JP2010250254A - 供給制御装置、画像形成装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収容器に収容されたトナーの総量の大小に応じて生じる現像器へのトナー供給量の変動を小さくする。
【解決手段】制御部は、トナーカートリッジに収容されているトナーの総量（収容量）に応じて最大補給時間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する。制御部は、収容量が多いときにはその収容量が少ないときに比べて、最大補給時間Ｔｍａｘを、その最大補給時間と補給停止期間とを合算した長さに占める割合を小さくすることにより、単位時間当たりのトナーの供給量を少なくするよう制御する。これにより、トナーの収容量の大小による供給量の変動が小さくなる。また、この制御により、過剰な量のトナーが現像器に供給されることがないので、現像器内のトナー濃度が高くなることに起因する現像剤の攪拌不良が起こらないので、記録用紙における筋状（帯状）のノイズの発生や、かぶりと呼ばれる画像欠陥の発生が抑制される。
【選択図】図８

Description

本発明は、供給制御装置、画像形成装置及びプログラムに関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置においては、現像器のトナーが消費されると、トナーカートリッジからその消費量に応じた量のトナーを補給することで、現像器内のトナー濃度を一定に保っている。引用文献１には、現像器内のトナーの濃度を特定し、その特定結果に応じて必要な量のトナーを現像器へ補給する方式（以下、「濃度検出方式」という。）と、形成する画像を表す画像データの画素数を計数し、その計数値に応じた量のトナーを現像器へ補給する方式（以下、「画素計数方式」という。）とを併用して、トナーの補給量を決定することが開示されている。

特開２００２−１９６５５１号公報

本発明の目的は、トナー収容器に収容されたトナーの総量の大小に応じて生じる現像器へのトナー供給量の変動を小さくすることである。

上述した課題を解決するため、本発明の請求項１に係る供給制御装置は、トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを前記現像器に供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、単位時間当たりに供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る供給制御装置は、請求項１の構成において、前記供給制御手段は、前記現像器にトナーを供給する第１の期間と、前記現像器にトナーを供給しない第２の期間とを交互に繰り返し、前記収容量特定手段により特定されたトナーの総量が前記第１の量のときには、当該総量が前記第２の量のときに比べて、前記第１の期間と前記第２の期間とを合算した長さに占める当該第１の期間の長さの割合が小さくなるよう制御することを特徴とする。
本発明の請求項３に係る供給制御装置は、請求項２の構成において、前記第１の期間の最大の長さを規定する最大時間を設定する設定手段であって、前記収容量特定手段により特定されたトナーの総量が前記第１の量のときには、当該総量が前記第２の量のときに比べて、前記最大時間と前記第２の期間の長さとを合算した長さに占める当該最大時間の割合が小さくなるよう前記最大時間を設定する設定手段を備え、前記供給制御手段は、前記或る量のトナーを前記最大時間よりも長い供給時間をかけて供給するときには、前記第１の期間の長さを当該最大時間としてトナーを供給し、当該第１の期間に後続する前記第１の期間の長さに、当該供給時間から前記最大時間を減じた時間を合算してトナーを供給することを特徴とする。

本発明の請求項４に係る供給制御装置は、トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを搬送する収容空間を有する搬送手段を経由して、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、前記搬送手段に供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１から４のいずれか１の構成の供給制御装置と、保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段により帯電させられた像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像を、前記供給制御装置による制御に応じて供給されたトナーによって現像する現像手段と、前記現像手段によって現像された像を転写する転写手段とを備えることを特徴とする。

本発明の請求項６に係るプログラムは、コンピュータを、トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを前記現像器に供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、単位時間当たりに供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段として機能させる。
本発明の請求項７に係るプログラムは、コンピュータを、トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを搬送する収容空間を有する搬送手段を経由して、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、前記搬送手段に供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段として機能させる。

請求項１，６に係る発明によれば、単位時間当たりに供給するトナーの量を制御しない場合に比べて、トナー収容器に収容されたトナーの総量の大小に応じて生じる現像器へのトナー供給量の変動を小さくすることができる。
請求項２に係る発明によれば、トナーの供給を行うか否かの制御により単位時間当たりのトナーの供給量を制御することができる。
請求項３に係る発明によれば、過剰な量のトナーが現像器に供給されることを防ぐことができる。
請求項４，７に係る発明によれば、単位時間当たりに供給するトナーの量を制御しない場合に比べて、トナー収容器に収容されたトナーの総量の大小に応じて生じる搬送手段及び現像器へのトナー供給量の変動を小さくすることができる。
請求項５に係る発明によれば、単位時間当たりに供給するトナーの量を制御しない場合に比べて、トナー収容器に収容されたトナーの総量の大小に応じて生じる現像器へのトナー供給量の変動を小さくすることができる。

画像形成装置の構成を示すブロック図である。 画像形成部の構成を示す図である。 トナーカートリッジ周辺の構成を拡大した正面図である。 図３に示した構成の斜視図である。 トナーカートリッジと、その下方にある搬送路との構造を簡略的に表した断面図である。 画像形成装置が実行するトナーの補給動作の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。 画像形成装置が実行する補給最大期間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する処理を示すフローチャートである。 最大補給時間及び補給停止期間を説明する図である。 画像形成装置が実行する「総補給時間算出処理」を示すフローチャートである。 画像形成装置が実行する「総補給時間算出処理」を示すフローチャートである。 画像形成装置が実行するトナーの補給動作を示すフローチャートである。 画像形成装置が実行するトナーの補給動作の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態である画像形成装置が実行する、充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄを設定する処理を示すフローチャートである。 画像形成装置が実行する「トナーリカバリ」を示すフローチャートである。 トナーカートリッジの内部の様子を表す図である。 トナーカートリッジ内のトナーの移動の様子を説明する図である。 累積排出時間と、トナーカートリッジ内のトナーの収容量及び単位時間当たりのトナー排出量との関係を例示したグラフである。

以下、本発明による実施形態を説明する。
ここでは、本発明の実施の一態様として、中間転写ベルトといわゆるタンデムエンジンを備えた電子写真方式のプリンタ（画像形成装置）を例示して説明するが、本発明はこの態様に限定されるものではない。また、形成する画像の濃度や画質の調整に係る構成など、画像形成装置が通常備えている構成についてはその説明を省略することがある。
（Ａ）第１実施形態
（Ａ−１）構成
図１は、本発明の第１実施形態である画像形成装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の画像形成装置１は、制御部１００と、画像形成部５０と、操作部１５０と、通信部２００と、記憶部２５０とを備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む演算装置を備え、これらの演算装置はＲＡＭをワークエリアとし、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって画像形成装置１の各部を制御する。画像形成部５０は、電子写真プロセスにより画像を形成する、例えばプリンタである。操作部１５０は、ボタン等の操作子を備え、ユーザの操作に応じてその操作内容を表す操作情報を制御部１００に供給する。通信部２００は、例えば各種のモデムであり、外部装置とデータを送受信するためのインタフェースを備える。記憶部２５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置を備え、例えば、通信部２００を介して与えられた画像データ等を記憶する。

図２は、画像形成部５０の構成を示す図である。以下に説明する画像形成部５０の各部は、制御部１００によって制御されて動作する。制御部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）という４つの色成分で各画素の階調値が記述された画像データを、各色に対応した画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに供給する。なお、以下の説明及び図面において、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の各文字を含む符号を付した構成は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色に関わる構成であることを意味している。また、末尾のアルファベットのみが異なる符号が付された構成は、その位置や、用いるトナーが異なるが、その構成は同一である。なお、これら各構成の各々を特に区別する必要がない場合には、符号の末尾のアルファベットを省略して説明する。

