(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに応じて感光体ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、現像容器のドラム開口側に配設した、固定マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブと、該スリーブ上に坦持されたトナー層と前記感光体ドラムを非接触に間隔保持して現像バイアス印加により前記静電潜像に磁性トナーを飛翔現像させる現像装置と、該現像装置の現像容器にトナーコンテナからトナーを補給する補給手段を備え、
前記現像容器は、該容器側壁に位置するドラム開口に、前記現像スリーブを配置し、該現像スリーブが前記感光体ドラムに最も近接する位置から回転現像スリーブの回転方向上流側に、容器内に取り付けた磁性ブレードを現像スリーブに向けて垂下させ、更に該磁性ブレード取り付け位置より現像スリーブの回転方向上流側の容器内にトナーセンサが、更にトナーセンサの上方に位置する容器上にトナーコンテナが取り付けられた画像形成装置であって、
前記トナーセンサのトナー量検知信号に基づいて、前記補給手段を駆動制御してトナーコンテナから現像容器にトナーが補給されて、現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御する第１の制御手段を備えた画像形成装置の現像剤補給制御装置において、
前記現像を行う印字枚数をモード開始時からカウントして、印字枚数が予め規定された枚数になるまで前記第１の制御手段によりトナー補給制御を行って現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御するモードＡと、
前記印字枚数が規定枚数を超えた場合に第２の制御手段に基づいて制御されるモードＢに切り替える第１の切り替え手段と、
該第２の制御手段は、前記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、モードＢの開始時から該画像密度を積算して積算画像密度を得る積算手段と、前記積算画像密度が予め設定された値（α）を越えたか否かを判定する手段とを具え、
前記積算画像密度が予め規定された値（α）となるまで前記補給手段による前記現像剤の補給を禁止するモードＢの制御が行われ、前記積算画像密度が前記（α）を超えた際に前記モードＢよりモードＡに切り替える制御手段であって、
前記モードＢにおける前記積算画像密度（α）の値は、モードＢの制御時において現像容器内のトナー量のトナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が所定の値となるように規定されていることを特徴とする現像剤補給制御装置。
ａ：前記モードＡにおける予め定められた一定量に対応する現像容器内のトナー量
ｂ：モードＢ終了時における現像容器内のトナー量
（ａ−ｂ／ａ）：トナー減少率
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、複写機、又はファクシミリ装置（ＦＡＸ）等に用いられる電子写真画像形成装置において、現像剤（トナー）の補給制御を行うための現像剤補給制御装置に関し、特に、画像データに応じて感光体ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、現像容器のドラム開口側に配設した、固定マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブと、該スリーブ上に坦持されたトナー層と前記感光体ドラムを非接触に間隔保持して現像バイアス印加により前記静電潜像に磁性トナーを飛翔現像させる現像装置と、該現像装置の現像容器にトナーコンテナからトナーを補給する補給手段を備えた画像形成装置に用いられる現像剤補給制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、感光体ドラムその他の像担持体上のポジ潜像（正現像の場合）又はネガ潜像（反転現像の場合）に選択的にトナーを付着させて現像を行う電子写真現像装置（乾式電子写真現像装置）が知られている。そして、乾式現像には、現像剤としてトナーのみを用いる一成分現像法があり、さらに、トナーの磁性の有無に応じて磁性一成分現像法と非磁性一成分現像法とに分類される。
【０００３】
磁性一成分現像法の一つに、例えば、磁性ジャンピング一成分現像方式があり、この現像方式では、静電潜像が形成された感光体ドラム等の像担持体に非接触で対向する現像剤担持体（例えば、現像スリーブ）上にトナー層を形成した後、両者の間に交流バイアスを印加して、現像剤担持体上に形成されたトナーに対して像担持体へ向かう電界を作用させる。これによって、トナーを静電潜像に飛翔させて、現像を行う。
