JP2002287443A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 トナー補給のタイミングを制御して、良好な
現像剤濃度により画像形成する。 【解決手段】 トナー濃度を検知する濃度検知工程とS
7、画像形成するべきジョブの１ページ目の処理に該当
するか否かを判断する判断工程S8とを有し、画像形成時
において、ジョブの処理が、ジョブの２ページ目以降の
処理に該当する場合は、濃度検知工程により検知され、
メモリに格納されている第１のトナー濃度を、該ページ
の画像形成におけるトナー補給量としてトナー補給する
補給工程とS9,S10,S12、濃度検知工程により検知された
第２のトナー濃度を次回の画像形成に備えて前記メモリ
に格納する。ジョブの処理が、１ページ目の処理に該当
する場合は、メモリに格納されている第2のトナー濃度S
15,S19を、第1のトナー濃度S9の代替データとして使用
してトナー補給のタイミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は像担持体上に形成さ
れた潜像に現像剤を付着させて可視像化する電子写真方
式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成
装置に関し、特に二成分現像剤のトナー濃度を適正に制
御する現像剤濃度制御装置を備えたカラー画像形成装
置、及びその画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられてい
る。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置には、帯電安定性
や画像の色味などの観点から、多くの現像装置が二成分
現像装置を使用している。

【０００３】図９に一般的な２成分現像装置の概略断面
図を示す。10は現像剤容器、2は現像スリーブである。
現像スリーブ2は中空の金属スリーブであって、中に磁
界発生手段であるマグネットローラ3を内包している。
現像剤容器10内には撹拌装置であるA,Bの二本のスクリ
ューが設置されている。現像スリーブ2と略平行にAスク
リュー5が配置されており、Aスクリュー5に対して現像
スリーブとは反対側にBスクリュー6が配置されている。

【０００４】図１０は、この現像装置を上から見た図で
ある。Aスクリュー5とBスクリュー6は略平行に配置さ
れ、間はAスクリューとBスクリューの間を現像剤が行き
来しないように仕切るための内壁7によって仕切られて
いる。長手両端部は内壁7がなく、現像剤がABスクリュ
ー間を行き来できるようになっており、AスクリューとB
スクリューはそれぞれ反対方向に現像剤を搬送するよう
になっている。現像スリーブとAスクリューBスクリュー
は不図示のギアなどで接続されており、現像スリーブが
回転すると、現像剤は矢印のように途切れることなく内
部を循環する。

【０００５】周知のように、二成分現像剤のトナー濃
度、すなわちキャリア粒子およびトナー粒子の合計重量
に対するトナー粒子重量の割合は、画像品質を安定化さ
せる上で極めて重要な要素になっている。現像剤のトナ
ー粒子は現像時に消費されるため、トナー濃度は変化す
る。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用し
て適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に
応じてトナー補給を行い、トナー濃度を常に一定に制御
し、画像の品位を保持する必要がある。

【０００６】このように現像により現像装置内のトナー
濃度が変化するのを補正するために、現像装置に補給す
るトナー量を制御するべく、現像容器中のトナー濃度検
知装置および濃度制御装置は従来さまざまな方式のもの
が実用化されている。

【０００７】例えば現像剤担持体（一般に現像スリーブ
が用いられる場合が多いので以下の説明では「現像スリ
ーブ」という）、あるいは現像剤容器の現像剤搬送経路
に近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは
現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率がトナー
濃度により異なることを利用して、トナー濃度を検知し
制御する現像剤濃度制御装置、あるいは現像剤の側壁に
磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの
透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンスヘ
ッドからの検出信号によって現像器内のトナーの実際の
濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給する
ようにしたインダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装
置が使用されている。

【０００８】また、像担持体（一般に感光体ドラムが用
いられる場合が多いので以下の説明では「感光体ドラ
ム」いう）上に形成したパッチ画像濃度を、その表面に
対向した位置に設けた光源およびその反射光を受けるセ
ンサーにより読み取り、アナログ−ディジタル変換器で
ディジタル信号に変換した後ＣＰＵに送り、ＣＰＵで初
期設定値より濃度が高い場合、初期設定値に戻るまでト
ナー補給が停止され、初期設定値より濃度が低ければ初
期設定値に戻るまで強制的にトナーが補給され、その結
果トナー濃度が間接的に所望の値に維持される方式など
がある。

【０００９】しかし、現像スリーブ上に搬送された現像
剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射
率からトナー濃度を検知する方式は、トナー飛散等によ
り検知手段が汚れてしまった場合、正確にトナー濃度を
検知できないなどの問題がある。

【００１０】また、インダクタンス検知方式ＡＴＲは、
画像形成装置動作停止直前と画像形成装置動作再開直後
で、現像剤の放置や環境の変動による現像剤のかさ密度
の変化により、見かけ透磁率に対応したセンサー検出信
号が不連続に変化してしまうという問題がある。

