(57)【要約】      （修正有）【課題】画素面積や現像剤撹拌時間、環境変動に応じて、トナー濃度センサ制御の目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更することで、２成分現像剤のトナー濃度を最適に制御して、画像濃度が一定の高品位なカラー画像を得ること。【解決手段】潜像形成手段と、現像手段と、トナー補給手段と、潜像面積演算手段と、トナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、前記潜像面積履歴に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたトナー補給制御装置。 【選択図】図４
2008065201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、当該潜像面積履歴に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置。 
【請求項２】
像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、前記潜像形成手段と前記現像手段の各稼働時間を記録する稼働時間記録手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置。
【請求項３】
像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、前記潜像形成手段と前記現像手段の各稼働時間を記録する稼働時間記録手段と、トナー補給制御装置内の環境状態を検知する環境検知手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置。
【請求項４】
前記濃度目標値変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対するトナー濃度目標値の補正関数を格納する関数格納手段を有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態のいずれか一つ以上に基づいて前記補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値に基づいて、トナー濃度目標値を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項５】
前記濃度目標値変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対するトナー濃度目標値の補正関数を得るルックアップテーブルを有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記ルックアップテーブルの補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値のいずれか一つ以上に基づいて、トナー濃度目標値を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項６】
前記パラメータ変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対する所定のパラメータの補正関数を格納する関数格納手段を有し、前記潜
像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値のいずれか一つ以上に基づいて、トナー補給量を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項７】
前記パラメータ変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対する所定のパラメータの補正係数を得るルックアップテーブルを有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記補正係数を選択し、前記補正係数と現在のトナー濃度目標値に基づいて、トナー補給量を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項８】
前記濃度目標値変更手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度に応じて、トナー濃度目標値の補正値を変更することを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項９】
前記パラメータ変更手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度に応じて、所定のパラメータの補正係数を変更することを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載のトナー補給制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一に記載のトナー補給制御装置が搭載され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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。 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を担っている。 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。 
【０００３】
従来のトナー補給制御装置を備えた画像形成装置の全体構成例を図５に示す。まず、感光体１上を帯電器２で帯電させる。そして、画像信号を露光３として感光体１上に照射して、感光体１の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器５の現像スリーブ４によってトナー６を汲み上げて現像して、トナー像として可視化される。感光体１上に形成されたトナー像は、転写ベルト９により感光体１に搬送された転写紙８上に、転写帯電器７の作用により転写される。転写ベルト９は転写紙８上にトナー像を転写した後、転写紙８を定着器１０へ搬送する。感光体１上に残った転写残りのトナーは、その後、クリーナ１７で掻き落とされる。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、転写ベルト９上にその移動方向に沿って順次配列されることになる。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５内にトナーをトナー補給槽１２から補給する。トナー補給槽１２は、トナー補給モータ１４でトナー搬送スクリュー１３を回転させて、現像器５へトナーを補給する。現像器５では、現像剤撹拌スクリュー１１によって、トナーとキャリアが混合され、現像スリーブ４まで撹拌・搬送される。このとき、トナー補給モータ１３の回転を制御することで、トナー補給槽１２から現像器５へのトナー補給動作を行い、現像剤のトナー濃度を一定に維持する。トナー補給モータ１３の回転量は、トナー補給量を演算装置１５によって演算する。この演算の違いがトナー補給制御方式の違いとなる。具体的には、現像器５内に設置したトナー濃度センサ１６により、現像器５内における現像剤の透磁率を検知してトナー濃度に換算して、トナー濃度が一定に維持されるようにトナー補給量を制御する方式（トナー濃度センサ制御）、露光３での画像信号からトナー消費量を演算し、その消費量と一致するトナー補給量を演算して制御する方式（画素比例制御）がある。本構成において、トナー補給制御にかかわるブロック図を図６に示す。
【０００４】
