JP2000227682A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境変化によるトナーの現像性の変化や現像
によるトナー消費量に変化が生じても、２成分現像剤の
トナー濃度を最適に制御して、画像形成の初期から画像
濃度が一定の高品位なカラー画像を得ることを可能とし
た画像形成装置を提供することである。 【解決手段】 画像形成装置は濃度制御装置として、パ
ッチ検ＡＴＲと現像剤反射ＡＴＲを有し、パッチ検ＡＴ
Ｒによるトナー補給制御でのトナー補給量により、現像
剤反射ＡＴＲによるトナー補給制御でのトナー補給量を
補正し、その補正された補給量で現像剤反射ＡＴＲによ
るトナー補給制御をする。その際、トナー補正量に、環
境に応じて変更する上下限値を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式の複写機、プリンタなどの画像形成装
置に関し、特に２成分現像剤のトナー補給制御により、
現像剤のトナー濃度ないしは画像濃度を制御する濃度制
御装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、磁性トナーを主
成分とした１成分現像剤、もしくは非磁性トナーと磁性
キャリアを主成分とした２成分現像剤が用いられてい
る。特に電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー
画像を形成するカラー画像形成装置では、画像の色味な
どの観点から、ほとんどの現像装置が２成分現像剤を使
用している。

【０００３】周知のように、この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
重量の割合）は、画像品質を安定させる上で極めて重要
な要素担っている。

【０００４】現像剤のトナーは現像により消費され、現
像剤のトナー濃度が減少する。このため現像剤濃度制御
装置もしくは画像濃度制御装置を使用して適時、現像剤
の濃度もしくは画像濃度を検出して、その変化に応じて
現像装置にトナー補給を行い、現像剤のトナー濃度もし
くは画像濃度を常に一定に制御し、画像の品位を保持す
る必要がある。

【０００５】従来の濃度制御装置を備えた画像形成装
置、本例では電子写真方式のデジタル複写機の全体構成
例を図５に示す。

【０００６】まず、原稿２１の画像がＣＣＤ１により読
み取られ、得られたアナログ画像信号が増幅器２で所定
のレベルまで増幅され、アナログ−デジタル変換器（Ａ
／Ｄ変換器）３により、たとえば８ビット（０〜２５５
階調）のデジタル画像信号に変換される。つぎに、この
デジタル画像信号はγ変換器５（本例では２５６バイト
のＲＡＭで構成され、ルックアップテーブル方式で濃度
変換を行う変換器）に供給され、そこでγ補正された
後、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）９に入
力される。

【０００７】この変換器９によりデジタル画像信号は再
びアナログ画像信号に変換されて、コンパレータ１１の
一方の入力に供給される。コンパレータ１１の他方の入
力には、三角波発生回路１０から発生される所定周期の
三角波信号が供給されており、上記のコンパレータ１１
の一方の入力に供給されたアナログ画像信号は、この三
角波信号と比較されてパルス変調される。このパルス変
調された２値化画像信号は、レーザ駆動回路１２にその
まま入力され、レーザダイオード１３の発光のオン・オ
フ制御信号として使用される。レーザダイオード１３か
ら放射されたレーザ光は、周知のポリゴンミラー１４に
より主査方向に走査され、ｆ／θレンズ１５および反射
ミラー１６を経て、矢印方向に回転している像担持体で
ある感光ドラム４０上に照射され、感光ドラム４０の表
面に静電潜像が形成されことになる。

【０００８】一方、感光ドラム４０は露光器１８で均一
に除電を受け、一次帯電器１９により均一にたとえばマ
イナスに帯電される。その後、上述したレーザ光の照射
を受けて、画像信号に応じた静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は現像器２０によって現像して、トナー像と
して可視化される。現像器２０の上部には補給用トナー
２９を収容したトナー補給槽８が取り付けられ、その補
給槽８内の下部には、モータ２８により回転駆動される
ことにより、トナー２９を搬送して現像器２０内に供給
するトナー搬送スクリュー３０が設置されている。

【０００９】感光ドラム４０上に形成されたトナー像
は、転写材担持ベルト１７により感光ドラム４０に搬送
された転写材Ｐ上に、転写帯電器２２の作用により転写
される。転写材担持ベルト１７は２個のローラ２５ａ、
２５ｂ間に張架され、図の矢印方向に無端駆動すること
により、その上に保持した転写材Ｐを感光ドラム４０に
搬送する。感光ドラム４０上に残った転写残りのトナー
は、その後、クリーナ２４で掻き落とされる。

