JPH05224533A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、いかなる感度のトナー濃度センサを
用いた場合にも、それぞれの現像装置におけるトナーエ
ンプティ時のトナー濃度を略一定とすることができるよ
うにすることを最も主要な特徴とする。 【構成】トナー濃度センサを、その感度に応じていくつ
かにランク分けする。また、そのランクに応じたトナー
エンプティレベルをそれぞれ用意する。そして、使用さ
れるトナー濃度センサのランクに対応するエンプティレ
ベルを選択することで、トナーエンプティレベルの設定
を変更する構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばトナーとキ
ャリアとからなる二成分現像剤を用い、そのトナー濃度
を一定に保つようにしてなる現像装置を有する画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、電子写真方式の画像形成
装置には、感光体ドラム（像担持体）上に形成された静
電潜像を顕像化するための現像装置が設けられている。
この種の現像装置は、二成分系と一成分系とに大別され
る。

【０００３】前者は、トナーをキャリア粒子に付着させ
て現像ローラの外周に運び、現像剤層を形成して感光体
ドラムの表面に当接させ、感光体ドラム上に形成された
静電潜像のクーロン力でトナーをキャリア粒子から分離
して潜像部分に付着させるものである。後者は、トナー
単独で現像ローラの外周に現像剤層を形成し、同様にト
ナーを潜像部分に付着させるものである。

【０００４】上記いずれの場合にも、現像剤層のトナー
濃度を一定に保つ必要があり、前者の二成分系現像装置
では光学式などのトナー濃度検知手段であるトナー濃度
センサを用いている。

【０００５】従来は、たとえば図６に示すように、セン
サの出力電圧が基準値よりも小さいときにはトナー補給
装置からのトナー補給を行わず、基準値よりも大きいと
きだけトナー補給を行うことで、トナー濃度を一定に保
つようにしている。

【０００６】また、トナー補給装置内の補給用トナーが
なくなると、トナー補給装置が補給動作を行ってもトナ
ーの補給ができなくなり、その状態で画像形成動作を続
けるとトナー濃度は低下し続ける。そして、そのときの
センサの出力電圧がエンプティレベルをこえたときにそ
れを表示し、画像形成動作を停止するようになってい
る。

【０００７】しかしながら、図７に示すように、たとえ
ばトナー濃度センサａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇには製
造時のばらつきなどにより個々の感度特性に若干の違い
が生ずるにもかかわらず、一定のレベルで上記のエンプ
ティ制御を行うようになっている。このため、図８に示
すように、センサａ，ｇのように感度特性が大きく異な
る場合にはエンプティ時のトナー濃度に大きな幅ができ
るなど、感度特性により使用可能なセンサが制限される
といった不具合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、センサの感度特性のばらつきによる影響を
少なくするために、特性の近いセンサを選んで使用して
いたため、コスト的に割高となるという欠点があった。

【０００９】そこで、この発明は、検知手段の感度に制
限を受けることなく、しかもトナーエンプティ時のトナ
ー濃度を略一定とすることが可能な画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の画像形成装置にあっては、トナーとキ
ャリアとからなる二成分現像剤を収容し、静電潜像を有
する像担持体の表面に前記トナーを供給する現像手段
と、この現像手段にトナーを補給する補給手段と、前記
現像手段におけるトナー濃度を検知する検知手段と、こ
の検知手段の検知結果にしたがって前記補給手段による
トナー補給量を制御する制御手段と、前記検知手段の検
知結果にもとづいて前記補給手段によるトナー補給量が
低下したことを判定する判定手段と、この判定手段にお
けるトナー補給量の低下を判定するための判定値の設定
を、前記検知手段の感度に応じて変更する変更手段とか
ら構成されている。

【００１１】また、この発明の画像形成装置にあって
は、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を収容
し、静電潜像を有する像担持体の表面に前記トナーを供
給する現像手段と、この現像手段にトナーを補給する補
給手段と、前記現像手段におけるトナー濃度を検知する
検知手段と、この検知手段の検知結果にしたがって前記
補給手段によるトナー補給量を制御する制御手段と、前
記検知手段の検知結果にもとづいて前記補給手段による
トナー補給量が低下したことを判定する判定手段と、こ
の判定手段の判定結果にしたがって画像形成動作を停止
する停止手段と、前記判定手段におけるトナー補給量の
低下を判定するための判定値の設定を、前記検知手段の
感度に応じてランク分けされた、そのランクに対応して
変更する変更手段とから構成されている。

