JP5838600B2 - 画像形成装置及びトナー補給方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びトナー補給方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、トナー容器から現像部にトナーが補給され、現像部が現像部内のトナーを用いて感光体上の静電潜像を現像しトナー画像を形成する。トナー容器から現像部に補給されるトナーと現像部内に残留しているトナーとでは劣化状態が異なるため、その比率が大きく崩れると、現像プロセスが不安定になる。

このため、このような画像形成装置では、現像部内のトナー残量を検出し、トナー残量が所定量を下回るとトナー容器から現像部にトナーを補給することで、現像部に補給されるトナーと現像部内に残留しているトナーとの比率を一定の範囲に保っている。

ところで、印字率の高いパターンの画像を印刷する場合、トナー画像の形成により現像部から消費されるトナー量が、トナー容器から現像部に補給されるトナー量よりも多くなってしまう場合がある。この状態が継続すると、現像部に補給されるトナーと現像部内に残留しているトナーとの比率が崩れ、トナー濃度が低下し続けてしまう。

このため、例えば特許文献１には、印刷間隔を拡大し、トナー補給時間を従来よりも長い時間確保することで、印字率の高いパターンの画像を印刷する場合であっても、トナー画像の形成により消費されるトナー量と同量のトナーの補給を可能とし、トナー濃度の低下を防止する技術が開示されている。

しかしながら、上述したような従来技術では、印刷間隔を拡大するため、印刷物の生産性が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、印刷物の生産性を低下させずに、現像プロセスを安定させることができる画像形成装置及びトナー補給方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる画像形成装置は、トナー未補給中の画像形成に用いられる画像データのドット数を算出するドット数算出部と、前記画像データに基づき像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像部に、第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する残量判定部と、前回のトナー補給後から前記残量判定部により前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定されるまでの期間、前記ドット数算出部により算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出した前記トナー消費量を累積して第１累積トナー消費量を算出する第１累積トナー消費量算出部と、前記残量判定部により前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、前記第１累積トナー消費量のトナーをトナー補給部から前記現像部に補給させる補給制御部と、トナー補給中の画像形成に用いられる画像データの印字率を算出する印字率算出部と、前記現像部へのトナー補給中に前記印字率算出部により算出された印字率を累積して累積印字率を算出し、算出した前記累積印字率が第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から第２累積トナー消費量を算出する第２累積トナー消費量算出部と、を備え、前記補給制御部は、前記第２累積トナー消費量のトナーを、前記トナー補給部から前記現像部に更に補給させることを特徴とする。

また、本発明の別の態様にかかるトナー補給方法は、ドット数算出部が、トナー未補給中の画像形成に用いられる画像データのドット数を算出するドット数算出ステップと、残量判定部が、前記画像データに基づき像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像部に、第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する残量判定ステップと、第１累積トナー消費量算出部が、前回のトナー補給後から前記残量判定ステップにより前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定されるまでの期間、前記ドット数算出ステップにより算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出した前記トナー消費量を累積して第１累積トナー消費量を算出する第１累積トナー消費量算出部と、補給制御部が、前記残量判定ステップにより前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、前記第１累積トナー消費量のトナーをトナー補給部から前記現像部に補給させる第１補給制御ステップと、印字率算出部が、トナー補給中の画像形成に用いられる画像データの印字率を算出する印字率算出ステップと、第２累積トナー消費量算出部が、前記現像部へのトナー補給中に前記印字率算出ステップにより算出された印字率を累積して累積印字率を算出し、算出した前記累積印字率が第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から第２累積トナー消費量を算出する第２累積トナー消費量算出ステップと、前記補給制御部が、前記第２累積トナー消費量のトナーを、前記トナー補給部から前記現像部に更に補給させる第２補給制御ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、印刷物の生産性を低下させずに、現像プロセスを安定させることができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態の印刷装置の一例を示す機械的構成図である。 図２は、本実施形態の印刷装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図３は、本実施形態の印刷装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図４は、本実施形態の印刷装置のトナー補給処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる画像形成装置及びトナー補給方法の実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、本発明の画像形成装置を電子写真方式のカラー印刷装置、具体的には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の４色の画像を形成する印刷装置に適用した場合を例に取り説明するが、これに限定されるものではない。本発明の画像形成装置は、電子写真方式で画像を形成する装置であれば、カラー、モノクロを問わず適用でき、例えば、電子写真方式のファクシミリ装置、複写機、及び複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）などにも適用できる。なお、複合機とは、印刷機能、複写機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する装置である。

