(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段とを有し、前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値が所定の値となるようにキャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量を調整し、少なくとも前記像担持体上の基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記トナー補給手段から前記現像手段へのトナー補給を制御する画像形成装置において、前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値の中で、新品の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目の発光光量調整値(1)を記憶する手段を備え、２回目以降の前記キャリブレーションを実行し、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が前記１回目の発光光量調整値を所定値α以上越えた場合にキャリブレーションを停止し、その後は前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（(1)＋α）に固定して前記画像濃度検出手段を動作させ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、前記キャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えた場合に警告をす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、前記キャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えた場合に前記キャリブレーションを継続し、当該発光光量調整値を最終発光光量調整値として記憶した後、前記キャリブレーションを終了し、予め設定されている数値をβとするとき、前記画像濃度検出手段の記憶されている最終発光光量調整値が（(1)＋α）を越えていて、且つ（(1)＋α＋β）も越えた場合に警告を行い、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えていて、且つ（(1)＋α＋β）を超えていない場合には前記警告を行わないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記警告が操作パネルの表示部を介してなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記警告が音又は音声によってなされることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー補給の制御を、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（(1)＋α）に固定した後における、前記画像濃度検出手段を動作させて得た前記画像濃度検出用の基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値のみに基づいて行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像手段のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記トナー補給手段から前記現像手段へのトナー補給を行なう際に、前記トナー濃度検出手段の出力値に対するトナー濃度制御基準値を前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて補正し、この補正したトナー濃度制御基準値に基づいて前記トナー濃度検出手段の出力値により前記トナー補給を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値の中で、新品の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目の発光光量調整値〜前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段のｎ回目の発光光量調整値を記憶する手段を備え、（ｎ＋１）回目以降の前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が前記１回目の発光光量調整値〜前記ｎ回目の発光光量調整値の最小値ｍｉｎを所定値α以上越えた場合に該キャリブレーションを停止し、その後は前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（ｍｉｎ＋α）に固定して前記画像濃度検出手段のみを動作させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記αを任意に可変できる手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置においては、画像濃度（形成画像の濃度）に影響する最大要因は現像器内の現像剤におけるトナー濃度であるため、安定した画像濃度を維持するためにはトナー濃度を一定に保つことが望ましい。しかし、トナー濃度は、経時における現像剤自体の物性変化や、温湿度等の環境条件及び現像条件等による物性変化によって大きく左右される。
【０００３】
そこで、通常、画像形成装置においては、予め定められた像担持体としての感光体の表面電位と現像器の印加電圧（現像バイアス）との差である現像ポテンシャルによって感光体上に画像濃度検出用の基準画像（Ｐパターン）を形成し、このＰパターンの濃度を画像濃度検出手段としてのＰセンサによって検出し、その検出結果に応じてトナー補給装置から現像器へのトナー補給を制御するトナー濃度制御方式が一般的に利用されている。
【０００４】
つまり、このトナー濃度制御方式では、Ｐセンサの出力値のうち、感光体上のＰパターンに対するＰセンサの出力値をＶsp、感光体上の非画像領域（地肌部）に対するＰセンサの出力値をＶsgとすると、通常はＶsp／Ｖsgが一定になるようにトナー補給装置から現像器へのトナー補給を制御する。具体的には、図３に示すようなテーブルを用い、Ｖsp／Ｖsgの値またはＶspの値に基づいてトナー補給量の補正値ΔＶtを決定するようになっている。
