(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顕像化する現像装置と、該現像装置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た後、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装置へのトナー補給を制御する画像形成装置において、
画像形成装置の初期使用開始後の所定の時点で、前記像担持体上の非画像部に対して前記画像濃度検出手段の発光光量を調整してｎ回光照射し、各光照射時の発光光量の調整値に対する前記画像濃度検出手段の出力値の変化を前記画像濃度検出手段の感度Ｓとして算出して記憶する手段と、前記感度Ｓに対応した所定値αｓを算出する手段と、
未使用の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値を記憶する手段と、
２回目以降のキャリブレーション時の前記発光光量調整値が、前記１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値を前記所定値αｓ以上超過した場合は、キャリブレーションを停止し、前記発光光量調整値を第１回目の発光光量調整値と前記所定値αｓの和に固定して前記画像濃度検出手段を動作させる制御手段と、を
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、２回目以降の前記キャリブレーション時の前記発光光量調整値が第１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値と前記所定値αｓとの和を超過した場合に、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２に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記警告を行った後、キャリブレーションを継続して前記画像濃度検出手段の最終的発光光量調整値を記憶し、前記発光光量調整値を第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和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４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記発光光量調整値が第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和を超過した数値量をβとするとき、前記制御手段は、数値量βが所定の値以下であるとき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５】
請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記発光光量調整値を第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和に固定した後に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前記トナー補給制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項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、前記制御手段は、該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、該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７】
請求項１乃至６の何れか１項記載の画像形成装置において、未使用の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値から前記像担持体に対するＮ回目のキャリブレーション時の発光光量調整値を記憶する手段を備え、前記制御手段は、（Ｎ＋１）回目以降の前記キャリブレーション時の前記発光光量調整値が、前記１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値から前記Ｎ回目のキャリブレーション時の発光光量調整値のうちの最小値ｍｉｎ．を前記所定値αｓ以上超過した場合に前記キャリブレーションを停止し、前記発光光量調整値を最小値ｍｉｎ．と前記所定値αｓの和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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真プロセスを用いた複写機、ＦＡＸ、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、トナー濃度を制御する必要があり、斯かるトナー濃度を制御し得るようにした画像形成装置としては、特開平５−１３４５４８号公報、特開平８−１１０７００号公報、特開平８−２０２１３７号公報に示すものがある。
而して、特開平５−１３４５４８号公報に示す画像形成装置は、Ｔセンサー（トナー濃度検出手段）とＰセンサー（画像濃度検出手段）とを併用してトナー濃度制御を行うものであり、ある一定枚数のコピー毎にＰセンサーで画像濃度の検出を行う。特開平８−１１０７００号公報に示す画像形成装置はＴセンサーとＰセンサーとを併用してトナー濃度制御を行うものであり、Ｐセンサーによる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。特開平８−２０２１３７号に示す画像形成装置は、ＴセンサーとＰセンサーとを併用してトナー濃度制御を行うものであり、Ｐセンサーによる補正量をコピー枚数等で変更することにより、現像剤の経時による特性の変動に伴うトナー濃度変動を防止する。
