(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成に用いる現像材消費量を正確に求める画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体に関する。【解決手段】カラー画像形成装置１は、画像データに基づいて露光部６３によって露光されて形成される静電潜像が、付与されるトナーで現像されて、表面電荷量に応じたトナー量のトナー画像が形成される感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙに、予めトナー消費量が既知である所定のパターン画像データに基づいて、パターン静電潜像を形成して、該パターン静電潜像の形成されている該感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙの表面電荷量を表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙで検出し、制御基板１００に搭載されているＣＰＵが、該表面電荷量と該パターンの既知のトナー消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費されるトナー消費量をカブリトナー消費量として求める。【選択図】          図１
2012118191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様に帯電されている像担持体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光手段と、
静電潜像の形成されている前記像担持体に現像材を付与して該静電潜像を現像して該像担持体の表面電荷量に応じた現像材量の現像材像を形成する現像手段と、
前記像担持体の表面電荷量を検出する電荷検出手段と、
予め現像材消費量が既知である所定のパターン画像データに基づいて前記露光手段に前記像担持体へパターン静電潜像を形成させて前記電荷検出手段に該パターン静電潜像の形成されている該像担持体の表面電荷量を検出させ、該表面電荷量と該パターンの既知の現像材消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費される現像材消費量をカブリ現像材消費量として求めるカブリ現像材消費量検出手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カブリ現像材消費量検出手段は、
前記電荷検出手段の検出した前記パターン静電潜像の形成されている前記像担持体の表面電荷量に基づいて、前記現像手段によって該像担持体を現像するのに消費される総現像材消費量を求め、該総現像材消費量から前記パターンの既知の現像材消費量を減算して、前記カブリ現像材消費量を求めることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、
前記カブリ現像材消費量検出手段の求めた前記カブリ現像材消費量と画像データに基づいて前記現像手段の消費する前記現像材消費量を管理する現像材消費量管理手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記カブリ現像材消費量検出手段は、
前記パターン画像データとして、プロセス制御用パターン画像データと色ずれ補正用パターン画像データのうち少なくともいずれかを用いることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カブリ現像材消費量検出手段は、
前記画像形成装置の経時変化、環境条件のうち少なくとも１つによる前記パターン画像データによる現像材消費量の変動量及び前記電荷検出手段の検出した表面電荷量に基づく現像材消費量の変動量を、該パターン画像データによる該現像材消費量と該電荷検出手段の検出した表面電荷量に基づく該現像材消費量に対して補正した後に、前記カブリ現像材消費量を求めることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
一様に帯電されている像担持体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光処理ステップと、
静電潜像の形成されている前記像担持体に現像材を付与して該静電潜像を現像して該像担持体の表面電荷量に応じた現像材量の現像材像を形成する現像処理ステップと、
前記像担持体の表面電荷量を検出する電荷検出処理ステップと、
予め現像材消費量が既知である所定のパターン画像データに基づいて前記露光処理ステップで前記像担持体へパターン静電潜像を形成させて前記電荷検出処理ステップで該パターン静電潜像の形成されている該像担持体の表面電荷量を検出させ、該表面電荷量と該パターンの既知の現像材消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費される現像材消費量をカブリ現像材消費量として求めるカブリ現像材消費量検出処理ステップと、
を有していることを特徴とする現像材消費量管理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
一様に帯電されている像担持体を画像データに基づいて露光して静電潜像を形成する露光処理と、
静電潜像の形成されている前記像担持体に現像材を付与して該静電潜像を現像して該像担持体の表面電荷量に応じた現像材量の現像材像を形成する現像処理と、
前記像担持体の表面電荷量を検出する電荷検出処理と、
予め現像材消費量が既知である所定のパターン画像データに基づいて前記露光処理で前記像担持体へパターン静電潜像を形成させて前記電荷検出処理で該パターン静電潜像の形成されている該像担持体の表面電荷量を検出させ、該表面電荷量と該パターンの既知の現像材消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費される現像材消費量をカブリ現像材消費量として求めるカブリ現像材消費量検出処理と、
を実行させることを特徴とする現像材消費量管理プログラム。
【請求項８】
