(57)【要約】【課題】現像器内に収容されている現像剤中のトナー濃度を簡易かつ正確に制御する。【解決手段】現像器の排出口から排出される現像剤中のキャリアの排出量累積値と、トナーカートリッジから現像器に供給される単位流量あたりのトナーに含まれる、トナーカートリッジ内のトナー残量に応じて変化するキャリアの含有量の変化を考慮して算出したキャリアの供給量累積値とに基づいて現像器内のキャリアの量を推定し、推定したキャリアの量と現像器内の現像剤のトナー濃度とに基づいて現像器内の現像剤収容量を推定し、推定された現像器内の現像剤収容量に基づいて、現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させるセンサの出力目標値を算出し、センサの出力値が出力目標値に一致するように現像器へのトナー供給量を制御する。【選択図】図３
2016126202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーの供給を受ける供給口と、トナーとキャリアとが混合した現像剤を排出する排出口とを有し、該現像剤を収容して攪拌する収容室と、
前記収容室内の現像剤を、静電潜像が形成された像保持体に対面する位置に搬送して、該静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像部材と、
前記収容室内の現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させる検出器とを備えた現像器、
キャリアを含有するトナーを収容するトナー容器、
前記トナー容器内のトナーを前記供給口から前記収容室内に供給する供給部材、および
前記検出器の、前記トナー容器内のトナー残量に応じて変化する出力目標値を算出する算出部と、
前記供給部材による前記収容室内へのトナー供給量を、前記検出器の出力値が該算出部で算出された該検出器の出力目標値に一致するように制御する制御部とを備えたトナー濃度調整部を具備したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
トナーの供給を受ける供給口と、トナーとキャリアとが混合した現像剤を排出する排出口とを有し、該現像剤を収容して攪拌する収容室と、
前記収容室内の現像剤を、静電潜像が形成された像保持体に対面する位置に搬送して、該静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像部材と、
前記収容室内の現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させる検出器とを備えた現像器、
キャリアを含有するトナーを収容するトナー容器、
前記トナー容器内のトナーを前記供給口から前記収容室内に供給する供給部材、および
前記収容室内の現像剤収容量を推定し、推定された前記収容室内の現像剤収容量を変数として出力目標値を算出する算出部と、
前記供給部材による前記収容室内へのトナー供給量を、前記検出器の出力値が該算出部で算出された該検出器の出力目標値に一致するように制御する制御部とを備えたトナー濃度調整部を具備し、
前記算出部が、前記排出口から排出される現像剤中のキャリアの排出量累積値と、前記供給部材により前記トナー容器から前記収容室内に供給される単位流量あたりのトナーに含まれる、該トナー容器内のトナー残量に応じて変化するキャリアの含有量の変化を考慮して算出したキャリアの供給量累積値とに基づいて前記収容室内のキャリアの量を推定し、推定したキャリアの量と該収容室内の現像剤のトナー濃度とを変数として該収容室内の現像剤収容量を推定するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記算出部が、前記収容室内の現像剤のトナー濃度の変化を考慮して前記排出量累積値を算出し、該排出量累積値と前記供給量累積値とを変数として該収容室内のキャリアの量を推定し、推定したキャリアの量と該収容室内の現像剤の現在のトナー濃度とを変数として該収容室内の現像剤収容量を推定するものであり、
