JPH0527599A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤の使用時間の長さによるトナー消費量
の変動を補正してトナーを補給する。 【構成】 二成分現像剤４３の撹拌時間を計測する手段
を設置し、ディジタル画像信号の各画素毎の出力レベル
をカウントして算出したビデオカウント数をＣＰＵ６７
においてトナー補給時間に換算する際に、その時点での
現像剤の撹拌時間を読み出し、その長さに応じたビデオ
カウント数とトナー補給時間の換算曲線を選択し、撹拌
時間を補正したトナー補給時間、即ち、搬送スクリュー
６２の回転数を決定する。そして、１つのトナー像が形
成されると、次のトナー像の形成前に、上記の如くに決
定された回転数だけスクリュー６２を回転させてトナー
６３を現像器４４内に補給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像担持体上に形成された
潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方式や
静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置
に関し、特に二成分現像剤のトナー濃度を適正に制御す
る現像剤濃度制御装置を備えた画像形成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられてい
る。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味
などの観点から、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用
している。周知のように、この二成分現像剤のトナー濃
度（即ち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対
するトナー粒子重量の割合）は画像品質を安定化させる
上で極めて重要な要素になっている。現像剤のトナー粒
子は現像時に消費され、トナー濃度は変化する。このた
め、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して適時現像
剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナ
ー補給を行ない、トナー濃度を常に一定に制御し、画像
の品位を保持する必要がある。

【０００３】従来の現像剤濃度制御装置を備えた画像形
成装置、本例では電子写真方式のディジタル複写機、の
全体構成例を図５に示す。まず、原稿２１の画像がＣＣ
Ｄ１により読み取られ、得られたアナログ画像信号は増
幅器２で所定のレベルまで増幅され、アナログ−ディジ
タル変換器（Ａ／Ｄ変換器）３により例えば８ビット
（０〜２５５階調）のディジタル画像信号に変換され
る。次に、このディジタル画像信号はγ変換器（本例で
は２５６バイトのＲＡＭで構成され、ルックアップテー
ブル方式で濃度変換を行なう変換器）５に供給されてγ
補正された後、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変
換器）９に入力される。ここでディジタル画像信号は再
びアナログ画像信号に変換されてコンパレータ１１の一
方の入力に供給される。コンパレータ１１の他方の入力
には三角波発生回路１０から発生される所定周期の三角
波信号が供給されており、上記コンパレータ１１の一方
の入力に供給されたアナログ画像信号はこの三角波信号
と比較されてパルス幅変調される。このパルス幅変調さ
れた２値化画像信号はレーザ駆動回路１２にそのまま入
力され、レーザダイオード１３の発光のオン・オフ制御
用信号として使用される。レーザダイオード１３から放
射されたレーザ光は周知のポリゴンミラー１４により主
走査方向に走査され、ｆ／θレンズ１５、及び反射ミラ
ー１６を経て矢印方向に回転している像担持体たる感光
体ドラム１７上に照射され、静電潜像を形成することに
なる。

【０００４】一方、感光体ドラム１７は露光器１８で均
一に除電を受け、一次帯電器１９により均一に例えばマ
イナスに帯電される。その後、上述したレーザ光の照射
を受けて画像信号に応じた静電潜像が形成される。この
静電潜像は現像器２０によって可視画像（トナー像）に
現像される。このトナー像は２個のローラ２５、２６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２７上に保持された転写材２３に転写帯電器２２
の作用により転写される。また、感光体ドラム１７上に
残った残留トナーはその後クリーナ２４でかき落とされ
る。なお、説明を簡単にするために１つのの画像形成ス
テーション（感光体ドラム１７、露光器１８、一次帯電
器１９、現像器２０等を含む）のみを図示するが、カラ
ー複写機の場合には、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同様構成の４つの画像
形成ステーションが転写材担持ベルト２７上にその移動
方向に沿って順次に配列される。

