JP2002365899A

JP2002365899A - 現像剤補給制御装置

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Publication number: JP2002365899A
Application number: JP2001178356A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Yamada; 昌義山田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: JP4017096B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成の際、画像濃度の低下及びかぶりを
防止するとともにトナーを無駄に消費することのないよ
うにする。【解決手段】画像データに応じて静電潜像担持体に静
電潜像を形成される。現像装置では、トナーを用いて静
電潜像を現像する。現像装置には必要に応じてトナーが
補給される。トナーセンサ２１によって現像装置内のト
ナー量が検出され、ＣＰＵ２２は検出トナー量が予め定
められた量未満となるとトナーを現像装置に補給する制
御を行う（第１のモード）。ＣＰＵは画像データに基づ
いて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、画像密度を積
算して積算画像密度を得る。そして、ＣＰＵは積算画像
密度に応じてトナーの消費量を推定してトナー消費量が
所定量となるまでの禁止時間の間トナーの補給を禁止す
る（第２のモード）。例えば、現像が開始されると、Ｃ
ＰＵは第１のモードで動作し、印字枚数が予め設定され
た枚数となると、ＣＰＵは第２のモードで動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンター、複写
機、又はファクシミリ装置（ＦＡＸ）等に用いられる電
子写真画像形成装置において、現像剤（トナー）の補給
制御を行うための現像剤補給制御装置に関し、特に、現
像剤（トナー）を用いて電子写真現像法によって現像を
行う電子写真画像形成装置において用いられる現像剤補
給制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、感光体ドラムその他の像担持
体上のポジ潜像（正現像の場合）又はネガ潜像（反転現
像の場合）に選択的にトナーを付着させて現像を行う電
子写真現像装置（乾式電子写真現像装置）が知られてい
る。そして、乾式現像には、現像剤としてトナーのみを
用いる一成分現像法があり、さらに、トナーの磁性の有
無に応じて磁性一成分現像法と非磁性一成分現像法とに
分類される。

【０００３】磁性一成分現像法の一つに、例えば、磁性
ジャンピング一成分現像方式があり、この現像方式で
は、静電潜像が形成された感光体ドラム等の像担持体に
非接触で対向する現像剤担持体（例えば、現像スリー
ブ）上にトナー層を形成した後、両者の間に交流バイア
スを印加して、現像剤担持体上に形成されたトナーに対
して像担持体へ向かう電界を作用させる。これによっ
て、トナーを静電潜像に飛翔させて、現像を行う。

【０００４】この際、トナーに作用する力（飛翔力）の
大きさは、前述の電界の大きさとトナーが有する帯電量
の積に比例することになり、トナーが有する帯電量はそ
の表面上に存在する電荷によるものである。

【０００５】ところで、トナーはかなりの高抵抗であ
り、トナー粒径が小さい程、トナーの電荷を保持する能
力である静電容量が大きくなる。このため、トナー粒径
が小さいと、トナーはその表面に電荷を保持する能力が
大きくなる。加えて、トナー粒径が小さい程、その質量
が小さくなる。従って、像担持体と現像剤担持体との間
に交番電界を印加した際、トナー粒径が小さい程、トナ
ーは飛翔しやすくなる。

【０００６】前述の説明から明らかなように、磁性一成
分現像法を用いた現像装置においては、粒径の小さなト
ナーから消費される結果、画像形成、つまり、現像を繰
り返し行うと、粒径の大きいトナーは現像装置（現像
器）に残る傾向がある（一般に、これを選択現像とい
う）。そして、現像を繰り返し行うにつれて、粒径の小
さなトナーが徐々に消費されることになるが、粒径の大
きなトナーは、比帯電量が小さいため現像しにくく、そ
の結果、現像を繰り返し行うにつれて、画像濃度が低下
するばかりでなく、かぶりが発生してしまう。

【０００７】上述のような不具合を防止するため、予め
定められた間隔で、ダミー現像を行う手法が知られてい
る。例えば、この手法では、予め定められた間隔で、感
光体ドラムに帯状の静電潜像を形成し、現像を行い、感
光体ドラム上に黒帯画像を形成して、粒径の大きなトナ
ーを消費するようにしている。そして、このような手法
の一例として、例えば、特願平１１−３７５１６０号明
細書に記載されたものがある。

