(57)【要約】【課題】現像器内の現像剤トナー濃度が高いときに前記現像剤トナー濃度を迅速に目標値に戻すことができ、トナークラウドが生じない画像形成装置の提供。【解決手段】現像器内部の現像剤トナー濃度を検出する現像剤トナー濃度検出手段と、トナーを現像器に補給するトナー補給手段と、像担持体上に消費トナーパッチを形成する消費トナーパッチ形成手段と、前記消費トナーパッチをクリーニング回収するトナー回収手段とを備え、前記トナー回収手段で回収した回収トナーを再利用するとともに、前記現像剤トナー濃度検出手段により検出された検出値の検出値と現像剤トナー基準濃度との差に応じ、前記現像器にトナーを補給するか、または前記像担持体上に消費トナーパッチを形成してクリーニング回収する画像形成装置。【選択図】　　　　図１
2004109773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器内部の現像剤トナー濃度を検出する現像剤トナー濃度検出手段と、トナーを前記現像器に補給するトナー補給手段と、像担持体上に消費トナーパッチを形成する消費トナーパッチ形成手段と、前記消費トナーパッチをクリーニング回収するトナー回収手段とを備え、前記トナー回収手段で回収した回収トナーを再利用する画像形成装置であって、
前記現像剤トナー濃度検出手段により検出された検出値と現像剤トナー基準濃度との差に応じ、前記現像器にトナーを補給するか、または前記像担持体上に消費トナーパッチを形成してクリーニング回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤トナー濃度の検出値が現像剤トナー基準濃度よりも低い場合には、前記トナー補給を行い、前記検出値が現像剤トナー基準濃度よりも高い場合には、前記像担持体上に、サイズ、Ｃｉｎ（画像信号密度）、形成頻度（間隔）の少なくとも一つ以上を可変して消費トナーパッチを形成し、クリーニング回収することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
像担持体上に濃度検出トナーパッチと消費トナーパッチとを形成するトナーパッチ形成手段と、前記濃度検出トナーパッチの濃度を検出するトナーパッチ濃度検出手段と、トナーを現像器に補給するトナー補給手段と、前記濃度検出トナーパッチおよび消費トナーパッチをクリーニング回収するトナー回収手段とを備え、前記トナー回収手段で回収された回収トナーを再利用する画像形成装置であって、
前記トナーパッチ濃度検出手段により検出された検出値と濃度検出トナーパッチ基準濃度との差に応じ、前記現像器へのトナー補給を行うか、または前記像担持体上に消費トナーパッチを形成しクリーニング回収することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記濃度検出トナーパッチ濃度の検出値が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも低い場合には前記トナー補給を行い、前記検出値が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも前記高い場合には、前記像担持体上に、サイズ、Ｃｉｎ（画像信号密度）、形成頻度（間隔）の少なくとも一つ以上を可変して前記消費トナーパッチを形成し、クリーニング回収する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
クリーニング回収したトナーを前記現像器に戻すトナー戻し経路を有してなり、前記トナー戻し経路には、前記トナーを前記現像器に戻すのを遅延させるトナー回収遅延手段が設けられてなる請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー回収遅延手段は、前記現像剤トナー濃度および前記濃度検出トナーパッチ濃度の少なくとも一方の検出値に応じ、トナーを前記現像器に回収する条件を変化させる請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー回収遅延手段は、前記現像剤トナー濃度または濃度検出トナーパッチ濃度の検出値が低い場合には、前記現像器内へ回収トナーを戻し、前記検出値が高い場合には、前記現像器内に回収トナーを搬送することなく溜める請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、現像器における現像剤トナー濃度が高い場合に、前記現像剤トナー濃度を現像剤トナー基準濃度に戻す際の応答性に優れた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーとキャリアとからなる二成分系の現像剤を用いる電子写真式の画像形成装置においては、現像器内において、現像剤中のトナー濃度である現像剤トナー濃度が低下すると、現像器にトナーを補給して現像剤トナー濃度を目標値に向かって制御することが一般的におこなわている。
【０００３】
このような画像形成装置としては、たとえば、「クリーニング手段により回収された感光体上のトナーを現像装置に戻すトナーリサイクル機構を備え、且つ磁気センサを用いてトナー濃度制御を行う画像形成装置において、画像濃度制御に先立って一定時間連続してトナー補給を行い、補給されたトナーが磁気センサに到達する前の磁気センサの出力値と、補給されたトナーが磁気センサに到達したときの磁気センサの出力値の差に応じて、予め決められたトナー補給時間に対する補正時間を決めるとともに、該出力値の差分に応じた一定面積のトナーパターンを感光体上に形成するトナー補給補正モードを有する」画像形成装置が提案された（特許文献１を参照のこと。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１１４２１８号公報（［請求項１］および［０００７］欄）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記画像形成装置においては、予め決められたトナー補給時間に対する補正を行っているに過ぎず、この補正演算のために補給した分のトナー濃度上昇を元の状態に戻す目的で、前記トナー濃度の上昇分だけトナーパターンを形成して消費し、現像器内の現在のトナー濃度に関係なく、セットアップ的に実施している。
【０００６】
また、一般的なトナー補給制御においては、現像器内の現像剤トナー濃度が高い場合には、前記現像器へのトナー補給を停止し、出力画像によるトナー自然消費により前記現像剤トナー濃度を目標値に戻していたので、現像剤トナー濃度が高い場合の応答が遅いという問題があった。
【０００７】
現像器内の現像剤トナー濃度が高く、出力画像濃度が高い場合には、感光体や転写ドラム、転写ベルトなどの像担持体の上に濃度検出用のトナーパッチを形成し、前記トナーパッチの濃度を検出してＬＤ光量を可変制御することにより、目標画像濃度にすることは可能である。
【０００８】
しかし、前記画像形成装置においても、現像器内の現像剤トナー濃度自体はすぐには低下しないので、現像剤トナー濃度の高い状態が長く続いてトナークラウドが発生し、画像形成装置内が汚れるという問題があった。
【０００９】
また、濃度検出用のトナーパッチを検出するための手段を備えていない画像形成装置においては、このトナーパッチの濃度検出によるＬＤ光量制御ができない故に、現像器内のトナー濃度が高い場合は、前記したように出力画像によるトナー自然消費で現像剤トナー濃度を目標値に戻すしかない。したがって、応答が遅く、現像器内の現像剤トナー濃度が高い状態が続くので、トナークラウドが発生し易いという問題があった。
【００１０】
本発明は、現像器内の現像剤トナー濃度が高いときに前記現像剤トナー濃度を迅速に目標値に戻すことができ、また、トナークラウドを効果的に防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、現像器内部の現像剤トナー濃度を検出する現像剤トナー濃度検出手段と、トナーを前記現像器に補給するトナー補給手段と、像担持体上に消費トナーパッチを形成する消費トナーパッチ形成手段と、前記消費トナーパッチをクリーニング回収するトナー回収手段とを備え、前記トナー回収手段で回収した回収トナーを再利用する画像形成装置であって、前記現像剤トナー濃度検出手段により検出された検出値と現像剤トナー基準濃度との差に応じ、前記現像器にトナーを補給するか、または前記像担持体上に消費トナーパッチを形成してクリーニング回収することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１２】
