(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、該現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、該像担持体上に形成されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、該トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値と該トナー付着量検出手段によるトナー付着量検出値とを用いて該現像装置へのトナー補給条件と該像担持体上へのトナー像作像条件とを制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、
上記制御手段は、上記トナー濃度検出手段により検出したトナー濃度検出値が予め設定されたトナー濃度適正範囲内か否かと、上記トナー付着量検出手段により付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値から算出される現像ガンマ係数が予め設定された現像ガンマ係数適正範囲内か否かとを判定し、それぞれの判定結果を比較して該トナー濃度検出手段の故障の有無を判断するトナー濃度検出手段故障判断モードを有し、
上記トナー濃度検出手段故障判断モードは、上記トナー濃度検出値がトナー濃度適正範囲外で、且つ、上記現像ガンマ係数が現像ガンマ係数適正範囲内と判定されたとき、該トナー濃度検出手段の故障が有ると判断することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段が故障が有ると判断した場合、該トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値を用いずに上記現像装置へのトナー補給条件と、上記像担持体上へのトナー像作像条件とを決定して画像形成を継続することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段の故障が有ると判断した場合、上記制御手段は上記トナー付着量検出値、または、画像面積データに基づいて上記トナー補給条件を決定するよう変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記制御手段は、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー付着量検出手段により付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値を用いて、上記像担持体上へのトナー像作像条件とを決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段の故障が有ると判断した時、トナー濃度検出手段が故障したことを外部へ通知する通知手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の何れかの画像形成装置において、上記像担持体と、上記現像装置と、上記トナー濃度検出手段とを一体的に構成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジの形態とすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは二成分現像装置を採用する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、画像濃度を安定化するために、像担持体上に形成したトナーパターンのトナー付着量と、現像剤のトナー濃度とを検出し、これに基づきトナー補給条件や作像条件を制御するプロセスコントロールをおこなう装置が知られている。この装置では、トナー濃度が所望の値に制御されることを前提にしており、トナー濃度が所望の値に制御できないとプロセスコントロールが破綻して異常画像が発生させてしまう。また、トナー濃度が適切範囲外になると、不要なトナーの消費や、感光体へのキャリア付着等による他の部品の損傷等を発生させるおそれもある。このため、トナー濃度が適切範囲外になったときは、これを異常と把握して早急な対処をする必要がある。
【０００３】
そこで、トナー濃度を検出するトナー濃度センサのトナー濃度検出値が予め設定しておいた上下限値を超えたときにトナー濃度に異常が生じていると判断している。しかしながら、トナー濃度センサによるトナー濃度検出値が上下限値を超えるのは、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段や現像装置内の現像剤攪拌手段の故障により、実際にトナー濃度が異常になった場合だけとは限らない。トナー濃度センサ自体の故障により、実際はトナー濃度が正常でも誤検出してしまう場合もある。このため、トナー濃度センサのトナー濃度検出値が上下限値を超えるか否かによって、実際にトナー濃度に異常が生じているのかを的確に判断することは難しい。
【０００４】
特許文献１には、トナー濃度センサによるトナー濃度検出値の変動動向と、トナー付着量センサによるトナー付着量検出値の変動傾向とを比較して、両者の変動傾向が矛盾する場合に、トナー濃度検出値に異常が生じていると判断する装置が記載されている。詳しくは、トナー濃度センサのトナー濃度検出値が上下限値の範囲外であっても、トナー濃度検出値の変動傾向とトナー付着量検出値の変動傾向を比較し、一致していればトナー濃度は正常と判断して画像形成を継続し、矛盾していれば実際にトナー濃度に異常が生じていると判断して画像形成を停止する。また、トナー濃度センサのトナー濃度検出値が設定範囲内でも、トナー濃度検出値の変動傾向とトナー付着量検出値の変動傾向を比較し、矛盾していれば実際にトナー濃度に異常が生じていると判断して画像形成を停止している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナー濃度センサによるトナー濃度検出値が上下限値を超え、トナー濃度センサ、トナー補給手段、または、攪拌手段等の故障が考えられる場合は、サービスマンによる早急で適切な対処が必要である。サービスマンは、想定される全ての故障に対応する多くの交換パーツを持参して、想定される故障についてひとつづつ解析していくことが必要であり、作業が多く装置のダウンタイムも長くなる。一方、トナー濃度センサの故障と解れば、サービスマンは、トナー濃度センサを交換することだけで対応できるので、作業も簡単で装置のダウンタイムも少ない。このため、故障がトナー濃度センサにある場合、それが容易に特定されることが望まれる。さらに、サービスマンが呼ばれる時点で、故障がトナー濃度センサにあると解れば、サービスマンはトナー補給手段や攪拌手段の故障に対応する多くの交換パーツを持参する必要がなく、トナー濃度センサのみを持参すればよい。
【０００６】
また、現像装置がプロセスカートリッジに含まれる形態のものでは、プロセスカートリッジのリサイクル、リユースが行われているが、故障がどこなのか解らず解析に手間がかかる場合は、そのまま破棄されてしまう。このため、トナー濃度センサのみの交換で十分リユースが可能な場合も、破棄されてしまう可能性がある。この点からも、トナー濃度センサによるトナー濃度の検出値が上下限値を超える場合に、その原因がトナー濃度センサ自体の故障であるかを容易に特定されることが望まれる。
【０００７】
これに対して、上記特許文献１の装置は、トナー濃度検出値の異常を的確に判断するものであり、トナー濃度が実際に異常となっているかを判断して、判断結果に基づきその後の画像形成動作を規定するものであり、トナー濃度センサ自体の故障の判断は行ってはいない。
【０００８】