【０００８】ここでは、画像濃度が所定の密度値を下回
った際において、記録用紙（記録媒体）への非転写時
に、現像剤担持体上のトナーを感光体ドラム側に搬送し
て、現像剤担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ
用交番電界を感光体ドラムと現像剤担持体との間に作用
させるようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにして、粒
径の大きなトナーを強制的に消費・排除すると、画像濃
度の低下及びかぶりを防止することができるものの、１
トナーコンテナ（又は１トナーカートリッジ）におい
て、標準の印字枚数が保障されていることを考慮する
と、前述のように、ダミー現像（トナーの強制排除）を
行うと、印字枚数が保障されないことになってしまう
（つまり、１トナーカートリッジ当たりの印字枚数が少
なくなってしまう）。

【００１０】加えて、前述のように、ダミー現像を行う
と、ダミー現像に用いられたトナーは全て排出される結
果、排トナーの量が多くなってしまい、排トナーをどの
ようにして処理するかという問題点がある。つまり、大
量の排トナーを排除するための機構が必要となるばかり
でなく、排トナーを蓄積するための容器等の排トナー蓄
積部の容量を大きくする必要がある。

【００１１】また、粒径の大きなトナーを強制的に消費
・排除する場合には、不可避的に粒径の小さいトナーも
消費・排除されてしまい、この結果、トナーが無駄に消
費されてしまうことになる。

【００１２】さらに、ダミー現像では、例えば、黒帯状
の静電潜像を現像する結果、多量のトナーが一度に用い
られることになり、その結果、現像装置周辺から所謂ト
ナー落ちが発生するばかりでなく、現像装置周辺にトナ
ーが飛散して汚染の原因となるという問題点もある。

【００１３】一方、プロセスユニットの長寿命化のため
に、トナーセンサによってトナーコンテナから現像装置
内へのトナー補給を制御する手法が知られている。

【００１４】具体的には、現像装置に取り付けられたト
ナーセンサは、現像装置内のトナー量を監視しており、
現像装置内のトナー量が予め定められた量未満となる
と、例えば、ロウレベル（Ｌｏｗ）信号を送出する。制
御装置（ＣＰＵ）ではロウレベル信号を受けると、トナ
ーモータをオン（ＯＮ）する。これによって、トナーコ
ンテナから現像装置に所定の間隔でトナーが補給され
る。

【００１５】そして、現像装置内のトナー量が予め定め
られた量以上となると、トナーセンサはハイレベル（Ｈ
ｉｇｈ）信号を送出する。ＣＰＵではハイレベル信号を
受けると、トナーモータをオフ（ＯＦＦ）する。これに
よって、トナーコンテナから現像装置へのトナーの補給
が停止される。

【００１６】上述のようにして、現像装置へのトナー補
給を制御している結果、現像装置内のトナー量は、ほぼ
予め定められた量に制御される。つまり、現像装置内の
トナー量は常に安定しており、印字の際に現像装置から
トナーが無くなることもない。

【００１７】ところが、上述のトナー補給制御では、現
像装置内のトナー量が予め定められた量（例えば、ほぼ
満杯状態）で安定している結果、現像剤担持体付近にお
いて、トナーの入れ替わりが行われにくい。つまり、古
いトナー（例えば、粒径の大きいトナー及び劣化したト
ナー）が現像剤担持体付近に滞在しやすく、補給された
トナーが現像剤担持体付近に達しにくい。このため、従
来のトナー補給制御では、印字枚数が多くなると、画像
濃度の低下及びかぶりが発生しやすいという問題点があ
る。

【００１８】いずれにしても、従来の手法では、トナー
を無駄に消費することなく、しかも画像濃度の低下及び
かぶりを防止することが難しいという問題点がある。

【００１９】本発明の目的は画像濃度の低下及びかぶり
を防止して、しかもトナーを無駄に消費することのない
現像剤補給制御装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、画像デ
ータに応じて静電潜像担持体に静電潜像を形成する露光
手段と、現像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像装
置と、該現像装置に前記現像剤を補給する補給手段を備
える画像形成装置に用いられ、前記補給手段を制御する
制御手段を備え、該制御手段は、前記画像データに基づ
いて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し該画像密度を積
算して積算画像密度を得る積算手段と、前記積算画像密
度に応じて前記現像剤の消費量を推定する推定手段と、
前記消費量が所定量となるまでの禁止時間の間前記補給
手段による前記現像剤の補給を禁止する禁止手段とを有
することを特徴とする現像剤補給制御装置が得られる。

