JP3002278B2 - デジタル画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はデジタル複写装置，プリ
ンタ等のデジタル画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トナーとキャリアからなる２成
分現像剤にて感光体上の静電潜像を現像する現像装置を
有する画像形成装置においては、現像剤のトナー濃度を
均一にし、かつ帯電量を所定の値とするために現像剤を
撹拌する必要がある。このため、現像装置はトナーを補
給する位置と、静電潜像を現像する位置とが離れてい
る。従って、補給されたトナーが現像に寄与するまでに
は時間的なズレがある。そこで、従来は現像に伴うトナ
ー消費によるトナー濃度の低下を補うため、感光体上の
現像後の画像濃度を測定してその測定値が所定値より低
くなったときにトナーを補給するものや、現像装置内に
設けられたトナー濃度検出器によりトナー濃度を検出し
てトナー濃度が薄くなったときにトナーを補給するもの
などが用いられている。また、特開昭60ー49362号公報
には、走査ビーム型露光装置を備えた電子写真装置にお
いて、走査ビームを変調するための画像信号に含まれる
黒データを計数する計数手段と、現像部のトナー濃度を
検出するトナー濃度検出手段と、前記計数手段の計数結
果および前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて
現像部へのトナー補給を制御するトナー補給手段とを設
けたものが記載され、具体的には黒データを計数してト
ナー濃度が所定の値より低ければ所定のトナー濃度にな
るようにトナーの定量補給を行い、この定量補給のみで
は対応できないときに別の処理によりトナーの補給を行
うものが記載されている。特開平１ー244481号公報に
は、画像形成装置において、現像されるべき画像信号に
同期してトナー搬送手段を動作させ、画像信号の入力停
止後に所定の時間が経過してからトナー搬送手段を停止
させるものが記載され、具体的には画像形成を行う画像
のページの先頭でトナーの搬送手段を作動させてページ
の後端の信号から所定時間後に停止させるものが記載さ
れている。米国特許第4，875，078号明細書には、画像
形成装置において、帯電，露光，現像により感光体上に
形成した画像の濃度を検出してその検出結果と、目的と
する画像濃度との差がなくなるようにトナー補給を制御
するフィードバック制御系を有し、このフィードバック
制御系にトナー補給時の無駄時間（デッドタイム）を補
償する機能を付加したものが記載され、具体的にはデッ
ドタイムを補償するためにトナー濃度検出値と目標値と
の差と、その時点でのトナー補給量とを時系列データと
してテーブルにストアし、デッドタイム分だけ過去のデ
ータをテーブルから引き出し、このデータに基づいてＰ
Ｉ制御を行うことにより、デッドタイムを補償したトナ
ー補給指令を出力し、トナー濃度を目標値に安定化する
ものが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、画像形成装置は
感光体上の現像後の画像濃度を測定してその測定値が所
定値より低くなったときにトナーを補給するものや、現
像装置内に設けられたトナー濃度検出器によりトナー濃
度を検出してトナー濃度が薄くなったときにトナーを補
給するものなどが用いられているが、トナーの補給から
現像に寄与するまでの時間的な遅れ、あるいはトナーが
補給されてから撹拌されて現像剤のトナー濃度が均一化
されるまでに要する時間的な遅れにより、トナーを補給
しても現像に使用される現像剤のトナー濃度回復は遅れ
る。この遅れの間はトナー濃度の薄い現像剤で静電潜像
を現像することになり、トナー濃度が低いままになって
しまう。また、その遅れ時間が長いほど、かつ遅れ時間
中に消費されるトナーの量が多いほど、トナー濃度の落
ち込みが大きくなる。この問題は従来、画像の再現すべ
き階調数があまり多くなく、かつ現像装置が大きくてそ
の内部のトナーの量が多かったために、この量の多いこ
とがトナーの消費に対して急激にトナー濃度が下がらな
いというバッファの役割を果たしたので、大きな課題と
して認識されていなかった。しかし、画像形成装置の小
型化の要請から、現像装置の小型化が進んで大きな容量
によるバッファ効果があまり期待できない。また、デジ
タル複写機では電気信号に対する処理により従来のアナ
ログ複写機を大幅に越える多階調の画像の書き込みが行
われ、特に最近は400dpi程度の書き込み密度でもピクセ
ル毎に多値の画像データを書き込むことにより階調性と
解像力の両方を向上させることが行われるようになっ
た。これを忠実に再現するためには、トナー濃度を従来
より高精度で安定化することが必要になってきた。

【０００４】また、特開昭60ー49362号公報記載の電子
写真装置では、トナー補給手段がトナーを補給する位置
と、現像部が感光体を現像する位置とが離れているの
で、補給したトナーを現像に使う状態にするにはトナー
を補給位置から現像位置へ撹拌・搬送機構で送るのに要
する無駄時間と、補給したトナーが無駄時間を経過した
後に現像位置に達してトナー濃度が徐々に上がって行く
という現象による遅れ時間が存在する。このような無駄
時間，遅れ時間のある系を精度良く制御するためには、
その遅れに対処する制御を行うことが必要である。しか
し、遅れに対処する制御を行っていないので、トナー濃
度の変動を充分に安定化できない。特開平１ー244481号
公報記載の画像形成装置は、現像されるべき画像信号に
同期してトナー搬送手段を動作させ、画像信号の入力停
止後に所定の時間が経過してからトナー搬送手段を停止
させるものであり、トナーの消費量に応じてトナーを補
給するものではなくて、いわゆるコピー枚数に応じてト
ナーを定量補給するものであるので、トナーの消費量と
補給量とのバランスがとれるとは限らず、トナー濃度の
安定化は期待できない。米国特許第4，875，078号明細
書記載の画像形成装置では、感光体上に形成した画像の
濃度を検出してその検出結果と、目標とする画像濃度と
の差がなくなるようにトナー補給を制御するというフィ
ードバック制御系にトナー補給時のデッドタイムを補償
する機能を付加したものであるので、トナー濃度を決定
する大きな要因の１つであるトナー消費量のデータを使
っていない。従って、デッドタイム分だけ遡ったデータ
を使っても、この間に消費されるトナーの量と、補給後
のデッドタイム期間に消費されるトナーの量とが異なる
と、トナー濃度の変動が起きる。言い替えれば、トナー
消費量が変動しないことを前提とした、デッドタイムを
補償した制御システムを用いている。現実の複写機で
は、トナーを転写紙に付けることによって表現する画像
部は、複写する原稿によって大幅に異なる。例えば、ほ
とんどが白い部分で少しだけ文字があるものから、ほと
んど全面が黒い写真のようなものまであり、トナーの付
着する面積比率で言えば、１％以下から100％近くにな
るものまでが存在する。プリンタなとでも同様である。
トナー消費量の変動は、この制御システム内では直接に
制御パラメータとして検出していないので、システムの
外乱として作用し、制御精度の悪化、すなわちトナー濃
度の変動をもたらす。本発明は上記欠点を改善し、より
高精度なトナー濃度の安定化を行うことができて高品質
な画像形成を行うことができるデジタル画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、移動させられる記録体と、
この記録体にデジタル表現された画像データを書き込ん
で静電潜像を形成する書き込み手段と、トナー補給指令
によりトナーが現像剤に補給され前記静電潜像を現像剤
により現像する現像手段とを有するデジタル画像形成装
置において、前記記録体に書き込むべきデジタル表現さ
れた画像データをカウントしてトナー消費量を予測する
トナー消費量予測手段と、前記現像手段内の現像剤のト
ナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、このトナー
濃度検出手段の検出値を目標値と比較してこの比較結果
により第１のトナー補給操作量を発するフィードバック
制御手段と、前記トナー消費量予測手段の予測値と前記
比較結果に基づいて第２のトナー補給操作量を発するフ
ィードフォワード制御手段と、前記第１のトナー補給操
作量及び第２のトナー補給操作量によりトナー補給指令
を発する制御手段とを備え、フィードフォワード制御手
段の制御ループ起動間隔を前記フィードバック制御手段
の制御ループ起動間隔よりせまくしたものである。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のデ
ジタル画像形成装置において、画像形成途中で異常によ
り画像形成サイクルが停止した場合前記現像手段にてト
ナー補給指令によりトナーの消費に先行して補給された
トナーのうちの未消費のトナーの量を、異常から復帰し
た後のトナー補給時におけるトナー補給量に対して補正
するトナー補給量補正手段を備えたものである。

