JP5515683B2 - 制御装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、画像形成装置及びプログラムに関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、現像装置が有するトナーが消費されると、その消費した量に応じた量のトナーを補給することで、現像装置内のトナー濃度を保っている。特許文献１には、検出用に形成した画像の画像濃度と、所望の画像濃度との差が大きいほど、現像装置内のトナーの濃度の目標値を大きく変化させることが記載されている。特許文献２には、現像装置内のトナー濃度の目標値を変更する際に、複数回に分けて目標値を変更することが記載されている。

特許第３５４２０８５号公報 特許第３０５０３９０号公報

本発明の目的は、現像手段又は転写手段の色材を供給する能力が低下することを原因として、形成する画像の濃度が過剰に高くなることを抑制することである。

上述した課題を解決するため、本発明の請求項１に係る制御装置は、色材を含む現像剤を用いて潜像を現像する現像手段の当該潜像に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る制御装置は、色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、設定値としての転写電流または転写電圧を取得する設定値取得手段と、前記設定値取得手段により取得された前記設定値が基準となる設定値よりも大きいときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る制御装置は、色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、その転写先に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と、前記制御手段によって前記色材の量を少なくする制御が行われるときには、その制御が行われないときに比べて、前記現像手段を有する画像形成手段であって前記現像された像に応じた画像を形成する画像形成手段が従う条件である画像形成条件を、前記現像手段により現像される像の濃度が高くなるよう設定する設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置と、画像を形成する画像形成手段であって、像を保持する像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電させられた前記像保持体に露光を行って潜像を形成する潜像形成手段と、前記現像手段であって前記潜像形成手段によって形成された潜像を色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段によって現像された像を転写する転写手段と、前記転写手段によって転写された像であって記録媒体に転写された像を定着させる定着手段とを有する画像形成手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る制御装置は、請求項４に記載の構成において、画像データを取得する画像データ取得手段を備え、前記画像形成手段は、前記画像データ取得手段により取得された画像データに応じた画像を前記記録媒体に形成し、前記制御手段は、前記取得された画像データに基づいて、当該画像データに応じた像が前記現像手段により現像されるときに使用される色材の量を求め、求めた色材の量に応じて前記現像手段に供給する色材の量を決定することを特徴とする。

本発明の請求項６に係るプログラムは、コンピュータを、色材を含む現像剤を用いて潜像を現像する現像手段の当該潜像に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段として機能させる。
本発明の請求項７に係るプログラムは、コンピュータを、色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、設定値としての転写電流または転写電圧を取得する設定値取得手段と、前記設定値取得手段により取得された前記設定値が基準となる設定値よりも大きいときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段として機能させる。
本発明の請求項８に係るプログラムは、コンピュータを、色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、その転写先に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と、前記制御手段によって前記色材の量を少なくする制御が行われるときには、その制御が行われないときに比べて、前記現像手段を有する画像形成手段であって前記現像された像に応じた画像を形成する画像形成手段が従う条件である画像形成条件を、前記現像手段により現像される像の濃度が高くなるよう設定する設定手段として機能させる。

請求項１、６に係る発明によれば、現像手段の色材を供給する能力とは無関係に現像手段への単位時間当たりの色材の供給量を決定する場合に比べて、現像手段の色材を供給する能力が低下することを原因として、形成する画像の濃度が過剰に高くなることを抑制することができる。
請求項２、７に係る発明によれば、転写手段の設定値としての転写電流または転写電圧とは無関係に現像手段への単位時間当たりの色材の供給量を決定する場合に比べて、転写手段の転写電流または転写電圧が大きくなることを原因として、形成する画像の濃度が過剰に高くなることを抑制することができる。
請求項３、８に係る発明によれば、単位時間当たりの色材の供給量に応じた画像形成条件の設定を行わない場合に比べて、形成する画像の濃度が低くなり過ぎることを抑制することができる。
請求項４に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比べて、現像手段の色材を供給する能力の変化が低下することをあらかじめ抑制することができる。
請求項５に係る発明によれば、現像手段又は転写手段の色材を供給する能力とは無関係に現像手段への単位時間当たりの色材の供給量を決定する場合に比べて、現像手段又は転写手段の色材を供給する能力が低下することを原因として、形成する画像の濃度が過剰に高くなることを抑制することができる。

画像形成装置の構成を説明する図である。 画像形成部の構成を示す図である。 補給制御の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。 露光量の制御の内容を模式的に表したグラフである。 制御部が実行する制御の手順を示すフローチャートである。 補給制御の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。 目標濃度の変更に係る処理を説明するグラフである。 制御部が実行する制御の手順を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
［第１実施形態の構成］
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である電子写真方式の画像形成装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１０は、制御部１００と、画像形成部２００と、操作部３００と、通信部４００と、記憶部５００とを備える。

制御部１００は、本発明の能力情報取得手段、制御手段及び設定手段の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む演算装置やメモリを備える。制御部１００の演算装置は、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１０の各部を制御する。画像形成部２００は、本発明の画像形成手段の一例であり、色材としてトナーを用いて記録媒体に画像を形成する。記録媒体は、例えば記録用紙であるが、ＯＨＰシートなどのプラスチックや、その他の材質のシートなどであってもよく、表面に画像を記録し得る媒体であればよい。画像形成部２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いて、電子写真プロセスにより画像を形成する。
操作部３００は、ボタン等の操作子を備え、ユーザの操作に応じてその操作内容を表す操作情報を制御部１００に供給する。通信部４００は、外部装置との間でデータを送受信するためのインタフェースを備える。記憶部５００は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を備え、例えば、画像を形成するための画像データを記憶する。

