(57)【要約】【課題】この発明は、現像剤の特性が変化した場合またはトナー濃度を変更させる場合にも、トナー濃度センサのセンサ出力から安定したセンサ出力代表値を求めることができるようになる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値を検索し、得られた最大値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なう。【選択図】図１
2007219437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、
現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値を検索し、得られた最大値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、
現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値を検索し、複数回にわたって得られた最大値の平均値または移動平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、
現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値とその前後数点のセンサ出力値とからなる複数のセンサ出力値の平均値を算出し、得られた平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、
現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値とその前後数点のセンサ出力値とからなる複数のセンサ出力値の平均値を算出し、複数回にわたって得られた平均値の平均値または移動平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に画像形成装置においては、像担持体である感光体ドラム上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置によって現像されることにより、トナー像となる。感光体ドラム上のトナー像は記録用紙に転写され、記録用紙に転写されたトナー像は定着装置によって記録用紙に定着せしめられる。
【０００３】
現像装置としてキャリアとトナーとからなる二成分現像剤を用いるものがある。このような現像装置においては、画像形成を行なう際にトナーのみが消費されるので、トナーとキャリアとの混合比率が変動する。安定な画像を得るためには、トナーを補給してトナーとキャリアとの混合比率を一定範囲に保つ必要がある。そこで、この種の現像装置では、現像装置内の現像剤のトナー濃度を磁気センサを用いて検知し、検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給を行なうようにしている。
【０００４】
従来においては、磁気センサのセンサ出力電圧の平均値をセンサ出力代表値として、トナー濃度を検出している（特開平１０−１８６８３３号公報参照）。また、磁気センサのセンサ出力波形の１周期内での最小値を検知するようにしたものがある（特開２００１−３５４８６４号公報参照）。
【０００５】
しかしながら、特開２００１−３５４８６４号公報に記載のトナー濃度検出方法は、特殊な形状の攪拌部材を備えた現像装置にのみ成立するものであり、通常用いられているスクリュー形状の攪拌部材を備えた現像装置では成立しない。
【０００６】
通常用いられているスクリュー形状の攪拌部材を備えた現像装置では、搬送している現像剤は、経時的劣化や温湿度等の環境条件によって、現像剤の嵩密度、流動性の特性が変化し、磁気センサのセンサ出力にも変化が生じる。また、トナー濃度を必要により変化させる場合にも、磁気センサのセンサ出力にも変化が生じる。
【０００７】
このような場合、センサ出力波形は攪拌搬送ローラの周期により波型の形状となるが、上記のようなセンサ出力変化時には、センサ出力波形が単純にシフトするといった変化ではなく、センサ出力波形の最小値に変化は無く、センサ出力波形の最大値にかけて変化が生じるという状態となる。このため、センサ出力の平均値をセンサ出力代表値として用いてトナー補給制御を行なうと、安定したトナー濃度を実現できなくなる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１８６８３３号公報
【特許文献２】特開２００１−３５４８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明は、現像剤の特性が変化した場合またはトナー濃度を変更させる場合にも、トナー濃度センサのセンサ出力から安定したセンサ出力代表値を求めることができるようになる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値を検索し、得られた最大値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値を検索し、複数回にわたって得られた最大値の平均値または移動平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値とその前後数点のセンサ出力値とからなる複数のセンサ出力値の平均値を算出し、得られた平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、像担持体と、像担持体上に形成された静電潜像をキャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、トナー濃度センサの出力に基づいて、トナー補給装置を制御するトナー濃度制御手段とを備え、現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像ローラと、現像装置内の現像剤を攪拌するとともに現像剤を現像ローラ側に搬送するための現像剤攪拌スクリューとを備えている画像形成装置において、現像剤攪拌スクリューにトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤を集めるためのブレードが設けられており、トナー濃度制御手段は、ブレードによってトナー濃度センサのセンサ面側に現像剤が集められる周期より大きい所定時間幅毎に、その所定時間幅内でのトナー濃度センサの出力の最大値とその前後数点のセンサ出力値とからなる複数のセンサ出力値の平均値を算出し、複数回にわたって得られた平均値の平均値または移動平均値を代表値として用いてトナー濃度制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、現像剤の特性が変化した場合またはトナー濃度を変更させる場合にも、トナー濃度センサのセンサ出力から安定したセンサ出力代表値を求めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を、複写機に適用した場合の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、複写機内の感光体ドラムおよび現像装置を示している。
【００１７】
１０は感光体ドラム（像担持体）であり、２０は感光体ドラム上に形成される静電潜像にトナーを現像するための現像装置である。
【００１８】
現像装置２０は、図１および図２に示すように、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤が収容されたハウジング２１を備えている。ハウジング２１内には、第１の攪拌スクリュー２２、第２の攪拌スクリュー２３および現像ローラ２４が感光体ドラム１０と平行に配置されている。現像ローラ２４は、現像スリーブとその内部に設けられた磁気ローラとから構成されている。第１の攪拌スクリュー２２と第２の攪拌スクリュー２３との間には、仕切り壁２１ａが設けられている。
【００１９】
第１の攪拌スクリュー２２は、図示しない駆動装置により、所定の方向に回転されることにより、現像剤を攪拌しながら図２に矢印Ａで示す方向に現像剤を搬送する。第２の攪拌スクリュー２３は、図示しない駆動装置により、所定の方向に回転されることにより、現像剤を攪拌しながら図２に矢印Ｂで示す方向に現像剤を搬送する。これらの攪拌スクリュー２２、２３によって現像ローラ２４側に搬送された現像剤は、ドクターブレード２５によって層厚が規制されて現像ローラ２４に供給され、現像ローラ２４から感光体ドラム１０に供給される。
【００２０】
現像装置２０のハウジング２１における第１の攪拌スクリュー２２の上側の壁には、トナー補給口２１ｂが形成されており、この開口２１ｂの上側には、トナー補給装置３０が設けられている。トナー補給装置３０内にはトナーが収容されている。また、トナー補給装置３０内には、トナーを現像装置２０に補給するためのトナー補給用スクリュー３１が設けられている。トナー補給用スクリュー３１がモータ４０によって回転駆動されることにより、トナー補給装置３０内のトナーが現像装置２０内に搬送されるようになっている。
【００２１】
第１の攪拌スクリュー２２の所定位置の下方には、現像装置２０内のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサ５０が設けられている。トナー濃度センサ５０としては、磁気センサが用いられている。トナー濃度センサ５０のセンサ出力は、制御部（トナー濃度制御手段）６０に送られる。制御部６０は、トナー濃度センサ５０のセンサ出力に基づいて、現像装置２０内のトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度が閾値より小さい場合には、モータ４０を駆動してトナー補給装置３０内のトナーを現像装置２０内に補給させる。    
【００２２】
図１および図２に示すように、第１の攪拌スクリュー２２におけるトナー濃度センサ５０に対応する位置には、現像剤をトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集めるためのブレード１００が取り付けられている。このようなブレード１００は、次のようにして第１の攪拌スクリュー２２に取り付けられている。第１の攪拌スクリュー２２は、軸部と軸部に螺旋状に形成された羽根とからなる。図３（ａ）に示すように、第１の攪拌スクリュー２２におけるトナー濃度センサ５０に対応する位置には、隣り合う羽根（１ピッチずれた２つの羽根）の間に板状のブレード取り付け部２２ａが一体的に形成されている。そして、図３（ｂ）に示すように、ブレード取り付け部２２ａに矩形のブレード１００が貼り付けられている。ブレード１００の一辺側は、攪拌スクリュー２２の羽根より突出している。      
【００２３】
図４は、第１の攪拌スクリュー２２に取り付けられたブレード１００によって、現像剤が、トナー濃度センサ５０のセンタ面側に集められる様子を示している。なお、５１は、トナー濃度センサ５０のセンタ面を保護するための保護テープである。
【００２４】
トナー濃度センサ５０の出力電圧は、トナー濃度が低いほど、高い値となるものとする。上述したように、第１の攪拌スクリュー２２に現像剤をトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集めるためのブレード１００が取り付けられているので、トナー濃度センサ５０のセンサ出力の波形は、たとえば、図５に示すようになる。
【００２５】