【０００４】
この際、トナーに作用する力（飛翔力）の大きさは、前述の電界の大きさとトナーが有する帯電量の積に比例することになり、トナーが有する帯電量はその表面上に存在する電荷によるものである。
【０００５】
ところで、トナーはかなりの高抵抗であり、トナー粒径が小さい程、トナーの電荷を保持する能力である静電容量が大きくなる。このため、トナー粒径が小さいと、トナーはその表面に電荷を保持する能力が大きくなる。加えて、トナー粒径が小さい程、その質量が小さくなる。従って、像担持体と現像剤担持体との間に交番電界を印加した際、トナー粒径が小さい程、トナーは飛翔しやすくなる。
【０００６】
前述の説明から明らかなように、磁性一成分現像法を用いた現像装置においては、粒径の小さなトナーから消費される結果、画像形成、つまり、現像を繰り返し行うと、粒径の大きいトナーは現像装置（現像器）に残る傾向がある（一般に、これを選択現像という）。そして、現像を繰り返し行うにつれて、粒径の小さなトナーが徐々に消費されることになるが、粒径の大きなトナーは、比帯電量が小さいため現像しにくく、その結果、現像を繰り返し行うにつれて、画像濃度が低下するばかりでなく、かぶりが発生してしまう。
【０００７】
上述のような不具合を防止するため、予め定められた間隔で、ダミー現像を行う手法が知られている。例えば、この手法では、予め定められた間隔で、感光体ドラムに帯状の静電潜像を形成し、現像を行い、感光体ドラム上に黒帯画像を形成して、粒径の大きなトナーを消費するようにしている。そして、このような手法の一例として、例えば、特願平１１−３７５１６０号明細書に記載されたものがある。
【０００８】
ここでは、画像濃度が所定の密度値を下回った際において、記録用紙（記録媒体）への非転写時に、現像剤担持体上のトナーを感光体ドラム側に搬送して、現像剤担持体表面をリフレッシュするリフレッシュ用交番電界を感光体ドラムと現像剤担持体との間に作用させるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにして、粒径の大きなトナーを強制的に消費・排除すると、画像濃度の低下及びかぶりを防止することができるものの、１トナーコンテナ（又は１トナーカートリッジ）において、標準の印字枚数が保障されていることを考慮すると、前述のように、ダミー現像（トナーの強制排除）を行うと、印字枚数が保障されないことになってしまう（つまり、１トナーカートリッジ当たりの印字枚数が少なくなってしまう）。
【００１０】
加えて、前述のように、ダミー現像を行うと、ダミー現像に用いられたトナーは全て排出される結果、排トナーの量が多くなってしまい、排トナーをどのようにして処理するかという問題点がある。つまり、大量の排トナーを排除するための機構が必要となるばかりでなく、排トナーを蓄積するための容器等の排トナー蓄積部の容量を大きくする必要がある。
【００１１】
また、粒径の大きなトナーを強制的に消費・排除する場合には、不可避的に粒径の小さいトナーも消費・排除されてしまい、この結果、トナーが無駄に消費されてしまうことになる。
【００１２】
さらに、ダミー現像では、例えば、黒帯状の静電潜像を現像する結果、多量のトナーが一度に用いられることになり、その結果、現像装置周辺から所謂トナー落ちが発生するばかりでなく、現像装置周辺にトナーが飛散して汚染の原因となるという問題点もある。
【００１３】
一方、プロセスユニットの長寿命化のために、トナーセンサによってトナーコンテナから現像装置内へのトナー補給を制御する手法が知られている。
【００１４】
具体的には、現像装置に取り付けられたトナーセンサは、現像装置内のトナー量を監視しており、現像装置内のトナー量が予め定められた量未満となると、例えば、ロウレベル（Ｌｏｗ）信号を送出する。制御装置（ＣＰＵ）ではロウレベル信号を受けると、トナーモータをオン（ＯＮ）する。これによって、トナーコンテナから現像装置に所定の間隔でトナーが補給される。
【００１５】
そして、現像装置内のトナー量が予め定められた量以上となると、トナーセンサはハイレベル（Ｈｉｇｈ）信号を送出する。ＣＰＵではハイレベル信号を受けると、トナーモータをオフ（ＯＦＦ）する。これによって、トナーコンテナから現像装置へのトナーの補給が停止される。
【００１６】
上述のようにして、現像装置へのトナー補給を制御している結果、現像装置内のトナー量は、ほぼ予め定められた量に制御される。つまり、現像装置内のトナー量は常に安定しており、印字の際に現像装置からトナーが無くなることもない。
【００１７】
ところが、上述のトナー補給制御では、現像装置内のトナー量が予め定められた量（例えば、ほぼ満杯状態）で安定している結果、現像剤担持体付近において、トナーの入れ替わりが行われにくい。つまり、古いトナー（例えば、粒径の大きいトナー及び劣化したトナー）が現像剤担持体付近に滞在しやすく、補給されたトナーが現像剤担持体付近に達しにくい。このため、従来のトナー補給制御では、印字枚数が多くなると、画像濃度の低下及びかぶりが発生しやすいという問題点がある。
