CN101149584B - 色粉补给装置及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

色粉补给装置(11)的色粉消耗量计算部(63)，利用从图像数据输入部(62)输入的多值图像的各像素的灰度值，计算色粉的消耗量。由校正消耗量计算部(64)对算出的色粉的消耗量进行校正后，由总计消耗量计算部(65)进行累计，算出色粉的总计消耗量。主补给量控制部(69)控制补给辊驱动电机(71)，以在该总计消耗量为基准消耗量以上时，向显影槽补给预先确定的第一补给量。此外辅助补给量控制部(75)控制补给辊驱动电机(71)，以在由色粉浓度取得部(73)取得的色粉浓度低于开始浓度时，开始向显影槽补给预先确定的第二补给量的色粉。

Description

色粉补给装置及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种用于向显影部的显影剂收容容器补给色粉的色粉补给装置及具有该色粉补给装置的图像形成装置，所述显影部利用由色粉和载体构成的双成分显影剂而使静电潜影显影。

背景技术

通过电子照相法形成图像的电子照相方式的图像形成装置，例如被用作复印装置、打印机或传真装置。电子照相方式的图像形成装置包括感光鼓、带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置及定影装置。

在这种图像形成装置中，对通过带电装置而带电的感光鼓的感光面，由曝光装置进行曝光，形成静电潜影。并且，在显影装置中利用由色粉和载体构成的双成分显影剂将形成的静电潜影显影，形成作为可视图像的色粉图像。通过转印装置将该色粉图像转印到纸张等记录材料上后，通过定影装置定影，从而形成图像。

在这样利用双成分显影剂将静电潜影显影的图像形成装置中，在显影处理中使用的双成分显影剂中色粉的浓度，会对形成的图像的质量带来影响。因此，在这种图像形成装置中，为了获得恒定浓度的图像，而向显影剂收容容器中补给色粉，并进行控制以使色粉浓度在适当的范围内。

与色粉向显影剂收容容器中的补给相关的现有技术，在日本专利特开平6-175500号公报、日本专利特开平5-27596号公报及日本专利特开2006-171023号公报中有所公开。日本专利6-175500号公报所公开的图像形成装置中，根据各像素中边沿的检测结果，推定与输入的图像数据的各像素对应的显影剂消耗量，并根据该推定的显影剂的消耗量进行显影剂的补给控制。

此外在日本专利特开平5-27596号公报所公开的图像形成装置中，具备：第一显影剂浓度控制子装置，根据图像信息信号的图像的浓度信息，使色粉补给部动作，而补给色粉；和第二显影剂浓度控制装置，检测双成分显影剂的表观导磁率(以下有时简称为“导磁率”)，根据该检测结果使色粉补给部动作，而补给色粉。在该图像形成装置中，在经过了直到双成分显影剂的导磁率稳定为止的时间后，将色粉补给控制动作从第一显影剂浓度控制装置切换到第二显影剂浓度控制装置。

此外在日本专利特开2006-171023号公报所公开的图像形成装置中，根据图像数据，计算伴随与该图像数据对应的图像的显影所消耗的色粉消耗量，并用小于1的预定的校正率乘以该计算出的色粉消耗量，计算校正消耗量，根据该校正消耗量进行补给色粉的主补给，并且根据用于检测显影剂收容容器内的色粉的浓度的色粉浓度检测传感器的检测结果，进行补给色粉的辅助补给。

在日本专利特开平6-175500号公报所公开的技术中，仅根据由图像数据计算出的色粉的消耗量来补给色粉。图像数据的各像素中的色粉的消耗量，即使在相同的灰度值下有时也不同，因此计算出的色粉的消耗量容易产生误差，并且该误差会累积。因此存在色粉的补给量与实际需要的量不同的情况。例如存在过度补给色粉的情况。在这样过度地补给了色粉的情况下，除了通过显影消耗过度地补给的色粉之外，没有其他使显影剂收容容器内的色粉浓度适当的方法。因此，无法避免在记录材料上显影的图像的质量下降。

在日本专利特开平5-27596号公报所公开的技术中，直到双成分显影剂的导磁率稳定为止，由根据图像数据补给色粉的第一显影剂浓度控制装置补给色粉，因此与日本专利特开平6-175500号公报所公开的技术同样地，有时会过度地补给色粉。

在日本专利特开2006-171023号公报所公开的技术中，为了防止色粉的过补给，根据用小于1的校正量乘以计算出的色粉消耗量之后的校正消耗量进行主补给，但补给的色粉的量过少时，会导致无法将显影剂收容容器内的色粉的浓度保持为显影所需要的浓度。日本专利特开2006-171023号公报所公开的技术存在改良的余地。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以防止色粉的过多补给及过少补给、而将显影剂收容容器内的色粉的浓度保持恒定的色粉补给装置、及具有该色粉补给装置的图像形成装置。

本发明为一种色粉补给装置，用于向显影部的收容由色粉和载体构成的双成分显影剂的显影剂收容容器补给色粉，所述显影部利用上述双成分显影剂将根据多值图像形成在图像承载体上的静电潜影显影，而形成色粉图像，所述多值图像由多个像素构成、且各像素用灰度值表示，所述色粉补给装置的特征在于，包括：

(a)补给部，能够向显影剂收容容器补给预先确定的第一及第二补给量的色粉；

(b)色粉消耗量计算单元，根据输入的多值图像，计算伴随与该多值图像对应的静电潜影的显影而产生的色粉的消耗量，该色粉消耗量计算单元包括：(b1)灰度值取得部，取得所输入的多值图像的各像素的灰度值；(b2)边沿检测部，用于检测上述多值图像中的边沿；和(b3)计算部，利用由上述灰度值取得部取得的灰度值、和由边沿检测部检测出的边沿的检测结果，求出色粉的消耗量的预测值，并利用上述预测值计算从向显影剂收容容器补给了第一补给量的色粉的时刻开始的色粉的总计消耗量；

(c)浓度取得部，取得显影剂收容容器中收容的双成分显影剂中的色粉的浓度；以及

(d)控制部，对补给部进行控制，以在由色粉消耗量计算单元计算出的色粉的总计消耗量在预先确定的基准消耗量以上时，向显影剂收容容器补给第一补给量的色粉，在由浓度取得部取得的色粉浓度低于预先确定的开始浓度时，开始向显影剂收容容器补给第二补给量的色粉。

根据本发明，色粉补给装置包括补给部、色粉消耗量计算单元、浓度取得部和控制部。补给部，能够向显影剂收容容器补给预先确定的第一及第二补给量的色粉。色粉消耗量计算单元包括灰度值取得部、边沿检测部、和计算部。边沿检测部检测在输入的多值图像中消耗色粉的色粉图像的边沿。利用该边沿的检测结果和由灰度值取得部取得的灰度值，由计算部计算色粉的消耗量，计算从向显影剂收容容器补给了第一补给量的色粉的时刻开始的色粉的总计消耗量。该色粉的总计消耗量在基准消耗量以上时，向显影剂收容容器补给第一补给量的色粉。此外在由浓度取得部取得的色粉浓度低于开始浓度时，向显影剂收容容器补给第二补给量的色粉。因此，可以防止色粉的过多补给及过少补给，将显影剂收容容器内的色粉的浓度保持恒定。

此外，在本发明中，优选的是，边沿检测部，在多值图像的主扫描方向上对构成色粉图像边沿的像素的数量进行检测，并且对构成色粉图像的所有像素的数量进行检测，

计算部，利用由灰度值取得部取得的灰度值、以及由边沿检测部检测出的构成边沿的像素数量与构成色粉图像的所有像素数量的比率，求出色粉的消耗量的预测值。

根据本发明，边沿检测部，在多值图像的主扫描方向上对构成色粉图像边沿的像素的数量进行检测，并且对构成色粉图像的所有像素的数量进行检测。利用这样检测出的边沿的像素数量与色粉图像的所有像素数量的比率、以及由灰度值取得部取得的灰度值，通过计算部求出色粉的消耗量的预测值。在多值图像的主扫描方向上检测构成色粉图像边沿的像素数量，因此与在多值图像的副扫描方向上检测构成边沿的像素数量的情况相比，能够以更简单的结构检测边沿的数量。

此外在本发明中，优选的是，计算部包括：

小区域生成部，为了将上述多值图像的各像素换算成与色粉消耗量相关的某个计数值，从上述多值图像生成由多个像素构成的小区域，以使上述多值图像的各像素作为色粉量相当计数换算对象像素，包含在任意一个上述小区域中；

色粉量相当计数计算部，将由上述小区域生成部生成的上述小区域的、上述色粉量相当计数换算对象像素的灰度值，利用上述色粉量相当计数换算对象像素的上述灰度值和上述色粉量相当计数换算对象像素所属的上述小区域的其他至少一个像素的灰度值，根据预先存储的、上述小区域的像素的灰度值和上述色粉量相当计数换算对象像素的色粉消耗量之间的关系，换算成色粉量相当计数，并根据换算后的各上述色粉量相当计数换算对象像素的上述色粉量相当计数，计算上述多值图像的所有像素的色粉量相当计数；以及

总计色粉量相当计数计算部，对由上述色粉量相当计数计算部算出的所有像素的上述色粉量相当计数，在每次算出上述多值图像的上述色粉量相当计数时进行累计，来计算总计色粉量相当计数。

