JP3987167B2

JP3987167B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3987167B2
Application number: JP25527397A
Authority: JP
Inventors: 滋渡邊
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2017-09-19
Also published as: JPH1195537A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、一般に、感光体などからなる像担持体をモータ等の駆動手段により回転させて潜像形成手段により像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により現像してトナー像とし、このトナー像を転写手段により転写紙等の転写材に転写した後、定着装置により転写材上のトナー像を定着して画像として出力している。
【０００３】
上記画像形成装置の現像装置としては、例えば像担持体上の静電潜像をトナーとキャリアからなる２成分系現像剤で現像する２成分現像方式の現像装置が知られており、該２成分現像方式の現像装置では、トナーとキャリアは撹拌部材による撹拌などにより帯電した後、現像剤担持体により像担持体との対向位置に搬送され、現像剤中のトナーが像担持体上の静電潜像に静電的に付着することにより該静電潜像が現像され顕像化される。この現像動作を繰り返すことにより現像装置内のトナーのみが消費されていくため、現像装置にはトナー補給装置が設けられており、現像装置内のトナー濃度を一定に保つようにトナー補給装置からトナーが補給される。
【０００４】
近年、現像装置は、２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う複数の現像剤撹拌搬送部材と、現像剤担持体とを水平方向に配置したものが多く用いられるようになった。これは、現像装置が簡単な構成で安価に製造でき、且つ、小型化が可能であるという理由によるが、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置は、ユニットの小型化というメリットを活かすために、現像剤撹拌搬送部材側の端部からトナーを補給するという構成が多く用いられている。
【０００５】
また、画像形成装置においては、トナー濃度検知センサにより現像装置内の２成分系現像剤の透磁率などを検知することで２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、トナー濃度制御手段にてトナー濃度検知センサの出力値に基づいて上記トナー補給装置によるトナー補給を制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、現像剤が製造されてから使用されるまでに長い間使われずに放置されているような場合、特に２成分現像方式を用いた現像装置の現像剤では、長い間放置されたことにより、トナーの帯電量や嵩が低下してしまう現象が発生する場合がある。また一方、連続して使用された場合は、トナーの帯電量が上昇する。
【０００７】
前述したような小型の現像装置では装置内の現像剤の量が少ないために、上記のようにトナーの帯電量が低下した場合には、トナー落ちや地肌汚れが発生しやすくなり、また逆にトナーの帯電量が上昇してしまうと、濃度低下が発生する。さらにまた、トナー濃度検知センサの出力値も帯電量により変動をしてしまう。これは初期の現像剤はトナー濃度が一定にも関わらず、トナーの帯電量や嵩が低下したことによりトナー濃度検知センサの出力値が変化してしまう現象が発生する。またこれは、本来は出荷時の現像剤のトナー濃度が一定であればトナー濃度検知センサの出力値は一定である筈なのに、帯電量が低下したことによりトナー濃度検知センサの出力値はトナー濃度が低い方の出力値に変化してしまうため、トナー濃度制御手段はトナーが少ないと判断をしてトナー補給装置によりトナー補給をさせてしまい、トナー濃度が狙いよりも高くなることにより、地汚れやトナー落ちがひどくなってしまう。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、画像濃度が安定し、かつ地汚れやトナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を常に得ることのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の２ヵ所に備え、かつ前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されており、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その２つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うことを特徴としたものである。このように、トナー濃度検知手段を現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の２ヵ所に備え、かつ前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されていることにより、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、画像濃度が安定し、かつ地汚れやトナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を常に得ることが可能となる。
