JP2017097027A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの消費量に対する現像部へのトナーの補給量の過不足を修正し、これにより画質の悪化および印刷処理の効率悪化を回避できること。
【解決手段】頻度記録部８５は、透磁率センサー８０が目標範囲から外れる透磁率を検出した頻度を表す情報を不揮発性の記憶部８４に記録する。補給制御部８２は、トナーの消費量の指標値Ｄ０に応じて定まる標準動作量が前記頻度に応じて補正された補正後動作量を導出し、前記補正後動作量だけトナー補給部５を動作させる定常補給制御を実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置およびその制御方法に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置において、二成分現像方式およびインタラクティブタッチダウン方式の現像部が知られている。これらの現像部は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容し、前記トナーによって像担持体上の静電潜像を現像する。さらに、前記画像形成装置は、前記現像部に前記トナーを補給するトナー補給部を備える。

また、前記画像形成装置において、現像される画像の画素数の積算値に応じて、前記トナー補給部の動作時間を制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、前記画像形成装置が、前記現像部内の前記現像剤の透磁率の検出値に基づいて、前記現像部内の前記トナーの残量を判定することも知られている（例えば、特許文献１参照）。前記現像剤の透磁率は、前記キャリアに対する前記トナーの比率に対して非線形性な負の相関関係を有する。

特開２０１１−２３２３９０号公報

ところで、前記トナー補給部が出力画像の画素数の積算値に応じて制御される場合、前記トナーの消費量に対し、前記現像部への前記トナーの補給量の過不足が生じる場合がある。前記トナーの補給量の過不足は、前記現像剤における前記トナーの比率が変化することによる画質の悪化の原因となる。

また、前記現像剤の透磁率が上限レベルを上回ったときに、画質悪化の防止のために、トナーの強制補給制御が行われる場合がある。前記強制補給制御は、印刷処理を禁止した状況下で行われる。そのため、前記トナーの補給量の不足は、前記強制補給制御の発生回数を増やし、ひいては印刷処理の効率悪化の原因となる。

また、前記現像剤の透磁率は、前記トナーの比率に対する非線形性が強い。そのため、前記透磁率センサーの検出値と目標値との差を用いて前記トナーの補給量のフィードバック制御を行うと、かえって前記トナーの比率の変動を引き起こすおそれがある。

本発明の目的は、トナーの消費量に対する現像部へのトナーの補給量の過不足を修正し、これにより画質の悪化および印刷処理の効率悪化を回避できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像部と、トナー補給部と、透磁率センサーと、指標値算出部と、頻度記録部と、補給制御部とを備える。前記現像部は、トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容し、前記トナーによって像担持体上の静電潜像を現像する。前記トナー補給部は、前記現像部に前記トナーを補給する。前記透磁率センサーは、前記現像部内の前記現像剤の透磁率を検出する。前記指標値算出部は、前記静電潜像の画素数の積算により前記トナーの消費量の指標値を算出する。前記頻度記録部は、前記透磁率センサーが予め設定された目標範囲から外れる前記透磁率を検出した頻度を表す情報を不揮発性の記憶部に記録する。前記補給制御部は、前記指標値に応じて定まる標準動作量が前記頻度に応じて補正された補正後動作量を導出し、前記補正後動作量だけ前記トナー補給部を動作させる定常補給制御を実行する。

本発明の他の局面に係る画像形成装置の制御方法は、前記現像部、前記トナー補給部および前記透磁率センサーを備える画像形成装置を制御する方法である。前記制御方法は、以下の工程を含む。前記工程の１つは、前記静電潜像の画素数の積算により前記トナーの消費量の指標値を算出することである。前記工程の他の１つは、前記透磁率センサーが予め設定された目標範囲から外れる前記透磁率を検出した頻度を表す情報を不揮発性の記憶部に記録することである。前記工程の他の１つは、前記指標値に応じて定まる標準動作量が前記頻度に応じて補正された補正後動作量を導出し、前記補正後動作量だけ前記トナー補給部を動作させる定常補給制御を実行することである。

本発明によれば、トナーの消費量に対する現像部へのトナーの補給量の過不足を修正し、これにより画質の悪化および印刷処理の効率悪化を回避できる画像形成装置を提供することが可能になる。