前記画像形成装置においては、たとえば現像器内部の現像剤トナー濃度が現像剤トナー基準濃度よりも高いときは、過剰なトナーを前記画像担持体上に付着させて消費トナーパッチを形成することにより、トナー濃度を低下させる。したがって、現像剤トナー濃度を迅速に減少させることができるから、現像器内の現像剤トナー濃度が高い状態が短時間で解消され、トナークラウドの発生を効果的に防止できる。
【００１３】
また、前記現像剤トナー濃度が上昇して現像剤トナー基準濃度を超えそうなときには、たとえ現像器内部の現像剤トナー濃度が現像剤トナー基準濃度よりも低くても、前記消費トナーパッチを像担持体表面に形成することにより前記現像剤トナー濃度の上昇を押え、前記現像剤トナー濃度が現像剤トナー基準濃度を超えないようにすることができる。
【００１４】
さらに、前記消費トナーパッチの形成に使用されたトナーは、前記消費トナーパッチ形成後、クリーニング回収されるから、前記現像器において再利用することができる。したがって、トナー消費を抑えることができる。
【００１５】
前記画像形成装置においては、前記現像剤トナー濃度検出手段により検出された検出値の検出値が現像剤トナー基準濃度よりも低いときには、後述するように前記トナー補給手段によって現像器にトナーを補給することができる。但し、このような場合であっても、前記検出値と前記現像剤トナー基準濃度との差が小さい場合には、前記トナー補給を行う必要は必ずしもない。さらに、前記検出値が急上昇を示し、前記現像剤トナー基準濃度を超えそうなときには、前記像担持体上に消費トナーパッチを形成してクリーニング回収することにより、現像器内の現像剤トナー濃度が前記現像剤トナー基準濃度を超えるのを防止できる。
【００１６】
一方、前記現像剤トナー濃度の検出値が現像剤トナー基準濃度よりも高いときには、前記像担持体上に消費トナーパッチを形成してクリーニング回収することができる。
【００１７】
前記クリーニング回収したトナーは、前記現像器に直接戻してもよく、トナーカートリッジに一端戻した後に、前記トナーカートリッジから前記現像器に戻してもよい。
【００１８】
現像器としては、たとえば二成分磁気ブラシ現像法によって感光体表面の潜像を現像する二成分磁気ブラシ現像器が挙げられる。前記二成分磁気ブラシ現像器としては、磁気ブラシが感光体の表面に接触する接触型二成分磁気ブラシ現像器、および磁気ブラシが感光体の表面に接触しない非接触型二成分磁気ブラシ現像器の何れも使用できる。
【００１９】
前記現像器で使用される現像剤としては、トナーとキャリアとを主成分とする二成分系現像剤などが挙げられる。前記キャリアは磁性キャリアが一般的である。
【００２０】
現像剤トナー濃度は、前記現像剤中のトナーの濃度であり、具体的には、
現像剤トナー濃度＝トナー量／（キャリア量＋トナー量）
で与えられる。
【００２１】
現像剤トナー濃度検出手段としては、現像剤の透磁率の変化に基づいてトナー濃度を測定する磁気センサー（ＡＴＣセンサー）が一般的に使用される。前記磁気センサーは、通常は、現像器の底面近傍に設置される。
【００２２】
前記トナー補給手段としては、たとえばトナーカートリッジと前記トナーカートリッジから前記現像器にトナーを移送する搬送スクリューとを備えるトナー補給装置が挙げられる。
【００２３】
前記像担持体は、前記現像器から供給されるトナーによってトナー画像が形成される媒体、および前記トナー画像が転写される媒体を包含する。
【００２４】
前記像担持体としては、感光ドラムなどの感光体、および転写ドラムや転写ドラムなどの転写媒体がある。したがって、前記消費トナーパッチは、感光体の表面に形成してもよく、転写ドラムや転写ベルトを有する画像形成装置においては前記転写ドラムや転写ベルトの表面に形成してもよい。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、前記現像剤トナー濃度の検出値が現像剤トナー基準濃度よりも低い場合には、前記トナー補給を行い、前記検出値が現像剤トナー基準濃度よりも高い場合には、前記像担持体上に、サイズ、Ｃｉｎ（画像信号密度）、形成頻度（間隔）の少なくとも一つ以上を可変して消費トナーパッチを形成し、クリーニング回収することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００２６】
