画像形成装置、及び制御プログラム
【課題】現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持する。
【解決手段】画像形成装置１は、現像器２０内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、現像器２０内をスクリューオーガ２２，２３により攪拌されつつ搬送されて検出領域を通過する現像剤を検出して行うトナー濃度センサ２６が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、現像剤のトナー濃度を制御するトナー供給制御部４４と、前記最大値、最小値及び振幅値のうちトナー供給制御部４４が現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する補正部４５と、有する。
【解決手段】画像形成装置１は、現像器２０内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、現像器２０内をスクリューオーガ２２，２３により攪拌されつつ搬送されて検出領域を通過する現像剤を検出して行うトナー濃度センサ２６が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、現像剤のトナー濃度を制御するトナー供給制御部４４と、前記最大値、最小値及び振幅値のうちトナー供給制御部４４が現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する補正部４５と、有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像装置に取り付けたトナー濃度センサの出力の最大値を基に、現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤を搬送する搬送部と、前記搬送部を搬送される現像剤の特性値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御手段と、前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する実行手段と、を有する画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、前記制御手段は、前記最大値、最小値及び振幅値の何れかと予め設定した第１の値との比較結果を基に、トナー収容部内から前記現像装置内にトナーを供給する制御を行い、前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた前記最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する画像形成装置である。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２の記載において、前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値と前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記第１の値との関係を示すテーブル又は予め決められている演算式により、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項の記載において、前記実行手段は、前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値が予め設定した第２の値に達した場合、前記現像装置へのキャリアの補充に結びつく報知を行う画像形成装置である。
請求項５に係る発明は、現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、前記現像装置内を搬送部により搬送されて検出領域を通過する前記現像剤の特性値を検出して行う検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御ステップと、前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御ステップで前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、実行手段に予め設定した処理を実行させる実行ステップと、をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、５に係る発明によれば、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
請求項２に係る発明によれば、検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値と予め設定した第１の値とを比較してトナー収容部内から現像装置内にトナーを供給する制御を行う場合でも、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、テーブル又は演算式を用いることで、このような構成でない場合と比較して、現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は第１の値を容易に補正できる。
請求項４に係る発明によれば、報知によりキャリアが現像装置に補充されることで、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】現像器の構成を示す斜視図である。
【図３】現像器の構成を示す平面図である。
【図４】第１スクリューオーガの回転中のトナー濃度センサの検出値（電圧値）の変化を示す特性図である。
【図５】現像器ハウジング内におけるパドル部の移動に伴う現像剤の想定される移動の様子を示す図である。
【図６】制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】トナー供給制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】補正部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】補正用テーブルの一例を示す図である。
【図１０】現像器内の現像剤量と、トナー濃度センサの検出値の最大値、最小値及び振幅値との関係を示す特性図である。
【図１１】本実施形態に変形例における補正用テーブルの一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】報知制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、画像形成装置である。
図１は、画像形成装置１の構成の一例を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、用紙搬送路上１００を搬送される印刷媒体である印刷用紙に画像を形成する。
【００１３】
そのため、画像形成装置１は、トナーカートリッジ（トナーボトル）２、感光体（像保持体）３、帯電器４、レーザ露光器５、現像器２０、転写ローラ６、感光体クリーナ７、定着装置８、及び制御部４０を有している。画像形成装置１では、感光体３の周囲であって図１に示す矢印Ａ方向（感光体３の回転方法）に、帯電器４、レーザ露光器５、現像器２０、転写ローラ６、及び感光体クリーナ７がその順番で配置されている。
【００１４】
帯電器４は、感光体３を帯電させ、レーザ露光器５は、例えば半導体レーザから出射された露光ビームを感光体３に照射して感光体３上に静電潜像を書込む。
現像器２０は、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容されて感光体３上の静電潜像をトナーにより可視像化する。すなわち、現像器２０は、収容されている現像剤を現像ロール（現像剤担持体）２１の表面に供給し現像ロール２１と感光体３との間の領域に運び、現像剤中のトナーを感光体３の表面の潜像に静電的に付着させることでこの潜像を現像する。
【００１５】
また、現像器２０は、図１の矢印Ｂのように、トナーカートリッジ２に収容されているトナーがトナー供給路９を介して供給される。そして、現像器２０は、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トナー濃度センサ（ＡＴＣ（Auto Toner-concentration Control）センサ）４８を備えており、トナー濃度センサ４８の検出結果を基に必要に応じてトナーカートリッジ２に収容されているトナーが供給されて、トナー濃度が目標の濃度に維持される。
【００１６】
この現像器２０の構成及び動作については後で詳述する。
転写ロール６は、現像器２０の現像により得られたトナー像を用紙搬送路上１００を搬送されてきた印刷用紙上に転写する。
定着装置８は、印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱及び加圧して溶融し印刷用紙上に定着させる。
【００１７】
感光体クリーナ７は、感光体３上の残留トナーを除去する。
制御部４０は、外部装置（例えばサーバ）や画像読み取り装置１０からの入力画像データを基に各部を制御する。
以上のような構成により、画像形成装置１０では、入力画像データに基づく制御部４０による制御により、感光体３は、帯電器４によって表面が帯電された後、レーザ露光器５からの露光ビームの照射により表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２０によってトナー像として現像される。感光体３上に形成されたトナー像は、転写ロール６により、用紙搬送ロール１０等により用紙搬送路１００上を搬送されてきた印刷用紙上に転写され、その後、定着装置８により印刷用紙上に定着される。
【００１８】
次に、本実施形態の現像器２０の構成及び動作の一例を説明する。
図２及び図３は、現像器２０の構成を示す。図２は斜視図であり、図３は平面図である。
図２及び図３に示すように、現像器２０は、現像ロール２１、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３、並びに現像剤搬送用パドル２４を現像器ハウジング２５内に有している。また、現像器２０には、現像器ハウジング２５にトナー濃度センサ２６が取り付けられている。
【００１９】
現像ロール２１、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３、並びに現像剤搬送用パドル２４は、各機能に応じた外周形状を有した長尺の棒状体をなしている。
