JPS63149664A - 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、一般には画像形成装置に関するものであり、
特に複数個の現像器を備え、各現像器を現像すべき像担
持体に対面した現像位置へと移動し該像担持体りのＷｔ
像を現像するようにした現像装置をイ目〜現ｍ装置の６
現１を器内のトナー濃度を検出するために、光源、受光
素子、光ファイバ等を備えた画像形成装置に関するもの
である。木受１！１の画像形成装置は白黒の電子写真複
写装置を始めカラー電子写真複写装置、カラーファクシ
ミリ、その他の記録装置に好適に具現化し得る。

′、゛°−び５１へ 一般に、電子写真又は静電記録等の画像形成装置に用い
られる二成分系現像剤はトナーとキャリアを主成分とし
ているが、現像特性Ｌトナーとキャリアの混合比（トナ
ー濃度）は、画像品質を安定化させるｌニーｔ’極めて
重要な要素である。従って、良好な画質を得るために、
現像剤のトナー濃度をｉ［確に検出し、その変化に応じ
てトナー補給闇を厳密に制御し、現像剤中のトナー濃度
を一定に保つ必要がある。

従来、例えばカラー電子写真複写装置において現像基は
複数個設けられ、特にフルカラーコピーを行なうカラー
複写機は１通常イエロー、マゼンタ、シアンの３色又は
黒色を含む４色の現像器を必“要とする。最近、像担持
体であるドラム上の電子写真感光体の直径を小さくシ、
延いては装置の小型化を目的として、例えば回転体にこ
れら複数の現像窓を＃＆赦し、所定の現像器を回転移動
させて感光体ドラムに接近させ現像を行なうようにした
。所謂回転現像方式の現像装置が考えられている。

第５図はカラー電子写真複写装置の要部断面図であって
、感光体ドラム２１上には、前露光２２、コロナ帯電窓
２３１画像露光２４等の潜像形Ｉ＆ｉ段にて色分解潜像
が形成される４回転移動型回転体２５にはイエロー現像
器２５Ｙ、マゼンタ現像器２５Ｍ、シアン現像器２５Ｃ
及びブラック現像器２５Ｂの異なる色の現像剤を有する
現像器が搭載され、Ｌ記の色分解潜像に対応する色の現
像器が感光体ドラム２１と対向する現像位置に選択的に
回転停止］ニジて色分解潜像を現像する。現像像は転写
ドラム２６の表面に保持された転写材Ｐ１、に、転写コ
ロナ放″Ｉｆ器２７により転写される。

転写されずに感光体ドラム２１の表面に残ったトナーは
例えばブレードを有するクリーナ（清掃手段）２８によ
って清掃される。転写材Ｐに４色の現像像が位置合わせ
されて転写された後、転写材Ｐは分離爪２９により分離
され定着器（図示せず）に導かれ定着されてフルカラー
画像が得られる。

次に、斯る電子写真複写装置の各現像器及び現像剤濃度
検出装置について説明する。

第５図〜第８図を参照すると、各現像器は同じ構造に構
成され１例えば現像器２５Ｙは内部に磁石を配設した現
像スリーブ２５１を有し、又現像器内の現像剤を搬送し
攪拌する搬送スクリュー２５２が設けられる。更に現像
器には現像剤濃度検・出装置の現像器側検出ユニット３
０が配置される。この検出ユニツ）３０は各現像器２５
Ｍ、２５Ｃ，２５Ｂにもそれぞれ同様に装着される。現
像剤検出：９Ｍは前記現ｆＩｔ器側検出ユニット３０に
対向するように、装置本体に取付けられた検出ユニット
４０を有し１両ユニツ）３０．４０は非接触状態に保た
れる。

検出ユニツ）４０の側板４１に取付けられた光源４２か
らの白色光の照明光が照射され、この照明光は検出ユニ
ット３０の側板３１に取付けられた光ファイバー３２を
通り、現像剤濃度検出窓３３を照射する。検出窓３３は
Ａの分光エネルギー光を反射し、Ａとは異なるＢの分光
エネルギー光を透過するグイクロイックミラーで構成さ
れており、白色光の照明光の内、例えば波長が略７００
ｎｍ以下の可視光成分（以下これを参照光ｒとする）を
反射し、略７００ｎｍ以上の近赤外成分（以下これを検
出光ｄとする）を透過させる。検出窓３３を透過した近
赤外光は現像スリーブ２５１）Ｈの現像剤を照射し、そ
の反射光は再び検出窓３３を透過し、更に側板３１に取
付けられた光ファイバー３４に導かれ、側板４１の開孔
４３及び色分解フィルター４４を通して、シリコンフォ
トダイオード等の受光素子４５に入射する。現像剤濃度
検出は、図示しないポジションディスクとソレノイドと
により回転体２５が矢印Ｃ方向に移動し、所定の色現像
器が選択制御されて現像位置に停止ヒし、停止位置で検
出ユニット３０と検出ユニッ）４０とが整合したときに
行なわれる。

