(57)【要約】【課題】  トナーボトルＴが交換された場合であっても高精度にトナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給する。【解決手段】  転送される画像データに基づいてトナーの消費量Ｃを演算する消費量演算部１１０１と、インダクセンサ１１２により検知された現像器１００に蓄積されたトナーの量Ｄと目標値Ｄｒｅｆとの差ΔＤを演算する差分演算部１２００と、差ΔＤの累積値ΣΔＤを演算する累積値演算部１２０２と、消費量Ｃ、差ΔＤ、及び累積値ΣΔＤに基づいてトナーボトルＴから現像器１００に補給すべきトナーの量Ｘを決定する補給量演算部１３００と、を有し、フォトインタラプタ１１１により装着部２０にトナーボトルＴが装着されたことが検出された場合、累積値ΣΔＤを用いずに、消費量Ｃと差ΔＤとに基づいて補給すべきトナーの量Ｘを決定する。【選択図】  図４
2015118174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、
前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、
前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、
前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを検出する装着検出手段と、
前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、
前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算部と、
前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算部と、
前記第２の演算部により演算された前記差の累積値を演算する第３の演算部と、
前記第１の演算部により演算された前記消費量と、前記第２の演算部により演算された前記差と、前記第３の演算部により演算された前記累積値とに基づいて、前記補給手段を制御する制御手段と、有し、
前記第３の演算部は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを前記装着検出手段が検出したことに応じて、前記累積値を所定値に変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記消費量、前記差、及び、前記累積値に基づいて、前記蓄積部に補給すべきトナーの量を決定する決定部を備え、
前記制御手段は、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量に基づいて、前記補給手段を制御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】
前記制御手段は、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量を累積し、前記累積値が閾値を越えなければ、前記補給手段により前記蓄積部にトナーが補給されない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】
前記補給手段は、前記収容容器を回転させることによって前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給し、
前記制御手段は、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量を累積すると共に、当該累積値に基づいて前記補給手段により前記収容容器を回転させる量を制御し、
前記制御手段は、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量に基づいて前記補給すべきトナーの量の累積値を減少させ、
前記制御手段は、前記補給すべきトナーの量の累積値が前記閾値を下回るように、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記閾値は、前記補給手段により前記収容容器を所定の回転量だけ回転させた場合に前記収容容器から前記蓄積部に補給できるトナーの量に基づいて予め決まっており、
前記制御手段は、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量が前記所定の回転量となる度に、前記補給すべきトナーの量の累積値を前記閾値だけ減少させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記画像形成手段が記録材１ページのトナー像を形成する度に、前記補給すべきトナーの量を決定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記蓄積部には、前記トナーを含む現像剤が収容されており、
前記蓄積部は、前記蓄積部に収容された前記現像剤を撹拌する撹拌手段を備え、
前記決定部は、前記撹拌手段が前記現像剤を撹拌している間、所定の時間間隔において前記補給すべきトナーの量を決定することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定値は０であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、