根据本发明，由小区域生成部从多值图像生成小区域。该小区域的色粉量相当计数换算对象像素的灰度值，利用该像素的灰度值和该像素所属的小区域的其他像素的灰度值，被换算成色粉量相当计数。根据换算后的各色粉量相当计数换算对象像素的色粉量相当计数，由色粉量相当计数计算部计算出多值图像的所有像素的色粉量相当计数。该所有像素的色粉量相当计数，由总计色粉量相当计数计算部进行累计，计算色粉的总计消耗量。这样利用色粉量相当计数换算对象像素的灰度值、和该像素所属的小区域的其他像素的灰度值，求出色粉量相当计数，因此可以更高精度地计算色粉的总计消耗量。

此外在本发明中，优选的是，控制部对补给部进行控制，以在从由计算部算出了色粉的总计消耗量的时刻开始经过了预先确定的延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。

根据本发明，补给部，在从由计算部算出了色粉的总计消耗量的时刻开始经过了延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。因此，可以对色粉浓度因显影处理而下降的区域，补给需要量的色粉，因此可以使显影剂收容容器内的色粉浓度均匀。

此外在本发明中，优选的是，控制部对补给部进行控制，以在从由色粉浓度取得部取得了色粉浓度的时刻开始经过了预先确定的延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。

根据本发明，补给部在从由色粉浓度取得部取得了色粉浓度的时刻开始经过了延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。因此可以对色粉浓度因显影处理而下降的区域，补给需要量的色粉，因此可以使显影剂收容容器内的色粉浓度均匀。

此外在本发明中，优选的是，上述开始浓度是色粉相对于载体的被覆率为100％以下的浓度。

根据本发明，始浓度是色粉相对于载体的被覆率为100％以下的浓度，因此可以防止色粉的带电不良，防止产生图像模糊。

此外在本发明中，优选的是，控制部对补给部进行控制，以在由浓度取得部取得的色粉浓度低于上述开始浓度时，开始向显影剂收容容器补给色粉，在上述色粉浓度成为比开始浓度大的停止浓度以上时，停止向显影剂收容容器补给色粉。

根据本发明，补给部在由浓度取得部取得的色粉浓度低于上述开始浓度时，开始补给色粉，在上述色粉浓度成为比开始浓度大的停止浓度以上时，停止补给色粉。这样一来，基于色粉浓度的补给动作具有滞后现象，从而可以防止补给部的补给动作产生成为颤振的振动。

此外本发明为一种图像形成装置，其特征在于，包括：

潜影形成部，根据多值图像在图像承载体上形成静电潜影，所述多值图像由多个像素构成、且各像素用灰度值表示；

显影部，包含收容由色粉和载体构成的双成分显影剂的显影剂收容容器，利用上述双成分显影剂将图像承载体上形成的静电潜影显影，而形成色粉图像；以及

上述色粉补给装置，用于向显影部的显影剂收容容器补给色粉。

根据本发明，通过设置上述优异的色粉补给装置来构成图像形成装置。从而可以实现良好的图像形成装置。

附图说明

本发明的目的、特色及优点，通过以下详细说明及附图得以明确。

图1是表示本发明的一个实施方式的色粉补给装置的构成的框图。

图2是表示具有色粉补给装置的作为本发明的另一实施方式的图像形成装置的复印机的简要构成的剖视图。

图3是表示色粉补给装置及显影装置的构成的剖视图。

图4是表示色粉浓度传感器的简要构成的框图。

图5是表示色粉消耗量计算部的构成的框图。

图6是表示小区域的第一生成例的图。

图7是表示小区域的第二生成例的图。

图8是表示表1所示的划分为四个区域(四个分割区域)的加权系数表的信号输入值和与之对应的加权系数的关系的图。

图9是表示校正消耗量计算部的构成的框图。

图10是表示色粉补给装置进行的色粉补给动作所相关的处理顺序的流程图。

图11是表示色粉补给装置进行的色粉补给动作所相关的另一处理顺序的流程图。

具体实施方式

以下参考附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1是表示本发明的一个实施方式的色粉补给装置11的构成的框图。图2是表示具有色粉补给装置11的作为本发明的另一实施方式的图像形成装置的复印机30的简要构成的剖视图。该复印机30包括：作为显影部的显影装置10，使用混合色粉和载体(磁性载体)而成的显影剂(双成分显影剂)；和色粉补给装置11，用于向该显影装置10的作为显影剂收容容器的显影槽4补给色粉。

(复印机30的构成)

复印机30具有复印机功能、打印机功能、及传真机功能，具有扫描部31、通信部34、及激光打印部32。

扫描部31包括：由透明玻璃构成的原稿放置台35；用于向原稿放置台35自动地供给输送原稿的双面对应自动原稿输送装置(RADF，Recirculating Automatic Document Feeder)36；以及用于扫描并读取放置于原稿放置台35上的原稿的图像的原稿图像读取单元、即扫描单元40。并且，由该扫描部31读取的原稿图像，作为图像数据输送到后述的图像数据输入部，并对图像数据进行预定的图像处理。

RADF 36，一次在预定的原稿盘(未图示)上放置多张原稿，并将放置的原稿自动地逐张输送到原稿放置台35上。并且，具有如下功能：由扫描单元40进行了原稿图像的读取后，将其输出到预定的取出位置。

此外，RADF 36具有作为双面自动原稿输送装置的功能。即，RADF36除了具有用于单面读取的单面用输送路径之外，还具有：用于双面读取的双面用输送路径；用于切换输送路径的引导器；用于掌握(确认)/管理各输送路径中的原稿的状态的传感器组以及控制部等(均未图示)。从而，由扫描单元40读取原稿图像后，可以反转原稿并再次输送到原稿放置台35。

并且，RADF 36被设定为，根据由用户(操作者)输入的选择指示，执行原稿的单面读取或双面读取的任意一个。

扫描单元40是按照每行读取输送到原稿放置台35上的原稿的图像的原稿图像读取单元。并且，如图2所示，具有第一扫描单元40a、第二扫描单元40b、光学透镜43、及CCD图像传感器44。

第一扫描单元40a，沿着原稿放置台35朝向图2的纸面从左到右地以恒定速度V移动的同时，对原稿进行曝光。并且，如图2所示，具有：用于照射光的灯光反射器组件41；以及将来自原稿的反射光引导到第二扫描单元40b的第一反射镜42a。

第二扫描单元40b跟随第一扫描单元40a以V/2的速度移动。并且具有第二反射镜42b及第三反射镜42c，用于将第一反射镜42a所反射的光引导到光学透镜43及CCD图像传感器44的方向。

光学透镜43使该第三反射镜42c所反射的光在CCD图像传感器44上成像。

CCD图像传感器(光电转换元件)44，用于将通过光学透镜43而成像的光转换为电信号(电图像信号)。由该CCD图像传感器44获得的模拟的电信号，通过具备CCD图像传感器44的CCD板(未图示)转换成数字信号的图像数据。并且，该图像数据在图像处理部进行了各种图像处理后存储到存储器(未图示)中。并且被设定为，根据复印机30的主CPU(未图示)的输出指示，传递到激光打印部32。

这样一来，扫描部31构成为，通过上述RADF 36和扫描单元40的彼此关联的动作，在原稿放置台35上依次放置了应读取的原稿的同时，沿着原稿放置台35的下表面移动扫描单元40，读取原稿图像。

通信部34通过无线通信或有线通信，与个人计算机PC或传真装置FAX等外部装置进行通信。从而，例如可以将由扫描部31读取的图像数据发送到外部，或者将基于从外部设备接收的数据的图像通过激光打印部32形成在纸张(记录材料、记录介质)上。

激光打印部32用于根据图像数据在纸张上形成图像。并且如图2所示，具有激光写入单元46、电子照相处理部47、及纸张输送机构50。激光写入单元46及电子照相处理部47相当于潜影形成部。

激光写入单元46，根据由扫描部31(扫描单元40)读取的图像数据、从外部装置接收到的图像数据，向电子照相处理部47中的感光鼓(潜影保持体)48照射激光，形成静电潜影。激光写入单元46包括：后述图9所示的脉冲宽度调制电路110及半导体激光元件111；和使激光以等角速度偏向的未图示的多棱镜及f-θ透镜。在此，f-θ透镜对由多棱镜偏向后的激光进行校正，以使其在感光鼓48表面以等角速度偏向。

输入到激光写入单元46的图像数据，被输入到脉冲宽度调制电路110。脉冲宽度调制电路110，按照输入的图像数据的各个像素，形成并输出具有与作为该像素的信号输入值的灰度值对应的宽度、更详细的说为具有与之对应的时间长度的激光驱动脉冲。脉冲宽度调制电路110，相对来说，对灰度值高、与高浓度的像素对应的信号输入值，形成宽度较宽的驱动脉冲，对灰度值低、与低浓度的像素对应的信号输入值，形成宽度较窄的驱动脉冲，对灰度值中等程度、与中等浓度的像素对应的信号输入值，形成中间宽度的驱动脉冲。

从脉冲宽度调制电路110输出的激光驱动脉冲被供给到半导体激光元件111。此外从脉冲宽度调制电路110输出的激光驱动脉冲，被输入到后述图9所示的边沿计数部121及点计数部122。半导体激光元件111驱动并发光与所供给的激光驱动脉冲的脉冲宽度对应的时间。因此，半导体激光元件111，相对来说，对高浓度像素驱动较长的时间，对低浓度像素驱动较短的时间。

