JP7346100B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、画像形成部に配置された現像器にトナーを格納しておき、このトナーを潜像が形成された感光体に転写させて画像を形成している。このため、トナー消費量の多い画像を形成する場合や、１画像あたりのトナー消費量が少なくても繰り返し画像形成を行う場合には、現像器内のトナーが減少する。現像器内のトナー量が不足した場合、形成される画像の濃度が薄くなることや、画像内で濃度ムラが発生する。このため、現像器にトナーを補給する必要がある。

従来、現像器内のトナー量を検知し、トナー量が一定値を下回った場合に補給を行う技術が一般に用いられている。

特許文献１では、トナー消費量をピクセル情報のような画像情報を用いて予測して補給を実行する方法が提案されている。この方法では、トナーが実際に消費されて現像器内のトナー量が減少しきる前に、トナーを補充できる。このため、現像器内のトナー量の変動を抑えることに有効であり、画像の濃度変動を抑制する効果が得られる。

特開２００８－９６７３６号公報

なお、トナー消費量は、形成する画像ごとに異なる。このため、形成する画像の画像情報に基づきトナー消費量を予測する場合には、画像形成によりトナーが消費されるタイミングに合わせて、形成する画像の画像情報を用いてトナー消費量を計算しなければ、正しくトナー消費量を計算することができない。画像形成によりトナーが消費されるタイミングを合わせるため、画像先端信号を基にタイミングを合わせる方法が考えられる。

しかし、コントローラ部を安価な構成とした装置では、画像処理速度や通信速度が遅くなるため、画像先端信号の通知よりも画像情報が先行して通知されたり、画像情報が通知されるタイミングが大幅に遅れるといったことが起こり得る。

このため、トナーの補給動作処理前に通知された画像情報に基づいて計算されたトナー消費量が実際には消費されなかったり、トナー消費した画像とは別の画像の画像情報を基にトナーの補給が行われてしまう事態が発生する可能性があった。すなわち、適切にトナー補給が行われず、形成される画像に濃度変動が生じる可能性があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、画像の形成で消費されるトナー量を消費されるタイミングで正確に予測することができる仕組みを提供することである。

本発明は、画像データに基づいて形成された潜像を現像器に収容されるトナーを用いて現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記現像器にトナーを補給する補給手段とを備える画像形成装置であって、前記画像形成手段で所定単位の画像を形成する際の動作情報に対して、該所定単位の画像の識別情報を付与する第１付与手段と、前記画像形成手段で前記所定単位の画像を形成するための画像データに基づき生成される画像情報に対して、該所定単位の画像の識別情報を付与する第２付与手段と、前記動作情報に基づく所定タイミングで、該動作情報に付与された識別情報に対応する識別情報が付与された前記画像情報に基づきトナーの消費量を予測する予測手段と、前記予測されたトナーの消費量に基づき前記補給手段によるトナーの補給量を制御する制御手段と、前記現像器に収容されるトナーの残量を検出する検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記所定タイミングで、前記トナーの消費量が予測が可能な場合、前記トナーの消費量及び前記検出されたトナーの残量に基づき前記トナーの補給量を制御し、前記所定タイミングで、前記トナーの消費量の予測ができない場合、前記検出されたトナーの残量に基づき前記補給手段によるトナーの補給量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、画像の形成で消費されるトナー量を、消費されるタイミングで正確に予測することができる。この結果、適切にトナーを補給することができ、形成する画像の濃度変動を抑制することができる。

本実施形態を示す電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図。 トナーボトルからのトナー補給を説明する図。 現像器による現像構成の一例を示す図。 トナー補給量制御に係るコントローラの一例を示す図。 ＦＦ制御でのトナー消費量算出処理の一例を示すフローチャート。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態を示す電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成の一例を示す図である。

画像形成装置１０１は、４色の画像形成部１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋを、中間転写ベルト１上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置１０１では、画像形成部１１０で形成された現像剤（以下「トナー」）像を、中間転写ベルトユニット１０２を介して紙搬送部１５０を搬送される記録材Ｓに転写することで、記録材Ｓに画像を形成する。以下、記録材Ｓへの画像形成について述べる。

＜転写材の搬送プロセス＞
記録材Ｓは、記録材収納部１５１内のリフトアップ装置１５２上に積載される形で収納されている。記録材収納部１５１に収納されている記録材Ｓは、給紙ローラ１５３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。もちろん、他の給紙方式であってもいい。

