JP2007121620A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法、現像剤量検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤量の検知精度を大きく低下させることなく低コスト化を行うことが可能な画像形成装置およびその制御方法、現像剤量検知方法を提供する。
【解決手段】複数の感光ドラム１と、複数のレーザユニット３と、複数の現像ローラ５と、複数のトナー容器１４とを有する画像形成装置において、トナー容器１４内の現像剤量を検知するための第一の検知手段と第二の検知手段とを有し、トナー容器１４のうちの少なくとも１つについては、第一の検知手段と第二の検知手段とで現像剤量を検知し、他のトナー容器１４については第二の検知手段のみで現像剤量を検知し、第二の検知手段のみで検知された他のトナー容器１４の現像剤量は、所定のタイミングで、第一の検知手段と第二の検知手段で検知されたトナー容器１４の現像剤量値に基づいて補正されることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサー等の画像形成装置およびその制御方法、現像剤量検知方法に関し、特に電子写真方式のカラー画像形成装置およびその制御方法、現像剤量検知方法に関するものである。

従来、画像形成装置における現像剤量検知手段として以下のものが知られている。すなわち、現像剤量を精度よく検知するために検知方式の異なる少なくとも２つ以上の現像剤量検知手段を用いて、現像剤収容部内の現像剤量を検知する方式である（例えば、特許文献１参照）。

従来例に係る画像形成装置は、少なくとも２つ以上の現像剤量検知手段として、フレキシブルアンテナを用いる静電容量測定方式と、ピクセルカウント方式の現像剤量検知手段を用いて、現像剤の残量を逐次検知している。

静電容量測定方式の現像剤量検知手段におけるフレキシブルアンテナは、測定電極部材と基準電極部材とから成る。測定電極部材は現像剤と接触する箇所、例えば現像剤容器の内部側面に設ける。基準電極部材は現像剤と接触しない箇所に設ける。測定電極部材と基準電極部剤の表面には入力側電極と出力側電極とが形成される。そして、これら一対の電極間の静電容量を測定することにより、現像剤量を測定する。また、測定電極部材は部材表面に接触する現像剤量に応じた静電容量を発生するので、これにより現像剤残量が測定される。

ピクセルカウント方式では、画像信号がビットマップデータに展開されるときに、静電潜像中の現像剤が転移してトナー像となる部分の画素数をカウントする。そして、カウントされた画素数に１画素あたりの消費現像剤量を乗じて使用現像剤量を算出する。
特開２００１−９２２３２号公報

ところで、近年カラー画像の形成を行うことができる電子写真式のカラー画像形成装置の需要が増大している。それに伴って、カラー画像形成装置に対しても低コスト化への要求が高まっている。

しかしながら従来例によれば、カラー画像形成装置の現像剤量を検知するためには、カラー画像を形成する各色の現像剤を収容する複数の現像剤容器の全てに少なくとも２つの現像剤量検知手段を設けることとなる。そのため、現像剤量の検知にコストがかかってしまうこととなる。そのため、カラー画像形成装置において低コスト化を実現するための手段としては、現像剤量検知手段の低コスト化が有効である。

現像剤量検知手段の低コスト化を図るために、現像剤収容部内の検知方式の種類を削減することが考えられる。しかしながら、これでは現像剤量検知の精度が大きく低下するという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とする処は、現像剤量の検知精度を維持しつつ低コスト化を行うことが可能な画像形成装置およびその制御方法、現像剤量検知方法を提供することにある。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。

（１）現像剤像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に潜像を形成する複数の露光手段と、前記複数の像担持体に形成された潜像を現像剤像として顕像化する複数の現像手段と、前記複数の現像手段が用いる現像剤を収容する複数の現像剤収容部とを有する画像形成装置において、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知するための第一の検知手段と第二の検知手段とを有し、前記複数の現像剤収容部のうちの少なくとも１つについては、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、他の現像剤収容部については前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、前記第二の検知手段を用いて検知された前記他の現像剤収容部の現像剤量は、前記第一の検知手段と第二の検知手段により検知された前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理されることを特徴とする画像形成装置。

