(57)【要約】【課題】画像の現像に用いるために現像容器内に貯留された二成分現像剤のトナー濃度を直接検出することなくトナー濃度を適正な範囲に制御することを、トナー消費量の推定精度の影響を受けることなく実現する。【解決手段】現像剤カートリッジが交換されると、現像器へ一定時間トナーを補給し、基準パッチ画像の形成・検出、検出値Ｒtcの演算、目標値との偏差ΔＲtcの演算を順に行い(252〜260)、トナー補給前後の検出値の増大量Ｒtc_uprを演算する(266)。そして、増大量Ｒtc_uprが規定値Aよりも小さければ(268が肯定)、現像剤の現像性能は標準より低いと判断して検出値Ｒtcの目標値Ｒtc_tgtを低濃度側へ変更し(270)、増大量Ｒtc_uprが規定値Bよりも大きければ(272が肯定)、現像剤の現像性能は標準より高いと判断して検出値Ｒtcの目標値Ｒtc_tgtを高濃度側へ変更する(274)。【選択図】図７
2011191700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、
前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第１変更手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項２】
前記第１変更手段は、前記差が予め設定された第１の値未満の場合に、前記差が前記第１の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１変更手段は、前記差が、前記第１の値より大きくなるように予め設定された第２の値以上の場合に、前記差が前記第２の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が増大するように前記目標濃度を変更する請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、
前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させ、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差が予め設定された第３の値以上か否かを判定することを、前記差が前記第３の値以上となる迄繰り返し、前記差が第３の値以上となる迄の前記現像器へのトナー総補給量に応じて前記目標濃度を変更する第２変更手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項５】
前記第２変更手段は、前記トナー総補給量が予め設定された第４の値以上の場合に、前記トナー総補給量が前記第４の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２変更手段は、前記トナー総補給量が、前記第４の値より小さくなるように予め設定された第５の値未満の場合に、前記トナー総補給量が前記第５の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する請求項４又は請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、
前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度が予め設定された第６の値以上の場合に、前記基準画像形成手段によって規定画像を形成させることでトナーを消費させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、トナーを消費させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、トナーを消費させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第３変更手段と、
を含む画像形成装置。
【請求項８】
前記第３変更手段は、前記差が予め設定された第１の値未満の場合に、前記差が前記第１の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第３変更手段は、前記差が、前記第１の値より大きくなるように予め設定された第２の値以上の場合に、前記差が前記第２の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が増大するように前記目標濃度を変更する請求項７又は請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、
前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、
及び、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第１変更手段
として機能させるためのトナー濃度制御プログラム。
【請求項１１】
トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、
前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、
及び、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させ、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差が予め設定された第３の値以上か否かを判定することを、前記差が前記第３の値以上となる迄繰り返し、前記差が第３の値以上となる迄の前記現像器へのトナー総補給量に応じて前記目標濃度を変更する第２変更手段
