JP2010002537A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トナー残量が所定値以下に達した場合に画質が低下することを防ぐ処理を行なう画像形成装置を提供する。
【解決手段】形成した画像のドットカウントに基づいて、トナー残量が計算される。トナー残量が、しきい値ＮＥ以下であるかが判定される（Ｓ１０１）。ＮＯであれば、画像安定化動作の頻度を低いまま（定常時の頻度）とする（Ｓ１０５）。ＹＥＳであれば、画像安定化動作の頻度を上げる（ニアエンプティ時の頻度とする）（Ｓ１０３）。これにより、トナーカートリッジがエンプティとなってから、トナーエンプティと判断されるまでの現像機内のトナー濃度低下期間における、画像濃度・品質の低下を抑制することができる。
【選択図】図４

Description

この発明は画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関し、特にトナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用し、画像安定化制御を実施する画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムに関する。

電子写真式の画像形成装置（スキャナ機能、ファクシミリ機能、複写機能、プリンタとしての機能、データ通信機能、およびサーバ機能を備えたＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）、ファクシミリ装置、複写機、プリンタなど）には、トナー像を中間転写ベルトなどの転写体や用紙にプリントする現像器が備えられている。

トナーを使用して画像を形成する画像形成装置では、画像濃度を所定範囲に保つために画像安定化制御を行なうことが一般的である。具体的には、中間転写ベルト等に代表される像担持体（転写体）上にトナーパターンを形成し、そのトナーパターンをトナー濃度センサにて検出するものである。検出結果に基づきプロセス条件を変更することで、画像濃度が所定範囲となるよう制御される。

画像形成装置においては、トナー濃度、トナー帯電量、感光体および現像器の経年変化、装置周辺における温度や湿度の変化などに起因して形成画像の濃度が変動する。このような変動が生じると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。

画像安定化制御では、現在の画像形成状況を検出するために、電源投入直後や所定枚数のプリント後等の所定タイミングにおいて、感光ドラムや中間転写体上に各色毎に濃度検知用のテストパターン画像が印字される。そのテストパターンの濃度が検知され、画像形成状況に基づいてトナー像の画像濃度に影響を与えるパラメータ因子、例えば帯電バイアス、現像バイアスなどのエンジン部における画像形成プロセス条件が調整される。これにより、安定した画像品質および画像精度を維持することができる。

また、画像形成装置では、トナー補給などのメンテナンスの都合上、トナー残量を把握する必要がある。トナー残量把握のため、専用のトナー残量検出装置を用いることとしてもよいが、装置のコストを下げるため、専用のトナー残量検出装置を具備しない画像形成装置も知られる。

トナー残量検出装置を具備しない画像形成装置において、使用する現像剤が２成分現像剤である場合、トナー濃度制御の制御結果を用いてトナー残量を検出する方法が知られる。

トナー濃度制御とは、現像剤の透磁率を測定することで、現像剤中のトナー濃度を一定に制御するものである。２成分現像剤は、鉄粉等からなるキャリアに、所定濃度（例えば７〜８％程度）でトナーが混合されてなる。したがって、現像剤中のトナーが消費されてキャリアの割合が増加すると、現像剤の透磁率が上昇する。現像剤の透磁率を検出することで、現像剤中のトナーの割合を把握することができる。

透磁率が上昇して上限値（トナー濃度の下限値に相当）を超えると、補給モータを所定時間（あるいは所定回転数）回転させることで、トナーボトルなどのトナー供給源（補給装置）からトナーを補給する手法が存在する。または、透磁率の下限値（トナー濃度の上限値に相当）を定めておき、透磁率が上昇して上限値を超えると、上記下限値に到達するまで補給モータを回転させてトナー供給源からトナーを補給する手法なども存在する。

何れの手法においても、トナー供給源においてトナーの残量が少なくなると、トナー濃度制御にその影響が現れる。このため、制御結果からトナー残量が少ないことを検出することができる。

つまり、トナー供給源においてトナーの残量が少なくなると、補給モータの所定回転時間あたりの補給量が減るため、前者の手法では、トナー補給が頻繁に繰り返されるようになる。このことから、トナー残量が少ないことを検出することができる。また、後者の手法では、トナー供給源においてトナーの残量が少なくなると、補給モータの所定回転時間あたりの補給量が減るため、補給時間（下限値に到達するまでの所要時間）が長くかかるようになる。このことから、トナー残量が少ないことを検出することができる。そして、補給モータを所定時間（例えば３秒）回転させても透磁率が戻らない（すなわちトナー濃度が上昇しない）場合、トナーエンプティが検出されたものとする。

