JP4181841B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ，複写機，ファクシミリ等の画像形成装置において、現像剤としてトナーとキャリヤとを主成分とする二成分現像剤を使用するものにおいては、画像形成の進行に伴ってトナーが消費され、現像装置内の現像剤濃度が徐々に低下していく。
【０００３】
このため、現像装置にトナーを補給するためのトナー補給装置を設け、現像装置内の現像剤の濃度を検知する現像剤濃度検知センサの出力に基づいて、逐次、トナー補給装置のトナーを現像装置に補給して、現像装置内の現像剤濃度が一定になるようにしている。
【０００４】
また、画像濃度検知用のトナー像（テストパッチ）を感光ドラム上に形成し、その画像濃度を画像濃度検知センサで読み取る。この読み取った値と基準値とを比較し、トナー補給装置の駆動を行い、画像濃度検知センサの出力が常に一定になるようにトナー補給を行うことにより画像濃度を制御し、適正画像を得るようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように現像剤濃度検知センサ、及び画像濃度センサを使用して、画像の濃度を制御するバイアスであっても、現像剤濃度の異常検知後の復帰時に、強制的に現像剤濃度を復帰させるとトナーの過補給によるカブリが発生しやすく、カブリがないときでも、画像濃度の変動が発生しやくなってしまう、という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、現像剤濃度の異常検知後の復帰動作を行う際に、過補給におけるカブリ画像の発生を防止し、画像濃度の変動を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、トナーとキャリヤとを含む二成分の現像剤を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤中のトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置内の現像剤の現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知センサと、前記現像剤濃度検知センサの出力に基づいて前記現像装置内の現像剤濃度を一定の目標値にすべく前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置により像担持体上に形成されたテストパターンの濃度を検知する画像濃度検知センサと、を備えた画像形成装置において、前記現像剤濃度検知センサが、前記現像装置内の現像剤濃度の所定レベル以上の変動であるエラーレベルを検知した後の復帰動作において、前記エラーレベルと前記目標値との間に仮の目標値を設定して、前記現像剤濃度検知センサによって検知される現像装置内の現像剤濃度が前記仮の目標値に達するまで前記トナー補給装置により前記現像装置に対してトナーの補給を行い、トナー補給後の現像剤によって前記テストパターンを形成し、前記テストパターンの濃度を前記画像濃度検知センサによって検知し、検知結果に基づいて画像濃度が所定値となるように作像条件にフィードバックする、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記仮の目標値を２段階以上設定し、第２段階の目標値は、第１段階の目標値と前記目標値との間に設定する、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像濃度検知センサは、前記像担持体上に形成されたテストパターンの画像濃度を検知する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像濃度検知センサは、前記像担持体上から他部材に転写されたテストパターンの画像濃度を検知する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、トナーとキャリヤとを含む二成分の現像剤を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤中のトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置内の現像剤の現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知センサと、前記現像剤濃度検知センサの出力に基づいて前記現像装置内の現像剤濃度を一定の目標値にすべく前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置により像担持体上に形成されたテストパターンの濃度を検知する画像濃度検知センサと、を備えた画像形成装置において、前記現像剤濃度検知センサが、