色分解フィルター４４は、第８図に示すように支持枠４
６と、該支持枠の開孔部に設けられ、それぞれが受光素
子４５の受光部をカバーする面積を有したフィルタ一部
材４７．４８とからなり、フィルタ一部材４７は参照光
ｒのみを透過し、フィルタ一部材４８は検出光ｄのみを
透過する０色分解フィルター４４はソレノイド４９とス
プリング（図示せず）により軸５０を支点に矢印方向に
移動可能となっており、現像開始直前には受光素ｒ−４
５の前にフィルタ一部材４７を配置して参照光ｒを受光
素子４５に入射させ、現像開始のタイミングで受光、に
子４５のｉｉｊにフィルタ一部材４８を配置して検出光
ｄを受光素子４５に入射させる。

受光素子４５に入射した参照光ｒの出力信号をＰｌとし
、受光素子４５に入射した検出光ｄの出力信号をＰｚと
し、２Ｓｉ準信号音Ｐとすると、受光素子４５に入射し
た出力信号は、第９図に示すような増幅回路により処理
され、それぞれＰＩ　　’、Ｐｚ　’として出力され（
第６図Ａ）、更にこの信号はアナログ、デジタル変換器
等により成る入力インターフェイスを通し、ＰＩ　　、
Ｐｚ″へと変換される。この後ＣＰＵ（図示せず）によ
り、Ｐ３＝Ｐ、”−Ｐｚ” が計算される。検出光ｄの出力信号Ｐｚは、現像剤の現
像剤濃度が高い時大きく、低い時小さく出力されるため
、Ｐ３は、現像剤濃度が高い時大きく、現像剤濃度が低
い時小さくなる。この値を一定の基準信号Ｐと比較し、 ｐ３−ｐ　　＞ｏ・・・ｉ）（トナー濃度が高い）Ｐ３
−Ｐ　　＝Ｏ・・ｌ■（トナー濃度が適正）Ｐ３−Ｐ　
　＜Ｏ・・Ｉす（トナー濃度が低い）と判断し、・２）
と判断した時は現像器が第５図における現像！１２５Ｍ
の位置にきた時に該現像器にトナー補充機構（図示せず
）によりトナーを補給し、現像剤濃度が常に一定となる
ように制御される。

従来、このような現像剤濃度検出方法においては、現像
剤濃度検出窓３３で現像スリーブ２５１で形成、された
現像剤の磁気ブラシの穂が観測され、特に現像剤濃度検
出時に現像剤スリーブ２５１を回転させるために現像剤
濃度検出窓での現像剤が動き、その結果検出信号が振動
或いは変化したり、又、現像スリーブ２５１の回転が停
止していても、その現像剤の穂°の立ち方がコピー毎に
変わるために常に同じ検出出力が得られず、わずかなが
ら変動してしまうといった欠点があった。

第１Ｏ図に従来の濃度検出装置における出力信号の様子
を示す、それぞれの波形は、イエロー現像器２５Ｙ、マ
ゼンタ現像器２５Ｍ、シアン現像器２５Ｃ，ブラック現
像器２５Ｂからの出力信号がＹ５Ｍ、Ｃ，Ｂで示され、
それぞれ参照光ｒの出力信号レベルがＰｌ、検出光ｄの
出力信号レベルがＰＺで示される。グラフより明らかな
ように現像スリーブ２５１の回転によりＰＺ倍信号波打
っていることが分る。これにより、正確な現像剤濃度信
号を得ることが困難であった。

第１１図は、イエロー現像器２５Ｙを使用し、現像剤ス
リーブの回転を止めて毎回の検出信号をとったグラフで
ある。該グラフより、毎回の現像により、現像剤検出窓
での現像剤の状態が変わりわずかながらＰｌ信号が変化
しているのが分かる。

仝」Ｌの」Ｌ頂 本発明の目的は、筒中な構成にて正確な現像剤の濃度検
出を行ない、高品質の画像を得ることのできる画像形成
装置を提供することである。

本発明の他の目的は、複数の現像器を有し、各現像器の
現像剤濃度を正確にＪｌｌｌ、良好な画質のカラー画像
を１することのできるカラー画像形成装置を提供するこ
とである。

