JP3794239B2

JP3794239B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3794239B2
Application number: JP2000128335A
Authority: JP
Inventors: 紀好長峰; 善史尾崎; 徹石川; 浩河原塚
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: US6349183B1; JP2001312134A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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係り、特に、キャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化する現像装置を備え、この現像装置にトナーが補給せしめられるトナー補給手段を付設したタイプの画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として例えば電子写真方式を例に挙げて説明すると、感光体ドラム等の像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置にて前記静電潜像を顕像化するものが知られている。
ここで、現像装置には各種の現像方式が採用されているが、現像性が高いという点で代表的な現像方式としては、例えば像担持体に対向した部位に現像ロールを具備させ、この現像ロール上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を磁気ブラシ状に担持させ、像担持体に対し磁気ブラシ現像剤を接触若しくは近接（非接触）配置することで、像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤にて可視像化するものが挙げられる。
【０００３】
ところで、この種の二成分現像剤を用いた二成分現像装置にあっては、現像工程が行われる毎にトナーが消費されると、像担持体と現像ロールとの対向部である現像領域に搬送されるトナー量そのものが低下してしまうため、トナー消費に伴ってトナーを補給することが必要になる。
ここで、トナー補給制御としては、例えば像担持体上の基準パッチ電位を現像した像濃度を画像濃度検出器で読み取り、その検出結果に応じて、画像濃度が所定濃度未満であればトナー補給するようにしたものが既に提供されている（例えば特公昭４３−１６１９９号公報）。
また、現像領域にて現像に供される現像剤は現像ロールの軸方向に沿って均一なトナー濃度で充分に摩擦帯電された状態であることが必要であり、通常、二成分現像装置に攪拌混合機構が配設され、内部のトナーとキャリアとを充分に攪拌及び混合することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の二成分現像装置にあっては、高い画像密度の画像を連続して多数プリントするような状況が発生すると、多量のトナーを新たに供給していく必要があるため、新たに供給されたトナーの帯電が間に合わなくなり、低帯電トナーによる現像工程や転写工程が行われ、濃度ムラ、トナーダストクラウドの発生、かぶり、像解像度の劣化などの各種の弊害が生ずる懸念がある。
特に、連続プリントする画像サイズが現像ロールの軸方向全域に亘らないサイズ（最大サイズよりも小サイズ）である場合には、現像剤が現像ロールの軸方向で偏って消費されてしまうため、現像ロールの軸方向に亘って大きなトナー濃度勾配が生じてしまい、像濃度均一性を損なう懸念があった。
【０００５】
このような技術的課題を解決する先行技術としては、例えば像被覆面積(Image area coverage)に基づいて電子写真像形成工程を中断し、余分の現像液活性及び混合サイクルを実施することによって、二成分現像剤を混合及び攪拌してトナーの均一な分布及び摩擦帯電を獲得する方法が既に提案されている。
このタイプによれば、高い画像密度の画像が連続してプリントされるような場合には、電子写真像形成工程を一旦中断することで、トナー補給及び現像剤の攪拌、混合動作を充分に行い、トナー濃度及びトナーの帯電特性を良好に保ち、画像品質を良好に維持することが可能になる。
ところが、この種の先行技術によっても以下に示すような技術的課題を解決することはできなかった。
【０００６】
すなわち、上述した先行技術は、像被覆面積に応じてトナー補給することを前提とするものであるが、そもそもトナー消費量は、同一の現像電界設定下で同一の像被覆面積の条件下であっても、環境変化（温度や湿度変化）や現像剤の劣化によるトナーの帯電性の変化に伴う現像性変化に応じて変動してしまう懸念がある。