前記現像装置内の現像剤濃度の所定レベル以上の変動であるトナー無しを検知した後の復帰動作において、前記所定レベルと前記目標値との間に仮の目標値を設定して、前記現像剤濃度検知センサによって検知される現像装置内の現像剤濃度が前記仮の目標値に達するまで前記トナー補給装置により前記現像装置に対してトナーの補給を行い、トナー補給後の現像剤によって前記テストパターンを形成し、前記テストパターンの濃度を前記画像濃度検知センサによって検知し、検知結果に基づいて画像濃度が所定値となるように作像条件にフィードバックする、ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式、デジタル方式の４色フルカラーの画像形成装置であり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【００１４】
同図に示す画像形成装置は、上部にデジタルカラー画像リーダ部（以下単に「リーダ部」という。）Ａを有し、下部にデジタルカラー画像プリンタ部（以下単に「プリンタ部」という。）Ｂを有している。
【００１５】
リーダ部Ａにおいて、原稿３０を原稿台ガラス３１上に載せ、露光ランプ３２により露光走査した原稿３０からの反射光像を、レンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。このカラー色分解画像信号に、増幅回路（不図示）を経て、ビデオ処理ユニット（不図示）にて処理を施し、プリンタ部Ｂに送出する。
【００１６】
プリンタ部Ｂにおいては、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１が矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。この感光ドラム１の周囲には、前露光ランプ１１、コロナ帯電器２、露光光学系３、電位センサ１２、現像装置４（現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋ）、画像濃度検知センサ（パッチ検出センサ）１３、転写装置５、クリーニング装置６等が配設されている。
【００１７】
露光光学系３としては、レーザスキャナが使用されている。レーザスキャナは、リーダ部Ａから入力された画像信号を、レーザ出力部（不図示）にて光信号に変換した後、レーザ光Ｌをポリゴンミラー３ａで反射し、レンズ３ｂ及びミラー３ｃを通って、感光ドラム１表面を線状に走査（ラスタスキャン）することにより、感光ドラム１表面に静電潜像を形成するものである。
【００１８】
プリンタ部Ｂは、画像形成時には、まず、感光ドラム１を矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転させ、感光ドラム１表面を前露光ランプ１１で除電した後、コロナ帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電する。その後、分解色ごとに露光光学系３によってレーザ光Ｌを照射し、静電潜像を形成する。
【００１９】
次に、分解色ごとに所定の現像器を動作させて、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、感光ドラム１上に樹脂を基体としたトナーによりトナー像を形成する。現像器４ｙ，４ｃ，４ｍ，４ｂｋは、現像加圧カム（偏心カム）２４ｙ，２４ｃ，２４ｍ，２４ｂｋの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近するようにしている。
【００２０】
さらに、感光ドラム１上のトナー像を、給紙カセット７から搬送系及び転写装置５を介して感光ドラム１と対向した位置に供給された記録材に転写する。転写装置５は、本実施の形態では転写ドラム５ａ、転写帯電器５ｂ、記録材を静電吸着させるための吸着帯電器５ｃ、これに対向する吸着ローラ５ｇ、内側帯電器５ｄ、これに対向する外側帯電器５ｅを有している。また、回転駆動されるように軸支された転写ドラム５ａの周面開口域には誘電体からなる記録材担持シート５ｆを円筒状に一体的に張設している。記録材担持シート５ｆはポリカーボネートフィルム等の誘電体シートを使用している。
【００２１】
転写ドラム５ａを回転させるに従って感光ドラム１上のトナー像は転写帯電器５ｂにより記録材担持シート５ｆに担持された記録材上に転写される。
【００２２】
このように記録材担持シート５ｆに吸着搬送される記録材には、感光ドラム１上に順次に形成されたイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックのトナー像が、順次に転写されて４色のトナー像が重ね合わされる。
【００２３】
