JP3262478B2

JP3262478B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3262478B2
Application number: JP16367395A
Authority: JP
Inventors: 文武廣部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JPH0915963A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ等の画
像形成装置に関し、特には、トナーとキャリアを有する
２成分現像剤を用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３に２成分現像装置の断面図を示す。

【０００３】図３に示すように現像剤攪拌搬送手段１
１、１２によって現像剤担持体である現像スリーブ３の
表面に供給された現像剤をマグネットローラ１０の磁力
にて磁気ブラシの状態で保持し、これを現像スリーブ３
の回転に基づいて像担持体である感光ドラム４との対向
部の現像領域に搬送すると共に、現像スリーブ上剤だま
り量規制部材である返し部材１及び穂高規制部材である
ブレード２で上記磁気ブラシを穂切りして現像領域に搬
送される現像剤量を適正に維持するようにしたものが提
供されている。

【０００４】更に詳しく述べると、現像装置９の内部は
垂直方向に延在する隔壁６によって現像室１６と攪拌室
１７とに区画され、現像室１６及び攪拌室１７には非磁
性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容され
ている。

【０００５】現像室１６及び攪拌室１７には上述のよう
にそれぞれスクリュータイプの第１及び第２の現像剤攪
拌搬送手段１１、１２が配置されている。第１の攪拌搬
送手段１１は現像室１６内の現像剤を攪拌搬送し、また
第２の攪拌搬送手段１２は現像剤濃度制御装置の制御の
もとでトナー補給槽（図示せず）からこの第２の攪拌搬
送手段１２上の上流側に供給されるトナーと既に攪拌室
１７内にある現像剤とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一
化する。隔壁６には図７における手前側と奥側の端部に
おいて現像室１６と攪拌室１７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、第１および第
２の攪拌搬送手段１１、１２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の低下した現像室１
６内の現像剤が他方の通路から攪拌室１７内へ移動する
ように構成されている。

【０００６】図４に示すように、上記スクリュータイプ
の第１の攪拌搬送手段１１は、現像室１６内の底部に現
像スリーブ３の軸線方向、即ち現像幅方向に沿ってほぼ
平行に配置されており、回転軸の周りに羽根部材をスパ
イラル形状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現
像室１６内の現像剤を現像室１６の底部にて現像スリー
ブ３の軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２
の攪拌搬送手段１２も、このスクリュータイプの第１の
攪拌搬送手段１１と同様のスクリュー構造（回転軸の周
りに羽根部材を第１の攪拌搬送手段１１とは逆向きにし
てスパイラル形状に設けたスクリュー構造）とされ、攪
拌室１７内の底部に第１の攪拌搬送手段１１とほぼ平行
に配置され、第１の攪拌搬送手段１１と同方向に回転し
て攪拌室１７内の現像剤を第１の攪拌搬送手段１１とは
反対の方向に搬送する。かくして、第１及び第２の攪拌
搬送手段１１、１２の回転によって現像剤は現像室１６
と攪拌室１７との間で循環される。

【０００７】このような現像剤の循環の中で、従来、現
像剤濃度検知手段１８は現像室１６内の現像スリーブ３
の近傍でスラスト方向で手前側に設けられていた。トナ
ー濃度検知手段１８が奥側でなく手前側に設けられてい
る理由は、奥側（つまり現像室１６内の現像剤循環の上
流側）に設けると下流側でトナーが消費される場合にト
ナー濃度の低下の検知ができないが、手前側に設けると
検知位置が現像室１６内でスラスト方向下流側になるの
でスラスト方向のどこでトナーが消費されてもトナー濃
度低下の検知が行えるためである。

【０００８】このようにキャリアとトナーとの反射率の
違いを利用して現像室１６内のトナーとキャリアの比を
光学的に検知してトナーを補給する方法（以下、剤反射
ＡＴＲ）は、トナーとキャリアの反射率の差が大きい現
像器に有効である。

【０００９】またトナー補給の別の方法として実際に感
光ドラム４上にある階調レベルのパッチ潜像を作成し、
このパッチ潜像を現像して得られたパッチ画像濃度によ
り、トナーの過不足を判断し、必要量のトナーを補充し
ていく方法（以下、パッチ検ＡＴＲ）がある。

