特許 5891808 画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5891808

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラム

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20160310BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 321B

   G03G15/00 303

【請求項の数】6

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-11282(P2012-11282)

(22)【出願日】2012年1月23日

(65)【公開番号】特開2013-148836(P2013-148836A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2014年9月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104124

【氏名又は名称】カシオ電子工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】安藤 英樹

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０９０１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００８６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２６９６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９０７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２５１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８０３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、
該現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設され、前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力するトナー濃度センサと、
該トナー濃度センサの出力値と比較基準値とを比較する比較部と、
前記循環経路中に配設される補給口と、
前記比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給するトナー補給部と、
前記補給要と判断された際の前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定部と、
該トナー補給量推定部により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定部により推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記トナー補給量推定部により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定部により推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記トナー補給部を制御するトナー補給量制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記トナー補給部は、前記補給用トナーを前記補給口に補給するトナー攪拌搬送部と、該トナー攪拌搬送部を駆動する駆動部と、を備え、
前記トナー補給量制御部は、前記トナー補給量推定部による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記駆動部の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

【請求項3】

像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給する画像形成方法であって、
前記記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定し、
該推定により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記推定により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記補給用トナーの補給量を制御する、
ことを特徴とする画像形成方法。

【請求項4】

前記補給用トナーを前記補給口に補給する際に、トナー攪拌搬送部を駆動し、
前記補給量の制御の際、前記推定による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記トナー攪拌搬送部の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。

【請求項5】

コンピュータで読取り可能なプログラムであり、像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給すべく前記コンピュータにより処理される画像形成プログラムにおいて、
前記補給口から前記補給用トナーを前記現像槽に補給するトナー補給処理と、
記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給処理により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給処理によリ補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定処理と、
該トナー補給量推定処理により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定処理により推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記トナー補給量推定処理により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定処理により推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記トナー補給処理を制御するトナー補給量制御処理と、
を含むことを特徴とする画像形成プログラム。

【請求項6】

前記トナー補給処理は、前記補給用トナーを前記補給口に補給するトナー攪拌搬送処理と、該トナー攪拌搬送部を駆動する駆動処理と、を備え、
前記トナー補給量制御処理は、トナー補給量推定処理による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記駆動処理の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補給用トナー容器内のトナーの状態に偏りがあるか否かに係わり無く補給用トナー容器から供給する補給用トナーの補給量を制御して適正なトナー濃度制御が出来る画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。

【0003】

このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。

【0004】

上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。キャリアは磁性体の現像ローラに付着して、電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。

【0005】

表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。

【0006】

現像器へのトナーの補給はトナー供給装置から行われる。トナー供給装置から現像器へのトナーの補給路には、回転軸に螺旋状のフィンを備えたコイルスクリューを内蔵したパイプや、トナーの重力による自然落下でトナー移送を行うトナー移送手段が用いられている。

【0007】

そして現像器にはトナー混合撹拌機構が内蔵されている。トナー混合撹拌機構は２つあり、１つはトナー供給装置から供給（補給）されたトナーを、トナー濃度の低下した二成分現像剤（以下、単に現像剤という）と混合撹拌しながら搬送する循環搬送スクリューである。

【0008】

２つ目は、循環搬送スクリューで送り込まれた現像剤を攪拌搬送しながら磁性体現像ローラに供給して、残余の現像剤を循環搬送スクリューに送り戻す供給搬送スクリューである。

【0009】

ここで、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。したがって高画質な画像を得るためには、現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。

【0010】

そこで、このような現像剤を使って画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の現像器では、印字して消費したトナー量を測定するためのトナー濃度センサが設けられている。トナー濃度センサには透磁率を検知するセンサが使用される。この透磁率の検知には、コイルのインダクタンス成分を利用するものや、周波数型、磁気ブリッジ型などがある。

【0011】

いずれにしても、トナー濃度センサとしては、現像器の内壁面の一部に検知面を露出させ、この検知面周辺の現像剤中のキャリアからの透磁率の変化を検知する。すなわち、トナー濃度が高いと透磁率が下りセンサ出力は弱くなる。トナー濃度が低いと透磁率が上がりセンサ出力は強くなる。

【0012】

このトナー濃度センサの出力に基づいて、トナー濃度が所定以下に低いことが検知されると現像器にトナーを補給するようにし、トナー濃度が所定値を超えたときは現像器へのトナー補給を停止する。このようにして現像器のトナー濃度を適正に維持するためには、トナー濃度センサによるトナー濃度を検知するタイミングが重要となる。

【0013】

例えば、トナーが補給された直後のトナー濃度センサによるトナー濃度検知を行なわず、補給されたトナーがトナー濃度センサを最初に通過するときのトナー濃度を検知するようにして、トナー濃度過多を防ぎ安定したトナー濃度を維持することができるようにした画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

【0014】

また、２成分現像剤を用いる画像形成装置において、圧縮状態に置かれた現像剤の物理特性の測定値に基づいてトナー濃度を測定することにより、画像の平均印字率や現像器内の現像剤量、あるいは環境条件が変化しても、真のトナー濃度に近い値を検出できるトナー濃度測定方法、トナー濃度制御方法、トナー濃度測定装置、画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００３−７６１３０号公報

