JP2009229886A - 画像形成装置、トナー補給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透磁率センサを用いず、ビデオカウンタ方式によって、適切なトナー濃度を維持できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナー補給量決定部１１５ａは、印字率算出部１１１が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。補正部１１５ｂは、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を、カブリレベル検出部１１３によって検出された値に基づき、補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶された、補正係数テーブル（２０１）を参照して、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。制御部１１５は、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器３０に補給できる、トナー補給ローラ３５ｃの回転時間又は回転数を演算し、トナー補給ローラ駆動部１１６を制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、トナー補給の制御を行い適切なトナー濃度を維持する画像形成装置に関するものである。

一般的に、電子写真方式の画像形成装置は、非磁性のトナーに磁性を有するキャリアを混合した２成分現像剤を用いて画像形成を行っている。２成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置では、トナーとキャリアとの混合比率(トナー濃度)を適切に維持することが重要である。
現像容器内のトナーの濃度（以下、トナー濃度と記す）が適正値未満になると画像濃度が低くなる一方、トナー濃度が適正値を超えると、トナーが付着すべきでない、記録用紙の部分にトナーが付着する現象いわゆるカブリなどが発生する等の不都合が生じるからである。
そのため、良好な印刷画像を得るためには、トナー濃度を正確に検出し、これを適正値に制御する必要がある。

トナー補給の制御方式の一例としては、特許文献１に開示されているように、印刷原稿の印字率（印刷用紙の総面積に対する印字面積の割合）を算出し、算出した印字率に基づいてトナー消費量を予測して、予測したトナー消費量に基づいてトナー補給の制御を行う方式、つまり、ビデオカウンタ方式、及び、透磁率センサ（トナー濃度センサ）によって検出される現像剤の透磁率を基にトナー補給の制御を行う方式、つまり、インダクタンス検出方式を併用するものがある。
特開平１１−２０２６０５号公報

前述の透磁率センサは比較的高価である。そこで、画像形成装置の価格を抑えるために、透磁率センサを使用せずトナー補給の制御を実行する、つまり、ビデオカウンタ方式だけで、トナー補給の制御を実行することが望まれている。
ところで、一般的に現像容器内のトナーには正規の帯電極性を有する正極性トナーと、前記正規の帯電極性とは逆の帯電極性を有する逆極性トナーがある割合で存在するが、現像剤の劣化によって前記逆極性トナーの割合が多くなる。

すると、逆極性トナーと正極性トナーとが凝集したいわゆる団子状のトナー量が多くなり、トナー補給ローラの回転による、正確なトナー補給をすることが困難になる。

また、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行い、連続して印刷した場合、図１１に示すように、印刷枚数が多くなるに従って、徐々にトナー濃度が上昇／下降していく。
図１１（Ａ）は、印刷原稿の印字率が１５％の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図で、図１１（Ｂ）は、同印字率が５％の原稿を連続して印刷した場合の印刷枚数とトナー濃度との関係を示した図である。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）の横軸は、印刷枚数を示し、同縦軸は、トナー濃度を示す。ここでは、トナー濃度５％が適正なトナー濃度であるとする。図１１（Ａ）のＬ１０１、図１１（Ｂ）のＬ１０２は、前述したビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行った場合における、トナー濃度の変化の様子を示したものである。
なお、トナー濃度は、２５０枚毎に現像剤を約１グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率より算出した。

このように連続して印刷した場合、トナー濃度が変化するのは、ビデオカウント方式では、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検出し、当該検出結果に基づいてトナーを補給するのではなく、予測したトナー消費量に基づいて、現像器にトナーを補給する量を決定するため、前述した、現像材の劣化による逆極性トナーの増加、前記現像器の周囲の環境状況、例えば、温度や湿度条件の変化によるトナーの物性例えば流動性が変化すると、予測したトナー消費量と同一量のトナーを補給できなくなり（トナー補給量の変動）、当該変動分だけ、誤差が累積するからである。

このように、ビデオカウンタ方式によってトナー補給の制御を行っても、連続して印刷した場合、印刷枚数が多くなるに従って、徐々にトナー濃度が上昇／下降するので、適正なトナー濃度を維持することが困難であった。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、透磁率センサを用いず、ビデオカウンタ方式によって、適切なトナー濃度を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。

