JP2009042511A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像手段の動作速度を変更した場合でも、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡を維持することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、像保持体(201,301,401,501)と、像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段(203,303,403,503)と、現像手段にトナーを補給するトナー補給手段(21,22,23,24)と、現像手段の動作速度に応じて、トナー補給手段の動作速度を変更する速度制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置では、像保持体に形成した静電潜像を現像器でトナー画像に現像するため、現像によって消費した分のトナーを現像器に補給する必要がある。一般に、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を現像室で撹拌しつつ現像ロールに供給する現像器の場合は、現像室に設けられた撹拌用のオーガー（以下、「撹拌オーガー」とも記す）の回転によって現像剤（トナーとキャリア）を撹拌しつつ搬送する。また、現像器にトナーを補給する場合は、現像器の現像室につながるトナー補給室やトナー補給路を通してトナー補給用モータの駆動によりトナーを補給する。

この種の画像形成装置において、画像濃度を安定させながら画質欠陥(BCOやかぶりやトナークラウド等)を防止するためには、現像室内のトナー濃度を目的範囲通りに制御することが重要である。

そこで、トナー濃度制御に関する従来技術として、例えば下記特許文献１には、トナー補給ローラの製造バラツキや劣化、トナーの流動性変化やトナー量の変化によりトナー補給レートが変化してしまう課題を解決するために、トナー補給１回あたりの補給時間又はトナー補給１回あたりのトナー補給ローラの回転速度を変更する手段を備えた電子写真装置に関する発明が開示されている。

また、下記特許文献２には、単色画像形成モード（白黒画像形成モード）と多色画像形成モード（フルカラー画像形成モード）で、ブラック現像器により形成されたブラックの基準パッチの濃度測定値に基づいて、ブラック現像器へのトナー補給量を制御する画像形成装置に関する発明が開示されている。

ここで、現像器用の駆動源（以下、「現像器駆動源」と記す」とトナー補給用の駆動源（以下、「トナー補給駆動源」と記す）を、互いに別々の駆動源で構成した場合は、画像形成の処理速度（以下、「プロセススピード」と記す）に合わせて現像器駆動源の動作速度を変えたときに、これに伴う撹拌オーガーの回転速度変動により、現像室で現像剤の搬送速度が変化する。その結果、撹拌オーガーの回転による現像剤の搬送速度（以下、「現像剤搬送速度」とも記す）と、トナー補給駆動源（トナー補給用モータ）の駆動によるトナーの搬送速度（以下、「トナー補給搬送速度」とも記す）の均衡が崩れる。

特開２００２−４９２３４号公報 特開２００１−３４０１８号公報

本発明は、現像手段の動作速度を変更した場合でも、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡を維持することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、像保持体と、前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段に前記トナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段の動作速度に応じて、前記トナー補給手段の動作速度を変更する速度制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記現像手段の動作速度に応じて、前記トナー補給手段の駆動時間を変更するトナー補給制御手段を具備することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記トナー補給制御手段は、前記現像手段の動作速度が相対的に速い場合は、前記トナー補給手段の駆動時間が相対的に短くなるように変更し、前記現像手段の動作速度が相対的に遅い場合は、前記トナー補給手段の駆動時間が相対的に長くなるように変更することを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記トナー補給制御手段は、トナー濃度制御用情報に基づいて算出されるトナー補給時間に乗算する係数を、前記現像手段の動作速度に応じて切り替えることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記トナー補給制御手段は、トナー濃度制御用情報に基づいて算出されるトナー補給時間をトナー補給バッファ時間への加算値とし、前記トナー補給手段の駆動時間を前記トナー補給バッファ時間からの減算値としてトナー補給バッファ処理を行なう場合に、前記減算値に乗算する係数を、前記現像手段の動作速度に応じて切り替えることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置において、前記トナー補給制御手段は、前記現像手段の動作速度に応じて、１回のトナー補給期間に許容されるトナー補給駆動時間の上限値を変更することを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記トナー補給制御手段は、１回のトナー補給期間内にトナー補給動作をｔ時間ずつ最大ｎ回（ｎは２以上の自然数）にわけて行なう場合に、前記像担持体の動作速度に応じて、前記ｔの値及び／又は前記ｎの値を変更することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、現像手段の動作速度を変更した場合でも、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡を維持することができる。したがって、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡の崩れに起因した不具合、例えばトナーの詰まりや帯電不良などを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、現像手段の動作速度に応じてトナー補給手段の動作速度を変更する場合に、それらの動作速度の違いによる１ページあたりのトナー補給量の差を小さくすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、現像手段の動作速度の違いによるトナー補給量の差が小さくなるように、トナー補給手段の駆動時間を変更することができる。

請求項４に記載の発明によれば、トナー濃度制御用情報に基づいて算出されるトナー補給時間を参照してトナー補給手段の駆動時間に制御する場合に、当該トナー補給手段の駆動時間を現像手段の動作速度に応じて変更することができる。

請求項５に記載の発明によれば、トナー補給バッファ処理によってトナー補給手段の駆動時間を制御する場合に、当該トナー補給手段の駆動時間を現像手段の動作速度に応じて変更することができる。

請求項６に記載の発明によれば、現像手段の動作速度に合わせてトナー補給レートが変わっても、トナーの撹拌性や帯電性を良好に維持することができる。

請求項７に記載の発明によれば、トナー補給動作に適用されるｔの値やｎの値をパラメータとして、トナー補給駆動時間の上限値を自在に変更することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。図示した画像形成装置１は、４連タンデム型のマシン構成を採用したもので、大きくは、４つの画像形成部２，３，４，５と、当該４つの画像形成部２，３，４，５に共通の露光装置６と、中間転写体７と、二次転写装置８を備えた構成となっている。

画像形成装置１は、多色画像形成モードではイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックといった４色のトナーを用いてフルカラーの画像を形成し、単色画像形成モードではブラックのトナーを用いて白黒の画像を形成する。画像形成部２は、イエローのトナーを用いて可視画像を形成し、画像形成部３は、マゼンタのトナーを用いて可視画像を形成するものである。また、画像形成部４は、シアンのトナーを用いて可視画像を形成し、画像形成部５は、ブラックのトナーを用いて可視画像を形成するものである。以降の説明では、各々の画像形成部２，３，４，５でトナーを用いて形成される可視画像を「トナー画像」と記す。

各々の画像形成部２，３，４，５は、中間転写体７の移動方向において、上流側から下流側に向かって順に配置されている。すなわち、中間転写体７の移動方向（図中、Ｙ方向）において、画像形成部３は画像形成部２の下流側に配置され、画像形成部４は画像形成部３の下流側に配置され、画像形成部５は画像形成部４の下流側に配置されている。

露光装置６は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色成分に分解された画像データに基づいて、それぞれに対応する画像形成部２，３，４，５に向けてレーザ光を出射するとともに、当該レーザ光を所定の方向（主走査方向）に走査するものである。

