JPH06301287A

JPH06301287A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06301287A
Application number: JP5108841A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Karasawa; 和典唐沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-12
Filing date: 1993-04-12
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー補給ローラの補給能力Ｍを検知し、そ
の検知結果に基づいて高精度のトナー濃度の制御を行な
うことにより、装置の小型化及び軽量化を図っても高画
像品質が得られる複写機を提供する。【構成】まず、複写機本体のメインＳＷのＯＮ後等の
待機中に、所定時間だけ補給ローラ４８を駆動し、その
駆動の前後の現像器４１内の現像剤のトナー濃度を測定
して算出した補給能力Ｍに基づいて、トナー濃度制御時
の補給ローラの駆動時間を制御する。補給能力Ｍは所定
回数の作像後に所定時間のトナー補給を行なって検知し
てもよい。また、補給能力Ｍは、ディジタル複写機の場
合に所定回数の作像動作での補給ローラの駆動時間、ト
ナー消費量及び該所定回数の作像動作前後のトナー濃度
を測定して算出してもよく、トナーエンド時等でホッパ
４６へトナー補充した後の初期トナー補給の時間、及び
その前後のトナー濃度を測定して算出してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、ト
ナーを収容するトナー収容器から現像器へトナーを補給
するトナー補給手段を備えた画像形成装置におけるトナ
ー補給制御の高精度化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二成分現像方式を用いる電子写真
装置においては、トナーを収容するトナー収容器から現
像器へトナーを補給するトナー補給手段が不可欠であ
る。一般的には、ユーザがトナーの入ったトナーボトル
又はトナーカートリッジを装置にセットすると、トナー
はトナー収容器としてのトナーホッパ、トナータンク等
の中に一時的に収容される。そして、現像器内の現像剤
のトナー濃度の減少、又は画像濃度の低下をセンサが検
知したときに、現像器内の現像剤にトナーが補給され
る。上記トナーホッパ、トナータンク等がなく、上記ト
ナーボトル、トナーカートリッジ等をトナー収容器とし
て用い、このトナーボトル等から直接補給される場合も
ある。

【０００３】また、従来より、この種の画像形成装置に
おけるトナー収容器から現像器へのトナー補給量は、湿
度やトナー収容器内のトナー残量によって大きく変動す
る場合があることが知られていた。そこで、従来は、ト
ナーホッパ内のトナーの容量を一定範囲内に抑えたり、
現像剤の重量を大きくして、トナー補給量が変化しても
トナー濃度があまり変化しないようにする等の対策がと
られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年になっ
て、装置の小型化、軽量化が要求されるようになると、
トナーホッパの容積や現像剤の重量も小さくしなければ
ならなくなってきた。このため、従来にくらべトナー補
給量の変動に対して余裕がとれなくなってきている。一
方、画像品質に対する要求は高くなってきており、この
ため、トナー濃度制御も従来より高精度に行なうことが
要求されてきている。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、トナー補給手段の補給能力を検知
し、その検知結果に基づいて高精度のトナー濃度の制御
を行なうことにより、装置の小型化及び軽量化を図って
も高画像品質が得られる画像形成装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、トナー収容器から現像器へト
ナーを補給するトナー補給手段を備えた画像形成装置に
おいて、該トナー補給手段の補給能力を検知する補給能
力検知手段と、該補給能力検知手段の出力値に基づいて
該トナー補給手段の駆動を制御する補給制御手段とを設
けたことを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記補給能力検知手段を、装置本体
の待機中に所定時間だけトナー補給を行なうように上記
トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段と、該ト
ナー補給の前後の上記現像器内の現像剤のトナー濃度を
検知するトナー濃度検知手段と、該トナー補給の前後の
トナー濃度の検知結果に基づいて、該トナー補給手段の
補給能力を算出する補給能力算出手段とにより構成した
ことを特徴とするものである。

【０００８】また、請求項３の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記補給能力検知手段を、所定回数
の画像形成動作の終了時に所定時間だけトナー補給を行
なうように上記トナー補給手段を制御するトナー補給制
御手段と、該トナー補給の前後の上記現像器内の現像剤
のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナ
ー補給の前後のトナー濃度の検知結果に基づいて、該ト
ナー補給手段の補給能力を算出する補給能力算出手段と
により構成したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項４の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記補給能力検知手段を、所定回数
の画像形成動作の間の上記トナー補給手段の駆動時間を
検知する補給時間検知手段と、該所定回数の画像形成動
作でのトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段
と、該所定回数の画像形成動作の前後の上記現像器内の
現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
該トナー補給手段の駆動時間の検知結果、該トナー消費
量の算出結果、及び該トナー濃度の検知結果に基づい
て、該トナー補給手段の補給能力を算出する補給能力算
出手段とにより構成したことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項５の発明は、請求項１の画像
形成装置において、上記補給能力検知手段を、上記トナ
ー収容器内のトナー切れ後の該トナー収容器へのトナー
補充操作を検知するトナー補充検知手段と、該トナー補
充操作の後に所定のトナー補給動作を行なうトナー補給
制御手段と、上記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知
するトナー濃度検知手段と、少なくとも該所定のトナー
補給動作前のトナー濃度の検知結果、及び該所定のトナ
ー補給動作の補給時間に基づいて、該トナー補給手段の
補給能力を算出する補給能力算出手段とにより構成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１乃至５の発明においては、上記補給能
力検知手段で、トナー収容器から上記現像器へトナーを
補給するトナー補給手段の補給能力Ｍ、例えば単位時間
当たりのトナー補給量、単位駆動回転当たりのトナー補
給量等を検知することにより、該トナー補給手段の補給
能力Ｍがわかる。また、上記補給条件設定変更手段で該
補給能力検知手段の出力値Ｍに基づいて該トナー補給手
段の駆動条件、例えば駆動時間、駆動回転数、駆動回転
速度等の設定を変更することにより、新品時の該トナー
補給手段の補給能力Ｍにバラツキがある場合や、該トナ
ー補給手段の補給能力Ｍが経時において変化した場合で
も、該現像器内の現像剤のトナー濃度が常に所定範囲内
に入るようにする。

