(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁石を有し、現像剤を回転により感光体と対面する側の現像位置へ搬送させる現像ローラと、
前記現像剤を収納する現像槽内で、前記現像剤を撹拌混合する撹拌装置と、
前記攪拌装置の近傍に配置した現像剤濃度検知手段と、
該現像剤濃度検知手段が検知した検知信号と予め定められた基準電圧とを比較して前記現像槽にトナーを補給する補給装置と、
前記攪拌装置により攪拌された現像剤を前記現像ローラへ供給されるのを阻止する現像剤供給阻止手段と、を具備した現像装置と、
該現像装置が前記感光体に複数配置させると共に、
現像している前記現像装置以外の現像装置は前記現像剤供給阻止手段が作動して前記現像剤が前記現像ローラの前記現像位置側へ供給を阻止するよう構成したカラー画像形成装置において、
少なくとも２つ以上の前記現像装置で現像するカラー印刷モードと、単一の前記現像装置で現像するモノクロ連続印刷モードを具備すると共に、前記カラー印刷モードからモノクロ連続印刷モードに切り替えるのに対応して、前記現像剤濃度検知手段の前記基準電圧を切替え可能に構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
内部に磁石を有し、現像剤を回転により感光体と対面する側の現像位置へ搬送させる現像ローラと、
前記現像剤を収納する現像槽内で、前記現像剤を撹拌混合する撹拌装置と、
前記攪拌装置の近傍に配置した現像剤濃度検知手段と、
該現像剤濃度検知手段が検知した検知信号と予め定められた基準電圧とを比較して前記現像槽にトナーを補給する補給装置と、
前記攪拌装置により攪拌された現像剤を前記現像ローラへ供給されるのを阻止する現像剤供給阻止手段と、を具備した現像装置と、
該現像装置が前記感光体に複数配置させると共に、
現像している前記現像装置以外の現像装置は前記現像剤供給阻止手段が作動して前記現像剤が前記現像ローラの前記現像位置側へ供給を阻止するよう構成したカラー画像形成装置において、
少なくとも２つ以上の前記現像装置で現像するカラー印刷モードと、単一の前記現像装置で現像するモノクロ連続印刷モードを具備すると共に、前記カラー印刷モードからモノクロ連続印刷モードの切り替えるのに対応して、前記現像剤濃度検知手段の前記検知信号のレベルを切替え可能に構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤濃度検知手段の検知面が前記現像槽の傾斜面に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記カラー印刷モードとモノクロ連続印刷モードにそれぞれ対応した前記基準電圧値をデジタル値として記憶する記憶手段を有し、印刷開始時にいずれのモードかを判断し、対応したデジタル値によって前記トナー補給を行うように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ、複写機、ファックス等の電子写真方式のカラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置に用いられる現像装置としては種々の方式が提案されているが、一成分現像装置と２成分現像装置とに大別される。一成分現像装置ではトナーの発色を良くする等のためトナーを柔らかくするとトナーが徐々に現像スリーブに付着して現像装置の長寿命化が困難である等の問題がある。
【０００３】
２成分現像装置では一成分現像装置より長寿命化には有利であるが、現像装置間の混色を防ぐ為に各種方式が提案されており、現像装置退避方式と現像剤供給阻止方式に大別される。
現像装置退避方式は像担持体である感光体に対して、現像装置を画像形成時には近接または当接させ、画像形成をを行っていないときには離間させることを特徴とするが、現像装置自体を移動させる必要があるため複雑になり、また移動に要する空間を要するため小型化に適さず、小型化するには、現像剤供給阻止方式を採用する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる現像剤阻止方式の現像装置では、画像形成装置の小型化と印字速度の高速化に伴い、１つの現像装置が静電潜像をトナー像化するのに使用できる時間が格段に短くなったため、穂出し（現像の際に現像ローラの感光体側に現像剤を出していることで、その逆は穂切りという。以下同様）の間に、現像剤にトナーを補給して撹拌混合させながら濃度制御をするには時間が短く、制御が困難になってきた。
【０００５】
