JP2018049210A - 画像形成装置、トナー供給方法およびトナー供給プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 印字品質を安定させること。
【解決手段】 ＭＦＰは、トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、貯蔵部に貯蔵されたトナーで感光体ドラムに画像を形成する画像形成ユニットと、サブホッパー駆動機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給するサブホッパーと、所定のタイミングで画像形成ユニットに予め定められた濃度の画像を形成させ、形成された画像の濃度を測定する濃度測定部５５と、濃度測定部５５による濃度の測定に応じて、測定された濃度に基づいてサブホッパー駆動機構の駆動量を補正する補正部５９と、所定の条件の成立により、濃度測定部５５が濃度を測定するタイミングを変更する変更部６１と、を備える。
【選択図】 図６

Description

この発明は、画像形成装置、トナー供給方法およびトナー供給プログラムに関し、特に、トナーで画像を用紙に形成する画像形成装置、その画像形成装置で実行されるトナー供給方法およびトナー供給プログラムに関する。

近年、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）で代表される画像処理装置は、感光体ドラムと、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにて現像する現像器と、現像器にトナーを補給するサブホッパーとを備えている。この現像器は、トナーを貯蔵する貯蔵部を有しており、貯蔵部におけるトナー濃度が印字品質に影響する。このため、貯蔵部のトナー濃度が所定の範囲内に維持する必要がある。このため、現像器で消費される量のトナーをサブホッパーから供給する制御が知られている。貯蔵部にトナーの濃度を測定する濃度センサーを設け、貯蔵部のトナーの濃度が一定になるように、サブホッパーからトナーを供給する技術がある。しかしながら、濃度センサーを設けなければならず、コストが上昇してしまうといった問題がある。

一方、特開平６−２５８９５１号公報には、感光体上に基準トナー像をつくり、その基準トナー像のトナー濃度をセンサで測定し、その測定結果に基づき現像室へのトナー補給間隔を変更するとともに、その測定結果を前回の測定結果と比較して基準トナー像作成間隔を変更し、同様に、変更後の補給間隔でトナー補給を行いながら、引き続き記録を行うとともに、変更後の作成間隔で再び前記感光体上に基準トナー像をつくり、以下同様に、その基準トナー像のトナー濃度を測定し、トナー補給間隔を変更するとともに、基準トナー像作成間隔を変更し、トナー補給を行うとともに、基準トナー像をつくることを繰り返してなる、電子写真記録装置のトナー濃度調整方法が記載されている。

しかしながら、サブホッパーから貯蔵部にトナーを供給する供給量は、サブホッパーに収納されているトナーの状態に影響される。例えば、サブホッパーに収納されているトナーの量が少なくなった場合、サブホッパーに収納されているトナーの流動性が変化した場合等である。このため、特開平６−２５８９５１号公報に記載の技術では、サブホッパーに収納されているトナーの状態が変化した場合に、貯蔵部におけるトナー濃度を適切な濃度に保つことが困難であるといった問題がある。一方で、感光体への基準トナー像の形成と測定を増やすことで、出力される画像品質を維持することも考えられるが、基準トナー像の形成にはより多くのトナーを消費することになる。
特開平６−２５８９５１号公報

この発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、印字品質を安定させることが可能な画像形成装置を提供することである。また他の目的は、印字品質を安定させつつ、トナーの消費を抑えることである。

この発明の他の目的は、印字品質を安定させることが可能なトナー供給方法を提供することである。

この発明の他の目的は、印字品質を安定させることが可能なトナー供給プログラムを提供することである。

上述した目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、画像処理装置は、トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、搬送機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給するトナー供給手段と、所定のタイミングで画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、形成された画像の濃度を測定する濃度測定手段と、濃度測定手段による濃度の測定に応じて、測定された濃度に基づいて搬送機構の駆動量を補正する補正手段と、所定の条件の成立により、濃度測定手段が濃度を測定するタイミングを変更する変更手段と、を備える。

この局面に従えば、所定のタイミングで予め定められた濃度の画像が形成され、形成された画像の濃度が測定され、測定された濃度に基づいて搬送機構の駆動量が補正される。このため、所定のタイミングで搬送機構の駆動量が補正されるので、貯蔵部に貯蔵されるトナーの量を適切な量に調整することができる。さらに、所定の条件の成立により、濃度を測定するタイミングが変更される。駆動量を補正するタイミングを変更することにより、搬送機構の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。その結果、貯蔵部に貯蔵されるトナーの量を適切な量に調整することができ、印字品質を安定することが可能な画像形成装置を提供することができる。

好ましくは、変更手段は、濃度測定手段が濃度を測定する頻度が多くなるタイミングに変更する。

この局面に従えば、濃度を測定する頻度が多くなるタイミングに変更する。このため、搬送機構の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化が大きな場合に、その変化に早期に対応して駆動量を決定することができる。

好ましくは、画像形成の対象となる画像データに基づいて、画像形成手段によるトナー消費量を予測する消費量予測手段をさらに備え、トナー供給手段は、単位量当たりのトナーに対して定められた基準駆動量と、予測されたトナー消費量とに基づいて搬送機構の駆動量を決定し、決定された駆動量だけ搬送機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給し、補正手段は、測定された濃度に基づいて貯蔵部のトナー濃度を予測し、予測されたトナー濃度に基づいて、基準駆動量を補正する。

この局面に従えば、画像データに基づいて予測されたトナー消費量と、基準駆動量とに基づいて駆動量が決定され、決定された駆動量だけ搬送機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給し、測定された濃度に基づいて予測される貯蔵部のトナー濃度に基づいて基準駆動量が補正される。このため、画像データに基づいて予測されるトナー消費量と、搬送機構から実際に貯蔵部に供給されたトナーの供給量との差を、補正することができる。

好ましくは、所定のタイミングは、濃度測定手段が濃度を検出してから消費量予測手段により予測されたトナー消費量が第１のしきい値以上になるタイミングであり、所定の条件は、補正手段による基準駆動量の補正量が第２のしきい値以上となる場合であり、変更手段は、第１のしきい値を変更する。

この局面に従えば、予測されたトナー消費量が第１のしきい値以上で駆動量が補正され、基準駆動量の補正量が第２のしきい値以上で第１のしきい値が変更される。このため、基準駆動量を補正するまでに消費されるトナーの量を少なくするので、搬送機構の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の大きな変化に早期に対応することができる。

好ましくは、変更手段は、補正量が第２のしきい値以上の場合に第１のしきい値をより小さな値に変更する。

好ましくは、所定のタイミングは予測されるトナー消費量の累積が第１のしきい値以上になるタイミングである。

好ましくは、所定の条件は、画像形成手段が駆動していない不稼働期間が所定の期間を超える場合を含む。

この局面に従えば、不稼働期間が所定の期間を超える場合に濃度を測定するタイミングが変更される。このため、トナーが所定の期間を超えて移動しない場合に駆動量を補正するタイミングを変更することにより、搬送機構の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。

好ましくは、温度および／または湿度を含む環境変数を計測する環境検出手段を、さらに備え、所定の条件は、計測された環境変数の変化量が所定の値を超える場合を含む。

この局面に従えば、温度および／または湿度を含む環境変数の変化量が所定の値を超える場合に濃度を測定するタイミングが変更される。このため、トナーの環境が変化した場合に駆動量を補正するタイミングを変更することにより、搬送機構の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。

この発明の他の局面によれば、トナー供給方法は、トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、搬送機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給するトナー供給手段と、を備えた画像形成装置で実行されるトナー供給方法であって、所定のタイミングで画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、形成された画像の濃度を測定する濃度測定ステップと、濃度測定ステップにおいて濃度が測定されることに応じて、測定された濃度に基づいて搬送機構の駆動量を補正する補正ステップと、所定の条件の成立により、濃度測定ステップにおいて濃度を測定するタイミングを変更する変更ステップと、を含む。