として機能させるためのトナー濃度制御プログラム。
【請求項１２】
トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、
前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、
濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、
及び、前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度が予め設定された第６の値以上の場合に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させることでトナーを消費させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、トナーを消費させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、トナーを消費させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第３変更手段
として機能させるためのトナー濃度制御プログラム。
【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トナー濃度制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する技術として、特許文献１には、コピー枚数が或る枚数に達する毎に基準画像を形成し、基準画像部と感光体地肌部の反射光量の比を検出し、反射光量の比が基準値よりも大きい(濃度不足)場合は、直前の基準画像形成タイミングの後のトナー補給量及びトナー消費量を演算し、その差(トナー増加量)で基準画像の濃度変化量を除したトナー像濃度上昇率を演算し、トナー像濃度上昇率が或る値以下の場合はトナー補給制御レベル値を過剰なトナー濃度上昇が生じない値に切り替える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、画像の現像に用いるために現像容器内に貯留された二成分現像剤のトナー濃度を直接検出することなく、前記トナー濃度を適正な範囲に制御することを、トナー消費量の推定精度の影響を受けることなく実現できる画像形成装置及びトナー濃度制御プログラムを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第１変更手段と、を含んで構成されている。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１変更手段は、前記差が予め設定された第１の値未満の場合に、前記差が前記第１の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記第１変更手段は、前記差が、前記第１の値より大きくなるように予め設定された第２の値以上の場合に、前記差が前記第２の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が増大するように前記目標濃度を変更する。
【０００８】
請求項４記載の発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させ、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差が予め設定された第３の値以上か否かを判定することを、前記差が前記第３の値以上となる迄繰り返し、前記差が第３の値以上となる迄の前記現像器へのトナー総補給量に応じて前記目標濃度を変更する第２変更手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記第２変更手段は、前記トナー総補給量が予め設定された第４の値以上の場合に、前記トナー総補給量が前記第４の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の発明において、前記第２変更手段は、前記トナー総補給量が、前記第４の値より小さくなるように予め設定された第５の値未満の場合に、前記トナー総補給量が前記第５の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する。
【００１１】
請求項７記載の発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤によって画像を現像する現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段と、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段と、前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度が予め設定された第６の値以上の場合に、前記基準画像形成手段によって規定画像を形成させることでトナーを消費させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、トナーを消費させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、トナーを消費させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第３変更手段と、を含んで構成されている。