第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像器ハウジング２５においてトナーの供給側に配置されている。ここで、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像器ハウジング２５内に形成された仕切り壁２５ａを介して併設されている。そして、仕切り壁２５ａには、その長手方向の両端部に開口部２５ｂ，２５ｃが形成されている。
【００２０】
この第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、図示しない駆動モータによって回転駆動される回転軸２２ａ，２３ａと、これら回転軸２２ａ，２３ａの長手方向に渡って螺旋状に形成された搬送羽根２２ｂ，２３ｂとを有している。
また、第１スクリューオーガ２２には、軸方向におけるトナー濃度センサ２６の対向部位（センサ面側）に軸方向に延びる平板形状のパドル部２２ｃが設けられている。後で詳述するが、本実施形態では、パドル部２２ｃの移動により現像器ハウジング２５内を移動する現像剤をトナー濃度センサ２６による検出対象とし、トナー濃度を検出している。すなわち、パドル部２２ｃは、トナー濃度センサ２６のセンサ面側（検出領域）に現像剤を集めるように機能する。
【００２１】
以上のような構成により、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像剤を攪拌しつつ搬送し、該第１及び第２スクリューオーガ２２，２３の端部に搬送した現像剤を仕切り壁２５ａの両端に設けられている開口部２５ｂ，２５ｃを介して互いに受渡し、現像剤を攪拌しつつ循環搬送する。
現像剤搬送用パドル２４は、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３から搬送されてきた現像剤を現像ロール２１の背面側で再度攪拌する。
【００２２】
現像ロール２１は、現像器ハウジング２５にトナー排出口で感光体３ドラム１６の対向（接触）するように配設されている。現像ロール２１は、回転に伴って現像剤を感光体３と対向（接触）する現像領域へと搬送し、感光体３上に形成された静電潜像をトナーで現像する。
このような構成における現像器２０内のトナー濃度の検出は次のようになる。
【００２３】
図４は、第１スクリューオーガ２２の回転中のトナー濃度センサ２６の検出値（電圧値）の変化を示す。また、図５は、現像器ハウジング２５内におけるパドル部２２ｃの移動に伴う現像剤の想定される移動の様子を示す。
図４に示すように、トナー濃度センサ２６の検出値は、最大値（図４の示すＣ部）と最小値（図４の示すＤ部）とをほぼ維持しつつ変動する、すなわちある振幅を維持して変動する。これは、パドル部２２ｃによってトナー濃度センサ２６のセンサ面側を通過する現像剤の周期に、トナー濃度センサ２６の検出値が同期して変動していると考えられる。
【００２４】
つまり、図５（ａ）に示すように、第１スクリューオーガ２２の回転方向においてトナー濃度センサ２６の手前直近にパドル部２２ｃが位置したとき、トナー濃度センサ２６が検出する現像剤１００の現像密度が最大になったため、トナー濃度センサ２６の検出値が最大値になっていると考えられる。一方、図５（ｂ）に示すように、第１スクリューオーガ２２の回転方向においてトナー濃度センサ２６前をパドル部２２ｃが通過した直後に、トナー濃度センサ２６が検出する現像剤１００の現像密度が最小になったため、トナー濃度センサ２６の検出値が最小値になっていると考えられる。
【００２５】
画像形成装置１では、このようなトナー濃度センサ２６の検出値が予め設定したしきい値（トナー供給判定用しきい値）を下回らないように、トナーカートリッジ２からのトナー供給制御を行い、現像器２０内のトナー濃度を目標のトナー濃度に維持している。例えば、トナーの重量比率（トナー／（トナー＋キャリア））で８％のトナー濃度になるように、しきい値を設定している。すなわち、しきい値は目標値として設定されている。
【００２６】
ところで、印刷を重ねていったとき等に現像器２０内の現像剤が減少してしまうことがある。例えば、画像形成時にキャリアが現像器２０外に排出されて現像剤が減少してしまうからである。
しかし、現像剤量が減ってしまうとトナー濃度センサ２６の検出値そのものも変動してしまうため、前記予め設定したしきい値を基準にし、トナー濃度センサ２６の検出値を基にトナー供給制御をしてしまうと、現像器２０内での実際のトナー濃度が高くなりすぎてしまう恐れがある。
【００２７】
これに対して、本実施形態では、以下のような構成及び処理により、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
図６は、制御部４０の構成の一例を示す。
図６に示すように、制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、プログラム等記憶部４２、一時記憶部４３、トナー供給制御部４４、及び補正部４５を有している。
【００２８】
プログラム等記憶部４２は、電源ＯＦＦ時にもデータを保持可能な記憶部である。プログラム等記憶部４２には、ＣＰＵ４１が各種の処理に使用するプログラム４２ａや固定データ等が記憶されている。プログラム等記憶部４２の好適な例としては、ＲＯＭ（Read-Only Memory）が挙げられる。また、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性記憶部も挙げられるが、これらに限定されないことは言うまでもない。
【００２９】
プログラム４２ａは、制御部４０の出荷時当初からプログラム等記憶部４２に記憶されているものとすることもできるが、出荷後に使用者等の作業によりＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込まれてプログラム等記憶部４２に記憶されたものとすることもできる。
一時記憶部４３は、データが書き込み可能となっておりデータを一時的に保持する記憶部である。一時記憶部４３の好適な例としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）があるが、これに限定されないことは言うまでもない。
【００３０】
この一時記憶部４３には、補正用テーブル４３ａが記憶されている。補正用テーブル４３ａが記憶されるものとして、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶部も挙げられるが、これに限定されないことは言うまでもない。
ＣＰＵ４１は、プログラム等記憶部４２からプログラム４２ａ等を必要に応じて一時記憶部４３に読み出して各種の処理を行う。
【００３１】
トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値を基に、トナーカートリッジ２から現像器２０にトナーを供給するトナー供給制御を行う。例えば、トナー供給制御部４４は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
図７は、トナー供給制御部４４による処理手順の一例を示すフローチャートである。
図７に示すように、先ずステップＳ１において、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を取得する。例えば、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最大値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最大値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００３２】
続くステップＳ２において、トナー供給制御部４４は、前記ステップＳ１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が予め設定したトナー供給判定用しきい値よりも小さいか否かを判定する。ここで、トナー供給判定用しきい値は、実験値、経験値、又は理論値を基に設定されている。本実施形態では、トナー供給判定用しきい値は、トナーの重量比率（トナー／（トナー＋キャリア））で８％のトナー濃度になるように当初設定されている。
【００３３】
トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値よりも小さいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最大値＜トナー供給判定用しきい値）、ステップＳ３に進む。また、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値以上であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最大値≧トナー供給判定用しきい値）、該図７に示す処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ３では、トナー供給制御部４４は、トナー供給制御を実施する。例えば、トナー供給制御部４４は、トナー供給路９に配置されているトナー搬送部１１を駆動して、予め設定されている量のトナーをトナーカートリッジ２から現像器２０に供給する。そして、トナー供給制御部４４は、該図７に示す処理を終了する。
補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値を基にトナー供給判定用しきい値を補正する。例えば、補正部４５は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
【００３５】
図８は、補正部４５による処理手順の一例を示すフローチャートである。この図８に示す処理は、図７に示すトナー供給制御部４４による処理と並列に行われる（割り込み処理により行われる）。
図８に示すように、先ずステップＳ２１において、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を取得する。例えば、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の複数の振幅値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００３６】