【０００５】
感光体の非画像領域（地肌部）でのＰセンサの動作は、Ｐセンサの出力値Ｖsgが所定値、例えば４．０（Ｖ）となるようにキャリブレーション（目盛り合わせ動作）を実行してＰセンサの発光光量を調整し、その後に感光体上にＰパターンを形成して該Ｐパターンに対するＰセンサの出力値Ｖspを得るようになっている。
【０００６】
感光体上のＰパターンのトナー付着量が少なくなると、感光体上のＰパターン部の反射光量が増加することによってＶsp／Ｖsgが上昇し、現像器内の現像剤のトナー濃度が低いと判断されてトナー補給装置から現像器へトナー補給が行われることでトナー濃度が一定に保たれる。逆にＶsp／Ｖsgが低い場合には、現像器内の現像剤のトナー濃度が高いと判断されてトナー補給装置から現像器へのトナー補給は行われない。参考までに、感光体上の単位面積当たりのＰパターントナー付着量Ｍ／Ａと該Ｐパターンに対するＰセンサ出力値Ｖspとの関係は一般に図２に示すようになる。
【０００７】
Ｐセンサの出力値のみに基づいてトナー補給の制御を行う方式の他に、現像器内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてのＴセンサの出力値とＰセンサの出力値を併用してトナー補給の制御（トナー濃度制御）を行う方式も知られている。
【０００８】
ＰセンサとＴセンサの併用でのトナー濃度制御方式においては、機械本体の電源スイッチ投入時や所定回数の画像形成時毎に感光体上のＰパターン形成、Ｖsp／Ｖsgの読み込みを行ない、その出力値に基づいてＴセンサのトナー濃度制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを算出する。そして、この補正量ΔＶtでトナー濃度制御基準値Ｖtrefを補正して新トナー濃度制御基準値Ｖtref´（＝Ｖtref＋ΔＶt）を決定し、新たなＴセンサトナー濃度制御基準値として設定する（特開平８−１１０７００号公報参照）。
【０００９】
この補正後のＴセンサトナー濃度制御基準値Ｖtref´と、各画像形成動作時またはあるタイミングで出力するＴセンサ出力値Ｖtとの差から、トナー補給装置から現像器へのトナー補給量を決定する。このトナー補給量は、トナー補給装置が例えばトナー補給をトナーボトルの回転によって行うタイプであれば、トナーボトルの回転時間（トナー補給クラッチON時間）に置き換えることができる。（Ｖt−Ｖtref）の値が大きければ大きいほど、トナー濃度が目標値に対して不足しているとみてトナーボトル回転時間（トナー補給クラッチON時間）を長くする制御が一般的である。
【００１０】
特開平５−１３４５４８号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、ある一定枚数の画像形成毎にＰセンサで画像濃度の検出を行うものが記載されている。
特開平８−１１０７００号公報には、ＴセンサとＰセンサとを併用してトナー濃度制御を行う画像形成装置であって、Ｐセンサの出力値によるＴセンサトナー濃度制御基準値補正量の上下限を設定してトナー濃度制御を行うことにより、帯電電位等の変動により生じるトナー濃度変動を防止するものが記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成装置においては、一般的に、感光体には、帯電ローラ、転写ローラ、現像剤、現像入り口シールやクリーニングブレード、クリーニングブラシなどが接触しており、感光体の回転によって感光体の表面が徐々に磨耗していく。 また、転写工程においては各種の転写紙が感光体に接触するため、炭酸カルシウムやシリカ等の様々な転写紙の添料が感光体に付着する可能性がある。 さらに現像工程から転写工程ないし感光体クリーニング工程までは、感光体表面にトナーが付着しており、トナー中に含まれるシリカ、酸化チタンやワックスなどの添加物質が徐々に感光体に付着する。
【００１２】
これらの異物の感光体への経時での付着程度は、使用環境、使用条件によって異なり、その程度によっては画質劣化を招いてしまう。特に、昨今市場での転写紙の多種多様化によって、転写紙の種類による感光体表面の劣化度合いは想像し難く、時として感光体表面の劣化程度が予想を上回る事もある。
【００１３】
感光体表面の劣化が激しい場合、感光体上の非画像領域（地肌部）にてＰセンサを動作させてＰセンサの出力値Ｖsgが所定値となるようにキャリブレーションを実行する際に、その時得られたＰセンサの発光光量調整値（Ｐセンサの発光素子を駆動するパルス幅変調（PWM）信号のPWM値）が通常予想される範囲よりも大きくなってしまう。すなわち、Ｐセンサの発光光量を相当量まで増やすことによってＶsgが4.0(Ｖ)になるような調整がやっと出来るという状態になる。図４は、新品の感光体（OPC）、１枚の原稿を２枚の転写紙に複写する１to２モードで30Kラン（30×1000枚分の転写紙の画像形成）を行った感光体、１to２モードで60Kランを行った感光体、表面にワックスがフィルミングした感光体のそれぞれにて、横軸にＰセンサの発光光量調整値（PWM値）、縦軸に非画像領域（地肌部）でのＰセンサ出力値をプロットした結果である。これより、Ｖsgを4.0(Ｖ)に調整する時のPWM値（２５６階調のPWM値）は、新品の感光体（OPC）、１to２モードで30Kランを行った感光体、１to２モードで60Kランを行った感光体、表面にワックスがフィルミングした感光体のそれぞれで66、80、100、137となり、表面にワックスがフィルミングした感光体が最も高い。
【００１４】
このとき、図５に示すように、現像剤のトナー濃度を微調整して画像ＩＤ（画像濃度）をほぼ1.25と等しく合わせたにも関わらず、新品の感光体、１to２モードで30Kランを行った感光体、１to２モードで60Kランを行った感光体のＶsp／Ｖsgがそれぞれ0.100、0.135、0.170であるのに対して、ワックスがフィルミングした感応体のＶsp／Ｖsgは0.280とかなり大きくなってしまい、トナー濃度がかなり低いと誤判断してしまう。結果として現像剤のトナー濃度をかなり高めに制御して、画像上トナー飛散やトナー落ち、トナー地汚れ画像に対する余裕度が低下してしまう不具合がある。
