(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを混合してなる現像剤を容器に収容し、現像剤を該容器内で攪拌しつつ、トナーを該容器から供給しており、現像剤中のトナー濃度を濃度検出手段により検出し、この濃度検出手段の検出出力が予め設定された閾値に達すると、トナーを該容器に補給する現像装置において、
年間を通じての湿度の変化を記憶した第１データテーブルと、
前記閾値の初期設定のときの湿度と該現像装置の稼動時の湿度とに対応する該閾値の補正量を記憶した第２データテーブルと、
前記第１及び第２データテーブルを参照して、前記閾値を補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、容器内で攪拌された未使用の現像剤中のトナー濃度が前記濃度検出手段により検出されると、このときの濃度検出手段の検出出力を閾値として初期設定すると共に、第１データテーブルを参照して、この初期設定のときの湿度を求めて記憶しておき、該現像装置の稼動時には、第１データテーブルを参照して、この稼動時の湿度を求め、前記第２テーブルを参照して、前記記憶しておいた初期設定のときの湿度と前記稼動時の湿度とに対応する該閾値の補正量を求め、この補正量を用いて、該閾値を補正することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１データテーブルは、複数の地域別に、年間を通じての湿度の変化を記憶したことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
複数の地域別に、該現像装置を搭載した画像形成装置の仕様を設定する仕向け地設定手段を更に備え、
前記補正手段は、前記仕向け地設定手段により設定された仕様に対応する地域の年間を通じての湿度の変化を前記第１データテーブルから読み出して、トナー濃度の初期設定のときの湿度、該現像装置の稼動時の湿度を求めて設定することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
容器内の現像剤を放置している放置時間を計時する放置計時手段を更に備え、
前記補正手段は、前記放置計時手段により計時された放置時間に応じて、閾値を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
該現像装置の駆動時間を計時する駆動計時手段を更に備え、
前記補正手段は、前記駆動計時手段により計時された駆動時間に応じて、閾値を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
該現像装置の使用頻度を計数する頻度計数手段を更に備え、
前記補正手段は、前記頻度計数手段により計数された使用頻度に応じて、閾値を補正することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記頻度計数手段は、該現像装置による記録用紙の現像枚数を使用頻度として計数することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記頻度計数手段は、該現像装置の駆動時間を使用頻度として計数することを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項９】
単位時間当たりのトナーの消費量を検出する消費量検出手段を更に備え、
前記補正手段は、前記消費量検出手段の消費量に応じて、閾値を補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
トナーを容器に補給する補給手段を更に備え、
前記消費量検出手段は、該現像装置の駆動時間に対する補給手段の駆動時間を単位時間当たりのトナーの消費量として検出することを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
該現像装置を搭載した画像形成装置により形成されるドット数を計数するドット計数手段を更に備え、
前記消費量検出手段は、単位時間当たりに前記ドット計数手段により計数されたドット数を単位時間当たりのトナーの消費量として検出することを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【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、プリンター、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に搭載され、トナーとキャリアを混合してなる現像剤を用いる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置に搭載されるものであり、トナーとキャリアを混合した現像剤を容器内で攪拌して、現像剤を帯電させておき、この現像剤中のトナーを該画像形成装置の像担持体上の静電潜像に付着させて、静電潜像を現像し、像担持体上にトナー像を形成する。また、容器内の現像剤のトナー濃度を検出し、トナー濃度が低下してくると、トナーを該容器に補給して、トナー濃度を一定に維持する。
【０００３】
また、現像装置の容器内の現像剤が攪拌されずに放置されている放置時間が長くなったり、湿度が変化すると、トナーの帯電量や嵩が変化するので、トナー濃度の検出レベルに誤差が発生する。この誤差を含む検出レベルに基づいて、トナーを容器に補給すると、トナーの補給量に過不足が生じて、容器内のトナー濃度が変動し、延いては静電潜像の現像工程に悪影響を及ぼす。
【０００４】
