(57)【要約】  一頁の画像の印字中においても二成分現像器のトナー濃度制御を安定に行い、また、複数頁が連続したその一連の印字においてもその間における印字動作の中断頻度を可能な限り少なくする画像形成装置を提供する。画像形成装置において、画像の印字中に計数したその画像の現像に係る画素の数および他の画像情報からトナー消費量を推定してその消費量分のトナーの補給を行う。この際、一頁の印字の途中でそれまでの計数値を取得し、消費量を推定して、その量に基づいて、当該頁の後半の印字動作中にトナー供給を行うものとする。それによって、トナー供給を前倒しで行うことができ、その分のトナー濃度の変動が抑えられる。
2007091507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段と、
を含み備え、
前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給装置。
【請求項２】
前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御手段をさらに備え、
前記現像剤量制御手段は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給手段による現像剤の供給を行うように制御することを特徴とした請求項１記載の現像剤供給装置。
【請求項３】
前記現像剤量制御手段は、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定手段が推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした請求項２記載の現像剤供給装置。
【請求項４】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、
前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段と、
を含み備え、
前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給装置。
【請求項５】
前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした請求項４記載の現像剤供給装置。
【請求項６】
前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした請求項４記載の現像剤供給装置。
【請求項７】
前記現像器は、現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段を備えており、
前記現像剤供給手段は、前記現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、前記現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項８】
前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数を計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項９】
前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項１０】
前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数することを特徴とした請求項９記載の現像剤供給装置。
【請求項１１】
前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項１２】
請求項１又は４記載の現像剤供給装置を備えた画像形成装置。
【請求項１３】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップと、
を含み有し、
前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給制御方法。
【請求項１４】
前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御ステップをさらに有し、
前記現像剤量制御ステップは、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給ステップによる現像剤の供給を行うように制御することを特徴とした請求項１３記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１５】
前記現像剤量制御ステップは、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定ステップが推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした請求項１４記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１６】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、
前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、
可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップと、
を含み有し、
前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給制御方法。
【請求項１７】
前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした請求項１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１８】
前記前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした請求項１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１９】
前記画像濃度計数ステップは、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした請求項１３又は１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項２０】
請求項１３又は１６記載の現像剤供給制御方法における手順を現像剤供給装置に実行させるための現像剤供給制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を使用する複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。特に、感光体のような像担持体に形成された静電潜像をトナーと磁性体キャリア（以下、単に「キャリア」という）とからなる二成分現像剤を用いて可視像化する現像器に対して、その消費したトナーを補給（現像器へのこの補給を供給とも呼ぶ）して現像器内部のトナー濃度（二成分現像剤におけるトナーの割合）を所定の範囲内の水準に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた電子写真装置（電子写真方式による画像形成装置）においては、その混合比によって出力画像（装置が形成し出力した画像）の光学濃度（出力画像の光学濃度を画像濃度と呼び、また、光学濃度及び画像濃度を共に単に濃度とも呼ぶ）が影響を受ける。それゆえ、出力画像の濃度を安定化させるために、印字（文字に限らず図形その他の画像全般の印刷）により消費された量に相当するトナーを現像器に補給して現像剤中のトナー濃度を所定の水準に制御することが不可欠である。そして、このような制御を行う従来のトナー供給装置が、例えば特許文献１に記載されている。【０００３】
この特許文献１に記載された従来のトナー供給装置は、静電潜像の現像により現像器内の変化した現像剤濃度を補正するために、即ち、現像器に供給するトナー量を制御するために、画像信号処理回路の出力信号のレベルを画素毎にカウント（積算）する（この手段を第１の現像剤濃度制御手段と呼ぶ）ものとしている。【０００４】
ここで、特許文献１の画像形成装置では、同文献の図１及び図２のように、当該画像形成装置にその画像形成のための情報として入力された画像データの出力信号レベルを積算し（この積算された数量をビデオカウント数と呼ぶ）、ビデオカウント数に変換してこれを基にトナーの使用量に換算する。これによりその消費量を推定して現像器へトナーの補給を行うことは、現像剤の実際のトナー濃度を直接検出し、それに基づいてトナーを補給するのとは異なる。その補給はあくまでも推定によるものであることから、現像器へのトナー補給槽からのトナー補給量や、現像器からのトナー消費量についての推定値からの変化が生ずると、また、消費系、補給系の性能変動により、現像器内の現像剤のトナー濃度すなわちトナー粒子とキャリア粒子の混合比が初期設定値（規定値）より除々にずれてくることを特許文献１は述べ、このずれを補正しないでおくと、トナー濃度が初期設定値の許容範囲から大きくずれてしまう課題があったことを指摘している。【０００５】
そこで、同文献に示された画像形成装置では、第２の現像剤濃度制御手段を設け、この第２の現像剤濃度制御手段を所定のタイミングで、例えば同装置における１つのコピー動作の終了毎に、或はコピー数が所定枚数に達したとき毎に、或はビデオカウント数が所定値に達したとき毎に、等のタイミングで、作動させて感光体ドラム上に参照用の画像を形成するものとし、これで得られるパッチ状の参照トナー像（濃度パッチと呼ぶ）にＬＥＤ等の光源から光を照射し、その反射光を光電変換素子で受光している。このとき、この光電変換素子の出力信号は参照トナー像の濃度に対応するから、結局この出力信号は現像器内の二成分現像剤のトナー濃度に対応する。【０００６】
そして、同装置は、現像剤の規定トナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）と現像器内の実際のトナー濃度とを比較して、光電変換素子によって検出された現像剤の実際のトナー濃度が規定値よりも小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場合には、不足分のトナーを現像器に補給する。一方、実際のトナー濃度が規定値よりも大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である場合には、出力信号に基づいて現像剤中の過剰トナー量を算出して、その後の原稿による画像形成に際しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補給するものとし、例えば、過剰トナー量を相殺するように１つの画像当りのトナー補給量を算出し、トナーを補給させるとか、過剰トナー量が消費されるまでトナーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で画像を形成して過剰トナー量を消費させる等の制御を行う。【０００７】
特許文献１では、このように、画像信号処理回路の出力信号のレベルを画素毎にカウントする第１の現像剤濃度制御手段と共に、参照画像を形成し、その画像濃度を検知して現像器へのトナーの補給についての過不足を制御する第２の現像剤濃度制御手段を設けることで、第１の現像剤濃度制御手段のみでは現像器内の現像剤のトナー濃度すなわちトナー粒子とキャリア粒子の混合比が初期設定値（規定値）より除々にずれてトナー濃度が初期設定値の許容範囲から大きくずれてしまう課題が解決できることを開示している。
【特許文献１】特許第３０５３９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記の従来の画像形成装置においては、その頁の印字が終了した時点で当該頁の印字画素数（像形成がされた（トナーが付着した）画素の数。単に画素数とも呼ぶ）が確定するので、その後でないとトナー補給が開始されない。そこで、全面ベタ画像（画像の全面に渡ってその出力画像における色材での被覆率が１００％に近い画像）のような印字率（印字された頁における色材での被覆率）の高い画像を印字すると、現像器内部のトナー濃度が急激に下がるが、トナー供給はその頁の印字終了後または次頁の印字中に行われるので、それまでの間はトナー濃度が低くなった状態のままとなる。それゆえ、ベタ画像を印字した次の頁は、濃度の低い画像が印字されてしまうことになる。【０００９】
すなわち、平常時のトナー濃度が高い場合や、現像器が十分に大きく現像剤の量が十分に多い場合には、現像器内のトナーの量が十分であるので、トナー濃度の低下も小さく、画像濃度の低下具合も小さい。しかし、近年、装置の小型化が進んできている状況においては、現像器内部に存在するトナーの量が少なくなってきているので、印字時におけるトナー濃度の変動が大きく、特にベタ画像を印字すると次頁の印字画像の濃度が下がってしまう。【００１０】
また、それを防ぐために、印字した画像の画素数を検出して、画素数の多い画像を印字したときには、現像器内のトナー濃度の低下を防ぐように、次頁の印字前に消費した分のトナーを補給しようとすると、その間印字動作が中断することになり、装置の生産性を低下させてしてしまうという課題があった。【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、トナーの適量な供給動作を一頁の画像の印字中においても適切なタイミングで行うことにより画像の印字画質の劣化を防止しながら、併せて複数頁が連続したその一連の印字においてもその間における印字動作の中断頻度を可能な限り少なくした画像形成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】
本発明は、上記目的を達成するために、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費
される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものである。【００１３】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものとしてもよい。【００１４】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものとしてもよい。【００１５】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、このような構成を採用することにより、現像器内部の消費した分のトナーを一頁の画像の印字中における適切なタイミングで補給することができるので、一頁の画像の印字中においてもトナー濃度の変動を極力抑えることができる。特に、大量に消費する場合にも、トナーの供給を遅滞なく行うことができるので、連続で印字する際の画像濃度の低下を防ぎ、またその間における印字動作の中断を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の概略構成図
【図２】トナー濃度制御部の一部のブロック図
【図３】基準パターンの例を説明するための図
【図４】間欠印字動作時のタイムチャート
【図５】連続印字動作時のタイムチャート
【図６】トナー供給動作のフローチャート
【図７】濃度センサの構成図
【図８】トナー濃度制御部における積算部の構成について別の例を示すブロック図
【図９】第２の実施例における画像形成装置の概略構成図
【図１０】実施例２でのタイムチャート図
【図１１】実施例２におけるトナー供給動作のフローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の第１の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものである。例えば、一の面の画像形成の開始から、その面の内の一部の画像形成が行われるまでの時間を計時する手段やライン数を計数する手段を用いて、その一の面の内の一部について前記現像剤消費量を推定する。【００１９】
この構成によって、現像剤供給手段を、一の面である一頁の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に現像器に補給するものとすることで、例えば、一頁の印字動作におけるその半頁の印字がされた時点でトナーの補給を行うとき、その一頁の印字動作が終了した時点で、そのトナーの消費と補給のバランスが半頁分だけの不足ですむので、現像器内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができる。【００２０】
本発明の実施の第２の形態は、本発明の実施の第１の形態において、当該現像剤供給装置に、前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御手段をさらに備え、前記現像剤量制御手段は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給手段による現像剤の供給を行うように制御することを特徴としたものである。【００２１】
この構成によって、現像剤量制御手段を、現像剤消費量推定手段にて推定された現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤供給手段によるトナーなどの現像剤の供給を行うように制御するものとすることで、例えばトナーの消費量が微少であるときのトナーの補給を控えて、補給が過剰になるような可能性を抑え、必要とするときの的確なトナーの補給によって、トナー供給の安定性を高めることができる。【００２２】
本発明の実施の第３の形態は、本発明の実施の第２の形態において、前記現像剤量制御手段は、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定手段が推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴としたものである。【００２３】
この構成によって、現像剤消費量推定手段が推定した現像剤消費量の集計値を、画像の一の面である一頁の内の一部についてその形成の終了毎に第１の閾値と比較し、また、その一頁の形成が終了する毎に第２の閾値と比較して、推定された現像剤消費量の集計値が第１の閾値を超えたとき又は第２の閾値を超えたときには、現像器内のトナーなどの現像剤の量が予め定められた標準量となるように現像剤供給手段が供給するトナーの量の補正を行うことで、前述した本発明の実施の第３の形態におけるトナー供給について、さらに一頁の画像形成後に改めて所定の調節を行って、その安定性をより高めることができる。【００２４】
本発明の実施の第４の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものである。【００２５】
この構成によって、現像剤供給手段を、一の面の画像の形成期間内では、平均現像剤消費量算出手段にて算定された平均現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を前記現像器に補給するものとすることで、平均現像剤消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、例えば定まった画像を印字する際におけるその現像剤消費量としての精度が非常に良いので、その一頁の印字動作の途中の時点でのトナーの補給を、その量を適切にして行うことができ、その間のトナー量の過不足誤差を非常に低くすることができる。また、現像剤供給手段を、その一の面の形成後における現像剤の補給では、現像剤消費量推定手段にて推定された現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給するものとすることで、一頁の印字に対して補給すべきトナーの量に誤差に伴う過不足があっても、一頁印字後には、その過不足が適切に修正できる。そして、これらのことが組み合わされて、現像器内部のトナー濃度の変動を、印字中においても、かつ印字後においても非常に低く抑えることができる。【００２６】
本発明の実施の第５の形態は、本発明の実施の第４の形態において、前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴としたものである。【００２７】