図２は、画像形成部２００の構成を示す図である。
図２に示す画像形成部２００の各符号のうち、その末尾に付されたアルファベットは画像形成装置が扱うトナーの色に対応する。符号の末尾のアルファベットのみが異なる構成は、扱うトナーの色が異なるが、その構成は同一である。以下の説明において、これら各構成を特に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略して説明する。画像形成装置１０を搬送される記録用紙は、図２に示す破線の矢印Ｃ方向に搬送され、この記録用紙に画像が形成される。
感光体ドラム２１０は、本発明の像保持体の一例であり、表面に光導電膜を積層した円筒状の部材である。感光体ドラム２１０は、表面に形成された静電潜像を保持する。感光体ドラム２１０は、中間転写ベルト２５０と接触した状態にあるときに、中間転写ベルト２５０の移動に伴って、円筒の中心を軸（図１において紙面垂直方向）として図中の矢印Ａの方向に回転する。帯電装置２２０は、本発明の帯電手段の一例であり、感光体ドラム２１０の光導電膜を決められた電位に帯電させる。露光装置２３０は、本発明の潜像形成手段の一例であり、帯電装置２２０より帯電させられた感光体ドラム２１０を露光して、露光光に応じた潜像を形成する。現像装置２４０は、本発明の現像手段の一例であり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのいずれかの色のトナーと、フェライト粉などの磁性体とを含む現像剤を有している。現像装置２４０は、現像剤を用いて感光体ドラム２１０に形成された潜像にトナーを供給して、これを現像する。トナー収容器２４１は、本発明の色材供給手段の一例であり、必要に応じて現像装置２４０にトナーを供給する。トナー収容器２４１は、内部に図示せぬ搬送具やトナーを有する、いわゆるトナーカートリッジである。トナー収容器２４１内のトナーは、搬送具が駆動させられることにより搬送され、その搬送されたトナーが現像装置２４０に供給される。

検出部６００は、例えばＡＤＣ（Auto Developability Control）センサであり、感光体ドラム２１０の表面に検出光を照射し、その反射光を受光すると、受光した反射光の受光量に応じた信号を制御部１００に出力する。検出部６００は、感光体ドラム２１０の回転方向（つまり、図２に示す矢印Ａ方向）に対して、現像装置２４０の位置よりも下流側に設けられている。すなわち、検出部６００は、現像装置２４０により潜像が現像された後であり、この現像により得られるトナー像が転写される前の感光体ドラム２１０の表面を読み取るものである。検出部６００は、画像形成装置１０のキャリブレーションに用いられる画像（後述する、濃度制御用画像）の濃度を検出するための読み取りを行う。画像形成装置１０のキャリブレーションは、面積階調方式により表現される画像の濃度を、目標とする濃度に近づけさせるように画像形成条件を設定するために実施される。この濃度制御用画像は、理想的には各位置で同じ濃度となるように形成される、例えば正方形の画像である。画像形成条件は、画像形成部２００が画像を形成するときに従う各種の条件であり、画像形成部２００により形成される画像の濃度に関わるものを含む。また、検出部６００の検出結果から得られる濃度は光学濃度であり、単位面積当たりに配置されるトナーの量と相関する物理量である。例えば、濃度Ｄは、Ｄ＝−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉｏ）という関係を満たす。なお、Ｉｏは、検出部６００が照射する検出光の光量であり、Ｉは、検出部６００が受光する反射光の光量である。

中間転写ベルト２５０は、無端のベルト状の部材であり、回転ロール２５１、一次転写ロール２６０及びバックアップロール２７１と接触しながら図中の矢印Ｂの方向に回転する。回転ロール２５１は、中間転写ベルト２５０の移動を支持する円筒状の部材であり、円筒の中心を軸として回転する。一次転写ロール２６０は、本発明の転写手段の一例であり、中間転写ベルト２５０を挟んで感光体ドラム２１０と対向する円筒状の部材である。一次転写ロール２６０は、感光体ドラム２１０との間に電位差を生じさせて感光体ドラム２１０表面のトナーを中間転写ベルト２５０の表面に転写する。二次転写ロール２７０は、本発明の転写手段の一例であり、現像装置２４０の現像によって得られたトナー像を記録用紙に転写する。二次転写ロール２７０は、中間転写ベルト２５０を挟んでバックアップロール２７１と対向する円筒状の部材であり、バックアップロール２７１との間に電位差を生じさせて、中間転写ベルト２５０表面のトナーを記録用紙の表面に転写する。搬送ロール２８０は、図示せぬ駆動装置により駆動させられ、図２に示す破線の矢印Ｃ方向に記録用紙を搬送する円筒状の部材である。定着装置２９０は、トナー像が転写された記録用紙に熱と圧力とを加える定着処理を施し、そのトナー像を記録用紙に定着させる。
以上が、画像形成装置１０の装置構成についての説明である。

