JP2003207956A - トナー濃度制御方法及びトナー濃度制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

トナー濃度制御方法及びトナー濃度制御装置及び画像形成装置

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JP2003207956A
JP2003207956A JP2002004714A JP2002004714A JP2003207956A JP 2003207956 A JP2003207956 A JP 2003207956A JP 2002004714 A JP2002004714 A JP 2002004714A JP 2002004714 A JP2002004714 A JP 2002004714A JP 2003207956 A JP2003207956 A JP 2003207956A
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Mugijirou Uno
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電子写真方式の画像形成装置において、紙粉等
が現像部に入り込んでも常に適正なトナー濃度を保ち、
地汚れ・画像潰れ等の異常画像を抑制することができる
トナー濃度制御方法を提供する。 【解決手段】本発明のトナー濃度制御方法では、制御部
20は、現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を
検知するトナー濃度センサ12と、感光体上に作像され
た基準パターンの濃度を検知するパターン濃度センサ1
3を用い、トナー濃度センサ12の出力が上限値であ
り、かつパターン濃度センサ13の出力が予め設定した
濃度上限値を超えた場合、黒字率の高い画像を数枚出力
させる制御を行う。これにより現像装置内に新しいトナ
ーが補給され現像装置内の現像剤の帯電量が低下し、か
つ紙粉等の混入でトナー濃度センサの感度を狂わせてし
まうトナーが消費されて現像装置内からなくなるため、
正常な制御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置で
あって二成分現像剤を用いる画像形成装置のトナー濃度
制御方法及びトナー濃度制御装置に関し、特に現像剤の
トナー濃度と基準値との差からトナー補給量を決定する
とともに、感光体上における基準パターンの形成状態に
応じて前記基準値を修正するように構成したトナー濃度
制御方法及びトナー濃度制御装置に関するものであり、
さらには、そのトナー濃度制御装置を備えた画像形成装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、二成分現像剤を用いる電子写
真方式の画像形成装置においては、その現像剤のトナー
濃度をいかに制御するかが重要な課題であった。トナー
濃度の制御方法としては、例えば特開平1−15417
9号公報に示されるように、トナー濃度センサ(Tセン
サ)を用いて一定のトナー濃度になるようにトナー補給
を行なう技術がある。この場合、特開昭63−5847
2号公報に示されるように、トナー濃度センサの出力の
ばらつきを抑えるために何らかの回路を付加し、トナー
濃度センサの出力が所定の範囲内に入るように調整する
のが一般的であった。ところが、このようなトナー濃度
を一定に制御する技術の場合には、次のような欠点があ
る。すなわち、トナー濃度が同じでも、周辺環境の温
度、湿度や、現像剤の使用条件により、画像形成装置の
出力画像の濃度は変化してしまうのである。これは、電
子写真方式の画像形成装置では、トナーを摩擦帯電させ
ることによって現像を行なうことに起因した問題であ
り、極めて本質的な問題である。
【0003】この問題を解決するためのトナー濃度制御
方法としては、感光体上に基準パターンを作り、このパ
ターンの濃度が一定になるようにトナーを補給するとい
う技術がある。ところが、このようなパターン濃度を一
定に制御する制御方法においても、次のような問題があ
る。すなわち、温湿度環境や使用条件によりパターン濃
度を保証しようとして著しくトナー濃度を上げなければ
ならない場合、トナーを十分に帯電しきれなくなって、
現像器からトナーが吹き出して機械内を汚し故障を招い
たり、逆に、トナー濃度を極端に下げなければならない
場合、キャリアが感光体上に付着して故障の原因となる
ことがある。このような場合には、パターン濃度が狙い
から少々ずれても、トナー濃度を一定範囲内に抑えた方
がよい。
【0004】そこで、上記トナー濃度センサ(Tセン
サ)と、感光体の基準パターンの反射濃度を検知するパ
ターン濃度センサ(Pセンサ)を組み合わせて使う技術
が開発された。このような技術には、例えば、特開平2
−34877号公報に記載された技術がある。この技術
では、通常は、トナー濃度センサによりトナー濃度を一
定に保つようにトナー補給を行い、所定時間おき或いは
所定のコピー枚数毎に基準パターンを作り、そのパター