画像形成ユニット１３は、感光体ドラム１５と、露光装置１４と、帯電装置１６と、現像器１７と、クリーニング装置１８とを備えている。像保持体としての感光体ドラム１５は、表面に光導電膜を積層した円筒状の部材である。感光体ドラム１５は、中間転写ベルト２０と接触した状態にあるときに、中間転写ベルト２０の移動に伴って、円筒の中心を軸として回転させられる。帯電手段としての帯電装置１６は、感光体ドラム１５の表面の光導電膜を決められた電位に帯電させる。潜像形成手段としての露光装置１４は、レーザ発光源やポリゴンミラー等を備え、制御部１００によって露光強度や露光位置が制御され、帯電された感光体ドラム１５に光を照射して露光光に応じた静電潜像をその表面に形成する。現像器１７は、トナーとキャリアとを混合した現像剤を有しており、感光体ドラム１５に形成された静電潜像をトナーによって現像する。現像器１７は、感光体ドラム１５との間に電位差を生じさせ、帯電したトナーをこの電位差によって感光体ドラム１５の表面に移動させて、静電潜像をトナーによって現像する。

次に、現像器１７とその周辺の構成について詳述する。
画像形成装置１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を用いた二成分現像方式を採用している。トナー収容器の一例であるトナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーを収容し、必要に応じて、これらのトナーを対応する画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７に供給する。ただし、図２では、図面が煩雑にならないように、このトナーの供給に係る構成を図示していない。トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋは、それぞれ画像形成装置１に対して着脱自在に構成されている。トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋに収容されたトナーが消費されて空になった場合等には、画像形成装置１の図示せぬ装着部からトナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋが取り外されて新品のものと交換される。

現像器１７のケース１７０の内部には、トナーカートリッジ５５から供給されるトナー及びキャリアを含む二成分現像剤が収容される。ケース１７０の感光体ドラム１５側の開口部には、現像剤保持体である現像ロール１７１が設けられている。この現像ロール１７１は、内部に固定した状態で配置されたマグネットロールと、そのマグネットロールの外周に回転自在に設けられた現像スリーブとから構成されている。また、現像ロール１７１の斜め右下方には、現像剤を攪拌しつつ、現像ロール１７１に現像剤を供給する現像剤供給部材としての供給オーガ１７４が設けられている。この供給オーガ１７４が回転することによって現像ロール１７１へと供給された現像剤は、マグネットロールの磁気吸引力によって現像ロール１７１の表面に吸着されるとともに、図示せぬ層厚規制部材によって層厚が規制された後、感光体ドラム１５と対向する現像領域へと搬送される。さらに、この供給オーガ１７４のさらに右下方には、現像剤攪拌部材としての攪拌オーガ１７６が設けられている。ケース１７０の、攪拌オーガ１７６上方の位置には、トナーカートリッジ５５から供給されるトナーを供給するための供給口が設けられている。また、ケース１７０の内部であり、攪拌オーガ１７６の操作者から見て奥（リア）側に位置する下方には濃度検出手段としての濃度センサ１７８が設けられている。濃度センサ１７８は、現像剤の透磁率を検出し、検出した透磁率を表す検出信号を制御部１００に出力する。制御部１００は濃度センサ１７８からの検出信号に基づいて、現像器１７内の現像剤におけるトナーの濃度を特定する。
なお、本実施形態の説明において、「オーガ」とは、回転軸の周りに羽根状部材が設けられ、回転軸を中心に回転することでその羽根状部材により被搬送物を搬送する搬送部材のことをいう。

現像器１７によって現像される各色の現像像は、転写手段としての一次転写ロール２１の作用によって、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５から中間転写ベルト２０上に互いに重ね合わされるようにして転写される。中間転写ベルト２０は、無端のベルト状の部材であり、ドライブロール２２と、バックアップロール２３と、テンションロール２４と、第１のアイドラーロール２５と、第２のアイドラーロール２６と接触しながら図中の矢印Ａの方向に回転するように移動する。記録用紙２８は、給紙トレイ４０から、給紙ローラ４４及び用紙分離搬送用のローラ対４５、４６により搬送ロール４９及び用紙搬送路４７を介して、レジストロール４８まで搬送され、そこで停止させられる。そして、記録用紙２８はレジストロール４８によって、中間転写ベルト２０による転写位置へ送られる。二次転写ロール２７は、中間転写ベルト２０を挟んでバックアップロール２３と対向する円筒状の部材であり、バックアップロール２３との間に電位差を生じさせて、この転写位置にて中間転写ベルト２０表面の現像像を記録用紙２８の表面に転写する。定着装置２９は、現像像が転写された記録用紙２８を加熱及び加圧し、現像像を用紙に定着させる。定着装置２９によって現像像が定着された記録用紙２８は、定着装置２９の出口ロール３０及び用紙排出経路３１を介して排出トレイ３３上に排出される。

次に、各トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋから各現像器１７にトナーを供給するための構成について説明する。
図３は、トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋ周辺の構成を拡大した正面図である。図４は、図３において実線で示した構成の斜視図である。図中の矢印Ｆは、画像形成装置１の操作者から見て手前（フロント）側を意味し、図中の矢印Ｒは、画像形成装置１の操作者から見て後ろ（リア）側を意味している。この矢印Ｆ，Ｒの意味は、以降の図において同じである。
図３において、点線で示した円が、各トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋの位置を示している。図に実線で示した構成は、トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋの収容空間から現像器１７へとトナーを供給するための構成である。トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋは、前述したように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナーを収容する、ほぼ円柱状の収容空間をそれぞれ有している。トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋは、各トナーカートリッジで共通のカートリッジ支持部材５５０によって支持されている。カートリッジ支持部材５５０の下方には、搬送手段の一例である搬送路５５１Ｙ，５５１Ｍ，５５１Ｃ，５５１Ｋが設けられている。搬送路５５１Ｙ，５５１Ｍ，５５１Ｃ，５５１Ｋは、トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋから供給されるトナーを攪拌しつつ搬送するための円柱状の収容空間を備えている。この収容空間内にはオーガが配置されており、このオーガが回転することによってトナーが搬送される。そして、搬送路５５１Ｙ，５５１Ｍ，５５１Ｃ，５５１Ｋにおいて手前側へと搬送されてきたトナーは、供給管５５２Ｙ，５５２Ｍ，５５２Ｃ，５５２Ｋを通って、それらの供給管の下端部にて開口した供給口５５３Ｙ，５５３Ｍ，５５３Ｃ，５５３Ｋから、現像器１７へと落下する。

図４に示すように、供給管５５２Ｙ，５５２Ｍ，５５２Ｃ，５５２Ｋのうち、トナーカートリッジ５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋに対応する供給管５５２Ｍ，５５２Ｃ，５５２Ｋは、それぞれ、搬送路５５１Ｍ，５５１Ｃ，５５１Ｋとの連結位置から図中左斜め下方に真っ直ぐに延びる搬送路を形成する第１供給管５５２０Ｍ，５５２０Ｃ，５５２０Ｋと、第１供給管５５２０Ｍ，５５２０Ｃ，５５２０Ｋに連結されて図中右下方に屈曲した搬送路を形成する第２供給管５５２１Ｍ，５５２１Ｃ，５５２１Ｋと、第２供給管５５２１Ｍ，５５２１Ｃ，５５２１Ｋに連結されて図中右斜め下方に真っ直ぐに延びる搬送路を形成する第３供給管５５２２Ｍ，５５２２Ｃ，５５２２Ｋと、現像器１７の供給口に連結される供給口５５３Ｍ，５５３Ｃ，５５３Ｋとを備えている。一方、トナーカートリッジ５５Ｙに対応する供給管５５２Ｙは、搬送路５５１Ｙとの連結位置から図中右斜め下方に真っ直ぐに延びる搬送路を形成する第１供給管５５２０Ｙと、現像器１７の供給口に連結される供給口５５３Ｙのみを備えている。

トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋの周面には、トナーを排出するための孔が設けられている。一方、カートリッジ支持部材５５０の上面には、図４に示すように、各トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋの上記孔に対応する位置に、孔５５０１Ｋ，５５０１Ｃ，５５０１Ｍ，５５０１Ｙが設けられている。トナーカートリッジ５５Ｙ、５５Ｍ、５５Ｃ、５５Ｋの孔から排出されたトナーは、孔５５０１Ｋ，５５０１Ｃ，５５０１Ｍ，５５０１Ｙを通って、上記搬送路５５１Ｙ，５５１Ｍ，５５１Ｃ，５５１Ｋの収容空間へと落下する。

図５は、トナーカートリッジ５５と、その下方にある搬送路５５１との構造を簡略的に表したものであり、これらを図４の矢印Ｓの方向から見たときの断面図である。
トナーカートリッジ５５の収容空間には、針金を螺旋状に巻き回した搬送部材５５０４が設けられており、これが回転させられることで、この収容空間内でトナーが矢印ａ方向に搬送される。そして、収容空間の端部まで搬送されたトナーは、トナーカートリッジ５５のリア側の底部に設けられた孔５５０、及び、搬送路５５１のリア側の上部に設けられた孔５５０１を通って、搬送路５５１の収容空間に落下する。この収容空間内には、前述したようにオーガ５５０３が配置されており、このオーガ５５０３が回転させられることで、トナーが矢印ｂ方向に搬送される。このトナーは、搬送路５５１のフロント側の底部に設けられた穴５５０２から第１供給管５５２０及び供給口５５３を経由して、現像器１７へと落下する。モータ３００は、例えばステッピングモータであり、回転軸を回転させて駆動力を発生させる駆動手段である。このモータ３００により発生させられる駆動力によって、トナーカートリッジ５５内の搬送部材５５０４及びオーガ５５０３が回転させられる。
以上が、画像形成部５０の構成に関する説明である。

ところで、制御部１００は、画像形成部５０によって画像が形成され、現像器１７内のトナーが消費されると、その消費した量に応じた量のトナーを現像器１７に補給する補給動作を行う。制御部１００は、図５に示すモータ３００を駆動させることによりトナーの補給動作を行い、この補給動作によりトナーカートリッジ５５に収容されたトナーが搬送されて、搬送路５５１を経由して現像器１７へと供給される。トナーカートリッジ５５から搬送路５５１へ供給されるトナーの量、或いは、搬送路５５１から現像器１７へ供給されるトナーの量は、モータ３００の回転数や駆動時間によって決まる。モータ３００の回転数が多いほど単位時間当たりのトナーの供給量は多くなるし、その駆動時間が長いほどその合計の量は多くなる。また、トナーカートリッジ５５に収容されているトナーの総量（つまり、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量）によっても、トナーカートリッジ５５から搬送される単位時間当たりトナーの量は異なる。具体的には、トナーカートリッジ５５が新品に交換された後のように、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１に多くトナーが収容されている場合と、トナーが消費されてその量が少なくなっている場合とでは、制御部１００が同じ回転数や駆動時間でモータ３００を駆動させても、前者の方が、搬送されるトナーの量は多くなる。なぜなら、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１のトナーの収容量によってトナーの搬送効率が異なり、その収容量が多いほどトナーは搬送されやすくなっており搬送効率が高いからである。より具体的には、トナーカートリッジ５５の容積や搬送路５５１の容積に対してトナーが占める体積が多いほどトナーの搬送効率は高くなるし、その体積が少ないほどトナーの搬送効率は低くなる。つまり、ここでいう、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１の収容量とは、絶対的な量ではなく、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１の容積に対してトナーの体積が占める割合のことであり、相対的な量のことである。このようにトナーカートリッジ５５や搬送路５５１のトナーの収容量によってトナーの搬送効率が異なるから、制御部１００は、現像器１７で消費したトナーの量のみに基づいてモータ３００の駆動期間や回転数を決定すると、その供給量が過剰になったり、逆に不足したりという、トナーカートリッジ５５に収容されているトナーの総量の大小に応じた変動が生じ得る。そこで、制御部１００は、補給動作に関する制御として、以下に説明する動作を行う。

（Ａ−２）動作
（Ａ−２−１）補給最大期間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄの設定
図６は、制御部１００が実行するトナーの補給動作の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。同図において、矢印方向に時刻が遷移し、「ＯＮ」はモータ３００が駆動しトナーの補給が行われる期間を表し、「ＯＦＦ」はモータ３００が駆動せずトナーの補給が行われない期間を表す。
制御部１００は、画像形成時等の現像器１７を駆動させている期間には、図６に示すように、現像器１７にトナーを供給する補給動作を行う期間（以下、「実補給期間」という。）と、補給動作を停止して現像器１７にトナーを供給しない期間（以下、「補給停止期間」という。）とを交互に繰り返す。実補給期間が、第１の期間の一例であり、補給停止期間は、第２の期間の一例である。「補給停止期間」は、トナーの供給を断続的にすることで、現像器１７に供給されるトナーの量が過剰とならないように設けられている。また、制御部１００は、「実補給期間」の長さを図６に示す最大補給時間Ｔｍａｘを超えない範囲内としている。この最大補給時間Ｔｍａｘは、実補給期間の最大の長さを規定する最大時間である。補給間隔Ｔｄは、制御部１００が実補給期間を開始するタイミングを表すものである。この実補給期間の長さと補給間隔Ｔｄとによって補給停止期間の長さは一意に決まる。この実補給期間及び補給間隔Ｔｄと、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１のトナーの収容量とによって、トナーカートリッジ５５から現像器１７に供給される単位時間当たりのトナーの量が決定付けられる。補給間隔Ｔｄを固定して実補給期間を長くすれば、単位時間当たりのトナーの供給量は多くなるし、逆に実補給期間を短くすれば単位時間当たりのトナーの供給量は少なくなる。このようにして、モータ３００の駆動状態に応じたトナーの補給動作の有無により単位時間当たりのトナーの供給量が制御される。

設定手段としての制御部１００は、最大補給時間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄの長さを、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１のトナーの収容量に応じて設定する。
図７は、制御部１００が補給最大期間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する際に実行する処理の手順を示したフローチャートである。図８は、最大補給時間及び停止期間の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。図８において、矢印方向に時刻が遷移する。
まず、制御部１００は、トナーカートリッジ５５に設けられたメモリからトナー残量に関する情報を読み出す（ステップＳ１）。トナーカートリッジ５５には、読み書きされるメモリが設けられ、そこにはトナーカートリッジ５５のトナーの収容量に関する情報が記憶されている。例えば、新品時であればトナーカートリッジ５５の収容空間の容積に対してトナーの収容量が５０％（トナーカートリッジ５５の容積に対して最大５０％まで充填可能な場合）であることを表す情報が記憶されている。また、モータ３００が回転することにより、トナーカートリッジ５５からはトナーが搬送されるから、新品時のトナーの収容量から、モータ３００の総回転数に応じた量が減算された値が、その時点でのトナーの収容量としてメモリに記憶されている。次に、制御部１００は、ステップＳ１で読み出した情報に基づいて、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量を特定する（ステップＳ２）。次に、制御部１００は、ステップＳ２で特定した収容量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。この閾値は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が充分であるか否かの判断の指標となる値であり、設計段階で決められた値が制御プログラムに記述されている。

制御部１００は、トナーの収容量が閾値以上であると判断すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、最大補給時間ＴｍａｘをＴｍａｘ１に設定し、補給間隔ＴｄをＴｄ１に設定する（ステップＳ４）。即ち、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が充分である場合には、制御部１００は、図８（ａ）に示すように比較的短い最大補給時間Ｔｍａｘ１に設定し、比較的短い補給間隔Ｔｄ１に設定する。一方、制御部１００はトナーの収容量が閾値よりも少ないと判断すると（ステップＳ３；ＮＯ）、最大補給時間ＴｍａｘをＴｍａｘ２に設定し、補給間隔ＴｄをＴｄ２に設定する（ステップＳ５）。つまり、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少ない場合には、制御部１００は、図８（ｂ）に示すようにＴｍａｘ１よりも長い最大補給時間Ｔｍａｘ２に設定し、Ｔｄ１よりも長い補給間隔Ｔｄ２に設定する。

トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少ない場合、上述したようにトナーカートリッジ５５及び搬送路５５１におけるトナーの搬送効率は、その量が多い場合に比べて低い。よって、制御部１００は、トナーの収容量が少ない場合の最大補給時間Ｔｍａｘを長くすることにより、１回当たりの実補給期間内に充分な量のトナーを供給し得るよう、最大補給期間Ｔｍａｘを長くしている。つまり、供給制御手段としての制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が閾値以上の量のときには、閾値よりも少ない量のときに比べて、実補給期間と補給停止期間との長さを合算した長さに占める実補給期間の長さの割合が多くなるよう、最大補給時間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する。なお、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量において、閾値以上の量が第１の量の一例であり、トナーの収容量が閾値よりも少ない量が第２の量の一例である。
なお、これら最大補給時間Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２は、その時間全てを実補給期間の長さとしてトナーの供給が行われても、現像器１７に過剰な量のトナーが供給されない長さに決められている。

以上のようにして、制御部１００は補給最大期間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定すると、その内容を記憶部２５０に記憶させる。また、収容量特定手段としての制御部１００は、定期的に、モータ３００の総駆動時間及び回転数に基づいて総回転数を求め、新品時のトナーの収容量からモータ３００の総回転数に応じた量を減算した値を、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量の推定値として算出し、トナーカートリッジ５５のメモリの内容を書き換える。そして、制御部１００は、例えば定期的とか電源オン時などの特定の時機に、上記手順に従ってトナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じた補給最大期間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する。なお、制御部１００は、画像形成部５０に供給した画像データを解析し、その画像データによって表される有色画素の画素値をカウントしてトナーの使用量を算出し、その使用量からトナーカートリッジ５５のトナーの収容量を特定してもよく、その特定に係る手法については種々の公知の構成を採り得る。

（Ａ−２−２）総補給時間算出処理
次に、制御部１００が或る量のトナーを補給する場合に、そのための補給動作の総補給時間Ｔを算出する「総補給時間算出処理」について説明する。この総補給時間Ｔは、トナーカートリッジ５５から現像器１７に供給されるべきトナーの量に応じた長さとなる。本実施形態では、制御部１００は、濃度センサ１７８の検出結果に基づいてトナーの濃度を特定し、特定した濃度に応じて必要な量のトナーを現像器１７へ補給する「濃度検出方式」と、画像形成部５０により形成された画像の画素数を計数し、計数値に応じた量のトナーを現像器１７へ補給する「画素計数方式」とを併用して総補給時間Ｔを算出する。

まず、濃度検出方式に従う総補給時間Ｔの算出手順について説明する。
図９は、制御部１００が「濃度検出方式」に従う総補給時間Ｔを算出するときに実行する処理の手順を示したフローチャートである。
まず、制御部１００は、濃度センサ１７８によって現像器１７内の透磁率を検出し、その検出結果に基づいて現像器１７に収容された現像剤におけるトナー濃度Ｄｍを特定する（ステップＳ１２１）。次に、制御部１００は、ステップＳ１２１で特定したトナー濃度Ｄｍと、目標とする濃度である目標濃度Ｄａとの偏差ΔＤを算出する（ステップＳ１２２）。目標濃度Ｄａは、現像器１７において一定に保っておくべき濃度を表し、例えば制御プログラムに記述されている。次に、制御部１００は、ステップＳ１２２で算出した偏差ΔＤに予め決められた定数Ｋ１を乗算して、補給動作を行う期間として追加する追加補給時間を算出する（ステップＳ１２３）。そして、制御部１００は、ステップＳ１２３で算出した追加補給時間に、未実行の補給時間を加算して濃度検出方式に従う総補給時間Ｔを算出する（ステップＳ１２４）。未実行の補給時間は、それ以前に濃度検出方式に従って総補給時間を算出したが、まだ現実にトナーの補給を行っていない時間（実補給期間に加えていない時間）のことである。未実行の補給時間が生じるのは、最大補給期間Ｔｍａｘにより実補給期間の最大時間が制限されるからであるが、その内容については後述する。

次に、画素計数方式に従う総補給時間Ｔの算出手順について説明する。
図１０は、制御部１００が「画素計数方式」に従う総補給時間を算出するときに実行する処理の手順を示したフローチャートである。
この画素計数方式に従う総補給時間Ｔを算出するために、制御部１００は、画像形成部５０によって画像を形成させるときに、その基となる画像データの有色画素に基づいて画素数ＮＵＭを計数する（ステップＳ１２５）。例えば、制御部１００は、露光装置１４が感光体ドラム１５の表面に静電潜像を形成するときの露光ドット数をドットカウンタの機能により計数し、この計数値を画素数ＮＵＭとする。次に、制御部１００は、ステップＳ１２５で計数した画素数ＮＵＭに、予め決められた定数Ｋ２を乗算して追加補給時間を算出する（ステップＳ１２６）。そして、制御部１００は、ステップＳ１２６で算出した追加補給時間に、未実行の補給時間を加算して画素計数方式に従う総補給時間Ｔを算出する（ステップＳ１２７）。ここでの未実行の補給時間は、それ以前に画素計数方式に従って総補給時間を算出したが、現実にトナーの補給を行っていない時間（実補給期間に加えていない時間）のことである。この未実行の補給時間が生じるのも、最大補給期間Ｔｍａｘにより実補給期間の最大時間が制限されるからである。

制御部１００は、「濃度検出方式」に従って算出した総補給時間Ｔを用いた補給動作と、「画素計数方式」に従って算出した総補給時間Ｔとに基づいてトナーの補給を行うが、これらの併用の態様の一例として、例えば決められた周期で濃度検出方式を採用し、その間については画素計数方式を採用するというものがある。濃度検出方式のみを採用すると、制御部１００は現像器１７内のトナー濃度が減少したことを特定してからでないとトナーを補給しない。よって、消費されるトナーと補給されるトナーとに時間差が生じ、特に濃度１００％のベタ塗りの画像等のように、濃度が高い画像を形成する場合に、現像器１７内のトナー濃度が変動して画像濃度が不安定になりやすい。これに対し、画素計数方式を併用すると、形成する画像データの画素数を事前に計数し、計数値に応じた量のトナーを画像形成処理と同時、或いはそれよりも前に補給するから、消費されるトナーと補給されるトナーとの間の時間差が少なくなる。これにより、現像器１７内におけるトナー濃度の変動が少なくなり画像濃度が安定する。この併用の態様については、例えば特開平５−２３００号公報に開示されている手法等の種々の公知の方法を適用し得る。

（Ａ−２−３）トナーの補給動作
次に、制御部１００が実行するトナーの補給動作の内容について、図１１、１２を参照しつつ説明する。図１１は、制御部１００が実行する「トナー補給動作」の処理の手順を示したフローチャートである。図１２は、制御部１００が実行するトナーの補給動作の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。図１２において、矢印方向に時刻が遷移し、「ＯＮ」はモータ３００が駆動する期間を表し、「ＯＦＦ」はモータ３００が駆動しない期間を表す。以下の説明で参照するタイムチャートにおいてもこの内容は共通する。また、点線は最大補給時間Ｔｍａｘ１を示す。なお、ここでは、図７の手順に従って、補給最大期間Ｔｍａｘ＝Ｔｍａｘ１に設定され、補給間隔Ｔｄ＝Ｔｄ１に設定されているとする。

まず、制御部１００は、現像器１７が駆動しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。現像器１７が駆動しているということは、現像器１７によって潜像が現像されている場合等のように、トナーが消費されている期間であることを意味する。制御部１００は、現像器１７が駆動していないと判断すると（ステップＳ１１；ＮＯ）、現像器１７にトナーを補給する必要がないので、ここで処理を終了する。制御部１００は、現像器１７が駆動していると判断すると（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、「総補給時間算出処理」を行って総補給時間Ｔを算出する（ステップＳ１２）。この「総補給時間算出処理」の内容については「（Ａ−２−２）総補給時間算出処理」の項で説明した通りである。