前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、
前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、
前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを検出する装着検出手段と、
前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、
前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算部と、
前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算部と、
前記第２の演算部により演算された前記差の累積値を演算する第３の演算部と、
前記第１の演算部により演算された前記消費量と、前記第２の演算部により演算された前記差と、前記第３の演算部により演算された前記累積値とに基づいて、前記蓄積部に補給すべき前記トナーの量を決定する決定部と、
前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量に基づいて、前記補給手段を制御する制御手段と、を有し、
前記決定部は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを前記装着検出手段が検出したことに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着された後で最初に決定される前記補給すべきトナーの量を、前記累積値を用いずに、前記消費量と前記差とに基づいて決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量を累積し、前記累積値が閾値を越えなければ、前記補給手段により前記蓄積部にトナーが補給されないことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記補給手段は、前記収容容器を回転させることによって前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給し、
前記制御手段は、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量を累積すると共に、当該累積値に基づいて前記補給手段により前記収容容器を回転させる量を制御し、
前記制御手段は、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量に基づいて前記補給すべきトナーの量の累積値を減少させ、
前記制御手段は、前記補給すべきトナーの量の累積値が前記閾値を下回るように、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量を制御することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記閾値は、前記補給手段により前記収容容器を所定の回転量だけ回転させた場合に前記収容容器から前記蓄積部に補給できるトナーの量に基づいて予め決まっており、
前記制御手段は、前記補給手段により前記収容容器を回転させる量が前記所定の回転量となる度に、前記補給すべきトナーの量の累積値を前記閾値だけ減少させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記決定部は、前記画像形成手段が記録材１ページのトナー像を形成する度に、前記補給すべきトナーの量を決定することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記蓄積部には、前記トナーを含む現像剤が収容されており、
前記蓄積部は、前記蓄積部に収容された前記現像剤を撹拌する撹拌手段を備え、
前記決定部は、前記撹拌手段が前記現像剤を撹拌している間、所定の時間間隔において前記補給すべきトナーの量を決定することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記蓄積部は、トナーを含む現像剤が収容されており、
前記検知手段は、前記蓄積部に蓄積された前記現像剤中のトナーの割合に応じた信号を出力することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算工程と、
前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算工程と、
前記消費量、前記差、及び、前記差の累積値に基づいて、前記補給手段を制御する制御工程と、
前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことに応じて、前記累積値を所定値に変更する変更工程と、を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算工程と、
前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算工程と、
