(57)【要約】【課題】連続して複数の記録材に画像を形成している状態で現像器内のトナーの量が減少し続けた場合であっても、無駄な記録材の消費を抑制する。【解決手段】画像形成装置は、着脱可能なトナーボトルと、トナーを収容する現像器を有し、該トナーにより形成された画像を記録材に転写する画像形成部と、現像器に収容されたトナーの量を検知するトナー濃度センサと、トナーボトルから現像器にトナーを補給する補給モータと、画像が形成された記録材を搬送路に沿って搬送させる制御部とを備える。制御部は、両面印刷を行う場合、第１の数の記録材を循環させて順に画像を形成させ（Ｓ１００１、Ｓ１００３〜Ｓ１００５）は、補給動作が実行された後のトナー濃度センサの検知結果が所定量より少なく且つ両面印刷を行う場合、第１の数より少ない第２の数の記録材を循環させて順に画像を形成させる（Ｓ１００１、Ｓ１００３、Ｓ１００６）。【選択図】図１６
2018059981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナーボトルが着脱可能な画像形成装置であって、
感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、トナーを収容し、前記トナーを用いて前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された前記画像を記録材に転写する転写手段と、を有する画像形成手段と、
前記現像手段に収容された前記トナーの量を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて、装着された前記トナーボトルから前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記画像が形成された前記記録材を搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に第１の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第１の数の記録材に順に画像を形成させ、
前記補給手段による補給動作が実行された後の前記検知手段の検知結果が所定量より少なく、且つ、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に前記第１の数より少ない第２の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第２の数の記録材に順に画像を形成させることを特徴とする、
画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー補給手段は、前記現像手段の前記トナーの量が前記所定量になるまでのトナーの補給量を、前記現像手段のトナーの量が前記所定量になったときのトナーの補給量よりも多くすることを特徴とする、
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー補給手段は、形成される画像に応じたビデオカウント値と、前記検知手段の検知結果とに応じた量のトナーを前記現像手段に補給することを特徴とする、
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、トナー補給後の前記検知手段の検知結果が所定の濃度以上である場合に前記現像手段のトナーの量が前記所定量より多いと判断し、前記所定の濃度以上ではない場合に前記現像手段のトナーの量が前記所定の量より少ないと判断することを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー補給手段は、トナー補給動作を所定回数又は前記現像手段のトナーの量が前記所定量になるまで行うことを特徴とする、
請求項１〜４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、トナー補給後の前記検知手段の検知結果が前記所定量より少ない場合に、所定の表示手段に前記トナーボトルの再交換を促す表示を行い、前記画像形成手段による画像形成を不許可にすることを特徴とする、
請求項１〜５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段に前記記録材を給紙する給紙手段を備えており、
前記制御手段は、画像形成を不許可にした場合に、前記給紙手段から前記画像形成手段に給紙済みの記録材の未作像の面への画像形成を行わせて、該記録材を排出した後に、前記画像形成手段の動作を停止することを特徴とする、
請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、画像形成を不許可にした場合、トナーボトルの再交換後に、前記トナー補給手段に前記トナーボトルから前記現像手段へのトナー補給動作を行わせることを特徴とする、
請求項６又は７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記録材の両面に画像を形成するために片面に画像が形成された記録材を反転させて前記画像形成手段へ搬送する再搬送シートパスを備えており、
前記給紙手段は、前記記録材の両面への画像形成を行う場合に、前記現像手段の前記トナーの量が前記所定量になるまでの間、前記画像形成手段に１枚の記録材の両面への画像形成が終了するまで次の記録材を給紙しないことを特徴とする、
請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１０】
トナーを収容するトナーボトルが着脱可能であり、
感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、トナーを収容し、前記トナーを用いて前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された前記画像を記録材に転写する転写手段と、を有する画像形成手段と、
前記現像手段に収容された前記トナーの量を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて、装着された前記トナーボトルから前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記画像が形成された前記記録材を搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を制御する制御手段と、を備える画像形成手段により実行される方法であって、
前記制御手段が、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に第１の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第１の数の記録材に順に画像を形成させ、
前記制御手段が、前記補給手段による補給動作が実行された後の前記検知手段の検知結果が所定量より少なく、且つ、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に前記第１の数より少ない第２の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第２の数の記録材に順に画像を形成させることを特徴とする、
画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することで画像を形成する。静電潜像の現像には現像器が用いられる。現像器には現像剤が収容されており、現像器内の現像剤を消費して静電潜像を顕像化する。
【０００３】
画像形成装置は現像器へ現像剤を適宜補給する必要がある。現像器は、トナーが収容されたトナーボトルからトナーが補給される。トナーボトルは、現像器とは別に設けられており、収容するトナーが無くなると交換される。そのため、近年の画像形成装置はトナーボトルを交換するタイミングを検知する検知機構を備えている。
【０００４】