【００１２】請求項２の発明においては、上記補給能力
検知手段のトナー補給制御手段で、装置本体のメインス
イッチ投入後等の待機中に所定時間ＴH1だけトナー補給
をするように上記トナー補給手段を制御し、上記トナー
濃度検知手段で、所定時間ＴH1のトナー補給の前後に上
記現像器内の現像剤のトナー濃度ＶT1，ＶT2を検知し、
上記補給能力算出手段で、所定時間ＴH1のトナー補給の
前後でのトナー濃度の変化（ＶT2−ＶT1）から、該待機
中におけるトナー補給手段の補給能力Ｍ、例えば単位時
間当たりのトナー補給量（α・（ＶT2−ＶT1）・ＭD／
ＴH4）を算出する。ここで、αは所定の係数であり、Ｍ
Dは現像器内の現像剤の重量である（以下、同様）。

【００１３】請求項３の発明においては、上記補給能力
検知手段のトナー補給制御手段で、所定回数の画像形成
動作の終了時に所定時間ＴH2だけトナー補給をするよう
に上記トナー補給手段を制御し、上記トナー濃度検知手
段で、所定時間ＴH2のトナー補給の前後に上記現像器内
の現像剤のトナー濃度ＶT1，ＶT2を検知し、上記補給能
力算出手段で、所定時間ＴH2のトナー補給の前後でのト
ナー濃度の変化（ＶT2−ＶT1）から、該所定回数の画像
形成動作の終了時における該トナー補給手段の補給能力
Ｍ、例えば単位時間当たりのトナー補給量（α・（ＶT2
−ＶT1）・ＭD／ＴH4）を算出する。

【００１４】請求項４の発明においては、上記補給能力
検知手段の補給時間検知手段で、所定回数の画像形成動
作の間の上記トナー補給手段の駆動時間ＴH3を検知し、
上記トナー消費量算出手段で、該所定回数の画像形成動
作でのトナー消費量ｍを算出し、上記トナー濃度検知手
段で、該所定回数の画像形成動作の前後の上記現像器内
の現像剤のトナー濃度ＶT1，ＶT2を検知し、上記補給能
力算出手段で、駆動時間ＴH3、トナー消費量ｍ、及び該
所定回数の画像形成動作の前後でのトナー濃度変化（Ｖ
T2−ＶT1）に基づいて、該所定回数の画像形成動作の終
了時における該トナー補給手段の補給能力Ｍ、例えば単
位時間当たりのトナー補給量（（α・（ＶT2−ＶT1）・
ＭD＋ｍ）／ＴH3）を算出する。

【００１５】請求項５の発明においては、上記補給能力
検知手段のトナー補充検知手段で、上記トナー収容器内
のトナー切れ後の該トナー収容器へのトナー補充操作を
検知し、上記トナー補給制御手段で、該トナー補充操作
の後に所定のトナー補給動作を行なう。例えば、該トナ
ー補充操作の後に、上記現像器内の現像剤のトナー濃度
が所定の目標濃度又はその近傍の濃度になるまで、１回
又は数回に分けてトナー補給動作を行なう（ここで、こ
のトナー補給時間の合計時間をＴH4とする）。また、例
えば、該トナー補充操作の後に、該現像器内の現像剤の
トナー濃度が所定の目標濃度又はその近傍の濃度になる
ように予め設定した所定の補給時間ＴH4だけ補給を行な
う。そして、上記トナー濃度検知手段で、該所定のトナ
ー補給動作の前の該現像器内の現像剤のトナー濃度ＶT
1、及び必要であれば該所定のトナー補給動作の後の該
現像器内の現像剤のトナー濃度ＶT2を検知する。そし
て、上記補給能力算出手段で、少なくとも該所定のトナ
ー補給動作前のトナー濃度の検知結果ＶT1、及び該所定
のトナー補給動作の補給時間ＴH4に基づいて、該トナー
補給手段の補給能力Ｍを算出する。具体的には、該所定
のトナー補給動作の前後でのトナー濃度の変化（ＶT2−
ＶT1，又はＶR−ＶT1）から、該トナー補充操作後の該
トナー補給手段の補給能力Ｍ、例えば単位時間当たりの
トナー補給量（α・（ＶT2−ＶT1）・ＭD／ＴH4，又は
α・（ＶT2−ＶT1）・ＭD／ＴH4）を算出する。ここ
で、ＶRは、該所定のトナー補給動作で目標とする該現
像器内の現像剤のトナー濃度に対する、該トナー濃度検
知手段の出力である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した一実施例につ
いて説明する。図１は本実施例に係る複写機の概略構成
を示す正面図である。像担持体である感光体が表面に設
けられた感光体ドラム１は矢印方向に回転しつつ、帯電
チャージャ２によって一様に帯電される。一様帯電され
た感光体ドラム１上には、露光手段としての露光装置３
によって光像が照射され、静電潜像が形成される。この
静電潜像は現像装置である現像ユニット４で現像され、
トナー像となる。このトナー像は転写チャージャ（不図
示）によって、転写ベルト５上の転写紙（不図示）に転
写される。トナー像が転写された転写紙は定着装置６に
よって定着されて機外に排出される。なお、転写されず
に感光体ドラム１上に残留したトナーは、クリーニング
装置７によってクリーニングされ、除電装置８によって
残留電荷が除去されて、次のコピー動作に備えられる。

