JP2004070067A - トナー補給装置、画像形成装置、及びトナー補給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行なう。
【解決手段】画像面積比率が閾値よりも低く、トナー消費量が少ないときには、画像の複写によりトナー濃度が殆ど低下しないので、画像の複写を実行してから、トナーの補給並びに攪拌を現像装置３３で行なっている。これにより、画像の複写に要する時間を短縮化することができる。また、画像面積比率が閾値よりも高く、トナー消費量が少ないときには、トナーの補給並びに攪拌を現像装置３３で行なってから、画像の複写を実行している。これにより、トナー濃度の低下を原因とする画像品質の劣化を防止することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に設けられるトナー補給装置、それを備える画像形成装置、及びトナー補給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の様に電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置としては、デジタル複写機、レーザプリンタ、及びＬＥＤプリンタ等がある。
【０００３】
この様な画像形成装置では、原稿の画像を読み取って、この画像を示す画像データをメモリに一旦記憶し、この画像データによって示される画像を感光体上に静電潜像として形成し、この感光体上の静電潜像をトナーにより現像して、このトナーの画像を記録用紙に転写して定着させている。このトナーは、磁性体キャリアと混合され、２成分現像剤として用いられることが多く、現像装置内の２成分現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、このトナー濃度が予め設定された閾値以下まで低下すると、トナーを現像装置内に補給し、これによりほぼ一定のトナー濃度を常に維持している。また、トナーの補給動作に際しては、現像装置内の２成分現像剤を攪拌して、トナーを２成分現像剤中に均一に混合し、かつトナーを十分に帯電させている。
【０００４】
トナーの補給は、トナー補給装置により行われており、一回当たりのトナー補給量が常に一定となる様にトナー補給装置を制御している。従って、全体が黒ベタの様な印字率１００％の画像や印字率２０％〜３０％の画像のいずれに対しても、一定量のトナーが補給されることになる。この一定量としては、最大サイズの記録用紙の記録に用いられる平均的なトナーの消費量が設定される。また、実際には、記録用紙一枚単位でトナー補給量を制御するのではなく、複数枚単位でトナー補給量を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の様にトナー補給量を常に一定に制御すると、文字原稿の画像の様に印字率が３％〜１０％程度と低く、トナー消費量が少ない画像の記録が連続したときには、２成分現像剤に対するトナー補給量が過剰になり易く（トナー濃度が高くなる傾向にあり）、トナーの飛散や記録用紙の地肌の汚れ（ＢＧ低下）等の問題が発生した。逆に、グラフィックや写真の画像の様に印字率が高くて、トナー消費量が多い画像の記録が連続したときには、２成分現像剤に対するトナー補給量が不足し易く（トナー濃度が低下する傾向にあり）、記録用紙上の画像濃度が低下するという問題が発生した。
【０００６】
また、記録用紙へとトナーを供給するトナー供給位置でのトナー濃度、例えば現像装置内のスリーブでのトナー濃度に着目すると、このトナー濃度が図２８のグラフに示す様に変動していた。このグラフにおいて、縦軸には初期のトナー濃度を０としたときのトナー濃度の変動率を示し、また横軸には画像が記録された記録用紙の枚数を示している。
【０００７】
ここで、全体が白ベタの画像（階調レベルが０／２５５）を連続記録した直後にハーフトーンの画像（例えば階調レベルが４８／２５５）を連続記録したり、あるいは逆にハーフトーンの画像を連続記録紙した直後に白ベタの画像を連続記録したときには、トナー濃度が図２８の点線の特性曲線Ｓ１に示す様に変動し、トナー濃度の変動が±１ｗｔ％の範囲に収まった。
【０００８】
ところが、白ベタの画像を連続記録した直後に黒ベタの画像を連続記録したときには、トナー濃度が図２８の領域Ａにおける実線の特性曲線Ｓ２に示す様に変動し、トナー濃度が約−１．３％まで低下してアンダーシュートした。このアンダーシュートの原因は、黒ベタの画像の記録が開始されると、現像装置内のトナー供給位置でのトナー濃度が直ちに低下するものの、現像装置内の２成分現像剤全体の平均的なトナー濃度が遅れて低下するので、トナー濃度センサによって検出されるトナー濃度が閾値以下となるまでに時間が費やされ、この時間だけトナー補給動作が遅れ、この時間にトナーが急激に消費され続けるためである。
【０００９】
逆に、黒ベタの画像を連続記録した直後に白ベタの画像を連続記録したときには、トナー濃度が図２８の領域Ｂにおける実線の特性曲線Ｓ２に示す様に変動し、トナー濃度がオーバシュートした。このオーバシュートの原因は、黒ベタの画像の連続記録中はトナー補給動作が継続されており、白ベタの画像の記録が開始されると、トナーの消費が停止されるものの、現像装置内の２成分現像剤全体の平均的なトナー濃度が遅れて上昇するので、トナー濃度センサによって検出されるトナー濃度が閾値を超えるまでに時間が費やされ、この時間だけトナー補給動作が更に継続されるためである。
【００１０】
このため、例えば特開平４−２０４４６８号公報では、画像の印字率に応じてトナー濃度と比較されるトナー濃度閾値を変更して、トナー濃度を制御したり、トナー補給量に応じてトナーの攪拌継続時間を変更し、これによりトナー濃度の低下を防いだり、トナーの帯電量を安定化させ、画像品質を良好に保つという技術が開示されている。
【００１１】
しかしながら、ここでは、トナー補給動作と画像形成動作を常に並行させ、トナー補給量をトナー消費量に追従させていた。このため、トナー消費量が急激に上昇したときには、トナーの供給が優先されて、トナーの混合及び攪拌が現像装置内で僅かに行われるだけとなり、十分に帯電されていないトナーが供給されてしまい、画像品質の低下を生じることがあった。また、トナー消費量に対してトナー補給量が追従せず、トナーエンプティとなって、画像形成装置が停止することもあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、現像装置内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行ない得るトナー補給装置、画像形成装置、及びトナー補給方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値の比較に基づいて、トナーを現像装置に補給するトナー補給装置において、画像を示す画像データに基づいて、トナー消費量を算出する演算手段と、トナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御する制御手段とを備えている。
【００１４】