【００１１】また、パッチ画像濃度から間接的にトナー
濃度を制御する方式は複写機、あるいは画像形成装置の
小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手
段を設置するスペースが確保できない等の問題がある。

【００１２】そこで、これらの問題点を持たない方式と
して、ビデオカウントを利用したトナー補給方式が実用
化されている。

【００１３】これは、現像により低下する現像器内のト
ナー濃度を一定に保つするために、画素毎のディジタル
画像信号の出力レベルを積算して出力画像の印字比率を
求め、消費されるトナー量を計算して補給するものであ
る。即ち、レーザスキャナーなどの露光装置に入力され
る信号より、画素毎にその露光出力レベルを積算し、ビ
デオカウント数に変換してＣＰＵに送る。ＣＰＵはビデ
オカウント数を補給量に換算し、トナー補給信号として
トナー補給装置を駆動し、現像剤容器内に必要量のトナ
ー量を補給することによって、現像剤容器内のトナー濃
度を一定に保つ構成である。

【００１４】図８は、従来のビデオカウント方式トナー
補給のフローチャートであり、図３はそのタイミングチ
ャートである。メイン電源とは画像形成装置のメイン電
源のON-OFF状態を示し、プリント動作とは画像出力に関
する動作の状態をいう（Ｓ８０４）。露光装置駆動とは
露光装置が感光ドラム上に画像を照射している状態、現
像器回転とは現像スリーブ及び撹拌装置の回転状態（Ｓ
８０５）、露光装置駆動とは露光装置が感光ドラム上に
画像を照射している状態（Ｓ８０６）、ビデオカウント
取得とは補給するべきトナー量を決定するために露光装
置からビデオカウント情報を取得している状態（Ｓ８０
７）、トナー補給とはトナー補給装置を駆動させて必要
量のトナーを現像剤容器に補給するための処理（Ｓ８０
９、Ｓ８１０）、を示している。

【００１５】画像形成装置の本体の電源が入ったあと、
所定の立ち上げ準備が終了するとスタンバイ状態にな
る。スタンバイ状態でプリント信号を受けると、プリン
ト動作が開始し、感光ドラム、帯電装置、露光装置など
が順次起動する。現像器は現像するべきタイミングが来
るまで止まったまま待機しており、現像を行う時のみ作
動して現像スリーブ及びスクリューが回転する。そし
て、プリントのために露光装置が動作するのと同時にビ
デオカウント数計測が行われ、次プリント時に補給され
るべきトナー量が算出される。

【００１６】次のプリント時には、前回のプリント時に
計測されたビデオカウント数をもとに算出された補給ト
ナー量データに基づいてトナー補給が行われ、現像器内
のトナー濃度は常に一定に保たれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら先述の動
作において、以下の問題が生じるケースがあった。

【００１８】ビデオカウントは露光装置の発光状態を監
視することによって行われるので、計測時間はほぼ画像
形成処理における処理時間いっぱいかかることになり、
それからトナー補給を行っていたのでは、画像形成のタ
イミングに現像器の現像スリーブの回転等が、時間的に
間に合わなくなる。そこで、トナー補給は必ず一枚後以
降のプリント時に持ち越されることになる。

【００１９】その際、画像形成装置のRAM上に次回プリ
ント時のトナー補給量データを記憶させておく方式で
は、画像形成装置の電源がOFFになるとRAMの内容がリセ
ットされてしまうため、電源ON時の一枚目は必ずトナー
補給されないことになる。極端な場合、電源ONされて一
枚しかプリントせずに電源OFFにするという動作を繰り
返すと、全くトナー補給がされないことになってしま
う。

【００２０】そこで画像形成装置に不揮発性のメモリ等
を設け、次回の電源ON時の一枚目に補給するべきトナー
量を記憶させておく方式も考えられるが、多くの場合、
電源ON時は放置によって嵩が締まっている状態になって
いる朝一放置後の現像剤をならすために撹拌装置の回転
を入れる（朝一準備動作と称する）のが普通であり、そ
れによって一枚目のプリント時には、本来トナーが補給
されるべき現像後の現像剤はすでにトナー補給口から移
動してしまっていることになり、適切なトナー補給がで
きない。

【００２１】かといって、放置によって嵩が締まってい
る状態になっている朝一放置後の現像剤にいきなりトナ
ーを補給すると、うまく混ざらずに帯電不良かぶりなど
を生じる恐れもある。

【００２２】また、現像装置がカートリッジになってい
て交換可能な構成の画像形成装置では、電源OFFの間に
現像器が交換される可能性も十分に考えられ、別のカー
トリッジに全く関係ないトナー補給がなされるなどの不
具合が生じてしまう。