【０００７】請求項３記載の発明は、移動させられる記
録体と、この記録体にデジタル表現された画像データを
書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、トナー
補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静電潜像
を現像剤により現像する現像手段とを有するデジタル画
像形成装置において、前記記録体に書き込むべきデジタ
ル表現された画像データをカウントしてトナー消費量を
予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段が静電
潜像を現像するより早く該静電潜像に対応した画像デー
タによる前記トナー消費量予測手段の予測値に基づいて
トナー補給指令を発する制御手段と、画像形成途中で異
常により画像形成サイクルが停止した場合前記現像手段
にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行して補給
されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異常から
復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量に対し
て補正するトナー補給量補正手段とを備えたものであ
る。

【０００８】請求項４記載の発明は、移動させられる記
録体と、この記録体にデジタル表現された画像データを
書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、トナー
補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静電潜像
を現像剤により現像する現像手段とを有するデジタル画
像形成装置において、前記記録体に書き込むべきデジタ
ル表現された画像データをカウントしてトナー消費量を
予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段内の現
像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前
記現像手段が静電潜像を現像するより早く該静電潜像に
対応した画像データによる前記トナー消費量予測手段の
予測値と前記トナー濃度検出手段の検出値に基づいてト
ナー補給指令を発する制御手段と、画像形成途中で異常
により画像形成サイクルが停止した場合前記現像手段に
てトナー補給指令によりトナーの消費に先行して補給さ
れたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異常から復
帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量に対して
補正するトナー補給量補正手段とを備えたものである。

【０００９】請求項５記載の発明は、移動させられる記
録体と、この記録体にデジタル表現された画像データを
書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、トナー
補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静電潜像
を現像剤により現像する現像手段とを有するデジタル画
像形成装置において、前記記録体に書き込むべきデジタ
ル表現された画像データをカウントしてトナー消費量を
予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段内の現
像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、こ
のトナー濃度検出手段の検出値を目標値と比較してこの
比較結果により第１のトナー補給操作量を発するフィー
ドバック制御手段と、前記トナー消費量予測手段の予測
値と前記比較結果に基づいて第２のトナー補給操作量を
発するフィードフォワード制御手段と、前記第１のトナ
ー補給操作量及び第２のトナー補給操作量によりトナー
補給指令を発する制御手段と、画像形成途中で異常によ
り画像形成サイクルが停止した場合前記現像手段にてト
ナー補給指令によりトナーの消費に先行して補給された
トナーのうちの未消費のトナーの量を、異常から復帰し
た後のトナー補給時におけるトナー補給量に対して補正
するトナー補給量補正手段とを備えたものである。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明では、トナー消費量予測手
段が記録体に書き込むべきデジタル表現された画像デー
タをカウントしてトナー消費量を予測し、トナー濃度検
出手段が現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出する。
フィードバック制御手段はトナー濃度検出手段の検出値
を目標値と比較してこの比較結果により第１のトナー補
給操作量を発し、フィードフォワード制御手段がトナー
消費量予測手段の予測値と前記比較結果に基づいて第２
のトナー補給操作量を発する。制御手段は第１のトナー
補給操作量及び第２のトナー補給操作量によりトナー補
給指令を発し、フィードフォワード制御手段の制御ルー
プ起動間隔はフィードバック制御手段の制御ループ起動
間隔よりせまい。

【００１１】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
デジタル画像形成装置において、トナー補給量補正手段
が、画像形成途中で異常により画像形成サイクルが停止
した場合現像手段にてトナー補給指令によりトナーの消
費に先行して補給されたトナーのうちの未消費のトナー
の量を、異常から復帰した後のトナー補給時におけるト
ナー補給量に対して補正する。

【００１２】請求項３記載の発明では、トナー消費量予
測手段が記録体に書き込むべきデジタル表現された画像
データをカウントしてトナー消費量を予測し、制御手段
が現像手段が静電潜像を現像するより早く該静電潜像に
対応した画像データによるトナー消費量予測手段の予測
値に基づいてトナー補給指令を発する。そして、トナー
補給量補正手段は、画像形成途中で異常により画像形成
サイクルが停止した場合現像手段にてトナー補給指令に
よりトナーの消費に先行して補給されたトナーのうちの
未消費のトナーの量を、異常から復帰した後のトナー補
給時におけるトナー補給量に対して補正する。

【００１３】請求項４記載の発明では、トナー消費量予
測手段が記録体に書き込むべきデジタル表現された画像
データをカウントしてトナー消費量を予測し、トナー濃
度検出手段が現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出す
る。制御手段は現像手段が静電潜像を現像するより早く
該静電潜像に対応した画像データによるトナー消費量予
測手段の予測値とトナー濃度検出手段の検出値に基づい
てトナー補給指令を発し、トナー補給量補正手段は画像
形成途中で異常により画像形成サイクルが停止した場合
現像手段にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行
して補給されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、
異常から復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給
量に対して補正する。

【００１４】請求項５記載の発明では、トナー消費量予
測手段が記録体に書き込むべきデジタル表現された画像
データをカウントしてトナー消費量を予測し、トナー濃
度検出手段が現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出す
る。フィードバック制御手段はトナー濃度検出手段の検
出値を目標値と比較してこの比較結果により第１のトナ
ー補給操作量を発し、フィードフォワード制御手段はト
ナー消費量予測手段の予測値と前記比較結果に基づいて
第２のトナー補給操作量を発する。制御手段は第１のト
ナー補給操作量及び第２のトナー補給操作量によりトナ
ー補給指令を発し、トナー補給量補正手段は画像形成途
中で異常により画像形成サイクルが停止した場合現像手
段にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行して補
給されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異常か
ら復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量に対
して補正する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す。この実施例
は原稿からモノカラーの画像データを識別してこの画像
データと黒の画像データとにより２色のハードコピーを
得るデジタル複写装置である。読み取り系12では原稿台
上の原稿が光源13によりスリット状の照明を受けつつそ
のスリットと直交する方向へ走査され、原稿からの反射
光像がレンズ,反射鏡などにより、多数の光電変換素子
が上記スリットと平行な方向へ配列された２つのライン
状の撮像部14に結像されて光電変換される。この場合、
一方の撮像部には原稿から原稿の識別しようとする色の
透過型フィルタ15を介して所定色の画像データを含まな
い反射光像が結像され、他方の撮像部には原稿からフィ
ルタ15を介さずに照明光源,レンズ,反射鏡などによって
決まる光スペクトルの全帯域の反射光像が結像される。
撮像部14の出力信号は色分離回路16により、すべての色
を明るさの信号に変換したモノクロの画像信号と,フィ
ルタ15の色の画像信号とに分離される。色分離回路16か
らの２つの画像信号はＡ／Ｄ変換器17によりＡ／Ｄ変換
されて隣接画素除去回路18にて２つの画像信号の間で隣
接した画素が存在する場合にその隣接した画素の少なく
とも一方が除去されてブランクのデータに変換され、画
像処理回路19により必要に応じて所定の画像処理が行わ
れる。この画像処理回路19からの画像信号は書き込み系
20とのタイミング調整を行うための画像メモリ21内のバ
ッファメモリ22,23に書き込まれる。書き込み系20はコ
ントローラ24からの指令信号によりバッファメモリ22,2
3からの画像データを所定のタイミングで光信号に変換
して感光体に書き込む。像形成部25はコントローラ26に
より制御され、電子写真方式で感光体上に画像を書き込
んで現像した後にこれを転写紙に転写する。コントロー
ラ26はコントローラ24と相互にデータのやりとりをする
ことにより、書き込み系20が書き込みを開始するタイミ
ング信号をコントローラ24に送るとともに、そのタイミ
ング信号に適合するように像形成部25を制御し、フィル
タ15で識別された色のデータに対応するモノカラーのハ
ードコピーを作成させる。これらの読み取り系12,書き
込み系20,像形成部25は相互に通信経路で結ばれている
コントローラ24,26により、タイミングが調整されて制
御されると同時に、それぞれの動作に必要なデータをコ
ントローラ24,26の制御の下に送ったり受け取ったりし
ながらそれぞれの機能を実行する。また、黒データカウ
ンタ27は画像処理回路19からバッファメモリ22ヘの画像
データ(黒色トナーで画像が形成される黒データ)の数を
ページ毎に(１枚の複写毎に)０よりカウントし、そのカ
ウント結果をトナー消費量の予測データとしてコントロ
ーラ24に送る。