この様な構成の本発明によれば、トナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御している。トナー補給量を制御することにより、現像装置内のトナー濃度を変更することができる。また、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方を制御することにより、トナー濃度がトナー濃度閾値以下になったときに開始されるトナー補給動作のタイミングを変更することができる。更に、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序を制御することにより、例えばトナー補給動作を優先させて、トナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行ってから、画像形成動作を行なうことが可能になる。従って、これらの制御を適宜に組み合わせることにより、現像装置内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行なうことが可能になる。
【００１５】
また、本発明においては、演算手段は、原稿を読み取ることにより生成され画像データに基づいて、トナー消費量を算出している。
【００１６】
ここでは、複写機を前提としており、スキャナーによって読み取られた原稿の画像を記録用紙に記録するのに必要なトナー消費量を求めている。
【００１７】
更に、本発明においては、演算手段は、画像全体の面積に対するトナーの付着面積を表す画像面積比率をトナー消費量として算出している。あるいは、演算手段は、画像全体の濃度を表す画像密度をトナー消費量として算出している。
【００１８】
画像面積比率及び画像密度のいずれも、トナー消費量に対応している。
【００１９】
また、本発明においては、制御手段は、画像形成動作の度に、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方を変更し、画像形成動作の終了時にトナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値を変更前の状態に戻している。
【００２０】
これにより画像形成動作の度に、トナー濃度やトナー補給動作等を制御することができる。
【００２１】
更に、本発明においては、制御手段は、画像形成動作の度に、トナー補給動作の時期を変更している。
【００２２】
例えば、トナー消費量が多いときには、トナー補給動作の時期を早めて、トナー濃度の低下を未然に防止している。
【００２３】
また、本発明においては、制御手段は、トナー補給量に応じて、現像装置内のトナー攪拌継続時間を設定している。
【００２４】
このため、トナー補給量が多くても、トナーの混合、攪拌、及び帯電が十分に行われる。
【００２５】
更に、本発明においては、制御手段は、現像装置内のトナー攪拌動作をトナー補給動作と共に制御して、トナー補給動作及びトナー攪拌動作を画像形成動作の期間から外している。
【００２６】
例えば、画像形成動作よりも先にトナー補給動作及びトナー攪拌動作を行い、これによってトナーの補給、混合、攪拌、及び帯電を十分に行なう。
【００２７】
また、本発明においては、制御手段は、トナー消費量が高い場合は、画像形成動作の開始前にトナー補給動作の時期を設定し、トナー消費量が低い場合は、画像形成動作の終了後にトナー補給動作の時期を設定している。
【００２８】
この様にトナー消費量が高いときに、画像形成動作の開始前にトナー補給動作の時期を設定すれば、画像形成動作中にトナー濃度が著しく低下することを防止することができる。また、トナー消費量が低いときに、画像形成動作の終了後にトナー補給動作の時期を設定すれば、画像形成動作が優先されるので、画像形成を速やかに行なうことができる。
【００２９】
次に、本発明の画像形成装置は、本発明のトナー補給装置を備えている。
【００３０】
また、本発明は、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値の比較に基づいて、トナーを現像装置に補給するトナー補給方法において、画像を示す画像データに基づいて、トナー消費量を算出する演算ステップと、ナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御する制御ステップとを含んでいる。
【００３１】
この様な画像形成装置及びトナー補給方法のいずれによっても、本発明のトナー補給装置と同様の作用並びに効果が達成される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面図である。本実施形態の画像形成装置１は、原稿の画像を読み取り、電子写真方式により原稿の画像を記録用紙上に複写するものであって、画像読取り部１０、レーザ書込み部２０、画像形成部３０、及び給紙部４０を備えている。
【００３４】
画像読み取り部１０では、第１及び第２走査ユニット１１，１２を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第１走査ユニット１１によってプラテンＤ上の原稿の画像を露光し、第１及び第２走査ユニット１１，１２によって原稿からの反射光をレンズ１３へと導き、レンズ１３によって原稿の画像を光電変換素子（以下ＣＣＤと称する）１４上に結像する。ＣＣＤ１４は、原稿の画像を主走査方向に繰り返し走査して読み取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。この画像データは、ＲＡＭ（図示せず）に一旦記憶される。
【００３５】
レーザ書込み部２０では、画像データをＲＡＭから読み出し、この画像データに対応する駆動信号をレーザダイオードに印加して、レーザダイオードから出射されるレーザ光を変調し、このレーザ光をモータ２１により定速回転されるポリゴンミラー２２で反射させて、このレーザ光を各折り返しミラー２４，２５，２６及びレンズ２３を介して画像形成部３０の感光体ドラム３２の表面に入射させ、このレーザ光により感光体ドラム３２の表面を主走査方向に繰り返し露光走査する。このとき、感光体ドラム３２は、副走査方向に回転しており、レーザ光の主走査と感光体ドラム３２の副走査により該感光体ドラム３２表面に静電潜像が形成される。
【００３６】
画像形成部３０では、感光体ドラム３２を一方向に回転させつつ、感光体ドラム３２表面の残留トナーをクリーナ３９により除去し、イレーザランプの光を感光体ドラム３２表面に照射して、感光体ドラム３２の表面を除電し、更に感光体ドラム３２表面を帯電チャージャー３１により一様に帯電させてから、感光体ドラム３２表面をレーザ書込み部２０からのレーザ光で露光走査させて、感光体ドラム３２表面に静電潜像を形成し、感光体ドラム３２表面の静電潜像を現像装置３３により現像して、感光体ドラム３２表面にトナー像を形成する。
【００３７】
一方、給紙部４０では、記録用紙Ｐを給紙ローラ４１Ａにより用紙カセット４１から引き出し、この記録用紙を各搬送ローラ４３により各レジストローラ４４まで搬送し、この記録用紙を各レジストローラ４４により感光体ドラム３２表面の静電潜像のタイミングに合わせて搬送し、感光体ドラム３２の表面のトナー像を転写チャージャ３４により記録用紙に転写させる。更に、記録用紙を分離機３５により除電して感光体ドラム３２から剥離させ、この記録用紙を搬送ベルト３６により定着装置３７まで搬送し、記録用紙を定着装置３７の各ローラ３７Ａ，３７Ｂにより加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させてから、記録用紙を各排出ローラ３８，４５により排紙トレイ５０へと排出する。
【００３８】