図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る画像形成装置における現像部の構成図である。 図３は、実施形態に係る画像形成装置における制御関連機器のブロック図である。 図４は、実施形態に係る画像形成装置における非定常補給制御の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係る画像形成装置における定常補給制御の手順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、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の構成］
まず、図１〜３を参照しつつ、実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。

画像形成装置１０は、シート９に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。シート９は、用紙、封筒およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。

画像形成装置１０は、本体部１００内に、シート供給部２、シート搬送部３、画像形成部４、トナー補給部５および制御部８などを備える。

制御部８は、シート供給部２、シート搬送部３、画像形成部４およびトナー補給部５を制御する。

図１に示される画像形成装置１０は、タンデム式画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部４は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した複数の単色作像部４ｘを備える。さらに、画像形成部４は、光走査部４０および定着部４９などを備える。

さらに、画像形成部４は、中間転写ベルト４８、二次転写部４８１および二次クリーニング部４８２を備える。

シート供給部２において、シート送出部２２が、シートカセット２１に収容されたシート９を搬送路３０へ送り出す。

シート搬送部３において、複数の搬送ローラー３１各々が、シート９を搬送路３０に沿って搬送する。さらに、１つの搬送ローラー３１は、画像形成後のシート９を本体部１００から排出トレイ１０１へ排出する。

単色作像部４ｘ各々において、ドラム状の感光体４１が回転し、帯電部４２が感光体４１の表面を一様に帯電させる。さらに、光走査部４０が感光体４１の表面に静電潜像を書き込み、現像部４３が、感光体４１の表面の前記静電潜像をトナー９１によって現像する。これにより、トナー像が感光体４１の表面に形成される。なお、感光体４１は像担持体の一例である。

トナー補給部５は、現像部４３にトナー９１を補給する装置である。複数のトナー補給部５が、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー９１を現像部４３に補給する。

トナー補給部５は、トナー９１を収容する補給容器５１と、補給容器５１内のトナー９１を現像部４３へ搬送するトナー搬送部５２とを備える。例えば、トナー搬送部５２が、回転することによりトナー９１を搬送するスクリュー搬送部であることが考えられる。前記スクリュー搬送部は、回転軸とその回転軸の外周面に螺旋状に張り出して形成された羽根部とを有する。

単色作像部４ｘ各々において、一次転写部４５が、前記トナー像を感光体４１表面から中間転写ベルト４８に転写する。中間転写ベルト４８は、複数の感光体４１各々から前記トナー像が転写される。これにより、各色の前記トナー像が重ねられたカラー画像が中間転写ベルト４８に形成される。一次クリーニング部４７は、感光体４１表面に残存するトナー９１を除去する。

二次転写部４８１は、搬送路３０におおいて、中間転写ベルト４８に形成された前記カラー画像をシート９に転写する。二次クリーニング部４８２は、中間転写ベルト４８に残存するトナー９１を除去する。

定着部４９は、搬送路３０におおいて、シート９上の前記トナー像を加熱し、前記カラー画像をシート９に定着させる。

図１，２に示される現像部４３は、トナー９１およびキャリア９２を含む現像剤９０を用いて現像処理を実行する。現像剤９０は、いわゆる二成分現像剤である。

キャリア９２は、磁性を有する粒状物である。例えば、キャリア９２が、粒状の磁性体およびその磁性体の表面にコーティングされたエポキシ樹脂などの合成樹脂被膜とを含む粒状体であることが考えられる。

図２に示されるように、現像部４３において、現像容器４３００が現像剤９０を収容し、磁気ローラー４３０および２つの撹拌部材４３２が、現像容器４３００内で回転する。

２つの撹拌部材４３２は、現像容器４３００内で現像剤９０を循環させつつ撹拌する。磁気ローラー４３０は、現像剤９０を担持しつつ回転する。磁気ローラー４３０は、担持した現像剤９０のうちの帯電したトナー９１を感光体４１の表面に供給することにより、前記静電潜像を現像する。

図２に示される現像部４３は、磁気ローラー４３０が感光体４１にトナーを供給する現像ローラーとして機能する二成分現像方式の装置である。

なお、画像形成装置１０の現像部４３が、いわゆるインタラクティブタッチダウン方式の装置であることも考えられる。この場合、現像部４３は、磁気ローラー４３０から供給されるトナー９１を担持するトナー担持ローラーを備える。前記トナー担持ローラーが、感光体４１にトナーを供給する前記現像ローラーとして機能する。