【００１７】上記現像ユニット４は、現像器４１及びト
ナー収容器としてのトナーホッパ４６からなり、現像器
４１には楕円板４２及び撹拌パドル４３、上現像ローラ
４４、下現像ローラ４５等が配設されている。現像器４
１内のトナー及びキャリアからなる二成分現像剤（以
下、現像剤という）は楕円板４２及び撹拌パドル４３に
よって撹拌されながら汲み上げられ、上現像ローラ４４
及び下現像ローラ４５によって感光体ドラム１上にトナ
ーが供給され、感光体ドラム１上に形成された静電潜像
の現像に消費される。

【００１８】このように静電潜像の現像でトナーが消費
されるので、消費された分のトナーを現像器４１内の現
像剤に補給することによって、該現像剤のトナー濃度が
所定範囲内に維持する必要がある。本実施例では、楕円
板４２下方の現像器４１の内壁部に透磁率センサ等によ
るトナー濃度センサ９が配設され、トナーホッパ４６内
にアジテータ４７、トナー補給手段としてのトナー補給
ローラ４８、スリッタ４９等が配設されている。トナー
補給ローラ４８の表面には細かい溝が形成され、スリッ
タ４９はマイラで構成されている。上記トナー濃度セン
サ９の出力値と現像器４１内の現像剤のトナー濃度との
間には図２に示すような関係があるので、予め設定され
ている基準値ＶRとトナー濃度センサ９の出力値ＶTとの
差から、トナー濃度の減少分ΔＴCがわかる。現像剤の
重量ｍは予めわかっているので、補給すべきトナー量
（ΔＴC・ｍ）がわかる。トナーホッパ４６内のトナー
は、アジテータ４７によって撹拌及び搬送され、所定の
タイミングでトナー補給ローラ４８の駆動系の補給クラ
ッチ（不図示）をＯＮ／ＯＦＦし、回転駆動されるトナ
ー補給ローラ４８がスリッタ４９で擦られることによ
り、補給口４６ａから現像器４１内へ補給され、楕円板
４２によって既存の現像剤と混合される。

【００１９】なお、上記基準値ＶRとしては予め設定さ
れた一定値を用いてもよいが、所定のタイミングで、感
光体ドラム１上に所定の画像濃度の基準パターンに対す
る基準顕像である基準トナー像を形成し、感光体ドラム
１の回転方向における転写ベルト５の下流側に設けられ
た光反射型濃度センサ（以下、Ｐセンサという）１０に
よって該基準トナー像の画像濃度を検出し、そのＰセン
サ１０の出力値Ｖspに基づいて、上記基準値ＶRの設定
を変更するようにしてもよい。Ｐセンサ１０は、所定強
度の光を照射したときの反射光の強度を測定することに
より、感光体ドラム１上に形成された基準トナー像の濃
度を検出している。なお、Ｐセンサ１０で基準トナー像
の濃度を検出すると共に、感光体ドラム１上の地肌部の
濃度も検出し、Ｐセンサ１０の基準トナー像の濃度に対
する出力値Ｖspと地肌部の濃度に対する出力値Ｖsgとの
比η（＝Ｖsp／Ｖsg）に基づいて、上記基準値ＶRの設
定を変更するようにしてもよい。また、上記基準トナー
像は、帯電チャージャ２によって感光体ドラム１上を所
定電位に帯電し、イレーサ１１によって所定の大きさに
し、現像ユニット４により現像することにより、感光体
ドラム１上に形成することができる。

【００２０】本実施例に係るトナー濃度制御の制御部１
２は、図３に示すように、基本的には主制御部としての
ＣＰＵ１２ａ、記憶手段としてのＲＡＭ１２ｂ，ＲＯＭ
１２ｃ、入出力部としてのＩ／Ｏ部１２ｄより構成され
ている。この制御部１２は帯電チャージャ２、露光装置
３、現像ユニット４、補給クラッチ４８ａ等を制御する
ように構成されている。

【００２１】図４は、上記ＲＡＭ１２ｂ又はＲＯＭ１２
ｃに書き込まれるトナー濃度制御のプログラムのフロー
チャートの一例を示している。まず、通常の作像動作シ
ーケンスが終了すると（ステップ１）、トナー濃度セン
サ９をＯＮし、１．１秒後に現像器４１内の現像剤のト
ナー濃度をトナー濃度センサ９で１６回測定し、制御部
１２のＲＡＭ１２ｂにＶT1〜ＶT16として記憶する（ス
テップ２〜４）。次に、制御部１２のＣＰＵ１２ａによ
り、ＶT1〜ＶT16の平均値ＶTを算出し（ステップ５）、
このＶTの値と上記基準値ＶRとの差ＶR−ＶT、及び予め
設定されているトナー補給ローラ４８の補給能力Ｍ例え
ば単位時間当たりのトナー補給量から、トナー補給ロー
ラ４８の駆動時間、即ち補給クラッチ４８ａのＯＮ時間
ｔ₁を求める（ステップ６）。ここで、ｔ₁の値と（ＶR
−ＶT）及びＭの値との関係は前もって求めておく。次
に、ｔ₁時間だけ補給クラッチ４８ａをＯＮしてトナー
ホッパ４６から現像器４１へ所定量のトナーを補給し
（ステップ７）、トナー濃度センサ９をＯＦＦし（ステ
ップ８）、次の作像動作シーケンスに入る（ステップ
９）。

