(57)【要約】【課題】  トナーカートリッジ、トナーホッパー、および現像槽内にセンサーを設けることなく、トナーカートリッジやトナーホッパーに収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないことを判定することができる現像剤終了判定方法を提供する。【解決手段】  現像剤終了判定方法は、現像剤終了判定工程を含む。現像剤終了判定工程では、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナー補給動作前後にそれぞれ作成されたトナーパッチのトナー付着量を比較し、トナー補給動作後のトナーパッチのトナー付着量が、トナー補給動作前のトナーパッチのトナー付着量未満の場合に、トナー補給装置８１に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないと判定する。【選択図】      図６
2013054251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電させた像担持体を露光して静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像を現像することにより像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像のトナー付着量を測定する付着量測定手段と、現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、トナーを収容し、収容したトナーを現像手段に補給するトナー補給手段と、収容したトナーを現像手段に補給できるようにトナー補給手段を駆動させる駆動手段とを備える画像形成装置における前記トナー補給手段の現像剤終了判定方法において、
現像手段に所定の現像バイアス値の現像バイアスを印加して、像担持体上にトナー像を形成してトナーパッチを作成する第１パッチ作成工程と、
第１パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する第１付着量測定工程と、
第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量に基づいて、第１パッチ作成工程で印加する現像バイアス値を補正するバイアス値補正工程と、
バイアス値補正工程で補正した現像バイアス値の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する判断工程と、
判断工程で、前記補正した現像バイアス値の絶対値が前記所定値以上であると判断された場合に、前記駆動手段によってトナー補給手段を駆動させるトナー補給工程と、
トナー補給工程の直後に、現像手段に直前の第１パッチ作成工程と同様の現像バイアス値を印加して、像担持体上にトナーパッチを作成する第２パッチ作成工程と、
第２パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する第２付着量測定工程と、
第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量が、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量未満の場合に、トナー補給手段に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないと判定する現像剤終了判定工程と、を含むことを特徴とする現像剤終了判定方法。
【請求項２】
第２付着量測定工程の後工程として、第２付着量測定工程で測定されたトナーパッチのトナー付着量を、現像バイアス値に変換する変換工程を含み、
現像剤終了判定工程では、第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、変換工程で変換された現像バイアス値を用い、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、第１パッチ作成工程で印加した現像バイアスの現像バイアス値を用いることを特徴とする請求項１に記載の現像剤終了判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤終了判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置では、たとえば帯電、露光、現像、転写および定着の各工程を経ることによりトナー像が形成される。帯電工程で、回転駆動される感光体の表面を帯電装置によって均一に帯電し、露光工程で、帯電した感光体表面に露光装置によってレーザ光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される。次に現像工程で、感光体表面の静電潜像が現像装置によって現像剤を用いて現像されて感光体表面にトナー像が形成され、転写工程で、感光体表面のトナー像が転写装置によって記録媒体に転写される。その後、定着工程で、定着装置によってトナー像が記録媒体に定着される。転写工程後の感光体表面からは、クリーナーによって転写残留トナーが除去される。
【０００３】