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、前記第３変更手段は、前記差が予め設定された第１の値未満の場合に、前記差が前記第１の値以上の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が減少するように前記目標濃度を変更する。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項７又は請求項８記載の発明において、前記第３変更手段は、前記差が、前記第１の値より大きくなるように予め設定された第２の値以上の場合に、前記差が前記第２の値未満の場合よりも前記トナー補給手段によるトナー補給量が増大するように前記目標濃度を変更する。
【００１４】
請求項１０記載の発明に係るトナー濃度制御プログラムは、トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、及び、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第１変更手段として機能させる。
【００１５】
請求項１１記載の発明に係るトナー濃度制御プログラムは、トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、及び、前記トナーカートリッジが交換された場合に、前記トナー補給手段によって前記現像器へ予め設定された量のトナーを補給させ、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、前記予め設定された量のトナーを補給させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、前記予め設定された量のトナーを補給させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差が予め設定された第３の値以上か否かを判定することを、前記差が前記第３の値以上となる迄繰り返し、前記差が第３の値以上となる迄の前記現像器へのトナー総補給量に応じて前記目標濃度を変更する第２変更手段として機能させる。
【００１６】
請求項１２記載の発明に係るトナー濃度制御プログラムは、トナーとキャリアから成り現像容器内に貯留された二成分現像剤によって画像を現像する現像器を備えた画像形成装置に内蔵されたコンピュータを、前記現像器によって基準画像を形成させる基準画像形成手段、濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と目標濃度との偏差に応じて、トナーカートリッジに貯留されているトナーをトナー補給手段によって前記現像器へ補給させる補給制御手段、及び、前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度が予め設定された第６の値以上の場合に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させることでトナーを消費させた後に、前記基準画像形成手段によって基準画像を形成させ、トナーを消費させた後に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、トナーを消費させる前に形成されて前記濃度検出手段によって検出された前記基準画像の濃度と、の差に応じて前記目標濃度を変更する第３変更手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１,４,７,１０〜１２記載の発明は、画像の現像に用いるために現像容器内に貯留された二成分現像剤のトナー濃度を直接検出することなく、前記トナー濃度を適正な範囲に制御することを、トナー消費量の推定精度の影響を受けることなく実現できる、という効果を有する。
【００１８】
請求項２,５,８記載の発明は、現像剤の現像性能が標準より低い場合にも、トナー濃度が過度に高くなることを防止できる、という効果を有する。
【００１９】
請求項３,６,９記載の発明は、現像剤の現像性能が標準より高い場合にも、トナー濃度が過度に低くなることを防止できる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】画像形成ユニットの断面図である。
【図３】画像形成ユニットの攪拌搬送室の断面図である。
【図４】制御部周辺の概略構成を示すブロック図である。
【図５】メインルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図６】トナー濃度補正処理の内容を示すフローチャートである。
【図７】カートリッジ交換時処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】トナー濃度と濃度センサ検出値の関係の一例を示す線図である。
【図９】現像性が定常状態の場合の、トナーの空検出後トナーカートリッジ交換でのトナー濃度検出値の推移の一例を示す線図である。
【図１０】現像性が下限付近の場合の、トナーの空検出後トナーカートリッジ交換でのトナー濃度検出値の推移の一例を示す線図である。
