(57)【要約】  【課題】本発明は、各現像器のトナー濃度を検出するためのセンサに対応した安定化回路部を共通化しても、信頼性の高いトナー残量の検出制御を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。  【解決手段】複写機１では、選択スイッチ３８により時間Ｔ１ごとに各磁気センサ３４ａ〜３４ｄとの電気的な接続が切り替えられ、安定化回路部３７を介してＣＰＵ１０に入力された各磁気センサ３４ａ〜３４ｄのうちいずれかの出力がＬｏｗ電圧であると判定された場合には、該当磁気センサの接続が時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２に切り替えられる。該当磁気センサが時間Ｔ２中にＬｏｗ電圧を複数回連続して検出したと判定されると、該当磁気センサが備えられた現像器にトナーが補給される。このとき、それ以外の現像器には画像データから求められたトナー補給量分が補給される構成とされている。【選択図】      図４
2006313269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ所定の色のトナーとキャリアを混合した２成分現像剤を収容し、画像データに基づいて像担持体上に形成された潜像を前記２成分現像剤を用いて現像する複数の現像器と、該現像器ごとに割り当てられ、該現像器内の前記トナーの濃度に応じた出力を行う複数のセンサと、前記現像器に対応した色のトナーがそれぞれ収容された複数のトナーコンテナと、前記複数の現像器に対応した色のトナーを該トナーコンテナから補給する補給手段と、前記複数のセンサのうちいずれかを選択して電気的な接続を行う選択手段と、を有して成る画像形成装置において、
前記選択手段より入力された前記センサの出力を安定化して出力する１つの安定化回路部と、前記選択手段に前記複数のセンサとの電気的な接続を第１の時間ごとに切り替えさせ、それに伴って入力された前記複数のセンサの出力が所定の閾値よりも低いかどうかを判定する第１の制御手段と、該第１の制御手段により前記複数のセンサのうちいずれかの出力が前記所定の閾値より低いと判定された場合には、その判定に該当するセンサとの電気的な接続のみを第１の時間よりも長い第２の時間で前記選択手段に切り替えさせ、前記判定に該当する該センサの出力が、該第２の時間の間に前記所定の閾値よりも複数回連続して低いかどうかを判定する第２の制御手段と、更に該第２の制御手段により前記センサの出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーを、前記補給手段に補給させる第３の制御手段と、を有して成ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により前記センサの出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、前記選択手段に該センサとの電気的な接続を前記第２の時間よりも長い第３の時間で切り替えさせ、該センサの出力が該第３の時間の間継続して前記所定の閾値よりも低いかどうか判定し、
前記第３の制御手段により該センサの出力が該第３の時間の間継続して前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーコンテナの交換を要求する交換要求手段を有して成ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された前記センサの出力が前記所定の閾値よりも高くなるまで、前記補給手段に該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーを補給させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された前記センサを除くセンサが割り当てられた現像器ごとに、前記画像データから求めたトナー補給量分を前記補給手段に補給させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成し、潜像を現像して画像を得る電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に現像に２成分現像剤を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式によって用紙等の記録材にカラーで画像形成を行うことが可能な画像形成装置が知られている。この画像形成装置による記録材への画像形成処理は、まず、像担持体としての感光ドラム表面が、帯電器により均一に帯電された後、露光器により像露光が行われて感光ドラムの表面に静電潜像が形成される。続いて、感光ドラムの表面に現像器により現像剤が塗布されると、その静電潜像が現像されてトナー画像として可視化され、更にこのトナー画像が記録材に転写される。