JPS61118777A - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は像露光に基づいて画像を形成する装置に係り、
さらに詳しくは現像装置にトナーを供給する際のトナー
供給量の制御の改良に関する。

［発明の技術的背景とその問題点１ 電子写真法によって感光体上の潜像を顕像化する現像装
置は、大別してトナーのみの一成分方式とトナー及びキ
ャリアを用いる二成分方式とがある。後者の二成分方式
の現像にあっては、適切な画質を維持するために現像剤
中のトナー量を一定とすべ（トナーを補給する必要があ
る。

このトナーを補給する方式としては、−回の作像動作毎
に一定量のトナーを補給する方式と、現像剤中のトナー
濃度を検出してトナー補給量を制御する方式とのいずれ
かが通常用いられている。

しかしながら、一定量を補給する前者の方式にあっでは
、画像専有面積や画像濃度の異なる原稿を使用した場合
にトナー消費量と供給量とがアンバランスとなる。従っ
て、記録画像の濃度低下や白地部への地肌かぶりが発生
し、画像品質を保証し得ない。また、現像剤中のトナー
濃度を検知する後者の方式にあっては、磁気検知によっ
て行う場合には温度、湿度等又は現像剤の流動性等の影
響を受は易く、動作が不安定になりがちであると共に設
置場所にも制約を受ける。この他、感光体上において光
学的に検知する方式もあるが、感光体周囲には種々の装
置が配置されているため検知手段を設置するためのスペ
ースの確保が困難である。また、現像装置上で光学的に
検知する方式にあっては、プローブへのトナー付着量が
少ないため特にカラートナーの検知が不能となっている
。

さらに、このような各種検知装置は比較的高価であるた
め装置のコストアップの原因ともなっている。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、比較的
筒易な構成でありながらトナー消費量に応じてトナーを
供給することができ、もって画像品質を一定に維持する
ことのできる画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、原稿の反射
光量を検知する検知手段と、この検知手段の出力に基づ
いて前記トナー供給装置でのトナー供給量を１ｌＩＩｌ
ｌするトナー供給量ｖ４ｍ手段とを設け、原稿濃度に応
じてトナー供給量を制御して画像品質を一定に維持する
ようにしたことを特徴とするものである。

［発明の実施例Ｊ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図はこの発明の画像形成装置例えば複写機を概略的
に示すものである。即ち、１は複写機本体で、この本体
１の上面には原稿を支承する原稿　　　　′台（透明ガ
ラス）２が固定されている。そして、上記原稿台２上に
セットされた原稿は、露光ランプ４及びミラー５．６．
７からなる光学系３が原稿台２の下面に沿って矢印ａ方
向に往復動することにより、その往復時に露光走査され
るようになっている。この場合、ミラー６．７は光路長
を一定に保持するようにミラー５の１７２の速度にて移
動する。上記光学系の走査による原稿からの反射光、つ
まり露光ランプ４の光照射による原稿からの反射光は上
記ミラー５．６．７によって反射されたのち変倍用レン
ズブロック８を通り、さらにミラー９によって反射され
て感光体ドラム１０に導かれ、原稿の像が感光体ドラム
１０の表面に結像されるようになっている。上記光学系
３のホームポジション位置は後述する支点５２の近傍つ
まり図面右端部となっている。

しかして、感光体ドラム１０は矢印Ｃ方向に回転し、ま
ず帯電用帯電器１１・によって表面が帯電され、しかる
のち原稿の像がスリット露光されることにより静電潜像
が形成され、この静電潜像は現像１１２によってトナー
が付着されることにより可視像化されるようになってい
る。尚、現像器１２の上方にはフィードローラ４６の回
転により現像器１２にトナーを供給するトナー供給量ｗ
４６が配置され、トナー消費量に応じてトナーを供給す
るようになっている。一方、用紙（被画像形成体）Ｐは
、選択された上段給紙カセット１３あるいは下段給紙カ
セット１４から送出ローラ１５あるいは１６で１枚づつ
取出され、用紙案内路１７あるいは１８を通ってレジス
トローラ対１９へ案内され、このＯ−ラ対１９によりて
転写部へ送られるようになっている。ここに、上記各給
紙カセット１３．１４は、本体１の右側下端部に着脱自
在に設けられていて、図示しない操作パネルにおいてい
ずれか一方が選択できるようになっている。尚、上記各
給紙カセット１３．１４はそれぞれカセットサイズ検知
スイッチ３０ｓ　、３０ｚによってカセットサイズが検
知されるものである。