【図１１】現像性が上限付近の場合の、トナーの空検出後トナーカートリッジ交換でのトナー濃度検出値の推移の一例を示す線図である。
【図１２】カートリッジ交換時処理の他の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】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下では本発明に支障のない数値を用いて説明するが、本発明は以下に記載した数値に限定されるものではない。
【００２２】
図１には、本発明に係る画像形成装置の一例として、フルカラー画像又は白黒画像を形成するプリンタ１０が示されている。プリンタ１０内部の上方には、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色の非磁性のトナーと磁性を有するキャリアから成る補給用の二成分現像剤を収容する現像剤カートリッジ１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋが交換可能に設けられている。なお、現像剤カートリッジ１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに収容された補給用の現像剤におけるトナーとキャリアの配合率は、装置の仕様によっても相違するがトナー：キャリア＝９：１程度である。また、以後の説明ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒）の各色に対応する部材の符号にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付与して区別する。
【００２３】
プリンタ１０に装填された現像剤カートリッジ１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋには、それぞれ現像剤供給路１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋの一端が接続される。なお、現像剤供給路１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋはパイプから成り、他端側がプリンタ１０の側面に沿って下方側へ向けて延設されているが、途中経路の図示は省略する。
【００２４】
また、プリンタ１０内部の中央には、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色に対応する４つの画像形成ユニット１２(１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ)が、正面視にて右斜め下方に向けて互いに一部を重ねた状態で配置されている。ここで、現像剤供給路１３Ｙ,１３Ｍ,１３Ｃ,１３Ｋの他端は４つの画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋにそれぞれ接続されており、各色の補給用現像剤が各画像形成ユニット１２に供給される。
【００２５】
各画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋの上方には、転写部１４が設けられている。転写部１４は、中間転写体の一例としての中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に多重転写させる４つの一次転写部材としての一次転写ローラ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像を、記録用紙Ｐに転写させる二次転写ローラ２０とを有している。
【００２６】
中間転写ベルト１６は、図示しないモータによって回転駆動される駆動ローラ２２、中間転写ベルト１６の張力を調整するテンションローラ２４、及び、二次転写ローラ２０と対向配置されたバックアップローラ２６に一定の張力で巻き掛けられており、駆動ローラ２２により、図１の矢印Ｘ方向（反時計回り方向）に循環駆動される。一次転写ローラ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んでそれぞれの画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋの後述する感光体２８(２８Ｙ,２８Ｍ,２８Ｃ,２８Ｋ)と対向配置されている。また、一次転写ローラ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋには、給電ユニット(図示省略)によりトナーの極性と逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写バイアス電圧が印加される。なお、二次転写ローラ２０にも、給電ユニットによりトナーの極性と逆極性の転写バイアス電圧が付与される。
【００２７】
また、中間転写ベルト１６が駆動ローラ２２に巻き掛けられている位置の外周側にはクリーニング装置３０が設けられている。クリーニング装置３０はクリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４を備え、クリーニングブラシ３２及びクリーニングブレード３４によって中間転写ベルト１６の外周面上の残留トナーや紙粉等を除去する。
【００２８】
