JPH1115255A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複写機の稼働状態に応じて適切なトナー濃度
の制御ができる画像形成装置を提供する。 【解決手段】 キャリアとトナーとを含む二成分現像剤
を収容する現像器５にトナーを補給する画像形成装置に
おいて、現像時間測定手段３５により、現像運転時間を
測定するほか、休止時間測定手段３３が現像運転の休止
時間を測定し、それぞれの測定結果に応じて、トナー濃
度検出手段による濃度検出値かあるいは、トナー消費量
検出手段による検出値かを、選択手段３９が選択して、
現像運転状態に応じた検出値を採用して、それに基づい
て、補給制御手段３４がトナー補給装置から現像器５に
トナーを補給する。従って、現像運転状況に応じた適切
なトナー補給ができ、現像器内のトナー濃度の誤検出を
防止して、トナー濃度を適切に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンタ等の画像形成装置の現像装置に採用される
トナー濃度制御方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、画像形成装置としての複写機で
は、現像器（現像装置）で消費したトナーを補給してい
るが、特に、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤
を用いた現像器では、現像器内の現像剤のトナー濃度を
検出するトナー濃度センサは、該トナー濃度の検出値と
制御基準値との比較結果に基づいてトナー補給を行うこ
とにより、現像器内のトナー濃度を目標濃度値に保って
いる。このトナー濃度センサの制御基準値は、新品の現
像剤が現像器に入れられたときに行われる初期設定にて
決定されるものである。また、現像器は撹拌器を備えて
おり、現像動作時に撹拌器を作動させて、現像器内のト
ナー濃度が略均一になるようにしている。

【０００３】例えば、特開平８ー２４８７６２号公報に
は、現像時間カウンタにより現像時間を測定し、現像時
間に応じて測定したトナー濃度の基準レベルを変える構
成が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像形成装置
で長時間現像動作が行われない場合には、現像器では現
像剤の撹拌が行われないため、十分に撹拌された状態で
の現像剤に比べて嵩が低く（嵩密度が大）なっており、
そのためトナー濃度センサの出力特性（トナー濃度とト
ナー濃度センサの出力値との関係）が変わってしまう。
つまり、実際のトナー濃度が同じであっても、撹拌がな
いまま長時間放置された状態の現像剤では、十分撹伴後
の現像剤と比べてトナー濃度は低く検出されてしまう。
このため、長時間コピー動作（複写動作）休止後ではト
ナーが過剰に供給されてしまっていた。即ち、従来の複
写機では、複写機の稼働状態に応じたトナー濃度の制御
が成されていないために、適切なトナー濃度の調整がで
きないという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、複写機の稼働状
態に応じて適切なトナー濃度の制御ができる画像形成装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１に記載の発明は、キャリアとトナ
ーとを含む二成分現像剤を収容する現像器と、該現像器
へトナーを補給するトナー補給装置と、現像器内のトナ
ー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、トナー消費量
検出手段と、トナー補給装置からの補給量を制御する補
給制御手段と、現像剤の状態に応じてトナー濃度検出手
段の検出結果又はトナー消費量検出手段の検出結果を選
択し、これらのいずれかの検出結果に基づいてトナー補
給装置を制御する補給制御手段を備えた画像形成装置に
おいて、現像運転の休止時問を検出する休止時間計測手
段と、現像運転時間を測定する現像時間計測手段とを有
し、該休止時間計測手段と該現像時間計測手段の出力結
果に応じて、トナー濃度検出手段またはトナー消費量検
出手段による制御を選択して切り換える選択手段を備え
ることを特徴とするものである。

【０００７】この請求項１に記載の発明は、現像時間測
定手段により、現像運転時間を測定するほか、休止時間
測定手段が現像運転の休止時間を測定し、それぞれの測
定結果に応じて、トナー濃度検出手段による濃度検出値
かあるいは、トナー消費量検出手段による検出値かを、
選択手段が選択して、現像運転状態に応じた検出値を採
用してそれに基づいて、補給制御手段がトナー補給装置
から現像器にトナーを補給する。従って、現像運転状況
に応じた適切なトナー補給ができ、現像器内のトナー濃
度の誤検出を防止して、トナー濃度を適切に保持する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記休止時間計測手段の検出結果が所
定値Ｔａ以上の場合は、前記トナー消費量検出手段の検
出結果に基づくトナー補給を行い、現像時間検出手段の
出力結果が所定値Ｔｃ以上の場合には、前記トナー濃度
検出手段の検出結果に基づくトナー濃度制御に切り替え
ることを特徴とするものである。

