(57)【要約】    【課題】  現像装置内のトナー濃度の経時による上昇を防ぎ、安価に適正なトナー濃度制御を実現する。    【解決手段】  感光体ドラム１上に基準パターンを作成し、その濃度をフォトセンサ９で検知し、該検知結果に基づいて現像装置４におけるトナー補給を制御する。そのトナー補給制御に用いる補給テーブルにおいて、通紙距離に応じてトナー補給率を減らす設定を備える。あるいは、通紙距離に応じてトナー補給基準を上げる設定を備える。例えば後者の場合、フォトセンサ９で検知した基準パターン濃度と地肌部濃度の比であるVsp/Vsgの値が、通紙５千枚までは０．１０以上でトナー補給するとし、通紙５千枚を超えるとVsp/Vsgの値が０．１１以上でトナー補給する設定とする。    【選択図】      図１
2006251647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付与する現像装置を備え、前記像担持体上に形成した基準トナー像の濃度を検知して前記現像装置におけるトナー補給を制御する画像形成装置において、
あらかじめ前記像担持体特性の経時変化を考慮したトナー補給制御の設定を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定されたトナー補給率であり、経時により前記設定されたトナー補給率でトナー補給を制御することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定されたトナー補給基準であり、経時により前記設定されたトナー補給基準でトナー補給を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時現像バイアスであり、経時により前記設定された現像バイアスで基準トナー像を作成してトナー補給を制御することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時帯電電位であり、経時により前記設定された帯電電位で基準トナー像を作成してトナー補給を制御することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時露光量であり、経時により前記設定された露光量で基準トナー像を作成してトナー補給を制御することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像剤を用いる画像形成装置におけるトナー濃度制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平５−２７５５７号公報
【特許文献２】特開平５−２６５２９３号公報
【特許文献３】特開平８−１１０６７８号公報
【特許文献４】特開平７−１６００７３号公報
【特許文献５】特開２０００−３３０３４５号公報
【特許文献６】特開２００１−００５２３６号公報
【０００３】
一般に、二成分現像剤を用いる画像形成装置では、トナー濃度を適正に維持するために、像担持体としての感光体上に基準トナー像（基準パターン）を作成し、その基準パターンの濃度を反射型フォトセンサ等で検知し、該検知結果に基づいてトナー補給を行なうことが知られている。感光体は膜厚減少や静電疲労など経時劣化により帯電電位が変化するため、フォトセンサのみを使用してトナー濃度制御を行う場合には、現像ポテンシャルの変化により適正なトナー濃度に維持することが難しい。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１や特許文献２では、感光体の磨耗量を求めて感度低下に対応した帯電電位や露光量補正を行なうことが提案されている。
また、例えば特許文献３〜６では、表面電位センサ等を搭載して感光体の経時変化に対応した濃度調整を行なうことが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらはいずれも感光体の経時劣化をセンサで検知してその都度対応した補正を行うものであり、追加のセンサを取り付けるためにスペースが増大し、またコストアップにつながるという問題がある。
【０００６】
本発明は、二成分現像剤を用いる場合の従来のトナー濃度制御における上述の問題を解決し、スペースやコストを増大させることがなく、安価に適正なトナー濃度制御を行なうことのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題は、本発明により、像担持体と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付与する現像装置を備え、前記像担持体上に形成した基準トナー像の濃度を検知して前記現像装置におけるトナー補給を制御する画像形成装置において、あらかじめ前記像担持体特性の経時変化を考慮したトナー補給制御の設定を有することにより解決される。
【０００８】
また、前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定されたトナー補給率であり、経時により前記設定されたトナー補給率でトナー補給を制御すると好ましい。
【０００９】