ン濃度をパターン濃度センサで検知し、その検知結果に
応じてトナー濃度センサの出力値に基づく制御の基準値
を変える。そして、トナー濃度の上下限値に対応する基
準値を予め定めておき、その上下限基準値の範囲外には
たとえパターン濃度が狙いからずれていも基準値をずら
さないように制御する。この技術を採用することによ
り、不具合なく安定した画像濃度が得られる画像形成装
置を提供できるようになった。
【0005】しかし、同じトナー濃度センサ出力の上限
値(上記従来技術の実施例では濃度の下限値)でも制御
されている実際のトナー濃度が異なることが判明した。
すなわち、ある記録紙を通紙した場合、濃度が高目に制
御されているために地汚れや画像濃度が濃すぎるため、
画像潰れが発生する不具合が発生した。これは、記録紙
から生ずる紙粉が現像部に入り込みトナー濃度センサの
出力を設定範囲から外してしまうため、トナーが過補給
されて発生する不具合である。また、トナー濃度センサ
の上限値はトナーエンド検知を行なうために更に高くす
るとトナーが無くなったことを検知できなくなるため現
実的ではない。
【0006】尚、本出願人は先に、トナー濃度センサ
(Tセンサ)とパターン濃度センサ(Pセンサ)とを併
用しつつも、トナー濃度センサの調整手段を省いた安価
な装置構成で、画像濃度を安定に制御できるトナー濃度
制御装置を提案している(特開平10−186830号
公報)。このトナー濃度制御装置では、新現像剤を装填
した直後のトナー濃度センサ(Tセンサ)の出力値Vt
iを検知し、その出力値Vtiに基準値Vrefを合わ
せ、出力値Vtiとトナー濃度変化量ΔTCとの対応関
係を示したデータテーブルを基に、そのときのTセンサ
の出力値から一定トナー濃度分ずれたTセンサの出力値
として基準値Vrefの上限値VrefH及び下限値V
refLを計算する。そして算出した上限値VrefH
及び下限値VrefLをメモリに記録し、通常動作にお
いては、次の現像剤交換までの間、パターン濃度センサ
(Pセンサ)の検知結果による基準値の修正はVref
H〜VrefLの範囲内で行なう。また、新現像剤のト
ナー濃度を電子写真装置(電子写真方式の画像形成装
置)で許容できる最大トナー濃度とし、かつ、トナー濃
度の上限を規定するVrefLとTセンサの出力値Vt
iとが等しくなるように設定する。以上の制御により、
トナー濃度センサの調整手段を省いた安価な装置構成
で、画像濃度を安定に制御でき、また、トナー濃度の過
上昇を抑えることができる。
【0007】また、本出願人は先に、現像剤の特性が大
きく変化したことにより生ずるトナー濃度の変動を防止
することにより、地肌汚れの解消、画像濃度の安定化が
良好に行われるトナー濃度制御が行える画像形成装置を
提案している(特開平11−305497号公報)。こ
の画像形成装置では、Pセンサで感光体上に形成された
基準画像の濃度を検出し、この時Vsp/Vsg(Vs
p:基準画像のPセンサ出力値、Vsg:非画像部での
Pセンサ出力値)及びPセンサ検知の際のTセンサ値V
T2と補正量ΔVTが求められ、Tセンサ制御目標値V
Trefが、関係式: VTref=VT2+f(Vsp/Vsg) から求められ、VTrefが記憶される。そして前回の
作像動作終了後のVT1と次回の作像動作開始時のVT
2とを比較し、差が所定のしきい値よりも大きいとき
は、Tセンサ制御目標値VTrefは演算値を使用し
て、トナー補給時間tを決定して、トナー補給がONさ
れ現像装置内にトナーが供給される。以上の制御によ
り、トナー濃度を安定させることができる。
【0008】しかし、特開平10−186830号公報
や、特開平11−305497号公報に記載の技術で
は、いずれの制御もTセンサの感度が変化したことに対
する補正が無いため、前述の従来技術と同様に、記録紙
から生ずる紙粉等が現像部に入り込み、トナー濃度セン
サの感度を狂わせてしまうような場合には、正常な画像
が保てないという欠点が有った。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、紙粉等が現像部に入り込んで
も常に適正なトナー濃度を保ち、地汚れ・画像潰れ等の
異常画像を抑制することができるトナー濃度制御方法及
びトナー濃度制御装置を提供することを目的とし、さら
には、そのトナー濃度制御装置を備えた画像形成装置を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に係る発明は、電子写真方式の画像形成装
置のトナー濃度制御方法であって、現像装置内の現像剤
の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度センサ
と、像担持体上に作像された基準パターンの濃度を検知
するパターン濃度センサとを用い、前記トナー濃度セン
サの出力が上限値であり、かつ前記パターン濃度センサ
の出力が予め設定した濃度上限値を超えた場合、黒字率
の高い画像を数枚出力させることを特徴とするものであ
る。
【0011】請求項2に係る発明は、電子写真方式の画
像形成装置のトナー濃度制御方法であって、現像装置内
