(57)【要約】【課題】現像動作の制御遅延の発生を抑制しつつ、現像画像の濃度むらの発生を抑制することのできる現像装置を得る。【解決手段】現像器６０によりトナーとキャリアを含む現像剤が内部で循環搬送された状態で、感光体５２に形成されている静電潜像に前記トナーを付着させて現像するに当たり、現像器６０の内部におけるトナーの濃度を時系列に検出し、当該トナーの濃度の変動幅を導出して、導出した変動幅が所定幅以上であるか否かを判定し、当該所定幅以上である場合に、前記変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御を行う。【選択図】図１
2008040300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアを含む現像剤が内部で循環搬送された状態で、所定の像保持体に形成されている静電潜像に前記トナーを付着させて現像する現像手段と、
トナー貯蔵部から前記現像手段の内部に前記トナーを補給する補給手段と、
前記現像手段の内部における前記トナーの濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって時系列に検出された前記トナーの濃度の変動幅を導出する導出手段と、
前記導出手段によって導出された前記変動幅が所定幅以上であるか否かを判定し、当該所定幅以上である場合に、前記変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御を行う制御手段と、
を備えた現像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナー貯蔵部から前記現像手段の内部へのトナー補給量が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合より少なくなるように前記補給手段を制御する
請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、前記像保持体を用いた画像形成処理を一時的に中断させる制御を行う
請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記補給手段は、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給量の変化の状態が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合と逆の状態となるように前記補給手段を制御する
請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
前記補給手段は、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの連続補給時間が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合より短くなるように前記補給手段を制御する
請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記補給手段は、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、
前記検出手段によって時系列に検出された前記トナーの濃度の変動の周期を導出する周期導出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、前記周期導出手段によって導出された前記周期の半分の時間だけ遅れるように前記補給手段を制御する
請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
前記補給手段は、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、
前記トナーの濃度の変動幅が所定幅以上であったときの変動周期内における前記補給手段によるトナー補給量の積算量を導出する積算量導出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、前記トナーの補給量の変動周期内において前記積算量導出手段により導出された前記積算量が均等に分配されて補給される状態となるように前記補給手段を制御する
請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に係り、特に、トナーとキャリアを含む現像剤が内部で循環搬送された状態で、所定の像保持体に形成されている静電潜像に前記トナーを付着させて現像する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアを含む現像剤を循環搬送し、その搬送過程で一部のトナーを現像に供する現像装置として、一例として図９に示されるものが提案されている。
【０００３】
この現像装置では、現像スリーブ５００の軸方向に現像剤供給路５０２と現像剤攪拌路５０４が形成され、そこに収容されている現像剤はスクリュウ等の搬送部材５１０，５１２で通路５０６，５０８を介して矢印５１６の方向に循環搬送される。また、現像剤供給路５０２を搬送される現像剤の一部が現像スリーブ５００の外周部に保持され、感光体５２０との対向部でトナーが現像に供される。
【０００４】
現像剤のトナー濃度、すなわちキャリアに対するトナーの混合率は現像剤攪拌路５０４に設けたトナー濃度検出センサ５１８で検出されており、トナー濃度の減少に応じて補給口５１４よりトナーが補給される。
