JPH0850407A

JPH0850407A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0850407A
Application number: JP6204403A
Authority: JP
Inventors: Hajime Koyama; 一小山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JP3398486B2

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤量が少ない場合や現像剤の撹拌能力が
あまり高くない場合でも、地肌汚れやトナー飛散を発生
させることなく、所定の画像濃度を維持して現像器内に
トナー補給できる複写機を提供する。【構成】トナーホッパ１０から現像器９内へトナー補
給する補給ローラ１６等からなるトナー補給手段と、現
像器９内の現像剤を撹拌する撹拌パドル１２と、原稿の
画像を読み取る光学スキャナー１と、画像の読み取り結
果に基づいてコピー時のトナー消費量の予測値を算出
し、トナー消費量の予測値に基づいてトナー補給量を設
定し、トナー補給量の設定値に基づいてトナー補給手段
を制御する制御部１８とを備えた複写機において、制御
部１８を、トナー消費量の予測値が所定値より大きい場
合に、トナー消費量の予測値に応じた量よりも所定量だ
け少なめにトナー補給量を設定するように構成したこと
を特徴とする複写機。

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、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、現
像装置のトナー収容部から現像器内に必要に応じてトナ
ーを補給する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
例えば原稿の画像を読み取り、その読み取り結果に基づ
いて画像形成時のトナー消費量の予測値を算出し、該ト
ナー消費量の予測値に基づいてトナー補給量を設定し、
該トナー補給量の設定値に基づいて補給ローラ等のトナ
ー補給手段を制御するトナー補給制御を行うものが知ら
れている。また、例えば現像器内の現像剤のトナー濃度
を検出し、その検出値と基準値との比較結果に基づいて
トナー補給量を設定し、該トナー補給量の設定値に基づ
いてトナー補給手段を制御するトナー補給制御や、該ト
ナー補給制御においてトナー補給量の設定に用いる基準
値を、像担持体上に形成した基準画像の画像濃度の検出
結果に基づいて補正するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
画像形成装置のトナー補給制御においては、トナー補給
量の多少とは無関係に、画像濃度又はトナー濃度を一定
濃度に維持するようにトナー収支をバランスさせてトナ
ー補給量を設定しているので、現像剤全体の量が少ない
場合や現像剤の撹拌能力があまり高くない場合は、トナ
ー補給量が多くなると補給トナーの帯電量の立ち上げが
不足気味になりやすく、画像上の地肌汚れや、トナー飛
散による機内の汚染が発生しやすくなる。

【０００４】図２は、原稿の画像の読み取り結果に基づ
いて画像形成時のトナー消費量の予測値を算出し、該ト
ナー消費量の予測値に基づいてトナー補給量を設定し、
該トナー補給量の設定値に基づいて補給ローラ等のトナ
ー補給手段を制御するトナー補給制御において、現像剤
の撹拌能力が一定の下で現像剤量及びトナー濃度の制御
レベルを変化させた場合の、等倍時の原稿面積率ρと地
肌汚れランクとの関係の一例を示す特性図である。図中
の記号○，●は現像剤量が１.０kgの場合のデータを示
し、記号△，▲は現像剤量が０．３kgの場合のデータを
示している。また、白抜きの記号○，△はトナー濃度の
制御レベルが２．０wt％の場合のデータを示し、黒塗り
の記号●，▲はトナー濃度の制御レベルが１．７wt％の
場合のデータを示している。また、現像器９内の現像剤
は、図３（ａ）に示すように一つの撹拌パドル１２から
なる撹拌手段で撹拌している。この図２の特性図からわ
かるように、原稿面積率が高くなってトナー消費量が多
くなるほど、すなわち現像器内へのトナー補給量が多く
なるほど、補給したトナーの摩擦帯電量の立上りが不足
気味になり、その帯電量不足のトナーもより多く現像領
域に到達するようになって地肌汚れが発生しやすくなる
という傾向がある。しかも、この原稿面積率が高くなる
に従って地肌汚れが発生しやすくなるという傾向は、現
像剤量が少ないほど、またトナー濃度の制御レベルが高
いほど強くなっている。

