トナー供給装置および画像形成装置
【課題】駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御しつつ、トナー供給不足が発生する機会を減らす。
【解決手段】クラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋは、それぞれトナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋと対になるように設けられ、トナー収容器１１０から現像器へトナーを供給する際には、モータ１２０から受け取った駆動力を各々に伝達するか、又は伝達しないかを制御することによって、トナーを供給するか否かが切り替えられる。この構成により、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御することができるし、駆動力を伝達するクラッチ１５０の数が多いほどトナー供給時間を多くするので、トナーの供給不足を防ぐことができる。
【解決手段】クラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋは、それぞれトナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋと対になるように設けられ、トナー収容器１１０から現像器へトナーを供給する際には、モータ１２０から受け取った駆動力を各々に伝達するか、又は伝達しないかを制御することによって、トナーを供給するか否かが切り替えられる。この構成により、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御することができるし、駆動力を伝達するクラッチ１５０の数が多いほどトナー供給時間を多くするので、トナーの供給不足を防ぐことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー供給装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の低価格化や小型化のために、或る部品装置が複数の機能を有するようにして、装置全体としての部品点数を減らすことが効果的である。例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像を形成する画像形成装置における現像器にトナーを供給するトナー供給装置においては、モータ等の１つの駆動装置が２つのトナー供給装置を同時に駆動させるようにしたり、クラッチ等を用いて１つの駆動装置がすべてのトナー供給装置を駆動させるようになっている。このように複数のトナー供給装置で１つの駆動装置を共用することで、駆動装置の数を減らすと、１つの駆動装置から各々のトナー供給装置に与えられる駆動力が低下してしまい、トナーの供給量が減少して現像器内のトナーが不足してしまうことがあった。一方で、大きな駆動力を発生させることのできる駆動装置を用いるようにすれば、コストだけでなく装置の大型化や消費電力の増大というデメリットが生じてしまう。そこで、特許文献１には、画像の内容に応じて、駆動させるトナー供給装置を切り替えることによって、トナー供給不足を回避しつつ、駆動装置の数を減らすことが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２０１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、すべてのトナー供給装置からすべての現像器に対していっせいにトナーを供給することができないから、画像密度が極めて高い画像を形成する場合においてはトナー供給不足が発生してしまう、という問題があった。
本発明は、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御しつつ、トナー供給不足が発生する機会を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するため、本発明は、駆動力を発生させる駆動手段と、トナーと、前記駆動手段が発生させた駆動力により駆動させられる供給部材とを収容し、トナーを含む現像剤を用いて像を形成する複数の現像手段のそれぞれに対し、前記供給部材の駆動に応じてトナーを供給する複数のトナー収容手段と、各々の前記供給部材のうち少なくともいずれか１つに対し、前記駆動手段によって発生させられた駆動力を伝達するか、又は、いずれの前記供給部材にも前記駆動力を伝達しない伝達手段と、トナーを供給する前記現像手段を特定し、特定した当該現像手段にトナーを供給するトナー収容手段に収容される前記供給部材を前記駆動力によって駆動させるよう、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態及び前記駆動手段による駆動の状態を制御する制御手段であって、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数の増減にかかわらず、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする制御手段とを備えることを特徴とするトナー供給装置を提供する。
【０００５】
本発明のトナー供給装置において、前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記供給部材に駆動力を伝達する時間を長くするように、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることを特徴とする。この場合において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、前記伝達手段によって前記供給部材に駆動力が伝達される時間を長くし、当該個数が減少した場合には、当該時間を短くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることが好ましい。
【０００６】
また、本発明のトナー供給装置において、前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記駆動手段が駆動力を発生させるときの単位時間当たりの駆動回数を多くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にするようにしてもよい。この場合において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、当該トナーを供給しているときの前記駆動手段の前記駆動回数を多くし、当該個数が減少した場合には、当該駆動回数を少なくして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、上記構成のいずれかのトナー供給装置と、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段によって形成された潜像を、前記トナー供給装置から供給されるトナーを含む現像剤を用いて現像する現象手段と、前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御しつつ、トナー供給不足が発生する機会を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。
（１）実施形態の構成
まず、図１は、画像形成装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。
画像形成装置１００は、制御部１と、記憶部２と、通信部３と、操作部４と、画像形成部５とを備えている。
制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えた演算装置であり、ＣＰＵはＲＡＭをワークエリアとし、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって画像形成装置１００の各部の動作を制御する。記憶部２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置であり、後述する現像器５０に収容された現像剤に含まれるトナーの濃度と、現像器５０にトナーの供給を行うときのその供給時間（以下、「トナー供給時間」という。）との対応関係や、駆動制御テーブル２ａを記憶している。通信部３は、パーソナルコンピュータおよびスキャナ等の外部装置とデータをやりとりするためのインタフェース装置である。制御部１は、これらの外部装置から通信部３によって、例えばレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３色の色成分からなる画像データを取得する。操作部４はタッチパネルを備えた入力装置であり、ユーザによって操作されることによりユーザからの指示を受け付ける。画像形成部５は、制御部１によりＲＧＢ色空間の色成分から色空間変換されたＣＭＹＫ色空間の色成分からなる画像データに応じた画像を記録媒体に形成する。
【００１０】
図２は、画像形成部５の画像形成を行う要部の構造を示す図である。
同図に示すように、画像形成部５には、画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋと、中間転写ベルト２００とが備えられている。中間転写ベルト２００は、図示せぬ駆動機構によって図中の矢印Ａの方向に周回する無端のベルト部材であり、この中間転写ベルト２００のベルト面外周に沿って画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋが一列に配置されている。画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーを用いて各色の画像を形成し、これらの画像を中間転写ベルト２００の表面に重ね合わせるようにして転写する。これら画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、用いるトナーが異なるのみであって、その構成は同様であるから、これらをそれぞれ区別する必要の無い場合には、「画像形成ユニット１０」と総称し、その構成要素についても符号末尾のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋを省略して説明する。
【００１１】
ここで、画像形成ユニット１０の構成を説明する。
画像形成ユニット１０は、感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電器３０と、露光器４０と、現像器５０と、転写器６０と、除電器７０、及びトナー濃度検出センサ８０と、トナー供給装置９０とを備えている。感光体ドラム２０は、例えば導体基板上に電荷受容体としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor：有機光導電体）からなる電荷発生層や電荷輸送層を含む２層ないし３層の光導電層が積層されることによって形成された像保持体である。感光体ドラム２０は、図示せぬ駆動装置によりその中心軸を中心として図に示す矢印Ｂの方向（半時計周り方向）へ回転駆動させられる。帯電器３０は、その表面が感光体ドラム２０の表面に接触した帯電手段であり、感光体ドラム２０の回転に従って回転しつつ、感光体ドラム２０の表面を所定の電位に帯電させる。露光器４０は、帯電させられた感光体ドラム２０の表面に向けてレーザまたはＬＥＤを照射（露光）して、感光体ドラム２０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段である。
【００１２】
現像器５０は、現像剤に含まれている色材としてのトナーを用いて現像を行う現像手段である。現像器５０は、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像が、その感光体ドラム２０の回転に伴って現像ロールに対向する位置に到達すると、静電潜像に現像剤が供給されて静電潜像を現像させ、感光体ドラム２０の表面にトナー像を形成させる。転写器６０は、感光体ドラム２０の表面に形成されたトナー像が、その感光体ドラム２０の回転に伴って、自身と感光体ドラム２０との間の位置（転写位置）に到達すると、静電力などによってそのトナー像を、中間転写ベルト２００に転写させる。中間転写ベルト２００に転写されたトナー像は、図示せぬ２次転写装置によって用紙等の記録媒体に転写される。その記録媒体は図示せぬ定着装置へ搬送され、トナー像が定着させられた後に機外へ排出される。除電器７０は、感光体ドラム２０の表面に除電光を照射し、その表面を除電させる。
