JP2005134796A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 現像剤の流動性を悪化させやすいトナーを用いる場合であっても、過剰なトナー補給による地汚れやトナー飛散の発生を抑制することである。
【解決手段】 このようなトナーを用いる場合、連続稼働すると現像剤中に隙間が多く発生し、これを長期間放置すると、その隙間が埋まる。この放置後の稼働時におけるＴセンサの目標値は、隙間の多い状態に適したものとなっているので、Ｔセンサの検知結果から把握されるトナー濃度と実際のトナー濃度との間に大きな差が生じ、その結果過剰なトナー補給が行われる。これを抑制すべく、放置後は、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを通常３０枚であるところを１０枚に変更し、この状態で、抑制動作回数Ｋが０になるまで目標値Ｖtrefの補正処理を実行する。このような制御を行うことにより、従来よりも短い期間で、過剰なトナー補給動作を停止させることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】 このようなトナーを用いる場合、連続稼働すると現像剤中に隙間が多く発生し、これを長期間放置すると、その隙間が埋まる。この放置後の稼働時におけるＴセンサの目標値は、隙間の多い状態に適したものとなっているので、Ｔセンサの検知結果から把握されるトナー濃度と実際のトナー濃度との間に大きな差が生じ、その結果過剰なトナー補給が行われる。これを抑制すべく、放置後は、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを通常３０枚であるところを１０枚に変更し、この状態で、抑制動作回数Ｋが０になるまで目標値Ｖtrefの補正処理を実行する。このような制御を行うことにより、従来よりも短い期間で、過剰なトナー補給動作を停止させることができる。
【選択図】 図１
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの二成分現像剤を用いる画像形成装置に関するものである。
この種の画像形成装置においては、画像濃度を一定に維持することが重要な課題である。画像濃度を一定に維持するために、一般に、現像剤のトナー濃度を制御することが行われる。トナー濃度を制御する方法としては、現像装置にトナー濃度センサ（以下、「Ｔセンサ」という。）を設置し、このＴセンサの検出値と目標値との比較結果に基づいて、トナー補給量を調整する方法が知られている。この方法によれば、Ｔセンサの検出値が予め決められた目標値となるように現像剤中のトナー濃度を制御することができる。しかし、Ｔセンサの検出値が同じでも、現像剤の周辺環境（温度や湿度等）や、現像剤の使用条件（トナーやキャリアの劣化度合い等）によっては、画像濃度が相違する。そのため、Ｔセンサだけを用いてトナー濃度制御を行っても、画像濃度を一定に維持できないことがある。
従来、感光体等の潜像担持体上のトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサ（以下、「Ｐセンサ」という。）を、Ｔセンサと併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。この画像形成装置は、潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を形成し、これを現像装置によって現像してトナーパターンを形成する。そして、このトナーパターンの濃度をＰセンサによって検出し、この検出結果に基づいてＴセンサの目標値を修正する。Ｐセンサの検出結果を用いれば、画像濃度を直接的に把握することが可能である。そのため、現像剤の周辺環境や使用条件が変化しても、その変化に応じてＴセンサの目標値をＰセンサの検出結果に基づいて適切な値に補正することができる。これにより、現像剤の周辺環境や使用条件の影響を受けずに、実際の現像剤のトナー濃度を目標とする濃度に一定とすることができ、画像濃度を目標濃度に維持することができるようになる。
一方で、二成分現像剤を用いた画像形成装置のトナーとして、その基材に変性ポリエステル樹脂を用いるものが知られている。このトナーは、例えば、次のようにして製造することができる。有機溶媒中に、少なくとも活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を溶解又は分散させる。これにより得た溶解液又は分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中で分散させ、架橋剤及び伸張剤の少なくとも一方と反応させる。そして、これにより得た分散液から有機溶剤を除去し、かつ、樹脂微粒子を洗浄して、トナーを得る。このようなトナーは、懸濁重合法でトナーを製造する場合に比べて、トナーの形状制御が容易となる結果、像担持体上の残トナーをブレードでクリーニングする際の除去効率を高めやすいというメリットがある。また、乳化重合トナーのように界面活性剤がトナー内部に残存したり、感光体や現像ローラを汚染したりしてトナーの帯電を阻害したりするということもないというメリットもある。しかし、その反面、撹拌によりトナーが劣化すると、現像剤の流動性を悪化させやすいというデメリットがある。
このようなデメリットをもつ変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを、上述したＰセンサとＴセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置で用いると、次のような問題が発生する。
Ｔセンサとしては、現像剤中の所定領域内に存在するキャリア（磁性体）の透磁率を測定する透磁率センサが広く採用されている。このＴセンサを用いたトナー濃度の検出方法は次のようなものである。すなわち、現像剤中のトナー濃度が高くなると、図１１（ａ）に示すように、キャリア間に多数のトナーが介在する結果、キャリア同士の距離が遠くなる。そのため、Ｔセンサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は低くなり、Ｔセンサの出力電圧は低くなる。一方、現像剤中のトナー濃度が低くなると、図１１（ｂ）に示すように、キャリア間に介在するトナーの量が少なくなるので、キャリア同士の距離が近くなり、Ｔセンサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は高くなる。その結果、Ｔセンサの出力電圧は高くなる。したがって、Ｔセンサの出力電圧が低ければトナー濃度が高いと判断でき、Ｔセンサの出力電圧が高ければトナー濃度が低いと判断できる。
Ｔセンサとしては、現像剤中の所定領域内に存在するキャリア（磁性体）の透磁率を測定する透磁率センサが広く採用されている。このＴセンサを用いたトナー濃度の検出方法は次のようなものである。すなわち、現像剤中のトナー濃度が高くなると、図１１（ａ）に示すように、キャリア間に多数のトナーが介在する結果、キャリア同士の距離が遠くなる。そのため、Ｔセンサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は低くなり、Ｔセンサの出力電圧は低くなる。一方、現像剤中のトナー濃度が低くなると、図１１（ｂ）に示すように、キャリア間に介在するトナーの量が少なくなるので、キャリア同士の距離が近くなり、Ｔセンサの検出エリア内に存在するキャリアの透磁率は高くなる。その結果、Ｔセンサの出力電圧は高くなる。したがって、Ｔセンサの出力電圧が低ければトナー濃度が高いと判断でき、Ｔセンサの出力電圧が高ければトナー濃度が低いと判断できる。
上記変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーは、劣化することで、上述したように現像剤の流動性を悪化させやすいというデメリットをもつ。そのため、例えば画像面積率が少ない画像を多数形成した場合には、劣化したトナーが現像剤中に多数存在するため、現像剤の流動性がかなり悪化した状態となる。このように流動性が悪化すると、図１２（ａ）に示すように、現像剤中の隙間（空隙）が増えてしまう。この場合、実際の現像剤のトナー濃度が低下しても、隙間が増える前とキャリア間の距離は変わらない。よって、Ｔセンサの出力電圧は目標値を示すので、トナーの補給動作は停止する。その結果、Ｔセンサの出力電圧が目標値を示しているにもかかわらず、画像濃度が低下することになる。しかし、このように画像濃度が低下したことは、Ｐセンサによって検出される。そして、このＰセンサの検出結果に基づいて、Ｔセンサの目標値は現在よりも低くなるように補正される。すなわち、キャリア間の距離が補正前よりも広い状態に対応する目標値へ補正される。この結果、Ｔセンサの出力電圧は補正後の目標値よりも高くなり、トナーが不足していると判断して、トナー補給動作が再開される。このようなＰセンサによるトナーパターン濃度の検出とＴセンサの目標値補正を行うことで、現像剤の流動性が悪化しても、実際の現像剤のトナー濃度は一定に維持され、画像濃度が目標濃度に維持される。
ところが、画像面積率が少ない画像を多数連続して形成した後のように、現像剤の流動性が悪化している状態で、長期間放置されると、その放置後において地汚れやトナー飛散が発生するという問題が生じることが確認された。そして、本発明者は、鋭意研究を行った結果、その理由を次のように見いだした。
すなわち、例えば、現像剤の流動性が悪化した状態で画像形成装置の電源を落とし、翌朝に画像形成装置の電源を投入して画像形成を行おうとする場合を考える。この場合、流動性が悪化した現像剤が撹拌されることなく一晩放置されることになる。放置直前の現像剤は、図１２（ａ）に示すように隙間の多い状態となっている。このとき、実際の現像剤のトナー濃度は適切な濃度となっている。しかし、翌朝には、現像剤がいわゆる締まった状態となり、図１２（ｂ）に示すように隙間が少ない状態となる。したがって、放置直前に比べてキャリア間の距離が狭くなる。そして、このような状態で画像形成装置が稼働し、画像形成が行われる。画像形成装置の稼働開始時におけるＴセンサの目標値は、放置直前の値、すなわち、キャリア間の距離が広い状態に最適なものとなるように補正された値である。したがって、このときのＴセンサの目標値は、キャリア間の距離が狭い状態である放置直後の現像剤について最適なものではない。その結果、Ｔセンサの検出値はこの目標値よりも高くなり、トナーが不足していると判断され、実際の現像剤のトナー濃度は適切な濃度になっているにもかかわらず、トナー補給が行われてしまう。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が高くなりすぎてしまい、地汚れやトナー飛散を発生させていたのである。
