JP2007079336A

JP2007079336A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007079336A
Application number: JP2005269488A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Ozeki; 孝将尾関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】現像装置内の現像剤のトナー濃度を適正に検出することにより、トナー濃度を精度良く制御することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１８と、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を保持する現像装置２０と、現像装置２０へトナーを補給するトナー補給装置と、現像装置２０中の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３７とを備え、
現像装置２０の単位動作当たりのトナー消費量を推定するトナー消費量推定部３８と、トナー消費量推定部３８で推定されたトナー消費量に応じてトナー濃度センサ３７の検出結果を補正するＶｔ補正部４０と、Ｖｔ補正部の補正結果に応じてトナー補給を制御するトナー補給制御部３９を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式を採用する画像形成装置においては、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を保持する現像装置を用いたものがよく知られている。この現像装置では、現像剤中のトナーが現像により消費されるため、トナー補給装置によりトナーが補給される。現像装置の現像能力を維持するためには、現像に供される現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの混合比率（以下、トナー濃度という。）が所定の範囲内になるようにトナー補給装置からのトナー補給を適切に制御する必要がある。現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとしては、現像剤の透磁率がトナー濃度によって異なることを利用してトナー濃度を検出するものや、現像剤の光学的な反射濃度がトナー濃度によって異なることを利用してトナー濃度を検出するものが知られている。例えば、現像剤の透磁率変化を利用したトナー濃度センサの出力特性は、図７に示すように、トナー濃度ＴＣが低ければセンサ近傍のキャリアの量が増加して透磁率が高くなり、センサ出力値Ｖｔが上昇する。逆に、トナー濃度ＴＣが高ければセンサ近傍のキャリアの量が減少して透磁率が低くなり、センサ出力値Ｖｔが下降する。

しかしながら、現像剤の透磁率変化を利用したトナー濃度センサは、現像装置内の現像剤のトナー濃度が同じであっても、現像剤の状態によっては図７に示す出力特性（ＴＣ−Ｖｔ）の関係が崩れ、センサ出力値が異なることがあった。トナー濃度センサは、基本的に現像剤が移動している状態でセンサ出力値を得ている。すなわちトナー濃度センサのセンサ出力値はセンサ近傍の動的キャリア量（透磁率）によって決定される。そのため、現像剤が安定して流動していなかったり、キャリアの劣化によって現像剤の流動性が変化したりすると、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがある。また、トナーの帯電電荷量の変化により現像剤の嵩密度が変わって現像剤の流動性が変化すると、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがある。同様に、現像剤の光学的な反射濃度の変化を利用したトナー濃度センサにおいても、センサ出力値が動的な現像剤の光学的反射濃度によって決定されている。そのため、現像剤のセンサ近傍での流動性の変化、トナーの帯電電荷量による浮遊トナー量の変化等により、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがある。

また、トナー消費量が少ない状態で現像を行う場合にも、図７に示したような出力特性（ＴＣ−Ｖｔ）が崩れ、トナー濃度の異常検知を引き起こしてしまう。トナー消費量が少ない場合には、現像装置中のトナーは循環経路にいる時間が長くなり、ストレスが多くなる。そのため、トナー表面のシリカ、チタン等の添加剤がストレスによりトナー中に埋め込まれたり離脱したりしてトナーが劣化し、現像剤の流動性が悪化してしまうためである。

このように、検出したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じ、実際のトナー濃度が所定の濃度よりも高くなった場合には、画像濃度の上昇やトナー飛散、キャリアの現像器外へのこぼれ落ち、記録紙の地汚れが生じたりすることがある。また、逆に実際のトナー濃度が所定の濃度よりも低くなった場合には、画像濃度が低下したり、キャリアが感光体に付着したりすることがある。

そこで、トナー濃度センサのセンサ出力値から直接判定されるトナー濃度のみからトナー補給量を制御するのではなく、トナー消費量も参照しながらトナー補給を制御する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１、２）。また、現像剤の流動性が悪化すると、像担持体とトナー間の付着力も増大し転写ベルト等の転写体への転写率が低下してしまう。そこで、現像剤の流動性に応じて転写条件を制御する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献３）。

