JPH112953A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像剤の長時間放置による嵩の変化でトナー濃
度センサの出力特性が変わってトナー補給が過剰に行わ
れるという課題。 【解決手段】 トナー濃度検出手段１３の検出結果と制
御基準値に基づいてトナー補給装置のトナー補給を制御
する第１のトナー補給制御手段２１と、現像器９のトナ
ー消費量を検出する手段２１と、この手段２１の検出結
果に基づいてトナー補給装置のトナー補給を制御する第
２のトナー補給制御手段２１と、現像器９内の現像剤の
状態に応じて第１のトナー補給制御手段２１と第２のト
ナー補給制御手段２１とを切り換えて動作させる切り換
え手段２１とを備えたもの。

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、プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画
像形成装置においては、一般に、ドラム状感光体などの
像担持体上に静電潜像を形成し、キャリアとトナーとを
含む２成分現像剤が収容されている現像器により像担持
体上の静電潜像を２成分現像剤で現像してトナー像と
し、このトナー像を転写紙、ＯＨＰシートなどの転写材
へ転写する。現像器は、像担持体上の静電潜像を２成分
現像剤で現像してトナー像とすることによりトナーを消
費し、トナー補給装置からトナーが補給される。

【０００３】現像器内の２成分現像剤のトナー濃度はト
ナー濃度センサにより検出され、トナー補給制御手段は
トナー濃度センサの検出値と目標トナー濃度に対応した
制御基準値とを比較してその比較結果に基づいてトナー
補給装置を現像器内の２成分現像剤のトナー濃度が目標
トナー濃度に保たれるように制御する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記画像形成装置で
は、現像器内の現像剤は、長時間放置された場合には十
分に撹拌された場合に比べて嵩が低くなっており（嵩密
度が大きくなっており）、このため、トナー濃度センサ
の出力特性（現像器内の現像剤のトナー濃度とトナー濃
度センサの出力値との関係）が現像器内の現像剤の状態
により変わってしまう。

【０００５】つまり、トナー濃度センサは、現像器内の
現像剤のトナー濃度が同じであっても、長時間放置され
た現像剤のトナー濃度を、十分に撹拌された現像剤のト
ナー濃度に比べて低く検出してしまう。このため、長時
間にわたって画像形成動作が休止した後にはトナー補給
装置から現像器へトナーが過剰に供給されてしまう。

【０００６】本発明は、現像器内の現像剤の嵩の変化に
よるトナー濃度検出手段の出力特性変化の影響を受けず
に現像器内の現像剤の状態に拘らずトナー濃度を適切に
制御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。

【０００７】

【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、キャリアとトナーとを含む
２成分現像剤を収容し該２成分現像剤により像担持体上
の静電潜像を現像する現像器と、この現像器へトナーを
補給するトナー補給装置と、前記現像器内の２成分現像
剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、この
トナー濃度検出手段の検出結果と制御基準値に基づいて
前記トナー補給装置のトナー補給を制御する第１のトナ
ー補給制御手段とを有する画像形成装置において、前記
現像器のトナー消費量を検出するトナー消費量検出手段
と、このトナー消費量検出手段の検出結果に基づいて前
記トナー補給装置のトナー補給を制御する第２のトナー
補給制御手段と、前記現像器内の現像剤の状態に応じて
前記第１のトナー補給制御手段と前記第２のトナー補給
制御手段とを切り換えて動作させる切り換え手段とを備
えたものであり、現像器内の現像剤の嵩の変化によるト
ナー濃度検出手段の出力特性変化の影響を受けずに現像
器内の現像剤の状態に拘らずトナー濃度を適切に制御す
ることができる。

【０００８】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、前記切り換え手段は、前記トナー
濃度検出手段の検出トナー濃度が所定値の時には前記第
１のトナー補給制御手段を動作させ、前記トナー濃度検
出手段の検出トナー濃度が所定値よりずれて前回の画像
形成動作終了時の前記トナー濃度検出手段の検出トナー
濃度に比べて次回の画像形成動作開始時の前記トナー濃
度検出手段の検出トナー濃度が変化した時に前記第１の
トナー補給制御手段を停止させて前記第２のトナー補給
制御手段を動作させ、前記トナー濃度検出手段の検出ト
ナー濃度が所定値に戻った時に前記第１のトナー補給制
御手段を動作させるものであり、現像器内の現像剤の嵩
の変化によるトナー濃度検出手段の出力特性変化の影響
を受けずに現像器内の現像剤の状態に拘らずトナー濃度
を適切に制御することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示
す。この実施形態は、請求項１、２に係る発明の一実施
形態であり、電子写真方式画像形成装置の一実施形態で
ある。この画像形成装置１は、電子写真プロセスにより
画像形成を行う画像形成装置であり、略中央部には図示
しない回転駆動部により時計回りに一定の速度で回転駆
動されるドラム状の感光体からなる像担持体２を有す
る。