請求項７記載の現像材消費量管理プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体に関し、詳細には、画像形成に用いる現像材消費量を正確に把握する画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成部を備えた画像形成装置においては、画像データに基づいて変調されたレーザ光が照射されることで形成された感光体上の静電潜像に、現像器からトナー等の現像剤（以下、単に、トナーという。）を供給してトナー画像を形成し、このトナー画像を最終的に用紙等の被記録媒体（以下、単に、用紙という。）に転写して画像形成する。したがって、トナーを用いた画像形成装置においては、適切な画像形成が行われるためには、トナー等の消耗品の残量を適切に管理する必要がある。
【０００３】
そして、従来、画像形成において消費されるトナー消費予測量を、画像データに基づいて算出して、トナー残量を求めることが行われている。この場合、感光体に付着することで消費されるトナーとしては、潜像をトナー画像化するために消費されるトナーとは別に、感光体上の潜像部以外の非潜像部にトナーが付着する「かぶり」と呼ばれる現象で消費されるトナーがある。したがって、トナー消費予測量を、実際に消費されるトナー消費量とするためには、潜像部に付着してトナー画像として消費されるトナー消費量だけでなく、カブリによって消費されるカブリトナー消費量も考慮する必要がある。
【０００４】
そして、従来、潜像担持体上の潜像部に付着することによって消費されるトナーの予測量である潜像部トナー消費予測量を算出するとともに、該潜像担持体上の潜像部以外の非潜像部に付着することによって消費されるトナーの予測量である非潜像部トナー消費予測量を算出して、該潜像部トナー消費予測量と該非潜像部トナー消費予測量を合算したものを該トナー消費予測量として算出する従来技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
そして、この従来技術は、現像領域の電位、または、現像開始電圧の少なくとも一つの情報に基づいて、非潜像部の単位面積あたりに付着するトナーの予測量の情報を補正することは行われているが、基本的に、非潜像部の単位面積あたりに付着するトナー量を固定量として、非潜像部トナー消費量を求めて、総トナー消費量を算出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術にあっては、基本的に非潜像部の単位面積あたりに付着するトナー量を固定値としているため、画像形成装置個々によって非潜像部に付着するトナー量が変化することが考慮されておらず、正確な総トナー消費量を算出して、正確なトナー残量を管理する上で、改良の必要があった。
【０００７】
そこで、本発明は、カブリによる現像材消費量を正確に算出することのできる画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、画像データに基づいて露光されて形成される静電潜像が、付与される現像材で現像されて、表面電荷量に応じた現像材量の現像材像が形成される像担持体に、予め現像材消費量が既知である所定のパターン画像データに基づいて、パターン静電潜像を形成して、該パターン静電潜像の形成されている該像担持体の表面電荷量を検出し、該表面電荷量と該パターンの既知の現像材消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費される現像材量をカブリ現像材消費量として求めることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明は、検出した前記パターン静電潜像の形成されている前記像担持体の表面電荷量に基づいて、該像担持体を現像するのに消費される総現像材消費量を求め、該総現像材消費量から前記パターンの既知の現像材消費量を減算して、前記カブリ現像材消費量を求めることを特徴としてもよい。
【００１０】
さらに、本発明は、前記カブリ現像材消費量と画像データに基づいて前記増担持体の現像に消費する前記現像材量を管理することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カブリによる現像材消費量を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例を適用したカラー画像形成装置の概略構成図。
【図２】露光部の概略構成図。
【図３】ポリゴンミラーとポリゴンモータの正面図。
【図４】感光体と表面電位センサの配置関係を示す図。
【図５】表面電位センサの構成図。
【図６】エンジンコントローラのブロック構成図。
【図７】操作表示部の平面図。
【図８】プロセス制御または色ずれ補正制御時におけるトナー消費量算出処理を示すフローチャート。
【図９】プロセスパターンの一例を示す図。
【図１０】色ずれ補正パターンの一例を示す図。
【図１１】感光体表面電荷と付着トナーの関係を示す図。
【図１２】プロセス制御と色ずれ補正制御時におけるトナー消費量算出処理を示すフローチャート。
【図１３】プロセスパターンと色ずれ補正パターンの双方を形成する場合の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。
【実施例１】
【００１４】
図１〜図１３は、本発明の画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体の一実施例を適用したカラー画像形成装置１の概略構成図である。
【００１５】
図１において、カラー画像形成装置１は、本体筐体２内に、給紙部１０、給紙搬送部２０、排紙搬送部３０、両面搬送部４０、定着部５０、画像形成部６０及び制御基板１００等が収納され、本体筐体２の上部に、排紙トレイ３が設けられているとともに、操作表示部１１０（図６及び図７参照）を備えている。
【００１６】
なお、以下の説明では、カラー画像形成装置１は、外部のコンピュータ等のホスト装置からＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して受信した印刷ジョブの印刷データを印刷処理するものとして説明するが、スキャナ部やファクシミリ部等の画像データ入力部を備えて、これらの画像データ入力部からの画像データに基づいて印刷処理（画像形成処理）を行ってもよい。
【００１７】
給紙部１０は、給紙トレイ１１、給紙ローラ１２及び図示しない分離パッド等を備えており、給紙トレイ１１内には、複数枚の用紙Ｐが収納される。給紙部１０は、給紙トレイ１１内の最上段の用紙Ｐを給紙ローラ１２と分離パッドで１枚ずつ分離して、給紙搬送部２０に送り出す。
【００１８】