（２）現像剤像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に潜像を形成する複数の露光手段と、前記複数の像担持体に形成された潜像を現像剤像として顕像化する複数の現像手段と、前記複数の現像手段が用いる現像剤を収容する複数の現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知するための第一の検知手段と第二の検知手段とを有する画像形成装置の制御方法において、
前記現像剤収容部のうちの少なくとも１つについては、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段とを用いて現像剤量を検知し、他の現像剤収容部については前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、前記第二の検知手段を用いて検知された前記他の現像剤収容部の現像剤量は、前記第一の検知手段及び第二の検知手段により検知された前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理されるように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

（３）画像形成装置の複数の現像剤収容部のうちの少なくとも１つについて、第一の検知方法及び第二の検知方法を用いて現像剤量を検知するステップと、他の現像剤収容部について、前記第二の検知方法を用いて現像剤量を検知するステップと、前記第二の検知方法を用いて検知した前記他の現像剤収容部の現像剤量を、前記第一の検知方法と第二の検知方法とを用いて検知した前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理するステップとを含むことを特徴とする現像剤量検知方法。

本発明によれば、現像剤量の検知精度を維持しつつ低コスト化を行うことが可能な画像形成装置およびその制御方法、現像剤量検知方法を提供することができる。

以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。

ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本実施例に係る画像形成装置について以下説明する。

＜画像形成装置及び画像形成方法＞
図１は、本実施例に係る画像形成装置の概略断面図であり、インライン方式のカラー画像形成装置（以下、インラインカラープリンタ）を示している。

インライン方式では、現像剤としての各色トナーを内包する現像ユニット４ａ〜４ｄ等に対向配設された像担持体としての感光体ドラム１ａ〜１ｄが、中間転写体としての転写ベルト６の移動方向に順次配設される。そして、画像形成手段により各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された各色トナー画像が中間転写ベルト６に順次転写される。これにより、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色のトナーによるカラー画像が形成される。

転写ベルト６は無端状の転写ベルトであり、駆動ローラ７と従動ローラ９に懸架され、図中矢印ａの方向に回転する。感光体ドラム１ａ〜１ｄは、転写ベルト６に対向して直列に４本配置されている。

また、前記画像形成手段は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、帯電手段としての帯電ローラ２ａ〜２ｄ、不図示のレーザダイオード、ポリゴンミラー、レンズ等を有する露光手段としてのレーザユニット３ａ〜３ｄ、現像ユニット４ａ〜４ｄから構成される。帯電ローラ２ａ〜２ｄ、レーザユニット３ａ〜３ｄ、現像ユニット４ａ〜４ｄは、この順番で感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向に感光体ドラム１ａ〜１ｄの周辺に配設されている。

現像ユニット４ａ〜４ｄは、現像手段としての現像ローラ５ａ〜５ｄ、現像剤収容部としてのトナー容器１４ａ〜１４ｄ、供給ローラ１１ａ〜１１ｄを有する。

本実施例では、図２−１、２−２に示されるように、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、帯電ローラ２ａ〜２ｄ、現像ユニット４ａ〜４ｄが一体化されてプロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄを構成する。また、画像形成装置には、転写ベルト６の移動方向に沿って、イエロー用、マゼンタ用、シアン用およびブラック用の画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが設けられている。プロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄは、不図示のカートリッジ装着手段を介して、各色画像形成ステーションに対して取り外し可能に装着される。なお、プロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄの構成は特にこれに限定されず、例えば、感光体ドラム１ａ〜１ｄと現像ユニット４ａ〜４ｄとが一体化された構成であってもよい。

ここで、図２−１に示されるプロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄにおける感光体ドラム２ａ〜２ｄの周りには、クリーニング機構が配置されていない。これは、転写残トナーを現像ユニット４ａ〜４ｄにて現像と同時に回収するクリーナーシステムを採用しているためである。このクリーナーシステムによれば、画像形成装置の小型化、低コスト化が可能である。また更に、クリーニングブレードで感光体ドラム１ａ〜１ｄを摺擦しないため、感光体ドラム１ａ〜１ｄの寿命を延ばすことも可能である。