【００１８】
いずれにしても、従来の手法では、トナーを無駄に消費することなく、しかも画像濃度の低下及びかぶりを防止することが難しいという問題点がある。
【００１９】
本発明の目的は画像濃度の低下及びかぶりを防止して、しかもトナーを無駄に消費することのない現像剤補給制御装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像データに応じて感光体ドラムに静電潜像を形成する露光手段と、現像容器のドラム開口側に配設した、固定マグネットローラを内包する非磁性の回転現像スリーブと、該スリーブ上に坦持されたトナー層と前記感光体ドラムを非接触に間隔保持して現像バイアス印加により前記静電潜像に磁性トナーを飛翔現像させる現像装置と、該現像装置の現像容器にトナーコンテナからトナーを補給する補給手段を備え、
前記現像容器は、該容器側壁に位置するドラム開口に、前記現像スリーブを配置し、該現像スリーブが前記感光体ドラムに最も近接する位置から回転現像スリーブの回転方向上流側に、容器内に取り付けた磁性ブレードを現像スリーブに向けて垂下させ、更に該磁性ブレード取り付け位置より現像スリーブの回転方向上流側の容器内にトナーセンサが、更にトナーセンサの上方に位置する容器上にトナーコンテナが取り付けられた画像形成装置であって、
前記トナーセンサのトナー量検知信号に基づいて、前記補給手段を駆動制御してトナーコンテナから現像容器にトナーが補給されて、現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御する第１の制御手段を備えた画像形成装置の現像剤補給制御装置において、
前記現像を行う印字枚数をモード開始時からカウントして、印字枚数が予め規定された枚数になるまで前記第１の制御手段によりトナー補給制御を行って現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御するモードＡと、
前記印字枚数が規定枚数を超えた場合に第２の制御手段に基づいて制御されるモードＢに切り替える第１の切り替え手段と、
該第２の制御手段は、前記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、モードＢの開始時から該画像密度を積算して積算画像密度を得る積算手段と、前記積算画像密度が予め設定された値（α）を越えたか否かを判定する手段とを具え、
前記積算画像密度が予め規定された値（α）となるまで前記補給手段による前記現像剤の補給を禁止するモードＢの制御が行われ、前記積算画像密度が前記（α）を超えた際に前記モードＢよりモードＡに切り替える制御手段であって、
前記モードＢにおける前記積算画像密度（α）の値は、モードＢの制御時において現像容器内のトナー量のトナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が所定の値となるように規定されていることを特徴とする現像剤補給制御装置が得られる。
ａ：前記モードＡにおける予め定められた一定量に対応する現像容器内のトナー量
ｂ：モードＢ終了時における現像容器内のトナー量
（ａ−ｂ／ａ）：トナー減少率
【００２１】
【００２２】
【００２３】
上述の現像剤補給制御装置では、画像データから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得て、積算画像密度が予め定められた値となるまで、現像剤の補給を禁止するようにした為、この禁止時間の間、古い現像剤が消費されることとなり、禁止時間の後現像剤を補給するようにすると、新しい現像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給され、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することができることになり、しかも、現像剤を有効に用いることができる。
特に画像密度が高いと、回転現像スリーブ付近にあるトナーの消費量が多くなって、トナー量のリップル率が高くなる（つまり、回転現像スリーブ付近のトナー量が少なくなる）。この結果、回転現像スリーブにトナー薄層が形成されないことがあるが、本発明ではこのような欠点を防止できる。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