また、トナー補給を制御する際、使用する現像剤にも因るが、トナー消費量、例えば画像面積率（単位面積当たりの画素数）によってトナー濃度の制御レベルが変化する。画像面積率が大体５％以下の低画像面積率の画像を連続出力する場合は、上述したようにトナーの劣化が進みやすいため、現像能力を維持するためにトナー補給が行われてトナー濃度が上昇しやすい。低画像面積率の画像出力時のトナー濃度上昇は、地汚れ、トナー飛散等の問題を引き起こしてしまう。高画像面積率の画像を連続出力する場合は、トナー消費量が多いためにトナー濃度が低下しやすい。高画像面積率の画像出力時のトナー濃度低下は、キャリア付着、スクリューピッチムラ等を引き起こしてしまう。

そこで、所定のトナー濃度でリミッタをかけ、すなわち、センサ出力値Ｖｔに上下限値を設定し、センサ出力値Ｖｔが上限値に達してしまった場合にはトナー補給を行い、センサ出力値Ｖｔが下限値に達した場合には、トナー補給を止める。このように、センサ出力値Ｖｔを上下限値に張り付かせることで、トナー濃度を所定の範囲内に収めることができ、上述した問題を抑制することができる。

特開平１０−３３３４１９号公報特開平１１−２９５３号公報特開２００４−２２６８６８号公報

しかしながら、トナー濃度センサの検出結果に基づいて所定のトナー濃度でリミッタをかけようとしても、高トナー濃度側（トナー濃度１０％以上）では、流動性が急激に悪化し、ＴＣ−Ｖｔの関係が崩れやすい。そのため、低画像面積率の画像を連続出力する場合には、上述したようにトナーの劣化による現像剤の流動性悪化と、トナー濃度が上昇することによる流動性悪化が重なり、最もトナー濃度の異常検知が発生しやすくなってしまう。そのため、センサ出力値Ｖｔが下限値に達したところでトナー補給を止めるようにしても、ＴＣ−Ｖｔの関係がシフトしているためにリミットにかかるトナー濃度ＴＣが上昇してしまい、地汚れ、トナー飛散を引き起こしてしまう。特に、小粒径化が進んだトナーにおいては、流動性の悪化が顕著となり、上述した問題が発生しやすくなる。

なお、特許文献１及び２では、トナー消費量に応じてトナー補給装置からのトナー補給量を補正しているが、後述するようにトナー濃度センサの出力値に補正をかけることは行っていない。また、特許文献３においてもトナー消費量に応じて転写条件を変化させているが、後述するようにトナー濃度センサの出力値に補正をかけることは行っていない。そのため、特許文献１乃至３では、トナー消費量が大きくふられ現像剤の流動性が変化した場合には、トナー濃度センサの異常検知が発生しやすくなり、トナー濃度センサからの検出値からでは精度よくトナー濃度を制御することができない。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像装置内の現像剤のトナー濃度を適正に検出することにより、トナー濃度を精度良く制御することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体にトナー像を形成するためのトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を保持する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置中の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える画像形成装置において、上記現像装置の単位動作当たりのトナー消費量を推定するトナー消費量推定手段と、該トナー消費量推定手段で推定されたトナー消費量に応じて上記トナー濃度検出手段の検出結果を補正するトナー濃度検出結果補正手段と、該トナー濃度検出結果補正手段の補正結果に応じてトナー補給を制御するトナー補給制御手段を備えることを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー消費量推定手段は、上記像担持体への書き込み画素の総数に基づいてトナー消費量を推定することを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー消費量推定手段は、上記トナー補給装置から補給されるトナー補給量に基づいてトナー消費量を推定することを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記トナー濃度検出結果補正手段は、複数設けられた現像装置に対しての各々トナー濃度検知手段の検出結果を補正することを特徴とするものである。
本発明に係る画像形成装置においては、トナー消費量推定手段で推定されたトナー消費量に応じてトナー濃度検出手段の検出結果がトナー濃度検出結果補正手段によって補正される。そのため、例えば低画像面積率の画像を連続出力することによって、現像剤の流動性が悪化してトナー濃度検出手段の検出値が正常値からシフトした場合でも、その検出値についてトナー消費量に応じて正常値に近づけるような補正が可能になることから、補正後の検出値から適正なトナー濃度を検出することが可能である。よって、現像剤のトナー濃度を適正な範囲内に制御することが可能となる。