この処理が、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの４色について行われ、記録材に４色のトナー画像が重ね合わせて転写される。続いて、記録材上のトナー画像が定着ローラにより加熱されて記録材に定着されることで、記録材にカラー画像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置の現像器には、トナーと磁性キャリアで構成される磁性現像剤の２成分現像剤が広く用いられている。画像の濃度制御方式としては、現像方式や画像形成装置構成上の様々な制約が考慮されて種々のものが提案されている。一般的には、画像の現像により２成分現像剤からトナーが消費され、徐々に低下する現像剤のトナー濃度がセンサにより検知されて適正な所定の濃度を維持するように、現像器にトナーがトナーコンテナから補給制御されている。これにより記録材上のカラー画像が適正な画像濃度に制御される。
【０００４】
また、そのトナー濃度を検出する方法として、例えば、透磁率検知方式が広く知られている。透磁率検知方式としては、検知部として、現像器内の現像剤の近くに検知コイルが配置され、現像剤の影響を受けない位置に基準コイルが配置され、これら２つのコイル（磁気センサ）が交流駆動されて、両コイルの差動出力に基づき現像剤のトナー濃度を検知する差動トランス方式が知られている。その差動トランス方式では、現像剤の濃度が変化すると、現像剤の透磁率μが変化して、現像剤近くに配置された検知コイルのインダクタンスを変化させるので、基準コイルと検知コイル間の差動出力が変化し、差動出力の変化が検出されて現像剤のトナー濃度の検知が行われる。
【０００５】
また、透磁率検知方式は、非光学式のため、ブラック現像剤のトナー濃度についても検知可能な他、感光ドラム上にべたのトナーパッチを形成し、このトナーパッチの濃度を光学式のセンサで測定しトナー濃度の検知を行うパッチ検知方式のような現像特性、感光ドラム特性などの変化による影響および現像器内の現像剤を光学式のセンサで直接測定し、トナー濃度の検知を行う直接検知方式のような光センサ部の窓の汚れなどによる影響もなく、信頼性の高い濃度検知を行うことができる。
【特許文献１】特開平５−２６５３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、上記構成から成る画像形成装置であれば、低濃度から高濃度部まで高画質の画像再現のために必要とされる各色のトナー濃度の制御を行うことが可能である。また、トナー濃度の検知のために利用される透磁率検知方式の検知コイルを現像器内に配置することができるため、装置本体の小型化が可能であり、製造コストを低く抑えることが可能である。
【０００７】
しかしながら、従来の画像形成装置は、検知コイルを現像器内に配置することによりある程度の装置本体の小型化が可能であるが、カラー機ではトナー濃度を検知するための４個のセンサに、それぞれセンサから入力されたその出力を安定させて再び出力する同一の安定化回路部が必要であるため、更なる装置本体の小型化および製造コストの削減を行うことが困難であった。
【０００８】
また、各現像器の一方のアンテナ導体（トナー量を検知するためのセンサに相当）を共通に接続して１つの信号発生器に共通に接続し、選択スイッチにより対向するもう一方のアンテナ導体の１つを選択して、１つのトナー量検出回路に接続して、所望の現像器のトナー量を検知する画像形成装置が開示・提案されている（例えば、特許文献１を参照）。しかしながら、特許文献１に開示された画像形成装置は、具体的な制御について記載されておらず、現像器内でのトナーの攪拌等による流動性の変化によるトナー量の誤検知の可能性を十分に残している。例えば、現像器内のトナーは攪拌されるため、トナー量の検出レベルがトナーの有無を繰り返し、最終的にトナーの無いことを示すレベルに変化するが、選択スイッチにより定期的にセンサの切り替えが行われる場合には、その変化の状態を検知することができないため、トナー残量の誤検知が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑み、各現像器のトナー濃度を検出するためのセンサに対応した安定化回路部を共通化しても、信頼性の高いトナー残量の検出制御を行うことが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、それぞれ所定の色のトナーとキャリアを混合した２成分現像剤を収容し、画像データに基づいて像担持体上に形成された潜像を前記２成分現像剤を用いて現像する複数の現像器と、該現像器ごとに割り当てられ、該現像器内の前記トナーの濃度に応じた出力を行う複数のセンサと、前記現像器に対応した色のトナーがそれぞれ収容された複数のトナーコンテナと、前記複数の現像器に対応した色のトナーを該トナーコンテナから補給する補給手段と、前記複数のセンサのうちいずれかを選択して電気的な接続を行う選択手段と、を有して成り、前記選択手段より入力された前記センサの出力を安定化して出