また、前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定されたトナー補給基準であり、経時により前記設定されたトナー補給基準でトナー補給を制御すると好ましい。
【００１０】
また、前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時現像バイアスであり、経時により前記設定された現像バイアスで基準トナー像を作成してトナー補給を制御すると好ましい。
【００１１】
また、前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時帯電電位であり、経時により前記設定された帯電電位で基準トナー像を作成してトナー補給を制御すると好ましい。
【００１２】
また、前記設定が像担持体特性の経時変化に対応して設定された基準トナー像作成時露光量であり、経時により前記設定された露光量で基準トナー像を作成してトナー補給を制御すると好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置によれば、あらかじめ像担持体特性の経時変化を考慮したトナー補給制御の設定を有するので、ソフトウェア上で安価に適正なトナー濃度制御を行なうことができる。また、センサ類を新たに追加する必要がないので、コストアップおよびスペース増大を招くことがない。
【００１４】
トナー補給率，トナー補給基準，基準トナー像作成時現像バイアス，基準トナー像作成時帯電電位，基準トナー像作成時露光量のうちのいずれか一つ、あるいは複数を組み合わせて、経時により設定変更することにより、経時で現像装置内のトナー濃度が過度に上昇することを防止し、適正なトナー濃度制御が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一例における作像部の概略を示す構成図である。この図に示すように、本例の画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム１の周囲に帯電装置２，露光装置３，現像装置４，転写装置５，クリーニング装置６，除電装置７等の電子写真プロセスに必要な機器を配置している。感光体ドラム１は矢印の如く図中時計回りに回転される。その感光体ドラム１の回転方向でクリーニング装置６の手前位置には、現像装置４におけるトナー濃度制御に用いる反射型フォトセンサ９が設けられている。また、転写装置５と一体的に分離装置８が設けられている。
【００１６】
このような構成の作像部においては、感光体ドラム１の表面を帯電装置２により一様に帯電させ、露光装置３により露光して感光体表面に静電潜像を形成する。その静電潜像に対し、現像装置４よりトナーを付与してトナー像として可視化し、図示しない給紙部より給紙された転写紙等の記録媒体にトナー像を転写装置５により転写する。その記録媒体は、分離装置８により感光体ドラム１から分離され、図示しない定着装置によりトナー像が記録媒体上に定着された後、図示しない排紙部に排出される。
【００１７】
現像装置４は、現像容器１０内にトナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容している。現像装置の容器１０内には、現像剤担持体としての現像ローラ１１のほかに、図示しない攪拌ローラと攪拌パドルも備えられている。また、現像容器１０に隣接してトナー容器１２が設けられており、補給用のトナーが収容されている。また、トナー容器１２内にはトナー補給パドル１３が備えられる。
【００１８】
本例の画像形成装置では、適宜なタイミングで感光体ドラム１上に基準トナー像（基準パターン）を作成し、その基準パターンの濃度をフォトセンサ９で検知し、該検知結果に基づいてトナー補給制御を行なう。すなわち、フォトセンサ９による基準パターンの検知結果に基づいてトナー補給パドル１３を動作させ、トナー容器１２から現像容器１０へトナーを補給する。
【００１９】
ここで、基本となるトナー補給制御について説明する。
フォトセンサ９で感光体地肌濃度Vsgおよび基準パターン濃度Vspを検知し、下記の表１に示すような補給テーブルにしたがってトナー補給制御を行う。すなわち、表１の例では、Vsp/Vsg≧0.1のときにトナー補給し、Vsp/Vsg＜0.1のときにトナー補給をしないように制御する。なお、表１の例では、Vsp/Vsgが０．２０以上のときのトナー補給量を１００％として４段階（補給なしも含めて）の補給率でトナー補給を制御する。
【００２０】
【表１】
2006251647.tif 000003
【００２１】
ところが、露光後の感光体表面電位：ＶＬ の変化量：ΔＶＬ の経時変化の例を図２に示すように、基準パターン作成時における現像ポテンシャルが経時で減少していくため、フォトセンサ検知値Vsp/Vsgが大きくなってトナー補給が行われる制御となり、現像装置内のトナー濃度が上昇していく。
【００２２】
感光体の劣化度合いは感光体や装置によって異なるため、本発明では、使用する感光体の表面電位変化量を考慮したトナー補給率（レベル）やトナー補給基準、帯電電位、現像バイアス、露光量等を予め設定しておき、これにしたがってトナー補給制御を行うようにする。これにより、感光体特性の経時変化に応じた適正なトナー濃度制御が実現できる。
【００２３】