図２は、現像装置３３の構成を示す側面図である。この現像装置３３では、非磁性体のトナーと磁性体キャリアとを混合した２成分現像剤を収容しており、現像スリーブ３３Ａを矢印方向に回転させつつ、現像スリーブ３３Ａ内のマグネットローラの磁力により該現像スリーブ３３Ａ表面に２成分現像剤を吸着保持して、ドクターブレード３０２により現像スリーブ３３Ａ表面に一定厚みの２成分現像剤の層を形成し、感光体ドラム３２と対向する側で、現像スリーブ３３Ａ表面部位から感光体ドラム３２へと２成分現像剤層のトナーを飛翔させて、感光体ドラム３２表面の静電潜像をトナーにより現像し、感光体ドラム３２表面にトナー像を形成する。
【００３９】
また、現像装置３３では、その上面にトナー補給口３０６を有し、その底面の２成分現像剤と接触し易い位置にトナー濃度センサＳを設けている。トナー濃度センサＳは、２成分現像剤中のトナー濃度を検出するものであり、その構成を後で詳しく述べる。
【００４０】
更に、現像装置３３では、一対の搬送スクリュー３０４，３０５及び攪拌部材３０３をそれぞれの矢印方向に回転させており、これらの回転により２成分現像剤を攪拌して、トナーを磁性体キャリアに均一に混合しつつ、２成分現像剤を現像スリーブ３３Ａ表面に供給している。この２成分現像剤の攪拌に際し、トナー濃度センサＳにより２成分現像剤中のトナー濃度を検出し、このトナー濃度が低下して来ると、トナー補給ローラ３０７を回転させて、トナーをトナー補給口３０６から補給し、トナー濃度を高める。
【００４１】
図３は、トナー濃度センサＳの構成を示すブロック図である。図３から明らかな様にトナー濃度センサＳは、透磁率センサであって、差動トランス方式のものであり、差動トランス５０、交流電源５４、調整用ネジコア５５、位相比較回路５７、及び平滑回路５８を備えている。
【００４２】
差動トランス５０は、一次コイル５１、及び二次側の直列接続された基準コイル５２と検知コイル５３を備えており、交流電源５４からの交流電圧が一次コイル５１に供給される。また、基準コイル５２と検知コイル５３は、略同一の巻数であって、かつ逆極性となっている。調整用ネジコア５５は、一次コイル５１と基準コイル５２に挿入されており、該各コイル５１，５２間のインダクタンスを調整するために、その位置を変更される。
【００４３】
ここで、２成分現像剤は、非磁性体のトナーを磁性体キャリアに混合したものである。このため、２成分現像剤の単位体積当たりのトナーの量が多くなると、単位体積当たりの磁性体キャリアの量が少なくなり、２成分現像剤の磁気抵抗が大きくなる。逆に、単位体積当たりのトナーの量が少なくなると、単位体積当たりの磁性体キャリアの量が多くなり、２成分現像剤の磁気抵抗が小さくなる。トナー濃度センサＳは、その様な２成分現像剤の磁気抵抗を検出し、この磁気抵抗に対応する単位体積当たりトナーの量、つまりトナー濃度を検出する。
【００４４】
より具体的には、トナー濃度センサＳは、２成分現像剤が一次コイル５１と検知コイル５３の近傍位置Ｐに流れる様に配置される。このため、２成分現像剤が一次コイル５１と検知コイル５３の磁心として作用し、該２成分現像剤の磁気抵抗により該各コイル５１，５３間のインダクタンスが決まり、検知コイル５３の電圧信号が決まる。従って、検知コイル５３の電圧信号は、２成分現像剤のトナー濃度に対応する。
【００４５】
位相比較回路５７は、一次コイル５１の電圧信号と検知コイル５３の電圧信号とを入力し、これらの電圧信号の排他的論理和を求めて、この排他的論理和を示す信号を出力する。平滑回路５８は、この排他的論理和を示す信号を入力すると、この排他的論理和を示す信号を平滑化して、直流電圧ＶＴを出力する。この直流電圧ＶＴは、トナー濃度を示しており、トナー濃度センサＳの検出出力として出力される。
【００４６】
図４は、２成分現像剤のトナー濃度Ｔに対するトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの特性を示すグラフである。このグラフから明らかな様にトナー濃度Ｔが低いときにはトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴが高くなり、逆にトナー濃度Ｔが高いときにはトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴが低くなる。例えば、トナー濃度がＴ０からＴ１へと減少すると、検出出力ＶＴがＶＴ０からＶＴ１へと増加する。
【００４７】
尚、トナー濃度センサＳとして、トナー濃度が低くなる程、その検出出力ＶＴが高くなる負特性のものを例示しているが、トナー濃度が低くなる程、その検出出力ＶＴが低くなる正特性のものを適用しても構わない。
【００４８】
図５は、本実施形態の画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１では、現像装置３３のトナー補給ローラ３０７を回転させるトナー補給ローラモータ６１、トナー補給ローラモータ６１を駆動制御するトナー補給ローラモータ駆動回路６２、現像装置３３の各搬送スクリュー３０４，３０５、攪拌部材３０３、及び現像スリーブ３３Ａを回転させる現像器駆動モータ６３、現像器駆動モータ６３を駆動制御する現像器駆動回路６４、各駆動回路６２，６４への制御信号、トナー濃度センサＳからの検出出力ＶＴ、ＣＣＤ１４からの画像データを入出力するＩ／Ｏ回路６５、各種のプログラムやデータを記憶したＲＯＭ６６、各種のデータを記憶したり、ワーキングエリアとして用いられるＲＡＭ６７、及び画像形成装置１を統括的に制御するＣＰＵ６８を備えている。
【００４９】
ＣＰＵ６８は、それぞれの制御信号をＩ／Ｏ回路６５を介してトナー補給ローラモータ駆動回路６２及び現像器駆動回路６４に出力して、各駆動回路６２，６４を制御し、これによりトナー補給ローラモータ６１及び現像器駆動モータ６３を回転させる。また、ＣＰＵ６８は、トナー濃度センサＳからの検出出力ＶＴをＩ／Ｏ回路６５を介して入力し、検出出力ＶＴに対応するトナー濃度を判定する。更に、ＣＰＵ６８は、原稿の画像を示す画像データをＣＣＤ１４からＩ／Ｏ回路６５を介して入力すると、この画像データをＲＡＭ６７に一旦蓄積し、このＲＡＭ６７内の画像データに基づいて、この画像データによって示される原稿の画像面積比率（印字率とも言う）を算出する。複数枚の原稿を読み取ったときには、各原稿を示すそれぞれの画像データをＲＡＭ６７に一旦蓄積して、これらの画像データに基づいて、各原稿の画像面積比率を算出する。この画像面積比率は、画像を記録用紙に記録するためのトナー消費量に対応する。
【００５０】
さて、この様な構成の画像形成装置において、ＣＰＵ６８は、原稿の画像の複写に際し、トナー消費量に対応する画像面積比率に基づいて、トナー濃度閾値を補正したり、トナー補給量、トナー補給動作の時期、トナー攪拌継続時間を設定し、これにより現像装置３３内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行っている。
【００５１】
ここで、トナー濃度閾値の補正手順について説明する。
【００５２】
