JP3023009B2 - 光学式トナー濃度検出方法におけるトラブル検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナーとキャリアとか
らなる二成分粉体現像剤のトナー濃度を光学的手法によ
り検出する光学式トナー濃度検出方法におけるトラブル
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナーとキャリアとからなる二成分粉体
現像剤を使用する画像形成装置では、画像形成によって
消費されたトナーを補充することによって画像濃度を一
定に維持するために、キャリアに対するトナーの重量混
合比（以下「トナー濃度」という。）を検出し、その結
果に基づいて現像剤にトナーを補充する必要がある。

【０００３】そのために、トナー濃度を測定する方法と
して、透明検出窓を介して磁界に拘束されている現像剤
を照明し、その反射光量から現像剤のトナー濃度を検出
する方法（以下、「光学式トナー濃度検出方法」とい
う。）が知られている。また、この光学式トナー濃度検
出方法の一態様として、透明検出窓へのトナー付着を防
止するために、透明検出窓にトナー帯電極性と同極性の
窓バイアスを印加し、透明検出窓とトナーを電気的に反
発させるようにしたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像剤
の帯電量は湿度や現像剤の劣化度に応じて変化する。具
体的に述べると、湿度が高くなって湿潤状態になるほど
現像剤の帯電量は低くなり、一方湿度が低くなって乾燥
状態になるほど現像剤の帯電量は高くなる。また、撹拌
等によって現像剤の劣化が進行するほど現像剤の帯電量
は低くなり、撹拌等の影響を受けていない新しい現像剤
ほど帯電量は高くなる。

【０００５】そして、現像剤の帯電量が低下すると、キ
ャリアとトナーとの電気的吸引力が低下して両者が分離
する。この場合、キャリアは磁界に拘束されているので
透明検出窓に付着することはないが、キャリアから分離
したトナーは浮遊し、この浮遊トナーは帯電量が低いこ
とから窓バイアスとの電気的反発力が小さいので、透明
検出窓に付着する。一方、現像剤の帯電量が高くなる
と、トナーと窓バイアスとの電気的反発力は大きくなっ
て透明検出窓にトナーが付着することはないが、キャリ
アと窓バイアスとの電気的吸引力が磁界の拘束力よりも
大きくなり、キャリアが磁界の拘束から離れて透明検出
窓に付着する。

【０００６】また、透明検出窓にトナーが付着した場
合、現像剤からの反射光量が高くなってトナー濃度が比
較すべき基準濃度よりも高いと判定され、実際にはトナ
ー濃度が低下しているにも拘わらずトナーが補給され
ず、画像濃度が低下するという問題を生じる。一方、検
出窓にキャリアが付着した場合、現像剤からの反射光量
が低くなって現像剤のトナー濃度が基準濃度よりも低い
と判定され、実際には必要なトナー濃度が確保されてい
るにも拘わらずトナーが補給されてオーバートナー状態
を招き、現像装置から現像剤が溢れて画像形成装置の内
部を汚染するという問題を生じる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る光
学式トナー濃度検出方法におけるトラブル検出方法は、
磁界に拘束されている二成分現像剤を透明検出窓に周期
的に接触させ、前記透明検出窓を介して現像剤を照明
し、その反射光量に基づいてトナー濃度を検出する一
方、少なくとも前記現像剤の前記透明検出窓への接触を
含む１周期の間に、前記反射光量の検出を、前記透明検
出窓に前記現像剤が接触している時と非接触である時と
を含んで所定の複数回行い、得られた反射光量検出値に
おける最大値と最小値とを求め、この最大値と最小値の
差が第１の基準値未満になると前記透明検出窓に異常が
発生したことを認識し報知するものである。また、本発
明の他のトラブル検出方法はさらに、前記二成分現像剤
は、前記透明検出窓から照射される光を反射する特性を
有するトナーと、前記光を吸収する特性を有するキャリ
アとを含み、前記所定の複数回の反射光量の検出によっ
て得られた前記反射光量検出値の平均値を求め、その平
均値と第２の基準値とを比較して、前記平均値が第２の
基準値以上の場合、前記透明検出窓に発生した異常が、
前記トナーが前記透明検出窓に付着したことに基づく異
常であると判断し、前記平均値が第２の基準値未満の場
合、前記透明検出窓に発生した異常が、前記キャリアが
前記透明検出窓に付着したことに基づく異常であると判
断することを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】光学式トナー濃度検出方法では、透明検出窓に
トナー付着またはキャリア付着が発生すると、その付着
量に応じて反射光量の変動幅（反射光量における最大値
と最小値との差）が小さくなり、反射光量は一定値に収
束する。これは、例えば、透明検出窓が完全にトナーま
たはキャリアで覆われると、反射光量は一定になること
からも理解できる。したがって、本発明トラブル検出方
法によって異常が報知されると、それは透明検出窓にト
ナー付着またはキャリア付着が生じていることが認識で
きる。また、本発明の他の形態によれば、透明検出窓に
生じた異常がトナー付着に起因するものかキャリア付着
に起因するものかを判断できる。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。 （１）複写機 図１は電子写真法によるフルカラー複写機を示し、この
複写機１では、プリントスイッチ１０１（図６参照）が
押されると感光体２が矢印方向に回転し、その外周面が
帯電装置３で一様に帯電される。画像読取装置５は原稿
台４に載置された原稿（図示せず）を照明し、その反射
光が読取光学部６に露光されて、画素ごとに赤、青、緑
の三色の色信号として読み取られる。この赤、青、緑の
色信号は画像処理回路によってイエロー、マゼンタ、シ
アンの３値、若しくはこれにブラックを加えた４値の信
号に変換されてレーザ発生装置７に送られる。レーザ発
生装置７は、前記信号に基づいて変調されたレーザ光を
感光体２の帯電領域に照射し、各色の画像情報に応じて
静電潜像を形成する。

