(57)【要約】【課題】  画像濃度センサを用いたトナー補給制御においては、現像剤のトナー濃度が変動する可能性があり、このトナー濃度の変動による問題を解決する【解決手段】  画像濃度センサを用いたトナー補給制御に対して、現像装置の作動によるトナーの劣化度を反映する補正を行う。【選択図】        図３
2006330435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の搬送方向の長さにほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記露光装置の１画像当たりの画像形成時間にほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記現像装置の作動時間と前記転写装置の作動時間との比に応じてトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の搬送方向の長さにほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記露光装置の１画像当たりの画像形成時間にほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記現像装置の作動時間と前記１次転写装置又は前記２次転写装置の作動時間との比に応じてトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスにより記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に、トナー補給制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスでは、静電潜像を現像剤で現像してトナー像を形成し、形成したトナー像を記録材に転写することにより画像が形成される。
【０００３】
現像には、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤又はキャリアを含まずトナーを主成分とする１成分現像剤が用いられるが、高画質が得られる等に理由から２成分現像剤を用いた現像方式が広く用いられている。
【０００４】
そして、２成分現像剤を用いた現像方式では、現像により消費されたトナーを補給するトナー補給方式として、主として次の２方式が用いられている。
【０００５】
第１の方式は、画像濃度センサを用いた方式である。
【０００６】
このトナー補給方式は、基準潜像を現像することにより得られた基準トナー像の濃度を画像濃度センサで検知し、検知結果に基づいて、トナー補給制御を行うものである。この方式では、画像濃度が正確に制御され、一定画像濃度の画像を得ることが出来るという利点がある反面、現像剤中のトナー濃度が変動する可能性がある。即ち、現像性は現像剤の特性、温度、湿度等により変化するので、一定画像濃度のトナー像を形成する現像剤のトナー濃度が常に一定ではないために、画像濃度を一定するする制御を行った場合、トナー像度が変化する場合がある。
【０００７】
トナー濃度の変動が許容範囲を超えた場合、例えば低すぎると、現像時の穂立ちに影響が出て、画像にハキメ状の模様が出る。高すぎると、トナー飛散が起こる等の不具合につながる。
【０００８】
第２の方式は、現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を用いた方式で、代表的な例としては、現像剤の透磁率を測定することによりトナー濃度を検知し、検知結果に基づいてトナー補給制御を行うものである。
【０００９】
第２の方式は、第１の方式と反対の長所、短所を有しており、トナー濃度を正確に制御することは出来るが、画像濃度が変動する可能性がある。
【００１０】
両方式を併用することにより、両方式の短所を補い長所を生かすことができるが、制御が複雑になることや、コストアップとなるために、第１方式、第２方式又はこれらの併用が、使い分けられている。
【００１１】
第１の方式を用いる場合、第２の方式を併用するのではなく、現像性に影響する種々の因子、例えば、現像剤担持体の回転速度、現像バイアス等に応じた補正を行うことにより、画像濃度を一定に維持しつつ、トナー濃度を安定化させることが行われている。
【００１２】
第１のトナー補給制御方式を用い場合に起り得るトナー濃度変動の因子の一つにトナーの特性の変動、特に、トナーの劣化がある。このトナーの劣化は、主として、現像装置内における現像剤の攪拌により進行するものであり、このようなトナーの劣化に対する対策について研究されており、特許文献１では、両面コピーの場合と片面コピーの場合とではトナーの劣化の進行度が異なることに対する対策として、片面・両面のコピーモードに応じてトナー補給量を変えることが提案されている。
【００１３】
また、特許文献２では、記録材のサイズが不明であるために、最大サイズのトナー像が形成されるスペシャルサイズコピーモードではトナー補給量を多くすることが提案されている。
【特許文献１】特許第３３９２２５３号明細書