【００２３】従って本発明の目的は、一枚の画像形成動
作内でトナー補給量決定とトナー補給を同時に終えるこ
とのできないために、次のプリント時にトナー補給を持
ち越さざるを得ない方式の現像剤濃度制御装置（ＡＴ
Ｒ）において、間欠一枚ジョブでは現像後の後回転時に
トナー補給を行い、連続複数枚ジョブの場合は一枚後以
降のプリント中にトナー補給を行い、現像後の後回転中
にもトナー補給を行うようにすることで、毎ジョブごと
にトナー補給がきれいに完結することになり、朝一に補
給がなされない、あるいは不適切な補給を行ってしまう
等の問題を防止し、常に良好な現像剤濃度制御を行うこ
とのできる画像形成装置及び画像形成方法を提供するこ
とである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、目的
を達成するべく本発明にかかる画像形成装置及び画像形
成方法は以下の構成を有することを特徴とする。

【００２５】すなわち、トナー補給のタイミングを制御
する画像形成装置は、画像形成時に、現像剤中のトナー
濃度を検知する濃度検知手段と、画像形成するべきジョ
ブの１ページ目の処理に該当するか否かを判断する判断
手段と、前記判断手段の判断に従い、前記ジョブの処理
が、該ジョブの２ページ目以降の処理に該当する場合
は、前記濃度検知手段により検知され、メモリに格納さ
れている第１のトナー濃度を、該ページの画像形成にお
けるトナー補給量としてトナー補給する補給手段と、前
記濃度検知手段により検知された第２のトナー濃度を次
回の画像形成に備えて前記メモリに格納する格納手段
と、前記補給手段によりトナー補給され、制御されたト
ナー濃度によって画像形成を行なう画像形成手段と、を
備え、前記補給手段は、前記判断手段の判断に従い、前
記ジョブの処理が、該ジョブの１ページ目の処理に該当
する場合は、前記メモリに格納されている第2のトナー
濃度を、前記第1のトナー濃度の代替データとして使用
してトナー補給のタイミングを制御することを特徴とす
る。

【００２６】上記の画像形成装置において、前記補給手
段は、間欠一枚によるジョブでは現像後の後回転時に、
前記メモリに格納されている第2のトナー濃度に従いト
ナー補給を行うことを特徴とする。

【００２７】上記の画像形成装置において、前記濃度検
知手段は、各画像の画素濃度に対応したレーザ駆動クロ
ックパルス数を積算するビデオカウント数に従いトナー
消費量を求め、トナー濃度の減少量を算出することを特
徴とする。

【００２８】上記の画像形成装置において、前記画像形
成手段は、カラー画像を形成するために、イエロー
（Y)、マゼンタ（M)、シアン（C)、ブラック（Bk)を含
む色要素に対して画像形成することを特徴とする。

【００２９】上記の画像形成装置において、前記画像形
成手段は、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を
収納する現像剤容器と、該現像剤容器内の現像剤を撹拌
する撹拌装置と、該攪拌された現像剤を担持して現像部
に搬送するための現像スリーブと、を含む現像手段と、
静電潜像を形成させるために、静電潜像形成手段を帯電
させる帯電手段と、前記現像手段により担持された現像
剤と、前記帯電手段による帯電と、から静電潜像を形成
する静電潜像形成手段と、前記形成された静電潜像を除
去するための除去手段と、を、着脱自在に一体として形
成されたカートリッジ構造として有することを特徴とす
る。

【００３０】また、トナー補給のタイミングを制御して
画像形成する方法は、画像形成時に、現像剤中のトナー
濃度を検知する濃度検知工程と、画像形成するべきジョ
ブの１ページ目の処理に該当するか否かを判断する判断
工程と、前記判断工程の判断に従い、前記ジョブの処理
が、該ジョブの２ページ目以降の処理に該当する場合
は、前記濃度検知工程により検知され、メモリに格納さ
れている第１のトナー濃度を、該ページの画像形成にお
けるトナー補給量としてトナー補給する補給工程と、前
記濃度検知工程により検知された第２のトナー濃度を次
回の画像形成に備えて前記メモリに格納する格納工程
と、前記補給工程の処理によりトナー補給され、制御さ
れたトナー濃度によって画像形成を行なう画像形成工程
と、を備え、前記補給工程は、前記判断工程の判断に従
い、前記ジョブの処理が、該ジョブの１ページ目の処理
に該当する場合は、前記メモリに格納されている第2の
トナー濃度を、前記第1のトナー濃度の代替データとし
て使用してトナー補給のタイミングを制御することを特
徴とする。

