JP3007650B2

JP3007650B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3007650B2
Application number: JP4511690A
Authority: JP
Inventors: 徳昌宗宮; 泰古市; 和典唐沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 2000-02-07
Anticipated expiration: 2015-02-07
Also published as: JPH03155581A; US5038175A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に
関し、特に、画像濃度を一定に保持するための画像濃度
制御手段に特徴を有する画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子写真複写機等の画像形成装置にあって
は、表面に光導電性層を有する感光体に対して原稿光像
の露光照射により原稿画像に対応した静電潜像を形成
し、この潜像にトナーを静電吸着させることで可視像を
得、この可視像を転写紙等の転写材に静電転写すること
により所定の複写物を得るようになっている。

このような複写機においては、良好な画像品質を得る
ための最も重要な要因のひとつとして、画像濃度を安定
させることが必要とされている。

そこで、画像濃度を安定させるための方法として次の
ような方法が知られている。

すなわち、第１番目の方法としては、感光体上に形成
した黒画像からなる基準濃度パターン潜像に付着する現
像剤の付着量をフォトセンサー（Ｐセンサー）を用いて
光反射率によって検出し、この検出によって得られる検
出出力と基準濃度に対応する基準出力とを比較してその
比較結果に応じて現像装置内に供給するトナー量を制御
する方法である。

また、第２番目の方法としては、感光体上に形成され
た基準濃度パターン潜像の電位を電位計により検出し、
この電位が予め設定されている適正レベルとなるように
帯電装置側での帯電条件や露光装置側での発光条件及び
現像バイアス条件を制御する方法である。

さらに、第３番目の方法としては、トナーとキャリア
とを組合せた二成分系の現像剤を用いる場合を対象とす
るものであって、現像剤の流動性を流動センサー（Ｆセ
ンサー）により検出し、検出された現像剤の流動性より
トナーとキャリアとの含有状態を検出してトナー濃度を
制御する方法である。

ところで、上述したような現像剤の濃度制御にあって
は、次のような不具合を発生する虞れがある。

すなわち、画像からの光反射率により感光体上でのト
ナーの付着量を検出する第１番目の方法においては、感
光体疲労による帯電電位の低下やチャージャの劣化等に
起因して感光体上での部分的な帯電むらが発生したり、
あるいは基準濃度潜像パターンを形成するために用いら
れる光学系での汚れや劣化に起因して潜像形成工程での
光量むらが生じた場合には、それら種々の原因が加味さ
れることで現像剤中のトナー濃度に対する含有条件を過
補正してしまうことである。

たとえば、帯電チャージャの部分的な汚れで基準濃度
パターン潜像部に相当する位置の帯電電位が他の部分よ
りも低くなった場合には、画像濃度が低い状態に検出さ
れ、この結果によってトナー補給が行われることにな
る。従って、トナー濃度が通常よりも極端に高くなるこ
ともあり、この場合には、トナーの飛散が起きたり、あ
るいは、これとは逆の場合には、現像剤中のキャリアに
よる感光体の摺擦事故等の機械的ダメージを受けかねな
い状況が生じることになる。

また、潜像電位を検出することで画像濃度を制御する
第２番目の方法においては、潜像電位を安定させること
が可能な反面、感光体が帯電疲労して劣化しているよう
な場合に、この疲労による帯電特性の低下を帯電装置側
の帯電条件によって補正すると、感光体側での光感度が
低下してしまうことがある。さらに、現像バイアスによ
る画像濃度の制御を行うと、現像時での現像ポテンシャ
ルは適正に得られるものの、感光体上での地肌汚れと画
像濃度とが相反する関係で作用するために、結果として
画像品質を良好に保つことができなくなる。

また、上述した現像剤の流動性からトナーとキャリア
との含有状態を検出する第３番目の方法においては、例
えば、経時的に現像剤が劣化していくと、剤中に残存す
る現像に寄与しない疲労トナーの量が増加し、また、使
用環境によってトナーの帯電量で決まる帯電特性も変化
してしまうことから、画像品質が現像剤中の濃度だけで
は決定できないことになり、結果として、画像品質に直
接影響を及ぼす現像剤の濃度が一定化できず、さらに
は、上述したように、トナーの帯電量も変化すること
で、安定した画像を得にくくなる。また、この他、感光
体側の変動に対しても対応出来ないという問題も生じ
る。

そこで、上述した各方法での不具合を解消するため、
各方法を組合せることが提案されている。

すなわち、その一例としては、第１番目の方法と、第
３番目の方法とを組合せる方法であって、制御手段とし
て感光体の光反射率を検知するフォトセンサー（Ｐセン
サー）と現像剤中のトナー濃度を検知する流動センサー
（Ｆセンサー）との２つのセンサーを設け、現像剤中の
トナー濃度を制御する上記Ｆセンサーの制御レベル（基
準値）をＰセンサーの検知信号に応じて自動的に変更す
ることにより画像濃度を制御する方法である（例えば、
特開昭57−136667号公報等）。