まず、本実施形態の印刷装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態の印刷装置１の一例を示す機械的構成図である。図１に示すように、印刷装置１は、作像部１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙと、補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙと、露光部３０と、転写ベルト４０と、駆動ローラ４１と、テンションローラ４２と、給紙トレイ５０と、給紙ローラ５１と、レジストローラ５２と、二次転写ローラ６０と、廃トナーボックス６１と、定着部７０と、排紙ローラ８０と、排紙台８１と、両面ローラ８２とを、備える。

作像部１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙ、並びに補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙは、図１に示すように、転写ベルト４０の移動方向（矢印Ｓ方向）の上流側から、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順番で転写ベルト４０に沿って配置されている。このように本実施形態の印刷装置１では、いわゆるタンデム方式を用いているが、これに限定されるものではない。

作像部１０Ｋは、感光体１１Ｋと、帯電器１２Ｋと、現像部１３Ｋと、一次転写ローラ１８Ｋと、クリーナーブレード１９Ｋとを、備える。作像部１０Ｋ及び露光部３０は、感光体１１Ｋ上で作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、及びクリーニング工程）を行うことにより、感光体１１Ｋ上にブラックのトナー画像を形成し、転写ベルト４０に転写する。

なお、作像部１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙは、いずれも作像部１０Ｋと共通の構成要素を備えており、作像部１０Ｃは、作像プロセスを行うことによりシアンのトナー画像を形成し、作像部１０Ｍは、作像プロセスを行うことによりマゼンタのトナー画像を形成し、作像部１０Ｙは、作像プロセスを行うことによりイエローのトナー画像を形成する。このため、以下では、作像部１０Ｋの構成要素についての説明を主に行い、作像部１０Ｃ、１０Ｍ、及び１０Ｙの構成要素については、作像部１０Ｋの構成要素の符号に付したＫに替えてそれぞれＣ、Ｍ、Ｙを付すに留め、その説明を省略する。また本実施形態では、トナーは、非磁性の１成分トナーを用いるものとするが、これに限定されるものではない。

感光体１１Ｋは、像担持体であり、図示せぬ駆動モータにより回転駆動される。

まず、帯電工程では、感光体１１Ｋに当接している帯電器１２Ｋは、回転駆動されている感光体１１Ｋの外周面を暗中にて一様に帯電する。

続いて、露光工程では、露光部３０は、感光体１１Ｋを露光して図示せぬコントローラにより生成されたブラックの画像データに基づく静電潜像を形成する。具体的には、露光部３０は、感光体１１Ｋの帯電面をブラックに対応したレーザ光Ｌ_Ｋで露光し、感光体１１Ｋの表面に、ブラックの画像データに基づく静電潜像を形成する。なお、露光部３０は、感光体１１Ｃについては、シアンに対応したレーザ光Ｌ_Ｃで露光し、感光体１１Ｍについては、マゼンタに対応したレーザ光Ｌ_Ｍで露光し、感光体１１Ｙについては、イエローに対応したレーザ光Ｌ_Ｙで露光する。

続いて、現像工程では、現像部１３Ｋは、現像部１３Ｋ内に貯留しているブラックトナーを用いて感光体１１Ｋ上に形成された静電潜像を現像し、感光体１１Ｋ上にブラックのトナー画像を形成する。