【００１２】

【作用】この発明は、上記した手段により、使用する検
知手段の感度に応じて判定値を変更できるようになるた
め、感度の異なる検知手段によっても同じトナー濃度に
て画像形成動作を停止させることが可能となるものであ
る。

【００１３】

【実施例】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。図１，図２は、本発明にかかる画像形
成装置を示すものである。

【００１４】画像形成装置は、その上面に、透明ガラス
からなる原稿台２を固定した装置本体１と、本体１の上
面に一端を回動自在に支承されて原稿台２の上面を覆う
原稿カバー３と、本体１の一側部に上下に着脱自在に装
填され、一側部より突出する上下の給紙カセット４，５
と、本体１の他側部の排紙端に突出して設けられたトレ
イ６とからなっている。

【００１５】本体１の内部には、原稿台２の下面に沿っ
て矢印ｘ方向に往復移動する露光ランプ７およびミラー
８，９，１０からなる光学系と、光学系の露光走査によ
る反射光を変倍用レンズブロック１１およびミラー１２
を通じて結像する感光体ドラム１３と、感光体ドラム１
３の表面に結像された静電潜像にトナーを付着して可視
像化（顕像化）する現像装置１４と、感光体ドラム１３
の矢印ｙ方向への回転に同期してカセット４または５内
に収納されたコピー用紙Ｐを、送出ローラ機構１５また
は１６および案内路１７または１８を通じて転写用帯電
器２０および剥離用帯電器２１に送り、感光体ドラム１
３の表面に密着させるレジストローラ対２２と、転写用
帯電器２０を介してトナー像を転写し、かつ剥離用帯電
器２１でドラム１３から剥離されたコピー用紙Ｐを搬送
する搬送ベルト２３と、搬送ベルト２３の終端に設けら
れ、トナー像をコピー用紙Ｐに定着させる定着ローラ対
２４と、定着ローラ対２４に隣接して設けられた排紙ロ
ーラ対２５とを備え、コピー用紙Ｐはこのローラ対２５
を経て前記トレイ６上に排出される。

【００１６】また、前記感光体ドラム１３の周縁には、
回転方向に沿って転写後のドラム１３の除電を行う除電
用帯電器２６、除電後の感光体ドラム１３の表面に付着
しているトナーを除去するクリーナ２７、ドラム１３の
残像を消去する除電ランプ２８、および感光体ドラム１
３の表面を帯電させ、露光時において静電潜像を結像さ
せるための帯電器２９が配置されている。

【００１７】さらに、本体１内には、温度の上昇を防止
するための冷却ファン３０、およびカセット４，５の挿
入先端位置にあって、カセットサイズを検知するための
複数のマイクロスイッチ群からなるカセットサイズ検知
器３１，３２などが設けられている。

【００１８】現像装置１４は、たとえばトナーとキャリ
アとからなる二成分現像剤を収容してなり、トナーをキ
ャリア粒子に付着させて現像ローラの外周に運び、現像
剤層を形成して感光体ドラム１３の表面に当接させ、感
光体ドラム１３上に形成された静電潜像のクーロン力で
トナーをキャリア粒子から分離して潜像部分に付着させ
る二成分系の現像装置である。この現像装置１４は、コ
ピー動作（画像形成動作）にともなって減少するトナー
を補給するための、補給手段としてのトナーホッパ１４
ａを有している。図３は、上記した二成分系現像装置１
４の構成を示すものである。

【００１９】すなわち、ケーシング１４１内には、軸方
向が感光体ドラム１３の軸方向に平行な現像剤搬送手段
である一対の搬送ローラ１４２，１４３と、現像ローラ
１４４とが設けられている。

【００２０】搬送ローラ１４２，１４３および現像ロー
ラ１４４は、それぞれ図示していない駆動系によって図
示矢印Ｘ，Ｙ，Ｚで示す方向に回転駆動されるようにな
っている。そして、ケーシング１４１内に充填された現
像剤１４５を、搬送ローラ１４２，１４３の回転により
現像ローラ１４４側に搬送し、現像ローラ１４４の外周
に現像剤層１４５ａを形成する。この現像剤層１４５ａ
が感光体ドラム１３の表面に接触し、前述したような現
像が行われる。なお、図中における１４６は、現像ロー
ラ１４４の外周に形成される現像剤層１４５ａの厚さを
均一にするための穂立ち制御ブレードである。

【００２１】一方、ケーシング１４１の下面には、搬送
ローラ１４２に対向して検知手段としてのトナー濃度セ
ンサ５１が設けられており、搬送路１４１ａに沿って搬
送される現像剤１４５のトナー濃度を検知するようにな
っている。ここで、上記した画像形成装置における基本
的なコピー動作（通常コピー）について説明する。