また、トナー補給制御についてはトナー補給装置の駆動時間などにて制御する方式が通常採用されるが、単位時間当たりのトナー補給量も、環境変化やトナーカートリッジ等のトナー溜め内のトナー残量に応じて変動してしまう懸念がある。
従って、このような変動成分があっても、充分な像濃度を確保し、かつ、現像ロールの軸方向に沿って像濃度の均一性を良好に確保するためには、電子写真像形成工程の中断条件として、前記トナー消費量やトナー補給量の変動成分を予め見込んで像被覆面積の設定を予め低く設定するか、あるいは、中断するまでの期間（連続作像枚数）を予め短く（少なく）設定することが考えられる。
ところが、このように対処した場合には、画像形成装置の生産性（所定時間当たりの作像枚数）が著しく低下してしまうという技術的課題が見られる。
【０００７】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、高い画像密度の画像を連続的に形成する場合であっても、生産性を無用に低下させることなく、二成分現像装置の現像性を常時良好に保つことを可能とした画像形成装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段２と、少なくともキャリア及びトナーからなる二成分現像剤を用いて前記静電潜像を顕像化する現像装置３とを備えた画像形成装置において、現像装置３にトナー補給を行うトナー補給手段４と、画像密度計量手段５にて計量された画像密度に対応するトナー補給基準量、及び、画像濃度検出手段６にて検出された画像濃度に対応するトナー補給増減量にて最終的なトナー補給量を決定し、トナー補給手段４を制御するトナー補給制御手段７と、前記トナー補給手段４によるトナー補給量の履歴を記憶するトナー補給量履歴記憶手段８と、このトナー補給量履歴記憶手段８からのトナー補給量履歴情報に基づいてトナー消費が通常のトナー補給制御では対応できない程度の過多に至るトナー消費過多状態であるか否かを判断するトナー消費状態判断手段９と、このトナー消費状態判断手段９がトナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断し、トナー補給手段４によるトナー補給動作及び現像装置３による現像剤攪拌混合動作のうち少なくとも現像装置３による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行する現像特性安定化手段１０とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
このような技術的手段において、潜像形成手段２は像担持体１上に静電潜像を形成できるものであれば電子写真方式に限られず、静電記録方式など適宜選定して差し支えない。また、現像装置３は二成分現像方式であれば、単色、カラーの差異は勿論のこと、トリックル方式の採用の有無なども問わず、適宜選定して差し支えない。
ここで、二成分現像方式の現像装置３は、トナーが補給された際に、新たなトナーに所定の帯電特性を与えることが必要であり、通常既存の現像剤と新たなトナーとを攪拌混合する現像剤攪拌混合機構が設けられている。
また、トナー補給手段４については、現像装置３内にトナーを補給するものであればカートリッジ方式に限られず適宜選定して差し支えない。
【００１０】
また、トナー補給制御手段７については、画像密度に対応するトナー補給基準量、及び、画像濃度に対応するトナー補給増減量を用いて最終的なトナー補給量を決定するものであればどのようなアルゴリズムを採用してもよい。
ここで、画像密度を計量する画像密度計量手段５としては、像担持体１上に形成される静電潜像やこれを可視像化した現像像に基づいて計量するようにしてもよいし、静電潜像を書き込むための画像信号を利用して計量するなど適宜選定して差し支えない。
一方、画像濃度を検出する画像濃度検出手段６としては、像担持体１上に形成された濃度検出用基準画像の濃度を検出するものであってもよいし、現像装置３内の現像剤自体のトナー濃度を検出するなど、画像濃度を直接あるいは間接的に検出し得るものであれば適宜選定して差し支えない。
更に、トナー補給制御手段７は、決定されたトナー補給量をどのようなタイミングで、また、どのような単位量で補給するかについても適宜選定して差し支えない。
ここで、「トナー補給量」には、トナー補給量を直接あるいは間接的に把握できるものを全て含み、取り扱い易さからすれば、トナー補給手段４の駆動時間やトナー補給手段４の駆動要素の回転数などが挙げられる。
【００１１】
また、トナー補給量履歴記憶手段８は、トナーの消費状態を把握する上で過去のある程度の期間のトナー補給量の履歴を記憶できるようにしたものである。
ここでいう履歴情報としては、少なくとも過去のある程度の期間に亘って現実に補給されたトナー補給量情報を蓄積したものがあればよいが、本来補給すべきトナー量をより正確に把握するという観点からすれば、トナー補給量履歴記憶手段８には、過去において補給すべきトナー量を補給できていないトナー補給不足量、あるいは、過去において減量すべきトナー量を減量できていないトナー補給過剰量、あるいは、両者を加算した結果を記憶する手段を具備していることが好ましい。