前記算出部がさらに、トナー濃度目標値の指示を受けて、前記検出器の出力目標値を、推定された前記収容室内の現像剤収容量と、指示されたトナー濃度目標値との双方を変数として算出するものであることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記像保持体と、請求項１から３のうちいずれか1項記載の現像装置とを備え、該像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写して定着することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像槽内の現像剤量を光センサで検出し、検出された現像剤量に応じて、現像槽内に設置されたトナー濃度センサの適正な値を算出することが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、現像器の駆動時間と現像器へのトナー供給部材の駆動時間とに基づいて現像器内のキャリア量を算出し、現像器内のキャリア量に基づいてトナー濃度センサを補正することが開示されている。
【０００４】
特許文献３には、現像槽内に存在するキャリア量を演算したキャリア積算値が所定のキャリア余剰収容量を超過しそうなことを判定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３４８１３４号公報
【特許文献２】特開２００７−０５２２１３号公報
【特許文献３】特開２００９−２８２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、現像器内の現像剤のトナー濃度を検出する検出器の検出誤差を抑制する現像装置および画像形成装置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】
【０００７】
請求項１は、
トナーの供給を受ける供給口と、トナーとキャリアとが混合した現像剤を排出する排出口とを有し、該現像剤を収容して攪拌する収容室と、
前記収容室内の現像剤を、静電潜像が形成された像保持体に対面する位置に搬送して、該静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像部材と、
前記収容室内の現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させる検出器とを備えた現像器、
キャリアを含有するトナーを収容するトナー容器、
前記トナー容器内のトナーを前記供給口から前記収容室内に供給する供給部材、および
前記検出器の、前記トナー容器内のトナー残量に応じて変化する出力目標値を算出する算出部と、
前記供給部材による前記収容室内へのトナー供給量を、前記検出器の出力値が該算出部で算出された該検出器の出力目標値に一致するように制御する制御部とを備えたトナー濃度調整部を具備したことを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項２は、
トナーの供給を受ける供給口と、トナーとキャリアとが混合した現像剤を排出する排出口とを有し、該現像剤を収容して攪拌する収容室と、
前記収容室内の現像剤を、静電潜像が形成された像保持体に対面する位置に搬送して、該静電潜像を該現像剤中のトナーで現像する現像部材と、
前記収容室内の現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させる検出器とを備えた現像器、
キャリアを含有するトナーを収容するトナー容器、
前記トナー容器内のトナーを前記供給口から前記収容室内に供給する供給部材、および
前記収容室内の現像剤収容量を推定し、推定された前記収容室内の現像剤収容量を変数として出力目標値を算出する算出部と、
前記供給部材による前記収容室内へのトナー供給量を、前記検出器の出力値が該算出部で算出された該検出器の出力目標値に一致するように制御する制御部とを備えたトナー濃度調整部を具備し、
前記算出部が、前記排出口から排出される現像剤中のキャリアの排出量累積値と、前記供給部材により前記トナー容器から前記収容室内に供給される単位流量あたりのトナーに含まれる、該トナー容器内のトナー残量に応じて変化するキャリアの含有量の変化を考慮して算出したキャリアの供給量累積値とに基づいて前記収容室内のキャリアの量を推定し、推定したキャリアの量と該収容室内の現像剤のトナー濃度とを変数として該収容室内の現像剤収容量を推定するものであることを特徴とする現像装置である。
【０００９】
請求項３は、
前記算出部が、前記収容室内の現像剤のトナー濃度の変化を考慮して前記排出量累積値を算出し、該排出量累積値と前記供給量累積値とを変数として該収容室内のキャリアの量を推定し、推定したキャリアの量と該収容室内の現像剤の現在のトナー濃度とを変数として該収容室内の現像剤収容量を推定するものであり、
