｆｌを通紙と通紙の間の時間以内の固定値として設
定し、ＣＰＵ１３０が、トナー消費量算出回路２００か
ら送られてくるトナー消費ｊ１算出データと所定のＲＯ
Ｍに格納されている一回転当たりのトナー補給量のデー
タから、まず１−ナーの補給に必要なモータ２１０の回
転数を算出し、次にその回転数と固定設定された上記駆
動時間とからモータ２１０の回転速度を算出することに
よって、モータ２１０を算出された回転速度で回転させ
、上記駆動時間内でトナー補給ローラ８３を算出された
トナー量を補給し得る回転数だけ回転するようにすれば
よい。

なお、この場合のトナー補給専用モータ２１０の回転速
度は次式によって求まる。

したがって、上述の不都合を確実に解決でき、より有効
なデジタル複写機を提供することができる。

なお、第５図のトナー補給クラッチ８５のオン／オフに
よりトナー補給ローラ８３を回転酩動するタイプの装置
に変速ギヤを設けることによって、トナー補給ローラ８
３の回転速度を段階的に変えられるようにしても、上述
と同様な効果が得られる。

次に、この発明の第３実施例を第１０図によって説明す
る。

前述の各実施例は、多値レベルがそのままトナー消費量
と一対一で対応する（例えば多値データ’０００１°が
１／１６ドツトのトナー消費量に相当する）場合に有効
であるが、プロセス条件によっては、例えば感光体ドラ
ム４０のトナー付着量が多値レベルに対応しないことも
ある。

そこで、第１０図に示すようにトナー消費量算出回路２
００の入力側に、入力する多値データをトナー付着率に
応じて変換するＲＯＭ等に格納した変換テーブル２２０
を設ける。

なお、トナー付着率の変換テーブルとして、各プロセス
条件に対応した異なる複数の変換テーブルを所定のＲＯ
Ｍに格納しておけば、プロセス条件が変動する都度、例
えば外部スイッチ等の操作によっていずれかのテーブル
を選択的に設定することができる。

したがって、電気変倍回路１６１及び多値データ変換回
路１６７からの各多値データを、ＣＰＵ１３０がプロセ
ス条件に応じて設定された変換テーブルのトナー付着率
データに基づいて順次補正し、それをトナー消費量算出
回路２００に人力することにより、最も適当なトナー消
費量算出データが得られるので、プロセス条件のバラツ
キに関係なく常に安定した画像品質が得られる。

以上、この発明をデジタル複写機に適用した実施例につ
いて説明したが、この発明はレーザプリンタ、ＬＥＤプ
リンタ、液晶シャッタプリンタ等の光プリンタやファク
シミリ装置等の各デジタル式画像形成装置にも同様に適
用可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明を適用したデジタル式画
像形成装置においては、常に安定した画像品質を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第７図の１−ナー消費量算出回路の構成の一例
を示す回路図、 第２図はこの発明の第１実施例であるデジタル複写機の
内部構成を示す図、 第３図は同じくその先書込部の内部構成を示す平面図、 第４図は同じく現像部の内部構成を示す略断面図、第５
図は同じくその各部を駆動するための能！ｌ！ｌＪ機構
の斜視図、 第６図は第２図に示したデジタル複写機の制御部の構成
を示すブロック図、 第７図は同じくそのスキャナ部１５の構成例を示すブロ
ック図。 第８図は第１図の各部の動作を説明するためのタイミン
グ図、 第９図はこの発明の第２実施例におけるｌ・ナー補給装
置を駆動するための駆動機構の解斜視図、 第１０図はこの発明の第３実施例の要部のみを示すブロ
ック図である。 ４２ａ・・・現像装置　　　４３ａ・・・トナー補給装
置７３・・・メインモータ　　７５・・・現像タンク８
１・・・・・・トナーカートリッジ ８３・・・トナー補給ローラ ８４・・・トナー補給ソレノイド ８５・・・トナー補給クラッチ ８８・・・メインチェーン　８９・・・メインギヤ９０
・・・Ｉ・ナー補給ローラ廃動ギヤ１３０．１”Ｓｌ・
・・中央演算ユニット（ＣＰＵ）１６７・・・多値デー
タ変換回路 ２００・・・トナー消費量算出回路 ２１０・・・トナー補給専用モータ ２２０・・・変換テーブル １ｉ３図 富４ ８ア 湿９図 ８２ 笛１０判

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　トナーを使用してドットで画像を形成するデジタル
   式画像形成装置において、 １ページごとにその画像領域内の画像データから消費さ
   れるトナー量を算出するトナー消費量算出手段と、該手
   段によつて算出されたトナー量を補給し得る時間だけ画
   像形成前にトナー補給ローラを回転駆動するトナー補給
   制御手段とを設けたことを特徴とするデジタル式画像形
   成装置。 ２　トナーを使用してドットで画像を形成するデジタル
   式画像形成装置において、 １ページごとにその画像領域内の画像データから消費さ
   れるトナー量を算出するトナー消費量算出手段と、該手
   段によつて算出されたトナー量を補給し得る回転数だけ
   画像形成前にトナー補給ローラを回転駆動するトナー補
   給制御手段とを設けたことを特徴とするデジタル式画像
   形成装置。 ３　請求項１又は２記載のデジタル式画像形成装置にお
   いて、 トナー消費量算出手段は画像データをトナー消費量に変
   換する変換テーブルと、その変換したトナー消費量を加
   算する手段とを備えていることを特徴とするデジタル式
   画像形成装置。