第１の技術手段は、トナーを収納した容器から補給ローラを回転することにより、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置において、印刷原稿の印字率を算出して前記トナー補給量を決定するトナー補給量決定部と、前記感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出するカブリレベル検出部を備え、前記カブリレベル検出部の検出値に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする画像形成装置である。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、感光体ドラムの反射濃度を測定する反射濃度センサを備え、印刷実行前に、前記感光体ドラム上に全面白の画像を形成し、前記反射濃度センサによって測定された全面白の画像の反射濃度に基づき、カブリレベルを検出することを特徴とする。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記カブリレベル検出部の検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、前記カブリレベル検出部が検出した検出値に基づき、当該テーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段において、前記トナーの温度及び湿度を検出するセンサを備え、前記カブリレベル検出部の検出値、及び、前記センサが検出した温度及び湿度に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする。

第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記温度及び湿度を検出するセンサのそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、前記センサが検出した検出値に基づいて、前記テーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする。

第６の技術手段は、第１〜第５のいずれかの技術手段において、画像形成条件を調整するために実施されるプロセスコントロール段階において、前記決定したトナー補給量を見かけ上補正することを特徴とする。

第７の技術手段は、印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出し、当該検出したカブリレベルに基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを回転させることを特徴とするトナー補給制御方法である。

第８の技術手段は、印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出し、さらにトナーの温度及び湿度を検出し、当該検出したカブリレベル、トナーの温度及び湿度に基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを回転させることを特徴とするトナー補給制御方法である。

本発明に係わる画像形成装置によれば、比較的高価な透磁率センサを用いなくても、ビデオカウンタ方式だけで、連続印刷処理を実行中において、適切なトナー濃度を維持できる。また、高価な透磁率センサを用いなくてもよいので、画像形成装置の価格を抑えることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構成例を示す概略断面図である。
画像形成装置１００は、図示しない情報処理装置などが出力した印刷ジョブ（画像データ）などに応じて、所定のシート（印刷用紙）に対して多色又は単色の画像を形成するものである。

１は、画像形成装置１００の下部に設けられた露光ユニットで、ＬＤが出射したレーザ光により、帯電された感光体ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を光走査することで、入力された画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム２上に形成する。

３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）は、感光体ドラム２の近傍に設けられた現像装置で、感光体ドラム２上に形成された静電潜像をＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーにより顕像化する。
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、感光体ドラム２の近傍に設けられたクリーナユニットで、現像・画像転写後における感光体ドラム２上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は、感光体ドラム２の近傍に設けられた帯電器で、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させる。

なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、感光体ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、現像装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。そして、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、４つの画像ステーションが構成されている。

６は、感光体ドラム２の上方に配設されている中間転写ベルトユニットで、後述の中間転写ベルト６０、中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ）、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット６５から構成される。中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４等は、中間転写ベルト６０を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ベルト６０は、感光体ドラム２に接触するように設けられ、感光体ドラム２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６０に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６０上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。
感光体ドラム２から中間転写ベルト６０へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６０の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４は、中間転写ベルトユニット６の中間転写ベルトテンション機構６３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム２のトナー像を、中間転写ベルト６０上に転写するための転写バイアスを与えるものである。
このようにして、形成されたトナー像は、用紙と中間転写ベルト６０の接触位置に配設される、転写ローラ８によって用紙上に転写される。

また、感光体ドラム２との接触により中間転写ベルト６０に付着したトナー、もしくは、転写ローラ８によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６０上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるので、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６０に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６０は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６２で支持されている。

７は、用紙搬送路によって搬送されるシートをいったん保持するレジストローラで、感光体ドラム２上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ８に搬送する機能を有している。

９は、定着ユニットで、加圧ローラ９ａと共にシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有するヒートローラ９ｂ等を備えており、加圧ローラ９ａ及びヒートローラ９ｂは、シートを挟んで回転するようになっている。