【特許文献２】特開平９−１４６３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１、２のように、特定の限られた条件、状況に対する対策では、前記第１の方式を用いたトナー補給制御のおける問題を十分には解決することができない。
【００１５】
本発明は、画像濃度センサの用いたトナー補給制御方式における問題を解決し、様々な画像形成モードや種々の画像形成装置の作動状況において、適正なトナー補給制御が行われ、高画質の画像を安定して形成する画像形成装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の搬送方向の長さにほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１７】
また、請求項４の発明は、
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記記録材の搬送方向の長さにほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１８】
画像濃度センサの検知結果に基づいたトナー補給制御を行うことにより、一定画像濃度の画像が形成されるが、トナー濃度は変動する可能性がある。
【００１９】
このようなトナー濃度の変動の原因の一つに、トナーの劣化があり、現像装置内に長時間滞留して長時間攪拌作用を受けた場合、トナーの劣化度合いが進行する。
【００２０】
現像装置内で、トナーが攪拌作用を受ける時間、即ち、現像装置の作動時間に応じて、前記第１方式のトナー補給制御に対する補正を行うことにより、画像濃度を一定に維持しつつ、トナー濃度の変動を抑制することが出来る。
【００２１】
請求項１、４の発明においては、現像装置の作動時間に相当するものとして、記録材の搬送方向の長さを用い、記録材の搬送方向長さにほぼ比例したトナー補給割合の補正が行われる。従って例えば、Ａ４サイズの記録材の例では、搬送方向を短辺とするＡ４サイズ縦の画像形成に対して、搬送方向を長辺とするＡ４サイズ横の画像形成時に、トナー補給割合を１．４１倍にする補正が行われる。なお比例計数は、画像形成装置の特性等に応じて適宜設定される。
【００２２】
請求項２の発明は、
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記露光装置の１画像当たりの画像形成時間にほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００２３】
また、請求項５の発明は、
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記露光装置の１画像当たりの画像形成時間にほぼ比例してトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００２４】
請求項２、５の発明においては、現像装置の作動時間に相当するものとして、１画像当たりの露光装置の画像形成時間を用い、露光装置の１画像当たりの画像形成時間の長さにほぼ比例したトナー補給割合の補正が行われる。
【００２５】
画像形成時間は、露光装置の駆動に用いられる副走査方向の画像領域信号から取得することができる。
【００２６】
なお、露光装置の画像形成時間には、記録画像形成のための画像形成時間の他に、トナー補給制御、現像制御、露光制御等を目的として、感光体に基準潜像を形成する時間も含まれる。従って、１画像当たりの画像形成時間としては、後に実施例において行われているように、所定枚数、例えば、１０枚の記録画像を形成するための露光装置の画像形成時間の計測から求められる。１０枚の記録画像を形成する工程において、画像間に基準潜像を形成する場合には、基準潜像形成のための画像形成時間が記録画像形成時間に加算することにより画像形成時間が計算される。
【００２７】
請求項３の発明は、
感光体、該感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から記録材に転写する転写装置、前記感光体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像して得られた基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記現像装置の作動時間と前記転写装置の作動時間との比に応じてトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００２８】
また、請求項６の発明は、
感光体、中間転写体、前記感光体を帯電する帯電装置、帯電された前記感光体を露光する露光装置、露光により前記感光体上に形成された潜像を二成分現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像装置、トナー像を前記感光体から前記中間転写体に転写する１次転写装置、トナー像を前記中間転写体から記録材に転写する２次転写装置、前記中間転写体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度センサ及び前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有する画像形成装置であって、