【０００５】
しかしながら、この種の現像装置では、トナー濃度検出センサ５１８で検出されるトナー濃度が全体を代表するものと考えてトナー補給を行っており、必ずしもトナー濃度の低下位置に対して的確にトナーが補給されていなかった。
【０００６】
このため、一例として図１０に示されるように、制御すべき基準濃度Ｔに対して、現像剤供給路５０２、現像剤攪拌路５０４のトナー濃度分布に変動（リップル）が生じ、一定濃度の現像剤を安定的に現像スリーブ５００に供給することができず、再現された画像上に濃度むらが現れる、という問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決するために、特許文献１には、トナーとキャリアとの混合物からなる現像剤により静電潜像を現像する現像装置において、トナー貯蔵部と現像装置のトナー補給口とを連絡するトナー補給経路と、前記トナー貯蔵部のトナーを前記トナー補給経路に搬送するトナー補給手段と、前記現像装置内を搬送される現像剤の流れに対して前記トナー補給口よりも上流側に位置し、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段のトナー濃度検出位置から前記トナー補給口まで現像剤が搬送される時間と、前記トナー貯蔵部から送り出されたトナーがトナー補給口に到達するまでの時間との時間差分、トナー補給開始を遅延させる制御手段と、を設けた技術が開示されている。
【０００８】
この現像装置によれば、循環搬送されている現像剤の濃度低下部にトナーが補給される結果、トナー濃度の安定した現像剤を現像スリーブに供給し、一定濃度の画像を継続的に得ることができる。
【特許文献１】特開平２−１６２３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、トナー補給の開始を、トナー濃度検出位置からトナー補給口まで現像剤が搬送される時間と、トナー貯蔵部から送り出されたトナーがトナー補給口に到達するまでの時間との時間差分だけ、トナー濃度の検出タイミングから常時遅延させるものとしているので、現像動作の制御に遅延が生じやすい、という問題点があった。
【００１０】
近年、画像形成装置に対する画像形成速度の高速化の要求が高まっており、この問題点は深刻である。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、現像動作の制御遅延の発生を抑制しつつ、現像画像の濃度むらの発生を抑制することのできる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の現像装置は、トナーとキャリアを含む現像剤が内部で循環搬送された状態で、所定の像保持体に形成されている静電潜像に前記トナーを付着させて現像する現像手段と、トナー貯蔵部から前記現像手段の内部に前記トナーを補給する補給手段と、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度を検出する検出手段と、前記検出手段によって時系列に検出された前記トナーの濃度の変動幅を導出する導出手段と、前記導出手段によって導出された前記変動幅が所定幅以上であるか否かを判定し、当該所定幅以上である場合に、前記変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御を行う制御手段と、を備えている。
【００１３】
請求項１に記載の現像装置によれば、現像手段により、トナーとキャリアを含む現像剤が内部で循環搬送された状態で、所定の像保持体に形成されている静電潜像に前記トナーが付着されて現像される。また、本発明では、補給手段により、トナー貯蔵部から前記現像手段の内部に前記トナーが補給される。
【００１４】
ここで、本発明では、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が検出手段によって検出される一方、前記検出手段によって時系列に検出された前記トナーの濃度の変動幅が導出手段によって導出される。
【００１５】
そして、本発明では、制御手段により、前記導出手段によって導出された前記変動幅が所定幅以上であるか否かが判定され、当該所定幅以上である場合に、前記変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御が行われる。
【００１６】
このように、請求項１記載の現像装置によれば、現像手段の内部におけるトナーの濃度の変動幅が所定幅以上である場合に、当該変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御を行っているので、当該制御を常時行う場合に比較して、現像動作の制御遅延の発生を抑制しつつ、現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００１７】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナー貯蔵部から前記現像手段の内部へのトナー補給量が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合より少なくなるように前記補給手段を制御するものとしてもよい。
