(57)【要約】【課題】トナーによって静電潜像を現像する現像装置に対して適切にトナーを補給する。【解決手段】画像形成装置が有する制御装置が、トナー補給位置で実際にトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得し、実濃度時間推移と、トナー補給位置でトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移と、の差分である濃度誤差に基づいて、トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報を取得する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を搬送路に沿って循環するように搬送しながら撹拌すると共に、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を前記現像剤に含まれるトナーによって現像する現像装置と、
前記搬送路上のトナー補給位置にて前記現像剤へ前記トナーを補給するトナー補給装置と、
前記搬送路上の濃度測定位置にて前記現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定装置と、
前記トナー補給装置による前記トナーの補給動作を制御する制御装置と、備えた画像形成装置であって、
前記制御装置は、
前記トナー補給位置で実際に前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得し、
前記実濃度時間推移と、前記トナー補給位置で前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移と、の差分である濃度誤差に基づいて、前記トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報を取得する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記トナー濃度測定装置が測定した前記トナー濃度を、前記濃度誤差情報に基づいて補正し、補正後の前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給装置が補給すべき前記トナーの量を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記現像剤と等速度で前記搬送路上を搬送される仮想的な領域である単位領域を設定し、前記単位領域が前記濃度測定位置に到達した際の前記トナー濃度を、前記単位領域が前記トナー補給位置を通過した際に補給されたトナー補給量と前記濃度誤差情報とに基づいて補正する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を搬送路に沿って循環するように搬送しながら撹拌すると共に、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を前記現像剤に含まれるトナーによって現像する現像装置と、
前記搬送路上のトナー補給位置にて前記現像剤へ前記トナーを補給するトナー補給装置と、
前記搬送路上の濃度測定位置にて前記現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定装置と、
前記トナー補給装置による前記トナーの補給動作を制御する制御装置と、備えた画像形成装置におけるトナー補給方法であって、
前記トナー補給位置で実際に前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得することと、
記実濃度時間推移と、前記トナー補給位置で前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移と、の差分である濃度誤差に基づいて、前記トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報を取得すること、とを備えることを特徴とするトナー補給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーによって静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置およびトナー補給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像に対しトナーを供給することによって現像する現像装置と、現像装置に対して補給されるトナーを収容するトナーコンテナと、を有している。
【０００３】