ここで、補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙについて説明する。補給部２０Ｋは、現像部１３Ｋに脱着可能なトナーカートリッジであり、補給用のブラックトナーを収容している。補給部２０Ｋは、現像部１３Ｋ内のブラックトナーの残量が第１閾値以下になると、現像部１３Ｋにブラックトナーを補給する。なお、補給部２０Ｃは、現像部１３Ｃに脱着可能でシアントナーを収容し、補給部２０Ｍは、現像部１３Ｍに脱着可能でマゼンタトナーを収容し、補給部２０Ｙは、現像部１３Ｙに脱着可能でイエロートナーを収容しているが、いずれも補給部２０Ｋと共通の構成要素を備えており、補給部２０Ｋと同様の動作を行う。

続いて、転写工程では、一次転写ローラ１８Ｋは、感光体１１Ｋ上に形成されたブラックのトナー画像を、感光体１１Ｋと転写ベルト４０とが接する一次転写位置で転写ベルト４０に転写する。これにより、転写ベルト４０上にブラックのトナー画像が形成される。なお、感光体１１Ｋ上には、トナー画像の転写後においても未転写トナーが僅かながら残存する。

続いて、クリーニング工程では、クリーナーブレード１９Ｋは、感光体１１Ｋ上に残存している未転写トナーを払拭する。

転写ベルト４０は、駆動ローラ４１とテンションローラ４２とに巻回されたエンドレスのベルトであり、駆動ローラ４１が回転駆動することにより矢印Ｓ方向に無端移動する。転写ベルト４０には、まず、作像部１０Ｋによりブラックのトナー画像が転写され、続いて、作像部１０Ｃによりシアンのトナー画像、作像部１０Ｍによりマゼンタのトナー画像、作像部１０Ｙによりイエローのトナー画像が順次重畳して転写される。これにより、転写ベルト４０上にフルカラーのトナー画像が形成される。そして転写ベルト４０は、形成されたフルカラーのトナー画像を、駆動ローラ４１と二次転写ローラ６０とが接する二次転写位置に搬送する。

給紙トレイ５０には、複数の記録紙が重ね合わせて収容される。給紙ローラ５１は、給紙トレイ５０の最上部に位置する記録紙に当接されており、回転駆動することにより当接している記録紙を給紙する。レジストローラ５２は、給紙ローラ５１により給紙された記録紙を、転写ベルト４０により搬送されるフルカラーのトナー画像と二次転写位置で重なり合うタイミングで二次転写位置に送り出す。

二次転写ローラ６０は、転写ベルト４０により搬送されたフルカラーのトナー画像を、レジストローラ５２により送り出された記録紙上に二次転写位置で一括転写する。

廃トナーボックス６１は、転写ベルト４０に形成されたパターンや記録紙に転写されずに転写ベルト４０に残ったトナーを回収する。

定着部７０は、フルカラーのトナー画像が転写された記録紙を加熱及び加圧することにより、フルカラーのトナー画像を記録紙に定着する。

排紙ローラ８０は、定着部７０によりフルカラーのトナー画像が定着された記録紙を排紙台８１に排紙する。なお、両面印刷を行う場合、排紙ローラ８０は、当該記録紙が排紙ローラ８０を通過する直前で逆回転することにより、当該記録紙を両面ローラ８２に搬送する。

両面ローラ８２は、排紙ローラ８０から搬送された記録紙を再びレジストローラ５２まで搬送する。レジストローラ５２に搬送された記録紙は、レジストローラ５２から再給紙され、二次転写ローラ６０により前回と逆側の面にトナー画像が転写され、定着部７０により定着され、排紙ローラ８０により排紙台８１に排紙される。