【０００５】さらに、潜像の現像により現像器２０内の
変化したトナー濃度を補正するために、ビデオカウント
方式の現像剤濃度制御装置が設けられており、画素毎の
ディジタル画像信号の出力レベルを積算し、トナーを予
測補給している。即ち、アナログ−ディジタル変換器３
によりディジタル信号に変換された画像信号を画素毎に
その出力レベルを積算し、これをビデオカウンタ４でビ
デオカウント数に変換してＣＰＵ６に送る。ＣＰＵ６は
ビデオカウント数を補給量に換算し、トナー補給信号と
してモータ駆動回路７に送る。モータ駆動回路７はトナ
ー補給信号に対応した時間だけモータ２８を駆動し、ト
ナー２９を収容するトナー補給槽８内のトナー搬送スク
リュー３０を上記所定時間だけ回転駆動し、トナー補給
槽８より現像器２０内に適量のトナーを補給し、現像器
２０内のトナー濃度を一定に保つようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の現像剤濃度制御装置では、ディジタル画像信号の各画
素毎の出力レベルを積算したビデオカウント数を一義的
にトナー補給量に換算してトナーの補給を行なっている
ため、同一ビデオカウント数に対するトナー補給量は常
に同一量となる。しかしながら、初期現像剤投入時とあ
る程度の潜像を現像した時点ではトナーの持つ電荷（ト
リボ）の低下などの要因により同一画像であってもトナ
ー消費量の違いが生じてしまう。例えば、図４は温度２
０℃、湿度１０％の環境下での現像器内の現像剤の撹拌
時間とそのときのトナーの持つ平均電荷（μＣ／ｇ）の
関係を表わしたもので、ブローオフ法を用いて測定した
結果である。図中の特性曲線から現像剤の撹拌時間が長
くなるにつれてトナーの平均電荷が低下していくことが
分る。この平均電荷の低下は、現像剤の撹拌によりトナ
ーの外添剤が摩耗するためと、トナーの消費により新し
いトナーが補給されるが、電荷を付与するキャリアの劣
化により十分な電荷がトナーに与えられなくなる等の原
因によるものと考えられる。

【０００７】上述のように、トナーの平均電荷が低下す
ると、トナーの消費量が増加する。これは、トナーの平
均電荷が低下し、電荷がゼロに近いトナーや、反転成分
を持つトナーが増加すると、現像性は向上するので、感
光体ドラム上の潜像に付着するトナーの量は増加する。
しかし、低電荷のトナーや反転トナーが増加するために
転写効率は減少し、このために転写材上に転写された画
像の濃度は同一になるが、トナー消費量は結果的に増加
してしまうものと考えられる。

【０００８】従って、現像剤の使用時間が長くなるにつ
れてトナー消費量が増加するという欠点があり、上述の
ようにビデオカウント数を一義的にトナー補給量に換算
して補給したのでは、現像剤のトナー濃度が低下し、安
定した画像濃度が得られないという重大な欠点があっ
た。

【０００９】従って、本発明の目的は、現像剤の使用時
間の長さに応じてトナー補給時間を補正し、現像剤の使
用時間によるトナー消費量の変動を防止した現像剤濃度
制御装置を備えた画像形成装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置によって達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体に画像情報信号に対応した静電潜像を形成
し、該静電潜像を二成分現像剤を用いて現像して可視画
像を形成し、該可視画像を転写材に転写する画像形成装
置において、前記二成分現像剤のトナーを補給するトナ
ー補給手段と、前記画像情報信号の画像の濃度情報に応
じてトナー補給手段を作動させてトナーを補給させる第
１の現像剤濃度制御装置とを具備し、前記二成分現像剤
の使用時間の長さに応じて、前記第１の現像剤濃度制御
装置によって作動される前記トナー補給手段の動作時間
を補正し、トナーを補給することを特徴とする画像形成
装置である。

