JPS63177174A - 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】 −１′ 本発明は、一般に、画像形成装置に関し、特に例えば、
電子写真法若しくは静電記録法等によって像担持体１−
に形成された静電潜像を、トナーとキャリアとを有する
二成分系現像剤にて顕画像化する画像形成装置に関する
。

１の　　　　　の１．古 周知のように、電子写真法若しくは静電記録法等によっ
て感光体ドラムのごとき像担持体上に形成された静′屯
渣像を、ｊｉｌ１画像化するに際して二成分系現像剤を
使用する方式の画像形成装置にあ゛つては、該装置から
得られる複写画像の品質の安定化を図り又良好な画質の
複写画像を得るうえから、前記二成分系現像剤を形成し
ているトナーとキャリアとの混合比を示す現像剤濃度を
、適宜な値に制御することが極めて重要視される。そこ
で複写画像の品質の安定化を図るとともに良好な画質の
複写画像を得ることを目的として、前記感光体ドラムの
外周面近傍に配設されている現像器内の二成分系現像剤
のＣ度を正確に検知し、該濃度の検知結束に応じて外部
から前記現像器内に補給されるトナー補給ＩＩｔを厳密
に制御し、もって現像器内の現像剤濃度を略一定に保持
するシステムが開発されている。第３図は、上述したシ
ステムを構成する？を置のうちの現像剤濃度検出装置を
示す、前記現像剤濃度検出装置は、第３図を参照して明
らかなように、現像器内の現像スリーブ２の■―方の現
像実施領域外の箇所（例えば、前記現像・スリーブ２の
端ｉ８！ｌＩ）に設けられており、該現像剤Ｃ度検出装
２１１は、光源３と、該光源３から照射される照射光の
光軸方向に開口し前記照射光を現像スリーブ２の外周面
へと案内する現像剤濃度検出窓４と、前記現像スリーブ
２外周面上の現像剤と衝突して反射し現像剤濃度検出窓
４を介して入射してくる反射光を受光し該受光量に応じ
た電気信号を出力する受光素子５と、前記光源３及び受
光素子５と、前記現像剤濃度検出窓４との間に設けられ
ている標準反射濃度パターン６とを具備している。前述
した現像剤濃度検出装置ｌの構成について更に詳述すれ
ば、　ｊｆｉｊ記現像剤濃度検出窓４には透１ｊ１板ガ
ラスがはめ込まれており、前記標準反射濃度パターン６
は、図示しないンレノイドとスプリングとにより軸７を
支点として第２図矢印Ｘ方向にＩｉＬ記現像剤像側濃度
窓４を覆う位置と覆わない位置とに移動せしめられ、前
記現像剤からの反射光と前記標準反射Ｃ度パターン６が
前記現像剤ｅ度検出窓４を覆ったときに前記標準反射濃
度パターン６から反射される反射光とが前記受先出装置
を使用することによって、前記システムを構成している
制御系は、前記現像剤濃度検出！！！４を介して前記現
像剤から反射された反射光を受光素子５が受光したとき
に該受光素子５からＩｌｌ力される現像剤濃度が上昇し
たときには大きなイめを示し現像剤Ｃ度が低下したとき
には小さな値を示す１ｕ気信９を採り込むとともに、標
準反射濃度パターン６が前記現像剤濃度検出Ｘａ４を覆
ったことによって該標準反射Ｃ度パターン６から反射さ
れた反射光を受光よ子５が受光したときに該受光素子５
から出力される電気信号を光源３等の検出光学系の光Ｓ
−信Ｖ）として採り込み１両値号の差分値を求めて該差
分イめを現像剤濃度検出値としてトナー補給が必要か否
かを判断していた。

しかしながら、上述したごとき構成の現像剤濃度検出装
置を備えたシステムにあっては、光源３が経時変化等に
よって照度低下をきたすと、たとえ現像器内の現像剤濃
度が適正イめに維持されていても、前記装置からは現像
剤濃度が低下していることを、＜Ｉ味する信号が出力さ
れることとなり、これによって前記制御系は、現像器内
にトナーを補給すべく作動することとなるので、現像器
内の現像剤濃度が異常に上昇しその結果として色相が良
く又かふり等のない良好で高品質な複写画像が得られな
くなるという問題点があった。

止」 従って本発明は、上述したごとき問題点を改善するため
に創案されたものであって、その目的は、現像剤濃度検
出装置の光源が経時変化等によつて照度低下をきたして
もこれによって適正な現像剤濃度制御に支障をきたすこ
とがなく適正に維持されている現像器内の現像剤濃度値
が影響を受けることがなく、もって色相が良く又かぶり
等のない良好で高品質な複写画像が得られる画像形成装
置を提供することである。