続くステップＳ２２において、補正部４５は、前記ステップＳ２１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に応じてトナー供給判定用しきい値を補正する。具体的には、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値とトナー供給判定用しきい値との関係を示す補正用テーブル４３ａを参照して、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に対応するトナー供給判定用しきい値を取得する。
【００３７】
図９は、補正用テーブル４３ａの一例を示す。
図９に示すように、補正用テーブル４３ａでは、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほどトナー供給判定用しきい値が小さくなる。
補正部４５は、このような補正用テーブル４３ａを用いてトナー供給判定用しきい値を補正する。そして、補正部４５は、図９に示す処理を終了する。
【００３８】
以上のような構成及び処理により、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に応じてトナー供給判定用しきい値を設定（補正）する（図８及び図９）。そして、画像形成装置１は、そのように設定されるトナー供給判定用しきい値よりもトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が小さくなるとトナー供給制御を実施して、現像器２０内のトナー濃度が目標のトナー濃度に維持されるようにしている（図７）。
【００３９】
ここで、図１０は、現像器２０内の現像剤量と、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値との関係を示す。
図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最大値との間に相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が減少する傾向を示す。例えば、図１０に示すように、ある現像剤量をカートリッジ装着時の量としたとき、その量が減少してしまうとトナー濃度センサ２６の検出値の最大値も減少していくことになる。
【００４０】
このような関係からも、現像剤量が減っているような場合に、補正することなく維持したトナー供給判定用しきい値を基準にし、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を基にトナー供給制御を行ってしまうと、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値に達するまでトナーを供給するため、結果的に、現像器２０内での実際のトナー濃度が高くなりすぎてしまう恐れがあることがわかる。
【００４１】
一方、図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値との間にも相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が増加する傾向を示す。また、図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最小値との間にも相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が減少する傾向を示す。
【００４２】
本実施形態では、このような現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値との間の相関関係、すなわち、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が増加するような関係を画像形成装置１の処理に適用している。つまり、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほど現像剤量が減少しているとの予測の下、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほどトナー供給判定用しきい値を小さくする補正をしている。
【００４３】
これにより、本実施形態では、現像剤量とともに減少しているトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を用いても高い精度でトナー濃度を判定している。すなわち、本実施形態では、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
なお、第１の実施形態では、トナー濃度センサ２６は、例えば、検出手段を実現している。また、トナー供給制御部４４は、例えば、制御手段を実現している。また、補正部４５は、例えば、実行手段を実現している。
（第１の実施形態の変形例）
なお、前述の第１の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４４】
すなわち、第１の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を基にトナー供給判定用しきい値を補正しても良い。
この場合、前記ステップＳ２１として、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を取得する。例えば、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最小値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最小値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００４５】
そして、前記ステップＳ２２として、補正部４５は、前記ステップＳ２１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最小値に応じてトナー供給判定用しきい値を補正する。具体的には、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値とトナー供給判定用しきい値との関係を示す補正用テーブル４３ａを参照して、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値に対応するトナー供給判定用しきい値を取得する。
【００４６】
図１１は、補正用テーブル４３ａの一例を示す。
図１１に示すように、補正用テーブル４３ａでは、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほどトナー供給判定用しきい値が小さくなる。
補正部４５は、このような補正用テーブル４３ａを用いてトナー供給判定用しきい値を補正する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、図１０に示すような、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最小値との間の相関関係、すなわち、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が減少するような関係を画像形成装置１の処理に適用している。つまり、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほど現像剤量が減少しているとの予測の下、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほどトナー供給判定用しきい値を小さくする補正をしている。
【００４８】
これにより、本実施形態では、現像剤量とともに減少しているトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を用いても高い精度でトナー濃度を判定している。すなわち、本実施形態では、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
また、本実施形態では、図９及び図１１に示す例に限定されるものではなく、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている演算式によりトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値からトナー供給判定用しきい値を算出しても良い。また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値に応じた補正値を算出して、その補正値で当初のトナー供給判定用しきい値に対する加算や減算等の演算を行うことで、トナー供給判定用しきい値を補正しても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値を基に、トナー供給判定用しきい値と比較されるトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を補正しても良い。すなわち例えば、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値とトナー濃度センサ２６の検出値の最大値との関係を示す補正テーブルを用いたり、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている演算式を用いたり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値に応じた補正値でトナー濃度センサ２６の検出値の最大値に対する加算や減算等の演算を行ったりすることで、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を補正しても良い。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値を基に使用者に対する報知を行う。
図１２は、第２の実施形態における制御部４０の構成の一例を示す。
図１２に示すように、制御部４０は報知制御部４６を有している。
報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値を基に使用者に対する報知を行う。例えば、報知制御部４６は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
【００５１】
図１３は、報知制御部４６による処理手順の一例を示すフローチャートである。この図１３に示す処理は、図７に示すトナー供給制御部４４による処理と並列に行われる（割り込み処理により行われる）。