【特許文献2】特開平１１−２０２６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

しかしながら、現像剤のトナーは、一定量を供給しようとしても、常に一定量が供給されるという状態にあることが期待されるものではなく、また、現像剤は常に圧縮状態に置かれていると考える必要もないものである。

【0017】

補給用トナーを現像器に補給する補給用トナー容器、例えばトナーカートリッジの、内部に収容されているトナーの状態は、千差万別であるといっても過言でない。これに対して、トナーカートリッジから現像器への補給をどのように適正に維持するかについては、何ら開示されているものがない。

【0018】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、補給用トナー容器内のトナーの状態に偏りがあるか否かに係わり無く補給用トナー容器から供給する補給用トナーの補給量を制御して適正なトナー濃度制御が出来る画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラム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】

【0019】

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、該現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設され、前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力するトナー濃度センサと、該トナー濃度センサの出力値と比較基準値とを比較する比較部と、前記循環経路中に配設される補給口と、前記比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給するトナー補給部と、前記補給要と判断された際の前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶する記憶部と、該記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定部と、該トナー補給量推定部により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定部により推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記トナー補給量推定部により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定部により推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記トナー補給部を制御するトナー補給量制御部と、を備えることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給する画像形成方法であって、前記記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定し、該推定により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記推定により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記補給用トナーの補給量を制御する。

【0020】

また、上記課題を解決するために、本発明の画像形成プログラムは、コンピュータで読取り可能なプログラムであり、像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給すべく前記コンピュータにより処理される画像形成プログラムにおいて、前記補給口から前記補給用トナーを前記現像槽に補給するトナー補給処理と、記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給処理により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給処理によリ補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定処理と、該トナー補給量推定処理により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定処理により推定された補給量に対応する量だけ増大させ、前記トナー補給量推定処理により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を前記トナー補給量推定処理により推定された補給量に対応する量だけ減少させるよう、前記トナー補給処理を制御するトナー補給量制御処理と、を含む。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、補給用トナー容器内のトナーの状態に偏りがあるか否かに係わり無く補給用トナー容器から供給する補給用トナーの補給量を制御して適正なトナー濃度制御が出来る画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラムを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。

【図2】(a)は実施例１に係るプリンタの外観斜視図、(b)は画像形成部の現像装置及びトナー供給部のトナーカートリッジを分かりやすくそれぞれ１個のみ取り上げて中間転写ベルトと共に模式的に示す斜視図である。

【図3】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。

【図4】(a)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図、(b)は現像器を(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。

【図5】(a),(b),(c)は実施例１に係るプリンタにおけるトナー補給量のムラによって生じるトナー濃度の変化の状態をやや極端な例を挙げて示す図である。

【図6】実施例１に係るプリンタのトナーカートリッジのトナー搬送スクリューを駆動するトナー補給モータの回転数の補正値を示すテーブルである。

【図7】実施例１に係るプリンタにおいてトナー濃度センサの出力値とトナー補給モータ回転数補正値テーブルとを用いて現像器内のトナー濃度を適正に維持するためのプリンタコントローラ部によるトナー補給量制御処理の動作を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【実施例1】

【0024】

図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。尚、本例のプリンタにおける一次転写では、直圧式ではなくシフト式を採用している。

【0025】

図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。

【0026】

上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の中間転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。

【0027】

上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

【0028】

上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。

【0029】

現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

【0030】

現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、詳しくは後述するが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。

【0031】

この現像器１４には、トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２８から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。

【0032】

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した中間転写ベルト８と、この中間転写ベルト８を掛け渡されて中間転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。

【0033】

転写ベルトユニット３は、更に、駆動ローラ２１も上方で中間転写ベルト８を掛け渡されている二次転写バックアップローラ２３を備えている。二次転写バックアップローラ２３には、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接して、二次転写部を形成している。

【0034】

上記の中間転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し中間転写ベルト８の循環移動方向下流側にややシフトした位置で中間転写ベルト８を挟むように配置されている。

【0035】

一次転写ローラ２５は、下方を循環移動するベルト表面にトナー像を直接転写（一次転写）する。中間転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト８を介して二次転写バックアップローラ２３に圧接する、二次転写部まで搬送する。

【0036】

中間転写ベルト８には、従動ローラ２２に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方には、ベルトクリーナ２６が中間転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。

【0037】

トナー供給部４は、中間転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている４個のトナーカートリッジ２８で構成される。４個のトナーカートリッジ２８には、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の補給用トナーが収容されている。

【0038】

これら４個のトナーカートリッジ２８は、後述するトナー供給路（図１では転写ベルトユニット３の向う側に隠れて見えない）により、収容しているトナーの色に対応する現像装置９の現像器１４と連結されている。

【0039】

このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から従動ローラ２２の上方にかけて２つの電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。

【0040】

給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１（３１ａ、３１ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。

【0041】

待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。

【0042】

ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。

【0043】

両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。

【0044】

この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃを有する返送路３９を備えている。

【0045】

また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３１ｂに対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。

【0046】

図２(a)は、上記のプリンタ１の外観斜視図、図２(b)は画像形成部２の現像装置９及びトナー供給部４のトナーカートリッジ２８を、分かりやすくそれぞれ１個のみ取り上げ、中間転写ベルト８と共に模式的に示す斜視図である。尚、図２(a),(b)には図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。