【００１６】図６はこの実施例における読み取り系12の
一部を示す。原稿台上の原稿からの反射光は結像レンズ
28により集光され、境界面にハーフミラー29を備えた２
個のプリズム30,31に入射してハーフミラー29により透
過光と反射光とに分割される。この透過光と反射光はプ
リズム30,31で全反射された後に撮像部14を構成してい
る電荷結合素子(ＣＣＤ)32,33に結像される。ＣＣＤ33
の前には原稿の識別しようとする色のフィルタ15が挿入
されている。このフィルタ15は原稿の識別しようとする
色が例えば赤である場合には赤の吸収フィルタが用いら
れる。ここで、２個のプリズム30,31を使うことの利点
は、ＣＣＤ32,33を同一平面に置けることである。ＣＣ
Ｄ32,33を同一平面に置けば組立,調整などがやり易くな
る。レンズ28,プリズム30,ハーフミラー29の反射面は原
稿の反射光から視感度帯域における特定のスペクトルの
光を吸収することのない特性にされており、ＣＣＤ32に
は白色光の原稿像が結像される。つまり、ＣＣＤ32は原
稿の画像情報を反射光の明るさの情報として受け取る。
ＣＣＤ33の前にフィルタ15として赤フィルタが挿入され
た場合、赤以外の光が赤色フィルタ15で吸収されるの
で、赤色フィルタ15からの原稿情報は原稿の赤色以外の
色と黒色の画像からの反射光が赤色フィルタ15により暗
いものとなる。また、原稿の赤い画像からの反射光は赤
色フィルタ15を透過し、原稿の白い画像からの反射光は
赤色の成分だけが赤色フィルタ15を透過する。従って、
ＣＣＤ33の受ける画像情報は原稿の白色の部分からの画
像情報と原稿の赤色の部分からの画像情報とが同じレベ
ルとなり、白色と赤色との区別がつかないデータとな
る。また、ＣＣＤ33が原稿の赤色,白色以外の色の部分
から受ける反射光は赤色フィルタ15の吸収により光量が
少なくなり、暗い画像データになる。言い替えればＣＣ
Ｄ33が原稿から受ける画像情報はＣＣＤ32が原稿から受
ける画像情報から赤の画像情報を除いた画像情報とな
る。フィルタ15として赤色フィルタ以外の色フィルタを
用いれば同様にその色の画像情報を除いた画像情報をＣ
ＣＤ33が受けることになる。この実施例でフィルタ15を
ＣＣＤ31の前に挿入する形にしたのは後述する第２色目
の現像装置に収容するトナーの色を別の色に変更したり
する際に、変更した色と原稿の識別したい色とを一致さ
せる場合にフィルタ15の交換などに容易に対応できるよ
うにするためである。フィルタ15の単体交換が必要でな
ければ、プリズム31にフィルタ15の機能を持たせたり、
ハーフミラー29の透過光に対してフィルタ15の効果を持
たせたり、ＣＣＤ33にフィルタ15を接着するなどの方式
を採ることができる。

【００１７】この実施例において、図６の装置に代えて
図７の装置を用いることもできる。図７の装置は多数の
受光素子が１ピクセル相当の間隔で隣接して設けられた
２ラインＣＣＤの受光部34,35と，この受光部34,35で得
られた信号を走査する部分とを有し、上部に受光のため
の窓を持ったＩＣパッケージに収められている。ここ
で、受光部35は前にＩＣチップの表面の所でフィルタ15
が形成されており、原稿台上の原稿からの反射光が結像
レンズ,フィルタ15を介して入射して図６のＣＣＤ33と
同じ機能を持つ。受光部34は原稿台上の原稿からの反射
光がフィルタ15を介さずに結像レンズを介して入射し、
図６のＣＣＤ32と同じ機能を持つ。受光部34と受光部35
のラインは原稿をスリット露光で照明しながら読み取り
系12が走査する方向と直交する方向で、結像レンズによ
る結像面に並ぶように配置される。この２ラインＣＣＤ
に結像される画像は、原稿の読み取りのための走査に従
って移動するので、結像面における画像移動方向の上流
側に受光部34が来るように受光部34，35が配置される。
原稿を走査する方向へ並べられた受光部34，35に結像さ
れる画像は、原稿を走査する速度に応じて移動する。受
光部34，35のライン間隔は１ピクセル相当の間隔であ
り、読み取り系12が１ピクセルを走査する時間に結像面
上の画像が１ピクセル相当の距離を移動するように走査
速度が決められるので、上流側の受光部34により検出さ
れる画像は副走査方向に１ピクセル相当分遅れて受光部
35で検出される。原稿の色を識別するには、原稿の同じ
位置の画像データを比較するので、上記１ピクセル相当
分遅れを補償して受光部34，35の検出画像を合わせるた
めに上流側の受光部34に対してアナログメモリ36が設け
られている。受光部34，35はそれぞれ原稿からの反射光
を各光電変換素子でそれぞれ電気信号に変換し、詳しく
は流れる電流を反射光の強度により変化させ、電流の変
化を積分して電荷の量に変換する。フォトストーレッジ
ゲート37，38はそれぞれ受光部34，35における積分の開
始・停止を制御し、受光部34の各光電変換素子で所定の
時間積分して蓄積された電荷がアナログメモリ36で１ピ
クセル相当分遅延されてシフトゲート39によりシフトレ
ジスタ41に並列に転送される。受光部35の各光電変換素
子で所定の時間積分して蓄積された電荷はシフトゲート
40によりシフトレジスタ42に並列に転送される。シフト
レジスタ41，42に並列に転送された電荷はシフトクロッ
クによりシフトレジスタ41，42のライン方向へ順次に転
送され、出力部で電荷量が電圧に変換されてアナログの
画像データとして出力される。この画像データは図６の
ＣＣＤ32，33から出力される画像データに相当する。

【００１８】この図７の装置では赤色，緑色，青色のフ
ィルタを備えた３ラインＣＣＤにて原稿の赤色，緑色，
青色の各成分を識別して読み取る方式に比べると、原稿
の特定の色の成分しか識別できないが、２ラインの受光
部34，35以外のフォトストーレッジゲート37，38、シフ
トゲート39，40、シフトレジスタ41，42、アナログメモ
リ36からなる周辺回路素子を受光部34，35の両側に配置
できるので、２つの受光部34，35を隣接させることがで
きる。このため、２ラインの受光部34，35からの画像信
号の時間ズレを合わせるアナログメモリ36が１本だけで
良い。そして、ＩＣ製造技術をそのまま適用できるの
で、２ラインの受光部34，35の平行度、整列度を高くす
ることが容易にでき、読み取り系12の調整が容易にな
る。しかし、フィルタを内蔵するので、識別する色をフ
ィルタだけの交換などにより変更することはできなくな
る。