前記消費量、前記差、及び、前記差の累積値に基づいて、前記蓄積部に補給すべき前記トナーの量を決定する決定工程と、
前記補給すべきトナーの量に基づいて、前記補給手段を制御する制御工程と、を有し、
前記決定工程は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着された後で最初に決定される前記補給すべきトナーの量を、前記差の累積値を用いずに、前記消費量と前記差とに基づいて決定することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーを補給する補給制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、現像ユニットにより静電潜像を現像し、画像形成装置に入力された画像データに基づくトナー像を形成する。この画像形成装置においては、トナー像を形成することによって現像ユニット内のトナーが消費されるので、画像形成装置に着脱自在な収容容器に収容されているトナーを適宜現像ユニットに補給する構成が知られている。
【０００３】
さらに、現像ユニットに蓄積されているトナーの量に応じて、現像ユニットにより現像されるトナー像の濃度が変化してしまうので、収容容器から現像ユニットに補給されるトナーの量を高精度に制御しなければならない。
【０００４】
そのため、従来の画像形成装置には、画像データに基づくトナー像が形成されることによって現像ユニットから消費されるトナーの量（トナー消費量）を予測し、現像ユニット内のトナーの量が目標量となるように、トナー補給量を決定するものがある。ここで、トナー消費量は計算による理論的なものなので、実際に現像ユニットから消費されるトナーの実消費量と前述の決定されたトナー消費量とには若干の誤差がある。つまり、前述の決定されたトナー消費量分のトナーを補給しても、現像ユニット内のトナーの量が目標量とならない可能性がある。
【０００５】
これは、収容容器に収容されているトナーの量に応じて、収容容器から現像ユニットに補給されるトナーの量が変動してしまうことが原因である。つまり、収容容器から現像ユニットにトナーを補給する補給動作が実施される度に、１回の補給動作によって収容容器から現像ユニットに補給されるトナーの量が減少するからである。
【０００６】
そこで、現像ユニット内のトナーの量に基づいて算出した補正量を用いて、トナー消費量に応じたトナー補給量を補正するものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３０４４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、収容容器が交換されることに応じて、現像ユニット内のトナーの量を目標量に制御することができなくなるという問題があった。これは、収容容器が交換された場合に、１回の補給動作において収容容器から現像ユニットに補給されるトナーの量が変化してしまうからである。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、高精度に蓄積部にトナーを補給できる画像形成装置、及び、画像形成装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の画像形成装置は、トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを検出する装着検出手段と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算部と、前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算部と、前記第２の演算部により演算された前記差の累積値を演算する第３の演算部と、前記第１の演算部により演算された前記消費量と、前記第２の演算部により演算された前記差と、前記第３の演算部により演算された前記累積値とに基づいて、前記補給手段を制御する制御手段と、有し、前記第３の演算部は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを前記装着検出手段が検出したことに応じて、前記累積値を所定値に変更することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置は、トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを検出する装着検出手段と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算部と、前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算部と、前記第２の演算部により演算された前記差の累積値を演算する第３の演算部と、前記第１の演算部により演算された前記消費量と、前記第２の演算部により演算された前記差と、前記第３の演算部により演算された前記累積値とに基づいて、前記蓄積部に補給すべき前記トナーの量を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記補給すべきトナーの量に基づいて、前記補給手段を制御する制御手段と、を有し、前記決定部は