４色モードの場合、このようにして４色のトナー像の転写が終了すると、記録材は、転写ドラム５ａから分離爪８ａ，分離押し上げコロ８ｂ、及び分離帯電器５ｈの作用によって分離され、熱ローラ定着器９によって表面にトナー像が定着され、その後、排紙トレイ１０上に排出される。
【００２４】
一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材に転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６によって除去された後、再度画像形成工程に供される。
【００２５】
記録材の両面（表面及び裏面）に画像を形成する場合には、記録材は、熱ローラ定着器９から排出された後、直ぐに搬送パス切替ガイド１９が駆動され、排紙縦パス２０を経て、反転パス２１ａに一旦導かれた後、一旦停止され、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに搬送され、表裏反転されて、裏返しに中間トレイ２２上にストックされる。その後、再び上述した画像形成工程によってもう一方の面に画像が形成される。
【００２６】
また、転写ドラム５ａ上の記録材担持シート５ｆ上は、感光ドラム１、現像装置４、クリーニング装置６等からの粉体の飛散付着、又は記録材のジャム（紙詰まり）時にトナーが付着すること、両面画像形成時に記録材上のオイルが付着する場合があること、等により汚染されるが、ファーブラシ１４と、このファーブラシ１４に対して記録材担持シート５ｆを介して対向するバックアップブラシ１５とにより、また、オイル除去ローラ１６と、このオイル除去ローラ１６に対して記録材担持シート５ｆを介して対向するバックアップブラシ１７とにより清掃された後、再度、画像形成プロセスに供せられる。このような清掃は前回転時、後回転時に行われ、また、ジャム発生時には随時行われる。
【００２７】
また、本実施の形態においては、転写ドラム偏心カム２５を動作させ、転写ドラム５ａと一体化しているカムフォロワ５ｉを作動させることにより、記録材担持シート５ｆと感光ドラム１とのギャップを所定タイミングで所定間隔に設定可能な構成としている。例えば、スタンバイ中又は電源オフ時には、転写ドラム５ａと感光ドラム１の間隔を離し、感光ドラム１の回転駆動から転写ドラム５ａの回転を独立させることが可能な構成である。
【００２８】
図２に、上述のイエローの現像器４ｙ及びこれにイエローのトナーを補給するトナー補給装置４９の縦断面図を示す。なお、同図は、現像スリーブ４１の軸に沿った方向の縦断面図である。
【００２９】
現像器４ｙは、トナーとキャリヤとを主成分とする二成分の現像剤が収納された現像容器４４と、現像容器４４内に配設された２本の攪拌搬送スクリュー４３ａ，４３ｂと、現像スリーブ４１とを有しており、これらは相互に平行に配設されている。現像容器４４は、上下２つの現像剤収納室４４ｂ，４４ａに分割されており、これらは、同図中の左端及び右端において連通されている。攪拌搬送スクリュー４３ｂは上の現像剤収納室４４ｂ内に、また攪拌搬送スクリュー４３ａは下の現像剤収納室４４ａ内に配設されている。これら攪拌搬送スクリュー４３ｂ，４３ａは、モータ５２の回転によってギヤ列５４を介して同じ方向に回転駆動される。この回転により、上の現像剤収納室４４ｂ内の現像剤は、攪拌されながら同図中の左方に移動して下の現像剤収納室４４ａ内に落下し、また下の現像剤収納室４４ａ内の現像剤は、攪拌されながら同図中の右方に移動して上の現像剤収納容器４４ｂ内に押し上げられる。つまり、現像剤は、２本の攪拌搬送スクリュー４３ｂ，４３ａによって攪拌されながら循環して搬送されるようになっている。現像剤中のトナーは、この攪拌搬送によって電荷が付与される。上の現像剤収納室４４ｂの右端側には、内部の状態を外部から目視するための窓部４４ｃが設けられ、また現像剤濃度検知センサ４２が取り付けられている。後述のトナー補給装置４９からトナーが補給される位置を現像剤の循環についての最上流側とすると、この現像剤濃度検知センサ４２が取り付けられている位置は、最下流側となる。つまり、現像剤濃度検知センサ４２は、最も攪拌が進んだ状態の現像剤の濃度を検知できるように配置されている。なお、ここで、現像装置４内の現像剤濃度とは、トナーとキャリヤとを主とする二成分現像剤において現像剤中のトナーの混合比率をいうものとする。
【００３０】
現像スリーブ４１は、モータ５１によって図１中の反時計回りに回転駆動される。現像スリーブ４１は、その回転により、規制ブレード（不図示）によって表面に層状に塗布された現像剤を感光ドラム１表面に対向する現像位置に搬送する。こうして現像位置に搬送された現像剤は、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する。この現像によって二成分現像剤中のトナーが消費される。現像容器４４内のトナーの濃度が徐々に減少する。
【００３１】