【００３１】上記の画像形成方法において、前記補給工
程は、間欠一枚によるジョブでは現像後の後回転時に、
前記メモリに格納されている第2のトナー濃度に従いト
ナー補給を行うことを特徴とする。

【００３２】上記の画像形成方法において、前記濃度検
知工程は、各画像の画素濃度に対応したレーザ駆動クロ
ックパルス数を積算するビデオカウント数に従いトナー
消費量を求め、トナー濃度の減少量を算出することを特
徴とする。

【００３３】上記の画像形成方法において、前記画像形
成工程は、カラー画像を形成するために、イエロー
（Y)、マゼンタ（M)、シアン（C)、ブラック（Bk)を含
む色要素に対して画像形成することを特徴とする。

【００３４】また、トナー補給のタイミングを制御して
画像形成する方法をコンピュータで実行するためのプロ
グラムモジュールを格納した記憶媒体であって、該プロ
グラムモジュールが、画像形成時に、現像剤中のトナー
濃度を検知する濃度検知モジュールと、画像形成するべ
きジョブの１ページ目の処理に該当するか否かを判断す
る判断モジュールと、前記判断モジュールの判断に従
い、前記ジョブの処理が、該ジョブの２ページ目以降の
処理に該当する場合は、前記濃度検知モジュールにより
検知され、メモリに格納されている第１のトナー濃度
を、該ページの画像形成におけるトナー補給量としてト
ナー補給する補給モジュールと、前記濃度検知モジュー
ルにより検知された第２のトナー濃度を次回の画像形成
に備えて前記メモリに格納する格納モジュールと、前記
補給モジュールの処理によりトナー補給され、制御され
たトナー濃度によって画像形成を行なう画像形成モジュ
ールと、を備え、前記補給モジュールは、前記判断モジ
ュールの判断に従い、前記ジョブの処理が、該ジョブの
１ページ目の処理に該当する場合は、前記メモリに格納
されている第2のトナー濃度を、前記第1のトナー濃度の
代替データとして使用してトナー補給のタイミングを制
御することを特徴とする。

【００３５】

【発明の実施の形態】＜実施形態１＞図４は、実施形態
による画像形成装置の説明図である。1は潜像担持体で
ある感光ドラム、20は帯電装置、21は感光ドラム上に潜
像を形成する露光装置、11は潜像をトナーで可視化する
ための現像装置、9は現像装置にトナーを補給するトナ
ー補給機構、22は可視化されたトナー像を転写材上に転
写する転写装置、23は転写材上に転写されたトナー像を
定着するための定着装置、24は感光ドラム上に残った転
写残トナーを除去するためのクリーニング装置である。

【００３６】現像装置11は、現像剤容器を備え、トナー
粒子と磁性キャリア粒子が混合された現像剤が収容され
ている。Bスクリュー6 の上方にはトナー補給機構９が
形成され、該トナー補給機構内には補給用トナー（非磁
性トナー）が収容されている。なお、トナー補給機構９
には補給口８が設けられ、現像で消費されたトナーに見
合った量のトナーが補給口８経て現像剤容器10内に落下
補給される。

【００３７】トナーとしては、バインダー樹脂に着色剤
や帯電制御剤等を添加した公知のものが使用でき、本実
施形態においては体積平均粒径が５〜１５μｍのものを
使用した。一方、磁性キャリアとしてはフェライトキャ
リア、樹脂コーティングを施したもの等が好適に使用さ
れ、平均粒径５〜７０μｍが好ましい。

【００３８】感光ドラム１に近接し、対向する現像剤容
器の部位には開口部が設けられ、該開口部にアルミニウ
ムや非磁性ステンレス鋼等の非磁性の現像剤支持手段で
ある現像スリーブ２が設けられている。現像スリーブ２
は矢印方向に回転してトナー及びキャリアの混合された
現像剤を現像部に担持搬送する。現像スリーブ２に担持
された現像剤の磁気ブラシは現像部で回転する感光ドラ
ム１に接触し、感光ドラム１上の静電潜像が現像され
る。

【００３９】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べく、現像器に補給するトナー量
を制御するために、露光装置の出力信号のレベルが画素
毎にカウントされる。このカウントは、本実施形態では
次のようにして行なわれる。

【００４０】露光装置21はレーザスキャナー装置であっ
て、不図示の半導体レーザと回転多面鏡（ポリゴンミラ
ーとも呼ばれる）やレンズなどを有する。半導体レーザ
から放射されたレーザ光は回転多面鏡によって掃引さ
れ、ｆ／θレンズ等のレンズおよびレーザ光を像担持体
たる感光体ドラム１方向に指向させる固定ミラーによっ
て感光体ドラム１上にスポット結像される。かくして、
レーザ光は感光体ドラム１の回転軸とほぼ平行な方向
（主走査方向）にドラムを走査し、静電潜像を形成する
ことになる。