【００１２】
更に、「トナー消費状態判断手段９」のトナー消費過多状態とは、例えば高密度画像が連続形成される場合のように、通常のトナー補給では対応できない程度にトナー消費が過多になり、帯電特性の不均一による画質不良やトナー不足による印刷不良が生じ得る状態を意味する。
ここで、トナー消費過多状態であるか否かの判断基準については、基本的には、予め決められた期間内でトナーの消費量が予め設定された規定量を超えるか否かを判断すればよいが、トナー消費過多状態に至るパターンには各種態様があり、トナー消費過多状態をより正確に判断するという観点からすれば、短期間内で急激にトナー消費過多状態に至る態様、ある程度長期間で徐々にトナー消費過多状態に至る態様、両者の中間程度の期間でトナー消費過多状態に至る態様など、異なる履歴期間のトナー補給量履歴情報に基づいてトナー消費過多状態を複数段階で判断することが好ましい。
【００１３】
また、「現像特性安定化手段１０」は、トナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断し、現像特性を安定化させるものであればよく、現像特性を安定化させる内容には、トナー補給手段４によるトナー補給動作及び現像装置３による現像剤攪拌混合動作を共に行う態様が代表的であるが、現像装置３による現像剤攪拌混合動作のみを行う態様をも含むものである。
ここで、現像特性安定化手段１０として、無駄な動作を回避するという観点からすれば、画像濃度検出手段６にて画像濃度を検出し、画像濃度が目標値に到達していない条件でトナー補給手段４によるトナー補給動作及び現像装置３による現像剤攪拌混合動作のうち少なくとも現像装置３による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行するようにすることが好ましい。
更に、現像特性の安定化という点を重視すれば、現像特性安定化手段１０として、トナー消費状態判断手段９がトナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断した後に、画像濃度検出手段６にて画像濃度を検出し、画像濃度が目標値に到達している条件では現像装置３による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行するものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の一形態を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は中間転写型の画像形成装置であり、符号２１は例えば矢印方向に回転する感光体ドラム（像担持体）、２２は感光体ドラム２１を予め帯電する帯電ロールなどの帯電装置、２３は各色成分画像情報に基づいて感光体ドラム２１上に各色成分に対応した静電潜像を書き込むレーザ走査装置（ＲＯＳ：Raster Output Scanner）などの画像書込装置、２４はイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した現像器２４１〜２４４が回転ホルダ２４５に搭載されたロータリー型現像装置であり、感光体ドラム２１に形成された静電潜像を現像器２４１〜２４４のいずれかで現像して各色成分トナー像を形成するようになっている。尚、符号２５は感光体ドラム２１上の残留電荷を除去する除電ランプなどの除電装置であり、図示外のドラムクリーナにて感光体ドラム２１上の残留トナーが除去されるようになっている。
【００１５】
また、符号３０は感光体ドラム２１の表面に当接されるように配置された中間転写ベルトであり、複数のロールに張架されて矢印方向へ回動するようになっている。
更に、感光体ドラム２１に対向する中間転写ベルト３０の裏面側には一次転写装置（本実施の形態では一次転写ロール）２６が配設されており、この一次転写ロール２６にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３０に静電吸引されるようになっている。
尚、中間転写ベルト３０の一つの張架ロールに対向した部位には図示外の二次転写装置（本実施の形態では二次転写ロール）が配設されており、この二次転写ロールにトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、中間転写ベルト３０上に一次転写された一次転写像を図示外の記録シートに二次転写するようになっている。
【００１６】