この方法によれば、前述したＰセンサーの弱点とＦセ
ンサーの弱点とを夫々がカバーして安定した画像濃度を
得られるという利点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述の画像濃度制御方法では、単にＰ
センサーとＦセンサーとを組合せ、Ｐセンサーによる検
出信号に基づいてＦセンサーの基準値を無条件で変更し
てしまうため、温湿度等によって現像剤の特性変化が生
じた場合や、あるいは原稿の種類によってはＦセンサー
の基準値と実際の検知レベルとの差が大幅に開く恐れが
あり問題となる。すなわち、現像剤や感光体は温湿度等
の環境の急変や使用条件によっては一時的にその特性
（濃度、帯電量等）がかなり変動する場合がある。した
がって、この時の値をＰセンサーが検知してしまうと、
必要以上又は急激にＦセンサーの基準値が変更されるこ
とになる。

この場合、現像剤中にトナーが急激に且つ大量に補給
されたり（濃くする場合）、逆にかなりの長期間トナー
の補給が行われない（薄くする場合）等の状態が生じ
る。したがって、トナー飛散や画像濃度の急変、及び現
像剤へのダメージ等の副作用が生じる可能性がある。

また、前述の従来法では、Ｆセンサーの基準値は一つ
しかないため、この基準値が変更されていると、サービ
スマンによる点検時に、現像剤の劣化の程度が判らなく
なってしまい、適切なメンテナンス時期が判定できない
という問題も生じる。

また、現像剤濃度の上下限の限度値は、従来決まった
レベルで機械毎に設定されており、変更することができ
ないため、現像剤の交換時等に現像剤に合わせて設定し
なおすことができず、また、機械個々のバラツキに対応
して設定しなおすこともできない。このため、現像剤の
劣化前の早期に現像剤が交換されたり、これとは逆に画
像品質が異常に劣化した場合にも現像剤が交換されない
等の不具合も生じていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、上
述の問題を解消し、現像剤の使用状態や劣化状態の判定
を容易に行うことができ、且つ現像剤の適切な交換時期
を容易に知ることができる手段を備えると共に、現像剤
特性の急変をなだらかに受け止めることで前述の副作用
の問題をも軽減し得る画像濃度制御手段を備えた画像形
成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、感光体上に形成
された静電潜像にトナーを付着させることで可視像を
得、この可視像を転写材に転写することにより所定の画
像を得る電子写真方式の画像形成装置であって、上記感
光体上に形成された基準潜像を現像して得られる可視像
を検知する第１の検知手段と、現像剤中のトナー濃度を
検知する第２の検知手段を設け、上記第１の検知手段の
検知値と所定値との比較結果及び上記第２の検知手段の
検知値と基準値との比較結果に基づいて画像濃度を制御
する画像形成装置において、上記第２の検知手段の検知
結果が上記基準値の所定範囲内にあるか否かを判断し、
上記第２の検知手段の検知結果が所定範囲外の場合には
上記基準値の変更を行わず、上記第２の検知手段の検知
結果が所定範囲内の場合には、上記第１の検知手段の検
知値と上記所定値との比較結果に基づいて上記基準値を
変更することを特徴とする。

また上記画像形成装置において、上記基準レベルの変
更は固定量の変更であることを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置においては、上記第２の
検知手段の基準値として、機械毎に設定固定された現像
剤最良時（現像剤の交換直後等）の現像剤濃度に対応し
たレベルに設定される第１基準レベルと、該第１基準レ
ベルの設定固定時に第１基準レベルと同じレベルに設定
された後、上記第１の検知手段の検出値に応じて所定の
範囲内で変更可能に設けられた第２基準レベルとを有
し、通常の画像濃度制御時には上記第２基準レベルを基
準として、第２の検知手段の検知値と第２基準レベルと
の比較によって現像剤へのトナー補給を制御して現像剤
中のトナー濃度を制御し、かつ、上記第２基準レベルの
変更に際しては、上記第１基準レベルと第２基準レベル
との差が所定の範囲以内か否かが判断されると共に、上
記第２の検知手段の検知結果と上記第２基準レベルとの
差が一定値以内にあるか否かを判断し、上記第１基準レ
ベルと第２基準レベルとの差が所定範囲外か、あるい
は、上記第２の検知手段の検知結果と第２基準レベルと
の差が一定値以上の場合には上記第２基準レベルの変更
を行わず、上記第１基準レベルと第２基準レベルとの差
が所定範囲内で、上記第２の検知手段の検知結果と第２
基準レベルとの差が一定値以内の場合には、上記第１の
検知手段の検知値と上記所定値との比較結果に基づいて
上記第２基準レベルを変更することを特徴とする。