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことを前記装着検出手段が検出したことに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着された後で最初に決定される前記補給すべきトナーの量を、前記累積値を用いずに、前記消費量と前記差とに基づいて決定することを特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置の制御方法は、トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、を備える画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算工程と、前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算工程と、前記消費量、前記差、及び、前記差の累積値に基づいて、前記補給手段を制御する制御工程と、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことに応じて、前記累積値を所定値に変更する変更工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、他の請求項に記載の画像形成装置の制御方法は、トナーを蓄積する蓄積部を有し、画像データに基づく静電潜像を感光体に形成し、前記静電潜像を前記蓄積部に蓄積された前記トナーを用いて現像することにより、前記静電潜像に基づくトナー像を形成する画像形成手段と、前記蓄積部に蓄積された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記蓄積部に補給するためのトナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記装着部に装着された前記収容容器から前記蓄積部にトナーを補給する補給手段と、を備える画像形成装置の制御方法であって、前記画像形成手段が前記トナー像を形成することによって前記蓄積部から消費されるトナーの消費量を、前記画像データに基づいて演算する第１の演算工程と、前記検知手段により検知されたトナーの量と前記蓄積部に蓄積されるトナーの目標量との差を演算する第２の演算工程と、前記消費量、前記差、及び、前記差の累積値に基づいて、前記蓄積部に補給すべき前記トナーの量を決定する決定工程と、前記補給すべきトナーの量に基づいて、前記補給手段を制御する制御工程と、を有し、前記決定工程は、前記収容容器が前記装着部に装着されていない状態から前記収容容器が前記装着部に装着された状態に変化したことに応じて、前記収容容器が前記装着部に装着された後で最初に決定される前記補給すべきトナーの量を、前記差の累積値を用いずに、前記消費量と前記差とに基づいて決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高精度に蓄積部にトナーを補給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】画像形成装置の概略断面図
【図２】画像形成装置の要部概略図
【図３】画像形成装置のトナー補給に係る電気的な構成を示すブロック図
【図４】トナー補給制御を表すフローチャート図
【図５】トナーボトルを交換した後のトナー濃度を表した図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（画像形成装置について）
図１は画像形成装置２００の概略断面図である。画像形成装置２００は、各色成分のトナー像を形成する４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄが中間転写ベルト７の搬送方向に並んで配置される。画像形成部Ｐａはイエローのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｂはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｃはシアンのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｄはブラックのトナー像を形成する。
【００１７】
画像形成装置２００には、画像形成装置２００に着脱可能なトナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄが装着される。トナーボトルＴａはイエローのトナーが収容されており、トナーボトルＴｂはマゼンタのトナーが収容されており、トナーボトルＴｃはシアンのトナーが収容されており、トナーボトルＴｄはブラックのトナーが収容されている。トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは、トナーを収容する収容容器に相当する。
【００１８】
なお、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄは同様の構成であるので、以下の説明においては画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄを画像形成部Ｐと称す。さらに、トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄは同様の構成であるので、以下の説明においてはトナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄをトナーボトルＴと称す。