【００１０】この方法はトナーとキャリアの反射率の差
が小さい場合に有効である。

【００１１】

【発明が解決する課題】しかし前述した剤反射ＡＴＲ、
パッチ検ＡＴＲは以下の問題がある。

【００１２】剤反射ＡＴＲは通常コピー中に所定のタイ
ミングで作動され、その時点での現像器内の現像剤濃度
を推定することは可能であるが、例えば、低消費量の原
稿から高消費量の原稿に切り替った場合や、その逆つま
り高消費の原稿から低消費量の原稿に移った場合、アン
ダーシュートやオーバーシュートするといった欠点があ
った。

【００１３】これらの様子を図５の実線に示す。図５は
横軸がコピー枚数で縦軸が現像器内のスリーブ３上の現
像剤のトナー濃度を初期トナー濃度を基準にとってあ
り、マイナスがトナー濃度が低くなる方向、プラスが高
くなる方向を意味している。またコピー枚数はベタ白原
稿からベタ黒原稿へ移った時を０としてある。これらア
ンダーシュート、オーバーシュートの原因は現像剤濃度
検知手段１８によって検知されるまでのタイムラグがあ
るためであった。

【００１４】またパッチ検ＡＴＲは、実際に感光ドラム
４上にある濃度レベルのパッチ画像２８を作像し、画像
濃度検出手段１９によって検出するため、１コピーシー
ケンスが長くなってしまうことや、磁性キャリアからト
ナーに与える電荷量（以下トリボと略す）が増える（以
下チャージｕｐと略す）ことで画像濃度ｄｏｗｎが生じ
た場合トナー過補給状態を生み、現像剤あふれ現象を引
き起こしたり、逆にトリボが減ることで画像濃度がｕｐ
した場合はトナー補給停止状態が続き、現像スリーブ３
上の現像剤コート量が著しく不足し画像劣化を引き起こ
してしまう欠点があった。

【００１５】このようにアンダーシュート、オーバーシ
ュートを小さくするためにはパッチ検ＡＴＲが適してい
るものの、トナー濃度の安定化の面では剤反射ＡＴＲの
方が優れている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、静電像を担持する像担持体と、前記像担持体上の
静電像をトナーとキャリアを備える現像剤で現像する現
像器と、前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段
と、を有する画像形成装置において、現像されたトナー
像の濃度を検知する像濃度検知手段と、前記現像器内の
トナーとキャリアの比を検知する比検知手段と、前記像
濃度検知手段の検知出力に基づくトナー補給もしくは前
記比検知手段の検知出力に基づくトナー補給のいずれか
を前記比検知手段の検知出力に応じて選択する選択手段
と、を有し、複数のトナー像を連続して形成するシーケ
ンスの間、前記選択手段は前記比検知手段の検知出力に
基づくトナー補給を選択することを特徴とするものであ
る。

【００１７】この本発明によれば、アンダーシュート、
オーバーシュートの低減とトナー濃度の安定化を達成す
ると共に、複数のトナー像を連続して形成するシーケン
スの間、画像形成のスループットが低下するのを防止す
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下本発明の実施例を説明する。

【００１９】図１は本発明の実施例の画像形成装置であ
る電子写真方式のデジタル複写機の模式図である。

【００２０】図１に示す電子写真方式ディジタル複写機
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３３に投影される。この撮像素
子３３は原稿画像を多数の画素に分解し、各画素の濃度
に対応した光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
られる。ここで各画素毎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、そのパルス
幅変調回路３５に送られる。

【００２１】このパルス幅変調回路３５は入力される画
素画像信号毎に、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。即ち、図２の（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。

【００２２】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。従って、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４は、
次に説明する光学系によって、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っ
ている。従って、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。尚、図２の（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。

【００２３】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及びレーザ光３６ａを像担持体たる
感光ドラム４方向に指向させる固定ミラー３９によっ
て、感光ドラム４上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４の回転ドラムの回転軸と
ほぼ平行な方向（主走査方向）にこのドラム４を走査
し、静電潜像を形成することになる。

【００２４】感光ドラム４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
写真感光ドラムであり、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、これによって画像信号に対応した静
電画像が形成される。この静電潜像はトナー粒子とキャ
リア粒子が混合された２成分現像剤を使用する現像器９
によって反転現像され、可視画像（トナー像）が形成さ
れる。尚、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間に架張され、図示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】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、永久像に定着される。又、転写後に感光ドラム４
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。