トナーは、トナー補給装置４９によって現像容器４４に補給される。トナー補給装置４９は、トナーを収納するトナー補給槽４６と、同図中のトナー補給槽４６の下部左端に設けられたトナー補給口と４８と、このトナー補給口４８に向けてトナーを搬送する搬送スクリュー４７と、この搬送スクリューを回転駆動させるモータ５３と、モータ５３の回転を制御するＣＰＵ（制御装置）５０と、トナー補給槽４６内に所定量以上のトナーが収納されているか否かを検知するトナー有無センサ４５とを備えている。このトナー有無センサ４５がトナー補給槽４６内に所定量のトナーが収納されていることを検知した状態で、モータ５３の回転時間と、この回転により搬送スクリュー４７によってトナー補給口４８を介して、現像容器４４内に補給されるトナーの量との対応関係が、あらかじめ実験等によって求められており、その結果は、例えばテーブルとしてＣＰＵ５０内に格納されている。つまり、ＣＰＵ５０は、モータ５３の回転時間を制御（調整）することによって、現像容器４４に対するトナーの補給量を調整するようにしている。
【００３２】
以上ではイエローの現像器４ｙ及びトナー補給装置４９について説明したが、他の現像器及びトナー補給装置、すなわちシアンの現像器４ｃ、マゼンタの現像器４ｍ、ブラックの現像器４ｂｋ及びそれぞれに対応するトナー補給装置４９についてもイエローのものと同様の構成であるので、これらの説明は省略する。
【００３３】
上述の画像形成装置における、一連の画像形成動作において現像装置４及びトナー補給装置４９は、以下のように動作している。図１，図２を参照しながら説明する。
【００３４】
感光ドラム１上のイエロー用の静電潜像が現像位置に達するときに、現像バイアス印加電源（不図示）によりＡＣ電圧とＤＣ電圧とが重畳された現像バイアスが現像器４ｙの現像スリーブ４１に印加される。このとき、現像スリーブ４１は、モータ５１により、図１中の反時計回りに回転駆動され、また現像加圧カム２４により加圧されて感光ドラム１表面に押圧される。そして、上述の現像バイアスによって現像容器４４内の現像剤中のイエローのトナーが感光ドラム１表面の静電潜像に付着されて静電潜像をイエローのトナー像として現像する。
【００３５】
現像器４ｙ内の現像剤の濃度は、感光ドラム１上の静電潜像を現像する際の現像剤の状態を現像剤濃度検知センサ４２により検知する。そして、その検知結果に基づいて、補給用のトナーが収納されているトナー補給装置４９の駆動を行い、現像容器４４内の現像剤濃度を一定に保つようにしている。すなわち、現像剤濃度検知センサ４２の検知結果に基づいて、ＣＰＵ５０がモータ５３の回転時間を決定し、その時間だけモータ５３を回転させるのである。
【００３６】
また、感光ドラム１表面に現像剤濃度検知用のパッチ潜像が形成されたときには、現像バイアス印加電源によって現像スリーブ４１に現像バイアスを印加し、現像スリーブ４１を矢印方向に回転させて、パッチ潜像を現像し、現像されたテストパターンとしてテストパッチ（パッチ画像）の濃度を、画像濃度検知センサ１３によって検知し、画像濃度信号として読み取る。この値を基準値と比較し、トナー補給装置４９の駆動を行い、画像濃度検知センサ１３の出力が常に一定になるようにトナー補給を行うことにより画像濃度を制御し、適正画像を得るようにしている。画像濃度検知センサ１３としては、一般的な光反射型の光学センサを使用することができる。
【００３７】
しかしながら、現像剤濃度の異常検知後の復帰時や、トナー無しによる現像剤濃度の低下の復帰時に、強制的に現像剤濃度を復帰させると、カブリが発生しやすく、カブリがないときでも、画像濃度の変動が発生しやくなってしまう。
【００３８】
本実施の形態においては、以下のように対処した。
【００３９】
従来、現像剤濃度に対するエラー表示の中で、濃度ダウンに関するエラー表示が例えば操作パネル（不図示）に点灯した際には、
▲１▼なにもしないで、通常Ｊｏｂ動作を行い、自然回復を待つもの、
▲２▼トナー補給を行い、強制的に濃度を回復させるものがある。
【００４０】
このうち、前者はエラー表示のリカバリーを優先するため、出力画像濃度が、復帰直後は極薄状態で、徐々に回復するが濃度が高くなりすぎてしまう。一方、後者は、リカバリーに時間をかけて、濃度を安定化させるために行っている。これによれば、濃度の薄い状態は改善されるものの、濃度が高くなりすぎるという欠点がある。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、これらの欠点を鑑み、エラーからの復帰をスムーズに行うようにしたものである。
【００４２】
通常、現像容器４４内の現像剤濃度は、図３に示すように、現像剤濃度検知センサ４２の出力値が常に目標値に一定になるように制御している。つまり、トナー補給装置４９のモータ５３の回転時間を制御して、現像剤濃度が常に目標値となるようにしている。このときの実際の濃度は、図３中の▲１▼に示すようになる。