前記算出部がさらに、トナー濃度目標値の指示を受けて、前記検出器の出力目標値を、推定された前記収容室内の現像剤収容量と、指示されたトナー濃度目標値との双方を変数として算出するものであることを特徴とする請求項２記載の現像装置である。
【００１０】
請求項４は、前記像保持体と、請求項１から３のうちいずれか1項記載の現像装置とを備え、該像保持体上に形成されたトナー像を用紙上に転写して定着することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の現像装置および請求項４の画像形成装置によれば、現像器収容室内の現像剤のトナー濃度を検出する検出器による検出誤差が抑制される。
【００１２】
請求項２の現像装置によれば、トナー濃度に応じて出力値を変化させる検出器の出力値が、現像剤収容室内の現像剤収容量を検知する検知器を設置するよりも簡易に、かつ駆動時間の単純な累積値を変数として算出するよりも正確に、算出される。
【００１３】
請求項３の現像装置によれば、現像器内の現像剤のトナー濃度目標値が逐次変更される現像装置の場合にも、検出器の検出誤差がさらに正確に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態としての画像形成装置の概要を示した模式図である。
【図２】図１に概要を示す現像器の内部を上方から見て示した透視図である。
【図３】現像器収容室内の現像剤収容量に対するセンサの出力値の変化を示した図である。
【図４】現像器収容室内の現像剤収容量に対する、その収容室に設けられている排出口からの現像剤の単位時間あたりの排出量を示した図である。
【図５】トナーカートリッジ内のトナー残量に対する、単位時間あたりのキャリア供給量を示した図である。
【図６】トナー濃度と現像剤収容量とセンサ出力値との関係を示した図である。
【図７】トナー濃度調整処理を表わしたフローチャートの前半部分を示した図である。
【図８】トナー濃度調整処理を表わしたフローチャートの後半部分を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の概要を示した模式図である。この画像形成装置１００には、本発明の一実施形態としての現像装置が備えられている。
【００１７】
この画像形成装置１００には、矢印Ａ方向に回転する円筒形の感光体１０が備えられており、その感光体１０の回りには、帯電器１１、露光器１２、現像器１３、転写器１４、および清掃器１５が備えられている。
【００１８】
帯電器１１は、感光体１０の表面をあらかじめ定められた電位に帯電する。
【００１９】
露光器１２は、感光体１０の表面に画像信号に基づいて変調させた露光光を照射し、感光体１０の表面に帯電電位分布からなる静電潜像を形成する。
【００２０】
現像器１３の収容室１３１内には、トナーとキャリアを含む現像剤が収容されており、この現像器１３は、その現像剤中のトナーで感光体１０上の静電潜像を現像して感光体表面にトナー像を形成する。
【００２１】
転写器１４は、感光体１０上のトナー像を、以下に説明するように搬送されてきた用紙上に転写する。
【００２２】
この画像形成器１００には、用紙が積み重ねられた状態に収容された用紙トレイ２０が備えられており、その用紙トレイ２０内の用紙のうちの最も上に積み重ねられている1枚の用紙がピックアップローラ３１で取り出される。この取り出された用紙は、搬送ローラ３２で搬送されてその用紙の先端が待機ローラ３３に達した時点で用紙搬送が一旦停止し、用紙はその状態で待機した状態となる。そしてその待機した状態の用紙は、感光体１０上のトナー像が転写器１４に達する時点でその転写器１４の位置まで進むようにタイミング調整されて待機ローラから送り出され、感光体１０上のトナー像が転写器１４の作用により用紙上に転写される。用紙搬送経路のさらに下流側には、定着器４０が備えられている。この定着器４０は、搬送されてきた用紙上のトナー像を加熱および加圧してそのトナー像を用紙上に定着する装置である。定着器４０を経由することにより定着トナー像からなる画像が形成された用紙は、排紙ローラ３４により排紙トレイ８０上に送り出される。
【００２３】
また、感光体１０上の、トナー像の転写後に残存する残存トナーは、清掃器１５により感光体１０上から除去される。
【００２４】