給紙搬送部２０は、排紙搬送部３０に繋がっており、給紙部１０から送り出されてきた用紙Ｐを排紙搬送部３０に搬送する。給紙搬送部２０上には、レジストセンサ２１とレジストローラ２２が用紙Ｐの搬送方向に沿って配設されており、レジストセンサ２１は、給紙部１０から給紙搬送部２０上をレジストローラ２２へ搬送される用紙Ｐを検出する。レジストローラ２２は、レジストセンサ２１の用紙Ｐの検出結果に基づいて、搬送されてきた用紙Ｐを一旦停止させた後、画像形成部６０による用紙Ｐへのトナー画像の転写タイミングを調整して、搬送を再開するように駆動制御される。
【００１９】
排紙搬送部３０には、定着部５０、排紙センサ３１及び排紙ローラ３２が配設されており、定着部５０は、後述するように、画像形成部６０でトナー画像の転写された用紙Ｐを加熱・加圧しつつ搬送してトナー画像を用紙Ｐに定着させる。排紙搬送部３０は、定着部５０でトナー画像の定着された用紙Ｐを排紙ローラ３２へ搬送して、この定着部５０から排紙ローラ３２に搬送される用紙Ｐを排紙センサ３１が検出し、排紙ローラ３２は、トナー画像の定着の完了した用紙Ｐを排紙トレイ３上に排出する。
【００２０】
また、排紙搬送部３０は、定着部５０よりも下流側の排紙センサ３１の配設されている位置付近で、両面搬送部４０に繋がっており、両面搬送部４０は、給紙搬送部２０と給紙部１０付近で繋がっている。
【００２１】
カラー画像形成装置１は、両面印刷モードのとき、片面への印刷の完了した用紙Ｐの後端が排紙センサ３１を通過した時点で、排紙ローラ３２の駆動を停止し、その後、排紙ローラ３２を反転駆動させて、該用紙Ｐを両面搬送部４０に送り込む。
【００２２】
両面搬送部４０は、両面ローラ４１及び両面センサ４２等を備えており、排紙ローラ３２によって送り込まれてきた用紙Ｐを、その表裏面を反転させながら両面ローラ４１によって給紙搬送部２０に送り込むとともに、該用紙Ｐを両面センサ４２で検出する。なお、上記レジストセンサ２１、排紙センサ３１及び両面センサ４２としては、例えば、反射型または透過型のフォトカプラが用いられている。
【００２３】
給紙搬送部２０は、両面搬送部４０から送り込まれてきた用紙Ｐを、レジストローラ２２を介して画像形成部６０による画像形成に供させた後、排紙搬送部３０へと搬送する。
【００２４】
画像形成部６０は、いわゆるタンデムタイプの画像形成部であって、無端帯状でリング状に形成されて略水平方向に張り渡された中間転写ベルト６１、該中間転写ベルト６１に沿って、並んで配設されているＫ（ブラック）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）の各色用のプロセスカートリッジ６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙ、露光部６３、トナーマーク（Toner Mark:TM）センサ６４、廃トナーボックス６５、中間転写ベルトクリーナ６６及び２次転写ローラ６７等を備えており、中間転写ベルト６１は、２次転写駆動ローラ６８とテンションローラ６９に張り渡されている。カラー画像形成装置１は、この中間転写ベルト６１を挟んで、各プロセスカートリッジ６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙに対応するＣＭＹＫ各色用の転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙが配設されている。
【００２５】
各プロセスカートリッジ６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙは、いわゆるＡＩＯ（オールインワン）タイプのカートリッジであって、それぞれ、図１において時計方向に回転駆動される感光体（像担持体）７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙを中心に、帯電ローラ７２Ｋ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｙ、現像／トナー収納部（現像手段）７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙ、クリーニング部７４Ｋ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｙ、表面電位センサ（電荷検出手段）７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙ及び符号を付さない現像ローラ、供給ローラ、現像ブレード、クリーナブレード及び現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙ内のトナーを攪拌するパドル等が配設された状態で図示しないカートリッジケース内に収納されている。各プロセスカートリッジ６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙは、その感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙが上記中間転写ベルト６１を挟んで、各色用の転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙと対向して接触が可能な状態で、カラー画像形成装置１の本体筐体２内に収納されて装着され、各プロセスカートリッジ６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙの感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙと転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙとの間を中間転写ベルト６１が搬送される。なお、転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙは、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙ上のトナー画像を中間転写ベルト６１に転写するのに使用されるが、転写動作タイミングの転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙのみが、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙと対向する位置に位置し、転写動作タイミング以外の転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙは、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙからと対向する位置から離間した位置に退避する。