この局面に従えば、印字品質を安定させることが可能なトナー供給方法を提供することができる。

この発明のさらに他の局面によれば、トナー供給プログラムは、トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、搬送機構を駆動することによりトナーを貯蔵部に供給するトナー供給手段と、を備えた画像形成装置を制御するコンピューターで実行されるトナー供給プログラムであって、所定のタイミングで画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、形成された画像の濃度を測定する濃度測定ステップと、濃度測定ステップにおいて濃度が測定されることに応じて、測定された濃度に基づいて搬送機構の駆動量を補正する補正ステップと、所定の条件の成立により、濃度測定ステップにおいて濃度を測定するタイミングを変更する変更ステップと、をコンピューターに実行させる。

この局面に従えば、印字品質を安定させることが可能なトナー供給プログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰの外観を示す斜視図である。 ＭＦＰの内部構成を示す模式的断面図である。 トナーボトルおよびサブホッパーの外観を示す斜視図である。 トナーボトル、サブホッパーおよび現像器の内部構成を示す図である。 ＭＦＰのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 ＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。 トナー供給処理の流れの一例を示す第１のフローチャートである。 トナー供給処理の流れの一例を示す第２のフローチャートである。 実験結果を示す第１図である。 実験結果を示す第２図である。 実験結果を示す第３図である。 トナーカートリッジの構成を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）の外観を示す斜視図である。図２は、ＭＦＰの内部構成を示す模式的断面図である。図１および図２を参照して、ＭＦＰ１００は、原稿を読み取るための原稿読取部１３０と、原稿を原稿読取部１３０に搬送するための自動原稿搬送装置１２０と、原稿読取部１３０が原稿を読み取って出力する静止画像を用紙等に形成するための画像形成部１４０と、画像形成部１４０に用紙を供給するための給紙部１５０と、ユーザインターフェースとしての操作パネル１６０と、を含む。

自動原稿搬送装置１２０は、原稿台に載置された１以上の原稿をさばいて、１枚ずつ原稿読取部１３０に搬送する。原稿読取部１３０は、自動原稿搬送装置１２０により原稿ガラス１１上にセットされた原稿の画像を、その下方を移動するスライダ１２に取付けられた露光ランプ１３で露光する。原稿からの反射光は、ミラー１４と２枚の反射ミラー１５，１５Ａによりレンズ１６に導かれ、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）センサ１８に結像する。露光ランプ１３とミラー１４とは、スライダ１２に取付けられており、スライダ１２は、スキャナモータ１７により、図中に示す矢印方向（副走査方向）へ複写倍率に応じた速度Ｖで移動する。これにより、原稿ガラス１１上にセットされた原稿を全面にわたって走査することができる。また、露光ランプ１３とミラー１４の移動に伴い、２枚の反射ミラー１５，１５Ａは、速度Ｖ／２で図中矢印方向へ移動する。これにより、露光ランプ１３で原稿に照射された光が、原稿で反射してからＣＣＤセンサ１８に結像するまでの光路長が常に一定となる。

ＣＣＤセンサ１８に結像した反射光は、ＣＣＤセンサ１８内で電気信号としての画像データに変換され、図示しないメイン回路に送られる。メイン回路では、受取ったアナログの画像データにＡ／Ｄ変換処理、デジタル画像処理等を行なった後、画像形成部１４０に出力する。メイン回路は、画像データを、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字用データに変換し、画像形成部１４０へ出力する。

画像形成部１４０は、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋと、これらに対応する着脱自在なトナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋとを有する。トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーをそれぞれ収納する。ここで、“Ｙ”、“Ｍ”、“Ｃ”および“Ｋ”は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックを表す。トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ内のトナーは、後述のサブホッパーを介して、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋにそれぞれ供給される。

画像形成部１４０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックそれぞれの画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備える。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの少なくとも１つが駆動されることにより、画像が形成される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてが駆動されると、フルカラーの画像を形成する。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋには、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの印字用データがそれぞれ入力される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、取扱うトナーの色彩が異なるのみなので、ここでは、イエローの画像を形成するための画像形成ユニット２０Ｙについて説明する。

画像形成ユニット２０Ｙは、イエローの印字用データが入力される露光ヘッド２１Ｙと、感光体ドラム（像担持体）２３Ｙと、帯電チャージャ２２Ｙと、現像器２４Ｙと、転写チャージャ２５Ｙとを備える。露光ヘッド２１Ｙは、受取った印字用データ（電気信号）に応じてレーザ光を発光する。発光されたレーザ光は露光ヘッド２１Ｙが備えるポリゴンミラーにより１次元走査され、感光体ドラム２３Ｙを露光する。感光体ドラムを１次元走査する方向は、主走査方向である。

感光体ドラム２３Ｙは、帯電チャージャ２２Ｙによって帯電された後、露光ヘッド２１Ｙが発光するレーザ光が照射される。これにより、感光体ドラム２３Ｙに静電潜像が形成される。続いて、現像器２４Ｙにより、静電潜像上にトナーが載せられてトナー像が形成される。感光体ドラム２３Ｙ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上に、転写チャージャ２５Ｙにより転写される。

一方、中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３３Ｃとローラ３３Ａとにより弛まないように懸架されている。駆動ローラ３３Ｃが図中で反時計回りに回転すると、中間転写ベルト３０が所定の速度で図中反時計回りに回転する。中間転写ベルト３０の回転に伴って、ローラ３３Ａが、反時計回りに回転する。

これにより、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが、順に中間転写ベルト３０上にトナー像を転写する。画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋそれぞれが、中間転写ベルト３０上にトナー像を転写するタイミングは、中間転写ベルト３０に付された基準マークを検出することにより、調整される。これにより、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト３０上に重畳される。

給紙カセット３５，３５Ａ，３５Ｂには、それぞれサイズの異なる用紙がセットされている。所望のサイズの用紙が、給紙カセット３５，３５Ａ，３５Ｂに取付けられている給紙ローラ３６，３６Ａ，３６Ｂにより、搬送路へ供給される。搬送路へ供給された用紙は、搬送ローラ対３７によりタイミングローラ３１へ送られる。

中間転写ベルト３０の基準マークを検出するためのタイミングセンサが設置されており、タイミングセンサが中間転写ベルト３０の基準マークを検出すると、それに同期してタイミングローラ３１が用紙を中間転写ベルト３０に供給する。用紙は、転写ローラ２６により中間転写ベルト３０に押し当てられ、中間転写ベルト３０上に重畳して形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が用紙に転写される。駆動ローラ３３Ｃの外周側にクリーナ２８が配置されている。クリーナ２８は、中間転写ベルト３０上に残ったトナーを除去する。

トナー像が転写された用紙は、定着ローラ対３２に搬送され、定着ローラ対３２により加熱される。これにより、トナーが溶かされて用紙に定着する。その後、用紙は排紙トレイ３９に排出される。なお、ここでは、用紙に４色のトナーそれぞれを形成する画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えたタンデム方式のＭＦＰ１００について説明するが、１つの感光体ドラムで４色のトナーを順に用紙に転写する４サイクル方式のＭＦＰであってもよい。

ＭＦＰ１００は、フルカラーの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのすべてを駆動するが、モノクロの画像を形成する場合、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの１つを駆動する。また、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの２以上を組み合わせて画像を形成することもできる。