また、特許文献１の装置は、トナー濃度の異常の発生を判断するために、トナー濃度検出値の変動動向とトナー付着量検出値の変動傾向とを比較しており、トナー濃度の異常を判断するまでに暫くは画像形成を継続しているため迅速さにかける。一方、トナー濃度センサ故障の特定の判断には、判断に基づきサービスマンが持参するパーツや対処が変わることを考えると、トナー濃度の異常の発生の判断に比べ、より一層、迅速で高い信頼性が要求される。
【０００９】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値とトナー付着量検出手段によるトナー付着量検出値とに基づきトナー補給条件と作像条件とを制御する画像形成装置において、トナー濃度検出手段の故障の有無を迅速かつ正確に特定して、短時間で適切な対処をおこなうことのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて像担持体上にトナー像を形成する現像装置と、該現像装置内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、該像担持体上に形成されたトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、該トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値と該トナー付着量検出手段によるトナー付着量検出値とを用いて該現像装置へのトナー補給条件と該像担持体上へのトナー像作像条件とを制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、上記制御手段は、上記トナー濃度検出手段により検出したトナー濃度検出値が予め設定されたトナー濃度適正範囲内か否かと、上記トナー付着量検出手段により付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値から算出される現像ガンマ係数が予め設定された現像ガンマ係数適正範囲内か否かとを判定し、それぞれの判定結果を比較して該トナー濃度検出手段の故障の有無を判断するトナー濃度検出手段故障判断モードを有し、上記トナー濃度検出手段故障判断モードは、上記トナー濃度検出値がトナー濃度適正範囲外で、且つ、上記現像ガンマ係数が現像ガンマ係数適正範囲内と判定されたとき、該トナー濃度検出手段の故障が有ると判断することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段の故障が有ると判断した場合、該トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値を用いずに上記現像装置へのトナー補給条件と、上記像担持体上へのトナー像作像条件とを決定して画像形成を継続することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段の故障が有ると判断した場合、上記制御手段は上記トナー付着量検出値、または、画像面積データに基づいて上記トナー補給条件を決定するよう変更することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記制御手段は、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー付着量検出手段により付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値を用いて、上記像担持体上へのトナー像作像条件とを決定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記トナー濃度検出手段故障判断モードで上記トナー濃度検出手段の故障が有ると判断した時、トナー濃度検出手段が故障したことを外部へ通知する通知手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の何れかの画像形成装置において、上記像担持体と、上記現像装置と、上記トナー濃度検出手段とを一体的に構成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジの形態とすることを特徴とするものである。
本発明においては、トナー濃度検出手段の故障の有無を判断するトナー濃度検出手段故障判断モードを設けたことにより、トナー濃度検出手段の故障を特定して、これに応じた適切な対処が可能となる。トナー濃度検出手段故障判断モードは、トナー濃度検出値が予め設定されたトナー濃度適正範囲内か否かと、付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値から算出される現像ガンマ係数が予め設定された現像ガンマ係数適正範囲内か否かとを判定し、それぞれの判定結果を比較してトナー濃度検出手段の故障の有無を判断する。具体的には、例えば、現像ガンマ係数が現像ガンマ係数適正範囲内であれば、実際のトナー濃度は必ずトナー濃度適正範囲内となっているよう、それぞれの適正範囲を予め設定する。この設定では、トナー濃度が適正範囲外であれば、現像ガンマ係数が適正範囲内になるという結果は得られない。そこで、トナー濃度検出値が適正範囲外で、算出された現像ガンマ係数が適正範囲内という判定結果が得られたとき、トナー検出値は実際のトナー濃度とは異なっており、トナー濃度検出手段の故障が有ると判断することができる。
さらに、トナー濃度検出手段故障判断モードによるトナー濃度検出手段の故障の有無の判断は、以下の理由により高い信頼性を得ることができる。一般的に、トナー付着量検出手段によりトナーパターンのトナー付着量を検出する際に、ある程度の誤差が含まれてしまう。特に、トナーパターンへの局所的なトナー落ち等があると、トナー付着量検出手段によるトナー付着量検出値が大きく正確さを欠いてしまう。このようにトナー付着量検出値には誤差が含まれ易いため、トナー付着量検出値自体を用いて判定を行うと、正確性を欠いてしまう場合がある。そこで、複数のトナー付着量検出値から算出される現像ガンマ係数を用いることにより、個々のトナー付着量検出値に誤差があっても、その影響を緩和することができるためである。また、同時に複数のトナーパターンを作成して検出しているので、画像形成を継続して変動動向を比較するものに比べて、迅速性が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー濃度検出手段によるトナー濃度検出値とトナー付着量検出手段によるトナー付着量検出値とに基づきトナー補給条件と作像条件とを制御する画像形成装置において、トナー濃度検出手段の故障を迅速かつ正確に特定して、短時間で適切な対処をおこなうことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】画像形成部の概略構成図。
【図３】電位制御装置に関わるブロック図。
【図４】制御手段の動作のフローチャートであり、（ａ）は電位制御装置のフローチャートであり、（ｂ）はトナー濃度センサ（Ｔセンサ）故障判定のフローチャート。
【図５】トナー補給制御装置に関わるブロック図。
【図６】トナー補給制御装置の動作のフローチャート。
【図７】トナー濃度センサの故障判定モードで作成するトナーパターンの説明図。
【図８】現像能力としての現像ガンマ係数を算出するためのグラフ。
【図９】トナー濃度センサの故障が特定された後の電位制御装置に関わるブロック図。
【図１０】トナー濃度センサの故障が特定された後のトナー補給制御装置に関わるブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。複写機はプリンタ部１００、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００なども備えている。
【００１４】
