JP2001215763A

JP2001215763A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001215763A
Application number: JP2000028941A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Kobayashi; 克彰小林; Ichiro Ozawa; 一郎小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2001-08-10
Also published as: US6377762B2; US20010017991A1

Abstract

(57)【要約】【課題】特に高湿環境下で長期放置された直後の画像
不良を防止することができ、常に画像濃度が安定しカブ
リやガサツキのない良好な画像を得ることが可能な画像
形成装置を提供する。【解決手段】現像剤濃度制御手段は、現像手段内の現
像剤の物性を検出し、画像形成動作が停止される場合の
停止直前の検出結果に対して、画像形成動作が停止した
後再開される場合の再開直後の検出結果が変化したと判
断した場合、停止直前と再開直後の検出結果の差に基づ
いて、画像形成動作再開直後における画像形成動作の画
像形成プロセス条件を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート等の記録媒
体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、
プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられてい
る。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味
などの観点から、ほとんどの現像装置が二成分現像装置
を使用している。

【０００３】周知のように、この二成分現像剤のトナー
濃度、すなわちキャリア粒子及びトナー粒子の合計重量
に対するトナー粒子重量の割合は、画像品質を安定化さ
せる上できわめて重要な要素になっている。

【０００４】現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、
トナー濃度が変化する。このため、自動トナー補給制御
装置（ＡＴＲ）を使用して、適時現像剤のトナー濃度を
正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行い、ト
ナー濃度を常に一定に制御し、画像品質を保持する必要
がある。

【０００５】このように、現像により現像装置内のトナ
ー濃度が変化するのを補正するために、すなわち、現像
装置に補給するトナー量を制御するために、現像容器中
のトナー濃度検知装置及び濃度制御装置は、従来様々な
方式のものが実用化されている。

【０００６】例えば、現像剤担持体（一般に現像スリー
ブが用いられる場合が多いので以下の説明では「現像ス
リーブ」という）、あるいは現像容器の現像剤搬送路に
近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現
像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率が、トナー
濃度により異なることを利用して、トナー濃度を検知し
制御する現像剤濃度制御装置が使用されている。

【０００７】あるいは、現像剤の磁性キャリアと非磁性
トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知して電気
信号に変換するインダクタンスヘッドからの検出信号に
よって現像器内のトナーの実際の濃度を検知し、基準値
との比較によりトナーを補給するようにしたインダクタ
ンス検知方式の現像剤濃度制御装置などが使用されてい
る。

【０００８】また、像担持体（一般に感光体ドラムが用
いられる場合が多いので以下の説明では「感光体ドラ
ム」という）上に形成したパッチ画像濃度を、その表面
に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセ
ンサーにより読みとり、アナログ−ディジタル変換器で
ディジタル信号に変換した後ＣＰＵに送り、ＣＰＵで初
期設定値と比較し、初期設定値より濃度が高い場合、初
期設定値に戻るまでトナー補給が停止され、初期設定値
より濃度が低い場合、初期設定値に戻るまで強制的にト
ナーが補給され、その結果トナー濃度が間接的に所望の
値に維持される方式（以下、「パッチ検方式」と記す）
などがある。

【０００９】また、ＣＣＤ等で読みとった画像情報信号
の画像濃度のビデオカウント数から、トナー消費量を予
想し、それに対応する量のトナー補給を行うビデオカウ
ント方式と呼ばれる現像剤濃度制御装置もある。

【００１０】上記パッチ画像濃度から間接的にトナー濃
度を制御する方式は複写機、或いは画像形成装置の小型
化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手段を
設置するスペースが確保できない等の問題がある。

【００１１】また、ビデオカウント方式によるトナー補
給は、画像形成動作一回ごとにトナー補給量を算出し補
給するので、高濃度の画像によりトナーが多く消費され
た場合、前二者に比べて迅速に適正な現像剤濃度になる
ように制御される。

【００１２】ところが、トナー補給を行うトナーホッパ
ー等の精度により、少しでもビデオカウントから算出さ
れたトナー消費量とトナーホッパーによる補給にずれが
あった場合、画像形成枚数が大量になっていくと、初期
の適正な現像剤濃度から徐々にずれていってしまうこと
になり、ビデオカウント方式のみによる現像剤濃度制御
は困難である。

