JPH117188A

JPH117188A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH117188A
Application number: JP9176391A
Authority: JP
Inventors: Takuji Yoneda; 拓司米田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】現像装置の現像剤中に、帯電能力が低いトナー
が含まれる場合、現像剤の帯電の安定性を図るために現
像剤の撹拌を行う時間を短縮する。【解決手段】現像剤の帯電の安定性を図るため現像剤
を撹拌する現像剤撹拌手段を有する画像形成装置におい
て、帯電量が低下した現像剤の帯電量の向上を図るた
め、上記現像剤撹拌手段を駆動する時に、トナー消費作
業を実施するよう構成する。

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、
現像剤の帯電の安定性を図るため、現像剤を撹拌する現
像剤撹拌手段を駆動する画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の画像形成装置においては、像担
持体に供給する前に現像剤の撹拌を行い、現像剤を帯電
させるものが知られている。また、２成分現像剤を用い
る画像形成装置においては、現像剤の撹拌を行うこと
で、現像剤中にトナーを混合させている。このような画
像形成装置においては、現像剤の撹拌の程度が、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。この現像剤特性は、
画像濃度や現像γを左右するため、これらを安定させて
良好な画像を得るためには、現像剤の撹拌を適正に行う
必要がある。すなわち、現像剤中のトナー濃度を所望の
均一な濃度にす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るように現像剤の撹拌を行う必要が
ある。

【０００３】従来、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
る。よって、この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】また、現像剤の経時的な変化を考慮したト
ナー補給及び現像剤撹拌の技術も提案されている。例え
ば、特開平２−１２５２７５号公報では、濃度検知手段
により像担持体上に現像された画像部の濃度と非画像部
の濃度とを検知し、該検知した両濃度の関係に対応させ
て、撹拌部材を備えた現像手段へのトナー補給を制御す
る画像形成装置において、前記検知した非画像部の濃度
が一定値以上になると、前記現像手段へのトナーの補給
を停止し前期撹拌部材を駆動することを特徴とする画像
形成装置が提案されている。この画像形成装置において
は、上記非画像部の濃度が一定値以上になれば現像手段
中の撹拌部材を駆動させトナーを帯電させる。よって、
現像剤が経時的変化で劣化し補給されたトナーの帯電が
不十分によることに起因する、上記トナー補給制御のト
ナー補給方向への暴走を防止できる。この結果、上記暴
走によるトナー濃度上昇で、トナー飛散や地汚れ等の不
具合が生じるのを防止できる。

【０００５】また、ベタ画像出力の多いカラー記録装置
などの画像形成装置においても、画像の濃度及び色調の
変動を抑えて高速に画像形成するための技術も提案され
ている。例えば、特開平３−２９３３８３号公報には、
像担持体と対向する現像剤担持体を設置した現像容器内
に現在撹拌手段とトナー濃度検知手段とを備え、前記現
像容器外に補給用トナー容器を備えた現像装置におい
て、前記像担持体上の潜像を現像する現像時以外の非現
像時にも、前記トナー容器からトナーを前記現像容器内
に補給可能にすると共に、前記トナー容器からのトナー
の前記現像容器内の補給時間を、前記濃度検知手段によ
り検知された前記現像容器内現像剤のトナー濃度信号に
応じて選出させたことを特徴とする現像装置が提案され
ている。更に、この現像装置において、前記撹拌手段に
よる前記現像容器内現像剤の撹拌を、前記現像時以外の
非現像時にも可能とすると共に、前記撹拌手段による前
記現像容器内現像剤の撹拌時間を、前記濃度検知手段に
より検知された前記現像容器内現像剤のトナー濃度信号
に応じて選出させたことを特徴とする現像装置も提案さ
れている。このような現像装置によれば、非現像時に、
トナー補給や現像剤撹拌を可能にし、しかも、このトナ
ー補給量や撹拌の量を検知された現像容器内のトナー濃
度に応じて選出するので、画像の濃度や色調の変動を抑
えた高速な画像形成が可能になる。

【０００６】また、先に本出願人は、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
現像剤撹拌手段を有する画像形成装置において、所定の
作像条件によって像担持体上に所定のパターン像を繰り
返し形成する作像手段と、該像担持体上の現像剤の濃度
を検知する濃度検知手段とを設け、該濃度検知手段によ
って上記パターン像の濃度を検知し、該濃度検知手段の
検知結果に基づいて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ことを特徴とする画像形成装置を
提案した（特開平７−２９７６１２号）。この画像形成
装置においては、現像剤の撹拌をしながら、像担持体上
に現像剤特性に対して検知感度の十分あるパターン像を
形成し、該パターン像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画像濃度で判断し、形成
画像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。よって、形成画像が良好になる時
点を正確に把握でき、この時点ですぐに撹拌を停止する
ことで、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。