この構成によって、平均現像剤消費量算出手段を、過去の画像形成において現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを平均現像剤消費量として算出するものとすることで、平均的な値の算出を簡単・容易に行うことができる。【００２８】
本発明の実施の第６の形態は、本発明の実施の第４の形態において、前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴としたものである。【００２９】
この構成によって、平均現像剤消費量算出手段を、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して平均現像剤消費量を算定するものとすることで、画像形成装置などの使用環境に応じてそれら２つの平均的な値を必要に応じ組み合わせて用いることができ、その現像器に対しての現像剤供給のいっそうの最適化を図ることができる。【００３０】
本発明の実施の第７の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記現像器は、現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段を備えており、前記現像剤供給手段は、前記現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、前記現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断することを特徴としたものである。【００３１】
この構成によって、現像剤供給手段を、現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断するものとすることで、攪拌の停止直前に供給された現像剤を十分に攪拌しないまま、現像材攪拌手段がその攪拌を停止することを避け、そして、次回の現像が開始した直後における現像剤の攪拌状態を良好にすることができる。【００３２】
本発明の実施の第８の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数を計数することを特徴としたものである。【００３３】
この構成によって、画像濃度計数手段を、現像される画素の数を計数するものとすることで、画素の画像濃度が２値の場合について、画素毎の画像濃度の計数を簡単・容易に行うことができる。【００３４】
本発明の実施の第９の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数することを特徴としたものである。【００３５】
この構成によって、画像濃度計数手段を、画像濃度について、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数するものとすることで、画像の形状による消費量の多少を含めて現像剤の消費量を算定することができ、現像剤消費量の算定をより綿密に行うことができる。【００３６】
本発明の実施の第１０の形態は、本発明の実施の第９の形態において、前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数することを特徴としたものである。【００３７】
この構成によって、画像濃度計数手段を、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数するものとすることで、画像の形状による消費量の多少が、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部とその部分の内部とにおいて顕著なので、現像剤消費量の綿密な算定を簡単・容易に行うことができる。【００３８】
本発明の実施の第１１の形態は、本発明の実施の第１又は４の形態において、前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴としたものである。例えば、露光のための信号から画像の情報を得ている場合に、露光された部分が現像位置近傍に達するまで、その情報による計数を遅延させる遅延手段を画像濃度計数手段に設ける。【００３９】
この構成によって、露光位置へのレーザ光の発射の時点等ではなく、露光された部分がその現像位置近傍にある時点で計数が行われる。これにより、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合に、露光後に未現像の領域が生じても、その未現像領域については計数されなくなる。したがって、露光位置へのレーザ光の発射の時点で計数する場合と比べて余計なトナー供給がなくなる。【００４０】
本発明の実施の第１２の形態は、本発明の実施の第１又は４の形態に係る現像剤供給装置を備えた画像形成装置である。【００４１】
この構成によって、現像器内部の現像剤の濃度の変動を抑えた画像形成装置が実現できる。【００４２】
本発明の実施の第１３の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップと、を含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００４３】
この構成によって、現像剤供給を、一の面である一頁の画像の形成において、その一の面の内の少なくとも一部について推定された現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に現像器に補給するものとすることで、例えば、一頁の印字動作におけるその半頁の印字がされた時点でトナーの補給を行うとき、その一頁の印字動作が終了した時点で、そのトナーの消費と補給のバランスが半頁分だけの不足ですむので、現像器内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができる。【００４４】
本発明の実施の第１４の形態は、本発明の実施の第１３の形態において、当該現像剤供給制御方法は、前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御ステップをさらに有し、前記現像剤量制御ステップは、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給ステップによる現像剤の供給を行うように制御することを特徴としたものである。【００４５】
この構成によって、現像剤量制御を、現像剤消費量推定ステップにて推定された現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤供給ステップによるトナーなどの現像剤の供給を行うように制御するものとすることで、例えばトナーの消費量が微少であるときのトナーの補給を控えて、補給が過剰になるような可能性を抑え、必要とするときの的確なトナーの補給によって、トナー供給の安定性を高めることができる。【００４６】
本発明の実施の第１５の形態は、本発明の実施の第１４の形態において、前記現像剤量制御ステップは、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定ステップが推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００４７】
この構成によって、現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤消費量の集計値を、画像の一の面である一頁の内の一部についてその形成の終了毎に第１の閾値と比較し、また、その一頁の形成が終了する毎に第２の閾値と比較して、推定された現像剤消費量が第１の閾値を超えたとき又は第２の閾値を超えたときには、現像器内のトナーなどの現像剤の量が予め定められた標準量となるように現像剤供給ステップで供給するトナーの量の補正を行うことで、前述した本発明の実施の第１２の形態におけるトナー供給について、さらに一頁の画像形成後に改めて所定の調節を行って、その安定性をより高めることができる。【００４８】
本発明の実施の第１６の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００４９】
この構成によって、現像剤供給を、一の面の画像の形成期間内では、平均現像剤消費量算出ステップにて算定された平均現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を前記現像器に補給するものとすることで、平均現像剤消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、例えば定まった画像を印字する際におけるその現像剤消費量としての精度が非常に良いので、その一頁の印字動作の途中の時点でのトナーの補給を、その量を適切にして行うことができ、その間のトナー量の過不足誤差を非常に低くすることができる。また、現像剤供給を、その一の面の形成後における現像剤の補給では、現像剤消費量推定ステップにて推定された現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給するものとすることで、一頁の印字に対して補給すべきトナーの量に誤差に伴う過不足があっても、一頁印字後には、その過不足が適切に修正できる。そして、これらのことが組み合わされて、現像器内部のトナー濃度の変動を、印字中においても、かつ印字後においても非常に低く抑えることができる。【００５０】
本発明の実施の第１７の形態は、本発明の実施の第１６の形態において、前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００５１】
この構成によって、平均現像剤消費量算出を、過去の画像形成において現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを平均現像剤消費量として算出するものとすることで、平均的な値の算出を簡単・容易に行うことができる。【００５２】
本発明の実施の第１８の形態は、本発明の実施の第１６の形態において、前記前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００５３】
この構成によって、平均現像剤消費量算出を、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して平均現像剤消費量を算定するものとすることで、画像形成装置などの使用環境に応じてそれら２つの平均的な値を必要に応じ組み合わせて用いることができ、その現像器に対しての現像剤供給のいっそうの最適化を図ることができる。【００５４】
本発明の実施の第１９の形態は、本発明の実施の第１３又は１６の形態において、前記画像濃度計数ステップは、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした現像剤供給制御方法である。【００５５】
この構成によって、露光位置へのレーザ光の発射の時点等ではなく、露光された部分がその現像位置近傍にある時点で計数が行われる。これにより、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合に、露光後に未現像の領域が生じても、その未現像領域については計数されなくなる。したがって、露光位置へのレーザ光の発射の時点で計数する場合と比べて余計なトナー供給がなくなる。【００５６】
本発明の実施の第２０の形態は、本発明の実施の第１３又は１６の形態に係る現像剤供給制御方法における手順を現像剤供給装置に実行させるための現像剤供給制御プログラムである。【００５７】
この構成によって、現像器内部の現像剤の濃度の変動を抑えた現像剤供給装置又は画像形成装置が実現できる。【００５８】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明に係る第１の実施例としての現像剤供給装置を備え、書類の複写機能などを有した画像形成装置（本装置と呼ぶ）の概略構成図を示す。【００５９】
図１において、この画像形成装置は、大きく分けて、入力された画像データを処理する画像信号処理部、画像信号処理部で処理された画像データに基づいて感光体を露光するために発生された光をその感光体へ導くレーザ光学系部、電子写真プロセスにより可視画像を形成する画像形成部、本発明に係る現像剤供給装置であって画像形成部の現像器にトナーを供給するトナー供給機構部およびトナー供給機構部を制御するトナー濃度制御部１から構成される。【００６０】
そして、それぞれはさらに次のとおり構成される。【００６１】
画像信号処理部は、入力された画像データに対して後述する各種の補正処理を行う画像信号処理回路２および処理された画像データに基づいてレーザ駆動信号を生成するレーザ駆動回路３から構成される。【００６２】
レーザ光学系部は、レーザ駆動信号に基づいて発光するレーザ４と、レーザ４から発したレーザ光を掃引する回転多面鏡５と、掃引された光を導くいわゆるｆ／θレンズ等のレンズ系６と、導かれた光を感光体ドラム７上へ指向させるミラー８とから構成される。【００６３】
画像形成部は、電子写真プロセスを実現するものであり感光体ドラム７を中心として、感光体ドラム７の表面を一様に帯電させる帯電器９と、帯電後レーザ光学系部によって露光されてできた静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像器１０と、支持ローラ１１および１２で支持される中間転写ベルト１３上に可視像となったトナー像を転写する第１転写器１４と、記録紙１５を搬送する搬送ローラ１６と、中間転写ベルト１３上のトナー像を搬送ローラ１６で搬送されてくる記録紙１５に転写する第２転写ローラ１７と、中間転写ベルト１３に転写されずに感光体ドラム７上に残ったトナーを除去するクリーナ１８と、感光体表面に残っている残留電荷を除去する除電器１９とから構成される。【００６４】
ここで、トナー像が転写された記録紙１５は、その後図示しない定着器によって熱と圧力を加えられ定着した後、本装置外に排出される。【００６５】
また、現像器１０には、内部に収容されているトナーとキャリアからなる現像剤を感光体ドラム７の表面に付着させる現像スリーブ２０と、現像剤の混合比が均一になるように撹拌しながら現像器１０の内部を循環させる撹拌スクリュー２１および２２とを備えている。【００６６】
また、中間転写ベルト１３の近傍には、中間転写ベルト１３上のトナー像の濃度を検出する濃度センサ２３が設置されている。【００６７】
トナー濃度制御部１およびトナー供給機構部は、現像プロセスにより感光体ドラム７に付着するトナーによって現像器１０内部のトナーの比率が低下することを防ぐために、必要に応じて現像器１０にトナーを供給する。【００６８】
ここで、トナー濃度制御部１は、入力された画像データからその画像の特性を検出する画像特性検出部２４と、画像特性検出部２４で検出された数値情報を積算して記憶する積算部２５と、積算部に記憶されている数値に基づいて消費したと思われるトナー量を推定する消費量推定部２６と、推定した消費量分のトナーを補給するために必要なトナー供給モータ２７の駆動時間を演算する供給量演算部２８と、これらを制御するトナー供給制御部２９とからなる。【００６９】
また、トナー供給機構部は、トナー溜め３０から現像器１０にトナーを搬送する搬送スクリュー３１と、搬送スクリュー３１を駆動するトナー供給モータ２７と、トナー供給モータ２７の回転を搬送スクリュー３１に伝達するギア列３２と、供給量演算部２８で算出された駆動時間の間だけトナー供給モータ２７に駆動信号を出力するモータ駆動回路３３とからなる。【００７０】
なお、上記の各制御部等は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）によってそれぞれの動作が制御される構成としている。【００７１】
以上の構成による画像形成装置において、その動作を次に説明する。【００７２】
まず、画像形成の動作について述べる。【００７３】
最初に、入力された画像データは画像信号処理回路２に入る。ここでは、スキュー補正といった画像の傾き補正に必要な画像処理を施される。画像信号処理回路２は、処理した画像データを後段のレーザ駆動回路３と画像特性検出部２４へ出力する。【００７４】
ここで、レーザ駆動回路３は、処理された画像データに基づいてレーザ４を発光させるためのレーザ駆動信号を生成する。レーザ４は、レーザ駆動回路３が生成した駆動信号に基づいて発光する。そして、発光した光は、回転多面鏡５、レンズ系６およびミラー８を経て感光体ドラム７の表面を走査する。【００７５】
このとき、感光体ドラム７は、所定のタイミングで図中に示した矢印の方向に回転している。【００７６】
続いて、画像形成における電子写真プロセスをその順番に述べる。【００７７】
まず、帯電器９が、感光体ドラム７の表面を一様な電位に帯電させる。【００７８】
次に、一様な電位に帯電している感光体ドラム７の表面をレーザ光学系部から照射される光で走査し、露光して、処理された画像データに対応した静電潜像を形成する。【００７９】
その後、トナー粒子とキャリア粒子が混合した二成分現像剤を用いた現像器１０が、感光体ドラム７上の静電潜像にトナーを付着させ可視像化する。ここで、現像器１０の内部では、撹拌スクリュー２１および２２が回転することで、トナーとキャリアが均一に混ざった状態になっている。【００８０】
以上までの流れで、感光体ドラム７の表面に、処理された画像データに対応したトナー像が形成される。【００８１】
一方、支持ローラ１１および１２は、前述の露光のタイミングに合わせてその駆動が開始されている。そして、支持ローラ１１および１２が駆動されてそれぞれ自転すると、それに懸架されている中間転写ベルト１３がそれらの自転に連れられて図中の矢印の方向に回転する。【００８２】
以上のような状態において、第１転写器１４は、回転している中間転写ベルト１３上に感光体ドラム７上のトナー像を転写する。【００８３】
次に、第２転写ローラ１７は、回転している中間転写ベルト１３上のトナー像を、搬送ローラ１６によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙１５に転写する。記録紙１５に転写されたトナー像は、この時点では記録紙１５の上に載っているだけであるので、その後、図示しない定着器で加熱および圧接され、定着されてから本装置外に排出される。【００８４】
その後、クリーナ１８は、転写した後の感光体ドラム７上に残っている残留トナーを除去する。それから、除電器１９が感光体ドラム７上の残留電荷を除電して、一連の電子写真プロセスが完了する。【００８５】
なお、ここでは、単色の画像形成装置の例を用いて説明しているが、多色画像形成装置またはカラー画像形成装置の場合には、感光体ドラムおよび現像器を含むプロセス要素がカラーの構成色の数だけ並び、中間転写ベルト１３の上に各色のトナー像を重畳して画像を形成することになる。【００８６】
次に、本装置におけるトナー供給動作について述べていく。【００８７】
前述の画像信号処理回路２で画像処理された画像データは、画像特性検出部２４にも入力される。そして、画像特性検出部２４は、その入力・処理された画像データに基づいてその画像の特性を検出する。具体的には、１枚（頁面）の画像における印字画素数（印字がされる、すなわち現像がされる画素の数。単に画素数とも呼ぶ）、及びエッジ数、並びに所定のパターンに合致した旨の信号（この信号の数をパターンマッチング数と呼ぶ）を積算部２５に出力する。印字画素はレーザ４の駆動信号に基づいて定めることができる。【００８８】
ここで、エッジ数とは、外形を矩形とした１画素の４辺の内、エッジとなっている辺の数である。従って、例えば、一面全ての画素が孤立点である場合には、エッジ数は画素数の４倍となる。【００８９】
また、主走査方向のエッジと副走査方向のエッジとは分けてカウントする。【００９０】
次に、積算部２５は、画素数、エッジ数およびパターンマッチング数をそれぞれ積算し記憶する。そして、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、積算部２５内部に記憶されている、その時までに印字した画像の特性情報（画像特性情報と呼ぶ。本実施例では画素数、エッジ数及びパターンマッチング数）を、印字中の所定のタイミングで読み出す。【００９１】
