JP2004004961A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　現像剤収容部内の現像剤の撹拌を行うとき、撹拌作業に同期して像担持体上にパターン像を形成し該パターン像の濃度を検知して、画像濃度が良好になったら撹拌を停止することにより、現像剤の撹拌時間をほぼ必要最低限に押さえる。
【解決手段】現像剤の撹拌作業と平行して検知感度の十分ある画質検知用のハーフトーンパターンを感光体ドラム１上に顕像化し、このハーフトーンパターンと白部電位部との濃度を光学センサ３０によって検出し、両者の検出値が適正値に安定するまで撹拌を継続し、安定したら撹拌作業を停止する。この撹拌作業には上限時間を設定し、この上限に達した場合、撹拌作業を停止するようにしてもよい。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体に供給する現像剤の帯電の安定性を目的として現像剤を撹拌する際に、不必要に撹拌し続けることを防止できる画像形成装置に関するものである。

　従来この種の画像形成装置においては、帯電した現像剤を磁力で像担持体上に引き付けて、現像を行うものが知られている。像担持体に良好に現像剤を補給するためには、現像剤が良好に帯電していることが求められる。また、特に二成分現像剤を用いている場合には現像剤中にトナーが均一に混合されていることが求められる。このため、従来、像担持体に供給する前の現像剤を撹拌するものが提案されていた。現像剤の撹拌を行う画像形成装置では、現像剤の撹拌程度が、現像剤の帯電量や現像剤中のトナーの混合具合等（以下、現像剤特性という）に影響を及ぼすため、良好な画像を得るためには現像剤の撹拌程度を適正にすることが要求される。

　例えば、二成分現像剤を用いた画像形成装置においては、画像濃度並びに現像ると共に現像装置内の現像剤特性を適正なレベルに安定させなくてはならない。現像剤中のトナー濃度の維持のために行われるトナー補給は通常、現像動作中、現像動作直前直後、装置のウオーミングアップ時等で実施され、トナー補給に伴って現像剤の撹拌を行い、補給されたトナーが現像剤に取り込まれるようにすると共に現像剤特性を良好にしていた。

　しかし、上述の現像剤の撹拌をどの程度実施すれば十分であるかは、撹拌を行う直前の現像剤中のトナー濃度、現像剤特性等に依存し、画像形成装置の使用状況等によって変化することを考慮しなくてはならない。

　これに対する簡易的な手段として、種々の方法が提案されている。
　例えば、特許文献１によれば、トナー補給後の現像装置内の現像剤濃度検知センサにより検知される情報に応じて撹拌時間を制御する方法が提案されている。また、トナー補給量に応じて撹拌時間を制御する方法や、どのような場合においても安定した良好な画像を得るのに十分なだけの現像剤特性を得られる一定の撹拌時間を、トナー補給を行う毎に実施する方法等も知られている。

　一方、現像剤の撹拌は、経時／環境等によって変化した現像剤特性を考慮したものでなくては、常時安定した画像品質は得られない。
　これに対する手段として、例えば、特許文献２によれば、濃度検知手段により、像担持体上の非画像部の濃度を検知し、該濃度の検知結果が一定値以上になると現像手段へのトナー補給を停止し、撹拌部材の駆動を行うことにより、トナー飛散や、画像への地割れを防止するものが提案されている。
特開平３−２９３３８３号公報 特開平２−１２５２７５号公報

　ここで、上記の現像剤濃度検知センサの検知結果に応じて撹拌時間を制御する方法や、トナー補給量に応じて撹拌時間を制御する方法においては、検知対象となる現像剤の現像剤特性を正確に把握することが必要となる。ところが、特異な状況においてはこの正確な把握が難しいため、制御の柔軟性に欠けるという問題点があり、また、特異な状況に応じた制御を正確に行うことは、高等な技術が必要となるため困難であった。
　従って、現像剤特性に応じた撹拌制御の確実性を求めるなら、十分長い時間現像剤の撹拌作業を行う方法を採るのが無難であろう。

　上記のことから、従来提案されている画像形成装置においては、良好な画像を安定的に得るためには、現像剤の撹拌作業を予め長く設定することが要求されることになる。しかしながら、現像剤の撹拌時間を長くとれば、現像剤の劣化が早まるばかりでなく、制御方法によっては、画像形成装置の無駄なダウンタイムの発生又は、作業の遅延にもつながってしまう。