本発明によれば、現像装置内の現像剤のトナー濃度を適正に検出することにより、トナー濃度を精度良く制御することができる画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。

以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写装置（以下、複写機という）に適用した一実施形態について説明する。図１は、複写機の構成を示す構成図である。この複写機は、図１に示すように、システム制御部１、操作部２、及びシステム制御部１により制御される読取部３、画像処理部４、像形成部５等を備えている。読取部３は、スキャナ制御部６、及びスキャナ制御部６により制御されるランプ７、ＣＣＤ８、増幅器９、Ａ／Ｄ変換部１０等を備える。画像処理部４は、シューディング補正１１、フィルタ１２、γ補正１３、階調処理１４等を備える。像形成部５は、プロッタ制御部１５、及びプロッタ制御部１５により制御される書き込み部１６、レーザー光１７、感光体ドラム１８、帯電チャージャ１９、現像装置２０（現像スリーブ３０）、転写前除電ランプ２１、転写チャージャ２２、定着部２３、クリーニング部２４、除電ランプ２５、複数の給紙トレー２６等を備える。

上記構成の複写機において、システム制御部１は、操作部２からの複写開始の信号により、読み取り部３に原稿２７の画像データを読み込ませ、画像処理部４で画像データに所定の処理を施す。同時に、システム制御部１は、スキャナ制御部６により量子化されたディジタル画像データを紙面上へ出力するよう、像形成部５のプロッタ制御部１５を制御する。読取部３では、ランプ７から照射された光が原稿２７面で反射してＣＣＤ８により電気信号に変換され、増幅器９で振幅調整された後にＡ／Ｄ変換器１０で量子化されたディジタル画像データとなる。生成されたディジタル画像データは、画像処理部４に入力され、シェーディング補正処理１１、フィルタ処理１２、γ補正処理１３、階調処理１４等をこの順序で施されて像形成部５に送られる。像形成部５に入力されたディジタル画像データは、書き込み部１６に送られる。書き込み部１６は、そのデータ値に従いレーザー光１７を帯電チャージャ１９により帯電された感光体ドラム１８に走査しながら照射し、感光体ドラム１８面に静電潜像を形成する。現像装置２０（現像スリーブ３０）は、形成された静電潜像に従い、感光体ドラム１８面にトナーを付着させる。感光体ドラム１８面に付着したトナー像は、転写前除電ランプ２１により感光体ドラム１８が除電された後、給紙トレー２６のひとつから送られてきた紙面上に転写され、定着部２３を通り、複写原稿として出力される。トナー像を転写後の感光体ドラム１８面は、クリーニング部２４で残留トナーが除去され、除電ランプ２５により残留電荷が除去された後、次の画像形成に備えられる。

