(57)【要約】  【課題】画像形成装置のトナーの消費量が少ない場合にトナー濃度を一定にする。  【解決手段】本画像形成装置１では、現像装置９内にトナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容し、そのトナー濃度を透磁率センサ１８により検知し、トナーを補給装置１９により補給する。制御部６は、画像濃度センサ２４により検知されたパッチ画像の画像濃度が濃く現像バイアスが所定値ＤＢ０以下の第１の場合には、透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置１９を制御し、パッチ画像の画像濃度が薄く現像バイアスが所定値ＤＢ０を越えて大きい第２の場合には、第１の場合において透磁率センサ１８の出力信号が同じときに比較してトナーの補給量を多くするように、現像バイアスの上昇量および透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置１９を補正制御する。トナーの消費量が少ない場合にトナーの補給量が適正量よりも少なくなることが生じることを解消できる。  【選択図】  図４
2006308940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するために、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、
現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサと、
現像装置へトナーを補給する補給装置と、
トナー像の画像濃度に関連する物理量を検知する検知手段と、
現像装置のトナー消費量が予め定める量を越えて多い場合に対応する物理量が検知される第１の場合には、透磁率センサの出力信号に応じて補給装置を制御し、現像装置のトナー消費量が予め定める量以下の場合に対応する物理量が検知される第２の場合には、第１の場合において透磁率センサの出力信号が同じときに比較してトナーの補給量を多くするように、上記物理量および透磁率センサの出力信号に応じて補給装置を補正制御する補正制御手段とを備え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、
上記検知手段は、像担持体に形成された基準トナー像の画像濃度が一定に維持されるように現像装置の現像バイアスが変化するときに、この現像バイアスを上記物理量として検知し、
上記補正制御手段は、上記現像バイアスが予め定める値より小さい場合には第１の場合とし、現像バイアスが予め定める値より大きい場合には第２の場合とす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】
この発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、トナー像を形成するために、非磁性トナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤が用いられるタイプの現像装置を有するものがある。
このタイプの現像装置では、２成分現像剤中のキャリアは内部に回収されて減少しないが、トナーは現像により消費されて減少する。また、画像品質を安定化させるために、２成分現像剤のトナー濃度（キャリアおよびトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合）が一定になるように、トナーは適宜補給される。
【０００３】
例えば、従来の第１の画像形成装置は、透磁率センサを用いて２成分現像剤のトナー濃度を検出し、このトナー濃度が常に一定になるようにトナーを補給する。
また、従来の第２の画像形成装置は、透磁率センサと画像濃度センサと印字率センサとの３種のセンサを用いて、トナーの補給を制御する（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２１４６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えばプリンタから出力される文書の印字率（用紙の面積に対する画像が形成された面積の割合）が低い場合のように、トナーの消費量が少ない場合には、トナー濃度が一定に維持されず、画像濃度が低下したり、キャリア引き等の画像欠陥が発生したりすることがある。