从半导体激光元件111射出的激光，虽然未图示，但由多棱镜扫描，在f-θ透镜等透镜、以及使激光指向作为图像载体的感光鼓48方向的固定反射镜的作用下，在感光鼓48上成像为点图像。这样一来，激光在与感光鼓48的旋转轴基本平行的方向(主扫描方向)上扫描该感光鼓48，形成静电潜影。

电子照相处理部47包括：感光鼓48、和设置在其周围的带电器12、显影装置10、转印器14、未图示的剥离器、清洁器13、及未图示的除电器。

带电器12，为了通过激光写入单元46在感光鼓48上形成静电潜影，而使感光鼓48的表面均匀地带电。

显影装置10，将由激光写入单元46形成的感光鼓48上的静电潜影显影，并生成色粉图像。关于显影装置10的详细结构在下文说明。

转印器14将由显影装置10生成的色粉图像静电转印到纸张(记录介质)上。

纸张输送机构50，如图2所示，具有输送部33、盒体送纸装置51～54、定影器49、纸张反转部55、再供给路径56、排纸辊57，并具有如下功能：向电子照相处理部47供给纸张，并且使转印的图像定影到纸张上，进而将纸张排出到外部。

输送部33用于将纸张输送到电子照相处理部47中的预定的转印位置(配置有转印器的位置)上。

盒体送纸装置51～54用于储存转印所需的纸张，并且在转印时将纸张输送到输送部33。

定影器49使转印的色粉图像定影到纸张上。

纸张反转部55用于将输送来的纸张的正反反转并排出(回转)。

再供给路径56，是为了在色粉图像定影后在纸张的反面形成图像，而将纸张再供给到输送部33的路径。

排纸辊57用于将输送来的纸张排出到后处理装置(未图示)。

(显影装置10的构成)

接下来，对显影装置10的构成进行说明。图3是表示色粉补给装置11及显影装置10的构成的剖视图。如该图所示，作为显影部的显影装置10包括：作为显影剂承载体的显影辊1；搅拌辊2、3；作为显影剂收容容器的显影槽4；以及刮刀5。

显影槽4是用于收容由色粉和载体构成的双成分显影剂的显影剂收容容器，在显影槽4内设置有显影辊1、搅拌辊2、3、及刮刀5。此外，在显影槽4中与搅拌辊2相对的位置上设置有开口部6，经由该开口部6从色粉补给槽7供给显影剂。色粉浓度传感器100、和设置补给辊8的开口部6，在显影剂的输送方向上隔离设置。

显影辊1是圆筒轴的旋转辊，被设置为从显影槽4的开口部露出一部分、且该露出的部分与感光鼓48相对，用于承载显影槽4内收容的色粉，并将其输送到上述露出部中与感光鼓48的相对部上。从而可以在形成于感光鼓48的静电潜影上附着色粉，可以将该静电潜影显影而形成色粉图像。图3所示的箭头A、B分别表示感光鼓48、显影辊1的旋转方向。显影辊1、和设置补给辊8的开口部6，在显影剂的输送方向上隔离设置。

刮刀5设置在显影槽4中比显影辊1和感光鼓48的夹持部靠向上游侧的位置，限定作为显影辊1和刮刀5的前端的间隙的刮刀间隙Dg，刮除附着在显影辊1上的色粉的一部分。

色粉浓度传感器100，设置在显影槽4中与搅拌辊2相对的位置上，用于检测色粉浓度。色粉浓度传感器例如由导磁率传感器实现。图4是表示浓度传感器100的简要构成的框图。如该图所示，色粉浓度传感器100包括：初级线圈102、检测线圈103、基准线圈104、相位比较电路105、及平滑电路106。

初级线圈102的两端与交流电源101连接。此外，初级线圈102的一个端部与相位比较电路105连接。

在初级线圈102的次级侧，以大致相同的卷绕数串列地卷绕有相反极性的两个线圈。该两个线圈的一个为基准线圈104，另一个为检测线圈103。

在初级线圈102及基准线圈104的附近插入高导磁率的螺丝芯107，以作为磁芯发挥作用。通过调整该螺丝芯107的位置，可以调整初级线圈102和基准线圈104之间的电感。

在初级线圈102及检测线圈103的附近(图4的区域T、图3中色粉浓度传感器100和搅拌辊2之间的区域)，应测定的色粉(显影剂)流动，该显影剂起到磁芯的作用，使得初级线圈102和检测线圈103之间的电感变化。该电感的大小，由起到磁芯作用的显影剂或磁性载体的磁粉量决定，因此可以通过检测线圈103的输出电压来测定磁粉量、即色粉浓度。

基准线圈104和检测线圈103的卷绕数大致相同，极性相反。此外，基准线圈104和检测线圈103串列地连接，因此作为其输出，取两个线圈的差。在相位比较电路105中，取以下二者的”异或”逻辑：向初级线圈102供给的交流电压；和作为次级侧线圈的基准线圈104及检测线圈103的输出。其后，通过平滑电路106将其输出信号平滑化，并作为直流电压取出。并且，在显影装置10中，利用该输出电压用于控制色粉(显影剂)的补给量，对此会在下文详细说明。

搅拌辊2、3通过搅拌显影槽4内的显影剂，使显影剂微弱地带电。图3所示的箭头C表示搅拌辊2的旋转方向。

(色粉补给装置11的构成)

色粉补给装置11具有色粉补给槽7。在色粉补给槽7中，如图3所示设置有开口部，经由该开口部及设置于显影槽4上的开口部6，向显影槽4供给色粉补给槽7内的色粉。更详细的说，在色粉补给槽7的上述开口部附近设置有作为补给部的补给辊8，后述的色粉浓度控制系统60，通过控制用于使补给辊8旋转驱动的补给辊驱动电机71的旋转，来控制补给到显影槽4内的色粉的量。在色粉补给槽7上还设置有与上述开口部不同的开口部，经由该开口部，从可更换地安装于色粉补给槽7上的色粉盒7a根据需要补给色粉。此外，在色粉补给槽7内设置有用于搅拌色粉(显影剂)的搅拌部件9。

进而色粉补给装置11，如图1所示，具有色粉浓度控制系统60、ROM(Read Only Memory，只读存储器)80、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)81、及补给辊驱动电机71。ROM 80、RAM81、补给辊驱动电机71与色粉浓度控制系统60连接。色粉浓度控制系统60具有：控制部61、图像数据输入部62、色粉消耗量计算部63、校正消耗量计算部64、总计消耗量计算部65、主补给时序控制部66、主补给量控制部69、补给辊主驱动部70、色粉浓度取得部73、辅助补给时序控制部74、辅助补给量控制部75、补给辊辅助驱动部76。色粉消耗量计算部63、校正消耗量计算部64及总计消耗量计算部65，相当于色粉消耗量计算单元。

控制部61是色粉浓度控制系统60的中枢部，控制色粉浓度控制系统60的所有动作。控制部61通过中央处理装置(Central ProcessingUnit，简称CPU)来实现。此外，在ROM 80中存储有色粉浓度控制等的程序，控制部61通过读取并执行存储于ROM 80中的程序，控制色粉浓度控制系统60的各部的动作。控制部61可以是复印机30的主CPU的一部分。

RAM 81包括基准值存储部81a、色粉浓度基准值存储部81b。基准值存储部81a存储基准消耗量，该基准消耗量用于判断是否基于根据图像数据计算出的色粉的总计消耗量而补给色粉。色粉浓度基准值存储部81b存储开始补给色粉的浓度、即开始浓度。

开始浓度选取为与载体相对的色粉的被覆率为100％以下的浓度。“色粉的被覆率”是指，假设两个载体共有一个色粉而求出的被覆率。

在本实施方式中，如日本专利第3710801号公报所述，将作为载体的磁性载体的平均体积直径设为Dcav_vol(μm)、色粉的平均体积直径设为Dtav_vol(μm)、磁性载体比重设为γc、色粉比重设为γt时，选择开始浓度以将由色粉浓度取得部73取得的色粉浓度TD(％)限定在由下述公式(1)规定的范围内，并补给色粉。

TD≤{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100……(1)

在公式(1)中，

Vt(色粉体积)＝(π/6)·(Dtav_vol)³

Sc(磁性载体表面积)＝π·(Dcav_vol+Dtav_vol)²

Nt(线密度个数)＝Sc/[(3^0.5/2)·(Dtav_vol)²]/2

Vc(磁性载体体积)＝(π/6)·(Dcav_vol)³。

如果利用磁性载体的平均体积直径Dcav_vol(μm)及色粉的平均体积直径Dtav_vol(μm)，根据上述公式(1)，设定应该限定所取得的色粉浓度TD(％)的规定范围，则可以正确地设定成为该目标的规定范围，可以总是准确地控制色粉浓度。从而可以防止图像的划痕、图像模糊等的产生。

接下来，说明成为这种目标的色粉浓度的规定范围正确的理由。首先，假设磁性载体c为大球形，色粉t为小球形。在此基础上，多个色粉t附着在磁性载体c表面上，完全覆盖磁性载体c表面，在磁性载体c表面上没有其他色粉附着的余地、且没有未附着到磁性载体c表面上的剩余色粉、并且由相邻的两个磁性载体共有一个色粉时，设色粉的被覆率为100％，此时设定确切的色粉浓度的上限值TD100％。

