(57)【要約】【課題】  濃トナーと淡トナーとを組み合わせて使用する画像形成装置において出力画像の濃度が大きく変化する事を防止する【解決手段】  濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置と、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置を備える。トナー補給制御装置３０２は、濃トナーのトナー補給履歴記憶部３５３と淡トナーの補給履歴記憶部３５３とを備え、淡トナーの補給を行う場合には、前記濃トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給動作を補正して淡トナー補給装置の動作制御を行い、濃トナーの補給を行う場合には、前記淡トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給動作を補正して濃トナー補給装置の動作制御する。【選択図】  図８
2006221014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーとを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、
前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置と、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置とを備え、
前記トナー補給制御装置は、濃トナーのトナー補給履歴を記憶し、
かつ、淡トナーの補給を行う場合には、前記濃トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナーの補給動作を補正して淡トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、
前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置、及び、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置を有し、
前記トナー補給制御装置は、淡トナーのトナー補給履歴を記憶し、
かつ、
濃トナーの補給を行う場合には、前記淡トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給動作を補正して濃トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、
前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置、及び、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置を有し、
前記トナー補給制御装置は、濃トナーのトナー補給履歴と淡トナーの補給履歴とを記憶し、かつ、淡トナーの補給を行う場合には、前記濃トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給動作を補正して淡トナー補給装置の動作制御を行い、
濃トナーの補給を行う場合には、前記淡トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給動作を補正して濃トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１の画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、濃トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、淡トナー補給装置が動作するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２の画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、淡トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、濃トナー補給装置が動作するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３の画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、濃トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、淡トナー補給装置が動作するように制御し、
淡トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、濃トナー補給装置が動作するように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４ないし６のいずれかの画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、前記一定時間をｔとし、濃淡トナーが現像器内を１回循環する時間をＴとした場合に、ｔおよびＴが
Ｔ  ＞  ｔ  ＞  ０．２×Ｔ
となるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、
前記現像器は、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤によって静電潜像の現像を行う現像器であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、
前記現像器は、トナーのみから構成される１成分現像剤によって静電潜像の現像を行う現像器であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、濃トナーおよび淡トナーのそれぞれの現像機器内に配置された透磁率センサの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、画像形成装置内に配置された、濃トナーおよび淡トナー用それぞれの光反射率センサの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、
前記トナー補給制御装置は、画像形成装置内に配置された、濃トナーおよび淡トナーそれぞれの書き込み画素数カウンタの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかの画像形成装置において、
色相がほぼ同一の濃トナーおよび淡トナーの組み合わせを、異なる色相について複数組有しカラー画像を形成するものとしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、特に色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーとを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来同一色相について１種類のトナー用いて画像形成を行う画像形成装置では、ベタ画像の濃度を確保することが重要視されるために、ベタ画像の濃度を十分に確保することが可能な十分な量の色材成分（顔料）がトナー中に含有されている。一方で、電子写真方式をはじめとする紙上に画像形成を行うハードコピー機器においては、中間的な濃度やハイライト画像を再現するためには、面積階調の手法が用いられる。面積階調とは、画像を形成する画素の濃度を変化させる濃度階調の対向に位置する方法であり、トナー（印刷などの場合はインク）の付着領域の割合を小さくすることによってハイライト画像や中濃度の画像を再現する。この面積階調では、トナー付着領域の大きさ（いわゆる網点の大きさ）を視覚的にドットとして認識できない程度に小さくすることにより、ハイライト画像から中間的濃度、そして高濃度領域まで再現することを可能としている。この場合、トナー付着領域の大きさが視覚的にドットとして知覚されない程度の大きさであるため、画像を見た人にはトナー付着領域の面積の大小を意識するようなことはない。