中間転写体７は、無端状のベルト部材によって構成されている。中間転写体７は、複数の支持ロール１１，１２，１３，１４によってループ状（一部図示を省略）に支持されている。これら複数の支持ロール１１〜１４は、中間転写体７を所定の張力で支持するとともに、画像形成のプロセス方向となるＹ方向に所定の速度で中間転写体７を移動（走行）させるものである

二次転写装置８は、中間転写体７に転写されたトナー画像を図示しない用紙に転写するものである。二次転写装置８は、支持ロール１４との間に中間転写体７を挟み込む形態で、支持ロール１４に対して近接かつ対向する状態に配置されている。記録媒体となる用紙は、二次転写装置８と支持ロール１４の間を通過するように搬送され、この搬送中に中間転写体７から用紙にトナー画像が転写される。また、トナー画像が転写された用紙は図示しない定着装置に送られ、そこで加熱・加圧されることにより、用紙にトナー画像が定着される。

各々の画像形成部２，３，４，５は、互いに共通の構成を有するものである。したがって、ここでは画像形成部２の構成を代表例として説明する。画像形成部２には、像保持体２０１が設けられている。像保持体２０１は、画像形成時に一定の速度で反時計回り方向に回転駆動されるものである。像保持体２０１の周囲には、当該像保持体２０１の回転方向にしたがって帯電器２０２、現像器２０３、画像濃度センサ２０４、一次転写ロール２０５等が順に設けられている。

帯電器２０２は、像保持体２０１の表面を所定の電位に帯電させるものである。現像器２０３は、露光装置６によって像保持体２０１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像することにより、像保持体２０１上にトナー画像を形成するものである。現像器２０３にはトナー濃度センサ２０６が取り付けられている。トナー濃度センサ２０６は、現像室内のトナー濃度(TC;toner concentration)を検出するものである。画像濃度センサ２０４は、像保持体２０１上に形成されたトナー画像の濃度を検出するものである。一次転写ロール２０５は、像保持体２０１の表面に形成されたトナー画像を中間転写体７に転写させるものである。

現像器２０３の現像室には、現像ロール２０７と、供給オーガー２０８と、撹拌オーガー２０９が組み込まれている。これら現像ロール２０７、供給オーガー２０８及び撹拌オーガー２０９は、現像器駆動源として、例えば図示しない現像用モータを設けた場合に、当該現像用モータを共通の駆動源として回転するものである。現像器２０３は、上記現像器駆動源を含めて、現像手段として設けられたものである。したがって、現像手段の動作速度とは、現像ロール２０７、供給オーガー２０８、撹拌オーガー２０９等の回転速度やこれを決定する現像用モータの駆動速度（回転速度）をいう。

現像ロール２０７は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を磁気的に吸着して保持するとともに、ロール自身の回転によって現像剤を円周方向に搬送するものである。現像ロール２０７は、例えばマグネットロールを用いて構成されるもので、像保持体２０１との対向位置（以下、「現像位置」と記す）に近接して配置される。

供給オーガー２０８は、二成分現像剤をオーガーの回転軸方向に搬送しつつ現像ロール２０７に供給するものである。撹拌オーガー２０９は、トナーとキャリアを撹拌しつつ搬送することにより、キャリアとの摩擦によってトナーを所定の極性に帯電させるものである。供給オーガー２０８と撹拌オーガー２０９は、図示しない隔壁で仕切られた現像室に配置されている。現像ロール２０７は、供給オーガー２０８が配置されている方の現像室に面して配置されている。

上記構成の画像形成部２と同様に、画像形成部３は、像保持体３０１、帯電器３０２、現像器３０３、画像濃度センサ３０４、一次転写ロール３０５、トナー濃度センサ３０６、現像ロール３０７、供給オーガー３０８、撹拌オーガー３０９等を用いて構成されている。また、画像形成部４は、像保持体４０１、帯電器４０２、現像器４０３、画像濃度センサ４０４、一次転写ロール４０５、トナー濃度センサ４０６、現像ロール４０７、供給オーガー４０８、撹拌オーガー４０９等を用いて構成され、画像形成部５は、像保持体５０１、帯電器５０２、現像器５０３、画像濃度センサ５０４、一次転写ロール５０５、トナー濃度センサ５０６、現像ロール５０７、供給オーガー５０８、撹拌オーガー５０９等を用いて構成されている。

上記４つの画像形成部２，３，４，５のうち、画像形成部２の現像器２０３には、これに対応して装置内に搭載されたトナーカートリッジ１５からイエローのトナーが補給され、画像形成部３の現像器３０３には、これに対応して装置内に搭載されたトナーカートリッジ１６からマゼンタのトナーが補給される構成となっている。また、画像形成部４の現像器４０３には、これに対応して装置内に搭載されたトナーカートリッジ１７からシアンのトナーが補給され、画像形成部５の現像器５０３には、これに対応して装置内に搭載されたトナーカートリッジ１８からブラックのトナーが補給される構成となっている。このうち、トナーカートリッジ１８のサイズ（容積）は、他のトナーカートリッジ１５，１６，１７のサイズよりも大となっている。

トナーカートリッジ１５に収容されたイエローのトナーは、トナー補給用モータ２１の駆動によって現像器２０３に補給され、トナーカートリッジ１６に収容されたマゼンタのトナーは、トナー補給用モータ２１の駆動によって現像器３０３に補給される。また、トナーカートリッジ１７に収容されたシアンのトナーは、トナー補給用モータ２３の駆動によって現像器４０３に補給され、トナーカートリッジ１８に収容されたブラックのトナーは、トナー補給用モータ２４の駆動によって現像器５０３に補給される。

トナー補給用モータ２１は、イエロートナー用のトナー補給駆動源として設けられたものである。トナー補給用モータ２１は、図示しないイエロートナー補給用のトナー補給部材を回転させるための駆動源となる。トナー補給用モータ２２は、マゼンタトナー用のトナー補給駆動源として設けられたものである。トナー補給用モータ２２は、図示しないマゼンタトナー補給用のトナー補給部材を回転させるための駆動源となる。トナー補給用モータ２３は、シアントナー用のトナー補給駆動源として設けられたものである。トナー補給用モータ２３は、図示しないシアントナー補給用のトナー補給部材を回転させるための駆動源となる。トナー補給用モータ２４は、ブラックトナー用のトナー補給駆動源として設けられたものである。トナー補給用モータ２４は、図示しないブラックトナー補給用のトナー補給部材を回転させるための駆動源となる。