在该状态下，将磁性载体的平均体积直径设为Dcav_vol(μm)、色粉的平均体积直径设为Dtav_vol(μm)、磁性载体比重设为γc、色粉比重设为γt时，理论上通过下述公式(2)可以计算出确切的色粉浓度的上限值TD100％。

TD100％＝{γt·Vt/Nt/(γc·Vc)}×100……(2)

上述公式(1)的右项与上述公式(2)的右项相同。因此，上述公式(1)启示了：将所取得的色粉浓度TD(％)保持在上述公式(2)的确切的色粉浓度的上限值TD100％以下，同时使色粉浓度TD(％)总是接近上限值TD100％。

假设存在剩余的色粉t时，所取得的色粉浓度TD(％)脱离上述公式(1)规定的范围。此时，剩余的色粉t从作为磁辊的显影辊1被供给到感光鼓48，产生图像模糊。

因此，通过将开始浓度选取在公式(2)所表示的TD100％以下，可以使色粉的被覆率在100％以下，可以防止色粉的带电不良，并防止产生图像模糊。

存储于基准值存储部81a中的基准值、及存储于色粉浓度基准值存储部81b中的色粉浓度的基准值，例如可以预先存储在ROM 80中，或者由用户经由未图示的输入部进行设定。

此外，控制部61可以进行控制，以将从ROM 80读出的程序等信息、基于色粉浓度传感器100的输出电压的色粉浓度的信息等，暂时存储到RAM 81中。

在图像数据输入部62中输入如下图像数据：对由扫描部31读取的图像、或经由通信部34从外部设备接收的图像数据，进行了预定的图像处理后的图像数据。预定的图像处理是指，例如：与这之后的图像处理相对的前处理；图像调整中的输入伽马校正、转换、区域分离处理；文字区域、网点照相区域等的区域判定处理；按照各区域分别添加表示区域判定结果的识别信号的区域分离处理；将RGB的图像信号转换成CMYK(黄色、品红色、青色、黑色)的图像信号的颜色校正处理；变倍处理；空间滤波处理；半色调伽马特性的校正处理等。并且，图像数据输入部62将输入的图像数据输出到色粉消耗量计算部63。

色粉消耗量计算部63，对从图像数据输入部62输入的作为图像数据的多值图像的图像信号，以像素为单位乘以加权系数的同时进行像素计数，计算色粉消耗量。多值图像由多个像素构成，各像素用灰度值表示。

在此，对计算色粉消耗量的处理进行更详细的说明。另外，以下所述的处理，在形成彩色图像的情况下，针对各色(例如按照输入的CMYK信号)分别进行。

图5是表示色粉消耗量计算部63的构成的框图。在图5中一并表示了图像数据输入部62及校正消耗量计算部64。色粉消耗量计算部63包括：小区域生成部91、灰度值取得部92、系数存储部93、加权运算部94、和累计部95。加权运算部94及累计部95相当于计算部，更详细的说相当于计数计算部。

小区域生成部91，将从图像数据输入部62输出的各图像的输出图像信号，分组为预先确定的各个小区域的信号。属于各小区域的各像素的信号输入值，用于与该小区域对应的色粉消耗量所相关的一定计数值(以下有时成为“色粉量相当计数”)的运算。

在复印机30中，感光鼓48上形成的静电潜影，即使是某些像素之间具有相同的信号输入值(灰度值)，也会根据其周边的像素是怎样的信号输入值，显影性发生变化。即使从激光写入单元46向某些像素照射与其灰度级数据对应的相同的曝光条件的光，也会根据其周边的像素以怎样的条件被曝光，静电潜影的品质不同。因此，对该静电潜影的色粉附着量也不同，所以各像素中的色粉消耗量受到周边像素的信号输入值的影响。因此，在本实施方式中，不是仅仅考虑各像素的信号输入值，而是利用与小区域中包含的多个像素的信号输入值对应的加权系数，计算与各像素中的色粉消耗量的预测值对应的色粉量相当计数。

小区域生成部91，为了按照各个小区域对信号进行分组，例如对构成图像整体的所有像素，生成以3×3或4×4的矩阵表示的像素组。由这种像素组构成的小区域，是一个连续的区域即可，其形状任意。此时，可以将所有像素分别作为关注像素，对各关注像素逐一制作小区域；也可以分割所有像素以使各像素只属于任意一个小区域，来制作小区域。无论怎样，小区域生成部91对输入的图像信号生成由多个像素构成的小区域，各像素作为色粉量相当计数换算对象像素包含在任意一个小区域中。

图6表示在以3×3的矩阵表示的小区域中各像素在任意一个小区域中成为关注像素的例子。关注像素是色粉量相当计数换算对象像素。在该小区域(实线)中中央的像素pix1是关注像素。例如用256灰度级表示信号输入值，示出了如下情况：像素pix1的信号输入值为128，其左侧相邻的像素pix2的信号输入值为64，其他的像素的信号输入值为0。像素pix2成为关注像素时，生成图中虚线所示的另一个小区域。因此，小区域之间重叠，各像素的信号输入值多次用于不同小区域中的运算。在关注像素位于图像的边沿的小区域中，作为图像范围外的像素的信号输入值，可以设定虚拟的值。

此外，图7中表示在以3×3的矩阵表示的小区域中、各像素仅属于任意一个小区域的例子。此时的小区域相当于分割全部图像而成的区域，彼此不重叠。因此小区域的所有像素均是色粉量相当计数换算对象像素。

以上的小区域，为了切实地反映周边像素的影响，优选为不太大的区域，最大设为6×6的矩阵。小区域的形状可以任意，因此可以说为优选收纳于6×6的矩阵的区域内的小区域。生成太大的区域时，之后的色粉量相当计数运算的精度反而会下降。

由小区域生成部91分组为各小区域后，将各信号输入值、与对小区域的分组化信息一起输入到灰度值取得部92。如果有对小区域的分组化信息，即使在如图6所示具有在多个小区域中使用的像素的情况下，也不用制作多个相同像素的信号输入值。

灰度值取得部92取得所输入的多值图像的各个像素的灰度值。以下，有时将取得灰度值成为“计数”。“多值图像”是指，例如16灰度级、256灰度级的多灰度级的图像。在本实施方式中，灰度级取得部92，对所输入的多值图像的各小区域，按照各个像素分别取得灰度值。即，针对各小区域对如下值进行计数：作为构成多值图像的各像素各自的信号输入值的灰度值，例如在信号输入值取0～255的值的256灰度级的情况下示出0～255的信号输入值。

系数存储部93，存储与所输入的多值图像的各个像素各自的灰度值对应的加权系数，更详细的说存储包括与各灰度值对应的加权系数的加权系数表。

加权运算部94，对由灰度值取得部92计数了的各小区域的各色粉量相当计数换算对象像素的计数值，首先校正运算为考虑了周边像素的影响的值，进而对该校正值进行用于计算色粉量相当计数的加权。为了进行加权，加权运算部94从存储于系数存储部93的加权系数表中取得适于各像素所属的小区域的加权系数，并用取得的加权系数乘以对输入信号值进行小区域中的校正运算所得到的信号值。在系数存储部93中存储的加权系数表中，包括分别表示与多个输入信号值对应的色粉量相当计数的加权系数。从而，在色粉消耗量计算部63中，通过灰度值取得部92、加权运算部94、以及存储于系数存储部93中的加权系数表，求出与各个小区域各自的色粉消耗量对应的色粉量相当计数值。

在此，加权运算部94进行的、输入信号值在小区域中的校正运算的方法考虑有如下多个。任何一个的校正运算值，对各像素的信号输入值，利用小区域的像素换算各信号输入值的静电潜影的显影性在周边像素的作用下实际与怎样的信号值的显影性等同，并校正各像素的信号输入值。

例如，如图6所示构成小区域时，具有如下方法：求出小区域的所有像素的信号输入值的总和，利用该总和的值，通过预先确定的一定运算校正各关注像素的信号输入值。该情况下，在图6中小区域的所有像素的信号输入值的总和是128+64＝192，利用该值通过运算校正像素pix1的信号输入值128。在色粉带电为负极性、且信号输入值越大显示浓度越高的状态的情况下，某个像素的信号输入值为某个值时，其周边像素的信号输入值越大，该像素的静电潜影的显影性越接近较小信号输入值的显影性。因此，该情况下的校正运算中，小区域中的信号输入值的总和越大，越是将各像素的信号输入值校正为较小的值。

此外，如图7所示构成小区域时，具有如下方法：求出小区域的所有像素的信号输入值的总和，利用该总和的值，通过预先确定的固定运算校正各像素的信号输入值。该方法与图6中求出信号输入值的总和的校正运算相同。

在图6的构成及图7的构成中，进行校正运算以将色粉量相当计数换算对象像素的信号输入值换算为色粉量相当计数时，都利用：色粉量相当计数换算对象像素的信号输入值；和色粉量相当计数换算对象像素所属的小区域中的、其他至少一个像素的信号输入值。