【０００３】
しかしながら、このようなベタ画像の濃度を確保するという目的を達成することができるような、色材成分が十分に含まれているトナー（これ以降このようなトナーを濃トナーと略す。）を用いて、上記のように面積階調によりハイライト画像〜中濃度画像の再現を行った場合には、次のような問題が発生する。このような濃トナーの場合には、ハイライト画像では、ごく少量のトナーを各網点に対して、ほぼ等量になるように配置することが要求される。電子写真方式と呼ばれる、感光体ドラム上にレーザー光によって静電潜像を形成しこの静電潜像にトナーを付着させて現像を行う画像形成方法では、現像と呼ばれる工程において少量のトナーを精度よく制御して静電潜像上に均一に配置することが困難であるといった問題が存在する。
【０００４】
このため、各網点に配置されるトナーの量にばらつきが生じることになり、濃度が不均一な状態が形成される。この結果、電子写真方式で上記のような濃トナーを使用して画像出力を行った場合には、ハイライト〜中濃度画像において粒状性と呼ばれる画質の優劣を決定する上で重要な項目が、悪化してしまう（良好にすることができない）といった不具合を生じる。粒状性とは、本来均一であるはずの画像がどの程度ざらついているかを表す指標であり、粒状性の悪化した画像は、ざらざらとした印象を見る人に与えるため、低画質の画像として認識される。
【０００５】
電子写真方式の場合には、この粒状性が重要視されるような画像（例えば自然画）の場合、このような理由により粒状性を向上させることができないため、他のハードコピー方式例えば印刷やインクジェットに比べて、画質が低いといった問題の原因となっている。
【０００６】
このような粒状性が悪化するといった問題を解決することを目的として、上記の濃トナーのほかに、濃トナーとほぼ同一の色相を有し着色力が濃トナーほど大きくはない淡トナーを組み合わせて、画像の形成を行う画像形成装置が従来から提案されている。
【０００７】
特許文献１には、濃トナー、淡トナーによる現像を繰り返して行いトナー像を形成する画像形成装置において、各濃、淡トナーの平均帯電量差が２５％以内であること、または各濃、淡トナー重量平均粒径のトナー粒径差が２５％以内である、ことを特徴としているものが記載されている。このような構成にすることにより、濃、淡トナーを用いたモノクロの画像形成装置の場合には、階調性が維持されて安定した良好なモノクロ画像が得られる濃、淡トナーの特性関係を規定した画像形成装置を提供することができるとしている。一方、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ、について濃、淡カラートナーを用いたカラー画像形成装置の場合には、色再現性が保持されて、かつ階調性が維持されて安定して良好なカラー画像が得られる濃、淡カラートナーの特性関係を規定したカラー画像形成装置を提供することができるとしている。
【０００８】
特許文献２には、現像剤の補給に要する所定時間と休止に要する所定時間との和が、最短の動作の動作モードに要する時間以下に設定するとともに、現像剤の補給に要する所定時間と休止に要する所定時間とが、ともに１つの動作モード中に終了するようにする、ことが特徴である。従来の方法では、トナー補給の間に駆動系の停止・起動が入るようなケースが発生する。そして、このときにホッパの立ち上がり時間の影響や、あるいは現像剤搬送部での供給されたトナーの山が崩れるといった現象が発生することにより、現像剤の供給量が不安定となってしまっていた。この現像剤の供給量が不安定となる問題は、画像濃度ムラやカブリの原因となっていた。このような問題に対して、上述のような構成にすることにより、画像濃度ムラやカブリのない良好な画像を常に安定して得ることができるとしている。
【０００９】
特許文献３には、潜像形成中にＰセンサによって現像ユニットのトナー無しが検知されても、潜像形成が終了するまで、トナー補給を行わず、潜像形成終了後にトナー補給を行うようトナー補給開始のタイミングを制御する。  従来の方法では、現像ユニットのトナー無しが検知されると、すぐにトナー補給ローラ（７１）および補給スポンジローラ（７７）の回転を開始してトナーの補給を行っていた。このため、潜像形成とトナー補給とが同時に行われるので、潜像形成時に振動が発生し、形成潜像の乱れが発生してしまうといった問題が生じていた。
【００１０】
特許文献４には、現像剤中のトナー濃度を検出し、その検出結果を基にしてトナー補給制御を実行するトナー補給手段を備えており、また、潜像書き込み面積率を検出する手段を有し、この面積検出手段からの潜像書き込み面積率に応じて、現像剤の補給量、補給時間、および補給タイミングを設定することが特徴である。このような構成にすることにより、画像濃度に対応して消費されたトナーの量に応じた補給が即応して行えるようになるため、常に安定した画像濃度を維持させることが可能となる。これに対して、従来の方法では、補給されたトナーが現像スリーブに行き着くまでの間にある程度の時間が必要となることから、画像面積率が高い画像と低い画像とが交互に現像されるような場合には、消費されたトナー量に応じた補給が行なわれず、画像濃度にムラが発生しやすくなるといった問題があった。
【００１１】
特許文献５には、濃トナーと淡トナーとを組み合わせることによって、ハイライト〜中濃度部においては、主に淡トナーを用いることで粒状性を向上させることができるようになる。この理由は、淡トナーを使用してハイライト画像での網点部分を形成した場合には、濃トナーを使用してハイライト〜中濃度部を再現した場合と比較して、より多くのトナーが付着することになるためであると考えられる。（同一の画像濃度を得るために使用されるトナー量は、濃トナーを使用する場合よりも淡トナーを使用する場合の方が多くなるためである。）
この結果、各網点に付着するトナー量が多くなり、各網点に付着するトナー量がすこしばらついたような場合であっても、濃度の変化それほど大きなものとはならない。このため、結果として粒状性のすぐれた画像の出力を行うことができる。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−９１１６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１４９２０７号公報
【特許文献３】特開平８−３０５０９９号公報
【特許文献４】特開平８−２２７２１３号公報
【特許文献５】特開２００２−４９１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述のようにほぼ同一の色相を持つ、濃トナーと淡トナーとを組み合わせて、画像の形成を行う画像形成装置では、次のような問題が生じることが明らかになった。画像形成装置内には、使用するトナーの種類の数だけ現像装置が配置されている。この現像装置は、トナーを保持し、潜像に応じて感光体ドラム上にトナーを付着させるといった役割を持つ。現像装置では、静電潜像にトナーを付着されるたびに現像装置内のトナーが消費されることになるため、トナーの使用量を検知したり、現像装置内のトナー濃度を直接検知するなどの方法で、現像装置内のトナー量がほぼ一定に維持されるように、トナー補給装置よりトナーが補給される（特許文献２、特許文献３、特許文献４等）。
【００１４】