給紙ローラ１５３により送り出された記録材Ｓは、給紙搬送パス１５４を通過し、レジストローラ１５５へと搬送される。レジストローラ１５５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部へと送られる。二次転写部とは、対向する第１の二次転写部材である二次転写内駆動ローラ２、及び、第２の二次転写部材である二次転写外ローラ１５６により形成される転写ニップ部である。二次転写部において、所定の加圧力と静電的負荷バイアスが与えられることで、中間転写ベルト１上のトナー像が、記録材Ｓ上に転写される。

＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部までの画像形成プロセスについて説明する。
本実施形態では、画像形成装置１０１は、画像形成部１１０Ｙと、画像形成部１１０Ｍと、画像形成部１１０Ｃと、画像形成部１１０Ｋとを有する。画像形成部１１０Ｙは、イエロー（Ｙ）のトナーにより画像を形成する。画像形成部１１０Ｍは、マゼンタ（Ｍ）のトナーで画像形成する。画像形成部１１０Ｃは、シアン（Ｃ）のトナーで画像形成する。画像形成部１１０Ｋは、ブラック（Ｂｋ）のトナーで画像形成する。

画像形成部１１０Ｙと画像形成部１１０Ｍと画像形成部１１０Ｃと画像形成部１１０Ｋとは、トナーの色が異なる以外は、同様の構成である。よって、以下、代表して画像形成部（１１０Ｙ）を用いて説明する。

トナー像形成部である画像形成部１１０Ｙは、像担持体である感光体１１１、感光体１１１を帯電する帯電器１１２、露光部１１３、現像器１１４、一次転写ローラ１１５、及び、感光体クリーナ１１６を備える。
スキャナユニット１１７は、レーザー、ポリゴンミラー補正系レンズを含み、画像信号に応じて変調されたレーザー光を出力する。

図中矢印ｍの方向に回転する感光体１１１は、帯電器１１２により表面を一様に帯電される。スキャナユニット１１７は、レーザー、ポリゴンミラー補正系レンズを含み、画像信号に応じて変調されたレーザー光を出力する。このレーザー光は、折り返しミラー（不図示）で反射して露光部１１３にて帯電された感光体１１１を露光する。これにより、感光体１１１上に静電潜像が形成される。

感光体１１１上に形成された静電潜像は、現像器１１４により現像され、感光体１１１上にトナー像が形成される。感光体１１１上のトナー像は、一次転写ローラ１１５により所定の加圧力および静電的負荷バイアスにより、ベルト部材である中間転写ベルト１上に転写される。画像形成部１１０Ｙの場合、イエローのトナー像が転写される。
感光体クリーナ１１６は、感光体１１１上に残った転写残トナーを回収する。回収されたトナーは、再び次の画像形成のために備えられる。

以上説明した画像形成部１１０は、本実施形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４セット存在する。そのため、中間転写ベルト１に形成されたイエローのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｍで形成されたマゼンタのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、形成されたマゼンタのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｃで形成されたシアンのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、シアンのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｋで形成されたブラックのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト１上に重ねられて転写されることで、フルカラー画像が中間転写ベルト１上に形成される。なお、本実施形態の色数は４色であったが、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

次に、中間転写ベルト１を備える中間転写ベルトユニット１０２について説明する。
中間転写ベルト１は、駆動部材と二次転写内部材を兼ねる二次転写内駆動ローラ２、中間転写ベルト１に所定の張力を付与するテンションローラ３、及び、張架部材である二次転写前ローラ４によって張架されている。中間転写ベルト１は、図中矢印Ｖの方向へと搬送駆動されるベルト部材である。テンションローラ３と二次転写前ローラ４の間には、中間転写ベルト１を感光体１１１に当接させるための一次転写ローラ１１５が配設されている。

中間転写ベルト１にテンションローラによる張力があたえられた状態で、二次転写内駆動ローラ２が摩擦力にて中間転写ベルト１を搬送可能であるように、二次転写内駆動ローラ２の外周部は、導電性ＥＰＤＭにて形成されている。また、中間転写ベルト１を挟んでテンションローラ３の対向側に、中間転写ベルト１に残ったトナーを除去する中間転写クリーナ５０が設けられている。

上述した各画像形成部１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト１上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的には、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１上に形成され、二次転写部へと搬送される。なお、中間転写ベルト１を張架するローラの本数は図１の構成に限定されるものではない。

