JP2000298416A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナー濃度センサに不具合が生じても、作動を
停止させることのない画像形成装置を提供する。 【解決手段】 現像器４６は、マグネットローラ１４、
現像スリーブ１６、搬送スクリュー１７、トナーホッパ
ー１８等を備え、収容部１９の内部に現像剤を有してい
る。更に、搬送スクリュー１７の近傍にトナー濃度検出
器６が設けられている。トナー濃度検出器６が故障した
場合、トナー濃度検出器６が検出した値は用いられなく
なり、トナー濃度検出器６に代えて、まずその時点で現
像バイアスを固定し、画像濃度検出器８が検出する画像
濃度の検出値が所定の値となるように、トナーを補給す
る。すなわち、画像濃度検出器８が検出する画像濃度が
薄くなると、適宜トナーを収容部１９に供給し、現像剤
のトナー濃度を大きくし、これにより画像濃度を増大さ
せ、画像濃度が所定値になったら、トナーの補給を停止
して画像を一定に保つこととする。これにより、トナー
濃度検出器６が故障した場合においても、ただちに画像
形成装置の作動を停止させることなく、継続させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特にトナー濃度センサの故障時においても、画像形
成装置自体の作動を停止させず、画像形成を継続できる
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体表面に形成したトナー画像の濃度
をパッチ濃度センサで計測して画像の濃度調整を行な
う、濃度補正方法が行われていた。これで画像濃度が濃
いと判断されると、現像スリーブの回転数を低下させ、
逆に濃度が薄いと判断されると現像スリーブの回転数を
上昇させていた。ところが、このように現像スリーブの
回転数を変更するようにすると、現像スリーブの駆動モ
ータを回転数が変更できる可変駆動モータにする必要が
あり、設備がかかるという問題があった。

【０００３】そこで、現像スリーブの回転数の変更に変
えて、現像バイアスを変更することが行われていた。こ
のように画像濃度の変動に対して現像バイアスで対処す
ると、現像スリーブの可変駆動モータが不要となり、ま
た現像スリーブの回転数の増加によるトナーの飛散等を
防止することができる。

【０００４】また、トナー濃度センサを現像部に設け、
トナーとキャリアを混合した現像剤の透磁率を検出し
て、現像材のトナー濃度を測定し、透磁率が低下する
と、トナーの割合がキャリアに対して減少したと判断し
て、トナーを現像剤の収容ボックス内に補給して、現像
剤のトナー濃度を所定値に保持していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、万一ト
ナーの供給が過剰になり、トナーの比率が高くなりすぎ
るとトナーがあふれて装置内部を汚したり、更にトナー
の増加によりキャリアとの摩擦による帯電が減少して保
持力が低下するので、感光ドラムへの大量のトナーの飛
散が発生してしまう。

【０００６】そこでトナー濃度センサが故障してトナー
の濃度が維持できなくなった場合、トナーの過剰供給の
発生を防止するため、修理が完了するまで画像形成装置
自体の作動を直ちに停止させていた。したがってこのよ
うに装置自体の作動が停止してしまうと、修理が完了す
るまで、装置を全く使用できなくなり、通常の業務に支
障をきたしてしまうことが発生していた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決し、トナー濃度センサが故障した場合でも装置の使
用が確保できるようにするため、トナー濃度センサが故
障したとき、現像バイアスを一定にし、パッチ濃度セン
サの出力を用いてトナーの制御を行なうこととした。す
なわち、パッチ濃度センサが検出するトナー画像濃度が
薄いと判断されたときは、現像剤のトナー濃度が減少し
たと判断し、現像剤にトナーの補給を行ない、トナー濃
度を上昇させて一定の値に保持することとし、トナー濃
度センサが故障している場合でも、画像形成動作を一時
的に継続させ、画像形成装置の使用不可能な状態を防止
することとした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明にかかる画像形成装置の実
施形態について説明する。

【０００９】ディジタル複写機２は、図１に示すように
原稿を読み取るスキャナ部２０と、画像を編集、処理す
る制御部２２と、用紙に画像を印刷する画像形成部２４
と、画像形成部２４に用紙を供給する給紙部２６と、画
像を転写紙に定着させる定着部２８と、原稿を排出する
ソータ部３０等から構成されている。

【００１０】スキャナ部２０は、上面にガラス板を有
し、ガラス板に原稿を載せて作動スイッチを入れると、
読取ランプ等が移動して原稿を読み取る。原稿はディジ
タル信号として読み取られ、読み取られた画像信号は制
御部２２に送られる。複写の場合は、制御部２２から画
像形成部２４に画像信号が送られ、給紙部２６からの転
写紙に画像を転写し、定着部２８で定着して印刷が行わ
れる。