現像剤には、トナーのみを含む１成分現像剤と、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤とがある。トナーは、トナーカートリッジやトナーホッパーから現像装置の現像槽に補給される。
【０００４】
２成分現像剤を用いる２成分現像方式の画像形成装置においては、トナーカートリッジやトナーホッパー中のトナーがなくなり、現像装置の現像槽中において２成分現像剤のトナー濃度が著しく低下すると、形成される画像の画像濃度が低下するだけでなく、キャリアが感光体に現像されることによって感光体やクリーナーが損傷するという問題がある。そのため、２成分現像方式の画像形成装置では、光学式検出手段として光学センサーを用いて、トナーカートリッジやトナーホッパーの中にトナーが残っているか否かを検知し、トナーカートリッジやトナーホッパーの中にトナーが残っていない場合にはトナーエンドと判定して、画像形成動作を停止させることが一般に行われる。
【０００５】
また、特許文献１には、２成分現像剤のトナー濃度を測定できる透磁率センサーを現像槽に設け、トナーホッパーから現像槽へのトナー補給動作を所定時間行っても２成分現像剤のトナー濃度が変化しない場合に、トナーエンドと判断する方法が開示されている。
【０００６】
特許文献１に開示の方法によれば、光学式検出手段を設置する必要がなくなるので、画像形成装置の小型化やコスト削減を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２８９７１５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に開示の方法においては、現像槽に設けた透磁率センサーが、現像装置の一層の小型化の妨げになる。
【０００９】
本発明の目的は、トナーカートリッジ、トナーホッパー、および現像槽にセンサーを設けることなく、トナーカートリッジやトナーホッパーに収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないことを判定することができる現像剤終了判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、静電潜像を担持する像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電させた像担持体を露光して静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像を現像することにより像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像のトナー付着量を測定する付着量測定手段と、現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、トナーを収容し、収容したトナーを現像手段に補給するトナー補給手段と、収容したトナーを現像手段に補給できるようにトナー補給手段を駆動させる駆動手段とを備える画像形成装置における前記トナー補給手段の現像剤終了判定方法において、
現像手段に所定の現像バイアス値の現像バイアスを印加して、像担持体上にトナー像を形成してトナーパッチを作成する第１パッチ作成工程と、
第１パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する第１付着量測定工程と、
第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量に基づいて、第１パッチ作成工程で印加する現像バイアス値を補正するバイアス値補正工程と、
バイアス値補正工程で補正した現像バイアス値の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する判断工程と、
判断工程で、前記補正した現像バイアス値の絶対値が前記所定値以上であると判断された場合に、前記駆動手段によってトナー補給手段を駆動させるトナー補給工程と、
トナー補給工程の直後に、現像手段に直前の第１パッチ作成工程と同様の現像バイアス値を印加して、像担持体上にトナーパッチを作成する第２パッチ作成工程と、
第２パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する第２付着量測定工程と、
第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量が、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量未満の場合に、トナー補給手段に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないと判定する現像剤終了判定工程と、を含むことを特徴とする現像剤終了判定方法である。
【００１１】
また本発明は、第２付着量測定工程の後工程として、第２付着量測定工程で測定されたトナーパッチのトナー付着量を、現像バイアス値に変換する変換工程を含み、