前記感光体上に基準潜像を形成し、該基準潜像を現像し転写して得られた前記中間転写体上の基準トナー像の濃度を検知した前記画像濃度センサの検知結果に基づいて、前記トナー補給装置を制御する制御手段を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記現像装置の作動時間と前記１次転写装置又は前記２次転写装置の作動時間との比に応じてトナー補給割合を変化させることを特徴とする画像形成装置にある。
【００２９】
請求項３、６の発明では、転写装置、即ち、１次転写装置又は２次転写装置の作動時間をトナー消費量に対応するパラメータとして用いている。
【００３０】
現像装置の作動時間に比較して転写装置の作動時間が短いということは、現像装置内にトナーが滞留している時間が長いことを意味する。従って、転写装置の作動時間／現像装置の作動時間の比（転写装置の作動時間／現像装置の作動時間）が小さい場合に、トナー補給割合を増やす補正を行い、比が大きい場合に、補給割合を減らす補正を行うことにより、トナーの劣化を抑制し、トナー濃度の変動を小さくすることが出来る。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１又は４の発明により、画像濃度センサを用いたトナー補給制御に対して、記録材の搬送方向の長さに対応した補正を行うことにより、トナーの劣化度に対する補正が適正に行われ、常に一定した濃度の画像形成が行われるとともに、画質に影響したり、トナー飛散を起こすようなトナー濃度の変動が十分に抑制され、片面連続画像形成、両面連続画像形成、間欠画像形成等の画像形成モードの違いを始めとする各種の画像形成条件に対して高画質の画像を安定して形成する画像形成装置が実現される。
【００３２】
請求項２又は５の発明により、画像濃度センサを用いたトナー補給制御に対して、露光装置の作動時間の長さに対応した補正を行うことにより、トナーの劣化度に対する補正が適正に行われ、常に一定した濃度の画像形成が行われるとともに、画質に影響したり、トナー飛散を起こすようなトナー濃度の変動が十分に抑制され、片面連続画像形成、両面連続画像形成、間欠画像形成等の画像形成モードの違いを始めとする各種の画像形成条件に対して高画質の画像を安定して形成する画像形成装置が実現される。
【００３３】
請求項３又は６の発明により、画像濃度センサを用いたトナー補給制御に対して、現像装置の作動時間に対する転写装置の作動時間の比に対応した補正を行うことにより、トナーの劣化度に対する補正が適正に行われ、常に一定した濃度の画像形成が行われるとともに、画質に影響したり、トナー飛散を起こすようなトナー濃度の変動が十分に抑制され、片面連続画像形成、両面連続画像形成、間欠画像形成等の画像形成モードの違いを始めとする各種の画像形成条件に対して高画質の画像を安定して形成する画像形成装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であり、画像形成装置本体Ａ、画像読取装置ＳＣ、自動原稿送り装置ＤＦを備えた画像形成装置の全体図である。
【００３５】
図示の画像形成装置本体Ａは、ドラム状の感光体１、帯電装置２、露光装置（画像書込手段）３、現像装置４、転写装置５、除電手段６、分離装置６、クリーニング装置８等から成る画像形成部と、定着装置３０と、用紙搬送系と、から構成されている。
【００３６】
感光体１としては、負帯電性のＯＰＣ感光体が好ましく用いられる。
【００３７】
帯電装置２としては、スコロトロン帯電器が好ましく用いられる。
【００３８】
露光装置３としては、画像データに基づいてドット露光を行う露光装置であり、レーザ、ＬＥＤアレイ等を光源とするものが好ましく用いられる。
【００３９】
現像装置４はトナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤を用いる現像装置であり、現像装置４には、負帯電性のトナーを用い反転現像を行うものが好ましく用いられる。
【００４０】
転写装置５としては、コロトロン帯電器又は転写ローラが好ましく用いられる。
【００４１】
分離装置６としては、コロトロン帯電器又は分離爪が好ましく用いられる。
【００４２】
クリーニング装置８としては、ゴムブレードを用いたブレードクリーニング装置又はブラシクリーニング装置が好ましく用いられる。
【００４３】
ＳＥは、転写装置５とクリーニング装置８との間における感光体１に対向して設けられ、発光素子と受光素子とを有し、感光体１上に形成されたトナー像の画像濃度を検知する画像濃度センサ、ＴＨは現像装置４にトナーを補給するトナー補給装置である。
【００４４】
用紙搬送系は、給紙トレイ１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、記録材Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００４５】
