(57)【要約】【課題】トナーの無駄な消費を抑制して新規トナー供給後の地汚れを抑制し、かつ、現像装置内のトルク上昇や、トナーパッキングを抑制することのできる画像形成装置およびトナー供給方法を提供する。【解決手段】現像装置へのトナー供給に先立って、所定量のトナーを現像装置内へ供給するプレトナー供給を実施し、実施後、地汚れ検知用画像たる白紙画像を形成し、反射型光センサ１５０により白紙画像を検知する。その検知結果と、前回トナーを現像装置へ供給してからの現像装置の稼動状況とに基づき、現像装置内に残留する古いトナー量を把握する。そして、把握した古いトナー量に基づき、新規トナー供給後の地汚れが許容レベルとなる新規トナーの割合を把握し、現像装置へ供給するトナー供給量を決定する。【選択図】図８
2011186038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、
上記潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、
上記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、
トナーによって上記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、
表面を無端移動させる表面無端移動体あるいはこれの表面に保持される記録部材に潜像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、
上記現像手段に供給するための新規トナーを収容するトナー収容器と、
トナー収容器内の新規トナーを上記現像手段へ供給するトナー供給手段とを備えた画像形成装置において、
画像の地汚れを検知する地汚れ検知手段と、
上記現像手段への新規トナー供給に先立って、所定量の新規トナーを現像手段内へ供給するプレトナー供給を実施し、実施後、地汚れ検知用画像を形成し、上記地汚れ検知手段により地汚れ検知用画像を検知し、上記地汚れ検知手段の地汚れ検知用画像の検知結果と、前回新規トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況とに基づき、現像手段へ供給する新規トナー供給量を決定するトナー供給量決定手段と備え、
上記トナー供給手段は、決定したトナー供給量の新規トナーを現像手段内へ供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記稼動状況毎の地汚れと上記現像手段内の全トナーに対する新規トナーの割合との関係を示す特性情報を記憶する記憶手段を備え、
上記トナー供給量決定手段は、上記稼動状況に基づき、この稼動状況に対応する上記特性情報を特定し、特定した特性情報と、地汚れ検知用画像の検知結果と、プレトナー供給時に現像手段に供給した新規トナー量とに基づいて、プレトナー供給実施後の現像手段内の古いトナー量を把握し、把握した古いトナー量とプレトナー供給時に現像手段に供給した新規トナー量とに基づいて、新規トナー供給量を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記プレトナー供給で供給する新規トナー量を、プレトナー供給後の現像手段内の全トナー量に対する新規トナー量の割合が、３０％以下となるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記プレトナー供給で供給する新規トナー量を、上記稼動状況に基づいて決定する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いずれかの画像形成装置において、
上記現像手段内のトナー残量を検知する残量検知手段を備え、
上記残量検知手段が上記現像手段内のトナー量が所定値以下であること検知したら、トナー供給量決定手段を実行し、上記トナー供給手段による現像手段内へトナー供給を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記地汚れ検知手段の検知の結果、地汚れレベルが許容レベルで、上記プレトナー供給実施後の現像手段内のトナー量が所定値を越えていると上記残量検知手段が検知したときは、現像手段へ供給する新規トナー供給量の決定および決定したトナー供給量を現像手段内へ供給する制御を行わない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いずれかの画像形成装置において、
上記プレトナー供給実施前に、地汚れ検知用画像を形成し、上記地汚れ検知手段により地汚れ検知用画像を検知し、上記地汚れ検知手段の検知結果に基づいて、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況を把握することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、
上記現像手段の駆動時間に基づいて、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況を把握することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
潜像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させて、上記潜像を現像する現像手段にトナー収容器からトナーを供給するトナー供給方法において、
所定量のトナーを現像手段内へ供給するプレトナー供給を実施するステップと、
地汚れ検知用画像を形成して、地汚れを検知するステップと、
検知した地汚れと、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況とに基づき、現像手段へ供給するトナー供給量を決定するステップと、
決定したトナー供給量を現像手段へ供給するステップとを備えたトナー供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置およびトナー供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、非磁性または磁性の一成分の現像剤たるトナーをトナー担持体たる現像ローラに担持し、潜像担持体たる感光体と現像ローラとが対向する現像領域で、現像ローラ上のトナーを感光体上の潜像に供給することで現像する一成分現像装置が知られている。
【０００３】
上記一成分現像装置においては、現像装置内のトナーが無くなった時点で現像装置が交換されるため、交換時期に達しておらず、継続使用可能な現像ローラまでもが交換され、資源が無駄になってしまうことがあった。また、現像装置内のトナーが無くなる時期と、現像装置内の現像ローラなどの交換時期とが同じとなるよう構成した場合、現像装置に大量のトナーを収容するスペースを確保する必要があり、装置が大型化してしまう。
【０００４】
特許文献１には、トナーを収容するトナー収容器を現像装置とは別に設け、供給手段によりトナー収容器のトナーを現像装置に供給する画像形成装置が記載されている。これにより、現像装置内に供給するトナーが無くなった場合、トナー収容器のみを交換すればよいので、継続使用可能な現像ローラまでもが交換されることがなくなる。また、トナー収容器に収容する新規トナー量は、現像装置内の現像ローラの交換時期を考慮しなくてもよいため、トナー収容器の容量を小さくでき、装置の大型化を抑制することができる。
【０００５】
また、上記特許文献１の画像形成装置では、現像装置内のトナー量が、下限値未満となったら、供給手段によりトナー収容器のトナーを現像装置に供給している。このため、トナー供給後の現像装置内には、供給された新規トナーと、現像に用いられずに長期にわたり現像装置内に残留している古いトナーとが混在する。
【０００６】
特許文献２には、現像装置内に残留している劣化した古いトナーがあるところに新規トナーを供給したことによって生じる地汚れの悪化を抑制するために、次のような構成の画像形成装置が記載されている。すなわち、現像装置内のトナー量が、下限値未満となったら、現像装置へのトナー供給に先立って、現像装置に残留しているトナーを感光体へ向けて吐き出させるよう制御するという画像形成装置である。これにより、現像装置に残留していた古いトナーが感光体に吐き出され、現像装置内がほとんど空になった状態で、トナー収容器から新規トナーが供給される。よって、新規トナーが供給された後の現像装置内は、ほとんどが新規トナーになるので、新規トナー供給後の地汚れを抑制することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献２においては、現像装置内に残留する古いトナーが、現像装置から感光体へ吐き出され、破棄されてしまう。その結果、トナーの無駄が生じてしまうという問題があった。
【０００８】
ここで、劣化した古いトナーと新規トナーとを混合させると、地汚れが悪化する理由について、具体的に説明する。