【００１０】感光体２の周辺には、感光体２の回転方向
に沿って、感光体２の表面を均一に帯電する帯電手段と
しての帯電部材３、感光体２に対して光照射により露光
して静電潜像を形成する露光手段としての像露光装置
４、感光体２上の静電潜像を現像剤で現像してトナー像
とする現像装置５、転写紙、ＯＨＰシートなどの転写材
に感光体２上のトナー像を転写させる転写手段としての
転写部材６、感光体２の表面を清掃するクリーニング装
置７が配置されている。帯電部材３は、接触帯電装置を
構成するもので、高圧電源からバイアスが印加される。
転写部材６は、接触転写装置を構成するもので、図示し
ない高圧電源からバイアスが印加される。

【００１１】画像形成動作時には、図示しない画像読み
取り装置は原稿台上の原稿を照明装置及び可動光学系の
移動により走査しながら照明装置により照明して原稿台
上の原稿をその反射光を画像信号に変換することで原稿
画像を読み取り、その画像信号を画像処理部へ出力す
る。画像処理部は画像読み取り装置からの画像信号に対
して所定の処理を行った後に像露光装置４へ出力する。

【００１２】感光体２は回転駆動部により時計回りに一
定の速度で回転駆動され、帯電部材３が感光体２の表面
を均一に帯電する。像露光装置４は、画像処理部からの
画像信号を光信号に変換して該光信号により感光体２を
露光することで感光体２上に静電潜像を形成する。この
感光体２上の静電潜像は現像装置５により現像してトナ
ー像とし、この感光体２上のトナー像は図示しない給紙
装置から搬送系を介して給送されてきた転写材へ転写部
材６により転写される。

【００１３】この転写材は定着装置８によりトナー像が
定着されて外部へ排出され、感光体２はトナー像転写後
にクリーニング装置７により清掃されて次の画像形成動
作に備える。感光体２は、例えば円筒の表面にＯＰＣ
（有機感光体）が塗布されたものからなる。現像装置５
で使用される現像剤はキャリアとトナーとを含む２成分
現像剤である。現像装置５は、主に現像器９と、その上
方に配設されたトナー収容手段としてのトナーボトル１
０とから構成されている。

【００１４】現像器９は、ケーシングにおける感光体２
に向いた開口部に、図示しない磁石を内蔵した現像スリ
ーブからなる現像剤担持体１１が配置され、この現像ス
リーブ１１は図示しない現像クラッチを介して現像用モ
ータに連結されて該現像用モータにより矢印方向へ回転
駆動される。また、現像器９は、現像スリーブ１１の隣
に現像剤搬送手段としてのスクリュー１２が配置され、
ケーシング底部の壁面にトナー濃度検出手段としての透
磁率センサからなるトナー濃度センサ１３が配置されて
いる。

【００１５】現像器９は、スクリュー１２によりケーシ
ング内の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１３で現像
剤のトナー濃度を検出する。現像スリーブ１１は、内部
の磁石により現像剤を磁気的に吸引し、回転に伴って現
像剤を搬送して感光体２と現像スリーブ１１との間で感
光体２上の静電潜像を現像剤により現像する。

【００１６】トナーボトル１０からその下部の現像器９
へトナーを排出するトナー排出部分にはトナー補給ロー
ラ１４が配設されてトナーボトル１０及びトナー補給ロ
ーラ１４によりトナー補給装置が構成され、このトナー
補給ローラ１４がトナー補給用モータ１５で回転駆動さ
れることによりトナーボトル１０から現像器９へトナー
が補給される。トナー補給用モータ１５はモータ駆動回
路１６により駆動されて回転する。

【００１７】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２１
の入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）１７に接続されて
いる。このマイクロコンピュータ２１は、主にマイクロ
プロセッサ（ＣＰＵ）１８、読み出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）１９、読み出し書き込みメモリ２０及びＩ／Ｏ１７
からなり、Ｉ／Ｏ１７を介してモータ駆動回路１６に制
御信号を出力する。