プリンタ部１００は、その中央に、無端状ベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての支持ローラ１４、１５、１６に掛け渡されており、第３支持ローラ１６を駆動ローラとして図中時計回り方向に回転移動する。また、３つの支持ローラのうち、第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間に張り渡したベルト部分には、図１に示すように、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋが並べて配置された画像形成手段であるタンデム画像形成部２０が対向配置されている。タンデム画像形成部２０の上方には、露光装置（光書込ユニット）２１が設けられている。
【００１５】
画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを有している。各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの周りには、後述する帯電装置、現像装置、クリーニング手段、除電器などをそれぞれ有している。
【００１６】
また、中間転写ベルト１０の画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと対向する内側には、４つの１次転写バイアスローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋがそれぞれ中間転写ベルト１１０に接触するように配設されている。１次転写バイアスローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋは、図示しない電源から１次転写バイアスが印加される。この１次転写バイアスローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋにより、画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋで形成された各トナー像を中間転写ベルト１０上に順次転写し、中間転写ベルト１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１７】
また、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０の反対側には、第２の転写手段としての２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２においては、２つのローラ２３１、２３２間に転写シート搬送部材としての無端状ベルトである２次転写ベルト２４が掛け渡されている。この２次転写ベルト２４は、中間転写ベルト１０を介して第３支持ローラ１６に押し当てられるように設けられている。この２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写材である転写シートＳに転写する。
【００１８】
また、中間転写ベルト１０の移動方向に関して２次転写装置２２よりも下流となる、第２支持ローラ１５の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７が設けられている。
【００１９】
また、１次転写バイアスローラ６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋによる転写位置よりも下流で、２次転写装置２２よりも上流に、中間転写ベルト１０上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段としてトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０が設けられている。また、中間転写ベルト１０を挟んで、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０に対向する位置に、トナー像センサ対向ローラ３１１が設けられている。なお、本実施形態では、中間転写ベルト１０の体積抵抗１０１０［Ωｃｍ３］のものを用いている。体積抵抗値は、例えば、低すぎると、バイアスがリークしてしまい、異常画像を引き起こしてしまう。逆に、高すぎる場合は、低画像面積時の画像濃度低下や放電による異常画像を発生させるため、適正な値が存在する。
【００２０】
また、２次転写装置２２の図中左方には、転写シートＳ上に転写されたトナー像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱される無端状ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した２次転写装置２２には、トナー像を中間転写ベルト１０から転写シートＳに転写後の転写シートＳをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。もちろん、２次転写装置２２としては、転写ローラや非接触の転写チャージャを使用してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。また、本実施形態では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、転写シートＳの両面に画像を記録すべく転写シートＳを反転するシート反転装置２８も設けられている。
【００２１】
上記複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。
【００２２】
他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読取る。
【００２３】
この原稿読取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで駆動ローラ１６を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って残り２つの支持ローラ（従動ローラ）１４、１５が連れ回り回転する。
【００２４】
また、これと同時に、個々の画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにおいて像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを回転させ、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー像（顕像）を形成する。そして、各感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に４色トナー像を形成する。
【００２５】
このような画像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから転写シートＳを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送してプリンタ部１００内の給紙路に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写シートＳを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の４色トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に転写シートＳを送り込み、２次転写装置２２で転写して転写シートＳ上にカラートナー像を転写する。
【００２６】
