JP3542148B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【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、さらに詳しくいえば現像器中の現像剤のトナー濃度を検知してプロセスコントロールを行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の画像形成装置において、現像器中の現像剤のトナー濃度をセンサによって検知し、その検知結果に基づいてトナー補給等のプロセスコントロールを行う画像形成装置は周知である。
【０００３】
例えば、従来のトナーとキャリアによる２成分現像剤を用いる現像器において、現像能力を維持するためには、トナー濃度が所定の濃度になるようにトナー補給量を適切にコントロールする必要がある。
【０００４】
一般に、２成分現像器のトナー濃度は、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検知したり、現像剤に対する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検知しており、従来の画像形成装置においては、これら透磁率あるいは光学的反射濃度等の検知結果から直接トナー濃度を判断し、トナー補給等のプロセスコントロールを行っていた。
【０００５】
ここで現像剤の透磁率変化を利用したトナー濃度センサについて説明する。
【０００６】
図１３に一例を示すように、透磁率変化を利用したトナー濃度センサの出力特性は、トナー濃度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、センサ出力は上昇する。逆に、トナー濃度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、センサ出力は下降する。
【０００７】
しかしながら、上記のような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得た動的出力によってトナー濃度を検出しているため、現像剤の流動状態によって検知出力が大きく変化することがある。すなわち、センサ出力が、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わったり、トナーの帯電電荷量による現像剤の嵩密度の変化等により、図１３に示したような出力特性が崩れ、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがあった。
【０００８】
また、現像剤の光学的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、動的な現像剤の光学的反射濃度によっているため、現像剤のセンサ近傍での流量変化、トナーの帯電電荷量による浮遊トナー量等により、同じトナー濃度でもセンサ出力値が異なることがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像形成装置においては、上述したような、現像剤の流動状態によっては同じトナー濃度でもトナー濃度センサの出力値が異なることがあるという点に考慮せず、センサ出力から直接トナー濃度を判定しているため、検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じる場合があり、トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低下するという問題があった。
【００１０】
検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じトナー濃度が所定の濃度よりも高くなった場合、画像濃度の上昇やトナー飛散、あるいは、キャリアが現像器の外にこぼれ落ちたり、記録紙が地汚れしたりすることがある。また、逆にトナー濃度が低くなった場合、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。
【００１１】
本発明は、従来の画像形成装置における、上述の検知したトナー濃度と実際のトナー濃度にズレが生じ、トナー補給のプロセスコントロールの制御精度が低下するという問題を解決し、現像器のトナー濃度を正確に検知することのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像器中のトナー濃度を、現像剤の透磁率に基づくトナー濃度センサによって検知する画像形成装置において、現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度センサの出力変動を補正する補正手段であって、画像形成動作時における前記現像器内の現像剤の撹拌開始の度に、撹拌開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間に応じて前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値の補正量を算出する補正手段を有することにより解決される。
【００１３】
また、本発明は、前記の課題を解決するために、前記現像器内の現像剤の撹拌動作開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間を計測するタイマ手段を備えることを提案する。