また、現像容器４３００内において、ブレード４３３が、磁気ローラー４３０が担持する現像剤９０の厚みを制限する。現像後に磁気ローラー４３０に残ったキャリア９２は、現像容器４３００内に回収される。従って、現像容器４３００内のトナー９１の残量が少なくなるほど、現像剤９０におけるキャリア９２の比率が大きくなるとともに、トナー９１の比率が小さくなる。

以下の説明において、単位体積当たりの現像剤９０におけるキャリア９２の重量に対するトナー９１の重量の比率のことをトナー比率と称する。

画像形成装置１０は、現像容器４３００内の現像剤９０の透磁率を検出する透磁率センサー８０を備える。透磁率センサー８０は、現像容器４３００の外側に配置されている。

透磁率センサー８０検出値は、現像剤９０におけるキャリア９２の比率に応じて変化する。換言すれば、透磁率センサー８０検出値は、現像剤９０の前記トナー比率を表す。

即ち、透磁率センサー８０によって検出される透磁率が高い場合、前記トナー比率が低い。一方、透磁率センサー８０によって検出される透磁率が低い場合、前記トナー比率が高い。従って、透磁率センサー８０の検出値は、現像容器４３００内のトナー残量の指標値となる。

図２に示されるように、制御部８は、印刷制御部８１、補給制御部８２、画像処理部８３およびデータ記憶部８４などを備える。例えば、印刷制御部８１、補給制御部８２および画像処理部８３が、プログラムを実行するＭＰＵ（Micro Processor Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）のうちの１つまたは複数の組合せにより構成されることが考えられる。

印刷制御部８１は、画像形成部４を制御することにより前記印刷処理を実行する。補給制御部８２は、画像処理部８３から供給される消費指標値Ｄ０に基づいて、トナー補給部５を制御する。この制御は、前記印刷処理に引き続いて、または、前記印刷処理と並行して実行される。以下、この制御のことを定常補給制御と称する。消費指標値Ｄ０および前記定常補給制御の内容については後述する。

さらに、補給制御部８２は、透磁率センサー８０が予め設定された現像上限レベルを超える透磁率を検出した場合に、強制補給制御を実行する。前記強制補給制御は、現像処理を禁止して、透磁率センサー８０により検出される透磁率が予め設定された第１回復レベルを下回るまでトナー補給部５を動作させる制御である。

さらに、補給制御部８２は、透磁率センサー８０が予め設定された現像下限レベルを下回る透磁率を検出した場合に、補給禁止制御を実行する。前記補給禁止制御は、透磁率センサー８０により検出される透磁率が予め設定された第２回復レベルを上回るまでトナー補給部５の動作を禁止する制御である。

前記第１回復レベルおよび前記第２回復レベルは、前記現像下限レベルよりも高い透磁率であり、かつ、前記現像上限レベルよりも低い透磁率である。また、前記第１回復レベルおよび前記第２回復レベルが同じ透磁率であること、または、前記第１回復レベルが前記第２回復レベルよりも高い透磁率であることが考えられる。

画像処理部８３は、画像データの処理を実行する。例えば、画像処理部８３は、外部装置から不図示の通信部を通じて得られる印刷ジョブのデータを、前記印刷処理に用いられるラスタデータなどの印刷用の画像データへ変換する。前記画像データは、画像処理部８３から印刷制御部８１へ伝送される。

また、画像処理部８３は、トナー９１の消費量の指標値である消費指標値Ｄ０を算出する指標値算出部８３１を含む。指標値算出部８３１は、前記静電潜像の画素数の積算、即ち、現像画像の画素数の積算により消費指標値Ｄ０を算出する。

例えば、指標値算出部８３１は、シート９の１ページへの画像形成が行われるごとに、１ページ当たりの現像画像の画素数を消費指標値Ｄ０として算出する。消費指標値Ｄ０は、指標値算出部８３１から補給制御部８２へ伝送される。

なお、消費指標値Ｄ０が、最大サイズのシート９の１ページにおける全画素数に対する現像画像の画素数の比率を表す印字率であることも考えられる。前記印字率も、前記静電潜像の画素数の積算により得られる指標値の一例である。

