(57)【要約】【課題】適切なタイミングでトナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御を実施可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体上に画像濃度制御用の基準トナー像を形成し、画像濃度検知手段が検出した基準トナー像の画像濃度に基づいて、トナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御を実行可能な制御部を備えている。制御部は、トナー濃度の目標値を所定範囲に制限しており、トナー濃度の目標値が境界値にあることに基づいて、濃度調整制御の実行頻度を変更する。【選択図】図３
2018116158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアを含有した現像剤を用いて静電潜像をトナー像とする現像手段と、
前記現像手段によって現像されたトナー像を担持する像担持体と、
前記現像手段内における現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記像担持体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出したトナー濃度が目標値となるように前記トナー補給手段を制御して前記現像手段に現像剤を補給させる制御部と、を備え、
前記制御部は、前記像担持体上に画像濃度制御用の基準トナー像を形成し、前記画像濃度検知手段が検出した前記基準トナー像の画像濃度に基づいて、前記トナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御を実行可能であると共に、前記トナー濃度の目標値を所定範囲に制限しており、
前記トナー濃度の目標値が前記所定範囲の境界値に達したことにより、前記濃度調整制御の実行頻度を低減する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記トナー濃度の目標値が境界値にあり、かつ前記画像濃度検知手段が検知したトナー濃度と前記トナー濃度の目標値との差分値が所定値以上の場合に、前記濃度調整制御の実行頻度を低減し、前記トナー濃度の目標値が境界値にあっても前記差分値が所定値未満の場合には、前記濃度調整制御の実行頻度は変更しない、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記濃度調整制御の実行頻度を変更するに際し、前記画像濃度検知手段が検知したトナー濃度と前記トナー濃度の目標値との差分値に応じて、前記濃度調整制御の実行頻度の変更幅を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式や静電記録方式を利用した、複写機、プリンタ等の画像形成装置が具備する現像装置には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、又は非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、ほとんどの現像装置が二成分現像剤を使用している。
【０００３】
上記二成分現像剤を使用する場合、二成分現像剤のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：ＴＤ比）は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素となっている。ここで、トナーは現像時に消費されるため、トナーの補給を行わない場合、上記現像器中におけるトナー濃度は減少して行ってしまう。このため、従来、上記現像器内のトナー濃度を検出し、このトナー濃度を一定に保持する濃度制御装置を備えた画像形成装置が案出されている（特許文献１参照）。より具体的には、上記特許文献１記載の濃度制御装置は、現像剤濃度検知ＡＴＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｎｅｒ  Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｅｒ）、ビデオカウントＡＴＲ及びパッチ検ＡＴＲと呼ばれる方式を組み合わせて構成されている。
【０００４】
なお、現像剤濃度検知ＡＴＲとは、トナー濃度センサにより現像器内の現像剤のトナー濃度を現像剤の反射光量もしくは現像剤の透磁率から検知し、このトナー濃度センサの検知結果に基づいてトナー濃度を制御する方式である。また、ビデオカウントＡＴＲとは、ビデオカウンタからの画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから必要なトナー量を演算してトナー濃度を制御する方式である。更に、パッチ検ＡＴＲとは、像担持体上に参照用に画像濃度検知用画像パターン（パッチ画像）を作像し、その画像濃度を像担持体に対向して設置した画像濃度センサ等のセンサにより検知してトナー濃度を制御する方式である。
【０００５】
上記特許文献１記載の濃度制御装置は、現像剤濃度検知ＡＴＲ及びビデオカウントＡＴＲによってトナー補給量を求める。また、所定のタイミングにてパッチ検ＡＴＲを実施し、このパッチ検ＡＴＲの濃度情報に基づいて、現像剤濃度検知ＡＴＲもしくはビデオカウントＡＴＲに補正を行うように構成されている。
【０００６】
現像剤濃度検知ＡＴＲは、現像器内の現像剤のトナー濃度を直接検知するため、現像剤のトナー濃度を一定に保つことが可能である。しかし、トナーの摩擦帯電量は、現像剤中の磁性キャリアの変質や環境の変動などにより変化し、現像性が変化してくる。このため、現像剤のトナー濃度を一定に維持できても、キャリアの変質や環境の変動があった場合、画像濃度が変化することがある。
【０００７】
また、ビデオカウントＡＴＲは、原稿画像の濃度情報をビデオカウント数に変換し、この値からトナー消費量を予測して、予測される現像剤のトナー濃度の初期設定値からの変動分のトナー補給を行う。そのため、消費系のトナー補給量が変動した場合、この変動分だけ現像剤のトナー濃度が初期設定値からずれていくことがある。
【０００８】
一方で、パッチ検ＡＴＲは、実際のパッチ画像の画像濃度を検出する。このため、上記特許文献１記載の濃度制御装置は、このパッチ検ＡＴＲを組み合わせることによって、現像剤濃度検知ＡＴＲもしくはビデオカウントＡＴＲの目標値の補正を可能にしている。
【０００９】