【００４１】静電潜像となる画像は、パソコンや画像入
力スキャナーなどから画像処理回路30を介してパルス幅
変調回路31に入り、入力される画素画像信号毎にそのレ
ベルに対応した幅（時間長）のレーザ駆動パルスを形成
して露光装置21に出力される。すなわち、図５（ａ）に
示すように、高濃度の画素画像信号に対してはより幅の
広い駆動パルスＷを、低濃度の画素画像信号に対しては
より幅の狭い駆動パルスＳを、中濃度の画素画像信号に
対しては中間の幅の駆動パルスＩをそれぞれ形成する。

【００４２】パルス幅変調回路31から出力されたレーザ
駆動パルスは露光装置21に供給され、パルス幅に対応す
る時間だけ半導体レーザを発光させる。したがって、半
導体レーザは高濃度画素に対してはより長い時間駆動さ
れ、低濃度画素に対してはより短い時間駆動されること
になる。それゆえ、感光体ドラム１は、高濃度画素に対
しては主走査方向により長い範囲が露光され、低濃度画
素に対しては主走査方向により短い範囲が露光される。

【００４３】図５（ｄ）において、低、中、高濃度画素
の静電潜像をそれぞれＬ、Ｍ、Ｈで示すように、画素の
濃度に対応して静電潜像のドットサイズが異なる。した
がって、当然のことながら、高濃度画素に対するトナー
消費量は低濃度画素に対するそれよりも大である。

【００４４】パルス幅変調回路31の出力信号がＡＮＤゲ
ート33の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート33の
他方の入力にはクロックパルス発振器32からのクロック
パルス（図５の（ｂ）に示すパルス）が供給される。従
って、ＡＮＤゲート33からは図５の（a）に示すように
レーザ駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々のパルス幅に対応し
た数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した
数のクロックパルスが出力される。クロックパルス数は
各画像毎にカウンタ34によって積算され、最終的にビデ
オカウント数が算出される。

【００４５】ビデオカウント数は、出力画像のトナー像
を形成するために現像器から消費されるトナー量に対応
している。そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ35に
供給すると共にＲＡＭ36に記憶する。ＣＰＵ35は、この
ビデオカウント数に基づき現像器11から消費されるトナ
ー量を算出し、トナー補給機構9を必要時間だけ駆動し
て現像剤容器にトナーを補給する。かくして、一般に上
記ビデオカウント数が大であればトナー補給機構9の駆
動時間はより長い時間となり、上記ビデオカウント数が
小であればトナー補給機構9の駆動時間はより短い時間
となる。

【００４６】次に、実施形態による画像形成装置の動作
を説明する。図１はトナー補給に関する画像形成装置の
動作を示すフローチャートであり、図２は補給動作に関
するタイミングチャートである。

【００４７】画像形成装置の本体の電源ON（Ｓ1）のあ
と、所定の立ち上げ準備が終了するとスタンバイ状態
（Ｓ2）になる。スタンバイ状態でプリント信号（Ｓ3）
を受けると、プリント動作が開始し（Ｓ3-Yes)、感光ド
ラム、帯電装置、露光装置などが順次起動する。

【００４８】現像器は現像するべきタイミングが来るま
で止まったまま待機しており、現像を行う時のみ現像器
が回転する（Ｓ5）。現像スリーブの回転と同時に現像
器内のスクリューが回転して現像剤の撹拌を開始する。
現像器の回転が落ち着く時間を見計らって、露光装置が
作動して潜像を形成し（Ｓ6）、同時にビデオカウント
データの取得が開始される（Ｓ7）。

【００４９】ここで、CPUは現在の画像形成動作がジョ
ブの何枚目かを判断し（Ｓ8）、一枚目であるときは補
給するべきトナー量のデータをまだ持っていないのでプ
リント中のトナー補給動作をスキップする。

【００５０】連続ジョブの2枚目以降であるときは、CPU
は、RAMに格納されている前回のプリント時に算出され
た補給トナー量を読み出し（Ｓ9）、それをもとに必要
なトナー補給を行なうために、トナー補給装置を駆動し
てトナー補給を開始する（Ｓ10）。トナー補給は現像ス
クリューなどが回転中に補給を終えなくてはならないの
で、画像形成時間内に終わるよう処理される（Ｓ11）。

【００５１】潜像形成が終わると露光装置が停止し（Ｓ
12）、同時にビデオカウント積算も終了する（Ｓ13）。
CPUは、取得したビデオカウント値をもとにトナー補給
量を算出し（Ｓ14）、データをその後のトナー補給に備
えてRAMに格納する（Ｓ15）。潜像が現像器を完全に通
過し終わった後に現像器は停止する（Ｓ16）。