の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度
センサと、像担持体上に作像された基準パターンの濃度
を検知するパターン濃度センサと、クリーニング部に溜
まったトナーを現像部に戻す廃トナーリサイクル機構を
用い、前記トナー濃度センサが上限値であり、かつ前記
パターン濃度センサ出力が予め設定した濃度上限値を超
えた場合、黒字率の高いトナー画像を像担持体上に数枚
分出力させることを特徴とするものである。
【0012】請求項3に係る発明は、電子写真方式の画
像形成装置のトナー濃度制御方法であって、現像装置内
の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度
センサと、像担持体上に作像された基準パターンの濃度
を検知するパターン濃度センサとを用い、前記トナー濃
度センサが上限値であり、かつ前記パターン濃度センサ
出力が予め設定した濃度上限値を超えた場合、現像バイ
アスを所定のレベル下げる制御を行なうことを特徴とす
るものである。
【0013】請求項4に係る発明は、電子写真方式の画
像形成装置のトナー濃度制御装置であって、現像装置内
の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知するトナー濃度
センサと、像担持体上に作像された基準パターンの濃度
を検知するパターン濃度センサと、前記トナー濃度セン
サの出力と前記パターン濃度センサの出力に基づいてト
ナー濃度制御を行なう制御手段とを備え、請求項1〜3
の何れか一つに記載のトナー濃度制御方法を行なうこと
を特徴とするものである。
【0014】請求項5に係る発明は、像担持体上に静電
潜像を形成し、該静電潜像を現像装置のトナーで顕像化
してトナー画像を形成し、像担持体上のトナー画像を転
写材に転写し、転写材上に転写されたトナー画像を定着
して画像を出力する電子写真方式の画像形成装置におい
て、請求項4記載のトナー濃度制御装置を備えたことを
特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成、動作及び作
用を図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明に係
る画像形成装置の制御系の一例を示すブロック図であ
り、図2は本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略
構成図である。また、図3は図2に示す画像形成装置の
作像部の詳細を示す概略断面図である。
【0016】まず、画像形成装置の構成例について説明
する。図2において、符号100は作像部であり、この
作像部100は、像担持体であるドラム状の感光体1
と、この感光体1の周囲に配設された帯電装置2、図示
しない光書き込み装置からのレーザー光3による光書き
込み部、現像装置4、転写装置7、クリーニング装置1
0などから構成されている。また、作像部100の下方
には給紙部6が設けられており、給紙部6には転写材
(例えば、B5,A4,B4,A3等の定型サイズにカ
ットされた記録紙)6aが収納されている。そして、画
像形成時には、収納部6の記録紙6aが、給紙ローラ5
aやレジストローラ5b等からなる給紙機構5で作像部
100に給紙される。また、作像部100の上方には、
加熱ローラと加圧ローラからなる定着装置8や、図示し
ない排紙トレイ等に記録紙を排紙する排紙装置9などが
設けられている。
【0017】ここで、作像部100の構成をより詳しく
説明する。図3に示すように、帯電装置2は、帯電ロー
ラ2aと帯電ローラクリーナ2bとで構成されており、
感光体1を帯電する際には、図示しない高圧電源により
帯電ローラ2aに帯電バイアスが印加される。光書き込
み部の図示は省略するが、光書き込み部は、例えば半導
体レーザー等のレーザー光源と、ポリゴンミラー等の光
偏向器と、各種レンズやミラー等からなる結像用光学系
から構成され、画像信号により強度変調されたレーザー
光3を光偏向器で偏向して感光体1上を走査し、静電潜
像を書き込む。現像装置4は、トナーとキャリアからな
る二成分現像剤を使用する現像装置であり、現像剤を担
持して感光体1上の静電潜像をトナーで現像する現像ロ
ーラ4aと、現像ローラ4a上の現像剤の量を規制する
とともにトナーとキャリアを摩擦帯電させる現像ドクタ
ー4bと、現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラ4
aに供給する第1搬送スクリュウ4cと、図示しないト
ナー補給手段によりトナー補給口4eから補給される補
給トナーと現像剤とを混合・攪拌しながら搬送する第2
搬送スクリュウ4dとを備え、第2搬送スクリュウ4d
の下部側には、現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤
中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ(Tセン
サ)12が設けられている。また、現像の際には図示し
ない高圧電源により現像ローラ4aに現像バイアスが印