現像装置内に残留する古いトナーは、長期にわたり攪拌などによるストレスを受け、トナー粒子表面に外添されている流動性及び帯電性を調整するための外添剤が離脱したり粒子中に埋没したりして、トナーの正規帯電極性である例えば負極性に摩擦帯電しにくい。一方、現像装置内に供給された新規トナーは、劣化しておらず負極性に摩擦帯電しやすい。このため、負極性に帯電しやすい新規トナーと、劣化して負極性に帯電しにくい古いトナーとが摺擦すると、荷電分離が起こり、古いトナーの電子が、新規トナーへ移動する。その結果、新規トナーの負極性の帯電量が増加し、古いトナーの帯電量が減少したり、正極性に帯電したりしてしまう。その結果、現像装置内のトナー帯電分布が、ブロードになるとともに、負極性に帯電量が大きなところと、帯電量が０付近のところとに２つのピークをもつような分布となる。このように、新規トナー供給後、劣化した古いトナーが、弱帯電トナーとなったり、逆帯電トナーとなったりするので、新規トナー供給後の画像形成において、潜像担持体たる感光体のトナーを載せたくない部分（非潜像部分）に上記劣化した古いトナーが付着してしまう。その結果、地汚れが新規トナー供給前に比べて悪くなってしまう。
【０００９】
このような地汚れは、新規トナー供給後の劣化した古いトナーの割合を少なくすることによって改善できる。よって、供給する新規トナー量を多くすれば、上述のような吐き出し処理を行わずとも、現像装置内の劣化した古いトナーの割合を減少することができ、トナーの無駄な消費をすることなく、新規トナー供給後の地汚れを改善できる。
【００１０】
しかし、供給する新規トナー量が多いと、現像装置内のトナー量が多くなり、攪拌部材などのトルク上昇を招いたり、トナーパッキングを招いたりするおそれがある。よって、新規トナー供給後の現像装置内のトナー量をなるべく抑える必要がある。新規トナーを供給するときの現像装置内に残留する古いトナー量が正確にわかれば、新規トナー供給後の地汚れを許容レベルできる必要最小限の新規トナーを供給でき、新規トナー供給後の現像装置内のトナー量が必要以上多くなることを避けることができる。
【００１１】
従来の現像装置内のトナー残量を検知する残量検知手段は、現像装置内に圧電センサを設けて、圧電センサの出力により、現像装置内の残量を検知したり、現像装置に検知窓を設け、透過型光センサで、検知窓にトナーがあるか否かを検知して現像装置内のトナー嵩高さを検知し、その嵩高さから残量を検知したりしている。しかし、圧電センサによる残量検知においては、圧電センサが配置されている箇所と、配置されていない箇所とでトナー量に偏りが生じると、正確な残量を検知することができない。また、透過型光センサで残量を検知する場合も、検知窓が配置されている箇所と、配置されていない箇所とでトナー量に偏りが生じると、正確な残量を検知することができない。このように、従来の残量検知手段では、現像装置内のトナー量の残量を正確に把握することが困難であり、残量検知手段の検知結果に基づいて、新規トナー供給後の地汚れを許容レベルできる必要最小限の新規トナーを供給することができなかった。そのため、必要以上の新規トナーを供給することになり、現像装置内の攪拌部材などの回転部材のトルク上昇や、トナーパッキングを十分に抑制することができなかった。
【００１２】
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、トナーの無駄な消費を抑制して新規トナー供給後の地汚れを抑制し、かつ、現像装置内のトルク上昇や、トナーパッキングを抑制することのできる画像形成装置およびトナー供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、上記潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、上記潜像担持体に潜像を書き込む潜像書込手段と、トナーによって上記潜像担持体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段と、表面を無端移動させる表面無端移動体あるいはこれの表面に保持される記録部材に潜像担持体上のトナー像を転写する転写手段と、上記現像手段に供給するための新規トナーを収容するトナー収容器と、トナー収容器内の新規トナーを上記現像手段へ供給するトナー供給手段とを備えた画像形成装置において、画像の地汚れを検知する地汚れ検知手段と、上記現像手段への新規トナー供給に先立って、所定量の新規トナーを現像手段内へ供給するプレトナー供給を実施し、実施後、地汚れ検知用画像を形成し、上記地汚れ検知手段により地汚れ検知用画像を検知し、上記地汚れ検知手段の地汚れ検知用画像の検知結果と、前回新規トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況とに基づき、現像手段へ供給する新規トナー供給量を決定するトナー供給量決定手段と備え、上記トナー供給手段は、決定したトナー供給量の新規トナーを現像手段内へ供給することを特徴とするものである。
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、上記稼動状況毎の地汚れと上記現像手段内の全トナーに対する新規トナーの割合との関係を示す特性情報を記憶する記憶手段を備え、上記トナー供給量決定手段は、上記稼動状況に基づき、この稼動状況に対応する上記特性情報を特定し、特定した特性情報と、地汚れ検知用画像の検知結果と、プレトナー供給時に現像手段に供給した新規トナー量とに基づいて、プレトナー供給実施後の現像手段内の古いトナー量を把握し、把握した古いトナー量とプレトナー供給時に現像手段に供給した新規トナー量とに基づいて、新規トナー供給量を決定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記プレトナー供給で供給する新規トナー量を、プレトナー供給後の現像手段内の全トナー量に対する新規トナー量の割合が、３０％以下となるように設定したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記プレトナー供給で供給する新規トナー量を、上記稼動状況に基づいて決定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、上記現像手段内のトナー残量を検知する残量検知手段を備え、上記残量検知手段が上記現像手段内のトナー量が所定値以下であること検知したら、トナー供給量決定手段を実行し、上記トナー供給手段による現像手段内へトナー供給を行うことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記地汚れ検知手段の検知の結果、地汚れレベルが許容レベルで、上記プレトナー供給実施後の現像手段内のトナー量が所定値を越えていると上記残量検知手段が検知したときは、現像手段へ供給する新規トナー供給量の決定および決定したトナー供給量を現像手段内へ供給する制御を行わないことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、上記プレトナー供給実施前に、地汚れ検知用画像を形成し、上記地汚れ検知手段により地汚れ検知用画像を検知し、上記地汚れ検知手段の検知結果に基づいて、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況を把握することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至６いずれかの画像形成装置において、上記現像手段の駆動時間に基づいて、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況を把握することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、潜像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させて、上記潜像を現像する現像手段にトナー収容器からトナーを供給するトナー供給方法において、所定量のトナーを現像手段内へ供給するプレトナー供給を実施するステップと、地汚れ検知用画像を形成して、地汚れを検知するステップと、検知した地汚れと、前回トナーを現像手段へ供給してからの現像手段の稼動状況とに基づき、現像手段へ供給するトナー供給量を決定するステップと、決定したトナー供給量を現像手段へ供給するステップとを備えたトナー供給方法。
【００１４】
本発明者らは、現像手段内の全トナー量に対する新規トナーの割合と、地汚れとの関係を調べ、図１のような関係があることを見出した。現像手段内のトナー量に対する新規トナーの割合と、地汚れとの関係は、次のようにして調べた。まず、トナーをＩｐｓｉｏ  Ｃ２２０に充填し、常温で現像ローラの走行距離（現像ローラの外周×回転数）５ｋｍおよび１０ｋｍの耐久試験を実施し、実施した後の現像手段内のトナーを採取する。この採取したトナーを、現像手段内に残留する古いトナーとして用い、新品のトナーを、供給する新規トナーとして用い、互いに異なる混合比率の混合トナーを作成する。そして、互いに混合比率の異なる混合トナーを用いて、潜像担持体たる感光体上に地汚れ検知用画像としての白紙画像を形成し、感光体上のトナー量レベル（地汚れ量）を測定することで、現像手段内のトナー量に対する新規トナーの割合と、地汚れとの関係を調べた。図１は、その結果を示す図である。図１の点線は、現像ローラの走行距離１０ｋｍの耐久試験を実施した後のトナーを古いトナーとして用いたときにおける現像手段内の全トナー量に対する新規トナー量の割合と、地汚れとの関係を示している。図中実線は、現像ローラの走行距離が５ｋｍの耐久試験を実施した後のトナーを古いトナーとして用いたときにおける現像手段内の全トナー量に対する新規トナー量の割合と、地汚れとの関係を示している。この図からわかるように、現像手段の稼動状況（現像ローラの走行距離）と、地汚れ量とがわかれば、現像手段内の全トナー量に対する新規トナー量や、現像手段内の全トナー量に対する古いトナー量がわかる。
