JP2002169346A

JP2002169346A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002169346A
Application number: JP2000367269A
Authority: JP
Inventors: Takao Ogata; 隆雄尾形; Shigeo Kimura; 木村　　茂雄; Tsuneji Masuda; 恒司桝田; Kazuhiro Hasegawa; 和弘長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】長期使用により特性の変化する二成分現像剤
を用いた場合でも、トナー濃度を常に初期設定値の許容
範囲内に確実に収めることができ、常時濃度の安定した
高画質の画像を得ることである。【解決手段】画像形成装置はパッチ検方式の現像剤濃
度制御装置を備え、所定タイミングで動作して現像器４
４へのトナー補給を行い、二成分現像剤４３のトナー濃
度を制御している。現像剤４３は画像比率が大の画像を
長期に形成した場合、トナーのトリボ低下が大きい特性
を有し、パッチ検による制御ではトナー濃度が使用下限
値を下回ってしまう。このトリボの低下は画像比率（ビ
デオカウント数）の累積値に大きく依存する。そこで、
初期設定後の現像剤で現像される画像のビデオカウント
累積値と画像形成枚数をＣＰＵ６７に記憶し、カウント
累積値が所定値に達した時点で、パッチ検の参照画像信
号発生回路７２の濃度設定値を変更するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
された静電潜像に現像剤を付着させて可視化する電子写
真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像
形成装置に関し、特に二成分現像剤のトナー濃度を適正
に制御し、長期にわたって安定した現像剤濃度制御を行
う装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられてい
る。特に電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー
画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味な
どの観点から、ほとんどの現像装置が二成分現像剤を使
用している。

【０００３】周知のように、この二成分現像剤のトナー
濃度（すなわち、キャリア粒子およびトナー粒子の合計
重量に対するトナー粒子重量の割合）は、画像品質を安
定化させる上で極めて重要な要素になっている。現像剤
のトナー粒子は現像時に消費され、トナー濃度は変化す
る。このため現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して
適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応
じてトナー補給を行い、トナー濃度を常に一定に制御
し、画像の品位を保持する必要がある。

【０００４】従来の現像剤濃度制御装置を備えた画像形
成装置、本例では電子写真方式のディジタル複写機の全
体構成を図５に示す。まず、原稿３１の画像がＣＣＤ１
により読み取られ、得られたアナログ画像信号は増幅器
２で所定のレベルまで増加され、アナログ−ディジタル
変換器（Ａ／Ｄ変換器）３によりたとえば８ビット（０
〜２５５階調）のディジタル画像信号に変換される。つ
ぎにこのディジタル画像信号はγ変換器（本例では２５
６バイトのＲＡＭで構成され、ルックアップテーブル方
式で濃度変換を行う変換器）５に供給されてγ補正され
た後、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）９
に入力される。ここでディジタル画像信号は再びアナロ
グ画像信号に変換されてコンパレータ１１の一方の入力
に供給される。コンパレータ１１の他方の入力には三角
波発生回路１０から発生される所定周期の三角波信号が
供給されており、上記コンパレータ１１の一方の入力に
供給されたアナログ画像信号はこの三角波信号と比較さ
れてパルス幅変調される。このパルス幅変調された２値
化画像信号はレーザ駆動回路１２にそのまま入力され、
レーザダイオード１３の発光のオン・オフ制御用信号と
して使用される。レーザダイオード１３から放射された
レーザ光は周知のポリゴンミラー１４により主走査方向
に走査され、ｆ／θレンズ１５および反射ミラー１６を
経て、矢印方向に回転している像担持体たる感光ドラム
１７上に照射され、静電潜像を形成することになる。

【０００５】一方、感光ドラム１７は露光器１８で均一
に帯電を受け、一次帯電器１９により均一にたとえばマ
イナスに帯電される。その後、上述したレーザ光の照射
を受けて画像信号に応じた静電潜像が形成される。この
静電潜像は現像器２０によって可視画像（トナー像）に
現像される。このトナー像は２個のローラ２５、２６間
に張架され、図の矢印方向に無端駆動される転写材担持
ベルト２７上に保持された転写材２３に転写帯電器２２
の作用により転写される。また感光ドラム１７上に残っ
た残留トナーはその後クリーナ２４で掻き落とされる。

