(57)【要約】【課題】トナーの補給動作により生じる帯電量の不均一を是正し、かぶり現象を抑制することが可能な画像形成装置、現像装置のトナー補給方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】トナーを含む現像剤が現像装置３４内で循環搬送される際に、前記現像剤における複数の領域ごとの消費量を画像データに基づいて算出し（Ｓ４，Ｓ５）、算出された前記複数の領域ごとの算出消費量が予め定められた第１消費量未満の第１領域か、又は前記第１消費量以上の第２領域かを判定し（Ｓ６）、前記第１領域と判定された場合に、前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを、トナーが収容された収容部から前記第１領域に補給させるし（Ｓ７，Ｓ８）、前記第２領域と判定された場合に、前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを、前記収容部から前記第２領域に補給させる（Ｓ７，Ｓ８）。【選択図】図１２
2015114572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に形成された画像データに基づく静電潜像にトナーを供給して、前記静電潜像をトナーで現像する現像部と、
前記現像部内に設けられ、少なくともトナーを含む現像剤を撹拌しながら循環搬送する撹拌搬送部と、
前記現像部に補給するためのトナーを収容する収容部と、
前記収容部に収容されたトナーを前記現像部に補給する補給部と、
前記現像部内で循環搬送される前記現像剤における複数の領域ごとにトナーの消費量を、前記画像データに基づいて算出する消費量算出部と、
前記消費量算出部によって算出された算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域に前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを前記補給部によって前記収容部から補給させ、前記消費量算出部によって算出された前記算出消費量が前記第１消費量以上である第２領域に前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを前記補給部によって前記収容部から補給させる補給制御部と、
を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記補給制御部は、前記第２領域がある場合には、前記算出消費量から前記第１消費量を引いた残りの第２消費量に対して１未満の係数を乗じた第３消費量と前記第１消費量とを加算した前記第２補給量のトナーを前記補給部によって前記第２領域に補給させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補給制御部は、前記第２領域がある場合に、前記第２消費量から前記第３消費量を引いた量に対応する第３補給量を均等に分割して、前記第１領域に均等量のトナーを前記補給部によって補給させる請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記補給制御部は、前記第２領域がある場合に、前記第２消費量から前記第３消費量を引いた量に対応する第３補給量を１又は複数に分割した第４補給量のトナーを、前記第２領域に一又は複数回にわたって前記補給部によって補給させる請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記補給部によって前記第２領域に補給された前記第２補給量と、前記現像部による現像に用いられるまでに前記第２領域に補給されたトナーが前記撹拌搬送部によって撹拌されて帯電する帯電量との対応関係を記憶した記憶媒体を更に備え、
前記補給制御部は、前記記憶媒体に記憶された前記対応関係に基づいて、前記第２領域に前記第２補給量のトナーを前記補給部によって補給させる請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記消費量算出部は、現像の元になる前記画像データに含まれるドット数に基づいて、前記複数の領域ごとに所定面積当たりにおける画像の面積を示す印字率を算出して、前記複数の領域ごとに算出された前記印字率に応じた消費量を算出して前記算出消費量とする請求項１〜５の何れに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像部は、前記像担持体に対向して配置され、一方向に長く形成されており、
前記循環搬送部は、前記現像部の長手方向に沿って前記現像剤を循環搬送させ、
前記複数の領域は、前記現像剤が前記現像部内で循環搬送される方向に対して、前記像担持体が１回転する時間内に前記現像剤が移動する距離よりも長く且つ均等に分割されている請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記補給部は、前記収容部に収容されたトナーを前記現像部に設けられた補給口に補給し、
前記撹拌搬送部は、前記補給口が設けられた補給位置を経由して前記現像剤を撹拌しながら循環搬送させ、
前記補給制御部は、前記撹拌搬送部によって循環搬送される前記第１領域又は前記第２領域の前記現像剤が前記補給位置に到達したときに、前記補給部によって前記収容部から前記補給口にトナーを補給させる請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
少なくともトナーを含む現像剤が現像部内で循環搬送される際に、前記現像剤における複数の領域ごとの消費量を、前記現像部がトナーを供給して現像する静電潜像の画像データに基づいて算出する第１ステップと、
前記第１ステップによって算出された前記複数の領域ごとの算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域か、又は前記第１消費量以上である第２領域かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップによって前記第１領域と判定された場合に、前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを、トナーが収容された収容部から前記第１領域に補給させる第３ステップと、
前記第２ステップによって前記第２領域と判定された場合に、前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを、前記収容部から前記第２領域に補給させる第４ステップと、
を含む現像装置のトナー補給方法。
【請求項１０】
画像形成装置を制御するコンピューターに、
少なくともトナーを含む現像剤が現像部内で循環搬送される際に、前記現像剤における複数の領域ごとの消費量を、前記現像部がトナーを供給して現像する静電潜像の画像データに基づいて算出する第１ステップと、
前記第１ステップによって算出された前記複数の領域ごとの算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域か、又は前記第１消費量以上である第２領域かを判定する第２ステップと、
前記第２ステップによって前記第１領域と判定された場合に、前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを、トナーが収容された収容部から前記第１領域に補給させる第３ステップと、