【００１０】なお、説明を簡単にするために単一の画像
形成ステーション（感光ドラム４０、露光器１８、一次
帯電器１９、現像器２０等を含む）のみ図示するが、カ
ラー画像形成装置の場合は、たとえばシアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの各色に対する画像形成ステー
ションが、転写材担持ベルト１７上にその移動方向に沿
って順次配列されることになる。

【００１１】画像形成装置には、上記の現像でトナー濃
度が減少した現像器２０内現像剤２１にトナー補給制御
を行って、現像剤のトナー濃度もしくは画像濃度を一定
にする種々の方式の濃度制御装置（ＡＴＲ）が設置され
ている。

【００１２】具体的には、現像器２０内に設置した濃度
センサー２３により、現像器２０内現像剤２１のトナー
濃度を反射光量で検知して制御する方式（現像剤反射Ａ
ＴＲ）、感光ドラム４０上に濃度参照用のパッチ画像２
６を作像し、その画像濃度を感光ドラム４０に対向設置
した電位センサー等の濃度センサー２７により検知して
制御する方式（パッチ検ＡＴＲ）などがある。

【００１３】いずれも、各々の方式により得られた濃度
情報に基づいて、ＣＰＵ６からモータ駆動回路７を介し
てモータ２８の回転を制御することにより、補給槽８か
らのトナー２９の現像器２０内現像剤２１への補給制御
を行い、現像剤のトナー濃度もしくは画像の濃度を一定
に保つように構成されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の現像剤反射ＡＴ
Ｒでは、現像器２０内現像剤２１のトナー濃度を直接検
知するために、現像剤２１のトナー濃度を一定に保つこ
とが可能である。しかし、トナーの摩擦帯電量（トリ
ボ）は、現像剤中の磁性キャリアの変質や環境の変動に
より変化し、現像性が変化してくる。このため、現像剤
２１のトナー濃度を一定に維持できても、キャリアの変
質や環境の変動があった場合、画像濃度が変化してしま
う欠点があった。

【００１５】一方、パッチ検ＡＴＲでは、感光ドラム４
０上のパッチ画像２６の濃度を検知するため、画像濃度
を一定に保つことが可能であるが、上記のトナーの摩擦
帯電量変化による現像性の低下により、低いパッチ画像
濃度が得られると、これをＡＴＲが判断してトナーの補
給状態を続けるため、現像器２０内にトナーが充満し
て、現像剤のあふれやかぶりを生じる。またトナーの摩
擦帯電量変化による現像性の増大により、高いパッチ画
像濃度が得られて、これがＡＴＲにより判断されると、
トナーの補給停止状態が続けられるので、現像器２０内
のトナー量の減少により、現像器２０の現像スリーブ上
への現像剤のコート量が減り、画像劣化を引き起こす重
大な欠点があった。

【００１６】そこで、２つ以上の濃度制御装置を複合し
て用い、それぞれの欠点を補うようにトナー補給制御を
行う技術が提案されている（特開平９−１２７７５７な
ど）。

【００１７】これによると、現像剤反射ＡＴＲによりト
ナー補給を行わせるが、その際、パッチ画像の濃度差の
出力信号から、パッチ画像濃度を初期濃度に戻すのに必
要なトナー過不足量を演算し、そのトナー補給量をトナ
ー補正量とし、それに相当する信号レベルに変換して、
現像剤反射ＡＴＲに設定した目標濃度に対するトナー補
給量の信号のレベルに加減算して補正し、現像剤反射Ａ
ＴＲ方式によるトナー補給制御を、補正されたトナー補
給量により行わせる。またその補正量に画像安定のため
の上限値および下限値を設けるというものである。

【００１８】しかしながら、上述の複合系の濃度制御装
置は、以下のような問題があった。上限値では、高温高
湿環境下において、現像器内現像剤のトナーの摩擦帯電
量が低くなり、トナー飛散、白地部のかぶりのため、上
限値を低く設定しなければならない。一方、低湿環境下
においては、トナー摩擦帯電量は高いため、トナー濃度
補正量を高く設定しなければ、初期の画像濃度を安定的
に維持することができなくなる。