并且，加权运算部94，对于如上所述进行校正而求出的各像素的信号值，从系数存储部93的加权系数表中读出与信号值对应的色粉量相当计数换算用的加权系数，并用该加权系数乘以该信号值。由于色粉消耗量与像素的信号值并不成比例，因此色粉量相当计数换算用的加权系数，作为与各信号值对应的值而被存储在加权系数表中。将此处的乘法结果输入到累计部95中。在图6及图7中利用对各小区域求出各像素的信号输入值的总和来校正信号输入值的构成的情况下，使关于信号输入值的总和所对应的校正值成为怎样的值的信息，包含在加权系数表的色粉量相当计数换算用的加权系数中，通过读出该加权系数，可以同时进行信号输入值的校正、以及向色粉量相当计数的换算。

这种加权运算部94的信号输入值的校正运算、及通过色粉量相当计数运算进行的各像素的色粉量相当计数的计算，相当于：色粉消耗量计算部63，将信号输入值的校正运算的内容包含在内，预先存储小区域的像素的灰度级数据和色粉量相当计数换算对象像素的色粉消耗量之间的关系，根据该关系将色粉量相当计数换算对象像素的灰度级数据换算成色粉量相当计数。

累计部95，针对所输入的多值图像的所有像素，累计通过加权运算部94乘以了色粉量相当计数换算用的加权系数后的信号值。该累计值表示输出图像整体的色粉量相当计数。

存储于系数存储部93中的加权系数表的加权系数，根据信号输入值而被预先确定。表1中表示信号输入值为取0～15的值的16值信号输入值时的加权系数表的一例。

表1

	信号输入值	加权系数
			区域1	0～4	0
区域2	5～8	1
			区域3	9～12	3
区域4	13～15	4

表1中，将色粉消耗量不同的16个信号输入值划分为四个区域(区域1～区域4)，按照各区域分别确定加权系数。通过加权运算部72进行加权时，根据取0～15的值的各个信号输入值，选择划分为四个区域的加权系数，并进行加权。在表1中，0～4的信号输入值的加权系数为0，5～8的信号输入值的加权系数为1，9～12的信号输入值的加权系数为3，13～15的信号输入值的加权系数为4。

图8是表示表1所示的划分为四个区域(四个分割区域)的加权系数表的信号输入值、和与之对应的加权系数的关系的图。在图8中用实线的曲线表示色粉消耗量特性。如图8所示，在各区域中，曲线部分的面积的总和与表示色粉消耗量特性的曲线的面积基本一致，因此可以根据加权后的灰度值即像素计数值的累计值来计算色粉的消耗量的预测值。

校正消耗量计算部64，考虑色粉图像的边沿，对色粉消耗量计算部63所计算出的色粉消耗量进行校正。“色粉图像”是指，在将静电潜影显影而形成的图像中由色粉构成的部分，例如记录纸中附着有色粉的部分。图9是表示校正消耗量计算部64的构成的框图。在图9中，一并表示了色粉补给装置11的控制部61、色粉消耗量计算部63、总计消耗量计算部65、以及图2所示的激光打印部32的激光写入单元46。

校正消耗量计算部64包括：边沿检测部120、边沿比率计算部124、边沿校正运算部125、和边沿校正系数存储部126。边沿检测部120包括：边沿计数部121、点计数部122、和时钟脉冲振荡器123。

边沿计数部121包括：D触发器(flip-flop)131、”异或”逻辑(eXclusive OR，简称XOR)元件(以下称为“XOR门”)132、和计数器133。边沿计数部121，在作为输入图像数据的多值图像中，对色粉图像中的边沿的数量进行计数。向D触发器131的一个输入端子供给来自激光写入单元46的脉冲宽度调制电路110的输出信号，向另一个输入端子供给来自时钟脉冲振荡器123的时钟脉冲。

来自D触发器131的输出端子Q的输出信号，输入到XOR门132的一个输入端子。向XOR门132的另一个输入端子供给来自脉冲宽度调制电路110的输出信号。因此，XOR门132对所输入的多值图像中在主扫描方向上邻接的两个像素的输出信号之间进行比较。

XOR门132取如下二者的”异或”逻辑：来自D触发器131的输出端子Q的输出信号；和来自脉冲宽度调制电路110的输出信号。即，XOR门132，在从D触发器131输入的输入信号、和从脉冲宽度调制电路110供给的输入信号相等时，输出“0”，在不相等时输出“1”。构成色粉图像的边沿的像素，具有在色粉图像的外部与该像素相邻的像素不同的输出信号值。因此，在边沿的部分中，从D触发器131输入的输入信号、和从脉冲宽度调制电路110供给的输入信号不相等，从XOR门132输出“1”。

通过计数器133对从XOR门132输出“1”这一情况进行累计，计算色粉图像中的边沿的数量。这样可以求出色粉图像中边沿的数量。从计数器133输出的色粉图像中的边沿的数量被输入到控制部61。

点计数部122包括：“与”逻辑元件(以下称为“AND门”/“与门”)135、和计数器136。点计数部122，按照各个像素分别对从脉冲宽度调制电路110输出的输出信号进行计数。向AND门135的一个输入端子供给来自脉冲宽度调制电路110的输出信号，向另一个输入端子供给来自时钟脉冲振荡器123的时钟脉冲。因此，从AND门135的输出端子输出：与激光驱动脉冲的脉冲宽度对应的数量的时钟脉冲，即与各像素的浓度对应的数量的时钟脉冲。

由计数器136按照各个像素分别对该时钟脉冲的数量进行累计，计算构成色粉图像的所有像素的数量。从该计数器136输出的色粉图像的所有像素的数量，被输入到控制部61。

校正消耗量计算部64的边沿比例计算部124，根据边沿计数部121的输出结果和点计数部122的输出结果，计算色粉图像中边沿的比率、即与边沿的像素的数量相对于构成色粉图像的所有像素的数量的比率(边沿的像素的数量/所有像素的数量)。根据该边沿比率，通过边沿校正运算部125选择存储于边沿校正系数存储部126中的边沿校正系数α。边沿校正运算部125，用边沿校正系数α乘以由色粉消耗量计算部63计算出的色粉的消耗量w，而计算色粉的校正消耗量。

存储于边沿校正系数存储部126中的边沿校正系数，根据边沿比率而预先确定。表2中表示呈现如下边沿效果时的边沿校正系数α的一例：因静电潜影的电厂的扩展，边沿部的电场强度增大，边沿部的色粉附着量增大。

表2

	边沿比率	边沿校正系数α
			区域1	0％以上并小于5％	1.0
区域2	5％以上并小于10％	1.1
			区域3	10％以上并小于20％	1.2
区域4	20％以上	1.3

表2中，将边沿比率划分为四个区域、具体地说划分为区域1～区域4，并按照各个区域分别确定边沿校正系数α。由边沿校正运算部125计算色粉的校正消耗量时，根据边沿比率选择按照四个区域分别确定的边沿校正系数α。表2中，边沿比率在0％以上并小于5％时的边沿校正系数α为1.0，边沿比率在5％以上并小于10％时的边沿校正系数α为1.1，边沿比率在10％以上并小于20％时的边沿校正系数α为1.2，边沿比率在20％以上时的边沿校正系数α为1.3。

表3中表示细线或单独的点的再现性下降、边沿部的色粉附着量下降时的边沿校正系数α的一例。

表3

	边沿比率	边沿校正系数α
			区域1	0％以上并小于5％	1.0
区域2	5％以上并小于10％	0.9
			区域3	10％以上并小于20％	0.8
区域4	20％以上	0.7

在表3中，与表2的情况同样地，将边沿比率划分为四个区域、具体地说划分为区域1～区域4，并按照各个区域分别确定边沿校正系数α。由边沿校正运算部125计算色粉的校正消耗量时，根据边沿比率选择按照四个区域分别确定的边沿校正系数α。表3中，边沿比率在0％以上并小于5％时的边沿校正系数α为1.0，边沿比率在5％以上并小于10％时的边沿校正系数α为0.9，边沿比率在10％以上并小于20％时的边沿校正系数α为0.8，边沿比率在20％以上时的边沿校正系数α为0.7。

在作为图像形成装置的复印机30中，边沿效果的影响并不均匀，根据装置的不同而存在边沿效果强的装置、和弱的装置。边沿效果强的装置的情况下，更详细的说，边沿部的色粉附着量比边沿部以外的部分的色粉附着量大的情况下，边沿校正系数α被确定为边沿比率越高则该边沿校正系数α越大，例如使用表2所示的边沿校正系数α。边沿效果弱的装置的情况下，更详细的说，例如因细线或单独的点的再现性下降等，而使边沿部的色粉附着量比边沿部以外的部分的色粉附着量小的情况下，边沿校正系数α被确定为边沿比率越高则该边沿校正系数α越小，例如使用表3所示的边沿校正系数α。边沿效果的强弱，例如预先通过试验求出。

总计消耗量计算部65，对从校正消耗量计算部64输入的作为校正后的色粉消耗量的校正消耗量，在每次算出时进行累计。因此，如果对由总计消耗量计算部65算出的累计值，从主补给量控制部69进行主补给动作的时刻开始进行累计并存储，则可以获知从进行该主补给动作的时刻开始的色粉的总计消耗量。这样一来，可以正确地预测计算色粉的总计消耗量。计算出的总计消耗量，被输入到主补给时序控制部66。从而总计消耗量计算部65计算从如下时刻开始的色粉的总计消耗量：由作为补给部的补给辊8向显影槽4补给了第一补给量即基准消耗量Wref的色粉的时刻。总计消耗量计算部65相当于总计色粉量相当计数计算部。

