(57)【要約】【課題】  印刷の高速化が可能なトナー補給システムを提供する。【解決手段】  画像形成装置１は、トナー像を現像する現像ユニット１００を備える。現像ユニット１００にトナーを補給するトナー補給システムは、現像剤補給部１４０と、トナー濃度算出部２０２と、実行指示部２０３とを備える。現像剤補給部１４０は、現像ユニット１００に設けられた現像剤収容室１６０内にトナーを補給する。トナー濃度算出部２０２は、現像剤補給部１４０によって補給されるトナーのトナー補給実施点Ａでのトナー濃度を算出する。実行指示部２０３は、トナー濃度算出部２０２によるトナー濃度の算出結果に基づいて、現像剤補給部１４０に対してトナーの補給の実施を指示する。【選択図】  図３
2014109744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に設けられた現像剤収容室内にトナーを補給するトナー補給部と、
前記トナー補給部によって補給される前記トナーのトナー補給実施点でのトナー濃度を算出するトナー濃度算出部と、
前記トナー濃度算出部による前記トナー濃度の算出結果に基づいて、前記トナー補給部に対して前記トナーの補給の実施を指示する実行指示部と、
を備えるトナー補給システム。
【請求項２】
前記現像剤収容室内におけるトナー濃度検出位置でのトナー濃度をトナー濃度検出値として検出するトナー濃度検出センサと、
前記現像装置が消費する前記トナーのトナー消費量を算出するトナー消費量算出部と、
を更に備え、
前記トナー濃度算出部は、
前記トナー濃度検出位置から前記現像装置におけるトナー消費位置までの現像剤の移動時間を考慮した前記トナー濃度検出値と、前記トナー消費量算出部で算出された前記トナー消費量と、に基づいて前記トナー消費位置でのトナー濃度を算出し、
前記トナー消費位置から前記トナー補給実施点までの前記現像剤の移動時間を考慮して、前記トナー消費位置でのトナー濃度から前記トナー補給実施点でのトナー濃度を算出する、
請求項１に記載のトナー補給システム。
【請求項３】
前記トナー補給部によって前記現像剤収容室に補給されるトナー補給量を算出する補給量算出部を更に備え、
前記トナー補給実施点から前記トナー濃度検出位置までの間で前記トナーが流出しない場合、
前記補給量算出部は、前記トナー濃度算出部によって算出された前記トナー補給実施点でのトナー濃度であって、前記トナー補給実施点から前記トナー濃度検出位置までの前記現像剤の移動時間を考慮した前記トナー補給実施点でのトナー濃度と、前記トナー濃度検出センサによって検出された前記トナー濃度検出値との差分に基づいて、前記現像剤収容室に補給されるトナー補給量を算出する、
請求項２に記載のトナー補給システム。
【請求項４】
前記現像剤が前記現像剤収容室内を１周する間に前記トナー濃度検出センサによって検出された前記トナー濃度検出値の平均値を算出するトナー濃度移動平均算出部と、
前記現像装置で現像されたトナー像が転写される記録媒体の供給停止を指示する記録媒体供給停止指示部と、を更に備え、
前記媒体供給停止指示部は、前記トナー濃度移動平均算出部で算出された前記トナー濃度検出値の平均値が前記現像剤収容室内のトナー濃度基準値よりも低い場合に前記記録媒体の供給停止を指示する、
請求項２又は３に記載のトナー補給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置の現像剤収納室内にトナーを補給するトナー補給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真の技術において、２成分現像剤を用いる現像装置がある。このような現像装置は、印刷を行うことで現像剤中のトナーが減少する。このため、現像剤中のトナー濃度を検出し、トナー濃度が低くなった場合にトナー補給部が現像剤収容室内にトナーを補給している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような現像装置は、トナーが補給された後、現像剤収容室内のトナーの濃度が均一となるように現像剤を攪拌している。また、攪拌等によって劣化したトナーを排出することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３２３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような現像装置においては、より一層の印刷の高速化が求められている。このため、トナーを現像剤収容室内に補給する際にも、より一層の印刷の高速化が可能となるように好適にトナーを補給することが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、印刷の高速化が可能なトナー補給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトナー補給システムは、トナー補給部と、トナー濃度算出部と、実行指示部とを備える。トナー補給部は、現像装置に設けられた現像剤収容室内にトナーを補給する。トナー濃度算出部は、トナー補給部によって補給されるトナーのトナー補給実施点でのトナー濃度を算出する。実行指示部は、トナー濃度算出部によるトナー濃度の算出結果に基づいて、トナー補給部に対してトナーの補給の実施を指示する。