【００１９】図８は上記読み取り系12の一部を示す。Ｃ
ＣＤ32，33から(又は図７装置)から入力される画像信号
は、フィルタ15を介さない画像信号と，フィルタ15の色
の画像信号を除いた画像信号であって前者をＷ(白色)で
表わし、後者をＷ(白色の画像信号)−Ｒ(赤色の画像信
号)で表わす。Ｗは外部信号AGC1で増幅度を設定できる
増幅器43に入力される。外部信号AGC1は第５図のコント
ローラ24からのスタート指令により画像信号に同期して
メモリから増幅器43にセットされ、Ｗは増幅器43におい
て結像レンズ28による周辺部の光量の低下、照明光源の
照度ムラ、上記ＣＣＤの光電変換素子間の感度のばらつ
きなどが補正され、つまり所謂シェーディング補正が行
われる。増幅器43は反転増幅器であり、その出力信号を
Ｂ(黒色の画像信号)とする。増幅器44はＷと(Ｗ−Ｒ)と
がそれぞれ極性の違う入力端子に入力され、Ｗから(Ｗ
−Ｒ)を減算すると同時に増幅器43と同様に外部信号AGC
2によりシェーディング補正を行ってフィルタ15の色と
同じ画像信号Ｒとして出力する。増幅器43からのＢはＡ
／Ｄ変換器45により６ビットのデジタルデータに変換さ
れ、ゲート回路46で後述するように(Ｂ−Ｒ)の画像デー
タに変換される。増幅器44からのＲは１ビットのＡ／Ｄ
変換器48でＡ／Ｄ変換され、つまり所定の２値化レベル
で２値化されてバッファメモリ23に書き込まれる。Ａ／
Ｄ変換器48は２値化レベルがコントローラ24からの信号
により可変されるように構成されている。例えば複写す
る原稿の用紙が薄いピンクのものであったときに、原稿
の背景が赤色となるように複写したり、又は原稿の背景
が白色となるように複写したりしたい場合がある。この
ようなときには、ユーザの選択に応じた操作部からの選
択信号によりコントローラ24を介してＡ／Ｄ変換器48の
２値化レベルを変更することにより、上述の各場合に対
応することができる。ゲート回路46はＡ／Ｄ変換器48か
らのＲによりこのＲが存在する時に閉じてＡ／Ｄ変換器
48からのＲが存在しない時に開く。このゲート回路46は
閉じた時に出力データがブランクのデータになるように
出力側でプルダウンされている。従って、Ａ／Ｄ変換器
45からのＢはＡ／Ｄ変換器48からのＲが存在しない時に
はゲート回路46をそのまま通過し、Ａ／Ｄ変換器48から
のＲが存在する時にはゲート回路46でブランクのデータ
に変換されて(Ｂ−Ｒ)となる。このようにＡ／Ｄ変換器
46からのＢをＡ／Ｄ変換器48からのＲによりブランクの
データに変換すればＣＣＤの整列度や平行度に問題があ
っても、ある位置の画像が赤色であると同時に黒色であ
るということが本質的に起きない。

【００２０】ゲート回路46からの６ビットの(Ｂ−Ｒ)は
γ変換部47において、８ビットで表現できる256の状態
から６ビットで表現できる任意の64の状態を選択するよ
うに構成されたテーブルにより８ビットのデータに変換
され、バッファメモリ22に書き込まれる。このγ変換部
47は上記テーブルのデータをコントローラ24によって書
き換えることにより、読み取り系12の入出力特性の補
正、電子写真方式の像形成部25の書き込み光量とコピー
の画像濃度との関係の補正、２値化、ネガ・ポジ反転な
どを行うことができる。赤色の画像データを多値のデー
タとして書き込む場合には上記図８の回路の代りに図９
の回路が用いられる。図９において、図８と同一部分に
は同一符号が付してあり、増幅器44からのＲはＡ／Ｄ変
換器49により所定の２値化レベルで２値化されると共に
その２値化レベル以上の時に６ビットのデータにＡ／Ｄ
変換される。このＡ／Ｄ変換器49は２値化レベルがコン
トローラ24からの信号により可変されるように構成され
ている。Ａ／Ｄ変換器45からのＢはＡ／Ｄ変換器49から
の２値化データが存在しない時にはゲート回路50をその
まま通過し、Ａ／Ｄ変換器49からの２値化データが存在
する時にはゲート回路50でブランクのデータに変換され
て(Ｂ−Ｒ)となる。Ａ／Ｄ変換器49からの６ビットのＲ
はγ変換部51において、８ビットで表現できる256の状
態から６ビットで表現できる任意の64の状態を選択する
ように構成されたテーブルにより８ビットのデータに変
換され、バッファメモリ23に書き込まれる。したがっ
て、Ｂ，Ｒの画像データはゲート回路50により切り替え
られて(Ｂ−Ｒ)，Ｒとなり、重なることがない。

【００２１】図10はこの実施例の構造の概要を示す断面
図である。この実施例は上部の原稿操作・読み取り部100
と電子写真方式で画像形成を行うプリンタ部200とを有
する。原稿操作・読み取り部100は複写すべき原稿を置く
原稿台101、この原稿台101上の原稿を押える原稿圧板10
2、原稿台101上の原稿を照明する光源13、この光源13の
光を原稿の読み取りをする部分に集光する反射鏡109、
原稿台101上の原稿からの反射光を撮像装置108に導いて
結像させるミラー104〜106，結像レンズ28、原稿を走査
するための図示していないモータを含む駆動機構などか
ら構成される。撮像装置108は図６の装置15，29〜33又
は図７の装置が用いられる。ユーザが原稿を原稿台101
上にセットして操作部のプリントスイッチを押すことに
より複写動作が開始されると、光源13が点灯して原稿台
101上の原稿を照明し、原稿を走査するモータが駆動さ
れて原稿の走査が行われる。原稿台101上の原稿からの
反射光はミラー104〜106，結像レンズ28により撮像装置
108に結像され、原稿走査位置の変化に対応して順次に
原稿の画像データがライン毎に撮像装置108より出力さ
れる。この撮像装置108からの画像データは上述のよう
に読み取り系12の回路16〜19で処理されて画像メモリ21
に書き込まれる。プリンタ部200は図において鎖線で囲
まれた書き込み部250、感光体201、黒色現像ユニット21
0、赤色現像ユニット220、転写・搬送ユニット230、クリ
ーニングユニット240、感光体201を帯電させるメインチ
ャージャ203、定着ユニット260、転写・搬送ユニット230
をクリーニングするベルトクリーニングユニット270、
転写紙を供給する給紙ユニット290、転写紙と感光体201
上の画像との位置合わせを行うレジストユニット280、
除電チャージャ202などにより構成される。書き込み部2
50は図１の書き込み系20を構成し、図１の像形成部25は
プリンタ部200における書き込み部250以外の部分により
構成される。書き込み部250は８面のポリゴンミラー251
と一体化されたモータ，黒色の画像信号で変調されてポ
リゴンミラーで偏向されたレーザ光にて感光体201を等
速で走査させるためのｆθレンズ，反射鏡，防塵ガラス
などの光学部品により形成されるビーム252と、赤色の
画像信号で変調されてポリゴンミラー251のビーム252と
は異なる面で偏向されたレーザ光にて感光体201を等速
で走査させるためのｆθレンズ，反射鏡，防塵ガラスな
どの光学部品により形成されるビーム253とにより、黒
色の画像データ，赤色の画像データを感光体201に書き
込む。この書き込み部250では１つのポリゴンミラー251
の２面を使って２つのビーム252，253を走査するので、
感光体201上のビーム252，253の各走査方向が逆にな
る。

【００２２】図11は書き込み部250についてポリゴンミ
ラー251を上から見ると共に反射鏡を省略してビーム25
2，253の走査面を平面に展開した図である。ポリゴンミ
ラー251はモータにより図示矢印方向へ回転し、感光体2
01上のビーム252，253による走査方向は図示矢印のよう
に逆になる。黒色の画像信号で変調されたレーザ光をポ
リゴンミラー251へ出力する半導体レーザLD1，赤色の画
像信号で変調されたレーザ光をポリゴンミラー251へ出
力する半導体レーザLD2と、ポリゴンミラー251との位置
関係を所定の位置に設定することにより、ビーム252，2
53間の位置関係が決定されるので、ビームを画像領域外
で検出して、各ラインの画像データによるビームの変調
開始タイミングを生成するためのセンサＤはビーム252
の方にだけ設けられ、各ラインの画像データによるビー
ム253の変調開始タイミングは同じセンサＤにより生成
される。ビーム252は感光体ドラム201にＡの位置で書き
込みを行い、ビーム253は感光体ドラム201にＢの位置で
書き込みを行う。従って、Ａ，Ｂ間の距離に相当するラ
イン数分だけビーム253による赤色の画像データの書き
込みを遅らせることにより、黒色の画像データと赤色の
画像データとのズレが無い画像が感光体ドラム201上に
形成される。このため、感光体ドラム201上に下流側で
書き込まれる赤色の画像データは、読み取り系12により
原稿から読み込んで処理してからＡ，Ｂ間の距離に相当
するライン数分だけ遅らせてバッファメモリ23に書き込
むことにより、黒色の画像データの書き込みと赤色の画
像データの書き込みとの時間的なズレを補償している。