すなわち、例えば、現像剤の流動性が悪化した状態で画像形成装置の電源を落とし、翌朝に画像形成装置の電源を投入して画像形成を行おうとする場合を考える。この場合、流動性が悪化した現像剤が撹拌されることなく一晩放置されることになる。放置直前の現像剤は、図１２（ａ）に示すように隙間の多い状態となっている。このとき、実際の現像剤のトナー濃度は適切な濃度となっている。しかし、翌朝には、現像剤がいわゆる締まった状態となり、図１２（ｂ）に示すように隙間が少ない状態となる。したがって、放置直前に比べてキャリア間の距離が狭くなる。そして、このような状態で画像形成装置が稼働し、画像形成が行われる。画像形成装置の稼働開始時におけるＴセンサの目標値は、放置直前の値、すなわち、キャリア間の距離が広い状態に最適なものとなるように補正された値である。したがって、このときのＴセンサの目標値は、キャリア間の距離が狭い状態である放置直後の現像剤について最適なものではない。その結果、Ｔセンサの検出値はこの目標値よりも高くなり、トナーが不足していると判断され、実際の現像剤のトナー濃度は適切な濃度になっているにもかかわらず、トナー補給が行われてしまう。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が高くなりすぎてしまい、地汚れやトナー飛散を発生させていたのである。
このように画像形成装置の稼働を開始した後、最初にＰセンサによる検出が行われると、その検出結果から画像濃度が高すぎることが把握される。したがって、Ｔセンサの目標値は、この検出結果に基づいて高くなるように、すなわち、キャリア間の距離が狭い状態に適する方向に、補正される。しかし、Ｐセンサの検出結果によるＴセンサの目標値補正は、画像形成装置稼働中の現像剤の周辺環境や使用条件の変化によって生じる、Ｔセンサの目標値における最適値からの僅かな誤差を修正するためのものである。そのため、上述した放置によって生じる大きな誤差を修正するには、Ｐセンサによる検出とＴセンサの目標値補正を、何度も繰り返さなければならない。しかも、Ｐセンサによる検出を行うためには、上述したように、潜像担持体上にパターン潜像を形成し、これを現像装置によって現像してトナーパターンを形成する必要がある。そのため、Ｐセンサによる検出をあまり短い時間間隔で行おうとすると、通常の画像形成動作が遅くなるという弊害をもたらす。したがって、Ｐセンサによる検出間隔は、通常は、３０枚程度の画像形成を行うごとに１回程度行うように設定されている。
図１３は、現像剤の流動性が悪化した状態で一晩放置し、翌朝に画像形成装置の稼働を開始したときの、従来のトナー濃度制御の動作を示すグラフである。このグラフは、横軸に画像形成装置の稼働開始直後からの通紙枚数をとり、縦軸にＴセンサの検出値及びトナー補給動作時間をとったものである。なお、このグラフには、Ｔセンサの目標値も合わせて記載してある。
本例では、通紙枚数３０枚ごとに、１回のＰセンサの検出動作を行い、Ｔセンサの目標値補正を行っている。稼働開始時における目標値は、放置直前の目標値のままであるので、比較的低い値となっている。一方、放置により現像剤の隙間が少なくなっており、キャリア間の距離が狭い結果、Ｔセンサの検出値はどんどん高まっていく。Ｔセンサの目標値は、図示のように、Ｐセンサの検出動作により段階的に高くなるように補正される。しかし、Ｔセンサの検出値が高まっている間は、トナー補給動作が継続され、トナーが過剰に補給されることになる。そして、この過剰なトナー補給動作は、最終的には、Ｐセンサによる検出及びＴセンサの目標値補正を、本例では４回行うことで停止する。したがって、翌朝に稼働を開始してから１２０枚の画像形成を行う間という長期間にわたって過剰にトナーが供給される。その結果、実際の現像剤のトナー濃度は上昇の一途をたどり、翌朝に稼働を開始してから１２０枚の画像形成を行う期間に加え、更に、その後、実際の現像剤のトナー濃度が目標とする濃度付近まで低下するまでの間、地汚れやトナー飛散が発生してしまう。
本例では、通紙枚数３０枚ごとに、１回のＰセンサの検出動作を行い、Ｔセンサの目標値補正を行っている。稼働開始時における目標値は、放置直前の目標値のままであるので、比較的低い値となっている。一方、放置により現像剤の隙間が少なくなっており、キャリア間の距離が狭い結果、Ｔセンサの検出値はどんどん高まっていく。Ｔセンサの目標値は、図示のように、Ｐセンサの検出動作により段階的に高くなるように補正される。しかし、Ｔセンサの検出値が高まっている間は、トナー補給動作が継続され、トナーが過剰に補給されることになる。そして、この過剰なトナー補給動作は、最終的には、Ｐセンサによる検出及びＴセンサの目標値補正を、本例では４回行うことで停止する。したがって、翌朝に稼働を開始してから１２０枚の画像形成を行う間という長期間にわたって過剰にトナーが供給される。その結果、実際の現像剤のトナー濃度は上昇の一途をたどり、翌朝に稼働を開始してから１２０枚の画像形成を行う期間に加え、更に、その後、実際の現像剤のトナー濃度が目標とする濃度付近まで低下するまでの間、地汚れやトナー飛散が発生してしまう。
なお、現像剤の流動性が悪化している状態で長期間放置された状況に限らず、トナー補給をしているにもかかわらずＴセンサの検出値は高まってしまうような状況すなわちトナー濃度が低下しているとご認識してしまうような状況においては、同様に、過剰なトナー補給による地汚れやトナー飛散が発生するという問題が生じる。
また、このような問題は、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いる場合に限らず、劣化により現像剤の流動性を悪化させやすい特性をもったトナーであれば、同様に生じ得るものである。
また、Ｔセンサが現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するものであれば、透磁率センサに限らず、上記問題は発生し得る。
また、このような問題は、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いる場合に限らず、劣化により現像剤の流動性を悪化させやすい特性をもったトナーであれば、同様に生じ得るものである。
また、Ｔセンサが現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するものであれば、透磁率センサに限らず、上記問題は発生し得る。
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤の流動性を悪化させやすいトナーを用いる場合であっても、過剰なトナー補給による地汚れやトナー飛散の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナーを補給したときに該トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の上昇を示す通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記補正処理の実行間隔を短くする又はトナー補給動作が強制的に停止するのは、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示し、かつ、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が所定の閾値濃度を越えているときであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、該計時手段の計測時間が該基準時間以下であるときよりも、上記補正処理の実行間隔が短くなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記所定期間の終期は、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が基準濃度となったときであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記キャリアとして磁性キャリアを用い、上記トナー濃度センサとして、現像剤密度に関連するパラメータである現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記トナーとして、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記補正処理の実行間隔を短くする又はトナー補給動作が強制的に停止するのは、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示し、かつ、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が所定の閾値濃度を越えているときであることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、該計時手段の計測時間が該基準時間以下であるときよりも、上記補正処理の実行間隔が短くなるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記所定期間の終期は、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が基準濃度となったときであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記キャリアとして磁性キャリアを用い、上記トナー濃度センサとして、現像剤密度に関連するパラメータである現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記トナーとして、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いたことを特徴とするものである。
上記請求項１乃至８の画像形成装置においては、現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知し、その検知結果から現像剤のトナー濃度を判断する。ここで、通常は、トナーを補給したときには、Ｔセンサ（トナー濃度センサ）で検知したパラメータがトナー濃度の上昇を示す。しかし、トナーが現像剤の流動性を悪化させやすいものである場合、上述したように、トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、Ｔセンサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示すような異常な状況が起こり得る。このような状況では、実際の現像剤のトナー濃度が適切であるにもかかわらず、トナー補給動作が継続され、過剰にトナー補給が行われる結果、地汚れやトナー飛散などが起こる。
そこで、請求項１の画像形成装置は、上記異常な状況が起こったときには、所定期間、通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。すなわち、Ｐセンサ（パターン濃度センサ）によるトナーパターンの検出結果に基づいてＴセンサの目標値を補正する処理の実行間隔を短くする。これにより、Ｔセンサの目標値の見直し時期の間隔が短くなり、その目標値を適切な値へ従来よりも速やかに修正することができる。その結果、トナー補給動作の継続時間を従来よりも短くでき、速やかに過剰なトナー補給を停止させることができる。