図２は、本実施形態の印刷装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。印刷装置１は、操作パネルＩ／Ｆ１０１と、操作パネル１０３と、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile Random Access Memory）１０５Ｋ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、及び１０５Ｙと、外部Ｉ／Ｆ１０７と、画像処理ＩＣ１０９と、Ｉ／Ｏ１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１３と、ＲＡＭ１１５と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１７とを、備えており、これらの各デバイスは、システムバス１１９を介して互いに接続されている。また印刷装置１は、残量センサ１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、及び１２１Ｙ、トナー補給駆動モータ１２３、並びにトナー補給クラッチ１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、及び１２５Ｙなどの電装品なども備えている。

なお、以降の説明では、現像部１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、及び１３Ｙを各々区別する必要がない場合、単に現像部１３と称する場合があり、補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙを各々区別する必要がない場合、単に補給部２０と称する場合があり、残量センサ１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、及び１２１Ｙを各々区別する必要がない場合、単に残量センサ１２１と称する場合があり、トナー補給クラッチ１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、及び１２５Ｙを各々区別する必要がない場合、単にトナー補給クラッチ１２５と称する場合がある。

操作パネルＩ／Ｆ１０１は、操作パネル１０３とシステムバス１１９とのインタフェースである。操作パネル１０３は、操作パネルＩ／Ｆ１０１を介してＣＰＵ１１７に対して印刷装置１の各種モードの設定入力を行う。

ＮＶＲＡＭ１０５Ｋ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｙは、それぞれ、補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙに搭載されており、搭載されている補給部２０に対応する現像部１３の累積トナー消費量などを記憶する。

外部Ｉ／Ｆ１０７は、ホストコンピュータなどの外部装置（図示省略）との通信Ｉ／Ｆである。

画像処理ＩＣ１０９は、コントローラ（図示省略）により生成されたブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローの画像データを露光部３０に送信する。これにより、露光部３０は、感光体１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、及び１１Ｙそれぞれに対して、対応する色の画像データに基づく静電潜像を形成するための露光を行う。また画像処理ＩＣ１０９は、取得したブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像データのドット数（画素数）をそれぞれカウントする。

Ｉ／Ｏ１１１は、残量センサ１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、及び１２１Ｙ、トナー補給駆動モータ１２３、並びにトナー補給クラッチ１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、及び１２５Ｙなどの電装品とシステムバス１１９とのインタフェースである。

残量センサ１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、及び１２１Ｙは、それぞれ現像部１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、及び１３Ｙに設置されており、設置されている現像部１３内に貯留されているトナーの残量を検知する。

トナー補給駆動モータ１２３は、補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙの駆動源であり、トナー補給クラッチ１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、及び１２５Ｙは、それぞれ補給部２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、及び２０Ｙの駆動源である。

ＲＯＭ１１３は、ＣＰＵ１１７により実行される制御プログラムなどを記憶する。ＲＡＭ１１５は、ＣＰＵ１１７の主メモリ及びワークエリアなどに利用され、具体的には、ＮＶＲＡＭ１０５Ｋ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、及び１０５Ｙ並びにＲＯＭ１１３に記憶されているデータの展開領域や、残量センサ１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、及び１２１Ｙにより検知されたデータの一時格納領域などに用いられる。なお、ＲＡＭ１１５は、増設ポート（図示省略）に接続されるオプションＲＡＭによりメモリ容量を拡張することができる。ＣＰＵ１１７は、ＲＯＭ１１３に記憶されている制御プログラムなどに基づいて、システムバス１１９に接続されている各デバイスとのアクセスを総括的に制御するとともに、Ｉ／Ｏ１１１を介して接続されている電装品などとの入出力を制御する。またＣＰＵ１１７は、外部Ｉ／Ｆ１０７を介してホストコンピュータなどの外部装置と通信する。