上記従来の画像形成装置では、画像濃度に影響する最大要因は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や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、この種の画像形成装置においては、予め定められた像担持体（以下、感光体）の表面電位と現像手段が印加する電圧（以下、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トナーパターン画像（Ｐパターン）を形成し、このパターンの濃度を画像濃度検出手段（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に利用されている。
つまり、Ｐセンサ出力値のうち、感光体上のトナー付着パターンに対応する出力をＶｓｐ、感光体上の非画像領域（地肌部）に対応する出力をＶｓｇとすると、通常はＶｓｐ／Ｖｓｇが一定になるようにトナー補給制御を行う。具体的には、後述する表１に示すようなテーブルを用い、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値またはＶｓｐの値に基づいて補正量ΔＶｔ（Ｖ）を決定するようになっている。
感光体の非画像領域（地肌部）でのＰセンサの動作は、その出力値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、その後にＰパターンを形成してＰセンサの出力値Ｖｓｐを得るようになっている。
【０００４】
Ｐパターンのトナー付着量が少なくなると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と該パターンのＰセンサ検出値Ｖｓｐの関係は一般に図１１のようになる。
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なう方式の他に、現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段（Ｔセンサ）の出力値とＰセンサの出力値を併用する方法も知られている。
Ｐセンサ及びＴセンサ併用でのトナー濃度制御としては、装置本体の電源スイッチ投入時や所定の画像形成回数毎に感光体上の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。そして補正変更された新基準値Ｖｔｒｅｆ’（＝Ｖｔｒｅｆ＋ΔＶｔ）を決定し、新たなトナー補給の制御基準値として設定される（特開平８−１１０７００号公報参照）。
補正後のＴセンサ制御目標値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の差から、トナー補給量を決定する。トナー補給量は、例えばトナー補給をボトルの回転によって行うタイプであれば、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。
【０００５】
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、感光体回転によってその表面は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付着する可能性がある。さらに現像後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等の添加物質が徐々に付着する。
これら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、時として劣化程度が予想を上回ることもある。
感光体表面の劣化が激しい場合、非画像領域（地肌部）にてＰセンサを動作させて、その出力値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（ＰＷＭ）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センサ発光量を相当量まで増やすことによってＶｓｇ４．０(Ｖ)の調整がやっと出来るという状態である。
【０００６】
図１２は新品の感光体、１ｔｏ２モード３０Ｋラン（３００００枚通紙）感光体、１ｔｏ２モード６０Ｋラン（６００００枚通紙）感光体、表面にトナー中ワックスが多量にフィルミングした感光体それぞれにて、横軸にＰセンサの発光光量調整値（ＰＷＭ）、縦軸に非画像領域（地肌部）でのＰセンサー出力Ｖｓｇをプロットした結果である。これより、Ｖｓｇ４．０(Ｖ)の調整時のＰＷＭはそれぞれ６６、８０、１００、１３７となり、フィルミング感光体が最も高い。
このとき、図１３に示すように、現像剤のトナー濃度を微調整して画像ＩＤをほぼ１．２５と等しく合わせたにも関わらず、新品感光体、１ｔｏ２モード３０Ｋラン感光体、１ｔｏ２モード６０Ｋラン感光体のＶｓｐ／Ｖｓｇがそれぞれ０．１００、０．１３５、０．１７７であるのに対して、フィルミング感光体の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されてしまう。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発生する。