加される。転写装置7は、図示の例では転写ローラであ
り、感光体上のトナー画像を記録紙6aに転写する際に
は図示しない高圧電源により転写バイアスが印加され
る。また、現像装置4と転写ローラ7の間の位置で、感
光体1と対向する位置には、感光体上にトナーで作像さ
れた基準パターンの濃度を検知するパターン濃度センサ
(Pセンサ)13が設けられている。クリーニング装置
10は、クリーニングブレード10aなどにより感光体
上に残留したトナーを掻き取って回収する。除電装置1
1は例えば除電ランプからなり、クリーニング後の感光
体表面の残留電荷を除電する。
【0018】尚、クリーニング装置10で回収したトナ
ーを現像装置4に戻す廃トナーリサイクル機構(搬送ス
クリュウや搬送コイル等)を設けてもよく、廃トナーリ
サイクル機構を設けた場合には、図4に示すように、ク
リーニング装置10で回収されたリサイクルトナーは、
廃トナーリサイクル機構(搬送スクリュウや搬送コイル
等)により現像装置4のトナー補給口4eに搬送され
て、図示しないトナー補給手段からの補給トナーと共に
現像装置内に戻されて再利用される。
【0019】次に図1に示す画像形成装置の制御系につ
いて説明する。図1において、コントロールボート20
は画像形成装置全体の制御を行なう部分であり、マイク
ロコンピュータ等からなる主制御部、記憶装置(RO
M,RAM,不揮発性RAM等のメモリ)、各種制御回
路、駆動回路、入出力装置、クロック、タイマー等から
構成されており、記憶装置に記憶されている制御用プロ
グラムや制御用データ、オペレーションパネル(操作パ
ネル)22による入力(設定)情報、トナー濃度センサ
(Tセンサ)12やパターン濃度センサ(Pセンサ)1
3及び図示しない温・湿度センサ等の各種センサからの
検知情報などに基づいて、除電ランプ11、トナー補給
制御用のトナークラッチ14、装置各部の駆動系を駆動
するメインモータ15、光書き込み部のポリゴンモータ
16、冷却用ファンのファンモータ18、磁性板制御等
を行なうソレノイド18、光書き込み部のレーザー光源
を駆動するレーザードライバー23、各種のバイアスを
印加する高圧電源24などの駆動を制御し、画像形成動
作の制御や後述するトナー濃度制御を行なう。
【0020】電源21はコントロールボード20を介し
て装置各部に電力を供給するとともに定着装置のヒータ
19に電力を供給する。また、オペレーションパネル
(操作パネル)22は各種入力キーや表示部(あるいは
タッチパネル式の表示装置)等を備え、使用者による各
種の設定や、装置状態の表示、警告等を行なう部分であ
る。高圧電源24は、帯電バイアス(C)、現像バイア
ス(B)、転写バイアス(T)等を印加するものであ
る。尚、トナー濃度制御装置は、トナー濃度センサ(T
センサ)12とパターン濃度センサ(Pセンサ)13、
トナー補給手段(トナークラッチ14等)、及び制御手
段であるコントロールボード20の制御部で構成され、
トナー濃度センサ(Tセンサ)12とパターン濃度セン
サ(Pセンサ)13の検知情報と、コントロールボード
20内の記憶装置に記憶されている設定情報及び制御用
データテーブルなどに基づいてトナー補給を制御し、現
像装置4のトナー濃度を制御する。
【0021】尚、以上の説明は、画像形成装置の画像形
成部(プリンタ部)の構成を示したものであり、画像形
成装置が複写機の場合には、公知の原稿読取装置が併設
され、原稿読取装置で読み取られた原稿の画像情報に応
じて光書き込み部が駆動され画像形成が行なわれる。ま
た、画像形成装置がプリンタの場合には、パーソナルコ
ンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に応じ
て光書き込み部が駆動され画像形成が行なわれる。
【0022】次に電子写真プロセスによる画像形成動作
を説明する。図1〜3において、電源21のメインスイ
ッチがONにされると、コントロールボード20の制御
部により初期設定動作が実行され、定着装置8のヒータ
19の加熱や、装置各部の動作チェックが実行される。
そして初期設定動作が終了すると待機状態となる。次に
使用者によりオペレーションパネル(操作パネル)22
が操作され、各種設定が行われた後、画像形成が開始さ
れる。尚、画像形成装置が複写機の場合には、スタート
キーが押されると、原稿読取装置で原稿の画像が読み取
られ、その画像情報が画像形成部に送られて画像形成が
開始される。また、画像形成装置がプリンタの場合に
は、パーソナルコンピュータ等の外部機器からプリンタ
に画像情報が送られて来ると画像形成が開始される。
【0023】画像形成が開始されると、作像部100の
感光体1は反時計回りに回転する。この感光体1は、帯
電装置2の帯電ローラ2aで表面が一様に帯電され、帯
電された部分が感光体1の回転に伴って移動し、図示し
ない光書き込み部から画像情報に応じて照射されるレー
ザ光3で露光され静電潜像が形成される。感光体1がさ
らに回転し、露光によって形成された静電潜像は、現像
装置4の現像ローラ4aに担持された二成分現像剤のト
ナーによって選択的に現像され顕像化されてトナー画像