主补给时序控制部66是延迟电路，将从总计消耗量计算部65输入的总计消耗量，在延迟了预定时间(以下称为“延迟时间t1”)后输出到主补给量控制部69。延迟时间t1被设定为如下时间：从在色粉消耗量计算部63中根据图像数据计算出色粉消耗量的时刻开始，直到在显影辊1和感光鼓48之间进行与用于色粉消耗量计算的图像数据对应的图像的显影处理、在该显影处理后将显影辊1上残存的色粉回收到显影槽4、并由搅拌辊2、3移动到补给辊8的附近为止的时间。

主补给量控制部69，在从主补给时序控制部66输入的色粉的总计消耗量在预定值以上时，向补给辊主驱动部70供给用于使补给辊驱动电机71驱动的驱动信号，在从主补给时序控制部66输入的信号低于预定值时，向补给辊主驱动部70供给用于使补给辊驱动电机71停止的停止信号。即，主补给量控制部69，在总计消耗量计算部65计算出的色粉的总计消耗量比RAM 81内的基准值存储部81a中存储的基准值大时，使补给辊驱动电机71驱动，在总计消耗量计算部65计算出的色粉的消耗量比RAM 81中存储的基准值小时，使补给辊驱动电机71停止。

主补给量控制部69，例如在输入触发脉冲时，由输出恒定时间宽度的脉冲的单稳态多谐振荡器构成，以与应补给的色粉量对应的时序被间歇驱动。主补给量控制部69不限于单稳态多谐振荡器，例如也可以构成为，通过控制补给辊驱动电机71的旋转数来控制色粉补给量。其中，作为主补给量控制部69使用单稳态多谐振荡器的情况下，与例如控制补给辊驱动电机71的旋转数的情况相比，可以更为正确地稳定控制色粉补给量。

补给辊主驱动部70，在从主补给量控制部69接收驱动信号的期间，驱动(间歇驱动)作为补给辊8的旋转驱动源的补给辊驱动电机71。从而驱动补给辊8使其旋转，向显影槽4补给色粉补给槽7内的色粉。

色粉浓度取得部73，根据色粉浓度传感器100的输出信号，取得显影槽4内的色粉浓度，并将该取得的色粉浓度输出到辅助补给时序控制部74。

作为延迟电路的辅助补给时序控制部74，将从色粉浓度取得部73输入的色粉浓度，在延迟了延迟时间t2后输入到辅助补给量控制部75。延迟时间t2被设定为如下时间：在色粉浓度取得部73中取得色粉浓度后，直到测定了其色粉浓度的双成分显影剂在色粉补给装置11的作用下移动到色粉的补给区域为止的时间。

辅助补给量控制部75，根据从辅助补给时序控制部74输入的信号，向补给辊辅助驱动部76供给用于使补给辊驱动电机71驱动的驱动信号、或用于使其停止的停止信号。辅助补给量控制部75，例如在输入触发脉冲时，由输出恒定时间宽度的脉冲的单稳态多谐振荡器构成，以与应补给的色粉量对应的时序被间歇驱动。辅助补给量控制部75不限于单稳态多谐振荡器，例如也可以构成为，通过控制补给辊驱动电机71的旋转数来控制色粉补给量。其中，作为辅助补给量控制部75使用单稳态多谐振荡器的情况下，与例如控制补给辊驱动电机71的旋转数的情况相比，可以更为正确地稳定控制色粉补给量。

补给辊辅助取得部76，在从辅助补给量控制部75接收驱动信号的期间，驱动作为补给辊8的旋转驱动源的补给辊驱动电机71。从而补给辊8向显影槽4补给色粉补给槽7内的色粉。

(色粉补给装置11的动作)

对色粉补给装置11的动作进行说明。图10是表示与色粉补给装置11进行的色粉补给动作相关的处理顺序的流程图。色粉补给装置11进行的色粉补给动作，在复印机30开始图像形成动作时开始，并前进到步骤s1。

在步骤s1中，图像数据输入部62接收图像数据的输入。向图像数据输入部62输入了一页的量的图像数据。所输入的图像数据，被输入到色粉消耗量计算部63。

在步骤s2中，色粉消耗量计算部63，针对图像数据的各个像素，计算与色粉的消耗量的预测值对应的色粉量相当计数，并对图像数据的所有像素进行累计，计算一页的量的色粉消耗量。更详细的说，色粉消耗量计算部63，根据输入的多值图像而生成小区域，在进行校正运算后，根据图5所示的系数存储部93中存储的加权系数表的加权系数，按照各个像素分别进行加权，计算色粉消耗量w。

在步骤s3中，控制部61根据来自图9所示的边沿计数部121的输出结果，判断在输入的多值图像中是否存在边沿。判断存在边沿时前进到步骤s4，判断不存在边沿时前进到步骤s5。

在步骤s4中，校正消耗量计算部64，考虑边沿，计算色粉的校正消耗量。更详细的说，校正消耗量计算部64，根据边沿计数部121的输出结果、和点计数部122的输出结果，来计算色粉图像中边沿的比率、即边沿的像素的数量相对于构成色粉图像的所有像素的数量的比率(边沿的像素的数量/所有像素的数量)。根据该边沿比率，通过边沿校正运算部125选择存储于边沿校正系数存储部126中的边沿校正系数α。边沿校正运算部125，用边沿校正系数α乘以由色粉消耗量计算部63计算出的色粉的消耗量w，来计算色粉的校正消耗量。这样计算出色粉的校正消耗量后，前进到步骤s5。

在步骤s5中，总计消耗量计算部65对色粉的消耗量w进行累计，计算总计消耗量TW。在步骤s3中判断存在边沿的情况下，对校正消耗量进行累计。计算出的校正消耗量被输出到主补给量控制部69。更详细的说，控制部61将由校正消耗量计算部64计算出的校正消耗量，由主补给时序控制部66延迟了预定时间(延迟时间t1)后，输出到主补给量控制部69。这样计算并输出总计消耗量TW后，前进到步骤s6。

在步骤s6中，主补给量控制部69，判断计算出的总计消耗量TW是否在预先确定的基准消耗量Wref以上。判断总计消耗量TW在基准消耗量Wref以上时，前进到步骤s7，判断总计消耗量TW低于基准消耗量Wref时，前进到步骤s9。

基准消耗量Wref，通过考虑由校正消耗量计算部64计算出的色粉的校正消耗量和实际的色粉消耗量之间的误差来进行选择。更详细的说，基准消耗量Wref被选择为比如下值小的值：从由校正消耗量计算部64计算出的色粉的校正消耗量，减去了由校正消耗量计算部64计算出的色粉的校正消耗量和实际的色粉消耗量之间的误差的最大值后的值。从而可以防止产生色粉的过补给。

例如，由校正消耗量计算部64计算出的校正消耗量和实际的色粉消耗量之间的误差的最大值为±20％时，将相对于算出的校正消耗量为80％以下的值设定为基准消耗量Wref。为了更切实地防止过补给，可以将基准消耗量Wref设定为例如比相对于算出的色粉的校正消耗量为80％的值小的值(例如70％)。此外，例如在由校正消耗量计算部64计算出的色粉的校正消耗量和实际的色粉消耗量之间的误差的最大值为±5％时，可以将相对于计算出的色粉的校正消耗量为95％以下(例如90％)的值设定为基准消耗量Wref。

在步骤s7中，控制部61使得从主补给量控制部69向补给辊主驱动部70输出用于使补给辊驱动电机71驱动的驱动信号，使补给辊驱动电机71驱动，向显影槽4补给相当于基准消耗量Wref的量的色粉。相当于该基准消耗量Wref的量，相当于第一补给量。补给辊8每旋转一次的色粉补给量，根据基准消耗量Wref及后述的基准补给量Wrs来选择。例如，补给辊8每旋转一次的补给量选择为基准消耗量Wref。

这样补给色粉后，前进到步骤s8。在步骤s8中，将总计消耗量计算部65中的色粉消耗量的累计值TW重置为零(0)，并前进到步骤s9。

在步骤s9中，色粉浓度取得部73，根据色粉浓度传感器100的输出信号取得色粉浓度TD，并经由辅助补给时序控制部74输出到辅助补给量控制部75，前进到步骤s10。更详细的说，控制部61，将由校正消耗量计算部64计算出的校正消耗量，由辅助补给时序控制部74延迟了预定时间(延迟时间t2)后，输出到辅助补给量控制部75。

在步骤s10中，辅助补给量控制部75判断所输入的色粉浓度TD是否低于预先确定的开始浓度。判断色粉浓度TD低于开始浓度时，前进到步骤s11，判断色粉浓度TD在开始浓度以上时，前进到步骤s13。

在步骤s11中，控制部61使得从辅助补给量控制部75向补给辊辅助驱动部76输出用于使补给辊驱动电机71驱动的驱动信号，使补给辊驱动电机71驱动，向显影槽4补给预先确定的基准补给量Wrs的色粉。该基准补给量Wrs相当于第二补给量。基准补给量Wrs可以是与上述基准消耗量Wref相同的值，也可以是不同的值。这样补给色粉后，前进到步骤s12。在步骤s12中，将色粉的消耗量的计数值TW、即色粉的消耗量的累计值TW重置为零(0)，并前进到步骤s13。