このような不具合に対しては、キャリブレーションで得られた画像濃度検出手段（Ｐセンサ）の発光光量調整値（ＰＷＭ）の中で、新品の像担持体に対する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回目以降のキャリブレーションを実行する上で、画像濃度検出手段の発光光量調整値（ＰＷＭ）が１回目の発光光量調整▲１▼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、その後は画像濃度検出手段の発光光量調整値（ＰＷＭ）を（▲１▼＋α）に固定して画像濃度検出手段を動作させるような発明がある。
【０００７】
Ｐセンサはその発光・受光素子自体の個体ばらつき、発光素子とレンズ間、レンズと受光素子間の位置バラツキを少なからず持っており、精度を上げれば上げるほどコストアップとなってしまう。
また、昨今の装置は小型化の傾向にあり、コピー速度２５〜３５枚／分程度の低中速装置のφ３０ｍｍ程度以下の小径感光体に対しては、感光体に接触する帯電ローラ、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等のスペース、また書き込み・除電光路の確保も必要であるから、Ｐセンサの取付け位置を感光体の極近傍にすることはスペース的に困難となっているのが実状であり、その結果、発光・受光面が感光体から２０ｍｍ程度離れて位置する遠距離型の画像濃度検出手段（遠距離Ｐセンサ）と呼ばれる画像濃度検出手段が用い始められている。ただし、Ｐセンサの発光・受光面と感光体の距離が離れれば離れる程、Ｐセンサ自体のバラツキ程度や、Ｐセンサの装置本体への僅かな取付けバラツキ程度によっては、出力精度に狂いを及ぼすことがある。
つまり、Ｐセンサ自体が持っているバラツキと、Ｐセンサの装置本体への取付のバラツキによって、Ｐセンサの感度Ｓのバラツキが発生してしまうことがある。換言すれば、発光光量調整値（ＰＷＭ）の変化量に対する感光体表面への光照射量の変化量、延いては感光体からの反射光量の変化量に対するＰセンサでの受光量の変化量が各々の装置によって異なってしまう。
【０００８】
図１４は感度の異なった、すなわちＰＷＭに対するＶｓｇの感度が異なった高感度、中感度、低感度３種類のＰセンサにおける、ＰＷＭとＶｓｇとの関係を示す表である。ある新品感光体において、Ｖｓｇ４．０(Ｖ)に調整するための発光光量調整値（ＰＷＭ）は、高、中、低感度品それぞれ３２、６３、１６７であった。
このとき、図１５より、Ｖｓｐの値は高、中、低感度品それぞれ０．３７(Ｖ)、０．３７(Ｖ)、０．４０(Ｖ)で感光体上のトナー付着量はほぼ一定かつ狙い値を示している。
ここで仮に発光光量調整値（ＰＷＭ）を各Ｐセンサそれぞれについて、所定値３０ずつ上げた場合を図１４、１５から換算すると、Ｖｓｇの値は高、中、低感度品それぞれ６．７(Ｖ)、５．０(Ｖ)、４．３(Ｖ)となり、Ｖｓｐの値は高、中、低感度品それぞれ０．９８(Ｖ)、０．５８(Ｖ)、０．４６(Ｖ)となる。
高感度品のＶｓｐである０．９８(Ｖ)は、中感度品のＶｓｐである０．５８(Ｖ)と比較して高めであり、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの比も高感度品、中感度品それぞれ０．１４、０．１１６となり、表１から判断すると、中感度品はほぼ狙い値であるのに対して、高感度品においてはＰセンサは濃度が少し低いと誤判断している状態である。
【表１】
0004061090.tif 000002
また、低感度品のＶｓｐである０．４６(Ｖ)は、中感度品のＶｓｐである０．５８(Ｖ)と比較して低めであり、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの比も低感度品、中感度品それぞれ０．１０７、０．１１６となり、表１から判断すると、低感度品においてはＰセンサは濃度が少し高いと誤判断している状態である。
【０００９】
すなわち、前述したように、経時で感光体表面がフィルミングしてしまった場合等に、本来、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を上げるために行っている、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（ＰＷＭ）の中で、新品の像担持体に対する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回目以降のキャリブレーションを実行する上で、画像濃度検出手段の発光光量調整値（ＰＷＭ）が１回目の発光光量調整値▲１▼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、その後は画像濃度検出手段の発光光量調整値を（▲１▼＋α）（１回目の発光光量と所定値αとの和）に固定するという技術において、高感度Ｐセンサに対しては発光光量調整値（▲１▼＋α）での発光量を十分抑えることができずに大きくなりすぎ、その時のＶｓｐが高めになってＰセンサは薄いと誤判断してしまう可能性がある。この場合、実際には画像濃度は正常であるのにトナー補給が行われるよう働くから、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を十分に上げるという本来の目的を満足できたとは言えない。