続いて、制御部１００の制御に関わる内容について説明する。
制御部１００は、画像形成部２００によって画像を形成する処理が実行されている期間など現像装置２４０内のトナーが消費されると、そのトナーの消費量に応じて、現像装置２４０にトナーを補給するための制御を実行する。この制御のことを、以下では「補給制御」と称する。画像形成装置１０は濃度特定方式に従って、トナーの補給量を決定する。濃度特定方式に従う画像形成装置１０の制御部１００は、現像装置２４０内に設けられた図示せぬ濃度センサによって透磁率を検出し、その検出結果に基づいて現像装置２４０内の現像剤におけるトナー濃度Ｄｍを特定する。次に、制御部１００は、トナー濃度Ｄｍと、トナー濃度の目標となる濃度（以下、「目標濃度」という。）Ｄａとの偏差ΔＤ（＝Ｄａ−Ｄｍ）を算出する。そして、制御部１００は、予め決められた定数Ｋ１を偏差ΔＤに乗算して、その乗算結果の値を供給時間Ｔとして算出する。供給時間Ｔは、トナー収容器２４１から現像装置２４０に供給されるトナーの総量に応じた長さとなり、供給時間Ｔが長いほどその総量は多い。この補給制御において、制御部１００はトナー収容器２４１にトナーを供給させるよう制御することにより、現像装置２４０内のトナー濃度が目標濃度Ｄａに保たれるようにする。

次に、制御部１００が実行する補給制御の内容について説明する。
図３は、補給制御の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。図３において、矢印方向（図中右方向）に時刻が遷移する。
補給制御を実行する期間にあっては、制御部１００は、トナー収容器２４１から現像装置２４０にトナーを供給する期間（以下、「供給期間」という。）と、トナーの供給を停止する期間（以下、「停止期間」という。）とを交互に繰り返すよう制御する。供給期間において、制御部１００はトナー収容器２４１内の搬送具を駆動させることにより、現像装置２４０にトナーを供給する。一方、停止期間においては、制御部１００は、トナー収容器２４１内の搬送具を駆動させず、現像装置２４０にトナーを供給しない。この停止期間は、トナーの供給を断続的にすることによってその供給量が過剰とならないようにするために設けられる。また、制御部１００は、供給期間の１回当たりの長さが、図３に示す最大供給時間Ｔｍａｘを超えないよう制御する。供給間隔Ｔｄは、制御部１００が供給期間を開始する周期を表すものである。図３からも分かるように、供給期間の長さ、及び供給間隔Ｔｄによって、補給制御により現像装置２４０に供給される単位時間当たりのトナーの量が決定付けられる。例えば、供給間隔Ｔｄを固定したまま供給期間を長くするほど、単位時間当たりのトナーの供給量は多くなる。

ところで、現像装置２４０が感光体ドラム２１０に形成された潜像を現像する際に、現像装置２４０がその潜像にトナーを供給する能力（以下、「現像能力」という。）には、経時変化など理由として変化が生じることがある。現像装置２４０の現像能力は、１回の現像により潜像へ供給されるトナーの供給量により定義される。例えば、画像形成部２００に対して或る画像形成条件が設定されたときに、現像装置２４０の現像能力が高いほど、１回の現像により潜像へ供給されるトナーの供給量は多い。
現像装置２４０の現像能力は、具体的には以下のものがある。
例えば、現像装置２４０が有する現像剤のトナー濃度が高いほど、現像により潜像へ供給されるトナーの量は相対的に多くなるから、現像装置２４０の現像能力は高い。また、現像装置２４０内のトナーの帯電性能が低いほど、現像により潜像にトナーが供給されやすくなり、現像装置２４０の現像能力は高い。反対にトナーの帯電性能が高いほど現像により潜像にトナーが供給され難くなり現像装置の現像能力は低い。

また、制御部１００は、キャリブレーションの実施により画像形成部２００の画像形成条件を設定するので、画像形成条件の設定内容は現像能力の高低を反映した内容となっている。
例えば、現像装置２４０の現像電位を低くする（つまり、現像装置２４０に与えられる現像バイアス電位と、感光体ドラム２１０表面電位との電位差を小さくする）よう画像形成条件が設定されているときには、現像電位をそれよりも高くするよう設定されているときに比べて、現像装置２４０の現像能力は高い。その理由は、現像電位が低くても、現像工程において、現像装置２４０から感光体ドラム２１０に必要な量のトナーが供給されることを意味するからである。反対に、現像電位が高い場合には、現像像の濃度をより高くする設定内容とすることによって、現像装置２４０から感光体ドラム２１０に必要な量のトナーを供給させているので、現像装置２４０の現像能力は低い。換言すれば、帯電装置２２０により感光体ドラム２１０が帯電させられるときの電位を一定とした場合、現像装置２４０の現像バイアス電位が高く設定されている場合ほどトナーの供給量が増えるので、現像装置２４０の現像能力は低下している。また、現像装置２４０の現像バイアス電位を一定とした場合、帯電装置２２０により感光体ドラム２１０が帯電させられるときの電位が低く設定されている場合ほどトナーの供給量が増えるので、現像装置２４０の現像能力は低下している。また、露光装置２３０の露光量が低い場合ほど現像装置２４０の現像能力は高い。或る画像形成条件の下では、露光装置２３０の露光量が大きいほど現像工程における感光体ドラム２１０へのトナーの供給量は多くなり、露光量が小さいほどそのトナーの供給量は少ないからである。なお、露光量は、露光装置２３０によって照射される露光光の強度、及び露光時間の少なくともいずれかを含む。つまり、制御部１００が露光装置２３０の露光量を大きくする際には、露光光の強度を大きくするか、又は露光時間を長くするかの少なくともいずれかの制御を行う。
以上のとおり、現像装置２４０の現像能力が低い場合は、現像能力が高い場合に比べて、現像装置２４０により現像されるトナー像の濃度をより高くするための画像形成条件の設定内容となっている。

