(57)【要約】【課題】長時間、画像形成動作が停止した後の状態を含めて、常時誤検知することなく適正な量のトナーを現像器に補給すること。【解決手段】現像装置２３の動作停止前におけるＴＣＲセンサＳＮ１により検出した検出値Ｖ０と、現像装置２３の動作再開後におけるＴＣＲセンサＳＮ１により検出した検出値Ｖ１との差に基づき、ＴＣＲセンサＳＮ１によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御するか、印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御するか、を決定する。【選択図】図３
2009053313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーを含む二成分現像剤を収容する現像手段と、
当該現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
原稿画像の印字率を検出する印字率検出手段と、
前記トナー補給手段を動作させて前記現像手段内のトナー濃度を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、
前記現像手段の動作停止前に前記トナー濃度検出手段により検出した検出値Ｖ０と、前記現像手段の動作再開後に前記トナー濃度検出手段により検出した検出値Ｖ１と、の差に基づき、前記トナー濃度検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御するか、前記印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御するか、を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記差が所定値Ｖａより大きい場合、前記制御手段は、前記印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度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】
前記差が所定値Ｖａ以下である場合、前記制御手段は、前記トナー濃度検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段が前記印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御している最中に、前記現像手段内のトナー濃度を前記トナー濃度検出手段により検出し、
この時の検出値Ｖ２と前記検出値Ｖ０との差が所定値Ｖｂ以下になった際に、前記トナー濃度検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御するように変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記所定値Ｖａより前記所定値Ｖｂの方が小さい値であることを特徴とする請求項４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、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、ＦＡＸ等）に関し、特に、現像手段内のトナー濃度を制御する制御手段を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、ＦＡＸ等）では、現像手段である現像器においてトナーが消費されるため、トナー補給手段により現像器にトナーを補給している。キャリアとトナーからなる二成分現像剤を用いた現像器では、現像器内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）を利用し、現像器内のトナー濃度を目標値に保っている。
【０００３】
トナー濃度の検出には、現像剤の単位体積当たりに含まれるキャリア（鉄）とトナー（樹脂）との比率を透磁率センサ（以下、「ＴＣＲセンサ」という。）によって検出する方法がある。
【０００４】
しかしながら、画像形成装置で長時間、画像形成動作が行われない場合、現像器内で現像剤の攪拌動作が行われないため、十分に攪拌された状態の現像剤に比べ嵩密度が高くなり、ＴＣＲセンサの出力特性（トナー濃度と検出値との関係）が変化してしまう場合がある。この場合、実際のトナー濃度が同じであっても、十分に攪拌後の現像剤と比べてトナー濃度が低く検出されてしまう。従って、長時間、画像形成動作が行われない後でＴＣＲセンサによる検出値に基づき現像器へトナーを補給してしまうと、トナーが過剰に補給されてしまう可能性がある。
【０００５】
このような問題を防止するため、現像運転の休止時間を測定し、休止時間が所定時間以内であればＴＣＲセンサによる検出値に基づきトナー補給量を制御し、休止時間が所定時間以上であれば画像の画素数をカウントするトナー消費量検出手段による検出値に基づきトナー補給量を制御する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像運転の休止時間が所定時間内であっても、画像形成装置内の環境によっては現像剤の嵩密度が高い場合があり、このような状態でＴＣＲセンサによる検出値に基づきトナー補給量を制御してしまうと、トナーが過剰に補充されてしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、長時間、画像形成動作が停止した後の状態を含めて、常時誤検知することなく適正な量のトナーを現像器に補給することが出来る画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
キャリアとトナーを含む二成分現像剤を収容する現像手段と、
当該現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
原稿画像の印字率を検出する印字率検出手段と、
前記トナー補給手段を動作させて前記現像手段内のトナー濃度を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、