【００１０】現像ユニット８は、トナーとキャリアとか
らなる二成分系の現像剤を収容した複数の現像装置９
Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂを備えており、これらは一体的に
上下移動し、選択された一つの現像装置だけが感光体２
に対向して、前記静電潜像を対応する色のトナーで可視
像化する。なお、現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂは、
それぞれイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラック
Ｂの色のトナーを収容している。

【００１１】転写紙は給紙装置１０より一枚づつ給紙さ
れ、転写ドラム１１の外周に巻き付いている。一方、感
光体２上のトナー像は転写装置１２の放電に基づいて作
成されたものから順次転写紙に転写され、この転写紙上
にフルカラートナー像が作成される。フルカラトナー像
が形成された転写紙は転写ドラム１１から分離され、搬
送装置１３で定着装置１４に搬送され、ここでトナー像
が転写紙に加熱定着されて排紙トレー１５に排出され
る。

【００１２】（２）現像装置 図２，３は現像装置９Ｙ，〜，９Ｂの構成を示す。現像
装置９Ｙ，〜，９Ｂは、概略、現像部２０、現像剤撹拌
部３０（以下、「撹拌部」という。）、トナー補給部６
０、で構成されている。

【００１３】現像部２０には、現像ローラ２１が感光体
２に対向可能に配置され、その上部外周面に穂高規制板
２６が微小ギャップを隔てて対向させてある。前記現像
ローラ２１は、非回転状態に固定された磁石体２２と、
その周囲を回転するスリーブ２３とからなり、感光体２
に対向している現像装置のスリーブ２３が現像モータＭ
１に駆動連結され、矢印方向に回転駆動するようにして
ある。また、感光体２に対向している現像装置では、ス
リーブ２３に直流電源２６と交流電源２７を直列接続し
た電源２５が接続され、現像バイアスＶ（Ｂ）が印加で
きるようになっている。

【００１４】撹拌部３０には、現像部２０に隣接する第
１撹拌路３１と、その背後に位置する第２撹拌路３２が
形成され、これら撹拌路３１，３２は壁３３で仕切られ
るも、壁３３の奥側と手前側を切除して形成した通路３
４，３５で連絡している。

【００１５】バケットローラ３６、搬送スクリュウ３７
は、それぞれ第１撹拌路３１、第２撹拌路３２に配置さ
れ、感光体２に対向している現像装置のバケットローラ
３６および搬送スクリュウ３７が撹拌モータＭ２に駆動
連結されて矢印方向に回転するようにしてある。

【００１６】一方、磁石保持部材４１は非磁性材料から
なり、筒状の本体４２と、この本体４２から互いに反対
方向に突出する二つの扇状突部４３，４４とで構成さ
れ、前記突部４３，４４の外周面に磁石４５，４６をそ
れぞれ備えている。そして、磁石保持部材４１は、手前
側の通路３５の近傍で、本体４２を軸３８に外嵌して固
定されている。