また、本実施の形態において、ロータリー型現像装置２４の各現像器２４１〜２４４は、図３に示すように、感光体ドラム２１に対向して開口し且つ少なくともトナーとキャリアとからなる二成分現像剤が収容される現像ハウジング４１を有し、この現像ハウジング４１の開口部には現像ロール４２を配設する一方、この現像ロール４２の背面側には現像剤を攪拌混合するための一対のオーガー４３，４４が配設されている。
そして、画像形成装置本体１５側には現像モータ４５が設けられ、この現像モータ４５からの駆動力が現像クラッチ４６及び駆動伝達ギア４７，４８を介して現像ロール４２に伝達されると共に、図示外の駆動伝達ギアを介してオーガー４３，４４にも伝達されるようになっている。
【００１７】
更に、ロータリー型現像装置２４にはトナー補給装置５０が付設されており、このトナー補給装置５０は、図２及び図３に示すように、各現像器２４１〜２４４に対応して設けられ、各色成分トナーが収容されるトナーカートリッジ５１（具体的には５１１〜５１４）と、対応する現像器２４１〜２４４のいずれかに前記トナーカートリッジ５１内のトナーを搬送供給するディスペンスオーガー５２とを備え、画像形成装置本体１５側に設けられたディスペンスモータ５３からの駆動力をディスペンスクラッチ５４及び駆動伝達ギア５５を介してディスペンスオーガー５２に駆動連結するようにしたものである。
【００１８】
更にまた、感光体ドラム２１のロータリー型現像装置２４との対向部下流側で且つ一次転写部位の上流側には濃度センサ６０が対向配置されており、感光体ドラム２１上に形成される濃度検出用の基準パッチ（図示せず）の濃度を検出するようになっている。
また、図２において、６１はプロセスコントロールサイクルにおいて基準パッチを形成するパッチ回路、６２は各色成分の画像信号を生成するエレクトリックサブシステム（ＥＳＳ）、６３はパッチ回路６１及びＥＳＳ６２からの出力を切換えて画像書込装置２３へ選択的に供給する切換スイッチ、６４はＥＳＳ６２からの画像信号に基づいて画素数（ピクセル数）を計数し、所定の画素数に対応したピクセルカウント値に変換するＰＣＤＣ（Pixel Count Dispense Controlの略）回路である。
【００１９】
そして、本実施の形態において、ＣＰＵ６５は、例えば濃度センサ６０及びＰＣＤＣ回路６４からの信号を取り込み、後述するディスペンスコントロール処理（図４〜図７）及びプリント動作時のサイクルダウン処理（図８〜図１０）を実行し、所定のタイミングでパッチ回路６１、トナー補給装置５０のディスペンス駆動源（ディスペンスモータ５３，ディスペンスクラッチ５４）、帯電装置２２、画像書込装置２３などに夫々制御信号を送出するようになっている。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
先ず、現像装置に対するトナー補給制御としてのディスペンスコントロール処理について図４〜図７及び図１１（ａ）に基づいて説明する。
同図において、ＣＰＵ６５は、各色プリント動作を開始し、PAGE SYNC.（画像信号のページ開始位置を示す信号）がONになった時点（図１１（ａ）参照）、及び、PAGE SYNC.ON時点から所定時間（本実施の形態では例えば1000ms.）経過する毎にトナーディスペンス量の蓄積バッファであるSUM＿DISPの内容をチェックする。
このとき、SUM＿DISPがディスペンス単位時間（本実施の形態では例えば1000ms.）以上か否かをチェックし、ディスペンス単位時間以上であれば、ディスペンス単位時間だけ該当色のディスペンスモータ５３を駆動（ディスペンスモータ５３オン，ディスペンスクラッチ５４オン）し、ディスペンス単位時間未満であれば何もしない。
但し、ディスペンスモータ５３の駆動は現像クラッチ４６がオン動作している時のみ行われる。
そして、ディスペンスモータ５３がディスペンス単位時間だけ駆動したか否かをチェックし、ディスペンス単位時間だけ駆動した場合には、SUM＿DISPからディスペンス単位時間を減ずる。
一方、ディスペンス単位時間だけディスペンスモータ５３を駆動する前に現像クラッチ４６をオフにした場合には、残った時間をSUM＿DISPに戻す。
このような動作過程をプリント動作が終了するまで行う。
【００２１】
ここで、本実施の形態で用いられるSUM＿DISPの算出処理について図５を用いて説明する。
同図において、ＣＰＵ６５は、先ずDISP＿TCを計算する。
この「DISP＿TC」は、例えば図６に示すように、所定のインターバル（INTV＿TCPATCH：本例ではＪＩＳ規格Ａ３判２０枚）で定期的に行われるプロセスコントロールサイクル（図１１（ａ）参照）で基準パッチを作成し、この基準パッチの濃度情報に基づくトナー補給量を意味する。
この「DISP＿TC」は、濃度センサ６０にて読み取った読取濃度値（RADC＿TC）と予め決められた濃度設定値（RADCTC＿SET＿ADJUST）との差分が負か、正か、０かを判別し、前記差分が負であれば（読取濃度値が薄い場合）、前記差分に負の係数αを乗じた値とし、前記差分が正であれば（読取濃度値が濃い場合）、前記差分に正の係数α’を乗じた値とし、前記差分が０であればDISP＿TC＝０とする。