前記現像手段の動作停止前に前記トナー濃度検出手段により検出した検出値Ｖ０と、前記現像手段の動作再開後に前記トナー濃度検出手段により検出した検出値Ｖ１と、の差に基づき、前記トナー濃度検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御するか、前記印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度を制御するか、を決定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による画像形成装置によれば、長時間、画像形成動作が停止した後の状態を含めて、常時誤検知することなく適切な量のトナーを現像器に補給することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態の画像形成装置について説明する。
【００１１】
図１は画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【００１２】
図１において、画像形成装置は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦおよび画像形成装置本体Ａからなっている。
【００１３】
両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、画像形成装置本体Ａの上部にあり開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。
【００１４】
画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、制御手段である制御部２、画像書き込み装置３、画像形成手段４、カセット給紙手段５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段９等で構成されている。
【００１５】
制御部２は、トナー補給制御、画像形成プロセス制御、定着温度制御、転写材搬送制御等を行う。
【００１６】
画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。
【００１７】
画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。画像書き込み装置３に含まれる図示しない半導体レーザからの出力光が、像担持体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。
【００１８】
画像形成手段４においては、像担持体である感光体ドラム２１面上に、帯電器２２により電荷（本実施の形態ではトナーと同極性の負極性）が付加され、画像書き込み装置３からのレーザ光照射により静電潜像が形成され、現像手段である現像装置２３により静電潜像が顕像化されてトナー像となる。前記現像装置２３にはトナー補給手段であるトナー補給装置２４から必要に応じてトナーが供給される。トナー補給装置２４には回転式の円筒型トナーボトル２４Ａが装着され、不図示の駆動手段によってボトルが回転し、ボトルの開口部より、トナーが現像装置２３へのトナー搬送スクリュー２３Ａへ導入される。導入されたトナーは現像装置２３に搬送され、攪拌スクリュー２３Ｂで均一な濃度になるよう攪拌される。
【００１９】
前記トナー像は、カセット給紙手段５から搬送された転写材である用紙Ｐとレジストローラ４９で同期が取られ、転写器２９Ａにより用紙Ｐ上に転写され、分離器２９Ｂにより用紙Ｐが剥離され、クリーニング装置２６により転写後の残留トナーが除去される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着装置７により定着され、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２０】
なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段９に送り込まれ、反転して、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ８１に排出される。
【００２１】
次に、現像装置２３内のトナー濃度を制御する動作について説明する。
【００２２】
現像装置２３内には、現像剤の透磁率により現像装置２３内のトナー濃度を検知するＴＣＲセンサＳＮ１（トナー濃度検出手段）が設置されている。ＴＣＲセンサＳＮ１は、現像剤の単位体積当たりに含まれるキャリアとトナーとの比率を検出している。
【００２３】
また、画像情報として感光体ドラム上に走査されるドット数によって原稿画像の印字率を検出する印字率検出手段が制御部２内部に設置されている。原稿画像の印字率により現像装置２３内のトナー消費量を検出している。
【００２４】
図１に示す画像形成装置のトナー補給制御方法としては、ＴＣＲセンサＳＮ１の検出値に基づくトナー補給制御方法と印字率検出手段の検出値に基づくトナー補給制御方法の２つがあるが、通常の動作においてはＴＣＲセンサＳＮ１の検出値に基づくトナー補給制御方法が採用されている。
【００２５】
ＴＣＲセンサＳＮ１で検出された値が所定値以下である場合又は印字率検出手段で検出された印字率の値が所定値以上である場合、現像装置２３内のトナーが消費されてトナー濃度が低下したものとみなし、制御部２がトナー補給装置２４を動作させて現像装置２３へトナーを補給する。このようにＴＣＲセンサＳＮ１の検出値や印字率検出手段の検出値を利用することにより、現像装置２３内のトナー濃度を目標値に保つことが出来る。
【００２６】
ＴＣＲセンサＳＮ１の検出値に基づくトナー補給制御方法は、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌されている状態であれば正確に行うことが出来るが、画像形成装置で長時間、画像形成動作が行われない場合、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌されていないため、ＴＣＲセンサの出力特性（トナー濃度と検出値との関係）が変化してしまう場合がある。この点を考慮し、長時間停止していた現像装置２３が稼働し始めた場合のトナー濃度の推移を実験により観察した。
【００２７】
図２は長時間停止していた現像装置２３が稼働し始めた場合のトナー濃度の推移を示した図であり、当該実験では現像装置２３において一定のトナー量が消費されるようにした。
【００２８】
図２において、ＡはＴＣＲセンサＳＮ１による検知値に基づいて制御したトナー濃度の推移を示し、Ｂは印字率検出手段による検知値に基づいて制御したトナー濃度の推移を示す。また、図２おいて、Ｃは現像装置２３が稼働し始めた時は印字率検出手段による検出値に基づき制御し、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌された後はＴＣＲセンサＳＮ１による検出値に基づき制御したトナー濃度の推移を示す。