【００１７】トナー濃度検出センサ５０は、図４に示す
ように、ハウジング５１と、このハウジング５１に固定
した発光素子５２と受光素子５３と、これら素子５２，
５３の検出位置を覆う透明検出窓５４とで構成され、第
２撹拌路３２に透明検出窓５４が磁石保持部材４１と対
向するように設けてあり、感光体２に対向している現像
装置の透明検出窓５４は窓バイアス電源５８に接続さ
れ、トナーの帯電極性と同一極性の直流窓バイアスＶ
（Ｗ）が印加されるようになっている。

【００１８】スクレーパ５９は、非磁性のプラスチッ
ク、ゴム、またはプラスチックフィルム等からなり、第
２撹拌路３２に磁石保持部材４１と対向するように設け
てあり、前面を通過する磁石４５，４６との間に微小ギ
ャップが確保されている。

【００１９】トナー補給部６０は第２撹拌路３２の後部
に設けてあり、前記トナー濃度検出センサ５０の奥側に
設けた補給口６１を介して第２撹拌路３２に連絡してい
る。また、トナー補給部６０には補給スクリュウ６２が
収容され、感光体２に対向している現像装置の補給スク
リュウ６２がトナー補給モータＭ３に駆動連結されてい
る。さらに、それぞれの現像装置のトナー補給部６０は
トナー収容ボックス１６（図１参照）に連結してあり、
このトナー収容ボックス１６より対応する色のトナーが
供給されるようになっている。

【００２０】（３）制御回路 図５は回路ブロック図で、制御装置ＣＰＵには、操作パ
ネル１００のプリントスイッチ１０１、また現像装置９
Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂのトナー濃度検出センサ５０
（Ｙ），５０（Ｍ），５０（Ｃ），５０（Ｂ）、および
ホトインタラプタ４０、湿度センサ２００（図１参照）
からの信号が入力されるようになっている。なお、湿度
センサ２００は複写機の内部または外部のいずれに設け
てもよい。

【００２１】また、制御装置ＣＰＵには、現像モータＭ
１、撹拌モータＭ２、トナー補給モータＭ３への駆動信
号、また現像バイアス電源２５、窓バイアス電源５８の
リモート信号、さらに現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂ
の直流現像バイアスＶ（Ｂ）−ＤＣ（Ｙ）データ，〜，
Ｖ（Ｂ）−ＤＣ（Ｋ）データ、直流窓バイアスＶ（Ｗ）
（Ｙ）データ，〜，Ｖ（Ｂ）（Ｋ）データ、そして操作
パネル１００のＬＥＤ１０２，１０３への点滅信号、を
出力するようになっている。

【００２２】（４）現像制御 以下、制御装置ＣＰＵの現像制御について説明する。現
像装置９Ｙ，〜，９Ｂでは、トナーとキャリアで構成さ
れる現像剤が第１撹拌路３１と第２撹拌路３２に収容さ
れる。そして、感光体２に対向している現像装置では、
第１撹拌路３１の現像剤はバケットローラ３６の回転に
より奥側から手前側に搬送され、手前側の通路３５を介
して第２撹拌路３２に搬送される。第２撹拌路３２の現
像剤は、搬送スクリュウ３７の回転により手前側から奥
側に搬送され、奥側の通路３４を介して第１撹拌路３１
に搬送される。このように、撹拌路３１，３２の現像剤
は、通路３４，３５を介して循環搬送されながら混合撹
拌されて、トナーとキャリアはそれぞれ逆極性に帯電す
る。

【００２３】また、第１撹拌路３１を搬送される現像剤
は、バケットローラ３６でスリーブ２３の外周面に供給
される。スリーブ２３に供給された現像剤は磁石体２２
の磁力によって保持され、スリーブ２３の回転と共に矢
印方向に搬送され、穂高規制板２６で規制されたのち、
感光体２との対向部で静電潜像にトナーが供給されて現
像が行われる。

【００２４】第２撹拌路３２では、搬送スクリュウ３７
と共に回転する磁石４５，４６に現像剤が保持され、矢
印方向に搬送される。これら磁石４５，４６に保持され
た現像剤は磁気ブラシを形成しており、搬送スクリュウ
３７の回転にしたがって交互にトナー濃度検出センサ５
０の検出窓５４を摺擦する。