〔作用〕

本発明の画像形成装置によれば、第１の検知手段の検
知値と所定値との比較結果及び第２の検知手段の検知値
と基準値との比較結果に基づいて画像濃度を制御するの
で、常に最適な画像濃度を得ることが可能となる。そし
て、上記第２の検知手段の検知結果が上記基準値の所定
範囲内にあるか否かを判断し、上記第２の検知手段の検
知結果が所定範囲外の場合には上記基準値の変更を行わ
ず、上記第２の検知手段の検知結果が所定範囲内の場合
には、上記第１の検知手段の検知値と上記所定値との比
較結果に基づいて上記基準値を変更することにより、温
湿度等の環境の急変や使用方法等により一時的に現像剤
中のトナー濃度が変化したような場合においては、第２
の検知手段の検知結果と基準値との差が所定範囲外とな
らないように、両者の差が所定範囲外の場合には基準値
の変更は行わず、第２の検知手段の検知結果が所定範囲
内の場合にのみ、第１の検知手段の検知値と所定値との
比較結果に基づいて基準値を変更するので、基準値の不
必要な変更が防止され、トナーの過剰な補給や、補給不
足や未然に防止されるので、トナー濃度の急激な変動が
防止される。

さらに本発明の画像形成装置においては、第２の検知
手段の基準値として、機械毎に設定固定され現像剤最良
時（現像剤の交換直後等）の現像剤濃度に対応したレベ
ルに設定される第１基準レベルと、該第１基準レベルの
設定固定時に第１基準レベルと同じレベルに設定された
後、第１の検知手段の検知値に応じて所定の範囲内で変
更可能に設けられた第２基準レベルとを有し、通常の画
像濃度制御時には上記第２基準レベルを基準として、第
２の検知手段の検知値と第２基準レベルとの比較によっ
て現像剤へのトナー補給を制御して現像剤中のトナー濃
度を制御するので、第２基準レベルに基づいて現像剤濃
度の短期的な変動を検出でき、現像剤の適正な管理が可
能となり、画像濃度が適正な状態に保持される。また、
第１基準レベルと第２基準レベルとの比較により現像剤
の長期的な変動が判定でき、現像剤の交換時期の判断が
可能となる。また、温湿度等の環境の急変や使用方法等
により一時的に現像剤中のトナー濃度が変化したような
場合においても、上記第１基準レベルと第２基準レベル
との差が所定範囲外か、あるいは、上記第２の検知手段
の検知結果と第２基準レベルとの差が一定値以上の場合
には上記第２基準レベルの変更を行わず、上記第１基準
レベルと第２基準レベルとの差が所定範囲内で、上記第
２の検知手段の検知結果と第２基準レベルとの差が一定
値以内の場合には、上記第１の検知手段の検知値と上記
所定値との比較結果に基づいて上記第２基準レベルを変
更することにより、第２基準レベルの不必要な変更が防
止され、トナーの過剰な補給や、補給不足が未然に防止
されるので、トナー濃度の急激な変動が防止される。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例を示す
複写機の概略的全体構成図であり、先ず、この複写機の
構成について簡単に説明する。

第１図において、感光体９はベルト状に構成されてお
り、このベルト状の感光体９は複数の駆動プーリーに掛
け回されて図示矢印方向に回動されるようになってい
る。この感光体９の回動が開始されると、先ず帯電装置
10によって一様に帯電され、この後、露光装置によって
コンタクトガラス６上に載置された原稿画像の露光走査
が行われて潜像が形成される。

ここで、上述した露光装置は、上記コンタクトガラス
６の下側に設けられた白黒一対のパターンからなり所定
の反射率を有する基準濃度パターンとコンタクトガラス
６上に載置された原稿とを光源７により照射してその反
射光をミラー及びレンズ８を含む光学系を介して感光体
９に露光して潜像を形成するものである。また、上記基
準濃度パターンは、コンタクトガラス６上の原稿載置領
域外に設けてあり、例えば、白部の濃度が0.04の白色パ
ターンで、黒部の濃度が0.80の中間調パターン濃度のも
のとされている。尚、本実施例においては、このパター
ンが得られる潜像を基準濃度パターン潜像と呼び、この
基準濃度パターン潜像は、中間調パターン濃度に対応す
る潜像電位が所定の電位になるまで帯電装置10の帯電条
件を変えることで得られるようになっている。

感光体９は、露光後、イレーサ13によって潜像形成領
域以外が除電され、かつ、基準濃度パターン潜像が複写
機のメインスイッチをオンしたときから所定回数の複写
サイクル以外のとき、または、所定電位に達していない
場合に消去される。

そして、感光体９は、イレーサ13による除電後に、現
像装置15により例えば黒色トナーによって可視像処理さ
れる。ここで、感光体９上で可視像化された基準濃度パ
ターンの濃度が検知手段であるフォトセンサー（Ｐセン
サー）20によって検出されると共に、基準濃度パターン
以外の原稿画像な給紙装置の何れかの給紙トレイ1,2,3
から搬送されてきた転写紙に転写され、転写後、クリー
ニング装置17によって感光体９上の残留トナーが清掃さ
れて次の複写行程に備えられる。

上述した現像装置15は、現像容器内に例えば黒トナー
とキャリアとよりなる２成分系の現像剤を収容してお
り、現像ローラによって感光体９に対して現像剤を供給
し、そして補給ローラによってトナー収容部から現像容
器へトナーを供給するようになっている。

一方、上述した複写機には、感光体上の画像濃度を検
出するための構造が備えられており、先ず、感光体９の
移動方向におけるイレーサ13の前方には、感光体９上で
の潜像電位を検出する電位センサー（電位計）12が感光
体９の露光面側に配置されている。