【００１８】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、前記像保持体を用いた画像形成処理を一時的に中断させる制御を行うものとしてもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記補給手段が、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給量の変化の状態が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合と逆の状態となるように前記補給手段を制御するものとしてもよい。
【００２０】
また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記補給手段が、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの連続補給時間が、前記変動幅が前記所定幅未満である場合より短くなるように前記補給手段を制御するものとしてもよい。
【００２１】
また、本発明は、請求項６に記載の発明のように、前記補給手段が、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、前記検出手段によって時系列に検出された前記トナーの濃度の変動の周期を導出する周期導出手段を更に備え、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、前記周期導出手段によって導出された前記周期の半分の時間だけ遅れるように前記補給手段を制御するものとしてもよい。
【００２２】
更に、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記補給手段が、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものであり、前記トナーの濃度の変動幅が所定幅以上であったときの変動周期内における前記補給手段によるトナー補給量の積算量を導出する積算量導出手段を更に備え、前記制御手段が、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、前記トナーの補給量の変動周期内において前記積算量導出手段により導出された前記積算量が均等に分配されて補給される状態となるように前記補給手段を制御するものとしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、現像動作の制御遅延の発生を抑制しつつ、現像画像の濃度むらの発生を抑制することのできる現像装置を提供することができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。同図に示されるように、この画像形成装置１０には、エンジン部１２が備えられており、エンジン部１２の下部には、給紙ユニット１４が設けられている。
【００２６】
この給紙ユニット１４は、用紙が積載される用紙トレイ２２と、この用紙トレイ２２から用紙を送り出す給紙ロール２４と、を含んで構成されており、給紙ロール２４により送り出された用紙は、搬送ロール２６、２８を経て給紙路３０を通過し、後述する転写ロール７４へ搬送される。
【００２７】
この転写ロール７４によってトナー像が用紙に転写され、定着部３２の定着ロール３２Ａで定着された後、切替爪３４の位置選択によって、排出ロール３６又は排出ロール３８により、エンジン部１２の上部に設けられた第１の排出トレイ１６又は第２の排出トレイ１８へ排出される。
【００２８】
ここで、両面印刷の場合、上記のような順序で表面の印刷が終わった後、第１の排出トレイ１６へ用紙が完全に排出される前に、排出ロール３６が逆転し、該用紙が反転路４０へ供給される。そして、搬送ロール４２、４４、４６、４８を経て再び給紙路３０に戻され、用紙の裏面側が印刷される。また、手差し印刷の場合、手差しトレイ２０へ用紙を載置することで、用紙は手差しロール４９から搬送ロール４８を経て給紙路３０へ搬送され、印刷される。
【００２９】
ところで、画像形成装置１０の図１右側には、各色毎の現像剤（トナーと磁性キャリアからなる）が充填された４個の現像剤カートリッジ６４が配設されている。この現像剤カートリッジ６４は、それぞれ現像剤供給路６５によって、図１の上から順に配列された後述する現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃと接続されており、現像剤カートリッジ６４中の現像剤が現像器６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃへ供給される。
【００３０】
ここで、各現像剤供給路６５には、対応する現像剤カートリッジ６４から供給された現像剤を攪拌し、対応する現像器へ搬送するスパイラルオーガ（図示省略）が回転自在に軸支されると共に、当該スパイラルオーガの軸に回転軸が機械的に接続されたモータ１５２が各々設けられている。従って、モータ１５２の回転軸を回転させることにより、現像剤カートリッジ６４から対応する現像器に現像剤を供給することができる。
【００３１】
現像剤カートリッジ６４の図１左側には、露光ユニット６２が配置されており、露光ユニット６２からは、画像信号に応じた４本のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）が、露光ユニット６２の図１左側に配置された感光体ユニット５０を構成する感光体５２へ向けて発せられ、感光体５２に潜像を形成するようになっている。