そのためカラー印刷の時には、穂切りされて待機している現像装置に対して濃度制御によるトナー補給制御を行い、時間的に短い現像剤の供給が現像ローラに許容されている間はトナー補給制御を行わない事とし、モノクロ連続印刷モード時には、現像ローラに現像剤が供給されている間にトナー補給制御する事とすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、画像形成装置の小型化の要請が高まるにつれ、現像装置も小型化し、それに伴い現像剤量も減少し、現像剤量全体に占める現像ローラに担持された現像剤の割合が大きくなり、カラー印刷モードとモノクロ連続印刷モードではトナー補給制御している時の現像剤槽に存在する現像剤量、つまりトナーセンサの上にある現像剤の厚さが大きく異なり、同じトナーセンサ制御電圧を用いた場合、トナーセンサの出力（デジタル出力電圧の振幅）が大きく異なり、いずれかのモードもトナー濃度が大きく異なってしまい画像濃度が異なってしまうという事態となった。本発明はこのような事態を回避するため成されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明は、内部に磁石を有し、現像剤を回転により感光体側の現像部側へ搬送させる現像ローラと、前記現像剤を収納する現像槽内で、前記現像剤を撹拌混合する撹拌装置と、前記攪拌装置の近傍に配置した現像剤濃度検知手段と、該現像剤濃度検知手段が検知した検知信号と予め定められた基準電圧とを比較して前記現像槽にトナーを補給する補給装置と、前記攪拌装置により攪拌された現像剤を前記現像ローラへ供給されるのを阻止する現像剤供給阻止手段と、を具備した現像装置と、該現像装置が前記感光体に複数配置させると共に、現像している前記現像装置以外の現像装置は前記現像剤供給阻止手段が作動して前記現像剤が前記現像ローラの現像部側への供給が阻止されるよう構成したカラー画像形成装置において、少なくとも２つ以上の前記現像装置で現像するカラー印刷モードと、単一の前記現像装置で現像するモノクロ連続印刷モードを具備すると共に、前記カラー印刷モードからモノクロ連続印刷モードの切り替えるのに対応して、前記現像剤濃度検知手段の前記基準電圧を切替え可能に構成したことを特徴とする。
また、基準電圧は変化させずに前記検知信号のレベルを切替え可能に構成しても良い。
これにより、モノクロ連続印刷モードで穂出し状態のとき、現像剤中のキャリアが少なくなり、あたかもトナーが増加したように検知することで生じる誤検知がなく、常に適正なトナー濃度制御が可能である。
【０００８】
また、現像剤濃度検知手段の検知面が前記現像槽の傾斜面に形成したことを特徴とする。これは、装置が小型化すると、必ずしも現像槽底面にトナーセンサ（現像剤濃度検知手段）を配置することができず、デッドスペースを利用して配置したときに、傾斜面で検知せざるを得ない場合がある。このとき傾斜面で検知すると現像剤の量の変動で検知信号が変化が激しくなるが、本発明のような制御を行うと傾斜面での検知でも容易に行える。
【０００９】
さらに、前記カラー印刷モードとモノクロ連続印刷モードにそれぞれ対応した前記基準電圧値をデジタル値として記憶する記憶手段を有し、印刷開始時にいずれのモードかを判断し、対応したデジタル値によって前記トナー補給を行うように構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の複数の現像装置を有するカラープリンタの概略図を示す。以下、図の番号に従って説明する。 なお、従来技術と同じ場合には同じ番号で示すものとする。
１はカラープリンタの構成であり、カラープリンタ１は、回動自在に支持された感光体２を有しており、感光体２の周囲には、感光体２の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１０、帯電ローラ１０に対して感光体の回転方向上流側から順に、レーザスキャナ等の露光手段１１、ブラック色のトナーを含む現像剤を有するブラック現像装置３Ｂと、イエロー色のトナーを含む現像剤を有するイエロー現像装置３Ｙと、マゼンタ色のトナーを含む現像剤を有するマゼンタ色現像装置３Ｍ、シアン色のトナーを含む現像剤を有するシアン現像装置３Ｃ、転写ドラム１２が配設されている。
【００１１】
それぞれの現像装置には、感光体２と所定間隙を有して現像スリーブ４Ｂ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃが配置されている。転写ドラム１２内部には感光体２に形成されたトナー像を転写ドラムに転写する第１転写ローラ１３が配置されている。また、転写ドラム１２に接して図示しない給紙部よりのシートＳに画像を転写する第２転写ローラ１４が配されている。
【００１２】
次に動作について説明する。感光体２は帯電ローラ１０により表面を一様に帯電される。そして、帯電された感光体２は露光部１１で図示しないコンピュータ等からの信号に応じたシアン色に対する露光により光書き込みが行われて静電潜像が形成される。そしてこの静電潜像は、現像装置３Ｃの現像剤によりシアン色で現像されてトナー像となる。このトナー像は第１転写ローラ１３によって転写ドラム１２に転写される。同様の動作を各色毎に行い、転写ドラム１２上で各色のトナー像を重ね合わせて減色混合によりカラー画像を得、図示しない給紙部より給紙されたシートＳに第２転写ローラ１４により転写され、加熱等の定着行程をへて装置外に搬送する。
【００１３】
次に、本発明に係わる現像装置について図２用いて説明する。図２はこの発明に係わる現像装置の断面図である。
以下、図の番号に従って説明する。 現像装置は、一方のみが解放されたケース２４とトナー補給槽を兼ねたカバー２５とからなる装置本体を有している。また、現像装置本体の解放側には回転方向に現像剤を搬送する現像スリーブとその内部に磁石を有する現像ローラ４が回転自在に支持され、現像ローラ４と一定間隔離間した位置に現像ローラ４上の現像剤の厚さを規制するドクターブレード用のスリーブ３１が固設されている。
【００１４】