制御部１００は、ステップＳ１２で総補給時間Ｔを算出すると、その総補給時間Ｔが予め決められた最小補給時間以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。最小補給時間は、トナーの補給動作を行う実補給期間の最小限の長さを規定する時間である。制御部１００は、総補給時間Ｔが最小補給時間以上であると判断すると（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。次に、制御部１００は、総補給時間Ｔが最大補給時間Ｔｍａｘ（ここでは、Ｔｍａｘ１）以下であるか否かを判断する（ステップ１４）。
ここで、制御部１００は、総補給時間Ｔが、最大補給時間Ｔｍａｘ以下であると判断すると（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、この総補給時間Ｔを実補給期間の長さに設定する（ステップＳ１５）。そして、制御部１００は、ステップＳ１５で設定した長さの実補給期間だけモータ３００を駆動して補給動作を行い、現像器１７にトナーを補給する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６において、制御部１００は、図１２に区間Ｃ１で示されるように、最大補給時間Ｔｍａｘよりも短い実補給期間とする。そして、制御部１００は、ステップＳ１２で算出した総補給時間Ｔから実補給期間の時間を減じて、未実行のトナー補給時間を算出する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７により、「補給時間算出処理」のステップＳ１２４，１２７で用いられる未実行の補給期間が算出される。ここでは、制御部１００は、総補給時間Ｔと実補給期間の長さとが同じであるから、未実行の補給期間がないことを示す「０」を算出する。

現像器１７が駆動している期間中は、制御部１００は上述した手順に従って繰り返し動作する。例えば、図１２の区間Ｃ２で示されるように、制御部１００はステップＳ１１〜Ｓ１７を順次実行して最大補給時間Ｔｍａｘよりも短い実補給期間を設定すると、ここでも実補給期間において補給動作を行う。次に、制御部１００がステップＳ１１，Ｓ１２と実行し、ステップＳ１３において総補給時間Ｔが最小補給時間よりも短いと判断した場合には（ステップＳ１３；ＮＯ）、トナーの補給を行わずに処理を終了する。総補給時間Ｔが最小補給時間よりも短いということは、現像器１７のトナー濃度Ｄｍが目標濃度Ｄａに対してほとんど低下していないから、ここではトナーを補給する必要がないとしている。よって、この場合、制御部１００は、図１２に示すタイムチャートにおいて区間Ｃ３で示されるように補給動作を行わない。

また、ステップＳ１４において、制御部１００が、総補給時間Ｔが最大補給時間Ｔｍａｘを超えていると判断すると（ステップＳ１４；ＮＯ）、制御部１００の処理はステップＳ１８に進む。そして、制御部１００は、最大補給時間Ｔｍａｘ（＝Ｔｍａｘ１）を実補給期間の長さに設定する（ステップＳ１８）。そして、制御部１００は、ステップＳ１８において設定した最大補給時間Ｔｍａｘで補給動作を行い、現像器１７にトナーを補給する（ステップＳ１６）。この場合、図１２に示される区間Ｃ４のように、制御部１００は、最大補給時間Ｔｍａｘよりも総補給時間Ｔが長い場合には、最大補給時間Ｔｍａｘを実補給期間の長さに設定し、最大補給時間Ｔｍａｘを超えない範囲で補給動作を行う。そして、制御部１００は、ステップＳ１２で算出した総補給時間Ｔから実補給期間の長さを減じた時間を、未実行の補給期間として算出する（ステップＳ１７）。ここでは、総補給時間Ｔよりも実補給期間が短いので、制御部１００はその残りの期間については、それに後続する実補給期間に加える。
このようにして、制御部１００は、現像器１７内のトナー濃度を一定に保ちつつ、過剰な量のトナーの量が現像器１７に供給されないような補給動作を行っている。

最大補給時間Ｔｍａｘ＝Ｔｍａｘ２に設定された場合にも、制御部１００は、最大補給時間Ｔｍａｘ＝Ｔｍａｘ２として上述した手順に従って補給動作を行う。この場合、実補給期間の長さが最大補給時間Ｔｍａｘ＝Ｔｍａｘ１の場合よりも長くなることがあるが、上述したようにトナーカートリッジ５５内でのトナーの搬送効率はトナーの収容量が多い場合に比べて低下するので、過剰な量のトナーが現像器１７に供給されることはない。このようにして制御部１００は、過剰な量のトナーを現像器１７に供給することなく、現像器１７内のトナー濃度を目標濃度に近づけるようにする。

以上説明した第１実施形態によれば、制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じて最大補給時間Ｔｍａｘ及び補給間隔Ｔｄを設定する。制御部１００は、トナーの収容量が多ければ、最大補給時間Ｔｍａｘを短くして単位時間当たりのトナーの供給量が少なくなるよう制御して、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じてその供給量に生じる変動が小さくなるように制御する。これにより、トナーカートリッジ５５に収容されているトナーの総量の大小によらず、現像器１７に補給されるトナーの量の変動は小さくなるし、最大補給時間Ｔｍａｘの作用により、過剰な量のトナーが現像器１７に供給されることもない。現像器１７内のトナー濃度が高くなり過ぎると、攪拌オーガ１７６による攪拌不良が発生し、これにより、例えばトナーの塊が現像ロール１７１の現像スリーブに付着して、記録用紙２８に筋状（帯状）のノイズが発生したり、“かぶり”と呼ばれる画像欠陥が発生することがあるが、この第１実施形態によれば、これらの事象の発生が抑制される。また、制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じた実補給期間で補給動作を行うから、必要以上に実補給期間を短くしてしまって現像器１７のトナー濃度を著しく低下させてしまったり、現像器１７におけるトナー濃度を目標濃度に近づけるための制御に要する期間を長くしてしまう、ということもない。

（Ｂ）第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態は、制御部１００が実行する制御が異なるだけで、画像形成装置１の装置構成は第１実施形態のそれと同じである。したがって、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。

画像形成装置１のトナーカートリッジ５５の交換後においては、画像形成装置１は自装置を正常に動作させるための「トナーリカバリ」という制御を行う。トナーリカバリとは、画像形成部５０が駆動を開始する段階において装置を正常な状態に復帰させる動作のことをいう。このトナーリカバリは、トナーカートリッジ５５のトナーが消費されて空となり、新品のものに交換されたとき等に行われる。制御部１００は、トナーカートリッジ５５が新品のものに取り替えられると、トナーカートリッジ５５から現像器１７及び搬送路５５１にトナーを供給することになるが、この第２実施形態ではこの供給量が第１実施形態で述べたのと同じ理由により過剰とならないように、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じたトナーの補給を行う。ただし、トナーカートリッジ５５の交換直後においては、搬送路５５１や現像器１７内のトナーがなくなっているか、或いは著しく少なくなっている。第２実施形態では、そのことに対応するべく、予めトナーカートリッジ５５から搬送路５５１へトナーを補給しておく。以下では、このトナーの補給のことを「トナーの充填」という。

（Ｂ−１）充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄの設定
制御部１００は、充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄの長さを、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じて設定する。充填時間Ｔｍは、トナーカートリッジ５５から搬送路５５１にトナーを充填させるために行われる補給動作の総時間である。上述したように、トナーカートリッジ５５の交換直後においては、搬送路５５１や現像器１７内のトナーがなくなっているか或いは著しく少なくなっているので、まずは、トナーカートリッジ５５から搬送路５５１へトナーを充填しておかないと、いざトナーの補給が必要になったときに、直ちに搬送路５５１から現像器にトナーを補給できない。補給間隔Ｔｄは、第１実施形態と同じであるが、ここでは、この補給間隔Ｔｄにより実補給期間の長さと補給停止期間の長さとが一意に決められる。

図１３は、充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄの設定動作において、制御部１００が実行する処理の手順を示したフローチャートである。
制御部１００は、トナーカートリッジ５５に設けられたメモリからトナーの収容量に関する情報を読み出す（ステップＳ２１）。次に、制御部１００は、ステップＳ２１で読み出した情報に基づいて、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量を特定する（ステップＳ２２）。次に、制御部１００は、ステップＳ２２で特定した収容量が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。この閾値は、トナーの収容量が充分であるか否かを判断する指標となる値であり、設計段階で決められた値がＲＯＭに記憶されている。

