JP2942019B2 - 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、アナログーディジタル変換器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】ところで、例えばディ
ジタルの電子写真方式のレーザビームプリンタ等におい
ては、画素の形成方法を、写真、絵などのいわゆる「ベ
タ画像」と文字、線などのいわゆる「ライン画像」とで
変化させる場合がある。一例として、図４に示すよう
に、レーザの走査方向及び感光体ドラムの回転方向のい
ずれにも４００ｄｐｉ（ドット／インチ）で１画素を形
成する方法と、レーザの走査方向には２００ｄｐｉ、感
光体ドラムの回転方向には４００ｄｐｉで１画素を形成
する方法とがあり、本明細書では前者（４００×４００
ｄｐｉ）を４００線画像方法と呼び、後者（２００×４
００ｄｐｉ）を２００線画像方法と呼ぶことにする。そ
して、文字、線のような細部の表現を求める画像は解像
性の高い４００線画像方法で形成するように、また、写
真、絵などの階調性を求める画像はドット変調可能な２
００線画像方法で形成するように切り換え手段が設けら
れていることが多い。このような場合、２００線画像方
法と４００線画像方法とでは、例えばフロロシアニン系
のＯＰＣ（有機半導体）の感光体ドラムにレーザビーム
による画素形成を行なった場合の結果を図５に示すよう
に、同一ビデオカウント数での消費トナー量が相違し、
２００線画像方法で画像を形成した場合の方が消費トナ
ー量が多くなる。従って、上記従来例のように画素毎の
ディジタル画像信号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時間に換算してトナーを予
測補給したのでは補給誤差が生じ、安定した濃度の高画
質の画像が得られないという欠点があった。

【０００７】従って、本発明の目的は、画像情報信号の
画像の濃度情報をトナー補給量に換算する際に画素形成
方法の違いに応じてトナー補給量を変化させ、トナー補
給時に生じる誤差を抑制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前記トナー補給手
段を作動させてトナーを補給させる現像剤濃度制御手段
と、画像を形成する際の画素密度を切り換える画素密度
切り換え手段と、を具備する画像形成装置において、前
記画素密度切り換え手段により切り換えられた画素密度
に応じて、前記現像剤濃度制御手段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てトナーを補給
することを特徴とする画像形成装置である。

【０００９】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
手段を設け、該第２の現像剤制御手段を所定のタイミン
グで動作させてこの第２の現像剤濃度制御手段からのト
ナー濃度に応じた出力信号によって前記現像剤濃度制御
手段によるトナー補給誤差を補正する。

【００１０】本発明の他の実施態様においては、前記画
素密度切り換え手段により切り換えられた画素密度に応
じて、画像情報信号の画像の濃度情報を前記トナー補給
手段の動作時間に換算する換算テーブルを変更する。

【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。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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】なお、本実施例では画素密度切り換えスイ
ッチ７７が設けられており、この画素密度切り換えスイ
ッチ７７からの画素密度切り換え信号によってパルス幅
変調回路３５を制御し、画素形成方法の違いに応じてパ
ルス幅変調回路３５から出力されるパルス信号のパルス
幅を変化させる。即ち、本実施例では４００線画像と２
００線画像であるので、パルス幅変調回路３５は、画素
密度切り換え信号が２００線画像を指示するときには、
画像信号処理回路３４からの同一濃度レベルの画素画像
信号に対して、２００線画像での記録に対しては４００
線画像での記録用のパルス幅の２倍の幅を有するパルス
を出力する。

【００１９】また、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。

【００２０】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。

【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（Ａ４最大
ビデオカウント数は３７０７×１０⁶ ）。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。

【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】しかしながら、前述したように、画素形成
方法の違い（４００線画像と２００線画像）により同じ
ビデオカウント数でもトナー消費量が相違するから、上
記構成の現像剤濃度制御手段ではトナー補給誤差が生
じ、安定した濃度の画像が得られない。