現像装置内のトナー量をほぼ一定に維持し、出力画像濃度を一定に維持するためにトナー補給を行うのであるが、当然ながら補給前に比べて補給後はより多くのトナーが現像装置内に存在することになる。このとき、現像装置内のトナー量が増加することによって、静電潜像が同じであっても付着するトナー量が、現像装置のトナー量に応じて増加してしまう。つまり、出力される画像の画像濃度もこのトナー補給のタイミングによって変動することになる。従来の画像形成装置においても、厳密にはこのようにトナー補給動作により出力画像の濃度が変化しているが、実用上問題とはならない程度までに押さえ込むことによって使用が行われている。
【００１５】
本発明の対象とする、ほぼ同一の色相を持つ濃トナーと淡トナーとを組み合わせて使用する画像形成装置では、トナー補給を、濃トナーおよび淡トナーのそれぞれについて、それぞれの現像装置内のトナー量が概ね一定となるように補給を行わなければならない。このとき、濃トナーと淡トナーのトナー消費量には、通常は関連性がほとんどないため、濃トナー、淡トナーの現像装置でトナー補給が必要となるタイミングにも関連性がない。このとき、濃トナーと淡トナーとのトナー補給のタイミングが一致してしまうようなことが発生すると、濃トナーと淡トナーとが同時に現像装置に補給されてしまう。
【００１６】
発明者が実施した実験では、このような濃トナーと淡トナーとでトナーの補給タイミングが一致した場合には、次のような問題が発生することが明らかになった。つまり上述のように、濃トナーと淡トナーのトナー補給のタイミングが一致したような場合には、補給直後の出力画像の画像濃度と補給前の画像濃度との変化量が、従来の同一色相について１種類のトナーのみを用いる画像形成装置に比べて、大きくなってしまう。このような出力画像濃度の大きな変化は、見る人に著しい違和感を与えるため、許容されることのない問題となってしまう。
【００１７】
本発明はこのような、濃トナーと淡トナーとを組み合わせて使用する画像形成装置において、特にトナー補給のタイミングに関連して、出力画像の濃度が大きく変化してしまうといった問題を解決することを目的とするものである。
【００１８】
また、カラー画像形成装置で濃トナー、淡トナーを組み合わせたような場合（例えば、濃マゼンタトナーと淡マゼンタトナーとを搭載した画像形成装置。さらの同じように濃シアントナーと淡シアントナーの組み合わせを搭載した画像形成装置や、濃イエロートナーと淡イエロートナーの組み合わせを搭載した画像形成装置）にも、やはり先述の現象と同じような現象が発現する。つまりこの場合にも、濃トナーと淡トナーとのトナー補給タイミングが一致したような場合には、補給後の出力画像の色と補給前の出力画像の色との差（色差）が、従来の同一色相について１種類のトナーのみを用いる画像形成装置に比べて、大きくなってしまう。
【００１９】
このように出力画像ごとの色差が大きくなってしまうため、意図した色と異なる色の出力画像がプリントされるようになる。このような場合も、使用者に著しい違和感を与える結果をもたらし、許容されることのない問題となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１の発明は、色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーとを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置と、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置とを備え、前記トナー補給制御装置は、濃トナーのトナー補給履歴を記憶し、かつ、淡トナーの補給を行う場合には、前記濃トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナーの補給動作を補正して淡トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００２１】
請求項２の発明は、色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置、及び、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置を有し、前記トナー補給制御装置は、淡トナーのトナー補給履歴を記憶し、かつ、濃トナーの補給を行う場合には、前記淡トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給動作を補正して濃トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００２２】
請求項３の発明は、色相がほぼ同一である濃トナーと淡トナーを用いてトナー像の形成を行い、この濃トナー及び淡トナーによる像を紙上で重ねて記録することにより画像の出力を行う画像形成装置において、前記画像形成装置は、濃トナー用の現像器と、濃トナー用現像器内へ濃トナーの補給を行う濃トナー補給装置と、淡トナー用の現像器と、淡トナー用現像器内へ淡トナーの補給を行う淡トナー補給装置、及び、前記濃トナー補給装置と淡トナー補給装置の動作制御を行うトナー補給制御装置を有し、前記トナー補給制御装置は、濃トナーのトナー補給履歴と淡トナーの補給履歴とを記憶し、かつ、淡トナーの補給を行う場合には、前記濃トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給動作を補正して淡トナー補給装置の動作制御を行い、濃トナーの補給を行う場合には、前記淡トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給動作を補正して濃トナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置である。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、濃トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、淡トナー補給装置が動作するように制御することを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項２の画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、淡トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、濃トナー補給装置が動作するように制御することを特徴とする。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項３の画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、濃トナーの補給履歴を参照することにより、濃トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、淡トナー補給装置が動作するように制御し、淡トナーの補給履歴を参照することにより、淡トナー補給装置の動作から一定時間経過したのちに、濃トナー補給装置が動作するように制御することを特徴とする。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかの画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、前記一定時間をｔとし、濃淡トナーが現像器内を１回循環する時間をＴとした場合に、ｔおよびＴがＴ＞ｔ＞０．２×Ｔとなるようにすることを特徴とする。
【００２７】