【００２１】上述の現像剤補給制御装置では、画像デー
タから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得
て、積算画像密度に基づいて現像剤の消費量を推定し、
この消費量が所定の量となるまで、現像剤の補給を禁止
するようにした為、この禁止時間の間、古い現像剤が消
費されることとなり、禁止時間の後現像剤を補給するこ
とで、新しい現像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給さ
れ、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することがで
き、しかも、現像剤を有効に用いることができる。

【００２２】さらに、本発明によれば、画像データに応
じて静電潜像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像装置と、該
現像装置に前記現像剤を補給する補給手段を備える画像
形成装置に用いられ、前記補給手段を制御する制御手段
を備え、該制御手段は、前記画像データに基づいて記録
用紙一枚毎の画像密度を測定し該画像密度を積算して積
算画像密度を得る積算手段と、前記積算画像密度が予め
規定された値となるまでの禁止時間の間前記補給手段に
よる前記現像剤の補給を禁止する禁止手段とを有するこ
とを特徴とする現像剤補給制御装置が得られる。

【００２３】上述の現像剤補給制御装置では、画像デー
タから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得
て、積算画像密度が予め定められた値となるまで、現像
剤の補給を禁止するようにした為、この禁止時間の間、
古い現像剤が消費されることとなり、禁止時間の後現像
剤を補給するようにすると、新しい現像剤が直ちに現像
剤担持体付近に供給され、画像濃度の低下及びかぶり等
を防止することができることになり、しかも、現像剤を
有効に用いることができる。

【００２４】なお、前記積算手段は、例えば、前記画像
密度×印字枚数に基づいて前記積算画像密度を得る。

【００２５】また、本発明によれば、画像データに応じ
て静電潜像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、現
像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像装置と、該現
像装置に前記現像剤を補給する補給手段を備える画像形
成装置に用いられ、前記補給手段を制御する制御手段を
備え、前記制御手段は、前記現像装置内の前記現像剤の
量を検出現像剤量として検出して該検出現像剤量が予め
定められた量未満となると前記補給手段を制御して前記
現像剤を前記現像装置に補給する補給制御手段と、前記
画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定
し該画像密度を積算して積算画像密度を得、前記積算画
像密度に応じて前記現像剤の消費量を推定して前記消費
量が所定量となるまでの禁止時間の間前記補給手段によ
る前記現像剤の補給を禁止する禁止制御手段とを有する
ことを特徴とする現像剤補給制御装置が得られる。

【００２６】上述の現像剤補給制御装置では、補給制御
手段は、検出現像剤量が予め定められた量未満となると
現像装置内へ現像剤を補給し、禁止制御手段は、画像デ
ータから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得
て、積算画像密度に基づいて現像剤の消費量を推定し、
この消費量が所定の量となるまで、現像剤の補給を禁止
する。このため、禁止時間の間、古い現像剤が消費され
ることになり、禁止時間の後、補給制御手段の制御下で
現像剤が現像装置に補給される為、新しい現像剤が直ち
に現像剤担持体付近に供給されることになり、画像濃度
の低下及びかぶり等を防止することができる。しかも、
ダミー現像を行うことなく、古い現像剤が消費される結
果、現像剤を無駄に消費することもない。

【００２７】加えて、本発明によれば、画像データに応
じて静電潜像担持体に静電潜像を形成する露光手段と、
現像剤を用いて前記静電潜像を現像する現像装置と、該
現像装置に前記現像剤を補給する補給手段を備える画像
形成装置に用いられ、前記補給手段を制御する制御手段
を備え、前記制御手段は、前記現像装置内の前記現像剤
の量を検出現像剤量として検出して該検出現像剤量が予
め定められた量未満となると前記補給手段を制御して前
記現像剤を前記現像装置に補給する補給制御手段と、前
記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測
定し該画像密度を積算して積算画像密度を得、前記積算
画像密度が予め規定された値となるまでの禁止時間の間
前記補給手段による前記現像剤の補給を禁止する禁止制
御手段を有することを特徴とする現像剤補給制御装置が
得られる。