【０００５】図４は、図２とは異なり現像剤量が一定
（０．３kg）の下で現像剤の撹拌能力及びトナー濃度の
制御レベルを変化させた場合の、等倍時の原稿面積率ρ
と地肌汚れランクとの関係の一例を示す特性図である。
図中の記号□，■は撹拌パドル１２が一つで撹拌能力が
低い場合（図３（ａ）参照）のデータを示し、記号△，
▲は撹拌パドル１２ａ，ｂが二つで撹拌能力が高い場合
（図３（ｂ）参照）のデータを示している。また、白抜
きの記号□，△はトナー濃度の制御レベルが２．０wt％
の場合のデータを示し、黒塗の記号■，▲はトナー濃度
の制御レベルが１．７wt％の場合のデータを示してい
る。この図４の特性図からは更に、原稿面積率が高くな
るに従って地肌汚れが発生しやすくなるという傾向は、
現像剤の撹拌能力が低いほど強くなっていることがわか
る。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、現像剤量が少ない場
合や現像剤の撹拌能力があまり高くない場合でも、地肌
汚れやトナー飛散を発生させることなく、所定の画像濃
度が維持できるように現像器内にトナーを補給すること
ができる画像形成装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナー収容部から現像器内へト
ナーを補給するトナー補給手段と、該現像器内の現像剤
を撹拌する現像剤撹拌手段と、原稿の画像を読み取る画
像読み取り手段と、該画像の読み取り結果に基づいて画
像形成時のトナー消費量の予測値を算出し、該トナー消
費量の予測値に基づいてトナー補給量を設定し、該トナ
ー補給量の設定値に基づいて該トナー補給手段を制御す
る制御手段とを備えた画像形成装置において、該制御手
段を、該トナー消費量の予測値が所定値より大きい場合
に、該トナー消費量の予測値に応じた量よりも所定量だ
け少なめに該トナー補給量を設定するように構成したこ
とを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項２の発明は、トナー収容部か
ら現像器内へトナーを補給するトナー補給手段と、該現
像器内の現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、該現像器
内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段
と、該トナー濃度の検出値と基準値との比較結果に基づ
いてトナー補給量を設定し、該トナー補給量の設定値に
基づいて該トナー補給手段を制御する制御手段とを備え
た画像形成装置において、該制御手段を、直前のトナー
補給時までのトナー補給量が増加傾向に推移している場
合に、該トナー濃度の検出値と基準値との比較結果に応
じた量よりも所定量だけ少なめに該トナー補給量を設定
するように構成したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項３の発明は、トナー収容部か
ら現像器内へトナーを補給するトナー補給手段と、該現
像器内の現像剤を撹拌する現像剤撹拌手段と、該現像器
内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段
と、像担持体上に基準画像を形成する基準画像形成手段
と、該像担持体上の基準画像の画像濃度を検出する画像
濃度検出手段と、該トナー濃度の検出値と基準値との比
較結果に基づいてトナー補給量を設定し、該トナー補給
量の設定値に基づいて該トナー補給手段を制御するとと
もに、該画像濃度の検出結果に基づいて該基準値を補正
する制御手段とを備えた画像形成装置において、該制御
手段を、該基準画像の画像濃度検出前の所定期間におけ
るトナー補給量が増加傾向に推移している場合に、該ト
ナー濃度の検出値と基準値との比較結果及び該画像濃度
の検出結果に応じた量よりも所定量だけ少なめに該トナ
ー補給量を設定するように構成したことを特徴とするも
のである。

【００１０】

【作用】請求項１の画像形成装置においては、画像読み
取り手段による原稿の画像の読み取り結果に基づいて、
画像形成時のトナー消費量の予測値を算出し、該トナー
消費量の予測値に基づいてトナー補給量を設定する。こ
こで、該トナー消費量の予測値が所定値より大きい場合
に、該トナー消費量の予測値に応じた量よりも所定量だ
け少なめに、具体的には画像濃度が許容範囲から外れな
い程度の量だけ少なめに、該トナー補給量を設定し、そ
の設定値に応じてトナーを補給することにより、現像器
内のトナー量を所定以下に抑え、現像器内の現像剤量が
少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌能力が低い場合で
も、補給したトナーの帯電量を十分に立ち上げ、帯電量
不足のトナーの増加を抑えることができるようになる。

【００１１】請求項２の画像形成装置においては、トナ
ー濃度検出手段による現像器内の現像剤のトナー濃度の
検出値と基準値との比較結果に基づいてトナー補給量を
設定する。ここで、直前のトナー補給時までのトナー補
給量が増加傾向に推移している場合に、該トナー濃度の
検出値と基準値との比較結果に応じた量よりも所定量だ
け少なめに、具体的には画像濃度が許容範囲から外れな
い程度の量だけ少なめに、該トナー補給量を設定し、そ
の設定値に応じてトナーを補給することにより、現像器
内のトナー量を所定以下に抑え、現像器内の現像剤量が
少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌能力が低い場合で
も、補給したトナーの帯電量を十分に立ち上げ、帯電量
不足のトナーの増加を抑えることができるようになる。