【００１３】一方、上記光検知式現像剤濃度制御装置
や、上記インダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置
（以下「インダクタンス検知方式ＡＴＲ」と記す）は、
上記のような問題がなく、検知装置が現像装置内に配置
できる分、余分なスペースを確保する必要がない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００１５】上記した、装置の小型化に有効な、光検知
或いは、インダクタンス検知方式を用い、画像形成動作
を行なうと、特に高湿環境下で長期放置した後、またそ
れに加え、画像形成動作が数万枚を超えている時の長期
放置後に、画像濃度が非常に濃い、且つ白地部にトナー
が付着する現象、また転写不良による画像ヌケ等の現象
が発生した。

【００１６】この現象に対し、本発明者等の詳細な検討
の結果、上記現象は、現像剤の摩擦帯電量の低下に起因
することが判明した。以下に詳細を記す。

【００１７】近年の高画質化の流れの中で、二成分現像
剤（トナー、キャリア）の粒径も小粒径化しており、そ
の結果、単位重量当りのトナー、キャリアの表面積が増
している。

【００１８】この様な現像剤を用いると、摩擦帯電立上
がり性は向上するが、高湿環境で放置されると、表面積
が大きい分、吸湿性が高く、帯電量の低下を生じやす
い。

【００１９】特に、画像形成動作が数万枚を超すと、外
添剤の蓄積等から、キャリア表面のスペント化が生じ、
高湿環境下での長期放置で、帯電立ち上がり性さえも低
下してしまう。

【００２０】現像剤の物性が上記した様に変化している
にもかかわらず、放置前のプロセス条件（例えば、現像
コントラスト電位、カブリ取り電位、転写条件）と同一
の条件で画出しを行なうと、上記した現象が発生するの
である。

【００２１】この現象は、パッチ検方式を用いることに
よって感光体上のトナーのり量を一定に保つことで、濃
度、転写性に対しては、緩和されるが、光検知方式やイ
ンダクタンス検知方式においては、従来は現像容器内の
トナー濃度を一定に保つだけであり、現像剤の物性変化
に対し、他のプロセス条件を制御することは不可能であ
った。

【００２２】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、特に
高湿環境下で長期放置された直後の画像不良を防止する
ことができ、常に画像濃度が安定しカブリやガサツキの
ない良好な画像を得ることが可能な画像形成装置を提供
することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、画像情報信号に応じた静電潜像が
形成される像担持体と、前記像担持体上に形成された静
電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手
段内の現像剤の濃度を制御する現像剤濃度制御手段と、
前記現像手段により現像された現像画像を記録材に転写
する転写手段と、を備え、前記記録材に画像形成動作を
行う画像形成装置において、前記現像剤濃度制御手段
は、前記現像手段内の現像剤の物性を検出し、前記画像
形成動作が停止される場合の停止直前の検出結果に対し
て、前記画像形成動作が停止した後再開される場合の再
開直後の検出結果が変化したと判断した場合、前記停止
直前と再開直後の検出結果の差に基づいて、前記画像形
成動作再開直後における前記画像形成動作の画像形成プ
ロセス条件を制御することを特徴とする。

【００２４】前記現像剤はトナー粒子とキャリア粒子を
有し、前記現像剤濃度制御手段は、前記現像剤のトナー
粒子とキャリア粒子の混合比率による見かけの透磁率を
検知し、その検知結果に基づく検出信号の基準値との比
較結果からトナー補給制御の基準値を基にトナーを補給
するインダクタンス検知方式であることも好適である。

【００２５】前記像担持体を帯電させる帯電手段と、該
帯電手段により帯電された前記像担持体に静電潜像を形
成させる露光手段とを備え、前記制御される画像形成プ
ロセス条件は、前記帯電手段と露光手段と現像手段のう
ち少なくとも１つの手段により印加されるバイアスを変
更することにより制御可能な現像コントラスト電位また
は現像カブリ取り電位であることも好適である。

【００２６】前記画像形成プロセス条件は、前記転写手
段により現像画像を搬送される記録材に転写する際に印
加される転写電流または転写電圧であることも好適であ
る。

【００２７】前記現像剤濃度制御手段は、前記画像形成
動作再開直後に制御された画像形成プロセス条件を所定
の時間後に元の画像形成プロセス条件に戻すよう制御す
ることも好適である。

【００２８】前記所定の時間は、前記画像形成動作によ
り画像を形成される記録材の枚数を基に決定されること
も好適である。

【００２９】前記現像装置は、該現像装置内の現像剤を
攪拌する現像剤攪拌部材を備え、前記所定の時間は、前
記現像剤攪拌部材の動作時間を基に決定されることも好
適である。

【００３０】前記所定の時間は、前記画像情報信号の濃
度信号のビデオカウント数を基に決定されることも好適
である。

【００３１】前記現像手段は、前記像担持体に近接して
設けられ、現像剤を担持する現像剤担持体を備え、該現
像剤担持体と像担持体が近接する位置で、該現像剤担持
体と像担持体は逆方向に回転することも好適である。