【００１９】
画像形成部Ｐは、円柱状の金属ローラの表面に感光体として機能する感光層を備えた感光ドラム１と、この感光ドラム１を帯電する帯電器２と、トナーを収容した現像器１００を有する。
【００２０】
画像形成動作が開始されると、感光ドラム１が矢印Ａ方向へ回転駆動される。帯電器２が感光ドラム１を一様に帯電した後、レーザ露光装置３が画像データに基づき感光ドラム１を露光する。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。そして、現像器１００が感光ドラム１上の静電潜像をトナーを用いて現像し、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
【００２１】
ここで、図２に示すように、現像器１００には、現像器１００内に蓄積されたトナーの量を検知するインダクセンサ１１２が配置されている。具体的に述べると、インダクセンサ１１２は、現像器１００に収容されている現像剤の透磁率を検出し、現像剤中のトナーの割合に応じた信号を出力する。そして、コントローラ５００（図３）がインダクセンサ１１２の出力信号に基づいて、現像剤を蓄積する蓄積部である現像器１００に収容されている現像剤中のトナーの量を検知する。
【００２２】
現像器１００に収容されている現像剤は、磁性を有するキャリアとトナーとを含んでいる。そのため、現像剤中のトナーの割合（以降、現像器トナー濃度と称す。）が増加すると、現像剤中のキャリアの割合が減少するので、インダクセンサ１１２の出力値が減少する。一方、現像器トナー濃度が減少すると、現像剤中のキャリアの割合が増加するので、インダクセンサ１１２の出力値が増加する。つまり、インダクセンサ１１２は、現像器１００内に蓄積された現像剤中のトナーの割合を検知し、この割合に応じた信号をコントローラ５００（図３）に出力する。
【００２３】
さらに、画像形成装置２００は、トナーボトルＴが装着される装着部２０と、装着部２０に装着されたトナーボトルＴに係合してトナーボトルＴを回転駆動させる補給モータ１２０（図３）とを備えている。そして、インダクセンサ１１２により検知された現像器１００内のトナーの量が目標量となるように、補給モータ１２０によりトナーボトルＴが回転駆動されることによって、トナーボトルＴから現像器１００へ向けてトナーが排出される。トナーボトルＴから排出されたトナーは、搬送路２１を通って現像器１００に供給される。
【００２４】
図１に戻って画像形成装置２００の説明を続ける。中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８、従動ローラ１７、ローラ１８、及び１９に掛け回されている。この中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８の回転駆動によって矢印Ｂ方向に回転する。
【００２５】
画像形成部Ｐは、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト７に転写する一次転写ローラ４を備える。感光ドラム１と中間転写ベルト７とが一次転写ローラ４に押圧されている一次転写ニップ部Ｔ１を、感光ドラム１上に形成されたトナー像が通過している間、一次転写ローラ４には一次転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される。各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄに形成されたトナー像が中間転写ベルト７に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７にはフルカラーのトナー像が担持される。なお、感光ドラム１に残留したトナーは、ドラムクリーナ６によって除去される。
【００２６】
二次転写対向ローラ８に対して中間転写ベルト７と反対側には二次転写ローラ９が配設されている。二次転写ローラ９が二次転写対向ローラ８と中間転写ベルト７を押圧することによって、中間転写ベルト７と二次転写ローラ９との間に二次転写ニップ部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト７が矢印Ｂ方向へ搬送されることによって、中間転写ベルト７上のトナー像が二次転写ニップ部Ｔ２へ搬送される。
【００２７】
搬送ローラ対６１とレジストレーションローラ対６２は、トナー像が二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングと、記録材Ｓが二次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングとを合わせるように、カセット部６０に格納された記録材Ｓを搬送する。中間転写ベルト７上のトナー像と記録材Ｓとが二次転写ニップ部Ｔ２を通過している間、二次転写対向ローラ８に二次転写電圧が印加されることによって、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓに転写される。なお、ベルトクリーナ１１は、二次転写ニップ部Ｔ２において記録材Ｓに転写されずに中間転写ベルト７に残留したトナーを除去する。
