JP3555920B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは画像形成装置におけるトナーエンドの判定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、装置内のトナーは画像形成によって消費されるため、トナーが無くなるか、あるいは、無くなりそうであることをユーザに報知して、装置外部からのトナーの補充を行うようにしないと、現像に用いられるトナーが不足するトナー切れの状態となって、形成した画像が薄くなったり、部分的にかすれたりして画像形成できなくなってしまう。このような問題を防止するために、従来より種々の装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開平２−３９１７８号公報では、感光体表面上に露光されるドット数の計数値に基づいてトナー消費量を算出し、該トナー消費量を用いてトナーカートリッジ内のトナー残量を検知することにより、トナーエンドを検出するトナーエンド検出装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平４−１９１８７４号公報では、トナー残量センサの出力の後に、通紙枚数と画像データ中の黒データ数とを比較し、いずれかが予め定めた値に達した時点でトナーエンプティ信号を出力するトナーエンプティ検出方法及び装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記ドット数とトナー消費量との関係とは常に同じではなく、例えば環境条件によって現像器の現像能力が変化すると、ドット数とトナー消費量との関係も変化する。そして、ドット数とトナー消費量との関係が変化することにより実際のトナー消費量と予測されたトナー消費量とにずれが生じることとなる。このずれは、予測するトナー消費量が多くなるほど大きくなる。従って、上記特開平２−３９１７８号公報の技術で、トナー消費量を正確に算出して上記トナーカートリッジ内のトナー残量を正確に検知することは、トナーカートリッジ内に収容されるトナー量が多くなればなるほど困難であるという問題点があった。
【０００６】
また、このような、トナーの存在をトナー残量検知センサなどで見ていない装置では、トナーカートリッジの交換動作のみにより上記ドット数の計数値を記憶するための不揮発メモリ内の該計数値がリセットされ、トナーエンドが解除されてしまうような構成が採用されていると、空になったトナーカートリッジを抜き差しした場合でもトナーエンドが解除されてしまい、その後しばらくトナーエンドと判定されないという不具合もあった。
【０００７】
また、特開平４−１９１８７４号公報の方法及び装置によれば、画像データが多い場合には早めにトナーエンド検出されるが、画像データが少なく、通紙枚数が増えた場合には、まだ画像形成が可能なくらいトナーが残っている状態にも拘わらず、通紙枚数によってトナーエンドと判定されてしまうという問題点があった。特に、フルカラーの画像形成装置においては、画像によって特定のトナー色が現像されないことも十分に考えられるが、複数色のトナーのどの色が使用された場合でも通紙枚数でカウントされてしまうので、トナーエンド誤検知される原因となる。
【０００８】
また、近年、画像形成装置は小型化の傾向にあるが、面倒なトナーカートリッジの交換回数を減らすためには、トナーカートリッジはできるだけ容量のあるものを用いる必要がある。
しかしながら、トナーカートリッジを大型化すると、該トナーカートリッジと現像器の間に設けるトナー収容部の収容スペースがあまりとれなくなる。このため、トナーエンド検知を高精度に行わないと、種々の不具合が生じることとなる。例えば、早めにトナーエンドと判定してしまうと、トナーカートリッジ内にまだトナーがあるのにトナーカートリッジを交換してしまうため、トナーの無駄となってしまう。また、トナーエンドの判定が遅れると、現像器に補給されるトナーが無くなってしまうため、前述のトナー切れの状態となり、トナー濃度低下などの不具合を生じさせてしまう。
【０００９】
また、トナーエンドによって突然画像形成が不可能となったり、画像濃度が低下したりすると、連続して使用したユーザの作業効率が低下したり、交換するトナーカートリッジの在庫を有していない場合、手配に時間がかかり、画像形成装置が使用できなくなるという不具合を生じる。このため、トナーエンド前に、前もってトナーエンドになることが検知できるのが望ましい。
【００１０】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー収容器内のトナーが無くなったことを検知し、該検知後にトナーエンドを精度良く判定し、トナーエンドが判定されるまでの間の画質低下を防止することが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果に基づいて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときにトナーニアエンドと判定するトナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナーエンド判定手段として、上記トナーニアエンド判定手段でトナーニアエンドが判定された後に形成する画像についての画像情報に基づいて、このトナーニアエンドが判定された後の画像形成で消費されるトナー消費量を予測し、該トナー消費量の積算値が所定のトナー消費量に達したときに第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす第１の判定手段と、上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに第２のトナーエンド条件を満たしたとみなす第２の判定手段とを有し、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされたときに、トナーエンドと判定するトナーエンド判定手段を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定するように上記トナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定、あるいは、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいてトナーニアエンドを判定する上記トナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報 に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、トナーエンド判定手段によりトナーエンドが判定されたときに画像形成動作を停止させる停止制御手段を有する請求項１、２、３、又は、４の画像形成装置において、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないように上記トナーエンド判定手段又は上記停止制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記所定枚数を任意に設定可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、現像器内にトナーを補給するための所定のリカバリ動作を行なわせるリカバリ制御手段を有する請求項３、４、５、又は、６の画像形成装置において、上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに上記リカバリ動作を行わせるように上記リカバリ制御手段を構成し、かつ、該リカバリ動作後に上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が、再度上記所定の現像能力に達していないときにトナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定するように上記トナーニアエンド判定手段あるいは上記トナーエンド判定手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１乃至２の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果に基づいて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときにトナーニアエンドと判定する。
【００１９】
そして、請求項１の画像形成装置においては、該トナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報と、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、上記トナーエンド判定手段によってトナーエンドを判定する。具体的には、上記トナーニアエンド判定後の画像情報を用いて該トナーニアエンド判定後のトナー消費量の積算値を予測し、該積算値が所定の値よりも大きくなったか否かを判別するとともに、上記現像能力が所定の能力よりも低下したか否かを判別する。そして、これらの判別結果を用いて上記トナー収容部から現像器に補給されるトナーが無くなったか否かを判断し、該トナーが無くなったとみなしたときにトナーエンドと判定する。このとき、該トナーニアエンドの判定後に上記画像情報から予測したトナー消費量の積算値がずれて上記所定の値に達していない場合でも上記現像能力検知手段により現像能力が低下したと検知されたときには上記トナーニアエンド判別手段によりトナーエンドと判定する。これにより、現像器に補給されるトナーが無くなっているのに、上記予測したトナー消費量の積算値のずれでトナーエンドと判定されない、という事態の発生を防止することができる。
【００２０】
請求項２の画像形成装置においては、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされたときに、トナーエンドと判定する。これにより、上記トナー消費量の予測がずれて、現像に用いられるトナーが無くなっているにも拘わらず、上記第１のトナーエンド条件が満たされていないと判定された場合にも、上記現像能力の検知結果を用いて、該現像能力の低下が発生していることからトナーエンドを判定することができる。
【００２１】
また、請求項３の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定する。具体的には、上記トナー残量検知手段によりトナー残量を検知して、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを判別するとともに、上記現像能力が所定の能力よりも低下したか否かを判別する。そして、これらの判別結果を用いて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときとみなしたときにトナーニアエンドと判定する。
【００２２】
また、請求項４の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定する。具体的には、トナー残量検知手段は、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知する。このトナー残量検知手段によってトナーが上記所定の量よりも少なくなったことが検知されたら、それ以降、画像形成によるトナー消費量を上記画像情報に基づいて予測する。この予測の結果、上記所定の量が消費された時点でトナーニアエンドと判定する。これにより、配置の困難性から、トナー残量検知手段をトナー収容器内の残量がなくなったことを検知できる位置に配置できず、トナー残量検知手段がトナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知するように構成せざるをえない場合に、トナー収容器内の残量がなくなった時点でトナーニアエンドと判定することができる。
【００２３】
また、請求項５の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段によりトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは、画像形成動作を停止させない。例えば、上記所定枚数の画像形成を終了するまでは、トナーエンドと判定されないように上記トナーエンド判定手段を構成し、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないようにする。あるいは、トナーエンドと判定された場合でも、上記所定枚数の画像形成を終了するまでは、上記画像形成動作を停止させないように上記停止制御手段を構成し、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないようにする。これにより、トナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を強制的に行うことができる。
【００２４】
また、請求項６の画像形成装置においては、上記所定枚数を任意に設定可能に構成したので、画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができる。例えば、画像品質の低下が多少低下しても多数枚の画像形成を行いたい場合には上記所定枚数を多めの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。また、画像品質を重視し、少ない枚数の画像形成ができればよいという場合には、上記所定枚数を少なめの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。
【００２５】
また、請求項７の画像形成装置においては、上記リカバリ制御手段によって、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果が、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定される範囲の値である場合に、上記リカバリ動作を行わせる。そして、該リカバリ動作後に上記現像能力検知手段による現像能力検知結果が、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定される範囲の値となったときにトナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定するので、トナーが十分残っているにも拘わらず、一時的な大量のトナー消費などによって上記現像能力が低下した場合に、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと誤って判定するのを防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した場合の一実施形態について説明する。
まず、図２を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、後述する制御部等で構成されている。
【００２７】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
（以下、余白）
【００２８】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００２９】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム２００、露光手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写装置２６０、定着装置２７０等で構成されている。
【００３０】
上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電チャージャ２０３、帯電電位検出手段としての電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６０の中間転写ベルト２６１などが配置されている。
【００３１】
また、上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換して、上記帯電チャージャ２０３で一様帯電された感光体ドラム２００の表面に原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。上記半導体レーザー２２１による光書き込み値は作像毎に積算され、後述する制御部に送られる。
【００３２】
また、上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及びユニット全体を反時計回りに回転させる後述の現像リボルバ駆動部などで構成されている。このリボルバ現像ユニット２３０に設置された各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル、及び現像ローラを矢印の時計方向に回転させる後述の現像ローラ駆動部などで構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃ（直流成分）に交流電圧Ｖａｃ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリ−ブが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００３３】
カラー複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に位置するホームポジションで停止しており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りを開始し、このカラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリ−ブを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００３４】
また、上記中間転写装置２６０は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ロ−ラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ−ラ２６４ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２程度である。またベルトクリーニング装置２６２は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６１面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を後述の転写紙に一括転写する。
【００３５】
また、カラープリンタ２内の転写紙カセット２０７及び給紙バンク３内の転写紙カセット３００ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの転写紙５が収納されており、指定されたサイズの転写紙５が、その転写紙カセットから、給紙コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレジストロ−ラ対２０９方向に給紙、搬送される。また、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用にプリンタ２の右側面に手差しトレイ２１０がある。
【００３６】
上記構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト２６１上に重ねてトナー像が形成される。
【００３７】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。帯電チャージャ２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２００を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、半導体レーザ２２１はＢｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体ドラム２００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。そして、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。そして、感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２００から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写を「ベルト転写」という）。