１０は、露光ユニット１の下側に設けられ、画像形成に使用するシートを蓄積する給紙トレイである。
Ｓは、略垂直形状の用紙搬送路で、用紙搬送路Ｓの近傍には、レジストローラ７、転写ローラ８、加圧ローラ９ａ、ヒートローラ９ｂ、ピックアップローラ１１（１１−１、１１−２）、搬送ローラ１２（１２−１〜１２−８）等が設けられている。なお、１３は、画像形成装置１００の上部に設けられ、印字済みのシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイである。

ピックアップローラ１１−１は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１１−２は、手差しトレイ１４から、シートを１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
搬送ローラ１２は、シートの搬送を促進・補助するための小型ローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ１２−２、１２−３によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１３上に排出されるようになっている。

図２は、図１の画像形成装置１００における感光体ドラム２、及び、現像装置３等の拡大図である。
現像装置３は、像担持体の一例である感光体ドラム２に形成された静電潜像を、トナー像に現像する。
３０は、非磁性のトナーに磁性を有するキャリアを混合した２成分現像剤ＡＧを収容する現像容器で、３１は、現像容器３０内にある２成分現像剤ＡＧを感光体ドラム２に供給するために、感光体ドラム２に対向し、接近して配設された現像ローラである。

３２ａ、３２ｂは、現像容器３０内の２成分現像剤ＡＧを攪拌しながら現像ローラ３１へ向けて搬送する搬送スクリューで、３３は、ローラ３１への現像剤量を規制するドクターブレードである。

現像容器３０の上部には、当該容器３０の内部へトナーを補給するための開口３４が形成されており、その上部に配設されているトナー補給装置３５から新たにトナーが補給される。トナー補給装置３５は、トナーを収容するトナー容器３５ａと、トナー容器３５ａ内に収容されたトナーＴを攪拌するトナー攪拌部材３５ｂと、トナー容器３５ａ内のトナーを攪拌しながら供給するトナー補給ローラ３５ｃとを備え、開口３４を通じて現像装置３（現像容器３０）へトナーＴを補給する。

１１２は、反射濃度センサで、トナーが付着すべきでない印刷用紙の部分にトナーが付着するいわゆるカブリの量を示すカブリレベルを検出するために、感光体ドラム２の反射濃度を測定する。

（実施例１）
前述のように、現像材の劣化による逆極性トナーの増加によって、トナー容器３５ａ内のトナー（量）を現像装置３へ正確に補給をすることができなくなる。
そこで、本発明に係わる画像形成装置は、逆極性トナーの割合を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算することで、見かけ上のトナー補給量を算出（補正）する。そして、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像装置３に補給するように、トナー補給ローラ３５ｃの回転制御を実行することで、前記ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を現像装置３に補給する。

図３は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００を示すブロック図である。１１１は、印刷原稿の印字率（又はドットカウント数）を算出する印字率算出部である。印字率算出部１１１は、画像形成装置１００に入力された１ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し、算出結果を制御部１１５に出力する。
反射濃度センサ１１２は、前述のように感光体ドラム２の反射濃度を測定する。測定した反射濃度は、カブリレベル検出部１１３に出力される。

カブリレベル検出部１１３は、印刷処理実行前に、現像バイアスの出力値を通常の画像形成処理で用いる−４５０Ｖから−５５０Ｖに変更して、感光体ドラム２上に全面白（バックグランド）の画像を形成する。そして、前記形成した画像のトナー濃度を反射濃度センサ１１２によって読み取り、カブリレベルを検出する。つまり、反射濃度センサ１１２によって測定された全面白の画像の反射濃度に基づき、カブリレベルを検出する。
カブリレベルの適正値は、製品出荷時に“０．３”になるよう設定されているものとする。

ここで、カブリレベル検出部１１３によって検出されるカブリレベルと、逆極性トナー量との関係について説明する。
前述したように、現像装置内のトナーにはある割合で正規の帯電極性とは逆の帯電極性を有する逆極性トナーが存在するが、一般的に、この逆極性トナーの量が多くなると、上記カブリレベルが多くなる。
そこで、本発明では、カブリレベルを逆極性トナー量とみなし、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量に後述の補正係数を乗算することで、見かけ上のトナー補給量を算出（補正）する。

