JP2007232878A

JP2007232878A - 画像形成装置およびその画像形成方法

Info

Publication number: JP2007232878A
Application number: JP2006052266A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Kato; 光寿加藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】トナー濃度が均一でトナーかぶりやトナーかすれなどの発生を有効に、かつ、未然に防止でき、良質な画像を形成することができるようにする。
【解決手段】本発明の画像形成装置においては、トナー補給量設定部は、用紙サイズ判定部の判定結果に基づいて用紙サイズを認識し、定型紙トナー補給量データベースまたは不定型紙トナー補給量データベースに管理されているデータベースを参照して、トナー濃度検知部からのトナー濃度検知信号に基づいて補給すべきトナー補給量を設定し、トナー補給部は設定された補給量のトナーを現像器に供給する。印字データ有無判定部は、印刷関連データに基づいて印字が実行されていない印字データがあるか否かを判定し、印字が実行されていない印字データがあると判定された場合、同様のトナー補給処理が所定の時間ごとに繰り返される。
【選択図】図５

Description

本発明は画像形成装置および画像形成方法に係り、特に、トナー濃度が均一でトナーかぶりやトナーかすれなどの発生を有効に、かつ、未然に防止でき、良質な画像を形成することができるようにした画像形成装置および画像形成方法に関する。

トナーとキャリアからなる２成分現像剤を使用する画像形成装置においては、現像器内のトナー濃度が高過ぎると、用紙上にトナーかぶり（現像器から感光体表面の非画像領域にトナーが付着してしまうことをいう。以下、同様に用いる）やトナー飛散（現像器からトナーが噴き出し、飛び散ってしまうことをいう。以下、同様に用いる）が発生してしまう。一方、現像器内のトナー濃度が低すぎると、画像かすれ（トナー濃度不足のため形成される画像が部分的にかすれてしまうことをいう。以下、同様に用いる）やキャリアの付着による白抜け画像などが発生してしまう。

このような問題を生じさせないようにするため、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を使用する画像形成装置においては、現像器内のトナー濃度（トナーの重量/（トナーの重量＋キャリアの重量））が許容範囲内で一定に保持されている必要がある。

ところで、用紙ごとのトナーの消費量は、印刷する原稿の印字面積（あるいは画像面積）に依存する。すなわち、原稿の印字面積が大きければトナーの消費量も多くなり、原稿の印字面積が小さければトナーの消費量も少なくなる。従って、印字面積が小さい原稿を印刷しても、現像器内のトナー濃度は印刷前に比べてそれほど低下しないが、印字面積が大きい原稿を印刷すると、現像器内のトナー濃度は印刷前に比べて大きく低下してしまう。

そこで、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を使用する画像形成装置においては、現像器内のトナー濃度を許容範囲内で一定に保持するために、現像器内のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出部と、トナー濃度検出部により検出されたトナー濃度に基づく所定量のトナーを現像器に補給するトナー補給部を備える画像形成装置が提案されている。

この画像形成装置によれば、現像器の回転開始やトナー濃度検出部であるセンサの立ち上がりなどの一定時間後に現像器内のトナー濃度を検出し、検出されたトナー濃度が低い場合、検出されたトナー濃度と印字用紙のサイズ（例えば、A４/LTやA３/LDなどのサイズ）に基づいて所定量のトナーを現像器に補給することができる。

最近では、印刷が終了した後感光体上に基準トナー像を形成し、形成された基準トナー像の画像濃度をセンサにより検出し、その検出値に基づいて次の印刷のためのトナー補給回数を設定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に提案されているトナー補給方法によれば、１コピーあたりの最低補給量が大きい場合にも、過度のトナー濃度上昇のない適正なトナー補給を行うことができる。

また、コピー動作開始時にトナー消費量に基づいてトナー補給時間を算出し、算出されたトナー補給時間を逐次加算し、加算されたトナー補給時間が所定の基準値以上である場合のみ、トナーを現像器に補給する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に提案されているトナー補給方法によれば、所定の基準値未満の短いトナー補給時間ごとの補給は行わず、所定の基準値以上のトナー補給時間の補給のみを行うようにしたので、正確なトナー補給を行うことができる。これにより、画像濃度を適正に維持することができる。

さらに、トナーの補給動作の履歴を一定時間分だけ逐次記憶し、記憶されている情報と検出されたトナー濃度に基づいてトナーの補給動作の時間を決定し、決定されたトナーの補給動作時間でトナーを補給することによりトナー濃度を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３に提案されているトナー補給方法では、複雑な制御テーブルを用いることなく、印刷密度によらずに現像器内のトナー濃度を安定させ、高品質な画像を得ることができる。
特開平６−２３０６７０号公報特開２０００−１６２８６２号公報特開２００５−８４２０５号公報

しかしながら、特許文献１乃至３に提案されているトナー補給方法によれば、A４/LTやA３/LDなどの一般的な定型の用紙サイズの用紙を用いる場合、印刷開始後所定の時間内などに１回トナーの補給処理を行うことで現像器内のトナー濃度を許容範囲内で一定に保持することはできるが、例えば、カラープリンタなどで印刷されるポップアートに用いられる長さ９００mmや１２００mmの不定型の用紙サイズの用紙を用いる場合、印刷開始後所定の時間内などに１回トナーの補給処理を行うだけでは現像器内のトナー濃度を許容範囲内で一定に保持することはできない。

具体的には、一般に現像器内のトナー濃度は印刷中に徐々に低下するが、ポップアートに用いられる長さ９００mmや１２００mmの不定型の用紙サイズの用紙は定型の用紙サイズよりも大きいため、用紙の後端においては現像器内のトナー濃度がかなり低下してしまい、用紙の後端ではトナー濃度不足となり、その結果、画像かすれが発生してしまう。そこで、印刷開始後所定の時間内に行うトナーの補給処理において補給されるトナーの補給量を、A４/LTやA３/LDなどの一般的な定型の用紙サイズの用紙を用いる場合よりも多くすることにより、用紙の後端においては現像器内のトナー濃度の低下を防止する方法も考えられる。

しかし、印刷開始後所定の時間内に行うトナーの補給処理において補給されるトナーの補給量を単に多くすると、用紙の先端において現像器内のトナー濃度が過剰となってしまい、用紙の先端においてトナーかぶりなどが発生してしまう。