【００１４】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、用紙サイズ、連続画像形成枚数または画像形成モード等から前記時間を間接的に演算することを提案する。
【００１５】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記現像器は、現像スリーブ上への現像剤の穂立て及び穂切り動作を行う手段を有し、前記時間が、前記現像器内の現像剤の穂立て動作開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間であることを提案する。
【００１６】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記現像剤の穂立て動作開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間を、用紙サイズ、連続画像形成枚数または画像形成モード等から間接的に演算することを提案する。
【００１７】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、総画像形成枚数または前記現像器内の現像剤の総撹拌時間等から前記現像剤の疲労度を検出し、前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値を補正することを提案する。
【００１８】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記補正手段による補正結果に所定の演算を加える手段を有することを提案する。
【００１９】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記現像剤周辺の雰囲気温度及び雰囲気湿度等の環境条件あるいは前記現像剤の履歴等による前記現像剤の流動性の変化を検知し、前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値を補正することを提案する。
【００２０】
さらに、本発明は、前記の課題を解決するために、前記現像器が複数台設けられ、前記補正手段による前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値の補正を、前記複数台の現像器別に行うことを提案する。
【００２１】
【作用】
現像器内の現像剤の撹拌開始からトナー濃度センサによる検知開始までの時間に応じて、トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値を、時間の経過にしたがって補正幅が小さくなるように補正を行い、トナー補給等のプロセスコントロールを行う。
【００２２】
その他の作用については、以下の実施例の説明で明らかとなるであろう。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施例のカラー複写機の概略構成を示す図である。このカラー複写機１００は、カラー画像読み取り部（以下、カラースキャナという）１とカラー画像記録部（以下、カラープリンタという）２とで構成されている。
【００２５】
カラースキャナ１は、照明ランプ４により照らされた原稿３の画像を、ミラー群５及びレンズ６を介してカラーセンサ７に結像し、原稿３のカラー画像情報を、例えばブルー、グリーン、レッド（以下、Ｂ、Ｇ、Ｒと記す）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ７は、本実施例ではＢ、Ｇ、Ｒの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子とで構成されており、３色同時読み取りを行う。
【００２６】
そして、カラースキャナ１で得たＢ、Ｇ、Ｒの色分解画像信号強度レベルを元にして、画像処理部（図示せず）で色変換処理を行い、ブラック（以下、Ｂｋと記す）、シアン（以下、Ｃと記す）、マゼンタ（以下、Ｍと記す）、イエロー（以下、Ｙと記す）のカラー画像データを得る。このカラー画像データをカラープリンタ２によって、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行い、最終的なカラーコピーとする。
【００２７】
なお、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの画像データを得るためのカラースキャナ１の動作方式は、カラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタート信号を受けて、照明ランプ４及びミラー群５が図中右から左方向に原稿３を走査し、１回の走査で１色の画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって順次４色の画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で顕像化を行い、これを重ね合わせて４色フルカラー画像を形成するものである。
【００２８】
次に、カラープリンタ２の概要を説明する。
【００２９】
書き込み光学ユニット８は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換し、原稿画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム９に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット８は、レーザ８ａとその発光駆動制御部（図示せず）、ポリゴンミラー８ｂとその回転用モータ８ｃ、ｆ／θレンズ８ｄ、反射ミラー８ｅ等で構成されている。