ブレード１００によって現像剤がトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められるタイミングにおいては、トナー濃度センサ５０の出力電圧は高くなる。また、そのタイミングにおいては、現像剤がより多くトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められるため、そのタイミングでのトナー濃度センサ５０の出力電圧はトナー濃度を正確に表している。        
【００２６】
制御部６０は、ブレード１００によって現像剤がトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められる周期（攪拌スクリュー２２が１回転する時間間隔に相当）Ｔに対して、非常に短い時間間隔でトナー濃度センサ５０の出力電圧を読み込んでいる。そして、ブレード１００によって現像剤がトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められる周期Ｔより大きな所定時間幅Ｔａ毎に、その所定時間幅Ｔａ内におけるセンサ出力の最大値を検索し、得られた最大値を代表値として用いてトナー補給装置３０の制御を行なっている。例えば、得られた最大値を閾値と比較し、最大値が閾値より大きいときには、トナー補給装置３０を駆動してトナーを現像装置２０内に補給させる。このようにすると、ブレード１００によって現像剤がトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められるタイミングでのトナー濃度センサ５０の出力電圧が代表値として用いられるので、正確なトナー濃度を検出することができ、精度の高いトナー補給制御が行なえるようになる。Ｔａは、例えば、１．２Ｔに相当する時間幅に設定される。
【００２７】
また、上記所定時間幅Ｔａ毎にその所定時間幅Ｔａ内におけるセンサ出力の最大値を求め、所定回数分の最大値が求められる毎に、それらの平均値を算出して、代表値とするようにしてもよい。例えば、３個の最大値が求められる毎に代表値を求める場合には、３個の最大値をＭ１、Ｍ２、Ｍ３とすると、（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３を代表値とする。
【００２８】
また、上記所定時間幅Ｔａ毎にその所定時間幅Ｔａ内におけるセンサ出力の最大値を求め、所定回数分の最大値の移動平均を代表値とするようにしてもよい。例えば、３個の最大値の移動平均を代表値とする場合において、最大値としてＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４…が順次求められたとすると、（Ｍ１＋Ｍ２＋Ｍ３）／３、（Ｍ２＋Ｍ３＋Ｍ４）／３、…というように代表値が求められる。
【００２９】
なお、ブレード１００によって現像剤がトナー濃度センサ５０のセンサ面側に集められる周期Ｔより大きな所定時間幅Ｔａ毎に、その所定時間幅Ｔａ内におけるセンサ出力の最大値とその前後の数点（例えば４点）のセンサ出力値とからなる複数のセンサ出力値の平均値Ａを算出し、得られた平均値Ａを代表値として用いてトナー補給装置３０の制御を行なうようにしてもよい。
【００３０】
また、所定時間幅Ｔａ毎に上記のようにして最大値付近の数点の平均値Ａを求め、所定回数分の平均値Ａが求められる毎にそれらの平均値を算出して、代表値とするようにしてもよい。例えば、３個の平均値Ａが求められる毎に代表値を求める場合には、３個の平均値をＡ１、Ａ２、Ａ３とすると、（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）／３を代表値とする。
【００３１】
また、所定時間幅Ｔａ毎に上記のようにして最大値付近の数点の平均値Ａを求め、所定回数分の平均値Ａの移動平均を代表値とするようにしてもよい。例えば、３個の平均値Ａの移動平均を代表値とする場合において、平均値としてＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４…が順次求められたとすると、（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）／３、（Ａ２＋Ａ３＋Ａ４）／３、…というように代表値が求められる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】複写機内の感光体ドラムおよび現像装置を示す構成図である。
【図２】現像装置を示す断面図である。
【図３】第１の攪拌スクリュー２２へのブレード１００の取り付け構造を説明するための斜視図である。
【図４】第１の攪拌スクリュー２２に取り付けられたブレード１００によって、現像剤が、トナー濃度センサ５０のセンタ面側に集められる様子を示す模式図である。
【図５】トナー濃度センサ５０の出力波形の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  感光体ドラム（像担持体）
２０  現像装置
２１  ハウジング
２２、２３  攪拌スクリュー
２４  現像ローラ
３０  トナー補給装置
３１  トナー補給用スクリュー
４０  モータ
５０  トナー濃度センサ
６０  制御部
１００  ブレード
【図１】
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【図２】
2007219437.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007219437.tif 000006
【図５】
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