というのは、トナーの消費量が少ない場合には、トナーが消費されるまでに現像装置内で長時間攪拌されるので、トナーの帯電量が上昇し、これとともに、キャリアの帯電量も上昇し、これに伴い、透磁率センサが２成分現像剤の透磁率を低く検出してしまう。透磁率センサが低い透磁率を検出することは、２成分現像剤中のキャリアの濃度が低く、逆にトナーの濃度が高いことを示す。従って、例えば、従来の第１の画像形成装置では、トナー濃度が実際の値よりも高く判断され、トナーの補給量が十分でなくなり、トナー濃度が低下してしまう。
【０００５】
また、従来の第２の画像形成装置では、３種のセンサの検知結果を要するので、制御が複雑になる。
そこで、この発明の目的は、トナーの消費量が少ない場合にトナー濃度を一定にできて、しかも構造を簡素化できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像形成装置は、像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するために、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、現像装置内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサと、現像装置へトナーを補給する補給装置と、トナー像の画像濃度に関連する物理量を検知する検知手段と、現像装置のトナー消費量が予め定める量を越えて多い場合に対応する物理量が検知される第１の場合には、透磁率センサの出力信号に応じて補給装置を制御し、現像装置のトナー消費量が予め定める量以下の場合に対応する物理量が検知される第２の場合には、第１の場合において透磁率センサの出力信号が同じときに比較してトナーの補給量を多くするように、上記物理量および透磁率センサの出力信号に応じて補給装置を補正制御する補正制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、例えばトナー像の画像濃度に基づいて、トナーの消費量を判断することができる。すなわち、予め定める条件のもとでのトナー像の画像濃度が高い場合には、現像装置内にトナーが豊富にあり、トナーの消費量も多いと判断できる。一方で画像濃度が低い場合には、トナーが少なくなり、トナーの消費量も少ないと判断できる。トナーの消費量が多い場合には、透磁率センサの出力信号に基づいてトナーの補給量を適正量で実現することができる。一方で、トナーの消費量が少ない場合には、トナーの消費量が多い場合を基準にしてトナーの補給量を多くするように補正するので、トナーの消費量が少ない場合にトナーの補給量が適正量よりも少なくなることが生じることを解消することができる。また、トナーの消費量が少ない場合には、透磁率センサの出力信号および画像濃度に応じて補給装置を補正制御することにより、適正量を確実に補給することができる。このように、トナーの消費量が少ない場合にトナーの補給量を補正するのに、透磁率センサの検知結果と画像濃度との２種の検知結果で済むので、制御内容を簡素化できる。なお、画像濃度と同様に、画像濃度に関連する物理量を検知して利用してもよい。また、物理量を検知することは、当該物理量を直接に検知することと、当該物理量とは異なる物理量を検知した結果に所定の演算を施すことにより当該物理量を間接的に検知することとを含むものである。
【０００８】
また、本発明において、上記検知手段は、像担持体に形成された基準トナー像の画像濃度が一定に維持されるように現像装置の現像バイアスが変化するときに、この現像バイアスを上記物理量として検知し、上記補正制御手段は、上記現像バイアスが予め定める値より小さい場合には第１の場合とし、現像バイアスが予め定める値より大きい場合には第２の場合とすることがある。例えば、基準トナー像の画像濃度が高いときには、上記現像バイアスが低くなることがある。この場合、現像バイアスが予め定める値より小さいときに、画像濃度が高いと判るので、上記第１の場合に従ってトナー補給量を適正量で得ることができる。また、現像バイアスが予め定める値より大きいときには、画像濃度が低いと判るので、上述の第２の場合に従ってトナー補給量を適正量で得ることができる。