【０００８】
このトナー補給システムでは、トナー補給実施点でのトナー濃度に基づいて、トナーの補給が行われる。これにより、トナー濃度に偏りが生じていたとしても、トナー濃度が低い部分に確実にトナーを補給することができ、トナーの濃度斑の発生が防止できる。このため、例えば、現像剤のトナー濃度を均一にするための攪拌処理が不要となり、より一層の印刷の高速化を実現することができる。また、例えば、攪拌処理が不要となるため、現像剤の劣化が抑制され、トナーの排出処理の実施回数を低減することができる。
【０００９】
現像剤収容室内におけるトナー濃度検出位置でのトナー濃度をトナー濃度検出値として検出するトナー濃度検出センサと、現像装置が消費するトナーのトナー消費量を算出するトナー消費量算出部と、を更に備えることが好ましい。この場合、トナー濃度算出部は、トナー濃度検出位置から現像装置におけるトナー消費位置までの現像剤の移動時間を考慮したトナー濃度検出値と、トナー消費量算出部で算出されたトナー消費量と、に基づいてトナー消費位置でのトナー濃度を算出し、トナー消費位置からトナー補給実施点までの現像剤の移動時間を考慮して、トナー消費位置でのトナー濃度からトナー補給実施点でのトナー濃度を算出することが好ましい。この場合には、トナー濃度検出センサとトナー補給実施点とが離れていても、トナー濃度検出位置からトナー補給実施点までの現像剤の移動時間を考慮してトナー補給実施点でのトナー濃度を算出することができ、トナー濃度が低い部分に確実にトナーを補給することができる。
【００１０】
トナー補給部によって現像剤収容室に補給されるトナー補給量を算出する補給量算出部を更に備えることが好ましい。また、トナー補給実施点からトナー濃度検出位置までの間でトナーが流出しない場合、補給量算出部は、トナー濃度算出部によって算出されたトナー補給実施点でのトナー濃度であって、トナー補給実施点からトナー濃度検出位置までの現像剤の移動時間を考慮したトナー補給実施点でのトナー濃度と、トナー濃度検出センサによって検出されたトナー濃度検出値との差分に基づいて、現像剤収容室に補給されるトナー補給量を算出することが好ましい。この場合には、トナー補給実施点でのトナー濃度、即ち、トナーの補給前のトナー濃度と、トナー濃度検出センサで検出されたトナー濃度との差分より、トナー補給部によって補給された実際のトナーの補給量を求めることができる。これにより、例えば、トナー補給部によって補給されるトナーを収容するトナータンク内のトナー残量を把握することができ、補給されるトナーが無い状態で現像装置を作動させてしまうといったことがない。
【００１１】
現像剤が現像剤収容室内を１周する間にトナー濃度検出センサによって検出されたトナー濃度検出値の平均値を算出するトナー濃度移動平均算出部と、現像装置で現像されたトナー像が転写される記録媒体の供給停止を指示する記録媒体供給停止指示部と、を更に備えることが好ましい。この場合、媒体供給停止指示部は、トナー濃度移動平均算出部で算出されたトナー濃度検出値の平均値が現像剤収容室内のトナー濃度基準値よりも低い場合に記録媒体の供給停止を指示することが好ましい。このように、トナー濃度検出値の平均値が低くなった場合に記録媒体の供給を停止することで、トナーが消費されないためにトナー濃度を高くすることができる。またこのとき、トナー濃度検出センサによって検出されるトナー濃度検出値が低いため、上述したように、トナー補給部によってトナー濃度が低い部分にトナーが補給される。このため、トナー濃度が低くなってからのトナー供給であっても、濃度斑が発生することなくトナー濃度を高くすることができる。また、トナー濃度が低い部分にトナーが供給されるため、現像剤収容室内を攪拌することなく、現像剤収容室内のトナー濃度を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、印刷のより一層の高速化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の現像ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図３】図１の現像ユニットを制御する制御部の全体構成を示すブロック図である。
【図４】トナー劣化値の変動からトナー劣化値の平均値を求める様子を示す図である。
【図５】トナー濃度検出値の変動からトナー濃度検出値の平均値を求める様子を示す図である。
【図６】トナー濃度検出値の変動からトナー濃度検出値の濃度の移動偏差を求める様子を示す図である。
【図７】図３の制御部において行われる処理工程の流れを示す図である。
【図８】実施例に係る現像ユニットと比較例に係る現像ユニットとにおける印刷結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るトナー供給システムを適用した画像形成装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、画像形成装置１は、記録媒体搬送ユニット１０、転写ユニット２０、感光体ドラム３０、４つの現像ユニット（現像装置）１００、及び、定着ユニット４０を含んで構成される。
