JP2004325875A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑える。しかも、Ｐセンサ４９の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、現像器から感光体３１へのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を正確に行う。
【解決手段】現像手段として、感光体３１に対して現像をその表面における移動方向と直交する方向に分担して行う３つの現像器３４を設けた。そして、各現像器３４について、それぞれトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、次のように行わせるように、メイン制御部１００を構成した。即ち、中央の現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ３４による検知結果に基づいて、各現像器にそれぞれ個別に対応する複数の処理を行わせるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】現像手段として、感光体３１に対して現像をその表面における移動方向と直交する方向に分担して行う３つの現像器３４を設けた。そして、各現像器３４について、それぞれトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、次のように行わせるように、メイン制御部１００を構成した。即ち、中央の現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ３４による検知結果に基づいて、各現像器にそれぞれ個別に対応する複数の処理を行わせるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜像担持体に担持される潜像を現像するための現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、潜像担持体に対するトナー付着量に基づいて実施する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感光体等の潜像担持体に担持される潜像を現像手段によってトナー像に現像する方式として、一成分現像方式や二成分現像方式が知られている。一成分現像方式は、トナーを主成分とするいわゆる一成分現像剤を用いて潜像を現像する方式である。これに対し、二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアとを含有するいわゆる二成分現像剤を用いて潜像を現像する方式である。
【０００３】
何れの方式においても、現像による現像手段でのトナー消費に伴って、所定の制御が必要になってくる。例えば、一成分現像方式では、トナー消費に伴って現像手段内のトナー量が所定量以下になった時点で、ユーザーに対して現像手段へのトナー補充作業を促したり、現像手段の交換作業を促したりするための制御が必要になってくる。更には、これら作業を促したにもかかわらず、それが行われないままに画像形成命令がなされた場合に、所定の閾値を超える量の現像（トナー消費）が行われた時点で画像形成動作を強制停止する制御も行うことが望ましい。また例えば、二成分現像方式では、トナーを消費した二成分現像剤のトナー濃度を復帰させるべく、補給用のトナーを収容しているトナー収容手段から現像手段内へのトナー補給を所定のタイミングで行うための制御が必要になってくる。更には、トナー補給に伴ってトナー残量が所定量以下になってしまった補給トナー収容部へのトナー補充作業（例えばトナーボトル交換作業）をユーザーに促すための制御も必要になってくる。加えて、トナー補充作業が行われないままに画像形成命令がなされた場合に、所定の閾値を超える量の現像が行われた時点で画像形成動作を強制停止する制御も行うことが望ましい。
【０００４】
このようなトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、潜像担持体の表面に対するトナー付着量に基づいて実施する画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１には、次のような画像形成装置が記載されている。即ち、潜像担持体たる感光体に形成される静電潜像の画素数と、その静電潜像の現像に伴うトナー消費量とに極めて良好な相関関係が成立することから、画素数のカウント値に基づいて所定の制御を実施する。具体的には、カウント値に基づいて、補給トナー収容部たるトナーボトルから二成分現像方式の現像手段（現像部）にトナーを補給するという制御である。更には、トナーボトルについてのトナーニアエンドを判断してボトル交換作業をユーザーに促したり、現像手段内のトナーエンドを判断して画像形成動作を強制停止したりといった制御も行われる。但し、静電潜像に対する単位面積（画素数）あたりのトナー消費量は、感光体の劣化度合いや環境によって異なってくる。そこで、感光体上のトナー像に対するトナー付着量をトナー付着量検知手段たる光学センサによって所定のタイミングで検知し、検知結果に基づいて画素数のカウント値を補正する。かかる構成によれば、現像手段内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサが設けられていなくても、現像手段内に適量のトナーを補給することができる。また、トナーボトル内のトナーについてほぼ無くなったことを検知するトナー無し検知センサが設けられていなくても、トナーボトルの適切な交換時期を判断してユーザーにボトル交換作業を促すことができる。
【０００５】
一方、従来、現像手段としては、潜像担持体と同等の有効幅（潜像担持体の表面に対してその移動方向に直交する方向に現像可能な長さ）のものを用いるのが一般的であった。しかしながら、潜像担持体として、例えばＡ１サイズの長手寸法に対応し得る幅などといった広幅のものを用いる場合に、現像手段として同等の有効幅のものを用いると、次に説明するようなコストアップを招来してしまう。即ち、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を抑えるべく、ケーシングや現像ローラなどといった現像手段の各種部品に高剛性のものを使用する必要に迫られて、コストアップを引き起こしてしまうのである。
【０００６】
かかるコストアップを回避し得る画像形成装置として、特許文献２に記載のものがある。この画像形成装置は、現像手段として、静電潜像の現像を感光体表面の幅方向に分担する複数の現像器を備えている。より詳しくは、ドラム状の感光体の軸線方向において、左、中央、右と３つ領域で現像を分担する３つの現像器を備えているのである。かかる構成では、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べ、各現像器の幅寸法が短いために、それらの各種の部品に高剛性のものを使用する必要がなくなる。よって、高剛性の部品を用いることによるコストアップを回避することができる。更には、各現像器やその部品として、Ａ４サイズの長手寸法などといった一般的な幅に対応する普及機のものをそのまま流用することが可能になる。これらの結果、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３２４５６９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３１０８９２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような低コスト化を期待し得る画像形成装置においては、トナー消費に伴って必要になる所定の制御が各現像手段についてそれぞれ個別に発生する。一成分現像方式の各現像器について、トナーの補給作業をユーザーに対してそれぞれ個別に促したり、二成分現像方式の各現像器に対して、トナー補給をそれぞれ個別に実施したり、などといった制御である。
【００１０】
そこで、上記特許文献１に記載の画像形成装置のように、光学センサ等のトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、これらの制御を行わせることが考えられる。しかしながら、潜像担持体に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を、複数の現像手段のためにそれぞれ個別に設けてしまうと、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップを引き起こしてしまう。また、増設する分だけ装置の小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりしてしまう。
【００１１】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に掲げる（１）〜（２）の事項を何れも実現することができる画像形成装置を提供することである。
（１）現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になる。
（２）トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を正確に行うことができる。
【００１２】
【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、移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、該潜像担持体の表面に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、該現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を該トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて実施する制御手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、上記潜像の現像を上記潜像担持体の表面における移動方向と直交する方向に分担して行う複数の現像器を用い、且つ、上記所定の制御にて、何れか１つの現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知する上記トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、各現像器にそれぞれ個別に対応する複数の処理を行わせるように、上記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２の発明は、請求項１の画像形成装置において、複数の上記現像器に対してそれぞれ個別にトナーを補給するトナー補給手段を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該トナー補給手段によるトナー補給を制御するものを実施させるように、上記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３の発明は、請求項２の画像形成装置において、複数の上記処理にて、それぞれ上記計数結果の累積が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定するように、上記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４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、トナー像転写後の該潜像担持体の表面に残留する転写残トナーを回収トナー収容部内に回収する回収手段とを設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、該潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該回収トナー収容部内における貯留トナー量を判断するものを実施させるように、上記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５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、複数の上記現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該補給トナー収容部内のトナー残量を判断するものを実施させるように、上記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１、２、３、４又は５の画像形成装置において、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断するものを実施させるように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明者は、次に説明する鋭意研究を行って、これらの発明を完成させるに至った。即ち、上述のように、潜像担持体に形成される潜像における単位面積あたりのトナー消費量は、潜像担持体の劣化度合いや環境によって異なってくる。一方、潜像担持体の表面の劣化は、その幅方向（表面移動方向と直交する方向）において一様に進行することが多い。また、装置内の環境変動も、潜像担持体の表面上においてその幅方向に一様に起こることが多い。このため、特許文献２に記載の画像形成装置のように、潜像の現像を現像担持体の幅方向に分担する複数の現像器を設けたとしても、それらが同一の条件（現像バイアス等）で現像を行うものであれば、それぞれトナー消費量を潜像担持体の劣化度合いや環境に応じてほぼ一様に変動させる場合が殆どである。このような変動であれば、少なくとも何れか１つの現像手段によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知すれば、各現像手段の現像対象領域における単位面積あたりのトナー消費量を把握することが可能である。
従って、請求項１乃至６の画像形成装置においては、何れか１つの現像器による画像部分に対するトナー付着量を検知することで、各現像器についてその現像対象領域における単位面積あたりのトナー消費量を、潜像担持体の劣化や環境変化に応じて適切に補正することが可能である。そして、このような適切な補正により、トナー消費に伴って必要になる所定の制御において、各現像器に個別に対応する複数の処理をそれぞれ正確に行うことができる。しかも、トナー付着量検知手段として、各現像器に個別に対応する複数のものを設ける必要がないので、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避することができる。
また、これらの画像形成装置においては、潜像担持体の表面の幅方向に分割された複数の分割領域に対応する複数の現像器を用いることで、それらの各種部品に高剛性のものを使用しなくても、それらの幅方向の撓みを抑えることが可能である。そして、このことにより、広幅の現像手段の撓みを高剛性の部品によって抑えるといった対策に比べて、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になる。
これらの結果、上述した（１）〜（２）の事項を何れも実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式の複写機について説明する。
まず、本複写機の基本的な構成について説明する。図１は本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、図示しない原稿の画像を読み取るスキャナ等で構成された原稿読取部１、画像を転写紙に形成するためのプリンタ部３０、これに給紙を行うための給紙部７０、図示しないメイン制御部や操作表示部などを有している。
【００１５】
オペレーターが図示しない原稿を原稿読取部１の挿入口２から挿入して、図示しない操作表示部のコピースタートボタンを押すと、原稿は原稿取込ローラ対３のローラ間に挟まれる。そして、両ローラの回転駆動によって原稿読取部１の原稿搬送路内に送り込まれる。原稿読取部１の内部には、密着センサ４が原稿搬送路内を搬送される原稿の読み取り面に密着するように配設されている。密着センサ４は、図示しないＬＥＤによって原稿の読み取り面を光照射しながら、その反射光を受光して、原稿の読み取り面の画像を画像信号に変換する。この画像信号は、図示しない回路群によって所定の処理が施された後、後述の光書込装置３３の制御に用いられる。
【００１６】
上記プリンタ部３０は、原稿読取部１の下方に配設されている。そして、潜像担持体たるドラム状の感光体３１の周囲に、帯電装置３２、光書込装置３３、現像器３４、トナーカートリッジ３５、転写分離装置３６、クリーニング装置３７、除電装置３８などを備えている。また、レジストローラ対３９、紙搬送装置４０、定着装置４１、搬送ローラ対４２、排出路切替爪４３、排紙ローラ対４４なども備えている。
【００１７】
上記感光体３１は、その軸線方向の有効幅がＡ１サイズの長手寸法（８４１ｍｍ）に対応するようになっており、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられる。スコロトロンチャージャ等の帯電装置３２は、このように回転駆動される感光体３１の表面を暗中にて例えば−１２００［Ｖ］に一様帯電せしめる。光書込装置３３は、原稿読取部１の上述の回路群から送られてくる画像信号に基づいて、ＬＥＤによる光走査を感光体３１の表面に施す。感光体３１の表面のうち、光書込装置３３によるＬＥＤ光が照射された部分は、マイナス電荷が減衰せしめられて例えば−５０［Ｖ］程度まで電位を下げる。これにより、感光体３１表面の光照射領域が静電潜像となり、感光体３１の回転に伴って上記現像装置３４との対向領域である現像領域まで搬送される。
【００１８】