請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、前記現像器は、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤によって静電潜像の現像を行う現像器であることを特徴とする。
【００２８】
請求項９の発明は、請求項１ないし７のいずれかの画像形成装置において、前記現像器は、トナーのみから構成される１成分現像剤によって静電潜像の現像を行う現像器であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、濃トナーおよび淡トナーのそれぞれの現像機器内に配置された透磁率センサの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
請求項１１の発明は、請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、画像形成装置内に配置された、濃トナーおよび淡トナー用それぞれの光反射率センサの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項１２の発明は、請求項１ないし９のいずれかの画像形成装置において、前記トナー補給制御装置は、画像形成装置内に配置された、濃トナーおよび淡トナーそれぞれの書き込み画素数カウンタの出力値に基づいて、前記のトナー補給装置の動作制御を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項１３の発明は、請求項１ないし１２のいずれかの画像形成装置において、色相がほぼ同一の濃トナーおよび淡トナーの組み合わせを、異なる色相について複数組有しカラー画像を形成するもの
としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る画像形成装置によれば、濃トナーと淡トナーとを組み合わせて使用する画像形成装置において、特にトナー補給のタイミングに関連して、出力画像の濃度が大きく変化してしまうといったことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３５】
図１は実施例に係る画像形装置の概略断面図、図２は図１に示した画像形成装置の画像処理部を示すブロック図、図３は画像処理部のビデオ信号処理部ブロック図、図４は実施例に係る現像器の断面図、図５は現像器の平面図、図６はトナー補給制御装置のブロック図、図７はトナー補給制御装置におけるトナー補給判定部の動作を示すフローチャート、図８はトナー補給制御装置のトナー補給動作補正部のブロック図である。
【００３６】
本例に係る画像形成装置はシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、淡ブラック（Ｌ）の５色の色成分画像を記録シート上で重ね合わせて画像を形成する。本例では、ＣＭＹＫＬの各色成分に対応して、図１に示すように、５つの画像形成ユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋが一列に配置されている。各画像形成ユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋで形成された各色成分画像は、５つの画像形成ユニット１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋに当接して配置されているベルト状の中間転写体１１（中間転写ベルト）へと、順次転写される。中間転写体１１は、図示していない駆動手段によって所定のタイミングで回転しているため、中間転写体上において、各色成分画像が所定の位置で重ね合わさり、形成されるようになっている。中間転写体上で重ね合された各色成分画像は、一括して、記録シート上へと転写され、記録シート上の画像となる。
【００３７】
本例では、上記のＣＭＹＫＬの５色の各色画像形成ユニットは共通の構成となっているため、その１組である画像形成ユニット１０Ｃについて説明を行う。画像形成ユニット１０Ｃは、感光体ドラム１０１と、この感光体ドラムを所望の電位に帯電する帯電器１０２、所望の電位に帯電された感光体ドラム１０１に出力用画像データ（擬似中間調処理を施した画像データ）の書き込みを行うレーザー光学ユニット１２、レーザー光学ユニット１２による書き込みによって感光体ドラム上に形成された静電潜像を各色成分に対応するトナーによって現像する現像器１０３、現像器によって感光体上に現像されたトナー像を、上記の中間転写体上へと転写する転写器１０４（１次転写器）、中間転写体へ転写されずに感光体上に残った未転写トナーをクリーニングするクリーナー１０５とから構成される。
【００３８】
紙などの記録シートＰは図示していない記録シートバンクから搬送手段によって搬送されたあとに、レジストローラ１３で所定のタイミングを取り、２次転写器へと搬送される。２次転写器では、中間転写体上のトナー像（５色分のトナー像）が記録シート上の所望の位置に転写される。トナー像が転写された記録シートＰは、定着器１５において加熱・加圧され、機外へと排出される。
【００３９】
次、本例で使用するトナーについての説明を行う。本例では使用するトナーは重合法によって作製した、いわゆる重合トナーであり、トナーの粒径は、体積平均粒径は５．５μｍとなるように製造した。なお、トナー粒径の測定は、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターＴＡII」を用い、アパーチャ径１００μｍで測定した。ほぼ同一の製法により、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、淡ブラック（Ｌ）の５色のトナーについて作製をしている。なお、上記文書は本発明のトナーの仕様を限定するものではなく、上記作製方法のほか、分散重合法、あるいは粉砕法などによって作製したトナーであっても構わない。
【００４０】
次、本例での画像データ入力から出力用画像データを得るまでの画像処理部を図２を参照して説明する。スキャナ部（コピー機の場合）、またはパーソナルコンピューター（プリンタの場合）などの画像入力部３０からの入力データは、多値（多くの場合８ｂｉｔ）画像であり、画像処理部２０の中の、ＭＴＦフィルタ処理部２１において強調処理され、次いで色補正・階調補正処理部２２（γ変換）により、ＲＧＢ色空間からＣＭＹＫＬ５色空間への色変換や、あらかじめ設定されている階調を実現するための濃度制御がなされる。次いで擬似中間調処理部２４によりプリンタ特性に合うように擬似中間調処理が施され、出力用画像データ（１２００ｄｐｉ、２ｂｉｔデータ）として、画像出力側（レーザー光変調駆動側）へと引き渡される。ＭＴＦフィルタ処理、色補正処理・γ補正処理、擬似中間調処理については従来の技術と同一であっても構わないので、ここでは詳細の説明は省略する。図中符号３１はＣＰＵ、３２はＲＯＭ、３３はＲＡＭ、３４は操作部、３５はシステムバスを示している。
【００４１】
このようにして画像処理部２０において処理を施された出力画像用データは、次工程であるビデオ信号処理部４０へと送られる。図３は、本例の画像形成装置のビデオ信号処理部４０での１色分（仮にＫ色と考える）のデータの流れを表している。他のＣＭＹＬ４色についてもそれぞれ別個のビデオ信号処理部４０を有し、図３と同様の処理が施されため、ここでは１色分のデータの流れを説明する。
【００４２】