データ記憶部８４は、各種のデータを記憶する不揮発性の記憶部である。さらに、データ記憶部８４は、補給制御部８２および画像処理部８３などによる各種データの読み書きが可能な記憶部でもある。

ところで、トナー補給部５が出力画像の画素数の積算値に応じて制御される場合、トナー９１の消費量に対し、現像部４３へのトナー９１の補給量の過不足が生じる場合がある。トナー９１の補給量の過不足は、現像剤９０におけるトナー９１の比率が変化することによる画質の悪化の原因となる。

また、現像剤９０の透磁率が上限レベルを上回ったときに、画質悪化の防止のために、トナー９１の強制補給制御が行われる場合がある。前記強制補給制御は、印刷処理を禁止した状況下で行われる。そのため、トナー９１の補給量の不足は、前記強制補給制御の発生回数を増やし、ひいては印刷処理の効率悪化の原因となる。

また、現像剤９０の透磁率は、トナー９１の比率に対する非線形性が強い。そのため、透磁率センサー８０の検出値と目標値との差を用いてトナー９１の補給量のフィードバック制御を行うと、かえってトナー９１の比率の変動を引き起こすおそれがある。

一方、画像形成装置１０が採用されれば、トナー９１の消費量に対する現像部４３へのトナー９１の補給量の過不足を修正し、これにより画質の悪化および印刷処理の効率悪化を回避できる。以下、その詳細について説明する。

本実施形態において、制御部８は、頻度記録処理を実行する頻度記録部８５を備える。前記頻度記録処理は、透磁率センサー８０が予め設定された目標範囲から外れる透磁率を検出した頻度を表す頻度情報Ｄ１をデータ記憶部８４に記録する処理である。

［非定常補給制御］
本実施形態において、制御部８は、透磁率センサー８０の検出値に基づいて、前記頻度記録処理、前記強制補給制御および前記補給禁止制御を含む非定常補給制御を実行する。前記非定常補給制御は、透磁率センサー８０が予め設定された範囲から外れたときに有効になる制御である。

以下、図４に示されるフローチャートを参照しつつ、前記非定常補給制御の手順の一例について説明する。以下の説明において、Ｓ１１，Ｓ１２，…は、制御部８が前記非定常補給制御において実行する工程の識別符号を表す。

＜工程Ｓ１１＞
前記非定常補給制御において、頻度記録部８５は、透磁率センサー８０が予め設定された目標範囲から外れる透磁率を検出しているか否かを監視する。

例えば、前記目標範囲の下限が、前記現像下限レベルよりも高い透磁率であることが考えられる。さらに、前記目標範囲の上限が、前記現像上限レベルよりも低い透磁率であることが考えられる。

＜工程Ｓ１２＞
透磁率センサー８０が前記目標範囲から外れる透磁率を検出している場合、頻度記録部８５は、頻度情報Ｄ１をデータ記憶部８４に記録する。本実施形態において、頻度記録部８５は、高レベル頻度Ｄ１１と低レベル頻度Ｄ１２とを区別して、頻度情報Ｄ１として記録する。

高レベル頻度Ｄ１１は、透磁率センサー８０が前記目標範囲を超える透磁率を検出した頻度である。前記低レベル頻度Ｄ１２は、前記目標範囲を下回る透磁率を検出した頻度である。

高レベル頻度Ｄ１１は、例えば、透磁率センサー８０が前記目標範囲を超える透磁率を検出した累積回数である。また、高レベル頻度Ｄ１１が、直近の予め定められた期間において、透磁率センサー８０が前記目標範囲を超える透磁率を検出した回数であることも考えられる。

低レベル頻度Ｄ１２は、例えば、透磁率センサー８０が前記目標範囲を下回る透磁率を検出した累積回数である。また、低レベル頻度Ｄ１２が、直近の予め定められた期間において、透磁率センサー８０が前記目標範囲を下回る透磁率を検出した回数であることも考えられる。

