(57)【要約】【課題】二成分現像剤を用いて画像を形成する場合に“かぶり”を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、二成分現像剤の循環方向に沿って循環空間２３を仮想的に３２個の領域に区分けをし、二成分現像剤を循環させる場合に３２個の領域をそれらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御部５１と、循環空間２３でのトナーの減少について領域毎にトナー減少量を演算し、トナー減少量に応じて領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定部５３と、トナー補給量が各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、領域毎に判定する上限値超え判定部５９と、３２個の領域が循環している時に各領域が通過する補給位置に上記決定された補給量のトナーを送ることにより領域毎にトナーを補給し、トナー補給量が上限値を超える領域については、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する補給制御部６３と、を備える。【選択図】図１２
2011095400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置と、
二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御部と、
二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定部と、
前記補給量決定部で決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定部と、
前記循環制御部が前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定部で決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御部と、を備えており、
前記補給制御部は、
前記上限値超え判定部で判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は、
前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部で測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置へのトナー補給方法であって、
二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御ステップと、
二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定ステップと、
前記補給量決定ステップで決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定ステップと、
前記循環制御ステップで前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定ステップで決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御ステップと、を備えており、
前記補給制御ステップは、
前記上限値超え判定ステップで判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする現像装置へのトナー補給方法。
【請求項４】
前記現像装置へのトナー補給方法は、
前記上限値超え判定ステップの前に、
前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定ステップと、
前記濃度測定ステップで測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の現像装置へのトナー補給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトナーとキャリアにより構成される二成分現像剤を用いる画像形成装置及びこれに備えられる現像装置へのトナー補給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置として、現像装置に残っているトナーの濃度に応じてトナー補給量を変更し、画像の面積率に応じてトナー補給量を補正するものがある(例えば特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真方式を利用した画像の形成では、画像の白色の領域にトナーが付着する、いわゆる“かぶり”と称される現象が生じることがある。
【０００５】