制御部１００は、収容量が閾値以上であると判断すると（ステップＳ２３；ＹＥＳ）、充填時間ＴｍをＴｍ１に設定し、補給間隔ＴｄをＴｄ３に設定する（ステップＳ２４）。つまり、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が充分である場合には、このステップＳ２４において、制御部１００は比較的短い充填時間Ｔｍ１に設定する。一方、制御部１００は、トナーの収容量が閾値よりも少ないと判断すると（ステップＳ２３；ＮＯ）、充填時間ＴｍをＴｍ２に設定し、補給間隔ＴｄをＴｄ４に設定する（ステップＳ２５）。つまり、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が比較的少ない場合には、制御部１００は充填時間Ｔｍ１よりも長い充填時間Ｔｍ２に設定する。トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少ないということは、上述したようにトナーカートリッジ５５の搬送路５５１におけるトナーの搬送効率がその量が多い場合に比べて低下するので、制御部１００は、トナーの収容量が少ない場合の充填時間Ｔｍを長くすることにより、充分な量のトナーが搬送路５５１に供給されるようにする。つまり、供給制御手段としての制御部１００は、トナーカートリッジ５５に収容されているトナーの総量（収容量）が閾値よりも多い量のときには、収容量が閾値よりも少ない量のときに比べて充填時間Ｔｍが長くなるようにする。なお、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量において、閾値以上の量が第１の量の一例であり、トナーの収容量が閾値よりも少ない量が第２の量の一例である。
以上のようにして、制御部１００は充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄを設定すると、その内容を記憶部２５０に記憶させる。なお、制御部１００は、第１実施形態と同じようにしてその内容を定期的に更新する。なお、これら充填時間Ｔｍ１，Ｔｍ２や、補給間隔Ｔｄ３，Ｔｄ４は、その時間だけトナーの補給が行われたとしても、現像器１７に過剰な量のトナーが供給されない長さが予め決められている。

（Ｂ−２）トナーリカバリ
次に、制御部１００が実行する「トナーリカバリ」の手順について説明する。
図１４は、制御部１００がトナーリカバリを実行するときの処理の手順を示したフローチャートである。
まず、制御部１００は、トナーリカバリを実行するか否かを判断する（ステップＳ３１）。例えば、制御部１００は、濃度センサ１７８によって現像器１７内のトナー濃度を特定し、その特定結果からトナーカートリッジ５５が空となったと判断すると、トナーリカバリを開始する。具体的には、制御部１００は、モータ３００を駆動してトナーの補給動作を行ったにも関わらず、現像器１７内のトナー濃度が著しく低い（閾値以下である）場合には、トナーカートリッジ５５や搬送路５５１にトナーに収容されていないとして、それを契機として、トナーカートリッジ５５が画像形成装置１に装着し直されたときにはトナーリカバリを開始する。

制御部１００は、トナーリカバリを実行すると判断すると（ステップＳ３１；ＹＥＳ）、トナーリカバリの対象となる現像器１７を駆動する（ステップＳ３２）。次に、制御部１００は、充填時間Ｔｍだけモータ３００を駆動させて、トナーカートリッジ５５から搬送路５５１にトナーを充填する充填動作を行う（ステップＳ３３）。この充填時間Ｔｍは、「（Ｂ−１）充填時間Ｔｍ及び補給間隔Ｔｄの設定」の項で説明したように、図１３の手順により設定されている。これにより、トナーカートリッジ５５から搬送路５５１へのトナーの充填がなされる。次に、制御部１００は、濃度センサ１７８の検出結果に基づいて現像器１７のトナー濃度を特定する（ステップＳ３４）。そして、制御部１００は、ステップＳ３４で特定したトナー濃度を目標濃度に一致させるよう、現像器１７にトナーを供給させるための総補給時間Ｔを算出する（ステップＳ３５）。この総補給時間Ｔの算出方法は、「（Ａ−２−２）補給時間算出処理」の項で説明したものと同じ手法でよい。

制御部１００は、総補給時間Ｔに達するまで、補給間隔Ｔｄに従って図６に示されるように実補給期間と補給停止期間とを交互に繰り返しながら、トナーの補給動作を行う（ステップＳ３６）。これにより、搬送路５５１に充填されていたトナーは順次現像器１７に補給され、さらに、その搬送路５５１に対してもトナーカートリッジ５５から新たにトナーが補給される。そして、制御部１００は、総補給時間Ｔだけ補給動作を行うと、現像器１７内の攪拌オーガ１７６を回転させて、現像器１７内を攪拌する（ステップＳ３７）。そして、制御部１００は、トナーリカバリが終了したか否かを判断する（ステップＳ３８）。例えば、制御部１００は、検知用のトナー像を感光体ドラム１５に形成させて画像濃度の検知を行い目標濃度との差異を算出する。そして、制御部１００は、この差異が許容範囲内にあるか否かを判断して、差異があらかじめ決められた値未満であればトナーリカバリが成功したものとみなして、トナーリカバリが終了したと判断する（ステップＳ３８；ＹＥＳ）。一方、制御部１００が上述の差異が予め決められた値以上であればトナーリカバリが不完全であるとみなし、トナーリカバリが終了していないと判断して、ステップＳ３４に戻る。

制御部１００は、ステップＳ３８で「ＹＥＳ」と判断し、トナーリカバリが終了すると画像濃度調整を行う（ステップＳ３９）。ここでは、制御部１００は、トナー像が狙い通りの画像濃度で形成されるように、帯電電位、露光量、現像バイアス電位、一次転写電位および二次転写電位等の画像形成条件を設定する。制御部１００は、画像濃度調整が終了すると、現像器１７の駆動を停止して（ステップＳ４０）、トナーリカバリを終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、制御部１００は、トナーリカバリ時においてトナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じて、搬送路５５１及び現像器１７にトナーを充填させるために実行する補給動作の期間である、充填時間Ｔｍを異ならせる。この実施形態でも、制御部１００は、トナーの収容量が多ければ充填時間Ｔｍを短くし、それよりもトナーの収容量が少なければ、充填時間Ｔｍを長くするよう制御を行う。これにより、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量の大小に起因して、トナーリカバリ時において補給されるトナーの量が変動することが抑制される。これにより、第１実施形態と同等の作用により画像欠陥の発生が抑制されるし、充填時間がトナーの収容量に適した値に決められているので、トナーリカバリを完了するまでの期間が長くなってしまうこともない。
なお、この第２実施形態の構成の画像形成装置１は、上記の制御を、第１実施形で説明した制御と併用して行うようにしてもよいし、行わないようにしても良い。

（Ｃ）第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態は、制御部１００が実行する制御が異なるだけで、画像形成装置１の装置構成は第１実施形態のそれと同じである。したがって、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。
電子写真方式の画像形成装置は、或る画像を形成する動作を行って、その次の画像を形成する動作を行う場合に、それらの形成動作の間に「インターイメージ」と呼ばれる期間を設ける。このインターイメージにおいて、画像形成装置は、感光体を帯電する帯電電圧や感光体上の静電潜像を現像するための現像バイアス等の画像形成条件を変更したり、自動濃度調整用のトナーパッチを形成する。本実施形態では、制御部１００は、このインターイメージにおいて、現像器１７の攪拌オーガ１７６によって現像剤を攪拌するとともに、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じてインターイメージの長さを変化させる。具体的には、制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が多い場合には、インターイメージを長くして、攪拌オーガ１７６を駆動して現像剤を攪拌する攪拌期間を長く確保する。一方、制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少ない場合には、その量が多い場合に比べてインターイメージを短くして攪拌期間も短くする。

上述した第１及び第２実施形態でも説明したが、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が多いほど、単位時間当たりのトナーの供給量が多くなるので、現像器１７内に過剰な量のトナーが供給されやすく、トナー濃度が高くなりやすい。また、トナー濃度が高くなりすぎると、攪拌オーガ１７６による攪拌作用が低減するから充分な攪拌効果を得るためには攪拌期間を長くせざるを得ない。よって、供給制御手段としての制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が閾値以上の量（第１の量）のときには、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が閾値以下よりも少ない量（第２の量）のときに比べて、攪拌期間（つまり、インターイメージ）を長くするよう制御する。これにより、現像器１７内の現像剤の攪拌不良に起因する画像欠陥の発生が抑制される。一方、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少ない場合には、攪拌不良は起こりにくいので、制御部１００はインターイメージを短くして、迅速に画像形成動作を行うようにする。
なお、この第３実施形態での構成の画像形成装置１は、上記の制御を、第１実施形態や第２実施形態で説明した制御と併用して行うようにしてもよいし、行わないようにしても良い。