なおトナー濃度制御におけるセンサのアナログ出力は、ある程度の振幅をもっている。トナー濃度センサの検知位置でのスクリューの攪拌によって、出力が変動するためである。従って、確実にトナーエンプティを判断するためには、所定のしきい値を超えてトナー濃度が低下する必要がある。

一方、トナー濃度制御を用いることなくトナーの消費量または残量を検出する技術も存在する。これは、画像信号に基づいて印刷ドット数をカウントし、その結果からトナー消費量を算出する方法（ドットカウントによる手法）である。

しかしながら、トナーの消費量または残量を検出する上述の手法には、一長一短がある。

トナー濃度制御を用いてトナー残量を検出する手法では、満杯からエンプティまでのトナー残量を経過的に検出することができない。そのためユーザは、次のトナーを準備する期間を確保することができない。これにより、画像形成装置の稼働率が低下するといった問題がある。

つまり、トナー濃度制御において、トナー補給が頻繁に繰り返されたり、１回あたりのトナー補給時間が長く掛かるようになるのは、トナー残量が十分に少なくなってからである。そのため、このような状態が検出された時点で、ユーザに対してトナー残量が少ないことを通知しても、ユーザが次のトナーを準備する前にトナーエンプティ（トナー切れ）に至り、画像形成装置が停止するおそれが多分にある。

一方、ドットカウントによってトナー残量を検出する手法では、画像信号やパッチ画像のパターン等に基づいて、使用されるトナー量を演算にて精度よく求め、これをトナー消費量としている。このようにして求めたトナー消費量からトナー残量を算出することで、トナー濃度制御によるよりも早い段階でトナーの残量が少ないことを検出し、ユーザに通知することが可能である。

しかしながら、実際に感光体上に載るトナー量は、環境や装置毎のばらつきによって必ずしも一定量とはならない。そのため、重み付け演算等を行なって如何に精度を上げたとしても、演算にて求めた結果のみを用いてトナー残量を判断すると、誤差が大きくなる。従って、残りの印字可能枚数として十分な枚数を見込んだ状態でユーザにトナーの残量が少ないことを通知するように設定しても、予定の印字枚数に到達するよりも前にトナーエンプティとなったり、逆に、トナーがまだ残っている状態で、トナーエンプティと判断してしまうおそれがある。

下記特許文献１には、上記問題に対応した技術を開示している。すなわち画像形成装置において、画像信号のドットカウントに基づき求めたトナー消費量からトナー残量を求めることで、トナー濃度制御によるトナー残量検出よりも早い段階でトナーの残量が少ないことを検出し、それをユーザに通知するとともに、トナーエンプティの判断ではトナー濃度制御を用いるものである。

より詳しくは下記特許文献１において、トナー残量検出部はトナー残量の検出を、補給量の安定した所定残量以上では、補給モータの累積回転時間計測に基づくトナー補給量算出結果を用いて行ない、残量が少なくなって補給量がばらつく領域では、ピクセルカウント部に基づくトナー消費量算出部の算出結果を用いる。さらにトナー残量が減ったトナー切れ間近の領域では、トナー濃度制御の結果が用いられる。
特開２００７−７８８８６号公報

従来のトナー濃度制御を用いたトナーエンプティ検出では、確実にトナーエンプティと判断するためには所定のしきい値以下にトナー濃度が低下する必要がある。

結果として、トナーボトルが実際にトナーエンプティとなってから画像形成装置でトナーエンプティと判断して装置が停止するまでは、現像器内のトナー濃度が低下した状態となる。このため、形成画像の濃度が低下してゆくとともに、その濃度が変動しやすくなり、本来の正しい画像や色調が得られなくなってしまうという問題がある。

図７は、従来の技術における画像形成装置のトナー残量、トナー濃度、画像濃度、および画像安定化回数（頻度）の時間（印字枚数）による変化を模式的に示す図である。

図を参照して（Ａ）はトナーボトルなどのトナー供給源内のトナー残量を示し、時間とともにその量は減少してゆく。トナー残量のしきい値ＮＮＥが設けられており、トナー残量がしきい値ＮＮＥを下回ると、画像形成装置の表示部にトナーボトル交換時期間近であることを示すメッセージが表示される。このメッセージが表示された後、しばらく画像形成装置が使用されると、トナー供給源内のトナー残量は「０」となる。