【００２５】検出窓５４を摺擦した磁気ブラシはスクレ
ーパ５９で掻き落とされ、磁石４５，４６には新たな現
像剤が保持され、第２撹拌路３２を手前側から奥側に搬
送される現像剤のトナー濃度が順次検出される。

【００２６】トナー濃度検出センサ５０は、発光素子５
２から光を発射して検出窓を介して現像剤を照明し、そ
の反射光を受光素子５３で検出する。またセンサ５０は
受光素子５３で検出した光を電圧に変換して制御装置Ｃ
ＰＵに出力する。ここで、トナー濃度検出センサ５０の
出力波形は図７に示すように搬送スクリュウ３７の回転
に従って変化し、検出窓５４に磁気ブラシが接触してい
るときの出力電圧は大きく、磁気ブラシが検出窓５４と
非接触のときの出力電圧が小さくなる。

【００２７】制御装置ＣＰＵは磁気ブラシが検出窓５４
に接触しているときセンサ出力をもとに現像剤のトナー
濃度を検出する。これは、磁石４６または４５がトナー
濃度検出センサ５０に対向しているとき、磁石４６とセ
ンサ５０との間には磁石４６または４５に保持されたほ
ぼ一定量の現像剤が存在しており、第２撹拌路３２に収
容されている現像剤の多少に拘らず正確なトナー濃度検
出ができるからである。そして、制御装置ＣＰＵは、ト
ナー濃度が基準濃度よりも低ければトナー収容ボックス
１６から対応する色のトナーをトナー補給部６０に供給
する。この供給されたトナーは補給スクリュウ６２によ
って第２撹拌路３２に補給され、現像剤のトナー濃度が
回復する。

【００２８】なお、トナー濃度検出の処理は、感光体２
に対向している現像状態の現像装置だけでなく、感光体
２から退避している非現像状態の現像装置でも行なうよ
うにしてもよい。このようにすれば、現像状態に設定さ
れた現像装置で即座に現像を開始することができ、トナ
ー濃度調整に費やす時間が短縮される分だけ画像を早期
に得ることが可能となる。

【００２９】（５）トナー濃度制御および窓バイアス制
御等 制御装置によるトナー濃度制御、窓バイアス制御等につ
いて添付のフローチャートを参照して説明する。 メイルーチン（図８参照） メイルーチンでは、複写機１に電源が投入されてプログ
ラムがスタートすると、（Ｓ１）で内部レジスタや周辺
インターフェイスの初期化が行われた後、（Ｓ２）で１
ルーチンの長さを規定するための内部タイマをスタート
させる。この１ルーチンの長さは後に説明する各種タイ
マをカウントする際の基準となるもので、本ルーチンを
通過することによってタイマ値が更新される。次に、
（Ｓ３）では窓バイアス制御、（Ｓ４）ではトラブル検
出制御、（Ｓ５）ではトラブル制御、（Ｓ６）ではトナ
ー補給制御がそれぞれ実行される。これら（Ｓ３）から
（Ｓ６）の詳細は後に説明する。続いて、（Ｓ７）では
入力処理、（Ｓ８）では出力処理がそれぞれ実行され、
（Ｓ９）でタイマの終了を待って（Ｓ２）に戻り、以後
（Ｓ２）から（Ｓ９）の処理が繰り返し実行される。

【００３０】 窓バイアス制御（図９参照） 窓バイアス制御（Ｓ３）では、（Ｓ１０）から（Ｓ１
３）でステート値が“０”から“４”のいずれの値に設
定されているか判定し、“０”ならば（Ｓ１４）のバイ
アス処理０、“１”ならば（Ｓ１５）のバイアス処理
１、“２”ならば（Ｓ１６）のバイアス処理２、“３”
ならば（Ｓ１７）のバイアス処理３、“４”ならば（Ｓ
１８）のバイアス処理４を実行する。ここで、バイアス
処理０からバイアス処理２はバイアスを立ちあげるとき
の処理に関し、バイアス処理３とバイアス処理４はバイ
アスを切るときの処理に関する。