現像剤終了判定工程では、第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、変換工程で変換された現像バイアス値を用い、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、第１パッチ作成工程で印加した現像バイアスの現像バイアス値を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像剤終了判定方法は、静電潜像を担持する像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電させた像担持体を露光して静電潜像を形成させる露光手段と、静電潜像を現像することにより像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、像担持体上のトナー像のトナー付着量を測定する付着量測定手段と、現像手段に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、トナーを収容し、収容したトナーを現像手段に補給するトナー補給手段と、収容したトナーを現像手段に補給できるようにトナー補給手段を駆動させる駆動手段とを備える画像形成装置における前記トナー補給手段の現像剤の終了を判定する方法である。
【００１３】
現像剤終了判定方法は、第１パッチ作成工程と、第１付着量測定工程と、バイアス値補正工程と、判断工程と、トナー補給工程と、第２パッチ作成工程と、第２付着量測定工程と、現像剤終了判定工程とを含む。
【００１４】
第１パッチ作成工程では、現像手段に所定の現像バイアス値の現像バイアスを印加して、像担持体上にトナー像を形成してトナーパッチを作成する。第１付着量測定工程では、第１パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する。バイアス値補正工程では、第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量に基づいて、第１パッチ作成工程で印加する現像バイアス値を補正する。判断工程では、バイアス値補正工程で補正した現像バイアス値の絶対値が所定値以上であるか否かを判断する。トナー補給工程では、判断工程で、前記補正した現像バイアス値の絶対値が前記所定値以上であると判断された場合に、駆動手段によってトナー補給手段を駆動させる。第２パット作成工程では、トナー補給工程の直後に、現像手段に直前の第１パッチ作成工程と同様の現像バイアス値を印加して、像担持体上にトナーパッチを作成する。第２付着量測定工程では、第２パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量を測定する。現像剤終了判定工程では、第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量が、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量未満の場合に、トナー補給手段に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないと判定する。
【００１５】
このような現像剤終了判定方法であることによって、トナー補給装置または現像装置のどちらにもセンサーを設けることなく、トナー補給装置に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ないことを判定することができるので、トナー補給装置および現像装置を小型化し、画像形成装置を小型化することができるとともに、画像形成装置の設計の自由度を高めることができる。
【００１６】
また本発明によれば、第２付着量測定工程の後工程として、第２付着量測定工程で測定されたトナーパッチのトナー付着量を、現像バイアス値に変換する変換工程を含む。そして、現像剤終了判定工程では、第２付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、変換工程で変換された現像バイアス値を用い、直前の第１付着量測定工程で測定したトナーパッチのトナー付着量の代わりに、第１パッチ作成工程で印加した現像バイアスの現像バイアス値を用いる。
【００１７】
トナー付着量の代わりに現像バイアス値を用いて現像剤終了判定を行うことによって、データ処理が簡素化され、演算処理の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の現像剤終了判定方法が実施される画像形成装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】付着量測定手段３４の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に含まれるトナー補給要否判断工程を示すフローチャートである。
【図４】トナーパッチの実際のトナー付着量と、光学反射濃度測定ユニット３４によって検出されるセンサー出力値との関係を示すグラフである。
【図５】トナーパッチのトナー付着量と現像バイアス値の補正量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施形態に含まれるトナーエンド判定工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に含まれるトナーエンド判定工程を示すフローチャートである。