（Ｂ）は、現像器内のトナー濃度を示すグラフである。当初、トナー供給源からのトナー供給により現像器内のトナー濃度は一定に保たれるが、トナー供給源内のトナー残量が「０」となった後、トナー濃度は減少を始める。そして、トナー濃度制御において現像器内の現像剤の透磁率が測定され、それがエンプティしきい値を下回ると、トナーエンプティとして装置の動作が停止する。

（Ｃ）は、現像器により形成される画像の濃度を示すグラフである。画像安定化などにより、トナー濃度が一定である場合に画像濃度は一定に保たれる。しかし、トナー濃度が低下すると、画像濃度がそれにあわせて低下するという特徴がある。

（Ｄ）は、画像安定化回数（頻度）を示すグラフである。画像安定化が常に一定の頻度で行なわれる。

このように、従来の技術においてはトナー濃度が低下した時の画像品質が悪くなる（特に濃度が低下する）という問題があった。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、トナー残量が所定値以下に達した場合に画質が低下することを防ぐ処理を行なう画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、画像形成装置は、トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、補給装置から現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段と、所定のタイミングで動作する、画像安定化制御手段と、トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、画像安定化制御手段の動作条件を変更する変更手段とを備える。

好ましくは、変更手段は、トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、画像安定化制御手段の動作頻度を定常時よりも多くする。

好ましくは、変更手段は、トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達してからトナーエンプティとなるまでの期間において、画像安定化制御手段の動作頻度を定常時よりも多くする。

好ましくは、トナー残量検出手段は、補給装置内のトナーの残量を算出し、画像安定化制御手段は、画像形成装置のエンジン部における画像形成プロセス条件を制御する。

好ましくは、トナー残量検出手段は、画像情報に基づいて、画像を形成することで消費されるトナー量を算出するトナー消費量算出手段を含む。

好ましくは、画像形成装置は、現像器内のトナー濃度を検出するセンサをさらに備え、トナー濃度制御手段は、センサの出力に基づいて、現像器内のトナー濃度を一定にすべく補給装置から現像器内へとトナーを補給する。

好ましくは、画像形成装置は、センサの検出結果に基づいて、トナーエンプティであることを判定する判定手段をさらに備える。

好ましくは、変更手段は、トナーエンプティであると判定された場合、画像安定化制御手段の動作条件をさらに変更する。

この発明の他の局面に従うと、画像形成装置の制御方法は、トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、補給装置から現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、所定のタイミングで画像安定化を行なう、画像安定化制御ステップと、トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、画像安定化の実行条件を変更する変更ステップとを備える。

この発明のさらに他の局面に従うと、画像形成装置の制御プログラムは、トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、補給装置から現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、所定のタイミングで画像安定化を行なう、画像安定化制御ステップと、トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、画像安定化の実行条件を変更する変更ステップとをコンピュータに実行させる。

これらの発明に従うと、トナー残量が所定値以下に達した場合に画質が低下することを防ぐ処理を行なう画像形成装置、画像形成装置の制御方法、および画像形成装置の制御プログラムを提供することが可能となる。

本発明の実施の形態における画像形成装置は、電子写真複写機やレーザビームプリンタなどのトナー像を形成する装置であり、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が用いられる装置である。

トナーの残量検出には、ドットカウント値および／またはトナー補給モータの累積回転量（回転数、回転時間など）の計測値が用いられる。トナーエンプティの検知には、トナー濃度制御で得られる値が用いられる。

画像形成装置は、トナー切れ間近のトナー濃度低下期間においては、画像安定化の動作条件を変更することで、現像器内のトナー濃度低下の状況に対応する。すなわち画像形成装置は、所定のタイミングで動作し、画像形成装置のエンジン部における画像形成プロセス条件を制御する画像安定化制御部を備える。

また画像形成装置は、専用のトナー残量検出装置を具備してはいない。画像形成装置は、画像信号のドットカウント（および／またはトナー補給モータの累積回転量）の測定結果に基づくトナー消費量の算出結果から、トナー残量を予測するトナー残量予測部と、トナー残量が所定値以下に減ったトナー切れ間近の時期において、現像器内のトナー濃度を測定するトナー濃度（トナー濃度制御）センサによるトナー濃度検出に基づき、トナーエンプティ判断を行なう判断部とを備える。

