図1は、本発明の画像形成装置の実施の形態であるタンデム型カラーデジタルプリンタ(以下、単に「プリンタ」という)の概略構成を示す正面模式図である。図1に示すように、この複写機は、最下部に設けられたシート搬送部Aと、シート搬送機構A上に設けられた画像プロセス部Bと、画像プロセス部B上に設けられた画像読取部Cとを有しており、ネットワーク(例えば社内LAN)等に接続された端末装置あるいは操作パネルからのプリントの実行指示(プリントジョブ)を受け付けると、その指示に従って、端末装置からの画像データに基づいて、あるいは、画像読取部Cにて読み取られた原稿の画像データに基づいて、画像プロセス部Bにおいてシート搬送機構Aから供給される記録シート上にトナー画像を形成する。
画像プロセス部Bは、プリンタの略中央部にて水平状態に張架されて矢印Xで示す方向に周回移動可能に配置された中間転写ベルト21を備えている。中間転写ベルト21の下方には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーによって中間転写ベルト21上にトナー画像を順次形成するためのトナー画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kが、中間転写ベルト21の周回移動方向の上流側からその順番で配置されている。中間転写ベルト21は、トナー画像形成ユニット10Yに近接して配置された従動ローラ22と、トナー画像形成ユニット10Kに近接して配置された駆動ローラ23とに巻き掛けられており、駆動ローラ23が図示しないモータによって回転駆動されることにより、矢印Xで示す方向に周回移動する。中間転写ベルト21は導電性を有している。
Y色のトナー画像を形成するトナー像形成ユニット10Yには、中間転写ベルト21に対向して配置された感光体ドラム11Yと、この感光体ドラム11Yの表面を帯電させる帯電装置12Yと、帯電装置12Yにて帯電された感光体ドラム11Yの表面の静電潜像をY色のトナーによって現像する現像器13Yとが設けられている。感光体ドラム11Yの表面の静電潜像は、露光装置25から照射されるレーザ光によって形成される。現像器13Yにて現像された感光体ドラム11Yの表面上のY色のトナー画像は、感光体ドラム11Yに中間転写ベルト21を介して対向配置された1次転写ローラ(図示せず)によって中間転写ベルト21上に転写される。
他のトナー画像形成ユニット10M、10C、10Kも、Y色トナー用のトナー画像形成ユニット10Yと同様に、感光体ドラム11M、11C、11Kと、帯電装置12M、12C、12Kと、現像器13M、13C、13Kとがそれぞれ設けられており、露光装置22は、感光体ドラム11M、11C、11Kのそれぞれの表面に、M、C、Kの各色の画像データに対応した静電潜像が形成されるようにレーザ光を照射する。各感光体ドラム11M、11C、11Kに形成された静電潜像は、各現像器13M、13C、13Kによってそれぞれ、M、C、Kの各色のトナーによって現像されて、現像された各トナー画像が、感光体ドラム11M、11C、11Kに中間転写ベルト21を介してそれぞれ対向配置された1次転写ローラ(図示せず)によって、中間転写ベルト21上におけるY色のトナー画像が転写された領域と同一の領域上に転写される。
各現像器13Y、13M、13C、13Kには、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面に形成された静電潜像を現像する現像ローラ14Y、14M、14C、14Kが設けられるとともに、供給されるトナーを搬送しつつ攪拌するトナー攪拌スクリュー19Y、19M、19C、19Kと、トナー攪拌スクリュー19Y、19M、19C、19Kのそれぞれによって搬送されたトナーを現像ローラ14Y、14M、14C、14Kに沿って反対方向に搬送するトナー供給スクリュー(第1トナー移送手段)18Y、18M、18C、18Kがそれぞれ設けられている。
中間転写ベルト21の上方には、各画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像器に供給されるY、M、C、Kの各色のトナーが収容されたトナーボトル15Y、15M、15C、15Kがそれぞれ設けられており、各トナーボトル15Y、15M、15C、15Kに収容された各色のトナーが、サブホッパー16Y、16M、16C、16Kをそれぞれ介して、各画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像器13Y、13M、13C、13Kに補給される。
本実施形態の複写機では、1色(例えばK色)のトナーを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、Y、M、C、Kの4色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能になっている。カラーモードによる画像形成動作の場合には、各画像形成ユニット10Y、10M、10C、10Kにおいて、所定の周速度で回転駆動される各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの外周面に形成されたY、M、C、Kの各色のトナー画像が、中間転写ベルト21における同一領域上にそれぞれ重ねて転写される。モノクロモードによる画像形成動作の場合には、選択された1つの画像形成ユニット(通常、黒色トナー用画像形成ユニット10K)にて形成されたトナー画像が中間転写ベルト21における所定領域上に転写される。中間転写ベルト21を周回駆動させる駆動ローラ23には、中間転写ベルト21を介して2次転写ローラ26が対向して配置されており、この2次転写ローラ26と、駆動ローラ23の周面に沿った中間転写ベルト21の周回移動域との間に、記録シート上にトナー画像を転写する2次転写部を構成する転写ニップN1が形成されている。
記録シート搬送部Bは、記録シート収納部31内に収容された記録シートが、1枚ずつ画像プロセス部Bに供給されて、中間転写ベルト21の一方の側方の転写ニップN1を通って上方に延びるシート搬送路27内に搬送される。第1シート搬送路27内を通過する記録シートは、中間転写ベルト21と2次転写ローラ26との間の転写ニップN1を記録シートが通過する間に、中間転写ベルト21上に転写されたトナー画像が、2次転写ローラ26によって記録シートに2次転写される。転写ニップN1を通過した記録シートは、転写ニップN1の上方に設けられた定着部41に供給される。
定着部41は、例えば、周回移動する加熱ベルト41aに加圧ローラ41bが圧接されて構成されており、両者の間に定着ニップN2が形成されている。トナー画像が転写された記録シートは、定着ニップN2を通過する間に加熱および加圧されることによって記録シート上に熱定着される。画像プロセス部Bに設けられた各トナーボトル15Y、115M、15C、15K上には、排紙トレイ43が設けられており、排紙トレイ43の上方に設けられた適当な空間を介して、画像読取部Cが設けられている。定着部41において熱定着された記録シートは、排紙トレイ43上に排出される。
図2は、Y色トナーの現像器13Yに対するサブホッパー16Yからのトナーを補給するための構成を示す断面模式図である。なお、他の現像器13M、13C、13K対するサブホッパー16M、16C、16Kからのトナー補給機構の構成も同様になっている。サブホッパー16Yには、中間転写ベルト21の上方に設けられたトナーボトル15YからY色のトナーが供給され、サブホッパー16Yに供給されたトナーが、サブホッパー16Yの下部に設けられたトナー補給スクリュー36Yによって、トナー補給管17Yを介して、画像形成ユニット10Yに設けられた現像器13Yに補給する。トナー補給スクリュー36Yは、トナー補給モータ37Yによって回転駆動されるようになっており、トナー補給モータ37Yによって所定の回転時間にわたって回転されることにより、所定量のトナーが現像器14Yに供給される。