【００２６】
露光部（露光手段）６３は、図２に示すように、ＣＭＹＫ各色用のＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｙ、８１Ｋ、ポリゴンミラー８２、ポリゴンミラー８２を回転駆動させるポリゴンモータ（図３参照）８３、fθレンズ８４ａ、８４ｂ、第１ミラー８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂ、第１シリンダミラー８７ａ、第２シリンダミラー８７ｂ、第１同期検知センサ８８ａ及び第２同期検知センサ８８ｂ等を備えており、ポリゴンミラー８２は、図３に示すように、正確な多角形で、上方面８２ａと下方面８２ｂの上下２段構造となっている。ポリゴンミラー８２は、ポリゴンモータ８３により一定方向に一定の速度で回転され、この回転速度は、感光体７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙ、７１Ｋの回転速度、書き込み速度及びポリゴンミラー８２の面数によって決定される。
【００２７】
ＬＤ８１Ｋ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｙは、画像データに基づいて変調したレーザ光をポリゴンミラー８２に出射し、ブラックのＬＤ８１Ｋ及びイエローのＬＤ８１Ｙは、ポリゴンミラー８２の下方面８２ｂに、マゼンタのＬＤ８１Ｍ及びシアンのＬＤ８１Ｃは、ポリゴンミラー８２の上方面８２ａに、それぞれレーザ光を出射する。
【００２８】
ポリゴンミラー８２は、ポリゴンモータ８８によって一定の速度で回転駆動されることによって、入射されるレーザ光を主走査方向に偏向して、fθレンズ８４ａ、８４ｂを通過させて、第１ミラー８５ａ、８５ｂ及び第１ミラー８６ａ、８６ｂに照射させ、第１ミラー８５ａ、８５ｂは、マゼンタのＬＤ８１Ｍ及びシアンのＬＤ８１Ｃからのレーザ光を感光体７１Ｍ及び感光体７１Ｃへ、第１ミラー８６ａ、８６ｂは、ブラックのＬＤ８１Ｋ及びイエローのＬＤ８１Ｙからのレーザ光を感光体７１Ｋ及び感光体７１Ｙへ、それぞれ反射して照射させる。
【００２９】
また、露光部６３は、fθレンズ８４ａ、８４ｂを通過したレーザ光を、第１シリンダミラー８７ａ及び第２シリンダミラー８７ｂによって反射集光させて、第１同期検知センサ８８ａ及び第２同期検知センサ８８ｂに入射させる。
【００３０】
第１同期検知センサ８８ａ及び第２同期検知センサ８８ｂは、スタート側同期検知信号ＸＤＥＴＰを検出するための同期検知センサとして機能し、例えば、ＬＤ８１Ｋから出射されたレーザ光を、第１同期検知センサ８８ａに入射させて、その検知信号を用いてＬＤ８１Ｋ、ＬＤ８１Ｍの点灯制御を行う。逆に、第１同期検知センサ８８ａが、ＬＤ８１Ｍのレーザ光を検出し、その検知信号を用いてＬＤ８１Ｋ、ＬＤ８１Ｍの点灯制御を行ってもよい。ＬＤ８１Ｙ、８１Ｃの点灯制御についても同様である。
【００３１】
露光部６３は、第１同期検知センサ８８ａ、第２同期検知センサ８８ｂへ入射されたレーザ光から生成されるスタート側同期検知信号ＸＤＥＴＰにより、ポリゴンミラー８２の回転数と各感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙに形成する１ラインとを同期させるという動作を、順次繰り返すことにより、１ラインずつ感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙ上に形成される静電潜像を全体として一つの画像として、各感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙに形成する。なお、図２からも分かるように、ＬＤ８１ＫとＬＤ８１Ｍの走査方向に対して、ＬＤ８１ＹとＬＤ８１Ｃの走査方向が逆方向となっている。
【００３２】
なお、本実施例の画像形成装置１の露光部６３は、レーザ光源として、ＬＤ８１Ｋ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｙを用いた場合について説明したが、レーザ光源としては、半導体レーザに限るものではなく、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源等の種々のレーザ光源を用いることができる。
【００３３】
画像形成部６０は、露光部６３によって静電潜像の形成された感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙを時計方向に回転させつつ、現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙによって各色のトナーを感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙ上に供給して静電潜像を現像して各色のトナー画像を形成し、各色のトナー画像の形成された感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙに転写ローラ７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙによって中間転写ベルト６１上に順次重ね合わせて転写してカラーのトナー画像を形成する。画像形成部６０は、トナー画像の転写の完了した各感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙをさらに回転させてクリーニング部７４Ｋ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｙで残留トナーを除去した後、再度、帯電ローラ７２Ｋ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｙで帯電させて、画像形成に供する。
【００３４】
画像形成部６０は、クリーニング部７４Ｋ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｙで除去された廃トナーを、廃トナーボックス６５に送り、カラー画像形成装置１は、廃トナーボックス６５内の廃トナーが満杯であることを、廃トナーフル検知センサ６５ａが検知すると、新たな廃トナーボックス６５との交換を促すメッセージを操作表示部１１０に出力する。
【００３５】