　本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、特異な状況においても、良好な画像を安定的に得るために必要最低限の時間は撹拌を行い、かつ不必要に撹拌し続けることがない画像形成装置を提供することである。

　上記の目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体上の潜像を現像する現像器内で現像剤撹拌手段を適宜駆動し、現像器内の現像剤の帯電を安定化させる画像形成装置において、所定の作像条件により、白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部を像担持体上に形成し、かつ、該測定用の電位部に対し上記現像器で現像作用を及ぼす、該現像器を含む作像手段と、上記現像作用が及ぼされた上記測定用の電位部上の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の検知結果に基づいて上記現像剤撹拌手段の駆動を継続するか停止するかを決定する手段とを設けたことを特徴とするものである。

　ここで、白部相当の電位とは、通常の作像プロセスにおいてトナー付着を意図しない感光体部分の電位のことであり、例えば、正規現像においては一様帯電の電荷を露光によりほぼ全て除電した感光体部分の電位、反転現像においては一様帯電により帯電された感光体部分の電位である。

　また、特に上記測定用の電位部としてトナーが付着する電位部を形成する場合、作像手段を複数回繰り返して濃度検知を行うことが好ましい。これによれば、現像装置内におけるトナー分布が均一になったか否かを適切に判断できるためである。

　請求項１の画像形成装置においては、現像剤の撹拌をしながら、所定の作像条件により、白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部を像担持体上に形成し、該測定用の電位部上における現像剤の濃度を検知することにより現像剤特性を実質的な像担持体上の濃度で判断し、現像剤特性が良好になっていなければ現像剤の撹拌を継続し、良好になったらすぐに停止する。

　請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、現像剤にトナーを補給するトナー補給手段を設け、トナー補給中又は補給直後に現像剤撹拌手段の駆動を開始することを特徴とするものである。

　請求項２の画像形成装置においては、トナー補給手段による現像剤へのトナー補給中又は補給直後の現像剤とトナーとが均一に混合されていないときに、現像剤の撹拌を開始し、像担持体上に形成した所定の作像条件により、白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部を像担持体上に形成し、該測定用の電位部上における現像剤の濃度の検知結果によって現像剤特性を実質的に判断して現像剤の撹拌の継続と停止を制御して、トナー補給時又は補給直後に現像剤を撹拌したときにおいても、良好な現像剤特性を得られるようにする。

　請求項３の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、環境条件を検知する環境条件検知手段を設け、該環境条件検知手段によって使用環境が該画像形成装置の使用に適正な環境の範囲外にあると検知された場合に現像剤撹拌手段の駆動を開始するを特徴とするものである。

　ここで、現像剤特性は、経時及び環境等の使用環境条件の影響を受ける。例えば、湿度による環境依存性の高い現像剤の場合、装置内温度が略一定の場合、絶対湿度がある範囲内では、現像剤が画像形成に適正な現像剤特性を持つ適正湿度となり、適正湿度からはずれた場合でも適正湿度に近い範囲の湿度においては画像形成可能範囲がある。そして、上記画像形成可能範囲をはずれた湿度においては、現像剤特性が画像形成に適さない状態になってしまう。

　請求項３の画像形成装置においては、使用環境が該画像形成装置の使用に適正な環境の範囲外にあり、現像剤特性が画像形成に不適な状態になると判断したときに、現像剤の撹拌を開始し、所定の作像条件により、白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部を像担持体上に形成し、該測定用の電位部上における現像剤の濃度の検知結果によって現像剤特性を実質的に判断して現像剤の撹拌の継続と停止を制御して、トナー補給時又は補給直後に現像剤を撹拌したときにおいても、良好な現像剤特性を得られるようにする。

　ここで、上記撹拌不足の他に、現像剤劣化の度合いも上記白部相当の電位部における濃度の検出結果に影響を与える。劣化した現像剤をいくら撹拌しても良好な現像剤特性は得られず、この場合、撹拌作業が継続し続けて制御部が暴走するおそれがある。