図１３に示すように、先ずステップＳ４１において、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を取得する。例えば、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の複数の振幅値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００５２】
続くステップＳ４２において、報知制御部４６は、前記ステップＳ４１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定した報知判定用しきい値よりも大きいか否かを判定する。ここで、報知判定用しきい値は、実験値、経験値、又は理論値を基に設定されている。例えば、報知判定用しきい値は、トナー濃度の許容限界値に対応し設定されている。
【００５３】
報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値よりも大きいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値＞報知判定用しきい値）、ステップＳ４３に進む。また、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値以下であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値≦報知判定用しきい値）、該図１３に示す処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ４３では、報知制御部４６は、表示部や音声出力部等で構成されている報知部１２を制御してオプションカートリッジを交換するように報知する。そして、報知制御部４６は、該図１３に示す処理を終了する。
ここで、オプションカートリッジとは、キャリアのみが収容されているカートリッジ、又はキャリアとトナーとが含まれているカートリッジである。
【００５５】
例えば、通常のトナーカートリッジ（トナーだけのカートリッジ）２とオプションカートリッジとは、それぞれが区別できるよう予め設定されており、画像形成装置１は、前記報知（例えばエラーメッセージ）に対応しオプションカートリッジが装着されたとき、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定された値になるまでオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を行う。また、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定された値に予め設定された期間維持されるようにオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を続けるようにしても良い。
【００５６】
また、画像形成装置１は、前記報知とは全く関係のないタイミングでオプションカートリッジが装着されたときには、通常のトナーカートリッジ２を装着するように報知しても良い。
以上のような構成及び処理により、画像形成装置１は、予め設定される報知判定用しきい値よりもトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が小さくなるとトナー供給制御を実施して、現像器２０内のトナー濃度が目標のトナー濃度に維持されるようにしている（図７）。そして、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値よりも大きくなったとき、表示部や音声出力部を制御してオプションカートリッジを交換するように報知している（図１３）。
なお、第２の実施形態では、報知制御部４６は、例えば、実行手段を実現している。
【００５７】
（本実施形態の変形例）
なお、前述の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
すなわち、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を基に使用者に対する報知を行っても良い。
この場合、前記ステップＳ４１として、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を取得する。
【００５８】
そして、前記ステップＳ４２として、報知制御部４６は、前記ステップＳ４１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定した報知判定用しきい値よりも小さいか否かを判定する。ここで、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が報知判定用しきい値よりも小さいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最小値＜報知判定用しきい値）、前記ステップＳ４３に進む。また、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が報知判定用しきい値以上であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最小値≧報知判定用しきい値）、図１３に示す処理を終了する。
【００５９】
このような場合に対応して、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定された値になるまでオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を行うようにしても良い。また、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定された値に予め設定された期間維持されるようにオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を続けるようにしても良い。
【００６０】
また、本実施形態では、好適にはトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を基にトナー供給制御しトナー濃度を制御するが、これに限定されるものではない。すなわち、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値又は振幅値を基に、トナー供給制御しトナー濃度を制御しても良い。また、この場合、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び最大値のうちトナー濃度制御に用いていない値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行う。
【００６１】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ４８は透磁率を検出したが、センサが検出する特性値はこれに限られず、トナー濃度が検出できればよく、特性値の例として、誘電率、電気抵抗、比重などが挙げられる。
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値のうちの２つの値を基にトナー供給制御しトナー濃度を制御しても良い。この場合、例えば、本実施形態では、その２つの値に基づくトナー供給判定結果の信頼度が高い方を選択し、その選択した基にトナー供給制御しても良い。
【００６２】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値のうちトナー濃度を制御するのに用いていない２つの値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行っても良い。この場合、例えば、本実施形態では、その２つの値の信頼度が高い方を選択し、その選択した値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行っても良い。
また、本実施形態は、前述のようなモノクロ画像形成装置に適用されることに限定されるものではなく、カラー画像形成装置にも適用しても良い。
また、本実施形態では、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置、２ トナーカートリッジ、２６ トナー濃度センサ、４０ 制御部、４４ トナー供給制御部、４５ 補正部、４６ 報知制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、現像装置に取り付けたトナー濃度センサの出力の最大値を基に、現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤を搬送する搬送部と、前記搬送部を搬送される現像剤の特性値を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御手段と、前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する実行手段と、を有する画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、前記制御手段は、前記最大値、最小値及び振幅値の何れかと予め設定した第１の値との比較結果を基に、トナー収容部内から前記現像装置内にトナーを供給する制御を行い、前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた前記最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する画像形成装置である。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２の記載において、前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値と前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記第１の値との関係を示すテーブル又は予め決められている演算式により、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する画像形成装置である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか１項の記載において、前記実行手段は、前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値が予め設定した第２の値に達した場合、前記現像装置へのキャリアの補充に結びつく報知を行う画像形成装置である。