前記第２ステップによって前記第２領域と判定された場合に、前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを、前記収容部から前記第２領域に補給させる第４ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置にトナーを補給する画像形成装置、現像装置にトナーを補給するトナー補給方法、及び現像装置にトナーを補給する制御のプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンターなどの画像形成装置には、トナーを用いて現像を行う現像装置が備えられている。前記現像装置の一例としてトナー及び磁性キャリアを用いる二成分現像法によって現像を行う現像装置が知られている。感光体などの像担持体上に形成された静電潜像は、現像装置によってトナーが供給されて、トナー像として現像される。そして、このトナー像は、転写装置によって感光体から用紙上に転写される。トナー像が転写された用紙は、定着装置によって加熱及び加圧される。これにより、トナー像が用紙に定着して用紙に画像が形成される。これによって一連の画像形成動作が完了する。
【０００３】
上述の画像形成動作に使用されるトナーを含む現像剤は、現像装置の内部に収容されている。画像形成動作が繰り返されると、現像装置の内部に収容されたトナーが消費されてトナーの量が少なくなる。そのため、画像形成装置には、消費されたトナー量を検知する検知部が設けられており、検知されたトナーの消費量に基づいて、現像装置内のトナーの量が常に規定量となるようにトナーコンテナからトナーが自動的に補給される。また、現像装置は、トナーを撹拌しつつ一方向へ搬送させる撹拌部が設けられている。供給されたトナーは、撹拌部によって適度に撹拌される。これにより、現像に必要な電荷がトナーに帯電する。
【０００４】
ところで、用紙への印字率が高い領域と印字率が低い領域とが混在する画像データに基づいて現像が行われると、現像装置内の現像剤には、消費されたトナー量が多い領域と消費された少ない領域とが生じる。そして、暫くの間その状態を維持したまま循環搬送される。このようにトナー量が異なる領域が混在した状態で、次の画像形成動作が実行されると、トナー量の差に起因して、現像されたトナー画像の濃度に斑が生じる恐れがある。これに対して特許文献１には、トナー収容室内のトナー濃度の低い領域を検知して、その領域に規定量不足のトナーを補給することによって、トナー量の差をなくし、現像装置内のトナー量を均一化させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
前記特許文献１に開示された技術は、用紙にベタ塗りの黒画像が形成された場合など局所的に大量のトナーが消費された場合に、その領域に限定してトナーを補給する。この場合、新たに補給されたトナーは、次の現像に使用されるまでに十分に撹拌されないため帯電不良が生じ静電潜像以外にトナーが付着して、形成される用紙にかぶり現像を発生させる。また、新たに補給されたトナーの帯電量と現像装置内に留まっているトナーの帯電量とが異なるため、現像性が不均一になる。この状態で、ハーフトーン画像等を用紙に形成すると画像に濃度斑が生じることがある。
【０００７】
本発明の目的は、トナーの補給動作により生じる帯電量の不均一を是正し、かぶり現象を抑制することが可能な画像形成装置、現像装置のトナー補給方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像装置、撹拌搬送部、収容部、補給部、消費量算出部、及び補給制御部を備える。前記現像装置は、像担持体の表面に形成された画像データに基づく静電潜像にトナーを供給して、前記静電潜像をトナーで現像する。前記撹拌搬送部は、前記現像装置内に設けられ、少なくともトナーを含む現像剤を撹拌しながら循環搬送する。前記収容部は、前記現像装置に補給するためのトナーを収容する。前記補給部は、前記収容部に収容されたトナーを前記現像装置に補給する。前記消費量算出部は、前記現像装置内で循環搬送される前記現像剤における複数の領域ごとにトナーの消費量を、前記画像データに基づいて算出する。前記補給制御部は、前記消費量算出部によって算出された算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域に前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを前記補給部によって前記収容部から補給させ、前記消費量算出部によって算出された前記算出消費量が前記第１消費量以上である第２領域に前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを前記補給部によって前記収容部から補給させる。
【０００９】
本発明の他の局面に係る現像装置のトナー補給方法は、第１ステップ乃至第４ステップを含む。前記第１ステップは、少なくともトナーを含む現像剤が現像部内で循環搬送される際に、前記現像剤における複数の領域ごとの消費量を、前記現像部がトナーを供給して現像する静電潜像の画像データに基づいて算出する。第２ステップは、前記第１ステップによって算出された前記複数の領域ごとの算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域か、又は前記第１消費量以上である第２領域かを判定する。第３ステップは、前記第２ステップによって前記第１領域と判定された場合に、前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを、トナーが収容された収容部から前記第１領域に補給させる。第４ステップは、前記第２ステップによって前記第２領域と判定された場合に、前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを、前記収容部から前記第２領域に補給させる。
【００１０】
本発明の他の局面に係るプログラムは、画像形成装置を制御するコンピューターに、第１ステップ乃至第４ステップを実行させるためのものである。前記第１ステップは、少なくともトナーを含む現像剤が現像部内で循環搬送される際に、前記現像剤における複数の領域ごとの消費量を、前記現像部がトナーを供給して現像する静電潜像の画像データに基づいて算出する。第２ステップは、前記第１ステップによって算出された前記複数の領域ごとの算出消費量が予め定められた第１消費量未満である第１領域か、又は前記第１消費量以上である第２領域かを判定する。第３ステップは、前記第２ステップによって前記第１領域と判定された場合に、前記第１領域の前記算出消費量に対応する第１補給量のトナーを、トナーが収容された収容部から前記第１領域に補給させる。第４ステップは、前記第２ステップによって前記第２領域と判定された場合に、前記第２領域の前記算出消費量よりも少ない第２補給量のトナーを、前記収容部から前記第２領域に補給させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーの補給動作により生じる帯電量の不均一を是正し、かぶり現象を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像装置の斜視図。
【図３】図２における切断面ＩＩＩ−ＩＩＩの断面を示す図。
【図４】画像形成部の構成を示す図。
【図５】本発明の補給制御システムの概略構成を示す機能ブロック図。
【図６】現像装置の仮想領域と用紙に現像される画像の位置との関係を示す図。
【図７】トナー濃度に基づき仮想領域にトナーを補給した場合の一例を示す図。
【図８】トナー帯電量に基づき仮想領域にトナーを補給した場合の一例を示す図。
【図９】トナー濃度に基づき仮想領域にトナーを補給した場合とトナー帯電量に基づき仮想領域にトナーを補給との比較の一例を示す図。
【図１０】トナー補給量とトナー帯電量及び画像濃度との対応関係を示す図。
【図１１】トナー帯電量に応じて変化するトナーの飛翔力とトナーの付着力との関係の一例を示す図。