力する１つの安定化回路部と、前記選択手段に前記複数のセンサとの電気的な接続を第１の時間ごとに切り替えさせ、それに伴って入力された前記複数のセンサの出力が所定の閾値よりも低いかどうかを判定する第１の制御手段と、該第１の制御手段により前記複数のセンサのうちいずれかの出力が前記所定の閾値より低いと判定された場合には、その判定に該当するセンサとの電気的な接続のみを第１の時間よりも長い第２の時間で前記選択手段に切り替えさせ、前記判定に該当する該センサの出力が、該第２の時間の間に前記所定の閾値よりも複数回連続して低いかどうかを判定する第２の制御手段と、更に該第２の制御手段により前記センサの出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーを、前記補給手段に補給させる第３の制御手段と、を有して成る構成とされている。  
【００１１】
このような構成とすることにより、２成分現像剤の攪拌や搬送による現像器内のトナー残量の誤検知を防ぐことが可能となる。また、安定化回路部を共通化することができるため、装置本体を小型化および製造コストを削減することができる。
【００１２】
また、上記構成から成る画像形成装置の前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により前記センサの出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、前記選択手段に該センサとの電気的な接続を前記第２の時間よりも長い第３の時間で切り替えさせ、該センサの出力が該第３の時間の間継続して前記所定の閾値よりも低いかどうか判定し、前記第３の制御手段により該センサの出力が該第３の時間の間継続して前記所定の閾値よりも低いと判定された場合には、該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーコンテナの交換を要求する交換要求手段を有して成る構成とされている。
【００１３】
このような構成にすることにより、トナーコンテナに収容されているトナーが無くなったトナーコンテナの交換をユーザに要求することができる。
【００１４】
また、上記構成から成る画像形成装置の前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された前記センサの出力が前記所定の閾値よりも高くなるまで、前記補給手段に該センサが割り当てられた現像器に対応したトナーを補給させる構成とされている。
【００１５】
このような構成にすることにより、トナーコンテナから適切なトナー量を現像器に補給することができる。
【００１６】
また、上記構成から成る画像形成装置の前記第３の制御手段は、前記第２の制御手段により出力が前記所定の閾値よりも低いと判定された前記センサを除くセンサが割り当てられた現像器ごとに、前記画像データから求めたトナー補給量分を前記補給手段に補給させる構成とされている。
【００１７】
このような構成にすることにより、現像器にトナーの補給が行われている際に、その他の現像器には画像データから求められたトナー補給量分が補給されるため、その他の現像器内のトナー不足を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記したように、本発明に係る画像形成装置であれば、現像器内のトナー残量の誤検知を防ぐことが可能となるとともに、装置本体を小型化および製造コストを削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下では、本発明を４色ドラムのフルカラータンデム方式の複写機に適用した場合を例に挙げて説明を行う。図１は本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図であり、図２は本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。両図に示すように、本実施形態の複写機１は、装置全体の動作を制御する中央演算処理装置１０（以下、ＣＰＵ［Central Processing Unit］１０と呼ぶ）と、原稿を自動搬送する原稿搬送部１１と、原稿搬送部１１から搬送された原稿を取り込んで画像データを生成する原稿取込部１２と、操作手段（テンキーやタッチパネルなど）と表示手段（液晶ディスプレイなど）から成る操作表示部１３と、画像データに基づいて用紙へカラーあるいはモノクロの画像となるトナー画像の形成（すなわち、転写）を行う画像形成部１５と、画像形成部１５により用紙に形成されたトナー画像を用紙に定着させる定着部１６と、画像形成部１５に給紙を行う給紙部１４と、用紙の排紙先となる排紙部１７と、各種制御プログラム等が格納されたＲＯＭ［Read Only Memory］、ワーク領域として用いられるＲＡＭ［Random Access Memory］および各種データ等が記憶されるハードディスクから成るメモリ部１８と、を有して成る。なお、メモリ部１８には、本発明を実施するために必要なプログラムおよびデータが記憶されている。また、本実施形態の複写機１は、用紙やＯＨＰシート等の記録材に原稿画像を複写することが可能である。