【図８】現像バイアス値とトナーパッチのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の現像剤終了判定方法が実施される画像形成装置１００の構成を示す断面図である。本実施形態では、以後、現像剤終了、すなわち、後述するトナー補給装置に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少なくなることをトナーエンドと呼ぶ。予め定める量とは、トナー補給装置の容量に対して３％である。なお、トナー補給装置に収容されたトナーの量が予め定める量よりも少なくなることには、トナー補給装置に収容されたトナーがなくなることも含まれる。
【００２０】
画像形成装置１００は、モノクロ印刷画像を提供するもので、記録媒体（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザーによって選択され、また両面印刷が可能である。
【００２１】
画像形成装置１００は、原稿読取部１０、給紙部２０、画像形成部３０、排紙部４０および図示しない操作パネル部等から構成される。
【００２２】
原稿読取部１０は、装置本体の上部に配置され、プラテンガラス１１、原稿載置トレイ１２およびスキャナ光学系１３等から構成される。スキャナ光学系１３は、光源１４、反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃ、光学レンズ１６およびＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）１７を有する。
【００２３】
光源１４は、プラテンガラス１１に載置された原稿または原稿載置トレイ１２から原稿搬送路Ｒ上を搬送される原稿に光を照射する。反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃは、原稿からの反射光を反射させて光学レンズ１６に導く。光学レンズ１６は、反射ミラー１５Ａ〜１５Ｃによって導かれた反射光をＣＣＤ１７に結像する。ＣＣＤ１７は、反射光に応じた電気信号を出力する。
【００２４】
給紙部２０は、装置本体の下部に配置され、給紙トレイ２１およびピックアップローラ２２を備えている。給紙トレイ２１は、画像形成時に用紙搬送路Ｓ１に給紙すべき記録媒体を収納する。ピックアップローラ２２は、回転して給紙トレイ２１に載置された記録媒体を用紙搬送路Ｓ１に給紙する。
【００２５】
画像形成部３０は、静電潜像を担持する感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１を帯電させる帯電手段である帯電装置３２と、帯電させた感光体ドラム３１を露光して静電潜像を形成させる露光手段である露光装置（レーザスキャニングユニット、以下ＬＳＵと言う）３８と、２成分現像剤で静電潜像を現像することにより感光体ドラム３１上にトナー像を形成する現像手段である現像装置３３と、感光体ドラム３１の回転方向に沿って設けられ、感光体ドラム３１上のトナー像のトナー付着量を測定する付着量測定手段３４と、現像装置３３に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段（図示せず）と、現像装置３３にトナーを補給するトナー補給手段であるトナー補給装置８１と、トナー補給装置８１を駆動させる図示しないトナー補給装置駆動手段と、感光体ドラム３１上のトナー像を記録媒体に転写する転写装置３５と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着装置３７を備える。
【００２６】
図２は、付着量測定手段３４の構成を示す図である。本実施形態では、付着量測定手段３４として、光学反射濃度測定ユニット３４を用いる。光学反射濃度測定ユニット３４は、感光体ドラム３１に向けて光を照射する発光素子３４ａと、感光体ドラム３１上に作成される、後述するトナーパッチで正反射した光を受光し、受光した光の量に応じた電圧をセンサー出力値として出力する正反射受光素子３４ｂとから構成される。光学反射濃度測定ユニット３４は、感光体ドラム３１の長手方向一端部に対向するように設けられる。
【００２７】
図１に戻って、排紙部４０は、給紙トレイ２１の上方に配置され、排紙ローラ４１、排紙トレイ４２を備えている。排紙ローラ４１は、用紙搬送路Ｓ１上を搬送されてきた記録媒体を排紙トレイ４２に排出する。排紙ローラ４１は、可逆回転が可能であり、記録媒体の両面に画像形成を行う際、用紙搬送路Ｓ１上を搬送されてきた、表面の画像形成が終了した記録媒体を挟持した状態で、該記録媒体を排出する回転方向とは逆方向に回転して用紙搬送路Ｓ２に搬送する。これにより、記録媒体の表裏面を反転させて裏面が感光体ドラム３１に対向し、裏面にトナー像の転写が行われる。排紙トレイ４２は、排紙ローラ４１から排出された記録媒体を積層して収納する。
【００２８】
このような画像形成装置１００において、操作パネル部に設けられたスタートキーが押下されると、画像形成装置１００は、ピックアップローラ２２を回転させて用紙搬送路Ｓ１に記録媒体を給紙する。給紙された記録媒体は、用紙搬送路Ｓ１上に設けられたレジストローラ４５に搬送される。
【００２９】
レジストローラ５１は、記録媒体の先端部が到達した時には回転を停止している。レジストローラ４５は、記録媒体の先端部が感光体ドラム３１と転写装置３５との間で感光体ドラム３１上に形成されるトナー像の先端部に一致するタイミングで回転を開始する。