給紙トレイ１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの記録材Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、オペレータによる設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００４６】
搬送手段１３を通過して定着装置３０によって定着処理された記録材Ｐは、搬送路切換手段１６により、ストレート排紙パスの搬送路ｒ１、反転排紙パスの搬送路ｒ２、両面循環パスの搬送路ｒ３の何れかに選択されて搬送される。
【００４７】
搬送路ｒ１を通過する記録材Ｐは、画像形成面を上にして（フェースアップ）排出される。搬送路ｒ２を通過する記録材Ｐは、両面循環パスの搬送路ｒ３、ｒ４に進行した後、逆転搬送されて搬送路ｒ２を通過して、画像形成面を下にして（フェースダウン）排出される。
【００４８】
第２搬送部は、画像形成部により画像形成された記録材Ｐを搬送路切換手段１６により排紙手段１４の手前で分岐させ、記録材Ｐを循環再給紙路に沿って搬送し、循環再給紙路途中で反転搬送ローラ１７により記録材Ｐを反転した後に第２給紙手段１２を経て画像形成部に再給紙する。
【００４９】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは給紙手段により搬送され、画像読取装置ＳＣの光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が読みとられ、イメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部（図示せず）において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光装置３に画像信号を送る。
【００５０】
露光装置３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の感光体１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙トレイ１０、手差し給紙手段１５から給送された記録材Ｐは転写装置５により画像が転写される。画像を担持した記録材Ｐは、定着装置３０により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００５１】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの記録材Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着装置３０によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００５２】
図２は実施の形態１に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【００５３】
制御手段ＣＲは、露光装置３を制御する露光制御手段ＣＲＸを制御して、所定の濃度の画像データで露光を行い、感光体１上に基準潜像を形成し、現像バイアス、現像剤担持体の回転速度等の現像装置４における現像条件を所定の条件に設定して現像を行い、基準トナー像を形成する。
【００５４】
制御手段ＣＲは更に、画像濃度センサＳＥの出力を読み取って、前記基準トナー像の画像濃度情報を得る。
【００５５】
このような画像濃度検知は、１枚の画像形成毎に、画像と画像の間に基準潜像を形成することにより行われるが、複数枚の画像形成毎に行っても良い。
【００５６】
制御手段ＣＲは基準トナー像の画像濃度に基づいて、トナー補給割合を設定し、トナー補給装置ＴＨを制御してトナー補給を行う。トナー補給割合は、画像１枚当たりのトナー補給時間として計算されるが、トナー補給動作は、１回のトナー補給において一定量のトナーを補給ように行われ、トナー補給装置の動作回数を制御することにより、トナー補給割合が制御される。
【００５７】
表１は基準トナー能の濃度に対応したトナー補給時間の一例を示す。
【００５８】
【表１】
2006330435.tif 000003
【００５９】
以上説明した画像濃度検知と該画像濃度検知に基づいたトナー補給制御により、所定値の画像データに対して、所定値の画像濃度の画像が形成される。
【００６０】
制御手段ＣＲはこのようなトナー補給制御に対して次に説明する補正を行う。
【００６１】
給紙トレイ１０からの記録材サイズの情報に基づいて、制御手段ＣＲは記録材Ｐの搬送方向の長さを計算する。記録材の搬送方向の長さは図３に示すように、搬送方向Ｙに沿った記録材Ｐ１〜Ｐ４の長さであり、例えば、Ａ４縦とＡ４横のように同一サイズでも、記録材向きによって長さが異なる。図３におけるＬ１〜Ｌ４はそれぞれ異なった長さとなる。
【００６２】
制御手段ＣＲは画像濃度検知に基づいて算出したトナー補給時間Ｔ１に対して、例えば、表１に示すトナー補給時間Ｔ１に補正係数Ｃ１を乗じて、トナー補給時間Ｔ２＝Ｔ１×Ｃ１を計算し、トナー補給時間Ｔ２に基づいてトナーを補給する。
【００６３】
