JPH08227213A

JPH08227213A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08227213A
Application number: JP7032442A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshinaga; 洋吉永
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-03
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JP3400588B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナーの使用環境および現像装置や画像入力装
置の経時変化に拘らず、常に安定したトナー濃度を設定
できる画像形成装置を提供すること。【構成】二成分系現像剤中のトナー補給に際し、現像装
置内でのトナー濃度の検出結果に対し、現像剤の減少条
件に関する情報を基にして補給するトナーの補給量、補
給時間および補給タイミングを補正する補正回路を備え
ていることを特徴としている。これにより、トナーの使
用環境の変化に拘らず、安定したトナー濃度を維持する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
さらに詳しくは、二成分系現像剤を用いる画像形成装置
に用いられるトナー補給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複写機やプリンタあるいはファ
クシミリ装置等の画像形成装置には、電子写真複写方式
を用いるものがある。電子写真複写方式は、一様帯電さ
れた像担持体をなす感光体上に露光あるいは光書込み等
によって静電潜像を形成し、この静電潜像を、例えば磁
性キャリアとトナーとを混合した二成分系現像剤を用い
た場合のトナーにより可視像処理した画像を記録紙等に
転写して複写物を得るようになっている。二成分系現像
剤を用いた画像形成装置の一つとして、ドラム状の感光
体を用いた場合で説明すると、図２０に示す構成があ
る。図２０に示すプリンタは、レーザービームを用いて
感光体ドラムの主走査方向および副走査方向にドット状
のスポットを照射して静電潜像を形成するようになって
いる。

【０００３】図２０において、プリンタの内部には感光
体ドラム１が図示矢印方向に回転可能に設けられてい
る。感光体ドラム１の周囲には、回転方向に沿って画像
形成プロセスを実行するための手段である帯電装置２、
光書込装置３、現像装置４、転写・分離装置５およびク
リーニング装置６が配置されている。帯電装置２は、感
光体ドラムを一様帯電するために設けられている。光書
込装置３は、半導体レーザー３Ａ、回転多面鏡３Ｂ、ｆ
／θレンズ３Ｃおよび走査ミラー３Ｄを備えて構成され
ている。半導体レーザー３Ａはレーザードライバ３Ｅに
よって発光制御され、半導体レーザー３Ａから出射され
たレーザービームが回転多面鏡３Ｂに入射・反射するこ
とにより感光体ドラム１における主走査方向および副走
査方向に走査され、感光体ドラム１上に書込情報に応じ
た静電潜像をドット状スポットの組合わせによって形成
するようになっている。現像装置４は、磁性キャリアに
対し摩擦帯電したトナーを磁気的に吸着させて構成され
た二成分系現像剤を用いる磁気ブラシ現像装置で構成さ
れた可視像処理手段である。このため、現像容器４Ａ内
には、感光体ドラム１に近い側から磁気ブラシを担持し
て感光体ドラム１上の静電潜像に磁気ブラシを接触させ
る現像スリーブ４Ｂ、トナーを撹拌して摩擦帯電させる
撹拌部材４Ｃ、４Ｄおよびトナー補給装置４Ｅが配置さ
れている。現像装置４は、図２０および図２１に示すよ
うに、撹拌部材４Ｃおよび４Ｄが水平方向に並列して配
置され、高さ方向での占有面積を少なくする構成とさ
れ、また、トナー補給装置４Ｅからのトナー補給経路も
撹拌部材４Ｃ、４Ｄの上方からではなく、側端部から繰
り出される方向に設定されている。これにより撹拌され
て帯電したトナーを吸着している現像剤は水平方向に移
動し、現像スリーブ４Ｂの周面に対向しているドクター
部材４Ｆにより現像スリーブ４Ｂでの磁気ブラシの担持
量を規制されるよになっている。

【０００４】トナー補給手段をなすトナー補給装置４Ｅ
は、補給タンク４Ｅ１とそのタンク４Ｅ１の開口部に配
置された回転可能な補給用繰り出し部材４Ｅ２とで構成
されたトナー補給制御手段であり、補給タンク４Ｅ１
は、交換可能に設けられ、また、補給用繰り出し部材４
Ｅ２は後述するトナー濃度制御実施用の画像形成装置制
御回路による駆動制御によって回転量を設定されること
により所要量のトナーを繰り出すようになっている。

【０００５】上記現像装置４の構造としては、一例とし
て、図２２および図２３に示す構造がある。図２２およ
び図２３において、現像装置４は、撹拌部材４Ｃ、４Ｄ
としてスクリューが用いられ、そられ各撹部材４Ｃ、４
Ｄが、拌互いに相反する方向に現像剤を移送することが
できる方向に回転方向が設定されている。図２３におい
て、トナー補給タンク４Ｅ１に連通する開口を軸方向の
一端部に有する側に位置する撹拌スクリュー（以下、こ
のスクリューを補給用撹拌スクリューという）４Ｃは、
図２３に示すように、他方の撹拌スクリュー（以下、こ
のスクリューを現像用撹拌スクリューという）４Ｄより
も軸方向の長さが長くされ、補給されたトナーを矢印Ｆ
で示すように、現像用撹拌スクリュー４Ｄにおける軸方
向の他端に向け移送することができるようになってい
る。現像装置４の内部は仕切壁４Ａ１を境にして補給用
撹拌スクリュー４Ｃと現像用撹拌スクリュー４Ｄとが収
納されており、各撹拌スクリューの軸方向に平行する仕
切壁４Ａ１の長手方向の両端が切り落とされて補給用撹
拌スクリュー４Ｃと現像用撹拌スクリュー４Ｄが収容さ
れている空間同士を連通するようになっている。これに
より、補給されたトナーは補給用撹拌スクリュー４Ｃに
よって開口から遠ざかる方向に撹拌されながら移送さ
れ、図２３中、一点鎖線で示すように、仕切壁４Ａ１が
切り落とされた箇所を介して現像用撹拌スクリュー４Ｄ
が収容されている空間内に入り込み、現像用撹拌スクリ
ュー４Ｄによって撹拌されながら、現像スリーブ４Ｂの
軸方向に移動する。現像用撹拌スクリュー４Ｄは、現像
スリーブ４Ｂに対向して配置されているので、撹拌され
た表面に担持されている磁気ブラシが現像スリーブ４Ｂ
の周面に付着することができるようになっている。

【０００６】転写・分離装置５は、それぞれ帯電装置に
よって構成されており、転写用帯電装置は、現像装置４
において感光体ドラム１の潜像部に付着したトナーの帯
電極性と逆極性の帯電を行うことにより、図示しない給
紙装置から給送されてくる記録紙等の転写材Ｓに対し、
感光体ドラム１上の可視画像を静電的に吸着させて転写
するようになっている。分離用帯電装置は、転写用帯電
装置によって帯電した転写材Ｓを電気的に中和させるた
めの帯電を行い、感光体ドラム１からの転写材Ｓの剥離
を容易化にするようになっている。

【０００７】クリーニング装置６は、転写後、感光体ド
ラム１表面に残留しているトナーを除去するための掻き
取り部材およびブレードを備えており、感光体ドラム１
の表面から除去したトナーを廃トナータンク（図示され
ず）に回収されたり、あるいは現像装置４や補給タンク
４Ｅ１に移送して再利用させるようになっている。