【００１９】また下限値については、トナー濃度が低
く、現像剤の抵抗が下がり、磁性キャリアが感光ドラム
に付着するが、このトナー濃度限界が環境により異な
る。

【００２０】このようなことから、環境変動を考慮に入
れて、上述した上下限値を固定値で設定すると、画像濃
度を十分に補正できない設定値となってしまうという問
題があった。

【００２１】本発明の目的は、環境変化によるトナーの
現像性の変化や現像によるトナー消費量に変化が生じて
も、２成分現像剤のトナー濃度を最適に制御して、画像
形成の初期から画像濃度が一定の高品位なカラー画像を
得ることを可能とした画像形成装置を提供することであ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体と、像担持体に画像の潜像をデジタル方式で形
成する潜像形成手段と、像担持体上に形成した静電潜像
を２成分現像剤を用いて現像して、トナー像として可視
化する現像手段と、現像手段にトナーを補給するトナー
補給手段と、現像手段に関して設置された、現像手段へ
のトナー補給制御を介して現像剤のトナー濃度またはト
ナー像の画像濃度を制御する濃度制御装置とを具備した
画像形成装置において、前記濃度制御装置として、像担
持体上に濃度検知用の参照画像を作像し、その参照画像
濃度を検知して、前記現像手段へのトナー補給量を求め
る第１の制御装置と、前記現像手段の現像剤濃度を検知
して、前記現像手段へのトナー補給量を求める第２の制
御装置とを設置し、前記第１の制御装置からの参照画像
濃度の出力値により前記第２の制御装置の制御パラメー
タを補正して、前記第２の制御装置により前記現像手段
へのトナー補給制御を、その補正された制御パラメータ
に基づいて行い、そして前記パラメータの補正量に環境
の変化に応じて変更する上限値および下限値を設定した
ことを特徴とする画像形成装置である。

【００２３】本発明によれば、前記環境の変化に対する
前記上限値および下限値の変更を線形的に行うことがで
き、また非線形的に行うことができる。さらに、予め設
定した以上の環境変化が予め設定した時間内に生じたと
きに、前記環境の変化に対する前記上限値および下限値
の変更を所定時間で行うようにすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００２５】実施例１ 図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す全体構
成図である。本実施例では、電子写真方式のデジタル複
写機に適用した場合を示すが、本発明は、電子写真方式
や静電記録方式の他の種々の画像形成装置に等しく適用
できることはいうまでもない。

【００２６】図１において、複写されるべき原稿３１の
画像は、レンズ３２によってＣＣＤ等の撮像素子３３に
投影される。この撮像素子３３は、原稿画像を多数の画
素に分解し、各画素の濃度に対応した光電変化信号を発
生する。撮像素子３３から出力されるアナログ画像信号
は画像信号処理回路３４に送られ、ここで各画素ごとに
その画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像
信号に変換され、パルス幅変調回路３５に送られる。

【００２７】このパルス幅変調回路３５は入力される画
素画像信号ごとに、そのレベルに対応した幅（時間長）
のレーザ駆動パルスを形成して出力する。すなわち、図
２（ａ）に示すように、高濃度の画素画像信号に対して
はより幅の広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号
に対してはより幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素
画像信号に対しては中間の幅の駆動パルスをそれぞれ形
成する。

【００２８】パルス幅変調回路３５から出力されたレー
ザ駆動パルスは半導体レーザ３６に供給され、半導体レ
ーザ３６をそのパルス幅に対応する時間だけ発光させ
る。従って、半導体レーザ３６は高濃度画素に対しては
より長い時間駆動され、低濃度画素に対してはより短い
時間駆動されることになる。それ故、感光ドラム４０
は、つぎに述べる光学系によって、高濃度画素に対して
は主査方向により長い範囲が露光され、低濃度画素に対
しては主査方向により短い範囲が露光される。つまり、
画素の濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異な
る。従って、当然のことながら、高濃度画素に対するト
ナー消費量は低濃度画素に対するそれよりも大である。
なお、図２（ｄ）に低、中、高濃度画素の静電潜像をそ
れぞれＬ、Ｍ、Ｈで示した。