【０００６】尚、説明を簡単にするために１つの画像形
成ステーション（感光ドラム１７、露光器１８、一次帯
電器１９、現像器２０等を含む）のみを図示するが、カ
ラー複写機の場合には、たとえばシアン、マゼンタ、イ
エローおよびブラックの各色に対する同様な構成の４つ
の画像形成ステーションが転写材搬送ベルト２７上にそ
の移動方向に沿って順次配列される。

【０００７】さらに、潜像の現像により現像器２０内現
像剤２１の変化したトナー濃度を補正するために、パッ
チ検方式の現像剤濃度制御装置が設けられており、たと
えばトナーの補給を行ったときごとに、あるいは１つの
コピー動作の終了ごとに、あるいはコピー枚数が所定枚
数に達したときごとに、あるいは後述するビデオカウン
ト数が所定値に達したときごとに等のタイミングで、濃
度制御装置を作動させて感光ドラム１７上に参照画像
（濃度パッチ）を形成し、そのパッチの濃度を光源７
３、光電変換素子７４からなる光学センサーで検知す
る。そして比較器７５で検知濃度と基準電圧信号源７６
からの規定トナー濃度とを比較し、ＣＰＵ６は比較結果
に基づき補給量を算出し、トナー補給信号としてモータ
駆動回路７に送る。モータ駆動回路７はトナー補給信号
に対応した時間だけモータ２８を駆動し、トナー２９を
収容したトナー補給槽８内のトナー搬送スクリュー３０
を上記の所定時間だけ回転駆動し、トナー補給槽８より
現像器２０内にトナー２９を適量補給し、現像器２０内
現像剤２１のトナー濃度を一定に保つようにしている。

【０００８】また、上記のパッチ検方式の他に、ビデオ
カウント方式の現像剤濃度制御装置が設けられており、
パッチ検濃度制御装置を毎回作動させる代わりに、画素
ごとのディジタル画像信号の出力レベルを積算して、ト
ナーを予測補給している。すなわちアナログ−ディジタ
ル変換器３によりディジタル信号に変換された画像信号
を画素ごとにその出力レベルを積算し、これをビデオカ
ウンタ４でビデオカウント数に変換してＣＰＵ６に送
る。ＣＰＵ６はビデオカウント数を補給量に換算し、上
記と同様、トナー補給信号としてモータ駆動回路７に送
り、モータ駆動回路７がトナー補給信号に対応した時間
だけモータ２８を駆動して、スクリュー３０の回転によ
り補給槽８内のトナー２９を現像器２０内に適量補給
し、現像器２０内現像剤２１のトナー濃度を一定に保つ
ようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の画像
濃度安定化の方法として、前述したパッチ検方式が一般
に使用されているが、この方式にはつぎのような欠点が
あった。この方式の特徴は、一定の潜像レベルの現像画
像が常に一定画像濃度になるようにトナーの補給量を制
御することである。

【００１０】現像剤の現像能力（トナーのトリボ、すな
わち摩擦帯電量）に依存して画像濃度が変化してしまっ
た場合には、トナーの補給制御により現像剤自体のトナ
ー濃度が初期設定値からずれてしまう。現像能力（トリ
ボ）の変動要因として湿度や温度の影響が大きいが、こ
れについては湿度と温度をパラメータにし、予め各温湿
度で初期現像剤を用いて画像濃度の変換テーブルを作成
しておき、温湿度の変動に合わせてパッチを形成する潜
像レベルを変化させることにより、ほぼ一定のトナー濃
度を保つことが可能である。