ここで、現像器１３には、その収容室１３１内に、図１の紙面に垂直な方向に互いに平行に延びる２本の搬送部材１３２，１３３と、現像ロール１３４と、センサ１３５が備えられている。
【００２５】
２本の搬送部材１３２，１３３は、回転することにより、収容室１３１内の現像剤を循環移動させながら撹拌する部材である。
【００２６】
また、現像ロール１３４は、矢印Ｂ方向に回転して、収容室１３１内の現像剤を感光体１０に対面した領域に搬送する役割を担っている。感光体１０上の静電潜像は、現像ロール１３４により搬送されてきた現像剤中のトナーにより現像される。このため、この現像を繰り返すと収容室１３１内の現像剤中のトナーが不足することになる。
【００２７】
また、この収容室１３１内には、現像剤が増えるとその現像剤を少しずつ溢れさせて排出する排出口１３１ｇ（図２参照）が設けられている。排出口１３１ｇから排出された現像剤は、図示しないトナー排出路を通過して廃トナータンク１６に収容される。この排出口１３１ｇから排出される現像剤にはトナーが含まれている。
【００２８】
このため、この画像形成装置１００は、トナーが収容された着脱自在なトナーカートリッジ５０を備えている。ここで、排出口１３１ｇから排出される現像剤にはトナーだけでなくキャリアも含まれている。このキャリアの排出を補うため、カートリッジ５０内に収容されているトナーには、収容室１３１内のキャリアの減少を補う程度の量のキャリアが含まれている。
【００２９】
このトナーカートリッジ５０に収容されているトナーは、現像器１３内のトナーが減るに従って、その減った分だけトナー供給路５１を経由して供給口１３１ｆ（図２を合わせて参照）から現像器１３の収容室１３１内に供給される。ここで、このトナー供給路５１内には、回転によりトナーを搬送する搬送部材５２が備えられている。この搬送部材５２が、現像器１３内のトナーの減少に応じた時間だけ回転することで、現像器１３内のトナーが減少した分だけ現像器１３にトナーが補給される。このトナーカートリッジ５０はトナー容器の一例に相当する。
【００３０】
また、センサ１３５は、収容室１３１内の現像剤の透磁率を測定することにより、その現像剤中のトナー濃度に応じて出力値を変化させるセンサである。透磁率はキャリアが磁性であることに由来しており、トナー量が多いとキャリアが分散されて透磁率が下がることからこのセンサ１３５はトナー濃度に応じて出力値が変化する。このセンサ１３５は、検出器の一例に相当する。
【００３１】
ここでは、トナー濃度は、
トナー濃度＝トナー量／現像剤量
＝トナー量／（トナー量＋キャリア量）・・・（１）
で定義される。なお、ここでは、「量」と称しているが、重量（ｇ）を単位としている。さらに、ここでは、上記（１）式で算出されるトナー濃度を％（パーセント）で表わした場合も、トナー濃度と称している。
【００３２】
この現像器１３の収容室１３１内の現像剤のトナー濃度は、この画像形成装置１００が置かれた現在の温湿度環境やその他の要因に応じてその時々の目標値が変更される。トナー濃度目標値が変更されると、センサ１３５の出力値がその変更後のトナー濃度目標値に応じた出力値となるように、搬送部材５２の回転駆動時間の調整によりトナー補給量が調整される。
【００３３】
また、清掃器１５には、転写後の感光体１０に残存していたトナーが感光体１０からケース１５１内に回収される。このケース１５１内のトナーは、このケース１５１内に備えられている、図１の紙面に垂直な方向に延びる搬送部材１５２によりその方向の隅まで搬送され、図示しないトナー排出路を経由して廃トナータンク１６に収容される。
【００３４】
さらに、この画像形成装置１０は、制御部１７を備えている。この制御部１７は、後述する図７，図８に示す処理を含む、この画像形成装置１００の全体の制御を担っている。
【００３５】
本実施形態では、現像器１３、トナーカートリッジ５０、および搬送部材５２を備えたトナー供給路５１、並びに、制御部１７のうちの現像器１３や搬送部材５２の制御を担う部分を合わせた構成が、現像装置の一例に相当する。
【００３６】
図２は、図１に概要を示す現像器の内部を上方から見て示した透視図である。
【００３７】
この現像器１３は、図１を参照して説明した通り、互いに平行に延びる２本の搬送部材１３２，１３３と、図１に示す矢印Ｂ方向に回転する現像ロール１３４と、収容室１３１内の現像剤のトナー濃度に応じて出力値を変化させるセンサ１３５とを備えている。
【００３８】