【図１２】制御部により実行される補給制御処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図１３】制御部により実行される補給制御処理の手順の他の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
【００１４】
［画像形成装置１００の概略構成］
まず、本発明の実施形態の画像形成装置１００の概略構成について説明する。図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像読取部１、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）２、画像形成部３、給紙部４、制御部５、及び操作表示部６などを備えている。操作表示部６は、制御部５からの制御指示に従って各種の情報を表示し、ユーザー操作に応じて制御部５に各種の情報を入力するタッチパネルなどである。ここで、図１（Ａ）は、画像形成装置１００の正面図であり、図１（Ｂ）は、画像読取部１の平面図である。なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能に設置された状態の鉛直方向を上下方向７と定義し、操作表示部６が設けられている側を手前側（正面）として前後方向８を定義し、操作表示部６を正面として左右方向９を定義する。また、画像形成装置１００は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、例えば、プリンター、ＦＡＸ装置、複写機などであってもよい。
【００１５】
画像読取部１は、用紙Ｐから画像データを取得する。画像読取部１は、原稿カバー２Ａ、コンタクトガラス１１、読取ユニット１２、ミラー１３、ミラー１４、光学レンズ１５、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）１６などを備えた画像読取手段である。コンタクトガラス１１は、画像読取部１の上面に設けられており、画像形成装置１００の画像読取対象となる用紙Ｐが載置される透明な用紙台である。
【００１６】
原稿カバー２Ａは、必要に応じてコンタクトガラス１１を覆うものである。そして、画像読取部１は、制御部５によって制御されることによって、コンタクトガラス１１上に載置された用紙Ｐから画像を読み取る。
【００１７】
読取ユニット１２は、ＬＥＤ光源１２１及びミラー１２２を備えており、ステッピングモーターなどの不図示の移動機構によって副走査方向（図１における左右方向９）へ移動可能に構成されている。そして、前記移動機構によって読取ユニット１２が副走査方向に移動されると、ＬＥＤ光源１２１からコンタクトガラス１１に向けて照射される光が副走査方向に走査される。
【００１８】
ＬＥＤ光源１２１は、画像形成装置１００の主走査方向（図１における前後方向８）に沿って配列された多数の白色ＬＥＤを備えている。ＬＥＤ光源１２１は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａにある用紙Ｐに向けて１ライン分の白色光を照射する。なお、読取位置１２Ａは、読取ユニット１２の副走査方向への移動に伴って副走査方向へ移動する。
【００１９】
ミラー１２２は、ＬＥＤ光源１２１から読取位置１２Ａにある用紙Ｐに光を照射したときの反射光をミラー１３に向けて反射させる。そして、ミラー１２２で反射した光は、ミラー１３及びミラー１４によって光学レンズ１５に導かれる。光学レンズ１５は、入射した光を集光してＣＣＤ１６に入射させる。
【００２０】
ＣＣＤ１６は、受光した光をその光量に応じた電気信号（電圧）に変換して制御部５に出力する光電変換素子である。具体的には、ＣＣＤ１６は、ＬＥＤ光源１２１から光が照射されたときに用紙Ｐから反射した光に基づいて用紙Ｐの画像に対応する電気信号に基づいて画像データを生成する。
【００２１】
ＡＤＦ２は、原稿カバー２Ａに設けられている。ＡＤＦ２は、用紙トレイ２１、給送機構２２、複数の搬送ローラー２３、用紙押さえ２４、及び排紙部２５などを備えた自動原稿送り装置である。ＡＤＦ２は、給送機構２２及び搬送ローラー２３各々を不図示のステッピングモーターで駆動させることによって、用紙トレイ２１にセットされた用紙Ｐをコンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａを通過させて排紙部２５まで搬送させる。この際に、画像読取部１によって読取位置１２Ａを通過する用紙Ｐの画像が読み取られる。
【００２２】
用紙押さえ２４は、コンタクトガラス１１上の読取位置１２Ａの上方に用紙Ｐが通過できる間隔を隔てた位置に設けられている。用紙押さえ２４は、主走査方向に長尺状に形成されており、その下面（コンタクトガラス１１側の面）には白色のシートが貼り付けられている。画像形成装置１００では、前記白色のシートの画像データが白色基準データとして読み取られる。前記白色基準データは、周知のシェーディング補正などで用いられる。
【００２３】
画像形成部３は、画像読取部１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューターなどの情報処理装置から入力された画像データに基づいて画像形成処理（印刷処理）を実行する電子写真方式の画像形成手段である。画像形成部３は、感光体３１（本発明の像担持体の一例）、帯電装置３２、ＬＳＵ（Laser Scanner Unit）３３、現像装置３４（本発明の現像部の一例）、転写装置３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びトナーコンテナ３９（本発明の収容部の一例）などを備えている。
【００２４】
画像形成部３では、給紙部４から給送された用紙Ｓに以下の手順で画像が形成され、画像形成後の用紙Ｓは排紙トレイ４０に排紙される。具体的には、まず、帯電装置３２によって円筒形状に形成された感光体３１が所定の電位に一様に帯電される。次に、ＬＳＵ３３によって感光体３１の表面に画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体３１上の静電潜像は、現像装置３４からトナーが供給され、トナー像として現像（可視像化）される。続いて、感光体３１に形成されたトナー像は転写装置３５によって用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが定着ローラー３７及び加圧ローラー３８の間を通過して排出される際に定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。感光体３１の電位は除電装置３６で除電される。なお、現像装置３４の詳細については後述する。
【００２５】
給紙部４は、画像形成部３において画像が形成される用紙Ｓを給送する。給紙部４は、不図示のカセット装着部に装着された不図示の給紙カセットに載置された複数の用紙Ｓを一枚ずつ画像形成部３に給送する。
【００２６】
［現像装置３４の構成］
次に、図２乃至図５を参照しつつ、現像装置３４について詳細に説明する。現像装置３４は、少なくともトナーを含む現像剤を収容し、トナーを用いて現像する現像装置である。
【００２７】
図２及び図３に示されるように、現像装置３４は、前後方向８に長い形状に形成されている。現像装置３４は、前後方向８に長い筐体６０を有している。筐体６０は、現像ローラー６１（図４参照）を支持するフレームの役割や、内部に現像剤を収容する容器の役割を担う。現像装置３４の外側には、補給口７０が形成されている。図４に示されるように、トナーコンテナ３９は、現像装置３４に補給するためのトナーを収容している。トナーコンテナ３９が現像装置３４に装着されると、補給口７０を開閉するシャッターが開き、トナーコンテナ３９から現像装置３４にトナーを補給できるようになる。トナーコンテナ３９の内部には、コンテナスクリュー６９（本発明の補給部の一例）が備えられている。コンテナスクリュー６９は、軸周りに螺旋形状の羽が設けられており、図示しない駆動モーターによって回転されることにより、トナーコンテナ３９に収容されたトナーを現像装置３４に設けられた補給口７０に補給する。