また、一次転写ロール２６０や二次転写ロール２７０（以下、「転写ロール」と総称することがある。）がトナーを転写する際の、その転写先にトナーを供給する能力（以下、「転写能力」という。）においても、同じ理由により変化が生じることがある。転写ロールの転写能力は、１回の転写により転写先へ供給されるトナーの供給量により定義される。例えば、画像形成部２００に対して或る画像形成条件が設定されたときに、転写ロールの転写能力が高いほど、１回の転写により転写先へ供給されるトナーの供給量は多い。なお、画像形成装置１０においては、一次転写ロール２６０のトナーの転写先は中間転写ベルト２５０であり、二次転写ロール２７０のトナーの転写先は記録用紙である。
転写能力についても、画像形成条件の設定内容が転写能力の高低を反映した内容となっている。具体的には、転写ロールの転写電位（つまり、感光体ドラム２１０と転写ロールとの電位差）が低い（又は、転写電流が小さい）ほど転写能力は高い。その理由は、転写ロールの転写電位が低く（又は、転写電流が小さく）ても、転写工程において、必要な量のトナーが転写先に供給されることを意味するからである。

画像形成部２００において現像能力や転写能力が低下すると、上述の補給制御を原因として、画像形成部２００により形成される画像の濃度が過剰に高くなることがある。現像能力や転写能力が低くなるのは、現像装置２４０内の現像剤（トナー）の帯電量が過剰に高くなっていることが主な原因のひとつとして挙げられる。この場合に、帯電量が高くない場合と同じ態様でトナーの補給制御が行われると、この過剰なトナーの帯電状態が急激に解消されて、現像工程や転写工程においてトナーの供給が行われやすくなり、トナー像の濃度が急激に高くなってしてしまうからである。すなわち、現像能力や転写能力が低下している場合は、それらの能力が低下していない場合に比べると、補給制御の実行することで現像能力や転写能力が急激に回復し、画像形成部２００により形成される画像の濃度が過剰に高くなる。
以上のような、補給制御の実行を原因とした画像の過剰な高濃度化を抑制するために、制御部１００は、画像形成部２００の現像能力や転写能力に応じた態様で補給制御を行う。より具体的には、制御部１００は、現像装置２４０の現像能力、或いは転写ロールの転写能力が基準となる能力（以下、「基準能力」という。）よりも低下していると判断した場合には、単位時間当たりにトナー収容器２４１から現像装置２４０に供給させるトナーの量を少なくするよう、補給制御を実行する。

［第１実施形態の動作］
次に、本実施形態の画像形成装置１０の動作について説明する。この実施形態では、画像形成装置１０が現像装置２４０の現像能力に着目して補給制御を行うとともに、画像形成条件として露光装置２３０の露光量を制御対象とする場合の動作について説明する。
［キャリブレーション］
まず、制御部１００が実施するキャリブレーションに関する動作について説明する。
制御部１００は、キャリブレーションに際して濃度制御用画像を画像形成部２００に形成させる。制御部１００は、この濃度制御画像の濃度を検出部６００の検出結果に基づいて特定する。そして、制御部１００は、濃度制御用画像の濃度が目標とする濃度よりも低い場合には、露光装置２３０の露光量を大きくして、濃度制御用画像の濃度がその目標とする濃度に近づくよう画像形成条件を設定する。なお、ここでは、制御部１００は、露光光の強度のみを制御対象とする。

図４は、キャリブレーションにおける露光量の制御の内容を説明するグラフである。図４において、横軸は時刻を表し、縦軸は露光量の大きさを表す。図４に示すように、露光量をＥ１からＥ２に増大させる場合には、制御部１００は、時刻Ｔ１からＴ２までの間において、ΔＴが経過するたびに露光量ΔＥずつ増大させるような画像形成条件の設定を複数回実行する。露光量を一度に大きく変化すると、画像形成部２００により形成される画像の濃度が急激に上昇し、画質の変化がユーザに容易に分かってしまうからである。この変化を分かりにくくするために、制御部１００は、画像の濃度が次第に目標とする濃度に近づくように画像形成条件を複数回に分けて設定する。
以上が、キャリブレーションの内容の説明である。

［補給制御の態様の決定］
次に、制御部１００が補給制御の態様の決定するときの動作について説明する。図５は、このときに制御部１００が実行する制御の手順を示すフローチャートである。制御部１００は、画像形成条件の設定内容を変更するたびに、以下に説明する制御を行う。
まず、制御部１００は、現像能力に関する情報を能力情報として取得する（ステップＳ１）。ここでは、制御部１００は、現像装置２４０の現像能力の高低を示す能力情報として、露光量の設定内容を取得する。次に、制御部１００は、ステップＳ１で取得した能力情報が示す現像能力が基準能力以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。ここでの基準能力は、露光量に関して現像能力の高低を示すものであり、具体的には、現像能力が基準能力であるとみなす場合の露光量の大きさ（つまり、閾値）を表す。