特許文献１の技術では、現像装置内においてトナーを含む現像剤が循環するように搬送されながら攪拌される。現像装置内の現像剤のトナー濃度は、透磁率測定型のトナー濃度検出手段によって検知される。検知されたトナー濃度（検出手段からの出力信号）に基づいて、トナー補給装置によるトナー補給量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において指摘されているように、透磁率測定型のトナー濃度検出手段の出力値は、環境変動に依存して変化する。したがって、長期的な変化を示す環境変動に応じて、トナー濃度を補正することが重要である。また、透磁率測定型のトナー濃度検出手段においては、環境変動に伴うトナー濃度の変化に加えて、トナーの補給後にトナー帯電量が立ち上がるまでに生じる短期的なトナー濃度の検知誤差も考慮する必要がある。
【０００６】
短期的な誤差変動が生じているにも関わらず、その誤差を含むトナー濃度に基づいてトナー補給が指示されると、長期的な変動への補正が実行されていても、補給されるトナー量は不適切となるので、仕様通りの性能が実現できずに画像不良の原因となってしまう。
【０００７】
以上の事情を考慮して、本発明は、トナーによって静電潜像を現像する現像装置に対して適切にトナーを補給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を搬送路に沿って循環するように搬送しながら撹拌すると共に、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を前記現像剤に含まれるトナーによって現像する現像装置と、前記搬送路上のトナー補給位置にて前記現像剤へ前記トナーを補給するトナー補給装置と、前記搬送路上の濃度測定位置にて前記現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定装置と、前記トナー補給装置による前記トナーの補給動作を制御する制御装置と、備えた画像形成装置であって、前記制御装置は、前記トナー補給位置で実際に前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得し、前記実濃度時間推移と、前記トナー補給位置で前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移と、の差分である濃度誤差に基づいて、前記トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報を取得する、ことを特徴とする。
【０００９】
好適には、前記制御装置は、前記トナー濃度測定装置が測定した前記トナー濃度を、前記濃度誤差情報に基づいて補正し、補正後の前記トナー濃度に基づいて前記トナー補給装置が補給すべき前記トナーの量を決定する。
【００１０】
好適には、前記制御装置は、前記現像剤と等速度で前記搬送路上を搬送される仮想的な領域である単位領域を設定し、前記単位領域が前記濃度測定位置に到達した際の前記トナー濃度を、前記単位領域が前記トナー補給位置を通過した際に補給されたトナー補給量と前記濃度誤差情報とに基づいて補正する。
【００１１】
また、本発明に係るトナー補給方法は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、現像剤を搬送路に沿って循環するように搬送しながら撹拌すると共に、前記像担持体上に形成された前記静電潜像を前記現像剤に含まれるトナーによって現像する現像装置と、前記搬送路上のトナー補給位置にて前記現像剤へ前記トナーを補給するトナー補給装置と、前記搬送路上の濃度測定位置にて前記現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度測定装置と、前記トナー補給装置による前記トナーの補給動作を制御する制御装置と、備えた画像形成装置におけるトナー補給方法であって、前記トナー補給位置で実際に前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得することと、記実濃度時間推移と、前記トナー補給位置で前記トナーを補給した後の前記トナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移と、の差分である濃度誤差に基づいて、前記トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報を取得すること、とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トナーによって静電潜像を現像する現像装置に対して適切にトナーを補給することが可能である。
