JPS63223759A - 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１画像形成装置に関し、特に例えば、
黒色トナーのごとき一成分系現像剤を収納している現像
器と、前記現像器以外にカラートナーとキャリアとから
成る二成分系現像剤を収納している現像器を少なくとも
ｌ測具上具備したカラー画像形成装置に関する。

免」Ｊ口り度旦ヱ」Ｌ應 黒色の現像剤を収納している現像器とともに、黒色以外
の色の現像剤（以下「カラー現像剤」という）を収納し
ている現像器を少なくとも１個以上備えたカラー画像形
成装置にあっては、一般に、画像複写モードとして所謂
カラーコピーよりも黒色コピーの方が使用頻度が高いた
めに黒色の現像剤を収納している現像Ｓ（以下単に「黒
色現像器」という）の方がカラー現像剤を収納している
現像器（以下単に「カラー現像器」という）よりも全体
として大容量に形成されており、このように黒色現像器
に比してカラー現像器の容量を小さくすることにより、
装置全体としての小型化、低コスト化を図っている。上
述した構成のカラー画像形成装置に備えられたカラー現
像器に収納されているカラー現像剤には、前記カラー現
像剤の色相を重視するために主としてカラートナーとキ
ャリアとから成る二成分系現像剤が採用されており、こ
のような二成分系現像剤の色相を所望に応じて調整する
手段として、例えば現像剤濃度自動Ｍ制御装置なるもの
が開発されている。該装置の概要は、カラー現像器内部
の前記カラー現像剤に対して光を照射する光源と、該光
源から照射され前記現像器内部のカラー現像剤に当って
反射する光信号を受けてカラートナーとキャリアとの混
合比に応じて可変する反射光量に応じた電気信号を出力
する受光素子手段と、該受光素子手段から出力された電
気信号に所定の信号処理を施す信号処理手段とを具備し
ており、該信５号処理手段からの出力信号に応じて前記
現像器内に補給されるカラートナーの量を自動的にＭ御
するようになっている。

しかしながら、たとえ上述１７たごとき構成の現像剤濃
度自動開Ｗ装置によってカラー現像器内のカラートナー
とキャリアとの混合比を適宜な値に制御しても、前記カ
ラー現像器自体の容量が小さいために、反射濃度の低い
原稿の複写画像を得るごとき多量のカラートナーを消費
するような場合には、外部から前記カラー現像器に対し
て該消費されたトナー量に見合った多量のカラートナー
を補給し然も該補給したカラートナーとキャリアとの混
合状態を良好に保持することが困難であった。そのため
、複写画像全体に所謂カブリが生ずる等の問題点があっ
た。

１−血 本発明は上述したごとき問題点に鑑みて創案されたもの
であって、その目的は、多量のカラートナーが消費され
たことによって外部から該消費されたカラートナー量に
見合ったカラートナーが新たに補給された場合であって
も、現像器内において該補給したカラートナーとキャリ
アとの混合状態を良好に保持することができ、もって複
写画像全体に所謂カブリ等が生ずることのない良好で高
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。

上記目的Ｑ、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、像担持体と、前記像担持
体近傍を原稿走査方向と原位置−・の復、帰方向とに往
復動自在で且つ原稿走査方向−２゜の往動時に前記像担
持体上に静電潜像を形成する原稿走査系と、前記像担持
体上に形成された静電潜像を顕画像化するためのカラー
トナーとキャリアを有する二成分系現像剤を収納した少
なくとも１個以上の現像手段と、前記現像手段内に収納
されている二成分系現像剤のカラートナーとキャリアと
の混合比を検知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現像剤濃度検出
値と予め設定されている現像剤濃度基準値とに基づいて
外部から前記現像手段内に補給するトナー量を決定する
とともに該決定したトナー量に応じて前記原稿走査系の
復動時間を制御する制御手段とを有することを特徴とす
る画像形成装置である。