前記画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置のうち、現像器におけるトナー濃度が現像剤トナー基準濃度よりも低い場合には、トナー補給を行い、現像剤トナー基準濃度よりも高い場合には、消費トナーパッチの形成とそれに引き続くクリーニング回収を行う例である。
【００２７】
前記画像形成装置においては、前記現像器内の現像剤トナー濃度と現像剤トナー基準濃度との差に応じ、サイズ、Ｃｉｎ、形成頻度の少なくとも一つ以上を可変して消費トナーパッチを形成しているから、前記現像器内の現像剤トナー濃度を減少させる際の制御応答性に特に優れる。
【００２８】
前記差が大きなときは、通常は、より多くのトナーが消費トナーパッチの形成で消費されるように、消費トナーパッチのサイズ、Ｃｉｎ、および形成頻度は大きな値に設定される。しかし、前記差が大きなものの急激に減少しているときは、これらの値を必ずしも大きな値に設定する必要はない。
【００２９】
一方、前記差が小さなときは、通常、あまり多くのトナーが消費トナーパッチの形成で消費されないように、前記サイズ、Ｃｉｎ、形成頻度は小さな値に設定されるが、前記差が小さな場合であっても急激に増大しているときには、前記サイズ、Ｃｉｎ、形成頻度を大きな値に設定して前記差の急激な増大を防止することが好ましい。
【００３０】
請求項３に記載の発明は、像担持体上に濃度検出トナーパッチおよび消費トナーパッチを形成するトナーパッチ形成手段と、前記濃度検出トナーパッチの濃度を検出するトナーパッチ濃度検出手段と、トナーを現像器に補給するトナー補給手段と、前記濃度検出トナーパッチまたは消費トナーパッチをクリーニング回収するトナー回収手段とを備え、前記トナー回収手段で回収された回収トナーを再利用する画像形成装置であって、前記トナーパッチ濃度検出手段により検出された検出値と濃度検出トナーパッチ基準濃度との差に応じ、前記現像器にトナーを補給するか、または前記像担持体上に消費トナーパッチを形成しクリーニング回収することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００３１】
二成分系現像剤を用いる画像形成装置においては、湿度や温度などの条件によっては、現像器から供給されたトナーの全てが感光体に付着しないことがある。このような場合には、現像器における現像剤トナー濃度が高いにもかかわらず、感光体上のトナー画像の濃度は薄くなる。
【００３２】
しかし、前記画像形成装置は、前記像担持体の表面に形成した濃度検出トナーパッチの濃度に基づき、前記トナー補給を行うか、または消費トナーパッチの形成と、それに引き続くクリーニング回収とを行うかを決定する。
【００３３】
したがって、現像器から供給されたトナーの全てが感光体に付着しない気象条件においても、常に好適なトナー画像濃度が得られるように現像器における現像剤トナー濃度を制御できる。
【００３４】
また、たとえば濃度検出トナーパッチ濃度が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも高いときは、トナーを前記画像担持体上に付着させて消費トナーパッチを形成することによりトナー濃度を低下させる。したがって、現像器内の現像剤トナー濃度が高い状態が短時間で解消され、トナークラウドの発生を効果的に防止できる。
【００３５】
また、前記濃度検出トナーパッチ濃度が急上昇して濃度検出トナーパッチ基準濃度を超えそうなときは、濃度検出トナーパッチ濃度が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも低くても、前記消費トナーパッチを像担持体表面に形成することにより、前記濃度検出トナーパッチ濃度が濃度検出トナーパッチ基準濃度を超えないようにすることができる。
【００３６】
さらに、請求項１に記載の画像形成装置と同様、消費トナーパッチの形成に使用したトナーをクリーニング回収して再利用することにより、トナー消費を抑えている。
【００３７】
現像器、現像剤、現像剤トナー濃度、像担持体は、請求項１のところで説明した通りである。
【００３８】