【００３２】前記キャリア粒子の比抵抗が、１×１０¹⁰
〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍであることも好適である。

【００３３】前記キャリア粒子は、バインダー樹脂と、
磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とから成る樹脂磁
性キャリアを重合法により生成されることも好適であ
る。

【００３４】前記画像形成動作が停止される場合の停止
直前の検出結果を記憶する記憶手段を備えることも好適
である。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００３６】本発明が適用できる画像形成装置は、例え
ば感光体、誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電
記録方式等によって画像情報信号に対応した潜像を形成
し、この潜像をトナー粒子とキャリア粒子を主成分とし
た二成分現像剤を用いた現像装置によって現像して現像
画像（トナー像）を形成し、これらトナー像を紙等の記
録材に転写し、定着手段にて永久像にする構成のもので
あればよい。

【００３７】（実施の形態１）まず、図１を参照して本
発明を適用した画像形成装置の全体構成について説明す
る。実施の形態１では本発明を電子写真方式のディジタ
ル複写機に適用した場合を示すが、本発明は電子写真方
式や静電記録方式の他の種々の画像形成装置に等しく適
用することができる。

【００３８】図１において、複写されるべき原稿３１の
画像はレンズ３２によってＣＣＤ等の撮像素子３３に投
影される。この撮像素子３３は原稿３１の画像を多数の
画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を
発生する。

【００３９】撮像素子３３から出力されるアナログ画像
信号は画像信号処理回路３４に送られ、ここで各画素毎
にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画
像信号に変換され、パルス幅変調回路３５に送られる。

【００４０】このパルス幅変調回路３５は入力される画
素画像信号毎に、そのレベルに対応した幅（時間長）の
レーザ駆動パルスを形成して出力する。

【００４１】即ち、図３（ａ）に示すように、高濃度の
画素画像信号に対してはより幅の広い駆動パルスＷを、
低濃度の画素画像信号に対してはより幅の狭い駆動パル
スＳを、中濃度の画素画像信号に対しては中間の幅の駆
動パルスＩをそれぞれ形成する。

【００４２】パルス幅変調回路３５から出力されたレー
ザ駆動パルスは半導体レーザ３６に供給され、半導体レ
ーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ
る。従って、半導体レーザ３６は高濃度画素に対しては
より長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短い
時間駆動されることになる。

【００４３】それ故、像担持体としての感光体ドラム４
０は、次述の光学系によって、高濃度画素に対しては主
走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対し
ては主走査方向により短い範囲が露光される。つまり、
画素の濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異な
る。

【００４４】従って、当然のことながら、高濃度画素に
対するトナー消費量は低濃度画素に対するそれよりも大
である。なお、図３（ｄ）に低、中、高濃度画素の静電
潜像をそれぞれＬ，Ｍ，Ｈで示した。

【００４５】半導体レーザ３６から放射されたレーザ光
３６ａは回転多面鏡３７によって掃引され、ｆ／θレン
ズ等のレンズ３８及びレーザ光３６ａを感光体ドラム４
０方向に指向させる固定ミラー３９によって感光体ドラ
ム４０上にスポット結像される。かくして、レーザ光３
６ａは感光体ドラム４０の回転軸とほぼ平行な方向（主
走査方向）にこのドラム４０を走査し、静電潜像を形成
することになる。

【００４６】感光体ドラム４０はアモルファスシリコ
ン、セレン、ＯＰＣ等を表面に有し、矢印方向に回転す
る電子写真感光体ドラムであり、露光手段としての露光
器４１で均一に除電を受けた後、帯電手段としての一次
帯電器４２により均一に帯電される。その後、上述した
画像情報信号に対応して変調されたレーザ光で露光走査
され、これによって画像情報信号に対応した静電潜像が
形成される。

【００４７】この静電潜像はトナー粒子とキャリア粒子
が混合された二成分現像剤４３を使用する現像手段とし
ての現像器４４によって反転現像され、可視画像（トナ
ー像）が形成される。ここで、反転現像とは、感光体の
光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電したトナー
を付着させてこれを可視化する現像方法である。

【００４８】このトナー像は２個のローラ４５，４６間
に架張され、図示矢印方向に無端駆動される転写材担持
ベルト４７上に保持された記録材としての転写材４８に
転写帯電器４９の作用により転写される。