また、この電位センサー12とは別に、現像装置15内で
の現像剤により現像された時の感光体上トナー付着量を
検出するためのセンサーとして、上述したフォトセンサ
ー（Ｐセンサー）20が電位センサー12と同様に感光体９
の露光面側に配置されている。

また、上記各センサーの他に、現像装置内での現像剤
中のトナー濃度を制御するために、該トナー濃度を検知
する検知手段として、現像装置内に収容されている現像
剤中のトナーの含有度を現像剤の流動性によって検出す
るための、流動センサー（Ｆセンサー）21が現像装置15
内に配置されている。

上述した電位センサー12とＰセンサー20及びＦセンサ
ー21の各センサーは、第２図及び第３図に示すように、
複写機の制御部22にI/O部を介して接続されている。
尚、この制御部22は、複写機本体側の制御部に含まれて
演算制御を行うマイクロコンピュータ（以下、CPUと称
す）によって構成されており、入出力装置であるI/O部
の入力ポートには、上述した各センサーが、そして出力
ポートには、現像装置内のトナー補給ローラ駆動用モー
タ23や現像ローラ等駆動用の現像モータ24及び帯電装置
10等が夫々接続されている。

さて、本発明による画像形成装置の一例として、複写
機の一構成例を第１図乃至第３図を参照して説明した
が、以下において、上述の複写機における画像濃度の制
御動作について、第４図に示すフローチャートに従って
説明する。

第４図において、電源が投入されると制御動作が開始
され、先ず複写機本体側での走査部においてメインスイ
ッチがオンされた直後であるか否かが判別される（ST
1）。そして、始動直後であれば、Ｐセンサー20の機能
チェックが終了しているかを判別する処理に移行する
（ST2）。また、上述したステップST1において始動直後
にない場合には、複写可能かを判別し（ST3）、複写不
能な場合には、所定の複写準備を行って（ST4）、再度
可能かを判別する（ST3）。また、上述したステップST3
において複写が可能と判別された場合には、複写待機状
態を設定し、複写開始スイッチが作動されたかを判断し
たうえで、複写動作に移行する。そして、１コピー毎に
複写回数を示すカウンタの値を更新し、コピー回数が設
定回数（例えば500枚等）に達したかを判断したうえ
で、後述する画像濃度検出処理に移行できる回数か否か
を判別し（ST5〜ST10）、設定回数に達した場合には、
Ｐセンサー20のチェック準備に移行する（ST13）。

尚、上記複写動作中は、Ｆセンサー21からの現像剤濃
度（トナー濃度）に対応した検知出力Vrと後述する第２
基準レベルV₀₂との比較結果に基づいたトナー補給が行
われ、現像剤濃度が略一定に保持され、画像濃度が制御
される（ST8〜ST9）。

一方、ステップST2において、Ｐセンサー20の機能チ
ェックが終了していない場合には、Ｐセンサー20のチェ
ック準備を行い、メインモータ及び感光体駆動用のモー
タを作動させる（ST13,ST14）。

そして、感光体９の移動が開始されると、基準濃度パ
ターン潜像を形成するための所定電圧によって、帯電装
置10による帯電が行われ（ST15）、また、この帯電行程
にあわせて、クリーニング装置17が始動される（ST1
6）。また、この時、感光体９の表面電位を検出する電
位センサ12が作動を開始すると共にイレーサ13も作動で
きる状態とされ、これによって、感光体９上に形成され
た基準濃度パターン潜像の電位が検出されると共に、こ
の潜像以外の領域が除電される（ST17）。

そして、上述したステップST17における電位センサー
12による感光体９上での基準濃度パターン潜像電位が所
定電位にあるかを判別し（ST18）、所定電位にない場合
には、イレーサ５の点灯により、電位を消去した後、帯
電装置10側でのグリッド電圧を変更して、再度基準濃度
パターン潜像の電位を判別する処理に戻る（ST17′）。

一方、ステップST18において、感光体９上での基準濃
度パターン潜像の電位が所定電位にある場合には、帯電
装置10側でのグリッド電圧を固定し、イレーサ13がON⇒
OFF⇒ONの状態で動作する。

このような処理を実行されることで、一定幅の基準濃
度パターン潜像が得られる。

次いで、現像装置側が駆動され、現像バイアスを印加
することで、基準濃度パターン潜像への現像剤の供給が
行われる（ST19）。

そして、Ｐセンサー20により基準濃度パターンの濃度
を白部と黒部、換言すれば現像剤の非付着部（地肌部）
と付着部とからの光反射率によって得られる出力をV_SG
及びV_SPとして制御部22に入力し、この出力データを16
回取り込む（ST20）。そして、この出力データの読み込
みが終了したかを判別し（ST21）、取り込んだＰセンサ
ー20からの出力データV_SG及びV_SPの夫々の平均値を算出
する（ST22）。そして、このV_SG及びV_SPの平均値が正常
値の範囲内に有るか否かが判定され（ST23）、判定の結
果、異常値ならば、V_SG及びV_SPのエラー表示を行ってＰ
センサー20のチェック準備（ST13）に戻る。