あるいは、図２−２に示すように、カウンターブレード方式のクリーニング手段を用いても構わない。この場合、クリーニング手段は感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１２ａと掻き取られたトナーを収容するためのクリーニング容器１３ａより構成される。

続いて、インラインカラープリンタにおける画像形成動作について説明する。

不図示のパーソナルコンピュータ等のホストから画像データが送信される。すると、帯電ローラ２ａ〜２ｄにより均一に帯電された感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に、該画像データに応じたレーザビームがレーザユニット３ａ〜３ｄより照射される。そして、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面に、各色に対応した所望の静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向して配設されている各色のトナーを内包した現像ユニット４ａ〜４ｄにより、現像部位で反転現像されてトナー像として可視化される。

各色のトナー像は転写ベルト６に順次多重転写されて、カラートナー画像が形成される。カラートナー画像は不図示の給紙手段により給紙され、搬送手段により搬送されてくる記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐ上の未定着カラートナー画像は定着手段としての不図示の定着装置によって溶融定着され、記録媒体Ｐ上に永久定着されて、所望のカラー画像が得られる。

次に、本実施例に係る画像形成装置におけるトナー量検知方法について説明する。本実施例においては、イエロートナーを収容するイエローカートリッジのみが板状アンテナ１０を備え、静電容量方式によるトナー量検知とピクセルカウント方式によるトナー量検知を行う。マゼンタ、シアンおよびブラックのカートリッジについてはピクセルカウント方式によるトナー量検知のみを行う。

＜静電容量方式のトナー量検知方法＞
まず、イエローカートリッジでのみ行われる静電容量方式のトナー量検知方法について説明する。図２−１は、イエローカートリッジの概略断面図である。

まず、板状アンテナ１０の構成について説明する。図２−１に示すように、板状アンテナ１０は、第１の導電部材としての入力電極１０ａ（現像ローラ５ａと同電位）と、第２の導電部材としての出力電極１０ｂを有している。本実施例では、入力電極１０ａおよび出力電極１０ｂとして金属板を用い、入力電極１０ａと現像ローラ５ａ、出力電極１０ｂのコンデンサでトナー量を検知する。

入力電極１０ａと出力電極１０ｂは、現像ユニット４ａを構成するトナー容器１４ａに固定されている。また入力電極１０ａおよび出力電極１０ｂは、それぞれプロセスカートリッジの側面に配設された不図示の入力接点板および出力接点板と電気的に接続される。入力接点板および出力接点板は、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着されると、画像形成装置本体内に配設された不図示の装置本体側接点とそれぞれ接触し、電気的に接続される。これにより、入力電極１０ａおよび出力電極１０ｂは、それぞれ画像形成装置本体に設けられた不図示の電圧印加手段および第一の検知手段としてのトナー量検知回路９０６（図３）に電気的に接続される。

図３に示すように、トナー量検知回路９０６は、ＣＰＵ９００を介してユーザからのトナー量検知指示を受けると、上記構成の板状アンテナ１０の入力電極１０ａと現像ローラ５ａに交流電圧を印加する。これにより、入力電極１０ａと現像ローラ５ａおよび出力電極１０ｂ間の静電容量値に応じた電流が誘起される。この電流量を検出することで静電容量が測定され、その結果、トナー量を検知することができる。

なお、入力電極１０ａおよび出力電極１０ｂに用いられる金属板の材料としては、例えば薄板のステンレススチールが望ましいが、特にこれに限定されない。また、例えば、入力電極１０ａおよび出力電極１０ｂを一枚板としてトナー容器１４ａの略長手全長に亘って配置してもよいし、長手に対して断続的に配置してもよい。

＜ピクセルカウント方式のトナー量検知方法＞
続いて、全てのカートリッジで行われるピクセルカウント方式のトナー量検知方法について説明する。ピクセルカウント方式とは、形成される画像の画像ドット（以下、ドット）を形成する個々の画像信号をカウントし、それに所定の係数を乗算することでトナー量を検知する方式である。