上記現像器３４は、図示しないトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を収容する収容部３４ａ、この内部で二成分現像剤を混合攪拌する攪拌パドル３４ｂ、現像スリーブ３４ｃ等を有している。攪拌パドル３４ｂによって混合攪拌される二成分現像剤中のトナーは、磁性キャリアとの摺擦に伴ってマイナス極性に摩擦帯電せしめられる。そして、図中時計回りに回転駆動される現像スリーブ３４ｃに内包される図示しないマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。更に、現像スリーブ３４ｃの回転に伴い、感光体３１に対向する現像領域に搬送され、ここで上記マグネットローラの現像磁極の影響によって穂立ちして磁気ブラシとなる。磁気ブラシは、その先端を感光体３１表面に接触させながら現像スリーブ３４ｃに連れ回る。
【００１９】
現像スリーブ３４ｃには、図示しない電源によって現像バイアスが印加される。この現像バイアスは、感光体３１の非画像部の電位（−１２００Ｖ）よりも小さく、且つ、静電潜像の電位（−５０Ｖ）よりも大きい値になっている（例えば−８００Ｖ）。このような電位条件では、現像スリーブ３４ｃに担持される磁気ブラシ中において、感光体３１表面の非画像部（非露光部）に接触するマイナス極性のトナーに対して、感光体３１表面側からスリーブ表面側に向かう静電気力が作用する。このため、感光体３１表面の非画像部に対するトナー付着が起こらない。これに対し、感光体３１表面の静電潜像に接触するトナーに対しては、スリーブ表面側から感光体３１表面側に向かう静電気力が作用する。これにより、磁気ブラシ中のトナーが静電潜像に転移して、静電潜像がトナー像に現像される。
【００２０】
補給トナー収容部であり且つトナー補給手段でもあるトナーカートリッジ３５は、内部に図示しないトナーを収容しており、上述のメイン制御部によってトナー補給部材３５ａの駆動が制御されることで現像器３４内にトナーを補給する。補給されたトナーは、現像器３４内の二成分現像剤に取り込まれてそのトナー濃度を上昇させる。メイン制御部がトナー補給部材３５ａを適宜駆動してトナー補給を行わせることで、現像器３４において、現像に伴ってトナーを消費した二成分現像剤がそのトナー濃度を復帰させることができる。なお、トナーが無くなったトナーカートリッジ３５は、新たなものと交換される。
【００２１】
上記レジストローラ対３９は、後述の給紙部７０から送られてくる図示しない転写紙Ｐをローラ間に挟み込む。そして、それを感光体３１上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで後述の転写位置に向けて送り出す。
【００２２】
上記転写分離装置３６は、感光体３１に対してその図中下方にて非接触で対向するように配設され、転写チャージャ３６ａと分離チャージャ３６ｂとを有している。レジストローラ対３９から送り出された転写紙は、この転写チャージャ３６ａと感光体１とが対向する転写位置に進入する。そして、転写チャージャ３６ａによって非転写面に付与される電荷の影響により、感光体３１上のトナー像が感光体３１表面に対向する転写面に静電的に転写せしめられる。このようにしてトナー像が転写された転写紙は、分離チャージャ３６ｂによる電荷の付与の影響で感光体１表面から分離せしめられた後、後述の紙搬送装置４０上に送られる。
【００２３】
上記紙搬送装置４０は、無端状の紙搬送ベルト４０ａと、これをテンション張架する複数の張架ローラとを有している。そして、少なくとも何れか１つの張架ローラの回転駆動により、紙搬送ベルト４０ａを図中時計回りに無端移動せしめられる。感光体１表面から分離せしめられた転写紙は、この紙搬送ベルト４０ａ上に送られて、ベルトの無端移動に伴って後述の定着装置４１に送られる。
【００２４】
ドラム回転に伴って上記分離チャージャ３６ｂとの対向領域を通過した感光体１表面は、転写紙に転写されずに残ってしまった転写残トナーがクリーニング装置３７によって機械的にクリーニングされた後、除電装置３８との対向領域で除電されて初期化せしめられる。クリーニング装置３７は、感光体１表面から除去したトナーを、図示しないスクリュウコンベアの回転駆動によって装置の端部側に搬送する。この端部側には、トナー落下通路４７が連通しており、スクリュウコンベアによって搬送されてくるトナーは、このトナー落下通路４７を通して回収トナー収容部たる回収トナーボトル４８内に回収される。回収トナーボトル４８は、複写機本体に対して着脱可能に構成されており、満杯になった時点で複写機本体から取り外されて内部の回収トナーが廃棄される。かかる構成では、クリーニング装置３７、トナー落下通路４７、の回収トナーボトル４８などが一体となって、転写残トナーを回収する回収手段として機能している。
【００２５】
上記定着装置４１は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ４１ａと、これに当接して定着ニップを形成する加圧ローラ４１ｂとを有している。両ローラは、定着ニップで互いの表面を同方向に移動させるように回転駆動される。紙搬送装置４０から定着装置４１内に送り込まれた転写紙は、この定着ニップに挟まれる。そして、その表面に付着していたトナー像が加熱や加圧などの影響によって表面に定着せしめられる。このようにしてトナー像が定着された転写紙は、定着ニップから搬送ローラ対４２に送られる。そして、複写機本体の側面から突出する排紙トレイ４５に向けて排紙されるか、あるいは、排紙ローラ対４４を経由してプリンタ部３０の筺体上面のスタック部４６に向けて排紙される。排紙トレイ４５、スタック部４６の何れに排紙されるかは、排出路切替爪４３による排出路の切り替えによって決定される。
【００２６】
上記給紙部７０は、プリンタ部３０の下方に配設され、３つのロール紙供給装置７１，７２，７３や、２つの搬送切断装置７４，７５などを備えている。ロール紙供給装置７１，７２，７３は、それぞれ幅寸法の異なるロール紙Ｒを搭載しており、その先端側を給紙ローラ対７１ａ，７２ａ，７３ａのローラ間に挟み込んでいる。そして、所定のタイミングで給紙ローラ対７１ａ，７２ａ，７３ａを回転駆動させることで、ロール紙Ｒから紙を引き出しながら、その先端側を給紙路７６に送り込む。送り込まれたロール紙Ｒの先端側は、給紙路７６内に配設されている搬送切断装置７４（あるいは搬送切断装置７５）内に進入し、その搬送ローラ対（７４ａ，７５ａ）のローラ間に挟まれる。そして、搬送ローラ対（７４ａ，７５ａ）の回転駆動によって、プリンタ部３０へと給紙される。この際、搬送切断装置７４，７５は、切断機７４ｂ，７５ｂによって所定のタイミングでロール紙Ｒを切断する。これにより、ロール紙Ｒの先端側が非ロール状の転写紙となる。プリンタ部３０に給紙された転写紙は、上述のようにしてトナー像が転写された後、機外へと排出される。
【００２７】
次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
上述したように、本複写機は、潜像担持体たるドラム状の感光体３１として、その軸線方向の有効幅がＡ１サイズの長手寸法（８４１ｍｍ）という非常に広幅のものを用いている。このような広幅の感光体３１上の静電潜像を現像し得る現像器３４では、その軸線方向の撓みを抑えるべく、ケーシングや現像スリーブ３４ｃ等の各種部品に高剛性のものを使用する必要がある。そして、このことにより、コストアップを引き起こすおそれがある。
【００２８】
そこで、本複写機では、静電潜像の現像を感光体３１表面における移動方向と直交する方向、即ち、ドラム軸線方向に分担する３つの現像器を設けている。図２は、感光体３１と、３つの現像器におけるそれぞれの現像スリーブ３４ｃと、トナーカートリッジ３５とを示す斜視図である。３つの現像器のうち、感光体３１表面の軸線方向における中央領域を現像対象領域とするものは、その現像スリーブ３４ｃを、他の２つの現像器における現像スリーブ３４ｃよりも感光体３１回転方向上流側に位置させるようになっている。一方、他の２つの現像器（両脇の現像器）は、それぞれ互いの現像スリーブ３４ｃを同一軸線上に位置させるようになっている。そして、中央の現像スリーブ３４ｃによる現像対象領域のうち、その両端の領域は、それぞれ両脇の現像スリーブ３４ｃによる現像対象領域の片端の領域とオーバーラップするようになっている。このようなオーバーラップを実現すべく、中央の現像スリーブ３４ｃだけが、両脇の現像スリーブ３４ｃよりも感光体３１の回転方向上流側に配設されるのである。かかる構成では、複数の現像スリーブ３４ｃを同一軸線上に配設した場合に生ずるスリーブ間の空隙がなくなるので、感光体３１表面の幅方向において隙間無く現像を行うことができる。
【００２９】
このように、感光体３１表面に対してその軸線方向に分担して現像を行う複数の現像器を設けた構成では、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べ、各現像器の幅寸法を低減して、それらの各種の部品に高剛性のものを使用する必要がなくなる。このため、高剛性の部品を用いることによるコストアップを回避することができる。更には、各現像器やその部品として、Ａ４サイズの長手寸法などといった一般的な幅に対応する普及機のものをそのまま流用することが可能になる。例えば、本複写機では、３つの現像器について、それぞれ現像スリーブ３４ｃや攪拌パドル（３４ｂ）として、Ａ４サイズの長手寸法（２９７ｍｍ）を有効幅とする普及機のものを流用している。このように、高剛性の部品の代わりに、普及機用のものを流用することで、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。
【００３０】
同図においては、便宜上、３つの現像器についてそれぞれ現像スリーブ３４ｃだけを示しているが、これら現像器はそれぞれ図示しない固有のケーシング内に、上述の収容部（３４ａ）や攪拌パドル（３４ｂ）などを備えている。トナーカートリッジ３５は、これら３つの現像器の全てに対してトナー補給が可能になるように、それぞれに対して一体的に着脱される。そして、その周面には、各現像器にそれぞれ個別に対応する３つの補給シャッタ３５ｂを有している。これら補給シャッタ３５ｂは、図示しない駆動機構によってそれぞれ個別に開閉することができる。３つの現像器のうち、例えば中央の現像器だけにトナー補給がなされる場合には、３つの補給シャッタ３５ｂのうち、中央のものだけが開放した状態で、カートリッジ内の図示しないトナー補給部材（図１の３５ａ）が駆動される。このような構成により、１つのトナーカートリッジ３５によって３つの現像器に対してそれぞれ個別にトナー補給が行えるようになっている。なお、３つの現像器について、それぞれ専用のトナー補給手段や補給トナー収容部を設けてもよい。
【００３１】
図３は、感光体３１を各現像器の側から見た斜視図である。感光体３１と３つの現像器とが対向する現像領域よりも感光体３１の回転方向下流側には、反射型フォトセンサ（以下、Ｐセンサという）４９が配設されている。このＰセンサ４９は、図示しない発光部から発した光を感光体３１の表面に向けて照射するとともに、その反射光を図示しない受光部で受光する。そして、受光量に応じた信号を図示しないメイン制御部に出力する。感光体３１の表面におけるＰセンサ４９による光照射領域は、３つの現像器のうち、中央のものによる現像対象領域となっており、Ｐセンサ４９はこの現像対象領域の光反射光量に応じた信号を出力する。感光体３１の表面の光反射率は、その表面のトナー付着量に応じて異なってくる。よって、Ｐセンサ４９は、「何れか１つの現像手段」である中央の現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知することができる。
【００３２】
図４は、本複写機の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、本プリンタは、原稿読取部１、プリンタ部３０、給紙部７０等の他、メイン制御部１００、画像メモリ部１１０、操作表示部１２０などを備えている。また、原稿読取部１は、上述した密着センサ４や原稿取込ローラ対３等の他、増幅回路５、Ａ／Ｄ変換回路６、補正回路７、書込変換回路８、読取制御回路９などを有している。また、プリンタ部３０は、上述した感光体３１等の他、駆動制御回路５１や補給クラッチ５１等も有している。
【００３３】
メイン制御部１００は、本複写機の全体の制御を司っており、原稿読取部１、プリンタ部３０、給紙部７０、画像メモリ部１１０、操作表示部１２０がそれぞれ接続されている。
【００３４】
原稿読取部１において、密着センサ４によって読み取られた図示しない原稿の画像信号は、増幅回路５によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路６によってアナログ信号から多値デジタル画像信号に変換される。そして、読取制御回路９から出力される同期信号に同期するようにＡ／Ｄ変換回路６から出力され、補正回路７によって光量ムラ、コンタクトガラスの汚れ、センサの感度ムラ等による歪みがシェーディング補正される。更に、書込変換回路８によって書込用のデジタル画像信号に変換された後、画像メモリ部１１０に送られてそこに記録される。
【００３５】
画像メモリ部１１０は、書込変換回路８から送られてきた書込用デジタル画像信号を１画素ビットに変換する。そして、これを、メイン制御部１００から送られてくる同期信号に同期させて出力する。具体的には、イーブン（Ｅ）とオッド（Ｏ）とがそれぞれ個別の信号線にて１ｂｉｔで出力される２５［ＭＨｚ］の２ラインパラレルの２値画像信号として、光書込装置３３に転送する。
【００３６】
光書込装置３３は、書込制御回路３３ａ、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂ、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃ、第３ＬＥＤアレイユニット３４ｄなどを有している。３つのＬＥＤアレイユニットのうち、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃは、感光体３１表面の軸線方向における中央部に対して光書込を行うように配設されている。また、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂ、第３ＬＥＤアレイユニット３３ｄは、上記中央部の両脇に対して光書込を行うように配設されている。本複写機では、光書込装置３３のＬＥＤアレイユニットについても、現像器と同様にして、光書込を感光体３１表面の軸線方向に分担するものを複数（３つ）設けているのである。かかる構成では、ＬＥＤアレイユニットについても、高剛性の部品の代わりに、普及機用のものを流用することで、広幅のＬＥＤアレイユニットを１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。なお、各ＬＥＤアレイユニットのＬＥＤから発せられたＬＥＤ光は、図示しないセルフォックレンズアレイのレンズを通して、感光体３１に照射される。
【００３７】
画像メモリ部１１０から光書込装置３３に転送された２ラインパラレルの２値画像信号は、書込制御回路３３ａで１ラインに合成される。書込制御回路３３ａは、１ラインに合成した２値画像信号を、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット用に３分割して、それぞれ２ラインの１ｂｉｔ（９．５ＭＨｚ）にて、対応するＬＥＤアレイユニットに出力する。また、３分割した２値画像信号について、それぞれ書込画素数を計数して、結果をメイン制御部１００に送信する。メイン制御部１００は、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）について、それぞれ書込制御回路３３ａから送られてくる書込画素数の計数値に基づいて、所定の制御を行うようになっている。
【００３８】
なお、当然ながら、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃについて計数された書込画素数は、３つの現像器のうち、中央の現像器によって現像される画素数に相当する。また、第１、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｄ）について計数された書込画素数は、３つの現像器のうち、両脇のそれぞれによって現像される画素数に相当する。以下、感光体３１表面における第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂによる光書込領域や、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂに対応する現像器による現像対象領域のことを、「一端側領域」という。また、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃや第３ＬＥＤアレイユニット３３ｄについては、同様の領域をそれぞれ、「中央領域」、「他端側領域」という。また、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）に対応する現像器を、それぞれ、「一端側現像器」、「中央現像器」、「他端側現像器」という。
【００３９】
３つの現像器（３４）は、それぞれ感光体３１表面の静電潜像を現像するのに伴って、二成分現像剤中のトナーを消費していく。制御手段たるメイン制御部１００は、このトナー消費に伴って必要になる所定の制御として、次に掲げる４つの制御を行うようになっている。
▲１▼トナー補給制御
▲２▼回収トナーボトル満杯判定制御
▲３▼トナーニアエンド判定制御
▲４▼トナーエンド判定制御
【００４０】
これら４つの制御は、何れも、３つの現像器（３４）のうち、「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ４９の検知結果に基づいてなされる。以下、その詳細について説明する。
【００４１】
まず、トナー補給制御について説明する。
上述のように、トナー補給手段たるトナーカートリッジ３５は、３つの補給シャッタ（３５ｂ）をそれぞれ個別に開閉することで、現像手段たる３つの現像器（３４）に対してそれぞれ個別にトナーを補給することができる。これら３つの補給シャッタは、それぞれトナーカートリッジ３５に設けられている３つのシャッタソレノイド３５ｃがプリンタ部３０の駆動制御回路５０の制御によって個別に駆動されることで開閉される。駆動制御回路５０は、これら３のシャッタソレノイド３５ｃの他、トナーカートリッジ３５内のトナー補給部材（図１の３５ａ）への駆動力伝達ＯＮ／ＯＦＦを行う補給クラッチ５１の駆動も制御する。更には、図示しないメインモータや各種クラッチなど、プリンタ部３０における他の機器の駆動も制御する。駆動制御回路５０による制御は、メイン制御部１００からの信号に基づいて行われる。即ち、メイン制御部１００が、プリンタ部３０の駆動制御回路５０を介して、プリンタ部３０内における各機器の駆動を制御しているのである。
