(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に２成分系現像剤を供給して該静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度制御基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成した画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基いて前記トナー濃度制御基準値を補正する基準値補正手段と、操作部とを有し、前記像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し定着する画像形成装置において、
前記操作部により入力された前記転写材の種類に応じて、前記トナー濃度検知手段の出力値から予め定められた定数を引くことによって前記トナー濃度検知手段の出力値を変更し、該変更された出力値と前記トナー濃度制御基準値とを比較することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に２成分系現像剤を供給して該静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度制御基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成した画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基いて前記トナー濃度制御基準値を補正する基準値補正手段と、操作部とを有し、前記像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し定着する画像形成装置において、
前記操作部により入力された前記転写材の種類に応じて、前記トナー濃度検知手段の出力値に予め定められた定数を掛けることによって前記トナー濃度検知手段の出力値を変更し、該変更された出力値と前記トナー濃度制御基準値とを比較することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
前記定数をＫとしたとき、０＜Ｋ＜１の条件を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【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、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、詳しくは、２成分系現像剤により現像を行なう画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置においては、一般的に、像担持体としての感光体上に画像情報に基いて静電潜像を形成し、現像装置によりトナーとキャリアから成る２成分系現像剤を供給して上記静電潜像をトナー像として顕像化し、そのトナー像を転写材としての用紙に転写し、トナー像を転写された用紙を定着装置に通して定着するようになっている。
現像装置には現像装置内に収容された２成分系現像剤のトナー濃度を検知するＴセンサと呼ばれる透磁率センサが設けられている。Ｔセンサによる検知結果を基準値と比較し、その比較結果によりトナー補給部から現像装置へのトナー補給を制御するようになっている。
【０００３】
通常、２成分系現像剤のトナー濃度は画像（顕像）の濃度に影響するため、２成分系現像剤のトナー濃度を一定に保つことが望ましい。また、画像濃度は現像剤の経時による物性変化、温湿度等の環境条件や現像条件等に大きく左右される。
通常、感光体の表面電位と現像バイアス電位との差である現像ポテンシャルによって感光体上に予め定められた基準画像を形成し、この基準画像の画像濃度をＰセンサと呼ばれる反射型フォトセンサにより検知している。その検知結果に基いて上記トナー補給の制御レベル（上記基準値）を補正することで、目標とするＴセンサの出力値としてトナー濃度を決定して安定した画像を得ている。
【０００４】
図９に示すように、Ｐセンサの制御点を現像ポテンシャル４００ｖの時の出力値の比Ｖｓｐ／Ｖｓｇ（Ｖｓｐ：基準画像に対するＰセンサの出力値、Ｖｓｇ：感光体上の非画像部に対するＰセンサの出力値）が０．１となる点とすると、現像剤が劣化していなくてその帯電能力が有るときには現像ポテンシャル−ＩＤ（画像濃度）特性が特性曲線Ａのようになり、目標とする画像濃度が得られる。
しかし、現像剤の経時劣化によりその帯電能力が低下してくると、現像ポテンシャル−ＩＤ（画像濃度）特性が特性曲線Ｂのようになり、目標とする画像濃度が得られなくなる。
そこで、Ｔセンサの出力値に閾値を設けてその出力値を制御することにより、トナー濃度を所定のトナー濃度ＴＣ以下にならないように制御する方法がある。この方法は例えば次のように行なわれる。
【０００５】
各画像形成動作時にＴセンサによって現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検出し、そのトナー濃度値ＶＴとトナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆとの比較結果に応じてトナー補給量を制御する。そして、所定回数の画像形成時毎に、感光体上に基準画像を形成し、その画像濃度をＰセンサで検知し、その出力値に基いてトナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆの補正量ΔＶＴ（以下、単にΔＴという）を算出する。
