JPH03120562A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に
関し、特に感光体及び現像装置をユニット化し、本体に
対して着脱自在となした画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像形成装置である複写機においては、感光体の
交換、トナーの補給、現像装置の清掃、帯電チャージ中
の清掃、その他の消耗品の交換及び調整等の各種作業を
定期的に行う必要があり、専門のサービスマンがそれら
の作業を定期的に１行っていた。これらの作業は専門の
サービスマンが必要なため、前述の作業に要するサービ
スコストが装置価格に影響を及ぼし、装置価格の上昇を
招く虞かあ、る。

個人及び少人数での使用を目的とした小型の複写機では
低価格であることが重要なため、特にこのサービスコス
トを低減することが重要な課題となる。従って夫々の部
品の清掃、交換を複数の部品単位で行えるように複数の
部品をユニット化し、本体に対して着脱自在となし装着
してしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような複写機にあっては本体とユニット間とに装着
の確認用のスイッチが必要となり、それに要する配線及
び本体とユニット間とを電気的に接続する配線の数が増
加し、ユニットと本体との接続コネクタが増加するので
、接続コネクタでの接触不良、配線の断線等の故障の原
因が増加すると共に配線及びコネクタの増加により装置
価格が上昇するという問題があった。

ところで、一般に複写機においてはトナー濃度センサに
よりトナー濃度を制御し、トナー濃度が低くなるとトナ
ーを補給している。これに用いるトナー濃度センサは磁
気センサを用い、トナーと磁性体であるキャリアとの構
成比としてトナー濃度を検出している。このトナー濃度
センサは感度調整電圧を変化させることにより、出力電
圧を変化させることができる。

本発明は斯かる事情に鑑みなされたものであり、トナー
濃度の検出手段たるトナー濃度センサの感度調整を行い
、それを第１及び第２の感度調整信号に切換えることに
より、第１の感度調整信号に感度調整し、トナー濃度を
検出すると共に、第２の感度調整信号に感度調整し、作
像ユニットの装着の有無を検出し、一つの検出手段でト
ナー濃度及び作像ユニットの装着状態を検出することに
より、作像ユニットの装着の有無の検出に要する配線及
びコネクタを不要となし、センサ、ケーブル及びコネク
タの数を減少させた低価格化を図れる画像形成装置を提
供することを目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る画像形成装置は、現像剤のトナー濃度によ
り、画像濃度が制御される作像ユニットを着脱自在とな
してある画像形成装置において、第１の感度調整信号が
入力された場合の出力信号によりトナー濃度を検出する
と共に、第２の感度調整信号が入力された場合の出力信
号により前記作像ユニットの装着の有無を検出する検出
手段と、前記感度調整信号を切換える切換手段とを備え
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、トナー濃度の検出と、作像ユニット
の装着の有無の検出とが１つの検出手段により行え、作
像ユニットの装着の確認に要する配線類が不要となる。

〔実施例〕

以下本発明をその一実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。

第１図は本発明に係る画像形成装置たる複写機（以下本
発明装置という）の内部構造を示す概略縦断面図である
。図においてｌは複写機本体であり、該本体１の上面に
はガラス製の原稿台１５が設けられている。原稿台１５
上に載置された原稿は図示しないスキャンモータによっ
て駆動される光学走査装置１０で走査され、その像が静
電潜像として感光体ドラム２上に結像される。

光学走査装置１０は露光ランプ９、可動ミラー１７゜１
８ａ、１８ｂ　、レンズ８および固定ミラー１９ａ、　
１９ｂ等の光学系から構成され、この順で反射又は透過
した原稿からの反射光は感光体ドラム２を所定の露光位
置Ｅで露光する。また露光ランプ９及び可動ミラー１７
を取り付けた第１スライダ及び可動ミラー　１８ａ、　
１８ｂを取り付けた第２スライダがスキャンモータによ
り矢符す方向に移動する。このとき第１スライダは第２
スライダの２倍の速度で移動し、原稿を走査する。なお
、第１図は第１スライダ及び第２スライダが最大走査し
たときの位置を示している。