図１[A]乃至[C]は、長さ１２００mmの長尺紙について印刷開始後所定の時間内に１回トナー補給処理を行った後の印刷時におけるトナー濃度推移の実験結果を表している。この実験では、原稿印字面積率が１０％のA４の定型用紙を印刷するときトナー消費量が０．１２gとなる画像形成装置を用い、現像剤は印刷処理開始前において総重量２８０gでトナー濃度７．５wt％のものを用いた。

このような条件下においては、トナー濃度が８wt％より大きくなるとトナーかぶりが発生し、トナー濃度が７wt％より小さくなると画像かすれが発生する。従って、図１[A]乃至[C]の例の場合、現像器内のトナー濃度の許容範囲は、７．０wt％乃至８．０wt％である。なお、この実験では、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の全面均一な原稿を用いて行われている。

図１[A]の例の場合、印刷開始前における現像器内のトナー濃度は７．５wt％であり、用紙先端においてトナー０．５gのトナー補給処理が行われている。点線a、１点鎖線b、破線c、２点鎖線d、および実線eは、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度の経時変化を示している。

図１[A]の点線a、１点鎖線b、および破線cに示されるように、原稿印字面積率が１０％、２０％、および３０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、用紙先端から用紙後端まで現像器内のトナー濃度が７．０wt％乃至８．０wt％の許容範囲に収まっている。しかし、図１[A]の２点鎖線dと実線eに示されるように、原稿印字面積率が４０％と５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、原稿印字面積が大きいことからトナー消費量が大きいため、用紙後端において現像器内のトナー濃度が７．０wt％未満となり、画像かすれなどが発生してしまっている。

図１[B]の例の場合、印刷開始前における現像器内のトナー濃度は７．５wt％であり、用紙先端においてトナー１．０gのトナー補給処理が行われている。点線f、１点鎖線g、破線h、２点鎖線i、および実線jは、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度の経時変化を示している。なお、図１[A]の例の場合と比べて、用紙先端においてトナー０．５g多めにトナー補給処理が行われている。

図１[B]の点線f、１点鎖線g、破線h、および２点鎖線iに示されるように、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、および４０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、用紙先端から用紙後端まで現像器内のトナー濃度が７．０wt％乃至８．０wt％の許容範囲に収まっている。すなわち、図１[A]の例の場合と比べて、用紙先端においてトナー０．５g多めにトナー補給処理が行われているため、原稿印字面積率が４０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度が用紙後端においてもほぼ７．０wt％未満になっておらず、画像かすれなどがほとんど発生していない。しかし、図１[B]の実線jに示されるように、原稿印字面積率が５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、原稿印字面積が大きいことからトナー消費量が大きいため、依然として用紙後端において現像器内のトナー濃度が７．０wt％未満となり、画像かすれなどが発生してしまっている。

図１[C]の例の場合、印刷開始前における現像器内のトナー濃度は７．５％であり、用紙先端においてトナー１．５gのトナー補給処理が行われている。点線k、１点鎖線l、破線m、２点鎖線n、および実線oは、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度の経時変化を示している。なお、図１[A]の例の場合と比べて、用紙先端においてトナー１．０g多めにトナー補給処理が行われている。

図１[C]の点線k、１点鎖線l、破線m、２点鎖線n、および実線oに示されるように、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、および４０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、用紙先端から用紙後端まで現像器内のトナー濃度が７．０wt％乃至８．０wt％の許容範囲に収まっている。すなわち、図１[A]の例の場合と比べて、用紙先端においてトナー１．０g多めにトナー補給処理が行われているため、原稿印字面積率が５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度が用紙後端においても７．０wt％未満になっておらず、画像かすれなどが発生していない。

しかし、反対に、図１[C]の点線k、１点鎖線l、および破線mなどに示されるように、原稿印字面積率が１０％、２０％、および３０％などの原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、用紙先端において現像器内のトナー濃度が８．０％wtより大きくなり、トナーかぶりなどが発生してしまっている。

このように、ポップアートに用いられる長さ９００mmや１２００mmの不定型の用紙サイズの用紙を用いる場合、画像かすれなどのトナー濃度低下による不具合と、トナーかぶりなどのトナー濃度過剰による不具合を同時に発生させることなく、用紙全体として現像器内のトナー濃度を許容範囲内で一定に保持することは困難であるという課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされてものであり、トナー濃度が均一でトナーかぶりやトナーかすれなどの発生を有効に、かつ、未然に防止でき、良質な画像を形成することができる画像形成装置およびその画像形成方法を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、上述した課題を解決するために、画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定手段と、現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、トナー濃度と現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定するトナー補給量設定手段と、トナー補給量設定手段により設定されたトナー補給量に基づいて現像器にトナーを補給するトナー補給手段とを備えることを特徴とする。

トナー補給量データベースは、定型の転写材サイズに関するトナー補給量のデータベースである定型紙トナー補給量データベースと、不定型の転写材サイズに関するトナー補給量のデータベースである不定型紙トナー補給量データベースとからなり、トナー補給量設定手段は、転写材サイズ判定手段により画像が形成される転写材のサイズが定型の転写材サイズであると判定された場合、定型紙トナー補給量データベースを参照して、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定し、転写材サイズ判定手段により画像が形成される転写材のサイズが不定型の転写材サイズであると判定された場合、不定型紙トナー補給量データベースを参照して、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定するようにすることができる。

この画像形成装置は、印刷関連データに基づいて、予め設定された所定の時間ごとに画像が形成されていない印刷データがあるか否かを判定する印刷データ有無判定手段をさらに備え、トナー補給手段は、前記印刷データ有無判定手段により画像が形成されていない印刷データがないと判定されるまで、前記トナー補給処理を繰り返すようにすることができる。

本発明の画像形成方法は、上述した課題を解決するために、画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定ステップと、現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知ステップと、トナー濃度と現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、トナー濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定するトナー補給量設定ステップと、設定されたトナー補給量に基づいて現像器にトナーを補給するトナー補給ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の画像形成装置および画像形成方法においては、画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズが判定され、現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度が検知され、トナー濃度と現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量が設定され、設定されたトナー補給量に基づいて現像器にトナーを補給される。

本発明によれば、トナー濃度が均一でトナーかぶりやトナーかすれなどの発生を有効に、かつ、未然に防止でき、良質な画像を形成することができる。

本発明の実施形態の説明にあたり、請求項に記載の発明と、「発明の実施形態」との対応関係を例示する。この例示は、請求項に記載されている発明をサポートする実施形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、「発明の実施形態」中に、発明に対応するものとして、積極的には記載されていない実施形態があったとしても、そのことは、その実施形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