８、ＩＩ？　　　　　　ため Ｌ足口的は本発明に係る画像形成装置によって達成され
る。要約すれば本発明は、　ＩＵ持体と、ト体方へと搬
送する現像剤担持部材を備え前記像担持体上に形成され
た静電潜像を顕画像化する現像手段と、照射された光を
受けて予め設定されている現像剤濃度基準値に見合った
光量を反射する部材と該部材又は前記現像剤相持部材に
向けて光を照射する発光素子と前記現像剤担持部材によ
って担持された現像剤から反射された反射光又は前記部
材から反射された反射光を受光して該受光した反射光量
に応じた電気信号を出力する受光素子とを右する現像剤
濃度検知手段と、前記現像剤濃度検知Ｔ−１１から出力
された信号に応じて前記現像手段に対するトナー補給を
制御する現像剤濃度制御１段とをＵ愉した画像形成装置
において、前記現像剤Ｃ度制御手段は、初期標準現像剤
濃度時に、ＩｕＩ記受光受光素子出力される前記現像剤
からの反射光績に応じた標準現像剤濃度信号と、前記受
光素子からｊロカされる前記部材からの反射光績に応じ
た標準反射濃度信号と、前記標準現像剤濃度信号と標準
反射濃度信号との初期標準差分値信号とを記憶し、現像
剤濃度検出時には、前記受光素子から出力される前記現
像剤からの反射光！最に応じた現像剤濃度信号と、前記
受光素子から出力される前記部材からの反射光績に応じ
た反射濃度信号と、前記現像剤濃度信号と反射濃度信号
との差分値信号とを求め、前記濃度検出時の差分値信号
を、前記標準反射濃度信号及び濃度検出時の反射濃度信
号にて補正し、前記補正された濃度検出時差分値信号と
前記初期標準差分値信号とを比較演算し、該比較演算の
結果に基づいて前記現像手段に対するトナー補給を制御
するようにしたことを特徴とする画像形成装置である。

支ムｊ 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置を示し
たものである０本発明の一実施例に従う画像形成装置は
、カールソン電子写真法を用いた画像形成装置を例にと
って説明することとしたので、その全体構成は既に周知
であるために本発明に従う像担持体たる感光体ドラムと
、該感光体ドラムの外縁部近傍に設けられている現像手
段即ち現像器等について詳細に図示したものであり、カ
ールソンプロセスにおける一次帯電手段、例えばレーザ
ビームスキャナのごとき像露光手段、クリーニング手段
等の図示は省略した。

第２図において、像担持体即ち感光体ドラム１１２は、
矢印ａ方向（即ち第２図時計方向）に回転自在に軸手段
（図示しない）によって軸、支されており、該感光体ド
ラム１１２の外縁部近傍には、現像器ｉｌｌが配設され
ている。前記感光体ドラム１１２Ｊ−の感光体には、例
えばＯＰＣ等の公知のものが硬出されており、前記感光
体上には、既に公知となっている帯電手段及び画像形成
１段によって静電Ｗ！像が形成されるようになっている
。前記現ｆｔｌ器Ｉｌｌは、前記感光体ドラムｌ１２の
外周面に近接して配設されている現像ｉ’ｆｆ１１０９
と、該現＠部１０９と隣接して配設された該現像Ｉｆ＆
１０９と連通ずるホッパ部１２０とを具備している。前
記現像ｆｉ１０９には、該現像部１０９の前記感光体ド
ラム１１２の外周面と対向する部位に形成されている開
１１部に臨ませて０′Ｓ２図矢印ａ方向（反時計方向）
に回転自在に配設された現像剤相持部材即ち現像スリー
ブ２と、前記開口部に側に先端部が現像スリーブ２の外
周面に向けて堆り付けられている規制ブレード１１５と
、前記現像７９１０９の底部の前記ホッパ部１２０と連
通している側に回転自在に取り付けられている現像剤搬
送攪拌手段１０８と、前記現像部１０９の底部の前記現
像スリーブ２の略直下に相当する部位に前記現像剤攪拌
手段１０８と平行に配設された回転自在な現像剤搬送攪
拌手段１０７とが夫々ＬＬ愉されている。前記現像スリ
ーブ２の内部には、直径が該現像スリーブ２の内径より
も小径なＮ極とＳ極とが略等間隔で交互に配設されてい
るマグネットローラ１１４が前記現像スリーブ２と同心
で配設固定されており、前記現像スリーブ２には、現像
バイアス電圧印加電源１２７から現像バイアス′准圧が
印加されるようになっている。前記現像スリーブ２は、
前記現像バイアス電圧印加′ｌｆ源１２７から印加され
た現像バイアス電圧によって前記現像部１０９内に収納
されている二成分系現像剤Ｄｔ−ｔ−像現像スリーブ外
周面に後管せしめ、回転によって該現像剤りを感光体ド
ラム１１２の外周面側へと運搬するものである。前記規
制ブレード１１５は、前記現像スリーブ２の回転によっ
て感光体ドラム１１２の外周面側へと運搬される二成分
系現像剤りの搬出量を一定量以下に規制して、該搬出が
規制された二成分系現像剤りを現像部１０９内に保持し
続けさせるものである。＋ｆｉｉ記現像剤搬送攪拌手段
１０８は、駆動されることによって前記ｉＪｉ通部位を
介して前記ホッパ部１２０より補給されるトナー１２２
と現像部１０９内に停滞しているキャリア成分とを攪拌
して良好な混合状態を維持しながら前記現像スリーブ２
側に搬送するようになっている。前記現像剤搬送攪拌手
段１０７も、前記現像剤搬送攪拌手段１０８と同様に、
駆動されることによって前記現像部１０９内に滞留して
いる二成分系現像剤りのキャリア成分とトナー１２２と
を攪拌して良好な混合状態を維持しながら前記現像スリ
ーブ２に供給するものである。