この補正量ΔＴと基準画像形成時におけるＴセンサの出力値ＶＴとにより、ＶＴｒｅｆ'＝ ＶＴｒｅｆ＋Δのように制御目標値ＶＴｒｅｆ'を決定し、この制御目標値が閾値より小さい場合にはその制御目標値を新たなトナー濃度制御基準値として設定する。制御目標値が閾値よりも大きい場合には、閾値をトナー濃度制御基準値に設定して次の基準画像形成時までのトナー補給制御に用いる。
【０００６】
この制御動作を図１０のフローチャートに基いて具体的に説明する。
メインスイッチがオンされると（Ｓ１）、感光体上に基準画像が形成される（Ｓ２）。Ｐセンサが感光体上の基準画像の画像濃度を検知して検知信号Ｖｓｐを出力するとともに、感光体上の地肌部（非画像部）の濃度を検知して検知信号Ｖｓｇを出力し（Ｓ３）、Ｔセンサが現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知して検知信号ＶＴを出力する（Ｓ４）。
次に、Ｖｓｐ／Ｖｓｇが閾値（α、β）の範囲内にあるかどうかが判断され（Ｓ５）、範囲内にある場合には前回のＶＴｒｅｆを今回のＶＴｒｅｆ'として保管する（Ｓ６）。Ｖｓｐ／Ｖｓｇが閾値（α、β）の範囲内にない場合にはＶｓｐ／Ｖｓｇが閾値αより小さいかどうかが判断され（Ｓ７）、小さい場合にはトナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆ'を前回のＶＴｒｅｆよりΔＴ低くする（Ｓ８）。ΔＴ低くするということはトナー濃度を低くすることを意味する。
【０００７】
Ｓ７においてＶｓｐ／Ｖｓｇが閾値αより小さくない場合には、トナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆ'を前回のＶＴｒｅｆよりΔＴ高くする（Ｓ９）。ΔＴ高くするということはトナー濃度を高くすることを意味する。
補正されたトナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆ'が決定したら、コピー動作を行う（Ｓ１０）。次にコピー中のトナー濃度ＶＴを検出し（Ｓ１１）、ＶＴｒｅｆ'とコピー中のＶＴを比較し（Ｓ１２）、条件を満たしていた場合、ジョブ終了かどうかを判断する（Ｓ１３）。Ｓ１２において条件を満たしていない場合には、トナー補給を行なう（Ｓ１４）。
【０００８】
このような制御で経時において安定した画像を提供しているが、近年の市場状況として▲１▼装置の小型化・小スペース化、▲２▼環境対応などがあり、これらの項目に対して作像カートリッジの小型化及びトナーリサイクルが行なわれている。
特に、トナーリサイクルでは、転写後の感光体上に残ったトナーをクリーニング部で回収し、現像部へ送って再利用している。この残トナーをクリーニング部で回収するとき同時に感光体上に付着してしまう転写紙のカス（紙粉）もトナーと一緒に回収されて現像部へ送られる。
紙粉といっても色々な種類があるが、特に外国製で一般に使用される用紙に含まれる炭酸カルシュウム（以下、炭カルという）が現像剤中に混入すると問題となる。図１１は、現像剤の帯電量と炭カルの混入量との関係の変化を現像剤の攪拌時間の変化とともに示したグラフである。リサイクルトナーが現像剤に入り、ある量以上の炭カルの混入が発生すると、帯電量が低下するとともに、プラス帯電のトナーに紙粉が付着して逆極性を示す。
【０００９】
上記のトナー濃度制御において、Ｐセンサの出力値では濃度が濃い場合、トナー濃度を下げる信号が出されるが、Ｔセンサでは現像剤中の紙粉の影響で現像剤の帯電量が狙いより低くなり、Ｔセンサが誤検知を起こしてしまう。これを図１２に基いて説明する。
図１２において、Ｉは通常の帯電量の時のトナー濃度とＴセンサ出力値の関係を示す線である。現像剤中に炭カルが混入すると帯電量の低下が起こり、IIの線で示す関係に移行する。Ｔセンサの出力値（Ｖ）が同じでもＩとIIでは制御するトナー濃度が異なり、IIの方が高いトナー濃度のため、地肌汚れ、トナー飛散を発生させる。
【００１０】
そこで、本発明は、転写材が現像剤の帯電量を低下させるような種類であってもトナー濃度を一定に保つことができ、画像濃度を均一にできる画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【００１１】
【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記載の発明では、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に２成分系現像剤を供給して該静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度制御基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成した画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基いて前記トナー濃度制御基準値を補正する基準値補正手段と、操作部とを有し、前記像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し定着する画像形成装置において、前記操作部により入力された前記転写材の種類に応じて、前記トナー濃度検知手段の出力値から予め定められた定数を引くことによって前記トナー濃度検知手段の出力値を変更し、該変更された出力値と前記トナー濃度制御基準値とを比較する、という構成を採っている。
【００１２】