【００２６】なお、説明を簡単にするために単一の画像
形成ステーション（感光ドラム４、一次帯電器４２、現
像器９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、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及
びブラックの各色に対する画像形成ステーションが転写
材担持ベルト４７上にその移動方向に沿って順次に配列
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毎の静電潜像が順次に形成され、
対応する色トナーを有する現像器で現像され、転写材担
持ベルト４７によって保持され、搬送される転写材４８
に順次に転写される。

【００２７】図６に現像器９の詳細を示す。

【００２８】図６に示すように、感光ドラム４に対向し
て配置された２成分現像装置９は現像剤担持体としての
現像スリーブ３、現像剤の供給位置から穂切り位置まで
汲み上げられる現像剤量を規制する剤返し部材１、現像
剤の穂高規制部材としてのブレード２、現像室１６内の
トナーとキャリアの比を光学的に検知する比検知手段と
してのトナー濃度検知手段１８を有している。

【００２９】また、感光ドラム４上に基準濃度に対応し
て形成されたパッチ潜像は現像器により現像されパッチ
画像となる。

【００３０】パッチ画像は転写されることなく転写部を
通過し、像濃度検知手段１９により濃度検知される。

【００３１】更に現像装置９を詳細に説明する。

【００３２】現像装置９の内部は、垂直方向に延在する
隔壁６によって、現像室１６と攪拌室１７とに区画され
ている。隔壁６の上方部は開放されており、現像室１６
で余分となった２成分現像剤が攪拌室１７側に回収され
るようになっている。現像室１６及び攪拌室１７には比
磁性トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤が収容さ
れている。

【００３３】現像室１６及び攪拌室１７にはそれぞれス
クリュータイプの第１及び第２の現像剤攪拌搬送手段１
１、１２が配置されている。第１の攪拌搬送手段１１は
現像室１６内の現像剤を攪拌搬送し、また第２の攪拌搬
送手段１２は、現像剤濃度制御装置の制御のもとでトナ
ー補給槽（図示せず）からこの第２の攪拌搬送手段１２
上の上流側に供給されるトナーと既に攪拌室１７内にあ
る現像剤とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。隔
壁６には図１における手前側と奥側の端部において現像
室１６と攪拌室１７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、第１および第２の攪拌
搬送手段１１、１２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の低下した現像室１６内の現
像剤が他方の通路から攪拌室１７内へ移動するように構
成されている。

【００３４】現像装置９の現像室１６には感光ドラム４
に対面した現像領域に相当する位置に開口部が形成され
ており、この開口部に一部露出するようにして現像スリ
ーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は
非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方向に
回転し、その内部には磁界発生手段である磁石１０が固
定されている。現像スリーブ３はブレード２によって層
厚規制された２成分現像剤の層を担持搬送し、感光ドラ
ム４に対向する現像領域で現像剤を感光ドラム４に供給
して潜像を現像する。このとき、現像効率、即ち感光ド
ラム上の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３には電源１５から直流電圧と交流電圧と
重畳した現像バイアス電圧が印加される。

【００３５】磁石１０は、本実施例では、現像磁極Ｓ₁
と現像剤を搬送する磁極Ｎ₁ 、Ｓ₂、Ｎ₂ 、Ｎ₃ とを有
する、また、ブレード２は、アルミニウム（Ａｌ）等の
非磁性材料にて構成され、感光ドラム４よりも現像スリ
ーブ３の回転方向上流側に配置されており、現像スリー
ブ３の表面との間の隙間を調整することにより現像スリ
ーブ３上を現像領域へと搬送される現像剤の厚さを規制
する。従って、本実施例においては、ブレード２の先端
部と現像スリーブ３との間を非磁性トナーと磁性キャリ
アの両方が通過して現像領域へと送られる。

【００３６】上記スクリュータイプの第１の攪拌搬送手
段１１は現像室１６内の底部に現像スリーブ３の軸線方
向、即ち現像幅方向に沿ってほぼ平行に配置されてお
り、本実施例では、回転軸の周りに羽根部材をスパイラ
ル形状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現像室
１６内の現像剤を現像室１６の底部にて現像スリーブ３
の軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の攪
拌搬送手段１２も、このスクリュータイプの第１の攪拌
搬送手段１１と同様のスクリュー構造（回転軸の周りに
羽根部材を第１の攪拌搬送手段１１とは逆向きにしてス
パイラル形状に設けたスクリュー構造）とされ、攪拌室
１７内の底部に第１の攪拌搬送手段１１とほぼ平行に配
置され、第１の攪拌搬送手段１１と同方向に回転して攪
拌室１７内の現像剤を第１の攪拌搬送手段１１とは反対
の方向に搬送する。かくして、第１及び第２の攪拌搬送
手段１１、１２の回転によって現像剤は現像室１６と攪
拌室１７との間で循環される。