【００１６】
記録媒体搬送ユニット１０は、最終的に画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを収容すると共に、用紙Ｐを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Ｐは、カセットに積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒに到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域Ｒに到達させる。
【００１７】
転写ユニット２０は、現像ユニット１００により形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒに搬送する。転写ユニット２０は、転写ベルト２１と、転写ベルト２１を懸架する懸架ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄと、感光体ドラム３０と共に転写ベルト２１を挟持する一次転写ローラ２２と、懸架ローラ２１ｄと共に転写ベルト２１を挟持する二次転写ローラ２４とを含んで構成される。
【００１８】
転写ベルト２１は、懸架ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄにより循環移動される無端状のベルトである。一次転写ローラ２２は、転写ベルト２１の内周側から感光体ドラム３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ２４は、転写ベルト２１の外周側から懸架ローラ２１ｄを押圧するように設けられる。また、転写ユニット２０は、転写ベルト２１に付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置等を更に備えていてもよい。
【００１９】
感光体ドラム３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。本実施形態に係る画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム３０が転写ベルト２１の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ３２、露光ユニット３４、現像ユニット１００、及び、クリーニングユニット３８がそれぞれ設けられている。
【００２０】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット３４は、帯電ローラ３２により帯電した感光体ドラム３０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム３０の表面のうち露光ユニット３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４つの現像ユニット１００は、各現像ユニット１００に対応して設けられたトナータンク３６から供給されたトナーによって感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。４つのトナータンク３６内には、それぞれ、マゼンダ、イエロー、シアン、及び、ブラックのトナーが充填されている。
【００２１】
クリーニングユニット３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が転写ベルト２１に一次転写された後に感光体ドラム３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット３８は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム３０上の残トナーをそぎ落とす構成を用いることができる。なお、感光体ドラム３０の周上には、感光体ドラム３０の回転方向においてクリーニングユニット３８と帯電ローラ３２との間に、感光体ドラム３０の電位をリセットする除電ランプを配置することもできる。
【００２２】
定着ユニット４０は、転写ベルト２１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット４０は、例えば、加熱ローラ４２と、加圧ローラ４４とを含んで構成される。加熱ローラ４２は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源が設けられている。加圧ローラ４４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ４２を押圧するように設けられる。加熱ローラ４２及び加圧ローラ４４の外周面には、例えばシリコンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との接触領域である定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。