【００１０】
そして請求項１記載の画像形成装置においては、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その２つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うので、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることを特徴としたものであり、このように２ヵ所のトナー濃度検知手段を略対面する位置に取り付けることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことを特徴としたものであり、このように一方のトナー濃度検知手段を現像剤に常に接する位置に設け、他方のトナー濃度検知手段を現像剤に接しない位置に設けることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することが可能となる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１，２または３記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことを特徴としたものであり、このように２ヵ所のトナー濃度検知手段の間に撹拌部材の撹拌羽根を設けないことにより、撹拌羽根の位置による嵩のバラツキを抑えることができ、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度をより精度良く制御することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図であり、この画像形成装置は、像担持体であるドラム状の感光体１と、この感光体１を帯電する帯電手段の一例である帯電ローラ１４と、帯電された感光体１に画像情報に応じた光（あるいは原稿像に応じた光）１５を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、感光体１上の静電潜像を２成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置２と、この現像装置２にトナーを補給するトナー補給装置１８と、現像装置２内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂと、このトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂの出力値に基づいてトナー補給装置１８を制御する制御手段２５とを有し、感光体１上のトナー像を転写手段である転写ローラ１６により転写材上に転写した後、図示しない定着装置で定着して画像として形成して出力する構成となっている。以下、本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成について述べる。
【００１６】
図２は本発明に係る画像形成装置の現像装置部分の概略断面図を示す。図１、図２において、像担持体であるドラム状をした感光体１は、画像形成時にモータ等からなる駆動部により矢印の向きに回転される。この感光体１の周囲における所定の部位には、ケーシングで覆われた現像装置２が設けられている。この現像装置２は、感光体１に合わせて紙面を貫く方向に所定の長さを有し、現像剤担持体である現像スリーブ５が現像装置２の開口部より感光体１に近接して配置されて回転可能に軸支されている。
【００１７】
さらに、現像スリーブ５の隣には順に現像剤撹拌搬送用の第１撹拌部材３及び第２撹拌部材４が配置されて軸支され、この第１撹拌部材３及び第２撹拌部材４はそれぞれトナーとキャリアからなる２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行う機能を有する撹拌羽根が多数設けられている。第１撹拌部材３及び第２撹拌部材４は、モータ等の駆動部により回転駆動されてトナーとキャリアからなる２成分系現像剤の撹拌及び搬送を行い、２成分系現像剤を現像スリーブ５を経て現像装置２内で循環させる。
【００１８】
現像装置２における第１撹拌部材３と第２撹拌部材４にまたがる特定領域の上方の部位は紙面を貫く方向に長い開口６が形成され、この開口６に合わせて細長い箱形の現像剤容器７が現像装置２に対して着脱自在に設けられている。この現像剤容器７を現像装置２に対して着脱する着脱手段は、現像容器７の側部より突出した係止凸部７ａ、７ｂのうち、係止凸部７ａを現像容器２側に形成した係止部２ａ、２ｂのうちの係止部２ａの開口に差し込み、係止凸部７ｂを係止部２ｂに掛けて現像剤容器７を現像装置２に取り付ける構造を採用することで、現像剤容器７を現像装置２に対して着脱自在としている。