【０００８】上記構成を備えたプリンタでは、帯電装置
２による感光体ドラム１の一様帯電が行われた後に、書
込装置３による走査によって感光体ドラム１上に静電潜
像が形成され、この静電潜像が現像装置４の現像スリー
ブ４Ｂに担持されている磁気ブラシ中のトナーによって
可視像処理されて可視画像とされ、転写・分離装置にお
ける転写帯電装置によって記録紙Ｓに静電転写されると
ともに分離帯電装置により感光体ドラム１から剥離され
やすい状態とされ、感光体ドラム１から図示されない分
離部材によって剥離され、図示されない定着装置によっ
て画像定着されるようになっている。

【０００９】現像装置４では、感光体ドラム１上の静電
潜像を現像するために現像剤中のトナーが消費される。
このため、感光体ドラム上に形成される可視像の濃度、
所謂、トナー濃度が経時的に変化し、所定濃度に達しな
くなることがある。

【００１０】そこで、従来では、現像装置４内での現像
剤中のトナー濃度を監視し、不足した場合に補給するよ
うになっていた。補給のためにトナーの濃度を検出する
ことが必要であるが、そのための方法としては、現像剤
中に設置した検出コイルのインダクタンスの変化率を測
定する方法が提案されている（例えば、特公昭６３ー２
８３０５号公報、特開昭５８ー５５９５２号公報）。こ
の方法を用いた構成としては、図２０に示すように、現
像装置４にトナー濃度検出センサ１０を設置し、現像装
置４内での現像剤中のトナー濃度を電圧値Ｖ_TCとして画
像形成装置制御装置１１に出力するようにしたものがあ
る。この構成においては、トナー濃度制御実施用の画像
形成装置制御回路１１において検出された濃度に応じて
トナーの補給を行うかどうかの判別および補給量の設定
が行われ、その結果に基づいてトナー補給装置４Ｅの補
給用繰り出し部材４Ｅ２への駆動信号が出力されるよう
になっている。トナー濃度制御実施用の画像形成装置制
御部をなす画像形成装置制御回路１１は、トナーの補給
に関する制御だけでなく、画像形成に係る全般の制御を
行う回路であり、半導体レーザー３Ａの発光制御も行う
ようになっている。このため、トナー濃度制御実施用の
画像形成装置制御回路１１には、図示しない画像読み取
り装置から入力された情報信号が書込制御部１２に出力
され、その信号に基づいた発光制御信号がレーザードラ
イバ３Ｅに出力されて半導体レーザーの発光タイミング
および発光量等が設定されるようになっている。

【００１１】このような構成からなる画像形成装置にお
いて、複写が行なわれ、現像剤中のトナーが消費される
と、その消費分にみ合うトナーの補給が行なわれるが、
その補給の方法としては、図２４に示す手順が実行され
る。図２４において、トナー濃度が検出され、その検出
電位（Ｖ_TC）が求められる。上記検出電位（Ｖ_TC）が予
め設定されている補給判別電位のうちのＶ０以下であれ
ば、トナーの補給は行なわれず、Ｔ１（秒）後に再度、
トナーの濃度検出が実行される。上記検出電位（Ｖ_TC）
が、予め設定されている補給判別電位のうちのＶ０以上
で、かつ、Ｖ１以下である場合には、少量（Ｌ）のトナ
ー補給が実行される。その後のトナー濃度検出タイミン
グは、補給したトナーが現像在中に充分混合されると看
做される時間を考慮して、Ｔ２（秒）後に設定される。
上記検出電位（Ｖ_TC）が、予め設定されている補給判別
電位のうちのＶ１以上で、かつ、Ｖ２以下である場合に
は、中量（Ｍ）のトナー補給が実行される。その後のト
ナー濃度検出タイミングは、補給したトナーが現像在中
に充分混合されると看做される時間を考慮して、Ｔ２
（秒）後に設定される。上記検出電位（Ｖ_TC）が、予め
設定されている補給判別電位のうちのＶ２以上である場
合には、大量（Ｈ）のトナー補給が実行される。その後
のトナー濃度検出タイミングは、補給したトナーが現像
在中に充分混合されると看做される時間を考慮して、Ｔ
２（秒）後に設定される。しかし、一般には、仮に上記
した方法を用いてトナー濃度を検出した場合において
も、補給されたトナーが撹拌され始めてから現像スリー
ブに担持されるまでの間にある程度のタイムラグが生じ
ることから、補給が開始されたからといって感光体ドラ
ム１上での画像濃度を適性化できたとすることはできな
い。従って、単に現像剤中のトナー濃度のみを対象とし
て測定した場合、実際の画像濃度を矯正できる濃度制御
が行われたということにはならない。

【００１２】そこで、トナー濃度を標準値に制御するに
あたり、特にトナー消費量を予測し、トナー補給量に補
正をかけるようにする方法が提案されている（例えば、
特開平２ー２２００８２号公報）。上記公報記載の発明
では、原稿の黒化面積率を測定する黒化面積率検出手段
をを設け、この黒化面積率検出手段からの検出信号に基
づいてトナー濃度検出センサからの検出値を補正するよ
うになっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記後
者の公報記載の発明では、原稿載置台をなすプラテンガ
ラス上の原稿の一部の反射光を、光学系を介して受光素
子により検出し、反射光量を一つ一つ判断基準と照合し
てヒストグラムを求めるようになっていることから、構
成の複雑化を招く。しかも、現像剤および現像装置での
使用環境の変化あるいは経時変化に関してはなんら考慮
されていない。このため、単に、原稿上での黒化面積率
のみを基準とした場合には、現像に適したトナーの補給
の際の実際の消費量や環境条件による現像剤の一部を構
成するキャリアや感光体の特性変化を考慮していないこ
とにより、トナーの補給量を正確に設定することが困難
である。しかも、近年、画像入力装置としてスキャナを
装備した画像形成装置が提供されるようになってきてお
り、この場合においては、スキャナの駆動時間が感光体
の経時的劣化と関係することにより、トナーの消費量に
影響することが判明している。従って、上記公報記載の
発明では、このような画像入力装置を付設した場合での
トナーの適正な補給量の設定ができないという問題があ
る。

【００１４】さらに加えて、現像装置の撹拌部材とし
て、スクリュー構造を用いた場合には、補給されたトナ
ーが現像スリーブに行き着くまでの間にある程度の時間
が必要となることから、画像面積率が高い画像と低い画
像とを交互に現像するような場合には、補給タイミング
が即応できないことにより、各画像濃度に対して消費さ
れたトナーの量に応じた補給が行なわれず、現像された
画像濃度にムラが発生しやすくなるという問題があっ
た。

【００１５】本発明の目的は、上記従来の画像形成装置
における問題に鑑み、画像濃度に対して消費されたトナ
ーの量に応じた補給が即応して行なえると共に、トナー
の使用環境および現像装置や画像入力装置の経時変化に
拘らず、常に安定したトナー濃度を設定できる画像形成
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体と、走査光を照
射、投影することにより上記像担持体上に形成された静
電潜像をトナーとキャリアとからなる二成分系現像剤に
より可視像処理する手段と、現像剤中のトナー濃度を検
出し、その検出結果を基にしてトナー補給制御を実行す
るトナー補給手段を備えた画像形成制御部とを備えた画
像形成装置において、上記像担持体上に上記静電潜像を
形成するための走査光照射若しくは投影する手段による
潜像書込み面積率を検出する手段と、上記面積検出手段
からの潜像書込み面積率に応じて上記現像剤の補給量、
補給時間および補給タイミングを設定する画像形成装置
制御部と、を備えていることを特徴としている。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置にておいて、上記画像形成装置制御部は、現
像により可視像とされた画像が転写される転写材の大き
さにより、上記現像材の補給量、補給時間および補給タ
イミングを補正することを特徴としている。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載の画像形成装置において、上記画像形成装置制御
部は、装置内の温度検出手段が接続され、温度に応じて
上記トナーの補給量を補正することを特徴としている。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項３記載の画
像形成装置において、上記画像形成装置制御部は、像担
持体に対するトナーの付着量が増加する温度の傾向に応
じて所定濃度に矯正するように上記トナーの補給量を補
正することを特徴としている。