【００１８】また、画像読み取り装置は照明装置の原稿
照射開始位置にマイクロスイッチが設けられ、このマイ
クロスイッチは１複写動作毎に照明装置によりオンされ
て１複写動作を検出してデジタル信号を出力する。この
マイクロスイッチからのデジタル信号はＩ／Ｏ１７に入
力される。ＲＡＭ２０には、Ｉ／Ｏ１７から読み取った
透磁率センサ１３の出力値ＶＴを一時格納するＶＴレジ
スタ、現像器９内の現像剤のトナー濃度の目標濃度値Ｖ
０に対応した制御基準値ＶＴ０を記憶するＶＴ０レジス
タ等が設けられている。ＲＯＭ１９には、後述するトナ
ー濃度制御のプログラム等が記憶されている。

【００１９】次に、本実施形態のトナー濃度制御につい
て説明する。本実施形態は、トナー補給制御を行うこと
によりトナー濃度制御を行うが、このトナー補給制御は
画像形成動作毎（複写動作毎）に透磁率センサ１３の出
力値ＶＴとトナー補給制御の目標値に対応した制御基準
値ＶＴ０とを比較してトナー補給の要否を決定し、この
結果によりトナー補給ローラ１４の回転を制御してトナ
ー補給を制御する。

【００２０】図２は本実施形態の動作フローを示す。ス
テップＳ１で操作部のコピーボタンがオンされることに
よりステップＳ２で上述のように画像形成動作が行われ
る。マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ３で現像
器９内のトナー濃度Ｔ１の現像剤に対する透磁率センサ
１３の出力値ＶＴ１を読み込んでステップＳ４で透磁率
センサ１３の出力値ＶＴ１をＶＴ０レジスタ内の制御基
準値ＶＴ０と比較し、透磁率センサ１３の出力値ＶＴ１
がＶＴ０レジスタ内の制御基準値ＶＴ０より大きい（現
像器９内の現像剤のトナー濃度が目標濃度値より小さく
てＶＴ１＞ＶＴ０である）か否かを判断する。

【００２１】マイクロコンピュータ２１は、ＶＴ１＞Ｖ
Ｔ０であればステップＳ５でモータ駆動回路１６にトナ
ー補給用モータ１５を回転させてトナー補給ローラ１４
を回転させることによりトナーボトル１０から現像器９
へトナーを補給させ、ステップＳ３に戻る。マイクロコ
ンピュータ２１は、ＶＴ１＞ＶＴ０でなくなると、ステ
ップＳ６で今回のＶＴ１によりＶＴレジスタ内のＶＴ１
を更新する。

【００２２】ここに、現像器９内の現像剤のトナー濃度
と透磁率センサ１３の出力値ＶＴとの関係は図３に示す
ようになる。透磁率センサ１３は所定のトナー濃度範囲
ではトナー濃度が濃くなるほど出力値が小さくなるとい
う特性を持つ。本実施形態は、その特性を利用して、透
磁率センサ１３の出力値ＶＴがトナー補給制御の目標値
に対応した制御基準値ＶＴ０より大きい場合にトナー補
給ローラ１４を回転させることによりトナーボトル１０
から現像器９へトナーを補給させる。このトナー補給制
御は画像形成動作毎（複写動作毎）に行う。

【００２３】マイクロコンピュータ２１は、ステップＳ
６よりステップＳ７進んで操作部のコピーボタンがオン
されたか否かをチェックし、コピーボタンがオンされる
と、ステップＳ８で透磁率センサ１３の出力値ＶＴ２を
読み込む。ところで、長時間にわたって画像形成動作
（複写動作）を休止した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り、従来装
置はその透磁率センサ１３の出力特性の変化が原因とな
って現像器９内の現像剤のトナー濃度が適正なトナー濃
度であるにも拘らず低下していると誤判断してしまって
過剰にトナー補給を行ってしまっていた。

【００２４】そこで、本実施形態においては、ステップ
Ｓ９で今回の透磁率センサ１３の出力値ＶＴ２をＶＴレ
ジスタ内のＶＴ１（前回の透磁率センサ１３の出力値）
と比較して両者ＶＴ１、ＶＴ２が等しいか変化している
かを判断する。マイクロコンピュータ２１は、ＶＴ１、
ＶＴ２が等しいならばステップＳ２に戻り、上述のよう
に透磁率センサ１３の出力値に基づくトナー補給制御を
行う。