制御部１００は、露光装置２３０の露光量が閾値を下回っており、現像装置２４０の現像能力が基準能力以上であると判断すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、通常時の補給制御を行うよう、補給制御の態様を決定する（ステップＳ３）。この場合、上述した手順で、制御部１００は濃度特定方式に従って供給期間Ｔを算出するよう、補給制御の態様を決定する。制御部１００は、決定した態様を表す情報をメモリに記憶させる。

一方、制御部１００は、露光装置２３０の露光量が閾値以上であり、現像装置２４０の現像能力が基準能力よりも低下していると判断すると（ステップＳ２；ＮＯ）、通常時の補給制御よりも、現像装置２４０への単位時間あたりのトナーの供給量を少なくして補給制御を行うよう、補給制御の態様を決定する（ステップＳ４）。そして、制御部１００は、決定した態様を表す情報をメモリに記憶させる。
制御部１００は、メモリに記憶された情報が表す態様に従って、補給制御を実行する。
ところで、ステップＳ４の処理には、具体的には、以下の（動作例１）から（動作例６）で説明するものがある。

（動作例１）トナーの供給量の総量の上限値を下げる。
動作例１では、制御部１００はトナーの供給量の総量の上限値を下げる。つまり、制御部１００は、現像装置２４０の現像能力が基準能力よりも低下している場合には、現像能力が基準能力以上である場合に比べて、トナーの供給量の総量を減じる。例えば、制御部１００が供給時間としてＴを算出した場合に、現像能力が基準能力を下回るときには、例えば０．８×Ｔ（８割の供給量）とする。これにより、制御部１００が実行する補給制御によって、現像装置２４０に単位時間当たりに供給されるトナーの量が少なくなる。これにより、現像能力が低下している場合に補給制御を原因とした現像能力の回復が抑制され、画像形成部２００により形成される画像の濃度が過剰に高くなることを抑制し得る。

（動作例２）供給期間の回数を多くする。
図３に示すように、制御部１００は、供給期間と停止期間を交互に繰り返して補給制御を行うが、動作例２では、制御部１００はそのうちの供給期間の回数を多くする。
図６（ａ）に示すように、通常時の補給制御にあっては、制御部１００は１回当たりの供給期間の長さをＴｓ１として補給制御の態様を決定する。これに対し、現像能力が基準能力を下回る場合には、制御部１００は、図６（ｂ）に示すように１回当たりの供給期間の長さをＴｓ２とし、Ｔｓ１よりも短くなるよう補給制御の態様を決定する。これにより、補給制御において、トナーの供給量の総量を維持したまま供給期間の回数が多くなる。この場合、制御部１００が或る総量のトナーを供給するまでに要する時間が長くなるので、現像装置２４０に単位時間当たりに供給されるトナーの量が少なくなる。これにより、動作例１と同等の効果を奏する。また、制御部１００は、最大供給時間Ｔｍａｘを短くすることによって、１回当たりの供給期間の長さを短くし、供給期間の回数を多くしてもよい。

（動作例３）供給期間が到来する周期を長くする。
動作例３では、制御部１００は、トナーの供給量の総量を維持したまま供給期間が到来する周期を長くする。この場合、制御部１００は、供給期間の長さを維持したまま停止期間を長くすることにより、供給間隔Ｔｄを長くする。これにより、制御部１００が或る総量のトナーを供給するまでに要する時間が長くなるので、動作例２の場合と同等の効果を奏する。

（動作例４）現像装置２４０の目標濃度の変更量を小さくする。
制御部１００は、画像形成条件のひとつである現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を変更することがあるが、動作例４では、目標濃度を上昇させるときの変更量を通常時に比べて小さくする。図７（ａ）は、現像能力が基準能力以上である場合と、基準能力を下回る場合の目標濃度の変更に係る処理を説明するグラフである。図７（ａ）において横軸は時刻を表し、縦軸は現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を表す。図７（ａ）に実線で示すように、通常時には、制御部１００は、ΔＴＡ毎に目標濃度をΔＤａずつ上昇させて、目標濃度をＤａ１からＤａ２に変更する。一方、現像能力が基準能力を下回っているとすると、図７（ａ）に点線で示すように、制御部１００は、目標濃度をＤａ２よりも低いＤａ３（例えば、Ｄａ２の８割の目標濃度）となるよう、時間ΔＴＡが経過するたびに目標濃度をΔＤａずつ上昇させる。目標濃度を低くすれば、現像装置２４０への単位時間当たりのトナーの供給量も少なくなるので、上記各動作例と同等の効果を奏する。

（動作例５）複数回に分けて現像装置２４０の目標濃度を変更する際に、１回当たりの変更量を小さくする。
制御部１００は、現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を上昇させる際に、現像能力が基準能力を下回る場合には、基準能力以上の場合に比べて、１回当たりの目標濃度の変更量を小さくする。図７（ｂ）は、現像能力が基準能力以上である場合と、基準能力を下回る場合の目標濃度の変更に係る処理を説明するグラフである。図７（ｂ）において横軸は時刻を表し、縦軸は現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を表す。現像能力が基準能力を下回る場合、図７（ｂ）に点線で示すように、制御部１００は、時間ΔＴＡが経過するたびに、目標濃度をΔＤａよりも小さいΔＤａｍずつ上昇させる。これにより、最終的な目標濃度はＤａ２になるものの、それまでの期間においては単位時間当たりの現像装置２４０へのトナー供給量が少なくなるので、上記各動作例と同等の効果を奏する。