【００４２】
図５は、トナー補給制御の一部であるＶｓｇ測定処理の要部を示すフローチャートである。上述のメイン制御部（１００）は、複写機本体の起動時などといった所定のタイミングで、感光体３１の地肌部を検知するＰセンサ４９から出力される地肌部検知時電圧Ｖｓｇを取得する（ステップ１：以下、ステップをＳという）。そして、取得結果を、それまでＲＡＭ１００ｂ内に記憶していた地肌部検知時電圧Ｖｓｇと置き換える（Ｓ２）。所定のタイミングで地肌部検知時電圧Ｖｓｇを実測して更新していくのである。Ｐセンサ４９が地肌部ではなく、トナーの付着している画像を検知するときには、地肌部のときよりも感光体３１上の光反射率が減るためにＰセンサ４９からの出力電圧値が小さくなる。このときの出力電圧値が画像部検知時電圧Ｖｓｐとなる。感光体３１表面における単位面積あたりのトナー付着量は、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値と良好な相関関係を示す。よって、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて、単位面積（画素数）あたりのトナー付着量を把握することができる。また、このトナー付着量と、現像器から感光体３１へのトナー消費量とにも、良好な相関関係が成立する。よって、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて、画素数あたりの現像に使用されるトナー消費量を把握することもできる。
【００４３】
上述した「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」という感光体３１表面における３つの領域のうち、「中央領域」の一部は、Ｐセンサ４９による被検対象領域となる。書込制御回路３３ａは、この被検対象領域に対応する上記２値画像信号に所定面積以上の黒ベタ書込情報が含まれている場合には、その書込中にベタ信号をメイン制御部１００に出力する。このベタ信号の出力が開始されてから所定時間が経過すると、感光体３１上で「中央現像器」によって現像された黒ベタ部がＰセンサ４９によって検知され始める。即ち、ベタ信号の出力が開始されてから所定時間経過後におけるＰセンサ４９の出力電圧は、画像部検知時電圧Ｖｓｐとなる。
【００４４】
図６は、トナー補給制御の一部である消費量補正係数更新処理の要部を示すフローチャートである。メイン制御部（１００）は、所定のタイミングが到来する毎に（Ｓ１でＹ）、その後に上記書込制御回路３３ａから出力される上記ベタ信号に基づいて、画像部検知時電圧Ｖｓｐを取得する（Ｓ２でＹ、及びＳ３）。そして、Ｖｓｐ／Ｖｓｇを算出し（Ｓ４）、算出結果に基づいて消費量補正係数Ｋを求め（Ｓ５）、ＲＡＭ１００ｂ内に記憶していた消費量補正係数Ｋを新たに求めた値に更新する（Ｓ６）。なお、上記所定のタイミングとは、本体の主電源がＯＮされる毎、プリントジョブ終了毎、所定枚数のプリントアウト毎などである。
【００４５】
上記消費量補正係数Ｋとは、実際の書込画素数を、トナー消費量に基づく画素数に補正するためのものである。具体的には、例えば、１画素に対するトナー付着量が標準トナー付着量Ｄｓとなる場合に、そのときの現像による標準トナー消費量がＤｃであるとする（地汚れ等が発生するのでＤｓ＜Ｄｃとなる）。すると、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値であれば（トナー付着量測定値＝標準トナー付着量Ｄｓであれば）、１画素の現像に標準トナー消費量Ｄｃのトナーが使われることになる。しかし、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値よりも大きい場合には（トナー付着量測定値＜標準トナー付着量Ｄｓ）、１画素あたりの現像によるトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも少なくなる。また、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値よりも小さい場合には（トナー付着量測定値＞標準トナー付着量Ｄｓ）、１画素あたりの現像によるトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも多くなる。トナー消費量を不変であるものとみなした場合、このようなトナー消費量の増減分については、それに応じて書込画素数の計数値を実際の値から増減することによって反映することができる。実際のトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも少ない場合には、実際の１画素書込について１画素未満の書込が行われたとみなしてトナー消費量を把握するのである。この一方で、標準トナー消費量Ｄｃよりも多い場合には、実際の１画素書込について１画素超の書込が行われたとみなしてトナー消費量を把握するのである。消費量補正係数Ｋは、このようにして実際の書込画素数を、トナー消費量に基づく画素数に補正するためのものである。予めの試験により、Ｖｓｐ／Ｖｓｇと、トナー消費量との関係を調査しておけば、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて消費量補正係数Ｋを求めるための関数式を構築することができる。メイン制御部１００は、ＲＡＭ１００ｂに記憶しているこの関数式と、Ｖｓｐ／Ｖｓｇとに基づいて、消費量補正係数Ｋを求めてＲＡＭ１００ｂに記憶するのである。なお、Ｖｓｐ／Ｖｓｇが標準値である場合に、消費量補正係数Ｋが１になることは言うまでもない。
【００４６】
上述のように、上記書込制御回路（３３ａ）は上記「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」に対するの書込画素数の計数値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を、それぞれメイン制御部（１００）に送信する。メイン制御部（１００）は、３つの現像器について、それぞれ書込制御回路（３３ａ）から送られてくる計数値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて、対応する現像器にトナー補給を行うための補給処理を実施する。具体的には、３つの領域についての計数値をそれぞれ消費補正係数Ｋの乗算（計数値×Ｋ）によって補正した後、「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」に対応する補給用画素数カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３に累積加算していく。そして、何れかの補給用カウント値（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３）が所定の閾値に達する毎に、その値をリセットするとともに、対応する現像器に対するトナー補給を所定時間だけ行わせる。
【００４７】
例えば、「一端側現像器」（一端側領域）についての補給処理は、図７に示すようなフローになる。即ち、まず、「一端側領域」に対する書込画素数の計数値Ｃ１について、上記書込制御回路（３３ａ）から送られてきたか否かが判定される（Ｓ１）。そして、送られてきた場合には（Ｓ１でＹ）、演算式（Ｃ１×Ｋ）によって計数値Ｃ１が補正された後（Ｓ２）、補正結果がそれまでの補給用画素数カウント値Ｃｓ１に加算される（Ｓ３）。次に、加算後の補給用画素数カウント値Ｃｓ１について、所定の閾値に達しているか否かが判定され（Ｓ４）、達している場合には（Ｓ４でＹ）、補給用画素数カウント値Ｃｓ１がリセットされる（Ｓ５）。そして、上記補給クラッチ（５１）の駆動が開始された後（Ｓ６）、「一端側現像器」に対応するシャッタソレノイド（３５ｃ）が所定時間だけ駆動される（Ｓ７）。これにより、閾値の画素数の現像に消費されたトナーと同等量のトナーが、「一端側現像器」内の二成分現像剤に補給される。シャッタソレノイド（３５ｃ）の駆動が停止されると、その後に上記補給クラッチ（５１）の駆動が停止されて補給処理が終了する（Ｓ８）。
【００４８】
なお、計数値Ｃ１が加算された後の補給用カウント値Ｃｓ１が閾値に達していない場合には（Ｓ４でＮ）、トナー補給が行われることなく、一連の制御フローが終了する。他の現像器（中央現像器、他端側現像器）についても、補給用カウント値Ｃｓ２やＣｓ３に基づいた同様の補給処理が行われる。
【００４９】
また、上記補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３について、閾値に達しているか否かの判断（例えば図７のＳ４）は、１ジョブ毎（１枚プリント毎）に行われる。このため、補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３のリセットは、カウント値をゼロにすることによって行われるのではなく、それまでのカウント値から閾値が減じられることによって行われる。例えば、閾値が１００ｘである場合に、ジョブ後の補給用カウント値Ｃｓ１が１０２ｘであれば、リセット後の補給用カウント値Ｃｓ１は「１０２ｘ−１００ｘ＝２ｘ」となる。
【００５０】
以上のトナー補給制御においては、何れか１つの現像手段である「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ４９による検知結果に基づいて、各現像器についての補給処理を行っている。そして、これらの補給処理については、次のようにして行っている。即ち、感光体３１の表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と、トナー付着量の検知結果であるＶｓｐとに基づいて、トナー補給手段たるトナーカートリッジ３５によるトナー補給を制御する。このようなトナー補給制御では、各現像器に個別に対応する複数のＰセンサを設けなくても、各現像器による画素数あたりのトナー消費量を消費量補正係数Ｋの補正によって適切に補正することが可能である。そして、このような適切な補正により、各現像器に個別に対応する複数の補正処理をそれぞれ正確に行うことができる。しかも、トナー付着量検知手段たるＰセンサを各現像器に対応させて複数設ける必要がないので、Ｐセンサの増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避することができる。
【００５１】
また、本複写機のトナー補給制御では、図７に示した例のように、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてトナー補給を制御することが可能になる。このようにトナー消費量の算出結果に基づいてトナー補給を制御することで、各現像器について、それぞれ内部の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを設けなくても、トナー消費に伴う適切なトナー補給を行うことができる。
【００５２】
また、本複写機のトナー補給制御では、各現像器についてそれぞれ、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定している。このようにトナー補給を開始すると、例えば１ジョブ終了毎や、所定枚数プリントアウト毎など、現像動作を所定時間行う毎に補給を開始する場合に比べ、トナーカートリッジ（３５）から現像器へのトナー補給量を正確に制御することができる。これは次に説明する理由による。即ち、現像動作時間と、トナー消費量とはそれほど良好な相関関係を示さない。例えば、画像面積率の比較的低いプリントアウトが頻繁に行われれば、現像動作時間が比較的長いにもかかわらず、トナーはそれほど消費されない。このため、現像動作を所定時間行う毎に補給を開始する構成では、場合によっては、補給量の調整が困難なほどの少量のトナー補給を行わなければならない事態が起こる。そして、このような少量のトナー補給を正確に行うことができないことにより、トナー補給量を正確に制御することが困難になってしまう。一方、本複写機のように、補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給を開始する構成では、正確に調整し得る量のトナーが消費された段階で、その量と同量のトナーを補給することができる。よって、トナー補給量を正確に制御することができる。
【００５３】
なお、転写紙に実際に出力する画像を用いて画像部検知時電位Ｖｓｐを測定する例について説明したが、次のようにして測定してもよい。プリントジョブ間、紙間、待機時などに、「中央領域」に基準トナー像を形成し、これを用いて画像部検知時電位Ｖｓｐを測定するのである。また、基本的には転写紙に実際に出力する画像を用いて行うが、所望の大きさのベタ部が「中央領域」に所定期間形成されない場合に、基準トナー像を形成させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、回収トナーボトル満杯判定制御について説明する。
上述のように、本複写機では、感光体（３１）表面の転写残トナーが、クリーニング装置（３７）によってクリーニングされた後、回収トナーボトル（４８）内に回収される。そして、満杯になった回収トナーボトル（４８）は、複写機本体から取り外されて内部の回収トナーが廃棄される。かかる構成では、回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量が満杯レベルになるか、これに近づいた段階でユーザーに対して廃棄作業を促さないと、回収トナーボトル（４８）内からトナーを溢れさせてしまう。従来、この満杯レベルを検知させる方法として、トナー検知センサによる検知が一般的に行われていた。具体的には、ボトルに対して所定のレベルで内部のトナーを検知するフォトセンサ等のトナー検知センサを設けていたのである。しかしながら、かかる構成では、トナー検知センサの付設により、コストアップを引き起こしたり、装置小型化が困難になったり、レイアウト自由度が悪化したり、といった不具合が発生してしまう。また、ボトル内のトナーレベルが満杯レベルになった時点で、初めてユーザーに対して「満杯になった」旨を報知することになるので、廃棄作業の実施についてある程度の余裕時間を与えることができない。
【００５５】
そこで、本複写機では、回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を、現像に伴うトナー消費量の算出結果に基づいて把握することで、これらの不具合を回避するようになっている。図８は、本複写機における回収トナーボトル満杯判定制御の一例を示すフローチャートである。この回収トナーボトル満杯判定制御では、まず、１ジョブ（１枚プリント動作）が終了するまで待機された後（Ｓ１）、上記感光体（３１）表面からクリーニングされたクリーニングトナー相当画素数Ｃｔが算出される（Ｓ２）。この算出は、上述の３つの領域（一端側領域、中央領域及び他端側領域）に対する光書込画素数の計数値の合計（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）に、消費量補正係数Ｋと転写率ｒとを乗算することによって行われる。なお、転写率ｒは、トナー像に付着したトナーのうち、何パーセントが転写残トナーになるかについて、予めの試験によって求められたものである。
【００５６】
上記クリーニングトナー相当画素数Ｃｔが算出されると、次に、貯留トナーカウント値Ｃｄにその算出結果が加算される（Ｓ３）。そして、加算後の貯留トナーカウント値Ｃｄに応じた貯留トナー量が、上記操作表示部（１２０）にインジケーター方式などで表示される（Ｓ４）。次いで、貯留トナーカウント値Ｃｄについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、満杯フラグがセットされた後（Ｓ６）、上記回収トナーボトル（４８）についての満杯警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ７）。なお、ユーザーの操作によって上記回収トナーボトル（４８）の脱着操作が検知されたことに基づいて満杯フラグが解除されると、満杯警報が解除される。
【００５７】
このように、本複写機においては、トナー像転写後の感光体３１表面に残留する転写残トナーを回収トナー収容部たる回収トナーボトル（４８）に回収する回収手段とを設けている。そして、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体３１表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて回収トナーボトル（４８）内における貯留トナー量を判断させるのである。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいて回収トナーボトル（４８）内における貯留トナー量を把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、上記貯留トナー量を正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、回収トナーボトル満杯判定制御を正確に行うことができる。
【００５８】
また、回収トナーボトル（４８）内のトナーを検知するトナー検知センサを設けなくても、そのボトルについてのトナー満杯状態を把握させることができる。よって、トナー満杯状態を検知させるためのトナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいて回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を把握して、その増加傾向をユーザーに逐次報知することで、トナー廃棄作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００５９】