ここで、積算部２５には、入力・処理された画像データに応じて、その画素数、エッジ数および所定のパターンに一致した回数が積算されるが、その積算値は、１頁の印字が開始する時にクリアされ、１頁の印字中は積算されるものである。さらに、積算部２５は、印字中にもその読み出しが可能であり、読み出した時点で入力・処理された画像データに対するその時までのそれぞれの積算値が取得可能である。本実施例では、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、１頁の半分を印字した時点で一度、積算部２５で計数されている積算値を読み出し、更にその１頁の印字が終了した時点で、再度積算部２５の積算値を読み出すものとしている（頁の半分を印字したときに読み出した積算値を半頁積算値と呼び、頁の印字が終了したときに読み出した積算値を全頁積算値と呼ぶ）。【００９２】
また、半頁積算値を読み出すタイミングは、トナー供給制御部２９が、印字を開始してから半頁の画像データの処理が終了するまでに相当する時間を計時して決定する。【００９３】
次に、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、まず積算部２５から読み出した半頁積算値に基づいて、半頁分の印字において消費したトナーの量（消費トナー量と呼ぶ）を推定する。具体的には、消費トナー量は、画像特性情報のそれぞれの積算値に所定の係数を乗じて加算したものである。ここで、この所定の係数は、あらかじめ実験的に求めた値である。また、この消費量推定部２６でも半頁毎に算出を行うものとし、半頁積算値に基づいて算出する半頁推定消費量と、全頁積算値に基づいて算出する全頁推定消費量との２種類を算出する。【００９４】
次に、供給量演算部２８は、推定した量（消費トナー量）のトナーを補給するのに必要な、トナー供給モータ２７の駆動時間を算出する。【００９５】
ここで、トナー溜め３０内部に収容されているトナーは、トナー供給モータ２７が駆動する搬送スクリュー３１が回転することによって内部を搬送されて、現像器１０の内部に落下する。そして、トナー供給モータ２７はステッピングモータを使用しており、最大パルスレートを固定にしておけば、総パルスによって搬送され現像器１０に供給されるトナー量は一意的に定まる。よって供給量演算部２８は、供給すべきトナー量からトナー供給モータの総パルス数を算出し、モータ駆動回路３３に出力する。なお、トナー供給モータ２７の駆動開始および停止時にパルスレートを段階的に変化させるいわゆるスローアップおよびスローダウン動作をさせる場合にも、その変化の傾きを一定にしておけば総パルス数と供給トナー量は相関が取れる。【００９６】
また、モータ駆動回路３３は、入力される総パルス数によって対応する時間だけトナー供給モータ２７を駆動する。そして、トナー供給モータ２７は、ギア列３２を通して搬送スクリュー３１を回転させ、所定の量のトナーを現像器１０に供給する。【００９７】
また、ここでも半頁毎に算出を行うものとし、半頁推定消費量と全頁推定消費量のそれぞれについて、補給に必要なパルス数を算出する。【００９８】
図２は、トナー濃度制御部１の一部のブロック図を示す。【００９９】
図２において、画像特性検出部２４は、画像の印字画素数を検出するピクセル検出回路３４と、画素が主走査方向のエッジであるかどうかを検出する主走査エッジ検出部３５と、同様に副走査方向のエッジであるかどうかを検出する副走査エッジ検出回路３６と、ある１つの画素及びそれを中心とする周囲の画素から成る複数の画素があらかじめ設定されている基準パターン３８と一致することを検出するパターン検出回路３７とからなる。【０１００】
また積算部２５は、ピクセル検出回路３４の検出数をカウントするピクセルカウンタ３９と、ピクセルカウンタ３９の値を一時的に記憶するピクセルレジスタ４３と、主走査エッジ検出回路３５の検出数をカウントする主走査エッジカウンタ４０と、主走査エッジカウンタ４０の値を一時的に記憶する主走査エッジレジスタ４４と、副走査エッジ検出回路３６の検出数をカウントする副走査エッジカウンタ４１と、副走査エッジカウンタ４１の値を一時的に記憶する副走査エッジレジスタ４５と、パターン検出回路３７の検出数をカウントするパターンカウンタ４２と、パターンカウンタ４２の値を一時的に記憶するパターンレジスタ４６とから構成される。【０１０１】
以上の構成のトナー濃度制御部１について、その動作は次のとおりである。【０１０２】
図１における画像信号処理回路２で処理された画像データは、画像特性検出部２４のピクセル検出回路３４、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７に並列に入力される。【０１０３】
ここで、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７に入力される画像データは、ある１つの画素とそれを中心とする周囲の画素とから成る複数画素の画像データである。すなわち、主走査エッジ検出回路３５に入力されるのは、当該中心画素及びその左右の画素の画像データであり、副走査エッジ検出回路３６に入力されるのは当該中心画素及びその上下の画素の画像データである。また、パターン検出回路３７に入力されるのは、当該中心画素を中心とするサイズが３×３画素の画像データである。このサイズは、あらかじめ設定されている基準パターン３８のサイズによって定まる。【０１０４】
続いて、画像データが入力された画像特性検出部２４において、そのピクセル検出回路３４、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７からそれぞれ出力される検出信号は、それぞれの条件に適合したときにハイレベル（デジタル電気信号における高電位）となる。【０１０５】
すなわち、ピクセル検出回路３４は、当該中心画素が印字画素（像形成がされる（トナーが付着する）画素）であるときにハイレベルの検出信号を出力し、それ以外のときにはローレベル（デジタル電気信号における低電位）のままとなる。【０１０６】
また、主走査エッジ検出回路３５は、当該中心画素が主走査方向のエッジであるかどうかを検出する。つまり、当該中心画素が印字画素であり、かつその左右のいずれかの画素が非印字画素（像形成がされない（トナーが付着しない）画素）のときにハイレベルの検出信号を出力する。このとき、その左右の画素が共に非印字画素の時もあり得るので、検出信号は２ビット必要となる。【０１０７】
また、同様に、副走査エッジ検出回路３６は、当該中心画素が印字画素であり、かつその上下のいずれかの画素が非印字画素のときにハイレベルの検出信号を出力する。このときも、その上下の画素が共に非印字画素の時もあり得るので、検出信号は２ビット必要である。【０１０８】
また、パターン検出回路３７は、当該中心画素及びその周囲の画素の印字画素の配置が、あらかじめ設定されている基準パターン３８と一致したときに検出信号を出力する。なお、検出信号の情報量（必要とするビット数）は、基準パターンの個数によって決められる。【０１０９】
図３は、本実施例で使用する基準パターン３８を示す。ここで、本実施例では当該中心画素を中心として最大３×３画素を参照するものとし、図３における黒が印字画素を、白が非印字画素を、斜線がどちらでもよいことを示す。【０１１０】
図３の（ａ）ないし（ｄ）から分かるように、ここでは当該中心画素が局所的な角かどうかを検出している。そして、基準パターン３８が４種なので、０から４までの信号を出力する必要があるため、検出信号には最低３ビット必要となる。なお、このように基準パターンが決まっており、変更することのない場合には、３×３画素の最大９画素の画像信号から組合せ論理回路で構成してもよい。【０１１１】
再び図２において、画像特性検出部２４で生成されたそれぞれの検出信号は、積算部２５の対応するカウンタに入力される。ここで、積算部２５において、そのピクセルカウンタ３９、主走査エッジカウンタ４０、副走査エッジカウンタ４１およびパターンカウンタ４２は、印字開始直前に各カウンタの値がクリアされ、その後、画像データが画像信号処理回路２へ入力されてその１頁分の画像の印字中はそれぞれの対応した検出信号を各カウンタに積算する。そして、それぞれの後段のピクセルレジスタ４３、主走査エッジレジスタ４４、副走査エッジレジスタ４５およびパターンレジスタ４６は、それぞれに対応するカウンタの値をその１頁分の印字終了時にラッチして記憶する。【０１１２】
その後、積算部２５のピクセルレジスタ４３、主走査エッジレジスタ４４、副走査エッジレジスタ４５およびパターンレジスタ４６の各値は、後段の消費量推定部２６に入力され、それによって消費量推定部２６が今回の印字で消費したと思われるトナー量を推定する。【０１１３】
ここで、その推定の処理自体は、それぞれのレジスタの値の関数として定義され、具体的にはそれぞれのレジスタの値に、所定の係数を乗じて総和をとったものとしている。すなわち、ピクセルレジスタ４３に格納されている値をＣｐｉｘ、主走査エッジレジスタ４４に格納されている値をＣｅｍ、副走査エッジレジスタ４５に格納されている値をＣｅｓ、そしてパターンレジスタ４６に格納されている値をＣｐａｔとして、トナー消費量Ｔｃｏｎは以下の式を用いて算出するものとしている。【０１１４】
Ｔｃｏｎ＝Ｋ１×Ｃｐｉｘ＋Ｋ２×Ｃｅｍ＋Ｋ３×Ｃｅｓ＋Ｋ４×Ｃｐａｔ
ここで、係数であるＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫ４は、あらかじめ、実験により定めている。【０１１５】
以上で、印字によるトナー消費量が推定できるので、本装置は、次に、その消費した分のトナーを補給する。このとき、供給量演算部２８は、補給すべきトナー量から必要なモータ駆動時間を算出する。また、モータ駆動回路３３は、供給量演算部２８が算出した駆動時間に基づいて、モータ駆動信号を生成する。【０１１６】
トナー濃度制御部１の動作は以上のとおりである。【０１１７】
引続き、本装置におけるトナー供給動作について、タイムチャートを用いて説明する。【０１１８】
図４および図５は、印字動作時のタイムチャートを示す。ここで、図４は、断続的に２頁の画像を印字するいわゆる間欠印字動作時のタイムチャートを示し、図５は、連続して２頁の画像を印字する連続印字動作時のタイムチャートを示す。【０１１９】
図４において、本装置は、１頁目の印字の途中で半頁積算値（半頁積算値１）を取得し、半頁推定消費量およびその分のトナーの補給に必要なパルス数を算出して、半頁供給動作（半頁供給１）に入る。その後、１頁の印字を終了した時点で全頁積算値（全頁積算値１）を取得し、全頁推定消費量および供給パルス数を算出するが、印字終了後すぐに現像器の駆動を停止するので、トナー供給動作は行わない。このとき、算出する消費量は、全頁積算値に基づいて算出される消費量から、すでに補給した半頁積算値に基づいて算出した消費量を差し引いた量である。ここで算出した量のトナーの供給は、次回の印字動作時に行われる。これは、現像器が駆動していない状態でトナーを供給すると、攪拌が行われないので現像器内部のトナー濃度に濃度むらが生じるゆえ、トナー供給は必ず現像器が駆動状態にあるときに行われるようにしているからである。【０１２０】
その後、時間が経過して２頁目の印字が開始されると、まず、本装置は、前回の印字動作で消費した分のトナーを補給する。そして、半頁の印字が終了した時点で、今回の半頁積算値を取得し、半頁推定消費量を算出して半頁供給動作（半頁積算値２）に入る。その後、２頁目の印字が終了した時点で取得する２頁目の全頁積算値に基づくトナーの供給は、次回の印字動作に繰り越す。【０１２１】
このように、本装置は、１頁を前半と後半に分け、前半に消費したと推定する量のトナーの補給を後半の印字動作中に行い、後半に消費したと推定する量のトナーの補給は、次回の印字動作の前半で行う。このときのトナー供給モータの駆動パルス信号（パルスが出力される期間の状態模式）をトナー供給パルス信号１に示す。これにより、トナーの消費とその分の補給とのタイミングを、従来の１頁分の遅延から半頁分の遅延に短縮することができるため、現像器１０内のトナー濃度の変動をほぼ半分に抑えることができる。【０１２２】
ここで、トナーの供給動作を印字動作の終了と同じタイミングで終了させているのは、供給されたトナーが現像器１０の内部で十分に攪拌されるようにするためである。すなわち、通常、印字動作が終了しても、現像器１０は引続きさらに数秒程度駆動されるものとしているので、その間に、既に供給されたトナーが現像器１０内部の攪拌スクリューで十分に攪拌されるようにトナーの供給動作の終了タイミングを前述のとおり設定している。このようにトナーの供給動作は、攪拌スクリューの停止する所定時刻以前に終了しまたは中断する。【０１２３】
次に、図５にタイムチャートを示した連続印字動作時においても、基本的な動作は前述した間欠印字動作時の場合と同じである。ただし、連続印字動作においては、１頁目と２頁目の間で現像器１０が停止することはないので、本装置は、１頁目の後半に消費したと推定する量のトナーの補給を、１頁目の印字終了後の全頁積算値を取得して全頁推定消費量を算出した時点で開始させる。連続印字動作を行うか否かによって、開始させるタイミングを切り替えるようにすればよい。なお、最終頁の後半で消費したと推定するトナーの補給を次回の印字動作に繰り越す点は同じである。【０１２４】
なお、ここでは、トナー供給モータ２７にはステッピングモータを用い、一定のパルスレートで駆動するものとして、駆動するパルスの数で供給するトナーの量を制御するものとした。しかし、これに限るものではなく、例えば、現像器１０内部のトナー濃度のむらを抑える目的で、トナー供給時間をできる限り長くするために、最大パルスレートを変えて、供給するトナーの量を制御することも可能である。この場合のトナー供給モータの駆動パルス信号（パルスが出力される期間の状態模式）を、図４および図５のそれぞれにおいて、トナー供給パルス信号２として示す。この場合、トナー供給時間を一定にして、最大パルスレートを変えることで、単位時当たりの供給量ひいては総供給量を制御することになるが、単位時間当たりの供給量を比較的少なくできるので、現像器１０内のトナー濃度むらを抑えられる。【０１２５】
また、本実施例では、積算値の読み取りタイミングを得るために、印字開始からの経過時間を計時して取得するようにしたが、これに限るものではない。画像のラスタ（ライン）数を数えることができるようハードウェアに組み込まれているラインカウンタを用いて、所定のライン数、例えば１頁の総ライン数の半分を計数したときに積算値を取得するようにしてもよい。さらに、本実施例では、１頁を２分割して積算値を取得するようにしたが、３分割またはそれ以上に分割してもよい。また、分割する際に、それらは等分でなくてもよい。さらに、環境要因やトナーの特性などによって分割数を異ならせるようにしてもよい。【０１２６】
また、消費量推定部２６が、積算部２５からの積算値を印字開始から時系列的に読み出し、読み出した積算値に対して消費トナー量を逐次算出するようにしてもよい。１頁の印字が終わるまでに、消費トナー量が予め定められた閾値を超えたとき、供給量演算部２８が、その閾値に対応する駆動時間をモータ駆動回路３３に出力し、モータ駆動信号を生成する。消費トナー量が閾値を超えてモータ駆動信号が生成された場合、積算値は一旦クリアされ、新たな積算が開始される。その積算は１頁の印字が完了するまで継続される。１頁の印字が完了するまでに消費トナー量のトナーが完全に補給された場合には、１頁の印字が完了した時点での積算値に基づいて消費トナー量が推定され、その消費トナー量を次の印字に繰り越すため、推定された消費トナー量が、次の印字開始時の消費トナー量の初期値に設定される。１頁の印字が完了するまでに消費トナー量のトナーが完全に補給されなかった場合には、その残りの量と１頁の印字が完了した時点での積算値に基づく消費トナー量とを加算した量が、次の印字開始時の消費トナー量の初期値に設定される。【０１２７】
また、例えばトナーの消費量が微少であるとき、トナーの補給を控えるようにしてもよい。トナーの消費量が微小の場合、その補給動作により過剰にトナーが与えられる可能性がある。これを防ぐため、推定された消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤の供給を行うことができる。閾値を超えないときは、現像剤の供給を行わない。【０１２８】
また、本実施例では、積算値として取得した分の消費量を推定して補給するようにした。しかし、半頁積算値に基づいて推定した消費量を２倍にした予測を行って、頁の後半の印字時に補給してもよい。そのときには、全頁積算値を取得して全頁推定消費量を算出した時点で、すでに補給を行った量との精算を行うことで予測による誤差をなくすことができる。【０１２９】
以上、印字動作毎のタイムチャートによって、トナー供給動作について説明した。【０１３０】
次に、本装置のトナー供給動作を、フローチャートを用いて説明する。【０１３１】
図６は、このトナー供給動作のフローチャートを示す。【０１３２】
図６において、本装置は、その処理を開始すると、印字動作について、まず、ＣＰＵによっての印字指示（Ｓ１）があるまで待機する。そして、印字指示があると、図示しない用紙搬送制御部および画像形成プロセス制御部において、印字動作が開始される（Ｓ２）。その後、１頁の印字動作が終了すると印字終了処理が行われる（Ｓ３）。一方、その画像形成プロセスと並行して、トナー濃度制御部が、現像器１０内部のトナー濃度制御動作を行う。【０１３３】
トナー濃度制御部は、まず、印字動作が開始されて、現像器１０が駆動されると、前回の印字動作によるトナー補給量に不足分があるかどうかを判断し（Ｓ４）、もし補給すべきトナー量があればその供給を開始する（Ｓ５）。この供給動作は、実際の印字動作にかかる時間の略半分の時間で終了するように設定する（Ｓ６）。補給すべきトナー量がなければ、この時間はなしとして、トナー供給動作が行われないようにする。【０１３４】
その後、印字動作が半分終了した時点、すなわち画像データが半分流れて半頁分の画素数およびその他のカウンタの計数が行われた時点で、各カウンタの値を読み出す（Ｓ７）。これらの値が、それぞれの半頁計数値となる。これらの半頁計数値に基づいて、半頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ８）。ここで推定した値が、半頁分のトナー推定消費量となる。半頁分のトナー推定消費量が算出されると、速やかにそれだけの量のトナー供給を開始する（Ｓ９）。ここでも、Ｓ５からＳ６までと同様に、概ね半頁分の印字動作時間でトナー供給を行い、印字動作が終了する時間に合せてトナー供給を終了する（Ｓ１０）。【０１３５】
その後、１頁分の印字が終了した時点で当該頁の計数が全て完了するので、ここで全てのカウンタの値を読み出す（Ｓ１１）。ここで読み出した各カウンタ値は、それぞれの１頁分の計数値である全頁計数値である。これらの全頁計数値に基づいて、Ｓ８と同様にして全頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ１２）。ここから、Ｓ８において半頁計数値に基づいて推定したトナー消費量を差し引くことで、頁の後半部分で消費したと推定するトナー量、すなわち、１頁で消費したと推定した量からまだ補給していない量を算出する（Ｓ１３）。この差分の量のトナーは、次回の印字動作の前半において供給する。【０１３６】
以上が、１頁分の印字動作におけるトナー供給制御動作である。引続き印字すべき画像がある場合は、以上の処理を繰り返し行うことになる。【０１３７】
ところで、トナー供給量として算出した値は、あくまで推定値であるので、どうしても誤差が発生することは避けられない。そして、たとえ、１回の供給における誤差は小さくとも、それが累積されていくことで、無視できない誤差に膨らんでいく可能性がある。よって、この累積誤差をキャンセルするための手段が必要となる。以下に、本実施例におけるその累積誤差をキャンセルするための濃度補正処理について説明する。【０１３８】