１１例 以下１図面により本発明の一実施例について説明する。

第１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
、カールン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、前記感光体ド
ラムの外周面近傍を原稿走査方向と原位置への復帰方向
とに往復動自在で且つ原稿走査方向への往動時に前記感
光体ドラム上に静電潜像を形成する原稿走査系即ち例え
ばレーザー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１図において、像担持体即ち感光体ドラムｌｌは、矢
印ａ方向（即ち第１図時計方向）に回転自在に軸手段（
図示しない）Ｋよって軸支されており、該感光体ドラム
１１の外縁部近傍には該感光体ドラム１１の回転方向上
流側に現像器１２が、又下流側に現像５１１３が夫々配
設されている。前記感光体ドラム１１上の感光体には１
例えばＯＰＣ等の公知のものが使用されており、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露
光手段によって静電潜像が形成されるようになっている
。前記現像器１２には、通常黒色以外の色の現像剤が収
納されるようになっており、該現像！１１２は、現像器
本体上部に対して着脱自在なホッパ１４と、該現像器本
体の前記ホッパ１４の挿着位置の略直下に配設され、前
記ホッパ１４より流入するカラートナーと該現像器本体
内に滞留しているキャリアとを攪拌するための一端側が
回転自在に軸支された撹拌棒１５と、該現像器本体の前
記感光体ドテム１１の外周面と対向している部位に形成
されている該現像器本体の開口部に、臨まされている現
像ローラ１６とを具備している。前記現像器１３には、
通常頻繁に使用される画像複写モードである黒色コピー
のために黒色トナーのみから成る黒色の一成分系現像剤
が収納されるようになっており、そのため前記現像器１
２よりも全体的に大容量に形成されている。

該現像器１３は、−側が前記感光体ドテム１１の外周面
と対向するように配設された現像部１７と、該現像部１
７の上方に該現像部１７と一体的に形成され該現像部１
７と連通ずるとともに大量の黒色トナーの収納が可能な
ホッパ部１８とから成っている。前述したホッパ部１８
には、その略中央部にホッパ部１８内に収納されている
黒色トチ−を攪拌するための一端側が回転自在に軸支さ
れた撹拌棒１９と、前記現像部１７と連通する部位に配
設され駆動されることによってホッパｓｉＢ内に収納さ
れている黒色トナーを現像１ｓ１７内へと落し込む第１
図時計方向に回転自在なマグネットローラ２０とが具備
されている。前記現像部１７には、前記マグネットロー
ラ２０を介して前記ホッパ部１８から流入してくる黒色
トナーを撹拌するために一端側が回転自在に軸支されて
εする撹拌棒２１．２２と、該現像部１７の前記感光体
ドラム１１の外周面と対向している部位に形成されてい
る開口部に臨まされている現像ローラ２３とが具備され
ている。

第２図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置に使用
される反射濃度検出器ユニットの構成を示す０本発明の
一実施例に従う画像形成装置に使用される反射濃度検出
器ユニツ）３１は、前記第１図にて図示した現像器１２
内に収納されているトナーとキャリアとの混合比を検知
するもので、第２１ｉ１を参照して明らかなように、検
ｔＨ！！ユニット本体内−側に取り付けられている光源
即ち光源ランプ３２と、該光源ランプ３２から照射され
る光の光量を測定する光量測定センサ３３と、前記光源
ランプ３２から湘射された光が検出器ユニツ）３１外へ
と通過可能に形成された検出窓３５を介して前記現像器
１２内の現像剤から反射された光を受ける反射濃度測定
センサ３４とから虞っている。なお、前記現像器１２内
には、該現像ｓ１２内に収納されているカラートナーと
キャリアを有した二成分系現像剤を攪拌するためにスク
リュー３６が配設されている。

第２図にて図示したごとき構成の反射源度検出器ユニツ
）３１を現像器１２偏にのみ設けることとした理由は、
現像器１３内に収納されている現像剤が黒色トナーのみ
から成る一成分系現像剤であるために前記ユニット３１
を備えて現像剤濃度を自動的に調整してやる必要が生じ
ないのに対して、現像器ｌｚ内に収納される現像剤には
色相を重視する観点から主としてカラートナーとキャリ
アとから成る二成分系現像剤を使用することが必要とさ
れており、然も色相を所望に応じて調整するには、カラ
ートナーとキャリアとの混合比を検知ｊ７て該混合比を
適宜な値に調整しなければならないためである。