【００２３】
また、画像形成装置１には、定着ユニット４０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ５２及び５４が設けられている。
【００２４】
次に、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ３２により感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット３４により感光体ドラム３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００２５】
一方、現像ユニット１００では、トナーとキャリアとを混合攪拌して十分に帯電させた後、トナーとキャリアとを混合することで生成される現像剤を現像ローラ１１０に担持させる。そして、現像ローラ１１０の回転により現像剤が感光体ドラム３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１１０に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と転写ベルト２１とが対向する領域において、感光体ドラム３０から転写ベルト２１へ一次転写される。転写ベルト２１には、４つの感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ２１ｄと二次転写ローラ２４とが対向する二次転写領域Ｒにおいて、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００２６】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット４０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ５２及び５４により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト２１は、ベルトクリーニング装置を備える場合、積層トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト２１に残存するトナーをベルトクリーニング装置により除去してもよい。
【００２７】
（現像ユニットの構成）
図２に示すように、現像ユニット１００は、現像ローラ１１０、第１の攪拌搬送部材１２０、及び、第２の攪拌搬送部材１３０を備える。現像ローラ１１０、第１の攪拌搬送部材１２０及び第２の攪拌搬送部材１３０は、現像ユニット１００の筐体１０５によって形成される現像剤収容室１６０内に設けられる。
【００２８】
現像ローラ１１０は、感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に対してトナーを供給する現像剤担持体である。第１の攪拌搬送部材１２０及び第２の攪拌搬送部材１３０は、現像剤収容室１６０内において、現像剤を構成する磁性体のキャリアと非磁性体のトナーとを攪拌して、キャリアとトナーとを摩擦帯電させる。
【００２９】
第１の攪拌搬送部材１２０は、現像ローラ１１０に対して略鉛直方向下方側に対向して配置されており、混合攪拌された現像剤を現像ローラ１１０へ供給する。第１の攪拌搬送部材１２０は、第１の支持軸１２２と、第１の攪拌翼１２４とを含んで構成される。第１の支持軸１２２は、筐体１０５にベアリングを介して回転可能に設けられる。第１の攪拌翼１２４は、第１の支持軸１２２の外周面に設けられ、第１の支持軸１２２の長手方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第１の攪拌搬送部材１２０は、現像剤を図２中における右方向に搬送する。
【００３０】
第２の攪拌搬送部材１３０は、第１の攪拌搬送部材１２０に対して略鉛直方向下方側に配置される。第２の攪拌搬送部材１３０は、現像剤を混合攪拌して現像剤を十分に帯電させる役割を担っており、帯電した現像剤を第１の攪拌搬送部材１２０へ搬送する。第２の攪拌搬送部材１３０は、第１の攪拌搬送部材１２０と同様に、第２の支持軸１３２と、第２の攪拌翼１３４とを含んで構成される。第２の支持軸１３２は、筐体１０５にベアリングを介して回転可能に設けられる。第２の攪拌翼１３４は、第２の支持軸１３２の外周面に設けられ、第２の支持軸１３２の長手方向に沿って配置された螺旋状の傾斜面を有している。第２の攪拌搬送部材１３０は、現像剤を図２中における左方向に搬送する。
【００３１】
第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０とは、第１の支持軸１２２と第２の支持軸１３２とが略平行となるように、並べて配置される。第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０との間には仕切り壁１０６が設けられている。仕切り壁１０６は、第１の攪拌搬送部材１２０と第２の攪拌搬送部材１３０とが各攪拌搬送部材１２０及び１３０の両端において連通するように設けられている。