しかしながら、パッチ検ＡＴＲでは、トナーの摩擦帯電量増加による現像性の低下により、低いパッチ画像の濃度が得られると、これをＡＴＲが判断してトナーの補給状態を続けることになる。そのため、現像器内にトナーが充満して、白地部にかぶり画像を生じることがある。また、トナーの摩擦帯電量低下による現像性の増大により、高いパッチ画像の濃度が得られると、これをＡＴＲが判断してトナーの補給停止状態が続けられることになる。そのため、現像器内のトナー量の減少により、その現像剤担持体上への現像剤のキャリアが感光体に付着してしまうなどの画像劣化を引き起こすことがある。これら白地部かぶりやキャリア付着は、画像不良として現れると共に、画像形成装置本体の損傷を招く恐れがある。
【００１０】
そこで、従来、現像剤濃度検知ＡＴＲの目標値変更幅に上下限値を設け、パッチ検ＡＴＲの結果として画像濃度が薄い／濃いと判断されても、現像剤濃度を上げ／下げし過ぎることを防止することが案出されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−０３９６０８号公報
【特許文献２】特開２０１１−４８１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように現像剤濃度検知ＡＴＲの目標値変更幅に上下限値を設けると、現像剤濃度を上げすぎたり下げすぎたりすることを防止することができる。しかしながら、現像剤濃度検知ＡＴＲの目標値が上下限値にある場合、パッチ検ＡＴＲを実施しても現像剤濃度検知ＡＴＲの目標値が変更されず、パッチ検ＡＴＲが無駄に実施されてしまうことがある。
【００１３】
そこで本発明は、適切なタイミングでトナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御を実施可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、トナーおよびキャリアを含有した現像剤を用いて静電潜像をトナー像とする現像手段と、前記現像手段によって現像されたトナー像を担持する像担持体と、前記現像手段内における現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、前記トナー濃度検出手段の検出したトナー濃度が目標値となるように前記トナー補給手段を制御して前記現像手段に現像剤を補給させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記像担持体上に画像濃度制御用の基準トナー像を形成し、前記画像濃度検知手段が検出した前記基準トナー像の画像濃度に基づいて、前記トナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御を実行可能であると共に、前記トナー濃度の目標値を所定範囲に制限しており、前記トナー濃度の目標値が前記所定範囲の境界値に達したことにより、前記濃度調整制御の実行頻度を低減する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、トナー濃度の目標値が境界値にあることに基づいて、濃度調整制御の実行頻度を低減するため、適切なタイミングで濃度調整制御を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係るプリンタの模式図。
【図２】第１の実施の形態に係る現像装置の構造を説明するための模式図。
【図３】第１の実施の形態に係るパッチ検ＡＴＲのフローチャート図。
【図４】パッチ画像を示す模式図。
【図５】パッチ画像の反射濃度と目標トナー濃度の推移を示した図。
【図６】第１の実施の形態におけるパッチ検ＡＴＲの実行頻度を示す図。
【図７】第２の実施の形態に係るパッチ検ＡＴＲのフローチャート図。
【図８】第２の実施の形態におけるパッチ検ＡＴＲの実行頻度を示す図。
【図９】第３の実施の形態に係るパッチ検ＡＴＲのフローチャート図。
【図１０】パッチ画像の反射濃度の目標値との差分とパッチ検ＡＴＲ実施枚数との関係を示す図。
【図１１】第３の実施の形態におけるパッチ検ＡＴＲの実行頻度を示す図。
【図１２】第４の実施の形態に係るパッチ検ＡＴＲのフローチャート図。
【図１３】第４の実施の形態に係るパッチ画像の反射濃度の目標値との差分とパッチ検ＡＴＲ実施枚数との関係を示す図。
【図１４】第４の実施の形態におけるパッチ検ＡＴＲの実行頻度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面に示す実施の形態を図面に基づいて発明を詳細に説明する。尚、本実施の形態に記載された数値については、本実施の形態を実施するための設定条件であり、他の数値を用いても構わない。
＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置の全体構成］
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置としてのデジタル電子写真方式のプリンタ１を示す概略構成図であり、このプリンタ１は、装置本体２の下部に、シートＰを収納するシート収納部としてのシートカセット３を備えている。また、シートカセット３の上部には、シートに対して画像を形成する画像形成ユニット５およびシート上に形成されたトナー像を定着させる定着装置６が設けられている。
【００１９】
シートカセット３に積載されたシートＰは、シート給送部を構成するピップクラップローラ７によって給送され、その後、搬送ローラ９によってレジストレーションローラ１０に向かって搬送される。シートＰは、レジストレーションローラ１０によって斜行が補正されると共に、上記画像形成ユニット５における画像形成タイミングに合わせて二次転写ニップＴ２へと搬送される。二次転写ニップＴ２においてシートＰには、画像形成ユニット５によって形成されたトナー像が転写され、定着装置６に向けて搬送される。未定着トナー像が転写されたシートＰは、定着装置６にて加圧及び加熱され、トナー像がシートＰに定着される。そして、その後、不図示の排出ローラによって排紙トレイ上に排出される。
【００２０】