【００３０】
原稿読取部１０によって読み取られた画像データは、操作パネル部から入力された条件で画像処理が施された後、ＬＳＵ３８にプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３８は、帯電装置３２によって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１表面に、図示しないポリゴンミラーおよび各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。その後、現像バイアス印加手段で現像バイアスを印加することによって、現像装置３３に設けられたＭＧローラ３３Ａの表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１表面に引き寄せられて付着し、静電潜像がトナー像に顕像化される。なお、現像バイアス印加手段で印加される現像バイアスの現像バイアス値は、後述するトナー補給要否判断工程において、現像装置３３に収容されているトナーの量に応じて変更される。
【００３１】
感光体ドラム３１の表面のトナー像は、転写装置３５によって記録媒体に転写される。この転写工程後に感光体ドラム３１上に残留したトナーは、クリーニングユニット３６によって回収される。回収されたトナーは、トナーリサイクルに利用される。具体的には、クリーニングユニット３６から回収トナー搬送部（搬送パイプ）８０を経由して、トナー補給装置（トナーホッパー）８１へトナーが投入される。
【００３２】
転写工程を終了した記録媒体は、定着装置３７を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー像を構成するトナーが溶融・固着された後、排紙ローラ４１によって排紙トレイ４２に排出される。
【００３３】
図示しない制御部は、画像形成装置１００における画像形成動作を統括的に制御する。制御部は、画像形成装置１００に記憶されている各種プログラムを読み出し、実行することにより各処理を実現する。ここで、制御部は、たとえば演算を行うＣＰＵ（Central 
Processing Unit）により構成されている。
【００３４】
このような画像形成装置１００を用いるトナー補給装置８１のトナーエンド判定方法は、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナーの補給が必要か否か判断するトナー補給要否判断工程と、トナー補給装置８１のトナーエンドを判定するトナーエンド判定工程とを含む。
【００３５】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態に含まれるトナー補給要否判断工程を示すフローチャートである。トナー補給要否判断工程を行うトナー補給要否判断プログラムは、予め定められた間隔（電源ＯＮ時や画像形成動作回数）で実施される。
【００３６】
ステップＳ１の第１パッチ作成工程では、制御部は、所定の現像バイアス値を印加して、感光体ドラム３１上に、たとえば１ｃｍ×１ｃｍの正方形のトナー像を形成することによって、トナーパッチを作成する。トナーパッチは、光学反射濃度測定ユニット３４と対向する、感光体ドラム３１の長手方向一端部に作成される。所定の現像バイアス値は、後述する目標値のトナーをトナーパッチに付着させることができる値であれば特に限定されないが、本実施形態では−４００Ｖである。すなわち、感光体ドラム３１上にトナー像を形成する際に印加する、現在設定されている現像バイアスの現像バイアス値は、−４００Ｖである。
【００３７】
ステップＳ２の第１付着量測定工程では、制御部は、光学反射濃度測定ユニット３４を用いて、ステップＳ１の第１パッチ作成工程で作成したトナーパッチのトナー付着量Ｔ１を測定する。
【００３８】
図４は、トナーパッチの実際のトナー付着量と、光学反射濃度測定ユニット３４によって検出されるセンサー出力値との関係を示すグラフである。Ｘ軸がトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）を示し、Ｙ軸がセンサー出力値（Ｖ「ボルト」）を示す。図４は、感光体ドラム３１上のトナーパッチに光学反射濃度測定ユニット３４の発光素子３４ａから光を照射して、正反射した光を正反射受光素子３４ｂで受光することで検出されたセンサー出力値と、トナーパッチの実際のトナー付着量との関係を予め実験的に求めたものである。トナーパッチの実際のトナー付着量は、トナーパッチを構成しているトナーの重量を測定し、その重量を、トナーパッチの面積で割ることで求めることができる。トナーパッチを構成しているトナーの重量は、トナーパッチが形成された感光体ドラム３１から吸引機能を有する装置を用いてトナーを吸引し、吸引したトナーをフィルターに付着させ、そのフィルターの重量を測定し、この重量から、予め測定しておいた、トナーを付着させる前のフィルターの重量を引くことで求めることができる。
【００３９】
図４のグラフの、トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ２以上０．７ｍｇ／ｃｍ２以下の範囲内において、トナー付着量とセンサー出力値との関係は下記式（１）で近似される。