本発明の一実施例に従えば、前述した規制ブレード１１
５の１″６１記感光体ドラム１１２の外周面と対向して
いる部位には、前記現像部１０９内における二成分系現
像剤りを形成しているトナー１２２とキャリア成分との
混合比を検知する現像剤濃度検知手没即ち現像剤濃度検
出装２１１が、取り付けられているが、該現像剤濃度制
御装置ｌの構成の詳細については前述の通りであるので
その説明は省略する。一方、前述した現像部１０９とと
もに現像器１１１を構成しているホッパ部１２０の底部
には、スクリュー１２３が回転自在に配設されている。

前記スクリュー１２３は、ホッパ部１２０内に収納され
ているトナー１２２を前記現像１１０９内へと供給する
ために配設、されているものであり、その一端側が該ホ
ッパ部１２０の枠体を突き抜けて該ホッパ部１２０の外
にあるモータＭ１２１の回転軸に接続されているととも
に、その他端側は前記ホッパｆ’！！１１２０が前記現
像部１０９と連通する連通部位を経て現像部１０９とホ
ッパｆｉ１２０とを画定している枠体にまで延在してい
る構成となっている。

前記モータＭ１２１は、前記現像剤濃度制御装置ｌから
出力される検出信号を採り込んで所定の演算処理動作を
行なう現像剤濃度間ｍ装２ｔ１２４から出力される論理
レベル信号によってその駆動が制御されるようになって
いる。

第１図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
している現像剤濃度制御装置即ち現像剤ｃｈｉ制御装置
１２４の回路構成を示す、本発明の一実施例に従う画像
形成装置が具備している現像剤濃度制御装置のＪ！要は
、第１図を参照して明らかなように、前記第２図にて図
示した受光素子５から出力されたアナログ電圧信号を受
けてこれをディジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変
換器１１と、前記Ａ／Ｄ変換器１１から出力されたディ
ジタル信号を受けて所定の演算処理を施す演算回路１３
と、例えば現像剤濃度の基準値を示すデータのごとき各
種データが記憶されているメモリ１５と、前記メモリ１
５から出力されるデータと前記演算回路１３から出力さ
れる演算処理が施されたデータとを比較演算し、該比較
演算の結果に応じて現像器内にトナー補給をさせるトナ
ー補給指令信号を出力するか否かを決定する比較回路１
７とから成るものである。上述した現像剤濃度制御装置
の構成について更に詳述すれば、以下のようである。即
ち、前記Ａ／Ｄ変換器１１は、受光素子５′から出力さ
れる該受光素子５が現像剤から反射された反射光を受光
したときのアナログ電圧信号を受けてこれをディジタル
信号ＤＩに変換して出力するとともに、前記受光素子５
から出力される該受光素子５が標準反射濃度パターン６
から反射された反射光を受光したときのアナログ電圧信
号を受けてこれをディジタル信号Ｄ２に変換して出力す
るようになっている０本実施例において前記メモリ１５
には、新しい標準濃度の現像剤が収納されているときの
該現像剤から反射される反射光量を示す標準濃度反射光
に（ｌＮデータ０１０及び前記標準反射濃度パターン６
から反射される反射光？を示す標準反射濃度パターン光
量値データ０２０が記憶されている。これとともに前記
メモリ１５には、前述したように、現像器内に収納され
ている現像剤濃度が標準濃度値にあることを示す値０３
０即ち前記標準濃度反射光量値データＤｌＯと前記標準
反射濃度パターン光量値データＤ２０との差分値である
Ｄ３０が標準現像剤濃度値データとして記憶されている
。