画像面積比率が低いときには、トナー消費量が少なく、トナー濃度が過剰になり易いため（オーバシュート）、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴと比較されるトナー濃度閾値Ｖ０を高くする。トナー濃度センサＳは、トナー濃度が低くなる程、その検出出力ＶＴが高くなるという負特性を有することから、トナー濃度閾値Ｖ０が高くなると、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値Ｖ０以上になったときに行われるトナー補給動作が遅延され、トナー濃度が過剰になる傾向が緩和される。逆に、画像面積比率が高いときには、トナー消費量が多く、トナー濃度が低下し易いため（アンダーシュート）、トナー濃度閾値Ｖ０を低くする。トナー濃度閾値Ｖ０が低くなると、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値Ｖ０以上になったときに行われるトナー補給動作が早められ、トナー濃度が低下する傾向が緩和される。
【００５３】
図６は、画像面積比率に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正量ΔＶｔの特性を示すグラフである。このグラフから明らかな様に画像面積比率が高くなる程、トナー濃度閾値Ｖ０の補正量ΔＶｔが高くされている。
【００５４】
また、トナー濃度閾値Ｖ０の補正量ΔＶｔは、図７のグラフに示す様に連続して複写される記録用紙の枚数によっても増大される。これにより、トナー濃度閾値Ｖ０が更に適確に補正されることになる。
【００５５】
図８は、画像面積比率及び記録用紙の連続複写枚数に対応する補正量ΔＶｔを記録したデータテーブルＤＴである。このデータテーブルＤＴをＲＯＭ６６に予め記憶しておき、トナー濃度閾値Ｖ０を補正するときには、ＲＯＭ６６内のデータテーブルＤＴを参照して、画像面積比率及び記録用紙の連続複写枚数に対応する補正量ΔＶｔを求め、トナー濃度閾値を（Ｖ０＋ΔＶｔ）に設定する。
【００５６】
尚、一連の画像の複写を終了したときには、トナー濃度閾値が元の値に戻される。
【００５７】
次に、トナー補給量の設定手順について説明する。
【００５８】
図９は、画像面積比率及びトナー補給量を求めるための構成を示すブロック図であり、画像形成面積検出部７１、被現像面積検出部７２、画像面積比率演算部７３、及びトナー補給量設定部７４が設けられている。これらの検出部７１，７２、演算部７３、設定部７４は、ＣＰＵ６８が画像面積比率及びトナー補給量を求めるためのプログラムをＲＯＭ６６から読み出して実行することにより生成される。
【００５９】
画像形成面積検出部７１は、ＣＣＤ１４により読み取られた画像データ、あるいは格別に設けられた周知の原稿サイズセンサ（図示せず）の検出出力に基づいて、原稿の複写領域の総面積を求める。被現像面積検出部７２は、ＣＣＤ１４により読み取られた画像データに基づいて、トナーが付着する感光体ドラム３２表面の静電潜像の面積を求める。画像面積比率演算部７３は、原稿複写領域の総面積に対する静電潜像の面積の比を画像面積比率として求める。トナー補給量設定部７４は、画像面積比率に対応するトナー補給量を求め、このトナー補給量のトナーを補給するのに必要なトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０を求める。そして、トナー補給量設定部７４は、トナー補給ローラモータ駆動回路６２を通じてトナー補給ローラモータ６１を駆動制御して、その求めた回転時間Ｔ０だけトナー補給ローラ３０７を回転させ、その求めたトナー補給量だけトナーを現像装置３３に補給する。
【００６０】
図１０は、画像面積比率に対するトナー補給量の特性を示すグラフである。ここでは、トナー補給量Ｍが画像面積比率に正比例している。
【００６１】
図１２は、画像面積比率に対するトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０の特性を示すグラフである。このグラフは、画像面積比率に正比例するトナー補給量を補給するのに要するトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０を実験的に求めて示しており、画像面積比率がトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０に正比例している。このグラフの特性を関数やデータテーブルとしてＲＯＭ６６に予め記憶しておく。そして、トナー補給量設定部７４は、ＲＯＭ６６内の該特性を参照して、画像面積比率に対応するトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０を求め、この回転時間Ｔ０だけトナー補給ローラ３０７を回転させて、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーを現像装置３３に補給する。
【００６２】
尚、図１１のグラフに示す様に画像面積比率がＨ１，Ｈ２，…に達する度に、トナー補給量をＭ１，Ｍ２，…と段階的に増大させても良い。この場合は、トナー補給ローラ３０７の回転時間も段階的に変更することになる。
【００６３】
次に、トナー補給動作の時期及びトナー攪拌継続時間の設定手順について説明する。
【００６４】
画像面積比率が高いときには、トナー消費量が多く、トナーの補給動作を直ちに行なう必要がある。これに対して画像面積比率が低いときには、トナー消費量が少なく、現像装置３３へのトナーの補給を直ちに行なわなくても、画像品質の低下が見られないため、一連の画像の複写を終了した後にトナー補給動作を行ない、複写中にトナー補給動作を行なわない。
【００６５】
一方、画像面積比率が高いときには、トナー消費量が多く、トナー補給量も多いため、現像装置３３内の２成分現像剤の攪拌継続時間を長くする必要がある。画像面積比率が低いときには、トナー消費量が少なく、トナー補給量も少ないため、２成分現像剤の攪拌継続時間を短くする。
【００６６】
図１３は、トナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間の特性を示すグラフである。また、図１５は、画像面積比率に対する攪拌継続時間の特性を示すグラフである。これらのグラフから明らかな様に、攪拌継続時間がトナー補給量Ｍと画像面積比率に正比例している。
【００６７】
図１３のトナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間の特性又は図１５のグラフの画像面積比率に対する攪拌継続時間の特性は、ＲＯＭ６６に予め記憶されている。ＣＰＵ６８は、トナーの攪拌に際し、ＲＯＭ６６内の特性を参照して、トナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間又は画像面積比率に対する攪拌継続時間を求め、この攪拌継続時間だけ、現像器駆動回路６４を通じて現像器駆動モータ６３を駆動制御し、各搬送スクリュー３０４，３０５、攪拌部材３０３、及び現像スリーブ３３Ａを回転させて、現像装置３３内の２成分現像剤を攪拌する。
【００６８】
尚、図１４のグラフに示す様にトナー補給量Ｍがｍ１，ｍ２，…に達する度に、攪拌継続時間をＴ１，Ｔ２，…と段階的に増大させたり、図１６のグラフに示す様に画像面積比率がＨ１，Ｈ２，…に達する度に、攪拌継続時間をＴ１，Ｔ２，…と段階的に増大させても良い。
【００６９】
図１７は、この様な画像面積比率に対するトナー濃度閾値の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【００７０】
尚、トナー濃度閾値を補正する代わりに、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴを補正しても構わない。この場合は、画像面積比率に対するトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図１８の図表の通りに設定すれば良い。