【００１２】請求項３の画像形成装置においては、トナ
ー濃度検出手段による現像器内の現像剤のトナー濃度の
検出値と基準値との比較結果、及び像担持体上に形成し
た基準画像の画像濃度の検出結果に基づいてトナー補給
量を設定する。ここで、基準画像の画像濃度検出前の所
定期間におけるトナー補給量が増加傾向に推移している
場合に、該トナー濃度の検出値と基準値との比較結果及
び該画像濃度の検出結果に応じた量よりも所定量だけ少
なめに、具体的には画像濃度が許容範囲から外れない程
度の量だけ少なめに、該トナー補給量を設定することに
より、現像器内のトナー量を所定以下に抑え、現像器内
の現像剤量が少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌能力が
低い場合でも、補給したトナーの帯電量を十分に立ち上
げ、帯電量不足のトナーの増加を抑えることができるよ
うになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した実施例につい
て説明する。〔実施例１〕図１は、実施例１に係る複写機の概略構成
を示す正面図である。先ず、複写機全体の概略について
説明する。図１において、原稿の画像はＣＣＤラインセ
ンサ等からなる図示しない画像読み取り手段としての光
学スキャナー１によって読み取られる。そして、矢印方
向に回転している像担持体としてのドラム状の感光体２
が帯電器３で一様に帯電された後、図示しない露光装置
によって上記光学スキャナー１で読み取られた画像デー
タに基づいて光が照射され、感光体２上に静電潜像が形
成される。この静電潜像は、感光体２の右側方に設けら
れた現像装置４のトナーによりトナー像化され、このト
ナー像は、図示しない給紙部から搬送されてきた転写紙
（不図示）に転写チャージャ５により転写される。トナ
ー像が転写された転写紙は、分離チャージャ６により感
光体２から分離され、図示しない定着装置を通ってコピ
ー紙として機外に排出される。一方、転写後の感光体２
は、感光体２の左側方に設けられたクリーニング装置７
によって残留トナーが除去されてから除電ランプ８で残
留電荷が除電されて、一様帯電器２による次の帯電に備
えられる。

【００１４】上記現像装置４は、主に現像器９と、その
上方に設けられたトナー収容部であるトナーホッパ１０
とから構成されている。現像器９は、ケーシングの感光
体２に向いた開口部に図示しない磁石を内蔵し、かつ図
示しない現像クラッチを介して連結された現像用モータ
で矢印方向に回転駆動される現像スリーブ１１、ケーシ
ング底部に現像剤撹拌手段としての撹拌パドル１２、現
像スリーブ１１上に担持された現像剤量を規制する現像
剤規制部材としてのドクターブレード１３、補給された
トナーと現像器９内の現像剤とを混合する混合部材１４
等を有しており、上記撹拌パドル１２でトナーとキャリ
ヤとからなる現像剤を混合撹拌しながら現像スリーブ１
１上に補給している。トナーホッパ１０は、下部の現像
器９へのトナー排出部に、補給用モータ１５により回転
駆動されるトナー補給手段である補給ローラ１６を有し
ている。この補給用モータ１５はモーター駆動回路１７
によって駆動される。

【００１５】上記光学スキャナー１及びモータ駆動回路
１７は、例えばマイクロコンピュータからなる制御手段
として制御部１８の入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）
に接続されている。この制御部１８は主にマイクロプロ
セッサ（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、読
み出し書き込みメモリ（ＲＡＭ）及び上記Ｉ／Ｏからな
り、Ｉ／Ｏを介して補給ローラ１６を駆動する補給用モ
ータ１５の駆動回路１７に制御信号を出力するように構
成されている。上記ＲＯＭには、後述するトナー補給制
御のプログラムが記憶されている。

【００１６】次に、コピー動作ごとに実行されるトナー
補給制御について説明する。本実施例１のトナー補給制
御では、光学スキャナー１で読み取った原稿の画像デー
タを制御部１８に送り、この画像データに基づいて画像
形成時のトナー消費量の予測値を算出している。このト
ナー消費量の予測値を算出する際には、画像データから
求めた原稿面積率ρ及びコピーサイズのデータと、図示
しない操作部から送られてきた変倍率のデータとを用
い、ベタ部におけるトナー付着量Ｍ／Ａ（mg/cm²）が所
定の付着量になるように、トナー消費量の予測値（ｇ）
が算出される。

【００１７】ここで、図５に示すように、同じトナー補
給率（コピーサイズ及び変倍率一定条件下での原稿面積
率１００％のときのトナー補給量に対する他の原稿面積
率のときのトナー補給量の割合）でも、現像器９内の現
像剤のトナー濃度ＴＣが低いほど地肌汚れが発生しにく
いので、本実施例１では、コピーする原稿の原稿面積率
が大きくトナー消費量の予測値が多くなるような場合に
は、そのトナー消費量の予測値に応じた量よりも所定量
だけ少なめに補給ローラ１６で補給するトナー補給量、
すなわち補給ローラ１６の補給能力が一定の場合のトナ
ー補給時間Ｔ（補給ローラ１６の駆動時間）を設定して
いる。