【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を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置の平面断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナー濃度とトナー帯電量との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナー帯電量の経時的変化を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る現像装置の模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る濃度誤差情報取得の処理フローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係るトナー補給領域の模式断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るトナー補給領域の模式断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る誤差補正の処理フローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る誤差補正処理の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．画像形成装置の全体構成
まず、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体的な構成について図１を参照しながら説明する。画像形成装置１は、例えば、プリント機能、コピー機能およびファックス機能等を複合的に備える複合機である。本実施形態の画像形成装置１は、磁性を有する粉末をキャリアとしてトナーと共に用いる二成分現像方式を採用するものとする。
【００１５】
以下、説明の便宜上、図１の紙面手前側を画像形成装置１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏ、Ｆｒ、およびＲｒは、それぞれ画像形成装置１の左側、右側、上側、下側、前側、および後側を示す。また、以下の説明において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している場合がある。
【００１６】
画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２を備える。装置本体２の下部には印刷紙等の媒体を収納する給紙カセットが設けられ、装置本体２の上部には排紙トレイが設けられる。装置本体２の上面には、排紙トレイの側方に上カバー３が開閉可能に取り付けられる。上カバー３の下方にはトナーコンテナ４２が収納される。上カバー３を開くことにより装置本体２内のトナーコンテナ４２の収納空間が露出し、装置本体２に対してトナーコンテナ４２が着脱可能となる。
【００１７】
装置本体２の上部にはレーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５（潜像形成装置）が排紙トレイの下方に配置される。露光器５の下方には作像装置６が設けられる。作像装置６は回転可能な感光体ドラム７（像担持体）を有する。感光体ドラム７の周囲には、帯電部８と、トナーコンテナ４２に接続される現像装置４１と、転写ローラーと、クリーニング部とが、感光体ドラム７の回転方向に沿って配置される。
【００１８】
装置本体２の内部には媒体搬送経路１０が設けられる。媒体搬送経路１０の上流端には給紙部が給紙カセットの近傍に設けられる。媒体搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７および転写ローラーを有する転写部が設けられる。媒体搬送経路１０の下流部には定着装置が設けられる。媒体搬送経路１０の下流端には排紙部が排紙トレイの近傍に設けられる。
【００１９】
装置本体２は、画像形成装置１の各部を制御する制御装置１５を内部に備える。また、装置本体２は、画像形成装置１の状態を表示する表示部１７を上面または側面に備える。表示部１７は、タッチパネルやディスプレイ等で構成される。表示部１７は、スタートキー、ストップ／クリアキー、テンキー等の画像形成装置１を操作する操作キーを備えてもよい。
【００２０】
２．画像形成装置の動作概略