【００２２】ところで、上記トナー濃度の制御に用いる
トナー補給ローラ４８の補給能力Ｍは、湿度等の環境変
化やトナーホッパ４６内のトナー残量の変化等によって
変動する場合がある。そこで、本実施例では、所定のタ
イミングで補給能力Ｍを検知する補給能力検知手段を設
け、その補給能力検知手段の出力値に基づいてトナー補
給ローラ４８の駆動条件、例えば上記補給クラッチ４８
ａのＯＮ時間ｔ₁の値の設定を変更し、現像器４１内の
現像剤のトナー濃度のより正確な制御を行なっている。

【００２３】図５は、上記補給能力検知手段の具体例に
おける補給能力Ｍの設定制御のフローチャートである。
本例では、上記制御部１２を、複写機本体の待機中に所
定時間だけトナー補給を行なうようにトナー補給ローラ
４８の補給クラッチ４８ａをＯＮ／ＯＦＦするトナー補
給制御手段として用い、また、上記トナー濃度センサ９
を、該トナー補給の前後の現像器４１内の現像剤のトナ
ー濃度を検知するトナー濃度検知手段として用い、ま
た、上記制御部１２を、トナー補給ローラ４８の補給能
力Ｍを算出する補給能力算出手段としても用いている。

【００２４】図５に示すように、本例に係る補給能力Ｍ
の設定制御では、まず、複写機本体のメインスイッチを
ＯＮした後、定着装置６の温度Ｔｆが所定の温度（例え
ば、１８５°Ｃ）以上に立ち上がるまで待って、感光体
ドラム１の駆動、現像ユニット４の駆動、及びトナー濃
度センサ９をＯＮする（ステップ１〜４）。次に、トナ
ー濃度センサ９で現像器４１内の現像剤のトナー濃度
（ＶT1）を測定し、所定時間ＴH1だけ補給クラッチ４８
ａをＯＮすることによりトナー補給ローラ４８を回転駆
動して現像器４１内にトナーを補給し、その後、再びト
ナー濃度センサ９で現像器４１内の現像剤のトナー濃度
（ＶT2）を測定する（ステップ５〜７）。次に、トナー
濃度の測定値ＶT1及びＶT2から、トナー濃度の変化量Ｄ
ＴＣ（＝α・（ＶT2−ＶT1））を算出し、トナー補給ロ
ーラ４８の補給能力である単位時間当たりのトナー補給
量Ｍ（＝ＤＴＣ・ＭD／ＴH1）を算出して、その設定を
変更する（ステップ８，９）。次に、トナー濃度センサ
９、現像ユニット４の駆動、及び感光体ドラム１の駆動
をＯＦＦし（ステップ１０，１１）、複写機本体が待機
状態になる（ステップ１２）。

【００２５】本例によれば、複写機本体のメインスイッ
チをＯＮした後等の待機中にトナー補給ローラ４８の補
給能力Ｍを検知しているので、例えば毎日のようにメイ
ンスイッチをＯＦＦ／ＯＮするような場合には、ほぼ毎
日トナー補給ローラ４８の補給能力Ｍの変化をとらえる
ことができる。そして、その補給能力Ｍに基づいてトナ
ー補給ローラ４８の駆動時間ｔ₁を設定しているので、
従来に比べより精度の高いトナー濃度制御ができるよう
になる。但し、補給能力検知のためのトナー補給ローラ
４８の駆動時間である上記所定時間ＴH1が長すぎる場合
には、トナー濃度過多による不具合がでるおそれがある
ので、その場合には現像剤の立ち上げを充分に行なう必
要がある。

【００２６】図６は、上記補給能力検知手段の他の具体
例における補給能力Ｍの設定制御のフローチャートであ
る。本例では、上記制御部１２を、所定回数の画像形成
動作の終了時に所定時間だけトナー補給を行なうように
トナー補給ローラ４８の補給クラッチ４８ａをＯＮ／Ｏ
ＦＦするトナー補給制御手段として用い、また、上記ト
ナー濃度センサ９を、該トナー補給の前後の現像器４１
内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段
として用い、また、上記制御部１２を、トナー補給ロー
ラ４８の補給能力Ｍを算出する補給能力算出手段として
も用いている。

【００２７】図６に示すように、本例に係る補給能力Ｍ
の設定制御では、まず、作像回数Ａが所定回数Ａ₁に達
した後（ステップ１〜３）、トナー濃度センサ９をＯＮ
する（ステップ４）。次に、トナー濃度センサ９で現像
器４１内の現像剤のトナー濃度（ＶT1）を測定し、所定
時間ＴH2だけ補給クラッチ４８ａをＯＮすることにより
トナー補給ローラ４８を回転駆動して現像器４１内にト
ナーを補給し、その後、再びトナー濃度センサ９で現像
器４１内の現像剤のトナー濃度（ＶT2）を測定する（ス
テップ５〜７）。次に、トナー濃度の測定値ＶT1及びＶ
T2から、トナー濃度の変化量ＤＴＣ（＝α・（ＶT2−Ｖ
T1））を算出し、トナー補給ローラ４８の補給能力であ
る単位時間当たりのトナー補給量Ｍ（＝ＤＴＣ・ＭD／
ＴH2）を算出して、その設定を変更する（ステップ８，
９）。次に、トナー濃度センサ９をＯＦＦし（ステップ
１０）、上記作像回数Ａを初期値０に設定し（ステップ
１１）、作像動作終了シーケンスを実行する（ステップ
１２）。