このような補正により、現像剤中のトナー濃度の低下により起こるハキメと称されるベタ画像の濃度むらやトナー濃度の上昇によるトナー飛散等の問題が十分に解消される。
＜実施の形態２＞
図４は実施の形態２に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【００６４】
本実施の形態においては、制御手段ＣＲは、実施の形態１において説明した画像濃度検知に基づいて算出されたトナー補給時間Ｔ１に対して、次に説明する補正係数Ｃ２を乗じて、トナー補給時間Ｔ３＝Ｔ１×Ｃ２を計算し、トナー補給時間Ｔ３に基づいてトナーを補給する。
【００６５】
図５は画像形成工程のタイミングチャートである。
【００６６】
感光体１が時間ｔ１１で回転を開始する。
【００６７】
帯電装置２は時間ｔ２１で起動し、画像形成の終了時に時間ｔ２２で停止する。
【００６８】
露光装置３は時間ｔ３１で起動し、時間ｔ３２で停止して１枚目の画像を形成し、時間ｔ３３で起動し時間ｔ３４で停止して２枚目の画像を形成する。
【００６９】
現像装置は時間ｔ４１で起動し時間ｔ４２で停止する。
【００７０】
転写装置５は時間ｔ５１で起動し、時間ｔ５２で停止して、１枚目の画像を転写し、時間ｔ５３で起動し、時間ｔ５４で停止して２枚目の画像を形成する。
【００７１】
起動時間ｔ２１と、ｔ３１と、ｔ４１と、ｔ５１との間の時間差は感光体１上の画像先端が各装置に到達する時間の差である。図５に示すように、現像装置４は画像形成の開始時に起動し継続して作動した後に、画像形成工程の終了時に停止する。これに対して露光装置３は１枚の画像形成毎に起動と停止を繰り返す。
【００７２】
図示のように、露光装置３の作動時間長（ｔ３１〜ｔ３２）＋（ｔ３３〜ｔ３４）は現像装置の作動時間長ｔ４１〜ｔ４２にほぼ比例する。
【００７３】
制御手段ＣＲは露光装置３の作動時間長、即ち、ｔ３１〜ｔ３２、ｔ３３〜ｔ３４に基づいて画像濃度検知により算出されたトナー補給時間Ｔ１に対する補正係数Ｃ２を計算し、Ｔ１×Ｃ２＝Ｔ３の計算により算出されたトナー補給時間Ｔ３に基づいてトナーを補給する。補正係数Ｃ２は露光装置３の作動時間長にほぼ比例する値を有する。露光装置３の作動時間は、露光装置３を制御する露光制御手段ＣＲＸにおいて生成される副走査方向の画像領域信号から求めることができる。
【００７４】
このような補正により、トナーの劣化を防止し、トナー濃度の返送が抑制され、現像剤中のトナー濃度の低下により起こるハキメと称されるベタ画像の濃度むらやトナー濃度の上昇によるトナー飛散等の問題が十分に解消される。
【００７５】
なお、画像濃度センサＳＥを用いた制御として、本実施の形態のようにトナー補給制御のために基準潜像が形成されるとともに、帯電条件、露光条件、現像条件等を制御して画質を調整するために基準潜像が形成されるが、画記録像形成用の露光時間に基準潜像形成用の露光時間が加算される。
＜実施の形態３＞
図５、６を用いて本実施の形態を説明する。図６は本発明の実施の形態３に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【００７６】
図６において、制御手段ＣＲは現像装置４の作動時間に対する転写装置５の作動時間の比、（転写装置５の作動時間／現像装置４の作動時間）を計算して該比に応じた補正係数Ｃ３を画像濃度検知に基づいて算出されたトナー補給時間Ｔ１に乗してトナー補給時間Ｔ４＝Ｔ１×Ｃ３を計算し、トナー補給時間Ｔ４に基づいて、トナー補給装置ＴＨを制御し、トナーを補給する。現像装置４の作動時間は現像装置４の現像剤担持体及び現像剤攪拌部材を駆動するモータＤＭの作動時間であり、図５においてｔ４１〜ｔ４２である。また、転写装置５の作動時間は転写電圧を印加する転写電源ＴＥの作動時間であり、図５において、（ｔ５１〜ｔ５２）＋（ｔ５３〜ｔ５４）である。
【００７７】
現像装置４の作動時間と転写装置５の作動時間は、例えば、１００枚毎のように、一定枚数の画像形成毎に計算される。
【００７８】
なお図５は、現像装置４が画像形成の開始とともに起動し、作動を継続して画像形成の終了時に停止する例であり、また、転写装置５が各画像毎に作動と停止を繰り返す例であるが、現像装置４、転写装置５ともに、画像形成開始から画像形成終了まで継続して作動する例、画像形成毎に作動・停止を繰り返す例等も可能である。
【００７９】
このような補正により、現像剤中のトナー濃度の低下により起こるハキメと称されるベタ画像の濃度むらやトナー濃度の上昇によるトナー飛散等の問題が十分に解消される。
【００８０】
図７は中間転写体を用いたカラー画像形成装置の例を示す。
【００８１】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ベルト状の中間転写体７と給紙装置２０及び定着装置３０を有する。