【００１９】
図２は現像剤容器７を現像装置２に装着した直後の状態を示しており、現像剤容器７の開口部が下向きにセットされてこの開口部が封止部材としてのヒートシール９により塞がれることで現像剤容器７が密閉されている。現像剤容器７の内部には現像剤１０と除湿剤１１とが内封されている。この内封状態において、現像剤１０は単に現像剤容器７内に充填されたままで現像剤容器７内にて流動可能であるが、除湿剤１１はヒートシール９が設けられた開口６の側の反対側の底部に相当する部位に接着などの手段により固定されていることにより、図２の状態に装着されたときに落下することはない。
【００２０】
ヒートシール９は図２に示すように現像剤容器７を現像装置２に装着した状態のもとで、簡単に引き抜くことができる。ヒートシール９を引き抜くと現像剤容器７と現像装置２とは連通状態となり、現像容器７中の現像剤１０は現像装置２内に落下するが除湿剤１１は現像剤容器７内に残る。このように、現像剤容器７は、ヒートシール９を引き抜くまでは、現像剤１０と除湿剤１１とを現像剤容器７内に封じ込めた密閉状態にある。
【００２１】
現像装置２内に落下した現像剤のうち、トナーは現像の度に消費されていき、この消費されたトナーを補うべく図示しないトナー補給装置のトナーボトルから現像装置２内に新規トナーが補給される。現像剤容器７は現像装置２内に連通しているので、ヒートシール９の引き抜き後、除湿剤１１は現像装置２内の除湿機能を果たし、現像装置２内の現像剤１０が湿度により帯電特性が減じてしまうことが防止される。
【００２２】
図３は本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成例を示す概略断面図である。現像装置２は感光体１を支持する感光体ケース１３と一体的に構成され、これらが感光体ユニット２２を構成している。時計まわりの向きに回転する感光体１は、先ず帯電手段としての帯電ローラ１４により均一に帯電され、図示しない露光装置としての書き込み手段（レーザー光やＬＥＤ光等による書き込み手段）から画像情報により強度変調された露光用の光１５が照射されて露光されることで画像情報が書き込まれて静電潜像が形成される。尚、露光装置としては、原稿像を感光体に露光する方式とすることもできる。
【００２３】
この感光体１上の静電潜像は、現像装置２の現像スリーブ５により担持された現像剤により現像されて顕像化されトナー像となる。転写手段としての転写ローラ１６には図示しない電源から転写バイアスが印加されており、図示しない給紙装置から給送された転写紙は転写ローラ１６と感光体１とのニップ部を通る際に感光体１上のトナー像が転写ローラ１６により転写され、トナー像が転写された転写紙は感光体１から分離された後に図示しない定着装置によってトナー像が定着されて排紙トレイ等に排出される。
【００２４】
一方、感光体１は、トナー像転写後にクリーニング装置１７のクリーニングブレード１７ａなどにより残留トナーが除去され、図示しない除電器からの除電光２２０により除電される。クリーニングブレード１７などにより感光体１から掻き取れられた残留トナーは、感光体ケース１３の一部に設けられた回収容器に落下し、搬送スクリュー２０の回転により搬送スクリュー２０の軸方向の端部側に送られてリサイクルベルト２１により現像装置２に送り込まれる。現像装置２側に送り込まれたトナーは現像剤と混合され、かつ現像剤には、第１撹拌部材３及び第２撹拌部材４によりトナー補給装置１８のトナーボトル１８ａから補給された新規トナーが混合されて現像スリーブ５に送られる。
【００２５】
現像装置２には、上述のように現像容器７が着脱自在に設けられている。図３はヒートシール９を引き抜く前の状態を示し、この状態では現像剤１０はまだ現像容器７内にある。現像容器７からヒートシール９を引き抜くことにより現像容器７内の現像剤１１が現像装置２内に落下し、この現像剤１１は第１撹拌部材３及び第２撹拌部材４により撹拌されて現像スリーブ５を介して搬送されることにより現像装置２内を循環する。除湿剤１１はヒートシール９が引き抜かれた後の現像装置３内を除湿する機能を果たす。
【００２６】
第２撹拌部材４の上方に形成された現像装置２の開口部には、トナー補給装置１８からトナーボトル１８ａ内のトナーが矢印で示す経路を経て補給され、現像動作により消費されたトナーが補われる。トナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂは現像装置２内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、例えば現像装置２内の２成分系現像剤の透磁率を検知することで２成分系現像剤のトナー濃度を検知し、このトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂの検知情報により後述するようにトナーボトル１８ａから補給されるトナーの量が制御される。