【００１１】従来のパッチ検制御では、長期使用による
現像能力の変動は考慮しておらず、常に初期に設定した
現像能力を維持するようにトナー濃度を制御することが
一般的であった。通常使用の場合にはこの制御で十分に
対応可能であり、また長期使用により現像能力の変動が
非常に小さいような現像剤が得られた場合には、従来の
制御で安定した画像が得られた。

【００１２】しかしながら、画像比率が極端に少ない画
像をプリントし続けた場合には、現像剤の現像能力が低
下し、それを補うために現像剤のトナー濃度を高めすぎ
てカブリや飛散が発生したり、また長期にわたって画像
比率の高い画像をプリントし続けた場合には、トリボが
極端に低下して現像能力が上がり、結果として現像剤の
トナー濃度を低下しすぎて、キャリア付着やキャリアの
摺擦による穂跡が発生する問題がある。また安定した現
像系を得るためにトリボの耐久変動の小さいトナーを選
択する必要があり、使用可能なトナーが制限されるとい
う問題があった。

【００１３】従って、本発明の目的は、現像装置の二成
分現像剤として長期使用により特性の変化する現像剤を
用いた場合でも、現像剤のトナー濃度を常に初期設定値
の許容範囲内に確実に収めることができ、良好な現像に
より常時濃度の安定した高画質の画像を得ることを可能
とした画像形成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、前記像担持体上に画像情報信号に対応して
形成された静電潜像を二成分現像剤を用いて現像し、前
記像担持体上に可視画像を形成する現像手段と、前記現
像手段にトナーを補給する補給手段と、前記像担持体上
に形成された基準画像の濃度を検知する濃度検知手段
と、前記基準画像の検知濃度と初期設定で定められた濃
度基準値との比較結果に基づき、前記補給手段のトナー
補給動作を制御する現像剤濃度制御装置とを有する画像
形成装置において、前記初期設定後の現像剤で現像され
る画像の静電潜像を形成する画像情報信号の累積値と画
像形成枚数とを記憶する記憶手段と、前記記憶された画
像情報信号の累積値もしくはこれと画像形成枚数とに基
づき、前記濃度基準値の値を補正する補正手段とを備え
たことを特徴とする画像形成装置である。

【００１５】本発明によれば、前記記憶された画像情報
信号の累積値が所定値に達した時点で、前記補正手段に
より前記濃度基準値の値を補正する。前記記憶された画
像形成枚数が所定値に達した時点で、前記記憶された画
像情報信号の累積値の画像形成枚数１枚あたりの平均値
を求めて、予め定められた累積値の基準値との比較結果
により、前記補正手段により前記濃度基準値の値を補正
する。前記二成分現像剤のトナー消費量を予測して、前
記補給手段のトナー補給動作を制御する第２の現像剤濃
度制御装置をさらに有し、前記第１の現像剤濃度制御装
置を所定のタイミングで動作させて、この第１の現像剤
濃度制御装置からのトナー濃度に応じた出力信号によっ
て、前記第２の現像剤濃度制御装置によるトナー補給誤
差を補正する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１７】実施例１本発明が適用できる画像形成装置は、たとえば感光体、
誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電記録方式等
によって画像情報信号に対応した静電潜像を形成し、こ
の潜像を現像装置によりトナー粒子とキャリア粒子を主
成分とした二成分現像剤を用いて現像してトナー像とし
て可視化し、得られたトナー像を紙等の転写材に転写
し、定着手段で定着して永久像に形成する構成のもので
あればよい。

【００１８】まず、図１を参照して、本発明による画像
形成装置の一実施例の全体構成について説明する。本実
施例では、本発明を電子写真方式のディジタル複写機に
適用した場合を示すが、本発明が電子写真方式や静電記
録方式の他の種々の画像形成装置に等しく適用できるこ
とはいうまでもない。

【００１９】図１において、複写されるべき原稿３１の
画像はレンズ３２によってＣＣＤ等の撮像素子３３に投
影される。この撮像素子３３は原稿３１の画像を多数の
画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を
発生する。撮像素子３３から出力されるアナログ画像信
号は画像信号処理回路３４に送られ、ここで各画素ごと
にその画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画
像信号に変換され、パルス幅変調回路３５に送られる。