図３は、トナーボトルおよびサブホッパーの外観を示す斜視図である。図３を参照して、トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋそれぞれは、トナーを収容するボトル部４１１と、ボトル部４１１の一端に取り付けられるキャップ部４１２とを含む。キャップ部４１２にはツマミ４１３が設けられている。トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１ＫがＭＦＰ１００に挿入された状態で、ツマミ４１３が一定角度回転されることにより、キャップ部４１２がＭＦＰ１００に固定される。トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋにそれぞれ対応してサブホッパー４２Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋが一体的に設けられている。トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１ＫがＭＦＰ１００に挿入された状態では、トナーボトル４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋそれぞれのキャップ部４１２が、サブホッパー４２Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ上にそれぞれ位置する。

サブホッパー４２Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋの構成はほぼ同じであり、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋの構成はほぼ同じである。ここでは、一例としてトナーボトル４１Ｙ、サブホッパー４２Ｙおよび現像器２４Ｙの内部構成を説明する。

図４は、トナーボトル、サブホッパーおよび現像器の内部構成を示す図である。図４を参照して、ボトル部４１１の一端には開口４１１ａが設けられ、ボトル部４１１の内周面には螺旋状の突起が形成されている。キャップ部４１２は、開口４１１ａの周囲を取り囲むようにボトル部４１１に取り付けられる。キャップ部４１２には、下方に向けて開口する供給口４１２ａが形成されており、その供給口４１２ａを開閉可能にシャッター部４１５が設けられている。シャッター部４１５は、ツマミ４１３（図３）と連動しており、ツマミ４１３が回転されることによってシャッター部４１５が開放される。ボトル部４１１の他端部には、ボトル回転機構４３が接続される。ボトル回転機構４３はステッピングモータ４３ａを含み、ステッピングモータ４３ａの回転力がトナーボトル４１Ｙに伝達されることにより、トナーボトル４１Ｙが回転される。

トナーボトル４１Ｙの供給口４１２ａと重なるように、サブホッパー４２Ｙの上部に供給口４２２ａが形成されている。サブホッパー４２Ｙの内部は、隔壁４２１によって収容部４２２と搬送部４２３とに区画されている。隔壁４２１の一端部とサブホッパー４２Ｙの内壁面との間には間隙４２１ａが形成されている。間隙４２１ａは搬送部４２３の一端部上に位置し、間隙４２１ａを介して収容部４２２は搬送部４２３と連通する。

ボトル回転機構４３によってトナーボトル４１Ｙが回転されると、ボトル部４１１内のトナーが、ボトル部４１１の内周面に形成された螺旋状の突起に沿って前方に移動し、開口４１１ａから流出する。さらに、開口４１１ａから流出したトナーが、キャップ部４１２の供給口４１２ａおよびサブホッパー４２Ｙの供給口４２２ａを通って、サブホッパー４２Ｙの収容部４２２に落下する。

収容部４２２には、水平方向の軸を中心に揺動するフロート部材４２４が設けられる。収容部４２２内のトナーの量に応じて、フロート部材４２４の傾きが変化する。収容部４２２の外面には、エンプティセンサー４２７が設けられている。収容部４２２内のトナーの量が不足してフロート部材４２４の傾きが大きくなると、エンプティセンサー４２７が、フロート部材４２４に取り付けられた被検出体（例えば磁石）を検出する。

搬送部４２３には、螺旋状の補給ローラ４２５が設けられている。補給ローラ４２５は、サブホッパー駆動機構４２６に接続されている。サブホッパー駆動機構４２６はステッピングモータ４２６ａを含み、ステッピングモータ４２６ａの回転力が補給ローラ４２５に伝達されることにより補給ローラ４２５が回転される。搬送部４２３の他端部（間隙４２１ａと逆側の端部）は、連通部４２８を介して現像器２４Ｙに接続されている。サブホッパー駆動機構４２６によって補給ローラ４２５が回転されると、搬送部４２３の一端部から他端部に向けてトナーが搬送され、連通部４２８を通して現像器２４Ｙに供給される。このため、補給ローラ４２５の回転数によって、現像器２４Ｙに供給するトナーの量を調整することができる。また、補給ローラ４２５の回転数と、現像器２４Ｙに供給されるトナーの量との関係は、収容部４２２に収納されるトナーの状態が正常であれば比例する。収容部４２２に収納されるトナーの状態は、収容部４２２に収納されるトナーの量、収容部４２２に収納されるトナーの流動性を含む。このため、収容部４２２に収納されるトナーの状態を正常にして、補給ローラ４２５の回転数と、現像器２４Ｙに供給されるトナーの量とを計測することにより、単位トナー量のトナーを現像器２４Ｙに供給するための補給ローラ４２５の回転数を基準駆動量として定めることができる。

現像器２４Ｙは、貯蔵部２４１、搬送ローラ２４２，２４３および現像ローラ２４４を含む。サブホッパー４２Ｙから供給されるトナーは、貯蔵部２４１内に貯蔵される。搬送ローラ２４２，２４３は貯蔵部２４１内に配置されており、現像ローラ２４４は貯蔵部２４１から部分的に露出するように配置されている。搬送ローラ２４２，２４３は、図示しないモータによってそれぞれ回転されることにより、貯蔵部２４１内のトナーを現像ローラ２４４に向けて搬送する。現像ローラ２４４の外周面は感光体ドラム２３Ｙの外周面と対向する。貯蔵部２４１には、キャリアーが収納されている。キャリアは磁性を有するが、トナーは磁性を有しない。搬送ローラ２４２，２４３によって、トナーとキャリアとが搬送される間に、静電気によりトナーがキャリアに付着する。現像ローラ２４４は、回転可能なスリーブ内に固定的に配置された磁石を有する。現像ローラ２４４は、図示しないモータによって回転されることにより、トナーが付着したキャリアを磁力によって担持しつつ搬送し、感光体ドラム２３Ｙに形成された静電潜像にトナーを付着させる。ここで、トナー濃度は、貯蔵部２４１に貯蔵されるトナーとキャリアに対するトナーの比率である。

現像ローラ２４４に印可されるバイアス電圧は、トナー濃度が所定の範囲内であることを前提として決定されている。このため、トナー濃度が所定の範囲から外れると、印字品質が安定しなくなる。例えば、感光体ドラム２３Ｙに形成された静電潜像以外の部分にトナーが付着するかぶりと呼ばれる現象が発生する場合や、キャリアが感光体ドラム２３Ｙに付着するキャリア付着と呼ばれる現象が発生する場合がある。キャリア付着の現象が発生すると、感光体ドラム２３Ｙなどに傷付いたりして、パーツの寿命を短くする原因になるほか、ＭＦＰ本体の故障を招く可能性がある。したがって、貯蔵部２４１内のトナー濃度を所定の範囲内に保つ必要がある。

感光体ドラム２３Ｙの現像ローラ２４４の下流に、濃度検出センサー２７Ｙが配置される。濃度検出センサー２７Ｙは、発光ダイオードとフォトトランジスタとからなり、感光体ドラム２３Ｙの表面と対向して配置される。濃度検出センサー２７Ｙは、発光ダイオードから照射される光が感光体ドラム２３Ｙで反射した光をフォトトランジスタで受光し、フォトトランジスタが光電変換して出力する電子信号を出力する。濃度検出センサー２７Ｙが出力する電気信号は、感光体ドラム２３Ｙに付着したトナーの量によって異なるので、この電気信号から感光体ドラム２３Ｙに付着したトナー量を検出することができる。なお、本実施の形態においては、感光体ドラム２３Ｙ上に付着したトナー量を計測するようにしたが、中間転写ベルト３０に付着したトナー量を計測するようにしてもよい。中間転写ベルト３０に付着したトナー量を計測する場合には、濃度検出センサーは、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対して１つ設ければよい。