トナー像転写後の転写シートＳは、２次転写ベルト２４で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で定着ベルト２６と加圧ローラ２７とによって熱と圧力とを加えて転写トナー像を定着した後、切換爪５５で切り替えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り替えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００２７】
なお、トナー像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、トナー像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２８】
厚紙を選択してコピーした場合には、感光体や中間転写ベルトなどの駆動速度が半分となる半速モードを実施してもよい。半速モードでは、駆動する順序などは同一となるが、駆動速度のみ半速となる。
【００２９】
次に、上述したタンデム型画像形成部２０の画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋについて詳しく説明する。なお、４つの画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、添字を省略して、画像形成部１８として説明する。
図２は、画像形成部１８の概略構成図である。画像形成部１８は、ドラム状の感光体４０の周りに、帯電装置６０、電位センサ７０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３、図示しない除電装置などを備えている。なお、本実施形態では、画像形成部１８では、これらが一体的に形成されるプロセスカートリッジの形態をなしており、タンデム型画像形成部２０に対して脱着可能に設けられている。
【００３０】
画像形成時には、感光体４０は、図示しない駆動モータによって矢印Ａ方向に回転駆動される。そして、感光体４０は、その表面を帯電装置６０によって一様帯電せしめられた後、露光装置２１からの前述の原稿等の画像データを書込露光Ｌによって露光されて静電潜像が形成される。スキャナ３００からの画像データに基づくカラー画像信号は、図示しない画像処理部で色変換処理などの画像処理が施され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像信号として露光装置２１へ出力される。露光装置２１は、画像処理部からの画像信号を光信号に変換し、この光信号に基づいて一様に帯電された感光体４０の表面を走査して露光することで静電潜像を形成する。
【００３１】
現像装置６１は、内部に収容されるキャリアとトナーからなる二成分現像剤を表面に担持して、感光体４０との対向部まで搬送する現像剤担持体としての現像ローラ６１ａを備えている。現像ローラ６１ａには図示しない電源より現像バイアスが印加されており、感光体４０上の静電潜像と、現像ローラ６１ａとの間に電位差である現像ポテンシャルが形成される。この現像ポテンシャルにより現像ローラ６１ａ上の現像剤からのトナーが感光体４０の静電潜像に転移することで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。また、現像装置６１内に収容された現像剤を攪拌搬送する現像剤搬送部材６１ｂを備えている。また、現像剤搬送スクリュー６１ｂの底面にはトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が配設されており、随時トナー濃度を検出することができる。
【００３２】
また、画像形成によるトナー消費に伴い、トナーを補給するトナー補給手段６１ｃを備えている。トナー補給手段６１ｃは、ユーザーが着脱自在に交換できるトナーカートリッジと、トナーを一時的に貯めておくバッファの働きを担うサブホッパを備え、トナーカートリッジからサブホッパへ、サブホッパから現像装置６１内へトナーを供給する。サブホッパを備えることで、トナーカートリッジが空になった場合であっても、しばらくはトナー濃度を低下させることなく画像形成を継続することが可能となっている。
【００３３】
現像装置６１により、感光体４０上に形成されたトナー像は、上述のように中間転写ベルト１０上に１次転写される。感光体４０は、トナー像転写後に感光体クリーニング装置６３によって残留トナーがクリーニングされ、図示しない除電装置により除電されて次の画像形成に備えられる。
【００３４】
このようなにして、各色画像形成部１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、各色感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０ＫにＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像を形成し、これらは中間転写ベルト１０上に重ね合わせて１次転写される。
【００３５】
本実施形態の複写機には、形成する画像の色がフルカラーのときには全ての感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋを中間転写体１０表面に接触させておくフルカラーモードと、黒単色のときにはＫ色以外の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃを中間転写体１０表面から離間させるモノクロモードとを備えている。また、本実施形態の複写機には、スキャナで読取った原稿画像がモノクロ画像かカラー画像かを検知して、自動的にモノクロモードとフルカラーモードとに切替るオートカラーチェンジモードも備えている。
【００３６】
モノクロモードには、Ｋ色の感光体４０Ｋ以外の感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃを中間転写ベルトから相対的に離間させて画像形成を行う第１モノクロモード、Ｋ色以外の現像装置６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃの動作を停止させる第２モノクロモードの２種類ある。この第２のモノクロモードは、オートカラーチェンジモードが選択されているときに実行されるモードである。モノクロモード、フルカラーモード、オートカラーチェンジモードの切替えは、ユーザーの意思で決定して入力できるよう、手動操作手段たる図示しない操作パネルに入力部を設けている。
【００３７】
ユーザーによって、モードを選択可能としているので、次のような利点がある。例えば、原稿画像は、カラー画像であるが、ユーザーがモノクロ画像にしたい場合は、ユーザーが操作パネルを操作して、モノクロモードを選択すれば、ユーザーの所望どおりのモノクロ画像を得ることができる。また、ユーザーがモノクロモードを選択したときは、常にＹ、Ｍ、Ｃの感光体が中間転写ベルト１０から離間しているので、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光体の劣化を抑制することができる。また、ユーザーによってカラーモードが選択されると、オートカラーチェンジモードのようにモノクロ画像の場合は、モノクロモードに切替ることがない。
【００３８】
よって、カラー原稿とモノクロ原稿が混在した複数の原稿を連続して印刷するときの印刷スピードは、オートカラーチェンジモードよりも速い。その結果、ユーザーが、カラーモードを選択することで、ユーザーは、カラーとモノクロが混在した複数の原稿の印刷画像を早く手に入れることができる。
【００３９】
次に、本実施形態の複写機で行われるプロセスコントロールについて説明する。