そこで、本発明は、次のようにして、現像手段内に残留している古いトナー量を正確に把握する。すなわち、まず、プレトナー供給を実施し、所定量の新規トナーを供給する。これにより、現像手段内の全トナーに対して所定の割合の新規トナーが存在することになる。このような状態にした現像手段を用いて、地汚れ検知用画像を形成し、地汚れ検知手段により地汚れ検知用画像を検知する。その検知結果と、現像手段の稼動状況（現像ローラの走行距離）とから、図１に示すように、プレトナー供給を実施した後の、現像手段内の全トナーに対する新規トナーの割合を把握することができる。プレトナー供給のときに現像手段内へ供給する新規トナー量は、予めわかっているので、地汚れの検知結果と、稼動状況とに基づいて求めた現像手段内の新規トナーの割合とプレトナー供給のときに現像手段内へ供給した新規トナー量とから、現像手段内に残留している古いトナー量を正確に把握することができるのである。
このように現像手段内の古いトナー量を正確に把握することができるので、地汚れを許容レベルにできる現像手段内の新規トナーの割合にするためには、どのくらい新規トナーを供給する必要があるのかを把握できる。例えば、図１に示すように、稼動状況たる現像ローラ走行距離が１０ｋｍのときは、新規トナーの割合を約７０％以上にすれば、地汚れを許容レベルにできるので、新規トナーの割合が７０％となるよう、新規トナーを供給する。また、現像ローラ走行距離が５ｋｍのときは、新規トナーの割合を５８％以上にすれば、地汚れを許容レベルにできるので、新規トナーの割合が５８％となるよう、新規トナーを供給する。これにより、地汚れを許容レベルにできる必要最小限の新規トナーを現像手段へ供給することができ、現像手段内のトナー量が過剰になることを抑制することができる。その結果、現像装置内のトルク上昇や、トナーパッキングを抑えることができる。
また、トナー吐き出し処理を行わずに、新規トナー供給後の地汚れを許容レベルに抑えることができるので、トナーの無駄な消費を抑制して、新規トナー供給後の地汚れを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トナーの無駄を抑制して新規トナー供給後の地汚れを抑制し、かつ、現像装置内の攪拌部材などの回転部材のトルク上昇や、トナーパッキングを抑制することのできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】、現像手段内の全トナー量に対する新規トナーの割合と、地汚れとの関係を調べた結果を示すグラフ。
【図２】実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。
【図３】Ｋ色のプロセスカートリッジとその周辺とを示す概略構成図。
【図４】廃トナー回収ベルトと、Ｋ色のプロセスカートリッジの他の部材との位置関係を示した説明図。
【図５】Ｋ色の現像装置の平面図。
【図６】離間機構の概略構成図。
【図７】反射型光センサの概略構成図。
【図８】トナー供給制御フロー図。
【図９】本実施形態のトナー供給制御を行った画像形成装置の経時での地汚れ変化と、従来の画像形成装置の経時での地汚れ変化とを示す図。
【図１０】直接転写方式の画像形成装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を形成するための４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｋトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ１０Ｋを例にすると、図３に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体１Ｋ、帯電装置２Ｋ、現像装置４Ｋ、転写残トナー除去手段たるドラムクリーニング装置６Ｋなどを備えている。プロセスカートリッジ１０Ｋは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１８】
帯電手段たる帯電装置２Ｋは、感光体１Ｋ表面に接触させて連れ回り回転する帯電ローラの芯金の高電圧を印加し、感光体表面を一様に帯電する接触方式の帯電装置であるが、チャージワイヤーに高電圧を印加することにより放電するコロトロン、スコロトロン方式、この他に帯電ブラシ、帯電シート、針電極などを使用することができる。これらは、感光体１Ｋに対して非接触で感光体表面を帯電できるため、クリーニング性の影響を受けにくいというメリットはあるが、放電に伴って生成されるオゾンやＮＯｘ等の放電生成物の発生量が帯電ロール方式に比較し格段に大きいため、感光体の耐久性の面で課題がある。
【００１９】
上記現像装置４Ｋは、一成分現像装置であり、トナー担持体たる現像ローラ４１Ｋ、現像ローラ４１Ｋにトナーを供給するトナー供給部材たるトナー供給ローラ４２Ｋを備えている。現像装置４Ｋの上方にはトナー収容器７Ｋが配置されている。トナー収容器７Ｋには、新規トナーを貯留しているトナー貯留部７１Ｋと、トナー貯留部７１Ｋの上方に配置され、廃トナーを収容する廃トナー収容部７２Ｋとを備えている。トナー貯留部７１Ｋ内には、図示しない駆動手段によって回転駆動されるアジテータ７１ａＫ、スクリュあるいはコイルなどからなり、現像装置４Ｋとトナー貯留部７１Ｋとの連結部としての不図示の供給口に向かってトナー貯留部内の新規トナーを搬送する搬送部材７１ｂＫが設けられている。搬送部材７１ｂＫは、不図示の駆動手段により回転駆動される。アジテータ７１ａＫは、トナー貯留部７１Ｋ内の新規トナーの流動性を保つために常に回転駆動させ、トナー貯留部内の新規トナーを常に攪拌しておくことが好ましい。
【００２０】
現像装置４Ｋ内には、トナー供給口から供給されたトナー貯留部７１Ｋの新規トナーを現像装置４Ｋ内の軸方向全域に移送するためのスクリュなどで構成されたトナー輸送部材４４Ｋ、装置内のトナーを攪拌するアジテータ４３Ｋ、トナー担持体である現像ローラ４１Ｋを備えている。また、現像ローラ４１Ｋの表面に先端を当接させ、現像ローラ４１Ｋに担持体されたトナー層を薄層化する薄層化ブレード４５Ｋ、現像ローラ４１Ｋと当接し、現像ローラ４１Ｋにトナーを供給するトナー供給ローラ４２Ｋなども備えている。
【００２１】
トナー供給ローラ４２Ｋは、現像ローラ４１Ｋに当接し、現像ローラ４１Ｋと共回り回転、または、現像ローラ４１Ｋの進行方向と逆方向（カウンター方向）に回転して、トナー供給ローラ４２Ｋに付着したトナーを現像ローラ４１Ｋへ供給している。トナー供給ローラ４２Ｋは、表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像装置４Ｋ内のトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４１Ｋとの当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。トナー供給ローラ４２Ｋには、電圧印加手段たる不図示の電源からトナーの正規帯電極性（負極性）の電圧が印加されている。この電圧は、現像ローラ４１Ｋに印加されている電圧（負極性電圧）よりも低い負極性電圧、すなわち、現像ローラ４１Ｋに印加されている電圧よりも絶対値が大きい負極性電圧である。これにより、現像ローラ４１Ｋとの当接部では、電界が形成される。現像装置内のトナーは、アジテータ４３Ｋによって攪拌されながら摩擦帯電が促され、正規帯電極性（負極性）に帯電しているので、トナー供給ローラ４２Ｋ保持され当接部へ搬送されたトナーは、上記電界の影響によりトナー供給ローラ４２Ｋから現像ローラ４１Ｋへ向かって移動し、現像ローラ４１Ｋに静電的に付着する。現像ローラ４１Ｋに付着したＫトナーは、現像ローラ４１Ｋの回転に伴ってローラと薄層化ブレード４５Ｋとの当接位置を通過する際に、ローラ表面上での層厚が規制される。そして、層厚規制後のＫトナーは、現像ローラ４１Ｋと感光体１Ｋとの当接部である現像領域において、感光体１Ｋ表面のＫ用の静電潜像に付着する。この付着により、Ｋ用の静電潜像がＫトナー像に現像される。
【００２２】
図４は、プロセスカートリッジ１０Ｋが備え、図３では記載されていない廃トナー回収ベルト６３Ｋと、プロセスカートリッジ１０Ｋの他の部材との位置関係を示した説明図である。