【００１１】画像形成部２４を、図２に示す。図２に示
すように画像形成部２４は、帯電器４１と、感光ドラム
４２と、露光部４４と、現像器４６と、転写帯電器４３
と、分離帯電器４５と、クリーニングユニット４８等か
ら構成され、送られた画像信号から画像を形成し、給紙
部２６からの転写紙上にトナー画像を形成する。

【００１２】感光ドラム４２は、例えば直径８０ｍｍの
アルミニウム等からなる円筒状の基材表面に感光層を塗
布したものであり、感光ドラム４２を駆動させる駆動モ
ータと、感光ドラム４２の回転位相を検出するエンコー
ダ等（いずれも図示せず）を備えている。感光層は、膜
厚１５〜３０μｍ、誘電率２．０〜５．０であり、基材
は接地してある。感光ドラム４２は、例えば２８０mm／
secの速度で回転し、その回転がエンコーダにより計測
される。回転しながら帯電器４１により一様な帯電を受
けた後、露光部４４による露光を受けて、表面に静電潜
像を形成する。

【００１３】帯電器４１は、例えばスコロトン帯電器で
あり、潜像形成プロセスに先立ち、感光ドラム４２を所
定電圧、例えば−８００ｖに均一に帯電させる。

【００１４】露光部４４は、内部にレーザと、ポリゴン
ミラーと、ｆ−θレンズ等の光学系（いずれも図示せ
ず）等を備え、レーザから出射されたレーザビームが、
ポリゴンミラーで反射し、ｆ−θレンズ等の光学系（い
ずれも図示せず）を介して感光ドラム４２表面に照射さ
れる。ポリゴンミラーは一定回転で回転しており、その
回転により、レーザビームの主走査がなされ、感光ドラ
ム４２の回転により副走査がなされる。形成された静電
潜像は、現像器４６のトナーによって顕像化される。

【００１５】現像器４６は、図３に示すように、マグネ
ットローラ１４、現像スリーブ１６、搬送スクリュー１
７、トナーホッパー１８等を備え、収容部１９の内部に
現像剤を有している。現像剤は、平均粒径８．５μｍの
ポリエステル系材料のトナーと、平均粒径６０μｍのフ
ェライト系コーティングキャリアとからなり、トナー濃
度を４〜６％に制御してある。更に、搬送スクリュー１
７の近傍にトナー濃度検出器６が設けられている。

【００１６】トナー濃度検出器６は、収容部１９に収容
してある現像剤のトナー濃度を、透磁率によりトナーと
キャリアの比率を計測する検出器である。例えば現像剤
のトナーの比率が低下すると、透磁率の高いキャリアの
比率が相対的に増加するので、現像剤の磁界の透過率が
上昇することから現像剤のトナー濃度を検出する。そし
てトナー濃度が低下したときは、トナー供給用のモータ
（図示せず）を作動させて、トナーホッパー１８からト
ナーを収容部１９内に供給して、現像剤のトナー濃度を
一定値に保持する。

【００１７】また、現像スリーブ１６には所定のバイア
ス電圧（約−６００Ｖ）が印加されており、感光ドラム
４２の帯電電圧との間で電圧差を所定値に保持し、また
マグネットローラ１４により磁気ブラシを形成する。感
光ドラム４２の露光部分はトナーとの間で所定の帯電電
圧の差を有し、これによりトナーが露光部分に付着す
る。ここで現像バイアスを変更すると、感光ドラム４２
の露光部分の電位との差が変更することから、画像濃度
が適宜変更される。付着したトナーは、転写帯電器４３
により感光ドラム４２から転写紙上に転写され、分離帯
電器４５によりトナーが転写された転写紙が感光ドラム
４２から分離され、定着器２８で定着される。

【００１８】転写帯電器４３は、感光ドラム４２に対向
して設置してあり、トナー像を静電的に担持した感光ド
ラム４２に重ねられた転写紙の裏側から電荷を放電し
て、転写紙にトナーを転写する。転写帯電器４３は、ス
コトロン放電器が望ましいが、コロトロン帯電器、帯電
ローラ等でもよい。

【００１９】分離帯電器４５は、スコトロン放電器、あ
るいはコロトロン帯電器、帯電ローラ等からなり、感光
ドラム４２に吸着した転写紙を除電し、転写紙を感光ド
ラム４２から分離する。

【００２０】給紙部２６は、制御部２２からの指示に従
い所定のサイズを画像形成部２４に供給するよう、各種
サイズの用紙を収容している。

【００２１】転写紙に転写されずに感光ドラム４２の表
面に残ったトナーは、クリーニングユニット４８により
回収される。クリーニングユニット４８を図４に示す。
クリーニングユニット４８は、感光ドラム４２に接触す
るブレードを備え、感光ドラム４２の表面に付着したト
ナーや粉塵等を掻き落として、トナーボックス内に収容
する。