【００８２】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体１Ｙの周囲に配置された帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置８Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体１Ｍ、帯電装置２Ｍ、露光装置３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置８Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体１Ｃ、帯電装置２Ｃ、露光装置３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置８Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、露光装置３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置８Ｋを有する。
【００８３】
帯電装置２Ｙと露光装置３Ｙ、帯電装置２Ｍと露光装置３Ｍ、帯電装置２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電装置２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像を形成する潜像形成手段を構成する。
【００８４】
現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の小粒径トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像する現像装置である。
【００８５】
中間転写体７は、複数のローラ３１に巻回され、循環移動可能に支持されている。
【００８６】
画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色の画像は、移動する中間転写体７上に１次転写装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００８７】
給紙装置２０の給紙トレイ２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３，２４，２５，２６、レジストローラ（第２給紙部）２７等を経て、２次転写装置５Ａに搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される。
【００８８】
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置３０により記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着された後、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００８９】
一方、２次転写装置５Ａにより記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを分離した中間転写体７は、クリーニング装置８Ａにより残留トナーが除去される。
【００９０】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００９１】
ＴＨＹ、ＴＨＭ、ＴＨＣ、ＴＨＫはそれぞれ現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにトナーを補給するトナー補給装置である。
【００９２】
図７の例では、トナー補給制御が各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対して独立して行われる。また、基準潜像及びトナー像が各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの感光体１Ｙ、１Ｍ，１Ｃ、１Ｋ上にそれぞれ形成される。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は中間転写体７に転写されるが、基準トナー像は図８に示すように中間転写体７上にイエロー基準トナーＹＴ、マゼンタトナー像ＭＴ、シアントナー像ＣＴ及び黒トナー像ＫＴが並列して形成される。
【００９３】
これらの基準トナー像ＹＴ、ＭＴ、ＣＴ、ＫＴの濃度が中間転写体７に対向して設けられた画像濃度センサＳＥにより検知され、検知結果に基づいてトナー補給装置ＴＨＹ、ＴＨＭ、ＴＨＣ、ＴＨＫが制御される。
【００９４】
トナー補給制御は前記に説明した方法により行われるが、実施の形態３のトナー補給制御では、転写装置の作動時間として、１次転写装置５の作動時間又は２次転写装置５Ａの作動時間のいずれを用いることもできる。
【実施例】
【００９５】
＜実施例１（実施の形態１の実施例）＞
図１に示す画像形成装置を用い、次の構成のものを用いた。
感光体：負帯電性のドラム状ＯＰＣ感光体
感光体半径：４０ｍｍ
感光体線速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
帯電装置：スコロトロン
帯電ワイヤーグリッド間距離：７．５ｍｍ
グリッド−感光体間距離：１ｍｍ
帯電ワイヤーバックプレート間距離：１２ｍｍ
帯電電流値：−１ｍＡ
グリッド印加電圧：−７５０Ｖ
帯電前露光光源：ＬＥＤ（波長７００ｎｍ、光出力１０ｌｕｘ）