ついで、上記画像形成ユニット５の構成について詳しく説明をする。画像形成ユニット５は、矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写ベルト１１と、この中間転写ベルト１１に沿って配設されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する４つの画像形成部ＩＰを備えて構成されている。なお、これら４つの画像形成部ＩＰは、現像に使用されるトナーの色が異なる以外は、実質的にその構造は同一であるため、図１においては、１つの画像形成部ＩＰのみを代表して模式的に示している。
【００２１】
上記中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２、テンションローラ１３、二次転写内ローラ１５の３つのローラによって張架されている。この中間転写ベルト１１上にて上記４つの画像形成部ＩＰによって形成された各色のトナー像が重畳され、フルカラートナー像が形成される。また、二次転写内ローラ１５と対向する位置には、二次転写外ローラ１６が中間転写ベルト１１を挟む態様で配設されており、これら二次転写ローラ対１５，１６及び中間転写ベルト１１により二次転写ニップＴ２が形成されている。
【００２２】
画像形成部ＩＰは、ドラム状の電子写真感光体である感光ドラム１７を備え、この感光ドラム１７の回りに一次帯電器１９、スキャナー部２０、現像装置２１、一次転写ローラ２２、クリーニング装置２３等が配設されて構成されている。感光ドラム１７は、その中心に支軸（不図示）を有し、この支軸を中心として矢印Ｒ1方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【００２３】
一次帯電器１９は、感光ドラム１７表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている（以下帯電ローラという）。この帯電ローラ１９は、感光ドラム１７の表面に所定の押圧力を持って圧接されており、感光ドラム１７の矢印Ｒ１方向の回転に伴って従動回転する。また、帯電ローラ１９の芯金には、帯電バイアス電源（不図示）によってバイアス電圧が印加されており、これにより、感光ドラム１７表面を一様均一に接触帯電するようになっている。
【００２４】
本実施の形態では、帯電ローラ１９の芯金に１．５ｋＶｐｐの直流電圧と交流電圧を重畳したバイアス電圧が印加されている。交流電圧を印加することで、感光ドラム１７上の電位を直流電圧の電圧と同じ値に収束させることができる。例えば、直流電圧＝−６００Ｖのときの帯電後の感光ドラム１７の表面の電位は−６００Ｖである。
【００２５】
スキャナー部２０は、感光ドラム１７の回転方向において帯電ローラ１９の下流側に配設されており、画像信号に応じたレ−ザ光を照射することによって感光ドラム１７上に静電潜像を形成する。スキャナー部２０のレーザ光の強度は、０〜２５５の範囲で変更することができ、レーザ光強度を変更することで、潜像電位を変化させることができる。本実施の形態において、レーザ光強度Ｌを０〜２５５に変更したときの感光ドラム１７上の電位をＶ(Ｌ)として示す（Ｖ（Ｌ＝０）〜Ｖ（Ｌ＝２５５））。
【００２６】
現像装置２１は、スキャナー部２０の下流側に配設されており、非磁性トナー（本実施の形態ではマイナス帯電のトナー）と磁性キャリアを用いた二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いている。そして、感光ドラム１７上に形成された静電潜像をトナーにより現像するようになっている。即ち、現像装置２１は、トナーおよびキャリアを含有した現像剤を用いて静電潜像をトナー像とする現像手段となっている。
【００２７】
一次転写ローラ２２は、現像装置２１の下流側にて、中間転写ベルト１１を挟んで感光ドラム１７に対向する態様で配設されており、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１７に向けて付勢されている。そして、上記一次転写ローラ２２、感光ドラム１７及び中間転写ベルト１１によって感光ドラム１７上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１１に転写する一次転写ニップＴ１が形成されている。本実施の形態においては、これら感光ドラム１７及び中間転写ベルト１１によって、現像手段によって現像されたトナー像を担持する像担持体が構成されている。
【００２８】
クリーニング装置２３は、一次転写ローラ２２の下流側に配設されており、クリーニングブレードにより感光ドラム１７に残留したトナーを除去するように構成されている。なお、中間転写ベルト１１においても、中間転写ベルト１１上に残留したトナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング装置２５が、ベルト回転方向において、二次転写内ローラ１５の下流側に配設されている。
【００２９】
ついで、現像装置２１の構成について、図２に基づいて詳しく説明をする。図２に示すように、二成分現像方式の現像装置２１は、現像剤を収容する現像装置本体２６内が、垂直方向に延存する隔壁２７によって現像室２９と撹拌室３０とに区画されて構成されている。上記現像装置本体２６は、現像室２９において一部が開口して形成されており、この開口部には現像剤担持体として非磁性の現像スリーブ３１が配置されている。現像スリーブ３１は、上記開口部からその一部が露出して上記感光ドラム１７と対向している。また、現像スリーブ３１の内部には、磁界発生手段としてのマグネット３２が固定配設されている。マグネット３２はおおよそ３極以上の構成からなっており、本実施の形態では、５極のマグネットが使用されている。
【００３０】
加えて、現像室２９及び撹拌室３０には、現像剤を撹拌搬送する現像剤撹拌手段として現像駆動モータ３７によって駆動される第１及び第２搬送スクリュー３３，３５がそれぞれ配置されている。隔壁２７には、手前側と奥側の端部において現像室２９と撹拌室３０とを連通させる現像剤通路が形成されており、第１及び第２搬送スクリュー３３，３５が回転することにより、現像装置本体２６内にて現像剤が循環搬送される。より具体的には、現像室２９内にて第１搬送スクリュー３３が回転することにより、現像スリーブ３１に対して現像剤が供給されると共に、現像によってトナーが消費されてトナー濃度が低下した現像剤が撹拌室３０へと搬送される。また、第２搬送スクリュー３５が回転することにより、トナーボトル３６より供給されたトナーと、既に現像装置内にある現像剤とが撹拌搬送され、現像剤のトナー濃度が均一化される。そして、トナー濃度が回復した現像剤が現像室２９に供給される。
【００３１】