【００３８】
感光体ドラム２００上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【００３９】
感光体ドラム２００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によるＣ画像データ読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ静電潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行なわれ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作を行ない、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【００４０】
上記中間転写ベルト２６１には、感光体ドラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が転写紙５に紙転写器２６３により一括転写される。
【００４１】
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙５は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対２０９のニップで待機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙５の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２０９が駆動され、転写紙５とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙５が中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６３の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で転写紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙５上に転写される。続いて紙転写器２６３の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、転写紙５は除電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移る。
【００４２】
そして、中間転写ベルト２６１面から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙５は、紙搬送ベルト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御された定着ロ−ラ２７１と加圧ロ−ラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００４３】
一方、ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシロ−ラ、ゴムブレ−ド）でクリーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電される。また、転写紙５にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２６１の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリーニングされる。
【００４４】
ここで、リピ−トコピ−のときは、カラースキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙５への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００４５】
以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
【００４６】
また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリーニング装置２６２のブレ−ドを中間転写ベルト２６１に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。
【００４７】
また、Ａ３サイズのフルカラーコピーモードの場合には、中間転写ベルト２６１が１周するごとに１色のトナー像を形成し、４回転で４色のトナー像を形成していくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり中間転写ベルト２６１の周長を抑え、小サイズの場合のコピースピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピードも落さないようにするためには、中間転写ベルト２６１が２周する間に１色のトナー像を形成するのが好ましい。この場合には、Ｂｋトナー像を中間転写ベルト２６１に転写した後、次の中間転写ベルト２６１の１周では、カラープリンタ２における現像及び転写が行なわれずに空回転し、その次の１周で次色のＣトナーによる現像を行ない、そのＣトナー像を中間転写ベルト２６１に転写するように順次行なっていく。このとき現像器切り換えのためのリボルバ現像ユニット２３０の回転動作は、上記空回転時に行なう。
【００４８】
次に、上記リボルバ現像ユニット２３０について説明する。
図３は、現像器２３１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが一体となったリボルバ現像ユニット２３０の内部構造を示す断面図である。図３では、感光体ドラム２００に対向する現像位置にあるのがＢｋ現像器２３１Ｋの現像室で、図中時計回りの順に、Ｃ現像器２３１Ｃの現像室、Ｍ現像器２３１Ｍの現像室、Ｙ現像器２３１Ｙの現像室となっている。
【００４９】
ここで、４つの現像室の内部構造は全く同じであるので、以下、図３で現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｋを代表して内部構造を説明する。現像ケーシング２３０Ａには、感光体ドラム２００に向けた開口部が形成され、この開口部を介して一部が露出するように、図示しないマグネットローラを内包する現像ローラ２３１ＫＲが設けられている。また、現像室内には、現像ローラ２３１ＫＲに担持されて感光体ドラム２００との対向部へ搬送される現像剤量を規制するドクタブレード２３１ＫＤと、このドクタブレード２３１ＫＤで規制されて現像室内に押し留められた現像剤の一部を中心軸線方向に沿って奥側から手前側へ搬送する上搬送スクリュー２３１ＫＳとスクリューケース２３１ＫＣ、及び現像室内の現像剤を撹拌する撹拌パドル２３１ＫＰとが設けられている。この撹拌パドル２３１ＫＰ内には、中心軸線方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰが収容されている。この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの下方の現像ケーシング２３０Ａには、現像室内の現像剤を回収するための図示しない剤回収口が形成され、常時は剤回収用フタ２３１ＫＺで閉じられている。
【００５０】
図４は、上記リボルバ現像ユニット２３０におけるトナー循環経路を示す概念断面図である。スクリューケース２３１ＫＣ内において、ドクタブレード２３１ＫＤで規制され、上搬送スクリュー２３１ＫＳにより図中右側から左側へ搬送された現像剤は、前側板２３１ＦＦを通過して落下部２３２から下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下し、さらに下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより図中左側から前側板２３１ＦＦを通過して右側へ搬送される。これにより、現像ローラ２３１ＫＲ（図３参照）は、撹拌パドル２３１ＫＰ上に存在する現像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送する。そして、一部ドクタブレード２３１ＫＤで規制された現像剤は、スクリューケース２３１ＫＣ内に落下し、このスクリューケース２３１ＫＣで現像ローラ２３１ＫＲの有効幅内に搬送され、この有効幅内の撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室内に排出され、再び現像ローラ２３１ＫＲに担持される。つまり、現像室内での現像剤のいわゆる横撹拌が行われる。そして、撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室下部に排出された現像剤が、撹拌パドル２３１ＫＰの回転によりその撹拌板部においていわゆる縦撹拌が行われる。また、図示しないトナー補給ローラの回転により、下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下したトナーＱが、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより落下部２３２まで搬送され、ここで上搬送スクリュー２３１ＫＳから落下した現像剤内に取り込まれて互いに混合され、この混合された現像剤が図示しない現像剤排出口から現像室内に入ることにより、現像室内の現像剤のトナー濃度を上昇させる。
【００５１】
次に、トナー補給について説明する。
図５は、トナー補給部２３３の内部構造を示す断面図であり、図３に示すようにＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にあるときの状態を示している。トナー補給部２３３は、各色に対応したトナー収容器としてのトナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴにより構成されている。このうち、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、黒トナーの使用頻度が高いためリボルバ現像ユニット２３０の中心部分に設置されている。このトナーカートリッジ２３０ＫＴは、紙面垂直方向に長く容量をもたせており、リボルバ現像ユニット２３０の回転とともにＢＫトナー受入用ケース２３０ＫＴＨにトナーが補給されるように構成されている。このＢＫトナー受入用ケース２３０ＫＴＨとトナーを搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰとの間には、補給ローラ２３０ＫＲを回転させる補給モータ２３０ＨＭが配置されている。また、その他のトナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴは、各トナーカートリッジの略凹形状に形成された部分と、各トナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨの略凸形状に形成された部分とが嵌合した状態で組み付けられている。
【００５２】
上記４つのトナー収容部としてのトナー受入用ケース２３０ＫＴＨ、２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨの内、各カラー現像器に対応した３つのカラートナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨは、対応する現像室が現像ポジションに位置するときにトナー補給ローラ２３０ＣＲ、２３０ＭＲ、２３０ＹＲの上方になる個所にトナー受入れ口が形成された周壁部を有する。この周壁部が、図６に示すように、リボルバ現像ユニットの回転軸と平行なスライドによりトナー排出口を下向きにして上記トナー受入れ口に一致させるようにカラートナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴを取り付けるカラートナー収容器取付部２３４になっている。
【００５３】
他方、黒現像器に対応した黒トナー受入用ケース２３０ＫＴＨは、図５に示すように、上記カラートナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨにカラートナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴを取り付けた状態の両者の全体周壁形状とほぼ同一形状の周壁形状をしている。そして周壁部分のリボルバ現像ユニットの中心線に面した個所には、黒トナーカートリッジ２３０ＫＴのトナー排出口２３０ＫＨに対応する形状のトナー受入れ口が形成されている。このトナー受入れ口は、リボルバ現像ユニット回転軸に平行な支軸により一端が回動自在に軸支されたシャッタ２３０ＫＳによって内側から塞ぐことができるようになっている。
【００５４】
Ｂｋ現像器２３１Ｋへのトナー補給を実施する場合は、まず補給モータ２３０ＨＭを回転させて補給ローラ２３０ＫＲを回転させる。すると、トナーカートリッジ２３０ＫＴやＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨ内のトナーが下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ（図４）上に落下して、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの回転とともに搬送され、混合撹拌されながら前側板２３１ＦＦ（図４）を通過して現像器内に送られる。
（以下、余白）
【００５５】
図１は、本実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図である。制御手段としての制御部５００は、上記カラー複写機における電子写真プロセスや紙搬送処理を制御する部分であり、演算制御処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）５００Ａと、前記演算制御処理のための基本プログラム及びこれらの処理のための基本データを蓄積しているＲＯＭ５００Ｂと、各種データを一時的に格納及び退避させるためのＲＡＭ５００Ｃと、外部機器と接続するためのＩ／Ｏインターフェース５００Ｄとを備えている。
【００５６】
上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの入力側には、トナー残量検知センサ２７５、感光体ドラム２００と対向配置されている光学センサ（発光素子及び受光素子との組み合わせからなる現像濃度パターン検知器）２０５、電位センサ（電位検出器）２０４、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３、カラー用カートリッジセンサ２７４がそれぞれ接続されている。
【００５７】
上記電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の現像位置前の帯電電位を検出するためのセンサである。上記各カートリッジセンサ２７３及び２７４は、トナーカートリッジの交換の有無を検出するための光学センサである。上記トナー残量検知センサ２７５は、トナーカートリッジ内のトナー残量が所定の量よりも低下したか否かを検知するためのセンサである。
【００５８】
また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの出力側には、現像バイアス電圧印加手段を含む現像バイアス制御駆動部５０２、帯電制御駆動部５０３、トナー補給駆動部５０４、レーザ発光駆動部５０５、現像剤担持体駆動手段としての現像ローラ駆動部５０１、現像リボルバ駆動部５０６、像担持体駆動手段としての感光体駆動部５０７がそれぞれ接続されている。
【００５９】
前述したようなトナー補給のための動作（以下、リカバリ動作という）が実施される場合は、その制御は制御部５００によって行われる。具体的には、感光体ドラム２００の表面上に基準パターンの画像を形成し、その反射光量を現像濃度パターン検知器２０５で検出する。そして、制御部５００のＣＰＵ５００Ａが、検出された反射光量からトナー付着量を算出し、そのトナー付着量と画像面積とから、適切なトナー補給量を決定する。そして、決定したトナー補給量に基づいてトナー補給駆動部５０４を制御し、リカバリ動作が実行される。
【００６０】
本実施形態のカラー複写機においては、上記画像面積は上記半導体レーザー２２１による光書き込み値の積算値から算出される。該半導体レーザー２２１による光書き込みは１ドット当たり８ビット階調で行われる。そして、画像面積の算出に当たっては、次式に基づいて行われる。
【００６１】
【数１】
なお、総画素カウント値＝光書き込み値（８ビット）の積算値／２５５とする。すなわち、光書き込み値の積算値が２５５になった時点で１画素カウントとする。
【００６２】
次にトナー付着量の算出について説明する。図７は、本実施形態の装置に適用した光学センサである現像濃度パターン検知器２０５の出力特性の一例である。特性線ａは、黒トナーを示し、特性線ｂは、カラートナーを示している。この現像濃度パターン検知器２０５の出力特性は、顕像化後のパターン上のトナー付着量が少ないときに反射光量が増え、該検知器２０５の出力、すなわちＶｓｐの値が上昇する。逆に、顕像化後のパターン上のトナー付着量が多いときに反射光量が減り、Ｖｓｐの値も下降する。ただし、特性線ｂで示すカラートナーの場合は、トナー付着量が所定以上になるとトナー表面からの反射光が増えて再びゆるやかに上昇する特性を持っている。
【００６３】
図７からわかるように、特性線ｂで示すカラートナーの場合には、感光体地肌部の反射光量Ｖｓｇ（＝４．０）に対してのダイナミックレンジが特性線ａで示す黒トナーの場合に比して狭い。これは、カラートナー像の場合、該カラートナー表面からの直接反射光が、感光体ドラム２００からの反射光に対して多くなるために起こる現象である。特性が飽和するＶｓｐ値（以下、Ｖｍｉｎという）は、上記現像濃度パターン検知器２０５として用いる光学センサの特性、感光体ドラム２００、現像条件などのばらつきによって変化するため、次式によって規格化している。
【００６４】
【数２】
ｋ＝（Ｖｓｐ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｓｇ−Ｖｍｉｎ）
【００６５】
次に、トナー補給制御時の処理を図８を用いて説明する。図８は、該トナー補給制御の一例を示すフローチャートである。まず、上記感光体ドラム２００上に中間調の静電潜像を、基準パターンとして形成する（ステップｓ２１）。そして、電位センサ２０４によって、この基準パターンの静電潜像の電位を読み込み、ＲＡＭ５００Ｃに格納する（ステップｓ２２）。その後、上記基準パターンの静電潜像をリボルバ現像ユニット２３０の現像器によって現像することで、基準パターンのトナー像を作成する。該基準パターンのトナー像は、ＲＡＭ５００Ｃに格納された電位に対して、一定のポテンシャルＶｐｐ（本実施形態においてはブラック：１３０Ｖ，カラー：１３０Ｖで、図示しない環境補正テーブルによって高温高湿で−１０Ｖ、低温低湿で＋１０Ｖの補正を行っている）を加えた現像バイアスを印加して、トナーを用いて顕像化することで形成する。このような基準パターンのトナー像に関して現像濃度パターン検知器２０５によって、その反射光量を検出し（ステップｓ２３）、数２によって規格化したトナー付着量ｋを算出する（ステップｓ２４）。このようにして求められた規格化したトナー付着量ｋから、予め定められた規格化したトナー付着量とトナー補給量のテーブル（図示せず）に基づいてトナー補給モータを制御することによりトナー補給が行われる（ステップｓ２５）。
【００６６】
次に、このカラー複写機におけるトナーニアエンド、及び、トナーエンドの検知について説明する。