従来、二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤のトナー濃度やトナー帯電量などによって現像能力が変動し、画像濃度が変動する。そこで、感光体４０または中間転写ベルト１０等の像担持体上に所定のトナーパターン形成し、光学的センサであるトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０でトナーパターンのトナー付着量の検出を行う。また、そのときの現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２で検出し、これらの検出結果に基づき作像条件やトナー補給条件などを決定している。これにより、現像能力が変動した場合でも、作像条件やトナー補給条件の制御パラメータを最適化することで画像濃度の変動を抑止している。本実施形態の複写機では、画像濃度制御手段の１つとして、画像形成以外のタイミングで作像電位を調整する電位制御をおこなう電位制御装置４０１と、印刷中のトナー補給量の条件を制御するトナー補給制御をおこなうトナー補給制御装置４０３を備えている。
【００４０】
トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２は、透磁率を検知することで、現像剤中のキャリアとトナーの割合であるトナー濃度を検出するセンサである。プリント動作中に関わらず、随時センシング可能であるので、検出間隔を短く設定している。検知タイミングは、プリント１枚毎にトナー濃度を検出するものが一般的である。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２による検出値は、主としてトナー補給量の制御に用いられる。トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０は、中間転写ベルト１０上に形成されたトナーパターンの付着量を光学的に検出するセンサである。予め決められた所定のパターンを作像して検出を行うため、プリント動作中は行うことができず、また、トナーも消費する。そのため、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０による検知は、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２による検知よりも、頻度が少なくするのが一般的である。これらのセンサによる検出値を用いて、プリントジョブがきていないときや、ジョブ終了時にある程度の時間をとって、電位制御を実行する。また、印刷中の非画像部を用いて（紙間は短いので）所定のパターン１パッチのトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０の検出を行い、トナー補給制御の制御目標値の補正を行う場合もある。また、環境センサである温湿度センサ（図示せず）を備えている。
【００４１】
＜実施例１＞
図３は、電位制御装置に関わるブロック図である。電位制御装置４０１に、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検出されたトナー付着量と、トナー濃度センサ３１２で検出したトナー濃度と、温湿度センサ（図示せず）によって検出された温湿度とトナー濃度と、電位センサ７０によって検知した感光体の露光後の表面電位と、現像バイアスとを入力する。電位制御装置４０１は、帯電装置６０、現像装置６１、露光装置２１に対して、最適な帯電バイアス、現像バイアス、露光光量と、トナー補給制御装置４０３に対して最適なトナー濃度制御目標値を出力する。この最適な作像条件にしたがって、各バイアス、トナー補給を制御することで、安定的な画像濃度を提供している。
【００４２】
電位制御装置４０１による画像濃度制御は電源ＯＮ時や所定枚数（例えば、２５０枚）プリント後など、プリント動作と排他的かつ定期的に実行する。プリント動作と排他的に実行を行うのは、複数の濃度の異なる画像を作像する必要がある為である。
【００４３】
図４（ａ）は、電位制御装置４０１の動作のフローチャートである。図４（ａ）に基づき電位制御装置４０１の動作を詳細に説明する。画像濃度制御前にトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０のＬＥＤ光量の調整等の前処理を実行する（ＳＴＥＰ１）。次に、濃度の異なる５つのパッチを作像する（ＳＴＥＰ２）。図７は、このときに作成する各パッチの階調パターンである。各パッチの潜像電位を電位センサ７０で検出し、各パッチのトナー付着量をトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検出する（ＳＴＥＰ３）。電位センサ７０の出力から現像ポテンシャル（現像バイアスＶｂと潜像電位Ｖｌの差）を求める。また、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０からトナー付着量を求める（ＳＴＥＰ４）。そして、両者の関係から現像能力としての現像ガンマ係数（図８に示す、横軸に現像ポテンシャル、縦軸にトナー付着量としたときの傾き）を求める（ＳＴＥＰ５）。現像能力としての現像ガンマ係数の算出値が適正範囲内か否かの判定（ＳＴＥＰ６）を行った後に、現像ガンマから所定の目標トナー付着量となるような現像ポテンシャルを算出する。これにより、現像バイアスや帯電バイアス、露光光量といった作像条件を決定する（ＳＴＥＰ７）。この動作と平行して、このときの温湿度を温湿度センサ（不図示）で、トナー濃度をトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２で、それぞれ検出する（ＳＴＥＰ８）。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２によって検出したトナー濃度検出値が適正範囲内か否かを判定する（ＳＴＥＰ９）。トナー濃度検出値が適正範囲内であった場合は、温湿度センサ（不図示）により検出した温湿度と、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２で検出したトナー濃度検出値から、そのときの環境に適したトナー濃度を算出してトナー濃度制御目標値を決定する（または補正する）（ＳＴＥＰ７）。なお、電位センサ７０を設置していない複写機では、潜像電位が一定になるよう露光を行い、現像バイアスを変化させることで現像ポテンシャルを求めつつ、濃度の異なるパッチを作像してもよい。
【００４４】
以上のような一連の電位制御フローでは、図示しないが、検出値全てに対して適正範囲が予め決定されており、適正範囲外であれば検出値異常として停止する異常停止手段を備える。また、検出値異常の場合には、通知手段によって異常を通知できるようになっている。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の検出値異常判定に関しては、以下に詳述する。
【００４５】
トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２による検出値異常には様々な原因が考えられる。現像装置６１へトナーを補給するトナー補給手段６１ｃがトナー補給不能となった場合のトナー濃度低下による検出値異常、逆にトナー補給停止ができなくなった場合のトナー濃度過多による検出値異常が考えられる。また、現像装置６１内の現像剤の状態や循環性の問題で検出値異常となる場合や、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２自体の故障なども考えられる。同じトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の検出値異常といっても、原因はいろいろあり対処方法や交換すべき部材は異なる。したがって、原因を特定することはメンテナンス性を考慮する上でと非常に重要である。