【００４３】
現像器４ｙの現像容器４４内に設けられた濃度検知センサ４２の出力値をモニターし、その出力値が目標値からずれて現像剤濃度が低くなったと検知されたときに、ＣＰＵ５０によってモータ５３を所定時間だけ回転させて所定量のトナーをトナー補給装置４９から現像容器４４内に補給している。これにより、現像容器４４内の現像剤中のトナーの含有量が増加して現像剤濃度検知センサ４２の出力値が元に戻る。これを繰り返し行うことで現像容器４４内の現像剤濃度を目標値から大きく変動することなく安定的に制御することができる。
【００４４】
しかし、現像剤濃度が図３の▲２▼に示すように変動する場合、例えばトナー補給装置４９のトナー無しのような、トナー補給状態に異常をきたしている場合も考えられる。
【００４５】
通常、図３に示すエラーレベルは、考えられる変動を想定して決定されており、通常動作においてはほとんど点灯することのないレベルである。つまり、各画像形成装置の個体差や変動を充分ふまえた上で決定されているので、通常の現像剤目標値からのずれ量は大きくなっている。
【００４６】
このような場合は、図４に示すフローチャートに従って濃度制御を行うようにしている。なお、以下の説明では、目標値１（最終的な目標値），目標値２（第１段階の目標値），目標値３（第２段階の目標値），目標値４（第３段階の目標値）について、エラーレベルからこれら目標値までの変動量を順にＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４としたときに、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４となるものとする。ここでは、最終的な目標値１以外の目標値２，目標値３，目標値４が、仮の目標値となる。
【００４７】
まず、第Ｉ段階として、目標値２（後に詳述）までのトナーの補給を行う。
【００４８】
前述したようにトナー補給を行う目標値（目標値１）とエラーレベルが大きく離れているため、現像剤濃度を短時間に復帰させようとするとトナーの急激な補給が行われてしまい、現像容器４４内の現像剤は急激な帯電量のダウンを発生してしまう。これにより撹拌不良が発生して、カブリ画像を誘発してしまうことがある。また、カブリが発生しなくとも画像濃度が目標濃度以上に濃くなってしまう。
【００４９】
そこで、トナー補給のための目標値２を設定する。その値は目標値１からエラーレベルへの変動量を１００（Ｔ１）としたときに、５０〜８０（Ｔ２）の値に設定することが望ましい。この目標値２までトナー補給を繰り返すことで、トナー補給量の絶対量を減らすことができる。
【００５０】
さらに具体的には、図４のフローチャートに示すように、目標値２を設定して動作開始する（Ｓ１）。現像剤濃度検知センサ４２による現像剤濃度信号のサンプリング、及び攪拌搬送スクリュー４３ａ，４３ｂによる攪拌を行う（Ｓ２）。さらにトナーの補給と攪拌を行う（Ｓ３）。サンプリング信号が目標値２を超えたか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、超えてない場合は、所定時間経過したか、または所定回数の補給動作を行ったか、を判断する。その結果、「ＮＯ」の場合は、ステップ３に戻り、再度、補給・攪拌を行う。ステップＳ３，Ｓ４、Ｓ５は、目標値２を超えるまで繰り返される。上述のステップＳ５で「ＹＥＳ」の場合は、操作パネル等にワーニング（警告）表示して、ユーザにトナー補給動作が異常であることを知らせる。
【００５１】
上述の第Ｉ段階で目標値２を超えた場合には（Ｓ４の「ＹＥＳ」）、第ＩＩ段階に移る。第ＩＩ段階では、目標値３を設定する（Ｓ７）。
【００５２】
第Ｉ段階でトナー補給を行った際に、トナーが現像剤全体に馴染み、十分な帯電量の付加を行う。これにより、現像剤全体が一様に同じ濃度、同じ帯電量を持つ。そこで、現像剤濃度検知センサ４２の出力値をサンプリングすることで、現状の値を目標値３に設定する。この目標値３は、上述の目標値２よりも、目標値１に近い値である。
【００５３】
第ＩＩＩ段階として、現像剤濃度の目標値４の設定を行う。
【００５４】
トナー補給を行い、十分な撹拌を行ったとはいえ、通常使用している状態から比べると現像剤の帯電量は小さくなる。図５に示すように画像ｄｕｔｙ（画像の印字率）によりその値は変動する。低画像ｄｕｔｙを連続して使用するような場合は現像剤の帯電量は増加して、チャージアップ傾向となってくるまた、高画像ｄｕｔｙを連続して使用する様な場合は逆に現像剤の帯電量は減少してしまう。そこで、感光ドラム１上にテストパッチ１を作成（作像）し（Ｓ８）、その濃度を画像濃度検知センサ１３によって読み取り、その出力値の、画像濃度検知センサの出力目標値からの変動を現像剤濃度にフィードバックさせる。これにより現像剤濃度の目標値３から更に画像濃度を踏まえた目標値４を設定する（Ｓ９）。これにより、画像濃度を正しくするための現像剤濃度を導くことで画像濃度を安定化させる。