この検知スイッチ３０１．３０２はサイズの異なるカセ
ットの挿入に応じてオン−オフされる複数のマイクロス
イッチにより構成されている。しかして、転写部に送ら
れた用紙Ｐは、転写用帯電器２０の部分で感光体ドラム
１０の表面と密着することにより、上記帯電器２０の作
用で感光体ドラム１０上のトナー像が転写される。この
転写された用紙Ｐは、剥離用帯１！！２１の作用で感光
体ドラム１０から剥離されて搬送ベルト２２により搬送
され、その終端部に設けられた定着器としての定着ロー
ラ対２３へ送られ、ここを通過することにより転写像が
定着される。そして、定着後の用紙Ｐは、排紙０−ラ対
２４によりて本体１外に排出されるようになっている。

また、転写後の感光体ドラム１０は、クリーナ２７で表
面の残留トナーが除去され、ざらに除電ランプ２８で残
像が消去されて初期状態に戻るようになっている。尚、
２９は本体１内の温度上昇を防止するための冷却ファン
である。

ここに上記レジストローラ対１９、搬送ベルト２２、排
紙Ｏ−ラ対２４及びこれらの園に適宜配置されたガイド
板（図示しない）等によって用紙搬送路５１が形成され
、この搬送路５１の中途部には感光体ドラム１０と転写
用帯電器２０が配置され、終端部には上記定着ローラ対
２３が配置されるようになっている。

さらに、上記本体１は第２図に示すように、用紙搬送路
５１を境にして上部ユニット１１と１下部ユニット１２
とに分離可能となっている。そして、上記上部ユツト１
にはその一端が支軸（支点）５２を介して下部ユニット
１２に回動自在に枢支されていて開閉可能となっている
。また、このように上部及び下部ユニット１１．１２に
分離可能な本体１には上部ユニット１１を下部ユニット
１２に対して開閉するｖａｍ機構５３が設けられている
。

そして、何らかの原因によって用紙Ｐが用紙搬送路５１
に詰った場合に、用紙搬送路５１の大部分を開放でき、
容易に詰った用紙Ｐを取除くことができるようになって
いる。

第３図は操作パネルを示すもので、複写開始命令を与え
る複写キー１３１、枚数設定などを行うテンキー１３２
、枚数表示などを行う表示１１３　　　　　（３、複写
濃度を設定する濃度設定１１３４、上段給紙カセット１
３を選択する上カセツト選択キー１３５及びその表示灯
（ＬＥＤ）１３６、下段給紙カセット１４を選択する下
カセツト選択キー１３７及びその表示灯（ＬＥＤ）１３
８、各カセットの用紙サイズ表示器１３９，１４０、拡
大指定キー１４３．縮小指定キー１４２、複写倍率表示
素子（ＬＥＤ）１４１により構成される。前記拡大指定
キー１４３は、これを押すことにより複写倍率を１％ず
つ増加させるものであり、縮小指定キー１４２は、これ
を押すことにより複写倍率を１％ずつ減少させるもので
ある。また、複写倍率表示素子１４１では拡大、縮小指
定キー１４３゜１４２の操作に応じた複写倍率が表示さ
れるようになっている。

第４図は上記のように構成された複写機の各駆動部の駆
動源構成例を示すもので、以下のようなモータで構成さ
れる。すなわち、３１はレンズ用モータで、変倍を行な
わせるために前記レンズブロック８を移動させるための
モータである。３２はミラー用モータで、変倍を行なわ
せるための前記ミラー５とミラー６．７との間の距離（
光路長）を変更させるためのモータである。３３は走査
用モータで、前記露光ランプ４及びミラー５、前記ミラ
ー６．７を原稿走査のために移動させるためのモータで
ある。３４はシャッタ用モータで、変倍時の感光体ドラ
ム１０への帯電器１１による帯電幅を１１１１するため
のシャッタ（図示しない）を移動させるためのモータで
ある。３５は現像用モータで、前記現像器１２の現像ロ
ーラ等を駆動するためのモータである。３６はドラム用
モータで、前記感光体ドラム１０を駆動するためのモー
タである。３７は定着用モータで、前記用紙搬送路２２
、定着ローラ対２３及び排紙ローラ対２４を駆動するた
めのモータである。３８は給紙用モータで、前記送出ロ
ー５１５．１６を駆動するためのモータである。３９は
紙送り用モータで、前記レジストローラ対１９を駆動す
るためのモータである。４０はファン用モータで、前記
冷却ファン２９を駆動するためのモータである。１６０
は後述する複写可能範囲を表示する指示体１６１．１６
２を駆動するためのモータである。

次に、前記トナー供給装置１４５でのトナー供給量のＩ
制御系について第１図、第５図を参照して説明する。第
１図において、変倍用レンズブロック８とミラー９との
閏の光路中には光検出器であるフォトダイオード６１が
設けられ、このフォトダイオード６１は取付部材６２に
よりて前記変倍用レンズブロック８に取着されている。

