JPH07168437A

JPH07168437A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07168437A
Application number: JP5342692A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Oki; 繁大木; Masami Izumizaki; 昌巳泉崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】２成分現像装置において、トナー消費量変化
の大きいコピーモードの場合に生じるトナー濃度制御の
オーバーシュートをなくし、いかなるコピーモードが設
定されても安定したトナー濃度制御を可能とする。【構成】現像室１６内のスラスト方向両端部に、即ち
現像剤の循環において上流側及び下流側にトナー濃度セ
ンサー７ａ、７ｂを配設し、両者の検知出力に基づきト
ナー濃度制御を行う。これにより、トナー消費量変化の
大きいコピーモードの場合に生じるトナー濃度制御のオ
ーバーシュートを解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機、ページ
プリンタ等とされる電子写真方式或いは静電記録式の画
像形成装置に関し、特に、像担持体上に形成された静電
潜像を磁性キャリア及びトナーを有する２成分現像剤に
より現像する２成分現像装置に備えた画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、２成分現像装置の一態様として、
図７に示すように現像剤攪拌搬送手段１１、１２によっ
て現像剤担持体である現像スリーブ３の表面に供給され
た現像剤をマグネットローラ１３の磁力にて磁気ブラシ
の状態で保持し、これを現像スリーブ３の回転に基づい
て像担持体である感光ドラム４との対向部の現像領域に
搬送すると共に、現像スリーブ上剤だまり量規制部材で
ある返し部材１及び穂高規制部材であるブレード２で上
記磁気ブラシを穂切りして現像領域に搬送される現像剤
量を適正に維持するようにしたものが提供されている。

【０００３】更に詳しく述べると、現像装置９の内部は
垂直方向に延在する隔壁６によって現像室１６と攪拌室
１７とに区画され、現像室１６及び攪拌室１７には非磁
性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容され
ている。

【０００４】現像室１６及び攪拌室１７には上述のよう
にそれぞれスクリュータイプの第１及び第２の現像剤攪
拌搬送手段１１、１２が配置されている。第１の攪拌搬
送手段１１は現像室１６内の現像剤を攪拌搬送し、また
第２の攪拌搬送手段１２は現像剤濃度制御装置の制御の
もとでトナー補給槽（図示せず）からこの第２の攪拌搬
送手段１２の上流側に供給されるトナーと既に攪拌室１
７内にある現像剤とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化
する。隔壁６には図７における手前側と奥側の端部にお
いて現像室１６と攪拌室１７とを相互に連通させる現像
剤通路（図示せず）が形成されており、第１および第２
の攪拌搬送手段１１、１２の搬送力により、現像によっ
てトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室１６
内の現像剤が他方の通路から撹拌室１７内へ移動するよ
うに構成されている。

【０００５】図８に示すように、上記スクリュータイプ
の第１の攪拌搬送手段１１は、現像室１６内の底部に現
像スリーブ３の軸線方向、即ち現像幅方向に沿ってほぼ
平行に配置されており、回転軸の周りに羽根部材をスパ
イラル形状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現
像室１６内の現像剤を現像室１６の底部にて現像スリー
ブ３の軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２
の攪拌搬送手段１２も、このスクリュータイプの第１の
攪拌搬送手段１１と同様のスクリュー構造（回転軸の周
りに羽根部材を第１の攪拌搬送手段１１とは逆向きにし
てスパイラル形状に設けたスクリュー構造）とされ、攪
拌室１７内の底部に第１の攪拌搬送手段１１とほぼ平行
に配置され、第１の攪拌搬送手段１１と同方向に回転し
て攪拌室１７内の現像剤を第１の攪拌搬送手段１１とは
反対の方向に搬送する。かくして、第１及び第２の攪拌
搬送手段１１、１２の回転によって現像剤は現像室１６
と攪拌室１７との間で循環される。