逆に、低感度Ｐセンサに対しては、発光光量調整値（▲１▼＋α）での発光量が低く、その時のＶｓｐが低すぎてＰセンサは濃いと誤判断してしまう可能性がある。この場合、トナー濃度を下げて画像濃度を逆に低くし過ぎてしまう可能性がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記不具合をＰセンサ（画像濃度検出手段）の感度Ｓのバラツキを含めて考慮しつつ、画像上トナー飛散やトナー落ち、トナー地汚れに対する余裕度を上げることをソフト上の制御の変更によって、低コストで解決することを目的としてなしたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、該現像装置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た後、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装置へのトナー補給を制御する画像形成装置において、画像形成装置の使用開始後の所定の時点で、前記像担持体上の非画像部に対して前記画像濃度検出手段の発光光量を調整してｎ回光照射し、各光照射時の発光光量の調整値に対する前記画像濃度検出手段の出力値の変化を前記画像濃度検出手段の感度Ｓとして算出して記憶する手段と、前記感度Ｓに対応した所定値αｓを算出する手段と、未使用の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値を記憶する手段と、２回目以降のキャリブレーション時の前記発光光量調整値が、前記１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値を前記所定値αｓ以上超過した場合は、キャリブレーションを停止し、前記発光光量調整値を第１回目の発光光量調整値と前記所定値αｓの和に固定して前記画像濃度検出手段を動作させる制御手段と、を備えた画像形成装置を最も主要な特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、２回目以降の前記キャリブレーション時の前記発光光量調整値が第１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値と前記所定値αｓとの和を超過した場合に、警告をする画像形成装置を特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、前記制御手段は、２回目以降の前記キャリブレーション時の前記発光光量調整値が第１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値と前記所定値αｓの和を越えた場合に警告をおこない、キャリブレーションを継続して前記画像濃度検出手段の最終的発光光量調整値を記憶し、前記発光光量調整値を第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和に固定して前記画像濃度検出手段を動作させる画像形成装置を特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記発光光量調整値が第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和を超過した数値量をβとするとき、前記制御手段は、数値量βが所定の値以下であるときは前記警告を行わない画像形成装置を特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記発光光量調整値を第１回目のキャリブレーション時の前記発光光量調整値と前記所定値αｓの和に固定した後に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前記トナー補給制御を行う画像形成装置を特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項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、前記制御手段は、該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、該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画像形成装置を特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項記載の画像形成装置において、未使用の前記像担持体に対する前記画像濃度検出手段の１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値から前記像担持体に対するＮ回目のキャリブレーション時の発光光量調整値を記憶する手段を備え、前記制御手段は、（Ｎ＋１）回目以降の前記キャリブレーション時の前記発光光量調整値が、前記１回目のキャリブレーション時の発光光量調整値から前記Ｎ回目のキャリブレーション時の発光光量調整値のうちの最小値ｍｉｎ．を前記所定値αｓ以上超過した場合に前記キャリブレーションを停止し、前記発光光量調整値を最小値ｍｉｎ．と前記所定値αｓの和に固定して前記画像濃度検出手段を動作させる画像形成装置を特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置を電子写真複写機に適用した場合の実施の形態について説明する。まず、図１に基づいて本実施の形態における画像形成装置としての複写機の概要構成を説明する。像担持体としての感光体２の周りには、反時計回り方向に順に、感光体２の表面を一様に帯電する帯電ローラ４と、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２の表面に露光光６を照射して潜像を形成する図示しない露光手段と、感光体２上に形成された潜像をトナー像として可視像化する現像装置８と、トナー像を記録材としての用紙Ｐ上に転写する転写ローラ１０と、転写後に感光体２上に残留したトナーを除去するクリーニング手段１２と、転写後の感光体２の表面電位を初期化する図示しない除電ランプ等が設けられている。