＜工程Ｓ１３〜Ｓ１５＞
透磁率センサー８０が前記目標範囲から外れる透磁率を検出した後、頻度記録部８５は、以下の３つの判定処理を随時実行する。

第１の判定処理は、透磁率センサー８０が前記現像上限を超える透磁率を検出するか否かを判定する処理である（Ｓ１３）。第２の判定処理は、透磁率センサー８０が前記現像下限を下回る透磁率を検出するか否かを判定する処理である（Ｓ１４）。第３の判定処理は、透磁率センサー８０が予め設定された回復レベル範囲内の透磁率を検出するか否かを判定する処理である（Ｓ１５）。

前記回復レベル範囲の下限は、前記目標範囲の下限よりも大きく、前記目標範囲の上限よりも小さい。また、前記回復レベル範囲の上限は、前記目標範囲の上限よりも小さく、前記回復レベル範囲の下限よりも大きい。

また、前記回復レベル範囲は、前記第２回復レベルから前記第１回復レベルまでの範囲と同じ範囲、または、前記第２回復レベルから前記第１回復レベルまでの範囲を含む範囲である。

頻度記録部８５は、工程Ｓ１５において、透磁率センサー８０が前記回復レベル範囲内の透磁率を検出したと判定した場合、工程Ｓ１１からの処理を繰り返す。

＜工程Ｓ１６＞
頻度記録部８５が、透磁率センサー８０が前記現像下限を下回る透磁率を検出したと判定した場合、補給制御部８２が、前記補給禁止制御を実行する。これにより、透磁率センサー８０により検出される透磁率が前記第２回復レベルを上回るまでトナー補給部５の動作が禁止される。トナー補給部５の動作が禁止される期間において、前記定常補給制御は実行されない。

透磁率センサー８０により検出される透磁率が前記第２回復レベルを上回ると、頻度記録部８５による工程Ｓ１１からの処理が繰り返される。

＜工程Ｓ１７＞
頻度記録部８５が、透磁率センサー８０が前記現像上限を超える透磁率を検出したと判定した場合、補給制御部８２が、前記強制補給制御を実行する。これにより、透磁率センサー８０により検出される透磁率が前記第１回復レベルを下回るまで、トナー補給部５が動作し、前記現像処理は行われない。

透磁率センサー８０により検出される透磁率が前記第１回復レベルを下回ると、頻度記録部８５による工程Ｓ１１からの処理が繰り返される。

［前記定常補給制御］
次に、図５に示されるフローチャートを参照しつつ、前記定常補給制御の手順の一例について説明する。以下の説明において、Ｓ２１，Ｓ２２，…は、制御部８が前記定常補給制御において実行する工程の識別符号を表す。

＜工程Ｓ２１＞
前記印刷処理が行われると、指標値算出部８３１が、消費指標値Ｄ０を算出する。

＜工程Ｓ２２＞
また、補給制御部８２が、データ記憶部８４から頻度情報Ｄ１を取得する。

＜工程Ｓ２３＞
さらに、補給制御部８２が、消費指標値Ｄ０に応じて定まるトナー補給部５の標準動作量Ｖ０が高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２に応じて補正された補正後動作量Ｖ１を導出する。

なお、トナー補給部５の動作量は、トナー補給部５の動作速度と動作時間との積によって表される。例えば、トナー補給部５が、前記スクリュー搬送部によってトナー９１を搬送する場合、トナー補給部５の動作速度は前記スクリュー搬送部の回転速度である。

本実施形態では、トナー補給部５の動作速度は一定である。この場合、標準動作量Ｖ０および補正後動作量Ｖ１は、トナー補給部５の動作時間と同義である。

なお、１単位の前記定常補給制御におけるトナー補給部５の動作時間を一定とし、標準動作量Ｖ０および補正後動作量Ｖ１が、トナー補給部５の動作速度として設定されることも考えられなくはない。

例えば、補給制御部８２が、消費指標値Ｄ０、高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２を次の（１）式に適用することによって補正後動作量Ｖ１を算出することが考えられる。

Ｖ１＝α*Ｄ０＋β１*Ｄ１１−γ１*Ｄ１２ ___(１)

（１）式において、補給係数αおよび第１補正係数β１，γ１は予め設定された係数である。補給係数αは、Ｄ０＝１に相当する量のトナー９１を補給するために必要なトナー補給部５の標準の動作量を表す。

第１補正係数β１，γ１は、１単位の前記定常補給制御が行われるごとのトナー補給部５の動作量を高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２によって補正するための係数である。本実施形態において、１単位の前記定常補給制御は、１ページ分の前記印刷処理に対応した前記定常補給制御である。