【００１５】
本発明は、上記不具合を低コストで解決することができ、過剰なトナー補給がなされることを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して該潜像を顕像化する現像手段と、この現像手段へトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体上に形成された画像濃度検出用の基準画像の画像濃度を検出する画像濃度検出手段とを有し、前記像担持体上の非画像部に対する前記画像濃度検出手段の出力値が所定の値となるようにキャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量を調整し、少なくとも前記像担持体上の基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記トナー補給手段から前記現像手段へのトナー補給を制御する画像形成装置において、前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値の中で、新品の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目の発光光量調整値(1)を記憶する手段を備え、２回目以降の前記キャリブレーションを実行し、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が前記１回目の発光光量調整値を所定値α以上越えた場合にキャリブレーションを停止し、その後は前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（(1)＋α）に固定して前記画像濃度検出手段を動作させるものである。
【００１７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えた場合に警告をする請求項１記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えた場合に警告をするものである。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションを実行して前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えた場合に前記キャリブレーションを継続し、当該発光光量調整値を最終発光光量調整値として記憶した後、前記キャリブレーションを終了し、予め設定されている数値をβとするとき、前記画像濃度検出手段の記憶されている最終発光光量調整値が（(1)＋α）を越えていて、且つ（(1)＋α＋β）も越えた場合に警告を行い、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が（(1)＋α）を越えていて、且つ（(1)＋α＋β）を超えていない場合には前記警告を行わないものである。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項２〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記警告が操作パネルの表示部を介してなされる請求項２〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記警告が操作パネルの表示部を介してなされるものである。
【００２０】
請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記警告が音又は音声によってなされるものである。
【００２１】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー補給の制御を、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（(1)＋α）に固定した後における、前記画像濃度検出手段を動作させて得た前記画像濃度検出用の基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値のみに基づいて行う請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー補給の制御を、前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（(1)＋α）に固定した後における、前記画像濃度検出手段を動作させて得た前記画像濃度検出用の基準画像に対する前記画像濃度検出手段の出力値のみに基づいて行うものである。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記現像手段のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて前記トナー補給手段から前記現像手段へのトナー補給を行なう際に、前記トナー濃度検出手段の出力値に対するトナー濃度制御基準値を前記画像濃度検出手段の出力値に基づいて補正し、この補正したトナー濃度制御基準値に基づいて前記トナー濃度検出手段の出力値により前記トナー補給を制御するものである。
【００２３】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値の中で、新品の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目の発光光量調整値〜前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段のｎ回目の発光光量調整値を記憶する手段を備え、（ｎ＋１）回目以降の前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が前記１回目の発光光量調整値〜前記ｎ回目の発光光量調整値の最小値ｍｉｎを所定値α以上越えた場合に該キャリブレーションを停止し、その後は前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（ｍｉｎ＋α）に固定して前記画像濃度検出手段のみを動作させる請求項１〜７のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値の中で、新品の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目の発光光量調整値〜前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段のｎ回目の発光光量調整値を記憶する手段を備え、（ｎ＋１）回目以降の前記キャリブレーションで得られた前記画像濃度検出手段の発光光量調整値が前記１回目の発光光量調整値〜前記ｎ回目の発光光量調整値の最小値ｍｉｎを所定値α以上越えた場合に該キャリブレーションを停止し、その後は前記画像濃度検出手段の発光光量調整値を（ｍｉｎ＋α）に固定して前記画像濃度検出手段のみを動作させるものである。