【００３２】
第２の攪拌搬送部材１３０によって攪拌されながら搬送された現像剤は、第１の攪拌搬送部材１２０により攪拌、搬送されながら現像ローラ１１０の周面に移行する。第２の攪拌搬送部材１３０の近傍には、現像剤収容室１６０内のトナー濃度を検出するためのトナー濃度検出センサ１７０が設けられている。以下、トナー濃度検出センサ１７０で検出されたトナー濃度をトナー濃度検出値という。
【００３３】
筐体１０５には、トナー補給孔１０７が設けられる。現像剤収容室１６０内のトナー濃度が低下すると、トナータンク３６から現像剤補給部（トナー補給部）１４０、及び、トナー補給孔１０７を介して現像剤収容室１６０内にトナーが供給される。
【００３４】
また、筐体１０５には、印刷動作によって劣化した現像剤を、現像剤収容室１６０外に排出するための排出口１８０が設けられている。トナー排出部１９０は、排出口１８０を介して現像剤を現像剤収容室１６０外へ排出させる。
【００３５】
なお、現像剤収容室１６０内において、現像剤補給部１４０からトナー補給孔１０７を介してトナー等が供給される位置をトナー補給実施点Ａという。また、現像剤収容室１６０内において、トナー濃度検出センサ１７０によってトナー濃度の検出が行われる位置をトナー濃度検出位置Ｂという。また、現像剤収容室１６０内において、現像ローラ１１０に現像剤を供給する位置、即ち、トナーが消費される位置をトナー消費位置Ｃという。
【００３６】
（トナー補給システムの制御構成）
次に、現像ユニット１００の現像剤収容室１６０内にトナーを補給するトナー補給システムの構成について説明する。図３に示すように、現像ユニット１００は、制御部２００によって制御される。制御部２００には、記録媒体に画像を形成する際に使用されるトナー量（以下「Dot  Count」という）と、トナー濃度検出センサ１７０で検出されたトナー濃度検出位置Ｂでのトナー濃度検出値とが入力される。Dot  Countは、画像形成装置１に入力された画像信号に基づいて、画像形成装置１における印刷機能全体の制御を行う図示しない制御部によって演算される。
【００３７】
制御部２００は、トナー消費量算出部２０１、トナー濃度算出部２０２、実行指示部２０３、トナー濃度移動平均算出部２０４、補給量算出部２０５、記録媒体供給停止指示部２０６、現像機回転回数取得部２０７、トナー排出判断部２０８、トナー残量監視部２０９、及び、攪拌判断部２１０を備える。
【００３８】
トナー消費量算出部２０１は、入力されたDot  Countに基づいて、印刷を行った際に現像ローラ１１０で消費されたトナー消費量を算出する。トナー濃度算出部２０２は、現像剤収容室１６０内におけるトナー濃度検出位置Ｂでのトナー濃度を算出する。具体的には、トナー濃度算出部２０２は、まず、トナー濃度検出センサ１７０で検出されたトナー濃度検出値のうち、トナー濃度検出位置Ｂからトナー消費位置Ｃまでの現像剤の移動時間を考慮して、トナー消費位置Ｃの位置でのトナー濃度検出値を求める。次に、トナー濃度算出部２０２は、求めたトナー消費位置Ｃの位置でのトナー濃度検出値と、トナー消費量算出部２０１で算出されたトナー消費量と、に基づいてトナー消費位置Ｃでのトナー濃度を算出する。
【００３９】
そして、トナー濃度算出部２０２は、トナー消費位置Ｃからトナー補給実施点Ａまでの現像剤の移動時間を考慮して、トナー消費位置Ｃでのトナー濃度からトナー補給実施点Ａでのトナー濃度を算出する。これにより、トナー補給実施点Ａでの現在のトナー濃度をトナー濃度算出部２０２によって算出することができる。
【００４０】
実行指示部２０３は、トナー濃度算出部２０２で算出されたトナー補給実施点Ａでのトナー濃度に基づいて、現像剤補給部１４０に対してトナー補給の指示を行う。具体的には、実行指示部２０３は、トナー濃度算出部２０２で算出されたトナー補給実施点Ａでのトナー濃度から、予め定められたトナー濃度目標値を減算する。減算して得られた値に基づいて、現像剤補給部１４０の駆動モータを作動させる。これにより、現像剤のうちのトナー濃度が低い部分がトナー補給実施点Ａに移動してきたときに、トナーが供給される。このため、トナー濃度が高い部分にトナーが補給されることが防止され、排出口１８０から現像剤収容室１６０外へトナーが溢れ出ること等が防止される。
【００４１】
補給量算出部２０５は、現像剤補給部１４０によって現像剤収容室１６０に補給される実際のトナー補給量を算出する。ここで、現像ユニット１００は、トナー補給実施点Ａからトナー濃度検出位置Ｂまでの間で現像剤が外部に流出しない構成となっている。このため、トナー補給実施点Ａにおいてトナー補給がされなかった場合のトナー濃度から、トナー濃度検出位置Ｂにおけるトナー濃度検出センサ１７０のトナー濃度検出値を減算した値が、現像剤補給部１４０によって補給されたトナー補給量となる。より具体的には、補給量算出部２０５は、まず、トナー濃度算出部２０２によって算出されたトナー補給実施点Ａでのトナー濃度（即ち、トナー補給前のトナー濃度）のうち、トナー補給実施点Ａからトナー濃度検出位置Ｂまでの現像剤の移動時間を考慮したトナー補給実施点Ａでのトナー濃度を取得する。そして、補給量算出部２０５は、取得したトナー補給実施点Ａでのトナー濃度から、トナー濃度検出センサ１７０によって検出された現在のトナー濃度検出値を減算することで、トナー補給量を算出する。