中間転写ベルト６１は、図示しない駆動モータによって回転駆動される２次転写駆動ローラ６８によって反時計方向に回転駆動され、２次転写駆動ローラ６８部分で、２次転写ローラ６７との間にレジストローラ２２から搬送されてきた用紙Ｐに、２次転写ローラ６７の転写電位によって、中間転写ベルト６１上のトナー画像を転写する。
【００３６】
そして、上記定着部５０は、回転可能に配設されている定着ローラ５１と加圧ローラ５２等を備えており、定着ローラ５１は、例えば、内蔵するヒータによって所定の定着温度に加熱される。定着部５０は、トナー画像の転写された用紙Ｐが定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間に搬送されてくると、定着温度に加熱されている定着ローラ５１と加圧ローラ５２によって加熱・加圧しつつ用紙Ｐを搬送して、用紙Ｐ上のトナー画像を用紙Ｐに定着させる。
【００３７】
排紙搬送部３０は、上述のように、定着部５０でトナー画像の定着された用紙Ｐを排紙ローラ３２へ搬送して、この定着部５０から排紙ローラ３２に搬送される用紙Ｐを排紙センサ３１が検出し、片面印刷の場合や両面印刷の裏面への印刷が完了したときには、排紙ローラ３２が、トナー画像の定着の完了した用紙Ｐを排紙トレイ３上に排出する。
【００３８】
そして、表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙは、各感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙに近接して、図４に感光体７１Ｋと表面電位センサ７５Ｋについてその配置図を示すように、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの軸方向に平行に延在する状態で配設されている。表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙは、図５に示すように、長方形のセンサケース７６に、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの複数の電位センサ７７が長手方向に並んで配設されており、各電位センサ７７によって対向する感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの各点の表面上の電荷を測定して変化を割り出する。なお、表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙは、画像形成への影響がない程度に、それぞれ感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面に近接して配設されている。
【００３９】
制御基板１００は、図６に示すように、エンジンコントローラ（カブリ現像材量検出手段、現像材消費量管理手段）１０１を搭載しており、エンジンコントローラ１０１には、操作表示部１１０、表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙ等の各種センサ及びＬＤ８１Ｋ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｙ等が接続されている。
【００４０】
エンジンコントローラ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を搭載しており、ＲＯＭ１０３は、カラー画像形成装置１としての基本プログラム及び本発明の現像材消費量管理プログラム及びこれらのプログラムを実行するのに必要なデータ等が格納されており、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３内のプログラムに基づいてＲＡＭ１０４をワークメモリとして利用して、カラー画像形成装置１の各部を制御して、カラー画像形成装置１としての処理を実行するとともに、後述する画像形成に用いる現像材であるトナーの消費量を正確に算出してトナー消費量や残量を適切に管理する現像材消費量管理方法を実行する。すなわち、カラー画像形成装置１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory ）、ＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory ）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc Rewritable ）、ＤＶＤ（Digital Video Disk）、ＳＤ（Secure Digital）カード、ＭＯ（Magneto-Optical Disc）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されている本発明の現像材消費量管理方法を実行する現像材消費量管理プログラムを読み込んでＲＯＭ１０３等に導入することで、後述する画像形成に用いる現像材であるトナーの消費量を正確に算出してトナー残量を適切に管理する現像材消費量管理方法を実行する画像形成装置として構築されている。この現像材消費量管理プログラムは、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語やオブジェクト指向ブログラミング言語等で記述されたコンピュータ実行可能なプログラムであり、上記記録媒体に格納して頒布することができる。
【００４１】
操作表示部１１０は、図７に示すように、操作キー１１１、ディスプレイ（液晶表示画面）１１２及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１３等を備えており、操作キー１１１は、カラー画像形成装置１を利用する上でユーザが各種操作情報を入力するのに使用される。ディスプレイ１１２は、操作キー１１１から入力された内容やカラー画像形成装置１からユーザに通知する各種情報を表示出力し、ＬＥＤ１１３は、ユーザに各種モードやカラー画像形成装置１の状態及び警告を点灯、点滅によって通知するのに使用される。
【００４２】