なお、現像装置２１は、上記トナーボトル３６が取り付け可能に構成されており、下トナー搬送スクリュー４０が回転することによって、補給口より現像装置２１の撹拌室３０にトナーが補給される。また、この時、上トナー搬送スクリュー４１も同時に回転し、上部にあるトナーが搬送される。本実施の形態において、これらトナーボトル３６、下トナー搬送スクリュー４０、上トナー搬送スクリュー４１及びトナー搬送スクリュー４０，４１を回転駆動させる補給モータ３９によって現像手段にトナーを補給するトナー補給手段が構成されている。補給モータ３９の回転制御は、回転検知手段４２によって、スクリュー１回転単位で検知可能であり、制御部４３のＣＰＵ４５によって、所定回転回数分補給モータ３９を駆動させる制御を実施している。また、制御部４３は、ＣＰＵ４５の他に、記憶手段としてＲＡＭ４６及びＲＯＭ４７を備えていると共に、ＣＰＵ４５は、プリンタ１のインターフェース４９と接続されている。
【００３２】
現像装置２１内の第１搬送スクリュー３３で撹拌された二成分現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ３の磁力で拘束され、現像スリーブ３１の回転により搬送される。現像剤は、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、磁気ブラシを形成しつつ搬送される。ついで、規制ブレード５０で磁気穂が穂切りされることにより現像スリーブ上で担持された現像剤の層圧が適正化され、この担持された現像剤は搬送用磁極Ｎ１により担持されながら現像スリーブ３１の回転に伴い感光ドラム１７と対向した現像領域に搬送される。そして、現像領域にある現像極Ｓ１によって磁気穂を形成し、現像スリーブ３１に印加される現像バイアスにより感光ドラム１７上の静電像にトナーのみが転移し、感光ドラム１７表面に静電像に応じたトナー像が形成されるようになっている。
【００３３】
なお、上記現像バイアスは、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源（不図示）によって、現像スリーブ３１に印加される。本実施の形態では、現像スリーブ３１には、現像バイアス電源から、直流電圧（Ｄｅｖ  ＤＣ＝−５００Ｖ）と交流電圧Ｄｅｖ  ＡＣ＝１．３（ＫＶｐｐ  １０ＫＨｚ）を重畳した現像バイアス電圧が印加されている。
［トナー補給制御:ビデオカウントＡＴＲ、現像剤濃度検知ＡＴＲ］
【００３４】
ついで、トナーの補給制御について説明をする。静電潜像の現像により現像装置２１内の現像剤のトナー濃度は低下する。そのため、濃度制御装置としての制御部４３により、トナーボトル３６からトナーを現像装置２１に補給する制御（トナー補給制御）を行う。これにより、現像剤のトナー濃度を可及的に一定に制御し、又は画像濃度を可及的に一定に制御する。具体的には、本実施の形態では、２つの情報を基に補給制御を実施する。以下にＮ枚目の画像形成時の補給量を例にとって説明する。
【００３５】
まず、1回の現像により消費するトナー量を求めるビデオカウントＡＴＲについて説明する。ビデオカウントＡＴＲでは、Ｎ枚目の出力物の画像情報からビデオカウント値：Ｖｃを算出し、算出したビデオカウント値に係数：Ａ＿Ｖｃを乗算してビデオカウント補給量：Ｍ＿Ｖｃを下記の式1で算出する。
【数１】
2018116158.tif 000003
【００３６】
画像比率１００％（即ち、全面ベタ黒）の画像が出力されたときのビデオカウント値Ｖｃは１０２３であり、画像比率に応じてビデオカウント値Ｖｃは変化する。
【００３７】
次に、現像時におけるトナー濃度の目標値との乖離量を求める現像剤濃度検知ＡＴＲについて説明する。現像装置内（現像手段内）における現像剤のトナー濃度であるＴＤ比は、撹拌室３０に設けられたトナー濃度検出手段としてのインダクタンスセンサ５１（図２参照）によって検出される。現像剤濃度検知ＡＴＲでは、まず、Ｎ−１枚目におけるインダクタンスセンサ５１の検知結果により算出されたＴＤ比：ＴＤ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ−１）と目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔとの差分値を求める。そして、式２に示すように、この差分値に係数：Ａ＿Ｉｎｄｃを乗算することにより、インダクタンス補給量Ｍ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ）を算出する。
【数２】
2018116158.tif 000004
【００３８】
なお、上述した係数：Ａ＿Ｖｃ及びＡ＿Ｉｎｄｃは、それぞれＲＯＭ４７に予め記憶されている。本実施の形態においては、ＲＡＭ４６に記憶する場合にＴＤ比が８．０％の場合は、８．０と記憶し、トナーの補給量の単位はｍｇで管理している。また、Ａ＿Ｉｎｄｃは、２００の設定でＲＯＭ４７に記憶されている。
【００３９】
そして、Ｎ枚目におけるトナー補給量：Ｍ（Ｎ）は、上記ビデオカウント補給量：Ｍ＿Ｖｃ及びインダクタンス補給量：Ｍ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ）から下記の式３により算出される。
【数３】
2018116158.tif 000005
【００４０】
ここで、Ｍ＿ｒｅｍａｉｎ（Ｎ−１）は、Ｎ−１枚目の画像形成時の補給において補給を実施できずに残っている残補給量である。残補給量が発生する理由は、トナーの補給はスクリュー１回転単位で実施されるので、1回転分に満たない補給量を積算するためである。また、トナー補給量：Ｍがマイナス（Ｍ＜０）になった場合には、Ｍ＝０とする。
【００４１】
トナー補給量Ｍが求まると、制御部４３は、このトナー補給量Ｍから補給モータ３９の回転回数：Ｂを算出する。下トナー搬送スクリュー４０が１回転して現像装置２１に補給されるトナーの量：Ｔは、予め、ＲＯＭ４７に記憶されているため、回転回数：Ｂは下記の式４にて算出される。
【数４】
2018116158.tif 000006
【００４２】
なお、本実施の形態では、回転回数：Ｂの小数点以下は切り捨てとし、正数部分のみとする。また、補給モータ３９の回転速度の制約のため、Ｂ＝５が最大値となっている。回転回数：Ｂが５以上（Ｂ≧５）の場合の端数及び、Ｂの小数点以下に相当するトナー補給量は補給されないので、上記残補給量：Ｍ＿ｒｅｍａｉｎは、下記の式５で算出される。
【数５】
2018116158.tif 000007