【００４９】なお、説明を簡単にするために１つの画像
形成ステーション（感光体ドラム４０，露光器４１，一
次帯電器４２，現像器４４等を含む）のみを図示する
が、カラー画像形成装置の場合には、例えばシアン、マ
ゼンタ、イエロー、及びブラックの各色に対する４つの
画像形成ステーションが転写材担持ベルト４７上にその
移動方向に沿って順次に配列され、各画像形成ステーシ
ョンの感光体ドラム上に原稿の画像を色分解した各色毎
の静電潜像が順次に形成され、対応する色トナーを有す
る現像器で現像され、転写材担持ベルト４７によって保
持、搬送される転写材４８に順次に転写されることにな
る。

【００５０】このトナー像が転写された転写材４８は転
写材担持ベルト４７から分離されて図示しない定着器に
搬送され、定着されて永久像に変換される。また、転写
後に感光体ドラム４０上に残った残留トナーはその後ク
リーナ５０によって除去される。

【００５１】上記現像器４４の一例を図２に示す。図示
するように、現像器４４は感光体ドラム４０に対向して
配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁５
１によって第１室（現像室）５２と第２室（撹拌室）５
３とに区画されている。

【００５２】第１室５２には矢印方向に回転する非磁性
の現像スリーブ５４が配置されており、この現像スリー
ブ５４内にマグネット５５が固定配置されている。

【００５３】現像スリーブ５４はブレード５６によって
層厚規制された二成分現像剤（磁性キャリアと非磁性ト
ナーを含む）の層を担持搬送し、感光体ドラム４０と対
向する現像領域で現像剤を感光体ドラム４０に供給して
静電潜像を現像する。現像効率、即ち潜像へのトナーの
付与率を向上させるために、現像スリーブ５４には電源
５７から直流電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電
圧が印加されている。

【００５４】第１室５２及び第２室５３にはそれぞれ現
像剤撹拌スクリュー５８及び５９が配置されている。ス
クリュー５８は第１室５２中の現像剤を撹拌搬送し、ま
た、スクリュー５９は、後述するトナー補給槽６０のト
ナー排出口６１から搬送スクリュー６２の回転によって
供給されたトナー６３と既に現像器内にある現像剤４３
とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。

【００５５】隔壁５１には図２における手前側と奥側の
端部において第１室５２と第２室５３とを相互に連通さ
せる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上記ス
クリュー５８，５９の搬送力により、現像によってトナ
ーが消費されてトナー濃度の低下した第１室５２内の現
像剤が一方の通路から第２室５３内へ移動し、第２室５
３内でトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から第
１室５２内へ移動するように構成されている。

【００５６】さて、静電潜像の現像により現像器４４内
の現像剤濃度が変化するのを補正するために、即ち、現
像器４４に補給するトナー量を制御するために、本実施
の形態では現像器４４の第１室（現像室）５２の底壁に
インダクタンスヘッド２０が設置され、このインダクタ
ンスヘッド２０からの出力信号によって現像器４４内
の、具体的には第１現像室５２内の、現像剤４３の実際
のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを
補給するようにしたインダクタンス検知方式の現像剤濃
度制御装置が設けられている。

【００５７】上述したように、二成分現像剤は磁性キャ
リアと非磁性トナーを主成分としており、現像剤４３の
トナー濃度（キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に
対するトナー粒子重量の割合）が変化すると磁性キャリ
アと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率が変
化する。

【００５８】この見かけの透磁率をインダクタンスヘッ
ド２０によって検知して電気信号に変換すると、図４に
示すように、この電気信号（センサー出力電圧（Ｖ））
はトナー濃度（Ｔ／Ｃ比（％））に応じてほぼ直線的に
変化する。即ち、インダクタンスヘッド２０からの出力
電気信号は現像器４４内の二成分現像剤の実際のトナー
濃度に対応する。

【００５９】このインダクタンスヘッド２０からの出力
電気信号を比較器２１の一方の入力に供給する。この比
較器２１の他方の入力には、基準電圧信号源２２から、
現像剤４３の規定のトナー濃度（初期設定値におけるト
ナー濃度）における見かけの透磁率に対応する基準電気
信号が入力されている。

【００６０】従って、比較器２１は規定トナー濃度と現
像器内の実際のトナー濃度とを比較することになり、両
入力信号の比較結果としての、比較器２１の検出信号が
現像剤濃度制御手段としてのＣＰＵ６７に供給される。

【００６１】ＣＰＵ６７は、比較器２１からの検出信号
に基づいて、次回のトナー補給時間を補正するように制
御する。例えば、インダクタンスヘッド２０によって検
出された現像剤４３の実際のトナー濃度が規定値よりも
小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場
合には、ＣＰＵ６７は不足分のトナーを現像器４４に補
給するようにトナー補給槽６０の搬送スクリュー６２を
作動させる。

