JP4810171B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

特開２００３−９１２２４号公報

電子写真装置では、温湿度の変化や経年劣化により現像剤の帯電量が変化し、その結果として、現像能力の大小を表す値である現像γが変化する。現像γが変化すると、同一画像形成条件（現像ポテンシャル）では、トナー付着量が変化するため画像濃度や色再現性が変化してしまう。そこで現像γが変化したら、そのときの現像γを検知して、画像形成条件を最適に制御する現像ポテンシャル制御が用いられる。

また２成分現像装置では、現像剤中のトナー濃度を適正に制御しないと地肌汚れやキャリア付着による画像抜けなどの異常画像が発生する。そこで現像器内のトナー透磁率を測定するトナー濃度センサや印刷画像面積の情報に基づいて、トナー濃度が所定の値になるように制御している。

ところが常に一定のトナー濃度であると、現像γが大きく変化した場合、現像ポテンシャルでは制御しきれないことがある。なお、現像ポテンシャルで制御しきれない理由としては、例えばレーザー露光における多値階調の場合において現像ポテンシャルが低すぎると階調つぶれが発生する。逆に現像ポテンシャルが大きすぎる場合、電源の容量を大きくしなければならずコストが高くなる、強電界で現像すると付着力が増大して転写不良が発生する等の問題による。

そこで従来装置では、トナー濃度が正常に制御されているのに、現像γが大きく目標からはずれている場合は、トナー濃度の制御目標値を変更することを行っている。例えば、トナー濃度５ｗｔ％で制御されていて、現像γが目標値から０.３ｍｇ／ｃｍ^２・ｋＶ小さい場合には、トナー濃度の制御目標値を７ｗｔ％にする、等である。また、現像γを検出する際に同時に必要なトナー付着量が得られるため、現像ポテンシャルを算出してそれ以降の画像形成に用いている。

ところでトナー濃度の目標値を変更した場合、例えば上記のように５→７ｗｔ％に変更した場合、画像形成（印刷）前に事前に目標トナー濃度になるまでトナー補給やトナー消費を行う場合と、トナー濃度が所定の時定数で目標値に追従するように印刷中に補給制御目標値を変更する場合がある。前者の場合は印刷前準備としてトナー濃度の調整を行うので装置のダウンタイムが発生する（待ち時間が長くなる）。後者の場合はダウンタイムは発生しないが、印刷中にトナー濃度が変化するので画像濃度が変化してしまう。

本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、装置のダウンタイムを発生させず、且つ、画像濃度の変化を抑制して良好な画像を得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。

前記の課題は、本発明により、像担持体と、該像担持体上に形成した静電潜像にトナーを付与して現像する現像装置を備え、前記現像装置により現像した画像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段を有し、基準パターンのトナー付着量を前記トナー付着量検出手段で検出して画像形成条件を制御するプロセスコントロールを行なう画像形成装置において、前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、前記トナー付着量検出手段の検出出力及び前記トナー濃度検知手段の検知出力に基づいて前記現像装置におけるトナー濃度目標値を補正するとともに、該補正結果に基づいて次回のプロセスコントロール実行時期を決定し、さらに、前記補正結果をΔγ、該Δγが所定値以上または第２の所定値以下の状態が連続した回数をＮとするとき、実行条件１：Δγが所定値以上でかつＮが所定回数以下のとき、実行条件２：Δγが第２の所定値以下のとき、実行条件３：実行条件１，実行条件２以外のとき、として、前記実行条件３のときのプロセスコントロールの実行間隔を、前記実行条件１及び実行条件２のときのプロセスコントロールの実行間隔よりも大きく設定することにより解決される。

また、前記補正結果に基づいて次回のプロセスコントロール実行時期を決定するか否かを選択可能に設けると好ましい。

また、前記補正結果がトナー濃度の目標値と検出値の差分であり、該差分に応じて前記プロセスコントロールの実行間隔を可変とすると好ましい。
また、装置本体の電源投入時に、所定の条件を満足していたら前記プロセスコントロールを実施すると好ましい。