【００４３】
そして、制御部４３は、Ｎ枚目の画像形成時に補給モータ３９を式４で算出したＢ回転、回転駆動させることにより、トナーの補給を行う。
［トナー補給制御:パッチ検ＡＴＲ］
【００４４】
ついで、像担持体上に画像濃度制御用の基準トナー像を形成し、インダクタンスセンサ５１が検出した基準トナー像の画像濃度に基づいて、トナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御としてのパッチ検ＡＴＲについて図３及び図４に基づいて説明をする。パッチ検ＡＴＲは、ＲＡＭ４６に記憶されている上記目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔを変更するために実施される制御である。即ち、図３に示すように、制御部４３は、Ｎ枚目の画像形成終了後、Ｎ＋１枚目の画像形成の前にダウンタイムを設けてパッチ検ＡＴＲを開始する（Ｓ１）。パッチ検ＡＴＲが開始されると、制御部４３は、図４に示すように、中間転写ベルト１１上にて、Ｎ枚目の画像形成終了後、Ｎ＋１枚目の画像との間の画像間において、パッチ画像Ｑを形成する（Ｓ２）。なお、このパッチ画像Ｑは、現像装置２１の使用状態（耐久状態）に係わらず、初期状態から常に同じ潜像で画像形成が行われる。
【００４５】
上記パッチ画像Ｑが形成されると、像担持体上のトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段としてのパッチ検センサ５２によって、パッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳが検出される（Ｓ３）。このパッチ検センサ５２は、中間転写ベルト１１上のトナー画像の反射濃度を検出している。パッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳは、パッチ画像Ｑが濃いほど数値が高くなる傾向をもっており、０〜１０２３の範囲で数値化される。そして、制御部４３は、形成されるトナー画像の反射濃度が初期状態と同じとなるために必要となるＴＤ比の変更幅であるΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔを以下の式６を用いて算出する（Ｓ４）。
【数６】
2018116158.tif 000008
【００４６】
なお、上記Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）は、現像装置２１が初期状態の際にＲＡＭ４６に記録されたパッチ画像Ｑの反射濃度であり、αは、ＴＤ比が１％変化したときのＳｉｇ＿ＤＥＮＳの変化量である。本実施の形態では、α＝５０、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）＝４００となっており、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ＝３７５の場合、ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ＝０．５となり、ＴＤ比を０．５％上げる必要があるという判断になる。
【００４７】
制御部４３は、ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが算出されると、パッチ検ＡＴＲ後のＮ＋１枚目以降の目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）を以下の式７により算出する（Ｓ５）。
【数７】
2018116158.tif 000009
［目標ＴＤ比の上下限値］
【００４８】
ついで、目標ＴＤ比の上下限値について説明をする。上述した通り、パッチ検ＡＴＲは、実際に形成されたパッチ画像Ｑの反射濃度に基づいて目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）の値を変更することができる。しかしながら、この目標ＴＤ比を上げすぎた場合には白地かぶり、目標ＴＤ比を下げすぎた場合にはキャリア付着などが発生する恐れがある。このため、本実施の形態においては、目標ＴＤ比に上下限値が設定されている。具体的には、本実施の形態では、上限値を１２％、下限値を６％に設定しており、そのため、ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）の値は、以下の式（８）及び式（９）のようになる。
【数８】
2018116158.tif 000010
【数９】
2018116158.tif 000011
［パッチ検ＡＴＲの実施頻度］
【００４９】
ついで、上述したパッチ検ＡＴＲの実施頻度について説明をする。パッチ検ＡＴＲは、所定の枚数のシートに対して画像形成がされる毎（本実施の形態においては１００枚毎）に実行されるように構成されている。即ち、本実施の形態において、制御部４３は、Ｎ枚目の画像形成後にパッチ検ＡＴＲを実施した場合、次はＮ＋１００枚目の画像形成後にパッチ検ＡＴＲを実施する。
【００５０】
ところで、図５は、単純に１００枚毎にパッチ検ＡＴＲを実行した場合における、出力枚数が３００００枚以降のパッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（図５（ａ））の推移と、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（図５（ｂ））の推移を示す図である。ここで、図５を見ると３４０００枚くらいまでは、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔを下げることで、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）：ＳＩＧ＿ＤＥＮＳを目標値：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）＝４００付近に保てていることが分かる。しかし、３４０００枚以降では、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが６％以下に下げられないために、パッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳの値が上昇してしまっている。これは、現像剤の耐久劣化によるトナー摩擦帯電量低下をＴＤ比で吸収することができないため、トナーの摩擦帯電量が低下し、そのことにより、パッチ画像Ｑの反射濃度が濃くなっていることを示している。