現像装置８は、現像剤を担持して感光体２にトナーを供給する現像ローラ１４と、現像剤を攪拌、搬送する搬送スクリュー１６，１８を有しており、現像ローラ１４から遠い方の搬送スクリュー１８の下側には現像ケーシング２０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）２２が設けられている。
図示しないが、搬送スクリュ１８の上側にはトナー補給手段が設けられている。現像ローラ１４には図示しない電源から負帯電の現像バイアスが印加され、感光体２との間に所定の現像ポテンシャルが形成されるようになっている。
給紙カセット２４に収容された用紙Ｐは給紙コロ２６等により最上のものから順に一枚ずつ分離されてレジストローラ対２８に向けて送り出されるようになっている。用紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦止められ、斜めずれを修正された後該レジストローラ対２８により所定のタイミングで感光体２と転写ローラ１０の転写ニップ部へ送られる。転写ニップ部では転写ローラ１０に転写バイアスが印加され、感光体２上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像を転写された用紙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、ここで熱と圧力によりトナー像を定着される。
転写ローラ１０と現像装置８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３０が感光体表面から２０ｍｍ離れたところに設けられている。
Ｔセンサ２２の出力値Ｖｔは現像剤中のトナー濃度ＴＣが高ければ高い程、低い値を示し、Ｐセンサ３０の出力値Ｖｓｐは感光体２上の画像濃度が高ければ高いほど低い値を示す。
【００１４】
図２は制御ブロック図であり、複写機の全体動作は制御手段３２によって制御される。制御手段３２は、Ｉ／Ｏインタフェース３４と、ＣＰＵ３６と、ＲＡＭ３８と、ＲＯＭ４０を有している。Ｉ／Ｏインタフェース３４にはドライバーを介して、それぞれメインモータ４２、トナー補給クラッチ４４が接続されている。符号４６は操作表示部（操作パネル）を示す。
また、Ｉ／Ｏインタフェース３４には、Ｔセンサ２２及びＰセンサ３０に所定の電圧を供給するためのＰＷＭコントローラ４８、Ｔセンサ２２及びＰセンサ３０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５０，５２が接続されている。
【００１５】
次に、本実施の形態におけるトナー補給制御（トナー濃度制御）を、主として図３、４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、装置新品時のＰセンサ３０の発光光量調整値ＰＷＭをｎ点振り、その都度感光体２の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｇをｎ点記憶する（Ｓ１００）。そして、その装置・Ｐセンサの組み合わせにおけるＰセンサ３０の感度ＳをＰＷＭの変化量とＶｓｇの変化量から算出して記憶し（Ｓ１０１）、さらには感度Ｓに対応した所定値αｓに変換する（Ｓ１０２）。
また、装置は感光体新品時のＰセンサ３０の発光光量調整値ＰＷＭ１を記憶している（Ｓ１０３）。装置のメインスイッチがオンされると（Ｓ１０４）、感光体２の非画像部に対するＰセンサ３０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が開始され（Ｓ１０５）、Ｐセンサ３０の発光光量調整値が検出される（Ｓ１０６）。Ｐセンサ３０の発光光量調整値は電圧変化等で把握してもよい。次に、制御手段３２はＰＷＭ値がＰセンサ３０の感度Ｓに応じて導かれた所定値αｓとしての（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えたかどうかをチェックする（Ｓ１０７）。（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えた場合にはキャリブレーションを停止し（Ｓ１０８）、最終的ＰＷＭ値を（ＰＷＭ１＋αｓ）に設定する（Ｓ１０９）。
次に、感光体２上に基準画像を形成し（Ｓ１１０）、設定されたＰＷＭ値（ＰＷＭ１＋αｓ）の発光量で基準画像に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖｓｐを取り込むとともに（Ｓ１１１）、ＰＷＭ値（ＰＷＭ１＋αｓ）の発光量で非画像部に対するＰセンサ３０の出力値（濃度）Ｖｓｇを取り込む（Ｓ１１２）。
【００１６】
次に、Ｖｓｐ／Ｖｓｇを算出する（Ｓ１１３）。ほぼ同時にＴセンサ２２から現像ケーシング２０内のトナー濃度によって異なる出力値Ｖｔを取り込む（Ｓ１１４）。Ｖｓｐ／ＶｓｇとＶｔによって、表２の補正テーブルにより補正量ΔＶｔを決定する（Ｓ１１５）。ΔＶｔが決定されると、新しい制御目標値Ｖｔｒｅｆ’、を、Ｖｔｒｅｆ’＝Ｖｔｒｅｆ＋ΔＶｔの式に基づいて演算する（Ｓ１１６）。ここで、トナー濃度制御基準値Ｖｔｒｅｆは前回のものを使う。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、コピー動作を行う（Ｓ１１７）。
【表１】
0004061090.tif 000003