【００２５】マイクロコンピュータ２１は、ＶＴ１、Ｖ
Ｔ２が等しくなければ、現像剤の嵩が低下したと判定し
て上述のような透磁率センサ１３の出力値に基づくトナ
ー補給制御を停止し、ステップＳ１０で上述のように画
像形成動作が行われた時にステップＳ１１でその画像の
画像素子数をカウントし、つまり、上記画像処理部から
像露光装置４へ出力される画像信号をカウントすること
により、形成画像の画素数をカウントし、ステップＳ１
２でそのカウント値に単位面積当りの感光体２上のトナ
ー付着量を掛けて現像器９のトナー消費量を算出する。
従って、マイクロコンピュータ２１は、現像器９のトナ
ー消費量を検出するトナー消費量検出手段を含むことに
なる。なお、単位面積当りの感光体２上のトナー付着量
は予め実験にて求めておくのが望ましい。

【００２６】次に、マイクロコンピュータ２１は、ステ
ップＳ１３でその検出したトナー消費量の分だけモータ
駆動回路１６にトナー補給用モータ１５を回転させてト
ナー補給ローラ１４を回転させることによりトナーボト
ル１０から現像器９へトナーを補給させ、ステップＳ７
に戻る。その後、マイクロコンピュータ２１は、透磁率
センサ１３の出力値が所定値に戻ってＶＴ１、ＶＴ２が
等しくなれば現像剤の嵩が標準状態に戻ったと判定し、
ステップＳ９からステップＳ２に飛んで上述のように透
磁率センサ１３の出力値に基づくトナー補給制御を行
う。

【００２７】このように、画像形成動作（複写動作）の
休止により現像剤の嵩が低下している時には透磁率セン
サ１３の出力値に基づくトナー補給制御を行わず、現像
剤の嵩が標準状態になってから透磁率センサ１３の出力
値に基づくトナー補給制御を行うことにより、現像剤の
嵩の変化による透磁率センサ１３の出力特性変化の影響
を受けずに適切なトナー濃度制御を行うことができる。

【００２８】この実施形態は、請求項１係る発明の一実
施形態であって、キャリアとトナーとを含む２成分現像
剤を収容し該２成分現像剤により像担持体としての感光
体２上の静電潜像を現像する現像器９と、この現像器９
へトナーを補給するトナーボトル１０及びトナー補給ロ
ーラ１４からなるトナー補給装置と、前記現像器９内の
２成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手
段としてのトナー濃度センサ１３と、このトナー濃度検
出手段１３の検出結果と制御基準値に基づいて前記トナ
ー補給装置のトナー補給を制御する第１のトナー補給制
御手段としてのマイクロコンピュータ２１とを有する画
像形成装置において、前記現像器９のトナー消費量を検
出するトナー消費量検出手段としてのマイクロコンピュ
ータ２１と、このトナー消費量検出手段２１の検出結果
に基づいて前記トナー補給装置のトナー補給を制御する
第２のトナー補給制御手段としてのマイクロコンピュー
タ２１と、前記現像器９内の現像剤の状態に応じて前記
第１のトナー補給制御手段と前記第２のトナー補給制御
手段とを切り換えて動作させる切り換え手段としてのマ
イクロコンピュータ２１とを備えたので、現像器内の現
像剤の嵩の変化によるトナー濃度検出手段の出力特性変
化の影響を受けずに現像器内の現像剤の状態に拘らずト
ナー濃度を適切に制御することができる。

【００２９】また、この実施形態は、請求項２係る発明
の一実施形態であって、請求項１記載の画像形成装置に
おいて、前記切り換え手段としてのマイクロコンピュー
タ２１は、前記トナー濃度検出手段１３の検出トナー濃
度が所定値の時には前記第１のトナー補給制御手段を動
作させ、前記トナー濃度検出手段１３の検出トナー濃度
が所定値よりずれて前回の画像形成動作終了時の前記ト
ナー濃度検出手段１３の検出トナー濃度ＶＴ１に比べて
次回の画像形成動作開始時の前記トナー濃度検出手段１
３の検出トナー濃度ＶＴ２が変化した時に前記第１のト
ナー補給制御手段を停止させて前記第２のトナー補給制
御手段を動作させ、前記トナー濃度検出手段１３の検出
トナー濃度が所定値に戻った時に前記第１のトナー補給
制御手段を動作させるので、現像器内の現像剤の嵩の変
化によるトナー濃度検出手段の出力特性変化の影響を受
けずに現像器内の現像剤の状態に拘らずトナー濃度を適
切に制御することができる。

