JPH06102760A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、トナー補給を適切に行い、用紙上
に良質な画像形成を行うことが可能な画像形成装置を提
供する。 【構成】 本発明は、原稿の走査を行う露光走査手段
と、静電潜像を表面に形成する感光体と、現像手段と、
現像手段にトナーを補給するトナー補給手段とを有する
画像形成装置１で、原稿から反射した光の量を検知する
検知手段と、検知手段の検知結果を基に原稿のうち画像
情報が占める割合を算出する算出手段と、この算出手段
により算出された原稿に占める画像情報の割合に応じて
トナー補給量を求める演算手段７１と、求めたトナー補
給量に応じてトナー補給手段から現像手段へトナーを送
り出すトナー送出駆動手段とを設けた。この構成によ
り、補給されるトナー量は、常に原稿の画像情報面積率
に対応し、トナー不足の事態は無くなって、用紙上に良
質な画像形成を行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の画像形成装置において
は、原稿から画像情報を光学的に読み取る走査手段、こ
の走査手段による読み取り情報に応じた静電潜像を表面
に形成する感光体、この感光体表面の静電潜像をトナー
（現像剤）を用いて現像する現像手段、この現像手段に
必要量のトナーを補給するトナー補給手段等を具備し、
画像形成媒体としての用紙に原稿に対応した画像形成を
行うようになっている。

【０００３】ところで、従来の画像形成装置において
は、トナー補給手段から現像手段へ必要量のトナーを補
給する場合、例えば現像手段の底部に磁気センサを用い
たオートトナーセンサを配置し、このオートトナーセン
サにより現像手段内のトナー比濃度を検知し、この検知
結果を基にトナー補給用のモータを駆動してトナー補給
手段から現像手段へ必要量のトナーを補給するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成では、原稿の如何にかかわらずオートトナーセン
サによりトナー比濃度を管理するものであり、また、ト
ナー補給方法も、時間あたり一定量しか補給されないも
のであるため、画像情報面積率（原稿全体の面積に対す
る画像情報が占める面積の割合）の高い原稿などを出力
するとき等は、トナー補給が追いつかず、この結果、用
紙上に良質な画像形成を行うことができないという問題
があった。

【０００５】そこで、本発明は、画像情報面積率の大き
い原稿を使用する場合においても、トナー補給を必要量
だけ確保でき用紙上に良質な画像形成を行うことが可能
な画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
原稿に対して光を照射して該原稿から画像情報を光学的
に読み取る露光走査手段と、この露光走査手段による読
み取り情報に応じた静電潜像を表面に形成する感光体
と、この感光体表面の静電潜像をトナーを用いて現像す
る現像手段と、この現像手段にトナーを補給するトナー
補給手段とを有する画像形成装置において、前記露光走
査手段により照射され前記原稿から反射した光の量を検
知する検知手段と、この検知手段の検知結果を基に前記
原稿のうち画像情報が占める割合を算出する算出手段
と、この算出手段により算出された原稿に占める画像情
報の割合に応じてトナー補給量を求める演算手段と、こ
の演算手段で求めたトナー補給量に応じてトナー補給手
段から現像手段へトナーを送り出すトナー送出駆動手段
とを設けたものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、前記トナー送出駆
動手段は、トナーの単位時間当りの送出量の増減又はト
ナーの送出時間の増減により前記演算手段により演算さ
れたトナー補給量のトナーを送出するものである。

【０００８】

【作用】上述した構成の画像形成装置の作用を以下に説
明する。

【０００９】この画像形成装置の検知手段は、露光走査
に伴って露光走査手段により原稿に照射され原稿から反
射した光の量を検知し、その結果を算出手段に送る。

【００１０】算出手段は、検知手段の検知結果を基に、
原稿の画像情報面積率を算出し、これを演算手段に送
る。

【００１１】演算手段は、算出手段により算出された画
像情報面積率から適当なトナー補給量を算出し、トナー
送出駆動手段に送る。

【００１２】トナー送出駆動手段は、演算手段で求めら
れたトナー補給量に応じてトナー補給手段から現像手段
へのトナーを送出する。

【００１３】この結果、トナー補給手段から現像手段へ
送られるトナー量は、常に原稿の画像情報面積率に対応
したものとなり、いかなる原稿を使用する場合でもトナ
ー不足の事態は無くなり、用紙上に良質な画像形成を行
うことが可能となる。