在步骤s13中，控制部61判断复印机30进行的图像形成动作是否结束、是否指示了结束色粉补给装置11的运转。判断指示了结束色粉补给装置11的运转时，前进到步骤s14并结束处理，判断没有指示结束运转时，返回到步骤s1，重复从接收图像数据开始的一系列的步骤。

在本实施方式中，在步骤s12中将作为色粉消耗量的累计值的总计消耗量TW重置为零(0)。因此，在步骤s6中判断作为色粉消耗量的累计值的总计消耗量TW低于基准消耗量Wref时，在步骤s7中不进行基准消耗量Wref的色粉的补给，在步骤s10中判断色粉浓度TD低于开始浓度，并补给基准补给量Wrs的色粉时，在从步骤s13返回到步骤s1后的步骤s5中，总计消耗量计算部65，作为总计消耗量TW，计算由补给辊8向显影槽4补给了作为第二补给量的基准补给量Wrs的色粉的时刻之后的色粉的总计消耗量。这样一来，总计消耗量计算部65计算由补给辊8向显影槽4补给了基准消耗量Wref的色粉的时刻、或补给了基准补给量Wrs的色粉的时刻之后的色粉的总计消耗量。

如上所述，在本实施方式中，进行主补给和辅助补给，其中所述主补给是基于根据图像数据计算出的色粉的总计消耗量进行的色粉的补给，所述辅助补给是基于色粉浓度TD进行的色粉的补给。在主补给中用于与基准消耗量进行比较的色粉的总计消耗量，考虑边沿来计算，因此与不考虑边沿的情况相比，进一步减小了与实际的色粉消耗量之间的误差，可以更为正确地计算出色粉的消耗量的预测值。此外在辅助补给中，色粉浓度TD低于开始浓度时，补给基准补给量Wrs的色粉，因此可以将显影槽4中的色粉浓度TD保持为显影动作所需要的浓度。

这样一来，在本实施方式中，除了基于算出的总计消耗量的主补给之外，还进行基于色粉浓度TD的辅助补给，从而可以补充基于算出的总计消耗量的色粉补给量的不足部分，使显影槽4内的色粉浓度TD靠近色粉浓度目标值，使色粉浓度稳定。因此，在本实施方式中，可以防止色粉的补给量相对于伴随显影处理产生的色粉消耗会变得过多或过少，可以使显影槽4中的色粉浓度TD保持恒定。

此外，在主补给中补给了相当于基准消耗量Wref的量的色粉后，确认色粉浓度TD，在确认该色粉浓度低于开始浓度时，进行辅助补给。如上所述，在主补给中根据考虑边沿算出的色粉的总计消耗量判断是否进行补给动作，因此在需要补给时可以更为准确地补给所需要的量的色粉。从而可以尽可能地防止色粉浓度TD低于开始浓度，因此可以降低基于色粉动度TD的辅助补给的频度，可以降低由控制部61进行的控制的负荷。

此外在本实施方式中，作为在主补给中补给的色粉的量的基准消耗量Wref被选择为比如下值小的值：从由总计消耗量计算部65计算出的色粉的总计消耗量TW，减去了总计消耗量TW和实际的色粉消耗量之间的误差的最大值之后的值。从而在计算出的色粉的总计消耗量和实际的色粉的总计消耗量之间产生误差时，可以防止因该误差产生色粉的过补给。

此外，在本实施方式中，作为判断是否进行辅助补给的基准的色粉的开始浓度，选择为色粉相对于载体的被覆率为100％以下的浓度。从而可以防止色粉的带电不良，可以防止产生图像模糊。

此外在本实施方式中，基于根据图像数据计算出的色粉消耗量进行的色粉的补给(主补给)，在从由总计消耗量计算部65计算出总计消耗量的时刻开始经过了延迟时间t1的时刻进行。延迟时间t1被选择为如下时间：直到在显影辊1和感光鼓48之间进行与用于该色粉消耗量计算的图像数据对应的图像的显影处理、在该显影处理后将显影辊1上残存的色粉回收到显影槽4、并由搅拌辊2、3移动到补给辊8的附近为止的时间。

这样在经过了延迟时间t1的时刻进行主补给，从而在进行了与图像数据对应的图像的显影处理后，可以在适当的时序下进行与该图像的显影处理产生的色粉消耗对应的色粉的补给。此外，可以对色粉浓度因显影处理而下降的区域补给需要量的色粉，因此可以使显影槽4内的色粉浓度进一步均匀化。

此外在本实施方式中，基于色粉浓度TD的色粉的补给(辅助补给)，在从由色粉浓度取得部73取得了色粉浓度TD的时刻开始经过了延迟时间t2的时刻进行。延迟时间t2被选择为如下时间：到由色粉浓度传感器100测定了色粉浓度TD的色粉被回收到显影槽4中、并由色粉补给装置11输送到色粉的补给区域为止的时间。

这样在经过了延迟时间t2的时刻进行辅助补给，从而可以防止在基于总计消耗量的色粉补给(主补给)量的基础上，增加基于色粉浓度TD的色粉补给(辅助补给量)后，来进行补给。因此，即使在并用基于校正消耗率的补给(主补给)和基于色粉浓度检测结果的补给(辅助补给)的情况下，也可以切实地防止产生色粉的过补给。

此外在本实施方式中，使补给辊驱动电机71驱动的补给辊主驱动部70及补给辊辅助驱动部76，由单稳态多谐振荡器构成，两个驱动部根据色粉补给量使补给辊驱动电机71间歇驱动。这样一来，通过间歇驱动控制补给量，从而可以使补给量稳定，进行控制性良好的色粉补给。

此外在本实施方式中，色粉消耗量计算部63，在由小区域生成部91按照各个小区域分别将输入的图像数据分组并进行了校正运算后，利用与小区域中包含的多个像素的信号输入值对应的加权系数，计算各像素的色粉消耗量的预测值。从而作为考虑了周边像素的信号输入值的影响的值，可以计算出色粉的消耗量，因此可以更为正确地预测计算色粉的消耗量。因此，可以更为切实地防止色粉的过多补给及过少补给。

此外在本实施方式中，边沿检测部120，由边沿计数部121在多值图像的主扫描方向上检测构成色粉图像的边沿的像素的数量，并由点计数部122检测构成色粉图像的所有像素的数量。这样一来，在多值图像的主扫描方向上对构成边沿的像素的数量进行计数时，如图9所示，例如通过设置D触发器131这种1点式的存储器，可以对构成边沿的像素的数量进行计数。与之相对，要在与主扫描方向垂直的副扫描方向上也对构成边沿的像素的数量进行计数时，需要1行式的存储器，构成变得复杂。通过如本实施方式所示在主扫描方向上对构成边沿的像素的数量进行计数，可以简化构成，以简单的结构对构成边沿的像素的数量进行计数。

此外除了主扫描方向之外，也可以在副扫描方向上对构成边沿的像素数量进行计数，但如本实施方式所示，仅在主扫描方向上对构成边沿的像素的数量进行计数，根据该计数值计算校正消耗量，从而可以更切实地防止色粉的过补给。

上述的本实施方式中，边沿检测部120利用来自激光写入单元46的脉冲宽度调制电路110的输出信号，对构成色粉图像的边沿的像素的数量、及构成色粉图像的所有像素的数量进行计数。边沿检测部120不限于此，也可以构成为，利用输入到图像数据输入部62的图像数据，对边沿像素的数量及色粉图像的所有像素的数量进行计数。此时，边沿检测部的边沿计数部，例如通过将输入到图像数据输入部62的图像数据二值化，并比较相邻的像素的灰度值，而将灰度值从“0”变化为“1”或从“1”变化为“0”的部分计数为边沿。此外点计数部例如构成为，根据二值化后的图像数据，对构成色粉图像的像素的数量进行计数。

此外在本实施方式中，补给辊8通过控制部61经由辅助补给量控制部75进行控制，以在由色粉浓度取得部73取得的色粉浓度TD低于开始浓度时，补给作为恒定量的基准补给量Wrs的色粉。补给辊8的控制的方法不限于此。例如补给辊8还可以由控制部61控制为：在由色粉浓度取得部73取得的色粉浓度TD低于开始浓度时，开始向显影槽4补给色粉，在由色粉浓度取得部73取得的色粉浓度TD成为比开始浓度大的停止浓度以上时，停止向显影槽4补给色粉。

这样将停止补给色粉时的色粉浓度选择为比开始补给色粉时的色粉浓度大的值，使基于色粉浓度的补给动作具有滞后现象，从而可以防止补给辊8进行的补给动作的称为颤振(chattering)的振动。

这样具有滞后现象时，如图11所示，在上述图10所示的流程图的步骤s10之后、步骤s12之前，取代步骤s11，设置步骤a1～a6。此时，在步骤s10中判断色粉浓度TD低于作为基准值的开始浓度时，前进到步骤a1，在步骤a1中开始基准补给量Wrs的色粉的补给，并前进到步骤a2。