【００３０】なお、各請求項に係る発明は、上記実施形
態に限定されるものではなく、例えば上記実施形態以外
の複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に
も適用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を収容し該
２成分現像剤により像担持体上の静電潜像を現像する現
像器と、この現像器へトナーを補給するトナー補給装置
と、前記現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を検出す
るトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の検
出結果と制御基準値に基づいて前記トナー補給装置のト
ナー補給を制御する第１のトナー補給制御手段とを有す
る画像形成装置において、前記現像器のトナー消費量を
検出するトナー消費量検出手段と、このトナー消費量検
出手段の検出結果に基づいて前記トナー補給装置のトナ
ー補給を制御する第２のトナー補給制御手段と、前記現
像器内の現像剤の状態に応じて前記第１のトナー補給制
御手段と前記第２のトナー補給制御手段とを切り換えて
動作させる切り換え手段とを備えたので、現像器内の現
像剤の嵩の変化によるトナー濃度検出手段の出力特性変
化の影響を受けずに現像器内の現像剤の状態に拘らずト
ナー濃度を適切に制御することができる。

【００３２】請求項２に係る発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記切り換え手段は、前記
トナー濃度検出手段の検出トナー濃度が所定値の時には
前記第１のトナー補給制御手段を動作させ、前記トナー
濃度検出手段の検出トナー濃度が所定値よりずれて前回
の画像形成動作終了時の前記トナー濃度検出手段の検出
トナー濃度に比べて次回の画像形成動作開始時の前記ト
ナー濃度検出手段の検出トナー濃度が変化した時に前記
第１のトナー補給制御手段を停止させて前記第２のトナ
ー補給制御手段を動作させ、前記トナー濃度検出手段の
検出トナー濃度が所定値に戻った時に前記第１のトナー
補給制御手段を動作させるので、現像器内の現像剤の嵩
の変化によるトナー濃度検出手段の出力特性変化の影響
を受けずに現像器内の現像剤の状態に拘らずトナー濃度
を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略図である。

【図２】同実施形態の動作フローを示すフローチャート
である。

【図３】同実施形態における現像器内の現像剤のトナー
濃度と透磁率センサの出力値との関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

２ 感光体 ９ 現像器 １０ トナーボトル １３ トナー濃度センサ １４ トナー補給ローラ １５ トナー補給用モータ １６ モータ駆動回路 ２１ マイクロコンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を
   収容し該２成分現像剤により像担持体上の静電潜像を現
   像する現像器と、この現像器へトナーを補給するトナー
   補給装置と、前記現像器内の２成分現像剤のトナー濃度
   を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出
   手段の検出結果と制御基準値に基づいて前記トナー補給
   装置のトナー補給を制御する第１のトナー補給制御手段
   とを有する画像形成装置において、前記現像器のトナー
   消費量を検出するトナー消費量検出手段と、このトナー
   消費量検出手段の検出結果に基づいて前記トナー補給装
   置のトナー補給を制御する第２のトナー補給制御手段
   と、前記現像器内の現像剤の状態に応じて前記第１のト
   ナー補給制御手段と前記第２のトナー補給制御手段とを
   切り換えて動作させる切り換え手段とを備えたことを特
   徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
   記切り換え手段は、前記トナー濃度検出手段の検出トナ
   ー濃度が所定値の時には前記第１のトナー補給制御手段
   を動作させ、前記トナー濃度検出手段の検出トナー濃度
   が所定値よりずれて前回の画像形成動作終了時の前記ト
   ナー濃度検出手段の検出トナー濃度に比べて次回の画像
   形成動作開始時の前記トナー濃度検出手段の検出トナー
   濃度が変化した時に前記第１のトナー補給制御手段を停
   止させて前記第２のトナー補給制御手段を動作させ、前
   記トナー濃度検出手段の検出トナー濃度が所定値に戻っ
   た時に前記第１のトナー補給制御手段を動作させること
   を特徴とする画像形成装置。