イエロートナー補給用のトナー補給部材は、上記トナー補給用モータ２１を含めて、現像器２０３にイエロートナーを補給するトナー補給手段として設けられたものである。マゼンタトナー補給用のトナー補給部材は、上記トナー補給用モータ２２を含めて、現像器３０３にマゼンタトナーを補給するトナー補給手段として設けられたものである。シアントナー補給用のトナー補給部材は、上記トナー補給用モータ２３を含めて、現像器４０３にシアントナーを補給するトナー補給手段として設けられたものである。ブラックトナー補給用のトナー補給部材は、上記トナー補給用モータ２４を含めて、現像器５０３にブラックトナーを補給するトナー補給手段として設けられたものである。したがって、本実施形態において、トナー補給手段の動作速度とは、各色に対応するトナー補給部材の回転速度やこれを決定するトナー補給用モータ２１，２２，２３，２４の駆動速度（回転速度）をいう。

トナー量検知センサ２５は、トナーカートリッジ１５に収容されているトナーの量（残量）を検知するものである。トナー量検知センサ２６は、トナーカートリッジ１６に収容されているトナーの量を検知するものである。トナー量検知センサ２７は、トナーカートリッジ１７に収容されているトナーの量を検知するものである。トナー量検知センサ２８は、トナーカートリッジ１８に収容されているトナーの量を検知するものである。

一方、支持ロール１１の近傍には、当該支持ロール１１の反対側で中間転写体７に対向するようにＡＤＣセンサ２９が配置されている。ＡＤＣセンサ２９は、ＡＤＣ（Auto Density Control）方式でトナー濃度を制御するために設けられるものである。画像濃度センサ２９は、所定の間隔でＹ方向に並ぶ一次転写ロール２０５，３０５，４０５，５０５によって中間転写体７に転写されるトナー画像のうち、特に、濃度制御を目的として形成されるトナーパッチの濃度を検出するものである。

トナー補給制御部３１は、各色の現像器２０３，３０３，４０３，５０３ごとに、現像室内のトナー濃度を安定的に制御するために取り込まれる各種の情報（以下、「トナー濃度制御用情報」と記す）に基づいてトナー補給時間を算出し、それぞれに対応するトナー補給用モータ２１，２２，２３，２４の駆動を制御するものである。

トナー補給制御部３１には、トナー濃度制御用情報の一例として、トナー濃度センサ２０６，３０６，４０６，５０６からの情報と、トナー量検知センサ２５，２６，２７，２８からの情報と、ＡＤＣセンサ２９からの情報と、ピクセルカウンタ３２からの情報と、温度センサ３３からの情報が取り込まれる構成となっている。ピクセルカウンタ３２は、１ページ（用紙１面）あたりの画像データのピクセル数（有効画素数）を計数するものである。このため、ピクセルカウンタ３２からの情報は、１ページあたりのピクセル計数値を示す情報となる。温度センサ３３は、装置内部の温度（機内温度）を検出するものである。

なお、トナー濃度制御用情報としては、１ページあたりの画像密度（１ページ内の全画素数を有効画素数で除算した値）であってもよいし、画像濃度センサ２０４，３０４，４０４，５０４によって得られる情報であってもよい。

ただし、本発明の実施形態においては、各種のトナー濃度制御用情報のうち、ピクセルカウンタ３２からの情報（ピクセル計数値を示す情報）と、ＡＤＣセンサ２９からの情報（パッチ濃度を示す情報）を参照してトナー補給時間を算出する場合を例に挙げて説明することとする。

図２は本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。トナー補給制御部３１には、上述したＡＤＣセンサ２９とピクセルカウンタ３２の他に、メモリ３４が接続されている。メモリ３４は、トナー補給制御に係る各種のデータや情報を記憶するために用いられるものである。

トナー補給用モータ制御部３６は、トナー補給制御部３１からのモータ駆動指令に基づいて、上述したトナー補給用モータ２１，２２，２３，２４の駆動を個別に制御するものである。現像用モータ制御部３７は、図示しない画像形成制御部からのモータ駆動指令に基づいて、現像用モータ３８，３９，４０，４１の駆動を個別に制御するものである。現像用モータ３８は現像器２０３の駆動源となり、現像用モータ３９は現像器３０３の駆動源となる。また、現像用モータ４０は現像器４０３の駆動源となり、現像用モータ４１は現像器５０３の駆動源となる。

図３はトナー補給用モータ制御部３６によって行なわれるトナー補給用モータの速度設定処理を示すフローチャートである。まず、トナー補給用モータ制御部３６は、現像用モータの駆動速度が、「高速」、「中速」、「低速」のいずれに設定されているかを判断する（ステップＳ１）。本実施形態においては、一例として、画像形成のプロセススピード、現像用モータの駆動速度及びトナー補給用モータの駆動速度を、それぞれ「高速」、「中速」、「低速」の３段階に区分するものとする。このうち、「中速」は通常（標準）の速度となり、「高速」は「中速」よりも速い速度、「低速」は「中速」よりも遅い速度となる。現像用モータの駆動速度は、単位時間あたりのモータ回転数（ｒｐｍ）によって規定されるものである。現像用モータの駆動速度は、画像形成のプロセススピードに依存し、画像形成のプロセススピードは、現像位置における像保持体（２０１，３０１，４０１，５０１）の周速や中間転写体７の移動速度によって決まる。また、現像ロールの周速は、像保持体の周速と一定の比を保つように設定される。このため、現像ロールの周速は、プロセススピードに比例したものとなる。現像用モータの駆動速度やこれによって決まる現像ロールの周速は、「現像手段の動作速度」に相当するものとなる。

したがって、例えば画像形成で要求（設定）される画質の違いなどによってプロセススピードが複数存在する場合は、画像形成に適用するプロセススピードに比例して現像ロールの周速が変わることになる。本実施形態においては、一例として、画像形成のプロセススピード（像保持体の周速等）が、図示しない画像形成制御部において、画質設定などの画像形成条件に応じて、上述のように３段階に切り替えられるものとする。

そうした場合、画像形成制御部によってプロセススピードが「高速」に設定されると、これに合わせて現像用モータの駆動速度が現像用モータ制御部３７によって「高速」に設定される。また、プロセススピードが「中速」に設定されると、これに合わせて現像用モータの駆動速度が「中速」に設定され、プロセススピードが「低速」に設定されると、これに合わせて現像用モータの駆動速度が「低速」に設定される。ちなみに、画像形成のプロセススピードと現像用モータの駆動速度は、一定の比を保つように設定されるため、例えば同じ「高速」の設定であっても、両者の速度は必ずしも同じ速度にはならない。

上記ステップＳ１において、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されていると判断した場合は、これに応じてトナー補給用モータ制御部３６がトナー補給用モータの駆動速度を「高速」に設定する（ステップＳ２）。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されていると判断した場合は、これに応じてトナー補給用モータ制御部３６がトナー補給用モータの駆動速度を「中速」に設定し（ステップＳ３）、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されていると判断した場合は、これに応じてトナー補給用モータ制御部３６がトナー補給用モータの駆動速度を「低速」に設定する（ステップＳ４）。