前記のトナー濃度センサ制御では、現像器５内における現像剤のトナー濃度を検知するため、現像剤のトナー濃度を一定に維持することができる。ただし、トナー濃度センサ１６ではトナー濃度そのものを検知するのではなく、透磁率に換算して検知している。そのため、現像剤撹拌スクリュー１１で現像剤を長時間撹拌することで、現像剤の嵩密度が高くなり、トナー濃度が高いと誤検知してしまう。また、現像剤の状態によってトナー濃度
センサ１６の透磁率と濃度の感度が異なる。この誤検知により、トナー濃度を一定に維持することができなくなる。さらに、トナー補給槽１２から新しく補給されたトナーを大量に混合して現像剤を撹拌する場合、トナーの摩擦帯電量が低いまま現像スリーブ４に到達することになる。そのため、トナー濃度を一定に維持していても、現像特性が変化することで、画像濃度は濃くなる。また、現像剤中の磁性キャリアの変質や環境変動により変化し、現像特性は変化する。
【０００５】
一方、前記の画素比例制御では、露光時の画像信号から実際に現像によって消費されるトナーの量は、露光画素数や画像密度が同じであっても画像濃度によって変化する。また、トナー補給モータ１４の回転ばらつきが生じるため、結果的に現像器５内のトナー濃度が不安定になる。
そこで、特許文献１では、トナー濃度センサ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、設定した目標トナー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、トナー濃度センサ制御を、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。 また、特許文献
２では、作像初期と現在の画像濃度を比較して、トナー濃度センサ制御のフィードバックゲインを調整している。一方、特許文献３では、画像濃度に基づいてトナー濃度目標値を変更している。
【０００６】
しかしながら、上述の方式では、画像濃度を検知する必要があるため、検知用のトナー消費量が多くなったり、枚数当りの作像が長時間化したり、といった問題があった。また、画像形成装置上のレイアウトによっては、作像中に所望の間隔で画像濃度を検知することができないという問題もあった。また、作像条件、環境変動によるトナー濃度センサ制御のパラメータを補正するためには、トナー濃度目標値だけでなく、トナー濃度センサの感度も補正する必要がある。
【特許文献１】特開平９−１２７７５７号公報
【特許文献２】特開２０００−２２７６８２号公報
【特許文献３】特開２００３−１７７５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、画素面積や現像剤撹拌時間、環境変動に応じて、トナー濃度センサ制御の目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更することで、２成分現像剤のトナー濃度を最適に制御して、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は下記の構成よりなる。
（１）像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、当該潜像面積履歴に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積に応じてトナー
濃度センサ制御における目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更しているので、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定化させることで、高品位なカラー画像を得ることができる。
ここで、所定のパラメータとは、たとえば、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分に乗じる比例係数を意味する。これは、実施例では、補給量変更係数として記述されている。
【０００９】
（２）像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、前記潜像形成手段と前記現像手段の各稼働時間を記録する稼働時間記録手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間に応じてトナー濃度センサ制御における目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更しているので、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定化させることで、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１０】
（３）像担持体に形成される潜像を２成分現像剤でトナー像として可視化する現像手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記潜像面積を演算する潜像面積演算手段と、前記２成分現像剤のトナー濃度を検知する濃度検知手段とを有するトナー補給制御装置において、前記トナー濃度とトナー濃度目標値との差分と所定のパラメータに応じて、トナー補給量を変更する補給量変更手段とを備えて、前記潜像面積演算手段から潜像毎の潜像面積履歴を記録する潜像面積履歴記録手段と、前記潜像形成手段と前記現像手段の各稼働時間を記録する稼働時間記録手段と、トナー補給制御装置内の環境状態を検知する環境検知手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に応じて、前記トナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更手段と、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に応じて、前記所定のパラメータを変更するパラメータ変更手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更しているので、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定化させることで、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１１】
（４）前記濃度目標値変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対するトナー濃度目標値の補正関数を格納する関数格納手段を有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態のいずれか一つ以上に基づいて前記補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値に基づいて、トナー濃度目標値を変更することを特徴とする前記（１）から（３）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における目標値の補正値を関数によって算出しているので、より実際の画像濃度の変動に即した目標値補正で、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１２】
（５）前記濃度目標値変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態の