【００１１】本発明の一実施態様においては、前記二成
分現像剤のトナー濃度を検出する第２の現像剤濃度制御
装置を設け、該第２の現像剤濃度制御装置を所定のタイ
ミングで動作させてこの第２の現像剤濃度制御装置から
のトナー濃度に応じた出力信号によって前記第１の現像
剤濃度制御装置によるトナー補給誤差を補正する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１３】本発明が適用できる画像形成装置は、例え
ば感光体、誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電
記録方式等によって画像情報信号に対応した潜像を形成
し、この潜像をトナー粒子とキャリア粒子を主成分とし
た二成分現像剤を用いた現像装置によって現像して可視
画像（トナー像）を形成し、これら可視画像を紙等の転
写材に転写し、定着手段にて永久像にする構成のもので
あればよい。

【００１４】まず、図１を参照して本発明による画像形
成装置の一実施例の全体構成について説明する。本実施
例では本発明を電子写真方式のディジタル複写機に適用
した場合を示すが、本発明が電子写真方式や静電記録方
式の他の種々の画像形成装置に等しく適用できることは
言うまでもない。

【００１５】図１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等の撮像素子３３に投
影される。この撮像素子３３は原稿３１の画像を多数の
画素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を
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、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、パルス幅変調回路３５に送られる。

【００１６】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、その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３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。

【００１７】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、感光体ドラム４０
は、次述の光学系によって、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。な
お、図３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。

【００１８】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
光体ドラム４０方向に指向させる固定ミラー３９によっ
て感光体ドラム４０上にスポット結像される。かくし
て、レーザ光３６ａは感光体ドラム４０の回転軸とほぼ
平行な方向（主走査方向）にこのドラム４０を走査し、
静電潜像を形成することになる。

【００１９】感光体ドラム４０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
る電子写真感光体ドラムであり、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、これによって画像情報信号
に対応した静電潜像が形成される。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二成分現像剤４３を
使用する現像器４４によって反転現像され、可視画像
（トナー像）が形成される。ここで、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。

【００２０】なお、説明を簡単にするために１つの画像
形成ステーション（感光体ドラム４０、露光器４１、一
次帯電器４２、現像器４４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４つの
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
ョンの感光体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、搬送される転写材４８に順次に転写されることにな
る。

【００２１】この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、定着されて永久像に変換される。また、転写
後に感光体ドラム４０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。

【００２２】上記現像器４４の一例を図２に示す。図示
するように、現像器４４は感光体ドラム４０に対向して
配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁５
１によって第１室（現像室）５２と第２室（撹拌室）５
３とに区画されている。第１室５２には矢印方向に回転
する非磁性の現像スリーブ５４が配置されており、この
現像スリーブ５４内にマグネット５５が固定配置されて
いる。現像スリーブ５４はブレード５６によって層厚規
制された二成分現像剤（磁性キャリアと非磁性トナーを
含む）の層を担持搬送し、感光体ドラム４０と対向する
現像領域で現像剤を感光体ドラム４０に供給して静電潜
像を現像する。現像効率、即ち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５４には電源５７か
ら直流電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電圧が印
加されている。

【００２３】第１室５２及び第２室５３にはそれぞれ現
像剤撹拌スクリュー５８及び５９が配置されている。ス
クリュー５８は第１室５２中の現像剤を撹拌搬送し、ま
た、スクリュー５９は、後述するトナー補給槽６０のト
ナー排出口６１から搬送スクリュー６２の回転によって
供給されたトナー６３と既に現像器内にある現像剤４３
とを撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。隔壁５１に
は図２における手前側と奥側の端部において第１室５２
と第２室５３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、上記スクリュー５８、５９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
度の低下した第１室５２内の現像剤が一方の通路から第
２室５３内へ移動し、第２室５３内でトナー濃度の回復
した現像剤が他方の通路から第１室５２内へ移動するよ
うに構成されている。

【００２４】さて、静電潜像の現像により現像器４４内
の変化した現像剤濃度を補正するために、即ち、現像器
４４に補給するトナー量を制御するために、前記画像信
号処理回路３４の出力信号のレベルが画素毎にカウント
される。このカウントは、図１の実施例では次のように
して行なわれる。