また、前記所定の条件の一つが、印刷終了してから６時間以上経過していることであると好ましい。
また、前記所定の条件の一つが、印刷終了してからの相対湿度の変化量が３０％ＲＨ以上であると好ましい。

本発明の画像形成装置によれば、トナー濃度を変化させている最中にプロセスコントロールが実行され、そのたびにトナー濃度が適正に保たれる。したがって、装置のダウンタイムを発生させず、かつ、画像濃度の変化を極力抑制して良好な画像を得ることができる。

また、プロセスコントロールの実行間隔を短くする回数が制限されるので、トナー補給量が減少した場合などに現像γがねらいどおりに制御されなかった場合でも、無限にプロセスコントロールの実行間隔を短くするということにはならない。

請求項２の構成により、補正結果に基づいて次回のプロセスコントロール実行時期を決定するか否かを選択可能に設けるので、プロセスコントロールの実行間隔を短くする制御をオフにすることができるので、画像品質と生産性のどちらを優先するかをユーザが選択でき、ユーザの希望に沿った適切な印刷が可能となる。

請求項３の構成により、プロセスコントロールを適切な時期に実行することができる。
請求項４の構成により、装置本体の電源投入時に、所定の条件を満足していたら前記プロセスコントロールを実施するので、現像剤の状態が不明な場合に対応することができる。

請求項５の構成により、所定の条件の一つが、印刷終了してから６時間以上経過していることであるので、印刷間隔が開いた場合でも適切な画像濃度を得ることができる。

請求項６の構成により、所定の条件の一つが、印刷終了してからの相対湿度の変化量が３０％ＲＨ以上であるので、湿度の変化が大きい場合でも適切な画像濃度を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略を示す断面構成図である。この図に示すフルカラープリンタ１の装置本体２内の略中央部には４つのドラム状の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋが水平状態で図中左右方向に等間隔で離間させて並列に配設されている。なお、添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは各々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色を示し、この添え字は必要に応じて割愛する。イエロー画像用の感光体３Ｙに着目すると、この感光体３Ｙは例えば直径３０〜１００ｍｍ程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機半導体層を設けた構造よりなり、図中時計回り方向（図に示す矢印方向）に回転駆動される。感光体３Ｙの下方側周囲には静電写真プロセスに従い帯電ローラ４Ｙ、現像ローラ５Ｙを有する現像装置６Ｙ、クリーニング器７Ｙ等の作像手段が順に配設されている。マゼンタ、シアン、ブラック画像用の感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ側についても同様である。即ち、用いるトナーの色が異なるだけである。なお、感光体としてはベルト状のものを用いることも可能である。

感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ及び作像手段４，６，７の下方には、各色毎の画像データ対応のレーザ光を一様帯電済みの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋに対してスキャニング照射し静電潜像を形成するための露光装置８が設けられている。各帯電ローラ４と各現像ローラ５との間には、この露光装置８から照射されるレーザ光が感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋに向けて入り込むように細長いスペース（スリット）が確保されている。図示例の露光装置８は、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用いたレーザスキャン方式のものを示したが、ＬＥＤアレイと結像手段とを組合せた方式の露光装置を用いることもできる。

感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの上部には、複数のローラ９，１０，１１により支持されて反時計回り方向に回転駆動される転写手段である中間転写ベルト１２が設けられている。この中間転写ベルト１２は各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋに対して共通なものであり、各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの現像工程後の一部が接触するようにほぼ水平状態で扁平に配置されており、ベルト内周部には各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋに対向させて転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋが設けられている。中間転写ベルト１２の外周部に対しては、例えば、ローラ１１に対向する位置にクリーニング装置１４が設けられている。このクリーニング装置１４はベルト表面に残留する不要なトナーを拭い去る。なお、この中間転写ベルト１２としては、例えば、基体の厚さが５０〜６００μｍの樹脂フィルム或いはゴムを基体とするベルトであって、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋからのトナー像を転写可能とする抵抗値を有する。