請求項５に係る発明は、現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、前記現像装置内を搬送部により搬送されて検出領域を通過する前記現像剤の特性値を検出して行う検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御ステップと、前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御ステップで前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、実行手段に予め設定した処理を実行させる実行ステップと、をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１、５に係る発明によれば、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
請求項２に係る発明によれば、検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値と予め設定した第１の値とを比較してトナー収容部内から現像装置内にトナーを供給する制御を行う場合でも、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、テーブル又は演算式を用いることで、このような構成でない場合と比較して、現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は第１の値を容易に補正できる。
請求項４に係る発明によれば、報知によりキャリアが現像装置に補充されることで、現像装置の現像剤量の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】現像器の構成を示す斜視図である。
【図３】現像器の構成を示す平面図である。
【図４】第１スクリューオーガの回転中のトナー濃度センサの検出値（電圧値）の変化を示す特性図である。
【図５】現像器ハウジング内におけるパドル部の移動に伴う現像剤の想定される移動の様子を示す図である。
【図６】制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】トナー供給制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】補正部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】補正用テーブルの一例を示す図である。
【図１０】現像器内の現像剤量と、トナー濃度センサの検出値の最大値、最小値及び振幅値との関係を示す特性図である。
【図１１】本実施形態に変形例における補正用テーブルの一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１３】報知制御部による処理手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、画像形成装置である。
図１は、画像形成装置１の構成の一例を示す。
図１に示すように、画像形成装置１は、用紙搬送路上１００を搬送される印刷媒体である印刷用紙に画像を形成する。
【００１３】
そのため、画像形成装置１は、トナーカートリッジ（トナーボトル）２、感光体（像保持体）３、帯電器４、レーザ露光器５、現像器２０、転写ローラ６、感光体クリーナ７、定着装置８、及び制御部４０を有している。画像形成装置１では、感光体３の周囲であって図１に示す矢印Ａ方向（感光体３の回転方法）に、帯電器４、レーザ露光器５、現像器２０、転写ローラ６、及び感光体クリーナ７がその順番で配置されている。
【００１４】
帯電器４は、感光体３を帯電させ、レーザ露光器５は、例えば半導体レーザから出射された露光ビームを感光体３に照射して感光体３上に静電潜像を書込む。
現像器２０は、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容されて感光体３上の静電潜像をトナーにより可視像化する。すなわち、現像器２０は、収容されている現像剤を現像ロール（現像剤担持体）２１の表面に供給し現像ロール２１と感光体３との間の領域に運び、現像剤中のトナーを感光体３の表面の潜像に静電的に付着させることでこの潜像を現像する。
【００１５】
また、現像器２０は、図１の矢印Ｂのように、トナーカートリッジ２に収容されているトナーがトナー供給路９を介して供給される。そして、現像器２０は、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トナー濃度センサ（ＡＴＣ（Auto Toner-concentration Control）センサ）４８を備えており、トナー濃度センサ４８の検出結果を基に必要に応じてトナーカートリッジ２に収容されているトナーが供給されて、トナー濃度が目標の濃度に維持される。
【００１６】
この現像器２０の構成及び動作については後で詳述する。
転写ロール６は、現像器２０の現像により得られたトナー像を用紙搬送路上１００を搬送されてきた印刷用紙上に転写する。
定着装置８は、印刷用紙上に転写されたトナー像を加熱及び加圧して溶融し印刷用紙上に定着させる。
【００１７】
感光体クリーナ７は、感光体３上の残留トナーを除去する。
制御部４０は、外部装置（例えばサーバ）や画像読み取り装置１０からの入力画像データを基に各部を制御する。
以上のような構成により、画像形成装置１０では、入力画像データに基づく制御部４０による制御により、感光体３は、帯電器４によって表面が帯電された後、レーザ露光器５からの露光ビームの照射により表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器２０によってトナー像として現像される。感光体３上に形成されたトナー像は、転写ロール６により、用紙搬送ロール１０等により用紙搬送路１００上を搬送されてきた印刷用紙上に転写され、その後、定着装置８により印刷用紙上に定着される。
【００１８】
次に、本実施形態の現像器２０の構成及び動作の一例を説明する。
図２及び図３は、現像器２０の構成を示す。図２は斜視図であり、図３は平面図である。
図２及び図３に示すように、現像器２０は、現像ロール２１、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３、並びに現像剤搬送用パドル２４を現像器ハウジング２５内に有している。また、現像器２０には、現像器ハウジング２５にトナー濃度センサ２６が取り付けられている。
【００１９】
現像ロール２１、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３、並びに現像剤搬送用パドル２４は、各機能に応じた外周形状を有した長尺の棒状体をなしている。
第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像器ハウジング２５においてトナーの供給側に配置されている。ここで、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像器ハウジング２５内に形成された仕切り壁２５ａを介して併設されている。そして、仕切り壁２５ａには、その長手方向の両端部に開口部２５ｂ，２５ｃが形成されている。
【００２０】
この第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、図示しない駆動モータによって回転駆動される回転軸２２ａ，２３ａと、これら回転軸２２ａ，２３ａの長手方向に渡って螺旋状に形成された搬送羽根２２ｂ，２３ｂとを有している。
また、第１スクリューオーガ２２には、軸方向におけるトナー濃度センサ２６の対向部位（センサ面側）に軸方向に延びる平板形状のパドル部２２ｃが設けられている。後で詳述するが、本実施形態では、パドル部２２ｃの移動により現像器ハウジング２５内を移動する現像剤をトナー濃度センサ２６による検出対象とし、トナー濃度を検出している。すなわち、パドル部２２ｃは、トナー濃度センサ２６のセンサ面側（検出領域）に現像剤を集めるように機能する。
【００２１】
以上のような構成により、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３は、現像剤を攪拌しつつ搬送し、該第１及び第２スクリューオーガ２２，２３の端部に搬送した現像剤を仕切り壁２５ａの両端に設けられている開口部２５ｂ，２５ｃを介して互いに受渡し、現像剤を攪拌しつつ循環搬送する。
現像剤搬送用パドル２４は、第１及び第２スクリューオーガ２２，２３から搬送されてきた現像剤を現像ロール２１の背面側で再度攪拌する。
【００２２】
現像ロール２１は、現像器ハウジング２５にトナー排出口で感光体３ドラム１６の対向（接触）するように配設されている。現像ロール２１は、回転に伴って現像剤を感光体３と対向（接触）する現像領域へと搬送し、感光体３上に形成された静電潜像をトナーで現像する。
このような構成における現像器２０内のトナー濃度の検出は次のようになる。
【００２３】
図４は、第１スクリューオーガ２２の回転中のトナー濃度センサ２６の検出値（電圧値）の変化を示す。また、図５は、現像器ハウジング２５内におけるパドル部２２ｃの移動に伴う現像剤の想定される移動の様子を示す。
図４に示すように、トナー濃度センサ２６の検出値は、最大値（図４の示すＣ部）と最小値（図４の示すＤ部）とをほぼ維持しつつ変動する、すなわちある振幅を維持して変動する。これは、パドル部２２ｃによってトナー濃度センサ２６のセンサ面側を通過する現像剤の周期に、トナー濃度センサ２６の検出値が同期して変動していると考えられる。
【００２４】
つまり、図５（ａ）に示すように、第１スクリューオーガ２２の回転方向においてトナー濃度センサ２６の手前直近にパドル部２２ｃが位置したとき、トナー濃度センサ２６が検出する現像剤１００の現像密度が最大になったため、トナー濃度センサ２６の検出値が最大値になっていると考えられる。一方、図５（ｂ）に示すように、第１スクリューオーガ２２の回転方向においてトナー濃度センサ２６前をパドル部２２ｃが通過した直後に、トナー濃度センサ２６が検出する現像剤１００の現像密度が最小になったため、トナー濃度センサ２６の検出値が最小値になっていると考えられる。
【００２５】