【００２４】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記αを任意に可変できる手段を有する請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記αを任意に可変できる手段を有するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、上記不具合をソフトウエア上の制御のみで低コストで解決することができ、画像濃度検出手段としてのＰセンサの発光光量調整値（PWM値）の上昇レベルを、Ｐセンサの取付位置誤差等による軽微な場合と、像担持体としての感光体の深刻な劣化による場合とに見極め、後者の場合にはＰセンサの発光光量調整値（PWM値）の異常値をそのまま採用せずにＰセンサの発光光量調整（PWM値）は上限値を設けて固定し、過剰なトナー補給がなされることを防止することとしたものである。
【００２７】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。この第１実施形態は、画像形成装置である電子写真複写機の一形態である。
まず、図６に基づいて第１実施形態の複写機の概要構成を説明する。像担持体としてのドラム状感光体１の周りには、反時計回り方向に順に、図示しない電源から電圧が印加されて感光体１の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、図示しない画像読み取り手段により読み取られた原稿の画像情報に基づいて感光体１の表面に露光光３を照射して静電潜像を形成する図示しない露光手段と、感光体１上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する現像装置４と、感光体１上のトナー像を記録材としての用紙Ｐの上に転写する転写手段としての転写ローラ５と、転写後に感光体１上に残留したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置６と、転写後の感光体１の表面電位を初期化する図示しない除電ランプ等の除電器が設けられている。
【００２８】
感光体１は、図示しない駆動部により回転駆動されて帯電ローラ２により一様に帯電され、図示しない露光手段にて図示しない画像読み取り手段からの原稿画像情報に基づいて露光光３が照射されて静電潜像が形成される。この感光体１上の静電潜像は現像装置４によりトナー像として可視像化され、この感光体１上のトナー像は転写ローラ５により用紙Ｐの上に転写される。また、感光体１は、転写後に残留トナーがクリーニング装置６により除去され、表面電位が図示しない除電器により初期化される。
【００２９】
現像装置４は、現像剤を担持して感光体１にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ７と、現像剤を撹拌・搬送する撹拌搬送手段としての搬送スクリュー８、９を有する現像手段としての現像器を備えており、現像ローラ７から遠い方の搬送スクリュー９の下側には現像ケーシング１０内のキャリアと負帯電トナーからなる二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてのＴセンサ（透磁率センサ）１１が設けられている。また、図示しないが、搬送スクリー９の上側には現像ケーシング１０内の二成分現像剤にトナーを補給するトナー補給手段としてのトナー補給装置が設けられている。現像ローラ７には図示しない電源から負の現像バイアスが印加され、感光体１と現像ローラ７との間に所定の現像ポテンシャルが形成される。
【００３０】
給紙カセット１２に収容された用紙Ｐは給紙コロ１３等により最上位のものから順に一枚ずつ分離されてレジストローラ対１４に向けて送り出される。この用紙Ｐは、レジストローラ対１４で一旦止められ、斜めずれが修正された後にレジストローラ対１４により所定のタイミングで感光体１と転写ローラ５との間の転写ニップ部へ送られる。この転写ニップ部では、転写ローラ５に図示しない電源から転写バイアスが印加され、感光体１上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送方向下流側に位置する図示しない定着装置へ送られ、この定着装置で熱と圧力によりトナー像が定着される。
【００３１】
転写ローラ５と現像装置４の間には、発光素子と受光素子を有する画像濃度検出手段としてのＰセンサ（反射型フォトセンサ）１５が設けられている。Ｔセンサ１１の出力値Ｖtは現像剤中のトナー濃度ＴＣが高ければ高いほど低い値を示し、Ｐセンサ１５の出力値Ｖspは感光体１上の画像濃度が高ければ高いほど低い値を示す。
【００３２】
図１は第１実施形態の制御部を示す。第１実施形態の複写機の全体動作は制御手段１６によって制御される。この制御手段１６は、Ｉ／Ｏインタフェース１７と、ＣＰＵ１８と、ＲＡＭ１９と、ＲＯＭ２０を有している。Ｉ／Ｏインタフェース１７にはそれぞれドライバー２１、２２を介してメインモータ２３、トナー補給クラッチ２４が接続されている。また、Ｉ／Ｏインタフェース１７には操作表示部（操作パネル）２５が接続されている。メインモータ２３は感光体１の回転駆動などを行う。
【００３３】
さらに、Ｉ／Ｏインタフェース１７には、Ｔセンサ１１及びＰセンサ１５に所定の電圧を供給するためのＰＷＭコントローラ２６と、Ｔセンサ１１及びＰセンサ１５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２７、２８とが接続されている。なお、ＰＷＭコントローラ２６とＴセンサ１１及びＰセンサ１５との各間には、それぞれ、抵抗２９〜３１、３２〜３４、コンデンサ３５、３６、演算増幅器３７、３８からなる回路が接続されている。