収容室１３１内には、２本の搬送部材１３２，１３３どうしの間に仕切壁１３１ａが設けられていて、このケース１３１は２つの部屋１３１ｄ，１３１ｅに仕切られている。ただし、この仕切壁１３１ａの、長手方向両端部には、それぞれ開口１３１ｂ，１３１ｃが形成されている。
【００３９】
２本の搬送部材１３２，１３３は、いずれも、丸棒形状の回転軸１３２ａ，１３３ａと、その回転軸の回りに備えられた、その回転軸１３２ａ，１３３ａの延びる方向に螺旋を描きながら延びる螺旋羽根１３２ｂ，１３３ｂとを有する。これらの搬送部材１３２，１３３は、回転することにより、一方の搬送部材１３２はケース１３１内のトナーを矢印Ｘ方向に搬送し、もう一方の搬送部材１３３は、そのトナーを矢印Ｙ方向に搬送する。このケース１３１の、一方の搬送部材１３２の一方の端部に対応する上面部分には、トナーカートリッジ５０からトナー供給路５１を通って供給されてきたトナーを受け入れる供給口１３１ｆが設けられている（図１を合わせて参照）。また、他方の端部には、この収容室１３１内の現像剤の量が増えたときに現像剤を溢れさせて排出する排出口１３１ｇが設けられている。
【００４０】
トナー受入口１３１ｆから供給されてきた新たなトナーは、一方の搬送部材１３２が配置された部屋１３１ｄ内を矢印Ｘ方向に搬送され、この搬送の途中で部屋１３１ｄ内の現像剤と撹拌、混合される。この新たなトナーが撹拌、混合された現像剤は開口１３１ｃを通って、もう一方の搬送部材１３３が配置された部屋１３１ｅに移動し、今度はその部屋１３１ｅ内を搬送部材１３３により矢印Ｙ方向に搬送され、もう一方の開口１３１ｂを通って部屋１３１ｄに移動する。その際、現像剤の量が多いとその現像剤の一部が溢れて排出口１３１ｇ側に進み、排出口１３１ｇから排出される。
【００４１】
現像ロール１３４は、搬送部材１３３が配置された部屋１３１ｅから現像剤を受け取って、図１に示す感光体１０に対面した領域に運び、現像によりトナーが減ってキャリアの割合が増えた現像剤が再び収容室１３１内に戻される。このキャリアの割合が増えた現像剤は、上述のように搬送、攪拌され、供給口１３１ｆから供給された新たなトナーとも混合し、元の割合のトナーとキャリアとを有する現像剤として再生される。
【００４２】
本実施形態は、現像器収容室１３１内に設置されているセンサ１３５を用いた、収容室１３１内の現像剤のトナー濃度の制御に着目しており、以下、この点に絞って説明を続ける。
【００４３】
図３は、現像器収容室内の現像剤収容量に対するセンサの出力値の変化を示した図である。
【００４４】
グラフａ，ｂ，ｃは、それぞれ、トナー濃度が６．３％、８．５％、１０．４％のときの出力値の変化を表わしている。
【００４５】
本実施形態における現像器１３の収容室１３１内の現像剤収容量は、６５０ｇから８５０ｇの範囲内で変動する。この変動が生じると、トナー濃度には変化がなくてもセンサ１３５の出力値が変化する。例えばトナー濃度８．５％のグラフｂの場合、センサ出力値が１．５％程度変化している。これは、現像剤収容量が多いとその分嵩高となって現像剤が押し縮められることに１つの原因があるものと考えられる。
【００４６】
後述する図７，図８に示す処理によれば、前掲の特許文献１のように現像剤収容量を測定するセンサを設置することなしに、この変化したセンサ出力値に基づいてトナー濃度が正確に調整される。
【００４７】
図４は、現像器収容室内の現像剤収容量に対する、その収容室に設けられている排出口からの現像剤の単位時間あたりの排出量を示した図である。
【００４８】
グラフａはトナー濃度６％、グラフｂはトナー濃度９％のときの排出量の変化曲線を表わしている。
【００４９】
現像剤収容量があるレベルを超えると排出量が急激に高まることが分かる。
【００５０】
図５は、トナーカートリッジ５０内のトナー残量に対する、単位時間あたりのキャリア供給量を示した図である。
【００５１】
この図５によると、トナーカートリッジ５０内のトナーを現像器１３の収容室１３１に供給する際の単位時間あたりのキャリアの供給量は、トナーカートリッジ５０内のトナー残量（％）に大きく依存し、トナー残量が多いほど大きな供給量となっている。
【００５２】
トナーカートリッジ５０は、一般的に筒形状を有し、その筒形状の一端に内部のトナーを排出する排出口が設けられている。そして、そのトナーカートリッジ５０には、その内部のトナーをその排出口に向けて移動させる移動機構が設けられている。
【００５３】