原稿台１５上にはカバー１６が背面側において上下回動
可能に枢支されており、正面側端部を上下動させること
で原稿台１５の開閉が行われる。カバー１６はこれを開
放して単葉又は製本されたブック原稿を原稿台１５上に
画像を下向きにして載置し、次に閉止して原稿の複写を
行わせる。

また、本体ｌの正面側には図示しない正面カバーがその
下面側において前後回動可能に枢支されており、正面上
部を前後動させることで、本体１の開閉が行われ、後述
する作像ユニッ）４０の着脱が行われる。

感光体ドラム２は外周面に光導電層を有し、矢符で示す
反時計方向に回転駆動可能となっている。

感光体ドラム２の上方には帯電チャージ５が配置されて
おり、感光体ドラム２の表面に一定電位の電荷を付与す
る。

感光体ドラム２の周速度Ｖは一定であり、光学走査装置
１０の第１スライダ及び第２スライダの移動速度は夫々
■及びＶ／２となっている。

感光体ドラム２の露光位置Ｅより回転方向下流側には現
像装置４が設けられている。現像装置４は磁気ブラシ方
式にて感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像をト
ナー画像に顕像化する。感光体ドラム２の下方には転写
チャージ中６が設けられており、この転写チャージャ６
は、後述するカセット１２０から搬送されてくる複写紙
Ｐに対してその裏面から電界を付与し、現像袋Ｗ４に感
光体ドラム２の表面に形成されたトナー画像を複写紙Ｐ
上に転写する。

転写チャージャ６の感光体ドラム２の回転方向にはクリ
ーニング装置３が設、けられている。クリーニング装置
３は、ブレード方式にて感光体ドラム２の表面に残留し
たトナーを除去する。クリーニング装置３と帯電チャー
ジャ５との間にはイレーザランプ７が設けられている。

イレーザランプ７は、次回の複写処理に備えるため、光
照射にて感光体ドラム２の表面に残留した電荷を除去す
る。

また、感光体ドラム２．イレーサランブ７．現像装置４
．クリーニング装置８．帯電チャージャ５は作像ユニッ
ト４０として一体化されており、作像ユニット４０は本
体工に対し着脱可能になっている。また、作像ユニット
４０内の現像装置４の感光体ドラム２の反対側に対向し
て現像剤を搬送する搬送コンベア１２が配されている。

搬送コンベア１２は後述する搬送羽根７２を用い、その
回転により現像剤を攪拌すると共に磁気ブラシ方式の現
像装置４に供給する。

作像ユニット４０の上部には現像剤供給装置１１が設け
られている。現像剤供給装置１１は搬送コンベア１２に
現像剤を定量供給するものである。また、作像ユニット
４０にはトナーエンプティ、作像回数及び後述するトナ
ー濃度センサ１３の感度調整電圧ｖ１の第１の感度調整
信号である所定値ｖ１に関する調整データＤＡ、等の情
報を記憶するＥ”ＰＲＯ１’１（Ｅ　１ｅｃｔｒｉｃａ
ｌｌｙ旦ｒａｓａｂｌｅ　ＰＲｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｒ
ＯＭ　）２０３が設けられていると共に搬送コンベア１
２の下方にはＴ／Ｃを検出するトナー濃度センサ１３が
設けられている。Ｔ／Ｃとは前述の如くトナーとキャリ
アとの構成比を示すものであり、磁気センサを用いたト
ナー濃度センサ１３により磁性体であるキャリアを検出
し、その出力電圧ｖ０によりＴ／Ｃを検出Ｌ、例えばＴ
／Ｃ＝８％（７）とき２Ｖ、Ｔ／Ｃ−７％のとき２．２
５Ｖ、　Ｔ／Ｃ＝　６％のとき２．５Ｖ、、Ｔ／Ｃ＝５
％のとき２．７５Ｖを夫々出力する。