【００３２】
感光体ユニット５０は、縦方向に並べられた４つの感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）を備えており、上部から例えばイエロー（５２Ｙ）、マゼンタ（５２Ｍ）、ブラック（５２Ｋ）、シアン（５２Ｃ）用となっている。
【００３３】
露光ユニット６２は、 Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のレーザ光Ｌ（Ｙ）、Ｌ（Ｍ）、Ｌ（Ｋ）、Ｌ（Ｃ）（以下総称する場合は、レーザ光Ｌという）を出力する光源部と、レーザ光Ｌに対して変調及び走査を行う変調処理部と、露光面上の走査速度を補正するｆθレンズや走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ等により構成された光学系と、を含んで構成されている。
【００３４】
露光ユニット６２では、光源部から射出された各色のレーザ光Ｌが変調処理部に入射され、各色毎の画像情報に応じてそれぞれ変調されて、ポリゴンモータ６３により回転しているポリゴンミラー６７により走査（主走査）される。ポリゴンミラー６７により走査された各色のレーザ光Ｌは、ミラー群６９により各色に対応する感光体５２の配設方向に反射されて各感光体５２上に結像される。
【００３５】
感光体ユニット５０には、各感光体５２に対応して、帯電ロール５６及びリフレッシュロール５４が備えられており、それぞれ感光体５２に接触回転するように設けられている。帯電ロール５６では、感光体５２を一様に帯電させ、後述する現像器ユニット５８に備えられたマグネットロール８０から飛翔するトナーを感光体５２の表面に付着させる。一方、リフレッシュロール５４では感光体５２を放電させ、感光体５２の表面に付着した残留トナーを取り除き、感光体５２の表面にトナーが残留することで生じるゴースト等を防止する。
【００３６】
ここで、現像器ユニット５８は、それぞれの感光体ユニット５０の図１右下側に配置されており、各感光体ドラム５２（５２Ｙ、５２Ｍ、５２Ｋ、５２Ｃ）に対応して４つの現像器６０（６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｋ、６０Ｃ）が縦方向に並べられている。
【００３７】
この現像器６０は、トリクル現像方式（現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像器内に現像剤を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式。）を採用しており、劣化現像剤は図示しない回収容器に回収されるようになっている。
【００３８】
一方、感光体ユニット５０の図１左側には、中間転写ユニット６６が配置されており、３つのドラム状の中間転写体６８、７０、７２が備えられている。２つの第１中間転写体６８、７０は、縦方向に上下に並べられており、上部の第１中間転写体６８が、感光体５２のうち上部に配置された２つの感光体５２Ｙ、５２Ｍに接触回転し、下部の第１中間転写体７０が、下部に配置された２つの感光体５２Ｋ、５２Ｃに接触回転するようになっている。また、第２中間転写体７２は、第１中間転写体６８、７０の双方に接触回転するようになっており、この第２中間転写体７２に、前述した転写ロール７４が接触回転する。
【００３９】
したがって、感光体５２Ｙ、５２Ｍから各トナー像が第１中間転写体６８に転写され、感光体５２Ｋ、５２Ｃから各トナー像が第１中間転写体７０にそれぞれ転写される。この第１中間転写体６８、７０に転写された各２色のトナー像が、第２中間転写体７２に転写されて４色となり、この４色のトナー像が転写ロール７４により用紙に転写されることになる。
【００４０】
これらの中間転写体６８、７０、７２の近傍には、それぞれクリーニングロール７６及びクリーニングブラシ７８が配置されており、中間転写体６８、７０、７２の表面の残留トナーが掻き落とされる。
【００４１】
図２に示すように、現像器ユニット５８は４つの現像器６０で構成されており、各現像器６０は箱状のハウジング１１０及びハウジング１１０を閉塞する蓋体１２０を備えており、ハウジング１１０には、感光体５２へトナーを供給するマグネットロール８０（現像剤担持体）と、現像器６０内の現像剤を攪拌しマグネットロール８０へ現像剤を供給するスパイラルオーガ１１２（供給部材）及びスパイラルオーガ１１４（攪拌部材）、が回転自在に軸支されている。なお、各現像器６０の蓋体１２０の略中央部には、現像器６０の内部に現像剤を供給するための開口が設けられており、対応する現像剤カートリッジ６４から現像剤供給路６５及び当該開口を介して現像剤が供給（補給）される構成となっている。
【００４２】
また、各現像器６０内のスパイラルオーガ１１４が設けられている部位の下面近傍には、現像器６０の内部におけるトナーの濃度（キャリアに対するトナーの混合率）を検出するためのトナー濃度検出センサ１５０が設けられている。
【００４３】
ここで、各現像器６０は、マグネットロール８０が感光体５２に当接する位置と、感光体５２から退避した位置とに移動可能となっており、画像形成時には、マグネットロール８０が感光体５２に当接するようになっている。これにより、感光体５２に形成された潜像に対応してトナーが感光体５２に付着するようにしているが、画像形成が行われない場合には、現像器ユニット５８は感光体５２から退避するようになっている。