次に、トナー補給時間τを、τ＝ｆ（Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ’）の式により決定し（Ｓ１１８）、トナー補給クラッチ４４をτ秒間オンする（Ｓ１１９）。その後、Ｔセンサ２２から出力値Ｖｔが取り込まれ（Ｓ１２０）、制御手段３２はジョブが終了したかどうかをチェックする（Ｓ１２１）。ジョブが終了していない場合にはＳ１１７に戻る。Ｓ１０７において、ＰＷＭ値が（ＰＷＭ１＋αｓ）以下の場合には、キャリブレーションを継続し（Ｓ１３０）、ＰＷＭ値＝所定値Ｘでキャリブレーションを終了する（Ｓ１３１）。
制御手段３２は最終的なＰＷＭ値を所定値Ｘ（≦（ＰＷＭ１＋αｓ）に設定する（Ｓ１３２）。次に、感光体２上に基準画像を形成し（Ｓ１３３）、設定されたＰＷＭ値Ｘの発光量で基準画像に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｐを取り込むとともに（Ｓ１３４）、ＰＷＭ値Ｘの発光量で非画像部に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｇを取り込む（Ｓ１３５）。そしてＳ１１３に進む。
【００１７】
Ｐセンサ３０の発光光量ＰＷＭをｎ点振り、その都度感光体２の非画像部に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｇをｎ点記憶するタイミングは装置が新品の状態の最初でもいいし、またはＰセンサ３０のみが新品に交換された場合にサービスマンが行っても構わない。そのタイミングについては特に限定する必要はない。Ｐセンサ３０のキャリブレーションについて詳細に説明する。Ｐセンサ３０のキャリブレーションは、画像形成装置本体の電源投入時又はある作像枚数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。まず、感光体２を回転駆動させた状態で通常の画像形成時と同様に、帯電電圧及び現像バイアス電圧を印加し、感光体２の表面に非画像領域を作る。この領域でＰセンサ３０の発光素子を発光させ、受光素子で感光体２からの反射光量を受光した結果Ｐセンサ３０の出力電圧Ｖｓｇが４．０(Ｖ)となるように、Ｐセンサ３０の発光光量、すなわち受光素子に流れる電流値をＰＷＭ制御する。通常は感光体が新品状態ではＰＷＭ５０〜７０に設定される。このＰＷＭの階調については限定は無く、何を変調して光量を振らなければならないという限定は特に無い。
Ｐセンサ３０の検知面にトナーや紙粉等が付着した場合等には、感光体２への照射光量が低下し、ＰＷＭ値は５０〜９０程度まで上昇する。また、感光体２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２の表面の反射率が低下し、感光体２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１２参照）。
よって、その都度行われるＰセンサのキャリブレーションにおいて、ＰＷＭ値がある所定値（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えた場合は、それがＰセンサ３０の取り付け位置バラツキやＰセンサ３０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２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＋αｓ）で固定するのである。本実施の形態例では、Ｐセンサ感度Ｓを（Ｖｓｇの変化量）／（ＰＷＭの変化量）で定義し、中感度品に対してはαｓは３０に設定する狙いとしている。高感度、中感度、低感度品に対するＳとαｓの関係を図５に示す。
【００１８】
この関係は次のように得た。すなわち、図１４より、高感度、中感度、低感度品のＰセンサ感度Ｓは、それぞれ、０．０９１、０．０３７、０．０１１となる。中感度品にてＰＷＭを３０上昇させたときのＶｓｇ値の上昇分と同等の上昇分を得るために必要な、高感度品、低感度品におけるＰＷＭの上昇分はそれぞれ、３０×（０．０３７／０．０９１）＝１２、３０×（０．０３７／０．０１１）＝１０１と換算できる。よって、任意の感度Ｐセンサに対応できるようにＳとαｓの相対化をしたものである。
さて、この３つの感度のＰセンサについては、ＰＷＭの最大値を（ＰＷＭ１＋αｓ）で定義した場合、高感度、中感度、低感度品それぞれの（ＰＷＭ１＋αｓ）は、順に（３２＋１２）＝４４、（６３＋３０）＝９３、（１６７＋１０1）＝２６８となる。このとき、Ｖｓｇ／Ｖｓｇは、図１４、１５から導くとそれぞれ順に、０．０６３４／４０８７＝０．１２４、０．５８２／５．００＝０．１１６、０．５５５／５．０５＝０．１１０となり、表２より、全てのＰセンサについて、トナー濃度がほぼ狙い通りであると判断できている。
一方、発明の目的の項で述べたように、Ｐセンサ３０の感度を考慮せず、αｓを一定値としてしまうと、０．１４６、０．１１６、０．１０７となり、高感度品についてはトナー濃度が低めに、低感度品については濃いめと誤判断されていた。Ｐセンサ３０の感度Ｓを考慮してαｓを決定する効果がここにある。
また、中感度のＰセンサ３０のαｓを３０に設定した理由は以下に概説する。図１２より、中感度のＰセンサ３０である装置での新品感光体のＰＷＭは６６である。また６０Ｋラン終了感光体におけるキャリブレーションでのＰＷＭが１００であり、またこのときＶｓｇ/Ｖｓｇは図１３より０．１７程度である。この値は表２においてＰセンサ３０がＴＣはかなり低いという誤判定をしないところである。よって、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αｓは３０よりも小さい値に設定しても構わない。
【００１９】