【００２９】半導体レーザ３６から放射されたレーザ光
３６ａは、回転多面鏡３７によって掃引され、ｆ／θレ
ンズ等のレンズ３８およびレーザ光３６ａを感光ドラム
４０方向に指向させる固定ミラー３９によって、感光ド
ラム４０上にスポット結像される。かくして、レーザ光
３６ａは感光ドラム４０をその回転軸とほぼ平行な方向
（主走査方向）に走査し、静電潜像を形成することにな
る。

【００３０】感光ドラム４０はアモルファスシリコン、
セレン、ＯＰＣ等の感光体を表面に有し、矢印方向に回
転する電子写真感光体ドラムであり、露光器４１で均一
に除電を受けた後、一次帯電器４２により均一に帯電さ
れる。その後、上述した画像情報信号に対応して変調さ
れたレーザ光で露光走査され、これによって画像情報信
号に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像はト
ナーとキャリアが混合された２成分現像剤４３を使用す
る現像器４４によって反転現像され、トナー像として可
視化される。ここで、反転現像とは、感光ドラム４０の
光で露光された領域に、潜像と同極性に帯電したトナー
を付着させて、これを可視化する現像方法である。

【００３１】このトナー像は転写材担持ベルト４７によ
り感光ドラム４０に搬送された転写材Ｐ上に、転写帯電
器４９の作用により転写される。転写材担持ベルト４７
は２個のローラ４５ａ、４５ｂ間に張架され、図の矢印
方向に無端駆動することにより、その上に保持した転写
材Ｐを感光ドラム４０に搬送する。トナー像が転写され
た転写材Ｐは、転写材担持ベルト４７から分離された図
示しない定着器に搬送され、永久像に定着される。転写
後に感光ドラム４０上に残留した転写残りトナーは、そ
の後、クリーナ５０によって除去される。

【００３２】なお、説明を簡単にするために単一の画像
形成ステーション（感光ドラム４０、露光器４１、一次
帯電器４２、現像器４４等を含む）のみ図示したが、本
発明は、たとえばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの各色に対する画像形成ステーションを具備したカラ
ー画像形成装置であり、この画像形成ステーションが、
転写材担持ベルト４７上にその移動方向に沿って順次配
列され、各画像形成ステーションの感光ドラム上に原稿
画像を色分解した各色ごと（画像の各色成分ごと）の静
電潜像が順次に形成され、対応する色のトナーを有する
現像剤を用いる現像器で現像され、転写材担持ベルト４
７によって搬送される転写材Ｐ上に順次重ね合わせて転
写されることになる。

【００３３】上記の現像器４４の一例を図３に示す。図
に示すように、現像器４４は感光ドラ４０に対向して配
置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁５１
によって、第１室（現像室）５２と第２室（撹拌室）５
３とに区画されている。第１室５２には矢印方向に回転
する非磁性の現像スリーブ５４が配置されており、この
現像スリーブ５４内にマグネット５５が固定配置されて
いる。

【００３４】現像器４４の上部には、図１に示されるよ
うに、補給用トナー６３を収容したトナー補給槽６０が
取り付けられており、このトナー補給槽６０内の下部に
はトナー搬送スクリュー６２が設置されている。ギア列
７１を介して接続したモータ７０でトナー搬送スクリュ
ー６２を回転駆動することにより、補給槽６０内のトナ
ー６３が搬送されて現像器４４内に補給される。搬送ス
クリュー６２によるトナーの補給は、ＣＰＵ６７により
モータ駆動回路６９を介してモータ７０の回転を制御す
ることにより制御される。ＣＰＵ６７に接続されたＲＡ
Ｍ６８には、モータ駆動回路６９に供給する制御データ
等が記憶されている。

【００３５】第１室５２および第２室５３には、それぞ
れ現像剤撹拌スクリュー５８および５９が配置されてい
る。スクリュー５８は第１室５２中の現像剤を撹拌搬送
し、スクリュー５９は、図１のトナー補給槽６０から搬
送スクリュー６２により補給されたトナー６３と、既に
現像器４４内にある現像剤４３とを撹拌搬送し、現像剤
４３のトナー濃度を均一化する。

【００３６】隔壁５１には、図３の紙面に垂直な方向に
おける手前側と奥側の端部において、第１室５２と第２
室５３とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が
形成されており、上記の搬送スクリュー５８、５９の搬
送力により、現像によるトナーの消費でトナー濃度が低
下した第１室５２内の現像剤が一方の通路から第２室５
３内へ移動し、第２室５３内でトナー濃度の回復した現
像剤が他方の通路から第１室５２内へ移動するように構
成されている。