このため、例えば特開平１１−２１２３４３号公報では、現像装置の容器内の現像剤が攪拌されずに放置されている放置時間を計時したり、湿度を検出し、放置時間及び湿度に応じてトナーの帯電量を推定し、この推定したトナーの帯電量に応じてトナーの攪拌時間を設定して、この攪拌時間だけトナーを攪拌し、これによりトナーの帯電量を回復させて、トナー濃度の検出レベルの誤差を抑えるという技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の技術では、湿度を検出するセンサーを必要とするので、コストの上昇を伴い、特に現像装置のユニット単価に高い上昇率をもたらす。また、トナーの帯電量に応じてトナーの攪拌時間を変更するので、この攪拌時間が非常に長くなることがあり、ユーザが長時間待つことになる。しかも、このトナーの攪拌を画像形成装置のウォーミングアップと並行させる場合は、感光体ドラム等の空転時間が長くなり、感光体ドラム等の寿命が短くなる。更に、トナーの攪拌時間を設定して、この攪拌時間だけトナーを攪拌すれば、トナーの帯電量が回復することを前提としているが、種々の使用条件によっては、トナーの帯電量が回復しないことがあり、このときにはトナー濃度の検出レベルの誤差を抑えることができない。
【０００６】
尚、特開平４−１４６１７８号公報では、暦機能と時計機能を用いて、プリンタの電源を制御するという技術が開示されているものの、この暦機能と時計機能を現像装置のトナー濃度の制御に役立てるまでには到底至っていない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、コストを上昇させることなく、感光体ドラム等の寿命に影響を与えることなく、トナー濃度の検出レベルの誤差を相殺して、トナーを適確かつ速やかに補給することが可能な現像装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、トナーとキャリアを混合してなる現像剤を容器に収容し、現像剤を該容器内で攪拌しつつ、トナーを該容器から供給しており、現像剤中のトナー濃度を濃度検出手段により検出し、この濃度検出手段の検出出力が予め設定された閾値に達すると、トナーを該容器に補給する現像装置において、年間を通じての湿度の変化を記憶した第１データテーブルと、前記閾値の初期設定のときの湿度と該現像装置の稼動時の湿度とに対応する該閾値の補正量を記憶した第２データテーブルと、前記第１及び第２データテーブルを参照して、前記閾値を補正する補正手段とを備え、前記補正手段は、容器内で攪拌された未使用の現像剤中のトナー濃度が前記濃度検出手段により検出されると、このときの濃度検出手段の検出出力を閾値として初期設定すると共に、第１データテーブルを参照して、この初期設定のときの湿度を求めて記憶しておき、該現像装置の稼動時には、第１データテーブルを参照して、この稼動時の湿度を求め、前記第２テーブルを参照して、前記記憶しておいた初期設定のときの湿度と前記稼動時の湿度とに対応する該閾値の補正量を求め、この補正量を用いて、該閾値を補正している。
【０００９】
この様な構成の本発明によれば、年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性に基づき、現像装置の稼動時に用いる閾値を補正している。例えば、年間を通じての湿度変化に応じて濃度検出手段の検出出力のレベルが変動する場合は、年間を通じての湿度変化に対する閾値の特性を記憶しておき、この閾値の特性に基づいて、閾値を補正する。これにより、湿度変化に応じて濃度検出手段の検出出力のレベルが変動しても、閾値も同様に変動することになり、濃度検出手段の検出出力と閾値の比較に際しては相互の変動量が相殺される。このため、濃度検出手段の検出出力と閾値の比較に基づき、トナー濃度が規定値に達したか否かを正確に判定することができ、トナーを適確かつ速やかに補給することができる。
【００１０】
また、本発明においては、未使用の現像剤を容器内で攪拌して、未使用の現像剤中のトナー濃度を濃度検出手段により検出し、このときの濃度検出手段の検出出力を閾値として初期設定し、補正手段は、記憶手段内の閾値の特性に基づき、初期設定時の使用環境及び該現像装置の稼動時の使用環境に応じた補正を閾値に施して、閾値を設定している。
【００１１】
未使用の現像剤中のトナー濃度を濃度検出手段により検出して、この検出出力を閾値として初期設定する際にも、使用環境が影響する。このため、年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性に基づき、初期設定時の使用環境及び該現像装置の稼動時の使用環境に応じた補正を閾値に施し、これにより現像装置の稼動時の閾値を正確に求めている。
【００１２】
更に、本発明においては、記憶手段は、複数の地域別に、年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性を記憶している。
【００１３】
この様に各地域の閾値の特性を記憶しておけば、いずれの地域においても、その地域の閾値の特性を選択して、この閾値の特性に基づき閾値を適確に補正することができる。
【００１４】
また、本発明においては、複数の地域別に、該現像装置を搭載した画像形成装置の仕様を設定する仕向け地設定手段を更に備え、補正手段は、仕向け地設定手段により設定された仕様に対応する地域の閾値の特性を記憶手段から読み出して、この閾値の特性に基づき、閾値を補正している。
【００１５】
この様に画像形成装置の仕向け地設定手段により設定された仕様に対応する地域の閾値の特性を読み出せば、その地域の閾値の特性を自動的に選択することができる。
【００１６】
