JPS60159872A - 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】 本発明は２色以上のカラー画像を形成するカラー複写機
やカラーレーデビームプリンター等において用いられる
各現像器用のトナー量検出装置を有する画像形成装置に
関する。

従来、色の異なった現像剤を用いる複数個の現像器から
成る現像装置は、例えば、カラー複写機に於て２色の色
分は現像を行なう場合やフルカラーコピーの逓′像にお
いて用いられている。中でもフルカラーコピーを行なう
カラー複写機は通常３色又は黒を含む４色分の個別の現
像器を必要とする。

これらのカラー複写機においては、現像が行なわれる電
子写真感光体ドラムの外周、に沿って現像器が配置され
ると、通常の白黒複写機の現像器がとるスペースに比較
して４倍のスペースを要するため、電子写真感光体ドラ
ムの直径を小さくすることが困難であり、カラー複写機
本体が大型化する欠点があった。

この様な欠点を除去するために、これら４箇の現像器を
回転するゴンドラにのせて、必要な時だけ所定の現像器
を電子写真感光体ドラムに接近させるゴンドラ方式の現
像装置が特開昭５０−９’３４３７号公報で提案されて
いる。

この様に複数個の現像器を用いる多色画像形成装置は実
用化されているが、夫々の現像器内のトナー量例えば現
像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出装置は夫
々の現像器に各１つずつ個別に設けられている。この場
合、トナー濃度検出装置は用いる現像器の数だけ必要ぞ
あり、又トナー濃度検出装置の検出信号からトナー補給
信号を出力する検出回路もトナー濃度検出装置の数だけ
必要となり装置構成上複雑さや大幅な価格ト昇の原因と
なっていた。

本発明は上記の点に鑑み、上記欠点を解消するためにな
されたもので、複数の現像器の内生なくとも１づを搬送
し、所要の現像器のみを像担持体上の現像位置に搬送し
て用いる現像装置を備えた多色画像形成装置に於て、上
記現像装置の内ある１つの現像器が搬送されて所定位置
に達した時であって、少なくともトナー量検出時に、上
記所定位置の現像器のトナー搬送部材上に設けられ、こ
′の現像器のトナー量を検出することによって上記複数
の現像器のトナー量を順次検出する単一のトナー量検出
装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする
。

以下、本発明に係るトナー量度検出装置を有する画像形
成装置の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明に係る画像形成装置として、トナー濃度
検出装置を、周知のボン“ドラ方式の現像装置を用い、
かつ静電潜像の形成にカールソン方一式を用いたカラー
複写機に適用した例であり、カラー複写機の全体の簡易
構成を示している。１は電子写真感光体ドラムで、この
周囲に図示矢印方向の回転方向に沿って、除電器２．１
次帯電器３、不図示の結像レンズを通し不図示の色分解
フィルターにより色分解された原稿の光像Ｅをスリット
露光する露光部１′、イエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの夫々の色のトナーを用いて現像するイエロー現
像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブ
ラック現像器４ＢＫからなり図示矢印方向に現像器を循
環搬送する周知のゴンドラ式の現像装置８（図ではイエ
ロー現像器４Ｙが現像可能な現像位置に搬送されて配置
されている。）、図示矢印方向に回転する転写ドラム６
、クリーニング部材７がこの順で配置されている。１６
はトナー濃度検出装置で、第２図（ａ）及び第２図（ｂ
）に示されているように感光体ドラム１の静電潜像を現
像することが可能な現像位置に搬諌して設けられた各色
現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ９４ＢＫのいずれかの現像器の
スリーブ４ａの長手方向が感光体ドラム１の側方から突
出している突出部上にあり、しかもスリーブ４ａと感光
体ドラム１の表面とが最接近しているスリーブ４ａの長
手方向の部分の長手方向延長上の後述のトナー濃度検出
部の現像剤に投光し、これからの反射光を受光できる位
置で、しかも感光体ドラム１の側方に固定して配置され
ている。

この現像器のスリーブとトナー濃度検出装置の関係を第
３図を用いて更に詳しく説明する。第６図に示した現像
器４は第１図に示した前述のイエロー現像器４Ｙ、マゼ
ンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４
　Ｂｘの内のいずれが１つの現像器を示し、しかも現像
可能な現像位置に搬送されて配置された現像器である。