図３に示すように、ビデオ信号処理部４０では前述の出力画像用データ（画像処理の結果）を受け取り、発光点１２１（レーザーダイオード、図１参照）の個数分のデータをラインメモリ上に記憶し、同期検知センサ４５で検知したポリゴンミラーの回転に同期した信号（いわゆる同期信号）に合せて、ビデを信号処理部４１の各画素に対応する上記ラインメモリ状のデータをＰＬＬ部４６からのタイミング（画素クロック）で、ＰＷＭ制御部へと引き渡す。（なお、実施例１では、発光点の数は、各色ともに４つである。）ＰＷＭ制御部４２では、このデータがパルス幅変調（ＰＷＭ）信号へと変換され、ＬＤドライバ４３へと引き渡される。ＬＤドライバ４３では、このパルス幅変調信号に対応して所定の光量でＬＤ素子４４（ＬＤアレイ）を光変調駆動する。本例では、各色成分の出力用画像データに対応して、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を行い、レーザーの光変調駆動を行うようになっている。
【００４３】
ＬＤアレイ４４からの発光光は、コリーメートレンズにおいて平行光を形成するようになり、アパーチャ−により所望のビーム径に対応する光束に切り取られる。アパーチャ通過後の光束はシリンドリカルレンズを通過し、ポリゴンミラーへと入射される。ポリゴンミラーで反射された光束は、走査レンズ（f−θレンズ）によって集光されて、折り返しミラーで折り返したあとに、感光体位置上で結像するようになっている。
【００４４】
本発明は上記のような画像形成装置において、各画像形成ユニット中の現像器におけるトナー補給の部分に深く関連する。このため、この現像器の構成およびトナー補給の機構について、より詳しい説明を行う。
【００４５】
現像器は、磁性キャリアと前述のトナーとから構成される２成分現像剤を内包している。現像器１０３は、図４に示すように、現像スリーブ２０１と２本の攪拌スクリューからなる攪拌部材２０２および、トナー補給装置２０４を有する。現像スリーブ２０１は、その表面に２成分現像剤を保持し、感光体ドラム１０１に対して磁気ブラシを形成する役目を持つ。この現像スリーブ２０１は、表面が回転自在に支持された非磁性材料から構成される筒状の部材であり、その内部には永久磁石から構成されているマグネットローラが配置されている。また、攪拌部材２１０は、２本のスクリュー部材２１１，２１２で２成分現像剤を攪拌することによりトナーを所定の帯電量まで帯電させる役割を持つ。トナー補給装置２０４は、トナーボトル２０５内のトナーを現像器内の２成分現像剤に補給する。
【００４６】
上記トナー補給装置２０４は、回転可能な補給用繰り出し部材が、トナーボトル２０５の開口部に接して配置されるような構成になっている。そして、この繰り出し部材を、後述する制御回路によって、回転駆動させて所定量のトナーをトナーボトル内から繰り出し、２成分現像剤中へとトナーを補給するようになっている。これにより、トナー収容器から、繰り出し部材の回転によってトナーが繰り出され、矢印にしたがってトナーが落下し現像器へとトナーの補給が行われる。
【００４７】
さらに、現像器の攪拌部の構成を図５に基づいて説明する。図５に示すように攪拌部材としては２本のスクリュー部材２１１，２１２が用いられており、スクリュー部材２１１，２１２が互いに相反する方向に２成分現像剤を移送することができる方向に回転方向が設定されている。以下、現像スリーブ２０１から遠い側に配置される攪拌スクリューを補給用攪拌スクリュー２１１と表記し、また他方の現像スリーブ２０１に近い側に配置されるスクリュー部材２１１を現像用攪拌スクリュー２１１と記し、遠い側のスクリュー部材２１２を補給用攪拌スクリュー部材２１２表記する。
【００４８】
トナー補給個所から補給されたトナーは、現像用攪拌スクリュー２１１の軸方向に補給個所他端に向けて移送されるようになっている。また、現像器１０３内部は仕切壁２０３を境にして補給用攪拌スクリュー２１１と現像用攪拌スクリュー２１２とが収納されている。そして、各攪拌スクリュー２１１，２１２の軸方向に平行に、仕切壁２０３の長手方向の両端が切り落とされている。したがって、この切り落とし部において、補給用攪拌スクリュー２１１が収容されている空間と、現像用攪拌スクリュー２１１が収容されている空間とが連通する構成になっている。
【００４９】
このような構成により、補給されたトナーは補給用攪拌スクリュー２１２によってトナー補給部から遠ざかる方向に移送され、２成分現像剤と攪拌される。また、仕切壁２０３が切り取られた個所までこの補給トナーと攪拌された２成分現像剤が到達すると、仕切壁２０３が切り取られた個所を介して現像用攪拌スクリュー２１１が収容されている空間に入り込む。その後今度は、現像用攪拌スクリュー２１１によって攪拌されながら現像スリーブ２０１の軸方向に移動する。図５では、反時計周りの方向に２成分現像剤が循環している。
【００５０】
現像用攪拌スクリュー２１１は、現像スリーブ２０１に対向して配置されているので、攪拌された２成分現像剤が現像スリーブ２０１の周面に付着することができるようになっている。現像スリーブ２０１の表面に付着した２成分現像剤は、現像スリーブ２０１の回転に伴って感光体ドラム１０１と対向する側に搬送され、先ほど説明したように静電潜像の現像に供される。
【００５１】
現像器１０３では、感光体ドラム１０１上の静電潜像を現像するために現像剤中のトナーが消費される。このため、適当な量のトナー量を補給しなければ、現像剤中のトナー濃度が経時で低下してしまい、出力画像の画像濃度を一定に保持することができない。
【００５２】
実施例１では、トナー補給を行うために２成分現像剤中のトナー濃度を検知することによってトナー補給の要否の判定を行っている。本例では、２成分現像剤中のトナー濃度の検知方法として、現像器内に設置した検出コイルのインダクタンスの変化を測定する方法を用いている。この方法では、２成分現像剤を構成する、キャリア（磁性体が大部分の構成を占める）とトナー（樹脂成分が多く含まれる）との混合比が変化することによって、現像剤の透磁率が変化することを利用して、２成分現像剤のトナー濃度を検知する。
【００５３】
本例では、このようなトナー濃度センサを、ＣＭＹＫＬ５色すべての現像器に配置し、現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を電圧値として画像形成装置のトナー補給制御装置へと出力するようにしている。
【００５４】
実施例１のトナー補給制御装置を図６に示す。本例ではこのトナー補給制御装置がＣＭＹＫＬ５色のトナー補給装置すべての制御を行っている。実施例１のトナー補給制御装置３００では、上記のトナー濃度センサからの出力値からトナー補給の要否の判定を行うトナー補給判定部３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ，３０１Ｌと、トナー補給装置の駆動信号を発生するトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｙ，３０３Ｃ，３０３Ｍ，３０３Ｋ，３０３Ｌ、を備えており、また濃トナー（Ｋ）、および淡トナー（Ｌ）については、トナー補給動作補正部３０２を備える構成としている。ＣＭＹＫＬ５色それぞれのトナー補給判定部３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ，３０１Ｌ、およびトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｙ，３０３Ｃ，３０３Ｍ，３０３Ｋ，３０３Ｌは、同一の動作をするものであるので、下記で１色についてその動作の説明を行う。
【００５５】