Ｙ＝ａＸ・Ｘ＋ｂＸ＋ｃ                                        …（１）
Ｙ：センサー出力値（Ｖ）
Ｘ：トナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）
【００４０】
このように、トナーパッチのトナー付着量と光学反射濃度測定ユニット３４で検出されるセンサー出力値とは上記の関係式が成り立つことから、光学反射濃度測定ユニット３４を用いてトナーパッチのトナー付着量を算出することができる。
【００４１】
ステップＳ３のバイアス値補正工程では、制御部は、トナーパッチのトナー付着量が目標値となるように、感光体ドラム３１上にトナー像を形成する際に印加する、現在設定されている現像バイアスの現像バイアス値を補正する。トナーパッチのトナー付着量は、現像バイアス値および現像装置３３に収容されているトナーの量によって変動し、印加する現像バイアス値が同じであっても、現像装置３３に収容されているトナーの量が少ないほど減少する。そのため、トナーパッチのトナー付着量を一定に維持するためには、現像装置３３に収容されているトナーが画像形成に使用されて減少すると、現像バイアス値を大きくする必要がある。
【００４２】
トナーパッチのトナー付着量は、画像形成のために感光体ドラム３１上に形成されるトナー像である画像形成トナー像のトナー付着量に等しい。すなわち、トナーパッチのトナー付着量が少なければ、画像形成トナー像のトナー付着量も少なく、トナーパッチのトナー付着量が多ければ、画像形成トナー像のトナー付着量も多い。次にトナー補給判断工程が行われるまで、画像形成トナー像を形成するために印加する現像バイアス値は、本ステップで補正した後の現像バイアス値が用いられる。そのため、現像装置３３に収容されているトナーの量に対応して現像バイアス値を補正することによって、長期間にわたって、画像濃度の均一な画像を形成することができる。トナーパッチのトナー付着量の目標値は、充分な画像濃度の画像を形成できれば特に限定されないが、本実施形態では、０．５ｍｇ／ｃｍ２である。
【００４３】
図５は、トナーパッチのトナー付着量と現像バイアス値の補正量との関係を示すグラフである。Ｘ軸がトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）を示し、Ｙ軸が現像バイアス値補正量（Ｖ）を示す。図５のグラフは、トナーパッチのトナー付着量の目標値が０．５ｍｇ／ｃｍ２の場合のグラフであり、現像バイアス値とトナー付着量との関係を予め測定した上で、トナーパッチのトナー付着量が目標値に近づくように、トナーパッチのトナー付着量と現像バイアス値補正量との関係を求めたものである。
【００４４】
トナー付着量が０．３ｍｇ／ｃｍ２以上０．７ｍｇ／ｃｍ２以下の範囲内において、トナーパッチのトナー付着量と現像バイアス値補正量との関係は、下記式（２）で１次近似される。
Ｙ＝１０００Ｘ−５００                                          …（２）
Ｘ：トナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）
Ｙ：現像バイアス補正量（Ｖ）
【００４５】
図５を用いて具体的に説明すると、ステップＳ１で印加した現像バイアス値は−４００Ｖであり、ステップＳ２で測定された、−４００Ｖの現像バイアス値を印加することで作成されたトナーパッチのトナー付着量が０．４ｍｇ／ｃｍ２であったとする。
【００４６】
この場合、トナーパッチのトナー付着量を目標値の０．５ｍｇ／ｃｍ２とするためには、現像バイアス値補正量が−１００Ｖとなり、補正後の現像バイアス値として（−４００）Ｖ＋（−１００）Ｖ＝−５００Ｖが算出される。
【００４７】
ステップＳ４の判断工程では、制御部は、ステップＳ３で算出した補正後の現像バイアス値Ｖの絶対値が、予め定める閾値Ｖ０以上であるか否か判断する。
【００４８】
本実施形態では、現像装置３３に収容されているトナーの量が少なくなるほど、現像バイアス値が大きくなる。ステップＳ３で算出した補正後の現像バイアス値Ｖの絶対値が、予め定める閾値Ｖ０以上であるか否か判断することによって、現像装置３３に収容されているトナーの量が、トナー補給が必要なほど少なくなっているか否か判断することができる。
【００４９】
閾値Ｖ０は、トナーパッチのトナー付着量が好ましい量よりも少なくなる前にトナー補給ができる値であれば特に限定されず、本実施形態では、６００Ｖである。
【００５０】
補正後の現像バイアス値Ｖの絶対値が、予め定める閾値Ｖ０以上であれば、Ａに進む。この場合は、現像装置３３に収容されているトナーの量が少なくなってきており、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナー補給が必要である。
【００５１】
補正後の現像バイアス値Ｖが、予め定める閾値Ｖ０未満であれば、トナー補給要否判断工程を終了する。この場合は、現像装置３３に収容されているトナーの量が充分であり、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナー補給は不要である。
【００５２】
