JP2942017B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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
る現像剤濃度制御手段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、現像剤濃度制御手段（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手段を備えた画像形
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７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単一の画像形成ステ
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
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
順次に配列されることになる。

【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手段が設けられており、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構成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
現像剤濃度制御手段は、現像剤のトナー濃度を直接検知
するのではなく、原稿画像の濃度情報をビデオカウント
数に変換してこれを補給量に換算し、消費量を予測して
トナーの補給を行なっている予測補給であるために、補
給系の補給量、消費系の消費量が変動した場合に、これ
に対処することができず、これら変動によりトナー濃
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。このため、上
記従来の現像剤濃度制御手段では、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という重大な欠
点があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、現像剤のトナー
濃度を直接検出する第２の現像剤濃度制御手段を設け、
この第２の現像剤濃度制御手段を所定のタイミングで動
作させてトナー補給時に生じる誤差を補正し、二成分現
像剤のトナー濃度を常時初期設定値の許容範囲内に維持
することができるようにした現像剤濃度制御手段を備え
た画像形成装置を提供することである。

【０００８】

【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
する潜像形成手段と、前記像担持体に形成された静電潜
像を二成分現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現
像手段に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基づいて１枚の画像当りの
トナー補給量を決定し、前記トナー補給手段を作動させ
てトナーを補給させる第１の現像剤濃度制御手段と、所
定のタイミングで作動されて前記二成分現像剤のトナー
濃度を検出し、該トナー濃度を表わす検出信号に応じて
補給過剰若しくは不足のトナー量を表わす出力信号を発
生する第２の現像剤濃度制御手段と、を有している画像
形成装置において、前記第２の現像剤濃度制御手段から
発生した前記出力信号に基づいて、１枚の画像当りの過
剰若しくは不足のトナー量を決定し、補給過剰の場合
は、この決定されたトナー量を前記第１の現像剤濃度制
御手段により決定された１枚の画像当たりのトナー補給
量から減算し、補給不足の場合は、この決定されたトナ
ー量を前記第１の現像剤濃度制御手段により決定された
１枚の画像当たりのトナー補給量に加算することによ
り、前記第１の現像剤濃度制御手段により決定された１
枚の画像当たりのトナー補給量を補正する制御手段を備
えており、前記第１の現像剤濃度制御手段は、前記制御
手段により補正された１枚の画像当たりのトナー補給量
に基づいて前記トナー補給手段を作動させることを特徴
とする画像形成装置である。

【０００９】本発明の一実施態様においては、前記第２
の現像剤濃度制御手段は、二成分現像剤のトナー濃度を
表わす検出信号を、予め設定された基準値或はそれ以前
に前記第２の現像剤濃度制御手段によって検出されたト
ナー濃度を表わす検出信号と比較し、その差値を出力信
号として前記制御手段に提供する。

【００１０】本発明の他の実施態様においては、前記制
御手段は、前記第２の現像剤濃度制御手段の出力信号を
前記画像情報信号の画像の濃度情報に変換するテーブル
及び前記画像情報信号の画像の濃度情報をトナー補給量
に変換するテーブル及び前記第２の現像剤濃度制御手段
の出力信号をトナー補給量に変換するテーブルを有す
る。

【００１１】

【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。

【００１２】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、この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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、永久像に定着される。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。

【００２０】なお、説明を簡単にするために単一の画像
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】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】そこで、このパルス積算信号Ｃ₁ をＣＰＵ
６７に供給すると共にＲＡＭ６８に記憶する。ＣＰＵ６
７は、このパルス積算信号Ｃ₁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、上記パルス積算値が大で
あればモータ７０の駆動時間はより長い時間となり、上
記パルス積算値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。

【００２６】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。

【００２７】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濃度情報により現像器にト
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ではなく、
一種の推測補給であるので、前述したように、現像器４
４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のトナー濃度が初期設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。

【００２８】このため、本実施例では、第２の現像剤濃
度制御手段を設け、この第２の現像剤濃度制御手段を所
定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。

【００２９】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。

【００３０】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。比較器７
５の出力信号はＣＰＵ６７に供給される。

【００３１】ＣＰＵ６７は、本実施例では図４に示すよ
うに、第２の現像剤濃度制御手段の出力（本実施例では
比較器７５の出力）と光学濃度との関係及びビデオカウ
ント数と例えば階調レベルなどの出力レベル、さらに光
学濃度との関係を表わすテーブル１と、このテーブル１
の結果を基にした第２の現像剤濃度制御手段の出力とビ
デオカウント数との関係を表わすテーブル２と、ビデオ
カウントデータに基づいて連続コピー中などのトナー像
の形成間でトナーを補給するためのビデオカウント数と
トナー補給時間（補給量）との関係を表わすテーブル３
と、上記テーブル２とテーブル３より第２の現像剤濃度
制御手段の出力とトナー補給時間との関係を表わすテー
ブル４とを有している。