請求項１に記載の画像形成装置（例えば、図２の画像形成装置１）は、画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定手段（例えば、図４の用紙サイズ判定部４４）と、現像器（例えば、図２の現像器１５a乃至１５d）におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段（例えば、図４のトナー濃度検知部４０）と、前記トナー濃度と前記現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベース（例えば、図４の定型紙トナー補給量データベース４９と不定型紙トナー補給量データベース５０）を参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定するトナー補給量設定手段（例えば、図４のトナー濃度設定部４５）と、前記トナー補給量設定手段により設定された前記トナー補給量に基づいて前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段（例えば、図４のトナー補給部３９）とを備えることを特徴とする。

請求項４に記載の画像形成方法は、画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定ステップ（例えば、図５のステップＳ５）と、現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知ステップ(例えば、図５のステップＳ８とステップＳ１６)と、前記トナー濃度と前記現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定するトナー補給量設定ステップ（例えば、図５のステップＳ１０とステップＳ１８）と、設定された前記トナー補給量に基づいて前記現像器にトナーを補給するトナー補給ステップ（例えば、図５のステップ１２とステップＳ２０）とを含むことを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明を適用した画像形成装置１の断面の概略的な機械的構成を表している。

図２に示されるように、画像形成装置１は、スキャナ部２、画像形成部３、および給紙部４により構成されている。

スキャナ部２は、原稿台にセットした原稿に光を照射し、原稿からの反射光を複数の光学部材を介して受光素子へ導き、光電変換して画像信号を画像形成部３に供給する。

画像形成部３には、プロセスカートリッジ１１a、１１b、１１c、および１１dが設けられる。プロセスカートリッジ１１a、１１b、１１c、および１１dは、それぞれ、像担持体である感光体ドラム１２a、１２b、１２c、および１２dを有し、これらの感光体ドラムに現像剤の像を形成する。

感光体ドラム１２aは例えば、直径３０ｍｍの円筒状であり、図示矢印方向へ回転可能に設けられる。感光体ドラム１２aの周囲には回転方向に沿って付設装置が配置される。まず、付設装置として帯電チャージャ１３aが感光体ドラム１２aの表面に対向して設けられる。帯電チャージャ１３aは、感光体ドラム１２aを一様に負（−）帯電させる。帯電チャージャ１３aの下流には、帯電した感光体ドラム１２aを露光して静電潜像を形成する露光装置１４aが設けられる。露光装置１４aは、感光体ドラム１２aに、スキャナ部２から供給される画像信号に対応して光変調されたレーザービームを露光する。なお、露光装置１４aは、レーザービームの代わりにLED（Light Emitting Diode）を用いてもよい。

また、露光装置１４aの下流には黄色（イエロー）の現像剤を収容し、この現像剤で露光装置１４aにより形成された静電潜像を反転現像する現像器１５aが設けられる。さらに、感光体ドラム１２aに対して当接するように被画像形成媒体である中間転写ベルト１７が設置される。

感光体ドラム１２aと中間転写ベルト１７との当接位置よりも上流側にはクリーナ１６aが設けられる。クリーナ１６aは転写後の感光体上の残留トナーを除去収容する。除電ランプ（後述する図３の除電ランプ３１）は感光体ドラム１２aの表面電荷を一様な光照射によって除電する。これにより画像形成の１サイクルが完了し、次の画像形成プロセスにおいて、再び帯電チャージャ１３aが未帯電の感光体ドラム１２aを一様に帯電させる。

中間転写ベルト１７は搬送方向と直交する方向（図面奥行き方向）において、感光体ドラム１２aの長さ寸法とほぼ等しい長さ（幅）を有する。中間転写ベルト１７は、無端状（シームレス）ベルトの形状をしており、ベルトを所定の速度で回動させる駆動ローラ１８と従動ローラである２次転写対向ローラ１９上に掛渡され、担持される。なお、符号２７は、中間転写ベルト１７を一定のテンションに保持するためのテンションローラである。

中間転写ベルト１７は、カーボンが均一に分散された厚さ例えば１００μｍのポリイミドにより形成されている。中間転写ベルト１７は１０^−９Ωｃｍの電気抵抗を有し、半導電性を示す。中間転写ベルト１７の材料としては、体積抵抗値が１０^−８〜１０^−１１Ωｃｍの半導電性を示す材料であればよい。例えば、カーボンを分散したポリイミドの他に、ポリエチレンテフタレート、ポリカーボネイト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどにカーボンなどの導電粒子を分散させたものでもよい。導電粒子を用いず、組成調整によって電気抵抗を調整した高分子フィルムを用いてもよい。さらにはこのような高分子フィルムにイオン導電性物質を混入したもの、あるいは比較的電気抵抗が低いシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材でもよい。

中間転写ベルト１７上には、駆動ローラ１８と２次転写対向ローラ１９との間に中間転写ベルト１７の搬送方向に沿ってプロセスカートリッジ１１aの他、プロセスカートリッジ１１b、１１c、および１１dが順次配置されている。各プロセスカートリッジ１１b、１１c、および１１dは、いずれもプロセスカートリッジ１１aと同じ構成を有する。

すなわち、感光体ドラム１２b、１２c、および１２dが各々のプロセスカートリッジのほぼ中心に設けられる。感光体ドラム１２b、１２c、および１２dの表面に対向して、帯電チャージャ１３b、１３c、および１３dがそれぞれ設けられる。帯電チャージャ１３b、１３c、および１３dの下流には、帯電した感光体ドラム１２b、１２c、および１２dを露光して静電潜像を形成する露光装置１４b、１４c、および１４dが設けられる。露光装置１４b、１４c、および１４dの下流には、露光装置１４b、１４c、および１４dにより形成された静電潜像を反転現像する現像器１５b、１５c、および１５dが設けられる。感光体ドラム１２b、１２c、および１２dと中間転写ベルト１７との当接位置よりも上流側には、クリーナ１６b、１６c、および１６dが設けられる。なお、現像器１５b、１５c、および１５dには、それぞれ、マゼンタの現像剤、シアンの現像剤、およびブラックの現像剤が収容されている。