【０００７】なお、上記特開平７−２９７６１２号で提
案の画像形成装置は、前述の特開平２−１２５２７５号
公報や特開平３−２９３３８３号公報で提案の画像形成
装置に比して、次の点でも優れている。すなわち、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、
並びに、現像剤中のトナーおよびキャリアの帯電能力に
依存する。よって、現像剤の撹拌量に関する設定、具体
的には、特開平２−１２５２７５号公報に提案の装置に
おける、現像手段へのトナーの補給を停止した状態での
前期撹拌部材の駆動時間の設定や、特開平３−２９３３
８３号公報における、トナー濃度信号に応じた現像剤撹
拌時間選出基準の設定にあたっては、トナー濃度、現像
剤特性、並びに、現像剤中のトナーおよびキャリアの帯
電能力を正確に把握することが必要となる。ところが、
これらは画像形成装置の使用状況によって変化し、特
に、画像形成装置の使用状況によっては、環境または現
像剤の経時の変化で大きく変動することがある。このた
め、現像装置内の現像剤の現像剤特性および現像剤中の
トナーおよびキャリアの帯電能力の正確な把握が難し
く、制御の柔軟性に欠けるおそれが残っていた。また、
このよう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、事実上困難であった。従っ
て、従来提案されている画像形成装置においては、どの
ような場合においても良好な画像を安定的に得ることが
できるよう、上記現像剤の撹拌量を、安全をみて長めに
設定せざるを得ず、現像剤の不必要な撹拌に起因した現
像剤の劣化を生じさせたり、具体的な制御方法によって
は、画像形成装置の無駄なダウンタイムの発生や画像形
成作業の遅延を生じさせたりする不具合が残っていた。
これらに対し、上記特開平７−２９７６１２号で提案の
画像形成装置は、現像剤の撹拌をしながら形成した、像
担持体上に現像剤特性に対して検知感度の十分あるパタ
ーン像の濃度を検知して形成画像濃度が良好になる時点
ですぐに現像剤の撹拌を停止するので、このような不具
合を生じることがない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
に、画像形成装置の使用状況によっては、現像剤の現像
特性および現像剤中のトナーおよびキャリアの帯電能力
が大きく変化する。このため、現像剤の帯電量を所望の
レベルまで向上させるのに必要な撹拌時間が長時間にな
ってしまうことがある。例えば、環境変化により現像剤
中のトナーの帯電能力が過度に低下した場合や、経時の
使用でキャリアが劣化し、キャリアのトナー帯電能力が
過度に低下して場合には、現像剤の帯電量を所望のレベ
ルまで向上させるのに必要な撹拌時間が長時間になって
しまう。このため、特開平２−１２５２７５号公報や特
開平３−２９３３８３号公報で提案の画像形成装置にお
いて、前述のように、安全をみて現像剤の撹拌量を長め
に設定しても、なお、現像剤の撹拌量が不足する恐れが
残っていた。また、上記特開平７−２９７６１２号で提
案の画像形成装置においても、形成画像濃度が良好にな
るまでの撹拌が長時間に及び、ダウンタイムや画像形成
作業の遅延が許容範囲を越える恐れがある。

【０００９】本発明は以上の背景に鑑みなされたもので
あり、その目的とするところは、帯電能力が低いトナー
が含まれる場合、現像剤の帯電の安定性を図るために現
像剤の撹拌を行う時間を短縮できる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】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、現像剤の帯電の安定性を図るた
め現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段を有する画像形成装
置において、帯電量が低下した現像剤の帯電量の向上を
図るため、上記現像剤撹拌手段を駆動する時に、トナー
消費作業を実施するよう構成したことを特徴とするもの
である。

【００１１】請求項１の画像形成装置においては、帯電
量が低下した現像剤の帯電量の向上を図るため現像剤撹
拌手段を駆動する時、トナー消費作業をおこなう。トナ
ー消費作業では、現像剤中にある帯電能力が低く帯電し
ていないトナーから先に消費されるので、現像剤中より
帯電能力の低いトナーが除去される。この結果、現像剤
として帯電能力が比較的高いトナーを用い、短い時間の
撹拌作業で低下した現像剤の帯電量を向上させることが
できる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、所定の作像条件により像担持体上に所定の
パターン像を繰り返し形成する作像手段と、該像担持体
上の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段とを設け、該
濃度検知手段により上記パターン像またはパターン像の
非画像部の濃度を検知し、該濃度検知手段の検知結果に
基づき、トナー消費作業の実施の要否を決定するよう構
成したことを特徴とするものである。