【００２０】このパルス幅変調回路３５は入力される画
素画像信号ごとに、そのレベルに対応した幅（時間長）
のレーザ駆動パルスを形成して出力する。すなわち図３
（ａ）に示すように、高濃度の画素画像信号に対しては
より幅の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に
対してはより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画
像信号に対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形
成する。

【００２１】パルス幅変調回路３５から出力されたレー
ザ駆動パルスは半導体レーザ３６に供給され、半導体レ
ーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ
る。したがって半導体レーザ３６は高濃度画素に対して
はより長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短
い時間駆動されることになる。それ故、感光ドラム４０
はつぎに述べる光学系によって、高濃度画素に対しては
主走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対
しては主走査方向により短い範囲が露光される。つまり
画素の濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異な
る。したがって当然のことながら、高濃度画素に対する
トナー消費量は低濃度画素に対するそれよりも大であ
る。なお、図３（ｄ）に低、中、高濃度画素の静電潜像
をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示した。

【００２２】半導体レーザ３６から放射されたレーザ光
３６ａは回転多面鏡３７によって掃引され、ｆ／θレン
ズ等のレンズ３８およびレーザ光３６ａを指向させるミ
ラー３９によって像担持体たる感光ドラム４０方向にス
ポット結像される。かくして、レーザ光３６ａは感光ド
ラム４０の回転軸とほぼ平行な方向（主走査方向）にド
ラム４０を走査し、ドラム４０上に静電潜像を形成す
る。

【００２３】感光ドラム４０はアモルファスシリコン、
セレン、ＯＰＣ等を表面に有し、矢印方向に回転する電
子写真感光体であり、露光器４１で均一に除電を受けた
後、一次帯電器４２により均一に帯電される。その後、
上述した画像情報信号に対応して変調されたレーザ光で
露光走査され、これによって画像情報信号に対応した静
電潜像が形成される。この静電潜像は現像器４４によっ
てトナー粒子とキャリア粒子が混合された二成分現像剤
４３を使用して反転現像され、可視画像（トナー像）が
形成される。

【００２４】ここで反転現像とは、感光体の光で露光さ
れた領域に、潜像と同極性に帯電したトナーを付着させ
てこれを可視化する現像方法である。このトナー像は２
個のローラ４５、４６に懸架され、図の矢印方向に無端
駆動される転写材担持ベルト４７上に保持された転写材
４８に転写帯電器４９の作用により転写される。

【００２５】説明を簡単にするために１つの画像形成ス
テーション（感光ドラム４０、露光器４１、一次帯電器
４２、現像器４４等を含む）のみを図示するが、カラー
画像形成装置の場合には、たとえばシアン、マゼンタ、
イエローおよびブラックの各色に対する４つの画像形成
ステーションが転写材搬送ベルト４７上にその移動方向
に沿って順次配列され、各画像形成ステーションの感光
ドラム上に原稿の画像を色分解した各色ごとの静電潜像
が順次に形成され、対応する色の現像剤を有する現像器
で現像され、転写材担持ベルト４７によって保持、搬送
される転写材４８に順次転写されることになる。

【００２６】このトナー像が転写された転写材４８は、
転写材担持ベルト４７から分離されて図示しない定着器
に搬送され、定着により永久像に変換される。また転写
後に感光ドラム４０上に残った残留トナーはその後クリ
ーナ５０によって除去される。

【００２７】上記現像器４４の一例を図２に示す。図示
するように、現像器４４は感光ドラム４０に対向して配
置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁５１
によって第１室（現像室）５２と第２室（撹拌室）５３
とに区画されている。第１室５２には矢印方向に回転す
る非磁性の現像スリーブ５４が配置されており、この現
像スリーブ５４内にマグネット５５が固定配置されてい
る。現像スリーブ５４はブレード５６によって層厚規制
された二成分現像剤（磁性キャリアと非磁性トナーを含
む）の層を担持して搬送し、感光ドラム４０と対向する
現像領域で現像剤を感光ドラム４０に供給して、感光ド
ラム４０上の静電潜像を現像する。現像効率、すなわち
潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリ
ーブ５４には電源５７から直流電圧に交流電圧を重畳し
た現像バイアス電圧が印加されている。