従ってフォトダイオード６１は変倍用レンズブロック８
と連動して画像の拡大、縮小時に追従できるようになっ
ている。この・フォトダイオード６１は、前記露光ラン
プ４による原稿からの反射光を検出して電気信号に変換
するものである。第５図はこのフォトダイオード（光検
出器）６１を用いて前記トナー供給装置４５におけるフ
ィードロ−ラモ―り４６Ａの駆動制御を行う制御系の７
０ツク図である。

尚、本実施例では、このフォトダイオード６１を自動露
光調整装置としての検出部に兼用している。

第５図において、露光ランプ４と交流電８１７１との間
には双方向性サイリスタ７２が直列に接続されている。

７３は疑似負荷回路であり、前記、露光ランプ４への通
電回路途中に並列に接続され、ランプ両端の電圧を検出
して出力する。７５は波形整形回路であり、前記疑似負
荷回路７３に接続され、この疑似負荷回路７３の出力電
圧の実効値に近似した直流出力電圧を出力する。７７は
誤差増幅器であり、手動基準電圧発生回路７６及び自動
基準電圧発生回路８１にスイッチ８０．電圧ｗＪ１１回
路７９及び制限回路７８を介して接続され、かつ、波形
整形回路７５の出力端に接続されている。

そして、手動基準電圧発生回路７６の出力又は自動基準
電圧発生回路８１の出力のいずれか一方をスイッチ８０
の選択によって電圧調整回路７９゜制限回路７８を介し
て入力すると共に、この入力値と前記波形整形回路７５
からの入力値とを比較増幅する。７４はトリガパルス発
生回路であり、前記誤差増幅器７７の出力を入力し、前
記交流電１［７１の電源周波数と同期したトリガパルス
を発生して前記双方向性サイリスタ７２に印加し、双　
　　（方向性サイリスタ７２の導通角を制御して前記露
光ランプ４の両端にかかる電圧を一定に維持している。

また、前記自動基準電圧発生回路８１は前記フォトダイ
オード６１の出力に一応じて基準電圧を発生制御するよ
うになっている。

次に、このフォトダイオード６１を用いた前記フィード
ローラモータ４８Ａの駆動ｌ１ｌｌＩｌについて説明す
る。この駆動１１１１１１系は、前記フォトダイオード
６１の出力を入力する積分回路８２．基準電圧発生回路
８３．前記積分回路８２及び基準電圧発生回路８３の出
力を入力し、これらを比較して前記フィードローラモー
タ４６Ａを駆１１１制御する電圧１１１１回路８４で構
成されている。前記積分回路８２は、前記フォトダイオ
ード６１の出力を露光走査時間に亘りて積分するもので
ある。尚、本実施例でこの積分回路８２を設けているの
は下記の理由による。即ち、自動露光調整装置の検知部
としてフォトダイオード６１を用いる場合には、この出
力信号を連続的に露光ランプ４の端子間電圧へと変換す
れば良いが、トナー供給量をコンド　ロールするために
はこのような連続的かつ細かなコントロールでは追従性
が悪く実用的でない。そこで、原稿全面若しくはそれに
近い大部分ＱＩｉＪ域の原Ｉ１１度を測定し、基準濃度
と比較させてトナー供給−の制御を行うようにしている
。

このようなトナー供給量制御系の作用について第６図（
Ａ）、（Ｂ）及び第７図（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明
する。第６図（Ａ）及び第７図（Ａ）はそれぞれ濃度の
不均一な原稿の濃度変化を模式的に示したものである。

そして、上記各原稿を露光ランプ４によって露光走査し
、各原稿の反射光をフォトダイオード６１で検出し、こ
の出力を原稿の走査時間に亘って積分回路８２で積分し
た結果が第６図（８）、第７図（Ｂ）に示すようになる
。即ち、積分回路８２は第６図（Ｂ）又は第７図（Ｂ）
に示す斜線部の面積を算出することになる。そして、こ
の積分回路８２の出力と前記基準電圧発生回路８３の出
力とを電圧調整回路８４で比較する。前記基準電圧発生
回路８３の基準値としては、予め定められた濃度と画像
専有率とを持つチャートを使用して、各スキャン長毎に
基準値をメモリーしておけばよい。尚、本実施例の複写
機では露光系のスキャン長がロング（Ａ３゜〜Ｂ４）、
ミドル（Ａ４の縦送り）及びハーフ（Ａ４の横送り）の
３種類であり、これらのスキャン長に対応する基準値を
メモリーしておけばよい。また、拡大、縮小時について
は時＠【で積分しているので、前記感光体１０上の画像
サイズに適応した値が得られ、拡大、縮小時でも適切な
トナー供給量の制御を行い得る。