（動作例６）複数回に分けて現像装置２４０の目標濃度を変更する際に、その変更の周期を長くする。
制御部１００は、目標濃度を上昇させる際に、現像能力が基準能力を下回る場合には、基準能力以上の場合に比べて、目標濃度の変更の周期を長くする。図７（ｃ）は、現像能力が基準能力以上である場合と、基準能力を下回る場合の目標濃度の変更に係る処理を説明するグラフである。図７（ｃ）において横軸は時刻を表し、縦軸は現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を表す。現像能力が基準能力を下回る場合、図７（ｃ）に点線で示すように、制御部１００は、時間がΔＴＡよりも長いΔＴＡｍが経過するたびに、目標濃度をΔＤａずつ上昇させる。このような制御であっても、最終的な目標濃度をＤａ２に達するまでは単位時間当たりのトナー供給量が減じられるので、上記各動作例と同等の効果を奏する。

以上説明した第１実施形態によれば、現像装置２４０の現像能力が低下している場合には、制御部１００は、単位時間当たりのトナー供給量を少なくする補給制御を行う。これにより、補給制御を原因として画像の濃度が過剰に高くなることを抑制し得る。また、画像形成装置１０は、動作例１〜６の各制御を複数組み合わせて、単位時間当たりのトナーの供給量を少なくするようにしてもよい。
また、画像形成条件として、露光量以外のものに着目した場合も、上記手順で補給制御の態様を決定するとよい。この場合、制御部１００は、帯電装置２２０の帯電電位や、現像装置２４０の現像バイアス電位などの画像形成条件の設定内容を能力情報として取得し、能力情報が示す現像能力に応じて補給制御の態様を決定する。具体的には、制御部１００は、或る画像形成条件下での現像電位が閾値以上である場合や、露光量が閾値以上である場合には、現像能力が転写能力よりも低下していると判断する。また、複数の画像形成条件の設定内容に基づいて、制御部１００は現像装置２４０の現像能力の高低に応じた補給制御を行ってもよい。また、制御部１００は、閾値に代えて、或る標準値からの画像形成条件の変更の大きさに基づいて、現像能力の高低を判断してもよい。

また、画像形成条件として一次転写ロール２６０や二次転写ロール２７０の転写電位（転写電流）に着目した場合も、制御部１００は、上記手順で補給制御の態様を決定すればよい。この場合、制御部１００は、ステップＳ１において転写能力に関わる情報を能力情報として取得する。ここでの能力情報は、転写能力の高低に関する画像形成条件である転写電位（転写電流）の設定内容である。そして、制御部１００は、その能力情報に基づいて、転写能力が基準能力よりも低いと判断した場合には、単位時間当たりの現像装置２４０へのトナーの供給量を少なくするよう、上記動作例１〜６の動作を実行して補給制御の態様を決定する。この場合も、現像能力に着目して補給制御の態様を決定する場合と同等の効果を奏する。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態の画像形成装置の装置構成は、第１実施形態の画像形成装置１０と同じであるから、その説明を省略する。第２実施形態の画像形成装置１０は、補給制御を原因として、画像形成部２００により形成される画像の濃度が低くなりすぎないようにするための制御を行う。

図８は、制御部１００の補給制御に関わる動作手順を示すフローチャートである。図５と同じステップは同じ処理ステップであるので、その説明を省略することがある。
ステップＳ２において、制御部１００は、現像能力が基準能力よりも低いと判断すると（ステップＳ２；ＮＯ）、単位時間当たりのトナー供給量を少なくするよう、補給制御の態様を決定する（ステップＳ４）。そして、制御部１００は、画像形成部２００により形成される画像の濃度を高めるよう、画像形成条件の設定を行う（ステップＳ５）。この画像形成条件の設定においては、制御部１００は、補給制御を原因として画像の濃度が低くなりすぎないようにするための設定を行う。このステップＳ５では、例えば、制御部１００は、帯電装置２２０の帯電電位、露光装置２３０の露光量、及び現像装置２４０の現像バイアス電位の少なくともいずれかについて、その上限値を上昇させる（例えば、１０％）よう制御する。
これにより、制御部１００がキャリブレーションにおいてトナー像を高めるような画像形成条件の設定が必要と判断した場合には、その上限値が高まっているが故に、第１実施形態の構成よりもさらに画像の濃度を高め得る。

ステップＳ５の処理において、制御部１００は、画像の濃度が低くなり過ぎることを抑制するために、画像形成条件を複数回に分けて設定する場合に、１回当たりの画像形成条件の変更量を大きくしてもよい。制御部１００が画像形成条件として露光量を上昇する場合には、例えば、図４に示すΔＥよりも大きい変更量で露光量を上昇させる。また、制御部１００は、画像形成条件の変更の周期を短くしてもよい。例えば、制御部１００は、図４に示すΔＴよりも短い周期で露光量を上昇させる。また、制御部１００は、画像の濃度を高めるために、複数の画像形成条件の設定内容を変更してもよい。
以上説明した第２実施形態の構成によれば、補給制御を原因として画像の濃度が低くなり過ぎることを抑制し得る。