本発明は二成分現像剤を用いて画像を形成する場合に“かぶり”を防止できる画像形成装置及び現像装置へのトナー補給方法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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置と、二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御部と、二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定部と、前記補給量決定部で決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定部と、前記循環制御部が前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定部で決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御部と、を備えており、前記補給制御部は、前記上限値超え判定部で判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を決めておき、トナー補給量が上限値を超える領域については、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する。これにより、トナー補給量が多い領域では補給機会を二回以上設けてトナーが補給される。したがって、その領域において二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。後に記載する本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法も同様のことが言える。
【０００８】
上記構成において、前記画像形成装置は、前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部で測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定部と、をさらに備えることができる。
【０００９】
この構成によれば、領域のトナー濃度に応じて上限値を決定するので、トナーとキャリアの割合を適切にすることができる。これにより、トナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。後に記載する本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法も同様のことが言える。
【００１０】
本発明の他の局面に係る現像装置へのトナー補給方法は、現像ローラと、前記現像ローラに供給するトナーを含む二成分現像剤を収容する循環空間とを有する現像装置へのトナー補給方法であって、二成分現像剤を前記循環空間で循環させる場合に、二成分現像剤の循環方向に沿って前記循環空間に仮想的に区分けされた複数の領域を、それらの領域に位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる循環制御ステップと、二成分現像剤が前記循環空間から前記現像ローラへ送られることによる前記循環空間でのトナーの減少について、前記複数の領域毎にトナー減少量を演算し、前記トナー減少量に応じて前記複数の領域毎にトナー補給量を決定する補給量決定ステップと、前記補給量決定ステップで決定された前記トナー補給量が、前記複数の領域の各領域に一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、前記複数の領域毎に判定する上限値超え判定ステップと、前記循環制御ステップで前記複数の領域を仮想的に循環させている循環周期毎に前記複数の領域へのトナーの補給機会を設けており、前記複数の領域を仮想的に循環させている時に各領域が通過する補給位置に前記補給量決定ステップで決定された補給量のトナーを送ることにより前記複数の領域毎にトナーを補給する補給制御ステップと、を備えており、前記補給制御ステップは、前記上限値超え判定ステップで判定された前記トナー補給量が前記上限値を超える領域については、前記補給機会を二回以上設けてトナーを補給することを特徴とする。
【００１１】
上記方法において、前記現像装置へのトナー補給方法は、前記上限値超え判定ステップの前に、前記複数の領域毎にトナー濃度を測定する濃度測定ステップと、前記濃度測定ステップで測定されたトナー濃度に応じて前記上限値を決定する上限値決定ステップと、をさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、二成分現像剤を用いて画像を形成する場合に“かぶり”を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。
【図２】上記画像形成装置に備えられる現像装置の外観斜視図である。
【図３】図２に示す現像装置をＡ１−Ａ２線に沿って切断した断面図である。
【図４】図３に示す現像装置をＢ１−Ｂ２線に沿って切断した断面図である。
【図５】上記現像装置の循環空間に区分けされた仮想的な複数の領域の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像装置へのトナー補給方法を説明するフローチャートである。