また、装置本体２内において露光装置８の下方には複数段、本例では２段の給紙カセット２３，２４が引き出し自在に配設されている。これらの給紙カセット２３，２４内に収納された記録媒体Ｓは対応する給紙ローラ２５，２６により選択的に給紙されるもので、転写位置に向けて給紙搬送経路２７がほぼ垂直に形成されている。中間転写ベルト１２の側方には搬送ベルト３５が配設されており、この搬送ベルト３５のループ内において、転写ローラ１８が中間転写ベルト１２の支持ローラの一つであるローラ９と対向するように設けられている。ローラ９と転写ローラ１８は中間転写ベルト１２及び搬送ベルト３５を挟んで圧接され、所定の転写ニップを形成する。その転写位置直前の給紙搬送経路２７には、転写位置への給紙タイミングをとる一対のレジストローラ２８が設けられている。さらに、転写位置上方には給紙搬送経路２７に連続し、装置本体２の上部の排紙スタック部２９につながる搬送排紙経路３０が形成されている。この搬送排紙経路３０中には一対の定着ローラを有する定着装置３１や、一対の排紙ローラ３２等が配設されている。

なお、装置本体２内において排紙スタック部２９下部の空間は各感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋで用いる各色のトナーを収納し、そのトナーを対応する現像装置６にポンプ等により搬送供給可能なトナー容器収納部３３が設けられている。

このような構成において、記録媒体Ｓに画像を形成する動作について説明する。まず、露光装置８の作動により半導体レーザから出射されたイエロー用の画像データ対応のレーザ光が帯電ローラ４Ｙにより一様帯電済みの感光体３Ｙの表面に照射されることにより静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置６Ｙによる現像処理を受けてイエロートナーで現像され、可視像となり、感光体３Ｙと同期して移動する中間転写ベルト１２上に転写ローラ１３Ｙによる転写作用を受けて転写される。このような潜像形成、現像、転写動作は感光体３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。この結果、中間転写ベルト１２上には、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ及びブラックＢｋの各色トナー画像が順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、搬送される。

一方、給紙カセット２３，２４のいずれかから記録媒体Ｓが給紙され、給紙搬送経路２７を通ってレジストローラ２８へと搬送される。中間転写ベルト１２上のフルカラートナー画像とタイミングをとって記録媒体Ｓがレジストローラ２８より送り出され、転写ローラ１８の作用により中間転写ベルト１２上のフルカラートナー画像が記録媒体Ｓ上に転写される。フルカラートナー像が転写された記録媒体Ｓは搬送ベルト３５により定着装置３１へと搬送され、定着装置３１による定着処理を経て排紙ローラ３２により排紙スタック部２９上に排紙される。

両面印刷の場合は、定着後の記録媒体Ｓを切換爪３８を切り換えることにより反転路３６へ導き、切換爪３９を切り換えることにより反転後の記録媒体Ｓを再給紙路３７からレジストローラ２８へと再給紙して用紙の表裏を反転させる。このとき、中間転写ベルト１２上には裏面画像となるトナー像を形成して担持させておき、記録媒体Ｓの裏面（第二面）にトナー像を転写して定着装置３１による定着処理を経て排紙ローラ３２により排紙スタック部２９上に排紙する。

なお、ここではフルカラー印刷の場合で説明したが、特定色あるいはブラックによるモノクロ印刷時であっても、使用されない感光体が存在するだけで、動作的には同様である。

図２は、現像装置６の内部構成を示す断面図である。
この図に示すように、現像装置６は現像剤担持体である現像ローラ５を備えており、その現像ローラ５を感光体ドラム３に対向させるように配置される。現像ローラ５の下方には現像剤規制部材であるドクタブレード１５が設けられる。また、現像装置６は第１スクリュー１６及び第２スクリュー１７からなる２軸の搬送スクリューを備えている。そして、第２スクリュー１７側の現像剤室の下部に位置してトナー濃度センサ１８が設けられている。トナー濃度センサ１８としては、例えば現像器内のトナー透磁率を測定するものを使用する。

図３は、現像装置６の外観斜視図である。
この図に示すように、現像ローラ５の下側を覆うように入口シール１９が設けられている。この図において、左斜め下がフルカラープリンタ１の前面（手前）側であり、右斜め上が後面（奥）側である。現像装置６の奥側の上面にはトナー補給口２０が設けられている。