図７に実施例１のトナー補給制御装置３００におけるトナー補給判定部３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ，３０１Ｌの動作を示す。上述のトナー濃度センサから検出電圧（ＶＴＣ）が出力されてくると（Ｓ１０１）、上記検出電圧（ＶＴＣ）があらかじセンサされている補給判別電位のうちＶ０以下であればトナーの補給は行われず（Ｓ１０３）、Ｔ１時間後に再度トナーのトナー濃度検出が実行される（Ｓ１０４）。上記検出電圧（ＶＴＣ）があらかじめ設定されている補給判別電位のうちＶ０以上かつＶ１以下である場合（Ｓ１０５）には、少量（Ｌ）のトナー補給を指示する信号が前述のトナー補給装置駆動信号生成部へと出力される（Ｓ１０６）。その後のトナー濃度検出タイミングは、補給したトナーが現像剤中に十分混合されると考えられる時間を考慮してＴ２時間後に設定される（Ｓ１１０）。上記検出電圧（ＶＴＣ）があらかじめ設定されている補給判別電位のうちＶ１以上かつＶ２以下である場合には（Ｓ１０７）、中量（Ｍ）のトナー補給を指示する信号がトナー補給装置駆動信号生成部へと出力される（Ｓ１０８）。その後のトナー濃度検出タイミングは、補給したトナーが現像剤中に十分混合されると考えられる時間を考慮してＴ２時間後に設定される（Ｓ１１０）。上記検出電圧（ＶＴＣ）があらかじめ設定されている補給判別電位のうちＶ２以上である場合には、大量（Ｈ）のトナー補給を指示する信号が前述のトナー補給装置駆動信号生成部へと出力される（Ｓ１０９）。その後のトナー濃度検出タイミングは、補給したトナーが現像剤中に十分混合されると考えられる時間を考慮してＴ２時間後に設定される（Ｓ１１０）。
【００５６】
なお、本例では、前記Ｔ１を１０秒、Ｔ２を３０秒にそれぞれ設定してある。なお、これらの値は実際の現像器のサイズや、２成分現像剤の現像器内の循環速度に応じて、適当に設定することが望ましい。また、補給判定電圧（Ｖ０〜Ｖ２）の値はトナー濃度センサの感度などによって変わる（出力電圧の絶対値にはほとんど意味がない。）ため、具体的な値の記載を行わないことにする。これらの値はいずれの本発明を制限するものではなく、具体例を一例としてあげたものに過ぎない。
【００５７】
トナー補給判定部から、前述したトナー補給を指示する信号が、トナー補給装置駆動信号生成部へと入力されると、このトナー補給装置駆動信号生成部では、前述したトナー補給装置を駆動させるための信号を生成する。トナー補給装置では、この駆動信号をうけて、トナー補給装置の補給用繰り出し部材を回転させることにより、トナーボトルから現像器へとトナー補給を行う。なお、本例のトナー補給装置駆動信号生成部では、前述のトナー補給量である小量（Ｌ）、中量（Ｍ）、大量（Ｈ）の区分けを、トナー補給装置の駆動時間が小、中、大となるような駆動信号を生成することによって、行っている。実施例１では、この小、中、大のトナー補給量が、２成分現像剤３５０ｇに対して、２ｇ（小）、４ｇ（中）、６ｇ（大）、となるように設定してある。
【００５８】
また、実施例１のトナー補給制御装置では、ＣＭＹの３色については、上記のように、トナー補給判定部でのトナー補給判定、およびトナー補給装置の駆動信号生成、の手順で現像器へのトナー補給を行っている。一方、Ｋ・Ｌトナーの濃・淡２色については、トナー補給判定部とトナー補給装置駆動信号生成部との間にトナー補給動作補正部３０２を配置することによって、トナー補給装置の補給動作を補正してＫ・Ｌトナーの補給を行うものとしている。
【００５９】
即ち、本例では同一色相のトナーの組み合わせであるＫトナーとＬトナー間では、実際にはトナー補給時期を次のように補正している。図８にトナー補給制御装置でのトナー補給動作補正部３０２の概要を示す。前述のトナー補給判定部３０１Ｋ，３０１Ｌにおいて、Ｋトナー、Ｌトナーの補給が必要であるか、不要であるかの判定が行われ、必要となった場合には、トナー補給信号がトナー補給動作補正部へと入力されてくる。Ｋトナーのトナー補給信号が入力されてくると、トナー補給時期の補正部３５１により下記の内容で実施され、補正されたトナー補給信号となって、前述のトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｋへと出力されるようになっている。Ｋトナーの補給時期の補正は、Ｌトナーの補給履歴記憶部３５４を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＫトナーの補給を実施する。一方、Ｌトナーの補給履歴記憶部３５４を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｋトナーの補給を一時見送り一定時間経過後にＫトナーの補給を行う。そして、Ｋトナーのトナー補給履歴を、トナー補給履歴記憶部３５３に記憶する。
【００６０】
一方、Ｌトナーの補給時期の補正部３５２は、Ｋトナーの補給履歴記憶部３５３を参照することにより、前回のＫトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＬトナーの補給を実施する。一方、Ｋトナーの補給履歴記憶部３５３を参照することにより、前回のＫトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｌトナーの補給を一時見送り一定時間経過後にＫトナーの補給を行う。そして、Ｋトナーのトナー補給履歴を、トナー補給履歴記憶部３５３に記憶する。
【００６１】
また、実施例１のトナー補給制御装置では、上記のような制御を行うにあたって、ＬトナーおよびＫトナーのトナー補給を少なくとも過去１回分補給時期を履歴として保持しておく必要があるが、このような履歴の保持はトナー補給装置から読みだし可能なメモリ上に履歴を記録させておき、ＣＰＵで処理することで実現している。ただし上記の記載は、本発明のトナー補給の制御方法を限定するものではない。より簡単な電子回路を構成し、前回のＫ・Ｌトナーの補給時期を判別できる構成とすることでＬ・Ｋトナーの補給タイミングを必要に応じて一定時間遅らせるような方法であっても、本発明の機能を実現する上で全く問題はない。
【００６２】
また、上述のＬトナーの補給を遅らせる「一定時間」を、実施例１では２秒に設定している。発明者の実施した実験の結果では、この一定時間を１．０秒以上に設定することによって同一色相のトナー補給のタイミングが一致してしまうことによって発生する悪影響（従来技術の項で詳しく記載）に対して効果が認められるようになり１．４秒以上に設定することによってこの悪影響をほとんど完全に解消することができた。なお、上記の記載は、本発明のトナー補給の遅らせる「一定時間」の値を限定するものではない。
【００６３】
このトナー補給を一時見送る「一定時間」は、現像器内の２成分現像剤が現像器内を循環する時間に関係するため、その値そのものを記載することは難しいが、発明者の行った実験により、現像器内の現像剤の循環時間（現像器内を現像剤が一巡する時間）をＴとしたときに、上記の「一定時間」その２０％、つまり０．２Ｔ時間程度の設定することが望ましい。なお、実施例１の構成の場合、上記の現像剤の循環時間は、７秒であった。上記の「一定時間」としてさまざまな値を設定して行った比較実験を後ほど説明する。
【実施例２】
【００６４】
図９は実施例２のトナー補給制御装置でのトナー補給動作補正部の概要を示すブロック図である。実施例２では、トナー補給制御装置３００内での、トナー補給動作補正部４００での補正方法が実施例１の場合とは異なっているので、その部分を詳しく説明する。
【００６５】
実施例２においても、Ｋ・Ｌトナーの濃・淡２色については、実施例１と同じようにトナー補給判定部３０１Ｋ，３０１Ｌとトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｌ，３０３Ｋとの間にトナー補給動作補正部４００を配置することによって、トナー補給装置の補給動作を補正して、Ｋ・Ｌトナーの補給を行う。
【００６６】