【００２０】
ＣＰＵ１０は、装置全体の動作を制御するほか、後ほど詳細に説明する選択スイッチに
複数の磁気センサとの電気的な接続を第１の時間Ｔ１ごとに切り替えさせ、それに伴って入力された複数の磁気センサのトナー濃度に応じた出力が所定の閾値よりも低いかどうかを判定する第１の制御手段と、該第１の制御手段により複数の磁気センサのうちいずれかの出力が所定の閾値より低いと判定された場合には、その判定に該当する磁気センサとの電気的な接続のみを第１の時間Ｔ１よりも長い第２の時間Ｔ２で選択スイッチに切り替えさせ、その該当する磁気センサの出力が、第２の時間Ｔ２中に所定の閾値よりも複数回連続して低いかどうかを判定する第２の判定手段と、更に第２の判定手段によりその該当する磁気センサの出力が所定の閾値よりも低いと判定された場合には、その該当する磁気センサが割り当てられた現像器に対応したトナーを、補給手段（本実施形態ではトナーモータ）に補給させるなどの第３の制御手段と、しての役割を担っている。
【００２１】
給紙部１４は、図２に示すように、画像形成部１５への給紙元となる複数段（本実施形態では３段）の用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃと、各用紙収納部１４１ａ〜１４１ｃから画像形成部１５への共通した用紙搬送経路となる用紙搬送部１４２と、を有して成る。
【００２２】
画像形成部１５は、用紙へイエローのトナー画像の画像形成を行うイエロー画像形成部１５ａと、用紙へのマゼンダのトナー画像の画像形成を行うマゼンダ画像形成部１５ｂと、用紙へシアンのトナー画像の画像形成を行うシアン画像形成部１５ｃと、用紙へブラックのトナー画像の画像形成を行うブラック画像形成部１５ｄと、を有して成る。
【００２３】
また、イエロー画像形成部１５ａ、マゼンダ画像形成部１５ｂ、シアン画像形成部１ｃおよびブラック画像形成部１５ｄは、図２に示すように、画像データに基づいて、イエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの各色のトナー画像が各ドラム表面にそれぞれ形成される像担持体の感光ドラム１９ａ〜１９ｄと、各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面をそれぞれ所定の電位に均一に帯電させる帯電器２３ａ〜２３ｄと、画像データに基づいてレーザ光を照射して静電潜像を各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に形成する露光ユニット２２ａ〜２２ｄと、各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面の各静電潜像からそれぞれイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックのトナー画像を各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に形成する現像器２０ａ〜２０ｄと、それぞれイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックのトナーが収容され、各現像器２０ａ〜２０ｄに対応した色のトナーを補給するためのトナーコンテナ２１ａ〜２１ｄと、各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に形成されたトナー画像を搬送されてきた用紙に静電的に転写する転写ローラ２５ａ〜２５ｄと、各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に残留するトナーの回収や各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面の除電を行うクリーニング部２４ａ〜２４ｄと、を有して成る。なお、図２の実線矢印は、用紙の搬送経路を示す。
【００２４】
次に、各画像形成部１５ａ〜１５ｄに備えられた現像器２０ａ〜２０ｄおよびトナーコンテナ２１ａ〜２１ｄの構成について以下に説明する。図３は、図２の現像器２０ａおよびトナーコンテナ２１ａ部分の構成の一例を模式的に示す縦断面図である。なお、イエロー画像形成部１５ａの現像器２０ａおよびトナーコンテナ２１ａ部分の構成を例に挙げて説明を行うが、図２に示すその他の現像器２０ｂ〜２０ｄおよびトナーコンテナ２１ｂ〜２１ｄも、トナーの色を除いて図３と同様な構成である。
【００２５】
図３に示すように、トナーコンテナ２１ａは、現像器２０ａの上部に配置されており、イエローのトナー３３を後述の第２搬送路２８に補給するために、後述のトナーモータの駆動力を介して開閉される補給口３２を有して成る。なお、２成分現像剤３５は、磁性キャリアと非磁性のトナー３３を含んでいる。