　従来、現像剤の劣化度合いを検出する種々の方法が提案されている。
　例えば、特開昭５９−０３８７６７号公報によれば、像保持体上に所定の作像条件によって形成されたパターン像の濃度を光学センサで検知し、該検知結果のエッヂ効果の強さに基づいて現像剤の寿命を判断する方法が知られている。そして、特開平５−８０６５５号公報は、像保持体上に形成されたパターン像の非画像部の濃度を光学センサで検出し、該検知結果により地汚れの程度に基づいて現像剤の寿命を判断するものである。

　ところが、上記記現像剤の寿命検出手段は、現像剤の撹拌不足による画像への地汚れや画像濃度変動等の影響を考慮していないため、この検出手段によって検出された現像剤の寿命時期が、実際の現像剤の寿命とは一致していないおそれがあった。

　請求項４の画像形成装置は、請求項１乃至３の画像形成装置において、上記現像剤撹拌手段の駆動時間に上限を設けることを特徴とするものである。

　請求項４の画像形成装置においては、請求項１〜３の測定用の電位部上における現像剤濃度の検知の結果、現像剤特性が良好になっていないと判断した場合でも、撹拌開始からの時間が予め設定してある上限時間に達したときには、撹拌を停止する。

　請求項５の画像形成装置は、請求項４の画像形成装置において、上記現像剤撹拌手段の駆動時間が上限に達した場合、該上限に達した時点における上記濃度検知手段による上記白部相当の電位部の検知結果に応じて画像形成を禁止するか否かを判定することを特徴とするものである。

　請求項５の画像形成装置においては、現像剤の撹拌時間が予め設定してある上限に達すると、この時点での白部相当の電位部の検知結果に基づいて現像剤特性を実質的な像保持体上での濃度で判断して、画像形成を禁止するか否かを判定する。

　請求項６の画像形成装置は、請求項４の画像形成装置において、上記現像剤撹拌手段の駆動時間が上限に達した場合、該上限に達した時点における上記濃度検手段による上記白部相当の電位部の検知結果に応じて現像装置内の現像剤のトナー濃度制御レベルを調整することを特徴とするものである。

　請求項６の画像形成装置においては、現像剤の撹拌時間が予め設定してある上限に達すると、この時点での白部相当の電位部の検知結果に基づいて現像剤特性を実質的な像保持体上での濃度で判断し、該検知結果に応じて現像剤中のトナー濃度の制御レベルを調整する。

　請求項１の画像形成装置によれば、現像剤の撹拌をしながら、像担持体上の白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部における現像剤の濃度を検知することにより現像剤特性を判断し、現像剤特性を実質的な像担持体上の測定用の電位部の濃度が良好になる時点を把握して、画像濃度が良好になっていなければ現像剤の撹拌を継続し、良好になったらすぐに停止するので、形成画像が良好になる時点を正確に把握でき、現像剤の撹拌時間を最低限に押さえつつ良好な画像を維持することができるという優れた効果がある。

　なお、上記白部相当の電位部とトナーが付着する電位部とのいずれかの濃度を検知して撹拌制御を行う場合と、両者の濃度を検知して撹拌制御を行う場合とを比較すると、前者は後者に比して撹拌を継続するか停止するかの決定のための構成が簡略化できるという利点がある。一方、後者は現像剤特性を上記両者によって判断し、どちらか片方でも良好な検知結果になっていないときは現像剤の撹拌を継続し、両方が良好な状態になってから撹拌を停止するという制御が可能であるため、正確な画像の状態を把握してより確実に良好な画像が形成できる状態に現像剤特性が戻る時点を把握できるという利点がある。

　請求項２の画像形成装置によれば、現像剤へのトナー補給中又は補給直後の現像剤とトナーとが均一に混合されていないときに現像剤の撹拌を開始した場合でも、像担持体上のパターン像、非画像部、又は、両者の濃度を検知して現像剤特性を実質的に判断し、現像剤の撹拌の継続と停止を制御して良好な現像剤特性を得られるようにするので、トナー補給時に現像剤の撹拌不足による形成画像の不良や、撹拌を過剰にし過ぎて現像剤の劣化を早めてしまうことを防止できるという優れた効果がある。

　請求項３の画像形成装置によれば、使用環境が、現像剤特性を画像形成に不適な状態にさせると判断したときに、現像剤の撹拌を開始し、像担持体上の現像剤特性を実質的に判断して現像剤の撹拌の継続と停止を制御し、良好な現像剤特性を得られるようにするので、現像剤特性を画像形成に不適な状態にさせる使用環境である場合に現像時の現像剤の撹拌不足による形成画像の不良や、撹拌を過剰にし過ぎて現像剤の劣化を早めてしまうことを防止できるという優れた効果がある。