また、請求項２の画像形成装置は、上記異常な状況が起こったときには、トナー補給動作を強制的に停止する。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が適切であるにもかかわらずトナー補給動作が継続されてしまう事態を抑制し、速やかに過剰なトナー補給を停止させることができる。
また、請求項４及び５の画像形成装置は、現像装置の非稼働時間を計測し、その計測時間が基準時間を越えたか否かを判断する。現像装置の非稼働時間が長くなると、上述したように、現像剤中の隙間が少なくなり、再稼働時にはトナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらずＴセンサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示すような異常な状況が起こり得る。そして、請求項４の画像形成装置は、上記判断の結果、計測時間が基準時間を超えたと判断したら、所定期間、上述した請求項１の画像形成装置と同様に、上記補正処理の実行間隔を短くする。一方、請求項５の画像形成装置は、上述した請求項２の画像形成装置と同様に、トナー補給動作を強制的に停止する。よって、請求項３及び４の画像形成装置では、隙間が多い現像剤を放置した後に生じ得る過剰なトナー補給を、速やかに停止させることができる。
そこで、請求項１の画像形成装置は、上記異常な状況が起こったときには、所定期間、通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。すなわち、Ｐセンサ（パターン濃度センサ）によるトナーパターンの検出結果に基づいてＴセンサの目標値を補正する処理の実行間隔を短くする。これにより、Ｔセンサの目標値の見直し時期の間隔が短くなり、その目標値を適切な値へ従来よりも速やかに修正することができる。その結果、トナー補給動作の継続時間を従来よりも短くでき、速やかに過剰なトナー補給を停止させることができる。
また、請求項２の画像形成装置は、上記異常な状況が起こったときには、トナー補給動作を強制的に停止する。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が適切であるにもかかわらずトナー補給動作が継続されてしまう事態を抑制し、速やかに過剰なトナー補給を停止させることができる。
また、請求項４及び５の画像形成装置は、現像装置の非稼働時間を計測し、その計測時間が基準時間を越えたか否かを判断する。現像装置の非稼働時間が長くなると、上述したように、現像剤中の隙間が少なくなり、再稼働時にはトナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらずＴセンサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示すような異常な状況が起こり得る。そして、請求項４の画像形成装置は、上記判断の結果、計測時間が基準時間を超えたと判断したら、所定期間、上述した請求項１の画像形成装置と同様に、上記補正処理の実行間隔を短くする。一方、請求項５の画像形成装置は、上述した請求項２の画像形成装置と同様に、トナー補給動作を強制的に停止する。よって、請求項３及び４の画像形成装置では、隙間が多い現像剤を放置した後に生じ得る過剰なトナー補給を、速やかに停止させることができる。
以上、請求項１乃至８の発明によれば、現像剤の流動性を悪化させやすいトナーを用いる場合に生じ得る過剰なトナー補給を速やかに停止させることができるので、過剰なトナー補給による地汚れやトナー飛散の発生を抑制することができるという優れた効果がある。
以下、本発明を、画像形成装置としての複写機に適用した一実施形態について説明する。本実施形態では、モノクロ画像形成装置を例に挙げて説明するが、本発明は、公知のカラー画像形成装置についても同様に適用することができる。
まず、本実施形態に係る複写機の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。図２において、複写機本体１００には、その上に画像読取装置２００が取り付けられ、シートバンク３００上に載置されている。画像読取装置２００の上には、背面側（図中紙面裏側）を支点にして回動自在に構成された自動原稿搬送装置４００が取り付けられている。
まず、本実施形態に係る複写機の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。図２において、複写機本体１００には、その上に画像読取装置２００が取り付けられ、シートバンク３００上に載置されている。画像読取装置２００の上には、背面側（図中紙面裏側）を支点にして回動自在に構成された自動原稿搬送装置４００が取り付けられている。
複写機本体１００の内部には、潜像担持体としてドラム状の感光体１０が設けられている。この感光体１０のまわりには、感光体１０の回転方向（図中反時計方向）Ａに沿って、帯電ローラを用いた帯電装置１１、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４が、順に配置してなる。現像装置１２は、トナーとして、重合法により製造した重合トナーを用い、その重合トナーを現像剤担持体としての現像ローラを用いて感光体１０上の静電潜像に付着させて、これを可視像化する。転写装置１３は、２つのローラ１５，１６に掛け回された転写ベルト１７を備えており、その転写ベルト１７は、転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当てられている。また、複写機本体１００には、帯電装置１１及びクリーニング装置１４の図中左側に、現像装置１２に新しいトナーを補給するトナー補給装置２０が設けられている。また、複写機本体１００には、シートバンク３００のシートカセット６１から送り出されたシートＳを転写位置Ｂを経てスタック部３９まで搬送するシート搬送装置６０が設けられている。このシート搬送装置６０は、供給路Ｒ１又は手差し供給路Ｒ２、及び、シート搬送路Ｒに沿って、シートＳを搬送する。シート搬送路Ｒ上には、転写位置Ｂに対してシート搬送方向の上流側にレジストローラ２１が設けられている。一方、転写位置Ｂに対してシート搬送路Ｒのシート搬送方向下流側には、熱定着装置２２が設けられている。この熱定着装置２２には、加熱ローラ（加熱部材）３０と加圧ローラ（加圧部材）３２との間にシートＳを挟み込んで加熱加圧定着を行う。熱定着装置２２の更にシート搬送方向下流側には、排出分岐爪３４、排出ローラ３５、第１加圧ローラ３６、第２加圧ローラ３７及びコシ付ローラ３８が設けられている。また、熱定着装置２２を経た画像形成済みのシートをスタックするスタック部３９も設けてられている。また、複写機本体１００には、図中右側に、スイッチバック装置４２が設けられている。このスイッチバック装置４２は、シート搬送路Ｒの排出分岐爪３４が配置された位置から分岐した反転路Ｒ３と、この反転路Ｒ３を通ってきたシートを再びシート搬送路Ｒのレジストローラ２１の位置まで導く再搬送路Ｒ４とに沿ってシートＳを搬送する。反転路Ｒ３及び再搬送路Ｒ４には、一対のスイッチバックローラ４３及び他の複数のローラ６６が設けられている。また、複写機本体１００には、現像装置１２の図中左側に、レーザ書込装置４７が設けられている。このレーザ書込装置４７は、図示しないレーザ光源、走査用の回転多面鏡４８、ポリゴンモータ４９、図示しないｆθレンズ等の走査光学系を備えている。
また、画像読取装置２００は、光源５３、複数のミラー５４、結像用光学レンズ５５、ＣＣＤ等のイメージセンサ５６などを備えており、その上面にはコンタクトガラス５７が設けられている。
また、自動原稿搬送装置４００には、図示しない原稿セット台が設けられており、原稿の排出位置には、図示しない原稿スタック台が設けられている。自動原稿搬送装置４００は、複数の原稿搬送ローラを備えており、この原稿搬送ローラによって、原稿は、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送される。
また、シートバンク３００には、内部に、記録材である紙やＯＨＰフィルム等のシートＳを収納するシートカセット６１が複数重ねて設けられている。各シートカセット６１には、それぞれ呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。シートカセット６１の図中右側には、複写機本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１が形成されている。この供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６が設けられている。
また、複写機本体１００には、図中右側に、手差し供給部６８が設けられている。この手差し供給部６８には、手差しトレイ６７が開閉自在に設けられており、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートをシート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２が形成されている。この手差し供給部６８にも、シートカセット６１と同様に、呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。
また、自動原稿搬送装置４００には、図示しない原稿セット台が設けられており、原稿の排出位置には、図示しない原稿スタック台が設けられている。自動原稿搬送装置４００は、複数の原稿搬送ローラを備えており、この原稿搬送ローラによって、原稿は、原稿セット台から画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上の読取位置を経て原稿スタック台まで搬送される。
また、シートバンク３００には、内部に、記録材である紙やＯＨＰフィルム等のシートＳを収納するシートカセット６１が複数重ねて設けられている。各シートカセット６１には、それぞれ呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。シートカセット６１の図中右側には、複写機本体１００のシート搬送路Ｒへと通じる上述した供給路Ｒ１が形成されている。この供給路Ｒ１にも、シートを搬送するいくつかのシート搬送ローラ６６が設けられている。
また、複写機本体１００には、図中右側に、手差し供給部６８が設けられている。この手差し供給部６８には、手差しトレイ６７が開閉自在に設けられており、その手差しトレイ６７上にセットした手差しシートをシート搬送路Ｒへと導く上述した手差し供給路Ｒ２が形成されている。この手差し供給部６８にも、シートカセット６１と同様に、呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４が設けられている。
次に、上記複写機の動作について説明する。