【００３１】ａ．バイアス処理０（図１０参照） バイアス処理０では、（Ｓ１９）でプリントスイッチ１
０１のオンエッジを検出する。なお、オンエッジとは、
信号がオフからオンに変化する状態をいう。そして、オ
ンエッジが検出されると（Ｓ２０）で湿度センサ２００
からの出力信号をもとに湿度を検出し、（Ｓ２１）から
（Ｓ２４）で湿度が０〜２０％，２０〜４０％、４０〜
６０％、６０〜８０％、８０〜１００％のいずれの範囲
にあるかを判定し、（Ｓ２５）から（Ｓ２９）でその範
囲に応じて窓バイアスＶ（Ｗ）の値を決定する。具体的
に述べると、 Ｈ≦２０％のときはＶ（Ｗ）＝−１．０ＫＶ、 ２０％＜Ｈ≦４０％のときはＶ（Ｗ）＝−１．２ＫＶ、 ４０％＜Ｈ≦６０％のときはＶ（Ｗ）＝−１．４ＫＶ、 ６０％＜Ｈ≦８０％のときはＶ（Ｗ）＝−１．６ＫＶ、 ８０％＜ＨのときはＶ（Ｗ）＝−１．８ＫＶ、に設定す
る。

【００３２】次に、（Ｓ３０）で現像バイアスＶ（Ｂ）
−ＤＣを最大に設定し、（Ｓ３１）で窓バイアスＶ
（Ｗ）、（Ｓ３２）で現像バイアスＶ（Ｂ）の出力をオ
ンする。また、（Ｓ３３）でバイアス立ち上がりタイマ
ＴＡをセットし、（Ｓ３４）でステートを“１”に変更
してリターンする。前記バイアス立ち上がりタイマＴＡ
は、窓バイアスが十分に立ち上がっていない状態で撹拌
モータＭ２を駆動して現像剤を撹拌すると、この撹拌さ
れた現像剤が透明検出窓５４に付着するので、窓バイア
スＶ（Ｗ）が完全に立ち上がった状態で撹拌モータＭ２
を駆動するためのタイマである。

【００３３】ｂ．バイアス処理１（図１１参照） バイアス処理１では、（Ｓ３５）で前記バイアス立ち上
がりタイマＴＡを更新した後、（Ｓ３６）でタイマＴＡ
が終了したか否か判定し、タイマＴＡが終了すると（Ｓ
３７）でタイマＴＡをリセットし、（Ｓ３８）で撹拌モ
ータＭ２をオンする。これにより、撹拌路３１，３２に
おける現像剤の撹拌搬送が開始する。次に、（Ｓ３９）
で検出許可タイマＴＢをセットし、（Ｓ４０）でステー
ト値を“２”に変更してリターンする。前記検出許可タ
イマＴＢは、撹拌モータＭ２がスタートしてから現像剤
の搬送が安定するまでの時間に設定してある。

【００３４】ｃ．バイアス処理２（図１２参照） バイアス処理２では、（Ｓ４１）で検出許可タイマＴＢ
を更新した後、（Ｓ４２）でタイマＴＢの終了を判定
し、タイマＴＢが終了すると（Ｓ４３）でタイマＴＢを
リセットする。また、（Ｓ４４）検出許可フラグＦＡを
セットし、（Ｓ４５）でステート値を“３”に変更して
リターンする。前記検出許可フラグＦＡは、後述するト
ラブル検出制御で使用され、このフラグＦＡがセットさ
れることによりトナー濃度検出センサ５０からの出力が
読み込み可能となる。

【００３５】ｄ．バイアス処理３（図１３参照） バイアス処理３では、（Ｓ４６）でバイアスオフフラグ
ＦＢがセットされているか否かを判定する。このバイア
スオフフラグＦＢは現像バイアスＶ（Ｂ）および窓バイ
アスＶ（Ｗ）をオフするためのフラグで、図示しないサ
ブルーチンで設定される。ここで、バイアスオフフラグ
がＦＢがセットされていれば、（Ｓ４７），（Ｓ４
８），（Ｓ４９）でそれぞれ濃度検出フラグＦＣ、定量
補給フラグＦＤ、検出許可フラグＦＡをそれぞれリセッ
トする。なお、前記濃度検出フラグＦＣはトラブル検出
制御、定量補給フラグＦＤはトラブル制御でそれぞれセ
ットされる。次に、（Ｓ５０）で撹拌モータＭ２をオフ
したのち、（Ｓ５７）でバイアスオフタイマＴＣをセッ
トし、（Ｓ５２）でステート値を“４”に変更してリタ
ーンする。ここで、窓バイアスＶ（Ｗ）のオフタイミン
グをタイマＴＣの終了まで遅延させているのは、撹拌モ
ータＭ２の駆動と窓バイアスＶ（Ｗ）を同時に切ると、
撹拌モータＭ２の惰性に基づく搬送スクリュウ３７の回
転によって検出窓５４にトナーが付着するからである。
したがって、タイマＴＣは、撹拌モータＭ２への電力の
供給が遮断されてからモータＭ２が完全に停止するまで
の時間以上の大きさに設定する。