第２図は本発明に用いるトナー濃度センサの出力電圧Ｖ
、と感度調整電圧Ｖ、との関係の一例を示すグラフであ
り、縦軸に出力電圧■。を、また横軸に感度調整電圧■
、を夫々とっている。また実線はＴ／Ｃが８％のときの
出力電圧ｖ０と感度調整電圧Ｖ、との関係を示し、破線
は作像ユニット４０が本体ｌに装着されているが現像装
置４に現像剤が供給されていない場合の前記関係を示し
ている。この図から明らかな如くここで用いるトナー濃
度センサ１３は、Ｔ／Ｃが８％であり、感度調整電圧ｖ
１が■□Ｋ　８．５Ｖ）の近傍にあるとき及び作像ユニ
ット４０が装着され、現像装置４に現像剤がな（、感度
調整電圧Ｖ、が第２の感度調整信号である所定値Ｖ−ｍ
　（＃１４Ｖ）の近傍にあるとき−に出力電圧Ｖ、が２
Ｖとなっている。また作像ユニット４０が本体ｌに装着
されていないときは、出力電圧■。が０となっている。

これらのことよりこのトナー濃度センサー３は前者の関
係に基づきＴ／Ｃに対する出力電圧ｖ０の、補正を行う
感度調整かでき、後者の関係により作像ユニット４０の
装着の有無を検出できる。

即ち、後述する手順で感度調整電圧Ｖ、を調整してＴ／
Ｃ８％の現像剤を現像装置４に供給したときにトナー濃
度センサー３からの出力電圧ｖ６が２■となるようにし
、そのときの感度調整電圧■、に関連する調整データＤ
ＡＩをＥ”ＰＲＯＮ　２０３に記憶することにより、ト
ナー濃度センサー３の感度調整を自動化する。

一＼ また同様にトナー濃度センサー３の感度調整電圧■１を
ｖ、２に設定し、出力電圧ｖ０が例えば０．５Ｖ以上か
否かにより作像ユニット４０の装着の有無を検出できる
。

またこの実施例ではＥ”ＦＲＯＭ　２０３に作像回数、
調整データＯＡ、等の作像ユニット４０毎の固有の情報
を格納しているので、本体１のＥ”ＰＲＯＭ　２０２の
負担が小さくなり、小容量化できる。

一方、第１図において１２０は複写紙Ｐを収納しておく
ためのカセットであり、本体１に対して着脱自在となっ
ており、そこには紙を送り出すための給紙ローラ３１が
備えられている。また、給紙ローラ３１はその内部に設
けである図示しないモータと連結されて回転駆動される
ようになっている。

カセット１２０より送り出された複写紙Ｐは中間ローラ
３２を経てタイミングローラ３３に送られ、タイミング
ローラ３３にて、タイミングをとって感光体ドラム２と
転写チャージ中６との間へ送り出される。

ここでトナー画像を転写された複写紙Ｐは搬送路２２を
経て定着装置３４へ送へ込まれる。定着装置３４は熱に
てトナー画像を複写紙Ｐに対して溶融定着させる。像が
定着された複写紙Ｐは排紙トレー１２１へ排出される。

第３図は原稿台１５の前部に備える操作パネルを示す平
面図である。操作パネル７０の右隅には複写動作をスタ
ートさせるプリントキー７１が、略中央には２個の７セ
グメントのＬＨｏからなるコピー枚数の表示器７２が夫
々配されている。

プリントキー７１の左側に配されたテンキー８０〜８９
は主として複写部数の入力設定に使用する。９０は置数
解除用及び複写中断のためクリアストップキー（Ｃ／Ｓ
キー）である。また複写画像の濃度は表示器７２の下方
に配された露光ボリューム９２で連続的に設定可能であ
る。露光ボリューム９２の左側には自動露光を行うか否
かを選択する露光の自動／手動切換キー９３及び自動の
とき点灯するＬＥＤ９４が配されている。