【００１８】図６は、本実施例１におけるトナー補給
量、すなわち補給ローラ１６の補給能力が一定の場合の
トナー補給時間Ｔの具体的な設定例を説明するための図
である。図中の符号Ａ１，Ａ２，Ａ３で示したライン
は、それぞれ黒ベタ部のトナー付着量Ｍ／Ａを０．５５
mg/cm²（中心）、０．６５mg/cm²（上限）及び０．４５
mg/cm²（下限）に保つための原稿面積率ρとトナー補給
時間Ｔとの関係を示しており、それぞれ下記の数１、数
２及び数３の式に対応している。

【００１９】本実施例１では、図６の符号Ａ４のライン
及び表１に示すようにトナー補給時間Ｔを設定してい
る。すなわち、原稿面積率ρが０．３０以下であってト
ナー消費量の予測値が少ない場合には、トナー消費量の
予測値に応じた符号Ａ２のラインのトナー補給時間より
も長めにトナー補給時間Ｔを設定している。この場合の
トナー付着量Ｍ／Ａは０．５５mg/cm²≦Ｍ／Ａ＜０．６
５mg/cm²の許容範囲内に収まっている。一方、原稿面積
率ρが０．３０よりも大きくトナー消費量の予測値が多
い場合には、トナー消費量の予測値に応じたラインＡ２
のトナー補給時間よりも短めにトナー補給時間Ｔを設定
している。この場合のトナー付着量Ｍ／Ａも０．４５mg
/cm²＜Ｍ／Ａ≦０．５５mg/cm²の許容範囲内に収まって
いる。

【数１】Ｔ＝０．０１６７ρ

【数２】Ｔ＝０．０２０３ρ

【数３】Ｔ＝０．０１３８ρ

【表１】

【００２０】なお、等倍でないコピー時のトナー補給時
間Ｔは、上記画像データから算出した原稿面積率ρに変
倍率αを掛け、このαρの値を上記図６及び表１におけ
るρの代わりに用いてトナー補給時間Ｔを設定する。

【００２１】そして、上記設定したトナー補給量だけ現
像器９内にトナー補給されるように、上記トナー補給量
の設定値（ｇ）を補給ローラ１６のトナー補給能力（ｇ
／秒）で割った時間（秒）だけ補給ローラ１６を駆動す
るように制御部１８で制御される。

【００２２】図７（ｂ）〜（ｅ）は、上記トナー補給制
御を採用して図７（ａ）に示すように原稿面積率ρが２
０％及び４０％の原稿について１００枚ずつ交互にコピ
ーを行ったときの、トナー補給率、地肌汚れランク、画
像濃度、トナー濃度ＴＣの変化を示すグラフである。図
７（ａ）及び（ｂ）から判るように、原稿面積率ρが２
０％の原稿についてコピーしているときにはトナー補給
率２０％よりも多めにトナーを補給しており、原稿面積
率ρが４０％の原稿についてコピーしているときにはト
ナー補給率４０％よりも少なめにトナーを補給してい
る。そして、図７（ａ）及び（ｃ）から判るように、い
ずれの原稿面積率ρの原稿についてコピーしているとき
でも、地肌汚れランクが標準レベル（４）より高い良好
な値（４．５）となっている。また、図７（ａ），
（ｄ），（ｅ）及び図８のトナー濃度と画像濃度との関
係から判るように、原稿面積率ρが２０％の場合にはト
ナー濃度及び画像濃度がともに高めに変化し、一方原稿
面積率ρが４０％の場合にトナー濃度及び画像濃度がと
もに低めに変化しているが、その変化幅は目標中心値を
中心とした許容範囲内に入っているので、問題とならな
い。

【００２３】以上、本実施例１によれば、原稿面積率ρ
が大きくトナー消費量の予測値が多くなるような場合
に、トナー消費量の予測値に応じた時間よりも所定時間
だけ短めにトナー補給時間Ｔを設定することにより、画
像濃度が所定の濃度から外れない程度に現像器９内の現
像剤のトナー濃度を低めにし、補給したトナーの帯電量
を十分に立ち上げることができるので、地肌汚れ及びト
ナー飛散を防止することができるとともに、画像濃度の
変化は所定の許容範囲内に収めることができる。