実施例２では、同一色相のトナーの組み合わせであるＫトナーとＬトナーの間では、実際にはトナー補給時期を次のように補正している。図９に示すように、実施例１と同じようにトナー補給判定部３０１Ｋ，３０１Ｌにおいて、Ｋトナー、Ｌトナーの補給が必要であるか、不要であるかの判定が行われ、必要となった場合には、トナー補給信号がトナー補給動作補正部４００へと入力されてくる。
【００６７】
Ｋトナーのトナー補給信号が入力されてくると、通常どおりＫトナーの補給を実施する一方で、Ｋトナーのトナー補給履歴を、トナー補給履歴部４０１に記憶する。一方、Ｌトナーについてはトナー補給時期の補正部４０２は補給時期の補正を次のようにして行う。即ちＫトナーの補給履歴を参照することにより、前回のＫトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＬトナーの補給を実施する。一方、Ｋトナーの補給履歴部４０１を参照することにより、前回のＫトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｌトナーの補給を一時見送り一定時間経過後にＫトナーの補給を行う。
【００６８】
実施例２によれば簡単な構成で、濃トナーと淡トナーとのトナー補給タイミングが一致した場合に発生する問題の発生頻度を低減することが可能となる。
【実施例３】
【００６９】
図１０は実施例３のトナー補給制御装置でのトナー補給動作補正部４１０の概略を示すブロック図である。実施例３では、トナー補給制御装置内での、トナー補給動作補正部での補正方法が実施例１の場合とは異なっているので、その部分を詳しく説明する。
【００７０】
実施例３においても、Ｋ・Ｌトナーの濃・淡２色については、実施例１と同じようにトナー補給判定部３０１Ｋ，３０１Ｌとトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｌ，３０３Ｋとの間にトナー補給動作補正部４１０を配置することによって、トナー補給装置の補給動作を補正して、Ｋ・Ｌトナーの補給を行う。
【００７１】
実施例３では、同一色相のトナーの組み合わせであるＫトナーとＬトナーの間では、実際にはトナー補給時期を次のように補正している。実施例１と同じようにトナー補給判定部３０１Ｋ，３０１Ｌにおいて、Ｋトナー、Ｌトナーの補給が必要であるか、不要であるかの判定が行われ、トナー補給が必要となった場合には、トナー補給信号がトナー補給動作補正部４１０へと入力されてくる。
【００７２】
Ｋトナーのトナー補給信号が入力されてくると、トナー補給時期の補正部４１１が下記の内容で実施され、補正されたトナー補給信号となって、前述のトナー補給装置駆動信号生成部３０３Ｋへと出力されるようになっている。Ｋトナーの補給時期の補正は、Ｌトナーの補給履歴部４１２を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＫトナーの補給を実施する。一方、Ｌトナーの補給履歴部４１２を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｋトナーの補給を一時見送り一定時間経過後にＫトナーの補給を行う。
【００７３】
一方、Ｌトナーについては、Ｌトナーのトナー補給信号が入力されてくると、通常どおりＬトナーの補給を実施する一方で、Ｌトナーのトナー補給履歴を、トナー補給履歴部４１２に記憶する。
【００７４】
本例にでは、簡単な構成で、濃トナーと淡トナーとのトナー補給タイミングが一致した場合に発生する問題の発生頻度を低減することが可能となる。
【実施例４】
【００７５】
実施例４では、トナー補給制御装置内での、トナー補給動作補正部での補正方法が実施例１の場合とは異なっているので、その部分を詳しく説明する。実施例１では、例えば、Ｋトナーの補給に関しては、その補正方法は次のようなものであった。つまり、Ｌトナーの補給履歴を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＫトナーの補給を実施する。一方、Ｌトナーの補給履歴を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｋトナーの補給を一時見送り一定時間経過後にＫトナーの補給を行う。
【００７６】
これに対して、実施例４では、Ｋトナーの補給に関しては、その補正方法は次のようにして行なう。即ち、Ｌトナーの補給履歴を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していれば、通常どおりＫトナーの補給を実施する。（トナー補給判定部で確定した、ＬＭＨのトナー量の補給が実施される。）一方、Ｌトナーの補給履歴を参照することにより、前回のＬトナーの補給から一定時間経過していなければ、Ｋトナーの補給量をＬ（小量）としてＫトナーの補給を行う、というものである。即ち、実施例１がトナー補給補正を、補給時期を遅延させて行っていることに対して、実施例２ではトナー補給の補正を、トナー補給量の違いで実施していることが、両者の相違点となっている。
【実施例５】
【００７７】
実施例５は、画像形成装置内に配置された光反射率センサの出力値に基づいて、トナー補給制御を行っている点が、実施例１と異なる。これに対して、実施例１では、トナー濃度センサの出力値に基づいて、トナー補給制御を行っていた。
【００７８】
光反射センサとは、発光部と受光部とから構成されており、発光部からの発光光を対象物に照射し、その反射光を受光部で検出することにより、対象物の反射率を検知するセンサである。
【００７９】
実施例５では、この光反射センサを前記中間転写体１１に対向するように配置し、中間転写体１１上に形成されたトナー像（ＫトナーおよびＬトナーによるトナー像を中間転写ベルト上の非画像領域に形成する）の反射率を読み取っている。この光反射センサによって検知されたトナー像の反射率から、トナー像を形成するトナーの量（トナー付着量）に換算することができる。このため、光反射率センサの出力値に基づいてトナー補給制御を行うことによっても、トナー付着量が一定、即ち画像濃度の安定した出力画像を得ることができる。
【実施例６】
【００８０】
実施例６は、画像形成装置５００内に、書き込み画素カウンタを配置しその出力値に基づいてトナー補給制御を行っている点が、実施例１と異なる。即ち本例では、画素カウンタは、ＣＭＹＫＬそれぞれについて画像処理部において擬似中間調処理を行った画像データに対して、光書き込みを行う画素数の計測を行い、光書き込みを行う総画素数の大きさに比例した出力値を出力するような機能を有する。現像工程においては、感光体ドラムに対して書き込みを行った画素にトナーが付着するため、光書き込みを行う総画素数から、現像工程で消費されるトナー量をある程度検知することができる。
【００８１】
実施例６では、この画素カウンタの出力値とあらかじめトナー補給制御装置に記憶されている設定値とを、実施例１の同じような方法で判定（図７のトナー補給要否判定）をすることによって、トナー補給の制御を行っている。なお、トナー補給要否の判定以降の工程は、実施例１と同じである。
【実施例７】
【００８２】
図１１は実施例７の画像形成装置の概略図、図１２は実施例７のトナー補給制御装置を示すブロック図である。実施例７の画像形成装置５００は、イエロー（Ｙ）、濃シアン（Ｃ）、淡シアン（ＬＣ）、濃マゼンタ（Ｍ）、淡マゼンタ（ＬＭ）、濃ブラック（Ｋ）、淡ブラック（ＬＫ）の７色の色成分画像を、記録シート上で重ね合わせて画像を形成するものである。本例では上記７色に対応する画像形成ユニット５１０Ｙ，５１０Ｃ，５１０ＬＣ，５１０Ｍ，５１０ＭＣ，５１０Ｋ，５１０ＬＫを設けている。本例では各画像形成ユニット５１０Ｙ，５１０Ｃ，５１０ＬＣ，５１０Ｍ，５１０ＭＣ，５１０Ｋ，５１０ＬＫの構成は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００８３】