図２は、現像装置２０の構成を示す断面図である。この現像装置２０は、感光体ドラム１８の側方に配置され、感光体ドラム１８に向けて開口部が形成された現像ケース３１を有している。この現像ケース３１の開口部から、トナー及び磁性粉末キャリアからなる二成分現像剤（以下、現像剤という）を表面に坦持する現像剤担持体としての現像スリーブ３０が一部露出するよう配置されている。現像スリーブ３０は非磁性材料からなる円筒状のものであり、内部に固定された磁界発生手段としてのマグネットローラを有している。現像スリーブ３０はこのマグネットローラの周りを自在に回転することができる。また、現像スリーブ３０の周囲には、現像スリーブ３０に担持されて感光体ドラム１８との対向部に搬送される現像剤量を規制するドクタブレード３２が設けられている。また、現像スリーブ３０の感光体ドラム１８との対向部との反対側には、現像剤が収容される現像剤収容部３３が現像ケース３１により形成されている。現像剤収容部３３には、現像剤収容部３３内の現像剤を攪拌しながら搬送するための現像剤撹拌スクリュー３４、３５が設けられている。なお、図２では、現像剤撹拌スクリュー３４、３５の間には仕切りがあるが、現像剤収容部３３の手前側、奥側には仕切りがなく、現像剤収容部３３内はつながっており現像剤が移動できるようになっている。さらに、現像剤収容部３３内の現像剤撹拌スクリュー３５の上方には、補充用トナーを収容するトナーホッパ３６が設けられている。また、現像剤収容部３３の底部には、現像剤のトナー濃度を現像剤の透磁率に基づいて検出するトナー濃度検出手段であるトナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）３７が設置されている。

上記構成の現像装置２０では、現像剤撹拌スクリュー３４、３５が回転することにより、現像剤収容部３３に収容されている現像剤が撹拌されながら現像スリーブ３０近傍へ搬送される。この時、現像剤は攪拌作用により摩擦帯電する。現像スリーブ３０近傍へ搬送された現像剤は現像スリーブ３０内部のマグネットローラによる磁力によって現像スリーブ３０表面に担持される。次にドクタブレード３２により層厚を規制された現像剤は、感光体ドラム１８に最近接する部位まで搬送され、トナーが感光体ドラム１８上の静電潜像に電気的に付着する。

ところで、Ｔセンサ３７によりトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したことが検知されれば、トナーホッパ３６から補充用のトナーを補給して適正なトナー濃度とするように制御する。Ｔセンサ３７が検出したトナー濃度と実際のトナー濃度とにズレが生じていると、トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低下してしまう。そこで、本実施形態に係る複写機は、トナー濃度検出結果補正手段であるＶｔ補正部４０が、トナー消費量推定手段であるトナー消費量推定部３８で推定される現像装置２０の単位動作当たりのトナー消費量に応じてＴセンサ３７のセンサ出力値（以下、Ｖｔという）を補正する。そして、トナー補給制御手段であるトナー補給制御部３９は、Ｖｔ補正部４０からの補正がかかったＶｔと予め格納されている狙いのＶｔとを比較し、トナー補給装置を比較結果に応じた回転数（若しくは時間）だけ駆動、又はトナー補給を停止する。これにより、現像剤収容部３３内のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。

以下、Ｖｔ補正部の具体的なＶｔ補正方法について説明する。まず、現像装置２０が新品状態時であるときにＴセンサ初期設定を行い、制御電圧Ｖｃｎｔを決定する。Ｔセンサ初期設定とは、初期剤ＴＣ＝７％において、狙いの初期値Ｖｔ＝３．０Ｖ出力するための制御電圧Ｖｃｎｔを決める動作である。具体的には、Ｖｃｎｔを変化させながらＶｔ出力をサンプリングし、Ｖｃｎｔ−Ｖｔの直線から制御電圧Ｖｃｎｔを決定する動作である。そして、トナー消費量推定部３８は、現像装置２０の動作履歴を記憶する動作履歴記憶手段に格納されるプリント枚数と書き込み画素の総数とに基づいて算出される平均画像面積率を算出する。具体的には、前１０００枚プリント中の平均画像面積率を算出する。平均画像面積率の算出をあまり少ない枚数（数百枚程度）で行うと画像面積率の変動が大きくなり、補正がききすぎてしまう恐れがあるため１０００枚程度の平均値を用いると良い。逆に２０００枚、３０００枚単位では、補正をかけるタイミングが遅くなるため効果が小さくなる。Ｖｔ補正部４０は、このトナー消費量推定部３８により推定された現像装置２０の単位動作当たりの平均画像面積率に基づいて、Ｔセンサからの出力値Ｖｔに例えば表１に示す補正係数をかける。なお、プリント枚数が１０００枚未満である場合は、補正係数αを１とする。そして、トナー補給制御部３９では、補正がかかったＶｔと狙いのＶｔ値（以下、Ｖｒｅｆとする）との関係を見てトナー補給装置を駆動させトナー補給を制御する。基本的には、トナー補給制御部３９は、Ｖｒｅｆ＞Ｖｔの場合はトナーホッパ３６から現像剤収容部３３内にトナーを補給せず、Ｖｒｅｆ＜Ｖｔの場合はトナーホッパ３６から現像剤収容部３３内にトナーを補給する。Ｖｒｅｆは画像形成時、ＪＯＢエンドプロセスコントロール時等適時に変更され、それに応じてＶｔをＶｒｅｆの値に近づけるようにトナー補給制御を行うとよい。Ｖｒｅｆは、紙間、ＪＯＢエンド等にパターンを作成し、それを反射型フォトセンサ（Ｐセンサ）で読み取り、付着量に換算し、狙いの付着量より薄い場合にはＶｒｅｆを低く、濃い場合にはＶｒｅｆを高くするようにして決定するとよい。