【００２８】
現像装置３４の筐体６０の内部には、現像剤貯留部６３、スクリューフィーダー６４（本発明の撹拌搬送部の一例）、現像ローラー６１、磁気ローラー６２などが備えられている。図３及び図４に示されるように、現像剤貯留部６３は、筐体６０の底部分に形成されており、トナーコンテナ３９から補給されたトナー及び磁性体のキャリアを含む現像剤が貯留された容器である。現像剤担持体である磁気ローラー６２は、現像剤貯留部６３の上方に配置される。トナー担持体である現像ローラー６１は、磁気ローラー６２の斜め上方位置で磁気ローラー６２に対向配置される。
【００２９】
また、図５に示されるように、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂは、ステッピングモーター６５に接続されている。ステッピングモーター６５は、ギヤを介して回転力を供給してスクリューフィーダー６４Ａ、スクリューフィーダー６４Ｂ、現像ローラー６１、及び磁気ローラー６２を連動して回転させる。現像ローラー６１及び磁気ローラー６２は、現像時に感光体３１にトナーを供給する正回転方向へ回転され、これに連動してスクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂもギヤによって定められた正回転方向に回転する。
【００３０】
現像剤貯留部６３は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に延びる２つの隣り合う現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂを含む。現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれは、前後方向８に長い円筒状の形状に形成されている。現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂは、筐体６０に一体に形成され前後方向８に延びる仕切り板によって互いに仕切られている。ただし、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂは完全に仕切られているのではなく、前後方向８における両端部には仕切り板が設けられていない。具体的には、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれの前後方向８の両端部は連通路によって互いに連通されている。また、現像剤貯留室６３Ａの前後方向８の前側には、補給口７０が設けられており、トナーコンテナ３９からトナーが補給される補給位置である。
【００３１】
各現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂには、軸回りに回転されることにより現像剤を撹拌及び搬送するスクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂが収容されている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂには、軸周りに螺旋形状の羽が設けられている。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂは、ステッピングモーター６５によって回転される。スクリューフィーダー６４Ａ，６４Ｂそれぞれの回転方向は、互いに逆方向に設定されている。これにより現像剤は、現像剤貯留室６３Ａ及び現像剤貯留室６３Ｂ間を撹拌されつつ循環搬送される。また、スクリューフィーダー６４は、前記補給位置を経由して現像剤を撹拌しながら循環搬送するため、トナーコンテナ３９から補給されたトナーを元々現像装置３４内にある現像剤と合わせて撹拌する。この撹拌により、トナーとキャリアとが混合された現像剤のトナーが電荷を持つようになる。
【００３２】
磁気ローラー６２は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に長く形成されている。磁気ローラー６２は、現像装置３４に沿って配置されており、現像時に回転される。磁気ローラー６２の内部には、固定式の所謂磁石ロール（図示せず）が配置されている。磁石ロールは複数の磁極を有しており、磁力によって現像剤貯留部６３から現像剤をその磁気ローラー周面上に磁気的に汲み上げる。磁気ローラー周面上に付着した現像剤層が、磁気ローラー６２の回転に伴って規制ギャップに搬送されると、現像剤層の層厚は前記規制ギャップにおいて規制される。これにより、磁気ローラー周面上には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。
【００３３】
現像ローラー６１は、現像装置３４の長手方向（前後方向８）に長く形成されている。現像ローラー６１は、磁気ローラー６２及び感光体３１に対して平行に延びるように対向して配置されており、現像時に回転される。現像ローラー６１は、磁気ローラー周面上に保持された現像剤層に接触した状態で回転しつつ、前記現像剤層からトナーを受け取ってトナー層を担持する現像ローラー周面を有する。現像動作が行なわれる現像時には、前記トナー層のトナーが感光体３１の周面に供給される。
【００３４】
［領域ごとのトナー消費量］
図６に示されるように、用紙Ｓに形成されるトナー像に、搬送方向９Ａに沿って延びる細長い領域ごとに濃淡がある場合、現像装置３４内の現像剤の消費量が不均一になる。トナーは流動性を有する粉体であるが、流動性が低い。そのため、トナー量が不均一な状況が暫く維持される。トナー量が不均一な現像剤は、スクリューフィーダー６４により循環搬送される。スクリューフィーダー６４による現像装置３４内で撹拌されながら搬送される現像剤が同じ位置に戻るまでの１周の時間が、感光体３１が１回転する時間よりも十分遅い。例えば、現像装置３４内の現像剤の移動速度は３０ｍｍ／ｓであり、感光体３１の回転速度は、３００〜４００ｍｍ／ｓである。そこで、現像装置３４内で循環搬送される現像剤における複数の領域を、現像剤が現像装置３４内で循環搬送される方向（矢印７１）に対して、感光体３１が１回転する時間内に現像剤が移動する距離よりも長く均等に分割する。図６に示される例では、現像剤における複数の領域は、現像剤貯留室６３Ａ，６３Ｂそれぞれに対応する１６領域に分割される。現像剤における複数の領域は、現像剤貯留室６３全体に対応する３２領域に分割される。これらの領域は、現像剤の循環搬送に伴って現像装置３４内を移動する。これによって、現像剤の部分的なトナー消費量を複数の領域ごとに取り扱うことが容易になる。図６に示される例では、用紙Ｓに現像されたトナー像が、Ｄ４領域、Ｄ９領域、及びＤ１４領域の順にトナー消費量が多く、これに対応して現像剤における領域４、領域９、及び領域１４の順に現像剤に含まれるトナー量が少なくなる。スクリューフィーダー６４によって循環搬送される現像剤の前記複数の領域が、補給口７０が設けられた前記補給位置に到達したときに、コンテナスクリュー６９によってトナーコンテナ３９から前記複数の領域にトナーを補給することができる。コンテナスクリュー６９によって、トナーコンテナ３９から現像剤における領域４、領域９、及び領域１４それぞれにトナー消費量に応じた量のトナーを補給することができる。
【００３５】