図５は、ＭＦＰのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図５を参照して、ＭＦＰ１００が有するメイン回路１１０は、ＣＰＵ１１１と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）部１１２と、ＲＯＭ１１３と、ＲＡＭ１１４と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１１６と、ファクシミリ部１１７と、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ ＲＯＭ）１１９Ａが装着される外部記憶装置１１９とを含む。また、ＣＰＵ１１１は、自動原稿搬送装置１２０と、原稿読取部１３０と、画像形成部１４０と、給紙部１５０と、操作パネル１６０とそれぞれ接続され、ＭＦＰ１００の全体を制御する。

ＲＯＭ１１３は、ＣＰＵ１１１が実行するプログラム、またはそのプログラムを実行するために必要なデータを記憶する。ＲＡＭ１１４は、ＣＰＵ１１１がプログラムを実行する際の作業領域として用いられる。

操作パネル１６０は、ＭＦＰ１００の上面に設けられ（図１参照）、表示部１６０Ａと操作部１６０Ｂとを含む。表示部１６０Ａは、液晶表示装置（ＬＣＤ）、有機ＥＬＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置であり、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。操作部１６０Ｂは、複数のキーを備え、キーに対応するユーザの操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受付ける。操作部１６０Ｂは、表示部１６０Ａ上に設けられたタッチパネルをさらに含む。

通信Ｉ／Ｆ部１１２は、ＭＦＰ１００をネットワークに接続するためのインターフェースである。ＣＰＵ１１１は、通信Ｉ／Ｆ部１１２を介してＭＦＰ１０１，１０２またはＰＣ２００との間で通信し、データを送受信する。また、通信Ｉ／Ｆ部１１２は、ネットワークを介してインターネットに接続されたコンピュータと通信が可能である。

ファクシミリ部１１７は、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続され、ＰＳＴＮにファクシミリデータを送信する、またはＰＳＴＮからファクシミリデータを受信する。ファクシミリ部１１７は、受信したファクシミリデータを、ＨＤＤ１１６に記憶する、または画像形成部１４０に出力する。画像形成部１４０は、ファクシミリ部１１７により受信されたファクシミリデータを用紙に印刷する。また、ファクシミリ部１１７は、ＨＤＤ１１６に記憶されたデータをファクシミリデータに変換して、ＰＳＴＮに接続されたファクシミリ装置に送信する。

外部記憶装置１１９は、ＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａが装着される。ＣＰＵ１１１は、外部記憶装置１１９を介してＣＤ−ＲＯＭにアクセス可能である。ＣＰＵ１１１は、外部記憶装置１１９に装着されたＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａに記録されたプログラムをＲＡＭ１１４にロードして実行する。なお、ＣＰＵ１１１が実行するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａに記録されたプログラムに限られず、ＨＤＤ１１６に記憶されたプログラムをＲＡＭ１１４にロードして実行するようにしてもよい。この場合、ネットワークに接続された他のコンピュータが、ＭＦＰ１００のＨＤＤ１１６に記憶されたプログラムを書換える、または、新たなプログラムを追加して書き込むようにしてもよい。さらに、ＭＦＰ１００が、ネットワークに接続された他のコンピュータからプログラムをダウンロードして、そのプログラムをＨＤＤ１１６に記憶するようにしてもよい。ここでいうプログラムは、ＣＰＵ１１１が直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

なお、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムを記憶する媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａに限られず、光ディスク（ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）などの半導体メモリーであってもよい。

図６は、ＭＦＰが備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。図６に示す機能は、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１が、ＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａに記憶されたトナー供給プログラムを実行することによりＣＰＵ１１１に形成される機能である。図６を参照して、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１は、消費量予測部５１と、供給制御部５３と、濃度測定部５５と、トナー濃度予測部５７と、補正部５９と、変更部６１と、不稼働期間計時部６３と、環境変数検出部６５と、を含む。

消費量予測部５１は、画像形成の対象となった画像データに基づいて、トナー消費量を予測する。上述したように、シアンの印字用データは画像形成ユニット２０Ｃに出力され、マゼンタの印字用データは画像形成ユニット２０Ｍに出力され、イエローの印字用データは画像形成ユニット２０Ｙに出力され、ブラックの印字用データは画像形成ユニット２０Ｋに出力される。画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋそれぞれは、対応する印字用データに基づいて、用紙に画像を形成する。例えば、画像形成ユニット２０Ｙは、イエローの印字用データに基づいて、貯蔵部２４１に貯蔵されたトナーで、給紙部１５０から供給される用紙に画像を形成する。

このため、消費量予測部５１は、ＲＧＢからなる画像データを、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）それぞれの印字用データに変換する。そして、消費量予測部５１は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックそれぞれの印字用データに基づいて、画像形成部１４０により消費されるシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックごとのトナーの量（以下「トナー消費量」という）を予測する。消費量予測部５１は、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックそれぞれのトナー消費量を供給制御部５３および濃度測定部５５に出力する。ＣＰＵ１１１による画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの制御は、印字用データが異なるのみで、その制御は同じなので、以下の説明では特に言及しない限り、ＣＰＵ１１１による画像形成ユニット２０Ｙの制御について説明する。

消費量予測部５１は、イエローの印字用データに基づいて、画像形成ユニット２０Ｙによって消費されるイエローのトナー消費量を予測し、予測したトナー消費量を供給制御部５３、濃度測定部５５およびトナー濃度予測部５７に出力する。消費量予測部５１は、イエローの印字用データの画素値からトナー消費量を算出する。複数の画素値それぞれに対して、予め測定されたトナー量を対応付けておき、印字用データの画素値からトナー量を算出するようにすればよい。また、画素値とトナー量との関係を定めた計算式を予め準備しておくようにしてもよい。

供給制御部５３は、サブホッパー駆動機構４２６を制御し、サブホッパー４２Ｙの収容部４２２に収納されたトナーを現像器２４Ｙに供給させる。具体的には、供給制御部５３は、ステッピングモータ４２６ａを制御することにより、サブホッパー４２Ｙの収容部４２２から現像器２４Ｙに供給するトナーの量を調整する。

供給制御部５３は、駆動量決定部６７を含む。駆動量決定部６７は、消費量予測部５１から入力されるトナー消費量に基づいて、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量を決定する。具体的には、供給制御部５３は、トナー消費量と同じ量のトナーがサブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙに供給されるように、トナー消費量と基準駆動量とからステッピングモータ４２６ａの回転数を決定する。駆動量決定部６７は、消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が補給用上限値以上になるごとに、駆動量を決定する。補給用上限値は予め定められた値である。駆動量決定部６７は、駆動量を決定した後に消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が補給用上限値以上になると、駆動量を決定する。なお、駆動量決定部６７は、消費量予測部５１からトナー消費量が入力されるごとに、駆動量を決定するようにしてもよい。

濃度測定部５５は、画像形成ユニット２０Ｙおよび濃度検出センサー２７Ｙを制御して、画像形成ユニット２０Ｙに予め定められた画像パターンのトナー画像（以下「パッチ画像」という）を感光体ドラム２３Ｙに形成させ、濃度検出センサー２７Ｙが出力する電気信号に基づいて、パッチ画像の濃度を測定する。画像パターンは、特に限定するものではないが、所定の濃度の画像である。パッチ画像のサイズおよび形状を限定するものではないが、ここではパッチ画像を縦２０ｍｍ、横４０ｍｍの矩形としている。感光体ドラム２３Ｙに形成されるパッチ画像は、濃度検出センサー２７Ｙによって測定された後は、感光体ドラム２３Ｙから除去される。なお、現像ローラ２４４に印可するバイアス電圧を変更して感光体ドラム２３Ｙにパッチ画像を形成するようにし、パッチ画像を濃度検出センサー２７Ｙで測定した電気信号の傾きからパッチ画像の濃度を測定するようにしてもよい。