【0047】

図２(a) に示すように、プリンタ１には、前方に前扉４２が備えられ、右側面には上部に取っ手４３が付いている開閉部材４４が備えられている。開閉部材４４には図１に示した両面印刷用搬送ユニット７が一体化されている。

【0048】

このプリンタ１は、図１に示したように、用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対３５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に転写ベルト８を介してトナー像を転写する方式となっている。

【0049】

したがって、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、図２(a)に示す前扉４２を開いて、キット類を長手方向（前扉方向）に入れ替え操作するように構成されている。

【0050】

また、このプリンタ１は、同様に二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に転写ベルト８を介してトナー像を転写し、更に鉛直方向に用紙を搬送して転写トナー像を用紙に定着する方式となっている。

【0051】

したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図２(a)に示すように、右側の開閉部材４４を開放するのみで対処できるようになっている。

【0052】

図２(b)に示すトナーカートリッジ２８は、同図(a)に示すプリンタ１本体に対し前面方向に、すなわち図２(b)の両方向矢印ｂで示すように着脱自在である。転写ベルトユニット３も同様にプリンタ１本体に対し前面方向に着脱自在である。

【0053】

トナーカートリッジ２８と現像器１４との間には、図２(b)では陰になって見えないが転写ベルトユニット３の後方に回り込むようにしてトナー補給路４５が配設されている。トナー補給路４５は、下部開口部を現像器１４に連結されている。トナー補給路４５の上部開口部はトナーカートリッジ２８が装着部に装着されたとき、トナーカートリッジ２８に連結される。

【0054】

トナーカートリッジ２８の内部には特には図示しないがトナー搬送スクリューが配設されており、トナー搬送スクリューのスクリュー軸には、外部からトナー補給モータ４６が係合している。

【0055】

トナー搬送スクリューは、トナー補給モータ４６に回転駆動されて、トナーカートリッジ２８内のトナーをトナー補充路４５の上部開口部まで搬送する。上部開口部まで搬送されたトナーはトナー補充路４５を自由落下して下部開口部から現像器１４に補給される。

【0056】

図３は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図３に示すように回路ブロックは、プリンタコントローラ部５０が中心となっている。このプリンタコントローラ部５０には、複数のバス５９を介してネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ（インターフェイス）４８、ヘッドコントローラ部４９が接続されている。

【0057】

上記のネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ４８には他のバス５９を介して操作パネル部５１が接続されている。また、Ｉ／Ｆ４８には、例えばパーソナルコンピュータ等の図外のホスト機器から印字データ等の信号が入力される。

【0058】

ネットワークコントローラ部４７は、Ｉ／Ｆ４８を介して外部から入力される印字データをヘッドコントローラ部４９に送信し、印字データに含まれるコマンドデータや操作パネル部５１から入力される指示データをプリンタコントローラ部５０に送信する。

【0059】

プリンタコントローラ部５０には、バス５９を介して、更に、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) ５２、ＲＯＭ(read only memory)５３、給紙モータ５４が接続されている。

【0060】

プリンタコントローラ部５０は、ＲＯＭ５３に格納されている制御プログラムを読出し、その読み出した制御プログラムにしたがって、ＹＭＣＫごとのＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９を指す）新旧検知センサ５５等から受信するセンサ出力に応じて各部を制御する。

【0061】

また、プリンタコントローラ部５０は、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６（５６ｙ、５６ｍ、５６ｃ、５６ｋ）から受信するセンサ出力信号が、トナー補給閾値を超えるか否かを監視し、トナー補給閾値を超えたときは、ＹＭＣＫごと対応するトナーカートリッジ２８のモータ４６（４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋ）を駆動して補給用トナーを現像器１４に補給する。

【0062】

また、プリンタコントローラ部５０は、ネットワークコントローラ部４７から受信した印字データに基づいて、一方ではヘッドコントローラ部４９を介しＹＭＣＫごとの光書込ヘッド１３（１３ｋ、１３ｃ、１３ｍ、１３ｙ）の光書き込みを制御する。

【0063】

また、プリンタコントローラ部５０は、上記の印字データに基づいて、他方では給紙モータ５４を制御して用紙を二次転写部まで搬送させ、高圧ユニット５７を制御して、ＹＭＣＫごとの駆動装置５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）の帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２５や、二次転写ローラ２４等へバイアス電圧を印加する。

【0064】

また、プリンタコントローラ部５０は、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６がトナー補給閾値を検知したことにより補給用トナーを補給するに際し、詳しくは後述する処理に基づいて、トナーカートリッジ２８内の補給用トナーの状態に偏りがあるか否かに係わり無く適正なトナー濃度となるように補給用トナーの補給量を制御する。

【0065】

図４(a)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図であり、図４(b)は、現像器１４を図４(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。

【0066】

なお、図４(a),(b)には図１及び図２(b)の構成と同一の構成部分には図１及び図２(b)と同一の番号を付与して示している。また、図４(b)では図４(a)に示すクリーニングブレード７７の図示を省略し、トナー濃度センサ５６も極く簡略に示している。

【0067】

図４(a),(b)に示すように、現像器１４は、外壁６３と内部隔壁６４とで仕切られる２つの現像槽６５（６５ａ、６５ｂ）を備えている。上方の現像槽６５ａには、前述した現像ローラ１５と第２の攪拌搬送スクリュー１９が配置されている。