請求項４に記載の発明は、前記濃度検出トナーパッチ濃度の検出値が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも低い場合には前記トナー補給を行い、前記検出値が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも前記高い場合には、前記像担持体上に、サイズ、Ｃｉｎ（画像信号密度）、形成頻度（間隔）の少なくとも一つ以上を可変して前記消費トナーパッチを形成し、クリーニング回収することを特徴とする画像形成装置に関する。
【００３９】
前記画像形成装置は、請求項３に記載の画像形成装置において、濃度検出トナーパッチ濃度が濃度検出トナーパッチ基準濃度よりも低い場合には、トナー補給を行い、現像剤トナー基準濃度よりも高い場合には、消費トナーパッチの形成とそれに引き続くクリーニング回収を行う例である。
【００４０】
前記画像形成装置においては、濃度検出トナーパッチ濃度と濃度検出トナーパッチ基準濃度との差に応じ、サイズ、Ｃｉｎ、形成頻度の少なくとも一つ以上を可変して消費トナーパッチを形成しているから、前記現像器内の現像剤トナー濃度を減少させる際の制御応答性に特に優れる。
【００４１】
濃度検出トナーパッチ濃度と濃度検出トナーパッチ基準濃度との差と、消費トナーパッチに関するファクタ、即ちサイズ、Ｃｉｎ、形成頻度の設定値の大きさとの関係は、請求項２において、前記現像器内の現像剤トナー濃度と現像剤トナー基準濃度との差と、消費パッチの前記ファクタの設定値との関係について述べたのと同様である。
【００４２】
請求項５に記載の発明は、クリーニング回収したトナーを前記現像器に戻すトナー戻し経路を有してなり、前記トナー戻し経路には、前記トナーを前記現像器に戻すのを遅延させるトナー回収遅延手段が設けられてなる画像形成装置に関する。
【００４３】
前記画像形成装置においては、クリーニング回収したトナーは、トナー回収遅延手段を経由して現像器に戻されるから、前記トナーがクリーニング回収されてから前記現像器に戻されるまでの間にある程度のタイムラグがある。
【００４４】
したがって、クリーニング回収したトナーが直ちに現像器に戻されて現像器内の現像剤トナー濃度が低下しないという問題の発生を効果的に防止できるから、現像器内の現像剤トナー濃度を減少させるときの応答性に特に優れる。
【００４５】
前記トナー回収遅延手段としては、たとえばクリーニング回収したトナーを一時貯留する小室などが挙げられる。
【００４６】
請求項６に記載の発明は、前記トナー回収遅延手段が、前記現像剤トナー濃度および前記濃度検出トナーパッチ濃度の少なくとも一方の検出値に応じ、トナーを前記現像器に回収する条件を変化させる画像形成装置に関する。
【００４７】
前記トナー回収遅延手段においては、たとえば、前記検出値が大きな場合には、クリーニング回収したトナーを前記現像器に戻すのを遅延させ、前記検出値が小さな場合には、クリーニング回収したトナーを遅延させることなく前記現像器に戻すことができる。
【００４８】
したがって、前記画像形成装置においては、前記検出値が高い場合、即ち前記現像剤トナー濃度および前記濃度検出トナーパッチ濃度の少なくとも一方が高い場合には、クリーニング回収したトナーが直ちに前記現像器に戻されることが防止される。
【００４９】
請求項７に記載の発明は、前記トナー回収遅延手段が、前記現像剤トナー濃度または濃度検出トナーパッチ濃度の検出値が低い場合には、前記現像器内へ回収トナーを戻し、前記検出値が高い場合には、前記現像器内に回収トナーを搬送することなく溜める画像形成装置に関する。
【００５０】
前記画像形成装置においては、前記現像剤トナー濃度または濃度検出トナーパッチ濃度が低いときは、クリーニング回収されたトナーは前記現像器内に直ちに戻されるから、前記現像器内のトナー濃度は、現像剤トナー基準濃度まで短時間で上昇する。
【００５１】
一方、前記現像剤トナー濃度または濃度検出トナーパッチ濃度の少なくとも一方が高いときは、クリーニング回収されたトナーは、前記現像器に直ちに移送されることなく、前記トナー回収遅延手段内に貯留される。したがって、現像剤トナー濃度を低下させる効果が確実に得られる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
１．実施形態１
本発明の画像形成装置の一例につき、以下に説明する。
【００５３】