上述の現像剤補給制御装置では、補給制御手段は、検出現像剤量が予め定められた量未満となると現像装置内へ現像剤を補給し、禁止制御手段は、画像データから得られた画像密度を積算して積算画像密度を得て、積算画像密度に基づいて現像剤の消費量を推定し、この消費量が所定の量となるまで、現像剤の補給を禁止する。このため、前記積算画像密度が予め規定された値（α）となるまで前記現像剤の補給を禁止するモードＢの制御が行われ、古い現像剤が消費されることになり、前記積算画像密度が前記（α）を超えた際に前記モードＢよりモードＡに切り替えて、前記第１の制御手段の制御下で現像剤が現像装置に補給される為、新しい現像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給されることになり、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することができる。しかも、ダミー現像を行うことなく、古い現像剤が消費される結果、現像剤を無駄に消費することもない。
【００２７】
【００２８】
上述の現像剤補給制御装置では、前記現像を行う印字枚数をモード開始時からカウントして、印字枚数が予め規定された枚数になるまで前記第１の制御手段によりトナー補給制御を行って現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御（モードＡ）し、前記印字枚数が規定枚数を超えた場合に第２の制御手段に基づいて制御されるモードＢに切り替え、該第２の制御手段ではモードＢにより、前記画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、モードＢの開始時から該画像密度を積算して、前記積算画像密度が予め設定された値（α）となるまで前記補給手段による前記現像剤の補給を禁止する制御が行われ、前記積算画像密度が前記（α）を超えた際に前記モードＢよりモードＡに切り替えて、第１の制御手段の制御下で現像剤が現像装置に補給される為、新しい現像剤が直ちに現像剤担持体付近に供給されることになり、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することができる。しかも、ダミー現像を行うことなく、古い現像剤が消費される結果、現像剤を無駄に消費することもない。
【００２９】
例えば、前記第２の制御手段では前記画像密度×印字枚数に基づいて前記積算画像密度を得ており、前記画像形成装置がスタートすると、前記現像を行う印字枚数をモード開始時からカウントして、印字枚数が予め規定された枚数になるまで前記第１の制御手段によるモードＡによりトナー補給制御を行って現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御し、前記印字枚数が規定枚数を超えた場合に第２の制御手段に基づいて制御される前記モードＢに切り替わる。
【００３０】
このように、まず、現像を行う印字枚数をモード開始時からカウントして、印字枚数が予め規定された枚数になるまで前記第１の制御手段によるモードＡによりトナー補給制御を行って現像容器内のトナー量を予め定められた一定量に制御し、印字枚数が予め設定された枚数となるか又は画像密度が予め設定された密度となると、前記印字枚数が規定枚数を超えた場合に第２の制御手段に基づいて制御される前記モードＢに切り替えわる。
前記モードＢの制御の間に、現像装置の現像剤担持体付近に残った粒径の大きなトナー（古い現像剤等）が消費される結果、禁止時間の後、補給制御手段の制御下でトナーが現像装置に補給されると、新しいトナーが直ちにトナー担持体付近に供給され、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することができる。しかも、ダミー現像を行うことなく、古いトナーが消費される結果、トナーを無駄に消費することもない。
【００３１】
そして、前記モードＢにおける前記積算画像密度（α）の値は、モードＢの制御時において現像容器内のトナー量のトナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が所定の値となるように規定されている。例えば、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）は５乃至５０％の範囲で定められる。なお、現像装置は、例えば、磁性一成分現像方式によって静電潜像の現像を行う。
【００３２】
本発明によるトナー補給制御を行うと、現像装置内のトナーの量に減少が生じる。そして、現像装置内におけるトナー減少率に起因して、トナー担持体付近に、新たに補給されたトナーが短時間に移動することになる。その結果、古いトナーが消費されつつ新しいトナーがトナー担持体に供給され、画像濃度の低下及びかぶり等を効果的に防止することができる。トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）は、現像装置内のトナーに対して５乃至５０％の範囲にあることが望ましい。トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が５％未満であると、選択現像を回避することが難しく、一方、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が５０％を越えると、トナー補給禁止時間が長くなって、トナー担持体にトナーの薄層を形成することが難しくなってしまう。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。なお、図示の例に記載された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