また、補給制御部８２が、消費指標値Ｄ０、高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２を次の（２）式に適用することによって補正後動作量Ｖ１を算出することが考えられる。

Ｖ１＝(α＋β２*Ｄ１１−γ２*Ｄ１２)*Ｄ０＋β１*Ｄ１１−γ１*Ｄ１２ ___(２)

（２）式において、補給係数α，第１補正係数β１，γ１および第２補正係数β２，γ２は予め設定された係数である。補給係数αおよび第１補正係数β１，γ１は、（１）式の係数と同様の係数である。

第２補正係数β２，γ２は、補給係数αを高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２によって補正するための係数である。

また、補給制御部８２が、消費指標値Ｄ０、高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２を次の（３）式に適用することによって補正後動作量Ｖ１を算出することが考えられる。

Ｖ１＝(α＋β２*Ｄ１１−γ２*Ｄ１２)*Ｄ０ ___(３)

（３）式において、補給係数αおよび第２補正係数β２，γ２は予め設定された係数である。補給係数αおよび第２補正係数β２，γ２は、（２）式の係数と同様の係数である。

（１）式は、トナー９１の補給量の過不足の主原因が、１単位の前記定常補給制御ごとに概ね一定に生じる補給量の誤差である、という考えに基づく式である。

（２）式は、トナー９１の補給量の過不足の主原因が、１単位の前記定常補給制御ごとに概ね一定に生じる補給量の誤差と、トナー補給部５の単位動作当たりの補給量の誤差との両方である、という考えに基づく式である。

（３）式は、トナー９１の補給量の過不足の主原因が、トナー補給部５の単位動作当たりの補給量の誤差である、という考えに基づく式である。

例えば、（２）式が採用されれば、トナー９１の補給量の過不足の原因と考えられる上記の２つの誤差を考慮したトナー９１の補給制御が可能となる。

（１）〜（３）式は、"α*Ｄ０"の項を含む。この"α*Ｄ０"が標準動作量Ｖ０である。即ち、画像形成装置１０の初期状態において、Ｄ１１，Ｄ１２がゼロであり、前記定常補給制御におけるトナー補給部５の動作量は、標準動作量Ｖ０である。そして、（１）〜（３）式において、"α*Ｄ０"の項以外の部分によって算出される動作量が、標準動作量Ｖ０に対する補正量である。

また、（１）〜（３）式のいずれかを採用する補給制御部８２は、前記定常補給制御において、高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２に対して個別の補正係数（β１，β２）と（γ１，γ２）を適用することによって標準動作量Ｖ０を補正する。

上記の場合、高レベル頻度Ｄ１１に対応する補正係数β１，β２と、低レベル頻度Ｄ１２に対応する補正係数γ１，γ２とを異なる値に設定することができる。

一般に、前記トナー比率が小さくなり過ぎる場合の方が、前記トナー比率が大きくなり過ぎる場合よりも画質への悪影響が大きい。そのため、高レベル頻度Ｄ１１に対応する補正係数β１，β１を、低レベル頻度Ｄ１２に対応する補正係数γ１，γ２よりも大きな値に設定することができる。これにより、前記トナー比率が小さくなり過ぎる場合におけるトナー９１の補給量の補正ゲインが大きくなる。

ところで、（２）式の（β２*Ｄ１１−γ２*Ｄ１２）の部分による補正は、頻度Ｄ１１，Ｄ１２のみに比例する量を補正する第１補正の一例である。また、（２）式の(α＋β１*Ｄ１１−γ１*Ｄ１２)*Ｄ０の部分による補正は、頻度Ｄ１１，Ｄ１２および消費指標値Ｄ０に比例する量を補正する第２補正の一例である。従って、（２）式を採用する補給制御部８２は、前記定常補給制御において、前記第１補正および前記第２補正の両方によって標準動作量Ｖ０を補正する。

一方、（１）式を採用する補給制御部８２は、前記定常補給制御において、前記第１補正のみによって標準動作量Ｖ０を補正する。また、（３）式を採用する補給制御部８２は、前記定常補給制御において、前記第２補正のみによって標準動作量Ｖ０を補正する。