　請求項４の画像形成装置によれば、現像剤の撹拌をしながら、現像剤特性を実質的に像担持体上の画像濃度で判断し、画像濃度が良好になっていなければ現像剤の撹拌を継続するが、この撹拌時間に上限を設けることで、現像剤が劣化して現像剤特性が所望のレベルに復元できなくなった場合に、必要以上に撹拌作業が継続されることを回避できる。よって、画像形成装置の無駄なダウンタイムの発生や作業の遅延を回避することができるという優れた効果がある。

　請求項５の画像形成装置によれば、現像剤の撹拌作業時間が上限に達した時点で現像剤の撹拌作業を停止して、この時点での像保持体上の白部相当の電位部の検知結果に応じて画像形成を禁止するか否かを判定し、現像剤の劣化により良好な画像が得られないと判断した場合、画像形成装置の使用を不可能にするため、画像への地汚れや画像濃度変動等の発生を未然に防ぐことができるという優れた効果がある。

　請求項６の画像形成装置によれば、現像剤の撹拌作業時間が上限に達した時点で現像剤の撹拌作業を停止し、この時点での像保持体上の白部相当の電位部の検知結果に応じて現像剤の劣化状態を正確に判別することができる。そして、現像剤の寿命までは多少の猶予があると判別した場合、現像剤のトナー濃度制御レベルを下げることにより、画像への地汚れや画像濃度変動等の発生を一時的に回避することができ、この猶予時間中、画像形成装置の動作を停止しないため、無駄なダウンタイムの発生又は、作業の遅延を回避することができるという優れた効果がある。

〔実施形態１〕
　以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。
　図１は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。
　この複写機は、原稿読み取り用のスキャナー部２０と、このスキャナー部２０から出力されるデジタル信号を電気的に処理する画像処理部２１と、該画像処理部から出力されるデジタル信号に基づいて画像を転写紙上に形成するプリンタ部２２からなっている。

　上記スキャナー部２０においては、原稿載置台上に置かれた原稿の画像は、図示を省略した照射ランプ、ミラー、レンズを介して画像読取装置（図示省略）によって読み取られ、そのデータが画像処理部２１に送られる。
　上記画像処理部２１においては、このデータに必要な処理が施され、画像信号に変換され、プリンタ部２２へ送られる。

　上記プリンタ部２２においては、図中矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１は、帯電器２により表面が一様帯電される。そして、感光体ドラム１表面には、画像処理部２１からの画像信号に基づいて、半導体レーザ、ポリゴンミラー、反射ミラー等からなる露光装置３により、原稿の画像に対応した潜像が形成される。この感光体ドラム１上の潜像は、現像装置４との対向部で現像装置４の現像剤担持体としての現像ローラ４１から供給される現像剤で現像されて顕像となる。ここで、現像装置４については、後に詳述する。そして、顕像は、給紙トレイ５からレジストローラ６でタイミングをとられてベルト状の搬送装置７上に載置されて感光体ドラム１との対向部に搬送されてきた例えば転写紙（図示せず）に、転写装置８により転写される。顕像が転写された転写紙は搬送装置７により搬送され、定着装置９を通る際に顕像が定着されて排紙トレイ１０に排出される。ここで、顕像転写後の感光体ドラム１上に残留した未転写トナーは、クリーニング装置１１によって感光体ドラム１上からクリーニングされ、クリーニング装置１１に回収される。そして、クリーニング後の感光体ドラム１表面は、除電ランプ（図示せず）によって残留電荷が除電される。

　図２は、上記構成の複写機に用いられる現像装置の平面図である。この現像装置４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像を行うもので、主に現像剤撹拌槽４２と、その上方に設けられたトナー収容槽４３とから構成されている。上記トナー収容槽４３と現像剤撹拌槽４２との間には、トナー収容槽４３から現像剤撹拌槽４２にトナーを補給するためのトナー補給ローラ４４が設けられ、現像剤撹拌槽４２には、ケーシング底部に現像剤を撹拌する撹拌手段としての撹拌ローラ４５、ケーシングの感光体ドラム１に向いた開口部に現像剤を表面に担持する現像ローラ４１が設けられている。上記撹拌ローラ４５は現像剤撹拌槽内でトナーとキャリヤとからなる現像剤を混合撹拌しながら現像ローラ４１上に補給する。現像ローラ上に補給された現像剤は、所定の厚みに規制された後、感光体ドラムとの対向部の現像領域へと搬送される。