【００２８】本例によれば、所定の作像回数Ａ₁の終了
時にトナー補給ローラ４８の補給能力Ｍを検知し、その
補給能力Ｍに基づいてトナー補給ローラ４８の駆動時間
ｔ₁を設定しているので、所定の作像回数Ａ₁ごとの補給
能力Ｍの変動に対応できるようになり、更に精度の高い
トナー濃度制御ができるようになる。また、上記所定の
作像回数Ａ₁に達する少し前から図４のトナー補給動作
を行なわないように設定することにより、前述のような
トナー濃度過多の現象を緩和することができる。

【００２９】図７は、本発明を上記露光装置３としてデ
ィジタル露光装置を備えたディジタル複写機に適用した
場合の、上記補給能力検知手段の具体例における補給能
力Ｍの設定制御のフローチャートである。本例では、上
記制御部１２を、所定回数Ａ₁の作像動作の間の上記ト
ナー補給手段の駆動時間を検知する補給時間検知手段と
して用い、また、制御部１２には、図８のブロック図に
示すような各作像動作でのトナー消費量ｍ₁を算出する
トナー消費量算出手段を設けている。このトナー消費量
算出手段では、各画素（１ドット）の濃度の情報を有す
る画像データがＬＵＴ（Look Up Table）レジスタ１２
ｅに一旦入力され、画像データとトナー消費量ｍとの関
係を示す変換表（Table）に基づいて、トナー消費量に
変換される。各画素のトナー消費量ｍのデータは、アダ
ー１２ｆ及びカウンタ１２ｇで逐次加算され、レジスタ
１２ｈにいったん保持され、所定のタイミングで、ＣＰ
Ｕバス１２ｉ上に出力される。ここで、画像データから
感光体ドラム１上に書き込まれる際の露光光量がわか
り、またこの露光光量と感光体ドラム１上の潜像電位ひ
いてはトナー現像量との関係は前もって前もって実験な
どで求めることにより、上記変換表を作成することがで
き、ＲＡＭ１２ｂ又はＲＯＭ１２ｃに記憶しておく。ま
た、上記トナー濃度センサ９を、該トナー補給の前後の
現像器４１内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃
度検知手段として用い、また、上記制御部１２を、トナ
ー補給ローラ４８の補給能力Ｍを算出する補給能力算出
手段としても用いている。

【００３０】図７に示すように、本例に係る補給能力Ｍ
の設定制御では、まず、通常の作像動作シーケンスが終
了すると（ステップ１）、トナー濃度センサ９をＯＮ
し、１．１秒後に現像器４１内の現像剤のトナー濃度を
トナー濃度センサ９で１６回測定し、制御部１２のＲＡ
Ｍ１２ｂにＶT1〜ＶT16として記憶する（ステップ２〜
４）。次に、制御部１２のＣＰＵ１２ａにより、ＶT1〜
ＶT16の平均値ＶTを算出し（ステップ５）、このＶTの
値と上記基準値ＶRとの差ＶR−ＶT、及び前回設定した
トナー補給ローラ４８の補給能力である単位時間当たり
のトナー補給量Ｍ及びトナー消費量ｍから、トナー補給
時間、即ち補給クラッチ４８ａのＯＮ時間ｔ₁を求める
（ステップ６）。次に、補給時間ｔ₁（＝ｆ（ＶR−Ｖ
T，Ｍ，ｍ₁））だけ補給クラッチ４８ａをＯＮしてトナ
ーホッパ４６から現像器４１へ所定量のトナーを補給し
（ステップ７）、トナー濃度センサ９をＯＦＦする（ス
テップ８）。ここで、ｍ₁は上記トナー消費量算出手段
で算出したトナー消費量である。次に、ＴH3にｔ₁を加
算してトナー補給時間を積算し（ステップ９）、ｍにｍ
₁を加算してトナー消費量を積算する（ステップ１
０）。次に、作像回数Ａが所定回数Ａ₁に達していない
場合には、作像回数に１を加算し、作像動作終了シーケ
ンスを実行する（ステップ１１〜１３）。一方、ステッ
プ１１で作像回数Ａが所定回数Ａ₁に達したときは、ト
ナー濃度センサ９をＯＮし（ステップ４）、トナー濃度
センサ９で現像器４１内の現像剤のトナー濃度（ＶT2）
を測定し、この測定値ＶT2及び前回Ａ≧Ａ₁になたっと
きのトナー濃度の測定値ＶT1から、上記所定の作像回数
Ａ₁の間のトナー濃度の変化量ＤＴＣ（＝α・（ＶT2−
ＶT1））を算出し、トナー補給ローラ４８の補給能力で
ある単位時間当たりのトナー補給量Ｍ（＝（ＤＴＣ・Ｍ
D＋ｍ）／ＴH3）を算出して、その設定を変更する（ス
テップ１４〜１７）。次に、ＶT1にＶT2の値を入れ、作
像回数Ａ、補給時間の積算値ＴH3及びトナー消費量の積
算値ｍを初期値０に設定し、トナー濃度センサ９をＯＦ
Ｆした後、作像動作終了シーケンスを実行する（ステッ
プ１８，１９，１３）。