自動／手動切換キー９３の上方には作像ユニット４０の
寿命（＝作像回数）によりその交換を指示すると共に作
像ユニット４０が未装着のとき、そのことを表示する作
像ユニット表示しＥＤ　９５が配され、その左側には紙
詰まり又は他の故障を表示するジャム／トラブル表示Ｌ
ＥＤ　９６が配されている。またその上方にはカセット
１２０内に複写紙Ｐがないことを示すペーパエンプティ
ＬＥＤ　９８及び容器１４１が空であるか、又は作像ユ
ニット４０力゛く本体ｌにセットされていないことを示
すトナーエンプティＬＥＤ９９が配置され、その左側に
は紙詰まりの部位を本体１、カセット１２０の２つの部
位に分けて表示するジャム表示器９７が配されている。

またプリントキー７１の上方にはトラブル、ジャム等の
間の複写禁止を表示する複写禁止１．ＥＤ　１００及び
各種複写待ちを表示する複写待ち表示ＬＨＤ　１０１が
配されている。

第４図は本発明の複写機の制御回路の構成を示すブロッ
ク図であり、複写機制御用のマイクロコンピュータ（以
下ＣＰＵという）２００が備えられている。ＣＰＵ　２
００には操作パネル７０のキー群及び各種センサ類のス
イッチ部からなるスイッチマトリックス２０１及び複写
枚数の表示部７２、各種表示用のＬＨｏ　９４〜１０１
が接続されている。また、複写動作及び走査動作制御用
の出力ボート部には、メインモータ２７、図示しない現
像モータ、タイミングローラクラッチ、帯電チャージャ
５、転写チャージャ６等の機器の夫々の駆動回路（図示
せず）が接続されている。さらにチップセレクト端子Ｃ
Ｓ１．　Ｃ５２、シリアルクロック端子ＳＣＫ、データ
入出力端子ｓ■。

ＳＯは本体ｌ側に設けられ、−モード情報、枚数情報等
の各種情報を記憶するＥ”ＦＲＯＭ２０２と作像ユニッ
ト４０に設けられ、作像ユニット４０の状態を示す情報
を記憶したＥ”ＦＲＯＭ　２０３との対応する端子に接
続されている。さらにまた、本体１の制御プログラム及
び本体１の状態を示すフラグを一時的に格納するＲＡＭ
　２０４が接続されている。

また、ＣＰＵ　２００にはトナー濃度センサ１３からの
出力電圧ｖ０が与えられると共に、ＣＰＩＩ　２００が
らＤ／Ａ変換部２０５、アンプ２０６を介して感度調整
電圧■１が与えられる。

次に第５図〜第８図のフローチャートを参照してＣＰＵ
　２００による制御手順について説明する。なおフロー
チャートの説明の前に、そこで使用するオンエツジ及び
オフエツジという用語を定義する。

オンエツジとは、スイッチ、センサ、信号等の状態がオ
フ状態からオン状態へ変化したとき、この状態変化をオ
ンエツジと定義する。

オフエツジとは、スイッチ、センサ、信号等の状態がオ
ン状態からオフ状態へ変化したとき、この状態変化をオ
フエツジと定義する。

第５図は本発明装置のメインフローのフローチャートで
あり、このフローチャートに沿って全体の概略動作を説
明する。

まず電源がオンされると、ステップ１１でＣＰＵ　２０
０のリセットが解除され、ＣＰｏ　２００．　ＩＥ”Ｆ
ＲＯＭ　２０２．２０３及びＲＡＭ　２０４等が初期化
される。

次にトナー濃度検出処理が行われ（ステップ＃２）ここ
で作像ユニット４０のセットの確認、トナー濃度センサ
１３の感度調整及び複写サイクルの所定タイミングで行
うトナー濃度側、御が実行される。そして各種入出力レ
ベルの調整を行う入出力処理（ステップ口３）、実際の
コピー動作を行い（ステップ１４）、メインルーチンの
１ループの所定時間が経過したか否かが判定され（ステ
ップＩ５）、経過するまで待機し、経過後にステップＩ
２に戻る。