現像バイアスを用いることで、画像濃度を直接に用いる場合に比べて、制御内容をより一層簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、画像形成装置がタンデム方式のカラープリンタである場合に則して説明する。なお、本発明は、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらのうちの少なくとも一つを含む複合機等の画像形成装置に適用することができる。また、画像形成装置としては、カラー画像を形成するものの他、モノクロ画像を形成するものであってもよい。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態の画像形成装置の内部を示す概略構成の正面図である。図１を参照して、画像形成装置１は、外部より与えられる画像データに基いたトナー像を感光体ドラム２に形成するための複数の画像形成部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄと、転写材としての用紙を搬送しながらこの用紙に複数の画像形成部３Ａ〜３Ｄにより形成されたトナー像を転写するための転写搬送部４と、転写搬送部４により搬送された用紙にトナー像を加熱定着させる定着部５と、画像形成装置１の動作を制御するための制御部６とを有している。
【００１１】
複数の画像形成部３Ａ〜３Ｄは、転写搬送部４による用紙の搬送方向に沿って順に並んでいる。搬送方向Ｆの上流側から順に、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像をそれぞれ形成するための画像形成部３Ａ〜３Ｄが配置されている。複数の画像形成部３Ａ〜３Ｄは、トナー像の色が互いに異なる点以外は、同様に構成されている。
以下、マゼンタ用の画像形成部３Ａを中心に説明する。なお、複数の画像形成部３Ａ〜３Ｄの互いに同様の構成については同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００１２】
図２は、図１の要部としての画像形成部３Ａを拡大した一部断面図である。図１と図２を参照する。
画像形成部３Ａは、外部より与えられる画像データに基づきこの画像データに応じた所定のビーム光を発光ダイオード（ＬＥＤ）により得るためのビーム光発生装置を含む光学部７と、上述の所定のビーム光に応じた潜像を形成するための円柱形状をなす像担持体としての感光体ドラム２と、高電圧を印加されることにより感光体ドラム２を帯電させるメインチャージャ８（帯電チャージャ）と、感光体ドラム２に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する現像装置９と、感光体ドラム２の表面を清掃しトナーを回収するためのクリーナ１０とを有している。
【００１３】
感光体ドラム２は、所定の回転方向（矢印Ｍ１）に回転する。その回転方向に沿って、感光体ドラム２の周囲に、メインチャージャ８、光学部７、現像装置９、転写搬送部４の後述する転写ローラ１１、クリーナ１０等が配置されている。
画像形成部３Ａでは、感光体ドラム２を回転させつつ、感光体ドラム２の外周面を、メインチャージャ８により均一に帯電する。これとともに、光学部７により画像データに応じた所定のビーム光を発生させ、この所定のビーム光によって感光体ドラム２の外周面を露光する。これにより、感光体ドラム２の外周面に所望の画像が結像され、静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置９によりトナー像に顕像化する。このトナー像は、転写搬送部４により搬送される用紙に転写される。
【００１４】
転写搬送部４は、駆動ローラ１２および複数の従動ローラ１３に巻き掛けられた無端状の転写搬送ベルト１４と、複数の感光体ドラム２に形成されたトナー像をそれぞれ転写するための複数の転写ローラ１１とを有している。
転写搬送ベルト１４は、その上面に用紙を載せて搬送する。転写搬送ベルト１４の上面に対向し、転写搬送ベルト１４の外側から感光体ドラム２が接している。転写搬送ベルト１４の内側には、複数の感光体ドラム２にそれぞれ対向して複数の転写ローラ１１が配置されている。転写搬送ベルト１４は、互いに対向する感光体ドラム２と転写ローラ１１との間に挟まれ、感光体ドラム２と転写搬送ベルト１４の間を用紙が通るようにされる。