いずれか一つ以上に対するトナー濃度目標値の補正関数を得るルックアップテーブルを有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記ルックアップテーブルの補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値のいずれか一つ以上に基づいて、トナー濃度目標値を変更することを特徴とする前記（１）から（３）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における目標値の補正値をルックアップテーブルから算出しているので、補正値算出の計算負荷を低減した状態で、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１３】
（６）前記パラメータ変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対する所定のパラメータの補正関数を格納する関数格納手段を有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記補正関数を選択し、前記補正関数と現在のトナー濃度目標値のいずれか一つ以上に基づいて、トナー補給量を変更することを特徴とする前記（１）から（３）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における制御パラメータの補正係数を関数によって算出しているので、より実際の画像濃度の変動に即した制御パラメータ補正で、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１４】
（７）前記パラメータ変更手段は、予め既定された潜像面積履歴と稼働時間と環境状態のいずれか一つ以上に対する所定のパラメータの補正係数を得るルックアップテーブルを有し、前記潜像面積履歴と前記稼働時間と前記環境状態に基づいて前記補正係数を選択し、前記補正係数と現在のトナー濃度目標値に基づいて、トナー補給量を変更することを特徴とする前記（１）から（３）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における制御パラメータの補正係数をルックアップテーブルから算出しているので、補正係数算出の計算負荷を低減した状態で、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１５】
（８）前記濃度目標値変更手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度に応じて、トナー濃度目標値の補正値を変更することを特徴とする前記（１）から（７）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じたトナー濃度センサ制御における目標値の補正値を、さらにトナー濃度に応じても変更しているので、トナー濃度の状態に依存せず、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定させた、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１６】
（９）前記パラメータ変更手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度に応じて、所定のパラメータの補正係数を変更することを特徴とする前記（１）から（７）のいずれかに記載のトナー補給制御装置である。
上記トナー補給制御装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と環境変動に応じたトナー濃度センサ制御における制御パラメータの補正係数を、さらにトナー濃度に応じても変更しているので、トナー濃度の状態に依存せず、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定させた、高品位なカラー画像を得ることができる。
【００１７】
（１０）前記（１）から（９）のいずれか一に記載のトナー補給制御装置が搭載されたことを特徴とする画像形成装置である。
上記画像形成装置においては、トナー消費量に関連する潜像面積と現像剤の撹拌時間と
環境変動に応じてトナー濃度センサ制御における目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更しているので、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定化させることで、高品位なカラー画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、画素面積、現像剤攪拌時間又は環境変動に応じて、トナー濃度センサ制御の目標値とフィードバック制御パラメータの両方を変更することで、２成分現像剤のトナー濃度を最適に制御し、画像濃度を一定にし、トナー濃度を安定化することにより、高品位なカラー画像を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１ 
図１は、本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。本発明は、潜像面積演算装置で算出した潜像面積に関する一定時間分の履歴データを保存しておく潜像面積履歴記録装置、潜像面積履歴に応じてトナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更装置、潜像面積履歴に応じて補給量変更装置内のパラメータを変更するパラメータ変更装置で構成されている。ここでは、補給量変更装置はトナー濃度目標値とトナー濃度検知装置の値との差分に補給量変更係数を乗算して制御している。
潜像面積履歴記録装置では、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを一単位として順次記録していく。このとき、演算装置内メモリの制約上、単位数に制限がある場合は、最も古い過去の潜像面積データを消去し、新しい潜像面積を記録する。記録のタイミングとしては、潜像面積演算装置で新たに潜像面積を計算されたタイミング、画像を印刷するタイミング、タイマカウンタで一定時間を経たときのタイミングがある。また、記録するだけでなく、所定の間隔で潜像面積の移動平均値を算出し、移動平均値を潜像面積履歴としてメモリに格納することもできる。
ここで一定時間とは、たとえば、印刷５枚分に相当する時間等のことであり、各印刷時の潜像面積を履歴として保存しておく。
【００２０】
濃度目標値変更装置では、潜像面積履歴に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。過去の一定単位分の平均値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の
判断では、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighと
し、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、入力
されたトナー濃度目標値（Vtref）に補正値Vlowを加算して新たなトナー濃度目標値とし
て補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Midでは、入力されたトナー濃度目標値に
は加工をせず、そのままトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Highでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vhighを加算して新たなトナー濃度
目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー補正値VlowあるいはVhighは潜像面積履