（Ｄ）第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
この第４実施形態は、制御部１００が実行する制御が異なるだけで、画像形成装置１の装置構成は第１実施形態のそれと同じである。したがって、第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付して表し、その説明を省略する。
電子写真方式の画像形成装置では、攪拌オーガにより現像器内の現像剤を攪拌する動作モードに定期的に移行し、その動作モードで動作するときには現像器内の現像剤を攪拌する。本実施形態では、供給制御手段としての制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が閾値以上の量（第１の量）のときには、この動作モードに移行させる頻度を、トナーの収容量が閾値よりも少ない（第２の量）のときに比べて高くするよう制御を行う。この構成においても、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が多く、現像器１７の現像剤の攪拌不良が生じやすいときには、制御部１００が現像器１７内を攪拌させる動作モードに移行する頻度が高くなるので、それに起因する画像欠陥の発生は抑制される。また、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が少なく、攪拌不良が生じにくい場合には、制御部１００が必要以上に現像剤を攪拌する動作モードに移行させることもない。
なお、この第４実施形態の構成の画像形成装置１は、上記の制御を、第１実施形態から第３実施形態で説明した制御と併用して行うようにしてもよいし、行わないようにしても良い。

（Ｅ）変形例
本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を組み合わせてもよい。
（Ｅ−１）変形例１
上述した第１実施形態から第４実施形態では、制御部１００は、画像形成装置１に内蔵されたものであったが、制御部１００は、画像形成装置１の外部にあって、この画像形成装置１を制御するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置で実現されてもよい。
また、制御部１００の演算装置によって実行される各プログラムは、磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体、光ディスクなどの光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの、コンピュータ装置が読み取り可能な記録媒体に記憶された状態で提供し得る。また、このプログラムを、インターネットのようなネットワーク経由でダウンロードさせることも可能である。なお、このような制御を行う主体としてはＣＰＵ以外にも種々の装置を適用することができ、例えば、専用のプロセッサなどを用いてもよい。

（Ｅ−２）変形例２
上述した第１実施形態から第４実施形態では、制御部１００は、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が閾値以上であるか否かに応じて、トナーの量が多い場合と、その量が少ない場合とを区別していた。この構成に限らず、制御部１００は、さらに多くの段階に分けてトナーの収容量の大小を区別して、それら各段階に応じた制御を行うようにしてもよい。この場合も、第１実施形態の構成では、制御部１００は、単位時間当たりのトナーの供給量については、トナーの収容量が多いほどその量を少なくするための制御を行うし、第２実施形態の構成では、制御部１００は、トナーリカバリにおける充填時間Ｔｍの長さについて、トナーの収容量が多いほどその期間を短くする。また、この構成において、制御部１００は、トナーの収容量から決められた演算式を用いてトナーの供給量を算出して制御してもよいし、トナーの収容量と制御内容との対応関係をＲＯＭなどに記憶しておき、その対応関係に従って制御してもよい。

（Ｅ−３）変形例３
上述した第１及び第２実施形態では、制御部１００は実補給期間の長さを制御することによって、単位時間当たりのトナーの補給量を変化させていた。これに代えて制御部１００は、モータの回転数を変えてトナーの補給量を変化させてもよい。この場合に、制御部１００は、モータ３００の駆動時間については固定してもよいし、変更するようにしてもよい。また、トナーカートリッジ５５からトナーを搬送させるための駆動力を発生する駆動手段はモータに限らず、制御部１００の制御に応じてトナーの供給量がされ得る駆動手段が採用されればよい。また、制御部１００は、濃度検出方式と画素計数方式とを併用して総補給時間Ｔを算出していたが、いずれか一方を用いてもよいし、これ以外の方法を用いて総補給時間を算出してもよい。

（Ｅ−４）変形例４
また、制御部１００は、決められた条件を満たすときにだけ第１実施形態で説明したトナー補給動作を行ってもよい。この決められた条件は、例えば画像形成装置１が、写真等の画像密度の高い画像を形成する場合である。この場合、制御部１００は現像器１７に多量のトナーを供給する必要があるから、現像器１７へのトナーの供給量が過剰になりやすくなるが、文書等のように比較的画像密度の低い画像を形成する場合には、トナーの補給量は比較的少ないので、その補給量が過剰になる虞は小さい。よって、制御部１００は、画像形成用に与えられた画像データを解析し、それに応じた画像を形成するためのトナーの消費量が大きいか否か基づいて、トナーの補給動作を実行するか否かを判断するようにしてもよい。

（Ｅ−５）変形例５
上述した第１実施形態において、制御部１００は、最大補給時間Ｔｍａｘを維持したまま補給停止期間のみを変更させて、単位時間当たりのトナーの補給量を制御してもよい。この構成であっても、補給停止期間が長くなるほど現像器１７にトナーが補給される頻度は低くなるし、その補給停止期間を利用して、制御部１００が攪拌オーガ１７６により現像剤の攪拌を行うことで実施形態と同等の効果を奏する。

（Ｅ−６）変形例６
ここで、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量に応じて、トナーカートリッジ５５から搬送路５５１へと排出されるトナーの排出量（つまり、現像器１７へのトナーの補給量）が変動する理由についてより具体的に説明する。
図１５は、トナーカートリッジ５５の内部の様子を表す図である。同図は、図５と同じでトナーのトナーカートリッジ５５を図４の矢印Ｓの方向から見たときの断面図である。図１５においては、トナーカートリッジ５５の容積に対してトナーの占める体積が５割程度まで少なくなった場合にトナーが存在する領域を実線で示しており、トナーの占める体積が１００％に近くであり、その量が多い場合にトナーが存在する領域を破線で示している。

同図に示すように、トナーの収容量が多い場合と少ない場合とを対比すると、孔５５０の上方に存在するトナーの量が相違し、この相違から搬送部材５５０４の回転が両者で同じであってもその排出量が異なる。具体的には、孔５５０上方に存在するトナー量が多くなるほど、単位時間当たりのトナーの排出量は多くなり、反対に、孔５５０上方に存在するトナー量が少なくなるほど、単位時間当たりのトナーの排出量は少なくなる。また、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量が減ってくると、トナーカートリッジ５５内に堆積されたトナーが崩れ、この崩れが生じたときから排出量が減少するようになる。このような原因により、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量に応じてその排出量が変化する。

図１６は、トナーの収容量が或る程度減った場合の、トナーカートリッジ５５内のトナーの移動の様子を説明する図である。同図に示す各矢印はトナーの移動方向を表す。トナーカートリッジ５５内のトナー収容量が或る程度まで減ってくると、搬送部材５５０４の回転によって搬送方向下流側である矢印ａ方向にトナーが移動させられる一方で、円筒形に巻かれた搬送部材５５０４の中心付近を、搬送方向上流側である矢印ｂ方向にトナーが移動させられる。搬送部材５５０４に近い位置に存在するトナーには、搬送部材５５０４の回転によって生じる押圧力や摩擦力によって矢印ａ方向に移動させるための搬送力が作用しやすいが、そこから遠い位置にあるトナーには、矢印ａ方向に移動させるための搬送力が作用しにくい。このようなトナーには、他のトナーに押し出されるようにして搬送方向上流側に移動するものが存在する。この場合、矢印ａ方向に移動させられるトナーと、矢印ｂ方向に移動させられるトナーとの両方が存在することになるが、単位時間当たりのトナーの孔５５０からの排出量は比較的安定する。一方、図１５に破線で示すように、トナーの収容量が１００％近くの場合には、トナーカートリッジ５５内の空間のほとんどがトナーによって満たされているから、トナーが上流側へ移動させられようにもそのための空間がほとんど存在しない。この場合、トナーの上流側（矢印ｂ方向）への移動が起こりにくく、その排出量が過剰になりやすい。また、トナーの収容量が多い場合には攪拌不良も起こりやすく、トナーが凝集すると、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量が多い場合であっても排出量は少なくなり、収容量が減って攪拌が良好に行われるようになると、一斉に多くの量のトナーが排出されるようになる。このような原因から、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量が多い場合には排出量にばらつきが生じる。