【００３０】
図２は、カラープリンタ２の感光体及び中間転写ベルと付近を詳細に示す拡大図である。この図に示すように、感光体９の回りには、クリーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１１、帯電器１２、電位センサ１３、Ｂｋ現像器１４、Ｃ現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パターン検知器１８、中間転写ベルト１９などが配置されている。
【００３１】
各色現像器１４、１５、１６、１７の構成及び動作は皆同じであるので、Ｂｋ色現像器を代表に説明する。Ｂｋ色現像器１４は、現像スリーブ１４ａ、現像パドル１４ｂ及びトナー濃度センサ１４ｃ等で構成されている。現像パドル１４ｂは、現像剤を汲み上げると共に撹拌する。現像スリーブ１４ａは、回転しながら、現像パドル１４ｂが汲み上げた現像剤の穂を感光体９の外周面に接触させて感光体９上に形成された静電潜像を現像する。ただし、待機状態のときは、現像スリーブ１４ａは回転せず、現像剤が感光体９の表面から離れた穂切り（現像不作動）状態になっている。
【００３２】
次に、各色現像器１４、１５、１６、１７による現像動作を、現像順序（すなわちカラー画像形成順序）がＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの順番として説明する。ただし、カラー画像形成順序（すなわち現像順序）は、本実施例に限定されるものではない。
【００３３】
まず、複写機１００によるコピー動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングで原稿３のＢｋ画像データの読み取りがスタートする。そして、この画像データに基づいて、図中反時計回り（矢印Ｌの方向）に回転する感光体９上に書き込み光学ユニット８のレーザ光による光書き込み・静電潜像形成が行われる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像と記す。また、Ｃ，Ｍ，Ｙについても同じ）。
【００３４】
感光体９上に形成されたＢｋ潜像を、その先端部から現像するために、Ｂｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達する前に現像スリーブ１４ａを回転開始させ、現像剤の穂立てを行いＢｋ潜像をＢｋ色トナーで現像する。そして、Ｂｋ潜像領域の現像動作を継続するが、潜像後端部がＢｋ現像器１４の現像位置を通過した時点で速やかに現像スリーブ１４ａ上の現像剤の穂切りを行い、現像不作動状態にする。この穂切りは、少なくとも次のＣ画像データによるＣ潜像先端部がＢｋ現像器１４に到達する前に完了させる。なお、現像剤の穂切りは、現像スリーブ１４ａの回転方向を現像動作中とは逆方向に切り替えることで行い、その後、現像スリーブ１４ａの回転を停止させる。
【００３５】
さて、Ｂｋ潜像を現像して形成されたＢｋトナー像は、感光体９の表面に接触して等速運動している中間転写ベルト１９上に転写される（以下、感光体９から中間転写ベルト１９へのトナー像の転写をベルト転写という）。ベルト転写は、感光体９と中間転写ベルト１９が接触状態において、転写バイアスローラ２０に所定のバイアス電圧を印加することにより行う。
【００３６】
次いで、所定のタイミングでカラースキャナ１による原稿３のＣ画像データの読み取りが開始される。そして、Ｂｋ色のときと同様にして、Ｃ画像データによるレーザ光書き込みが行われ、Ｃ潜像が形成される。
【００３７】
Ｃ色現像器１５は、その現像位置を先のＢｋ潜像後端部が通過し、かつＣ潜像の先端が現像位置に到達する前に、現像スリーブ１５ａの回転を開始し、現像剤の穂立てを行う。そして、Ｃ潜像をＣ色トナーで現像する。
【００３８】
以下、Ｍ色及びＹ色について、それぞれ画像データの読み取り、潜像の形成、対応色のトナーによる現像が行われるが、その動作は上述のＢｋ色及びＣ色における動作と同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
ところで、Ｂｋトナー像を転写された中間転写ベルト１９には、感光体９に順次形成されたＣ，Ｍ，Ｙの各色トナー像が順に前のトナー像に位置合わせして転写され、４色重ねのベルト転写画像が形成される。そして、この４色重ねのベルト転写画像が一括して転写紙に転写される。
【００４０】
ここで中間転写ベルト１９を含むユニットについて説明する。
【００４１】
中間転写ベルト１９は、ベルト転写バイアスローラ２０、駆動ローラ２１及び従動ローラ２５ａ、ｂに張架され、図示しない駆動モータにより駆動される。
【００４２】
中間転写ベルト１９をクリーニングするためのベルトクリーニングユニット２２は、ブラシローラ２２ａ、ゴムブレード２２ｂ、中間転写ベルト１９からの接離機構２２ｃ等で構成されている。このベルトクリーニングユニット２２は、１色目のＢｋトナー像がベルト転写された後の２、３、４色目のトナー像をベルト転写している間は、接離機構２２ｃによってベルト面から離間されている。
【００４３】