【００２２】たとえば、原稿台２上に原稿が載置され、
図示していない操作パネルを介して複写枚数、複写倍率
および用紙サイズなどの複写条件が選択され、さらに複
写開始信号が入力されたとする。すると、原稿台２に載
置された原稿は、読み取り時に露光ランプ７からの光に
よって照明される。

【００２３】原稿からの反射光は、ミラー８，９，１
０、およびレンズブロック１１、さらにミラー１２を順
に介して、あらかじめ帯電器２９により所定の電荷が与
えられている感光体ドラム１３に結像される。すなわ
ち、原稿からの反射光は、スリット露光されることによ
り感光体ドラム１３の表面で静電的なパターンに変換さ
れ、潜像となる。感光体ドラム１３上に潜像として形成
された画像は、上記現像装置１４より供給されるトナー
が選択的に付着されて現像される。

【００２４】ここまでの一連の動作と並行して、指定の
用紙サイズまたは原稿サイズおよび画像倍率に応じて、
給紙カセット４，５のいづれか一つから、最適サイズの
コピー用紙Ｐが収容されているカセットが選択される。
そして、その対応する送出ローラ機構１５または１６に
よって、選択されたカセット内より一枚のコピー用紙Ｐ
が引き出される。この一枚のコピー用紙Ｐは、それぞれ
の案内路１７または１８を送られた後、レジストローラ
対２２によって画像の先端とコピー用紙Ｐの先端とが整
合されて、感光体ドラム１３へ向けて給送される。

【００２５】こうして、感光体ドラム１３に導かれたコ
ピー用紙Ｐが、感光体ドラム１３に残っている電荷に引
き付けられることで吸着（密着）され、そして、潜像形
成のために既に感光体ドラム１３に与えられている電荷
と同極性の電荷が転写用帯電器２０から供給されること
により、感光体ドラム１３へ付着されているトナーがコ
ピー用紙Ｐへ転写される。

【００２６】トナーが転写されたコピー用紙Ｐは、剥離
用帯電器２１の作用によって上記感光体ドラム１３との
吸着から解放され、トナーを載せた状態で搬送ベルト２
３上へ送出される。そして、定着ローラ対２４間を通過
されることにより、トナーはコピー用紙Ｐに定着（固
着）される。以上のようにして、原稿の画像が複写され
たコピー用紙Ｐは、排紙ローラ対２５によりトレイ６へ
複写面を表にした（上に向けた）状態で排出される。

【００２７】なお、コピー用紙Ｐが分離された後の感光
体ドラム１３は、さらに回転され、その表面がクリーナ
２７によってクリーニングされる。すなわち、感光体ド
ラム１３は、除電用帯電器２６を介して表面が除電さ
れ、クリーナ２７により残留トナーが除去されるととも
に、除電ランプ２８で表面の電荷分布パターンが初期状
態に戻されて、次の複写が可能な状態が維持される。次
に、この発明のトナー補給にかかる動作について説明す
る。

【００２８】通常、上記のコピー動作が繰り返される
と、コピー枚数が増えるにつれ、現像装置１４内のトナ
ーが徐々に減少する。すると、それがトナー濃度センサ
５１により電圧の変化として検出される。そして、トナ
ー濃度センサ５１の出力電圧がある基準値、たとえば４
Ｖを上回ると、図示していないトナー補給機構が動作さ
れることとなり、従来と同様にトナーホッパ１４ａ内に
収納されている補給用トナーの供給が行われる。

【００２９】こうして、トナー濃度センサ５１の出力電
圧が基準値をこえている間だけトナー補給機構を制御し
てトナーホッパ１４ａからのトナー補給を行うことによ
り、現像装置１４内のトナー濃度は一定に保たれるよう
になっている。

【００３０】さて、こうしたトナー補給動作において
は、トナーホッパ１４ａ内の補給用トナーがなくなる
と、補給動作を行ってもトナーの補給ができなくなる。
その状態でコピー動作を続けるとトナー濃度は低下し続
け、センサ５１の出力電圧も徐々に上昇する。そして、
センサ５１の出力電圧がエンプティレベル、たとえば５
Ｖをこえると、それが図示していない操作パネルにより
オペレータに表示され、またかすれなどの不良画像が発
生される前にコピー動作が停止される。

【００３１】ここで、トナー濃度センサ５１の、製造時
のさまざまな原因による感度のばらつきによって、エン
プティ時のトナー濃度のばらつきをなくすために、本実
施例では、図４に示すように、センサ５１の感度の違い
に応じてエンプティレベルを変更するようにしている。