【００２３】次に、この実施例における画像形成の一連
の処理について説明する。感光体201はメインモータに
より図示矢印方向へ回転してメインチャージャ203によ
り一様に帯電され、バッファメモリ21からの黒色の画像
信号(Ｂ−Ｒ)で変調されたビーム252によりＡ点で書き
込みが行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は
黒色現像ユニット210により黒色トナーで現像されて黒
色の顕像となる。次に、感光体201はバッファメモリ22
からの赤色の画像信号Ｒで変調されたビーム253により
Ｂ点で書き込みが黒色の顕像と重ねて行われて静電潜像
が形成され、この静電潜像だけが黒色の顕像を乱さない
ように赤色現像ユニット220により赤色トナーで現像さ
れて赤色の顕像となる。これと並行して給紙部290から
転写紙が給紙され、この転写紙は感光体201上の顕像と
先端が一致するようにレジストユニット280により転写・
搬送ユニット230へ送り出される。転写・搬送ユニット23
0では転写紙を搬送ベルトにより搬送し、転写紙に裏か
らチャージャによるコロナ帯電で感光体201上の２色の
顕像を転写させる。転写紙は転写・搬送ユニット230の搬
送ベルトにより更に搬送されて定着ユニット260により
顕像が定着され、機外にコピーとして排出される。ま
た、感光体201は顕像転写後に除電チャージャ202で除電
されてクリーニングユニット240で清掃され、次のサイ
クルの画像形成ができるようになる。転写・搬送ユニッ
ト230の搬送ベルトは転写紙搬送後にベルトクリーニン
グユニット270で清掃され、次の転写紙の裏面の汚れな
どが起きないようにする。上述した一連の動作におい
て、原稿台101上に置かれた原稿に赤色の部分があれ
ば、その部分が自動的に分離されて、画像が黒色だけで
ある原稿を複写する場合と全く同じ速度で黒色の画像と
合わされた２色の画像として複写される。また、原稿の
画像が黒色だけであれば通常の複写機と同様に黒色の画
像複写を行う。複写機を操作する人は原稿に赤色の部分
が有るかどうかについて気にかける必要がなく、赤色の
部分が自動的に処理されるので、煩わしくない。この実
施例において、原稿の色を識別する機能によってだけ色
を付けて複写するだけでなく、従来のモノカラーの複写
機や、部分的な色がえ機能を有する複写機と同様な機能
を持たせることも可能である。

【００２４】図12はこの実施例において、画像読み取り
系12、書き込み系20以外を制御するコントローラ26のプ
リンタ部200の制御を中心として行う部分の構成を示
す。コントローラ26はマイクロコンピュータ57〜59によ
り構成されている。マイクロコンピュータ57はプリンタ
部200のモータ，ソレノイド，クラッチなどの各種交流
負荷60及び各種直流負荷61をドライバ62，63を介して駆
動し、各種センサ64から信号処理回路65を介して信号を
取り込む。さらに、マイクロコンピュータ57は高圧電源
66やソータ67，原稿自動送り装置68などの周辺機の制御
を行う。また、マイクロコンピュータ58は操作部・表示
部56を制御し、マイクロコンピュータ59は原稿を走査す
るための駆動部69、原稿照明光源13、定着ユニット260
の定着ヒータ71などを制御する。マイクロコンピュータ
57〜59はマイクロコンピュータ57をマスターとして通信
路で結ばれている。通信路だけでは時間的に間に合わな
い信号をやりとりするための経路が図示のようにマイク
ロコンピュータ57とマイクロコンピュータ59との間、マ
イクロコンピュータ57〜59とコントローラ24との間に設
けられ、画像データを扱うコントローラ24とマイクロコ
ンピュータ57〜59との間にインターフェイスが設けられ
ている。

【００２５】この実施例では、原稿より読み取った画像
データから、トナーの消費量を予測するが、その予測デ
ータは前述のように黒データカウンタ27によって画像デ
ータの黒のデータをカウントすることによって得る。コ
ントローラ24は黒データカウンタ27のセツト，リセッ
ト，リードを行って所定のタイミング毎に黒の画像デー
タのカウント値を黒データカウンタ27よりトナー消費量
の予測値として得る。そして、コントローラ24は黒デー
タカウンタ27より得たトナー消費量の予測値をコントロ
ーラ26に送信し、コントローラ26におけるマイクロコン
ピュータ57がそのトナー消費量の予測値を受け取る。黒
色現像ユニット210内の現像剤のトナー濃度は図示しな
いトナー濃度センサにより検出され、このトナー濃度セ
ンサは図12に示す各種センサ64に含まれる。マイクロコ
ンピュータ57は上記トナー濃度センサからのトナー濃度
検出信号が信号処理回路65を介して入力される。黒色現
像ユニット210における現像剤にトナー補給を行わせる
のはトナー補給用クラッチである。このトナー補給用ク
ラッチは図12に示す各種直流負荷61に含まれており、マ
イクロコンピュータ57の出力信号でドライバ63を介して
駆動されることにより黒色現像ユニット210におけるト
ナー補給ローラ等を回転させる。

【００２６】図13(ａ)(ｂ)は上記黒色現像ユニット210
の構成を示す。黒色現像ユニット210内部の現像剤は現
像剤撹拌ローラ211にて撹拌されつつ現像剤供給ローラ2
12に送られ、現像剤供給ローラ212により搬送されて現
像スリーブ213に供給される。現像スリーブ213の内部に
は磁石が配置され、この磁石は現像剤供給ローラ212に
より供給された現像剤を磁力により現像スリーブ213の
表面に保持する。この現像スリーブ213の表面に保持さ
れた現像剤はセパレータ214を通って現像剤規制部材215
へ搬送され、ここで余剰分が除去されて一定の厚さに規
制された後に、感光体ドラム201と対向する現像位置ま
で行って感光体ドラム201上の静電潜像を現像する。現
像スリーブ213上の現像剤は現像位置通過後に磁石によ
る磁力の無い(もしくは低い)部分を通過して現像スリー
ブ213より離れる。この現像スリーブ213より離れた現像
剤は現像剤供給ローラ212から現像剤撹拌ローラ211へと
搬送され、再度撹拌される。また、現像剤規制部材215
により現像スリーブ213上から除去された余剰現像剤は
セパレータ214を通って現像剤撹拌ローラ211へ送られ、
ホッパ216から補給されたトナーと撹拌される。現像剤
撹拌ローラ211及び現像剤供給ローラ212はモータ2110に
より回転駆動され、現像スリーブ213はクラッチ2111を
介してモータ2110により回転駆動される。ホッパ216か
ら現像室219内の現像剤へのトナー補給はトナー補給ロ
ーラ217が回転することにより行われる。上述したトナ
ー濃度センサは現像剤中のトナー量の変化を現像剤の透
磁率の変化として検出する。トナー濃度センサの取り付
け位置は現像室219内の現像剤規制部材215とセパレータ
214とに隣接していて現像スリーブ213に近い位置であ
り、感光体ドラム201上の静電潜像を現像する位置に近
い位置で現像剤のトナー濃度を検出する。

【００２７】図14はこの実施例におけるトナー濃度制御
部の機能ブロック図を示す。上記黒データカウンタ27は
画像読み取り系12からの画像データ(黒データ)をカウン
トすることによりトナー消費量の予測値を求めるが、こ
の予測値TUが乗算ブロック72に入力される。黒色現像ユ
ニット210内の現像剤のトナー濃度の目標値SPは２入力
加減算器73に入力される。この２入力加減算器73はトナ
ー濃度の目標値SPから上記トナー濃度センサ218の出力
値PVを減算してその偏差ｅを求め、この偏差ｅに対して
PIコントローラ75でPI演算を実行してその結果を操作量
PIとして出力する。この操作量PIと，トナー消費量の予
測値より後述するように求められたトナー補給量TRはリ
ングバッファにストアされ、リカバリー処理部76を経由
して操作量Ｄとして出力される。この操作量Ｄにより上
記トナー補給用クラッチが駆動され、操作量Ｄによって
定まる量のトナーがトナー補給ローラ217により補給さ
れる。ここで、トナー補給量TRを無視すれば、現像剤の
トナー濃度の目標値SPと検出値PVとを２入力加減算器73
により比較してPI演算を行い、その結果PIによりトナー
補給を行うフィードバック制御系が構成されていること
になる。