図３は、本実施形態の印刷装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。印刷装置１は、記憶部２０１と、ドット数算出部２０３と、第１累積トナー消費量算出部２０５と、残量判定部２０７と、補給制御部２０９と、印字率算出部２１１と、第２累積トナー消費量算出部２１３とを、備える。本実施形態では、記憶部２０１は、ＮＶＲＡＭ１０５Ｋ、１０５Ｃ、１０５Ｍ及び１０５Ｙ、並びにＲＡＭ１１５などにより実現され、ドット数算出部２０３は、画像処理ＩＣ１０９により実現され、第１累積トナー消費量算出部２０５、残量判定部２０７、補給制御部２０９、印字率算出部２１１、及び第２累積トナー消費量算出部２１３は、ＣＰＵ１１７により実現されるものとするが、これに限定されるものではない。

記憶部２０１は、後述の第１累積トナー消費量算出部２０５により算出される各色の累積トナー消費量（第１累積トナー消費量の一例）、後述の第２累積トナー消費量算出部２１３により算出される各色の累積印字率、及び各種閾値などを記憶する。

ドット数算出部２０３は、画像データのドット数を算出する。具体的には、ドット数算出部２０３は、コントローラにより生成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像データのドット数をそれぞれカウントする。

第１累積トナー消費量算出部２０５は、ドット数算出部２０３により算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出したトナー消費量を累積して累積トナー消費量を算出し、記憶部２０１に格納する。具体的には、第１累積トナー消費量算出部２０５は、ドット数算出部２０３により算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出したトナー消費量を、記憶部２０１に格納されている対応する色の累積トナー消費量に加算することにより、記憶部２０１に格納されている累積トナー消費量を更新する。

ここで本実施形態では、第１累積トナー消費量算出部２０５は、後述の残量判定部２０７により現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがあると判定され、かつ当該現像部１３にトナーが補給されていない間、当該現像部１３に対応する色の累積トナー消費量を更新する。また、残量判定部２０７により現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがないと判定されると、当該現像部１３にトナーが補給され、当該現像部１３に対応する色の累積トナー消費量が記憶部２０１において初期化される。つまり、第１累積トナー消費量算出部２０５は、前回のトナー補給後から残量判定部２０７により第１閾値を超える量のトナーがないと判定されるまでの期間、累積トナー消費量を算出（更新）する。

残量判定部２０７は、現像部１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、及び１３Ｙそれぞれに、第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する。具体的には、残量判定部２０７は、現像部１３にトナーが補給されていない場合、当該現像部１３に設置されている残量センサ１２１の出力値を読み込み、読み込んだ出力値を当該現像部１３に対応する色の第１閾値と比較することで、当該現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する。なお、各色の第１閾値は記憶部２０１に記憶されている。

また、残量判定部２０７は、現像部１３へのトナー補給が完了すると、当該現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する。

補給制御部２０９は、残量判定部２０７により現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、当該現像部１３に対応する色の累積トナー消費量のトナーを、対応する補給部２０から当該現像部１３に補給させる。具体的には、補給制御部２０９は、残量判定部２０７により現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、記憶部２０１から当該現像部１３に対応する色の累積トナー消費量を読み出す。そして補給制御部２０９は、トナー補給駆動モータ１２３及び当該現像部１３に対応する色のトナー補給クラッチ１２５を駆動し、読み出した累積トナー消費量のトナーを、対応する補給部２０から当該現像部１３に補給させる。

また補給制御部２０９は、後述の第２累積トナー消費量算出部２１３により算出された累積トナー消費量（第２累積トナー消費量の一例）のトナーを、対応する色の補給部２０から現像部１３に補給させる。この場合、補給制御部２０９は、記憶部２０１に格納されている（第１累積トナー消費量算出部２０５により算出された）累積トナー消費量のトナーの補給に継続して、第２累積トナー消費量算出部２１３により算出された累積トナー消費量のトナーを、対応する色の補給部２０から現像部１３に補給させる。

印字率算出部２１１は、画像データの印字率を算出する。具体的には、印字率算出部２１１は、コントローラにより生成されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの画像データそれぞれの印字率を算出する。

第２累積トナー消費量算出部２１３は、印字率算出部２１１により算出された印字率を累積して累積印字率を算出し、算出した累積印字率が第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から累積トナー消費量を算出する。