まず、濃度補正処理を行うためには、何らかの方法で現像器１０内のトナー濃度を検出することが必要となる。従来は、トナーとキャリアの混合比が変わると現像剤の透磁率が変わることを利用して、現像器１０の内部に透磁率センサを設置して検出を行っていた。しかし、この透磁率センサは比較的高価な部品であるゆえ、しかもカラー画像形成装置になるとシアン、マゼンタ、イエローおよび黒の４つの現像器で画像形成を行うので、透磁率センサも４個必要となりコストアップの要因となっていた。そこで、直接現像器内部の現像剤濃度を検出するのではなく、予め定められた枚数の印字動作が行われたとき、所定のパターンで現像されたトナー像の濃度を検出することで現像器内部のトナー濃度を間接的に検出する方法がとられることもある。この場合、感光体ドラム７上に濃度検出用のパターンを形成し、感光体ドラム近傍に設置した発光素子と受光素子からなる安価な濃度センサを用いて検出を行う。そして、この場合においてさらに、コストを低減するため、感光体ドラム上のトナー像を検出するのではなく、中間転写体上のトナー像を検出することもある。これは、カラー画像形成装置においては、感光体ドラム上で検出しようとすると４個の濃度センサが必要となるのに対し、中間転写体上のトナー像の検出では濃度センサが各色について共用できるからである。本実施例においても、中間転写ベルト上で濃度検出を行う。【０１３９】
図７は、その濃度センサの構成図を示す。図７に示す濃度センサは、赤外光を発する発光素子４７と、当該赤外光を受光する受光素子４８および４９から構成される。ここで、発光素子４７は所定の入射角を持って中間転写ベルト１３に赤外光を照射する位置に取り付けられており、入射角と同じ反射角を持って対向する位置に直接反射光を受光する受光素子４８が位置している。一方、散乱光を受光する受光素子４９は、直接反射光が入らない位置に配置されている。【０１４０】
このような構成において、濃度センサの動作を次に述べる。【０１４１】
発光素子４７は、中間転写ベルト１３が回って、その上に濃度パッチ５０が形成されている位置になると所定の入射角をもって赤外光を照射する。照射された光は、濃度パッチ５０すなわち所定のパターンで形成されたトナー像で反射する。反射する光のうち、直接反射した光は入射角と同じ反射角を受光素子４８に入射する。一方、トナー像の表面で乱反射した光の一部が散乱光として受光素子４９に入射する。受光素子４８および４９のどちらで検出するかは、検出する色によって変える。すなわち、シアン、マゼンタ、イエローの３色は、散乱光によって濃度検出する。これらについては、中間転写ベルト１３上のトナー濃度が高くなると、それだけトナーの付着量も多くなるのでそれだけ散乱光成分の光量も多くなり、受光素子４９の出力も高くなるからである。一方、黒については直接反射光を利用する。黒トナーは光を吸収してしまうので、散乱光成分の光は殆ど検出できなくなるからである。ここで、一般的に、中間転写ベルトは黒で、その表面は比較的高い反射率を持っている。それゆえ、トナーがのっていないときには直接反射光の光量は多く、またトナー付着量が増えてくると、散乱光成分が増えて直接反射光成分が減ってくるので、受光素子４８のレベルで黒トナーの濃度が検出できるのである。【０１４２】
次に、このような濃度センサを用いた濃度補正処理の手順について述べる。【０１４３】
その処理の手順としては、所定の枚数の印字動作が行われたことなどを契機にして、まず中間転写ベルト１３に濃度パッチ５０を形成し、その後、中間転写ベルト１３が回転して濃度センサ２３の位置に濃度パッチ５０が来たときに前述したように濃度検出を行う。ここで、検出された濃度とあらかじめ基準濃度の現像剤が入った状態で検出した濃度の差が累積誤差に相当する。よって、検出した濃度からトナー量の過不足を算出し、不足している場合には強制的に補給する。逆に多すぎる場合には、次回の印字から多すぎる分のトナー量を消費するまで供給しないようにする。【０１４４】
ここで、このような手順の濃度補正を行うことで、印字毎の消費量推定誤差の累積がキャンセルされ、予め定められた標準量に現像器内のトナー量を補正することができるが、その一方で、この濃度補正処理は、一般的に使用者の意思に関わらず行われるので、トナーを余分に消費したり、場合によっては連続印字中に印字が待たされたりするという不利益も生じうる。【０１４５】
そこで、この補正処理は、できる限り行わない、または極力頻度を減らすことができれば、より望ましいので、本装置では、補正処理を、所定の枚数の印字動作が行われたときに行うのではなく、濃度補正処理を行ってからのトナー消費量の推定値を積算し、トータルの消費量推定値が所定量を超えたときに行うものとしている。【０１４６】
例えば、１頁の半分を印字した時点で、消費量推定値の前回の補正からの集計値を求め、更にその１頁の印字が全て終了した時点でもその集計値を求める。そして、求めた集計値を予め定められた閾値と比較し、求めた集計値がその閾値を超えている場合、濃度補正処理を実行する。【０１４７】
そうすることで、比較的誤差の少ない印字率の低い画像を印字するときには、濃度補正処理の間隔を広げることができ、さらに、トナーを大量に消費して誤差が累積したときには、濃度補正処理の間隔を狭くすることができて、現像器内のトナー濃度を様々な場合において安定に制御することができるものとしている。【０１４８】
なお、上述の累積誤差によって、消費量推定部２６が積算部２５から積算値を取得するタイミングを調整するようにしてもよい。【０１４９】
以上、濃度補正処理について説明した。【０１５０】
ところで、これまでに説明してきた動作は、通常の正常な印字動作におけるものである。しかし、実際には、ごくまれではあっても、記録紙の異常搬送いわゆる紙ジャム等に因り、装置が印字動作の途中で異常停止することもありうる。そのようなとき、感光体ドラム７において、露光はされていても、現像は未だされていない（トナーが未だ転写されていない）領域が存在することもある。【０１５１】
すなわち、積算部２５の入力元であって画素数の検出を行う画像特性検出部２４には、レーザ駆動回路３にてレーザ駆動信号とされる画像データと同じデータ信号が流れているので、画素数の検出は、感光体ドラム７周面上の露光位置へレーザ光を当該画素について発射する時点で行われる。一方、現像は、感光体ドラム７と現像器１０の現像スリーブ２０が対向した現像位置において行われるので、自転する感光体ドラム７周面上の係る画素についての露光された部分がその現像位置に至った時点で、現像器１０内のトナーがその露光された部分に付着することで初めて消費される。【０１５２】
このようなことから、感光体ドラム７周面における露光位置と現像位置との間の領域が、露光はされていても現像には至っていない領域、すなわち、画素数の検出はされていてもトナーの消費には至っていない露光未現像領域となっており、画像特性検出部２４が出力する画素数には、この露光未現像領域についての印字画素数も含まれている。従って、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合には、この露光未現像領域についての印字画素数は、検出はされているがトナーは消費されていないものなので、その分のトナーがその後のトナー供給動作において余分に供給されることになる。【０１５３】
このようなトナーの過供給を防ぐために、積算部２５の構成を図２中に示した構成に代えて図８に示した構成（このように構成されたものを図２中に示した積算部２５と特に区別するときには第二の積算部５０とも呼ぶ）としてもよい。つまり、第二の積算部５０は、積算部２５の一類型であって、上述の露光未現像領域に係るトナーの過供給を無くすためのものである。【０１５４】
図８は、第二の積算部５０の構成を示すブロック図である。【０１５５】
図８において、積算部２５におけるものと同様のカウンタ（３９〜４２）とレジスタ（４３〜４６）との間に、４つのデータ（信号）のそれぞれについてバッファ（５１〜５４）及び積算カウンタ（５５〜５８）が設けられている。そして、各カウンタ（３９〜４２）は、１ライン分のカウント（積算。積算カウンタにおける積算と区別するためこの説明の範囲においてはカウントと呼ぶ）を行うたびにそのカウント値をバッファ（５１〜５４）に格納した後リセットする。【０１５６】
このような構成において、各カウンタ（３９〜４２）が１ラインごとにカウントした値を、各カウンタがバッファ（５１〜５４）に格納していき、その後、トナー濃度制御部1が、そのカウントがされた該当のラインが現像位置に来たのに同期して、各積算カウンタ（５５〜５８）に積算させる。ここで、その積算の時と該当のラインが現像位置に来た時とは、同時であることが好ましいが、実用上ほぼ同時とみなせる程度のその前後近傍の時点でもよい。そして、その積算の時は、感光体ドラム７の露光位置へレーザ光を発射した時点から、係る露光された部分がその現像位置に至る時間（自転する感光体ドラム７の外周面上における所定距離の移動にかかる時間に当たる）分だけの遅延をなすタイマーなどの遅延手段によって得ることができる。【０１５７】
このようなバッファ（５１〜５４）及び積算カウンタ（５５〜５８）によって、画素数の積算を、そのタイミングを遅延させて、露光位置へのレーザ光の発射の時点ではなく、露光された部分がその現像位置に至った時点で行うことができるので、上記の露光未現像領域が実質的になくなったものとみなせる。従って、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合にも、積算された画素数はトナーの消費がされたものなので、その後のトナー供給動作において、トナーが、前述したように余分に供給されるようなことはない。【０１５８】
以上述べてきたような構成・動作により、画像形成装置において、印字動作が終了した時点で、トナーの消費と補給のバランスが、半頁分だけの不足ですむので、現像器１０内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができ、また、濃度補正処理を加えて、様々な場合においても安定した濃度の画像を得ることができる。【０１５９】
なお、本実施例では、簡単のため単色の画像形成装置として説明したが、多色のカラー画像形成装置においても、各色独立に本トナー濃度制御装置を備えることで実現可能である。【０１６０】
また、本実施例では、積算部２５は、画像特性検出部２４が検出した印字画素やエッジ等の数を計数し、積算するものとしたが、画素がそのデータとして印字に係る濃度の情報を有する場合（画素データがいわゆる多値である場合）、画像特性検出部２４が検出した印字画素やエッジ等におけるその濃度の情報（多値データ）を、それぞれのカウンタが計数し、積算するものとしてもよい。
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、その画像形成装置（本装置と呼ぶ）は、実施例１の画像形成装置の構成に加えてさらに、トナー濃度制御部１に、本装置が印字した画像に対するトナー消費量データベースを備える。【０１６１】
図９は、本実施例における画像形成装置の概略構成図を示す。【０１６２】
図９において、トナー消費量データベース６１は、頁毎のトナー消費量の履歴を記憶しておき、本装置は、印字動作を行う毎に、最初からのトナー消費量の平均値（平均トナー消費量と呼ぶ）と、直近５頁のトナー消費量の平均値（直近トナー消費量と呼ぶ）とを逐次算出する。【０１６３】
電子写真の画像形成プロセスについては、実施例１と同じである。【０１６４】
以下に本構成の画像形成装置の動作について説明する。【０１６５】
図１０は、本実施例におけるタイムチャート図を示す。【０１６６】
それぞれの初期値として、トナー消費量データベース６１には、予め、標準環境いわゆるＮＮ環境（温度２３度、湿度５０％環境）において５％原稿（印字率が５％の画像の原稿）を印字したときの平均的なトナー消費量が格納されている。【０１６７】
図１０において、本装置は、１頁目の印字時には、トナー消費量データベース６１に記憶されている、平均トナー消費量を供給量１として供給する。その後、１頁目の印字が終了した時点で１頁目の積算値１が取得できるので、その値に基づいて推定消費量を算出する。その後、算出された推定消費量の値は、トナー消費量データベース６１に送られる。【０１６８】
そして、トナー消費量データベース６１に送られた推定消費量の値は、平均トナー消費量を更新するのに用いられる。具体的には、平均トナー消費量の更新値をＴａｖｅ、これまでの平均トナー消費量をＴｏｌｄ、現在までの印字枚数をＰｃｏｕｎｔ、今回の推定消費量をＴｎｏｗとすると、
Ｔａｖｅ＝（（Ｔｏｌｄ×（Ｐｃｏｕｎｔ−１）＋Ｔｎｏｗ）／Ｐｃｏｕｎｔ
で算出される。【０１６９】
また、推定消費量の値は、同時に、直近５頁の直近トナー消費量Ｔｒｃｔの算出にも用いられる。ここで、直近トナー消費量Ｔｒｃｔは、最近５頁分のトナー消費量の平均値であり、本装置が印字する度にその平均の対象が更新されるものとしており、その時の６頁前より以前の推定消費量の値は破棄される。【０１７０】
なお、本装置では、直近トナー消費量は使用せず、平均トナー消費量を用いて、前倒しでトナーの供給を行うものとしている。【０１７１】
その後、本装置は、１頁目で算出した推定消費量と１頁目の印字動作時に供給した更新前の平均トナー消費量との差分は次回の印字時にその過不足を精算する。そして、２頁目の印字時に供給される供給量２は、
（Ｔｎｏｗ−Ｔｏｌｄ）＋Ｔａｖｅ
と算出される。【０１７２】
このように、本装置は、印字動作を行うたびに、トナー消費量データベース６１の値を更新し、その更新した値を用いて次回の印字動作時における供給量を前もって算出しておくものとしている。【０１７３】
次に、印字動作毎に行うトナー供給動作についてフローチャートを用いて説明する。【０１７４】
図１１は、本実施例におけるトナー供給動作のフローチャート図を示す。【０１７５】
図１１において、本装置は、その処理を開始すると、印字動作について、まず、ＣＰＵによっての印字指示（Ｓ２１）があるまで待機する。そして、印字指示があると、図示しない用紙搬送制御部および画像形成プロセス制御部において、印字動作が開始される（Ｓ２２）。その後、１頁の印字動作が終了すると印字終了処理が行われる（Ｓ２３）。一方、その画像形成プロセスと並行して、トナー濃度制御部が、現像器１０内部のトナー濃度制御動作を行う。【０１７６】
トナー濃度制御部は、まず、印字動作が開始されて、現像器１０が駆動されると、過去に推定したトナー消費量の履歴が記憶されているトナー消費量データベースを参照して、平均トナー消費量を算出する（Ｓ２４）。その後、算出した分だけの量を供給する（Ｓ２５）。この供給動作は、実際の印字動作が終了するまでに完了させる（Ｓ２６）。【０１７７】
その後、１頁分の印字が終了した時点で当該頁の計数が全て完了するので、ここで全てのカウンタの値を読み出す（Ｓ２７）。ここで読み出した各カウンタ値は、それぞれの１頁分の計数値である全頁計数値である。これらの全頁計数値に基づいて、全頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ２８）。ここで推定したトナー推定消費量は、トナー消費量データベースに記憶され（Ｓ２９）、データベースの内部では、平均トナー消費量が再計算される。そして、ここで推定したトナー推定消費量と、既に補給を行った平均トナー消費量との差分を算出する（Ｓ３０）。このとき、平均トナー消費量の方が多ければ、トナーの過補給であるので、次回の印字動作において平均トナー消費量からこの差分の分を差し引いて補給する。逆にトナー推定消費量の方が多ければ、補給が不足しているので、次回の印字動作時には平均トナー消費量にこの差分を加算して補給する。【０１７８】
以上が、１頁分の印字動作におけるトナー供給制御動作である。引続き印字すべき画像がある場合は、以上の処理を繰り返し行うことになる。【０１７９】
なお、本実施例では、平均トナー消費量を用いて補給量を算出したが、その代わりにトナー消費量データベース６１に記憶されている直近トナー消費量の値を用いて補給量を算出してもよい。さらには、所定の割合でこれらを併合させてもよい。平均トナー消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、定まった画像を印字する際には非常に精度が良くなる。一方、非常に異なった画像を次々に印字させるような使い方では、直近トナー消費量を用いた方が精度の向上が期待できる。さらに、両方を所定の割合で併合させる場合において、その割合について、固定の分配率をあらかじめ設定してもよいし、使用者が自由に設定できるようにしてもよい。又は、取得した積算値から算出した推定消費量の変動具合から、割合を自動的に変更するようにしてもよい。このことによって、例えば、１頁当たりの推定消費量の変動が少ない場合には、定形の文書を印字することが多いと考えられるので、自動的に平均トナー消費量の割合を高めることで、推定精度が向上させることができる。【０１８０】
また、本実施例では、トナー消費量データベース６１に記憶する平均トナー消費量および直近トナー消費量の値を、印字動作を行うたびに逐次更新するようにしたが、処理を簡単にするため、あらかじめ平均的なトナー消費量を決めて、固定値として使用するようにしてもよい。その場合にも、消費すると予想される量のトナーを前倒しで供給することで、現像器内部のトナー濃度の変動を抑えるという本発明の効果が損なわれることはない。【０１８１】
また、直近トナー消費量を算出する際に、本実施例では直近５頁分のトナー消費量の平均値としたが、その頁の数は他の頁数であってもよい。【０１８２】
また、平均トナー消費量を算出するときに、本実施例ではこれまでの全消費量を計算するようにしたが、概ねの平均値を求めるために、簡単にしてもよい。この場合、平均トナー消費量の更新値Ｔａｖｅは、例えば
（Ｔｏｌｄ×０．９）＋（Ｔｎｏｗ×０．１）
とすることで、今回算出した推定消費量を平均トナー消費量の更新値に反映することができる。【０１８３】
また、本実施例では、簡単のため単色の画像形成装置として説明したが、多色のカラー画像形成装置においても、各色独立に本トナー濃度制御装置を備えることで実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明に係るトナー濃度制御装置、トナー濃度制御方法およびトナー濃度制御プログラムは、主に二成分現像方式の電子写真プロセスを利用した画像形成装置において、そのトナー供給量を制御することで装置内のトナー濃度の変動を抑えることができ、所定の画質を維持することができる。さらに、二成分現像方式に限らず、一成分現像方式や、また粉体、液体その他の現像剤を用いて可視画像を形成する他の画像形成装置にも適用することが可能である。
【図１】
2007091507.tif 000003
【図２】
2007091507.tif 000004
【図３】
2007091507.tif 000005
【図４】
2007091507.tif 000006
【図５】
2007091507.tif 000007
【図６】
2007091507.tif 000008
【図７】
2007091507.tif 000009
【図８】
2007091507.tif 000010
【図９】
2007091507.tif 000011
【図１０】
2007091507.tif 000012
【図１１】
2007091507.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月25日(2008.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段と、
を含み備え、
前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給装置。
【請求項２】
前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御手段をさらに備え、
前記現像剤量制御手段は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給手段による現像剤の供給を行うように制御することを特徴とした請求項１記載の現像剤供給装置。
【請求項３】
前記現像剤量制御手段は、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定手段が推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした請求項２記載の現像剤供給装置。
【請求項４】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、
前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段と、
を含み備え、
前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給装置。
【請求項５】