詳細には、まず転写材の１ページを複数の領域に分割し、各領域におけるドット数の多少によって各領域の画像の種類がベタ画像であるか線画像であるか判断する。そして、予め定められた各領域の画像の種類に応じたドット１個あたりのトナー消費量にドット数を乗じて各領域内でのトナー消費量を求める。その後各領域のトナー消費量を加算することにより、転写材１ページあたりのトナー消費量を求める。そして予め分かっている使用前トナー量からこのトナー消費量を減算することによりトナー容器１４ａ〜１４ｄ中のトナー量を検知する。

ドット数の計数
本実施例に係る画像形成装置は、一例として６００ｄｐｉ（ドット／インチ）のレーザビームプリンタである。また、レターサイズ用紙（２１６ｍｍ×２７９ｍｍ）の画像形成可能領域は２０４ｍｍ×２６９ｍｍで、ドットに換算すると４８７８ドット×６４２０ドットである。そこで転写材１ページを４０×６０＝２４００個の領域に分けることとする。１つの領域は、およそ５．１ｍｍ×４．５ｍｍ（１２２ドット×１０７ドット）の大きさになる。

各領域のドット数の計数方法について、図３を用いて説明する。

図３はイエローカートリッジが装着された画像形成ステーションＹを示すブロック図である。他の画像形成ステーションについては、静電容量方式のトナー量検知が行われない点以外は同様であるため説明は省略する。

本実施例においては、ホストコンピュータ９０４からプリント出力する画像データが電気信号として、ＣＰＵ９００に送られてくる。画像データは、例えば画像形成装置本体に備えた画像読取手段等から送られるものであってもよい。ＣＰＵ９００は中央演算処理装置であり、格納されたプログラムや各種データを読み出し、必要な演算や判断を行い、各種制御を行うものである。

ＣＰＵ９００でこの画像データを１走査ラインごとのビデオ信号に変換し、ビデオ信号に応じてレーザ駆動信号を作成する。そして、レーザユニット３ａの発光／消灯を制御して感光体ドラム１ａを照射する。

ビデオ信号がレーザ発光させる信号となってレーザユニット３ａへ送られる際には、水平同期信号（ＢＤ信号）が走査ラインの先頭にくる。ＢＤ信号から一定時間後にビデオ信号がくるので、ビデオ信号の開始位置はＢＤ信号を検知することにより確認することができる。

各領域内のドットの計数は、一定時間ごとにゼロから計数を開始するが、計数結果は不図示のドット数記憶メモリに送られて、計数した領域ごとに記憶される。このようにして、各領域でのレーザ走査方向のドット数を計数できる。またＢＤ信号を計数することで走査ライン数を知ることができる。

本実施例では上述のとおり、１つの領域をおよそ５．１ｍｍ×４．５ｍｍ（１２２ドット×１０７ドット）の大きさとしている。したがってＢＣ信号が１０７回まではドット数を計数した走査ラインを直前の走査ラインと同じ領域と判断し、その計数結果を、前回の計数結果に加算する。そしてＢＤ信号１０７回ごとに同じ位置の走査方向の計数結果を新しい領域として記憶する。

こうして、領域毎に０から１３０５４（１２２×１０７ドット）の数字がドット数として記憶される。このとき、特に走査ライン方向の計数は所定時間ごとに行なうが、若干の誤差が生じることがある。そのため、各領域の走査方向が必ずしも常に１２２ドットにはならず、多少の増減がある。しかしながら後述するように、３０００ドットごとにドットあたりのトナー消費量を定めたため、走査方向の分割誤差に大きな影響はない。このようにして領域ごとのドット数が計数されてドット数記憶メモリに記憶される。

トナー量の測定方法
次に、各領域内のドット数が、表１に示すトナー消費量換算表の１ドットあたりのトナー消費量値と乗算処理されてトナー消費量に換算される。このトナー消費量は不図示の領域内消費量メモリに領域ごとのトナー消費量として記憶される。表１は、本実施例に係る画像形成装置を通常環境（温度２３℃、湿度６０％）で使用した場合のトナー消費量換算表である。

表１では、各領域内でドット数にしたがって線画像かベタ画像かを区別している。１ドットあたりのトナー消費量の値は画像形成装置固有の値であり、予め各装置で試験を行なって数値を定める必要がある。本実施例では、ドット数に応じて４種類のトナー消費量に分けたが、２種類以上であれば何種類でも構わず、メモリ容量や計算スピード能力などに応じて決定すればよい。