１１４は、後述の補正係数テーブルを記憶する補正係数テーブル記憶領域である。
制御部１１５は、各機能ブロックを制御すると共に、印字率算出部１１１が出力した原稿印字率に基づいてトナー補給量を決定するトナー補給量決定部１１５ａと、補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶された補正係数テーブルに基づいて、前記決定部１１５ａが決定したトナー補給量を補正することで、現像容器３０（図２参照）に補給する、見かけ上のトナー補給量を算出（補正）する補正部１１５ｂとを有する。

また、制御部１１５は、補正部１１５ｂが算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器３０に補給できるように、トナー補給ローラ３５ｃの駆動処理を実行するトナー補給ローラ駆動部１１６を制御する。つまり、制御部１１５は、算出（補正）した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ３５ｃを回転させる。

１２０は、画像形成処理を実行する画像形成部で、図１で説明した画像形成に関わる装置、例えば、露光ユニット１、感光体ドラム２等から構成される。

トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を見かけ上補正する処理、及び、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するようにトナー補給ローラ３５ｃを回転させる処理について説明する。
カブリレベル検出部１１３によって検出された値が０．３０で、トナー容器３５ａ内部の温度（℃）が２２℃、同湿度（％）が５０％の条件下において、トナー補給ローラ３５ｃを１秒間回転させることで、トナーが１５０ｍｇ補給されるように調整されているとする。

印刷処理が開始されると、印字率算出部１１１は、印刷原稿毎に印字率を算出し、トナー補給量決定部１１５ａに出力する。
トナー補給量決定部１１５ａは、印字率算出部１１１が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。例えば、原稿サイズがＡ４サイズの印刷原稿の印字率が５％の場合には、トナー補給量を２２ｍｇと決定する。なお、各種原稿サイズ、印字率などのデータに対応して、トナー補給量が決定される。

次に、補正部１１５ｂは、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を、補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶された、図４に示す補正係数テーブル２０１に基づいて、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。
つまり、カブリレベル検出部１１３によって検出されたカブリレベルに対応する補正係数を決定し、トナー補給量決定部１１５ａによって決定されたトナー補給量を見かけ上補正する。

図４の補正係数テーブル２０１は、カブリレベル検出部１１３の検出値に対応させて補正係数Ａを記録したテーブルである。
図４のように、カブリレベル検出部１１３によって検出されたカブリレベルが増加するにしたがって、補正係数が小さくなる。これは、カブリレベルが増加、つまり逆極性トナー量が増加するにしたがって団子状のトナーが増加することにより、トナー落下量が多くなるからである。

補正部１１５ｂは、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を、カブリレベル検出部１１３が検出した検出値に基づき、前述の補正テーブル（２０１）を参照して、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。

つまり、補正部１１５ｂは、カブリレベル検出部１１３で検出されたカブリレベルを判断し、図３の補正係数テーブル２０１に基づき補正係数Ａを決定する。
そして、補正部１１５ｂは、印字率算出部１１１が算出した印字率に基づきトナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量Ｓｍｇ（前述の例では、２２ｍｇ）に対して、前記決定した補正係数（Ａ）を乗算することで見かけ上のトナー補給量を算出する。

例えば、補正部１１５ｂは、前述の補正テーブル（２０１）に基づき、カブリレベル検出部１１３によって検出された値０．３５に対応する補正係数Ａ、０．９５を決定し、前述のトナー補給量２２ｍｇに、０．９５（補正係数Ａ）を乗算する。つまり、見かけ上のトナー補給量を２０．９ｍｇと算出する。

そして、制御部１１５は、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器３０に補給できる、トナー補給ローラ３５ｃの回転時間又は回転数を演算し、トナー補給ローラ駆動部１１６を制御、つまり、トナー補給ローラ３５ｃの駆動制御を行う。

前述のように、トナー補給ローラ３５ｃを１秒間回転させることで、トナーが１５０ｍｇ補給されるように調整されている場合には、２０．９／１５０＝１３９（ｍｓｅｃ）、前記ローラ３５ｃを回転させて、算出した見かけ上のトナー量を補給する。
このようにすることで、決定したトナー補給量２２ｍｇが現像容器３０に補給される。
以後、制御部１１５は、画像形成部１２０を制御し、印刷処理を実行する。