＜二次転写以降のプロセス＞
上述したように、記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において中間転写ベルト１に形成されたフルカラーのトナー像は、記録材Ｓ上に二次転写される。その後、記録材Ｓは、定着前搬送部１５７により定着装置１５８へと搬送される。定着装置１５８には様々な構成および方式があるが、図１の例では、対向する定着ローラ１５９および加圧ローラ１６０が形成する定着ニップ内で所定の加圧力と熱量を与えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させるものである。ここで、定着ローラ１５９は内部に熱源となるヒータを備え、加圧ローラは定着ローラ１５９に向かって付勢されている。

定着装置１５８を通過し排紙反転ローラ１６１に搬送された記録材Ｓは、そのまま排紙トレイ１６２上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には分岐装置１６３に案内されて両面搬送装置１６４へと搬送されるかの経路選択が行われる。

両面画像形成を要する場合、記録材Ｓは、排紙反転ローラ１６１によるスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置１６４へと搬送される。その後、給紙ローラ１５３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、再給紙パス１６５から給紙搬送パス１５４に合流し、同様に二次転写部へと送られる。なお、裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様なので説明は省略する。

図２は、画像形成装置１０１にセットされたトナーボトル６００からのトナー補給を説明する図であり、図１と同一のものには同一の符号を付してある。
トナーボトル６００は、画像形成装置１０１に着脱可能に構成されている。トナーボトル６００は画像形成装置１０１内に設けられたボトルマウント（不図示）に装着されることで、トナーボトル６００の補給口に設けられた図示しない補給口シャッター（不図示）が開放される。

トナーボトル６００内部には、螺旋状のトナー搬送部が形成されており、現像器１１４へのトナー補給指示がされた場合に、トナーボトル６００が回転することでトナーボトル６００内のトナーは補給口方向に搬送される。さらに、トナーボトル６００の回転動作に合わせてトナーボトル６００の収縮動作が行われる。これにより、補給口付近に搬送されたトナーボトル６００内のトナーは、トナーボトル６００の収縮動作に伴うポンピングにより、補給口を通して排出され、ボトルマウントを通してトナー補給経路１２１を経て現像器１１４に補給される。

ここで、連続してトナーボトル６００によるトナー補給動作を行うと、１動作あたりの補給量のバラツキが大きくなる。このため、補給動作を１回行った後に所定時間の補給禁止時間が設けられ、補給禁則時間中には新たに補給動作を実行することはできないように構成されている。

＜現像器へのトナー補給＞
図３は、現像器１１４による現像構成の一例を示す図である。
現像器１１４は、現像剤としてトナーと磁性キャリアを混合させた二成分現像剤を使用するものとする。図２に示したように、トナーは、画像形成装置１０１にセットされたトナーボトル６００（図２参照）から、現像器１１４の中に供給される。

現像器１１４の中は、隔壁によって仕切られた第一搬送室３１と、第二搬送室３２があり、それぞれの搬送室は長手方向の両端で繋がっている。第一搬送室３１には第一搬送スクリュー３３、第二搬送室３２には第二搬送スクリュー３４がそれぞれ回転可能に支持されており、これら２つの搬送スクリューが駆動されることで、供給されたトナーが２つの搬送室を循環する。

ここで、現像容器３０の中には予め磁性キャリアが入っており、第一搬送室３１を循環中に磁性キャリアとトナーが十分攪拌されることで摩擦帯電し、第二搬送室３２へと搬送される。第二搬送室３２内の第二搬送スクリュー３４は現像剤担持体１７に対向配置されており、磁性キャリアとの摩擦帯電により磁性キャリアに付着したトナーを、現像剤担持体１７に搬送および供給する役割を担う。

上述した画像の作像プロセスでは、現像器１１４内に収容されたトナーを消費することにより、トナー画像を形成している。このため、作像プロセスが行われる度に、現像器１１４内のトナー量が減少する。このため、現像器１１４に、トナーの消費量に応じてトナーを補給することが必要である。

トナーの補給量を決定する方法としては、フィードバック制御（以下「ＦＢ制御」という）と、フィードフォワード制御（以下「ＦＦ制御」という）がある。
ＦＢ制御では、現像器１１４内のトナー量の測定結果からトナー量の目標値からの不足分から補給量を決定する。
ＦＦ制御では、形成される画像の画像情報に基づいて作像プロセスにより消費されるトナー量（トナー消費量）を予測して、予測消費量から補給量を決定する。
本実施形態では、ＦＢ制御とＦＦ制御の両方を組み合わせて採用している。

