JP2023088626A - 画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー濃度検出センサを用いる場合であっても、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。【解決手段】 画像形成装置（１０）は、ＣＰＵ（２１）および現像装置（４）を備え、現像装置には、現像槽（４Ａ）内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサ（４６）が設けられる。ＣＰＵ２１は、トナー濃度検出センサの検出信号に基づいて出力値を算出し（Ｓ３）、出力値差分（出力値）に基づいてトナー濃度値差分（トナー濃度値）を算出し（Ｓ５）、そいて、トナー濃度値差分（トナー濃度値）からリサイクルトナーの補給比率を決定する（Ｓ７）。【選択図】 図１０

Description

この発明は、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法に関し、特にたとえば、リサイクルトナーを利用する、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法に関する。

環境保護、ランニングコスト低減などの目的で、廃トナーを捨てず、現像器へ戻すシステム（トナーリサイクル）が多くの画像形成装置で採用されている。しかし、リサイクルトナーは現像のストレスのために外添剤が母体トナー中に埋め込まれたり、割れて微粉化したりするため、流動性の悪化、トナー補給量が減少し画像濃度が薄くなる、トナー凝集が発生する、現像剤の立ち上がり性が悪化して逆帯電トナーや弱帯電トナーが発生し地肌汚れが発生するなどの不具合がある。

このため、特許文献１に開示される画像形成装置では、光学センサーによる基準濃度パターンに対するトナー像の濃度の検知結果に基づき、現像ユニット内の現像剤のトナー濃度が基準値以下と判断されると、トナー補給量の割合が未使用トナーと回収トナーの割合が所定の割合（８：２）になるように、回収トナー補給ローラと未使用トナー補給ローラとの回転時間が制御され、それぞれのトナーが補給される。

この特許文献１の画像形成装置では、感光体ドラム面の画像領域外に基準濃度パターンに対応する静電潜像を形成し、現像ユニットによりトナー像を形成し、この基準濃度パターンに対応するトナー像の濃度を光学センサーで検出して、検出した光学センサーの出力に基づいて現像ユニット内の現像剤のトナー濃度が判断される。

現像剤の透磁率を検知するトナー濃度検出センサによって現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を検出する方法もあるが、トナー濃度とＱ／Ｍの関係は経時環境によって変動するため、特許文献１の画像処理装置では、所定の現像ポテンシャルに対して、感光体ドラム面に付着するトナーの量を光学センサで検出することで、トナーの単位重量当たりの帯電電荷（Ｑ／Ｍ）を２次的に検知している。

特開平６－１９３１２号公報

背景技術の画像形成装置では、現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を判断するために、基準濃度パターンに対応するトナー像を形成するなどの処理が必要であり、面倒である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することである。

この発明の他の目的は、トナー濃度検出センサを用いる場合であっても、リサイクルトナーを補給する補給比率を適切に決定することができる、画像形成装置、制御プログラムおよび制御方法を提供することである。

第１の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置を有する画像形成装置であって、現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサ、およびトナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する補給比率決定部を備える、画像形成装置である。

第２の発明は、第１の発明に従属し、標準の出力値に対する標準のトナー濃度の第１関係を記憶する第１関係記憶部、標準のトナー濃度に対する標準のリサイクルトナーの補給比率の第２関係を記憶する第２関係記憶部、第１関係に基づいて、トナー濃度検出センサの出力値に対応する標準のトナー濃度を算出するトナー濃度算出部、および第２関係に基づいて、トナー濃度算出部によって算出されたトナー濃度に対応するリサイクルトナーの補給比率を算出する補給比率算出部を備える。

第３の発明は、第１の発明に従属し、トナー濃度検出センサの出力のリップル値が標準リップル値から離れている度合に基づいて、現在のトナーの帯電量を推定する帯電量推定部をさらに備え、補給比率決定部は、帯電量推定部によって推定された現在のトナーの帯電量に基づいて、補給比率を決定する。

第４の発明は、第３の発明に従属し、標準の出力値に対する標準のリップル値の第３関係を記憶する第３関係記憶部、および第３関係値に基づいて、トナー濃度検出センサの出力のリップル値が基準のリップル値から離れている度合を算出する度合算出部をさらに備える。

第５の発明は、第１から第４の発明までのいずれかに従属し、リサイクルトナーの残量を検出する残量検出部、および残量検出部によって検出されたリサイクルトナーの残量が所定量に満たない場合、所定量以上蓄積されるまで、補給比率に関係無く、リサイクルトナーの補給を停止させる停止部をさらに備える。

第６の発明は、第１から第５の発明までのいずれかに従属し、新トナーの補給量の低下に比例して、補給比率を低下させる。

第７の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置および現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサを備える画像形成装置の制御プログラムであって、画像形成装置のプロセッサに、トナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する補給比率決定ステップを実行させる、制御プログラムである。

第８の発明は、感光体へトナーを供給する現像装置および現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサを備える画像形成装置の制御方法であって、トナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する、制御方法である。

この発明によれば、トナー濃度検出センサを用いる場合であっても、リサイクルトナーを補給する補給比率を適切に決定することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例である画像形成装置の内部構成の一部を示す図である。 図２は図１実施例の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図３は図１実施例におけるトナー濃度検出センサの検出信号の一例を示す波形図であり、横軸は時間経過を示し、縦軸が電圧を示す。 図４は図３に示す検出信号の横軸（時間軸）を拡大してリップル値を示す波形図である。 図５は出力値差分の変化に対するＴ／Ｄ値差分の変化を示すグラフである。 図６はＴ／Ｄ値差分の変化に対するリップル値差分の変化を示すグラフである。 図７はＴ／Ｄ値差分に対するリサイクルトナーの補給比率の変化を示すグラフである。 図８は図２に示したＲＡＭのメモリマップの一例を示す図である。 図９は図８に示すデータ記憶領域の一例を示す図である。 図１０は図２に示すＣＰＵの動作の一例を示すフロー図である。 図１１はＴ／Ｄ値差分の変化に対するＱ／Ｍ値差分の変化を示すグラフである。 図１２は標準の出力値の変化に対する標準のＴ／Ｄ値の変化を示すグラフである。 図１３は標準のＴ／Ｄ値の変化に対する標準のＱ／Ｍ値の変化を示すグラフである。 図１４は標準の出力値の変化に対する標準のリップル値の変化を示すグラフである。 図１５はＱ／Ｍ値の変化に対するリサイクルトナーの補給比率の変化を示すグラフである。 図１６はこの発明の第２実施例における図２に示すＲＡＭのメモリマップの一例を示す図解図である。 図１７は図１６に示すデータ記憶領域の一例を示す図である。 図１８は第２実施例における図２に示すＣＰＵの動作の一例を示すフロー図である。 図１９は新トナー使用率の変化に対する新トナー補給量の変化を示すグラフである。 図２０は新トナー使用率の変化に対する減算係数の変化を示すグラフである。

＜第１実施例＞
図１は、この発明の第１実施例の画像形成装置１００に備えられた画像形成部１０の簡単な構成を示す正面断面図である。画像形成装置１００は、画像形成部１０等から構成され、画像データに基づいて用紙に画像を形成する。画像形成部１０は、所定速度で回転する感光体ドラム１を有し、感光体ドラムの周囲に順に配置された、帯電器２、書込ユニット（露光ユニット）３、現像装置４、転写器５、クリーニング装置６および除電器７等から構成されている。また、画像形成部１０は、リサイクル機構８および廃トナー回収機構９を備えている。