中間転写ベルト１７はそれぞれの感光体ドラム（感光体１２a乃至１２d）と順次当接する。この中間転写ベルト１７とそれぞれの感光体ドラムとの当接位置近傍には、１次転写ローラ２０a、２０b、２０c、および２０dがそれぞれの感光体ドラムに対応して設けられる。すなわち、１次転写ローラ２０a乃至２０dは、対応する感光体ドラム上方で中間転写ベルト１７に背面接触して設けられ、中間転写ベルト１７を介してプロセスカートリッジ１１a乃至１１dと対向する。１次転写ローラ２０a乃至２０dは、電圧印加手段である正（＋）の図示しない直流電源に接続されている。

また、駆動ローラ１８の近傍には、中間転写ベルト１７を中間転写ベルト１７上の残留トナーを除去収容する中間転写ベルトクリーナ２１が設けられる。

一方、画像形成部３の下部に用紙（転写材）を収容する給紙部４の給紙カセット２３が設けられる。給紙部４には、給紙カセット２３から用紙を１枚ずつピックアップするピックアップローラ２４がさらに設けられる。画像形成部３の２次転写ローラ２２付近には、レジストローラ対２５が回転可能に設けられる。レジストローラ対２５は、２次転写ローラ２２と２次転写対向ローラ１９が中間転写ベルト１７を挟んで対峙する２次転写部へ用紙を所定のタイミングで供給する。

また、中間転写ベルト１７の上部には、現像剤を用紙上に定着する定着器２６が設けられる。定着器２６は、トナー像を保持する用紙に所定の熱と圧力をかけて、溶融されたトナー像を用紙に定着させる。

なお、各プロセスカートリッジ１１a乃至１１dは、同じ構成を有するので、以下において、個々に区別する必要がない場合、プロセスカートリッジ１１と総称する。また、プロセスカートリッジ１１（１１a乃至１１d）に設けられた各部についても同様とする。

次に、画像形成装置１のカラー画像形成動作（印刷処理）について説明する。

画像形成動作開始の指示がなされると（すなわち、印刷を開始するとの指示がなされると）、感光体ドラム１２aは図示しない駆動機構から駆動力を受けて回転を始める。帯電チャージャ１３aは、感光体ドラム１２aを一様に例えば−６００Ｖに帯電させる。露光装置１４aは、帯電チャージャ１３aによって一様に帯電された感光体ドラム１２に、印刷すべき画像（文字）に応じた光を照射し静電潜像を形成する。現像器１５aは現像剤（イエローのＹトナー＋フェライトキャリア：２成分現像剤）を収容し、図示しない現像バイアス電源により、バイアス値例えば―３８０Ｖを現像スリ−ブ(図３を参照して後述する現像スリーブ３５)に与え、現像電界を感光体ドラム１２aとの間に形成する。負に帯電したYトナーは、感光体１２aの静電潜像の画像部電位（高電位部：符号を考慮）の領域に付着する反転現像である。

次に、現像器１５bはマジェンダ現像剤により静電潜像を現像し、マジェンダのMトナー像を感光体ドラム１２b上に形成する。このとき、MトナーはＹトナー同様数ミクロン（例えば７ミクロン）程度の平均粒径をもち、平均粒子径が６０ミクロン程度のフェライト磁性キャリア粒子（図示しない）と摩擦帯電により負に帯電している。現像バイアス値は、現像器１５bと同様に例えばー３８０V程度であり、現像スリーブ３５に図示しないバイアス電源により印加する。現像電界の方向は画像部で感光体ドラム１２b表面から現像スリーブ３５に向かい、潜像の高電位部に負帯電Mトナーが付着する。

現像器１５cはシアン現像剤により静電潜像を現像し、シアンのCトナー像を感光体ドラム１２c上に形成する。このとき、CトナーはYトナー同様数ミクロン（例えば７ミクロン）程度の平均粒径をもち、平均粒子径が数１０ミクロン（６０ミクロン）程度のフェライト磁性キャリア粒子（図示しない）と摩擦帯電により負に帯電している。現像バイアス値は、現像器１５cと同様に例えばー３８０V程度であり、現像スリーブ３５に図示しないバイアス電源により印加する。現像電界の方向は画像部で感光体ドラム１２c表面から現像スリーブ３５に向かい、潜像の高電位部に負帯電Cトナーが付着する。

現像器１５dはブラック現像剤により静電潜像を現像し、ブラックのBトナー像を感光体ドラム１２d上に形成する。このとき、BトナーはYトナー同様数ミクロン（例えば７ミクロン）程度の平均粒径をもち、平均粒子径が数１０ミクロン（例えば６０ミクロン）程度のフェライト磁性キャリア粒子（図示しない）と摩擦帯電により負に帯電している。現像バイアス値は、現像器１５dと同様に例えばー３８０V程度であり、現像スリーブ３５に図示しないバイアス電源により印加する。現像電界の方向は画像部で感光体ドラム１２d表面から現像スリーブ３５に向かい、潜像の高電位部に負帯電Bトナーが付着する。

感光体ドラム１２aと中間転写ベルト１７，および１次転写ローラ２０aにより形成される転写領域Taでは、１次転写ローラ２０ａには所要電圧例えば約＋１０００Ｖのバイアス電圧が印加される。１次転写ローラ２０aと感光体ドラム１２aとの間には転写電界が形成され、感光体ドラム１２a上のYトナー像は、この転写電界に従って、中間転写ベルト１７上に転写される。

１次転写ローラ２０b、２０c、および２０dの構成は１次転写ローラ２０aと基本的には同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

転写領域TaにおいてYトナー像が転写された中間転写ベルト１７上の画像は転写領域Tbに向けて搬送される。転写領域Tbでは、１次転写ローラ２０bに直流電源から所要電圧例えば約＋１２００Ｖのバイアス電圧を印加する事により、Yトナー像上に重ねてマゼンタのMトナー像を転写する。転写領域Tcにおいて１次転写ローラ２０cに所要電圧例えば約＋１４００Ｖのバイアス電圧を印加することにより、また、転写領域Tdにおいて１次転写ローラ２０dに所要電圧例えば約＋１６００Ｖの電圧を印加することにより、既に転写されている現像剤像の上に重ねてシアンの現像剤像、ブラックの現像剤像を順次多重転写する。一方、ピックアップローラ２４は給紙カセット２３から用紙を取り出し、レジストローラ対２５は、用紙を２次転写部へ供給する。

２次転写部では、所要のバイアス電圧が２次転写対向ローラ１９に印加され、中間転写ベルト１７を挟んで２次転写ローラ２２との間に転写電界を形成し、中間転写ベルト１７上の多重カラートナー画像を用紙に一括転写する。このように一括転写された各色の現像剤像は、定着器２６により用紙上に定着され、カラー画像が形成される。定着済みの用紙は胴内排紙部（図示せず）上に排出される。