【００５２】ここで、CPUはジョブが終了したかどうか
を判断し（Ｓ17）、まだ終了しておらずに連続して行う
プリントがあれば画像形成装置は再び次のサイクルに入
り(Ｓ17-No)、ジョブの残り枚数がなければ後回転トナ
ー補給モードにはいる（Ｓ17-Yes)。

【００５３】後回転トナー補給モードでは、まず現像器
が回転し（Ｓ18）、RAMに格納されている前回のプリン
ト時において算出された補給トナー量を読み出し（Ｓ1
9）、それをもとに必要な時間だけトナー補給装置を駆
動してトナー補給を開始し（Ｓ20）、必要量のトナー補
給を終え（Ｓ21）、RAMに格納されている補給量データ
をクリアし（Ｓ22）、最後に現像器が停止して（Ｓ2
3）、一連のプリント動作を終える(Ｓ24)。

【００５４】以上説明したように、ジョブの1枚目プリ
ントにおいては、補給するべきトナー情報がRAMに格納
されていないので、通常の補給ステップをパスし、後続
のジョブ若しくはページ用として利用するトナー補給情
報を算出し、RAMに格納する。

【００５５】1ページ完結のジョブであれば、後回転ト
ナー補給処理によりトナー補給をして、プリントジョブ
を実行する。

【００５６】連続プリントジョブの2枚目以降はプリン
ト中にもトナー補給を行い、ジョブの終了時に後回転ト
ナー補給を行って、一連の画像形成動作を終える。

【００５７】このような処理で、毎ジョブごとにトナー
補給が完結することになり、トナー補給シーケンスが非
常に単純なものになる。また、電源ON時の一枚目はトナ
ー補給されない問題を回避することができる。

【００５８】また後回転時は、トナーが補給されるべき
である現像後の現像剤が必ず補給口の下に位置している
ので、朝一準備動作時にトナー補給を行う方式よりもは
るかに適切なトナー補給を行うことが可能となり、補給
されるべきである現像後の現像剤にトナー補給をし損な
ったり、放置によって嵩が締まっている状態になってい
る朝一放置後の現像剤にいきなりトナーを補給して帯電
不良を生じたりすることもない。

【００５９】なお、これまで説明してきた上記の実施形
態では、本発明を電子写真方式のレーザプリンタに適用
した場合を説明したが、本発明にかかる画像形成装置及
び方法は、電子写真方式、静電記録方式等の種々の複写
機、プリンタ等の画像形成装置に等しく適用できるもの
である。さらに、その画像形成装置や制御系の構成等に
ついて必要に応じて種々の変形および変更がなしうるこ
とはいうまでもない。

【００６０】＜実施形態２＞本実施形態は、複数のプロ
セスカートリッジを搭載したカラー画像形成装置に、第
１の実施形態の動作を搭載した時の例である。図６は画
像形成装置に着脱可能に構成されたプロセスカートリッ
ジの概略断面図であり、図７は電子写真プロセスを利用
したカラーレーザープリンタの概略断面図である。

【００６１】図６に示すプロセスカートリッジ19は、現
像装置11の他に、潜像担持体である感光ドラム１、帯電
手段である帯電ローラ20、クリーニング装置24を一体に
形成し、画像形成装置本体に着脱自在な構成としたもの
である。

【００６２】この場合でも、第１の実施形態による効果
が得られると共に、プロセスカートリッジの形態をとっ
たことで電源OFF時に現像装置が取り出されることがあ
っても全く問題にならず、これらの構成部品の交換を容
易に行うことができるようになる。従って、画像形成装
置のメンテナンス性が格段に向上する。また、カートリ
ッジを交換することで、電子写真の重要な構成部品が新
品に交換されるため、常に高品質な画像を保つことがで
きる。

【００６３】図７に示すカラーレーザープリンタは、複
数個のプロセスカートリッジ19を有し、一旦第２の画像
担持体である中間転写ベルト40に連続的に多重転写し、
フルカラープリント画像を得る4連ドラム方式（インラ
イン）プリンタである。

【００６４】図７に於いて無端状の中間転写ベルト40
が、駆動ローラ41、テンションローラ42及び２次転写対
向ローラ43に懸架され、図中矢印の方向に回転してい
る。プロセスカートリッジ（以下P-CRG）19は、上記の
中間転写ベルト40に対して各色（Y、M、C,Bk）に対応し
た4本が直列に配置されている。イエロートナーを現像す
るP-CRG19内に配置される感光ドラム1はその回転過程
で、1次帯電ローラ20により所定の極性・電位に一様に
帯電処理され、次いで不図示の画像露光手段（カラー原
稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電
気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビーム
を出力するレーザスキャンによる走査露光系等）による
画像露光を受けることにより目的のカラー画像のイエロ
ー成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、そ
の静電潜像が第1現像器11（イエロー現像器）により現
像され、転写ベルト上にバイアス転写される。