【００３２】すなわち、センサ５１の感度のばらつき
は、図５に示すように、略正規分布の型をとっている。
そこで、個々のセンサ５１をそれぞれの感度の違いによ
っていくつかのランク、たとえばＡ，Ｂ，Ｃの３つのラ
ンクに分け、そのランクに応じてあらかじめ用意される
複数のエンプティレベルのなかの１つを選択するように
なっている。この結果、トナーエンプティ時のトナー濃
度のばらつきを減少でき、そのときの画像の濃度のばら
つきをも減少し得るものである。

【００３３】なお、エンプティレベルの選択の手段とし
ては、たとえば使用するセンサ５１のランクを操作パネ
ルよりキー入力し、その入力に対応するレベル値をメモ
リから読み込む、またはセンサ５１が組み込まれる現像
装置１４にランクを示す情報を付しておき、現像装置１
４が画像形成装置にセットされた際にその情報を読みと
ってレベル値を自動的に変更するなどの方法が考えられ
る。上記したように、使用するトナー濃度センサの感度
に応じて、トナーエンプティレベルを変更できるように
している。

【００３４】すなわち、センサを感度の違いによってい
くつかのランクに分け、そのランクに応じてエンプティ
レベルの１つを選択するようにしている。これにより、
感度の異なるセンサによっても、同じトナー濃度にてコ
ピー動作を停止させることが可能となる。したがって、
いかなる感度のセンサをも使用することができ、しかも
各現像装置間で画像の濃度にばらつきなどのない安定し
た品質を保証し得るものである。

【００３５】なお、上記実施例においては、センサをそ
の感度によって３つのランクに分けた場合について説明
したが、これに限らず、たとえばランク分けを細分化す
ることでより正確な制御を実現し得るものである。ま
た、コピーマシンに限らず、レーザプリンタや普通紙フ
ァックスなど、二成分系現像装置を使用する各種の画像
形成装置に適用可能である。その他、この発明の要旨を
変えない範囲において、種々変形実施可能なことは勿論
である。

【００３６】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、検知手段の感度に制限を受けることなく、しかもト
ナーエンプティ時のトナー濃度を略一定とすることが可
能な画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる画像形成装置の外
観斜視図。

【図２】同じく、画像形成装置の構成図。

【図３】同じく、現像装置の一例を示す構成図。

【図４】同じく、ランク分けされたセンサとそれに対応
するエンプティレベルとの関係を示す図。

【図５】同じく、センサの感度とランクとの関係を示す
図。

【図６】トナー補給動作を説明するために示す図。

【図７】センサの感度のばらつきの例を示す図。

【図８】従来技術とその問題点を説明するために示す
図。

【符号の説明】

１…装置本体、２…原稿台、４，５…給紙カセット、７
…露光ランプ、１３…感光体ドラム、１４…現像装置、
１４ａ…トナーホッパ（補給手段）、２０…転写用帯電
器、２４…定着ローラ対、２９…帯電器、５１…トナー
濃度センサ（検知手段）、１４２，１４３…搬送ロー
ラ、１４４…現像ローラ、１４５…現像剤。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーとキャリアとからなる二成分現像
   剤を収容し、静電潜像を有する像担持体の表面に前記ト
   ナーを供給する現像手段と、 この現像手段にトナーを補給する補給手段と、 前記現像手段におけるトナー濃度を検知する検知手段
   と、 この検知手段の検知結果にしたがって前記補給手段によ
   るトナー補給量を制御する制御手段と、 前記検知手段の検知結果にもとづいて前記補給手段によ
   るトナー補給量が低下したことを判定する判定手段と、 この判定手段におけるトナー補給量の低下を判定するた
   めの判定値の設定を、前記検知手段の感度に応じて変更
   する変更手段とを具備したことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 トナーとキャリアとからなる二成分現像
   剤を収容し、静電潜像を有する像担持体の表面に前記ト
   ナーを供給する現像手段と、 この現像手段にトナーを補給する補給手段と、 前記現像手段におけるトナー濃度を検知する検知手段
   と、 この検知手段の検知結果にしたがって前記補給手段によ
   るトナー補給量を制御する制御手段と、 前記検知手段の検知結果にもとづいて前記補給手段によ
   るトナー補給量が低下したことを判定する判定手段と、 この判定手段の判定結果にしたがって画像形成動作を停
   止する停止手段と、 前記判定手段におけるトナー補給量の低下を判定するた
   めの判定値の設定を、前記検知手段の感度に応じてラン
   ク分けされた、そのランクに対応して変更する変更手段
   とを具備したことを特徴とする画像形成装置。