【００２６】
現像器２０ａは、感光体ドラム１９ａに対向して配置されており、その内部は、隔壁２６によって、第１搬送路２７と第２搬送路２８とに分離されている。
【００２７】
第１搬送路２７には、内部に図示していない所定数のマグネットが固定配置され、２成分現像剤３５（磁性キャリアと非磁性のトナーを含む）を感光ドラム１９ａに搬送する現像スリープ２９と、第１搬送路２７内の２成分現像剤３５を攪拌搬送する第１スクリュー３０と、２成分現像剤３５のトナー濃度を検知するために用いられる差動トランス方式の磁気センサ３４ａ（すなわち、透磁率センサ）と、が配置されている。
【００２８】
第２搬送路２８には、トナーコンテナ２１ａの補給口３２から補給されたトナー３３
と既に現像器２０ａ内にある２成分現像剤３３を攪拌してトナー濃度を均一にしながら、第１搬送路２７へ２成分現像剤３３を搬送する第２スクリュー３１が配置されている。
【００２９】
また、隔壁２６には、図３の第１搬送路２７と第２搬送路２８の奥側と手前側の端部近傍において、第１搬送路２７と第２搬送路２８を連通させる図示してない通路が設けられている。現像により消費されて２成分現像剤３５のトナー濃度が低下した第１搬送路２７の２成分現像剤が、手前側の通路（不図示）から第２搬送路２８に搬送され、第２搬送路２８内でトナー濃度が回復された２成分現像剤が、奥側の通路（不図示）から第１搬送路２７に搬送される。なお、複写動作中には、現像スリープ２９、第１スクリュー３０および第２スクリュー３１などは、ＣＰＵ１０の制御により、モータ等の図示していない駆動力を介して回転制御されている。また、図３の実線矢印は、回転方向を示す。
【００３０】
また、磁気センサ３４ａには、第１搬送路２７内に検知コイル（不図示）が配置され、第１搬送路２７外に基準コイル（不図示）が配置されている。これらの２つのコイルは、磁気センサ３４ａに入力された直流電圧を交流電圧に変換する変換器（不図示）により交流駆動される。そして、両コイル（不図示）の差動出力が、２成分現像剤３５のトナー濃度に応じた直流電圧として磁気センサ３４ａから出力される。すなわち、２成分現像剤３５のトナー濃度が変化すると、２成分現像剤３５の透磁率μが変化して、検知コイル（不図示）のインダクタンスを変化させるので、基準コイル（不図示）と検知コイル（不図示）間の差動出力が変化し、磁気センサ３４ａから出力される直流電圧が変化する。
【００３１】
次に、本実施形態の複写機１おける各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給に関する回路構成について以下に説明する。図４は、各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給に関する回路構成図である。本実施形態の複写機１の画像形成部１５は、図４に示すように、前述した各現像器２０ａ〜２０ｄに備えられ、その入力側が１つに共通化された磁気センサ３４ａ〜３４ｄと、各磁気センサ３４ａ〜３４ｄに直流電圧を供給する電源３６と、ＣＰＵ１０からの指示命令に基づいて各磁気センサ３４ａ〜３４ｄとの電気的な接続が所定の時間ごとに切り替えられ、後述の安定化回路部３７との電気的な接続を行う選択スイッチ３８と、選択スイッチ３８により各磁気センサ３４ａ〜３４ｄのうちいずれかが選択されて入力された出力電圧を安定させて出力する安定化回路部３７と、ＣＰＵ１０からの駆動命令に基づいて、それぞれ対応したトナーコンテナ２１ａ〜２１ｄの補給口３２を開閉する駆動源のトナーモータ３９ａ〜３９ｄと、を有して成る。なお、各トナーモータ３９ａ〜３９ｄは、それぞれトナーコンテナ２１ａ〜２１ｄの補給口３２の開閉に対応している。また、各トナーモータ３９ａ〜３９ｄの駆動力が、図示していないギア等を介して、それぞれ対応したトナーコンテナ２１ａ〜２１ｄの補給口３２に伝達される。
【００３２】
続いて、図４に示す回路の接続について以下に説明する。図４に示すように、各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの入力端子４０ａ〜４０ｄから引き出されて１つに共通化された配線が、接地された電源３６に接続されている。電源３６から各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの入力端子４０ａ〜４０ｄに直流電圧Ｖｃｃが供給されている。各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの各出力端子４１ａ〜４１ｄから出力された各出力電圧Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ選択スイッチ３８の入力端子３８ａ〜３８ｄに入力されている。選択スイッチ３８の各入力端子３８ａ〜３８ｄのうちいずれかが、選択スイッチ３８の出力端子３８ｅに接続されたスイッチＳＷ１により接続可能となっている。選択スイッチ３８の出力端子３８ｅは、安定化回路部３７に接続され、更に、安定化回路部３７はＣＰＵ１０に接続されている。また、ＣＰＵ１０は、選択スイッチ３８および各トナーモータ３９ａ〜３９ｄと接続されている。