また、本実施例では、本発明の効果が顕著となる一成分磁性トナーを用いた場合について説明する。
【００３４】
まず、図１を参照して、本発明による現像剤（トナー）補給制御装置が用いられる画像形成装置の一例について説明する。図示の画像形成装置は、電子写真感光体材料としてアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光体ドラム（以下ａ−Ｓｉ感光体ドラムと呼ぶ）１１を備えており、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１の周囲には、帯電器（コロトロン、スコロトロン等）１２、露光ユニット１３、現像装置（現像器）１４、転写器（転写ローラ）１５、及びクリーナー１６等が配置されている。
【００３５】
現像器１４は、現像容器１４ａを備えており、現像容器１４ａには一成分トナーが収納されている。現像容器１４ａ内には攪拌機（ミキサー：図示せず）が配設されており、現像容器１４ａのドラム開口側には、複数の磁極を有する固定マグネットローラ１４ｂを内包する非磁性の回転現像スリーブ１４ｃが配置されている。現像容器１４ａには、磁性ブレード１４ｄが取り付けられ、この磁性ブレード１４ｄは回転現像スリーブ１４ｃに垂下している。つまり、回転現像スリーブ１４ｃが図中実線矢印で示す方向に回転するとすると、磁性ブレード１４ｄは、回転現像スリーブ１４ｃがａ−Ｓｉ感光体ドラム１１に最も近接する位置から回転現像スリーブ１４ｃの回転方向上流側に位置することになる。
【００３６】
いま、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１は、図中の実線矢印の方向に回転しているものとする。まず、帯電器１２によって、ａ−Ｓｉ感光体表面を均一に帯電させる（例えば、約２４０Ｖに均一に帯電させる）。次に、露光ユニット１３によってａ−Ｓｉ感光体１１の表面に選択的に光を照射して、ａ−Ｓｉ感光体１１の表面上に静電潜像を形成する。なお、露光後の感光体表面電位は、約１０Ｖである。現像器１４においては、トナーを潜像に付着させて可視像とする。具体的には、磁性ブレード１４ｄに集中する磁界と、回転現像スリーブ１４ｃへのトナーの静電付着力とによって、回転現像スリーブ１４ｃ上に形成されるトナー層の厚さが規制され、回転現像スリーブ１４ｃ上に均一なトナー層が形成されることになる。さらに、トナーには回転現像スリーブ１４ｃとの摩擦によって帯電電荷が付与される。
【００３７】
回転現像スリーブ１４ｃとａ−Ｓｉ感光体ドラム１１との間隔はトナー層の厚さより広く設定されており、両者の間には、交流バイアス電源（図示せず、例えば、Ｖｄｃ＝１６０Ｖ、Ｖｐｐ＝１．８ｋＶ、ｆ＝２．４ｋＨｚ）によって、交番電界が印加されている。これによって、回転現像スリーブ１４ｃからａ−Ｓｉ感光体ドラム１１にトナーが飛翔して、静電潜像にトナーを付着させる。
【００３８】
上述のようにして、静電潜像にトナーを付着させた後、つまり、現像を行った後、転写ローラ１５によって記録紙（図示せず）にａ−Ｓｉ感光体ドラム１１上のトナーを転写する（つまり、ローラ転写法によってトナーを記録紙に転写する）。この際、環境及び記録紙の種類・抵抗等によって異なるが、転写ローラ１５には、負極性の高圧バイアスが印加される。記録紙に転写されたトナーは、記録紙搬送方向下流側に配置された定着器（図示せず）によって熱又は圧力が加えられて、記録紙に融着・定着される。
【００３９】
一方、転写後、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１上の潜像電荷は光等によって除電され、転写されずに、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１上に残った残留トナーはクリーナー１６で除去される。
【００４０】
また、図２に示されるように、トナー補給制御装置は、トナーセンサ２１を備えており、このトナーセンサ２１は現像容器１４ａに取り付けられている。そして、このトナーセンサ２１は制御部（ＣＰＵ）２２に接続されている。ＣＰＵ２２は後述するようにしてトナーモータ２３を駆動制御して補給ローラ２５を回転させてトナーコンテナ２４から現像容器１４ａにトナーが補給される。
【００４１】