プロセスカートリッジ１０Ｋの端部には、ドラムクリーニング装置６Ｋから、トナー収容器７Ｋの廃トナー収容部７２Ｋへ延びる廃トナー搬送部６４Ｋが設けられている。この廃トナー搬送部６４Ｋの下端は、ドラムクリーニング装置６Ｋと連通しており、廃トナー搬送部６４Ｋの上端は、トナー収容器７Ｋの廃トナー収容部７２Ｋと連通している。廃トナー搬送部６４Ｋ内には、無端状の廃トナー回収ベルト６３Ｋが設けられており、廃トナー回収ベルト６２Ｋは、従動ローラ６５Ｋと駆動ローラ６６Ｋとに張架されている。廃トナー回収ベルト６３Ｋの外周面には、所定の間隔を開けて突状部６３ａＫが形成されている。廃トナー回収ベルト６３Ｋの突状部６３ａＫは、ベルト幅と同一の幅を有しており、その頂面が、廃トナー搬送部６４Ｋのベルト対向面と隙間なく接触するような高さを有している。
【００２３】
感光体１Ｋからドラムクリーニング装置６Ｋによって除去されたトナーは、廃トナーとして廃トナー搬送部材６２Ｋによってプロセスカートリッジ１０Ｋの端部の廃トナー搬送部６４Ｋの下端へ搬送される。廃トナー搬送部６４Ｋの下端に搬送された廃トナーは、廃トナー回収ベルト６３Ｋの突状部６３ａＫによって掻き取られる。突状部６３ａＫによって掻き取られた廃トナーは、図４に示すように、突状部６３ａＫと廃トナー搬送部６４Ｋの底面との空間Ｓに保持されて、上方（図中矢印Ｂ方向）へ搬送される。廃トナー回収ベルト６３Ｋによって、廃トナー搬送部６４Ｋの上部にまで廃トナーが搬送されると、廃トナーが、不図示の廃トナー回収経路へ落下する。トナー回収経路へ落下した廃トナーは、廃トナー回収スクリュ７３Ｋ（図３参照）によって廃トナー収容部７２Ｋへ搬送される。廃トナー収容部７２Ｋに回収された廃トナーは、再び現像するトナーとして使用しないで廃トナー収容部７２Ｋに溜め込んだままとなる構成となっている。
【００２４】
トナー収容器７Ｋは、装置本体に対して着脱可能に設けられており、トナー貯留部７１Ｋ内の新規トナーが無くなると、装置本体から取り外され、新規トナーが収容された別のトナー収容器７Ｋと交換される。このとき、トナー収容器７Ｋの廃トナー収容部７２Ｋに溜まった廃トナーが、同時に回収される。
【００２５】
また、現像装置４Ｋには、ケースから突出し、透明な材質で構成される検知窓４６Ｋを有している。
図５は、現像装置４Ｋの平面図であり、図に示すように、嵩高さ検知手段である透過型光センサ８１Ｋの受光部８１ａＫと、発光部８１ｂＫとが、検知窓４６Ｋを挟んで対向配置されている。検知窓４６Ｋは、中空部を有しており、この中空部は、現像装置４Ｋ内部と連通している。現像装置４Ｋ内のトナーの嵩高さが、検知窓４６Ｋよりも高い位置にある場合は、この検知窓４６Ｋの中空部にトナーが満たされており、透過型光センサ８１Ｋの発光部８１ｂＫからの光が、遮られている。このため、受光部８１ａＫでは、光を検知せず、受光部８１ａＫからの出力値は、ほぼゼロである。現像装置４Ｋ内のトナーが消費されて、現像装置４Ｋ内のトナー嵩高さが減少し、トナー嵩高さが、検知窓４６Ｋの位置よりも低くなると、検知窓４６Ｋの中空部にトナーが無くなり、発光部８１ｂＫの光が受光部８１ａＫにより受光される。その結果、受光部８１ａＫから所定の値の出力値が得られ、現像装置４Ｋ内のトナー嵩高さが、所定値以下となったことが検知される。そして、不図示の制御部は、この透過型光センサ８１Ｋからの出力値に基づいて、現像装置４Ｋ内のトナー残量を検知する。すなわち、本実施形態では、嵩高さ検知手段たる透過型光センサ８１Ｋと、不図示の制御部とで、現像装置４Ｋ内のトナー残量を検知する残量検知手段を構成している。本実施形態では、透過型光センサ８１Ｋで、現像装置４Ｋ内のトナー嵩高さに基づいて、現像装置４Ｋ内のトナー残量を検知しているが、現像装置４Ｋ内に圧電センサなどを設けて、現像装置４Ｋ内のトナー残量をダイレクトに検知しても構わない。また、透過型光センサ８１で現像装置内のトナー嵩高さが所定値未満となったことを検知したら、ドットカウントを開始し、ドット数からトナー消費量を予測する。そして、ドット数（トナー消費量）が所定値となったら、現像装置４Ｋ内のトナー残量が所定未満となったと判定してもよい。
【００２６】
不図示の制御部は、現像装置内のトナー残量が所定値未満となったら、先の図３で示した搬送部材７１ｂＫを回転駆動させて、トナー貯留部７１Ｋから現像装置４Ｋ内へ新規トナーを供給する。すなわち、不図示の制御部と、搬送部材７１ｂＫとで、トナー供給手段を構成している。また、装置の温湿度環境により、トナー流動性が変動する。このため、搬送部材７１ｂＫを常に一定時間駆動させた場合、装置の環境により現像装置４Ｋ内に供給する新規トナー量がばらついてしまう。このため、不図示の温湿度センサの検知結果に基づき、搬送部材７１ｂＫの駆動時間を変化させるのが好ましい。トナー補給後も、透過型センサ８１が、現像装置４Ｋ内のトナーの嵩高さが所定値未満であることを検知（現像装置内のトナー量が所定値未満を検知）していたら、プリンタの不図示の表示パネルにトナーエンド指示の表示を点灯させて、ユーザーにトナー収容器７Ｋの交換を促す。
【００２７】
上記ドラムクリーニング装置６Ｋは、先端が感光体表面に当接した弾性体から構成されるクリーニングブレード６１Ｋと、クリーニングブレード６１Ｋによって除去された廃トナーを上記した廃トナー搬送部６４Ｋへ搬送するための廃トナー搬送部材６２Ｋなどを備えている。
【００２８】
図３〜４を用いてＫ用のプロセスカートリッジ１０Ｋについて説明したが、他色用のプロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｍ，ＣはＫ用のプロセスカートリッジ１０Ｋと同様の構成になっており、同様のプロセスにより、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ表面にＹ，Ｍ，Ｃトナー像が形成されるので説明を省略する。
【００２９】
先の図２に示すように、プロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向下方には、無端移動体である中間転写ベルト１５を備えた転写手段たる転写ユニット３０が配設されている。中間転写ベルト１５は、テンションローラ２３、駆動兼二次転写対向ローラ２１によって張架されており、駆動兼二次転写対向ローラ２１の延長方向に取り付けられた駆動モーターによって図中矢印Ｃ方向に回転する。転写ユニット３０は、中間転写ベルト１５の他に、４つの一次転写ローラとしての一次転写ローラ５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、ベルトクリーニング装置３３などを備えている。この転写ユニット３０は、プリンタ１００本体に対して着脱可能に構成されており、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００３０】
このような構成において、画像形成がネガポジ方式（露光部電位の絶対値を未露光部電位の絶対値よりも低くしトナーを付着させる）で行われる場合、各帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面が一様に負極性に帯電される。次に、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向上方に配置された潜像形成手段としての図示しない露光装置から、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して画像情報に応じた光３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが照射され、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にそれぞれの色ごとの静電潜像が形成される。この露光装置としては、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナなどを用いることができる。次に、各現像装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像ローラ４１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに、図示しない電源から負極性で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上の非露光部電位よりも絶対値の大きい現像バイアスを印加することにより、その現像ローラ４１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に担持されたトナーを感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上の静電潜像に移動させ、その静電潜像にトナーを付着させる。これにより、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に静電潜像に対応したトナー像が形成される。
【００３１】
上記現像装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによってそれぞれ現像された各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上の各色トナー像は、中間転写体たる中間転写ベルト１５上に互いに重なり合うように一次転写される。中間転写ベルト１５に転写されず各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに残った転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのクリーニングブレード６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上により感光体表面から除去される。