になる。このトナー画像は、あるタイミングで同期を取
って給紙部6から給紙ローラ5aにより給紙され、レジ
ストローラ5bにより送り込まれる転写材(例えば定型
にカットされた記録紙)6aと転写部で接触し、転写部
の転写ローラ7によりトナー画像が記録紙6a上に転写
される。転写されたトナー画像が付着している記録紙6
aは、加熱ローラと加圧ローラからなる定着装置8に搬
送され、定着装置8によりトナー画像が記録紙6aに定
着される。そして定着後の記録紙6aは、排紙部9から
図示しない排紙トレイ等に排出され、ハードコピー(ま
たはプリント)が得られる。一方、感光体1は転写部通
過後、転写しきれなかったトナーなどをクリーニング装
置10のクリーニングブレード10aで回収され、除電
ランプ11で除電されて、再び帯電部に戻る。これらの
一連の動作を繰り返して設定された枚数分、連続的にハ
ードコピー(またはプリント)を形成する。
【0024】次に現像装置の構成とトナー濃度制御につ
いてより詳しく説明する。図3において、図示を省略し
ているが現像装置4のトナー補給口4eにはトナー補給
手段(トナークラッチ等)が設けられており、このトナ
ー補給手段にはトナーを収納した容器(トナーカートリ
ッジ、トナーボトル等)が取り付けられている。そし
て、トナー補給手段によりトナー補給口4eから供給さ
れたトナーは現像装置4内の現像剤の上に供給される。
そして螺旋形状の第2搬送スクリュウ4dで攪拌されな
がら図3の紙面奥方向に向けて現像剤とともに送られ
る。このトナーを補給・混合した現像剤の搬送路は奥側
では第1搬送スクリュウ4cと繋がっており、第1搬送
スクリュウ4c側では、今度は紙面奥から手前に向けて
現像剤が送られる。この搬送路は手前側で第2搬送スク
リュウ4dと繋がっており、トナーが混合された現像剤
は循環している。
【0025】トナーが混合・攪拌された現像剤は、第1
搬送スクリュウ4cで攪拌・搬送される途中で、磁石が
内蔵されている現像ローラ4aに磁力で汲み上げられ
る。そして時計回りに回転している現像ローラ4aの表
面に多量に磁力で吸着した現像剤は、現像剤量の規制部
材である現像ドクター4bで一定量に規制されるととも
に、現像剤中のトナーとキャリアを摩擦帯電させる。帯
電したトナーは、現像ローラ4aの主極で穂立ちしたキ
ャリアの周囲に付着した状態で感光体1に接触する。こ
の時、現像ローラ4aには高圧電源24により現像バイ
アス電圧が印加されており、感光体1上の静電潜像にト
ナーが選択的に静電吸着され、潜像がトナーで現像され
顕像化される。
【0026】現像装置4内の現像剤中のトナー濃度は、
現像剤の透磁率からトナー濃度を検知するトナー濃度セ
ンサ(Tセンサ)12で監視しており、コントロールボ
ード20の制御部は、トナー濃度センサ(Tセンサ)1
2の出力値が狙い値(基準値)よりも低い場合は、トナ
ー補給手段のトナークラッチ14を駆動してトナー補給
制御を行ない、トナー補給手段からトナーが補給され、
一定濃度に制御される。また、このトナー濃度センサ1
2の狙い値(基準値)は、感光体1上にトナーで形成さ
れる基準パターンの反射濃度をパターン濃度センサ(P
センサ)13で測定して決めている。尚、通常のトナー
濃度制御の場合は、従来技術で説明したトナー濃度制御
方法を適用することができる。しかし、記録紙から生ず
る紙粉等が現像装置内に入り込み、トナー濃度センサの
感度を狂わせてしまうような場合には、正常な画像が保
てなくなる場合がある。
【0027】そこで、本発明に係る画像形成装置のトナ
ー濃度制御装置では、以下の実施例に示すようなトナー
濃度制御を行なう。ここで、図5は本発明に係るトナー
濃度制御方法と異常検知方法を説明するための図であ
り、トナー濃度センサ(Tセンサ)出力とトナー濃度の
関係を示す図と、トナー濃度と画像濃度の関係を示す図
と、画像濃度とパターン濃度センサ(Pセンサ)出力の
関係を示す図を合わせて表示し、これらの相関を示した
ものである。また、図5に示す各図の関係は、データテ
ーブル化されてコントロールボード20の記憶装置に記
憶されており、コントロールボード20の制御部はトナ
ー濃度センサ(Tセンサ)12の出力とパターン濃度セ
ンサ(Pセンサ)13の出力、及び図5に示す関係のデ
ータに基づいて以下の実施例に示すトナー濃度制御を行
なう。
【0028】(実施例1)第1の実施例のトナー濃度制
御方法は、現像装置4内の現像剤の透磁率から現像剤濃
度を検知するトナー濃度センサ(Tセンサ)12と、感
光体1上に作像された基準パターンの濃度を検知するパ
ターン濃度センサ(Pセンサ)13とを用い、トナー濃
度センサ(Tセンサ)12の出力が上限値であり、かつ
パターン濃度センサ(Pセンサ)13の出力が予め設定
した濃度上限値を超えた場合、黒字率の高い画像を数枚
出力させる制御を行なうものである。
【0029】電子写真方式の画像形成装置において、二
成分現像剤で使用するトナーは黒字率が少ない画像をコ
ピーやプリントすると、枚数を取るにしたがって帯電量
(以降Q/Mと呼ぶ)が低くなる傾向がある。また、こ
の低下は、トナーが消費されないで現像装置4内に留ま