Y色のトナー用の現像器13Yには、感光体ドラム11Yに対向して配置された現像ローラ14Yが感光体ドラム11Yの軸方向に沿った状態で設けられており、現像ローラ14Yの下方には、現像ローラ14YにY色のトナーを供給するための第1トナー移送手段としてのトナー供給スクリュー18Yが現像ローラ14Yと平行に設けられている。また、現像器13Yの内部には、現像ローラ14Yに対して感光体ドラム11Yとは反対側の側方に、トナー供給スクリュー18Yにトナーを供給するトナー攪拌スクリュー(第2トナー移送手段)19Yが、現像ローラ14Yおよびトナー供給スクリュー18Yに平行な状態で設けられている。トナー攪拌スクリュー19Yとトナー供給スクリュー18Yとの間には隔壁38Yが設けられている。サブホッパー16Yから供給されるY色のトナーは、現像器13Yにおけるトナー攪拌スクリュー19Yにおける一方の端部(以下、トナー流入側端部とする)近傍に設けられたトナー補給口に流入するようになっており、トナー攪拌スクリュー19Yは、現像器13Y内に流入したY色のトナーを、トナー攪拌スクリュー19Yによって他方の端部(以下、折り返し端部とする)にまで攪拌しつつ搬送する。トナー攪拌スクリュー19Yによって折り返し端部にまで搬送されたトナーは、現像ローラ14Yの下方に配置されたトナー供給スクリュー18Yによって、現像ローラ14Yに沿ってトナー流入側端部に向って攪拌されつつ搬送され、その搬送の間に、現像ローラ14Yに供給される。トナー供給スクリュー18Yによってトナー流入側端部にまで搬送されたトナーは、トナー攪拌スクリュー19Yによって、再度、折り返し端部にまで搬送されることにより現像器13Y内を循環する。なお、本実施形態では、現像器13Yには、内部に補給されるトナーとともに現像剤が収容された二成分系現像剤が使用されている。
M、C、Kの各色のトナーが供給される各現像器13M、13C、13Kの内部にも、同様に、トナー攪拌スクリュー18M、18C、18K(図1参照)と、トナー供給スクリュー19M、19C、19K(図1参照)と、それらの間の隔壁38M、38C、38K(図2参照)とがそれぞれ設けられており、サブホッパー16M、16C、16K内のトナーが、補給モータによって回転される補給スクリュー36M、36C、36Kによって、トナー補給管37M、37C、37Kを介して、画像形成ユニット10M、10C、10Kに設けられた現像器13M、13C、13Kに補給される。現像器13M、13C、13Kに補給されたトナーは、各トナー攪拌スクリュー18M、18C、18Kの回転によって、M、C、Kの各色のトナーがそれぞれ搬送されつつ攪拌され、各トナー供給スクリュー18M、18C、18Kの回転によって、現像ローラ14M、14C、14Kに沿って搬送される間に、現像ローラ14M、14C、14Kにそれぞれ供給される。
図3は、プリンタ1における制御系の主要部を示すブロック図である。プリンタ1には、画像形成動作を制御する主制御部であるCPU51と、各種データを記憶するためのRAM52および各種プログラム等が記憶されたROM53とが設けられており、CPU51とRAM52とROM53とが相互に接続されている。CPU51は、ROM53が保持するプログラムを読み出して、読み出されたプログラムに基づく制御を実施する。また、CPU51等には、入出力インターフェース54が接続されており、入出力インターフェース54に、各種データをCPU51等に入力させるための入力デバイス55、および、CPU51等から出力される各種データを表示する表示パネル等の出力デバイス56が接続されている。さらには、CPU51等には、トナー予測消費量決定部57、画像濃度解析部58、不揮発性メモリ59が接続されている。
Y、M、C、Kの各色のトナーの現像器13Y、13M、13C、13Kでは、記録シートに対する1回のプリント動作において予測される全トナー予測消費量に基づいて、各色のトナーをそれぞれ補給制御するようになっている。各現像器13Y、13M、13C、13Kにおけるトナー補給制御は、補給されるトナーの色が異なっていること以外は同様になっている。
Y色のトナーの現像器13Yの内部では、補給されたトナーは、トナー攪拌スクリュー19Yによって、トナー流入側端部から折り返し端部にまで搬送されて、トナー供給スクリュー18Yによって折り返し端部からトナー流入側端部にまで搬送される。トナー供給スクリュー18Yは、現像ローラ14Yの現像領域の全長にわたってトナーが供給されるように、現像ローラ14Yの軸方向長さと同じ長さになっており、また、トナー攪拌スクリュー19Yも、トナー供給スクリュー18Yと同様の軸方向長さになっている。現像ローラ14Yの軸方向長さをLr(mm)、現像器13Yに流入したトナーが、トナー攪拌スクリュー19Yおよびトナー供給スクリュー18Yによって現像器13Y内を1往復にわたって循環するために必要な時間(循環時間)をTc(秒)とすると、現像ローラ14Yの軸方向長さの全長にわたって移動するために必要な時間Trは、「Tr=Tc÷2」となり、トナーの移動速度Vtは、「Vt(mm/秒)=Lr÷(Tc÷2)=Lr÷Tr」となる。
現像器13Yに対して、トナーが所定の周期でトナー補給モータ37Yの駆動によるトナー補給動作が行われるようになっており、その周期を「Th(秒)」とすると、1回の補給動作により現像器13Yに流入したトナーは、次の補給動作までの1周期の間に、「Vt×Th」(mm)移動することになる。現像ローラ14Yにおける現像領域の全体(軸方向長さの全長)にわたって補給されたトナーが行き渡るためには、「Lr≦S×Vt×Th」、すなわち、「Lr≦S×(Lr÷Tr)×Th」を満足するS回(Sは正の整数)にわたってトナーを補給する必要がある。従って、S回にわたるトナー補給によって、現像ローラ14Yの現像領域の全体にわたってトナーが行き渡ることになる。
このことから、1回のトナー補給によって現像器13Y内に流入したトナーが1周期のトナー補給動作の間に移動する距離に基づいて、現像器13Y内における現像ローラ14Yの現像領域に沿ったトナーの移動領域を分割して得られる複数のトナー移動領域を設定し、設定されたトナー移動領域のそれぞれにおいてプリント動作毎に消費されると予測されるトナー予測消費量を設定し、トナー移動領域毎に設定されたそれぞれのトナー予測消費量に基づいてトナー補給量を算出するようになっている。トナー移動領域毎に設定されるトナー予測消費量は、現像ローラにおける現像領域の全体において消費されると予測される全トナー予測消費量を前記分配領域のそれぞれに対して均等になるように分配した場合に得られるトナー量に基づいて設定される。但し、本実施形態では、便宜的に、現像ローラ14Yの軸方向に沿って現像器13Yの内部をN個の単位領域に分割して、それぞれの単位領域におけるトナー予測消費量を設定し、各トナー移動領域に対応する単位領域の個数に基づいて、トナー移動領域において設定されるトナー予測消費量を算出している。各トナー移動領域のトナー予測消費量は、対応する1または複数の単位領域に設定されたトナー予測消費量の合計になる。
現像器13Yの内部を分割する単位領域の個数N(但し、Nは正の整数)は、現像器13Y内におけるトナー搬送速度(循環速度)が変化した場合にも、1または複数個の単位領域に設定されたトナー予測消費量が、1つのトナー移動領域のトナー予測消費量に対応できるように設定される。現像器13Y内における現像ローラ14Y、トナー供給スクリュー18Yおよびトナー攪拌スクリュー19Yの回転速度は、同一の駆動系によって駆動されるようになっており、記録シートの搬送速度(システム速度)の変更に伴ってそれぞれの回転速度が変更され、これにより現像器14Y内におけるトナーの搬送速度(循環速度)も変更される。記録シートの搬送速度は、記録シートの厚さ、種類等に応じて変更され、記録シートが厚紙の場合には搬送速度が遅くなるように変更される。従って、単位領域を設定することにより、現像器13Y内におけるトナー搬送速度(循環速度)が変更される場合にも、容易に対応することができる。
単位領域の個数は、例えば、搬送速度が最も遅い場合に設定されるトナー移動領域の個数をSmax、記録シートの搬送速度が最も速い場合に設定されるトナー移動領域の個数をSminとすると、それらの最小公倍数に設定される。この場合には、記録シートの搬送速度が最も遅い場合および最も速い場合のいずれにおいても、トナー移動領域の個数Sは、単位領域の整数倍になる。但し、このように、トナー移動領域の個数Sは、単位領域の整数倍になる必要はなく、記録シートの搬送速度が変更されてトナーの搬送速度が変化した場合にも、トナー移動領域において設定されるトナー予測消費量と、複数の単位領域において設定されたトナー予測消費量の合計との差が許容範囲内になるように、単位領域の個数Nが設定される。