【図７】上記トナー補給方法を実施した際に用いた画像パターンを示す図である。
【図８】図６のステップＳＴ１で測定された各領域のトナー濃度が１０％程度の場合において、各領域への一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給を説明する表である。
【図９】同二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を説明する表である。
【図１０】図６のステップＳＴ１で測定された各領域のトナー濃度が８％程度の場合において、各領域への一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給を説明する表である。
【図１１】同二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を説明する表である。
【図１２】上記トナー補給方法を実現する機能ブロックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、カラーコピー、カラープリンタ及びカラーファクシミリ機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００と装置本体１００の上に配置された画像読取部２００を備える。
【００１５】
画像読取部２００はＣＣＤ(Charge Coupled Device)等によって画像(文字、図、写真等)を読み取り、画像データとして出力する。画像読取部２００はカラー画像を読み取る機能を有する。これによりカラーコピー及びカラーファクシミリの送信が可能となる。
【００１６】
装置本体１００は用紙貯留部１１０、画像形成部１３０及び定着部１６０を備える。
【００１７】
用紙貯留部１１０は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙Ｐの束を貯留することができる用紙トレイ１１１を備えている。用紙トレイ１１１は装置本体１００に差し込んで装着される。用紙Ｐを補給するときは装置本体１００から用紙トレイ１１１を引き出す。用紙トレイ１１１に貯留された用紙Ｐの束において、最上位の用紙Ｐがピックアップローラ１１３の駆動により、用紙搬送路１１５へ向けて繰り出される。用紙Ｐは用紙搬送路１１５を通って、画像形成部１３０へ搬送される。
【００１８】
画像形成部１３０は搬送されてきた用紙Ｐにトナー画像を形成する。画像形成部１３０はトナー画像を転写ベルト１３１に転写する順番に従って配置された、マゼンタ用ユニット１３３Ｍ、シアン用ユニット１３３Ｃ、イエロー用ユニット１３３Ｙ、ブラック用ユニット１３３Ｋを備える。これらのユニットは同様の構成を有しており、マゼンタ用ユニット１３３Ｍを例にして説明する。
【００１９】
マゼンタ用ユニット１３３Ｍは感光ドラム１３５及び露光装置１３７を備える。感光ドラム１３５の周りには帯電器１３９、現像装置１４１及びクリーナ１４３が配置されている。帯電器１３９は感光ドラム１３５の周面を一様に帯電させる。露光装置１３７は画像データ(画像読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)の中でマゼンタデータに対応する光を生成し、一様に帯電された感光ドラム１３５の周面に照射する。これにより、感光ドラム１３５の周面にはマゼンタデータに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光ドラム１３５の周面に現像装置１４１からマゼンタトナーを供給することにより、周面にはマゼンタデータに対応するトナー画像が形成される。
【００２０】
転写ベルト１３１は感光ドラム１３５と１次転写ローラ１４５により挟まれた状態で時計周りに動くことができる。マゼンタデータに対応するトナー画像は感光ドラム１３５から転写ベルト１３１に転写される。感光ドラム１３５の周面に残っているマゼンタトナーはクリーナ１４３によって除去される。以上がマゼンタ用ユニット１３３Ｍの説明である。
【００２１】
マゼンタ用ユニット１３３Ｍ、シアン用ユニット１３３Ｃ、イエロー用ユニット１３３Ｙ、ブラック用ユニット１３３Ｋの上方には、対応する色のトナーを収容したコンテナ、すなわち、マゼンタトナー用コンテナ１４７Ｍ、シアントナー用コンテナ１４７Ｃ、イエロートナー用コンテナ１４７Ｙ、ブラックトナー用コンテナ１４７Ｋが配置されている。各色の現像装置１４１には対応するコンテナからトナーが補給される。
【００２２】
上述したように転写ベルト１３１にはマゼンタデータに対応するトナー画像が転写され、このトナー画像に重ねてシアンデータに対応するトナー画像が転写され、同様に、イエローデータに対応するトナー画像、ブラックデータに対応するトナー画像が重ねて転写される。これにより転写ベルト１３１にカラーのトナー画像が形成される。このカラーのトナー画像は２次転写ローラ１４９によって、先ほど説明した用紙貯留部１１０から搬送されてきた用紙Ｐに転写される。