【００３２】
また、プリンタは、中間転写ベルト１５の鉛直方向下方に図示しない給紙カセットが配置されている。給紙カセットから給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、不図示のレジストローラが設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラにより所定のタイミングで中間転写ベルト１５の二次転写対向ローラ２１に巻き付いた部分と二次転写ローラ２２との間の二次転写部に供給される。そして、二次転写ローラ２２に図示しない電源により所定の二次転写バイアスを印加させることで中間転写ベルト１５上に形成されたカラー画像が、転写紙上に二次転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット２６でトナー像が定着された後、不図示の排紙トレイ上に排出される。また、二次転写後の中間転写ベルト１５に残った転写残トナーが、ベルトクリーニング装置３３により除去される。ベルトクリーニング装置３３で除去された転写残トナーは、廃トナーとして、不図示の搬送手段により、ベルトクリーニング装置３３から、トナー収容器７Ｙ内の廃トナー収容部７２Ｙへ搬送される。
【００３３】
また、プリンタ１００は、中間転写ベルト１５を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃに対して接離させる接離手段たる接離機構５０を有している。
図６は、接離機構５０の概略構成図である。
図６に示すように、接離機構５０は、Ｙ，Ｍ，Ｃの一次転写ローラ５Ｙ，Ｍ，Ｃを支持し、その一端側が、回転軸５２により揺動可能に支持された揺動部材５１を有している。揺動部材５１の他端は、ソレノイド５３によって支持されており、ソレノイド５３の駆動によって揺動部材５１を図中時計回りに少しだけ回転する。モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイド５３の駆動によって揺動部材５１を図中時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、図６（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１５をＹ，Ｃ，Ｍ用の感光体１Ｙ，Ｃ，Ｍから離間する。そして、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのうち、Ｋ用のプロセスカートリッジ１０Ｋだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にＹ，Ｃ，Ｍ用のプロセスカートリッジを無駄に駆動させることによるそれらプロセスカートリッジの消耗を回避することができる。
【００３４】
また、先の図２に示すように、Ｋ色のプロセスカートリッジ１０Ｋよりも中間転写ベルト１５移動方向下流側には、中間転写ベルト表面に付着したトナーの付着量を検知する反射型光センサ１５０が設けられている。
【００３５】
図７は、反射型光センサ１５０の概略構成図である。反射型光センサ１５０は、発光素子（ＬＥＤ）１５１と、正反射光を受光するフォトトランジスタからなる正反射光受光素子１５２と、拡散光を受光するフォトトランジスタからなる拡散光受光素子１５３とから構成される。正反射光受光素子１５２は、発光素子１５１と鉛直面に対して対称に配置されている。正反射光受光素子１５２の前にはアパーチャー１５４が設けられており、拡散光の進入を極力排除する構造となっている。拡散光受光素子１５３は、発光素子１５１を挟んで正反射光受光素子１５２の反対側に配置されている。
【００３６】
反射型光センサ１５０を用いることで、中間転写ベルト１５のトナー付着量を検知することができる。具体的には、中間転写ベルト１５表面は、滑らかであるため鏡面のように振る舞い、発光素子１５１から発射された光の反射光は正反射成分が支配的となる。一方、中間転写ベルト１５上のトナー付着部は表面が粗いため、正反射成分よりも拡散反射成分が支配的である。従って、中間転写ベルト１５に当たって反射してくる光の正反射成分と拡散反射成分の比を測定することにより、トナー付着部とトナー付着のない転写ベルト地肌部(地肌露出部)の割合を推定することにより、トナー付着量を予測することができる。主に、正反射受光素子１５２は、Ｋ色トナーのトナー付着量検知および、カラートナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ色トナー）の低トナー付着量検知に用いる。一方、拡散反射受光素子１５３は、カラートナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ色トナー）の高トナー付着量検知に用いる。
【００３７】
次に、本発明の特徴点であるトナー供給制御について説明する。
図８は、トナー供給制御フロー図である。
図８に示すように、透過型光センサ８１に基づいて不図示の制御部が、現像装置内のトナー残量が、所定値未満であることを検知（Ｓ１）したら、地汚れ検知処理を実行する（Ｓ２）。
【００３８】
地汚れ検知処理が実行されると、中間転写ベルト１５に、地汚れ検知画像としての白紙画像が形成される。具体的には、トナー残量が、所定値未満となった現像装置（以下の説明では、Ｋ色の現像装置４Ｋのトナー残量が所定値未満となったと仮定して説明する）備えたプロセスカートリッジ１０Ｋの帯電装置４Ｋで、感光体表面を一様帯電させ、露光装置で露光を行わず、現像ローラ４１Ｋに所定の現像バイアスを印加することで、白紙画像が形成される。現像装置内の残留した古いトナーの劣化が軽微で、古いトナーが十分に帯電している場合は、現像領域で、トナーが感光体側へ移動することがほとんどなく、地汚れがほとんど発生しない。一方、現像装置内のトナー劣化しており、トナーの帯電量が少ないと、現像ローラ４１Ｋと感光体１Ｋの非露光部との間の電界により現像ローラ４１Ｋ上のトナーに働く現像ローラ４１Ｋ側へ拘束させる力が弱くなり、劣化した弱帯電トナーが、感光体１Ｋの非露光部へ付着してしまう。その結果、白紙画像の地汚れがひどくなる。そして、この白紙画像を中間転写ベルト１５に転写し、反射型光センサ１５０で検知する。不図示の制御部は、この反射型光センサ１５０の検知結果に基づいて地汚れを検知する。すなわち、反射型光センサ１５０と不図示の制御部とで、地汚れ検知手段を構成している。
【００３９】
地汚れが少ない白紙画像を反射型光センサ１５０で検知したときは、中間転写ベルト１５にほとんどトナーが付着していないので、正反射光受光素子１５２の出力値は、ほぼ最大であり、拡散光受光素子１５３の出力値は、ほぼ最小である。一方、地汚れが目立つ白紙画像を反射型光センサ１５０で検知したときは、中間転写ベルト１５に多くのトナー（弱帯電トナー）が付着しているので、正反射光受光素子１５２の出力値が低下し、拡散光受光素子１５３の出力値が増加する。本実施形態では、正反射受光素子１５２の出力値に基づいて、地汚れを検知する。具体的には、正反射光受光素子１５２と付着量とが関連付けられた付着量換算テーブルを不揮発性のメモリに記憶しておき、正反射受光素子１５２の出力値と付着量換算テーブルとに基づき、地汚れ量（付着量）を求める。また、Ｋ色とカラートナー（Ｙ，Ｍ，Ｃ色）とでは、Ｋ色用とカラー用の付着量換算テーブルを作成するのが一般的である。
【００４０】
次に、得られた地汚れ量に基づき、前回トナー供給からの現像装置の稼動状況（走行距離）を把握する（Ｓ３）。図１に示すように、新規トナー０％、すなわち、現像装置内のトナーが全て古いトナーのときの地汚れ量は、走行距離毎に異なることがわかる。このため、画像形成装置のメモリに、走行距離と新規トナー０％のときの地汚れ量とが関連づけられた現像装置稼動状況把握テーブルを記憶しておき、この現像装置稼動状況把握テーブルと、検知した地汚れ量から、現像装置の稼動状況を把握する。
【００４１】
現像装置の稼動状況を把握したら、現像装置内に残留する古いトナー量の把握処理を行う。具体的には、まず、現像装置内に１０ｇの新規トナーを供給するプレトナー供給を実施する（Ｓ４）。本実施形態においては、先の図３に示したとおり、トナー貯留部７１Ｋ内の搬送部材７１ｂＫの駆動時間により比較的精度よく現像装置への新規トナー供給量を制御する事が可能である。また前述のとおり、温湿度環境やトナー劣化の流動性変化に対応させて駆動時間を変化させる制御も可能なように作られている。よって、非常に精度よく現像装置内に１０ｇの新規トナーを供給することができる。本実施形態においては、搬送部材７１ｂＫを３０秒駆動させることで、現像装置内に１０ｇの新規トナーを供給することができる。このプレトナー供給時に供給する新規トナー量は、プレトナー補給後の現像装置内の新規トナーの割合が、３０％以下となるように設定している。これは、先の図１に示すように、現像装置内の新規トナーの割合が、３０％以下の場合、現像装置内の新規トナーの割合と地汚れ量との関係が、単調減少となる。よって、直線近似式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を用いて、プレトナー供給実施後の現像装置内の新規トナーの割合を把握することができ、簡単に、プレトナー供給実施後の現像装置内の新規トナーの割合を正確に把握することができる。一方、図１に示すように、現像装置内の新規トナーの割合が、５０±２０％のときは、地汚れ量がピークとなるので、正確な新規トナーの割合を把握することができない。