本発明の感光体（または、像担持体）に相当する感光体ドラム１は、表面に光導電層を備え、画像形成時に、一定速度で、正面から見た場合に時計回りに（図１に示す矢印方向に）回転し、現像剤像を担持する。帯電器２は、感光体ドラム１の周面に単一極性の電荷を均一に付与する。書込ユニット３は、後述する制御部２０（図２参照）から供給された画像データに基づいて、たとえば、レーザ光である画像光を感光体ドラム１の表面に照射し、光導電作用により感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を顕像化（現像）する。つまり、トナー像が形成される。現像装置４は、現像槽４Ａの内部に現像ローラ４１、攪拌ローラ４２、４３および４４を備えている。また、現像装置４は、現像槽４Ａの上部に補給機構４５および補給槽４Ｂ、回収層４Ｃを備えている。

現像槽４Ａは、内部に二成分現像剤を構成するトナーおよびキャリアを収容している。現像ローラ４１は、感光体ドラム１の表面に間隙を設けて対向し、回転により周面に付着したキャリアに吸着しているトナーを感光体ドラム１の表面に対向する現像領域にまで搬送する。現像領域において、トナーは感光体ドラム１の表面に静電吸着する。

攪拌ローラ４２～４４は、補給槽４Ｂ、回収層４Ｃから供給されたトナーをキャリアと攪拌、混合させつつ現像ローラに４１に搬送する。この時、トナーは、所定の電荷に帯電した状態でキャリアの表面に静電吸着する。表面にトナーが静電吸着したキャリアは、現像ローラ４１が内装する磁極の磁力によって現像ローラ４１の周面に穂立ちを形成した状態で静電吸着し、現像ローラ４１の回転にともなって現像領域に搬送される。この現像領域においてトナーのみが感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像に移動する。

補給槽４Ｂは、未使用のトナーを収容している。回収層４Ｃは、クリーニング装置６によって回収された残トナーをリサイクルトナーとして収容する。補給機構４５は、補給ローラ４５Ａ、４５Ｂ等から構成され、現像装置４から着脱自在な補給槽４Ｂおよび回収層４Ｃから現像槽４Ａ内に各トナーを補給する。また、補給機構４５は、制御部２０によって制御される。

また、現像装置４は、トナー濃度検出センサ４６を現像ローラ４１と攪拌ローラ４２との間における現像槽４Ａの底面に備えている。トナー濃度検出センサ４６は、現像槽４Ａ内のトナー量を検出する。第１実施例では、トナー濃度検出センサ４６として、透磁率センサ（ＡＴＣ（Automatic Toner Concentration）センサ）を用いている。透磁率センサは、現像槽４Ａ内における二成分現像剤の透磁率を検知する。この透磁率の変化は、二成分現像剤のうち消費されるトナーの変化を示す。トナーは透磁率が低く、キャリアは透磁率が高い。また、キャリアの量はほとんど変化しない。このため、現像装置内のトナーの量が多いほど透磁率センサが検出する透磁率が低くなる。

制御部２０は、透磁率が所定の値を超えた際に現像槽４Ａ内のトナー量が不足していると判断して補給機構４５を駆動してトナーを補給させる。

転写器５は、転写位置において感光体ドラム１の表面に担持されたトナー像を、図示しない給紙部から所定のタイミングで搬送された用紙に転写する。トナー像が転写された用紙は、図示しない定着装置等を経由しつつ図示しない排紙トレイに排出される。

クリーニング装置６は、掻き落とし部材６１を備え、用紙にトナー像を転写した後に感光体ドラム１の表面に残留しているトナー（すなわち、残トナー）等を除去する。掻き落とし部材６１は、この実施例では、自由端部が感光体ドラム１の表面に所定の圧力で当接するブレードを用い、感光体ドラム１の表面において用紙から付着した紙粉等の残留物を含む残トナーを掻き落とす。感光体ドラム１の表面から掻き落とされた残トナーは、クリーニング装置６の内部において一旦収納される。

除電器７は、転写工程を終了した感光体ドラム１の表面に残留している電荷を除去する。リサイクル機構８は、クリーニング装置６と回収層４Ｃとを接続し、制御部２０によって所定のタイミングで駆動され、クリーニング装置６内に収納された残トナーをリサイクルトナーとして回収層４Ｃの内部に搬送する。また、この実施例のリサイクル機構８は、搬送スクリュ８１を有するスクリュコンベア機構で構成されている。搬送スクリュ８１は、回転してクリーニング装置６内の残トナーを回収層４Ｃに搬送する。

廃トナー回収機構９は、この第１実施例においては搬送スクリュ９１を有するスクリュコンベア機構で構成されている。廃トナー回収機構９は、制御部２０によって所定のタイミングで駆動され、クリーニング装置６内に収納された残トナーを廃トナーとして回収する。また、廃トナー回収機構９は、廃トナーを収容する廃トナー回収層９２を備えている。

図２は、制御部２０の構成の一例を示すブロック図である。画像形成装置１００は、装置全体の動作を制御する制御部２０を備えている。制御部２０は、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３およびＥＥＰＲＯＭ３１等から構成されている。制御部２０において、ＣＰＵ２１は、画像処理部６０、書込ユニット３、リサイクル機構８、補給機構４５、廃トナー回収機構９、サイズ検出センサ７０、温度・湿度検出センサ８０、トナー濃度検出センサ４６、および入力操作部９０等に接続されている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め書き込まれたプログラムにしたがって、センサ４６、７０等から入力される検出信号を参照しつつ画像形成部１０を構成する書込ユニット３等とともに装置全体を統括して制御する。

画像処理部６０は、ＣＰＵ２１から出力された制御信号に基づいて、図示しないインタフェースを介して外部装置から入力された画像データ、又は、図示しないスキャナ部において原稿から読み取った画像データに対して所定の画像処理を施す。

リサイクル機構８は、搬送スクリュ８１を回転させる駆動モータ８２およびモータドライバ８３を備えている。ＣＰＵ２１は、クリーニング装置６に回収された残トナーを回収層４Ｃに搬送する際にモータドライバ８３を介して駆動モータ８２を駆動する。

補給機構４５は、補給ローラ４５Ａ、４５Ｂを回転させる駆動モータ４５１Ａ、４５１Ｂおよびモータドライバ４５２Ａ、４５２Ｂを備えている。ＣＰＵ２１は、設定または決定された補給比率に基づいて、モータドライバ４５２Ａ、４５２Ｂを介して駆動モータ４５１Ａ、４５１Ｂを駆動する。

廃トナー回収機構９は、搬送スクリュ９１を回転させる駆動モータ９３およびモータドライバ９４を備えている。ＣＰＵ２１は、クリーニング装置６に回収された残トナーを廃トナーとして回収（廃棄）する際にモータドライバ９４を介して駆動モータ９３を駆動する。

サイズ検出センサ７０は、画像形成処理に使用される用紙のサイズを検出し、検出信号をＣＰＵ２１に入力する。温度・湿度検出センサ８０は、画像形成処理時における画像形成部１０近傍の温度および湿度を検出し、ＣＰＵ２１に検出信号を入力する。

トナー濃度検出センサ４６は、現像槽４Ａに収納されている現像剤中のトナー濃度（トナー比濃度：Ｔ／Ｄ濃度）を検出し、検出信号をＣＰＵ２１に入力する。上述したように、トナー濃度検出センサ４６として透磁率センサを用いるため、検出信号は、現像槽４Ａ内におけるトナーの見かけの透磁率に応じて電圧レベルが変動する信号である。