図４は、現像装置６の内部を示す斜視図である。
この図に示すように、現像装置６の内部において、２軸の搬送スクリューである第１スクリュー１６及び第２スクリュー１７により、それぞれ矢印で示す方向に現像剤が攪拌・搬送される。各搬送スクリューが配設された現像剤室の両端部は互いに連絡されており、したがって、現像剤は現像装置内を循環する。なお、この図では装置の前後関係が図３とは逆になっており、図の左斜め下にトナー補給口２０（仮想線にて示す）が位置している。

本例で用いているトナー濃度センサ１８は、トナー濃度センサ感度情報記憶装置とトナー濃度センサが一体となった一体型のものであり、そのトナー濃度センサ感度情報記憶装置の回路図を図５に、トナー濃度センサ感度情報記憶装置のブロック図を図６に示す。また、図７は、トナー濃度センサ感度情報記憶装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図６のブロック図におけるＣＰＵ（又はＡＳＩＣ）として、本例の場合はフルカラープリンタ１の制御手段（ＣＰＵ）を用いている。

図８は、現像装置６にトナーを補給するトナー補給装置の斜視図である。
この図に示すトナー補給装置４０は、駆動ユニット４１，粉体ポンプ４２，ベース４３上にセットされたトナーカートリッジ４４等を備えており、搬送チューブ４５を介して各色トナーを現像装置６へ給送する。トナー補給に際しては、駆動ユニット４１におけるトナー補給クラッチをオンすることで、トナーが補給される。なお、ここではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを収めたトナーカートリッジ４４を各色１本ずつ計４本のカートリッジを備えるものとして説明したが、図１のトナー容器収納部３３として示すように、使用量の多いブラックトナー用のカートリッジを２本として計５本のカートリッジを備えるようにしても良い。

図９は、トナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。
この図に示すように、フルカラープリンタ１の本体制御部５０が備えるＣＰＵ５１には、ＲＡＭ５２，ＲＯＭ５３及び後述するトナー付着量検知センサ５４が接続される。また、ＣＰＵ５１は現像装置６の上記トナー濃度センサ感度情報記憶装置（図６）と接続される。

図１０は、トナー付着量検知センサの配置例を示す模式図である。なお、この図では中間転写ベルト１２の張設形状等が図１の場合と異なっているが、図１に示す本例のフルカラープリンタ１の場合も図１０のものと同様である。

図１０に示すように、中間転写ベルト１２が転写ローラ１８と対向する転写位置の下流側（図に矢印で示すベルト１２の回動方向の下流側）近傍に位置してトナー付着量検知センサ５４が配設されている。トナー付着量検知センサ５４は各色感光体ドラム３から中間転写ベルト１２に転写するトナーの量を計測するもので、計測方法としては反射型光学センサの出力がトナー付着量によって変化する性質を用いるのが一般的である。

さて、本例のフルカラープリンタ１において実行するプロセスコントロールの内容について説明する。
（１）装置立ち上げ
電源投入による装置立ち上げにより、各種モータや各種バイアスがオンされ、プロセスコントロールを実行するための準備が行われる。

（２）必要に応じてトナー付着量検知センサ５４を校正する。
本例では、光学センサの正反射受光出力が４ＶになるようにＬＥＤの発光光量を調整する。ただし、センサの校正自体は本発明において必須ではない。

（３）現像装置６のトナー濃度センサ１８の出力（ＶＴ０）を取得する。
これは現在のトナー濃度を知るために測定するものであって、後述するトナー濃度の補正（Ｖｔｒｅｆ）に必要なものである。

（４）階調パターンを作成する。
これは現像γを検出するために必要であり、本例では具体的に、トナー付着量検知センサ５４が設けられた位置（中間転写ベルト１２が巻回されたローラの軸方向の位置）に対応するよう、主走査方向の幅１５ｍｍ，副走査方向の幅１６ｍｍ，パターン間隔５０ｍｍで１０個の階調パターンを形成する。そのパターン形成の書き込みに際し、露光量はフル露光（感光体ドラム３が充分に除電される値）とし、現像バイアス：ＶB と帯電バイアス：Ｖc をパターンごとに変更することで階調パターンを作成する。