【００６２】即ち、比較器２１からの検出信号に基づい
て、不足分のトナーを現像器４４に補給するのに要する
スクリュー回転時間を算出し、モータ駆動回路６９を制
御してその時間だけモータ７０を回転駆動し、不足分の
トナーを現像器４４に補給する。

【００６３】また、インダクタンスヘッド２０によって
検出された現像剤４３の実際のトナー濃度が規定値より
も大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である
場合には、ＣＰＵ６７は比較器２１からの検出信号に基
づいて現像剤中の過剰トナー量を算出する。

【００６４】そして、その後の原稿による画像形成に際
しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補
給させるか、或いは過剰トナー量が消費されるまでトナ
ーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で
画像を形成して過剰トナー量を消費させ、過剰トナー量
が消費されたらトナー補給動作を前述の通り行なわせる
等の制御を行なう。

【００６５】次に、図５のフローチャートを参照して上
記動作についてさらに説明する。

【００６６】まず画像形成装置をスタートさせると（Ｓ
５０１），トナー濃度検出がスタートする（Ｓ５０
２）。

【００６７】ついでインダクタンスヘッド２０からの検
出電圧信号ａを比較器２１に入力し（Ｓ５０３），比較
器２１にて基準電圧信号源２２による基準電圧信号ｂと
比較し（Ｓ５０４），その検出信号差（ａ−ｂ）＞０か
どうかを判断し（Ｓ５０６），トナー濃度が基準値より
低い場合（ＹＥＳ）にはトナー補給時間を決定する（Ｓ
５０７）。

【００６８】ついでコピー動作を開始し（Ｓ５０８），
Ｓ５０７にて決定されたトナー補給時間だけ像間でトナ
ー補給が行われ（Ｓ５０９）、スタートに戻る。

【００６９】またＳ５０６にて、トナー濃度が基準値よ
り高い場合（ＮＯ）には、コピー動作が開始され（Ｓ５
１０），トナーが補給されずにスタートに戻る。

【００７０】なお、トナー濃度検出のタイミングはコピ
ー動作再開直前でも、コピー動作中でも構わない。例え
ば、画像形成動作１枚目はコピー動作再開直前、それ以
降はコピー動作中に検出しても構わない。

【００７１】また本実施の形態に用いているインダクタ
ンス検知ＡＴＲにおいては最適なトナー濃度（本実施の
形態では６％である。この値より高すぎるとトナーの飛
散などが生じ、低すぎると画像濃度が薄くなるなどの問
題が生じることがある）における検出信号の基準値を
２．５Ｖになるように調整しており、基準値よりセンサ
ーの検出信号が大きければ（例えば３．０Ｖ），トナー
を補給し、センサーの検出信号が小さければ（例えば
２．０Ｖ），トナー補給を停止することになっている
が、本発明は当然上記の信号処理に限定されるものでは
なく、回路の構成を変更して基準値が２．５Ｖ以外の値
であってもよく、またトナー濃度が最適値より低いとき
センサーの検出信号が小さくなるようにし、トナー濃度
が最適値より高いとき大きくなるようにしても構わな
い。

【００７２】以下に、上記インダクタンス検知ＡＴＲの
検知出力を利用した画像濃度制御及び画像不良防止作用
について詳述する。

【００７３】前述した様に、インダクタンス検知方式
は、センサー近傍の現像剤の見かけ透磁率の変化を検知
してトナー補給制御を行なっているのであるが、この見
かけ透磁率は、トナー濃度が変化しなくても、現像剤を
高湿環境下に長期放置した前後でかなり変化することが
本発明者等の実験で判明した。

【００７４】この現象は、長期放置により、現像剤の物
性変化が生じるためで、その物性変化の主たるものは、
カサ密度（空隙率、凝集度）の変化であった。

【００７５】そして、このカサ密度を変化させる因子が
殆んどトナーの摩擦帯電量の変化であることもわかっ
た。

【００７６】図６に、長期放置前後のインダクタンス検
知ＡＴＲの検知出力を示す。図６から明らかな様に、放
置直後の出力は、直前の出力より０．４Ｖほど増加して
おり、かなりの物性変化つまり帯電量の変化が生じてい
ることが、出力変化量よりわかる。

【００７７】この出力変化量から、トナー補給量補正を
行なえるのだが、本発明では、トナー補給量補正・制御
のみならず、他の画像形成プロセス条件を変化させるの
が特徴である。