図１に示すように、実施形態１に係る画像形成装置１００は、感光ドラム２と、感光ドラム２の表面にトナーを付着させてトナー画像および消費トナーパッチを形成する現像器４と、現像器４にトナーを補給するトナー補給装置６と、感光ドラム２の表面に形成された消費トナーパッチをクリーニング回収するクリーニング回収装置８と、クリーニング回収装置８でクリーニング回収されたトナーを一時貯留するトナー一時貯留ホッパ１０と、制御部１２とを備える。感光ドラム２、現像器４、トナー補給装置６、クリーニング回収装置８、およびトナー一時貯留ホッパ１０は、それぞれ本発明の画像形成装置の備える像担持体、消費トナーパッチ形成手段、トナー補給手段、トナー回収遅延手段、およびトナー回収遅延手段に相当する。制御部１２は、後述するＡＴＣセンサー４Ｃによって求められた現像剤トナー濃度に基づいて現像器４、トナー補給装置６、およびクリーニング回収装置８を制御する機能を有する。
【００５４】
現像器４は、感光ドラム２に隣接して配設され、現像剤を収容する現像剤ホッパ４Ａと、現像剤ホッパ４Ａの内部において、感光ドラム２に隣接するように軸線の周りに回転可能に配設された現像ドラム４Ｂとを備える。現像ドラム４Ｂは、軸線の周りに回転して感光剤ホッパ４Ａ内部の現像剤を掻き揚げて感光ドラム２に接触させる機能を有する。前記現像剤としては、トナーと磁性キャリアとを主成分とする二成分系現像剤が使用される。また、現像ドラム４Ｂとしては、磁気ドラムが使用される。
【００５５】
現像ホッパ４Ａの底面近傍における現像ドラム４Ｂの反対側には、前記現像剤の透磁率を測定して現像剤トナー濃度を求めるＡＴＣセンサー４Ｃが配設されている。
【００５６】
トナー補給装置６は、水平方向に延在する円筒状であり、現像剤ホッパ４Ａの上方に配設されているトナーカートリッジ６Ａと、トナーカートリッジ６Ａと現像剤ホッパ４Ａとを接続するとともに開閉可能に形成されたカートリッジ補給流路６Ｂとを備える。
【００５７】
トナーカートリッジ６Ａに収容されたトナーは、カートリッジ補給流路６Ｂを通って現像剤ホッパ４Ａに補給される。
【００５８】
トナー一時貯留ホッパ１０は、現像剤ホッパ４Ａの上方において現像剤ホッパ４Ａに隣接して設けられ、底部には、現像剤ホッパ４Ａに連通するトナー回収孔１０Ａが設けられている。トナー回収孔１０Ａもまた開閉可能に形成されている。
【００５９】
クリーニング回収装置８は、先端部が感光ドラム２に当接するように配設されたクリーニングブレード８Ａと、図１において矢印ａで示す感光ドラム２の回転方向に対してクリーニングブレード８Ａの上流側に設けられた回転ブラシである回収ブラシ８Ｂと、クリーニングブレード８Ａおよび回収ブラシ８Ｂを収容するハウジング８Ｃと、クリーニングブレード８Ａおよび回収ブラシ８Ｂによって回収した回収トナーをトナー一時貯留ホッパ１０に導くトナー回収管路８Ｄとを備える。なお、トナー回収管路８Ｄに代えて、前記回収トナーをトナーカートリッジ６に導くダイレクト回収管路８Ｅをハウジング８Ｃとトナーカートリッジ６との間に設けてもよい。
【００６０】
画像形成装置１００の作用について以下に説明する。
【００６１】
図２に示すように、ＡＴＣセンサー４Ｃにおいては、アトランダムに、または一定の時間間隔で、現像剤ホッパ４Ａ内の現像剤の透磁率を測定し、前記透磁率に基づき、前記現像剤についての現像剤トナー濃度の測定値、換言すれば検出値ＡＴＣを求める。
【００６２】
前記ＡＴＣセンサー４Ｃで求められた検出値ＡＴＣは、制御部１２に入力されて現像剤トナー基準濃度ＡＴＣｔａｒｇｅｔと比較され、検出値ＡＴＣと現像剤トナー基準濃度ＡＴＣｔａｒｇｅｔとの差ΔＡＴＣが求められる。
【００６３】
差ΔＡＴＣが負のときは、制御部１２は、検出値ＡＴＣが現像剤トナー基準濃度ＡＴＣｔａｒｇｅｔよりも低いものと判断し、図２において▲３▼に示すようにトナー補給制御を行う。
【００６４】
前記トナー補給制御においては、制御部１２は、差ΔＡＴＣの値に基づいてトナー補給時間を求め、画像密度分のトナー補給分に対応するトナー補給時間に加算する。そして、前記加算後のトナー補給時間だけ、カートリッジ補給流路６Ｂを開成してトナーカートリッジ６Ａ中のトナーを現像剤ホッパ４Ａに補給する。
【００６５】
差ΔＡＴＣが正のときは、制御部１２は、検出値ＡＴＣが現像剤トナー基準濃度ＡＴＣｔａｒｇｅｔよりも高いものと判断し、トナー補給制御を停止して図１２において▲１▼に示すように感光ドラム２の表面にトナーを付着させて消費トナーパッチを形成する。