上記複写機を用いてコピーをとるとき、まず、図示しないメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。そして、図示しないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、その原稿を原稿搬送ローラにより原稿搬送路を通してコンタクトガラス５７上へと移動させてから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動して原稿内容を読み取る。原稿内容を読み取る際、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動させながら、その光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面に照射する。そして、その反射光を複数のミラー５４で結像用光学レンズ５５まで案内してイメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
上記複写機を用いてコピーをとるとき、まず、図示しないメインスイッチをオンするとともに、自動原稿搬送装置４００の原稿セット台に原稿をセットする。ブック原稿のような場合には、自動原稿搬送装置４００を開いて画像読取装置２００のコンタクトガラス５７上に直接原稿をセットし、自動原稿搬送装置４００を閉じてそれで押える。そして、図示しないスタートスイッチを押すと、自動原稿搬送装置４００に原稿をセットしたときは、その原稿を原稿搬送ローラにより原稿搬送路を通してコンタクトガラス５７上へと移動させてから画像読取装置２００を駆動し、原稿内容を読み取って原稿スタック台上に排出する。一方、コンタクトガラス５７上に直接原稿をセットしたときは、直ちに画像読取装置２００を駆動して原稿内容を読み取る。原稿内容を読み取る際、画像読取装置２００は、光源５３をコンタクトガラス５７に沿って移動させながら、その光源５３からの光をコンタクトガラス５７上の原稿面に照射する。そして、その反射光を複数のミラー５４で結像用光学レンズ５５まで案内してイメージセンサ５６に入れ、そのイメージセンサ５６で原稿内容を読み取る。
一方、原稿内容の読み取りと同時に、図示しない感光体駆動モータによって感光体１０を回転させる。そして、まず、帯電装置１１により感光体１０の表面を一様に帯電し、次いで上述の画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じてレーザ書込装置４７からレーザ光を照射して書込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成する。その後、その静電潜像に現像装置１２でトナーを付着させてこれを可視像化する。
また、スタートスイッチを押したと同時に、シートバンク３００が備える複数のシートカセット６１のうち選択サイズに対応するものから、呼出ローラ６２によりシートＳを送り出する。そして、送り出されたシートＳを供給ローラ６３及び分離ローラ６４で１枚ずつ分離して、その１枚を供給路Ｒ１へ案内し、シート搬送ローラ６６でシート搬送路Ｒへと導く。シート搬送路Ｒへ搬送されたシートＳは、レジストローラ２１に突き当たって止められる。なお、手差し給紙部６８を使う場合、その手差しトレイ６７を開けてこれにシートＳをセットする。この場合も、そのシートＳは、呼出ローラ６２、供給ローラ６３、分離ローラ６４によって１枚だけ手差し供給路Ｒ２へ搬送され、シート搬送ローラ６６でシート搬送路Ｒへと導かれ、同じくレジストローラ２１に突き当たって止められる。そして、このようにして、レジストローラ２１に止められたシートＳは、上述した感光体１０の可視像化したトナー像の先端が転写位置Ｂへ進入するタイミングを合わせて回転を開始するレジストローラ２１によって、その転写位置Ｂへ送り込まれる。
転写位置Ｂへと送り込まれたシートＳは、転写装置１３により感光体１０上のトナー像が転写され、その表面に画像を担持する。転写後の感光体１０は、その表面に残留した残留トナーがクリーニング装置１４で除去され、図示しない除電装置により感光体１０上の残留電位も除去され、帯電装置１１からはじまる次の画像形成に備える。一方、画像を担持したシートＳは、転写ベルト１７により搬送されて熱定着装置２２に入る。そして、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２との間を搬送されながら熱と圧力が加えられて、シートＳ上の画像が定着する。その後、シートＳは、排出ローラ３５、第１加圧ローラ３６、第２加圧ローラ３７、コシ付ローラ３８により、シートにコシをつけて、排出スタック部３９上に排出され、そこにスタックされる。
なお、シートＳの両面に画像を形成する場合には、排出分岐爪３４を切り替え、シートＳの片面にトナー像を転写した後、これをシート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れる。このシートＳは、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れられた後、スイッチバックローラ４３でスイッチバックされ、今度は再搬送路Ｒ４に入れられ、シート搬送ローラ６６で再びシート搬送路Ｒに導かれる。そして、上述と同様にしてシートの反対面にもトナー像を転写する。
なお、シートＳの両面に画像を形成する場合には、排出分岐爪３４を切り替え、シートＳの片面にトナー像を転写した後、これをシート搬送路Ｒから反転路Ｒ３に入れる。このシートＳは、シート搬送ローラ６６で搬送してスイッチバック位置４４へ入れられた後、スイッチバックローラ４３でスイッチバックされ、今度は再搬送路Ｒ４に入れられ、シート搬送ローラ６６で再びシート搬送路Ｒに導かれる。そして、上述と同様にしてシートの反対面にもトナー像を転写する。
図３は、上記トナー補給装置２０にセットされるトナーボトル２３の斜視図である。
このトナーボトル２３は、円筒状のボトル本体２４にキャップ部２５が備わっている。ボトル本体２４の内部には補給用のトナーを収容した収容空間が形成されており、その収容空間には螺旋状の突起が形成されている。トナーボトル２３をトナー補給装置２０にセットする場合、まず、ボトル本体２４の底部（キャップ部２５の反対端部）とボトル駆動モータ２６の駆動軸とを係合させる。これと同時に、キャップ部２５はトナー補給装置２０に対して固定される。そして、キャップ部２５に設けられたレバー２５ａを操作すると、キャップ部２５に形成されたトナー排出口２５ｂが開口する。このようにしてセットされた後、ボトル駆動モータ２６が駆動すると、ボトル本体２４が回転し、上記螺旋状の突起によって収容空間内のトナーがキャップ部２５内へ搬送される。キャップ部２５内のトナーは、トナー排出口２５ｂから現像装置１２内へ搬送される。このような構成により、ボトル駆動モータ２６の駆動を制御することで、現像装置１２へ供給するトナーの量（トナー補給量）を調節することができる。
このトナーボトル２３は、円筒状のボトル本体２４にキャップ部２５が備わっている。ボトル本体２４の内部には補給用のトナーを収容した収容空間が形成されており、その収容空間には螺旋状の突起が形成されている。トナーボトル２３をトナー補給装置２０にセットする場合、まず、ボトル本体２４の底部（キャップ部２５の反対端部）とボトル駆動モータ２６の駆動軸とを係合させる。これと同時に、キャップ部２５はトナー補給装置２０に対して固定される。そして、キャップ部２５に設けられたレバー２５ａを操作すると、キャップ部２５に形成されたトナー排出口２５ｂが開口する。このようにしてセットされた後、ボトル駆動モータ２６が駆動すると、ボトル本体２４が回転し、上記螺旋状の突起によって収容空間内のトナーがキャップ部２５内へ搬送される。キャップ部２５内のトナーは、トナー排出口２５ｂから現像装置１２内へ搬送される。このような構成により、ボトル駆動モータ２６の駆動を制御することで、現像装置１２へ供給するトナーの量（トナー補給量）を調節することができる。
次に、本実施形態におけるトナー濃度制御装置によるトナー濃度制御について説明する。
図４は、本実施形態におけるトナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態においては、現像装置１２にトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２が設けられており、また感光体１０の表面に対向するようにパターン濃度センサ（Ｐセンサ）１０３が設けられている。Ｔセンサ１０２は、現像剤の一部における透磁率を検知するものであって、透磁率が高いほど出力電圧（検出値）が高くなる一般的な透磁率センサである。なお、本実施形態では、Ｔセンサとして透磁率センサを用いているが、現像装置１２に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知できるものであれば、これに限られない。また、Ｐセンサ１０３は、反射型の光学センサであり、トナー量の変化によって変動する反射光量から、感光体１０上のトナーパターンの濃度を検出する。このＰセンサ１０３は、トナー量が少ないほどすなわちトナーパターンの濃度が低いほど出力電圧が低い。なお、Ｐセンサも、感光体１０上のトナーパターンの濃度が検出できるものであれば、これに限られない。これらのセンサ１０２，１０３の出力信号は、補給動作制御手段及び目標値補正手段としての制御部１０１へ入力される。
図４は、本実施形態におけるトナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。
本実施形態においては、現像装置１２にトナー濃度センサ（Ｔセンサ）１０２が設けられており、また感光体１０の表面に対向するようにパターン濃度センサ（Ｐセンサ）１０３が設けられている。Ｔセンサ１０２は、現像剤の一部における透磁率を検知するものであって、透磁率が高いほど出力電圧（検出値）が高くなる一般的な透磁率センサである。なお、本実施形態では、Ｔセンサとして透磁率センサを用いているが、現像装置１２に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知できるものであれば、これに限られない。また、Ｐセンサ１０３は、反射型の光学センサであり、トナー量の変化によって変動する反射光量から、感光体１０上のトナーパターンの濃度を検出する。このＰセンサ１０３は、トナー量が少ないほどすなわちトナーパターンの濃度が低いほど出力電圧が低い。なお、Ｐセンサも、感光体１０上のトナーパターンの濃度が検出できるものであれば、これに限られない。これらのセンサ１０２，１０３の出力信号は、補給動作制御手段及び目標値補正手段としての制御部１０１へ入力される。