特許文献１の画像形成装置は、現像器内のトナーの量を検知するセンサを用いてトナーボトルの交換タイミングを判定する。この画像形成装置は、センサによりで検知された現像器内のトナーの量が低下していると判定した場合に、トナーボトルから現像器へのトナー補給を行う。トナー補給が実行されたにもかかわらずセンサにより検知された現像器内のトナーの量が増加しなければ、画像形成装置はトナーボトル内のトナーが無くなったと判定する。さらに、この画像形成装置は、トナーボトルが交換された後に現像器内のトナーの割合（濃度）を回復するためのトナー濃度回復シーケンスを実行する。トナー濃度回復シーケンスは、トナーボトルが交換された後に、当該トナーボトルから現像器へトナーを補給するためにトナーボトルを回転させる処理である。画像形成装置は、トナー濃度回復シーケンスにおいて現像器内のトナーの量の変化をセンサを用いて検知し、当該センサにより検知された現像器内のトナーの量が増加すれば新しいトナーボトルに交換されていると判定する。つまり、この画像形成装置は空のトナーボトルが再び画像形成装置に装着されたか否かを、センサの検知結果に基づいて判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６２８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前述の画像形成装置は、トナーボトル内のトナーの量を直接検知していないので、トナー濃度回復シーケンスと並行して画像形成を実行することが検討される。この画像形成装置は、新しいトナーボトルに交換されても、トナー消費量の多い画像を連続して形成した場合にはトナー補給が間に合わなくなる可能性がある。
【０００７】
図１７は、二成分現像剤を用いる画像形成装置における現像器内のトナーの量（現像剤中のトナーの重量比率）の推移の例示図である。画像形成装置は、トナーボトルが交換された後に、トナーボトルから現像器へトナーを補給する補給動作と並行して画像形成を実行する。実線は形成する画像の画像比率が１０％、点線は形成する画像の画像比率が８０％の場合の、ＴＤ比の推移を表す。画像比率は、１枚の記録材に、トナーを用いて形成する画像の割合である。例えば画像比率１００％は、記録材の全面にベタ画像が形成されていることを表す。なお、画像形成装置は、現像器内の現像剤の中のトナーの重量比率（ＴＤ比）が７．０％へ低下した場合にトナーボトルの交換が必要であると判定する。画像比率が１０％の場合、トナーボトル交換後に現像器内の現像剤のＴＤ比はすぐに目標ＴＤ比（８．０％）まで回復している。一方、画像比率が８０％の場合、トナーボトルが交換されても現像器内の現像剤のＴＤ比は低下し続け、目標ＴＤ比（８．０％）に回復するまでに時間がかかっている。
【０００８】
ところで、記録材を画像形成装置内に停止させてトナー濃度回復シーケンスを行ってもＴＤ比が回復しなかった場合、該記録材を画像形成装置から排出する必要がある。これは、画像形成装置内に長時間残留した記録材は、カールして紙詰まりの原因になるためである。つまり、トナーボトルが交換されたにもかかわらず現像器内のトナーの量が回復しなければ、画像形成動作を再び停止すると共に記録材を排出しなければならなかった。そのため、複数の記録材に連続して画像を形成している画像形成動作を停止させた場合、記録材が無駄に消費されてしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、連続して複数の記録材に画像を形成している状態で現像器内のトナーの量が減少し続けた場合であっても、無駄な記録材の消費を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、トナーを収容するトナーボトルが着脱可能な画像形成装置であって、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、トナーを収容し、前記トナーを用いて前記静電潜像を現像して画像を形成する現像手段と、前記現像手段により形成された前記画像を記録材に転写する転写手段と、を有する画像形成手段と、前記現像手段に収容された前記トナーの量を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて、装着された前記トナーボトルから前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、前記画像が形成された前記記録材を搬送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に第１の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第１の数の記録材に順に画像を形成させ、前記補給手段による補給動作が実行された後の前記検知手段の検知結果が所定量より少なく、且つ、複数の記録材の両面に画像を形成する場合、前記搬送手段に前記第１の数より少ない第２の数の記録材を循環させ、前記画像形成手段に前記第２の数の記録材に順に画像を形成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、連続して複数の記録材に画像を形成している状態で現像器内のトナーの量が減少し続けた場合であっても、無駄な記録材の消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成図。
【図２】画像形成部の詳細な構成図。
【図３】トナーボトルの詳細な構成図。
【図４】制御部の説明図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は画像形成装置の外観斜視図。
【図６】画像形成間隔の説明図。
【図７】記録材の搬送状態の説明図。
【図８】記録材の搬送状態の説明図。
【図９】トナーボトル交換判断処理を表すフローチャート。
【図１０】ＴＤ比の推移を表す図。
【図１１】ＴＤ比の推移を表す図。
【図１２】トナー濃度回復シーケンスを表すフローチャート。
【図１３】画像形成時の処理を表すフローチャート。
【図１４】トナー調整制御処理を表すフローチャート。
【図１５】ＴＤ比の推移を表す図。
【図１６】画像形成時の処理を表すフローチャート。
【図１７】トナー濃度回復シーケンスを実行しない場合のＴＤ比の推移の例示図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
（全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。この画像形成装置は、例えば、電子写真方式のフルカラー複写機である。
【００１５】
画像形成装置は、リーダ部１、プリンタ部５、及び給紙部１０を備える。リーダ部１は、原稿台２、フルカラーセンサ３、及び画像処理部４を備える。プリンタ部５は、タンデム配置された第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫを備える。各画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、感光体としてドラム形状の感光ドラム５１を備える。第１〜第４の感光ドラム５１に対応して４つの一次転写ローラ６が設けられる。各一次転写ローラ６は、対応する感光ドラム５１との間に中間転写ベルト７を挟むように配置される。給紙カセット９は給紙ローラ９Ｒを有し、給紙部１０は給紙ローラ１０Ｒを有し、手差給紙部１１は給紙ローラ対１１Ｒを有する。給紙ローラ９Ｒは、給紙カセット９に収容されるシート等の記録材Ｐを給紙する給紙手段に相当する。給紙ローラ１０Ｒは、給紙部１０に収容される記録材Ｐを給紙する給紙手段に相当する。給紙ローラ対１１Ｒは、手差給紙部１１に載置される記録材Ｐを給紙する給紙手段に相当する。給紙カセット９、給紙部１０、又は手差給紙部１１から給紙される記録材Ｐの搬送路には、二次転写部８が設けられる。二次転写部８において、中間転写ベルト７と記録材Ｐとが接触する。搬送路の二次転写部８の下流には、定着部１２、フラッパ１３、フェイスアップ排紙トレイ１４、及びフェイスダウン排紙トレイ１５が設けられる。
【００１６】
リーダ部１のフルカラーセンサ３は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）で構成され、原稿台２上に載置された原稿の画像を、カラー色分解画像信号として光電読取する。画像処理部４は、フルカラーセンサ３から取得するカラー色分解画像信号に対して画像処理を行ってプリンタ部５に送出する。プリンタ部５は、リーダ部１から取得するカラー色分解画像信号に基づいて、画像形成を行う。具体的には、第１の画像形成部ＵＹは、感光ドラム５１にイエロートナー像を所定の制御タイミングで形成する。第２の画像形成部ＵＭは、感光ドラム５１にマゼンタトナー像を所定の制御タイミングで形成する。第３の画像形成部ＵＣは、感光ドラム５１にシアントナー像を所定の制御タイミングで形成する。第４の画像形成部ＵＫは、感光ドラム５１にブラックトナー像を所定の制御タイミングで形成する。