第３図は１本発明の一実施例に従う画像形成装置に使用
されている現像剤濃度自動制御装置の回路構成を示す１
本発明の一実施例に従う１ｉ像形成装置に使用される現
像剤濃度自動制御装置の概要は、第３図を参照して明ら
かなように、第２図にて図示した反射濃度検出器ユニツ
）３１を形成している光源ランプ３２から照射された光
信号を受ける入力系Ｉど、入力系Ｉから与えらｉｔた信
号を受けて演算処理動作を行なう制御系ＴＩと、制御系
■からゲえられた駆動指令信号に従って駆動する駆動系
■とから成るものである。前述した入力系Ｉは、現像剤
濃度検知手段・即ち光／電変換―電流／電圧変換器４３
．光量検知手段即ち光／電変換・電流／電圧変換器４４
例えば現像器１２のホッパ１４何と現像器本体側とを連
通ずる連通日刊近を通過するカラートナーを検知可能に
設けられたフォトインタラプタＱ７どから成り、制御系
■は、Ａ／Ｄ変換器４１．４２制御手段即ちマイクロコ
ンピュータＱ１から成り、又駆動系ｍは、ドライバＱ３
、Ｑ４、クラッチＣｆＬ１．モータドライバ４５から成
る。前記光／電変換・電流／′電圧変換器４３は、オペ
レーショカレアンズ（以−１「オペアンプ」という）Ｑ
５と、該オペアン７’Ｑ５に接続された負帰還抵抗Ｒ１
と、該オペアンプＱ５の反転入力端子、非反転入力端子
及びアースに夫々接続されている反射濃度測定セン号た
るフォトダイオードのごとき受光素子セン４ｊ３４とを
具備しており、該受光素子センサ３４が前記光源ランプ
３２から出力され前記検出窓３５を介して現像器１２内
の現像剤によって反射された光信号を受けて光／電変換
すると、オペアンプＱ５と負帰還抵抗Ｒ１とにより電流
／電圧変換して該電圧信号をＡ／Ｄ変換器４１に出力す
るようになっている。前記光／電変換会電流／電圧変Ｉ
器４４は、オペアンプＱ６と、該オペアンプＱ６の負帰
還回路に接続された可変抵抗ＶＲＩと、該オペアンプＱ
６の反転入力端子、非反転入力端子及びアースに夫々接
続されている光量測定センサたるフォトダイオードのご
とき受光素子センサ３３とを具備しており、該受光素子
センサ３３が前記光源ランプ３２から出力された光信号
を受けて光／電変換すると、オペアンプＱ６と該オペア
ンプＱ６の負帰還回路に接続された可変抵抗ＶＲＩとに
より電流／電圧変換して該電圧信号をＡ／Ｄ変換器４２
に出力するようになっている。

前記ブイクロコンピユータＱｌは、算術演算及び論理演
算を行なう中央処理装置（以下ｒｃＰＵ」という）、制
御プログラム等を内蔵し又必要データを記憶するメモリ
等を具備している。前記メモリには、例えば、Ａ／Ｄ変
換器４１を檜して前記光／電変換・電流／電圧変換器４
３より人力される現像剤の反射濃度の上限、下限を設定
するための上／下限値データ、前記光／電変検拳電流／
電圧変換器４４より入力される光源：）″、・プ３２か
ら照射される光量の」−限、下限を設定するための北／
下限値データ等が予め記憶されている。Ｃ２０は、Ａ／
Ｄ変換器４１を介して前記光／電変換ψ電流／電圧変換
器４３から与えられた現像剤濃度値を採り込んで、前記
メモリに記憶されている現像剤の反射濃度の上限値、下
限値データと比較して検出濃度値が予め設定された範囲
内にあるか笹かを判断するとともに、Ａ／Ｄ変換器４２
を介して前記光／電変換―電流／電圧変換器４４から与
えられた光量測定値を採り込んで、前記メモリに記憶さ
れている光源ランプ３２から照射される光量の上限値、
下限値データと比較して検出光量値が予め設定された範
囲内にあるか否かを判断するようになっている、ＣＰＵ
は、上述した検出光量値と光量の上／下限値データとの
間の比較演算の結果に基づいてＤ／Ａ変換変換器上２し
てドライバＱ３に出力する駆動指令信号を可変調整する
ことによって、光源ランプ３２から照射される光量を前
記メモリに記憶されている光量の上限値データと下限値
データとによって決まる範囲内に制御するものである。