また、上述の判定の結果、V_SG及びV_SPの平均値が正常
値の範囲内に有ると判定された場合には、基準濃度パタ
ーン内での現像剤の非付着部と付着部との間での比V_SG/
V_SPを算出する（ST25）。

このステップ25で得られた比は、予め設定された上、
下限値の範囲内にあるか否かを判定され（ST26）、この
範囲外である場合には、Ｆセンサー21における基準レベ
ル（基準値）の修正が行われ（ST27）、制御は第６図に
フローチャートで示す基準レベルの修正及び現像剤濃度
制御に移行する。

また、ステップ25で得られた比が上、下限値の範囲内
にある場合には、画像濃度は適正と判断され、制御は先
に説明したステップST3に移行し、複写可能状態とな
る。

ところで、上述のＦセンサー21の初期の基準レベルは
第４図に示す制御動作を開始する前、例えば、工場出荷
時やメンテナンス時、あるいは現像剤全体の交換時、所
定コピー回数毎等に予め設定されているものであるが、
以下、この基準レベルの設定方法について説明する。

本発明においては、現像剤中のトナー濃度を制御する
上記Ｆセンサー21の基準レベル（基準値）として、機械
毎に固定された所定の値を持つ第１基準レベルと、Ｐセ
ンサー20の検知信号に応じて切り換え可能で所定の範囲
内で設定される第２基準レベルとを設け、通常の画像濃
度制御時には第２基準レベルを基準として、Ｆセンサー
21の出力に基づいて現像剤中のトナー濃度に応じた検知
出力を出力する出力手段からの出力レベルと第２基準レ
ベルとを比較することによってトナー補給の制御が行わ
れ、現像剤中のトナー濃度が画像濃度を一定に保持する
ように制御される。

ここで、第５図は、設定キーにより上記第１の基準レ
ベルV₀₁を現像剤や複写機の状態に応じて設定し、その
設定された第１の基準レベルV₀₁を固定するための制御
動作のフローチャートを示す。

以下、第５図を参照して説明する。

基準レベル（基準値）の設定キー操作は複写機本体の
メインスイッチのオン後であれば複写動作開始前に行う
ことができる。

第５図において、先ず基準値設定モードか否かが判別
され（S1）、基準値設定モードでなければ制御は先の第
４図に示した制御のステップST1に移行する。また、基
準値設定モードであれば、次に設定キーがオンされ（S
2）、設定キーがオン状態になると第１基準レベルV₀₁の
前回の設定値が解除されて消去され、この後、現像モー
タがオン状態となる（S3〜S5）。

上述の設定キー操作により、現像モータがオンとなる
と、Ｆセンサー21による検知が開始され、Ｆセンサー21
の検知出力Vrに現像剤濃度に対応した出力が得られ、こ
の検知出力Vrと、第２基準レベルV₀₂とが検知され、検
知出力Vrと第２基準レベルV₀₂とが比較されて両者が等
しくなるまで第２基準レベルV₀₂のステップ数、すなわ
ち第２基準レベルV₀₂の出力が変更される（S6〜S9）。
そして、このステップS6〜S9の動作により、現像剤の状
態に対応した第２基準レベルV₀₂が設定される。

この第２基準レベルV₀₂の設定終了後、現像モータが
オフとなり（S10）、次に、第２基準レベルV₀₂と第１基
準レベルV₀₁とが比較され、第１基準レベルV₀₁の値が第
２基準レベルV₀₂に等しくなるまで第１基準レベルV₀₁の
ステップ数、すなわち第１基準レベルV₀₁の出力が変化
され、これにより第１基準レベルV₀₁と第２基準レベルV
₀₂とが等しい値に設定される（S11〜S13）。すなわち、
ステップS11〜S13の動作により、現像剤交換直後等の初
期状態のトナー濃度に対応した第１基準レベルV₀₁が設
定できるわけである。次に、上述において設定された第
１基準レベルV₀₁の設定値は固定（ロック）され（S1
4）、次に設定キーがオンされるまでの間、制御部の記
憶装置に記憶される。

すなわち、第１基準レベルV₀₁の固定値（ロックレベ
ル）は、設定キーをオンした時の現像剤等の状態で設定
されることになる。したがって、設定キーの使用時期と
しては、工場出荷時やメンテナンス時、及び現像剤の投
入・交換時等が適切であり、このような時期に設定キー
の操作を行い、第１基準レベルV₀₁を設定しなおすこと
により、第１基準レベルV₀₁は初期の最良な状態での現
像剤濃度に対応したレベルで設定されることになり、し
たがって、画像濃度はこの時の濃度を基準に制御される
ことになる。

さて、以上のように第１基準レベルV₀₁の値が設定さ
れた後は、制御は第４図に示す制御のステップST3に移
行し、複写可能状態となる。尚、第５図のステップS15
〜S16の表示行程部分は設けなくともよいが、第１基準
レベルV₀₁のロック後、第１基準レベルV₀₁と第２基準レ
ベルV₀₂とを表示するようにすれば、現像剤の交換時期
やメンテナンス時期の把握が容易となり複写機の管理が
容易になる。