現像器13Yの内部をN個に分割して形成されたN個の単位領域を、現像ローラ14Yの現像領域に沿って、トナー供給スクリュー18Yによるトナーの搬送方向の下流側から順番に、第1単位領域、第2単位領域、・・・、第N単位領域とし、次のトナーの補給タイミングにおいて、トナー流入側端部に最も近接した第1単位領域から順番にトナーが補給されるものとする。この場合、1回のプリント動作によって、現像ローラ14Yの現像領域に沿った第1単位領域〜第N単位領域の全てあるいは一部においてトナーが消費されるために、1回のプリント動作によって消費されると予測される全トナー予測消費量が、第1単位領域〜第N単位領域のそれぞれにおいてほぼ均等に消費されるものとして、予測された全トナー予測消費量を第1単位領域〜第N単位領域のそれぞれに均等に振り分けて、振り分けられたトナー予測消費量に基づいて、次のトナー補給タイミングにおいて補給されるトナー補給量を算出する。第1単位領域〜第N単位領域に設定されるトナー予測消費量は、バッファメモリがシリアル接続されたRAM52におけるY色のトナーのために割り当てられたバッファメモリ領域の第1バッファB[1]、第2バッファB[2]、・・・、第NバッファB[N]に書き込まれる。
この場合、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]は、第1単位領域〜第N単位領域のそれぞれに対応させる必要はなく、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]における任意の1つのバッファを、インデックス(Index)バッファB[i](但し、iは、1≦i≦Nの整数とする)に設定し、このインデックスバッファB[i]から順番に、第1単位領域、第2単位領域、・・・に対応させる。他の現像器13M、13C、13Kにおいても、同様に、RAM52におけるM、C、Kのそれぞれのトナーのために割り当てられた格納領域の第1バッファB[1]、第2バッファB[2]、・・・、第NバッファB[N]が設定されるとともに、インデックスバッファB[i]が設定される。
本実施形態のトナー補給制御では、図3に示す画像濃度解析部58において、画像読取部C等の入力デバイス55から入力される画像データからY、M、C、Kの各色のドットカウント情報を演算し、トナー予測消費量決定部57において、各記録シートに対する1回のプリント動作によって消費されるY、M、C、Kの各色のトナー予測消費量を、第1番目〜第N番目のそれぞれの第1〜第NバッファB[1]〜B[N]毎に予測して書き込み、トナー補給タイミングにおけるトナー補給動作によって、第1単位領域からトナー搬送方向上流側に連続する1または複数の単位領域に対してトナーが補給されたものとして、トナー補給された単位領域に対応するバッファに対するトナー予測消費量を、補給されたトナー量分だけそれぞれ減算する。以下、プリント動作毎にトナー予測消費量の設定と、トナー補給タイミングにおけるトナー補給によるトナー予測消費量の減算とを繰り返し、現像器14Yが停止した場合等の所定のタイミングで第1〜第NバッファB[1]〜B[N]に設定されたトナー予測消費量を不揮発性メモリ59における所定の記憶領域にバックアップデータとして書き込むようになっている。不揮発性メモリ59に書き込まれたバックアップデータは、画像形成装置の電源がオフされても消去されないために、その後に画像形成装置の電源がオンされた時点で、不揮発性メモリ59に書き込まれたバックアップデータに基づいて、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]のそれぞれにおいてトナー予測消費量が復元されて、復元されたトナー予測消費量に基づいてトナー補給制御が実施される。
以下、Y色トナーの現像器13Yにおけるトナー補給制御の詳細について、図4〜図8のフローチャートに基づいて説明する。画像形成装置の電源がオンされると(図4のステップS1参照、以下同様)、CPU51は、不揮発性メモリ59にバックアップデータが存在する場合には、そのバックアップデータを不揮発性メモリ59から読み出して(ステップS2)、読み出されたバックアップデータに基づいて第1〜第NバッファB[1]〜B[N]におけるトナー予測消費量を復元処理し(ステップS3)、RAM52における第1〜第NバッファB[1]〜B[N]に復元されたトナー予測消費量を書き込む。これにより、各第1〜第NバッファB[1]〜B[N]は、トナー補給制御を実施するための初期状態とされる。トナー予測消費量を復元処理の詳細については後述する。
このような初期状態において、図5のフローチャートに示すように、プリントジョブが指示されると(図5のステップS11)、CPU51におけるトナー補給制御部は、現像器13Yを駆動し(ステップS12)、現像器13Yにおいてトナーが消費される毎に、RAM52における第1〜第NバッファB[1]〜B[N]に書き込まれたトナー予測消費量を更新して、更新されたトナー予測消費量に基づいて、現像器13Yにおいてトナー補給動作を実施する。
この場合、CPU51は、まず、画像読取装置等の入力デバイス55から得られる画像データにおける画像濃度情報を読み取る(ステップS13)。画像濃度情報の読み取りが完了すると(ステップS14において「Yes」)、画像濃度解析部58において、読み取られた画像濃度情報のドットカウント情報が解析される。画像濃度解析部58において解析されたドットカウント情報は、トナー予測消費量決定部57に与えられて、トナー予測消費量決定部57においてドットカウント情報に基づいてY色の全トナー予測消費量(現像ローラ14Yの現像領域の全体で消費されるトナーの予測量)が算出され、CPU51はY色の全トナー予測消費量を取得する(ステップS16)。n枚の記録シートに対するn回のプリントジョブが指示される場合には、それぞれのプリントジョブ毎にY色のトナーの全トナー予測消費量「C[n]」が算出される。プリントジョブ毎に全トナー予測消費量「C[n]」が得られると、その全トナー予測消費量「C[n]」に基づいて、N個の各単位領域におけるトナー予測消費量をそれぞれ決定して、RAM52において、現像器13Yに割り当てられたN個のバッファにそれぞれ書き込む。なお、現像器13Y、13M、13C、13Kのそれぞれにおいてトナー予測消費量をN個のバッファに書き込む処理は同様である。
画像濃度解析部58では、ビットマップ展開された画像濃度情報を主走査方向に走査して、走査ライン毎に、Y、M、C、Kの各色の階調レベルを解析し、それぞれの階調レベル毎にドットカウント数を算出する。トナー予測消費量決定部57では、ドットカウント数に、予め算出された1ドット当たりの消費トナー量を乗算することによって、1走査ラインのトナー消費量を算出し、これに基づいて1回のプリント動作において消費される全トナー消費量を算出する。
現像器13Yにおけるトナー予測消費量をN個のバッファに書き込む際には、まず、1回のプリント動作毎に、第1〜第Nの単位領域におけるそれぞれのトナー予測消費量がほぼ均等になるように、第1〜第Nの単位領域のそれぞれのトナー予測消費量が決定される。例えば、n枚目のプリント動作時に算出された全トナー予測消費量「C[n]」が、「C[n]=a[n]×N+b[n]」であるとすると(但し、a[n]は任意の正の整数であり、b[n]は、b[n]<a[n]を満足する0または正の整数)、全トナー予測消費量「C[n]」を、N個の単位領域に均等に分配するために、全トナー予測消費量「C[n]」をNで除算し、その「商」のトナー量「a[n]」を、第1〜第Nの単位領域に分配する。但し、除算の結果「余り」が生じるとき(すなわち、「b[n]」が「0」でないとき)には、その「余り」に対応するトナー量「b[n]」を、インデックスバッファB[i]から順番に「b[n]」個のバッファに対して均等に「1」の値ずつ加算する。従って、「余り」が生じないとき(b[n]=0)には、第1〜第Nの単位領域に対応するRAM52の第1〜第NバッファB[1]〜B[N]に対するトナー予測消費量として、全トナー予測消費量「C[n]」を「N」で除算した「商」である「a[n]」の値が算出される(ステップS17)。また、全トナー予測消費量「C[n]」をNで除算して「余り」が生じるとき(「b[n]」が「0」でないとき)には(ステップS18において「Yes」)、その余りに対応するトナー量「b[n]」を、インデックスバッファB[i]から第「b[n]−1」番目のバッファB[i+(b[n]−1)]までの「b[n]」個のバッファにおいて設定されたトナー予測消費量「CB[i]」〜「CB[i+(b[n]−1)]」に対して、それぞれ「1」の値を加算する(ステップS19)。また、「1」が加算されるバッファが第N番目のバッファに達した場合には、第1バッファB[1]に戻り、その第1バッファB[1]から順番に「1」が加算される。