前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした請求項４記載の現像剤供給装置。
【請求項６】
前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした請求項４記載の現像剤供給装置。
【請求項７】
前記現像器は、現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段を備えており、
前記現像剤供給手段は、前記現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、前記現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項８】
前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数を計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項９】
前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項１０】
前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数することを特徴とした請求項９記載の現像剤供給装置。
【請求項１１】
前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした請求項１又は４記載の現像剤供給装置。
【請求項１２】
請求項１又は４記載の現像剤供給装置を備えた画像形成装置。
【請求項１３】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、
可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップと、
を含み有し、
前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給制御方法。
【請求項１４】
前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御ステップをさらに有し、
前記現像剤量制御ステップは、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給ステップによる現像剤の供給を行うように制御することを特徴とした請求項１３記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１５】
前記現像剤量制御ステップは、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定ステップが推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした請求項１４記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１６】
現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、
複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、
一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、
前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、
可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップと、
を含み有し、
前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給制御方法。
【請求項１７】
前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした請求項１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１８】
前記前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした請求項１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項１９】
前記画像濃度計数ステップは、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした請求項１３又は１６記載の現像剤供給制御方法。
【請求項２０】
請求項１３又は１６記載の現像剤供給制御方法における手順を現像剤供給装置に実行させるための現像剤供給制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を使用する複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。特に、感光体のような像担持体に形成された静電潜像をトナーと磁性体キャリア（以下、単に「キャリア」という）とからなる二成分現像剤を用いて可視像化する現像器に対して、その消費したトナーを補給（現像器へのこの補給を供給とも呼ぶ）して現像器内部のトナー濃度（二成分現像剤におけるトナーの割合）を所定の範囲内の水準に制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた電子写真装置（電子写真方式による画像形成装置）においては、その混合比によって出力画像（装置が形成し出力した画像）の光学濃度（出力画像の光学濃度を画像濃度と呼び、また、光学濃度及び画像濃度を共に単に濃度とも呼ぶ）が影響を受ける。それゆえ、出力画像の濃度を安定化させるために、印字（文字に限らず図形その他の画像全般の印刷）により消費された量に相当するトナーを現像器に補給して現像剤中のトナー濃度を所定の水準に制御することが不可欠である。そして、このような制御を行う従来のトナー供給装置が、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された従来のトナー供給装置は、静電潜像の現像により現像器内の変化した現像剤濃度を補正するために、即ち、現像器に供給するトナー量を制御するために、画像信号処理回路の出力信号のレベルを画素毎にカウント（積算）する（この手段を第１の現像剤濃度制御手段と呼ぶ）ものとしている。
【０００４】
ここで、特許文献１の画像形成装置では、同文献の図１及び図２のように、当該画像形成装置にその画像形成のための情報として入力された画像データの出力信号レベルを積算し（この積算された数量をビデオカウント数と呼ぶ）、ビデオカウント数に変換してこれを基にトナーの使用量に換算する。これによりその消費量を推定して現像器へトナーの補給を行うことは、現像剤の実際のトナー濃度を直接検出し、それに基づいてトナーを補給するのとは異なる。その補給はあくまでも推定によるものであることから、現像器へのトナー補給槽からのトナー補給量や、現像器からのトナー消費量についての推定値からの変化が生ずると、また、消費系、補給系の性能変動により、現像器内の現像剤のトナー濃度すなわちトナー粒子とキャリア粒子の混合比が初期設定値（規定値）より除々にずれてくることを特許文献１は述べ、このずれを補正しないでおくと、トナー濃度が初期設定値の許容範囲から大きくずれてしまう課題があったことを指摘している。
【０００５】
そこで、同文献に示された画像形成装置では、第２の現像剤濃度制御手段を設け、この第２の現像剤濃度制御手段を所定のタイミングで、例えば同装置における１つのコピー動作の終了毎に、或はコピー数が所定枚数に達したとき毎に、或はビデオカウント数が所定値に達したとき毎に、等のタイミングで、作動させて感光体ドラム上に参照用の画像を形成するものとし、これで得られるパッチ状の参照トナー像（濃度パッチと呼ぶ）にＬＥＤ等の光源から光を照射し、その反射光を光電変換素子で受光している。このとき、この光電変換素子の出力信号は参照トナー像の濃度に対応するから、結局この出力信号は現像器内の二成分現像剤のトナー濃度に対応する。
【０００６】
そして、同装置は、現像剤の規定トナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）と現像器内の実際のトナー濃度とを比較して、光電変換素子によって検出された現像剤の実際のトナー濃度が規定値よりも小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場合には、不足分のトナーを現像器に補給する。一方、実際のトナー濃度が規定値よりも大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である場合には、出力信号に基づいて現像剤中の過剰トナー量を算出して、その後の原稿による画像形成に際しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補給するものとし、例えば、過剰トナー量を相殺するように１つの画像当りのトナー補給量を算出し、トナーを補給させるとか、過剰トナー量が消費されるまでトナーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で画像を形成して過剰トナー量を消費させる等の制御を行う。
【０００７】
特許文献１では、このように、画像信号処理回路の出力信号のレベルを画素毎にカウントする第１の現像剤濃度制御手段と共に、参照画像を形成し、その画像濃度を検知して現像器へのトナーの補給についての過不足を制御する第２の現像剤濃度制御手段を設けることで、第１の現像剤濃度制御手段のみでは現像器内の現像剤のトナー濃度すなわちトナー粒子とキャリア粒子の混合比が初期設定値（規定値）より除々にずれてトナー濃度が初期設定値の許容範囲から大きくずれてしまう課題が解決できることを開示している。
【特許文献１】特許第３０５３９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記の従来の画像形成装置においては、その頁の印字が終了した時点で当該頁の印字画素数（像形成がされた（トナーが付着した）画素の数。単に画素数とも呼ぶ）が確定するので、その後でないとトナー補給が開始されない。そこで、全面ベタ画像（画像の全面に渡ってその出力画像における色材での被覆率が１００％に近い画像）のような印字率（印字された頁における色材での被覆率）の高い画像を印字すると、現像器内部のトナー濃度が急激に下がるが、トナー供給はその頁の印字終了後または次頁の印字中に行われるので、それまでの間はトナー濃度が低くなった状態のままとなる。それゆえ、ベタ画像を印字した次の頁は、濃度の低い画像が印字されてしまうことになる。
【０００９】
すなわち、平常時のトナー濃度が高い場合や、現像器が十分に大きく現像剤の量が十分に多い場合には、現像器内のトナーの量が十分であるので、トナー濃度の低下も小さく、画像濃度の低下具合も小さい。しかし、近年、装置の小型化が進んできている状況においては、現像器内部に存在するトナーの量が少なくなってきているので、印字時におけるトナー濃度の変動が大きく、特にベタ画像を印字すると次頁の印字画像の濃度が下がってしまう。
【００１０】
また、それを防ぐために、印字した画像の画素数を検出して、画素数の多い画像を印字したときには、現像器内のトナー濃度の低下を防ぐように、次頁の印字前に消費した分のトナーを補給しようとすると、その間印字動作が中断することになり、装置の生産性を低下させてしてしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、トナーの適量な供給動作を一頁の画像の印字中においても適切なタイミングで行うことにより画像の印字画質の劣化を防止しながら、併せて複数頁が連続したその一連の印字においてもその間における印字動作の中断頻度を可能な限り少なくした画像形成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】
本発明は、上記目的を達成するために、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費
される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものである。
【００１３】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものとしてもよい。
【００１４】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものとしてもよい。
【００１５】
また、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、このような構成を採用することにより、現像器内部の消費した分のトナーを一頁の画像の印字中における適切なタイミングで補給することができるので、一頁の画像の印字中においてもトナー濃度の変動を極力抑えることができる。特に、大量に消費する場合にも、トナーの供給を遅滞なく行うことができるので、連続で印字する際の画像濃度の低下を防ぎ、またその間における印字動作の中断を抑制す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】
【００１７】
本発明の実施の第１の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴としたものである。例えば、一の面の画像形成の開始から、その面の内の一部の画像形成が行われるまでの時間を計時する手段やライン数を計数する手段を用いて、その一の面の内の一部について前記現像剤消費量を推定する。
【００１８】
この構成によって、現像剤供給手段を、一の面である一頁の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に現像器に補給するものとすることで、例えば、一頁の印字動作におけるその半頁の印字がされた時点でトナーの補給を行うとき、その一頁の印字動作が終了した時点で、そのトナーの消費と補給のバランスが半頁分だけの不足ですむので、現像器内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができる。
【００１９】
本発明の実施の第２の形態は、本発明の実施の第１の形態において、当該現像剤供給装置に、前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御手段をさらに備え、前記現像剤量制御手段は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給手段による現像剤の供給を行うように制御することを特徴としたものである。
【００２０】
この構成によって、現像剤量制御手段を、現像剤消費量推定手段にて推定された現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤供給手段によるトナーなどの現像剤の供給を行うように制御するものとすることで、例えばトナーの消費量が微少であるときのトナーの補給を控えて、補給が過剰になるような可能性を抑え、必要とするときの的確なトナーの補給によって、トナー供給の安定性を高めることができる。
【００２１】
本発明の実施の第３の形態は、本発明の実施の第２の形態において、前記現像剤量制御手段は、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定手段が推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴としたものである。
【００２２】
この構成によって、現像剤消費量推定手段が推定した現像剤消費量の集計値を、画像の一の面である一頁の内の一部についてその形成の終了毎に第１の閾値と比較し、また、その一頁の形成が終了する毎に第２の閾値と比較して、推定された現像剤消費量の集計値が第１の閾値を超えたとき又は第２の閾値を超えたときには、現像器内のトナーなどの現像剤の量が予め定められた標準量となるように現像剤供給手段が供給するトナーの量の補正を行うことで、前述した本発明の実施の第３の形態におけるトナー供給について、さらに一頁の画像形成後に改めて所定の調節を行って、その安定性をより高めることができる。
【００２３】
本発明の実施の第４の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給装置であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数手段と、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定手段と、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出手段と、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給手段とを含み備え、前記現像剤供給手段は、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出手段にて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定手段にて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴としたものである。
【００２４】
この構成によって、現像剤供給手段を、一の面の画像の形成期間内では、平均現像剤消費量算出手段にて算定された平均現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を前記現像器に補給するものとすることで、平均現像剤消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、例えば定まった画像を印字する際におけるその現像剤消費量としての精度が非常に良いので、その一頁の印字動作の途中の時点でのトナーの補給を、その量を適切にして行うことができ、その間のトナー量の過不足誤差を非常に低くすることができる。また、現像剤供給手段を、その一の面の形成後における現像剤の補給では、現像剤消費量推定手段にて推定された現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給するものとすることで、一頁の印字に対して補給すべきトナーの量に誤差に伴う過不足があっても、一頁印字後には、その過不足が適切に修正できる。そして、これらのことが組み合わされて、現像器内部のトナー濃度の変動を、印字中においても、かつ印字後においても非常に低く抑えることができる。
【００２５】
本発明の実施の第５の形態は、本発明の実施の第４の形態において、前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴としたものである。
【００２６】
この構成によって、平均現像剤消費量算出手段を、過去の画像形成において現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを平均現像剤消費量として算出するものとすることで、平均的な値の算出を簡単・容易に行うことができる。
【００２７】
本発明の実施の第６の形態は、本発明の実施の第４の形態において、前記平均現像剤消費量算出手段は、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴としたものである。
【００２８】
この構成によって、平均現像剤消費量算出手段を、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定手段が推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して平均現像剤消費量を算定するものとすることで、画像形成装置などの使用環境に応じてそれら２つの平均的な値を必要に応じ組み合わせて用いることができ、その現像器に対しての現像剤供給のいっそうの最適化を図ることができる。
【００２９】