ところで、以上においてはＦセンサーの基準レベルの
一つである第１基準レベルの設定法について第５図のフ
ローチャートに基づいて説明したが、次に、先の第４図
に示した制御動作時に行われるＰセンサーからの検知信
号に基づいたＦセンサーの第２基準レベルV₀₂の修正動
作、及びトナー補給制御について説明する。

第４図において、Ｐセンサーの検知信号に基づいてス
テップST24のＦセンサー基準値の修正のルーチンに入る
と第６図にフローチャートで示す制御が開始される。

そして、先ず、第１基準レベルV₀₁と第２基準レベルV
₀₂との差が所定の範囲（例えば±7V）以内か否かが判定
され（T1）、所定の範囲以外ならば異常とみなして第２
基準レベルV₀₂は変更せずに制御は第４図のステップST3
に戻る。また、判定の結果、第１基準レベルV₀₁と第２
基準レベルV₀₂との差が所定の範囲以内ならば、次にＰ
センサーによって検知される基準濃度パターンの現像剤
の非付着部と付着部とからの光反射率の比（V_SG/V_SP）
が所定値（例えば７）以下か以上かが判定され（T2）、
所定値以上の場合は次に、Ｆセンサーの現状の出力Vrが
検知され（T3）、現状の第２基準レベルV₀₂と比較され
る（T4）。そして、両者の差（Vr−V₀₂）が一定値、例
えば0.3V（ここでは0.3Vとしているが、この値は、トナ
ー濃度が急激に変化してもあまり影響の無い値を選ぶ）
よりも小さいか否かが判定され（T4）、一定値以上の場
合はＰセンサーの検知信号に応じた第２基準レベルV₀₂
の切り換えを停止し、現在のVr及びV₀₂の値を表示して
（T12,T13）、第４図のステップST3に戻る。

また、判定の結果（T4）、両者の差（Vr−V₀₂）が一
定値以内のときは、Ｆセンサーの第２基準レベルV₀₂を
１ステップ下げた後（T5）、Ｆセンサーの検知出力Vrと
第２基準レベルV₀₂とを表示し（T12,T13）、制御は第４
図のステップST3に戻る。すなわち、基準濃度パターン
の現像剤の非付着部と付着部との濃度比が大きい場合
は、現像剤のトナー濃度が濃すぎる場合であるから、第
２基準レベルV₀₂の修正のみを行い、トナー補給を行わ
ずに複写動作に戻るわけである。

一方、ステップ（T2）において、（V_SG/V_SP）が所定
値以下の場合には、Ｆセンサー21の現状の出力Vrが検知
され（T6）、現状の第２基準レベルV₀₂との差異が一定
値以内か否かが判定される（T7）。そして、両者の差
（V₀₂−Vr）が一定値以上のときは、Ｐセンサーの検知
信号に応じた第２基準レベルV₀₂の切り換えを停止し、
現在の第２基準レベルV₀₂を基準としたステップ（T9〜T
11）のトナー補給を行った後、現在のVr及びV₀₂の値を
表示して（T12,T13）、第４図のステップST3に戻る。

また、両者の差（V₀₂−Vr）が一定値以内の場合に
は、Ｆセンサーの第２基準レベルV₀₂を１ステップ上げ
（T8）、この変更された第２基準レベルV₀₂とＦセンサ
ーの検知出力Vrとが等しくなるまでトナー補給が行わ
れ、一致した時点でトナー補給が停止される（T9〜T1
1）。そして、Ｆセンサーの検知出力Vrと第２基準レベ
ルV₀₂とを表示し（T12,T13）、制御は第４図のステップ
ST3に戻る。

さて、第４図乃至第６図を参照して、Ｆセンサーの第
1,第２基準レベルの設定方法とトナー濃度の制御法につ
いて説明したが、本発明による複写機の画像濃度制御系
では、Ｆセンサー21の基準レベルとして、現像剤最良時
（交換直後等）の状態を表す第１基準レベルV₀₁と、Ｐ
センサー20の検知出力に応じて変更される第２基準レベ
ルV₀₂とを設け、通常の制御時には、Ｆセンサー21の出
力に基づいて現像剤中のトナー濃度を検出し、その検出
値Vrと第２基準レベルV₀₂との比較によって現像剤への
トナー補給を制御し、現像剤中のトナー濃度を略一定に
保ようにしているため、現像剤の適正な管理が可能とな
り、画像濃度制御を確実に行うことができる。

また、本発明では、第１基準レベルV₀₁と第２基準レ
ベルV₀₂の相対的な比較結果に前述したように限度域を
設け、この限度域を越える信号を発生したときには、今
迄の状態を継続するようにしたので、Ｐセンサー20やＦ
センサー21、現像剤等に異常が生じた場合にもトナーの
過剰補給や補給不足が防止される。