【００１４】また、前記トナー送出駆動手段を、トナー
の単位時間当りの送出量の増減又はトナーの送出時間の
増減によりトナー補給量の変化に対応する構成としたの
で、高い画像情報面積率を有する原稿を使用するときで
も柔軟に対応できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１６】図１は、本実施例の画像形成装置としての
複写装置１を示すものである。

【００１７】複写装置（ＰＰＣ）１は、本体２の上部
に、原稿Ｇが載置される原稿載置台（透明ガラス板）１
０、この載置台１０を覆う上カバー１０ｂ、本体２に対
して開閉可能に設けられ、原稿Ｇを載置台１０に対して
保持する原稿カバー１２を設けている。

【００１８】上カバー１０ｂには、オペレータ（利用
者）が操作するコピーキー、コピー枚数を設定するテン
キー等各種の操作キーを有する操作パネル６０が設けら
れている。

【００１９】載置台１０の内側、つまり本体２の内部に
は、原稿を照明する露光ランプ２２、この露光ランプ２
２から放射される照明光を原稿に集光する反射板２４、
及び原稿からの反射光を反射する第１ミラー２６を有す
る第一キャリッジ２０と、この第一キャリッジ２０によ
る原稿からの反射光をさらに反射する第２ミラー３２及
び第３ミラー３４を有する第二キャリッジ３０とを配置
している。第一キャリッジ２０、第二キャリッジ３０に
より露光走査手段を構成している。

【００２０】第一キャリッジ２０は、図示しない歯付き
ベルトなどを介して、図示しないパルスモータによって
載置台１０と平行に移動可能に配置されている。

【００２１】第二キャリッジ３０は、第一キャリッジ２
０を駆動する図示しない歯付きベルトなどを介して移動
可能に配置され、第一キャリッジ２０に対して従動する
とともに、第一キャリッジ２０に対して１／２の速度で
移動するようになっている。

【００２２】前記第一キャリッジ２０の下方で、かつ、
第二キャリッジ３０を介して反射する反射光の光軸を含
む内面には、図示しない駆動機構を介して移動可能に設
けらえ、第二キャリッジ３０からの反射光に集束性を与
えるとともに、自身が移動することでその反射光を所望
の倍率で結像させる結像レンズ３６を設けている。

【００２３】この結像レンズ３６の手前で、かつ、第３
ミラー３４からの光束が通過する領域外には、検知手段
としてのオート露光センサ６０を配置している。

【００２４】また、前記反射光をさらに反射し、感光体
４０における所望の位置に結像させるとともに、結像レ
ンズ３６の移動に伴う焦点距離の変動を補正するため
に、図示しない駆動機構によって光軸に沿って移動可能
な第４ミラー３８を配置している。

【００２５】前記結像レンズ３６の下方で、本体２の中
心付近には、第４ミラー３８によって導かれた反射光が
結像することで静電潜像が形成される感光体４０を配置
している。

【００２６】この感光体４０の周囲には、感光体４０に
対して所定の電荷を帯電させる帯電手段４２、感光体４
０に形成された静電潜像を現像剤（以下「トナー」とも
いう。）を用いて顕像化させる現像手段４４、感光体４
０に形成された静電潜像を後述する給紙デバイスから供
給される画像形成媒体としての用紙Ｐに転写させる転写
手段４６、感光体４０における電荷の分布を除去し、感
光体４０の帯電特性を初期状態に戻すとともに、残存ト
ナーをかき落とすためのクリーニング手段４８を順に配
置している。

【００２７】現像手段４４は、トナーを収納し、消費し
たトナーを補給するためのトナー補給手段としてのトナ
ーカートリッジ４５を着脱可能に備えている。

【００２８】このトナーカートリッジ４５は、図２に示
すように、現像手段４４に対し着脱可能な構成であり、
内部にトナーＴを収納したホッパ部４５ａと、底部４５
ｂと、リードピン４５ｃと、ホッパ部４５ａ内に回転可
能に配置した供給スクリュ６７とを具備し、このトナー
カートリッジ４５を現像手段４４に装着したとき、本体
２の所定の位置に設けたトナー送出駆動手段を構成する
トナー補給モータ６５の原動軸に供給スクリュ６７が結
合するようになっている。そして、トナー補給モータ６
５を回転させることで供給スクリュ６７が底部４５ｂの
下方にトナーＴを送出するようになっている。