入力操作部９０は、操作ボタンおよびタッチパネルを含み、各種の設定、ジョブの実行などの操作を受け付ける。ただし、タッチパネルは、表示装置（たとえば、液晶表示装置またはＥＬ表示装置）の表示面上または表示装置と一体的に設けられる。

ＥＥＰＲＯＭ３１は、データ記憶領域３１Ａ、積算量記憶領域３１Ｂ、トナー量記憶領域３１Ｃ、補給量記憶領域３１Ｄおよび関係値記憶領域３１Ｅ等から構成されている。データ記憶領域３１Ａは、設定した用紙の種類およびサイズ等のデータを記憶する。積算量記憶領域３１Ｂは、リサイクルトナーの積算量を記憶する。トナー量記憶領域３１Ｃは、新トナーの使用量（使用率）のデータを記憶する。補給量記憶領域３１Ｄは、リサイクルトナーの補給比率の初期値（第１実施例では、２０％）を記憶する。ただし、補給比率は、現像槽４Ａに補給されるトナーのうち、未使用のトナーの補給量に対するリサイクルトナーの補給量の比率である。関係値記憶領域３１Ｅは、第１実施例では、後述する、出力値差分の変化に対するＴ／Ｄ値差分の変化の関係を示すＴ／Ｄ値差分テーブルのデータ、Ｔ／Ｄ値差分の変化に対するリップル値差分の変化の関係を示すリップル値差分テーブルのデータおよびＴ／Ｄ値差分の変化に対応するリサイクルトナーの補給比率の関係を示す補給比率テーブルのデータを記憶する。

なお、残トナーをリサイクルトナーとして回収層に４Ｃに搬送するかどうかについての判断方法および未使用のトナーの使用量（使用率）の算出方法については、特開２００７－１２７９８３号公報に開示された公知の方法を採用することができる。ただし、トナーの使用量の算出に必要なデータはＥＥＰＲＯＭ３１に記憶されているものとする。

このような構成の画像形成装置１００では、環境保護、ランニングコスト低減などの目的で、廃トナーを捨てず、現像器へ戻すシステム（トナーリサイクル）が採用されている。しかし、リサイクルトナーは現像のストレスのために外添剤が母体トナー中に埋め込まれたり、割れて微粉化したりするため、流動性の悪化、トナー補給量が減少し画像濃度が薄くなる、トナー凝集が発生する、現像剤の立ち上がり性が悪化して逆帯電トナーや弱帯電トナーが発生し地肌汚れが発生するなどの不具合がある。

したがって、リサイクルトナーと未使用のトナー（「フレッシュトナー」ともいう）を混合して利用する場合、トナー濃度の均一性とトナー電荷量の安定性などを維持することが困難である。また、リサイクルトナーの補給量が一定限度を超えると、地肌汚れやトナー飛散が発生して画像品質が劣化したり、転写不良やクリーニング不良が発生しやすくなったりするなどの問題がある。

このため、トナーを補給する場合に、未使用のトナーの補給量に対して、リサイクルトナーの補給量（つまり、補給比率）は適切に決定される必要がある。以下、この第１実施例において、トナー濃度検出センサ４６の検出信号に基づいて、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定する方法について説明する。

この第１実施例の画像形成装置１００では、リサイクルトナーの補給比率は、トナー濃度検出センサ４６の検出信号と、後述する各テーブルから決定される。

図３は、トナー濃度検出センサ４６から出力される検出信号（電圧値）の時間変化を示す波形図の一例である。図３の横軸は時間経過を示し、縦軸が電圧値を示す。ただし、第１実施例では、トナー濃度検出センサ４６の検出信号である電圧値（０～５Ｖ）を０～２５５の値数で示してある。たとえば、トナー濃度検出センサ４６の検出信号が２．５Ｖの場合には、値数１２８で示される。

この検出信号は、時間軸を拡大して微視的にみると、図４に示すように、攪拌ローラ４２の回転の１周期ごとに、最小値と最大値を繰り返す。この検出信号の最大値と最小値の差分からリップル値を算出する。リップル値については、攪拌ローラ４２の回転の１周期分から算出するが、１周期分ではバラつきを拾う可能性があることから、或る周期中のたとえば１０周期分（つまり、一定時間）の平均でリップル値を決定する手法などが一般的であり、この第１実施例でも同様の方法でリップル値を決定している。

また、第１実施例では、最大値および最小値を有する検出信号の平均値を算出し、トナー濃度検出センサ５２の出力値としている。この場合も或る一定時間内の出力値の平均を採用する。

ただし、リップル値および出力値は平均値でなくてもよい。つまり、リップル値は、一周期分のリップル値でもよいし、出力値は検出したタイミングにおける瞬時値でもよい。

図５はトナー濃度検出センサ４６の基準の出力値（以下、「基準出力値」）からの出力値の差分（以下、「出力値差分」という）に対する、基準のトナー濃度（以下、「基準Ｔ／Ｄ値）という）からのＴ／Ｄ値の差分（以下、「Ｔ／Ｄ値差分」という）の変化（関係）を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。つまり、出力値差分＝出力値－基準出力値であり、Ｔ／Ｄ値差分＝Ｔ／Ｄ値－基準Ｔ／Ｄ値である。ただし、基準出力値（たとえば、１１７）および基準Ｔ／Ｄ値（たとえば、７％）は、発明者等によって予め設定される。

基準出力値は、初期の現像剤が新品の状態において、現像槽４Ａの攪拌ローラ４２～４４を一定時間回転させたときの、トナー濃度検出センサ４６の出力値の平均値（または、この攪拌ローラ４２～４４の回転終了付近の値）で決定してある。図５は、この基準出力値からの出力値の変化量、すなわち、出力値差分を設定したものであり、この図５に示すグラフに従って、基準Ｔ／Ｄ値からのＴ／Ｄ値の変化量、すなわち、Ｔ／Ｄ値差分が算出（または、決定）される。なお、図５においては、横軸が出力値差分を示し、縦軸がＴ／Ｄ値差分（％）を示す。

基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が低く変動した場合には、出力値は基準出力値よりも高くなるため、出力値差分は＋側の値になる。逆に、基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が高く変動した場合には、出力値は基準出力値よりも低くなるため、出力値差分は－側の値になる。

たとえば、図５に示す例では、トナー濃度検出センサ４６の出力値が、基準出力値に対して＋１２である場合には、Ｔ／Ｄ値差分は－１（％）である。また、トナー濃度検出センサ４６の出力値が、基準出力値に対して－１２である場合には、Ｔ／Ｄ値差分は＋１（％）である。

ただし、トナー濃度検出センサ４６の出力値に基づいて、Ｔ／Ｄ値差分を求める方法としては、図５に示すグラフに対応するテーブル（以下、「Ｔ／Ｄ値差分テーブル」という）が用いられる。一例として、Ｔ／Ｄ値差分テーブルでは、出力値が－２５から＋３０まで１ずつ変化して記載され、各出力値に対応してＴ／Ｄ値差分が記載される。Ｔ／Ｄ値差分テーブルに記載されていない数値については、近傍の数値を用いて算出される。このことは他のテーブルを用いる場合についても同様である。

また、図５では、或るライフおよび或る環境条件についての１つの関係を示すグラフの例を示してあるが、実際には、異なる複数のライフの期間および異なる複数の環境条件についての複数の関係が実験で得られており、現在のライフの期間および環境条件に応じた関係のグラフについての変換テーブル（すなわち、Ｔ／Ｄ値差分テーブル）が使用される。