【００２８】
二次転写ローラ９によりトナー像が記録材Ｓに転写された後、記録材Ｓは定着器１３に搬送される。定着器１３は、ヒータを有する定着ローラと加圧ローラとを備え、ヒータの熱と、定着ローラと加圧ローラの圧力とによって、記録材Ｓ上のトナー像を記録材Ｓに定着させる。定着器１３によってトナー像が定着された記録材Ｓは排紙ローラ対６４により画像形成装置２００から排紙される。
【００２９】
次に、画像形成部Ｐが画像データに基づくトナー像を形成することによって現像器１００から消費されるトナーの消費量と、インダクセンサ１１２の検知結果とに基づいて、トナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給するトナー補給制御処理について説明する。
【００３０】
図３は画像形成装置２００のトナー補給に係る電気的な構成を示すブロック図である。コントローラ５００の内部は、説明を判り易くするためにトナー補給制御処理においてコントローラ５００により実行される各機能をブロックで表現している。
【００３１】
ＲＡＭ５０２は、トナー補給制御処理のために使用するシステムワークメモリである。また、ＲＯＭ５０３には、トナー補給制御処理を制御するための制御プログラムなどが格納されている。また、Ｉ／Ｆ５０４は、スキャナや外部のＰＣなどと通信可能に接続されたインターフェースである。
【００３２】
フォトインタラプタ１１１は、装着部２０（図２）にトナーボトルＴが装着されている場合にＯＮ信号を出力し、装着部２０（図２）にトナーボトルＴが装着されていない場合にＯＦＦ信号を出力する光学式センサである。なお、フォトインタラプタ１１１の構成は、公知の構成であるので、ここでの詳細な説明を省略する。
【００３３】
ここで、本実施形態においては、コントローラ５００がフォトインタラプタ１１１の出力信号の変化に基づいて、トナーボトルＴが交換されたことを示す情報を記憶する構成とした。具体的には、フォトインタラプタ１１１の出力信号がＯＦＦ信号からＯＮ信号に切り替わることに応じて、コントローラ５００がボトル交換フラグをＯＮ状態に設定する。
【００３４】
そして、コントローラ５００は、ボトル交換フラグの状態がＯＮ状態かＯＦＦ状態かに応じて、トナーボトルＴから現像器１００に補給すべきトナーの量の決定の仕方を異ならせている。なお、補給すべきトナーの量を決定する方法に関しては後述する。
【００３５】
インダクセンサ１１２は図２において説明しているので、ここでの説明を省略する。補給モータ１２０は装着部２０に装着されたトナーボトルＴを回転駆動させる。
【００３６】
カウンタ１１００は、Ｉ／Ｆ５０４を介して入力された画像データに基づいて、１ページ分の画像に含まれる画素毎の濃度の総和を計数する。カウンタ１１００により計数された画素毎の濃度の総和（以降、ビデオカウント値と称す。）は、画像データに含まれる１ページのトナー像を形成することで現像器１００から消費されるトナーの消費量に相当する。なお、ビデオカウント値を取得する方法は、公知の技術であるので、ここでの説明を省略する。
【００３７】
本実施形態においては、コントローラ５００がインダクセンサ１１２により出力された出力値と、カウンタ１１００により取得されたビデオカウント値とに基づいて、現像器１００に補給すべきトナーの補給量を決定する。さらに、コントローラ５００は、決定した補給量の累積値が所定値を越える度に補給モータ１２０を駆動して、トナーボトルＴから現像器１００へトナーを補給する。
【００３８】
（トナー補給制御について）
以下、本実施形態におけるトナー補給制御を図４に基づいて説明する。図４は、コントローラ５００の動作を示すフローチャートである。
【００３９】
コントローラ５００は、Ｉ／Ｆ５０４を介して画像データが転送されることに応じてトナー補給制御を開始する。カウンタ１１００が画像データに基づくビデオカウント値Ｖｎを演算する（Ｓ１）。ステップＳ１において、カウンタ１１００は、画像データに含まれる少なくとも１ページ以上のトナー像から、ページ毎にビデオカウント値Ｖｎを取得する。
【００４０】
そして、消費量演算部１１０１は、ステップＳ１において演算されたビデオカウント値Ｖｎに基づいて、トナー像を形成することによって現像器１００から消費されるトナーの消費量を決定する（Ｓ２）。なお、ＲＯＭ５０３には、ビデオカウント値とトナー消費量との対応関係を示す換算テーブルが記憶されている。ステップＳ２において、消費量演算部１１０１は、予めＲＯＭ５０３に記憶された換算テーブルを参照することによって、ビデオカント値Ｖｎに基づく消費量Ｃを決定する。
【００４１】
消費量演算部１１０１は、画像形成部Ｐが各ページのトナー像を形成し始めるタイミングに応じて、対応するページの消費量Ｃを補給量演算部１３００へ出力する。つまり、カウンタ１１００と消費量演算部１１０１とは、画像形成部Ｐによって形成されるべき１ページのトナー像に基づいて、現像器１００から消費されるトナーの消費量Ｃを補給量演算部１３００へ出力する。
【００４２】