また本実施形態では、個々の画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋ内の現像剤のトナー濃度検知等を目的として、個々の画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋで形成された基準画像が中間転写ベルト１６の外周面に転写されることがあり(詳細は後述)、中間転写ベルト１６の回転駆動方向に沿って画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋの配列の下流側には、中間転写ベルト１６の外周面に転写された基準画像の濃度を検出する濃度センサ１００が配設されている。濃度センサ１００は、中間転写ベルト１６の外周面に光を照射して反射光量を検出することで基準画像の濃度を検出する構成であり、基準画像の濃度が高くなるに従って検出値(出力電圧値)が低くなる特性を有している。
【００２９】
プリンタ１０内部のうち記録用紙Ｐの搬送経路と反対側の側面付近には、プリンタ１０の各部の制御を行うプリンタ制御部３６が設けられている。また、画像形成ユニット１２の下側には、帯電された感光体２８の表面に各色に対応した露光光Ｌ（ＬＹ,ＬＭ,ＬＣ,ＬＫ）を照射して静電潜像を形成する走査露光ユニット４０が設けられている。
【００３０】
走査露光ユニット４０は、直方体状のフレーム３８で密閉されており、内部には４個の半導体レーザ(図示省略)やポリゴンミラー４２、ｆ−θレンズ(図示省略)等の部材が設けられており、フレーム３８の上面には４本の露光光ＬＹ,ＬＭ,ＬＣ,ＬＫが透過するガラス窓４４Ｙ,４４Ｍ,４４Ｃ,４４Ｋが設けられている。４個の半導体レーザは、各色の画像データに応じて駆動されることで、各色の画像データに応じて変調された露光光ＬＹ,ＬＭ,ＬＣ,ＬＫを射出する。半導体レーザから射出された露光光ＬＹ,ＬＭ,ＬＣ,ＬＫは、ポリゴンミラー４２によって主走査方向に偏向走査され、ｆ−θレンズ、結像レンズ及び複数枚のミラーから成る光学系(図示省略)を経由した後にガラス窓４４Ｙ,４４Ｍ,４４Ｃ,４４Ｋを透過し、感光体２８の斜め下方から感光体２８の周面上の露光位置に照射されると共に、感光体２８の周面上を走査されることで、感光体２８の周面上に静電潜像を形成する。なお、走査露光ユニット４０は各画像形成ユニット１２毎に個別に設けてもよい。
【００３１】
一方、走査露光ユニット４０の下側には、記録用紙Ｐが収納された給紙カセット４６が配置されている。また、給紙カセット４６の一端部側には、鉛直方向上方へ向けて記録用紙Ｐを搬送する用紙搬送路５０が形成されている。用紙搬送路５０には、記録用紙Ｐを給紙カセット４６から送り出す給紙ローラ４８と、記録用紙Ｐを１枚ずつ搬送する用紙分離搬送用のローラ対５２と、中間転写ベルト１６の周面上に形成された画像の移動タイミングと記録用紙Ｐの搬送タイミングを合わせる用紙先端位置合わせローラ５４と、が設けられている。給紙カセット４６から給紙ローラ４８によって順次送出された記録用紙Ｐは、用紙搬送路５０を搬送され、間欠的に回転する用紙先端位置合わせローラ５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで一旦搬送され、停止される。
【００３２】
二次転写ローラ２０の上方には定着装置６０が設けられている。定着装置６０は、加熱ローラ６２と、この加熱ローラ６２に圧接された加圧ローラ６４とを備えている。二次転写ローラ２０によって各色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは、転写されたトナー像が加熱ローラ６２と加圧ローラ６４との圧接部で熱及び圧力により定着され、記録用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられた排出装置の一例としての排紙ローラ６６によって、プリンタ１０の上部に設けられた排出部６８に排出される。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１６の表面は、クリーニング装置３０によって残留トナーや紙粉等が除去される。
【００３３】
次に、画像形成ユニット１２について説明する。ここでは、一例として、画像形成ユニット１２Ｍについて説明する。なお、他の各色に対応した画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｃ,１２Ｋは、画像形成ユニット１２Ｍと同様の構造であるため、説明を省略する。また、画像形成ユニット１２Ｍの各構成部材については、符号Ｍを省略して表示する。
【００３４】
図２に示すように、画像形成ユニット１２は、矢印Ａ（時計回り）方向に回転駆動される感光体２８を備えている。感光体２８の周囲には、感光体２８の回転方向に沿って、感光体２８の表面に接触して感光体２８を帯電する帯電装置の一例としての帯電ローラ７２、前述の露光光Ｌにより感光体２８の周面上に形成された静電潜像を各色の現像剤(トナー)で現像する現像器７０、転写後の感光体２８の表面に光を照射して除電を行う除電装置の一例としてのイレーズランプ７４、及び、除電後の感光体２８の表面を清掃するクリーニングユニット７６が順に設けられている。
【００３５】
帯電ローラ７２は、現像器７０の後述する現像剤保持部材としての現像ローラ７８よりも鉛直方向下側の配置となるように、画像形成ユニット１２の筐体に回転可能に設けられている。また、帯電ローラ７２を挟んで感光体２８の反対側には、帯電ローラ７２の表面に付着したトナー等を取り除くクリーニングローラ７９が回転可能に設けられている。なお、帯電ローラ７２は図示しない通電手段に接続されており、画像が形成される際に通電されることにより感光体２８表面を帯電させる。