ベルト１９上に形成された４色重ねのベルト転写画像を転写紙に転写させるための、紙転写ユニット２３は、転写バイアスローラ２３ａ、ローラクリーニングブレード２３ｂ、転写ベルト１９からの接離機構２３ｃ等で構成されている。転写バイアスローラ２３ａは、通常はベルト面から離間しているが、中間転写ベルト１９上のベルト転写画像を転写紙に一括転写するときにタイミングを取って接離機構２３ｃで押圧され、中間転写ベルト１９に圧接される。そして、所定のバイアス電圧が印加され、転写バイアスローラ２３ａと中間転写ベルト１９の間に導かれた転写紙２４にベルト転写画像を一括転写する。なお、転写紙２４は、中間転写ベルト１９上のベルト転写画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わせて、給紙ローラ２７及びレジストローラ２６（それぞれ図１に示す）によって給紙される。
【００４４】
ところで、中間転写ベルト１９の動き方は、１色目のＢｋトナー像のベルト転写が後端部まで終了した後の動作方式として、次の３方式が考えられるが、この中の１方式か、又はコピーサイズに応じて（コピー速度面などで）効率的な方式の組み合わせによって動作させる。
【００４５】
（１）定速定方向回動方式
イ．Ｂｋトナー像のベルト転写後も、そのままの方向に一定速度で回動を続ける。
【００４６】
ロ．そして、ベルト１９面上のＢｋトナー像の先端位置が再び感光体９との接触部すなわちベルト転写位置に到達したとき、感光体９上には次のＣトナー像の先端部が丁度その位置（Ｂｋトナー像の先端位置）にくるように、タイミングを取って画像形成されている。その結果、Ｃトナー像はＢｋトナー像に正確に位置合わせされて中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写される。
【００４７】
ハ．その後も同様の動作によって、Ｍ，Ｙ画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
【００４８】
ニ．４色目のＹトナー像のベルト転写工程に引き続き、そのまま回動しながら、ベルト１９面上の４色重ねのベルト転写画像を転写紙２４に一括転写する。
【００４９】
（２）スキップ定方向回動方式
イ．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９から中間転写ベルト１９を離間させる。そして、そのままの方向に高速スキップさせて、所定量を移動したら当初の回動速度に戻す。その後、再び感光体９にベルト１９を接触させる。
【００５０】
ロ．そして、ベルト１９面上のＢｋ画像先端位置が再びベルト転写位置に到達したとき、感光体９上には次のＣトナー像の先端部が丁度その位置にくるように、タイミングを取って画像形成されている。その結果、Ｃトナー像はＢｋトナー像に正確に位置合わせされて中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写される。
【００５１】
ハ．その後も同様の動作によって、Ｍ，Ｙ画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
【００５２】
ニ．４色目のＹトナー像のベルト転写工程に引き続き、そのままの速度でベルト１９面上の４色重ねのベルト転写画像を転写紙２４に一括転写する。
【００５３】
（３）往復回動方式
イ．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９から中間転写ベルト１９を離間させる。そして、回動を停止させると同時に、逆方向に高速リターンさせる。リターンさせたベルト１９は、ベルト面上のＢｋ画像の先端位置がベルト転写位置を逆方向に通過し、さらに、あらかじめ設定された距離だけ移動した後に停止させる。そして、待機状態にする。
【００５４】
ロ．次に、感光体９上のＣトナー像の先端が、ベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点で、転写ベルト１９を再び初めの方向に回動させる。そして、転写ベルト１９を感光体９に再び接触させる。このとき、Ｃトナー像が、ベルト１９面上でＢｋ画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト転写される。
【００５５】
ハ．その後も同様の動作によって、Ｍ，Ｙ画像工程に進み、４色重ねのベルト転写画像を得る。
【００５６】
ニ．４色目のＹトナー像のベルト転写工程に引き続き、リターンせずにそのままの速度で回動し、ベルト１９面 上の４色重ねのベルト転写画像を転写紙２４に一括転写する。
【００５７】
さて、中間転写ベルト１９から４色重ねのトナー像を一括転写された転写紙２４は、転写紙搬送ベルト２７により定着器２８に搬送される。そして、所定の温度に制御された定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂとに挟持されて搬送され、転写紙２４上の未定着トナー像の溶融定着が行われ、フルカラーコピーが完成する。その後転写紙２４は排紙トレイ２９に搬出される。
【００５８】
なお、ベルト転写後の感光体９は、感光体クリーニングユニット１０で表面をクリーニングされる。また、除電ランプ１１により均一に除電される。一方、転写紙２４にトナー像を転写した後の中間転写ベルト１９は、接離機構２２ａで押圧されベルト１９に圧接されたベルトクリーニングユニット２２により、その表面がクリーニングされる。
【００５９】