更に、本発明においては、容器内の現像剤を放置している放置時間を計時する放置計時手段を更に備え、補正手段は、放置計時手段により計時された放置時間に応じて、閾値を補正している。
【００１７】
ここでは、容器内の現像剤を放置している放置時間に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動するので、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。例えば、休日や夜間での放置時間が長く、この後の濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が大きい。また、日中での放置時間が短く、現像剤そのものが高温低湿に維持されるため、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が小さい。すなわち、放置時間が短くなる程、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が小さなる。このため、放置時間に応じて閾値を補正し、濃度検出手段の検出出力のレベル変動を相殺している。
【００１８】
また、本発明においては、該現像装置の駆動時間を計時する駆動計時手段を更に備え、補正手段は、駆動計時手段により計時された駆動時間に応じて、閾値を補正している。
【００１９】
現像装置の駆動開始直後は、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が大きいため、駆動時間に応じて閾値を補正し、濃度検出手段の検出出力のレベル変動を相殺している。従って、現像装置の駆動開始直後から、トナーの安定供給が可能となり、この現像装置を搭載した画像形成装置による画像形成が可能になる。
【００２０】
更に、本発明においては、現像装置の使用頻度を計数する頻度計数手段を更に備え、補正手段は、頻度計数手段により計数された使用頻度に応じて、閾値を補正している。
【００２１】
ここでは、現像装置の使用頻度に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動するので、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。通常、現像装置の使用頻度が高い程、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が小さく、閾値の補正量が小さくて済む。
【００２２】
また、本発明においては、頻度計数手段は、該現像装置による記録用紙の現像枚数を使用頻度として計数している。
【００２３】
例えば、１日当たりの記録用紙の現像枚数を使用頻度として求める。この場合は、休日明け等に使用頻度が低くなり、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が大きく、閾値の補正量が大きくなる。
【００２４】
更に、本発明においては、頻度計数手段は、該現像装置の駆動時間を使用頻度として計数している。
【００２５】
例えば、１日当たりの現像装置の駆動時間を使用頻度として求める。この場合も、休日明け等に使用頻度が低くなり、閾値の補正量が大きくなる。
【００２６】
また、本発明においては、単位時間当たりのトナーの消費量を検出する消費量検出手段を更に備え、補正手段は、消費量検出手段の消費量に応じて、閾値を補正している。
【００２７】
ここでは、単位時間当たりのトナーの消費量に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動するので、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。
【００２８】
更に、本発明においては、トナーを容器に補給する補給手段を更に備え、消費量検出手段は、該現像装置の駆動時間に対する補給手段の駆動時間を単位時間当たりのトナーの消費量として検出している。
【００２９】
トナーを容器に補給する補給手段の駆動時間がトナーの消費量にほぼ比例するので、現像装置の駆動時間に対する補給手段の駆動時間を単位時間当たりのトナーの消費量として検出することができる。
【００３０】
また、本発明においては、該現像装置を搭載した画像形成装置により形成されるドット数を計数するドット計数手段を更に備え、消費量検出手段は、単位時間当たりにドット計数手段により計数されたドット数を単位時間当たりのトナーの消費量として検出している。
【００３１】
画像形成装置により形成されるドット数がトナーの消費量にほぼ比例するので、単位時間当たりに計数されたドット数を単位時間当たりのトナーの消費量として検出することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明の現像装置の一実施形態を適用した画像形成装置を概略的に示す側面図である。この画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成するものであり、感光体ドラム１１の周辺に、現像装置１２、転写装置１３、クリーニング装置１４、除電装置１５、帯電装置１６、露光装置１７等を感光体ドラム１１の回転方向の上流側から順に配置している。また、記録用紙Ｐの搬送方向下流側には、定着装置１８を配置している。
【００３６】
本実施形態の画像形成装置では、直径約３０ｍｍの感光体ドラム１１を矢印Ａの方向に回転させつつ、感光体ドラム１１の表面を帯電装置１６により均一に帯電させる。帯電装置１６は、例えばタングステンワイヤ等の帯電線、金属製のシールド板、グリッド板からなるコロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。