【００２４】また、本実施例１によれば、原稿面積率ρ
が小さくトナー消費量の予測値が少なくなるような場合
に、トナー消費量の予測値に応じた時間よりも所定時間
だけ長めにトナー補給時間Ｔを設定することにより、画
像濃度が所定の濃度から外れない程度に現像器９内の現
像剤のトナー濃度を高めにし、次のトナー消費が多い原
稿のコピー時における急激なトナー消費に備えておくこ
とができるので、画像濃度の急激な落ち込みを防止する
ことができるという効果がある。但し、原稿面積率ρが
小さくトナー消費量の予測値が少なくなるような場合
に、本実施例１のように必ずしもトナー補給時間を長め
に設定する必要はない。

【００２５】また、本実施例１によれば、原稿のコピー
サイズ、画像面積率、及び変倍率を用いてトナー消費量
を正確に予測していることにより、トナー補給制御にお
けるトナー補給量を適正に設定することができる。

【００２６】〔実施例２〕図９は、実施例２に係る複写
機の概略構成を示す正面図であって、図１と同様な部分
には同一の符号を付してあり、それらの機能も同様であ
るので、それらについての説明は省略する。本実施例２
の複写機においては、現像装置４の現像器９のケーシン
グ底部の壁面に、例えば図１０の出力特性を有する透磁
率センサからなるトナー濃度検出手段としてのトナー濃
度センサ１９が設けられている。このトナー濃度センサ
１９の出力電圧は、図示しないＡ／Ｄ変換器を介して制
御部１８のＩ／Ｏインターフェースに入力される。

【００２７】本実施例２のトナー補給制御においては、
コピー毎にトナー濃度センサ１９によって現像器９内の
トナー濃度を検出し、その出力値Ｖtと目標濃度値に対
応する制御基準値Ｖrefとの差を算出し、その差Ｖｔ−
Ｖrefとそのｎ枚前からのコピー時のトナー補給時間Ｔ
の推移に基づいてトナー補給時間Ｔを設定している。上
記トナー補給時間Ｔの推移は、例えば、上記ｎ枚のコピ
ーを前半部（ｎ枚前からｎ／２枚前まで）と後半部（ｎ
／２枚前から直前の１枚前まで）とに区分し、その前半
部におけるトナー補給時間Ｔの合計と後半部におけるト
ナー補給時間Ｔの差によって判断することができる。（以下、余白）

【００２８】そして、具体的には、過去のトナー補給時
間Ｔが次の数４を満足するように減少傾向で推移してい
る場合には、図１１の符号Ｂ１で示すラインを用いて、
Ｖｔ−Ｖrefの値に応じた時間（ラインＢ２）よりも長
めにトナー補給時間Ｔを設定する。また、過去のトナー
補給時間Ｔが次の数５を満足するように略一定に安定し
て推移している場合には、図１１の符号Ｂ２で示すライ
ンを用いて、Ｖｔ−Ｖrefの値に応じた時間にトナー補
給時間Ｔを設定する。また、過去のトナー補給時間Ｔが
数６を満足するように増加傾向に推移している場合に
は、図１１の符号Ｂ３で示すラインを用いて、Ｖｔ−Ｖ
refの値に応じた時間（ラインＢ２）よりも短めにトナ
ー補給時間Ｔを設定する。ここで、上記トナー補給時間
Ｔの変化幅は画像濃度が所定範囲内に収まる程度に設定
する。そして、制御部１８によって、上記設定したトナ
ー補給時間Ｔだけ補給ローラ１６を回転駆動するよう
に、駆動回路１７を介して補給モータ１５を制御する。

【数４】

【数５】

【数６】

【００２９】以上、本実施例２によれば、過去のｎ枚前
からのトナー補給時間Ｔの推移が増加傾向にある場合
に、Ｖｔ−Ｖrefの値に応じた時間よりも所定時間だけ
短めにトナー補給時間Ｔを設定することにより、画像濃
度が所定の濃度から外れない程度に現像器９内の現像剤
のトナー濃度を低めにし、補給したトナーの帯電量を十
分に立ち上げることができるので、地肌汚れ及びトナー
飛散を防止することができるとともに、画像濃度の変化
は所定の許容範囲内に収めることができる。

【００３０】また、本実施例２によれば、過去のｎ枚前
からのトナー補給時間Ｔの推移が減少傾向にある場合
に、Ｖｔ−Ｖrefの値に応じた時間よりも所定時間だけ
長めにトナー補給時間Ｔを設定することにより、画像濃
度が所定の濃度から外れない程度に現像器内の現像剤の
トナー濃度を高めにし、次のトナー消費が多い原稿のコ
ピー時における急激なトナー消費に備えておくことがで
きるので、画像濃度の急激な落ち込みを防止することが
できる。但し、トナー補給時間Ｔの推移が減少傾向にあ
る場合に、本実施例２のように必ずしもＶｔ−Ｖrefの
値に応じた時間よりも長めにトナー補給時間Ｔを設定す
る必要はない。