このトナー濃度制御装置において、Ｔセンサ１０２による検知タイミングは、現像剤が撹拌されているときが望ましいので、画像形成動作中又は連続画像形成中の画像間において行っている。Ｔセンサ１０２による検知間隔は、なるべく短い間隔で行うのが望ましいので、本実施形態では画像形成動作ごとに行っている。一方、Ｐセンサによる検知動作は、感光体１０上にトナーパターンを形成する必要がある関係で、画像形成動作中には行うことができない。よって、Ｔセンサ１０２による検知タイミングは、非画像形成動作中又は連続画像形成中の画像間において行う。ただし、Ｐセンサ１０３による検知動作において、感光体１０にトナーパターンを形成する間は、通常の画像形成動作を待たせることになるため、この検知動作が例えば連続画像形成中の画像間で行われる場合、連続画像形成スピードが落ちてしまう。よって、Ｐセンサ１０３による検知動作は、Ｔセンサ１０２ほど頻繁に行うことができない。したがって、本実施形態では、画像を３０枚出力するごとに１回、Ｐセンサ１０３による検知動作を行うように設定している。なお、このＰセンサ１０３による検知タイミングは、システムや要求スペックによって適宜変更するのが好ましい。
制御部１０１は、画像形成動作を行うたびに、Ｔセンサ１０２からの検出値Ｖtを受け、この検出値Ｖtと目標値Ｖtrefとを比較する。そして、検出値Ｖtが目標値Ｖtref以上であると判断したら、ボトル駆動モータ２６を駆動させる制御信号を出力する。これにより、ボトル駆動モータ２６が駆動して、現像装置１２内の現像剤にトナーが補給される。一方、検出値Ｖtが目標値Ｖtrefを下回っていると判断したら、ボトル駆動モータ２６の駆動を停止させる制御信号を出力する。これにより、ボトル駆動モータ２６の駆動は停止し、トナー補給が停止する。
また、制御部１０１は、画像を３０枚出力するたびに、Ｐセンサ１０３からの検出値Ｖspを受け、上記目標値Ｖtrefの補正処理を行う。具体的には、その検出値Ｖspが規定値（目標とするトナーパターン濃度）Ｖsprefよりも下回っていると判断したら、上記目標値Ｖtrefが低くなるように補正する。その結果、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが、それまでは目標値Ｖtrefを下回っていたとしても、補正後の目標値Ｖtref以上であればトナー補給動作が開始され、画像濃度が上昇する。一方、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが規定値Ｖspref以上であると判断したら、上記目標値Ｖtrefが高くなるように補正する。その結果、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが、それまでは目標値Ｖtref以上であったとしても、補正後の目標値Ｖtrefを下回ればトナー補給動作が停止し、画像濃度が低下する。
また、制御部１０１は、画像を３０枚出力するたびに、Ｐセンサ１０３からの検出値Ｖspを受け、上記目標値Ｖtrefの補正処理を行う。具体的には、その検出値Ｖspが規定値（目標とするトナーパターン濃度）Ｖsprefよりも下回っていると判断したら、上記目標値Ｖtrefが低くなるように補正する。その結果、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが、それまでは目標値Ｖtrefを下回っていたとしても、補正後の目標値Ｖtref以上であればトナー補給動作が開始され、画像濃度が上昇する。一方、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが規定値Ｖspref以上であると判断したら、上記目標値Ｖtrefが高くなるように補正する。その結果、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが、それまでは目標値Ｖtref以上であったとしても、補正後の目標値Ｖtrefを下回ればトナー補給動作が停止し、画像濃度が低下する。
ここで、本実施形態で用いているトナーは、その基材に変性ポリエステル樹脂を用いたものである。具体的には、次のように製造したものである。すなわち、有機溶媒中に、少なくとも活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル樹脂、着色剤及び離型剤を溶解又は分散させる。これにより得た溶解液又は分散液を、樹脂微粒子を含む水系媒体中で分散させ、架橋剤及び伸張剤の少なくとも一方と反応させる。そして、これにより得た分散液から有機溶剤を除去し、かつ、樹脂微粒子を洗浄して、トナーを得る。このトナーは、上述したように、現像剤の流動性を悪化させやすいというデメリットをもっており、例えば連続して画像形成を行った後に放置すると、放置前に存在していた隙間が少なくなる。その結果、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらずＴセンサ１０２の検出値Ｖtが目標値Ｖtref以上となったまま、過剰にトナー補給が継続される状況が発生し得る。そこで、本実施形態では、次の各制御例で説明するような制御を行う。
〔制御例１〕
図１は、本制御例１における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例１において、Ｐセンサ１０３の検知動作間隔ｍは３０枚に初期設定されている（Ｓ１）。制御部１０１は、上述したように、Ｔセンサ１０２及びＰセンサ１０３の検出値を用いてトナー補給動作を制御する。この制御中、制御部１０１は、トナー補給動作が行われていた場合（Ｓ２）、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であるか否かを判断する（Ｓ３）。このとき、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向でなければ、Ｔセンサ１０２の検出値はトナー濃度の上昇を示しているので正常である。一方、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であると判断された場合、これは、トナーが補給されたにもかかわらず、Ｔセンサ１０２の検出値がトナー濃度の低下を示しており、異常な状況である。しかし、トナー補給動作中にＴセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であっても、場合によっては画像濃度も低下している事態も考えられる。例えば、画像面積率が非常に高い画像を連続して形成するような場合には、トナー補給量がトナー消費量に追いつかず、トナーが補給されたにもかかわらずＴセンサ１０２の検出値がトナー濃度の低下を示すことがあり得る。このような場合には正常である。よって、本制御例１では、更に確認のため、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが所定の閾値濃度である規定値Ｖsprefよりも高いか否かも判断する（Ｓ４）。この判断の結果、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが規定値Ｖsprefよりも高い場合、画像濃度も高まっているので、過剰なトナー補給が行われていることが確認できる。
図１は、本制御例１における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例１において、Ｐセンサ１０３の検知動作間隔ｍは３０枚に初期設定されている（Ｓ１）。制御部１０１は、上述したように、Ｔセンサ１０２及びＰセンサ１０３の検出値を用いてトナー補給動作を制御する。この制御中、制御部１０１は、トナー補給動作が行われていた場合（Ｓ２）、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であるか否かを判断する（Ｓ３）。このとき、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向でなければ、Ｔセンサ１０２の検出値はトナー濃度の上昇を示しているので正常である。一方、Ｔセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であると判断された場合、これは、トナーが補給されたにもかかわらず、Ｔセンサ１０２の検出値がトナー濃度の低下を示しており、異常な状況である。しかし、トナー補給動作中にＴセンサ１０２の検出値Ｖtが上昇傾向であっても、場合によっては画像濃度も低下している事態も考えられる。例えば、画像面積率が非常に高い画像を連続して形成するような場合には、トナー補給量がトナー消費量に追いつかず、トナーが補給されたにもかかわらずＴセンサ１０２の検出値がトナー濃度の低下を示すことがあり得る。このような場合には正常である。よって、本制御例１では、更に確認のため、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが所定の閾値濃度である規定値Ｖsprefよりも高いか否かも判断する（Ｓ４）。この判断の結果、Ｐセンサ１０３の検出値Ｖspが規定値Ｖsprefよりも高い場合、画像濃度も高まっているので、過剰なトナー補給が行われていることが確認できる。
そこで、本制御例１では、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを通常よりも短くし、Ｔセンサの目標値Ｖtrefの補正処理の間隔を細かくして、この目標値Ｖtrefを速やかに適切な値に修正する。
具体的には、まず、検出動作間隔ｍを短くしてＰセンサ１０３による検出を行う回数（以下、「抑制動作回数」という。）Ｋを１０回に設定する（Ｓ５）。そして、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを１０枚に設定し（Ｓ６）、この状態で、抑制動作回数Ｋが０になるまで、上述したトナー濃度制御における目標値Ｖtrefの補正処理を実行する（Ｓ７〜Ｓ９）。抑制動作回数Ｋが０になったら、検出動作間隔ｍを初期設定時の３０枚に戻す（Ｓ１０）。このような制御を行うことにより、上記異常な状況が起きたら、画像出力回数当たりで通常よりも３倍多く、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefの補正処理を実行することができる。その結果、図５に示すように、上記異常な状況が起きた後、画像出力が５０枚程度されたあたりで、過剰なトナー補給動作を停止させることができた。したがって、図１３に示したように、画像出力が１２０枚程度されるまで過剰なトナー補給動作が停止しなかった従来の場合に比べて、過剰なトナー補給が行われる期間が、画像出力枚数単位で考えると半分以下となった。そして、地汚れやトナー飛散が従来に比べてかなり抑制された。
なお、本制御例１では、抑制動作回数Ｋを１０回としているが、この回数は、連続画像形成スピードの低下を抑制する観点からはなるべく少ない方が望ましい。図５に示した結果からすれば、抑制動作回数Ｋを５回ぐらいにすることも可能である。