歴に応じて、補正値が変化する関数である。この関数は、濃度目標値変更装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図７はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正値をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図８）。
図２３は、ルックアップテーブルのもとになる補正値曲線である。ルックアップテーブルは、この補正値曲線に基づいて、配列を作成していく。配列は、横軸を等分割するのではなく、縦軸を等分割するように作成していくのが望ましい。この補正値曲線によって、潜像面積が低い場合、すなわち、トナー消費量が小さい場合は、トナー濃度が一定でもトナー濃度検知装置の出力値は低下するので、これに応じてトナー濃度目標値も低下するように補正値を−側に設定する。また、潜像面積が高い場合、すなわち、トナー消費量が大きい場合は、トナー濃度を一定にすると帯電量が低下してしまい、画像濃度が上昇してし
まうので、これに応じてトナー濃度目標値を低目に設定する。このとき、トナー濃度検知装置の出力は上昇するように設定する。
【００２１】
パラメータ変更装置でも同様に、潜像面積履歴に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。過去の一定単位分の平均値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする
。次の判断では、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、補給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Glowを乗算して、新たな補給量変更係数とする。トナー消費状態Midでは、トナー補給量変更係数を加工せず、そのままトナー補給
量変更係数とする。トナー消費状態Highでは、補給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Ghighを乗算して新たな補給量変更係数とする。補正係数GlowあるいはGhighは潜像面積履歴に応じて、補正係数が変化する関数である。この関数は、パラメータ装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図９はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正係数をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図１０）。
図２４は、ルックアップテーブルのもとになる補正係数曲線である。ルックアップテーブルは、この補正係数曲線に基づいて、配列を作成していく。配列は、横軸を等分割するのではなく、縦軸を等分割するように作成していくのが望ましい。この補正係数曲線によって、潜像面積が低かったり、高かったりする場合、すなわち、トナー消費量の変化が小さかったり、大きかったりする場合は、トナー濃度検知装置の出力ノイズによって、トナー濃度目標変更装置で合わせ込んだトナー濃度が大きく変動する可能性がある。そのため、ノイズの影響を低減するため、補給量変更係数を小さく設定する。
【００２２】
実施の形態２ 
図２は、本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。本発明は、潜像面積演算装置で算出した潜像面積に関する一定時間分の履歴データを保存しておく潜像面積履歴記録装置、現像装置の撹拌時間を記録する稼動時間記録装置、潜像面積履歴と稼働時間に応じてトナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更装置、潜像面積履歴と稼働時間に応じて補給量変更装置内のパラメータを変更するパラメータ変更装置で構成されている。ここでは、補給量変更装置はトナー濃度目標値とトナー濃度検知装置の値との差分に補給量変更係数を乗算して制御している。
【００２３】
潜像面積履歴記録装置では、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを一単位として順次記録していく。このとき、演算装置内メモリの制約上、単位数に制限がある場合は、最も古い過去の潜像面積データを消去し、新しい潜像面積を記録する。記録のタイミングとしては、潜像面積演算装置で新たに潜像面積を計算されたタイミング、画像を印刷するタイミング、タイマカウンタで一定時間を経たときのタイミングがある。また、記録するだけでなく、所定の間隔で潜像面積の移動平均値を算出し、移動平均値を潜像面積履歴としてメモリに格納することもできる。
稼動時間記録装置では、内蔵のタイマカウンタで現像装置内の撹拌スクリューが回転する時間をカウントしている。そして、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを受け取るタイミング毎にカウント値を稼働時間として、濃度目標値変更装置とパラメータ変更装置に出力する。
【００２４】
濃度目標値変更装置では、潜像面積履歴と稼働時間に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判断では、Highかどう
かを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vlowを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Midでは、入力されたトナー濃度目標値には加工をせず、そのままトナー濃度
目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Highでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vhighを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力
する。トナー補正値VlowあるいはVhighは潜像面積履歴に応じて、補正値が変化する関数
である。この関数は、濃度目標値変更装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図１１はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正値をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図１２）。
【００２５】
パラメータ変更装置でも同様に、潜像面積履歴と稼動時間に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判断では、High
かどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、補給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Glowを乗算して、新たな補給量変更係数とする。トナー消費状態Midでは、トナー補給量変更係数を加工せず、そのままトナー補給量変更係数とする。ト
ナー消費状態Highでは、給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Ghighを乗算して新
たな補給量変更係数とする。補正係数GlowあるいはGhighは潜像面積履歴に応じて、補正
係数が変化する関数である。この関数は、パラメータ装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図１３はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正係数をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図１４）。