すなわち、インデックスバッファB[i]およびそのインデックスバッファB[i]に連続する「b[n]−1」個のバッファB[i]〜B[i+b[n]−1]のそれぞれに対するトナー予測消費量として「a[n+1]」が決定され、他のバッファには、トナー予測消費量として、それぞれ、「a[n]」が決定される。但し、「N<(i+b[n]−1)」の場合には、バッファB[i+1]〜B[N]と、B[1]〜B[(b[n]−1)−(N−i)]に対するトナー予測消費量として「a[n]+1」が決定される。そして、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]において、すでにトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」が書き込まれている場合には、書き込まれたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」に対して、新たに決定されたトナー予測消費量をそれぞれ加算することによって、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]におけるそれぞれのトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」を更新する。以下、説明を容易にするために、N<(I+b[n]−1)の場合については説明を省略する。
図9は、現像器13Yのトナー予測消費量が設定されるRAM52の格納領域の説明図である。RAM52の格納領域には、現像器13Yのために割り当てられた格納領域に第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]が設定されて、i番目のバッファがインデックスバッファB[i]に設定されている。プリント開始当初は、現像器13Yの全体において、Y色のトナーが所定の濃度になっており、トナー補給を必要としない状態になっているものとして、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]には、トナー予測消費量CB[1]〜CB[N]としてそれぞれ「0」が設定されているものとする。このような状態で、第1回目のプリント時におけるY色の全トナー予測消費量「C[1]」として、C[1]=a[1]×N+b[1]が算出されると、インデックスバッファB[i]およびそのインデックスバッファB[i]に連続する「b[1]−1」個のバッファB[i]〜B[i+b[1]−1]のそれぞれに対する加算値として「a[1]+1」が決定され、他のバッファに対する加算値として、それぞれ、「a[1]」が決定される。そして、決定された加算値を、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]において既に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」にそれぞれ加算することにより、トナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」を更新する。
図6のフローチャートに示すように、トナー補給動作のタイミングになるまでは(ステップS21において「No」の場合)、ステップS26に進んで、現像器13Yの回転駆動を停止させることなく、ステップS11に戻り、第n回目のプリント動作における全トナー予測消費量「C[n]」を算出し、図10に示すように、算出された全トナー予測消費量「C[n](=a[n]×N+b[n])」に基づいて、前記説明と同様にして、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]に対するトナー予測消費量を「a[n]+1」または「a[n]」に決定し、決定されたそれぞれのトナー予測消費量が、各バッファB[1]〜B[N]において既に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」に対して加算することにより、新たなトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」に更新する。
図6のフローチャートに示すように、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]のそれぞれ対してトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」が更新された状態で、所定の周期で実施されるトナーの補給タイミングになると(図6のステップS21において「Yes」の場合)、トナーの補給動作を実施するために、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]にて更新されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」に基づいて、現像器13Yにおいて給補されるY色のトナー補給量が決定される(ステップS22)。
この場合、S個のトナー移動領域における1つのトナー移動領域に対して設定されたトナー予測消費量に基づいてトナー補給量が決定される。このために、S個のトナー移動領域のそれぞれに対応する単位領域の個数Dが予め設定されており、その個数Dに基づいてトナー補給量が決定される。従って、図11に示すように、インデックスバッファBiからD個のバッファ(B[i]〜B[i−1+D])のそれぞれにおいて設定されたトナー予測消費量「CB[i]」〜「CB[i−1+D]」の合計が、トナー補給量CTとして算出される。
このようにしてトナー補給量CTが決定されると、決定されたトナー補給量CTが現像器13Yに補給されるようにトナー補給モータ37Yの回転時間が決定されて、その回転時間にわたってトナー補給モータ37Yが回転される。これにより、所定量CTのトナーが現像器13Yに補給される(ステップS23)。なお、トナー補給モータ37Yの回転時間(トナー補給動作の時間)は、トナー補給動作の周期よりも短く設定されている。
トナー補給動作が終了すると、図12に示すように、トナー補給動作によってトナー補給されたD個の単位領域に対応するD個のバッファ(B[i]〜B[i+D−1])におけるトナー予測消費量「CB[i]」〜「CB[i+D−1]」をそれぞれ「0」に更新する(ステップS24)。そして、図12に示すように、トナー予測消費量がそれぞれ「0」に更新されたD個のバッファの次の第「i+D」番目のバッファB[i+D]を、新たなインデックスバッファB[i]に設定する(ステップS25)。従って、このインデックスバッファは、トナー補給された単位領域に対してトナー搬送方向上流側に位置する単位領域、すなわち、次のトナー補給のタイミングでトナー補給される単位領域に対応している。但し、N<「i+D」になっている場合には、第「i+D−N」番目のバッファが新たなインデックスバッファB[i]になる。
以後、同様にして、トナー補給動作が実施されるタイミングにおいて、インデックスバッファB[i]からD個のバッファ(B[i]〜B[i+D−1])のそれぞれに対して設定されたトナー予測消費量「CB[i]」〜「CB[i+D−1]」の合計が、トナー補給量CTとして算出されて、トナー補給が実施される毎に、D個のバッファ(B[i]〜B[i−1+D])におけるトナー予測消費量「CB[i]」〜「CB[i−1+D]」がそれぞれ「0」に更新されるとともに、第「i+D」番目のバッファB[i+D]がインデックスバッファB[i]に更新される。
このようにして、n回にわたるプリント動作が終了して、Y色トナーの現像器13Yの駆動が停止されると(ステップS26)、第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]にそれぞれ設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」を圧縮して不揮発性メモリ59に記憶するバックアップ処理が実施される(ステップS27)。この場合には、プリント動作が終了した時点のインデックスバッファB[i]を基準として、連続する2つのバッファが1組になるように組み合わせ、組み合わされた2つのバッファ(B[i]とB[i+1]、B[i+2]とB[i+3]、・・・)のそれぞれに対して設定されたトナー予測消費量(「CB[i]」と「CB[i+1]」、「CB[i+2]」と「CB[i+3]」、・・・)を合算し、それぞれの合算値を1つのバックアップデータ(「BA[1]」、「BA[2]」、・・・)として、不揮発性メモリ59における所定の記憶領域に順番に書き込む。但し、インデックスバッファB[i]が、第2〜第NバッファB[2]〜B[N]の場合には、第N番目のバッファB[N]については、第「N−1」番目のバッファB[N−1]または第1番目のバッファB[1]におけるそれぞれのトナー予測消費量「CB[N−1]」または「CB[1]」と合算されてバックアップデータとされ、以後、第1番目のバッファB[1]または第2番目のバッファB[2]から2つずつ順番に1組にまとめられて、まとめられたそれぞれのバッファのトナー予測消費量が合算されてバックアップデータとされる。