【００５５】
第ＩＶ段階で、テストパッチによる作像条件へのフィードバックを行う。
【００５６】
さらに画像濃度を安定化させるために、特に階調性を保つために感光ドラム１上にテストパッチ２を作成し（Ｓ１０）、画像濃度検知センサ１３により読み取った信号を階調テーブルにフィードバックすることで階調性の安定化を図ることができる。また、このときに作像条件である現像コントラスト電位にフィードバックすることで（Ｓ１１）、より画像濃度を安定に保つことができる。これでエラー表示からの復帰が終了して、画像形成の準備が整う（Ｓ１２）。
【００５７】
上述のようにエラー表示からの復帰を行うことにより、トナーの過補給によるカブリ画像の発生を防止して、画像濃度を安定させることができる。また、トナーの過補給を抑制することができるので、濃度アップをトナーの強制消費で補うこともなく、短時間で安定した出力画像を得ることができる。
【００５８】
＜実施の形態２＞
トナー補給、特に過補給気味になったときのカブリ発生においては、クリーナレスの画像形成装置において特に影響が大きく、カブリ画像が、感光ドラム上をつれまわり、帯電を阻害してさらにカブリを増長してしまうおそれが大きい。
【００５９】
そこで、本実施の形態においてはクリーナレスの画像形成装置において説明する。
【００６０】
画像形成装置は、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロセスがある。クリーナレスでない画像形成装置においては、転写後に感光ドラム１表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング手段（クリーナー）によって回収されて廃トナーとなる。この廃トナーは、環境保護の面からも出ないことが好ましい。
【００６１】
図６は本実施の形態に係るクリーナレス系の画像形成装置の概略構成図である。
【００６２】
像担持体としての感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００６３】
感光ドラム１表面は、帯電手段としての帯電ローラ２Ａによって帯電される。帯電ローラ２Ａは、その芯金２ｂが長手方向の両端部で付勢部材２ｅによって感光ドラム１に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ２Ａは感光ドラム１表面に圧接され、感光ドラム１の矢印Ｒ２方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。帯電ローラ２Ａの芯金２ｂには、帯電バイアス印加電源Ｄ１によって帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に一様に帯電される。
【００６４】
帯電後の感光ドラム１は、露光装置（露光手段）３によって画像情報に基づいて露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【００６５】
この静電潜像は、現像装置（現像手段）４によって現像される。現像装置４は、現像容器４４と、この現像容器４４内に収納された二成分現像剤を攪拌し搬送する攪拌搬送スクリュー４３ａ，４３ｂと、表面に担持した現像剤により感光ドラム１表面の静電潜像を現像する現像スリーブ４１と、現像スリーブ表面に担持される現像剤を薄層に規制する規制ブレード４１ａとを備えている。現像スリーブ４１は、現像剤を表面に担持して感光ドラム１表面に接触しながら矢印Ｒ４方向に回転し、さらに現像バイアス印加電源Ｄ４によって現像バイアスが印加される。これにより、現像剤中のトナーが感光ドラム１上の静電潜像に付着され、静電潜像をトナー像として現像する。
【００６６】
現像装置４の上方には、トナー補給装置４９が配設されていて、現像装置４内のトナー濃度が低下したときに、トナーを現像装置４に補給するようになっている。なお、トナー補給装置４９は、前述の実施の形態１の図２に示すトナー補給装置４９と同様の構成である。
【００６７】
こうして感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写部材としての転写ローラ５Ａによって部材としての紙等の記録材６０上に転写される。転写ローラ５Ａは、感光ドラム１表面に当接されて、感光ドラム１表面との間に転写ニップ部Ｎを形成するとともに、矢印Ｒ５方向に回転する。記録材６０が矢印方向に、転写ニップ部Ｎに搬送されると、転写バイアス印加電源Ｄ３によって転写ローラ５Ａに転写バイアスが印加される。これにより感光ドラム１上のトナー像は、記録材６０上に転写される。
【００６８】