Ｉｕｊａ古　解　　るための 上記諸口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、潜像を形成する像担持体上、該
像担持体上の潜像を現像する現像器とを具備した画像形
成装置において、ａ記現像器は該現像器に収容した現像
剤を撹拌混合するべく現像剤を搬送する現像剤搬送路を
有し、そして該現像剤搬送路内に現像剤を滞留させる凹
部を設け、該凹部に滞留した現像剤を利用して現像器内
の現像剤の濃度を検出するようにしたことを特徴とする
画像形成装置である０本発明は、回転体に複数の現像器
を搭載し、該回転体を駆動することにより選択された任
意の現像器を現像位置に回転移動させ像担持体Ｅの潜像
を現像するようにしたカラー電子写真複写装置に好適に
具現化される。

１１１例 次に１本発明に係る画像形成！Ｉｃ置を図面に即して更
に詳しく説明する。

本実施例では、本発明は第５図に関連して説明したカラ
ー電子写真複写装置に具現化されるものとし、従って該
複写装置の全体構成の説明は省略する０次に１本発明に
従った現像剤濃度検出装置を第１図を参照して説明する
。

各現像器は第６図に図示し説明した現像器と同様の構成
とされ、現像容器１００内に矢印方向に回転する現像ス
リーブ１０１、現像スリーブｌＯ１より現像剤をかきお
とすスクレーパ１０２、搬送スクリュー１０３．１０４
を有し、搬送スクリュー１０３．１０４の間には隔壁１
０６が配設され、該搬送スクリュー１０３と隔壁１０６
との間及び搬送スクリュー１０４と隔壁１０６との間に
現像剤の澹送路１１２が画成される。

本発明に従えば、現像容器内の前記現を副搬送路１１２
中に、本実施例によれば搬送スクリュー１０３と１０４
を連通ずる搬送路に凹部１１１が設けられる。斯る構成
にて現像容器１００中に現像剤を入れ、現像スリーブ１
０１及び搬送スクリュー１０３．１０４を回転させると
、現像剤は搬送路１１２に沿って矢印１０７．１０８の
方向に循環搬送される。このとき、現像剤は、搬送スク
リュー１０３から１０４に受は渡される時、凹部１１１
に入る。一度四部に入った現像剤は、その後は現像スリ
ーブｌｏｔ、搬送スクリュー１０３．１０４が回転して
も動かず静止状態となり。

該凹部に進入した現像剤を除いた残余の、つまり現像容
器１００のほぼ底部迄の深さの現像剤が循環されること
となる。

第２図をも参照するとより明らかなように１本実施例で
現像剤搬送路１１２中に設けられた凹部１１１は横幅Ｗ
が１５ｍｍ、縦輻文が１５ｍｍ、深さｈが１０ｍｍとさ
れ、現像剤１１４が貯留される。＃凹部Ｉｌｌに隣接し
て濃度検出装置が配置される。

濃度検出装置は第７図〜第９図にて説明した濃度検出装
置と同様の構成とされ、凹部１１１に臨んだ検出窓３３
′が形成される。光ｌｌＸ４２’からの白色光の照明光
は光ファイバー３２′を通り、現像剤濃度検出窓３３′
を照射する。検出窓３３′はＥ述と同様にＡの分光エネ
ルギー光を反射し、Ａとは異なるＢの分光エネルギー光
を透過するダイクロイックミラーで構成されており、白
色光の照明光の内１例えば波長が略７００ｎｍ以下の可
視光成分を反射し、略７００ｎｍ以上の近赤外成分を透
過させる。検出窓３３′を透過した近赤外光は凹部ｉｌ
ｌ内の現像剤を照射し、その反射光は再び検出′ｅｉ３
３’を透過し、光ファイバー３４′に導かれ、色分解フ
ィルター４４′を通して、シリコンフォトダイオード等
の受光素子４５′に入射する０色分解フィルター４４′
等の構成、動作は従来例と同じであり、斯る構成の現像
剤濃度の検知方法及び信号処理方法、トナー補給動作は
従来例と同じであるのでこれ以上の詳しい説明は省略す
る。

ヒ記現像器は、第５図に示した現像器２５Ｙ、２５Ｍ、
２５Ｃ，２５Ｂとして装着され、又回転体２５は１回の
現像動作毎に回転する。第５図から明らかなように、斯
る回転現ｆＲ！１ｃ２１にてトナーの補給の位ｌを回転
体の下部、つまりｍ５図中現Ｒ器２５Ｍの位置とするこ
とにより１回転体は常に２７０°回転され、又、各現像
器は回転体の回転により、第５図の現像器２５Ｃの位置
で逆さ状％にもたらされる。従って、現像容器中の四部
１１１内に進入した現像剤１１４は全て該現像″１Ａ２
５Ｃの位置にて四部１１１より放出される。このように
して１回転体２５の回転によって四部１１１内の現像剤
は毎回周囲の現像剤と混合され、再び新しい現像剤が凹
部１１１に入る。