本発明の実施の第７の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記現像器は、現像剤を攪拌する現像剤攪拌手段を備えており、前記現像剤供給手段は、前記現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、前記現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断することを特徴としたものである。
【００３０】
この構成によって、現像剤供給手段を、現像材攪拌手段が攪拌を停止する所定時刻以前に、現像器への現像剤の補給におけるその供給の動作を終了しまたは中断するものとすることで、攪拌の停止直前に供給された現像剤を十分に攪拌しないまま、現像材攪拌手段がその攪拌を停止することを避け、そして、次回の現像が開始した直後における現像剤の攪拌状態を良好にすることができる。
【００３１】
本発明の実施の第８の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数を計数することを特徴としたものである。
【００３２】
この構成によって、画像濃度計数手段を、現像される画素の数を計数するものとすることで、画素の画像濃度が２値の場合について、画素毎の画像濃度の計数を簡単・容易に行うことができる。
【００３３】
本発明の実施の第９の形態は、本発明の実施の第１又は第４の形態において、前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数することを特徴としたものである。
【００３４】
この構成によって、画像濃度計数手段を、画像濃度について、現像に係る複数の画素の並びによるパターンの別に応じ予め定めた係数での加重を行って計数するものとすることで、画像の形状による消費量の多少を含めて現像剤の消費量を算定することができ、現像剤消費量の算定をより綿密に行うことができる。
【００３５】
本発明の実施の第１０の形態は、本発明の実施の第９の形態において、前記画像濃度計数手段は、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数することを特徴としたものである。
【００３６】
この構成によって、画像濃度計数手段を、現像される画素の数と、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部に位置する画素の数とをそれぞれ計数するものとすることで、画像の形状による消費量の多少が、現像される画素が連続して並んだ画像の部分の端部とその部分の内部とにおいて顕著なので、現像剤消費量の綿密な算定を簡単・容易に行うことができる。
【００３７】
本発明の実施の第１１の形態は、本発明の実施の第１又は４の形態において、前記画像濃度計数手段は、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴としたものである。例えば、露光のための信号から画像の情報を得ている場合に、露光された部分が現像位置近傍に達するまで、その情報による計数を遅延させる遅延手段を画像濃度計数手段に設ける。
【００３８】
この構成によって、露光位置へのレーザ光の発射の時点等ではなく、露光された部分がその現像位置近傍にある時点で計数が行われる。これにより、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合に、露光後に未現像の領域が生じても、その未現像領域については計数されなくなる。したがって、露光位置へのレーザ光の発射の時点で計数する場合と比べて余計なトナー供給がなくなる。
【００３９】
本発明の実施の第１２の形態は、本発明の実施の第１又は４の形態に係る現像剤供給装置を備えた画像形成装置である。
【００４０】
この構成によって、現像器内部の現像剤の濃度の変動を抑えた画像形成装置が実現できる。
【００４１】
本発明の実施の第１３の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数ステップにて計数されたその画像の計数値に基づき、その画像の現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に補給する供給を行う現像剤供給ステップと、を含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成において、その一の面の内の一部について推定された前記現像剤消費量に基づく量の現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に前記現像器に補給することを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００４２】
この構成によって、現像剤供給を、一の面である一頁の画像の形成において、その一の面の内の少なくとも一部について推定された現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を、その一の面の画像の形成の期間内に現像器に補給するものとすることで、例えば、一頁の印字動作におけるその半頁の印字がされた時点でトナーの補給を行うとき、その一頁の印字動作が終了した時点で、そのトナーの消費と補給のバランスが半頁分だけの不足ですむので、現像器内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができる。
【００４３】
本発明の実施の第１４の形態は、本発明の実施の第１３の形態において、当該現像剤供給制御方法は、前記現像剤供給手段での現像剤の供給を制御する現像剤量制御ステップをさらに有し、前記現像剤量制御ステップは、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、前記現像剤供給ステップによる現像剤の供給を行うように制御することを特徴としたものである。
【００４４】
この構成によって、現像剤量制御を、現像剤消費量推定ステップにて推定された現像剤消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤供給ステップによるトナーなどの現像剤の供給を行うように制御するものとすることで、例えばトナーの消費量が微少であるときのトナーの補給を控えて、補給が過剰になるような可能性を抑え、必要とするときの的確なトナーの補給によって、トナー供給の安定性を高めることができる。
【００４５】
本発明の実施の第１５の形態は、本発明の実施の第１４の形態において、前記現像剤量制御ステップは、前記現像器内の現像剤の量が予め定められた標準量となるように前記現像剤供給手段が供給する現像剤の量の補正する補正制御をさらに行い、前記現像剤消費量推定ステップが推定した前記現像剤消費量の前回の補正からの集計値を、前記画像の一の面の内の一部についてその形成の終了毎、およびその一の面の形成が終了する毎に求め、求めた集計値が予め定められた閾値を超えた場合に前記補正制御を行うことを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００４６】
この構成によって、現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤消費量の集計値を、画像の一の面である一頁の内の一部についてその形成の終了毎に第１の閾値と比較し、また、その一頁の形成が終了する毎に第２の閾値と比較して、推定された現像剤消費量が第１の閾値を超えたとき又は第２の閾値を超えたときには、現像器内のトナーなどの現像剤の量が予め定められた標準量となるように現像剤供給ステップで供給するトナーの量の補正を行うことで、前述した本発明の実施の第１２の形態におけるトナー供給について、さらに一頁の画像形成後に改めて所定の調節を行って、その安定性をより高めることができる。
【００４７】
本発明の実施の第１６の形態は、現像剤を消費する現像器を具備して紙その他の記録媒体に画像の形成を行う画像形成装置に対し、その画像の形成の際に前記現像剤を前記現像器に供給する現像剤供給についての制御方法であって、複数の画素で構成された画像について画素毎の画像濃度を計数する画像濃度計数ステップと、一面又はその一部の画像について、前記画像濃度計数手段にて計数されたその画像の計数値に基づき、その現像において消費される現像剤の量である現像剤消費量を推定する現像剤消費量推定ステップと、前記現像剤消費量についての過去の所定の間におけるその平均値その他の平均的な値である平均現像剤消費量を算出する平均現像剤消費量算出ステップと、可変量の現像剤を前記現像器に供給して補給する現像剤供給ステップとを含み有し、前記現像剤供給ステップは、一の面の画像の形成期間内では、前記平均現像剤消費量算出ステップにて算定された前記平均現像剤消費量に基づく量の現像剤を前記現像器に補給し、そして、その一の面の形成後における現像剤の補給は、前記現像剤消費量推定ステップにて推定された前記現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給することを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００４８】
この構成によって、現像剤供給を、一の面の画像の形成期間内では、平均現像剤消費量算出ステップにて算定された平均現像剤消費量に基づく量のトナーなどの現像剤を前記現像器に補給するものとすることで、平均現像剤消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、例えば定まった画像を印字する際におけるその現像剤消費量としての精度が非常に良いので、その一頁の印字動作の途中の時点でのトナーの補給を、その量を適切にして行うことができ、その間のトナー量の過不足誤差を非常に低くすることができる。また、現像剤供給を、その一の面の形成後における現像剤の補給では、現像剤消費量推定ステップにて推定された現像剤消費量と既に補給した量との差分を加減して供給するものとすることで、一頁の印字に対して補給すべきトナーの量に誤差に伴う過不足があっても、一頁印字後には、その過不足が適切に修正できる。そして、これらのことが組み合わされて、現像器内部のトナー濃度の変動を、印字中においても、かつ印字後においても非常に低く抑えることができる。
【００４９】
本発明の実施の第１７の形態は、本発明の実施の第１６の形態において、前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを前記平均現像剤消費量として算出することを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００５０】
この構成によって、平均現像剤消費量算出を、過去の画像形成において現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均値との少なくとも１つを平均現像剤消費量として算出するものとすることで、平均的な値の算出を簡単・容易に行うことができる。
【００５１】
本発明の実施の第１８の形態は、本発明の実施の第１６の形態において、前記前記平均現像剤消費量算出ステップは、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップが推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの前記平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して前記平均現像剤消費量を算定することを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００５２】
この構成によって、平均現像剤消費量算出を、過去の画像形成において前記現像剤消費量推定ステップで推定した現像剤推定消費量について、過去のそれらの平均的な値と、それらのうち最近の所定の間におけるもののみの平均的な値とを求め、そして、それらの平均的な値に基づいて、それらの値の変動具合により互いの加重する割合を可変して平均現像剤消費量を算定するものとすることで、画像形成装置などの使用環境に応じてそれら２つの平均的な値を必要に応じ組み合わせて用いることができ、その現像器に対しての現像剤供給のいっそうの最適化を図ることができる。
【００５３】
本発明の実施の第１９の形態は、本発明の実施の第１３又は１６の形態において、前記画像濃度計数ステップは、前記画像濃度を、その計数に係る画素の現像がされる時点又はその前後近傍の時点において計数することを特徴とした現像剤供給制御方法である。
【００５４】
この構成によって、露光位置へのレーザ光の発射の時点等ではなく、露光された部分がその現像位置近傍にある時点で計数が行われる。これにより、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合に、露光後に未現像の領域が生じても、その未現像領域については計数されなくなる。したがって、露光位置へのレーザ光の発射の時点で計数する場合と比べて余計なトナー供給がなくなる。
【００５５】
本発明の実施の第２０の形態は、本発明の実施の第１３又は１６の形態に係る現像剤供給制御方法における手順を現像剤供給装置に実行させるための現像剤供給制御プログラムである。
【００５６】
この構成によって、現像器内部の現像剤の濃度の変動を抑えた現像剤供給装置又は画像形成装置が実現できる。
【００５７】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明に係る第１の実施例としての現像剤供給装置を備え、書類の複写機能などを有した画像形成装置（本装置と呼ぶ）の概略構成図を示す。
【００５８】
図１において、この画像形成装置は、大きく分けて、入力された画像データを処理する画像信号処理部、画像信号処理部で処理された画像データに基づいて感光体を露光するために発生された光をその感光体へ導くレーザ光学系部、電子写真プロセスにより可視画像を形成する画像形成部、本発明に係る現像剤供給装置であって画像形成部の現像器にトナーを供給するトナー供給機構部およびトナー供給機構部を制御するトナー濃度制御部１から構成される。
【００５９】
そして、それぞれはさらに次のとおり構成される。
【００６０】
画像信号処理部は、入力された画像データに対して後述する各種の補正処理を行う画像信号処理回路２および処理された画像データに基づいてレーザ駆動信号を生成するレーザ駆動回路３から構成される。
【００６１】
レーザ光学系部は、レーザ駆動信号に基づいて発光するレーザ４と、レーザ４から発したレーザ光を掃引する回転多面鏡５と、掃引された光を導くいわゆるｆ／θレンズ等のレンズ系６と、導かれた光を感光体ドラム７上へ指向させるミラー８とから構成される。
【００６２】
画像形成部は、電子写真プロセスを実現するものであり感光体ドラム７を中心として、感光体ドラム７の表面を一様に帯電させる帯電器９と、帯電後レーザ光学系部によって露光されてできた静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像器１０と、支持ローラ１１および１２で支持される中間転写ベルト１３上に可視像となったトナー像を転写する第１転写器１４と、記録紙１５を搬送する搬送ローラ１６と、中間転写ベルト１３上のトナー像を搬送ローラ１６で搬送されてくる記録紙１５に転写する第２転写ローラ１７と、中間転写ベルト１３に転写されずに感光体ドラム７上に残ったトナーを除去するクリーナ１８と、感光体表面に残っている残留電荷を除去する除電器１９とから構成される。
【００６３】
ここで、トナー像が転写された記録紙１５は、その後図示しない定着器によって熱と圧力を加えられ定着した後、本装置外に排出される。
【００６４】
また、現像器１０には、内部に収容されているトナーとキャリアからなる現像剤を感光体ドラム７の表面に付着させる現像スリーブ２０と、現像剤の混合比が均一になるように撹拌しながら現像器１０の内部を循環させる撹拌スクリュー２１および２２とを備えている。
【００６５】
また、中間転写ベルト１３の近傍には、中間転写ベルト１３上のトナー像の濃度を検出する濃度センサ２３が設置されている。
【００６６】
トナー濃度制御部１およびトナー供給機構部は、現像プロセスにより感光体ドラム７に付着するトナーによって現像器１０内部のトナーの比率が低下することを防ぐために、必要に応じて現像器１０にトナーを供給する。
【００６７】
ここで、トナー濃度制御部１は、入力された画像データからその画像の特性を検出する画像特性検出部２４と、画像特性検出部２４で検出された数値情報を積算して記憶する積算部２５と、積算部に記憶されている数値に基づいて消費したと思われるトナー量を推定する消費量推定部２６と、推定した消費量分のトナーを補給するために必要なトナー供給モータ２７の駆動時間を演算する供給量演算部２８と、これらを制御するトナー供給制御部２９とからなる。
【００６８】
また、トナー供給機構部は、トナー溜め３０から現像器１０にトナーを搬送する搬送スクリュー３１と、搬送スクリュー３１を駆動するトナー供給モータ２７と、トナー供給モータ２７の回転を搬送スクリュー３１に伝達するギア列３２と、供給量演算部２８で算出された駆動時間の間だけトナー供給モータ２７に駆動信号を出力するモータ駆動回路３３とからなる。
【００６９】
なお、上記の各制御部等は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）によってそれぞれの動作が制御される構成としている。
【００７０】
以上の構成による画像形成装置において、その動作を次に説明する。
【００７１】
まず、画像形成の動作について述べる。
【００７２】
最初に、入力された画像データは画像信号処理回路２に入る。ここでは、スキュー補正といった画像の傾き補正に必要な画像処理を施される。画像信号処理回路２は、処理した画像データを後段のレーザ駆動回路３と画像特性検出部２４へ出力する。
【００７３】
ここで、レーザ駆動回路３は、処理された画像データに基づいてレーザ４を発光させるためのレーザ駆動信号を生成する。レーザ４は、レーザ駆動回路３が生成した駆動信号に基づいて発光する。そして、発光した光は、回転多面鏡５、レンズ系６およびミラー８を経て感光体ドラム７の表面を走査する。
【００７４】
このとき、感光体ドラム７は、所定のタイミングで図中に示した矢印の方向に回転している。
【００７５】
続いて、画像形成における電子写真プロセスをその順番に述べる。
【００７６】
まず、帯電器９が、感光体ドラム７の表面を一様な電位に帯電させる。
【００７７】
次に、一様な電位に帯電している感光体ドラム７の表面をレーザ光学系部から照射される光で走査し、露光して、処理された画像データに対応した静電潜像を形成する。
【００７８】
その後、トナー粒子とキャリア粒子が混合した二成分現像剤を用いた現像器１０が、感光体ドラム７上の静電潜像にトナーを付着させ可視像化する。ここで、現像器１０の内部では、撹拌スクリュー２１および２２が回転することで、トナーとキャリアが均一に混ざった状態になっている。
【００７９】
以上までの流れで、感光体ドラム７の表面に、処理された画像データに対応したトナー像が形成される。
【００８０】
一方、支持ローラ１１および１２は、前述の露光のタイミングに合わせてその駆動が開始されている。そして、支持ローラ１１および１２が駆動されてそれぞれ自転すると、それに懸架されている中間転写ベルト１３がそれらの自転に連れられて図中の矢印の方向に回転する。
【００８１】
以上のような状態において、第１転写器１４は、回転している中間転写ベルト１３上に感光体ドラム７上のトナー像を転写する。
【００８２】
次に、第２転写ローラ１７は、回転している中間転写ベルト１３上のトナー像を、搬送ローラ１６によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙１５に転写する。記録紙１５に転写されたトナー像は、この時点では記録紙１５の上に載っているだけであるので、その後、図示しない定着器で加熱および圧接され、定着されてから本装置外に排出される。
【００８３】
その後、クリーナ１８は、転写した後の感光体ドラム７上に残っている残留トナーを除去する。それから、除電器１９が感光体ドラム７上の残留電荷を除電して、一連の電子写真プロセスが完了する。
【００８４】
なお、ここでは、単色の画像形成装置の例を用いて説明しているが、多色画像形成装置またはカラー画像形成装置の場合には、感光体ドラムおよび現像器を含むプロセス要素がカラーの構成色の数だけ並び、中間転写ベルト１３の上に各色のトナー像を重畳して画像を形成することになる。