リピートコピーのときは、１枚目のＹ（４色目）画像工程に引き続き、所定のタイミングで原稿画像の読み取り及び感光体９への潜像形成が行われ、２枚目のＢｋ（１色目）画像工程が行われる。また、中間転写ベルト１９では、１枚目の４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き、ベルト表面をベルトクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域に、２枚目のＢＫトナー像がベルト転写される。その後の各色画像工程は、１枚目のときと同様である。
【００６０】
なお、図１に示した転写紙カセット３０、３１、３２、３３には、各種サイズの転写紙が収納されている。そして、図示しない操作パネルから指定されたサイズの収納カセットから、タイミングを取ってレジストローラ２６に向けて給送される。また、手差し給紙トレイ３４からは、ＯＨＰ用紙や厚紙などの用紙が給紙される。
【００６１】
以上の説明は、４色フルカラーを得るコピーモードの場合であるが、３色コピーモード及び２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、その色の現像器のみを現像作動（現像剤の穂立て）状態にし、中間転写ベルト１９は、感光体９に接触したまま定速回動し、さらに、ベルトクリーニングユニット２２も転写ベルト１９に接触したままの状態で、コピー動作を行う。
【００６２】
ところで、本実施例における、現像パドルと現像スリーブの駆動は同期しており、図３及び図４に示すようなタイミングになっている。
【００６３】
図３は、フルカラーリピートコピー時のタイミングを示しており、図４は、モノカラーリピートコピー時のタイミングを示している。なお、図では、ハイレベルが現像パドル、現像スリーブ及び各色現像器のトナー濃度センサ（１４〜１７Ｃ）のオン状態を示し、ローレベルがそれぞれのオフ状態を示している。すなわち、現像パドルの回転開始及び回転終了タイミングと、現像スリーブの回転開始（穂立て）及び逆転動作による穂切り終了タイミングと、トナー濃度センサのＡ／Ｄ変換によるデータ取り込み開始及び取り込み終了タイミングとを示している（トナー濃度センサ自体は複写機本体の電源投入時は常に動作している）。なお、先頭のＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙはそれぞれ相当する色の現像器を示すものである。
【００６４】
図３からも解るように、各色現像器の現像パドル及び現像スリーブは、前の色の現像器の現像パドル及び現像スリーブがオフになってから駆動開始（オンに）されている。また、各色現像器のトナー濃度センサは、各色現像器の現像パドル及び現像スリーブが駆動開始（オンに）されてから所定のＡだけ経ってからオンにされている。
【００６５】
また、図４には、Ｂｋ現像器のトナー濃度センサが、現像パドル及び現像スリーブが駆動開始（オンに）されてからＡ１，Ｂ１，Ｃ１〜のタイミングで１回目、２回目、３回目〜とオンにされる様子が示されている。
【００６６】
図５は、Ｂｋ現像器のモノカラーリピートコピー時のトナー濃度センサのアナログ出力を示したものである。
【００６７】
前述したように、トナー濃度センサの出力（ＶＴ）は、現像剤の流動状態によって変動する。図から解るように、コピースタート後、初めのうちはセンサ出力が高めに出力されるが、Ａ４用紙横向き（Ａ４Ｙ）３枚目以降は安定したレベル（図中点線で示したレベル）になる。これは、駆動初期においては、現像剤が充分に移動せず、センサ近傍にキャリアが重力により詰まった状態となり出力が高めとなるが、次第に現像剤が流れ出すと共に、穂立て動作により現像剤の嵩が減るため次第に出力が低くなって安定するものと考えられるが、このセンサ出力と時間との関係は、現像器の構成によっても異なってくる。
【００６８】
そこで本実施例においては、各現像器別にタイマを用意して、駆動開始からトナー濃度センサの出力検知を開始するまでの時間を計測し、予め求めておいた補正テーブル（ＴＡＢＬＥ−１）から、その時間に対応する補正量（補正量１）を求める。そして、求めた補正量によりトナー濃度センサの検知出力の補正を行い、トナー濃度を判定する。
【００６９】
図６は、各現像器別の補正テーブルであり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれブラック現像器、シアン現像器、マゼンタ現像器、イエロー現像器用の補正テーブルである。
【００７０】
図６に示す補正テーブル（ＴＡＢＬＥ−１）におけるＶＴ検知開始Ｔは、現像器別の、駆動開始からトナー濃度センサによる出力検知開始までの時間である。また、対応する紙サイズとは、ＶＴ検知開始Ｔの各欄に示す時間に該当する用紙サイズを示すものである（すなわち、そのサイズの用紙を使用したときに、ＶＴ検知開始Ｔが左欄の時間になる）。なお、用紙サイズを示すＡ４、Ｂ５等の後ろのＹ，Ｔは、それぞれ用紙の横向き、縦向きを示すものである。
【００７１】
ところで、本実施例の補正テーブルは、各現像器毎に５段階のテーブルとなっているが、補正時間・回数の区切り方は本実施例に限定されるものではない。例えば、ＶＴ検知開始時間と補正量の関係を関数として持てば無段階に補正が可能となる。
【００７２】