【０００６】このような現像剤の循環の中で、従来、ト
ナー濃度検知手段７は現像室１６内の現像スリーブ３の
近傍でスラスト方向で手前側に設けられていた。トナー
濃度検知手段７が奥側でなく手前側に設けられている理
由は、奥側（つまり現像室１６内の現像剤循環の上流
側）に設けると下流側でトナーが消費される場合にトナ
ー濃度の低下の検知ができないが、手前側に設けると検
知位置が現像室１６内でスラスト方向下流側になるので
スラスト方向のどこでトナーが消費されてもトナー濃度
低下の検知が行えるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例ではトナー消費量変化の大きいコピーモードの場
合、例えばベタ黒連続コピーからベタ白連続コピーに切
り替わる場合にはトナー濃度の制御がオーバーシュート
するという欠点があった。このオーバーシュートの原因
は次の通りである。即ち、ベタ黒連続コピー中はトナー
補給が最大の状態で補給が行われていて現像スリーブ３
上の現像剤が正常なトナー濃度になるように制御されて
いるが、ベタ白コピーが始まると、トナー補給のバラン
スが崩れ、攪拌室から現像室へ過剰なトナーが補給され
る。このため現像室の奥側からトナー濃度の過剰が始ま
り、この現像剤が現像室を手前側へと搬送され、トナー
濃度検知手段７によって検知されるまで最大補給が続け
られるためである。

【０００８】従って、本発明の目的は、以上のようなト
ナー消費量変化の大きいコピーモードの場合に生じるト
ナー濃度制御のオーバーシュートをなくし、いかなるコ
ピーモードが設定されても安定したトナー濃度制御が達
成される２成分現像装置を備えた画像形成装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
２成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に設
けられ２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、前
記現像容器の像担持体対向位置に設けられた現像剤担持
体と、前記現像容器内の２成分現像剤の濃度を検知する
現像剤濃度検知手段とを有する２成分現像装置、及び原
稿画像濃度を検知する画像濃度検知手段を備えた画像形
成装置において、前記現像剤濃度検知手段を前記現像容
器内のスラスト方向両端部にそれぞれ設け、前記現像剤
濃度検知手段の少なくとも一方の検知出力により、又は
該少なくとも一方の検知出力に前記画像濃度検知手段の
検知情報を加えることにより２成分現像剤の濃度制御を
行うことを特徴とする画像形成装置である。

【００１０】又、本発明の他の実施態様によれば、２成
分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器内に設けら
れ２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段と、前記現
像容器の像担持体対向位置に設けられた現像剤担持体
と、前記現像容器内の２成分現像剤の濃度を検知する現
像剤濃度検知手段とを有する２成分現像装置を備えた画
像形成装置において、前記現像剤濃度検知手段を前記現
像容器内のスラスト方向両端部にそれぞれ設け、前記現
像剤濃度検知手段の両方の検知出力を同時処理すること
により２成分現像剤の濃度制御を行うことを特徴とする
画像形成装置を提供される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則
して更に詳しく説明する。尚、前出の部材と同一の部材
については同一の符号を付すものとする。

【００１２】実施例１本発明による画像形成装置の第１実施例について、図１
ないし図３を参照して説明する。

【００１３】先ず図１により、画像形成装置の全体構成
について概略説明する。同図において、画像形成装置
は、像担持体としての感光ドラム４を回転自在に設け、
該感光ドラム４を一次帯電器２１で一様に帯電し、次に
例えばレーザーのような発光素子Ｌによって情報信号を
露光して静電潜像を形成し、現像装置９で可視化する。
次に該可視像を転写帯電器２２により転写紙Ｐへ転写
し、更に定着装置２３により定着し永久画像を得る。
又、感光ドラム４上の転写残トナーはクリーニング装置
２４によってクリーニングされ、次の工程に供される。

【００１４】次に本発明の特徴部分である現像装置につ
いて、再度図１により説明する。

【００１５】図１に示すように、感光ドラム４に対向し
て配置された２成分現像装置９は現像剤担持体としての
現像スリーブ３、現像剤の供給位置から穂切り位置まで
汲み上げられる現像剤量を規制する剤返し部材１、現像
剤の穂高規制部材としてのブレード２、更に２成分現像
剤のトナー濃度を検知する２つのトナー濃度検知手段７
ａ、７ｂを有している。

【００１６】現像装置９の内部は、垂直方向に延在する
隔壁６によって、現像室１６と攪拌室１７とに区画され
ている。隔壁６の上方部は開放されており、現像室1 ６
で余分となった２成分現像剤が攪拌室１７側に回収され
るようになっている。現像室１６及び攪拌室１７には非
磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容さ
れている。