ただし、第１実施例では、ライフは現像剤のライフであり、環境条件は相対湿度（以下、単に「湿度」という）である。たとえば、ライフの期間は、初期、中期、末期の３つに分類され、環境条件としての湿度は、低湿、中間の湿度および高湿の３段階に分類される。

また、ライフの期間および環境条件に応じた変換テーブルを選択することに代えて、図５に示した１つの関係から得られたＴ／Ｄ値差分が、ライフの期間および環境条件に応じた係数または補正値を用いて変換または補正されてもよい。

なお、変換テーブルに関する内容については、後述する図６および図７に示すグラフについても同様のことが言える。

次に、上記で算出したＴ／Ｄ値差分（％）を、図６のグラフに当てはめて、基準リップル値からのリップル値の差分（以下、「リップル値差分」という）を求める。つまり、リップル値差分＝リップル値－基準リップル値である。ただし、基準リップル値は、発明者等によって予め設定された基準のリップル値である。また、リップル値は、図４を用いて説明したように、１０周期分の平均で決定される。この図６のグラフもまた、図５のグラフと同様に、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。図６に示すグラフでは、Ｔ／Ｄ値が下がりＱ／Ｍ（トナーの帯電量）値が上がると、リップル値差分が変化する関係が示される。図６に示すグラフでは、横軸のＴ／Ｄ値差分は、０を初期の基準Ｔ／Ｄ値としている。Ｔ／Ｄ値差分が－側に大きくなると、Ｔ／Ｄ値は大きく下がり、逆に、Ｔ／Ｄ値差分が＋側に大きくなると、Ｔ／Ｄ値は大きく上がる。同様に、縦軸のリップ値差分についても、リップル値差分が＋側に大きくなると、リップル値が大きく上がり、リップル値差分が－側に大きくなると、リップル値が大きく下がる。つまり、Ｔ／Ｄ値が下がると、Ｑ／Ｍ値が上がり、リップル値が大きくなることを利用した関係が示される。したがって、基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が低く変動した場合には、出力値は基準出力値よりも高くなるため、リップル値差分は＋側の値になる。逆に、基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が高く変動した場合には、出力値は基準出力値よりも低くなるため、リップル値差分は－側の値になる。

なお、このように、リップル値を確認するのは、ライフまたは環境での基準リップル値からのずれ分（すなわち、リップル値差分）を係数等で補正する場合に用いるためである。

また、補給比率は、図７に示すグラフに対応する変換テーブル（以下、「補給比率テーブル」という）を用いて決定される。補給比率テーブルでは、Ｔ／Ｄ値差分が－３から＋４まで１ずつ変化され、各Ｔ／Ｄ値に対応してリサイクルトナーの補給比率が記載される。

図７は、Ｔ／Ｄ値差分に対応するリサイクルトナーの補給比率の関係を示すグラフである。この図７のグラフもまた、図５および図６のグラフと同様に、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が下がると基準Ｑ／Ｍ値からＱ／Ｍ値が上がるため、リサイクルトナーの補給量を多くしてある。つまり、未使用のトナーの補給量に対するリサイクルトナーの補給量の比率（すなわち、リサイクルトナーの補給比率）を高くしてある。逆に、基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が上がると基準Ｑ／Ｍ値からＱ／Ｍ値が下がるため、リサイクルトナーの補給量を少なくしてある（または、抑えてある）。つまり、リサイクルトナーの補給比率を低くしてある。ただし、基準Ｑ／Ｍ値は、発明者等によって予め設定されたＱ／Ｍ値の基準値である。

たとえば、Ｔ／Ｄ値差分が１．３（％）である場合には、リサイクルトナーの補給比率は１７（％）に決定される。また、Ｔ／Ｄ値差分が－０．７（％）である場合には、リサイクルトナーの補給比率は３０（％）に決定される。

このように、第１実施例によれば、トナー濃度検出センサ（透磁率センサ）４６の検出信号（出力値）に基づいて、リサイクルトナーの補給比率（％）を決定することができるので、従来の画像形成装置のように、感光体ドラム１面の画像領域外に基準濃度パターンに対応するトナー像を生成し、生成したトナー像の濃度を光学センサで検出して、検出した光学センサの出力に基づいて現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を判断する処理を実行する必要がない。つまり、トナー濃度検出センサ４６を用いた場合でも、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。

図８は図２に示したＲＡＭ２３のメモリマップ３００の一例を示す図解図であり、ＲＡＭ２３は、プログラム記憶領域３０２およびデータ記憶領域３０４を含む。プログラム記憶領域３０２には、画像形成装置１００を制御するための制御プログラムが記憶される。

制御プログラムは、メイン処理プログラム３０２ａ、操作検出プログラム３０２ｂ、画像生成プログラム３０２ｃ、画像表示プログラム３０２ｄ、画像読取プログラム３０２ｅ、画像形成プログラム３０２ｆ、センサ値算出プログラム３０２ｇ、Ｔ／Ｄ値差分算出プログラム３０２ｈおよび補給比率決定プログラム３０２ｉを含む。

メイン処理プログラム３０２ａは、画像形成装置１００の全体的な処理を実行するためのプログラムである。操作検出プログラム３０２ｂは、画像形成装置１００の各部への操作を検出するためのプログラムである。たとえば、操作検出プログラム３０２ｂは、入力操作部９０に含まれるタッチパネルから出力されたタッチ座標データを取得して、表示装置に表示される各種の画面に含まれるソフトウェアキーが操作されたことを検出するためのプログラムである。また、操作検出プログラム３０２ｂは、入力操作部９０に含まれる操作ボタンからの操作入力も検出する。

画像生成プログラム３０２ｃは、後述する画像生成データ領域３０４ｂに記憶された画像生成データを用いて、各種の操作画面に対応する表示画像データを生成するためのプログラムである。ただし、ＧＰＵを設けて、表示画像データの生成処理をＧＰＵに実行させるようにしてもよい。また、画像表示プログラム３０２ｄは、画像生成プログラム３０２ｃに従って生成された表示画像データを表示装置に出力するためのプログラムである。

画像読取プログラム３０２ｅは、画像読取部１４を制御して、ＡＤＦによって搬送される原稿の画像または原稿載置台に載置された原稿の画像を読み取り（スキャンし）、読み取った画像に対応する画像信号すなわち読取画像データをＣＰＵ２１に出力するためのプログラムである。ＣＰＵ２１は、読取画像データを受信すると、受信した読取画像データを入力画像データとしてデータ記憶領域３０４に記憶する。

画像形成プログラム３０２ｆは、画像形成部１０を制御して、後述する印刷用の画像データに応じてモノクロの画像を記録媒体（用紙）に形成するためのプログラムである。詳細な説明は省略するが、画像形成処理が実行されるときに、入力画像データに画像処理が施され、出力画像データが生成される。

センサ値算出プログラム３０２ｇは、トナー濃度検出センサ４６の出力値の一定時間分（たとえば、１０周期分）の平均値を算出するためのプログラムである。

Ｔ／Ｄ値差分算出プログラム３０２ｈは、図５に示したグラフに基づくＴ／Ｄ値差分テーブルを用いて、センサ値算出プログラム３０２ｇに従って算出したトナー濃度検出センサ４６の出力値に対応するＴ／Ｄ値差分（％）を算出するためのプログラムである。