差分演算部１２００は、インダクセンサ１１２の出力値Ｄと、目標値決定部１２０１から出力される目標値Ｄｒｅｆとの差分ΔＤを演算する（Ｓ３）。ステップＳ３において、差分演算部１２００は、現像器１００内のトナーの量と目標量との差に相当する差分ΔＤを決定する。なお、目標値決定部１２０１は、画像形成装置２００に設けられた不図示の環境センサにより検知された画像形成装置２００の周囲の温度や湿度に基づき、インダクセンサ１１２の出力値の目標値Ｄｒｅｆを決定する。
【００４３】
現像器１００内のトナーの量と目標量との差が決定された後、コントローラ５００は、ボトル交換フラグがＯＮ状態か否かを判定する（Ｓ４）。ステップＳ４において、ボトル交換フラグがＯＮ状態であれば、コントローラ５００はトナーボトルＴが交換されたと判定し、後述のステップＳ１２において累積値演算部１２０２により演算される差分の累積値ΣΔＤの値を０に設定する（Ｓ５）。
【００４４】
ここで、累積値ΣΔＤは、インダクセンサ１１２の出力値Ｄとインダクセンサ１１２の出力の目標値Ｄｒｅｆとに基づいて演算された差分ΔＤを累積した値である。つまり、累積値ΣΔＤは、現像器１００に蓄積されているトナーの量と目標量との差分を累積した値に相当する。この累積値ΣΔＤは、装着部２０に装着されているトナーボトルＴによる補給動作によって、トナーボトルＴから現像器１００へ供給されるトナー供給量を補正するための補正量である。この補正量はトナーボトルＴに収容されているトナーの量に応じた補正量である。
【００４５】
そのため、トナーボトルＴが他のトナーボトルＴ´に交換されたにも拘わらず、交換前のトナーボトルＴに対応した補正量（累積値ΣΔＤ）に基づいて補給すべきトナーの量Ｘが演算された場合、補給すべきトナーの量Ｘにズレが生じてしまう。
【００４６】
そこで、本実施形態においては、コントローラ５００がボトル交換フラグの状態に基づいてトナーボトルＴが交換されたと判定した場合に、累積値演算部１２０２が累積値ΣΔＤの値を０に設定する。つまり、トナーボトルＴが装着部２０に装着されていない状態からトナーボトルＴが装着部２０にされた状態に変化したことに応じて、累積値演算部１２０２は累積値ΣΔＤをリセットする。
【００４７】
次いで、コントローラ５００がボトル交換フラグをＯＮ状態からＯＦＦ状態に変更し（Ｓ６）、補給量演算部１３００がトナーボトルＴから現像器１００に補給すべきトナーの量Ｘを決定する（Ｓ７）。ステップＳ７において、補給量演算部１３００は消費量Ｃ、差分ΔＤ、及び累積値ΣΔＤに基づいて、現像器１００に補給すべきトナーの量Ｘを演算する。
【００４８】
補給量演算部１３００は、例えば式（１）に基づいて補給すべきトナーの量Ｘを決定する。
Ｘ＝（α×Ｃ）＋（β×ΔＤ）＋（γ×ΣΔＤ）  …（１）
ここで、定数α、β、及びγは実験によって予め決定されたゲインの値である。なお、本実施形態においては、例えば、定数β、及びγを１よりも小さい正の値とする。
【００４９】
本実施形態によれば、トナーボトルＴがトナーボトルＴ´に交換された場合であっても、交換前のトナーボトルＴに対応した累積値ΣΔＤを用いずに補給すべきトナーの量Ｘが演算されるので、補給すべきトナーの量Ｘの変動を抑制できる。
【００５０】
一方、ステップＳ４においてボトル交換フラグがＯＦＦ状態であれば、ステップＳ７において、トナーボトルＴが交換された後からステップＳ７実行時点までの間に演算された累積値ΣΔＤを用いて、補給量演算部１３００が補給すべきトナーの量Ｘを決定する。これによって、トナーボトルＴに対応した累積値ΣΔＤに基づいて補給すべきトナーの量が演算されるので、コントローラ５００は補給すべきトナーの量Ｘを高精度に決定することができる。
【００５１】
ここで、本実施形態においては、トナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給する補給システムは、トナーボトルＴを１回転させることによって、トナーボトルＴから現像器１００にほぼ一定量のトナーが補給される構成とした。そのため、コントローラ５００は、補給すべきトナーの量の累積値ΣＸが閾値以下ならばトナーボトルＴによる補給動作を行わず、補給すべきトナーの量の累積値ΣＸが閾値を上回っていればトナーボトルＴを回転させて補給動作を行う。なお、閾値は、トナーボトルＴが１回転したときにトナーボトルＴから現像器１００に補給されるトナーの量を予め実験によって測定し、この測定結果に基づいて適宜設定すればよい。本実施形態においては、閾値は、例えば、トナーボトルＴを１回転させたときにトナーボトルＴから現像器１００に補給されるトナーの量を１００［％］（単位回転量あたりの補給量）とした場合に、単位回転量あたりの補給量の８０［％］とした。なお、閾値の値は予めＲＯＭ５０３に記憶されている。
【００５２】
補給量演算部１３００は、補給すべきトナーの量Ｘの累積値ΣＸを演算し（Ｓ８）、この累積値ΣＸが閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ９）。ステップＳ９において累積値ΣＸが閾値よりも大きいと判定されなければ、即ち、累積値ΣＸが閾値以下であれば、累積値演算部１２０２は差分ΔＤを累積値ΣΔＤに加算し（Ｓ１２）、トナー補給制御処理を終了する。ステップＳ１２において更新された累積値ΣΔＤは、トナーボトルＴが交換されなければ、次回のトナー補給制御処理が実施された際に、補給すべきトナーの量Ｘを決定するための演算に用いられる。
【００５３】