図１７は、トナーカートリッジ５５内のトナーがほぼ１００％である状態で画像形成装置１に装着されてからの累積排出時間［ｓ］と、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量［ｇ］、及び単位時間当たりのトナーの排出量［ｍｇ／ｓ］との関係を例示したグラフである。実線のグラフが単位時間当たりのトナー排出量を表し、点線のグラフがトナーカートリッジ５５内のトナーの収容量を表している。また、トナーの排出量のグラフに付した「Ｉ」という記号は、累積排出時間毎の排出量のばらつきの範囲（以下、「ばらつき範囲」という。）を表すものである。「Ｉ」の上部の横棒は排出量の上限値を表し、下部の横棒は排出量の下限値を表している。
同図に示すように、累積排出時間が５００［ｓ］を超えて、トナーの収容量が或る程度の量まで減ってくると排出量が安定してくるから、累積排出時間と収容量との関係がおおよそ一意に特定される。一方で、それ以前の期間では排出量のばらつきが大きく、特に累積排出時間が１００［ｓ］までの期間においては、そのばらつきがかなり大きくなる。このようなばらつきがあると、現像器１７へのトナーの補給量が過剰となることがある。その補給量が過剰になると、現像器１７内の現像剤や感光体ドラム１５に帯電不良が生じたり、画像欠陥の発生や装置内が汚損したりすることがある。そこで、制御部１００は、以下に説明するようにしてトナーの補給動作を行う。

具体的には、図１７に示すグラフのように、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量が多い場合には、ばらつき範囲内でトナーの排出量が最大となることを前提として、制御部１００は補給量を決定する。すなわち、図１７に示すばらつき範囲の上限値どうしを結んだグラフの量のトナーが単位時間当たりに排出されると想定する。このようにすれば、排出量が過剰になったとしても、現像器１７へのトナーの補給量が過剰になることは確実に回避される。一方、ばらつき範囲内の下方側で示される量のトナーが排出された場合、現像器１７へのトナーの補給量が不足することになるが、制御部１００が濃度センサ１７８の検出結果から補給不足を判断すると、直ちに上記濃度検出方式に従って補給動作を行うことによりその補給不足はすぐに解消される。

以上のトナーの補給動作に関わる画像形成装置１の構成及び動作について説明する。
まず、最大補給時間Ｔｍａｘの設定に係る動作について説明する。最大補給時間Ｔｍａｘを設定する際に、制御部１００は、まず、最大補給時間Ｔｍａｘを累積排出時間に基づいて特定する。なお、制御部１００は、トナーの補給動作を行うと、その期間に応じて記憶部５０に累積排出時間を記憶させておき、ここでは、記憶部５０から累積排出時間を読み出してこれを特定する。累積排出時間が短いほど単位時間当たりのトナー排出量が多くなるから、この場合、制御部１００は、その排出量が過剰にならないように比較的短い最大補給時間Ｔｍａｘ１に設定する。一方、累積排出時間が長いほど単位時間当たりのトナー排出量が少なくなるから、トナーの補給量が不足しないように、制御部１００は、Ｔｍａｘ１よりも長い最大補給時間Ｔｍａｘ２に設定する。いずれの最大補給時間を採用するかについては、図１７に示されるように、トナーカートリッジ５５内のトナー収容量が閾値以下であるか否かに応じて決められる。この場合、トナー収容量がおよそ４０［ｇ］以下となる期間においては、制御部１００は最大補給時間Ｔｍａｘ１に設定するし、一方、トナー収容量が更に減少する期間においては、制御部１００は最大補給時間Ｔｍａｘ２に設定する。なお、制御部１００は、トナーカートリッジ５５が備える上記メモリからトナー残量（収容量）に関わる情報を読み出して、トナーカートリッジ５５内のトナーの収容量を特定する。

次に、総補給時間算出処理に係る構成及び動作について説明する。
まず、画像形成装置１は、図１７に示す累積排出時間と単位時間当たりのトナー排出量との対応関係を示す対応関係データを記憶部５０に予め記憶している。この対応関係ついては、実験的に単位時間当たりのトナー排出量のばらつきを測定しておき、この測定した排出量の上限値を採用している。総補給時間算出処理においては、まず、制御部１００は、そのときの累積排出時間から単位時間当たりのトナーの排出量を特定する。そして、制御部１００は、上記濃度検出方式や画素係数方式に従ってトナーの補給量を決定するが、記憶部５０に記憶された対応関係データが示す対応関係に基づいて、ばらつき範囲の上限値の量のトナーが単位時間当たりに排出されるものとして総補給時間Ｔを算出する。
以上説明したように、トナーカートリッジ５５のトナーの収容量が排出量にばらつきが生じさせるような量である場合に、上述の第１から第４実施形態までの画像形成装置が想定し得る最大の排出量となることを前提としてトナーの補給量を算出することによって、現像器１７へのトナーの補給量が過剰になるという、装置の動作にとって不都合な事態の発生が回避される。

１…画像形成装置、１００…制御部、１３…画像形成ユニット、１４…露光装置、１５…感光体ドラム、１５０…操作部、１６…帯電装置、１７…現像器、１７０…ケース、１７１…現像ロール、１７４…供給オーガ、１７６…攪拌オーガ、１７８…濃度センサ、１８…クリーニング装置、２００…通信部、５０…記憶部、３００…モータ、５０…画像形成部、５５…トナーカートリッジ、５５１…搬送路。

Claims (7)

1. トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、
   前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを前記現像器に供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、単位時間当たりに供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段と
   を備えることを特徴とする供給制御装置。
2. 前記供給制御手段は、前記現像器にトナーを供給する第１の期間と、前記現像器にトナーを供給しない第２の期間とを交互に繰り返し、前記収容量特定手段により特定されたトナーの総量が前記第１の量のときには、当該総量が前記第２の量のときに比べて、前記第１の期間と前記第２の期間とを合算した長さに占める当該第１の期間の長さの割合が小さくなるよう制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の供給制御装置。
3. 前記第１の期間の最大の長さを規定する最大時間を設定する設定手段であって、前記収容量特定手段により特定されたトナーの総量が前記第１の量のときには、当該総量が前記第２の量のときに比べて、前記最大時間と前記第２の期間の長さとを合算した長さに占める当該最大時間の割合が小さくなるよう前記最大時間を設定する設定手段を備え、
   前記供給制御手段は、前記或る量のトナーを前記最大時間よりも長い供給時間をかけて供給するときには、前記第１の期間の長さを当該最大時間としてトナーを供給し、当該第１の期間に後続する前記第１の期間の長さに、当該供給時間から前記最大時間を減じた時間を合算してトナーを供給する
   ことを特徴とする請求項２に記載の供給制御装置。
4. トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、
   前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを搬送する収容空間を有する搬送手段を経由して、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、前記搬送手段に供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段と
   を備えることを特徴とする供給制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の供給制御装置と、
   像保持体と、
   前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電させられた像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
   前記像保持体の表面に形成された潜像を、前記供給制御装置による制御に応じて供給されたトナーによって現像する現像手段と、
   前記現像手段によって現像された像を転写する転写手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. コンピュータを、
   トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、
   前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを前記現像器に供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、単位時間当たりに供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段
   として機能させるためのプログラム。
7. コンピュータを、
   トナー収容器が有する収容空間に収容されたトナーの総量を特定する収容量特定手段と、
   前記トナー収容器の収容空間に収容されたトナーを、当該トナーを搬送する収容空間を有する搬送手段を経由して、当該トナーを用いて潜像を現像する現像器に供給する制御を行う供給制御手段であって、前記トナー収容器から或る量のトナーを供給する場合に、前記収容量特定手段によって特定されたトナーの総量が第１の量のときには、当該総量が前記第１の量よりも少ない第２の量のときに比べて、前記搬送手段に供給するトナーの量を少なくするよう制御する供給制御手段
   として機能させるためのプログラム。

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