また、本発明によれば、温湿度等の環境の急変や使用
方法等により一時的に現像剤中のトナー濃度が変化し、
Ｆセンサー21による検知出力Vrと第２基準レベルV₀₂と
の差が一定値以上になった場合には、Ｐセンサー20の信
号を受けても第２基準レベルV₀₂の変更を行わないよう
に制御するため、第２基準レベルV₀₂の不必要な変更に
よるトナーの過剰な補給や、補給不足等が未然に防止さ
れる。

尚、第５図及び第６図において、Ｆセンサーの検知出
力Vrと第２基準レベルV₀₂の表示は必ずしも必要ではな
いが、表示することによって現像剤の濃度推移が把握で
き管理が容易となる。

そこで、次にＦセンサーの検知出力Vrと、第1,第２基
準レベルV₀₁,V₀₂の表示法について説明する。

Ｆセンサーの検知出力Vrと、第1,第２基準レベルV₀₁,
V₀₂の表示は、第５図及び第６図に示したタイミングで
夫々表示されるが、この表示値は次の表示時期まで継続
される。

ここで、上記Ｆセンサーの検知出力Vrは電圧で表され
るので、例えば［10V/255］を１単位としてこの整数
倍、例えば［6.50V］と表示される。

また、Ｆセンサーの第１基準レベルV₀₁と第２基準レ
ベルV₀₂とは、Ｆセンサーの検知出力Vrと同様に、例え
ば［10V/255］を１単位としているが、トナー濃度に対
する検知出力Vrの関係から、３倍の整数倍を表示するよ
うになっている。したがって、先の第５図に示したフロ
ーチャートにしたがって表示法を説明すると、設定キー
のオンにより検知される電圧レベルは、例えばＦセンサ
ーの検知出力Vrが6.5098Vならば第２基準レベルV₀₂はこ
の値に最も近い6.4705Vで［V₀₂＝Vr］となる。したがっ
て、第２基準レベルV₀₂を１ステップ変えた時の電圧は
0.1176Vとなり、［0.1176V/1step］で第２基準レベルV
₀₂が変化していることになる。尚、この変化度合は第１
基準レベルV₀₁も同様である。

したがって、表示は、検知出力Vrは［6.50V］と表示
され、第２基準レベルV₀₂は［6.47V］と表示され、第１
基準レベルV₀₁は第２基準レベルV₀₂と同様に［6.47V］
と表示されることになる。すなわち、［10V/255＝0.039
2V］の１ステップ分、約±0.04V以内の差を持って、検
知出力Vrと第１基準レベルV₀₁及び第２基準レベルV₀₂が
設定完了となり、同値とみなされるわけである。

次に、第６図に示した制御時の表示も同様のプロセス
で行われるが、制御は逆に第２基準レベルV₀₂の電圧レ
ベルになるように検知出力Vrがトナー補給により追従す
ることになる。したがって、この時の検知出力Vrの表示
は、第１基準レベルV₀₁及び第２基準レヘルV₀₂と同様、
［10V/255×３］の整数倍で制御されることになり、ま
た、表示も整数倍となる。

尚、上述した、Ｆセンサーの検知出力Vrと、第1,第２
基準レベルV₀₁,V₀₂の表示は、通常、同一画面上に表示
され、目視で各値の確認ができるようになっているた
め、現像剤の交換時期やメンテナンス時期等の判断を容
易に行うことができる。

〔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、第１の検知手段の検知値と所定値との比較結果及び
第２の検知手段の検知値と基準値との比較結果に基づい
て画像濃度を制御するので、常に最適な画像濃度を得る
ことができる。そして、上記第２の検知手段の検知結果
が上記基準値の所定範囲内にあるか否かを判断し、上記
第２の検知手段の検知結果が所定範囲外の場合には上記
基準値の変更を行わず、上記第２の検知手段の検知結果
が所定範囲内の場合には、上記第１の検知手段の検知値
と上記所定値との比較結果に基づいて上記基準値を変更
することにより、温湿度等の環境の急変や使用方法等に
より一時的に現像剤中のトナー濃度が変化したような場
合においても、第２の検知手段の検知結果と基準値との
差が所定範囲外とならないように、両者の差が所定範囲
外の場合には基準値の変更は行わず、第２の検知手段の
検知結果が所定範囲内の場合にのみ、第１の検知手段の
検知値と所定値との比較結果に基づいて基準値を変更す
るので、基準値の不必要な変更が防止され、トナーの過
剰な補給や、補給不足等が未然に防止されるので、トナ
ー濃度の急激な変動が防止される。従って、トナーの過
剰補給によるトナー飛散や画像濃度の急変の問題、補給
不足による感光体や現像剤の損傷の問題が未然に防止で
き、安定した画像濃度を得ることが可能となる。