トナー残量予測部にて算出されたトナー残量が、トナー切れ間近の領域にあると判断された場合、画像安定化制御が実行される頻度が定常時よりも多くされる。これにより、現像器内のトナー濃度が低下した状態においても、安定した画像形成を行なうことが可能となる。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態の１つについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、説明の対象である装置または部材がイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）またはブラック（Ｋ）のいずれのものであるかを明確にする必要がある場合は、「（Ｙ）」、「（Ｍ）」、「（Ｃ）」、「（Ｋ）」の文字を符号に付加して説明し、それ以外の場合はそれら文字を省略して説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞

図１は、本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置の全体の構成を示す図である。

本実施の形態に係る画像形成装置は、電子写真方式のフルカラータンデム型のカラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）である。当該プリンタは、ＬＡＮ等のネットワークを介して接続された外部の端末装置から指示を受けて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を用いたカラープリント、またはブラック（Ｋ）のみを用いたモノクロプリントを実行する。

ただし本発明は、プリンタ以外の画像形成装置にも適用することができ、例えば複写機、ファクシミリ、又は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を複合的に備えた複合機に適用することができる。また本発明は、タンデム方式以外の方式のカラー画像形成装置またはモノクロ画像形成装置に適用することができる。

図１に示すように、プリンタ１は、装置本体２の内部に、中間転写体（中間転写ベルト）３と、４つのトナーカートリッジ（トナーボトル）２０と、４つの搬送管３０と、４つの像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電装置１２と、現像装置１３と、クリーナ装置１４等とを備えている。感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１３、およびクリーナ装置１４等によりトナー像が形成される。

中間転写体３は、絶縁性樹脂製のシート材で形成された無端ベルト状の形態を有し、複数のローラ（不図示）に掛け回して配置されている。そのローラの１つを駆動部材（不図示）によって回転させることにより、中間転写体３は、図１における矢印で示す方向に回転駆動される。

４つの感光体ドラム１１は、中間転写体３と対向するようにして、当該中間転写体３に沿って所定間隔を空け（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）の順に直列に配置されている。

感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、中間転写体３へ転写され、さらに二次転写ローラ５２によって被転写体５３へ転写される。カラープリントの場合は４色のトナー像が多重転写され、モノクロプリントの場合はブラックのトナー像が転写される。

トナー像が転写された被転写体５３は、一対の定着ローラ５４，５５まで搬送される。一方の定着ローラ５４はヒーター（不図示）で加熱されている。被転写体５３が定着ローラ５４，５５間を通過すると、定着ローラ５４の熱により被転写体５３上のトナーが熱溶融する。これにより、トナー像が被転写体５３に定着する。このようにして画像が形成された被転写体５３は、装置本体２の外側に設けられた排紙トレイ５６上に排出される。

なお、被転写体５３に転写されずに中間転写体３上に残留したトナーは、二次転写位置よりも下流側に設けられた中間転写体クリーナ５７によって回収される。回収された廃トナーは、廃トナーボトル５８に貯蔵される。

また、中間転写体３の最下流側の上方部には、ＩＤＣ（画像濃度制御）センサ６０が配置されている。ＩＤＣセンサ６０は、発光ダイオードなどの発光素子とフォトダイオードなどの受光素子とを内蔵した反射型の光電センサである。ＩＤＣセンサ６０は、後述する画像安定化制御を行なうときに、中間転写体３上に形成されるトナーパターンを検出するために用いられる。

被転写体５３である用紙は、給紙部５１に収納される。

＜トナーカートリッジの構成＞

図２は、トナーカートリッジ２０の１つの斜視図である。

図２に示されるように、各現像剤を収納するトナーカートリッジ２０は、貯蔵部２１、排出口２２、トナーの種類や残量に関する情報を記憶するメモリ２４、および操作部２３を備える。

貯蔵部２１には、対応する現像装置１３に供給されるべきトナー、すなわち対応する現像装置１３で使用する現像剤と同じ種類のトナーが充填されている。

搬送管３０は、現像装置１３とトナーカートリッジ２０との間に配置されており、その上端部がトナーカートリッジ２０と接続し、その下端部が現像装置１３と接続している。

トナーカートリッジ２０は、装置本体２に対して着脱可能に構成されている。例えば、貯蔵部２１内の現像剤が無くなった場合は、ユーザは、空になったトナーカートリッジ２０を装置本体２から取り出し、代わりに新たなトナーカートリッジ２０を装着する。これにより、容易にトナーカートリッジの交換を行なうことができる。