【００３７】現像室１６内の現像剤は現像スリーブ３に
内蔵された磁石１０の働きによって現像スリーブ３に担
持され、ブレード２にて層厚が規制されて現像領域へと
搬送される。現像領域にて現像に供されずに残った現像
剤は現像スリーブ３にて再び現像室１６へ搬送され反発
磁極Ｎ₂ 、Ｎ₃ により現像スリーブ３上から現像室１６
内へ掻き落とされて回収される。

【００３８】一方、第１の攪拌搬送手段１１の回転に伴
い攪拌搬送された現像剤は反発磁極の片側の磁極Ｎ₂ に
て現像スリーブ３の方向に汲み上げられる。この汲み上
げられる際に剤返し部材１により汲み上げられ、現像ス
リーブ３に搬送される現像剤量がある程度規制される。

【００３９】この磁極Ｎ₂ で汲み上げられた現像剤は、
次の磁極Ｓ₂ からの磁界で形成され、現像スリーブ３の
中心方向へ作用し、かつ返し部材１で規制された現像剤
量に応じて決まる磁気拘束力と、現像スリーブ３の回転
方向に作用する搬送力とによりブレード部へ搬送され
る。

【００４０】そして、現像剤の汲み上げ位置からブレー
ド部へ搬送される途中の、磁極Ｎ₂と磁極Ｓ₂ との間で
現像スリーブ３に対向した位置に、現像剤濃度検知手段
１８が返し部材１内に組み入れられている。

【００４１】図７に示すように、本実施例におけるトナ
ー濃度検知手段１８は、双方向発光のＬＥＤ７１ａ、参
照光用受光素子７２ａ、反射光用受光素子７３ａ、及び
検出窓８ａ、とからなる現像剤反射方式のトナー濃度検
知手段である。そして、その検出窓８ａは透明アクリル
樹脂で作られており、その現像剤と面している検出面は
トナー付着を防止するため検出面を覆うようにＰＦＡシ
ート８１が張り付けられている。

【００４２】本実施例で用いた非磁性トナーは、ポリエ
ステル樹脂８０〜９０ｗｔ％に着色用顔料を５〜１５ｗ
ｔ％、更に負電荷制御剤としてアルキル置換サリチル酸
の金属錯体を分散させた平均５〜１１μｍのトナーを用
い、これに酸化チタンＴｉＯ₂ を０．２〜２ｗｔ％外添
して使用した。外添剤にはこの他シリカを用いてもよ
い。

【００４３】また、磁性キャリアは任意のフェライトキ
ャリア、特に燒結フェライト粒子が使用される。つま
り、コア材としてＺｎ系フェライト、Ｎｉ系フェライ
ト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ
−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−
Ｚｎフェライト等を用い、これに摩擦帯電性、環境安定
性、耐久性向上を目的としてアクリル系樹脂を０．５〜
２ｗｔ％コートした平均粒径３０〜６０μｍのキャリア
を用いた。コート剤としてはこの他にポリエステル樹
脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂等を適宜選択して用いる
ことができる。

【００４４】ここで、本発明の特徴部分である現像装置
の現像剤濃度検知手段について明らかにするため、先ず
従来の現像剤濃度検知手段による補給制御について説明
する。現像剤濃度検知手段は現像容器内のスラスト方向
で手前側に（図７にて１８ａ）設けられている。この現
像剤濃度検知手段１８ａは、２成分現像剤中のトナーが
赤外光を反射し、逆にキャリアが赤外光を吸収するとい
う特性を用い、現像容器内の現像剤に現像剤濃度検知手
段１８ａにより赤外光を照射して反射される赤外光の反
射量を受光素子７３ａによりモニターし、２成分現像剤
のトナー濃度を算出し、トナー補給を行うことでトナー
濃度の安定維持を図るものである。