記録材６０の搬送方向に沿っての転写ニップ部Ｎの下流側には、画像濃度検知センサ１３が配設されている。上述のようにして転写ニップ部Ｎにおいて記録材６０上に転写されたトナー像Ｔは、この画像濃度検知センサ１３によって画像濃度が検知される。
【００６９】
一方、トナー像転写時に、記録材６０に転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー（転写残トナー）は、電圧印加電源Ｄ２によってバイアスが印加された帯電補助部材２ａによって電荷が調整された後、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向に回転に伴って帯電ローラ２Ａに至る。
【００７０】
以下クリーナレスシステムについて詳述する。
【００７１】
クリーナレスシステムは、クリーニング手段を取りはずし、感光ドラム１上の転写残トナーは現像装置４によって「現像同時クリーニング」で感光ドラム１上から除去し現像装置４に回収して再利用するものである。
【００７２】
ここで、現像同時クリーニングとは、転写後に感光ドラム１上に若干残留した転写残トナーを、次工程以後の現像時にカブリ取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光ドラム表面電位間の電位差であるカブリ取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは、現像装置４に回収されて次工程以後用いられているため、廃トナーをなくし、メンテンナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナレスであることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。また感光ドラムの帯電装置が接触帯電装置の場合には感光ドラム１に接触している接触帯電部材（転写ローラ２Ａ）に転写残トナーを一旦回収させ、それを再び感光ドラム１上に吐き出させて現像装置４で回収させる。また画像濃度検知検知センサ１３は記録材６０上に形成（転写）されたトナー像Ｔを検知することで、画像濃度を検知している。
【００７３】
図６に示すように、転写ローラ２Ａを感光ドラム１表面に接触させ、帯電バイアスを印加して感光ドラム１の帯電を行う接触帯電方式の画像形成装置においては、帯電補助部材２ａ内に転写残トナーが回収される。そのトナーは通常吐き出しモードと呼ばれるクリーニングシーケンスによって感光ドラム１上にトナーを付着させ、現像装置４によって回収することで感光ドラム１の汚れを防止し、トナーのリサイクルを行っている。その吐き出しシーケンスが動作するタイミングはコピー積算枚数、トナー消費量の積算値で行っている。
【００７４】
しかし、画像形成装置の動作状態や使用環境により帯電補助部材２ａ内に蓄積されるトナー量はまちまちであり、最適なタイミング、最適な制御時間を取れないため、転写残トナーの蓄積量が飽和状態を超えるおそれがある。特にトナーの過剰な補給を行うような高ｄｕｔｙ画像の連続出力時は厳しく、現像剤濃度の異常点灯時からの復帰動作においては、さらに厳しい状態となってしまう。
【００７５】
この場合、画像形成中に吐き出されたトナーが帯電を阻害して所望の帯電電位が得られない、またトナーが露光を遮って静電潜像の形成を妨げるため、トナーカブリや画像欠け等の画像不良を引き起こしてしまう。
【００７６】
そこで、本実施の形態においても、前述の実施の形態１と同様にして、異常検知後の復帰動作を行うことにより、過補給におけるカブリ画像の発生の防止や、画像濃度を安定させることができる。また、過補給を抑制することができるので、濃度アップをトナーの強制消費で補うこともなく、短時間で安定した出力画像を得ることができる。
【００７７】
なお、画像濃度検知センサ１３は、感光ドラム１の回転方向に沿っての現像装置４の下流側でかつ転写ローラ５Ａに上流側において、感光ドラム１表面に対向するように配置して、感光ドラム１上のパッチ画像の濃度を検知するようにしてもよい。この場合も、同様の効果を得ることができる。また、中間転写体としての中間転写ベルトや中間転写ドラムを使用する画像形成装置においては、他部材としての中間転写体上に形成したパッチ画像の画像濃度を画像濃度検知センサによって検知するようにしてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、現像剤濃度検知センサが、現像装置内の二成分現像剤の現像剤濃度の所定レベル以上の変動であるエラーレベルを検知した後の復帰動作において、エラーレベルと目標値との間に仮の目標値を設定して、現像剤濃度検知センサによって検知される現像装置内の現像剤濃度が仮の目標値に達するまでトナー補給装置により現像装置に対してトナーの補給を行い、トナー補給後の現像剤によってテストパッチを形成し、テストパッチの濃度を画像濃度検知センサによって検知し、検知結果に基づいて画像濃度が所定値となるように作像条件にフィードバックすることにより、現像剤濃度の異常検知後の復帰動作を行う際に、過補給におけるカブリ画像の発生を防止し、画像濃度の変動を有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】現像装置、トナー補給装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】現像容器内の二成分現像剤の現像剤濃度の変動を説明する図である。