ここで、現像剤の領域ごとのトナー消費量に対応したトナー量を補給した場合について説明する。ここでは、図６に示される例と同様に、現像装置３４の現像剤における領域４、領域９、及び領域１４のトナーが消費され、他の領域のトナーは消費されなかったものとして説明する。なお、図７（Ａ）は、領域ごとのトナー消費量を示すトナー濃度の値を示す図である。図７（Ｂ）は、領域ごとのトナー補給量を示す図である。図７（Ｃ）は、トナー補給後の領域ごとのトナー濃度を示す図である。図７（Ｄ）は、トナー補給後の領域ごとのトナー帯電量を示す図である。図７（Ｅ）は、トナー補給後の現像剤を用いて、一様な画像濃度の静電潜像に基づいて現像したトナー画像の濃度を示す図である。
【００３６】
図７（Ａ）に示されるように、トナーが消費されていない領域のトナー濃度が８．０Ｗｔ％、領域４のトナー濃度が７．５Ｗｔ％、領域９のトナー濃度が７．０Ｗｔ％、及び領域１４のトナー濃度が６．５Ｗｔ％である。トナー濃度に対応するトナー消費量は、領域４が１５ｍｇ、領域９が３０ｍｇ、及び領域１４が４５ｍｇに相当する。ここで、現像剤の領域ごとのトナー消費量に対応したトナー量を補給する。図７（Ｂ）に示されるように、コンテナスクリュー６９によってトナーコンテナ３９から補給されるトナー量は、領域４が１５ｍｇ、領域９が３０ｍｇ、及び領域１４が４５ｍｇである。このように補給されると、現像装置３４内のトナー濃度が均一になる。図７（Ｃ）に示されるように、現像装置３４内の全ての領域のトナー濃度が８．０Ｗｔ％になる。しかし、新たに補給されるトナー量が多いと、次の現像に使用されるまでに十分に撹拌されず、帯電不良が生じる。図７（Ｄ）に示されるように、トナーが補給されていない領域のトナー帯電量が２０μＣ／ｇ、領域４の帯電量が１８μＣ／ｇ、領域９の帯電量が１７μＣ／ｇ、及び領域１４の帯電量が１５μＣ／ｇである。この状態で、ハーフトーン画像が用紙Ｓに形成されると、図７（Ｅ）に示されるように、帯電量が不十分な領域のトナーを使用した用紙Ｓの領域Ｄ４、Ｄ９、及びＤ１４の画像の濃度が他の領域の画像の濃度と異なることになる。
【００３７】
［領域ごとのトナー帯電量を考慮したトナー補給］
次に、現像剤の領域ごとのトナー帯電量を考慮したトナー量を補給した場合について説明する。ここでは、図６及び図７に示される例と同様に、現像装置３４の現像剤における領域４、領域９、及び領域１４のトナーが消費され、他の領域のトナーは消費されなかったものとして説明する。また、現像装置３４からトナーを補給した、現像剤貯留室６３Ｂに対応する１６領域について説明する。なお、図８（Ａ）は、領域ごとのトナー消費量を示すトナー濃度の値を示す図である。図８（Ｂ）は、領域ごとのトナー補給量を示す図である。図８（Ｃ）は、トナー補給後の領域ごとのトナー濃度を示す図である。図８（Ｄ）は、トナー補給後の領域ごとのトナー帯電量を示す図である。図８（Ｅ）は、トナー補給後の現像剤を用いて、一様な画像濃度の静電潜像に基づいて現像したトナー画像の濃度を示す図である。
【００３８】
図８（Ａ）に示されるように、図７（Ａ）と同様に、トナーが消費されていない領域のトナー濃度が８．０Ｗｔ％、領域４のトナー濃度が７．５Ｗｔ％、領域９のトナー濃度が７．０Ｗｔ％、及び領域１４のトナー濃度が６．５Ｗｔ％である。トナー濃度に対応するトナー消費量は、領域４が１５ｍｇ、領域９が３０ｍｇ、及び領域１４が４５ｍｇに相当する。しかし、図８に示される例では、制御部５は、トナー帯電量を考慮したトナー量をコンテナスクリュー６９によって補給させる。トナー消費量に対応するトナー量を補給してもトナー帯電量が許容範囲内の領域には、トナー消費量に対応するトナー量が補給され、トナー消費量に対応するトナー量を補給されるとトナー帯電量が許容範囲外になる領域には、トナー消費量よりも少ないトナー量が補給される。図８（Ｂ）に示される例では、トナー消費量に対応するトナー量を補給してもトナー帯電量が許容範囲内か否かの第１消費量（本発明の第１消費量の一例）は、１５ｍｇである。なお、以後、領域のトナー消費量が第１消費量未満の領域を第１領域（本発明の第１領域の一例）と称し、領域のトナー消費量が第１消費量以上の領域を第２領域（本発明の第２領域の一例）と称する。なお、トナー消費量が前記第１消費量に一致する１５．０ｍｇである第２領域４には、トナー消費量に対応するトナー量１５．０ｍｇが補給される。トナー消費量が前記第１消費量よりも多い領域９（本発明の第２領域の一例）、及び領域１４（本発明の第２領域の一例）には、トナー消費量よりも少ないトナー量が補給される。
【００３９】
第２領域９及び第２領域１４に供給されるトナー量は、各前記第２領域のトナー消費量から前記基準消費量を引いた残りの第２消費量（本発明の第２消費量の一例）に対して１未満の係数を乗じた第３消費量（本発明の第３消費量の一例）と前記第１消費量とを加算したトナー量である。図８（Ｂ）に示される例では、第２領域９について、第２領域９のトナー消費量である３０ｍｇから前記第１消費量である１５ｍｇを引いた残りの前記第２消費量である１５ｍｇに０．５を乗じた前記第３消費量が７．５ｍｇである。前記第３消費量である７．５ｍｇと前記第１消費量である１５ｍｇを加算した２２．５ｍｇが、第２領域９のトナー補給量である。同様に第２領域１４について、第２領域１４のトナー消費量である４５ｍｇから前記第１消費量である１５ｍｇを引いた残りの前記第２消費量である３０ｍｇに０．５を乗じた前記第３消費量が１５ｍｇである。前記第３消費量である１５ｍｇと前記第１消費量である１５ｍｇを加算した３０ｍｇが、第２領域１４のトナー補給量である。
【００４０】
トナー消費量が前記第１消費量である１５．０ｍｇ未満の前記第１領域１〜３、５〜８、１０〜１３、１５、及び１６には、トナー消費量に対応するトナー量（第１補給量）が補給される。前記第２領域に補給されるトナー補給量がトナー消費量よりも少ないため、不足する不足トナー量が均等に分割され、前記第１領域に均等分割されたトナー量が補給される。言い換えると、前記第２領域がある場合に、前記第２消費量から前記第３消費量を引いた量に対応する第３補給量を均等に分割して、前記第１領域に均等量のトナーが補給される。図８（Ｂ）に示される例では、第２領域４に１５ｍｇ補給され、第２領域９には２２．５ｍｇ補給され、及び第２領域１４には３０ｍｇ補給される。第２領域４の不足するトナー補給量は０ｍｇ、第２領域９の不足するトナー補給量は７．７５ｍｇ、及び第２領域１４の不足するトナー補給量は１５ｍｇであり、合計２２．５ｍｇの補給不足が生じる。そこで、２２．５ｍｇを残りの前記第１領域の数である１３で均等に分割した約１．７ｍｇが前記第１領域に補給される。
【００４１】
図８（Ｂ）に示されるように、トナー帯電量を基準にした補給が成されると、現像装置３４内のトナー濃度は均一にならない。図８（Ｃ）に示されるように、前記第１領域のトナー濃度は８．１Ｗｔ％、第２領域４のトナー濃度は８．０Ｗｔ％、第２領域９のトナー濃度は７．７Ｗｔ％、及び第２領域１４のトナー濃度は７．６Ｗｔ％になる。しかし、トナー消費量が多い領域のトナー補給量は相対的に少なくされ、トナー補給量が少ない領域のトナー補給量は相対的に多くなり、次の現像に使用されるまでに略均等に撹拌され、帯電量が略均一になる。図８（Ｄ）に示される例では、前記第１領域及び前記第２領域の帯電量は、１９μＣ／ｇである。この状態で、ハーフトーン画像が用紙Ｓに形成されると、図８（Ｅ）に示されるように、画像の濃度が略均一になる。前回の現像でトナー消費量が多かった第２領域４、９及び１４のトナーによって現像される用紙Ｓの領域Ｄ４、Ｄ９及びＤ１４は、他の前記第１領域のトナーによって現像される用紙Ｓの他の領域と略同じ画像濃度になる。
【００４２】