以上のように、本発明に従えば凹部ｔｉｔ内の現像剤１
１４を回転体２５の回転により、常に間開の現像剤と混
合し、又、現像剤濃度検出時凹部内の現像剤が静止状態
となり、かかる静ＩＦ状態の現像剤ｅ　Ｉｆを検出する
ため常に安定した検知信号が１１ｔられる。本発明によ
る出力信号の光を第４１．４に示すが、：ｊＳ４図より
分かるように、検出光ｄの出力信号レベルＰｚが安定し
ており、従って、常に安定した現像剤濃度検出が可能と
なった。

第３図は、本発明に従った他の実施例を示す。

本実施例は、第１１４における装置と実質的に同様とさ
れ、四部の形状において相違するのみである０本実施例
では、四部１１１’は、断面が台形をしており、凹部の
上部開口面積が、凹部の代部の面積より広い形状とされ
る。具体的に一例をあげれば、Ｅ部開口の幅Ｗ＋は１５
ｍｍ、編立は１５ｍｍ、深さｈｌＯｍｍ、底部の幅Ｗｚ
は７ｍｍとされる。

本実施例によると、このように凹部ｌｉｔ’の両壁が斜
めに形成されているために、現像器が回転した時、凹部
１１１’内の現像剤が円滑に出され、凹部外の現像剤と
もよく混合されるという効果がある。

前記各実施例によると、搬送路中の凹部１１１．１１１
′は、搬送路の搬送スクリュー１０３と１０４の連通部
、つまり現像剤受は渡し部に設定したが、他の場所にお
いても現像剤濃度検出装置が取りつけられる位置であれ
ば該位置に凹部を形成することが可能である。

又、上記実施例では現像剤濃度検出方法を、光検知方式
現像剤濃度検出方法であるとして説明したが、従来公知
の透磁率センサーを用いた方法等も使用可能である。

坐」［の］Ｌ里 本発明に係る画像形成装置は、現像器内の現像剤のｅ度
を、現像剤の搬送路中に凹部を設け、現像剤を静１ト状
態に保って検出する構成としたために常に安定した現像
剤濃度を検出することが可渣となり、結果的に高画質の
画像を得ることができ、特に現像器を複数有し、カラー
画像を形成する場合にも良好なカラー画像を得ることが
できるという利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る画像形成！Ｊｔ置に使用される
現像器の部分斜視図である。 第２図は、本発明に係る画像形成装置に使用される現像
器の現像剤濃度検出装置部分を示す正面図である。 第３図は、本発明に係る画像形成装置に使用される現像
器の他の実施例の斜視図である。 第４図は１本発明に従った現像剤濃度検出装置の出力信
号を示す説明図である。 第５図は１本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略
断面図である。 第６図は、従来の現像器及び現像剤濃度検出装置部分斜
視図である。 第７図は、現像剤濃度検出装置の部分拡大趣旨図である
。 第８図は、現像剤濃度検出装置のフィルタ一部の１面図
である。 第９図は、現像剤濃度検出装置の増幅回路図である。 ゛第１Ｏ図及び第１１図は、従来の現像剤Ｃ度検出装置
の出力信号を示す説明図である。 ２１：像担持体 ２５　（Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｂ）：現像器 ３０．４０：濃度検出ユニット １０１：現像スリーブ １０３．１０４：搬送スクリュー Ｉｌｌ：凹部 １１２：現像剤搬送路 代理人　　ブ「理上　　倉　橘　　　暎　　−一一 第１図 ＃４２図 第３図 第４図 時間 第５図 第７図 第８図 第９図 時間 時間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像を形成する像担持体と、該像担持体上の潜像
   を現像する現像器とを具備した画像形成装置において、
   前記現像器は該現像器に収容した現像剤を撹拌混合する
   べく現像剤を搬送する現像剤搬送路を有し、そして該現
   像剤搬送路内に現像剤を滞留させる凹部を設け、該凹部
   に滞留した現像剤を利用して現像器内の現像剤の濃度を
   検出するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）回転体に複数の現像器を搭載し、該回転体を駆動
   することにより選択された任意の現像器を現像位置に回
   転移動させ像担持体上の潜像を現像するようにした特許
   請求の範囲第１項記載の装置。