更に、ＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器４１を介して光／電変換
ｅ電流／電圧変換器４３から与えられる信号値とＡ／Ｄ
変換器４２を介して光／電変換・電流／電圧変換器４４
から与えられる信号値とを比較演算し、前者が後者より
も小さいと判断したときには、像露光手段等の往動中に
、前記第１図にて図示したホッパ１４内に収納されてい
るカラートナーを現像器１２本体下部へと流入させるべ
くドライバＱ４に対して駆動指令信号を出力し、クラッ
チＣＪＩＩを駆動することによって現像器１２内のカラ
ートナーとキャリアとの混合比の制御を行なうものであ
る。更に。

ＣＰＵは、前記ドライバＱ４に対して駆動指令信号を出
力するとフォトインタラプタＱ７から出力される信号を
内部カウンタによってカウントすることでホッパ１４か
ら現像器１２本体下部に対して補、給されたトナー量を
算出し、該算出したトナー補給量に基づいてモータドラ
イバ４５に対して出力する駆動指令信号を調整して像露
光手段の復動速度を適宜な値に制御することにより、現
像器１２内でのカラートナーとキャリアとの攪拌が充分
に行なわれる時間を確保するようになっている。

次に、上述した構成の制御動作を主に第４図にて図示す
るフローチャートを併用して説明する。

まず、前述した現像剤濃度上／下限値データ、光量上／
下限値データを夫々前記メモリのＲＡＭ部に記憶させ（
ステップ５１．５３）、次いでステップ５３にて前記Ｒ
ＡＭ部に記憶させた光量上／下限値データを前記ＲＡＭ
ｌ１１から読み出しくステップ５５）、Ａ／Ｄ変換器４
２毫介して前記光／電変換器・電流／電圧変換器４４か
ら出力された光量検出値を前記ＲＡＭ部に記憶させた後
（ステップ５７）、該光量検出値とステップ５５にて前
記ＲＡＭ部から読み出した光量上／下限値データとを比
較する（ステップ５９）、ステップ５９において、光量
検出値の方が光量下限値よりも大きいと判断され、且つ
該光量検出値の方が前記光量上限値よりも小さいと認識
されたときには（ステップ６１）、ステップ６３に移行
する。ＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換器４１を介して前記光／電
変換・電流／電圧変換器４３から出力された現像剤反射
濃度検出値を前記ＲＡＭ部に記憶させた後（ステップ６
３）、該反射濃度検出値とステップ５１で前記ＲＡＭ部
に記憶させた現像剤反射濃度の下限値データとを比較演
算し、前記反射濃度検出値が前記反射濃度の下限値より
も大きいと認識したときには（ステップ６５）、前記反
射濃度検出値とステップ５１で前記ＲＡＭ部に記憶させ
た現像剤反射濃度の上限値データとを比較演算すること
となる（ステップ６７）、ステップ６７で反射濃度検出
値が反射濃度の上限値よりも小さいと認識したときには
、ステップ５７でＲＡＭ部に記憶させた光量検出値とス
テップ６３でＲＡＭ部に記憶させた反射濃度検出値とを
比較し、光量検出値、が反射濃度値よりも小さいと判断
したときには（ステップ６９）、前記ドライバＱ４に：
対して駆動指令信号を出力する（ステップ７１）、ステ
ップ７１にて前記ドライバＱ４を介して前記クラッチＣ
１ｌを駆動せしめた後、像露光手段等光学系が往動中か
否かを何らかの方法によって確認し、光学系が往動中で
あることを認識すると（ステップ７３）、内部カウンタ
を駆動せしめて該カウンタが前記フォトインタラプタＱ
７から出力される信号を計数することによって現像器１
２に挿着されているホッパ１４から現像！１２本体内に
供給されるトナーの補給量を算出しくステップ７５）、
ステップ７７に移行する。ステップ７３にて往動した光
学系が復動中であることを何らかの手段によって認識す
ると（ステップ７７）　、ＣＰＵは、現像器１２内での
カラートナーとキャリアとの攪拌が充分に行なわれる時
間を確保するために、内部カウンタにより算出されたト
ナー補給量に応じて前記光学系の復動速度を適宜な値に
制御する（ステップ７９）、これによって現像器１２内
にてカラートナーとキャリアとの攪拌が不充分なために
複写画像に生ずる所謂カブリを未然に防止するものであ
る。ステップ５９において予め設定された光量上限値の
方が光量検出値よりも大きいと認識したときには、前記
ＲＡＭ部内の前記光量下限値データが記憶されているア
ドレスの内容をインクリメントしくステップ８１）、該
インクリメントしたアドレスの内容が満杯となったこと
を認識すると（ステップ８３）、例えば画像形成装置本
体に設けられている表示部等に対して異常表示すべき旨
の駆動指令信号を出力する（ステップ８５）、ステップ
８３にて前記アドレスの内容が満杯になっていないこと
を認識したときには、ステップ５５に移行する。ステッ
プ６５において、前記反射濃度の下限値の方が前記反射
濃度検出値よりも大きいと認識したときにも、ＣＰＵは
上述したプロセスと同一の処理動作を実行する。ステッ
プ６１において前記光量検出値の方が前記光量上限値よ
りも大きいと認識されたときには、前記ＲＡＭ部内の前
記光量上限値データが記憶されているアドレスの内容を
ディクリメントしくステップ８７）、該ディクリメント
したアドレスの内容が０となったことを認識すると（ス
テップ８９）。