【００１７】
第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの各感光ドラム５１に形成されるトナー像は、それぞれ一次転写ローラ６により、中間転写ベルト７に順次重畳転写される。これにより、中間転写ベルト７に４つのトナー像の重ね合わせによるフルカラーのトナー像が形成される。二次転写部８は、給紙カセット９、給紙部１０、又は手差し給紙部１１から所定の制御タイミングで搬送される記録材Ｐに、中間転写ベルト７に形成されたフルカラーのトナー像を二次転写する。記録材Ｐは、搬送路に設けられるレジスト部ＳＰで一旦停止し、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が二次転写部８に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写部８に搬送される。なお記録材Ｐは、レジスト部ＳＰにおいて斜行等が補正される。
【００１８】
記録材Ｐは、トナー像の二次転写後に定着部１２に搬送され、定着部１２の定着ニップ部で挟持搬送される。この挟持搬送過程で、トナー像が、熱と圧力により溶融混色して、記録材Ｐに固着画像として定着する。定着部１２により画像が定着した記録材Ｐは、フラッパ１３で進路切換えされて、フェイスアップ排紙トレイ１４又はフェイスダウン排紙トレイ１５に排出される。
【００１９】
両面印刷を行う場合、記録材Ｐは、以下のように搬送される。即ち、定着部１２により一方の面（表面）に画像が定着された記録材Ｐは、フラッパ１３で一旦フェイスダウン排紙トレイ１５に通じるシートパスに送り込まれる。その後、記録材Ｐは、スイッチバック搬送されて、再搬送シートパス１６に搬送され、表裏反転された状態で、再度二次転写部８に搬送される。これにより、記録材Ｐの他方の面（裏面）にトナー像が二次転写される。記録材Ｐは、再搬送シートパス１６において、第１両面停止位置Ｒ１及び第２両面停止位置Ｒ２で一旦停止した後に搬送される。再搬送シートパス１６は、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫにより画像が形成された記録材Ｐを格納する格納手段として機能する。記録材Ｐは、裏面へのトナー像の二次転写後に定着部１２によりトナー像が定着され、フェイスアップ排紙トレイ１４又はフェイスダウン排紙トレイ１５に排出される。
【００２０】
（画像形成部）
図２は、第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの詳細な構成図である。第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、それぞれ、回転可能に配置された感光ドラム５１の周囲に、帯電器６１、現像器５２、一次転写ローラ６、クリーナ６５等のプロセス機器が配置されて構成される。感光ドラム５１は、中心に不図示の支軸を有しており、支軸を中心として回転方向Ａに回転駆動される。第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫは、それぞれ近傍にレーザスキャナ６２を備える。感光ドラム５１の回転方向Ａの上流側から順に、帯電器６１、レーザスキャナ６２、現像器５２、一次転写ローラ６、クリーナ６５が配置される。
【００２１】
帯電器６１は、ローラ形状であり、感光ドラム５１の表面に所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム５１の回転により従動回転する。帯電器６１は、芯金に不図示の帯電バイアス電源によってバイアス電圧が印加され、これにより感光ドラム５１の表面を所定の極性、電位で一様に接触帯電する。本実施形態では、帯電器６１が、芯金に直流電圧と交流電圧１.５［ｋＶp-p］を重畳したバイアス電圧が印加される。交流電圧を印加することで、感光ドラム５１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、直流電圧が−６００［Ｖ］のときの帯電後の感光ドラム５１表面の電位は−６００［Ｖ］である。
【００２２】
表面が帯電した感光ドラム５１は、レーザスキャナ６２によりレーザ光が照射（露光）されて、静電潜像が形成される。レーザスキャナ６２は、第１〜第４の画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫの各々に対応して１つずつ設けられる露光器である。レーザスキャナ６２は、カラー色分解画像信号に応じたレーザ光を感光ドラム５１に照射して静電潜像を形成する。第１の画像形成部ＵＹに対応するレーザスキャナ６２は、イエローのカラー色分解画像信号に応じたレーザ光を第１の画像形成部ＵＹの感光ドラム５１に照射して、イエローの画像の静電潜像を形成する。第２の画像形成部ＵＭに対応するレーザスキャナ６２は、マゼンタのカラー色分解画像信号に応じたレーザ光を第２の画像形成部ＵＭの感光ドラム５１に照射して、マゼンタの画像の静電潜像を形成する。第３の画像形成部ＵＣに対応するレーザスキャナ６２は、シアンのカラー色分解画像信号に応じたレーザ光を第３の画像形成部ＵＣの感光ドラム５１に照射して、シアンの画像の静電潜像を形成する。第４の画像形成部ＵＫに対応するレーザスキャナ６２は、ブラックのカラー色分解画像信号に応じたレーザ光を第４の画像形成部ＵＫの感光ドラム５１に照射して、ブラックの画像の静電潜像を形成する。レーザスキャナ６２から照射されるレーザ光の強度は、「０〜２５５」の範囲で変更することができる。レーザスキャナ６２は、レーザ光の強度を変更することで、静電潜像の電位を変化させる。レーザ光強度Ｌを「０〜２５５」に変更したときの感光ドラム５１上の静電潜像の電位をＶ(Ｌ)（Ｖ(０)〜Ｖ(２５５)）と記載する。
【００２３】
現像器５２は、感光ドラム５１に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。本実施形態の現像器５２は、現像剤に非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを用いた二成分現像剤を収容しており、二成分現像剤により現像を行う。本実施形態では、マイナス帯電のトナーを用いる例を説明するがこれには限定されない。現像器５２は、現像駆動モータ２７、補給モータ７３、及び回転検知部７４により動作が制御される。
【００２４】
現像器５２の内部は、現像位置において垂直方向に延在する隔壁２１３によって、現像室２１２と攪拌室２１１とに区画される。攪拌室２１１と現像室２１２とは、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する収容部として機能する。現像室２１２は、内部に現像剤担持体として非磁性の現像スリーブ２３２を備える。現像スリーブ２３２内には、磁界発生のためのマグネット２３１が固定される。マグネット２３１は、３極以上の構成である。本実施形態では、現像スリーブ２３２は、５極のマグネット２３１を備える。現像室２１２は、内部の現像剤を攪拌搬送する第１搬送スクリュー２２２を備える。
【００２５】
攪拌室２１１は、内部の現像剤を攪拌搬送する第２搬送スクリュー２２１を備える。第２搬送スクリュー２２１は、トナーボトル７０から供給されるトナーと、すでに現像器５２内にある現像剤とを攪拌搬送し、現像剤のトナー濃度（現像剤中のトナーの比率：ＴＤ比）を均一化する。攪拌室２１１には、現像器５２内のトナー濃度検知を所定の周期で行うトナー濃度センサ２６が設けられる。トナー濃度センサ２６は、現像器５２内の現像剤のトナーのＴＤ比（現像剤の重量に対するトナーの重量の比率）を検知する。トナー濃度センサ２６は、収容部内のトナーの量（トナー濃度）を検知する検知手段として機能する。
【００２６】
現像室２１２と攪拌室２１１との間の隔壁２１３には、図中、手前側及び奥側の各端部に、現像室２１２と攪拌室２１１とを連通させる通路が形成される。第１、第２搬送スクリュー２２２、２２１の搬送力により、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室２１２の現像剤が、一方の通路から攪拌室２１１へ移動する。攪拌室２１１でトナー濃度が回復した現像剤は他方の通路から現像室２１２へ移動する。