濃度測定部５５は、消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が第１のしきい値以上になるごとに、パッチ画像の濃度を測定する。濃度測定部５５は、パッチ画像の濃度を測定した後に消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が第１のしきい値以上になると、パッチ画像の濃度を測定し、測定されたパッチ画像の濃度をトナー濃度予測部５７に出力する。第１のしきい値は、補給用上限値よりも大きいのが好ましい。パッチ画像を感光体ドラム２３Ｙに形成することによりトナーが消費されるので、濃度測定部５５によるパッチ画像の濃度の測定によって消費されるトナー量をできるだけ少なくするためである。

トナー濃度予測部５７は、パッチ画像の濃度に基づいて、貯蔵部２４１のトナー濃度を予測する。画像パターンの濃度が予め定められているので、貯蔵部２４１のトナー濃度が所定の範囲内にあれば、パッチ画像の濃度は所定の値になるはずである。貯蔵部２４１のトナー濃度を変化させて、貯蔵部２４１のパッチ画像の濃度の測定とトナー濃度の測定とをする実験をするなどして、パッチ画像の濃度と貯蔵部２４１のトナー濃度との関係を定めたテーブルを予め準備しておくようにすればよい。トナー濃度予測部５７は、テーブルを参照して、濃度測定部５５から入力されるパッチ画像の濃度に対応するトナー濃度を、貯蔵部２４１のトナー濃度の予測値に決定する。トナー濃度予測部５７は、予測されたトナー濃度を補正部５９に出力する。

補正部５９は、トナー濃度予測部５７からトナー濃度が入力されことに応じて、トナー濃度に基づいて基準駆動量を補正する。補正部５９は、基準駆動量を補正している場合には補正後の最新の基準駆動量を補正する。補正部５９は、基準駆動量の補正量が第２のしきい値以上となる場合、変更部６１に変更指示を出力する。基準駆動量の補正量は、補正後の基準駆動量とデフォルトの基準駆動量との差である。したがって、補正部５９は、補正後の基準駆動量が所定の値以上となる場合に変更部６１に変更指示を出力するようにしてもよい。

基準駆動量は、単位トナー量のトナーを現像器２４Ｙに供給するための補給ローラ４２５の回転数である。補正部５９は、トナー濃度が、貯蔵部２４１に対して予め定められたトナー濃度の範囲より低ければ、基準駆動量をより大きな値に補正する。例えば、基準駆動量を所定の割合だけ増加した値に補正する。補正部５９は、補正後の基準駆動量を、駆動量決定部６７および変更部６１に出力する。

補正部５９は、トナー濃度が、貯蔵部２４１に対して予め定められたトナー濃度の範囲より高ければ、基準駆動量をより小さな値に補正する。例えば、基準駆動量を所定の割合だけ減少した値に補正する。また、補正部５９は、トナー濃度が、貯蔵部２４１に対して予め定められたトナー濃度の範囲内ならば、基準駆動量を補正しない。

不稼働期間計時部６３は、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋそれぞれについて、稼働していない期間を不稼働期間として計時する。例えば、画像形成ユニット２０Ｙが稼働していない不稼働期間は、画像形成ユニット２０Ｙが稼働していない期間であり、他の画像形成ユニット２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋの少なくとも１つが稼働している期間を含む。不稼働期間計時部６３は、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋいずれかの不稼働期間が所定の期間以上になる場合、変更部６１に第２変更指示を出力する。第２変更指示は、画像形成ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうち不稼働期間が所定の期間以上になったユニットを識別するためのユニット識別情報を含む。例えば、第２変更指示は、画像形成ユニット２０Ｙの不稼働期間が所定の期間以上になる場合、画像形成ユニット２０Ｙのユニット識別情報を含む。

環境変数検出部６５は、所定時間以内における環境の変化が所定の条件を満たす場合、変更部６１に第３変更指示を出力する。環境変数検出部６５は、温度計１６３により計測された温度および湿度計１６５により計測された湿度を取得する。所定時間以内における温度の差が所定のしきい値以上の場合、および／または、所定時間以内における湿度の差が所定のしきい値以上の場合、所定の条件を満たすと判断し、第３変更指示を出力する。

変更部６１は、濃度測定部５５がパッチ画像の濃度を測定するタイミングを変更する。変更部６１は、補正量判断部７１と、不稼働期間判断部７３と、環境判断部７５と、を含む。補正量判断部７１は、補正部５９から第１変更指示が入力されることに応じて、濃度測定部５５がパッチ画像の濃度を測定するタイミングを変更する。不稼働期間判断部７３は、不稼働期間計時部６３から第２変更指示が入力されることに応じて、濃度測定部５５がパッチ画像の濃度を測定するタイミングを変更する。環境判断部７５は、環境変数検出部６５から第３変更指示が入力されることに応じて、濃度測定部５５がパッチ画像の濃度を測定するタイミングを変更する。

濃度測定部５５がパッチ画像の濃度を測定するタイミングは、パッチ画像の濃度を測定した後に消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が第１のしきい値以上になる時である。例えば、変更部６１は、第１のしきい値を所定の割合だけ減少した値に変更する。変更部６１は、第１のしきい値をより小さな値に変更し、変更した後の第２のしきい値を濃度測定部５５に出力する。変更部６１は、第１のしきい値を変更している場合には、変更後の最新の第１のしきい値をより小さな値に変更する。また、変更部６１は、変更後の第１のしきい値が補給用上限値以下となる場合には、画像形成ユニット２０Ｙを駆動させないようにしてもよい。

濃度測定部５５は、変更部６１から変更後の第２のしきい値が入力された後は、パッチ画像の濃度を測定した後に消費量予測部５１から入力されるトナー消費量の合計が変更後の第１のしきい値以上になると、パッチ画像の濃度を測定し、測定されたパッチ画像の濃度をトナー濃度予測部５７に出力する。

図７および図８は、トナー供給処理の流れの一例を示すフローチャートである。トナー供給処理は、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１が、ＣＤ−ＲＯＭ１１９Ａに記憶されたトナー供給プログラムを実行することによりＣＰＵ１１１により実行される処理である。図７および図８を参照して、ＣＰＵ１１１は、画像形成処理を実行したか否かを判断する（ステップＳ０１）。画像形成処理を実行するまで待機状態となり（ステップＳ０１でＮＯ）、画像形成処理を実行したならば（ステップＳ０１でＹＥＳ）、処理をステップＳ０２に進める。

ステップＳ０２においては、画像形成処理におけるトナー消費量を予測する。画像形成の対象となった画像データを変換したイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックそれぞれの印刷用データに基づいて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックそれぞれのトナー消費量を予測する。ステップＳ０２以降の処理は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックそれぞれのトナーに対して実行されるが、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックそれぞれに対して実行される処理は同じなので、ここでは、イエローのトナーの供給処理を例に説明する。

次のステップＳ０３においては、第１累計消費量が補給用上限値以上か否かを判断する。第１累計消費量は、ステップＳ０２において予測されたトナー消費量を累計した値であり、初期値はゼロに設定されており、後述するステップＳ０６においてゼロにリセットされる。第１累計消費量が補給用上限値以上ならば処理をステップＳ０４に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０７に進める。