【００１３】請求項２の画像形成装置においては、像担
持体上に現像剤特性に対して検知感度の十分あるパター
ン像を形成し、該パターン像または該パターンの非画像
部の画像濃度を検知することにより現像剤特性を像担持
体上の画像濃度で判断する。ここで、現像剤が、帯電能
力の低いトナーを多く含み帯電量不足であれば、該パタ
ーン像は付着量過多となり画像濃度が良好にならない。
また、該パターン像の非画像部は、現像剤が付着して濃
度が適正とならない。そこで、該パターン像または非画
像部の画像濃度が、現像剤が帯電能力が低いトナーを多
く含み帯電不足と判断できる予め決められた範囲であれ
ば、トナー消費作業を行う。トナー消費作業では、現像
剤中にある帯電能力が低く帯電していないトナーから先
に消費されるので、現像剤中より帯電能力の低いトナー
が除去される。また、該パターン像または非画像部の画
像濃度が、現像剤中に帯電能力が低いトナーを多く含む
と判断できる予め決められた範囲でなければ、トナーの
消費作業を行わないで、現像剤の撹拌をおこなう。上記
のように制御することで、帯電能力の低いトナーが多い
と判断される時、トナー消費作業を行い、現像剤中より
帯電能力の低いトナーが除去する。この結果、現像剤と
して帯電能力が比較的高いトナーを用い、短い時間の撹
拌作業で低下した現像剤の帯電量を向上させることがで
きる。また、帯電能力の低いトナーが多いと判断できる
範囲になければ、トナー消費作業をおこなわないので、
帯電能力の比較的高いトナーを無駄に消費することを防
止できる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１の画像形成装
置において、所定の作像条件により像担持体上に所定の
パターン像を繰り返し形成する作像手段と、該像担持体
上の現像剤の濃度を検知する濃度検知手段とを設け、該
濃度検知手段により上記パターン像またはパターン像の
非画像部の濃度を検知し、該濃度検知手段の検知結果に
基づき、トナー消費作業の作業条件を決定するよう構成
したことを特徴とするものである。

【００１５】請求項３の画像形成装置においては、像担
持体上に現像剤特性に対して検知感度の十分あるパター
ン像を形成し、該パターン像または該パターンの非画像
部の画像濃度を検知することにより現像剤特性を像担持
体上の画像濃度で判断する。ここで、現像剤が、帯電能
力の低いトナーを多く含み帯電量不足であれば、該パタ
ーン像は付着量過多となり画像濃度が良好にならない。
また、該パターン像の非画像部は、現像剤が付着して濃
度が適正とならない。そこで、該パターン像または非画
像部の画像濃度に応じ、現像剤を撹拌中のトナー消費作
業条件を決める。該パターン像または非画像部の画像濃
度が、現像剤が帯電能力が低いトナーを多く含み、大幅
に帯電不足と判断できる予め決められた範囲にある場合
には、トナーを大量に消費する条件とし、帯電能力の低
い大量のトナーを除去する。また、該パターン像または
非画像部の画像濃度が、現像剤が帯電能力の低いトナー
を含み、帯電不足と判断できる予め決められた範囲にあ
る場合には、トナーを少量消費する条件とし、帯電能力
の低いトナーを除去する。この結果、現像剤として帯電
能力が比較的高いトナーを用い、短い時間の撹拌作業で
低下した現像剤の帯電量を向上させることができる。

【００１６】請求項４の発明は、上記請求項１乃至請求
項３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、トナーを補給した直後に、現
像剤撹拌手段の駆動する場合、トナー消費作業を実施し
ないよう構成したことを特徴とするものである。