領域内消費量メモリに記憶された領域ごとのトナー消費量は、トナー消費量計算回路９０３により全て足し合わせられ、「転写材１ページのトナー消費量」が求められる。「転写材１ページのトナー消費量」はトナー消費量計算回路９０３内のメモリに記憶される。

そしてＣＰＵ９００は、トナー消費量計算回路９０３内に記憶された「転写材１ページのトナー消費量」と、ＮＶＲＡＭ９０５に書き込まれている「前回の画像形成処理までの総トナー消費量」とを合わせて、「総トナー消費量」を算出する。「総トナー消費量」は、随時書き換え可能な信号としてＮＶＲＡＭ９０５に書き込まれる。

さらにＣＰＵ９００は、ＲＯＭ９０１に予め設定されている「使用前トナー量」とＮＶＲＡＭ９０５に書き込まれた「総トナー消費量」の差分から、現状の「トナー量」を算出し、ユーザの必要に応じて表示部９０２に表示する。ＣＰＵ９００、ＲＯＭ９０１、トナー消費量計算回路９０３、ＮＶＲＡＭ９０５は、第二の検知手段を構成する。

＜ピクセルカウント方式のトナー量補正方法＞
しかしながら、ピクセルカウント方式においては、画像形成装置本体の置かれる環境によってトナー消費量が変わってしまう。

例えば、高温高湿環境下（例えば、温度３２．５度、湿度８０％）では、トナーの帯電量が低下することで現像性が高くなる。その結果、通常環境よりもトナー消費量が多くなる。逆に低温低湿環境下では、トナーの帯電性が大きくなり、現像性が低下するため通常環境よりもトナー消費量は少なくなる。

そのため、ピクセルカウント方式のトナー量検知では、画像形成装置の置かれる環境により実際のトナー量からのずれを生じてしまう。そこで、この環境によるトナー量のずれを補正するために、イエローカートリッジに備えた精度の高い静電容量方式で測定した総トナー消費量値を用いて、ピクセルカウント方式で測定した総トナー消費量値を補正することとした。本実施例においては、１００枚プリントごとに総トナー消費量値を補正する。

なお、イエローカートリッジのトナー量については、静電容量方式で算出されたトナー量を画像形成装置の表示部９０２に表示するようにしてもよい。

ピクセルカウント方式によって算出したマゼンタトナーの総トナー消費量を補正する方法について、図４を用いて説明する。図４には、イエロートナーの静電容量方式とピクセルカウント方式により検知した総トナー消費量、ピクセルカウント方式により検知したマゼンタトナーの総トナー消費量のプリントによる推移を示している。マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの総トナー消費量補正は同様であるため、マゼンタトナーを例にして説明する。

プリント枚数をｎ（ｎは１００の倍数）としたときに、ピクセルカウント方式および静電容量方式によるｎ−９９〜ｎ枚までの１００枚プリント分のイエロートナーの区間消費量を、ＷＣ（ｎ）及びＷＰＡ（ｎ）と定義する。

また、補正値Ｚ（ｎ）をＷＰＡ（ｎ）／ＷＣ（ｎ）と定義する。さらに、プリント枚数がｎ枚の時のマゼンタトナー消費量をＭ（ｎ）とする。

プリント枚数（ｎ）は、ＣＰＵ９００によりＮＶＲＡＭ９０５に記憶させる。

以下、具体的に総トナー消費量の補正動作について説明する。

本実施例においては、ピクセルカウント方式による総トナー消費量を補正するタイミングを、プリント枚数が１００の倍数になったときとする。いまｎは１００の倍数と定義しているので、プリント枚数ｎ枚で補正を実行する。補正方法については後述する。プリント枚数がｎ枚のときは、ピクセルカウント方式で算出された値を補正した値を、「総トナー消費量」としてＮＶＲＡＭ９０５に記憶する。

その後プリント枚数がｎ＋１枚〜ｎ＋９９枚までは、ピクセルカウント方式によって算出された値を、「総トナー消費量」としてＮＶＲＡＭ９０５に記憶する。

ＲＯＭ９０１に予め設定されている「使用前トナー量」とＮＶＲＡＭ９０５に記憶されている「総トナー消費量」の差分を「トナー量」とし、ユーザの必要に応じて表示部９０２に表示する。