＜トナー補給量制御＞
図４は、本実施形態のトナー補給量制御に係るコントローラの一例を示す図である。
画像形成装置１０１は、コントローラ１１００を備える。
コントローラ１１００は、現像器１１４へのトナー補給を制御する。

現像器１１４へのトナー補給を制御するため、コントローラ１１００内には、補給制御演算部１１０１が設けられている。さらに、補給制御演算部１１０１内には、後述する記憶領域１１０５、トナー消費量算出部１１０２、補給量算出部１１０３、補給動作制御部１１０４が設けられている。

上述したＦＢ制御のため、現像器１１４には、図４に示すインダクタンスセンサ１２０が配置されている。インダクタンスセンサ１２０は、現像器１１４内に蓄積されたトナーの残量を検知する。より具体的に述べると、インダクタンスセンサ１２０は、現像器１１４に収容されている現像剤の透磁率を検出し、現像剤中のトナーの割合に応じた信号を出力する。そして、コントローラ１１００が、インダクタンスセンサ１２０の出力信号に基づいて、現像剤を蓄積する蓄積部である現像器１１４に収容されている現像剤中のトナーの量を検知する。

上述したように、現像器１１４に収容されている現像剤は、磁性を有するキャリアとトナーとを含んでいる。そのため、現像剤中のトナーの割合（以下「現像器トナー濃度」という）が増加すると、現像剤中のキャリアの割合が減少するので、インダクタンスセンサ１２０の出力値が減少する。一方、現像器トナー濃度が減少すると、現像剤中のキャリアの割合が増加するので、インダクタンスセンサ１２０の出力値が増加する。つまり、インダクタンスセンサ１２０は、現像器１１４内に蓄積された現像剤中のトナーの割合を検知し、この割合に応じた信号をコントローラ１１００に出力する。

また、画像形成装置１０１は、画像コントローラ１２００を備える。
画像コントローラ１２００には、上述したＦＦ制御に用いられる画像情報を取得するため、ビデオカウンタ６６が設けられている。
ビデオカウンタ６６は、入力された画像データに基づいて、１ページ分の画像に含まれる画素毎の濃度の総和を計数する。

ビデオカウンタ６６により計数された画素毎の濃度の総和（以下「ビデオカウント」という）は、画像データに含まれる１ページのトナー像を形成することで現像器１１４から消費されるトナーの消費量に相当する。なお、ビデオカウントを取得する方法は、公知の技術であるので、ここでの説明を省略する。計数されたビデオカウントは、画像コントローラ１２００からコントローラに送信される。

コントローラ１１００は、１ページ分の画像ごとに画像を識別する識別情報としてのページＩＤ（以下「画像番号」）を生成する。コントローラ１１００は、画像コントローラ１２００から受信したビデオカウントに対して、該ビデオカウントに対応するページ画像の識別情報（画像番号）をビデオカウント番号として付与し、補給制御演算部１１０１に渡す。補給制御演算部１１０１は、上述のように取得したビデオカウントからトナー消費量算出部１１０２によりトナー消費量を算出する。

補給制御演算部１１０１では、インダクタンスセンサ１２０の検知結果、及び、トナー消費量算出部１１０２によってビデオカウントから算出されたトナー消費量を、補給量算出部１１０３にて合わせることでトナー補給量を算出する。そして、算出されたトナー補給量が所定の閾値を超えた場合に、補給動作制御部１１０４により、現像器１１４へのトナー補給指令を行う。補給動作制御部１１０４からの補給指令を受けると、現像器１１４に連結されたトナー補給経路１２１を介して、現像器１１４にトナーボトル６００からトナーが補給される。

＜ＦＦ制御におけるビデオカウント処理＞
ここでＦＦ制御におけるビデオカウント処理に関して、詳細に説明する。
ＦＦ制御により現像器１１４にトナーを補給する場合、現像器１１４内のトナー量を一定に保つためには現像動作が行われてトナーが消費されるタイミングに合わせて、必要なトナー量を補給する必要がある。

コントローラ１１００は、転写材の搬送や画像の作像といった各プロセスにおけるタイミング合わせに使用される画像先端信号（Ｉｔｏｐ信号）を生成する。この画像先端信号（Ｉｔｏｐ信号）は、ページ画像の形成開始を示すものであり、以下「画像先端位置情報」という。画像先端位置情報は、例えば、上述の中間転写ベルト１上での４色のトナー像の位置合わせや、二次転写部における転写材と中間転写ベルト１上のトナー像の位置合わせ等に使用される。