次に、トナーニアエンド判定制御について説明する。
本複写機においては、ほぼ空になった状態のトナーカートリッジ（３５）が新たなものと交換されることで、複写機本体に対してトナーが補充される。かかる構成では、トナーカートリッジ（３５）内のトナー残量について、ほぼ無くなった段階、即ち、トナーニアエンドになった段階でユーザーに対してカートリッジ交換作業を促す必要がある。従来、トナーニアエンドを検知させる方法として、排出トナー検知センサによる検知が一般的に行われていた。具体的には、カートリッジ内から排出されるトナーを検知する排出トナー検知センサを設け、これによって所定量以下のトナーが検知されたことに基づいて、トナーニアエンドを検知させていたのである。しかしながら、かかる構成では、排出トナー検知センサの付設により、コストアップを引き起こしたり、装置小型化が困難になったり、レイアウト自由度が悪化したり、といった不具合が発生してしまう。また、トナー残量がほぼ無くなったことによってカートリッジ内からのトナー排出性が悪くなった時点で、初めてユーザーに対してトナーニアエンドを報知することになる。このため、カートリッジ交換作業のための余裕時間を与えることができない。
【００６０】
そこで、本複写機では、トナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を、現像に伴うトナー消費量の算出結果に基づいて把握することで、これらの不具合を回避するようになっている。図９は、本複写機におけるトナーニアエンド判定制御の一例を示すフローチャートである。このトナーニアエンド判定制御では、まず、１ジョブが終了するまで待機された後（Ｓ１）、３つの現像器ついて、現像に伴うトナー消費量の合計に相当する画素数である消費トナー相当画素数Ｕｔが算出される（Ｓ２）。この算出は、上述の３つの領域（一端側領域、中央領域及び他端側領域）に対する光書込画素数の計数値の合計（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）に、消費量補正係数Ｋを乗算することによって行われる。次いで、その算出結果がカートリッジトナー消費カウント値Ｃｎに加算された後（Ｓ３）、加算結果に応じたトナー残量が、上記操作表示部（１２０）にインジケーター方式などで表示される（Ｓ４）。更に、カートリッジトナー消費カウント値Ｃｎについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、ニアエンドフラグがセットされた後（Ｓ６）、トナーニアエンド警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ７）。
【００６１】
なお、ユーザーの操作によってトナーカートリッジ（３５）の交換操作が検知されたことに基づいてニアエンドフラグが解除されると、トナーニアエンド警報が解除される。但し、カートリッジ脱着操作だけでカートリッジ交換を認識させてしまうと、ニアエンド状態のカートリッジを複写機本体から取り外した後に再び装着するといったカートリッジ脱着操作を、カートリッジ交換操作と誤認識させてしまう。そこで、かかる誤認識を回避すべく、例えばトナーカートリッジ（３５）に付されているＩＤ番号を認識させるなど、カートリッジ識別手段を設けることが望ましい。また、「カートリッジ交換操作を行った」旨の交換操作実施情報をユーザーのキー操作によって受付させるようにしてもよい。
【００６２】
このように、本複写機においては、複数の現像手段たる現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部たるトナーカートリッジ（３５）を設けている。そして、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体（３１）表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を判断させるようにしている。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてカートリッジ内のトナー残量を把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、上記トナー残量を正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーニアエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００６３】
また、トナーカートリッジ（３５）内から排出されるトナーを検知する排出トナー検知センサを設けていなくても、カートリッジ内のトナー残量を正確に把握させることができる。よって、トナー残量を把握させるための排出トナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を把握して、その減少傾向をユーザーに逐次報知することで、カートリッジ交換作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００６４】
次に、トナーエンド判定制御について説明する。
トナーニアエンドになったにもかかわらず、トナーカートリッジ（３５）が交換されないままにプリント動作を継続すると、やがて、各現像器について、その内部のトナー量不足によって現像濃度不足を引き起こす。そして、これによって不良画像が発生してしまう。また、上述のように、本複写機では二成分現像方式を採用している。このため、二成分現像剤の著しいトナー濃度不足によって感光体（３１）に磁性キャリアを付着させるキャリア付着という現像が発生し、これによって感光体（３１）にダメージを与えてしまうおそれもある。そこで、本複写機においては、トナーエンド判定制御を行うようになっている。具体的には、トナーカートリッジ（３５）が交換されないままにプリント動作を継続する場合に、ニアエンド後に所定量以上のトナーを消費した段階で画像形成動作を強制停止する。そして、この強制停止により、不良画像やキャリア付着の発生を抑えるのである。
【００６５】
図１０は、本複写機におけるトナーエンド判定制御の一例を示すフローチャートである。このトナーエンド判定制御では、まず、ニアエンドフラグについてセットされているか否かが判断される（Ｓ１）。ここで、ニアエンドフラグがセットされていない場合には（Ｓ１でＮ）、トナーニアエンドが発生していないことによる。よって、一連の制御がＳ１に戻される。
【００６６】
一方、ニアエンドフラグがセットされている場合には（Ｓ１でＹ）、トナーニアエンドが既に発生していることになる。そこで、１ジョブが終了すると（Ｓ２でＹ）、上述した方法によって消費トナー相当画素数Ｕｔが算出された後（Ｓ３）、算出結果がニアエンド後トナー消費相当画素数Ｃｅに加算される（Ｓ４）。そして、加算後のニアエンド後トナー消費相当画素数Ｃｅについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、画像形成動作が強制停止された後（Ｓ６）、エンドフラグがセットされる（Ｓ７）。そして、トナーエンド警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ８）。
【００６７】
なお、ユーザーの操作によってトナーカートリッジ（３５）の交換操作が検知されたことに基づいてエンドフラグが解除されると、トナーエンド警報が解除される。そして、その後に所定時間のトナー補給が行われた後、画像形成動作の強制停止が解除される。
【００６８】
このように、本複写機においては、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体（３１）の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断させている。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてトナーエンドの到来タイミングを把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、トナーエンドの到来タイミングを正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００６９】
以上、二成分現像方式によって潜像を現像する複写機について説明した。しかし、回収トナーボトル満杯判定制御、トナーニアエンド判定制御及びトナーエンド判定制御トナーについては一成分現像方式の画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【００７０】
また、何れか１つの現像手段として、「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量をＰセンサ（４９）に検知させるようにした例について説明した。しかし、Ｐセンサ（４９）に対して、「一端側現像器」あるいは「他端側現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知させるようにしてもよい。但し、「一端側領域」や「他端側領域」に比べて、「中央領域」は所定画素数以上のベタ部の形成される可能性が高い。よって、「中央現像器」によって現像された部分に対するトナー付着量を検知させるようにすることで、より頻繁に画素数あたりのトナー付着量を取得させることができる。
【００７１】
また、各現像器でのトナー消費量を、それに対応する画素数換算で把握させるようにした例について説明したが、書込画像数の計数値に基づいたトナー消費量を算出させるようにしてもよい。このように構成した場合には、感光体１の非画像部にトナーを付着させてしまういわゆる地汚れによるトナー消費も加味して、より正確な制御を行うことができる。例えば、次式に基づいて、現像によるトナー消費量と、地汚れによるトナー消費量とを求めるのである。
【数１】
αｎ＝ｍ１×（Ｓ／ｎ）×Ｄｎ×Ｋ＋［Ｔｂｉａｓ×Ｖｄｒｕｍ×（Ｈ／ｎ）−Ｓ／ｎ×Ｄｎ×Ｋ］×ｍ２
※但し、ｎ：現像器の数、
αｎ：ある１つの現像器におけるトナー消費量、
ｍ１：画像部トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］、
ｍ２：地汚れトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］
Ｓ：転写紙面積［ｃｍ２］
Ｄｎ：その現像器に対応する書込画素数
Ｋ：補正係数
Ｔｂｉａｓ：現像バイアス印加時間［ｓｅｃ］
Ｖｄｒｕｍ：感光体の線速［ｃｍ／ｓｅｃ］
Ｈ：有効現像幅［ｃｍ］
【００７２】
以上、本複写機においては、複数の現像器に対してそれぞれ個別にトナーを補給するトナー補給手段たるトナーカートリッジを設けている。そして、トナー消費に伴って必要になる複数の上記処理として、次のようなトナー補給制御を行わせるように制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいてトナー補給を制御のである。かかる構成では、上述のような理由により、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避しつつ、各現像器に対するトナー補給制御を正確に行うことができる。また、各現像器についてそれぞれ内部の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを設けることによるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避しつつ、各現像器に対するトナー補給制御を正確に行うことができる。
【００７３】
また、本複写機においては、各現像器についてそれぞれトナー消費に伴って必要になる所定の処理たる補給処理として、次のような処理を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、それぞれ画素数の計数結果Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定している。かかる構成では、上述したような理由により、現像動作を所定時間行う毎にトナー補給を開始する場合に比べ、トナーカートリッジ（３５）から現像器へのトナー補給量を正確に制御することができる。
【００７４】
また、本複写機においては、潜像担持体たる感光体（３１）上で現像されたトナー像を転写体たる転写紙に転写する転写手段たる転写分離装置（３６）を設けている。また、トナー像転写後の感光体（３１）表面に残留する転写残トナーを回収トナーボトル（４８）に回収する回収手段も設けている。そして、各現像器についてそれぞれトナー消費に伴って必要になる複数の処理として、次のような回収トナーボトル満杯判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて回収トナー収容部たる回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を判断させるのである。かかる構成では、上述したような理由により、よって、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、回収トナーボトル満杯判定制御を正確に行うことができる。また、ボトル内のトナー満杯状態を検知させるためのトナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいて回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を把握して、それをユーザーに逐次報知することで、トナー廃棄作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００７５】
また、本複写機においては、複数の現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部たるトナーカートリッジ（３５）を設けている。そして、各現像器について、それぞれトナー消費に伴って必要になる処理として、次のようなトナーニアエンド判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４８）による検知結果とに基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を判断させるのである。かかる構成では、上述した理由により、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーニアエンド判定制御を正確に行うことができる。また、トナー残量を把握させるための排出トナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を把握して、それをユーザーに逐次報知することで、カートリッジ交換作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００７６】
また、本複写機においては、各現像器について、トナー消費に伴って必要になる処理として、次のようなトナーエンド判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４８）による検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断させるのである。かかる構成では、上述した理由により、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になるという優れた効果がある。更には、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を正確に行うことができるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写区の感光体と、３つの現像器におけるそれぞれの現像スリーブと、トナーカートリッジとを示す斜視図。
【図３】同感光体を各現像器の側から見た斜視図。
【図４】複写機の電気回路の一部を示すブロック図。
【図５】同複写機のメイン制御部によって実施されるトナー補給制御の一部であるＶｓｇ測定処理の一例を示すフローチャート。
【図６】同トナー補給制御の一部である消費量補正係数更新処理の一例を示すフローチャート。
【図７】同トナー補給制御の一部である、一端側領域についての補給処理の一例を示すフローチャート。
【図８】同メイン制御部によって実施される回収トナーボトル満杯判定制御の一例を示すフローチャート。
【図９】同メイン制御部によって実施されるトナーニアエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【図１０】同メイン制御部によって実施されるトナーエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
３１ 感光体（潜像担持体）
３４ 現像器（現像手段）
３５ トナーカートリッジ（トナー補給手段、補給トナー収容部）
３６ 転写分離装置（転写手段）
３７ クリーニング装置（回収手段の一部）
４９ Ｐセンサ（トナー付着量検知手段）
４８ 回収トナーボトル（回収手段の一部、回収トナー収容部）
１００ メイン制御部（制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、潜像担持体に担持される潜像を現像するための現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、潜像担持体に対するトナー付着量に基づいて実施する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感光体等の潜像担持体に担持される潜像を現像手段によってトナー像に現像する方式として、一成分現像方式や二成分現像方式が知られている。一成分現像方式は、トナーを主成分とするいわゆる一成分現像剤を用いて潜像を現像する方式である。これに対し、二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアとを含有するいわゆる二成分現像剤を用いて潜像を現像する方式である。
【０００３】