【００２８】上述の現像剤補給制御装置では、補給制御
手段は、検出現像剤量が予め定められた量未満となると
現像装置内へ現像剤を補給し、禁止制御手段は、画像デ
ータから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得
て、積算画像密度が予め定められた値となるまで、現像
剤の補給を禁止する。このため、禁止時間の間、古い現
像剤が消費されることになり、禁止時間の後、補給制御
手段の制御下で現像剤が現像装置に補給される為、新し
い現像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給されることに
なり、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することがで
きる。しかも、ダミー現像を行うことなく、古い現像剤
が消費される結果、現像剤を無駄に消費することもな
い。

【００２９】例えば、前記禁止制御手段は前記画像密度
×印字枚数に基づいて前記積算画像密度を得ており、前
記画像形成装置がスタートすると、前記補給制御手段が
動作し、前記画像形成装置による印字枚数が予め設定さ
れた枚数となると前記禁止制御手段が動作する。なお、
前記画像形成装置がスタートすると、前記補給制御手段
が動作し、前記画像密度が予め設定された密度となると
禁止制御手段が動作するようにしてもよい。

【００３０】このように、まず、補給制御手段を動作さ
せて、印字枚数が予め設定された枚数となるか又は画像
密度が予め設定された密度となると、禁止制御手段を動
作させるようにすれば、禁止時間の間に、現像装置の現
像剤担持体付近に残った粒径の大きな現像剤（古い現像
剤等）が消費される結果、禁止時間の後、補給制御手段
の制御下で現像剤が現像装置に補給されると、新しい現
像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給され、画像濃度の
低下及びかぶり等を防止することができる。しかも、ダ
ミー現像を行うことなく、古い現像剤が消費される結
果、現像剤を無駄に消費することもない。

【００３１】そして、前記禁止時間は前記現像装置内に
生じるトナー量のリップル率に基づいて規定されてお
り、例えば、リップル率は５乃至５０％の範囲で定めら
れる。なお、現像装置は、例えば、磁性一成分現像方式
によって静電潜像の現像を行う。

【００３２】本発明による現像剤補給制御を行うと、現
像装置内の現像剤の量にリップルが生じる。そして、現
像装置内におけるリップルに起因して、現像剤担持体付
近に、新たに補給された現像剤が短時間に移動すること
になる。その結果、古い現像剤が消費されつつ新しい現
像剤が現像剤担持体に供給され、画像濃度の低下及びか
ぶり等を効果的に防止することができる。現像剤のリッ
プル率は、現像装置内の現像剤に対して５乃至５０％の
範囲にあることが望ましい。現像剤のリップル率が５％
未満であると、選択現像を回避することが難しく、一
方、現像剤のリップル率が５０％を越えると、現像剤補
給禁止時間が長くなって、現像剤担持体に現像剤の薄層
を形成することが難しくなってしまう。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。なお、図示の例に記載された構成部品の寸
法、材質、形状、その相対的配置等は特に限定的な記載
がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨では
なく、単なる説明例にすぎない。また、本実施例では、
本発明の効果が顕著となる一成分磁性現像剤を用いた場
合について説明するが、二成分現像剤を用いた場合であ
ってもよい。

【００３４】まず、図１を参照して、本発明による現像
剤（トナー）補給制御装置が用いられる画像形成装置の
一例について説明する。図示の画像形成装置は、電子写
真感光体材料としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
系材料を用いた感光体ドラム（以下ａ−Ｓｉ感光体ドラ
ムと呼ぶ）１１を備えており、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１
１の周囲には、帯電器（コロトロン、スコロトロン等）
１２、露光ユニット１３、現像装置（現像器）１４、転
写器（転写ローラ）１５、及びクリーナー１６等が配置
されている。

【００３５】現像器１４は、現像容器１４ａを備えてお
り、現像容器１４ａには一成分トナーが収納されてい
る。現像容器１４ａ内には攪拌機（ミキサー：図示せ
ず）が配設されており、現像容器１４ａのドラム開口側
には、複数の磁極を有する固定マグネットローラ１４ｂ
を内包する非磁性の回転現像スリーブ１４ｃが配置され
ている。現像容器１４ａには、磁性ブレード１４ｄが取
り付けられ、この磁性ブレード１４ｄは回転現像スリー
ブ１４ｃに垂下している。つまり、回転現像スリーブ１
４ｃが図中実線矢印で示す方向に回転するとすると、磁
性ブレード１４ｄは、回転現像スリーブ１４ｃがａ−Ｓ
ｉ感光体ドラム１１に最も近接する位置から回転現像ス
リーブ１４ｃの回転方向上流側に位置することになる。