次いで、前述した構成を備える画像形成装置１が実行する画像形成動作について概略的に説明する。画像形成装置１の制御装置１５は、外部のコンピューター等から画像データ（画像情報）が入力され印刷開始が指示されると、画像形成動作を実行するように画像形成装置１の各部を制御する。より具体的に説明すると、画像形成動作において、まず、作像装置６の帯電部８が感光体ドラム７の表面を帯電させた後、画像データに対応する光ビーム（レーザー光）が露光器５から感光体ドラム７に対して照射され、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。そして、作像装置６の現像装置４１が、二成分現像剤に含まれるトナーによって上記の静電潜像をトナー像に現像する。
【００２１】
一方で、給紙カセットに収納された媒体が給紙部によって取り出され媒体搬送経路１０上を搬送される。媒体搬送経路１０上の媒体は、所定のタイミングで転写部へと搬送され、転写部によって感光体ドラム７上のトナー像が媒体に転写される。トナー像が転写された媒体は定着装置へと搬送され、定着装置によってトナー像が媒体に定着する。トナー像が定着した媒体は排紙部から排紙トレイに排出される。
【００２２】
３．現像装置
次いで、現像装置４１について説明する。図２は、現像装置４１の平面断面図である。現像装置４１は、前後方向に長い略箱型形状に形成されており、トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を内部に収容している。
【００２３】
現像装置４１は、略平行に配置される２本のスパイラルローラー４１ａ、４１ｂを内部に備える。スパイラルローラー４１ａ、４１ｂの各々は、前後方向に長い回転軸を中心に巻回されるブレードを備え、現像装置４１の筐体に対して回転可能に設けられる。２本のスパイラルローラー４１ａ、４１ｂの各々が回転駆動されることによって、各々の回転軸方向に現像装置４１内の二成分現像剤が搬送される。スパイラルローラー４１ａ、４１ｂの回転は、制御装置１５によって制御される。
【００２４】
図２に示す通り、スパイラルローラー４１ａとスパイラルローラー４１ｂとは、それぞれ反対方向に二成分現像剤を搬送するように構成される。結果として、現像装置４１の内部に二成分現像剤の搬送路Ｐが形成される。二成分現像剤は、スパイラルローラー４１ａとスパイラルローラー４１ｂとが回転することによって、搬送路Ｐに沿って循環するように図示（白抜き矢印）の搬送方向へ搬送されながら撹拌される。
【００２５】
また、現像装置４１は、その円周の一部が開口部において感光体ドラム７側に露出される現像ローラー４１ｃを備える。現像ローラー４１ｃは、例えば磁気ローラーによって構成され、開口部を介して感光体ドラム７と対向するように配置される。現像ローラー４１ｃは、前後方向に長い回転軸を有しており、現像装置４１の筐体に対して回転可能に設けられる。現像ローラー４１ｃの回転は、制御装置１５によって制御される。
【００２６】
現像ローラー４１ｃが回転することにより、現像装置４１内の二成分現像剤のうちトナーのみが感光体ドラム７に供給される。供給されたトナーによって、感光体ドラム７上に形成された静電潜像が現像される。現像ローラー４１ｃに付着したキャリアおよび感光体ドラム７に付着しなかったトナーは、現像ローラー４１ｃの回転に伴って現像装置４１の内部に回収される。
【００２７】
トナーコンテナ４２（図１参照）は、現像装置４１に補給されるトナーを収容する要素であり、トナー補給装置４３を介して現像装置４１に連通する。トナーコンテナ４２は、収容されているトナーを撹拌する攪拌部材（不図示）を備える。攪拌部材は、例えば、前後方向に長い回転軸と、回転軸の外周面に形成される螺旋状の攪拌羽根とを有する攪拌スクリューとして構成される。攪拌羽根が回転することによってトナーが攪拌される。
【００２８】
トナー補給装置４３は、現像装置４１の側方に補給口を介して接続される。トナー補給装置４３は、トナーコンテナ４２に収容されているトナーを、現像装置４１内の搬送路Ｐ上のトナー補給位置Ｓにて二成分現像剤へ補給する。すなわち、トナー補給装置４３は、内部に備える搬送部材を駆動することによって、トナーコンテナ４２内のトナーを現像装置４１のトナー補給位置Ｓに補給する。なお、トナー補給装置４３は、中間ホッパーからトナーを補給してもよい。
【００２９】
現像装置４１の搬送路Ｐ上にトナー濃度センサー（トナー濃度測定装置）４４が設けられている。トナー濃度センサー４４は、搬送路Ｐ上の濃度測定位置Ｍにて二成分現像剤のトナー濃度を測定する透磁率センサーである。測定されたトナー濃度を示す信号は、制御装置１５に対して出力される。
【００３０】
ここで、トナー濃度センサー４４によって測定される現像装置４１内のトナー濃度について詳述する。トナー濃度は、現像剤に含まれるトナー（Toner）とキャリア（Carrier）との質量比（以下、Ｔ／Ｃと称する場合がある）である。厳密に言うと、透磁率センサーが検知するのはＴ／Ｃの変化ではなく、磁性体であるキャリア量の変化である。
【００３１】