【００３７】
そして、画像を示す画像データに基づいて露光装置１７から感光体ドラム１１へと出射されるレーザ光を変調しつつ、このレーザ光により感光体ドラム１１の表面を走査し、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。感光体ドラム１１は、金属又は導電性を有する樹脂からなるドラムの表面に下引き層及び感光層を積層してなる。感光層は、下引き層上に形成された薄いキャリア発生層（ＣＧＬ）と、その上に形成されるポリカーボネイト等を主成分とする薄いキャリア移動層（ＣＴＬ）とを含んでいる。レーザ光の照射箇所で、キャリア発生層にキャリアが発生し、このキャリアにより感光体ドラム１１の表面の帯電電荷が相殺されて、感光体ドラム１１上に静電潜像が形成される。
【００３８】
引き続いて、感光体ドラム１１の回転により、感光体ドラム１１上の静電潜像を感光体ドラム１１と現像装置１２の現像剤担持ドラム２１が接触する現像領域へと移動させ、感光体ドラム１１とは逆方向に回転している現像剤担持ドラム２１上のトナーを感光体ドラム１１上の静電潜像に付着させて、トナー像を形成する。現像剤担持ドラム２１は、現像バイアス電圧を印加されて、その外周表面にトナー層を形成している。そして、感光体ドラム１１上のトナー像を転写装置１３によりＰＰＣ用紙等の記録用紙Ｐへと転写させる。転写装置１３は、コロナ帯電器、あるいは帯電ローラや帯電ブラシ等を備えている。
【００３９】
更に、記録用紙Ｐを剥離部材１９により感光体ドラム１１から剥離し、記録用紙Ｐ上のトナー像を定着装置１８により加熱及び加圧して定着させ、記録用紙Ｐを排出する。この後、感光体ドラム１１上の残留トナーをクリーニング装置１４により除去して、感光体ドラム１１をクリーニングし、感光体ドラム１１の表面の残留電荷を除電装置１５により除電する。
【００４０】
ここでは、現像剤担持ドラム２１の線速度を４７３ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラム１１の線速度を２２５ｍｍ／ｓｅｃ、印字速度（Ａ４）を４５ＣＰＭ、解像度を６００ｄｐｉ、レーザ光のパワーを０．２５ｍＷ、帯電電位を−６５０Ｖ、現像バイアス電圧を−５００Ｖにそれぞれ設定している。
【００４１】
さて、本実施形態の現像装置１２は、図２に示す様にトナーを収容したホッパー２２、トナーとキャリアを混合してなる現像剤を収容した現像剤容器２３、及び制御部２８を備えている。ホッパー２２は、トナーを開口部２２ａを通じて現像剤容器２３へと補給するためのトナー供給アーム２４、トナー供給ローラ２５、及びトナー供給アーム２４とトナー供給ローラ２５を駆動する動力源（図示せず）を備えている。現像剤容器２３は、現像剤を攪拌して帯電させる攪拌パドル２６、その表面にトナー層を担持して、トナーを感光体ドラム１１上の静電潜像に供給する現像剤担持ドラム２１、現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２７、及び攪拌パドル２６と現像剤担持ドラム２１を駆動する動力源（図示せず）を備えている。
【００４２】
制御部２８は、トナー濃度センサ２７の検出出力と規定のトナー濃度を示す閾値を比較し、検出出力が閾値まで上昇すると、ホッパー２２の動力源を駆動制御して、トナー供給アーム２４及びトナー供給ローラ２５を作動させ、トナーをホッパー２２から開口部２２ａを通じて現像剤容器２３へと補給させ、現像剤中のトナー濃度を復帰させる。具体的には、図３に示す様に６００ｍｍｓｅｃの周期毎に、トナー濃度センサ２７の検出出力を５４０ｍｍｓｅｃ間に５４回サンプリングし、サンプリングした５４個の検出出力を平均化する。そして、１周期の平均化された検出出力が閾値まで上昇すると、次の周期においてトナーをホッパー２２から現像剤容器２３へと補給する。これにより、現像剤中のトナー濃度を規定のレベルに維持する。
【００４３】
仮に、現像剤中のトナー濃度が低下すると、トナー像の濃度が不足する。逆に、現像剤中のトナー濃度が上昇すると、トナー像のカブリやトナーの飛散等が発生する。従って、現像剤中のトナー濃度を常に規定のレベルに維持する必要があり、このためには規定のトナー濃度を示す閾値が不可欠である。
【００４４】
この規定のトナー濃度を示す閾値の設定は、次の様な手順で行なわれる。
【００４５】
まず、トナー濃度を４％に予め調整した未使用の現像剤を現像剤容器２３に投入し、攪拌パドル２６により現像剤を１２０ｓｅｃだけ攪拌する。この攪拌に際し、トナー濃度センサ２７の検出出力は、図４のグラフに示す様に変化する。ここでは、トナー濃度センサ２７は、２４Ｖの電圧を供給され、トナー濃度を示す０〜５Ｖの検出出力を出力するものとする。
【００４６】
この１２０ｓｅｃの攪拌期間の最終の１．８ｓｅｃにおいては、トナー濃度センサ２７の検出出力がほぼ安定化するので、図５に示す様に連続する３つの６００ｍｍｓｅｃの周期毎に、トナー濃度センサ２７の検出出力を５４０ｍｍｓｅｃ間に５４回サンプリングし、サンプリングした５４個の検出出力を平均化し、更に３つの周期の平均値の総平均値を求めて、この総平均値を規定のトナー濃度を示す閾値として初期設定する。
【００４７】
ところが、この様な手順で規定のトナー濃度を示す閾値を設定したとしても、現像装置１２の使用環境に応じて閾値が変動する。図６は、様々な使用環境において、未使用の現像剤を用いて閾値を設定したときのトナー濃度センサ２７の検出出力の変化を示している。このグラフから明らかな様にトナー濃度センサ２７の検出出力は、未使用の現像剤の攪拌開始から１２０ｓｅｃを経過すると、いずれの使用環境においても概ね安定するが、それぞれの使用環境により安定する電圧値が変動し、閾値も変動する。また、湿度が高くなる程、閾値が高くなっている。この様な湿度に対する閾値の特性を図６のデータから抽出すると、図７のグラフが得られた。