【００２５】まず、前記パルス幅変調回路３５の出力信
号がＡＮＤゲート６４の一方の入力に供給され、このＡ
ＮＤゲートの他方の入力にはクロックパルス発振器６５
からのクロックパルス（図３の（ｂ）に示すパルス）が
供給される。従って、ＡＮＤゲート６４からは図３の
（ｃ）に示すようにレーザ駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々
のパルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画
素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。
このクロックパルス数は各画像毎にカウンタ６６によっ
て積算され、ビデオカウント数が算出される。しかし
て、このカウンタ６６からの各画像毎のパルス積算信号
Ｃ₁ （ビデオカウント数）は、前記原稿３１のトナー像
を１つ形成するために現像器４４から消費されるトナー
量に対応している。

【００２６】そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ６
７に供給すると共にＲＡＭ６８に記憶する。ＣＰＵ６７
はビデオカウント数とトナー補給時間との対応関係を示
す換算テーブルを有しており、入力されたビデオカウン
ト数に基づき、現像器４４から消費される上記トナー量
に見合う量のトナー６３をトナー補給槽６０から現像器
に供給するのに要する搬送スクリュー６２の回転駆動時
間（即ち、トナー補給時間）を算出し、モータ駆動回路
６９を制御して上記算出した時間の間だけモータ７０を
駆動する。かくして、一般に、上記ビデオカウント数が
大であればモータ７０の駆動時間はより長い時間とな
り、上記ビデオカウント数が小であればモータ７０の駆
動時間はより短い時間となる。

【００２７】モータ７０の駆動力はギア列７１を介して
前記搬送スクリュー６２に伝達され、搬送スクリュー６
２はトナー補給槽６０内のトナー６３を搬送して現像器
４４に所定量のトナーを補給する。このトナーの補給は
１つの画像の現像が終了する都度行なわれる。

【００２８】しかしながら、前述したように、現像剤の
使用時間の長さを考慮せずに、ビデオカウント数を一義
的にトナー補給量に換算して補給したのでは、現像剤の
使用時間によってトナー消費量が変化するので、現像剤
のトナー濃度が変動し、安定した濃度の画像が得られな
い。

【００２９】そこで、本実施例では、初期現像剤投入時
からの現像剤の撹拌時間を計測する手段を設置し、例え
ば現像タイマーによって現像装置の動作時間を計測し、
画像情報信号のビデオカウント数を決定した後、ＣＰＵ
６７において上記換算テーブルによりビデオカウント数
をトナー補給時間に変換する際に、その時点での現像剤
のトータルの撹拌時間を読み出し、この現像剤の撹拌時
間に応じて換算テーブルを変更し、撹拌時間を考慮に入
れた正しいトナー補給時間を決定するように構成したも
のである。例えば、図５に示すように、計測された撹拌
時間が２０分以下の場合には曲線Ａを使用してビデオカ
ウント数をトナー補給時間に換算し、また、２０分〜４
０分のときには曲線Ｂを使用してビデオカウント数をト
ナー補給時間に換算し、４０分以上の場合には曲線Ｃを
使用してビデオカウント数をトナー補給時間に換算す
る。そして、この現像剤の撹拌時間を考慮して決定され
たトナー補給時間に対応する回転数だけ搬送スクリュー
６２を回転させて現像器４４内にトナーを補給する。か
くして、現像剤の撹拌時間によって変化するトナー消費
量を補正した正しい量のトナーが補給され、現像剤のト
ナー濃度の変動を防止することができる。

【００３０】ところで、上記のように複写されるべき原
稿の画像を光電変換して得たディジタル画像信号の各画
素毎の出力レベルを積算し、ビデオカウント数に変換し
てこれを補給量に換算し、消費量を予測して現像器４４
へトナーを補給するのは、現像剤の実際のトナー濃度を
直接検出し、それに基づいてトナーを補給するのとは異
なり、あくまでも予測補給であるために、現像器４４へ
のトナー補給槽６０からのトナー補給量や、現像器４４
からのトナー消費量の予想値からの変化が生ずると、ま
た、消費系、補給系の変動により、現像器４４内の現像
剤４３のトナー濃度、つまりトナー粒子とキャリア粒子
の混合比、が初期設定値（規定値）より除々にずれてく
る。このずれを補正しないでおくと、トナー濃度が初期
設定値の許容範囲から大きくずれてしまう。