【００１７】現像室１６及び攪拌室１７にはそれぞれス
クリュータイプの第１及び第２の現像剤攪拌搬送手段１
１、１２が配置されている。第１の攪拌搬送手段１１は
現像室１６内の現像剤を攪拌搬送し、また第２の攪拌搬
送手段１２は、現像剤濃度制御装置のもとでトナー補給
槽（図示せず）から第２の攪拌搬送手段１２の上流側に
供給されるトナーと既に攪拌室１７内にある現像剤とを
攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。隔壁６には図１
における手前側と奥側の端部において現像室１６と攪拌
室１７とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が
形成されており、第１及び第２の攪拌搬送手段１１、１
２の搬送力により、現像によってトナーが消費されてト
ナー濃度の低下した現像室１６内の現像剤が他方の通路
から撹拌室１７内へ移動するように構成されている。

【００１８】現像装置９の現像室１６には感光ドラム４
に対面した現像領域に相当する位置に開口部が形成され
ており、この開口部に一部露出するようにして現像スリ
ーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は
非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に
回転し、その内部には磁界発生手段である磁石１３が固
定されている。現像スリーブ３はブレード２によって層
厚規制された２成分現像剤の層を担持搬送し、感光ドラ
ム４に対向する現像領域で現像剤を感光ドラム４に供給
して潜像を現像する。このとき、現像効率、即ち感光ド
ラム上の潜像へのトナーの付与率を向上させるために、
現像スリーブ３には電源１５から直流電圧と交流電圧と
重畳した現像バイアス電圧が印加される。

【００１９】磁石１３は、本実施例では、現像磁極Ｎ１
と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３とを有
する、また、ブレード２は、アルミニウム（Ａｌ）等の
非磁性材料にて構成され、感光ドラム４よりも現像スリ
ーブ３の回転方向上流側に配置されており、現像スリー
ブ３の表面との間の隙間を調整することにより現像スリ
ーブ３上を現像領域へと搬送される現像剤の厚さを規制
する。従って、本実施例においては、ブレード２の先端
部と現像スリーブ３との間を非磁性トナーと磁性キャリ
アの両方が通過して現像領域へと送られる。

【００２０】上記スクリュータイプの第１の攪拌搬送手
段１１は現像室１６内の底部に現像スリーブ３の軸線方
向、即ち現像幅方向に沿ってほぼ平行に配置されてお
り、本実施例では、回転軸の周りに羽根部材をスパイラ
ル形状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現像室
１６内の現像剤を現像室１６の底部にて現像スリーブ３
の軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の攪
拌搬送手段１２も、このスクリュータイプの第１の攪拌
搬送手段１１と同様のスクリュー構造（回転軸の周りに
羽根部材を第１の攪拌搬送手段１１とは逆向きにしてス
パイラル形状に設けたスクリュー構造）とされ、攪拌室
１７内の底部に第１の攪拌搬送手段１１とほぼ平行に配
置され、第１の攪拌搬送手段１１と同方向に回転して攪
拌室１７内の現像剤を第１の攪拌搬送手段１１とは反対
の方向に搬送する。かくして、第１及び第２の攪拌搬送
手段１１、１２の回転によって現像剤は現像室１６と攪
拌室１７との間で循環される。

【００２１】現像室１６内の現像剤は現像スリーブ３に
内蔵された磁石１３の働きによって現像スリーブ３に担
持され、ブレード２にて層厚が規制されて現像領域へと
搬送される。現像領域にて現像に供されずに残った現像
剤は現像スリーブ３にて再び現像室１６へ搬送され反発
磁極Ｓ３、Ｓ２により現像スリーブ３上から現像室１６
内へ掻き落とされて回収される。

【００２２】一方、第１の攪拌搬送手段１１の回転に伴
い攪拌搬送された現像剤は反発磁極の片側の磁極Ｓ２に
て現像スリーブ３の方向に汲み上げられる。この汲め上
げられる際に剤返し部材１により汲み上げられ、現像ス
リーブ３に搬送される現像剤量がある程度規制される。

【００２３】この磁極Ｓ２で汲み上げられた現像剤は、
次の磁極Ｎ２からの磁界で形成され、現像スリーブ３の
中心方向へ作用し、かつ返し部材１で規制された現像剤
量に応じて決まる磁気拘束力と、現像スリーブ３の回転
方向に作用する搬送力とによりブレード部へ搬送され
る。