【００１３】
トナー濃度検出センサ８０は、現像器５０内に設けられており、トナーとキャリアからなる二成分の現像剤の透磁率を検出することによりトナー濃度を検出する濃度検出手段である。トナー濃度検出センサ８０はトナー濃度を検出すると、その濃度を表す濃度検出信号を制御部１に出力する。
トナー供給装置９０は、トナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋ等を備え、必要に応じてそれぞれの現像器５０にトナーを供給する。このトナー供給装置９０の後述する各構成部品は、上述した感光体ドラム２０等の画像を形成させるために駆動する各構成部品とは独立した動作をするから、これらは例えば、画像形成ユニット１０の上部や、装置からみたときの奥方向等に配置され、例えば、トナー収容器１１０は図示のように感光体ドラム２０や中間転写ベルト２００よりも上方に一列並べて配置されている。
【００１４】
ここで、図３は、トナー供給装置９０の構造をより詳細に説明する図である。
同図に示すように、トナー供給装置９０は、トナー収容器１１０と、モータ１２０と、シャフト１３０と、ラックギア１４０と、クラッチ１５０と、クラッチギア１６０と、駆動伝達ギア１７０と、トナー供給ギア１８０とを備える。なお、同図においては図が煩雑になるのを防ぐため、ラックギア１４０、クラッチギア１６０、駆動伝達ギア１７０及びトナー供給ギア１８０については、同図においての最も右側にあるトナー収容器１１０Ｃを駆動させる機構のみに符号を付している。
トナー収容器１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙ、１１０Ｋは、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナー収容手段であり、それぞれ、自身が収容するトナーを、制御部１による制御の下、現像器５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにそれぞれ供給する。
【００１５】
ここで、図４は、トナー収容器１１０の内部構成を、トナー収容器１１０が並べられた方向（図３の矢印ｘ方向）に見たときの様子を模式的に表した図である。
同図に示すように、トナー収容器１１０には、トナーとともに、その収容空間内の下方部において供給部材１１１が収容されている。供給部材１１１は、回転軸ｌの長手方向に対して複数の螺旋状の羽根を有する。供給部材１１１が回転させられると、これらの羽根の駆動によってトナーが図中右方向へと押し出され、供給口１１２よりトナーが排出される。供給口１１２から排出されたトナーは、供給経路を通って現像器５０へと供給される。供給部材１１１の単位時間当たりの回転数が多くなるほど、供給部材１１１によるトナーの供給力が増すため、単位時間当たりのトナーの供給量もそれに応じて増すことになる。また、供給部材１１１の回転時間が長くなるほど、もちろん、その供給部材１１１によるトナーの供給量も増加する。
【００１６】
ここで図３に戻って説明する。
モータ１２０は、例えばステッピングモータであり、商用電源から供給される電力を用いてその回転軸を回転させることにより、供給部材１１１を回転させる駆動力を発生させる駆動手段である。ここでは、制御部１は、単位時間当たりの回転数を一定にさせたままモータ１２０の回転軸を回転させる。シャフト１３０は、その一端がモータ１２０の回転軸に連結され、他端は画像形成装置１００の筐体に設けられた部品等によって回転可能に支持されている。このシャフト１３０は、モータ１２０の駆動によって発生した駆動力によって回転させられる。ラックギア１４０は、シャフト１３０の周りに設けられている。
【００１７】
駆動力の伝達手段であるクラッチ１５０Ｃ,１５０Ｍ,１５０Ｙ,１５０Ｋを備えており、これらはそれぞれトナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋと対になるように設けられている。クラッチ１５０は、例えば、図示せぬ入力軸と出力軸とを電磁的な結合状態に応じて、入力軸から出力軸へと駆動力を伝達する状態（以下では、「伝達状態」という。）か、又は伝達しない状態（以下では、「非伝達状態」という）となる。このような電磁的に結合するクラッチ１５０は、制御部１の制御によって電流の供給が行われるか否かによって、伝達状態と非伝達状態とのいずれかの伝達の状態となるように制御される。
【００１８】
また、クラッチ１５０は、シャフト１３０及びラックギア１４０を介してモータ１２０と連結され、一方でトナー収容器１１０の供給部材１１１と、クラッチギア１６０、駆動伝達ギア及びトナー供給ギア１８０を介して連結されており、クラッチ１５０が伝達状態のときには、モータ１２０によって発生させられた駆動力が供給部材１１１へと伝達されることになる。この駆動力によって供給部材１１１が回転させられると、現像器５０に対してトナーが供給される。このクラッチ１５０による駆動力の伝達の状態が制御部１によって制御されることにより、各々の供給部材１１１のうち少なくともいずれか１つに対し、モータ１２０によって発生させられた駆動力が伝達されたり、又は、いずれの供給部材１１１にもその駆動力を伝達されなかったりする。
【００１９】
ここで、駆動制御テーブル２ａについて説明する。
図５は、駆動制御テーブル２ａの一例を示した図である。この駆動制御テーブル２ａは、制御部１がクラッチ１５０の伝達の状態を制御するときに用いられる。同図に示すように、この駆動制御テーブル２ａにおいては「対象個数（個）」と、「供給時間補正値」とが対応付けられている。「対象個数」は、同時刻において、現像器５０にトナーを供給するトナー収容器１１０の個数を表しており、この個数はトナーが供給される現像器５０の数と等しい。以下では、このようなトナー収容器１１０の個数のことを「対象個数」と言うことがある。「供給時間補正値」は、トナー濃度検出センサ８０によって検出されるトナー濃度に応じて決定されるトナー供給時間の補正に用いられる補正値であって、ここでは補正時においてトナー供給時間に乗算される値（倍率）が書き込まれている。例えば、第１行においては、「２個」の現像器５０にトナーを供給するに際しては、トナー供給時間を「１．１倍」とすることが示されている。同様に、第２行においては、同時刻において「３個」の現像器５０にトナーを供給する場合には、トナー供給時間を「１．２倍」とすることが記述され、第３行においては、４個全ての現像器５０にトナーを供給する場合には、トナー供給時間を「１．３倍」とすることが記述されている。このように、駆動制御テーブル２ａにおいては、対象個数が多くなるほど、トナー供給時間を長くするような補正値が記述されている。
【００２０】
（２）動作
次に、画像形成装置１００が現像器５０に対してトナーを供給しようとするときの動作について、図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここでは、複数ページに亘る画像データが通信部３によって画像形成装置１００に供給されると、画像形成装置１００は１つの画像データに応じた画像の形成を行うに際しては、その都度、現像器５０内のトナー濃度に応じてトナー供給に係る以下の処理を行うものとする。
【００２１】
（２−１）動作例１
まず、制御部１は、通信部３によって受信した画像データに応じた画像を形成する旨の指示を受信すると、画像形成部５に画像データを出力し、画像を形成させる処理を行わせる。その一方で、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０に対して現像器５０内の現像剤のトナー濃度を検出するタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでの判定結果が「ＹＥＳ」となると、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｋによって、現像器５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋに収容されたトナーの濃度をそれぞれ検出する（ステップＳ２）。そして、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｋから濃度検出信号が供給されると、これに基づいて、現像器５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋのそれぞれに収容された現像剤のトナー濃度を特定し、これらのうちトナー濃度が所定の閾値Ｔｈ１未満のものがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。この閾値Ｔｈ１は、例えば画像データに応じた画像を形成させるために最低限必要なトナー量を考慮して決められ、現像器５０に収容された現像剤に含まれるトナーが空になったり、トナーの量が極めて少量になることがないように設定される。
【００２２】
ここで、制御部１は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下となった現像器５０がないと判定すると（ステップＳ３；ＮＯ）、いずれの現像器５０においても十分な濃度のトナーが収容されており、トナーを供給すべき現像器５０はないので、ステップＳ１に戻ってトナー濃度の検出のタイミングになるまで待機することになる。
一方、ステップＳ３において制御部１が「ＹＥＳ」と判定し、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下の現像器５０がある場合には、その現像器５０を、トナーの供給が必要な現像器５０として特定する（ステップＳ４）。ここでは、制御部１は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であった現像器５０として、現像器５０Ｃのみを特定したとする。
【００２３】
続いて、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃによる濃度の検出結果に基づいて、トナー供給時間を決定する（ステップＳ５）。ここでは、前述したように、記憶部２には現像器５０に収容された現像剤におけるトナー濃度と、トナー供給時間との対応関係が記憶されているから、制御部１はこの対応関係に基づいてトナー供給時間を決定する。ここでは、制御部１は、トナー供給時間として「１０秒」を決定するものとするが、トナー濃度が低いほどその供給量を大きくするべく、トナー供給時間も長くなる。
【００２４】
続いて、制御部１は、すでに他の現像器５０についてトナーを供給しているか否かを判定する（ステップＳ６）。すなわち、制御部１は、ステップＳ４で特定した現像器５０Ｃ以外に、トナーを供給している現像器５０があるか否かを判定することになる。ここでは、他の現像器５０に対してトナーを供給をしてないので判定結果は「ＮＯ」となり、制御部１はステップＳ８に進む。
【００２５】
次いで、制御部１は、ステップＳ６において決定したトナー供給時間に基づいて、現像器５０Ｃに対してトナーを供給する（ステップＳ８）。具体的には、制御部１は、モータ１２０の駆動を開始させ、さらに現像器５０Ｃにトナーを供給するべくクラッチ１５０Ｃを非伝達状態から伝達状態へと切り替える。その一方で、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋにはトナーを供給しないのでクラッチ１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋをそれぞれ非伝達状態となるよう制御する。これにより、モータ１２０の駆動によって発生する駆動力がクラッチ１５０Ｃを介して、トナー収容器１１０Ｃに収容されている供給部材１１１に伝達され、その回転によって現像器５０Ｃに対してトナーが供給されることとなる。そして、制御部１は、トナーの供給を開始してから、ステップＳ５で決定したトナー供給時間「１０秒間」が経過するまでトナーを供給することになる。
【００２６】
（２−２）動作例２
次に、上記で説明したようにして現像器５０Ｃに対してトナーを供給している最中に、さらに別の現像器５０に対してトナーを供給するとき、すなわち同時刻に複数の現像器５０にトナーを供給する場合の制御部１の動作について説明する。
【００２７】
図７は、本動作例におけるクラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋの伝達状態、又は非伝達状態の時系列な変化の様子を示すタイミングチャートである。同図に示すように、時刻Ｔ＝０秒において、動作例１におけるクラッチ１５０Ｃが非伝達状態から伝達状態に切り替えられるものとし、その「５秒後」である時刻Ｔ＝「５秒」において、現像器５０Ｍ及び５０Ｙに対してトナーの供給が開始されるものとする。