ここで、キャリアはトナーと比べ極めて大きな粒径を有し、しかもトナーと比べ単位体積あたりの重量も大きい。図５に示すようにトナー残量が多いときの方がキャリアの供給量が大きいのは、トナーカートリッジ５０の移動機構にもよるが、その移動機構によりキャリアはトナーと比べ排出口に向かって確実に移動し、一方、トナーは細かい紛体であるためキャリアと比べ移動しにくいことが一因と考えられる。
【００５４】
図６は、トナー濃度と現像剤収容量とセンサ出力値との関係を示した図である。
【００５５】
この図６は、概念的には図３と同等の情報を、テーブル形式で表したものである。
【００５６】
この図６に示すテーブルは、図７，図８に示す処理の中で参照される。そこでは、トナー濃度目標値と現像剤収容量とからセンサ１３５の出力目標値が求められる。センサ１３５の出力値がこの求められた目標値に一致するように搬送部材５２（図２参照）の回転駆動時間を制御することにより、収容室１３１内の現像剤のトナー濃度がトナー濃度目標値に調整される。
【００５７】
図７，図８は、トナー濃度調整処理を表わしたフローチャートの、それぞれ前半部分、後半部分を示した図である。
【００５８】
図１に示す画像形成装置１００に電源が投入されると、図７，図８に示す処理が繰り返し実行される。
【００５９】
ここでは先ず、収容室１３１内の現像剤の初期収容量と初期トナー濃度が取得される（ステップＳ１０）。これら現像剤初期収容量および初期トナー濃度は、新品の画像形成装置１００に電源が初めて投入されたときは、現像器１３の収容室１３１内に、既知の量かつ既知のトナー濃度の現像剤が収容されている。したがって、この時点における現像剤初期収容量および初期トナー量は、この既知の値をいう。また、画像形成装置１００の電源が切られ、電源が再度投入されたときは、このステップＳ１０における現像剤初期収容量および初期トナー濃度は、電源が切られる直前に算出された現像剤収容量および電源が切られる直前の時点におけるトナー濃度目標値をいう。
【００６０】
ステップＳ１０において現像剤初期収容量と初期トナー濃度を取得すると、次いで、収容量１３１内の現像剤に含まれている初期キャリア量が算出される。この初期キャリア量は、
初期キャリア量＝現像剤初期収容量×（１−初期トナー濃度）・・・（２）
により算出される。
【００６１】
ここで、
トナー濃度＝収容室１３１内の現像剤に含まれるトナー量／収容室１３１内の現像剤収              容量・・・（３）
であって、
収容室１３１内の現像剤収容量
＝収容室１３１内の現像剤に含まれるトナー量＋収容室１３１内の現像剤に含まれる      キャリア量・・・（４）
である。ただし、前述の通り、ここでは、現像剤収容量、トナー量、キャリア量と称しているが、本実施形態においては重量（ｇ）を単位としている。さらに、これも前述の通り、トナー量、キャリア量を％で表したときも、そのままトナー量、キャリア量と称している。
【００６２】
ステップＳ２０において初期キャリア量を算出した後、算出タイミング（例えば１分間ごと）の到来を待って（ステップＳ３０）、現在のトナー濃度目標値を取得し（ステップＳ４０）、キャリア排出量の算出処理（ステップＳ５０）とキャリア供給量の算出処理（ステップＳ６０）とが行なわれる。ここで、キャリア排出量の算出処理（ステップＳ５０）では、前回の算出時点以降の、収容室１３１内から排出されたキャリアの量が算出され、キャリア供給量の算出処理（ステップＳ６０）では、前回の算出時点以降の、収容室１３１内に供給されたキャリアの量が算出される。ここでは、具体的には、以下の算出方法が採用されている。
【００６３】
キャリア排出量の算出処理（ステップＳ５０）では、先ず、前回算出時からの現像器駆動時間が取得される（ステップＳ５１）。現像器収容室１３１内の現像剤収容室とトナー濃度が一定のときは、キャリア排出量は現像器駆動時間に比例するからである。
【００６４】
次に、収容室１３１内の現像剤収容量とトナー濃度目標値とから、単位時間あたりの現像剤排出量が算出される（ステップＳ５２）。
【００６５】
ここでは、図４を参照して説明した現像剤収容量（ｇ）と現像剤排出量（ｇ／ｍｉｎ）との関係が実験等によりトナー濃度ごとにあらかじめ求められて記憶されていて、ここでは、これを参照することで、単位時間あたりの現像剤排出量が算出される。
【００６６】