［変形例］
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を組み合わせてもよい。
［変形例１］
上述した各実施形態では、現像能力或いは転写能力を別々に概念していたが、制御部１００は、これらを合わせた能力に関する情報に応じた補給制御を行ってもよい。例えば、中間転写ベルト２５０、又は記録用紙の表面の濃度制御用画像の濃度を検出するセンサを装置内に設けておく。そして、制御部１００は、センサによる検出結果を能力情報として取得し、濃度制御用画像における各位置で濃度にばらつきがあると判断した場合には、転写能力及び現像能力の少なくともいずれかが低下しているとして、現像能力或いは転写能力が基準能力よりも低いときの補給制御を行う。濃度制御用画像の各位置で濃度のばらつきがあるということは、トナーの粒子状が悪化していることを意味しており、これが現像能力及び転写能力の低下の原因となるからである。例えば、制御部１００は、濃度制御用画像の領域内での濃度の最大値と最小値との差分が閾値を超えた場合に、現像能力或いは転写能力が基準能力を下回ったと判断するとよい。

また、検出部６００を、転写工程後の濃度制御用画像の濃度を読み取る位置に設けてもよい。例えば、検出部６００により中間転写ベルト２５０上の濃度制御用画像の濃度を検出すれば、制御部１００は一次転写ロール２６０の転写能力の高低を判断し得るし、記録用紙上の濃度制御用画像の濃度を検出すれば、制御部１００は二次転写ロール２７０の転写能力の高低を判断し得る。この場合であっても、制御部１００は、能力情報として検出部６００の検出結果を取得して、転写能力に基づいて補給制御を行うことにより、上記各実施形態と同等の効果を奏する。
また、この変形例の構成において、制御部１００は、検出部６００により検出した濃度制御用画像の濃度が閾値以下となる回数が、決められた回数以上となったときに現像能力や転写能力が基準能力よりも低下していると判断してもよい。

［変形例２］
また、制御部１００は、画像形成用に画像形成部２００に与える画像データを取得し、その画像データに基づいて現像能力や転写能力の高低に応じた補給制御を行ってもよい。例えば、制御部１００が低密度の画像を画像形成部２００に或る枚数だけ連続して形成させたり、或る時間だけ連続して形成させたりすると、現像装置２４０内のトナーが過剰に帯電してしまい、その結果、現像能力や転写能力が低下することがある。そこで、制御部１００は、閾値以下の画像密度の画像を、閾値以上の枚数だけ連続して形成させたり、閾値以上の時間だけ連続して形成させたことを示す情報を能力情報として取得し、その場合には、現像能力或いは転写能力が基準能力を下回った場合の補給制御を行う。

制御部１００は、画像形成用の画像データに基づいて、トナー収容器２４１から現像装置２４０に供給するトナーの量を決定してもよい。ここでは、制御部１００は、画像データの画素数を計数し、その計数値に応じた量のトナーを現像装置２４０へ供給する方式である「画素計数方式」を採用する。
この画素計数方式に従う供給時間Ｔを算出するために、制御部１００は、画像形成部２００によって画像を形成させるときに、その基となる画像データを取得し、その画像データに含まれる有色画素に基づいて画素数ＮＵＭを計数する。例えば、制御部１００は、露光装置２３０が感光体ドラム２１０の表面に潜像を形成するときの露光ドット数をドットカウンタの機能により計数し、この計数値を画素数ＮＵＭとする。次に、制御部１００は、計数した画素数ＮＵＭに、予め決められた定数Ｋ２を乗算して供給時間Ｔを算出する。

この場合、制御部１００は、「濃度特定方式」に従って算出した供給時間を用いた補給制御と、「画素計数方式」に従って算出した供給時間を用いた補給制御とに基づいて、現像装置２４０にトナーを供給する。これらの併用の態様の一例として、制御部１００は、決められた周期で濃度特定方式を採用し、その間については画素計数方式を採用するというものがある。濃度特定方式のみを採用すると、制御部１００は現像装置２４０内のトナー濃度が減少したことを特定してからでないとトナーを供給しない。よって、現像装置２４０内のトナーの消費と補給とに時間差が生じ、例えば高い濃度の画像を続けて形成する場合に、現像装置２４０内のトナー濃度が変動して画像濃度が不安定になることがある。これに対し、画素計数方式を併用すると、制御部１００が画像データの画素数を事前に計数することで、現像装置２４０によって使用されるトナーの量を求めて、計数値に応じた量のトナーを画像形成処理と同時、或いはそれよりも前に供給する。これにより、現像装置２４０におけるトナー濃度の変動が少なくなりトナー像の濃度が安定する。その結果、制御部１００は現像装置２４０を原因とした現像能力を予め抑制し、単位時間当たりのトナーの供給量を少なくして補給制御を行う頻度を少なくすることに寄与させ得る。

また、制御部１００が画素計数方式のみで、補給制御により供給するトナーの量を決定してもよい。例えば、制御部１００は、画素計数方式に従って、画像データに含まれる有色画素に基づいて画素数ＮＵＭを計数する。そして、制御部１００は、画素数ＮＵＭが閾値よりも低いときには、露光量や現像バイアス電位、帯電電位などその他の画像形成条件を変更しないで、現像装置２４０のトナー濃度の目標濃度を増加させる。そして、制御部１００は、この目標濃度が決められた濃度まで達した場合に、その他の画像形成条件を変更する設定を行うようにする。この構成により、現像能力や転写能力の低下を予め抑制することになる。
以上説明したように、現像能力や転写能力の高低の指標となる各種の情報を、制御部１００が取得する能力情報として採用し得る。