【００７１】
また、トナー濃度センサＳとして正特性のものを適用した場合は、トナー濃度閾値の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図１９の図表の通りに設定するか、あるいはトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図２０の図表の通りに設定すれば良い。
【００７２】
次に、原稿の画像の複写に際し、現像装置３３内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行なうための処理手順を図２１のフローチャートに従って説明する。
【００７３】
まず、画像形成装置１の操作パネル（図示せず）がユーザにより操作されて、記録部数Ｘが入力され（ステップＳ１０１）、スタートボタン（図示せず）が押される（ステップＳ１０２）。これに応答してＣＰＵ６８は、画像読み取り部１０を制御して、Ｎ枚の原稿の読み取りを開始し（ステップＳ１０３）、Ｎ枚の原稿を示す画像データをＲＡＭ６７に一旦記憶する。
【００７４】
この後、画像形成面積検出部７１によりＲＡＭ６７内のＮ枚の原稿の複写領域の総面積が求められ（ステップＳ１０４）、被現像面積検出部７２によりＮ枚の原稿の静電潜像の総面積が求められ（ステップＳ１０５）、画像面積比率演算部７３により画像面積比率が求められ（ステップＳ１０６）、トナー補給量設定部７４により画像面積比率に対応するトナー補給量を補給するのに必要なトナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０が求められる（ステップＳ１０７）。
【００７５】
更に、ＣＰＵ６８は、画像面積比率を予め設定された閾値と比較し、画像面積比率が閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、例えば画像面積比率が閾値よりも高ければ（ステップＳ１０８で「ＬＯＷ」）、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内のデータテーブルＤＴを参照して、画像面積比率及び記録用紙の連続複写枚数に対応する補正量ΔＶｔを求め、トナー濃度閾値を（Ｖ０＋ΔＶｔ）に設定する（ステップＳ１０９）。
【００７６】
更に、ＣＰＵ６８は、Ｎ枚の原稿の画像データをＲＡＭ６７から読み取りつつ、レーザ書込み部２０、画像形成部３０、及び給紙部４０を制御して、Ｎ×Ｘ枚の記録用紙への複写を行ない（ステップＳ１１１）、このＮ×Ｘ枚の記録用紙への複写が終了するまで待機する（ステップＳ１１２で「Ｎｏ」）。そして、この複写が終了すると（ステップＳ１１２で「Ｙｅｓ」）、トナー補給量設定部７４は、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラモータ駆動回路６２を通じてトナー補給ローラモータ６１を駆動制御して、トナー補給ローラ３０７を回転させ、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーを現像装置３３に補給する（各ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。
【００７７】
また、トナーの補給動作と同時に、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内の図１３のトナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間の特性又は図１５のグラフの画像面積比率に対する攪拌継続時間の特性を参照して、攪拌継続時間を求め、この攪拌継続時間だけ、現像器駆動回路６４を通じて現像器駆動モータ６３を駆動制御して、現像装置３３内の各搬送スクリュー３０４，３０５、攪拌部材３０３、及び現像スリーブ３３Ａを回転させ、２成分現像剤を攪拌する。通常、トナー補給ローラ３０７の回転時間Ｔ０よりも攪拌継続時間が長いことから、トナー補給ローラ３０７が停止された後も、２成分現像剤の攪拌が継続される（ステップＳ１１５）。そして、攪拌継続時間が経過して、現像器駆動モータ６３が停止されると、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴがステップＳ１０９で補正されたトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）と比較され、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）未満であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超えていれば（ステップＳ１１６で「Ｙｅｓ」）、次のステップＳ１１７に移る。また、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）以上であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下であれば（ステップＳ１１６で「Ｎｏ」）、２成分現像剤の攪拌が再開されて、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整にされる。
【００７８】
こうして２成分現像剤のトナー濃度が調整されると、ＣＰＵ６８は、トナー濃度閾値を（Ｖ０＋ΔＶｔ）から元のＶ０に戻し（ステップＳ１１７）、次の一連の画像の複写が指示されているか否かを判定し（ステップＳ１１８）、次の複写が指示されていれば（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０１に戻り、次の複写が指示されていなければ（ステップＳ１１８で「Ｎｏ」）、この処理を終了する。
【００７９】
一方、画像面積比率が閾値よりも高いと判定されると（ステップＳ１０８で「ＨＩＧＨ」）、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内のデータテーブルＤＴを参照して、補正量ΔＶｔを求め、トナー濃度閾値を（Ｖ０＋ΔＶｔ）に設定する（ステップＳ１１０）。
【００８０】
そして、トナー補給量設定部７４は、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラ３０７を回転させ、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーを現像装置３３に補給する（各ステップＳ１１９，Ｓ１２０）。
【００８１】
また、トナーの補給動作と同時に、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内の特性を参照して、攪拌継続時間を求め、この攪拌継続時間だけ、現像器駆動モータ６３を駆動制御して、２成分現像剤を攪拌する。このとき、トナー補給ローラ３０７が停止された後も、２成分現像剤の攪拌が継続される（ステップＳ１２１）。そして、攪拌継続時間が経過し、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）未満であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超えていれば（ステップＳ１２２で「Ｙｅｓ」）、次のステップＳ１２３に移る。また、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）以上であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下であれば（ステップＳ１２２で「Ｎｏ」）、２成分現像剤の攪拌が再開されて、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整にされる。