また、Ｖｒｅｆに上下限値を設け、トナー濃度ＴＣにリミッタをかけてもよい。図３は、トナー濃度ＴＣとセンサ出力値Ｖｔとの関係を示す特性図であり、Ｖｔ上下限値を設定したことを説明するものである。図３に示すように、Ｖｒｅｆの上下限値を例えばＶｔ上限値：４．０Ｖ、Ｖｔ下限値：２．０Ｖに設定することで、トナー濃度にリミッタをかけることができる。

図４は、画像面積率に応じてＶｔ出力に補正をかけた場合（実施例１、２）とかけない場合（比較例１、２）のトナー濃度ＴＣとセンサ出力値Ｖｔの関係を示す特性図である。実施例１、２及び比較例１、２では、同一センサ、現像剤を用いている。また、Ｖｔ補正部は、画像面積率に応じて、表１に示す補正係数をかけている。ＴＣ−Ｖｔの関係はどの画像面積率の関係も同じになるのが理想ではあるが、補正を行っていない比較例のように画像面積率が低いほど、狙いである画像面積率５％での出力特性からずれてしまう。その結果、Ｖｔ＝２．０ＶになるＴＣ（リミッタにかかるＴＣ）が高くなり、異常にトナー濃度が上昇してしまう。これに対し、実施例では、画像面積率に応じてＶｔに補正係数αをかけることで、画像面積率５％の出力特性に近づけることができ、狙いのＴＣでリミッタにかけることができる。このように、低画像面積率の画像を連続出力する場合でも、高ＴＣ側でのＴＣ−Ｖｔの関係のずれを修正することができるため、想定以上にＴＣが上がらないようにすることができ、地汚れ、トナー飛散等の問題が発生することを防止することができる。

ところで、上記実施形態では、トナー消費推定部３８は、画像面積率からトナー消費量を推定したが、トナー補給装置から補給されるトナー補給量からトナー消費量を推定してもよい。トナー補給量は、トナー補給装置の駆動時間と予め求められているトナー補給装置の単位時間当たりのトナー補給量との積により算出してもよい。また、トナー補給量は、トナー補給装置内に設けられた回転部材の回転数と、予め求められている回転部材の１回転により補給される補給量との積により算出してもよい。

また、上記実施例では、図１に示すように、一つの現像装置２０を備える複写機について説明したが、複数の現像装置を有する複写機、例えばタンデム型カラー複写機に適用してもよい。複数の現像装置を有する場合には、それぞれの現像装置毎で補正量を設定することが好ましい。トナー（色）、キャリアが異なる場合には、現像剤の流動性等の変化具合も異なるため、ＴＣ−Ｖｔのシフト具合も異なることがあるからである。