　そして、本実施形態の複写機では、感光体上のトナー付着量を検知するための光学センサ３０を感光体ドラムの回転方向Ａの現像領域下流側で感光体ドラムに対向する位置に設け、感光体上のトナー付着状況を検知している。この検出信号をもとに現像剤の撹拌を継続するか停止するかを決定する方法については、後に詳述する。

　ところで、撹拌ローラによる現像剤撹拌槽内の現像剤とトナーとの撹拌混合は、現像剤とトナーとを均一に混合し、かつ現像剤の帯電量を適正に立ち上げる目的で、装置を立ち上げた直後のウォーミングアップ時、現像動作中、現像動作直前直後、等に行われる。
　また、画像面積が大きくトナー消費量が多い画像を大量枚数形成するなど、トナー消費量が著しく増大し、現像装置内のトナー濃度が適正値から大幅に低下したとき、次の画像形成作業の命令が出されるまでの間に現像剤中のトナー濃度を適正値まで上げるためにトナー補給作業が行われる。この時、トナー収容槽から必要な量のトナーが補給された現像剤撹拌槽内の現像剤は、トナー濃度及び帯電性が不均一な状態になっているため、撹拌ローラの回転による現像剤の撹拌が開始される。

　本実施形態においては、帯電器及び露光装置を用い、上記撹拌作業と平行して検知感度の十分ある上記トナーが付着する電位部としてのハーフトーンパターンを形成し、現像装置で感光体ドラム上に顕像化した後、このハーフトーンパターンの画像濃度を光学センサで読み取っている。そして、光学センサの出力値に基づいて、帯電器グリッド（図示を省略）への印加電圧、露光装置のＬＤ印加電圧、現像ローラへの印加電圧を制御し、画像品質の維持を図る。光学センサは、ハーフトーンパターンの濃度を検出するだけでなく、上記白部相当の電位部としての白部電位部の濃度検出も行っている。ハーフトーンパターンと白部電位部の濃度の検出は交互に行っており、それぞれの検出サイクルが撹拌ローラの回転ペースの整数倍になるよう、ハーフトーンパターンの作像サイクルを設定している。　　　

　図３（ａ）、（ｂ）は、光学センサによるハーフトーンパターンと白部電位部の検出結果を示す図であり、横軸に撹拌時間、縦軸に光学センサの検出値を示している。図３（ａ）において、ハーフトーンパターンの検出値が破線で挾む領域ｌ内におさまったとき、ハーフトーンパターンの濃度が適正範囲内で安定し、現像剤は均一に混合されたと判断できる。一方、図３（ｂ）において、白部電位部の検出値が破線で示す値ｍより大きい値で安定したとき、白部電位部の濃度が適正値以上で安定し、現像剤が所望の帯電量になったと判断できる。そこで、現像剤の撹拌が開始された後、ハーフトーンパターンの検出結果が数回連続して領域ｌ内で安定し、且つ、白部電位部の検出結果が、予め実験的に求めておいた白部の適正値ｍより大きい値を示した時ｈ１で、ハーフトーンパターンの濃度が適正範囲内で安定し、かつ、白部電位部の濃度が適正値ｍ以上で安定して、これにより画像が良好になったと判断して撹拌を停止する。
　ここで、ハーフトーン及び白部電位部の濃度の安定の判断基準は、複写機のシステム、光学センサによる検出値の精度及び安定性、使用している感光体ドラム現像剤等のサプライの特性によって決まり、また、場合によっては、サプライの使用履歴に応じて変える必要もある。

　また、上記撹拌の継続及び停止の制御を、上記のようにハーフトーン及び白部電位部の両者の濃度の検出結果を用いて判断するのに代えて、ハーフトーンパターンの検出結果のみ、又は、白部電位部の検出結果のみで判断することもできる。