【００４８】
この様な実験結果から、閾値を規定のトナー濃度に対応させるには、使用環境に応じて閾値を変化させる必要があることが判明した。
【００４９】
そこで、本実施形態では、年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性を予め求めておき、この閾値の特性に基づき、現像装置１２の稼動時の使用環境に応じた補正を閾値に施し、この補正された閾値を規定のトナー濃度に対応させている。これにより、トナー濃度センサ２７の検出出力が該補正された閾値に達したときに、現像剤中のトナー濃度が規定のレベルに達したと言える。
【００５０】
例えば、東京の１月〜１２月の湿度の変化は、図８のグラフに示す様なものである。また、０〜５０％未満の湿度範囲をＩ、５０〜６０％未満の湿度範囲をII、６０〜７０％未満の湿度範囲をIII 、７０〜８０％未満の湿度範囲をIV、８０〜９０％未満の湿度範囲をＶ、９０〜１００％の湿度範囲をVIとすると、東京の１月〜１２月の湿度の変化を図９のデータテーブルＤ1 で表すことができる。この様な東京の湿度変化を予め調査しておけば、年間を通じての湿度変化に対する閾値の特性を予め求めることができ、この閾値の特性に基づき、現像装置１２の稼動時の湿度に応じた補正を閾値に施し、この補正された閾値を規定のトナー濃度に対応させることができる。
【００５１】
図１０のデータテーブルＤ2 は、実験により求められた湿度変化に対応するそれぞれの補正量を示している。このデータテーブルＤ2 の１列目には、湿度範囲Ｉのときに設定した閾値を基準として、他の各湿度範囲II〜VIのいずれかに移行したときの閾値の補正量を示している。また、データテーブルＤ2 の２列目には、湿度範囲IIのときに設定した閾値を基準として、他の各湿度範囲Ｉ，III 〜VIのいずれかに移行したときの閾値の補正量を示している。同様に、データテーブルＤ2 の３〜６列目には、各湿度範囲III 〜VIのいずれかのときに設定した閾値を基準として、他の各湿度範囲のいずれかに移行したときの閾値の補正量を示している。
【００５２】
この様な図９のデータテーブルＤ1 及び図１０のデータテーブルＤ2 は、現像装置１２の制御部２８に内蔵のメモリ２８ａに予め記憶される。また、先に述べた様に未使用の現像剤を用いて、トナー濃度の閾値を初期設定し、この初期設定された閾値を制御部２８のメモリ２８ａに記憶する。更に、制御部２８は、現在の月日や時刻を計時するクロック２８ｂを内蔵しており、この閾値を初期設定したときの月日をメモリ２８ａに記憶する。
【００５３】
こうして各データテーブルＤ1 ，Ｄ2 、初期設定された閾値や初期設定の月日をメモリ２８ａに記憶した後には、各データテーブルＤ1 ，Ｄ2 を参照して、閾値の補正を行うことができる。
【００５４】
まず、現像装置１２の稼動開始時に、制御部２８は、初期設定された閾値と初期設定の月日をメモリ２８ａから読み出し、初期設定の月日の湿度範囲をデータテーブルＤ1 から求め、この湿度範囲に対応するのデータテーブルＤ2 の列を選択する。例えば、初期設定の月日が４月２２日であれば、４月の湿度範囲III をデータテーブルＤ1 から求め、この湿度範囲III に対応するデータテーブルＤ2 の３列目を選択する。
【００５５】
また、制御部２８は、クロック２８ｂによって計時されている現在の月日の湿度範囲をデータテーブルＤ1 から求め、この湿度範囲に対応するデータテーブルＤ2 の行を選択する。例えば、現在の月日が３月２８日であれば、３月の湿度範囲IIをデータテーブルＤ1 から求め、この湿度範囲IIに対応するデータテーブルＤ2 の２行目を選択する。
【００５６】
そして、制御部２８は、初期設定の４月の湿度範囲III と３月現在の湿度範囲IIに対応する３列目２行目の補正量−０．１４をデータテーブルＤ2 から読み出し、初期設定された閾値と補正量−０．１４を加算して、この和を補正された閾値として設定する。この補正された閾値は、３月現在の湿度範囲IIという使用環境で、現像剤容器２３内の現像剤が規定のトナー濃度であるときのトナー濃度センサ２７の検出出力を示す。
【００５７】
現像装置１２の稼動に際し、制御部２８は、トナー濃度センサ２７の検出出力と該補正された閾値を比較し、検出出力が該補正された閾値まで上昇すると、ホッパー２２のトナー供給アーム２４及びトナー供給ローラ２５を作動させ、トナーをホッパー２２から開口部２２ａを通じて現像剤容器２３へと補給させ、現像剤中のトナー濃度を復帰させる。これにより、現像剤容器２３内の現像剤が規定のトナー濃度に維持される。
【００５８】
従って、１月〜１２月の湿度の変化を示すデータテーブルＤ1 、及び湿度変化に対応するそれぞれの補正量を記録したデータテーブルＤ2 を予め作成して記憶すると共に、初期設定された閾値及び初期設定の月日を記憶しておけば、現像装置１２の稼動時の補正量を各データテーブルＤ1 ，Ｄ2 から導出し、初期設定された閾値と補正量を加算して、この閾値を補正することができ、トナー濃度センサ２７の検出出力が該補正された閾値となる様にトナーをホッパー２２から現像剤容器２３へと補給することにより、現像剤容器２３内の現像剤を規定のトナー濃度に維持することができる。
【００５９】