図５は、前述したトナー補給の制御処理を説明するためのフロー図である。
コピー開始ボタンの押下などを契機として、印刷処理を開始すると、印字率算出部１１１は、１ページ毎の印刷原稿データに係わる印刷画像の印字率を算出し（ステップＳ１）、制御部１１５に出力すると、制御部１１５のトナー補給量決定部１１５ａは、入力された印字率を基に現像容器３０に補給するトナー量Ｓを決定する（ステップＳ２）。

つぎに、印刷処理実行前に、現像バイアスの出力値を通常の画像形成処理で用いる−４５０Ｖから−５５０Ｖに変更する（ステップＳ３）。そして、感光体ドラム２上に全面白（バックグランド）の画像を形成し（ステップＳ４）、当該形成した画像のトナー濃度を反射濃度センサ１１２によって読み取り、カブリレベルを検出する（ステップＳ５）。

また、補正部１１５ｂは、前述したように、カブリレベル検出部１１３の補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶された補正係数テーブルに基づき、補正係数Ａを決定し（ステップＳ６）、決定した補正係数をステップＳ２で算出したトナー量Ｓに乗算、つまり、見かけ上のトナー補給量を算出する（ステップＳ７）。

制御部１１５は、補正部１１５ｂが算出した量のトナー量（見かけ上のトナー補給量）を現像容器３０に補給できるように、トナー補給ローラ３５ｃの駆動制御を実行する（ステップＳ８）。
そして、画像形成処理を実行し（ステップＳ９）、全ページの印刷（全印刷処理）が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０）。
終了した場合（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、全印刷処理を終了し、終了しない場合には（ステップＳ１０／ＮＯ）、ステップＳ１以降の処理を実行する。
なお、カブリレベルの検出処理（ステップＳ３〜ステップＳ５）は、所定の印刷枚数毎、例えば、５０枚毎に実行するようにしてもよい。

（実施例２）
実施例１では、カブリレベルのみを考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を基準にして見かけ上のトナー補給量を算出したが、温度・湿度を加味してトナー補給量を変化させることもできる。実施例２では、カブリレベル、温度・湿度を考慮して、ビデオカウント方式に基づき決定したトナー補給量を補正する画像形成装置について説明する。

図６は、本発明の他の実施形態に係る画像形成装置１００’を示すブロック図である。
１１７は、温度・湿度センサで、印刷処理実行中のトナー容器３５ａ内部の温度・湿度を、例えば１分間隔で、検出し、検出した温度・湿度データを制御部１１５に出力する。
なお、温度・湿度センサ１１７は、トナー容器３５ａ内のトナーの温度・湿度を検出できる場所に配設される。
印刷処理が開始されると、実施例１と同様に、印字率算出部１１１は、印刷原稿毎に印字率を算出し、トナー補給量決定部１１５ａに出力する。
トナー補給量決定部１１５ａは、印字率算出部１１１が出力した原稿印字率に基づいて、トナー補給量を決定する。
次に、補正部１１５ｂは、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を、前述のようにして、補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶された補正係数テーブル２０１に基づいて、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。
さらに、温度・湿度センサ１１７が検出した温度及び湿度に基づいて、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を見かけ上補正する。

図７の補正係数テーブル２０２は、温度・湿度センサ１１７が検出したトナー容器３５ａ内部の温度（℃）と対応させて補正係数Ｂを記録したテーブルで、図８の補正係数テーブル２０３は、同センサ１１２が検出したトナー容器３５ａ内部の湿度（％）と対応させて補正係数Ｃを記録したテーブルである。
つまり、図７及び図８のテーブルは、温度・湿度センサ１１７のそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルである。
各テーブル（２０２、２０３）は、補正係数テーブル記憶領域１１４に記憶されている。