補給比率決定プログラム３０２ｉは、図７に示したグラフに基づく補給比率テーブルを用いて、Ｔ／Ｄ値差分算出プログラム３０２ｈに従って算出したＴ／Ｄ値差分に対応するリサイクルトナーの補給比率を決定するためのプログラムである。

なお、図示は省略するが、プログラム記憶領域３０２には、画像形成装置１００が備える各種の機能を実行するための他のプログラムが記憶される。

また、ＲＡＭ２３のデータ記憶領域３０４には、入力データ領域３０４ａ、画像生成データ領域３０４ｂ、入力画像データ領域３０４ｃ、出力画像データ領域３０４ｄ、Ｔ／Ｄ値差分テーブル領域３０４ｅ、リップル値差分テーブル領域３０４ｆ、補給比率テーブル領域３０４ｇ、Ｔ／Ｄ値差分データ領域３０４ｈおよび補給比率データ領域３０４ｉなどの領域が設けられる。

入力データ領域３０４ａは、操作検出プログラム３０２ｂに従って検出または取得したタッチ座標データおよび／または操作データ、トナー濃度検出センサ４６から入力される検出信号を、時系列に従って記憶するための領域である。

画像生成データ領域３０４ｂは、表示画像データを生成するためのデータを記憶するための領域であり、この画像生成データ領域３０４ｂには、ソフトウェアキーの画像データ等も記憶される。

入力画像データ領域３０４ｃは、画像読取部で読み取った読取画像データ、または外部コンピュータから送信された画像データ等の画像データを記憶するための領域である。出力画像データ領域３０４ｄは、入力画像データに基づいて生成された印刷用の画像データを記憶するための領域である。

Ｔ／Ｄ値差分テーブル領域３０４ｅは、トナー濃度検出センサ４６の出力値に対応するＴ／Ｄ値差分を算出するためのＴ／Ｄ値差分テーブルのデータを記憶するための領域である。リップル値差分テーブル領域３０４ｆは、Ｔ／Ｄ値差分に対応するリップル値差分を算出するためのリップル値差分テーブルのデータを記憶するための領域である。補給比率テーブル領域３０４ｇは、Ｔ／Ｄ値差分に対応するリサイクルトナーの補給比率を算出するための補給比率テーブルのデータを記憶するための領域である。

Ｔ／Ｄ値差分データ領域３０４ｈは、Ｔ／Ｄ値差分算出プログラム３０２ｈに従って算出されたＴ／Ｄ値差分のデータを記憶するための領域である。補給比率データ領域３０４ｉは、補給比率決定プログラム３０２ｋに従って決定された補給比率のデータを記憶するための領域である。

なお、図示は省略するが、データ記憶領域３０４には、制御プログラムの実行に必要な他のデータが記憶されたり、制御プログラムの実行に必要なタイマ（カウンタ）およびフラグが設けられたりする。

図１０は、第１実施例のＣＰＵ２１の動作の一例を示すフロー図である。図示は省略するが、図１０に示す動作の開始するときに、ライフおよび環境条件に基づいて、Ｔ／Ｄ値差分テーブルおよび補給比率テーブルがそれぞれ選択され、各テーブルのデータがＥＥＰＲＯＭ３１の関係値記憶領域３１Ｅから読み出され、対応するＲＡＭ２３の記憶領域３０４ｅおよび３０４ｆに記憶される。

図１０に示すように、最初のステップＳ１では、ＣＰＵ２１は、トナー濃度検出センサ４６（図２）からの検出信号を受信して、データ記憶領域３０４の入力データ領域３０４ａに記憶する。この検出信号に従って、ステップＳ３で、ＣＰＵ２１は、図３に示す一定時間毎のトナー濃度検出センサ４６の出力値（平均値）を算出する。この出力値のデータも、データ記憶領域３０４の入力データ領域３０４ａに記憶される。

続くステップＳ５では、ＣＰＵ２１は、図５に示したようなグラフに対応するＴ／Ｄ値差分テーブルを用いて、出力値差分からＴ／Ｄ値差分を算出する。このＴ／Ｄ値差分のデータが、データ記憶領域３０４のＴ／Ｄ値差分データ領域３０４ｈに記憶される。

次のステップＳ７では、図７に示したようなグラフに対応する補給比率テーブルを用いて、ステップＳ５で算出したＴ／Ｄ値差分からリサイクルトナーの補給比率を決定し、ＣＰＵ２１の動作は、そのときのジョブを実行するための制御フローへ移行する。

ただし、今回決定された補給比率のデータは、データ記憶領域３０４の補給比率データ領域３０４ｋに記憶される。

図示は省略するが、補給処理は、トナー濃度検出センサ４６による検出信号を参照して現像槽４Ａ内にトナーを補給する。トナーを補給する際、ＣＰＵ２１は、補給比率データ領域３０４ｋに記憶された補給比率のデータに応じて補給機構４５に備えられた駆動モータ４５１Ｂ、４５１Ｃを駆動して補給ローラ４５Ｂ、４５Ｃの回転速度比を変更する。駆動モータ４５１Ｂ、４５１Ｃの駆動時間は等しい設定であるので、補給比に応じた補給量のトナーが補給槽４Ｂおよび回収層４Ｃから補給される。

第１実施例によれば、出力値に基づいてＴ／Ｄ値差分を算出し、算出したＴ／Ｄ値差分に基づいてリサイクルトナーの補給比率を決定するので、トナー濃度検出センサを用いた場合であっても、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。

なお、第１実施例では、出力値差分に対応するＴ／Ｄ値差分を算出し、Ｔ／Ｄ値差分に対応するリサイクルトナーの補給比率を決定するようにしたが、これに限定される必要はない。出力値に対応するＴ／Ｄ値の関係（図１２参照）およびＴ／Ｄ値に対応するリサイクルトナーの補給比率の関係のそれぞれを示すテーブルを予め用意（記憶）しておくことにより、出力値とＴ／Ｄ値に基づいてリサイクルトナーの補給比率を決定することもできる。

＜第２実施例＞
第２実施例の画像形成装置１００は、トナー濃度検出センサ４６の出力のリップル値に基づいて帯電量を推定し、推定した帯電量に基づいてリサイクルトナーの補給比率を決定するようにした以外は、第１実施例の画像形成装置１００と同じであるため、異なる内容について説明し、重複する内容についての説明は省略する。

図１１はＴ／Ｄ値差分の変化に対するＱ／Ｍ値差分の変化の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。Ｔ／Ｄ値差分が下がれば、つまり、基準Ｔ／Ｄ値からＴ／Ｄ値が下がる方向に変動すれば、Ｑ／Ｍ値差分は高くなる、つまり、基準Ｑ／Ｍ値からＱ／Ｍ値が上がる方向に変動する。逆に、Ｔ／Ｄ値差分が上がれば、つまり、Ｔ／Ｄ値が基準Ｔ／Ｄ値から上がる方向に変動すれば、Ｑ／Ｍ値差分は低くなる、つまり、Ｑ／Ｍ値が基準Ｑ／Ｍ値から下がる方向に変動する。

このような関係からＱ／Ｍ値の高低をＴ／Ｄ値の高低に置き換えた方が一般的であるため、第２実施例では、Ｔ／Ｄ値に基づいて、Ｑ／Ｍ値の高低を判断するとともに、Ｑ／Ｍ値を算出（推定）する。以下、具体的に説明する。