【００１７】請求項４の画像形成装置においては、現像
剤のトナー濃度が低くなった時、新たにトナーを補給す
る。この補給の直後にトナー消費をおこなうと、目的と
するトナー濃度が得られない場合がある。また、この補
給の直後は、現像剤とトナーとが均一に混合されていな
いので、像担持体上にパターン像の形成不良がおこり、
該パターン像の画像部または非画像部の濃度検知結果に
よる現像剤特性の判断を正確にできない。よって、該検
知結果に基づくトナー消費の要否またはトナー消費条件
の制御を行わない。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
記載の画像形成装置において、所定の作像条件により像
担持体上に所定のパターン像を繰り返し形成する作像手
段と、該像担持体上の現像剤の濃度を検知する濃度検知
手段とを設け、該濃度検知手段により上記パターン像ま
たはパターン像の非画像部の濃度を検知し、該濃度検知
手段の検知結果に基づき該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よう構成したことを特徴と
するものである。

【００１９】請求項５の画像形成装置においては、像担
持体上に作成したパターン像または非画像部の画像濃度
を検知することにより現像剤特性を像担持体上の画像濃
度で判断する。ここで、現像剤が帯電能力の低いトナー
を多く含み、帯電量不足であれば、該パターン像は付着
量過多となり画像濃度が良好にならない。また、該パタ
ーン像の非画像部は、現像剤が付着して濃度が適正とな
らない。そこで、該パターン像または非画像部の画像濃
度が、帯電能力が低いトナーを多く含むと判断できる予
め決められた範囲であれば、トナー消費作業を行う。ト
ナー消費作業では、現像剤中にある帯電能力が低く帯電
していないトナーから先に消費されるので、現像剤中よ
り帯電能力の低いトナーが除去される。この結果、現像
剤として帯電能力が比較的高いトナーを用いて、低下し
た現像剤の帯電量を向上させる撹拌作業をおこなう。ま
た、該パターン像または非画像部の画像濃度が、現像剤
中に帯電能力が低いトナーを多く含むと判断できる予め
決められた範囲でなくなる時点把握し、該時点になった
ら、トナーの消費作業を行わないで、現像剤の撹拌をお
こなう。さらに、画像濃度が予め決められた良好な画像
を得られる範囲になる時点を把握して、該時点になった
ら、現像剤の帯電量が良好な画像を得るのに充分のレベ
ルまで向上したと判断し、直ちに現像剤の撹拌を停止す
る。上記のように制御することで、現像剤として帯電能
力が比較的高いトナーを用い、短い時間の撹拌作業で低
下した現像剤の帯電量を向上させることができる。ま
た、現像剤の撹拌をしながら現像剤特性を画像濃度で検
知するので、画像が良好になる時点を正確に把握でき、
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。

【００２０】

【発明の実施の形態】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２
１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。

【００２１】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。

【００２２】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。（以下、余白）

【００２３】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。

【００２４】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トナー消費作業の
実施の要否を決定する方法、トナー消費作業の作業条件
を決定する方法については、後に詳述する。

【００２５】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、帯電量の低下した現像剤の帯電量を向
上させる目的で、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。この撹拌作業とともに、後述する現像剤中のトナー
を消費するトナー消費作業を実施する。

【００２６】また、本実施形態においては、上記撹拌作
業と平行して帯電器及び露光装置で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、非画像部としての白部電位部の濃
度の検出も行っている。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。

【００２７】図３は、上記撹拌作業時に、トナー消費作
業を実施した場合と、トナー消費作業を実施しない場合
の、光学センサによる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において、白部電位部の検出値が連続３
回破線で示す値ｍより大きい値になったとき、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。図３で示すように、トナー消費
作業を実施した場合、トナー消費作業を実施しない場合
に較べ、短い撹拌時間で現像剤が所望の帯電量になるこ
とがわかる。ここで、破線で示す値ｍは予め決められた
良好な画像を得る検出値の適正範囲の下限をしめすもの
である。

【００２８】また、本実施形態においては、白部電位部
の検出値が連続３回破線で示す値ｎより小さい時のみ、
帯電能力の低いトナーが多く含まれ、現像剤の帯電量の
低下が著しくので、トナー消費作業の実施が必要と判断
し、白部電位部の検出値が破線で示す値ｎより多いと
き、撹拌作業時にトナー消費作業を実施しないとするこ
ともできる。ここで、破線で示す値ｎは予め決められた
トナー消費作業実施要の上限を示すものである。

【００２９】ここで、連続３回の検出値をもちいて、現
像剤特性を判断するのは、本実施形態にしめす現像装置
内の現像剤が撹拌作業時に現像装置内を１回循環するの
に要する時間から決められたものであり、現像装置内の
現像剤全体の状況を平均的に判断できる。