【００２２】更に、クリーニングユニット４８内には画
像濃度検出計８が設置してある。画像濃度検出計８は、
ブレードの上流側に設置され、感光ドラム４２の表面に
一定の露光量で露光して現像した部分（以下パッチと呼
ぶ。）の濃度を測定し、感光ドラム４２へのトナーの付
着状況等を検出する。制御部２２は、測定されたトナー
の付着状況から、現像バイアスもしくは感光ドラム４２
の帯電電圧を調整して、所定の濃度を保持する。

【００２３】定着器２８はトナーを転写紙上に固定する
装置で、トナー像が付着した転写紙に所定の圧力と熱を
加える。ソータ部３０は、印刷された転写紙を所定の状
態にして排出する排出機構である。尚、フィニッシング
部を設け、ステップル機構や、中折り機構、ソート、グ
ループ分け等の動作を行なうようにしてもよい。スイッ
チ部３２は、ディジタル複写機２の上面に設置してあ
り、印刷画像の拡大、縮小、印刷用紙の指定、印刷枚数
の指定等の入力することができる。

【００２４】１の画像の形成が終了すると、前露光ラン
プにより感光ドラム４２の電気的履歴が消去され、次の
プリントサイクルに入る。

【００２５】次に、画像形成装置２の動作について説明
する。

【００２６】コピー開始のスイッチが入力されると、画
像の読取り、転写紙の送出、感光ドラム４２への潜像の
形成、現像、トナー画像の転写紙への転写等の予め定め
られた作業を順次実行する。転写紙への画像形成が行わ
れると、現像剤のトナーが消費される。そして、トナー
の比率が減少してトナー濃度検出器６が検出した現像剤
の透磁率が所定値を越えるとトナー補給の必要が生じた
と判断され、トナー補給用の駆動モータが作動して、収
容部１９内にトナーが供給される。

【００２７】また、画像濃度検出器８は、所定のレーザ
光で露光された部分の現像画像の画像濃度を検出し、検
出した画像濃度に応じて現像バイアス等を調整する。

【００２８】そして、作動中にトナー濃度検出器６が故
障した場合、画像濃度検出器８の検出値を用いてトナー
の補給を行なう。トナー濃度検出器６が故障したこと
は、トナー濃度の検出結果が予め定めた閾値から外れた
場合、あるいは急激に検出値が変動した場合、検出結果
が得られない場合等の状況が発生したときに判断する。

【００２９】トナー濃度検出器６が故障したことによっ
て現像剤のトナー混合比率が直接検出できなくなり、ト
ナー濃度検出器６が検出した値は用いられなくなる。こ
のトナー濃度検出器６に代えて、まずその時点で現像バ
イアスを固定し、画像濃度検出器８が検出する画像濃度
の検出値が所定の値となるように、トナーを補給する。
すなわち、画像濃度検出器８が検出する画像濃度が薄く
なると、適宜トナーを収容部１９に供給し、現像剤のト
ナー濃度を大きくし、これにより画像濃度を増大させ、
画像濃度が所定値になったら、トナーの補給を停止して
画像を一定に保つこととする。

【００３０】次に、上記作動を図５に示すフローチャー
トを用いて具体的に説明する。

【００３１】まず、画像形成装置のスイッチが入れら
れ、通常に作動して転写紙への画像転写等の作動が行な
われる。そして随時、あるいは所定の時間間隔でトナー
濃度検出器６から検出結果（Ｆ−１）を読取り、その検
出値が異常値か否かを判別する（Ｆ−２）。検出値が異
常でなければ、その検出値が示すトナー濃度が低いか否
かを判別する（Ｆ−３）。トナー濃度が低いと判別され
たときはトナー補給用の駆動モータを作動させ、トナー
を補給し（Ｆ−４）、画像濃度検出計８により感光ドラ
ム４２に形成したパッチの画像濃度を検出する（Ｆ−
５）。一方、トナー濃度が低くなければ、トナーを補給
することなく画像濃度検出計８による画像濃度検出を行
なう（Ｆ−５）。

【００３２】次に、画像濃度検出計８の検出値が異常か
否かを判別し（Ｆ−６）、検出値が異常値を示している
ときは画像濃度検出計８が故障したと判断し、画像濃度
検出計８の異常を表示する（Ｆ−１０）。一方、画像濃
度検出計８が故障でないと判断されたとき、画像濃度検
出計８が検出した画像濃度が低いか否かを判別する（Ｆ
−７）。低いと判断されたときは現像バイアス等を上昇
させる（Ｆ−８）など調整を行なう。また低くなけれ
ば、所定値を越えているか判別し（Ｆ−１８）、高けれ
ば現像バイアスを低下させる（Ｆ−９）。更に、高くな
ければそのままの状態でリターンする。