例えば、補給係数αおよび補正係数β１、β２、γ１、γ２が定数であることが考えられる。一方、補給係数αが定数であり、補正係数β１、β２、γ１、γ２が、画像形成装置１０の動作実績に応じて設定される係数であることも考えられる。

例えば、画像処理部８３が、透磁率センサー８０によって検出される透磁率が前記現像上限レベルを超えてから前記現像上限レベル以下に回復した後に、再び前記現像上限レベルを超えるまでの消費指標値Ｄ０の積算値を、第１消費積算値として算出することが考えられる。この場合、補給制御部８２が、前記第１消費積算値に応じて補正係数β１、β２を設定することが考えられる。

同様に、画像処理部８３が、透磁率センサー８０によって検出される透磁率が前記現像下限レベルを下回ってから前記現像下限レベル以上に回復した後に、再び前記現像下限レベルを下回るまでの消費指標値Ｄ０の積算値を、第２消費積算値として算出することが考えられる。この場合、補給制御部８２が、前記第２消費積算値に応じて補正係数γ１、γ２を設定することが考えられる。

具体的には、補給制御部８２は、前記第１消費積算値が大きい場合よりも小さい場合の方が補正係数β１，β２を大きな値に設定する。さらに、補給制御部８２は、前記第２消費積算値が小さい場合よりも大きい場合の方が、補正係数γ１，γ２を大きな値に設定する。

補正係数β１、β２、γ１、γ２が上記のようにして設定されることにより、現像剤９０の透磁率が前記現像上限レベルを超える頻度、および、前記現像下限レベルを下回る頻度を減らすことができる。その結果、前記強制補給制御および前記補給禁止制御の実行回数を減らすことができる。

なお、補給制御部８２が、上記のような計算式を用いずに、消費指標値Ｄ０、高レベル頻度Ｄ１１および低レベル頻度Ｄ１２を予め設定されたルックアップテーブルに適用することによって補正後動作量Ｖ１を導出することも考えられる。

＜工程Ｓ２４＞
次に、補給制御部８２は、工程Ｓ２３で導出された補正後動作量Ｖ１だけトナー補給部５を動作させる。その後、補給制御部８２は、トナー補給部５を停止させる。以上により、１単位の前記定常補給制御が終了する。

制御部８は、１単位の前記印刷処理が行われるごとに、工程Ｓ２１からＳ２５の処理を実行する。但し、前記補給禁止制御が行われているときは、前記定常補給制御は実行されない。

画像形成装置１０の初期状態において、前記定常補給制御におけるトナー補給部５の動作量は、消費指標値Ｄ０に比例した標準動作量Ｖ０に設定される。なお、消費指標値Ｄ０は、出力画像の画素数の積算値に相当する。

前記初期状態において、実際のトナー９１の消費量に対し、現像部４３へのトナー９１の補給量の過不足が生じた場合、透磁率センサー８０の検出値が前記目標範囲から外れる。

標準動作量Ｖ０ではトナー９１の補給量が不足する場合、透磁率センサー８０の検出値が前記目標範囲を超えるため、補給制御部８２は、（１）〜（３）式などに基づいて、補正後動作量Ｖ１を標準動作量Ｖ０よりも増やす。同様に、標準動作量Ｖ０ではトナー９１の補給量が多すぎる場合、透磁率センサー８０の検出値が前記目標範囲を下回るため、補給制御部８２は、補正後動作量Ｖ１を標準動作量Ｖ０よりも減らす。

従って、画像形成装置１０が採用されれば、トナー９１の消費量に対する現像部４３へのトナー９１の補給量の過不足が修正される。これにより、前記トナー比率が適正な範囲で安定し、画質の悪化が回避される。

また、前記定常補給制御により、透磁率センサー８０の検出値が前記目標範囲から外れる頻度が減少し、ひいては、透磁率センサー８０の検出値が前記現像上限レベルを上回る頻度も減少する。そのため、前記強制補給制御の発生回数が減少する。従って、前記印刷処理の効率の悪化が回避される。

また、前記目標範囲の上限が、前記現像上限レベルよりも低い場合、補給制御部８２による制御が前記強制補給制御へ移行する前に、トナー９１の補給不足が解消されることも期待される。これにより、前記印刷処理の効率の悪化を回避する効果がより高まる。