具体的には、まず、検出動作間隔ｍを短くしてＰセンサ１０３による検出を行う回数（以下、「抑制動作回数」という。）Ｋを１０回に設定する（Ｓ５）。そして、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを１０枚に設定し（Ｓ６）、この状態で、抑制動作回数Ｋが０になるまで、上述したトナー濃度制御における目標値Ｖtrefの補正処理を実行する（Ｓ７〜Ｓ９）。抑制動作回数Ｋが０になったら、検出動作間隔ｍを初期設定時の３０枚に戻す（Ｓ１０）。このような制御を行うことにより、上記異常な状況が起きたら、画像出力回数当たりで通常よりも３倍多く、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefの補正処理を実行することができる。その結果、図５に示すように、上記異常な状況が起きた後、画像出力が５０枚程度されたあたりで、過剰なトナー補給動作を停止させることができた。したがって、図１３に示したように、画像出力が１２０枚程度されるまで過剰なトナー補給動作が停止しなかった従来の場合に比べて、過剰なトナー補給が行われる期間が、画像出力枚数単位で考えると半分以下となった。そして、地汚れやトナー飛散が従来に比べてかなり抑制された。
なお、本制御例１では、抑制動作回数Ｋを１０回としているが、この回数は、連続画像形成スピードの低下を抑制する観点からはなるべく少ない方が望ましい。図５に示した結果からすれば、抑制動作回数Ｋを５回ぐらいにすることも可能である。
〔制御例２〕
図６は、本制御例２における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例２においても、過剰なトナー補給が行われていることを確認する処理は、上記制御例１と同じである（Ｓ１１〜Ｓ１４）。本制御例２では、過剰なトナー補給が行われていることが確認されたら、トナー補給動作を強制的に停止し、以後のトナー補給を禁止する（Ｓ１５）。そして、Ｐセンサの検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になるまで、画像出力３０枚ごとにＰセンサによる検出動作を行う動作を繰り返す（Ｓ１６，Ｓ１７）。この間は、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefの補正処理は行わない。トナー補給を禁止した状態で画像形成を行っていくと、トナーが消費される結果、画像濃度が低下し、Ｐセンサの検出値Ｖspが下がる。そして、この検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になったら、トナーパターンの濃度が目標濃度まで下がったことになるので、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefを、この時点でＴセンサ１０２により検出された検出値Ｖtに設定する（Ｓ１８）。そして、禁止されていたトナー補給動作を解禁して（Ｓ１９）、以降、新たに設定した目標値Ｖtrefに基づき、上述したトナー濃度制御を行う（Ｓ２０）。
図６は、本制御例２における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例２においても、過剰なトナー補給が行われていることを確認する処理は、上記制御例１と同じである（Ｓ１１〜Ｓ１４）。本制御例２では、過剰なトナー補給が行われていることが確認されたら、トナー補給動作を強制的に停止し、以後のトナー補給を禁止する（Ｓ１５）。そして、Ｐセンサの検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になるまで、画像出力３０枚ごとにＰセンサによる検出動作を行う動作を繰り返す（Ｓ１６，Ｓ１７）。この間は、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefの補正処理は行わない。トナー補給を禁止した状態で画像形成を行っていくと、トナーが消費される結果、画像濃度が低下し、Ｐセンサの検出値Ｖspが下がる。そして、この検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になったら、トナーパターンの濃度が目標濃度まで下がったことになるので、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefを、この時点でＴセンサ１０２により検出された検出値Ｖtに設定する（Ｓ１８）。そして、禁止されていたトナー補給動作を解禁して（Ｓ１９）、以降、新たに設定した目標値Ｖtrefに基づき、上述したトナー濃度制御を行う（Ｓ２０）。
以上の結果、図７に示すように、上記異常な状況が起きた後、画像出力が１００枚程度されたあたりで、過剰なトナー補給動作を停止させることができた。したがって、図１３に示したように、画像出力が１２０枚程度されるまで過剰なトナー補給動作が停止しなかった従来の場合に比べて、過剰なトナー補給が行われる期間が、画像出力枚数単位で減らすことができ、地汚れやトナー飛散が従来に比べて抑制された。
〔制御例３〕
図８は、本制御例３におけるトナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。
本制御例３においては、図４に示した上記実施形態のトナー濃度制御装置の構成に、放置時間を計測する計時手段としてのタイマー１０４が追加されている。このタイマー１０４は、制御部１０１に接続されており、制御部１０１からの計測開始命令に応じて時間計測を開始し、計測時間Ｔが予め決められた基準時間Ｔrefに達したら、その旨を制御部１０１に通知する。
図８は、本制御例３におけるトナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。
本制御例３においては、図４に示した上記実施形態のトナー濃度制御装置の構成に、放置時間を計測する計時手段としてのタイマー１０４が追加されている。このタイマー１０４は、制御部１０１に接続されており、制御部１０１からの計測開始命令に応じて時間計測を開始し、計測時間Ｔが予め決められた基準時間Ｔrefに達したら、その旨を制御部１０１に通知する。
図９は、本制御例３における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例３は、上述した制御例１や制御例２のようにＴセンサ１０２の検出値ＶtやＰセンサ１０３の検出値Ｖspから、過剰なトナー補給が行われていることを確認する処理はしない。その代わり、上記タイマー１０４により現像剤の放置時間を計測し、放置時間が基準時間を越えるか否かの判断を行う。そして、放置時間が基準時間を越えた場合、以降に行われる画像形成動作の際には、過剰なトナー補給が行われるものとして、上記制御例１と同じように、Ｔセンサの目標値Ｖtrefの補正処理の間隔を細かくして、この目標値Ｖtrefを速やかに適切な値に修正する。
具体的に説明すると、本制御例３においてもＰセンサ１０３の検知動作間隔ｍは３０枚に初期設定されている（Ｓ２１）。制御部１０１は、上述したように、Ｔセンサ１０２及びＰセンサ１０３の検出値を用いてトナー補給動作を制御する。この制御中、制御部１０１は、現像装置１２が駆動中であるか否かを監視する（Ｓ２２）。そして、現像装置１２の駆動が停止したら、タイマー１０４へ計測開始命令が出力され、タイマー１０４は時間を計測する（Ｓ２３）。タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefに達する前に（Ｓ２４）、現像装置の駆動が再開された場合（Ｓ２２）、制御部１０１はタイマー１０４へ計測中止命令とリセット命令を出力する。一方、タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefに達したら（Ｓ２４）、制御部１０１は、上記制御例１と同じように、抑制動作回数Ｋを１０回に設定し（Ｓ２５）、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを１０枚に設定した後（Ｓ２６）、抑制動作回数Ｋが０になるまで、上述したトナー濃度制御における目標値Ｖtrefの補正処理を実行する（Ｓ２７〜Ｓ２９）。そして、抑制動作回数Ｋが０になったら、検出動作間隔ｍを初期設定時の３０枚に戻す（Ｓ３０）。
本制御例３は、上述した制御例１や制御例２のようにＴセンサ１０２の検出値ＶtやＰセンサ１０３の検出値Ｖspから、過剰なトナー補給が行われていることを確認する処理はしない。その代わり、上記タイマー１０４により現像剤の放置時間を計測し、放置時間が基準時間を越えるか否かの判断を行う。そして、放置時間が基準時間を越えた場合、以降に行われる画像形成動作の際には、過剰なトナー補給が行われるものとして、上記制御例１と同じように、Ｔセンサの目標値Ｖtrefの補正処理の間隔を細かくして、この目標値Ｖtrefを速やかに適切な値に修正する。
具体的に説明すると、本制御例３においてもＰセンサ１０３の検知動作間隔ｍは３０枚に初期設定されている（Ｓ２１）。制御部１０１は、上述したように、Ｔセンサ１０２及びＰセンサ１０３の検出値を用いてトナー補給動作を制御する。この制御中、制御部１０１は、現像装置１２が駆動中であるか否かを監視する（Ｓ２２）。そして、現像装置１２の駆動が停止したら、タイマー１０４へ計測開始命令が出力され、タイマー１０４は時間を計測する（Ｓ２３）。タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefに達する前に（Ｓ２４）、現像装置の駆動が再開された場合（Ｓ２２）、制御部１０１はタイマー１０４へ計測中止命令とリセット命令を出力する。一方、タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefに達したら（Ｓ２４）、制御部１０１は、上記制御例１と同じように、抑制動作回数Ｋを１０回に設定し（Ｓ２５）、Ｐセンサ１０３による検出動作間隔ｍを１０枚に設定した後（Ｓ２６）、抑制動作回数Ｋが０になるまで、上述したトナー濃度制御における目標値Ｖtrefの補正処理を実行する（Ｓ２７〜Ｓ２９）。そして、抑制動作回数Ｋが０になったら、検出動作間隔ｍを初期設定時の３０枚に戻す（Ｓ３０）。
現像剤が長期間放置されると、上述したように、上記異常な状況が起きることが確認されている。本制御例３では、現像剤の放置時間が基準時間Ｔrefを越えるか否かを判断することにより、上記異常な状況が起きることを確認する。この判断は、上記制御例１のようにＴセンサ１０２の検出値Ｖtの増加傾向を判断するよりも簡単に行うことができ、複雑な判断や制御を必要としない。そして、本制御例３でも、上記制御例１と同じように、図５に示すように、現像剤が長期間放置されて上記異常な状況が起きた後、画像出力が５０枚程度されたあたりで、過剰なトナー補給動作を停止させることができ、地汚れやトナー飛散が従来に比べてかなり抑制された。よって、本制御例３によれば、現像剤が長期間放置されることにより生じる上記異常な状況については、上記制御例１の場合よりも、簡単な処理で地汚れやトナー飛散を抑制できる。
なお、本制御例３では、抑制動作回数Ｋを１０回としているが、上記制御例１の場合と同様に、図５に示した結果からすれば、抑制動作回数Ｋを５回ぐらいにすることも可能である。