【００３１】本例によれば、トナー補給ローラ４８の補
給能力Ｍを検知するためのトナー補給動作を特別に実行
することなく、その補給能力Ｍを算出することができ
る。また、その補給能力Ｍに基づいてトナー補給ローラ
４８の駆動時間ｔ₁を設定しているので、所定の作像回
数Ａ₁ごとの補給能力Ｍの変動に対応でき、更に精度の
高いトナー濃度制御ができるようになる。

【００３２】また、上記トナー補給ローラ４８の補給能
力Ｍは、ユーザがトナーエンド又はトナーニアエンドの
表示を見てトナー補充を行なった後に検知してもよい。
図９（ａ）は、トナーニアエンド表示の制御のフローチ
ャートである。通常の作像動作シーケンスを実行した
後、トナー補給動作を行ない、その補給動作に同期して
トナーホッパ４６内のトナー残量をトナー残量センサ１
３で検知し、トナー残量センサ１３の出力値をチェック
する（ステップ１〜３）。トナー残量センサ１３の出力
値により、トナーホッパ４６内に「トナーあり」と判断
した場合には、トナーなし検知回数Ｂを初期値０に設定
し、通常の作像動作終了シーケンスを実行する（ステッ
プ３，１３）。「トナーなし」と判断した場合には、Ｂ
に１を加算してトナーなし検知回数を積算する。次に、
トナーなし検知回数Ｂが所定回数（本例では５０回）に
達しているかどうかを判断し、５０回未満の場合は通常
の作像動作終了シーケンスを実行し、５０回に達したと
きはトナーニアエンドを表示し、トナーニアエンド表示
後の作像回数積算用の変数Ｃを初期値０に設定し、作像
動作終了シーケンスを実行する（ステップ７〜１０）。

【００３３】図９（ｂ）は、図９（ａ）のトナーニアエ
ンド表示後のトナーエンド表示の制御のフローチャート
である。トナーニアエンド表示後において通常の作像動
作シーケンスを実行した後、Ｃに１を加算して作像回数
を積算する（ステップ１，２）。次に、作像回数Ｃが所
定回数（本例では５０回）に達しているかどうかを判断
し、５０回未満の場合は通常の作像動作終了シーケンス
を実行し、５０回に達したときは作像動作を禁止し、ト
ナーエンド表示を行ない、作像動作終了シーケンスを実
行する（ステップ３〜５）。

【００３４】図１０は、トナーエンド又はトナーニアエ
ンド時のトナー補充後の上記補給能力検知手段の具体例
における、補給能力Ｍの設定制御のフローチャートであ
る。本例では、上記制御部１２及びトナー残量センサ１
３を、上記トナーニアエンド又はトナーエンド表示後の
トナーホッパ４６内へのトナー補充操作を検知するトナ
ー補充検知手段、及び該トナー補充操作後の所定のトナ
ー補給動作を行なうトナー補給制御手段として用い、ま
た、上記トナー濃度センサ９を、現像器４１内の現像剤
のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段として用い
ている。また、上記制御部１２は、トナー補給ローラ４
８の補給能力Ｍを算出する補給能力算出手段としても用
いている。

【００３５】図１０に示すように、ユーザがトナーニア
エンド表示又はトナーエンド表示を見て、複写機のドア
を開けトナーボトルを交換してトナーホッパ４２内にト
ナーを補充する（ステップ１）。トナー補充が完了した
後、複写機本体のメインスイッチ又はドアスイッチをＯ
Ｎすると、感光体ドラム１の駆動、トナー濃度センサ
９、及び現像ユニット４の駆動がＯＮされる（ステップ
１〜３）。次に、トナー濃度センサ９で現像器４１内の
現像剤のトナー濃度（ＶT1）を測定し、トナーホッパ４
６内のトナー残量をトナー残量センサ１３で検知し、ト
ナー残量センサ１３の出力値をチェックする（ステップ
４，５）。トナー残量センサ１３の出力値により、トナ
ーホッパ４６内に「トナーなし」と判断した場合には、
トナーニアエンド表示又はトナーエンド表示を行なう
（ステップ６，７）。「トナーあり」と判断した場合に
は、補給時間ＴH4の値を初期値０に設定し、所定時間ｔ
₀だけ補給クラッチ４８ａをＯＮすることによりトナー
補給ローラ４８を回転駆動して現像器４１内にトナーを
補給し、その後、再びトナー濃度センサ９で現像器４１
内の現像剤のトナー濃度（ＶT2）を測定し、ＴH4にｔ₀
を加算して補給時間を積算する（ステップ６，８〜１
０）。このトナー補給動作は、トナー濃度の測定値ＶT2
が上記トナー濃度制御における基準値ＶRより小さくな
るまで、即ち現像器４１内の現像剤のトナー濃度が所定
値以上になるまで行なわれる（ステップ９〜１１）。こ
のトナー補給動作が終了した後、トナー濃度の測定値Ｖ
T1及びＶT2から、トナー濃度の変化量ＤＴＣ（＝α・
（ＶT2−ＶT1））を算出し、これを補給時間ＴH4で割っ
て、トナー補給ローラ４８の補給能力である単位時間当
たりのトナー補給量Ｍ（＝ＤＴＣ・ＭD／ＴH４）を算出
して、上記トナー濃度制御における補給時間をｔ₁を決
める補給能力Ｍ（図４のステップ６）の設定を変更する
（ステップ１２，１３）。ここで、トナー補給動作が完
了した後のＶT2の値がＶRの値と略同じである場合に
は、トナー濃度の変化量ＤＴＣの算出においてＶT2の代
えＶRを用いてもよい。次に、現像ユニット４の駆動、
トナー濃度センサ９、及び感光体ドラム１の駆動をＯＦ
Ｆして（ステップ１４）、待機状態になる（ステップ１
５）。