【００３１】〔実施例３〕図１２は、実施例３に係る複
写機の概略構成を示す正面図であって、上記実施例２の
図９と同様な部分には同一の符号を付してあり、それら
の機能も同様であるので、それらについての説明は省略
する。本実施例３の複写機においては、上記トナー濃度
センサ１９に加えて、現像器９よりも感光体２回転方向
下流側の感光体２表面に対向する位置に、後述の基準画
像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段としての光学
センサ２０が設けられている。この光学センサ２０は感
光体２表面に向けて光を照射する発光素子と感光体２表
面からの反射光を受光する光電変換素子とから構成され
ている。また、光学センサ２０の出力電圧は、トナー濃
度センサ１９の出力電圧とともに図示しないＡ／Ｄ変換
器を介して制御部１８のＩ／Ｏインターフェースに入力
される。また、光学センサ２０の光学面の汚れ等の影響
を補正するために、基準画像の画像濃度に対する出力Ｖ
spとともに、感光体２の地肌部に対する出力Ｖsgが制御
部１８に入力され、その比Ｖsp／Ｖsgの値が後述のトナ
ー補給制御に用いられる。

【００３２】上記光学センサ２０で画像濃度が検出され
る基準画像は、その画像濃度が所定濃度に設定されてお
り、所定のタイミングで、例えばコピー１０枚目ごと
に、帯電器３、図示しない露光装置、現像装置４などか
らなる基準画像形成手段によって感光体２上に形成され
る。

【００３３】本実施例３のトナー補給制御においては、
上記実施例２と同様にコピー毎にトナー濃度センサ１９
によって現像器９内のトナー濃度を検出し、その出力値
Ｖtと目標濃度値に対応する制御基準値Ｖrefとの差Ｖｔ
−Ｖrefを算出している。そして、現像剤特性等の変化
によって現像能力が変化した場合でも画像濃度が略一定
になるように、上記光学センサ２０による基準画像の検
出結果に基づいて、上記トナー補給量の設定時に用いる
制御基準値Ｖrefを補正している。例えば、現像能力が
低下して感光体２上の基準画像の濃度が低下した場合に
は、光学センサ２０の出力Ｖsp／Ｖsgの値が前もって設
定している基準値より大きくなる。そのＶsp／Ｖsgの増
加分に基づいて、上記トナー濃度センサ１９の制御基準
値Ｖrefを小さくなるように補正してトナーを多めに補
給し、現像器９内の現像剤のトナー濃度を高くして現像
能力を向上させる。これにより、画像濃度が所定濃度に
維持される。逆に、現像能力が高くなって光学センサ２
０の出力Ｖsp／Ｖsgの値が前もって設定している基準値
より小さくなった場合には、トナー濃度センサ１９の制
御基準値Ｖrefを大きくなるように補正してトナーを少
なめに補給し、現像器９内の現像剤のトナー濃度を高く
して現像能力を低下させる。

【００３４】ここで、経時的に現像剤特性の変化率が減
少して略一定となった所定期間内においては、現像剤の
トナー濃度と光学センサ２０の出力Ｖsp／Ｖsgとの関係
が図１３のようになり、光学センサ２０の出力Ｖsp／Ｖ
sgとトナー濃度センサ１９の出力Ｖｔとの関係が図１４
のようになる。図１３中のラインＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、
それぞれトナー付着量Ｍ／Ａが０．４５mg/cm²、０．５
５mg/cm²、０．６５mg/cm²に対応する光学センサ２０の
出力Ｖsp／Ｖsgのレベルを示している。