【００４２】
次に、３０秒間現像装置内のトナーを攪拌（Ｓ５）する。これにより、劣化した古いトナーと新規トナーとが摺擦し、古いトナーが弱帯電したり、正規帯電極性（負極性）とは逆極性に帯電したりする。３０秒間現像装置内のトナーを攪拌したら、上述と同様の地汚れ検知処理が実行され、地汚れ量が検知される（Ｓ６）。次に、検知した地汚れ量と、ステップ３で把握された前回のトナー供給からの現像装置の稼動状況と、プレトナー供給制御で供給した新規トナー量（１０ｇ）とから、現像装置内に残留する古いトナー量を求める（Ｓ７）。具体的には、画像形成装置内の不揮発性メモリには、現像装置の稼動状況と、新規トナーの割合と地汚れ量との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）とが関連付けられた新規トナー割合把握テーブルが記憶されている。ステップ３で把握した現像装置の稼動状況と、新規トナー割合把握テーブルとから、対応する関係式を特定し、特定した関係式と、プレトナー供給後に検知した地汚れ量とに基づいて、現像装置内の新規トナーの割合を把握する。次に、プレトナー供給を実施したときに現像装置内に供給した新規トナー量は、わかっているので、把握した新規トナーの割合とプレトナー供給時に供給した新規トナー量（１０ｇ）とから、現像装置内に残留する古いトナー量を求める。
【００４３】
現像装置内に残留する古いトナー量を求めたら、求めた古いトナー量に基づいて、現像装置内に供給する新規トナー量Ｘｇを決定する（Ｓ８）。具体的には、図１に示すように、新規トナー供給後の現像装置内の新規トナーの割合が、地汚れ許容レベル以上となるように、新規トナー供給量Ｘｇを決定する。例えば、通常使用で考えられる最も走行距離が長い条件で、地汚れが許容レベルになる新規トナーの割合を規定しておき、その規定値となるように、供給する新規トナー量Ｘｇを決めてもよい。また、現像装置の稼動状況と地汚れ許容レベルとなる新規トナーの割合とが関連付けられたテーブルをメモリに記憶しておき、現像装置の稼動状況とテーブルとから、許容レベルとなる新規トナーの割合を特定する。そして、この特定した新規トナーの割合と、古いトナー量とに基づいて、供給する新規トナー量Ｘｇを決定してもよい。
【００４４】
一例を挙げると、プレトナー供給実施後の現像装置内の新規トナーの割合が２５％と把握されたなら、現像装置内に残留する古いトナー量は、３０ｇである。新規トナー供給後の現像装置内の新規トナーの割合を、７０％にする場合、７０ｇのトナー補給を実施する必要があり、既にプレトナー供給で、新規トナーを１０ｇ供給しているので、差分の６０ｇが、新規トナー供給量Ｘｇとなる。
【００４５】
供給する新規トナー量Ｘｇが決定したら、搬送部材７１ｂＫの駆動を制御して、決定した量の新規トナーを現像装置４Ｋに供給する（Ｓ９）。
【００４６】
現像装置４Ｋに新規トナーを供給したら、３０秒間現像装置内のトナーを攪拌（Ｓ１０）し、透過型センサ８１Ｋを用いて、現像装置内のトナー残量の検知を行う（Ｓ１１）。現像装置内のトナー残量が、閾値未満のとき（Ｓ１１のＹＥＳ）は、トナー貯留部７１Ｋに新規トナーがないので、画像形成装置の不図示の表示パネルにトナーエンドを表示して、ユーザーにトナー収容器７Ｋの交換を促す（Ｓ１２）。
【００４７】
このように、本実施形態においては、現像装置内に残留する古いトナー量を正確に把握することができるので、新規トナー供給後の地汚れを許容レベルに抑えることができる必要最小限の新規トナーを供給することができる。これにより、新規トナー供給後の地汚れを抑制するために、大量の新規トナーを供給する必要がなくなり、アジテータ４３Ｋや供給ローラ４２Ｋのトルク上昇を避けることができる。また、トナーパッキングが発生するのを抑制することができる。
【００４８】
また、透過型光センサ８１と制御部とで構成された残量検知手段が、現像装置内のトナー残量が所定値未満となったら、トナー供給制御を行うので、現像装置内の古いトナー量が十分に減った時点で、トナー供給制御を行うことができ、地汚れを許容レベル以上にできる新規トナーの割合となるように、決定される新規トナーの供給量を減らすことができる。これにより、新規トナー供給後の現像装置内のトナー量が多くなるのを抑制することができる。また、現像装置内のトナーが所定量減るまで、トナー供給が行われないので、現像装置内に残留する古いトナー劣化が、ある程度進んだ時点で、トナー供給制御が行われることになる。その結果、現像装置内に残留する古いトナー量を正確に把握することができる。
【００４９】
上述では、Ｋ色の現像装置４Ｋを例に挙げて説明したが、Ｙ，Ｍ，Ｃの現像装置のトナー供給制御も同様に行われる。
【００５０】
また、上述では、透過型光センサ８１と不図示の制御部とで構成された残量検知手段が、現像装置内のトナー残量が、所定値未満であることを検知したら、トナー供給制御を行っているが、例えば、所定期間経過したら、トナー供給制御を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、中間転写ベルト１５の表面が、長期間の使用で劣化し、光沢度が変化する場合がある。中間転写ベルト１５表面の光沢度が変化すると、反射型光センサ１５０の出力値も変化して、正確な地汚れ検知ができなくなるおそれがある。そこで、中間転写ベルト表面にトナーが付着していないときの反射型光センサ１５０の検知結果を用いて、反射型光センサ１５０の地汚れ検知結果を補正してもよい。具体的には、Ｋ色の場合は、まず、感光体１Ｋの表面に白色画像を現像した後、現像ローラ４１Ｋを感光体１Ｋから離間させる。次に、中間転写ベルト１５上の白色画像を反射型光センサ１５０で検知する。次に、中間転写ベルト１５の感光体１Ｋの現像ローラ離間後の領域と接触した領域を、反射型光センサ１５０で検知する。この領域は、感光体１Ｋが現像ローラ４１Ｋと接触しておらず、感光体１Ｋのトナーが付着していない領域と接触したところなので、中間転写ベルト１５にトナーなどが付着していない。よって、この領域を反射型光センサ１５０で検知することで、中間転写ベルト１５の表面の光沢度変化を正確に検知することができる。そして、反射型光センサ１５０で、白紙画像を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆと、現像ローラ離間後の中間転写ベルト１５の領域を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´との差分値（Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´−Ｖｓｐ＿ｄｉｆ）を算出することで、中間転写ベルト１５の光沢変化を除去した正確な地汚れ量を検知することができる。これにより、経時にわたり正確な地汚れ検知を行うことができる。
【００５２】
Ｙ，Ｍ，Ｃ色の場合は、地汚れ検知において、中間転写ベルト１５に白紙画像を形成した後、中間転写ベルト１５を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、反射型光センサ１５０で、白紙画像を検知した後、感光体離間後の中間転写ベルト１５の領域（ベルトクリーニング装置３３通過後、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃと接触せずに、移動してきた領域）を検知する。この領域は、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃと接触していないので、中間転写ベルト１５にトナーなどが付着していない。よって、この領域を反射型光センサ１５０で検知することで、中間転写ベルト１５の表面の光沢度変化を正確に検知することができる。そして、反射型光センサ１５０で、白紙画像を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆと、感光体離間後の中間転写ベルト１５の領域を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´との差分値（Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´−Ｖｓｐ＿ｄｉｆ）を算出することで、中間転写ベルト１５の光沢変化を除去した正確な地汚れ量を検知することができる。これにより、経時にわたり正確な地汚れ検知を行うことができる。
【００５３】
また、中間転写ベルト１５がＫ色の感光体１Ｋと接離できるよう第２の接離機構を設けて、Ｙ，Ｍ，Ｃ色と同様な方法で、中間転写ベルト１５の光沢度変化を検知するようにしてもよい。この第２の接離機構は、例えば、Ｋ色の一次転写ローラ５Ｋを支持しＫ色の感光体１Ｋに対して接離する方向に移動する支持部材と、この支持部材をＫ色の感光体１Ｋに対して接離する方向に移動させるソレノイドなどの移動手段により構成する。