【００２６】
実施の形態３ 
図３は、本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。本発明は、潜像面積演算装置で算出した潜像面積に関する一定時間分の履歴データを保存しておく潜像面積履歴記録装置、現像装置の撹拌時間を記録する稼動時間記録装置、現像装置内の温湿度環境を検知する環境検知装置、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じてトナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更装置、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じて補給量変更装置内のパラメータを変更するパラメータ変更装置で構成されている。ここでは、補給量変更装置はトナー濃度目標値とトナー濃度検知装置の値との差分に補給量変更係数を乗算して制御している。
【００２７】
潜像面積履歴記録装置では、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを一単位として順次記録していく。このとき、演算装置内メモリの制約上、単位数に制限がある場合は、最も古い過去の潜像面積データを消去し、新しい潜像面積を記録する。記録のタイミングとしては、潜像面積演算装置で新たに潜像面積を計算されたタイミング、画像を印刷するタイミング、タイマカウンタで一定時間を経たときのタイミングがある。また、記録するだけでなく、所定の間隔で潜像面積の移動平均値を算出し、移動平均値を潜像面積履歴としてメモリに格納することもできる。
【００２８】
稼動時間記録装置では、内蔵のタイマカウンタで現像装置内の撹拌スクリューが回転する時間をカウントしている。そして、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを受け取るタイミング毎にカウント値を稼働時間として、濃度
目標値変更装置とパラメータ変更装置に出力する。
環境検知装置では、現像装置内の温度と湿度を検知して、濃度目標値変更装置とパラメータ変更装置に出力する。
【００２９】
濃度目標値変更装置では、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判断では
、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vlowを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Midでは、入力されたトナー濃度目標値には加工をせず、そのま
まトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Highでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vhighを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変
更装置へ出力する。トナー補正値VlowあるいはVhighは潜像面積履歴に応じて、補正値が
変化する関数である。この関数は、濃度目標値変更装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図１５はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正値をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図１６）。
【００３０】
パラメータ変更装置でも同様に、潜像面積履歴と稼動時間と温度、湿度に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判
断では、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし
、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、補給量
変更装置内の補給量変更係数に補正係数Glowを乗算して、新たな補給量変更係数とする。トナー消費状態Midでは、トナー補給量変更係数を加工せず、そのままトナー補給量変更
係数とする。トナー消費状態Highでは、給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Ghighを乗算して新たな補給量変更係数とする。補正係数GlowあるいはGhighは潜像面積履歴に応じて、補正係数が変化する関数である。この関数は、パラメータ装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図１７はかかる制御処理内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正係数をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよい。この場合、トナー消費状態Low/Mid/Highの３段階全体を網羅したルックアップテーブルで対応付けできる（図１８）。
【００３１】
実施の形態４ 
図４は、本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。本発明は、潜像面積演算装置で算出した潜像面積に関する一定時間分の履歴データを保存しておく潜像面積履歴記録装置、現像装置の撹拌時間を記録する稼動時間記録装置、現像装置内の温湿度環境を検知する環境検知装置、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じてトナー濃度目標値を変更する濃度目標値変更装置、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じて補給量変更装置内のパラメータを変更するパラメータ変更装置で構成されている。ここでは、補給量変更装置はトナー濃度目標値とトナー濃度検知装置の値との差分に補給量変更係数を乗算して制御している。
【００３２】
潜像面積履歴記録装置では、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを一単位として順次記録していく。このとき、演算装置内メモリの制約上、単位数に制限がある場合は、最も古い過去の潜像面積データを消去し、新しい潜像
面積を記録する。記録のタイミングとしては、潜像面積演算装置で新たに潜像面積を計算されたタイミング、画像を印刷するタイミング、タイマカウンタで一定時間を経たときのタイミングがある。また、記録するだけでなく、所定の間隔で潜像面積の移動平均値を算出し、移動平均値を潜像面積履歴としてメモリに格納することもできる。
【００３３】
稼動時間記録装置では、内蔵のタイマカウンタで現像装置内の撹拌スクリューが回転する時間をカウントしている。そして、潜像面積演算装置から潜像面積あるいは潜像面積に準じる露光画素面積データを受け取るタイミング毎にカウント値を稼働時間として、濃度目標値変更装置とパラメータ変更装置に出力する。
環境検知装置では、現像装置内の温度と湿度を検知して、濃度目標値変更装置とパラメータ変更装置に出力する。
【００３４】
濃度目標値変更装置では、潜像面積履歴と稼働時間と温度、湿度に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判断では
、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vlowを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Midでは、入力されたトナー濃度目標値には加工をせず、そのま