【００３４】
次に、第１実施形態におけるトナー補給制御（トナー濃度制御）を図７及び図８のフローチャーに基づいて説明する。
まず、制御手段１６は感光体１が新品である時のＰセンサ１５の発光光量調整値PWM1を記憶する（ステップＳ１００）。制御手段１６は、本画像形成装置のメインスイッチがオンされると（ステップＳ１０１）、感光体１の非画像部に対するＰセンサ１５の出力値が所定値、例えば４．０（Ｖ）となるようにキャリブレーションを開始し（ステップＳ１０２）、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５の発光光量を多階調のPWM値、例えば２５６階調のPWM値で調整して（Ｐセンサ１５の発光素子を駆動するPWM信号のPWM値を調整することでＰセンサ１５の発光光量を調整して）Ｐセンサ１５の発光光量調整値（２５６階調のPWM値：Ｐセンサ１５の受光素子の出力値）をＡ／Ｄコンバータ２８から検出する（ステップＳ１０３）。Ｐセンサ１５の発光光量調整値は電圧変化等で把握してもよい。
【００３５】
次に、制御手段１６はＰセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+所定値α）を超えたかどうかをチェックする（ステップＳ１０４）。制御手段１６は、Ｐセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+α）を超えた場合にはキャリブレーションを停止し（ステップＳ１０５）、Ｐセンサ１５の最終的発光光量調整値（PWM値）を（PWM1+α）に設定する（ステップＳ１０６）。
【００３６】
次に、制御手段１６は、本実施形態の各部を制御して感光体１上に画像濃度検出用の基準画像を形成させ（ステップＳ１０７）、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値（PWM1+α）の発光光量で発光させて感光体１上の基準画像に対するＰセンサ１５の出力値（濃度）Ｖspを取り込む（ステップＳ１０８）とともに、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値（PWM1+α）の発光光量で発光させて感光体１上の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖsgを取り込む（ステップＳ１０９）。
【００３７】
次に、制御手段１６は、その取り込んだＶsp、ＶsgからＶsp／Ｖsgを算出する（ステップＳ１１０）。制御手段１６は、ほぼ同時にＴセンサ１１から現像ケーシング１０内の二成分現像剤のトナー濃度によって異なる出力値Ｖtを取り込む（ステップＳ１１１）。次に、制御手段１６は、Ｖsp／ＶsgとＶt（正確にはＶtref−Ｖt）によって、図１４に示す補正テーブルによりＴセンサ１１のトナー濃度制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを決定する（ステップＳ１１２）。制御手段１６は、ΔVtを決定すると、新しい制御目標値（新しいＴセンサトナー濃度制御基準値）Ｖtref’を、Ｖtref’＝Ｖtref＋ΔＶtの式に基づいて演算する（ステップＳ１１３）。ここで、トナー濃度制御基準値Ｖtrefは前回のものを使う。
【００３８】
制御手段１６は、新しい制御目標値Vtref’が決定したら、これをトナー濃度制御基準値として設定し、コピー動作を上述のように行わせる（ステップＳ１１４）。次に、制御手段１６は、トナー補給装置のトナー補給時間τを、τ＝ｆ（Ｖt−Ｖtref’）の式により決定し（ステップＳ１１５）、トナー補給クラッチ２４をτ秒間オンさせる（Ｓ１１６）。トナー補給装置は、トナー補給クラッチ２４がオンしている時に現像ケーシング１０内の二成分現像剤にトナーを補給する。その後、制御手段１６は、Ｔセンサ１１からその出力値Ｖtを取り込み（ステップＳ１１７）、ジョブが終了したかどうかをチェックする（ステップＳ１１８）。制御手段１６は、ジョブが終了していない場合にはステップＳ１１４に戻る。
【００３９】
制御手段１６は、ステップＳ１０４において、Ｐセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+α）以下である場合には、キャリブレーションを継続し（ステップＳ１１９）、PWM値＝所定値Ｘでキャリブレーションを終了する（ステップＳ１２０）。制御手段１６は、Ｐセンサ１５の最終的発光光量調整値（PWM値）をＸ（≦（PWM1+α））に設定する（ステップＳ１２１）。
【００４０】
次に、制御手段１６は、本実施形態の各部を制御して感光体１上に画像濃度検出用の基準画像を形成させ（ステップＳ１２２）、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値Ｘの発光光量で発光させて感光体１上の基準画像に対するＰセンサ１５の出力値（濃度）Ｖspを取り込む（ステップＳ１２３）とともに、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値Ｘの発光光量で発光させて感光体１上の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖsgを取り込み（ステップＳ１２４）、ステップＳ１１０に進む。
【００４１】
上記Ｐセンサ１５のキャリブレーションについて以下に詳細に説明する。
Ｐセンサ１５のキャリブレーションは、本画像形成装置本体の電源投入時又は所定枚数の画像形成毎等のある決められたタイミングで自動的に実行される。Ｐセンサ１５のキャリブレーションでは、まず、制御手段１６は、メインモータ２３に感光体１を回転駆動させた状態で通常の画像形成時と同様に、図示しない電源から帯電ローラ２及び現像ローラ７に帯電電圧及び現像バイアス電圧をそれぞれ印加させ、感光体１の表面に非画像領域を作る。制御手段１６は、その非画像領域でＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５の発光素子を発光させ、Ｐセンサ１５の受光素子で感光体１上の非画像領域からの反射光量を受光した結果Ｐセンサ１５の出力電圧Vsgが４．０（Ｖ）となるように、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５の発光光量、すなわちＰセンサ１５の受光素子に流れる電流値をPWM制御する。