ところで、露光ユニット１３で感光体ドラム１１を露光する際には、つまり、露光ユニット１３を駆動する際には、露光ユニット１３には露光ユニット駆動信号が与えられる。例えば、原稿がスキャナー（ＣＣＤ：図示せず）で読み取られ、画像信号（画像データ）として出力される。この画像データは周知のようにドットマトリックスとして表現されており、露光ユニット１３には画像データに応じた露光ユニット駆動信号が与えられ、画像データに基づいて感光体ドラム１１が露光されることになる。そして、図示の例では、画像データがＣＰＵ２２に与えられる。さらに、ＣＰＵ２２には印字枚数を示す枚数カウント信号が与えられる。
【００４２】
ここで、図３も参照して、いま、画像形成装置がスタートすると（ステップＳ１）、ＣＰＵ２２はモードＡで動作する（ステップＳ２）。モードＡにおいては、前述したように、ＣＰＵ２２はトナーセンサ２１から与えられるトナー量検出信号に応じてトナーモータ２３をオン／オフ制御する。つまり、トナーセンサ２１は、現像容器１４ａ内のトナー量を監視しており、現像容器１４ａ内のトナー量が予め定められた量未満となると、ロウレベル信号を送出する。ＣＰＵ２２ではロウレベル信号を受けると、トナーモータ２３をオンする。これによって補給ローラ２５が回転し、トナーコンテナ２４から現像容器１４ａに所定の間隔でトナーが補給される。現像容器１４ａ内のトナー量が予め定められた量以上となると、トナーセンサ２１はハイレベル信号を送出する。ＣＰＵ２２ではハイレベル信号を受けると、トナーモータ２３をオフする。これによって、トナーコンテナ２４から現像装置へのトナーの補給が停止される。このようにして、モードＡでは、現像容器１４ａ内のトナー量は、ほぼ予め定められた量に制御される。
【００４３】
前述のように、ＣＰＵ２２には枚数カウント信号が与えられており、ＣＰＵ２２は枚数カウント信号から印字枚数を知る。そして、印字枚数が予め規定された枚数（例えば、５００枚）を越えると（ステップＳ３）、ＣＰＵ２２はモードＢに移行する（ステップＳ４）。
【００４４】
モードＢになると、ＣＰＵ２２は、トナー量検出信号にかかわらず、トナー補給を停止する。そして、ＣＰＵ２２では、画像データ毎に（つまり、記録用紙１枚当たりの原稿密度）、画像データのドット数に基づいてその画像密度を測定して、測定画像密度（Ｗｔ）を得る。さらに、ＣＰＵ２２では、測定画像密度を順次積算して、積算画像密度（ΣＷｔ）とする。例えば、ＣＰＵ２２は、積算画像密度（ΣＷｔ）＝（測定画像密度×印字枚数）として、積算画像密度（ΣＷｔ）を求める。ＣＰＵ２２は積算画像密度が予め設定された値（α）を越えたか否かを判定しており（ステップＳ５）、積算画像密度が予め設定された値を越えると、ステップＳ１に移行して、モードＡで動作する。
【００４５】
上述のように、画像データのドット数から画像密度を測定して、この測定画像密度を積算して積算画像密度を得ており、この積算画像密度が予め設定された値を越えるまで、トナー補給を停止するようにしている。言い換えると、積算画像密度とトナー消費量との関係を予め規定しておき、積算画像密度に基づいてトナー消費量を予測している。つまり、ＣＰＵ２２では、画像データに基づいて記録用紙一枚毎の画像密度を測定し、測定画像密度を積算して積算画像密度を得ており、この積算画像密度に応じてトナーの消費量を予測する。そして、ＣＰＵ２２はトナー消費量が所定量となるまでの禁止時間の間、トナーの補給を禁止する。このため、回転現像スリーブ１４ｃ付近にあるトナー（粒径の大きいトナー及び古いトナー）が消費されることになる。
【００４６】
前述の説明から容易に理解できるように、モードＢ（トナーの補給を禁止するモード）を実行する時間長は、積算画像密度（ΣＷｔ）＝（測定画像密度×印字枚数）で規定されており、このようにモードＢを実行する時間長を規定すると、測定画像密度に関わらず、現像容器１４ａ内トナー減少率を制御することができる（ここで、トナー減少率とは、（１）モードＡにおいて、ほぼ予め定められた量に制御された現像容器１４ａ内のトナー量のモードＢにおける減少率をいう）。つまり、単に印字枚数のみで、モードＢを実行する時間長を規定すると、測定画像密度が低い場合に、回転現像スリーブ１４ｃ付近にあるトナーの消費量が少なく、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が少なくなってしまう。さらに、画像密度が高いと、回転現像スリーブ１４ｃ付近にあるトナーの消費量が多くなって、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が高くなる（つまり、回転現像スリーブ１４ｃ付近のトナー量が少なくなる）。この結果、回転現像スリーブ１４ｃにトナー薄層が形成されないことがある。
【００４７】