次に、トナー補給用モータ制御部３６は、トナー補給制御部３１から与えられるモータ駆動指令に基づいて、各々のトナー補給用モータ２１，２２，２３，２４を、上記ステップＳ２、Ｓ３又はＳ４で設定した駆動速度で回転駆動する（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ２でトナー補給用モータの駆動速度を「高速」に設定した場合は、この速度設定にしたがってトナー補給用モータ制御部３６はトナー補給用モータを「高速」で回転駆動する。また、ステップＳ３でトナー補給用モータの駆動速度を「中速」に設定した場合は、この速度設定にしたがってトナー補給用モータ制御部３６はトナー補給用モータを「中速」で回転駆動し、ステップＳ４でトナー補給用モータの駆動速度を「低速」に設定した場合は、この速度設定にしたがってトナー補給用モータ制御部３６はトナー補給用モータを「低速」で回転駆動する。

以上の処理フローにおいては、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合に、これに合わせてトナー補給用モータの駆動速度が「高速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合に、これに合わせてトナー補給用モータの駆動速度が「中速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合に、これに合わせてトナー補給用モータの駆動速度が「低速」に設定される。

これにより、例えば現像器２０３において、撹拌オーガー２０９の回転速度を決める現像用モータ３８の回転速度が相対的に速い場合は、トナー補給部材の回転速度を決めるトナー補給用モータ２１の回転速度が相対的に速くなるように補正され、現像用モータ３８の回転速度が相対的に遅い場合は、トナー補給用モータ２１の回転速度が相対的に遅くなるように補正される。このため、画像形成のプロセススピードが変わっても、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡が維持される。この点は他の現像器３０３，４０３，５０３についても同様である。ただし、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡を維持するにあたって、それらの速度の関係（速度比）は必ずしも一定である必要はない。

また、現像剤搬送速度とトナー補給搬送速度の均衡が崩れた場合の具体的な事象として、例えば、現像剤搬送速度に比較してトナー補給搬送速度が速すぎた場合は、現像器２０３内でトナーの詰まりなどが発生する恐れがあるが、両者の均衡が維持されれば、そうした懸念がなくなる。

ところで、トナー補給制御部３１は、ピクセルカウンタ３２から取り込まれるピクセル計数値の情報に基づいて、１ページあたりのトナー消費量を演算によって予測するとともに、当該トナー消費量に対応する量のトナーを現像室に補給するために必要となるトナー補給時間を算出する。そして、任意の１つの現像器で現像を行なう期間（以下、「現像期間」と記す）に対応したトナー補給期間に、上記トナー補給時間を参照（制御パラメータとして使用）してトナー補給用モータを回転させることにより、現像器（現像室）へのトナー補給を制御する。１回の現像期間は、像保持体に形成された静電潜像が現像ロールとの対向位置を通過する期間で規定され、これに対応して１回のトナー補給期間が規定される。１回のトナー補給期間内では、実際にトナー補給用モータ（２１〜２４）を駆動する時間の長さによってトナー補給量が変わる。また、上述したピクセル計数値に基づくトナー補給制御方式は、ＩＣＤＣ(Image Count Dispense Control)方式とも呼ばれる。

トナー補給制御部３１は、ピクセルカウンタ３２を用いたＩＣＤＣ方式のトナー濃度制御に加えて、濃度検出センサＡＤＣセンサ２９を用いたＡＤＣ方式のトナー濃度制御を併用する。ＡＤＣ方式のトナー濃度制御を併用する場合は、例えば予め設定されたページ数分のトナー画像を現像するたびに、トナーパッチの濃度をＡＤＣセンサ２９で検出し、この検出結果に基づいてトナー補給時間を算出する。ＡＤＣ方式によって算出されるトナー補給駆動時間は、ＡＤＣセンサ２９で検出したトナーパッチの濃度が、目標とする基準濃度よりも高い場合は、その濃度差に応じた負の値となり、トナーパッチ濃度が基準濃度よりも低い場合は、その濃度差に応じた正の値となる。

トナー補給制御部３１は、ＩＣＤＣ方式で算出されるトナー補給時間を「ＩＣＤＣトナー補給時間」とし、ＡＤＣ方式で算出されるトナー補給時間を「ＡＤＣトナー補給時間」と定義すると、以下の（１）式によってトナー補給時間を求める。
トナー補給時間＝ＩＣＤＣトナー補給時間＋ＡＤＣトナー補給時間 …（１）

これに対して、トナー補給用モータの回転駆動によって現像器（現像室）に補給される単位時間あたりのトナー量すなわちトナー補給レートは、トナー補給用モータの駆動速度に依存したものとなる。具体的には、トナー補給用モータの駆動速度が速くなるほどトナー補給レートが高くなる。したがって、同じ時間分だけトナー補給用モータを回転させても、上述のように現像用モータの駆動速度に応じてトナー補給用モータの駆動速度を変更すると、トナー補給量が変わる。トナー補給量とは、トナー補給手段（トナー補給用モータ等に相当）の駆動によって現像器の現像室に補給されるトナーの量をいう。

ここで、実際にトナー補給手段を駆動する時間をトナー補給駆動時間と定義し、このトナー補給駆動時間の単位をミリ秒（ｍｓｅｃ）、上記トナー補給量の単位をミリグラム（ｍｇ）、上記トナー補給レートの単位をミリグラム（ｍｇ）／秒（ｓｅｃ）とすると、これらの間には以下の（２）式の関係が成り立つ。
トナー補給量＝トナー補給レート×１０^-3×トナー補給駆動時間 …（２）

上記（２）式において、トナー補給駆動時間を一定とすると、トナー補給レートが高くなるほどトナー補給量が増加し、反対にトナー補給レートが低くなるほどトナー補給量が減少する。具体的な事例として、トナー補給駆動時間＝１０００ｍｓｅｃで一定とすると、トナー補給レート＝２００ｍｇ／ｓｅｃの場合のトナー補給量は２００ｍｇとなり、トナー補給レート＝３００ｍｇ／ｓｅｃの場合のトナー補給量は３００ｍｇとなる。このため、トナー補給レートの違いによってトナー補給量に１００ｍｇの差が生じる。

これに対して、本発明に係る画像形成装置１においては、現像用モータの駆動速度に応じてトナー補給用モータの駆動速度を変更してもトナー補給量が変わらないように、現像用モータの駆動速度に応じて、トナー補給用モータの駆動時間（トナー補給駆動時間）を変更する処理（詳細は後述）をトナー補給制御部３１で行なう構成となっている。かかる処理において、現像用モータの駆動速度が相対的に速い場合は、トナー補給用モータの駆動時間が相対的に短くなるように変更し、現像用モータの駆動速度が相対的に遅い場合は、トナー補給用モータの駆動時間が相対的に長くなるように変更する。これにより、上述のようにトナー補給駆動時間を一定とする場合に比較すると、トナー補給レートの違いによるトナー補給量の差は小さくなる。