以下、タンデム型間接転写方式のカラー複写機の構成について説明する。図５は、タンデム型カラー複写機の構成を示す構成図である。この複写機は、複写装置本体２００、この複写機本体を載せる給紙テーブル３００、複写装置本体上に取り付けるスキャナ４００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）５００から主に構成されている。複写装置本体２００の中央には、無端ベルト状の中間転写体２１０を設ける。中間転写体２１０は、３つの支持ローラ２１４、２１５、２１６に掛け回され図中時計回り方向に回転する。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ２１５の左側には、画像転写後に中間転写体２１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置２１７を設ける。また、第１の支持ローラ２１４と第２の支持ローラ２１５との間に張り渡した中間転写体２１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成部２１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部２２０を構成する。タンデム画像形成部２２０の上方には、露光装置２２１を設ける。

一方、中間転写体２１０を挟んでタンデム画像形成部２２０と反対の側には、２次転写装置２２２を備える。２次転写装置２２２は、２つのローラ２２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２２４を掛け渡して構成し、中間転写体２１０を介して第３の支持ローラ２１６に押し当てて配置し、中間転写体２１０上の画像をシートに転写する。２次転写装置２２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２２５を設ける。定着装置２２５は、無端ベルトである定着ベルト２２６に加圧ローラ２２７を押し当てて構成する。この２次転写装置２２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。また、図示の例では、このような２次転写装置２２２及び定着装置２２５の下側に、上述したタンデム画像形成装置２２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２２８を備える。

次に、タンデム画像形成部２２０の画像形成部２１８について説明する。図６は、画像形成部２１８の構成図である。ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成部２１８は、用いる現像剤（トナー）が異なる以外は、それぞれ同じ構成になっているので、ひとつの画像形成部２１８について説明する。画像形成部２１８は、像担持体としての感光体ドラム２４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置２６０、現像手段としての現像装置２６１等を備えている。帯電装置２６０は帯電ローラを感光体２４０に接触させて電圧を印加することにより感光体ドラム２４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。現像装置２６１は、現像ケース２７０から構成される現像剤剤収容部２６６内に磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を収容している。現像剤収容部２６６は、現像ケース２７０の開口を通して感光体ドラム２４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ２６５を備え、二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ２６５に二成分現像剤を供給付着させる。現像剤収容部２６６内には、平行な２本の現像剤撹拌スクリュー２６７、２６８が設けられ、２本のスクリュー２６７、２６８の間は、両端部を除いて仕切り板２６９で仕切られている。また、現像ケース２７０の底部にはトナー濃度センサ２７１が取り付けられている。また、現像スリーブ２６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持されたドクタブレード２７３が設けられている。

さて、いまこのカラー電子写真複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置５００の原稿台５３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置５００を開いてスキャナ４００のコンタクトガラス５３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置５００を閉じてそれで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置５００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス５３２上へと移動した後、スキャナ４００を駆動する。他方コンタクトガラス５３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ４００を駆動する。スキャナ４００では、第１走行体４３３及び第２走行体４３４を走行し、第１走行体４３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体４３４に向ける。そして、第２走行体４３４のミラーで反射した光を結像レンズ４３５を通して読み取りセンサ４３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ２１４、２１５、２１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転させ、中間転写体２１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段２１８で感光体２４０を回転して各感光体２４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体２１０の搬送とともに、各感光体２４０上の単色画像を順次転写して中間転写体２１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル３００の給紙ローラ３４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク３４３に多段に備える給紙カセット３３４の１つからシートを繰り出す。このシートを分離ローラ３３５で１枚ずつ分離して給紙路３４６に入れ、搬送ローラ３４７で搬送して複写装置本体２００内の給紙路２４８に導き、レジストローラ２４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ２５０を回転して手差しトレー２５１上のシートを繰り出し、分離ローラ２５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路２５３に入れ、同じくレジストローラ２４９に突き当てて止める。そして、中間転写体２１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ２４９を回転し、中間転写体２１０と２次転写装置２２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２２で搬送して定着装置２２５へ送り込み、定着装置２２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪２５５で切り換えて排出ローラ２５６で排出し、排紙トレー２５７上に排出する。または、切換爪２５５で切り換えてシート反転装置２２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ２５６で排紙トレー２５７上に排出する。画像転写後の中間転写体２１０は、中間転写体クリーニング装置２１７で、中間転写体２１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２２０による再度の画像形成に備える。