続いて、ピクセルカウント方式による総トナー消費量の補正方法について説明する。具体的には、プリント枚数がｎ＋１００枚に達したときのピクセルカウント方式による総トナー消費量を補正する場合について説明する。

この補正を行う際に用いる補正式について述べる。まず、ｎ＋１枚〜ｎ＋１００枚までのピクセルカウント方式によるマゼンタトナーの区間消費量Ｍ（ｎ＋１００）−Ｍ（ｎ）と、先に定義した補正値Ｚ（ｎ）とを乗算したものを補正区間消費量とする。

その結果、ｎ＋１００枚の総トナー消費量は、
Ｍ（ｎ）＋（Ｍ（ｎ＋１００）−Ｍ（ｎ））＊Ｚ（ｎ）
として記述することができる。

上記値を「総トナー消費量Ｍ（ｎ＋１００）」として更新し、ＮＶＲＡＭ９０５に記憶する。そして、ＲＯＭ９０１に予め設定されている「使用前トナー量」とＮＶＲＡＭ９０５に記憶された「総トナー消費量」の差分を「トナー量」としてユーザの必要に応じて表示部９０２に表示する。

＜トナー量の検知シーケンス＞
マゼンタ、シアン、ブラックカートリッジのトナー量の検知シーケンスを図５に示す。なお、ここでは、イエローカートリッジのトナー量については、静電容量方式で算出されたトナー量を画像形成装置の表示部９０２に表示するようにした。

ホストコンピュータ９０４等からのプリント信号を受信後、ＣＰＵ９００は画像信号を処理する（ステップＳ１０１）。

制御手段としてのＣＰＵ９００は、ＮＶＲＡＭ９０５内に記憶されたプリント枚数（ｎ）を確認する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２において、プリント枚数がｎ≠１００ｍ−１（ｍは自然数）の場合、ピクセルカウント方式でトナー消費量を決定する（ステップＳ１０３）。

ＮＶＲＡＭ９０５に総トナー消費量を更新・記憶する（ステップＳ１０４）。

ＲＯＭ９０１に予め設定されている「使用前トナー量」とＮＶＲＡＭ９０５に記憶された「総トナー消費量」の差分であるトナー量を表示部９０２に表示する（ステップＳ１０５）。

ＮＶＲＡＭ９０５内に記憶されたプリント枚数（ｎ）を更新し（ステップＳ１０６）、処理を終了する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０２において、プリント枚数がｎ＝１００ｍ−１（ｍは自然数）の場合には、ピクセルカウント方式による区間消費量（１００枚分）を算出する。そしてこの区間消費量を、補正値Ｚ（ｎ）を用いて補正する（ステップＳ１０８）。

ＮＶＲＡＭ９０５に、ステップＳ１０８で算出した補正区間消費量から得られる総トナー消費量を更新・記憶する（ステップＳ１０４）。

ＲＯＭ９０１に予め設定されている「使用前トナー量」とＮＶＲＡＭ９０５に記憶された「総トナー消費量」の差分であるトナー量を表示部９０２に表示する（ステップＳ１０５）。

ＮＶＲＡＭ９０５内に記憶されたプリント枚数（ｎ）を更新し（ステップＳ１０６）、処理を終了する（ステップＳ１０７）。

以上説明したように、本実施例によれば、ピクセルカウント方式のトナー量検知において、使用環境によるトナー量検知の誤差変動を低コストで小さくすることが可能となる。

なお、本実施例に係る画像形成装置は、記録すべき画像信号に対応してレーザビームを発光、消光しつつ感光体ドラム１を走査するいわゆる２値記録方式を採用している。

しかしながら、本発明は２値記録方式に限定されるものでなく、画像信号によってレーザを駆動するパルス信号の幅を変調（ＰＷＭ）することにより、中間調画素形成を行なうＰＷＭ方式のレーザビームプリンタでもかまわない。その場合、感光体ドラムを走査するレーザビームの１画素当たりの感光体ドラム照射時間長が画像濃度に対応して制御される。したがって、レーザビームの照射時間の積算時間でトナー消費量を算出すればよい。