具体的な事例として、トナー補給レート＝２００ｍｇ／ｓｅｃの場合に適用するトナー補給駆動時間を１０００ｍｓｅｃとし、トナー補給レート＝３００ｍｇ／ｓｅｃの場合に適用するトナー補給駆動時間を７００ｍｓｅｃとすると、トナー補給レート＝２００ｍｇ／ｓｅｃの場合のトナー補給量は２００ｍｇとなり、トナー補給レート＝３００ｍｇ／ｓｅｃの場合のトナー補給量は２１０ｍｇとなる。このため、トナー補給レートが違ってもトナー補給量の差は１０ｍｇとなり、これはトナー補給駆動時間を一定とする場合の１／１０の量に相当する。

図４は本発明の実施形態に係るトナー補給制御処理の一例を示すフローチャートである。まず、トナー補給制御部３１は、現像用モータ制御部３７（又は画像形成制御部）から通知される現像用モータの駆動速度が、「高速」、「中速」、「低速」のいずれに設定されているかを判断する（ステップＳ１１）。

上記ステップＳ１１において、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されていると判断した場合は、当該「高速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ１を読み出す（ステップＳ１２）。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されていると判断した場合は、当該「中速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ２を読み出し（ステップＳ１３）、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されていると判断した場合は、当該「低速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ３を読み出す（ステップＳ１４）。これら３つの係数Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、「Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３」の大小関係に設定されている。

次に、トナー補給制御部３１は、ＩＣＤＣ方式で算出されたＩＣＤＣトナー補給時間に、上記ステップＳ１２、Ｓ１３又はＳ１４で読み出した係数Ｍ１，Ｍ２又はＭ３を乗算することにより、当該ＩＣＤＣトナー補給時間を補正する（ステップＳ１５）。具体的には、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間に係数Ｍ１を乗算する。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間に係数Ｍ２を乗算し、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間に係数Ｍ３を乗算する。

次に、トナー補給制御部３１は、ＡＤＣ方式で算出されたＡＤＣトナー補給時間に、上記ステップＳ１２、Ｓ１３又はＳ１４で読み出した係数Ｍ１，Ｍ２又はＭ３を乗算することにより、当該ＡＤＣトナー補給時間を補正する（ステップＳ１６）。具体的には、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、ＡＤＣトナー補給時間に係数Ｍ１を乗算する。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合は、ＡＤＣトナー補給時間に係数Ｍ２を乗算し、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、ＡＤＣトナー補給時間に係数Ｍ３を乗算する。

次に、トナー補給制御部３１は、上記ステップＳ１５で補正したＩＣＤＣトナー補給時間と上記ステップＳ１６で補正したＡＤＣトナー補給時間とを用いて、トナー補給動作に適用するトナー補給時間を上記（１）式にしたがって算出する（ステップＳ１７）。

次に、トナー補給制御部３１は、上記ステップＳ１７で算出したトナー補給時間に基づいてトナー補給用モータ制御部３６にモータ駆動指令を与えることにより、トナー補給用モータを回転させてトナー補給動作を実行させる（ステップＳ１８）。この場合、トナー補給用モータ制御部３６は、各々の現像器２０３，３０３，４０３，５０３の現像期間に対応するトナー補給期間において、トナー補給制御部３１から現像器（現像色）ごとに与えられるモータ駆動指令に含まれるトナー補給時間相当分だけ、各々のトナー補給用モータを個別に回転駆動することになる。

以上の処理フローにおいては、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、最も小さい係数Ｍ１を用いてトナー補給時間（ＩＣＤＣトナー補給時間＋ＡＤＣトナー補給時間）が補正され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、最も大きな係数Ｍ３を用いてトナー補給時間が補正される。

このため、例えば各々の係数がＭ１＝０．８、Ｍ２＝１．０、Ｍ３＝１．２に設定されているものと仮定すると、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、トナー補給時間が短くなる方向で補正され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、トナー補給時間が長くなる方向で補正される。その結果、実際のトナー補給動作においては、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間が短くなるように変更され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間が長くなるように変更される。

具体的な事例として、１ページ分のピクセル数に基づいて算出されるＩＣＤＣトナー補給時間が１０００ｍｓｅｃで共通である画像データを、同じ現像色で１０ページ連続して処理する場合に、現像用モータの駆動速度が「高速」の設定時に適用される係数がＭ１＝０．８に設定され、「中速」の設定時に適用される係数がＭ２＝１．０に設定され、「低速」の設定時に適用される係数がＭ３＝１．２に設定されているものと仮定する。

そうした場合、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間がそのままトナー補給駆動時間に反映されるため、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は１００００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１０００ｍｓｅｃ）となる。また、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間に係数Ｍ１＝０．８を乗算した値がトナー補給駆動時間に反映されるため、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は８０００ｍｓｅｃ（１ページ平均で８００ｍｓｅｃ）となる。一方、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、ＩＣＤＣトナー補給時間に係数Ｍ３＝１．２を乗算した値がトナー補給駆動時間に反映されるため、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は１２０００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１２００ｍｓｅｃ）となる。

また、説明の便宜上、トナー補給用モータの駆動速度が「高速」に設定されているときのトナー補給レートを１．２ｍｇ／ｓｅｃ、「中速」に設定されているときのトナー補給レートを１．０ｍｇ／ｓｅｃ、「低速」に設定されているときのトナー補給レートを０．８ｍｇ／ｓｅｃと仮定する。そうした場合、上記図３に示す処理フローにおいて、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「高速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「中速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「低速」に設定されることから、上記の事例において、トナー補給用モータの駆動速度が「高速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は９．６ｍｇ（１ページ平均で０．９６ｍｇ）、トナー補給用モータの駆動速度が「中速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１０ｍｇ（１ページ平均で１ｍｇ）、トナー補給用モータの駆動速度が「低速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は９．６ｍｇ（１ページ平均で０．９６ｍｇ）となる。

これに対して、例えば、上記の係数Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３がすべて１．０に設定されているものと仮定すると、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は、現像用モータの駆動速度によらず、すべて１００００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１０００ｍｓｅｃ）となる。このため、現像用モータの駆動速度が「高速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１２ｍｇ（１ページ平均で１．２ｍｇ）、現像用モータの駆動速度が「中速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１０ｍｇ（１ページ平均で１ｍｇ）、現像用モータの駆動速度が「低速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は８．０ｍｇ（１ページ平均で０．８ｍｇ）となる。

したがって、例えばピクセルカウンタ３２で計数したピクセル数が同じ１ページ分の画像データを、現像用モータの駆動速度条件を変えて用紙に画像形成する場合に、トナー補給用モータの駆動速度の変更によってトナー補給レートが変わっても、上記図４に示す処理フローに基づいてトナー補給駆動時間を変更することで、１ページあたりのトナー補給量は、トナー補給用モータの駆動速度によらず均等化されることになる。

ところで、トナー補給用モータの駆動によるトナー補給動作は、トナーの撹拌性や帯電性などを考慮して、１色のトナーにつき、１回のトナー補給期間内にｔ時間ずつ最大ｎ回（ｎは２以上の自然数）にわけて行なわれる場合がある。そうした場合、トナー補給動作１回あたりのトナー補給駆動時間ｔをトナー補給駆動単位時間と定義すると、１回のトナー補給期間に許容されるトナー補給駆動時間の上限値はｎ×ｔ時間で規定されることになる。