【００２７】
図４及び図５は感光体ユニット２２の外観を示している。図４は現像剤容器７が現像装置２に装着された状態を示しており、図５は現像装置２の現像剤容器７を取り外した状態を示している。既に説明したように現像剤容器７には係止凸部７ａ，７ｂが形成されており、一方、現像装置２にはこれら係止凸部７ａ，７ｂと組み合わされる係止部２ａ，２ｂが形成されており、これらの組合せにより、現像剤容器７を現像装置２に対して着脱自在としている。
【００２８】
図６に示すように第２撹拌部材４は、第１撹拌部材３よりも外側（手前側）に長く、この第１撹拌部材３より長い部位にはスクリューが形成されている。第２撹拌部材４は、そのスクリューが形成された部位よりも内側の部位に楕円板を略半分に切断した如き形状の撹拌羽根４ｈが多数、軸に対して斜めに設けられており、現像剤を第２撹拌部材４の回転に応じて撹拌すると同時に搬送する。この第２撹拌部材４の回転による現像剤搬送方向は矢印Ａ方向である。同様に第１撹拌部材３は第２撹拌部材４に形成した撹拌羽根４ｈの配置領域に対応して同様の撹拌羽根３ｈが形成されている。この第１撹拌部材３に形成した撹拌羽根３ｈの傾きは第２撹拌部材４における撹拌羽根４ｈとは傾きが逆になっており、現像剤は第１撹拌部材３によりその回転に応じて矢印Ｂ方向に送られる。
【００２９】
第１撹拌部材３と第２撹拌部材４との間には仕切り板２４が設けられ、この仕切り板２４は第１撹拌部材３と第２撹拌部材４とを仕切っている。現像スリーブ１は、内部に５極の磁石を配置した固定軸を有し、その外周面を覆う非磁性パイプ材が図示しない駆動部により回転駆動される。現像剤は、第１撹拌部材３によりその回転に応じて矢印Ｂの向きに送られる間に現像スリーブ１の磁気的吸引力により現像スリーブ１に送られる。
【００３０】
残りの現像剤は、仕切板２４から外れた手前側の隙間から第２撹拌部材４側に移り、第２撹拌部材４により矢印Ａの向きに送られ、仕切板２４の奥側の隙間から第１撹拌部材３に移る。このように、基本的には現像剤は第１撹拌部材３と第２撹拌部材４により仕切板２４を間にしてループ状に循環している。現像スリーブ１は内部の磁石により現像剤を磁気的に吸引して回転に伴って搬送し、この現像スリーブ１上の現像剤はドクターブレード８により一定の量に規制されて現像スリーブ１と感光体１との間を通過する際に感光体１上の静電潜像を現像する。
【００３１】
ここで、図４及び図５に示すような開閉蓋２３が開いた状態でトナーボトル１８ａのトナーが現像装置２内に補給される。現像装置２のトナー補給位置１８は、図６に示すように第２撹拌部材４に形成したスクリュー部分、つまり仕切り板２４や撹拌羽根４ｈなどの形成部位よりも外側のスクリュー部４ａ上である。このスクリュー部４ａよりも軸方向外側のスクリュー部４ｂには感光体１から掻き落された廃トナーがリサイクルベルト２１により再利用のため送り込まれるようになっている。
【００３２】
従って、第２撹拌部材４のスクリュー部４ｂに廃トナーが送り込まれ、これにスクリー部４ａにて送り込まれる新規トナーが混合され、これらの廃トナー及び新規トナーが上記ループ状の循環経路の現像剤中に送り込まれて撹拌羽根４ｈにより撹拌搬送される。トナーは、その撹拌初期の段階では帯電状態が不十分であり、この帯電不十分なトナーが仕切板２４を乗り越えて現像に供されることは好ましくないため、仕切板２４は上記撹拌初期の部位について他の部位よりも高く設定している。
【００３３】
図１に示すようにトナー補給装置１８はモータあるいはクラッチなどにより構成されるトナー補給駆動部１８ｂの作動でトナーボトル１８ａから現像装置２へトナーを補給し、トナー補給駆動部１８ｂはＣＰＵを用いて構成された制御手段である画像形成装置制御回路２５により制御される。オペレーションパネル２７は使用者により操作される多数のキーからなる操作部や表示部を有する。画像形成装置制御回路２５は、トナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂやその他の各種センサ及びオペレーションパネル２７などからの入力信号を用いて当該画像形成装置の各部を制御して上述のように画像形成動作などを行わせる。
【００３４】
以上、本発明に係る画像形成装置の構成例について説明したが、上述したような２成分現像装置において、トナー濃度を高い状態に維持するような場合や磁性トナーを用いた場合などでトナー濃度検知センサとして透磁率センサを使用すると、トナーの帯電量やトナーの磁力の影響により、トナー濃度検知センサの検出値がトナーの嵩の影響を大きく受けてしまう場合がある。また現像剤が製造されてから使用されるまでに長い間使われずに放置された場合では、トナーの電荷が放電してしまい、トナーの帯電量が低下して嵩密度が高くなる現象が発生する。このようにトナーの嵩密度が高くなると、従来の一般に用いられる現像装置のように下部にだけトナー濃度検知センサがある場合（従来の２成分現像方式の現像装置では、図１〜３の下部側のトナー濃度検知センサ１９Ａのみが設けられている）、トナー濃度検知センサの出力値Ｖt がトナーの嵩が低下したことによりトナー濃度を実際より薄く検知してしまう。また一方、連続通紙が行われた場合などでは、撹拌部材による現像剤の撹拌が連続して行われることになり、過度の摩擦帯電によりトナーの帯電量が高くなり、嵩が大きくなるので実際よりもトナー濃度を濃く検知してしまう。