何れの方式においても、現像による現像手段でのトナー消費に伴って、所定の制御が必要になってくる。例えば、一成分現像方式では、トナー消費に伴って現像手段内のトナー量が所定量以下になった時点で、ユーザーに対して現像手段へのトナー補充作業を促したり、現像手段の交換作業を促したりするための制御が必要になってくる。更には、これら作業を促したにもかかわらず、それが行われないままに画像形成命令がなされた場合に、所定の閾値を超える量の現像（トナー消費）が行われた時点で画像形成動作を強制停止する制御も行うことが望ましい。また例えば、二成分現像方式では、トナーを消費した二成分現像剤のトナー濃度を復帰させるべく、補給用のトナーを収容しているトナー収容手段から現像手段内へのトナー補給を所定のタイミングで行うための制御が必要になってくる。更には、トナー補給に伴ってトナー残量が所定量以下になってしまった補給トナー収容部へのトナー補充作業（例えばトナーボトル交換作業）をユーザーに促すための制御も必要になってくる。加えて、トナー補充作業が行われないままに画像形成命令がなされた場合に、所定の閾値を超える量の現像が行われた時点で画像形成動作を強制停止する制御も行うことが望ましい。
【０００４】
このようなトナー消費に伴って必要になる所定の制御を、潜像担持体の表面に対するトナー付着量に基づいて実施する画像形成装置が知られている。例えば、特許文献１には、次のような画像形成装置が記載されている。即ち、潜像担持体たる感光体に形成される静電潜像の画素数と、その静電潜像の現像に伴うトナー消費量とに極めて良好な相関関係が成立することから、画素数のカウント値に基づいて所定の制御を実施する。具体的には、カウント値に基づいて、補給トナー収容部たるトナーボトルから二成分現像方式の現像手段（現像部）にトナーを補給するという制御である。更には、トナーボトルについてのトナーニアエンドを判断してボトル交換作業をユーザーに促したり、現像手段内のトナーエンドを判断して画像形成動作を強制停止したりといった制御も行われる。但し、静電潜像に対する単位面積（画素数）あたりのトナー消費量は、感光体の劣化度合いや環境によって異なってくる。そこで、感光体上のトナー像に対するトナー付着量をトナー付着量検知手段たる光学センサによって所定のタイミングで検知し、検知結果に基づいて画素数のカウント値を補正する。かかる構成によれば、現像手段内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサが設けられていなくても、現像手段内に適量のトナーを補給することができる。また、トナーボトル内のトナーについてほぼ無くなったことを検知するトナー無し検知センサが設けられていなくても、トナーボトルの適切な交換時期を判断してユーザーにボトル交換作業を促すことができる。
【０００５】
一方、従来、現像手段としては、潜像担持体と同等の有効幅（潜像担持体の表面に対してその移動方向に直交する方向に現像可能な長さ）のものを用いるのが一般的であった。しかしながら、潜像担持体として、例えばＡ１サイズの長手寸法に対応し得る幅などといった広幅のものを用いる場合に、現像手段として同等の有効幅のものを用いると、次に説明するようなコストアップを招来してしまう。即ち、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を抑えるべく、ケーシングや現像ローラなどといった現像手段の各種部品に高剛性のものを使用する必要に迫られて、コストアップを引き起こしてしまうのである。
【０００６】
かかるコストアップを回避し得る画像形成装置として、特許文献２に記載のものがある。この画像形成装置は、現像手段として、静電潜像の現像を感光体表面の幅方向に分担する複数の現像器を備えている。より詳しくは、ドラム状の感光体の軸線方向において、左、中央、右と３つ領域で現像を分担する３つの現像器を備えているのである。かかる構成では、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べ、各現像器の幅寸法が短いために、それらの各種の部品に高剛性のものを使用する必要がなくなる。よって、高剛性の部品を用いることによるコストアップを回避することができる。更には、各現像器やその部品として、Ａ４サイズの長手寸法などといった一般的な幅に対応する普及機のものをそのまま流用することが可能になる。これらの結果、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３２４５６９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−３１０８９２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような低コスト化を期待し得る画像形成装置においては、トナー消費に伴って必要になる所定の制御が各現像手段についてそれぞれ個別に発生する。一成分現像方式の各現像器について、トナーの補給作業をユーザーに対してそれぞれ個別に促したり、二成分現像方式の各現像器に対して、トナー補給をそれぞれ個別に実施したり、などといった制御である。
【００１０】
そこで、上記特許文献１に記載の画像形成装置のように、光学センサ等のトナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、これらの制御を行わせることが考えられる。しかしながら、潜像担持体に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を、複数の現像手段のためにそれぞれ個別に設けてしまうと、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップを引き起こしてしまう。また、増設する分だけ装置の小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりしてしまう。
【００１１】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に掲げる（１）〜（２）の事項を何れも実現することができる画像形成装置を提供することである。
（１）現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になる。
（２）トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を正確に行うことができる。
【００１２】
【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、移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、該潜像担持体の表面に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、該現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を該トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて実施する制御手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、上記潜像の現像を上記潜像担持体の表面における移動方向と直交する方向に分担して行う複数の現像器を用い、且つ、上記所定の制御にて、何れか１つの現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知する上記トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、各現像器にそれぞれ個別に対応する複数の処理を行わせるように、上記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２の発明は、請求項１の画像形成装置において、複数の上記現像器に対してそれぞれ個別にトナーを補給するトナー補給手段を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該トナー補給手段によるトナー補給を制御するものを実施させるように、上記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３の発明は、請求項２の画像形成装置において、複数の上記処理にて、それぞれ上記計数結果の累積が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定するように、上記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４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、トナー像転写後の該潜像担持体の表面に残留する転写残トナーを回収トナー収容部内に回収する回収手段とを設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、該潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該回収トナー収容部内における貯留トナー量を判断するものを実施させるように、上記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５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、複数の上記現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該補給トナー収容部内のトナー残量を判断するものを実施させるように、上記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１、２、３、４又は５の画像形成装置において、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断するものを実施させるように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明者は、次に説明する鋭意研究を行って、これらの発明を完成させるに至った。即ち、上述のように、潜像担持体に形成される潜像における単位面積あたりのトナー消費量は、潜像担持体の劣化度合いや環境によって異なってくる。一方、潜像担持体の表面の劣化は、その幅方向（表面移動方向と直交する方向）において一様に進行することが多い。また、装置内の環境変動も、潜像担持体の表面上においてその幅方向に一様に起こることが多い。このため、特許文献２に記載の画像形成装置のように、潜像の現像を現像担持体の幅方向に分担する複数の現像器を設けたとしても、それらが同一の条件（現像バイアス等）で現像を行うものであれば、それぞれトナー消費量を潜像担持体の劣化度合いや環境に応じてほぼ一様に変動させる場合が殆どである。このような変動であれば、少なくとも何れか１つの現像手段によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知すれば、各現像手段の現像対象領域における単位面積あたりのトナー消費量を把握することが可能である。
従って、請求項１乃至６の画像形成装置においては、何れか１つの現像器による画像部分に対するトナー付着量を検知することで、各現像器についてその現像対象領域における単位面積あたりのトナー消費量を、潜像担持体の劣化や環境変化に応じて適切に補正することが可能である。そして、このような適切な補正により、トナー消費に伴って必要になる所定の制御において、各現像器に個別に対応する複数の処理をそれぞれ正確に行うことができる。しかも、トナー付着量検知手段として、各現像器に個別に対応する複数のものを設ける必要がないので、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避することができる。
また、これらの画像形成装置においては、潜像担持体の表面の幅方向に分割された複数の分割領域に対応する複数の現像器を用いることで、それらの各種部品に高剛性のものを使用しなくても、それらの幅方向の撓みを抑えることが可能である。そして、このことにより、広幅の現像手段の撓みを高剛性の部品によって抑えるといった対策に比べて、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になる。
これらの結果、上述した（１）〜（２）の事項を何れも実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式の複写機について説明する。
まず、本複写機の基本的な構成について説明する。図１は本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、図示しない原稿の画像を読み取るスキャナ等で構成された原稿読取部１、画像を転写紙に形成するためのプリンタ部３０、これに給紙を行うための給紙部７０、図示しないメイン制御部や操作表示部などを有している。
【００１５】
オペレーターが図示しない原稿を原稿読取部１の挿入口２から挿入して、図示しない操作表示部のコピースタートボタンを押すと、原稿は原稿取込ローラ対３のローラ間に挟まれる。そして、両ローラの回転駆動によって原稿読取部１の原稿搬送路内に送り込まれる。原稿読取部１の内部には、密着センサ４が原稿搬送路内を搬送される原稿の読み取り面に密着するように配設されている。密着センサ４は、図示しないＬＥＤによって原稿の読み取り面を光照射しながら、その反射光を受光して、原稿の読み取り面の画像を画像信号に変換する。この画像信号は、図示しない回路群によって所定の処理が施された後、後述の光書込装置３３の制御に用いられる。
【００１６】
上記プリンタ部３０は、原稿読取部１の下方に配設されている。そして、潜像担持体たるドラム状の感光体３１の周囲に、帯電装置３２、光書込装置３３、現像器３４、トナーカートリッジ３５、転写分離装置３６、クリーニング装置３７、除電装置３８などを備えている。また、レジストローラ対３９、紙搬送装置４０、定着装置４１、搬送ローラ対４２、排出路切替爪４３、排紙ローラ対４４なども備えている。
【００１７】
上記感光体３１は、その軸線方向の有効幅がＡ１サイズの長手寸法（８４１ｍｍ）に対応するようになっており、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられる。スコロトロンチャージャ等の帯電装置３２は、このように回転駆動される感光体３１の表面を暗中にて例えば−１２００［Ｖ］に一様帯電せしめる。光書込装置３３は、原稿読取部１の上述の回路群から送られてくる画像信号に基づいて、ＬＥＤによる光走査を感光体３１の表面に施す。感光体３１の表面のうち、光書込装置３３によるＬＥＤ光が照射された部分は、マイナス電荷が減衰せしめられて例えば−５０［Ｖ］程度まで電位を下げる。これにより、感光体３１表面の光照射領域が静電潜像となり、感光体３１の回転に伴って上記現像装置３４との対向領域である現像領域まで搬送される。
【００１８】
上記現像器３４は、図示しないトナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を収容する収容部３４ａ、この内部で二成分現像剤を混合攪拌する攪拌パドル３４ｂ、現像スリーブ３４ｃ等を有している。攪拌パドル３４ｂによって混合攪拌される二成分現像剤中のトナーは、磁性キャリアとの摺擦に伴ってマイナス極性に摩擦帯電せしめられる。そして、図中時計回りに回転駆動される現像スリーブ３４ｃに内包される図示しないマグネットローラの発する磁力によってスリーブ表面に汲み上げられる。更に、現像スリーブ３４ｃの回転に伴い、感光体３１に対向する現像領域に搬送され、ここで上記マグネットローラの現像磁極の影響によって穂立ちして磁気ブラシとなる。磁気ブラシは、その先端を感光体３１表面に接触させながら現像スリーブ３４ｃに連れ回る。
【００１９】
現像スリーブ３４ｃには、図示しない電源によって現像バイアスが印加される。この現像バイアスは、感光体３１の非画像部の電位（−１２００Ｖ）よりも小さく、且つ、静電潜像の電位（−５０Ｖ）よりも大きい値になっている（例えば−８００Ｖ）。このような電位条件では、現像スリーブ３４ｃに担持される磁気ブラシ中において、感光体３１表面の非画像部（非露光部）に接触するマイナス極性のトナーに対して、感光体３１表面側からスリーブ表面側に向かう静電気力が作用する。このため、感光体３１表面の非画像部に対するトナー付着が起こらない。これに対し、感光体３１表面の静電潜像に接触するトナーに対しては、スリーブ表面側から感光体３１表面側に向かう静電気力が作用する。これにより、磁気ブラシ中のトナーが静電潜像に転移して、静電潜像がトナー像に現像される。
【００２０】
補給トナー収容部であり且つトナー補給手段でもあるトナーカートリッジ３５は、内部に図示しないトナーを収容しており、上述のメイン制御部によってトナー補給部材３５ａの駆動が制御されることで現像器３４内にトナーを補給する。補給されたトナーは、現像器３４内の二成分現像剤に取り込まれてそのトナー濃度を上昇させる。メイン制御部がトナー補給部材３５ａを適宜駆動してトナー補給を行わせることで、現像器３４において、現像に伴ってトナーを消費した二成分現像剤がそのトナー濃度を復帰させることができる。なお、トナーが無くなったトナーカートリッジ３５は、新たなものと交換される。
【００２１】
上記レジストローラ対３９は、後述の給紙部７０から送られてくる図示しない転写紙Ｐをローラ間に挟み込む。そして、それを感光体３１上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングで後述の転写位置に向けて送り出す。
【００２２】
上記転写分離装置３６は、感光体３１に対してその図中下方にて非接触で対向するように配設され、転写チャージャ３６ａと分離チャージャ３６ｂとを有している。レジストローラ対３９から送り出された転写紙は、この転写チャージャ３６ａと感光体１とが対向する転写位置に進入する。そして、転写チャージャ３６ａによって非転写面に付与される電荷の影響により、感光体３１上のトナー像が感光体３１表面に対向する転写面に静電的に転写せしめられる。このようにしてトナー像が転写された転写紙は、分離チャージャ３６ｂによる電荷の付与の影響で感光体１表面から分離せしめられた後、後述の紙搬送装置４０上に送られる。
【００２３】