【0068】

現像ローラ１５には、ドクターブレード６６が当接している。下方の現像槽６５ａには前述した第１の攪拌搬送スクリュー１８が配置されている。この現像槽６５ａにはトナー濃度センサ５６がその検知面６７を槽内に露出して配置されている。

【0069】

第２の攪拌搬送スクリュー１９は、回転軸６８とこの回転軸６８に螺旋状に固設された螺旋状フィン６９とで構成されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、回転軸７１とこの回転軸７１に螺旋状に固設された螺旋状フィン７２とで構成されている。

【0070】

第２の攪拌搬送スクリュー１９は、矢印ｄで示すように図４(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ａ内の現像剤を螺旋状フィン６９で攪拌しながら矢印ｅ（ｅ１、ｅ２、ｅ３）で示すように、図４(a)の紙面奥行き方向手前から向こう側、図４(b)では右から左方へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。

【0071】

現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽６５ａ内の現像剤に混合され、図４(a)の紙面奥行き方向向こう側、図４(b)では左端部の出口７３で現像槽６５ｂに送り戻す。

【0072】

現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８は、矢印ｇで示すように図４(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ｂ内の現像剤を螺旋状フィン７２で攪拌しながら矢印ｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で示すように図４(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前、図４(b)では左から右方へ搬送する。

【0073】

もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５６がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーカートリッジ２８からトナー補給路４５を介して、図４(b)に示すように、トナーＴｎが補給される。

【0074】

なお、図４(b)には、トナー補給口を特には示していないが、トナー補給口は出口７３とほぼ同じ位置に連結されている。つまり、現像でトナー濃度が低下した現像槽６５ａ内の現像剤が現像槽６５ｂに送り戻される出口７３近傍で、補給トナーが補給されるようになっている。

【0075】

第１の攪拌搬送スクリュー１８は、現像剤を攪拌搬送しながら、図４(a)の紙面奥行き方向手前側、図４(b)の右側の供給口７４で、現像剤を現像槽６５ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。

【0076】

上記のトナー濃度センサ５６の検知面６７は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６７に滞留しやすい。現像剤が検知面６７に滞留するとトナー濃度センサ５６の検知精度が低下する。

【0077】

このトナー濃度センサ５６の検知精度の低下を防止するために、現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１には、トナー濃度センサ５６の検知面６７に対向して回転する位置に、ブレード保持部７５とこのブレード保持部７５に保持された弾性体シート（ブレード）７６から成るクリーニングブレード７７が固設されている。

【0078】

クリーニングブレード７７は、第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１と共に回転し、トナー濃度センサ５６の検知面６７を弾性体シート７４により摺擦して、検知面６７に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。

【0079】

これにより、トナー濃度センサ５６の検知面６７に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。なお、上記のようにクリーニングブレード７７がトナー濃度センサ５６の検知面６７を周期的に摺擦することにより、検知面６７上の現像剤の量が周期的に増減する。

【0080】

したがって、その現像剤量の周期的増減に合わせてトナー濃度センサ５６の出力電圧も周期的に増減する。第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転、すなわちクリーニングブレード７７の回転は比較的速いので、トナー濃度センサ５６の出力電圧の周期的増減は比較的高速なパルス電圧として現れる。

【0081】

本例では、上記のパルス電圧を平均化して得られる電圧を、現像剤の実際のトナー濃度に対するトナー濃度センサ５６の検知出力電圧としている。

【0082】

ところで、本例のトナー濃度センサ５６は、現像剤の二成分中のキャリアの磁性分を検知している。現像剤のトナー濃度が高いときはキャリアに付着しているトナーが多いときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアの間の透磁率が下がり、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧は低下する。

【0083】

一方、現像剤のトナー濃度が低いときはキャリアに付着しているトナーが少ないときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアの間の透磁率が上り、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧が上昇する。

【0084】

装置本体１による画像の印刷処理が進行すると、つまり現像ローラ１５と感光体ドラム１０とによるトナー像の現像が進行すると、現像剤のトナーが消費されて現像器１４内の現像剤のトナー濃度が低下する。

【0085】

本例のプリンタ１は、消耗品である感光体ドラム１０を含む現像装置９に不揮発メモリを実装している。この不揮発メモリには、プリンタ１の工場からの出荷時において、現像器１４内に充填されている現像剤のトナー濃度が６％であること、このトナー濃度６％に対応するトナー濃度センサ５６の出力電圧が２．５Ｖになること等の情報が格納されている。

【0086】

プリンタコントローラ部５０は、装置本体１の装着部に新たな現像装置９が交換装着されると、不揮発メモリに格納されている情報を読み出して、現像装置９が新品であることを認識すると共に、現在のトナー濃度を６％に設定し、トナー濃度センサ５６の基準出力値を２．５Ｖに設定する。

【0087】

以後、プリンタコントローラ部５０は、トナー濃度センサ５６の出力電圧から現像剤のトナー濃度（％）を算出し、トナー濃度が低下したならトナー補給を行って現像剤のトナー濃度を一定に保つ。トナー濃度が低下してトナー補給を行ってもトナー濃度が上昇しないときは、トナーカートリッジ２８にトナーが無いと判断する。