尚、図９のデータテーブルＤ1 の代わりに、図１１に示す様なデータテーブルＤ1 Ａを制御部２８のメモリ２８ａに記憶しても良い。このデータテーブルＤ1 Ａは、各地域別に、１月〜１２月の湿度の変化を表している。画像形成装置が設置される地域に対応する湿度の変化をデータテーブルＤ1 Ａから選択し、この選択された湿度の変化及びデータテーブルＤ2 を用いて、現像装置１２の稼動時の補正量を求めれば、地域の湿度の変化に応じた補正を初期設定された閾値に施すことができる。図１１のデータテーブルＤ1 Ａから明らかな様に、例えばシドニーでは、湿度の変化が殆ど無く、初期設定された閾値を補正する必要がない。また、日本や北京では、湿度の変化が大きく、初期設定された閾値を補正する必要がある。
【００６０】
更に、現像装置１２を搭載した画像形成装置において、例えば各地域の言語に応じたそれぞれの設定内容があって、該画像形成装置を設置する地域に応じた設定内容を選択する仕向け地設定部が設けられているならば、この仕向け地設定部により、該画像形成装置を設置する地域に対応する湿度の変化をデータテーブルＤ1 Ａから選択しても良い。
【００６１】
ところで、規定のトナー濃度に対応する閾値は、湿度ばかりではなく、他の様々な要因によっても変動する。例えば、現像装置１２が稼動しておらず、現像剤容器２３内の現像剤が攪拌されずに放置されると、この放置時間に応じて規定のトナー濃度に対応する閾値が変動する。このため、放置時間に応じて閾値を補正することが望ましい。
【００６２】
図１２のグラフは、実験的に求められた放置時間に対する閾値の補正量の変化を示している。また、図１３のデータテーブルＤ3 においては、０．１時間未満、０．１〜１時間未満、１〜１０時間未満、１０〜１００時間未満、１００時間以上という５つの時間帯に放置時間を区分し、これらの時間帯に対応するそれぞれの補正量を示している。
【００６３】
図１３のデータテーブルＤ3 は、現像装置１２の制御部２８のメモリ２８ａに予め記憶される。制御部２８は、現像装置１２の稼動停止時に、クロック２８ｂを用いて放置時間の計時を開始し、現像装置１２の稼動開始時に、放置時間の計時を停止して、現像剤が放置されていた放置時間を求める。そして、制御部２８は、先に述べた手順で湿度変化に応じた補正を閾値に施してから、この放置時間に対応する補正量をデータテーブルＤ3 から読み出し、この補正量を該閾値に加算して、この閾値を更に補正し、この補正された閾値とトナー濃度センサ２７の検出出力の比較に基づき、トナーの補給制御を行う。これにより、放置時間に応じた閾値の変動が相殺され、現像剤容器２３内の現像剤を規定のトナー濃度により正確に維持することができる。
【００６４】
次に、図１４のグラフに示す様に現像剤容器２３内の現像剤の攪拌開始から３０ｓｅｃを経過するまでは、様々な使用環境のいずれにおいても、規定のトナー濃度に対応する閾値が３０ｓｅｃ当たり−０．０４Ｖの変化率で変化している。このため、攪拌開始から３０ｓｅｃを経過するまでの間は、攪拌時間に応じて閾値を補正することが望ましい。
【００６５】
制御部２８は、現像装置１２の以前の稼動開始時に、先に述べた湿度変化に応じた補正及び放置時間に応じた補正を初期設定された閾値に施して、より正確な閾値を求めてメモリ２８ａに記憶しておく。そして、制御部２８は、現像装置１２の次回の稼動開始時に、メモリ２８ａから該補正された閾値を読み出し、この閾値に０．４Ｖを加算して、閾値と０．４Ｖの和を求め、現像剤の攪拌開始から１．５ｓｅｃを経過すると、図１５のグラフに示す様に閾値と０．４Ｖの和を３０ｓｅｃ当たり−０．０４Ｖの変化率で変化させて、これを閾値として随時求める。そして、制御部２８は、この閾値とトナー濃度センサ２７の検出出力の比較に基づき、トナーの補給制御を行う。これにより、現像装置１２の稼動開始直後から現像剤容器２３内の現像剤を規定のトナー濃度に維持することができ、現像開始を直ちに行うことができる。
【００６６】
尚、攪拌開始から３０ｓｅｃを経過して、閾値が安定化した後には、先に述べた湿度変化に応じた補正及び放置時間に応じた補正を初期設定された閾値に施して、より正確な閾値を求め、この閾値を用いる。
【００６７】
また、現像装置１２の使用頻度によっても、規定のトナー濃度に対応する閾値が変動する。このため、使用頻度に応じて閾値を補正することが望ましい。例えば、現像装置１２の使用頻度は、画像形成装置により１日に印字処理された記録用紙の枚数により表される。図１６のグラフは、画像形成装置において１日に印字処理された記録用紙の枚数に対する閾値の補正量の変化を示している。また、図１７のデータテーブルＤ4 においては、１０枚未満、１０〜３０枚未満、３０〜１００枚未満、１００枚以上という４つの範囲に記録用紙の枚数を区分し、これらの範囲に対応するそれぞれの補正量を示している。
【００６８】
図１７のデータテーブルＤ4 は、現像装置１２の制御部２８のメモリ２８ａに予め記憶される。制御部２８は、現像装置１２の稼働中に、クロック２８ｂの時刻を参照しつつ、１日に印字処理された記録用紙の枚数を計数して、この１日当たりの記録用紙の処理枚数をメモリ２８ａに記憶しておく。制御部２８は、次の日の稼動開始時に、先に述べた湿度変化に応じた補正及び放置時間に応じた補正を初期設定された閾値に施して、閾値を求める。そして、制御部２８は、前日の記録用紙の処理枚数をメモリ２８ａから読み出し、この処理枚数に対応する補正量をデータテーブルＤ4 から読み出し、この補正量を該閾値に加算して、この閾値を更に補正し、この補正された閾値とトナー濃度センサ２７の検出出力の比較に基づき、トナーの補給制御を行う。これにより、現像装置１２の使用頻度に応じた閾値の変動が相殺され、現像剤容器２３内の現像剤を規定のトナー濃度に更に正確に維持することができる。
【００６９】