【００２０】請求項５記載の発明は、請求項１及至４の
うちの一つに記載の画像形成装置にておいて、上記画像
形成装置制御部は、装置内の湿度検出手段が接続され、
湿度に応じて上記トナーの補給量を補正することを特徴
としている。

【００２１】請求項６記載の発明は、請求項５記載の画
像形成装置において、上記画像形成装置制御部は、像担
持体に対するトナーの付着量が増加する湿度の傾向に応
じて所定濃度に矯正するように上記トナーの補給量を補
正することを特徴としている。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項１及至６の
うちの一つに記載の画像形成装置において、上記画像形
成装置制御部は、現像剤交換後からの通紙枚数をカウン
トする手段が接続され、上記カウント手段による通紙枚
数に応じて上記トナー補給量を補正することを特徴とし
ている。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項１及至７の
うちの一つに記載の画像形成装置において、上記画像形
成装置制御部は、現像剤交換後からの像担持体の駆動源
の駆動時間をカウントする手段が入力側に接続され、上
記駆動時間に応じて上記トナーの補給量を補正すること
を特徴としている。

【００２４】

【作用】請求項１記載の発明では、像担持体上に上記静
電潜像を形成するための走査光照射若しくは投影する手
段による潜像書込み面積率を検出する手段による潜像書
込み面積率に応じて現像剤の補給量、補給時間および補
給タイミングが設定される。

【００２５】請求項２記載の発明では、画像が転写され
る転写材の大きさにより、上記現像材の補給量、補給時
間および補給タイミングが補正される。

【００２６】請求項３および４記載の発明では、像担持
体へのトナーの付着量の変化に影響する装置内の温度に
応じてトナーの補給量が補正される。

【００２７】請求項５および６記載の発明では、像担持
体へのトナーの付着量の変化に影響する装置内の湿度に
応じてトナーの補給量が補正される。

【００２８】請求項７記載の発明では、現像剤交換後か
らの通紙枚数のカウント数に応じてトナーの補給量が補
正される。

【００２９】請求項８記載の発明では、現像剤交換後か
らの像担持体の駆動源の駆動時間に応じてトナーの補給
量が補正される。

【００３０】

【実施例】以下図面に示した実施例により本発明の詳細
を説明する。

【００３１】図１は、本発明の実施例を示す画像形成装
置のシステム構成を示す図である。なお、図１以降の図
面において、図２０に示したものと同じ構成部品につい
ては同符号とし、その詳細な説明は省く。

【００３２】図１は、本発明における画像形成装置の基
本的なシステム構成を示しており、この構成において
は、トナー濃度制御用の画像形成装置制御回路１１に補
正回路２０が接続されている。補正回路２０は、トナー
の消費の加減に関する基準値を登録されており、この登
録されている基準値に対して、現像剤中のトナーの減少
条件を取り込んで対比することにより、現像装置４内で
のトナー濃度の検出値から求められるトナーの補給量を
補正したうえでその補正後のトナー補給量に関する信号
（Ｓ_OU）を画像形成装置制御回路１１に出力し、画像形
成装置制御回路１１によるトナー補給装置４Ｅでのトナ
ーの補給量、補給時間および補給タイミングを調整する
ようになっている。補正回路２０において用いられるト
ナーの減少条件としては、トナーの消費量に影響する画
像形成領域の大きさ、装置内での温度、湿度、さらに
は、感光体ドラム１の駆動回数および転写回数等がパラ
メータとして用いられる。画像形成領域の大きさを判断
するためには、レーザービームのドット数や発光時間が
パラメータとされる。

【００３３】以下、各条件を用いた実施例を説明する。

【００３４】図１において、補正回路２０の入力側に
は、現像装置４に設置されているトナー濃度検出センサ
１０および書込ドットカウント部２１が接続され、出力
側には画像形成装置制御回路１１が接続されている。補
正回路２０には、書込ドットのカウント数ＳＴＤが転送
されるようになっているとともに、トナー濃度検出セン
サ１０からの検出電圧値Ｖ_TCが入力されるようになって
いる。補正回路２０では、トナー濃度検出センサ１０か
らの検出電圧値Ｖ_TCに基づくトナーの補給量に対し、図
２に示す補正処理が実施され、この処理によって決定さ
れたトナー補給量を指示するための信号（Ｓ_OU）を画像
形成装置制御回路１１に対して出力するようになってい
る。これにより、画像形成装置制御回路１１では、補正
されたトナー補給量に見合う補給用繰り出し部材４Ｅ２
の駆動状態を制御するための信号（Ｓ_TA）が出力され
る。

【００３５】図２において、トナー濃度検出センサ１０
は、現像装置４内でのトナー濃度検出値に相当する電圧
値（Ｖ_TC）を補正回路２０に出力する。補正回路２０で
は、この電圧値（Ｖ_TC）と基準電圧値（Ｖ１）との対比
が行われる。この場合の基準電圧値（Ｖ１）は、所定面
積あたりでのトナーの付着量に影響する感光体の表面電
位のうちで、トナー濃度の適性値が得られる感光体の表
面電位に相当している。以下に挙げる基準電圧値につい
ても同じであるが、段階的に画像濃度を上げることがで
きる数値に変えられている。基準電圧値（Ｖ１）と濃度
検出電圧値（Ｖ_TC）の対比において、濃度検出電圧値
（Ｖ_TC）の方が小さい場合には、書込ドット数の対比が
行われる。ドット数の対比は、書込ドットカウント部２
１からの書込ドットのカウント数（Ｓ_TD）が補正回路２
０に登録されている基準ドット数と比較される。この場
合の基準ドット数（Ｄ１）は、上記基準電圧値に相当す
る表面電位おいて形成される画像の濃度が適性値になる
ドット数に相当している。以下に挙げる基準ドット数に
ついても同じであるが、上記基準電圧の変更とともに画
像濃度を上げることができる値に変えられている。基準
ドット数（Ｄ１）と書込ドットのカウント数（Ｓ_TD）と
の比較において、基準ドット数以下の場合には、トナー
の補給は行われない（トナー補給量＝０）。書込ドット
のカウント数（Ｓ_TD）が基準ドット数（Ｄ１）以上の場
合には、トナー補給量が少量（Ｌ）に補正される（補給
量＝Ｌ）。

【００３６】濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
１）以上である場合には、次段の基準電圧値（Ｖ２）と
対比される。濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
２）よりも小さい場合には、書込ドットのカウント数
（Ｓ_TD）が基準ドット数（Ｄ２）と対比され、基準ドッ
ト数（Ｄ２）よりも少なければトナー補給量が少量
（Ｌ）に補正される（補正量＝Ｌ）。書込ドットのカウ
ント数（Ｓ_TD）が次段の基準ドット数（Ｄ２）と対比さ
れた結果が、基準ドット数（Ｄ２）以上の場合には、ト
ナー補給量が中量（Ｍ）に補正される（補正量＝Ｍ）。