ここに示した現像器４はキャリアとトナーからなる２成
分現像剤を用いる２成分現像器で、固定された磁極２５
、この回りを回転するスリーブ４ａ、現イ象印」２１を
攪拌するスクリュー２２、現像剤２１を現像器４内に循
環しているスクリュー２６、スリーブ４ａ上の現像剤２
１の穂切りを行なう穂切９フ”レード２６、これらを収
容している現像器本体２４とから構成されている。１６
は前述のトナー濃度検出装置で、外光を測定系に入れな
υ１為の７・ウジング１６ａ１このノＸウジング内にあ
りＮＤフィルター２０を介して現像器４のトナー濃度検
出部２７に投光するための光源１６ｂ、この投光々カー
そこのトナーで反射した光を受光する為の光センサ−１
６Ｃ１光源１６ｂと光センサ−１６Ｃの前面（二ありハ
クジング１６ａに支持されて％Ｘる透光性の防塵がラス
１９、スリーブ４ａ上のトナー濃度検出部２７上で光源
１６ｂと光センサ−１６Ｃとの光路間内にありしかも現
像器４の現像器本体２４に支持されているＮＤフィルタ
ー２０と力）ら構成されている（但し、ＮＤフィルター
２０は条件（二より必要としない場合もある。）。ＮＤ
フィルター２０の濃度は、光源１６ｂの分光特性と適当
な画像濃度を形成するトナー濃度検出部２７での現像剤
の分光反射特性と光センサ−１６ｃでの分光感度特性と
を加味し、光センサ−１６ｃでの出力が現像器４の現像
剤２１の種類いかんにかかわらずほぼ同一レベルとなる
ように現像器４の種類によって調整されている。なお、
磁極２５はＮ極のＮ、　、　Ｎ２とＳ極のＳ＋　、　Ｓ
ｔ　、　Ｓｓとを有し、これらの極はＮ２　＋　ｓ、　
＋　Ｎｌ　＋　ｓ３１８２の順で配置されており、また
スリーブ４ａの表面はトナー濃度検出時の基準濃度信号
を得るために白色となっている。

また、第１図に於て、５は転写帯電器、１０はグリッパ
、１１．１２は帯電器、１６は分離爪、１４は搬送ベル
ト、１５は定ル器、９はレジストローラである。

次に、第１図乃至第６図を用いて本発明の動作説明をす
る。電子写真感光体ドラム１は、図示契印方向に回転し
、除電器２により除電され、−次号電器６により一様に
帯電され、次に、所定の色分解フィルター、たとえばイ
エロー現像器４Ｙで現像する場合はブルーの色分解フィ
ルターを通して色分解された光像Ｅにより露光部１′で
スリット露光される。

この露光により感光体ドラム１上に形成されたー静電潜
像が現像される位置に達する前、第１図のマゼンタ現像
器４Ｍの位置にあったイエロー現像器４Ｙは不図示の周
知のゴンドラ式の搬送手段により図示矢印方向に搬送さ
れて現像可能な現像位置（図の位置）に設けられる。こ
の現像位置でのイエロー現像器４　Ｙ　（４）とトナー
一度検出装置１６との位置関係は第２図及び第６図に示
されている。

ここで、現像剤２１はスクリュー２２で攪拌され、スク
リュー２６で現像器内を循環している。現像剤２１は回
転しているスリーブ４ａと磁極２５により、磁極Ｎ２→
磁極Ｓ１→磁極Ｎ＋上を順次搬送され、磁極Ｎ、上のト
ナー濃度検出部２７の位置にスリーブ４ａにより運ばれ
る。ここでは、最初穂切りブレード２６によりスリーブ
４ａ上の現像剤２１の穂切りが行なわれ、スリーブ４ａ
上の白色面を光源１６ｂが防塵ガラス１９とＮＤフィル
ター２０を介して投光し、これによって反射された光を
同じ（ＮＤフィルター２０と防塵ガラス１９を介して光
センサ−１６ｃは受光し、基準濃度信号をつる。この後
、穂切りブレード２６により前述のように現像剤２１の
穂切りを行なわないので、現像剤２１がスリーブ４ａに
より前述の如くトナー濃度検出部２７の位置に運ばれる
。この位置の現像剤２１に光源１６ｂは防塵がラス１９
とＮＤフィルター２０を介して投光し、これからの反射
光を同じくＮＤフィルター２０と防塵ガラス１９を介し
て光センサ−１６ｃは受光し、濃度検知信号を出力する
。これら基準濃度信号と濃度検知信号とから後述の信号
処理回路により処理されてトナーを補給するための補給
信号なうる。このようにしてトナー濃度が検知され、こ
の検知信号にもとづいてたとえばトナーの補給等の画像
形成条件が決定され、それの調整が行なわれる。