【００５４】
また、中間転写ベルト１５の非画像形成領域と対向する位置に、第２の反射型光センサを配置して、この第２の反射型光センサの出力値で、反射型光センサ１５０の地汚れ検知結果を補正してもよい。第２の光反射型センサで、中間転写ベルト１５の端部の非画像形成領域を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´と、反射型光センサ１５０で、白紙画像を検知したときの値Ｖｓｐ＿ｄｉｆとの差分値（Ｖｓｐ＿ｄｉｆ´−Ｖｓｐ＿ｄｉｆ）を算出することでも、中間転写ベルト１５の光沢変化を除去した正確な地汚れ量を検知することができる。
【００５５】
また、上述では、プレトナー供給を実施する前に、白紙画像を形成し、地汚れ量を検知し、検知した地汚れ量に基づいて、現像装置の稼動状況を把握しているが、現像ローラなどの駆動時間により現像装置の稼動状況を把握してもよい。
【００５６】
また、上述では、プレトナー供給時に現像装置に供給する新規トナー量は、１０ｇであるが、現像装置の稼動状況に基づいて、供給する新規トナー量を変えてもよい。具体的には、現像装置の稼動時間（走行距離）が短く、現像装置に残留している古いトナーの劣化が軽微な場合は、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を多くし、現像装置の稼動時間（走行距離）が長く、現像装置に残留している古いトナーの劣化が進んでいる場合は、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を少なくする。これは、古いトナーの劣化が軽微な場合、地汚れがほとんどないため、白紙画像を形成したときのトナー付着量は、ほとんどない。このように、地汚れがほとんどない場合、白紙画像を検知したときの反射型光学センサの出力値が、誤差レベル範囲となり、正確な地汚れが検知できなくなってしまう。図１に示すように、新規トナーの割合が５０％付近までは、新規トナーの割合が増加するにつれ、地汚れが悪くなる。そのため、古いトナーの劣化が軽微なときのプレトナー供給時に供給する新規トナー量が少ないと、現像装置内の新規トナーの割合が少なくなり、地汚れがほとんど出ず、正確な地汚れが検知できなくなってしまう。このため、現像装置の稼動時間（走行距離）が短く、現像装置に残留している古いトナーの劣化が軽微な場合は、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を多くして、新規トナーの割合を、高くする。これにより、白色画像を形成したとき、ある程度の地汚れが生じ、中間転写ベルトにある程度のトナーが付着する。その結果、反射型光学センサの出力が、ある程度得られ、正確に地汚れを検知することができる。
【００５７】
一方、現像装置の稼動時間（走行距離）が長く、現像装置に残留している古いトナーの劣化が進んでいる場合は、新規トナーの割合が少なくても、ある程度の地汚れが生じるので、反射型光学センサの出力が、ある程度得られ、正確に地汚れを検知することができる。よって、現像装置の稼動時間（走行距離）が長い場合は、プレトナー供給時に供給する新規トナー量が少なくする。一例を示すと、現像装置の稼動時間が上限値より長いとき、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を１０ｇとし、現像装置の稼動時間が下限値より短いとき、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を２０ｇとし、現像装置の稼動時間が上限値と下限値の間のときは、プレトナー供給時に供給する新規トナー量を１５ｇとする。
【００５８】
また、プレトナー供給で、ある程度の量の新規トナーを供給し、プレトナー供給後の地汚れレベルが許容レベルで、透過型センサを用いた現像装置内のトナー量が閾値以上のときは、図８のステップ７以降の制御を行わずに終了するようにしてもよい。これにより、トナー供給制御の時間を短縮することができ、装置のダウンタイムを短縮できる。一方、プレトナー供給後の地汚れレベルが許容レベル以下であったり、透過型センサを用いた現像装置内のトナー量が閾値以下であったりした場合は、図８のステップ７以降の制御を実施して、所定量の新規トナーを供給する。
【００５９】
また、プレトナー供給実施後の新規トナーの割合が低い場合、地汚れ許容レベル以上にするために、多くの新規トナーを追加することになる。特に、現像装置内の稼動時間（走行距離）が長いと、地汚れを許容レベルにできる新規トナーの割合も高くなり、より多くの新規トナーを供給することになる。その結果、新規トナー追加後の現像装置内のトナー量が、現像装置内の容量を超える場合がある。例えば、プレトナー供給実施後の新規トナーの割合が２０％で、プレトナー供給時の新規トナー供給量が、１０ｇの場合、現像装置内の古いトナー量は、４０ｇであり、地汚れが許容レベル以上になる新規トナーの割合が８０％で、新規トナー供給後の新規トナーの割合を８０％にする場合、１６０ｇの新規トナーが必要となる。既にプレトナー供給で、１０ｇの新規トナーを供給しているので、供給される新規トナーは１５０ｇとなる。このとき、例えば、現像装置内の容量が、１００ｇであると、５０ｇしか追加できないことになる。新規トナーが、実質６０ｇであると、新規トナー供給後の地汚れがひどくなってしまう。そこで、ステップ８で決定された新規トナー供給量Ｘｇを供給すると、新規トナー供給後の現像装置内のトナー量が、現像装置の容量を超えてしまう場合は、以下に示すような吐き出し処理を行ってもよい。
【００６０】
吐き出し処理は、まず、帯電装置４で、感光体表面を一様帯電し、露光装置で感光体表面を全露光する。これにより、現像装置内のトナーが、感光体の画像形成領域全面に付着し、現像装置のトナーを感光体上に効率よく吐き出すことができる。感光体表面に吐き出されたトナーは、中間転写ベルト１５に転写され、ベルトクリーニング装置３３により、中間転写ベルト１５から除去される。そして、廃トナーとして、搬送手段により、ベルトクリーニング装置３３から、Ｙ色のトナー収容器７Ｙ内の廃トナー収容部７２Ｙへ搬送される。なお、このとき、二次転写ローラ２１を中間転写ベルト１５から離間させておく。
【００６１】
また、帯電装置４の印加電圧をオフにして、感光体１表面を帯電させないで、現像装置４内のトナーを吐き出してもよい。この場合、感光体１表面の帯電電位がゼロで、現像ローラ４１には、負極性の所定の現像バイアスが印加されるため、感光体１と現像ローラ４１との間で、現像ローラ４１上の負極性のトナーが、感光体１側へ静電的に移動する。よって、このように制御しても、感光体１の画像形成領域全面に、現像装置４内に残留している古いトナーを付着させることができる。また、このように制御した場合は、感光体１の表面を露光装置により長時間露光しなくてすむので、感光体の光疲労による劣化を防止することができ有効である。
【００６２】
さらに、吐き出し処理は、トナー供給ローラ４２に印加する電圧の絶対値が大きくなるようトナー供給ローラ４２に電圧を印加する不図示の電源を制御し、現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２との間の電位差を大きくしてもよい。これにより、現像装置４内のトナーが、トナー供給ローラ４２から現像ローラ４１へ静電的に移動しやすくなる。また、薄層化ブレード４５を現像ローラ４１から離間させてもよい。薄層化ブレード４５を現像ローラ４１から離間させることで、現像ローラ４１上のトナー層が大きくなるために、より短時間で現像装置内のトナーを感光体に移動させることが可能となる。
【００６３】
このように、吐き出し処理を行って現像装置内トナーをほとんど無くした状態で、所定の新規トナーを供給する。これにより、現像装置内のトナー量が、現像装置の容量を越えずに、新規トナー供給後の地汚れを抑制することができる。
【００６４】
図９は、本実施形態のトナー供給制御を行った画像形成装置の経時での地汚れ変化と、従来の画像形成装置の経時での地汚れ変化とを示す図である。図中点線が、本実施形態であり、図中実線が従来のトナー供給制御である。
図９に示すように、従来のトナー供給制御を行った場合は、トナー補給後の地汚れが大幅に悪化しているのに対し、本実施形態のトナー制御では、トナー補給後の地汚れが大幅に悪化することがない。
【００６５】
次に、本実施形態に好適に用いられるトナーについて、説明する。
トナーの材料は、以下の通りである。
ポリエステル樹脂Ａ（軟化点１３１℃、ＡＶ値 ２５）......６８部 
ポリエステル樹脂Ｂ（軟化点１１６℃、ＡＶ値 １．９）......３２部 
シアンのマスターバッチ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３を５０部含有）...８部 
カルナウバワックス............８部 
【００６６】