【００４４】
マグネットロール８０には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光体５２の静電潜像（画像部）のみにトナーを静電的に付着させてトナー像の形成が行われる。
【００４５】
図３は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。
【００４６】
メイン電源管理部２００には、図示しない商用電源が接続されており、低電圧電力及び高電圧電力を生成し、電源供給ラインを介して各部へ駆動用の電力を供給する。
【００４７】
メインコントローラ２０２には、ユーザ・インタフェース部２０４が接続され、ユーザーの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザーへ報知するようになっている。
【００４８】
また、このメインコントローラ２０２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。
【００４９】
画像データが入力されると、メインコントローラ２０２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、画像形成処理制御部２０６へ画像データを送出する。
【００５０】
画像形成処理制御部２０６では、入力されたイメージデータに基づいて、光走査系コントロール部２０８、駆動系コントロール部２１０、帯電器コントロール部２１２、現像器コントロール部２１４、定着器コントロール部２１６のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。
【００５１】
更に、メインコントローラ２０２には、各現像器６０に設けられたトナー濃度検出センサ１５０が接続されている。従って、メインコントローラ２０２は、各現像器６０の内部におけるトナー濃度を検出することができる。
【００５２】
ここで、本実施の形態に係るメインコントローラ２０２では、一例として図４に示されるように、トナー濃度検出センサ１５０から出力された値（以下、「センサ出力値」という。）Ｓが所定の目標トナー濃度に対応する値（以下、「目標値」という。）Ｍとなるように、現像剤カートリッジ６４から現像器６０へのトナーの補給量を、次の（１）式により導出し、当該補給量となるように画像形成処理制御部２０６を介してモータ１５２を制御している。
【００５３】
トナー補給量＝（α×Ｐ）＋｛β×（Ｍ−Ｓ）｝      （１）
ここで、Ｐは画像形成対象とする用紙の１枚毎の実際に形成する画像の画素数であり、α及びβは現像剤や画像形成対象とする用紙の特性等に応じて予め定められた係数である。
【００５４】
本実施の形態に係る現像器６０は、一例として図９に示した従来の現像装置と同様に現像剤を循環搬送しつつ、その搬送過程で一部のトナーを現像に供するようにしているため、センサ出力値Ｓは、一例として図７に示されるように、連続的かつ周期的に変化する。このため、上記（１）式により得られるトナー補給量も連続的かつ周期的に変化するものとして算出される結果、現像剤カートリッジ６４から現像器６０に対するトナー補給量もまた連続的かつ周期的に変化するように制御される。なお、当該トナーの補給量の制御は、対応する現像剤供給路６５に設けられたモータ１５２の回転時間や回転速度を増減することにより行うことができるが、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、モータ１５２の回転速度は所定の回転速度で一定とし、回転時間のみを増減させることにより行うものとされている。
【００５５】
このように、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、現像器６０の内部におけるトナー濃度が連続的かつ周期的に変動するものとされているが、この変動幅が大きくなるほど形成される画像上に濃度むらが発生しやすくなる。このため、画像形成装置１０には、トナー濃度の変動幅を抑制することのできるトナー濃度変動抑制機能が搭載されている。
【００５６】
ここで、画像形成装置１０では、上記トナー濃度変動抑制機能を、トナー補給量を通常動作時より低減することにより上記変動幅を抑制するトナー補給量抑制処理、画像形成処理を一時的に停止することにより上記変動幅を抑制する画像形成停止処理、トナーの補給量の変化の状態を通常動作時とは逆の状態とすることにより上記変動幅を抑制するトナー補給状態反転処理、トナーの連続補給時間を通常動作時より短縮することにより上記変動幅を抑制する連続補給時間短縮処理、トナーの補給タイミングをトナー濃度の変動周期の半分の時間だけ遅らせることにより上記変動幅を抑制する補給タイミング遅延処理、及びトナーの補給量の変動周期内において、トナーの濃度の変動幅が所定幅以上であったときの変動周期内におけるトナー補給量の積算量が均等に分配されて補給される状態とすることにより上記変動幅を抑制する補給量均等化処理の６種類の処理の何れか１つを選択的に実行することにより実現している。
【００５７】
なお、画像形成装置１０では、上記トナー濃度変動抑制機能において適用する処理を、ユーザ・インタフェース部２０４を介して予め選択するものとされている。