そのため、トナー量が変化しなくても、現像剤の密度が変化すれば、透磁率センサーであるトナー濃度センサー４４の出力値は変化してしまう。すなわち、実際にはトナー濃度が変化していなくても、現像剤の密度が変化すると、トナー濃度センサー４４による測定上のトナー濃度が変化してしまう。
【００３２】
現像剤の密度が変化する一因として、トナー帯電量の変化が挙げられる。トナー帯電量は、トナーの単位質量当たりの電荷量、すなわち電荷（Coulomb, Q）と質量（Mass）との比値（以下、Ｑ／Ｍと称する場合がある）によって示される。Ｑ／Ｍの単位はマイクロクーロン毎グラム［μＣ／ｇ］である。
【００３３】
図３は、二成分現像剤におけるトナー濃度Ｔ／Ｃとトナー帯電量Ｑ／Ｍとの関係を示すグラフである。現像装置４１内でトナーとキャリアとが接触帯電する際には、キャリア１個に対しトナー複数個が付着して、トナーとキャリアとが電荷交換を行って平衡に達する（帯電状態となる）。
【００３４】
トナーが補給されるとキャリア１個に対するトナーの個数が増加するので、トナー１個当たりの帯電量は低下する。すなわち、Ｑ／ＭはＴ／Ｃ依存性を有しており、Ｔ／Ｃが増加するほどＱ／Ｍは低下する。Ｔ／Ｃはトナー補給に従って増加するので、トナーが補給されるほどＱ／Ｍは低下する。そして、Ｑ／Ｍが低下すると現像剤の密度は増加する。
【００３５】
次いで、図４を参照しつつ、現像装置４１内におけるトナー帯電量Ｑ／Ｍの経時的変化について説明する。トナー補給位置Ｓに補給されたばかり（時刻ｔ＝０）のトナーはキャリアとの接触帯電がなされていないので、未だ帯電していない（Ｑ／Ｍ＝０）。
【００３６】
その後、二成分現像剤が攪拌されるに従って、トナーとキャリアとの接触帯電が進行することにより、Ｑ／Ｍが経時的に増大していく。Ｔ／Ｃによって定まる飽和帯電量に近付くに連れて、Ｑ／Ｍの増大率は低下し、最終的にはＱ／Ｍが変化しない平衡状態に至る。
【００３７】
４．制御装置
次いで、制御装置１５について説明する。図５は、制御装置１５の電気的な構成を示すブロック図である。制御装置１５は、ＣＰＵ等で構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等によって構成される記憶装置１６に接続される。また、制御装置１５は、２本のスパイラルローラー４１ａ、４１ｂ、現像ローラー４１ｃ、トナーコンテナ４２、トナー補給装置４３、およびトナー濃度センサー４４等の画像形成装置１の各部に電気的に接続されている。
【００３８】
制御装置１５は、記憶装置１６に格納されている制御プログラムや制御用データ、センサー出力等に基づいて、制御装置１５に接続された各部を制御する。例えば、制御装置１５は、外部のコンピューター等から受信した画像データに基づいて露光器５を制御し、画像データに対応する光ビームを感光体ドラム７へ照射させる。結果として、感光体ドラム７上には画像データに対応する静電潜像が形成される。また、制御装置１５は、トナー補給装置４３によるトナーの補給動作を制御する。補給制御の詳細については後述される。
【００３９】
制御装置１５は、上記した画像データに基づいて、その画像データを元に印字動作を実行する際に消費されるトナーの量（トナー消費量）を算定できる。トナー消費量は、感光体ドラム７上に形成される静電潜像の面積に基づいて算定することが可能である。制御装置１５は、算定したトナー消費量等に基づいてトナー補給量を決定し、トナー補給装置４３を制御してトナーを補給させる。
【００４０】
また、制御装置１５は、現像剤の搬送速度（トナー搬送速度）を算定できる。例えば、制御装置１５は、トナー補給位置Ｓに所定量のトナーを補給する。トナー補給によって、局所的にトナー量が多くなったトナー補給領域Ａが搬送路Ｐ上に形成される。トナー補給領域Ａは、スパイラルローラー４１ａ、４１ｂによる二成分現像剤の流れに乗ってトナー濃度センサー４４の検出領域に搬送される。結果として、トナーが補給されてからある程度時間が経過した後に、トナー濃度の増加を示す信号がトナー濃度センサー４４から制御装置１５に供給される。
【００４１】
制御装置１５は、トナー濃度を検知することによって、現像装置４１の内部においてトナー補給領域Ａが形成された箇所を知ることが可能である。したがって、制御装置１５は、トナー補給によってトナー補給領域Ａが形成された箇所（トナー補給位置Ｓ）からトナー濃度センサー４４までの距離と、トナー補給からからトナー濃度の増加を示す信号がトナー濃度センサー４４から出力されるまでの時間とに基づいてトナー搬送速度を算定することができる。なお、ここで、「トナー濃度の増加を示す信号」とは、例えば、トナー濃度の増加のピーク値（極大値）を示す信号である。
【００４２】
５．トナー濃度の誤差補正