【０００９】この請求項２に記載の発明は、休止時間が
所定値Ｔａ以上の場合には、現像器では長時間に渡って
撹拌がされていないため、現実の濃度よりもトナー濃度
は低く検出されてしまう。このため、長時間現像動作が
休止した場合には、選択手段はトナー消費量検出手段の
値を採用して、この値に基づいてトナー補給装置からの
補給量を制御する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記現像時間計測手段により計測した
現像時間がＴｃより小さく且つ休止時間の出力結果が所
定値Ｔｂ以上の場合には、現像時間計測手段をリセット
することを特徴とするものである。

【００１１】この請求項３に記載の発明は、複写動作が
開始されている場合であってもその後に複写機の稼働を
停止して、しかも休止時間が所定値Ｔｂ以上に長い場合
には、休止時間計測手段に基づく制御をおこなうととも
に、現像時間計測手段をリセットして、次の制御に備え
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装
置の主要部を示す断面図である。図１において、複写機
等の画像形成装置１は電子写真方式で画像を形成される
ものであって、中央に時計回りに一定速度で回転するド
ラム状の像担持体２を有し、その周辺に回転方向に沿っ
て、像担持体表面を均一に帯電する帯電部材３、光照射
によって静電潜像を形成する像露光装置４、静電潜像を
トナーで現像する現像装置５、搬送される紙などの転写
材にトナー像を転写する転写部材６、像担持体表面を清
掃するクリーニング装置７が設けられている。なお、符
号８は、転写後のトナー像を転写材に定着する定着装置
である。また、像担持体２の円筒表面にはＯＰＣ（有機
感光体）が塗布されている。

【００１３】現像装置５で使用される現像剤はトナーと
キャリアからなる二成分現像剤であり、現像器９内には
所定の濃度のトナーが収納されている。この現像装置５
は、主に現像器９と、その上方に設けられたトナー収容
手段であるトナーボトル１０とから構成されており、消
費されたトナーをトナーボトル１０から補給して現像器
内のトナー濃度が一定になるようにしている。

【００１４】現像器９は、ケーシングの像担持体２に向
いた開ロ部に図示しない磁石を内蔵し、かつ図示しない
現像クラッチを介して違結された現像用モータで矢印方
向に回転駆動される現像スリーブ１１、その隣に現像剤
搬送手段であるスクリュー１２、ケーシング底部の壁面
にトナー濃度検出手段である透磁率センサー１３とを有
しており、このスクリュー１２でトナーとキャリアを混
合撹拌しながら現像スリーブ１１上に補給するととも
に、透磁率センサー１３で現像剤のトナー濃度を検出し
ている。トナーボトル１０は、下部の現像器９へのトナ
ー排出部に、補給用モータ１４により回転駆動されるト
ナー補給装置である補給ローラ１５を有している。この
補給用モータ１４はモータ駆動回路によって駆動され
る。

【００１５】トナー透磁率センサ１３は、図示しないＡ
／Ｄ変換器を介して制御手段としてのマイクロコンピュ
ータの入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１８に接続さ
れている。このマイクロコンピュータは主にマイクロプ
ロセッサ（ＣＰＵ）１９、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）２０、読み出し書き込みメモリ（ＲＡＭ）２１およ
び上記入出力インターフェイス１８からなり、入出力イ
ンターフェイス１８を介して補給ローラ１５を駆動する
補給用モータ１４の駆動回路１６に制御信号を出力する
ように構成されている。入出力インターフェイス１８に
は、１コピー動作が照射装置の原稿照射スタート位置に
設けられた図示しないマイクロスイッチで検出され、デ
ジタル信号として入力されている。ＲＡＭ２１には、入
出力インターフェイス１８から読み取った透磁率センサ
１３の出力値ＶTを一時格納させるＶTレジスタ、現像器
９内のトナー濃度の目標濃度値に対応した制御基準値Ｖ
T0を記憶させるＶT0レジスタ等が設けられている。ＲＯ
Ｍ２０には、後述するトナー濃度制御のプログラムが記
憶されている。

【００１６】次に、トナー濃度制御について説明する。
本実施の形態にかかるトナー濃度の制御構造を図３に示
す。トナー濃度検出手段は透磁率センサ１３であり、ト
ナー消費量検出手段３１、現像動作が休止している時間
を計測するタイマである休止時間計測手段３３、現像動
作が稼働している時間を計測するタイマである現像時間
計測手段３５とが制御装置３７に接続されており、それ
ぞれ計測信号を制御装置３７に送るようになっている。
制御装置３７は、選択手段３９を備えており、この選択
手段３９は、休止時間計測手段３３と現像時間計測手段
３５との計測値に基づいて、トナー濃度検出手段１３と
トナー消費量検出手段３１のいずれを採用するかを判断
する。そして、選択された検出手段１３又は３１に基づ
いてトナー補給制御手段３４が駆動回路１６に制御信号
を出力して所定量のトナーをトナーボトル１０から供給
するようになっている。