【００８２】
こうして２成分現像剤のトナー濃度が調整されると、ＣＰＵ６８は、Ｎ枚の原稿の画像データをＲＡＭ６７から読み取りつつ、レーザ書込み部２０、画像形成部３０、及び給紙部４０を制御して、Ｎ×Ｘ枚の記録用紙への複写を行ない（ステップＳ１２３）、このＮ×Ｘ枚の記録用紙への複写が終了するまで待機する（ステップＳ１２４で「Ｎｏ」）。そして、複写が終了すると（ステップＳ１２４で「Ｙｅｓ」）、トナー濃度閾値を（Ｖ０＋ΔＶｔ）から元のＶ０に戻し（ステップＳ１１７）、次の複写が指示されていれば（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０１に戻り、次の複写が指示されていなければ（ステップＳ１１８で「Ｎｏ」）、この処理を終了する。
【００８３】
この様な処理では、画像面積比率が閾値よりも低く、トナー消費量が少ないときには、画像の複写によりトナー濃度が殆ど低下しないので、画像の複写を実行してから、トナーの補給並びに攪拌を行なっている。これにより、画像の複写に要する時間を短縮化することができる。また、画像面積比率が閾値よりも高く、トナー消費量が多いときには、トナーの補給並びに攪拌を行なってから、画像の複写を実行している。これにより、トナーを十分に攪拌して帯電させることができ、画像品質の劣化を防止することができる。
【００８４】
図２２は、図２１の処理手順の変形例を示すフローチャートである。この変形例のフローチャートにおいては、図２１のステップＳ１１２の次にステップＳ１３１を挿入して付加すると共に、図２１のステップＳ１１０の次にステップＳ１３２を挿入して付加している。
【００８５】
ここでは、例えば画像面積比率が閾値よりも低いと判定されると（ステップＳ１０８で「ＬＯＷ」）、トナー濃度閾値が（Ｖ０＋ΔＶｔ）に補正され（ステップＳ１０９）、Ｎ×Ｘ枚の記録用紙への複写が行なわれ（ステップＳ１１１）、このＮ×Ｘ枚の記録用紙への複写の終了が待機される（ステップＳ１１２）。
【００８６】
そして、この複写が終了すると（ステップＳ１１２で「Ｙｅｓ」）、ＣＰＵ６８は、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴをステップＳ１０９で補正されたトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）と比較する（ステップＳ１３１）。そして、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）以上であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下であれば（ステップＳ１３１で「Ｎｏ」）、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラ３０７が回転され、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーが現像装置３３に補給され（各ステップＳ１１３，Ｓ１１４）、更に２成分現像剤の攪拌が継続されつつ（ステップＳ１１５）、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整され（ステップＳ１１６）、この後にステップＳ１１７に移る。
【００８７】
また、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）未満であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超えていれば（ステップＳ１３１で「Ｙｅｓ」）、各ステップＳ１１３〜Ｓ１１６を行なわずに、つまりトナーの補給並びに攪拌を行なわずに、ステップＳ１１７に移る。
【００８８】
一方、画像面積比率が閾値よりも高いと判定されると（ステップＳ１０８で「ＨＩＧＨ」）、トナー濃度閾値が（Ｖ０＋ΔＶｔ）に補正され（ステップＳ１０９）、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）と比較される（ステップＳ１３２）。そして、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）以上であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下であれば（ステップＳ１３２で「Ｎｏ」）、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラ３０７が回転され、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーが現像装置３３に補給され（各ステップＳ１１９，Ｓ１２０）、更に２成分現像剤の攪拌が継続されつつ（ステップＳ１２１）、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整され（ステップＳ１２２）、この後にステップＳ１２３に移る。
【００８９】
また、検出出力ＶＴがトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）未満であれば、つまり２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超えていれば（ステップＳ１３２で「Ｙｅｓ」）、各ステップＳ１１９〜Ｓ１２２が行なわれずに、つまりトナーの補給並びに攪拌が行なわれずに、ステップＳ１２３に移る。
【００９０】
この様に２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超えているか否かを判定し、２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下のときにだけ、トナーの補給並びに攪拌を行なえば、無駄な動作を行なわずに済む。また、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴをステップＳ１０９で補正されたトナー濃度閾値（Ｖ０＋ΔＶｔ）と比較することにより、２成分現像剤のトナー濃度が規定値以下であるか否かを判定しているので、先に述べたトナー濃度のオーバシュートやアンダーシュートを回避することができる。
【００９１】
図２３は、図２１の処理手順の他の変形例を示すフローチャートである。この他の変形例のフローチャートにおいては、トナー濃度閾値を補正する代わりに、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴを補正しており、図２１の各ステップＳ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１７の代わりに、各ステップＳ１４１，Ｓ１４２，Ｓ１４３を挿入している。
【００９２】