【0088】

上述したように、現像器１４内の現像剤は現像器１４内を循環するように構成されている。トナー不足が検知されてトナーを補給された現像剤は攪拌されながら搬送されて現像器１４内を循環している間に濃度が平均化され、現像器１４内全体が印字に適正な濃度になる。

【0089】

ところで、トナーカートリッジ２８内のトナーの状態に偏りがあったり、部分的にトナー詰まりなどがある場合、補給トナー量が適正に補給されない場合がある。つまり、トナーカートリッジ２８内のトナーの状態によって補給トナー量が変化し、トナーの補給不足や補給過多になって、現像剤が適正な印字濃度にならないという問題が起こる。

【0090】

図５(a),(b),(c)は、そのようなトナー補給量のムラによって生じるトナー濃度の変化の状態を、やや極端な例を挙げて示す図である。図７(a),(b),(c)は、横軸に時間（ｓ）を示し、縦軸にトナー濃度センサ５６の出力（Ｖ）を示している。

【0091】

また、破線Ｄｔｈは、トナー濃度センサ出力（Ｖ）のトナー補給閾値を示し、その下方の破線Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２は、それぞれ基準補給量Ｔｎ０のトナーが補給された直後、過少補給量Ｔｎ１のトナーが補給された直後、及び過大補給量Ｔｎ２のトナーが補給された直後のトナー濃度に対応するトナー濃度センサ５６の出力（Ｖ）を示している。

【0092】

なお、以下の説明では、図５(a),(b),(c)に示す濃度グラフａ、ｂ、及びｃの縦軸に対する値を、トナー濃度センサ５６の出力（Ｖ）であると同時に、この出力（Ｖ）に逆比例するトナー濃度（％）として見ることにする。

【0093】

また、座標の時間軸である横軸には、現像器１４内のトナー濃度センサ５６の配設位置ｐｓから、トナー補給口の位置ｐｔまでの時間差ｔを示している。ここで、濃度グラフａ、ｂ、及びｃは、それぞれ、時間軸に沿って、トナー補給口の位置ｐｔからトナー濃度センサ５６の位置ｐｓの方向へ移動して原点に戻るという循環型のグラフであると考えると分かり易い。

【0094】

もちろん攪拌されながらの移動であるので、再びトナー濃度センサ５６の位置ｐｓに来たときには濃度は平均化されている。しかし、ここでは、位置ｐｔから位置ｐｓまでの移動では平均化はさほど進んでいないとみて、トナー補給直後の濃度Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２は、そのままの値で位置ｐｓでトナー濃度センサ５６に検知されるものとする。

【0095】

図５(a),(b),(c)において、トナー濃度センサ５６が位置ｐｓにおいて、トナー濃度ａ、ｂ、又はｃがトナー補給閾値Ｄｔｈを超えている（濃度が基準よりも薄くなっている、以下同様）ことを検知すると、位置ｐｔの現像剤に補給量Ｔｎ０、Ｔｎ１、又はＴｎ２のトナーが補給される。

【0096】

トナー補給口は、前述したように現像槽６５ａから現像槽６５ｂへの出口７３とほぼ同一の位置にあるが、トナー補給口の位置からトナー濃度センサ５６の位置とは離れている。このため、トナーカートリッジ２８からトナー量Ｔｎ０（又はＴｎ１、Ｔｎ２）のトナーを補給された現像剤がトナー濃度センサ５６の位置に達するまでには時間ｔを要する。

【0097】

プリンタコントローラ部５０は、トナー濃度センサ５６によるトナー濃度検知出力Ｖがトナー補給閾値Ｄｔｈを超えたことを認識して、トナー補給口にトナーを補給した後、時間ｔ秒後に、トナー濃度センサ５６による検知濃度Ｄ０、Ｄ１、又はＤ２を取得する。

【0098】

そして、プリンタコントローラ部５０は、トナー濃度センサ５６によるトナー濃度検知出力Ｖがトナー補給閾値Ｄｔｈを超えたときの値（グラフａ、ｂ、又はｃ）と検知濃度Ｄ０、Ｄ１、又はＤ２との差分Ｖｄｈ＿ｓｔｄ、Ｖｄｈ１、又はＶｄｈ２を演算する。

【0099】

前述したように、工場出荷時を基準として、現像器１４内のトナー濃度が６％、このトナー濃度６％に対応するトナー濃度センサ５６の出力電圧が２．５Ｖと設定されており、この設定に基づいて、トナー濃度センサ５６がトナー補給閾値Ｄｔｈを検知しときトナー補給口に補給するトナー量は基準トナー量Ｔｎ０と設定されている。

【0100】

この基準トナー量Ｔｎ０の補給量は、トナーカートリッジ２８のトナー搬送スクリューを回転駆動するトナー補給モータ４６の回転を所定の基準回転数で回転駆動することによって設定されている。

【0101】

したがって、本来であれば、図５(b),(c)においても補給トナー量はＴｈ１やＴｈ２ではなく、図５(a)の場合と同様に基準トナー量Ｔｈ０でなければならない。それが、図５(b)に示す補給トナー量Ｔｈ１のように過少であると、グラフｂ´で示すように、トナー補給閾値Ｄｔｈよりもトナー濃度の薄い現像剤が現像器１４内を循環することになる。