【００５１】
目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが下限値６％になってしまっている状態では、パッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳの値がいくら上がろうがＴＤ比を調整することはない。従って、この状態でパッチ検ＡＴＲを実施しても、その実行自体が無駄となってしまっている。パッチ検ＡＴＲを実施するには、パッチ画像Ｑを作像するために画像形成を中断する必要があり、プリンタ１の生産性が下がってしまう。また、パッチ画像を作像するためにもトナーが使用され、現像装置２１や感光ドラム１７の耐久劣化が進んでしまう。このため、パッチ検ＡＴＲは、その実施が無駄となってしまう場合には実施されず、必要な場面では正しく実施されることが望まれる。
【００５２】
そこで、本実施の形態においては、制御部４３は、パッチ検ＡＴＲ実施時に目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが上限値もしくは下限値にいる場合には、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を１００枚から２００枚に変更するようになっている。
【００５３】
具体的には、図３に示すように、制御部４３は、ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）が決定後に式８もしくは式９を満たしているかを判断する（Ｓ６）。そして、上記式８もしくは式９を満たしている場合（Ｓ６のＹｅｓ）、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を２００枚としている（Ｓ８）。また、式８もしくは式９を満たしていない場合（Ｓ６のＮｏ）には、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を１００枚とするようになっている（Ｓ７）。即ち、制御部４３は、トナー濃度の目標値を所定範囲に制限しており、このトナー濃度の目標値が上記所定範囲の境界値（制限値）にあることに基づいて、濃度調整制御の実行頻度を低減するように構成されている。そして、制御部４３は、上記パッチ検ＡＴＲ実施枚数を変更するか否かを決定した後、パッチ検ＡＴＲを終了する（Ｓ９）。
【００５４】
図６は、上記制御を実行した場合における、出力枚数が３００００枚以降のパッチ画像Ｑの反射濃度の推移（図６（ａ））、目標ＴＤ比の推移（図６（ｂ））、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数の推移（図６（ｃ））である。図６（ｃ）より、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが下限値６％のときには、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数が１００枚から２００枚に変更することができており、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を下げることができていることが分かる。また、出力枚数３４０００枚から３７０００枚までのパッチ検ＡＴＲの実施回数を見ると、頻度変更を実行しない場合には３１回実施していたものが、本実施の形態に係る制御では、１７回に減少できていることが分かる。従って、より適切なタイミングでトナー濃度の目標値を変更する濃度調整制御としてのパッチ検ＡＴＲを実行可能である。なお、出力枚数が３００００枚以前（例えば、１００００〜２００００枚の途中）であっても、１回の画像形成で転写するトナー量を表す画像ＤＵＴＹの高い画像が形成される場合には、現像剤の帯電性能が低下してＴＤ比が下限値に入る場合がある。この場合においても、制御部４３は同様に、パッチ検ＡＴＲの頻度の変更をする。
［目標値ＴＤ比が上下限リミッターにある場合のレーザ光強度の補正］
【００５５】
また、式８もしくは式９を満たす場合には、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔを変更することができないため、トナーの摩擦帯電量が変化することで画像濃度が変動してしまう場合がある。そのため、本実施の形態においては、式８もしくは式９を満たす場合、制御部４３は、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳと、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）の差分値より、レーザ光強度：Ｌを補正する。このレーザ光強度の補正量：ΔＬは以下の式１０により算出される。
【数１０】
2018116158.tif 000012
【００５６】
なお、上記βは補正係数である。そして、Ｎ枚目の画像形成後にパッチ検ＡＴＲを実施した場合、Ｎ＋１枚目のレーザ光強度：Ｌ（Ｎ＋１）は、以下の式１１に示すように、元々決められたレーザ光強度：Ｌ（ｉｎｉｔ）にΔＬを加算して求められる。
【数１１】
2018116158.tif 000013
＜第２の実施の形態＞
【００５７】
ついで、本発明に係る第２の実施の形態について説明をする。上記第１の実施の形態においては、式８もしくは式９を満たしている場合には、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を変更している。この場合、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値が小さい場合にも一律にパッチ検ＡＴＲ実施枚数を延ばしてしまうこととなり、本来はパッチ検ＡＴＲ制御が必要な場面を逃してしまう可能性がある。例えば、図６を見ると、パッチ検ＡＴＲ実施枚数を２００枚に延ばしてから、次回のパッチ検ＡＴＲの結果でパッチ検ＡＴＲ実施枚数を１００枚に戻しているケースが２回発生している。
【００５８】
そこで、第２の実施の形態では、式８もしくは式９を満たし、かつＳｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値が所定値以上の場合に、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を変更するように構成されている。なお、以下の説明においては、第１の実施の形態と異なる点のみ説明をし、同様の構成については、その説明を省略する。