【００１５】
駆動ローラ１２が、図示しない駆動源としての電動モータにより駆動されて、転写搬送ベルト１４を所定の方向（矢印Ｆ）に移動させる。用紙は、転写搬送ベルト１４により搬送されながら、感光体ドラム２と転写ローラ１１との間を通過するごとに、トナー像を順に転写される。これにより、用紙には、各色のトナー像が重ね合わされて、フルカラーのトナー像が形成される。この用紙は、定着部５に搬送されて、定着部５によりトナー像が用紙に定着され、その後、機外に排出される。
【００１６】
本実施形態では、現像装置９内のトナーの濃度が一定になるようにされている。
現像装置９は、感光体ドラム２に形成された静電潜像をトナー像に現像するために設けられている。現像装置９は、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像容器１５と、現像容器１５内にある２成分現像剤を感光体ドラム２に供給するために感光体ドラム２に対向して接近して配置された現像ローラ１６と、現像容器１５内の２成分現像剤を攪拌しながら現像ローラ１６へ向けて搬送する複数の搬送ローラ１７とを有している。
【００１７】
現像ローラ１６は、導電性を有する薄肉円筒形状の現像スリーブ１６ａと、現像スリーブ１６ａ内に同心に配置された磁気ロール１６ｂとを有している。現像スリーブ１６ａは、現像容器１５に回転自在に支持され、図示しない駆動源としての電動モータにより駆動されて回転する。磁気ロール１６ｂは、現像容器１５に固定されている。
搬送ローラ１７は、長尺の軸と、この軸の外周の回りにらせん状に延びる羽根とを有している。搬送ローラ１７は、図示しない駆動源としての電動モータにより駆動されて回転することにより、現像容器１５の開口１５ａから供給されたトナーと、現像容器１５内のキャリアとを互いに混ぜ合わせて攪拌し、混ぜ合わされたトナーおよびキャリアを現像スリーブ１６ａへ搬送する。
【００１８】
現像容器１５の上部には、その内部へトナーを補給するための開口１５ａが形成されている。また、この開口１５ａの近傍には、透磁率センサ１８が設けられている。透磁率センサ１８は、２成分現像剤の透磁率を検出することを通じて、現像装置９内の２成分現像剤中のトナー濃度を検知する。また、現像容器１５には、開口１５ａを通じて当該現像容器１５内にトナーを補給する補給装置１９が設けられている。
【００１９】
補給装置１９は、トナーを収容するトナー容器２０と、トナー容器２０内に配置されて収容されたトナーを攪拌する攪拌部材２１と、トナー容器２０内でトナーを攪拌しながら搬送する搬送ローラ２２とを有している。トナー容器２０の底には、開口２０ａが形成されている。このトナー容器２０の開口２０ａの下側に、現像容器１５の開口１５ａが対向して配置されている。搬送ローラ２２は、長尺の軸と、この軸の外周の回りにらせん状に延びる羽根とを有している。攪拌部材２１および搬送ローラ２２は、駆動源としての電動モータ２３により駆動される。トナー容器２０に収容されたトナーは、撹拌部材２１により撹拌された後、搬送ローラ２２により搬送されて、トナー容器２０の開口２０ａへ搬送され、開口１５ａを通じて現像容器１５内に補給される。
【００２０】
現像容器１５に補給されたトナーは、搬送ローラ１７により攪拌されながら搬送されて、現像スリーブ１６ａに担持される。感光体ドラム２と現像スリーブ１６ａとの間には現像バイアスがそれぞれ印加されていて、現像スリーブ１６ａに担持されたトナーは、感光体ドラム２の露光された部分（静電潜像に相当する。）に搬送され、トナー像を形成する。一方で、キャリアは、現像スリーブ１６ａの回転に伴って、現像容器１５内に回収される。
【００２１】
現像が行われると、トナーが消費される一方で、キャリアは回収される。その結果、現像容器１５内の２成分現像剤のトナー濃度は低下する。本実施形態では、トナー濃度の低下を抑制するために、制御部６の制御のもとで補給装置１９により、以下のように適正量のトナーを補給できるようにされている。
図３は、制御部６に関する電気的な接続および信号の接続を示すブロック図である。
【００２２】
本実施形態では、画像形成装置１は、トナー像の画像濃度を検知する検知手段としての画像濃度センサ２４と、この画像濃度センサ２４により検知された画像濃度を後述するように間接的に用いて適正なトナー濃度を実現できるように補給装置１９を補正制御するための補正制御手段としての上述の制御部６とを有している。