画像先端位置情報が補給量算出部１１０３に入力された後の一定時間Ｔ１経過までの間に、画像データの１ページ分の画像の現像動作によりトナーが消費される。このため、補給量算出部１１０３は、画像先端位置情報が入力されてから一定時間Ｔ１が経過するまでの間の所定タイミングＴ２にて、トナーの補給量の計算を行なう。これにより、現像動作が行われてトナーが消費されるタイミングに合わせて必要なトナーの補給量を算出でき、必要なトナー量を補給することができる。このため、現像器１１４内のトナー量を一定に保つことができ、画像の濃度変動を抑制することができる。

コントローラ１１００は、ページ画像に対応する画像先端位置情報に、そのページ画像の画像番号を「画像先端位置番号」として付与する。コントローラ１１００から補給制御演算部１１０１に、画像先端位置情報が入力される際に、対応する画像先端位置番号も併せて入力される。また、上述したように、コントローラ１１００は、ビデオカウントにも、該ビデオカウントに対応するページ画像の画像番号を「ビデオカウント番号」として付与する。コントローラ１１００から補給制御演算部１１０１に、ビデオカウントが入力される際に、対応するビデオカウント番号も併せて入力される。

補給制御演算部１１０１には、画像先端位置情報、画像先端位置番号、ビデオカウント、ビデオカウント番号のそれぞれを複数記憶可能な記憶領域１１０５が設けられている。さらに、記憶領域１１０５には、画像先端位置情報記憶部１１０６、画像先端位置番号記憶部１１０７、ビデオカウント記憶部１１０８、ビデオカウント番号記憶部１１０９が設けられている。画像先端位置情報記憶部１１０６は、画像先端位置情報を複数記憶できる。画像先端位置番号記憶部１１０７は、画像先端位置番号を複数記憶できる。ビデオカウント記憶部１１０８は、ビデオカウントを複数記憶できる。ビデオカウント番号記憶部１１０９は、ビデオカウント番号を複数記憶できる。

コントローラ１１００から補給制御演算部１１０１に入力されたそれぞれのデータは、補給制御演算部１１０１内の記憶領域１１０５に格納される。上述したように、画像先端位置情報記憶部１１０６、画像先端位置番号記憶部１１０７、ビデオカウント記憶部１１０８、ビデオカウント番号記憶部１１０９はそれぞれ所定数のデータを格納可能である。これらの記憶部１１０６～１１０９は、格納しているデータ数が上限に達した状態で新たにデータが格納されようとすると、最も古いデータを削除して記憶領域を確保するファーストイン・ファーストアウト（以下「ＦＩＦＯ」という）方式で構成されている。

補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力された場合、併せて入力される画像先端位置番号と、ビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されているビデオカウント番号との照合が行われる。また、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力された場合、併せて入力されるビデオカウント番号と、画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されている画像先端位置番号との照合が行われる。

以下、図５は、本実施形態におけるＦＦ制御でのトナー消費量算出処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えばコントローラ１１００が図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現される。

Ｓ２０において、コントローラ１１００は、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力されたか否かを判定する。補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力されていない場合（Ｓ２０でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２４に処理を進める。

一方、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力された場合（Ｓ２０でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２１に処理を進める。
Ｓ２１において、コントローラ１１００は、ビデオカウントをビデオカウント記憶部１１０８に、ビデオカウントと同時入力されたビデオカウント番号をビデオカウント番号記憶部１１０９に、それぞれ格納する。

次にＳ２２において、コントローラ１１００は、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号を画像先端位置番号記憶部１１０７で照合し、Ｓ２３に処理を進める。
Ｓ２３において、コントローラ１１００は、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されているか否かを判定する。そして、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されている場合（Ｓ２３でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３３に処理を進める。Ｓ３３以降の処理については後述する。

一方、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されていない場合（Ｓ２３でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２４に処理を進める。

Ｓ２４において、コントローラ１１００は、補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力されたか否かを判定する。補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力されていない場合（Ｓ２４でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２０に処理を戻す。

一方、補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力された場合（Ｓ２４でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２５に処理を進める。
Ｓ２５において、コントローラ１１００は、画像先端位置情報を画像先端位置情報記憶部１１０６に、画像先端位置情報と同時入力された画像先端位置番号を画像先端位置番号記憶部１１０７に、それぞれ格納する。