また、レーザの発光強度を変えることでレーザスポットの大きさによる１画素内の潜像形成の大きさを可変し、これにより１画素の中間調画素形成を行う方式であってもよい。この場合、トナー消費量は発光強度と照射時間の積算値で算出すればよい。

また、イエローカートリッジがｎ＋１枚〜ｎ＋１００枚の間に交換された場合にはカートリッジが２つ使用されることとなるが、補正値Ｚ（ｎ）は同様に定義することができる。

本実施例では、トナー量検知方式として静電容量方式を使用したが、これに限定されるものではなく他の検知方法であってもよい。

また、コストダウンを図るために、静電容量方式のトナー量検知手段をイエローカートリッジのみに設置したが、一つに限定されるものでない。

本実施例において、静電容量方式はトナーが満タン状態からトナーｏｕｔまで逐次検知することが可能であるが、特にこれに限定されず、トナーが満タン状態から残量検知が行えない構成であってもかまわない。

例えば、トナー残量が２５％以下からトナー量検知が可能な構成であってもよい。この場合、２５％に達したときに補正値Ｚ（ｎ）を算出して、各色のトナー量を補正する。それ以降は同様に１００枚ごとにシアン、マゼンタ、ブラックのトナー量を補正すればよい。

また、本実施例では、トナー容器と現像ローラが一体型のプロセスカートリッジを用いたが、分離型のトナー補給系であってもよい。

また本実施例においては、１ドットのトナー消費量を全色同一の値で算出した。しかしながら、色によって現像性が異なる場合には、色によって違う値を用いてもよい。

以下に、本実施例に係る画像形成装置について説明する。

本実施例については、実施例１と異なる構成のみについて説明し、同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。

本実施例の画像形成装置は、プロセスカートリッジの使用開始からのプリント枚数に応じて、１ドットあたりのトナー消費量を変更する点が異なっている。

プリント枚数に応じて、１ドットあたりのトナー消費量を変更する理由を説明する。

トナーは、供給ローラ１１ａ〜１１ｄによって現像ローラ５ａ〜５ｄに摺り付けられる際にも、現像ローラ５ａ〜５ｄとの摩擦で帯電する。しかし、トナーは主として、出力電極１０ｂと現像ローラ５ａとの当接部（ニップ部）において、現像ローラ５ａとの摩擦により、潜像を現像可能な状態まで摩擦帯電される。

ところが、トナー容器１４ａ内でのトナー循環運動は短時間では行われない。そのため、プロセスカートリッジの使用初期には画像濃度が低く、画像形成動作を続けるにしたがって画像濃度が高くなっていく、所謂濃度の立ち上がり現像が発生する。

したがって、同一パターンをプリントした場合の１ドットあたりのトナー消費量は、プリント枚数の増加と共に大きくなる。通常環境における１ドットあたりのトナー消費量は、プリント枚数の増加と共に下表のように変化する。

（１）プリント枚数が０〜２５０枚までは表２、

（２）プリント枚数が２５０〜５００枚までは表３、

（３）プリント枚数が５００枚〜は表４である。

そこで、プリント枚数に応じて、表２〜４に示すように１ドットあたりのトナー消費量のテーブルを変更していく。

その他の動作については実施例１と同様なので説明は省略する。

本実施例においては、１ドットのトナー消費量を０から５００枚の範囲で変更する構成としたが、これに限定されるものでない。例えば、プリント枚数後半に消費量が変化する場合はプリント枚数の後半にテーブルを変更してもかまわない。

以上、本実施例によれば、ピクセルカウント方式のトナー量検知において、より精度の高いトナー量検知が可能となるとともに、使用環境によるトナー量検知の誤差変動を低コストで小さくすることが可能となる。

実施例１および２に係る画像形成装置の概略断面図 プロセスカートリッジ（イエロー）の概略断面図 カウンターブレード方式のクリーニング手段を備えたプロセスカートリッジの概略断面図 画像形成ステーションＹを示すブロック図 プリント枚数と総トナー消費量の関係を示したグラフ トナー量の検知シーケンス