また、ある１色のトナーに関して、トナー補給動作に適用されるトナー補給時間が、上記の上限値（ｎ×ｔ時間）を超えると、１回のトナー補給期間内にトナー補給が完了しない場合もあり得る。そうした場合、ある１色のトナーに関して、次のトナー補給期間に、前回のトナー補給期間で処理しきれなかった分のトナー補給駆動時間を加味してトナー補給動作を行なうことにより、トナー補給の不足分を補う。以降の説明では、こうした処理を「トナー補給バッファ処理」と記す。

トナー補給バッファ処理では、各色の現像器２０３，３０３，４０３，５０３ごとに、メモリ３４にトナー補給バッファ時間を記憶しておく。つまり、トナー補給バッファ時間は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像色ごとにメモリ３４に保持される。そして、該当する現像色の現像器に関して、ＩＣＤＣ方式やＡＤＣ方式などによって算出されるトナー補給時間をトナー補給バッファ時間への加算値とする一方、トナー補給用モータの駆動時間（トナー補給駆動時間）をトナー補給バッファ時間からの減算値として、メモリ３４内のトナー補給バッファ時間を順次更新しつつ、後述するトナー補給バッファ処理を行なう。

＜トナー補給バッファ処理の概念＞
１回のトナー補給期間にトナー補給動作をｔ時間ずつ最大ｎ回（ｎは２以上の自然数）にわけて行なう場合、各々のトナー補給期間でトナー補給バッファ時間を基にトナー補給動作回数を決定する。具体的には、トナー補給バッファ時間をｔの値で除算したときに得られる商（整数）と余りのうち、商の値でトナー補給動作回数を決定して、当該回数に対応する分のトナー補給駆動時間をトナー補給バッファ時間から減算し、余りの値を次回への持ち越し分とする。また、トナー補給バッファ時間がトナー補給駆動時間の上限値となるｔ×ｎ時間を超える場合は、その超過分を次回への持ち越し分とし、トナー補給バッファ時間が負の値である場合は、当該トナー補給バッファ時間をそのまま次回への持ち越し分とする。

＜トナー補給バッファ処理の事例＞
いま、１回のトナー補給期間に最長３０００ｍｓｅｃ（ｎ＝６、ｔ＝５００ｍｓｅｃ）だけトナー補給動作を行なえるトナー濃度制御系のシステム構成において、今回のトナー補給期間に入る前にメモリ３４に記憶されているトナー補給バッファ時間が１０００ｍｓｅｃになっていたと仮定すると、今回のトナー補給期間ではトナー補給モータの駆動によるトナー補給動作を５００ｍｓｅｃずつ２回にわけて行なう。このため、メモリ３４に記憶されるトナー補給バッファ時間は、今回のトナー補給期間でトナー補給用モータの駆動時間に反映される１０００ｍｓｅｃを減算することにより、０ｍｓｅｃとなる。

これに対して、今回のトナー補給期間に入る前にトナー補給バッファ時間が８００ｍｓｅｃになっていたと仮定すると、今回のトナー補給期間ではトナー補給用モータの駆動によるトナー補給動作を５００ｍｓｅｃで１回だけ行なう。このため、メモリ３４に記憶されるトナー補給バッファ時間は、今回のトナー補給期間でトナー補給用モータの駆動時間に反映される５００ｍｓｅｃを減算することにより、３００ｍｓｅｃとなる。今回のトナー補給期間で処理できなかった３００ｍｓｅｃの時間は、次回への持ち越し分となる。そして、次回のトナー補給期間前に算出されたＩＣＤＣトナー補給時間が８００ｍｓｅｃであれば、この時間を、前回からの持ち越し分（３００ｍｓｅｃ）に加算して次回のトナー補給期間に入る。このため、次回のトナー補給期間に入る前のトナー補給バッファ時間は１１００ｍｓｅｃとなる。したがって、次回のトナー補給期間ではトナー補給用モータの駆動によるトナー補給動作を５００ｍｓｅｃずつ２回にわけて行なう。

また、メモリ３４に記憶されているトナー補給バッファ時間が３００ｍｓｅｃとなっている状況で、今回のトナー補給期間前に算出されたＡＤＣトナー補給時間が−５００ｍｓｅｃであった場合は、これとの加算処理によってメモリ３４内のトナー補給バッファ時間が−２００ｍｓｅｃとなる。このため、今回のトナー補給期間ではトナー補給用モータの駆動によるトナー補給動作を行なわない。これに対して、メモリ３４に記憶されているトナー補給バッファ時間が３００ｍｓｅｃとなっている状況で、今回のトナー補給期間前に算出されたＡＤＣトナー補給時間が＋２００ｍｓｅｃであった場合は、これとの加算処理によってメモリ３４内のトナー補給バッファ時間が５００ｍｓｅｃとなる。このため、今回のトナー補給期間ではトナー補給用モータの駆動によるトナー補給動作を５００ｍｓｅｃで１回だけ行なう。

図５は本発明の実施形態に係るトナー補給制御処理の他の例を示すフローチャートである。この処理フローは、上記のトナー補給バッファ処理を行なう場合に適用されるものである。まず、トナー補給制御部３１は、現像用モータ制御部３７（又は画像形成制御部）から通知される現像用モータの駆動速度が、「高速」、「中速」、「低速」のいずれに設定されているかを判断する（ステップＳ２１）。

上記ステップＳ２１において、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されていると判断した場合は、当該「高速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ１１を読み出す（ステップＳ２２）。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されていると判断した場合は、当該「中速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ１２を読み出し（ステップＳ２３）、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されていると判断した場合は、当該「低速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されている係数Ｍ１３を読み出す（ステップＳ２４）。これら３つの係数Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３は、「Ｍ１１＞Ｍ１２＞Ｍ１３」の大小関係に設定されている。

次に、トナー補給制御部３１は、トナー補給バッファ処理でトナー補給バッファ時間からの第１の減算値となるトナー補給用モータの駆動時間に、上記ステップＳ２２、Ｓ２３又はＳ２４で読み出した係数Ｍ１１，Ｍ１２又はＭ１３を乗算することにより、当該第１減算値を補正する（ステップＳ２５）。具体的には、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は第１の減算値（トナー補給駆動時間）に係数Ｍ１１を乗算し、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合は第１の減算値に係数Ｍ１２を乗算し、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は第１の減算値に係数Ｍ１３を乗算する。

次に、トナー補給制御部３１は、トナー補給バッファ処理でトナー補給バッファ時間からの第２の減算値となるトナー補給用モータのオーバーラン時間に、上記ステップＳ２２、Ｓ２３又はＳ２４で読み出した係数Ｍ１１，Ｍ１２又はＭ１３を乗算することにより、当該第２の減算値を補正する（ステップＳ２６）。具体的には、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は第２の減算値（オーバーラン時間）に係数Ｍ１１を乗算し、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合は第２の減算値に係数Ｍ１２を乗算し、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は第２の減算値に係数Ｍ１３を乗算する。