【００３７】現像器４４内の２成分現像剤４３は、マグ
ネット５５の磁力により回転する現像スリーブ５４上に
担持され、ついでブレード５６により層厚を規制された
後、感光ドラム４０と対向した現像領域に至る。そして
現像領域において、現像剤４３が感光ドラム４０上の静
電潜像の現像に供される。現像効率、すなわち潜像への
トナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ５４
には電源５７から直流電圧を交流電圧に重畳した現像バ
イアスが印加される。

【００３８】さて、静電潜像の現像により現像器４４内
の現像剤４３のトナー濃度が低下するので、濃度制御装
置によりトナー補給槽６０からトナー６３を現像器４４
に補給する補給制御を行って、現像剤４３のトナー濃度
を一定に制御し、もしくは画像濃度を一定に制御するこ
とが行われる。

【００３９】本発明の画像形成装置は、濃度制御装置と
して、感光ドラム４０上に濃度参照用のパッチ画像を作
像し、その画像濃度を感光ドラム４０に対向設置した発
光部７３ａと受光部７３ｂを有する画像濃度センサー７
３により検知して制御する方式（パッチ検ＡＴＲ）と、
現像器４４内に設置した発光部７７ａと受光部７７ｂを
有する現像剤濃度センサー７７により、現像器４４内現
像剤４３のトナー濃度を検知して制御する方式（現像剤
反射ＡＴＲ）を備えている。

【００４０】本発明では、第１の濃度制御装置であるパ
ッチ検ＡＴＲによるトナー補給制御の信号を、第２の濃
度制御装置である現像剤反射ＡＴＲによるトナー補給制
御を補正するために使用する。以下、詳述する。

【００４１】まず、パッチ検ＡＴＲを所定のタイミング
で作動して、感光ドラム４０上に濃度検知用の参照画像
としてパッチ画像を形成する。すなわち、図１に示すよ
うに、予め定められた濃度に対応する信号レベルを有す
るパッチ画像信号を発生する参照画像信号発生回路７２
を設け、この発生回路７２からのパッチ画像信号を前記
のパルス幅変調回路３５に供給し、上記の予め定められ
た濃度に対応するパルス幅を有するレーザ駆動パルスを
発生させる。このレーザ駆動パルスを半導体レーザ３６
に供給し、半導体レーザ３６をそのパルス幅に対応する
時間だけ発光させ、感光ドラム４０を走査する。このと
きはカウンタは作動させない。これによって、上記の予
め定められた濃度に対応するパッチ静電潜像を感光ドラ
ム４０に形成し、このパッチ静電潜像を現像器４４によ
り現像する。

【００４２】ついで、このようにして得られたパッチ画
像（トナー像）に、パッチ検ＡＴＲの濃度センサー７３
のＬＥＤ等の発光部７３ａから光を照射し、その反射光
を光電変換素子等の受光部７３ｂで受光し、パッチ画像
の実際の濃度を検知する。この検知したパッチ画像濃度
は、現像器４４内現像剤４３の実際の濃度に対応する。

【００４３】上記の受光部７３ｂからのパッチ濃度を検
知した出力信号は、比較器７５の一方の入力に供給され
る。この比較器７５の他方の入力には、基準電圧信号源
７６からパッチ画像の規定濃度（初期濃度）に対応する
基準信号が入力されている。比較器７５はパッチ画像の
実際の濃度と初期濃度とを比較してその濃度差を求め、
濃度差の出力信号をＣＰＵ６７へ供給する。この濃度差
の出力信号は、現像剤反射ＡＴＲによる現像器４４内現
像剤４３へのトナー補給制御に使用する。

【００４４】本発明の画像形成装置では、各画像形成ス
テーションにおいて、上記のようにして、パッチ画像の
濃度検知および初期濃度との比較が行われ、パッチ画像
の実際の濃度と初期濃度との濃度差が求められて、濃度
差の出力信号がＣＰＵ６７に供給される。

【００４５】現像器４４内に設置した濃度センサー７７
による現像剤反射ＡＴＲを用いて、現像剤のトナー濃度
をある一定レベルに保つことは可能である。しかし、環
境の湿度変化等にともないトナーの摩擦帯電量変化があ
った場合には、現像剤濃度を一定レベルに保っても、ト
ナー帯電量変化による画像濃度変動には追従できない。