具体的には、第２累積トナー消費量算出部２１３は、印字率算出部２１１により算出された印字率を、記憶部２０１に格納されている対応する色の累積印字率に加算することにより、記憶部２０１に格納されている累積印字率を更新する。ここで本実施形態では、残量判定部２０７により現像部１３に第１閾値を超える量のトナーがないと判定されると、当該現像部１３にトナーが補給され、当該現像部１３に対応する色の累積印字率が記憶部２０１において初期化される。つまり、第２累積トナー消費量算出部２１３は、トナー補給開始後の累積印字率を算出（更新）する。

そして、第２累積トナー消費量算出部２１３は、記憶部２０１に格納されている累積印字率を読み出し、読み出した累積印字率を対応する色の第２閾値と比較し、第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から累積トナー消費量を算出する。なお、各色の第２閾値は記憶部２０１に記憶されている。

次に、本実施形態の印刷装置の動作について説明する。

図４は、本実施形態の印刷装置１のトナー補給処理の一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す例では、ブラックトナーのトナー補給処理について説明するが、シアントナー、マゼンタトナー、及びイエロートナーの補給についても、同様の処理を適用できる。

印刷装置１が印刷を開始すると、印字率算出部２１１は、印刷対象ページのブラックの画像データの印字率を算出する（ステップＳ１００）。

続いて、第２累積トナー消費量算出部２１３は、印字率算出部２１１により算出された印字率を、記憶部２０１に格納されているブラック（ブラックの画像データ）の累積印字率に加算することにより、記憶部２０１に格納されている累積印字率を更新する（ステップＳ１０２）。

続いて、露光部３０は、感光体１１Ｋへの露光を開始し、感光体１１Ｋへの印刷対象ページのブラックの画像データに基づく静電潜像の形成を開始する（ステップＳ１０４）。

続いて、ドット数算出部２０３は、印刷対象ページのブラックの画像データのドット数を算出する（ステップＳ１０６）。

続いて、第１累積トナー消費量算出部２０５は、ドット数算出部２０３により算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出したトナー消費量を記憶部２０１に格納されているブラック（ブラックの画像データ）の累積トナー消費量に加算することにより、記憶部２０１に格納されている累積トナー消費量を更新する（ステップＳ１０８）。

続いて、残量判定部２０７は、印刷対象ページのブラックの画像データに基づく静電潜像の現像が終了すると、残量センサ１２１Ｋの出力値を読み込み、記憶部２０１に格納されているブラック（ブラックの画像データ）の第１閾値と比較して、現像部１３Ｋに第１閾値を超える量のブラックトナーがあるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

現像部１３Ｋに第１閾値を超える量のブラックトナーがあり（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、次ページの印刷がある場合には（ステップＳ１１２でＹｅｓ）、ステップＳ１００に戻り、次ページの印刷が行われる。また、現像部１３Ｋに第１閾値を超える量のブラックトナーがあり（ステップＳ１１０でＹｅｓ）、次ページの印刷がない場合には（ステップＳ１１２でＮｏ）、処理が終了となる。

一方、現像部１３Ｋに第１閾値を超える量のブラックトナーがない場合（ステップＳ１１０でＮｏ）、補給制御部２０９は、記憶部２０１からブラックの累積トナー消費量を読み出し、トナー補給量に代入する（ステップＳ１１４）。

続いて、補給制御部２０９は、トナー補給駆動モータ１２３及びトナー補給クラッチ１２５Ｋを駆動し、補給部２０Ｋから現像部１３Ｋへのトナー補給量のブラックトナーの補給を開始させる（ステップＳ１１６）。

続いて、補給制御部２０９は、記憶部２０１に格納されているブラックの累積印字率及びブラックの累積トナー消費量を初期化する（ステップＳ１１８）。

続いて、次ページの印刷要求がある場合（ステップＳ１２０でＹｅｓ）、印字率算出部２１１は、印刷対象の次ページのブラックの画像データの印字率を算出する（ステップＳ１２２）。なお、次ページの印刷要求がない場合（ステップＳ１２０でＮｏ）、ステップＳ１３２へ進む。