【００２８】
トナー濃度の検出タイミングになると、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０によって現像器５０内のトナー濃度を検出させ（ステップＳ２）、この検出結果により現像器５０Ｍ及び５０Ｙのトナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であると判定すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、これらをトナーの供給が必要な現像器５０として特定する（ステップＳ４）。そして、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０の濃度の検出結果に基づいて、ここではトナー供給時間「１０秒」を決定する（ステップＳ５）。このステップＳ１〜Ｓ５の処理は、前述した動作例１と同様にして行われる。
【００２９】
続いて、ステップＳ６において、制御部１はすでに他の現像器である現像器５０Ｃについてトナーを供給している判定すると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
このステップＳ７において、制御部１は、ステップＳ６において決定したトナー供給時間を補正する。具体的には、制御部１は、記憶部２に記憶された駆動制御テーブル２ａを読み出し、同時刻にトナーを供給する対象となるトナー収容器１１０の個数（対象個数）に応じて、トナー供給時間に対する補正値を特定する。ここでは、制御部１は、すでにトナーを供給している現像器５０Ｃの他に、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給するから、その個数を「３個」と特定する。そして、制御部１は、駆動制御テーブル２ａの第２行の内容に基づいて、ステップＳ６で決定したトナー供給時間に対して、供給時間補正値として「１．２」を乗算することによって、トナー供給時間を補正する。
【００３０】
この補正において、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対して決定したトナー供給時間「１０秒」に供給時間補正値「１．２」を乗算し、これを現像器５０Ｍ，５０Ｙに対するトナー供給時間とする。すなわち、制御部１は、「１０秒」×「１．２」＝「１２秒」間に亘って、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給するようトナー供給時間を補正する。
一方、すでにトナーを供給している現像器５０Ｃについては、制御部１は、トナー供給時間のうちの残りの供給時間（残り時間）を駆動制御テーブル２ａに基づいて補正する。すなわち、ステップＳ５で決定したトナー供給時間「１０秒」のうち、時刻Ｔにおいて「５秒」が既に経過しているから、制御部１は駆動制御テーブル２ａの第２行に基づいて、残り時間「５秒」×「１．２」＝「６秒」を残り時間として補正する。
【００３１】
そして、制御部１は、ステップＳ７において補正したトナー供給時間に基づいて、現像器５０Ｃ、５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給する（ステップＳ８）。具体的には、制御部１は、クラッチ１５０Ｃを伝達状態に、クラッチ１５０Ｋを非伝達状態に維持させ、クラッチ１５０Ｍ及び１５０Ｙを非伝達状態から伝達状態に切り替える。これによって、トナー供給装置９０Ｍ，９０Ｙからの現像器５０Ｍ，５０Ｙのそれぞれに対するトナーの供給が開始される。そして、制御部１は、トナー供給時間が経過した現像器５０から順に、対応するクラッチ１５０を非伝達状態となるように制御して、トナーの供給を終了する。
【００３２】
以上の制御により、図７に示すように、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対しては、時刻Ｔが「５秒」から「１７秒」までの「１２秒間」に亘って、トナー供給装置９０Ｍ，９０Ｙにトナーを供給することになる。図７において、ハッチングで図示した時刻「１５秒」から「１７秒」までが補正によって増加するトナー供給時間である。一方、現像器５０Ｃに対しては、最初に決定したトナー供給時間「１０秒」のうち時刻Ｔにおいて「５．０秒」がすでに経過しているから、制御部１は、残りのトナー供給時間と、駆動制御テーブル２ａの第２行に基づいて、（決定したトナー供給時間「１０．０」−残りのトナー供給時間「５．０」）×「１．２」＝「６．０秒」と補正して、トナーを供給することになる。すなわち、制御部１は、現像器５０Ｃに対しては、すでに経過した「５秒」と併せて「１１秒」間に亘ってトナーを供給することになり、時刻Ｔが「０秒」〜「１１秒」の間にこれを行う。図７のハッングで図示した時刻Ｔが「１０秒」から「１１秒」までが補正によって増加するトナー供給時間である。
【００３３】
ところで、現像器５０Ｃについては、トナーを供給している最中において、新たにトナーを供給する現像器５０の数が増加するため、時刻Ｔ＝「５秒」以降の単位時間当たりの供給量はそれ以前よりも減少してしまう。しかしながら、制御部１は、少なくとも１つの現像器５０にトナーを供給しているときにトナーの供給のために駆動させるトナー収容器１１０が増加した場合、残りの供給時間を長くするよう補正することによって、その増加した対象個数の増減にかかわらず供給量を一定とする。一方、現像器５０Ｍ、５０Ｙにおいては、当初からトナーを供給する現像器５０の対象個数が「３」であるから、制御部１は、決定したトナー供給時間を駆動制御テーブル２ａに基づいて補正し、対象個数「１」の場合よりも供給時間を長くすることによって、トナー供給量が一定となるようにする。また、トナーの供給中に対象個数が「２」→「３」に増加する現像器５０Ｍ，５０Ｙに比して、当初から対象個数が「３」である現像器５０Ｃの方が単位時間当たりの供給量の平均が少ないから、供給時間においても現像器５０Ｃの方が長くなっている。
【００３４】
また、同時刻にトナーを供給する現像器５０の数が「２個」や「４個」であっても、上記と同じようにトナー供給時間を補正することができる。例えば、２個の現像器５０に同時にトナーを供給する場合には、ステップＳ７において、制御部１は駆動制御テーブル２ａの第１行の内容に基づいて、すでにトナー供給している現像器５０に対する残りトナー供給時間を「１．１倍」にし、新たに供給を開始する現像器５０に対してはステップＳ５で決定したトナー供給時間を「１．１倍」と補正してトナーを供給する。また、４個すべての現像器５０に同時にトナーを供給するには、制御部１は、駆動制御テーブル２ａの第３行の内容に基づいて、すでにトナーを供給する現像器５０に対する残りのトナー供給時間を「１．３倍」にし、新たに供給を開始する現像器５０に対してはステップＳ５で決定した供給時間を「１．３倍」と補正してトナーを供給する。
また、対象個数が減った場合においても、複数の現像器５０に対してトナーを供給しているときに或る現像器５０に対する供給が完了すると、制御部１は、駆動させているトナー収容器１１０に対する残りのトナー供給時間を短くして、トナーの供給量が一定となるようにする。
【００３５】
以上説明した実施形態によれば、画像形成装置１００は、トナーを供給するトナー供給装置９０の対象個数に応じて、現像器５０内のトナー濃度に応じて決定した補正値でトナー供給時間を補正する。これによって、発生させる駆動力が大きなモータを用いなくても、トナーを供給する現像器５０の対象個数の増減にかかわらず、トナー収容器１１０から現像器５０へのトナー供給量が一定となるようにすることができる。また、画像形成装置１００は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であることを検出すると、直ちにトナーを供給することができるから、現像器５０内のトナーの供給不足となる機会を減らすことができる。また、トナーを供給している最中において、対象個数が増減し、単位時間当たりのトナー供給量が変化してしまっても、残り時間をこの対象個数に応じて補正するから、この場合においてもトナー供給量が一定とすることができる。
【００３６】
（３）変形例
なお、上記実施形態を次のように変形してもよい。具体的には、例えば以下のような変形が挙げられる。これらの変形は、各々を適宜に組み合わせることも可能である。
（３−１）変形例１
上述した実施形態では、制御部１は、同時刻にトナーを供給するトナー供給装置の対象個数に応じてトナー供給時間を補正し、一定量のトナーが現像器５０に供給されるようにしていた。これに対し、制御部１は、モータ１２０の駆動力を補正することによってトナーの供給量が一定となるようにしてもよい。前述したように、トナー供給時において、制御部１が駆動させるトナー収容器１１０（供給部材１１１）の数が多くなるほど、供給部材１１１の単位時間当たりの回転数（以下、単に「回転数」という。）が減少してしまうので、単位時間当たりのトナーの供給量が減少していた。そこで、制御部１は、この供給量が減少しないように、モータ１２０の回転軸の回転数を大きくすることによって、トナーの供給量を一定にすることができる。
【００３７】
このような態様においては、記憶部２において、駆動数とモータ１２０の回転数との対応関係を記憶しておき、ステップＳ７において、制御部１が供給時間を補正するのに代えて、モータ１２０の回転軸の回転数を補正すればよい。もちろん、トナー供給装置９０が少なくとも１つの現像器５０にトナーを供給しているときに対象個数が増減した場合においても、制御部１は、モータ１２０の回転数を補正することによって、トナーの供給量を一定にすることができる。
このような構成によれば、制御部１は、現像器５０内のトナー濃度に基づいて決定した供給時間を長くしなくても、トナーの供給量を一定にすることができる。
また、制御部１は、モータ１２０の回転軸の回転数を変える代わりに、モータ１２０へ供給する電流を変化させて、発生させる駆動力を制御してもよい。
【００３８】
（３−２）変形例２
また、トナー供給時間の補正は、トナー収容器１１０内のトナーの残量や環境条件に基づいて行うことが好ましい。例えば、トナー収容器１１０内のトナーの残量が少なくなるほど、供給部材１１１の回転数が一定であっても単位時間当たりの供給量は減少してしまいやすいから、トナー収容器１１０に収容されているトナーの量を検出するセンサを設けておき、その残量が小さくほど供給時間を長くするような補正量で、トナー供給時間を補正するとよい。
【００３９】
また、トナー残量の検出手法として、モータ１２０の駆動時間と、クラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋのそれぞれが伝達状態となった時間とを用いてトナー濃度を検出する手法が知られている。しかしながら、伝達状態となっているクラッチ１５０の個数が多いほど、モータ１２０の駆動時間が同じあっても供給部材１１１が回転しにくくなるから、トナーの単位時間当たりの供給量が小さくなり、求めたトナー残量は本来よりも少なくなり、その精度が低下してしまう。よって、制御部１は、この伝達状態となったクラッチ１５０の数に応じてその残量を補正することが好ましい。
【００４０】
ここで、図８は、トナー供給装置９０Ｙ及び９０Ｍによる単位時間当たりのトナー供給量の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。ここでは、同図（ａ）に示すように、トナー供給装置９０Ｙのみによってトナーを供給する場合と、同図（ｂ）に示すように、トナー供給装置９０Ｙ及び９０Ｍに対して同じ時間帯にトナーを供給する場合について説明する。
まず、同図（ａ）に示すように、時刻Ｔ＝０において、制御部１がクラッチ１５０Ｙを非伝達状態から伝達状態に切り替えるよう制御すると、時間Ｔｕ１を要して非伝達状態から伝達状態へと切り替わる。そして、時刻Ｔ＝Ｔｕ１からクラッチ１５０Ｙは伝達状態となり、時刻Ｔ＝ＴＲ１において、伝達状態から非伝達状態へ遷移し始め、時刻ＴＲ１から時間Ｔｏ１を要した時刻ＴＥ１において非伝達状態となる。この時刻ＴＲ１〜ＴＥ１における伝達状態から非伝達状態へ遷移する時間帯においては、慣性で駆動力が伝達される期間である。同図において、縦成分が単位時間当たりのトナー供給量に相当するものとすると、この時刻Ｔ＝０からＴＥ１までの間におけるトナー供給量Ｍ１は次式（１）の演算によって算出することができる。ただし、クラッチ１５０Ｙが伝達状態のときに、トナー収容器１１０Ｙからの単位時間当たりのトナー供給量をＨ１とする。