図３および図４を参照して前述したように、現像装置４１に補給されたばかりのトナーは十分に帯電しておらず、補給後のトナー濃度で実現されるべきトナー帯電量（飽和帯電量）に到達するまでに時間を要する。また、トナー帯電量は現像剤の密度に影響し、現像剤の密度はトナー濃度に影響を及ぼす。したがって、トナー濃度に基づくトナー補給を行うに際しては、トナー濃度の測定精度を高めるためにその誤差を補正することが重要である。本実施形態では、以下に説明する構成によってトナー濃度の誤差補正を実現する。
【００４３】
以下、図６から図１１を参照して、本実施形態によるトナー濃度の誤差補正について説明する。先に要約すると、本実施形態の制御装置１５は、トナー補給位置Ｓで実際にトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移を取得する。制御装置１５は、実濃度時間推移データと、トナー補給位置Ｓでトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移データ（理論濃度時間推移）と、の差分である濃度誤差に基づいて、トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報テーブル（濃度誤差情報）を取得する。以上の動作は、濃度誤差取得処理として包摂され、例えば、画像形成装置１の工場出荷前やキャリブレーション時に実行される。
【００４４】
そして、画像形成装置１による実際のトナー補給動作の際に、制御装置１５が、トナー濃度センサー４４が測定したトナー濃度を、濃度誤差情報テーブルに基づいて補正し、補正後のトナー濃度に基づいて、トナー補給装置４３が補給すべきトナーの量を決定する。トナー補給装置４３は、決定された量のトナーを現像装置４１に補給する。
【００４５】
図６は、現像装置４１の模式図であり、トナー補給制御の説明のために図２の構成を抽象化したものである。トナーの補給単位となる仮想的な領域である単位領域Ｕが、現像装置４１の搬送路Ｐ上に制御装置１５によって設定されている。単位領域Ｕは、二成分現像剤と共に（すなわち、等速度かつ等方向に）移動するように設定される。
【００４６】
単位領域Ｕは、いくつかのパラメーター（例えば、搬送路Ｐ上の所定箇所（例えば、トナー補給位置Ｓ）を基準とする相対座標および搬送路Ｐ方向の長さ）によって表現することが可能である。制御装置１５は、以上のパラメーター（すなわち、単位領域Ｕの位置）を適時に更新し、記憶装置１６に記憶すると好適である。
【００４７】
トナー消費位置Ｃは、二成分現像剤に含まれるトナーが、現像ローラー４１ｃを介して感光体ドラム７に対して供給されて消費される位置である。図４に示す通り、トナー消費位置Ｃは現像装置４１の搬送路Ｐ上に存在する。より詳細には、現像装置４１の感光体ドラム７側にあるスパイラルローラー４１ａ上の現像ローラー４１ｃに対向する箇所にトナー消費位置Ｃが存在する。
【００４８】
トナー消費位置Ｃは、搬送路Ｐ方向に分割されている。分割されて得られた各区分を消費区間ＣＢと称する。消費区間ＣＢは、制御装置１５によって設定されている仮想的な区間である。消費区間ＣＢは、単位領域Ｕと異なり、移動せずに固定されている。消費区間ＣＢの搬送路Ｐ方向の長さと、単位領域Ｕの搬送路Ｐ方向の長さとが等しく設定されると好適である。
【００４９】
トナー補給位置Ｓは、前述の通り、トナーコンテナ４２内のトナーがトナー補給装置４３によって補給される位置であり、搬送路Ｐ上に位置する。制御上は、トナー補給位置Ｓの搬送路Ｐ方向の長さと、単位領域Ｕの搬送路Ｐ方向の長さとが等しく設定されると好適である。
【００５０】
図７は、本実施形態によるトナー補給量の補正に用いられる濃度誤差情報テーブルを取得する処理の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ１００において、制御装置１５は、現像装置４１内のトナー濃度に偏りがないことを判定する。より具体的には、制御装置１５は、Ｔ／Ｃを表すトナー濃度センサー４４からの出力値が所定範囲にあるか否かを判定する。Ｔ／Ｃが所定範囲外である場合（Ｓ１００：ＮＯ）、制御装置１５は、現像装置４１内の現像剤を撹拌し（ステップＳ１０１）、再度ステップＳ１００の判定を繰り返す。他方、Ｔ／Ｃが所定範囲以内である場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置１５は、処理をステップＳ１０２に進める。
【００５２】