　上記構成によれば、現像剤の撹拌をしながら、現像剤中のトナーの均一混合の具合や帯電量等の現像剤特性を画像濃度で検知するので、画像の状態を正確に検知することができる。また、画像濃度が良好になっていなければ撹拌を継続し、良好になったら停止するので、画像が良好になる時点を正確に把握でき、画像が良好になったらすぐに撹拌を停止することで、現像剤の撹拌を不必要に継続して現像剤の劣化を早めてしまうことも防止できる。また、複写機の無駄なダウンタイムの発生及び画像形成作業の遅延を防止することができる。
　更に、ハーフトーンパターンの検知結果が所望の範囲内で数回連続して安定したら画像が良好になったと判断するので、センサの検出精度が不安定であったり画像の濃度が一時的に良好になったりした場合に誤って撹拌を停止してしまうことを防止できる。
　また、ハーフトーンパターンと白部電位部の両者の濃度の検出値によって撹拌を継続するか停止するかを決定する構成によれば、ハーフトーンパターンのみ、又は、白部電位部のみの濃度の検出結果から撹拌を継続するか停止するかを決定する構成に比して、より精度良く現像剤特性が画像形成に適した状態になったことを検知できる。

　一方、上記撹拌の継続及び停止の制御を、ハーフトーンパターンの検出結果のみ、又は、白部電位部の検出結果のみで判断する場合には、両者の検出を行う場合に比して撹拌を継続するか停止するかの決定のための構成が簡略化できる。

　また、特に、トナー補給時又は補給直後の現像剤中にトナーが極端に偏在している状態で現像剤を撹拌したとき、上記のような撹拌の継続及び停止の制御を行うことによって、現像剤特性が画像形成に適する状態になると予想される十分長い時間撹拌しつづける必要がなく、ほぼ必要最低限の撹拌時間で良好な現像剤特性を得ることができる。よって、現像剤の撹拌不足による形成画像の不良や、撹拌を過剰にし過ぎて現像剤の劣化を早めてしまうことを防止できる。

　なお、本実施形態の複写機においては、複写機が使用される環境が大きく変化して現像剤特性に影響を与え、形成画像が悪化する恐れがある場合に、この不具合の発生を予想し、且つ防止する構成を有している。すなわち、図２に示すように現像装置の上方で現像装置から離間させた位置に、使用環境情報を検知する湿度センサ３１を設けている。そして、複写機が使用される環境が大きく変化したことを湿度センサによって検知し、現像装置内の現像剤の帯電量が部分的に低下していることが予想される場合、次の画像形成作業の命令が出されるまでの間に、現像装置内の現像剤の帯電量を均一にさせて、現像剤特性を回復するために、撹拌ローラの回転による現像剤の撹拌が開始される。この撹拌作業についても、前述の撹拌作業中と同様に、これと平行して感光体ドラム上のハーフトーンパターンの形成、ハーフトーンパターン濃度及び白部電位部濃度の光学センサによる読み取りにおける各種制御、及び、撹拌作業の継続及び停止の制御を行う。この撹拌作業中の撹拌の継続及び停止の制御についても、前述の撹拌作業中と同様、ハーフトーンパターンの検出結果のみ、又は、白部電位部の検出結果のみで撹拌継続あるいは停止の判断制御を行っても良い。

　上記構成によれば、複写機の使用環境を検知することによって、現像剤特性に悪影響を及ぼし、画像形成に不適な状態にさせると判断したときに、現像剤の撹拌を開始し、像担持体上の現像剤特性を実質的に判断して現像剤の撹拌の継続と停止を制御し、良好な現像剤特性を得られるようにするので、現像剤特性を画像形成に不適な状態にさせる使用環境である場合に現像動作時の現像剤の撹拌不足による形成画像の不良の発生を、最低限の撹拌時間で防止することができ、また、撹拌を過剰にし過ぎて現像剤の劣化を早めてしまうことを防止できる。

〔実施形態２〕
　次に、本発明の他の実施形態について説明する。
　前記実施形態１の複写機においては、上記撹拌を継続しても現像剤特性が所望のレベルに達しない場合、その原因が現像剤が劣化であることがある。この原因のときは、撹拌を継続しても、無駄に撹拌を継続することになる。そこで、本実施形態では、前記実施形態１の複写機における、現像剤劣化に起因する現像剤撹拌作業制御部の暴走を回避する構成を採用している。
　複写機の全体構成、感光体ドラム上のハーフトーンパターンの形成、ハーフトーンパターン濃度及び白部電位部濃度の光学センサによる読み取りにおける各種制御、及び、撹拌作業の継続及び停止の制御方法は、基本的には前記実施形態１と同様である。また、前記実施形態同様、撹拌の継続及び停止の制御を、ハーフトーンパターンの検出結果のみ、又は、白部電位部の検出結果のみで判断しても良い。異なる点は、撹拌作業の上限時間を設定し、この上限時間に達した場合には、上記光学センサによる読み取り結果に拘わらず、撹拌を停止する点である。　　　