【００５８】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置１０のトナー濃度変動抑制機能の実行時における作用を説明する。なお、図５は、このときメインコントローラ２０２により実行されるトナー濃度変動抑制処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメインコントローラ２０２に内蔵された不図示の不揮発性メモリに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、トナー濃度変動抑制処理プログラムを現像器ユニット５８における１つの現像器６０（以下、「処理対象現像器」という。）のみに対応するものとして実行する場合について説明するが、実際には、全ての現像器６０に対応して同様の処理が実行される。また、ここでは、トナー濃度変動抑制機能により実行させる処理（ここでは、トナー補給量抑制処理、画像形成停止処理、トナー補給状態反転処理、連続補給時間短縮処理、補給タイミング遅延処理、及び補給量均等化処理の何れか１つの処理）がユーザによって予め選択されている場合について説明する。
【００５９】
同図のステップ３００では、処理対象現像器に設けられたトナー濃度検出センサ１５０からのセンサ出力値Ｓを取得し、次のステップ３０２にて、取得したセンサ出力値Ｓをセンサ出力値の最大値を記憶する変数Ｓｍａｘ及びセンサ出力値の最小値を記憶する変数Ｓｍｉｎに代入する。
【００６０】
次のステップ３０４では、処理対象現像器に設けられたトナー濃度検出センサ１５０からのセンサ出力値Ｓを再び取得し、次のステップ３０６にて、取得したセンサ出力値Ｓが変数Ｓｍａｘの値より大きいか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３０８に移行して、取得したセンサ出力値Ｓを変数Ｓｍａｘに代入し、次のステップ３１０にて、その時点の時間を変数ｍａｘｔに代入した後、後述するステップ３１８に移行する。なお、このとき、変数ｍａｘｔに代入する時間としては、メインコントローラ２０２に内蔵されているタイマによる計時値を適用する形態を例示することができる。
【００６１】
一方、上記ステップ３０６において否定判定となった場合はステップ３１２に移行し、取得したセンサ出力値Ｓが変数Ｓｍｉｎの値より小さいか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１４に移行して、取得したセンサ出力値Ｓを変数Ｓｍｉｎに代入し、次のステップ３１６にて、その時点の時間を変数ｍｉｎｔに代入した後、ステップ３１８に移行する一方、上記ステップ３１２において否定判定となった場合は上記ステップ３１４及びステップ３１６の処理を実行することなくステップ３１８に移行する。なお、このとき、変数ｍｉｎｔに代入する時間もまた、メインコントローラ２０２に内蔵されているタイマによる計時値を適用する形態を例示することができる。
【００６２】
ステップ３１８では、変数Ｓｍａｘの値から変数Ｓｍｉｎの値を減算して得られた値を、センサ出力値の変動幅を示す変数Ｈに代入し、次のステップ３２０にて、変数Ｈの値が予め定められた閾値以上であるか否かを判定して、否定判定となった場合は上記ステップ３０４に戻り、当該ステップ３０４以降の処理を再び実行する一方、肯定判定となった時点でステップ３２２に移行する。
【００６３】
ステップ３２２では、変数ｍａｘｔの値から変数ｍｉｎｔの値を減算し、これによって得られた値の絶対値を算出することにより、トナー濃度の変動周期を導出する。なお、ここで導出される変動周期が、実際の周期の略２分の１の期間を示すものとなるが、これ以降の処理で用いられる変動周期は、実際の周期の略２分の１の周期や、４倍の周期であるため、ここでは、この後の処理に対する利便性を考慮して、実際の周期の略２分の１の周期を導出するものとしている。
【００６４】
次のステップ３２４では、センサ出力値の変動幅（トナー濃度の変動幅）を小さくするために予め定められた処理を実行する変動抑制処理ルーチン・プログラムを実行する。以下、図６を参照して、本変動抑制処理ルーチン・プログラムについて説明する。なお、図６は、当該変動抑制処理ルーチン・プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムもまた、メインコントローラ２０２に内蔵された不図示の不揮発性メモリに予め記憶されている。
【００６５】
同図のステップ４００では、ユーザによって予め選択されている処理がトナー補給量抑制処理であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ４０２に移行して、画像形成処理制御部２０６に対し、処理対象現像器に現像剤を供給する現像剤カートリッジ６４から処理対象現像器の内部へのトナー補給量が、変数Ｈの値が上記閾値未満である場合（通常動作時）より少なくなるようにモータ１５２の回転時間を制御させることによりトナー補給量抑制処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。なお、本実施の形態に係る変動抑制処理ルーチン・プログラムでは、上記トナー補給量抑制処理として、トナー補給量を変数Ｈの値が上記閾値未満である場合の２分の１の補給量とする処理を適用しているが、これに限らず、上記閾値未満である場合の他の割合の補給量とする処理を適用する形態や、トナーの補給を停止させる（モータ１５２の回転を停止させる）処理を適用する形態等とすることもできる。
【００６６】