前記演算回路１３は、前記Ａ／Ｄ変換器１１から出力さ
れる前記ディジタル信号ＤＩ、ディジタル信％：・Ｄ２
を夫々読み込んで両者の差分値Ｄ３をＤｌ−Ｄ２にて算
出し、該差分（／ｉ　Ｄ　３を現像剤濃度検出信号と認
識する。これとともに重犯演算回路１３は、前記メモリ
１５に記憶されている標準反射濃度パターン光量ｆＩｉ
ｌ＋データ０２０を読み出して、以Ｆに示す式にて前記
差分４（ＩＤ３の補正（１１’ｉ　Ｄ３′を求めるため
の演算を行なう。

０３　′＝Ｄ３Ｘ　（Ｄ２ｏ１０２） 更に前記演算回路１３は、市記演算した現像剤濃度検出
イ１の補正値Ｄ３”を前記比較回路１７に出力するもの
である。前記比較回路１７は、前記演算回路１３から出
力された現像剤濃度検出補正値Ｄ３′と、前記メモリ１
５に記憶されている標準現像剤ｅ　Ｉｆｆ　）Ａ準偵０
３０とを比較演算し、該比較演算の結果、Ｄ３′≧０３
０であると認識したときには現像器内の現像剤濃度が適
正イ１にあるか又は過剰であると判断して、トナー補給
のために必要な論理レベル”１”信号を出力せず、又−
力、Ｄ３’＜Ｄ３０であると認識したときには現像器内
の現像剤濃度が低濃度であると判断して、トナー補給の
ために必要な論理レベル”１″信号を出力するように構
成されている。

ｌ―述したごとき構成の現像剤濃度制御装置を画像形成
装置に使用することによって、従来より闇題となってい
た以下に記載するごとき不具合が改善されるものである
。

第４図は、従来構成の現像剤濃度制御装置を使用した画
像形成装置において、前記第３図にて図示した現像剤濃
度検出値２１１の光源３等が照度低下をきたし且つ現像
器内の現像剤濃度が適正値即ち標準現像剤濃度基準イ１
を維持しているときの前記受光素子５から出力される信
号の状態を示している。第４図において、光源３が照度
低下をきたしておらず適正光量で照射しているときに前
記受光素子５から出力される現像剤反射光着信を示すデ
ータを０１３１とし、光源３が照度低下をきたしておら
ず適正光量で照射しているときに前記受光素子５から出
力される標準反射濃度パターン光量値を示すデータをＤ
１３２とし、現像剤濃度検出（１とされる前記データＤ
１３１と前記データＤ１３２との差分値をＤＩ３０とす
る。今前記光源３が経時変化等で照度低下をきたし、こ
れによって前記受光素子５から現像剤反射光Ｆａ：値を
示す信号・とじてＰ２Ｓ５が、前記受光素子５から標準
反射Ｃ度パターン光驕偵を示す信号としてＰ１３２が夫
々出力されたとすれば、現像剤濃度検出値とされる４１
１１ｉＰ　１３０は、第４図を参照して明らかなように
Ｐ２Ｓ５−Ｐ１３２によって求まることとなるので、該
差分値Ｐ１３０と前記０１３０の値と一致する標準現像
剤濃度基準値とが比較演算され、その結果として現像器
内にトナー補給をすべきか否かを判断することとなる。

しかしながら、光源３から照射される先着が適正値にあ
るときの現像剤濃度検出値である０１３０と前記光量が
光源３の照度低下等によって減少したときの現像剤濃度
検出値であるＰ１３０とを比較すれば、Ｄ１３０＞Ｐ１
３’Ｏであるのは明らかであるから、前記データ０１３
０と同一の値である標準現像剤濃度）＾半値データと前
記データＰ１３０とを比較すれば、実際には現像器内の
現像剤濃度値が標準現像側濃度基準偵と一致しているか
或いは該基準値よりも大きな場合であっても、現像剤濃
度が低下していると判断されてトナーが補給されてしま
いこれによって現像器内におけるトナー酸が過剰状態に
なってしまうという不具合があった。