図３は、図２のプロセスカートリッジ１１の内部の概略的な機械的構成を表している。

図３に示されるように、プロセスカートリッジ１１は、感光体ドラム１２、帯電チャージャ１３、現像器１５、クリーナ１６などで一体的に構成されており、画像形成装置１本体に対して着脱自在となっている。

現像器１５は、所定の位置で感光体ドラム１２に対向して設けられる。感光体ドラム１２の現像器１５と対向する現像位置より回転方向下流側には、クリーナ１６、除電ランプ３１、および帯電チャージャ１３が順に配置される。フレッシュトナーを格納するトナーカートリッジ３２は、画像形成装置１に対して着脱自在に設けられており、画像形成装置１内で現像器１５と供給モータ・オーガ３３を介して接続されることにより現像器１５にフレッシュトナーを供給する。供給モータ・オーガ３３は、トナーカートリッジ３２から所定の量のトナーを現像器１５に供給する。

現像器１５の内部には、供給モータ・オーガ３３を介してトナーカートリッジ３２から供給されたトナーと、予め現像器１５内に収納されたキャリアを攪拌帯電させるミキサ３４−１とミキサ３４−２が設けられる。現像器１５内部のミキサ３４−１とミキサ３４−２の上部には、ミキサ３４−１とミキサ３４−２により攪拌帯電されてトナーとキャリアからなる２成分現像剤を現像位置に搬送するマグネット内包の現像スリーブ３５が設けられる。現像器１５の下部近傍には、現像器１５内のトナー濃度を検知するセンサ、例えば磁気センサ３６が設けられる。

制御装置３７は、画像形成装置１の駆動を総括的に制御する。入力部３８は、画像形成装置１の上部などに設けられており、ユーザの種々の指示を入力するための表示パネルやボタンなどの入力デバイスを有している。

なお、画像形成装置１では、例えば、感光体ドラム１２の回転速度と、給紙カセット２３からの用紙搬送速度が共に所要速度例えば２００mm/secであり、現像スリーブ３５の対感光体比２．０倍の周速で回転させ、現像剤を感光体ドラム１２上の静電潜像まで搬送して像を形成させる。

図４は、図２の画像形成装置１の内部における制御系の概略的な機能的構成を表している。なお、図３の構成と対応するものについては、同一の符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。

図４に示されるように、制御装置３７に入力部３８、トナー補給部３９、およびトナー濃度検知部４０が接続されている。

制御装置３７は、主制御部４１、印刷関連データ取得部４２、記憶部４３、用紙サイズ判定部４４、トナー補給量設定部４５、および印字データ有無判定部４６が入出力インタフェース４７を介して相互に接続されて構成されている。

主制御部４１は、CPU(Central Processing Unit) またはMPU（Micro Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、およびRAM（Random Access Memory）などからなり、種々の制御信号を生成し、供給することにより画像形成装置１を総括的に制御する。

印刷関連データ取得部４２は、ユーザが表示パネルやボタンなどを操作することにより入力部３８から、あるいは、電気ケーブルなどを介して外部装置（図示せず）から印刷関連データを取得し、取得された印刷関連データを記憶部４３のデータ記憶部４８に供給する。印刷関連データには、例えば、画像や文字などを印刷する用紙（転写材）のサイズに関するデータや、印刷する画像や文字の印刷データなどが含まれている。

記憶部４３は、データ記憶部４８、定型紙トナー補給量データベース４９、および不定型紙トナー補給量データベース５０により構成されている。

データ記憶部４８は、印刷関連データ取得部４２から供給された印刷関連データを取得し、取得された印刷関連データを記憶する。また、データ記憶部４８は、主制御部４１の指示に従い、適宜、画像形成装置１の各部に記憶されている各種のデータを供給する。

定型紙トナー補給量データベース４９には、定型の用紙に関するトナー濃度と、そのトナー濃度のときに補給すべきトナー補給量が対応付けて予め登録されており、不定型紙トナー補給量データベース５０には、不定型の用紙に関するトナー濃度と、そのトナー濃度のときに補給すべきトナー補給量が対応付けて登録されている。

用紙サイズ判定部４４は、主制御部４１の指示に従い、データ記憶部４８に記憶されている印刷関連データを読み出し、読み出された印刷関連データに基づいて印刷に用いる用紙サイズが長尺紙であるか否かを判定し、その判定結果をトナー補給量設定部４５に供給する。

トナー補給量設定部４５は、主制御部４１の指示に従い、用紙サイズ判定部４４から供給された判定結果に基づいて印刷に用いられる用紙サイズを認識し、定型紙トナー補給量データベース４９または不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースを読み出す。トナー補給量設定部４５は、読み出された定型紙トナー補給量データベース４９または不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースを参照して、トナー濃度検知部４０から供給されたトナー濃度検知信号に基づいて補給すべきトナー補給量を設定する。また、トナー補給設定部４５は、設定されたトナー補給量のデータであるトナー補給量データをトナー補給部３９に供給する。

印字データ有無判定部４６は、データ記憶部４８に記憶されている印刷関連データを読み出し、読み出された印刷関連データに基づいて印字が実行されていない印字データがあるか否かを判定し、印刷が実行されていない印刷データがあると判定された場合、印刷が実行されていない印刷データがある旨の通知を主制御部４１に供給する。

トナー補給部３９は、例えば、図３のトナーカートリッジ３２と供給モータ・オーガ３３などからなり、制御装置３７の指示に従い、制御装置３７から供給されたトナー補給量データを取得し、取得されたトナー補給量データに基づいて、トナーカートリッジ３２から所定の量のトナーを現像器１５に補給する。

トナー濃度検知部４０は、例えば、図３の磁気センサ３６などからなり、制御装置３７の指示に従い、現像器１５内のトナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度に基づいてトナー濃度指示信号を生成し、制御装置３７に供給する。なお、このトナー濃度指示信号には、トナー濃度検知部４０により検知された現像器内のトナー濃度のデータが含まれている。

図５は、図４の画像形成装置１におけるトナー補給処理について説明する。

ステップＳ１において、主制御部４１は、ユーザが入力部３８を操作することにより印刷を開始するとの指示がなされたか否かを判定し、ユーザが入力部３８を操作することにより印刷を開始するとの指示がなされたと判定するまで待機する。