【００２８】第１室５２および第２室５３にはそれぞれ
現像剤撹拌スクリュー５８および５９が配置されてい
る。スクリュー５８は第１室５２中の現像剤を撹拌搬送
し、またスクリュー５９は、後述するトナー補給槽６０
のトナー排出口６１から供給されたトナー６３と既に現
像器４４内にある現像剤４３とを撹拌搬送し、トナー濃
度を均一化する。隔壁５１には図２の紙面の手前側と奥
側の端部において第１室５２と第２室５３とを相互に連
通させる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上
記スクリュー５８、５９の搬送力により、現像によって
トナーが消費されてトナー濃度が低下した第１室５２内
の現像剤が一方の通路から第２室５３内へ移動し、第２
室５３内でトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路か
ら第１室５２内へ移動するように構成されている。

【００２９】さて、画像形成装置は、静電潜像の現像に
より現像器４４内現像剤の変化したトナー濃度を補正す
るために、すなわち現像器４４に補給するトナー量を制
御するために、パッチ検方式の現像剤濃度制御装置を備
えており、たとえばトナーの補給を行ったごとに、ある
いは１つのコピー動作の終了ごとに、あるいはコピー枚
数が所定枚数に達したときごとに、あるいは後述するビ
デオカウント数が所定値に達したときごとに等のタイミ
ングで、濃度制御装置を作動させて感光ドラム４０上に
参照画像（濃度パッチ）を形成する。

【００３０】詳述すると、図１に示すように、予め定め
られた濃度に対応する信号レベルを有する参照画像信号
を発生する参照画像信号発生回路７２を設け、この発生
回路７２からの参照画像信号を前記パルス幅変調回路３
５に供給し、上記の予め定められた濃度に対応するパル
ス幅を有するレーザ駆動パルスを発生させる。このレー
ザ駆動パルスを半導体レーザ３６に供給し、このレーザ
３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ、感光
ドラム４０を走査する（このときカウンタ６６は作動さ
せない）。これによって、上記予め定められた濃度に対
応する参照静電潜像を感光ドラム４０上に形成し、この
参照潜像を現像器４４により現像する。このようにして
得られたパッチ状の参照トナー像（濃度パッチ）にＬＥ
Ｄ等の光源７３から光を照射し、その反射光を光電変換
素子７４で受光する。この光電変換素子７４の出力信号
は上記の参照トナー像の濃度に対応するから、結局、こ
の出力信号は現像器４４内の二成分現像剤の現像能力に
対応し、トナー濃度の指標となる。

【００３１】上記光電変換素子７４の出力信号は比較器
７５の一方の入力に供給される。この比較器７５の他方
の入力には、現像剤４３の規定トナー濃度に対応する基
準信号が基準電圧信号源７６から入力されている（規定
トナー濃度は、現像器４４に投入した初期現像剤を用い
て参照静電潜像を現像し、得られた参照トナー像濃度を
検知して設定した現像剤トナー濃度の初期値で、トナー
濃度制御の基準値である）。したがって比較器７５は規
定トナー濃度（初期設定値）と現像器内の実際のトナー
濃度とを比較することになるから、両入力信号の比較結
果として、比較器７５は現像器４４内の現像剤４３の現
像能力（トナー濃度の指標）が規定値より大であること
を指示する出力信号か、またはトナー濃度が規定値より
小であることを指示する出力信号を発生する。なお、両
入力信号に差がないときにはそれを指示する出力信号を
発生させてもよい。