【００２８】さらに、２入力加減算器73からの偏差ｅが
関数発生ブロック77に入力されてトナー補正係数FXが求
められ、このトナー補正係数FXとトナー消費量の予測値
TUとが乗算ブロック72にて乗算されることにより、トナ
ー消費量の予測値TUと現時点での黒色現像ユニット210
内の現像剤のトナー濃度とを考慮したトナー補給量TRに
得られる。このトナー補給量TRはリングバッファにスト
アされ、リカバリー処理部76に入力される。リカバリー
処理部76は通常の場合、リングバッファにストアされて
いるトナー補給量TRと操作量PIとを加算した値を操作量
Ｄとしてそのまま通過させるが、消費に先立って補給さ
れたトナーの補給データを保持しており、転写紙のジャ
ムなどの異常でコピーサイクルが中断されて予測したト
ナー消費が行われなかった場合には、異常回復後のコピ
ーサイクルにおけるトナー補給量の調整を、消費の行わ
れなかったトナーの補給データにより行う。このリカバ
リー処理については図２，図３のフローチャートに基づ
いて後で詳しく説明する。この図14の機能ブロック図
は、トナー消費量を画像データのカウントにより予測し
てトナー補給を行うフィードフォワード制御系と、現像
剤のトナー濃度を検出して目標値と比較してその結果に
よりトナー補給を行うフィードバック制御系とを組合せ
たものである。

【００２９】また、図14の機能ブロック図はマイクロコ
ンピュータ57を用いて実現され、マイクロコンピュータ
57の概略フローを図16，図17に示す。まず、フィードフ
ォワード制御系のトナー消費量予測処理フローの主要な
処理について図17により説明する。トナー消費量予測処
理はタイマーにて定期的に割込みを発生させてキック信
号を発生させることにより行っている。マイクロコンピ
ュータ57はトナー消費量予測処理では画像読み取り系12
が読み取り中であれば、ステップ300〜303を実施し、画
像読み取り系12が読み取り中でなければタイマーによる
次の割り込みを待つ。マイクロコンピュータ57はステッ
プ300にて黒データカウンタ27に画像読み取り系12から
の画像データ(黒データ)をカウントさせることによりト
ナー消費量TUを予測させ、ステップ301にて偏差ｅから
トナー補正係数FXを検索する。そして、マイクロコンピ
ュータ57はステップ302にてトナー消費量TUとトナー補
正係数FXとを乗じてトナー補給量TRとし、ステップ303
にて今回入力されたデータ(トナー補給量TR)をリングバ
ッファにストアする。

【００３０】次に、フィードバック制御系のトナー補給
処理フローの主要な処理について図16により説明する。
トナー補給処理フローはトナー消費量予測処理を５回実
行することでキック信号を発生させて行っている。マイ
クロコンピュータ57はトナー補給処理フローではまず、
ステップ310にてトナー濃度の目標値SPを読み、ステッ
プ311にてトナー濃度センサ74からの制御量PVを読む。
次に、マイクロコンピュータ57はステップ312にてトナ
ー濃度の目標値SPから制御量PVを減じて偏差ｅを求め、
ステップ313にてこの偏差ｅに対するPI演算を行ってフ
ィードバック制御による操作量PIを決定する。次に、マ
イクロコンピュータ57はステップ314にて後述するリカ
バリー処理を行い、ステップ315にて操作量Ｄの値だけ
トナー補給用クラッチを駆動してトナー補給を行わせ
る。マイクロコンピュータ57はこのような処理を繰り返
して行うことによりフィードバック制御系のトナー補給
処理機能を持つことになる。フィードフォワード制御系
の起動間隔をフィードバック制御系の起動間隔より狭く
しているのは、無駄時間、遅れ時間の為にフィードバッ
ク制御系によるトナー補給が過剰になって現像剤のトナ
ー濃度が高くなり過ぎるのを防止するためである。

【００３１】図15は上記偏差ｅとトナー補正係数FXとの
関係を示す。マイクロコンピュータ57はトナー濃度の目
標値SPと制御量PVとの偏差ｅ＝SP−PVから予め設定され
ているトナー補正係数FXを検索する。偏差ｅとトナー補
正係数FXとの関係を示す特性曲線は図15に実線で示した
もの、点線で示したもの、一点鎖線で示したものの１つ
が用いられる。実際には、以下のこと(1)〜(3)を考慮し
た実験により制御成績がよい特性曲線を求めて使用する
ことができる。(1)偏差ｅが“０”に近いときには、ト
ナー補正係数は“１”に近い値にする。(2)偏差ｅが＋
方向に大きくなる傾向があるときには、ｅ＝０のときト
ナー補正係数が“１”で傾きの大きい特性曲線を選ぶ。
(3)偏差ｅが−方向に大きくなる傾向があるときには、
ｅ＝０のときトナー補正係数が“１”で傾きの小さい特
性曲線を選ぶ。つまり、予測したトナー消費量が同じで
も、その時のトナー濃度が高ければ、トナー補給量を控
えめにし、トナー濃度が低ければ、トナー補給量を多め
にすることにより、現像剤のトナー濃度をより安定した
ものにする。

【００３２】図２は上記マイクロコンピュータ57の異常
時のリカバリー処理を示すフローチャートである。マイ
クロコンピュータ57はステップ316でリカバリー・トナー
補給フラグが“１”であるか否かを判断することにより
転写紙のジャムなどの異常でコピーサイクルが中断した
か否かを判断し、コピーサイクルが中断しなくてリカバ
リー・トナー補給フラグが“１”でなければステップ317
にてリングバッファにストアされているトナー補給量TR
と操作量PIとを加算した値を操作量Ｄとしてリカバリー
処理を終了する。また、マイクロコンピュータ57はコピ
ーサイクルが中断してリカバリー・トナー補給フラグが
“１”になれば、ステップ318にて今回入力されたデー
タ(トナー補給量TR)が後述のリカバリー・トナー補給量
以上か否かを判断する。そして、マイクロコンピュータ
57は今回入力されたデータがリカバリー・トナー補給量
以上であれば、ステップ319にて今回入力されたデータ
からリカバリー・トナー補給量を減算してその結果をリ
カバリー・トナー補給量とし、ステップ320にてこのリ
カバリー・トナー補給量と操作量PIとを加算してその結
果を操作量Ｄとする。さらに、マイクロコンピュータ57
はステップ321にてリングバッファ内のトナー補給量TR
を“０”とし、ステップ322にてリカバリー・トナー補
給フラグを“０”としてリカバリー処理を終了する。ま
た、マイクロコンピュータ57は今回入力されたデータが
リカバリー・トナー補給量より小さければ、ステップ32
3にてリカバリー・トナー補給量から今回入力されたデ
ータを減算してその結果をリカバリー・トナー補給量と
し、ステップ324にて操作量PIを操作量Ｄとしてリカバ
リー処理を終了する。

【００３３】図３は上記マイクロコンピュータ57のリカ
バリー・トナー補給量演算を示すフローチャートであ
る。マイクロコンピュータ57は転写紙のジャムなどの異
常でコピーサイクルが中断した時には、リングバッファ
内にストアされているトナー補給指令信号の経歴データ
(トナー補給は行われたが、トナー消費はなされていな
いデータ)を以下の如く処理する。マイクロコンピュー
タ57はステップ325にてリカバリー・トナー補給量を演
算し、つまりリングバッファにおける入力ポインタ１が
示すアドレスから出力ポインタが示すアドレスまでにス
トアされているデータをすべて加算してリカバリー・ト
ナー補給量とし、ステップ326にてそのリカバリー・ト
ナー補給量が“０”か否かを判断する。そして、マイク
ロコンピュータ57はリカバリー・トナー補給量が“０”
でなければ、リカバリー・トナー補給フラグを“１”と
してリカバリー・トナー補給量演算を終了し、また、リ
カバリー・トナー補給量が“０”であれば、リカバリー
・トナー補給量演算を終了する。