【００２９】転写手段４６は、転写後の用紙Ｐを感光体
４０から分離させるためのＡＣ電圧印加手段４６ａを一
体に有している。

【００３０】前記感光体４０に形成された静電潜像は、
現像手段４４によってトナー像に変換され、これにより
上記原稿に含まれている画像情報がトナー像として複写
され、用紙Ｐ上に可視的に形成される。

【００３１】本体２の右方、つまり感光体４０における
回転方向の上流に対応する位置には、用紙カセット１４
ａ，１４ｂが挿入される複数のスロット５０ａ，５０ｂ
を形成している。

【００３２】一方、本体２の左方側面部には、感光体４
０上に形成されたトナー像が転写され、定着された複写
済みの用紙Ｐがストックされる排出トレイ１６ａを配置
している。

【００３３】本体２の内部であって、感光体４０の上流
側に対応する位置には、用紙カセット１４ａ，１４ｂか
ら用紙Ｐを１枚ずつ引き出す第１，第２の給紙ローラ５
１ａ，５１ｂを設けている。また、これら第１，第２の
給紙ローラ５１ａ，５１ｂの先には、引き出された用紙
Ｐを感光体４０へ向けて給送する第１，第２の搬送ロー
ラ対５２ａ，５２ｂを設けている。

【００３４】さらに、第１，第２の搬送ローラ対５２
ａ，５２ｂの先には、それぞれ給送路５３ａ，５３ｂを
設けている。そして、感光体４０の直前で用紙Ｐの傾き
を補正し、感光体４０上の画像の先端と用紙Ｐの先端と
を整合させ、感光体４０の回転速度と同じ速度で用紙Ｐ
を給送する一対のタイミングローラ５４を配置してい
る。

【００３５】さらに、本体２の感光体４０の下流側に対
応する位置には、感光体４０上のトナー像が転写され、
トナーが静電的に付着している状態の用紙Ｐを搬送する
搬送手段５６を設けている。また、この搬送手段５６の
先には、定着手段５８を配置している。

【００３６】この定着手段５８は、中空の円筒であっ
て、自身を加熱するヒータランプ５８ｂを内部に収容す
るとともに、用紙Ｐに転写されたトナー像を溶融定着さ
せるために、感光体４０における外周面の移動速度と同
じ外周移動速度で駆動されるヒートローラ５８ａと、こ
のヒートローラ５８ａに圧接され、ヒートローラ５８ａ
および用紙Ｐに圧力を与えるとともに、トナー像を溶融
定着させる加圧ローラ５８ｃとにより構成している。

【００３７】そして、定着手段５８の先には、この定着
手段５８を通過することによりトナー像が定着された複
写済みの用紙Ｐを、本体２の外部へ排出する排出ローラ
対１６が設けられている。

【００３８】次に、複写装置１の制御系の主要部を図３
を参照して説明する。

【００３９】この複写装置１は、全体の制御を行う制御
手段７０を具備し、この制御手段７０に、前記オート露
光センサ６０と、トナー補給モータ６５を駆動するモー
タドライバ６６と、演算手段７１とを接続している。

【００４０】この演算手段７１は、オート露光センサ６
０の検知結果を基に原稿Ｇの画像情報面積率を算出する
算出手段として機能するととも画像情報面積率から必要
なトナー補給量を求める演算部７３と、原稿Ｇの画像情
報面積率とトナー消費量との関係を示す他種類の数値を
記憶したメモリ７２とを具備している。

【００４１】次に、複写装置１の動作を原稿Ｇの画像情
報面積率に応じたトナー補給動作を主にし、かつ、図４
乃至図６を参照して説明する。

【００４２】前記原稿台１０上に画像情報が付された原
稿Ｇを載置し（ＳＴ１）、複写動作を実行する際、前記
オート露光センサ６０は、結像レンズ３６の近傍におい
て原稿Ｇからの読取り情報（光学情報）を検知し（ＳＴ
２）、電気信号に変換して制御手段７０に送る。

【００４３】演算部７３は、オート露光センサ６０から
の読取り情報を基に原稿Ｇの画像情報面積率を算出する
（ＳＴ３）。

【００４４】この画像情報面積率の算出は、図５に示す
ように、まず、読取り情報から原稿Ｇの反射率を計算し
（ＳＴ１１）、オート露光センサ６０の出力値の積算を
行い（ＳＴ１２）、出力値の積算値を基に実際の画像情
報面積率を計算することにより行う（ＳＴ１３）。例え
ば、原稿Ｇにおける検知する検知位置を５分割し、それ
ぞれ、分割された領域の反射率を基に画像情報面積率を
算出し、その画像情報面積率を積算した値により、原稿
Ｇ全体の画像情報面積率を求める。