なお、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナー補給が行われることなく、次にトナー補給要否判断工程を行う場合、ステップＳ１の第１パッチ作成工程では、前回のトナー補給要否判断工程におけるステップＳ３のバイアス値補正工程で補正された現像バイアス値を印加してトナーパッチを作成する。
【００５３】
図６は、本発明の第１の実施形態に含まれるトナーエンド判定工程を示すフローチャートである。
【００５４】
図３に示すフローチャートのステップＳ４で、補正後の現像バイアス値Ｖの絶対値が予め定める閾値Ｖ０以上であれば、ステップＳ５に進み、トナーエンド判定工程が開始される。そのため、トナーエンド判定工程が行われるまでに、トナー補給要否判断工程が複数回行われることがある。
【００５５】
ステップＳ５のトナー補給工程では、制御部は、トナー補給装置駆動手段によって、トナー補給装置８１から現像装置３３へのトナー補給動作を行い、ステップＳ６に進む。本実施形態において、トナー補給動作とは、トナー補給装置８１が現像装置３３にトナーを補給するための機械的動作（トナー補給装置の回転動作など）を行うようにトナー補給装置駆動手段を動作させることであって、この動作によって現像装置３３に実際にトナーが補給されることを意味しない。
【００５６】
たとえば、トナー補給装置８１が、自身の回転によりトナーを補給するトナーボトルである場合、トナー補給装置駆動手段はトナーボトルを回転させるモータである。トナーボトルにトナーが充分に収容されている状態でモータによりトナーボトルを回転させると、現像装置３３に実際にトナーが補給される。トナーボトルに収容されたトナーの量が予め定める量よりも少ない場合（トナーがない場合も含む）は、モータによってトナーボトルを回転させても、トナーは実際には現像装置３３に補給されない。トナー補給動作の時間は特に限定されないが、本実施形態では、３０秒間である。
【００５７】
ステップＳ６の第２パッチ作成工程では、ステップＳ１と同様にして、感光体ドラム３１上にトナーパッチを作成する。その後、ステップＳ７に進む。なお、トナーエンド判定工程が行われるまでに、トナー補給要否判断工程が複数回行われている場合、ここで印加する現像バイアスの現像バイアス値は、直前のトナー補給要否判断工程のステップＳ１での現像バイアス値が用いられる。
【００５８】
ステップＳ７の第２付着量測定工程では、ステップＳ２と同様にして、トナーパッチのトナー付着量Ｔ２を測定する。その後、ステップＳ８に進む。
【００５９】
ステップＳ８の判定工程では、制御部は、ステップＳ７で測定したトナー付着量Ｔ２が、ステップＳ２で測定したトナー付着量Ｔ１以上であるか否か判断することによって、トナー補給装置８１のトナーエンドを判定する。なお、トナーエンド判定工程が行われるまでに、トナー補給要否判断工程が複数回行われている場合、ここで比較に用いられるトナー付着量Ｔ１は、直前のトナー補給要否判断工程のステップＳ２でのトナー付着量Ｔ１である。
【００６０】
トナー付着量Ｔ２がトナー付着量Ｔ１以上であれば、トナーエンド判定処理を終了する。この場合は、トナー補給動作後において、トナー補給動作前と同じ現像バイアス値の現像バイアスを印加して作成したトナーパッチのトナー付着量が、トナー補給動作前と同じまたは増加していることから、トナー補給装置８１から現像装置３３へトナーが補給されており、トナー補給装置８１にトナーが収容されていることを示す。
【００６１】
トナー付着量Ｔ２がトナー付着量Ｔ１未満であれば、トナーエンドと判定され、ステップＳ９に進む。この場合は、トナー補給動作後において、トナー補給動作前と同じ現像バイアス値の現像バイアスを印加して作成したトナーパッチのトナー付着量が、トナー補給動作前よりも減少していることから、トナー補給装置８１から現像装置３３へトナーが補給されず、トナー補給装置８１に収容されていたトナーがなくなったことを示す。
【００６２】
ステップＳ９のトナーエンド表示工程では、制御部は、画像形成装置１００の図示しない操作パネル部にトナーエンドを表示し、画像形成動作を中断する。これによって、トナーエンド判定工程が終了する。なお、トナーエンド判定工程後、１番最初に行われるトナー補給要否判定工程において、ステップＳ１では、前記所定の現像バイアス値の現像バイアスが印加される。
【００６３】
このように、本実施形態では、トナー補給装置８１または現像装置３３のどちらにもセンサーを設けることなく、トナー補給装置８１のトナーエンドを判定することができるので、トナー補給装置８１および現像装置３３を小型化し、画像形成装置１００を小型化することができるとともに、画像形成装置１００の設計の自由度を高めることができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態であるトナー補給装置８１のトナーエンド判定方法は、トナー補給要否判断工程と、トナーエンド判定工程とを含む。第２の実施形態のトナー補給要否判断工程は、第１の実施形態と同様なので記載を省略する。
【００６５】
図７は、本発明の第２の実施形態に含まれるトナーエンド判定工程を示すフローチャートである。本実施形態に含まれるトナーエンド判定工程も、第１の実施形態に含まれるトナーエンド判定工程と同様に、トナー補給要否判断工程でトナー補給が必要であると判断されるとステップＳ１５に進み、開始される。
【００６６】
ステップＳ１５〜Ｓ１７は、第１の実施形態のトナーエンド判定工程におけるステップＳ５〜Ｓ７と同様である。