制御部６は、制御中枢としてのマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶手段とを含む。また、制御部６は、予め定めるタイミングを計数の起点としたときの画像形成した用紙の枚数を計数する用紙カウンタ２５を有している。制御部６は、予め記憶されたプログラム、用紙カウンタ２５の計数値、透磁率センサ１８の出力信号、画像濃度センサ２４による検知結果等に基づいて、各部を制御し、画像形成動作や、トナーの補給動作を実現する。
【００２３】
図２を参照して、画像濃度センサ２４は、感光体ドラム２の外周に対向して近接して配置され、感光体ドラム２に形成されたパッチ画像からの反射光を検知する。パッチ画像は、予め定める画像データに基づいて予め定める条件により形成される画像であり、用紙に転写するべきトナー像が形成される通常の画像形成領域の外の感光体ドラム２の外周上に形成されている。
【００２４】
図２と図３を参照して、画像形成装置１は、パッチ画像の画像濃度を画像濃度センサ２４により検知することにより、用紙に転写するべきトナー像の画像濃度を適正に調節することができる。このために、画像形成装置１は、現像装置９の現像バイアスを印加するバイアス印加部２６を有している。
バイアス印加部２６は、制御部６に接続されていて、制御部６の制御のもとで現像バイアスを調節することができる。調節は、パッチ画像の画像濃度が一定になるようになされ、その結果、用紙に転写するべきトナー像が適正な濃度で形成される。
【００２５】
具体的には、正電荷に帯電したトナーを現像ローラ１６から感光体ドラム２に移動させるために、現像ローラ１６と感光体ドラム２との間に所定の電位差を生じさせる。この所定の電位差は、感光体ドラム２の上述の露光された部分の電位が、現像ローラ１６の電位よりも低く、且つ露光されていない部分の電位が現像ローラ１６の電位よりも高くなるような電位差に設定される。このような電位差が、上述の現像バイアスに相当する。本実施形態では、現像バイアスがその調節範囲内で高くなるほどに、露光された部分と現像ローラ１６との間の電位差が大きくなり、トナー像の画像濃度が濃くなる場合に則して説明する。
【００２６】
制御部６は、画像濃度センサ２４による検知結果が、例えば予め定める所定値よりも高い値であるときであって、検知された画像濃度が、予め定める濃度例えば標準的な濃度よりも濃いと判断されるときには、現像バイアスを、予め定める値例えば標準的な値よりも小さくなるように調節する。これにより、トナー像の画像濃度を薄くして、適正な濃度のトナー像を実現することができる。
【００２７】
逆に、制御部６は、画像濃度センサ２４による検知結果が予め定める所定値よりも低い値であるときであって、画像濃度が標準的な濃度よりも薄いと判断されるときには、現像バイアスを、標準的な値よりも大きくなるように調節する。これにより、トナー像の画像濃度を濃くして、適正な画像濃度を実現することができる。なお、画像濃度センサ２４の検知結果は、例えばトナーの色により異なり、画像濃度が高いほどに検知結果が高い値になる場合と、逆に、画像濃度が高いほどに検知結果が低い値になる場合とがある。ここでは、前者の場合に則して説明する。
【００２８】
また、本実施形態の画像形成装置１では、バイアス印加部２６への指令信号であって上述のように現像バイアスを調節するための指令信号を得るために、適正な画像濃度を得るための目標値であり且つ物理量としての現像バイアスを検知するようにしている。
すなわち、上述の画像濃度センサ２４と、制御部６とは、物理量としての現像バイアスを検知する検知手段として機能する。画像濃度センサ２４が、予め定める基準トナー像としての上述のパッチ画像の画像濃度を検知する。このパッチ画像の画像濃度が一定に維持されるように、現像装置の現像バイアスの目標値が、検知されたパッチ画像の画像濃度に基づいて制御部６により演算されることにより検知される。
【００２９】
制御部６は、上述のように画像濃度センサ２４の検知結果を演算して検知された現像バイアスに基づいて、バイアス印加部２６への指令信号を得る。また、制御部６は、バイアス印加部２６への指令信号に基づいて、バイアス印加部２６による現像バイアスの値を得ることもでき、また、調節により現像バイアスが大きくされるのか小さくされるのかを知ることができ、また、その調節量（調節の前後の現像バイアスの差に相当する。）を得ることができる。