ＣＰＵ１０２は、画像形成の転写制御においては、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙと中間転写ベルト６１とが接する位置（一次転写位置）で、転写ローラ７０Ｋ、転写ローラ７０Ｍ、転写ローラ７０Ｃ、転写ローラ７０Ｙの電圧制御等を行い、中間転写ベルト６１の回転を制御して、中間転写ベルト６１上に転写されたフルカラーのトナー画像を、２次転写ローラ６７の位置まで搬送して、トナー画像と用紙Ｐの位置が重なり合うタイミングで、用紙Ｐを搬送させて、中間転写ベルト６１上のトナー画像を用紙Ｐに転写させるように、２次転写ローラ６７の電流制御及び電圧制御を行う。また、ＣＰＵ１０２は、図示しない給紙モータ、クラッチ、ソレノイド等を制御するほか、レジストローラ２２を中間転写ベルト６１の画像位置に合致させるように、用紙Ｐを送り出すように給紙制御する。そして、ＣＰＵ１０２は、後述するカブリトナー消費量を正確に求め、トナー消費量の乖離を行う。
【００４３】
次に、本実施例の作用について説明する。本実施例のカラー画像形成装置１は、色ずれ補正制御またはプロセス制御実行時に感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面電荷を測定し、総トナー消費量（総現像材消費量）を算出して、総トナー消費量から、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙ上に形成される静電潜像の色ずれ補正制御による色ずれ補正パターンまたはプロセス制御によるプロセスパターンの既知のトナー消費予測量（現像材消費量）を減算して、カブリによるトナーの消費量（カブリ現像材消費量）を算出する。
【００４４】
すなわち、カラー画像形成装置１は、ＣＰＵ１０２の制御下で、プロセス制御または色ずれ補正制御を開始すると（ステップＳ１０１）、トナー消費量が既知である所定のパターンとしてのプロセスパターンまたは色ずれ補正パターンのデータ（画像データ）をＲＯＭ１０３等から読み出して露光部６３のＬＤ８１Ｋ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｙから該データで変調されたレーザ光を、一様に帯電された感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙに照射して、プロセスパターンまたは色ずれ補正パターンの静電潜像を形成して、現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙによって各色のトナーを感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙ上に供給して静電潜像を現像して各色のトナー画像を形成する（ステップＳ１０２）。このプロセスパターンは、例えば、図９に示すような所定の大きさの四角形状のパターンであり、図９には、プロセスパターンとともにカブリが発生していることが示されている。また、色ずれ補正パターンは、例えば、図１０に示すような所定長さと所定太さを有する斜めの線形状のパターンであり、図１０には、色ずれ補正パターンとともにカブリが発生していることが示されている。これらのパターンは、その大きさと形成濃度が決まっているため、パターンの形成に必要なトナー消費量、すなわち、プロセスパターンのトナー消費量Ｙ１及び色ずれ補正パターンのトナー消費量Ｙ２が分かっており、予めＲＯＭ１０３等に規定値として格納されている。
【００４５】
ＣＰＵ１０２は、パターンの作像ジョブが完了するのを待ち（ステップＳ１０３、Ｓ１０２）、パターンの作像が完了すると、現像されたプロセスパターンまたは色ずれ補正パターンが作像された状態で感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面上の電荷（電位）を電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙで測定して（ステップＳ１０４）、総トナー消費量Ｘを求める（ステップＳ１０５）。
【００４６】
すなわち、感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面の電荷と感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面に付着するトナー量とは、図１１に示すような関係にあり、電荷が多いほど、付着しているトナー量が少なく、電荷が少ないと付着しているトナーが多くなる。カラー画像形成装置１は、この感光体の表面電荷とトナー量とのデータテーブルをＲＯＭ１０３等に記憶していて、ＣＰＵ１０２が、上述のようにして電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙで測定した感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面上の電荷に基づいて、該データテーブルを参照することで、総トナー消費量Ｘを求める。
【００４７】
ＣＰＵ１０２は、規定値であるプロセスパターンのトナー消費量Ｙ１または色ずれ補正パターンのトナー消費量Ｙ２を、ＲＯＭ１０３から取得し（ステップＳ１０６）、総トナー消費量Ｘからプロセスパターントナー消費量Ｙ１を減算、または、総トナー消費量Ｘから色ずれ補正パターントナー消費量Ｙ２を減算して（ステップＳ１０７）、カブリトナー消費量Ｚを算出する（ステップＳ１０８）。すなわち、図９に示したように、プロセスパターンを形成するために使用された総トナー消費量Ｘには、プロセスパターン自体を形成するために必要なトナー消費量Ｙ１以外にカブリによってトナー消費量Ｚのトナーが消費される。このプロセスパターンを用いた場合、カブリによるトナー消費量を求めるために用いるパターンの既知のトナー消費量や電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出した感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面の電荷によるトナー消費量に対して、プロセス制御の環境変化、経時変化によるトナー消費量の変動の補正を施した後にカブリトナー消費量Ｘを算出してもよい。このようにすると、環境変化、経時変化を考慮したカラー画像形成装置１毎の固有のカブリによるトナー消費量Ｚを高精度に求めることができる。また、図１０に示したように、色ずれ補正パターンを形成するために使用された総トナー消費量Ｘには、色ずれ補正パターン自体を形成するために必要なトナー消費量Ｙ２以外にカブリによってトナー消費量Ｚのトナーが消費される。この色ずれ補正パターンを用いた場合、カブリによるトナー消費量を求めるために用いるパターンの既知のトナー消費量や電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出した感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面の電荷によるトナー消費量に対して、色ずれ補正制御の環境変化、経時変化によるトナー消費量の変動の補正を施した後にカブリトナー消費量Ｘを算出してもよい。このようにすると、環境変化、経時変化を考慮したカラー画像形成装置１毎の固有のカブリによるトナー消費量Ｚを高精度に求めることができる。