【００２７】
現像スリーブ２３２、及び第１、第２搬送スクリュー２２２、２２１は、現像駆動モータ２７によって駆動される。現像器５２内の第１搬送スクリュー２２２で攪拌された現像剤は、マグネット２３１の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２３２の回転により搬送される。現像剤は、一定以上の磁束密度を有するマグネット２３１の搬送用磁極（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。現像剤の層厚は、規制ブレード２５で磁気穂が穂切りされることにより適正化される。層厚が適正化された現像剤は、マグネット２３１の搬送用磁極Ｎ１及び現像スリーブ２３２の回転に伴って感光ドラム５１に対向する現像領域に搬送される。現像剤は、現像領域にあるマグネット２３１の現像極Ｓ１によって磁気穂を形成し、現像スリーブ２３２に印加される現像バイアス電圧によって感光ドラム５１上の静電潜像にトナーのみが転移する。転移したトナーは、静電潜像に付着する。これにより静電潜像が現像されて、感光ドラム５１の表面にトナー像が形成される。本実施形態では、現像スリーブ２３２は、不図示の現像バイアス電源により、直流電圧(例えば−５００［Ｖ］)と交流電圧（例えば１.３［ｋＶp-p］）とを重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００２８】
一次転写ローラ６は、不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム５１側に付勢される。クリーナ６５は、クリーニングブレードを内蔵する。クリーニングブレードは、一次転写ローラ６により中間転写ベルト７に転写されずに感光ドラム５１に残留するトナーを除去する。
【００２９】
現像器５２には、着脱可能なトナー収容容器として、トナーボトル７０が取り付けられる。トナーボトル７０は、トナーを収容しており、現像器５２にトナーを補給する。図３は、トナーボトル７０の詳細な構成図である。トナーボトル７０は、下トナー搬送スクリュー７２及び上トナー搬送スクリュー７１を備える。下トナー搬送スクリュー７２は、補給モータ７３により回転駆動され、補給口７５を介して現像器５２にトナーを補給する。上トナー搬送スクリュー７１は、下トナー搬送スクリュー７２と同時に補給モータ７３により回転駆動され、トナーボトル７０の上部に収容されるトナーを下部へ搬送する。補給モータ７３の回転は、回転検知部７４によって、下トナー搬送スクリュー７２の１回転単位で検知される。トナーボトル７０の上部には、トナーボトル装着センサ７６が配置される。トナーボトル装着センサ７６は、トナーボトル７０が現像器５２に装着されているかを検知する。
【００３０】
（制御部）
図４は、画像形成装置による処理を制御する制御部の説明図である。ここでは、トナー補給に関する処理の制御を行う構成について説明し、画像形成等の他の処理の制御を行う構成については説明を省略する。制御部１００は、画像形成装置に内蔵され、リーダ部１、表示部３００、補給モータ７３、回転検知部７４、トナー濃度センサ２６、現像駆動モータ２７、トナーボトル装着センサ７６、及び前ドア検知センサ１８に接続される。
【００３１】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ(Read Only Memory)１０２、及びＲＡＭ(Random Access Memory)１０３を備えるコンピュータである。ＣＰＵ１０１とＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３とは、アドレスバス及びデータバスを介して通信可能に接続される。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３を作業領域に用いて実行する。ＲＡＭ１０３は、作業領域として用いられる他に、画像形成装置の制御に用いる変数等の一時保存に用いられる。
【００３２】
表示部３００は、画像形成装置の動作モードの設定画面の表示や、後述するトナーボトル７０のトナー無し表示、トナー補給動作中の表示のような画像形成装置の動作状態表示を行う出力装置である。また、表示部３００は、例えばタッチパネル等の入力装置としても機能し、動作モードの設定や操作指示を受け付ける。表示部３００は、動作モードに関するモード情報を取得する取得手段に相当する。なお、動作モードに関するモード情報を受信するインターフェース部を設けた画像形成装置であれば、インターフェース部が取得手段に相当する。
【００３３】
ＣＰＵ１０１は、設定された動作モードをＲＡＭ１０３に格納する。また、ＣＰＵ１０１は、表示部３００からの操作指示を受け付ける。ＣＰＵ１０１は、操作指示、動作モードの設定、及び画像形成装置内に設けられる各種センサの検知信号に基づいて、画像形成装置による処理を制御する。
【００３４】
補給モータ７３は、ＣＰＵ１０１の制御により、トナーをトナーボトル７０から現像器５２へ補給するために駆動される。補給モータ７３は、現像器５２へトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段に相当する。ＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ２６の検知結果（トナー濃度）に基づいて補給モータ７３を駆動させる駆動制御手段として機能する。回転検知部７４は、補給モータ７３により回転駆動される下トナー搬送スクリュー７２の回転を１回転毎に検知する。下トナー搬送スクリュー７２の回転を検知することで、トナーボトル７０から現像器５２へ補給されるトナー量が判断可能である。
【００３５】
トナー濃度センサ２６は、上記の通り現像器５２内部に設けられ、現像器５２内のトナー濃度を表すＴＤ比を検知する。トナー濃度センサ２６は、例えばコイルのインダクタンスを利用して現像剤の透磁率を検知するインダクタンスセンサである。トナー濃度センサ２６による検知結果はＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ２６の検知結果であるＴＤ比が、所定値よりも高くなれば現像器５２のトナー濃度が高いと判断し、所定の値よりも低ければ現像器５２のトナー濃度が低いと判断する。そのためにＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ２６の検知結果により現像器５２に収容されたトナーの量を検知することができる。
【００３６】
現像駆動モータ２７は、ＣＰＵ１０１の制御により、現像器５２の現像スリーブ２３２、及び第１、第２搬送スクリュー２２２、２２１を駆動する駆動源である。トナーボトル装着センサ７６は、現像器５２にトナーボトル７０が装着されているかを検知し、検知結果をＣＰＵ１０１に入力する。ＣＰＵ１０１は、トナーボトル装着センサ７６の検知結果に基づいて、トナーボトル７０が現像器５２に装着されているかを判断する。
【００３７】
前ドア検知センサ１８は、画像形成装置の本体に設けられる前ドアの開閉状態を検知する。図５は、画像形成装置の外観斜視図である。図５（ａ）は、前ドア１７が開いた状態を表しており、図５（ｂ）は、前ドア１７が閉じた状態を表す。前ドア検知センサ１８は、前ドア１７が開いた状態でオンとなり、閉じた状態でオフとなる。前ドア検知センサ１８は、前ドアの開閉状態の検知結果をＣＰＵ１０１に入力する。各色のトナーボトル７０は、前扉が開状態になったときに交換可能である。
【００３８】
（画像形成間隔）
図６は、画像形成装置によるＡ４サイズの記録材Ｐへの画像形成間隔の説明図である。画像形成間隔Ｉ１は２０００ミリ秒であり、１分間に３０枚の画像形成が可能な時間間隔に相当する。画像形成間隔Ｉ２は２４００ミリ秒であり、１分間に２５枚の画像形成が可能な時間間隔に相当する。本実施形態では、制御部１００は、通常の画像処理時に、画像形成間隔Ｉ１で画像形成を行う。トナーが無くなったことを検知した場合、制御部１００は、ＴＤ比が回復するまでの間、画像形成間隔Ｉ２で画像形成を行う。なお、画像形成間隔Ｉ１、Ｉ２の値は一例であり、画像形成装置の構成に応じて適切な値に設定される。
【００３９】
（両面搬送経路）