上述したタンデム型間接転写方式のカラー複写機において、Ｖｔ補正部は、４つの現像装置２６１に対してそれぞれトナー濃度センサ２７１の出力値Ｖｔを補正し、トナー補給制御部は、現像装置２６１毎にトナー補給量を制御するようにするとよい。それぞれの現像装置２５１において、トナー濃度を適正に検出することができる。

以上、本実施形態に係る複写機によれば、トナー消費量が少ない場合にトナー濃度検出手段であるＴセンサ３７の検出値Ｖｔが正常値からシフトしてしまった場合でも、トナー濃度検出結果補正手段であるＶｔ補正部４０によって補正された補正後のＶｔから、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度を適正に検出することができる。よって、リミットにかかるトナー濃度も適正に制御することができ、トナー濃度の異常上昇による地汚れトナー飛散等も防止することが可能となる。
本実施形態に係る複写機によれば、トナー消費推定部３８は、現像装置２０の単位動作当たりのトナー消費量を書き込み画素数から算出される画像面積率から推定している。そのため、単位時間当たりのトナー補給量が不安定であるシステムや、特に２値書き込み方式ではトナー消費量の推定精度が上がり、トナー濃度の検出精度も上がる。
本実施形態に係る複写機によれば、トナー消費推定部３８は、現像装置２０の単位動作当たりのトナー消費量をトナー補給量から推定している。そのため、単位時間当たりのトナー補給量が安定であるシステムではトナー消費量の推定精度が上がり、トナー濃度の検出精度も上がる。
本実施形態に係る複写機によれば、トナー、キャリアが異なる現像剤をそれぞれ収容する現像装置２６１を備えたタンデム型複写機においても、現像装置毎にＶｔ補正部が補正をかけトナー補給制御部がトナー補給量を制御している。よって、それぞれの現像装置において、トナー濃度を適正に検出することができる。

本実施形態に係る複写機の構成を示す構成図。同複写機の現像装置の構成を示す断面図。トナー濃度とトナー濃度センサの出力値との関係を示し、トナー濃度制御範囲を示す特性図。画像面積率に応じてＶｔ出力に補正をかけた場合とかけない場合のトナー濃度ＴＣとセンサ出力値Ｖｔの関係を示す特性図。別の実施形態に係るタンデム型カラー複写機の構成を示す構成図。同複写機の画像形成部の構成を示す構成図。トナー濃度とトナー濃度センサの出力値との関係を示す特性図。

符号の説明

１８感光体ドラム
２０現像装置
３７トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
３８トナー消費推定部
３９トナー補給制御部
４０Ｖｔ補正部

Claims

像担持体と、該像担持体にトナー像を形成するためのトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を保持する現像装置と、該現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、該現像装置中の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段とを備える画像形成装置において、
上記現像装置の単位動作当たりのトナー消費量を推定するトナー消費量推定手段と、該トナー消費量推定手段で推定されたトナー消費量に応じて上記トナー濃度検出手段の検出結果を補正するトナー濃度検出結果補正手段と、該トナー濃度検出結果補正手段の補正結果に応じてトナー補給を制御するトナー補給制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記トナー消費量推定手段は、上記像担持体への書き込み画素の総数に基づいてトナー消費量を推定することを特徴とする画像形成装置。
請求項１の画像形成装置において、
上記トナー消費量推定手段は、上記トナー補給装置から補給されるトナー補給量に基づいてトナー消費量を推定することを特徴とする画像形成装置。
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
複数の現像装置を備え、
上記トナー濃度検出結果補正手段は、それぞれの現像装置毎にトナー濃度検知手段の検出結果を補正することを特徴とする画像形成装置。