Ｍ１＝ＴＲ１×Ｈ１−Ｔｕ１×Ｈ１／２＋Ｔｏ１×Ｈ１／２ ・・・（１）
【００４１】
一方、同図（ｂ）に示すように、時刻Ｔ＝０において、制御部１がクラッチ１５０Ｙ及び１５０Ｍを非伝達状態から伝達状態に切り替えるよう制御すると、時間Ｔｕ２を要して非伝達状態から伝達状態へと切り替わる。この時間Ｔｕ２は、同図（ａ）に示す対象個数が「１個」の場合のＴｕ１よりも大きくなる。これは、モータ１２０にかかる負荷が大きくなり、供給部材１１１の加速度が小さくなる（回転しにくくなる）ためである。そして、時刻Ｔ＝Ｔｕ２からクラッチ１５０Ｙ及び１５０Ｍが伝達状態となり、時刻Ｔ＝ＴＲ２において、伝達状態から非伝達状態へ遷移し始め、時刻ＴＲ２から時間Ｔｏ２を要した時刻ＴＥ２において非伝達状態となる。この時間Ｔｏ２は、同図（ａ）に示す対象個数が「１個」の場合のＴｏ１よりも大きくなる。この理由も、モータ１２０にかかる負荷が大きくなるから減速度が小さくなるためである。同図において、縦成分が単位時間当たりのトナー供給量を表すものとすると、この時刻Ｔ＝０からＴＥ２の間のトナー供給量Ｍ２は次式（２）の演算によって算出することができる。ただし、伝達状態における単位時間当たりのトナー供給量をＨ２とする。
Ｍ２＝ＴＲ２×Ｈ２−Ｔｕ２×Ｈ２／２＋Ｔｏ２×Ｈ２／２ ・・・（２）
【００４２】
ここでＨ１＝Ｈ２とみなして、両者で同じ量のトナーを供給する場合（Ｍ１＝Ｍ２）を想定すると、対象個数が「２個」の方がモータ１２０の駆動時間が長くなり、その分、モータ１２０の回転数の累算値も多くなる。したがって、回転数の累算値からトナーの残量を求める手法では、対象個数「１個」の場合とトナー残量の検出結果がずれてしまう。また、対象個数が「３個」や「４個」のように多くなると、さらにずれは大きくなる。よって、伝達状態としたクラッチ１５０の数に応じた補正量で求めたトナー残量を補正することにより、モータ１２０の回転軸の回転数の累算値と、トナー残量との関係を正確に求めることができる。具体的には、同時刻に伝達状態となったクラッチ１５０が多いほど、単位時間当たりの供給部材の回転数は減少するため、単位時間当たりのトナー供給量は減少する。したがって、制御部１は、時間Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｏ１、Ｔｏ２等の伝達の状態の遷移に要する時間を、伝達状態としたクラッチ１５０の数に応じて使い分けて、クラッチ１５０の数が多いほど残量が多くなるような補正量で、回転数の累算値から求めたトナーの残量を補正するとよい。また、単位時間当たりのトナー供給量をＨ１，Ｈ２が異なるのであれば、その差異をも加味した補正量とすることが好ましい。
【００４３】
また、環境条件においては、温度が高かったり、湿度が低いほど、トナーが固着しやすくなり、供給部材１１１の供給力が一定でも単位時間当たりの供給量が小さくなるから、このような場合には、供給時間を長くするよう補正してもよい。
【００４４】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを切り替える際には、その遷移に時間を要してしまい、時刻Ｔ＝０〜Ｔｕ１、０〜Ｔｕ２の非伝達状態から非伝達状態への遷移中にトナーの供給を開始してしまうと、単位時間当たりのトナーの供給量は伝達状態のときよりも少なくなってしまう。よって、制御部１は、モータ１２０の駆動を開始させてから、或る程度時間が経過してからクラッチ１５０を伝達状態に切り替えることが好ましい。また、伝達状態から非伝達状態に遷移するときにおいては、ハッチングで図示した領域に相当する分だけ供給量が多くなるから、制御部１はこの遷移時におけるトナーの供給量を加味して、トナー供給時間を補正することが好ましい。
【００４５】
（３−３）変形例３
上述した実施形態では、１つの画像データに応じた画像を形成するたびに、制御部１はトナー濃度検出センサ８０にトナー濃度を検出させ、トナーを供給するか否かを判定していた。これに対し、制御部１は、所定時間ごとに行ってもよいし、画像データの内容に基づいてトナーの供給タイミングを決定してもよい。後者の場合、例えば現像器５０内のトナーが閾値Ｔｈ１付近まで減少している場合に、次に形成する画像に著しく多量のトナーを必要とする場合には、現像器５０内のトナーが不足してしまう虞がある。よって、制御部１は、画像を形成する前に画像データにおける有色画素（トナー像を形成する位置に対応する画素）を画素カウンタによって計数し、その数が所定値よりも大きい場合にトナー濃度の検知を行わせてもよい。
【００４６】
また、トナー供給装置の構成は、図３に示したトナー供給装置９０に限らず、図９に示したトナー供給装置９０ａとしてもよい。同図において、トナー供給装置９０と同じ構成部品には同じ符号を付している。このトナー供給装置９０ａにおいては、シャフト１３０からクラッチ１５０へと駆動力を伝達される構成がトナー供給装置９０とは異なっている。同図に示すように、モータ出力ギア１９０の中心にシャフト１３０が貫通しており、シャフト１３０の回転によってモータ出力ギア１９０も回転させられるようになっている。そして、クラッチ１５０とモータ出力ギア１９０とは、アイドラーギア２１０ａ及び２１０ｂを介して連結されている。すなわち、クラッチ１５０Ｃ及びクラッチ１５０Ｍは、モータ１２０が発生させた駆動力を、モータ出力ギア１９０およびアイドラーギア２１０ａ，２１０を介して受け取っている点で、トナー供給装置９０と異なっている。また、クラッチ１５０Ｙ及びクラッチ１５０Ｋは、アイドラーギア２１０ｃ及び２１０ｄを介して、モータ出力ギア１９０と連結されており、ここから駆動力を受け取っている。このように、クラッチ１５０がモータ１２０によって発生された駆動力を受け取り、クラッチ１５０が伝達状態のときのみに、トナー収容器１１０の供給部材１１１に駆動力を与える構成であれば、トナー供給装置の構成は前掲したものに限らない。
【００４７】
（３−４）変形例４
上述した実施形態では、制御部１は、トナー供給時間に応じてクラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを制御することによって、トナー供給時間の間だけトナーを供給するようにしていた。これに対し、制御部１は、トナー供給時間だけモータ１２０を駆動させ、それが経過したら停止させることにより、トナー供給時間のみトナーを供給することができる。ただし、この場合においては、複数の現像器５０に同量のトナーを供給することになる。また、制御部１は、トナー供給時間に応じてクラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを制御することと併せて、モータ１２０の駆動を制御するようにしてもよい。
要するに、制御部１は、伝達手段であるクラッチ１５０による駆動力の伝達の状態と、駆動手段であるモータ１２０による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、現像器５０にトナーを供給するトナー収容器１１０の個数の増減にかかわらず、トナー収容器１１０から現像器５０へのトナー供給量を一定にすればよい。
【００４８】
また、トナーを供給する条件として、「現像器５０内のトナー濃度が閾値Ｔｈ１以下」を採用していたが、これは現像器５０毎に異なっていてもよい。また、駆動手段であるモータ１２０は１個でなくてもよく、トナー供給装置の数（実施形態では「４個」）より少数であればよい。また、トナー供給装置９０の数においても「４個」に限らず複数であればよい。
また、上述した実施形態では、供給部材１１１が駆動力によって回転させられることによって、トナー供給装置９０はトナーを現像器５０へと供給していたが、その態様は回転に限らず、搬送部材の駆動によって駆動の状態に応じた量のトナーを供給するものであればよい。例えば、供給部材の駆動回数に応じた量のトナーが供給される構成のものでもよい。また、画像形成装置１００のような通信部３によって受信した画像データに応じた画像を形成する装置に限らず、画像読取手段が生成した画像データに応じた画像を形成するコピー装置にトナー供給装置９０が内蔵されていてもよく、トナーを含む現像剤を用いて画像を形成する装置であれば、実施形態と同じようにして、その装置にトナー供給装置９０を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の画像形成を行う要部の構造を示す図である。
【図３】トナー供給装置の構成を説明する図である。
【図４】トナー収容器の内部構成を模式的に表した図である。
【図５】駆動制御テーブルの一例を示した図である。
【図６】画像形成装置の制御部が現像器にトナーするための処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】クラッチの伝達状態又は非伝達状態の切り替わりの様子を示すタイミングチャートである。
【図８】トナー供給装置による単位時間当たりのトナー供給量の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。
【図９】変形例に係るトナー供給装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…制御部、１０，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ…画像形成ユニット、１００…画像形成装置、１１０，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋ…トナー収容器、１１１…供給部材、１２０…モータ、１３０…シャフト、１４０…ラックギア、１５０,１５０Ｃ,１５０Ｍ,１５０Ｙ,１５０Ｋ…クラッチ、１６０…クラッチギア、１７０…駆動伝達ギア、１８０…トナー供給ギア、１９０…モータ出力ギア、２…記憶部、２０…感光体ドラム、２００…中間転写ベルト、２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ…アイドラーギア、２ａ…駆動制御テーブル、３…通信部、３０…帯電器、４…操作部、４０…露光器、５…画像形成部、５０，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋ…現像器、６０…転写器、７０…除電器、８０…トナー濃度検出センサ、９０,９０Ｍ,９０Ｙ，９０Ｋ…トナー供給装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー供給装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の低価格化や小型化のために、或る部品装置が複数の機能を有するようにして、装置全体としての部品点数を減らすことが効果的である。例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像を形成する画像形成装置における現像器にトナーを供給するトナー供給装置においては、モータ等の１つの駆動装置が２つのトナー供給装置を同時に駆動させるようにしたり、クラッチ等を用いて１つの駆動装置がすべてのトナー供給装置を駆動させるようになっている。このように複数のトナー供給装置で１つの駆動装置を共用することで、駆動装置の数を減らすと、１つの駆動装置から各々のトナー供給装置に与えられる駆動力が低下してしまい、トナーの供給量が減少して現像器内のトナーが不足してしまうことがあった。一方で、大きな駆動力を発生させることのできる駆動装置を用いるようにすれば、コストだけでなく装置の大型化や消費電力の増大というデメリットが生じてしまう。そこで、特許文献１には、画像の内容に応じて、駆動させるトナー供給装置を切り替えることによって、トナー供給不足を回避しつつ、駆動装置の数を減らすことが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２０１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、すべてのトナー供給装置からすべての現像器に対していっせいにトナーを供給することができないから、画像密度が極めて高い画像を形成する場合においてはトナー供給不足が発生してしまう、という問題があった。