【００３２】比較器７５の出力信号はＣＰＵ６７に供給
される。ＣＰＵ６７は、本実施例では、比較器７５から
の出力信号に基づいて、トナー残量を考慮して次回のト
ナー補給動作を補正するように制御する。たとえば光電
変換素子７４によって検出された現像剤４３の現像能力
（トナー濃度の指標）が規定値よりも小である場合に
は、つまりトナーが補給不足である場合には、ＣＰＵ６
７は不足分のトナーを現像器４４に補給するようにスク
リュー６２を作動させる。すなわち比較器７５からの出
力信号に基づいて、不足分のトナーを現像器４４に補給
するのに要するスクリュー回転時間を算出し、モータ駆
動回路６９を制御してその時間だけモータ７０を回転駆
動し、不足分のトナーを現像器４４に補給する。

【００３３】また光電変換素子７４によって検出された
現像剤４３の実際のトナー濃度が規定値よりも大である
場合には、つまりトナーが過剰補給である場合には、Ｃ
ＰＵ６７は比較器７５からの出力信号に基づいて現像剤
中の過剰トナー量を算出する。そしてその後の原稿によ
る画像形成に際しては、この過剰トナー量がなくなるよ
うにトナーを補給させるか、あるいは過剰トナー量が消
費されるまでトナーを補給させずに画像形成を行わせ、
すなわちトナー補給なしで画像形成して過剰トナー量を
消費させ、過剰トナー量が消費されたらトナー補給動作
を前述の通り行わせる等の制御を行う。

【００３４】上記のパッチ検濃度制御装置の動作は所定
のタイミングで行い、通常の画像形成時はビデオカウン
トによりトナー補給を行う方式を併用してもよい。ビデ
オカウントによるトナーの補給方法としては以下に示す
方法を用いた。

【００３５】すなわち、現像器４４に補給するトナー量
を制御するために、前記の画像信号処理回路３４の出力
信号のレベルが画素ごとにカウントされる。本実施例で
は、このカウントをつぎのように行った。まず、パルス
幅変調回路３５の出力信号がＡＮＤゲート６４の一方の
入力に供給され、このＡＮＤゲート６４の他方の入力に
はクロックパルス発信器６５からのクロックパルス（図
３（ｂ）に示すパルス）が供給される。したがってＡＮ
Ｄゲート６４からは図３（ｃ）に示すように、レーザ駆
動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々パルス幅に対応した数のクロ
ックパルス、すなわち各画素の濃度に対応した数のクロ
ックパルスが出力される。このクロックパルス数は各画
像ごとにビデオカウンタ６６によって積算され、ビデオ
カウント数が算出される（Ａ４最大ビデオカウント数は
３７０７×１０⁶）。このカウンタ６６からの各画像ご
とのパルス積算信号Ｃ１（ビデオカウント数）は、前記
原稿３１のトナー像を１つ形成するために現像器４４か
ら消費されるトナー量に対応している。

【００３６】そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ６
７に供給するとともにＲＡＭ６８に記憶する。ＣＰＵ６
７はビデオカウント数とトナー補給時間との対応関係を
示す換算テーブルを有しており、入力されたビデオカウ
ント数に基づき、現像器４４から消費される上記トナー
量に見合う量のトナー６３をトナー補給槽６０から現像
器４４に供給するのに要する搬送スクリュー６２の回転
駆動時間（すなわちトナー補給時間）を算出し、モータ
駆動回路６９を制御して、上記算出した時間の間だけモ
ータ７０を駆動する。かくして、一般にビデオカウント
数が大であればモータ７０の駆動時間はより長い時間と
なり、ビデオカウント数が小であればモータ７０の駆動
時間はより短い時間となる。

【００３７】モータ７０の駆動力はギア列７１を介して
搬送スクリュー６２に伝達され、搬送スクリュー６２は
トナー補給槽６０内のトナー６３を搬送して、トナーを
現像器４４に補給する。このトナーの補給は１つの画像
の現像が終了する都度行われる。