具体的には、感光体の通紙距離もしくは通算回転数に対して、例えば通紙距離ごとにトナー補給率を減らす設定や、通紙距離ごとにトナー補給基準を変更する設定を有する補給テーブルにしたがってトナー補給制御を行う。なお、通紙距離は用紙サイズ（通紙方向）×通紙枚数を意味する。
【００２４】
以下の表２は、本実施形態の画像形成装置におけるトナー補給制御の第１実施例に用いる補給テーブルで、通紙距離に応じてトナー補給率を変更する設定のものである。また、表３はトナー補給制御の第２実施例に用いる補給テーブルで、通紙距離に応じてトナー補給基準を変更する設定のものである。
【００２５】
【表２】
2006251647.tif 000004
【００２６】
表２の補給テーブル（第１実施例）では、トナー補給基準は固定であり、トナー補給率を通紙距離により変更する。すなわち、通紙距離５ｋｍまでは表１の例と同じであり、Vsp/Vsgが0.10未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.10以上0.12未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.12以上0.20未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.20以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。なお、トナー補給率は、例えばトナー補給パドル１３を動作せる時間により制御する。
【００２７】
以下、同様に、通紙距離が５ｋｍを超えて１０ｋｍまではVsp/Vsgの各値に対して補給なし，補給率１８％，補給率４８％，補給率１００％で制御する。また、通紙距離が１０ｋｍを超えて１５ｋｍまではVsp/Vsgの各値に対して補給なし，補給率１６％，補給率４６％，補給率１００％で制御する。また、通紙距離が１５ｋｍを超えて２０ｋｍまではVsp/Vsgの各値に対して補給なし，補給率１４％，補給率４４％，補給率１００％で制御する。そして、通紙距離が２０ｋｍを超えるとVsp/Vsgの各値に対して補給なし，補給率１２％，補給率４２％，補給率１００％で制御する。
【００２８】
このように、第１実施例では、通紙距離が増加するに従いトナー補給率を下げることにより、経時で現像装置内のトナー濃度が過度に上昇することを防止し、適正なトナー濃度制御を行なうことができる。
【００２９】
【表３】
2006251647.tif 000005
【００３０】
表３の補給テーブル（第２実施例）では、トナー補給率は固定であり、トナー補給基準を通紙距離により変更する。すなわち、通紙距離５ｋｍまでは表１の例と同じであり、Vsp/Vsgが0.10未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.10以上0.12未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.12以上0.20未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.20以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。
【００３１】
通紙距離が５ｋｍを超えて１０ｋｍまでは、Vsp/Vsgが0.11未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.11以上0.13未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.13以上0.21未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.21以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。
【００３２】
通紙距離が１０ｋｍを超えて１５ｋｍまではVsp/Vsgが0.12未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.12以上0.14未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.14以上0.22未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.22以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。
【００３３】
通紙距離が１５ｋｍを超えて２０ｋｍまではVsp/Vsgが0.13未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.13以上0.15未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.15以上0.23未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.23以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。
【００３４】