【００４５】次に、上述した出力値の積算値が２０％以
上であれば（ＳＴ４）、演算部７３は、その画像情報面
積率の値とメモリ７２に記憶した原稿Ｇの画像情報面積
率とトナー消費量との関係を示す他種類の数値とを参照
しこのときの原稿Ｇのトナー消費量を算出し（ＳＴ
５）、さらに、算出したトナー消費量を基にこのときの
トナー補給量を決定する（ＳＴ６）。

【００４６】そして、トナー補給量が例えば２０ｇ／ｍ
ｉｎを越えない場合（ＳＴ７）には、制御手段７０の制
御の基にモータドライバ６６はトナー補給モータ６５の
回転数を変えて（ＳＴ８）前記補給スクリュ６７を駆動
し、トナーＴを現像手段４４に送る（ＳＴ１０）。トナ
ー補給モータ６５の回転数とトナー補給量との関係は、
図４に示すように、略比例関係にあり、トナー補給モー
タ６５の回転数を変えることで画像情報面積率の小さい
原稿Ｇに対応できる。

【００４７】また、トナー補給量が、２０ｇ／ｍｉｎ以
上の原稿Ｇの場合には、制御手段７０の制御の基にモー
タドライバ６６はトナー補給モータ６５の回転数を一定
としトナー補給時間を制御してトナーＴを現像手段４４
に送る（ＳＴ９）。また、トナー補給モータ６５の回転
数を一定としトナー補給時間を制御することで、画像情
報面積率の大きい原稿Ｇに対応できる。

【００４８】尚、このようなトナー補給は、５分割され
た領域の最初の領域からの画像情報面積率の積算値が２
０％を越えたときより開始する。

【００４９】尚、本実施例装置によれば、従来例のよう
な磁気センサが不要となるので、現像手段の小型簡略化
が可能であるという利点もある。

【００５０】本発明は、上述した実施例の他、その要旨
の範囲内で種々の変形が可能であるる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、上述した
構成としたので、トナー補給手段から現像手段へ送られ
るトナー量は、常に原稿の画像情報面積率に対応したも
のとなり、いかなる原稿を使用する場合でもトナー不足
の事態は無くなり、用紙上に良質な画像形成を行うこと
が可能な画像形成装置を提供できる。

【００５２】また、前記トナー送出駆動手段を、トナー
の単位時間当りの送出量の増減又はトナーの送出時間の
増減により原稿の画像情報面積率の変化に対応する構成
としたので、高い画像情報面積率を有する原稿を使用す
るときでも柔軟に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の概略断面図

【図２】本発明の実施例装置におけるトナーカートリッ
ジの斜視図

【図３】本発明の実施例装置の制御系の主要部のブロッ
ク図

【図４】本発明の実施例装置におけるトナー補給モータ
の回転数とトナー補給量との関係を示すグラフ

【図５】本発明の実施例装置の画像情報面積率の算出動
作を示すフローチャート

【図６】本発明の実施例装置の動作を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１ 複写装置 ６０ オート露光センサ ６５ トナー補給モータ ６６ モータドライバ ７１ 演算手段 Ｇ 原稿

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿に対して光を照射して該原稿から画
   像情報を光学的に読み取る露光走査手段と、この露光走
   査手段による読み取り情報に応じた静電潜像を表面に形
   成する感光体と、この感光体表面の静電潜像をトナーを
   用いて現像する現像手段と、この現像手段にトナーを補
   給するトナー補給手段とを有する画像形成装置におい
   て、前記露光走査手段により照射され前記原稿から反射
   した光の量を検知する検知手段と、この検知手段の検知
   結果を基に前記原稿のうち画像情報が占める割合を算出
   する算出手段と、この算出手段により算出された原稿に
   占める画像情報の割合に応じてトナー補給量を求める演
   算手段と、この演算手段で求めたトナー補給量に応じて
   トナー補給手段から現像手段へトナーを送り出すトナー
   送出駆動手段とを設けたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記トナー送出駆動手段は、トナーの単
   位時間当りの送出量の増減又はトナーの送出時間の増減
   により前記演算手段により演算されたトナー補給量のト
   ナーを送出するものである請求項１記載の画像形成装
   置。