【００３４】図４はリカバリー処理に使用するメモリを
示す。マイクロコンピュータ57によるトナー補給指令信
号の経歴をストアしてあるメモリがリングバッファ78で
あり、デジタル表現された画像データ(黒データ)の先端
を感光体ドラム201に書き込んでから、その先端のデー
タを現像するまでの時間は300mS程度である。トナー消
費量予測処理の起動が50mS周期であるので、その時間の
間に６回のトナー補給指令信号によるトナー濃度制御が
実行される。リングバッファ78の最低限必要な容量は６
データ分(または７データ分)である。入力ポインタと出
力ポインタはリングバッファ78の入力と出力のアドレス
を示し、トナー補給量TRの入出力を管理している。メモ
リ79にマイクロコンピュータ57により記憶されるリカバ
リー・トナー補給フラグは未消費のトナー補給量の有無
を示すものであり、未消費のトナー補給量有りで
“１”、未消費のトナー補給量無しで“０”となる。リ
カバリー・トナー補給量メモリ80は未消費のトナー補給
量がマイクロコンピュータ57によりストアされる。

【００３５】図５はこの実施例におけるジャム発生前後
のトナー補給タイミング例を示す。ジャム検知のタイミ
ングは転写紙の搬送異常を検知してコピーサイクルを中
断し、この実施例を停止させるタイミングを示す。トナ
ー補給指令,,・・・は画像データをカウントして得
たトナー消費の予測データと、黒色現像ユニット210内
のトナー濃度センサ74によって得られたトナー濃度デー
タとから、図14の機能ブロックでソフトウェアにより得
たトナー補給量を示すデータであり、これによりトナー
補給ローラ217の回転が制御されてトナー補給が行われ
る。トナー消費のタイミング',','・・・は、トナー
消費量を予測するためカウントした画像データがその後
光書き込み装置250により感光体ドラム201に書き込まれ
て黒色現像ユニット210により現像されることによって
黒色現像ユニット210内のトナーが感光体ドラム201に移
動し消費される時間を示している。図５の例において
は、ジャム発生前に４回のトナー補給指令〜が発せ
られ、黒色現像ユニット210内の現像剤にトナーが補給
されている。そして、ジャムが発生したことによりコピ
ーサイクルが中断して実際に消費されたトナーは１回の
トナー補給指令により補給されたものだけであり、他
の３回のトナー補給指令〜により補給されたトナー
は消費されていない。従って、ジャムが解除されてコピ
ーサイクルが再開された時に、原稿の画像データを読み
取ってカウントして通常のトナー補給を行うと、トナー
補給指令〜により補給されたトナーが余分なものに
なり、黒色現像ユニット210内の現像剤のトナー量が過
大になるので、現像剤のトナー濃度の安定性が損なわれ
る。そこで、この実施例では、マイクロコンピュータ57
がトナー補給指令信号の経歴をリングバッファ78にスト
アし、ジャム解除後のトナー補給指令信号を発する際
に、未消費のトナー量を上述のように補正してトナー補
給指令及びそれ以降のトナー補給指令を発する。な
お、本発明は電子写真方式のプリンタなどに適用するこ
ともできる。また、上記実施例では第１の現像ユニット
210が黒色のトナーで現像を行って第２の現像ユニット2
20が赤色のトナーで現像を行い、原稿の色を識別する機
能をそれらの色に一致させたが、識別する色と,現像す
る色とを変えて特別な効果を狙うようにすることもでき
る。また、識別する色に関係なく設定される識別したい
色は、プリンタ部200にトナーの色を変えてセットでき
る第２の現像ユニット220に収容されるトナーの色と一
致するように変えることになるので、これに対応するた
めに第２の現像ユニット220に収容されるトナーの色と,
識別する色とを個別に操作部・表示部56に表示してもよ
い。

【００３６】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、移動させられる記録体と、この記録体にデジタル表
現された画像データを書き込んで静電潜像を形成する書
き込み手段と、トナー補給指令によりトナーが現像剤に
補給され前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段
とを有するデジタル画像形成装置において、前記記録体
に書き込むべきデジタル表現された画像データをカウン
トしてトナー消費量を予測するトナー消費量予測手段
と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出するト
ナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の検出値
を目標値と比較してこの比較結果により第１のトナー補
給操作量を発するフィードバック制御手段と、前記トナ
ー消費量予測手段の予測値と前記比較結果に基づいて第
２のトナー補給操作量を発するフィードフォワード制御
手段と、前記第１のトナー補給操作量及び第２のトナー
補給操作量によりトナー補給指令を発する制御手段とを
備えたので、より高精度なトナー濃度の安定化を行うこ
とができて高品質な画像形成を行うことができる。更
に、フィードフォワード制御手段の制御ループ起動間隔
を前記フィードバック制御手段の制御ループ起動間隔よ
りせまくしたので、無駄時間や遅れ時間によってフィー
ドバック制御手段によるトナー補給が過剰になって現像
剤のトナー濃度が高くなり過ぎることを防止することが
できる。

【００３７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のデジタル画像形成装置において、画像形成途中で異
常により画像形成サイクルが停止した場合前記現像手段
にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行して補給
されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異常から
復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量に対し
て補正するトナー補給量補正手段を備えたので、画像形
成途中で異常により画像形成サイクルが停止した場合に
トナーの補給と消費とのバランスに狂いが生じても、異
常から復帰した後に未消費のトナー量を補正することが
でき、より高精度なトナー濃度の安定化を行うことがで
きて高品質な画像形成を行うことができる。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、移動させら
れる記録体と、この記録体にデジタル表現された画像デ
ータを書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、
トナー補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静
電潜像を現像剤により現像する現像手段とを有するデジ
タル画像形成装置において、前記記録体に書き込むべき
デジタル表現された画像データをカウントしてトナー消
費量を予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段
が静電潜像を現像するより早く該静電潜像に対応した画
像データによる前記トナー消費量予測手段の予測値に基
づいてトナー補給指令を発する制御手段とを備えたの
で、より高精度なトナー濃度の安定化を行うことができ
て高品質な画像形成を行うことができる。更に、画像形
成途中で異常により画像形成サイクルが停止した場合前
記現像手段にてトナー補給指令によりトナーの消費に先
行して補給されたトナーのうちの未消費のトナーの量
を、異常から復帰した後のトナー補給時におけるトナー
補給量に対して補正するトナー補給量補正手段とを備え
たので、画像形成途中で異常により画像形成サイクルが
停止した場合にトナーの補給と消費とのバランスに狂い
が生じても、異常から復帰した後に未消費のトナー量を
補正することができ、より高精度なトナー濃度の安定化
を行うことができて高品質な画像形成を行うことができ
る。

【００３９】請求項４記載の発明によれば、移動させら
れる記録体と、この記録体にデジタル表現された画像デ
ータを書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、
トナー補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静
電潜像を現像剤により現像する現像手段とを有するデジ
タル画像形成装置において、前記記録体に書き込むべき
デジタル表現された画像データをカウントしてトナー消
費量を予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段
内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段
と、前記現像手段が静電潜像を現像するより早く該静電
潜像に対応した画像データによる前記トナー消費量予測
手段の予測値と前記トナー濃度検出手段の検出値に基づ
いてトナー補給指令を発する制御手段とを備えたので、
より高精度なトナー濃度の安定化を行うことができて高
品質な画像形成を行うことができる。更に、画像形成途
中で異常により画像形成サイクルが停止した場合前記現
像手段にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行し
て補給されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異
常から復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量
に対して補正するトナー補給量補正手段とを備えたの
で、画像形成途中で異常により画像形成サイクルが停止
した場合にトナーの補給と消費とのバランスに狂いが生
じても、異常から復帰した後に未消費のトナー量を補正
することができ、より高精度なトナー濃度の安定化を行
うことができて高品質な画像形成を行うことができる。