【００４８】
上記説明では、プロセスパターンと色ずれ補正パターンのいずれかを作成してカブリトナー消費量Ｚを算出しているが、図１２に示すように、プロセスパターンと色ずれ補正パターンの双方を形成して、カブリトナー消費量を求めてもよい。すなわち、カラー画像形成装置１は、ＣＰＵ１０２の制御下で、プロセス制御と色ずれ補正制御を開始すると（ステップＳ２０１）、プロセスパターンと色ずれ補正パターンのデータをＲＯＭ１０３等から読み出して露光部６３のＬＤ８１Ｋ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｙから該データで変調されたレーザ光を、一様に帯電された感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙに照射して、プロセスパターンと色ずれ補正パターンの静電潜像を形成して、現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙによって各色のトナーを感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙ上に供給して静電潜像を現像して各色のトナー画像を形成する（ステップＳ２０２）。このプロセスパターンと色ずれ補正パターンは、例えば、図１３に示すような所定の大きさの四角形状のプロセスパターンと所定長さと所定太さを有する斜めの線形状の色ずれ補正パターンの双方で構成されており、図１３には、プロセスパターンと色ずれ補正パターンとともにカブリが発生していることが示されている。このプロセスパターンと色ずれ補正パターンは、その大きさと形成濃度が決まっているため、パターンの形成に必要なトナー消費量、すなわち、プロセスパターンのトナー消費量Ｙ１及び色ずれ補正パターンのトナー消費量Ｙ２が分かっており、予めＲＯＭ１０３等に規定値として格納されている。
【００４９】
ＣＰＵ１０２は、パターンの作像ジョブが完了するのを待ち（ステップＳ２０３、Ｓ２０２）、パターンの作像が完了すると、現像されたプロセスパターンまたは色ずれ補正パターンが作像された状態で感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面上の電荷（電位）を電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙで測定して（ステップＳ２０４）、総トナー消費量Ｘを求める（ステップＳ２０５）。
【００５０】
ＣＰＵ１０２は、規定値であるプロセスパターンのトナー消費量Ｙ１と色ずれ補正パターンのトナー消費量Ｙ２を、ＲＯＭ１０３から取得して、プロセスパターンのトナー消費量Ｙ１と色ずれ補正パターンのトナー消費量Ｙ２を加算した合計トナー消費量Ｙ１＋Ｙ２を算出し（ステップＳ２０６）、総トナー消費量Ｘから合計トナー消費量Ｙ１＋Ｙ２を減算して（ステップＳ２０７）、カブリトナー消費量Ｚを算出する（ステップＳ２０８）。すなわち、図１３に示したように、プロセスパターンと色ずれ補正パターンを形成するために使用された総トナー消費量Ｘには、プロセスパターン及び色ずれ補正パターン自体を形成するために必要なトナー消費量Ｙ１とトナー消費量Ｙ２以外にカブリによってトナー消費量Ｚのトナーが消費され、このカブリトナー消費量Ｚを求めることができる。
【００５１】
したがって、カラー画像形成装置１が画像形成する毎に画像データに基づいてトナー消費量を算出したトナー消費量において各カラー画像形成装置１間でのカブリによるトナー消費量の変動要因を考慮して、該トナー消費量を、より一層高精度に求めることができる。また、この場合においても、カブリによるトナー消費量を求めるために用いるパターンの既知のトナー消費量や電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出した感光体７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙの表面の電荷によるトナー消費量に対して、プロセス制御及び色ずれ補正制御の環境変化、経時変化によるトナー消費量の変動の補正を施した後にカブリトナー消費量Ｘを算出してもよい。このようにすると、環境変化、経時変化を考慮したカラー画像形成装置１毎の固有のカブリによるトナー消費量Ｚを高精度に求めることができる。
【００５２】
このように、本実施例のカラー画像形成装置１は、画像データに基づいて露光部（露光手段）６３によって露光されて形成される静電潜像が、付与されるトナー（現像材）で現像されて、表面電荷量に応じたトナー量（現像材量）のトナー画像（現像材像）が形成される感光体（像担持体）７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙに、予めトナー消費量（現像材消費量）が既知である所定のパターン画像データに基づいて、パターン静電潜像を形成して、該パターン静電潜像の形成されている該感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙの表面電荷量を表面電位センサ（電荷検出手段）７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙで検出し、ＣＰＵ（カブリ現像材消費量検出手段）１０２が、該表面電荷量と該パターンの既知のトナー消費量に基づいて該パターン静電潜像の現像以外に消費されるトナー消費量をカブリトナー消費量（カブリ現像材消費量）として求めている。
【００５３】
したがって、予めトナー消費量が既知のパターン画像データに基づいて感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙに静電潜像を形成したときの該感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙの表面電荷量を利用して、カラー画像形成装置１それぞれに固有のカブリトナー消費量を正確に求めることができる。
【００５４】