この後、計算された「DISP＿TC」が予め決められている最小値DISP＿MIN〜最大値DISP＿MAXの範囲内にあれば、計算された値をそのまま用い、もし、最小値DISP＿MIN〜最大値DISP＿MAXの範囲から逸脱する場合には、最小値DISP＿MIN又は最大値DISP＿MAXに置換した上でディスペンスアルゴリズム（DISPENSE＿CONTROL）に送る。
【００２２】
この状態において、ＣＰＵ６５は、SUM＝DISP＿TC／カウンタに設定する。
但し、カウンタ＝(INTV＿TCPATCH)／２であるから、本例ではＪＩＳ規格Ａ判１０枚に相当する。
このため、SUMは、プロセスコントロールサイクルで検出した濃度情報に基づくトナー補給量をＡ３判１０枚分に分割した量を意味する。
そして、ＣＰＵ６５は、PAGE SYNC.がONになった時点で且つカウンタ＞０であれば、SUM＿DISP＝SUM＿DISP＋SUMとし、カウンタから１減ずる。
この後、ＣＰＵ６５は、PAGE SYNC.ON時、及び、PAGE SYNC.ON時から所定時間（本例では1000ms.）経過毎にDISP＿PCDC（正のみ）を計算する。
【００２３】
この「DISP＿PCDC」は、ピクセル数に応じたトナー補給量を意味するものであり、例えば図７に示す処理にて算出される。
すなわち、図７において、ＰＣＤＣ回路６４は、画像書込装置２３であるＲＯＳの発光信号の電流をアナログ的に積算し、ＲＯＳの発光時間がｎ画素（PIXEL）（本例ではｎ＝１７０）数分になる毎に１カウント（１PCDC）出力するものである。
すると、ＣＰＵ６５は、PCDC＿CTR（PCDCカウンタ）＝PCDC＿CTR＋１PCDCとおき、前回計算から所定時間（本例では1000ms.）たっているか否かをチェックし、所定時間経過していれば、DISP＿PCDC＝β・PCDC＿CTR（但し、βは比例係数）を計算し、これをディスペンスアルゴリズム（DISPENSE＿CONTROL）に送る。
但し、あまったPCDC数は次回に繰り越す。
【００２４】
この状態において、ＣＰＵ６５は、SUM＿DISP＝SUM＿DISP＋DISP＿PCDCを計算し、画像濃度に基づくトナー補給増減量及びピクセル数に基づくトナー補給基準量からなる最終的なトナー補給量を決定する。
このような処理は、INTV＿TCPATCH経過するまで同様に繰り返される。
尚、本実施の形態では、濃度情報に基づくトナー補給はプロセスコントロールサイクルのインターバルの前半１／２の期間で行うように構築しているため、濃度変化に起因するトナー補給動作に迅速に対応することが可能であるが、プロセスコントロールサイクルのインターバル全体で濃度変化に起因するトナー補給動作を平均的に行うようにしてもよい。
【００２５】
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、図８に示すようなプリント動作時のサイクルダウン処理が行われる。
これは、例えば高密度画像を連続プリントしたような場合にトナー消費量が過多になると、トナーの帯電不足やトナー量不足によって画像品質が損なわれてしまうため、これを回避するために、一旦画像形成装置をサイクルダウンし、現像特性を安定化させる処理を施すようにしたものである。
すなわち、図８において、ＣＰＵ６５は、プリント動作を開始すると、先ずトナー消費状態判断として高画像密度判断処理を行う。
【００２６】
この高画像密度判断処理としては、図９に示すように、先ず、定期的に各色毎のDISPENSE CLUTCH ON時間（DTn）を算出する。
ここで、DTn＝T(n)−T(n-1)＋T＿CLである。
この演算式の詳細は図１０に示す通りであり、作像モードがFC（フルカラー）モードか、単色Ｋ（黒）モードかによって異なる。
すなわち、作像モードがFCモードである場合には、該当色の現像器駆動オフ毎に算出処理を実行し、DTn＝T(n)−T(n-1)＋T＿CLをメモリに格納する。
但し、T＿CL：直前の１PLANE（面）の間にDISPENSE CLUTCH（ディスペンスクラッチ）がONした時間
T(n)：T＿CLを差し引いた後のSUM＿DISP（トナーディスペンス量）
T(n-1)：直前の１PLANE（面）前のSUM＿DISP
一方、作像モードが単色Ｋ（黒）モードである場合には、Ｋ（黒）現像器駆動から５sec.毎に算出処理を実行し、DTn＝T(n)−T(n-1)＋T＿CLをメモリに格納する。
但し、T＿CL：直前の５sec.の間にDISPENSE CLUTCH がONした時間
T(n)：T＿CLを差し引いた後のSUM＿DISP（トナーディスペンス量）
T(n-1)：直前の5sec.前のSUM＿DISP
尚、本実施の形態では、FCモードでは、各色成分画像を重ね合わせるために画像形成面という概念を用いているが、単色Ｋ（黒）モードの場合には、FCモードの場合と異なり、特に同一の画像形成面上に画像形成するという必然性がないため、あくまで、画像形成のための駆動時間（本例では５sec.）という形で把握するようにしたものである。