ステップＳ０４においては、駆動量を決定する。第１累積消費量と基準駆動量とに基づいて、駆動量を決定する。基準駆動量は、後述するステップＳ１２またはステップＳ１４において変更されるため、ステップＳ１２またはステップＳ１４において変更されている場合には変更後の基準駆動量と第１累計消費量とに基づいて駆動量を決定する。次のステップＳ０５においては、現像器２４Ｙにトナーを補給し、処理をステップＳ０６に進める。具体的には、ステップＳ０４において決定された駆動量で定まる回転数だけステッピングモータ４２６ａを回転させることにより、補給ローラ４２５を回転させ、現像器２４Ｙにトナーを補給する。ステップＳ０６においては、第１累計消費量をリセットし、処理をステップＳ０７に進める。

ステップＳ０７においては、第２累計消費量が第１のしきい値Ｔ１以上か否かを判断する。第２累計消費量は、ステップＳ０２において予測されたトナー消費量を累計した値であり、初期値はゼロに設定されており、後述するステップＳ１５においてゼロにリセットされる。第２累計消費量が第１のしきい値Ｔ１以上ならば処理をステップＳ０８に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ０８においては、パターン画像を形成する。画像形成ユニット２０Ｙを制御して、パッチ画像を感光体ドラム２３Ｙに形成させる。そして、濃度検出センサー２７Ｙを用いてパッチ画像の濃度を計測する（ステップＳ０９）。濃度検出センサー２７Ｙがパッチ画像で反射した光を受光して出力する電気信号に基づいていて、パッチ画像の濃度を計測する。次のステップＳ１０においては、ステップＳ０９において計測されたパッチ画像の濃度から現像器２４Ｙの貯蔵部２４１内のトナー濃度を予測する。

次のステップＳ１１においては、ステップＳ１０において予測されたトナー濃度が所定の範囲よりも低いか否かを判断する。トナー濃度が所定の範囲よりも低いならば処理をステップＳ１２に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１３に進める。ステップＳ１２においては、基準駆動量を増加し、処理をステップＳ１５に進める。例えば、基準駆動量を所定の割合だけ増加する。一方、ステップＳ１３においては、ステップＳ１０において予測されたトナー濃度が所定の範囲よりも高いか否かを判断する。トナー濃度が所定の範囲よりも高いならば処理をステップＳ１４に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１５に進める。ステップＳ１４においては、基準駆動量を減少し、処理をステップＳ１５に進める。例えば、基準駆動量を所定の割合だけ小さい値に減少させる。ステップＳ１５においては、第２累積消費量をリセットし、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６においては、基準駆動量の補正量が第２のしきい値Ｔ２以上か否かを判断する。ステップＳ１２またはステップＳ１４において増加または減少した後の基準駆動量とデフォルトの基準駆動量との差を補正量とする。補正量が第２のしきい値Ｔ２以上ならば処理をステップＳ１９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１７に進める。

ステップＳ１７においては、不稼働期間が所定の期間以上か否かを判断する。イエローの画像形成ユニット２０Ｙが稼働していない不稼働期間が、所定の期間以上ならば処理をステップＳ１９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１８に進める。ステップＳ１８においては、環境の変化が所定の条件を満たすか否かを判断する。例えば、環境変数を温度とする場合、所定の条件は、所定時間以内における温度の差が所定のしきい値以上の場合である。環境変数を湿度とする場合、所定の条件は、所定時間以内における湿度の差が所定のしきい値以上の場合である。また、環境変数を温度と湿度としてもよい。この場合には、所定の条件は、所定時間内における温度の差が所定のしきい値以上、かつ、所定時間内における湿度の差が所定のしきい値以上の場合である。環境の変化が所定の条件を満たすならば処理をステップＳ１９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０１に戻す。

ステップＳ１９においては、第１のしきい値をより小さな値に変更し、処理をステップＳ２０に進める。例えば、第１のしきい値を所定の割合の値に変更する。次のステップＳ２０においては、変更後の第１のしきい値が補正用上限値以下か否かを判断する。変更後の第１のしきい値が補正用上限値以下ならば処理をステップＳ２１に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０１に戻す。ステップＳ２１においては、画像形成ユニット２０Ｙを停止し、処理を終了する。変更後の第１のしきい値が補正用上限値以下の場合は、画像形成ユニット２０Ｙの現像器２４Ｙのトナー濃度が低く、画像形成を続けると故障の可能性があるからである。

＜実施例＞
ここでは、濃度検出センサー２７Ｙによるパッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合それぞれについて、トナーボトル４１Ｙのトナーがなくなるまで、印字率１０％のテスト用の画像データを用いて連続で画像を形成した結果を示す。第１のしきい値を３ｇとした。この場合、パッチ画像の濃度の検出間隔を変更しない場合には、パッチ画像は、テスト用の画像データを用いて、１００枚の用紙に画像を形成するごとに形成されることになる。

また、パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合において、第１のしきい値を１／４に変更するようにした。この場合、パッチ画像は、テスト用の画像データを用いて、２５枚の用紙に画像を形成するごとに形成されることになる。

画像評価は、紙上のトナーのかぶりの量、およびキャリア付着の量を、目視で評価した。評価結果は、程度に応じてランク１〜３の範囲でランク付けすることにより行った。ランク１は品質不良のレベル、ランク２は、かぶりおよびキャリア付着は確認されるが、量が所定数より少なく、品質不良とまでは言えないレベル、ランク３は、かぶり、キャリア付着が確認されないレベルとした。

＜基準駆動量の補正量による変更＞
第２のしきい値を、デフォルトの基準駆動量の４倍とした。この場合、変更後の基準駆動量が、デフォルトの基準駆動量の５倍以上になる場合に、第１のしきい値を１／４に変更することになる。

図９は、実験結果を示す第１図である。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合それぞれの実験結果を示す。トナーボトル４１Ｙのトナーの残量が少なくなったときに、パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合とで差が発生した。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更しない場合は、キャリア付着においてランク１となっており、画像の品質不良が見られた。これは、画像形成ユニット２０Ｙのサブホッパー４２Ｙ内のトナー残量が少なくなり、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が少なくなることにより、貯蔵部２４１のトナー濃度が変動したものである。サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が少なくなると、基準駆動量が大きな値に補正されるが、基準駆動量を補正する間隔が一定の場合は、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が適正な値になるまでに時間を要する。このため、貯蔵部２４１において定常的にトナー濃度が所定の範囲よりも下回ることが続くことになる。

パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合は、トナーボトル４１Ｙのトナーの残量が少なくなったときにおいても、かぶりおよびキャリア付着のいずれも発生しなかった。画像形成ユニット２０Ｙのサブホッパー４２Ｙ内のトナー残量が少なくなり、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が少なくなる場合、基準駆動量が大きな値に補正される。変更後の基準駆動量が、デフォルトの基準駆動量の５倍以上になると、パッチ画像の濃度の検出間隔が１／４に変更される。このため、基準駆動量を変更する頻度が４倍になるので、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が適正な値に早期に変更することができる。このため、貯蔵部２４１内のトナー濃度を所定の範囲に維持することができる。

＜環境変化による変更＞
ＭＦＰ１００が配置される環境を１時間毎に高温高湿環境（３０度７０％）と、低音低湿環境(１０度３０％)とに切り換えて、ＭＦＰ１００で画像形成した。高温高湿環境は、温度が３０度、湿度が７０％とし、低音低湿環境は温度が１０度、湿度が３０％とした。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合は、高温高湿環境から低音低湿環境に変化した場合、または、低音低湿環境から高温高湿環境に変化した場合に、第１のしきい値を１／４に変更する。

図１０は、実験結果を示す第２図である。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合それぞれの実験結果を示す。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合とで差が発生した。