【００３１】このため、本実施例では、第２の現像剤濃
度制御装置を設け、この第２の現像剤濃度制御装置を所
定のタイミングで、例えばトナーの補給を行なったとき
毎に、或は１つのコピー動作の終了毎に、或はコピー数
が所定枚数に達したとき毎に、或はビデオカウント数が
所定値に達したとき毎に、等のタイミングで、作動させ
て感光体ドラム４０上に参照画像を形成する。

【００３２】詳述すると、予め定められた濃度に対応す
る信号レベルを有する参照画像信号を発生する参照画像
信号発生回路７２を設け、この発生回路７２からの参照
画像信号を前記パルス幅変調回路３５に供給し、上記予
め定められた濃度に対応するパルス幅を有するレーザ駆
動パルスを発生させる。このレーザ駆動パルスを半導体
レーザ３６に供給し、このレーザ３６をそのパルス幅に
対応する時間だけ発光させ、感光体ドラム４０を走査す
る。（このときはカウンタ６６は作動させない。）これ
によって、上記予め定められた濃度に対応する参照静電
潜像を感光体ドラム４０上に形成し、この参照静電潜像
を現像器４４により現像する。このようにして得られた
パッチ状の参照トナー像にＬＥＤ等の光源７３から光を
照射し、その反射光を光電変換素子７４で受光する。こ
の光電変換素子７４の出力信号は上記参照トナー像の濃
度に対応するから、結局この出力信号は現像器４４内の
二成分現像剤の実際のトナー濃度に対応する。

【００３３】上記光電変換素子７４の出力信号は比較器
７５の一方の入力に供給される。この比較器７５の他方
の入力には、基準電圧信号源７６から、現像剤４３の規
定トナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）に対応
する基準信号が入力されている。従って、比較器７５は
規定トナー濃度と現像器内の実際のトナー濃度とを比較
することになるから、両入力信号の比較結果として、比
較器７５は現像器４４内の現像剤４３の実際のトナー濃
度が規定値より大であることを指示する出力信号か、又
はトナー濃度が規定値より小であることを指示する出力
信号を発生する。なお、両入力信号に差がないときには
それを指示する出力信号を発生させてもよい。

【００３４】比較器７５の出力信号はＣＰＵ６７に供給
される。ＣＰＵ６７は、本実施例では、比較器７５から
の出力信号に基づいて、現像剤の撹拌時間と転写効率を
考慮して次回のトナー補給時間を補正するように制御す
る。例えば、光電変換素子７４によって検出された現像
剤４３の実際のトナー濃度が規定値よりも小である場合
には、つまり、トナーが補給不足である場合には、ＣＰ
Ｕ６７は不足分のトナーを現像器４４に補給するように
スクリュー６２を作動させる。即ち、比較器７５からの
出力信号に基づいて、不足分のトナーを現像器４４に補
給するに要するスクリュー回転時間を算出し、モータ駆
動回路６９を制御してその時間だけモータ７０を回転駆
動し、不足分のトナーを現像器４４に補給する。また、
光電変換素子７４によって検出された現像剤４３の実際
のトナー濃度が規定値よりも大である場合には、つま
り、トナーが過剰補給である場合には、ＣＰＵ６７は比
較器７５からの出力信号に基づいて現像剤中の過剰トナ
ー量を算出する。そして、その後の原稿による画像形成
に際しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナー
を補給させるか、或は過剰トナー量が消費されるまでト
ナーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給
で画像を形成して過剰トナー量を消費させ、過剰トナー
量が消費されたらトナー補給動作を前述の通り行なわせ
る等の制御を行なう。

【００３５】このように、第２の現像剤濃度制御装置を
設けて所定のタイミングで感光体ドラム４０上に参照画
像を形成することで、第１の現像剤濃度制御装置による
補給トナー量の誤差を補正することができ、トナー濃度
を常に初期設定値の許容範囲内に維持することができ
る。