なお、本実施例においては、現像器別にタイマを用意し、駆動開始からトナー濃度センサの出力検知を開始するまでの時間（図４に示すＢｋ現像器の場合、Ａ１，Ｂ１，Ｃ１〜であり、これが、Ｃ現像器であればＡ２，Ｂ２，Ｃ２〜となり、以下Ｍ現像器及びＹ現像器の場合も同様）を計測したが、その時間が用紙サイズ、リピートコピー枚数、コピーモード（モノカラー、フルカラー、特殊モード等）によって代表できる場合には、タイマを設けずに、これらのデータによる補正量を決定した補正テーブルを用意しておき、その補正テーブルを使用して補正を行えばよい。
【００７３】
これを本実施例に適用した場合、モノカラーコピーモードでは、ＴＡＢＬＥ−１の補正テーブルを用いて紙サイズから補正量を決定し、フルカラーモードでは、ＴＡＢＬＥ−１の補正テーブルを用いてコピー枚数にかかわらずその紙サイズの一枚目の補正量によって補正を行う。
【００７４】
図７は、本実施例におけるＢｋ現像器のモノカラーリピートコピー時の、Ａ４横５枚目のトナー濃度センサのアナログ出力を、同じトナー濃度で経時（使用時間）により比較したものである。図に示すように、トナー濃度センサの出力は、使用時間（総駆動時間）が増えるにつれ上昇していく。これはキャリアが劣化して帯電能力が低下すると共に、キャリアからコート剤が剥がれて現像剤の嵩密度が高くなり、センサ近傍のキャリア量が増えるためと考えられる。
【００７５】
そこで本実施例においては、現像器別に現像剤投入時からの現像器回転時間を計測し、予め求めておいた補正テーブル（ＴＡＢＬＥ−２）から、その時間に対応する補正量（補正量２）を求め、求めた補正量によりトナー濃度センサの検知出力の補正を行い、トナー濃度を判定する。
【００７６】
図８にＢｋ現像器のＶＴ補正テーブル（ＴＡＢＬＥ−２）を示す。Ｃ，Ｍ，Ｙの各色現像器用のＶＴ補正テーブル（ＴＡＢＬＥ−２）は、同形式であるため省略する。
【００７７】
トナー濃度センサの出力は、以上２種類の補正により大部分補正されるが、本実施例においては、さらに環境条件とトナー濃度による補正を加えている。
【００７８】
図９は、図５に示したトナー濃度センサのアナログ出力を異なる環境条件で示したものである。標準となる２０度Ｃ５０％ＲＨに比べ、温度及び湿度の変化によりトナー濃度センサの出力変動分が異なっていることが解る。これは、トナー濃度による流動性の変化のためと考えられる。
【００７９】
そこで、本実施例においては、温湿度センサを設けて温湿度を検知し、予め求めておいた温湿度と補正量の関数により、先のＴＡＢＬＥ−１の補正量に所定の演算を行い、新たな補正量（補正量３）を求める（補正テーブルは省略する）。例えば、図９に示すように、環境条件が３０度Ｃ９０％ＲＨであった場合、標準の２０度Ｃ５０％ＲＨに比べセンサ出力が約２割異なっているため、ＴＡＢＬＥ−１の補正量に対して２割多く補正量を設定する。
【００８０】
図１０は、トナー濃度センサのアナログ出力を異なるトナー濃度により示したものである。標準トナー濃度に比べ、出力変動分が異なっていることが解る。これは、トナー濃度による流動性の変化のためと考えられる。
【００８１】
そこで本実施例においては、これまでの補正を行った後に、現像器のトナー濃度を算出し、予め求めておいたトナー濃度と補正量の関数により、先の補正テーブルの補正量に所定の演算を行い、新たな補正量（補正量４）を求める（補正テーブルは省略する）。この方法に関しては、環境条件による補正の場合と同様である。
【００８２】
以下に、本実施例における補正手順をまとめて記述する。
【００８３】
１）コピースタート後、現像器駆動開始から各現像器毎にタイマカウントを開始する。
【００８４】
２）トナー濃度検知時のタイマカウント値を記憶し、タイマが５秒になるまでカウント続行する（５秒以上は５秒に固定する）。
【００８５】
３）補正する現像器のタイマカウント値とその補正テーブルから補正量１を求める。
【００８６】
４）現像器の総駆動時間を参照する。
【００８７】
５）その現像器の総駆動時間とその補正テーブルから補正量２を求める。
【００８８】
６）補正量１、２の和を、トナー濃度センサ出力検知結果に加え、トナー濃度センサ出力補正結果（以下、補正結果という）１を得る。
【００８９】
７）温湿度を参照する。
【００９０】
８）その温湿度とその補正テーブルから補正量３を求める。
【００９１】
９）補正結果１から求めたトナー濃度と、その補正テーブルから補正量４を求める。
【００９２】
１０）補正量１、２の和に対して補正量３、４で割り増しあるいは割減らしを行い補正量５を求める。
【００９３】
１１）最終的に求めた補正量５をトナー濃度センサ出力検知結果に加え、トナー濃度センサ出力補正結果２とし、この補正結果２からトナー濃度を判断する。
【００９４】
なお、本実施例においては、トナー濃度センサ出力を補正したが、トナー濃度制御等でトナー濃度制御基準値とトナー濃度センサ出力値との差分を用いる場合には、トナー濃度センサ制御基準値を補正してもよい。
【００９５】
次に、本発明の他の実施例について説明する。
【００９６】
本実施例においては、現像器の現像パドルと現像スリーブの駆動時期は異なり、図１１及び図１２に示すようなタイミングになっている。
【００９７】
図１１は、フルカラーリピートコピー時のタイミングチャートであり、図に示すように、各色現像器において、現像パドルの駆動開始後、所定のＡ（Ａ１〜Ａ４）時間経過してから現像スリーブが駆動開始される。また、現像スリーブの駆動開始後、所定のＥ（Ｅ１〜Ｅ４）時間経過してからトナー濃度センサの出力検知が開始される。
【００９８】
図１２は、ブラックリピートコピー時のタイミングチャートであり、図に示すように、現像スリーブの駆動開始後、Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１〜のタイミングでトナー濃度センサがオンになっている。