【００３０】また、ハーフトーンパターンの濃度の検出
値を用い、現像剤特性を判断することもできる。検出し
たハーフトーンパターンの濃度の検出値が数回連続して
予め決められ適正範囲Ｍ内で安定したとき、現像剤が所
望の帯電量になったと判断できる。また、ハーフトーン
パターンの濃度の検出値が連続数回予め決められた範囲
Ｎの外であったときのみ、帯電能力の低いトナーが多く
含まれ、現像剤の帯電量の低下が著しくので、トナー消
費作業の実施が必要と判断し、ハーフトーンパターンの
検出値が予め決められた範囲Ｎ内にあるときには、撹拌
作業時にトナー消費作業を実施しない。ここで、範囲Ｎ
はトナー消費作業実施の必要のない範囲を示すものであ
る。

【００３１】ここで、トナーの消費作業について説明す
る。図４は反転現像方式の現像ポテンシャルの説明図で
ある。画像形成時は、感光体の未露光部である白部電位
ＶDと、露光部である黒部電位ＶLの間に、現像ローラに
印加される現像バイアス電位ＶBが設定され、現像ポテ
ンシャルＶB―ＶLにより、現像ローラ上の現像剤中のト
ナーが感光体上の露光部に対し選択的に転移をおこな
い、画像を形成する。トナー消費作業時には、現像ロー
ラ上の現像剤中のトナーが感光体上の未露光部に対し転
移する方向にトナー消費作業時の現像バイアスＶBを設
定し、感光体上の軸方向、周方向ともに均一にトナーを
転移させる。トナー消費作業時の現像ポテンシャルＶB
−ＶDは、例えば、−１０Ｖとしする。また、トナー消
費作業を行う時間は、現像剤が現像装置内を１回循環す
る３秒とする。これにより、帯電能力が低く、帯電して
いないトナーを現像装置内から均一に消費する。この消
費作業を実施している間は、前述の光学センサによるハ
ーフトーンパターン部または白部電位の濃度検知はおこ
なわれない。また、トナー消費作業終了後は、再び光学
センサによるハーフトーンパターン部または白部電位の
濃度検知をおこない、検出値に基づく制御を行う。

【００３２】さらに、図３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、現像
剤が所望の帯電量になったと判断できるので、現像剤の
撹拌作業を停止する。また、ハーフトーンパターンの濃
度の検出値を用い現像剤特性を判断したときは、検出値
が予め決められ適正範囲Ｍ内で安定したとき、現像剤が
所望の帯電量になったと判断できるので、現像剤の撹拌
作業を停止する。

【００３３】ここで、ハーフトーンパターン及び白部電
位部の濃度による、トナー消費作業の要否および現像剤
特性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。

【００３４】また、ハーフトーンパターンまたは白部電
位部の検知結果が所望の範囲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トナー消費作業または撹拌を停止し
てしまうことを防止できる。更に、上記トナー消費作業
の実施の要否の判断を、上記のようにハーフトーンパタ
ーンまたは白部電位部のどちらか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
結果と白部電位部の検出結果の両者より判断する構成に
することもできる。この構成によれば、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
らトナー消費作業の実施の要否の判断をする場合に比し
て、より精度良く現像剤特性を検知できる。

【００３５】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量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
るが、このトナー補給直後の撹拌作業を行う場合には、
トナー消費作業を実施しない。また、このトナー補給直
後の撹拌作業を行う場合には、像担持体上にパターン像
の形成し、該パターン像の画像部または非画像部の濃度
の検知結果により、トナー消費作業の要否またはトナー
消費条件の決定をおこなわない。

【００３６】更に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た場合、現像剤特性
に影響を与え、画像品質が悪くな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。そのため、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。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著しく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向上させ、現
像剤特性を回復するために、トナー消費作業を行いなが
ら、撹拌ローラの回転による現像剤の撹拌が開始され
る。