［変形例３］
上述した各実施形態において、現像装置２４０内に濃度センサが設けられていたが、この構成がなくてもよい。この場合、制御部１００は、上記の第１実施形態で説明した動作例４〜６の制御が行えないものの、動作例１〜３で説明した制御により、第１実施形態と同等の効果を奏する。

［変形例４］
上述した各実施形態では、制御部１００は、画像形成装置１０に内蔵されたものであったが、制御部１００は、画像形成装置１０の外部にあって、画像形成装置１０の動作を制御するパーソナルコンピュータ等の制御装置で実現されてもよい。
また、制御部１００の演算装置によって実行される各プログラムは、磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体、光ディスクなどの光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの、コンピュータ装置が読み取り可能な記録媒体に記憶された状態で提供し得る。また、このプログラムを、インターネットのようなネットワーク経由でダウンロードさせることも可能である。なお、このような制御を行う主体としてはＣＰＵ以外にも種々の装置を適用することができ、例えば、専用のプロセッサなどを用いてもよい。

［変形例５］
上述した各実施形態では、制御部１００は、現像能力或いは転写能力が基準能力以上であるか否かに応じて、補給制御の態様を異ならせていた。この構成に限らず、制御部１００は、さらに多くの段階に分けて現像能力や転写能力の高低を区別し、それら各段階に応じた態様で補給制御を行ってもよい。この場合においても、制御部１００は、現像能力或いは転写能力が低いほど、単位時間当たりの現像装置２４０へのトナーの供給量を少なくするよう補給制御を行う。この場合、現像能力や転写能力のそれら各段階の境界に相当する能力が、本発明の基準となる能力に対応する。

上述した各実施形態では、制御部１００は供給期間の長さを制御することによって、単位時間当たりの現像装置２４０へのトナーの供給量を変化させていた。これに代えて、制御部１００は、トナー収容器２４１の搬送具の駆動の態様を変えて、単位時間当たりのトナーの供給量を変化させてもよい。例えば、制御部１００は、搬送具の駆動の速度（単位時間当たりの駆動回数）を高めることで、単位時間当たりのトナーの供給量を増大させる。

１０…画像形成装置、１００…制御部、２００…画像形成部、２１０…感光体ドラム、２２０…帯電装置、２３０…露光装置、２４０…現像装置、２５０…中間転写ベルト、２５１…回転ロール、２６０…一次転写ロール、２７０…二次転写ロール、２７１…バックアップロール、２８０…搬送ロール、２９０…定着装置、３０…露光装置、３００…操作部、４００…通信部、５００…記憶部。

Claims (8)

1. 色材を含む現像剤を用いて潜像を現像する現像手段の当該潜像に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、
   前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、設定値としての転写電流または転写電圧を取得する設定値取得手段と、
   前記設定値取得手段により取得された前記設定値が基準となる設定値よりも大きいときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする制御装置。
3. 色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、その転写先に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、
   前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と、
   前記制御手段によって前記色材の量を少なくする制御が行われるときには、その制御が行われないときに比べて、前記現像手段を有する画像形成手段であって前記現像された像に応じた画像を形成する画像形成手段が従う条件である画像形成条件を、前記現像手段により現像される像の濃度が高くなるよう設定する設定手段と
   を備えることを特徴とする制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置と、
   画像を形成する画像形成手段であって、
   像を保持する像保持体と、
   前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電させられた前記像保持体に露光を行って潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記現像手段であって前記潜像形成手段によって形成された潜像を色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段と、
   前記現像手段によって現像された像を転写する転写手段と、
   前記転写手段によって転写された像であって記録媒体に転写された像を定着させる定着手段と
   を有する画像形成手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 画像データを取得する画像データ取得手段を備え、
   前記画像形成手段は、前記画像データ取得手段により取得された画像データに応じた画像を前記記録媒体に形成し、
   前記制御手段は、前記取得された画像データに基づいて、当該画像データに応じた像が前記現像手段により現像されるときに使用される色材の量を求め、求めた色材の量に応じて前記現像手段に供給する色材の量を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. コンピュータを、
   色材を含む現像剤を用いて潜像を現像する現像手段の当該潜像に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、
   前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段
   として機能させるためのプログラム。
7. コンピュータを、
   色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、設定値としての転写電流または転写電圧を取得する設定値取得手段と、
   前記設定値取得手段により取得された前記設定値が基準となる設定値よりも大きいときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段
   として機能させるためのプログラム。
8. コンピュータを、
   色材を含む現像剤を用いて現像する現像手段により現像された像を転写する転写手段の、その転写先に色材を供給する能力に関する情報を取得する能力情報取得手段と、
   前記能力情報取得手段により取得された情報が示す前記能力が基準となる能力よりも低いときには、単位時間当たりに前記現像手段に供給させる色材の量を少なくするよう、前記現像手段に色材を供給する色材供給手段を制御する制御手段と、
   前記制御手段によって前記色材の量を少なくする制御が行われるときには、その制御が行われないときに比べて、前記現像手段を有する画像形成手段であって前記現像された像に応じた画像を形成する画像形成手段が従う条件である画像形成条件を、前記現像手段により現像される像の濃度が高くなるよう設定する設定手段
   として機能させるためのプログラム。

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