（５）階調パターンをトナー付着量検知センサ５４で検出する。
上記作成し中間転写ベルト１２に転写させた階調パターンにおける各パターンのトナー付着量をトナー付着量検知センサ５４で計測する。本例では上記のように反射型光学センサを用いている。

（６）現像γと現像開始電圧を求める。
現像γと現像開始電圧は、現像バイアス：ＶB とトナー付着量の関係から求める。具体的には、横軸を現像バイアス、縦軸をトナー付着量とし、最小二乗法により１次直線式を求める。その１次直線式の傾きを現像γと呼び、Ｘ切片を現像開始電圧と呼ぶ。

（７）目標トナー付着量を得るのに必要な現像バイアスを求める。
上記１次直線式にもとづき、目標トナー付着量（縦軸）から現像バイアス（横軸）を求める。目標トナー付着量はあらかじめトップ濃度（ダーク部）を得るのに必要な値が決められている（トナー顔料の着色度合いで決まるが、一般的には０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ^２ 程度である）。
ここで求めた現像バイアス値を画像部の現像バイアス：ＶB とする。帯電バイアス：Ｖc は、キャリアが感光体に飛翔しない程度の値であらかじめ決定されている（ＶB＝４００〜７００Ｖ，Ｖc＝ＶB＋１００Ｖ程度が一般的である）。このようにして求めたＶB及びＶcを本体制御部のＲＡＭ５２に保存する。

（８）トナー濃度目標値（ＶTREF）を補正する。
現像γとトナー濃度センサ出力（ＶＴ０）からトナー濃度目標値（ＶTREF）を補正する。
すなわち、Δγ＝現像γ検出値−現像γ目標値、を求める。ここで、現像γ目標値はあらかじめ装置毎に決められ、例えば１．０ｍｇ／ｃｍ^２／ｋＶ｛現像ポテンシャルが１０００Ｖ（１ｋＶ）で１．０ｍｇ／ｃｍ^２ のトナーが感光体に付着するの意味を示し、現像開始電圧＝０Ｖ，目標トナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２ であれば、５００Ｖの現像ポテンシャル（Ｖｐ）が必要となる。Ｖｐ＝ＶB−Ｖ1であるので、Ｖ1＝１００Ｖとすると、ＶB＝６００Ｖとなる。Ｖ1は露光後電位をあらわし、充分露光した場合の感光体電位なので感光体特性に依存する｝とする。Δγが所定の値を超えるとＶBが設定可能な範囲を超えたり以上画像が発生するので、Δγが目標範囲になるようにトナー濃度の目標値（ＶTREF）を補正する。ただし、このときのＶT0がＶTREFと大きく異なっているときは補正を行わない。

補正の例を示すと
補正条件１：Δγ≧０．３０ｍｇ／ｃｍ^２／ｋＶ（高い）でかつＶT0−ＶTREF≧−０．２Ｖのとき、ＶTREF＝ＶT0−０．２Ｖ。つまり、現時点よりトナー濃度を下げるように目標値を設定する。
補正条件２：Δγ≦０．３０ｍｇ／ｃｍ^２／ｋＶ（低い）でかつＶT0−ＶTREF≦０．２Ｖのとき、ＶTREF＝ＶT0＋０．２Ｖ。つまり、現時点よりトナー濃度を上げるように目標値を設定する。
補正条件１及び補正条件２以外ではＶTREF＝前回値とする。

（９）次回のプロセスコントロール実行時期を決定する。
上記で求めたΔγの値により次回のプロセスコントロールの実行時期を決定する。Δγの値が大きいときは、（８）の処理でトナー濃度目標値（ＶTREF）を変更しているので、今後の印刷時におけるトナー補給制御にてトナー濃度を徐々に変更する。よって画像濃度変動が発生する。そのため次回プロセスコントロールは、通常より短い印刷枚数で行う。

例を挙げると、
実行条件１：Δγ≧０．３０のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は３０枚印刷後とする。
実行条件２：−０.３＜Δγ＜０．３のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は２００枚印刷後とする。
実行条件３：Δγ≦−０．３のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は３０枚印刷後とする。