【００３３】
なお、各磁気センサ３４ａ〜３４ｄから出力された各出力電圧Ｖ１〜Ｖ４は、以下のようにＣＰＵ１０に入力される。ＣＰＵ１０からの所定の指示命令に基づいて、選択スイッチ３８より磁気センサ３４ａ〜３４ｄと安定化回路部３７との電気的な接続が所定の時間ごとに切り替えられる。選択スイッチ３８より選択された磁気センサの出力電圧が、安定化回路部３７に入力される。そして、安定化回路部３７により安定化されたその磁気センサの出力電圧が、ＣＰＵ１０に入力される。
【００３４】
また、ＣＰＵ１０では、メモリ部１８に格納された２成分現像剤のトナー濃度の適正値に対応した所定の閾値が読み込まれ、更に、入力された各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの出力電圧Ｖ１〜Ｖ４が、それぞれ所定の閾値よりも低い電圧あるいは高い電圧であるかどうか判定が行われる。後述するようにこの判定が用いられて現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を適正値に保つためにトナーの補給制御が行われる。この際、メモリ部１８に格納された磁気センサ３４ａ〜３４ｄの出力電圧Ｖ１〜Ｖ４と２成分現像剤のトナー濃度の関係を示すテーブルあるいは関係式が用いられて、適正なトナー量が補給できるようにトナーコンテナの補給口がトナーモータの駆動力により開閉される。なお、各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの出力電圧が、所定の閾値よりも低い電圧の時をＬｏｗ電圧とし、高い電圧の時をＨｉｇｈ電圧とする。
【００３５】
次に、上記構成から成る複写機１における原稿複写動作について説明する。本実施形態の複写機１における原稿複写動作では、まず原稿搬送部１１から原稿取込部１２に原稿が搬送されると、原稿取込部１２による該原稿の取り込みが行われ、ブルー、グリーンおよびレッドの３つの成分に色分解した画像データが生成される。生成された画像データは、ＣＰＵ１０によりイエロー、マゼンダ、シアンおよびブラックの４つの色で表現される画像データに変換され、一旦メモリ部１８に格納された後、再び読み出されて画像形成部１５に送出される。そして、帯電器２３ａ〜２３ｄにより所定の電位に均一に帯電された各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に、画像データに基づいて各露光ユニット２２ａ〜２２ｄによって静電潜像が作られる。続いて、現像器２０ａ〜２０ｄによりこの静電潜像からそれぞれ１色のトナー画像が各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に形成される。各感光ドラム１９ａ〜１９ｄの表面に形成されたトナー画像は、転写ローラ２５ａ〜２５ｄにより給紙部１４から搬送された用紙に、順次、転写される。
【００３６】
その後、未定着トナー画像を担持した用紙は、定着部１６へと送られ、定着部１６により加熱および加圧されてトナー画像が用紙に定着され、トナー画像の定着が完了した用紙は、排紙部１７に排出される。
【００３７】
なお、本実施形態の複写機１は、簡素化された２成分現像剤のトナー濃度の検出回路構成の基で実現される各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給制御に特徴を有している。
【００３８】
そこで、以下では、図を参照しながら、本実施形態の複写機１における簡素化された２成分現像剤のトナー濃度の検出回路構成の基で実現される各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給制御について説明を行う。図５は、各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給制御を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
本実施形態の複写機１では、図４および図５に示すように、ステップＳ５−１で、原稿搬送部に原稿がセットされて、操作表示部１３の図示していないスタートキーが押下されると、ステップＳ５−２で、ＣＰＵ１０からの第１の指示命令に基づいて、選択スイッチ３８によりスイッチＳＷ１が第１の時間Ｔ１（例えば、５００ｍｓ）毎に切り替えられて各磁気センサ３４ａ〜３４ｄの出力が安定化回路部３７に入力される。そして、安定化回路部３７により安定化された磁気センサ３４ａ〜３４ｄの出力電圧Ｖ１〜Ｖ４が順次、第１の時間Ｔ１毎にＣＰＵ１０に入力される。
【００４０】