【0102】

また、逆に、図５(c)に示す補給トナー量Ｔｈ２のように過大であると、グラフｃ´で示すように、トナー補給閾値Ｄｔｈよりもトナー濃度の濃い現像剤が現像器１４内を循環することになる。

【0103】

これは、前述したように、トナーカートリッジ２８内のトナーの状態に偏りがあったり、部分的にトナー詰まりなどがある場合であり、図５(b),(c)いずれの場合の、現像剤が適正な印字濃度になっていないため、形成される画像に不具合が起きる。

【0104】

そこで、トナーの補給を行ってから現像剤がトナー濃度センサ５６の位置に届いたときのセンサ出力値の変動の状態（差分Ｖｄｈ＿ｓｔｄ、Ｖｄｈ１、又はＶｄｈ２）から、補給されたトナー量を推測する。

【0105】

そして、補給が少ないとき（差分Ｖｄｈ１のとき）はトナー補給モータ４６の回転数を基準回転数よりも多くし、過補給のとき（差分Ｖｄｈ２のとき）はトナー補給モータ４６の回転数を基準回転数よりも少なくして、トナー濃度の補正を行うこととする。

【0106】

図６は、上記の考えに基づいて作成され、ＥＥＰＲＯＭ５２に格納されているトナーカートリッジ２８のトナー搬送スクリューを駆動するトナー補給モータ４６の回転数の補正値を示すテーブルである。

【0107】

図６に示すトナー補給モータ回転数補正値テーブルは、上から下に１１行に分けられており、左から右に３列に分けられている。左の第１列には、Ｖｄｈ（Ｖｄｈ＿ｓｔｄ、Ｖｄｈ１、又はＶｄｈ２等）とＶｄｈ＿ｓｔｄとの差分が記述されている。

【0108】

第１列の行の中央の６行目には基準値、すなわち「（Ｖｄｈ＿ｓｔｄ）−（Ｖｄｈ＿ｓｔｄ）＝０．００」が記述されている。そして、それより上には「−０．１０」ごとに順次マイナスが増加する差分値が記述され、下方には「０．１０」ごとに順次プラスが増加する差分値が記述されている。

【0109】

テーブルの第２列には、第１列の差分に対応する回転数補正値（ｒｐｍ）が記述されている。この第２列の行の中央の６行目には基準値、すなわち「０」が記述されている。そして、それより上には「−５０」ごとに順次マイナスが増加する差分値が記述され、下方には「５０」ごとに順次プラスが増加する差分値が記述されている。

【0110】

テーブルの第３列には、第２列の回転数補正値に対応する補正後回転数（ｒｐｍ）が記述されている。この第３列の行の中央の６行目には基準値、すなわち「１０００」が記述されている。そして、それより上には「−５０」ごとに順次回転数が少なくなる補正後回転数が記述され、下方には「５０」ごとに順次回転数が多くなる補正後回転数が記述されている。

【0111】

図７は、上記のようなトナー濃度センサ５６の出力値とトナー補給モータ回転数補正値テーブルとを用いて現像器１４内のトナー濃度を適正に維持するためのプリンタコントローラ部５０によるトナー補給量制御処理の動作を説明するフローチャートである。

【0112】

なお、第１の攪拌搬送スクリュー１８及び第２の攪拌搬送スクリュー１９の回転は一定であるので、これら攪拌搬送スクリューにより攪拌搬送される現像剤が移動する速度は一定である。したがって、現像剤がトナー補給口の位置からトナー濃度センサ５６の位置まで移動する時間ｔは一定である。

【0113】

また、図７に示すフローチャートは、装置本体１においてプリンタコントローラ部５０により画像形成処理を実行中に、トナー濃度センサ５６の出力が、現像剤のトナー濃度が基準よりも低下したことを示すトナー補給閾値Ｄｔｈを超えたときを基点にして行われる処理である。

【0114】

図７において、先ずトナーの補給開始モードが設定されると、プリンタコントローラ部５０は、ＣＭＹＫ補給モータ回転数セットの処理を行う（ステップＳ１）。この処理はＣＭＹＫの各トナーカートリッジ２８のトナー補給モータ４６の前回の処理時に設定した回転数を、ＥＥＰＲＯＭ５２の所定領域から読み出して設定する処理である。

【0115】

次に、トナーの補給を実施する（ステップＳ２）。この処理は、上記前回の処理時に設定した回転数で、トナー補給モータ４６を回転駆動する処理である。これによりトナー補給モータ４６の回転数に対応したトナー量がトナー補給口に補給される。

【0116】

続いて、プリンタコントローラ部５０は、トナー補給前のトナー濃度センサの出力値Ｖｄｂを保持する（ステップＳ３）。この処理は、トナー濃度センサ５６が、現像剤のトナー濃度がトナー補給閾値Ｄｔｈを超えたことを検知したときの出力と同じもの、すなわち図５(a),(b),(c)の位置ｐｓのグラフａ、ｂ又はｃ等の縦軸に対する値である。

【0117】

次に、プリンタコントローラ部５０は、トナー補給ｔ時間後のトナー濃度センサの出力値Ｖｄａを保持する（ステップＳ４）。この処理は、図５(a),(b),(c)において、位置ｐｔでトナー補給された現像剤が位置ｐｓまで移動したときのトナー濃度センサの検知出力値、すなわちＤ０、Ｄ１、又はＤ２等に対応する出力値である。