[応用例]
以上に示された実施形態において、前記目標範囲の下限および上限が、それぞれ前記現像下限レベルおよび前記現像上限レベルと同等の透磁率であることも考えられる。この場合、頻度情報Ｄ１は、前記強制補給制御が行われた頻度を表す情報でもある。

なお、本発明に係る画像形成装置および画像形成装置の制御方法は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
４ｘ ：単色作像部
５ ：トナー補給部
８ ：制御部
９ ：シート
１０ ：画像形成装置
２１ ：シートカセット
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：搬送ローラー
４０ ：光走査部
４１ ：感光体
４２ ：帯電部
４３ ：現像部
４５ ：一次転写部
４７ ：一次クリーニング部
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：定着部
５１ ：補給容器
５２ ：トナー搬送部
８０ ：透磁率センサー
８１ ：印刷制御部
８２ ：補給制御部
８３ ：画像処理部
８４ ：データ記憶部
８５ ：頻度記録部
９０ ：現像剤
９１ ：トナー
９２ ：キャリア
１００ ：本体部
１０１ ：排出トレイ
４３０ ：磁気ローラー
４３２ ：撹拌部材
４３３ ：ブレード
４８１ ：二次転写部
４８２ ：二次クリーニング部
８３１ ：指標値算出部
４３００ ：現像容器
Ｄ０ ：消費指標値
Ｄ１ ：頻度情報
Ｄ１１ ：高レベル頻度
Ｄ１２ ：低レベル頻度
Ｖ０ ：標準動作量
Ｖ１ ：補正後動作量
β１ ：第１補正係数
β２ ：第２補正係数

Claims (6)

1. トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容し、前記トナーによって像担持体上の静電潜像を現像する現像部と、
   前記現像部に前記トナーを補給するトナー補給部と、
   前記現像部内の前記現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーと、
   前記静電潜像の画素数の積算により前記トナーの消費量の指標値を算出する指標値算出部と、
   前記透磁率センサーが予め設定された目標範囲から外れる前記透磁率を検出した頻度を表す情報を不揮発性の記憶部に記録する頻度記録部と、
   前記指標値に応じて定まる標準動作量が前記頻度に応じて補正された補正後動作量を導出し、前記補正後動作量だけ前記トナー補給部を動作させる定常補給制御を実行する補給制御部と、を備える画像形成装置。
2. 前記補給制御部は、前記透磁率センサーが予め設定された現像上限レベルを超える前記透磁率を検出した場合に、現像処理を禁止して、前記透磁率センサーにより検出される前記透磁率が予め設定された回復レベルを下回るまで前記トナー補給部を動作させる強制補給制御を実行し、
   前記目標範囲の上限は、前記現像上限レベルよりも低い、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記頻度記録部は、前記透磁率センサーが前記目標範囲を超える前記透磁率を検出した前記頻度である高レベル頻度の情報と前記目標範囲を下回る前記透磁率を検出した前記頻度である低レベル頻度の情報とを記録し、
   前記補給制御部は、前記定常補給制御において、前記高レベル頻度および前記低レベル頻度に対して個別の補正係数を適用することによって前記標準動作量を補正する、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記補給制御部は、前記定常補給制御において、前記頻度のみに比例する量を補正する第１補正と前記頻度および前記指標値に比例する量を補正する第２補正との両方によって前記標準動作量を補正する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記補給制御部は、前記定常補給制御において、前記頻度のみに比例する量を補正する第１補正と前記頻度および前記指標値に比例する量を補正する第２補正との一方によって前記標準動作量を補正する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. トナーおよびキャリアを含む現像剤を収容し、前記トナーによって像担持体上の静電潜像を現像する現像部と、
   前記現像部に前記トナーを補給するトナー補給部と、
   前記現像部内の前記現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーと、を備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記静電潜像の画素数の積算により前記トナーの消費量の指標値を算出する工程と、
   前記透磁率センサーが予め設定された目標範囲から外れる前記透磁率を検出した頻度を表す情報を不揮発性の記憶部に記録する工程と、
   前記指標値に応じて定まる標準動作量が前記頻度に応じて補正された補正後動作量を導出し、前記補正後動作量だけ前記トナー補給部を動作させる定常補給制御を実行する工程と、を含む画像形成装置の制御方法。
   

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