次に図６のフローチャートに基づいて、第２の実施形態におけるトナー補給制御を説明する。なお、全体構成は図１に示したものと同等なので省略する。Ｓ２００〜Ｓ２０６は図３のフローチャートにおけるＳ１００〜Ｓ１０６と同様であるので説明は省略する。
この実施形態に係る発明は、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第１回目の発光光量と感度Ｓに対応した所定値αｓの和を越えた場合に警告をするよう構成した点が特徴的である。
即ち、キャリブレーションにて（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えた場合にも、キャリブレーションは続行して（Ｓ２０８）、ＰＷＭ値＝Ｙ（＞（ＰＷＭ１＋αｓ））でキャリブレーションを終了する（Ｓ２０９）。制御手段３２は最終的ＰＷＭ値＝Ｙを記憶する。キャリブレーションが終了したら、操作パネル４６を介して警告を表示する（Ｓ２１０）。
この警告は、感光体２の表面の劣化が進んでいること、あるいは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４６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。」の文字を表示する。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構わない。警告は、発光光量調整値（ＰＷＭ）が（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えたと判断された直後に行ってもよい。Ｓ２１１〜Ｓ２１４は図３のフローチャートにおけるＳ１１０〜Ｓ１１３と同様であるので説明を省略する。Ｓ２１４の次はＡに進む。また、Ｓ２２０〜Ｓ２２５は図３のフローチャートにおけるＳ１３０〜Ｓ１３５と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
次に図７のフローチャートに基づいて、第３、第４の実施形態を説明する。
まず、第３の実施形態は、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第１回目の発光光量と感度Ｓに対応した所定値αｓの和を越えた場合に警告を発するとともに、該キャリブレーションを継続して画像濃度検出手段の最終的発光光量調整値を記憶し、その後は画像濃度検出手段の発光光量調整値を第１回目の発光光量と感度Ｓに対応した所定値αｓの和に固定して画像濃度検出手段を動作させるよう構成した点が特徴的である。
また、第４の実施形態は、画像濃度検出手段の発光光量調整値が第１回目の発光光量と感度Ｓに対応した所定値αｓの和を越えた数値量をβとするとき、この数値量βの程度によっては前記警告を行わないよう構成した点が特徴的である。
Ｓ３００〜Ｓ３０６は図３のフローチャートにおけるＳ１００〜Ｓ１０６と同様であるので説明を省略する。Ｓ３０７において、ＰＷＭ値が（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えた場合には、キャリブレーションを継続し（Ｓ３０８）、ＰＷＭ値＝Ｙ（＞（ＰＷＭ１＋αｓ））でキャリブレーションを終了する（Ｓ３０９）。制御手段３２は最終的発光光量調整値（ＰＷＭ）＝Ｙを記憶する。キャリブレーションが終了したら、Ｙが（ＰＷＭ１＋αｓ）を超えた量がβよりも大きいかどうかをチェックし（Ｓ３１０）、大きい場合には警告をする（Ｓ３１１）。β以下の場合は警告を行わない。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の場合が第３の実施例に相当する。
Ｓ３１２〜Ｓ３１５は図３のフローチャートにおけるＳ１１０〜Ｓ１１３と同様であるので説明を省略する。Ｓ３１５の次はＡに進む。また、Ｓ３２０〜Ｓ３２５は図３のフローチャートにおけるＳ１３０〜Ｓ１３５と同様であるので説明を省略する。
【００２１】
最終的調整値ＰＷＭを記憶しつつ、ある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センサが発光する際のＰＷＭは（ＰＷＭ１＋αｓ）に止めておくことによって初めてＴＣの過剰な上昇を避けられることは言うまでもない。また、Ｐセンサ３０の感度が一定で検知面の汚れや取りつけ位置誤差が等しい場合、図８に示すようにＰＷＭに対するＶｓｐの関係は感光体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調整は前記のＰセンサ３０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３０の取り付け位置誤差によるものと考え、ある範囲を超えた場合は感光体２の表面の激しい劣化によるものと考えることができる。
実際、Ｐセンサ３０、感光体２ともに新品で、Ｐセンサが中感度品の時、ＰＷＭのバラツキは５０〜７５程度であり、９５を超えることは無い。よって、本実施の形態例では新品感光体のＰＷＭが６６であったので、αｓを３０とし、ＰＷＭが（ＰＷＭ１＋３０）＝９６未満の場合はＰセンサ３０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３０の取り付け位置誤差によるものと考え、感光体２上の基準画像の画像濃度を検出する際に、Ｐパターンの検出値Ｖｓｐの感光体地肌部検出値Ｖｓｇに対する比Ｖｓｐ／Ｖｓｇを用い、ＰＷＭ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、感光体地肌部検出値Ｖｓｇを用いずに図９のフローチャートに示すように、基準画像に対する出力値Ｖｓｐのみを用いる。