【００３６】いま、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１は、図中
の実線矢印の方向に回転しているものとする。まず、帯
電器１２によって、ａ−Ｓｉ感光体表面を均一に帯電さ
せる（例えば、約２４０Ｖに均一に帯電させる）。次
に、露光ユニット１３によってａ−Ｓｉ感光体１１の表
面に選択的に光を照射して、ａ−Ｓｉ感光体１１の表面
上に静電潜像を形成する。なお、露光後の感光体表面電
位は、約１０Ｖである。現像器１４においては、トナー
を潜像に付着させて可視像とする。具体的には、磁性ブ
レード１４ｄに集中する磁界と、回転現像スリーブ１４
ｃへのトナーの静電付着力とによって、回転現像スリー
ブ１４ｃ上に形成されるトナー層の厚さが規制され、回
転現像スリーブ１４ｃ上に均一なトナー層が形成される
ことになる。さらに、トナーには回転現像スリーブ１４
ｃとの摩擦によって帯電電荷が付与される。

【００３７】回転現像スリーブ１４ｃとａ−Ｓｉ感光体
ドラム１１との間隔はトナー層の厚さより広く設定され
ており、両者の間には、交流バイアス電源（図示せず、
例えば、Ｖｄｃ＝１６０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．８ｋＶ、ｆ＝
２．４ｋＨｚ）によって、交番電界が印加されている。
これによって、回転現像スリーブ１４ｃからａ−Ｓｉ感
光体ドラム１１にトナーが飛翔して、静電潜像にトナー
を付着させる。

【００３８】上述のようにして、静電潜像にトナーを付
着させた後、つまり、現像を行った後、転写ローラ１５
によって記録紙（図示せず）にａ−Ｓｉ感光体ドラム１
１上のトナーを転写する（つまり、ローラ転写法によっ
てトナーを記録紙に転写する）。この際、環境及び記録
紙の種類・抵抗等によって異なるが、転写ローラ１５に
は、負極性の高圧バイアスが印加される。記録紙に転写
されたトナーは、記録紙搬送方向下流側に配置された定
着器（図示せず）によって熱又は圧力が加えられて、記
録紙に融着・定着される。

【００３９】一方、転写後、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１
上の潜像電荷は光等によって除電され、転写されずに、
ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１上に残った残留トナーはクリ
ーナー１６で除去される。

【００４０】また、図２に示されるように、トナー補給
制御装置は、トナーセンサ２１を備えており、このトナ
ーセンサ２１は現像容器１４ａに取り付けられている。
そして、このトナーセンサ２１は制御部（ＣＰＵ）２２
に接続されている。ＣＰＵ２２は後述するようにしてト
ナーモータ２３を駆動制御して補給ローラ２５を回転さ
せてトナーコンテナ２４から現像容器１４ａにトナーが
補給される。

【００４１】ところで、露光ユニット１３で感光体ドラ
ム１１を露光する際には、つまり、露光ユニット１３を
駆動する際には、露光ユニット１３には露光ユニット駆
動信号が与えられる。例えば、原稿がスキャナー（ＣＣ
Ｄ：図示せず）で読み取られ、画像信号（画像データ）
として出力される。この画像データは周知のようにドッ
トマトリックスとして表現されており、露光ユニット１
３には画像データに応じた露光ユニット駆動信号が与え
られ、画像データに基づいて感光体ドラム１１が露光さ
れることになる。そして、図示の例では、画像データが
ＣＰＵ２２に与えられる。さらに、ＣＰＵ２２には印字
枚数を示す枚数カウント信号が与えられる。

【００４２】ここで、図３も参照して、いま、画像形成
装置がスタートすると（ステップＳ１）、ＣＰＵ２２は
モードＡで動作する（ステップＳ２）。モードＡにおい
ては、前述したように、ＣＰＵ２２はトナーセンサ２１
から与えられるトナー量検出信号に応じてトナーモータ
２３をオン／オフ制御する。つまり、トナーセンサ２１
は、現像容器１４ａ内のトナー量を監視しており、現像
容器１４ａ内のトナー量が予め定められた量未満となる
と、ロウレベル信号を送出する。ＣＰＵ２２ではロウレ
ベル信号を受けると、トナーモータ２３をオンする。こ
れによって補給ローラ２５が回転し、トナーコンテナ２
４から現像容器１４ａに所定の間隔でトナーが補給され
る。現像容器１４ａ内のトナー量が予め定められた量以
上となると、トナーセンサ２１はハイレベル信号を送出
する。ＣＰＵ２２ではハイレベル信号を受けると、トナ
ーモータ２３をオフする。これによって、トナーコンテ
ナ２４から現像装置へのトナーの補給が停止される。こ
のようにして、モードＡでは、現像容器１４ａ内のトナ
ー量は、ほぼ予め定められた量に制御される。