【００２４】そして、現像剤の汲み上げ位置からブレー
ド部へ搬送される途中の、磁極Ｓ２と磁極Ｎ２との間で
現像スリーブ３に対向した位置に、トナー濃度検知手段
７ａ、７ｂが返し部材１内に組み入れられている。

【００２５】図２に示すように、本実施例におけるトナ
ー濃度検知手段７ａ、７ｂは、双方向発光のＬＥＤ７１
ａ、７１ｂ、参照光用受光素子７２ａ、７２ｂ、反射光
用受光素子７３ａ、７３ｂ及び検出窓８ａ、８ｂとから
なる現像剤反射方式のトナー濃度検知手段である。そし
て、その検出窓８ａ、８ｂは透明アクリル樹脂で作られ
ており、その現像剤と面している検出面はトナー付着を
防止するため検出面を覆うようにＰＦＡシート８１が張
り付けられている。

【００２６】本実施例で用いた非磁性トナーは、ポリエ
ステル樹脂８０〜９０ｗｔ％に着色用顔料を５〜１５ｗ
ｔ％、更に負電荷制御剤としてアルキル置換サリチル酸
の金属鎖体を分散させた平均５〜１１μｍのトナーを用
い、これに酸化チタンＴｉＯ₂ を０．２〜２ｗｔ％外添
して使用した。外添剤にはこの他シリカを用いてもよ
い。

【００２７】また、磁性キャリアは任意のフェライトキ
ャリア、特に燒結フェライト粒子が使用される。つま
り、コア材としてＺｎ系フェライト、Ｎｉ系フェライ
ト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ
−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−
Ｚｎフェライト等を用い、これに摩擦帯電性、環境安定
性、耐久性向上を目的としてアクリル系樹脂を０．５〜
２ｗｔ％コートした平均粒径３０〜６０μｍのキャリア
を用いた。コート剤としてはこの他にポリエステル樹
脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等を適宜選択して用いる
ことができる。

【００２８】ここで、本発明の特徴部分である現像装置
のトナー濃度検知手段について明らかにするため、先ず
従来のトナー濃度検知手段による補給制御について説明
する。従来のトナー濃度検知手段は現像容器内のスラス
ト方向で手前側にのみ（図８にて７ａのみ）設けられて
いる。このトナー濃度検知手段７ａは、２成分現像剤中
のトナーが赤外光を反射し、逆にキャリアが赤外光を吸
収するという特性を用い、現像容器内の現像剤にトナー
濃度検知手段７ａにより赤外光を照射して反射される赤
外光の反射量を受光素子７３ａによりモニターし、２成
分現像剤のトナー濃度を算出し、トナー補給を行うこと
でトナー濃度の安定維持を図るものである。

【００２９】そのトナー補給濃度の制御は、先ず２成分
現像剤を現像容器に投入し、未使用の状態での２成分現
像剤の反射光量による受光素子７３ａからの出力Ｓｉｇ
−ｉｎｉｔを測定し、この値を本体内のメモリに格納す
る。そして、コピーをスタートし、２成分現像剤の使用
が開始されると、コピー１枚毎にその時の２成分現像剤
の反射光量による受光素子７３ａからの出力Ｓｉｇ−ｃ
ｕｒを測定する。そして、メモリに格納されているＳｉ
ｇ−ｉｎｉｔとの差分ΔＳｉｇを計算する。

【００３０】 ΔＳｉｇ＝（Ｓｉｇ−ｉｎｉｔ）−（Ｓｉｇ−ｃｕｒ）・・・（１）（１）式と予め測定されたトナー濃度１ｗｔ％変動当た
りの出力感度値ｒａｔｅにより、その時のトナー濃度の
初期からのずれ量ΔＤを算出する。

【００３１】 ΔＤ＝ ΔＳｉｇ／ｒａｔｅ・・・・・・・・・・・・・・・（２）

【００３２】上記ΔＤの計算値により、現像容器内に補
給されるトナー量が決定される。つまり、トナー濃度の
初期からのずれ量がマイナスの場合はそのずれ量に見合
う分のトナー量を補給し、又プラスの場合は、補給を停
止する。例えば、ΔＤ＝−１ｗｔ％の時は、１ｗｔ％相
当のトナーを補給し、又、ΔＤ＝＋１ｗｔ％の時は補給
をしない。このようにして初期のトナー濃度を維持する
ような制御が行われる。