【００４２】
そのPWM値は２５６階調のデータで表され、通常は感光体１が新品である状態では５０〜７０に設定される。
Ｐセンサ１５の取り付け位置にバラツキがあったり、Ｐセンサ１５の検知面にトナーや紙粉等が付着した場合等には、Ｐセンサ１５から感光体１への照射光量が低下し、PWM値は５０〜９０程度まで上昇する。
【００４３】
また、感光体１の表面に傷が付いたり異物がフィルミングした場合には感光体１の表面の反射率が低下し、感光体１からの反射光量が低下する。このため、PWM値は、さらに高くなり、１００〜２００程度まで上昇してしまうことがある（図４参照）。
【００４４】
よって、その都度行われるＰセンサ１５のキャリブレーションにおいて、PWM値が所定値（PWM1+α）を超えた場合は、それがＰセンサ１５の取り付け位置バラツキやＰセンサ１５検知面のトナーや紙粉による軽微な汚れによるものではなく、感光体１の表面の劣化によるところが大きいと判断して、以後のキャリブレーションを停止し、その後のPWM値を（PWM1+α）で固定するのである。
【００４５】
本実施形態では、αは30に設定する。その理由を以下に説明する。
図４より、新品の感光体１ではPWM値は66である。また、60Kランが終了した感光体１におけるキャリブレーションではPWM値が100であり、またこのときVsp/Vsgは図５より0.17程度である。この値は図１４においてＰセンサ１５がトナー濃度ＴＣがかなり低いという誤判定をしないところである。よって、Ｐセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）の上限値は、やや余裕を持たせての設定として（PWM1+30）を選択した。もちろん、設計としてよりＴＣが高くならないような余裕を持たせるのなら、ここでのαは30よりも小さい値に設定しても構わない。以降説明する本発明の実施形態についても同様にαは任意に設定しても構わない。
【００４６】
このように、第１実施形態によれば、Ｐセンサ１５のキャリブレーションで得られたＰセンサ１５の発光光量調整値の中で、新品の感光体１に対するＰセンサ１５の１回目の発光光量調整値PWM1を記憶する手段を備え、２回目以降のキャリブレーションを実行し、Ｐセンサ１５の発光光量調整値が１回目の発光光量調整値PWM1を所定値α以上越えた場合にキャリブレーションを停止し、その後はＰセンサ１５の発光光量調整値を（PWM1＋α）に固定してＰセンサ１５を動作させるので、感光体がワックスのフィルミングなどにより劣化するとトナー濃度がかなり低いと誤判断して現像剤のトナー濃度をかなり高めに制御してしまうという不具合をソフトウエア上の制御のみで低コストで解決することができ、過剰なトナー補給がなされることを防止することができる。
【００４７】
次に、図９に示すフローチャートに基づいて、本発明の第２実施形態におけるトナー補給制御を説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態において、図７に示す処理フローの代りに図９に示す処理フローを実行する。図９に示すステップＳ２００〜Ｓ２０４は図７に示すステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様であるので、その説明は省略する。
【００４８】
制御手段１６は、キャリブレーションにてＰセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+α）を超えた場合にも、キャリブレーションを続行させ（ステップＳ２０５）、Ｐセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）＝Ｙ（＞（PWM1+α））でキャリブレーションを終了させる（ステップＳ２０６）。制御手段１６は、最終的PWM値＝Ｙを記憶する。制御手段１６は、キャリブレーションが終了したら、操作パネル２５の表示部に警告を表示させる（ステップＳ２０７）。
【００４９】
この警告は、感光体１の表面の劣化が進んでいること、あるいは感光体１の表面の劣化状態が深刻な状況にあることをオペレータに知らせるためのものであり、例えば、操作パネル２５の液晶表示部に「感光体が劣化していますので早期の交換が必要です。」の文字を表示させる。この警告は、音声や音、あるいは光の点滅等で行ってもよく、これらと上記文字を併用してもよい。また、この警告は、制御手段１６によりＰセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+α）を超えたと判断された直後に行ってもよい。図９に示すステップＳ２０８〜Ｓ２１１は図７に示すステップＳ１０７〜Ｓ１１０と同様であるので、その説明を省略する。制御手段１６は、ステップＳ２１１の次には図８に示すステップＳ１１１に進む。また、図９に示すステップＳ２２０〜Ｓ２２５は図７に示すステップＳ１１９〜Ｓ１２４と同様であるので、その説明を省略する。
【００５０】
次に、図１０に示すフローチャートに基づいて本発明の第３実施形態を説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態において、図７に示す処理フローの代りに図１０に示す処理フローを実行する。図１０に示すステップＳ３００〜Ｓ３０４は図７示すステップＳ１００〜Ｓ１０４と同様であるので、その説明を省略する。
【００５１】
制御手段１６は、ステップＳ３０４において、Ｐセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）が（PWM1+α）を超えた場合にはキャリブレーションを継続し（ステップＳ３０５）、PWM値＝Ｙ（＞（PWM1+α））でキャリブレーションを終了する（ステップＳ３０６）。制御手段１６は、Ｐセンサ１５の最終的発光光量調整値（PWM値）＝Ｙを記憶する。制御手段１６は、キャリブレーションが終了したら、Ｙが（PWM1+α）を超えた量がβよりも大きいかどうかをチェックし（ステップＳ３０７）、Ｙが（PWM1+α）を超えた量がβよりも大きい場合には操作パネル２５の表示部に感光体交換等の警告を行わせる（ステップＳ３０８）。制御手段１６は、Ｙが（PWM1+α）を超えた量がβ以下である場合は操作パネル２５の表示部に警告を行わせない。βは０以上の定数でも０以上の任意数でも構わない。ここで、β＝０の場合もある。
