JPH04348372A - デジタル画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ＰＩ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２４
４４８１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４，８７
５，０７８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、図１に示すように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１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１の予測値に基
づいてトナー補給指令を発する制御手段２とを備えたも
のであり、

【０００６】請求項２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、図２に示すように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３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４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３の予測値と前記トナー濃度検出手段４
の検出値に基づいてトナー補給指令を発する制御手段５
とを備えたものであり、

【０００７】請求項３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、図３に示すように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６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７と、このトナー濃度検出手段７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８と、前記トナー
消費量予測手段６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９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１
０とを備えたものであり、

【０００８】請求項４の発明は、請求項３記載のデジタ
ル画像形成装置において、フィードフォワード制御手段
８の制御ループ実行間隔を前記フィードバック制御手段
９の制御ループ実行間隔よりせまくしたものであり、

【
０００９】請求項５の発明は、請求項１又は２又は３又
は４記載のデジタル画像形成装置において、図４に示す
よう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１１を備えたものである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、トナー消費量予測手段１
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２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１の予測値
に基づいてトナー補給指令を発する。

【００１１】請求項２の発明では、トナー消費量予測手
段３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４が現像手段内の現像剤のトナー濃度を検出す
る。そして、制御手段５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３の予測値とトナー濃度検出手段４の
検出値に基づいてトナー補給指令を発する。

【００１２】請求項３の発明では、トナー消費量予測手
段６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７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８はトナー濃度検出手段７
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
９がトナー消費量予測手段６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。そして、制
御手段１０が第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。

【００１３】請求項４の発明では、請求項３記載のデジ
タル画像形成装置において、フィードフォワード制御手
段８の制御ループ実行間隔が前記フィードバック制御手
段９の制御ループ実行間隔よりせまくなっている。

【００１４】請求項５の発明では、トナー補給量補正手
段１１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。

【００１５】

【実施例】図５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２２，２３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１
５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）３２，３
３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。ＣＣＤ３２，３３
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、ＣＣＤ３
２には白色光の原稿像が結像される。つまり、ＣＣＤ３
２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ＣＣＤ３３が原稿から受ける画像情報はＣ
ＣＤ３２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ＣＣＤ３３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、Ｃ
ＣＤ３３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３７，３
８、シフトゲート３９，４０、シフトレジスタ４１，４
２、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。 ＣＣＤ３２，３３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Ｃ
ＣＤ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４
３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ＡＧＣ２
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２５
６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４
４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２０
０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１０２、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１
０１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２１０、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２９
０、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２５０は図５の書き込み
系２０を構成し、図５の像形成部２５はプリンタ部２０
０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２
０１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２５
２，２５３を走査するので、感光体２０１上のビーム２
５２，２５３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２５２，２５３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２０１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２５２，２５３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２
５３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２
０１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２３０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５
９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２１２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２１
３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２１
１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２１
１０により回転駆動される。ホッパ２１６から現像室２
１９内の現像剤へのトナー補給はトナー補給ローラ２１
７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２
７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Ｐ
Ｉ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Ｆ
Ｘ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１
８，図１９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３０
０〜３０３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３０
３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３１
４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１８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３２
１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３２３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１９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２０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７
８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２１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２１
０により現像されることによって黒色現像ユニット２１
０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２１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２２０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】

【発明の効果】以上のように請求項１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、トナー消費量を予測してトナー補給を行う
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。

【００３７】また、請求項２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
、トナー消費量の予測値とトナー濃度検出値とに基づい
てトナー補給を行うことで、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。

【００３８】請求項３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、トナー濃
度検出値と目標値との比較結果による第１のトナー補給
操作量と、トナー消費量の予測値及び前記比較結果に基
づいた第２のトナー補給操作量とによりトナー補給を行
うことで、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。

【００３９】請求項４の発明によれば、請求項３記載の
デジタル画像形成装置において、フィードフォワード制
御手段の制御ループ実行間隔を前記フィードバック制御
手段の制御ループ実行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。

【００４０】請求項５の発明によれば、請求項１又は２
又は３又は４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。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明を示すブロック図である。

【図２】請求項２の発明を示すブロック図である。

【図３】請求項３の発明を示すブロック図である。

【図４】請求項５の発明を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【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。

【図１８】上記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１９】上記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２０】上記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２１】上記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。

【符号の説明】

１，３，６　　　　トナー消費予測手段２，５，１０　
　　　　　制御手段

Claims (5)

【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ことを特徴とするデジタル画像形成
   装置。
2. 【請求項２】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
   段とを備えたことを特徴とするデジタル画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のデジタル画像形成装置にお
   いて、フィードフォワード制御手段の制御ループ実行間
   隔を前記フィードバック制御手段の制御ループ実行間隔
   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
   。
5. 【請求項５】請求項１又は２又は３又は４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。