【００２３】
カラーのトナー画像が転写された用紙Ｐは定着部１６０に送られる。定着部１６０は加熱ローラ１６１と定着ローラ１６３に定着ベルト１６５が掛けられた構造を有する。定着ベルト１６５は定着ローラ１６３と加圧ローラ１６７により挟まれている。これらのローラによって、カラーのトナー画像が転写された用紙Ｐが挟まれる。これにより、カラーのトナー画像と用紙Ｐに熱と圧力が加えられて、カラーのトナー画像を用紙Ｐに定着させる。用紙Ｐは排紙トレイ１６９に排紙される。
【００２４】
次に、現像装置１４１について詳細に説明する。図２は現像装置１４１の外観斜視図である。図３は図２に示す現像装置１４１をＡ１−Ａ２線に沿って切断した断面図である。現像装置１４１は現像ローラ１１、マグネットローラ１３、汲み上げローラ１５、第１の攪拌スクリュー１７及び第２の攪拌スクリュー１９を備える。これらは現像装置１４１の内部に回転可能に配置されている。
【００２５】
第１及び第２の攪拌スクリュー１７，１９は循環空間２３に配置されている。この配置について、図４を用いて説明する。図４は図３に示す現像装置１４１をＢ１−Ｂ２線に沿って切断した断面図である。
【００２６】
循環空間２３は第１の攪拌空間２７、第２の攪拌空間２９及びこれらの空間を仕切る仕切板２５を備える。第１及び第２の攪拌空間２７，２９並びに第１及び第２の攪拌スクリュー１７，１９は、現像ローラ１１と同じ方向に延びている。第１の攪拌空間２７には第１の攪拌スクリュー１７、第２の攪拌空間２９には第２の攪拌スクリュー１９が、それぞれ配置されている。
【００２７】
循環空間２３には現像ローラ１１に供給するトナーを含む二成分現像剤が収容されている。現像装置１４１にはトナー補給口２１が設けられており、対応するトナーコンテナからトナー補給口２１を経由して循環空間２３にトナーが補給される。例えば、図１のマゼンタ用ユニット１３３Ｍの現像装置１４１であれば、マゼンタトナー用コンテナ１４７Ｍからマゼンタトナーがトナー補給口２１を経由して循環空間２３に補給される。
【００２８】
第１の攪拌スクリュー１７が回転することにより、第１の攪拌空間２７の二成分現像剤は攪拌されながら、第１の攪拌空間２７が延びる方向に沿う矢印Ｌ方向に搬送される。第２の攪拌スクリュー１９が回転することにより、第２の攪拌空間２９の二成分現像剤は攪拌されながら、矢印Ｌ方向と逆向きの矢印Ｍ方向に搬送される。これらにより、二成分現像剤は循環空間２３で攪拌されながら循環空間２３を循環する。
【００２９】
二成分現像剤が攪拌されることによりトナーとキャリアは摩擦帯電し、トナーとキャリアは静電気的に結合した状態となる。この状態で二成分現像剤は図３を参照して、第１の攪拌空間２７から、磁石を内蔵する汲み上げローラ１５により吸い上げられて、マグネットローラ１３へ搬送される。マグネットローラ１３ではキャリアがマグネットローラ１３に吸い付けられた状態で、電気力によりトナーだけが現像ローラ１１に引き寄せられて、現像ローラ１１に吸い付く。現像ローラ１１は図１の感光ドラム１３５の周面と対向して配置されている。現像ローラ１１に吸い付けられたトナーは、感光ドラム１３５の周面に形成された静電潜像によって引き寄せられて感光ドラム１３５に移動する。これにより、感光ドラム１３５の周面の静電潜像が現像され、周面にトナー画像が形成される。
【００３０】
ところで、循環空間２３は二成分現像剤の循環方向に沿って仮想的に複数の領域に区分けされている。二成分現像剤が循環空間２３から現像ローラ１１へ送られることによって、循環空間２３から二成分現像剤が失われる。これによる循環空間２３でのトナーの減少について、複数の領域毎にトナー減少量が管理されている。図５は循環空間２３に区分けされた仮想的な複数の領域の一例を示す図である。この例では３２個の領域Ｒ１〜領域Ｒ３２に区分けされている。符号Ｒの後の数字は省略して記載することがある。例えば、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２のそれぞれを区別する必要がなければ、領域Ｒと記載することがある。
【００３１】
３２個の領域Ｒは二成分現像剤の循環方向(矢印Ｌ，Ｍ)に沿って配置されている。図５では１６個の領域Ｒ１〜領域Ｒ１６が第１の攪拌空間２７に位置しており、１６個の領域Ｒ１７〜領域Ｒ３２が第２の攪拌空間２９に位置している。
【００３２】
仮想的に複数の領域に区分けをするとは、仕切り等により物理的に領域Ｒ１〜領域Ｒ３２に区分けをする意味ではない。画像形成装置１の動作を制御するプログラムにおいて、循環空間２３を領域Ｒ１〜領域Ｒ３２に区分けして扱うという意味である。上記プログラムでは二成分現像剤を循環させる場合に３２個の領域Ｒをそれらの領域Ｒに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させている。
【００３３】
二成分現像剤は循環空間２３のうち第１の攪拌空間２７から現像ローラ１１へ送られる。言い換えれば、二成分現像剤は第１の攪拌空間２７に位置している領域(図５では領域Ｒ１〜Ｒ１６)から現像ローラ１１へ送られる。画像形成の基になる画像データに応じて各領域Ｒから供給される二成分現像剤、すなわちトナーの量が異なる。