続いて、ステップＳ５−３で、ＣＰＵ１０により、各磁気センサ３４ａ〜３４ｄのうちいずれかが、第１の時間Ｔ１中にＬｏｗ電圧を出力したと判定された場合には（Ｓ５−３ＹＥＳ）、ステップＳ５−４で、ＣＰＵ１０により、Ｌｏｗ電圧が検出された磁気センサとの接続の切り替え時間を第１の時間Ｔ１よりも長い第２の時間Ｔ２（例えば、第１の時間Ｔ１の２倍の時間）に変更することを指示する第２の指示命令が、選択スイッチ３８に入力される。そして、ＣＰＵ１０からの第２の指示命令に基づいて、選択スイッチ３８によりその該当する磁気センサとの接続の切り替え時間が第２の時間Ｔ２に変更される。すなわち、その該当する磁気センサの検出時間が第２の時間Ｔ２に設定されたことになる。なお、以下、ＣＰＵ１０によりＬｏｗ電圧を検出したと判定された磁気センサを該当磁気センサと呼ぶ。
【００４１】
また、ステップＳ５−３で、ＣＰＵ１０により、入力された各磁気センサ３４ａ〜３４ｄのうちいずれかが、第１の時間Ｔ１中にＬｏｗ電圧を出力したと判定されない場合には（Ｓ５−３ＮＯ）、ステップＳ５−５で、原稿の複写が全て完了している場合には（Ｓ５−５ＹＥＳ）、本動作は完了となる。また、ステップＳ５−５で、原稿の複写が全て完了していない場合には（Ｓ５−５ＮＯ）、ステップＳ５−２に戻る。
【００４２】
続いて、ステップＳ５−６で、ＣＰＵ１０により、該当磁気センサが第２の時間Ｔ２中にＬｏｗ電圧を複数回連続（例えば、第２の時間Ｔ２中にＬｏｗ電圧を３回連続）して出力したと判定される場合には（Ｓ５−６ＹＥＳ）には、ステップＳ５−７で、２成分現像剤中のトナー濃度は適正値でないため、ＣＰＵ１０により、該当磁気センサとの接続の切り替え時間を第２の時間Ｔ２よりも長い第３の時間Ｔ３（例えば、３０ｓｅｃ）に変更することを指示する第３の指示命令が、選択スイッチ３８に入力される。そして、ＣＰＵ１０からの第３の指示命令に基づいて、選択スイッチ３８により該当磁気センサとの接続の切り替え時間が第３の時間Ｔ３に変更される。すなわち、該当磁気センサの検出時間が第３の時間Ｔ３に設定されたことになる。
【００４３】
また、ステップＳ５−６で、ＣＰＵ１０により、該当磁気センサが第２の時間Ｔ２中にＬｏｗ電圧を複数回連続（例えば、第２の時間Ｔ２中にＬｏｗ電圧を３回連続）して出力したと判定されない場合には（Ｓ５−６ＮＯ）には、２成分現像剤中のトナー濃度は適正値であるため、ステップＳ５−２に進む。
【００４４】
続いて、ステップＳ５−８で、該当磁気センサが割り当てられている現像器（以下、該当現像器と呼ぶ）にトナーを補給するトナーコンテナ（以下、該当トナーコンテナと呼ぶ）の補給口３２を開閉する駆動源となるトナーモータ（以下、該当トナーモータと呼ぶ）が、ＣＰＵ１０の指示命令により、駆動が開始されて該当トナーコンテナの補給口３２が開く。これにより、該当トナーコンテナから該当現像器へのトナーの補給が開始される。
【００４５】
続いて、ステップＳ５−９で、ＣＰＵ１０により、該当現像器以外の他の現像器ごとに、画像データのドットカウントから理論的に求められた現像器内のトナー濃度が、所定の濃度より低いかどうか判定される。画像データのドットカウントから求められた現像器内のトナー濃度が、所定の濃度より低いと判定された他の現像器に対しては（Ｓ５−９ＹＥＳ）、ステップＳ５−１０で、ＣＰＵ１０により、現像器内のトナー濃度が所定の濃度より低いと判定された現像器に対応したトナーコンテナの補給口３２が、トナーモータの駆動力により開口される。そして、その現像器内のトナー濃度が所定の濃度を超えるようにドットカウントから求められた理論量分のトナーが、そのトナーコンテナの補給口３２から現像器に補給される。トナーの補給が完了すると、そのトナーコンテナの補給口３２が、トナーモータの駆動力により閉じられる。そして、補給されたトナーの色に対応する画像データのドットカウントがリセットされる。
【００４６】
なお、以下のように、ＣＰＵ１０により現像器ごとの２成分現像剤のトナー濃度が、複写動作の度に画像データのドットカウントから理論的に求められて、メモリ部１８に更新記憶されている。ＣＰＵ１０により、後述のように現像器にトナーコンテナからトナーが補給されて磁気センサが、Ｈｉｇｈ電圧を出力したと判定された後、あるいはステップＳ５−１０おける理論分のトナーが補給された後に、原稿の画像データからその現像器に収容されている色のトナーと同じ色のドットカウントの集計が開始される。そして、メモリ部１８に格納されたドットカウントと２成分現像剤のトナー濃度の関係を示す所定の理論式が用いられて、集計されたドットカウントから現像器内の２成分現像剤のトナー濃度が求められて、メモリ部１８に複写動作の度に更新されて記憶される。
【００４７】
また、ステップＳ５−９で、ＣＰＵ１０により、画像データのドットカウントから求められた現像器内のトナー濃度が、所定の濃度より低いと判定されなかった他の現像器に対しては（Ｓ５−９ＮＯ）、トナー量が適正であるため、トナーの理論量分の補給が行われることなく、ステップＳ５−１１に進む。
【００４８】