【００１７】本実施例のトナー濃度制御では、換言すれ
ばトナー補給制御を行うが、このトナー補給制御はコピ
ー毎に現像器９内のトナー濃度を検出した透磁率センサ
１３の出力値ＶTとトナー補給制御の目標値に対応する
制御基準値ＶT0とを比較してトナー補給の要否を決定
し、この結果に応じて補給ローラ１５を回転制御してト
ナー補給を制御するものである。

【００１８】次に、コピー毎に実施されるトナー補給制
御について説明する。透磁率センサ１３は、縦軸に透磁
率センサ１３の出力値、横軸にトナー濃度を取った図２
に示すように、あるトナー濃度範囲ではトナー濃度が濃
くなるほど出力値ＶTが小さくなるような特性を持って
いる。この特性を利用して、透磁率センサ１３の出力値
ＶTが目標濃度値に対応する制御基準値ＶT0より大きい
場合に補給ローラ１５を回転駆動してトナーの補給動作
を行う。このトナー補給制御は、コピー動作毎に行う。

【００１９】次に、トナー消費量検出手段について説明
する。トナー消費量検出手段３１は、画像形成が行われ
たときに、その画像の画像素子数をカウントする手段を
持ち、このカウント数に単位画素面積当たりの像担持体
２上のトナー付着量を掛けてトナー消費量を算出する。
単位画素面積当たりの像担持体上のトナー付着量はあら
かじめ実験にて求めておくのが望ましい。

【００２０】ところで、長時間コピー動作休止後には、
トナー濃度に対する透磁率センサ１３の出力特性が変化
する場合があった。そして、この透磁率センサ１３の出
力特性の変化が原因で、現像器９内のトナー濃度が適正
であるにもかかわらず低下していると誤判断してしま
い、過剰にトナー補給を行ってしまっていた。

【００２１】そこで、本実施例においては、画像形成装
置１の休止時間を測定する休止時間計測用カウンタ（休
止時間計測手段３３）と、現像時間を測定する現像時間
計測用カウンタ（現像時間計測手段３５）を有し、該休
止時間計測用カウンタの検出結果が所定値Ｔａ以上の場
合は透磁率センサ１３の出力結果に基づくトナー濃度制
御は停止し、原稿より画像形成部分の画素数をカウント
し、トナー消費量検出手段（透磁率センサ）１３にてト
ナー消費量を算出し、消費トナー分だけトナー補給を行
う。

【００２２】即ち、本実施の形態にかかる制御フローを
図４に示すように、制御装置３７では、ステップＳ１で
複写動作（現像装置が稼働）が開始したか否かを判断
し、複写動作が開始されていない場合には、ステップＳ
２で休止時間計測手段３３が計測した休止時間が所定値
Ｔａ以上か否かを判断する。休止時間がＴａより少ない
場合には、ステップＳ３でトナー濃度検出手段１３で測
定した濃度に基づいてトナー補給制御手段３４を制御
し、補給用モータ１４を駆動して補給ローラ１５の回動
によりトナーボトル１０からトナーを補給する。即ち、
休止時間が短い場合には、その休止前の現像装置５の稼
働により、現像器９内はすでに十分な撹拌がなされてい
るので、現像剤の嵩は標準状態にあり、嵩密度が特に高
かったり低かったりすることがないでの、トナー濃度検
出手段１３による検出値を用いてトナー補給をおこなっ
ても、適正なトナー補給ができる。

【００２３】ステップＳ２で休止時間がＴａ以上の場合
には、現像器９内は長い時間撹拌されていない状態であ
り、現像剤の嵩密度は高くなっており、そのままトナー
濃度検出手段１３による検出値を用いることができな
い。そこで、このような場合には、ステップＳ４でトナ
ー濃度検出手段１３によるトナー補給制御を中止し、上
述したトナー消費量検出手段にもとづく制御をおこな
う。即ち、消費したトナー分だけを補給するので、トナ
ー濃度が過剰になることが防止される。これにより、現
像運転状況に応じた適切なトナー補給ができ、現像器内
のトナー濃度の誤検出を防止して、トナー濃度を適切に
保持する。