図１２は標準の出力値に対する標準のＴ／Ｄ値の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。このグラフに対応する変換テーブル（以下、「Ｔ／Ｄ値テーブル」という）を用いて、出力値に対するＴ／Ｄ値が算出される。図１２に示すように、出力値が大きくなるにつれて、Ｔ／Ｄ値は小さくなる。この関係によれば、たとえば、出力値が１１７である場合に、Ｔ／Ｄ値は７％である。Ｔ／Ｄ値テーブルでは、出力値が１００から１６０までの間を１ずつ変化され、各出力値に対応してＴ／Ｄ値が記載される。

図１３は標準のＴ／Ｄ値に対する標準のＱ／Ｍ値の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。このグラフに対応する変換テーブル（以下、「Ｑ／Ｍ値テーブル」という）を用いて、Ｔ／Ｄ値に対するＱ／Ｍ値が算出される。ただし、図１３では、ベース１の関係が現在採用される標準的な関係であり、ライフおよび湿度（環境条件）に応じて、採用される関係が適宜変更される。一例として、ライフは、初期、中期および末期の３つの期間に分類される。また、一例として、湿度は低湿（０％以上４０％未満）、中間の湿度（４０％以上７０％未満）、高湿（７０％以上１００％以下）の３段階に分類される。Ｑ／Ｍ値テーブルでは、Ｔ／Ｄ値が２から１０までの間を１ずつ変化され、各Ｔ／Ｄ値に対応してＱ／Ｍ値が記載される。ただし、Ｑ／Ｍ値テーブルは、ベース１、ベース２およびベース３のそれぞれについて設けられる。

第２実施例では、現像剤のライフが中期であり、湿度が中間の湿度である場合においては、標準の帯電量であるため、ベース１の関係が標準的な関係として用いられる。また、現像剤のライフが初期であり、湿度が低湿である場合においては、帯電量が高いため、ベース２の関係が標準的な関係として用いられる。さらに、現像剤のライフが末期であり、湿度が高湿である場合においては、帯電量が低いため、ベース３の関係が標準的な関係として用いられる。

ただし、この段階では、帯電量の高低が不明であるため、Ｑ／Ｍ値を確定することができない。

図１４は、標準の出力値に対する標準のリップル値の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。図１４に示す例では、図１３で示したベース１の場合と同じ条件についての関係が示される。このグラフに対応する変換テーブル（以下、「リップル値テーブル」という）を用いて、現在のリップル値が標準のリップル値よりも高いか低いかが判定される。図示は省略するが、他の条件と同じ条件についても関係も得られており、条件応じて適宜使用される。図１４に示すように、出力値が大きくなるにつれて、リップル値も大きくなる。リップル値テーブルでは、出力値が１００から１６０まで１ずつ変化され、各出力値に対応してリップル値が記載される。ただし、リップル値テーブルは、ベース１、ベース２およびベース３のそれぞれの場合と同じ条件について設けられる。ベース１と同じ条件のリップル値テーブルをベースＡのリップル値テーブルとし、ベース２と同じ条件のリップル値テーブルをベースＢのリップル値テーブルとし、ベース３と同じ条件のリップル値テーブルをベースＣのリップル値テーブルとする。

一例として、図１４に示すベースＡの関係を用いて、現在の出力値に対する現在のリップル値が、図１４に示すベースＡにおける標準のリップル値よりも高いか低いかを判定する。ただし、判定は、標準の出力値に対する標準のリップル値の関係に基づいて、計算式またはテーブルで計算（推定）される。ここでは、計算式で算出する場合についての一例を説明することにする。現在のリップル値がグラフすなわち曲線よりも上側である場合には、現在のリップル値はベースＡにおける標準のリップル値よりも高いと判定される。一方、現在のリップル値がグラフすなわち曲線よりも下側である場合には、現在のリップル値はベースＡにおける標準のリップル値よりも低いと判定される。

第２実施例では、現在のリップル値がベースＡにおけるリップル値から離れている、すなわち、ベースＡにおけるリップル値よりも高いまたは低いと判定された場合に、リサイクルトナーの補給比率が決定（更新）される。

出力値が１１７である場合には、ベース１に基づく標準のリップル値（以下、「標準リップル値」という）は１５である。これに対して、検出した現在のリップル値が図１４の点ａで示すように２０であるとすると、つまり、現在のリップル値が標準のリップル値よりも高いと判定される場合には、現在のリップル値に対する標準のリップル値の比率は、２０／１５≒１．３３である。この比率は実験値（比率≒１.３３）と相関性があるため、図１３に示した３つの関係から現在のライフおよび環境条件に合致する１つの関係を選択し、選択した１つの関係から算出したＱ／Ｍ値に上記の比率を乗算した値が現在のＱ／Ｍ値として推定される。

たとえば、現在のライフおよび環境条件にベース１の関係が合致する場合には、Ｔ／Ｄ値７％に対応するＱ／Ｍ値は２２μＣ／ｇであり、これに比率１．３３を乗算した約２９．３μＣ／ｇが現在のＱ／Ｍ値として推定される。

現在のＱ／Ｍ値が推定されると、推定されたＱ／Ｍ値に基づいて、リサイクルトナーの補給比率が決定される。図１５はＱ／Ｍ値に対するリサイクルトナーの補給比率の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。Ｑ／Ｍ値が大きくなるにつれて、リサイクルトナーの補給比率が大きくなる。このグラフに対応する変換テーブル（以下、「補給比率テーブル」という）を用いて、推定されたリップル値に対応するリサイクルトナーの補給比率が決定される。補給比率テーブルでは、リップル値が５から５０までの間で１ずつ変化され、各Ｑ／Ｍ値に対応してリサイクルトナーの補給比率が記載される。ただし、第２実施例の補給比率テーブルは、第１実施例の補給比率テーブルとは異なる。

図１５に示す関係から、図１３および図１４に基づいて推定したＱ／Ｍ値に対応する補給比率が算出される。上述した具体例では、Ｑ／Ｍ値は約２９．３μＣ／ｇと推定されるため、補給比率は約４８％に決定される。

ただし、実際には、新トナーの残量条件などの制御（現像剤のライフまたは環境および新トナーの残量が減ってくると係数を乗算するなど）による影響を受けるため、推定したＱ／Ｍ値に対応する補給比率と標準のＱ／Ｍ値に対応する補給比率の差分を、現在の補給比率に加算して、補給比率を決定（更新）するようにしてある。

つまり、上述の第１実施例では、Ｔ／Ｄ値差分（Ｔ／Ｄ値）に基づいて推定されるＱ／Ｍ値差分（Ｑ／Ｍ値）に応じた補給比率テーブルから補給比率が決定されるが、第２実施例では、リップル値に基づいてＱ／Ｍ値を推定し、第１実施例の方法で決定される補給比率を補正している。

したがって、第２実施例では、Ｔ／Ｄ値差分テーブルに代えて、関係値記憶領域３１Ｅに、Ｔ／Ｄ値テーブル、Ｑ／Ｍ値テーブルおよびリップル値テーブルが記憶される。また、第１実施例の補給比率テーブルに代えて、第２実施例の補給比率テーブルが関係値記憶領域３１Ｅに記憶される。

図１６は第２実施例におけるＲＡＭ２３のメモリマップ３００の一例を示す図である。また、図１７は図１６に示すＲＡＭ２３のデータ記憶領域３０４の一例を示す図である。上述したように、第２実施例では、Ｑ／Ｍ値を推定して、リサイクルトナーの補給比率を決定するため、第１実施例で示したプログラムおよびデータの一部が変更される。