一方、ステップＳ９において累積値ΣＸが閾値よりも大きければ、コントローラ５００が補給モータ１２０によりトナーボトルＴを１回転させ、トナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給する（Ｓ１０）。そして、補給量演算部１３００は、累積値ΣＸから閾値を減算し（Ｓ１１）、コントローラ５００はステップＳ９へ移行する。ステップＳ１１において、トナーボトルＴが１回転することによってトナーボトルＴから現像器１００にトナーが補給されたので、補給量演算部１３００は累積値ΣＸから閾値を減算して、現像器１００にあとどれくらい補給すべきトナーの量があるのかを演算する。コントローラ５００は、ステップＳ９からステップＳ１１までの処理において、累積値ΣＸが閾値未満となるまで、トナーボトルＴから現像器１００へトナーを１回、又は、複数回に分割して供給する。
【００５４】
（効果の比較）
以下、トナーボトルＴが交換された場合に交換前の累積値ΣΔＤをリセットした構成と、交換前の累積値ΣΔＤを用いる構成とにおける効果を比較した結果を説明する。図５は、トナーボトルＴが交換された場合に累積値ΣΔＤをリセットした構成（本実施形態）と、トナーボトルＴが交換された場合に交換前の累積値ΣΔＤを用いた構成（比較例）とにおいて、現像器トナー濃度の遷移を実験によって求めた結果である。なお、図５において、理想的な現像器トナー濃度は、現像剤中のトナーの質量の割合が１０［％］の場合とする。さらに、図５において、時間０［ｓｅｃ］においてトナーボトルＴが交換された直後から、連続してトナー像が形成され続けた場合の現像器トナー濃度を示している。
【００５５】
トナーボトルＴが交換された場合に交換前の累積値ΣΔＤを用いる構成においては、トナーボトルＴを交換後の６［ｓｅｃ］から２３［ｓｅｃ］までの期間、現像器トナー濃度が０．８［％］も目標値から乖離している。一方、トナーボトルＴが交換された場合に累積値ΣΔＤをリセットした構成においては、トナーボトルＴを交換後から３０［ｓｅｃ］経過するまでの期間、現像器トナー濃度の偏差は０．３［％］以下となっている。
【００５６】
このように、トナーボトルＴが交換された場合に累積値ΣΔＤを０に設定することによって、現像器トナー濃度の変動を抑制することができるので、画像形成部Ｐにより形成されるトナー像の濃度を安定させることができる。
【００５７】
また、本実施形態において、トナーボトルＴが交換されたことを検出した場合に累積値演算部１２０２が累積値ΣΔＤの値を０に変更する構成としたが、累積値ΣΔＤの値を０以外の他の所定値に変更する構成としてもよい。
【００５８】
例えば、累積値演算部１２０２は、トナーボトルＴが交換されたことを検出した場合に累積値ΣΔＤの値を負の値に変更する構成であってもよい。大量のトナーが収容されたトナーボトルＴが装着部２０に装着された場合、このトナーボトルＴが１回転することによってトナーボトルＴから現像器１００に補給されるトナーの量が極めて多くなることが予め実験によって分かっている。そのため、累積値ΣΔＤの値を負の値とすることによって、このトナーボトルＴから現像器１００にトナーが補給されることによって現像器トナー濃度が目標値に対して大幅にずれてしまうことを抑制できる。
【００５９】
また、本実施形態においては、累積値演算部１２０２が累積値ΣΔＤを０の値に設定する構成としたが、補給量演算部１３００が累積値ΣΔＤの値を用いずに、消費量Ｃと差分ΔＤとに基づいて補給すべきトナーの量Ｘを決定する構成としてもよい。
【００６０】
また、本実施形態においては、記録材１ページ分の画像データがＩ／Ｆ５０４を介してコントローラ５００に転送される度にコントローラ５００がトナー補給量制御処理を実施し、画像形成部Ｐが記録材１ページのトナー像を形成する前に累積値ΣＸの値が閾値を越えていればトナーを補給する構成とした。しかしながら、コントローラ５００がトナー補給制御処理を実施するタイミングはこの構成に限定されない。
【００６１】
例えば、現像器１００に蓄積されているトナーを撹拌する撹拌スクリューが回転している間、コントローラ５００が所定の時間間隔において図４のトナー補給制御処理を実行する構成としてもよい。この構成とすれば、現像器トナー濃度が目標値を下回る度にトナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給することができるので、画像形成部Ｐにより形成されるトナー像の濃度をさらに安定させることができる。
【００６２】
本実施形態のトナー補給制御によれば、トナーボトルＴが交換された場合であっても、現像器に補給すべきトナーの量を高精度に制御することができる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｐ  画像形成部
１  感光ドラム
２０  装着部
１００  現像器
１１１  フォトインタラプタ
１１２  インダクセンサ
１２０  補給モータ
５００  コントローラ
１１０１  消費量演算部
１２００  差分演算部
１２０２  累積値演算部
１３００  補給量演算部
【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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