り、現像ローラ4aと現像ドクター4bの間でしごかれ
る等のストレスを繰り返し受けるために、トナーが劣化
し帯電能力が落ちるためである。トナー濃度センサ(T
センサ)12の感度が正常な場合、トナーの帯電量の低
下に伴って同一現像ポテンシャルでは、感光体1に付着
するトナーの量が増加してしまうので、パターン濃度セ
ンサ(Pセンサ)13で付着量が多いことが検知され、
トナー濃度の狙い値を低く設定する(図5の初期Tセ
ンサ狙い値(初期のトナー濃度目標値)から、Tセン
サ上限値(トナー濃度の下限値)にシフトする)。トナ
ー濃度の狙い値の下限値までは感光体1上のトナー付着
量が一定になるように制御され、下限値でこれ以上トナ
ー濃度が下がらなくなる(図5のトナー濃度下限値は
Tセンサの上限値になっているため)。通常この状態が
実使用上のトナー濃度下限値であり、画像上では問題が
無い。
【0030】ところが、ある記録紙(紙粉が発生し易い
記録紙等)を通紙すると、現像器内に紙粉が混入し、T
センサ感度が狂ってしまうために、図5のTセンサ感度
異常の曲線に示すように、Tセンサ出力とトナー濃度の
関係が正常な場合からずれてしまい、実際制御しようと
しているトナー濃度よりも高い値で頭打ちとなってしま
う(図5ののトナー濃度)。このために地汚れや画像
潰れ等の異常画像が発生する(図5のの画像濃度)。
この状態では、パターン濃度センサ(Pセンサ)13の
出力値はトナー濃度が高いために、通常の制御値よりも
著しく濃い値を示す(図5の異常Pセンサ値)。そこ
で制御部は、パターン濃度センサ(Pセンサ)13の出
力を検知し、その値が予め設定した濃度上限値(図5の
異常検知閾値)を超えた場合(図5の異常Pセンサ値
の場合)、Tセンサ12の感度(出力値)が狂わされて
いると判断する。そして、この判断に基づいて制御部は
作像部を駆動し、黒字率の高い画像、例えばA4サイズ
のベタ黒画像を作像し、記録紙に転写して数枚出力させ
る。このベタ黒画像の出力に伴い現像装置4内のトナー
が消費されてトナー濃度が低下し、Tセンサの狙い値を
割り込むために、トナー補給動作が行われて正常なトナ
ーが現像装置内に供給される。これにより現像装置内の
現像剤の帯電量が低下し、かつ紙粉等の混入でTセンサ
感度を狂わせてしまうトナーが消費されて現像装置内か
らなくなるため、正常な制御を行なうことができるよう
になる。
【0031】(実施例2)次に、第2の実施例のトナー
濃度制御方法は、現像装置4内の現像剤の透磁率から現
像剤濃度を検知するトナー濃度センサ(Tセンサ)12
と、感光体1上に作像された基準パターンの濃度を検知
するパターン濃度センサ(Pセンサ)13と、クリーニ
ング装置10に溜まったトナーを現像装置4に戻す廃ト
ナーリサイクル機構を用い、トナー濃度センサ(Tセン
サ)12が上限値であり、かつパターン濃度センサ(P
センサ)13出力が予め設定した濃度上限値を超えた場
合、黒字率の高いトナー画像を感光体1上に数枚分出力
させる制御を行なうものである。
【0032】本実施例では、実施例1と同様に、トナー
濃度センサ(Tセンサ)12の出力値の異常により、パ
ターン濃度センサ(Pセンサ)13の出力値が予め設定
した濃度上限値(図5の異常検知閾値)を超えた場合
(図5の異常Pセンサ値の場合)、制御部は、Tセン
サ12の感度(出力値)が狂わされていると判断する。
そして、この判断に基づいて制御部は作像部を駆動し、
黒字率の高い画像、例えば感光体上にA4サイズのベタ
黒画像を数枚分出力させる。本実施例では感光体上に付
着したトナーは記録紙に転写されないで、そのままクリ
ーニング装置10に回収される。このベタ黒画像の出力
に伴い現像装置4内のトナーが消費されてトナー濃度が
低下し、Tセンサ12の狙い値を割り込むために、トナ
ー補給動作が行われて正常なトナーが現像装置内に供給
される。これにより現像装置内の現像剤の帯電量が低下
し、かつ紙粉等の混入でTセンサ12の感度を狂わせて
しまうトナーが消費されて現像装置内からなくなるた
め、正常な制御ができるようになる。一方、クリーニン
グ装置10に一旦回収されたトナーは、図4に示すよう
に、クリーニング装置10に溜まったトナーを現像装置
4に戻す廃トナーリサイクル機構(搬送スクリューや搬
送コイル等)を通り、画像に影響を与えない量で徐々に
現像装置4に戻されるため、無駄なトナーや記録紙を消
費しない。
【0033】(実施例3)次に、第3の実施例のトナー
濃度制御方法は、現像装置4内の現像剤の透磁率から現
像剤濃度を検知するトナー濃度センサ(Tセンサ)12
と、感光体1上に作像された基準パターンの濃度を検知
するパターン濃度センサ(Pセンサ)13とを用い、ト
ナー濃度センサ(Tセンサ)12が上限値であり、かつ
パターン濃度センサ(Pセンサ)13出力が予め設定し
た濃度上限値を超えた場合、現像バイアスを所定のレベ
ル下げる制御を行なうものである。
【0034】本実施例では、実施例1と同様に、トナー
濃度センサ(Tセンサ)12の出力値の異常により、パ
ターン濃度センサ(Pセンサ)13の出力値が予め設定
した濃度上限値(図5の異常検知閾値)を超えた場合