基準画像に対する出力値Ｖｓｐのみを用いる理由を以下に述べる。図１３より、フィルミングした感光体の場合、画像ＩＤが１．２５と適正であるにも関わらず、ＰＷＭに対するＶｓｐ／ＶｓｇではＰセンサはトナー濃度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、図８のＰＷＭに対するＶｓｐではＰセンサは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２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。
図９において、Ｓ４００〜Ｓ４１１は図３のフローチャートにおけるＳ１００〜Ｓ１１１と同様であるので説明を省略する。Ｓ４１１の次はＡに進む。また、Ｓ４２０〜Ｓ４２６は図３のフローチャートにおけるＳ１３０〜Ｓ１３５、Ｓ１１３と同様であるので説明を省略する。図１０において、装置は感光体新品時からあるＮ回目までのＰセンサ３０の発光光量調整値ＰＷＭのうち、最小の値をＰＷＭｍｉｎ．として記憶する（Ｓ５０３）。Ｓ５００〜Ｓ５０２、およびＳ５０４〜Ｓ５０６は図３のフローチャートにおけるＳ１００〜Ｓ１０２、およびＳ１０４〜Ｓ１０６と同様であるので説明を省略する。
【００２２】
次に、制御手段３２はＰＷＭ値が所定値αｓとしての（ＰＷＭｍｉｎ．＋αｓ）を超えたかどうかをチェックする（Ｓ５０７）。（ＰＷＭｍｉｎ．＋αｓ）を超えた場合にはキャリブレーションを停止し（Ｓ５０８）、最終的ＰＷＭ値を（ＰＷＭｍｉｎ．＋αｓ）に設定する（Ｓ５０９）。
次に、感光体２上に基準画像を形成し（Ｓ５１０）、設定されたＰＷＭ値（ＰＷＭｍｉｎ．＋αｓ）の発光量で基準画像に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｐを取り込むとともに（Ｓ５１１）、ＰＷＭ値（ＰＷＭｍｉｎ．＋αｓ）の発光量で非画像部に対するＰセンサ３０の出力値Ｖｓｇを取り込む（Ｓ５１２）。ある回数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αｓ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。
本発明の実施の形態によれば、Ｐセンサ（画像濃度検出手段）の感度Ｓのバラツキをも含めて考慮しつつ、画像上トナー飛散やトナー落ち、トナー地汚れに対する余裕度を上げることをソフト上の制御の変更によって可能とすることができ、従ってコストを低くすることができる。
尚、本発明の画像形成装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の画像形成装置によれば、画像濃度検出手段の感度Ｓのバラツキをも含めて考慮しつつ、画像上トナー飛散やトナー落ち、トナー地汚れに対する余裕度を上げることをソフト上の制御の変更によって可能とすることができ、従ってコストを低くすることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の実施の形態の一例の概要を示す側面図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローの一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローチャートの一例で、図３のフローチャートにつながるフローチャートである。
【図５】横軸をＰセンサ感度Ｓとし縦軸を発光光量の所定値αｓとした場合を示す図である。
【図６】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローの他の例を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローの他の例を示すフローチャートである。
【図８】横軸をＰセンサの発光光量調整値ＰＷＭとし縦軸をＰセンサの出力値Ｖｓｐとした場合を示す図である。
【図９】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローの他の例を示すフローチャートである。
【図１０】図１に示す画像形成装置においてトナー濃度制御を行う場合のフローの他の例を示すフローチャートである。
【図１１】横軸をＰパターントナー付着量Ｍ／Ａとし縦軸をＰセンサの出力値Ｖｓｐとした場合を示す図である。
【図１２】横軸をＰセンサの発光光量調整値ＰＷＭとし縦軸をＰセンサの非画像領域に対する出力値Ｖｓｇとした場合を示す図である。
【図１３】横軸をＰセンサの発光光量調整値ＰＷＭとし縦軸をＶｓｐ／Ｖｓｇとした場合を示す図である。
【図１４】横軸をＰセンサの発光光量調整値ＰＷＭとし縦軸をＰセンサの非画像領域に対する出力Ｖｓｇとした場合を示す図である。
【図１５】横軸をＰセンサの発光光量調整値ＰＷＭとし縦軸をＰセンサの出力値Ｖｓｐとした場合を示す図である。
【符号の説明】
１    感光体（像担持体）
８    現像装置
１６    搬送スクリュー（トナー補給手段）
１８    搬送スクリュー（トナー補給手段）
２２    Ｔセンサ（トナー濃度検出手段）
３０    Ｐセンサ（画像濃度検出手段）
３２    制御手段（手段）
Ｖｓｐ  出力値
Ｖｓｇ  出力値
Ｓ      感度
αｓ    所定値
β      数値量
ＰＭＷ  発光光量調整値
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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