露光装置：半導体レーザによる走査露光
波長：７８０ｎｍ
ビーム径：主走査方向５０μｍ、副走査方向８０μｍ
レーザパワー：４００μＷ（感光体表面）
現像装置：２成分現像剤を用いた反転現像
現像剤担持体：マグネットロール及びサンドブラストによる表面処理をしたスリーブ
スリーブ径：２０ｍｍ
（スリーブ線速／感光体線速）比：２（基準）
キャリア（フェライトキャリア）粒径：６０μｍ
トナー（重合トナー）粒径：６．５μｍ
現像バイアス：−６００Ｖ（基準）
トナー補給：
トナー搬送量：２０ｇ／ｍｉｎ
転写装置：コロトロン
帯電ワイヤー感光体間距離：８ｍｍ
帯電ワイヤーバックプレート間距離：１２ｍｍ
転写電流値：２００μＡ
転写前露光光源：ＬＥＤ（波長７００ｎｍ、光出力１０ｌｕｘ）
分離装置：コロトロン
帯電ワイヤーバックプレート間距離：１２ｍｍ
分離電流値：２００μＡ
クリーニング装置：ブレードクリーニング（ウレタンゴム製）
トナーリサイクル装置：クリーニング装置で回収したトナーを搬送スクリューで現像装置に搬送する
トナー搬送速度：２０ｇ／ｍｉｎ
定着装置：ヒートローラ方式
感光体上に基準潜像を形成し、現像により基準トナー像を形成し、形成した基準トナー像を画像濃度センサで検知した。このような画像濃度検知を、プリント毎に実施した。
【００９６】
検知結果に基づいて、表１に示すトナー補給時間を設定した。表１におけるトナー補給時間は１プリント毎の時間である。
画像濃度センサ：反射型センサ
（１）実施例１及び比較例１
基準潜像及び基準トナー像を１０プリントに１回形成し、画像濃度センサの読み値に対して、表１のトナー補給時間を設定した。なお、表１のトナー補給時間は、画像１枚当たりのものである。
＜実施例１＞
Ａ４サイズ（縦送り）の場合のトナー補給時間を表１とし、
Ａ３→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×２
Ｂ４→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×１．７３
Ａ４（横送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×１．４１
Ｂ５（横送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×１．２２
Ｂ５（縦送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×０．８７
Ａ５（横送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×１
Ｂ６（縦送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×０．６１
Ｂ６（横送り）→Ａ４（縦送り）の時の補給時間×０．８７
とした。
＜比較例１＞
Ａ４サイズの場合のトナー補給時間を表１とし、
Ａ３→Ａ４の時の補給時間×２
Ｂ４→Ａ４の時の補給時間×１．５
Ｂ５→Ａ４の時の補給時間×０．７５
Ａ５→Ａ４の時に補給時間×０．５
Ｂ６→Ａ４の時の補給時間×０．３７
とした。
【００９７】
実施例１及び比較例１では、印字率５％の原稿を用いた各紙サイズ（縦送りと横送りとを異サイズとする）について、３万枚の両面複写を行い画像濃度及びトナー濃度推移を確認した。
【００９８】
画像濃度は実施例１、比較例１ともに、ほぼ安定していた。
【００９９】
図９〜１１は実施例１におけるトナー濃度推移を示し、図１２〜１４は比較例１におけるトナー濃度推移を示す。
【０１００】
図９〜１１に示すとおり、実施例１では、ほぼ安定したトナー濃度推移を示したが、比較例ではトナー濃度のばらつきが見られた。
【０１０１】
即ち、図１２の大サイズ紙においては、Ａ３、Ａ４では比較的安定しているのに対して、Ｂ４、Ｂ５ではトナー消費量が若干低下するために、トナー濃度が低下する傾向が出た。
【０１０２】
図１３の中サイズでは、横送りの場合に、トナー消費量が低いことが原因で、トナーの劣化が早く進み、トナー濃度低下が大きい。
【０１０３】
図１４の小サイズでは、トナー消費量が低いために、トナー像度低下が顕著であった。トナー消費量が特に低い、横送りにおいて、トナー濃度低下が、特に、顕著であった。
（２）実施例２
基準潜像及び基準トナー像を１０プリントに１回形成し、画像濃度センサの読み値に対して、表１のトナー補給時間を設定した。なお、表２のトナー補給時間は、画像１枚当たりのものである。
＜実施例２＞
１０プリント単位の露光時間に応じて、表２に示す補正係数を表１のトナー補給時間に乗じてトナー補給時間を設定し、トナー補給制御を行った。ただし、補給時間は１０００ｍｓを超える場合は、上限値１０００ｍｓに設定した。
【０１０４】
【表２】
2006330435.tif 000004
【０１０５】
印字率５％の原稿を用いた各紙サイズ（縦送りと横送りとを異サイズとする）について、３万枚の両面複写を行い画像濃度及びトナー濃度推移を確認した。
【０１０６】
各サイズの紙について、実施例１とほぼ等しい安定したトナー濃度の推移となった。
（３）実施例３、比較例３