トナー補給用モータのオーバーラン時間とは、トナー補給用モータ制御部３６がトナー補給用モータ（２１，２２，２３，２４）への駆動信号の出力を停止してから、実際にトナー補給用モータの回転が停止するまでの時間、つまりトナー補給用モータが回転の慣性力によって余分に回転する時間をいう。このオーバーラン時間は、予め実験的に求められる時間である。トナー補給バッファ処理においては、必ずしもこのオーバーラン時間をトナー補給バッファ時間からの減算値に含めなくてもよいが、含めた方がトナー濃度制御上の精度は上がる。

次に、トナー補給制御部３１は、上記ステップＳ２５で補正した第１の減算値と上記ステップＳ２６で補正した第２の減算値と適用してトナー補給バッファ時間を更新する（ステップＳ２７）。具体的には、上記ステップＳ２５で補正した第１の減算値と上記ステップＳ２６で補正した第２の減算値とを加算し、この加算値を、その時点でメモリ３４に記憶されているトナー補給バッファ時間から減算することにより、次回のトナー補給期間でトナー補給動作に適用するトナー補給バッファ時間を更新し、当該更新後のトナー補給バッファ時間をメモリ３４に保持させる。

以上の処理フローにおいては、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、最も大きい係数Ｍ１１を用いて第１の減算値及び第２の減算値が補正され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、最も小さな係数Ｍ１３を用いて第１の減算値及び第２の減算値が補正される。

このため、例えば各々の係数がＭ１１＝１．２、Ｍ１２＝１．０、Ｍ１３＝０．８に設定されているものと仮定すると、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、各々の減算値が大きくなる方向で補正され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、各々の減算値が小さくなる方向で補正される。その結果、実際のトナー補給動作においては、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間が短くなるように変更され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間が長くなるように変更される。

具体的な事例として、１ページ分のピクセル数に基づいて算出されるＩＣＤＣトナー補給時間が１０００ｍｓｅｃで共通である画像データを、同じ現像色で１０ページ連続して処理する場合に、上記のとおり現像用モータの駆動速度が「高速」の設定時に適用される係数がＭ１１＝１．２に設定され、「中速」の設定時に適用される係数がＭ１２＝１．０に設定され、「低速」の設定時に適用される係数がＭ１３＝０．８に設定されているものと仮定する。

そうした場合、プロセススピードが「中速」に設定されている場合は、トナー補給バッファ処理において、ＩＣＤＣトナー補給時間がそのままトナー補給駆動時間に反映されるため、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は１００００ｍｓｅｃとなる。

これに対して、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合や「低速」に設定されている場合は、図６に示すような数値処理の流れでトナー補給バッファ処理が行なわれる。例えば、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、１ページ目の画像データに関して、ＩＣＤＣトナー補給時間の加算によってトナー補給バッファ時間が１０００ｍｓｅｃとなるため、これを基づいてトナー補給動作が５００ｍｓｅｃずつ２回にわけて行なわれる。このため、トナー補給駆動時間は１０００ｍｓｅｃとなり、トナー補給バッファ時間からの減算値（バッファ減算値）は、係数Ｍ１１＝１．２との乗算によって１２００ｍｓｅｃとなる。したがって、次回への持ち越し時間は、−２００ｍｓｅｃとなる。

また、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合の２ページ目の画像データに関しては、１ページ分のＩＣＤＣトナー補給時間を前回からの持ち越し時間に加算することによりトナー補給バッファ時間が８００ｍｓｅｃとなるため、これに基づいてトナー補給動作が５００ｍｓｅｃで１回だけ行なわれる。このため、トナー補給駆動時間は５００ｍｓｅｃとなり、トナー補給バッファ時間からの減算値は、係数Ｍ１１＝１．２との乗算によって６００ｍｓｅｃとなる。したがって、次回への持ち越し時間は、＋２００ｍｓｅｃとなる。

一方、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、１ページ目の画像データに関して、ＩＣＤＣトナー補給時間の加算によってトナー補給バッファ時間が１０００ｍｓｅｃとなるため、これを基づいてトナー補給動作が５００ｍｓｅｃずつ２回にわけて行なわれる。このため、トナー補給駆動時間は１０００ｍｓｅｃとなり、トナー補給バッファ時間からの減算値は、係数Ｍ１３＝０．８との乗算によって８００ｍｓｅｃとなる。したがって、次回への持ち越し時間は、＋２００ｍｓｅｃとなる。

また、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合の２ページ目の画像データに関しては、１ページ分のＩＣＤＣトナー補給時間を前回からの持ち越し時間に加算することによりトナー補給バッファ時間が１２００ｍｓｅｃとなるため、これに基づいてトナー補給動作が５００ｍｓｅｃずつ２回にわけて行なわれる。このため、トナー補給駆動時間は１０００ｍｓｅｃとなり、トナー補給バッファ時間からの減算値は、係数Ｍ１３＝０．８との乗算によって８００ｍｓｅｃとなる。したがって、次回への持ち越し時間は、＋４００ｍｓｅｃとなる。

その結果、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合の１０ページ分のトナー補給駆動時間の合計は８５００ｍｓｅｃ（１ページ平均で８５０ｍｓｅｃ）となり、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されている場合の１０ページ分のトナー補給駆動時間の合計は１００００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１０００ｍｓｅｃ）となり、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合の１０ページ分のトナー補給駆動時間の合計は１２０００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１２００ｍｓｅｃ）となる。

また、説明の便宜上、トナー補給用モータの駆動速度が「高速」に設定されているときのトナー補給レートを１．２ｍｇ／ｓｅｃ、「中速」に設定されているときのトナー補給レートを１．０ｍｇ／ｓｅｃ、「低速」に設定されているときのトナー補給レートを０．８ｍｇ／ｓｅｃと仮定する。そうした場合、上記図３に示す処理フローにおいて、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「高速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「中速」に設定され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定される場合は、トナー補給用モータの駆動速度も「低速」に設定されることから、上記の事例において、プロセススピードが「高速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１０．２ｍｇ（１ページ平均で１．０２ｍｇ）、プロセススピードが「中速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１０ｍｇ（１ページ平均で１ｍｇ）、プロセススピードが「低速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は９．６ｍｇ（１ページ平均で０．９６ｍｇ）となる。

これに対して、例えば、上記の係数Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１３がすべて１．０に設定されているものと仮定すると、１０ページ分の画像データを処理する場合のトナー補給駆動時間の合計は、現像用モータの駆動速度によらず、すべて１００００ｍｓｅｃ（１ページ平均で１０００ｍｓｅｃ）となる。このため、現像用モータの駆動速度が「高速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１２ｍｇ（１ページ平均で１．２ｍｇ）、現像用モータの駆動速度が「中速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は１０ｍｇ（１ページ平均で１ｍｇ）、現像用モータの駆動速度が「低速」設定時の１０ページ分のトナー補給量の合計は８．０ｍｇ（１ページ平均で０．８ｍｇ）となる。