次にＳ２６において、コントローラ１１００は、上記画像先端位置番号と一致するビデオカウント番号をビデオカウント番号記憶部１１０９で照合する。
さらにＳ２７において、コントローラ１１００は、上記画像先端位置番号と一致するビデオカウント番号がビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されているか否かを判定する。そして、上記画像先端位置番号と一致するビデオカウント番号がビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されている場合（Ｓ２７でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３３に処理を進める。

Ｓ３３において、コントローラ１１００は、画像先端位置情報の入力タイミングを基に計算された所定タイミングＴ２になるまで待機する。そして、所定タイミングＴ２になった場合（Ｓ３３でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３４に処理を進める。

Ｓ３４において、コントローラ１１００は、トナー消費量算出部１１０２でビデオカウントを使用したトナー消費量を計算（予測）する。

次にＳ３７において、コントローラ１１００は、補給量算出部１１０３で、上記Ｓ３４で予測したトナー消費量から、ビデオカウントを用いたＦＦ制御によるトナー補給量を計算（決定）し、本フローチャートの処理を終了する。なお、このフローチャートでは示していないが、所定タイミングＴ２では、補給量算出部１１０３はインダクタセンサの出力信号を使用したＦＢ制御によるトナー補給量の計算を行う。そして、上記Ｓ３７で決定したＦＦ制御によるトナー補給量と、上述したＦＢ制御によるトナー補給量とに基づいて、補給量算出部１１０３によりトナー補給量の計算が行われる。そして、このトナー補給量を用い、補給動作制御部１１０４によりトナー補給動作が行われる。

一方、上記Ｓ２７において、上記画像先端位置番号と一致するビデオカウント番号がビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されていない場合（Ｓ２７でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２８に処理を進める。

Ｓ２８において、コントローラ１１００は、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力されたか否かを判定する。補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力されていない場合（Ｓ２８でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、ビデオカウントが入力されるまで待機する。

一方、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力された場合（Ｓ２８でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２９に処理を進める。
Ｓ２９において、コントローラ１１００は、ビデオカウントをビデオカウント記憶部１１０８に、ビデオカウントと同時入力されたビデオカウント番号をビデオカウント番号記憶部１１０９に、それぞれ格納する。

次にＳ３０において、コントローラ１１００は、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号を画像先端位置番号記憶部１１０７で照合し、Ｓ３１に処理を進める。
Ｓ３１において、コントローラ１１００は、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されているか否かを判定する。そして、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されていない場合（Ｓ３１でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ２４に処理を戻す。

一方、上記ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号が画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されている場合（Ｓ３１でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３２に処理を進める。

Ｓ３２において、コントローラ１１００は、所定タイミングＴ２となる前に上記ビデオカウントが入力されたか否かを判定する。そして、所定タイミングＴ２となる前に上記ビデオカウントが入力されたと判定した場合（Ｓ３２でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３３に処理を進める。Ｓ３３以降の処理については説明済みのため省略する。

一方、所定タイミングＴ２以降に上記ビデオカウントが入力されたと判定した場合（Ｓ３２でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、Ｓ３５に処理を進める。なお、所定タイミングＴ２では、補給量算出部１１０３でビデオカウントを基にしたＦＦ制御を除いた、インダクタセンサの出力信号を使用したＦＢ制御のみによる補給量の計算が行なわれる。そして、このトナー補給量を用い、補給動作制御部１１０４によりトナー補給動作が行われるものとする。すなわち、コントローラ１１００は、所定タイミングＴ２で、ビデオカウントに基づくトナー消費量の予測が可能な場合、ＦＦ制御及びＦＢによりトナー補給量を制御し、トナー消費量の予測ができない場合、ＦＢ制御のみによりトナー補給量を制御する。

Ｓ３５において、コントローラ１１００は、所定タイミングＴ２から上述した補給禁止時間が経過したか否かを判定する。そして、補給禁止時間が経過していない場合（Ｓ３５でＮｏの場合）、コントローラ１１００は、補給禁止タイミングと判断し、補給禁止時間の経過するまで待機する。

一方、補給禁止時間が経過した場合（Ｓ３５でＹｅｓの場合）、コントローラ１１００は、補給可能タイミングと判断し、Ｓ３６に処理を進める。
Ｓ３６において、コントローラ１１００は、トナー消費量算出部１１０２でビデオカウントを使用したトナー消費量を計算（予測）し、Ｓ３７に処理を進める。Ｓ３７以降の処理については説明済みのため省略する。