また、本実施例のカラー画像形成装置１は、ＣＰＵ１０２が、表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出したパターン静電潜像の形成されている感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙの表面電荷量に基づいて、現像／トナー収納部（現像手段）７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙによって該感光体７１Ｋ、７１Ｃ、７１Ｍ、７１Ｙを現像するのに消費される総トナー消費量を求め、該総トナー消費量からパターンの既知のトナー消費量を減算して、カブリトナー消費量を求めている。
【００５５】
したがって、カラー画像形成装置１それぞれに固有のカブリトナー消費量をより一層正確にかつ簡単に求めることができる。
【００５６】
さらに、本実施例のカラー画像形成装置１は、ＣＰＵ１０２が、上記求めたカブリトナー消費量と画像データに基づいて現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙの消費するトナー消費量を管理している。
【００５７】
したがって、現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙのトナー残量を正確に管理することができ、カラー画像形成装置１の利用上の便宜性を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施例のカラー画像形成装置１は、前記パターン画像データとして、プロセス制御用パターン画像データと色ずれ補正用パターン画像データのうち少なくともいずれかを用いている。
【００５９】
したがって、カラー画像形成装置１が予めその機能として備えているプロセス制御や色ずれ補正制御で用いるパターン画像データを用いてカブリトナー消費量を求めることができ、カラー画像形成装置１それぞれのカブリトナー消費量を正確にかつ安価に求めることができる。
【００６０】
さらに、本実施例のカラー画像形成装置１は、ＣＰＵ１０２が、カラー画像形成装置１の経時変化、環境条件のうち少なくとも１つによるパターン画像データによるトナー消費量の変動量及び表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出した表面電荷量に基づくトナー消費量の変動量を、該パターン画像データによる該トナー消費量と該表面電位センサ７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙの検出した表面電荷量に基づく該トナー消費量に対して補正した後に、カブリトナー消費量を求めている。
【００６１】
したがって、色ずれ補正制御やプロセス制御の環境変化、経時変化によるカラー画像形成装置１毎の固有のカブリトナー消費量をより一層高精度に求めることができ、現像／トナー収納部７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙの消費するトナー消費量をより一層高精度に管理することができる。
【００６２】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、画像データに基づいて現像材消費量（トナー消費量）を算出して現像材消費量管理を行うプリンタ装置、ファクシミリ装置、複写装置、複合装置等の画像形成装置、現像材消費量管理方法、現像材消費量管理プログラム及び記録媒体に利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  カラー画像形成装置
２  本体筐体
３  排紙トレイ
１０  給紙部
１１  給紙トレイ
１２  給紙ローラ
２０  給紙搬送部
２１  レジストセンサ
２２  レジストローラ
３０  排紙搬送部
３１  排紙センサ
３２  排紙ローラ
４０  両面搬送部
４１  両面ローラ
４２  両面センサ
５０  定着部
５１  定着ローラ
５２  加圧ローラ
６０  画像形成部
６１  中間転写ベルト
６２Ｋ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｙ  プロセスカートリッジ
６３  露光部
６４  トナーマークセンサ
６５  廃トナーボックス
６６  中間転写ベルトクリーナ
６７  ２次転写ローラ
６８  ２次転写駆動ローラ
６９  テンションローラ
７０Ｋ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｙ  転写ローラ
７１Ｋ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｙ  感光体
７２Ｋ、７２Ｍ、７２Ｃ、７２Ｙ  帯電ローラ
７３Ｋ、７３Ｍ、７３Ｃ、７３Ｙ  現像／トナー収納部
７４Ｋ、７４Ｍ、７４Ｃ、７４Ｙ  クリーニング部
７５Ｋ、７５Ｍ、７５Ｃ、７５Ｙ  表面電位センサ
８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｙ、８１Ｋ  ＬＤ
８２  ポリゴンミラー
８３  ポリゴンモータ
８４ａ、８４ｂ  fθレンズ
８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂ  第１ミラー
８７ａ  第１シリンダミラー
８７ｂ  第２シリンダミラー
８８ａ  第１同期検知センサ
８８ｂ  第２同期検知センサ
１００  制御基板
１０１  エンジンコントローラ
１０２  ＣＰＵ
１０３  ＲＯＭ
１０４  ＲＡＭ
１１０  操作表示部
１１１  操作キー
１１２  ディスプレイ
１１３  ＬＥＤ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２００８−０２６８４４号公報
【図１】
2012118191.tif 000003
【図２】
2012118191.tif 000004
【図３】
2012118191.tif 000005
【図４】
2012118191.tif 000006
【図５】
2012118191.tif 000007
【図６】
2012118191.tif 000008
【図７】
2012118191.tif 000009
【図８】
2012118191.tif 000010
【図９】
2012118191.tif 000011
【図１０】
2012118191.tif 000012
【図１１】
2012118191.tif 000013
【図１２】
2012118191.tif 000014
【図１３】
2012118191.tif 000015