【００２４】一方、ステップＳ１で、複写動作（現像装
置が稼働）が開始していない場合には、ステップＳ５で
現像時間計測手段３５は、現像時間の計測を開始し、ス
テップＳ６で現像時間が所定値Ｔｃ以上か否かを判断す
る。現像時間が所定値Ｔｃ以上の場合には現像器９内で
は十分な撹拌がなされているから、現像剤の嵩は標準状
態にあり、ステップＳ７で、トナー濃度検出手段１３に
よる検出値を用いて、トナー補給をおこなう。

【００２５】ステップＳ６で現像時間が所定値Ｔｃより
小さい場合には、ステップＳ８で休止時間が所定値Ｔｂ
以上か否か判断する。即ち、コピー動作終了後、現像時
間計測手段３５の出力結果が所定値Ｔｃに至る前に再び
画像形成装置の休止時間が長くなった場合、現像剤の嵩
は再び減ってしまう。そこで、コピー動作再開後、休止
時間が所定値Ｔｂ以上になった場合には、ステップＳ９
で現像時間計手段３５であるカウンタをリセットする。

【００２６】尚、本実施の形態において、Ｔａ、Ｔｂ、
Ｔｃの値については、特に限定されるものではなく、装
置の種類や状態等により異なるのであるが、Ｔａは数十
時間で、例えば１２時間であり、Ｔｂは数分で、例えば
５〜６分であり、Ｔｃは数時間で、例えば５〜６時間で
ある。

【００２７】本実施例によれば、コピー動作休止による
現像剤の嵩低下時には透磁率センサ１３によるトナー濃
度制御は行わないため、現像剤の嵩変化の影響を受けず
に適正にトナー補給を行うことができる。

【００２８】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、現像運
転時間を測定するほか、休止時間を測定し、現像運転状
態に応じて、トナー濃度検出手段による濃度検出値かあ
るいは、トナー消費量検出手段による検出値かを選択し
て、現像器にトナーを補給するので、現像運転状況に応
じた適切なトナー補給ができ、現像器内のトナー濃度の
誤検出を防止して、トナー濃度を適切に保持する。

【００３０】請求項２に記載の発明によれば、長時間現
像動作が休止した場合には、選択手段はトナー消費量検
出手段の値を採用して、この値に基づいてトナー補給装
置からの補給量を制御するので、現像運転状況に応じた
適切なトナー補給ができ、現像器内のトナー濃度の誤検
出を防止して、トナー濃度を適切に保持する。

【００３１】請求項３に記載の発明によれば、複写動作
が開始されている場合であってもその後に複写機の稼働
を停止してその休止時間が長い場合には、現像時間計測
手段をリセットして、休止時間に応じたトナー補給をお
こなうので、現像運転状況に応じた適切なトナー補給が
でき、現像器内のトナー濃度の誤検出を防止して、トナ
ー濃度を適切に保持する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要
部を示す断面図である。

【図２】透磁率センサの出力特性（トナー濃度と透磁率
センサの出力との関係）を示すグラフ図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る制御構造を示すブロ
ック図である。

【図４】本実施の形態にかかる制御フローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ５ 現像装置 １３ 透磁率センサ（トナー濃度検出手段） ３３ 休止時間計測手段 ３４ トナー補給制御手段 ３５ 現像時間計測手段 ３７ 制御装置 ３９ 選択手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアとトナーとを含む二成分現像剤
   を収容する現像器と、該現像器へトナーを補給するトナ
   ー補給装置と、現像器内のトナー濃度を検出するトナー
   濃度検出手段と、トナー消費量検出手段と、トナー補給
   装置からの補給量を制御する補給制御手段と、現像剤の
   状態に応じてトナー濃度検出手段の検出結果又はトナー
   消費量検出手段の検出結果を選択し、これらのいずれか
   の検出結果に基づいてトナー補給装置を制御する補給制
   御手段を備えた画像形成装置において、 現像運転の休止時問を検出する休止時間計測手段と、現
   像運転時間を測定する現像時間計測手段とを有し、該休
   止時間計測手段と該現像時間計測手段の出力結果に応じ
   て、トナー濃度検出手段またはトナー消費量検出手段に
   よる制御を選択して切り換える選択手段を備えることを
   特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記休止時間計測手段の検出結果が所定
   値Ｔａ以上の場合は、前記トナー消費量検出手段の検出
   結果に基づくトナー補給を行い、現像時間検出手段の出
   力結果が所定値Ｔｃ以上の場合には、前記トナー濃度検
   出手段の検出結果に基づくトナー濃度制御に切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像時間計測手段により計測した現
   像時間がＴｃより小さく且つ休止時間の出力結果が所定
   値Ｔｂ以上の場合には、現像時間計測手段をリセットす
   ることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。