【００３７】濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
２）以上である場合には、次段の基準電圧値（Ｖ３）と
対比される。濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
３）よりも小さい場合には、書込ドットのカウント数
（Ｓ_TD）が次段の基準ドット数（Ｄ３）と対比され、基
準ドット数（Ｄ３）よりも少なければトナー補給量が中
量（Ｍ）に補正される（補正量＝Ｍ）。書込ドットのカ
ウント数（Ｓ_TD）が基準ドット数（Ｄ３）と対比された
結果が、基準ドット数（Ｄ３）以上の場合には、トナー
補給量が無条件に大量（Ｈ）に補正される（補正量＝
Ｈ）。

【００３８】上記対比に用いられる基準電圧値Ｖ１〜Ｖ
３の関係は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３に設定され、また、基準
ドット数Ｄ１〜Ｄ３の関係は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３に設定
されている。但し、基準ドット数に関しては、画像形成
装置の構成等により、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３としてもよく、
さらに、基準ドット数に対して書込ドットのカウント数
がきわめて少ない場合には、トナーの飛散等の弊害を防
止するためにトナー補給量を少なくする状態に補正する
ことが可能である。

【００３９】なお、本実施例に用いるトナー補給量は、
現像剤５００ｇに対して、少量（Ｌ）は２．５ｇ、中量
（Ｍ）は５．０ｇ、大量（Ｈ）は１０．０ｇに設定され
ている。しかし、この量自体は、装置固有の値であるの
で、装置の構成や現像剤の種類、さらには現像剤の量等
の型式に応じて設定できるものである。

【００４０】このようにして、トナー補給量の補正量が
決定されると、トナー補給のタイミングが設定される。
トナー補給タイミングは、トナーの補給開始時期と終了
時期とを意味するものであり、次の手順が用いられる。
図３は、図２３に示した構成を備えた現像装置４を示し
ており、この現像装置４において、感光体ドラム１上に
形成されている静電潜像の現像に寄与する領域は、現像
用撹拌スクリュー４Ｄの軸方向における符号Ｐ１および
Ｐ２で示す範囲である。このため、現像に用いられた現
像剤の濃度を一定に維持するには、上記領域での現像剤
中で消費されたトナーを補給することが前提となる。

【００４１】従って、少なくとも、Ｐ２地点に位置して
いた現像剤がＰ１地点に移動した時点には、次に補給用
撹拌スクリュー４ＣによってＰ２地点に移動する現像剤
中に、上記領域で消費されたトナーが補給されているこ
とが領域中でのトナー濃度を一定化する上で必要とな
る。このため、少なくとも、各撹拌スクリューを収容し
ている空間が連通する開口のうち、補給用撹拌スクリュ
ー４Ｃの収容空間側で符号Ｐ３で示す地点に対してＰ１
地点に位置していた現像剤が移動する時点に、新たに補
給されたトナーが存在していれば、Ｐ２地点からＰ１地
点に現像剤が移動して現像に寄与している間に、上記し
たＰ２地点に位置していた現像剤がＰ１地点に移動した
後、新たにＰ２地点からＰ１地点に向け移動する現像剤
中には、補給されたトナーが含まれた状態が得られるこ
とになる。

【００４２】図４は、上記前提を基にしたトナー補給開
始時期および終了時期をそれぞれ示すタイミングチャー
トであり、各符号の意味は次の通りである。Ｔ１０：Ｐ１地点からＰ３地点まで現像剤が移動する時
間Ｔ１１：Ｐ２地点からＰ３地点まで現像剤が移動する時
間Ｔ１２：補給用撹拌スクリュー４Ｃの軸方向における補
給用開口に対向する位置Ｐ４からＰ３地点まで現像剤が
移動する時間トナー補給タイミングは、現像バイアスのオン／オフ時
を現像の開始／終了時に相当するとした場合、トナー補
給開始時期は、現像バイアスがオンされた時点から（Ｔ
１０―Ｔ１２＞０）の関係が成立する時期に設定され
る。これにより、Ｐ１地点からＰ３地点に現像剤が移動
した時点には、新たな補給トナーが現像剤中に混合でき
ることになる。なお、上記関係は、Ｔ１０＝Ｔ１３であ
ってもよく、要は、現像剤がＰ１地点からＰ３地点に移
動した時点で新たな補給トナーが現像剤中に混合できる
ようになっていればよい。

【００４３】トナー補給終了時期は、現像バイアスがオ
フされた時点から（Ｔ１１−Ｔ１２＞０）の関係が成立
する時期に設定される。これにより、Ｐ２地点に位置し
ていた現像剤が現像に寄与したトナーを消費されてＰ３
地点に移動した時点で次の現像時には、Ｐ２地点から新
たな補給トナーを含んだ現像剤が現像スリーブと対抗す
ることができる。なお、トナー補給開始時期に関し、Ｔ
１０＜Ｔ１２の場合には、トナー補給が現像バイアスの
オン設定よりも先に補給を開始されることになる。上記
したトナー補給タイミングは、単純にオン／オフ制御に
より一定量を補給できるようにしてもよいが、現像開始
時期と終了時期とにおいては、トナーの消費量が一般に
少なくなる傾向にあるので、トナーの開始時および終了
時にトナーの補給量が少なくなるように補給量を変化さ
せるようにすることも、無駄な補給を行なわないことに
よるトナー濃度の一定化を実現する上で好ましい。

【００４４】この場合のトナーの総補給量は、書込みド
ットカウント数から算出された量であり、総補給量を延
べ時間で除した量が単位時間あたりの補給量であるの
で、その単位時間あたりの補給量を参考にして、補給用
繰り出し部材４Ｅ２および各撹拌スクリューの回転数を
設定することになる。なお、本実施例では、現像バイア
スのオン／オフ時を現像の開始／終了時に相当させた
が、現像スリーブや現像ユニットを動作させるクラッチ
のオン／オフ等を現像の開始／終了時に相当させたりす
ることも可能であり、要は、現像に寄与するタイミング
を制御できるものであれば、そのタイミングを基準とし
て、トナーの補給タイミングを制御することが可能であ
る。

【００４５】図５は、図１に示した構成の変形例を示し
ており、この例では、図１に示した書込みドットカウン
ト部に代えて書込時間カウント部２２を設けたことを特
徴としている。図５において、補正回路２０には、書込
時間カウント部２２が接続され、書込時間のカウント数
ＳＴＤが転送されるようになっている。また補正回路２
０には、トナー濃度検出センサ１０からの検出電圧値Ｖ
_TCも入力されるようになっている。補正回路２０では、
トナー濃度検出センサ１０からの検出電圧値Ｖ_TCに基づ
くトナーの補給量に対し、図６に示す補正処理が実施さ
れ、この処理によって決定されたトナー補給量を指示す
るための信号（Ｓ_OU）を画像形成装置制御回路１１に対
して出力するようになっている。これにより、画像形成
装置制御回路１１では、補正されたトナー補給量に見合
う補給用繰り出し部材４Ｅ２の駆動状態を制御するため
の信号（Ｓ_TA）が出力される。