【００６５】かくして順次イエロー（Y)、マゼンタ
（M)、シアン（C)、ブラック（Bk)の画像が中間転写体4
0上に重ねられ、フルカラー画像が形成される。

【００６６】中間転写ベルト40上で形成された4色フル
カラー画像は、次いで２次転写ローラ44により、転写材
に一括転写され、不図示の定着装置によって溶融定着さ
れカラープリント画像を得る。中間転写ベルト40上に残
留する２次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ45
でブレードクリーニングされ、次の作像工程に備える。

【００６７】このようなカラー画像形成装置に第１の実
施形態で説明した電源OFF時に特別トナー補給モードを
行っても、同様の効果を得ることができる。

【００６８】特にカラー画像形成装置の場合は、飛散や
再転写トナー、クリーニング不良などのトラブルによ
り、トナーが他色の現像器に混入して色味が変わってし
まう問題を未然に防止するために、現像スリーブの回転
時間を可能な限り短くする必要がある。本発明にかかる
実施形態の構成によれば、一枚遅れとなったトナー補給
を紙間や後回転時に行うことなく、電源OFF直前のみの
一回で終えてしまう構成としたので、現像スリーブの回
転時間は必要最小限とすることができ、カラー画像形成
装置においても非常に有効である。

【００６９】

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。

【００７０】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００７１】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００７２】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した（図１に示す）フローチ
ャートに対応する処理を実行するプログラムコードが格
納されることになる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる画
像形成装置等によれば、毎ジョブごとにトナー補給が完
結するようにしたので、トナー補給シーケンスを非常に
単純にすることができ、補給がなされないあるいは不適
切な補給を行ってしまう問題を容易に防止できる。

【００７４】また、現像装置がジョブ間のスタンバイ時
に取り出されてしまい、次のプリント時に行われるはず
であったトナー補給が行われずにトナー濃度が狂ってし
まうという問題を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施形態において、トナー補給
に関する動作を説明するフローチャートである。

【図２】本発明にかかる実施形態において、トナー補給
に関する動作を示すタイミングチャートである。

【図３】従来例におけるトナー補給に関する動作を示す
タイミングチャートである。

【図４】本発明にかかる実施形態において、画像形成装
置の概略構成を示すための断面図である。

【図５】本発明にかかる実施形態において、ビデオカウ
ント取得プロセスの説明図である。

【図６】本発明にかかる実施形態において、プロセスカ
ートリッジの概略構成を示す断面図である。

【図７】本発明にかかる実施形態において、カラー画像
形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図８】従来例におけるトナー補給に関する動作を示す
フローチャートである。

【図９】従来例における現像装置の断面図である。

【図１０】従来例における現像器の上方視図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 現像スリーブ ３ マグネットローラ ４ 現像剤規制部材 ５ Aスクリュー ６ Bスクリュー ７ 内壁 ８ トナー補給口 ９ トナー補給機構 １０ 現像剤容器 １１ 現像装置 ２０ 帯電装置 ２１ 露光装置 ２２ 転写装置 ２３ 定着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５ Ｇ０３Ｇ 15/08 １１５ Ｆターム(参考） 2H027 DA32 DA33 DB01 DB08 DE04 DE07 DE09 EA06 EB01 EB04 EC06 EC08 EC18 EC20 ED10 EE07 EE08 EF06 EF09 EF11 ZA07 2H030 AA03 AD13 AD17 BB02 BB36 BB38 BB42 2H077 AA14 AB02 AB14 AD06 AD13 AE06 DA08 DA12 DA78 DA83 DA86 DB02 DB14 DB18 DB21 EA03 GA03 GA13 GA17