【００３３】一方（Ｆ−２）において、トナー濃度検出
器６が故障したと判断したときは、トナー濃度検出器６
が故障した旨の表示を行なう（Ｆ−１１）。次に、画像
濃度検出計８で画像濃度を読み込み（Ｆ−１２）、検出
された画像濃度の値から検出し、画像濃度の検出値が異
常か否かを判別し（Ｆ−１３）、検出値が異常値を示し
ているときは画像濃度検出計８が故障したと判断し、装
置自体の作動を停止させる（Ｆ−１４）。

【００３４】一方、画像濃度検出計８が故障していない
ことが判断されたなら、現像バイアスをトナー濃度検出
計６の故障時の値に固定する（Ｆ−１５）。そして、画
像濃度が低いか否かを判別し（Ｆ−１６）、低くなけれ
ばリターンに行き、低いと判断されたならトナー補給用
の駆動モータを適宜作動させ（Ｆ−１７）、トナー濃度
を画像濃度が所定濃度になるように増加させる。

【００３５】これにより、トナー濃度検出計６が故障し
た場合であっても、画像濃度検出計８が検出する検出値
を用いてトナー濃度を調整し、画像形成装置２の全体動
作を停止させず継続させることができる。尚、トナー濃
度検出計６が故障している旨の表示がなされているの
で、上記状態は修理が行なわれるまでの一時的なもので
ある。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、トナー濃度検出計が故
障し、現像剤のトナー比率を計測できない状態であって
も、画像濃度検出計による画像濃度の出力によりトナー
濃度を調整することとしたので、トナー濃度検出計が故
障した場合であっても装置自体の作動を直ちに停止させ
る必要がなく、修理までの期間、画像形成装置を一時的
に使用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像形成装置の構成を示す図で
ある。

【図２】画像形成部を示す図である。

【図３】現像器を示す図である。

【図４】クリーニングユニットを示す図である。

【図５】作動を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２ 画像形成装置 ６ トナー濃度検出器 ８ 濃度検出器 １４ マグネットローラ １６ 現像スリーブ １８ トナーホッパー １９ 収容部 ２０ 読み取り部 ２２ 制御部 ２４ 画像形成部 ２６ 定着部 ３０ 排出部 ４１ 帯電器 ４２ 感光ドラム ４３ 帯電器 ４４ 露光器 ４５ 剥離帯電器 ４６ 現像器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA04 DA10 DD07 EA05 EA06 EC06 EC10 EC20 ED09 ED10 EE07 EF09 EK15 2H073 AA02 BA01 BA22 BA25 CA03 2H077 AD35 DA02 DA10 DA42 DA47 DA52 DA62 DB01 DB08 DB14 EA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤としてトナーとキャリアを所定の
   比率に混合し、潜像を形成した感光体に前記トナーを付
   着させて現像し、トナーを転写紙上に付着して画像を形
   成する画像形成装置において、 現像剤のトナーとキャリアの混合比率を計測するトナー
   濃度センサによる計測値に応じてトナーを補給して現像
   剤を所定濃度に維持し、 前記感光体表面に所定の条件で形成した画像の画像濃度
   を読取手段で読取り、読取られた画像濃度から画像調整
   手段が画像形成濃度を調整し、 前記トナー濃度センサが故障したとき、前記読取手段が
   読取った画像濃度の値を用いて前記トナーの補給制御を
   行なうことを特徴とした画像形成装置の制御方法。
2. 【請求項２】 トナーとキャリアとを所定濃度に保持
   し、感光体に形成された潜像にトナーを供給する現像部
   と、 前記現像部内に収容された現像剤のトナー濃度を検出す
   るトナー濃度検出手段と、 前記トナー濃度検出手段の検出したトナー濃度に応じて
   前記現像部にトナーを補給する補給手段と、 前記感光体の表面に所定の条件で形成した画像の画像濃
   度を検出する画像濃度検出手段と、 前記濃度検出手段が検出した画像濃度に基づいて前記現
   像器の現像バイアスを調整するバイアス調整手段とを備
   えた画像形成装置において、 前記トナー濃度検出手段の出力値が所定範囲を越え該ト
   ナー濃度検出手段に異常が発生したと判断されたとき、
   前記現像バイアスの値を前記トナー濃度検出手段の異常
   検出時の値に設定し、かつ前記画像濃度検出手段が検出
   した値に基づいて前記補給手段を制御してトナーを補給
   することを特徴とした画像形成装置。