ステップＳ１においてユーザが入力部３８を操作することにより印刷を開始するとの指示がなされたと判定された場合、印刷関連データ取得部４２はステップＳ２で、ユーザが表示パネルやボタンなどを操作することにより入力部３８から、あるいは、電気ケーブルなどを介して外部装置（図示せず）から印刷関連データを取得し、取得された印刷関連データをデータ記憶部４８に供給する。データ記憶部４８は、印刷関連データ取得部４２から供給された印刷関連データを取得し、取得された印刷関連データを記憶する。

ステップＳ３において、主制御部４１は、印刷処理を開始する。すなわち、感光体ドラム１２は、主制御部４１の指示に従い、図示しない駆動機構から駆動力を受けて回転を始める。その後、図２を参照して説明した画像形成装置１における画像形成動作が開始される。

ステップＳ４において、主制御部４１は、用紙サイズの判定を開始する用紙サイズ判定開始制御信号を生成し、用紙サイズ判定部４４に供給する。

ステップＳ５において、用紙サイズ判定部４４は、主制御部４１から供給された用紙サイズ判定開始制御信号に基づいてデータ記憶部４８に記憶されている印刷関連データを読み出し、読み出された印刷関連データに基づいて用紙サイズが長尺紙であるか否かを判定する。

ステップＳ５において用紙サイズが長尺紙ではないと判定された場合（すなわち、定型紙であると判定された場合）、用紙サイズ判定部４４はステップＳ６で、判定結果をトナー補給量設定部４５に供給する。

ステップＳ７において、主制御部４１は、現像器１５内のトナー濃度の検知を開始させるトナー濃度検知開始制御信号を生成し、トナー濃度検知部４０に供給する。

ステップＳ８において、トナー濃度検知部４０は、主制御部４１から供給されたトナー濃度検知開始制御信号に基づいて現像器１５のトナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度に基づいてトナー濃度検知指示信号を生成し、トナー補給量設定部４５に供給する。

ステップＳ９において、トナー補給量設定部４５は、主制御部４１の指示に従い、用紙サイズ判定部４４から供給された判定結果に基づいて用紙サイズが長尺紙ではない（すなわち、定型紙である）と認識し、定型紙トナー補給量データベース４９に管理されているデータベースを読み出す。

図６[A]乃至[C]は、図４の定型紙トナー補給量データベース４９に管理されているデータベースの構成例を表している。なお、図６[A]乃至[C]は、それぞれ、用紙サイズがA４/LTである場合におけるデータベース、用紙サイズがB４/LGである場合におけるデータベース、および用紙サイズがA３/LDである場合におけるデータベースである。

図６[A]乃至[C]の第１列目と第２列目には、「トナー濃度帯域（wt％）」と「トナー補給量（ｇ）」が記載されており、それぞれ、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域と、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量を示している。

図６[A]の第１行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_A１〜X_A２（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_A１〜X_A２（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「A１（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「A１（ｇ）」であることを示している。

図６[A]の第２行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_A２〜X_A３（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_A２〜X_A３（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「A２（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「A２（ｇ）」であることを示している。

図６[A]の第３行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_A３〜X_A４（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_A３〜X_A４（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「A３（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「A３（ｇ）」であることを示している。

次に、図６[B]の第１行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_B１〜X_B２（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_B１〜X_B２（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「B１（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「B１（ｇ）」であることを示している。

図６[B]の第２行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_B２〜X_B３（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_B２〜X_B３（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「B２（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「B２（ｇ）」であることを示している。

図６[B]の第３行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_B３〜X_B４（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_B３〜X_B４（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「B３（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「B３（ｇ）」であることを示している。

図６[C]の第１行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_C１〜X_C２（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_C１〜X_C２（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「C１（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「C１（ｇ）」であることを示している。

図６[C]の第２行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_C２〜X_C３（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_C２〜X_C３（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「C２（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「C２（ｇ）」であることを示している。

図６[C]の第３行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_C３〜X_C４（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_C３〜X_C４（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「C３（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「C３（ｇ）」であることを示している。

ステップＳ１０において、トナー補給量設定部４５は、読み出された定型紙トナー補給量データベース４９に管理されているデータベースを参照して、トナー濃度検知部４０から供給されたトナー濃度検知信号に基づいて現像器１５に補給すべきトナー補給量を設定する。

具体的には、図６［A］の例の場合（用紙サイズがA４/LTである場合）、検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_A１〜X_A２（wt％）」であるとき、現像器１５に補給すべきトナー補給量は「A１（ｇ）」に設定される。また、図６［B］の例の場合（用紙サイズがB４/LGである場合）、検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_B１〜X_B２（wt％）」であるとき、現像器１５に補給すべきトナー補給量は「B１（ｇ）」に設定される。図６［C］の例の場合（用紙サイズがA３/LDである場合）、検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_C１〜X_C２（wt％）」であるとき、現像器１５に補給すべきトナー補給量は「C１（ｇ）」に設定される。

ステップＳ１１において、トナー補給設定部４５は、設定されたトナー補給量のデータであるトナー補給量データをトナー補給部３９に供給する。

ステップＳ１２において、トナー補給部３９は、トナー補給量設定部４０から供給されたトナー補給量データを取得し、取得されたトナー補給量データに基づいて、トナーカートリッジ３２から所定の量のトナーを現像器１５に補給する。

ステップＳ１３において、主制御部４１は、印刷処理を終了する。その後、処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。

このように、本発明の実施形態に示された画像形成装置１においては、用紙サイズが定型紙である場合、印刷開始後所定の時間内に現像器１５内のトナー濃度を検知し、定型紙トナー補給量データベース４９を参照して、検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定し、設定されたトナー補給量に基づいて現像器１５にトナーを補給するようにしたので、トナー濃度が均一でトナーかぶりやトナーかすれなどの発生を有効に、かつ、未然に防止でき、良質な画像を形成することができる。

ステップＳ５において用紙サイズが長尺紙であると判定された場合、用紙サイズ判定部４４はステップＳ１４で、判定結果をトナー補給量設定部４５に供給する。

ステップＳ１５において、主制御部４１は、現像器１５内のトナー濃度の検知を開始させるトナー濃度検知開始制御信号を生成し、トナー濃度検知部４０に供給する。

ステップＳ１６において、トナー濃度検知部４０は、主制御部４１から供給されたトナー濃度検知開始制御信号に基づいて現像器１５のトナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度に基づいてトナー濃度検知指示信号を生成し、トナー補給量設定部４５に供給する。