【００３４】
したがって、領域Ｒ１〜領域Ｒ１６のそれぞれでトナー減少量が異なるので、これらの領域Ｒ毎にトナー減少量が演算される。そして、領域Ｒ１〜領域Ｒ１６のそれぞれのトナー減少量に応じて、領域Ｒ毎にトナー補給量が決定される。領域Ｒへのトナーの補給機会は、領域Ｒを仮想的に循環させている循環周期毎に設けられている。二成分現像剤が循環している(領域Ｒ１〜領域Ｒ３２が仮想的に循環している)時に各領域Ｒが通過する補給位置に上記決定された補給量のトナーが送られることにより、領域Ｒ１〜領域Ｒ１６毎にトナーが補給される。領域Ｒ１７〜領域Ｒ３２が第１の攪拌領域２７に位置している場合も同様である。
【００３５】
例えば、領域Ｒ６でトナーが０．２％減少した場合、二成分現像剤が循環している(領域Ｒ１〜領域Ｒ３２が仮想的に循環している)時に、トナー補給口２１から０．２％に相当するトナー量を領域Ｒ６に補給する。
【００３６】
しかし、ある領域Ｒでトナーが大量に減少した場合、その領域Ｒにはトナーが大量に補給されることになる。このため二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足が生じて、“かぶり”が発生することがある。
【００３７】
本実施形態では各領域Ｒに一回につき補給するトナー量の上限値を決めている。トナー補給量が上限値を超える領域Ｒについては、補給機会を二回以上設けてトナーを補給することにより、“かぶり”を防止している。本実施形態に係る現像装置１４１へのトナー補給方法について、図４、図５及び図６を用いて説明する。図６は上記方法を説明するフローチャートである。
【００３８】
まず、図４に示す第１及び第２の攪拌スクリュー１７，１９を回転させて、二成分現像剤を攪拌しながら循環空間２３を循環させる。二成分現像剤の攪拌により、トナーとキャリアは摩擦帯電して静電気的に結合する。二成分現像剤の循環により、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２はそれらの領域Ｒに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環する(循環制御ステップ)。
【００３９】
図５に示すように、循環空間２３にはトナー濃度を測定する濃度センサ３１が配置されている。循環制御ステップにおいて、各領域Ｒが濃度センサ３１の配置箇所を通過する毎にその領域Ｒのトナー濃度が測定される(ステップＳＴ１：濃度測定ステップ)。
【００４０】
濃度センサ３１として例えば透磁率センサを用いることができる。透磁率センサはキャリアの濃度に応じて出力が変化する。キャリアの濃度が高ければ、すなわちトナーの濃度が低ければ出力が大きくなる。キャリアの濃度が低ければ、すなわちトナーの濃度が高ければ出力が小さくなる。
【００４１】
ステップＳＴ１で測定されたトナー濃度がトナーを補給する必要のある値か判断される (ステップＳＴ３)。トナーを補給する必要がなければ(ステップＳＴ３でＮｏ)、エンドとなる。トナーを補給する必要がある場合(ステップＳＴ３でＹｅｓ)は、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２毎に二成分現像剤のトナー減少量を演算する(ステップＳＴ５)。領域Ｒ毎のトナー減少量は、用紙Ｐに形成された画像の印字率から求めることができる。また、画像のドットカウントから求めることもできる。領域Ｒ１〜領域Ｒ３２のそれぞれのトナー減少量が、それぞれへのトナー補給量とする(補給量決定ステップ)。
【００４２】
ステップＳＴ１で測定されたトナー濃度に応じて、各領域Ｒに一回につき補給するトナー量の上限値が決定される(ステップＳＴ７：上限値決定ステップ)。例えば領域Ｒ１〜領域Ｒ３２のトナー濃度が１０％程度であれば上限値を０．３％分に相当するトナー量とし、トナー濃度が８％程度であれば上限値を０．４％に相当するトナー量とする。トナー濃度が８％と１０％の間であれば、上限値を０．３と０．４の間にする。例えば、トナー濃度が９％程度であれば、上限値を０．３５％分に相当するトナー量とする。
【００４３】
ステップＳＴ５で演算したトナー減少量(トナー補給量)がステップＳＴ７で決定された上限値を超えているかについて、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２毎に判定する(ステップＳＴ９：上限値超え判定ステップ)。
【００４４】
トナー減少量(トナー補給量)が上限値以下である領域Ｒについては(ステップＳＴ９でＮｏ)、補給機会が一回設けられる。循環制御ステップで３２個の領域Ｒを仮想的に循環させている時に、一周目でトナー補給量の全てを補給する(ステップＳＴ１１：補給制御ステップ)。これに対して、トナー減少量(トナー補給量)が上限値を超えていれば、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する(ステップＳＴ１３：補給制御ステップ)。トナー補給量の調節は、図１に示す各色用コンテナ１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｙ，１４７Ｋにそれぞれ設けられたフィーダの回転速度の調節等により実現することができる。