　図４は、現像剤が劣化している場合に、撹拌を行うながら行った光学センサによる白部電位部の検出結果の例を示すものであり、横軸に撹拌時間、縦軸に光学センサの検出値を示している。図中の白抜きの丸印は比較的現像剤の劣化の程度が小さい現像剤の例であり、黒で塗りつぶした丸印は比較的現像剤の劣化の程度が大きい現像剤の例である。また、時間ｈ２は、種々の複写機使用条件を考慮し、現像剤が交換を要する程度に劣化していないけば、白部電位部の光学センサ検出値が、確実に前述の白部適正値ｍ以上に達する時間である。この時間ｈ２に達したも、白部電位部の光学センサ出力が白部適正値ｍに達していなければ、現像剤が劣化しているものと判断できる。また、図中、ｎで示す光学センサの出力レベルは、転写紙上で白部地汚れが認識される異常画像に対応した感光体上での白部の光学センサ出力レベルである。このレベルｎを現像剤寿命の上限値ｎとしてＮＧラインを設定する。

　本実施形態では、撹拌開始から上記上限時間ｈ２までの間は、上記実施形態１と同様に、撹拌の継続及び停止の制御を、ハーフトーンパターンと白部電位部の両者の検出結果で判断する。そして、撹拌が継続されている状態で、上記上限時間ｈ２が経過した場合には、その時点で撹拌を停止する。そして、この時点での光学センサによる白部電位部の検出値に基づいて現像剤の劣化の状態を判別する。

　上記上限時間ｈ２に達した時点での白部電位部の検出値が上記ＮＧラインよりも小さい場合、現像剤の劣化によりこれ以上画像品質を維持できないと判断する。そして、現像剤の交換が必要であることを操作部等に設けられたトナー交換警告ランプの点灯等によりユーザーに認知させ、複写機を使用不可状態にする。

　一方、上記上限時間ｈ２に達した時点での白部電位部の検出値が上記ＮＧライン上、或いは該ＮＧラインと検出値適正範囲下限ラインとで挾まれる領域ｐ内におさまった場合、画像への地汚れは顕著ではないが、現像剤の疲労劣化は進んでいると判断する。そして、現像剤のトナー濃度制御レベルを必要画像濃度が得られる最低レベルに変更し、現像剤の交換が必要であることを操作部等に設けられたトナー交換警告ランプの点灯等によりユーザーに認知させる。現像剤のトナー濃度制御レベルを下げることにより、画像濃度は低下するが、一時的に画像への地汚れや画像濃度変動等の発生を回避することがでる。よって、このような異常画像が発生するまでの猶予時間を確保することができ、この間は複写機の動作を停止しないため、猶予時間中に現像剤を交換することにより無駄なダウンタイムの発生を防止することができる。

　ここで、通常、トナー濃度制御においては、所定の作像条件で像担持体上に形成されたパターン像を光学センサによって検出し、この検出結果を予め設定してあるトナー補給判定閾値と比較して、該パターン像のトナー付着量が少ないと判断されるとトナー濃度を上げるためにトナー補給が行われる。つまり、上記トナー補給判定閾値により、現像剤のトナー濃度制御レベルが決まる。
　そこで、本実施形態では、画像品質を損なわない程度の濃度が得られる最低トナー付着量に相当する値に上記トナー補給判定閾値を変更することで、上記猶予時間を発生させている。

　上記撹拌作業の上限時間の設定値は、使用している現像剤の帯電能力、現像装置の撹拌能力等のサプライの特性によって決まり、また、場合によっては、サプライの使用履歴に応じて異なる。