ここで、図４を参照して、従来のトナー補給制御（従来例）と図３で説明したトナー補給制御（本補給制御）とを行った際の画像濃度推移について説明する。図４において、◇で示す曲線は従来例を示し、■で示す曲線は本補給制御を示す。図４から容易に理解できるように、従来例では、印字枚数が７乃至８ｋｐａｇｅ（７０００乃至８０００枚）を越えると、画像濃度が急激に低下しており、一方、本補給制御では、印字枚数が３０ｋｐａｇｅ（３００００枚）を越えても画像濃度が安定しているのがわかる。つまり、本補給制御を用いれば、画像濃度安定性が増加する。
【００４８】
さらに、図５を参照して、従来例と本補給制御とを行った際の現像容器１４ａ内（例えば、回転現像スリーブ１４ｃ付近）のトナー平均粒径（μｍ）の推移について説明する。図５において、◇で示す曲線は従来例を示し、■で示す曲線は本補給制御を示す。図５から容易に理解できるように、従来例では、印刷開始後（印字枚数が１乃至２ｋｐａｇｅ程度）トナー平均粒径が大きく上昇し、その後も上昇を続け、印字枚数が５ｋｐａｇｅを過ぎてからもトナー平均粒径が変動している。一方、本補給制御では、印刷開始後、トナー平均粒径が上昇するが、印字枚数が５ｋｐａｇｅを過ぎた付近から、トナー平均粒径が安定的に推移するのがわかる。そして、従来例と本補給制御とはそのトナー平均粒径に大きな差があることがわかる（本補給制御では、従来例に比べてトナー平均粒径が極めて小さい）。
【００４９】
上述のように、図３で説明したトナー補給制御を行うと、現像容器１４ａ内のトナー量にトナー減少変動が生じる結果、現像容器１４ｃ内でトナー減少変動に起因して、回転現像スリーブ１４ｃ付近に新たに補給されたトナーが短時間に移動することになる。その結果、古いトナー（粒径の大きいトナー及び劣化したトナー）が消費されつつ新しいトナーが回転現像スリーブ１４ｃ付近に供給されることになって、画像濃度の低下及びかぶり等を効果的に防止することができる。
【００５０】
なお、発明者等の実験によれば、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）は、現像容器１４ａ内のトナー量に対して５乃至５０％の範囲にあることが望ましいことがわかった。トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が５％未満であると、選択現像を回避することが難しく、一方、トナー減少率（ａ−ｂ／ａ）が５０％を越えると、トナー補給禁止時間が長くなって、回転現像スリーブ１４ｃにトナー薄層を形成することが難しい。
【００５１】
また、図３で説明した例では、印刷を開始して、印字枚数が印字枚数が予め規定された枚数（例えば、５００枚）を越えると、ＣＰＵ２２はモードＡからモードＢに移行する例について説明したが、測定画像濃度が予め規定された濃度未満となった際、ＣＰＵ２２はモードＡからモードＢに移行するようにしてもよい。つまり、予め定められた画像濃度の低下が発生する直前に、ＣＰＵ２２はモードＡからモードＢに移行するようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、画像データから得られた画像密度を積算して、この積算結果に基づいてトナーの補給を禁止するようにした為、古いトナーが消費されつつ新しいトナーが現像剤担持体付近に供給されることになり、画像濃度の低下及びかぶり等を防止することができるという効果がある。
【００５３】
さらに、本発明では、ダミー現像を行うことなく、画像濃度の低下及びかぶり等が防止でき、その結果、トナーが無駄に消費されることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による現像剤（トナー）補給制御装置が用いられる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】  本発明による現像剤補給制御装置の一例を示すブロック図である。
【図３】  図２に示す現像剤補給制御装置の動作を説明するためのフロー図である。
【図４】  印字枚数と画像濃度との関係を説明するための図である。
【図５】  印字枚数とトナー平均粒径との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１１    ａ−Ｓｉ感光体ドラム
１２    帯電器
１３    露光ユニット
１４    現像装置（現像器）
１５    転写器（転写ローラ）
１６    クリーナー
２１    トナーセンサ
２２    制御部（ＣＰＵ）
２３    トナーモータ
【図１】
0004017096.tif 000002
【図２】
0004017096.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004017096.tif 000005
【図５】
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