【００３２】次に、上記テーブル１〜４を有するＣＰＵ
６７を用いた本実施例の画像形成装置の制御動作につい
て図５のフローチャートを参照して説明する。

【００３３】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Ｓ１０１で前記したよう
に原稿が読取られ、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Ｓ１０２に
おいて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する。このパルス積算値をＣＰＵ
６７に送り、ブロックＳ１０３で上記テーブル３から１
枚の画像当りのトナー補給時間（補給量でもよい）、即
ち、スクリュー６２の回転数を決定し、ブロックＳ１０
４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Ｓ１０５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。このトナー像
形成及びトナー補給動作はオペレータが設定したコピー
枚数分繰り返される。次に、ブロックＳ１０６で設定枚
数分のコピーが終了すると、ブロックＳ１０７において
第２の現像剤濃度制御手段が動作し、前記したように感
光体ドラム４０上に参照画像を形成して現像器４４中の
現像剤４３の実際のトナー濃度を測定する。次に、ブロ
ックＳ１０８においてこのトナー濃度の測定値と基準値
とを比較してその差を算出し、ブロックＳ１０９でこの
差値をＣＰＵ６７の上記テーブル４から１枚の画像当り
の過剰又は不足のトナー補給時間に換算する。そして、
判断ブロックＳ１１０において上記比較結果から、トナ
ーが過剰補給であったか否かを判断し、過剰補給であっ
た場合には（ＹＥＳ）、ブロックＳ１１１から、上記ブ
ロックＳ１０９で算出した１枚当りの過剰のトナー補給
時間を減算する指令をブロックＳ１０３に与え、次の画
像形成動作時にブロックＳ１０３で算出された１枚の画
像当りのトナー補給時間から減算する。一方、上記判断
ブロックＳ１１０でトナーの補給が不足であったと判断
された場合には（ＮＯ）、ブロックＳ１１２から、上記
ブロックＳ１０９で算出した１枚当りの不足のトナー補
給時間を加算する指令をブロックＳ１０３に与え、次の
画像形成動作時にブロックＳ１０３で算出された１枚の
画像当りのトナー補給時間に加算する。以下、同様の動
作を繰り返す。

【００３４】このように、本実施例では、１回のコピー
動作（又は連続コピー動作）の終了毎に第２の現像剤濃
度制御手段を動作させてその時点での現像剤の実際のト
ナー濃度を直接検出し、この実際のトナー濃度を基準値
と比較してその差値を算出し、この差値をＣＰＵ６７に
入力してＣＰＵ６７が有するテーブルにより１枚の画像
当りの過剰又は不足のトナー補給時間（補給量）を算出
し、次の画像形成動作時に算出されるトナー補給時間
（補給量）を補正するものであるから、環境、経時変化
等による補給系の誤差を常に補正できるという利点があ
る。

【００３５】上記実施例では、ブロックＳ１０８におい
て測定した現像器４４中の現像剤４３の実際のトナー濃
度を基準のトナー濃度値（初期設定値）と比較しその差
値から１枚の画像当りの過剰又は不足のトナー補給時間
（補給量）を算出したが、図６のフローチャートに示す
ように、コピー動作を開始するブロックＳ１０４の前段
に第２の現像剤濃度制御手段を動作させるブロックＳ１
１３を加入し、ブロックＳ１０８で１回のコピー動作の
前後における第２の現像剤濃度制御手段の出力値の差を
取り、この差値をＣＰＵ６７のテーブル４で１枚の画像
当りの過剰又は不足のトナー補給時間に換算し、上記実
施例と同様の制御動作を行なってもよいことは言うまで
もない。

【００３６】また、上記実施例のように１回のコピー動
作（又は連続コピー動作）の終了毎に第２の現像剤濃度
制御手段を動作させるのではなく、例えば１日に１回、
トナー補給時間（補給量）の補正を行なうようにして
も、所期の目的は達成できる。例えば、前日に装置の電
源をオフにしたときに第２の現像剤濃度制御手段を動作
させて検知した最後のデータ、即ち１枚の画像当りの過
剰又は不足のトナー補給時間（補給量）をメモリしてお
き、次の日に装置の電源を投入したときに第２の現像剤
濃度制御手段を動作させて１枚の画像当りの過剰又は不
足のトナー補給時間を算出し、両値の比較からトナー補
給時間（補給量）を補正するようにしてもよい。