【００４６】図６において、トナー濃度検出センサ１０
は、現像装置４内でのトナー濃度検出値に相当する電圧
値（Ｖ_TC）を補正回路２０に出力する。補正回路２０で
は、この電圧値（Ｖ_TC）と基準電圧値（Ｖ１）との対比
が行われる。この場合の基準電圧値（Ｖ１）は、前記実
施例と同様に、所定面積あたりでのトナー濃度の適性値
が得られる感光体の表面電位に相当している。以下に挙
げる基準電圧値についても同じであるが、段階的に画像
濃度を上げる値に変えられている。基準電圧値（Ｖ１）
と濃度検出電圧値（Ｖ_TC）の対比において、濃度検出電
圧値（Ｖ_TC）の方が小さい場合には、書込時間の対比が
行われる。書込時間の対比は、書込時間カウント部２２
からの書込時間が補正回路２０に登録されている基準時
間（Ｔ１）と比較される。この場合の基準時間（Ｔ１）
は、所定面積あたりでの画像域に形成される画像の濃度
が適性値になる感光体の表面電位が得られるまでの時間
に相当している。以下に挙げる基準時間についても同じ
であるが、画像濃度を上げる方向に数値が変えられてい
る。基準時間（Ｔ１）と書込時間との比較において、書
込時間が基準時間（Ｔ１）以下の場合には、トナーの補
給は行われない（トナー補給量＝０）。書込時間が基準
時間（Ｔ１）以上の場合には、トナー補給量が少量
（Ｌ）に補正される（補給量＝Ｌ）。

【００４７】濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
１）以上である場合には、次段の基準電圧値（Ｖ２）と
対比される。濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
２）よりも小さい場合には、書込時間が基準時間（Ｔ
２）と対比され、基準時間（Ｔ２）よりも少なければト
ナー補給量が少量（Ｌ）に補正される（補正量＝Ｌ）。
書込時間が次段の基準時間（Ｔ２）と対比された結果
が、基準時間（Ｔ２）以上の場合には、トナー補給量が
中量（Ｍ）に補正される（補正量＝Ｍ）。

【００４８】濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
２）以上である場合には、次段の基準電圧値（Ｖ３）と
対比される。濃度検出電圧値（Ｖ_TC）が基準電圧値（Ｖ
３）よりも小さい場合には、書込時間が次段の基準時間
（Ｔ３）と対比され、基準時間（Ｔ３）よりも書込時間
が少なければトナー補給量が中量（Ｍ）に補正される
（補正量＝Ｍ）。書込時間が基準時間（Ｔ３）と対比さ
れた結果が、基準時間（Ｔ３）以上の場合には、トナー
補給量が無条件に大量（Ｈ）に補正される（補正量＝
Ｈ）。

【００４９】上記対比に用いられる基準電圧値Ｖ１〜Ｖ
３の関係は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３に設定され、また、基準
時間Ｔ１〜Ｔ３の関係は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３に設定され
ている。但し、基準ドット数に関しては、画像形成装置
の構成等により、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３としてもよく、さら
に、基準ドット数に対して書込時間がきわめて少ない場
合には、トナーの飛散等の弊害を防止するためにトナー
補給量を少なくする状態に補正することが可能である。

【００５０】なお、本実施例に用いるトナー補給量は、
現像剤５００ｇに対して、少量（Ｌ）は２．５ｇ、中量
（Ｍ）は５．０ｇ、大量（Ｈ）は１０．０ｇに設定され
ている。しかし、この量自体は、装置固有の値であるの
で、装置の構成や現像剤の種類、さらには現像剤の量等
の型式に応じて設定できるものである。

【００５１】このような補給量の補正が行なわれた場合
のトナーの補給タイミングは、図３に示した場合と同じ
状態が設定される。

【００５２】上記構成からなる実施例について、本発明
者は、補正回路２０によるトナー補給量の補正結果によ
って画像濃度の変化を実験したところ、図７に示す結果
を得た。図７に示す実験結果は、画像面積率５％を対象
とした場合の画像濃度と画像面積率５０％を対象とした
場合の画像濃度とを交互に１０枚づつ、１ｔｏ１モード
により計２００枚に対して実験した結果であり、実線で
示す結果が本実施例によるものであり、二点鎖線で示す
結果は、図２０に示した従来構成によるもので得られた
結果である。図７からも明らかなように、従来構成の場
合には、画像面積率を５０％から５％に変更された直後
に、トナーの補給量およびタイミングがトナー消費度合
いに即応できず、同一画像内での濃度偏差がマクベス値
で最大０．２５となり、トナーの補給過多の状態が得ら
れのに対し、本実施例では、上記濃度偏差が０．１以下
という結果が得られ、トナーの補給過多の状態も見受け
られず、安定した画像濃度を維持することができた。

【００５３】上記実施例では、書込装置３としてレーザ
ービームを用いた画像形成装置を対象としたが、このよ
うな装置に限らず、ＬＥＤを用いたデジタル方式の画像
形成装置は勿論、画像面積率を算出するための手段を用
いるアナログ方式の画像形成装置を対象とすることも可
能である。発光手段を異ならせた場合におけるトナー補
給量の補正は、上記実施例の場合と同様である。このよ
うな構成によれば、書込装置の構成が小型化でき、画像
形成装置自体の大型化を防ぐことができる。

【００５４】次に請求項２記載の発明の実施例について
説明する。本実施例は、トナー像が転写される転写材の
サイズに応じて、トナーの補給量、補給時間および補給
タイミングを設定することを特徴としている。

【００５５】図８は、図３に示した現像装置４であり、
この現像装置４に用いられる現像スリーブは、軸方向の
長さが、複写に用いられる転写材のうちの最大サイズに
対応するように設定されている。一例として、Ａ３サイ
ズの転写材の場合でいうと、軸方向の長さは、２９７ｍ
ｍに設定されている。しかし、複写に用いられる転写材
は、現像スリーブの軸方向の長さの全域を使用するもの
だけとは限らない。一例として、Ｂ４サイズ（２５７ｍ
ｍ）の転写材やＡ４サイズの転写材をその長手方向を現
像スリーブの軸方向と直角にしてセットした場合（この
場合の現像スリーブの軸方向に対する長さは２１０ｍ
ｍ）には、現像スリーブの軸方向の長さよりも短い範囲
で現像が行なわれる。このため、現像スリーブの軸方向
両端あるいは一端側に現像に寄与しない領域が生じ、こ
れによって、図３に示した補給タイミングによりトナー
を補給した場合には、補給開始直後および補給終了直前
に、現像に寄与しない領域に対して新たなトナーが補給
されることになり、その部分での濃度が高くなり、新た
に現像スリーブの軸方向全域を用いるサイズの転写材へ
の現像時には、現像スリーブの軸方向で濃度ムラが発生
することになる。

【００５６】そこで、現像スリーブの軸方向の長さ未満
のサイズの転写材に対する現像時には、そのサイズに応
じて、補給タイミングを変更することが必要となる。以
下、図８および図９においてその詳細を説明する。現像
スリーブの軸方向全域を使用して現像する場合の現像用
撹拌スクリューＤでの現像材の移動領域が、図３におい
て符号Ｐ１、Ｐ２で示した範囲であるとすると、その範
囲よりも短い領域、図８において、符号Ｐ１′、Ｐ２′
で示す範囲を用いる場合には、図９に示す補給タイミン
グが設定される。なお、図９における符号の意味は次の
通りである。Ｔ２０：Ｐ１′地点からＰ３地点まで現像剤が移動する
時間Ｔ２１：Ｐ２′地点からＰ３地点まで現像剤が移動する
時間トナー補給タイミングは、図４において説明したタイミ
ングを基準とした場合、現像バイアスのオン／オフ時を
現像の開始／終了時に相当するとして、トナー補給開始
時期を、図４に示した開始時期に対して（Ｔ１０―Ｔ２
２）（秒）だけ遅らせ、トナー補給終了時期は、図４に
示した終了時期に対して（Ｔ１１―Ｔ２１）（秒）だけ
早めるようにし、図９に示すように、トナー補給開始時
期は、現像バイアスがオンされた時点から（Ｔ２０−Ｔ
１２）の関係が成立する時期に設定される。トナー補給
終了時期は、現像バイアスがオフされた時点から（Ｔ２
１−Ｔ１２）の関係が成立する時期に設定される。な
お、図９において最下段に示されているタイミングチャ
ートは、図４に示したタイミングチャートであり、本実
施例とのタイミングの違いを判りやすくするために示し
てある。