トナーカートリッジ２０の着脱は、ユーザが外装カバーを開け、操作部２３をつかんで現像剤カートリッジ２０を装置奥側に押し込む、または装置手前側に引き出すことによって行なわれる。もちろん着脱可能であれば、このような構成に限られることはない。

トナーカートリッジ２０は、個々に対応する現像装置１３に対して内部に収容したトナーを補給するものである。各トナーカートリッジ２０には、図示しないトナー補給モータの駆動力が個々に伝達される。これにより搬送スクリューが回転し、回転に伴ってトナーが補給される。搬送スクリューの搬送能力により、単位回転あたりのトナー補給量が決定される。

次に、画像安定化制御における装置の動作について説明する。画像安定化制御は、予め設定された実行条件が満たされると実行される。画像安定化制御では、画像形成装置のエンジン部における画像形成プロセス条件が調整（制御）される。

実行条件は、（１）電源投入時、（２）前回の画像安定化動作実行からのプリント枚数が所定枚数を越えた場合、（３）前回の画像安定化動作実行からの経過時間が所定時間を越えた場合、（４）前回の画像安定化動作実行時の温湿度からの温湿度の変化量が所定量を超えた場合、などである。本実施の形態では、上記（１）および（２）のタイミングによって画像安定化動作が実行される。なお、その他のタイミングにおいて画像安定化動作を実行してもかまわない。

画像安定化においては、感光体ドラム１１上に予め定めたテストパターンの静電潜像を複数形成し、これらを異なる画像形成プロセス条件で現像し、それぞれの濃度を濃度検出部材であるＩＤＣセンサ６０で検出する。この検出結果に基づき、最適な濃度の得られる画像形成プロセス条件を装置に設定することで、画像安定化が行なわれる。

＜画像形成装置の機能構成＞

図３は、画像形成装置（プリンタ）１の制御部の構成を示すブロック図である。

図３に基づいて、本実施の形態の画像形成装置における、トナー残量を検出し、検出結果に基づいてユーザに対して残量に関する情報を通知する処理について説明する。

画像形成装置１は、トナー残量検出部３１と、透磁率センサ３７と、残量情報通知部４１と、表示部４２と、マシン停止部４３と、安定化動作条件設定部４４と、画像安定化制御部４５と、ＩＤＣセンサ６０とを備えている。

トナー残量検出部３１は、トナーカートリッジ２０内のトナーの残量を検出するトナー消費量算出部３３と、トナー濃度制御部３４と、トナーエンプティ検出部３５と、ドットカウント部３６とを含む。

トナー消費量算出部３３は、画像を形成することで消費されるトナー量を、画像情報に基づいて算出するものである。ここでは、ドットカウント部３６によるドットカウント結果に基づいて、トナー消費量を算出するものとする。

トナー濃度制御部３４は、透磁率センサ３７にて検出された現像装置１３内の現像剤の透磁率に基づいて、現像剤中のトナー濃度を一定に制御する。既に説明したように、２成分現像剤を用いる画像形成装置では、現像装置１３内の現像剤の透磁率に基づいて、トナーカートリッジ２０から現像装置１３へとトナーを補給している。これにより、現像装置１３内のトナー濃度を一定にする制御が行なわれている。ここでは、トナー濃度制御部３４は、透磁率が上昇してトナー濃度が下限値以下となると、トナーモータを所定時間Ｔ１回転させてトナーカートリッジ２０よりトナーを補給する。

トナーエンプティ検出部３５は、トナー濃度制御部３４においてトナー補給モータを所定時間回転させ、所定時間Ｔ２（例えば５秒）経過してもトナー濃度がトナーエンプティと判断するしきい値以下の状態であれば、トナー切れと判断する。

残量情報通知部４１は、トナー残量検出部３１によるトナーの残量の検出結果に基づいて、トナーカートリッジ２０内のトナーの残量に関する情報を表示部４２を用いて通知するものである。ここでは、検出されたトナー残量に応じて、トナーの残存率、交換用のトナーカートリッジ２０を準備する時期であること、およびトナーカートリッジ２０がトナーエンプティとなったことの３つの情報のそれぞれが適時通知される。

残量情報通知部４１は、トナー残量検出部３１にて検出されたトナー残量が、ＮＮＥ（ユーザーへの表示のしきい値）に達すると、表示部４２に『トナーカートリッジの交換時期です。予備トナーを準備して下さい』とのメッセージを表示させる。