図７、図８は、画像形成時の画像形成装置内の記録材Ｐの搬送状態の説明図である。ここでは、両面印刷時に複数枚の記録材Ｐが画像形成装置の本体内を搬送されるときの位置を表す。本実施形態では、最大３枚の記録材Ｐが本体内を同時に搬送される。記録材Ｐは、給紙カセット９から給紙されて搬送経路を搬送され、フェイスダウン排紙トレイ１５（図１参照）に排出される。
【００４０】
給紙カセット９から給紙された１枚目の記録材Ｐ１は、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫにより表面（第１面）に画像が形成され、フラッパ１３により再搬送シートパス１６へ搬送される（図７の（１）、（２）、（３））。その後、記録材Ｐ１は、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫにより裏面（第２面）に画像が形成され（図７の（４））、フェイスダウン排紙トレイ１５に排出される（図７の（５））。２枚以上の記録材Ｐの両面印刷の際には、給紙カセット９から給紙された１枚目の記録材Ｐ１の表面、裏面、２枚目の記録材Ｐ２の表面、裏面…、の順に画像形成が行われる。２枚目の記録材Ｐ２は、画像形成部ＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫによる１枚目の記録材Ｐ１の裏面への画像形成時に給紙される（図７の（４））。２枚目以降の記録材Ｐ２も、１枚目の記録材Ｐ１と同様に両面印刷が行われる。以上のように１枚の記録材Ｐへの両面印刷が終了するまで次の記録材Ｐの給紙を行わないシーケンスを「１枚循環」という。
【００４１】
２枚以上の記録材Ｐへの両面印刷の際に記録材Ｐの搬送方向の長さに対して搬送経路の長さが十分に長い場合、１枚目の記録材Ｐ１の裏面への画像形成前に、２枚目の記録材Ｐ２の表面への画像形成を行ってもよい。この場合、画像形成の生産性を高めることができる。図８は、１枚目の記録材Ｐ１の裏面への画像形成前に、２枚目の記録材Ｐ２の表面への画像形成を行う場合の記録材Ｐの搬送状態を表す。
【００４２】
１枚目に給紙された記録材Ｐ１の表面に画像が形成されている間に、２枚目の記録材Ｐ２が給紙される（図８の（１）、（２））。１枚目の記録材Ｐ１が再搬送シートパス１６へ搬送され、２枚目の記録材Ｐ２の表面に画像が形成される（図８の（３））。続いて１枚目の記録材Ｐ１の裏面に画像が形成され、２枚目の記録材Ｐ２が再搬送シートパス１６で搬送停止され、３枚目の記録材Ｐ３が給紙される（図８の（４））。１枚目の記録材Ｐ１の排出時に、３枚目の記材Ｐ３の表面に画像が形成される（図８の（５））。
【００４３】
以降、記録材Ｐの両面印刷時に、既に表面に画像が形成された記録材Ｐ＿Ｎ−１の裏面への画像形成よりも前に、後で給紙された記録材Ｐ＿Ｎの表面への画像形成が行われる（図８の（６））。Ｎ枚の記録材Ｐ＿Ｎの両面印刷時には、（Ｎ−１）枚目の記録材Ｐ＿Ｎ−１の裏面に画像が形成された後に、Ｎ枚目の記録材Ｐ＿Ｎの裏面に画像が形成される（図８の（６）、（７））。このようなシーケンスを「３枚循環」という。
【００４４】
３枚循環が可能な記録材Ｐに対しては３枚循環で画像形成が行われるが、現像器５２内のＴＤ比が低下してトナーボトル７０の交換が必要な場合には、３枚循環は行われず、１枚循環が行われる。
【００４５】
（トナーボトルの交換判断）
図９は、トナーボトル７０の交換時に正しくトナーボトル７０が交換されたかを判断するトナーボトル交換判断処理を表すフローチャートである。この処理は、濃度回復待ちモードがオンに設定されている場合に、制御部１００により周期的、例えば１００ミリ秒周期で行われる。
【００４６】
制御部１００は、前ドア検知センサ１８の検知結果から前ドア１７の開閉状態を判断する（Ｓ３０１）。前ドア検知センサ１８がオン、即ち前ドア１７が開状態である場合（Ｓ３０１：Y）、制御部１００は、画像形成を不許可にする（Ｓ３０２）。制御部１００は、例えばフラグにより画像形成の許可、不許可を設定する。制御部１００は、トナーボトル装着センサ７６の検知結果から、トナーボトル７０が装着されたかを判断する（Ｓ３０３）。トナーボトル装着センサ７６がオフ、即ちトナーボトル７０が装着されていない場合（Ｓ３０３：N）、制御部１００は、トナーボトル７０が一旦装着されていない状態になったことを表すトナーボトル無し検知情報をオンにして処理を終了する（Ｓ３０４）。トナーボトル装着センサ７６がオン、即ちトナーボトル７０が装着されている場合（Ｓ３０３：Y）、制御部１００は、そのまま処理を終了する。
【００４７】
前ドア検知センサ１８がオフ、即ち前ドアが閉状態である場合（Ｓ３０１：N）、制御部１００は、トナーボトル装着センサ７６の検知結果から、トナーボトル７０が装着されたかを判断する（Ｓ３０５）。トナーボトル装着センサ７６がオフ、即ちトナーボトル７０が装着されていない場合（Ｓ３０５：Y）、制御部１００は、画像形成を不許可にして処理を終了する（Ｓ３０６）。
【００４８】
トナーボトル装着センサ７６がオン、即ちトナーボトル７０が装着されている場合（Ｓ３０５：Y）、制御部１００は、トナーボトル無し検知情報がオンであるかを判断する（Ｓ３０７）。トナーボトル無し検知情報がオフである場合（Ｓ３０７：N）、制御部１００はトナーボトル７０が装着されていると判断する。つまり、Ｓ３０７の処理において、検知情報がオフである場合、制御部１００はトナーボトル７０が交換されていないと判断する。この場合、制御部１００は、画像形成を許可して処理を終了する（Ｓ３０８）。
【００４９】
トナーボトル無し検知情報がオンである場合（Ｓ３０７：Y）、制御部１００は、トナーボトル７０が装着されない状態から装着された状態へと変化したと判断する。即ち、制御部１００は、トナーボトル７０が交換されたと判断する。この場合、制御部１００は、濃度回復待ちモードをオンにし、トナーボトル無し検知情報をオフにする（Ｓ３０９、Ｓ３１０）。「濃度回復待ちモード」とは、後述のトナー濃度回復シーケンスを実行するための動作モードである。トナー濃度回復シーケンスは、トナーボトル７０の交換後に行われる、トナーボトル７０から現像器５２へのトナーの補給動作である。トナー濃度回復シーケンスの詳細は後述する。
【００５０】
次いで制御部１００は、強制濃度回復実施モードがオンであるかの判断を行う（Ｓ３１１）。「強制濃度回復実施モード」とは、トナー濃度回復シーケンスを行ってもトナー濃度が回復しなかった場合に画像形成を不許可とする動作モードである。制御部１００は、トナーボトル７０が交換された後、所定時間が経過した後にトナー濃度センサにより検知されたＴＤ比が所定値よりも小さい場合、強制濃度回復実施モードをオンに設定する。強制濃度回復実施モードは、例えば、現像器内のトナーの量が不足している状態でユーザが空のトナーボトル７０を再装着した場合にオンに設定される。これによって、現像器５２内のトナーの量が許容範囲を下回る前に、制御部１００は画像形成動作を停止して強制濃度回復実施モードを実行するので、画像形成装置の出力画像に画像不良が生じることを抑制できる。強制濃度回復実施モードがオフである場合（Ｓ３１１：N）、制御部１００は、画像形成を許可して処理を終了する（Ｓ３０８）。強制濃度回復実施モードがオンである場合（Ｓ３１１：Y）、制御部１００は、トナー濃度回復シーケンスを実行する（Ｓ３１２）。
【００５１】
トナー濃度回復シーケンスの実行後に制御部１００は、新たに検知した検知ＴＤ比と目標ＴＤ比との差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」以上であるかを判断する（Ｓ３１３）。「−０．５％」は、トナーが補給されていると判断できる値であれば、これに限られない。つまり制御部１００は、検知したトナー濃度が所定の濃度以上であるかの判断を行う。
【００５２】
差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」未満である場合（Ｓ３１３：N）、制御部１００は、空のトナーボトル７０が再装着されたと判断する。この場合、制御部１００は、表示部３００にトナーボトル７０の再交換を促す表示を行う（Ｓ３１４）。制御部１００は、画像形成を不許可にし、濃度回復待ちモードをオンにして処理を終了する（Ｓ３１５、Ｓ３１６）。このように設定することで、制御部１００は、トナーボトル７０の交換直後に必ずトナー濃度回復シーケンスを実行し、ＴＤ比が回復しないかぎり画像形成を許可しない。
【００５３】