【００７８】この画像形成プロセス条件は、本実施の形
態では、例えば現像コントラスト電位及びカブリ取り電
位である。より具体的に記すと、感光体上の潜像電位で
あり、これは帯電電位と露光電位で変化させることが可
能となる。また、現像のＤＣバイアスを変えることでコ
ントラスト電位、カブリ取り電位を変化させても構わな
い。

【００７９】尚、上記コントラスト電位、カブリ取り電
位は、長期放置前後のインダクタンス検知出力電圧差に
応じて、任意のレベル変化させ、濃度安定化や、カブリ
防止を行なえばよい。

【００８０】又、上記プロセス条件以外或いは併用し
て、同時に転写条件にフィードバックをかけてもよい。
具体的には、インダクタンス検知出力差に応じ、転写電
流もしくは電圧を変化させればよい。

【００８１】上記した制御のフローチャートの概略を図
７に示す。

【００８２】この制御により長期放置直後の画像不良を
未然に防ぐことが可能となった。

【００８３】なお、本実施の形態においては、画像形成
装置動作停止直前の現像剤制御装置の検出信号が記憶手
段としての不揮発性メモリーに記憶されていることで、
画像形成装置のメイン電源がオフの状態で放置されて
も、装置動作再開後の検出信号を比較できる。

【００８４】（実施の形態２）上述した実施の形態１で
は、長期放置前後のインダクタンス検知ＡＴＲの検知出
力の変化量から、トナー補給量補正・制御のみならず、
他の画像形成プロセス条件を変化させたが、実施の形態
２では、その変化させた画像形成プロセス条件を所定の
時間後に元のプロセス条件に戻すよう制御するものであ
る。

【００８５】現像剤のカサ密度は、温湿度などの環境が
大きく変化したり、放置によるパッキングや帯電量が下
がった場合においても、通常画像形成装置の動作が続け
られるうちに、その環境に徐々に馴染み、また撹拌によ
る現像剤のパッキングの解消、トナー帯電量の回復など
により、徐々にその環境に適したカサ密度に近づいてい
くと考えられる。

【００８６】したがって、長期放置直後に変化させたプ
ロセス条件を、所定の時間後にもとのプロセス条件に戻
すことで、環境に馴染み、カサ密度が安定した（帯電量
が元に戻った）状態でも、画像濃度を安定化させること
が可能となる。

【００８７】なお、上記所定の時間は画像形成枚数を基
に決定されることとし、例えば１００枚後に、元のプロ
セス条件に戻すことで、放置されカサ密度が大きく変化
した直後の画像濃度制御も、その後の大量の画像形成動
作により、カサ密度が安定した状態での画像濃度制御
も、所望の値に制御することが可能となる。

【００８８】また、現像剤のカサ密度の回復は撹拌部材
の駆動に直接関係するので、元のプロセス条件に戻すタ
イミングを、例えば撹拌部材の撹拌時間の総和が１０分
になった後にすることで、放置されカサ密度が大きく変
化した直後の画像濃度制御も、その後の大量の画像形成
動作により、カサ密度が安定した状態での画像濃度制御
も、所望の値に制御することが可能となる。

【００８９】また、ビデオカウント方式の制御も可能で
ある。このような制御方法ではビデオカウント数はトナ
ー消費量に比例するので、例えば長期の現像剤放置によ
り、キャリア同士に挟まれ押しつけられた結果トナーの
形状や表面性が変化し、カサ密度が変わった場合等にお
いても、トナーが消費され、新しく補給されることで、
初期のカサ密度に戻ることになる。

【００９０】そこで、元のプロセス条件に戻すタイミン
グを、例えばビデオカウントの積算値が一定の値になっ
た後とすることで、放置されカサ密度が大きく変化した
直後の画像濃度制御も、その後の大量の画像形成動作に
より、カサ密度が安定した状態での画像濃度制御も、所
望の値に制御することが可能となる。

【００９１】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３について、図８により説明する。本実施の形態の構
成上の特徴は、図７に示すように、現像剤担持体である
現像スリーブ５４を感光体回転方向と逆方向（カウンタ
ー方向）に回転させることにある。

【００９２】図７に示すように、現像スリーブ５４を感
光体回転方向と逆方向に回転する構成では、Ｓ２極を用
いて現像室５２の現像剤４３を搬送し、現像スリーブ５
４に現像剤４３を塗布した後、現像剤規制部材であるブ
レード５６ａによって現像スリーブ５４に塗布された現
像剤４３を規制することで現像スリーブ５４上のコート
量を制御している。