【００４３】前述のように、ＣＰＵ２２には枚数カウン
ト信号が与えられており、ＣＰＵ２２は枚数カウント信
号から印字枚数を知る。そして、印字枚数が予め規定さ
れた枚数（例えば、５００枚）を越えると（ステップＳ
３）、ＣＰＵ２２はモードＢに移行する（ステップＳ
４）。

【００４４】モードＢになると、ＣＰＵ２２は、トナー
量検出信号にかかわらず、トナー補給を停止する。そし
て、ＣＰＵ２２では、画像データ毎に（つまり、記録用
紙１枚当たりの原稿密度）、画像データのドット数に基
づいてその画像密度を測定して、測定画像密度（Ｗｔ）
を得る。さらに、ＣＰＵ２２では、測定画像密度を順次
積算して、積算画像密度（ΣＷｔ）とする。例えば、Ｃ
ＰＵ２２は、積算画像密度（ΣＷｔ）＝（測定画像密度
×印字枚数）として、積算画像密度（ΣＷｔ）を求め
る。ＣＰＵ２２は積算画像密度が予め設定された値
（α）を越えたか否かを判定しており（ステップＳ
５）、積算画像密度が予め設定された値を越えると、ス
テップＳ１に移行して、モードＡで動作する。

【００４５】上述のように、画像データのドット数から
画像密度を測定して、この測定画像密度を積算して積算
画像密度を得ており、この積算画像密度が予め設定され
た値を越えるまで、トナー補給を停止するようにしてい
る。言い換えると、積算画像密度とトナー消費量との関
係を予め規定しておき、積算画像密度に基づいてトナー
消費量を予測している。つまり、ＣＰＵ２２では、画像
データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、
測定画像密度を積算して積算画像密度を得ており、この
積算画像密度に応じてトナーの消費量を予測する。そし
て、ＣＰＵ２２はトナー消費量が所定量となるまでの禁
止時間の間、トナーの補給を禁止する。このため、回転
現像スリーブ１４ｃ付近にあるトナー（粒径の大きいト
ナー及び古いトナー）が消費されることになる。なお、
モードＢの時に、非画像形成時に回転現像スリーブ１４
ｃ上のトナーを感光体ドラム１１に移動させてクリーナ
ー１６で回収する動作、いわゆるダミー現像を適宜（例
えば、平均印字密度が所定値以下となった場合）行うこ
とも有効な手段となる。

【００４６】前述の説明から容易に理解できるように、
モードＢ（トナーの補給を禁止するモード）を実行する
時間長は、積算画像密度（ΣＷｔ）＝（測定画像密度×
印字枚数）で規定されており、このようにモードＢを実
行する時間長を規定すると、測定画像密度に関わらず、
現像容器１４ａ内トナー量のリップルを制御することが
できる（ここで、トナー量のリップルとは、（１）モー
ドＡにおいて、ほぼ予め定められた量に制御された現像
容器１４ａ内のトナー量のモードＢにおける減少率、ま
たは（２）モードＡにおいて、ほぼ予め定められた量に
制御された現像容器１４ａ内のトナー量に対して、スリ
ーブ１４ｃ付近におけるトナー量のモードＢにおける減
少率、のいずれかをいう）。つまり、単に印字枚数のみ
で、モードＢを実行する時間長を規定すると、測定画像
密度が低い場合に、回転現像スリーブ１４ｃ付近にある
トナーの消費量が少なく、トナー量のリップル率が少な
くなってしまう。さらに、画像密度が高いと、回転現像
スリーブ１４ｃ付近にあるトナーの消費量が多くなっ
て、トナー量のリップル率が高くなる（つまり、回転現
像スリーブ１４ｃ付近のトナー量が少なくなる）。この
結果、回転現像スリーブ１４ｃにトナー薄層が形成され
ないことがある。