このカラー複写機においては、トナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴが空になった状態を、ユーザに対して該トナーカートリッジの交換を促すべき状態であるトナーニアエンドの状態として扱う。本実施形態においては、トナーニアエンドの時にはトナーカートリッジ中にトナーが存在しない状態となっている。このカラー複写機では該トナーカートリッジの交換は現像位置において行う。また、該トナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴが空になった状態から、所定量のトナーが消費された時点をトナーエンドの状態として扱う。本実施形態のカラー複写機においては、該トナーエンドの状態で該トナーエンドとなった該当色を含む画像の形成が禁止される。このように、上記トナーニアエンドを検知することで、前もってトナーエンドになることが検知できるので、操作性が向上する。なお、この複写機においては、上記制御部５００が、トナーニアエンドの判定を行うトナーニアエンド判定手段としての機能、及び、トナーエンドの判定を行うトナーエンド判定手段としての機能を有する。
【００６７】
このカラー複写機では、上記トナーニアエンドを、前述のトナー残量検知センサ２７５を用いてトナー受入用ケースのトナー量を検知した結果に基づいて判定する。このため、図６にカラートナー用のトナー受入用ケースの一つ２３０ＭＴＨを例にして示すように、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの装置前側の端壁部分２３０ＭＴＨａに、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内側に突出させて、トナー残量検知用の被検知部としての、中空の発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂを形成している。以下、このトナー受入用ケース２３０ＭＴＨを例にして上記トナー残量検知センサ２７５を用いて行うトナー受入用ケースのトナー量検知について詳しく説明する。他のカラートナー用のトナー受入用ケースや黒トナー用のトナー受入用ケースについても同様である。
【００６８】
上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの図中上下方向での具体的な位置は、図６に示すように、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内であって、トナー補給ローラ２３０ＭＲ及び該ローラとケース内壁面とをシールするシール部材２３０ＭＲａで区画された下搬送スクリュウ６２側とトナーカートリッジ内部側のうち、トナーカートリッジ内部側に設けられている。図示の例では、図６中のＹ−Ｙ線による断面を示す図９（ｂ）のように、トナー補給ローラ２３０ＭＲの上側であって、リボルバ現像ユニット２３０の回転に伴いマゼンタ現像器２３１Ｍが現像ポジションに位置してトナーカートリッジ２３０ＭＴから落下してきたトナーに没する位置に設けられている。
【００６９】
そして、図６中のＸ−Ｘ線による断面を示す図９（ａ）や上記図９（ｂ）に示すように、現像ポジションに位置する現像器に対応するトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂに対向するように、発光素子２３６や受光素子２３７が装置本体側に固定的に設けられている。すなわち、本実施形態では、現像器が現像ポジションに位置するときに、該現像器に対応するトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナー残量を検知する。なお、発光素子２３６、受光素子２３７は前述のトナー残量検知センサ２７５を構成するものである。
【００７０】
図９（ａ）において、上記一対の中空の凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの互いに対向する壁面部には、発光素子２３６からの光に対して透明な透過部２３８ａ，２３８ｂを有している。また、発光部対向凹部２３５Ｍａには、発光素子２３６からの光を発光部対向凹部２３５Ｍａにおける透過部２３８ａに向けて反射させる反射部２３９ａを形成するとともに、受光部対向凹部２３５Ｍｂには、発光部対向凹部２３５Ｍｂにおける透過部２３８ｂを透過してきた光を受光素子２３７に向けて反射させる反射部２３９ｂを形成している。
【００７１】
図示の例では、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの装置前側の端壁部分２３０ＭＴＨａに四角窓を形成し、この窓に、例えばポリカーボネート（以下、ＰＣという）のような透明な材質からなる中空の三角柱状部材をはめ込んで上記各凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂを構成している。そして、他の部分よりも光反射率の高い部材、例えば銀色の反射テープ１００ａ，１００ｂを貼り付けて、上記各凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの反射部２３９ａ，２３９ｂを構成している。これに代え、反射部２３９ａ，２３９ｂのみを他の部分よりも光反射率の高い部材を用いて構成したり、反射部２３９ａ，２３９ｂにのみ金を蒸着させたりしてもよい。
【００７２】
なお、発光素子２３６の光源として、指向角の広い光源を採用した場合には、本来受光素子２３７で受光されるべき光以外に、発光素子２３６及び受光素子２３７が対向しているトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの端壁部分２３０ＭＴＨａに入射して肉厚部を伝播し、結果的に受光素子２３７で受光される伝播光３８が生じてしまう。そして、この光も受光素子２３７で検知され、この伝播光３８が検知出力におけるノイズとして現れるため、トナーがあるにもかかわらず無いと誤検知してしまう恐れがある。これを防止するためには、例えば、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの端壁部分２３０ＭＴＨａを、該端壁部分２３０ＭＴＨａの肉厚部を光が伝播しない材料として、例えば黒のＰＣを用いて構成する。これに代え、上記発光素子２３６と受光素子２３７とにそれぞれ対向している上記トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの壁部分を、発光素子２３６から発せられた光の一部が、前記壁部分のうち発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂ以外の端壁部分２３０ＭＴＨａで反射したとしても、この反射光３４が受光素子２３７で受光されない方向に反射されるように構成してもよい。
【００７３】
また、上記トナー残量検知は、リボルバ現像ユニット２３０の回転により所定の現像器を現像ポジションに位置させた時点で該回転を停止した状態で該所定の現像器についてのトナー受入用ケースについて行うため、この停止状態で、検知対象のトナー受入用ケース、例えばマゼンタトナー受け入れ用ケース２３０ＭＴＨ、における両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの各透過部２３８ａ，２３８ｂが鉛直方向に並んで配設されていると、現像によってトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナーが消費されても、重力方向の下側に位置する透過部にトナーが残留してしまうことがある。透過部にこのようなトナーが残留してしまうと、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内にトナーがほとんど存在しないにもかかわらず、まだ存在していると判断し誤検知につながってしまう。よって、トナー残量検知の際にトナーが残留しないような態様で、透過部２３８ａ，２３８ｂの各面を対向配置することが望ましい。例えば、図示の例のように、前記透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になるように対向配置する。図１０は、上記発光素子２３６と受光素子２３７とを有するトナー残量検知センサ２７５の配置の一例を示す説明図である。該トナー残量検知センサ２７５は、装置本体に固定されている支持部材２４０に取り付けられており、現像ポジションに位置するときに上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂが、該両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になる状態で、該トナー残量検知センサ２７５に対向するように配置されている。
【００７４】
図示の装置におけるトナー残量検知は、現像ポジションに位置する現像器のトナーに対して次のようになされる。なお、マゼンタ現像器２３０Ｍが現像ポジションに位置するものとして説明する。図９（ａ）において、まず、発光素子２３６から発せられた光は、該発光素子２３６に対向する端壁部分２３０ＭＴＨａに形成された上記発光部対向凹部２３５Ｍａの反射部２３９ａで反射して、透過部２３８ａを透過する。ここで、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナー量が所定量以上であると、前記透過部２３８ａを透過した光は、トナーで遮られるため上記受光部対向凹部２３５Ｍｂの透過部２３８ｂに入射せず、受光素子２３７には到達しない。一方、上記トナー量が所定量以下であると、前記透過部２３８ａを透過した光はトナーで遮られることがないので、上記受光部対向凹部２３５Ｍｂの透過部２３８ｂに入射した後、更に反射部２３９ｂで反射して受光素子２３７で受光される。このように、発光素子２３６から発せられた光が、トナー量が所定量以下であるときのみ受光素子２３７で受光されるため、受光素子２３７光が受光されたか否かを検知することで、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内に所定量のトナーがあるか否かを検知できる。
【００７５】
ここで、万が一、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良となった場合、トナーニアエンドと検知することができなくなる場合がある。例えば、上述のように透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になるように対向配置した場合でも、トナーは帯電したり、凝集したりして、該透過部２３８ａ，２３８ｂ表面に付着してしまうことがある。そして、発光素子２３６と受光素子２３７との間の光路上にトナー等が付着して光を遮ってしまうと、実際にはトナー受入用ケース２３０内にトナーが無くても、トナー残量有りと判断されてしまうことがある。
【００７６】
そこで、このカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５を用いて行うトナー残量検知の検知結果と、現像器の現像能力の検知結果とに基づいて、トナーニアエンドの判定を行う。図示の装置においては、上記現像能力の検知結果として前述の基準パターンのトナー付着量の検知結果を用いる。具体的には、上記トナー残量検知センサ２７５を用いてトナー残量検知を行い、トナー受入用ケース内の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光され、トナー量が所定量以下であると検知されたときには、第１のトナーニアエンド条件を満たしたとみなす。また、上記トナー付着量が所定の量よりも低下したときに、第２のトナーニアエンド条件を満たしたとみなす。そして、該第１のトナーニアエンド条件及び第２のトナーニアエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーカートリッジが空である、すなわち、トナーニアエンドであると判定する。
【００７７】
次に、上記第２のトナーニアエンド条件について説明する。このカラー複写機においては、現像能力検知結果としての前述の基準パターンのトナー付着量検出結果から、該トナー付着量が所定のトナーニアエンド閾値よりも低下したか否かを判断する。具体的には、黒トナーの場合には０．４−０．０３＝０．３７ｍｇ／ｃｍ２、カラートナーの場合には０．３−０．０３＝０．２７ｍｇ／ｃｍ２を上記所定のトナーニアエンド閾値とし、トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値を下回ったか否かを判断する。
【００７８】
さらに、図示の例のカラー複写機においては、上記トナー付着量が、上記所定のトナーニアエンド閾値を下回った場合に、まず、図示しない補給量選択テーブルを参照してトナー補給量を決定し、現像器内にトナーを補給するためのリカバリ動作が行われる。そして、このリカバリ動作の後約１０秒間の撹拌が行われ、再び基準パターンへのトナー付着量が検出される。そして、このときのトナー付着量が再度上記所定のトナーニアエンド閾値を下回った場合に、上記第２のトナーニアエンド条件が満たされたとみなされる。
【００７９】
このように、本実施形態のカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５を用いたトナー残量検知結果のみに基づいてトナーニアエンドを判定するのではなく、現像能力の検知結果も考慮してトナーニアエンドを判定する。これにより、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良の場合にも、トナーニアエンドを検知することが可能となる。
【００８０】
また、上記トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値よりも低下したときに即第２のトナーニアエンド条件を満たしたとするのではなく、リカバリ動作を行って再度上記トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値に達しないときに上記条件を満たしたと判定することで、高画像面積の画像形成時や環境条件の変化等によって、トナーがあるにも拘わらず、現像能力が変動してトナーニアエンドと誤検知するのを防止することができる。よって、トナーニアエンドをさらに精度良く判定することができる。
【００８１】
以上のようにして、トナーカートリッジ内のトナーが消費されたことを検知することで、該トナーカートリッジ内のトナーを無駄にせず、有効に利用することができる。
【００８２】
なお、トナーニアエンド状態と判断したら、例えば操作パネル上にトナーニアエンドである旨及び該当するトナーカートリッジを表示し、そのトナーカートリッジの交換を促す。
【００８３】
また、本実施形態においては、トナーニアエンドが検知された後に形成される画像についての画像情報と、現像器の現像能力の検知結果とに基づいてトナーエンドを判定するように構成されている。図示の装置においては、上記現像能力の検知結果として前述の基準パターンのトナー付着量の検知結果を用いる。そして、トナーニアエンド以後に形成される画像についての画像情報から該トナーニアエンド以後に形成された画像の画像面積を算出して積算し、該画像面積の積算値が所定のレベルになったときに第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす。また、上記トナー付着量が所定の量よりも低下したときに、第２のトナーエンド条件を満たしたとみなす。そして、該第１のトナーエンド条件及び第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーエンドと判断して、該当色を含む画像形成を禁止する。このように、上記トナーカートリッジ内のトナーが無くなった状態となり、トナーニアエンドと判定されても、上記トナーエンドと判定されるまでは画像形成を行うことにより、上記トナー受入用ケース内のトナーを利用することが可能となり、トナーの有効利用ができる。
【００８４】
まず、上記第１のトナーエンド条件について説明する。上記画像面積は前述の数１により演算される。この装置においては、トナーニアエンド後に形成される画像の画像面積の積算値がＡ４べたの１０枚分の画像、具体的には約６２３５（ｃｍ２）に達したら第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす。該第１のトナーエンド条件を満たしたか否かを判定するための上記画像面積の積算値の閾値、すなわち、Ａ４べたの１０枚分の画像面積は、トナーニアエンド時に残っているトナー受け入れ用ケース２３０ＫＴＨ，２３０ＣＴＨ，２３０ＭＴＨ，２３０ＹＴＨ中のトナーが消費しきらないような値に設定されている。これにより、現像器の現像能力がトナー不足によって低下することがないので、安定した画像品質が維持できると共に、トナー補充後も速やかに画像形成を行うことができる。
【００８５】
なお、画像面積の積算値を用いる代わりに、上記画素カウント値の積算値を用いたり、現像器の現像能力、例えば前述の基準パターンへのトナー付着量を検知した結果に応じて上記積算値を補正して用いたりしてもよい。
【００８６】
上記画像面積の積算値は、トナー消費量そのものではなく、該トナー消費量の予測値に過ぎない。従って、トナーカートリッジが満杯の状態から上記積算を行い、この積算値からトナーエンドを予測すると、トナーエンド検知誤差が大きくなる。また、必ずしも満杯のトナーカートリッジをセットして画像形成を行うとは限らないので、トナーカートリッジをセットしたときから上記画像面積を積算して予測されるトナー消費量が該トナーカートリッジの収容トナー量に相当する量を超えたときにトナーエンドとみなすようにすると、トナーカートリッジが既に空になっているにも拘わらず、トナーエンドとみなされないことが起こりうる。本実施形態のように、トナー残量検知センサ２７５を用いてトナー残量がある程度少なくなっていることが検知された時点でトナーニアエンドと判定し、このトナーニアエンド判定後の画像面積の積算値を用いてトナーエンドを行うようにすることにより、トナーエンドを精度良く検知することができる。
【００８７】
このようにトナーニアエンド判定後の画像面積の積算値を用いてトナーエンドを行うように構成した場合でも、環境条件が変動して上記トナー消費量の予測値が大きくずれることが生じうる。そして、このズレにより、現像器に補給されるトナーが無くなっているにも拘わらず、トナーエンドが判定されないと、画像濃度低下、かすれ、そして、２成分現像剤を用いる画像形成装置の場合にはキャリア付着などの不具合が生じるおそれがある。
【００８８】
そこで、本実施形態のカラー複写機においては、上記第１のトナーエンド条件が満たされない場合でも、第２のトナーエンド条件が満たされた場合にはトナーエンドと判定するように構成している。以下、第２のトナーエンド条件について説明する。このカラー複写機においては、現像能力検知結果としての前述の基準パターンのトナー付着量検出結果から、該トナー付着量が所定のトナーエンド閾値よりも低下したか否かを判断する。具体的には、目標値よりも０．０５ｍｇ／ｃｍ２２低下した値を上記所定のトナーエンド閾値とし、更に具体的には、黒トナーの場合には０．４−０．０５＝０．３５ｍｇ／ｃｍ２、カラートナーの場合には０．３−０．０５＝０．２５ｍｇ／ｃｍ２を上記所定のトナーエンド閾値とし、トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値を下回ったか否かを判断する。
【００８９】
また、本実施形態のカラー複写機においては、トナーニアエンド検知のときと同様に、上記トナー付着量が、上記所定のトナーエンド閾値を下回った場合に、まず、図示しない補給量選択テーブルを参照してトナー補給量を決定し、現像器内にトナーを補給するためのリカバリ動作が行われる。そして、このリカバリ動作の後約１０秒間の撹拌が行われ、再び基準パターンへのトナー付着量が検出される。そして、このときのトナー付着量が再度上記所定のトナーエンド閾値を下回った場合に、上記第２のトナーエンド条件が満たされたとみなされる。
【００９０】
このように、本実施形態のカラー複写機においては、上記画像情報を用いてトナー消費量の予測からのみトナーエンドを判定するのではなく、現像能力の検知結果も考慮してトナーエンドを判定する。そして、上記画像情報に基づいて予測したトナー消費量が実際とずれてトナーが既に無くなっているにもかかわらず第１のトナーエンド条件を満たしたとみなされない場合でも、上記現像能力の検知結果からトナーエンドを検知することができるので、精度良くトナーエンドの判定を行うことができる。よって、トナーが無くなっているにも拘わらずトナーエンドと判定されずに画像形成が行われることにより、画像濃度低下、かすれ、また２成分現像剤を用いる場合のキャリア付着等の不具合が生じるのを防止し、トナーエンドが判定されるまでの間の画像形成時の画像品質の低下を防止することができる。