【0118】

続いて、プリンタコントローラ部５０は、Ｖｄａ値とＶｄｂ値との差分Ｖｄｈを算出する（ステップＳ５）。この処理は、図５(a),(b),(c)に示した差分Ｖｄｈ＿ｓｔｄ、Ｖｄｈ１、又はＶｄｈ２等を演算する処理である。

【0119】

上記に続いて、プリンタコントローラ部５０は、差分ＶｄｈとＶｄｈ＿ｓｔｄを比較する（ステップＳ６）。この処理は、上記算出した差分Ｖｄｈ（＝Ｖｄｈ＿ｓｔｄ、Ｖｄｈ１、又はＶｄｈ２等）と基準値Ｖｄｈ＿ｓｔｄとを比較して、差分ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜が１００ｍＶ未満であるか否かを判別する処理である。

【0120】

そして、プリンタコントローラ部５０は、差分ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜が１００ｍＶ未満であるときは、そのまま処理を終了する。一方、差分ΔＶの絶対値｜ΔＶ｜が１００ｍＶ以上であるときは、差分ΔＶの値により補正値を決定し、トナー補給モータ回転数を決定して（ステップＳ７）、処理を終了する。

【0121】

ステップＳ７の処理では、図６に示すトナー補給モータ回転数補正値テーブルが参照され、例えば、差分ΔＶの値が「−１００ｍＶ（−０．１０Ｖ）」〜「−１９４ｍＶ（−０．１９Ｖ）」の範囲であれば、テーブルの５行目に対応している。

【0122】

したがって、回転数補正値として「−５０」が選択され、補正後回転数として９５０（ｒｐｍ）がトナー補給モータ４６の次回の回転数として決定される。この決定された回転数は、ＥＥＰＲＯＭ５２の所定領域に格納される。

【0123】

また、例えば、差分ΔＶの値が「−１９５ｍＶ（−０．２０Ｖ）」〜「−２９４ｍＶ（−０．２９Ｖ）」の範囲であれば、テーブルの４行目に対応している。したがって、回転数補正値として「−１００」が選択され、補正後回転数として９００（ｒｐｍ）がトナー補給モータ４６の次回の回転数として決定される。

【0124】

以下、同様にして、差分ΔＶの値を元にトナー補給モータ回転数補正値テーブルを参照し、差分ΔＶの値の範囲に応じた回転数補正値を選択し、その選択した回転数補正値に対応する補正後回転数を決定して、次回のトナー補正量を補正する。

【0125】

このように、トナーの補給を行い、トナーを補給された現像剤がトナー濃度センサの位置にきたときのトナー濃度センサの出力値の変動の状態から補給されたトナー量を推測し、補給が少ないときはトナー補給モータの回転数を上げ、補給が過多のときはトナー補給モータの回転数を下げてトナー補給量を補正して、トナー濃度を適正に制御する。

【0126】

なお、上記の実施例では、トナー濃度センサの出力に基づいて現像剤のトナー濃度の低下を検知し、これによりトナーの補給動作を行うように記載したが、これに限ることなく、印字するドットカウント値からトナーの消費量を推定し、トナー補給量を決定するようにしてもよい。

【0127】

また、上述した画像形成装置には、例えば電子写真複写装置、ワードプロセッサ、ファクシミリ装置、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等が含まれることは言うまでも無い。

【0128】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

【0129】

像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を循環可能に収容する現像槽と、
該現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設され、前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力するトナー濃度センサと、
該トナー濃度センサの出力値と比較基準値とを比較する比較部と、
前記循環経路中に配設される補給口と、
前記比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給するトナー補給部と、
前記補給要と判断された際の前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶する記憶部と、
該記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定部と、
該トナー補給量推定部により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を増大させ、前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を減少させるよう、前記トナー補給部を制御するトナー補給量制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
[付記２]

【0130】

前記トナー補給部は、前記補給用トナーを前記補給口に補給するトナー攪拌搬送部と、該トナー攪拌搬送部を駆動する駆動部と、を備え、
前記トナー補給量制御部は、前記トナー補給量推定部による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記駆動部の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]

【0131】

前記トナー補給量制御部は、前記補給用トナーの基準となる補給量に対応する前記駆動部の駆動時間を中心として、順次所定の差分により増加する複数の駆動時間と、順次所定の差分により減少する複数の駆動時間とからなる時間テーブルを、前記駆動時間に対応した前記駆動部のモータ回転数に換算した値からなる回転テーブルとしてメモリに記憶し、
前記トナー補給量推定部による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応する前記駆動部の前記モータの回転数を前記回転テーブルを参照して決定する、
ことを特徴とする付記１又は２記載の画像形成装置。
[付記４]

【0132】

像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給する画像形成方法であって、
前記記憶部に記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給部により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給部から補給された補給用トナーの補給量を推定し、
該推定により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を増大させ、前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を減少させるよう、前記補給用トナーの補給量を制御する、
ことを特徴とする画像形成方法。
[付記５]

【0133】

前記補給用トナーを前記補給口に補給する際に、トナー攪拌搬送部を駆動し、
前記補給量の制御の際、前記推定による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記トナー攪拌搬送部の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする付記４記載の画像形成方法。
[付記６]