【００４７】ここで、図４を参照して、従来のトナー補
給制御（従来例）と図３で説明したトナー補給制御（本
補給制御）とを行った際の画像濃度推移について説明す
る。図４において、◇で示す曲線は従来例を示し、■で
示す曲線は本補給制御を示す。図４から容易に理解でき
るように、従来例では、印字枚数が７乃至８ｋｐａｇｅ
（７０００乃至８０００枚）を越えると、画像濃度が急
激に低下しており、一方、本補給制御では、印字枚数が
３０ｋｐａｇｅ（３００００枚）を越えても画像濃度が
安定しているのがわかる。つまり、本補給制御を用いれ
ば、画像濃度安定性が増加する。

【００４８】さらに、図５を参照して、従来例と本補給
制御とを行った際の現像容器１４ａ内（例えば、回転現
像スリーブ１４ｃ付近）のトナー平均粒径（μｍ）の推
移について説明する。図５において、◇で示す曲線は従
来例を示し、■で示す曲線は本補給制御を示す。図５か
ら容易に理解できるように、従来例では、印刷開始後
（印字枚数が１乃至２ｋｐａｇｅ程度）トナー平均粒径
が大きく上昇し、その後も上昇を続け、印字枚数が５ｋ
ｐａｇｅを過ぎてからもトナー平均粒径が変動してい
る。一方、本補給制御では、印刷開始後、トナー平均粒
径が上昇するが、印字枚数が５ｋｐａｇｅを過ぎた付近
から、トナー平均粒径が安定的に推移するのがわかる。
そして、従来例と本補給制御とはそのトナー平均粒径に
大きな差があることがわかる（本補給制御では、従来例
に比べてトナー平均粒径が極めて小さい）。

【００４９】上述のように、図３で説明したトナー補給
制御を行うと、現像容器１４ａ内のトナー量にリップル
が生じる結果、現像容器１４ｃ内でリップルに起因し
て、回転現像スリーブ１４ｃ付近に新たに補給されたト
ナーが短時間に移動することになる。その結果、古いト
ナー（粒径の大きいトナー及び劣化したトナー）が消費
されつつ新しいトナーが回転現像スリーブ１４ｃ付近に
供給されることになって、画像濃度の低下及びかぶり等
を効果的に防止することができる。

【００５０】なお、発明者等の実験によれば、トナーリ
ップル率は、現像容器１４ａ内のトナー量に対して５乃
至５０％の範囲にあることが望ましいことがわかった。
トナーリップル率が５％未満であると、選択現像を回避
することが難しく、一方、トナーリップル率が５０％を
越えると、トナー補給禁止時間が長くなって、回転現像
スリーブ１４ｃにトナー薄層を形成することが難しい。

【００５１】また、図３で説明した例では、印刷を開始
して、印字枚数が印字枚数が予め規定された枚数（例え
ば、５００枚）を越えると、ＣＰＵ２２はモードＡから
モードＢに移行する例について説明したが、測定画像濃
度が予め規定された濃度未満となった際、ＣＰＵ２２は
モードＡからモードＢに移行するようにしてもよい。つ
まり、予め定められた画像濃度の低下が発生する直前
に、ＣＰＵ２２はモードＡからモードＢに移行するよう
にしてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、画像
データから得られた画像密度を積算して、この積算結果
に基づいてトナーの補給を禁止するようにした為、古い
トナーが消費されつつ新しいトナーが現像剤担持体付近
に供給されることになり、画像濃度の低下及びかぶり等
を防止することができるという効果がある。

【００５３】さらに、本発明では、ダミー現像を行うこ
となく、画像濃度の低下及びかぶり等が防止でき、その
結果、トナーが無駄に消費されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像剤（トナー）補給制御装置
が用いられる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図
である。