画像形成装置１では、このようなトナー濃度センサ２６の検出値が予め設定したしきい値（トナー供給判定用しきい値）を下回らないように、トナーカートリッジ２からのトナー供給制御を行い、現像器２０内のトナー濃度を目標のトナー濃度に維持している。例えば、トナーの重量比率（トナー／（トナー＋キャリア））で８％のトナー濃度になるように、しきい値を設定している。すなわち、しきい値は目標値として設定されている。
【００２６】
ところで、印刷を重ねていったとき等に現像器２０内の現像剤が減少してしまうことがある。例えば、画像形成時にキャリアが現像器２０外に排出されて現像剤が減少してしまうからである。
しかし、現像剤量が減ってしまうとトナー濃度センサ２６の検出値そのものも変動してしまうため、前記予め設定したしきい値を基準にし、トナー濃度センサ２６の検出値を基にトナー供給制御をしてしまうと、現像器２０内での実際のトナー濃度が高くなりすぎてしまう恐れがある。
【００２７】
これに対して、本実施形態では、以下のような構成及び処理により、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
図６は、制御部４０の構成の一例を示す。
図６に示すように、制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、プログラム等記憶部４２、一時記憶部４３、トナー供給制御部４４、及び補正部４５を有している。
【００２８】
プログラム等記憶部４２は、電源ＯＦＦ時にもデータを保持可能な記憶部である。プログラム等記憶部４２には、ＣＰＵ４１が各種の処理に使用するプログラム４２ａや固定データ等が記憶されている。プログラム等記憶部４２の好適な例としては、ＲＯＭ（Read-Only Memory）が挙げられる。また、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性記憶部も挙げられるが、これらに限定されないことは言うまでもない。
【００２９】
プログラム４２ａは、制御部４０の出荷時当初からプログラム等記憶部４２に記憶されているものとすることもできるが、出荷後に使用者等の作業によりＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込まれてプログラム等記憶部４２に記憶されたものとすることもできる。
一時記憶部４３は、データが書き込み可能となっておりデータを一時的に保持する記憶部である。一時記憶部４３の好適な例としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）があるが、これに限定されないことは言うまでもない。
【００３０】
この一時記憶部４３には、補正用テーブル４３ａが記憶されている。補正用テーブル４３ａが記憶されるものとして、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶部も挙げられるが、これに限定されないことは言うまでもない。
ＣＰＵ４１は、プログラム等記憶部４２からプログラム４２ａ等を必要に応じて一時記憶部４３に読み出して各種の処理を行う。
【００３１】
トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値を基に、トナーカートリッジ２から現像器２０にトナーを供給するトナー供給制御を行う。例えば、トナー供給制御部４４は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
図７は、トナー供給制御部４４による処理手順の一例を示すフローチャートである。
図７に示すように、先ずステップＳ１において、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を取得する。例えば、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最大値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最大値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００３２】
続くステップＳ２において、トナー供給制御部４４は、前記ステップＳ１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が予め設定したトナー供給判定用しきい値よりも小さいか否かを判定する。ここで、トナー供給判定用しきい値は、実験値、経験値、又は理論値を基に設定されている。本実施形態では、トナー供給判定用しきい値は、トナーの重量比率（トナー／（トナー＋キャリア））で８％のトナー濃度になるように当初設定されている。
【００３３】
トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値よりも小さいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最大値＜トナー供給判定用しきい値）、ステップＳ３に進む。また、トナー供給制御部４４は、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値以上であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最大値≧トナー供給判定用しきい値）、該図７に示す処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ３では、トナー供給制御部４４は、トナー供給制御を実施する。例えば、トナー供給制御部４４は、トナー供給路９に配置されているトナー搬送部１１を駆動して、予め設定されている量のトナーをトナーカートリッジ２から現像器２０に供給する。そして、トナー供給制御部４４は、該図７に示す処理を終了する。
補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値を基にトナー供給判定用しきい値を補正する。例えば、補正部４５は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
【００３５】
図８は、補正部４５による処理手順の一例を示すフローチャートである。この図８に示す処理は、図７に示すトナー供給制御部４４による処理と並列に行われる（割り込み処理により行われる）。
図８に示すように、先ずステップＳ２１において、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を取得する。例えば、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の複数の振幅値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００３６】
続くステップＳ２２において、補正部４５は、前記ステップＳ２１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に応じてトナー供給判定用しきい値を補正する。具体的には、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値とトナー供給判定用しきい値との関係を示す補正用テーブル４３ａを参照して、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に対応するトナー供給判定用しきい値を取得する。
【００３７】
図９は、補正用テーブル４３ａの一例を示す。
図９に示すように、補正用テーブル４３ａでは、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほどトナー供給判定用しきい値が小さくなる。
補正部４５は、このような補正用テーブル４３ａを用いてトナー供給判定用しきい値を補正する。そして、補正部４５は、図９に示す処理を終了する。
【００３８】
以上のような構成及び処理により、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値に応じてトナー供給判定用しきい値を設定（補正）する（図８及び図９）。そして、画像形成装置１は、そのように設定されるトナー供給判定用しきい値よりもトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が小さくなるとトナー供給制御を実施して、現像器２０内のトナー濃度が目標のトナー濃度に維持されるようにしている（図７）。
【００３９】
ここで、図１０は、現像器２０内の現像剤量と、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値との関係を示す。
図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最大値との間に相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が減少する傾向を示す。例えば、図１０に示すように、ある現像剤量をカートリッジ装着時の量としたとき、その量が減少してしまうとトナー濃度センサ２６の検出値の最大値も減少していくことになる。
【００４０】
このような関係からも、現像剤量が減っているような場合に、補正することなく維持したトナー供給判定用しきい値を基準にし、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を基にトナー供給制御を行ってしまうと、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値がトナー供給判定用しきい値に達するまでトナーを供給するため、結果的に、現像器２０内での実際のトナー濃度が高くなりすぎてしまう恐れがあることがわかる。
【００４１】
一方、図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値との間にも相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が増加する傾向を示す。また、図１０に示すように、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最小値との間にも相関があり、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が減少する傾向を示す。
【００４２】