【0134】

前記補給量の制御の際、前記補給用トナーの基準となる補給量に対応する前記トナー攪拌搬送部の駆動時間を中心として、順次所定の差分により増加する複数の駆動時間と、順次所定の差分により減少する複数の駆動時間からなる時間テーブルを、前記駆動時間に対応した前記トナー攪拌搬送部のモータ回転数に換算した値からなる回転テーブルとしてメモリに記憶し、
前記推定による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応する前記トナー攪拌搬送部の前記駆動時間を前記テーブルを参照して決定する、
ことを特徴とする付記４又は５記載の画像形成方法。
[付記７]

【0135】

コンピュータで読取り可能なプログラムであり、像担持体上の静電潜像を現像するトナーを含む現像剤を現像槽内に循環可能に収容し、前記現像槽の前記現像剤の循環経路中に配設されたトナー濃度センサにより前記現像剤中のトナーの濃度情報を出力し、該出力値と比較基準値とを比較部で比較し、該比較部の比較結果に基づいて補給の要否を判断して、補給要と判断された際に、前記トナー濃度センサの出力値を補給時出力値として記憶しつつ前記循環経路中に配設された補給口から補給用トナーを前記現像槽に所定の補給量で補給すべく前記コンピュータにより処理される画像形成プログラムにおいて、
前記補給口から前記補給用トナーを前記現像槽に補給するトナー補給処理と、
記憶された前記補給時出力値と前記トナー補給処理により前記補給口から補給された前記補給用トナーを含む現像剤部分が前記トナー濃度センサの配設位置へ移動したタイミングにおける前記トナー濃度センサの出力値との差分に基づいて前記トナー補給処理によリ補給された補給用トナーの補給量を推定するトナー補給量推定処理と、
該トナー補給量推定処理により前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも少ないと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を増大させ、前記補給用トナーの前記補給量が意図していた前記所定の補給量よりも多いと推定された場合に以降の前記補給用トナーの前記補給量を減少させるよう、前記トナー補給処理を制御するトナー補給量制御処理と、
を含むことを特徴とする画像形成プログラム。
[付記８]

【0136】

前記トナー補給処理は、前記補給用トナーを前記補給口に補給するトナー攪拌搬送処理と、該トナー攪拌搬送部を駆動する駆動処理と、を備え、
前記トナー補給量制御処理は、トナー補給量推定処理による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応して、前記駆動処理の駆動時間を増加又は減少させることにより前記補給用トナーの前記補給量を増大又は減少させる、
ことを特徴とする付記７記載の画像形成プログラム。
[付記９]

【0137】

前記トナー補給量制御処理は、前記補給用トナーの基準となる補給量に対応する前記駆動処理の駆動時間を中心として、順次所定の差分により増加する複数の駆動時間と、順次所定の差分により減少する複数の駆動時間からなる時間テーブルを、前記駆動時間に対応した前記駆動処理のモータ回転数に換算した値からなる回転テーブルとしてメモリに記憶し、
前記トナー補給量推定処理による前記補給用トナーの前記補給量の少ないか多いかの推定値に対応する前記駆動処理の前記モータの回転数を前記回転テーブルを参照して決定する、
ことを特徴とする付記７又は８記載の画像形成プログラム。

【産業上の利用可能性】

【0138】

本発明は、補給用トナー容器内のトナーの状態に偏りがあるか否かに係わり無く補給用トナー容器から供給する補給用トナーの補給量を制御して適正なトナー濃度制御が出来る画像形成装置、画像形成方法、及び画像形成プログラムに利用することができる。

【符号の説明】

【0139】

１ フルカラー画像形成装置（プリンタ、装置本体）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０（１０ｍ、１０ｃ、１０ｙ、１０ｋ） 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０ リザーブタンク
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 二次転写バックアップローラ
２４ 二次転写ローラ
２５ 一次転写ローラ
２６ ベルトクリーナ
２７ 廃トナー回収容器
２８ トナーカートリッジ
２９ 電装部
３１（３１ａ、３１ｂ） 給紙カセット
３２ 用紙取出ローラ
３３ 給送ローラ
３４ 捌きローラ
３５ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 前扉
４３ 取っ手
４４ 開閉部材
４５ トナー補給路
４６ トナー補給モータ
４７ ネットワークコントローラ部
４８ Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
４９ ヘッドコントローラ部
５０ プリンタコントローラ
５１ 操作パネル
５２ ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM)
５３ ＲＯＭ(read only memory)
５４ 給紙モータ
５５ ＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９）新旧検知センサ
５６ トナー濃度センサ
５６ｙ Ｙトナー濃度センサ
５６ｍ Ｍトナー濃度センサ
５６ｃ Ｃトナー濃度センサ
５６ｋ Ｋトナー濃度センサ
５７ 圧ユニット
５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ） ＹＭＣＫごとの駆動装置
５９ バス
６３ 外壁
６４ 内部隔壁
６５（６５ａ、６５ｂ） 現像槽
６６ ドクターブレード
６７ 検知面
６８ 回転軸
６９ 螺旋状フィン
７１ 回転軸
７２ 螺旋状フィン
７３ 出口
７４ 供給口
７５ ブレード保持部
７６ 弾性体シート（ブレード）

【図7】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】