　また、上記制御部の暴走を回避するために現像剤の劣化状況を判別する手段として、上記のようにハーフトーン及び白部電位部の両者の濃度の検出結果を用いる手段に代えて、白部電位部の検出結果のみで判別することもできる。また、上記上限時間ｈ２が到来するまでの撹拌継続及び停止の判断制御には、ハーフトーンの電位部のみを用い、撹拌継続のまま上限時間に達した時点でのみ白部電位の光学センサ出力を用いて現像剤劣化の程度を検出してもよい。

　上記構成によれば、現像剤の撹拌作業時間に上限を設けることにより、現像剤の劣化が原因で現像剤特性が所望のレベルに達しない場合に、現像剤の撹拌が不必要に継続し続けるような制御部の暴走を回避することができる。

　なお、以上の各実施形態では、測定用の電位部上のトナー濃度を検知するのに、光学センサ３０で直接感光体上でのトナー濃度を検出しているが、これに代え、測定用の電位部上のトナーを、転写紙や転写装置７の搬送ベルトなどに転写した後に、その光学濃度を検出してもよい。この場合、感光体上のトナーを転写紙等に転写する際の転写性により感光体上での光学センサ出力レベルと、転写紙等上での光学センサ出力レベルとは一致しない。よって、それぞれに応じた光学センサ出力レベルを用いる。

実施形態に係る電子写真複写機の概略構成図。 図１中の現像装置とその近傍を示す平面図。 （ａ）は、光学センサによるハーフトーンパターンの検出結果を示す図。　（ｂ）は、光学センサによる白部電位部の検出結果を示す図。 光学センサによる白部電位部の検出結果を示す図。

符号の説明

　１　　　感光体ドラム
　２　　　帯電器
　３　　　露光装置
　４　　　現像装置
　５　　　給紙トレイ
　６　　　レジストローラ
　７　　　搬送装置
　８　　　転写装置
　９　　　定着装置
　１０　　排紙トレイ
　１１　　クリーニング装置
　２０　　スキャナー部
　２１　　画像処理部
　２２　　プリンタ部
　３０　　光学センサ
　３１　　湿度センサ
　４１　　現像ローラ
　４２　　現像剤撹拌槽
　４３　　トナー収容槽
　４４　　トナー補給ローラ
　４５　　撹拌ローラ
　Ａ　　　感光体ドラムの回転方向
　ｌ　　　ハーフトーンパターンの検出値の適正範囲
　ｍ　　　白部電位部の検出値の適正値の下限
　ｈ１　　撹拌終了命令の出力タイミング
　ｈ２　　撹拌時間の上限

Claims (6)

1. 　像担持体上の潜像を現像する現像器内で現像剤撹拌手段を適宜駆動し、現像器内の現像剤の帯電を安定化させる画像形成装置において、
   　所定の作像条件により、白部相当の電位部とトナーが付着する電位部との少なくとも一方である測定用の電位部を像担持体上に形成し、かつ、該測定用の電位部に対し上記現像器で現像作用を及ぼす、該現像器を含む作像手段と、上記現像作用が及ぼされた上記測定用の電位部上の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段と、該濃度検知手段の検知結果に基づいて上記現像剤撹拌手段の駆動を継続するか停止するかを決定する手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 　請求項１の画像形成装置において、
   　現像剤にトナーを補給するトナー補給手段を設け、トナー補給中又は補給直後に現像剤撹拌手段の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。
3. 　請求項１の画像形成装置において、
   　環境条件を検知する環境条件検知手段を設け、該環境条件検知手段によって使用環境が該画像形成装置の使用に適正な環境の範囲外にあると検知された場合に現像剤撹拌手段の駆動を開始することを特徴とする画像形成装置。
4. 　請求項１乃至３の画像形成装置において、
   　上記現像剤撹拌手段の駆動時間に上限を設けることを特徴とする画像形成装置。
5. 　請求項４の画像形成装置において、
   　上記現像剤撹拌手段の駆動時間が上限に達した場合、該上限に達した時点における上記濃度検知手段による上記白部相当の電位部の検知結果に応じて画像形成を禁止するか否かを判定することを特徴とする画像形成装置。
6. 　請求項４の画像形成装置において、
   　上記現像剤撹拌手段の駆動時間が上限に達した場合、該上限に達した時点における上記濃度検知手段による上記白部相当の電位部の検知結果に応じて現像装置内の現像剤のトナー濃度制御レベルを調整することを特徴とする画像形成装置。

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