トナー残量検出部３１にて検出されたトナー残量が、ＮＥ（安定化処理の動作条件変更のしきい値）に達した場合、安定化動作条件設定部４４によって画像安定化制御部４５の動作条件が変更される。

本実施の形態では、画像安定化の実行条件として上記（２）の「前回の画像安定化動作実行からのプリント枚数が所定枚数を越えた場合」が採用されているが、この「所定枚数」は、定常時は４００枚であり、ＮＥ時（検出されたトナー残量が、しきい値ＮＥに達した場合）には２００枚に変更されるものとする。

また、残量情報通知部４１は、トナーエンプティ検出部３５がトナー切れを検出すると、表示部４２に『トナーエンプティ』といったメッセージを表示させる。

マシン停止部４３は、トナー残量検出部３１がトナー切れを検出すると、画像形成装置１を停止させるものである。

＜画像形成装置が行なう動作＞

図４は、安定化動作条件設定部４４の動作を示すフローチャートである。

図を参照して、ステップＳ１０１において、ドットカウントに基づくトナー残量が、しきい値ＮＥ以下であるかを判定する。ＮＯであればステップＳ１０５で、画像安定化の頻度を低いまま（定常時の頻度）とする。ＹＥＳであれば、ステップＳ１０３で画像安定化の頻度を上げる（ＮＥ時の頻度とする）。

図５は、画像安定化制御部４５の動作を示すフローチャートである。

図を参照して、ステップＳ２０１でプリントが終了したかを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳ２０３で、図４のステップＳ１０３またはＳ１０５で設定された画像安定化のタイミングであるかを判定する。

ステップＳ２０３でＹＥＳであれば、ステップＳ２０５で画像安定化処理を実行し、ステップＳ２０１へ戻る。

また、ステップＳ２０１またはＳ２０３でＮＯであれば、ステップＳ２０１へ戻る。

図６は、本発明の実施の形態における画像形成装置のトナー残量、トナー濃度、画像濃度、および画像安定化回数（頻度）の時間（印字枚数）による変化を模式的に示す図である。

図を参照して（Ａ）はトナーカートリッジ（トナー供給源）内のトナー残量を示し、時間とともにその量は減少してゆく。トナー残量のしきい値ＮＮＥが設けられており、トナー残量がしきい値ＮＮＥを下回ると、画像形成装置の表示部にトナー交換時期間近であることを示すメッセージが表示される。このメッセージが表示された後、しばらく画像形成装置が使用されると、トナー供給源内のトナー残量は「０」となる。

しきい値ＮＮＥより小さいしきい値として、画像安定化の頻度を変更するしきい値ＮＥが設けられている。これは、トナー切れ間近であることを判断するためのしきい値である。

（Ｄ）は、画像安定化回数（頻度）を示すグラフである。トナー残量がしきい値ＮＥを下回ると、画像安定化の頻度が変更される。これにより、トナー残量がしきい値ＮＥを下回ると頻繁に画像安定化が行なわれるようになる。

（Ｂ）は、現像器内のトナー濃度を示すグラフである。当初、トナー供給源からのトナー供給により現像器内のトナー濃度は一定に保たれるが、トナー供給源内のトナー残量が「０」となった後、トナー濃度は減少を始める。そして、トナー濃度制御において現像器内の現像剤の透磁率が測定され、それがエンプティしきい値を下回ると、トナーエンプティとして装置の動作が停止する。

（Ｃ）は、現像器により形成される画像の濃度を示すグラフである。画像安定化などにより、トナー濃度が一定である場合に画像濃度は一定に保たれる。また、トナー濃度が低下する領域では、画像安定化が頻繁に行われることで現像条件が調整される。これにより、トナー濃度が低下する領域においても画像濃度を保つことができる。

すなわち図７の従来技術では、トナーカートリッジがエンプティとなってから、トナーエンプティ検知を行なうセンサがエンプティと判断するまでのトナー濃度低下期間における画像濃度が低下する。これに対し図６では、トナー濃度低下期間において画像安定化制御の頻度を多くすることにより、画像濃度・品質の低下が抑制される。

なお、トナーエンプティとなりマシンをストップさせた場合または新しいトナーカートリッジがセットされた場合、画像安定化制御の頻度は元に戻される（最初の状態に変更される。図６の「Ｅｍｐｔｙ」での（Ｄ））。トナーカートリッジの新しいものがセットされたときに、定常時の頻度で画像安定化制御を行なうためである。