在步骤a2中，将色粉浓度TD的基准值替换为比作为初始基准值的开始浓度大的停止浓度。这样将基准值从开始浓度替换为停止浓度后，前进到步骤a3。

在步骤a3中，与步骤s9同样地取得色粉浓度TD并前进到步骤a4，在步骤a4中，判断色粉浓度TD是否低于作为替换后的基准值的停止浓度。在步骤a4中判断色粉浓度低于作为基准值的停止浓度时，返回到步骤a3，再次取得色粉浓度TD。此时，补给辊驱动电机71的驱动继续，补给辊8的旋转继续，因此色粉的补给继续，再次补给基准补给量Wrs的色粉。

在步骤a4中，判断色粉浓度TD并不低于停止浓度、即色粉浓度TD在停止浓度以上时，前进到步骤a5，在步骤a5中色粉浓度TD的基准值还原为作为初始基准值的开始浓度，并前进到步骤a6。在步骤a6中，通过停止补给辊驱动电机71的驱动，来停止补给辊8的旋转，停止色粉的补给，并前进到步骤s12。

开始浓度例如选择为4.5％，停止浓度例如选择为4.8％。在本实施方式中，停止浓度选择为比开始浓度大了开始浓度的5％以上20％以下的值。停止浓度和开始浓度的关系不限于此。

开始浓度选择为比在显影装置10中进行显影所需要的最低限度的色粉浓度、即比下限浓度大的值。在本实施方式中，开始浓度选择为比下限浓度大了10％以上30％以下的值。开始浓度不限于此。

停止浓度选择为比用于无障碍地进行显影装置10中的显影动作的上限的浓度、即比上限浓度小的值。在本实施方式中，停止浓度选择为比上限浓度小了10％以上30％以下的值。停止浓度不限于此。

此外在本实施方式中，对具有显影辊1、搅拌辊2、3的构成进行了说明，但显影装置10的构成不限于此。例如，显影辊1、搅拌辊2、3的形状及配置、搅拌辊的个数、显影槽4的形状等均可不同。显影装置10的构成与上述结构不同时，主补给中的延迟时间t1可以设定为如下时间：在由总计消耗量计算部65计算出总计消耗量之后，到在与该总计消耗量的计算所使用的图像数据对应的图像的显影处理后将残存在显影辊(显影剂承载体)1上的残存色粉经过预定路径输送到色粉补给位置为止的时间。此外，辅助补给中的延迟时间t2可以设定为如下时间：到将测定了色粉浓度TD的色粉经过预定路径输送到色粉补给位置为止的时间。

此外在本实施方式中，色粉补给装置11构成为对色粉补给槽7补给色粉，但不限于此，也可以构成为供给色粉的同时还供给载体。

此外在本实施方式中，色粉浓度控制系统60的所有处理，在控制部61的控制下进行。但是不限于此，也可以取代控制部61使用如下的信息处理装置：在记录介质中记录用于进行这些处理的程序，并可以读出该程序。

在该构成中，信息处理装置的运算处理(CPU或MPU)读出记录在记录介质中的程序并执行处理。因此，可以说是该程序自身实现处理。

在此，作为上述信息处理装置，除了一般的计算机(工作站或个人计算机)之外，可以使用安装于计算机上的功能扩展板、功能扩展单元。

此外，上述程序是指，实现处理的软件的程序码(实行形式程序、中间码程序、源程序等)。该程序可以单独使用，也可以与其他程序(OS等)组合使用。此外，该程序可以从记录介质被读出后，暂时存储在装置内的存储器(RAM等)中，其后再次被读出并被执行。

此外，存储程序的记录介质，可以是容易与信息处理装置分离的物体，也可以是固定(安装)在装置上的物体。还可以作为外部存储设备与装置连接。

作为这种记录介质，可以使用：录像带、盒式磁带等磁带；フロツピ一(注册商标)盘(软盘)、硬盘等磁盘；CD-ROM、MO、MD、DVD、CD-R等光盘(光磁盘)；IC卡、光卡等存储卡；掩模ROM、EPROM、EEPROM、闪存ROM等半导体存储器等。

此外，可以使用经由网络(内部网、因特网等)与信息处理装置连接的记录介质。此时，信息装置通过经由网络的下载来取得程序。即，可以经由网络(与有线线路或无线线路连接)等传输介质(流动地保持程序的介质)取得上述程序。另外用于进行下载的程序，优选预先存储在装置内(或发送侧装置/接收侧装置内)。

本发明在不脱离其精神或主要特征的情况下，能以其他各种方式进行实施。因此，上述实施方式不过是单纯的示例，本发明的范围是权利要求所示的范围，并不受说明书正文的任何约束。进而，属于权利要求范围的变形或变更都在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种色粉补给装置，用于向显影部的收容由色粉和载体构成的双成分显影剂的显影剂收容容器补给色粉，所述显影部利用上述双成分显影剂将根据多值图像形成在图像承载体上的静电潜影显影，而形成色粉图像，所述多值图像由多个像素构成、且各像素用灰度值表示，所述色粉补给装置的特征在于，包括：

(a)补给部，能够向显影剂收容容器补给预先确定的第一及第二补给量的色粉；

(b)色粉消耗量计算单元，根据输入的多值图像，计算伴随与该多值图像对应的静电潜影的显影而产生的色粉的总计消耗量，该色粉消耗量计算单元包括：(b1)色粉消耗量计算部，取得所输入的多值图像的各像素的灰度值，以像素为单位乘以加权系数的同时进行像素计数，累计多值图像的所有像素的色粉消耗量；(b2)校正消耗量计算部，在上述多值图像的主扫描方向上对构成色粉图像边沿的像素的数量进行计数，并且对构成色粉图像的所有像素的数量进行计数，基于该计数结果，计算出边沿的像素的数量相对于构成色粉图像的所有像素的数量的边沿比率，选择与计算出的边沿比率相对应的边沿校正系数，用所选择的边沿校正系数乘以上述色粉消耗量，计算校正消耗量；和(b3)总计消耗量计算部，对由上述校正消耗量计算部输入的校正消耗量进行累计，并计算从向显影剂收容容器补给了第一补给量的色粉的时刻开始的色粉的总计消耗量；

(c)色粉浓度取得部，取得显影剂收容容器中收容的双成分显影剂中的色粉的浓度；以及

(d)控制部，对补给部进行控制，以在由色粉消耗量计算单元计算出的色粉的总计消耗量在预先确定的基准消耗量以上时，向显影剂收容容器补给第一补给量的色粉，在由色粉浓度取得部取得的色粉浓度低于预先确定的开始浓度时，开始向显影剂收容容器补给第二补给量的色粉，

在色粉图像的边沿部的色粉附着量比边沿部以外的部分的色粉附着量大的情况下，上述边沿校正系数被预先确定为边沿比率越高则该边沿校正系数越大，

在色粉图像的边沿部的色粉附着量比边沿部以外的部分的色粉附着量小的情况下，上述边沿校正系数被预先确定为边沿比率越高则该边沿校正系数越小。

2.根据权利要求1所述的色粉补给装置，其特征在于，

上述色粉消耗量计算部包括：

小区域生成部，为了将上述多值图像的各像素换算成与色粉消耗量相关的某个计数值，从上述多值图像生成由多个像素构成的小区域，以使上述多值图像的各像素作为色粉量相当计数换算对象像素，包含在任意一个上述小区域中；

色粉量相当计数计算部，将由上述小区域生成部生成的上述小区域的、上述色粉量相当计数换算对象像素的灰度值，利用上述色粉量相当计数换算对象像素的上述灰度值和上述色粉量相当计数换算对象像素所属的上述小区域的其他至少一个像素的灰度值，根据预先存储的、上述小区域的像素的灰度值和上述色粉量相当计数换算对象像素的色粉消耗量之间的关系，换算成色粉量相当计数，并根据换算后的各上述色粉量相当计数换算对象像素的上述色粉量相当计数，计算上述多值图像的所有像素的色粉量相当计数；以及

总计色粉量相当计数计算部，对由上述色粉量相当计数计算部算出的所有像素的上述色粉量相当计数，在每次算出上述多值图像的上述色粉量相当计数时进行累计，来计算总计色粉量相当计数。

3.根据权利要求1所述的色粉补给装置，其特征在于，

控制部对补给部进行控制，以在从由总计消耗量计算部算出了色粉的总计消耗量的时刻开始经过了预先确定的延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。

4.根据权利要求1所述的色粉补给装置，其特征在于，

控制部对补给部进行控制，以在从由色粉浓度取得部取得了色粉浓度的时刻开始经过了预先确定的延迟时间后的时刻下，开始补给色粉。

5.根据权利要求1所述的色粉补给装置，其特征在于，

上述开始浓度是色粉相对于载体的被覆率为100％以下的浓度。

6.根据权利要求1所述的色粉补给装置，其特征在于，

控制部对补给部进行控制，以在由浓度取得部取得的色粉浓度低于上述开始浓度时，开始向显影剂收容容器补给色粉，在上述色粉浓度成为比开始浓度大的停止浓度以上时，停止向显影剂收容容器补给色粉。

7.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

潜影形成部，根据多值图像在图像承载体上形成静电潜影，所述多值图像由多个像素构成、且各像素用灰度值表示；

显影部，包含收容由色粉和载体构成的双成分显影剂的显影剂收容容器，利用上述双成分显影剂将图像承载体上形成的静电潜影显影，而形成色粉图像；以及

权利要求1所述的色粉补给装置，用于向显影部的显影剂收容容器补给色粉。

Images