【００３６】以上の制御動作について図６のフローチャ
ートを参照してさらに説明する。まず、原稿の複写を行
なうためにスタートボタンが押されると、ブロックＳ１
０１で原稿が読取られ、原稿画像の各画素の濃度に対応
した光電変換信号が発生される。次に、ブロックＳ１０
２においてディジタル画像信号の各画素毎の出力レベル
をカウントし、積算してビデオカウント数を算出し、Ｃ
ＰＵ６７に送る。次いで、ブロックＳ１０３で現像タイ
マーにより計測された初期現像剤投入時からの現像剤の
撹拌時間を読み出し、ブロックＳ１０４で読み出した撹
拌時間の長さに応じてビデオカウント数とトナー補給時
間の換算曲線（図５のＡ、Ｂ、Ｃ）を選択し、ブロック
Ｓ１０５でＣＰＵ６７がこの選択された換算曲線により
ビデオカウント数をトナー補給時間に換算し、入力され
たビデオカウント数に対応する１枚の画像当りのトナー
補給時間、即ち、スクリュー６２の回転数を決定する。
例えば、撹拌時間が３０分であるときには、図５の換算
曲線Ｂを使用してビデオカウント数からトナー補給時間
を決定する。そして、ブロックＳ１０６でコピー動作が
開始され、前記した潜像形成、現像、転写等の画像形成
動作が実行される。１つのトナー像が形成されると、ブ
ロックＳ１０７において次のトナー像の形成前に、上記
の如くに決定された回転数だけスクリュー６２を回転さ
せてトナーを補給する。次に、ブロックＳ１０８で第２
の現像剤濃度制御装置を作動させ、参照画像を感光体ド
ラム４０上に形成して上述した動作を行なわせる。即
ち、現像剤の撹拌時間を考慮に入れてビデオカウント数
をトナー補給時間に変換した予測補給量が正しかったか
否かをチェックし、補給量に誤差があるときには撹拌時
間と転写効率を考慮に入れてこれを補正する適正な処置
を行なう。次に、判断ブロックＳ１０９でコピー動作が
終了したか否かを判断し、終了していれば（ＹＥＳ）、
そのままスタートに戻り、また、判断ブロックＳ１０９
においてコピー動作が終了していないときには（Ｎ
Ｏ）、ブロックＳ１０６に戻ってコピー動作を続行す
る。以下、各コピー動作毎に同様の動作を繰り返す。

【００３７】このように、本実施例では、ＣＰＵ６７に
おいてビデオカウント数からトナー補給時間を決定する
際に、現像剤の撹拌時間の長さに応じた補正を行ない、
撹拌時間によるトナー消費量の変動を補正したトナー補
給時間を決定するものであるから、高精度なトナーの補
給が行なえ、現像剤のトナー濃度を常に初期設定値の許
容範囲内に維持することができ、濃度の安定した画像を
得ることができる。また、ビデオカウント数を一義的に
精度の高いトナー補給量に変換することができるという
利点がある。

【００３８】上記実施例では、現像剤の撹拌時間を計測
してビデオカウント数をトナー補給時間に換算する際の
換算曲線を選択したが、現像剤の撹拌は現像スリーブの
動作と連動しているため、実画像形成時間を計測し、こ
の実画像形成時間の長さに応じて上述したようにビデオ
カウント数をトナー補給時間に変換する換算曲線を切り
換え選択てもよい。例えば、通常の複写機、プリンタな
どの標準サイズの転写材、例えばＡ４サイズの転写材の
排紙枚数を計測し、所定の枚数排紙した時点でビデオカ
ウント数をトナー補給時間に変換する換算曲線を切り換
え、トナー補給時間を決定してもよい。

【００３９】また、上記実施例では１つのトナー像の形
成毎に第２の現像剤濃度制御装置を作動させ、第１の現
像剤濃度制御装置による補給誤差を補正したが、コピー
枚数が所定枚数に達したとき毎に、或はビデオカウント
数が所定値に達したとき毎に第２の現像剤濃度制御装置
を作動させ、補給誤差を補正しても良い。