あるいは、画像形成装置により１日に印字処理された記録用紙の枚数の代わりに、現像装置１２の連続駆動時間を現像装置１２の使用頻度とみなしても良い。この場合は、例えば図１８に示す様なデータテーブルＤ5 を制御部２８のメモリ２８ａに予め記憶しておく。このデータテーブルＤ5 においては、２０ｓｅｃ未満、２０〜６０ｓｅｃ未満、６０〜２００ｓｅｃ未満、２００ｓｅｃ以上という４つの時間帯に連続駆動時間を区分し、これらの時間帯に対応するそれぞれの補正量を示している。
【００７０】
制御部２８は、現像装置１２の稼動の度に、現像装置１２の稼動開始から終了までの連続駆動時間を計時する。そして、制御部２８は、次回の稼動開始時に、先に述べた湿度変化に応じた補正及び放置時間に応じた補正を初期設定された閾値に施して、閾値を求め、更に前回の連続駆動時間に対応する補正量をデータテーブルＤ5 から読み出し、この補正量を該閾値に加算して、この閾値を更に補正する。
【００７１】
この様に現像装置１２の連続駆動時間を現像装置１２の使用頻度とみなせば、電源オン、ジャムリカバリー、パワーシャットオフ等の印字を伴わない画像形成装置の駆動の影響を排除することができる。また、記録用紙の枚数を現像装置１２の使用頻度とみなすと、記録用紙のサイズの違いにより実際の使用頻度がバラツクが、現像装置１２の連続駆動時間を採用すれば、記録用紙のサイズの影響を受けずに済む。
【００７２】
また、単位時間当たりのトナーの消費量によっても、規定のトナー濃度に対応する閾値が変動する。このため、単位時間当たりのトナーの消費量に応じて閾値を補正することが望ましい。例えば、単位時間当たりのトナーの消費量は、現像剤容器２３の動力源の駆動時間に対するホッパー２２の動力源の駆動時間の比率によって表される。図１９のグラフは、現像剤容器２３とホッパー２２のそれぞれの動力源の駆動時間の比率と閾値の補正量を示している。また、図２０のデータテーブルＤ6 においては、３％未満、３〜２０％未満、２０〜４０％未満、４０％以上という４つの範囲に該比率を区分し、これらの範囲に対応するそれぞれの補正量を示している。
【００７３】
図２０のデータテーブルＤ6 は、現像装置１２の制御部２８のメモリ２８ａに予め記憶される。制御部２８は、現像装置１２の稼動開始時に、先に述べた湿度変化に応じた補正、放置時間に応じた補正、及び前回の使用頻度に応じた補正を初期設定された閾値に施して、閾値を求める。また、制御部２８は、現像剤容器２３とホッパー２２のそれぞれの動力源の駆動時間の比率を随時求め、この比率に対応する補正量をデータテーブルＤ6 から読み出し、この補正量を該閾値に加算して、この閾値を更に補正する。これにより、単位時間当たりのトナーの消費量に応じた閾値の変動が相殺され、現像剤容器２３内の現像剤を規定のトナー濃度に更に正確に維持することができる。
【００７４】
あるいは、現像剤容器２３とホッパー２２のそれぞれの動力源の駆動時間の比率の代わりに、画像形成装置のレーザ光の照射により形成されるドットの個数を計数し、単位時間当たりのドットの個数を単位時間当たりのトナーの消費量とみなしても良い。この場合は、単位時間当たりのドットの個数に対する閾値の補正量の変化を求めておき、現像装置１２の稼動中に、単位時間当たりのドットの個数を随時計数して、この計数した個数に対応する補正量を求めて、この補正量を閾値に加算する。
【００７５】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、閾値を補正する代わりに、年間を通じての使用環境の変化に対する濃度検出手段の検出出力特性を予め求めておき、この検出出力特性に基づき、現像装置の稼動時の使用環境に応じた補正を濃度検出手段の検出出力に施しても良い。これによって、使用環境の変化にかかわらず、正確なトナー濃度を示す検出出力を得ることができ、トナー濃度が規定値に達したか否かを正確に判定して、トナーを適確かつ速やかに補給することができる。更に、現像剤の放置時間、現像装置の駆動時間、現像装置の使用頻度、及び単位時間当たりのトナーの消費量等に応じて、濃度検出手段の検出出力を補正しても良い。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明した様に年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性に基づき、現像装置の稼動時に用いる閾値を補正している。例えば、年間を通じての湿度変化に応じて濃度検出手段の検出出力のレベルが変動する場合は、年間を通じての湿度変化に対する閾値の特性を記憶しておき、この閾値の特性に基づいて、閾値を補正している。これにより、湿度変化に応じて濃度検出手段の検出出力のレベルが変動しても、閾値も同様に変動することになり、濃度検出手段の検出出力と閾値の比較に際しては相互の変動量が相殺される。このため、濃度検出手段の検出出力と閾値の比較に基づき、トナー濃度が規定値に達したか否かを正確に判定することができ、トナーを適確かつ速やかに補給することができる。
【００７７】
また、本発明によれば、未使用の現像剤中のトナー濃度を濃度検出手段により検出して、この検出出力を閾値として初期設定する際にも、使用環境が影響するため、年間を通じての使用環境の変化に対する閾値の特性に基づき、初期設定時の使用環境及び該現像装置の稼動時の使用環境に応じた補正を閾値に施し、これにより現像装置の稼動時の閾値を正確に求めている。
【００７８】
更に、本発明によれば、各地域の閾値の特性を記憶しているので、いずれの地域においても、その地域の閾値の特性を選択して、この閾値の特性に基づき閾値を適確に補正することができる。
【００７９】
また、本発明によれば、画像形成装置の仕向け地設定手段により設定された仕様に対応する地域の閾値の特性を読み出しているので、その地域の閾値の特性を自動的に選択することができる。