まトナー濃度目標値として補給量変更装置へ出力する。トナー消費状態Highでは、入力されたトナー濃度目標値に補正値Vhighを加算して新たなトナー濃度目標値として補給量変
更装置へ出力する。トナー補正値VlowあるいはVhighは潜像面積履歴に応じて、補正値が
変化する関数である。予め複数のトナー濃度水準に対応した関数を有し、トナー濃度検知装置によって検出されたトナー濃度に最も近い水準の関数を採用する。この関数は、濃度目標値変更装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図１９はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正値をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよく、この場合は予め複数のトナー濃度水準に対応したルックアップテーブルを有し、トナー濃度検知装置によって検出されたトナー濃度に最も近い水準のルックアップテーブルを採用する（図２０）。
【００３５】
パラメータ変更装置でも同様に、潜像面積履歴と稼動時間と温度、湿度に応じてトナー消費状態をLow/Mid/Highの３段階で判断する。それぞれの過去の一定単位分の平均値を加算あるいは乗算することで算出される値Pに対して、Lowかどうかを判断する基準Plowを下回った場合、トナー消費状態をLowとし、Plowを上回った場合、次の判断をする。次の判
断では、Highかどうかを判断する基準Phighを上回った場合、トナー消費状態をHighとし
、Phighを下回った場合、トナー消費状態をMidとする。トナー消費状態Lowでは、補給量
変更装置内の補給量変更係数に補正係数Glowを乗算して、新たな補給量変更係数とする。トナー消費状態Midでは、トナー補給量変更係数を加工せず、そのままトナー補給量変更
係数とする。トナー消費状態Highでは、給量変更装置内の補給量変更係数に補正係数Ghighを乗算して新たな補給量変更係数とする。補正係数GlowあるいはGhighは潜像面積履歴に応じて、補正係数が変化する関数である。予め複数のトナー濃度水準に対応した関数を有し、トナー濃度検知装置によって検出されたトナー濃度に最も近い水準の関数を採用する。この関数は、パラメータ装置に記憶されており、外部入力により関数を変更できる構成になっている。図２１はかかる制御処理の内容を示すフローチャート図である。あるいは、潜像面積履歴と補正係数をルックアップテーブルで対応付けしてあってもよく、この場合は予め複数のトナー濃度水準に対応したルックアップテーブルを有し、トナー濃度検知装置によって検出されたトナー濃度に最も近い水準のルックアップテーブルを採用する（図２２）。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。
【図３】本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明のトナー補給制御装置および画像形成装置の一実施例を示すブロック図である。
【図５】従来のトナー補給制御装置を備えた画像形成装置の全体構成例を示す図である。
【図６】本構成において、トナー補給制御にかかわるブロック図である。
【図７】実施の形態１に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図８】実施の形態１に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図９】実施の形態１に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】実施の形態１に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図１１】実施の形態２に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図１２】実施の形態２に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図１３】実施の形態２に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図１４】実施の形態２に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図１５】実施の形態３に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図１６】実施の形態３に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図１７】実施の形態３に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図１８】実施の形態３に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図１９】実施の形態４に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図２０】実施の形態４に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図２１】実施の形態４に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。
【図２２】実施の形態４に記述した制御処理の内容を説明するためのフローチャート図である。特に、ルックアップテーブルにより、Low/Mid/Highの３段階全体を網羅した場合について説明している。
【図２３】実施の形態１に記述したルックアップテーブルのもとになる補正値曲線について説明している。
【図２４】実施の形態１に記述したルックアップテーブルのもとになる補正係数曲線について説明している。
【符号の説明】
【００３７】
１    感光体
２    帯電装器
３    露光
４    現像スリーブ
５    現像器
６    トナー
７    転写静電器
８    転写紙
９    転写ベルト
１０  定着器
１１  現像剤撹拌スクリュー
１２  トナー補給槽
１３  トナー搬送スクリュー
１４  トナー補給モータ
１５  演算装置
１６  トナー濃度センサ
１７  クリーナ
【図１】
2008065201.tif 000003
【図２】
2008065201.tif 000004
【図３】
2008065201.tif 000005
【図４】
2008065201.tif 000006
【図５】
2008065201.tif 000007
【図６】
2008065201.tif 000008
【図７】
2008065201.tif 000009
【図８】
2008065201.tif 000010
【図９】
2008065201.tif 000011
【図１０】
2008065201.tif 000012
【図１１】
2008065201.tif 000013
【図１２】
2008065201.tif 000014
【図１３】
2008065201.tif 000015
【図１４】
2008065201.tif 000016
【図１５】
2008065201.tif 000017
【図１６】
2008065201.tif 000018
【図１７】
2008065201.tif 000019
【図１８】
2008065201.tif 000020
【図１９】
2008065201.tif 000021
【図２０】
2008065201.tif 000022
【図２１】
2008065201.tif 000023
【図２２】
2008065201.tif 000024
【図２３】
2008065201.tif 000025
【図２４】
2008065201.tif 000026