【００３６】ｅ．バイアス処理４（図１４参照） バイアス処理４では、（Ｓ５３）でバイアスオフタイマ
ＴＣを更新した後、（Ｓ５４）でタイマＴＣの終了を判
定し、終了すると（Ｓ５５）でタイマＴＣをリセットす
る。次に、（Ｓ５６）で窓バイアスＶ（Ｗ）をオフし、
（Ｓ５７）で現像バイアスＶ（Ｂ）をオフして、（Ｓ５
８）でステート値を“０”に変更してリターンする。

【００３７】 トラブル検出制御（図１５参照） トラブル検出制御では、トナー濃度検出センサ５０から
の信号をもとに、透明検出窓５４へのトナー付着、キャ
リア付着の有無を検出する。まず、（Ｓ５９）では検出
許可フラグＦＡがセットされているか否か判定する。こ
の濃度検出許可フラグＦＡは、前述の（Ｓ４４）で設定
される。濃度検出許可フラグＦＡがセットされている場
合、（Ｓ６０）でトナー濃度検出センサ５０からの出力
をサンプリングし、（Ｓ６１）でそのサンプリングデー
タをデータメモリＡに格納し、（Ｓ６２）でデータ数が
「５０」になったか否か判定する。このデータ数「５
０」は、搬送スクリュウ３７が一回転する時間に対応し
ており、少なくとも搬送スクリュウ３７が一回転する間
のセンサ出力の最大値および最小値が検出できるように
してある。

【００３８】データ数が「５０」になると、（Ｓ６３）
でデータの最大値Ｖｐｍａｘと最小値Ｖｐｍｉｎの差
（変動量ＶＤ）を計算し、（Ｓ６４）でこの変動量ＶＤ
が０．２Ｖ以上か否かを判定する。ここで変動量ＶＤの
大きさを検出するのは、検出窓５４にトナーまたはキャ
リアが付着すると、例えば検出窓５４へのトナーまたは
キャリアの付着量が増加するにしたがって反射光量が一
定値に収束するように、トナー濃度検出センサ５０から
の出力は付着トナー量または付着キャリア量に支配され
て変動量ＶＤが小さくなるからである。また、比較電圧
を０．２Ｖとしたのは、ＶＤが０．２Ｖ以下になると、
検出されたトナー濃度によってもはや正常なトナー濃度
制御は行い得ないからである。

【００３９】そして、ＶＤ≧０．２Ｖのとき、（Ｓ６
５）での警告表示（後述する）をオフし、（Ｓ６６）で
定量補給フラグＦＤをリセットし、（Ｓ６７）で濃度検
出フラグＦＣをセットする。また、（Ｓ６８）でデータ
メモリＡを平均化し、（Ｓ６９）でその平均化データを
メモリＢに格納して、（Ｓ７０）でデータメモリＡをク
リアする。

【００４０】一方、ＶＤ＜０．２Ｖのとき、（Ｓ７１）
でデータメモリＡを平均化し、（Ｓ７２）でその平均電
圧Ｖａが３．０Ｖ以上か否か判定する。ここで、平均電
圧Ｖａが３．０Ｖ以上か否か判定するのは、検出窓５４
にトナーが付着しているのか、それともキャリアが付着
しているのかを判定するためである。すなわち、検出窓
５４にトナーが付着すると、トナー（特にフルカラー用
に調整された顔料を用いたトナー）は発光素子が発する
光（赤外光）を反射するため、受光素子が受光する光量
が上昇し、センサ出力が上がる。一方、キャリアが付着
すると、キャリアは発光素子が発光する光を吸収するた
め、受光素子が受光する光量は低下し、センサ出力は下
がる。これにより、平均電圧Ｖａが高ければトナー付着
が発生しており、逆に平均電圧Ｖａが低ければキャリア
付着が発生していると判断できる。窓部に付着が無い場
合はトナーとキャリアは混合状態で窓部に接しており、
発光素子の発する光はトナーとキャリアの混合比率に従
い、両付着状態の中間の値を示し、この時のセンサ出力
に基づき、トナーとキャリアの混合比が検出される。な
お、比較電圧を３．０Ｖとしたのは、本実施例の現像装
置では、検出窓５４にトナーもキャリアも付着していな
い状態でのセンサ出力が３．０Ｖだからである。