【００３５】
そこで本発明では、図１，２，３に示すように、トナー濃度検知手段として、現像剤の撹拌手段である第２撹拌部材４の中心より上部の位置と下部の位置の２ヵ所にトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂを設けることにより、トナーの嵩の変化による測定値のバラツキを補正するものである。以下、各請求項に係る発明の実施例について説明する。
【００３６】
（実施例１）
請求項１の実施例では、図１，２，３に示すように現像剤を撹拌・搬送する第２撹拌部材４の上下の２ヵ所に透磁率を検知する磁気センサからなるトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂを設けている。この２つのトナー濃度検知センサ１９Ａ，１９Ｂは第２撹拌部材４の軸方向に同じ位置で、向かい合わせて設置されている。ここで第２撹拌部材４の中心位置より下部に設置されたトナー濃度検知センサ１９Ａをトナー濃度検知センサＡ、上部に設置されたトナー濃度検知センサ１９Ｂをトナー濃度検知センサＢとする。これらのトナー濃度検知センサＡ，Ｂの感度はレイアウトにより決められ、今回用いた２つのセンサの感度は異なるものを用いている。そしてこれらのトナー濃度検知センサＡ，Ｂは共に狙いのトナー濃度である５wt％、トナー帯電量２５μＣ／ｇにおいて２．０Ｖを出力するように設定されている。
【００３７】
このトナー濃度検知センサＡ，Ｂのトナー濃度とセンサ出力の関係を図７（Ａ），（Ｂ）に示すが、図７より明らかなように、トナー帯電量が低くなるとトナー濃度検知センサＡの出力は大きくなり、トナー濃度検知センサＢの出力は小さくなる。逆にトナー帯電量が高くなるとトナー濃度検知センサＡの出力は小さくなり、トナー濃度検知センサＢの出力は大きくなる。このようにセンサＡとセンサＢとではトナー帯電量の変化に対する出力の変化が逆の特性となっているため、トナー濃度検知センサＡの出力とトナー濃度検知センサＢの出力の変化を検知することにより、トナー帯電量の変化を検知することができる。したがって、トナー濃度制御手段（図１に示す画像形成装置制御回路２５）でトナー濃度検知センサＡの出力とトナー濃度検知センサＢの出力の変化を検知してトナー帯電量の変化を検知し、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することにより、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００３８】
（実施例２）
この実施例２は、トナー濃度検知センサＡの出力とトナー濃度検知センサＢの出力の演算結果に基づいてトナー補給量を決めトナー補給を行うトナー濃度制御手段に関するものである。図８は請求項１の一実施例を示す図であって、トナー濃度制御手段による制御動作の一部を示すフローチャートである。以下、本実施例でのトナー濃度制御手段による処理の一例について説明する。
図１及び図８において、トナー濃度制御手段である画像形成装置制御回路２５は、画像形成動作毎にトナー濃度検知センサＡ（１９Ａ）、トナー濃度検知センサＢ（１９Ｂ）の出力値を記憶する処理を実行する。この記憶される出力値は、まず動作時にトナー濃度検知センサＡ，Ｂの出力値Ｖta，Ｖtbをサンプリングして複数点（ｎ点）取り込んだ後に、これらのｎ点の平均値Ｖta’，Ｖtb’を求め、この平均値Ｖta’，Ｖtb’を制御回路２５の内部メモリに記憶する（Ｓ１，Ｓ２）。この値は画像形成動作毎に更新される構成になっている。そしてここで測定したセンサＡの出力の平均値Ｖta’とセンサＢの出力の平均値Ｖtb’の値の和を計算した値Ｖt’＝Ｖta’＋Ｖtb’を求め（Ｓ３）、この値Ｖt’とトナー補給の基準値Ｖrefを比較することにより、トナー補給の有無を決定する（Ｓ４，Ｓ５）。すなわち、ΔＶt＝Ｖt’−Ｖrefを求め、ΔＶt＞０の時にはΔＶtの値に応じてトナー補給量を試算し、トナー補給を行う（Ｓ６，Ｓ７）。また、ΔＶt＜０の時にはトナー補給を行わずに処理を終了する。
【００３９】
このトナー濃度制御方法によれば、図７に示したようにトナー濃度検知センサＡ，Ｂは、トナー帯電量が低くなるとセンサＡの出力は大きくなり、センサＢの出力は小さくなり、逆にトナー帯電量が高くなるとセンサＡの出力は小さくなり、センサＢの出力は大きくなることにより、その出力の和は略一定になるため、トナー帯電量の変化の影響を相殺してトナー濃度を精度良く検知してトナー補給を行うことができる。したがって、このように２つのトナー濃度検知センサＡ，Ｂを用いることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４０】