【００３６】
現像器７０は、画像形成ユニット１２Ｍの左端部に配置され、現像剤Ｇが充填された現像剤収容室８０、現像剤収容室８０の右側で現像剤収容室８０と感光体２８の間に設けられた現像室８２、及び、現像剤収容室８０及び現像室８２の下側に設けられ、現像剤収容室８０から供給された現像剤Ｇを攪拌（混合）して現像室８２に搬送する攪拌搬送室８４が設けられている。現像剤収容室８０は、感光体２８側に向けて上部が傾斜した箱状となっており、上部に矩形状の第１開口部８３が形成されている。そして、第１開口部８３を介して外部から内部へ予め現像剤Ｇ（図中の線は、充填後の現像剤の上面高さを表している）が流入され充填されている。なお、現像剤Ｇの充填後、第１開口部８３は封止部材(図示省略)で封止される。また、現像剤収容室８０に充填される現像剤Ｇにおけるトナーとキャリアの比率は、プリンタ１０の仕様等によって相違するもののトナー：キャリア＝１：９程度である。
【００３７】
現像剤収容室８０と現像室８２の間には、現像剤収容室８０の隔壁の一面を構成し、現像剤収容室８０と現像室８２を仕切る仕切壁８６が設けられている。仕切壁８６には、現像室８２の現像ローラ７８に近接して傾斜した傾斜部８６Ａが形成されており、現像剤収容室８０と現像室８２は、傾斜部８６Ａに形成された第２開口部８８を介して繋がっている。また、現像剤収容室８０は、仕切壁８６と対向し且つ画像形成ユニット１２Ｍの側面を構成する側壁８１を有している。さらに、現像剤収容室８０の下部には、矩形状の第３開口部８７が形成されている。現像剤収容室８０と攪拌搬送室８４は第３開口部８７を介して繋がっており、現像剤収容室８０に充填（収容）され現像剤収容室８０内を流下した現像剤Ｇは、第３開口部８７を通って攪拌搬送室８４に流入する。ここで、第２開口部８８及び第３開口部８７は、予め、それぞれ封止部材８５Ａ、８５Ｂで封止されており、プリンタ１０への画像形成ユニット１２Ｍの取付け前に、封止部材８５Ａ、８５Ｂが画像形成ユニット１２Ｍの一方の側面から引き抜かれることで開放される。
【００３８】
図２及び図３に示すように、攪拌搬送室８４は、底面から立設された仕切壁９３で仕切られ、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂの２条の攪拌路が設けられている。仕切壁９３の両端部位置には、第１開口９４と第２開口９５が形成されており、この第１開口９４と第２開口９５によって、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂが繋がっている。第１攪拌路８４Ａの上面は開口しており、第３開口部８７が配置され現像剤収容室８０と繋がっている。また、第２攪拌路８４Ｂの上面も開口しており、上方に現像ローラ７８が配置され現像室８２と繋がっている。
【００３９】
第１攪拌路８４Ａの一端（図２の紙面奥側）は、第２攪拌路８４Ｂの端面よりも外側へ向けて突出した突出部９０が形成されており、突出部９０の上面には、前述の現像剤供給路１３Ｍ（図１参照）の他端が接続される現像剤供給口９６が形成されている。これにより、画像形成ユニット１２Ｍ(現像器７０)には、現像剤カートリッジ１１Ｍの補給用現像剤が現像剤供給路１３Ｍを流下して供給される。
【００４０】
第１攪拌路８４Ａには第１攪拌搬送部材９１が配置されている。第１攪拌搬送部材９１は、画像形成ユニット１２Ｍの筐体に回転可能に支持された第１軸部９１Ａと、第１軸部９１Ａの周りに設けられた螺旋状の第１羽根部９１Ｂと、で構成されている。また、第２攪拌路８４Ｂには第２攪拌搬送部材９２が配置されている。第２攪拌搬送部材９２は、画像形成ユニット１２Ｍの筐体に回転可能に支持された第２軸部９２Ａと、第２軸部９２Ａの周りに設けられた螺旋状の第２羽根部９２Ｂと、で構成されている。第１軸部９１Ａ及び第２軸部９２Ａは、図示しないモータ及びギヤから成る駆動手段によって駆動される。ここで、第１軸部９１Ａが矢印Ｃ方向、第２軸部９２Ａが矢印Ｄ方向（矢印Ｃ、Ｄは異なる方向）にそれぞれ回転することで、攪拌搬送室８４内の現像剤Ｇは、供給されたトナーと混合され、それぞれ第１攪拌路８４Ａ内、及び第２攪拌路８４Ｂ内を攪拌混合されながら搬送されて、第１攪拌路８４Ａと第２攪拌路８４Ｂとの間を矢印方向（図３参照）に循環する。
【００４１】
図２に示すように、現像室８２は、下部が第２攪拌路８４Ｂと繋がっており、感光体２８側の側壁に第４開口部９８が形成されている。また、現像室８２は、感光体２８の長手方向を軸方向とし、矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する現像ローラ７８が設けられている。さらに現像室８２は、層規制部材として、磁性丸棒トリマ９７が設けられている。磁性丸棒トリマ９７は、現像ローラ７８の回転方向の感光体２８よりも上流側で、現像ローラ７８外周面と間隔をあけて配置されており、現像ローラ７８上の現像剤Ｇの通過量を規制して、現像ローラ７８の周面上に予め決められた厚さの現像剤層を形成させる。
【００４２】