以下、具体的に説明する。
＜ビデオカウントが画像先端位置情報に先行して補給制御演算部に入力された場合＞
この場合、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力されるタイミングでは、ビデオカウント番号と一致する画像先端位置番号は画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されていない。このため、補給制御演算部１１０１へのビデオカウント入力時のビデオカウント番号と画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されている番号との照合では、一致する番号は検出されない（Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２３）。

なお、ビデオカウント及びビデオカウント番号は、ビデオカウント記憶部１１０８及びビデオカウント番号記憶部１１０９に格納される（Ｓ２１）。
その後、補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力された時の画像先端位置番号とビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されている番号との照合において、画像先端位置番号と一致する番号が見つけられる（Ｓ２４～Ｓ２７）。
これにより、画像先端位置情報の入力タイミングを基に計算された所定タイミングＴ２において、補給量算出部１１０３でビデオカウントを用いたＦＦ制御とＦＢ制御を併せて補給量の計算が行われる（Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３７）。

＜画像先端位置情報がビデオカウントに先行して補給制御演算部に入力＞
補給制御演算部１１０１に画像先端位置情報が入力されるタイミングでは、画像先端位置番号と一致するビデオカウント番号はビデオカウント記憶部１１０８に格納されていない。このため、補給制御演算部１１０１への画像先端位置情報入力時の画像先端位置番号とビデオカウント番号記憶部１１０９に格納されている番号との照合では、一致する番号は検出されない（Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２７）。

なお、画像先端位置情報及び画像先端位置番号は画像先端位置情報記憶部１１０６及び画像先端位置番号記憶部１１０７に格納される（Ｓ２５）。
その後、補給制御演算部１１０１にビデオカウントが入力された時のビデオカウント番号と画像先端位置番号記憶部１１０７に格納されている番号との照合において、ビデオカウント番号と一致する番号が検出される（Ｓ２８～Ｓ３１）。

所定タイミングＴ２までにビデオカウントが入力された場合、画像先端位置情報の入力タイミングを基に計算された所定タイミングＴ２にてビデオカウントを用いたＦＦ制御とＦＢ制御を併せて補給量の計算が行われる（Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３７）。

一方、ビデオカウントの入力が所定タイミングＴ２よりも後になった場合、所定タイミングＴ２における補給量の計算では、ビデオカウントを基にしたＦＦ制御を除いたＦＢ制御のみによる補給量の計算が行われ、トナーが補給される。なお、所定タイミングＴ２以降に入力されたビデオカウントは、補給禁止時間が経過した補給可能タイミングにてＦＦ制御によるトナー補給の補給量の計算に使用される（Ｓ３５、Ｓ３６、Ｓ３７）。

なお、本実施形態の現像器１１４へのトナー補給はトナーボトルからの補給動作であったが、トナーボトルからの補給動作で一定量のトナーを格納しておくホッパーにトナーを補給し、ホッパーからの補給動作で現像器にトナーを補給する構成でもよい。

また、本実施形態では、現像動作が行われるタイミングの通知に画像先端位置情報（画像先端信号）を使用した。しかし、現像動作タイミングの通知に用いる情報（動作情報）は、画像先端位置情報に限定されるものではない。例えば、画像先端位置情報の代わりに、記録材Ｓを搬送する紙搬送部１５０の駆動開始信号や、現像器１１４の駆動開始信号等の情報を用いてもよい。

また、ＦＦ制御に用いられる画像情報としてビデオカウントを使用していたが、画像情報はビデオカウントに限定されるものではない。例えば、ビデオカウントの代わりに、１ページ内に形成される画像の割合等を示す情報を用いてもよい。
さらに、画像先端位置情報やビデオカウントを識別する方法として番号を用いたが、番号に限られるものではなく、文字列や数字を含む文字列等であってもよい。

以上説明したように、画像先端位置情報とビデオカウントに識別情報を付与し、画像先端位置情報の識別情報とビデオカウントの識別情報が揃った場合に、ビデオカウントを基にした現像器でのトナー消費量を算出する。これにより、画像の形成で消費されるトナー量を、消費されるタイミングで正確に予測することができる。このため、適切にトナーを補給することができる。この結果、形成する画像の濃度変動を抑制することができる。

〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、ページごとの画像先端位置情報とページごとの画像情報とに基づいてＦＦ制御によるトナー補給量を決定する構成について説明した。第２実施形態では、ページを画像先端から所定長さごとに区切った区間ごとにＦＦ制御によるトナー補給量を決定する構成について説明する。