基準潜像及び基準トナー像を１０プリントに１回形成し、画像濃度センサの読み値に対して、表１のトナー補給時間を設定した。なお、表４のトナー補給時間は、画像１枚当たりのものである。
＜実施例３＞
１００プリント単位の（転写装置作動時間／現像装置作動時間）比×１００を計算し、該計算を１０プリント毎に更新した。
【０１０７】
例えば、３００枚プリント時に２００〜３００枚のプリントにおける前記比を計算し、次に２１０〜３１０枚のプリントにおける前記比を計算した。
【０１０８】
表１の補給時間に表３の前記比の各値に対応した比例係数を乗じてトナー補給時間を設定し、トナー補給を行った。
【０１０９】
【表３】
2006330435.tif 000005
【０１１０】
＜比較例３＞
表１に示すトナー補給時間をそのまま用いてトナー補給を行った。
【０１１１】
Ａ４サイズ縦送りで、印字率５％の原稿を用いて５０００枚の連続両面複写を実行し、次に、５０００枚の間欠複写を実行するというプリントを３回繰り返し行いトナー濃度を検出した。
【０１１２】
なお、間欠複写とは、原稿台に１枚の原稿を載置して１枚の複写を行う操作を繰り返すものである。
【０１１３】
トナー濃度の推移を図１５に示す。
【０１１４】
実施例３では、安定したトナー濃度推移であった。
【０１１５】
これに対して比較例３では、連続複写（０〜５０００、１００００〜１５０００、２００００〜２５０００）では、トナー濃度が安定しているが、間欠複写（５０００〜１００００、１５０００〜２００００、２５０００〜３００００）では、トナー消費量が低いことにより、トナー濃度が低下した。比較例３において、トナー濃度の低下が著しい３００００枚では、文字かすれが発生した。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例の全体図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【図３】記録材の搬送方向の長さを説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【図５】画像形成工程のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置におけるトナー補給制御系のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の他の一例であるカラー画像形成装置の全体図である。
【図８】中間転写体上の基準トナー像を示す図である。
【図９】実施例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１０】実施例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１１】実施例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１２】比較例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１３】比較例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１４】比較例１におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【図１５】実施例３及び比較例３におけるトナー濃度推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１７】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体
３、３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光装置
４、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
５、５Ａ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  転写装置
ＣＲ  制御手段
ＳＥ  画像濃度センサ
ＴＨ、ＴＨＹ、ＴＨＭ、ＴＨＣ、ＴＨＫ  トナー補給装置
【図１】
2006330435.tif 000006
【図２】
2006330435.tif 000007
【図３】
2006330435.tif 000008
【図４】
2006330435.tif 000009
【図５】
2006330435.tif 000010
【図６】
2006330435.tif 000011
【図７】
2006330435.tif 000012
【図８】
2006330435.tif 000013
【図９】
2006330435.tif 000014
【図１０】
2006330435.tif 000015
【図１１】
2006330435.tif 000016
【図１２】
2006330435.tif 000017
【図１３】
2006330435.tif 000018
【図１４】
2006330435.tif 000019
【図１５】
2006330435.tif 000020