【００９１】
また、上記トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値よりも低下したときに即第２のトナーエンド条件を満たしたとするのではなく、リカバリ動作を行って再度上記トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値に達しないときに上記条件を満たしたと判定することで、高画像面積の画像形成時や環境条件の変化等によって、トナーがあるにも拘わらず、現像能力が変動してトナーエンドと誤検知するのを防止することができる。よって、トナーエンドをさらに精度良く判定することができる。
【００９２】
上記現像能力の検知結果として用いることができるのは、上記基準パターンのトナー付着量の検知結果に限るものではない。例えば、２成分現像剤を用いる現像装置などで用いられる透磁率の変化からトナー濃度を検知するトナー濃度センサによるトナー濃度検知結果を用いてもよい。
【００９３】
さらに、本実施形態においては、上記トナー残量検知センサ２７５による検知結果から上記トナーニアエンドが検知された後の、該当色を含む画像の画像形成回数を、上記制御部５００によってカウントし、その回数が所定の回数になるまでは、画像情報、現像能力の状態量に拘わらず、トナーエンドとしないようになっている。さらに、図示の装置においては上記所定の回数が、デフォルトで１０回になっており、最大５０回まで任意に設定可能に構成されている。これにより、トナーニアエンドからトナーエンドまで、最低形成できる画像枚数が保証されるため、設定された枚数の間は安心して使用することができる。そして、例えば、形成した画像枚数が予め設定した枚数に達したか否かによってトナーニアエンド、又はトナーエンド判定を行うような複写機から本実施形態に係る複写機に買い換えたユーザに対しても、違和感無く使用することができる。
【００９４】
また、この図示の複写機において、上記トナーニアエンド検知後に画像形成可能な枚数は、任意に設定可能であるので、画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができる。例えば、画像品質の低下が多少低下しても多数枚の画像形成を行いたい場合には上記所定枚数を多めの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。これにより、使い勝手がよくなる。なお、このような機能が不要である場合には、０枚に設定することにより、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされれば、その時点でトナーエンドと判定させることができる。
【００９５】
図１１は、このカラー複写機で実行されるトナーニアエンド及びトナーエンドの判定制御例を示すフローチャートである。
このカラー複写機で画像形成が開始すると、まず、トナーニアエンドであるか否かを判断する（ステップＳ１）。ステップＳ１でトナーニアエンドでない場合（ステップＳ１でＮ）には、トナー残量検知センサ２７５を用いたトナー残量検知の結果、トナー残量無しになっているか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００９６】
そして、トナー残量無しと判断された場合（ステップＳ２でＹ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光された場合には、トナーニアエンドと判定し（ステップＳ６）、制御を終了する。
【００９７】
一方、ステップＳ２でトナー残量有りと判断された場合（ステップＳ２でＮ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光されなかった場合には、現像能力が設定値を下回っているか否か、具体的には、トナー付着量が上述のトナーニアエンド閾値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ３）。そしてステップＳ３で現像能力が設定値を下回っていた場合（ステップＳ３でＹ）には、トナーリカバリ動作を実行し（ステップＳ４）、再度現像能力が上記設定値を下回っているか否かの判断をする（ステップＳ５）。そして、再度現像能力が上記設定値を下回った場合（ステップＳ５でＹ）には、トナーニアエンドと判定し（ステップＳ６）、制御を終了する。
【００９８】
上記ステップＳ３で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ３でＮ）、あるいは、上記ステップＳ５で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ５でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【００９９】
上記ステップＳ１でトナーニアエンドと判断された場合（ステップＳ１でＹ）には、まず、画像形成回数は設定値を超えているか否かを判断する（ステップＳ７）。この設定値は、上述のように、デフォルトで１０回になっており、最大５０回までの範囲で任意に設定された値となっている。そして、画像形成回数が該設定値を超えている場合（ステップＳ７でＹ）には、画像情報、具体的には画像の画像面積の積算値が設定値を超えたか否か、すなわち、前述の第１のトナーエンド条件を満たしたか否かを判断する（ステップＳ８）。
【０１００】
そして、画像情報が上記設定値を超えている場合、すなわち、第１のトナーエンド条件を満たした場合（ステップＳ８でＹ）には、トナーエンドと判定し（ステップＳ１２）、制御を終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ８で画像情報が上記設定値を超えていなかった場合、すなわち、第１のトナーエンド条件を満たしていなかった（ステップＳ８でＮ）には、現像能力が設定値を下回っているか否か、具体的には、トナー付着量が上述のトナーエンド閾値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ９）。すなわち、上記第２のトナーエンド条件を満たしたか否かを判断する。そしてステップＳ９で現像能力が設定値を下回っていた場合（ステップＳ９でＹ）には、トナーリカバリ動作を実行し（ステップＳ１０）、再度現像能力が上記設定値を下回っているか否かの判断をする（ステップＳ１１）。そして、再度現像能力が上記設定値を下回った場合（ステップＳ１１でＹ）には、トナーエンドと判定し（ステップＳ１２）、制御を終了する。
【０１０２】
上記ステップＳ７で画像形成回数が上記設定値を超えていなかった場合（ステップＳ７でＮ）、上記ステップＳ９で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ９でＮ）、あるいは、上記ステップＳ１１で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ１１でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【０１０３】
次に、トナーニアエンド判定の他の一例について説明する。
図１２は、該トナーニアエンド判定の他の一例を採用したカラー複写機のトナー残量検知センサ２７５の配置位置の一例を説明するための説明図である。この例についても、図６と同様にマゼンタトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ及びマゼンタトナーカートリッジ２３０ＭＴを例にして説明する。ここで、図６の例と同様の部分については同符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
図６の例のトナー受入用ケースとは異なり、図１２の例のトナー受入用ケースにおいては、上記トナー残量検知用の被検知部としての、上記発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂを設ける十分なスペースがない。そこで上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂを、上記トナー受入用ケース２３０ＭＴＨではなく、トナーカートリッジ２３０ＭＴの装置前側の端壁部分２３０ＭＴａに設けている。そして、該両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂにそれぞれ対向させるように上記トナー残量検知センサ２７５の発光素子２３６と受光素子２３７とを配置している。
【０１０５】
上記両凹部２３５Ｍａ、２３５Ｍｂは、トナー残量検知時にトナーカートリッジ２３０ＭＴのできるだけ下部に位置するように、該トナーカートリッジ２３０ＭＴのトナー排出口の近くに設けるのが望ましい。しかしながら、トナーカートリッジ２３０ＭＴに上記両凹部２３５Ｍａ、２３５Ｍｂを設けた場合には、トナー残量検知センサ２７５によってトナー無しの状態が検知された場合でも、まだトナーカートリッジ２３０ＭＴ内にトナーが残っている状態となる。このため、上記トナー残量検知センサ２７５によって、トナー無しが検知されたときにトナーニアエンドと判定してユーザにカートリッジ交換を促すと、トナーを無駄にしてしまうおそれがある。
【０１０６】
そこで、このカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果と画像情報とを用いて、トナーニアエンドの判定を行う。具体的には、上記トナー残量検知センサ２７５によりトナー無しが検知されたら、その時点から前述の方法で画像面積を積算し、該積算値が、トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値に達したら、トナーニアエンドと判定するように、上記制御部５００を構成している。図示の装置においては、上記トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値をＡ４べた３０枚に相当する１８７０５（ｃｍ２）とし、上記画像面積を積算した値が１８７０５（ｃｍ２）に達した時点でトナーニアエンドと判定する。そして、この時点からトナーエンド判定のための画像面積の積算を行い、該積算を行った値がトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの残トナー量に相当するＡ４べた５枚の画像面積に相当する３１１８（ｃｍ２）に達した時点でトナーエンドと判定する。
【０１０７】
なお、このカラー複写機においても、トナー残量検知センサを用いたトナー残量検知結果及び画像情報のみならず、現像器の現像能力検知結果も考慮して、トナーニアエンドの判定を行うように構成するのが望ましい。これにより、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良になった場合でもトナーニアエンドを検知することが可能である。例えば、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果と上記画像情報とからトナーカートリッジ内のトナー量が所定量以下であると判断されたときには、第１のトナーニアエンド条件を満たしたとみなし、現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに第２のトナーニアエンド条件を満たしたとみなすようにして、該第１のトナーニアエンド条件及び第２のトナーニアエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーカートリッジが空である、すなわち、トナーニアエンドであると判定するようにすればよい。
【０１０８】
図１３は、このカラー複写機におけるトナーニアエンド、トナーエンドの判定制御の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートと異なる点は、ステップＳ２でトナー残量無しと判断された場合（ステップＳ２でＹ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光された場合に、画像情報、すなわち、トナー残量検知センサ２７５でトナー無しが検知されてからの画像面積の積算値が設定値、すなわち、前述の、トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値を超えたか否かの判断を行う（ステップＳ２１）という点である。そして、ステップＳ２１で画像情報が上記設定値を超えている場合、すなわち、第１のトナーニアエンド条件を満たした場合（ステップＳ２１でＹ）には、トナーニアエンドの判定を行い（ステップＳ６）、制御を終了する。
【０１０９】
一方、ステップＳ２１で画像情報が上記設定値を超えていなかった場合、すなわち、第１のトナーニアエンド条件を満たしていなかった（ステップＳ８でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【０１１０】
このように、上記画像情報と、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果とに基づいてトナーニアエンドを判定するように上記制御部５００を構成することによって、トナーニアエンドの判定後、ユーザがすぐにトナーカートリッジを交換した場合でもカートリッジ内にトナーが残っているという状態が起こらなくなる。これにより、トナーを無駄に捨てることがなくなり、かつ、トナーカートリッジ交換時に該トナーがこぼれるといった不具合が生じるのも防止することができる。
【０１１１】
また、このカラー複写機においても、トナーニアエンドを検知した後に、画像情報のみならず、現像能力検知結果も用いてトナーエンドを判断しているので、画像形成の途中で現像器の現像能力が落ちて画像品質が低下するのを防止することができる。
【０１１２】
また、レイアウト上の都合で、上記トナー残量検知センサを、トナーカートリッジ２３０ＭＴ内のトナー残量の検知しかできない箇所、例えば図中Ａで示した箇所に設置しなければならない場合でも、トナーカートリッジ内にトナーを残すことなく、適切なトナーニアエンド、トナーエンドの判定が可能となる。これにより、トナー残量検知センサの付加がスペース的に困難であった画像形成装置への該センサの付加が可能になる。また、トナー受入用ケースの容量を小さくすることができるので、機械の小型化で決められたスペース内に大容量のトナーカートリッジを取り付けることができる。よって、機械の小型化、トナーカートリッジの大容量化が実現できる。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１乃至２の発明によれば、トナー収容器内のトナーが無くなったことを検知し、該検知後にトナーエンドを精度良く判定することが可能となる。これにより、トナーエンド前に、前もってトナーエンドになることが検知できるので、操作性が向上するとともに、上記トナー収容器内のトナーを無駄にせず、有効に利用することができるという優れた効果がある。また、上記トナーエンドを精度良く判定することが可能となることで、トナーエンドが判定されるまでの間の画像形成時の画像品質の低下を防止できるという優れた効果がある。
また、請求項３の発明によれば、トナー残量検知手段が何らかの理由により働かなくなった場合でも、上記現像能力の検知結果を用いて、該現像能力の低下が発生していることからトナーニアエンドを判定することができるという優れた効果がある。
また、請求項４の発明によれば、配置の困難性からトナー残量検知手段を、トナー収容器内の残量がなくなったことを検知できる位置に配置できず、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知するように構成せざるをえない場合でも、トナーニアエンドを正確に判定することが可能であるという優れた効果がある。さらに、例えば報知手段などを設けることによって、ユーザにトナーの補充を速やかに促すことができるという効果もある。また、機械の小型化、トナー収容器の大容量化も可能となるという優れた効果もある。
また、請求項５の発明によれば、突然装置が使用できなくなるということがなくなり、操作性が向上するという優れた効果がある。
また、請求項６の発明によれば、ユーザが画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができるので、使い勝手が向上するという優れた効果がある。
特に、請求項７の発明によれば、トナーニアエンドあるいはトナーエンドを更に正確に判定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】リボルバ現像ユニットの内部構造を示す断面図。
【図４】リボルバ現像ユニットにおけるトナー循環経路を示す概念断面図。
【図５】トナー補給部の内部構造を示す断面図。
【図６】トナーカートリッジのトナー受入用ケースへの脱着操作を示す説明図。
【図７】現像濃度パターン検知器の出力特性図。
【図８】トナー補給制御の一例を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は図６中のＸ−Ｘ線による断面図。
（ｂ）は図６中のＹ−Ｙ線による断面図。
【図１０】トナー残量検知センサ２７５の配置の一例を示す説明図。
【図１１】トナーニアエンド、トナーエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【図１２】トナー残量検知センサ２７５の配置位置の変形例を説明するための説明図。
【図１３】トナーニアエンド、トナーエンド判定制御の他の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
２００ 感光体ドラム
２０３ 帯電チャージャ
２０４ 電位センサ
２０５ 光学センサ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
２３１ 現像器
２７５ トナー残量検知センサ
５００ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは画像形成装置におけるトナーエンドの判定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置において、装置内のトナーは画像形成によって消費されるため、トナーが無くなるか、あるいは、無くなりそうであることをユーザに報知して、装置外部からのトナーの補充を行うようにしないと、現像に用いられるトナーが不足するトナー切れの状態となって、形成した画像が薄くなったり、部分的にかすれたりして画像形成できなくなってしまう。このような問題を防止するために、従来より種々の装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開平２−３９１７８号公報では、感光体表面上に露光されるドット数の計数値に基づいてトナー消費量を算出し、該トナー消費量を用いてトナーカートリッジ内のトナー残量を検知することにより、トナーエンドを検出するトナーエンド検出装置が開示されている。
【０００４】
また、特開平４−１９１８７４号公報では、トナー残量センサの出力の後に、通紙枚数と画像データ中の黒データ数とを比較し、いずれかが予め定めた値に達した時点でトナーエンプティ信号を出力するトナーエンプティ検出方法及び装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記ドット数とトナー消費量との関係とは常に同じではなく、例えば環境条件によって現像器の現像能力が変化すると、ドット数とトナー消費量との関係も変化する。そして、ドット数とトナー消費量との関係が変化することにより実際のトナー消費量と予測されたトナー消費量とにずれが生じることとなる。このずれは、予測するトナー消費量が多くなるほど大きくなる。従って、上記特開平２−３９１７８号公報の技術で、トナー消費量を正確に算出して上記トナーカートリッジ内のトナー残量を正確に検知することは、トナーカートリッジ内に収容されるトナー量が多くなればなるほど困難であるという問題点があった。
【０００６】
また、このような、トナーの存在をトナー残量検知センサなどで見ていない装置では、トナーカートリッジの交換動作のみにより上記ドット数の計数値を記憶するための不揮発メモリ内の該計数値がリセットされ、トナーエンドが解除されてしまうような構成が採用されていると、空になったトナーカートリッジを抜き差しした場合でもトナーエンドが解除されてしまい、その後しばらくトナーエンドと判定されないという不具合もあった。