さらに本発明の画像形成装置においては、第２の検知
手段の基準値として、機械毎に設定固定され現像剤最良
時（現像剤の交換直後等）の現像剤濃度に対応したレベ
ルに設定される第１基準レベルと、該第１基準レベルの
設定固定時に第１基準レベルと同じレベルに設定された
後、第１の検知手段の検出値に応じて所定の範囲内で変
更可能に設けられた第２基準レベルとを有し、通常の画
像濃度制御時には上記第２基準レベルを基準として、第
２の検知手段の検知値と第２基準レベルとの比較によっ
て現像剤へのトナー補給を制御して現像剤中のトナー濃
度を制御するので、第２基準レベルに基づいて現像剤濃
度の短期的な変動を検出でき、現像剤の適正な管理が可
能となり、画像濃度を適正な状態に保持することがで
き、画像濃度制御を確実に行うことができる。また、第
１基準レベルと第２基準レベルとの比較により現像剤の
長期的な変動が判定でき、現像剤の交換時期の判断が可
能となる。また、温湿度等の環境の急変や使用方法等に
より一時的に現像剤中のトナー濃度が変化したような場
合においても、上記第１基準レベルと第２基準レベルと
の差が所定範囲外か、あるいは、上記第２の検知手段の
検知結果と第２基準レベルとの差が一定値以上の場合に
は上記第２基準レベルの変更を行わず、上記第１基準レ
ベルと第２基準レベルとの差が所定範囲内で、上記第２
の検知手段の検知結果と第２基準レベルとの差が一定値
以内の場合には、上記第１の検知手段の検知値と上記所
定値との比較結果に基づいて上記第２基準レベルを変更
することにより、第２基準レベルの不必要な変更が防止
され、トナーの過剰な補給や、補給不足が未然に防止さ
れるので、トナー濃度の急激な変動が防止される。従っ
て、トナーの過剰補給によるトナー飛散や画像濃度の急
変の問題、補給不足による感光体や現像剤の損傷の問題
が未然に防止でき、安定した画像濃度を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像形成装置の一実施例を示す複
写機の概略的全体構成図、第２図は同上複写機の画像濃
度制御系の概略構成を示すブロック図、第３図は同上複
写機の画像濃度制御系を模式的に示す複写機の概略的要
部構成図、第４図は画像濃度制御の一例を示すフローチ
ャート、第５図はＦセンサーの第１基準レベル設定時の
制御動作を示すフローチャート、第６図はＰセンサーか
らの信号に応じた第２基準レベルの切り換え制御及びそ
の切り換えに伴う現像剤中のトナー濃度制御の動作を示
すフローチャートである。 1,2,3……給紙トレイ、４……原稿排紙トレイ、５……A
DF、６……コンタクトガラス、７……光源、８……レン
ズ、９……感光体、10……帯電装置、11……露光、12…
…電位計、13……イレーサー、14……スイーパー、15…
…現像器、16……転写チャージャ、17……クリーニング
装置、18……定着器、19……排紙トレイ、20……Ｐセン
サー、21……Ｆセンサー、22……制御部。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−136667（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−121459（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−184374（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−81666（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−124358（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−24036（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 303 G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095 G03G 21/00 370 - 540 G03G 21/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成された静電潜像にトナーを
付着させることで可視像を得、この可視像を転写材に転
写することにより所定の画像を得る電子写真方式の画像
形成装置であって、上記感光体上に形成された基準潜像
を現像して得られる可視像を検知する第１の検知手段
と、現像剤中のトナー濃度を検知する第２の検知手段を
設け、上記第１の検知手段の検知値と所定値との比較結
果及び上記第２の検知手段の検知値と基準値との比較結
果に基づいて画像濃度を制御する画像形成装置におい
て、上記第２の検知手段の検知結果が上記基準値の所定範囲
内にあるか否かを判断し、上記第２の検知手段の検知結
果が所定範囲外の場合には上記基準値の変更を行わず、
上記第２の検知手段の検知結果が所定範囲内の場合に
は、上記第１の検知手段の検知値と上記所定値との比較
結果に基づいて上記基準値を変更す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
記基準値の変更は固定量の変更であることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、上
記第２の検知手段の基準値として、機械毎に設定固定さ
れ現像剤最良時（現像剤の交換直後等）の現像剤濃度に
対応したレベルに設定される第１基準レベルと、該第１
基準レベルの設定固定時に第１基準レベルと同じレベル
に設定された後、上記第１の検知手段の検知値に応じて
所定の範囲内で変更可能に設けられた第２基準レベルと
を有し、通常の画像濃度制御時には上記第２基準レベル
を基準として、第２の検知手段の検知値と第２基準レベ
ルとの比較によって現像剤へのトナー補給を制御して現
像剤中のトナー濃度を制御し、かつ、上記第２基準レベ
ルの変更に際しては、上記第１基準レベルと第２基準レ
ベルとの差が所定の範囲以内か否かが判断されると共
に、上記第２の検知手段の検知結果と上記第２基準レベ
ルとの差が一定値以内にあるか否かを判断し、上記第１
基準レベルと第２基準レベルとの差が所定範囲外か、あ
るいは、上記第２の検知手段の検知結果と第２基準レベ
ルとの差が一定値以上の場合には上記第２基準レベルの
変更を行わず、上記第１基準レベルと第２基準レベルと
の差が所定範囲内で、上記第２の検知手段の検知結果と
第２基準レベルとの差が一定値以内の場合には、上記第
１の検知手段の検知値と上記所定値との比較結果に基づ
いて上記第２基準レベルを変更することを特徴とする画
像形成装置。