差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」以上である場合（Ｓ３１３：Y）、制御部１００は、トナーボトル７０が正しく交換されたと判断する。この場合、制御部１００は、濃度回復待ちモード及び強制濃度回復実施モードをオフにし、画像形成を許可して処理を終了する（Ｓ３１７、Ｓ３１８、Ｓ３１９）。
【００５４】
なおトナーボトル７０が正しく交換されたかの判断は、以下のように行われてもよい。例えば、トナーボトルの交換の指示を表示部３００に表示する際に、交換の指示とともに、交換後にユーザに交換済みであることを入力させるための操作ボタンを表示する。ユーザがこの操作ボタンを操作することで、制御部１００はトナーボトル７０の交換を判断する。また、トナーボトル７０に新品であることを判断可能な基板を設けてもよい。制御部１００は、該基板からの信号によりトナーボトル７０の交換を判断する。このような基板には、例えばメモリタグやヒューズを用いることができる。
【００５５】
（トナー濃度回復シーケンス）
図１０は、トナーボトル交換後に特別な処理を行わない条件で、画像比率が１０％、３０％、５０％、８０％の画像を形成した場合の、トナー濃度センサ２６の検知結果による現像器５２のＴＤ比の推移を表す図である。図示のように、画像比率が高くなる程、検知ＴＤ比の低下が大きくなり、且つ検知ＴＤ比の回復に時間がかかっている。特に画像比率が５０％と８０％の画像については、検知ＴＤ比が６．５％を下回っており、キャリア付着による画像不良の発生の可能性がある。画像比率が１０％の画像については、検知ＴＤ比の低下は少なく、すぐに検知ＴＤ比が回復しているために、画像不良の発生の可能性がない。そのために、画像比率が１０％の画像を形成する場合にはトナー濃度回復シーケンスを実行しなくとも、画像不良が発生する可能性は低い。しかし、それ以外の画像比率の画像を形成する場合には、トナー濃度回復シーケンスを実行しなければ、画像不良が発生する可能性が高くなる。
【００５６】
図１１は、図１０の横軸を画像形成の枚数からビデオカウント値の積算値（積算ビデオカウント値）に変更したときの、現像器５２のＴＤ比の推移を表す図である。画像比率が１００％の画像を１枚印刷したときのビデオカウント値は「１０２３」であり、画像比率に応じてビデオカウント値は変化する。図示するように、積算ビデオカウント値に対する検知ＴＤ比の下がり方の傾きは、画像比率に依らず略同じである。検知ＴＤ比の最下点は、画像比率が大きいほど小さくなる。積算ビデオカウント値が所定値まで画像形成を可能にすれば、検知ＴＤ比が所定値より低下することを防止することができる。図１１では、積算ビデオカウント値が「２０４６」になるまで画像形成を可能にすることで、検知ＴＤ比が６．５％を下回ることを防止する。
【００５７】
本実施形態では、制御部１００は、トナーボトル７０が交換されたと判断した後に、所定の積算ビデオカウント値までは画像形成を可能にし、該積算ビデオカウント値に到達すると検知ＴＤ比に応じてトナー濃度回復シーケンスを実行するか否かを判断する。図１１では、制御部１００は、検知ＴＤ比が７．５％以上まで回復することでトナーボトル７０が新品に交換されたと判断する。制御部１００は、新品に交換された場合にトナー濃度回復シーケンスを実行する必要が無いと判断する。
【００５８】
ここで、トナー濃度回復シーケンスの実行判断をトナー濃度センサ２６で検知した検知ＴＤ比に基づいて行う場合、画像不良の発生可能性を抑制するためには、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度を減らすことは困難である。これは、画像比率が高い画像を形成する場合にＴＤ比の低下速度が速く、トナー濃度センサ２６の精度を考慮すると、トナー濃度回復シーケンスの実行判断を行う判断ＴＤ比を高く設定する必要があるためである。判断ＴＤ比を高く設定することで、画像比率が低い場合であってもトナー濃度回復シーケンスを実行する可能性が高くなり、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度が高くなってしまう。そのために本実施形態では、トナー濃度回復シーケンスの実行判断を、ビデオカウント値を基準として行う。
【００５９】
図１２は、トナー濃度回復シーケンスを表すフローチャートである。
【００６０】
トナー濃度回復シーケンスを開始すると、制御部１００は、まず、該シーケンスの実行回数をカウントする実行回数カウンタの値を「０」にする（Ｓ２００１）。制御部１００は、実行回数カウンタに１加算し、補給モータ７３を１０回転させ、且つ現像駆動モータ２７を１０秒駆動する（Ｓ２００２、Ｓ２００３）。なお、補給モータ７３の回転数及び現像駆動モータ２７の駆動時間は、トナー補給量や、補給されたトナーがトナー濃度センサ２６の検知領域に到達する時間に応じて決定される。
【００６１】
制御部１００は、現像駆動モータ２７の駆動開始から９〜１０秒の間、０．１秒間隔でトナー濃度センサ２６によりＴＤ比を検知する（Ｓ２００４）。Ｓ２００４の処理において、制御部１００はＴＤ比の平均値を算出して検知ＴＤ比を求める。制御部１００は、検知ＴＤ比（ＴＤ（Indc））と目標ＴＤ比（ＴＤ（target））との差分値ΔＴＤ比が−０．５％以上であるかを判断する（Ｓ２００５）。
【００６２】
差分値ΔＴＤ比が−０．５％未満である場合（Ｓ２００５：N）、制御部１００は、実行回数が３以上であるかを判断する（Ｓ２００６）。実行回数が３未満である場合（Ｓ２００６：N）、制御部１００はＳ２００２以降の処理を繰り返し行う。実行回数が３以上である場合（Ｓ２００６：Y）、制御部１００は、トナー濃度回復シーケンスを終了する。また、差分値ΔＴＤ比が−０．５％以上である場合（Ｓ２００５：Y）、制御部１００は、トナー濃度回復シーケンスを終了する。なお、差分値ΔＴＤ比と−０．５％との比較をＳ２００５の処理で行うために、図９のＳ３１３の処理は、この比較結果に応じた処理が可能である。このように、トナー濃度回復シーケンスは、所定回数（ここでは３回）のトナー補給動作又は検知ＴＤ比が所定値以上（ここでは目標ＴＤ比よりも０．５％低い値以上）になるまで行われる。
【００６３】
（画像形成処理）
図１３は、画像形成時の処理を表すフローチャートである。画像形成装置は、不図示の操作部或いは外部装置から印刷ジョブを受け付けることで画像形成処理を開始する。
【００６４】
制御部１００は、印刷ジョブを受け付けると（Ｓ７０１：Y）、画像形成が許可されているかを判断する（Ｓ７０２）。例えば、以前にトナー無しが発生したがトナーボトル７０の交換がされていない場合に、画像形成が不許可になる。画像形成が不許可の場合（Ｓ７０２：N）、制御部１００は、例えば図９のトナーボトル交換判断処理により画像形成が許可されるまで待機する。画像形成が許可の場合（Ｓ７０２：Y）、制御部１００は、モータ等の負荷の駆動を開始する（Ｓ７０３）。
【００６５】
制御部１００は、濃度回復待ちモードがオンであるかを判断する（Ｓ７０４）。濃度回復待ちモードは、図９で上述したトナーボトル交換判断処理においてトナー無し発生後にトナーボトル７０の交換が検知された場合にオンになる（図９のＳ３０９）。
【００６６】
直近でトナーボトル７０が交換されておらず、濃度回復待ちモードがオフである場合（Ｓ７０４：N）、制御部１００は、画像形成間隔をＩ１（図６参照）に設定する（Ｓ７０５）。直近でトナーボトル７０が交換されており、濃度回復待ちモードがオンである場合（Ｓ７０４：Y）、制御部１００は、画像形成間隔をＩ２（図６参照）に設定する（Ｓ７０６）。つまり制御部１００は、濃度回復待ちモードがオンのときの画像形成間隔を、オフのときよりも長く設定する。画像形成間隔を設定した制御部１００は、記録材Ｐの給紙を開始する（Ｓ７０７）。
【００６７】
制御部１００は、後述するトナー補給動作を含むトナー調整制御を行う（Ｓ７０８）。トナー調整制御を行うことで、濃度回復待ちモード及び画像形成許可が変更されることがある。トナー調整制御後に制御部１００は、再度、画像形成が許可されているかを判断する（Ｓ７０９）。画像形成が許可されている場合（Ｓ７０９：Y）、制御部１００は、画像形成処理を行う（Ｓ７１０）。画像形成が終了すると、制御部１００は、印刷ジョブが完了したかを判断する（Ｓ７１１）。印刷ジョブが完了していない場合（Ｓ７１１：N）、制御部１００は、Ｓ７０４以降の処理を繰り返し行う。印刷ジョブが完了した場合（Ｓ７１１：Y）、制御部１００は、負荷の駆動を停止する（Ｓ７１４）。
【００６８】