【００２７】
この後、最新のDISPENSE CLUTCH ON時間DTnの総和が高画像密度を連続プリントした状態か否か、言い換えれば、トナー消費が過多状態であるか否かをチェックする。
特に、本実施の形態では、過去の履歴期間として３つの期間（CHKPLN1[短期間],CHKPLN2[中期間],CHKPLN3[長期間]）を用意すると共に、各期間毎に予め決められた単位規定トナー消費量（DISP1,DISP2,DISP3）を用意し、DISPENSE CLUTCH ON時間DTnの総和が短期間でトナー消費過多に至る境界条件（CHKPLN1×DISP1）以上、あるいは、中期間でトナー消費過多に至る境界条件（CHKPLN2×DISP2）以上、あるいは、長期間でトナー消費過多に至る境界条件（CHKPLN3×DISP3）以上のいずれかに該当するか否かをチェックする。
【００２８】
このとき、本実施の形態では、DTnを計算する際のSUM＿DISPは、トナーディスペンス量の蓄積情報であるが、図４に示すように、過去において補給すべきトナー量を補給できていないトナー補給不足量を記憶してSUM＿DISPに戻すようにしているため、トナーディスペンス量をより正確に表現したものになっている。
尚、前記トナー補給不足量とは別に、過去において減量すべきトナー量を減量できていないトナー補給過剰量、あるいは、前記トナー補給不足量とトナー補給過剰量とを加算した量を記憶してトナーディスペンス量の履歴情報として用いるようにしてもよい。
そして、いずれかの条件に該当した場合には、ＣＰＵ６５は、図１１（ｂ）に示すように、例えば高密度画像を連続プリントした場合のように高画像密度状態（トナー消費過多状態）であると判断し、該当色毎に、過去のCHKPLN1,2,3分、各々のDISPENSE CLUTCH ON時間(DTn)をクリアした後、サイクルダウンを要求する。
【００２９】
この状態において、ＣＰＵ６５は、図８に示すように、現像器をホームポジションへ移動した後に、該当色の濃度検出（基準パッチを作成し、濃度を検出する）を行い、基準パッチ濃度が目標値未満か否かをチェックする。
ここで、基準パッチ濃度が目標値未満である条件下では、ディスペンスモータ５３を駆動してトナー補給動作を行うと共に、該当する現像器２４１〜２４４のいずれか内でオーガー４３，４４を空回しし、補給されたトナーと既存の現像剤とを攪拌混合する。
そして、該当色の基準パッチ濃度が目標値に達するまで上述した動作を繰り返し、該当色の基準パッチ濃度が目標値に達した条件下でプリント動作を実行する。特に、本実施の形態では、高画像密度であると判断した後に、該当色の濃度検出を行っているため、無駄なトナー補給動作を有効に回避することができる。尚、該当色の濃度検出を規定回数行っても、基準パッチ濃度が目標値に達しない場合には、カートリッジ空と判断する。
【００３０】
一方、最初に該当色の濃度検出を行った際に、基準パッチ濃度が目標値に達した場合には、そのままプリント動作を行うことも可能であるが、本実施の形態では、現像剤の帯電特性を良好に保つという観点から、該当する現像器２４１〜２４４のいずれか内でオーガー４３，４４を空回しすることで、現像剤を攪拌混合した後、プリント動作を実行する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、画像密度によるトナー補給基準量と画像濃度によるトナー補給増減量とで最終的なトナー補給量を決定し、このトナー補給量に基づいてトナー補給手段を制御し、高密度画像が連続形成される場合のように、トナー消費が通常のトナー補給制御では対応できない程度の過多に至るトナー消費過多状態になった条件下で作像工程を中断し、現像特性の安定化を図るようにしたので、環境変化、現像剤の劣化に伴うトナー消費量の変動成分や、環境変化、トナーカートリッジ等のトナー溜め内のトナー残量に応じたトナー補給量の変動成分を前述した最終的なトナー補給量に含めることが可能になり、実使用条件に応じた現像特性の安定化処理を実現することができる。
このため、トナー消費量の変動、トナー補給量の変動成分を見込んだ状態で作像工程の中断条件を設定する必要はなく、装置の生産性（所定時間当たりの作像枚数）を無用に低下させることなく、現像領域の軸方向に亘って充分且つ均一な像濃度を保つことができる。
従って、画像密度に基づいてトナー補給手段を制御する態様において生ずる不具合、すなわち、環境変化、現像剤の劣化によるトナー消費量の変動や、環境変化、トナーカートリッジ等のトナー溜め内のトナー残量に応じたトナー補給量の変動成分を予め見込んで像被覆面積を予め低く設定したり、中断するまでの期間を予め短く設定するなどしなければならず、その分、装置の生産性を損なうという不具合を確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】実施の形態で用いられる現像装置及びトナー補給装置の詳細を示す説明図である。