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー補給のタイミングを制御する画像
   形成装置であって、 画像形成時に、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検
   知手段と、 画像形成するべきジョブの１ページ目の処理に該当する
   か否かを判断する判断手段と、 前記判断手段の判断に従い、前記ジョブの処理が、該ジ
   ョブの２ページ目以降の処理に該当する場合は、前記濃
   度検知手段により検知され、メモリに格納されている第
   １のトナー濃度を、該ページの画像形成におけるトナー
   補給量としてトナー補給する補給手段と、 前記濃度検知手段により検知された第２のトナー濃度を
   次回の画像形成に備えて前記メモリに格納する格納手段
   と、 前記補給手段によりトナー補給され、制御されたトナー
   濃度によって画像形成を行なう画像形成手段と、を備
   え、 前記補給手段は、前記判断手段の判断に従い、前記ジョ
   ブの処理が、該ジョブの１ページ目の処理に該当する場
   合は、前記メモリに格納されている第2のトナー濃度
   を、前記第1のトナー濃度の代替データとして使用して
   トナー補給のタイミングを制御することを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 前記補給手段は、間欠一枚によるジョブ
   では現像後の後回転時に、前記メモリに格納されている
   第2のトナー濃度に従いトナー補給を行うことを特徴と
   する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記濃度検知手段は、各画像の画素濃度
   に対応したレーザ駆動クロックパルス数を積算するビデ
   オカウント数に従いトナー消費量を求め、トナー濃度の
   減少量を算出することを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
4. 【請求項４】 前記画像形成手段は、カラー画像を形成
   するために、イエロー（Y)、マゼンタ（M)、シアン
   （C)、ブラック（Bk)を含む色要素に対して画像形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記画像形成手段は、 トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を収納する現
   像剤容器と、該現像剤容器内の現像剤を撹拌する撹拌装
   置と、該攪拌された現像剤を担持して現像部に搬送する
   ための現像スリーブと、を含む現像手段と、 静電潜像を形成させるために、静電潜像形成手段を帯電
   させる帯電手段と、 前記現像手段により担持された現像剤と、前記帯電手段
   による帯電と、から静電潜像を形成する静電潜像形成手
   段と、 前記形成された静電潜像を除去するための除去手段と、 を、着脱自在に一体として形成されたカートリッジ構造
   として有することを特徴とする請求項１または４に記載
   の画像形成装置。
6. 【請求項６】 トナー補給のタイミングを制御して画像
   形成する方法であって、 画像形成時に、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検
   知工程と、 画像形成するべきジョブの１ページ目の処理に該当する
   か否かを判断する判断工程と、 前記判断工程の判断に従い、前記ジョブの処理が、該ジ
   ョブの２ページ目以降の処理に該当する場合は、前記濃
   度検知工程により検知され、メモリに格納されている第
   １のトナー濃度を、該ページの画像形成におけるトナー
   補給量としてトナー補給する補給工程と、 前記濃度検知工程により検知された第２のトナー濃度を
   次回の画像形成に備えて前記メモリに格納する格納工程
   と、 前記補給工程の処理によりトナー補給され、制御された
   トナー濃度によって画像形成を行なう画像形成工程と、
   を備え、 前記補給工程は、前記判断工程の判断に従い、前記ジョ
   ブの処理が、該ジョブの１ページ目の処理に該当する場
   合は、前記メモリに格納されている第2のトナー濃度
   を、前記第1のトナー濃度の代替データとして使用して
   トナー補給のタイミングを制御することを特徴とする画
   像形成方法。
7. 【請求項７】 前記補給工程は、間欠一枚によるジョブ
   では現像後の後回転時に、前記メモリに格納されている
   第2のトナー濃度に従いトナー補給を行うことを特徴と
   する請求項６に記載の画像形成方法。
8. 【請求項８】 前記濃度検知工程は、各画像の画素濃度
   に対応したレーザ駆動クロックパルス数を積算するビデ
   オカウント数に従いトナー消費量を求め、トナー濃度の
   減少量を算出することを特徴とする請求項６に記載の画
   像形成方法。
9. 【請求項９】 前記画像形成工程は、カラー画像を形成
   するために、イエロー（Y)、マゼンタ（M)、シアン
   （C)、ブラック（Bk)を含む色要素に対して画像形成す
   ることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
10. 【請求項１０】 トナー補給のタイミングを制御して画
    像形成する方法をコンピュータで実行するためのプログ
    ラムモジュールを格納した記憶媒体であって、 該プログラムモジュールが、 画像形成時に、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検
    知モジュールと、 画像形成するべきジョブの１ページ目の処理に該当する
    か否かを判断する判断モジュールと、 前記判断モジュールの判断に従い、前記ジョブの処理
    が、該ジョブの２ページ目以降の処理に該当する場合
    は、前記濃度検知モジュールにより検知され、メモリに
    格納されている第１のトナー濃度を、該ページの画像形
    成におけるトナー補給量としてトナー補給する補給モジ
    ュールと、 前記濃度検知モジュールにより検知された第２のトナー
    濃度を次回の画像形成に備えて前記メモリに格納する格
    納モジュールと、 前記補給モジュールの処理によりトナー補給され、制御
    されたトナー濃度によって画像形成を行なう画像形成モ
    ジュールと、を備え、 前記補給モジュールは、前記判断モジュールの判断に従
    い、前記ジョブの処理が、該ジョブの１ページ目の処理
    に該当する場合は、前記メモリに格納されている第2の
    トナー濃度を、前記第1のトナー濃度の代替データとし
    て使用してトナー補給のタイミングを制御することを特
    徴とする記憶媒体。