（実施例３）
図９は請求項２の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置の説明図である。尚、図９では現像装置のセンサ設置位置を２方向から見た断面を概略的に示しており、（ａ）は撹拌部材の軸に垂直な断面、（ｂ）は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項２の実施例では、図９に示すように第２撹拌部材４の上下の２ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサＡ（１９Ａ），Ｂ（１９Ｂ）を略対面する位置に取り付けたものである。これは２つのトナー濃度検知センサＡ，Ｂを略対面する位置に設けることにより、嵩の変化を最も効率よく検知するためである。すなわち、２つのセンサＡ，Ｂが対面していない場合では、センサＡの出力が変化してもセンサＢの出力が変化しないというような場合が発生することがあり、このような状態になるとトナー濃度がばらつく原因となる。そこで本実施例では図９のようにセンサＡ，Ｂを対面させて設置することにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４１】
（実施例４）
図１０は請求項３の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置と現像剤との関係の説明図である。尚、図１０では現像装置のセンサ設置位置を２方向から見た断面を概略的に示しており、（ａ）は撹拌部材の軸に垂直な断面、（ｂ）は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項３の実施例では、図１０に示すように第２撹拌部材４の上下の２ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサＡ（１９Ａ），Ｂ（１９Ｂ）のうち、下部側のトナー濃度検知センサＡは常に現像剤と接しているように現像剤の中に設け、上部側のトナー濃度検知センサＢを通常は現像剤と接しない位置に設けるものである。これはセンサＡにおいては放置されて嵩密度が高くなった状態のトナー濃度を検知させ、センサＢにより嵩の高さの変化を検知することにより、トナーの嵩の変化と帯電量の変化を最も効率よく検知するためである。このようにトナー濃度検知センサＡ，Ｂを設置することにより、トナーの嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４２】
（実施例５）
図１１は請求項４の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置と撹拌部材の撹拌羽根との関係の説明図である。尚、図１１では現像装置のセンサ設置位置を２方向から見た断面を概略的に示しており、（ａ）は撹拌部材の軸に垂直な断面、（ｂ）は撹拌部材の軸に平行な断面である。
請求項４の実施例では、図１１に示すように第２撹拌部材４の上下の２ヵ所に設けられるトナー濃度検知センサＡ（１９Ａ），Ｂ（１９Ｂ）の間に当たる部分には、撹拌部材４の撹拌羽根４ｈを設けない構成としたものである。これはトナー濃度検知センサＡとトナー濃度検知センサＢの間に撹拌羽根４ｈがあると、撹拌羽根４ｈの位置により現像剤の嵩の高さが変わるので、この撹拌羽根４ｈをなくすことにより、センサＡとセンサＢの間には撹拌部材４の軸４ｃはあるものの、撹拌羽根４ｈの位置の差によるセンサ出力の差をなくすことができるので、嵩のバラツキが抑えられて正確なトナー濃度を検知することができる。これによりトナーの劣化度合いが変化しても十分撹拌されて狙いの帯電量に戻るために、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができ、異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明では、像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の２ヵ所に備え、かつ前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されていることにより、トナーの帯電量や嵩が変動した場合にもトナー濃度を正確に検知することができ、トナー濃度を精度良く制御することができるので、画像濃度が安定し、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４４】
そして請求項１記載の画像形成装置においては、前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その２つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うので、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４５】