【００４５】
図７に示すパターンの画像を用紙Ｐに形成する例を用いて、本実施形態に係るトナー補給方法を実施した。この画像形成の現像データは以下の通りであった。
【００４６】
二成分現像剤：３２０ｇ
領域Ｒの数：３２個
一つの領域Ｒあたりの二成分現像剤の重量：１０ｇ
一つの領域Ｒあたりのトナー重量：１ｇ
印字データ：横Ｈが２ｃｍ、縦Ｖが８ｃｍの長方形の黒パターン４１
横Ｈが２ｃｍ、縦Ｖが２０ｃｍの長方形の黒パターン４３
黒パターン４１の形成には領域Ｒ６のトナーが使用され、黒パターン４３の形成には領域Ｒ１４のトナーが使用された。
【００４７】
図８及び図９はステップＳＴ１で測定された各領域Ｒのトナー濃度が１０％程度の場合において、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２へのトナー補給を説明する表である。図８は一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給、図９は二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を示している。上限値は０．３％分に相当するトナー量にした。
【００４８】
一方、図１０及び図１１はステップＳＴ１で測定された各領域Ｒのトナー濃度が８％程度の場合において、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２へのトナー補給を説明する表である。図１０は一回目(一周目)の補給機会におけるトナー補給、図１１は二回目(二周目)の補給機会におけるトナー補給を示している。トナー濃度が８％程度の場合は上限値を０．４とし、トナー濃度が１０％程度の場合よりも高くした。トナー濃度の低い方の上限値を大きくしたのは、トナー濃度の低い方はキャリア濃度が相対的に高いからであり、トナーを多く補給してもトナーとキャリアの摩擦帯電の不足が生じないからである。
【００４９】
領域Ｒ６ではトナー補給量(トナー減少量)が０．２であり、領域Ｒ１４ではトナー補給量(トナー減少量)が０．５であった。領域Ｒ６及び領域Ｒ１４以外の領域Ｒはトナーが減少していないので、トナーは補給されなかった。これらの領域Ｒについてはトナー濃度を除いてデータの記載を省略している。
【００５０】
各領域Ｒのトナー濃度が８％程度の場合は上限値を０．４とし、１０％程度の場合は上限値を０．３とした。いずれの場合もトナー補給量が多い領域Ｒ１４についてはトナー補給の機会を二回設けた。これにより、“かぶり”を防止できた。これに対して、各領域Ｒのトナー濃度が８％程度の場合に上限値を０．５とし、１０％程度の場合に上限値を０．４とした場合は、攪拌不足による帯電不足により“かぶり”が発生することがあった。
【００５１】
本実施形態ではトナー濃度に応じて上限値を変えている。このため、領域Ｒ１４へのトナー補給量が例えば０．３５であれば、補給機会の回数はトナー濃度が８％程度の場合は一回であり、１０％程度の場合は二回となる。
【００５２】
以上説明したように本実施形態によれば、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２の各領域Ｒに一回につき補給するトナー量の上限値を決めておき、トナー補給量が上限値を超える領域Ｒについては、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する。これにより、トナー補給量が多い領域Ｒでは補給機会を二回以上設けてトナーが補給されることになる。したがって、その領域Ｒにおいて二成分現像剤の攪拌不足が原因となるトナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。さらに、本実施形態ではトナー濃度に応じて上限値を決定するので、トナーとキャリアの割合を適切にすることができる。この点からも、トナーの帯電不足を防ぐことができるので、“かぶり”を防止することができる。
【００５３】
トナー補給量が上限値を超える領域Ｒについて、補給機会を二回以上設けてトナーを補給する態様として、様々な態様を採用することができる。例えば、ある領域Ｒでトナーが０．５％減少したので０．５％に相当するトナー量を補給する場合に、上限値が０．３％に相当するトナー量であるとする。
【００５４】
(１)一回目に上限値に相当するトナー量を補給し、二回目に残りのトナー量を補給する。この例では一回目に０．３％に相当するトナー量を補給し、二回目に０．２％に相当するトナー量を補給する。
【００５５】
(２)一回目、二回目ともに上限値より少ないトナー量を補給する。この例では一回目に例えば０．２５％に相当するトナー量を補給し、二回目に０．２５％に相当するトナー量を補給する。
【００５６】