一方、上記ステップ４００において否定判定となった場合はステップ４０４に移行し、ユーザによって予め選択されている処理が画像形成停止処理であるか否かを判定して、肯定判定となった場合はステップ４０６に移行し、画像形成処理制御部２０６に対して、対応する感光体５２を用いた画像形成処理を一時的に中断させる制御を行わせることにより画像形成停止処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。
【００６７】
一方、上記ステップ４０４において否定判定となった場合はステップ４０８に移行し、ユーザによって予め選択されている処理がトナー補給状態反転処理であるか否かを判定して、肯定判定となった場合はステップ４１０に移行し、画像形成処理制御部２０６に対して、トナーの補給量の変化の状態が、変数Ｈの値が上記閾値未満である場合と逆の状態となるようにモータ１５２の回転状態を制御させることによりトナー補給状態反転処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。
【００６８】
一方、上記ステップ４０８において否定判定となった場合はステップ４１２に移行し、ユーザによって予め選択されている処理が連続補給時間短縮処理であるか否かを判定して、肯定判定となった場合はステップ４１４に移行し、画像形成処理制御部２０６に対してトナーの連続補給時間が、変数Ｈの値が上記閾値未満である場合より短くなるようにモータ１５２の回転状態を制御させることにより連続補給時間短縮処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。なお、本実施の形態に係る変動抑制処理ルーチン・プログラムでは、上記連続補給時間短縮処理として、トナーの連続補給時間を変数Ｈの値が上記閾値未満である場合の２分の１の時間とする処理を適用しているが、これに限らず、上記閾値未満である場合の他の割合の補給時間とする処理を適用する形態等とすることもできる。
【００６９】
一方、上記ステップ４１２において否定判定となった場合はステップ４１６に移行し、ユーザによって予め選択されている処理が補給タイミング遅延処理であるか否かを判定して、肯定判定となった場合はステップ４１８に移行し、画像形成処理制御部２０６に対して、トナーの補給状態が、上記ステップ３２２の処理によって算出した変動周期（詳細には、変動周期の略２分の１）の時間だけ遅れるようにモータ１５２の回転状態を制御させることにより補給タイミング遅延処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。
【００７０】
上記補給タイミング遅延処理の実行により、一例として図７に示されるように、トナーの補給タイミングがトナー濃度の変動周期の略２分の１だけ遅延される結果、トナー濃度の変動幅が収束されることになる。
【００７１】
一方、上記ステップ４１６において否定判定となった場合はユーザによって予め選択されている処理が補給量均等化処理であったものと見なしてステップ４２０に移行し、一例として図８に示すように、トナーの濃度の変動幅が上記所定幅以上であったときの変動周期内における、モータ１５２によるトナー補給量の積算量を導出した後、画像形成処理制御部２０６に対して、トナーの補給状態が、トナーの補給量の変動周期内において上記導出した積算量が均等に分配されて補給される状態となるようにモータ１５２の回転状態を制御させることにより補給量均等化処理を実行し、その後に本変動抑制処理ルーチン・プログラムを終了する。
【００７２】
変動抑制処理ルーチン・プログラムが終了するとトナー濃度変動抑制処理プログラム（図５参照。）のステップ３２６に移行し、本トナー濃度変動抑制処理プログラムを終了させるタイミングとして予め定められたタイミングの到来待ちを行った後、次のステップ３２８にて、上記変動抑制処理ルーチン・プログラムにおいて実行された処理による画像形成処理制御部２０６の動作状態を通常時の動作（変数Ｈの値が上記閾値未満である場合の動作）に復帰させ、その後に本トナー濃度変動抑制処理プログラムを終了する。なお、本実施の形態に係るトナー濃度変動抑制処理プログラムでは、上記予め定められたタイミングとして、上記ステップ３２２の処理によって導出された変動周期の４倍の期間（トナー濃度の変動周期の略２周期分の期間）が経過したタイミングを適用しているが、これに限らず、例えば、１つの印刷ジョブが終了するタイミングや、所定の印刷枚数の画像形成が終了するタイミング等の他のタイミングを適用する形態とすることができることは言うまでもない。
【００７３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、現像手段（ここでは、現像器６０）の内部におけるトナーの濃度の変動幅が所定幅以上である場合に、当該変動幅を前記所定幅未満とするための予め定められた制御を行っているので、当該制御を常時行う場合に比較して、現像動作の制御遅延の発生を抑制しつつ、現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７４】