【００３８】さて、本実施例の画像形成装置の１つの特
徴は、画像比率が少ない原稿を低湿時に連続して画像形
成しても、トナーのトリボ（帯電電荷量）がほとんど変
動しない現像剤を選択していることである。しかしなが
ら、そのような現像剤は長期にわたって画像比率の大き
い画像を形成した場合にトナーのトリボ低下が大きく、
パッチ検でトナー濃度を制御した場合に、トナー濃度が
使用下限値を下回ってしまい、キャリア付着やキャリア
の穂跡による画像欠陥が問題となる。本発明者らの検討
の結果、トリボの低下は画像比率（ビデオカウント数）
の累積値（積算値）に大きく依存することが分かった。

【００３９】そこで、本発明では、初期設定後の現像剤
で現像される画像のビデオカウント数（累積値）および
画像形成枚数をＣＰＵ６７に設けられた記憶手段に記憶
し、ビデオカウントの累積値が所定値に達した時点で、
ＣＰＵ６７によりパッチ検の参照画像信号発生回路７２
の濃度設定値を変更するようにした。

【００４０】図４に、ビデオカウントの累積値とトナー
濃度との関係について初期設定後にパッチ検の濃度設定
値を変えなかった場合（従来制御）と、パッチ検の濃度
設定値を変更した場合（本発明制御）の結果を示す。

【００４１】本実施例では、パッチ検の濃度設定値を変
更するカウント数（Ｂの位置）を、画像比率５０％の画
像でおよそ２万枚となるようなカウント数とし、また参
照画像の濃度設定値の変更値をトナー濃度で約２％上昇
するような値に設定したが、これらの数値は、現像剤の
特性に応じて任意に設定すればよい。また本実施例では
分かりやすいように濃度設定値の変更を１回としている
が、複数回行ってもよい。ただし、パッチ検の参照画像
の濃度設定値を変更することは、トナーのトリボの変更
をともなうので、潜像形成、転写等に使用する高圧電源
の設定変更も同時に行う必要がある。

【００４２】本実施例によれば、以上のように、ビデオ
カウントの累積値によりパッチ検の参照画像信号発生回
路７２の濃度設定値を変更することにより、下限値を下
回ることなくトナー濃度を制御でき、長期にわたって画
像欠陥のない良好な画像を安定して得られるようになっ
た。

【００４３】実施例２本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、
画像形成装置がトナーのトリボがややチャージアップし
やすい現像剤を選択している。本実施例は、このような
現像剤のトナー濃度制御に適用した。

【００４４】この現像剤の場合、長期使用によるトナー
のトリボ低下は少なく、画像比率１００％の原稿を４万
枚程度まで画像形成して、初めてトナー濃度の下限値を
下回る。そのため通常は長期使用によるトナー濃度を高
める制御が用意されていても、現像剤交換まで制御装置
を作動させずに済む。しかし、この現像剤は低湿時、画
像比率の低い画像が１０００枚以上連続した場合に、ト
ナー濃度が上限を超えて飛散やカブリが発生する場合が
懸念される。

【００４５】そこで、本実施例では、画像比率の総数
（ビデオカウントの累積値）を１０００枚ごとにリアル
タイムで積算し、それを平均した１枚あたりの画像比率
（ビデオカウト数）が任意の基準値以下（たとえば画像
比率２％以下）の場合にトナー濃度を１％下げるよう
に、パッチ検の参照画像信号発生回路７２の濃度設定値
を変更するようにした。これにより、トナーのトリボが
ややチャージアップしやすい現像剤を用いて、安定した
画像が得られるようになった。

【００４６】以上の実施例では、いずれも、所定のタイ
ミングで動作されるパッチ検の現像剤濃度制御装置の濃
度基準値を補正したが、本発明は、これに加えて、パッ
チ検の現像剤濃度制御装置でのトナー濃度に応じた出力
信号によって、ビデオカウントの現像剤濃度制御装置に
よるトナー補給テーブルを訂正し、トナー補給誤差を補
正するようにすることもできる。