そして、通紙距離が２０ｋｍを超えるとVsp/Vsgが0.14未満ではトナー補給を行わず、Vsp/Vsgが0.14以上0.16未満では補給率を２０％とし、Vsp/Vsgが0.16以上0.24未満では補給率を５０％とし、Vsp/Vsgが0.24以上では補給率を１００％としてトナー補給を行なうように制御される。
【００３５】
このように、第２実施例では、通紙距離が増加するに従いトナー補給基準を上げることにより、経時で現像装置内のトナー濃度が過度に上昇することを防止し、適正なトナー濃度制御を行なうことができる。
【００３６】
次に、トナー補給制御の第３実施例について説明する。
この第３実施例は、基準パターンを作成する際の現像バイアスを通紙距離に応じて変更するものである。すなわち、以下の表４に示すように、通紙距離が増えるにしたがって基準パターン作成時の現像バイアスを段階的に高めている。
【００３７】
【表４】
2006251647.tif 000006
【００３８】
表４の例では、通紙距離５ｋｍまでは基準パターン作成時の現像バイアスを４４０Ｖとし、５ｋｍを超えて１０ｋｍまでは４５２Ｖに、１０ｋｍを超えて１５ｋｍまでは４６４Ｖに、１５ｋｍを超えて２０ｋｍまでは４７６Ｖに、通紙距離が２０ｋｍを超えると４８８Ｖに設定する。そしてその設定された現像バイアスで基準パターンを作成し、表１に示す補給テーブルにしたがってトナー補給制御を行う。
【００３９】
この第３実施例では、通紙距離が増えるにしたがって基準パターン作成時の現像バイアスを上げることにより、Vsp/Vsgを減少させてトナー補給率を下げる（表１参照）ことにより、経時で現像装置内のトナー濃度が過度に上昇することを防止し、適正なトナー濃度制御を行なうことができる。
【００４０】
このほか、具体的な数値は例示しないが、基準パターン作成時の帯電電位あるいは露光量を経時で（通紙距離あるいは感光体回転数に応じて）変更することによっても、同様に経時において現像装置内のトナー濃度が過度に上昇することを防止し、適正なトナー濃度制御を行なうことができる。
【００４１】
なお、帯電電位を変更する場合は、経時で帯電電位を下げるように設定してやれば良い。また、露光量を変更する場合は、経時で露光量を上げるように設定してやれば良い。そして、現像バイアスの場合と同じように、その設定された帯電電位あるいは露光量で基準パターンを作成し、表１に示す補給テーブルにしたがってトナー補給制御を行えばよい。
【００４２】
さらに、上記した、トナー補給率，トナー補給基準，基準パターン作成時現像バイアス，基準パターン作成時帯電電位，基準パターン作成時露光量は、それらのうちの一つだけを経時により（通紙距離や通算回転数などに応じて）変更する設定でも良いし、複数を組み合わせて変更する設定でも良い。複数条件の組み合わせは、例えば、表４の現像バイアス設定で基準パターンを作成し、表２または表３の補給テーブルにしたがってトナー補給制御を行なう組み合わせなどである。
【００４３】
感光体の経時劣化レベルは、感光体や装置種類等によって異なるため、それらの特性をあらかじめ確認しておき、制御ソフトに組み込んでおくことで、上記したトナー濃度制御が実現できる。なお、上記の各設定条件の変更タイミング（通紙距離や通算回転数などの区切り）は、細かく段階設定することが好ましい。上記説明した例では、通紙距離５ｋｍで変更するように設定している。
【００４４】
このように、あらかじめ感光体特性の経時変化を考慮したトナー補給制御の設定を制御ソフトに備えることによって、表面電位センサ等の追加のセンサ類を設けることなく適正なトナー濃度制御が実現できる。また、センサ類追加によるコストアップやスペース増大を招くこともない。
【００４５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
トナー補給基準やトナー補給率あるいは現像バイアスの値は一例であって、適宜変更可能である。また、現像装置の構成や画像形成装置における作像部あるいは他の部分の構成も適切なものを採用可能である。モノクロ装置に限らず、多色カラーあるいはフルカラーの装置にも本発明を適用できる。像担持体（感光体）の数も単数に限らず、複数の像担持体（感光体）を備える装置であっても良い。また、本発明はネガポジ方式に限らず、ポジポジ方式の画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の一例における作像部の概略構成図である。
【図２】露光後の感光体表面電位変化量の経時による推移の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１              感光体ドラム（像担持体）
２              帯電装置
３              露光装置
４              現像装置
５              転写装置
６              クリーニング装置
７              除電装置
８              分離装置
９              反射型フォトセンサ
１０            現像容器
１２            トナー容器
１３            トナー補給パドル
【図１】
2006251647.tif 000007
【図２】
2006251647.tif 000008