【００３５】また、上記本実施例３では、光学センサ２
０による基準画像の画像濃度の検出結果Ｖsp／Ｖsgに加
え、過去のｎ枚前からのトナー補給時間Ｔの推移に基づ
いて、上記制御基準値Ｖrefを補正している。すなわ
ち、図１５に示すように、ｎ枚前からのコピー時のトナ
ー補給時間Ｔの推移に基づいて、光学センサ２０による
基準画像の濃度検出を行うＱ枚目における上記制御基準
値Ｖrefの補正量ΔＶrefを決定する。具体的には、過去
のトナー補給時間Ｔが次の数７を満足するように減少傾
向で推移している場合には、図１５の符号Ｄ１で示すラ
インを用いて、光学センサ２０の検出結果Ｖsp／Ｖsgに
応じた時間よりも長めにトナー補給するように、Ｑ枚目
における制御基準値Ｖrefの補正量ΔＶrefを設定する。
また、過去のトナー補給時間Ｔが次の数８を満足するよ
うに略一定に安定して推移している場合には、それぞれ
図１５の符号Ｄ２で示すラインを用いて、光学センサ２
０の検出結果Ｖsp／Ｖsgに応じた時間だけトナー補給す
るように、Ｑ枚目における制御基準値Ｖrefの補正量Δ
Ｖrefを設定する。また、過去のトナー補給時間Ｔが数
９を満足するように増加傾向に推移している場合には、
図１５の符号Ｄ３で示すラインを用いて、光学センサ２
０の検出結果Ｖsp／Ｖsgに応じた時間よりも短めにトナ
ー補給するように、Ｑ枚目における制御基準値Ｖrefの
補正量ΔＶrefを設定する。ここで、上記補正量ΔＶref
の上下限は画像濃度が所定範囲内に収まる程度に設定す
る。そして、制御部１８によって、上記補正後の制御基
準値Ｖrefを用いてＶｔ−Ｖrefを算出し、そのＶｔ−Ｖ
refに応じたトナー補給時間だけ補給ローラ１６を回転
駆動するように、モータ駆動回路１７を介して補給モー
タ１５を制御する。

【数７】

【数８】

【数９】

【００３６】以上、本実施例３によれば、過去のｎ枚前
からのトナー補給時間Ｔの推移が増加傾向にある場合
に、光学センサ２０の検出結果Ｖsp／Ｖsgに応じた時間
よりも所定時間だけ短めにトナー補給するように制御基
準値Ｖrefの補正量ΔＶrefを設定することにより、画像
濃度が所定の濃度から外れない程度に現像器内の現像剤
のトナー濃度を低めにし、補給したトナーの帯電量を十
分に立ち上げることができるので、地肌汚れ及びトナー
飛散を防止することができるとともに、画像濃度の変化
は所定の許容範囲内に収めることができる。

【００３７】また、本実施例３によれば、過去のｎ枚前
からのトナー補給時間Ｔの推移が減少傾向にある場合
に、光学センサ２０の検出結果Ｖsp／Ｖsgに応じた時間
よりも所定時間だけ長めにトナー補給するように制御基
準値Ｖrefの補正量ΔＶrefを設定することにより、画像
濃度が所定の濃度から外れない程度に現像器内の現像剤
のトナー濃度を高めにし、次のトナー消費が多い原稿の
コピー時における急激なトナー消費に備えておくことが
できるので、画像濃度の急激な落ち込みを防止すること
ができる。但し、トナー補給時間Ｔの推移が減少傾向に
ある場合に、本実施例３のように必ずしもトナー補給量
が多めになるように上記制御基準値Ｖrefを補正する必
要はない。

【００３８】なお、本発明は、上記実施例１ないし３に
おけるトナー補給制御に限定されることなく、他の方式
のトナー補給制御、例えば上記実施例１においてトナー
濃度センサ１９を設け、トナー補給動作自体を行うか否
かをトナー濃度センサ１９の出力Ｖｔと制御基準値Ｖre
fとの比較結果に基づいて決定し、トナー補給する場合
のトナー補給量をトナー消費量の予測値に基づいて設定
するようなトナー補給制御にも適用できるものである。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、原稿の画像の
読み取り結果に基づいて算出したトナー消費量の予測値
が所定値より大きい場合に、該トナー消費量の予測値に
応じた量よりも所定量だけ少なめにトナー補給量を設定
し、その設定値に応じてトナーを補給することにより、
現像器内のトナー量を所定以下に抑え、現像器内の現像
剤量が少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌能力が低い場
合でも、補給したトナーの帯電量を十分に立ち上げ、帯
電量不足のトナーの増加を抑えることができるので、地
肌汚れやトナー飛散による機内の汚染を防止できるとと
もに、所定の画像濃度に維持できるという効果がある。

【００４０】請求項２の発明によれば、直前のトナー補
給時までのトナー補給量が増加傾向に推移している場合
に、該トナー濃度の検出値と基準値との比較結果に応じ
た量よりも所定量だけ少なめにトナー補給量を設定し、
その設定値に応じてトナーを補給することにより、現像
器内のトナー量を所定以下に抑え、現像器内の現像剤量
が少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌能力が低い場合で
も、補給したトナーの帯電量を十分に立ち上げ、帯電量
不足のトナーの増加を抑えることができるので、地肌汚
れやトナー飛散による機内の汚染を防止できるととも
に、所定の画像濃度に維持できるという効果がある。