ステップＳ１０２において、制御装置１５は、トナーがトナー補給位置Ｓから濃度測定位置Ｍに到達するのに要する時間を計測する。より具体的には、「４．制御装置」にて前述したのと同様に、制御装置１５は、所定量のトナーが補給されるようにトナー補給装置４３を制御する。その結果、形成されたトナー補給領域Ａが、搬送路Ｐ上を搬送されて濃度測定位置Ｍに到達し、トナー補給に対応するトナー濃度の増加を示す信号がトナー濃度センサー４４から出力される。制御装置１５は、トナー補給からトナー濃度の減少を示す信号（例えば、トナー濃度の増加ピーク値（極大値）を示す信号）の出力までの時間を、トナーがトナー補給位置Ｓから濃度測定位置Ｍに到達するのに要する時間として特定する。特定されたトナー補給位置Ｓから濃度測定位置Ｍまでの所要時間は、制御装置１５によって記憶装置１６に記憶される。
【００５３】
ステップＳ１０３において、制御装置１５は、後続するステップＳ１０５に備えて、再び、現像装置４１内のトナー濃度に偏りがないことを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３およびＳ１０４の動作は、上記したステップＳ１００およびＳ１０１と同様である。
【００５４】
ステップＳ１０５において、制御装置１５は、トナー補給位置Ｓで実際にトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移データを取得する。より具体的には、まず、制御装置１５は、トナー補給位置Ｓにて所定量のトナーを供給するようにトナー補給装置４３を制御する形成されたトナー補給領域Ａは、攪拌されて徐々に拡散しながら搬送路Ｐ上を搬送される。図８は、トナー補給によって形成されたばかりのトナー補給領域Ａを模式的に示す断面図であり、図９は、攪拌され拡散して濃度測定位置Ｍに到達したトナー補給領域Ａを模式的に示す断面図である。
【００５５】
そして、制御装置１５は、トナー補給位置Ｓにトナーが補給された時点からの、濃度測定位置Ｍにおけるトナー濃度（トナー濃度センサー４４の出力値）の時間的な推移データを取得する。この推移データは、特定のトナー補給量についての、経過時間の各々におけるトナー濃度の値の集合であって、トナー補給がどのようにトナー濃度に経時的な変化を与えるかを示している。
【００５６】
制御装置１５は、トナー補給量を変化させながら、以上の処理を繰り返す。すなわち、制御装置１５は、複数のトナー補給量について、上記した実濃度時間推移データの取得を実行する。結果として、制御装置１５は、複数のトナー補給量の各々に対応した実濃度時間推移データを取得する。取得された実濃度時間推移データは、制御装置１５によって記憶装置１６に記憶される。
【００５７】
ステップＳ１０６において、制御装置１５は、ステップＳ１０４にて取得した実濃度時間推移データと、所定量のトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移データと、の差分である濃度誤差に基づいて、濃度誤差情報テーブルを取得する。
【００５８】
１つのトナー補給量に着目してより具体的に説明すると、まず、制御装置１５は、記憶装置１６に記憶されている数理モデルに基づいて、理論濃度時間推移データを算定する。なお、理論濃度時間推移データは、画像形成装置１の製造前にシミュレーションによって算定され、記憶装置１６に予め記憶されていてもよい。
【００５９】
制御装置１５は、トナー補給量を変化させながら、以上の理論濃度時間推移データを取得する。結果として、制御装置１５は、複数のトナー補給量の各々に対応した理論濃度時間推移データを取得する。取得された理論濃度時間推移データは、制御装置１５によって記憶装置１６に記憶される。
【００６０】
次いで、制御装置１５は、各トナー補給量について、実濃度時間推移データと理論濃度時間推移データとの差分を算定して濃度誤差を取得し、記憶装置１６に格納されている濃度誤差情報テーブルに書き込む。以上の濃度誤差は、複数のトナー補給量の各々に対応した時系列データである。濃度誤差情報テーブルは、トナー補給量の軸および時間軸の２軸を有するテーブルである。濃度誤差情報テーブルへの書込みが終了すると、本処理フローは終了する。
【００６１】
なお、濃度誤差情報テーブルは、本実施形態と同様の構成による現像装置４１および現像剤に対して適用可能である。逆に、本実施形態と同様の構成による現像装置４１および現像剤を有する画像形成装置１において作成された濃度誤差情報テーブルを、本実施形態による現像装置４１に適用することも可能である。
【００６２】
図１０は、上記した処理によって取得された濃度誤差情報テーブルに基づく誤差補正処理の一例を示すフローチャートであり、図１１は、誤差補正処理の制御ブロック図である。先に要約すると、制御装置１５は、単位領域Ｕが濃度測定位置Ｍに到達した際のトナー濃度Ｔ／Ｃを、その単位領域Ｕがトナー補給位置Ｓを通過した際に補給されたトナー補給量と、濃度誤差情報テーブルとに基づいて補正する。図１１において、図１０のフローチャートの各ステップに相当する箇所を明示している。