パッチ画像の濃度の検出間隔を変更しない場合は、かぶりおよびキャリア付着においてランク１となっており、印字品質に不良が見られた。環境の変化によりトナーの流動性が変化し、基準駆動量に対応する量のトナーがサブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給されなくなったためである。

パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合は、パッチ画像の濃度の検出間隔が１／４に変更される。このため、基準駆動量を変更する頻度が４倍になるので、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が適正な値に維持される。

＜不稼働時間による変更＞
ＭＦＰ１００で、１０００枚を連続して画像形成した後に１０時間放置するサイクルを繰り返した。ステッピングモータ４３ａが連続して駆動しない不稼働時間を検出し、不稼働時間が３時間を超えた場合に、第１のしきい値を１／４に変更する。

図１１は、実験結果を示す第３図である。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合それぞれの実験結果を示す。パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合と変更しない場合とで差が発生した。

パッチ画像の濃度の検出間隔を変更しない場合は、キャリア付着においてランク１となっており、画像の品質不良が見られた。環境の変化によりトナーの流動性が変化し、基準駆動量に対応する量のトナーがサブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給されなくなったためである。

パッチ画像の濃度の検出間隔を変更する場合は、パッチ画像の濃度の検出間隔が１／４に変更される。このため、基準駆動量を変更する頻度が４倍になるので、サブホッパー４２Ｙから現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給するトナーの量が適正な値に維持される。

＜変形例＞
本実施の形態におけるＭＦＰ１００は、サブホッパーを用いるタイプの画像形成装置である。具体的には、トナーボトル４１Ｙとサブホッパー４２から現像器２４Ｙの貯蔵部２４１にトナーを供給する。画像形成装置には、トナーカートリッジを用いるタイプがある。トナーカートリッジを用いるタイプの画像形成装置は、ＭＦＰ１００と同様にして、現像器２４Ｙにトナーを供給する。この場合、トナーボトル４１Ｙとサブホッパー４２に代えて、トナーカートリッジが用いられ、トナーカートリッジからトナーが現像器２４Ｙの貯蔵部２４１にトナーが供給される。

図１２は、トナーカートリッジの構成を示す概略断面図である。尚、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「左右」「上下」「前後」）を用いる場合は、図１２における紙面左側を前として、その左右方向を正面視とし、これを基準にしている。

図１２に示す構成のトナーカートリッジ４５が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色に対応して配置される。ここでは、トナーカートリッジ４５がイエローのトナーを供給する場合を例に説明する。

トナーカートリッジ４５は、前側筐体部材４５０Ａの後側開放面と、後側筐体部材４５０Ｂの前側開放面とを重ね合わせた筐体４５０で構成される。筐体４５０は、トナーを貯蔵するトナー貯蔵部４５１をその上部に備え、トナー貯蔵部４５１の下側に仕切板４５３を介してトナー搬送部４５２が設けられる。

仕切板４５３の後端と後側筐体部材４５０Ｂの後方面の間に設けられた間隙部分が、トナー貯蔵部４５１による空間とトナー搬送部４５２による空間とを連結させるトナー供給口４５４を形成する。トナー貯蔵部４５１には、前後方向を軸方向とする攪拌スクリュー４５５が設けられる。攪拌スクリュー４５５には、その中央位置に、径方向外側に向かってマイラーシート４５６及び空気攪拌用パドル４５７が延設されるとともに、その後端側に、径方向外側に向かって架橋防止パドル４５８が延設される。

仕切板４５３には、空気攪拌用パドル４５７の下方位置で開口させた空気穴４５９が設けられる。また、前側筐体部材４５０Ａは、その下側面を開口したトナー補給口４６０と、トナー補給口４６０を覆うシャッター４６２とを有する。トナー搬送部４５２には、前後方向を軸方向とする搬送スクリュー４６１が設けられる。さらに、前側筐体部材４５０Ａの前方外側には、攪拌スクリュー４５５および搬送スクリュー４６１に駆動力を伝達させるためのギア群から成るドッキングギア４６３を備え、このドッキングギア４６３が装置本体のドッキングギアと接続されて、攪拌スクリュー４５５および搬送スクリュー４６１が回転駆動する。

トナーカートリッジ４５において、攪拌スクリュー４５５が回転駆動することで、仕切板４５３上方のマイラーシート４５６とトナー供給口４５４上方の架橋防止パドル４５８とが回転する。従って、マイラーシート４５６と架橋防止パドル４５８との回転で、トナー貯蔵部４５１内に収納されるトナーが攪拌されるため、トナー貯蔵部４５１内部におけるトナーの架橋・凝集が防止される。よって、トナー貯蔵部４５１内のトナーが粉末状で保たれるとともに、トナー供給口４５４を通じてトナー搬送部４５２に供給される。

さらに、トナー搬送部４５２における搬送スクリュー４６１が回転することで、トナー供給口４５４から供給されたトナーが、搬送スクリュー４６１の羽根によって前方に押し出されトナー供給口４５４よりも前方のトナー補給口４６０まで移動する。このとき、シャッター４６２によりトナー補給口４６０が開口されている場合、トナー搬送部材を通じて、搬送スクリュー４６１によりトナー補給口４６０まで搬送されたトナーを、現像器２４Ｙの貯蔵部２４１に供給する。トナーカートリッジ４５を用いる場合には、搬送スクリュー４６１の回転数が駆動量に相当する。

以上説明したように、本実施の形態におけるＭＦＰ１００は、画像形成装置として機能し、貯蔵部２４１に貯蔵されたトナーで用紙に画像を形成する画像形成ユニット２０Ｙと、サブホッパー駆動機構４２６を駆動することによりトナーを貯蔵部２４１に供給するサブホッパー４２Ｙと、感光体ドラム２３Ｙに形成された画像の濃度を測定する濃度検出センサー２７Ｙと、を備え、ＣＰＵ１１１は、画像形成の対象となる画像データに基づいて、画像形成ユニット２０Ｙによるトナー消費量を予測し、画像形成ユニット２０Ｙを制御して、トナー消費量が第１のしきい値以上になるタイミングで、感光体ドラム２３Ｙに予め定められた濃度の画像を形成させ、濃度検出センサー２７Ｙで測定された濃度に基づいてサブホッパー駆動機構４２６の駆動量を補正し、所定の条件の成立により、濃度検出センサー２７Ｙが濃度を測定するタイミングを定める第１のしきい値を変更する。このため、トナー消費量が第１のしきい値以上になるタイミングで予め定められた濃度のパッチ画像が感光体ドラム２３Ｙに形成され、感光体ドラム２３Ｙに形成されたパッチ画像の濃度が濃度検出センサー２７Ｙにより測定され、測定された濃度に基づいてサブホッパー駆動機構４２６の駆動量を補正する。このため、トナー消費量が第１のしきい値以上になるタイミングでサブホッパー駆動機構４２６の駆動量が補正されるので、貯蔵部２４１に貯蔵されるトナーの量を適切な量に調整することができる。さらに、所定の条件の成立により、パッチ画像の形成およびパッチ画像の濃度を測定するタイミングが変更されるので、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量を補正するタイミングを変更することにより、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量に対する貯蔵部２４１へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。したがって、貯蔵部２４１に貯蔵されるトナーの量を適切な量に調整することができ、印字品質を安定することができる。

また、ＭＦＰ１００は、パッチ画像の形成およびパッチ画像の濃度を測定する頻度が多くなるタイミングに変更するので、パッチ画像の形成およびパッチ画像の濃度を測定する頻度が多くなり、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量に対する貯蔵部２４１へのトナーの供給量の変化が大きな場合に、その変化に早期に対応してサブホッパー駆動機構４２６の駆動量を決定することができる。