【０００７】
また、特開平４−１９１８７４号公報の方法及び装置によれば、画像データが多い場合には早めにトナーエンド検出されるが、画像データが少なく、通紙枚数が増えた場合には、まだ画像形成が可能なくらいトナーが残っている状態にも拘わらず、通紙枚数によってトナーエンドと判定されてしまうという問題点があった。特に、フルカラーの画像形成装置においては、画像によって特定のトナー色が現像されないことも十分に考えられるが、複数色のトナーのどの色が使用された場合でも通紙枚数でカウントされてしまうので、トナーエンド誤検知される原因となる。
【０００８】
また、近年、画像形成装置は小型化の傾向にあるが、面倒なトナーカートリッジの交換回数を減らすためには、トナーカートリッジはできるだけ容量のあるものを用いる必要がある。
しかしながら、トナーカートリッジを大型化すると、該トナーカートリッジと現像器の間に設けるトナー収容部の収容スペースがあまりとれなくなる。このため、トナーエンド検知を高精度に行わないと、種々の不具合が生じることとなる。例えば、早めにトナーエンドと判定してしまうと、トナーカートリッジ内にまだトナーがあるのにトナーカートリッジを交換してしまうため、トナーの無駄となってしまう。また、トナーエンドの判定が遅れると、現像器に補給されるトナーが無くなってしまうため、前述のトナー切れの状態となり、トナー濃度低下などの不具合を生じさせてしまう。
【０００９】
また、トナーエンドによって突然画像形成が不可能となったり、画像濃度が低下したりすると、連続して使用したユーザの作業効率が低下したり、交換するトナーカートリッジの在庫を有していない場合、手配に時間がかかり、画像形成装置が使用できなくなるという不具合を生じる。このため、トナーエンド前に、前もってトナーエンドになることが検知できるのが望ましい。
【００１０】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー収容器内のトナーが無くなったことを検知し、該検知後にトナーエンドを精度良く判定し、トナーエンドが判定されるまでの間の画質低下を防止することが可能な画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果に基づいて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときにトナーニアエンドと判定するトナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナーエンド判定手段として、上記トナーニアエンド判定手段でトナーニアエンドが判定された後に形成する画像についての画像情報に基づいて、このトナーニアエンドが判定された後の画像形成で消費されるトナー消費量を予測し、該トナー消費量の積算値が所定のトナー消費量に達したときに第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす第１の判定手段と、上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに第２のトナーエンド条件を満たしたとみなす第２の判定手段とを有し、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされたときに、トナーエンドと判定するトナーエンド判定手段を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定するように上記トナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定、あるいは、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいてトナーニアエンドを判定する上記トナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報 に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、トナーエンド判定手段によりトナーエンドが判定されたときに画像形成動作を停止させる停止制御手段を有する請求項１、２、３、又は、４の画像形成装置において、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないように上記トナーエンド判定手段又は上記停止制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記所定枚数を任意に設定可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、現像器内にトナーを補給するための所定のリカバリ動作を行なわせるリカバリ制御手段を有する請求項３、４、５、又は、６の画像形成装置において、上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに上記リカバリ動作を行わせるように上記リカバリ制御手段を構成し、かつ、該リカバリ動作後に上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が、再度上記所定の現像能力に達していないときにトナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定するように上記トナーニアエンド判定手段あるいは上記トナーエンド判定手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１乃至２の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果に基づいて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときにトナーニアエンドと判定する。
【００１９】
そして、請求項１の画像形成装置においては、該トナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報と、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、上記トナーエンド判定手段によってトナーエンドを判定する。具体的には、上記トナーニアエンド判定後の画像情報を用いて該トナーニアエンド判定後のトナー消費量の積算値を予測し、該積算値が所定の値よりも大きくなったか否かを判別するとともに、上記現像能力が所定の能力よりも低下したか否かを判別する。そして、これらの判別結果を用いて上記トナー収容部から現像器に補給されるトナーが無くなったか否かを判断し、該トナーが無くなったとみなしたときにトナーエンドと判定する。このとき、該トナーニアエンドの判定後に上記画像情報から予測したトナー消費量の積算値がずれて上記所定の値に達していない場合でも上記現像能力検知手段により現像能力が低下したと検知されたときには上記トナーニアエンド判別手段によりトナーエンドと判定する。これにより、現像器に補給されるトナーが無くなっているのに、上記予測したトナー消費量の積算値のずれでトナーエンドと判定されない、という事態の発生を防止することができる。
【００２０】
請求項２の画像形成装置においては、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされたときに、トナーエンドと判定する。これにより、上記トナー消費量の予測がずれて、現像に用いられるトナーが無くなっているにも拘わらず、上記第１のトナーエンド条件が満たされていないと判定された場合にも、上記現像能力の検知結果を用いて、該現像能力の低下が発生していることからトナーエンドを判定することができる。
【００２１】
また、請求項３の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定する。具体的には、上記トナー残量検知手段によりトナー残量を検知して、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを判別するとともに、上記現像能力が所定の能力よりも低下したか否かを判別する。そして、これらの判別結果を用いて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときとみなしたときにトナーニアエンドと判定する。
【００２２】
また、請求項４の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段により、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定する。具体的には、トナー残量検知手段は、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知する。このトナー残量検知手段によってトナーが上記所定の量よりも少なくなったことが検知されたら、それ以降、画像形成によるトナー消費量を上記画像情報に基づいて予測する。この予測の結果、上記所定の量が消費された時点でトナーニアエンドと判定する。これにより、配置の困難性から、トナー残量検知手段をトナー収容器内の残量がなくなったことを検知できる位置に配置できず、トナー残量検知手段がトナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知するように構成せざるをえない場合に、トナー収容器内の残量がなくなった時点でトナーニアエンドと判定することができる。
【００２３】
また、請求項５の画像形成装置においては、上記トナーニアエンド判定手段によりトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは、画像形成動作を停止させない。例えば、上記所定枚数の画像形成を終了するまでは、トナーエンドと判定されないように上記トナーエンド判定手段を構成し、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないようにする。あるいは、トナーエンドと判定された場合でも、上記所定枚数の画像形成を終了するまでは、上記画像形成動作を停止させないように上記停止制御手段を構成し、上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないようにする。これにより、トナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を強制的に行うことができる。
【００２４】
また、請求項６の画像形成装置においては、上記所定枚数を任意に設定可能に構成したので、画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができる。例えば、画像品質の低下が多少低下しても多数枚の画像形成を行いたい場合には上記所定枚数を多めの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。また、画像品質を重視し、少ない枚数の画像形成ができればよいという場合には、上記所定枚数を少なめの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。
【００２５】
また、請求項７の画像形成装置においては、上記リカバリ制御手段によって、上記現像能力検知手段による現像能力検知結果が、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定される範囲の値である場合に、上記リカバリ動作を行わせる。そして、該リカバリ動作後に上記現像能力検知手段による現像能力検知結果が、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定される範囲の値となったときにトナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定するので、トナーが十分残っているにも拘わらず、一時的な大量のトナー消費などによって上記現像能力が低下した場合に、トナーニアエンドあるいはトナーエンドと誤って判定するのを防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した場合の一実施形態について説明する。
まず、図２を用いて、本実施形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３、後述する制御部等で構成されている。
【００２７】
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
（以下、余白）
【００２８】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００２９】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム２００、露光手段としての書き込み光学ユニット２２０、現像手段としてのリボルバ現像ユニット２３０、中間転写装置２６０、定着装置２７０等で構成されている。
【００３０】
上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電手段としての帯電チャージャ２０３、帯電電位検出手段としての電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パターン検知器２０５、中間転写装置２６０の中間転写ベルト２６１などが配置されている。
【００３１】
また、上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換して、上記帯電チャージャ２０３で一様帯電された感光体ドラム２００の表面に原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。上記半導体レーザー２２１による光書き込み値は作像毎に積算され、後述する制御部に送られる。
【００３２】
また、上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙ、及びユニット全体を反時計回りに回転させる後述の現像リボルバ駆動部などで構成されている。このリボルバ現像ユニット２３０に設置された各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像スリ−ブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル、及び現像ローラを矢印の時計方向に回転させる後述の現像ローラ駆動部などで構成されている。各現像器２３１内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリ−ブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃ（直流成分）に交流電圧Ｖａｃ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリ−ブが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。
【００３３】
カラー複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置に位置するホームポジションで停止しており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りを開始し、このカラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリ−ブを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００３４】
また、上記中間転写装置２６０は、中間転写ベルト２６１、ベルトクリーニング装置２６２、紙転写コロナ放電器（以下、紙転写器という）２６３などで構成されている。中間転写ベルト２６１は駆動ローラ２６４ａ、転写対向ロ−ラ２６４ｂ、クリーニング対向ロ−ラ２６４ｃ及び従動ロ−ラ群に張架されており、図示しない駆動モ−タにより駆動制御される。この中間転写ベルト２６１の材質は、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）であり、その電気抵抗は表面抵抗で１０８〜１０１０Ω／ｃｍ２程度である。またベルトクリーニング装置２６２は、入口シ−ル、ゴムブレ−ド、排出コイル、入口シ−ル及びゴムブレ−ドの接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト２６１に転写した後の２、３、４色目の画像をベルト転写している間はブレード接離機構によって中間転写ベルト２６１面から入口シ−ル、ブレ−ドを離間させておく。また紙転写器２６３は、コロナ放電方式にてＡＣ電圧＋ＤＣ電圧、又はＤＣ電圧を印加して、中間転写ベルト２６１上の重ねトナー像を後述の転写紙に一括転写する。
【００３５】
また、カラープリンタ２内の転写紙カセット２０７及び給紙バンク３内の転写紙カセット３００ａ，ｂ，ｃには、各種サイズの転写紙５が収納されており、指定されたサイズの転写紙５が、その転写紙カセットから、給紙コロ２０８，３０１ａ，ｂ，ｃによってレジストロ−ラ対２０９方向に給紙、搬送される。また、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差し給紙用にプリンタ２の右側面に手差しトレイ２１０がある。
【００３６】
上記構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に、中間転写ベルト２６１は矢印の時計回りに図示しない駆動モ−タによって回転される。中間転写ベルト２６１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト２６１上に重ねてトナー像が形成される。
【００３７】
上記Ｂｋトナー像形成は次のように行なわれる。帯電チャージャ２０３はコロナ放電によって感光体ドラム２００を負電荷で約−７００Ｖに一様帯電する。そして、半導体レーザ２２１はＢｋカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体ドラム２００の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。そして、このＢｋ静電潜像にＢｋ現像ローラ上の負帯電のＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはＢｋトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。そして、感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト２６１の表面に、ベルト転写器２６５によって転写される（以下、感光体ドラム２００から中間転写ベルト２６１へのトナー像転写を「ベルト転写」という）。
【００３８】
感光体ドラム２００上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて感光体クリーニング装置２０１で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない排トナータンクに蓄えられる。
【００３９】
感光体ドラム２００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナ１によるＣ画像データ読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザー光書き込みで、Ｃ静電潜像形成を行う。そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、かつＣ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作が行なわれ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされてＣ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｂの場合と同様にリボルバー現像ユニット２３０の回転動作を行ない、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢＫ，Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【００４０】