現像ローラ７８は、現像室８２に形成された第４開口部９８を介して感光体２８の外周面と対向配置されている。また、現像ローラ７８は、現像室８２に固定された磁界発生手段としてのマグネットローラ７８Ｂと、中空円筒状でマグネットローラ７８Ｂの外回りを回転可能に設けられた筒状の回転体としての現像スリーブ７８Ａとで構成されている。なお、現像ローラ７８と感光体２８の間には現像バイアス電圧が印加されて電界が形成されており、現像時に現像スリーブ７８Ａによって感光体２８と対向する位置へ移動された現像剤Ｇ中のトナーは、前記電界により感光体２８の周面上へ移動し、これにより感光体２８の周面上に形成された静電潜像が現像される。
【００４３】
一方、図２に示すように、画像形成ユニット１２Ｍのクリーニングユニット７６は、クリーニングブレード７３及び搬送部材７５を備えている。クリーニングブレード７３は、感光体２８の表面と予め定められた接触角で接触し、転写残トナー等を掻き取る。また、搬送部材７５はクリーニングブレード７３の背面側に配置され、クリーニングブレード７３によって掻き取られた転写残トナー等を排トナーボックス（図示省略）に排出する。
【００４４】
画像形成ユニット１２Ｍの感光体２８よりも下側で、帯電ローラ７２及びクリーニングローラ７９の左側には、露光用の空間が形成されており、画像形成ユニット１２Ｍの底面のうち、露光用の空間の下側に位置する部分には露光用開口部６９が形成されている。これにより、露光光ＬＭは露光用開口部６９を通って感光体２８の周面に照射される。
【００４５】
図４に示すように、プリンタ制御部３６はマイクロコンピュータ等から成り、ＣＰＵ３６Ａ、ＲＯＭやＲＡＭを含むメモリ３６Ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部３６Ｃを含んで構成されている。記憶部３６Ｃには、プリンタ１０の各部の動作を制御するための装置制御プログラムに加えて、後述するトナー濃度補正処理を行うためのトナー濃度補正プログラム及び後述するカートリッジ交換時処理を行うためのカートリッジ交換時プログラムもインストールされている。なお、プリンタ制御部３６は本発明における基準画像形成手段、補給制御手段、第１変更手段及び第３変更手段の一例として各々機能する。また、上記のトナー濃度補正プログラム及びカートリッジ交換時プログラムは本発明に係るトナー濃度制御プログラムの一例である。
【００４６】
またプリンタ１０には、４個の画像形成ユニット１２Ｙ,１２Ｍ,１２Ｃ,１２Ｋに対応して４個のユニット駆動部１０２Ｙ,１０２Ｍ,１０２Ｃ,１０２Ｋが設けられている。個々のユニット駆動部１０２は、帯電ローラ７２が感光体２８を帯電させるための高電圧を発生する帯電制御部１０４と、現像器７０の現像ローラ７８(現像スリーブ７８Ａ)や攪拌搬送部材９１,９２を回転駆動させると共に現像ローラ７８に印加する現像バイアス電圧を供給する現像器駆動部１０６と、感光体２８を回転駆動させる感光体駆動部１０８と、を含んで構成されている。ユニット駆動部１０２Ｙ,１０２Ｍ,１０２Ｃ,１０２Ｋはプリンタ制御部３６に接続されており、プリンタ制御部３６によって動作が制御される。
【００４７】
プリンタ制御部３６には走査露光制御部１１０を介して走査露光ユニット４０が接続されている。プリンタ制御部３６には記録用紙Ｐに印刷すべき画像を表すＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色の画像データがＰＣ(Personal Computer)等の外部機器から入力され、この画像データは走査露光制御部１１０に供給される。走査露光制御部１１０は、走査露光ユニット４０のポリゴンミラー４２を回転駆動させると共に、走査露光ユニット４０の４個の半導体レーザから射出される露光光Ｌを、プリンタ制御部３６から供給されたＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色の画像データのうちの互いに異なる色の画像データに応じて変調させる。また、プリンタ制御部３６には、記録用紙Ｐの搬送を制御する搬送制御部１１２、一次転写ローラ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋによるトナー像の一次転写や二次転写ローラ２０によるトナー像の二次転写、中間転写ベルト１６の回転駆動を各々制御する転写制御部１１４、及び、定着装置６０による定着処理を制御する定着制御部１１６が各々接続されている。
【００４８】
また、プリンタ制御部３６には濃度センサ１００が接続されており、濃度センサ１００による基準画像の濃度の検出結果はプリンタ制御部３６に入力される。また、プリンタ制御部３６には、現像剤カートリッジ１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋのプリンタ１０への装填及びプリンタ１０からの取り外しを検出するカートリッジ装填センサ１２０も接続されており、カートリッジ装填センサ１２０の検出結果もプリンタ制御部３６に入力される。更に、プリンタ制御部３６には操作パネル１１８も接続されている。操作パネル１１８は、ＬＣＤ等から成り各種情報を表示可能な表示部１１８Ａと、複数のキーを備え利用者による情報入力を受け付ける受付部１１８Ｂを含んで構成されており、表示部１１８Ａへの情報表示はプリンタ制御部３６によって制御され、利用者によって入力されて受付部１１８Ｂによって受け付けられた情報はプリンタ制御部３６に入力される。
【００４９】