【００３３】次に、本発明の特徴部分である現像装置の
トナー濃度検知手段について説明する。本実施例の特徴
は、現像容器内のスラスト方向の２個所にトナー濃度検
知手段を設けた点に特徴がある。図２に示すように、手
前側のトナー濃度検知手段（以下単にセンサーとする）
７ａと、奥側のセンサー７ｂとが剤返し部材１に設けら
れている。尚、手前側と奥側とは、現像容器内の現像剤
の循環からいえば、奥側が上流側であり、手前側が下流
側にあたる。このため手前側及び奥側のセンサーにおけ
るトナー濃度の検知出力には若干差が生ずる。つまり、
奥側のセンサーは攪拌室１７における現像剤のトナー濃
度を反映しているのに対し、手前側のセンサーではそれ
より現像室１６内でトナーが消費されたトナー濃度を反
映するため、奥側のセンサー７ｂの方がトナー濃度が高
い値を示す。本発明はこの特性を利用してトナーの過剰
補給の検知出力を奥側のセンサー７ｂにても検知しよう
とするものである。

【００３４】次に、本実施例におけるトナー濃度制御に
ついて図３のフローチャートにより説明する。尚、初期
のトナー濃度が５ｗｔ％の場合について説明する。

【００３５】通常、トナー消費量が少ない時は従来通り
手前側のセンサー７ａのみにてトナー濃度制御を行う
（ステップ１）。そして、トナー消費量が多くなった
時、例えば、手前側センサー７ａの検知出力が４ｗｔ％
以下かどうかの判断を行い（ステップ２）、４ｗｔ％以
下のときには、これに伴いトナー補給量も多くなるが、
この時点で奥側センサー７ｂによるトナー濃度制御に切
り換える（ステップ３）。そして、奥側センサー７ｂに
おいて、初期トナー濃度５ｗｔ％を上回る検知出力かど
うかの判断を行い（ステップ４）、５ｗｔ％を上回ると
きには補給を停止し（ステップ５）、通常の手前側セン
サー７ａによるトナー補給制御に切り換える（ステップ
１）。

【００３６】以上のようにトナーの過剰補給を現像容器
内の現像剤の循環において従来より上流側でも検知でき
る構成としたことにより、従来技術におけるトナー濃度
制御に比してより早くトナーの過剰補給を検知できるこ
ととなった。従って、トナー消費量変化の大きいコピー
モードの場合に生じるトナー濃度制御のオーバーシュー
トを解消することができ、いかなるコピーモードが設定
されても安定したトナー濃度制御が達成できる。

【００３７】実施例２次に本発明による画像形成装置の第２実施例について、
図４及び図５により説明する。

【００３８】第１実施例では、トナー濃度制御における
手前側センサー７ａと奥側センサー７ｂとの切り換えを
それぞれの検知出力により行っていたのに対して、本実
施例では、このセンサーの切り換えを画像情報信号の画
像の濃度情報（以下ビデオカウントと称す）により、ト
ナー消費量の少ない画像の時は手前側センサー７ａを選
択し、トナー消費量の多い画像の時は奥側センサー７ｂ
を選択する制御を行うことを特徴とする。従って、トナ
ー濃度制御を行うための手前側センサー７ａ及び奥側セ
ンサー７ｂの現像装置への配置等については第１実施例
と同一であるので、本実施例の説明においては省略す
る。

【００３９】ここで、このビデオカウントについて、本
実施例を実施した画像形成装置に基づいて説明する。本
実施例では本発明を電子写真方式のディジタル複写機に
適用した場合を示すが、本発明が前述の電子写真方式や
静電記録方式、または他の種々の画像形成装置に等しく
適用できることは言うまでもない。

【００４０】図４に示す電子写真方式ディジタル複写機
において、複写されるべき原稿３１の画像はレンズ３２
によってＣＣＤ等の撮像３３に投影される。この撮像素
子３３は原稿画像を多数の画素に分解し、各画素の濃度
に対応した光変換信号を発生する。撮像素子３３から出
力されるアナログ画像信号は画像信号処理回路３４に送
られる。ここで各画素毎にその画素の濃度に対応した出
力レベルを有する画素画像信号に変換され、そのパルス
幅変調回路３５に送られる。

【００４１】このパルス幅変調回路３５は入力される画
素画像信号毎に、レベルに対応した幅（時間長）のレー
ザ駆動パルスを形成して出力する。即ち、図５の（ａ）
に示すように、高濃度の画素画像信号に対してはより幅
の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に対して
はより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画像信号
に対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形成す
る。