上記中間転写ベルト２６１には、感光体ドラム２００に順次形成するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、４色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程において、この４色のトナー像が転写紙５に紙転写器２６３により一括転写される。
【００４１】
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙５は上記転写紙カセット又は手差しトレイのいずれかから給送され、レジストローラ対２０９のニップで待機している。そして、紙転写器２６３に中間転写ベルト２６１上のトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙５の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２０９が駆動され、転写紙５とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙５が中間転写ベルト２６１上のトナー像と重ねられて正電位の紙転写器２６３の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で転写紙５が正電荷で荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙５上に転写される。続いて紙転写器２６３の左側に配置した図示しないＡＣ＋ＤＣコロナによる分離除電器との対向部を通過するときに、転写紙５は除電され、中間転写ベルト２６１から剥離して搬送ベルト２１１に移る。
【００４２】
そして、中間転写ベルト２６１面から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙５は、紙搬送ベルト２１１で定着装置２７０に搬送され、所定温度に制御された定着ロ−ラ２７１と加圧ロ−ラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、排出ローラ対２１２で装置本体外に送り出され、図示しないコピ−トレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００４３】
一方、ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置２０１（ブラシロ−ラ、ゴムブレ−ド）でクリーニングされ、除電ランプ２０２で均一に除電される。また、転写紙５にトナー像を転写した後の中間転写ベルト２６１の表面に残留したトナーは、ベルトクリーニング装置２６２のブレードを再びブレ−ド接離機構で押圧することによってクリーニングされる。
【００４４】
ここで、リピ−トコピ−のときは、カラースキャナ１の動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト２６１の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙５への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリーニング装置２６２でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００４５】
以上は、４色フルカラーコピ−を得るコピ−モ−ドであったが、３色コピ−モ−ド、２色コピ−モ−ドの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
【００４６】
また、単色コピ−モ−ドの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像作動状態にして、ベルトクリーニング装置２６２のブレ−ドを中間転写ベルト２６１に押圧状態のまま連続してコピ−動作を行う。
【００４７】
また、Ａ３サイズのフルカラーコピーモードの場合には、中間転写ベルト２６１が１周するごとに１色のトナー像を形成し、４回転で４色のトナー像を形成していくのが望ましいが、装置全体を小さく、つまり中間転写ベルト２６１の周長を抑え、小サイズの場合のコピースピードを確保し、かつ最大サイズのコピースピードも落さないようにするためには、中間転写ベルト２６１が２周する間に１色のトナー像を形成するのが好ましい。この場合には、Ｂｋトナー像を中間転写ベルト２６１に転写した後、次の中間転写ベルト２６１の１周では、カラープリンタ２における現像及び転写が行なわれずに空回転し、その次の１周で次色のＣトナーによる現像を行ない、そのＣトナー像を中間転写ベルト２６１に転写するように順次行なっていく。このとき現像器切り換えのためのリボルバ現像ユニット２３０の回転動作は、上記空回転時に行なう。
【００４８】
次に、上記リボルバ現像ユニット２３０について説明する。
図３は、現像器２３１Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙが一体となったリボルバ現像ユニット２３０の内部構造を示す断面図である。図３では、感光体ドラム２００に対向する現像位置にあるのがＢｋ現像器２３１Ｋの現像室で、図中時計回りの順に、Ｃ現像器２３１Ｃの現像室、Ｍ現像器２３１Ｍの現像室、Ｙ現像器２３１Ｙの現像室となっている。
【００４９】
ここで、４つの現像室の内部構造は全く同じであるので、以下、図３で現像位置にあるＢｋ現像器２３１Ｋを代表して内部構造を説明する。現像ケーシング２３０Ａには、感光体ドラム２００に向けた開口部が形成され、この開口部を介して一部が露出するように、図示しないマグネットローラを内包する現像ローラ２３１ＫＲが設けられている。また、現像室内には、現像ローラ２３１ＫＲに担持されて感光体ドラム２００との対向部へ搬送される現像剤量を規制するドクタブレード２３１ＫＤと、このドクタブレード２３１ＫＤで規制されて現像室内に押し留められた現像剤の一部を中心軸線方向に沿って奥側から手前側へ搬送する上搬送スクリュー２３１ＫＳとスクリューケース２３１ＫＣ、及び現像室内の現像剤を撹拌する撹拌パドル２３１ＫＰとが設けられている。この撹拌パドル２３１ＫＰ内には、中心軸線方向に沿って手前側から奥側へ現像剤を搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰが収容されている。この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの下方の現像ケーシング２３０Ａには、現像室内の現像剤を回収するための図示しない剤回収口が形成され、常時は剤回収用フタ２３１ＫＺで閉じられている。
【００５０】
図４は、上記リボルバ現像ユニット２３０におけるトナー循環経路を示す概念断面図である。スクリューケース２３１ＫＣ内において、ドクタブレード２３１ＫＤで規制され、上搬送スクリュー２３１ＫＳにより図中右側から左側へ搬送された現像剤は、前側板２３１ＦＦを通過して落下部２３２から下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下し、さらに下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより図中左側から前側板２３１ＦＦを通過して右側へ搬送される。これにより、現像ローラ２３１ＫＲ（図３参照）は、撹拌パドル２３１ＫＰ上に存在する現像剤を汲み上げ、現像領域へ搬送する。そして、一部ドクタブレード２３１ＫＤで規制された現像剤は、スクリューケース２３１ＫＣ内に落下し、このスクリューケース２３１ＫＣで現像ローラ２３１ＫＲの有効幅内に搬送され、この有効幅内の撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室内に排出され、再び現像ローラ２３１ＫＲに担持される。つまり、現像室内での現像剤のいわゆる横撹拌が行われる。そして、撹拌パドル２３１ＫＰの中空円筒部の図示しない現像剤排出口から現像室下部に排出された現像剤が、撹拌パドル２３１ＫＰの回転によりその撹拌板部においていわゆる縦撹拌が行われる。また、図示しないトナー補給ローラの回転により、下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ上に落下したトナーＱが、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰにより落下部２３２まで搬送され、ここで上搬送スクリュー２３１ＫＳから落下した現像剤内に取り込まれて互いに混合され、この混合された現像剤が図示しない現像剤排出口から現像室内に入ることにより、現像室内の現像剤のトナー濃度を上昇させる。
【００５１】
次に、トナー補給について説明する。
図５は、トナー補給部２３３の内部構造を示す断面図であり、図３に示すようにＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置にあるときの状態を示している。トナー補給部２３３は、各色に対応したトナー収容器としてのトナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴにより構成されている。このうち、黒用のトナーカートリッジ２３０ＫＴは、黒トナーの使用頻度が高いためリボルバ現像ユニット２３０の中心部分に設置されている。このトナーカートリッジ２３０ＫＴは、紙面垂直方向に長く容量をもたせており、リボルバ現像ユニット２３０の回転とともにＢＫトナー受入用ケース２３０ＫＴＨにトナーが補給されるように構成されている。このＢＫトナー受入用ケース２３０ＫＴＨとトナーを搬送する下搬送スクリュー２３１ＫＳＰとの間には、補給ローラ２３０ＫＲを回転させる補給モータ２３０ＨＭが配置されている。また、その他のトナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴは、各トナーカートリッジの略凹形状に形成された部分と、各トナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨの略凸形状に形成された部分とが嵌合した状態で組み付けられている。
【００５２】
上記４つのトナー収容部としてのトナー受入用ケース２３０ＫＴＨ、２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨの内、各カラー現像器に対応した３つのカラートナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨは、対応する現像室が現像ポジションに位置するときにトナー補給ローラ２３０ＣＲ、２３０ＭＲ、２３０ＹＲの上方になる個所にトナー受入れ口が形成された周壁部を有する。この周壁部が、図６に示すように、リボルバ現像ユニットの回転軸と平行なスライドによりトナー排出口を下向きにして上記トナー受入れ口に一致させるようにカラートナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴを取り付けるカラートナー収容器取付部２３４になっている。
【００５３】
他方、黒現像器に対応した黒トナー受入用ケース２３０ＫＴＨは、図５に示すように、上記カラートナー受入用ケース２３０ＣＴＨ、２３０ＭＴＨ、２３０ＹＴＨにカラートナーカートリッジ２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴを取り付けた状態の両者の全体周壁形状とほぼ同一形状の周壁形状をしている。そして周壁部分のリボルバ現像ユニットの中心線に面した個所には、黒トナーカートリッジ２３０ＫＴのトナー排出口２３０ＫＨに対応する形状のトナー受入れ口が形成されている。このトナー受入れ口は、リボルバ現像ユニット回転軸に平行な支軸により一端が回動自在に軸支されたシャッタ２３０ＫＳによって内側から塞ぐことができるようになっている。
【００５４】
Ｂｋ現像器２３１Ｋへのトナー補給を実施する場合は、まず補給モータ２３０ＨＭを回転させて補給ローラ２３０ＫＲを回転させる。すると、トナーカートリッジ２３０ＫＴやＢＫトナーホッパ２３０ＫＴＨ内のトナーが下搬送スクリュー２３１ＫＳＰ（図４）上に落下して、この下搬送スクリュー２３１ＫＳＰの回転とともに搬送され、混合撹拌されながら前側板２３１ＦＦ（図４）を通過して現像器内に送られる。
（以下、余白）
【００５５】
図１は、本実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図である。制御手段としての制御部５００は、上記カラー複写機における電子写真プロセスや紙搬送処理を制御する部分であり、演算制御処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）５００Ａと、前記演算制御処理のための基本プログラム及びこれらの処理のための基本データを蓄積しているＲＯＭ５００Ｂと、各種データを一時的に格納及び退避させるためのＲＡＭ５００Ｃと、外部機器と接続するためのＩ／Ｏインターフェース５００Ｄとを備えている。
【００５６】
上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの入力側には、トナー残量検知センサ２７５、感光体ドラム２００と対向配置されている光学センサ（発光素子及び受光素子との組み合わせからなる現像濃度パターン検知器）２０５、電位センサ（電位検出器）２０４、ＢＫ用カートリッジセンサ２７３、カラー用カートリッジセンサ２７４がそれぞれ接続されている。
【００５７】
上記電位センサ２０４は、感光体ドラム２００の現像位置前の帯電電位を検出するためのセンサである。上記各カートリッジセンサ２７３及び２７４は、トナーカートリッジの交換の有無を検出するための光学センサである。上記トナー残量検知センサ２７５は、トナーカートリッジ内のトナー残量が所定の量よりも低下したか否かを検知するためのセンサである。
【００５８】
また、上記Ｉ／Ｏインターフェース５００Ｄの出力側には、現像バイアス電圧印加手段を含む現像バイアス制御駆動部５０２、帯電制御駆動部５０３、トナー補給駆動部５０４、レーザ発光駆動部５０５、現像剤担持体駆動手段としての現像ローラ駆動部５０１、現像リボルバ駆動部５０６、像担持体駆動手段としての感光体駆動部５０７がそれぞれ接続されている。
【００５９】
前述したようなトナー補給のための動作（以下、リカバリ動作という）が実施される場合は、その制御は制御部５００によって行われる。具体的には、感光体ドラム２００の表面上に基準パターンの画像を形成し、その反射光量を現像濃度パターン検知器２０５で検出する。そして、制御部５００のＣＰＵ５００Ａが、検出された反射光量からトナー付着量を算出し、そのトナー付着量と画像面積とから、適切なトナー補給量を決定する。そして、決定したトナー補給量に基づいてトナー補給駆動部５０４を制御し、リカバリ動作が実行される。
【００６０】
本実施形態のカラー複写機においては、上記画像面積は上記半導体レーザー２２１による光書き込み値の積算値から算出される。該半導体レーザー２２１による光書き込みは１ドット当たり８ビット階調で行われる。そして、画像面積の算出に当たっては、次式に基づいて行われる。
【００６１】
【数１】
【００６２】
次にトナー付着量の算出について説明する。図７は、本実施形態の装置に適用した光学センサである現像濃度パターン検知器２０５の出力特性の一例である。特性線ａは、黒トナーを示し、特性線ｂは、カラートナーを示している。この現像濃度パターン検知器２０５の出力特性は、顕像化後のパターン上のトナー付着量が少ないときに反射光量が増え、該検知器２０５の出力、すなわちＶｓｐの値が上昇する。逆に、顕像化後のパターン上のトナー付着量が多いときに反射光量が減り、Ｖｓｐの値も下降する。ただし、特性線ｂで示すカラートナーの場合は、トナー付着量が所定以上になるとトナー表面からの反射光が増えて再びゆるやかに上昇する特性を持っている。
【００６３】
図７からわかるように、特性線ｂで示すカラートナーの場合には、感光体地肌部の反射光量Ｖｓｇ（＝４．０）に対してのダイナミックレンジが特性線ａで示す黒トナーの場合に比して狭い。これは、カラートナー像の場合、該カラートナー表面からの直接反射光が、感光体ドラム２００からの反射光に対して多くなるために起こる現象である。特性が飽和するＶｓｐ値（以下、Ｖｍｉｎという）は、上記現像濃度パターン検知器２０５として用いる光学センサの特性、感光体ドラム２００、現像条件などのばらつきによって変化するため、次式によって規格化している。
【００６４】
【数２】
ｋ＝（Ｖｓｐ−Ｖｍｉｎ）／（Ｖｓｇ−Ｖｍｉｎ）
【００６５】
次に、トナー補給制御時の処理を図８を用いて説明する。図８は、該トナー補給制御の一例を示すフローチャートである。まず、上記感光体ドラム２００上に中間調の静電潜像を、基準パターンとして形成する（ステップｓ２１）。そして、電位センサ２０４によって、この基準パターンの静電潜像の電位を読み込み、ＲＡＭ５００Ｃに格納する（ステップｓ２２）。その後、上記基準パターンの静電潜像をリボルバ現像ユニット２３０の現像器によって現像することで、基準パターンのトナー像を作成する。該基準パターンのトナー像は、ＲＡＭ５００Ｃに格納された電位に対して、一定のポテンシャルＶｐｐ（本実施形態においてはブラック：１３０Ｖ，カラー：１３０Ｖで、図示しない環境補正テーブルによって高温高湿で−１０Ｖ、低温低湿で＋１０Ｖの補正を行っている）を加えた現像バイアスを印加して、トナーを用いて顕像化することで形成する。このような基準パターンのトナー像に関して現像濃度パターン検知器２０５によって、その反射光量を検出し（ステップｓ２３）、数２によって規格化したトナー付着量ｋを算出する（ステップｓ２４）。このようにして求められた規格化したトナー付着量ｋから、予め定められた規格化したトナー付着量とトナー補給量のテーブル（図示せず）に基づいてトナー補給モータを制御することによりトナー補給が行われる（ステップｓ２５）。
【００６６】
次に、このカラー複写機におけるトナーニアエンド、及び、トナーエンドの検知について説明する。
このカラー複写機においては、トナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴが空になった状態を、ユーザに対して該トナーカートリッジの交換を促すべき状態であるトナーニアエンドの状態として扱う。本実施形態においては、トナーニアエンドの時にはトナーカートリッジ中にトナーが存在しない状態となっている。このカラー複写機では該トナーカートリッジの交換は現像位置において行う。また、該トナーカートリッジ２３０ＫＴ、２３０ＣＴ、２３０ＭＴ、２３０ＹＴが空になった状態から、所定量のトナーが消費された時点をトナーエンドの状態として扱う。本実施形態のカラー複写機においては、該トナーエンドの状態で該トナーエンドとなった該当色を含む画像の形成が禁止される。このように、上記トナーニアエンドを検知することで、前もってトナーエンドになることが検知できるので、操作性が向上する。なお、この複写機においては、上記制御部５００が、トナーニアエンドの判定を行うトナーニアエンド判定手段としての機能、及び、トナーエンドの判定を行うトナーエンド判定手段としての機能を有する。
【００６７】
このカラー複写機では、上記トナーニアエンドを、前述のトナー残量検知センサ２７５を用いてトナー受入用ケースのトナー量を検知した結果に基づいて判定する。このため、図６にカラートナー用のトナー受入用ケースの一つ２３０ＭＴＨを例にして示すように、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの装置前側の端壁部分２３０ＭＴＨａに、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内側に突出させて、トナー残量検知用の被検知部としての、中空の発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂを形成している。以下、このトナー受入用ケース２３０ＭＴＨを例にして上記トナー残量検知センサ２７５を用いて行うトナー受入用ケースのトナー量検知について詳しく説明する。他のカラートナー用のトナー受入用ケースや黒トナー用のトナー受入用ケースについても同様である。
【００６８】