具体的には、第２実施例では、Ｔ／Ｄ値差分算出プログラム３０２ｈに代えて、リップル値算出プログラム３０２ｍ、Ｔ／Ｄ値算出プログラム３０２ｎ、Ｑ／Ｍ値算出プログラム３０２ｐ、高低判定プログラム３０２ｑおよびＱ／Ｍ値推定プログラム３０２ｒがプログラム記憶領域３０２に記憶される。

リップル値算出プログラム３０２ｍは、出力値からリップル値（平均値）を算出するためのプログラムである。Ｔ／Ｄ値算出プログラム３０２ｎは、Ｔ／Ｄ値テーブルを用いて、出力値からＴ／Ｄ値を算出するためのプログラムである。Ｑ／Ｍ値算出プログラム３０２ｐは、Ｑ／Ｍ値テーブルを用いて、Ｔ／Ｄ値からＱ／Ｍ値を算出するためのプログラムである。高低判定プログラム３０２ｑは、リップル値テーブルを用いて、現在のリップル値が標準リップル値よりも高いか低いかを判定するためのプログラムである。Ｑ／Ｍ値推定プログラム３０２ｒは、現在のリップル値が標準リップル値よりも高いまたは低い場合に、その比率を算出し、算出した比率を用いてＱ／Ｍ値を推定するためのプログラムである。なお、現在のリップル値が標準リップル値と同じである場合には、Ｑ／Ｍ値は推定されない。

また、第１実施例とは異なり、第２実施例では、補給比率決定プログラム３０２ｋは、第２実施例の補給比率テーブルを用いて、推定したＱ／Ｍ値からリサイクルトナーの補給比率を決定する。

また、図１７に示すように、第２実施例では、Ｔ／Ｄ値差分テーブル領域３０４ｅおよびリップル値差分テーブル領域３０４ｆに代えて、Ｔ／Ｄ値テーブル領域３０４ｍ、Ｑ／Ｍ値テーブル領域３０４ｎ、リップル値テーブル領域３０４ｐがＲＡＭ２３のデータ記憶領域３０４に設けられる。また、Ｔ／Ｄ値差分データ領域３０４ｈに代えて、Ｔ／Ｄ値データ領域３０４ｑ、リップル値データ領域３０４ｒ、Ｑ／Ｍ値データ領域３０４ｓおよびＱ／Ｍ比率データ領域３０４ｔが設けられる。

Ｔ／Ｄ値テーブル領域３０４ｍは、トナー濃度検出センサ４６の出力値に対応するＴ／Ｄ値を算出するためのＴ／Ｄ値テーブルのデータを記憶するための領域である。Ｑ／Ｍ値テーブル領域３０４ｎは、Ｔ／Ｄ値に対応するＱ／Ｍ値を算出するためのベース１～ベース３の各々のＱ／Ｍ値テーブルのデータを記憶するための領域である。リップル値テーブル領域３０４ｐは、現在のリップル値が基準リップル値よりも高いか低いかを判定するためのベースＡ～ベースＣの各々のリップル値テーブルのデータを記憶するための領域である。

Ｔ／Ｄ値データ領域３０４ｑは、Ｔ／Ｄ値算出プログラム３０２ｎに従って算出されたＴ／Ｄ値のデータを記憶するための領域である。リップル値データ領域３０４ｒは、リップル値算出プログラム３０２ｍに従って算出されたリップル値のデータを記憶するための領域である。Ｑ／Ｍ値データ領域３０４ｓは、Ｑ／Ｍ値算出プログラム３０２ｐに従って算出されたＱ／Ｍ値のデータを記憶するための領域である。Ｑ／Ｍ比率データ領域３０４ｔは、Ｑ／Ｍ値推定プログラム３０２ｒに従ってＱ／Ｍ値を推定する場合に算出されるＱ／Ｍ比率のデータを記憶するための領域である。

ただし、第１実施例とは異なり、第２実施例では、補給比率テーブル領域３０４ｇは、第２実施例の補給比率テーブルのデータを記憶する。

具体的には、第２実施例では、ＣＰＵ２１は、図１６に示す制御処理を実行する。以下、第２実施例の制御処理について説明するが、第１実施例で説明した内容と同じ内容については、同じ参照符号を付して示すとともに、簡単に説明することとする。図示は省略するが、図１６に示す動作の開始するときに、ライフおよび環境条件に基づいて、Ｔ／Ｄ値テーブル、Ｑ／Ｍ値テーブルおよびリップル値テーブルがそれぞれ選択され、各テーブルのデータがＥＥＰＲＯＭ３１から読み出され、対応するＲＡＭ２３の記憶領域３０４ｍ、３０４ｎ、３０４ｐに記憶される。

図１６に示すように、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１で、トナー濃度検出センサ４６（図２）からの検出信号を受信して、データ記憶領域３０４の入力データ領域３０４ａに記憶する。この検出信号に従って、ステップＳ３で、ＣＰＵ２１は、図３に示す一定時間毎のトナー濃度検出センサ４６の出力値（平均値）を算出する。

また、ステップＳ３の処理と並行して、あるいは前後して、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２１で、図４に示す一定時間毎のリップル値を算出する。算出されたリップル値のデータは、ＲＡＭ２３のデータ記憶領域３０４に記憶される。

続くステップＳ２３では、図１２に示したようなグラフに対応するＴ／Ｄ値テーブルを用いて、ステップＳ３で算出したトナー濃度検出センサ４６の出力値からＴ／Ｄ値を算出する。このＴ／Ｄ値のデータが、データ記憶領域３０４のＴ／Ｄ値データ領域３０４ｑに記憶される。

次のステップＳ２５では、ＣＰＵ２１は、図１４に示したようなグラフに対応するリップル値テーブルを用いて、ステップＳ２１で算出した現在のリップル値が標準リップル値よりも高いか低いかを判定する。つまり、ＣＰＵ２１は、標準の出力値に対するリップル値のテーブル（標準の曲線）と、現在の出力とリップル値を比較して、同じ出力値において、現在のリップル値が標準の曲線から離れているかを算出する。ただし、算出された現在のリップル値のデータは、データ記憶領域３０４のリップル値データ領域３０４ｒに記憶される。

続いて、ステップＳ２７では、帯電量が標準よりもいくら高いか低いかを算出し、帯電量を推定する。ただし、第２実施例では、ＣＰＵ２１は、リップル値テーブルに基づいて、標準リップル値に対する現在のリップル値の比率を算出し、この比率に基づいて標準Ｑ／Ｍ値に対する現在のＱ／Ｍ値の比率すなわちＱ／Ｍ比率を算出し、ライフおよび環境条件に応じて選択したＱ／Ｍ値テーブルで算出されるＱ／Ｍ値にＱ／Ｍ比率を乗算して、現在のＱ／Ｍ値を推定する。

そして、ステップＳ２９で、ＣＰＵ２１は、推定した現在の帯電量すなわちＱ／Ｍ値に基づいてリサイクルトナーの補給比率を決定し、ＣＰＵ２１の動作は、そのときのジョブを実行するための制御フローへ移行する。上述したように、ステップＳ２９では、ＣＰＵ２１は、推定したＱ／Ｍ値に対応する補給比率から標準Ｑ／Ｍ値に対応する補給比率の差分を算出し、現在の補給比率にその差分を加算する。ただし、今回決定された補給比率のデータは、データ記憶領域３０４の補給比率データ領域３０４ｋに記憶される。

第２実施例においても、トナー濃度検出センサを用いた場合にも、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。