【図２】本発明による現像剤補給制御装置の一例を示
すブロック図である。

【図３】図２に示す現像剤補給制御装置の動作を説明
するためのフロー図である。

【図４】印字枚数と画像濃度との関係を説明するため
の図である。

【図５】印字枚数とトナー平均粒径との関係を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１１ａ−Ｓｉ感光体ドラム１２帯電器１３露光ユニット１４現像装置（現像器）１５転写器（転写ローラ）１６クリーナー２１トナーセンサ２２制御部（ＣＰＵ）２３トナーモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データに応じて静電潜像担持体に静
電潜像を形成する露光手段と、現像剤を用いて前記静電
潜像を現像する現像装置と、該現像装置に前記現像剤を
補給する補給手段を備える画像形成装置に用いられ、前
記補給手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、
前記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を
測定し該画像密度を積算して積算画像密度を得る積算手
段と、前記積算画像密度に応じて前記現像剤の消費量を
推定する推定手段と、前記消費量が所定量となるまでの
禁止時間の間前記補給手段による前記現像剤の補給を禁
止する禁止手段とを有することを特徴とする現像剤補給
制御装置。
【請求項２】画像データに応じて静電潜像担持体に静
電潜像を形成する露光手段と、現像剤を用いて前記静電
潜像を現像する現像装置と、該現像装置に前記現像剤を
補給する補給手段を備える画像形成装置に用いられ、前
記補給手段を制御する制御手段を備え、該制御手段は、
前記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を
測定し該画像密度を積算して積算画像密度を得る積算手
段と、前記積算画像密度が予め規定された値となるまで
の禁止時間の間前記補給手段による前記現像剤の補給を
禁止する禁止手段とを有することを特徴とする現像剤補
給制御装置。
【請求項３】前記積算手段は、前記画像密度×印字枚
数に基づいて前記積算画像密度を求めるようにしたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤補給制御装
置。
【請求項４】画像データに応じて静電潜像担持体に静
電潜像を形成する露光手段と、現像剤を用いて前記静電
潜像を現像する現像装置と、該現像装置に前記現像剤を
補給する補給手段を備える画像形成装置に用いられ、前
記補給手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段
は、前記現像装置内の前記現像剤の量を検出現像剤量と
して検出して該検出現像剤量が予め定められた量未満と
なると前記補給手段を制御して前記現像剤を前記現像装
置に補給する補給制御手段と、前記画像データに基づい
て記録用紙一枚毎の画像密度を測定し該画像密度を積算
して積算画像密度を得、前記積算画像密度に応じて前記
現像剤の消費量を推定して前記消費量が所定量となるま
での禁止時間の間前記補給手段による前記現像剤の補給
を禁止する禁止制御手段とを有することを特徴とする現
像剤補給制御装置。
【請求項５】画像データに応じて静電潜像担持体に静
電潜像を形成する露光手段と、現像剤を用いて前記静電
潜像を現像する現像装置と、該現像装置に前記現像剤を
補給する補給手段を備える画像形成装置に用いられ、前
記補給手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段
は、前記現像装置内の前記現像剤の量を検出現像剤量と
して検出して該検出現像剤量が予め定められた量未満と
なると前記補給手段を制御して前記現像剤を前記現像装
置に補給する補給制御手段と、前記画像データに基づい
て記録用紙一枚毎の画像密度を測定し該画像密度を積算
して積算画像密度を得、前記積算画像密度が予め規定さ
れた値となるまでの禁止時間の間前記補給手段による前
記現像剤の補給を禁止する禁止制御手段とを有すること
を特徴とする現像剤補給制御装置。
【請求項６】前記禁止制御手段は、前記画像密度×印
字枚数に基づいて前記積算画像密度を求めるようにした
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の現像剤補給制
御装置。
【請求項７】前記画像形成装置がスタートすると、前
記補給制御手段が動作し、前記画像形成装置による印字
枚数が予め設定された枚数となると、前記禁止制御手段
が動作するようにしたことを特徴とする請求項４又は５
に記載の現像剤補給制御装置。
【請求項８】前記画像形成装置がスタートすると、前
記補給制御手段が動作し、前記画像密度が予め設定され
た密度となると、前記禁止制御手段が動作するようにし
たことを特徴とする請求項４又は５に記載の現像剤補給
制御装置。
【請求項９】前記禁止時間は前記現像装置内に生じる
トナー量のリップル率に基づいて規定されることを特徴
とする請求項１、２、４若しくは５のいずれかに記載の
現像剤補給制御装置。
【請求項１０】前記リップル率は５乃至５０％の範囲
で定められることを特徴とする請求項９に記載の現像剤
補給制御装置。
【請求項１１】前記現像装置は一成分磁性現像方式に
よって前記静電潜像の現像を行うようにしたことを特徴
とする請求項１、２、４若しくは５のいずれかに記載の
現像剤補給制御装置。