【００８０】
更に、本発明によれば、容器内の現像剤を放置している放置時間に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動するので、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。
【００８１】
また、本発明によれば、現像装置の駆動開始直後は、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が大きいため、駆動時間に応じて閾値を補正し、濃度検出手段の検出出力のレベル変動を相殺している。従って、現像装置の駆動開始直後から、トナーの安定供給が可能となり、この現像装置を搭載した画像形成装置による画像形成が可能になる。
【００８２】
更に、本発明によれば、現像装置の使用頻度に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動することから、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。
【００８３】
また、本発明によれば、１日当たりの記録用紙の現像枚数を使用頻度として求めている。この場合は、休日明け等に使用頻度が低くなり、濃度検出手段の検出出力のレベルの変動が大きく、閾値の補正量が大きくなる。
【００８４】
更に、本発明によれば、１日当たりの現像装置の駆動時間を使用頻度として求めている。この場合も、休日明け等に使用頻度が低くなり、閾値の補正量が大きくなる。
【００８５】
また、本発明によれば、単位時間当たりのトナーの消費量に応じて、濃度検出手段の検出出力のレベルが変動するので、閾値も同様に変動させて、相互の変動量を相殺している。
【００８６】
更に、本発明によれば、トナーを容器に補給する補給手段の駆動時間がトナーの消費量にほぼ比例するので、現像装置の駆動時間に対する補給手段の駆動時間を単位時間当たりのトナーの消費量として検出している。
【００８７】
また、本発明によれば、画像形成装置により形成されるドット数がトナーの消費量にほぼ比例するので、単位時間当たりに計数されたドット数を単位時間当たりのトナーの消費量として検出している。
【００８８】
更に、本発明によれば、閾値を補正する代わりに、年間を通じての使用環境の変化に対する濃度検出手段の検出出力特性に基づき、現像装置の稼動時の使用環境に応じた補正を濃度検出手段の検出出力に施している。これによって、年間を通じての使用環境の変化にかかわらず、正確なトナー濃度を示す検出出力を得ることができ、トナー濃度が規定値に達したか否かを正確に判定して、トナーを適確かつ速やかに補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態を適用した画像形成装置を概略的に示す側面図である。
【図２】本実施形態の現像装置を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置におけるトナー濃度センサの検出出力のサンプリングタイミングを示す図である。
【図４】トナー濃度センサの検出出力の変化を示すグラフである。
【図５】閾値を初期設定するためのトナー濃度センサの検出出力のサンプリングタイミングを示す図である。
【図６】様々な使用環境において、未使用の現像剤を用いて閾値を設定したときのトナー濃度センサの検出出力の変化を示すグラフである。
【図７】湿度に対する閾値の特性を示すグラフである。
【図８】東京の１月〜１２月の湿度の変化を示すグラフである。
【図９】東京の１月〜１２月の湿度の変化を記録したデータテーブルを示すグラフである。
【図１０】湿度変化に対応する閾値の補正量を記録したデータテーブルを示す図である。
【図１１】各地域別に、１月〜１２月の湿度の変化を記録したデータテーブルを示す図である。
【図１２】図２の現像装置における現像剤容器内の現像剤の放置時間に対する閾値の補正量の変化を示すグラフである。
【図１３】放置時間に対応するそれぞれの補正量を記録したデータテーブルを示す図である。
【図１４】図２の現像装置における現像剤容器内の現像剤の攪拌開始直後の閾値の変化を示すグラフである。
【図１５】現像剤の攪拌開始直後に補正された閾値の変化を示すグラフである。
【図１６】画像形成装置において１日に印字処理された記録用紙の枚数に対する閾値の補正量の変化を示すグラフである。
【図１７】記録用紙の枚数に対応するそれぞれの補正量を記録したデータテーブルを示す図である。
【図１８】連続駆動時間に対応するそれぞれの補正量を記録したデータテーブルを示す図である。
【図１９】図２の現像装置における現像剤容器とホッパーのそれぞれの動力源の駆動時間の比率と閾値の補正量を示すグラフである。
【図２０】現像剤容器とホッパーのそれぞれの動力源の駆動時間の比率に対応するそれぞれの補正量を記録したデータテーブルを示す図である。
【符号の説明】
１１  感光体ドラム
１２  現像装置
１３  転写装置
１４  クリーニング装置
１５  除電装置
１６  帯電装置
１７  露光装置
１８  定着装置
１９  剥離部材
２１  現像剤担持ドラム
２２  ホッパー
２３  現像剤容器
２４  トナー供給アーム
２５  トナー供給ローラ
２６  攪拌パドル
２７  トナー濃度センサ
２８  制御部
２８ａ  メモリ
２８ｂ  クロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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