【００４０】さらに、上記実施例では、現像器内の現像
剤の実際のトナー濃度を測定するのに、感光体ドラム上
にパッチ画像を形成し、この画像の濃度を測定すること
によっていたが、キャリアとトナーの混合比率により見
掛けの透磁率を検知し、その出力の変化によって実際の
トナー濃度を検出して補正するインダクタンス検知方式
の現像剤濃度制御装置を第２の現像剤濃度制御装置とし
て使用しても良い。或は、現像スリーブ上等の現像剤に
直接光を照射し、その反射光を測定することによっても
現像剤の実際のトナー濃度を測定することができる。た
だし、トナーがカーボンブラックで黒色に着色されてい
る場合には、トナーとキャリアの分光反射率に大差がな
いので、この方法ではトナー濃度の検出精度が悪くな
り、好ましくない。

【００４１】なお、本発明は画像の濃淡表現をディザ法
で行なう画像形成装置にも適用できる。また、原稿のコ
ピーではなく、コンピュータ等から出力された画像情報
信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明
は適用できる。さらに、必要に応じて種々の変形及び変
更がなし得ることは言うまでもない。

【００４２】

【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、現像手段の二成分現像剤の使用時間の長
さに応じて、画像情報信号の画像の濃度情報に応じて決
定されるトナー補給時間の補正を行ない、使用時間によ
るトナー消費量の変動を補正したトナー補給時間を決定
するものであるから、高精度なトナーの補給が行なえ、
二成分現像剤のトナー濃度を常に初期設定値の許容範囲
内に維持することができ、安定した画像濃度を得ること
ができるという顕著な効果がある。また、画像情報信号
の画像の濃度情報を一義的に撹拌時間を補正した精度の
高いトナー補給量に変換することができるという効果も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の画像形成装置の全体構成を
示す説明図である。

【図２】図１の画像形成装置が具備する現像器の概略構
成を示す概略断面図である。

【図３】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を説明する波形図である。

【図４】現像剤の撹拌時間とトナーが持つ電荷との関係
を示す特性図である。

【図５】現像剤の撹拌時間によりビデオカウント数とト
ナー補給時間の換算テーブルを変更する態様を説明する
ための特性図である。

【図６】本発明の一実施例の基本動作を説明するための
フローチャートである。

【図７】従来の画像形成装置の一例の全体構成を示す説
明図である。

【符号の説明】

４０ 感光体ドラム ４３ 二成分現像剤 ４４ 現像器 ６０ トナー補給槽 ６３ トナー ６５ クロックパルス発振器 ６６ カウンタ ６７ ＣＰＵ ６８ ＲＡＭ ６９ モータ駆動回路 ７０ モータ ７２ 参照画像信号発生回路 ７３ 光源 ７４ 光電変換素子 ７５ 比較器 ７６ 基準電圧信号源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に画像情報信号に対応した静電
   潜像を形成し、該静電潜像を二成分現像剤を用いて現像
   して可視画像を形成し、該可視画像を転写材に転写する
   画像形成装置において、前記二成分現像剤のトナーを補
   給するトナー補給手段と、前記画像情報信号の画像の濃
   度情報に応じてトナー補給手段を作動させてトナーを補
   給させる第１の現像剤濃度制御装置とを具備し、前記二
   成分現像剤の使用時間の長さに応じて、前記第１の現像
   剤濃度制御装置によって作動される前記トナー補給手段
   の動作時間を補正し、トナーを補給することを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記二成分現像剤のトナー濃度を検出す
   る第２の現像剤濃度制御装置を設け、該第２の現像剤濃
   度制御装置を所定のタイミングで動作させてこの第２の
   現像剤濃度制御装置からのトナー濃度に応じた出力信号
   によって前記第１の現像剤濃度制御装置によるトナー補
   給誤差を補正することを特徴とする請求項１の画像形成
   装置。