【００４２】パルス幅変調回路３５から出力されたレー
ザ駆動パルスは半導体レーザ３６に供給され、半導体レ
ーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ
る。従って、半導体レーザ３６は高濃度画素に対しては
より長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短い
時間駆動されることになる。それ故、感光ドラム４は、
次に説明する光学系によって、高濃度画素に対しては主
走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対し
ては主走査方向により短い範囲が露光される。つまり、
画素の濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異なっ
ている。従って、当然のことながら、高濃度画素に対す
るトナー消費量は低濃度画素に対するそれよりも大であ
る。尚、図５の（ｄ）に低、中、高濃度画素の静電潜像
をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示した。

【００４３】半導体レーザ３６から放射されたレーザ光
３６ａは、回転多面鏡３７によって掃引され、ｆ／θレ
ンズ等のレンズ３８及びレーザ光３６ａを像担持体たる
感光ドラム４方向に指向させる固定ミラー３９によっ
て、感光ドラム４上にスポット結像される。かくして、
レーザ光３６ａは感光ドラム４の回転ドラムの回転軸と
ほぼ平行な方向（主走査方向）にこのドラム４を走査
し、静電潜像を形成することになる。

【００４４】感光ドラム４はアモルファスシリコン、セ
レン、ＯＰＣ等を表面に有し、矢印方向に回転する電子
写真感光ドラムであり、露光器４１で均一に除電を受け
た後、一次帯電器４２により均一に帯電される。その
後、上述した画像情報信号に対応して変調されたレーザ
光で露光走査され、これによって画像信号に対応した静
電画像が形成される。この静電潜像はトナー粒子とキャ
リア粒子が混合された２成分現像剤を使用する現像器９
によって反転現像され、可視画像（トナー像）が形成さ
れる。尚、反転現像とは、感光体の光で露光された領域
に、潜像と同極性に帯電したトナーを付着させてこれを
可視化する現像方法である。このトナー像は２個のロー
ラ４５、４６間に架張され、図示矢印方向に無端駆動さ
れる転写材担持ベルト４７上に保持された転写材４８に
転写帯電器４９の作用により転写される。

【００４５】トナー像が転写された転写材４８は転写材
担持ベルト４７から分離されて図示しない定着器に搬送
され、永久像に定着される。又、転写後に感光ドラム４
上に残った残留トナーはその後クリーナ５０によって除
去される。

【００４６】なお、説明を簡単にするために単一の画像
形成ステーション（感光ドラム４、一次帯電器４２、現
像器９等を含む）のみを図示するが、カラー画像形成装
置の場合には、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及
びブラックの各色に対する画像形成ステーションが転写
材担持ベルト４７上にその移動方向に沿って順次に配列
され、各画像形成ステーションの感光ドラム上に原稿の
画像を色分解した各色毎の静電潜像が順次に形成され、
対応する色トナーを有する現像器で現像され、転写材担
持ベルト４７によって保持、搬送される転写材４８に順
次に転写されることになる。

【００４７】さて、上記原稿３１のトナー像を形成する
にあたってのトナー消費量を推測するために画像信号処
理回路３４の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ
る。このカウントは、図４の実施例では次のようにして
行われる。

【００４８】先ず、パルス幅変調回路３５の出力信号が
ＡＮＤゲート６４の一方の入力に供給され、このＡＮＤ
ゲートの他方の入力にはクロックパルス発振器６５から
のクロックパルス（図３の（ｂ）に示すパルス）が供給
される。従って、ＡＮＤゲート６４からは図３の（ｃ）
に示すようにレーザ駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々のパル
ス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃
度に対応した数のクロックパルスが出力される。このク
ロックパルス数は各画像毎にカウンタ６６によって積算
され、ビデオカウント数が算出される。しかして、この
カウンタ６６からの各画像毎のパルス積算信号Ｃ₁ （ビ
デオカウント数）は、原稿３１のトナー像を１つ形成す
るために現像器９から消費されるトナー量に対応してい
る。

【００４９】本実施例では、Ａ３サイズで前面ハーフト
ーンの画像濃度Ｏ．Ｄ．が１．０以上（ビデオカウント
数で約４９００×１０⁶ カウント）の時、トナー消費量
が多い画像と判断し奥側センサ７ｂによる制御を行い、
それ以下の場合には手前側センサ７ａを選択する。