【００４６】そこで、現像剤反射ＡＴＲによるトナー補
給制御を行わせるに際し、ＣＰＵ６７において、上記の
パッチ画像の濃度差の出力信号から、パッチ画像濃度を
初期値に戻すのに必要な色現像剤のトナー過不足量（ト
ナー補給量）を算出し、そのトナー補給量をトナー補正
量として、それに相当する信号レベルに変換して各現像
器４４にフィードバックする。そしてトナー補正量の信
号を現像剤反射ＡＴＲに設定した目標濃度に対するトナ
ー補給量の信号レベルに加減算して補正し、現像剤反射
ＡＴＲ方式によるトナー補給制御を、この補正されたト
ナー補給量により行わせる。

【００４７】しかしながら、何らかの原因でトナー補給
量の補正が過大となった場合、現像器４４内現像剤４３
のトナー濃度が過剰になったり、現像スリーブ５４回転
時に現像器４４からのトナー飛散や白地部かぶりが発生
する。またトナー補給量の補正が過小になった場合、現
像器４４内現像剤４３のトナー濃度が不足したり、現像
スリーブ５４上への現像剤４３のコート量が減少する。

【００４８】そこで、これらの不都合を確実に防ぐため
に、本発明では、現像剤反射ＡＴＲの目標濃度に対する
トナー補給量の信号レベルに上限および下限を設けた。
この上下限値は温湿度センサー３０の出力により決定す
る。

【００４９】本実施例では、現像剤のトナー濃度目標値
の中心値を７％とし、温湿度センサー３０の出力値が高
温高湿環境（絶対水分量２２ｇ）を示した場合、中心値
７％に対して補正後の補給量の上限値を８％、下限値を
６％に設定した。一方、温湿度センサー３０の出力値が
低湿度環境（絶対水分量０．８ｇ）を示した場合、中心
値７％に対して補正後の補給量の上限値を９％、下限値
を５％に設定した。

【００５０】また温湿度センサー３０からの出力値が、
上記の高湿環境と低湿環境の間の絶対水分量を示した場
合は、これら２つの環境の上限値の間の線形式による補
間、および下限値の間の線形式による補間により、上限
値および下限値を演算して用いる。

【００５１】本実施例では、以上のように、各色の２成
分現像剤の濃度制御を行うに際し、パッチ検ＡＴＲによ
るトナー補給制御でのトナー補給量を求めて、そのトナ
ー補給量を補正トナー量として、現像剤反射ＡＴＲによ
るトナー補給制御でのトナー補給量に対して補正を行
い、現像剤反射ＡＴＲによるトナー補給制御を行う系に
おいて、現像剤反射ＡＴＲの目標値に上下限値を設定し
て、その上下限値を環境変化に応じて変更するようにし
たので、いずれの環境でも、現像剤のトナー濃度を、適
正な画像濃度のトナー像を得られる濃度に制御すること
ができ、その結果、高品質なカラー画像を形成すること
ができる。

【００５２】実施例２ 本実施例では、パッチ検ＡＴＲによる補正を加えた現像
剤反射ＡＴＲによるトナー補給量の補正量についての上
下限値を、高湿度環境（絶対水分量２２ｇ）と低湿度環
境（絶対水分量０．８ｇ）の間に当たる環境において求
める場合、両環境の上下限値から非線形に算出した。本
発明のその他の構成は、実施例１と基本的に同じであ
る。

【００５３】図４に、本実施例の場合を示す。図４に示
すように、トナー飛散、白地部かぶりが顕著に生じ始め
る臨界のトナー濃度の上限値は、環境の変化、つまり絶
対水分量の変化に対して、非線形の下に垂れた曲線Ａに
沿って変化している。従って、高湿環境と低湿環境の間
の環境では、この非線形曲線Ａ上の点を、トナー補給量
の補正量の上限値とした。同様に、現像剤の抵抗値が下
がり、磁性キャリアの感光体付着が顕著に生じ始めるト
ナー濃度の下限値は、環境の変化（絶対水分量）に対し
て、非線形の上に膨らんだ曲線Ｂに沿って変化してい
る。従って、高湿環境と低湿環境の間の環境では、この
非線形曲線Ｂ上の点を、トナー補給量の補正量の下限値
とした。