【００４２】
トナー排出判断部２０８は、現像剤収容室１６０内におけるトナーの劣化回復値を求める。具体的には、トナー排出判断部２０８は、まず、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値からトナー濃度目標値を減算する。このトナー濃度目標値は、実行指示部２０３で用いたトナー濃度目標値と同じである。そして、トナー排出判断部２０８は、トナー濃度検出値からトナー濃度目標値を減算することで得られた値と、補給量算出部２０５で求めたトナー補給量（即ち、新しいトナー量）とを加算し、加算によって得られた値をトナーの劣化回復値とする。このように、トナー濃度検出センサ１７０によるトナー濃度検出値とトナー濃度目標値との差をトナー補給量に加算することで、現像剤収容室１６０内におけるトナーの劣化回復値をより正しく求めることができ、現像剤収容室１６０内のトナー濃度が低い場合に、トナー排出部１９０によってトナーが排出されてしまうことを防止できる。
【００４３】
次にトナー排出判断部２０８は、現像機回転回数取得部２０７から現像ユニット１００の回転回数を取得する。ここで、現像機回転回数取得部２０７は、攪拌判断部２１０等の指示によって駆動される第１攪拌搬送部材１２０及び第２攪拌搬送部材１３０の回転回数を取得する。また、現像剤は、攪拌されることで劣化が生じる。従って、現像ユニット１００の回転回数を、現像剤の劣化度合いを表す指標として用いることができる。トナー排出判断部２０８は、取得した現像ユニット１００の回転回数から上記で求めたトナーの劣化回復値を減算する。以下、現像ユニット１００の回転回数からトナーの劣化回復値を減算して得られる値を、トナー劣化値とする。このトナー劣化値より、現在の現像剤の劣化度合いを把握することができる。このトナー劣化値は、現像ユニット１００の回転回数が多くなる（現像剤の劣化度合いが大きい）と大きな値となり、トナーの劣化回復値が大きくなると小さな値となる。トナー排出判断部２０８は、このトナー劣化値を常時求める。
【００４４】
次に、トナー排出判断部２０８は、図４に示すように、予め定められた１制御周期毎に、現像剤が現像剤収容室１６０内を１周する間に求められた複数のトナー劣化値を取得し、取得したトナー劣化値の平均値を算出する。図４では、ｎ番目の制御周期において、トナー排出判断部２０８がトナー劣化値を平均化する際の範囲と、ｎ＋１番目の制御周期において、トナー排出判断部２０８がトナー劣化値を平均化する際の範囲とを一例として示している。
【００４５】
次に、トナー排出判断部２０８は、図４に示すように、制御周期毎に求めたトナー劣化値の平均値が、予め定められたトナー劣化閾値を超えているか否かを判断し、トナー劣化閾値を超えている場合には、トナー排出部１９０による現像剤の排出が必要であるものとして判断する。トナー排出判断部２０８は、現像剤の排出が必要であると判断した場合、トナー排出部１９０に対して現像剤の排出を指示する。一方、トナー排出判断部２０８は、トナー劣化値の平均値がトナー劣化閾値を超えていない場合には、現像剤の排出は不要であるものとして判断する。このように、現像剤収容室１６０内の現像剤の劣化状態を、印刷枚数等の外部要因に因らずに直接予測することができる。そして、予測した現像剤の劣化状態（トナー劣化値）に基づいて、現像剤の排出をより適切なタイミングで行うことができる。
【００４６】
トナー残量監視部２０９は、トナータンク３６毎に、トナータンク３６内のトナー残量を監視するものである。このため、トナー残量監視部２０９は、トナー消費量を常時求める。具体的には、トナー残量監視部２０９は、補給量算出部２０５で算出されたトナー補給量を、トナー残量監視部２０９が記憶しているトナー消費量に加算することでトナー消費量の値を更新する。なお、トナー残量監視部２０９は、トナー消費量の更新処理を、トナータンク毎（トナー種類毎）に行う。これにより、トナータンク３６内のトナー残量を正確に把握することができる。
【００４７】
トナー濃度移動平均算出部２０４は、現像剤が現像剤収容室１６０内を１周する間にトナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値の平均値を算出する。具体的には、図５に示すように、トナー濃度移動平均算出部２０４は、予め定められた１制御周期毎に、現像剤が現像剤収容室１６０内を１周する間に検出された複数のトナー濃度検出値(変動するトナー濃度)を取得し、取得したトナー濃度検出値の平均値を算出する。図５では、ｎ番目の制御周期において、トナー濃度移動平均算出部２０４がトナー濃度検出値を平均化する際の範囲と、ｎ＋１番目の制御周期において、トナー濃度移動平均算出部２０４がトナー濃度検出値を平均化する際の範囲とを一例として示している。
【００４８】