【００４６】
図４（ｂ）は、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障判定のフローチャートである。図４（ａ）の電位制御装置４０１の動作のフローチャートの（ＳＴＥＰ９）で、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２によって検出したトナー濃度検出値が予め設定された適正範囲外だった場合には、図４（ｂ）の故障判定を行う（ＳＴＥＰ１０）。まず、図４（ａ）のフローチャート（ＳＴＥＰ５）の現像能力としての現像ガンマ係数（図８の、横軸に現像ポテンシャル、縦軸にトナー付着量としたときの傾き）の算出完了を待つ（ＳＴＥＰ１１）。算出された現像能力としての現像ガンマ係数が予め設定された適正範囲内であるか判定を行う（ＳＴＥＰ１２）。現像ガンマ係数が適正範囲内の場合には、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２単体の故障と特定し、通知手段によって外部へ通知を行う（ＳＴＥＰ１３）。なお、現像ガンマ係数が適正範囲外の場合には、別途、図４（ａ）のフローチャートの（ＳＴＥＰ６）のシーケンスにより異常終了となる。
【００４７】
このように、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障判定は、トナー濃度検出値が予め設定されたトナー濃度適正範囲内か否かと、付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値から算出される現像ガンマ係数が予め設定された現像ガンマ係数適正範囲内か否かとを判定し、それぞれの判定結果を比較してトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障の有無を判断する。ここで、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０が中間転写ベルト１０上のトナーパターンを検知するものであれば、現像能力としての現像ガンマ係数が適正範囲内であれば、帯電装置６０、現像装置６１、１次転写ローラ６２は正常に機能している。すなわち、現像ガンマ係数が現像ガンマ係数適正範囲内であれば、実際のトナー濃度は必ずトナー濃度適正範囲内となっているよう、それぞれの適正範囲を予め設定する。この設定では、トナー濃度が適正範囲外であれば、現像ガンマ係数が適正範囲内になるという結果は得られない。そこで、トナー濃度検出値が適正範囲外で、算出された現像ガンマ係数が適正範囲内という判定結果が得られたとき、トナー検出値は実際のトナー濃度とは異なっており、トナー濃度センサ（Ｔせんさ）３１２の故障が有ると判断することができる。
【００４８】
さらに、上記トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障判定は、以下の理由により高い信頼性を得ることができる。一般的に、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０によりトナーパターンのトナー付着量を検出する際に、ある程度の誤差が含まれてしまう。特に、トナーパターンへの局所的なトナー落ち等があると、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０によるトナー付着量検出値が大きく正確さを欠いてしまう。このようにトナー付着量検出値には誤差が含まれ易いため、トナー付着量検出値自体を用いて判定を行うと、正確性を欠いてしまう場合がある。そこで、複数のトナー付着量検出値から算出される現像能力としての現像ガンマ係数を用いることにより、個々のトナー付着量検出値に誤差があっても、その影響を緩和することができるためである。また、同時に複数のトナーパターンを作成して検出しているので、画像形成を継続して変動動向を比較するものに比べて、迅速性が得られる。
【００４９】
また、現像装置６１側のトナー補給手段６１ｃに関する異常や現像剤状態や循環性の問題であった場合には、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検知するトナーパターンがほとんど作像されなかったり、逆に許容を超えて濃いパッチとなったりする。その場合、現像能力としての現像ガンマ係数は適正範囲外となり、画像形成装置は異常と判断できる。現像能力としての現像ガンマ係数が適正範囲内で画像形成装置として正常と判断されたにも関わらず、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の出力値が適正範囲外の場合には、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２単体の故障と特定することが出来る。なお、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０の設置位置については、現像後のトナーパターンが検知できる場所であればどこでもよく、現像直後の感光体４０上であっても、紙搬送ベルト上でもよい。なお、現像能力としての現像ガンマ係数の適正範囲は０．５〜２．０（ｍｇ／ｃｍ２／−ｋＶ）であり、トナー濃度の適正範囲は４〜９（ｗｔ％）である。これらの適正範囲は画像形成装置により、適宜設定する値であることは言うまでもない。
【００５０】
さらに、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２単体の故障の場合には、画像形成装置の動作を停止することなく、プリント可能としている。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が故障している場合には、上記電位制御装置４０１の入出力関係を、図９に示すように変更し、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の出力と温湿度センサより算出されるトナー濃度制御目標値の更新を行わない制御とする。なお、電位制御装置４０１が電位制御を実行する前の段階でトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２単体が故障と判定された場合であっても、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の出力は必ず取得する。
【００５１】
次に、プリント動作中のトナー補給制御についても、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が正常か故障かによって制御を、以下のように変更する。
図５は、トナー補給制御装置に関わるブロック図である。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が正常な場合、図５に示すように、トナー補給制御装置４０３に、トナー濃度センサ３１２で検出したトナー濃度と、画像面積、トナー濃度制御目標値、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検出されたトナー付着量と、目標トナー付着量を入力する。トナー補給制御装置４０３は、入力されたデータに基づいてトナー補給量とトナー濃度制御目標値を算出する。このトナー補給条件にしたがって、トナー補給を制御することで、安定的なトナー濃度、画像濃度を提供している。
【００５２】