このバックアップ処理を、図7のサブルーチンに基づいて説明する。バックアップ処理に際して、CPU51は、まず、インデックスバッファB[i]になっているバッファの番号「i」を「1」に初期設定するとともに、処理されたバッファ数をカウントするカウンターのカウント値「k」を初期値「1」に設定する(図7のステップS31)。次いで、「i=N」、または、「i=N−1」になっていないことを確認し(ステップS32において「No」)、インデックスバッファB[i]のトナー予測消費量「CB[i]」と、その次のバッファ[Bi+1]のトナー予測消費量「CB[i+1]」とを合算してバックアップデータ「BA[k]」とし(ステップS33)、バックアップデータ「BA[k]」を不揮発性メモリ59のアドレスadr[k]に書き込む(ステップS34)。なお、「k=1」の場合におけるバックアップデータ「BA[1]」は、インデックスバッファB[i]とその次のバッファB[i+1]のそれぞれのトナー予測消費量「CB[i]」および「CB[i+1]」の合算値であり、その合算値が不揮発性メモリ59のアドレスadr[1]に書き込まれる。その後、「i」およびカウント値「k」がインクリメントされ(ステップS35)、カウント値「k」がバッファの個数「N」に達したかを確認する(ステップS36)。カウント値「k」がバッファの個数「N」に達した場合には、全てのバッファにおけるトナー予測消費量のバックアップ処理が完了したものとして処理を終了する。カウント値「k」がバッファの個数「N」に達していない場合には、ステップS32に戻る。
ステップS32において、「i=N−1」、または、「i=N」になっている場合には(ステップS32において「Yes」)、ステップS37に進み、「i=N−1」の場合には、第「N−1」番目のバッファ[BN−1]および第「N」番目のバッファB[N]のトナー予測消費量「CB[N−1]」および「CB[N]」を合算してバックアップデータBA[k]とし、「i=N」の場合には、第N番目のバッファB[N]および第1番目のバッファB[1]のトナー予測消費量「CB[N]」および「CB[1]」を合算してバックアップデータBA[k]とする(ステップS37)。そして、得られたバックアップデータBA[k]を不揮発性メモリ59のアドレスadr[k]に書き込む(ステップS38)。その後、「i」が、「i+1−N」に更新されるとともに、カウント値「k」がインクリメントされ(ステップS39)、カウント値「k」がバッファの個数「N」に達したかを確認する(ステップS40)。カウント値「k」がバッファの個数「N」に達した場合には、全てのバッファにおけるトナー予測消費量のバックアップ処理が完了したものとして処理を終了する。カウント値「k」がバッファの個数「N」に達していない場合には、第「i+1−N+1」番目(=第「i+2−N」番目)のバッファB[i+2−N]と第「i+1−N+2」番目(=第「i+1−N」番目)のバッファB[i+1−N]のトナー予測消費量「CB[i+2−N]」と「CB[i+1−N]」とを加算してバックアップデータ「BA[k]」とし(ステップS41)、ステップS38に戻って、得られたバックアップデータ「BA[k]」を不揮発性メモリ59のアドレスadr[k]に書き込む。ステップS38〜S41の処理は、第N番目のバッファB[N]までのバックアップ処理が終了したために、第1番目のバッファB[1]に戻って2組のバッファを、番号順にトナー予測消費量のバックアップ処理を継続して行うことを示している。カウント値「k」がバッファ数「N」に達すると(ステップS40において「Yes」)、現像器13Yに関するトナー予測消費量のバックアップ処理は終了する。
従って、バッファ数Nが偶数の場合には、「N/2」個のバックアップデータが、不揮発性メモリにおける「N/2」個のアドレスadr[1]〜アドレスadr[N/2]に書き込まれ、バッファの個数「N」が奇数の場合には「(N/2)+1」個のバックアップデータが、不揮発性メモリ59における「(N/2)+1」個のアドレスadr[1]〜アドレスadr[N/2+1]に書き込まれることになる。
なお、M、C、Kのトナーの現像器13M、13C、13Kのそれぞれにおけるトナー予測消費量のバックアップ処理も、Y色のトナーの現像器13Yにおけるトナー予測消費量のバックアップ処理と同様であるが、RAM52におけるM、C、Kのトナーのためにそれぞれ割り当てられた異なるバッファ領域が使用されてトナー予測消費量が設定され、M、C、Kの各トナーの現像器13M、13C、13Kのトナー補給制御およびトナー予測消費量のバックアップ処理が同様に行われる。従って、Y、M、C、Kの各トナーのトナー予測消費量に関するそれぞれM個のバックアップデータが、不揮発性メモリ59に書き込まれる。この場合、現像器13Yに関するバックアップデータが書き込まれたアドレスadr[1]〜adr[M]に連続するアドレスadr[M+1]〜adr[4M]に、現像器13M、13C、13KのそれぞれのM個のバックアップデータが、順番に書き込まれる。すなわち、現像器13Mに関するM個のバックアップデータが、アドレスadr[M+1]〜adr[2M]に順番に書き込まれ、現像器13Cに関するM個のバックアップデータが、アドレスadr[2M+1]〜adr[3M]に順番に書き込まれ、現像器13Kに関するM個のバックアップデータが、アドレスadr[3M+1]〜adr[4M]に順番に書き込まれる。
図14に、現像器13Y、13M、13C、13Kに対してそれぞれ5個ずつ、合計20個のバックアップデータBA[1]〜BA[20]が不揮発性メモリ59におけるアドレスadr[1]〜adr[20]に、書き込まれた状態を示している。現像器13Yに関するバックアップデータ「Y−BA[1]」〜「Y−BA[5]」のそれぞれがアドレスadr[1]〜adr[5]に書き込まれており、以下、現像器13Mに関するバックアップデータ「M−BA[1]」〜「M−BA[5]」がアドレスadr[6]〜adr[10]に、現像器13Cに関するバックアップデータ「C−BA[1]」〜「C−BA[5]」がアドレスadr[11]〜adr[15]に、現像器13Kに関するバックアップデータ「K−BA[1]」〜「K−BA[5]」がアドレスadr[16]〜adr[20]に、それぞれ書き込まれている。
このように、不揮発性メモリ59に4M個のバックアップデータが書き込まれた状態では、画像形成装置の電源がオフされても、不揮発性メモリ59に書き込まれた4M個のバックアップデータが保持される。従って、図4および図5のフローチャートに示すように、画像形成装置の電源がオンされると(ステップS1)、プリント動作が開始される(ステップS11)前に、Y、M、C、Kのそれぞれの現像器13Y、13M、13C、13K毎に、不揮発性メモリ59のバックアップデータを読み出して(ステップS2)、それぞれの現像器13Y、13M、13C、13Kにおいて、読み出されたバックアップデータに基づいて、N個のバッファのそれぞれにおけるトナー予測消費量が復元される(ステップS3)。