【００２８】それ故、本実施例では複写されるべき原稿
の内容からＣＰＵ６７が１画素の形成を４００線画像方
法で行なうか、２００線画像方法で行なうかを決定し、
画素密度切り換えスイッチ７７に指示する。これによっ
て画素密度切り換えスイッチ７７はパルス幅変調回路３
５に画素密度切り換え信号を送り、変調パルス幅を２０
０線画像用或は４００線画像用に切り換えさせる。ま
た、ＣＰＵ６７は、例えば図５に示すような４００線画
像及び２００線画像のビデオカウント数とトナー補給時
間（補給量）との対応関係を示す２つの換算テーブルを
有し、２００線画像方法で１画素を形成すると判断した
ときにはそれに対応する換算テーブルを用いてカウンタ
６６で積算されたビデオカウント数をトナー補給時間に
換算し、また、４００線画像方法で１画素を形成すると
判断したときにはそれに対応する換算テーブルを用いて
ビデオカウント数をトナー補給時間に換算し、トナーを
補給するようにしたものである。

【００２９】さらに、上記のように複写されるべき原稿
の画像を光電変換し、信号処理して得た画素画像信号の
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へトナーの補給を行なうのは、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い、ト
ナー濃度が安定しない。

【００３０】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、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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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、トナー残量を考慮して次回のト
ナー補給動作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、ＣＰＵ６７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。

【００３４】このように、第２の現像剤濃度制御手段を
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の現像剤濃度制御手段による
補給トナー量の誤差を補正することができ、トナー濃度
を初期設定値の許容範囲内に常時維持することができ
る。

【００３５】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。次いで、その原稿の内
容から、ＣＰＵ６７は判断ブロックＳ１０２において１
画素の形成方法として４００線画像で行なうか、２００
線画像で行なうかを決定し、これを画素密度切り換えス
イッチ７７に指示する。２００線画像方法に決定されて
も（ＹＥＳ）、４００線画像方法に決定されても（Ｎ
Ｏ）、ブロックＳ１０３において、光電変換信号を信号
処理した画素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、ＣＰＵ６７
に送る。ＣＰＵ６７は、上記判断ブロックＳ１０２で２
００線画像方法に決定された場合には（ＹＥＳ）、ブロ
ックＳ１０４において、２００線画像のときの換算テー
ブルを選択し、ブロックＳ１０５でこの選択された換算
テーブルを用いて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。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、上記ブロックＳ１０５で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の現像剤濃度制御手段を作動させ、
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、２００線画像の換算テーブルを使
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
差があるときにはこれを補正する上述したような適正な
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（ＹＥ
Ｓ）そのままスタートに戻り、また、コピー動作が終了
していなければ（ＮＯ）、ブロックＳ１０６に戻ってコ
ピー動作を続行する。

【００３６】一方、判断ブロックＳ１０２で４００線画
像方法に決定された場合には（ＮＯ）、ブロックＳ１１
０において、４００線画像のときの換算テーブルを選択
し、ブロックＳ１１１でこの選択された換算テーブルを
用いて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。その後は２００線画像の場合と同様であり、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、上記ブロックＳ１１１で決定さ
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
御手段を作動させ、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、４００線画像
の換算テーブル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これを補正する上
述したような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、
コピー動作が終了していなければ（ＮＯ）、ブロックＳ
１０６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で
ビデオカウント数からトナー補給時間を換算する際に、
画素形成方法に応じて適応した換算テーブルを選択し、
トナー補給時間を決定するようにしたので、選択された
画素形成方法に関係なく高精度な安定したトナーの補給
が行なえ、現像剤のトナー濃度がほぼ一定に保持でき
る。従って、安定した濃度の高画質の画像が得られると
いう利点がある。