画像形成が不許可の場合（Ｓ７０９：N）、制御部１００は、給紙済みのすべての記録材Ｐの画像が形成されていない未作像の面への画像形成を行い、排出する（Ｓ７１２、Ｓ７１３）。給紙済の記録材Ｐをすべて排出すると（Ｓ７１３：N）、制御部１００は、負荷の駆動を停止する（Ｓ７１４）。以上によりＳ７０１で取得した印刷ジョブによる画像形成処理が終了する。
【００６９】
このようにトナー調整制御により画像形成が不許可となった場合、画像形成装置は、給紙済の記録材Ｐに対して必要な画像形成処理を行って排出し、負荷を停止する。印刷ジョブが片面への画像形成を指示する場合、画像形成装置は、最後に給紙された記録材Ｐの片面に画像形成を余分に行う。印刷ジョブが１枚循環で両面への画像形成を指示する場合、画像形成装置は、最後に給紙された記録材Ｐの両面で最大２面に画像形成を余分に行う。印刷ジョブが３枚循環で両面への画像形成を指示する場合、画像形成装置は、直前に給紙された記録材Ｐの裏面及び最後に給紙された記録材Ｐの両面で最大３面に画像形成を余分に行う。
【００７０】
（トナー調整制御）
Ｓ７０８のトナー調整制御処理について説明する。図１４は、トナー調整制御処理を表すフローチャートである。現像器５２は、静電潜像の現像により収容する現像剤のトナー濃度が低下する。制御部１００は、トナー濃度センサ２６によりトナー濃度の低下を検知して、トナーボトル７０から現像器５２にトナーを補給するトナー補給制御を行う。トナー補給により現像器５２内の現像剤のトナー濃度が目標濃度となるように制御される。これは、現像器５２内のトナー濃度を目標濃度に維持することによって、出力画像の濃度を安定させるためである。以下にＮ（Ｎは２以上の整数）枚目の画像形成時に、トナー補給制御により補給されるトナー補給量Ｍについて述べる。
【００７１】
制御部１００は、ビデオカウント値Ｖcに基づいてビデオカウント補給量Ｍ（Ｖc）を算出する（Ｓ１５０１）。ＣＰＵ１０１は、Ｎ枚目の画像形成に用いられる画像信号からビデオカウント値Ｖcを算出し、このビデオカウント値Ｖcに係数Ａ（Ｖc）を乗算することでビデオカウント補給量Ｍ（Ｖc）を算出する。
Ｍ（Ｖｃ）＝ Ｖc×Ａ（Ｖc）
【００７２】
係数Ａ（Ｖc）は、ＲＯＭ１０２に予め記憶される。係数Ａ（Ｖc）は、トナーボトル７０の状態を考慮した条件によって変更される。具体的には、濃度回復待ちモードがオンのときに、係数Ａ（Ｖc）を濃度回復待ちモードがオフのときよりも高い値に設定する。濃度回復待ちモードがオンのときにはトナーボトル７０が初期状態であり、係数Ａ（Ｖc）を高い値に設定することで、より多くトナー補給を行うことができ、可及的速やかにＴＤ比を回復させることができるからである。画像比率１００％（全面ベタ黒）の画像のビデオカウント値Ｖcは、「１０２３」である。画像比率に応じてビデオカウント値Ｖcは変化する。なお、ビデオカウント値の他に、画像信号からトナー消費量が得られる関数であればピクセル方式等でもよい。
【００７３】
制御部１００は、算出したビデオカウント補給量Ｍ（Ｖc）を積算して積算ビデオカウント値Ｖsumを算出する（Ｓ１５０２）。
【００７４】
制御部１００は、トナー濃度センサ２６の検知結果（検知ＴＤ比）に基づいてインダク補給量Ｍ（Indc）を算出する（Ｓ１５０３）。制御部１００は、（Ｎ−１）枚目の画像形成時のトナー濃度センサ２６の検知結果から算出されるＴＤ比ＴＤ（Indc）と目標ＴＤ比ＴＤ（target）との差分値に、係数Ａ（Indc）を乗算することでインダク補給量Ｍ（Indc）を算出する。
Ｍ（Indc） ＝ ｛（ＴＤ（target）−ＴＤ（Indc）｝×Ａ（Indc）
【００７５】
係数Ａ（Indc）は、ＲＯＭ１０２に予め記憶される。目標ＴＤ比ＴＤ（target）は、ＲＡＭ１０３に記憶されており、値が変更可能である。目標ＴＤ比ＴＤ（target）は、手動、或いは濃度調整用のパッチ画像の画像濃度に応じて調整される。
【００７６】
制御部１００は、ビデオカウント補給量Ｍ（Ｖc）及びインダク補給量Ｍ（Indc）によりトナー補給量Ｍを算出する（Ｓ１５０４）。
Ｍ ＝Ｍ（Ｖｃ）＋Ｍ（Indc）＋Ｍ（remain）
【００７７】
Ｍ（remain）は、トナーの残補給量である。残補給量は、トナーが下トナー搬送スクリュー７２の１回転単位で補給され、１回転分に満たない補給量が積算するために発生する。詳細は後述する。また、Ｍ＜０になった場合には、トナー補給量Ｍを「０」とする。
【００７８】
制御部１００は、トナー補給量Ｍから補給モータ７３の回転数Ｂを算出する。制御部１００は、下トナー搬送スクリュー７２が１回転することで現像器５２に補給されるトナー量Ｔを予めＲＯＭ１０２に記憶する。制御部１００は、算出したトナー補給量Ｍに基づいて補給モータ７３の回転数Ｂを算出する。制御部１００は、算出した回転数Ｂだけ、Ｎ枚目の画像形成時に補給モータ７３を回転駆動する。
Ｂ ＝Ｍ／Ｔ
【００７９】
回転数Ｂは、小数点以下が切り捨てられた整数部分のみとする。ＣＰＵ１０１は、回転数Ｂの小数点以下に相当する量のトナーが補給されないため、その分を残補給量Ｍ（remain）として算出する。
Ｍ（remain） ＝ Ｍ−Ｂ×Ｔ
【００８０】
制御部１００は、濃度回復待ちモードはオンであるかを判断する（Ｓ１５０５）。濃度回復待ちモードがオフである場合（Ｓ１５０５：N）、直近でトナーボトル７０の交換が行われていないために、制御部１００は、トナー濃度回復シーケンスではなく、トナーボトル７０のトナー無しの判断を行う。
【００８１】
トナー無しの判断を行う場合、制御部１００は、トナー濃度センサ２６の検知結果から算出される検知ＴＤ比ＴＤ（Indc）と目標ＴＤ比ＴＤ（target）との差分である差分値ΔＴＤ比（old）が、「−１．０％」以上であるかを判断する（Ｓ１５０６）。
ΔＴＤ比（old） ＝ ＴＤ（Indc）−ＴＤ（target）≧ −１．０％
【００８２】
差分値ΔＴＤ比（old）が「−１．０％」以上である場合（Ｓ１５０６：Y）、制御部１００は、トナー無しの判断回数のカウンタを「０」にクリアして処理を終了する（Ｓ１５０７）。差分値ΔＴＤ比（old）が「−１．０％」未満である場合（Ｓ１５０６：N）、制御部１００は、トナー無しの判断回数のカウンタに「１」加算する（Ｓ１５０８）。制御部１００は、トナー無しの判断回数のカウンタが「３」未満である場合（Ｓ１５０９：N）、処理を終了する。
【００８３】
制御部１００は、トナー無しの判断回数のカウンタが「３」以上である場合（Ｓ１５０９：Y）、トナーボトル７０にトナーが無いと判断する。つまり制御部１００は、例えば３枚の記録材Ｐへの画像形成に伴ってこのトナー調整制御処理を行う。制御部１００は、３枚連続して差分値ΔＴＤ比（old）が「−１．０％」未満になり、トナー無しの判断回数のカウンタが「３」以上になった場合にトナーボトル７０にトナーが無いと判断する。この場合、制御部１００は、トナー無しの判断回数のカウンタ及び積算ビデオカウント値Ｖsumを「０」にクリアする（Ｓ１５１０、Ｓ１５１１）。制御部１００は、表示部３００によりトナーボトルの交換を指示する（Ｓ１５１２）。その後、制御部１００は、画像形成を禁止するために画像形成を不許可にして（Ｓ１５１３）、処理を終了する。制御部１００は、３枚連続して差分値ΔＴＤ比（old）が「−１．０％」未満である場合、補給モータ７３によるトナー補給と現像駆動モータ２７による駆動との後に、トナー濃度センサ２６の検知結果からトナーボトル７０内のトナーの有無を判断してもよい。
【００８４】
濃度回復待ちモードがオンである場合（Ｓ１５０５：Y）、制御部１００は、トナーボトル７０が交換されてからＴＤ比の回復が確認されていない状態であると判断する。この場合、制御部１００は、積算ビデオカウント値Ｖsumが「２０４６」未満であるかを判断する（Ｓ１５１４）。積算ビデオカウント値Ｖsumが「２０４６」未満である場合（Ｓ１５１４：N）、制御部１００は、トナー濃度回復シーケンスを実行せずにこの処理を終了して、そのまま画像形成を行う。積算ビデオカウント値Ｖsumが「２０４６」以上である場合（Ｓ１５１４：Y）、制御部１００は、トナー濃度センサ２６の検知結果から算出される検知ＴＤ比ＴＤ（Indc）と目標ＴＤ比ＴＤ（target）との差分である差分値ΔＴＤ比を算出する。制御部１００は、算出した差分値ΔＴＤ比が、「−０．５％」以上であるかを判断する（Ｓ１５１５）。なお、「−０．５％」の数値は、トナー濃度センサ２６の検知精度等に応じて他の値であってもよい。但し、この数値が高すぎる場合、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度が多くなる。望ましい数値の範囲は、「−０．８〜−０．２％」である。