【００３０】
なお、物理量としての現像バイアスとしては、画像濃度センサ２４の検知結果に制御部６により演算を施して検知された上述の現像バイアスに限らない。例えば、上述のように得られた現像バイアスが指令信号としてバイアス印加部２６に与えられ、バイアス印加部２６が現像バイアスを印加するときに、印加された現像バイアスを物理量として直接に検知してもよいし、逆にバイアス印加部２６への指令信号から現像バイアスを物理量として逆算して求めて検知してもよい。
【００３１】
また、制御部６には、透磁率センサ１８が接続され、透磁率センサ１８からの出力信号が入力される。
透磁率センサ１８は、トナーとキャリアとが混ざった２成分現像剤の透磁率を検出する。すなわち、キャリアは磁性を有するのに対して、トナーは磁性を有していない。これらが混ざった状態の２成分現像剤の透磁率は、トナーの濃度に応じて変化する。例えば、２成分現像剤中のトナーの濃度が高まると、透磁率は低くなり、透磁率センサ１８の出力信号の電圧値も低くなる。２成分現像剤の透磁率を透磁率センサ１８により測定することにより、トナーの濃度を検知することができる。
【００３２】
なお、以下の説明では、制御部６は、透磁率センサ１８の出力信号の電圧値に基づいて制御を実行する場合に則して説明する。なお、電圧値に代えて、電圧値から求められるトナー濃度や、これに関連する値に基づくようにしてもよい。
また、制御部６には、補給装置１９の搬送ローラ２２を駆動する電動モータ２３が接続されていて、所定のタイミングで、搬送ローラ２２の駆動を開始させ、または駆動を停止させることができる。
【００３３】
図４は、トナーの補給動作に関する制御部６の制御内容のフローチャートである。図３と図４を参照する。
制御部６は、トナー濃度が低いことを、透磁率センサ１８により検知すると、補給装置１９を適宜駆動して、トナーを補給する。制御部６は、以下で説明するように通常制御と、補正制御との何れか一方に切り換えて、制御を行う。例えば、電源投入直後には、用紙カウンタ２５がリセットされ、補給装置１９の制御は、通常制御とされる。この通常制御は、後述するように従来の制御と同様に行われる。
【００３４】
制御部６は、画像を形成された用紙の枚数を用紙カウンタ２５により計数し（ステップＳ１）、計数された枚数が予め定める枚数、例えば５００枚に達するごとに（ステップＳ２でＹＥＳ）、上述のように、現像バイアスが調節される（ステップＳ３）。すなわち、パッチ画像が形成され、パッチ画像の濃度が画像濃度センサ２４により検知される。この検知結果に基づいて、制御部６は制御の目標値としての現像バイアスを検知して、検知した現像バイアスから指令信号を得て、得られた指令信号をバイアス印加部２６に発し、現像バイアスを上述のように調節する。
【００３５】
調節後の現像バイアスの値（または現像バイアスの調節の目標値）ＤＢが、予め定めた値ＤＢ０以下の第１の場合（ステップＳ４でＮＯ）には、補給装置１９の制御を通常制御に設定する（ステップＳ５）。これ以降、次に制御を切り換えるタイミングが到来するまで、通常制御が行われる。そして、用紙カウンタがリセットされる（ステップＳ７）。
ここで、上述の予め定めた値ＤＢ０は、標準的な現像バイアスの値よりも所定量（例えば１０Ｖ）大きい値である。従って、上述の第１の場合は、現像バイアスが標準的な値よりも大きくされ且つその調節量が上述の所定量よりも小さな量である場合と、現像バイアスが標準的な値よりも小さくされる場合とを含む。この後者の場合は、画像濃度が濃いと判断できるが、通常制御であっても、やがて、トナーは消費されて、トナー濃度も減少するので、問題はない。
【００３６】
通常制御では、制御部６は、透磁率センサ１８の出力信号に応じて、トナー濃度が予め定める一定値になるように、補給装置１９を制御する。すなわち、トナー濃度が低くて透磁率センサ１８の出力信号が予め定める値Ｐ０よりも大きいときには、電動モータ２３を駆動し、トナーを補給する。補給されたトナーとキャリアとが現像容器１５内で攪拌される。その結果、トナー濃度が高まり、透磁率センサ１８の出力信号は徐々に小さくなる。出力信号が、予め定める値Ｐ０よりも小さくなると、電動モータ２３の駆動を停止し、トナーの補給を停止する。