【００３８】上記実施例では１枚の原稿の内容によって
１枚の原稿全体を２００線画像方法で形成するか４００
線画像方法で形成するかを決定し、それに対応した換算
テーブルを用いてビデオカウント数をトナー補給時間に
換算したが、１枚の原稿内で文字と写真というように異
なるタイプの画像（ベタ画像とライン画像）が混在して
いる場合、原稿を読取った後、「ベタ画像」と「ライン
画像」を分離し、即ち、像域分離を行ない、２００線画
像のビデオカウント数と４００線画像のビデオカウント
数をそれぞれ算出し、これらビデオカウント数を対応す
る換算テーブルでトナー補給時間にそれぞれ換算し、両
トナー補給時間を加算してトナー補給を行なうようにし
てもよい。この場合には、より一層きめ細かな画像の形
成が行なえるという利点がある。

【００３９】また、上記実施例では１つのトナー像の形
成毎にトナーを補給したが、２００線画像、４００線画
像にこだわらず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、まと
めてトナーの補給を行なってもよい。このように、まと
めてトナーの補給を行なうと、例えば、図１に示すよう
なトナー補給槽から搬送スクリューの回転でトナーを補
給する補給系を使用した場合には少量のトナーを補給す
るときに誤差が生じ易いから、誤差が入り込む余地が少
なくなり、補給精度がより一層向上するという利点があ
る。

【００４０】さらに、上記実施例では１つのトナー像の
形成毎に第２の現像剤濃度制御手段を作動させ、第１の
現像剤濃度制御手段による補給誤差を補正したが、判断
ブロックＳ１０９でコピー動作が終了したと判断された
後で、第２の現像剤濃度制御手段を作動させ、補給誤差
を補正してもよい。或は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の現像剤濃度制御手段を作動させ、補給誤差を
補正してもよい。このように第２の現像剤濃度制御手段
の作動回数を減少させると、機内汚れやトナー消費量を
抑制することができる。

【００４１】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、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
現像剤濃度制御手段を第２の現像剤濃度制御手段として
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。

【００４２】なお、上記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したが、本発
明は実施例以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々
の複写機、プリンタ等の画像形成装置に等しく適用でき
るものである。例えば、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し、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、画像形成装置や制御系の
構成等について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。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
形成装置は、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、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、現
像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、画像情報
信号の画像の濃度情報に基づいてトナー補給手段を作動
させてトナーを補給させる現像剤濃度制御手段と、画像
を形成する際の画素密度を切り換える画素密度切り換え
手段と、を具備する画像形成装置において、画素密度切
り換え手段により切り換えられた画素密度に応じて、現
像剤濃度制御手段によって作動されるトナー補給手段の
動作時間を補正してトナーを補給する構成としたので、
消費トナー量に応じた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確
実におさめることができる。従って、常時高画質の濃度
の安定した画像を得ることができる等の顕著な効果があ
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】１画素の形成方法の相違を説明する概略図であ
る。

【図５】画素形成方法によって相違するビデオカウント
数と消費トナー量との関係を示す特性図である。

【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】

３４ 画像信号処理回路 ３５ パルス幅変調回路 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 ７７ 画素密度切り換えスイッチ

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

Claims (3)

(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前記
   トナー補給手段を作動させてトナーを補給させる現像剤
   濃度制御手段と、画像を形成する際の画素密度を切り換
   える画素密度切り換え手段と、を具備する画像形成装置
   において、 前記画素密度切り換え手段により切り換えられた画素密
   度に応じて、前記現像剤濃度制御手段によって作動され
   る前記トナー補給手段の動作時間を補正してトナーを補
   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の現像剤濃度制御手段を設け、該第２の現像剤制
   御手段を所定のタイミングで動作させてこの第２の現像
   剤濃度制御手段からのトナー濃度に応じた出力信号によ
   って前記現像剤濃度制御手段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。
3. 【請求項３】 前記画素密度切り換え手段により切り換
   えられた画素密度に応じて、画像情報信号の画像の濃度
   情報を前記トナー補給手段の動作時間に換算する換算テ
   ーブルを変更することを特徴とする請求項１の画像形成
   装置。