【００２９】
ＴＣＲセンサＳＮ１による検出値に基づいてトナー濃度を制御する場合、図２におけるＡで示すように、現像装置２３が稼働し始めた直後（駆動時間０）では、嵩密度が高く検知され、トナー補給装置２４から大量のトナーが現像装置２３に補給されてしまい、現像装置２３内のトナー濃度が高くなる。その後、領域Ｘにおいて現像剤が消費されるとともに十分に攪拌され、検知されるトナー濃度のバラツキが緩和されて領域Ｙ付近でトナー濃度のバラツキが解消する。従って領域Ｙ付近ではＴＣＲセンサＳＮ１により現像装置２３内のトナー濃度が正確に検知出来る。
【００３０】
印字率検出手段による検知値に基づいてトナー濃度を制御する場合、図２におけるＢで示すように、現像装置２３が稼働し始めた直後でもＴＣＲセンサＳＮ１に基づき制御した場合ほど高濃度にならない。
【００３１】
従って、現像装置２３が稼働し始めた時は印字率検出手段による検出値に基づいてトナー濃度を制御し、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌された後はＴＣＲセンサＳＮ１による検出値に基づいてトナー濃度を制御すれば、図２におけるＣで示すように、現像装置２３が稼働し始めた直後から安定してトナー濃度を制御することが可能である。
【００３２】
図２で示した実験結果をもとに、画像形成装置におけるトナー補給制御方法の決定は、現像装置２３の動作停止前におけるＴＣＲセンサＳＮ１により検出した検出値Ｖ０と、現像装置２３の動作再開後におけるＴＣＲセンサＳＮ１により検出した検出値Ｖ１との差に基づき決定する。この点を図３に基づいて説明する。
【００３３】
図３は、画像形成装置におけるトナー補給制御方法の決定動作を示すフローチャート図である。
【００３４】
まず、現像装置２３の動作が停止される前にＴＣＲセンサＳＮ１の検出値Ｖ０を読み込み（ステップＳ１）、現像装置２３の動作が再開され後にＴＣＲセンサＳＮ１の検出値Ｖ１を読み込む（ステップＳ２）。検出値Ｖ０と検出値Ｖ１を読み込むのは、現像装置２３の動作停止時と動作再開時において検出した値にどれぐらいの差があるのか判断するためである。
【００３５】
次に、検出値Ｖ１と検出値Ｖ０との差（絶対値）を算出し、当該差を所定値Ｖａと比較する（ステップＳ３）。当該差が所定値Ｖａ以下である場合は（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、現像装置２３の動作停止前と動作再開後で大きな変化がなく、現像装置２３の動作再開直後からＴＣＲセンサＳＮ１により検出された検出値に基づいて制御しても問題ないと判断できるため、ＴＣＲセンサＳＮ１によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御する（ステップＳ４）。そして、ＪＯＢが完了するまでＴＣＲセンサＳＮ１によって検出された検出値に基づいてトナー濃度を制御し、現像装置２３の動作を停止する際に、検出値Ｖ０を更新する（ステップＳ６）。
【００３６】
一方、検出値Ｖ１と検出値Ｖ０との差が所定値Ｖａより大きい場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＴＣＲセンサＳＮ１の検出値に基づいてトナー濃度を制御してしまうとトナーが過剰に補給されてしまう可能性があるため、印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御する（ステップＳ７）。このようにＴＣＲセンサＳＮ１ではなく印字率検出手段によって検出された検出値に基づいてトナー濃度を制御すれば、トナーが過剰に補給されることはなく、適正な量のトナーを補給することが可能となる。
【００３７】
そして、印字率検出手段によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御している最中でも、ＴＣＲセンサＳＮ１により現像装置２３内のトナー濃度を検出し、その時の検出値Ｖ２と検出値Ｖ０との差（絶対値）を算出し、当該差と所定値Ｖｂと比較する（ステップＳ８）。ステップＳ８のような比較動作を行う理由は、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌されている状態ではＴＣＲセンサＳＮ１に基づく制御の方が印字率検出手段に基づき制御より正確に行えるため、現像装置２３内の現像剤の攪拌状態に基づき、ＴＣＲセンサＳＮ１に基づく制御に切り替えるためである。ステップＳ８における所定値Ｖｂは現像装置２３内のトナーが攪拌されていることを考慮し、ステップＳ３における所定値よりも小さい値としている。
【００３８】
検出値Ｖ２と検出値Ｖ０との差が所定値Ｖｂ以下となった場合（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、現像装置２３内の現像剤が十分に攪拌され、ＴＣＲセンサＳＮ１に基づき制御を行っても問題ないと判断し、ＴＣＲセンサＳＮ１によって検出された検出値に基づいて現像装置２３内のトナー濃度を制御するように変更する（ステップ４）。このように変更すれば、ＴＣＲセンサＳＮ１に基づきより正確なトナー濃度の制御を行うことが出来る。
【００３９】
一方、検出値Ｖ２と検出値Ｖ０との差が所定値Ｖｂよりも大きい場合は（ステップＳ８；Ｎｏ）、引き続き印字率検出手段によって検出された検出値に基づきトナー濃度を制御する。
【００４０】
以上図３を用いて説明したように、現像装置２３の動作が長時間停止した場合、現像装置２３の動作再開後における現像剤の状態を検出した上でトナー補給制御方法を決定することにより、長時間、動作が停止した後の状態を含めて、常時誤検知することなく適切な量のトナーを現像装置２３に補給することが出来る。
【００４１】
なお、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】長時間停止していた現像装置が稼働し始めた場合のトナー濃度の推移を示した図である。
【図３】画像形成装置におけるトナー補給制御方法の決定動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  画像読み取り装置
２  制御部
３  画像書き込み装置
２１  感光体ドラム
２３  現像装置
２４  トナー補給装置
２６  クリーニング装置
４  画像形成手段
ＳＮ１  ＴＣＲセンサ
【図１】
2009053313.tif 000003
【図２】
2009053313.tif 000004
【図３】
2009053313.tif 000005