ここで、厳密にはトナー濃度目標値ではなく、その時点における実際のトナー濃度を採用する方が論理的である。ただし、実際のトナー濃度はトナー濃度目標値にほとんど等しく、したがってトナー濃度目標値を採用してほとんど差し支えない。また、トナー濃度目標値を採用するにあたっては、ステップＳ４０で今回取得された、今回の算出時のトナー濃度目標値であってもよく、前回の算出時と今回の算出時とでトナー濃度目標値が変更されている可能性があることを考慮して、前回の算出時のトナー濃度目標値と今回の算出時のトナー濃度目標値との平均値を採用してもよい。あるいは、ここではステップＳ３０の算出タイミングを１分ごとに設定しているが、１分ごとという等間隔に加え、さらにトナー濃度目標値が変更されたタイミングを算出タイミングに加えて前回の算出時のトナー濃度目標値を採用してもよい。
【００６７】
さらにそれに続いて、単位時間あたりのキャリア排出量が算出される（ステップＳ５３）。この単位時間あたりのキャリア排出量は、
単位時間あたりのキャリア排出量
＝単位時間あたりの現像剤排出量×（１−トナー濃度目標値）・・・（５）
によって算出される。この（５）式におけるトナー濃度目標値も上記と同様である。
【００６８】
このようにして、単位時間あたりのキャリア排出量が算出されたあと、前回の算出時からのキャリア排出量が算出される（ステップＳ５４）。前回算出時からのキャリア排出量は、
前回算出時からのキャリア排出量
＝単位時間あたりのキャリア排出量×前回算出時からの現像器駆動時間・・・（６）
によって算出される。
【００６９】
次のステップＳ６０では、前回算出時からのキャリア供給量が算出される。
【００７０】
ここでは先ず、前回算出時からのトナー補給駆動時間が取得される（ステップＳ６１）。このトナー補給駆動時間は、図１に示す、トナーカートリッジ５０から現像器１３の収容室１３１へのトナーの補給を担っている、トナー供給路５１に備えられている搬送部材５２の回転駆動時間である。前述の通り、このトナーカートリッジ５０内のトナーには、キャリアが含まれている。
【００７１】
次に、トナー補給駆動累計時間が算出される（ステップＳ６２）。このトナー補給駆動累計時間は、新品のトナーカートリッジ５０が装着された時点を起点としたときの、その時点から今までの搬送部材５２（図１参照）の駆動累計時間である。このトナー補給駆動累計時間は、
トナー補給駆動累計時間
＝前回算出時のトナー補給駆動累計時間
＋前回算出時からのトナー補給駆動時間・・・（７）
により算出される。
【００７２】
次いで、（７）式により算出されたトナー補給駆動累計時間から、トナーカートリッジ５０内のトナーの残量（％）が算出される（ステップＳ６３）。
【００７３】
これは、新品のトナーカートリッジ５０内のトナー量は既知であり、搬送部材５２の単位駆動時間あたりのトナー供給量（トナーカートリッジ５０内のトナー減少量）も既知であることから、トナー補給駆動累計時間からトナーカートリッジ５０内のトナー残量（％）が算出される。なお、ここでは、トナーカートリッジ５０内のトナーの残量（％）を計算で求めているが、トナーカートリッジ５０にトナー残量を測定するセンサを備えて、トナー残量をそのセンサで測定してもよい。
【００７４】
次に、その算出したトナー残量から、単位時間あたりの、現像器１３へのキャリア供給量が算出される（ステップＳ６４）。
【００７５】
図５を参照して説明した通り、キャリアの単位時間あたりの供給量は、トナーカートリッジ５０内のトナー残量によって大きく変化する。ここでは、図５に示すような、トナー残量に対するキャリアの単位時間あたりの供給量のデータをあらかじめ取得して記憶しておき、このステップＳ６４では、その記憶しておいたデータを参照することにより、単位時間あたりのキャリア供給量が算出される。
【００７６】
なお、このステップＳ６４における単位時間あたりのキャリア供給量の算出にあたっては、図７のステップＳ５２，Ｓ５３におけるトナー濃度目標値の場合と同様、ステップＳ６３において今回算出したトナー残量をそのまま採用してもよく、今回算出したトナー残量と前回算出したトナー残量との平均値を採用してもよい。
【００７７】
さらに、前回算出時からのキャリア供給量が算出される（ステップＳ６５）。
【００７８】
ここでは、
前回算出時からのキャリア供給量
＝単位時間あたりのキャリア供給量×前回算出時からのトナー補給駆動時間
・・・（８）
によって、前回算出時からのキャリア供給量が算出される。
【００７９】