ステップＳ１７において、トナー補給量設定部４５は、主制御部４１の指示に従い、用紙サイズ判定部４４から供給された判定結果に基づいて用紙サイズが長尺紙であると認識し、不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースを読み出す。

図７は、図４の不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースの構成例を表している。なお、図７の第１列目と第２列目の「トナー濃度帯域（wt％）」と「トナー補給量（ｇ）」は、図６［A］乃至［C］の第１列目と第２列目の「トナー濃度帯域（wt％）」と「トナー補給量（ｇ）」と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

図７の第１行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_y１〜X_Y２（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_Y１〜X_Y２（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「Y１（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「Y１（ｇ）」であることを示している。

図７の第２行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_Y２〜X_Y３（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_Y２〜X_Y３（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「Y２（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「Y２（ｇ）」であることを示している。

図７の第３行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「X_Y３〜X_Y４（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_Y３〜X_Y４（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「Y３（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「Y３（ｇ）」であることを示している。

ステップＳ１８において、トナー補給量設定部４５は、読み出された不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースを参照して、トナー濃度検知部４０から供給されたトナー濃度検知信号に基づいて現像器１５に補給すべきトナー補給量を設定する。

具体的には、図７の例の場合、検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「X_Y１〜X_Y２（wt％）」であるとき、現像器１５に補給すべきトナー補給量は「Y１（ｇ）」に設定される。

ステップＳ１９において、トナー補給設定部４５は、設定されたトナー補給量のデータであるトナー補給量データをトナー補給部３９に供給する。

ステップＳ２０において、トナー補給部３９は、トナー補給量設定部４０から供給されたトナー補給量データを取得し、取得されたトナー補給量データに基づいて、トナーカートリッジ３２から所定の量のトナーを現像器１５に補給する。ステップＳ２１において、主制御部４１は、印刷の実行を開始する。

ステップＳ２２において、主制御部４１は、内蔵されたタイマ（図示せず）により予め設定された所定の時間経過したか否かを判定し、予め設定された所定の時間経過したと判定するまで待機する。

ステップＳ２２において予め設定された所定の時間経過したと判定された場合、印字データ有無判定部４６はステップＳ２３で、主制御部４１の指示に従い、データ記憶部４８２記憶されている印刷関連データを読み出し、読み出された印刷関連データに基づいて印刷が実行されていない印刷データがあるか否かを判定する。

ステップＳ２３において印刷が実行されていない印刷データがあると判定された場合、印刷データ有無判定部４６はステップＳ２４で、印刷が実行されていない印刷データがある旨の通知を主制御部４１に供給する。

ステップＳ２５において、主制御部４１は、印刷データ有無判定部４６から供給された印刷が実行されていない印刷データがある旨の通知を取得し、現像器１５内のトナー濃度の検知を開始するトナー濃度検知開始制御信号を生成し、トナー濃度検知部４０に供給する。その後、処理はステップＳ１６に戻り、ステップＳ１６以降の処理が繰り返される。

図８は、本発明を適用した画像形成装置１を用いた場合における長さ１２００mmの長尺紙についての印刷時におけるトナー濃度推移の実験結果を表している。なお、この実験では、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の全面均一な原稿を用いて行われている。

図８の例の場合、印刷開始前における現像器１５内のトナー濃度は例えば７．５w％であり、用紙先端０mm乃至１０mm、４００mm乃至４１０mm、および６００mm乃至６１０mmに相当する時刻に３回トナー補給処理が行われている。点線p、１点鎖線q、破線r、２点鎖線s、および実線tは、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度の経時変化を示している。なお、図８の例の場合、図９に示されるような不定型紙トナー補給量データベース５０を用いてトナー補給処理を行った。

図９は、図４の不定型紙トナー補給量データベース５０に管理されているデータベースの構成例を表している。なお、図９の第１列目と第２列目の「トナー濃度帯域（wt％）」と「トナー補給量（ｇ）」は、図６［A］乃至［C］の第１列目と第２列目の「トナー濃度帯域（wt％）」と「トナー補給量（ｇ）」と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。

図９の第１行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「７．４５〜７．５０（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「７．４５〜７．５０（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「０．１（ｇ）」であり、そのトナー濃度帯域の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「０．１（ｇ）」であることを示している。

図９の第２行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「７．４０〜７．４５（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「７．４０〜７．４５（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「０．３（ｇ）」であり、そのトナー濃度の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「０．３（ｇ）」であることを示している。

図９の第３行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「７．３０〜７．４０（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「７．３０〜７．４０（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「０．５（ｇ）」であり、そのトナー濃度の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「０．５（ｇ）」であることを示している。

図９の第４行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「７．２０〜７．３０（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「７．２０〜７．３０（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「０．９（ｇ）」であり、そのトナー濃度の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「０．９（ｇ）」であることを示している。

図９の第５行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「７．１０〜７．２０（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「７．１０〜７．２０（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「１．２（ｇ）」であり、そのトナー濃度の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「１．２（ｇ）」であることを示している。

図９の第６行目の場合、「トナー濃度帯域（wt％）」は「６．１０〜７．１０（wt％）」であり、トナー濃度検知部４０により検知された現像器１５内のトナー濃度が含まれるトナー濃度帯域が「６．１０〜７．１０（wt％）」であることを示している。「トナー補給量（ｇ）」は「１．５（ｇ）」であり、そのトナー濃度の場合における現像器１５に補給すべきトナー補給量が「１．５（ｇ）」であることを示している。

図８の点線p、１点鎖線q、破線r、２点鎖線s、および実線tに示されるように、原稿印字面積率が１０％、２０％、３０％、４０％、および５０％の原稿を印刷した場合における印刷時のトナー濃度は、用紙先端から用紙後端まで現像器内のトナー濃度が７．０wt％乃至８．０wt％の許容範囲に収まっている。すなわち、画像かすれなどのトナー濃度低下による不具合と、トナーかぶりなどのトナー濃度過剰による不具合を同時に発生させることなく、トナー濃度が均一で、かつ、良質な画像を形成することができたことを示している。

なお、図８と図９を参照して説明したトナー補給処理においては、長さ９００mmや１２００mmの不定型の用紙サイズの用紙に印刷を行う場合、印刷中にトナー補給処理を３回行うようにしているが、回数は３回に限定されず、３回以上の回数を行うようにしてもよい。これにより、用紙の先端から後端までの用紙全体としてよりトナー濃度が均一で、かつ、より良質な画像を形成することができる。