【００５７】これにより、現像剤が新たに補給されたト
ナーと混合されるまでの間の時間および新たに補給され
たトナーと混合撹拌された現像剤が現像スリーブに対向
するまでの時間が現像スリーブの軸方向の全域よりも短
い場合を対象とした際の現像スリーブと現像剤との接触
時期が調整でき、現像スリーブとの接触によって消費さ
れたトナーの補給が次に現像スリーブと接触するまでの
間に完了することになる。なお、この場合の転写剤のサ
イズ検知は、図示しない検知機構や手差しの際の側端ガ
イドの位置検知機構等を用いることにより、この検知結
果に基づく上記タイミングの補正が行なわれる。

【００５８】本実施例によれば、現像スリーブの軸方向
での現像範囲に応じて補給量およＢに補給タイミングを
補正することができるので、トナーの無駄な補給を防止
して現像スリーブの軸方向での現像剤濃度にムラを生じ
るような事態を未然に防止することができる。

【００５９】ところで、感光体の表面電位を一定にして
静電潜像に対する現像装置４から静電潜像に向け移動し
て付着するトナーの量は、温度に依存することが知られ
ている。例えば、１０℃６０％ＲＨ、２０℃６０％Ｒ
Ｈ、３０℃６０％ＲＨのように、同一湿度において温度
が変化している場合を比較すると、表面電位５００Ｖに
対する感光体上での単位面積あたりのトナー付着量は、
図１０に示すとおりである。図１０から明らかなよう
に、トナーの付着量は温度の上昇に比例して増加する。
従って、仮に、２０℃６０％ＲＨでの条件を基準にして
トナー濃度を設定した場合には、この条件以下の場合に
は画像濃度が必然的に低下し、この条件以上の場合には
画像濃度が必然的に上昇してしまう結果となる。特に、
画像濃度が上昇した場合には感光体の地肌汚れを招くと
いう二次的な不具合が発生する虞れがある。そこで、温
度変化に拘らず、一定したトナー濃度を維持することが
必要となる。

【００６０】図１１は、この場合の実施例を示してお
り、この実施例では、装置内での温度変化に応じて現像
装置４内でのトナー濃度検出結果を補正することを特徴
としている。図１１に示された実施例は、図１に示した
実施例の構成を基にして、感光体ドラム１の近傍に温度
センサ６０を配置し、その温度センサ６０を補正回路２
０に接続して構成されている。補正回路２０には、図１
に示した実施例と同様に、現像装置４に設置されている
トナー濃度検出センサ１０からの検出電圧Ｖ_TCおよび書
込ドットカウント部２１からの書込ドットのカウント数
Ｓ_TDが転送されるとともに、温度センサ６０からの出力
信号（Ｖ_TH）が入力されるようになっている。

【００６１】補正回路２０では、トナー濃度検出センサ
１０からの検出電圧Ｖ_TCおよび書込ドットカウント部２
１からのドットのカウント数Ｓ_TDを基にして、図２に示
した処理が実施されるとともに、図１０に示した温度−
トナー付着量の関係に基づいた温度に応じたトナー補給
量の補正を実施するようになっている。従って、図２に
示した処理により得られた補正結果に加えて図１０に示
した関係から得られる基準濃度、この場合は、２０℃６
０％ＲＨでの濃度が得られる付着量に補正され、この補
正結果に基づくトナー補給量を指示するための信号（Ｓ
_OU）が画像形成装置制御回路１１に出力される。本実施
例では、２０℃６０％ＲＨを基準濃度を得る条件とした
場合、１０℃６０％ＲＨの場合には、図２に示した処理
によって補正されたトナーの補給量に対して４％増量さ
れ、３０℃６０％ＲＨの場合には、図２に示した処理に
よって補正されたトナーの補給量に対して６％減量する
ようになっている。本実施例によれば、基準温度に対す
る各種温度環境下におけるトナー補給量の補正を行った
結果、マクベス値に基づく画像のＩＤ変動値が０．２５
から０．０８に減少することという結果が得られた。

【００６２】なお、温度センサ６０からの出力信号を画
像形成装置制御回路１１を介して補正回路２０に入力す
ることも可能である。この場合には、図１２に示すよう
に、画像形成装置制御回路１１と補正回路２０との間に
信号の入出力ラインを接続し、温度センサ６０からの出
力信号（Ｖ_TH）を補正回路２０に入力信号（Ｓ_IN）とし
て取込み、図１１に示した場合と同様な補正を行った結
果をフィードバック信号（Ｓ_OU）として画像形成装置制
御装置１１に出力することで、図１１に示した場合と同
様な結果が得られる。本実施例によれば、温度の変化に
拘らず、常に安定した画像濃度を維持することができる
ので、トナーの供給過多や供給不足や地肌汚れを起こす
ことなく安定した画像品質が得られる。

【００６３】感光体の表面電位を一定にして静電潜像に
対する現像装置４から静電潜像に向け移動して付着する
トナーの量は、湿度に依存することが知られている。例
えば、２０℃３０％ＲＨ、２０℃６０％ＲＨ、２０℃９
０％ＲＨのように、同一温度において湿度が変化してい
る場合を比較すると、表面電位５００Ｖに対する感光体
上での単位面積あたりのトナー付着量は、図１３に示す
とおりである。図１３から明らかなように、トナーの付
着量は湿度の上昇に比例して増加する。従って、仮に、
２０℃６０％ＲＨでの条件を基準にしてトナー濃度を設
定した場合には、この条件以下の場合には画像濃度が必
然的に低下し、この条件以上の場合には画像濃度が必然
的に上昇してしまう結果となる。特に、画像濃度が上昇
した場合には感光体の地肌汚れを招くという二次的な不
具合が発生する虞れがある。そこで、湿度変化に拘ら
ず、一定したトナー濃度を維持することが必要となる。

【００６４】図１４は、この場合の実施例を示してお
り、この実施例では、装置内での湿度変化に応じて現像
装置４内でのトナー濃度検出結果を補正することを特徴
としている。図１４に示された実施例は、図１に示した
実施例の構成を基にして、感光体ドラム１の近傍に湿度
センサ７０を配置し、その湿度センサ７０を補正回路２
０に接続して構成されている。補正回路２０には、図１
に示した実施例と同様に、現像装置４に設置されている
トナー濃度検出センサ１０からの検出電圧Ｖ_TCおよび書
込ドットカウント部２１からの書込ドットのカウント数
Ｓ_TDが転送されるとともに、湿度センサ７０からの出力
信号（Ｖ_CU）が入力されるようになっている。