【００３７】
一方で、調節後の現像バイアスの値ＤＢが、上述の予め定めた値ＤＢ０を越えて大きくなる第２の場合（ステップＳ４でＹＥＳ）には、補給装置１９の制御を補正制御に設定する。これ以降、次に制御を切り換えるタイミングが到来するまで、補給装置１９の補正制御が行われる（ステップＳ６）。そして、用紙枚数を計数するための用紙カウンタがリセットされる（ステップＳ７）。
【００３８】
補正制御では、制御部６は、上述の第１の場合において透磁率センサ１８の出力信号が同じときに補給されるトナーの補給量に比較して、補正制御されたときのトナーの補給量を多くするように、現像バイアスの調節量および透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置１９を補正制御する。
すなわち、透磁率センサ１８の出力信号を補正して補正信号を得て、この補正信号に応じて、トナー濃度が予め定める一定値になるように、補給装置１９を制御する。
【００３９】
補正信号は、透磁率センサ１８の出力信号の電圧値に、所定値Ａを加算した値である。例えば、現像バイアスが大きくされ且つその調節量が２０Ｖを越えて大きい場合には、トナー濃度が０．５％大きくなるように所定値Ａが設定される。現像バイアスが大きくされ且つその調節量が１０Ｖを越えて大きく２０Ｖ以下の値の場合には、トナー濃度が０．２５％大きくなるように所定値Ａが設定される。補正信号の値は、出力信号の値よりも大きく、このことは、トナーの濃度が低いことを示す。従って、この補正信号に基づいてトナーを補給すると、補正信号のもとになった出力信号の値に直接に基づいてトナーを補給する通常の制御の第１の場合に比べて、トナーの補給量が多くなる。
【００４０】
補正信号が予め定める値Ｐ０よりも大きいときには、電動モータ２３を駆動し、トナーを補給する。補給されたトナーとキャリアとが現像容器１５内で攪拌される。その結果、トナー濃度が高まり、透磁率センサ１８の出力信号は徐々に小さくなり、これとともに、補正信号も小さくなる。補正信号が、予め定める値Ｐ０よりも小さくなると、電動モータ２３の駆動を停止し、トナーの補給を停止する。
【００４１】
このように本発明の実施形態によれば、トナー像の画像濃度の検知結果、および透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置１９を補正制御するようにしている。これにより、トナー像の画像濃度に基づいて、トナーの消費量を判断することができる。すなわち、予め定める条件のもとでのトナー像としてのパッチ画像の画像濃度が高い場合には、トナーが豊富にあり、トナーの消費量も多いと判断できる。一方でパッチ画像の画像濃度が低い場合には、トナーが少なくなり、トナーの消費量も少ないと判断できる。トナーの消費量が多い場合には、透磁率センサ１８の出力信号に基づいてトナーの補給量を適正量で実現することができる。一方で、トナーの消費量が少ない場合には、トナーの消費量が多い場合を基準にしてトナーの補給量を多くするように補正するので、トナーの消費量が少ない場合にトナーの補給量が適正量よりも少なくなることが生じることを解消することができる。
【００４２】
ここで、適正量とは、トナー濃度を予め定める所定値に維持するために必要な補給すべきトナー量である。
また、トナーの消費量が少ない場合には、画像濃度に関連する物理量としての現像バイアス、および透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置１９を補正制御することにより、適正量を確実に補給することができる。
【００４３】
このように、トナーの消費量が少ない場合にトナーの補給量を補正するのに、画像濃度に関連する物理量の検知結果と透磁率センサ１８の検知結果との２種の検知結果で済むので、制御内容を簡素化できる。
また、本実施形態では、像担持体に形成された基準トナー像の画像濃度が一定に維持されるように現像装置の現像バイアスが変化するときに、この現像バイアスを検知し、検知した現像バイアスの値に応じて補給装置１９を補正制御または通常制御に切り換えて制御するようにしている。
【００４４】