【００５２】
図１０に示すステップＳ３０９〜Ｓ３１２は図７に示すステップＳ１０７〜Ｓ１１０と同様であるので、その説明を省略する。制御手段１６は、ステップＳ３１２の次には図８に示すステップＳ１１１に進む。また、図１０に示すステップＳ３２１〜Ｓ３２６は図７に示すステップＳ１１９〜Ｓ１２４と同様であるので、その説明を省略する。
【００５３】
この第３実施形態のように、Ｐセンサ１５の最終的発光光量調整値（PWM値）を記憶しつつ、それが所定のレベルを超えた時点で感光体交換等の警告を発する手段を設ければ、使用状況・環境に応じた感光体１の寿命設定が可能となり、市場にて常に安定した状態での使用がより可能となる。ただし、この場合もＰセンサ１５が発光する際のPWM値は（PWM1+α）に止めておく事によって初めてＴＣの過剰な上昇を避けることができる事は言うまでもない。
【００５４】
また、Ｐセンサ１５の検知面汚れや取りつけ位置誤差が等しい場合、図１１に示すようにPWM値に対するＶspの関係は感光体１の初期と経時ではほとんど変わらない。すなわち、ある範囲までのPWM値調整はＰセンサ１５の検知面のトナーや紙粉の汚れによるもの、またはＰセンサ１５の取り付け位置誤差によるものと考え、PWM値がある範囲を超えた場合は感光体１の表面の激しい劣化によるものと考える事ができる。
【００５５】
実際、Ｐセンサ１５、感光体１ともに新品の時には、PWM値のバラツキは50〜75程度であり、PWM値が95を超える事は無い。そこで、本発明の第４実施形態では、新品の感光体１でのPWM値が66であったので、αを30とし、PWM値が（PWM1+30）＝96未満の場合はＰセンサ１５の検知面のトナーや紙粉の汚れによるもの、またはＰセンサ１５の取り付け位置誤差によるものと考え、感光体１上の基準画像の画像濃度を検出する際に、Ｐパターンに対するＰセンサ１５出力値Ｖspと感光体地肌部に対するＰセンサ１５出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgを用い、PWM値が（PWM1+30）＝96以上の場合は感光体上基準画像の画像濃度を検出する際に、感光体地肌部に対するＰセンサ１５の出力値Ｖsgを用いずに図１２のフローチャートに示すように、ステップＳ４０８で基準画像に対するＰセンサ１５の出力値Ｖspのみを用いる。この場合、制御手段１６は、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値（PWM1+α）の発光光量で発光させて感光体１上の基準画像に対するＰセンサ１５の出力値（濃度）Ｖspを取り込み、感光体１上の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖsgを取り込まずに図８に示すステップＳ１１１に進み、Ｖsp／Ｖsgの代りにＶsgを用いる。
【００５６】
なお、第４実施形態では、上記第１実施形態において、図７に示す処理フローの代りに図１２に示す処理フローを実行する。図１２に示すステップＳ４００〜Ｓ４０７、Ｓ４１７〜Ｓ４２２、Ｓ４２３は図７示すステップＳ１００〜Ｓ１０７、Ｓ４１９〜Ｓ４２４、Ｓ１１０と同様であるので、その説明を省略する。制御手段１６は、ステップＳ４２２からステップＳ４２３を経て図８に示すステップＳ１１１に進む。
【００５７】
次に、第４実施形態で基準画像に対するＰセンサ１５の出力値Ｖspのみを用いる理由を以下に述べる。
図５より、ワックスがフィルミングした感光体の場合、画像ＩＤが1.25と適正であるにも拘らず、PWM値に対するＶsp／ＶsgではＰセンサ１５はトナー濃度ＴＣがかなり低いと判断してしまい、ＴＣを過剰に上昇させてしまう。一方、第４実施形態では、図１２に示すようにPWM値に対するＶspではＰセンサ１５はＴＣがほぼ適正またはやや低いという判断をし、過剰なＴＣ上昇による不具合は発生しない。これにより、感光体１表面の劣化が進んでもＴＣが上昇し過ぎてしまう不具合を回避することができる。
なお、上記第２実施形態及び第３実施形態において、上記第４実施形態と同様に、PWM値が（PWM1+30）＝96未満の場合はＰセンサ１５の検知面のトナーや紙粉の汚れによるもの、またはＰセンサ１５の取り付け位置誤差によるものと考え、感光体１上の基準画像の画像濃度を検出する際に、Ｐパターンに対するＰセンサ１５出力値Ｖspと感光体地肌部に対するＰセンサ１５出力値Ｖsgとの比Ｖsp／Ｖsgを用い、PWM値が（PWM1+30）＝96以上の場合は感光体上基準画像の画像濃度を検出する際に、感光体地肌部に対するＰセンサ１５の出力値Ｖsgを用いずに基準画像に対するＰセンサ１５の出力値Vspのみを用いるようにしてもよい。
【００５８】
次に、図１３に示すフローチャートに基づいて本発明の第５実施形態を説明する。この第５実施形態では、上記第１実施形態において、図７に示す処理フローの代りに図１３に示す処理フローを実行する。制御手段１６は、感光体（ＯＰＣ）１が新品である時から所定回数（n回目）のＰセンサ１５の発光光量調整時までのＰセンサ１５の発光光量調整値（PWM値）のうち、最小のPWM値をPWMmin.として記憶する（ステップＳ５００）。図１３に示すステップＳ５０１〜Ｓ５０３は図７に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様であるので、その説明を省略する。
【００５９】
次に、制御手段１６は、PWM値が（PWMmin.+所定値α）を超えたかどうかをチェックする（ステップＳ５０４）。制御手段１６は、PWM値が（PWMmin.+α）を超えた場合にはキャリブレーションを停止し（ステップＳ５０５）、Ｐセンサ１５の最終的発光光量調整値（PWM値）を（PWMmin.+α）に設定する（ステップＳ５０６）。
【００６０】