【００９３】このため、図２に示す感光体回転方向に順
方向に回転している構成で、現像スリーブ５４の規制ブ
レード５６近傍に現像剤が次々に詰まっていくのに比べ
て、現像スリーブ５４の規制ブレード５６近傍での現像
剤の圧縮が少なく、その結果現像剤の劣化を防止するこ
とができ、またトナー電荷量の変動を抑えることが可能
である。

【００９４】このことは、トナーの形状変化による現像
剤のカサ密度変化、あるいは現像剤圧縮によるトナー帯
電量変化を抑えることができ、現像剤同士の反発による
カサ密度変化を減少させることにつながり、従来の感光
体ドラムに対して順方向スリーブが回転している系に対
し、インダクタンス検知方式ＡＴＲの装置動作再開直後
のセンサー検出信号の誤差を小さくすることができると
同時に、放置前後の画像濃度変動も小さく抑えられ、あ
まりプロセス条件を変える必要がなくなるのである。

【００９５】（実施の形態４）次に、本発明の実施の形
態４について、図９により説明する。本実施の形態の特
徴はキャリアの材質、物性を変えることによりトナー帯
電量の変化を抑えることである。

【００９６】図９は従来使用されたフェライト系磁性キ
ャリアと本実施の形態でのトリボ変化量を抑えることが
できた高抵抗のキャリアとの、現像剤放置によるトナー
帯電量の変動と、それに対応する装置動作停止直前と装
置動作再開直後のセンサー検出信号の誤差を示したもの
である。

【００９７】本発明者等は、このような違いがでた原因
を以下のように考察した。本実施の形態の高抵抗キャリ
アとフェライト系磁性キャリアは、その比抵抗が異な
り、それぞれフェライト系磁性キャリアは１×１０⁹〜
１×１０¹⁰Ω・ｃｍとキャリア自体の抵抗が低いのに対
し、高抵抗キャリアが１×１０¹⁰〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍ
と高いため、一度キャリアに蓄積された電荷が逃げにく
く、現像剤を放置したときのキャリア内の電荷の変動が
少なく、その結果付着するトナーの帯電量の変化も少な
いものと考えられる。

【００９８】なお本発明者等は、上記高抵抗キャリア
を、バインダー樹脂と、磁性金属酸化物及び非磁性金属
酸化物とからなる樹脂磁性キャリアを重合法により生成
したが、他の製法により抵抗を調整することができれ
ば、そのキャリアを使用してもかまわない。

【００９９】なお、これまで説明してきた上記各実施の
形態では、本発明を電子写真方式のデジタル複写機に適
用した場合を示したが、本発明は実施の形態以外の電子
写真方式、静電記録方式などの種々の複写機、プリンタ
等の画像形成装置に等しく適用できるものである。

【０１００】例えば、本発明は画像の濃淡表現をディザ
法で行う画像形成装置にも適用でき、また、原稿のコピ
ーではなく、コンピューター等から出力された画像情報
信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明
は適用できる。さらに、画像形成装置や制御系の構成な
どについて、必要に応じて種々の変形及び変更ができ
る。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤濃度制御手段は、現像手段内の現像剤の物性を検
出し、画像形成動作が停止される場合の停止直前の検出
結果に対して、画像形成動作が停止した後再開される場
合の再開直後の検出結果が変化したと判断した場合、停
止直前と再開直後の検出結果の差に基づいて、画像形成
動作再開直後における画像形成動作の画像形成プロセス
条件を制御するので、画像形成動作再開直後の画像不良
を未然に防ぐことができ、画像濃度を適切な濃度に保
ち、長期にわたって良好な画像が得られる高品質な画像
形成装置を提供することが可能となる。

【０１０２】また、特に高湿環境下で長期放置直後の現
像剤の物性変化を確実に検知し、その検知結果に基づ
き、トナー補給量の補正のみならず画像プロセス条件を
変化させるので、常に画像濃度が安定し、カブリやガサ
ツキのない良好な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置を表す概略構成
図である。

【図２】本発明を適用した現像器を表す概略構成図であ
る。

【図３】画像情報信号をカウントする方法を説明する図
である。

【図４】現像剤のトナー濃度変化に対するインダクダン
スヘッドからの検出信号の変化を表す図である。

【図５】現像剤濃度制御手段の基本動作を説明するフロ
ーチャートである。

【図６】長期放置前後におけるインダクタンス検知ＡＴ
Ｒのセンサー検出信号と現像剤の摩擦帯電量の変化を表
す図である。

【図７】本発明を適用した現像剤濃度制御手段の動作を
説明するフローチャートである。

【図８】実施の形態３に係る現像スリーブと感光体ドラ
ムの回転方向を表す図である。

【図９】図９（ａ）は画像形成動作停止・再開前後にお
ける、従来使用されるフェライト系磁性キャリアと実施
の形態４に係る高抵抗のキャリアとの、トナー帯電量の
変動を表し、同図（ｂ）はインダクタンス検知ＡＴＲの
センサー検出信号の変化を表す図である。