また、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１は、単位量当たりのトナーに対して定められた基準駆動量と、画像データから予測されたトナー消費量とに基づいてサブホッパー駆動機構４２６の駆動量を決定し、決定された駆動量だけサブホッパー駆動機構４２６を駆動することによりトナーを貯蔵部２４１に供給し、測定されたパッチ画像の濃度に基づいて貯蔵部２４１のトナー濃度を予測し、予測されたトナー濃度に基づいて、基準駆動量を補正する。このため、画像データに基づいて予測されるトナー消費量と、サブホッパー駆動機構４２６により実際に貯蔵部２４１に供給されたトナーの供給量との差を、補正することができる。

また、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１は、基準駆動量の補正量が第２のしきい値以上となると、第１のしきい値を変更するので、基準駆動量を補正するまでに消費されるトナーの量が少なくなる。それによって、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の大きな変化に早期に対応することができる。

また、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１は、画像形成ユニット２０Ｙが駆動していない不稼働期間が所定の期間を超える場合に基準駆動量を補正するタイミングを変更する。貯蔵部２４１内のトナーが所定の期間を超えて移動しない場合は、トナーの流動性が変化する場合があるので、トナーの流動性が変化した場合に備えて、基準駆動量を補正するタイミングを変更することにより、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。

また、ＭＦＰ１００が備えるＣＰＵ１１１は、温度および／または湿度を含む環境変数の変化量が所定の値を超える場合に濃度を測定するタイミングが変更される。温度および／または湿度の変化量が所定の値を超える場合は、トナーの流動性が変化する場合があるので、トナーの流動性が変化した場合に備えて、基準駆動量を補正するタイミングを変更することにより、サブホッパー駆動機構４２６の駆動量に対する貯蔵部へのトナーの供給量の変化に対応して駆動量を決定することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜付記＞
（１）前記トナー供給手段は、前記貯蔵部に貯蔵されるトナー濃度が所定の範囲となるように、トナーを前記貯蔵部に供給する、請求項２〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
（２）前記トナー供給手段は、トナーが収容される収容部を有し、前記搬送機構を駆動することにより、前記収容部に収納されたトナーを前記貯蔵部に供給する、請求項２〜７のいずれかに記載の画像形成装置。

１００ ＭＦＰ、１１０ メイン回路、１１１ ＣＰＵ、１２０ 自動原稿搬送装置、１３０ 原稿読取部、１４０ 画像形成部、１５０ 給紙部、１６０ 操作パネル、１６３ 温度計、１６５ 湿度計、２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ 画像形成ユニット、２１Ｙ 露光ヘッド、２２Ｙ 帯電チャージャ、２３Ｙ 感光体ドラム、２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ 現像器、２５Ｙ 転写チャージャ、２６ 転写ローラ、２７Ｙ 濃度検出センサー、２８ クリーナ、３０ 中間転写ベルト、３１ タイミングローラ、３２ 定着ローラ対、３５，３５Ａ，３５Ｂ 給紙カセット、３６，３６Ａ，３６Ｂ 給紙ローラ、３７ 搬送ローラ対、３９ 排紙トレイ、４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ トナーボトル、４２Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ サブホッパー、４３ ボトル回転機構、４３ａ ステッピングモータ、４５ トナーカートリッジ、５１ 消費量予測部、５３ 供給制御部、５５ 濃度測定部、５７ トナー濃度予測部、５９ 補正部、６１ 変更部、６３ 不稼働期間計時部、６５ 環境変数検出部、６７ 駆動量決定部、７１ 補正量判断部、７３ 不稼働期間判断部、７５ 環境判断部、２４１ 貯蔵部、２４２，２４３ 搬送ローラ、２４４ 現像ローラ、４１１ ボトル部、４１１ａ 開口、４１２ キャップ部、４１２ａ 供給口、４１３ シャッター部、４１５ ツマミ、４２１ 隔壁、４２１ａ 間隙、４２２ 収容部、４２２ａ 供給口、４２３ 搬送部、４２５ 補給ローラ、４２６ サブホッパー駆動機構、４２６ａ ステッピングモータ、４２７ エンプティセンサー、４２８ 連通部。

Claims (10)

1. トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、前記貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   搬送機構を駆動することによりトナーを前記貯蔵部に供給するトナー供給手段と、
   所定のタイミングで前記画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、前記形成された画像の濃度を測定する濃度測定手段と、
   前記濃度測定手段による濃度の測定に応じて、前記測定された濃度に基づいて前記搬送機構の駆動量を補正する補正手段と、
   所定の条件の成立により、前記濃度測定手段が濃度を測定するタイミングを変更する変更手段と、を備えた画像形成装置。
2. 前記変更手段は、前記濃度測定手段が濃度を測定する頻度が多くなるタイミングに変更する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像形成の対象となる画像データに基づいて、前記画像形成手段によるトナー消費量を予測する消費量予測手段をさらに備え、
   前記トナー供給手段は、単位量当たりのトナーに対して定められた基準駆動量と、前記予測されたトナー消費量とに基づいて前記搬送機構の駆動量を決定し、決定された駆動量だけ搬送機構を駆動することによりトナーを前記貯蔵部に供給し、
   前記補正手段は、前記測定された濃度に基づいて前記貯蔵部のトナー濃度を予測し、前記予測されたトナー濃度に基づいて、前記基準駆動量を補正する、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定のタイミングは、前記濃度測定手段が濃度を検出してから前記消費量予測手段により予測されたトナー消費量が第１のしきい値以上になるタイミングであり、
   前記所定の条件は、前記補正手段による前記基準駆動量の補正量が第２のしきい値以上となる場合であり、
   前記変更手段は、前記第１のしきい値を変更する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記変更手段は、前記補正量が前記第２のしきい値以上の場合に前記第１のしきい値をより小さな値に変更する、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記所定のタイミングは予測されるトナー消費量の累積が第１のしきい値以上になるになるタイミングである、請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記所定の条件は、前記画像形成手段が駆動していない不稼働期間が所定の期間を超える場合を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 温度および／または湿度を含む環境変数を計測する環境検出手段を、さらに備え、
   前記所定の条件は、前記計測された環境変数の変化量が所定の値を超える場合を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、前記貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
   搬送機構を駆動することによりトナーを前記貯蔵部に供給するトナー供給手段と、を備えた画像形成装置で実行されるトナー供給方法であって、
   所定のタイミングで前記画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、前記形成された画像の濃度を測定する濃度測定ステップと、
   前記濃度測定ステップにおいて濃度が測定されることに応じて、前記測定された濃度に基づいて前記搬送機構の駆動量を補正する補正ステップと、
   所定の条件の成立により、前記濃度測定ステップにおいて濃度を測定するタイミングを変更する変更ステップと、を含むトナー供給方法。
10. トナーを貯蔵する貯蔵部を有し、前記貯蔵部に貯蔵されたトナーで像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
    搬送機構を駆動することによりトナーを前記貯蔵部に供給するトナー供給手段と、を備えた画像形成装置を制御するコンピューターで実行されるトナー供給プログラムであって、
    所定のタイミングで前記画像形成手段に予め定められた濃度の画像を形成させ、前記形成された画像の濃度を測定する濃度測定ステップと、
    前記濃度測定ステップにおいて濃度が測定されることに応じて、前記測定された濃度に基づいて前記搬送機構の駆動量を補正する補正ステップと、
    所定の条件の成立により、前記濃度測定ステップにおいて濃度を測定するタイミングを変更する変更ステップと、を前記コンピューターに実行させるトナー供給プログラム。

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