【００３６】本例によれば、トナー補給ローラ４８の補
給能力Ｍを検知するための特別なトナー補給動作を行な
うことなく、トナーエンド又はトナーニアエンド表示時
のトナー補充後に、上記所定のトナー補給動作前後のト
ナー濃度、及び該所定のトナー補給動作の補給時間によ
り補給能力Ｍを算出しているので、アナログ型複写機の
場合でも、トナー濃度過多等の特別な不具合なく補給能
力Ｍを検知することができる。また、その補給能力Ｍに
基づいてトナー補給ローラ４８の駆動時間ｔ₁を設定し
ているので、従来に比べより精度の高いトナー濃度制御
ができるようになる。また、本例は、補充トナーの特性
がロット間で変動している場合に極めて有益であり、ト
ナーの特性の異なり補給能力Ｍが変化しても、それぞれ
の補給能力Ｍに応じてトナー補給ローラ２８によるトナ
ー補給時間を設定することができる。

【００３７】なお、本実施例においては、トナー補給手
段として回転駆動するトナー補給ローラ４８を用いてい
るが、それに代え、トナーホッパ４６と現像器４１との
間に搬送パイプ及び該搬送パイプ内に配設した回転自在
の搬送スクリュー等で構成したトナー補給手段を用いて
もよい。

【００３８】また、本実施例においては、トナー補給ロ
ーラ４８の補給能力Ｍとして、トナー補給ローラ４８の
駆動時おける単位時間当たりのトナー補給量を検知して
いるが、それに代え、トナー補給ローラ４８の単位駆動
回転当たりのトナー補給量を検知してもよい。

【００３９】また、本実施例においては、トナー補給ロ
ーラ４８の補給能力Ｍに基づいて、トナー補給ローラ４
８の駆動時間を制御しているが、それに代え、１回のト
ナー補給時のトナー補給ローラ４８の駆動回転数、又は
一定時間におけるトナー補給ローラ４８の駆動回転速度
等を制御するようにしてもよい。

【００４０】また、本実施例においては、トナーエンド
又はトナーニアエンド表示時のトナー補充後に補給能力
Ｍを算出する場合に、現像器４１内の現像剤のトナー濃
度の測定値ＶT2が上記トナー濃度制御における基準値Ｖ
Rより小さくなるまで、即ち現像器４１内の現像剤のト
ナー濃度が所定値以上になるまで、上記所定のトナー補
給動作を行なうように上記トナー補給制御手段を構成し
ているが、トナー濃度の測定値ＶT2が基準値ＶRを中心
とした所定の範囲内にはいるまでトナー補給動作を行な
うように該トナー補給制御手段を構成してもよい。ま
た、現像器４１内の現像剤のトナー濃度が所定の目標濃
度又はその近傍の濃度になるように予め設定した所定の
補給時間だけトナー補給を行なうように、該トナー補給
制御手段を構成してもよい。

【００４１】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、上記補
給能力検知手段で、トナー収容器から上記現像器へトナ
ーを補給するトナー補給手段の補給能力Ｍ、例えば単位
時間当たりのトナー補給量、単位駆動回転当たりのトナ
ー補給量等を検知し、また、上記補給制御手段で該補給
能力検知手段の出力値Ｍに基づいて該トナー補給手段の
駆動、例えば駆動時間、駆動回転数、駆動回転速度等を
制御することにより、新品時の該トナー補給手段の補給
能力Ｍにバラツキがある場合や、該トナー補給手段の補
給能力Ｍが経時において変化した場合でも、該現像器内
の現像剤のトナー濃度が常に所定範囲内に入るようにな
るので、従来に比べてより精度高いトナー濃度制御がで
き、装置の小型化及び軽量化を図っても高画像品質が得
られるという効果がある。

【００４２】また、請求項２の発明によれば、上記補給
能力検知手段で、装置本体のメインスイッチ投入後等の
待機中に上記トナー補給手段の補給能力Ｍを検知し、上
記補給制御手段で、該補給能力Ｍに基づいて該トナー補
給手段の駆動を制御することにより、例えば毎日のよう
にメインスイッチをＯＦＦ／ＯＮ後等の待機状態がある
場合には、ほぼ毎日該トナー補給手段の補給能力Ｍの変
化をとらえることができ、上記現像器内の現像剤のトナ
ー濃度が常に所定範囲内に入るようになるので、従来に
比べてより精度高いトナー濃度制御ができ、装置の小型
化及び軽量化を図っても高画像品質が得られるという効
果がある。

【００４３】また、請求項３の発明によれば、上記補給
能力検知手段で、所定回数の画像形成動作の終了時に上
記トナー補給手段の補給能力Ｍを検知し、上記補給制御
手段で、該補給能力Ｍに基づいて該トナー補給手段の駆
動を制御することにより、所定回数の画像形成動作ごと
の短期間の補給能力Ｍの変動に対応できるようになり、
上記現像器内の現像剤のトナー濃度が常に所定範囲内に
入るようになるので、従来に比べて更に精度高いトナー
濃度制御ができ、装置の小型化及び軽量化を図っても高
画像品質が得られるという効果がある。

