JPH09171302A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】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、特開平３−２９３３８
３号公報によれば、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。

【０００６】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、特開平２−１２５２７５号公報によれ
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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５９−０３８
７６７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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】

【発明の実施の形態】

〔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。

【００２９】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。

【００３０】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１
１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。

【００３１】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４
３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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】〔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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】

【発明の効果】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る電子写真複写機の概略構成図。

【図２】図１中の現像装置とその近傍を示す平面図。

【図３】（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。

【図４】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

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】光学センサによる各部の検出結果を示す図。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。