【００５０】又、第１実施例では、手前側センサの検知
出力が４ｗｔ％以下となったときに、奥側センサに切り
換えており、５ｗｔ％から４ｗｔ％になるまでのタイム
ラグが発生したが、本実施例では、センサの切り換えを
形成される画像濃度により行うので、このようなタイム
ラグが発生せず、よってトナー濃度制御のオーバーシュ
ートを更に少なくすることができる。

【００５１】実施例３第１実施例では、トナー消費量が多くなったときのセン
サーの切り換えを手前側センサーにおける検知出力が４
ｗｔ％以下になった時に行っていたが、これを奥側セン
サー７ｂと手前側センサー７ａとの出力の差分を算出
し、この差分がある所定値以上になった時にトナー消費
量が多くなったとして奥側センサー７ｂによる制御を行
い、所定値以下の場合はトナー消費量が少ないとし手前
側センサー７ａを用いた制御にするという切り換えを行
ってもよい。

【００５２】これは第１実施例の説明の際でも述べたよ
うに手前側センサー７ａより奥側センサー７ｂの方がト
ナー濃度が高い出力を示し、この両方の出力の差がトナ
ー消費量が多くなるほど大きくなるという特徴を生かし
たものである。画像濃度がＯ．Ｄ．で１．０の全面画像
をコピーした場合の現像スリーブ上の奥側と手前側との
トナー濃度の傾きが約０．４ｗｔ％であるので、本実施
例では、２つのセンサーの出力の差分が０．４ｗｔ％以
上の時には奥側センサー７ｂを用い、０．４ｗｔ％以下
の場合には、手前側センサー７ａを用いる。

【００５３】以上のように、本実施例では現像スリーブ
上の奥側と手前側とのトナー濃度の傾きに基づいて切り
換えを行うので、現像スリーブ上で消費されたトナー
量、つまり、トナー消費量を直接検知しているので、第
１及び第２実施例より正確なトナー消費量の検知ができ
る。従って、トナー濃度制御のオーバーシュートをより
確実に少なくすることができる。

【００５４】実施例４第１ないし第３実施例においては、奥側センサーと手前
側センサーとをセンサーの検知出力、原稿画像における
トナー消費量及び２つのセンサーの検知出力の差分によ
りトナー濃度制御に係わるセンサーの切り換えを行って
いたが、この切り換えを行わず常に２つのセンサーから
の情報を同時に処理することによりトナー濃度制御を行
ってもよい。この場合のトナー濃度制御について図６に
示すフローチャートを参照して説明する。

【００５５】先ず、奥側センサー７ｂがトナー濃度基準
値５ｗｔ％以上であるかどうかを判断する（ステップ
１）。５ｗｔ％以下である場合には後述するような手前
側センサー７ａと奥側センサー７ｂとの検知出力の差に
よるトナー補給制御を行う（ステップ２）。奥側センサ
ー７ｂが５ｗｔ％以上である場合には、手前側センサー
７ａが５ｗｔ％以上であるどうかの判断を行う（ステッ
プ３）。手前側センサー７ａが５ｗｔ％以上となってい
る場合には過補給となっているのでトナー補給を停止す
る（ステップ４）。手前側センサー７ａが５ｗｔ％以下
となっている場合には、手前側センサー７ａ及び奥側セ
ンサー７ｂのトナー濃度検知出力の差に基づいてトナー
補給を行う（ステップ２）。つまり、第３実施例で述べ
たように、両方のセンサーの出力の差がトナー消費量が
多くなるほど大きくなるという特徴を利用するものであ
る。

【００５６】画像濃度が最大濃度のＯ．Ｄ．＝１．５の
全面画像をコピーしている場合には両方のセンサーの出
力差が最大となり、本実施例の現像器においては、約
０．５ｗｔ％を示した時には最大濃度の全面画像がコピ
ーされているとし、その原稿に消費されるトナー量Ｖｍ
ａｘの補給を行う。又、トナー消費が全くないベタ白を
出力している場合には両方のセンサーの出力の差がなく
なる。つまり、両方のセンサーの検知出力の差が０ｗｔ
％を示したときには、補給を停止する。更に、両方のセ
ンサーの検知出力の差が０ｗｔ％以上０．５ｗｔ％以下
の時にはその検知出力の差によりトナー補給Ｖｍａｘと
０との比例配分により補給を行う。