ステップ８５におけると同一の表示部に対して異常表示
すべき旨の駆動指令信号を出力する（ステップ９１）、
ステップ８９にて前記アドレスの内容が０になっていな
いことを認識したときには、ステップ５５に移行する。

ステップ６９において、光量検出値が反射濃度値よりも
小さいと認識したときには、前記ドライバＱ４に対する
駆動指令信号の出力を停止しくステップ９３）、内部カ
ウンタによるフォトインタラプタＱ７からの出力信号の
カウントｔ−停止せしめ（ステップ９５）。

ステップ７７に移行する。ステップ７３において、光学
系が往動中でないことを認識したときには、ステップ９
５を介してステップ７７に移行する。ステップ７７にお
いて、光学系が復動中でないことを認識したときには、
前記光学系がホームポジションにあるか否かを判定し、
光学系がホームポジションにあると認識すれば（ステッ
プ９７）、前記内部カウンタのカウント内容をリセット
した後ステップ６９に移行する。一方、ステップ９７に
おいて、光学系がホームポジションにないと認識したと
きには、直ちにステップ６９に移行することとなる。

＆ＪＪと１月 以上説明したように１本発明によれば、多量のカラート
ナーが消費されたことによって外部から該消費されたカ
ラートナー量に見合ったカラートナーが新たに補給され
た場合であっても、現像器内において該補給したカラー
トナーとキャリアとの混合状態を良好に保持することが
でき、もって複写画像全体に所謂カプリ等が生ずること
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の要部
縦断面図である。 第２図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置に適用
される反射濃度検出器ユニットの構造図である。 ｔｊ４３図は、本発明の一実施例に従う画像形成装置に
適用される現像剤濃度自動制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。 第４図は、前記第３図にて図示した構成の装置の制御動
作を示すフローチャートである。 工１：感光体ドラム エ２：現像器 ３２：光源ランプ ４３：光／電変換・電流／電圧変換器 Ｑｌ：マイクロコンピュータ 手続補正書（方式） 昭和６３年３月１７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体と、前記像担持体近傍を原稿走査方向と原
   位置への復帰方向とに往復動自在で且つ原稿走査方向へ
   の往動時に前記像担持体上に静電潜像を形成する原稿走
   査系と、前記像担持体上に形成された静電潜像を顕画像
   化するためのカラートナーとキャリアを有する二成分系
   現像剤を収納した少なくとも１個以上の現像手段と、前
   記現像手段内に収納されている二成分系現像剤のカラー
   トナーとキャリアとの混合比を検知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現像剤
   濃度検出値と予め設定されている現像剤濃度基準値とに
   基づいて外部から前記現像手段内に補給するトナー量を
   決定するとともに該決定したトナー量に応じて前記原稿
   走査系の復動時間を制御する制御手段とを有することを
   特徴とする画像形成装置。 ２）前記現像剤濃度基準値は、前記制御手段に設定され
   ており、前記現像剤濃度基準値は、上／下限値から成る
   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。 ３）前記制御手段の制御下で駆動する表示手段を設け、
   前記表示手段は、前記制御手段が、前記現像剤濃度の上
   ／下限値によつて決まる現像剤濃度基準値外にある現像
   剤濃度検出値が前記現像剤濃度検知手段から出力された
   回数が予め設定された回数に達したことによつて現像手
   段内に異常ありと判定したときには、異常表示を行なう
   ことを特徴とす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。