【００４１】そして、Ｖａ≧３．０Ｖならば、（Ｓ７
３）でトナー付着トラブルフラグＦＥをセットし、Ｖａ
＜３Ｖならば（Ｓ７４）でキャリア付着トラブルフラグ
ＦＦをセットして、（Ｓ７０）でデータメモリＡをクリ
アしてリターンする。

【００４２】 トラブル制御（図１６参照） トラブル制御では、（Ｓ７５）でトナー付着トラブルフ
ラグＦＥがセットされているか否か判定し、このフラグ
ＦＥがセットされていれば、（Ｓ７６）でフラグＦＥを
リセットし、（Ｓ７７）で操作パネル１００のトナー付
着警告表示ＬＥＤ１０２を点灯して検出窓５４にトナー
付着が発生していることを警告する。一方、フラグＦＥ
がセットされていなければ、（Ｓ７８）でキャリア付着
トラブルフラグＦＦがセットされているか否か判定し、
フラグＦＦがセットされていれば（Ｓ７９）でフラグＦ
Ｆをリセットし、（Ｓ８０）で操作パネル１００のキャ
リア付着警告表示ＬＥＤ１０３を点灯して検出窓５４に
キャリア付着が発生していることを警告する。また、ト
ナー付着またはキャリア付着が発生したとき、トナー濃
度検出センサ５０は正確なトナー濃度検出が出来なくな
っているので、（Ｓ８１）で定量補給フラグＦＤをセッ
トし、一枚のコピーを行なう場合に通常消費されるトナ
ー量をコピー枚数に応じて補給する。トナー付着トラブ
ルフラグＦＥ、キャリア付着トラブルフラグＦＦのいず
れもセットされていなければ、検出窓５４にトナー付着
もキャリア付着もなく、トナー濃度検出は正確に行われ
ているのでそのままリターンする。

【００４３】このように、検出窓５４にトナー付着また
はキャリア付着が発生したときは定量補給に切り換え、
コピー枚数に応じたトナー補給を実行するものとした
が、図１７に示すように、トナー付着が発生したときは
ＬＥＤ１０２を点灯するに止どめ、キャリア付着が発生
したときは複写機１の駆動を停止するようにしてもよ
い。複写機１を停止するのは、キャリア付着が発生した
場合、センサ出力が低下してトナー濃度が低いと判定さ
れることになり、不必要にトナーが補給されてこれが現
像装置から溢れ出るという事態を招くからである。ま
た、トナー付着が発生しても警告するに止どまるのは、
この場合はトナーの補給が停止して画像濃度が低下する
だけでトナー汚染などの問題はないからである。

【００４４】 トナー補給制御（図１８参照） トナー補給制御では、（Ｓ８３）で定量補給フラグＦＤ
がセットされているか否か判定し、フラグＦＤがセット
されていれば（Ｓ８４）でトナーの定量補給制御が実行
される。一方、フラグＦＤがセットされていなければ、
（Ｓ８５）で濃度検出フラグＦＣがセットされているか
否か判定し、フラグＦＣがセットされていれば検出され
たトナー濃度に応じてトナー補給が実施され、（Ｓ８
７）でトナー濃度制御の終了を待って、（Ｓ８８）でメ
モリＢをクリアする。