また、このように７色のトナーによって画像の形成を行う実施例７の画像形成装置の、トナー補給制御装置６００を図１２に示す。色相がほぼ同一である濃・淡トナーの組み合わせは、濃マゼンタと淡マゼンタＬＭ、濃シアンＣと淡シアンＬＣ、濃ブラックと淡ブラックＬＫ、の３組となる。実施例７では、図１２で示したように、濃・淡トナーの組み合わせにおいては、トナー補給判定部６０１Ｃ，６０１ＬＣ，６０１Ｍ，６０１ＬＭ，６０１Ｋ，６０１ＬＫと、トナー補正装置信号生成部６０３Ｃ，６０３ＬＣ，６０３Ｍ，６０３ＬＭ，６０３Ｋ，６０３ＬＫとの間にトナー補給動作補正部６０２Ｃ，６０２Ｍ，６０２Ｋを設ける。これらのトナー補給動作補正部６０２Ｃ，６０２Ｍ，６０２Ｋで実施例１で記載したような補正を行い、濃・淡トナーのトナー補給の制御を行っている。即ち、濃トナーの補給と淡トナーの補給とが一致することがないように、必要に応じて濃トナー、淡トナーの補給時期を遅延させるようにしている。
【実施例８】
【００８４】
図１３は実施例８の画像形成装置の現像器を示す断面図、図１４は実施例８の画像形成装置の現像装置を示す平面図である。実施例８では、現像器７００が１成分現像剤によって現像を行う現像器であることが、実施例１との相違点である。実施例８では、現像容器７１０内には、キャリアは存在せず、トナーのみから構成される現像剤が内包されている図中７０１は現像ローラ、７０２はパドル、７０３はスクリュー部材、７０４はホッパ（現像剤収容器）、７０５は現像材落下量制御壁、７０６はトナーセンサ、７０７は現像材搬送部を示している。
【００８５】
実施例８の現像器でも、実施例１と同じようにトナーセンサ７０６の出力値に基づいて、トナー補給が必要であるが、不要であるかの判断が行われる。トナー補給が必要であると判断された場合には、ホッパ７０４が駆動され、ホッパ７０４から現像剤搬送部７０７へと現像であるトナーが搬送される。現像剤搬送部７０７に供給されたトナーは現像剤搬送手段であるスクリュー部材７０３によって現像容器の長手方向に搬送されながら図１２に示した現像剤落下量制御壁７０５に沿って現像容器７１０に落下供給される。落下供給されたトナーはパドル７０２によって現像ローラ７０１側に移送され、現像ローラ７０１へと付着する。実施例８では、現像器が１成分現像を行うため、構成が実施例１とは異なっているが、トナー補給の制御方法などは実施例１と全く同じものでよい。
【００８６】
次発明者の行った実験の結果を示す。実施例１の実験機を用いて、上記のトナー補給を行わない「一定時間」を振って出力画像の明度（Ｌ＊）を計測し、出力画像の明度変動（＝画像濃度）を評価した。実験では、１０００枚の通紙（画像出力）を実施し、明度５０付近のパッチを１０００枚の出力画像すべてについて測定し、明度の変動量が０．０以上５．０未満の範囲内であれば○、変動量が５．０以上１０．０未満であれば△、１０．０以上であれば×とした。なお、明度の測定には、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、分光反射濃度計、モデル９３８を用いた。
【００８７】
【表１】
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【００８８】
実施例１の現像器では、現像剤が現像器内を一巡する時間（Ｔ）は７秒であり、今回の実験では、この循環時間に対してトナー補給を見送る時間（ｔ）を０〜４０％の範囲に設定した場合の出力画像の明度変動を上記の方法により判定したものである。この実験の結果から、上記の「一定時間」を、現像剤が現像器内を一巡する時間（Ｔ）の２０％以上の設定することによって、出力画像の明度変動が少ない画像形成装置を実現することができる、ことが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施例１に係る画像形装置の概略構成を示す側面図である
【図２】図１に示した画像形成装置の画像処理部を示すブロック図である。
【図３】図２に示した画像処理部のビデオ信号処理部ブロック図である
【図４】図１に示した画像形成装置の現像器の断面図である。
【図５】図１に示した画像形成装置の現像器の平面図である。
【図６】実施例のトナー補給制御装置のブロック図である
【図７】図６に示した画像形成装置のトナー補給判定部の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したトナー補給制御装置のトナー補給動作補正部のブロック図である。
【図９】実施例２のトナー補給制御装置でのトナー補給動作補正部の概要を示すブロック図である。
【図１０】実施例３のトナー補給制御装置でのトナー補給動作補正部の概略を示すブロック図である。
【図１１】実施例７の画像形成装置の概略構成を示す側面図である。
【図１２】実施例７の画像形成装置の、トナー補給制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施例８の画像形成装置の現像器を示す断面図である。
【図１４】実施例８の画像形成装置の現像装置を示す平面図である
【符号の説明】
【００９０】
１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ・・・画像形成ユニット
１１・・・中間転写体
１２・・・レーザー光学ユニット
１３・・・レジストローラ
１５・・・定着器
２０・・・画像処理部
２１・・・ＭＴＦフィルタ処理部
２２・・・階調補正処理部
２４・・・擬似中間調処理部
３０・・・画像入力部
４０・・・ビデオ信号処理部
４１・・・信号処理部
４２・・・ＰＷＭ制御部
４３・・・ＬＤドライバ
４４・・・ＬＤ素子
４５・・・同期検知センサ
４６・・・ＰＬＬ部
１０１・・・感光体ドラム
１０２・・・帯電器
１０３・・・現像器
１０４・・・転写器
１０５・・・クリーナー
１２１・・・発光点
２０１，２０２・・・スクリュー部材
２０１・・・現像スリーブ
２０２・・・攪拌部材
２０３・・・仕切壁
２０４・・・トナー補給装置
２０５・・・トナーボトル
２１０・・・攪拌部材
２１１・・・現像用攪拌スクリュー（スクリュー部材）
２１２・・・補給用攪拌スクリュー（スクリュー部材）
３００・・・トナー補給制御装置
３０１Ｙ，３０１Ｃ，３０１Ｍ，３０１Ｋ，３０１Ｌ・・・トナー補給判定部
３０２・・・トナー補給動作補正部
３０３Ｙ，３０３Ｃ，３０３Ｍ，３０３Ｋ，３０３Ｌ・・・‥トナー補給装置駆動信号生成部
３５１・・・補正部
３５２・・・補正部
３５３・・・補給履歴記憶部
３５４・・・補給履歴記憶部
４００・・・トナー補給動作補正部
４０１・・・補給履歴部
４０２・・・補正部
４１０・・・トナー補給動作補正部
４１１・・・補正部
４１２・・・補給履歴部
５００・・・画像形成装置
５１０Ｙ，５１０Ｃ，５１０ＬＣ，５１０Ｍ，
５１０ＭＣ，５１０Ｋ，５１０ＬＫ・・・画像形成ユニット
６００・・・トナー補給制御装置
６０１Ｃ，６０１ＬＣ，６０１Ｍ，６０１ＬＭ，６０１Ｋ，６０１ＬＫ・・・トナー補給判定部
６０２Ｃ，６０２Ｍ，６０２Ｋ・・・トナー補給動作補正部
６０３Ｃ，６０３ＬＣ，６０３Ｍ，６０３ＬＭ，６０３Ｋ，６０３ＬＫ・・・トナー補給装置駆動信号生成部
７００・・・現像器
７０１・・・現像ローラ
７０２・・・パドル
７０３・・・スクリュー部材
７０５・・・現像剤落下量制御壁
７０６・・・トナーセンサ
７０４・・・ホッパ
７０７・・・現像剤搬送部
７１０・・・現像容器
【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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