上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの図中上下方向での具体的な位置は、図６に示すように、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内であって、トナー補給ローラ２３０ＭＲ及び該ローラとケース内壁面とをシールするシール部材２３０ＭＲａで区画された下搬送スクリュウ６２側とトナーカートリッジ内部側のうち、トナーカートリッジ内部側に設けられている。図示の例では、図６中のＹ−Ｙ線による断面を示す図９（ｂ）のように、トナー補給ローラ２３０ＭＲの上側であって、リボルバ現像ユニット２３０の回転に伴いマゼンタ現像器２３１Ｍが現像ポジションに位置してトナーカートリッジ２３０ＭＴから落下してきたトナーに没する位置に設けられている。
【００６９】
そして、図６中のＸ−Ｘ線による断面を示す図９（ａ）や上記図９（ｂ）に示すように、現像ポジションに位置する現像器に対応するトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂに対向するように、発光素子２３６や受光素子２３７が装置本体側に固定的に設けられている。すなわち、本実施形態では、現像器が現像ポジションに位置するときに、該現像器に対応するトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナー残量を検知する。なお、発光素子２３６、受光素子２３７は前述のトナー残量検知センサ２７５を構成するものである。
【００７０】
図９（ａ）において、上記一対の中空の凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの互いに対向する壁面部には、発光素子２３６からの光に対して透明な透過部２３８ａ，２３８ｂを有している。また、発光部対向凹部２３５Ｍａには、発光素子２３６からの光を発光部対向凹部２３５Ｍａにおける透過部２３８ａに向けて反射させる反射部２３９ａを形成するとともに、受光部対向凹部２３５Ｍｂには、発光部対向凹部２３５Ｍｂにおける透過部２３８ｂを透過してきた光を受光素子２３７に向けて反射させる反射部２３９ｂを形成している。
【００７１】
図示の例では、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの装置前側の端壁部分２３０ＭＴＨａに四角窓を形成し、この窓に、例えばポリカーボネート（以下、ＰＣという）のような透明な材質からなる中空の三角柱状部材をはめ込んで上記各凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂを構成している。そして、他の部分よりも光反射率の高い部材、例えば銀色の反射テープ１００ａ，１００ｂを貼り付けて、上記各凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの反射部２３９ａ，２３９ｂを構成している。これに代え、反射部２３９ａ，２３９ｂのみを他の部分よりも光反射率の高い部材を用いて構成したり、反射部２３９ａ，２３９ｂにのみ金を蒸着させたりしてもよい。
【００７２】
なお、発光素子２３６の光源として、指向角の広い光源を採用した場合には、本来受光素子２３７で受光されるべき光以外に、発光素子２３６及び受光素子２３７が対向しているトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの端壁部分２３０ＭＴＨａに入射して肉厚部を伝播し、結果的に受光素子２３７で受光される伝播光３８が生じてしまう。そして、この光も受光素子２３７で検知され、この伝播光３８が検知出力におけるノイズとして現れるため、トナーがあるにもかかわらず無いと誤検知してしまう恐れがある。これを防止するためには、例えば、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの端壁部分２３０ＭＴＨａを、該端壁部分２３０ＭＴＨａの肉厚部を光が伝播しない材料として、例えば黒のＰＣを用いて構成する。これに代え、上記発光素子２３６と受光素子２３７とにそれぞれ対向している上記トナー受入用ケース２３０ＭＴＨの壁部分を、発光素子２３６から発せられた光の一部が、前記壁部分のうち発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂ以外の端壁部分２３０ＭＴＨａで反射したとしても、この反射光３４が受光素子２３７で受光されない方向に反射されるように構成してもよい。
【００７３】
また、上記トナー残量検知は、リボルバ現像ユニット２３０の回転により所定の現像器を現像ポジションに位置させた時点で該回転を停止した状態で該所定の現像器についてのトナー受入用ケースについて行うため、この停止状態で、検知対象のトナー受入用ケース、例えばマゼンタトナー受け入れ用ケース２３０ＭＴＨ、における両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの各透過部２３８ａ，２３８ｂが鉛直方向に並んで配設されていると、現像によってトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナーが消費されても、重力方向の下側に位置する透過部にトナーが残留してしまうことがある。透過部にこのようなトナーが残留してしまうと、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内にトナーがほとんど存在しないにもかかわらず、まだ存在していると判断し誤検知につながってしまう。よって、トナー残量検知の際にトナーが残留しないような態様で、透過部２３８ａ，２３８ｂの各面を対向配置することが望ましい。例えば、図示の例のように、前記透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になるように対向配置する。図１０は、上記発光素子２３６と受光素子２３７とを有するトナー残量検知センサ２７５の配置の一例を示す説明図である。該トナー残量検知センサ２７５は、装置本体に固定されている支持部材２４０に取り付けられており、現像ポジションに位置するときに上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂが、該両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂの透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になる状態で、該トナー残量検知センサ２７５に対向するように配置されている。
【００７４】
図示の装置におけるトナー残量検知は、現像ポジションに位置する現像器のトナーに対して次のようになされる。なお、マゼンタ現像器２３０Ｍが現像ポジションに位置するものとして説明する。図９（ａ）において、まず、発光素子２３６から発せられた光は、該発光素子２３６に対向する端壁部分２３０ＭＴＨａに形成された上記発光部対向凹部２３５Ｍａの反射部２３９ａで反射して、透過部２３８ａを透過する。ここで、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内のトナー量が所定量以上であると、前記透過部２３８ａを透過した光は、トナーで遮られるため上記受光部対向凹部２３５Ｍｂの透過部２３８ｂに入射せず、受光素子２３７には到達しない。一方、上記トナー量が所定量以下であると、前記透過部２３８ａを透過した光はトナーで遮られることがないので、上記受光部対向凹部２３５Ｍｂの透過部２３８ｂに入射した後、更に反射部２３９ｂで反射して受光素子２３７で受光される。このように、発光素子２３６から発せられた光が、トナー量が所定量以下であるときのみ受光素子２３７で受光されるため、受光素子２３７光が受光されたか否かを検知することで、トナー受入用ケース２３０ＭＴＨ内に所定量のトナーがあるか否かを検知できる。
【００７５】
ここで、万が一、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良となった場合、トナーニアエンドと検知することができなくなる場合がある。例えば、上述のように透過部２３８ａ，２３８ｂの対向面が重力方向に平行になるように対向配置した場合でも、トナーは帯電したり、凝集したりして、該透過部２３８ａ，２３８ｂ表面に付着してしまうことがある。そして、発光素子２３６と受光素子２３７との間の光路上にトナー等が付着して光を遮ってしまうと、実際にはトナー受入用ケース２３０内にトナーが無くても、トナー残量有りと判断されてしまうことがある。
【００７６】
そこで、このカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５を用いて行うトナー残量検知の検知結果と、現像器の現像能力の検知結果とに基づいて、トナーニアエンドの判定を行う。図示の装置においては、上記現像能力の検知結果として前述の基準パターンのトナー付着量の検知結果を用いる。具体的には、上記トナー残量検知センサ２７５を用いてトナー残量検知を行い、トナー受入用ケース内の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光され、トナー量が所定量以下であると検知されたときには、第１のトナーニアエンド条件を満たしたとみなす。また、上記トナー付着量が所定の量よりも低下したときに、第２のトナーニアエンド条件を満たしたとみなす。そして、該第１のトナーニアエンド条件及び第２のトナーニアエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーカートリッジが空である、すなわち、トナーニアエンドであると判定する。
【００７７】
次に、上記第２のトナーニアエンド条件について説明する。このカラー複写機においては、現像能力検知結果としての前述の基準パターンのトナー付着量検出結果から、該トナー付着量が所定のトナーニアエンド閾値よりも低下したか否かを判断する。具体的には、黒トナーの場合には０．４−０．０３＝０．３７ｍｇ／ｃｍ２、カラートナーの場合には０．３−０．０３＝０．２７ｍｇ／ｃｍ２を上記所定のトナーニアエンド閾値とし、トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値を下回ったか否かを判断する。
【００７８】
さらに、図示の例のカラー複写機においては、上記トナー付着量が、上記所定のトナーニアエンド閾値を下回った場合に、まず、図示しない補給量選択テーブルを参照してトナー補給量を決定し、現像器内にトナーを補給するためのリカバリ動作が行われる。そして、このリカバリ動作の後約１０秒間の撹拌が行われ、再び基準パターンへのトナー付着量が検出される。そして、このときのトナー付着量が再度上記所定のトナーニアエンド閾値を下回った場合に、上記第２のトナーニアエンド条件が満たされたとみなされる。
【００７９】
このように、本実施形態のカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５を用いたトナー残量検知結果のみに基づいてトナーニアエンドを判定するのではなく、現像能力の検知結果も考慮してトナーニアエンドを判定する。これにより、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良の場合にも、トナーニアエンドを検知することが可能となる。
【００８０】
また、上記トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値よりも低下したときに即第２のトナーニアエンド条件を満たしたとするのではなく、リカバリ動作を行って再度上記トナー付着量が上記所定のトナーニアエンド閾値に達しないときに上記条件を満たしたと判定することで、高画像面積の画像形成時や環境条件の変化等によって、トナーがあるにも拘わらず、現像能力が変動してトナーニアエンドと誤検知するのを防止することができる。よって、トナーニアエンドをさらに精度良く判定することができる。
【００８１】
以上のようにして、トナーカートリッジ内のトナーが消費されたことを検知することで、該トナーカートリッジ内のトナーを無駄にせず、有効に利用することができる。
【００８２】
なお、トナーニアエンド状態と判断したら、例えば操作パネル上にトナーニアエンドである旨及び該当するトナーカートリッジを表示し、そのトナーカートリッジの交換を促す。
【００８３】
また、本実施形態においては、トナーニアエンドが検知された後に形成される画像についての画像情報と、現像器の現像能力の検知結果とに基づいてトナーエンドを判定するように構成されている。図示の装置においては、上記現像能力の検知結果として前述の基準パターンのトナー付着量の検知結果を用いる。そして、トナーニアエンド以後に形成される画像についての画像情報から該トナーニアエンド以後に形成された画像の画像面積を算出して積算し、該画像面積の積算値が所定のレベルになったときに第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす。また、上記トナー付着量が所定の量よりも低下したときに、第２のトナーエンド条件を満たしたとみなす。そして、該第１のトナーエンド条件及び第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーエンドと判断して、該当色を含む画像形成を禁止する。このように、上記トナーカートリッジ内のトナーが無くなった状態となり、トナーニアエンドと判定されても、上記トナーエンドと判定されるまでは画像形成を行うことにより、上記トナー受入用ケース内のトナーを利用することが可能となり、トナーの有効利用ができる。
【００８４】
まず、上記第１のトナーエンド条件について説明する。上記画像面積は前述の数１により演算される。この装置においては、トナーニアエンド後に形成される画像の画像面積の積算値がＡ４べたの１０枚分の画像、具体的には約６２３５（ｃｍ２）に達したら第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす。該第１のトナーエンド条件を満たしたか否かを判定するための上記画像面積の積算値の閾値、すなわち、Ａ４べたの１０枚分の画像面積は、トナーニアエンド時に残っているトナー受け入れ用ケース２３０ＫＴＨ，２３０ＣＴＨ，２３０ＭＴＨ，２３０ＹＴＨ中のトナーが消費しきらないような値に設定されている。これにより、現像器の現像能力がトナー不足によって低下することがないので、安定した画像品質が維持できると共に、トナー補充後も速やかに画像形成を行うことができる。
【００８５】
なお、画像面積の積算値を用いる代わりに、上記画素カウント値の積算値を用いたり、現像器の現像能力、例えば前述の基準パターンへのトナー付着量を検知した結果に応じて上記積算値を補正して用いたりしてもよい。
【００８６】
上記画像面積の積算値は、トナー消費量そのものではなく、該トナー消費量の予測値に過ぎない。従って、トナーカートリッジが満杯の状態から上記積算を行い、この積算値からトナーエンドを予測すると、トナーエンド検知誤差が大きくなる。また、必ずしも満杯のトナーカートリッジをセットして画像形成を行うとは限らないので、トナーカートリッジをセットしたときから上記画像面積を積算して予測されるトナー消費量が該トナーカートリッジの収容トナー量に相当する量を超えたときにトナーエンドとみなすようにすると、トナーカートリッジが既に空になっているにも拘わらず、トナーエンドとみなされないことが起こりうる。本実施形態のように、トナー残量検知センサ２７５を用いてトナー残量がある程度少なくなっていることが検知された時点でトナーニアエンドと判定し、このトナーニアエンド判定後の画像面積の積算値を用いてトナーエンドを行うようにすることにより、トナーエンドを精度良く検知することができる。
【００８７】
このようにトナーニアエンド判定後の画像面積の積算値を用いてトナーエンドを行うように構成した場合でも、環境条件が変動して上記トナー消費量の予測値が大きくずれることが生じうる。そして、このズレにより、現像器に補給されるトナーが無くなっているにも拘わらず、トナーエンドが判定されないと、画像濃度低下、かすれ、そして、２成分現像剤を用いる画像形成装置の場合にはキャリア付着などの不具合が生じるおそれがある。
【００８８】
そこで、本実施形態のカラー複写機においては、上記第１のトナーエンド条件が満たされない場合でも、第２のトナーエンド条件が満たされた場合にはトナーエンドと判定するように構成している。以下、第２のトナーエンド条件について説明する。このカラー複写機においては、現像能力検知結果としての前述の基準パターンのトナー付着量検出結果から、該トナー付着量が所定のトナーエンド閾値よりも低下したか否かを判断する。具体的には、目標値よりも０．０５ｍｇ／ｃｍ２２低下した値を上記所定のトナーエンド閾値とし、更に具体的には、黒トナーの場合には０．４−０．０５＝０．３５ｍｇ／ｃｍ２、カラートナーの場合には０．３−０．０５＝０．２５ｍｇ／ｃｍ２を上記所定のトナーエンド閾値とし、トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値を下回ったか否かを判断する。
【００８９】
また、本実施形態のカラー複写機においては、トナーニアエンド検知のときと同様に、上記トナー付着量が、上記所定のトナーエンド閾値を下回った場合に、まず、図示しない補給量選択テーブルを参照してトナー補給量を決定し、現像器内にトナーを補給するためのリカバリ動作が行われる。そして、このリカバリ動作の後約１０秒間の撹拌が行われ、再び基準パターンへのトナー付着量が検出される。そして、このときのトナー付着量が再度上記所定のトナーエンド閾値を下回った場合に、上記第２のトナーエンド条件が満たされたとみなされる。
【００９０】
このように、本実施形態のカラー複写機においては、上記画像情報を用いてトナー消費量の予測からのみトナーエンドを判定するのではなく、現像能力の検知結果も考慮してトナーエンドを判定する。そして、上記画像情報に基づいて予測したトナー消費量が実際とずれてトナーが既に無くなっているにもかかわらず第１のトナーエンド条件を満たしたとみなされない場合でも、上記現像能力の検知結果からトナーエンドを検知することができるので、精度良くトナーエンドの判定を行うことができる。よって、トナーが無くなっているにも拘わらずトナーエンドと判定されずに画像形成が行われることにより、画像濃度低下、かすれ、また２成分現像剤を用いる場合のキャリア付着等の不具合が生じるのを防止し、トナーエンドが判定されるまでの間の画像形成時の画像品質の低下を防止することができる。
【００９１】
また、上記トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値よりも低下したときに即第２のトナーエンド条件を満たしたとするのではなく、リカバリ動作を行って再度上記トナー付着量が上記所定のトナーエンド閾値に達しないときに上記条件を満たしたと判定することで、高画像面積の画像形成時や環境条件の変化等によって、トナーがあるにも拘わらず、現像能力が変動してトナーエンドと誤検知するのを防止することができる。よって、トナーエンドをさらに精度良く判定することができる。
【００９２】
上記現像能力の検知結果として用いることができるのは、上記基準パターンのトナー付着量の検知結果に限るものではない。例えば、２成分現像剤を用いる現像装置などで用いられる透磁率の変化からトナー濃度を検知するトナー濃度センサによるトナー濃度検知結果を用いてもよい。
【００９３】
さらに、本実施形態においては、上記トナー残量検知センサ２７５による検知結果から上記トナーニアエンドが検知された後の、該当色を含む画像の画像形成回数を、上記制御部５００によってカウントし、その回数が所定の回数になるまでは、画像情報、現像能力の状態量に拘わらず、トナーエンドとしないようになっている。さらに、図示の装置においては上記所定の回数が、デフォルトで１０回になっており、最大５０回まで任意に設定可能に構成されている。これにより、トナーニアエンドからトナーエンドまで、最低形成できる画像枚数が保証されるため、設定された枚数の間は安心して使用することができる。そして、例えば、形成した画像枚数が予め設定した枚数に達したか否かによってトナーニアエンド、又はトナーエンド判定を行うような複写機から本実施形態に係る複写機に買い換えたユーザに対しても、違和感無く使用することができる。
【００９４】