次に、前記フォトダイオード６１の設定位置について考
察する。フォトダイオード６１の位置は、前記原稿の全
面の濃度を求めるために第８図（Ａ）に示すようにレン
ズ８から一定の距離内に有ることが必要となる。尚、実
験の結果レンズの像間距離の１０〜２０％の位置にあれ
ばよいことが確認できた。また、レンズ８の中心にフォ
トダイオード６１が配置されると、このフォトダイオー
ド６１の影が像形成に影響を与えるため、第８図（Ｂ）
に示すようにレンズ８の中心領域８Ａの上方又は下方に
フォトダイオード６１を設定することが望ましい。一般
に原稿の両端は余白となっている場合が多いので上記位
置に設定しても実用上は充分である。

このように、本実施例装置にあっては原稿の反射光量を
検知してトナー供給量を制御しているため、トナー消費
量に適切に追従してトナーを供給することができる。尚
、実施例のように自動露光調整装置の検知部としてフォ
トダイオード６１を兼用できるため、部材点数が増大す
ることなく簡易な構成を維持できる。さらに、自動又は
手動で露光ＩＩＩを行う場合のいずれの場合にもトナー
供給量を適切に制御することができる。また、フォトダ
イオード６１の出力を露光走査時開に亘って積分してい
るため、トナー供給装置の駆動制御が容易となり、像形
成毎にトナー消費量に応じたトナー供給制御を行い得る
。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく本発
明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である１例え
ば、トナー供給装置４５において　　　　（トナー供給
を行うための駆動モータについては限定がなく、例えば
ステッピングモータであればそのステップ数を１ＩＩＩ
ｌｌシて回転数制御を行い、ＤＣモータあるいはシンク
ロナスモータの場合には回転時間を制御すればよい。こ
のようなモータ駆動制御は連続的に変化制御させる必要
は必ずしもなく、複数の段階で画像１１［信号に対応し
た出力信号のメモリーが有るという制御でもよい。また
、トナー補給量は、予め感光体１０の１回転毎あるいは
一定時間毎に実験的に求めておくこともでき、又、標準
チャート使用時のトナーａｒｍをも実験　。

的に求められるため、これらに対応して出力信号をメモ
リーしておくこともできる。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明によれば原稿の反射光量を
検知してトナー供給量をｌ１１ｍシているため、トナー
消費量に追従してトナーを供給することができ、もって
画像品質を常時一定に維持することができる画像形成装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置の概略断面図、第２
図は同装置における用紙搬送路のｒｓｍ状態を示す概略
説明図、第３図は操作パネルの概略説明図、第４図は画
像形成＠置の駆動系を示す概略斜視図、第５図は露光量
調整装置及びトナー供給量制御系のブロック図、第６図
（Ａ）、第７図（Ａ）はそれぞれ画像濃度が不均一の原
稿の濃度変化を模式的に示す概略説明図、第６１）（Ｂ
）。 第７図（Ｂ）はそれぞれ第６図（Ａ）、第７図（Ａ）の
原稿反射光を積分した結果を示す概略説明図、第８図（
Ａ）、（Ｂ）はそれぞれフォトダイオードの設定位置を
説明するための概略説明図である。 ４．５，６．７．８．９・・・・・・露光手段。 １０　・−−−−・像担持体、　１２・・・・・・ｌｌ
像装置。 ４５・・−−−−トナー供給装置、６１−・・・・・検
知手段。 ８２．８３．８４・・・・・・トナー供給量制御手段。 第４図 第　　６　図 第７図 （Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ） ｉｆ時間え 第８図 （Ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿を光走査し、前記原稿の反射光を入射して原
   稿像に対応する静電潜像を像担持体上に形成する露光手
   段と、この像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて
   現像する現像装置と、この現像装置にトナーを供給する
   トナー供給装置とを具備し、前記現像された像担持体上
   の像を用紙に転写して画像を形成する画像形成装置にお
   いて、前記原稿の反射光量を検知する検知手段と、この
   検知手段の出力に基づいて前記トナー供給装置でのトナ
   ー供給量を制御するトナー供給量制御手段とを設けたこ
   とを特徴とする画像形成装置。
2. （２）トナー供給量制御手段は、前記検知手段からの露
   光量を露光走査時間に亘って積分する積分回路を具備す
   るものである特許請求の範囲第１項に記載の画像形成層
   。
3. （３）検知手段は、前記露光手段の露光量を自動調整す
   るための検知手段を兼用したものである特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の画像形成装置。