【００９９】
本実施例において、図１１、１２に示すＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の時間は、コピーモード等によって一定でないため、現像器の駆動開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間を計測しても意味が無い。実験の結果から、本実施例の画像形成装置では、リピートコピー時初期のトナー濃度センサ出力の変動は、現像スリーブの駆動開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間にほとんど依存していることが解った。
【０１００】
そこで本実施例においては、現像スリーブの駆動開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間（図１１、１２におけるＥ，Ｆ，Ｇ）を検知し、これに基づいて前記実施例と同様の補正を行うことによって、トナー濃度を補正することが可能となる（補正テーブルは省略する）。
【０１０１】
なお、本実施例においては、現像スリーブの駆動開始からトナー濃度センサ出力の検知開始までの時間（図１１、１２におけるＥ，Ｆ，Ｇ）を検知したが、実施例１と同様、用紙サイズ、リピートコピー枚数、コピーモード（モノカラー、フルカラー、特殊モード等）によって代表できる場合には、タイマを設けずに、これらのデータによる補正量を決定した補正テーブルを用意しておき、その補正テーブルを使用して補正を行えばよい。
【０１０２】
また、前記実施例と同様、現像器の総駆動時間、環境条件及びトナー濃度による補正を加えることができるが、その補正方法は前記実施例と同様であるので省略する。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、ある条件の下でトナー濃度センサの検知出力と実際のトナー濃度にズレが生じた場合でも、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正して、トナー補給等のプロセスコントロールを行うことができる。
【０１０４】
請求項２の構成により、現像器内の現像剤の撹拌開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間をタイマ手段で計測して、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１０５】
請求項３の構成により、タイマを設けずに、現像器内の現像剤の流動が安定するまでのトナー濃度センサ出力の変動を予測して、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１０６】
請求項４の構成により、現像剤の撹絆動作が１動作でない場合、例えば、初めに現像パドルのみ駆動して現像剤を撹絆し、現像時に現像スリーブ上への現像剤の穂立てを行うような場合に、現像パドルの撹絆開始と現像スリーブ上への現像剤の穂立て開始の時間差が一定でなくとも、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１０７】
請求項５の構成により、タイマを設けなくとも、請求項４による効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
請求項６の構成により、経時における現像剤の劣化による嵩密度あるいは現像剤の流動性の変化によるトナー濃度センサ出力の変動を予測し、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１０９】
請求項７の構成により、トナー濃度によって異なる現像剤の嵩密度あるいは流動性を考慮し、トナー濃度センサ出力の変動を予測して、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１１０】
請求項８の構成により、環境条件によるトナー濃度センサ出力の変動を予測して、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【０１１１】
請求項９の構成により、複数の現像器を有する場合に、現像器毎にトナー濃度センサ出力の変動量が異なっても、トナー濃度センサの出力またはトナー濃度制御基準値を適切に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例の複写機を示す概略構成図である。
【図２】図２は、図１に示した複写機の感光体と現像器付近の詳細図である。
【図３】図３は、図１に示した複写機におけるフルカラ−リピ−トコピ−時の現像パドル及び現像スリ−ブの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４】図４は、図１に示した複写機におけるブラックリピ−トコピ−時の現像パドル及び現像スリ−ブの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、図１に示した複写機におけるブラックリピ−トコピ−時のトナー濃度センサのアナログ出力を示すグラフである。
【図６】図６は、図１に示した複写機における、現像器の駆動開始からセンサ出力検知開始までの時間による補正量を求めるための補正テーブルを示す表であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエロー現像器用補正テーブルである。