符号の説明

１ａ〜１ｄ 感光ドラム（像担持体に対応）
３ａ〜３ｄ レーザユニット（露光手段に対応）
５ａ〜５ｄ 現像ローラ（現像手段に対応）
１４ａ〜１４ｄ トナー容器（現像剤収容部に対応）
９００ ＣＰＵ（第二の検知手段に対応）
９０１ ＲＯＭ（第二の検知手段に対応）
９０３ トナー消費量計算回路（第二の検知手段に対応）
９０５ ＮＶＲＡＭ（第二の検知手段に対応）
９０６ トナー量検知回路（第一の検知手段に対応）

Claims (12)

1. 現像剤像を担持する複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体に潜像を形成する複数の露光手段と、
   前記複数の像担持体に形成された潜像を現像剤像として顕像化する複数の現像手段と、
   前記複数の現像手段が用いる現像剤を収容する複数の現像剤収容部とを有する画像形成装置において、
   前記現像剤収容部内の現像剤量を検知するための第一の検知手段と第二の検知手段とを有し、
   前記複数の現像剤収容部のうちの少なくとも１つについては、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、他の現像剤収容部については前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、
   前記第二の検知手段を用いて検知された前記他の現像剤収容部の現像剤量は、前記第一の検知手段と第二の検知手段により検知された前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理されることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記第一の検知手段は、少なくとも一対の電極間に電圧を印加した際に発生する、前記電極間の静電容量を測定することにより現像剤量を検知する静電容量方式の検知手段であり、前記第二の検知手段は、前記像担持体上に形成される潜像に対応する画像情報と予め定められた現像剤消費量値とに基づいて現像剤量を検知するピクセルカウント方式の検知手段であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像情報が潜像に対応する画像ドット数であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像情報が前記複数の露光手段により照射される光の発光時間と発光強度の少なくとも一方に基づいて算出される値であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記補正処理は、所定タイミングで実行されることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記所定のタイミングが所定のプリント枚数であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項２ないし６のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記予め定められた現像剤消費量値が、プリント枚数に応じて異なることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７に記載の画像形成装置において、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記現像手段、前記現像剤収容部のうちの少なくとも一つと、前記像担持体とが一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジとして着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８に記載の画像形成装置において、前記現像手段と、前記現像剤収容部と、前記像担持体とが一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジとして着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
10. 現像剤像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体に潜像を形成する複数の露光手段と、前記複数の像担持体に形成された潜像を現像剤像として顕像化する複数の現像手段と、前記複数の現像手段が用いる現像剤を収容する複数の現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知するための第一の検知手段と第二の検知手段とを有する画像形成装置の制御方法において、
    前記現像剤収容部のうちの少なくとも１つについては、前記第一の検知手段及び前記第二の検知手段とを用いて現像剤量を検知し、他の現像剤収容部については前記第二の検知手段を用いて現像剤量を検知し、
    前記第二の検知手段を用いて検知された前記他の現像剤収容部の現像剤量は、前記第一の検知手段及び第二の検知手段により検知された前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理されるように制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
11. 画像形成装置の複数の現像剤収容部のうちの少なくとも１つについて、第一の検知方法及び第二の検知方法を用いて現像剤量を検知するステップと、
    他の現像剤収容部について、前記第二の検知方法を用いて現像剤量を検知するステップと、
    前記第二の検知方法を用いて検知した前記他の現像剤収容部の現像剤量を、前記第一の検知方法と第二の検知方法とを用いて検知した前記少なくとも１つの現像剤収容部の現像剤量値に基づいて補正処理するステップとを含むことを特徴とする現像剤量検知方法。
12. 請求項１１に記載の現像剤量検知方法において、前記第一の検知方法が、少なくとも一対の電極間に電圧を印加した際に発生する、前記電極間の静電容量を測定することにより現像剤量を検知する静電容量方式の検知方法であり、前記第二の検知方法が、像担持体上に形成される潜像の画像情報と予め定められた現像剤消費量値とに基づいて現像剤量を検知するピクセルカウント方式の検知方法であることを特徴とする現像剤量検知方法。

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