図６は、トナー補給制御装置４０３の動作のフローチャートである。図６に基づきトナー補給制御装置４０３の動作を詳細に説明する。まず、露光手段の露光時間によって、画像面積を算出し、理論的に計算されるトナー消費量を算出する（ＳＴＥＰ１）。このときのトナー濃度センサ出力とトナー濃度制御目標値の差分より、現在のトナー濃度が目標値と比較して濃いのか薄いのかを判定する（ＳＴＥＰ２）。トナー消費量とトナー濃度の判定結果に基づいて、トナー補給量を算出する（ＳＴＥＰ３）。たとえば、目標値に対して薄いと判定された場合には、画像面積より算出されたトナー消費量に対して１．０５倍した値をトナー補給量とする。トナー濃度が濃いと判定した場合には、画像面積より算出されたトナー消費量に対して０．９５倍した値をトナー補給量とする。このようにして算出したトナー補給量算出しトナー補給を実行する（ＳＴＥＰ４）。
【００５３】
また、本実施形態の複写機では、プリント中の画像部と画像部の間の非画像部に画像濃度測定用のトナーパッチの作像を行う。作成間隔は各色１０枚に1回のタイミングで作像を行っており、各色で作像タイミングが重なった場合には作成間隔の一番長い色のパッチを作像する。Ｋパッチは画像面積５０％のハーフトーンパッチであり、Ｃ、Ｍ、Ｙパッチは画像面積１００％のベタパッチである。この画像濃度測定用パッチをトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０にて検出し、トナー付着量検出値をえる。トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０より検出したトナー付着量検出値からトナー濃度制御目標値の補正を行う。トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０より検出されたトナー付着量検出値と目標トナー付着量を比較して、その結果に応じてトナー濃度制御目標値の補正を実行する。詳しくは、トナー付着量検出値と目標トナー付着量の差分をとる。差が±０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以内のトナー付着量が適切な場合、トナー濃度制御目標値を今回検出したトナー濃度の値とする。差が＋０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以上とトナー付着量検出値が高い場合、トナー濃度制御目標値を−０．０５％補正する。逆に差が−０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以下とトナー付着量検出値が低い場合、トナー濃度制御目標値を＋０．０５％補正する。以上のように、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０の出力であるトナー付着量検出値に応じて、トナー濃度制御目標値を補正し、補正した値に基づいてトナー補給量を補正する制御を行っている。なお、補正後のトナー濃度制御目標値は４．５〜８．５％の範囲で上下限処理が加えられており、トナー濃度が暴走することを未然に防いでいる。また、トナー濃度制御目標値の補正量や、トナー濃度の上下限処理の範囲、付着量の判定しきい値は、トナー、現像装置の構成、プリント間のトナーパッチの作像間隔などによるので、画像形成装置ごとに適宜適正な値を決定するものである
【００５４】
これに対して、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障が特定された場合には、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の出力であるトナー濃度検出値を用いず、画像面積によるトナー補給を実行する。トナー濃度制御目標値の補正は実行しない。このようにトナー消費した分だけトナー補給を行う制御として、画像濃度を安定に保つ機能は、上述の電位制御装置による画像濃度制御のみで実現させる。これによって、本来の制御には及ばないものの、ダウンタイムを発生させることなく、プリントを継続させることができる。また、プリント中にトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が連続５回異常値となった場合には、割込みで電位制御を実行して、トナー濃度センサ出力異常の原因特定フローを実行させる。
【００５５】
＜実施例２＞
実施例２については、実施例１と略同様であるが、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障が特定された場合のトナー補給制御が異なるものである。なお、実施例２に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施例１に係る画像形成装置と同様のものについては、実施例１と同様の符号を付してここではその詳細な説明は省略する。
【００５６】
図１０は、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障が特定された後のトナー補給制御装置に関わるブロック図である。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が故障した場合、図１０に示すように、トナー補給制御装置４０３に、画像面積、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検出されたトナー付着量と、目標トナー付着量を入力する。トナー補給制御装置４０３は、入力されたデータに基づいてトナー補給量を算出する。詳しくは、露光装置２１の露光時間によって、画像面積を算出し、理論的に計算されるトナー消費量を算出する。次に、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０で検出されたトナー付着量と目標トナー付着量を比較して、その結果に応じてトナー補給量の補正を実行する。具体的には、検出されたトナー付着量と目標トナー付着量の差分を取り、この差が±０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以内のトナー付着量が適切な場合、（トナー補給量）＝（トナー消費量）とする。差が＋０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以上とトナー付着量検出値が高い場合、（トナー補給量）＝（トナー消費量）×０．９８とする。逆に差が−０．０１２［ｍｇ／ｃｍ２］以下とトナー付着量検出値が低い場合、（トナー補給量）＝（トナー消費量）×１．０２とする。このように、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０の出力であるトナー付着量検出値に応じて、トナー補給量を補正する制御を行っている。
【００５７】
この場合、トナー濃度の絶対値が把握出来ずトナー濃度が暴走する可能性があるので、上述の電位制御実行間隔を２５０枚毎から１００枚毎に短く設定する。これにより、現像能力としての現像ガンマ係数によってトナー濃度を類推できる間隔が短くなるので、トナー濃度の暴走を防ぐことができる。
【００５８】