次にトナー濃度検出サブルーチンについて第６図のフロ
ーチャートに基づき説明する。このサブルーチンでは０
〜２のステートにわけて制御を行う。最初にステップ１
６０１でステートを計数するステートカウンタの値をチ
エツクし、０のときは、ステップｌ６０２で作像ユニッ
ト装着検出サブルーチンにジャンプし、そこでセットさ
れる後述する作像ユニットセントフラグの状態により、
作像ユニット４０が装着されたか否かを判定する（ステ
ップ１６０３）。作像ユニット４０が装着されている場
合、次のステートに進むべくステートカウンタの値をイ
ンクリメントして１にしくステップ１６０４）　、メイ
ンルーチンに戻る。また作像ユニット４０が装着されて
いない場合は、作像ユニット表示Ｌｌ！Ｄ　９５及びプ
リント禁止ＬＨ０１０１を点灯し、作像ユニット４０が
未装着であることを示しくステップ１６０５）、メイン
ルーチンに戻る。

ステート＝１ではトナー濃度センサ感度調整サブルーチ
ンにジャンプしくステップ−６０６）　、そこで作像ユ
ニット４０が未使用か否か、現像剤が供給されたか否か
等の判断を行い、これに基づきトナー濃度センサ１３の
感度調整を行い、調整データＯＡ。

をＩＥ”ＰＲＯＭ　２０３に記憶する０次にステップ！
１６０７で調整データＤ＾１がイニシャルか否かをチエ
ツクし、イニシャルのときは感度調整中であるのでその
ままリターンし、イニシャルでないときはトナー濃度制
御へ進むべ（ステートカウンタをインクリメントする　
（ステップ１６０８）。

ステート＝２ではステップ１６０９でトナー濃度センサ
１３の出力電圧■。によりトナー濃度制御を行うトナー
濃度制御サブルーチンに進み、複写サイクルの所定タイ
ミングにおいて、出力電圧ｖ０のレベルを検出し、それ
を例えば６％のＴ／Ｃを示す閾値（＝　２．５Ｖ）と比
較し、Ｔ／Ｃが６％より低いと判断すると、トナー補給
の要求を出し、トナー補給を実行する。

第７図は本発明の要旨である作像ユニット装着検出サブ
ルーチンの手順を示すフローチャートである。まずステ
ップ１１７０１で感度調整電圧Ｖ、として所定の電圧Ｖ
。（例えば１４Ｖ）をＣＰＵ　２００を介してトナー濃
度センサ１３に出力する。そして感度調整電圧Ｖ、とじ
てｖ、、が与えられ感度調整されたｌ・ナー濃度センサ
１３からの出力電圧Ｖ０が所定の閾値電圧ｖ　ｒ　（例
えば０．５Ｖ）より大きいか否かをチエツクしくステッ
プ１１７０２）　、大きいときは作像ユニット４０が装
着しであると判断し、作像ユニットセットフラグをセッ
トしくステップ１７０３）、大きくないときは未装着で
あると判断し、作像ユニットセットフラグをリセットし
くステップ１７０４）、トナー濃度検出サブルーチンに
戻る。

次に第８図に示すトナー濃度センサ感度調整サブルーチ
ンに進む。このサブルーチンでは０と１との２つのステ
ートにより制御を行う、まずステートカウンタの値をチ
エツクしくステップ１８０１）イニシャル時には０にセ
ットされているので、ステート＝０に進む０次にＨ”Ｐ
Ｒ（ＩＭ　２０３内の調整データＯＡ、が設定されてい
ないかいるか、即ちイニシャルか否かにより作像ユニッ
ト４０の使用、未使用の別がチエツクされ（ステップ１
８０２）　、イニシャルのときは感度調整電圧−Ｖ、と
じて予め定めらレタ値のｖ□（例えば８．５Ｖ）をＣＰ
Ｕ　２００からトナー濃度センサ１３に出力し−（ステ
ップ１１８０３）　、次のステートに制御を進めるべく
ステートカウンタをインクリメントしくステップ１８０
４）　、）ナー濃度検出サブルーチンに戻る。イニシャ
ルではないトキ、即ち、既ニＥ”ＰＲＯ１’ｌ　２０３
内に調整データＯＡ。