続いて、第２累積トナー消費量算出部２１３は、印字率算出部２１１により算出された印字率を、記憶部２０１に格納されているブラックの累積印字率に加算することにより、記憶部２０１に格納されている累積印字率を更新する（ステップＳ１２４）。

続いて、露光部３０は、感光体１１Ｋへの露光を開始し、感光体１１Ｋへの印刷対象の次ページのブラックの画像データに基づく静電潜像の形成を開始する（ステップＳ１２６）。

続いて、第２累積トナー消費量算出部２１３は、記憶部２０１に格納されているブラックの累積印字率を読み出し、記憶部２０１に格納されているブラック（ブラックの画像データ）の第２閾値と比較して、読み出した累積印字率がブラックの第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２８）。これにより、第２累積トナー消費量算出部２１３は、消費されているトナー量が補給されているトナー量よりも多いか否かを判断している。

読み出した累積印字率がブラックの第２閾値以上である場合（ステップＳ１２８でＹｅｓ）、つまり、消費されているトナー量が補給されているトナー量よりも多い場合、第２累積トナー消費量算出部２１３は、読み出した累積印字率から累積トナー消費量を算出する（ステップＳ１３０）。そして、ステップＳ１１４に戻る。これにより、第２累積トナー消費量算出部２１３により算出された累積トナー消費量がトナー補給量に代入され、第１累積トナー消費量算出部２０５により算出された累積トナー消費量のブラックトナーの補給に継続して、第２累積トナー消費量算出部２１３により算出された累積トナー消費量のブラックトナーの補給が行われる。

一方、読み出した累積印字率がブラックの第２閾値以上でない場合（ステップＳ１２８でＮｏ）、つまり、消費されているトナー量が補給されているトナー量よりも多くない場合、ブラックトナーの補給が完了していなければ（ステップＳ１３２でＮｏ）、ステップＳ１２０に戻り、ブラックトナーの補給が完了していれば（ステップＳ１３２でＹｅｓ）、ステップＳ１１０に戻る。そして、ステップＳ１１０に戻った場合、残量判定部２０７は、現像部１３Ｋに第１閾値を超える量のブラックトナーがあるか否かを判定する。

以上のように本実施形態によれば、トナー補給中であってもページの印刷を実行するため、印刷物の生産性の低下を防ぎ、印刷物の生産性を向上させることができる。そして本実施形態では、トナー補給中は画像データの印字率を用いて現像部のトナー残量を検出し、必要があれば更にトナーを補給するため、現像プロセスを安定させることができる。このため、例えば、トナー補給中に印字率の高いパターンの画像を連続して印刷し、現像部から消費されるトナー量が補給されるトナー量よりも多くなってしまう場合であっても、現像プロセスを安定させることができる。

（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、残量判定部２０７が、記憶部２０１に格納されている第１閾値を変更するようにしてもよい。この場合、残量判定部２０７は、記憶部２０１に格納されている（第１累積トナー消費量算出部２０５により算出された）累積トナー消費量に応じて第１閾値を変更するようにしてもよいし、操作パネル１０３からの入力に従って第１閾値を変更するようにしてもよい。このようにすれば、残量センサ１２１の個体差の補正や顧客のニーズに合わせることが可能となる。