図8は、不揮発性メモリ59における4M個のアドレスに書き込まれたバックアップデータに基づいてトナー予測消費量を復元する処理を示すフローチャートである。まず、不揮発性メモリ59におけるアドレスカウンターのカウント値「m」を「1」に初期設定し、現像器毎の処理の終了をカウントするためのカウンターのカウント値「s」を1に設定する(図8のステップS51参照)。次いで、Y色のトナーの現像器13Yに対応するバックアップデータが書き込まれたアドレスadr[1]〜adr[M]におけるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」の復元作業が完了しているかを確認するために、「m=s×M」になっているかを調べる(ステップS52)。「m=s×M」(s=1)になっていない場合(ステップS52において「No」)には、現像器13Yに関する復元処理が完了していないものとして、ステップS53に進んで、現像器13Yにおけるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」の復元作業を実施するために、アドレスカウンターのカウント値「m」に対応したアドレスadr[m]のバックアップデータ「BA[m]」を読み出して、その値が「0」になっているかを確認する。バックアップデータ「BA[m]」が「0」になっている場合には、不揮発性メモリ59に対するバックアップデータの書き込み時に、インデックスバッファB[i]および次のバッファB[i+1]におけるトナー予測消費量がそれぞれ「0」になっていることから、現像器13Yにおけるトナー補給される直前の第1単位領域およびそのトナー搬送方向上流側に隣接する第2単位領域のいずれもが、トナー補給された状態で循環していることによって、トナー補給を必要としない所定のトナー濃度を維持しており、それらの単位領域よりもトナー搬送方向上流側に位置する全ての単位領域においても、トナー補給された状態で循環することによりトナー補給を必要としない所定のトナー濃度を維持していることは明らかであることから、N個のバッファにおける第「2m−1」〜第「N」バッファB[2m−1]〜B[N]のそれぞれ(m=1の場合には、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]の全て)に対するトナー予測消費量「CB[m]」〜「CB[N]」を全て「0」として(ステップS54)、第「2m−1」〜第NのバッファB[2m−1]〜B[N]のそれぞれに書き込む(ステップS55)。そして、この場合には、アドレスカウンターのカウント値「m」を「M」に設定し(ステップS56)、現像器13Yに関する復元処理が完了したものとして、ステップS52に戻る。
これに対して、ステップS53において、バックアップデータ「BA[m]」が「0」になっていない場合には、第1単位領域および第2単位領域のいずれもが、所定のトナー濃度でないためにトナー補給が必要であるとして、ステップS57に進み、読み出されたバックアップデータ「BA[m]」を2で除算し(ステップS57)、その「商」(=BA[m]/2)を、それぞれ、現像器13Yに対応するN個のバッファにおける第「2m−1」番目および第「2m」番目のバッファB[2m−1]およびB[2m](m=1の場合には、第1番および第2番のバッファBA[1]およびBA[2])のトナー予測消費量「CB[2m−1]」および「CB[2m]」とする(ステップS58)。バックアップデータ「BA[m]」を2で除算して余り「1」がある場合(ステップS59)には、第「2m−1」番目のトナー予測消費量「CB[2m−1]」に1を加算する(ステップS60)。このようにして、第「2m−1」番目および第「2m」番目のバッファB[2m−1]およびB[2m]のトナー予測消費量「CB[2m−1]」および「CB[2m]」が決定されると、決定されたトナー予測消費量「CB[2m−1]」および「CB[2m]」を、第「2m−1」番目および第「2m」番目のバッファB[2m−1]およびB[2m]に書き込む(ステップS61)。そして、アドレスカウンターのカウント値「m」に「1」をインクリメントして(ステップS62)、ステップS52に戻る。
ステップS52〜S62では、前述と同様に、不揮発性メモリ59におけるアドレス[m]に書き込まれたバックアップデータ「BA[m]」を読み出して、読み出されたバックアップデータ「BA[m]」が「0」の場合には、第1〜第NのバッファB[m]〜B[N]の全てのトナー予測消費量「CB[m]」〜「CB[N]」としてそれぞれ「0」を書き込み、バックアップデータ「BA[m]」が「0」でない場合には、バッファB[m]のトナー予測消費量「CB[m]」として「BA[m]/2」または「BA[m]/2+1」を書き込むとともに、バッファB[m+1]のトナー予測消費量「CB[m+1]」として「BA[1]/2」を書き込む。以後、同様にして、第NのバッファB[N]まで、トナー予測消費量「CB[N]」を算出して書き込む。
このようにして、現像器13Yに関するバックアップデータ「BA[1]」〜「BA[M]」の全ての復元処理が終了すると、「m=M」となり、ステップS52において「Yes」となる。これにより、ステップS63に進み、現像器毎の復元処理の終了をカウントするカウンターのカウント値「s」をインクリメントする。そして、「s=4M」であるかを確認し(ステップS64)、s=4Mでない場合(ステップS64において「No」)には、全ての現像器の復元処理が終了していないものとして、ステップS53に進み、前述した現像器13Yにおけるバックアップデータの復元処理と同様にして、現像器13Mに関するバックアップデータの復元処理が実施される。以後、同様にして、現像器13Cおよび13Kに関するバックアップデータの復元処理が実施される。その後、ステップS64においてs=4Mになると、全ての現像器のバックアップデータの復元処理は終了する。
RAM52における現像器13Y、13M、13C、13Kのそれぞれに対応した格納領域の第1〜第NのバッファB[1]〜B[N]のそれぞれに対して、復元されたトナー予測消費量「CB[1]〜CB[N]」が書き込まれると、前述したように、書き込まれたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」に基づく、図5および図6のフローチャートに示す処理によって、トナー補給が実施されることになる。
<実施例>
以下、Y色のトナーの現像器13Yにおけるトナーの補給制御の具体例について説明する。なお、Y色のトナーの画像形成ユニット10の現像器13Yに設けられた現像ローラ14Yの軸方向長さを400mm、トナーの補給動作の周期を2秒とする。また、プリンタ1におけるシステム速度は変更可能になっており、システム速度が最も遅く設定された場合には、現像器13Yに流入したトナーが、トナー攪拌スクリュー19Yによって、トナー流入側端部から折り返し端部にまで搬送されて、トナー供給スクリュー18Yによって折り返し端部からトナー流入側端部にまで搬送されるために必要な循環時間Tcは、40秒になっている。この場合には、トナーの補給動作の1周期の間(2秒間)に、トナーが移動する距離は、400÷(40÷2)×2=40(mm)となり、補給されたトナーが、現像ローラ14Yの全長にわたって移動する間に実施されるトナー補給回数Sは、400÷40=10(回)になる。このように、現像器13Y内におけるトナーの循環速度が最も遅く設定された場合には、トナー補給を10回にわたって実施すれば、補給されたトナーは、現像ローラ14Yの全長にわたって移動することから、本実施例では、現像器13Yの内部を10個の単位領域に分割して、RAM52において現像器13Yに対して割り当てられた格納領域における10個のバッファを、第1〜第10のバッファB[1]〜B[10]とし、第1バッファB[1]をインデックスバッファとしている。
このような構成において、プリンタ1が通常のシステム速度に設定された場合における現像器13Y内でのトナーの循環時間Tcを15秒とすると、トナーの補給動作の1周期の間(2秒間)にトナーが移動する距離は、400÷(15÷2)×2=106.666・・・(mm)となり、約106.667(mm)になる。このことから、補給されたトナーが、現像ローラ14Yの全長にわたって移動する間に実施されるトナー補給回数Sは、400÷106.667=3.7499・・・以上、すなわち、4回以上になる。トナー補給回数Sを4回とすると、現像器13Yの内部を10個の単位領域に分割した本実施例では、1回のトナー補給によってトナーが移動する距離は、2.5個の単位領域に対応するが、4回のトナー補給の間に、現像ローラ14Yの全長にわたってトナーが移動するためには、3個の単位領域(D=3)が必要になる。このことから、1回のトナー補給によってトナーが移動する距離に対応するトナー移動領域の1つに対して3個の単位領域(D=3)を割り当てている。