が設定されている場合はＥ”ＦＲＯＭ　２０３から調整
データＤＡＩを読出し、それを感度調整電圧■１の新た
な設定値ｖ０としてＣＰＵ　２００を介してトナー濃度
センサ１３に出力しくステップ＃８０５）　、）ナー濃
度検出サブルーチンに戻る。

ステート＝１では、未使用の作像ユニット４０に供給さ
れたＴ／Ｃ８％の現像剤の現像装置４へのセットが完了
したか否かが、所定量の現像剤が供給される供給時間に
達したか否かにより判定され（ステップ１８０７）　、
セット終了していない場合は何も処理せず、リターンし
、セット終了した場合は、次のステップ１１８０８でト
ナー濃度センサ１３の出力電圧Ｖ、が所定の閾値ＶＺ（
例えば０．５Ｖ）より小さいか否かを判定し、小さいと
きは現像剤が供給されていないか又は誤ってトナーだけ
を供給したと判定し、トナーエンプティＬＥＤ　９９及
びプリント禁止ＬＨＤ　１０１を点灯し、現像剤が現像
装置４にセントされていないことを表示しくステップ＋
１８１５）リターンする。出力電圧ｖ０が閾値ｖ２より
大きいときは、現像剤が現像装置４内にセットされたと
判断し、ステップｌ８０９で出力電圧ｖ０が１．９■か
ら２．Ｉ　Ｖの範囲内か否かを調べ、範囲内に入ってい
るときはそのときの感度調整電圧■１の値を調整データ
ＤＡ＋　として！！”ＰＲＯＭ　２０３に記憶してＥ”
ＰＲＯＭ２０３のイニシャル状態を解除しくステップ１
８１３）、ステートカウンタをデクリメントして０にし
て、トナー濃度検出サブルーチンにリターンする。また
範囲外のときはステップ＃８１Ｏで出力電圧■。が２、
Ｉ　Ｖより大きいか否かを判定し、大きいときは感度調
整電圧■、の設定値ＶＢ１をａＶ（例えば０．５Ｖ）小
さい電圧（Ｖａ＋　　ａ）に設定する（ステップ１１８
１１）。また小さいときは逆に設定値■、をこれより大
きい電圧とするためにＶ、＋ａに設定しくステップ１１
８１２）　、設定された感度調整電圧ｖ１をトナー濃度
センサ１３に出力しくステップ１８１６）、リターンす
る。そして出力電圧■。がステップ＃８０９で前記範囲
内に入るまでステップ＃８０９〜ステップ雲８１２、ス
テップ」８１６の処理を繰返し、トナー濃度センサ１３
の感度を調整し、出力電圧■。が８％のＴ／Ｃの現像剤
がセットされたときに約２ｖとなるようにする。

なお、本実施例では作像ユニットがセットされた場合、
トナー濃度センサの出力が０．５Ｖ以上のとき作像ユニ
ットを装着していると判断したが、これは例示であり、
闇値電圧はセンサの感度に応じて適宜定めればよい。

〔効果〕

以上説明したとおり、本発明によればトナー濃度センサ
の感度調整によりトナー濃度と作像ユニットの装着の有
無とを検出できるので、本体から作像ユニットへのケー
ブル及びコネクタの数を減少させることができ、低価格
化が図れる等価れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成装置である複写機の構造
を示す概略縦断面図、第２図はトナー濃度センサの入出
力特性を示すグラフ、第３図は操作パネルを示す平面図
、第４図は制御回路の構成を示すブロック図、第５〜第
８図はＣＰＵによる制御手順を示すフローチャートであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像剤のトナー濃度により、画像濃度が制御される
   作像ユニットを着脱自在となしてある画像形成装置にお
   いて、 第１の感度調整信号が入力された場合の出力信号により
   トナー濃度を検出すると共に、第２の感度調整信号が入
   力された場合の出力信号により前記作像ユニットの装着
   の有無を検出する検出手段と、 前記感度調整信号を切換える切換手段と を備えることを特徴とする画像形成装置。