したがって、例えばピクセルカウンタ３２で計数したピクセル数が同じ１ページ分の画像データを、現像用モータの駆動速度条件を変えて用紙に画像形成する場合に、トナー補給用モータの駆動速度の変更によってトナー補給レートが変わっても、上記図５に示す処理フローに基づいてトナー補給駆動時間を変更することで、１ページあたりのトナー補給量は、トナー補給用モータの駆動速度によらず均等化されることになる。

＜本発明の応用例＞
本発明の応用例として、上記図５に示す処理フローに基づいてトナー補給制御部３１がトナー補給バッファ処理を行なう場合は、現像用モータの駆動速度に応じて、１回のトナー補給期間に許容されるトナー補給駆動時間の上限値を変更する構成としてもよい。トナー補給駆動時間の上限値は、例えば上述のように１回のトナー補給期間内にトナー補給動作をｔ時間ずつ最大ｎ回（ｎは２以上の自然数）にわけて行なう場合に、ｔの値及び／又はｎの値を変更することで変わる。

すなわち、ｔの値を固定値として、ｎの値を相対的に大きくすると、トナー補給駆動時間の上限値が大きくなる方向で変更され、逆にｎの値を相対的に小さくすると、トナー補給駆動時間の上限値が小さくなる方向で変更される。また、ｎの値を固定値として、ｔの値を相対的に大きくすると、トナー補給駆動時間の上限値が大きくなる方向で変更され、逆にｔの値を相対的に小さくすると、トナー補給駆動時間の上限値が小さくなる方向で変更される。また、ｔの値とｎの値の両方を相対的に大きくすると、トナー補給駆動時間の上限値が大きくなる方向で変更され、逆にｔの値とｎの値の両方を相対的に小さくすると、トナー補給駆動時間の上限値が小さくなる方向で変更される。

図７は現像用モータの駆動速度に応じてトナー補給駆動時間の上限値を変更する場合に適用されるトナー補給制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、トナー補給制御部３１は、現像用モータ制御部３７（又は画像形成制御部）から通知される現像用モータの駆動速度が、「高速」、「中速」、「低速」のいずれに設定されているかを判断する（ステップＳ３１）。

上記ステップＳ３１において、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されていると判断した場合は、当該「高速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されているトナー補給動作制限回数の値Ｎ１を読み出す（ステップＳ３２）。また、現像用モータの駆動速度が「中速」に設定されていると判断した場合は、当該「中速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されているトナー補給動作制限回数の値Ｎ２を読み出し（ステップＳ３３）、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されていると判断した場合は、当該「低速」の速度設定に対応してメモリ３４に記憶されているトナー補給動作制限回数の値Ｎ３を読み出す（ステップＳ３４）。これら３つの値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、いずれも自然数であって、「Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３」の大小関係に設定されている。

次に、トナー補給制御部３１は、上記ステップＳ３１、Ｓ３２又はＳ３３で読み出した値Ｎ１，Ｎ２又はＮ３を、ｎの値に代入する（ステップＳ３５）。以上の処理フローにより、現像用モータの駆動速度に応じて、ｎの値が変更されることになる。

上記図７に示す処理フローにおいて、３つの値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、「Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３」の大小関係に設定されているため、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給動作制限回数が少なくなり、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給動作制限回数が多くなる。したがって、現像用モータの駆動速度が「高速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間の上限値が小さくなる方向で変更され、現像用モータの駆動速度が「低速」に設定されている場合は、「中速」に設定されている場合よりもトナー補給駆動時間の上限値が大きくなる方向で変更されることになる。

なお、上記図７に示す処理フローでは、現像用モータの駆動速度に応じて、ｎの値を変更するようにしているが、ｎの値に変えて、ｔの値を変更するものとしてもよい。その場合の処理フローは図８のステップＳ４１〜Ｓ４５の手順となる。ただし、ｎ，ｔのいずれの値を変更する場合も、現像用モータの駆動速度が速くなるほど、トナー補給駆動時間の上限値が小さくなる方向で変更されるものとする。このため、図８の処理フローにおいては、ステップＳ４２，Ｓ４３又はＳ４４でメモリ３４から読み出されるトナー補給単位駆動時間の値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が「Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３」の大小関係に設定されることになる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。 トナー補給用モータの速度設定処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るトナー補給制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るトナー補給制御処理の他の例を示すフローチャートである。 トナー補給バッファ処理における数値処理の流れを示す図である。 本発明の応用例に係る処理フローを示す図である。 本発明の応用例に係る処理フローを示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２，３，４，５…画像形成部、６…露光装置、７…中間転写体、８…二次転写装置、１５〜１８…トナーカートリッジ、２１〜２４…トナー補給用モータ、２９…ＡＤＣセンサ、３１…トナー補給制御部、３２…ピクセルカウンタ、３６…トナー補給用モータ制御部、３７…現像用モータ制御部、３８〜４１…現像用モータ、２０１，３０１，４０１，５０１…像保持体２、２０３，３０３，４０３，５０３…現像器

Claims (7)

1. 像保持体と、
   前記像保持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
   前記現像手段に前記トナーを補給するトナー補給手段と、
   前記現像手段の動作速度に応じて、前記トナー補給手段の動作速度を変更する速度制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記現像手段の動作速度に応じて、前記トナー補給手段の駆動時間を変更するトナー補給制御手段を具備する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記トナー補給制御手段は、前記現像手段の動作速度が相対的に速い場合は、前記トナー補給手段の駆動時間が相対的に短くなるように変更し、前記現像手段の動作速度が相対的に遅い場合は、前記トナー補給手段の駆動時間が相対的に長くなるように変更する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記トナー補給制御手段は、トナー濃度制御用情報に基づいて算出されるトナー補給時間に乗算する係数を、前記現像手段の動作速度に応じて切り替える
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記トナー補給制御手段は、トナー濃度制御用情報に基づいて算出されるトナー補給時間をトナー補給バッファ時間への加算値とし、前記トナー補給手段の駆動時間を前記トナー補給バッファ時間からの減算値としてトナー補給バッファ処理を行なう場合に、前記減算値に乗算する係数を、前記現像手段の動作速度に応じて切り替える
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記トナー補給制御手段は、前記現像手段の動作速度に応じて、１回のトナー補給期間に許容されるトナー補給駆動時間の上限値を変更する
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 前記トナー補給制御手段は、１回のトナー補給期間内にトナー補給動作をｔ時間ずつ最大ｎ回（ｎは２以上の自然数）にわけて行なう場合に、前記像担持体の動作速度に応じて、前記ｔの値及び／又は前記ｎの値を変更する
   ことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。

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