トナー消費量に対応したトナー量の補給とトナー帯電量を考慮したトナー補給との現像性の違いについて説明する。図９（Ａ）は、図７で示された領域ごとのトナー消費量に対応いたトナー補給量の表である。図９（Ｂ）は、図７で示された領域ごとのトナー消費量に対応いたトナー補給による各領域のトナー濃度、帯電量、及び現像された用紙Ｓの画像濃度を示す表である。図９（Ｃ）は、図８で示された領域ごとのトナー帯電量を考慮したトナー補給量の表である。図９（Ｄ）は、図８で示された領域ごとのトナー帯電量を考慮したトナー補給量による各領域のトナー濃度、帯電量、及び現像された用紙Ｓの画像濃度を示す表である。図９（Ｂ）に示されるように、トナー消費量に対応した補給の場合、補給後のトナー濃度の標準偏差が０．０７７であるのに対して、図９（Ｄ）に示されるように、トナー帯電量を考慮した補給の場合、補給後のトナー濃度の標準偏差が０．１５１である。そのため、トナー濃度を考慮した補給では、トナー濃度のばらつきが大きくなる。しかし、トナー消費量に対応した補給の場合、補給後のトナー帯電量の標準偏差が１．６７２であるのに対して、トナー帯電量を考慮した補給の場合、補給後のトナー帯電量の標準偏差が０．５４４である。そのため、トナー帯電量を考慮した補給では、トナー帯電量のばらつきが小さくなる。そのため、トナー消費量に対応した補給の場合、補給後の画像濃度を示す値（ＧｒａｙＩ．Ｄ．）の標準偏差が０．０２１であるのに対して、トナー帯電量を考慮した補給の場合、補給後の画像濃度を示す値（ＧｒａｙＩ．Ｄ．）の標準偏差が０．００８である。そのため、トナー帯電量を考慮した補給では、画像濃度を示す値（ＧｒａｙＩ．Ｄ．）の標準偏差が１桁低い値になる。トナー帯電量を考慮した補給の方が、画像濃度が均一化されている。
【００４３】
ここで、トナー帯電量と画像濃度（ＧｒａｙＩ．Ｄ．）の関係について説明する。図１０（Ａ）は、１領域へのトナー補給量とトナー帯電量との関係を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、１領域へのトナー補給量と画像濃度との関係を示すグラフである。トナー帯電量は、１領域の補給量が１０ｍｇを超えると徐々に低下していく傾向がある。これに対して、画像濃度は、１領域の補給量が３０ｍｇを超えると悪化する傾向がある。そのため、トナー帯電量が多少低下しても画像濃度に影響はほとんどないが、トナー帯電量が大きく低下すると画像濃度が悪化する傾向がある。これは、トナー補給量が多くなると、１つのトナーとキャリアとの接触頻度が少なくなり、トナー帯電量が現像に適するまでに時間がかかる。そのため、前記第２領域が次の現像に使用のために搬送されて使用されるときに、トナー帯電量が十分でなく、画像濃度に斑が生じる原因と考えられる。
【００４４】
トナー帯電量と画像濃度の関係について、図１１を用いて更に詳しく検討する。図１１の横軸は、トナー帯電量を示し、縦軸は各トナー帯電量における力の強度を表す。実線Ｆ１は、現像時に必要な現像電界を加えたときのトナーの飛翔力を表し、式（１）Ｆ＝ｑＥにより表すことができる。なお、ｑはトナー帯電量、Ｅは現像電界である。破線Ｆ２は、トナーと現像ローラー６１との間に働く付着力を表し、式（２）Ｆ＝ｋｑ２＋Ｄにより表すことができる。なお、ｋはｋ＝１／（４πε）の比例定数であり、Ｄは電磁気力以外の前記付着力を表す。図１１に示されるように前記飛翔力を表す式（１）と前記付着力を表す式（２）は、２箇所で重なり、帯電量が小さい方をα、帯電量が大きい方をγとする。また、前記飛翔力と前記付着力の差が最も大きい箇所をβとする。βは、式（１）と式（２）との差分をトナー帯電量ｑで微分し、微分により得られた値がゼロとなるときのトナー帯電量ｑを求めることにより得られる。トナー帯電量ｑの値は、ｑ＝Ｅ／２Ｋであり、そのときのβの値は、β＝Ｅ／２Ｋである。トナー帯電量ｑがαよりも小さい範囲Ａ１及びトナー帯電量ｑがγよりも大きい範囲Ａ４では、前記付着力が前記飛翔力を上回るため、トナーを感光体３１まで飛翔させることができず、現像することができない。そのため、トナーコンテナ３９から現像装置３４に供給されるトナー量は、スクリューフィーダー６４によって撹拌されることにより、仮に補給口７０から補給されるトナーが現像に使用される現像貯留室６３Ｂに搬送されるまでに、トナーを前記静電潜像に供給する際にトナーを付着させる現像ローラー６１の前記付着力よりトナーが感光体３１に飛翔する前記飛翔力の方が強くすることが可能な量である。
【００４５】
トナー帯電量ｑがαよりも大きくγよりも小さい範囲は、βよりも小さい範囲Ａ２とβよりも大きい範囲Ａ３とに区分けされる。範囲Ａ３では、トナー帯電量ｑが増加するにつれて前記付着力が前記飛翔力よりも強くなり、現像性が低下する。範囲Ａ２では、トナー帯電量ｑが増加するにつれて前記飛翔力が前記付着力よりも強くなり、現像性が向上する。ただし、範囲Ａ２では、トナー帯電量ｑが低いため、トナーのかぶり現象が生じる可能性がある。そのため、現像装置３４が現像にトナーを用いる際には、トナー帯電量ｑの値がβ〜γの範囲であることが望ましい。言い換えると、補給されるトナー量は、仮に補給及び撹拌されるトナー帯電量ｑが増加するに応じて、前記飛翔力と前記付着力の差が縮まる範囲に帯電させることが可能な量である。トナーコンテナ３９から補給されるトナー量は、トナーの前記飛翔力と前記付着力が上述の関係を維持することが可能な量である。このトナー量は、現像ローラー６１のバイアス電圧、感光体３１の帯電電圧、感光体３１と現像ローラー６１の距離、スクリューフィーダー６４の形状及び回転数、及び補給口７０から現像剤貯留室６３Ｂまでの長さなどによって定められる。
【００４６】
［制御部５の構成］
制御部５は、画像形成装置１００を統括制御するものである。図１に示されるように、制御部５は、ＣＰＵ５Ａ、ＲＯＭ５Ｂ、ＲＡＭ５Ｃ、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄ、及びＤＲＩＶＥＲ５Ｅなどを主な構成要素とするマイクロコンピュータとして構成されている。なお、制御部５は、集積回路（ＡＳＩＣ、ＤＳＰ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。
【００４７】
制御部５は、画像形成装置１００の内部において、画像読取部１、ＡＤＦ２、画像形成部３、給紙部４、及び操作表示部６などに接続されており、これらの構成要素を制御する。また、制御部５は、画像形成部３を構成する各要素、具体的には、帯電装置３２、ＬＳＵ３３、現像装置３４、転写装置３５、除電装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びコンテナスクリュー６９などに接続されている。ＲＯＭ５Ｂには、画像形成処理を実行するためのプログラムが記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、ＲＯＭ５Ｂ内の制御プログラムを実行することによって、制御部５に接続された各要素を制御して、印刷用紙に画像を印刷する。
【００４８】
本実施形態では、制御部５のＲＯＭ５Ｂに、後述するトナー補給処理を実行するためのプログラムなどが記憶されている。ＣＰＵ５Ａは、このプログラムを実行することにより、前記トナー補給処理を実行する。また、ＣＰＵ５Ａが前記プログラムを実行することにより、前記トナー補給処理において、制御部５は、走査制御部５１、消費量算出部５２（本発明の消費量算出部の一例）、比較部５３、補給制御部５４（本発明の補給制御部の一例）、及び駆動制御部５５として機能する。
【００４９】