ステップＳ２３において印刷が実行されていない印刷データがないと判定された場合、主制御部４１はステップＳ２６で、印刷処理を終了する。

本発明の実施形態に示された画像形成装置１においては、用紙サイズが不定型紙である場合、印刷開始後所定の時間ごとに現像器１５内のトナー濃度を検知し、不定型紙トナー補給量データベース４９を参照して、検知されたトナー濃度に基づいてトナー補給量を設定し、設定されたトナー補給量に基づいて所定の時間ごとに現像器１５にトナーを補給することができる。これにより、ポップアートに用いられる長さ９００mmや１２００mmの不定型の用紙サイズの用紙を用いる場合であっても、画像かすれなどのトナー濃度低下による不具合と、トナーかぶりなどのトナー濃度過剰による不具合を同時に発生させることなく、用紙の先端から後端までの用紙全体としてトナー濃度が均一で、かつ、良質な画像を形成することができる。

なお、本発明の実施形態に示された画像形成装置１においては、原稿の印字面積率（画像面積率）が一枚の用紙を通して一定の場合について用いるようにしたが、勿論、原稿印字率（画像面積率）が一枚の用紙中において変化するような場合（例えば、用紙の先端に大きな画像があり、その他に用紙の後端に少し文字があるような場合）にも用いるようにしてもよい。

原稿印字率（画像面積率）が一枚の用紙中において変化するような場合には、現像器１５内のトナー濃度が大きく変化しやすいため、印刷処理開始後所定の時間内の１回トナー補給処理を行うだけでは、原稿の印字面積率（画像面積率）が一枚の用紙を通して一定の場合よりも画像かすれやトナーかぶりが発生しやすい。そこで、原稿の印字面積率（画像面積率）の変化に伴い大きく変化する現像器１５内のトナー濃度を所定の時間ごとに検知し、検知されたトナー濃度に基づいて所定の量のトナーを所定の時間ごとに現像器１５内に補給することにより、一枚の原稿での原稿印字率（画像面積率）の変化に応じて現像器１５内にトナーを補給することができ、画像かすれなどのトナー濃度低下による不具合と、トナーかぶりなどのトナー濃度過剰による不具合を同時に発生させることなく、用紙の先端から後端までの用紙全体としてよりトナー濃度が均一で、かつ、より良質な画像を形成することができる。

また、本発明の実施形態に示された画像形成装置１においては、所定の時間ごとに現像器１５内にトナーを補給するようにしているが、例えば、印刷する用紙における所定の長さごとに現像器１５内にトナーを補給するようにしてもよい。

なお、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

長さ１２００mmの長尺紙について印刷開始後所定の時間内に１回トナー補給処理を行った後の印刷時におけるトナー濃度推移の実験結果を示す図。本発明を適用した画像形成装置の断面の概略的な機械的構成を示すブロック図。図２のプロセスカートリッジの内部の概略的な機械的構成を示すブロック図。図２の画像形成装置の内部における制御系の概略的な機能的構成を示すブロック図。図４の画像形成装置におけるトナー補給処理について説明するフローチャート。図４の定型紙トナー補給量データベースに管理されているデータベースの構成例を示す図。図４の不定型紙トナー補給量データベースに管理されているデータベースの構成例を示す図。本発明を適用した画像形成装置を用いた場合における長さ１２００mmの長尺紙についての印刷時におけるトナー濃度推移の実験結果を示す図。図４の不定型紙トナー補給量データベースに管理されているデータベースの具体的な構成例を示す図。

符号の説明

１画像形成装置
２スキャナ部
３画像形成部
４給紙部
１１a乃至１１d プロセスカートリッジ
１２a乃至１２d 感光体ドラム
１３a乃至１３d 帯電チャージャ
１４a乃至１４d 露光装置
１５a乃至１５d 現像器
１６a乃至１６d クリーナ
１７中間転写ベルト
１８駆動ローラ
１９２次転写対向ローラ
２０a乃至２０d １次転写ローラ
２１中間転写ベルトクリーナ
２２２次転写ローラ
２３給紙カセット
２４ピックアップローラ
２５レジストローラ対
２６定着器
２７テンションローラ
３１除電ランプ
３２トナーカートリッジ
３３供給モータ・オーガ
３４−１乃至３４−２ミキサ
３５現像スリーブ
３６磁気センサ
３７制御装置
３８入力部
３９トナー補給部
４０トナー濃度検知部
４１主制御部
４２印刷関連データ取得部
４３記憶部
４４用紙サイズ判定部
４５トナー補給量設定部
４６印刷データ有無判定部
４７入出力インタフェース
４８データ記憶部
４９定型紙トナー補給量データベース
５０不定型紙トナー補給量データベース

Claims

画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定手段と、
現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記トナー濃度と前記現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定するトナー補給量設定手段と、
前記トナー補給量設定手段により設定された前記トナー補給量に基づいて前記現像器にトナーを補給するトナー補給手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
前記トナー補給量データベースは、定型の転写材サイズに関するトナー補給量のデータベースである定型紙トナー補給量データベースと、不定型の転写材サイズに関するトナー補給量のデータベースである不定型紙トナー補給量データベースとからなり、
前記トナー補給量設定手段は、
前記転写材サイズ判定手段により画像が形成される転写材のサイズが定型の転写材サイズであると判定された場合、定型紙トナー補給量データベースを参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定し、
前記転写材サイズ判定手段により画像が形成される転写材のサイズが不定型の転写材サイズであると判定された場合、不定型紙トナー補給量データベースを参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記印刷関連データに基づいて、予め設定された所定の時間ごとに画像が形成されていない印刷データがあるか否かを判定する印刷データ有無判定手段をさらに備え、
前記トナー補給手段は、前記印刷データ有無判定手段により画像が形成されていない印刷データがないと判定されるまで、前記トナー補給処理を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
画像の形成に用いる印刷関連データに基づいて、画像が形成される転写材のサイズを判定する転写材サイズ判定ステップと、
現像器におけるトナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知ステップと、
前記トナー濃度と前記現像器へのトナー補給量が対応付けて予め登録されているトナー補給量データベースを参照して、前記トナー濃度検知手段により検知された前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給量を設定するトナー補給量設定ステップと、
設定された前記トナー補給量に基づいて前記現像器にトナーを補給するトナー補給ステップとを含むことを特徴とする画像形成方法。