このスリーブ３１の内部にはカムによって一定角度回動可能な磁石体３２が回転自在に支持されている。この磁石体３２は図示しない現像ローラ内の磁石の搬送極と同じ極性を有し、Ｇの位置に来ることで穂切り状態となって現像部４Ａのの方向に現像剤は搬送されなくなる。一方、Ｈの位置にくると、現像剤は現像部４Ａの方向に現像剤が搬送され、穂出し状態となる。
【００１５】
そして、ケース２４は、ケース２４と一体に形成されたケース２４の高さの約半分の高さの仕切板２６により仕切られており、仕切板２６を挟んで現像ローラ２４の軸方向へ現像剤を循環搬送する２本の搬送ローラ２７Ａ、２７Ｂが配置され、現像剤は矢印の方向に移動するように構成されている。
【００１６】
ケース２４の底部の傾斜面には、搬送ローラ２７Ｂの帆直下に検知面が径斜面表面と同一となるように構成したトナー濃度センサ２８が形成されており、不図示であるが予め基準電圧を持ち、トナー濃度センサ２８からの検知信号を比較して補給ローラ２９に伝える回路を具備している。トナー濃度センサ２８は透磁率センサが用いられ、本発明の現像剤はトナーとキャリアの２成分現像剤が利用されるため、トナー量がキャリアに比べて多く存在する場合には検知出力は小さくなり、逆の場合には大きく検知される。
【００１７】
次に現像装置の動作について説明する。
各現像装置は図示しないコンピュータ等の上位装置から出力される画像形成の指示でプリンタ本体が感光体等の各ユニットを駆動し始めた時点で同時に駆動される。
【００１８】
電源投入直後のウオームアップ時と電源投入後の最初の静電潜像形成前の駆動時はトナー補給を行はない。次に、各色に対応した静電潜像が形成され、該当する現像装置に近接してきた段階で、現像ローラ４に近接する位置Ｇに位置していた磁石体３２は回動して位置Ｈに移動し現像ローラ４へ穂出しがなされ、静電潜像がトナー像化される。
【００１９】
現像ローラ４への穂出しが許容されている間は現像槽中の現像剤量が一時的に変動するためトナー濃度制御は行わない。トナー像化が終了した時点で磁石体３２は位置Ｈから回動して位置Ｇに移動し現像ローラ４への現像剤の穂切りを行う。ただし、現像装置はプリンタ本体が各ユニットの駆動を停止するまで駆動され続ける。
【００２０】
また、トナーセンサの出力は現像槽中の現像剤量が急に変化するため不安定となるため、現像ローラ４が穂切りされた後、現像装置によって定まる一定時間経過後にトナー補給制御が再開され、現像装置の駆動が停止するまで継続される。この時には、画像形成装置からの指示でカラー印刷モードに対応した電圧が選択されてトナーセンサに制御電圧として供給され、トナー濃度が一定になるように制御される（図３の実線）。
【００２１】
次に、図示しないコンピュータ等の上位装置からの指示で、モノクロ画像を複数枚連続して形成する場合には、プリンタ本体が感光体等の各ユニットを駆動し始めた時点で、該当する現像装置の磁石体３２を現像ローラ４の穂切りをしている位置Ｇから位置Ｈに回動させて、現像ローラ４の穂出しを行って、連続的に静電潜像をトナー像化する。
【００２２】
この時に同時に、画像形成装置からの指示でモノクロ連続印刷モードに対応した電圧が選択される（具体的にはトナーが穂出しにより多く存在するとの誤認識があり基準電圧を下げるか又は検知信号のレベルを上げる）。この電圧はトナーセンサに制御電圧として供給され、トナー濃度が一定になるように制御される（図３の点線）。そして最後のトナー像化が終了した後、プリンタ本体が駆動を停止して現像装置の駆動が停止するより現像装置によって規定された時間以前に磁石体３２を位置Ｈから位置Ｇに回動して現像ローラ４への現像剤を穂切りする。そうしないと、現像剤が偏在した状態で現像装置の駆動が停止することになり、次のカラー画像形成時にトナー濃度制御が不正確になる場合が現像装置によってあるためである。
【００２３】
このようにトナー濃度センサの基準電圧又は検知信号のレベルを調整することで図４に示すように本発明のような電圧等を制御しない場合に比べて良好なトナー濃度が得られる。なお、図３，図４は図２の現像装置を用いた改造機で１万枚で実験を行ったものである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によって、画像形成装置の小型化によって、現像装置が小型化され、現像剤量が従来と比べて少量となっても、カラー印刷モード及びモノクロ連続印刷モードの両方で安定したトナー濃度の制御が可能になり、ひいては両モードでの画像濃度の安定した制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置を有するカラープリンタの概略図
【図２】本発明の現像装置の断面図
【図３】本発明の現像装置によるトナー濃度の変化の実験結果を示す図
【図４】従来の現像装置によるトナー濃度の変化の実験結果を示す図
【符号の説明】
１：カラープリンタ
２：感光体
４：現像ローラ
４Ａ：現像面
２４：ケース
２５：カバー
２６：仕切板
２７：搬送ローラ
２８：トナー濃度センサ
２９：トナー補給ローラ
３１：ドクターブレード用スリーブ
３２：磁石体
【図１】
0003667102.tif 000002
【図２】
0003667102.tif 000003
【図３】
0003667102.tif 000004
【図４】
0003667102.tif 000005