【符号の説明】

２０インダクタンスヘッド２１比較器２２基準電圧信号源３１原稿３２レンズ３３撮像素子３４画像信号処理回路３５パルス幅変調回路３６半導体レーザ３６ａレーザ光３７回転多面鏡３８レンズ３９固定ミラー４０感光体ドラム４１露光器４２一次帯電器４３二成分現像剤４４現像器４５，４６ローラ４７転写材担持ベルト４８転写材４９転写帯電器５０クリーナー５１隔壁５２第１室（現像室）５３第２室（攪拌室）５４現像スリーブ５５マグネット５６ブレード５７電源５８，５９スクリュー６０トナー補給槽６１トナー排出口６２搬送スクリュー６３供給されたトナー６７ＣＰＵ６９モータ駆動回路７０モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ＸＦターム(参考） 2H005 BA03 BA11 CB03 EA01 FA01 2H027 DA38 DB01 DD07 DE04 DE09 EA01 EA03 EA05 EA06 EC06 EC18 EF01 2H032 AA02 BA05 CA02 CA12 2H077 AB14 DA10 DA42 DA52 DB08 DB12 DB15 EA03 9A001 HH34 KK31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報信号に応じた静電潜像が形成さ
れる像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現
像する現像手段と、前記現像手段内の現像剤の濃度を制御する現像剤濃度制
御手段と、前記現像手段により現像された現像画像を記録材に転写
する転写手段と、を備え、前記記録材に画像形成動作を行う画像形成装置
において、前記現像剤濃度制御手段は、前記現像手段内の現像剤の
物性を検出し、前記画像形成動作が停止される場合の停止直前の検出結
果に対して、前記画像形成動作が停止した後再開される
場合の再開直後の検出結果が変化したと判断した場合、前記停止直前と再開直後の検出結果の差に基づいて、前
記画像形成動作再開直後における前記画像形成動作の画
像形成プロセス条件を制御することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】前記現像剤はトナー粒子とキャリア粒子
を有し、前記現像剤濃度制御手段は、前記現像剤のトナー粒子と
キャリア粒子の混合比率による見かけの透磁率を検知
し、その検知結果に基づく検出信号の基準値との比較結
果からトナー補給制御の基準値を基にトナーを補給する
インダクタンス検知方式であ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】前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
該帯電手段により帯電された前記像担持体に静電潜像を
形成させる露光手段とを備え、前記制御される画像形成プロセス条件は、前記帯電手段
と露光手段と現像手段のうち少なくとも１つの手段によ
り印加されるバイアスを変更することにより制御可能な
現像コントラスト電位または現像カブリ取り電位である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記画像形成プロセス条件は、前記転写
手段により現像画像を搬送される記録材に転写する際に
印加される転写電流または転写電圧であることを特徴と
する請求項１，２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記現像剤濃度制御手段は、前記画像形
成動作再開直後に制御された画像形成プロセス条件を所
定の時間後に元の画像形成プロセス条件に戻すよう制御
することを特徴とする請求項１，２，３または４に記載
の画像形成装置。
【請求項６】前記所定の時間は、前記画像形成動作に
より画像を形成される記録材の枚数を基に決定されるこ
とを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記現像装置は、該現像装置内の現像剤
を攪拌する現像剤攪拌部材を備え、前記所定の時間は、前記現像剤攪拌部材の動作時間を基
に決定されることを特徴とする請求項５または６に記載
の画像形成装置。
【請求項８】前記所定の時間は、前記画像情報信号の
濃度信号のビデオカウント数を基に決定されることを特
徴とする請求項５，６または７に記載の画像形成装置。
【請求項９】前記現像手段は、前記像担持体に近接し
て設けられ、現像剤を担持する現像剤担持体を備え、該
現像剤担持体と像担持体が近接する位置で、該現像剤担
持体と像担持体は逆方向に回転することを特徴とする請
求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】前記キャリア粒子の比抵抗が、１×１
０¹⁰〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍであることを特徴とする請求
項２乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記キャリア粒子は、バインダー樹脂
と、磁性金属酸化物及び非磁性金属酸化物とから成る樹
脂磁性キャリアを重合法により生成されることを特徴と
する請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成
装置。
【請求項１２】前記画像形成動作が停止される場合の
停止直前の検出結果を記憶する記憶手段を備えることを
特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画
像形成装置。