【００６６】
消費トナーパッチを形成した感光ドラム２を、回転方向ａ即ち副走査方向に沿って展開したところを図３に示す。
【００６７】
図３に示すように、消費トナーパッチは、感光ドラム２における非画像部に形成される。前記非画像部としては、感光ドラム２における画像と画像との間のインターイメージ部、および端面近傍部がある。
【００６８】
前記消費トナーパッチを形成するときは、差ΔＡＴＣの大きさに応じて、主走査方向または副走査方向の少なくとも一方に沿った寸法を変化させてサイズ、即ち面積を増減させることができる。また、サイズそのものは一定に保持し、画像信号密度Ｃｉｎを変化させて消費トナーパッチの濃さを増減させてもよい。さらに、前記消費トナーパッチの形成頻度、つまりＰＶ（プリントボリューム）間隔または形成時間間隔を変化させてもよい。
【００６９】
前記サイズ、Ｃｉｎ、形成頻度は、Ｊｏｂ中に設定してもよく、また、前記Ｊｏｂのスタート時または終了時に設定してもよい。
【００７０】
通常、差ΔＡＴＣが大きなときは、サイズ、Ｃｉｎ、および形成頻度の少なくとも１つを大きな値に設定することにより、より面積の大きな、またはより濃度の濃い消費トナーパッチがより高い頻度で形成されるようにし、より多くのトナーが消費トナーパッチ形成で消費されるようにすることができる。
【００７１】
反対に、差ΔＡＴＣが小さなときは、サイズ、Ｃｉｎ、および形成頻度の少なくとも１つを小さな値に設定することにより、より面積の小さな、またはより濃度の薄い消費トナーパッチがより低い頻度で形成されるようにし、消費トナーパッチ形成で消費されるトナー量が少なくなるように設定できる。
【００７２】
本実施形態においては、消費トナーパッチのサイズ、Ｃｉｎ，形成頻度は、差ΔＡＴＣに基づいて設定しているが、検出値ＡＴＣの絶対値に基づいて設定してもよい。
【００７３】
次に、図２において▲２▼に示すように、感光ドラム２の表面に形成した消費トナーパッチをクリーニングしてトナーを回収するが、回収先は、同図において▲２▼ａおよび▲２▼ｂに示すように、現像器４およびトナーカートリッジ６の何れでもよい。但し、現像器４内に回収する場合には、回収トナーがすぐに現像器４に戻ったのでは、現像剤トナー濃度低下の効果がないので、現像剤トナー濃度が高いときには、回収トナーを直ちに現像器４に戻すのではなく、トナー回収遅延手段によって前記回収トナーの現像器４への戻りを遅延させることが好ましい。回収トナーの戻りを遅延させるには、たとえば、クリーニング回収装置８において回収した回収トナーを、トナー回収管路８Ｄを通してトナー一時貯留ホッパ１０に導いて一時貯留し、現像剤ホッパ４Ａ内のトナー濃度が低くなったら、トナーカートリッジ６からの通常のトナー補給との割合を考慮しつつ、前記トナーを現像器４に戻せばよい。前記方法を用いれば、回収トナーが現像器４に戻るのを遅延させることができるだけでなく、トナー一時貯留ホッパ１０に回収トナーが溜まりすぎて詰まることも防止できる。
【００７４】
ここまで、制御部１２において、差ΔＡＴＣの正負に基づいてトナー補給制御▲３▼を行うか、それとも消費トナーパッチ形成▲１▼とそれに引き続くクリーニング回収▲２▼とを行うかを決定する例について説明した。
【００７５】
しかし、制御部１２においては、差ΔＡＴＣの正負だけではなく、差ΔＡＴＣの微分値の正負に基づいてトナー補給制御▲３▼を行うか、それとも消費トナーパッチ形成▲１▼とそれに引き続くクリーニング回収▲２▼とを行うかを決定してもよい。
【００７６】
現像剤トナー濃度の測定値と目標値との差、および前記差の微分値に基づいて前記決定を行う場合について以下に説明する。
【００７７】
差ΔＡＴＣが負であってもその値が０に近く、しかも差ΔＡＴＣの微分値ｄ（ΔＡＴＣ／ｄｔ）が正のときは、図４に示すように、差ΔＡＴＣが増加して正になると予想されるから、トナー補給制御▲３▼を行う代わりに消費トナーパッチ形成▲１▼とクリーニング回収▲２▼とを行う。
【００７８】
一方、差ΔＡＴＣが正であってもその値が０に近く、しかも差ΔＡＴＣの微分値ｄ（ΔＡＴＣ／ｄｔ）が負のときは、差ΔＡＴＣが減少して負になると予想されるから、消費トナーパッチ形成▲１▼を行う代わりにトナー補給制御▲３▼を行う。