上記紙搬送装置４０は、無端状の紙搬送ベルト４０ａと、これをテンション張架する複数の張架ローラとを有している。そして、少なくとも何れか１つの張架ローラの回転駆動により、紙搬送ベルト４０ａを図中時計回りに無端移動せしめられる。感光体１表面から分離せしめられた転写紙は、この紙搬送ベルト４０ａ上に送られて、ベルトの無端移動に伴って後述の定着装置４１に送られる。
【００２４】
ドラム回転に伴って上記分離チャージャ３６ｂとの対向領域を通過した感光体１表面は、転写紙に転写されずに残ってしまった転写残トナーがクリーニング装置３７によって機械的にクリーニングされた後、除電装置３８との対向領域で除電されて初期化せしめられる。クリーニング装置３７は、感光体１表面から除去したトナーを、図示しないスクリュウコンベアの回転駆動によって装置の端部側に搬送する。この端部側には、トナー落下通路４７が連通しており、スクリュウコンベアによって搬送されてくるトナーは、このトナー落下通路４７を通して回収トナー収容部たる回収トナーボトル４８内に回収される。回収トナーボトル４８は、複写機本体に対して着脱可能に構成されており、満杯になった時点で複写機本体から取り外されて内部の回収トナーが廃棄される。かかる構成では、クリーニング装置３７、トナー落下通路４７、の回収トナーボトル４８などが一体となって、転写残トナーを回収する回収手段として機能している。
【００２５】
上記定着装置４１は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ４１ａと、これに当接して定着ニップを形成する加圧ローラ４１ｂとを有している。両ローラは、定着ニップで互いの表面を同方向に移動させるように回転駆動される。紙搬送装置４０から定着装置４１内に送り込まれた転写紙は、この定着ニップに挟まれる。そして、その表面に付着していたトナー像が加熱や加圧などの影響によって表面に定着せしめられる。このようにしてトナー像が定着された転写紙は、定着ニップから搬送ローラ対４２に送られる。そして、複写機本体の側面から突出する排紙トレイ４５に向けて排紙されるか、あるいは、排紙ローラ対４４を経由してプリンタ部３０の筺体上面のスタック部４６に向けて排紙される。排紙トレイ４５、スタック部４６の何れに排紙されるかは、排出路切替爪４３による排出路の切り替えによって決定される。
【００２６】
上記給紙部７０は、プリンタ部３０の下方に配設され、３つのロール紙供給装置７１，７２，７３や、２つの搬送切断装置７４，７５などを備えている。ロール紙供給装置７１，７２，７３は、それぞれ幅寸法の異なるロール紙Ｒを搭載しており、その先端側を給紙ローラ対７１ａ，７２ａ，７３ａのローラ間に挟み込んでいる。そして、所定のタイミングで給紙ローラ対７１ａ，７２ａ，７３ａを回転駆動させることで、ロール紙Ｒから紙を引き出しながら、その先端側を給紙路７６に送り込む。送り込まれたロール紙Ｒの先端側は、給紙路７６内に配設されている搬送切断装置７４（あるいは搬送切断装置７５）内に進入し、その搬送ローラ対（７４ａ，７５ａ）のローラ間に挟まれる。そして、搬送ローラ対（７４ａ，７５ａ）の回転駆動によって、プリンタ部３０へと給紙される。この際、搬送切断装置７４，７５は、切断機７４ｂ，７５ｂによって所定のタイミングでロール紙Ｒを切断する。これにより、ロール紙Ｒの先端側が非ロール状の転写紙となる。プリンタ部３０に給紙された転写紙は、上述のようにしてトナー像が転写された後、機外へと排出される。
【００２７】
次に、本複写機の特徴的な構成について説明する。
上述したように、本複写機は、潜像担持体たるドラム状の感光体３１として、その軸線方向の有効幅がＡ１サイズの長手寸法（８４１ｍｍ）という非常に広幅のものを用いている。このような広幅の感光体３１上の静電潜像を現像し得る現像器３４では、その軸線方向の撓みを抑えるべく、ケーシングや現像スリーブ３４ｃ等の各種部品に高剛性のものを使用する必要がある。そして、このことにより、コストアップを引き起こすおそれがある。
【００２８】
そこで、本複写機では、静電潜像の現像を感光体３１表面における移動方向と直交する方向、即ち、ドラム軸線方向に分担する３つの現像器を設けている。図２は、感光体３１と、３つの現像器におけるそれぞれの現像スリーブ３４ｃと、トナーカートリッジ３５とを示す斜視図である。３つの現像器のうち、感光体３１表面の軸線方向における中央領域を現像対象領域とするものは、その現像スリーブ３４ｃを、他の２つの現像器における現像スリーブ３４ｃよりも感光体３１回転方向上流側に位置させるようになっている。一方、他の２つの現像器（両脇の現像器）は、それぞれ互いの現像スリーブ３４ｃを同一軸線上に位置させるようになっている。そして、中央の現像スリーブ３４ｃによる現像対象領域のうち、その両端の領域は、それぞれ両脇の現像スリーブ３４ｃによる現像対象領域の片端の領域とオーバーラップするようになっている。このようなオーバーラップを実現すべく、中央の現像スリーブ３４ｃだけが、両脇の現像スリーブ３４ｃよりも感光体３１の回転方向上流側に配設されるのである。かかる構成では、複数の現像スリーブ３４ｃを同一軸線上に配設した場合に生ずるスリーブ間の空隙がなくなるので、感光体３１表面の幅方向において隙間無く現像を行うことができる。
【００２９】
このように、感光体３１表面に対してその軸線方向に分担して現像を行う複数の現像器を設けた構成では、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べ、各現像器の幅寸法を低減して、それらの各種の部品に高剛性のものを使用する必要がなくなる。このため、高剛性の部品を用いることによるコストアップを回避することができる。更には、各現像器やその部品として、Ａ４サイズの長手寸法などといった一般的な幅に対応する普及機のものをそのまま流用することが可能になる。例えば、本複写機では、３つの現像器について、それぞれ現像スリーブ３４ｃや攪拌パドル（３４ｂ）として、Ａ４サイズの長手寸法（２９７ｍｍ）を有効幅とする普及機のものを流用している。このように、高剛性の部品の代わりに、普及機用のものを流用することで、広幅の現像器を１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。
【００３０】
同図においては、便宜上、３つの現像器についてそれぞれ現像スリーブ３４ｃだけを示しているが、これら現像器はそれぞれ図示しない固有のケーシング内に、上述の収容部（３４ａ）や攪拌パドル（３４ｂ）などを備えている。トナーカートリッジ３５は、これら３つの現像器の全てに対してトナー補給が可能になるように、それぞれに対して一体的に着脱される。そして、その周面には、各現像器にそれぞれ個別に対応する３つの補給シャッタ３５ｂを有している。これら補給シャッタ３５ｂは、図示しない駆動機構によってそれぞれ個別に開閉することができる。３つの現像器のうち、例えば中央の現像器だけにトナー補給がなされる場合には、３つの補給シャッタ３５ｂのうち、中央のものだけが開放した状態で、カートリッジ内の図示しないトナー補給部材（図１の３５ａ）が駆動される。このような構成により、１つのトナーカートリッジ３５によって３つの現像器に対してそれぞれ個別にトナー補給が行えるようになっている。なお、３つの現像器について、それぞれ専用のトナー補給手段や補給トナー収容部を設けてもよい。
【００３１】
図３は、感光体３１を各現像器の側から見た斜視図である。感光体３１と３つの現像器とが対向する現像領域よりも感光体３１の回転方向下流側には、反射型フォトセンサ（以下、Ｐセンサという）４９が配設されている。このＰセンサ４９は、図示しない発光部から発した光を感光体３１の表面に向けて照射するとともに、その反射光を図示しない受光部で受光する。そして、受光量に応じた信号を図示しないメイン制御部に出力する。感光体３１の表面におけるＰセンサ４９による光照射領域は、３つの現像器のうち、中央のものによる現像対象領域となっており、Ｐセンサ４９はこの現像対象領域の光反射光量に応じた信号を出力する。感光体３１の表面の光反射率は、その表面のトナー付着量に応じて異なってくる。よって、Ｐセンサ４９は、「何れか１つの現像手段」である中央の現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知することができる。
【００３２】
図４は、本複写機の電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、本プリンタは、原稿読取部１、プリンタ部３０、給紙部７０等の他、メイン制御部１００、画像メモリ部１１０、操作表示部１２０などを備えている。また、原稿読取部１は、上述した密着センサ４や原稿取込ローラ対３等の他、増幅回路５、Ａ／Ｄ変換回路６、補正回路７、書込変換回路８、読取制御回路９などを有している。また、プリンタ部３０は、上述した感光体３１等の他、駆動制御回路５１や補給クラッチ５１等も有している。
【００３３】
メイン制御部１００は、本複写機の全体の制御を司っており、原稿読取部１、プリンタ部３０、給紙部７０、画像メモリ部１１０、操作表示部１２０がそれぞれ接続されている。
【００３４】
原稿読取部１において、密着センサ４によって読み取られた図示しない原稿の画像信号は、増幅回路５によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路６によってアナログ信号から多値デジタル画像信号に変換される。そして、読取制御回路９から出力される同期信号に同期するようにＡ／Ｄ変換回路６から出力され、補正回路７によって光量ムラ、コンタクトガラスの汚れ、センサの感度ムラ等による歪みがシェーディング補正される。更に、書込変換回路８によって書込用のデジタル画像信号に変換された後、画像メモリ部１１０に送られてそこに記録される。
【００３５】
画像メモリ部１１０は、書込変換回路８から送られてきた書込用デジタル画像信号を１画素ビットに変換する。そして、これを、メイン制御部１００から送られてくる同期信号に同期させて出力する。具体的には、イーブン（Ｅ）とオッド（Ｏ）とがそれぞれ個別の信号線にて１ｂｉｔで出力される２５［ＭＨｚ］の２ラインパラレルの２値画像信号として、光書込装置３３に転送する。
【００３６】
光書込装置３３は、書込制御回路３３ａ、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂ、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃ、第３ＬＥＤアレイユニット３４ｄなどを有している。３つのＬＥＤアレイユニットのうち、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃは、感光体３１表面の軸線方向における中央部に対して光書込を行うように配設されている。また、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂ、第３ＬＥＤアレイユニット３３ｄは、上記中央部の両脇に対して光書込を行うように配設されている。本複写機では、光書込装置３３のＬＥＤアレイユニットについても、現像器と同様にして、光書込を感光体３１表面の軸線方向に分担するものを複数（３つ）設けているのである。かかる構成では、ＬＥＤアレイユニットについても、高剛性の部品の代わりに、普及機用のものを流用することで、広幅のＬＥＤアレイユニットを１つだけ用いる場合に比べて、低コスト化を実現することが可能になる。なお、各ＬＥＤアレイユニットのＬＥＤから発せられたＬＥＤ光は、図示しないセルフォックレンズアレイのレンズを通して、感光体３１に照射される。
【００３７】
画像メモリ部１１０から光書込装置３３に転送された２ラインパラレルの２値画像信号は、書込制御回路３３ａで１ラインに合成される。書込制御回路３３ａは、１ラインに合成した２値画像信号を、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット用に３分割して、それぞれ２ラインの１ｂｉｔ（９．５ＭＨｚ）にて、対応するＬＥＤアレイユニットに出力する。また、３分割した２値画像信号について、それぞれ書込画素数を計数して、結果をメイン制御部１００に送信する。メイン制御部１００は、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）について、それぞれ書込制御回路３３ａから送られてくる書込画素数の計数値に基づいて、所定の制御を行うようになっている。
【００３８】
なお、当然ながら、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃについて計数された書込画素数は、３つの現像器のうち、中央の現像器によって現像される画素数に相当する。また、第１、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｄ）について計数された書込画素数は、３つの現像器のうち、両脇のそれぞれによって現像される画素数に相当する。以下、感光体３１表面における第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂによる光書込領域や、第１ＬＥＤアレイユニット３３ｂに対応する現像器による現像対象領域のことを、「一端側領域」という。また、第２ＬＥＤアレイユニット３３ｃや第３ＬＥＤアレイユニット３３ｄについては、同様の領域をそれぞれ、「中央領域」、「他端側領域」という。また、第１、第２、第３ＬＥＤアレイユニット（３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ）に対応する現像器を、それぞれ、「一端側現像器」、「中央現像器」、「他端側現像器」という。
【００３９】
３つの現像器（３４）は、それぞれ感光体３１表面の静電潜像を現像するのに伴って、二成分現像剤中のトナーを消費していく。制御手段たるメイン制御部１００は、このトナー消費に伴って必要になる所定の制御として、次に掲げる４つの制御を行うようになっている。
▲１▼トナー補給制御
▲２▼回収トナーボトル満杯判定制御
▲３▼トナーニアエンド判定制御
▲４▼トナーエンド判定制御
【００４０】
これら４つの制御は、何れも、３つの現像器（３４）のうち、「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ４９の検知結果に基づいてなされる。以下、その詳細について説明する。
【００４１】
まず、トナー補給制御について説明する。
上述のように、トナー補給手段たるトナーカートリッジ３５は、３つの補給シャッタ（３５ｂ）をそれぞれ個別に開閉することで、現像手段たる３つの現像器（３４）に対してそれぞれ個別にトナーを補給することができる。これら３つの補給シャッタは、それぞれトナーカートリッジ３５に設けられている３つのシャッタソレノイド３５ｃがプリンタ部３０の駆動制御回路５０の制御によって個別に駆動されることで開閉される。駆動制御回路５０は、これら３のシャッタソレノイド３５ｃの他、トナーカートリッジ３５内のトナー補給部材（図１の３５ａ）への駆動力伝達ＯＮ／ＯＦＦを行う補給クラッチ５１の駆動も制御する。更には、図示しないメインモータや各種クラッチなど、プリンタ部３０における他の機器の駆動も制御する。駆動制御回路５０による制御は、メイン制御部１００からの信号に基づいて行われる。即ち、メイン制御部１００が、プリンタ部３０の駆動制御回路５０を介して、プリンタ部３０内における各機器の駆動を制御しているのである。
【００４２】
図５は、トナー補給制御の一部であるＶｓｇ測定処理の要部を示すフローチャートである。上述のメイン制御部（１００）は、複写機本体の起動時などといった所定のタイミングで、感光体３１の地肌部を検知するＰセンサ４９から出力される地肌部検知時電圧Ｖｓｇを取得する（ステップ１：以下、ステップをＳという）。そして、取得結果を、それまでＲＡＭ１００ｂ内に記憶していた地肌部検知時電圧Ｖｓｇと置き換える（Ｓ２）。所定のタイミングで地肌部検知時電圧Ｖｓｇを実測して更新していくのである。Ｐセンサ４９が地肌部ではなく、トナーの付着している画像を検知するときには、地肌部のときよりも感光体３１上の光反射率が減るためにＰセンサ４９からの出力電圧値が小さくなる。このときの出力電圧値が画像部検知時電圧Ｖｓｐとなる。感光体３１表面における単位面積あたりのトナー付着量は、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値と良好な相関関係を示す。よって、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて、単位面積（画素数）あたりのトナー付着量を把握することができる。また、このトナー付着量と、現像器から感光体３１へのトナー消費量とにも、良好な相関関係が成立する。よって、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて、画素数あたりの現像に使用されるトナー消費量を把握することもできる。
【００４３】
上述した「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」という感光体３１表面における３つの領域のうち、「中央領域」の一部は、Ｐセンサ４９による被検対象領域となる。書込制御回路３３ａは、この被検対象領域に対応する上記２値画像信号に所定面積以上の黒ベタ書込情報が含まれている場合には、その書込中にベタ信号をメイン制御部１００に出力する。このベタ信号の出力が開始されてから所定時間が経過すると、感光体３１上で「中央現像器」によって現像された黒ベタ部がＰセンサ４９によって検知され始める。即ち、ベタ信号の出力が開始されてから所定時間経過後におけるＰセンサ４９の出力電圧は、画像部検知時電圧Ｖｓｐとなる。
【００４４】
図６は、トナー補給制御の一部である消費量補正係数更新処理の要部を示すフローチャートである。メイン制御部（１００）は、所定のタイミングが到来する毎に（Ｓ１でＹ）、その後に上記書込制御回路３３ａから出力される上記ベタ信号に基づいて、画像部検知時電圧Ｖｓｐを取得する（Ｓ２でＹ、及びＳ３）。そして、Ｖｓｐ／Ｖｓｇを算出し（Ｓ４）、算出結果に基づいて消費量補正係数Ｋを求め（Ｓ５）、ＲＡＭ１００ｂ内に記憶していた消費量補正係数Ｋを新たに求めた値に更新する（Ｓ６）。なお、上記所定のタイミングとは、本体の主電源がＯＮされる毎、プリントジョブ終了毎、所定枚数のプリントアウト毎などである。