以下、Y色のトナーの現像器13Yにおいて、3枚の記録シートに対してプリント動作を実施する場合におけるトナー補給制御について説明する。プリント動作が開始されていない状態では、図15に示すように、各バッファB[1]〜B[10]においてトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」は全て「0」になっている。このような状態で、1枚目のプリント動作における原稿画像濃度情報に含まれるドットカウント情報を取得して、取得されたドットカウント情報に基づいて、1枚目のプリント動作において消費されると予測されるY色の全トナー予測消費量C[1]として、例えば「892」が算出される(なお、この全トナー予測消費量の値は、便宜的に設定したものであり、実際のトナー量を表すものではない)。この場合には、全トナー予測消費量「892」を10で割った「商」である「89」が、各バッファB[1]〜B[10]のそれぞれに対して均等に割り当てられ、「余り」の「2」については、インデックスバッファである第1バッファB[1]と、その次の第2バッファB[2]の2つのバッファにそれぞれ「1」の値ずつ割り当てられる。従って、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]において設定されるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」は、図16に示すように、第1および第2の各バッファB[1]およびB[2]のトナー予測消費量「CB[1]」および「CB[2]」が、それぞれ「90」であるのに対して、第3〜第10の各バッファB[3]〜B[10]のトナー予測消費量「CB[3]」〜「CB[10]」は、それぞれ「89」になる。
このような状態で、例えば、2枚目のプリント動作を開始する前にY色のトナーの補給タイミングとなると、D=3であることから、第1〜第3のバッファB[1]〜B[3]のそれぞれにおいて設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[3]」の合算値「269」が、トナー補給量に決定される。従って、Y色のトナーが現像器13Yに対して「269」のトナー量で補給されるように、トナー補給モータ37Yが所定の時間にわたって回転制御される。そして、トナー補給動作が実施されることにより、図17に示すように、第1〜第3の各バッファB[1]〜B[3]におけるトナー予測消費量を「0」に更新し、第1〜第3バッファB[1]〜B[3]の次のバッファである第4バッファB[4]をインデックスバッファに更新する。従って、この時点では、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]に設定されたトナー予測消費量CB「[1]」〜CB「[10]」の合計は「623」になる。
その後、2枚目のプリント動作における原稿画像濃度情報であるドットカウント情報を取得して、取得されたドットカウント情報に基づいて、2枚目のプリント動作において消費されるY色の全トナー予測消費量「C[2]」を算出し、第1〜第Nの各バッファB[1]〜B[10]のそれぞれにおけるトナー予測消費量を更新する。例えば、2枚目のプリント動作において消費されるY色の全トナー予測消費量が「1026」とすると、各バッファB[1]〜B[10]のそれぞれおいて既に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」に対して「102」を均等に加算し、余りの「6」については、インデックスバッファである第4バッファB[4]から第9バッファB[9]までの6個のバッファのそれぞれのトナー予測消費量「CB[4]」〜「CB[9]」に、「1」をさらに加算する。その結果、図18に示すように、第1〜第3の各バッファB[1]〜B[3]のそれぞれのトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[3]」は「102」に更新され、第4〜第9の各バッファB[4]〜B[9]のトナー予測消費量「CB[4]」〜「CB[9]」は「192」に更新され、第10のバッファB[10]のトナー予測消費量「CB[10]」は「191」に更新される。
このようにして、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]におけるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」が更新された状態で、3枚目のプリント動作を開始する前の所定のタイミングで、Y色のトナーの補給動作が開始される。この場合、インデックスバッファである第4バッファB[4]から3個(=D個)のバッファB[4]〜B[6]において設定されたトナー予測消費量の合算値がトナー補給量に決定される。従って、第4〜第6のバッファB[4]〜B[6]のそれぞれにおいて設定されたトナー予測消費量「CB[4]」〜「CB[6]」の合計「576」がトナー補給量になる。
その後、所定のタイミングでトナー補給動作が実施されると、図19に示すように、第4〜第6の各バッファB[4]〜B[6]におけるトナー予測消費量「CB[4]」〜「CB[6]」を「0」に更新し、トナーが補給された3個のバッファ第4〜第6バッファB[4]〜B[6]の次のバッファである第7バッファB[7]をインデックスバッファに設定する。従って、この時点での、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の合計は「1073」になる。
その後、3枚目のプリント動作における原稿画像濃度情報であるドットカウント情報を取得して、取得されたドットカウント情報に基づいて、3枚目のプリント動作において消費されるY色の全トナー予測消費量として「1563」が算出されると、各バッファB[1]〜B[10]に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」に対して「156」をそれぞれ加算し、余りの「3」については、インデックスバッファである第7バッファB[7]から3つのバッファ(第7バッファB[7]〜第9バッファB[9])のそれぞれに対して、さらに「1」の値ずつ加算する。その結果、図20に示すように、第1〜第3の各バッファB[1]〜B[3]のトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[3]」は、「156」にそれぞれ更新され、第4〜第9の各バッファB[4]〜B[9]のトナー予測消費量「CB[4]」〜「CB[9]」は、「349」に更新され、第10のバッファB[10]のトナー予測消費量「CB[10]」は「347」に更新される。
このようにして、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]におけるトナー予測消費量が更新されると、所定のタイミングで、Y色のトナーの補給動作が開始される。この場合のトナー補給量は、インデックスバッファから3つのバッファにおいて設定されたトナー予測消費量の合計であることから、第7〜第9のバッファB[7]〜B[9]のそれぞれにおいて設定されたトナー予測消費量「CB7」〜「CB9」の合計「1047」になる。
その後、所定のタイミングでトナー補給動作が実施されると、図21に示すように、第7〜第9の各バッファB[7]〜B[10]におけるトナー予測消費量「CB[7]」〜「CB[9]」をそれぞれ「0」に更新し、第7〜第9バッファB[7]〜B[9]の次のバッファである第10バッファB[10]をインデックスバッファに設定する。従って、この時点での、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]に設定されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の合計は「1589」になる。
このようにして、3枚の記録シートに対するプリント動作が終了して、Y色の現像器10Yの駆動が停止されると、第1〜第10の各バッファB[1]〜B[10]に設定されたY色のトナー予測消費量を圧縮して、不揮発性メモリ59に記憶する。この場合には、設定されたインデックスバッファを基準として、2つのバッファずつ、それぞれのバッファにおいて設定されたトナー予測消費量の合計をバックアップデータとして、不揮発性メモリ59におけるアドレスadr[1]〜[5]に記憶する。すなわち、3枚の記録シートに対するプリント動作が終了した時点では、第10バッファB[10]がインデックスバッファとして設定されていることから、図22に示すように、第10バッファB[10]と第1バッファB[1]とにそれぞれ設定されたY色のトナー予測消費量「347」および「258」の合計「605」がY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[1]」とされ、以下、順番に、第2バッファB[2]と第3バッファB[3]とにそれぞれ設定されたトナー予測消費量「258」および「258」の合計「516」がY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[2]」、第3バッファB[4]と第5バッファB[5]とにそれぞれ設定されたトナー予測消費量「156」および「156」の合計「312」がY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[3]」、第6バッファB[6]と第7バッファB[7]とにそれぞれ設定されたトナー予測消費量「156」および「0」の合計「156」がY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[4]」、第8バッファB[8]と第9バッファB[9]とにそれぞれ設定されたトナー予測消費量「0」および「0」の合計「0」がY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[5]」とされ、それぞれのバックアップデータ「Y−BA[1]」〜「Y−BA[5]」が、不揮発性メモリ59のアドレスadr[1]〜adr[5]に書き込まれる。