(３)三回以上に分けてトナーを補給する。この例では一回目に例えば０．２％に相当するトナー量を補給し、二回目に０．２％に相当するトナー量を補給し、三回目に０．１％に相当するトナー量を補給する。
【００５７】
なお、トナー濃度に応じて上限値を決定する例で説明したが、トナー濃度に関係なく上限値を一つの値にすることも可能である。この場合はステップＳＴ７が省略され、ステップＳＴ９において、ステップＳＴ５で演算したトナー減少量(トナー補給量)が予め決めておいた上限値を超えているかについて、領域Ｒ１〜領域Ｒ３２毎に判定する。
【００５８】
また、トナー補給量が上限値を超える領域Ｒにおいて、一回目(一周目)の補給機会の後に、二成分現像剤が循環空間２３から現像ローラ１１へ送られることによりその領域Ｒでトナーの減少が新たに生じた場合、その新たに生じたトナー減少量を加えて次回(次周)以降の補給機会でトナーの補給を実行してもよい。
【００５９】
このように構成すれば、新たに生じたトナー減少量を加えて次回以降のトナーの補給を実行するので、トナー減少量が上限値を超える領域Ｒにおいてトナー補給の回数を減らすことが可能となる。  
【００６０】
最後に本実施形態に係る現像装置へのトナー補給方法を実現する機能ブロックについて説明する。図１２はこの機能ブロックを示す図である。以下に説明する機能ブロックは、画像形成装置１を制御するＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)等により実現することができる。
【００６１】
循環制御部５１は現像装置１４１に配置された第１及び第２の攪拌スクリュー１７，１９によって二成分現像剤を攪拌しながら循環空間２３を循環させる制御をする。循環空間２３は二成分現像剤の循環方向(図５の矢印Ｍ，Ｌ)に沿って仮想的に３２個の領域Ｒに区分けされている。循環制御部５１は二成分現像剤を循環させる場合に、３２個の領域Ｒをそれらの領域Ｒに位置する二成分現像剤と一緒に仮想的に循環させる。
【００６２】
補給量決定部５３は二成分現像剤が循環空間２３から現像ローラ１１へ送られることによる循環空間２３でのトナーの減少について、３２個の領域Ｒ毎にトナー減少量を演算し、トナー減少量に応じて３２個の領域Ｒ毎にトナー補給量を決定する。
【００６３】
補給量決定部５３は用紙Ｐに形成された画像の印字率を演算する印字率演算部５５を含む。補給量決定部５３は３２個の領域Ｒ毎のトナー減少量を、印字率演算部５５で演算された印字率から求める。３２個の領域Ｒのそれぞれのトナー減少量を、それぞれの領域Ｒへのトナー補給量としている。本実施形態ではトナー補給量をトナー減少量と一致させているが、一致していない態様も可能である。
【００６４】
濃度測定部５７は濃度センサ３１を含む。濃度センサ３１は３２個の領域Ｒ毎にそれらの領域Ｒのトナー濃度と相関する出力をする。濃度測定部５７は濃度センサ３１からの出力に基づいて、３２個の領域Ｒ毎にトナー濃度を測定する。
【００６５】
上限値超え判定部５９は補給量決定部５３で決定されたトナー補給量が、３２個の領域Ｒの各領域Ｒに一回につき補給するトナー量の上限値を超えているかを、３２個の領域Ｒ毎に判定する。上限値超え判定部５９は上限値決定部６１を含む。上限値決定部６１は濃度測定部５７で測定されたトナー濃度に応じて上限値を決定する。
【００６６】
補給制御部６３は循環制御部５１が領域Ｒを仮想的に循環させている循環周期毎に領域Ｒへのトナーの補給機会を設けている。補給制御部６３は循環制御部５１が３２個の領域Ｒを仮想的に循環させている時に各領域Ｒが通過する補給位置に補給量決定部５３で決定された補給量のトナーを送ることにより３２個の領域Ｒ毎にトナーを補給する。補給制御部６３は補給量配分部６５及びフィーダ回転制御部６７を含む。
【００６７】
補給量配分部６５は上限値超え判定部５９で判定されたトナー補給量が上限値を超えている領域Ｒについて、補給機会を何回設けるのか、及び各回に補給するトナー量を決定する。フィーダ回転制御部６７は各色のトナーコンテナ１４７Ｍ，１４７Ｃ，１４７Ｙ，１４７Ｋに備えられたフィーダ６９の回転速度を調節することにより、循環空間２３へのトナー補給量を調節する。これにより、各領域Ｒへ補給するトナー量を制御する。
【符号の説明】
【００６８】
１  画像形成装置
１１  現像ローラ
１３  マグネットローラ
１５  汲み上げローラ
１７  第１の攪拌スクリュー
１９  第２の攪拌スクリュー
２１  トナー補給口
２３  循環空間
２５  仕切板
２７  第１の攪拌空間
２９  第２の攪拌空間
３１  濃度センサ
５１  循環制御部
５３  補給量決定部
５５  印字率演算部
５７  濃度測定部
５９  上限値超え判定部
６１  上限値決定部
６３  補給制御部
６５  補給量配分部
６７  フィーダ回転制御部
６９  フィーダ
１４１  現像装置
Ｒ(Ｒ１〜Ｒ３２)  領域
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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