【００５９】
図７に示すように、制御部４３は、式８もしくは式９を満たし、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが上限値もしくは下限値にいる場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、以下の式１２を満たすかどうかを判断する（Ｓ１８）。
【数１２】
2018116158.tif 000014
【００６０】
そして、上記式１２を満たす場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を２００枚とする。また、式８もしくは式９を満たしていたとしても、式１２を満たさない場合（Ｓ１８のＮｏ）、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数は１００枚とするようになっている。即ち、本実施の形態において制御部４３は、トナー濃度の目標値が境界値にあり、かつインダクタンスセンサ５１が検知したトナー濃度とこのトナー濃度の目標値との差分値が所定値以上の場合に、パッチ検ＡＴＲの実行頻度を変更する。また、トナー濃度の目標値が境界値にあっても上記差分値が所定値未満の場合には、パッチ検ＡＴＲの実行頻度は変更しないようになっている。
【００６１】
図８は、出力枚数が３００００枚以降のパッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（図８（ａ））の推移、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔの推移（図８（ｂ））、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数（図８（ｃ））の推移を示している。図８（ｃ）に示すように、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが下限値６％であり、かつ式１２を満たす場合に、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数が１００枚から２００枚に変更され、パッチ検ＡＴＲの実施頻度が下がっていることが分かる。また、出力枚数３４０００枚から３７０００枚までのパッチ検ＡＴＲの実施回数を見ると、頻度変更を実行しない場合には３１回実施していたものが、本実施の形態の制御では、２０回に減少できている。第１の実施の形態に係る制御に対しては、３回、パッチ検ＡＴＲの実施回数が増えており、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値が１０以下の場合はパッチ検ＡＴＲの頻度を変更せずにできていることが分かる。また、図６ではパッチ検ＡＴＲ実施枚数を２００枚とした後に、再度１００枚に戻っている所があり、このときは、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳはＳｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）より低くなっている。一方、図８では、この部分ではパッチ検ＡＴＲ実施枚数を１００枚のままにできており、その際のＳｉｇ＿ＤＥＮＳの推移は図６よりも安定している。よって、画像濃度の安定化という観点でも効果が得られている。
＜第３の実施の形態＞
【００６２】
第１の実施の形態では、所定条件を満たした場合に、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を１００から２００枚に一律変更した。この場合、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値が大きく離れた場合にも、パッチ検ＡＴＲ実施枚数は２００枚のままであるため、これ以上の頻度削減に踏み込めない。そこで、本実施の形態では、式８もしくは式９を満たしている場合に、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値により、次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度を決定するように構成されている。なお、以下の説明においては、第１の実施の形態と異なる点のみ説明をし、同様の構成については、その説明を省略する。
【００６３】
図９に示すように、制御部４３は、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが上限値もしくは下限値にいる場合（Ｓ２５のＹｅｓ）、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値により、次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度を算出する（Ｓ２８）。図１０はＳｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値の絶対値：|Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ−Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）|と次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度の関係を示したものである。図１０の関係はＲＯＭ４７に記録されており、この関係により次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度を算出する。|Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ−Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）|＞１００の場合、パッチ検ＡＴＲ実施枚数は５００枚で一定である。即ち、本実施の形態において、制御部４３は、パッチ検ＡＴＲの実行頻度を変更するに際し、インダクタンスセンサ５１が検知したトナー濃度とトナー濃度の目標値との差分値に応じて、パッチ検ＡＴＲの実行頻度の変更幅を変更するように構成されている。
【００６４】