このようにして、不揮発性メモリ59にバックアップデータが書き込まれた状態で、画像形成装置の電源がオフされ、その後に、画像形成装置の電源がオンされると、不揮発性メモリ59のバックアップデータが読み出されて、トナー予測消費量が復元される。この場合には、不揮発性メモリ59のアドレスadr[1]に記憶されたY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[1]」の値である「605」を「2」で除算した「商」である「302」を、現像器13Yに対応する10個のバッファにおける第1バッファB[1]および第2バッファB[2]のそれぞれに振り分けて、余り「1」を第1バッファB[1]に加算することによって、第1バッファB[1]におけるトナー予測消費量「CB[1]」の値を「303」に更新する。
以下、同様に、第3バッファB[3]および第4バッファB[4]のそれぞれに、不揮発性メモリ59のアドレスadr[2]に記憶されたY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[2]」の値である「516」を「2」で除算した「商」である「258」が書き込まれる。第5バッファB[5]および第6バッファB[6]のそれぞれには、不揮発性メモリ59のアドレスadr[3]に記憶されたY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[3]」の値である「312」を「2」で除算した「商」である「156」が書き込まれる。第7バッファB[7]および第8バッファB[8]のそれぞれには、不揮発性メモリ59のアドレスadr[4]に記憶されたY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[4]」の値である「156」を「2」で除算した「商」である「78」が書き込まれる。第9バッファB[9]および第10バッファB[10]のそれぞれには、不揮発性メモリ59のアドレスadr[5]に記憶されたY色トナーのバックアップデータ「Y−BA[5]」の値が「0」であることから、それぞれ「0」が書き込まれる。これにより、図23に示すように、第1〜第10の各バッファN[1]〜N[10]のそれぞれに、トナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」が復元される。
復元されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の合計は「1589」であり、復元前におけるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の合計と同一になる。しかも、第1〜第10の各バッファN[1]〜N[10]における復元されたトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の値は、「0」〜「303」の範囲であり、復元前のトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[10]」の値の範囲「0」〜「347」との差が小さく、再現性よく復元されている。
以上のように、本実施形態では、所定の周期で補給されるトナー量が、トナー補給の周期の間にトナーが移動する距離に基づいて設定されたトナー移動領域毎に、予測されるトナー予測消費量に基づいて設定されることから、現像器には、トナー移動領域において消費されたトナーに対応する適切な量のトナーが、当該トナー移動領域に補給される。しかも、トナー移動領域毎にトナーが補給されることから、トナー供給ローラのトナー搬送方向に沿ったトナー濃度が局部的に高濃度になるおそれがなく、現像ローラに供給されるトナー濃度を容易に均一化することができる。さらには、現像器内におけるトナー濃度を検出するための濃度センサー等が不要になり、経済性を向上させることができ、また、濃度センサーを配置するためのスペースが不要になることから、スペース効率を向上させることができる。さらには、トナー補給の周期の間にトナーが移動する距離に基づいて設定されたトナー移動領域を、現像器内におけるトナー搬送速度が変更される場合にも対応できるように単位領域に基づいて設定していることから、トナー搬送速度が変更される場合にも容易に対応することができる。単位領域毎に設定されるトナー予測消費量をバックアップする際に、複数の単位領域のトナー予測消費量をまとめて不揮発性メモリの1つのアドレスに書き込む構成であるために、トナー予測消費量をバックアップするための不揮発性メモリの記憶容量を低減することができる。従って、低容量の不揮発性メモリを使用することができ経済性を向上させることができる。
<変形例>
上記実施形態では、第n回目のプリント動作時に取得された画像濃度情報に基づいて算出される全トナー予測消費量「C[n]」が、「C[n]=a[n]×N+b[n]」の場合に(但し、a[n]は任意の正の整数であり、b[n]は、b[n]<a[n]を満足する0または正の整数)、全トナー予測消費量「C[n]」をNで除算して、その「商」であるa[n]の値を、第1〜第Nの単位領域に分配し、「余り」(すなわち、b[n]が「0」でないとき)が生じるときには、その「余り」に対応するトナー量b[n]を、インデックスバッファB[i]から順番に「b[n]」個のバッファに「1」の値ずつ均等に加算する構成であったが、このような構成に限らず、全ての余りb[n]を、インデックスバッファB[i]にのみ加算するようにしてもよい。
また、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]の全てにおけるトナー予測消費量「CB[1]」〜「CB[N]」を不揮発性メモリ59にバックアップする際に、2つのトナー予測消費量「CB[m]」および「CB[m+1]」を合算して不揮発性メモリ59における1つのアドレスにそれぞれ記憶する構成であったが、第1〜第NバッファB[1]〜B[N]の全て)におけるトナー予測消費量CB[1]〜CB[N]のそれぞれを、不揮発性メモリ59における1つのアドレスにそれぞれ記憶してもよい。この場合には、インデックス領域に設定された単位領域の現像器内における位置に関する情報、すなわち、インデックス領域が何番目の単位領域に対して設定されているかの情報も、不揮発性メモリ59における1つのアドレスに記憶する必要がある。従って、不揮発性メモリ59には、N+1個のアドレスが必要になる。
さらに、上記実施形態では、所定の周期でトナー補給される構成において、トナー補給動作の間に移動される距離毎に設定されるトナー移動領域を、単位領域に基づいて設定する構成であるために、記録シートの搬送速度が変更される場合にも容易に対応できるようになっているが、このような構成に限らず、記録シートの搬送速度が変更されないような場合には、トナー移動領域を単位領域に基づいて設定する必要はなく、トナー移動領域のそれぞれに対してトナー予測消費量を設定するようにしてもよい。さらに、現像剤は二成分現像剤に限らない。
また、本発明に係る画像形成装置は、タンデム型カラーデジタル複写機に限るものではなく、例えば、回転軸の周囲に4つの現像器を配置し、これら4つの現像器を、順次、感光体ドラムに対向させてフルカラー画像を形成する、いわゆる4サイクル方式の画像形成装置、1つの現像器しか備えていないモノクロ画像形成装置等であってもよい。また、本発明のシート搬送機構は、複写機に限らず、プリンタ、FAX、MFP(Multiple Function Peripheral)等にも適用できる。