【００４４】また、請求項４の発明によれば、上記補給
能力検知手段で、所定回数の画像形成動作の間の上記ト
ナー補給手段の駆動時間ＴH3、トナー消費量ｍ、及び該
所定回数の画像形成動作の前後の上記現像器内の現像剤
のトナー濃度の変化（ＶT2−ＶT1）を検知して上記トナ
ー補給手段の補給能力Ｍを求め、上記補給制御手段で、
該補給能力Ｍに基づいて該トナー補給手段の駆動を制御
することにより、所定回数の画像形成動作ごとの補給能
力Ｍの変動に対応できるようになり、上記現像器内の現
像剤のトナー濃度が常に所定範囲内に入るようになるの
で、従来に比べて更に精度高いトナー濃度制御ができ、
装置の小型化及び軽量化を図っても高画像品質が得られ
るという効果がある。また、該トナー補給手段の補給能
力Ｍを検知するためのトナー補給動作を特別に実行する
ことがないという効果もある。

【００４５】また、請求項５の発明によれば、上記補給
能力検知手段で、上記トナー収容器内のトナー切れ後の
該トナー収容器へのトナー補充操作後において、上記所
定のトナー補給動作の前後でのトナー濃度の変化、及び
該所定のトナー補給動作の補給時間から上記トナー補給
手段の補給能力Ｍを検知し、上記補給制御手段で、該補
給能力Ｍに基づいて該トナー補給手段の駆動を制御する
ことにより、特に、該トナー収容器へ補充するトナーの
特性がロット間で異なる場合でも、上記現像器内の現像
剤のトナー濃度が常に所定範囲内に入るようになるの
で、従来に比べて更に精度高いトナー濃度制御ができ、
装置の小型化及び軽量化を図っても高画像品質が得られ
るという効果がある。また、該トナー補給手段の補給能
力Ｍを検知するための特別なトナー補給動作を行なう必
要がなく、アナログ型の画像形成装置の場合でも、トナ
ー濃度過多等の特別な不具合なく該補給能力Ｍを検知す
ることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る複写機の概略構成を示す正面図。

【図２】現像剤のトナー濃度とトナー濃度センサの出力
との関係を示す説明図。

【図３】実施例に係る制御系のブロック図。

【図４】実施例に係るトナー濃度制御のフローチャー
ト。

【図５】同トナー濃度制御に用いる補給能力Ｍの設定制
御の具体例を示すフローチャート。

【図６】補給能力Ｍの設定制御の他の具体例を示すフロ
ーチャート。

【図７】補給能力Ｍの設定制御の更に他の具体例を示す
フローチャート。

【図８】制御部におけるトナー消費量算出の構成を示す
ブロック図。

【図９】（ａ）はトナーニアエンド表示の制御のフロー
チャート。（ｂ）はトナーエンド表示の制御のフローチ
ャート。

【図１０】補給能力Ｍの設定制御の更に他の具体例を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１感光体ドラム４現像ユニット９トナー濃度センサ１２制御部１３トナー残量センサ４１現像器４６トナーホッパ４８トナー補給ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー収容器から現像器へトナーを補給す
るトナー補給手段を備えた画像形成装置において、該トナー補給手段の補給能力を検知する補給能力検知手
段と、該補給能力検知手段の出力値に基づいて該トナー
補給手段の駆動を制御する補給制御手段とを設けたこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記補給能力検知手段を、装置本体の待機中に所定時間だけトナー補給を行なうよ
うに上記トナー補給手段を制御するトナー補給制御手段
と、該トナー補給の前後の上記現像器内の現像剤のトナー濃
度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー補給の前後のトナー濃度の検知結果に基づい
て、該トナー補給手段の補給能力を算出する補給能力算
出手段とにより構成したことを特徴とする請求項１の画
像形成装置。
【請求項３】上記補給能力検知手段を、所定回数の画像形成動作の終了時に所定時間だけトナー
補給を行なうように上記トナー補給手段を制御するトナ
ー補給制御手段と、該トナー補給の前後の上記現像器内の現像剤のトナー濃
度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー補給の前後のトナー濃度の検知結果に基づい
て、該トナー補給手段の補給能力を算出する補給能力算
出手段とにより構成したことを特徴とする請求項１の画
像形成装置。
【請求項４】上記補給能力検知手段を、所定回数の画像形成動作の間の上記トナー補給手段の駆
動時間を検知する補給時間検知手段と、該所定回数の画像形成動作でのトナー消費量を算出する
トナー消費量算出手段と、該所定回数の画像形成動作の前後の上記現像器内の現像
剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、該トナー補給手段の駆動時間の検知結果、該トナー消費
量の算出結果、及び該トナー濃度の検知結果に基づい
て、該トナー補給手段の補給能力を算出する補給能力算
出手段とにより構成したことを特徴とする請求項１の画
像形成装置。
【請求項５】上記補給能力検知手段を、上記トナー収容器内のトナー切れ後の該トナー収容器へ
のトナー補充操作を検知するトナー補充検知手段と、該トナー補充操作の後に所定のトナー補給動作を行なう
トナー補給制御手段と、上記現像器内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃
度検知手段と、少なくとも該所定のトナー補給動作前のトナー濃度の検
知結果、及び該所定のトナー補給動作の補給時間に基づ
いて、該トナー補給手段の補給能力を算出する補給能力
算出手段とにより構成したことを特徴とする請求項１の
画像形成装置。