【００４７】また、いずれも、電子写真方式のディジタ
ル複写機に適用した場合を示したが、本発明は、これ以
外に、電子写真方式、静電記録方式等の種々の複写機、
プリンタ等の画像形成装置に等しく適用できる。たとえ
ば、本発明は画像の濃淡表現をディザ法で行う画像形成
装置にも適用できる。さらに画像形成装置や制御系の構
成等についても、必要に応じて種々の変形および変更が
なし得ることはいうまでもない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、像担持体上に形成された基準画像の濃度
を検出して、現像剤濃度制御装置により、基準画像の検
知濃度と初期設定で定められた濃度基準値との比較結果
に基づき、現像手段の二成分現像剤にトナーを補給する
補給手段の補給動作を制御して、現像剤のトナー濃度を
制御するに際し、初期設定後の現像剤で現像される画像
の静電潜像を形成する画像情報信号の累積値と画像形成
枚数とを記憶手段に記憶し、補正手段により、記憶され
た画像情報信号の累積値もしくはこれと画像形成枚数と
に基づき、濃度基準値の値を補正するようにしたので、
長期使用により特性の変化する現像剤を用いた場合で
も、基準画像による制御方式によって、現像剤のトナー
濃度を常に初期設定値の許容範囲内に確実に収めること
ができ、したがって常時、濃度の安定した高画質の画像
を得ることができる等、顕著な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例の全体構成を
示す概略構成図である。

【図２】図１の画像形成装置に設置した現像器を示す概
略断面図である。

【図３】図１の画像形成装置において画像情報信号の濃
度情報をカウントする方法を説明する波形図である。

【図４】本発明の制御によるビデオカウント累積値とト
ナー濃度の関係を従来の制御による場合とともに示す説
明図である。

【図５】従来の画像形成装置の一例の全体構成を示す概
略図である。

【符号の説明】

３４画像信号処理回路４０感光ドラム４４現像器６０トナー補給槽６３トナー６６ビデオカウンタ６７ＣＰＵ７２参照画像信号発生回路７４光電変換素子７５比較器７６基準電圧信号源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桝田恒司東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者長谷川和弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H027 DA01 DA10 DA45 DB01 DE02 DE07 DE09 EA06 EC03 EC06 EC09 ED09 ED10 EE02 EF06 2H077 AB02 AC02 AD06 AD13 AD36 DA03 DA08 DA15 DA22 DA63 DA78 DB02 DB08 DB22 EA03 GA13 GA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、前記像担持体上に画像情報
信号に対応して形成された静電潜像を二成分現像剤を用
いて現像し、前記像担持体上に可視画像を形成する現像
手段と、前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記像担持体上に形成された基準画像の濃度を検知する
濃度検知手段と、前記基準画像の検知濃度と初期設定で
定められた濃度基準値との比較結果に基づき、前記補給
手段のトナー補給動作を制御する現像剤濃度制御装置と
を有する画像形成装置において、前記初期設定後の現像剤で現像される画像の静電潜像を
形成する画像情報信号の累積値と画像形成枚数とを記憶
する記憶手段と、前記記憶された画像情報信号の累積値
もしくはこれと画像形成枚数とに基づき、前記濃度基準
値の値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記記憶された画像情報信号の累積値が
所定値に達した時点で、前記補正手段により前記濃度基
準値の値を補正することを特徴とする請求項１の画像形
成装置。
【請求項３】前記記憶された画像形成枚数が所定値に
達した時点で、前記記憶された画像情報信号の累積値の
画像形成枚数１枚あたりの平均値を求めて、予め定めら
れた累積値の基準値との比較結果により、前記補正手段
により前記濃度基準値の値を補正することを特徴とする
請求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記二成分現像剤のトナー消費量を予測
して、前記補給手段のトナー補給動作を制御する第２の
現像剤濃度制御装置をさらに有し、前記第１の現像剤濃
度制御装置を所定のタイミングで動作させて、この第１
の現像剤濃度制御装置からのトナー濃度に応じた出力信
号によって、前記第２の現像剤濃度制御装置によるトナ
ー補給誤差を補正することを特徴とする請求項１〜３の
いずれかの項に記載の画像形成装置。