続いて、ステップＳ５−１１で、ステップＳ５−８において該当トナーコンテナから該当現像器へのトナーの補給が開始されており、ＣＰＵ１０により、該当磁気センサが第３の時間Ｔ３中に出力を回復してＨｉｇｈ電圧を出力したと判定された場合には（Ｓ５−１１ＹＥＳ）、該当現像器内のトナー量（すなわち、２成分現像剤のトナー濃度）は適正値になったため、ステップＳ５−２に進む。これにより、トナーモータ（補給手段）の駆動力を介して該当トナーコンテナから適切なトナー量を該当現像器に補給することができる。
【００４９】
また、ステップＳ５−１１で、ＣＰＵ１０により、該当磁気センサが第３の時間Ｔ３中に出力を回復してＨｉｇｈ電圧を出力したと判定されない場合には（Ｓ５−１１ＮＯ）、ステップＳ５−１２で、該当トナーコンテナのトナーが無くなっていることになるため、ＣＰＵ１０により該当トナーコンテナの交換要求する旨が操作表示部１３表示され、本動作は完了となる。なお、第１〜第３の制御手段としての役割を担うＣＰＵ１０は、このように該当トナーコンテナの交換を要求する交換要求手段としての役割も担っている。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態の複写機１であれば、各磁気センサからの各現像器のトナー濃度に応じた出力が選択スイッチを介して入力され、その出力を安定させるための安定化回路部３７が１つに削減されても、ＣＰＵ１０により、最初に、磁気センサからの出力が所定の閾値よりも低いＬｏｗ電圧と判定された磁気センサが、選択スッチにより最初の第１の時間Ｔ１よりも長い第２の時間Ｔ２の間重点的に電気的に接続され、その出力の判定に基づいて該当する現像器にトナーが補給されるため、２成分現像剤の攪拌や搬送による現像器内のトナー残量の誤検知を防ぐことが可能となる。また、該当する現像器にトナーの補給が行われ、該当する磁気センサの出力が第３の時間Ｔ３の間に所定の閾値よりも高いＨｉｇｈ電圧にならない場合には、トナーコンテナの交換を要求することができる。また、該当する現像器にトナーの補給が行われている際に、その他の現像器には画像データから求められたトナー補給分が補給される構成であるため、該当する現像器にトナーの補給中におけるその他の現像器内のトナー不足を防ぐことができる。一方、このように現像器へのトナーの補給制御が行われてトナー残量の誤検知が発生しないため、安定化回路部３７を共通化することができるため、装置本体を小型化および製造コストを削減することができる。
【００５１】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、複写機の他にも、プリンタやファクシミリなどの２成分現像剤を用いるカラーの画像形成装置全般に広く適用が可能であり、トナー補給制御および装置本体の小型化に有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】は、本発明に係る複写機の要部構成を示すブロック図である。
【図２】は、本発明に係る複写機の要部構造を模式的に示す縦断面図である。
【図３】は、図２の現像器２０ａおよびトナーコンテナ２１ａ部分の構成の一例を模式的に示す縦断面図である。
【図４】は、各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給に関する回路構成図である。
【図５】は、各現像器内のトナー残量の検出および各現像器へのトナーの補給制御を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１    複写機
１０    中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１１    原稿搬送部
１２    原稿取込部
１３    操作表示部
１４    給紙部
１５    画像形成部
１５ａ    イエロー画像形成部
１５ｂ    マゼンダ画像形成部
１５ｃ    シアン画像形成部
１５ｄ    ブラック画像形成部
１６    定着部
１７    排紙部
１８    メモリ部
１９ａ〜１９ｄ    感光ドラム
２０ａ〜２０ｄ    現像器
２１ａ〜２１ｄ    トナーコンテナ
２２ａ〜２２ｄ    露光器
２３ａ〜２３ｄ    帯電器
２４ａ〜２４ｄ    クリーニング部
２５ａ〜２５ｄ    転写ローラ
２６    隔壁
２７    第１搬送路
２８    第２搬送路
２９    現像スリープ
３０    第１スクリュー
３１    第２スクリュー
３２    補給口
３３    トナー
３４ａ〜３４ｄ    磁気センサ
３５    ２成分現像剤
３６    電源
３７    安定化回路部
３８    選択スイッチ
３８ａ〜３８ｄ、４０ａ〜４０ｄ    入力端子
３８ｅ、４１ａ〜４１ｄ    出力端子
３９ａ〜３９ｄ    トナーモータ
ＳＷ１    スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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