請求項２記載の発明では、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に２成分系現像剤を供給して該静電潜像をトナー像として顕像化する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給手段と、前記現像装置内の２成分系現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー濃度検知手段の出力値とトナー濃度制御基準値とを比較し、その比較結果に基づいて前記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、前記像担持体上に形成した画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該画像濃度検出手段の出力値に基いて前記トナー濃度制御基準値を補正する基準値補正手段と、操作部とを有し、前記像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写し定着する画像形成装置において、前記操作部により入力された前記転写材の種類に応じて、前記トナー濃度検知手段の出力値に予め定められた定数を掛けることによって前記トナー濃度検知手段の出力値を変更し、該変更された出力値と前記トナー濃度制御基準値とを比較する、という構成を採っている。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記定数をＫとしたとき、０＜Ｋ＜１の条件を満たす、という構成を採っている。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度検知手段の出力値の変更が、該出力値から定数を引くことによってなされる、という構成を採っている。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度検知手段の出力値の変更が、該出力値に定数を掛けることによってなされる、という構成を採っている。
【００１６】
請求項６記載の発明によれば、請求項４又は５記載の画像形成装置において、前記定数をＫとしたとき、０＜Ｋ＜１の条件を満たす、という構成を採っている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５に基いて説明する。
図１に示すように、画像形成装置としての複写機１は、装置本体に対して着脱自在な感光体ユニット２と、該感光体ユニット２の現像装置１２にトナーを補給するトナー補給手段３と、感光体ユニット２の像担持体としての感光体１０に画像情報に基いてレーザー光Ｌｂを照射する図示しない光書き込み手段と、図示しない給紙手段から給紙された転写材としての用紙Ｐを一旦停止させ、感光体１０上のトナー像の先端と所定位置とが一致するタイミングで用紙Ｐを転写部位へ搬送するレジストローラ対４と、感光体１０上のトナー像を用紙Ｐに転写する転写手段としての転写ローラ５と、感光体１０上の画像濃度を検出する画像濃度検出手段としてのＰセンサ６と、定着装置７を有している。
【００１８】
トナー補給手段３は、現像装置１２に連通するトナーホッパ部８と、該トナーホッパ部８にトナーを補給するトナー補給部９を有している。トナー補給部９からトナーホッパ部８に供給されたトナーは、トナーホッパ部８内の羽８ａにより押し上げられ、側面から押し出されて矢印Ｎで示すように現像装置１２内へ供給される。図示しないが、転写ローラ５の近傍には除電針が設けられている。
感光体ユニット２は、図２に示すように、感光体１０と、感光体１０の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ１１と、感光体１０上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置１２と、感光体１０に静電的に付着した用紙Ｐを分離する分離爪１３と、転写後の感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング装置１４と、転写後の感光体１０の電位を初期化する除電ランプ１５を一体に有している。感光体１０に付着した用紙Ｐの分離は、転写ローラ５部位の放電によっても可能である。
感光体１０の転写ローラ５に対向する面は開閉可能な感光体シャッター２５で覆われており、感光体ユニット２が装置本体にセットされている状態以外は感光体１０を覆っている。
現像装置１２は、２成分系現像剤を攪拌・搬送する攪拌スクリュ１６、１７と、攪拌スクリュ１７から現像剤を受け取って感光体１０にトナーを供給する現像ローラ１８と、現像ローラ１８上のトナー層の厚みを規制するドクターブレード１９と、攪拌スクリュ１６の下面に設けられたトナー濃度検知手段としてのＴセンサ２０を有している。Ｔセンサ２０はトナーとキャリアの混合比を磁気的に検知する。
【００１９】
攪拌スクリュ１６、１７は間を仕切り板で区画された現像ケーシングに収容されており、２成分系現像剤は攪拌スクリュ１６、１７の手前と奥行側で受け渡されて循環するようになっている。
トナーホッパ部８が攪拌スクリュ１６の上面に連結されて連通するようになっている。現像ローラ１８と攪拌スクリュ１７側は未使用状態ではシール部材２１によって隔離されている。
クリーニング装置１４は、感光体１０上に残留したトナーを掻き取るクリーニングブレード２２と、排出スクリュ２３を有しており、現像ケーシングへリサイクルされるようになっている。
Ｐセンサ６は、感光体１０上に形成された濃度パターンの反射率を検知する。トナー補給制御手段としての図示しないメインコントローラは、Ｔセンサ２０の出力値（トナー濃度）とＰセンサ６の出力値に基いてトナー補給制御を行う。メインコントローラは、Ｐセンサ６の出力値に基いてトナー濃度制御基準値を補正する基準値補正手段としても機能する。