また、本実施の形態では、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間（ここでは、トナー濃度の変動周期の略２周期分の期間）内におけるトナー貯蔵部（ここでは、現像剤カートリッジ６４）から前記現像手段の内部へのトナー補給量が、前記変動幅が所定幅未満である場合より少なくなるように補給手段（ここでは、モータ１５２）を制御しているので、簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、前記予め定められた制御として、像保持体（ここでは、感光体５２）を用いた画像形成処理を一時的に中断させる制御を行っているので、この場合も簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、前記補給手段を、前記現像手段の内部における前記トナーの濃度が予め定められた基準濃度となるように前記トナーの補給量を連続的かつ周期的に変化させるものとし、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給量の変化の状態が、前記変動幅が所定幅未満である場合と逆の状態となるように前記補給手段を制御しているので、この場合も簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの連続補給時間が、前記変動幅が所定幅未満である場合より短くなるように前記補給手段を制御しているので、この場合も簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、トナー濃度の変動周期の半分の時間だけ遅れるように前記補給手段を制御しているので、この場合も簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００７９】
更に、本実施の形態では、前記トナーの濃度の変動幅が所定幅以上であったときの変動周期内における前記補給手段によるトナー補給量の積算量を導出し、前記予め定められた制御として、それ以降の所定期間内における前記トナーの補給状態が、前記トナーの補給量の変動周期内において前記積算量が均等に分配されて補給される状態となるように前記補給手段を制御しているので、この場合も簡易にトナー濃度の変動幅を小さくすることができる結果、簡易に現像画像の濃度むらの発生を抑制することができる。
【００８０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８１】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合せにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００８２】
例えば、上記実施の形態では、トナー濃度の変動を抑制するための処理をソフトウェアによって実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該処理をハードウェアにより実現する形態とすることもできる。この場合は、上記実施の形態に比較して、当該処理の高速化が期待できる。
【００８３】
その他、上記実施の形態で説明した画像処理装置１０の構成（図１〜図３参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
【００８４】
また、上記実施の形態で説明したトナー濃度変動抑制処理プログラム及び変動抑制処理ルーチン・プログラムの各プログラムの処理の流れ（図５，図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す側面図である。
【図２】実施の形態に係る現像部の構成を示す拡大図である。
【図３】実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部における画像形成のための制御系の構成を示す制御ブロック図である。
【図４】実施の形態に係る画像形成装置によるトナー補給量の制御の説明に供するグラフである。
【図５】実施の形態に係るトナー濃度変動抑制処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係る変動抑制処理ルーチン・プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る補給タイミング遅延処理の説明に供するグラフである。
【図８】実施の形態に係る補給量均等化処理の説明に供するグラフである。
【図９】従来技術の問題点の説明に供する図であり、従来の現像装置の構成例を示す概略平面図である。
【図１０】従来技術の問題点の説明に供する図であり、従来の現像装置におけるトナー濃度の分布状態例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１０    画像形成装置
６０    現像器（現像手段）
６４    現像剤カートリッジ（トナー貯蔵部）
１５０    トナー濃度検出センサ（検出手段）
１５２    モータ（補給手段）
２０２    メインコントローラ（導出手段，制御手段，周期導出手段，積算量導出手段）
【図１】
2008040300.tif 000003
【図２】
2008040300.tif 000004
【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】
2008040300.tif 000009
【図８】
2008040300.tif 000010
【図９】
2008040300.tif 000011
【図１０】
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