この後、イエロー現像器４Ｙにより感光体ドラム１の前
述の静電潜像はイエロートナーで現像される。この現像
により可視像化されたイエロートナー像は、レジストロ
ーラ９により送られ、転写ドラム６のグリッパ１０によ
って把持され、転写ドラム乙に巻利いている不図示の転
写材に転写帯電器５によって転写される。転写ドラム６
はこのまま回転し、次の色のトナー像の転写に備えられ
る。

一方、感光体ドラム１はクリー二、ング部材７によって
クリーニングされた後、再び除電器２で除電され、−成
帯電器６（＝よって帯電をうけた後に次の色分解光像の
露光（二備えられる。

このようにして、次のマゼンタ現像器４Ｍを現像位置に
搬送して用いる時にはグリーンフィルターにより原稿は
色分解され、次のシアン現像器４Ｃを現［象位置（＝搬
送して用いる時にはレッドフィルターにより原稿は色分
解され、次のブラック現像器４ＢＫを現像位置（＝搬送
して用いる時にはＮＤフィルター（二より原稿は色分解
される。このようにして、イエロー現像器４Ｙで現像し
たと同様な上記工程をその後３回繰返すことにより、マ
ゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像は
順次転写ドラム６の不図示の同一の転写材に転写される
。

転写が終了すると、転写ドラム乙の内側と外側の分離帯
電器１１．１２により例えばＡＣ除電され、不図示の転
写材はグリッパ１０から解除されると共に分離爪１６に
よって転写ドラム６より分離される。この後、不図示の
転写材は搬送ベルト１４で定着器１５に送られ、ここで
トナー像が定着されフルカラーの複写画像が形成される
。

第４図は上記のようにして得られた基準濃度信号と濃度
検知信号とからトナー補給用の補給信号をうるための回
路の説明図である。図に於て、２７は光センサ−１６ｃ
の出力を増幅する増幅器、２８は不図示の制御回路から
の制御信号Ｓにより切替わる電子スイッチで切替側は増
幅器２７に接続されている。２９は前述の規準濃度信号
！と濃度検知信号ｊとを時間的に一致させるための遅延
素゛子、３０は遅延素子２９からの規準濃度信号■と増
幅器２７からの濃度検知信号」との差をとり増幅して補
給信号ｋを出力するための差動増幅器である。

前述のように光センサ−１６Ｃにより検知さγした規準
濃度信号Ｉは増幅器２７、電子スイッチ２８、遅延素子
２９を介して差動増幅器６０に入力される。また、前述
のよう（二元センサニ１６Ｃによ、り検知された濃度検
知信号ｊは増幅器２７、切替えられた電子スイッチ２８
を介して差動増幅器６０に入力される。これにより差動
増幅器６０はトナー補給用の補給信号ｋを出力する。こ
こで、２色現像剤２１の内で、キャリヤは光反射率はほ
とんど零に近く、又各色トナーは比較的に大きな光反射
性を示すので、トナーの量が多ければ多い程トナーによ
り反射される光量は大きくなり、濃度検知信号ｊも大き
くなり規準濃度信号ｉに近づく。

第５図は本発明による他の実施例を示している。

図に於て、トナー濃度検出装置１６を現像位置にある現
像器上の所以外（装置いた場合を示すもので、トナー濃
度検出装置１６は現像位置にあるイエロー現像器４Ｙの
手前のマゼンタ現像器４Ｍ上に前述の実施例と同様に固
”設されている。この位置に於て、たとえばマゼンタ現
像器４Ｍの現像剤のトナー濃度を上記実施例と同じく検
出することにより、イエロー現像器４Ｙによる現像を終
えてマゼンタ現像器４Ｍが現像位置に搬送さ゛れて現像
を行なう前にマゼンタ現像器４Ｍの現像剤のトナー濃度
が適正な濃度となるようにマゼンタトナーを適量補給し
、これを十分キャリヤと混合することにより適正濃度の
現像剤で現像が行なうことができるように準備しておく
。図のマゼンタ現像器４Ｍの位置に次にシアン現像器４
Ｃは搬送されて位装置づけられ、このようにして各色現
像器４Ｍ、４Ｃ。

４ＢＫ、４Ｙが循環してトナー濃度検出装置１６のある
位置の下に位置づけられ、上記マゼンタ現像器４Ｍの現
像準備と同じことが順次なされる。本実施例の場合、ト
ナー濃度検知、トナー補給及び現像剤の攪拌が現像をす
るタイミングと関係なく行なえるので十分な現像剤のト
ナー濃度の制御が行なえる。但し、この場合、現像以外
の時の少なくともトナー濃度検出時に現像器のスリーブ
な回転する必要がある。