ここでは、例えば画像面積比率が閾値よりも低いと判定されると（ステップＳ１０８で「ＬＯＷ」）、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内のデータテーブルＤＴを参照して、画像面積比率及び記録用紙の連続複写枚数に対応する補正量ΔＶｔを求め、トナー濃度センサＳの検出検出出力ＶＴを（ＶＴ−ΔＶｔ）に設定する（ステップＳ１４１）。
【００９３】
そして、Ｎ×Ｘ枚の記録用紙への複写が行なわれ（ステップＳ１１１）、このＮ×Ｘ枚の記録用紙への複写の終了が待機される（ステップＳ１１２）。この複写が終了すると（ステップＳ１１２で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラ３０７が回転され、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーが現像装置３３に補給され（各ステップＳ１１３，Ｓ１１４）、更に２成分現像剤の攪拌が継続されつつ（ステップＳ１１５）、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整される（ステップＳ１１６）。
【００９４】
こうして２成分現像剤のトナー濃度が調整されると、ＣＰＵ６８は、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正を解除し（ステップＳ１４２）、次の複写が指示されていれば（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０１に戻り、次の複写が指示されていなければ（ステップＳ１１８で「Ｎｏ」）、この処理を終了する。
【００９５】
また、画像面積比率が閾値よりも高いと判定されると（ステップＳ１０８で「ＨＩＧＨ」）、ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ６６内のデータテーブルＤＴを参照して、補正量ΔＶｔを求め、トナー濃度センサＳの検出検出出力ＶＴを（ＶＴ＋ΔＶｔ）に設定する（ステップＳ１４３）。そして、ステップＳ１０７で求められた回転時間Ｔ０だけ、トナー補給ローラ３０７が回転され、画像面積比率に応じたトナー補給量のトナーが現像装置３３に補給され（各ステップＳ１１９，Ｓ１２０）、更に２成分現像剤の攪拌が継続されつつ（ステップＳ１２１）、２成分現像剤のトナー濃度が規定値を超える様に調整される（ステップＳ１２２）。
【００９６】
引き続いて、ＣＰＵ６８は、Ｎ×Ｘ枚の記録用紙への複写を行ない（ステップＳ１２３）、このＮ×Ｘ枚の記録用紙への複写が終了すると（ステップＳ１２４で「Ｙｅｓ」）、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正を解除する（ステップＳ１４２）。更に、次の複写が指示されていれば（ステップＳ１１８で「Ｙｅｓ」）、ステップＳ１０１に戻り、次の複写が指示されていなければ（ステップＳ１１８で「Ｎｏ」）、この処理を終了する。
【００９７】
尚、本実施形態では、トナー消費量を示す指標として画像面積比率を求め、この画像面積比率を用いているが、この画像面積比率の代わりに、画像密度を求めて用いても良い。
【００９８】
この画像密度は、画像全体の濃度を表わしており、トナー消費量を示すものである。特に、濃淡画像の場合は、静電画像の面積だけではなく、画像の濃淡によってトナー消費量が変動するので、この画像密度を用いることが好ましい。ただし、２値画像の場合は、画像の濃淡を考慮する必要がないので、演算処理が簡単であり、短時間で求められる画像面積比率を用いることが好ましい。
【００９９】
画像密度を用いる場合は、ＣＣＤ１４の出力レベルが画像の濃淡に対応することから、ＣＣＤ１４の出力レベルと画像密度の関係を実験的に求めて、この関係を表わす数式やデータテーブルを求め、これらの数式やデータテーブルをＲＯＭ６６を記憶しておく。そして、原稿の画像の複写に際し、ＲＯＭ６６内の数式やデータテーブルを参照して、ＣＣＤ１４の出力レベルに対応する画像密度を求めれば良い。
【０１００】
また、画像密度を用いる場合も、画像面積比率と同様に、トナー濃度閾値の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を設定することができる。
【０１０１】
図２４は、画像密度に対するトナー濃度閾値の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【０１０２】
尚、トナー濃度閾値を補正する代わりに、トナー濃度センサＳの検出出力ＶＴを補正しても構わない。この場合は、画像密度に対するトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図２５の図表の通りに設定すれば良い。
【０１０３】
また、トナー濃度センサＳとして正特性のものを適用した場合は、トナー濃度閾値の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図２６の図表の通りに設定するか、あるいはトナー濃度センサＳの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を図２７の図表の通りに設定すれば良い。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、トナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御し、これによって現像装置内のトナー濃度を常に安定化させ、かつトナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行なうことを可能にしている。
【０１０５】
また、画像形成装置が複写機である場合は、スキャナーによって読み取られた原稿の画像を記録用紙に記録するのに必要なトナー消費量を求めている。
【０１０６】
更に、画像面積比率あるいは画像密度をトナー消費量として算出している。
【０１０７】
また、画像形成動作別に、トナー濃度やトナー補給動作等を制御して、多様な画像の品位を向上させている。
【０１０８】
更に、トナー消費量が多いときには、トナー補給動作の時期を早めて、トナー濃度の低下を未然に防止している。
【０１０９】
また、トナー補給量に応じて、現像装置内のトナー攪拌継続時間を設定し、トナーの混合、攪拌、及び帯電を十分に行なっている。
【０１１０】
更に、画像形成動作よりも先にトナー補給動作及びトナー攪拌動作を行い、これによってトナーの補給、混合、攪拌、及び帯電を十分に行なっている。
【０１１１】
また、トナー消費量が高いときには、画像形成動作の開始前にトナー補給動作の時期を設定して、画像形成動作中にトナー濃度が著しく低下することを防止している。また、トナー消費量が低いときには、画像形成動作の終了後にトナー補給動作の時期を設定して、画像形成動作を優先し、画像形成を速やかに行なっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の画像形成装置における現像装置の構成を示す側面図である。
【図３】図２の現像装置のトナー濃度センサの構成を示すブロック図である。
【図４】２成分現像剤のトナー濃度Ｔに対するトナー濃度センサの検出出力ＶＴの特性を示すグラフである。