【００７９】
２．実施形態２
本発明の画像形成装置の別の例につき、以下に説明する。
【００８０】
実施形態２に係る画像形成装置２の構成を図５に示す。特に断らない限り、図５において、図１と同一の符号は、前記符号が図１において示す要素と同一の要素を示す。
【００８１】
図５に示すように、画像形成装置１０２においては、感光ドラム２の表面には、現像器４によって消費トナーパッチだけでなく濃度検出トナーパッチも形成される。そして、前記濃度検出トナーパッチの濃度に基づいてＬＤ光量制御を行う。
【００８２】
したがって、感光ドラム２の近傍には、前記濃度検出トナーパッチの濃度を検出するＡＤＣセンサ１４が設けられている。現像器４は、本発明の画像形成装置におけるトナーパッチ形成手段に相当する。そしてＡＤＣセンサ１４は、前記画像形成装置におけるトナーパッチ濃度検出手段に相当する。
【００８３】
画像形成装置１０２は、そのほかの点においては、実施形態１の画像形成装置と同様の構成を有している。
【００８４】
画像形成装置１０２の作用について以下に説明する。
【００８５】
ＡＤＣセンサ１４においては、感光ドラム２の表面に形成された濃度検出トナーパッチの濃度を検出する。前記検出値をＡＤＣとする。
【００８６】
検出値ＡＤＣは、図６に示すように、制御部１２に入力され、濃度検出トナーパッチ基準濃度ＡＤＣｔａｒｇｅｔと比較され、検出値ＡＤＣと濃度検出トナーパッチ基準濃度ＡＤＣｔａｒｇｅｔとの差ΔＡＤＣが求められる。そして、差ΔＡＤＣに基づいて濃度検出トナーパッチの濃度が過大か過小かが判定される。なお、制御部１２においては、差ΔＡＤＣを求めることなく、検出値ＡＤＣに基づいて濃度検出トナーパッチの濃度が過大か過小かを判定してもよい。
【００８７】
制御部１２は、濃度検出トナーパッチの濃度が過小であると判定したときは、図６において▲３▼に示すように、差ΔＡＤＣまたは検出値ＡＤＣの値に基づいてトナー補給時間を演算し、画像密度分のトナー補給分に加算してトナー補給をおこなう。
【００８８】
一方、濃度検出トナーパッチの濃度が過大であると判定したときは、トナー補給を停止し、図６において▲１▼に示すように、感光ドラム２の表面に消費トナーパッチを形成し、次いで▲２▼ａまたは▲２▼ｂに示すようにクリーニング回収する。前記消費トナーパッチの形成および前記クリーニング回収については、実施形態１で述べたとおりである。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像器内の現像剤トナー濃度が高いときに前記現像剤トナー濃度を迅速に目標値に戻すことができ、また、トナークラウドを効果的に防止できる前記画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態１に係る画像形成装置における現像器およびその周辺の構成の概略を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す画像形成装置における制御手順を示す流れ図である。
【図３】図３は、図１に示す画像係止絵装置の備える感光ドラムの表面に形成された消費トナーパッチと画像部分との関係を示す展開図である。
【図４】図４は、検出値ＡＴＣと現像剤トナー基準濃度ＡＴＣｔａｒｇｅｔとの差ΔＡＴＣ、および差ΔＡＴＣの微分値の正負と、差ΔＡＴＣの増減との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態２に係る画像形成装置における現像器およびその周辺の構成の概略を示す断面図である。
【図６】図６は、図５に示す画像形成装置における制御手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
２　　　　感光ドラム
４　　　　現像器
６　　　　トナー補給装置
８　　　　クリーニング回収装置
１０　　　　トナー一時貯留ホッパ
１２　　　　制御部
【図１】
2004109773.tif 000003
【図２】
2004109773.tif 000004
【図３】
2004109773.tif 000005
【図４】
2004109773.tif 000006
【図５】
2004109773.tif 000007
【図６】
2004109773.tif 000008