［実施の形態における効果］

以上説明した画像形成装置によると、専用のトナー残量検出装置を具備することなく、トナー濃度（トナー濃度制御）センサによるトナー濃度検出に基づきトナーエンプティ判断を行なうことができる。すなわち、トナー残量が減ったトナー切れ間近の領域において、透磁率センサによるトナー濃度検出に基づきトナーエンプティ判断が行なわれる。

また、画像安定化の頻度を変更することで、実際にトナーカートリッジがエンプティとなってから、トナーエンプティと判断されるまでのトナー濃度低下期間における、画像濃度・品質の低下を抑制することができる。

［その他］

なお、画像形成装置は、モノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置やこれらの複合機（ＭＦＰ）などいずれであってもよい。

カラーの場合、トナー残量の少なくなった現像器に対してのみ画像安定化の頻度を上げてもよいし、いずれかの色のトナー残量が少なくなると、全ての現像器における画像安定化の頻度を上げるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態における処理は、ソフトウエアによって行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。

また、上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの用紙に記録してユーザに提供することにしてもよい。また、プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。

なお、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態の１つにおける画像形成装置の全体の構成を示す図である。 トナーカートリッジ２０の１つの斜視図である。 画像形成装置（プリンタ）１の制御部の構成を示すブロック図である。 安定化動作条件設定部４４の動作を示すフローチャートである。 画像安定化制御部４５の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における画像形成装置のトナー残量、トナー濃度、画像濃度、および画像安定化回数（頻度）の時間（印字枚数）による変化を模式的に示す図である。 従来の技術における画像形成装置のトナー残量、トナー濃度、画像濃度、および画像安定化回数（頻度）の時間（印字枚数）による変化を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１３ 現像装置
２０ トナーカートリッジ
３１ トナー残量検出部
３３ トナー消費量算出部
３４ トナー濃度制御部
３５ トナーエンプティ検出部
３６ ドットカウント部
３７ 透磁率センサ
４１ 残量情報通知部
４２ 表示部
４３ マシン停止部
４４ 安定化動作条件設定部
４５ 画像安定化制御部
６０ ＩＤＣセンサ

Claims (10)

1. トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、
   補給装置から前記現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、
   前記トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段と、
   所定のタイミングで動作する、画像安定化制御手段と、
   前記トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、前記画像安定化制御手段の動作条件を変更する変更手段とを備えた、画像形成装置。
2. 前記変更手段は、前記トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、前記画像安定化制御手段の動作頻度を定常時よりも多くする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変更手段は、前記トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達してからトナーエンプティとなるまでの期間において、前記画像安定化制御手段の動作頻度を定常時よりも多くする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー残量検出手段は、前記補給装置内のトナーの残量を算出し、
   前記画像安定化制御手段は、画像形成装置のエンジン部における画像形成プロセス条件を制御する、請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナー残量検出手段は、画像情報に基づいて、画像を形成することで消費されるトナー量を算出するトナー消費量算出手段を含む、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記現像器内のトナー濃度を検出するセンサをさらに備え、
   前記トナー濃度制御手段は、前記センサの出力に基づいて、前記現像器内のトナー濃度を一定にすべく前記補給装置から前記現像器内へとトナーを補給する、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記センサの検出結果に基づいて、トナーエンプティであることを判定する判定手段をさらに備えた、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記変更手段は、トナーエンプティであると判定された場合、前記画像安定化制御手段の動作条件をさらに変更する、請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、
   補給装置から前記現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、
   前記トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
   所定のタイミングで画像安定化を行なう、画像安定化制御ステップと、
   前記トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、前記画像安定化の実行条件を変更する変更ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。
10. トナーとキャリアとからなる２成分の現像剤を使用する現像器と、
    補給装置から前記現像器へとトナーを補給するトナー濃度制御手段と、
    前記トナーの使用量に関する情報に基づいて、トナー残量を算出するトナー残量検出手段とを備えた画像形成装置の制御プログラムであって、
    所定のタイミングで画像安定化を行なう、画像安定化制御ステップと、
    前記トナー残量検出手段で算出されたトナー残量が所定値以下に達した場合、前記画像安定化の実行条件を変更する変更ステップとをコンピュータに実行させる、画像形成装置の制御プログラム。

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