記録媒体供給停止指示部２０６は、トナー濃度移動平均算出部２０４において制御周期毎に算出されたトナー濃度検出値の平均値が、予め定められたトナー濃度基準値よりも低い場合に、記録媒体搬送ユニット１０に対して記録媒体の搬送の停止（ピックアップの停止）を指示する。このように、トナー濃度検出値の平均値が低くなった場合に記録媒体の搬送を停止することで、トナーが消費されないためにトナー濃度を高くすることができる。なお、このとき、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されるトナー濃度検出値が低いため、上述したように現像剤補給部１４０によってトナー濃度が低い部分にトナーが補給される。
【００４９】
攪拌判断部２１０は、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値の濃度の移動偏差が予め定められた濃度範囲を超えた場合に、現像剤収容室１６０内の現像剤に濃度斑が発生しているものとして判断する。具体的には、攪拌判断部２１０は、図６に示すように、予め定められた１制御周期毎に、現像剤が現像剤収容室１６０内を１周する間に検出された複数のトナー濃度検出値(変動するトナー濃度)を取得し、取得したトナー濃度の上限値と下限値との差をトナー濃度検出値の濃度の移動偏差として求める。図６では、ｎ番目の制御周期において、トナー排出判断部２０８がトナー濃度検出値の濃度の移動偏差を算出する際の検査範囲と、ｎ＋１番目の制御周期において、トナー排出判断部２０８がトナー濃度検出値の濃度の移動偏差を算出する際の検査範囲とを一例として示している。
【００５０】
そして、攪拌判断部２１０は、求めたトナー濃度検出値の濃度の移動偏差が予め定められた濃度範囲を超えた場合に、記録媒体搬送ユニット１０に対して記録媒体の搬送の停止（ピックアップの停止）を指示すると共に、実行指示部２０３が現像剤補給部１４０に対して行うトナーの補給指示を停止させる。そして、攪拌判断部２１０は、第１攪拌搬送部材１２０及び第２攪拌搬送部材１３０を駆動する攪拌搬送部駆動モータ１２１及び１３１に対して駆動開始の指示を行う。これにより、記録媒体の搬送が停止されて、更に、トナーの補給が停止された状態で、第１攪拌搬送部材１２０及び第２攪拌搬送部材１３０によって現像剤収容室１６０内の現像剤が攪拌され、トナーの濃度斑が解消する。
【００５１】
次に、制御部２００において行われる処理工程の流れについて説明する。図７に示すように、まず、トナー濃度算出部２０２は、トナー濃度検出位置Ｂからトナー補給実施点Ａまでの現像剤の移動時間を考慮して、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値と、Ｄｏｔ  Ｃｏｕｎｔに基づいて得られたトナー消費量とを用いてトナー補給実施点Ａでのトナー濃度を算出する（工程Ｓ１）。次に、実行指示部２０３は、トナー濃度算出部２０２で算出されたトナー補給実施点Ａでのトナー濃度と、トナー濃度目標値とを用いて、現像剤補給部１４０に対してトナー補給の指示を行う(工程Ｓ２)。
【００５２】
また、補給量算出部２０５は、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値と、トナー濃度算出部２０２で算出されたトナー補給実施点Ａでのトナー濃度とを用いて、現像剤補給部１４０によって現像剤収容室１６０に補給されるトナー補給量を算出する(工程Ｓ３)。
【００５３】
また、トナー濃度移動平均算出部２０４は、現像剤が現像剤収容室１６０内を１周する間にトナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値の平均値を算出する。記録媒体供給停止指示部２０６は、トナー濃度移動平均算出部２０４において算出されたトナー濃度検出値の平均値が、予め定められたトナー濃度基準値よりも低い場合に、記録媒体搬送ユニット１０に対して記録媒体の搬送の停止を指示する（工程Ｓ４）。
【００５４】
また、攪拌判断部２１０は、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値の濃度の移動偏差を算出する。そして、攪拌判断部２１０は、算出したトナー濃度検出値の濃度の移動偏差が予め定められた濃度範囲を超えた場合に、現像剤収容室１６０内の現像剤に濃度斑が発生しているものとして判断する。トナー濃度検出値の濃度の移動偏差が予め定められた濃度範囲を超えた場合、攪拌判断部２１０は、記録媒体搬送ユニット１０に対して記録媒体の搬送の停止を指示すると共に、実行指示部２０３が現像剤補給部１４０に対して行うトナーの補給指示を停止させる。そして、攪拌判断部２１０は、攪拌搬送部駆動モータ１２１及び１３１に対して駆動開始の指示を行う（工程Ｓ５）。
【００５５】
また、補給量算出部２０５におけるトナー補給量の算出後（工程Ｓ３）、トナー排出判断部２０８は、補給量算出部２０５で算出されたトナー補給量と、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されたトナー濃度検出値と、トナー濃度目標値とを用いて、トナーの劣化回復値を算出する（工程Ｓ６）。
【００５６】