【００３７】この時、帯電能力が低下したトナーが多く
含まれ、現像剤の帯電量が著しく低下していると考えら
れるので、前述の一定量のトナー消費では充分でなく、
撹拌に長い時間を必要とする場合がある。このとき、光
学センサによりハーフトーン部または白部電位部の検出
結果に基づきトナー消費作業の条件を変え、帯電能力が
低下したトナーを大量に消費させ、現像装置内のトナー
を帯電量の比較的速く回復しやすいものとすることで、
帯電量が向上するまでの現像剤の撹拌時間を短縮化す
る。図３に示す光学センサによる白部電位部の検出結果
において、白部電位部の検出値の３回の平均値が、例え
ば、３．６以上〜３．７未満であるとき、トナー消費作
業は、前述の、現像ポテンシャルＶB―ＶDを−１０Ｖ、
消費時間を３秒としておこなう。一方、白部電位部の検
出値の３回の平均値が、例えば、３．５未満と非常に低
いとき、帯電能力の低下したトナーが多く含まれ、現像
剤の帯電量が著しく低下していると判断できる。このた
め、トナー消費作業において、帯電能力の低下した大量
のトナーを消費させるよう、現像ローラ上より感光体上
に大量にトナーが転移するような、現像ポテンシャル及
び消費時間にとるよう設定する。光学センサによる白部
電位部の検出値の３回に平均値と、これに対応するトナ
ー消費作業条件である現像ポテンシャル及び消費時間の
関係の例を下記の表５にしめす。また、白部電位部の検
出値の３回に平均値ときは、トナー消費作業をおこなわ
ない。

【表５】

【００３８】本発明の実施形態の複写機におけるトナー
消費作業および現像剤撹拌制御の全体流れを図５のフロ
ーチャートに示す。

【００３９】以上、本発明を反転現像方式の複写機とし
て説明したが、他の現像方式または画像形成装置にも適
応可能である。

【００４０】

【発明の効果】請求項１乃至請求項５の発明によれば、
帯電能力が低いトナーが含まれる場合、、現像剤の帯電
の安定性を図るために現像剤の撹拌をおこなう時間を短
縮できるという優れた効果がある。

【００４１】請求項２の発明によれば、現像剤特性に基
づき帯電能力の低いトナーが多いと判断される時のみ、
トナー消費作業をおこなうので、これ以外の時に、無駄
なトナー作業をすることがなく、トナー消費作業に係わ
る時間が短縮できるとともに、無駄なトナーの消費を防
止するという優れた効果がある。

【００４２】請求項３の発明によれば、現像剤特性に応
じ、トナー消費作業の条件を制御することで、現像剤中
より帯電能力の低いトナーの効率よく除去できるという
優れた効果がある。

【００４３】請求項４の発明によれば、トナー補給直後
の不必要なトナー消費作業を防止するという優れた効果
がある。

【００４４】請求項５の発明によれば、帯電能力が低い
トナーが含まれる場合、現像剤の帯電の安定を図るため
に現像剤の撹拌をおこなう必要最低限の時間を短縮で
き、かつ不必要に撹拌し続けることがないという優れた
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】光学センサによる白部電位部の検出結果を示す
図。

【図４】反転現像方式での作像ポテンシャルの説明図。

【図５】トナー消費作業および現像剤撹拌制御のフロー
チャート。

【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８転写装置１１クリーニング装置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ｍ白部電位部の検出値の良好な画像を得る適正範
囲の下限ｎ白部電位部の検出値のトナー消費作業実施要の
上限

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤の帯電の安定性を図るため現像剤を
撹拌する現像剤撹拌手段を有する画像形成装置におい
て、帯電量が低下した現像剤の帯電量の向上を図るため、上
記現像剤撹拌手段を駆動する時に、トナー消費作業を実
施するよう構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、所定の作像条件により像担持体上に所定のパターン像を
繰り返し形成する作像手段と、該像担持体上の現像剤の
濃度を検知する濃度検知手段とを設け、該濃度検知手段
により上記パターン像またはパターン像の非画像部の濃
度を検知し、該濃度検知手段の検知結果に基づき、トナ
ー消費作業の実施の要否を決定するよう構成したことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１の画像形成装置において、所定の作像条件により像担持体上に所定のパターン像を
繰り返し形成する作像手段と、該像担持体上の現像剤の
濃度を検知する濃度検知手段とを設け、該濃度検知手段
により上記パターン像またはパターン像の非画像部の濃
度を検知し、該濃度検知手段の検知結果に基づき、該ト
ナー消費作業の作業条件を決定するよう構成したことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項４】上記請求項１乃至請求項３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
ーを補給した直後に、現像剤の帯電量の向上を図るため
現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段の駆動する場合、トナ
ー消費作業を実施しないよう構成したことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４記載の画像形成装置
において、所定の作像条件により像担持体上に所定のパターン像を
繰り返し形成する作像手段と、該像担持体上の現像剤の
濃度を検知する濃度検知手段とを設け、該濃度検知手段
により上記パターン像またはパターン像の非画像部の濃
度を検知し、該濃度検知手段の検知結果に基づき該現像
剤撹拌手段の駆動を継続するか停止するかを決定するよ
う構成したことを特徴とする画像形成装置。