【図５】図１の画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】画像面積比率に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正量ΔＶｔの特性を示すグラフである。
【図７】連続複写枚数に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正量ΔＶｔの特性を示すグラフである
【図８】画像面積比率及び連続複写枚数に対応する補正量ΔＶｔを記録したデータテーブルを示す図である。
【図９】図５のＣＰＵにおける画像面積比率及びトナー補給量を求めるための構成を示すブロック図である。
【図１０】画像面積比率に対するトナー補給量の特性を示すグラフである。
【図１１】画像面積比率に対するトナー補給量の他の特性を示すグラフである。
【図１２】画像面積比率に対するトナー補給ローラの回転時間Ｔ０の特性を示すグラフである。
【図１３】トナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間の特性を示すグラフである。
【図１４】トナー補給量Ｍに対する攪拌継続時間の他の特性を示すグラフである。
【図１５】画像面積比率に対する攪拌継続時間の特性を示すグラフである。
【図１６】画像面積比率に対する攪拌継続時間の他の特性を示すグラフである。
【図１７】負特性のトナー濃度センサについて、画像面積比率に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図１８】負特性のトナー濃度センサについて、画像面積比率に対するトナー濃度センサの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図１９】正特性のトナー濃度センサについて、画像面積比率に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２０】正特性のトナー濃度センサについて、画像面積比率に対するトナー濃度センサの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２１】本実施形態の画像形成装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２１の処理手順の変形例を示すフローチャートである。
【図２３】図２１の処理手順の他の変形例を示すフローチャートである。
【図２４】負特性のトナー濃度センサについて、画像密度に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２５】負特性のトナー濃度センサについて、画像密度に対するトナー濃度センサの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２６】正特性のトナー濃度センサについて、画像密度に対するトナー濃度閾値Ｖ０の補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２７】正特性のトナー濃度センサについて、画像密度に対するトナー濃度センサの検出出力ＶＴの補正方向と補正量、トナー補給量、トナー補給動作の時期、２成分現像剤の攪拌継続時間を示す図表である。
【図２８】従来の装置におけるトナー濃度の変動を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　画像形成装置
１０　　画像読取り部
２０　　レーザ書込み部
３０　　画像形成部
３３　　現像装置
４０　　給紙部
６１　　トナー補給ローラモータ
６２　　トナー補給ローラモータ駆動回路
６３　　現像器駆動モータ
６４　　現像器駆動回路
６５　　Ｉ／Ｏ回路
６６　　ＲＯＭ
６７　　ＲＡＭ
６８　　ＣＰＵ
７１　　画像形成面積検出部
７２　　被現像面積検出部
７３　　画像面積比率演算部
７４　　トナー補給量設定部
Ｓ　　トナー濃度センサ

Claims (11)

1. 現像装置内のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値の比較に基づいて、トナーを現像装置に補給するトナー補給装置において、
   画像を示す画像データに基づいて、トナー消費量を算出する演算手段と、
   トナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御する制御手段と
   を備えることを特徴とするトナー補給装置。
2. 演算手段は、原稿を読み取ることにより生成され画像データに基づいて、トナー消費量を算出することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
3. 演算手段は、画像全体の面積に対するトナーの付着面積を表す画像面積比率をトナー消費量として算出することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
4. 演算手段は、画像全体の濃度を表す画像密度をトナー消費量として算出することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
5. 制御手段は、画像形成動作の度に、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方を変更し、画像形成動作の終了時にトナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値を変更前の状態に戻すことを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
6. 制御手段は、画像形成動作の度に、トナー補給動作の時期を変更することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
7. 制御手段は、トナー補給量に応じて、現像装置内のトナー攪拌継続時間を設定することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
8. 制御手段は、現像装置内のトナー攪拌動作をトナー補給動作と共に制御して、トナー補給動作及びトナー攪拌動作を画像形成動作の期間から外すことを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
9. 制御手段は、トナー消費量が高い場合は、画像形成動作の開始前にトナー補給動作の時期を設定し、トナー消費量が低い場合は、画像形成動作の終了後にトナー補給動作の時期を設定することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
10. 請求項１乃至８のいずれかに記載のトナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 現像装置内のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、トナー濃度センサの検出出力とトナー濃度閾値の比較に基づいて、トナーを現像装置に補給するトナー補給方法において、
    画像を示す画像データに基づいて、トナー消費量を算出する演算ステップと、
    トナー消費量に応じて、トナー補給量と、トナー濃度センサの検出出力及びトナー濃度閾値のうちの少なくとも一方と、トナー補給動作及び画像形成動作の動作順序とを制御する制御ステップと
    を含むことを特徴とするトナー補給方法。

Images