【００４５】そのトナー補給濃度の制御は、先ず２成分
現像剤を現像容器に投入し、未使用の状態での２成分現
像剤の反射光量による受光素子７３ａからの出力Ｓｉｇ
−ｉｎｉｔを測定し、この値を本体内のメモリに格納す
る。そして、コピーをスタートし、２成分現像剤の使用
が開始されると、コピー１枚毎にその時の２成分現像剤
の反射光量による受光素子７３ａからの出力Ｓｉｇ−ｃ
ｕｒを測定する。そして、メモリに格納されているＳｉ
ｇ−ｉｎｉｔとの差分ΔＳｉｇを計算する。

【００４６】 ΔＳｉｇ＝（Ｓｉｇ−ｉｎｉｔ）−（Ｓｉｇ−ｃｕｒ）…（１）（１）式と予め測定されたトナー濃度１ｗｔ％変動当た
りの出力感度値ｒａｔｅにより、その時のトナー濃度の
初期からのずれ量ΔＤを算出する。

【００４７】ΔＤ＝ΔＳｉｇ／ｒａｔｅ…（２）上記ΔＤの計算値により、現像容器内に補給されるトナ
ー量が決定される。つまり、トナー濃度の初期からのず
れ量がマイナスの場合はそのずれ量に見合う分のトナー
量を補給し、又プラスの場合は、補給を停止する。例え
ば、ΔＤ＝−１ｗｔ％の時は、１ｗｔ％相当のトナーを
補給し、又、ΔＤ＝＋１ｗｔ％の時は補給をしない。こ
のようにして初期のトナー濃度を維持するような制御が
行われる。

【００４８】次に像濃度検知手段１９について説明す
る。

【００４９】この像濃度検知手段は図３のように画像形
成装置の現像後であり、かつ転写部材４９の後に感光ド
ラム４に対向して設けられている。像濃度検知手段１９
は、前述のトナー濃度検知手段１８と同様図４のように
双方向発光のＬＥＤ７１ａ参照光用受光素子７２ａ、反
射光用受光素子７３ａ及び検出窓８ａからなっており、
検出面はトナー付着防止するためのＰＦＡシート８１が
張り付けられている。この構成により感光ドラム４上の
パッチ画像２８の反射濃度を検知している。

【００５０】２成分現像装置を用いた電子写真複写機で
は図８のように現像剤のトナー濃度が高くなると、画像
濃度が濃くなってくる。更に像濃度検知手段１９は感光
ドラム上の画像濃度に対してマゼンタ、シアン、イエロ
ーのトナーに対しては図９の曲線Ｂのように、ブラック
トナーに対しては図９の曲線Ａのような検知出力を示
す。このようにトナー濃度が変わるにつれ濃度が変化
し、さらには検知出力も変化するので、この変化を利用
して像濃度検知手段でトナー濃度の制御がおこなえる。
つまり／コピーシーケンス毎にある決まった所定の階調
濃度レベルのパッチ画像パターン２８を作像し、その感
光ドラム上の画像パターンの濃度を像濃度検知手段１９
で読み取る。トナーが消費され画像濃度が下がってくる
と、像濃度検知手段１９の検知出力はマゼンタ、シア
ン、イエローの場合は下がり、ブラックの場合は上がっ
てくる。本実施例では、色剤の場合１ｗｔ％のトナー濃
度変化に対し、出力は約７５ｍＶ、ブラックの場合約１
５０ｍＶ変動した。これにより現像剤投入直後（本実施
例ではトナー濃度６ｗｔ％）の状態でパッチ画像を読み
取り、この時の検知出力を基準レベルＶ_initとして本体
内のメモリに格納する。そしてコピー毎のパッチ画像の
検知出力をＶ_cur とＶ_initを比較しその差分を計算す
る。

【００５１】ΔＶ＝Ｖ_initｇ−Ｖ_cur 前式において色剤の場合にはΔＶ＞０のとき補給をおこ
ない、ΔＶ≦０のとき補給をしない。またブラック剤の
場合ΔＶ＞０のとき補給をせずΔＶ≦０のとき補給をお
こなう。さらに、トナー濃度の初期からのずれ量ΔＤ′
は前述した１ｗｔ％のトナー濃度変化に対しての出力変
動値をｒａｔｅ′とすると、 ΔＤ′＝｜ΔＶ｜／ｒａｔｅ′ と算出される。このようにして初期のトナー濃度を維持
するような制御がおこなわれる。

【００５２】しかし、従来の濃度制御には剤反射ＡＴＲ
では画像面積の急激な変化があると、追従できなくなる
ことやパッチ検ＡＴＲではトリボによる変化が大きいと
現像剤アフレ現象や、コート不良現象がおこるといった
欠点があった。