【００５７】以上述べたように、奥側センサーによる検
知を行っているので、消費量変動の大きい原稿がコピー
された場合でもトナー補給制御のオーバーシュートを解
消することができる上に、第１ないし第３実施例の様な
センサーの切り換えをせずに制御を行わうのでセンサー
の切り換え時に起こるトナー補給の変動をなくすことが
でき、常に安定したトナー濃度制御を行うことができ
る。

【００５８】実施例５第１ないし第４実施例においては、トナー濃度検知手段
として現像剤反射方式を用いたが、トナー濃度検知手段
としては現像濃度９に組み入れられるものであれば、い
かなる方式のものでもよく例えば検知コイルを用いたイ
ンダクタンス方式のものや現像剤の体積変化を検知する
方式のものなどを用いてもよい。この場合には現像剤反
射方式で検知不可能であったカーボンブラック等の着色
剤を有し、反射光量が少ないトナーを用いた２成分現像
剤に対してもトナー濃度が検知できるので本発明が適用
可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による画像形成装置は、現像剤濃度検知手段を現像容器
内のスラスト方向両端部にそれぞれ設け、前記現像剤濃
度検知手段の少なくとも一方の検知出力により、又は該
少なくとも一方の検知出力に前記画像濃度検知手段の検
知情報を加えることにより２成分現像剤の濃度制御を行
うことにより、トナー消費量変化の大きいコピーモード
の場合に生じる現像剤濃度制御のオーバーシュートを解
消し、いかなるコピーモードが設定されても安定した現
像剤濃度制御が達成できる。従って、常に高品質の画像
を得ることができる。

【００６０】又、本発明の他の態様による画像形成装置
は、現像剤濃度検知手段を現像容器内のスラスト方向両
端部にそれぞれ設け、現像剤濃度検知手段の両方の検知
出力を同時処理することにより２成分現像剤の濃度制御
を行うことにより、上記と同様の効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の２成分現像装置を
示す断面図である。

【図２】図１の２成分現像装置のスラスト方向の平面図
である。

【図３】第１実施例におけるトナー濃度制御のフローチ
ャートである。

【図４】画像形成装置の第２実施例を示す構成図であ
る。

【図５】図４の画像形成装置において画像情報信号の濃
度情報をカウントする方法の説明図である。

【図６】第４実施例におけるトナー濃度制御のフローチ
ャートである。

【図７】従来の２成分現像装置を示す断面図である。

【図８】図７の２成分現像装置のスラスト方向の平面図
である。

【符号の説明】

３現像スリーブ（現像剤担持体）４感光ドラム（像担持体）７ａ手前側濃度センサー（現像剤濃度検知手段）７ｂ奥側濃度センサー（現像剤濃度検知手段）９２成分現像装置１１第１の現像剤撹拌搬送手段１２第２の現像剤撹拌搬送手段１６現像室（現像容器）１７撹拌室（現像容器）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２成分現像剤を収容する現像容器と、該
現像容器内に設けられ２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌
搬送手段と、前記現像容器の像担持体対向位置に設けら
れた現像剤担持体と、前記現像容器内の２成分現像剤の
濃度を検知する現像剤濃度検知手段とを有する２成分現
像装置、及び原稿画像濃度を検知する画像濃度検知手段
を備えた画像形成装置において、前記現像剤濃度検知手段を前記現像容器内のスラスト方
向両端部にそれぞれ設け、前記現像剤濃度検知手段の少
なくとも一方の検知出力により、又は該少なくとも一方
の検知出力に前記画像濃度検知手段の検知情報を加える
ことにより２成分現像剤の濃度制御を行うことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】２成分現像剤を収容する現像容器と、該
現像容器内に設けられ２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌
搬送手段と、前記現像容器の像担持体対向位置に設けら
れた現像剤担持体と、前記現像容器内の２成分現像剤の
濃度を検知する現像剤濃度検知手段とを有する２成分現
像装置を備えた画像形成装置において、前記現像剤濃度検知手段を前記現像容器内のスラスト方
向両端部にそれぞれ設け、前記現像剤濃度検知手段の両
方の検知出力を同時処理することにより２成分現像剤の
濃度制御を行うことを特徴とする画像形成装置。