(図5の異常Pセンサ値の場合)、制御部は、Tセン
サ12の感度(出力値)が狂わされていると判断する。
そして、この判断に基づいて制御部は、現像装置4の現
像ローラ4aに印加する現像バイアスを所定のレベル下
げる制御を行なう。具体例としては、現像ローラ4aに
印加する現像バイアスを−600Vから−500Vにシ
フトさせる。これにより感光体1の地肌部の電位(帯電
電位)Vd=−900Vとのポテンシャルは300Vか
ら400Vに増加する。したがって、帯電の低いトナー
でも現像部の電界密度が大きくなり感光体上に付着し難
くなる。また、記録部(潜像部)電位Vl=−200V
とのポテンシャルは−400Vから−300Vに低下す
るために感光体上のトナー付着量は低下して画像潰れが
抑制される。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係るト
ナー濃度制御方法では、現像装置内の現像剤の透磁率か
ら現像剤濃度を検知するトナー濃度センサと、像担持体
上に作像された基準パターンの濃度を検知するパターン
濃度センサとを用い、前記トナー濃度センサの出力が上
限値であり、かつ前記パターン濃度センサの出力が予め
設定した濃度上限値を超えた場合、黒字率の高い画像を
数枚出力させる制御を行なうので、現像装置内に新しい
トナーが補給され、現像装置内の現像剤の帯電量が低下
し、かつ紙粉等の混入でトナー濃度センサの感度を狂わ
せてしまうトナーが消費されて現像装置内からなくなる
ため、正常な制御を行なうことができる。
【0036】請求項2に係るトナー濃度制御方法では、
現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
ーンの濃度を検知するパターン濃度センサと、クリーニ
ング部に溜まったトナーを現像部に戻す廃トナーリサイ
クル機構を用い、前記トナー濃度センサが上限値であ
り、かつ前記パターン濃度センサ出力が予め設定した濃
度上限値を超えた場合、黒字率の高いトナー画像を像担
持体上に数枚分出力させる制御を行なうので、現像装置
内に新しいトナーが補給され、現像装置内の現像剤の帯
電量が低下し、かつ紙粉等の混入でトナー濃度センサの
感度を狂わせてしまうトナーが消費されて現像装置内か
らなくなるため、正常な制御を行なうことができる。一
方、クリーニング部に一旦回収されたトナーは、クリー
ニング部に溜まったトナーを現像部に戻す廃トナーリサ
イクル機構を通り、画像に影響を与えない量で徐々に現
像部に戻されるため、無駄なトナーや記録紙を消費しな
い。
【0037】請求項3に係るトナー濃度制御方法では、
現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
ーンの濃度を検知するパターン濃度センサとを用い、前
記トナー濃度センサが上限値であり、かつ前記パターン
濃度センサ出力が予め設定した濃度上限値を超えた場
合、現像バイアスを所定のレベル下げる制御を行なうの
で、現像バイアスが適正なポテンシャルに調整されて良
好な画像が得られる。
【0038】請求項4に係るトナー濃度制御装置では、
現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
ーンの濃度を検知するパターン濃度センサと、前記トナ
ー濃度センサの出力と前記パターン濃度センサの出力に
基づいてトナー濃度制御を行なう制御手段とを備え、請
求項1〜3の何れか一つに記載のトナー濃度制御方法を
行なうので、紙粉等が現像部に入り込んでも常に適正な
トナー濃度を保ち、地汚れ・画像潰れ等の異常画像を抑
制することができる。
【0039】請求項5に係る画像形成装置では、請求項
4記載のトナー濃度制御装置を備えたことにより、紙粉
等が現像部に入り込んでも常に適正なトナー濃度を保
ち、地汚れ・画像潰れ等の異常画像を抑制することがで
きるので、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の制御系の一例を示
すブロック図である。
【図2】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構
成図である。
【図3】図2に示す画像形成装置の作像部の詳細を示す
概略断面図である。
【図4】図3に示す作像部において廃トナーリサイクル
を行なう場合の説明図である。
【図5】本発明に係るトナー濃度制御方法と異常検知方
法を説明するための図であり、トナー濃度センサ(Tセ
ンサ)出力とトナー濃度の関係を示す図と、トナー濃度
と画像濃度の関係を示す図と、画像濃度とパターン濃度
センサ(Pセンサ)出力の関係を示す図を合わせて表示
し、これらの相関を示した図である。
【符号の説明】
1 感光体(像担持体) 2 帯電装置 2a 帯電ローラ 3 光書き込み部からのレーザー光 4 現像装置 4a 現像ローラ 4b 現像ドクター 4c 第1搬送スクリュウ 4d 第2搬送スクリュウ 4e トナー補給口 5 給紙機構 5a 給紙ローラ 5b レジストローラ 6 給紙部 6a 転写材(記録紙) 7 転写装置(転写ローラ) 8 定着装置 9 排紙装置 10 クリーニング装置 10a クリーニングブレード 11 除電ランプ 12 トナー濃度センサ(Tセンサ) 13 パターン濃度センサ(Pセンサ) 14 トナークラッチ(トナー補給手段) 20 コントロールボード 21 電源 22 オペレーションパネル 23 レーザードライバー 24 高圧電源