図示のように、温度・湿度が増加するにしたがって、補正係数が大きくなる。これは、温度・湿度が増加するとトナーの流動性が低くなりトナー落下量が低下するためである。
補正部１１５ｂは、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を、前述の補正テーブル（２０１〜２０３）を参照して、補正することにより、見かけ上のトナー補給量を算出する。

つまり、補正部１１５ｂは、カブリレベル検出部１１３が検出したカブリレベルに基づき、図４の補正係数テーブル２０１を参照して補正係数Ａを決定する。
同様に、温度・湿度センサ１１７が検出したトナー容器３５ａ内部の温度（℃）及び湿度（％）に基づき、それぞれ図７及び図８の補正係数テーブル（２０２、２０３）を参照して補正係数Ｂ、同Ｃを決定する。

そして、補正部１１５ｂは、印字率算出部１１１が算出した印字率に基づき、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量Ｓｍｇ（前述の例では、２２ｍｇ）に対して、前記決定した補正係数（Ａ〜Ｃ）を乗算することで見かけ上のトナー補給量を算出する。

具体的には、カブリレベル検出部１１３が検出した値が０．３５、温度・湿度センサ１１７が検出したトナー容器３５ａ内部の温度（℃）が２５℃、同湿度（％）が４０％の場合、補正部１１５ｂは、前述の補正テーブル（２０１〜２０３）に基づき、決定したトナー補給量２２ｍｇに、０．９５（補正係数Ａ）、１．００（同Ｂ）、１．０５（同Ｃ）を乗算する。つまり、見かけ上のトナー補給量を２１．９ｍｇと算出する。

そして、制御部１１５は、前記算出した見かけ上のトナー補給量を現像容器３０に補給できる、トナー補給ローラ３５ｃの回転時間又は回転数を演算し、トナー補給ローラ駆動部１１６を制御、つまり、トナー補給ローラ３５ｃの駆動制御を行う。
具体的には、前述のように、２１．９／１５０＝１４６（ｍｓｅｃ）、前記ローラ３５ｃを回転させて、算出した見かけ上のトナー量を補給する。

このようにすることで、決定したトナー補給量２２ｍｇが現像容器３０に補給される。
図９は、本方式におけるトナー補給の制御処理を説明するためのフロー図である。
まず、実施例１で説明したように、印刷原稿の印字率を算出し、補正係数Ａを決定する（ステップＳ１１〜ステップＳ１６：図５のステップＳ１〜ステップＳ６に相当）。

次に、温度・湿度センサ１１７がトナー容器３５ａ内部の温度、及び、湿度を検知し（ステップＳ１７）、補正テーブル（２０２、２０３）に基づき、補正係数Ｂ、Ｃを決定する（ステップＳ１８）。そして、決定した補正係数をステップＳ１２で算出したトナー量Ｓに乗算し（ステップＳ１９）、以後、図５のステップＳ８〜ステップＳ１０と同様な処理を実行する（ステップＳ２０〜ステップＳ２２）。

補正部１１５ｂによって実行される、トナー補給量決定部１１５ａが決定したトナー補給量を見かけ上補正する処理は、画像形成条件を調整するために実施されるプロセスコントロール段階において実行することができる。

次に、本発明に係わる画像形成装置を用いて、Ａ４サイズ用紙の連続プリントテストを行い、トナー濃度の変化について調査した結果を以下に説明する。
ここでは、印字率の異なる印刷用原稿で、５０００枚までのトナー濃度の推移を調査した。なお、トナー濃度の測定は２５０枚毎に現像剤を約１グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求め、重量比率により算出した。

図１０（Ａ）のＬ１は、印刷原稿の印字率が１５％の原稿を、実施例１の画像形成装置１００で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したもので、同Ｌ２は、当該原稿を、実施例２の画像形成装置１００’で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したものである。

同じく、図１０（Ｂ）のＬ１１は、印刷原稿の印字率が５％の原稿を、実施例１の画像形成装置１００で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したもので、同Ｌ１２は、当該原稿を、実施例２の画像形成装置１００’で印刷した場合における、印刷枚数とトナー濃度との関係を示したものである。
図からも明らかなように、実施例１の画像形成装置１００によれば、印刷処理開始から約２０００枚までの間において、適切なトナー濃度（５％）が維持される。
さらに、実施例２の画像形成装置１００’によれば、印刷処理開始から終了までの間において、適切なトナー濃度（５％）が維持される。そのため、印刷処理開始から終了までの間において、高画質な印刷画像を得ることができる。