【００６７】
ステップＳ１８の変換工程では、ステップＳ１７で測定したトナー付着量を、現像バイアス値Ｖ１に変換する。その後、ステップＳ１９に進む。ここでトナー付着量から変換される現像バイアス値Ｖ１は、現像装置３３にトナーが充分に収容されている状態において、トナーパッチのトナー付着量を、ステップＳ１７で測定されたトナー付着量とするために必要な現像バイアス値である。図８は、現像バイアス値とトナーパッチのトナー付着量との関係を示すグラフである。図８のグラフは、トナーパッチを作成する際に印加する現像バイアス値とトナー付着量との関係を予め測定して作成したものである。このグラフは、現像装置３３にトナーが充分に収容されている状態で作成される。トナーパッチのトナー付着量が０．２ｍｇ／ｃｍ２以上０．６ｍｇ／ｃｍ２以下の範囲内において、現像バイアス値とトナーパッチのトナー付着量との関係は、下記式（３）で１次近似される。
Ｙ＝ｄＸ＋ｅ                                                    …（３）
Ｙ：トナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）
Ｘ：現像バイアス値Ｖ１（Ｖ）
【００６８】
このように、トナーパッチのトナー付着量と現像バイアス値Ｖ１とは上記の関係式が成り立つことから、トナーパッチのトナー付着量に基づいて、現像バイアス値Ｖ１を算出することができる。
【００６９】
図８を用いて具体的に説明すると、ステップＳ１７で測定されたトナー付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２であるとき、現像バイアス値Ｖ１としては−５００Ｖが求められる。
【００７０】
ステップＳ１９の判定工程では、ステップＳ１８で求めた現像バイアス値Ｖ１の絶対値が、直前のトナー補給要否判断工程のステップＳ１で印加した現像バイアスの現像バイアス値Ｖの絶対値以上であるか否か判断することによって、トナー補給装置８１のトナーエンドを判定する。
【００７１】
本実施形態では、現像装置３３に収容されているトナーの量が少なくなるほど、現像バイアス値が大きくなる。ステップＳ１８で求めた現像バイアス値Ｖ１の絶対値が、直前のトナー補給要否判断工程のステップＳ１で印加した現像バイアスの現像バイアス値Ｖの絶対値以上であるか否か判断することによって、トナー補給装置８１にトナーが収容されているか否か判断することができる。
【００７２】
現像バイアス値Ｖ１の絶対値が現像バイアス値Ｖの絶対値以上であれば、トナーエンド判定処理を終了する。この場合は、トナー補給動作後において、トナー補給動作前と同じ現像バイアス値の現像バイアスを印加して作成したトナーパッチのトナー付着量が、トナー補給動作前と同じまたは増加していることから、トナー補給装置８１から現像装置３３へトナーが補給されており、トナー補給装置８１にトナーが収容されていることを示す。
【００７３】
現像バイアス値Ｖ１の絶対値が現像バイアス値Ｖの絶対値未満であれば、トナーエンドと判定され、ステップＳ２０に進む。この場合は、トナー補給動作後において、トナー補給動作前と同じ現像バイアス値の現像バイアスを印加して作成したトナーパッチのトナー付着量が、トナー補給動作前よりも減少していることから、トナー補給装置８１から現像装置３３へトナーが補給されず、トナー補給装置８１に収容されていたトナーがなくなっていることを示す。
【００７４】
ステップＳ２０のトナーエンド表示工程は、ステップＳ９と同様である。これによって、トナーエンド判定工程が終了する。
【００７５】
このように、トナーパッチのトナー付着量の代わりに現像バイアス値を用いてトナーエンド判定を行うことによって、トナー補給装置８１または現像装置３３のどちらにもセンサーを設けることなく、トナー補給装置８１のトナーエンドを判定することができるので、トナー補給装置８１および現像装置３３を小型化できるとともに、画像形成装置１００の設計の自由度を高めることができるだけでなく、データ処理が簡素化され、演算処理の負担を軽減することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  原稿読取部
１１  プラテンガラス
１２  原稿載置トレイ
１３  スキャナ光学系
１４  光源
１５Ａ〜１５Ｃ  反射ミラー
１６  光学レンズ
１７  ＣＣＤ
２０  給紙部
２１  給紙トレイ
２２  ピックアップローラ
３０  画像形成部
３１  感光体ドラム
３２  帯電装置
３３  現像装置
３４  付着量測定手段
３４ａ  発光素子
３４ｂ  正反射受光素子
３５  転写装置
３７  定着装置
３８  露光装置
４０  排紙部
８１  トナー補給装置
１００  画像形成装置
【図１】
2013054251.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013054251.tif 000006
【図５】
2013054251.tif 000007
【図６】
2013054251.tif 000008
【図７】
2013054251.tif 000009
【図８】
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