＜第３実施例＞
第３実施例の画像形成装置１００は、リサイクルトナーの残量が少なく、安定して補給できない場合に、新トナーのみを補給するようにした以外は、第１実施例および第２実施例と同じあるため、異なる内容について説明し、重複した説明については省略することにする。

第３実施例では、リサイクルトナーの残量を検出するためのセンサ（残量検知センサ）７２が回収層４Ｃの底部に設けられる。残量検知センサ７２としては、圧電センサまたは透磁率センサを用いることができる。残量検知センサ７２は、ＣＰＵ２１に接続され、リサイクルトナーの残量（蓄積量）を検出し、検出信号をＣＰＵ２１に入力する。

ＣＰＵ２１は、リサイクルトナーの残量が少なく、安定して補給できないと判断した場合には、安定して補給できる所定量だけリサイクルトナーが溜まるまで、リサイクルトナーの補給を停止し、新トナーのみを補給するようにする。一例として、所定量は、２分間連続しで補給量が安定している量であり、具体的には、２０ｇである。また、新トナーのみを補給する場合には、リサイクルトナーの補給比率が削除される。ただし、リサイクルトナーの補給比率に関係無く、駆動モータ４５１Ａおよびモータドライバ４５２Ａを駆動せずに、駆動モータ４５１Ｂおよびモータドライバ４５２Ｂのみを駆動するようにしてもよい。この場合、リサイクルトナーの補給比率を削除する必要はない。

第３実施例においても、トナー濃度検出センサを用いた場合にも、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。

また、第３実施例によれば、リサイクルトナーの補給を安定して行えない場合には、新トナーのみを補給するように制御するので、混合した全体のトナー補給量の低下を回避することができる。

＜第４実施例＞
第４実施例の画像形成装置１００は、新トナーの残量が少なく、ニアエンド状態となり、補給量が低下してきたと推定した場合に、新トナーの補給量に応じた補給比率でリサイクルトナーを補給するようにした以外は、第１実施例～第３実施例と同じあるため、異なる内容について説明し、重複した説明については省略することにする。

図１９は新トナーの使用率（％）に対する新トナーの補給量（ｇ／分）の関係を示すグラフである。この関係は、発明者等が事前に行った実験結果に基づいて作成される。図１９から分かるように、新トナー使用率が０～８０％では、新トナーは安定して補給され、新トナーの補給量は１０ｇ／分（一定）である。ただし、新トナー使用率が８０％を超えると、つまり、ニアエンド状態になると、新トナーの補給量は次第に低下する。新トナー使用率が９５％では、新トナー補給量は安定時の半分程度に低下している。

このように、新トナーの補給量が安定して補給されるとき（以下、単に「安定時」という）よりも低下した場合に、補給比率に従ってリサイクルトナーを補給すると、決定した補給比率よりも、リサイクルトナーの割合が多くなってしまい、補給するトナーの性能が低下し、不具合を発生させてしまう。たとえば、現像剤の帯電量および流動性が低下するなどの不具合が発生する。

このため、図２０に示すような減算係数を設定し、補給量が低下するニアエンド状態において、リサイクルトナーの補給比率を補正（すなわち、補給比率に減算係数を乗算）するようにしてある。図２０は、新トナー使用率（％）に対応するリサイクルトナーの補給比率の減算係数の関係を示すグラフであり、新トナーの補給量が低下した場合にも、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を維持するように減算係数が算出される。図２０からも分かるように、新トナー使用率が０～８０％では、新トナーは安定して補給されるため、減算係数（Ｘ）は１（一定）である。ただし、新トナー使用率が８０％を超えると、つまり、ニアエンド状態になると、新トナーの補給量は次第に低下するため、新トナーの補給量の低下に比例するように、減算係数も低下される。

具体的には、ＣＰＵ２１は、図１０でステップＳ７の処理を実行した後または図１８に示したステップＳ２９の処理を実行した後に、減算係数を算出し、ステップＳ７またはステップＳ２９で決定した補給比率に減算係数が乗算される。つまり、新トナーの補給量の低下に比例して、補給比率が低下（補正）される。

第４実施例においても、トナー濃度検出センサを用いた場合にも、リサイクルトナーの補給比率を適切に決定することができる。

また、第４実施例によれば、新トナーの補給量が低下した場合には、その低下に合せて補給比率を低下させるので、新トナーとリサイクルトナーの混合比率を一定に保つことができる。つまり、補給するトナーの性能が低下するのを回避することができる。

なお、上述の各実施例では、モノクロの画像形成部を有する画像形成装置１００について説明したが、これに限定される必要はない。イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのそれぞれの色についての画像形成部が並んで配置されたタンデム式のカラーの画像形成装置にも適用可能である。この場合、色毎に、補給比率が決定される。したがって、上記の各実施例で説明したテーブルは色毎に予め用意される。

なお、上述の各実施例に示すグラフやその数値等は一例であり、実際の製品に応じて適宜変更することが可能である。

１ …感光体ドラム
４ …現像装置
６ …クリーニング装置
８ …リサイクル記憶
１０ …画像形成部
２０ …制御部
２１ …ＣＰＵ
２３ …ＲＡＭ
３１ …ＥＥＰＲＯＭ
４６ …トナー濃度検出センサ
１００ …画像形成装置

Claims (8)

1. 感光体へトナーを供給する現像装置を有する画像形成装置であって、
   前記現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサ、および
   前記トナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する補給比率決定部を備える、画像形成装置。
2. 標準の前記出力値に対する標準のトナー濃度の第１関係を記憶する第１関係記憶部、
   前記標準のトナー濃度に対する標準の前記リサイクルトナーの補給比率の第２関係を記憶する第２関係記憶部、
   前記第１関係に基づいて、前記トナー濃度検出センサの出力値に対応する前記標準のトナー濃度を算出するトナー濃度算出部、および
   前記第２関係に基づいて、前記トナー濃度算出部によって算出されたトナー濃度に対応する前記リサイクルトナーの補給比率を算出する補給比率算出部を備える、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー濃度検出センサの出力のリップル値が標準リップル値から離れている度合に基づいて、現在のトナーの帯電量を推定する帯電量推定部をさらに備え、
   前記補給比率決定部は、帯電量推定部によって推定された現在のトナーの帯電量に基づいて、前記補給比率を決定する、請求項１記載の画像形成装置。
4. 標準の前記出力値に対する標準のリップル値の第３関係を記憶する第３関係記憶部、および
   前記第３関係値に基づいて、前記トナー濃度検出センサの出力のリップル値が前記基準のリップル値から離れている度合を算出する度合算出部をさらに備える、請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記リサイクルトナーの残量を検出する残量検出部、および
   前記残量検出部によって検出された前記リサイクルトナーの残量が所定量に満たない場合、所定量以上蓄積されるまで、前記補給比率に関係無く、前記リサイクルトナーの補給を停止させる停止部をさらに備える、請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記新トナーの補給量の低下に比例して、前記補給比率を低下させる、請求項１から５までのいずれかに記載の画像形成装置。
7. 感光体へトナーを供給する現像装置および前記現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサを備える画像形成装置の制御プログラムであって、
   前記画像形成装置のプロセッサに、前記トナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する補給比率決定ステップを実行させる、制御プログラム。
8. 感光体へトナーを供給する現像装置および前記現像装置の現像槽に設けられるトナー濃度検出センサを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記トナー濃度検出センサの出力値に基づいて、新トナーに対するリサイクルトナーの補給比率を決定する、制御方法。

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