【００５４】本実施例では、以上のように、トナー補給
量の補正量の上下限値を求めて設定したので、現像剤の
トナー濃度を、適正な画像濃度のトナー像を得られる濃
度にさらに良好に制御することができ、さらに高品質な
カラー画像を得ることができる。

【００５５】実施例３ 実施例１、２で述べてきたような環境変化による画像欠
陥を補正するトナー濃度が異なるのは、トナーの温度、
湿度等の環境に対する特性に基づいており、たとえば高
温高湿環境から低湿環境に突然変化したとしても、トナ
ーの特性が直ぐに低湿環境での特性に変化するわけでは
ない。

【００５６】そこで、本実施例では、環境センサー３０
の出力が急激な変化を検知した場合、その変化後の環境
でのトナー補給量の補正量の上下限値に、予め設定され
た時間で徐々に近づけるような制御を行った。

【００５７】本実施例によれば、環境変化によるトナー
の実際の特性変化に近づけた制御ができるので、突然の
環境変化があっても、現像剤のトナー濃度を、適正な画
像濃度のトナー像を得られる濃度に制御することがで
き、高品質なカラー画像を得ることができる。

【００５８】

【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、２成分現像剤のトナー補給制御により現
像剤ないしは画像の濃度制御を行うに際して、パッチ検
ＡＴＲによるトナー補給制御でのトナー補給量を求め
て、そのトナー補給量を補正トナー量として、現像剤反
射ＡＴＲによるトナー補給制御の補正を行う系におい
て、その補正量の上限値および下限値を環境変化に応じ
て変更したので、トナーの現像性の変化やトナー消費量
等に変動が生じても、現像剤のトナー濃度を、適正な画
像濃度のトナー像が得られる濃度に制御することがで
き、濃度が適正なトナー像による高品質なカラー画像
を、画像形成の初期から安定して得ることができる。も
ちろん、現像剤のあふれ、かぶり、現像剤担持体上への
現像剤のコート不良を生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す全体構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置における画像形成情報信号
を示す説明図である。

【図３】図１の画像形成装置に設置された現像器を示す
断面図である。

【図４】本発明の一実施例における環境に対するトナー
補給量の補正量の上下限値の設定法を示す説明図であ
る。

【図５】従来の画像形成装置を示す全体図である。

【符号の説明】

４０ 感光ドラム ４４ 現像器 ４３ ２成分現像剤 ６０ トナー補給槽 ６３ 補給トナー ６７ ＣＰＵ ７３ 画像濃度センサー ７７ 現像剤濃度センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 茂雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA10 DA11 DA14 DA38 DD07 EA06 EC03 EC06 EC10 EF09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、像担持体に画像の潜像をデ
   ジタル方式で形成する潜像形成手段と、像担持体上に形
   成した静電潜像を２成分現像剤を用いて現像して、トナ
   ー像として可視化する現像手段と、現像手段にトナーを
   補給するトナー補給手段と、現像手段に関して設置され
   た、現像手段へのトナー補給制御を介して現像剤のトナ
   ー濃度またはトナー像の画像濃度を制御する濃度制御装
   置とを具備した画像形成装置において、 前記濃度制御装置として、像担持体上に濃度検知用の参
   照画像を作像し、その参照画像濃度を検知して、前記現
   像手段へのトナー補給量を求める第１の制御装置と、前
   記現像手段の現像剤濃度を検知して、前記現像手段への
   トナー補給量を求める第２の制御装置とを設置し、前記
   第１の制御装置からの参照画像濃度の出力値により前記
   第２の制御装置の制御パラメータを補正して、前記第２
   の制御装置により前記現像手段へのトナー補給制御を、
   その補正された制御パラメータに基づいて行い、そして
   前記パラメータの補正量に環境の変化に応じて変更する
   上限値および下限値を設定したことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記環境の変化に対する前記上限値およ
   び下限値の変更を線形的に行う請求項１の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記環境の変化に対する前記上限値およ
   び下限値の変更を非線形的に行う請求項１の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 予め設定した以上の環境変化が予め設定
   した時間内に生じたときに、前記環境の変化に対する前
   記上限値および下限値の変更を所定時間で行う請求項１
   〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。