【００４５】
上記消費量補正係数Ｋとは、実際の書込画素数を、トナー消費量に基づく画素数に補正するためのものである。具体的には、例えば、１画素に対するトナー付着量が標準トナー付着量Ｄｓとなる場合に、そのときの現像による標準トナー消費量がＤｃであるとする（地汚れ等が発生するのでＤｓ＜Ｄｃとなる）。すると、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値であれば（トナー付着量測定値＝標準トナー付着量Ｄｓであれば）、１画素の現像に標準トナー消費量Ｄｃのトナーが使われることになる。しかし、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値よりも大きい場合には（トナー付着量測定値＜標準トナー付着量Ｄｓ）、１画素あたりの現像によるトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも少なくなる。また、Ｖｓｐ／Ｖｓｇの値が標準値よりも小さい場合には（トナー付着量測定値＞標準トナー付着量Ｄｓ）、１画素あたりの現像によるトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも多くなる。トナー消費量を不変であるものとみなした場合、このようなトナー消費量の増減分については、それに応じて書込画素数の計数値を実際の値から増減することによって反映することができる。実際のトナー消費量が標準トナー消費量Ｄｃよりも少ない場合には、実際の１画素書込について１画素未満の書込が行われたとみなしてトナー消費量を把握するのである。この一方で、標準トナー消費量Ｄｃよりも多い場合には、実際の１画素書込について１画素超の書込が行われたとみなしてトナー消費量を把握するのである。消費量補正係数Ｋは、このようにして実際の書込画素数を、トナー消費量に基づく画素数に補正するためのものである。予めの試験により、Ｖｓｐ／Ｖｓｇと、トナー消費量との関係を調査しておけば、Ｖｓｐ／Ｖｓｇに基づいて消費量補正係数Ｋを求めるための関数式を構築することができる。メイン制御部１００は、ＲＡＭ１００ｂに記憶しているこの関数式と、Ｖｓｐ／Ｖｓｇとに基づいて、消費量補正係数Ｋを求めてＲＡＭ１００ｂに記憶するのである。なお、Ｖｓｐ／Ｖｓｇが標準値である場合に、消費量補正係数Ｋが１になることは言うまでもない。
【００４６】
上述のように、上記書込制御回路（３３ａ）は上記「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」に対するの書込画素数の計数値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を、それぞれメイン制御部（１００）に送信する。メイン制御部（１００）は、３つの現像器について、それぞれ書込制御回路（３３ａ）から送られてくる計数値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に基づいて、対応する現像器にトナー補給を行うための補給処理を実施する。具体的には、３つの領域についての計数値をそれぞれ消費補正係数Ｋの乗算（計数値×Ｋ）によって補正した後、「一端側領域」、「中央領域」、「他端側領域」に対応する補給用画素数カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３に累積加算していく。そして、何れかの補給用カウント値（Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３）が所定の閾値に達する毎に、その値をリセットするとともに、対応する現像器に対するトナー補給を所定時間だけ行わせる。
【００４７】
例えば、「一端側現像器」（一端側領域）についての補給処理は、図７に示すようなフローになる。即ち、まず、「一端側領域」に対する書込画素数の計数値Ｃ１について、上記書込制御回路（３３ａ）から送られてきたか否かが判定される（Ｓ１）。そして、送られてきた場合には（Ｓ１でＹ）、演算式（Ｃ１×Ｋ）によって計数値Ｃ１が補正された後（Ｓ２）、補正結果がそれまでの補給用画素数カウント値Ｃｓ１に加算される（Ｓ３）。次に、加算後の補給用画素数カウント値Ｃｓ１について、所定の閾値に達しているか否かが判定され（Ｓ４）、達している場合には（Ｓ４でＹ）、補給用画素数カウント値Ｃｓ１がリセットされる（Ｓ５）。そして、上記補給クラッチ（５１）の駆動が開始された後（Ｓ６）、「一端側現像器」に対応するシャッタソレノイド（３５ｃ）が所定時間だけ駆動される（Ｓ７）。これにより、閾値の画素数の現像に消費されたトナーと同等量のトナーが、「一端側現像器」内の二成分現像剤に補給される。シャッタソレノイド（３５ｃ）の駆動が停止されると、その後に上記補給クラッチ（５１）の駆動が停止されて補給処理が終了する（Ｓ８）。
【００４８】
なお、計数値Ｃ１が加算された後の補給用カウント値Ｃｓ１が閾値に達していない場合には（Ｓ４でＮ）、トナー補給が行われることなく、一連の制御フローが終了する。他の現像器（中央現像器、他端側現像器）についても、補給用カウント値Ｃｓ２やＣｓ３に基づいた同様の補給処理が行われる。
【００４９】
また、上記補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３について、閾値に達しているか否かの判断（例えば図７のＳ４）は、１ジョブ毎（１枚プリント毎）に行われる。このため、補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３のリセットは、カウント値をゼロにすることによって行われるのではなく、それまでのカウント値から閾値が減じられることによって行われる。例えば、閾値が１００ｘである場合に、ジョブ後の補給用カウント値Ｃｓ１が１０２ｘであれば、リセット後の補給用カウント値Ｃｓ１は「１０２ｘ−１００ｘ＝２ｘ」となる。
【００５０】
以上のトナー補給制御においては、何れか１つの現像手段である「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知するＰセンサ４９による検知結果に基づいて、各現像器についての補給処理を行っている。そして、これらの補給処理については、次のようにして行っている。即ち、感光体３１の表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と、トナー付着量の検知結果であるＶｓｐとに基づいて、トナー補給手段たるトナーカートリッジ３５によるトナー補給を制御する。このようなトナー補給制御では、各現像器に個別に対応する複数のＰセンサを設けなくても、各現像器による画素数あたりのトナー消費量を消費量補正係数Ｋの補正によって適切に補正することが可能である。そして、このような適切な補正により、各現像器に個別に対応する複数の補正処理をそれぞれ正確に行うことができる。しかも、トナー付着量検知手段たるＰセンサを各現像器に対応させて複数設ける必要がないので、Ｐセンサの増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避することができる。
【００５１】
また、本複写機のトナー補給制御では、図７に示した例のように、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてトナー補給を制御することが可能になる。このようにトナー消費量の算出結果に基づいてトナー補給を制御することで、各現像器について、それぞれ内部の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを設けなくても、トナー消費に伴う適切なトナー補給を行うことができる。
【００５２】
また、本複写機のトナー補給制御では、各現像器についてそれぞれ、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定している。このようにトナー補給を開始すると、例えば１ジョブ終了毎や、所定枚数プリントアウト毎など、現像動作を所定時間行う毎に補給を開始する場合に比べ、トナーカートリッジ（３５）から現像器へのトナー補給量を正確に制御することができる。これは次に説明する理由による。即ち、現像動作時間と、トナー消費量とはそれほど良好な相関関係を示さない。例えば、画像面積率の比較的低いプリントアウトが頻繁に行われれば、現像動作時間が比較的長いにもかかわらず、トナーはそれほど消費されない。このため、現像動作を所定時間行う毎に補給を開始する構成では、場合によっては、補給量の調整が困難なほどの少量のトナー補給を行わなければならない事態が起こる。そして、このような少量のトナー補給を正確に行うことができないことにより、トナー補給量を正確に制御することが困難になってしまう。一方、本複写機のように、補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給を開始する構成では、正確に調整し得る量のトナーが消費された段階で、その量と同量のトナーを補給することができる。よって、トナー補給量を正確に制御することができる。
【００５３】
なお、転写紙に実際に出力する画像を用いて画像部検知時電位Ｖｓｐを測定する例について説明したが、次のようにして測定してもよい。プリントジョブ間、紙間、待機時などに、「中央領域」に基準トナー像を形成し、これを用いて画像部検知時電位Ｖｓｐを測定するのである。また、基本的には転写紙に実際に出力する画像を用いて行うが、所望の大きさのベタ部が「中央領域」に所定期間形成されない場合に、基準トナー像を形成させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、回収トナーボトル満杯判定制御について説明する。
上述のように、本複写機では、感光体（３１）表面の転写残トナーが、クリーニング装置（３７）によってクリーニングされた後、回収トナーボトル（４８）内に回収される。そして、満杯になった回収トナーボトル（４８）は、複写機本体から取り外されて内部の回収トナーが廃棄される。かかる構成では、回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量が満杯レベルになるか、これに近づいた段階でユーザーに対して廃棄作業を促さないと、回収トナーボトル（４８）内からトナーを溢れさせてしまう。従来、この満杯レベルを検知させる方法として、トナー検知センサによる検知が一般的に行われていた。具体的には、ボトルに対して所定のレベルで内部のトナーを検知するフォトセンサ等のトナー検知センサを設けていたのである。しかしながら、かかる構成では、トナー検知センサの付設により、コストアップを引き起こしたり、装置小型化が困難になったり、レイアウト自由度が悪化したり、といった不具合が発生してしまう。また、ボトル内のトナーレベルが満杯レベルになった時点で、初めてユーザーに対して「満杯になった」旨を報知することになるので、廃棄作業の実施についてある程度の余裕時間を与えることができない。
【００５５】
そこで、本複写機では、回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を、現像に伴うトナー消費量の算出結果に基づいて把握することで、これらの不具合を回避するようになっている。図８は、本複写機における回収トナーボトル満杯判定制御の一例を示すフローチャートである。この回収トナーボトル満杯判定制御では、まず、１ジョブ（１枚プリント動作）が終了するまで待機された後（Ｓ１）、上記感光体（３１）表面からクリーニングされたクリーニングトナー相当画素数Ｃｔが算出される（Ｓ２）。この算出は、上述の３つの領域（一端側領域、中央領域及び他端側領域）に対する光書込画素数の計数値の合計（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）に、消費量補正係数Ｋと転写率ｒとを乗算することによって行われる。なお、転写率ｒは、トナー像に付着したトナーのうち、何パーセントが転写残トナーになるかについて、予めの試験によって求められたものである。
【００５６】
上記クリーニングトナー相当画素数Ｃｔが算出されると、次に、貯留トナーカウント値Ｃｄにその算出結果が加算される（Ｓ３）。そして、加算後の貯留トナーカウント値Ｃｄに応じた貯留トナー量が、上記操作表示部（１２０）にインジケーター方式などで表示される（Ｓ４）。次いで、貯留トナーカウント値Ｃｄについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、満杯フラグがセットされた後（Ｓ６）、上記回収トナーボトル（４８）についての満杯警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ７）。なお、ユーザーの操作によって上記回収トナーボトル（４８）の脱着操作が検知されたことに基づいて満杯フラグが解除されると、満杯警報が解除される。
【００５７】
このように、本複写機においては、トナー像転写後の感光体３１表面に残留する転写残トナーを回収トナー収容部たる回収トナーボトル（４８）に回収する回収手段とを設けている。そして、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体３１表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて回収トナーボトル（４８）内における貯留トナー量を判断させるのである。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいて回収トナーボトル（４８）内における貯留トナー量を把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、上記貯留トナー量を正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、回収トナーボトル満杯判定制御を正確に行うことができる。
【００５８】
また、回収トナーボトル（４８）内のトナーを検知するトナー検知センサを設けなくても、そのボトルについてのトナー満杯状態を把握させることができる。よって、トナー満杯状態を検知させるためのトナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいて回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を把握して、その増加傾向をユーザーに逐次報知することで、トナー廃棄作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００５９】
次に、トナーニアエンド判定制御について説明する。
本複写機においては、ほぼ空になった状態のトナーカートリッジ（３５）が新たなものと交換されることで、複写機本体に対してトナーが補充される。かかる構成では、トナーカートリッジ（３５）内のトナー残量について、ほぼ無くなった段階、即ち、トナーニアエンドになった段階でユーザーに対してカートリッジ交換作業を促す必要がある。従来、トナーニアエンドを検知させる方法として、排出トナー検知センサによる検知が一般的に行われていた。具体的には、カートリッジ内から排出されるトナーを検知する排出トナー検知センサを設け、これによって所定量以下のトナーが検知されたことに基づいて、トナーニアエンドを検知させていたのである。しかしながら、かかる構成では、排出トナー検知センサの付設により、コストアップを引き起こしたり、装置小型化が困難になったり、レイアウト自由度が悪化したり、といった不具合が発生してしまう。また、トナー残量がほぼ無くなったことによってカートリッジ内からのトナー排出性が悪くなった時点で、初めてユーザーに対してトナーニアエンドを報知することになる。このため、カートリッジ交換作業のための余裕時間を与えることができない。
【００６０】
そこで、本複写機では、トナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を、現像に伴うトナー消費量の算出結果に基づいて把握することで、これらの不具合を回避するようになっている。図９は、本複写機におけるトナーニアエンド判定制御の一例を示すフローチャートである。このトナーニアエンド判定制御では、まず、１ジョブが終了するまで待機された後（Ｓ１）、３つの現像器ついて、現像に伴うトナー消費量の合計に相当する画素数である消費トナー相当画素数Ｕｔが算出される（Ｓ２）。この算出は、上述の３つの領域（一端側領域、中央領域及び他端側領域）に対する光書込画素数の計数値の合計（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）に、消費量補正係数Ｋを乗算することによって行われる。次いで、その算出結果がカートリッジトナー消費カウント値Ｃｎに加算された後（Ｓ３）、加算結果に応じたトナー残量が、上記操作表示部（１２０）にインジケーター方式などで表示される（Ｓ４）。更に、カートリッジトナー消費カウント値Ｃｎについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、ニアエンドフラグがセットされた後（Ｓ６）、トナーニアエンド警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ７）。
【００６１】
なお、ユーザーの操作によってトナーカートリッジ（３５）の交換操作が検知されたことに基づいてニアエンドフラグが解除されると、トナーニアエンド警報が解除される。但し、カートリッジ脱着操作だけでカートリッジ交換を認識させてしまうと、ニアエンド状態のカートリッジを複写機本体から取り外した後に再び装着するといったカートリッジ脱着操作を、カートリッジ交換操作と誤認識させてしまう。そこで、かかる誤認識を回避すべく、例えばトナーカートリッジ（３５）に付されているＩＤ番号を認識させるなど、カートリッジ識別手段を設けることが望ましい。また、「カートリッジ交換操作を行った」旨の交換操作実施情報をユーザーのキー操作によって受付させるようにしてもよい。
【００６２】