【００３７】なお、フルカラー複写機等では、異なる色
のトナーの物性等の相違から、一定時間のトナーの補給
を行なっても各色によってトナー補給量が異なってしま
う。この場合には、トナー補給時間とトナー補給量との
対応テーブルを各色のトナー毎に持たせ、このテーブル
を参照して各色トナーを補給する際の時間を決定し、ト
ナーを補給するようにすれば、補給精度が向上する。

【００３８】また、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、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い。従って、こ
のようなトナーを使用する場合には、前述したパッチ画
像による方法を使用する方が高精度でトナー濃度を測定
できる。さらに、第２の現像剤濃度制御手段として、イ
ンダクタンスの変化によって現像剤のトナー濃度を検出
する方式のものを使用しても良好な結果が得られること
は言うまでもない。

【００３９】さらに、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。勿論、前記したように、本発明はカラ
ー画像形成装置にも適用できる。この場合には、転写材
担持ベルト４７の進行方向に沿って前述したような画像
形成ユニットを各色毎に設ければよい。ただし、原稿の
画像は色分解して各色毎の画像情報信号を形成し、前述
と同様にして各色毎にトナー補給を制御すればよい。ま
た、感光体ドラムの周囲に複数の現像器を配置する構成
のカラー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。

【００４０】

【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、所定のタイミングで第２の現像剤濃度制
御手段を動作させ、その時点での実際の現像剤のトナー
濃度を直接検出し、この実際のトナー濃度値の変化か
ら、１枚の画像当りの過剰又は不足のトナー補給時間
（補給量）を算出し、このトナー補給時間（補給量）を
次の画像形成動作時に算出されるトナー補給時間（補給
量）に加減算してこれを補正するものであるから、環
境、経時変化等により補給系の補給量、消費系の消費量
が変動した場合でも、これを容易に補正することがで
き、トナー濃度、つまりトナー粒子とキャリア粒子の混
合比、を常に初期設定値（規定値）の許容範囲内に維持
することができるという顕著な効果がある。

【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】図１の画像形成装置の制御手段が有するテーブ
ルを示す説明図である。

【図５】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６】本発明の他の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

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/08 115 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 520 H04N 1/29

Claims (4)

(57)【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
   潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体に形成さ
   れた静電潜像を二成分現像剤を用いて現像する現像手段
   と、前記現像手段に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基づいて１枚
   の画像当りのトナー補給量を決定し、前記トナー補給手
   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
   御手段と、所定のタイミングで作動されて前記二成分現
   像剤のトナー濃度を検出し、該トナー濃度を表わす検出
   信号に応じて補給過剰若しくは不足のトナー量を表わす
   出力信号を発生する第２の現像剤濃度制御手段と、を有
   している画像形成装置において、 前記第２の現像剤濃度制御手段から発生した前記出力信
   号に基づいて、１枚の画像当りの過剰若しくは不足のト
   ナー量を決定し、補給過剰の場合は、この決定されたト
   ナー量を前記第１の現像剤濃度制御手段により決定され
   た１枚の画像当たりのトナー補給量から減算し、補給不
   足の場合は、この決定されたトナー量を前記第１の現像
   剤濃度制御手段により決定された１枚の画像当たりのト
   ナー補給量に加算することにより、前記第１の現像剤濃
   度制御手段により決定された１枚の画像当たりのトナー
   補給量を補正する制御手段を備えており、前記第１の現
   像剤濃度制御手段は、前記制御手段により補正された１
   枚の画像当たりのトナー補給量に基づいて前記トナー補
   給手段を作動させることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記第２の現像剤濃度制御手段の出力と
   は、前記第２の現像剤濃度制御手段のトナー濃度を表わ
   す検出信号を、予め設定された基準値或はそれ以前に前
   記第２の現像剤濃度制御手段によって検出されたトナー
   濃度を表わす検出信号と比較した差値であることを特徴
   とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記第２の現像剤濃度
   制御手段の出力信号を前記画像情報信号の画像の濃度情
   報に変換するテーブル及び、又は前記画像情報信号の画
   像の濃度情報をトナー補給量に変換するテーブル及び、
   又は前記第２の現像剤濃度制御手段の出力信号をトナー
   補給量に変換するテーブルを有することを特徴とする請
   求項１の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記第２の現像剤濃度制御手段を、複数
   枚以上の連続コピー動作毎に作動させることを特徴とす
   る請求項１の画像形成装置。