また、この図示の複写機において、上記トナーニアエンド検知後に画像形成可能な枚数は、任意に設定可能であるので、画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができる。例えば、画像品質の低下が多少低下しても多数枚の画像形成を行いたい場合には上記所定枚数を多めの枚数に設定して画像形成を行うようにすればよい。これにより、使い勝手がよくなる。なお、このような機能が不要である場合には、０枚に設定することにより、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされれば、その時点でトナーエンドと判定させることができる。
【００９５】
図１１は、このカラー複写機で実行されるトナーニアエンド及びトナーエンドの判定制御例を示すフローチャートである。
このカラー複写機で画像形成が開始すると、まず、トナーニアエンドであるか否かを判断する（ステップＳ１）。ステップＳ１でトナーニアエンドでない場合（ステップＳ１でＮ）には、トナー残量検知センサ２７５を用いたトナー残量検知の結果、トナー残量無しになっているか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００９６】
そして、トナー残量無しと判断された場合（ステップＳ２でＹ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光された場合には、トナーニアエンドと判定し（ステップＳ６）、制御を終了する。
【００９７】
一方、ステップＳ２でトナー残量有りと判断された場合（ステップＳ２でＮ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光されなかった場合には、現像能力が設定値を下回っているか否か、具体的には、トナー付着量が上述のトナーニアエンド閾値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ３）。そしてステップＳ３で現像能力が設定値を下回っていた場合（ステップＳ３でＹ）には、トナーリカバリ動作を実行し（ステップＳ４）、再度現像能力が上記設定値を下回っているか否かの判断をする（ステップＳ５）。そして、再度現像能力が上記設定値を下回った場合（ステップＳ５でＹ）には、トナーニアエンドと判定し（ステップＳ６）、制御を終了する。
【００９８】
上記ステップＳ３で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ３でＮ）、あるいは、上記ステップＳ５で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ５でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【００９９】
上記ステップＳ１でトナーニアエンドと判断された場合（ステップＳ１でＹ）には、まず、画像形成回数は設定値を超えているか否かを判断する（ステップＳ７）。この設定値は、上述のように、デフォルトで１０回になっており、最大５０回までの範囲で任意に設定された値となっている。そして、画像形成回数が該設定値を超えている場合（ステップＳ７でＹ）には、画像情報、具体的には画像の画像面積の積算値が設定値を超えたか否か、すなわち、前述の第１のトナーエンド条件を満たしたか否かを判断する（ステップＳ８）。
【０１００】
そして、画像情報が上記設定値を超えている場合、すなわち、第１のトナーエンド条件を満たした場合（ステップＳ８でＹ）には、トナーエンドと判定し（ステップＳ１２）、制御を終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ８で画像情報が上記設定値を超えていなかった場合、すなわち、第１のトナーエンド条件を満たしていなかった（ステップＳ８でＮ）には、現像能力が設定値を下回っているか否か、具体的には、トナー付着量が上述のトナーエンド閾値を下回っているか否かを判断する（ステップＳ９）。すなわち、上記第２のトナーエンド条件を満たしたか否かを判断する。そしてステップＳ９で現像能力が設定値を下回っていた場合（ステップＳ９でＹ）には、トナーリカバリ動作を実行し（ステップＳ１０）、再度現像能力が上記設定値を下回っているか否かの判断をする（ステップＳ１１）。そして、再度現像能力が上記設定値を下回った場合（ステップＳ１１でＹ）には、トナーエンドと判定し（ステップＳ１２）、制御を終了する。
【０１０２】
上記ステップＳ７で画像形成回数が上記設定値を超えていなかった場合（ステップＳ７でＮ）、上記ステップＳ９で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ９でＮ）、あるいは、上記ステップＳ１１で現像能力が設定値を下回っていなかった場合（ステップＳ１１でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【０１０３】
次に、トナーニアエンド判定の他の一例について説明する。
図１２は、該トナーニアエンド判定の他の一例を採用したカラー複写機のトナー残量検知センサ２７５の配置位置の一例を説明するための説明図である。この例についても、図６と同様にマゼンタトナー受入用ケース２３０ＭＴＨ及びマゼンタトナーカートリッジ２３０ＭＴを例にして説明する。ここで、図６の例と同様の部分については同符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
図６の例のトナー受入用ケースとは異なり、図１２の例のトナー受入用ケースにおいては、上記トナー残量検知用の被検知部としての、上記発光部対向凹部２３５Ｍａ及び受光部対向凹部２３５Ｍｂを設ける十分なスペースがない。そこで上記両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂを、上記トナー受入用ケース２３０ＭＴＨではなく、トナーカートリッジ２３０ＭＴの装置前側の端壁部分２３０ＭＴａに設けている。そして、該両凹部２３５Ｍａ，２３５Ｍｂにそれぞれ対向させるように上記トナー残量検知センサ２７５の発光素子２３６と受光素子２３７とを配置している。
【０１０５】
上記両凹部２３５Ｍａ、２３５Ｍｂは、トナー残量検知時にトナーカートリッジ２３０ＭＴのできるだけ下部に位置するように、該トナーカートリッジ２３０ＭＴのトナー排出口の近くに設けるのが望ましい。しかしながら、トナーカートリッジ２３０ＭＴに上記両凹部２３５Ｍａ、２３５Ｍｂを設けた場合には、トナー残量検知センサ２７５によってトナー無しの状態が検知された場合でも、まだトナーカートリッジ２３０ＭＴ内にトナーが残っている状態となる。このため、上記トナー残量検知センサ２７５によって、トナー無しが検知されたときにトナーニアエンドと判定してユーザにカートリッジ交換を促すと、トナーを無駄にしてしまうおそれがある。
【０１０６】
そこで、このカラー複写機においては、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果と画像情報とを用いて、トナーニアエンドの判定を行う。具体的には、上記トナー残量検知センサ２７５によりトナー無しが検知されたら、その時点から前述の方法で画像面積を積算し、該積算値が、トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値に達したら、トナーニアエンドと判定するように、上記制御部５００を構成している。図示の装置においては、上記トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値をＡ４べた３０枚に相当する１８７０５（ｃｍ２）とし、上記画像面積を積算した値が１８７０５（ｃｍ２）に達した時点でトナーニアエンドと判定する。そして、この時点からトナーエンド判定のための画像面積の積算を行い、該積算を行った値がトナー受入用ケース２３０ＭＴＨの残トナー量に相当するＡ４べた５枚の画像面積に相当する３１１８（ｃｍ２）に達した時点でトナーエンドと判定する。
【０１０７】
なお、このカラー複写機においても、トナー残量検知センサを用いたトナー残量検知結果及び画像情報のみならず、現像器の現像能力検知結果も考慮して、トナーニアエンドの判定を行うように構成するのが望ましい。これにより、トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知が不良になった場合でもトナーニアエンドを検知することが可能である。例えば、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果と上記画像情報とからトナーカートリッジ内のトナー量が所定量以下であると判断されたときには、第１のトナーニアエンド条件を満たしたとみなし、現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに第２のトナーニアエンド条件を満たしたとみなすようにして、該第１のトナーニアエンド条件及び第２のトナーニアエンド条件の少なくとも一方が満たされた場合に、トナーカートリッジが空である、すなわち、トナーニアエンドであると判定するようにすればよい。
【０１０８】
図１３は、このカラー複写機におけるトナーニアエンド、トナーエンドの判定制御の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートと異なる点は、ステップＳ２でトナー残量無しと判断された場合（ステップＳ２でＹ）、すなわち、上述の発光素子２３６から発せられた光が受光素子２３７で受光された場合に、画像情報、すなわち、トナー残量検知センサ２７５でトナー無しが検知されてからの画像面積の積算値が設定値、すなわち、前述の、トナーカートリッジ内の残トナー量に相当する画像面積値を超えたか否かの判断を行う（ステップＳ２１）という点である。そして、ステップＳ２１で画像情報が上記設定値を超えている場合、すなわち、第１のトナーニアエンド条件を満たした場合（ステップＳ２１でＹ）には、トナーニアエンドの判定を行い（ステップＳ６）、制御を終了する。
【０１０９】
一方、ステップＳ２１で画像情報が上記設定値を超えていなかった場合、すなわち、第１のトナーニアエンド条件を満たしていなかった（ステップＳ８でＮ）には、そのまま制御を終了する。
【０１１０】
このように、上記画像情報と、上記トナー残量検知センサ２７５によるトナー残量検知結果とに基づいてトナーニアエンドを判定するように上記制御部５００を構成することによって、トナーニアエンドの判定後、ユーザがすぐにトナーカートリッジを交換した場合でもカートリッジ内にトナーが残っているという状態が起こらなくなる。これにより、トナーを無駄に捨てることがなくなり、かつ、トナーカートリッジ交換時に該トナーがこぼれるといった不具合が生じるのも防止することができる。
【０１１１】
また、このカラー複写機においても、トナーニアエンドを検知した後に、画像情報のみならず、現像能力検知結果も用いてトナーエンドを判断しているので、画像形成の途中で現像器の現像能力が落ちて画像品質が低下するのを防止することができる。
【０１１２】
また、レイアウト上の都合で、上記トナー残量検知センサを、トナーカートリッジ２３０ＭＴ内のトナー残量の検知しかできない箇所、例えば図中Ａで示した箇所に設置しなければならない場合でも、トナーカートリッジ内にトナーを残すことなく、適切なトナーニアエンド、トナーエンドの判定が可能となる。これにより、トナー残量検知センサの付加がスペース的に困難であった画像形成装置への該センサの付加が可能になる。また、トナー受入用ケースの容量を小さくすることができるので、機械の小型化で決められたスペース内に大容量のトナーカートリッジを取り付けることができる。よって、機械の小型化、トナーカートリッジの大容量化が実現できる。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１乃至２の発明によれば、トナー収容器内のトナーが無くなったことを検知し、該検知後にトナーエンドを精度良く判定することが可能となる。これにより、トナーエンド前に、前もってトナーエンドになることが検知できるので、操作性が向上するとともに、上記トナー収容器内のトナーを無駄にせず、有効に利用することができるという優れた効果がある。また、上記トナーエンドを精度良く判定することが可能となることで、トナーエンドが判定されるまでの間の画像形成時の画像品質の低下を防止できるという優れた効果がある。
また、請求項３の発明によれば、トナー残量検知手段が何らかの理由により働かなくなった場合でも、上記現像能力の検知結果を用いて、該現像能力の低下が発生していることからトナーニアエンドを判定することができるという優れた効果がある。
また、請求項４の発明によれば、配置の困難性からトナー残量検知手段を、トナー収容器内の残量がなくなったことを検知できる位置に配置できず、トナー収容器内のトナーが所定の量よりも少なくなったか否かを検知するように構成せざるをえない場合でも、トナーニアエンドを正確に判定することが可能であるという優れた効果がある。さらに、例えば報知手段などを設けることによって、ユーザにトナーの補充を速やかに促すことができるという効果もある。また、機械の小型化、トナー収容器の大容量化も可能となるという優れた効果もある。
また、請求項５の発明によれば、突然装置が使用できなくなるということがなくなり、操作性が向上するという優れた効果がある。
また、請求項６の発明によれば、ユーザが画像品質と画像形成枚数のどちらを優先するかによって上記所定枚数を任意に設定することができるので、使い勝手が向上するという優れた効果がある。
特に、請求項７の発明によれば、トナーニアエンドあるいはトナーエンドを更に正確に判定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るカラー複写機の制御系の構成を示すブロック図。
【図２】同カラー複写機の概略構成図。
【図３】リボルバ現像ユニットの内部構造を示す断面図。
【図４】リボルバ現像ユニットにおけるトナー循環経路を示す概念断面図。
【図５】トナー補給部の内部構造を示す断面図。
【図６】トナーカートリッジのトナー受入用ケースへの脱着操作を示す説明図。
【図７】現像濃度パターン検知器の出力特性図。
【図８】トナー補給制御の一例を示すフローチャート。
【図９】（ａ）は図６中のＸ−Ｘ線による断面図。
（ｂ）は図６中のＹ−Ｙ線による断面図。
【図１０】トナー残量検知センサ２７５の配置の一例を示す説明図。
【図１１】トナーニアエンド、トナーエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【図１２】トナー残量検知センサ２７５の配置位置の変形例を説明するための説明図。
【図１３】トナーニアエンド、トナーエンド判定制御の他の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ カラースキャナ
２ カラープリンタ
２００ 感光体ドラム
２０３ 帯電チャージャ
２０４ 電位センサ
２０５ 光学センサ
２２０ 書き込み光学ユニット
２３０ リボルバ現像ユニット
２３１ 現像器
２７５ トナー残量検知センサ
５００ 制御部
Claims (7)
- 画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
該静電潜像を可視像化する現像器と、
該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、
該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、
該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、
上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、
上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果に基づいて、上記トナー収容器内のトナーが無くなるかあるいはある程度の残量になるまで少なくなったときにトナーニアエンドと判定するトナーニアエンド判定手段と、
該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１の画像形成装置において、
上記トナーエンド判定手段として、上記トナーニアエンド判定手段でトナーニアエンドが判定された後に形成する画像についての画像情報に基づいて、このトナーニアエンドが判定された後の画像形成で消費されるトナー消費量を予測し、該トナー消費量の積算値が所定のトナー消費量に達したときに第１のトナーエンド条件を満たしたとみなす第１の判定手段と、上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに第２のトナーエンド条件を満たしたとみなす第２の判定手段とを有し、上記第１のトナーエンド条件及び上記第２のトナーエンド条件の少なくとも一方が満たされたときに、トナーエンドと判定するトナーエンド判定手段を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定するように上記トナーニアエンド判定手段と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 画像情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視像化する現像器と、該現像器に補給するトナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部に供給するトナーを収容し該トナー収容部に対して脱着可能なトナー収容器と、該トナー収容器内のトナー残量を検知するトナー残量検知手段と、上記現像器の現像能力を検知する現像能力検知手段とを備えた画像形成装置において、
上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果とに基づいて、トナーニアエンドを判定、あるいは、上記画像情報と上記トナー残量検知手段によるトナー残量検知結果と上記現像能力検知手段による現像能力検知結果とに基づいてトナーニアエンドを判定する上記トナーニアエンド判定手段と該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後に形成される画像についての画像情報に基づくトナーエンド条件と、該トナーニアエンド判定手段によってトナーニアエンドが判定された後の上記現像能力検知手段による現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件とを備え、上記画像情報に基づくトナーエンド条件と、上記現像能力検知結果に基づくトナーエンド条件との少なくとも一方が満たされた場合にトナーエンドを判定するトナーエンド判定手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - トナーエンド判定手段によりトナーエンドが判定されたときに画像形成動作を停止させる停止制御手段を有する請求項１、２、３、又は、４の画像形成装置において、
上記トナーニアエンド判定手段によるトナーニアエンド判定後に所定枚数の画像形成を終了するまでは画像形成動作を停止させないように上記トナーエンド判定手段又は上記停止制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項５の画像形成装置において、
上記所定枚数を任意に設定可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 現像器内にトナーを補給するための所定のリカバリ動作を行なわせるリカバリ制御手段を有する請求項３、４、５、又は、６の画像形成装置において、
上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が所定の現像能力よりも低下したときに上記リカバリ動作を行わせるように上記リカバリ制御手段を構成し、かつ、
該リカバリ動作後に上記現像能力検知手段によって検知された現像能力が、再度上記所定の現像能力に達していないときにトナーニアエンドあるいはトナーエンドと判定するように上記トナーニアエンド判定手段あるいは上記トナーエンド判定手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
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