なお、本制御例３では、抑制動作回数Ｋを１０回としているが、上記制御例１の場合と同様に、図５に示した結果からすれば、抑制動作回数Ｋを５回ぐらいにすることも可能である。
〔制御例４〕
図１０は、本制御例４における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例４は、上記制御例３と同じように、タイマー１０４を備えたトナー濃度制御装置を用いて行われ、現像剤の放置時間を計測する（Ｓ３１〜Ｓ３４）。そして、放置時間が基準時間を越えた場合、以降に行われる画像形成動作の際には、過剰なトナー補給が行われるものとして、上記制御例２と同じように、トナー補給動作を強制的に停止し、以後のトナー補給を禁止する（Ｓ３５）。そして、Ｐセンサの検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になるまで、画像出力３０枚ごとにＰセンサによる検出動作を行う動作を繰り返し（Ｓ３６，Ｓ３７）、この検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になったら、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefを検出値Ｖtに設定する（Ｓ３８）。その後、禁止されていたトナー補給動作を解禁して（Ｓ３９）、以降、新たに設定した目標値Ｖtrefに基づき、上述したトナー濃度制御を行う（Ｓ４０）。
図１０は、本制御例４における過剰なトナー補給を抑制する制御の流れを示すフローチャートである。
本制御例４は、上記制御例３と同じように、タイマー１０４を備えたトナー濃度制御装置を用いて行われ、現像剤の放置時間を計測する（Ｓ３１〜Ｓ３４）。そして、放置時間が基準時間を越えた場合、以降に行われる画像形成動作の際には、過剰なトナー補給が行われるものとして、上記制御例２と同じように、トナー補給動作を強制的に停止し、以後のトナー補給を禁止する（Ｓ３５）。そして、Ｐセンサの検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になるまで、画像出力３０枚ごとにＰセンサによる検出動作を行う動作を繰り返し（Ｓ３６，Ｓ３７）、この検出値Ｖspが規定値Ｖspref以下になったら、Ｔセンサ１０２の目標値Ｖtrefを検出値Ｖtに設定する（Ｓ３８）。その後、禁止されていたトナー補給動作を解禁して（Ｓ３９）、以降、新たに設定した目標値Ｖtrefに基づき、上述したトナー濃度制御を行う（Ｓ４０）。
以上の結果、図７に示すように、現像剤が長期間放置されて上記異常な状況が起きた後、画像出力が１００枚程度されたあたりで、過剰なトナー補給動作を停止させることができ、地汚れやトナー飛散が従来に比べて抑制された。そして、本制御例４でも、現像剤が長期間放置されることにより生じる上記異常な状況については、上記制御例２の場合よりも、簡単な処理で地汚れやトナー飛散を抑制できる。
以上、本実施形態に係る複写機は、潜像担持体としての感光体１０上の潜像を、現像装置１２によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材としてのシートＳ上に転移させて画像形成を行う。この複写機は、画像形成により消費された分のトナーを現像装置１２内の現像剤へ補給するトナー補給装置２０と、現像装置１２に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータである透磁率を検知するトナー濃度センサとしてのＴセンサ１０２と、感光体１０上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを現像装置１２によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサとしてのＰセンサ１０３とを備えている。更に、この複写機に設けられる制御部１０１は、Ｔセンサ１０２の検出結果に基づいて、その検出値Ｖtが目標値Ｖtrefに一致するようにトナー補給装置２０のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段、及び、Ｐセンサ１０３で検出したトナーパターンの濃度（検出値Ｖsp）が目標とする濃度（規定値Ｖspref）となるようなトナー補給動作がなされるように目標値Ｖtrefを補正する補正処理を、所定のタイミング（画像出力３０枚ごと）で実行する目標値補正手段として機能する。
そして、上記制御例１では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらず、Ｔセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナーを補給したときにＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の上昇を示す通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。これにより、上述したように、トナーを補給したにもかかわらずＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示す異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べてかなり抑制できる。
また、上記制御例２では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらず、Ｔセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止する。この構成によっても、上述したように、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
特に、上記制御例１及び上記制御例２では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらずＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示すだけでなく、Ｐセンサ１０３で検出した検出値Ｖspが所定の閾値濃度（規定値Ｖspref）を越えているときに、上記補正処理の実行間隔を短くする、又はトナー補給動作が強制的に停止する。これにより、過剰なトナー補給が行われていることを確実に確認できる。
一方で、上記制御例３では、現像装置１２の非稼働時間を計測する計時手段としてのタイマー１０４を設け、このタイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefを越えたときには、上記制御例１と同様に、所定期間、計測時間Ｔが基準時間Ｔref以下であるときよりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。この構成によれば、現像剤が長期間放置されることによって起こり得る上記異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べてかなり抑制できる。
また、上記制御例４では、タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefを越えたときには、上記制御例２と同様に、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止する。この構成によっても、上述したように、現像剤が長期間放置されることによって起こり得る上記異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
また、上記制御例２及び上記制御例４では、上記所定期間の終期が、Ｐセンサ１０３で検出したトナーパターンの濃度（検出値Ｖsp）が基準濃度（規定値Ｖspref）となったときに設定してある。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が最適濃度になった時点で、上記補正処理の実行間隔を短くし、又はトナー補給動作が強制的に停止するという過剰トナー補給の抑制動作を終了することができる。よって、過剰トナー補給の抑制動作を行う期間を最小限にとどめることができる。なお、上記制御例１及び上記制御例３では、設定した抑制動作回数（１０回）が終了した時点で、過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成されているが、これに代えて、上記制御例２及び上記制御例４と同様に、Ｐセンサ１０３で検出したトナーパターンの濃度（検出値Ｖsp）が基準濃度（規定値Ｖspref）となった時点で、過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成してもよい。逆に、上記制御例２及び上記制御例４を、設定した抑制動作回数（１０回）が終了した時点で過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成することもできる。
また、本実施形態では、キャリアとして磁性キャリアを用い、Ｔセンサ１０２として、現像剤密度に関連するパラメータである現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いている。これにより、従来から広く利用されているＴセンサを用いる構成において、上述した過剰トナー補給の抑制動作を採用することができ、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
また、本実施形態では、トナーとして、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いている。このようなトナーは、上述したように、ブレードでクリーニングする際の除去効率を高めやすい、界面活性剤がトナー内部に残存したりトナーの帯電を阻害したりすることもないというメリットがある。しかし、その反面、現像剤の流動性を悪化させやすいというデメリットがあり、上記異常な状況を発生させやすく、上述した地汚れやトナー飛散が生じやすい。しかし、これは、上述した過剰トナー補給の抑制動作を採用することで十分に抑制できるので、地汚れやトナー飛散を抑制した状態で、上記メリットを享受できる。
そして、上記制御例１では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらず、Ｔセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナーを補給したときにＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の上昇を示す通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。これにより、上述したように、トナーを補給したにもかかわらずＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示す異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べてかなり抑制できる。