【００４０】請求項５記載の発明によれば、移動させら
れる記録体と、この記録体にデジタル表現された画像デ
ータを書き込んで静電潜像を形成する書き込み手段と、
トナー補給指令によりトナーが現像剤に補給され前記静
電潜像を現像剤により現像する現像手段とを有するデジ
タル画像形成装置において、前記記録体に書き込むべき
デジタル表現された画像データをカウントしてトナー消
費量を予測するトナー消費量予測手段と、前記現像手段
内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段
と、このトナー濃度検出手段の検出値を目標値と比較し
てこの比較結果により第１のトナー補給操作量を発する
フィードバック制御手段と、前記トナー消費量予測手段
の予測値と前記比較結果に基づいて第２のトナー補給操
作量を発するフィードフォワード制御手段と、前記第１
のトナー補給操作量及び第２のトナー補給操作量により
トナー補給指令を発する制御手段とを備えたので、より
高精度なトナー濃度の安定化を行うことができて高品質
な画像形成を行うことができる。更に、画像形成途中で
異常により画像形成サイクルが停止した場合前記現像手
段にてトナー補給指令によりトナーの消費に先行して補
給されたトナーのうちの未消費のトナーの量を、異常か
ら復帰した後のトナー補給時におけるトナー補給量に対
して補正するトナー補給量補正手段とを備えたので、画
像形成途中で異常により画像形成サイクルが停止した場
合にトナーの補給と消費とのバランスに狂いが生じて
も、異常から復帰した後に未消費のトナー量を補正する
ことができ、より高精度なトナー濃度の安定化を行うこ
とができて高品質な画像形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】同実施例におけるマイクロコンピュータのリカ
バリー処理を示すフローチャートである。

【図３】同実施例におけるマイクロコンピュータのリカ
バリー・トナー補給量演算を示すフローチャートであ
る。

【図４】同実施例のリカバリー処理に使用するメモリを
示す図である。

【図５】同実施例におけるジャム発生前後のトナー補給
タイミング例を示すタイミングチャートである。

【図６】同実施例の撮像装置を示す図である。

【図７】本発明の他の実施例の撮像装置を示す図であ
る。

【図８】上記実施例の読み取り系を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明の他の実施例の読み取り系を示すブロッ
ク図である。

【図１０】上記実施例の構造の概要を示す断面図であ
る。

【図１１】上記実施例の書き込み部についてポリゴンミ
ラーを上から見ると共に反射鏡を省略してビームの走査
面を平面に展開した図である。

【図１２】上記実施例のコントローラを中心とした回路
を示すブロック図である。

【図１３】上記実施例の黒色現像ユニットを示す断面図
である。

【図１４】上記実施例におけるトナー濃度制御部の機能
ブロックを示すブロック図である。

【図１５】上記実施例の偏差ｅとトナー補正係数FXとの
関係を示す特性曲線図である。

【図１６】上記実施例におけるマイクロコンピュータの
トナー補給処理を示すフローチャートである。

【図１７】上記実施例におけるマイクロコンピュータの
トナー消費量予測処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１２ 読み取り系 ２０ 書き込み系 ２１ 画像メモリ ２４ コントローラ ２５、２６ 像形成部 ２１０、２２０ 現像ユニット ２１８ トナー濃度センサ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 21/00 370

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動させられる記録体と、この記録体にデ
   ジタル表現された画像データを書き込んで静電潜像を形
   成する書き込み手段と、トナー補給指令によりトナーが
   現像剤に補給され前記静電潜像を現像剤により現像する
   現像手段とを有するデジタル画像形成装置において、前
   記記録体に書き込むべきデジタル表現された画像データ
   をカウントしてトナー消費量を予測するトナー消費量予
   測手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出
   するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の
   検出値を目標値と比較してこの比較結果により第１のト
   ナー補給操作量を発するフィードバック制御手段と、前
   記トナー消費量予測手段の予測値と前記比較結果に基づ
   いて第２のトナー補給操作量を発するフィードフォワー
   ド制御手段と、前記第１のトナー補給操作量及び第２の
   トナー補給操作量によりトナー補給指令を発する制御手
   段とを備え、フィードフォワード制御手段の制御ループ
   起動間隔を前記フィードバック制御手段の制御ループ起
   動間隔よりせまくしたことを特徴とするデジタル画像形
   成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のデジタル画像形成装置にお
   いて、画像形成途中で異常により画像形成サイクルが停
   止した場合前記現像手段にてトナー補給指令によりトナ
   ーの消費に先行して補給されたトナーのうちの未消費の
   トナーの量を、異常から復帰した後のトナー補給時にお
   けるトナー補給量に対して補正するトナー補給量補正手
   段を備えたことを特徴とするデジタル画像形成装置。
3. 【請求項３】移動させられる記録体と、この記録体にデ
   ジタル表現された画像データを書き込んで静電潜像を形
   成する書き込み手段と、トナー補給指令によりトナーが
   現像剤に補給され前記静電潜像を現像剤により現像する
   現像手段とを有するデジタル画像形成装置において、前
   記記録体に書き込むべきデジタル表現された画像データ
   をカウントしてトナー消費量を予測するトナー消費量予
   測手段と、前記現像手段が静電潜像を現像するより早く
   該静電潜像に対応した画像データによる前記トナー消費
   量予測手段の予測値に基づいてトナー補給指令を発する
   制御手段と、画像形成途中で異常により画像形成サイク
   ルが停止した場合前記現像手段にてトナー補給指令によ
   りトナーの消費に先行して補給されたトナーのうちの未
   消費のトナーの量を、異常から復帰した後のトナー補給
   時におけるトナー補給量に対して補正するトナー補給量
   補正手段とを備えたことを特徴とするデジタル画像形成
   装置。
4. 【請求項４】移動させられる記録体と、この記録体にデ
   ジタル表現された画像データを書き込んで静電潜像を形
   成する書き込み手段と、トナー補給指令によりトナーが
   現像剤に補給され前記静電潜像を現像剤により現像する
   現像手段とを有するデジタル画像形成装置において、前
   記記録体に書き込むべきデジタル表現された画像データ
   をカウントしてトナー消費量を予測するトナー消費量予
   測手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出
   するトナー濃度検出手段と、前記現像手段が静電潜像を
   現像するより早く該静電潜像に対応した画像データによ
   る前記トナー消費量予測手段の予測値と前記トナー濃度
   検出手段の検出値に基づいてトナー補給指令を発する制
   御手段と、画像形成途中で異常により画像形成サイクル
   が停止した場合前記現像手段にてトナー補給指令により
   トナーの消費に先行して補給されたトナーのうちの未消
   費のトナーの量を、異常から復帰した後のトナー補給時
   におけるトナー補給量に対して補正するトナー補給量補
   正手段とを備えたことを特徴とするデジタル画像形成装
   置。
5. 【請求項５】移動させられる記録体と、この記録体にデ
   ジタル表現された画像データを書き込んで静電潜像を形
   成する書き込み手段と、トナー補給指令によりトナーが
   現像剤に補給され前記静電潜像を現像剤により現像する
   現像手段とを有するデジタル画像形成装置において、前
   記記録体に書き込むべきデジタル表現された画像データ
   をカウントしてトナー消費量を予測するトナー消費量予
   測手段と、前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出
   するトナー濃度検出手段と、このトナー濃度検出手段の
   検出値を目標値と比較してこの比較結果により第１のト
   ナー補給操作量を発するフィードバック制御手段と、前
   記トナー消費量予測手段の予測値と前記比較結果に基づ
   いて第２のトナー補給操作量を発するフィードフォワー
   ド制御手段と、前記第１のトナー補給操作量及び第２の
   トナー補給操作量によりトナー補給指令を発する制御手
   段と、画像形成途中で異常により画像形成サイクルが停
   止した場合前記現像手段にてトナー補給指令によりトナ
   ーの消費に先行して補給されたトナーのうちの未消費の
   トナーの量を、異常から復帰した後のトナー補給時にお
   けるトナー補給量に対して補正するトナー補給量補正手
   段とを備えたことを特徴とするデジタル画像形成装置。