本発明は、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御しつつ、トナー供給不足が発生する機会を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するため、本発明は、駆動力を発生させる駆動手段と、トナーと、前記駆動手段が発生させた駆動力により駆動させられる供給部材とを収容し、トナーを含む現像剤を用いて像を形成する複数の現像手段のそれぞれに対し、前記供給部材の駆動に応じてトナーを供給する複数のトナー収容手段と、各々の前記供給部材のうち少なくともいずれか１つに対し、前記駆動手段によって発生させられた駆動力を伝達するか、又は、いずれの前記供給部材にも前記駆動力を伝達しない伝達手段と、トナーを供給する前記現像手段を特定し、特定した当該現像手段にトナーを供給するトナー収容手段に収容される前記供給部材を前記駆動力によって駆動させるよう、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態及び前記駆動手段による駆動の状態を制御する制御手段であって、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数の増減にかかわらず、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする制御手段とを備えることを特徴とするトナー供給装置を提供する。
【０００５】
本発明のトナー供給装置において、前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記供給部材に駆動力を伝達する時間を長くするように、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることを特徴とする。この場合において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、前記伝達手段によって前記供給部材に駆動力が伝達される時間を長くし、当該個数が減少した場合には、当該時間を短くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることが好ましい。
【０００６】
また、本発明のトナー供給装置において、前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記駆動手段が駆動力を発生させるときの単位時間当たりの駆動回数を多くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にするようにしてもよい。この場合において、前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、当該トナーを供給しているときの前記駆動手段の前記駆動回数を多くし、当該個数が減少した場合には、当該駆動回数を少なくして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にすることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、上記構成のいずれかのトナー供給装置と、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手段によって形成された潜像を、前記トナー供給装置から供給されるトナーを含む現像剤を用いて現像する現象手段と、前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動装置よりも多くのトナー供給装置の駆動を制御しつつ、トナー供給不足が発生する機会を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を説明する。
（１）実施形態の構成
まず、図１は、画像形成装置１００のハードウェア構成を示すブロック図である。
画像形成装置１００は、制御部１と、記憶部２と、通信部３と、操作部４と、画像形成部５とを備えている。
制御部１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えた演算装置であり、ＣＰＵはＲＡＭをワークエリアとし、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって画像形成装置１００の各部の動作を制御する。記憶部２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶装置であり、後述する現像器５０に収容された現像剤に含まれるトナーの濃度と、現像器５０にトナーの供給を行うときのその供給時間（以下、「トナー供給時間」という。）との対応関係や、駆動制御テーブル２ａを記憶している。通信部３は、パーソナルコンピュータおよびスキャナ等の外部装置とデータをやりとりするためのインタフェース装置である。制御部１は、これらの外部装置から通信部３によって、例えばレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３色の色成分からなる画像データを取得する。操作部４はタッチパネルを備えた入力装置であり、ユーザによって操作されることによりユーザからの指示を受け付ける。画像形成部５は、制御部１によりＲＧＢ色空間の色成分から色空間変換されたＣＭＹＫ色空間の色成分からなる画像データに応じた画像を記録媒体に形成する。
【００１０】
図２は、画像形成部５の画像形成を行う要部の構造を示す図である。
同図に示すように、画像形成部５には、画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋと、中間転写ベルト２００とが備えられている。中間転写ベルト２００は、図示せぬ駆動機構によって図中の矢印Ａの方向に周回する無端のベルト部材であり、この中間転写ベルト２００のベルト面外周に沿って画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋが一列に配置されている。画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーを用いて各色の画像を形成し、これらの画像を中間転写ベルト２００の表面に重ね合わせるようにして転写する。これら画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ、１０Ｋは、用いるトナーが異なるのみであって、その構成は同様であるから、これらをそれぞれ区別する必要の無い場合には、「画像形成ユニット１０」と総称し、その構成要素についても符号末尾のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋを省略して説明する。
【００１１】
ここで、画像形成ユニット１０の構成を説明する。
画像形成ユニット１０は、感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０の周囲に配置された帯電器３０と、露光器４０と、現像器５０と、転写器６０と、除電器７０、及びトナー濃度検出センサ８０と、トナー供給装置９０とを備えている。感光体ドラム２０は、例えば導体基板上に電荷受容体としてＯＰＣ（Organic Photo Conductor：有機光導電体）からなる電荷発生層や電荷輸送層を含む２層ないし３層の光導電層が積層されることによって形成された像保持体である。感光体ドラム２０は、図示せぬ駆動装置によりその中心軸を中心として図に示す矢印Ｂの方向（半時計周り方向）へ回転駆動させられる。帯電器３０は、その表面が感光体ドラム２０の表面に接触した帯電手段であり、感光体ドラム２０の回転に従って回転しつつ、感光体ドラム２０の表面を所定の電位に帯電させる。露光器４０は、帯電させられた感光体ドラム２０の表面に向けてレーザまたはＬＥＤを照射（露光）して、感光体ドラム２０の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段である。
【００１２】
現像器５０は、現像剤に含まれている色材としてのトナーを用いて現像を行う現像手段である。現像器５０は、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像が、その感光体ドラム２０の回転に伴って現像ロールに対向する位置に到達すると、静電潜像に現像剤が供給されて静電潜像を現像させ、感光体ドラム２０の表面にトナー像を形成させる。転写器６０は、感光体ドラム２０の表面に形成されたトナー像が、その感光体ドラム２０の回転に伴って、自身と感光体ドラム２０との間の位置（転写位置）に到達すると、静電力などによってそのトナー像を、中間転写ベルト２００に転写させる。中間転写ベルト２００に転写されたトナー像は、図示せぬ２次転写装置によって用紙等の記録媒体に転写される。その記録媒体は図示せぬ定着装置へ搬送され、トナー像が定着させられた後に機外へ排出される。除電器７０は、感光体ドラム２０の表面に除電光を照射し、その表面を除電させる。
【００１３】
トナー濃度検出センサ８０は、現像器５０内に設けられており、トナーとキャリアからなる二成分の現像剤の透磁率を検出することによりトナー濃度を検出する濃度検出手段である。トナー濃度検出センサ８０はトナー濃度を検出すると、その濃度を表す濃度検出信号を制御部１に出力する。
トナー供給装置９０は、トナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋ等を備え、必要に応じてそれぞれの現像器５０にトナーを供給する。このトナー供給装置９０の後述する各構成部品は、上述した感光体ドラム２０等の画像を形成させるために駆動する各構成部品とは独立した動作をするから、これらは例えば、画像形成ユニット１０の上部や、装置からみたときの奥方向等に配置され、例えば、トナー収容器１１０は図示のように感光体ドラム２０や中間転写ベルト２００よりも上方に一列並べて配置されている。
【００１４】
ここで、図３は、トナー供給装置９０の構造をより詳細に説明する図である。
同図に示すように、トナー供給装置９０は、トナー収容器１１０と、モータ１２０と、シャフト１３０と、ラックギア１４０と、クラッチ１５０と、クラッチギア１６０と、駆動伝達ギア１７０と、トナー供給ギア１８０とを備える。なお、同図においては図が煩雑になるのを防ぐため、ラックギア１４０、クラッチギア１６０、駆動伝達ギア１７０及びトナー供給ギア１８０については、同図においての最も右側にあるトナー収容器１１０Ｃを駆動させる機構のみに符号を付している。
トナー収容器１１０Ｃ、１１０Ｍ、１１０Ｙ、１１０Ｋは、それぞれシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを収容するトナー収容手段であり、それぞれ、自身が収容するトナーを、制御部１による制御の下、現像器５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋにそれぞれ供給する。
【００１５】
ここで、図４は、トナー収容器１１０の内部構成を、トナー収容器１１０が並べられた方向（図３の矢印ｘ方向）に見たときの様子を模式的に表した図である。
同図に示すように、トナー収容器１１０には、トナーとともに、その収容空間内の下方部において供給部材１１１が収容されている。供給部材１１１は、回転軸ｌの長手方向に対して複数の螺旋状の羽根を有する。供給部材１１１が回転させられると、これらの羽根の駆動によってトナーが図中右方向へと押し出され、供給口１１２よりトナーが排出される。供給口１１２から排出されたトナーは、供給経路を通って現像器５０へと供給される。供給部材１１１の単位時間当たりの回転数が多くなるほど、供給部材１１１によるトナーの供給力が増すため、単位時間当たりのトナーの供給量もそれに応じて増すことになる。また、供給部材１１１の回転時間が長くなるほど、もちろん、その供給部材１１１によるトナーの供給量も増加する。
【００１６】
ここで図３に戻って説明する。
モータ１２０は、例えばステッピングモータであり、商用電源から供給される電力を用いてその回転軸を回転させることにより、供給部材１１１を回転させる駆動力を発生させる駆動手段である。ここでは、制御部１は、単位時間当たりの回転数を一定にさせたままモータ１２０の回転軸を回転させる。シャフト１３０は、その一端がモータ１２０の回転軸に連結され、他端は画像形成装置１００の筐体に設けられた部品等によって回転可能に支持されている。このシャフト１３０は、モータ１２０の駆動によって発生した駆動力によって回転させられる。ラックギア１４０は、シャフト１３０の周りに設けられている。
【００１７】