例えば、基準トナー像の画像濃度が高いときには、上記現像バイアスが低くなることがある。この場合、現像バイアスが予め定める値より小さいときに、画像濃度が高いと判るので、上記第１の場合に従ってトナー補給量を適正量で得ることができる。また、現像バイアスが予め定める値より大きいときには、画像濃度が低いと判るので、上述の第２の場合に従ってトナー補給量を適正量で得ることができる。現像バイアスを用いることで、画像濃度を直接に用いる場合に比べて、制御内容をより一層簡素化できる。ここで、物理量としての現像バイアスは、間接的に検知されてもよいし、直接に検知されてもよい。
【００４５】
また、トナーの消費量が少ない場合であっても、画像濃度が低下したり、キャリア引き等の画像欠陥が発生したりすることはない。
また、各色のトナー濃度を適正に維持できるので、各色のトナーが重ね合わされたフルカラー画像を所要の色に忠実に形成することができる。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００４６】
例えば、図５の模式図に示すように、画像濃度センサ２４は、感光体ドラム２の近傍の他、転写搬送ベルト１４の近傍に配置されていてもよい。例えば、転写搬送ベルト１４は、中間転写体としても機能し、上述のパッチ画像は、感光体ドラム２に形成された後、転写搬送ベルト１４に転写されて、転写搬送ベルト１４の移動に伴って移動し、画像濃度センサ２４を通過する。このときに、パッチ画像の画像濃度が、画像濃度センサ２４により検知される。
【００４７】
また、補給装置１９の制御を切り換えるタイミングは、用紙の枚数が５００枚以下の枚数に達したタイミングでもよいし、５０２枚以上の枚数に達したタイミングでもよい。
また、補正制御は、透磁率センサ１８の出力信号から補正信号を得ることに限定されない。例えば、補正信号が比較される基準値としての上述の予め定める値Ｐ０を補正するようにしてもよい。例えば第２の場合には、現像バイアスの上昇調節量が大きくなるほどに、補正された基準値は、上述の予め定める値Ｐ０よりも小さい値にされる。
【００４８】
また、現像装置１９の制御の切り換えに、現像バイアスに代えて、画像濃度センサ２４に検知された画像濃度を用いてもよいし、この画像濃度に関連する物理量を用いてもよい。同様に、現像装置１９の補正制御に、現像バイアスに代えて、画像濃度センサ２４に検知された画像濃度や、この画像濃度に関連する物理量を用いてもよい。また、これに伴って、検知手段として、画像濃度に関連する物理量を検知するセンサを用いてもよい。例えば、画像濃度センサとしては、トナー像の濃度に比例する電位を検知するセンサであってもよい。
【００４９】
要は、制御部６は、現像装置１９のトナー消費量が予め定める量を越えて多い場合に対応する物理量が検知される第１の場合には、透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置２０を制御し、現像装置１９のトナー消費量が予め定める量以下の場合に対応する物理量が検知される第２の場合には、第１の場合において透磁率センサ１８の出力信号が同じときに比較してトナーの補給量を多くするように、上記物理量および透磁率センサ１８の出力信号に応じて補給装置２０を補正制御するようにしてあればよい。なお、上述の第１および第２の場合を切り換えるための物理量の境界値は、第１および第２の場合の何れに含まれるようにしてもよい。
【００５０】
また、像担持体としては、感光体ドラム２の他、ベルト状の感光体でもよいし、感光体に代えて誘電体を用いてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置の内部を示す概略構成の正面図である。
【図２】図１の主要部を拡大した一部断面図である。
【図３】図１の制御部の電気的な接続を示すブロック図である。
【図４】図３の制御部の制御内容のフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態の画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…画像形成装置
２…感光体ドラム（像担持体）
６…制御部（補正制御手段）
９…現像装置
１８…透磁率センサ
１９…補給装置
２４…画像濃度センサ（検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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