ΔＴＤ比＝ ＴＤ（Indc）−ＴＤ（target）
【００８５】
差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」未満である場合（Ｓ１５１５：N）、制御部１００は、図１２のトナー濃度回復シーケンスを行う（Ｓ１５１６）。トナー濃度回復シーケンス後に、制御部１００は、トナー濃度センサ２６の検知結果から算出される検知ＴＤ比ＴＤ（Indc）と目標ＴＤ比ＴＤ（target）との差分である差分値ΔＴＤ比を算出する。制御部１００は、算出した差分値ΔＴＤ比が、「−０．５％」以上であるかを判断する（Ｓ１５１７）。つまり制御部１００は、トナー補給後に検知したトナー濃度が所定の濃度以上であるかの判断を行う。差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」以上である場合（Ｓ１５１７：Y）、制御部１００は、トナー濃度が回復したと判断する。この場合、制御部１００は、濃度回復待ちモードをオフにして処理を終了する（Ｓ１５１８）。なお、制御部１００は、Ｓ１５１５の処理で  差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」以上である場合（Ｓ１５１５：Y）にも、トナー濃度が回復したと判断し、濃度回復待ちモードをオフにして処理を終了する（Ｓ１５１８）。濃度回復待ちモードがオフになると、再度トナー無しが検知されるまで、濃度回復シーケンスが実行されることはない。
【００８６】
差分値ΔＴＤ比が「−０．５％」未満である場合（Ｓ１５１７：N）、制御部１００は、一度空になったトナーボトルが誤って装着された可能性があると判断する。この場合、制御部１００は、表示部３００の表示により、再度のトナーボトルの交換を促す（Ｓ１５１９）。制御部１００は、強制濃度回復実施モードをオンにする（Ｓ１５２０）。制御部１００は、画像形成を禁止するために画像形成を不許可にして（Ｓ１５１３）、処理を終了する。トナーボトル７０の再交換後に、図９のＳ３１２で、トナー濃度回復シーケンスが実行されることになる。
【００８７】
強制濃度回復待ちモードがオンである場合、表示部３００に再度のトナーボトル７０の交換を促すメッセージが表示される。この場合、ＴＤ比が限界まで低下していることが多い。この状態でトナーボトル７０の交換後に画像形成を許可すると、ＴＤ比がさらに低下し、キャリア付着による画像不良の可能性が高まる。そのために強制濃度回復待ちモードがオンである場合には、画像形成を許可せず、トナー濃度回復シーケンスを実行することとする。これにより、一度空になったトナーボトル７０を誤って装着する等のトラブルが生じた場合であっても、画像不良の発生を防止することができる。
【００８８】
図１５は、画像比率に応じたトナーボトル７０の交換後のＴＤ比の推移を表す図である。画像比率が１０％の画像を形成する場合、積算ビデオカウント値が「２０４６」に到達した時点でΔＴＤ比が「−０．５％」以上になる。そのためにトナー濃度回復シーケンスが実行されない。画像比率が３０％、５０％、８０％の画像を形成する場合、積算ビデオカウント値が「２０４６」に到達した時点でΔＴＤ比が「−０．５％」未満である。そのためにトナー濃度回復シーケンスが実行される。このように、形成する画像の画像比率に依らず、ＴＤ比の大きな低下が抑制される。画像比率１０％の画像を形成する場合には、トナー濃度回復シーケンスによるダウンタイムの発生を抑制してＴＤ比を回復させることができる。
【００８９】
濃度回復待ちモードにおいて現像器５２内のトナーの量が所定量より低下してしまった場合、画像形成装置内の記録材を装置外へ排出しなければならない。そこで、濃度回復待ちモードがオンの場合、両面印刷ジョブであれば、３枚循環を１枚循環にすることで、無駄な記録材の消費を抑制することができる。
【００９０】
図１６は、画像形成時の処理を表すフローチャートである。この処理は、図１３のフローチャートのＳ７０３〜Ｓ７０８の処理の間に、Ｓ７０４〜Ｓ７０７の処理に代わって行われる。
【００９１】
制御部１００は、負荷の駆動を開始した後に、印刷ジョブが両面印刷を指示する両面ジョブであるかを判断する（Ｓ１００１）。印刷ジョブが片面ジョブである場合（Ｓ１００１：N）、制御部１００は、片面給紙を行う（Ｓ１００２）。印刷ジョブが両面ジョブである場合（Ｓ１００１：Y）、制御部１００は、濃度回復待ちモードがオンであるかを判断する（Ｓ１００３）。
【００９２】
濃度回復待ちモードがオフである場合（Ｓ１００３：N）、制御部１００は、記録材Ｐの３枚循環が可能であるかを判断する（Ｓ１００４）。制御部１００は、記録材Ｐのサイズや種類により３枚循環が可能であるかを判断する。記録材Ｐが３枚循環可能である場合（Ｓ１００４：Y）、制御部１００は、３枚循環で記録材Ｐの給紙を行う（Ｓ１００５）。濃度回復待ちモードがオンである場合（Ｓ１００３：Y）、或いは３枚循環が可能ではない場合（Ｓ１００４：N）、制御部１００は、１枚循環で記録材Ｐの給紙を行う（Ｓ１００６）。
【００９３】
制御部１００は、片面、３枚循環、或いは１枚循環で記録材Ｐを給紙した後にＳ７０８のトナー調整制御を行う。トナー調整制御の結果、画像形成が不許可の場合に、制御部１００は、給紙済みの記録材Ｐに画像を形成して排出する。片面ジョブの場合には、最後に給紙された記録材Ｐの１面に対して画像形成が行われる。両面ジョブの場合には、必ず１枚循環されているために、最後に給紙された記録材Ｐの両面で、最大２面への画像形成が行われる。
【００９４】
なお、トナー濃度回復シーケンスの実行判断基準となる積算ビデオカウント値Ｖsumは「２０４６」であるが、これは最大３面の画像形成を余分に行うことを前提として設定された値である。最大２面に画像形成を余分に行う場合、積算ビデオカウントＶsumは、例えば「１３６４」とする。
【００９５】
以上のような画像形成装置は、濃度回復待ちモードがオン且つ両面ジョブのときに、３枚循環を１枚循環とすることで、画像形成間隔を長くすることができる。これによりトナー補給量が多くなり、ＴＤ比の回復を早め、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度を減らして、ダウンタイムを減らすことが可能になる。
【００９６】
また、濃度回復待ちモードがオンのときの両面ジョブは、必ず１枚循環になる。これによりトナーボトル７０の交換時に空のトナーボトルが装着されて、既に給紙されている記録材Ｐに画像形成を行う場合であっても、記録材Ｐが無駄に消費される量を低減できる。また、２面への画像形成を余分に行うだけであるために、ＴＤ比の低下を抑制し、画像不良の発生を防止することができる。
【００９７】
本実施形態の画像形成装置は、トナーボトル７０内のトナー無しをＴＤ比に基づいて検知し、トナーボトル７０を交換した後に画像形成を実行する際には画像形成間隔を長くする。これにより、作像に応じて十分な量のトナーが補給され、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度を抑制することができる。両面印刷を行う場合には、画像形成装置内を搬送する記録材Ｐの枚数を減らすことにより、画像形成間隔を長くする。これにより、作像に応じて十分な量のトナーが補給され、トナー濃度回復シーケンスの実行頻度を抑制することができる。トナー濃度回復シーケンスの実行頻度を抑制しつつトナー濃度の回復を促すことで、トナーボトル交換後の画像不良の発生を抑制しつつ、ユーザビリティを向上することができる。
【符号の説明】
【００９８】
５１…感光ドラム、６１…帯電器、６２…レーザスキャナ、６…一次転写ローラ、６５…クリーナ、５２…現像器、２１１…攪拌室、２１２…現像室、２１３…隔壁、２２１…第２搬送スクリュー、２２２…第１搬送スクリュー、２３１…マグネット、２３２…現像スリーブ、２５…規制ブレード、２６…トナー濃度センサ、２７…現像駆動モータ、７０…トナーボトル、７１…上トナー搬送スクリュー、７２…下トナー搬送スクリュー、７３…補給モータ、７４…回転検知部、７６…トナーボトル装着センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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