上記トナー材料をヘンシェルミキサーで十分混合した後、二軸押出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）の排出部を取り外したものを使用して、溶融混練し、得られた混合物を冷却プレスローラで厚さ２ｍｍに圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチック工業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、体積平均粒径７．９μｍ、平均円形度０．９１０のトナー母体Ａを得た。このトナー母体Ａ１００部に対して、シリカ（ＲＸ２００）１部を添加し、ヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／ｓｅｃ、５分間混合処理して、トナーを作成した。
【００６７】
また、上述では、中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用した例について説明したが、これに限らず、図１０に示すように、直接転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することができる。この直接転写方式の画像形成装置は、転写手段たる転写ユニット３０は、無端移動体たる紙搬送ベルト９１を備えている。紙搬送ベルト９１は、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ接触してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、転写紙Ｐを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、転写紙ＰをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、転写紙には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。Ｋ用の一次転写ニップよりもベルト移動方下流側には、反射型光センサ１５０が配置されている。この直接転写方式の画像形成装置においても、上述同様、現像装置内のトナー残量が所定値未満となった場合は、プレトナー供給を実施して、所定量の新規トナーを供給した後、紙搬送ベルト９１に白紙画像を形成し、反射型光センサ１５０で検知する。白紙画像の地汚れと、現像装置の稼動状況と、図１に示した地汚れ量と、新規トナーの割合との関係に基づいて、現像装置内に残留する古いトナー量を把握する。そして、現像装置内に残留する古いトナー量と、図１に示した関係とに基づき、現像装置内に供給する新規トナー量を決定し、決定したトナー量に基づいて、トナー供給制御を行う。
【００６８】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、潜像を担持する潜像担持体たる感光体１と、感光体表面を帯電させる帯電手段たる帯電装置２と、感光体に潜像を書き込む潜像書込手段たる露光装置と、トナーによって感光体上の潜像を現像してトナー像を得る現像手段たる現像装置と、表面を無端移動させる表面無端移動体たる中間転写ベルトあるいはこれの表面に保持される記録部材たる転写紙に感光体上のトナー像を転写する転写手段たる転写ユニットとを備えている。また、現像装置に供給するための新規トナーを収容するトナー収容器７と、トナー貯留部内のトナーを上記現像装置へ供給するトナー供給手段（制御部と、搬送部材７１ｂとで構成）とを備えている。また、現像装置へ供給するトナー供給量を決定するトナー供給量決定手段たる制御部は、現像装置へのトナー供給に先立って、所定量のトナーを現像装置内へ供給するプレトナー供給を実施し、実施後、地汚れ検知用画像たる白紙画像を形成し、地汚れ検知手段（反射型光センサ１５０と制御部とで構成）により白紙画像を検知する。そして、その検知結果と、前回トナーを現像装置へ供給してからの現像装置の稼動状況とに基づき、現像装置へ供給するトナー供給量を決定する。そして、トナー供給手段は、決定したトナー供給量の新規トナーを現像装置内へ供給する。かかる構成を有することで、地汚れレベルを許容レベルにできる必要最小限のトナーを供給することができ、現像装置内のトナー量が多くなりすぎるのを抑制し、新規トナー供給後の地汚れを抑制することができる。
【００６９】
また、記憶手段たる不揮発性メモリには、現像装置の稼動状況と、特性情報としての新規トナーの割合と地汚れ量との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）とが関連付けられた新規トナー割合把握テーブルが記憶されており、トナー供給量決定手段たる制御部は、現像装置の稼動状況に基づき、この稼動状況に対応する関係式を特定し、特定した関係式と、白紙画像の検知結果と、プレトナー供給時に現像装置に供給した新規トナー量とに基づいて、プレトナー供給実施後の現像装置内の古いトナー量を把握する。そして、把握した古いトナー量とプレトナー供給時に現像装置に供給した新規トナー量とに基づいて、供給する新規トナー量を決定する。このようにして、現像装置内の古いトナー量を把握することで、残量検知手段に基づき現像装置内の古いトナーを把握する場合に比べて、正確に、現像装置内の古いトナー量を把握することができる。
【００７０】
プレトナー供給で供給する新規トナー量を、プレトナー供給後の現像装置内の全トナー量に対する新規トナー量の割合が、３０％以下となるように設定することによって、図１に示す現像装置内の新規トナーの割合と地汚れ量との関係が、単調減少となる部分から、新規トナーの割合を把握することができる。これにより、正確な新規トナーの割合を把握することができ、古いトナー量を正確に求めることができる。
【００７１】
また、プレトナー供給で供給する新規トナー量を、現像装置の稼動状況に基づいて決定してもよい。具体的には、走行距離が短いときは、プレトナー供給で供給する新規トナー量を多くするのである。これにより、現像装置内の古いトナーの劣化が軽微でも、ある程度の地汚れを生じさせることができる。その結果、反射型光センサで、精度よく地汚れ量を検知することができ、古いトナー量を正確に求めることができる。
【００７２】
また、現像装置内のトナー残量を検知する残量検知手段（光透過型センサ８１と制御部とで構成）を備え、残量検知手段が現像装置内のトナー量が所定値以下であること検知したら、トナー供給量を決定し、現像装置内へ決定した供給量のトナー供給を行う。これにより、現像装置内のトナーが、ある程度減った時点で、トナー供給制御を行うことができる。これにより、供給する新規トナーと、現像装置内に残留する古いトナーとの劣化度合いを明らかに異ならせることができ、現像装置内の古いトナー量を正確に把握することができる。現像装置内の古いトナー量が十分に減った時点で、トナー供給制御を行うことができ、地汚れを許容レベル以上の新規トナーの割合となるように、決定される新規トナーの供給量を減らすことができる。これにより、新規トナー供給後の現像装置内のトナー量が多くなるのを抑制することができる。
【００７３】
また、地汚れレベルが許容レベルで、プレトナー供給実施後の現像装置内のトナー量が所定値を越えていると上記残量検知手段が検知したときは、現像装置へ供給する新規トナー供給量の決定および決定したトナー供給量を現像装置内へ供給する制御を行わないので、トナー供給制御時間を短縮することができ、装置のダウンタイムを抑制することができる。
【００７４】
また、プレトナー供給前に、地汚れ検知用画像たる白紙画像を形成し、反射型光学センサ１５０の検知結果に基づいて、前回トナーを現像装置へ供給してからの現像装置の稼動状況を把握する。先の図１に示すように、新規トナー０％、すなわち、現像装置内のトナーが全て古いトナーのときの地汚れ量は、現像装置の稼動状況毎に異なるので、プレトナー供給で新規トナーを供給する前の地汚れを検知することで、現像装置の稼動状況を把握することができる。
【００７５】
また、現像装置の駆動時間に基づいて、前回トナーを現像装置へ供給してからの現像装置の稼動状況を把握してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１：感光体
２：帯電装置
４：現像装置
７：トナー収容器
１０：プロセスカートリッジ
１５：中間転写ベルト
３０：転写ユニット
４１：現像ローラ
４２：トナー供給ローラ
４６：検知窓
５０：接離機構
７１：トナー貯留部
７２：廃トナー収容部
８１：透過型光センサ
９１：紙搬送ベルト
１５０：反射型光センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特許第４０２６９７７号公報
【特許文献２】特開２００９−７５２４４号公報
【図１】
2011186038.tif 000003
【図２】
2011186038.tif 000004
【図３】
2011186038.tif 000005
【図４】
2011186038.tif 000006
【図５】
2011186038.tif 000007
【図６】
2011186038.tif 000008
【図７】
2011186038.tif 000009
【図８】
2011186038.tif 000010
【図９】
2011186038.tif 000011
【図１０】
2011186038.tif 000012