１ 印刷装置
１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ 作像部
１１Ｋ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 感光体
１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電器
１３Ｋ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 現像部
１８Ｋ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８Ｙ 一次転写ローラ
１９Ｋ、１９Ｃ、１９Ｍ、１９Ｙ クリーナーブレード
２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 補給部
３０ 露光部
４０ 転写ベルト
４１ 駆動ローラ
４２ テンションローラ
５０ 給紙トレイ
５１ 給紙ローラ
５２ レジストローラ
６０ 二次転写ローラ
６１ 廃トナーボックス
７０ 定着部
８０ 排紙ローラ
８１ 排紙台
８２ 両面ローラ
１０１ 操作パネルＩ／Ｆ
１０３ 操作パネル
１０５Ｋ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｙ ＮＶＲＡＭ
１０７ 外部Ｉ／Ｆ
１０９ 画像処理ＩＣ
１１１ Ｉ／Ｏ
１１３ ＲＯＭ
１１５ ＲＡＭ
１１７ ＣＰＵ
１１９ システムバス
１２１Ｋ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙ 残量センサ
１２３ トナー補給駆動モータ
１２５Ｋ、１２５Ｃ、１２５Ｍ、１２５Ｙ トナー補給クラッチ
２０１ 記憶部
２０３ ドット数算出部
２０５ 第１累積トナー消費量算出部
２０７ 残量判定部
２０９ 補給制御部
２１１ 印字率算出部
２１３ 第２累積トナー消費量算出部

特開平１０−１２３９０６号公報

Claims (5)

1. トナー未補給中の画像形成に用いられる画像データのドット数を算出するドット数算出部と、
   前記画像データに基づき像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像部に、第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する残量判定部と、
   前回のトナー補給後から前記残量判定部により前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定されるまでの期間、前記ドット数算出部により算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出した前記トナー消費量を累積して第１累積トナー消費量を算出する第１累積トナー消費量算出部と、
   前記残量判定部により前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、前記第１累積トナー消費量のトナーをトナー補給部から前記現像部に補給させる補給制御部と、
   トナー補給中の画像形成に用いられる画像データの印字率を算出する印字率算出部と、
   前記現像部へのトナー補給中に前記印字率算出部により算出された印字率を累積して累積印字率を算出し、算出した前記累積印字率が第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から第２累積トナー消費量を算出する第２累積トナー消費量算出部と、を備え、
   前記補給制御部は、前記第２累積トナー消費量のトナーを、前記トナー補給部から前記現像部に更に補給させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記残量判定部は、前記現像部へのトナー補給中に前記累積印字率が前記第２閾値以上とならなかった場合、トナー補給完了後に、前記現像部に前記第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記残量判定部は、前記第１閾値を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記補給制御部は、前記第１累積トナー消費量のトナーの補給に継続して前記第２累積トナー消費量のトナーを、前記トナー補給部から前記現像部に補給させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. ドット数算出部が、トナー未補給中の画像形成に用いられる画像データのドット数を算出するドット数算出ステップと、
   残量判定部が、前記画像データに基づき像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像部に、第１閾値を超える量のトナーがあるか否かを判定する残量判定ステップと、
   第１累積トナー消費量算出部が、前回のトナー補給後から前記残量判定ステップにより前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定されるまでの期間、前記ドット数算出ステップにより算出されたドット数からトナー消費量を算出し、算出した前記トナー消費量を累積して第１累積トナー消費量を算出する第１累積トナー消費量算出部と、
   補給制御部が、前記残量判定ステップにより前記第１閾値を超える量のトナーがないと判定された場合、前記第１累積トナー消費量のトナーをトナー補給部から前記現像部に補給させる第１補給制御ステップと、
   印字率算出部が、トナー補給中の画像形成に用いられる画像データの印字率を算出する印字率算出ステップと、
   第２累積トナー消費量算出部が、前記現像部へのトナー補給中に前記印字率算出ステップにより算出された印字率を累積して累積印字率を算出し、算出した前記累積印字率が第２閾値以上となった場合に当該累積印字率から第２累積トナー消費量を算出する第２累積トナー消費量算出ステップと、
   前記補給制御部が、前記第２累積トナー消費量のトナーを、前記トナー補給部から前記現像部に更に補給させる第２補給制御ステップと、
   を含むことを特徴とするトナー補給方法。

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