【図７】図７は、図１に示した複写機におけるブラックリピ−トコピ−時のトナー濃度センサの出力を同じコピー枚数、同じトナー濃度で、経時により比較したグラフである。
【図８】図８は、図１に示した複写機における現像器総駆動時間による補正量を求めるための、ブラック現像器用補正テーブルを示す表である。
【図９】図９は、図５に示したトナー濃度センサのアナログ出力を異なる環境条件で示したグラフである。
【図１０】図１０は、トナー濃度センサのアナログ出力を異なるトナー濃度により示したグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施例におけるフルカラ−リピ−トコピ−時の現像パドル及び現像スリ−ブの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例におけるブラックリピ−トコピ−時の現像パドル及び現像スリ−ブの駆動タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、従来の画像形成装置による透磁率変化を利用したトナー濃度センサの出力特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
８ 書き込み光学ユニット
９ 感光体
１４ ブラック現像器
１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ 現像スリーブ
１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ 現像パドル
１５ シアン現像器
１６ マゼンタ現像器
１７ イエロー現像器
１９ 中間転写ベルト
２２ ベルトクリーニングユニット
２３ 紙転写ユニット
２８ 定着器
ＶＴ トナー濃度センサ出力

Claims (9)

1. トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像器中のトナー濃度を、現像剤の透磁率に基づくトナー濃度センサによって検知する画像形成装置において、
   現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度センサの出力変動を補正する補正手段であって、画像形成動作時における前記現像器内の現像剤の撹拌開始の度に、撹拌開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間に応じて前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値の補正量を算出する補正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器内の現像剤の撹拌開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間を計測するタイマ手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 用紙サイズ、連続画像形成枚数または画像形成モード等から前記時間を間接的に演算することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記現像器は、現像スリーブ上への現像剤の穂立て及び穂切り動作を行う手段を有し、前記時間が、前記現像器内の現像剤の穂立て動作開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間であることを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤の穂立て動作開始から前記トナー濃度センサによる検知開始までの時間を、用紙サイズ、連続画像形成枚数または画像形成モード等から間接的に演算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. 総画像形成枚数または前記現像器内の現像剤の総撹拌時間等から前記現像剤の疲労度を検出し、前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値を補正することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記補正手段による補正結果に所定の演算を加える手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤周辺の雰囲気温度及び雰囲気湿度等の環境条件あるいは前記現像剤の履歴等による前記現像剤の流動性の変化を検知し、前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値を補正することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記現像器が複数台設けられ、前記補正手段による前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度制御基準値の補正を、前記複数台の現像器別に行うことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。

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