ステップＳ５０において前回算出時からのキャリア排出量が算出され、ステップＳ６０において前回算出時からのキャリア供給量が算出されると、次に、現像器１３の収容室１３１内に存在するキャリアの量が算出される（ステップＳ７０）。このキャリアの量は、
キャリア量＝前回算出時のキャリア量
−今回算出された、前回算出時からのキャリア排出量
＋今回算出された、前回算出時からのキャリア供給量・・・（９）
次いで、この算出したキャリア量に基づいて、収容室１３１内の現像剤収容量が算出される（ステップＳ８０）。この現像剤収容量は、
現像剤収容量＝キャリア量／（１−トナー濃度目標値）・・・（１０）
によって算出される。
【００８０】
なお、ここでは、現時点における現像剤収容量を算出しているので、（１０）式におけるトナー濃度目標値は、前回算出時のトナー濃度目標値を考慮することなく、現時点におけるトナー濃度目標値を用いて算出するのが好ましい。
【００８１】
次に、算出した現像剤収容量と現時点におけるトナー濃度目標値から、センサ目標値が算出される。このセンサ目標値は、図１に示す、収容器１３１内の現像剤の透磁率を測定するセンサの出力値の目標値である。
【００８２】
図３を参照して説明した通り、ある一定のトナー濃度であっても、現像剤収容量によってセンサ出力値が異なる。ここでは、この図３に示すグラフと等価な、図６に示すテーブルを作成して記憶しておき、ステップＳ９０では、そのテーブルを参照することによりセンサ目標値が算出される。
【００８３】
例えば、図６を参照して、現像剤収容量が７００ｇであってトナー濃度目標値が８．５％のときは、センサ目標値は５４６となる。
【００８４】
ステップＳ１００では、新たなトナー補給制御が開始される。
【００８５】
このステップＳ１００では、図１に示すセンサ１３５の出力値が、ステップＳ９０で算出されたセンサ目標値に一致するように搬送部材５２の駆動時間が定められ、その定められた駆動時間だけ搬送部材５２が回転駆動される。このステップＳ１００では、トナーを補給せずに、すなわち搬送部材５２を駆動せずに、センサ１３５の出力値がセンサ目標値に近づくのを待つことも、その制御に含まれる。
【００８６】
ステップＳ１００でのトナー補給制御が開始されると、図７のステップＳ３０に戻り、次の算出タイミングまで待機する。ただし、今回のトナー補給制御は、次の算出タイミングまで継続して実行されて、次の算出タイミングにおけるステップＳ９０で新たに算出されるセンサ目標値をセンサ１３５の出力値の目標値とする制御に引き継がれる。
【００８７】
前掲の特許文献のように、現像器収容室１３１内の現像剤収容量を測定するセンサを設置すると、その分コスト高となるとともに、そのセンサの前面にトナーが付着して誤検出を生じるなどの不具合が発生するおそれがある。これに対し、本実施形態では、以上の演算処理により現像剤収容量を算出しているため、余分なコスト高を免れるとともに、誤検出等の不具合が避けられている。また、トナーカートリッジの構造等にも依存するが、図５を参照して説明した通り、トナーカートリッジから現像器に供給されるトナーに含まれるキャリアの量はトナーカートリッジ内のトナー残量によって大きく異なる。これを無視してトナー補給時間の単純な累計によってキャリアの量を算出する場合と比べ、本実施形態ではセンサ目標値の算出精度が大きく改善されている。
【００８８】
なお、ここでは、本発明の一実施形態としての現像装置を図１に示す画像形成装置１００に適用した例について説明したが、本発明は、例えば、複数の感光体や複数の現像器等を備えてカラー画像を生成する画像形成装置にもそのまま適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１０    感光体
１３    現像器
１７    制御部
５０    トナーカートリッジ
５１    トナー供給路
５２    搬送部材
１００    画像形成装置
１３１    収容室
１３１ｆ    供給口
１３１ｇ    排出口
１３２，１３３    搬送部材
１３４    現像ロール
１３５    センサ
【図１】
2016126202.tif 000003
【図２】
2016126202.tif 000004
【図３】
2016126202.tif 000005
【図４】
2016126202.tif 000006
【図５】
2016126202.tif 000007
【図６】
2016126202.tif 000008
【図７】
2016126202.tif 000009
【図８】
2016126202.tif 000010