そこで、上述したごとき構成の現像剤濃度制御装置を使
用し、該装置の演算回路１３にて前述したような演算式
を用いて前記データＰ１３０を近似補正して、 Ｐ１３０Ｘ　（０１３２／Ｐ１３２）＝Ｐ１３０’とし
、前記比較回路１７が該近似補正したデータＰ１３０　
′を前記標準現像剤濃度基準値と一致しているデータＤ
１３０と比較演算することによって、トナー補給が必要
であるか否かを判断することとしたものである。

以上説明したような構成の現像剤濃度１ｊＪｕｌ装置を
使用すれば、たとえ前述した現像剤濃度制御装２１１の
光源３を始めとする検出光学系の経時変化に起因する照
度低下、光量減少等の不具合が生じたとしても、これに
よって現像器内の現像剤濃度が異常にＬシ１するような
不具合の発生を防止することができる。

なお、」一連した内容は、現像器内の現像剤濃度を第３
図にて図示したごと、！！構成の現像剤濃度検出装置に
て検知する場合のものであるが、本発明は１−記内容の
みに限定されるものではなく、例えば、前述した標準反
射Ｃ度パタ〜ン光量信号の採り方の態様や検出光学系の
配置の態様が変っても当然に適用可能であり、光源３と
検出窓４との間及び検出′ｐｉ４と受光素子５との間に
光ファイバのごとき光学系を挿入したときに該光学系に
トナーやほこり等が付着して光量減少をさたした場合の
反射光？検出信号の補正にも好適に適用され得る。又、
カラー画像形成型このごとき現像剤濃度の変化が画像の
色再現等に微妙な影響を及ぼす装置に対しても有効に適
用されるのは勿論である。

光」ＬＬ」Ｌ里 以」二説明したように１本発明によれば、現像剤濃度検
出装置の光源を始めとする各種光学系が照度低下や光量
減少をきたしても、これによって適正な現像剤濃度制御
に支障をきたすことがなく適正に維持されている現像器
内の現像剤濃度値が影響を受けることがなく、もって色
相が良く又かふり等のない良好で高品質な複写画像が得
られ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、本発明の一実施例に従う画像形成装置が具備
している現像剤濃度制御装置の回路構成を示すブロック
図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置の現像
器と感光体ドラムとを示した部分縦断面図である。 第３図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置及び従
来の画像形成装置に夫々使用されている現像剤濃度検出
装置の構成を示す部分斜視図である。 第４図は、前記第３図にて図示した現像剤濃度検出装置
の検出光学系が経時変化に起因する照度低下をきたした
ときの該装はの受光素子から出力される反射濃度検出信
号の状態を示した図である。 ！＝現像剤濃度検出装置 ２：現像スリーブ １１１：現像器 １１２：感光体ドラム １２４：現像剤濃度制御装置 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）像担持体と、トナーとキャリアとを有する二成分系
   現像剤を収納しているとともに、該二成分系現像剤を前
   記像担持体方へと搬送する現像剤担持部材を備え前記像
   担持体上に形成された静電潜像を顕画像化する現像手段
   と、照射された光を受けて予め設定されている現像剤濃
   度基準値に見合つた光量を反射する部材と該部材又は前
   記現像剤担持部材に向けて光を照射する発光素子と前記
   現像剤担持部材によつて担持された現像剤から反射され
   た反射光又は前記部材から反射された反射光を受光して
   該受光した反射光量に応じた電気信号を出力する受光素
   子とを有する現像剤濃度検知手段と、前記現像剤濃度検
   知手段から出力された信号に応じて前記現像手段に対す
   るトナー補給を制御する現像剤濃度制御手段とを具備し
   た画像形成装置において、前記現像剤濃度制御手段は、
   初期標準現像剤濃度時に、前記受光素子から出力される
   前記現像剤からの反射光量に応じた標準現像剤濃度信号
   と、前記受光素子から出力される前記部材からの反射光
   量に応じた標準反射濃度信号と、前記標準現像剤濃度信
   号と標準反射濃度信号との初期標準差分値信号とを記憶
   し、現像剤濃度検出時には、前記受光素子から出力され
   る前記現像剤からの反射光量に応じた現像剤濃度信号と
   、前記受光素子から出力される前記部材からの反射光量
   に応じた反射濃度信号と、前記現像剤濃度信号と反射濃
   度信号との差分値信号とを求め、前記濃度検出時の差分
   値信号を、前記標準反射濃度信号及び濃度検出時の反射
   濃度信号にて補正し、前記補正された濃度検出時差分値
   信号と前記初期標準差分値信号とを比較演算し、該比較
   演算の結果に基づいて前記現像手段に対するトナー補給
   を制御するようにしたことを特徴とする画像形成装置。