【００４１】請求項３の発明によれば、基準画像の画像
濃度検出前の所定期間におけるトナー補給量が増加傾向
に推移している場合に、トナー濃度の検出値と基準値と
の比較結果及び基準画像の画像濃度の検出結果に応じた
量よりも所定量だけ少なめに、トナー補給量を設定する
ことにより、現像器内のトナー量を所定以下に抑え、現
像器内の現像剤量が少ない場合や現像剤撹拌手段の撹拌
能力が低い場合でも、補給したトナーの帯電量を十分に
立ち上げ、帯電量不足のトナーの増加を抑えることがで
きるので、地肌汚れやトナー飛散による機内の汚染を防
止できるとともに、所定の画像濃度に維持できるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る複写機の概略構成を示す正面
図。

【図２】原稿面積率ρと地肌汚れランクとの関係を示す
特性図。

【図３】（ａ）は撹拌パドルを一つ備えた現像装置の概
略構成を示す正面図。（ｂ）は撹拌パドルを二つ備えた
現像装置の概略構成を示す正面図。

【図４】原稿面積率ρと地肌汚れランクとの関係を示す
特性図。

【図５】トナー補給率と地肌汚れランクとの関係を示す
特性図。

【図６】原稿面積率ρとトナー補給時間Ｔとの関係を示
す特性図。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は、コピー枚数と原稿面積率
ρ、トナー補給率、地肌汚れランク、画像濃度、及びト
ナー濃度ＴＣとの関係を示す特性図。

【図８】現像剤のトナー濃度ＴＣと画像濃度との関係を
示す特性図。

【図９】実施例２に係る複写機の概略構成を示す正面
図。

【図１０】現像剤のトナー濃度ＴＣとトナー濃度センサ
出力Ｖｔとの関係を示す特性図。

【図１１】トナー濃度センサ出力及び制御基準値の差Ｖ
ｔ−Ｖrefとトナー補給時間Ｔとの関係を示す特性図。

【図１２】実施例２に係る複写機の概略構成を示す正面
図。

【図１３】現像剤のトナー濃度ＴＣと光学センサの出力
比Ｖsp／Ｖsgとの関係を示す特性図。

【図１４】光学センサの出力比Ｖsp／Ｖsgとトナー濃度
センサ出力Ｖｔとの関係を示す特性図。

【図１５】光学センサの出力比Ｖsp／Ｖsgとトナー濃度
センサの制御基準値の補正量ΔＶrefとの関係を示す特
性図。

【符号の説明】

１光学スキャナー２感光体３帯電器４現像装置９現像器１０トナーホッパ１１現像スリーブ１２撹拌パドル１５補給用モータ１６補給ローラ１７モーター駆動回路１８制御部１９トナー濃度センサ２０光学センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー収容部から現像器内へトナーを補給
するトナー補給手段と、該現像器内の現像剤を撹拌する
現像剤撹拌手段と、原稿の画像を読み取る画像読み取り
手段と、該画像の読み取り結果に基づいて画像形成時の
トナー消費量の予測値を算出し、該トナー消費量の予測
値に基づいてトナー補給量を設定し、該トナー補給量の
設定値に基づいて該トナー補給手段を制御する制御手段
とを備えた画像形成装置において、該制御手段を、該トナー消費量の予測値が所定値より大
きい場合に、該トナー消費量の予測値に応じた量よりも
所定量だけ少なめに該トナー補給量を設定するように構
成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】トナー収容部から現像器内へトナーを補給
するトナー補給手段と、該現像器内の現像剤を撹拌する
現像剤撹拌手段と、該現像器内の現像剤のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出手段と、該トナー濃度の検出値
と基準値との比較結果に基づいてトナー補給量を設定
し、該トナー補給量の設定値に基づいて該トナー補給手
段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置におい
て、該制御手段を、直前のトナー補給時までのトナー補給量
が増加傾向に推移している場合に、該トナー濃度の検出
値と基準値との比較結果に応じた量よりも所定量だけ少
なめに該トナー補給量を設定するように構成したことを
特徴とする画像形成装置。
【請求項３】トナー収容部から現像器内へトナーを補給
するトナー補給手段と、該現像器内の現像剤を撹拌する
現像剤撹拌手段と、該現像器内の現像剤のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出手段と、像担持体上に基準画像
を形成する基準画像形成手段と、該像担持体上の基準画
像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段と、該トナー
濃度の検出値と基準値との比較結果及び該画像濃度の検
出結果に基づいてトナー補給量を設定し、該トナー補給
量の設定値に基づいて該トナー補給手段を制御する制御
手段とを備えた画像形成装置において、該制御手段を、該基準画像の画像濃度検出前の所定期間
におけるトナー補給量が増加傾向に推移している場合
に、該トナー濃度の検出値と基準値との比較結果及び該
画像濃度の検出結果に応じた量よりも所定量だけ少なめ
に該トナー補給量を設定するように構成したことを特徴
とする画像形成装置。