この構成の場合、ビデオカウンタ６６は、画像のビデオカウントを、１ページ分全てではなく、画像先端から所定長さごとに区切った区間にて計数する。コントローラ１１００は、区切られた区間ごとの区間ビデオカウントに対して、識別情報となる区間ビデオカウント番号を付与する。

また、コントローラ１１００は、現像動作に対し、画像先端から所定長さごとに区切った区間の現像プロセスが行われるタイミングにて、区間先端位置情報および区間先端位置番号を生成する。そして、上記の区間先端位置情報、区間先端位置番号、区間ビデオカウント、区間ビデオカウント番号を使用し、第１実施形態と同様のＦＦ制御を行う。
すなわち、所定単位（ページ単位、区間単位、その他でもよい）の画像を形成する際の先端位置情報、所定単位の画像のビデオカウントを用いる構成であればよい。
これにより、第１実施形態と同様の効果を奏する。

なお、上記説明では、現像器へトナー補給する構成について説明したが、プロセスカートリッジへのトナーを補給する場合にも、本発明は適用可能である。

上述したように、例えば安価なコントローラを備えた画像形成装置では、画像先端位置情報の通知よりも画像情報が先行して通知されたり、画像情報が通知されるタイミングが大幅に遅れてしまう場合がある。このような場合でも、上記各実施形態によれば、画像の形成で消費されるトナー量を、消費されるタイミングで正確に予測できる。これにより、適切にトナーを補給することができる。この結果、形成する画像の濃度変動を抑制することができる。

なお、上述した各種データの構成及びその内容はこれに限定されるものではなく、用途や目的に応じて、様々な構成や内容で構成されることは言うまでもない。
以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
また、上記各実施形態を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施形態の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施形態及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

１０１ 画像形成装置
１１４ 現像器
６６ ビデオカウンタ
１１００ コントローラ
１１０５ 記憶領域
１１０２ トナー消費量算出部
１１０３ 補給量算出部
１１０４ 補給動作制御部

Claims (7)

1. 画像データに基づいて形成された潜像を現像器に収容されるトナーを用いて現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記現像器にトナーを補給する補給手段とを備える画像形成装置であって、
   前記画像形成手段で所定単位の画像を形成する際の動作情報に対して、該所定単位の画像の識別情報を付与する第１付与手段と、
   前記画像形成手段で前記所定単位の画像を形成するための画像データに基づき生成される画像情報に対して、該所定単位の画像の識別情報を付与する第２付与手段と、
   前記動作情報に基づく所定タイミングで、該動作情報に付与された識別情報に対応する識別情報が付与された前記画像情報に基づきトナーの消費量を予測する予測手段と、
   前記予測されたトナーの消費量に基づき前記補給手段によるトナーの補給量を制御する制御手段と、
   前記現像器に収容されるトナーの残量を検出する検出手段と、を有し、
   前記制御手段は、
   前記所定タイミングで、前記トナーの消費量が予測が可能な場合、前記トナーの消費量及び前記検出されたトナーの残量に基づき前記トナーの補給量を制御し、
   前記所定タイミングで、前記トナーの消費量の予測ができない場合、前記検出されたトナーの残量に基づき前記補給手段によるトナーの補給量を制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記識別情報が付与された画像情報を複数記憶可能な記憶手段を有し、
   前記予測手段は、
   前記動作情報を取得した際に、該動作情報に付与された識別情報に対応する識別情報が付与された前記画像情報が前記記憶手段に記憶されていない場合には、その後に取得される該画像情報に基づきトナーの消費量を予測し、
   前記動作情報を取得した際に、該動作情報に付与された識別情報に対応する識別情報が付与された前記画像情報が前記記憶手段に記憶されている場合には、該記憶されている画像情報に基づきトナーの消費量を予測する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補給手段は、前記トナーの補給を行ってから所定時間はトナーの補給が禁止され、
   前記予測手段は、前記動作情報に基づく所定タイミングより後に、該動作情報に付与された識別情報に対応する識別情報が付与された前記画像情報が取得された場合、該所定タイミングから前記所定時間が経過した後に、該画像情報に基づきトナーの消費量を予測する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記動作情報は、前記画像形成手段による前記所定単位の画像の形成開始を示す情報である、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記画像情報は、前記画像形成手段で前記所定単位の画像を形成するための画像データの画素毎の濃度の総和に基づく情報であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記所定単位の画像は、ページ単位の画像である、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記所定単位の画像は、ページを所定の区間で区切った区間単位の画像である、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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