【図４】現像剤濃度の異常検知後の復帰動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】画像ｄｕｔｙと現像剤帯電量との関係を説明する図である。
【図６】実施の形態２に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４ 現像装置
１３ 画像濃度検知センサ
４２ 現像剤濃度検知センサ
４９ トナー補給装置
６０ 他部材（記録材）

Claims (5)

1. トナーとキャリヤとを含む二成分の現像剤を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤中のトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置内の現像剤の現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知センサと、前記現像剤濃度検知センサの出力に基づいて前記現像装置内の現像剤濃度を一定の目標値にすべく前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置により像担持体上に形成されたテストパターンの濃度を検知する画像濃度検知センサと、を備えた画像形成装置において、
   前記現像剤濃度検知センサが、前記現像装置内の現像剤濃度の所定レベル以上の変動であるエラーレベルを検知した後の復帰動作において、前記エラーレベルと前記目標値との間に仮の目標値を設定して、前記現像剤濃度検知センサによって検知される現像装置内の現像剤濃度が前記仮の目標値に達するまで前記トナー補給装置により前記現像装置に対してトナーの補給を行い、トナー補給後の現像剤によって前記テストパターンを形成し、前記テストパターンの濃度を前記画像濃度検知センサによって検知し、検知結果に基づいて画像濃度が所定値となるように作像条件にフィードバックする、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記仮の目標値を２段階以上設定し、第２段階の目標値は、第１段階の目標値と前記目標値との間に設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像濃度検知センサは、前記像担持体上に形成されたテストパターンの画像濃度を検知する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像濃度検知センサは、前記像担持体上から他部材に転写されたテストパターンの画像濃度を検知する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. トナーとキャリヤとを含む二成分の現像剤を有し、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤中のトナーにより現像する現像装置と、前記現像装置内の現像剤の現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知センサと、前記現像剤濃度検知センサの出力に基づいて前記現像装置内の現像剤濃度を一定の目標値にすべく前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置により像担持体上に形成されたテストパターンの濃度を検知する画像濃度検知センサと、を備えた画像形成装置において、
   前記現像剤濃度検知センサが、前記現像装置内の現像剤濃度の所定レベル以上の変動であるトナー無しを検知した後の復帰動作において、前記所定レベルと前記目標値との間に仮の目標値を設定して、前記現像剤濃度検知センサによって検知される現像装置内の現像剤濃度が前記仮の目標値に達するまで前記トナー補給装置により前記現像装置に対してトナーの補給を行い、トナー補給後の現像剤によって前記テストパターンを形成し、前記テストパターンの濃度を前記画像濃度検知センサによって検知し、検知結果に基づいて画像濃度が所定値となるように作像条件にフィードバックする、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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