本実施形態では、このような現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値との間の相関関係、すなわち、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が増加するような関係を画像形成装置１の処理に適用している。つまり、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほど現像剤量が減少しているとの予測の下、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が大きいほどトナー供給判定用しきい値を小さくする補正をしている。
【００４３】
これにより、本実施形態では、現像剤量とともに減少しているトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を用いても高い精度でトナー濃度を判定している。すなわち、本実施形態では、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
なお、第１の実施形態では、トナー濃度センサ２６は、例えば、検出手段を実現している。また、トナー供給制御部４４は、例えば、制御手段を実現している。また、補正部４５は、例えば、実行手段を実現している。
（第１の実施形態の変形例）
なお、前述の第１の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４４】
すなわち、第１の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を基にトナー供給判定用しきい値を補正しても良い。
この場合、前記ステップＳ２１として、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を取得する。例えば、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最小値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の（複数の振幅中の）最小値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００４５】
そして、前記ステップＳ２２として、補正部４５は、前記ステップＳ２１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最小値に応じてトナー供給判定用しきい値を補正する。具体的には、補正部４５は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値とトナー供給判定用しきい値との関係を示す補正用テーブル４３ａを参照して、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値に対応するトナー供給判定用しきい値を取得する。
【００４６】
図１１は、補正用テーブル４３ａの一例を示す。
図１１に示すように、補正用テーブル４３ａでは、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほどトナー供給判定用しきい値が小さくなる。
補正部４５は、このような補正用テーブル４３ａを用いてトナー供給判定用しきい値を補正する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、図１０に示すような、現像剤量とトナー濃度センサ２６の検出値の最小値との間の相関関係、すなわち、現像剤量が減少するとトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が減少するような関係を画像形成装置１の処理に適用している。つまり、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほど現像剤量が減少しているとの予測の下、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が小さいほどトナー供給判定用しきい値を小さくする補正をしている。
【００４８】
これにより、本実施形態では、現像剤量とともに減少しているトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を用いても高い精度でトナー濃度を判定している。すなわち、本実施形態では、現像器２０内の現像剤の変動にかかわらず現像剤のトナー濃度を維持可能にしている。
また、本実施形態では、図９及び図１１に示す例に限定されるものではなく、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている演算式によりトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値からトナー供給判定用しきい値を算出しても良い。また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値に応じた補正値を算出して、その補正値で当初のトナー供給判定用しきい値に対する加算や減算等の演算を行うことで、トナー供給判定用しきい値を補正しても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値を基に、トナー供給判定用しきい値と比較されるトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を補正しても良い。すなわち例えば、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値とトナー濃度センサ２６の検出値の最大値との関係を示す補正テーブルを用いたり、実験的、経験的、又は理論的に予め設定されている演算式を用いたり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値や最小値に応じた補正値でトナー濃度センサ２６の検出値の最大値に対する加算や減算等の演算を行ったりすることで、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値を補正しても良い。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値を基に使用者に対する報知を行う。
図１２は、第２の実施形態における制御部４０の構成の一例を示す。
図１２に示すように、制御部４０は報知制御部４６を有している。
報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値を基に使用者に対する報知を行う。例えば、報知制御部４６は、ＣＰＵ４１の演算機能によりＣＰＵ４１の機能として実現される。
【００５１】
図１３は、報知制御部４６による処理手順の一例を示すフローチャートである。この図１３に示す処理は、図７に示すトナー供給制御部４４による処理と並列に行われる（割り込み処理により行われる）。
図１３に示すように、先ずステップＳ４１において、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を取得する。例えば、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を１つ取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値を複数個得てその平均値を取得したり、トナー濃度センサ２６の検出値の複数の振幅値のうちの何れか１つの値（例えば、最小値、最大値、又は中間値）を取得したりする。
【００５２】
続くステップＳ４２において、報知制御部４６は、前記ステップＳ４１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定した報知判定用しきい値よりも大きいか否かを判定する。ここで、報知判定用しきい値は、実験値、経験値、又は理論値を基に設定されている。例えば、報知判定用しきい値は、トナー濃度の許容限界値に対応し設定されている。
【００５３】
報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値よりも大きいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値＞報知判定用しきい値）、ステップＳ４３に進む。また、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値以下であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値≦報知判定用しきい値）、該図１３に示す処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ４３では、報知制御部４６は、表示部や音声出力部等で構成されている報知部１２を制御してオプションカートリッジを交換するように報知する。そして、報知制御部４６は、該図１３に示す処理を終了する。
ここで、オプションカートリッジとは、キャリアのみが収容されているカートリッジ、又はキャリアとトナーとが含まれているカートリッジである。
【００５５】
例えば、通常のトナーカートリッジ（トナーだけのカートリッジ）２とオプションカートリッジとは、それぞれが区別できるよう予め設定されており、画像形成装置１は、前記報知（例えばエラーメッセージ）に対応しオプションカートリッジが装着されたとき、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定された値になるまでオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を行う。また、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が予め設定された値に予め設定された期間維持されるようにオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を続けるようにしても良い。
【００５６】
また、画像形成装置１は、前記報知とは全く関係のないタイミングでオプションカートリッジが装着されたときには、通常のトナーカートリッジ２を装着するように報知しても良い。
以上のような構成及び処理により、画像形成装置１は、予め設定される報知判定用しきい値よりもトナー濃度センサ２６の検出値の最大値が小さくなるとトナー供給制御を実施して、現像器２０内のトナー濃度が目標のトナー濃度に維持されるようにしている（図７）。そして、画像形成装置１は、トナー濃度センサ２６の検出値の振幅値が報知判定用しきい値よりも大きくなったとき、表示部や音声出力部を制御してオプションカートリッジを交換するように報知している（図１３）。