このように、本複写機においては、複数の現像手段たる現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部たるトナーカートリッジ（３５）を設けている。そして、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体（３１）表面の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を判断させるようにしている。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてカートリッジ内のトナー残量を把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、上記トナー残量を正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーニアエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００６３】
また、トナーカートリッジ（３５）内から排出されるトナーを検知する排出トナー検知センサを設けていなくても、カートリッジ内のトナー残量を正確に把握させることができる。よって、トナー残量を把握させるための排出トナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を把握して、その減少傾向をユーザーに逐次報知することで、カートリッジ交換作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００６４】
次に、トナーエンド判定制御について説明する。
トナーニアエンドになったにもかかわらず、トナーカートリッジ（３５）が交換されないままにプリント動作を継続すると、やがて、各現像器について、その内部のトナー量不足によって現像濃度不足を引き起こす。そして、これによって不良画像が発生してしまう。また、上述のように、本複写機では二成分現像方式を採用している。このため、二成分現像剤の著しいトナー濃度不足によって感光体（３１）に磁性キャリアを付着させるキャリア付着という現像が発生し、これによって感光体（３１）にダメージを与えてしまうおそれもある。そこで、本複写機においては、トナーエンド判定制御を行うようになっている。具体的には、トナーカートリッジ（３５）が交換されないままにプリント動作を継続する場合に、ニアエンド後に所定量以上のトナーを消費した段階で画像形成動作を強制停止する。そして、この強制停止により、不良画像やキャリア付着の発生を抑えるのである。
【００６５】
図１０は、本複写機におけるトナーエンド判定制御の一例を示すフローチャートである。このトナーエンド判定制御では、まず、ニアエンドフラグについてセットされているか否かが判断される（Ｓ１）。ここで、ニアエンドフラグがセットされていない場合には（Ｓ１でＮ）、トナーニアエンドが発生していないことによる。よって、一連の制御がＳ１に戻される。
【００６６】
一方、ニアエンドフラグがセットされている場合には（Ｓ１でＹ）、トナーニアエンドが既に発生していることになる。そこで、１ジョブが終了すると（Ｓ２でＹ）、上述した方法によって消費トナー相当画素数Ｕｔが算出された後（Ｓ３）、算出結果がニアエンド後トナー消費相当画素数Ｃｅに加算される（Ｓ４）。そして、加算後のニアエンド後トナー消費相当画素数Ｃｅについて、所定の閾値に達したか否かが判断され、達していない場合には（Ｓ５でＮ）、一連の制御フローがＳ１に戻される。一方、達している場合には（Ｓ５でＹ）、画像形成動作が強制停止された後（Ｓ６）、エンドフラグがセットされる（Ｓ７）。そして、トナーエンド警報が上記操作表示部（１２０）に表示される（Ｓ８）。
【００６７】
なお、ユーザーの操作によってトナーカートリッジ（３５）の交換操作が検知されたことに基づいてエンドフラグが解除されると、トナーエンド警報が解除される。そして、その後に所定時間のトナー補給が行われた後、画像形成動作の強制停止が解除される。
【００６８】
このように、本複写機においては、各現像器についてそれぞれ、Ｐセンサ（４９）による検知結果に基づいて次のような処理を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、感光体（３１）の現像対象領域（一端側領域、中央領域、他端側領域）に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断させている。かかる構成では、現像に伴うトナー消費量を、書込画素数の計数結果の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３と、Ｖｓｐとに基づいて算出し、算出結果に基づいてトナーエンドの到来タイミングを把握することが可能になる。そして、これにより、各現像器について、それぞれ現像後の画像部に対するトナー付着量を検知するＰセンサ（４９）を備えていなくても、トナーエンドの到来タイミングを正確に把握することができる。よって、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００６９】
以上、二成分現像方式によって潜像を現像する複写機について説明した。しかし、回収トナーボトル満杯判定制御、トナーニアエンド判定制御及びトナーエンド判定制御トナーについては一成分現像方式の画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【００７０】
また、何れか１つの現像手段として、「中央現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量をＰセンサ（４９）に検知させるようにした例について説明した。しかし、Ｐセンサ（４９）に対して、「一端側現像器」あるいは「他端側現像器」によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知させるようにしてもよい。但し、「一端側領域」や「他端側領域」に比べて、「中央領域」は所定画素数以上のベタ部の形成される可能性が高い。よって、「中央現像器」によって現像された部分に対するトナー付着量を検知させるようにすることで、より頻繁に画素数あたりのトナー付着量を取得させることができる。
【００７１】
また、各現像器でのトナー消費量を、それに対応する画素数換算で把握させるようにした例について説明したが、書込画像数の計数値に基づいたトナー消費量を算出させるようにしてもよい。このように構成した場合には、感光体１の非画像部にトナーを付着させてしまういわゆる地汚れによるトナー消費も加味して、より正確な制御を行うことができる。例えば、次式に基づいて、現像によるトナー消費量と、地汚れによるトナー消費量とを求めるのである。
【数１】
αｎ＝ｍ１×（Ｓ／ｎ）×Ｄｎ×Ｋ＋［Ｔｂｉａｓ×Ｖｄｒｕｍ×（Ｈ／ｎ）−Ｓ／ｎ×Ｄｎ×Ｋ］×ｍ２
※但し、ｎ：現像器の数、
αｎ：ある１つの現像器におけるトナー消費量、
ｍ１：画像部トナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］、
ｍ２：地汚れトナー付着量［ｍｇ／ｃｍ２］
Ｓ：転写紙面積［ｃｍ２］
Ｄｎ：その現像器に対応する書込画素数
Ｋ：補正係数
Ｔｂｉａｓ：現像バイアス印加時間［ｓｅｃ］
Ｖｄｒｕｍ：感光体の線速［ｃｍ／ｓｅｃ］
Ｈ：有効現像幅［ｃｍ］
【００７２】
以上、本複写機においては、複数の現像器に対してそれぞれ個別にトナーを補給するトナー補給手段たるトナーカートリッジを設けている。そして、トナー消費に伴って必要になる複数の上記処理として、次のようなトナー補給制御を行わせるように制御手段たるメイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいてトナー補給を制御のである。かかる構成では、上述のような理由により、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避しつつ、各現像器に対するトナー補給制御を正確に行うことができる。また、各現像器についてそれぞれ内部の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサを設けることによるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を何れも回避しつつ、各現像器に対するトナー補給制御を正確に行うことができる。
【００７３】
また、本複写機においては、各現像器についてそれぞれトナー消費に伴って必要になる所定の処理たる補給処理として、次のような処理を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、それぞれ画素数の計数結果Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の累積である補給用カウント値Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定している。かかる構成では、上述したような理由により、現像動作を所定時間行う毎にトナー補給を開始する場合に比べ、トナーカートリッジ（３５）から現像器へのトナー補給量を正確に制御することができる。
【００７４】
また、本複写機においては、潜像担持体たる感光体（３１）上で現像されたトナー像を転写体たる転写紙に転写する転写手段たる転写分離装置（３６）を設けている。また、トナー像転写後の感光体（３１）表面に残留する転写残トナーを回収トナーボトル（４８）に回収する回収手段も設けている。そして、各現像器についてそれぞれトナー消費に伴って必要になる複数の処理として、次のような回収トナーボトル満杯判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４９）による検知結果とに基づいて回収トナー収容部たる回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を判断させるのである。かかる構成では、上述したような理由により、よって、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、回収トナーボトル満杯判定制御を正確に行うことができる。また、ボトル内のトナー満杯状態を検知させるためのトナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいて回収トナーボトル（４８）内の貯留トナー量を把握して、それをユーザーに逐次報知することで、トナー廃棄作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００７５】
また、本複写機においては、複数の現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部たるトナーカートリッジ（３５）を設けている。そして、各現像器について、それぞれトナー消費に伴って必要になる処理として、次のようなトナーニアエンド判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４８）による検知結果とに基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を判断させるのである。かかる構成では、上述した理由により、トナー付着量検知手段たるＰセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーニアエンド判定制御を正確に行うことができる。また、トナー残量を把握させるための排出トナー検知センサの付設によってコストアップを引き起こしたり、装置小型化を困難にしたり、レイアウト自由度を悪化させたりといった事態を回避することができる。更には、現像に伴うトナー消費量に基づいてトナーカートリッジ（３５）内のトナー残量を把握して、それをユーザーに逐次報知することで、カートリッジ交換作業についてある程度の余裕時間を与えることができる。
【００７６】
また、本複写機においては、各現像器について、トナー消費に伴って必要になる処理として、次のようなトナーエンド判定制御を行わせるように、メイン制御部（１００）を構成している。即ち、各現像器についてそれぞれ、感光体（３１）表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果とＰセンサ（４８）による検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断させるのである。かかる構成では、上述した理由により、Ｐセンサ（４９）の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、トナーエンド判定制御を正確に行うことができる。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、現像手段の幅方向の撓みによる画質への悪影響を低コストで抑えることが可能になるという優れた効果がある。更には、トナー付着量検知手段の増設によるコストアップ、装置小型化の困難化、及びレイアウト自由度の悪化を回避しつつ、現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を正確に行うことができるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写区の感光体と、３つの現像器におけるそれぞれの現像スリーブと、トナーカートリッジとを示す斜視図。
【図３】同感光体を各現像器の側から見た斜視図。
【図４】複写機の電気回路の一部を示すブロック図。
【図５】同複写機のメイン制御部によって実施されるトナー補給制御の一部であるＶｓｇ測定処理の一例を示すフローチャート。
【図６】同トナー補給制御の一部である消費量補正係数更新処理の一例を示すフローチャート。
【図７】同トナー補給制御の一部である、一端側領域についての補給処理の一例を示すフローチャート。
【図８】同メイン制御部によって実施される回収トナーボトル満杯判定制御の一例を示すフローチャート。
【図９】同メイン制御部によって実施されるトナーニアエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【図１０】同メイン制御部によって実施されるトナーエンド判定制御の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
３１ 感光体（潜像担持体）
３４ 現像器（現像手段）
３５ トナーカートリッジ（トナー補給手段、補給トナー収容部）
３６ 転写分離装置（転写手段）
３７ クリーニング装置（回収手段の一部）
４９ Ｐセンサ（トナー付着量検知手段）
４８ 回収トナーボトル（回収手段の一部、回収トナー収容部）
１００ メイン制御部（制御手段）
Claims (6)
- 移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、該潜像担持体の表面に対するトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段と、該現像手段でのトナー消費に伴って必要になる所定の制御を該トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて実施する制御手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、上記潜像の現像を上記潜像担持体の表面における移動方向と直交する方向に分担して行う複数の現像器を用い、且つ、上記所定の制御にて、何れか１つの現像器によって現像された画像部分に対するトナー付着量を検知する上記トナー付着量検知手段による検知結果に基づいて、各現像器にそれぞれ個別に対応する複数の処理を行わせるように、上記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１の画像形成装置において、
複数の上記現像器に対してそれぞれ個別にトナーを補給するトナー補給手段を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該トナー補給手段によるトナー補給を制御するものを実施させるように、上記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２の画像形成装置において、
複数の上記処理にて、それぞれ上記計数結果の累積が所定の閾値に達する毎に、そのタイミングに基づいてトナー補給の開始タイミングを決定するように、上記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１、２又は３の画像形成装置において、
上記潜像担持体上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、トナー像転写後の該潜像担持体の表面に残留する転写残トナーを回収トナー収容部内に回収する回収手段とを設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、該潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該回収トナー収容部内における貯留トナー量を判断するものを実施させるように、上記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１、２、３又は４の画像形成装置において、
複数の上記現像器に対してそれぞれ個別に補給するためのトナーを収容する補給トナー収容部を設け、複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて該補給トナー収容部内のトナー残量を判断するものを実施させるように、上記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１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
複数の上記処理として、各現像器についてそれぞれ、上記潜像担持体の表面の現像対象領域に形成される潜像部分の画素数を計数し、計数結果と上記検知結果とに基づいて画像形成動作の強制停止タイミングを判断するものを実施させるように、上記制御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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