駆動力の伝達手段であるクラッチ１５０Ｃ,１５０Ｍ,１５０Ｙ,１５０Ｋを備えており、これらはそれぞれトナー収容器１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋと対になるように設けられている。クラッチ１５０は、例えば、図示せぬ入力軸と出力軸とを電磁的な結合状態に応じて、入力軸から出力軸へと駆動力を伝達する状態（以下では、「伝達状態」という。）か、又は伝達しない状態（以下では、「非伝達状態」という）となる。このような電磁的に結合するクラッチ１５０は、制御部１の制御によって電流の供給が行われるか否かによって、伝達状態と非伝達状態とのいずれかの伝達の状態となるように制御される。
【００１８】
また、クラッチ１５０は、シャフト１３０及びラックギア１４０を介してモータ１２０と連結され、一方でトナー収容器１１０の供給部材１１１と、クラッチギア１６０、駆動伝達ギア及びトナー供給ギア１８０を介して連結されており、クラッチ１５０が伝達状態のときには、モータ１２０によって発生させられた駆動力が供給部材１１１へと伝達されることになる。この駆動力によって供給部材１１１が回転させられると、現像器５０に対してトナーが供給される。このクラッチ１５０による駆動力の伝達の状態が制御部１によって制御されることにより、各々の供給部材１１１のうち少なくともいずれか１つに対し、モータ１２０によって発生させられた駆動力が伝達されたり、又は、いずれの供給部材１１１にもその駆動力を伝達されなかったりする。
【００１９】
ここで、駆動制御テーブル２ａについて説明する。
図５は、駆動制御テーブル２ａの一例を示した図である。この駆動制御テーブル２ａは、制御部１がクラッチ１５０の伝達の状態を制御するときに用いられる。同図に示すように、この駆動制御テーブル２ａにおいては「対象個数（個）」と、「供給時間補正値」とが対応付けられている。「対象個数」は、同時刻において、現像器５０にトナーを供給するトナー収容器１１０の個数を表しており、この個数はトナーが供給される現像器５０の数と等しい。以下では、このようなトナー収容器１１０の個数のことを「対象個数」と言うことがある。「供給時間補正値」は、トナー濃度検出センサ８０によって検出されるトナー濃度に応じて決定されるトナー供給時間の補正に用いられる補正値であって、ここでは補正時においてトナー供給時間に乗算される値（倍率）が書き込まれている。例えば、第１行においては、「２個」の現像器５０にトナーを供給するに際しては、トナー供給時間を「１．１倍」とすることが示されている。同様に、第２行においては、同時刻において「３個」の現像器５０にトナーを供給する場合には、トナー供給時間を「１．２倍」とすることが記述され、第３行においては、４個全ての現像器５０にトナーを供給する場合には、トナー供給時間を「１．３倍」とすることが記述されている。このように、駆動制御テーブル２ａにおいては、対象個数が多くなるほど、トナー供給時間を長くするような補正値が記述されている。
【００２０】
（２）動作
次に、画像形成装置１００が現像器５０に対してトナーを供給しようとするときの動作について、図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここでは、複数ページに亘る画像データが通信部３によって画像形成装置１００に供給されると、画像形成装置１００は１つの画像データに応じた画像の形成を行うに際しては、その都度、現像器５０内のトナー濃度に応じてトナー供給に係る以下の処理を行うものとする。
【００２１】
（２−１）動作例１
まず、制御部１は、通信部３によって受信した画像データに応じた画像を形成する旨の指示を受信すると、画像形成部５に画像データを出力し、画像を形成させる処理を行わせる。その一方で、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０に対して現像器５０内の現像剤のトナー濃度を検出するタイミングになったか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでの判定結果が「ＹＥＳ」となると、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｋによって、現像器５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋに収容されたトナーの濃度をそれぞれ検出する（ステップＳ２）。そして、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｋから濃度検出信号が供給されると、これに基づいて、現像器５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋのそれぞれに収容された現像剤のトナー濃度を特定し、これらのうちトナー濃度が所定の閾値Ｔｈ１未満のものがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。この閾値Ｔｈ１は、例えば画像データに応じた画像を形成させるために最低限必要なトナー量を考慮して決められ、現像器５０に収容された現像剤に含まれるトナーが空になったり、トナーの量が極めて少量になることがないように設定される。
【００２２】
ここで、制御部１は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下となった現像器５０がないと判定すると（ステップＳ３；ＮＯ）、いずれの現像器５０においても十分な濃度のトナーが収容されており、トナーを供給すべき現像器５０はないので、ステップＳ１に戻ってトナー濃度の検出のタイミングになるまで待機することになる。
一方、ステップＳ３において制御部１が「ＹＥＳ」と判定し、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下の現像器５０がある場合には、その現像器５０を、トナーの供給が必要な現像器５０として特定する（ステップＳ４）。ここでは、制御部１は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であった現像器５０として、現像器５０Ｃのみを特定したとする。
【００２３】
続いて、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０Ｃによる濃度の検出結果に基づいて、トナー供給時間を決定する（ステップＳ５）。ここでは、前述したように、記憶部２には現像器５０に収容された現像剤におけるトナー濃度と、トナー供給時間との対応関係が記憶されているから、制御部１はこの対応関係に基づいてトナー供給時間を決定する。ここでは、制御部１は、トナー供給時間として「１０秒」を決定するものとするが、トナー濃度が低いほどその供給量を大きくするべく、トナー供給時間も長くなる。
【００２４】
続いて、制御部１は、すでに他の現像器５０についてトナーを供給しているか否かを判定する（ステップＳ６）。すなわち、制御部１は、ステップＳ４で特定した現像器５０Ｃ以外に、トナーを供給している現像器５０があるか否かを判定することになる。ここでは、他の現像器５０に対してトナーを供給をしてないので判定結果は「ＮＯ」となり、制御部１はステップＳ８に進む。
【００２５】
次いで、制御部１は、ステップＳ６において決定したトナー供給時間に基づいて、現像器５０Ｃに対してトナーを供給する（ステップＳ８）。具体的には、制御部１は、モータ１２０の駆動を開始させ、さらに現像器５０Ｃにトナーを供給するべくクラッチ１５０Ｃを非伝達状態から伝達状態へと切り替える。その一方で、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋにはトナーを供給しないのでクラッチ１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋをそれぞれ非伝達状態となるよう制御する。これにより、モータ１２０の駆動によって発生する駆動力がクラッチ１５０Ｃを介して、トナー収容器１１０Ｃに収容されている供給部材１１１に伝達され、その回転によって現像器５０Ｃに対してトナーが供給されることとなる。そして、制御部１は、トナーの供給を開始してから、ステップＳ５で決定したトナー供給時間「１０秒間」が経過するまでトナーを供給することになる。
【００２６】
（２−２）動作例２
次に、上記で説明したようにして現像器５０Ｃに対してトナーを供給している最中に、さらに別の現像器５０に対してトナーを供給するとき、すなわち同時刻に複数の現像器５０にトナーを供給する場合の制御部１の動作について説明する。
【００２７】
図７は、本動作例におけるクラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋの伝達状態、又は非伝達状態の時系列な変化の様子を示すタイミングチャートである。同図に示すように、時刻Ｔ＝０秒において、動作例１におけるクラッチ１５０Ｃが非伝達状態から伝達状態に切り替えられるものとし、その「５秒後」である時刻Ｔ＝「５秒」において、現像器５０Ｍ及び５０Ｙに対してトナーの供給が開始されるものとする。
【００２８】
トナー濃度の検出タイミングになると、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０によって現像器５０内のトナー濃度を検出させ（ステップＳ２）、この検出結果により現像器５０Ｍ及び５０Ｙのトナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であると判定すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、これらをトナーの供給が必要な現像器５０として特定する（ステップＳ４）。そして、制御部１は、トナー濃度検出センサ８０の濃度の検出結果に基づいて、ここではトナー供給時間「１０秒」を決定する（ステップＳ５）。このステップＳ１〜Ｓ５の処理は、前述した動作例１と同様にして行われる。
【００２９】
続いて、ステップＳ６において、制御部１はすでに他の現像器である現像器５０Ｃについてトナーを供給している判定すると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、ステップＳ７に進む。
このステップＳ７において、制御部１は、ステップＳ６において決定したトナー供給時間を補正する。具体的には、制御部１は、記憶部２に記憶された駆動制御テーブル２ａを読み出し、同時刻にトナーを供給する対象となるトナー収容器１１０の個数（対象個数）に応じて、トナー供給時間に対する補正値を特定する。ここでは、制御部１は、すでにトナーを供給している現像器５０Ｃの他に、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給するから、その個数を「３個」と特定する。そして、制御部１は、駆動制御テーブル２ａの第２行の内容に基づいて、ステップＳ６で決定したトナー供給時間に対して、供給時間補正値として「１．２」を乗算することによって、トナー供給時間を補正する。
【００３０】
この補正において、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対して決定したトナー供給時間「１０秒」に供給時間補正値「１．２」を乗算し、これを現像器５０Ｍ，５０Ｙに対するトナー供給時間とする。すなわち、制御部１は、「１０秒」×「１．２」＝「１２秒」間に亘って、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給するようトナー供給時間を補正する。
一方、すでにトナーを供給している現像器５０Ｃについては、制御部１は、トナー供給時間のうちの残りの供給時間（残り時間）を駆動制御テーブル２ａに基づいて補正する。すなわち、ステップＳ５で決定したトナー供給時間「１０秒」のうち、時刻Ｔにおいて「５秒」が既に経過しているから、制御部１は駆動制御テーブル２ａの第２行に基づいて、残り時間「５秒」×「１．２」＝「６秒」を残り時間として補正する。
【００３１】
そして、制御部１は、ステップＳ７において補正したトナー供給時間に基づいて、現像器５０Ｃ、５０Ｍ，５０Ｙに対してトナーを供給する（ステップＳ８）。具体的には、制御部１は、クラッチ１５０Ｃを伝達状態に、クラッチ１５０Ｋを非伝達状態に維持させ、クラッチ１５０Ｍ及び１５０Ｙを非伝達状態から伝達状態に切り替える。これによって、トナー供給装置９０Ｍ，９０Ｙからの現像器５０Ｍ，５０Ｙのそれぞれに対するトナーの供給が開始される。そして、制御部１は、トナー供給時間が経過した現像器５０から順に、対応するクラッチ１５０を非伝達状態となるように制御して、トナーの供給を終了する。
【００３２】