【図４】本実施の形態に係るトナー補給装置のディスペンスコントロール処理例を示すフローチャートである。
【図５】図４中のSUM＿DISPの算出処理例を示すフローチャートである。
【図６】図５中のDISP＿TCの算出処理例を示すフローチャートである。
【図７】図５中のDISP＿PCDCの算出処理例を示すフローチャートである。
【図８】プリント動作時における高画像密度判断時の処理例を示すフローチャートである。
【図９】図８の高画像密度判断ステップの処理例を示すフローチャートである。
【図１０】図９のDISPENSE CLUTCH ON時間DTnの算出処理例を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）は本実施の形態におけるディスペンスコントロールの概要を示すタイミングチャート、（ｂ）はプリント動作時における高画像密度判断時の概要を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…像担持体，２…潜像形成手段，３…現像装置，４…トナー補給手段，５…画像密度計量手段，６…画像濃度検出手段，７…トナー補給制御手段，８…トナー補給量履歴記憶手段，９…トナー消費状態判断手段，１０…現像特性安定化手段

Claims

像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、少なくともトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を用いて前記静電潜像を顕像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
現像装置にトナー補給を行うトナー補給手段と、
画像密度計量手段にて計量された画像密度に対応するトナー補給基準量、及び、画像濃度検出手段にて検出された画像濃度に対応するトナー補給増減量にて最終的なトナー補給量を決定し、トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、
前記トナー補給手段によるトナー補給量の履歴を記憶するトナー補給量履歴記憶手段と、
このトナー補給量履歴記憶手段からのトナー補給量履歴情報に基づいてトナー消費が通常のトナー補給制御では対応できない程度の過多に至るトナー消費過多状態であるか否かを判断するトナー消費状態判断手段と、
このトナー消費状態判断手段がトナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断し、トナー補給手段によるトナー補給動作及び現像装置による現像剤攪拌混合動作のうち少なくとも現像装置による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行する現像特性安定化手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
トナー補給量はトナー補給手段の駆動時間にて表されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
トナー補給量履歴記憶手段は、過去において補給すべきトナー量を補給できていないトナー補給不足量、あるいは、過去において減量すべきトナー量を減量できていないトナー補給過剰量、あるいは、両者を加算した結果を記憶する手段を具備していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
トナー消費状態判断手段は、異なる履歴期間のトナー補給量履歴情報に基づいてトナー消費過多状態を複数段階で判断するものであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
現像特性安定化手段は、トナー消費状態判断手段がトナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断した後に、画像濃度検出手段にて画像濃度を検出し、画像濃度が目標値に到達していない条件でトナー補給手段によるトナー補給動作及び現像装置による現像剤攪拌混合動作のうち少なくとも現像装置による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行するものであることを特徴とする画像形成装置。
請求項５記載の画像形成装置において、
現像特性安定化手段は、トナー消費状態判断手段がトナー消費過多状態であると判断した条件下で作像工程を中断した後に、画像濃度検出手段にて画像濃度を検出し、画像濃度が目標値に到達している条件では現像装置による現像剤攪拌混合動作を一時的に実行するものであることを特徴とする画像形成装置。