また、上記制御例２では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらず、Ｔセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止する。この構成によっても、上述したように、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
特に、上記制御例１及び上記制御例２では、トナー補給装置２０によりトナーを補給したにもかかわらずＴセンサ１０２で検知した透磁率がトナー濃度の低下を示すだけでなく、Ｐセンサ１０３で検出した検出値Ｖspが所定の閾値濃度（規定値Ｖspref）を越えているときに、上記補正処理の実行間隔を短くする、又はトナー補給動作が強制的に停止する。これにより、過剰なトナー補給が行われていることを確実に確認できる。
一方で、上記制御例３では、現像装置１２の非稼働時間を計測する計時手段としてのタイマー１０４を設け、このタイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefを越えたときには、上記制御例１と同様に、所定期間、計測時間Ｔが基準時間Ｔref以下であるときよりも、上記補正処理の実行間隔を短くする。この構成によれば、現像剤が長期間放置されることによって起こり得る上記異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べてかなり抑制できる。
また、上記制御例４では、タイマー１０４の計測時間Ｔが基準時間Ｔrefを越えたときには、上記制御例２と同様に、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止する。この構成によっても、上述したように、現像剤が長期間放置されることによって起こり得る上記異常な状況下で発生する過剰なトナー補給が行われる期間を短くでき、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
また、上記制御例２及び上記制御例４では、上記所定期間の終期が、Ｐセンサ１０３で検出したトナーパターンの濃度（検出値Ｖsp）が基準濃度（規定値Ｖspref）となったときに設定してある。これにより、実際の現像剤のトナー濃度が最適濃度になった時点で、上記補正処理の実行間隔を短くし、又はトナー補給動作が強制的に停止するという過剰トナー補給の抑制動作を終了することができる。よって、過剰トナー補給の抑制動作を行う期間を最小限にとどめることができる。なお、上記制御例１及び上記制御例３では、設定した抑制動作回数（１０回）が終了した時点で、過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成されているが、これに代えて、上記制御例２及び上記制御例４と同様に、Ｐセンサ１０３で検出したトナーパターンの濃度（検出値Ｖsp）が基準濃度（規定値Ｖspref）となった時点で、過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成してもよい。逆に、上記制御例２及び上記制御例４を、設定した抑制動作回数（１０回）が終了した時点で過剰トナー補給の抑制動作を終了するように構成することもできる。
また、本実施形態では、キャリアとして磁性キャリアを用い、Ｔセンサ１０２として、現像剤密度に関連するパラメータである現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いている。これにより、従来から広く利用されているＴセンサを用いる構成において、上述した過剰トナー補給の抑制動作を採用することができ、地汚れやトナー飛散を従来に比べて抑制できる。
また、本実施形態では、トナーとして、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いている。このようなトナーは、上述したように、ブレードでクリーニングする際の除去効率を高めやすい、界面活性剤がトナー内部に残存したりトナーの帯電を阻害したりすることもないというメリットがある。しかし、その反面、現像剤の流動性を悪化させやすいというデメリットがあり、上記異常な状況を発生させやすく、上述した地汚れやトナー飛散が生じやすい。しかし、これは、上述した過剰トナー補給の抑制動作を採用することで十分に抑制できるので、地汚れやトナー飛散を抑制した状態で、上記メリットを享受できる。
１０ 感光体
１２ 現像装置
２０ トナー補給装置
２３ トナーボトル
２６ ボトル駆動モータ
１０１ 制御部
１０２ Ｔセンサ
１０３ Ｐセンサ
１０４ タイマー
１２ 現像装置
２０ トナー補給装置
２３ トナーボトル
２６ ボトル駆動モータ
１０１ 制御部
１０２ Ｔセンサ
１０３ Ｐセンサ
１０４ タイマー
Claims (8)
- 潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、
画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、
上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、
上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、
該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、
該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、
上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナーを補給したときに該トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の上昇を示す通常時よりも、上記補正処理の実行間隔を短くしたことを特徴とする画像形成装置。 - 潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、
画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、
上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、
上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、
該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、
該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、
上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず、上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示したときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記補正処理の実行間隔を短くする又はトナー補給動作が強制的に停止するのは、上記トナー補給装置によりトナーを補給したにもかかわらず上記トナー濃度センサで検知したパラメータがトナー濃度の低下を示し、かつ、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が所定の閾値濃度を越えているときであることを特徴とする画像形成装置。 - 潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、
画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、
上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、
上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、
該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、
該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、
該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、該計時手段の計測時間が該基準時間以下であるときよりも、上記補正処理の実行間隔が短くなるように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 潜像担持体上の潜像を、現像装置によりトナーとキャリアとを含む現像剤を用いて現像し、これにより得たトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像形成を行うものであって、
画像形成により消費された分のトナーを現像装置内の現像剤へ補給するトナー補給装置と、
上記現像装置に収容されている現像剤の一部について現像剤密度に関連するパラメータを検知するトナー濃度センサと、
上記潜像担持体上に画像濃度検出用のパターン潜像を作像し、これを該現像装置によって現像して得たトナーパターンの濃度を検出するパターン濃度センサと、
該トナー濃度センサの検出結果に基づいて、その検出値が目標値に一致するように該トナー補給装置のトナー補給動作を制御する補給動作制御手段と、
該パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が目標とする濃度となるようなトナー補給動作がなされるように該目標値を補正する補正処理を、所定のタイミングで実行する目標値補正手段とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置の非稼働時間を計測する計時手段を設け、
該計時手段の計測時間が基準時間を越えたときには、所定期間、トナー補給動作が強制的に停止するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記所定期間の終期は、上記パターン濃度センサで検出したトナーパターンの濃度が基準濃度となったときであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、
上記キャリアとして磁性キャリアを用い、
上記トナー濃度センサとして、現像剤密度に関連するパラメータである現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項７の画像形成装置において、
上記トナーとして、変性ポリエステル樹脂を基材としたトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。
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