以上の制御により、図７に示すように、制御部１は、現像器５０Ｍ，５０Ｙに対しては、時刻Ｔが「５秒」から「１７秒」までの「１２秒間」に亘って、トナー供給装置９０Ｍ，９０Ｙにトナーを供給することになる。図７において、ハッチングで図示した時刻「１５秒」から「１７秒」までが補正によって増加するトナー供給時間である。一方、現像器５０Ｃに対しては、最初に決定したトナー供給時間「１０秒」のうち時刻Ｔにおいて「５．０秒」がすでに経過しているから、制御部１は、残りのトナー供給時間と、駆動制御テーブル２ａの第２行に基づいて、（決定したトナー供給時間「１０．０」−残りのトナー供給時間「５．０」）×「１．２」＝「６．０秒」と補正して、トナーを供給することになる。すなわち、制御部１は、現像器５０Ｃに対しては、すでに経過した「５秒」と併せて「１１秒」間に亘ってトナーを供給することになり、時刻Ｔが「０秒」〜「１１秒」の間にこれを行う。図７のハッングで図示した時刻Ｔが「１０秒」から「１１秒」までが補正によって増加するトナー供給時間である。
【００３３】
ところで、現像器５０Ｃについては、トナーを供給している最中において、新たにトナーを供給する現像器５０の数が増加するため、時刻Ｔ＝「５秒」以降の単位時間当たりの供給量はそれ以前よりも減少してしまう。しかしながら、制御部１は、少なくとも１つの現像器５０にトナーを供給しているときにトナーの供給のために駆動させるトナー収容器１１０が増加した場合、残りの供給時間を長くするよう補正することによって、その増加した対象個数の増減にかかわらず供給量を一定とする。一方、現像器５０Ｍ、５０Ｙにおいては、当初からトナーを供給する現像器５０の対象個数が「３」であるから、制御部１は、決定したトナー供給時間を駆動制御テーブル２ａに基づいて補正し、対象個数「１」の場合よりも供給時間を長くすることによって、トナー供給量が一定となるようにする。また、トナーの供給中に対象個数が「２」→「３」に増加する現像器５０Ｍ，５０Ｙに比して、当初から対象個数が「３」である現像器５０Ｃの方が単位時間当たりの供給量の平均が少ないから、供給時間においても現像器５０Ｃの方が長くなっている。
【００３４】
また、同時刻にトナーを供給する現像器５０の数が「２個」や「４個」であっても、上記と同じようにトナー供給時間を補正することができる。例えば、２個の現像器５０に同時にトナーを供給する場合には、ステップＳ７において、制御部１は駆動制御テーブル２ａの第１行の内容に基づいて、すでにトナー供給している現像器５０に対する残りトナー供給時間を「１．１倍」にし、新たに供給を開始する現像器５０に対してはステップＳ５で決定したトナー供給時間を「１．１倍」と補正してトナーを供給する。また、４個すべての現像器５０に同時にトナーを供給するには、制御部１は、駆動制御テーブル２ａの第３行の内容に基づいて、すでにトナーを供給する現像器５０に対する残りのトナー供給時間を「１．３倍」にし、新たに供給を開始する現像器５０に対してはステップＳ５で決定した供給時間を「１．３倍」と補正してトナーを供給する。
また、対象個数が減った場合においても、複数の現像器５０に対してトナーを供給しているときに或る現像器５０に対する供給が完了すると、制御部１は、駆動させているトナー収容器１１０に対する残りのトナー供給時間を短くして、トナーの供給量が一定となるようにする。
【００３５】
以上説明した実施形態によれば、画像形成装置１００は、トナーを供給するトナー供給装置９０の対象個数に応じて、現像器５０内のトナー濃度に応じて決定した補正値でトナー供給時間を補正する。これによって、発生させる駆動力が大きなモータを用いなくても、トナーを供給する現像器５０の対象個数の増減にかかわらず、トナー収容器１１０から現像器５０へのトナー供給量が一定となるようにすることができる。また、画像形成装置１００は、トナー濃度が閾値Ｔｈ１以下であることを検出すると、直ちにトナーを供給することができるから、現像器５０内のトナーの供給不足となる機会を減らすことができる。また、トナーを供給している最中において、対象個数が増減し、単位時間当たりのトナー供給量が変化してしまっても、残り時間をこの対象個数に応じて補正するから、この場合においてもトナー供給量が一定とすることができる。
【００３６】
（３）変形例
なお、上記実施形態を次のように変形してもよい。具体的には、例えば以下のような変形が挙げられる。これらの変形は、各々を適宜に組み合わせることも可能である。
（３−１）変形例１
上述した実施形態では、制御部１は、同時刻にトナーを供給するトナー供給装置の対象個数に応じてトナー供給時間を補正し、一定量のトナーが現像器５０に供給されるようにしていた。これに対し、制御部１は、モータ１２０の駆動力を補正することによってトナーの供給量が一定となるようにしてもよい。前述したように、トナー供給時において、制御部１が駆動させるトナー収容器１１０（供給部材１１１）の数が多くなるほど、供給部材１１１の単位時間当たりの回転数（以下、単に「回転数」という。）が減少してしまうので、単位時間当たりのトナーの供給量が減少していた。そこで、制御部１は、この供給量が減少しないように、モータ１２０の回転軸の回転数を大きくすることによって、トナーの供給量を一定にすることができる。
【００３７】
このような態様においては、記憶部２において、駆動数とモータ１２０の回転数との対応関係を記憶しておき、ステップＳ７において、制御部１が供給時間を補正するのに代えて、モータ１２０の回転軸の回転数を補正すればよい。もちろん、トナー供給装置９０が少なくとも１つの現像器５０にトナーを供給しているときに対象個数が増減した場合においても、制御部１は、モータ１２０の回転数を補正することによって、トナーの供給量を一定にすることができる。
このような構成によれば、制御部１は、現像器５０内のトナー濃度に基づいて決定した供給時間を長くしなくても、トナーの供給量を一定にすることができる。
また、制御部１は、モータ１２０の回転軸の回転数を変える代わりに、モータ１２０へ供給する電流を変化させて、発生させる駆動力を制御してもよい。
【００３８】
（３−２）変形例２
また、トナー供給時間の補正は、トナー収容器１１０内のトナーの残量や環境条件に基づいて行うことが好ましい。例えば、トナー収容器１１０内のトナーの残量が少なくなるほど、供給部材１１１の回転数が一定であっても単位時間当たりの供給量は減少してしまいやすいから、トナー収容器１１０に収容されているトナーの量を検出するセンサを設けておき、その残量が小さくほど供給時間を長くするような補正量で、トナー供給時間を補正するとよい。
【００３９】
また、トナー残量の検出手法として、モータ１２０の駆動時間と、クラッチ１５０Ｃ，１５０Ｍ，１５０Ｙ，１５０Ｋのそれぞれが伝達状態となった時間とを用いてトナー濃度を検出する手法が知られている。しかしながら、伝達状態となっているクラッチ１５０の個数が多いほど、モータ１２０の駆動時間が同じあっても供給部材１１１が回転しにくくなるから、トナーの単位時間当たりの供給量が小さくなり、求めたトナー残量は本来よりも少なくなり、その精度が低下してしまう。よって、制御部１は、この伝達状態となったクラッチ１５０の数に応じてその残量を補正することが好ましい。
【００４０】
ここで、図８は、トナー供給装置９０Ｙ及び９０Ｍによる単位時間当たりのトナー供給量の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。ここでは、同図（ａ）に示すように、トナー供給装置９０Ｙのみによってトナーを供給する場合と、同図（ｂ）に示すように、トナー供給装置９０Ｙ及び９０Ｍに対して同じ時間帯にトナーを供給する場合について説明する。
まず、同図（ａ）に示すように、時刻Ｔ＝０において、制御部１がクラッチ１５０Ｙを非伝達状態から伝達状態に切り替えるよう制御すると、時間Ｔｕ１を要して非伝達状態から伝達状態へと切り替わる。そして、時刻Ｔ＝Ｔｕ１からクラッチ１５０Ｙは伝達状態となり、時刻Ｔ＝ＴＲ１において、伝達状態から非伝達状態へ遷移し始め、時刻ＴＲ１から時間Ｔｏ１を要した時刻ＴＥ１において非伝達状態となる。この時刻ＴＲ１〜ＴＥ１における伝達状態から非伝達状態へ遷移する時間帯においては、慣性で駆動力が伝達される期間である。同図において、縦成分が単位時間当たりのトナー供給量に相当するものとすると、この時刻Ｔ＝０からＴＥ１までの間におけるトナー供給量Ｍ１は次式（１）の演算によって算出することができる。ただし、クラッチ１５０Ｙが伝達状態のときに、トナー収容器１１０Ｙからの単位時間当たりのトナー供給量をＨ１とする。
Ｍ１＝ＴＲ１×Ｈ１−Ｔｕ１×Ｈ１／２＋Ｔｏ１×Ｈ１／２ ・・・（１）
【００４１】
一方、同図（ｂ）に示すように、時刻Ｔ＝０において、制御部１がクラッチ１５０Ｙ及び１５０Ｍを非伝達状態から伝達状態に切り替えるよう制御すると、時間Ｔｕ２を要して非伝達状態から伝達状態へと切り替わる。この時間Ｔｕ２は、同図（ａ）に示す対象個数が「１個」の場合のＴｕ１よりも大きくなる。これは、モータ１２０にかかる負荷が大きくなり、供給部材１１１の加速度が小さくなる（回転しにくくなる）ためである。そして、時刻Ｔ＝Ｔｕ２からクラッチ１５０Ｙ及び１５０Ｍが伝達状態となり、時刻Ｔ＝ＴＲ２において、伝達状態から非伝達状態へ遷移し始め、時刻ＴＲ２から時間Ｔｏ２を要した時刻ＴＥ２において非伝達状態となる。この時間Ｔｏ２は、同図（ａ）に示す対象個数が「１個」の場合のＴｏ１よりも大きくなる。この理由も、モータ１２０にかかる負荷が大きくなるから減速度が小さくなるためである。同図において、縦成分が単位時間当たりのトナー供給量を表すものとすると、この時刻Ｔ＝０からＴＥ２の間のトナー供給量Ｍ２は次式（２）の演算によって算出することができる。ただし、伝達状態における単位時間当たりのトナー供給量をＨ２とする。
Ｍ２＝ＴＲ２×Ｈ２−Ｔｕ２×Ｈ２／２＋Ｔｏ２×Ｈ２／２ ・・・（２）
【００４２】
ここでＨ１＝Ｈ２とみなして、両者で同じ量のトナーを供給する場合（Ｍ１＝Ｍ２）を想定すると、対象個数が「２個」の方がモータ１２０の駆動時間が長くなり、その分、モータ１２０の回転数の累算値も多くなる。したがって、回転数の累算値からトナーの残量を求める手法では、対象個数「１個」の場合とトナー残量の検出結果がずれてしまう。また、対象個数が「３個」や「４個」のように多くなると、さらにずれは大きくなる。よって、伝達状態としたクラッチ１５０の数に応じた補正量で求めたトナー残量を補正することにより、モータ１２０の回転軸の回転数の累算値と、トナー残量との関係を正確に求めることができる。具体的には、同時刻に伝達状態となったクラッチ１５０が多いほど、単位時間当たりの供給部材の回転数は減少するため、単位時間当たりのトナー供給量は減少する。したがって、制御部１は、時間Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｏ１、Ｔｏ２等の伝達の状態の遷移に要する時間を、伝達状態としたクラッチ１５０の数に応じて使い分けて、クラッチ１５０の数が多いほど残量が多くなるような補正量で、回転数の累算値から求めたトナーの残量を補正するとよい。また、単位時間当たりのトナー供給量をＨ１，Ｈ２が異なるのであれば、その差異をも加味した補正量とすることが好ましい。
【００４３】
また、環境条件においては、温度が高かったり、湿度が低いほど、トナーが固着しやすくなり、供給部材１１１の供給力が一定でも単位時間当たりの供給量が小さくなるから、このような場合には、供給時間を長くするよう補正してもよい。
【００４４】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを切り替える際には、その遷移に時間を要してしまい、時刻Ｔ＝０〜Ｔｕ１、０〜Ｔｕ２の非伝達状態から非伝達状態への遷移中にトナーの供給を開始してしまうと、単位時間当たりのトナーの供給量は伝達状態のときよりも少なくなってしまう。よって、制御部１は、モータ１２０の駆動を開始させてから、或る程度時間が経過してからクラッチ１５０を伝達状態に切り替えることが好ましい。また、伝達状態から非伝達状態に遷移するときにおいては、ハッチングで図示した領域に相当する分だけ供給量が多くなるから、制御部１はこの遷移時におけるトナーの供給量を加味して、トナー供給時間を補正することが好ましい。
【００４５】
（３−３）変形例３
上述した実施形態では、１つの画像データに応じた画像を形成するたびに、制御部１はトナー濃度検出センサ８０にトナー濃度を検出させ、トナーを供給するか否かを判定していた。これに対し、制御部１は、所定時間ごとに行ってもよいし、画像データの内容に基づいてトナーの供給タイミングを決定してもよい。後者の場合、例えば現像器５０内のトナーが閾値Ｔｈ１付近まで減少している場合に、次に形成する画像に著しく多量のトナーを必要とする場合には、現像器５０内のトナーが不足してしまう虞がある。よって、制御部１は、画像を形成する前に画像データにおける有色画素（トナー像を形成する位置に対応する画素）を画素カウンタによって計数し、その数が所定値よりも大きい場合にトナー濃度の検知を行わせてもよい。