ところで、上記のように次回のプロセスコントロールの実行時期を決定した場合、プロセスコントロールの都度にΔγが０.３以上（又は−０．３以下）になっていたときには印刷３０枚毎にプロセスコントロールが実施されることになり、頻繁なプロセスコントロールにより装置のダウンタイムが長くなる。そこで、このような状態（Δγが０.３以上または−０．３以下）が何回連続したかを検出し、プロセスコントロール実行の判定に用いるようにしても良い。

その場合の例を挙げると、Δγが０.３以上または−０．３以下の状態が連続した回数をＮとすると、
実行条件１Ｂ：Δγ≧０．３でかつＮ≦３のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は３０枚印刷後とする。またＮ＝Ｎ＋１とする。
実行条件２Ｂ：Δγ≦−０．３のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は３０枚印刷後とする。またＮ＝Ｎ＋１とする。
実行条件３Ｂ：実行条件１Ｂ，２Ｂ以外のとき、次回のプロセスコントロール実行時期は２００枚印刷後とする。またＮ＝０とする。

このような実行条件により次回のプロセスコントロールを実行することにより、実行間隔を短くする回数が制限されるので、トナー補給量が減少した場合などに現像γがねらいどおりに制御されなかった場合でも、無限にプロセスコントロールの実行間隔を短くするということにはならない。

また、操作パネル等からプロセスコントロールの実行時期を設定できるように設けても良い。
一例を挙げると、フルカラープリンタ１の操作パネルに、プロセスコントロールの実行時期を選択する選択画面を表示させる。その選択画面では、プロセスコントロールの実行時期（実行条件）として、固定枚数か可変枚数かを選択できるようにする。ここで可変枚数が選択された場合、上記の実行条件１〜３又は実行条件１Ｂ〜３Ｂを用いる。固定枚数が選択された場合は、次回のプロセスコントロールの実行時期は２００枚印刷後とする。

このようにプロセスコントロールの実行時期を設定（選択）可能に設けることにより、プロセスコントロールの実行間隔を短くする制御をオフにすることができるので、画像品質と生産性のどちらを優先するかをユーザが選択でき、それにしたがってプロセスコントロールの実行間隔（次回のプロセスコントロール実行時期）を決定できるので、ユーザの希望に沿った適切な印刷が可能となる。

なお、装置本体の電源投入時は電源オフ時から現像剤の状態がどのように変化しているか分からないので、特別に実行条件を決めると好適である。
一例を挙げると、装置本体の電源投入時に、所定の条件を満足していたらプロセスコントロールを実施する。所定の条件のうち、第一の条件は前回印刷終了してから６時間以上経過していることとする。第二の条件は前回印刷終了してからの相対湿度の変化量が３０％ＲＨ以上となったときとする。これらのしきい値は現像剤の帯電量変化による画像濃度変化が許容できなくなるレベルに設定される。

次に、本実施形態のフルカラープリンタ１におけるトナー補給制御について説明する。ただし、トナー補給制御自体は従来周知なものと同様である。
（１）１枚目の印刷開始
（２）トナー濃度センサ１８の出力（ＶTｎ）を取得する。
（３）画素数と解像度から画像面積を算出する。
（４）画像面積とＶTｎとＶTREFの差から２枚目印刷時に補給すべきトナー付着量を算出する。
一例を挙げると、
次回印刷時のトナー補給量（ｍｇ）＝比例係数１×（ＶTｎ−ＶTREF）＋比例係数２×画像面積×（１＋比例係数３×（ＶTｎ−ＶTREF））
ただし、比例係数１、２，３は定数とし、
比例係数１＝５０
ＶTｎ＝３.２０Ｖ
ＶTREF３.００Ｖ
比例係数２＝０.５
画像面積＝３１cm^２
比例係数３＝０.５
とすると、
次回印刷時のトナー補給量＝１０＋０.５×３１×（１＋０.５×０.２）＝２７.０５ｍｇとなる。
（５）次回の印刷を開始したら、所定の時間だけトナー補給クラッチをオンする。そのオン時間は（４）で算出されたトナー補給量と補給システム（本例では図８のトナー補給装置４０）の補給能力にて決定する。