本発明はこの他にもＮＤフィルターの代りに可視光カッ
ト近赤外光透過フィルターを用いてもよい。なぜならば
、トナーの分光反射特性はイエ旧−、マゼンタ、シアン
、ブラック共に近赤外部の光に対して非常に高い反射率
を有しまた可視光の時のようなある一定波長領域の光：
；対する高い吸収率を有しないからである。

また、本発明はこの他にも基準濃度信号を得る場合、ト
ナー濃度検出装置のハウジングに支持された防塵ガラス
上に移動可能な基準濃度検出用の白色板を設け、前述の
穂切りブレードが作動及び退避するタイミングに合わせ
てこの白色板を光源と光セーンサー間の光路内に入れた
りそして退避させる様にしてもよい。

また、本発明はこの他にもトナー濃度検出装置は搬送さ
れる現像器の所定位置のどこにも固設してもよいし、更
に、ゴンドラ方式の現像装置ばかりでなく、複数の現像
器が一列に配列され、現像するため所要の現像器のみが
感光体の現像位置に搬送される現像装置にも、上記実施
例と同じ様に単一のトナー濃度検出装置を配置してもよ
いし、また、このトナー濃度検出装置を周知の手段によ
り移動可能にし、少なくともトナー濃度検出時のみ現像
器上の所定位置に移動させてトナー濃度を検出してもよ
いことは勿論である。この他、本発明をカラーレーザビ
ームプリンターに適用する場合、第１図や第５図に示し
た光像Ｅに変えて、色分解して読取った原稿情報に従っ
て変調されたレーザビームを感光体ドラム上に偏向走査
させて多色画像を形成してもよい。尚、本発明ではトナ
ーとキャリアを用いる２成分系現像装置において、現像
剤中のトナー濃度の検知を行なう例について述べたが、
本発明は補給用トナーの残ｂ−１を検知するためのトナ
ー残量検知手段に適用することもできるし、また、−成
分系のトナーを用いる現像装置にあっては、−成分トナ
ーの残量検知手段に′も適用することができる。

以上本発明について説明した様に、複数個の現像器に対
して１つのトナー濃度検出装置で全ての現像器内のトナ
ー濃度を検出することにより、（１）現像器の数が増゛
えても同数の検出装置を増やす必要がない、（２）現像
器自体は現像に係わる機能のみで構成出来るので小型化
が容易で゛ある、（３）各トナー濃度検出装置に付随す
る検出回路も現像器の数必要なくなり回路構成も小型に
まとめられる、などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるトナー濃度検出装置をカラー複
写機に適用した時の全体構成図、第２図及び第６図はト
ナー濃度検出装置の配置を示す一実施例の説明図、第４
図は検出信号を処理する検出回路の説明図、第５図は本
発明の他の実施例を示す全体構成図である。 ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ，４ＢＫは現像器、４（４ｙ；４Ｍ；
４Ｃ；４ＢＫ）は現像器、４ａはスリーブ、８は現像装
置、１６はトナー濃度検出装置、１６ａはハウジング、
１６ｂは光源、１６ｃは光センサ−，１９は防塵ガラス
、２０はＮ、Ｄフィルター、２１は現像剤、２５は磁極
である。 第１図 第２図　第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　各色の異なる現像剤を用いる複数の現像器の内
   生なくとも１つを搬送し所要の現像器のみを像担持体上
   の現像位置に搬送して用いる現像装置を備えた多色画像
   形成装置１ルて、上記現゛像装置の内ある１つの現像器
   が搬送されて所定位置に達した時であって、少なくとも
   トナー量検出時に、上記所定位置にある現像器のトナー
   搬送部材上に設けられ、この現像器のトナー量を検出す
   ることを上記複数の現像器の内のある現像器が搬送され
   て所定位置に達する毎に繰り返すことにより上記複数の
   現像器の現像剤のトナー量を順次単一のトナー量検出装
   置で検出することを特徴とする画像形成装置。
2. （２）上記複数個の現像器の夫々の現像器におい令、現
   像剤のトナー量検出用の透光性の部材がらなス数炉馴＋
   ＋　ｒ　ｂヵ斡嶌、す−牡ヶゆおへ１□。 第１項記載の画像形成装置。
3. （３）上記現像器の夫々に設けられた夫々の窓には各現
   像器に対応する透光量調節用°のＮＤフィルターもしく
   は可視光カット近赤外光透過フィルターを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の画像形成装置。
4. （４）上記トナー量検出装置を現像位置に搬送して設け
   られた上記現像器のトナー量を検出するように現像位置
   上に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の画像形成装置。
5. （５）上記トナー量検出装置を現像位置上以外の上記現
   像器の搬送経路上に設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の画像形成装置。