【００６３】
ある単位領域Ｕが濃度測定位置Ｍに到達すると、制御装置１５は、トナー濃度センサー４４から出力されたトナー濃度を読み取る（ステップＳ２００）。次いで、制御装置１５は、ステップＳ１０２にて測定されたトナー補給位置Ｓから濃度測定位置Ｍまでの所要時間に基づいて、その単位領域Ｕがトナー補給位置Ｓを通過した際に補給されたトナー補給量を記憶装置１６から読み出す（ステップＳ２０１）。
【００６４】
そして、制御装置１５は、濃度誤差情報テーブルを参照して、ステップＳ２０１で読み出した複数のトナー補給量をそれぞれ誤差補正値に変換し（ステップＳ２０２）、ステップＳ２００で読み取ったトナー濃度をステップＳ２０２で取得された誤差補正値によって補正する（ステップＳ２０３）。次いで、制御装置１５は、補正後のトナー濃度に基づいて、トナー補給装置４３が補給すべきトナー補給量を決定する（ステップＳ２０４）。
【００６５】
上記したトナー補給量の決定処理が完了すると、制御装置１５は、決定された単位領域Ｕに対するトナー補給量のトナーを、その単位領域Ｕ内の二成分現像剤へ補給するようにトナー補給装置４３を制御する。すなわち、制御装置１５は、その単位領域Ｕがトナー補給位置Ｓに到来したタイミングで、決定されたトナー補給量のトナーを補給するようにトナー補給装置４３を制御する。
【００６６】
６．本実施形態の技術的効果
本実施形態によれば、上記したように、画像形成装置１が、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム７と、現像剤を搬送路Ｐに沿って循環するように搬送しながら撹拌すると共に、感光体ドラム７上に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによって現像する現像装置４１と、搬送路Ｐ上のトナー補給位置Ｓにて現像剤へトナーを補給するトナー補給装置４３と、搬送路Ｐ上の濃度測定位置Ｍにて現像剤のトナー濃度を測定するトナー濃度センサー４４と、トナー補給装置４３によるトナーの補給動作を制御する制御装置１５と、備える。制御装置１５は、トナー補給位置Ｓで実際にトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移である実濃度時間推移データを取得し、実濃度時間推移データと、トナー補給位置Ｓでトナーを補給した後のトナー濃度の時間的な推移を理論的に求めた理論濃度時間推移データと、の差分である濃度誤差に基づいて、トナー濃度の補正に用いられる濃度誤差情報テーブルを取得する。以上の構成によれば、トナー補給による帯電量の変動に起因した誤差が生じ易いトナー濃度を適切に補正するのに用いられる濃度誤差情報が取得される。
【００６７】
また、制御装置１５は、トナー濃度センサー４４が測定したトナー濃度を、濃度誤差情報テーブルに基づいて補正し、補正後のトナー濃度に基づいてトナー補給装置４３が補給すべきトナーの量を決定する。以上の構成によれば、補正されたトナー濃度に基づいた精度のよいトナー補給が実現可能となる。
【００６８】
また、制御装置１５は、現像剤と等速度で搬送路Ｐ上を搬送される仮想的な領域である単位領域Ｕを設定し、単位領域Ｕが濃度測定位置Ｍに到達した際のトナー濃度を、その単位領域Ｕがトナー補給位置Ｓを通過した際に補給されたトナー補給量と濃度誤差情報テーブルとに基づいて補正する。以上の構成によれば、詳細な制御が可能となり、より精度のよいトナー補給が実現可能となる。
【００６９】
また、以上の実施形態によれば、上記した画像形成装置１におけるトナー補給方法が実現される。
【００７０】
７．変形例
本実施形態では、モノクロの画像形成装置１に本発明の構成を適用する場合について説明しているが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。特に、カラープリンター等、複数の現像装置を備えた装置に本発明の構成を適用する場合には、各現像装置を本実施形態の現像装置４１のように構成することが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  画像形成装置
５  露光器（潜像形成装置）
７  感光体ドラム（像担持体）
１５  制御装置
１６  記憶装置
４１  現像装置
４３  トナー補給装置
４４  トナー濃度センサー（トナー濃度測定装置）
Ｃ  トナー消費位置
Ｍ  濃度測定位置
Ｐ  搬送路
Ｓ  トナー補給位置
Ｕ  単位領域
【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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