JPH0713430A

JPH0713430A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0713430A
Application number: JP5157542A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kato; 真治加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-17
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JP3542148B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー濃度センサ出力またはトナー濃度制御
基準値を適切に補正し、正確なトナー濃度を検知してプ
ロセスコントロールの高精度化を図ることができる画像
形成装置を提供する。【構成】各現像器１４、１５、１６、１７別にタイマ
（図示せず）を用意して、各現像器の駆動開始からトナ
ー濃度センサ（１４Ｃ〜１７Ｃ）の出力検知を開始する
までの時間を計測し、各現像器毎に予め求めておいた補
正テーブル（図示せず）から、その時間に対応する補正
量を求める。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。

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、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、現像器中のトナー濃度を、トナー濃度センサによ
って前記現像器の動作中に検知し、該検知結果に基づい
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
装置において、前記トナー濃度センサの出力変動を予測
する予測手段と、該予測手段の判断結果に基づいて前記
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
値を補正する補正手段と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、前記予測手段が、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
時間を演算する手段であることを提案する。

【００１４】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記演算手段が、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
する手段であることを提案する。

【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、前記予測手段
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を演算する手
段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演算する手段が、
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手段であることを提案
する。

【００１７】さらに、本発明は、前記の課題を解決する
ために、前記予測手段が、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
を検出する手段であることを提案する。

【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、前記予測手段が、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する手段であ
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、前記予測手段及
び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】予測手段の条件の下に、予め補正量を設定す
る。そして、ある条件のときの補正量を算出し、この補
正量に基づいて、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の補正を行い、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、Ｂ
ｋ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１
１、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１
４ａ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Ｂ
ｋ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２
３ｃ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１
９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２８
ｂ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Ｂ
ｋ，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（Ｔ
ＡＢＬＥ−２）を示す。Ｃ，Ｍ，Ｙの各色現像器用のＶ
Ｔ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Ａ
１，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。

【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

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像器中のトナー濃度を、トナー濃度セ
ンサによって前記現像器の動作中に検知し、該検知結果
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
画像形成装置において、前記トナー濃度センサの出力変
動を予測する予測手段と、該予測手段の判断結果に基づ
いて前記トナー濃度センサの検知出力またはトナー濃度
制御基準値を補正する補正手段とを有することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】前記予測手段が、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
始までの時間を演算する手段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。
【請求項３】前記演算手段が、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
に演算する手段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。
【請求項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、前記予測
手段が、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を演算す
る手段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。
【請求項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演算する手
段が、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手段であること
を特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記予測手段が、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
疲労度を検出する手段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。
【請求項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。
【請求項８】前記予測手段が、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する手
段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。
【請求項９】前記現像器が複数台設けられ、前記予測
手段及び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。