【００４５】以上の説明では、湿度センサ２００からの
データをもとに窓バイアスＶ（Ｗ）を決定した。しか
し、現像剤の帯電性は現像剤の撹拌時間によっても異な
り、撹拌時間が長くなるほど帯電性が低下する。したが
って、図１９に示すように、現像剤の撹拌時間を求め
（Ｓ２０）、その値に応じて窓バイアスＶ（Ｗ）を決定
するようにしてもよい（Ｓ２１〜Ｓ２９）。なお、撹拌
時間は、各現像装置に対応するタイマカウンタを設けて
おき、それぞれの現像装置に新しい現像剤が投入されて
からの全撹拌時間を演算し、これを記憶させておくこと
により得られる。また、撹拌時間とプリント枚数との間
には一定の関連性があるので、図２０に示すように、新
しい現像剤が投入されてからのプリント枚数をそれぞれ
の現像装置について計数し、その計数値に応じて窓バイ
アスを決定するようにしてもよい（Ｓ２０〜Ｓ２９）。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
光学式トナー濃度検出方法におけるトラブル検出方法で
は、磁界に拘束されている二成分現像剤を透明検出窓に
周期的に接触させ、前記透明検出窓を介して現像剤を照
明し、その反射光量に基づいてトナー濃度を検出する一
方、前記反射光量の変動幅が所定の基準値以下になると
前記透明検出窓に異常が発生したことを認識し、異常を
報知する。すなわち、透明検出窓にトナー付着またはキ
ャリア付着が発生して反射光量の変動幅が小さくなると
異常を報知する。

【００４７】したがって、透明検出窓にトナー付着また
はキャリア付着が発生していることを認識することがで
き、このような事態が発生したままでトナー濃度制御が
行われることはない。換言すれば、異常が報知されない
限り透明検出窓にトナー付着やキャリア付着が発生して
おらず、正確なトナー濃度を検出し、それに基づいたト
ナー濃度制御が可能となる。また、本発明の他の形態に
よれば、透明検出窓に生じた異常がトナー付着に起因す
るものかキャリア付着に起因するものかを判断できるた
め、適切なトラブル対処が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 複写機の全体構成を示す断面図である。

【図２】 現像装置の横断面図である。

【図３】 現像装置のII−II線断面図である。

【図４】 トナー濃度検出せンサの断面図である。

【図５】 制御回路図である。

【図６】 操作パネルの部分平面図である。

【図７】 トナー濃度検出センサの出力を示す図であ
る。

【図８】 メインルーチンのフローチャートである。

【図９】 窓バイアス制御のフローチャートである。

【図１０】 バイアス処理０のフローチャートである。

【図１１】 バイアス処理１のフローチャートである。

【図１２】 バイアス処理２のフローチャートである。

【図１３】 バイアス処理３のフローチャートである。

【図１４】 バイアス処理４のフローチャートである。

【図１５】 トラブル検出処理のフローチャートであ
る。

【図１６】 トラブル制御のフローチャートである。

【図１７】 トラブル制御の他の実施例のフローチャー
トである。

【図１８】 トナー補給制御のフローチャートである。

【図１９】 バイアス処理０の他の実施例のフローチャ
ートである。

【図２０】 バイアス処理０の他の実施例のフローチャ
ートである。

【符号の説明】

Ｖ（Ｗ）…窓バイアス、Ｖ（Ｂ）…現像バイアス、Ｈ…
湿度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 衛藤 浩一 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13 号大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会 社内 (56)参考文献 特開 昭61−45259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−232575（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−49438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−67871（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−43158（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−109172（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁界に拘束されている二成分現像剤を透
   明検出窓に周期的に接触させ、前記透明検出窓を介して
   現像剤を照明し、その反射光量に基づいてトナー濃度を
   検出する一方、少なくとも前記現像剤の前記透明検出窓
   への接触を含む１周期の間に、前記反射光量の検出を、
   前記透明検出窓に前記現像剤が接触している時と非接触
   である時とを含んで所定の複数回行い、得られた反射光
   量検出値における最大値と最小値とを求め、この最大値
   と最小値の差が第１の基準値未満になると前記透明検出
   窓に異常が発生したことを認識し報知する光学式トナー
   濃度検出方法におけるトラブル検出方法。
2. 【請求項２】 前記二成分現像剤は、前記透明検出窓か
   ら照射される光を反射する特性を有するトナーと、前記
   光を吸収する特性を有するキャリアとを含み、前記所定
   の複数回の反射光量の検出によって得られた前記反射光
   量検出値の平均値を求め、その平均値と第２の基準値と
   を比較して、前記平均値が第２の基準値以上の場合、前
   記透明検出窓に発生した異常が、前記トナーが前記透明
   検出窓に付着したことに基づく異常であると判断し、前
   記平均値が第２の基準値未満の場合、前記透明検出窓に
   発生した異常が、前記キャリアが前記透明検出窓に付着
   したことに基づく異常であると判断することを特徴とす
   る請求項１の光学式トナー濃度検出方法におけるトラブ
   ル検出方法。