本発明は、前述した実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略断面図である。 図１の画像形成装置における現像装置及び感光体ドラムの拡大図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。 カブリレベルと補正係数Ａとの対応を示したテーブルである。 トナー補給の制御処理を説明するためのフロー図である。 本発明の他の実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。 トナー容器内部の温度（℃）と補正係数Ｂとの対応を示したテーブルである。 トナー容器内部の湿度（％）と補正係数Ｃとの対応を示したテーブルである。 トナー補給の他の制御処理を説明するためのフロー図である。 本発明に係わる画像形成装置におけるトナー濃度の推移を示す図である。 従来の画像形成装置におけるトナー濃度の推移を示す図である。

符号の説明

１…露光ユニット、２…感光体ドラム、３…現像装置、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…中間転写ベルトユニット、７…レジストローラ、８…転写ローラ、９ａ…加圧ローラ、９ｂ…ヒートローラ、１０…給紙トレイ、１１−１、１１−２…ピックアップローラ、１２−１〜１２−８…搬送ローラ、１３…排紙トレイ、１４…手差しトレイ、３０…現像容器、３１…現像ローラ、３２ａ、３２ｂ…搬送スクリュー、３３…ドクターブレード、３４…開口、３５…トナー補給装置、３５ａ…トナー容器、３５ｂ…トナー攪拌部材、３５ｃ…トナー補給ローラ、６０…中間転写ベルト、６１…中間転写ベルト駆動ローラ、６２…中間転写ベルト従動ローラ、６３…中間転写ベルトテンション機構、６４…中間転写ローラ、６５…中間転写ベルトクリーニングユニット、１００，１００’…画像形成装置、１１１…印字率算出部、１１２…反射濃度センサ、１１３…カブリレベル検出部、１１４…補正係数テーブル記憶領域、１１５…制御部、１１５ａ…トナー補給量決定部、１１５ｂ…補正部、１１６…トナー補給ローラ駆動部、１１７…温度・湿度センサ、１２０…画像形成部、２０１〜２０３…補正係数テーブル。

Claims (8)

1. トナーを収納した容器から補給ローラを回転することにより、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置において、
   印刷原稿の印字率を算出して前記トナー補給量を決定するトナー補給量決定部と、
   前記感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出するカブリレベル検出部を備え、
   前記カブリレベル検出部の検出値に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体ドラムの反射濃度を測定する反射濃度センサを備え、
   印刷実行前に、前記感光体ドラム上に全面白の画像を形成し、前記反射濃度センサによって測定された全面白の画像の反射濃度に基づき、カブリレベルを検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カブリレベル検出部の検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、前記カブリレベル検出部が検出した検出値に基づき、当該テーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーの温度及び湿度を検出するセンサを備え、
   前記カブリレベル検出部の検出値、及び、前記センサが検出した温度及び湿度に基づいて前記決定したトナー補給量を見かけ上補正し、当該補正した見かけ上のトナー補給量を補給するように前記補給ローラを回転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記温度及び湿度を検出するセンサのそれぞれの検出値に対応させて補正係数を記録したテーブルを記憶し、前記センサが検出した検出値に基づいて、前記テーブルを参照して前記見かけ上のトナー補給量を算出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 画像形成条件を調整するために実施されるプロセスコントロール段階において、前記決定したトナー補給量を見かけ上補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出し、当該検出したカブリレベルに基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを回転させることを特徴とするトナー補給制御方法。
8. 印刷原稿の印字率を算出し、当該印字率に基づいてトナー補給量を決定し、感光体ドラムの表面のカブリレベルを検出し、さらにトナーの温度及び湿度を検出し、当該検出したカブリレベル、トナーの温度及び湿度に基づいて前記トナー補給量を見かけ上補正し、当該見かけ上補正されたトナー補給量を供給するようにトナー補給ローラを回転させることを特徴とするトナー補給制御方法。

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