なお、第２の実施形態では、報知制御部４６は、例えば、実行手段を実現している。
【００５７】
（本実施形態の変形例）
なお、前述の実施形態に限定されないことは言うまでもない。
すなわち、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を基に使用者に対する報知を行っても良い。
この場合、前記ステップＳ４１として、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値を取得する。
【００５８】
そして、前記ステップＳ４２として、報知制御部４６は、前記ステップＳ４１で取得したトナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定した報知判定用しきい値よりも小さいか否かを判定する。ここで、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が報知判定用しきい値よりも小さいと判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最小値＜報知判定用しきい値）、前記ステップＳ４３に進む。また、報知制御部４６は、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が報知判定用しきい値以上であると判定すると（トナー濃度センサ２６の検出値の最小値≧報知判定用しきい値）、図１３に示す処理を終了する。
【００５９】
このような場合に対応して、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定された値になるまでオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を行うようにしても良い。また、第２の実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値が予め設定された値に予め設定された期間維持されるようにオプションカートリッジから現像器２０への供給動作を続けるようにしても良い。
【００６０】
また、本実施形態では、好適にはトナー濃度センサ２６の検出値の最大値を基にトナー供給制御しトナー濃度を制御するが、これに限定されるものではない。すなわち、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最小値又は振幅値を基に、トナー供給制御しトナー濃度を制御しても良い。また、この場合、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び最大値のうちトナー濃度制御に用いていない値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行う。
【００６１】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ４８は透磁率を検出したが、センサが検出する特性値はこれに限られず、トナー濃度が検出できればよく、特性値の例として、誘電率、電気抵抗、比重などが挙げられる。
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値のうちの２つの値を基にトナー供給制御しトナー濃度を制御しても良い。この場合、例えば、本実施形態では、その２つの値に基づくトナー供給判定結果の信頼度が高い方を選択し、その選択した基にトナー供給制御しても良い。
【００６２】
また、本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検出値の最大値、最小値及び振幅値のうちトナー濃度を制御するのに用いていない２つの値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行っても良い。この場合、例えば、本実施形態では、その２つの値の信頼度が高い方を選択し、その選択した値を基に、トナー供給判定用しきい値の補正（図８）や報知制御（図１３）を行っても良い。
また、本実施形態は、前述のようなモノクロ画像形成装置に適用されることに限定されるものではなく、カラー画像形成装置にも適用しても良い。
また、本実施形態では、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６３】
１ 画像形成装置、２ トナーカートリッジ、２６ トナー濃度センサ、４０ 制御部、４４ トナー供給制御部、４５ 補正部、４６ 報知制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤を搬送する搬送部と、
前記搬送部を搬送される現像剤の特性値を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御手段と、
前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する実行手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記最大値、最小値及び振幅値の何れかと予め設定した第１の値との比較結果を基に、トナー収容部内から前記現像装置内にトナーを供給する制御を行い、
前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた前記最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値と前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記第１の値との関係を示すテーブル又は予め決められている演算式により、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記実行手段は、前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値が予め設定した第２の値に達した場合、前記現像装置へのキャリアの補充に結びつく報知を行う請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、前記現像装置内を搬送部により搬送されて検出領域を通過する前記現像剤の特性値を検出して行う検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御ステップと、
前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御ステップで前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、実行手段に予め設定した処理を実行させる実行ステップと、
をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラム。
【請求項１】
現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤を搬送する搬送部と、
前記搬送部を搬送される現像剤の特性値を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御手段と、
前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、予め設定した処理を実行する実行手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記最大値、最小値及び振幅値の何れかと予め設定した第１の値との比較結果を基に、トナー収容部内から前記現像装置内にトナーを供給する制御を行い、
前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた前記最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記実行手段は、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値と前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記第１の値との関係を示すテーブル又は予め決められている演算式により、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いた最大値、最小値及び振幅値の何れかの値又は前記予め設定した第１の値を補正する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記実行手段は、前記制御手段が前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値が予め設定した第２の値に達した場合、前記現像装置へのキャリアの補充に結びつく報知を行う請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
現像装置内のキャリア及びトナーを含む現像剤のトナー濃度の検出を、前記現像装置内を搬送部により搬送されて検出領域を通過する前記現像剤の特性値を検出して行う検出手段が出力する検出値の変動の最大値、最小値及び振幅値のうちの何れかの値を基に、前記現像剤のトナー濃度を制御する制御ステップと、
前記最大値、最小値及び振幅値のうち前記制御ステップで前記現像剤のトナー濃度を制御するのに用いていない値を基に、実行手段に予め設定した処理を実行させる実行ステップと、
をコンピュータに実行させるコンピュータに読取可能な制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３０２４７（Ｐ２０１２−２３０２４７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８４４９（Ｐ２０１１−９８４４９）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【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２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【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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