図１１は、出力枚数が３００００枚以降のパッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（図１１（ａ））の推移、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（図１１（ｂ））の推移、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数（図１１（ｃ））の推移を示している。図１１（ｃ）より、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが下限値６％のとき、図１０の関係より次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を可変変更することができており、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を下げることができていることが分かる。出力枚数３４０００枚から３７０００枚までのパッチ検ＡＴＲの実施回数を見ると、頻度変更を実施しない状態では３１回実施していたものが、本実施の形態の制御では、１８回に減少できている。また、パッチ検ＡＴＲ実施枚数は増加してきているため、３７０００枚以降はさらにパッチ検ＡＴＲ実施頻度が下がるようになる。
＜第４の実施の形態＞
【００６５】
第４の実施の形態は、上記第２及び第３の実施の形態の手法を組み合わせ構成されており、以下、第１の実施の形態と異なる点のみ説明をし、同様の構成については、その説明を省略する。図１２に示すように、制御部４３は、式８もしくは式９を満たし、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが上限値もしくは下限値にいる場合（Ｓ３５のＹｅｓ）、上述した式１２を満たすかどうかを判断する（Ｓ３８）。
【００６６】
そして、式１２を満たす場合、次に、ＲＯＭ４７に記録されているＳｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値の絶対値と次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度の関係（図１３参照）より、次回のパッチ検ＡＴＲ実施頻度を算出する（Ｓ３９）。|Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ−Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）|＞１００の場合、パッチ検ＡＴＲ実施枚数は５００枚で一定である。
【００６７】
図１４は、出力枚数が３００００枚以降のパッチ画像Ｑの反射濃度：Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（図１４（ａ））の推移、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（図１４（ｂ））の推移、次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数（図１４（ｃ））の推移を示した図である。図１４（ｃ）より、目標ＴＤ比：ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔが下限値６％のとき、図１３の関係より次回のパッチ検ＡＴＲ実施枚数を可変変更することができており、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を下げることができている。出力枚数３４０００枚から３７０００枚までのパッチ検ＡＴＲの実施回数を見ると、頻度変更を実行しない場合では３１回実施していたものが、本実施の形態に係る制御では、２０回に減少できている。また、第３の実施の形態に係る制御に対しては２回制御回数が増えており、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）とＳｉｇ＿ＤＥＮＳの差分値が１０以下の場合はパッチ検ＡＴＲの頻度を変更せずに構成されている。
＜他の実施の形態＞
【００６８】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限られることはなく、例えば、制御部４３は、パッチ検ＡＴＲ実施枚数を増やしているときに、環境（温度、湿度）が所定以上変化したら、パッチ検ＡＴＲ実施枚数を元に戻すようにしても良い。また、パッチ検ＡＴＲ実施枚数を増やしている際に、画像ＤＵＴＹが所定以上変化した場合、現像剤の帯電性能が変動している可能性があるためパッチ検ＡＴＲ実施枚数を元に戻すようにしても良い。
【００６９】
更に、上記トナー濃度の境界値は、上限もしくは下限の少なくとも一方のみを有していれば良い。また、上述した実施の形態においては、中間転写方式のプリンタを例に取って説明をしたが、本発明は、シートに対して画像を直接転写する直接転写方式の画像形成装置に対しても当然、適用することができる。更に、中間転写ベルト上にてトナー像を重畳させる代わりに、感光ドラム上にてトナー像を重畳させるように構成されても良い。また、上述した実施の形態に記載されている発明は、どのように組み合わされても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１１，１７：像担持体、２１：現像手段（現像装置）、２６，４０，４１：トナー補給手段、４３：制御部、５１：トナー濃度検出手段（インダクタンスセンサ）
【図１】
2018116158.tif 000015
【図２】
2018116158.tif 000016
【図３】
2018116158.tif 000017
【図４】
2018116158.tif 000018
【図５】
2018116158.tif 000019
【図６】
2018116158.tif 000020
【図７】
2018116158.tif 000021
【図８】
2018116158.tif 000022
【図９】
2018116158.tif 000023
【図１０】
2018116158.tif 000024
【図１１】
2018116158.tif 000025
【図１２】
2018116158.tif 000026
【図１３】
2018116158.tif 000027
【図１４】
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