請求項２に係る発明では、請求項１記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４６】
請求項３に係る発明では、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことにより、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度を精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【００４７】
請求項４に係る発明では、請求項１，２または３記載の画像形成装置において、前記２ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことにより、撹拌羽根の位置による嵩のバラツキを抑えることができ、嵩の変化を適切に捕らえてトナー濃度をより精度良く制御することができるので、濃度不足や地汚れ、トナーチリ、トナー飛散などの異常画像のない良好な画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の現像装置部分の概略断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置のより具体的な構成例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の感光体ユニットの外観を示す斜視図である。
【図５】図４に示す感光体ユニットの現像容器を外した状態を示す一部切欠斜視図である。
【図６】図４に示す感光体ユニットの現像容器及び上側ケースを外した状態を示す斜視図である。
【図７】２つのトナー濃度検知センサＡ，Ｂのトナー濃度とセンサ出力の関係を示す図である。
【図８】請求項１の一実施例を示す図であって、トナー濃度制御手段による制御動作の一部を示すフローチャートである。
【図９】請求項２の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置の説明図である。
【図１０】請求項３の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置と現像剤との関係の説明図である。
【図１１】請求項４の一実施例を示す図であって、２つのトナー濃度検知センサの設置位置と撹拌部材の撹拌羽根との関係の説明図である。
【符号の説明】
１感光体（像担持体）
２現像装置
３第１撹拌部材
４第２撹拌部材
４ｃ撹拌部材の軸
４ｈ撹拌羽根
５現像スリーブ（現像剤担持体）
１４帯電ローラ（帯電手段）
１５露光装置からの光（潜像形成手段）
１６転写ローラ（転写手段）
１７クリーニング装置
１８トナー補給装置
１８ａトナーボトル
１８ｂトナー補給駆動部
１９Ａトナー濃度検知センサＡ（トナー濃度検知手段）
１９Ｂトナー濃度検知センサＢ（トナー濃度検知手段）
２２感光体ユニット
２５画像形成装置制御回路（トナー濃度制御手段）

Claims

像担持体と、この像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像を２成分系現像剤で現像して顕像化する現像装置と、この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、このトナー濃度検知手段の出力値に基づいて前記トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを有し、前記像担持体上のトナー像を転写手段により転写材上に転写して画像として形成して出力する画像形成装置において、
前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、現像剤を撹拌する撹拌部材の中心より上部の位置と下部の位置の２ヵ所に備え、かつ前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、前記撹拌部材の軸方向に同じ位置で、該撹拌部材を挟んで向かい合わせて設置されており、
前記トナー濃度制御手段は、前記撹拌部材の中心より上部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値と、下部の位置に設けられたトナー濃度検知手段の複数の出力値の平均値とを求め、その２つの平均値の和を計算した値と、トナー補給の基準値とを比較することにより、トナー補給の制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記２ヵ所のトナー濃度検知手段は、現像装置の略対面する位置に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記２ヵ所のトナー濃度検知手段のうち、撹拌部材の中心より下部のトナー濃度検知手段は現像剤に常に接しており、上部のトナー濃度検知手段は現像剤に接していないことを特徴とする画像形成装置。
請求項１，２または３記載の画像形成装置において、
前記２ヵ所のトナー濃度検知手段の間には、撹拌部材の撹拌羽根を設けないことを特徴とする画像形成装置。