【００８５】
次に、本装置におけるトナー供給動作について述べていく。
【００８６】
前述の画像信号処理回路２で画像処理された画像データは、画像特性検出部２４にも入力される。そして、画像特性検出部２４は、その入力・処理された画像データに基づいてその画像の特性を検出する。具体的には、１枚（頁面）の画像における印字画素数（印字がされる、すなわち現像がされる画素の数。単に画素数とも呼ぶ）、及びエッジ数、並びに所定のパターンに合致した旨の信号（この信号の数をパターンマッチング数と呼ぶ）を積算部２５に出力する。印字画素はレーザ４の駆動信号に基づいて定めることができる。
【００８７】
ここで、エッジ数とは、外形を矩形とした１画素の４辺の内、エッジとなっている辺の数である。従って、例えば、一面全ての画素が孤立点である場合には、エッジ数は画素数の４倍となる。
【００８８】
また、主走査方向のエッジと副走査方向のエッジとは分けてカウントする。
【００８９】
次に、積算部２５は、画素数、エッジ数およびパターンマッチング数をそれぞれ積算し記憶する。そして、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、積算部２５内部に記憶されている、その時までに印字した画像の特性情報（画像特性情報と呼ぶ。本実施例では画素数、エッジ数及びパターンマッチング数）を、印字中の所定のタイミングで読み出す。
【００９０】
ここで、積算部２５には、入力・処理された画像データに応じて、その画素数、エッジ数および所定のパターンに一致した回数が積算されるが、その積算値は、１頁の印字が開始する時にクリアされ、１頁の印字中は積算されるものである。さらに、積算部２５は、印字中にもその読み出しが可能であり、読み出した時点で入力・処理された画像データに対するその時までのそれぞれの積算値が取得可能である。本実施例では、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、１頁の半分を印字した時点で一度、積算部２５で計数されている積算値を読み出し、更にその１頁の印字が終了した時点で、再度積算部２５の積算値を読み出すものとしている（頁の半分を印字したときに読み出した積算値を半頁積算値と呼び、頁の印字が終了したときに読み出した積算値を全頁積算値と呼ぶ）。
【００９１】
また、半頁積算値を読み出すタイミングは、トナー供給制御部２９が、印字を開始してから半頁の画像データの処理が終了するまでに相当する時間を計時して決定する。
【００９２】
次に、トナー供給制御部２９によって消費量推定部２６は、まず積算部２５から読み出した半頁積算値に基づいて、半頁分の印字において消費したトナーの量（消費トナー量と呼ぶ）を推定する。具体的には、消費トナー量は、画像特性情報のそれぞれの積算値に所定の係数を乗じて加算したものである。ここで、この所定の係数は、あらかじめ実験的に求めた値である。また、この消費量推定部２６でも半頁毎に算出を行うものとし、半頁積算値に基づいて算出する半頁推定消費量と、全頁積算値に基づいて算出する全頁推定消費量との２種類を算出する。
【００９３】
次に、供給量演算部２８は、推定した量（消費トナー量）のトナーを補給するのに必要な、トナー供給モータ２７の駆動時間を算出する。
【００９４】
ここで、トナー溜め３０内部に収容されているトナーは、トナー供給モータ２７が駆動する搬送スクリュー３１が回転することによって内部を搬送されて、現像器１０の内部に落下する。そして、トナー供給モータ２７はステッピングモータを使用しており、最大パルスレートを固定にしておけば、総パルスによって搬送され現像器１０に供給されるトナー量は一意的に定まる。よって供給量演算部２８は、供給すべきトナー量からトナー供給モータの総パルス数を算出し、モータ駆動回路３３に出力する。なお、トナー供給モータ２７の駆動開始および停止時にパルスレートを段階的に変化させるいわゆるスローアップおよびスローダウン動作をさせる場合にも、その変化の傾きを一定にしておけば総パルス数と供給トナー量は相関が取れる。
【００９５】
また、モータ駆動回路３３は、入力される総パルス数によって対応する時間だけトナー供給モータ２７を駆動する。そして、トナー供給モータ２７は、ギア列３２を通して搬送スクリュー３１を回転させ、所定の量のトナーを現像器１０に供給する。
【００９６】
また、ここでも半頁毎に算出を行うものとし、半頁推定消費量と全頁推定消費量のそれぞれについて、補給に必要なパルス数を算出する。
【００９７】
図２は、トナー濃度制御部１の一部のブロック図を示す。
【００９８】
図２において、画像特性検出部２４は、画像の印字画素数を検出するピクセル検出回路３４と、画素が主走査方向のエッジであるかどうかを検出する主走査エッジ検出部３５と、同様に副走査方向のエッジであるかどうかを検出する副走査エッジ検出回路３６と、ある１つの画素及びそれを中心とする周囲の画素から成る複数の画素があらかじめ設定されている基準パターン３８と一致することを検出するパターン検出回路３７とからなる。
【００９９】
また積算部２５は、ピクセル検出回路３４の検出数をカウントするピクセルカウンタ３９と、ピクセルカウンタ３９の値を一時的に記憶するピクセルレジスタ４３と、主走査エッジ検出回路３５の検出数をカウントする主走査エッジカウンタ４０と、主走査エッジカウンタ４０の値を一時的に記憶する主走査エッジレジスタ４４と、副走査エッジ検出回路３６の検出数をカウントする副走査エッジカウンタ４１と、副走査エッジカウンタ４１の値を一時的に記憶する副走査エッジレジスタ４５と、パターン検出回路３７の検出数をカウントするパターンカウンタ４２と、パターンカウンタ４２の値を一時的に記憶するパターンレジスタ４６とから構成される。
【０１００】
以上の構成のトナー濃度制御部１について、その動作は次のとおりである。
【０１０１】
図１における画像信号処理回路２で処理された画像データは、画像特性検出部２４のピクセル検出回路３４、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７に並列に入力される。
【０１０２】
ここで、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７に入力される画像データは、ある１つの画素とそれを中心とする周囲の画素とから成る複数画素の画像データである。すなわち、主走査エッジ検出回路３５に入力されるのは、当該中心画素及びその左右の画素の画像データであり、副走査エッジ検出回路３６に入力されるのは当該中心画素及びその上下の画素の画像データである。また、パターン検出回路３７に入力されるのは、当該中心画素を中心とするサイズが３×３画素の画像データである。このサイズは、あらかじめ設定されている基準パターン３８のサイズによって定まる。
【０１０３】
続いて、画像データが入力された画像特性検出部２４において、そのピクセル検出回路３４、主走査エッジ検出回路３５、副走査エッジ検出回路３６およびパターン検出回路３７からそれぞれ出力される検出信号は、それぞれの条件に適合したときにハイレベル（デジタル電気信号における高電位）となる。
【０１０４】
すなわち、ピクセル検出回路３４は、当該中心画素が印字画素（像形成がされる（トナーが付着する）画素）であるときにハイレベルの検出信号を出力し、それ以外のときにはローレベル（デジタル電気信号における低電位）のままとなる。
【０１０５】
また、主走査エッジ検出回路３５は、当該中心画素が主走査方向のエッジであるかどうかを検出する。つまり、当該中心画素が印字画素であり、かつその左右のいずれかの画素が非印字画素（像形成がされない（トナーが付着しない）画素）のときにハイレベルの検出信号を出力する。このとき、その左右の画素が共に非印字画素の時もあり得るので、検出信号は２ビット必要となる。
【０１０６】
また、同様に、副走査エッジ検出回路３６は、当該中心画素が印字画素であり、かつその上下のいずれかの画素が非印字画素のときにハイレベルの検出信号を出力する。このときも、その上下の画素が共に非印字画素の時もあり得るので、検出信号は２ビット必要である。
【０１０７】
また、パターン検出回路３７は、当該中心画素及びその周囲の画素の印字画素の配置が、あらかじめ設定されている基準パターン３８と一致したときに検出信号を出力する。なお、検出信号の情報量（必要とするビット数）は、基準パターンの個数によって決められる。
【０１０８】
図３は、本実施例で使用する基準パターン３８を示す。ここで、本実施例では当該中心画素を中心として最大３×３画素を参照するものとし、図３における黒が印字画素を、白が非印字画素を、斜線がどちらでもよいことを示す。
【０１０９】
図３の（ａ）ないし（ｄ）から分かるように、ここでは当該中心画素が局所的な角かどうかを検出している。そして、基準パターン３８が４種なので、０から４までの信号を出力する必要があるため、検出信号には最低３ビット必要となる。なお、このように基準パターンが決まっており、変更することのない場合には、３×３画素の最大９画素の画像信号から組合せ論理回路で構成してもよい。
【０１１０】
再び図２において、画像特性検出部２４で生成されたそれぞれの検出信号は、積算部２５の対応するカウンタに入力される。ここで、積算部２５において、そのピクセルカウンタ３９、主走査エッジカウンタ４０、副走査エッジカウンタ４１およびパターンカウンタ４２は、印字開始直前に各カウンタの値がクリアされ、その後、画像データが画像信号処理回路２へ入力されてその１頁分の画像の印字中はそれぞれの対応した検出信号を各カウンタに積算する。そして、それぞれの後段のピクセルレジスタ４３、主走査エッジレジスタ４４、副走査エッジレジスタ４５およびパターンレジスタ４６は、それぞれに対応するカウンタの値をその１頁分の印字終了時にラッチして記憶する。
【０１１１】
その後、積算部２５のピクセルレジスタ４３、主走査エッジレジスタ４４、副走査エッジレジスタ４５およびパターンレジスタ４６の各値は、後段の消費量推定部２６に入力され、それによって消費量推定部２６が今回の印字で消費したと思われるトナー量を推定する。
【０１１２】
ここで、その推定の処理自体は、それぞれのレジスタの値の関数として定義され、具体的にはそれぞれのレジスタの値に、所定の係数を乗じて総和をとったものとしている。すなわち、ピクセルレジスタ４３に格納されている値をＣｐｉｘ、主走査エッジレジスタ４４に格納されている値をＣｅｍ、副走査エッジレジスタ４５に格納されている値をＣｅｓ、そしてパターンレジスタ４６に格納されている値をＣｐａｔとして、トナー消費量Ｔｃｏｎは以下の式を用いて算出するものとしている。
【０１１３】
Ｔｃｏｎ＝Ｋ１×Ｃｐｉｘ＋Ｋ２×Ｃｅｍ＋Ｋ３×Ｃｅｓ＋Ｋ４×Ｃｐａｔ
ここで、係数であるＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫ４は、あらかじめ、実験により定めている。
【０１１４】
以上で、印字によるトナー消費量が推定できるので、本装置は、次に、その消費した分のトナーを補給する。このとき、供給量演算部２８は、補給すべきトナー量から必要なモータ駆動時間を算出する。また、モータ駆動回路３３は、供給量演算部２８が算出した駆動時間に基づいて、モータ駆動信号を生成する。
【０１１５】
トナー濃度制御部１の動作は以上のとおりである。
【０１１６】
引続き、本装置におけるトナー供給動作について、タイムチャートを用いて説明する。
【０１１７】
図４および図５は、印字動作時のタイムチャートを示す。ここで、図４は、断続的に２頁の画像を印字するいわゆる間欠印字動作時のタイムチャートを示し、図５は、連続して２頁の画像を印字する連続印字動作時のタイムチャートを示す。
【０１１８】
図４において、本装置は、１頁目の印字の途中で半頁積算値（半頁積算値１）を取得し、半頁推定消費量およびその分のトナーの補給に必要なパルス数を算出して、半頁供給動作（半頁供給１）に入る。その後、１頁の印字を終了した時点で全頁積算値（全頁積算値１）を取得し、全頁推定消費量および供給パルス数を算出するが、印字終了後すぐに現像器の駆動を停止するので、トナー供給動作は行わない。このとき、算出する消費量は、全頁積算値に基づいて算出される消費量から、すでに補給した半頁積算値に基づいて算出した消費量を差し引いた量である。ここで算出した量のトナーの供給は、次回の印字動作時に行われる。これは、現像器が駆動していない状態でトナーを供給すると、攪拌が行われないので現像器内部のトナー濃度に濃度むらが生じるゆえ、トナー供給は必ず現像器が駆動状態にあるときに行われるようにしているからである。
【０１１９】
その後、時間が経過して２頁目の印字が開始されると、まず、本装置は、前回の印字動作で消費した分のトナーを補給する。そして、半頁の印字が終了した時点で、今回の半頁積算値を取得し、半頁推定消費量を算出して半頁供給動作（半頁積算値２）に入る。その後、２頁目の印字が終了した時点で取得する２頁目の全頁積算値に基づくトナーの供給は、次回の印字動作に繰り越す。
【０１２０】
このように、本装置は、１頁を前半と後半に分け、前半に消費したと推定する量のトナーの補給を後半の印字動作中に行い、後半に消費したと推定する量のトナーの補給は、次回の印字動作の前半で行う。このときのトナー供給モータの駆動パルス信号（パルスが出力される期間の状態模式）をトナー供給パルス信号１に示す。これにより、トナーの消費とその分の補給とのタイミングを、従来の１頁分の遅延から半頁分の遅延に短縮することができるため、現像器１０内のトナー濃度の変動をほぼ半分に抑えることができる。
【０１２１】
ここで、トナーの供給動作を印字動作の終了と同じタイミングで終了させているのは、供給されたトナーが現像器１０の内部で十分に攪拌されるようにするためである。すなわち、通常、印字動作が終了しても、現像器１０は引続きさらに数秒程度駆動されるものとしているので、その間に、既に供給されたトナーが現像器１０内部の攪拌スクリューで十分に攪拌されるようにトナーの供給動作の終了タイミングを前述のとおり設定している。このようにトナーの供給動作は、攪拌スクリューの停止する所定時刻以前に終了しまたは中断する。
【０１２２】
次に、図５にタイムチャートを示した連続印字動作時においても、基本的な動作は前述した間欠印字動作時の場合と同じである。ただし、連続印字動作においては、１頁目と２頁目の間で現像器１０が停止することはないので、本装置は、１頁目の後半に消費したと推定する量のトナーの補給を、１頁目の印字終了後の全頁積算値を取得して全頁推定消費量を算出した時点で開始させる。連続印字動作を行うか否かによって、開始させるタイミングを切り替えるようにすればよい。なお、最終頁の後半で消費したと推定するトナーの補給を次回の印字動作に繰り越す点は同じである。
【０１２３】
なお、ここでは、トナー供給モータ２７にはステッピングモータを用い、一定のパルスレートで駆動するものとして、駆動するパルスの数で供給するトナーの量を制御するものとした。しかし、これに限るものではなく、例えば、現像器１０内部のトナー濃度のむらを抑える目的で、トナー供給時間をできる限り長くするために、最大パルスレートを変えて、供給するトナーの量を制御することも可能である。この場合のトナー供給モータの駆動パルス信号（パルスが出力される期間の状態模式）を、図４および図５のそれぞれにおいて、トナー供給パルス信号２として示す。この場合、トナー供給時間を一定にして、最大パルスレートを変えることで、単位時当たりの供給量ひいては総供給量を制御することになるが、単位時間当たりの供給量を比較的少なくできるので、現像器１０内のトナー濃度むらを抑えられる。
【０１２４】
また、本実施例では、積算値の読み取りタイミングを得るために、印字開始からの経過時間を計時して取得するようにしたが、これに限るものではない。画像のラスタ（ライン）数を数えることができるようハードウェアに組み込まれているラインカウンタを用いて、所定のライン数、例えば１頁の総ライン数の半分を計数したときに積算値を取得するようにしてもよい。さらに、本実施例では、１頁を２分割して積算値を取得するようにしたが、３分割またはそれ以上に分割してもよい。また、分割する際に、それらは等分でなくてもよい。さらに、環境要因やトナーの特性などによって分割数を異ならせるようにしてもよい。
【０１２５】
また、消費量推定部２６が、積算部２５からの積算値を印字開始から時系列的に読み出し、読み出した積算値に対して消費トナー量を逐次算出するようにしてもよい。１頁の印字が終わるまでに、消費トナー量が予め定められた閾値を超えたとき、供給量演算部２８が、その閾値に対応する駆動時間をモータ駆動回路３３に出力し、モータ駆動信号を生成する。消費トナー量が閾値を超えてモータ駆動信号が生成された場合、積算値は一旦クリアされ、新たな積算が開始される。その積算は１頁の印字が完了するまで継続される。１頁の印字が完了するまでに消費トナー量のトナーが完全に補給された場合には、１頁の印字が完了した時点での積算値に基づいて消費トナー量が推定され、その消費トナー量を次の印字に繰り越すため、推定された消費トナー量が、次の印字開始時の消費トナー量の初期値に設定される。１頁の印字が完了するまでに消費トナー量のトナーが完全に補給されなかった場合には、その残りの量と１頁の印字が完了した時点での積算値に基づく消費トナー量とを加算した量が、次の印字開始時の消費トナー量の初期値に設定される。
【０１２６】
また、例えばトナーの消費量が微少であるとき、トナーの補給を控えるようにしてもよい。トナーの消費量が微小の場合、その補給動作により過剰にトナーが与えられる可能性がある。これを防ぐため、推定された消費量が予め定められた閾値を超えたときに、現像剤の供給を行うことができる。閾値を超えないときは、現像剤の供給を行わない。
【０１２７】
また、本実施例では、積算値として取得した分の消費量を推定して補給するようにした。しかし、半頁積算値に基づいて推定した消費量を２倍にした予測を行って、頁の後半の印字時に補給してもよい。そのときには、全頁積算値を取得して全頁推定消費量を算出した時点で、すでに補給を行った量との精算を行うことで予測による誤差をなくすことができる。
【０１２８】
以上、印字動作毎のタイムチャートによって、トナー供給動作について説明した。
【０１２９】
次に、本装置のトナー供給動作を、フローチャートを用いて説明する。
【０１３０】
図６は、このトナー供給動作のフローチャートを示す。
【０１３１】
図６において、本装置は、その処理を開始すると、印字動作について、まず、ＣＰＵによっての印字指示（Ｓ１）があるまで待機する。そして、印字指示があると、図示しない用紙搬送制御部および画像形成プロセス制御部において、印字動作が開始される（Ｓ２）。その後、１頁の印字動作が終了すると印字終了処理が行われる（Ｓ３）。一方、その画像形成プロセスと並行して、トナー濃度制御部が、現像器１０内部のトナー濃度制御動作を行う。
【０１３２】
トナー濃度制御部は、まず、印字動作が開始されて、現像器１０が駆動されると、前回の印字動作によるトナー補給量に不足分があるかどうかを判断し（Ｓ４）、もし補給すべきトナー量があればその供給を開始する（Ｓ５）。この供給動作は、実際の印字動作にかかる時間の略半分の時間で終了するように設定する（Ｓ６）。補給すべきトナー量がなければ、この時間はなしとして、トナー供給動作が行われないようにする。
【０１３３】
その後、印字動作が半分終了した時点、すなわち画像データが半分流れて半頁分の画素数およびその他のカウンタの計数が行われた時点で、各カウンタの値を読み出す（Ｓ７）。これらの値が、それぞれの半頁計数値となる。これらの半頁計数値に基づいて、半頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ８）。ここで推定した値が、半頁分のトナー推定消費量となる。半頁分のトナー推定消費量が算出されると、速やかにそれだけの量のトナー供給を開始する（Ｓ９）。ここでも、Ｓ５からＳ６までと同様に、概ね半頁分の印字動作時間でトナー供給を行い、印字動作が終了する時間に合せてトナー供給を終了する（Ｓ１０）。
【０１３４】