【００４６】
また、トナー供給装置の構成は、図３に示したトナー供給装置９０に限らず、図９に示したトナー供給装置９０ａとしてもよい。同図において、トナー供給装置９０と同じ構成部品には同じ符号を付している。このトナー供給装置９０ａにおいては、シャフト１３０からクラッチ１５０へと駆動力を伝達される構成がトナー供給装置９０とは異なっている。同図に示すように、モータ出力ギア１９０の中心にシャフト１３０が貫通しており、シャフト１３０の回転によってモータ出力ギア１９０も回転させられるようになっている。そして、クラッチ１５０とモータ出力ギア１９０とは、アイドラーギア２１０ａ及び２１０ｂを介して連結されている。すなわち、クラッチ１５０Ｃ及びクラッチ１５０Ｍは、モータ１２０が発生させた駆動力を、モータ出力ギア１９０およびアイドラーギア２１０ａ，２１０を介して受け取っている点で、トナー供給装置９０と異なっている。また、クラッチ１５０Ｙ及びクラッチ１５０Ｋは、アイドラーギア２１０ｃ及び２１０ｄを介して、モータ出力ギア１９０と連結されており、ここから駆動力を受け取っている。このように、クラッチ１５０がモータ１２０によって発生された駆動力を受け取り、クラッチ１５０が伝達状態のときのみに、トナー収容器１１０の供給部材１１１に駆動力を与える構成であれば、トナー供給装置の構成は前掲したものに限らない。
【００４７】
（３−４）変形例４
上述した実施形態では、制御部１は、トナー供給時間に応じてクラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを制御することによって、トナー供給時間の間だけトナーを供給するようにしていた。これに対し、制御部１は、トナー供給時間だけモータ１２０を駆動させ、それが経過したら停止させることにより、トナー供給時間のみトナーを供給することができる。ただし、この場合においては、複数の現像器５０に同量のトナーを供給することになる。また、制御部１は、トナー供給時間に応じてクラッチ１５０の伝達状態と非伝達状態とを制御することと併せて、モータ１２０の駆動を制御するようにしてもよい。
要するに、制御部１は、伝達手段であるクラッチ１５０による駆動力の伝達の状態と、駆動手段であるモータ１２０による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、現像器５０にトナーを供給するトナー収容器１１０の個数の増減にかかわらず、トナー収容器１１０から現像器５０へのトナー供給量を一定にすればよい。
【００４８】
また、トナーを供給する条件として、「現像器５０内のトナー濃度が閾値Ｔｈ１以下」を採用していたが、これは現像器５０毎に異なっていてもよい。また、駆動手段であるモータ１２０は１個でなくてもよく、トナー供給装置の数（実施形態では「４個」）より少数であればよい。また、トナー供給装置９０の数においても「４個」に限らず複数であればよい。
また、上述した実施形態では、供給部材１１１が駆動力によって回転させられることによって、トナー供給装置９０はトナーを現像器５０へと供給していたが、その態様は回転に限らず、搬送部材の駆動によって駆動の状態に応じた量のトナーを供給するものであればよい。例えば、供給部材の駆動回数に応じた量のトナーが供給される構成のものでもよい。また、画像形成装置１００のような通信部３によって受信した画像データに応じた画像を形成する装置に限らず、画像読取手段が生成した画像データに応じた画像を形成するコピー装置にトナー供給装置９０が内蔵されていてもよく、トナーを含む現像剤を用いて画像を形成する装置であれば、実施形態と同じようにして、その装置にトナー供給装置９０を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】画像形成部の画像形成を行う要部の構造を示す図である。
【図３】トナー供給装置の構成を説明する図である。
【図４】トナー収容器の内部構成を模式的に表した図である。
【図５】駆動制御テーブルの一例を示した図である。
【図６】画像形成装置の制御部が現像器にトナーするための処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】クラッチの伝達状態又は非伝達状態の切り替わりの様子を示すタイミングチャートである。
【図８】トナー供給装置による単位時間当たりのトナー供給量の時系列的な遷移の様子を示すタイムチャートである。
【図９】変形例に係るトナー供給装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…制御部、１０，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ…画像形成ユニット、１００…画像形成装置、１１０，１１０Ｃ，１１０Ｍ，１１０Ｙ，１１０Ｋ…トナー収容器、１１１…供給部材、１２０…モータ、１３０…シャフト、１４０…ラックギア、１５０,１５０Ｃ,１５０Ｍ,１５０Ｙ,１５０Ｋ…クラッチ、１６０…クラッチギア、１７０…駆動伝達ギア、１８０…トナー供給ギア、１９０…モータ出力ギア、２…記憶部、２０…感光体ドラム、２００…中間転写ベルト、２１０，２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ…アイドラーギア、２ａ…駆動制御テーブル、３…通信部、３０…帯電器、４…操作部、４０…露光器、５…画像形成部、５０，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ，５０Ｋ…現像器、６０…転写器、７０…除電器、８０…トナー濃度検出センサ、９０,９０Ｍ,９０Ｙ，９０Ｋ…トナー供給装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生させる駆動手段と、
トナーと、前記駆動手段が発生させた駆動力により駆動させられる供給部材とを収容し、トナーを含む現像剤を用いて像を形成する複数の現像手段のそれぞれに対し、前記供給部材の駆動に応じてトナーを供給する複数のトナー収容手段と、
各々の前記供給部材のうち少なくともいずれか１つに対し、前記駆動手段によって発生させられた駆動力を伝達するか、又は、いずれの前記供給部材にも前記駆動力を伝達しない伝達手段と、
トナーを供給する前記現像手段を特定し、特定した当該現像手段にトナーを供給するトナー収容手段に収容される前記供給部材を前記駆動力によって駆動させるよう、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態及び前記駆動手段による駆動の状態を制御する制御手段であって、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数の増減にかかわらず、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする制御手段と
を備えることを特徴とするトナー供給装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記供給部材に駆動力を伝達する時間を長くするように、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、前記伝達手段によって前記供給部材に駆動力が伝達される時間を長くし、当該個数が減少した場合には、当該時間を短くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項２のトナー供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記駆動手段が駆動力を発生させるときの単位時間当たりの駆動回数を多くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、当該トナーを供給しているときの前記駆動手段の前記駆動回数を多くし、当該個数が減少した場合には、当該駆動回数を少なくして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項４に記載のトナー供給装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー供給装置と、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像形成手段によって形成された潜像を、前記トナー供給装置から供給されるトナーを含む現像剤を用いて現像する現象手段と、
前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
駆動力を発生させる駆動手段と、
トナーと、前記駆動手段が発生させた駆動力により駆動させられる供給部材とを収容し、トナーを含む現像剤を用いて像を形成する複数の現像手段のそれぞれに対し、前記供給部材の駆動に応じてトナーを供給する複数のトナー収容手段と、
各々の前記供給部材のうち少なくともいずれか１つに対し、前記駆動手段によって発生させられた駆動力を伝達するか、又は、いずれの前記供給部材にも前記駆動力を伝達しない伝達手段と、
トナーを供給する前記現像手段を特定し、特定した当該現像手段にトナーを供給するトナー収容手段に収容される前記供給部材を前記駆動力によって駆動させるよう、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態及び前記駆動手段による駆動の状態を制御する制御手段であって、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数の増減にかかわらず、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする制御手段と
を備えることを特徴とするトナー供給装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記供給部材に駆動力を伝達する時間を長くするように、前記伝達手段による駆動力の伝達の状態又は前記駆動手段による駆動の状態のうち少なくとも一方を制御して、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
【請求項３】
前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、前記伝達手段によって前記供給部材に駆動力が伝達される時間を長くし、当該個数が減少した場合には、当該時間を短くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項２のトナー供給装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が多くなるほど、前記駆動手段が駆動力を発生させるときの単位時間当たりの駆動回数を多くして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
【請求項５】
前記制御手段は、少なくとも１つの前記現像手段に対してトナーを供給しているときに、前記現像手段にトナーを供給するトナー収容手段の個数が増加した場合には、当該トナーを供給しているときの前記駆動手段の前記駆動回数を多くし、当該個数が減少した場合には、当該駆動回数を少なくして、前記トナー収容手段から前記現像手段へのトナー供給量を一定にする
ことを特徴とする請求項４に記載のトナー供給装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー供給装置と、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像形成手段によって形成された潜像を、前記トナー供給装置から供給されるトナーを含む現像剤を用いて現像する現象手段と、
前記現像手段によって現像された像を記録媒体に転写する転写手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７５２８０（Ｐ２００９−１７５２８０Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９１４（Ｐ２００８−１１９１４）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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