以上、本実施形態によれば、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いてトナー像を形成する現像装置６１と、現像装置６１内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としてのトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２と、中間転写ベルト１０上のトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段としてのトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０とを備える。トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２によるトナー濃度検出値と、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０によるトナー付着量検出値とを用いて、トナー補給制御装置４０３により現像装置６１へのトナー補給条件を制御し、電位制御装置４０１によりトナー像作像条件としての電位制御とをおこない、画像濃度を安定させるプロセスコントロールをおこなう。このような画像形成装置において、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２によるトナー濃度検出値が予め設定されたトナー濃度適正範囲か否かと、トナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０により検出した複数のトナー付着量検出値から算出された現像能力としての現像ガンマ係数が予め設定された現像ガンマ係数適正範囲か否かとを判定し、それぞれの判定結果を比較してトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障を判断するトナー濃度検出手段故障判断モードを設ける。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出値がトナー濃度適正範囲外で、且つ、算出された現像ガンマ係数が現像ガンマ係数適正範囲内であったとき、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障と判断する。この構成によれば、トナー濃度検出値が適正範囲外で、且つ、現像ガンマ係数が適正範囲内で現像能力が正常と考えられる場合に、これらの矛盾からトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障と判断する。ここで、トナー濃度検出値が適正範囲内で、且つ、現像ガンマ係数が適正範囲外で、判定結果が矛盾するときに、トナー濃度検出値が適正範囲内にもかかわらずトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が故障と判断して、サービスマンの対処が変わるのは危険である。本実施形態では、サービスマンが迅速で適切な対処をおこなうことが目的であるため、トナー濃度検出値が適正範囲外の場合に限ることで、誤判断の可能性を避けることができる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段故障判断モードでトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障と判断した場合、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２によるトナー濃度検出値を用いずに、トナー補給制御装置４０３は現像装置６１へのトナー補給条件を制御し、電位制御装置４０１はトナー像作像条件としての電位制御とをおこなって、画像形成を継続する。これにより、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障した際も、本来の画像濃度安定化制御には及ばないものの、ダウンタイムを発生させることなく、プリントを継続させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段故障判断モードでトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障と判断した場合、トナー補給制御装置４０３はトナー付着量検出値、または、画像面積データに基づいてトナー補給条件を決定するよう変更する。れにより、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障した際も、本来のトナー濃度制御には及ばないものの、トナー濃度制御を暴走させることなく、プリントを継続させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段故障判断モードでトナー像検知センサ（Ｐセンサ）３１０により付着量の異なる複数のトナーパターンの付着量を検出した複数のトナー付着量検出値を用いて、電位制御装置４０１により電位制御とをおこない、プリント時の画像濃度を安定させるプロセスコントロールをおこなう。このように、トナー濃度検出手段故障判断モードにおける複数のトナーパターンのトナー付着量検出値を用いて、プリント時の画像濃度を安定させるプロセスコントロールをおこなうので、別々にトナーパターンを作成して検出する場合に比べて、トナーの消費を少なくするとともに、効率的で迅速な制御が可能となる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段故障判断モードでトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障と判断した時、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２が故障したことを外部へ通知する通知手段を備える。通知手段により、サービスマンはトナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２の故障の発生を認識でき、交換部品として持参するものを容易に判断できるので、メンテナンス性が向上するとともにダウンタイムも少なくなる。
また、本実施形態によれば、感光体４０と、現像装置６１と、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）３１２とを一体的に構成し、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジの形態とする。これにより、プロセスカートリッジを回収した場合に、センサ単体が故障していることが既に明らかになっているので、故障原因を解析する時間が短縮できメンテナンス性が向上する。また、故障原因不明によるプロセスカートリッジまるごと捨てるといったことを防止できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    中間転写ベルト
１８    画像形成部
２０    タンデム画像形成部
２１    露光装置
２２    ２次転写装置
４０    感光体
６０    帯電装置
６１    現像装置
６１ａ  現像ローラ
６１ｃ  トナー補給手段
６２    １次転写ローラ
６３    感光体クリーニング装置
７０    電位センサ
１００  プリンタ
３１０  トナー像検知センサ（Ｐセンサ）
３１２  トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
４０１  電位制御装置
４０３  トナー補給制御装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００２−１０８０８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２７８１８２号公報
【図１】
0005445955.tif 000002
【図２】
0005445955.tif 000003
【図３】
0005445955.tif 000004
【図４】
0005445955.tif 000005
【図５】
0005445955.tif 000006
【図６】
0005445955.tif 000007
【図７】
0005445955.tif 000008
【図８】
0005445955.tif 000009
【図９】
0005445955.tif 000010
【図１０】
0005445955.tif 000011