その後、１頁分の印字が終了した時点で当該頁の計数が全て完了するので、ここで全てのカウンタの値を読み出す（Ｓ１１）。ここで読み出した各カウンタ値は、それぞれの１頁分の計数値である全頁計数値である。これらの全頁計数値に基づいて、Ｓ８と同様にして全頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ１２）。ここから、Ｓ８において半頁計数値に基づいて推定したトナー消費量を差し引くことで、頁の後半部分で消費したと推定するトナー量、すなわち、１頁で消費したと推定した量からまだ補給していない量を算出する（Ｓ１３）。この差分の量のトナーは、次回の印字動作の前半において供給する。
【０１３５】
以上が、１頁分の印字動作におけるトナー供給制御動作である。引続き印字すべき画像がある場合は、以上の処理を繰り返し行うことになる。
【０１３６】
ところで、トナー供給量として算出した値は、あくまで推定値であるので、どうしても誤差が発生することは避けられない。そして、たとえ、１回の供給における誤差は小さくとも、それが累積されていくことで、無視できない誤差に膨らんでいく可能性がある。よって、この累積誤差をキャンセルするための手段が必要となる。以下に、本実施例におけるその累積誤差をキャンセルするための濃度補正処理について説明する。
【０１３７】
まず、濃度補正処理を行うためには、何らかの方法で現像器１０内のトナー濃度を検出することが必要となる。従来は、トナーとキャリアの混合比が変わると現像剤の透磁率が変わることを利用して、現像器１０の内部に透磁率センサを設置して検出を行っていた。しかし、この透磁率センサは比較的高価な部品であるゆえ、しかもカラー画像形成装置になるとシアン、マゼンタ、イエローおよび黒の４つの現像器で画像形成を行うので、透磁率センサも４個必要となりコストアップの要因となっていた。そこで、直接現像器内部の現像剤濃度を検出するのではなく、予め定められた枚数の印字動作が行われたとき、所定のパターンで現像されたトナー像の濃度を検出することで現像器内部のトナー濃度を間接的に検出する方法がとられることもある。この場合、感光体ドラム７上に濃度検出用のパターンを形成し、感光体ドラム近傍に設置した発光素子と受光素子からなる安価な濃度センサを用いて検出を行う。そして、この場合においてさらに、コストを低減するため、感光体ドラム上のトナー像を検出するのではなく、中間転写体上のトナー像を検出することもある。これは、カラー画像形成装置においては、感光体ドラム上で検出しようとすると４個の濃度センサが必要となるのに対し、中間転写体上のトナー像の検出では濃度センサが各色について共用できるからである。本実施例においても、中間転写ベルト上で濃度検出を行う。
【０１３８】
図７は、その濃度センサの構成図を示す。図７に示す濃度センサは、赤外光を発する発光素子４７と、当該赤外光を受光する受光素子４８および４９から構成される。ここで、発光素子４７は所定の入射角を持って中間転写ベルト１３に赤外光を照射する位置に取り付けられており、入射角と同じ反射角を持って対向する位置に直接反射光を受光する受光素子４８が位置している。一方、散乱光を受光する受光素子４９は、直接反射光が入らない位置に配置されている。
【０１３９】
このような構成において、濃度センサの動作を次に述べる。
【０１４０】
発光素子４７は、中間転写ベルト１３が回って、その上に濃度パッチ５０が形成されている位置になると所定の入射角をもって赤外光を照射する。照射された光は、濃度パッチ５０すなわち所定のパターンで形成されたトナー像で反射する。反射する光のうち、直接反射した光は入射角と同じ反射角を受光素子４８に入射する。一方、トナー像の表面で乱反射した光の一部が散乱光として受光素子４９に入射する。受光素子４８および４９のどちらで検出するかは、検出する色によって変える。すなわち、シアン、マゼンタ、イエローの３色は、散乱光によって濃度検出する。これらについては、中間転写ベルト１３上のトナー濃度が高くなると、それだけトナーの付着量も多くなるのでそれだけ散乱光成分の光量も多くなり、受光素子４９の出力も高くなるからである。一方、黒については直接反射光を利用する。黒トナーは光を吸収してしまうので、散乱光成分の光は殆ど検出できなくなるからである。ここで、一般的に、中間転写ベルトは黒で、その表面は比較的高い反射率を持っている。それゆえ、トナーがのっていないときには直接反射光の光量は多く、またトナー付着量が増えてくると、散乱光成分が増えて直接反射光成分が減ってくるので、受光素子４８のレベルで黒トナーの濃度が検出できるのである。
【０１４１】
次に、このような濃度センサを用いた濃度補正処理の手順について述べる。
【０１４２】
その処理の手順としては、所定の枚数の印字動作が行われたことなどを契機にして、まず中間転写ベルト１３に濃度パッチ５０を形成し、その後、中間転写ベルト１３が回転して濃度センサ２３の位置に濃度パッチ５０が来たときに前述したように濃度検出を行う。ここで、検出された濃度とあらかじめ基準濃度の現像剤が入った状態で検出した濃度の差が累積誤差に相当する。よって、検出した濃度からトナー量の過不足を算出し、不足している場合には強制的に補給する。逆に多すぎる場合には、次回の印字から多すぎる分のトナー量を消費するまで供給しないようにする。
【０１４３】
ここで、このような手順の濃度補正を行うことで、印字毎の消費量推定誤差の累積がキャンセルされ、予め定められた標準量に現像器内のトナー量を補正することができるが、その一方で、この濃度補正処理は、一般的に使用者の意思に関わらず行われるので、トナーを余分に消費したり、場合によっては連続印字中に印字が待たされたりするという不利益も生じうる。
【０１４４】
そこで、この補正処理は、できる限り行わない、または極力頻度を減らすことができれば、より望ましいので、本装置では、補正処理を、所定の枚数の印字動作が行われたときに行うのではなく、濃度補正処理を行ってからのトナー消費量の推定値を積算し、トータルの消費量推定値が所定量を超えたときに行うものとしている。
【０１４５】
例えば、１頁の半分を印字した時点で、消費量推定値の前回の補正からの集計値を求め、更にその１頁の印字が全て終了した時点でもその集計値を求める。そして、求めた集計値を予め定められた閾値と比較し、求めた集計値がその閾値を超えている場合、濃度補正処理を実行する。
【０１４６】
そうすることで、比較的誤差の少ない印字率の低い画像を印字するときには、濃度補正処理の間隔を広げることができ、さらに、トナーを大量に消費して誤差が累積したときには、濃度補正処理の間隔を狭くすることができて、現像器内のトナー濃度を様々な場合において安定に制御することができるものとしている。
【０１４７】
なお、上述の累積誤差によって、消費量推定部２６が積算部２５から積算値を取得するタイミングを調整するようにしてもよい。
【０１４８】
以上、濃度補正処理について説明した。
【０１４９】
ところで、これまでに説明してきた動作は、通常の正常な印字動作におけるものである。しかし、実際には、ごくまれではあっても、記録紙の異常搬送いわゆる紙ジャム等に因り、装置が印字動作の途中で異常停止することもありうる。そのようなとき、感光体ドラム７において、露光はされていても、現像は未だされていない（トナーが未だ転写されていない）領域が存在することもある。
【０１５０】
すなわち、積算部２５の入力元であって画素数の検出を行う画像特性検出部２４には、レーザ駆動回路３にてレーザ駆動信号とされる画像データと同じデータ信号が流れているので、画素数の検出は、感光体ドラム７周面上の露光位置へレーザ光を当該画素について発射する時点で行われる。一方、現像は、感光体ドラム７と現像器１０の現像スリーブ２０が対向した現像位置において行われるので、自転する感光体ドラム７周面上の係る画素についての露光された部分がその現像位置に至った時点で、現像器１０内のトナーがその露光された部分に付着することで初めて消費される。
【０１５１】
このようなことから、感光体ドラム７周面における露光位置と現像位置との間の領域が、露光はされていても現像には至っていない領域、すなわち、画素数の検出はされていてもトナーの消費には至っていない露光未現像領域となっており、画像特性検出部２４が出力する画素数には、この露光未現像領域についての印字画素数も含まれている。従って、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合には、この露光未現像領域についての印字画素数は、検出はされているがトナーは消費されていないものなので、その分のトナーがその後のトナー供給動作において余分に供給されることになる。
【０１５２】
このようなトナーの過供給を防ぐために、積算部２５の構成を図２中に示した構成に代えて図８に示した構成（このように構成されたものを図２中に示した積算部２５と特に区別するときには第二の積算部５０とも呼ぶ）としてもよい。つまり、第二の積算部５０は、積算部２５の一類型であって、上述の露光未現像領域に係るトナーの過供給を無くすためのものである。
【０１５３】
図８は、第二の積算部５０の構成を示すブロック図である。
【０１５４】
図８において、積算部２５におけるものと同様のカウンタ（３９〜４２）とレジスタ（４３〜４６）との間に、４つのデータ（信号）のそれぞれについてバッファ（５１〜５４）及び積算カウンタ（５５〜５８）が設けられている。そして、各カウンタ（３９〜４２）は、１ライン分のカウント（積算。積算カウンタにおける積算と区別するためこの説明の範囲においてはカウントと呼ぶ）を行うたびにそのカウント値をバッファ（５１〜５４）に格納した後リセットする。
【０１５５】
このような構成において、各カウンタ（３９〜４２）が１ラインごとにカウントした値を、各カウンタがバッファ（５１〜５４）に格納していき、その後、トナー濃度制御部1が、そのカウントがされた該当のラインが現像位置に来たのに同期して、各積算カウンタ（５５〜５８）に積算させる。ここで、その積算の時と該当のラインが現像位置に来た時とは、同時であることが好ましいが、実用上ほぼ同時とみなせる程度のその前後近傍の時点でもよい。そして、その積算の時は、感光体ドラム７の露光位置へレーザ光を発射した時点から、係る露光された部分がその現像位置に至る時間（自転する感光体ドラム７の外周面上における所定距離の移動にかかる時間に当たる）分だけの遅延をなすタイマーなどの遅延手段によって得ることができる。
【０１５６】
このようなバッファ（５１〜５４）及び積算カウンタ（５５〜５８）によって、画素数の積算を、そのタイミングを遅延させて、露光位置へのレーザ光の発射の時点ではなく、露光された部分がその現像位置に至った時点で行うことができるので、上記の露光未現像領域が実質的になくなったものとみなせる。従って、紙ジャム等で印字動作の途中に異常停止したような場合にも、積算された画素数はトナーの消費がされたものなので、その後のトナー供給動作において、トナーが、前述したように余分に供給されるようなことはない。
【０１５７】
以上述べてきたような構成・動作により、画像形成装置において、印字動作が終了した時点で、トナーの消費と補給のバランスが、半頁分だけの不足ですむので、現像器１０内部のトナー濃度の変動を従来の略半分に抑えることができ、また、濃度補正処理を加えて、様々な場合においても安定した濃度の画像を得ることができる。
【０１５８】
なお、本実施例では、簡単のため単色の画像形成装置として説明したが、多色のカラー画像形成装置においても、各色独立に本トナー濃度制御装置を備えることで実現可能である。
【０１５９】
また、本実施例では、積算部２５は、画像特性検出部２４が検出した印字画素やエッジ等の数を計数し、積算するものとしたが、画素がそのデータとして印字に係る濃度の情報を有する場合（画素データがいわゆる多値である場合）、画像特性検出部２４が検出した印字画素やエッジ等におけるその濃度の情報（多値データ）を、それぞれのカウンタが計数し、積算するものとしてもよい。
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例では、その画像形成装置（本装置と呼ぶ）は、実施例１の画像形成装置の構成に加えてさらに、トナー濃度制御部１に、本装置が印字した画像に対するトナー消費量データベースを備える。
【０１６０】
図９は、本実施例における画像形成装置の概略構成図を示す。
【０１６１】
図９において、トナー消費量データベース６１は、頁毎のトナー消費量の履歴を記憶しておき、本装置は、印字動作を行う毎に、最初からのトナー消費量の平均値（平均トナー消費量と呼ぶ）と、直近５頁のトナー消費量の平均値（直近トナー消費量と呼ぶ）とを逐次算出する。
【０１６２】
電子写真の画像形成プロセスについては、実施例１と同じである。
【０１６３】
以下に本構成の画像形成装置の動作について説明する。
【０１６４】
図１０は、本実施例におけるタイムチャート図を示す。
【０１６５】
それぞれの初期値として、トナー消費量データベース６１には、予め、標準環境いわゆるＮＮ環境（温度２３度、湿度５０％環境）において５％原稿（印字率が５％の画像の原稿）を印字したときの平均的なトナー消費量が格納されている。
【０１６６】
図１０において、本装置は、１頁目の印字時には、トナー消費量データベース６１に記憶されている、平均トナー消費量を供給量１として供給する。その後、１頁目の印字が終了した時点で１頁目の積算値１が取得できるので、その値に基づいて推定消費量を算出する。その後、算出された推定消費量の値は、トナー消費量データベース６１に送られる。
【０１６７】
そして、トナー消費量データベース６１に送られた推定消費量の値は、平均トナー消費量を更新するのに用いられる。具体的には、平均トナー消費量の更新値をＴａｖｅ、これまでの平均トナー消費量をＴｏｌｄ、現在までの印字枚数をＰｃｏｕｎｔ、今回の推定消費量をＴｎｏｗとすると、
Ｔａｖｅ＝（（Ｔｏｌｄ×（Ｐｃｏｕｎｔ−１）＋Ｔｎｏｗ）／Ｐｃｏｕｎｔ
で算出される。
【０１６８】
また、推定消費量の値は、同時に、直近５頁の直近トナー消費量Ｔｒｃｔの算出にも用いられる。ここで、直近トナー消費量Ｔｒｃｔは、最近５頁分のトナー消費量の平均値であり、本装置が印字する度にその平均の対象が更新されるものとしており、その時の６頁前より以前の推定消費量の値は破棄される。
【０１６９】
なお、本装置では、直近トナー消費量は使用せず、平均トナー消費量を用いて、前倒しでトナーの供給を行うものとしている。
【０１７０】
その後、本装置は、１頁目で算出した推定消費量と１頁目の印字動作時に供給した更新前の平均トナー消費量との差分は次回の印字時にその過不足を精算する。そして、２頁目の印字時に供給される供給量２は、
（Ｔｎｏｗ−Ｔｏｌｄ）＋Ｔａｖｅ
と算出される。
【０１７１】
このように、本装置は、印字動作を行うたびに、トナー消費量データベース６１の値を更新し、その更新した値を用いて次回の印字動作時における供給量を前もって算出しておくものとしている。
【０１７２】
次に、印字動作毎に行うトナー供給動作についてフローチャートを用いて説明する。
【０１７３】
図１１は、本実施例におけるトナー供給動作のフローチャート図を示す。
【０１７４】
図１１において、本装置は、その処理を開始すると、印字動作について、まず、ＣＰＵによっての印字指示（Ｓ２１）があるまで待機する。そして、印字指示があると、図示しない用紙搬送制御部および画像形成プロセス制御部において、印字動作が開始される（Ｓ２２）。その後、１頁の印字動作が終了すると印字終了処理が行われる（Ｓ２３）。一方、その画像形成プロセスと並行して、トナー濃度制御部が、現像器１０内部のトナー濃度制御動作を行う。
【０１７５】
トナー濃度制御部は、まず、印字動作が開始されて、現像器１０が駆動されると、過去に推定したトナー消費量の履歴が記憶されているトナー消費量データベースを参照して、平均トナー消費量を算出する（Ｓ２４）。その後、算出した分だけの量を供給する（Ｓ２５）。この供給動作は、実際の印字動作が終了するまでに完了させる（Ｓ２６）。
【０１７６】
その後、１頁分の印字が終了した時点で当該頁の計数が全て完了するので、ここで全てのカウンタの値を読み出す（Ｓ２７）。ここで読み出した各カウンタ値は、それぞれの１頁分の計数値である全頁計数値である。これらの全頁計数値に基づいて、全頁分のトナー消費量を推定する（Ｓ２８）。ここで推定したトナー推定消費量は、トナー消費量データベースに記憶され（Ｓ２９）、データベースの内部では、平均トナー消費量が再計算される。そして、ここで推定したトナー推定消費量と、既に補給を行った平均トナー消費量との差分を算出する（Ｓ３０）。このとき、平均トナー消費量の方が多ければ、トナーの過補給であるので、次回の印字動作において平均トナー消費量からこの差分の分を差し引いて補給する。逆にトナー推定消費量の方が多ければ、補給が不足しているので、次回の印字動作時には平均トナー消費量にこの差分を加算して補給する。
【０１７７】
以上が、１頁分の印字動作におけるトナー供給制御動作である。引続き印字すべき画像がある場合は、以上の処理を繰り返し行うことになる。
【０１７８】
なお、本実施例では、平均トナー消費量を用いて補給量を算出したが、その代わりにトナー消費量データベース６１に記憶されている直近トナー消費量の値を用いて補給量を算出してもよい。さらには、所定の割合でこれらを併合させてもよい。平均トナー消費量は、過去の印字の履歴が全て反映されており、定まった画像を印字する際には非常に精度が良くなる。一方、非常に異なった画像を次々に印字させるような使い方では、直近トナー消費量を用いた方が精度の向上が期待できる。さらに、両方を所定の割合で併合させる場合において、その割合について、固定の分配率をあらかじめ設定してもよいし、使用者が自由に設定できるようにしてもよい。又は、取得した積算値から算出した推定消費量の変動具合から、割合を自動的に変更するようにしてもよい。このことによって、例えば、１頁当たりの推定消費量の変動が少ない場合には、定形の文書を印字することが多いと考えられるので、自動的に平均トナー消費量の割合を高めることで、推定精度が向上させることができる。
【０１７９】
また、本実施例では、トナー消費量データベース６１に記憶する平均トナー消費量および直近トナー消費量の値を、印字動作を行うたびに逐次更新するようにしたが、処理を簡単にするため、あらかじめ平均的なトナー消費量を決めて、固定値として使用するようにしてもよい。その場合にも、消費すると予想される量のトナーを前倒しで供給することで、現像器内部のトナー濃度の変動を抑えるという本発明の効果が損なわれることはない。
【０１８０】
また、直近トナー消費量を算出する際に、本実施例では直近５頁分のトナー消費量の平均値としたが、その頁の数は他の頁数であってもよい。
【０１８１】
また、平均トナー消費量を算出するときに、本実施例ではこれまでの全消費量を計算するようにしたが、概ねの平均値を求めるために、簡単にしてもよい。この場合、平均トナー消費量の更新値Ｔａｖｅは、例えば
（Ｔｏｌｄ×０．９）＋（Ｔｎｏｗ×０．１）
とすることで、今回算出した推定消費量を平均トナー消費量の更新値に反映することができる。
【０１８２】
また、本実施例では、簡単のため単色の画像形成装置として説明したが、多色のカラー画像形成装置においても、各色独立に本トナー濃度制御装置を備えることで実現可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本発明に係るトナー濃度制御装置、トナー濃度制御方法およびトナー濃度制御プログラムは、主に二成分現像方式の電子写真プロセスを利用した画像形成装置において、そのトナー供給量を制御することで装置内のトナー濃度の変動を抑えることができ、所定の画質を維持することができる。さらに、二成分現像方式に限らず、一成分現像方式や、また粉体、液体その他の現像剤を用いて可視画像を形成する他の画像形成装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の概略構成図
【図２】トナー濃度制御部の一部のブロック図
【図３】基準パターンの例を説明するための図
【図４】間欠印字動作時のタイムチャート
【図５】連続印字動作時のタイムチャート
【図６】トナー供給動作のフローチャート
【図７】濃度センサの構成図
【図８】トナー濃度制御部における積算部の構成について別の例を示すブロック図
【図９】第２の実施例における画像形成装置の概略構成図
【図１０】実施例２でのタイムチャート図
【図１１】実施例２におけるトナー供給動作のフローチャート
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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