本発明の効果を従来と比較して説明する。
図１１は本実施形態における印刷枚数による画像濃度の推移を示すグラフであり、図１２は従来装置の一例における印刷枚数による画像濃度の推移を示すグラフである。両グラフの縦軸は画像濃度、横軸は印刷枚数である。

図１２に示す従来装置の場合、印刷前にプロセスコントロールが実行されて画像濃度は１，５に制御されるが、印刷を行うことにより画像濃度が変化する。そして、２００枚印刷後にプロセスコントロールが実行され、画像濃度は１，５となるが、この間、画像濃度の変動量は０．３である。

それに対し、図１１に示す本実施形態の場合、（トナー濃度目標値の補正によるトナー補給制御によって）トナー濃度を変化させている最中にプロセスコントロールを実行するので、そのたびにトナー濃度が適正に保たれる。本実施形態では画像濃度の変動量は０．０６となり、極めて小さな変動量である。したがって、装置のダウンタイムを発生させず、かつ、画像濃度の変化を極力抑制して良好な画像を得ることができる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、現像装置としては適宜な構成を採用可能である。また、トナー濃度センサやトナー補給装置も適宜な構成を採用可能である。トナー付着量検知センサの構成及び配置場所も適宜変更可能である。トナー付着量は、像担持体（感光体）上のトナー付着量を直接検知しても良い。画像形成装置の作像部や露光装置の構成も任意である。また、フルカラー装置に限らず、モノクロ装置あるいは複数色のカラー装置にも本発明を適用可能である。画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、さらには、複数の機能を備える複合機であっても良い。

本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略を示す断面構成図である。 現像装置の内部構成を示す断面図である。 現像装置の外観斜視図である。 現像装置の内部を示す斜視図である。 トナー濃度センサ感度情報記憶装置の回路図である。 トナー濃度センサ感度情報記憶装置のブロック図である。 トナー濃度センサ感度情報記憶装置の動作タイミングチャートである。 トナー補給装置の斜視図である。 トナー濃度制御装置の構成を示すブロック図である。 トナー付着量検知センサの配置例を示す模式図である。 本実施形態における印刷枚数による画像濃度の推移を示すグラフである。 従来装置の一例における印刷枚数による画像濃度の推移を示すグラフである。

符号の説明

１ フルカラープリンタ
３ 感光体
６ 現像装置
８ 露光装置
１２ 中間転写ベルト
１８ 転写ローラ
４０ トナー補給装置
４４ トナーカートリッジ

Claims (6)

1. 像担持体と、該像担持体上に形成した静電潜像にトナーを付与して現像する現像装置を備え、前記現像装置により現像した画像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段を有し、基準パターンのトナー付着量を前記トナー付着量検出手段で検出して画像形成条件を制御するプロセスコントロールを行なう画像形成装置において、
   前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、
   前記トナー付着量検出手段の検出出力及び前記トナー濃度検知手段の検知出力に基づいて前記現像装置におけるトナー濃度目標値を補正するとともに、該補正結果に基づいて次回のプロセスコントロール実行時期を決定し、
   さらに、前記補正結果をΔγ、該Δγが所定値以上または第２の所定値以下の状態が連続した回数をＮとするとき、
   実行条件１：Δγが所定値以上でかつＮが所定回数以下のとき、
   実行条件２：Δγが第２の所定値以下のとき、
   実行条件３：実行条件１，実行条件２以外のとき、
   として、
   前記実行条件３のときのプロセスコントロールの実行間隔を、前記実行条件１及び実行条件２のときのプロセスコントロールの実行間隔よりも大きく設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正結果に基づいて次回のプロセスコントロール実行時期を決定するか否かを選択可能に設けたことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正結果がトナー濃度の目標値と検出値の差分であり、該差分に応じて前記プロセスコントロールの実行間隔を可変と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. 装置本体の電源投入時に、所定の条件を満足していたら前記プロセスコントロールを実施することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の条件の一つが、印刷終了してから６時間以上経過していることであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記所定の条件の一つが、印刷終了してからの相対湿度の変化量が３０％ＲＨ以上であることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。

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