また、ＲＯＭ５Ｂには、前記プログラムの他に、前記トナー補給処理に用いられる電圧値、計算式、閾値、トナー消費量の値、及び補給タイミングなどが記憶されている。例えば、消費量算出部５２で、走査制御部５１で走査される画像データに基づいて、複数の領域ごとにトナーの消費量を算出する計算式がＲＯＭ５Ｂに記憶されている。比較部５３が、領域ごとのトナー消費量が前記第１消費量未満か以上かを判定する比較対象の閾値である前記第１消費量の値がＲＯＭ５Ｂに記憶されている。補給制御部５４が、領域ごとのトナー消費量に対応してトナーを補給する際に、前記第２補給量を算出する計算式、前記第１領域に均等に補給する補給量の計算式、及びトナーを補給する領域の位置を算出する計算式、及び補給するトナー量に応じてコンテナスクリュー６９を駆動させる回転数などがＲＯＭ５Ｂに記憶されている。なお、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄには、トナーコンテナ３９のトナー残量などが記憶される。ＲＡＭ５Ｃには、消費量算出部５２で算出された領域ごとのトナー消費量の値、補給制御部５４で補給する領域ごとのトナー補給量などが記憶される。ＤＲＩＶＥＲ５Ｄは、コンテナスクリュー６９を駆動させるステッピングモーターを動作させる。また、ＤＲＩＶＥＲ５Ｄは、現像装置３４のスクリューフィーダー６４、現像ローラー６１、及び磁気ローラー６２などの各ローラーを駆動させるステッピングモーター６５などを動作させる。
【００５０】
走査制御部５１は、画像データに基づいて、ＬＳＵ３３を制御して、感光体３１状に静電潜像を形成する。走査制御部５１がＬＳＵ３３に光を照射させる領域から現像装置３４の現像剤のどの領域のトナーが消費されるかを算出することが可能となる。
【００５１】
消費量算出部５２は、現像の元になる画像データに含まれるドット数に基づいて、搬送方向９Ａに長い複数の領域ごとに、所定面積当たりにおける画像の面積を示す印字率を算出する。前記細長い複数の領域は、現像装置３４の現像剤におけるトナーが消費される複数の領域に対応する。消費量算出部５２は、複数の領域ごとに算出された印字率に応じたトナー消費量を算出する。消費量算出部５２は、画像データに基づいて、複数の領域ごとのトナー消費量を算出することによって、現像装置３４の現像剤のどの領域に、どの程度のトナーを補給する必要があるかを算出することができる。なお、消費量算出部５２による具体的な消費量算出については後述する。
【００５２】
比較部５３は、消費量算出部５２によって算出された領域ごとのトナー消費量が前記第１消費量未満か以上かを判定する。比較部５３は、トナー消費量に対応する第１補給量を補給しても現像性に問題を生じない前記第１領域と現像性に問題が生じる前記第２領域とを区分けする。この区分けにしたがい、補給制御部５４が前記第１領域と前記第２領域とに応じたトナー補給処理をする。なお、比較部５３による具体的な比較については後述する。
【００５３】
補給制御部５４は、比較部５３の比較結果に基づいて、前記第１領域にはトナー消費量に対応する前記第１補給量のトナーをコンテナスクリュー６９によってトナーコンテナ３９から補給させる。補給制御部５４は、前記第２領域にはトナー消費量よりも少ない量の前記第２補給量のトナーをコンテナスクリュー６９によってトナーコンテナ３９から補給させる。これによって、前記第２領域において、トナー補給量が多くなりトナーの帯電不良が生じることを防止することができる。
【００５４】
前記第２補給量は、前記第１領域と前記第２領域とを区分けする基準となる前記第１消費量と、前記第１消費量を上回る第２消費量に１未満の係数を乗じて得られた第３消費量とを加算した量である。図８及び図９に示される例では、１未満の係数は０．５である。また、前記第２領域に補給されなかった、残りのトナー量は、均等に分割されて、前記第１領域に補給される。これにより、現像装置３４全体としてトナーの補給不足が生じることを防止すると共に、トナーの帯電量を全体的に均一化することができる。なお、補給制御部５４による具体的なトナー補給処理については後述する。
【００５５】
駆動制御部５５は、現像装置３４内の現像ローラー６１、磁気ローラー６２、スクリューフィーダー６４Ａ、及びスクリューフィーダー６４Ｂなどを駆動するステッピングモーター６５を回転又は停止させる。
【００５６】
［トナー補給処理］
以下、図１２を参照して、制御部５によって実行されるトナー補給処理の手順を説明する。図１２のフローチャートにおいてステップＳ１、Ｓ２、・・・は処理手順（ステップ）番号を表している。なお、制御部５による前記トナー補給処理は、画像形成装置１００の画像形成処理を実行するときに行われる。ここに、前記トナー補給処理を実行するときの制御部５が本発明に係る消費量算出部、及び補給制御部に相当する。
【００５７】
（ステップＳ１）
ステップＳ１において、制御部５は、画像形成装置１００の画像形成指示が入力されたか否かを判定する。具体的には、ユーザーからコピーや印刷などの指示が入力されたか否かを判定する。制御部５は、画像形成指示が入力されるまで待つ（Ｓ１のＮＯ側）。制御部５は、画像形成指示が入力されると処理をステップＳ２に移行する（Ｓ１のＹＥＳ側）。
【００５８】
（ステップＳ２）
ステップＳ２において、制御部５は、現像装置３４内の各ローラーを駆動させるステッピングモーター６５を駆動させる。これにより、現像装置３４内のスクリューフィーダー６４Ａ及びスクリューフィーダー６４Ｂが駆動され、現像剤が撹拌されつつ循環搬送される。現像剤のトナーは、撹拌により現像に適した帯電量に帯電される。
【００５９】
（ステップＳ３乃至ステップＳ５）
ステップＳ３において、制御部５は、ＬＳＵ３３によって感光体３１の表面に画像データに基づいて、静電潜像を形成する。ステップＳ４において、制御部５は、画像データに基づいて静電潜像を形成する際に、搬送方向９Ａに長い領域ごとに、ＬＳＵ３３に光を照射させ又は照射させない時間を算出する。これによって、制御部５は、搬送方向９Ａに長い領域ごとに、画像データに含まれるドット数に基づいて、所定面積当たりにおける画像の面積を示す印字率を算出する。ステップＳ５において、制御部５は、印字率に基づいて現像剤における複数の領域ごとの消費量を算出する。なお、搬送方向９Ａに長い領域は、現像装置３４の現像剤の各領域に対応したものとする。また、ステップＳ４及びステップＳ５を実行するときの制御部５は、本発明の消費量算出部の一例である。ステップＳ４及びステップＳ５は、本発明の現像装置のトナー補給方法における第１ステップに相当する。
【００６０】
（ステップＳ６）
ステップＳ６において、制御部５は、現像剤における複数の領域ごとのトナー消費量が閾値である前記第１消費量以上の領域があるか否かを判定する。これにより、制御部５は、トナー消費量に対応する第１補給量のトナーを補給しても現像性に問題を生じない前記第１領域と現像性に問題が生じる前記第２領域とを区分けする。前記第１消費量以上の領域がないと判定されると、制御部５は、処理をステップＳ８に移行する（Ｓ６のＮＯ側）。この場合、制御部５は、前記複数の領域は全て前記第１領域であると判定した。そのため、制御部５が領域ごとのトナー消費量に対応したトナー量を補給しても、トナーの現像性に問題が生じない。一方、前記第１消費量以上の領域があると判定されると、制御部５は、処理をステップＳ７に移行する（Ｓ６のＹＥＳ側）。この場合、制御部５は、第１消費量以上の前記第２領域があると判定した。そのため、制御部５が領域ごとのトナー消費量に対応したトナー量をコンテナスクリュー６９によって補給させると、トナーの現像性に問題が生じる領域がある。なお、ステップＳ６は、本発明の現像装置のトナー補給方法における第２ステップに相当する。
【００６１】
（ステップＳ７）
ステップＳ７において、制御部５は、各領域へのトナー補給量を補正する。制御部５は、前記第２領域であると判定された領域に、トナー消費量よりも少ないトナー量をトナー補給量とする。これにより、制御部５は、前記第２領域で現像性に問題が生じることを防ぐことができる。また、制御部５は、前記第１領域であると判定された領域に、トナー消費量に対応する前記第１補給量をトナー補給量とする。さらに、制御部５は、前記第１領域に、前記第２領域に補充されなかった量のトナー量を、前記第１領域の数で均等に分割して前記第１領域に補充するトナー量に加算する。これにより、現像装置３４全体としてトナーの補給不足が生じることを防止すると共に、トナーの帯電量を全体的に均一化することができる。
【００６２】
（ステップＳ８）