図３はトナー補給手段３の斜視図である。トナー補給部９は、内面に螺旋状の突起を有するトナーボトル９ａと、該トナーボトル９ａを回転駆動するトナー補給モータ９ｂを有している。トナーボトル９ａが回転すると内部のトナーが軸方向前方へ押し出され、トナーホッパ部８との結合部へ供給される。トナーは該結合部からトナーホッパ部８へ供給され、現像装置１２との連結部８ａを介して現像装置１２へ補給される。
図４に、トナー濃度とＴセンサ２０の出力値の関係を示す。
【００２０】
次に、図５のフローチャートに基いて本実施形態における制御動作を説明する。なお、図１０で示したフローチャート（従来における制御動作）と同一部分は同一符号（ステップ番号）で示し、異なった部分のみを説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
メインスイッチがオンされると、基準画像の形成前に、上記メインコントローラは図示しない操作部（操作パネル）へ（ユーザ又はサービスマンにより）用紙Ｐの種類の情報が入力されていないかどうかをチェックする（Ｓ１５）。入力されていない場合には従来と同様の制御動作となる。
入力されている場合には、メインコントローラは定数Ｋをセットする（Ｓ１６）。その後、コピー中のトナー濃度ＶＴの検出後、検出されたトナー濃度ＶＴから擬似的にＫ分引いてトナー濃度ＶＴ'を算出し（Ｓ１７）、これとトナー濃度制御基準値ＶＴｒｅｆ'を比較する。定数Ｋは、０＜Ｋ＜１の条件を満たす数字である。
Ｔセンサ２０の出力値（ＶＴ）からＫ分引くことにより、トナー濃度ＶＴ'は低下し、トナー補給はなされないかされにくくなる。定数Ｋと用紙の種類との関係のデータテーブルを予め実験等により求め、用紙の種類に応じて最適なＫ値を設定することができる（以下の他の実施形態において同じ）。
【００２１】
図６のフローチャートに基いて第２の実施形態を説明する。
本実施形態では、コピー中のトナー濃度ＶＴの検出後、検知したトナー濃度ＶＴにＫを掛けてトナー濃度ＶＴ’を算出し（Ｓ１７）、これとＶＴｒｅｆ’を比較する。
本実施形態においてもＴセンサ２０の出力値（ＶＴ）にＫを掛けることにより、トナー濃度ＶＴ’は低下し、トナー補給はなされないかされにくくなる。
実験の結果、Ｋが０．７〜０．９の範囲で大きな効果が得られた。
図７のフローチャートに基いて参考例を説明する。Ｓ９でＶＴｒｅｆ’＝ＶＴｒｅｆ＋ΔＴが行なわれた後に、ＶＴｒｅｆ’が上限値かどうかをチェックする（Ｓ１５）。上限を超えている場合、カウンタＺのカウンタ数を１つ上げる（Ｓ１６）。このカウンタＺの値（Ｚ＋１）が６よりも大きいかどうかをチェックし（Ｓ１７）、大きくない場合にはＳ１０へ進んで通常のフローとなる。
大きい場合にはコピー動作を行い（Ｓ１８）、コピー中のトナー濃度ＶＴの検出を行う（Ｓ１９）。次に検出されたトナー濃度ＶＴからＫ分引いてトナー濃度ＶＴ’を算出し（Ｓ２０）、Ｓ１２ではこれとＶＴｒｅｆ’を比較する。これでＳ１２の判断ではＶＴｒｅｆ’に比べてＶＴ'が低い値となるので、実際トナー濃度は低くなっていく。上記カウンタ数の比較数６は一例である。
図８のフローチャートに基いて他の参考例を説明する。本参考例では、上記参考例に比べて、Ｓ２０におけるＶＴ’がＫを掛けることによって算出される点が異なっている。実験の結果、０．７≦Ｋ≦０．９５の条件で大きな効果が得られた。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、紙粉や炭カルの多い転写材を用いた場合でも、トナー濃度検知手段の誤検知を抑制できるので、画像濃度の不均一や地肌汚れ、装置内へのトナー飛散等の問題を防止でき、良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態における画像形成装置としての複写機の概要正面図である。
【図２】  感光体ユニットの概要正面図である。
【図３】  トナー補給手段の斜視図である。
【図４】  トナー濃度とＴセンサの出力値の関係を示すグラフである。
【図５】  トナー補給の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】  第２の実施形態におけるトナー補給の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】  参考例におけるトナー補給の制御動作を示すフローチャートである。
【図８】  他の参考例におけるトナー補給の制御動作を示すフローチャートである。
【図９】  現像ポテンシャルとＩＤの関係を示すグラフである。
【図１０】  従来におけるトナー補給の制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】  現像剤の帯電量と炭カルの混入量との関係を示すグラフである。
【図１２】  トナー濃度とＴセンサの出力値の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３  トナー補給手段
６  画像濃度検出手段としてのＰセンサ
１０  像担持体としての感光体
１２  現像装置
２０  トナー濃度検知手段としてのＴセンサ
【図１】
0004050084.tif 000002
【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】
0004050084.tif 000008
【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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