また、補給量算出部２０５におけるトナー補給量の算出後（工程Ｓ３）、トナー残量監視部２０９は、補給量算出部２０５で算出されたトナー補給量を、トナー残量監視部２０９で記憶しているトナー消費量に加算することでトナー消費量の値を更新する。このトナー消費量に基づき、トナータンク内のトナー残量を求めることができる（工程Ｓ７）。
【００５７】
また、トナー排出判断部２０８におけるトナーの劣化回復値の算出後（工程Ｓ６）、トナー排出判断部２０８は、現像ユニット１００の回転回数と、トナーの劣化回復値とを用いてトナー劣化値を算出する。そして、トナー排出判断部２０８は、制御周期毎に求めたトナー劣化値の平均値と、予め定められたトナー劣化閾値とを比較し、比較結果に基づいて、トナー排出部１９０に対して現像剤の排出を指示する（工程Ｓ８）。
【００５８】
次に、上述の現像ユニット１００に制御部２００を適用して印刷を行った場合における実施例について説明する。図８は、上述したトナー補給実施点Ａにおけるトナー濃度に基づいてトナー補給を行う現像ユニット１００（実施例に係る現像ユニット）に制御部２００を適用して記録媒体への印刷を行った場合の印刷結果を示す。また、比較例として、トナー補給実施点におけるトナー濃度に基づいてトナー補給を行わない現像ユニット（例えば、トナー濃度検出位置でのトナー濃度に基づいてトナー補給を行う現像ユニット）を用いて記録媒体への印刷を行った場合の印刷結果を示す。
【００５９】
実施例に係る現像ユニット１００を用いて印刷を行った場合、比較例に係る現像ユニットを用いて印刷を行った場合に比べて、短時間で多くの頁数の印刷を行うことができた。また、実施例に係る現像ユニット１００を用いて印刷を行った場合、比較例に係る現像ユニットを用いて印刷を行った場合に比べて、排出されるトナーの量が少なくなった。更に、両ユニットにおける印刷頁数の差及び排出されるトナーの量の差は、印刷頁数が増えるにしたがって広がっていった。
【００６０】
本実施形態は以上のように構成され、現像ユニット１００は、トナー補給実施点Ａでのトナー濃度に基づいて、トナーの補給を行う。これにより、現像剤収容室１６０内のトナー濃度に偏りが生じていたとしても、トナー濃度が低い部分に確実にトナーを補給することができ、トナーの濃度斑の発生が防止できる。このため、例えば、現像剤のトナー濃度を均一にするための攪拌処理が不要となり、より一層の印刷の高速化を実現することができる。また、例えば、攪拌処理が不要となるため、現像剤の劣化が抑制され、トナーの排出処理の実施回数を低減することができる。
【００６１】
また、トナー濃度検出センサ１７０とトナー補給実施点Ａとが離れていても、トナー濃度検出位置Ｂからトナー補給実施点Ａまでの現像剤の移動時間を考慮してトナー補給実施点Ａでのトナー濃度を算出するので、トナー濃度が低い部分に確実にトナーを補給することができる。
【００６２】
また、トナー補給実施点Ａでのトナー濃度、即ち、トナーの補給前のトナー濃度と、トナー濃度検出センサ１７０で検出されたトナー濃度との差分より、現像剤補給部１４０によって補給された実際のトナーの補給量を求めることができる。これにより、例えば、現像剤補給部１４０によって補給されるトナーを収容するトナータンク３６内のトナー残量を把握することができ、補給されるトナーが無い状態で現像ユニット１００を作動させてしまうといったことがない。
【００６３】
また、記録媒体供給停止指示部２０６は、トナー濃度検出値の平均値が低くなった場合に記録媒体の供給を停止することで、トナーが消費されないために現像剤収容室１６０内のトナー濃度を高くすることができる。またこのとき、トナー濃度検出センサ１７０によって検出されるトナー濃度検出値が低いため、上述したように、現像剤補給部１４０によってトナー濃度が低い部分にトナーが補給される。このため、トナー濃度が低くなってからのトナー供給であっても、濃度斑が発生することなくトナー濃度を高くすることができる。また、トナー濃度が低い部分にトナーが供給されるため、現像剤収容室１６０内を攪拌することなく、現像剤収容室１６０内のトナー濃度を均一にすることができる。
【００６４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示したタンデム方式の画像形成装置１は、本実施形態に係るトナー供給システムを適用した現像ユニット１００を備える画像形成装置の一例であり、本発明に係るトナー供給システムは、種々の方式の画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…画像形成装置、１００…現像ユニット（現像装置）、１４０…現像剤補給部（トナー補給部）、１６０…現像剤収容室、１７０…トナー濃度検出センサ、２０１…トナー消費量算出部、２０２…トナー濃度算出部、２０３…実行指示部、２０４…トナー濃度移動平均算出部、２０５…補給量算出部、Ａ…トナー補給実施点、Ｂ…トナー濃度検出位置、Ｃ…トナー消費位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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