【００６５】補正回路２０では、トナー濃度検出センサ
１０からの検出電圧Ｖ_TCおよび書込ドットカウント部２
１からのドットのカウント数Ｓ_TDを基にして、図２に示
した処理が実施されるとともに、図１３に示した湿度−
トナー付着量の関係に基づいた湿度に応じたトナー補給
量の補正を実施するようになっている。従って、図２に
示した処理により得られた補正結果に加えて図１３に示
した関係から得られる基準濃度、この場合は、２０℃６
０％ＲＨでの濃度が得られる付着量に補正され、この補
正結果に基づくトナー補給量を指示するための信号（Ｓ
_OU）が画像形成装置制御回路１１に出力される。本実施
例では、２０℃６０％ＲＨを基準濃度を得る条件とした
場合、２０℃３０％ＲＨの場合には、図２に示した処理
によって補正されたトナーの補給量に対して２．５％増
量され、２０℃９０％ＲＨの場合には、図２に示した処
理によって補正されたトナーの補給量に対して３．５％
減量するようになっている。本実施例によれば、基準湿
度に対する各種湿度環境下におけるトナー補給量の補正
を行った結果、マクベス値に基づく画像のＩＤ変動値が
０．１７から０．０８に減少し、地肌汚れに関しても一
定し変動することがなかった。

【００６６】なお、湿度センサ７０からの出力信号を画
像形成装置制御回路１１を介して補正回路２０に入力す
ることも可能である。この場合には、図１５に示すよう
に、画像形成装置制御回路１１と補正回路２０との間に
信号の入出力ラインを接続し、湿度センサ７０からの出
力信号（Ｖ_HU）を補正回路２０に入力信号（Ｓ_IN）とし
て取込み、図１４に示した場合と同様な補正を行った結
果をフィードバック信号（Ｓ_OU）として画像形成装置制
御装置１１に出力することで、図１４に示した場合と同
様な結果が得られる。本実施例によれば、湿度の変化に
拘らず、常に安定した画像濃度を維持することができる
ので、トナーの供給過多や供給不足や地肌汚れを起こす
ことなく安定した画像品質が得られる。なお、図１１、
図１２、図１４、図１５において示した温度センサ６０
および湿度センサ７０は、特に準備しなくても、他のプ
ロセス制御に用いられるものを兼用してもよいこと勿論
可能である。

【００６７】現像装置４に用いられる現像剤は、バージ
ン剤、所謂、最新の現像剤の状態から画像形成回数が増
加するに従いキャリアの抵抗値が低下したり、表面のコ
ーティング層が薄くなってトナーが固着することによ
り、トナーの帯電機能が劣化し、感光体への選択的な付
着を意味する現像能力が低下する。このため、感光体上
で一定の表面電位に設定されている静電潜像に対するト
ナーの移動による付着量も低下することになる。また、
トナー濃度検出センサー１０における現像剤との接触面
の摩耗やスクレーパ等、撹拌部材３Ｃ、３Ｄ（図１参
照）の経時劣化によってトナー濃度検出センサー１０か
らの出力値が実際の濃度にそぐわなくなる場合がある。
一例として、１０Ｋ（Ｋ＝１０００）枚の転写材を対象
として通紙テストをしたところ、表面電位が５００Ｖに
設定されている場合で単位面積あたりのトナーの付着量
は、図１６に示すように、通紙枚数が増加するに従って
低下する。このため、現像剤が最新のものであることを
前提として画像形成回数を考慮しないでトナーの補給制
御を実施すると、画像形成回数によっては、トナーの濃
度が低下することになる。

【００６８】そこで、画像形成回数に相当する通紙枚数
の増加にに拘らず、一定したトナー濃度を維持すること
が必要となる。

【００６９】図１７は、この場合の実施例を示してお
り、この実施例は、図１に示した実施例の構成を基にし
て、画像形成装置制御回路１１および補正回路２０に対
して通紙枚数カウント部８０が接続されて構成されてい
る。通紙枚数カウント部８０は、画像形成装置制御回路
１１からの通紙枚数情報が入力され現段階までの通紙枚
数の総数を記憶するようになっているとともに、新たに
画像形成装置制御回路１１から入力される通紙枚数をカ
ウントする機能を有し、その枚数情報信号（Ｓ_TR）を補
正回路２０に出力するようになっている。補正回路２０
では、通紙枚数カウント部８０からの枚数情報信号に基
づいて、図１６に示した枚数−トナー付着量の関係か
ら、枚数に応じたトナー補給量の補正を行う。この場合
の補正は、最新の現像剤を用いて初回の画像形成を行う
際のトナーの付着量が得られる方向に補正される。従っ
て、トナー濃度検出センサ１０から補正回路２０に入力
されたトナー濃度検出電圧（Ｖ_TC）に基づくトナー補給
量に対して枚数情報信号（Ｓ_TR）を基にした補給量の補
正が行われ、その補正結果が画像形成装置制御回路１１
への出力信号（Ｓ_OU）とされる。

【００７０】本発明者は、図１５に示した構成を用いて
通紙方向に長手方向を設定した場合のＡ４判サイズの転
写材を１０Ｋ（Ｋ＝１０００）枚通紙した後のマクベス
値による画像のＩＤ変動を観察したところ、ＩＤの低下
が補正前の０．１１から０．０５へと減少したことを確
認できた。本実施例においては、通紙枚数のみでなく、
通紙される転写材のサイズや通紙方向等も補正回路での
補正のための情報として取り込むことも可能である。

【００７１】なお、現像剤が最新のものであることを判
断する方法としては、現像剤を交換した後に行われる通
紙枚数のリセット処理あるいは装置自身での現像剤交換
の自動認識等の方法が用いられる。さらに、上記した経
時劣化を生じるもののうちで、現像剤自体の劣化と現像
装置のトナー濃度検出センサー１０の経時劣化とを分離
して各情報を個別に補正回路２０に取り込んで補正量を
設定するようにしてもよい。上記実施例に用いられる通
紙枚数カウント部８０は、既存のものを用いることも可
能である。

【００７２】経時によるトナーの付着量が低下する例と
しては、上述した例とは別に、感光体ドラム１を始めと
する各種作動部材を駆動するために用いられるメインモ
ータの駆動時間がある。本発明者は、この点に注目し、
メインモータの駆動時間とトナーの付着量との関係を調
査したところ、図１８に示す結果を得た。図１８は、表
面電位が５００Ｖに設定されている場合でメインモータ
の駆動時間に対する感光体上での単位面積あたりのトナ
ーの付着量を示している。図１８からも明らかなよう
に、メインモータの駆動時間が長くなるほどトナーの付
着量が低下している。

【００７３】そこで、メインモータの駆動時間の増加に
拘らず、一定したトナー濃度を維持することが必要とな
る。

【００７４】図１９は、この場合の実施例を示してお
り、この実施例は、図１に示した実施例の構成を基にし
て、画像形成装置制御回路１１および補正回路２０に対
してメインモータ駆動時間カウント部９０が接続されて
構成されている。メインモータ駆動時間カウント部９０
は、画像形成装置制御回路１１から現段階までの駆動時
間の総和が入力されて記憶されるとともに、新たに画像
形成装置制御回路１１から入力される画像形成回数に応
じた駆動時間をカウントする機能を有し、その駆動時間
情報信号（Ｓ_TM）を補正回路２０に出力するようになっ
ている。補正回路２０では、メインモータ駆動時間カウ
ント部９０からの駆動時間情報信号に基づいて、図１６
に示した駆動時間−トナー付着量の関係から、駆動時間
に応じたトナー補給量の補正を行う。この場合の補正
は、最新の現像剤を用いて初回の画像形成を行う際のト
ナーの付着量が得られる方向に補正される。従って、ト
ナー濃度検出センサ１０から補正回路２０に入力された
トナー濃度検出電圧（Ｖ_TC）に基づくトナー補給量に対
して駆動時間情報信号（Ｓ_TM）を基にした補給量の補正
が行われ、その補正結果が画像形成装置制御回路１１へ
の出力信号（Ｓ_OU）とされる。