フロントページの続き Fターム(参考) 2H027 DA01 DA10 DD07 DE04 DE07 DE10 EA05 EC03 EC06 EC10 EC20 FA07 FB15 2H077 AA01 AA37 AB02 AC02 AC16 AD06 AD13 AD35 AE03 AE06 DA03 DA10 DA42 DA47 DA52 DB01 DB08 DB14 DB16 EA03 2H134 GA01 GB02 HD01 JA02 JA11 KG03 KG08 KH17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子写真方式の画像形成装置のトナー濃度
    制御方法であって、 現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
    トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
    ーンの濃度を検知するパターン濃度センサとを用い、前
    記トナー濃度センサの出力が上限値であり、かつ前記パ
    ターン濃度センサの出力が予め設定した濃度上限値を超
    えた場合、黒字率の高い画像を数枚出力させることを特
    徴とするトナー濃度制御方法。
  2. 【請求項2】電子写真方式の画像形成装置のトナー濃度
    制御方法であって、 現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
    トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
    ーンの濃度を検知するパターン濃度センサと、クリーニ
    ング部に溜まったトナーを現像部に戻す廃トナーリサイ
    クル機構を用い、前記トナー濃度センサが上限値であ
    り、かつ前記パターン濃度センサ出力が予め設定した濃
    度上限値を超えた場合、黒字率の高いトナー画像を像担
    持体上に数枚分出力させることを特徴とするトナー濃度
    制御方法。
  3. 【請求項3】電子写真方式の画像形成装置のトナー濃度
    制御方法であって、 現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
    トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
    ーンの濃度を検知するパターン濃度センサとを用い、前
    記トナー濃度センサが上限値であり、かつ前記パターン
    濃度センサ出力が予め設定した濃度上限値を超えた場
    合、現像バイアスを所定のレベル下げる制御を行なうこ
    とを特徴とするトナー濃度制御方法。
  4. 【請求項4】電子写真方式の画像形成装置のトナー濃度
    制御装置であって、 現像装置内の現像剤の透磁率から現像剤濃度を検知する
    トナー濃度センサと、像担持体上に作像された基準パタ
    ーンの濃度を検知するパターン濃度センサと、前記トナ
    ー濃度センサの出力と前記パターン濃度センサの出力に
    基づいてトナー濃度制御を行なう制御手段とを備え、請
    求項1〜3の何れか一つに記載のトナー濃度制御方法を
    行なうことを特徴とするトナー濃度制御装置。
  5. 【請求項5】像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜
    像を現像装置のトナーで顕像化してトナー画像を形成
    し、像担持体上のトナー画像を転写材に転写し、転写材
    上に転写されたトナー画像を定着して画像を出力する電
    子写真方式の画像形成装置において、 請求項4記載のトナー濃度制御装置を備えたことを特徴
    とする画像形成装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007052051A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Ricoh Co Ltd 画像形成装置および画像形成装置のリサイクル経路の搬送駆動方法
JP2010175811A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Ricoh Co Ltd 画像形成装置トナーリサイクル機構
JP2011174971A (ja) * 2010-02-23 2011-09-08 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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