次に、制御手段１６は、本実施形態の各部を制御して感光体１上に感光体１上に基準画像を形成し（ステップＳ５０７）、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値（PWMmin.+α）の発光光量で発光させて感光体１上の基準画像に対するＰセンサ１５の出力値（濃度）Ｖspを取り込む（ステップＳ５０８）とともに、ＰＷＭコントローラ２６を介してＰセンサ１５を設定されたPWM値（PWMmin.+α）の発光光量で発光させて感光体１上の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖsgを取り込む（ステップＳ５０９）。図１３に示すステップＳ５１０、Ｓ５１５〜Ｓ５２０は図７に示すステップＳ１１０、Ｓ１１９〜Ｓ１２４と同様であるので、その説明を省略する。
【００６１】
この第５実施形態では、所定回数n回の発光光量調整の中で最も低い発光光量調整値PWMmin.に、所定値αを加算した値を所定固定値とする構成としたので、環境条件や使用条件の相違による誤差を防止することができる。
なお、上記第２実施形態乃至第４実施形態において、上記第５実施形態と同様に、キャリブレーションで得られたＰセンサ１５の発光光量調整値の中で、新品の感光体１に対するＰセンサ１５の１回目の発光光量調整値〜ｎ回目の発光光量調整値を記憶する手段を備え、（ｎ＋１）回目以降のキャリブレーションで得られたＰセンサ１５の発光光量調整値が１回目の発光光量調整値〜ｎ回目の発光光量調整値の最小値PWMmin.を所定値α以上越えた場合に該キャリブレーションを停止し、その後はＰセンサ１５の発光光量調整値を（PWMmin.＋α）に固定してＰセンサ１５のみを動作させるようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、像担持体がワックスのフィルミング等により劣化するとトナー濃度がかなり低いと誤判断してしまうという不具合を低コストで解決することができ、過剰なトナー補給がなされることを防止することができる。  また、キャリブレーションを実行して画像濃度検出手段の発光光量調整値が所定値を越えた場合に警告をすることで、使用状況・環境に応じた像担持体の寿命設定が可能となり、市場にて常に安定した状態での使用がより可能となる。
【００６３】
また、トナー補給の制御を、画像濃度検出手段の発光光量調整値を所定値に固定した後における、画像濃度検出手段を動作させて得た画像濃度検出用の基準画像に対する画像濃度検出手段の出力値のみに基づいて行うことにより、像担持体表面の劣化が進んでもトナー濃度が上昇し過ぎてしまう不具合を回避することができる。
【００６４】
さらに、（ｎ＋１）回目以降のキャリブレーションで得られた画像濃度検出手段の発光光量調整値が１回目の発光光量調整値〜ｎ回目の発光光量調整値の最小値ｍｉｎを所定値α以上越えた場合に該キャリブレーションを停止し、その後は画像濃度検出手段の発光光量調整値を（ｍｉｎ＋α）に固定して画像濃度検出手段のみを動作させることにより、環境条件や使用条件の相違による誤差を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の制御部を示すブロック図である。
【図２】画像形成装置における感光体上の単位面積当たりのＰパターントナー付着量Ｍ／Ａと該Ｐパターンに対するＰセンサ出力値Ｖspとの一般的な関係を示す特性図である。
【図３】画像形成装置においてトナー補給量の補正値ΔＶtを決定するためのテーブルの例を示す図である。
【図４】画像形成装置において各感光体にて横軸にＰセンサの発光光量調整値（PWM値）、縦軸に非画像領域でのＰセンサ出力値をプロットした結果を示す図である。
【図５】画像形成装置において各感光体でのＰセンサの発光光量調整値（PWM値）とＶsp／Ｖsgとの関係を示す図である。
【図６】上記第１実施形態の概要構成を示す断面図である。
【図７】上記第１実施形態におけるトナー補給制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図８】上記第１実施形態におけるトナー補給制御フローの他の一部を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態におけるトナー補給制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３実施形態におけるトナー補給制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図１１】画像形成装置においてＰセンサの検知面汚れや取りつけ位置誤差が等しい場合のＰセンサの発光光量調整値（PWM値）に対するＶspの関係を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態におけるトナー補給制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第５実施形態におけるトナー補給制御フローの一部を示すフローチャートである。
【図１４】上記第１実施形態においてＴセンサのトナー濃度制御基準値Ｖtrefの補正量ΔＶtを決定するための補正テーブルを示す図である。
【符号の説明】
１      感光体
２      帯電ローラ
４      現像装置
１１      Ｔセンサ
１６      制御手段
２４      トナー補給クラッチ
２５      操作パネル
２６      ＰＷＭコントローラ
２７、２８      Ａ／Ｄコンバータ
【図１】
0004500473.tif 000002
【図２】
0004500473.tif 000003
【図３】
0004500473.tif 000004
【図４】
0004500473.tif 000005
【図５】
0004500473.tif 000006
【図６】
0004500473.tif 000007
【図７】
0004500473.tif 000008
【図８】
0004500473.tif 000009
【図９】
0004500473.tif 000010
【図１０】
0004500473.tif 000011
【図１１】
0004500473.tif 000012
【図１２】
0004500473.tif 000013
【図１３】
0004500473.tif 000014
【図１４】
0004500473.tif 000015