【００７５】本発明者は、図１９に示した構成を用いて
通紙方向に長手方向を設定した場合のＡ４判サイズの転
写材を８０時間相当通紙した後のマクベス値による画像
のＩＤ変動を観察したところ、ＩＤの低下が補正前の
０．１０から０．０４へと減少したことを確認できた。
なお、駆動時間のカウントに関しては、クラッチなどを
用いて非作像時に現像装置での撹拌部材が停止している
ような場合には、現像装置の稼働時を対象として駆動時
間のカウントを行う方が精度の向上が見込まれる。さら
に、駆動時間のカウント部９０は、装置内に具備されて
いる既存のカウンタなどを用いることも可能である。

【００７６】本発明は上記した実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更することも可
能である。例えば、各実施例を単独で用いるのではな
く、組合わせることも可能であり、この場合には、トナ
ー補給の補正に関する情報が多くなることにより、さら
に正確な補正が可能になる。また、実施例に用いた基準
電圧や書込ドット数、書込時間などは装置固有のもので
あるので、実施する際には、装置の特性を考慮して用い
ること勿論である。

【００７７】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明によれば、像担持体上に上記静電潜像を形成するた
めの走査光照射若しくは投影する手段による潜像書込み
面積率を検出する手段による潜像書込み面積率に応じて
現像剤の補給量、補給時間および補給タイミングが設定
されるので、画像濃度に対して消費されたトナーの量に
応じた補給が即応して行なえ、これによって、常に安定
した画像濃度を維持させるＫとが可能になる。

【００７８】請求項２記載の発明によれば、画像が転写
される転写材の大きさにより、上記現像材の補給量、補
給時間および補給タイミングが補正されるので、転写材
のサイズ変更に応じてトナーの補給量および補給タイミ
ングを適性化して安定した画像濃度を維持させることが
可能になる。

【００７９】請求項３および４記載の発明によれば、像
担持体へのトナーの付着量の変化に影響する装置内の温
度に応じてトナーの補給量が補正されるので、温度変化
に即応して画像濃度の変化を防止することができ、これ
により、常に安定した画像濃度を維持することが可能に
なる。

【００８０】請求項５および６記載の発明によれば、像
担持体へのトナーの付着量の変化に影響する装置内の湿
度に応じてトナーの補給量が補正されるので、湿度変化
に即応した画像濃度の安定かを維持することが可能にな
る。

【００８１】請求項７記載の発明によれば、現像剤交換
後からの通紙枚数のカウント数に応じてトナーの補給量
が補正されるので、通紙枚数による画像濃度の変化に即
応して濃度を安定化させることができる。

【００８２】請求項８記載の発明によれば、現像剤交換
後からの像担持体の駆動源の駆動時間に応じてトナーの
補給量が補正されるので、駆動時間による画像濃度の変
化に即応して濃度補正を行なうことにより常に安定した
画像濃度を維持することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の基本的な
システム構成を説明するための図である。

【図２】図１に示した画像形成装置で実行される濃度補
正を説明するためのフローチャートである。

【図３】図１に示した画像形成装置の要部の構成を示す
断面図である。

【図４】図３に示した要部で実行される補給タイミング
を説明するためのタイミングチャートである。

【図５】図１に示した画像形成装置における一部変形例
のシステム構成を説明するための図である。

【図６】図５に示した画像形成装置において実行される
濃度補正を説明するためのフローチャートである。

【図７】図１および図５に示した画像形成装置によって
得られる画像濃度と従来の装置で得られる画像濃度との
比較を説明するための線図である。

【図８】請求項２記載の発明の実施例による画像形成装
置の要部を示す断面図である。

【図９】図８に示した要部で実行される補給タイミング
を説明するためのタイミングチャートである。

【図１０】温度とトナー付着量との関係を説明するため
の線図である。

【図１１】図１０に示した関係を基にした画像形成装置
の要部の構成を示す図である。

【図１２】図１１に示した要部構成の変形例を示す図で
ある。

【図１３】湿度とトナーの付着量との関係を説明するた
めの線図である

【図１４】図１３に示した関係を基にした画像形成装置
の要部を示す図である。

【図１５】図１４に示した要部構成の変形例を示す図で
ある。

【図１６】画像形成回数に相当する通紙枚数とトナー付
着量との関係を説明するための線図である。

【図１７】図１６に示した関係を基にした画像形成装置
の要部を示す図である。

【図１８】メインモータの駆動時間とトナーの付着量と
の関係を説明するための線図である。

【図１９】図１８に示した関係を基にした画像形成装置
の要部を示す図である。

【図２０】トナー補給のための構成を備えた画像形成装
置の従来例を示す図である。

【図２１】図２０に示した画像形成装置における現像装
置の要部を示す断面図である。

【図２２】図２１に示した要部の斜視図である。

【図２３】図２１に示した要部の内部構造を示す断面図
である。

【図２４】図２０に示した画像形成装置における画像制
御手順を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１像担持体のひとつである感光体ドラム３書込走査装置３Ａ半導体レーザー１０トナー濃度検出センサ１１トナー濃度制御用画像形成装置制御回路２０補正回路２１書込ドットカウント部２２書込時間カウント部６０温度センサ７０湿度センサ８０通紙枚数カウント部９０メインモータ駆動時間カウント部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、走査光を照射、投影すること
により上記像担持体上に形成された静電潜像をトナーと
キャリアとからなる二成分系現像剤により可視像処理す
る手段と、現像剤中のトナー濃度を検出し、その検出結
果を基にしてトナー補給制御を実行するトナー補給手段
を備えた画像形成制御部とを備えた画像形成装置におい
て、上記像担持体上に上記静電潜像を形成するための走査光
照射若しくは投影する手段による潜像書込み面積率を検
出する手段と、上記面積検出手段からの潜像書込み面積率に応じて上記
現像剤の補給量、補給時間および補給タイミングを設定
する画像形成装置制御部と、を備えていることを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、上記画像形成装置制御部は、現像により可視像とされた
画像が転写される転写材の大きさにより、上記現像材の
補給量、補給時間および補給タイミングを補正すること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の画像形成装置に
おいて、上記画像形成装置制御部は、装置内の温度検出手段が接
続され、温度に応じて上記トナーの補給量を補正するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３記載の画像形成装置において、上記画像形成装置制御部は、像担持体に対するトナーの
付着量が増加する温度の傾向に応じて所定濃度に矯正す
るようにトナーの補給量を補正することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項５】請求項１及至４のうちの一つに記載の画像
形成装置において、上記画像形成装置制御部は、装置内の湿度検出手段が接
続され、湿度に応じて上記トナーの補給量を補正するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５記載の画像形成装置において、上記画像形成装置制御部は、像担持体に対するトナーの
付着量が増加する湿度の傾向に応じて所定濃度に矯正す
るように上記トナーの補給量を補正することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項７】請求項１及至６のうちの一つに記載の画像
形成装置において、上記画像形成装置制御部は、現像剤交換後からの通紙枚
数をカウントする手段が接続され、上記カウント手段に
よる通紙枚数に応じて上記トナーの補給量を補正するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１及至７のうちの一つに記載の画像
形成装置において、上記画像形成装置制御部は、現像剤交換後からの像担持
体の駆動源の駆動時間をカウントする手段が入力側に接
続され、上記駆動時間に応じて上記トナーの補給量を補
正することを特徴とする画像形成装置。