ステップＳ８において、制御部５は、前記第１領域又は前記第２領域の現像剤が前記補給位置に到達したときにコンテナスクリュー６９によってトナーコンテナ３９からトナーを補給させる。なお、ステップＳ６乃至ステップＳ８を実行するときの制御部５は、本発明の補給制御部の一例である。ステップＳ７及びステップＳ８は、本発明の現像装置のトナー補給方法における第３ステップ及び第４ステップに相当する。
【００６３】
（ステップＳ９）
ステップＳ９において、制御部５は、全ての現像が終了したか否かを判定する。全ての現像が終了していないと判定されると、制御部５は、処理をステップＳ３に移行する（Ｓ９のＮＯ側）。制御部５は、現像が行われている間、トナー補給処理を繰り返し実行する。一方、全ての現像が終了したと判定されると、制御部５は、処理をステップＳ１０に移行させる（Ｓ９のＹＥＳ側）。
【００６４】
（ステップＳ１０）
ステップＳ１０において、制御部５は、現像装置３４内の各ローラーを駆動させるステッピングモーター６５を停止させて処理を終了する。
【００６５】
［実施形態の効果］
以上説明したように、本発明の画像形成装置１００によれば、トナーの補給動作により生じる帯電量の不均一を是正することができる。これによって、現像時にトナーのかぶり現象が発生することを抑制することができる。また、画像形成装置１００は、トナー補給量を減らした前記第２領域とは異なる前記第１領域に不足するトナーを補給することによって、現像装置３４全体のトナー量を均一にすることもできる。
【００６６】
［実施形態の変形例］
制御部５は、前記トナー補給処理において、前記第２領域の不足するトナー量を他の前記第１領域に補給したが、これに限るものではない。制御部５は、前記第２領域に前記第２補給量のトナーを補給した後に、補給口７０が設けられた前記補給位置を再び前記第２領域が経由して循環搬送される際に、不足するトナー量を補給させるものでもよい。ここで、実施形態の変形例が前記実施形態と異なるところは、図１３に示されたトナー補給処理であり、その他の部分は前記実施形態の構成及び処理と共通する。そのため、ここでは、異なる部分だけ説明して、共通する部分の説明は省略する。
【００６７】
（ステップＳ１６）
ステップＳ５において、複数の領域ごとの消費量が算出されると、制御部５は、領域ごとに前記第１消費量以上の前記第２領域であるか否かを判定する。前記第１消費量以上の前記第２領域でないと判定されると、制御部５は、処理をステップＳ８に移行する（Ｓ１６のＮＯ側）。一方、前記第１消費量以上の前記第２領域があると判定されると、制御部５は、処理をステップＳ１７に移行する（Ｓ１６のＹＥＳ側）。
【００６８】
（ステップＳ１７）
ステップＳ１７において、制御部５は、前記第２領域であると判定された領域に対してのみ、トナー補給量を修正して、処理をステップＳ８に移行する。制御部５は、前記第１領域のトナー補給量を維持する。このように、トナー帯電量に問題が生じ得る領域のみトナー補給量を変更する。
【００６９】
（ステップＳ２１）
ステップＳ８において、各領域にトナーが補給された後に、ステップＳ２１において、制御部５は、スクリューフィーダー６４によって循環搬送される現像剤の前記第２領域が再び補給口７０が設けられた前記補給位置を通過するか否かを判定する。制御部５は、前記第２領域が再び前記補給位置を通過するまで待つ（Ｓ２１のＮＯ側）。一方、制御部５は、前記第２領域が再び前記補給位置を通過する際に、処理をステップＳ２２に移行する（Ｓ２１のＹＥＳ側）。
【００７０】
（ステップＳ２２）
ステップＳ２２において、制御部５は、前記第２領域に前回の補給時に減らしたトナー量を補給して、処理をステップＳ９に移行する。言い換えると、制御部５は、前記第２領域に、前記第２消費量から前記第３補給量を引いた量に対応する第３補給量のトナーを、トナーコンテナ３９からコンテナスクリュー６９によって補給させる。これによって、制御部５は、領域ごとの消費量に対応する消費量をその領域に補給させるとともに、トナー帯電量が不足することを防止することができる。
【００７１】
ステップＳ２１及びステップＳ２２の処理によって、前記第２領域に不足するトナーを補給する処理は、制御部５によって複数回に分けて実施されてもよい。言い換えると、制御部５は、前記第３補給量を１又は複数に分割した第４補給量のトナーを前記第２領域に１又は複数回にわたって補給させる。このように、前記第２領域の補給に不足するトナー量を、時間をかけて補給してもよい。
【００７２】
［実施形態の他の変形例］
本実施形態の説明では、トナー濃度センサーを備えない画像形成装置１００について説明したがこれに限るものではない。現像装置３４の内部にトナー濃度センサーの検知面が設けられ、制御部５は、画像データに基づくトナー消費量の算出と、トナー濃度センサーの濃度検知によるトナー消費量の算出とを組み合わせて補給してもよい。例えば、制御部５は、前記第２領域が前記補給位置を通過する際に前記第２補給量のトナーを補給し、次に前記第２領域が前記補給位置を通過する際にトナー濃度に基づく補給をするものでもよい。
【００７３】
本実施形態の説明では、前記第２補給量は、前記第１消費量と、前記第１消費量を上回る第２消費量に１未満の係数０．５（図８及び図９参照）を乗じて得られた第３消費量とを加算した量である場合について説明したが、この例に限るものではない。例えば、前記第２補給量を一律の係数ではなく、補給量ごとに定められた係数や、計算式に寄って求められる係数、及び補給量と帯電量との対応関係を保存した表などから補給量を抽出するものなどでもよい。
【００７４】
例えば、補給量と帯電量との対応関係を保存した表がＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶されている場合について説明する。この場合、記憶される対応関係は、図１０に示されるように、コンテナスクリュー６９によって前記第２領域に補給される前記大に補給量と、現像装置３４による現像に用いられるまでに前記第２領域に補給されたトナーがスクリューフィーダー６４によって撹拌されて帯電する帯電量との関係である。そして、制御部５は、ＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶された前記対応関係に基づいて、トナー消費量に対応した第２補給量を抽出して、前記第２領域に前記第２補給量のトナーを補給させる。このような、対応関係の情報をＥＥＰＲＯＭ５Ｄに記憶することによって、制御部５は、一律の係数を用いて前記第２補給量を算出するよりも、トナーのかぶり現象を抑制することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００：画像形成装置
３：画像形成部
５：制御部
３１：感光体
３３：ＬＳＵ
３４：現像装置
３９：トナーコンテナ
５０：トナー補給部
５１：走査制御部
５２：消費量算出部
５３：比較部
５４：補給制御部
５５：駆動制御部
６１：現像ローラー
６２：磁気ローラー
６３Ａ，６３Ｂ：現像剤貯留室
６４Ａ，６４Ｂ：スクリューフィーダー
【図１】
2015114572.tif 000003
【図２】
2015114572.tif 000004
【図３】
2015114572.tif 000005
【図４】
2015114572.tif 000006
【図５】
2015114572.tif 000007
【図６】
2015114572.tif 000008
【図７】
2015114572.tif 000009
【図８】
2015114572.tif 000010
【図９】
2015114572.tif 000011
【図１０】
2015114572.tif 000012
【図１１】
2015114572.tif 000013
【図１２】
2015114572.tif 000014
【図１３】
2015114572.tif 000015