【００５３】そのために本実施例では、現像スリーブ３
上のトナー濃度を１番よく表わすと考えられるパッチ画
像２８の濃度をパッチ検ＡＴＲで毎コピー毎に算出し、
パッチ画像の濃度が一定になるようにトナー補給制御を
おこなう。しかし、これでは前述したトナー濃度ｕｐに
よる現像剤アフレ現象（従来例では現像容器の容量にも
よるが約１３ｗｔ％でおこった）や、トナー濃度ｄｏｗ
ｎによる現像スリーブ上のコート不良（従来例では、約
３ｗｔ％以下でおこった）をおこしてしまう可能性があ
る。そこで、トナー濃度検知手段の検知トナー濃度に所
定の範囲（例えば、上限８％、下限４％）にしきい値を
あらかじめ設けておき、コピー中の所定のタイミングで
おこなわれる剤反射ＡＴＲで現像器９内のトナー濃度を
検知しつつ、その所定範囲内はパッチ検ＡＴＲを行い、
所定範囲を外れたら剤反射ＡＴＲでの補給シーケンスに
切り替える。そしてパッチ画像の濃度が所定範囲内に入
ったところで、パッチ検ＡＴＲでの補給シーケンスに戻
すのである。

【００５４】上記の結果、トナー濃度変化の追従性がよ
く、かつ暴走のないトナー補給制御が可能となった。

【００５５】前述の実施例ではパッチ検ＡＴＲは毎コピ
ーもしくは数枚に１回はおこなっていたが、先に述べた
通りパッチ検ＡＴＲシーケンスには時間がかかり、連続
コピー中には何度もできない場合がある。その場合、連
続コピー中は剤反射ＡＴＲで補給をおこなうことでトナ
ー濃度をある範囲内におさえておき、次回のパッチ検Ａ
ＴＲでトナー不足もしくは過剰量を補正していくこと
で、パッチ検ＡＴＲ間隔があく連続コピー中にも対応す
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、画像
面積の急激な変化によるアンダーシュート、オーバーシ
ュートや環境変化などによりトナーのトリボが急激に変
化することでの現像剤あふれ・コート不良現象を防止す
ると共に、複数のトナー像を連続して形成するシーケン
スの間、画像形成のスループットが低下するのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の画像形成装置を示す構成図。

【図２】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の説明図。

【図３】図１の画像形成装置における２成分現像装置を
示す断面図。

【図４】図３の２成分現像装置のスラスト方向の平面
図。

【図５】トナー消費量の変化が大きいコピーが連続した
場合におこる現像剤濃度変化を示した図。

【図６】図１の画像形成装置における感光体回りの装置
を示した図。

【図７】トナー濃度を検知するセンサを示す図。

【図８】トナー濃度差における画像濃度差を示した図。

【図９】センサ検知電圧に対する画像濃度の変化を示し
た図。

【符号の説明】

４感光ドラム９現像装置１８トナー濃度検知手段１９像濃度検知手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電像を担持する像担持体と、前記像担
持体上の静電像をトナーとキャリアを備える現像剤で現
像する現像器と、前記現像器にトナーを補給するトナー
補給手段と、を有する画像形成装置において、現像されたトナー像の濃度を検知する像濃度検知手段
と、前記現像器内のトナーとキャリアの比を検知する比
検知手段と、前記像濃度検知手段の検知出力に基づくト
ナー補給もしくは前記比検知手段の検知出力に基づくト
ナー補給のいずれかを前記比検知手段の検知出力に応じ
て選択する選択手段と、を有し、複数のトナー像を連続して形成するシーケンスの間、前
記選択手段は前記比検知手段の検知出力に基づくトナー
補給を選択することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】複数のトナー像を連続して形成するシー
ケンス終了後、前記選択手段は前記像濃度検知手段の検
知出力に基づくトナー補給を選択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】前記選択手段は前記比検知手段の検知出
力が所定の範囲内であるとき前記像濃度検知手段の検知
出力に基づくトナー補給を選択し、所定の範囲を外れた
ときに前記比検知手段の検知出力に基づくトナー補給を
選択することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装
置。
【請求項４】前記比検知手段は前記現像器内のトナー
とキャリアの比を光学的に検知することを特徴とする請
求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。