上述した構成のプリンタ１０では、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色の画像データに応じて変調された露光光Ｌが走査露光ユニット４０から射出され、走査露光ユニット４０から射出された露光光Ｌが、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色に対応する画像形成ユニット１２の感光体２８の周面上を走査することで、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色に対応する画像形成ユニット１２の感光体２８の周面上には、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色のうちの互いに異なる色に対応する静電潜像が各々形成される。
【００５０】
感光体２８の周面上に形成された静電潜像は、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色に対応する画像形成ユニット１２の現像器７０により、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色のうちの互いに異なる色のトナーを用いて現像される。
【００５１】
これにより、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色に対応する画像形成ユニット１２の感光体２８の周面上には、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色のうちの互いに異なる色のトナー像が形成され、各色のトナー像が、４個の一次転写ローラ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋにより、互いに重なるように中間転写ベルト１６の外周面上に順次転写されることで、中間転写ベルト１６の外周面上にはフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１６の外周面上に形成されたフルカラーのトナー像は、二次転写ローラ２０によって記録用紙Ｐ上に二次転写される。そして、記録用紙Ｐ上に転写されたトナー像は定着装置６０によって定着され、転写されたトナー像が定着された記録用紙Ｐは排出部６８に排出される。
【００５２】
トナー像の転写が終了した後の感光体２８の周面上の残留トナーや紙粉等はクリーニングユニット７６によって除去される。また、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等はクリーニング装置３０によって除去される。
【００５３】
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態に係るプリンタ１０において、個々の画像形成ユニット１２の現像器(現像剤収容室８０及び現像室８２から成る現像容器)７０内に貯留されている現像剤のトナー濃度(現像剤中のトナーの重量比)は、画像形成に伴うトナーの消費や現像剤カートリッジ１１からの補給用現像剤の補給に応じて変動するが、トナー濃度が過度に高くなると形成画像のかぶりや現像器７０からプリンタ１０内部へのトナーの飛散等が生じる可能性があり、トナー濃度が過度に低い場合も形成画像のかすれ(濃度不足)や現像器７０からのキャリアの吐き出し等が生じる可能性がある。
【００５４】
一方、現像剤のトナー濃度を直接検出できるセンサは高コストであるので、本実施形態では、現像剤のトナー濃度を直接検出することなく、基準パッチ画像を形成し、形成した基準パッチ画像の濃度検出値(パッチ検出値Ｒtc)と目標値(パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt)との偏差(ΔＲtc)に応じてトナー補給量を設定することで、現像剤のトナー濃度を制御している(詳細は後述)。但し、基準パッチ画像の濃度は現像剤の現像性能のばらつきの影響を受けて変動するので、基準パッチ画像の濃度検出値と目標値との偏差に応じてトナー補給量を設定するのみでは、現像剤のトナー濃度を適正範囲内に制御することは困難である。
【００５５】
また、特許文献１には、基準画像の濃度変化量をトナー増加量(トナー補給量と画素数から演算したトナー消費量との差)で除したトナー像濃度上昇率に基づいてトナー補給制御レベル値を切り替える技術が提案されている。しかしながら、トナー消費量は画素数以外に現像剤の現像性能に応じても変化し、現像剤の現像性能は環境条件やトナー濃度、現像ローラ上の単位面積当りの現像剤量、現像剤の抵抗など様々な要因の影響を受けて変動するので、画素数から十分な精度でトナー消費量を推定演算することは困難である。このため、上記技術では、基準画像の濃度がトナー濃度の変化を正確に反映した変化を示していたとしても、画素数から推定演算したトナー消費量が実際のトナー消費量と乖離していた場合に、本来は不必要なトナー補給制御レベル値の切り替えが行われ、トナー濃度を適正範囲外へ変化させてしまう恐れがある。
【００５６】
上記に基づき、本実施形態に係るプリンタ１０では、プリンタ制御部３６が以下で説明する処理を行っている。なお、以下では、まずプリンタ制御部３６のＣＰＵ３６Ａが装置制御プログラムを実行することで実現されるメインルーチンについて、図５を参照して説明する。このメインルーチンは定期的に実行され、まずステップ１５０において、印刷対象の画像を表す画像データをＰＣ等の外部機器から受信したか否かに基づき、画像の印刷要求が入力されているか否か判定する。判定が否定された場合はメインルーチンを終了するが、判定が肯定された場合はステップ１５２へ移行し、受信した画像データが表す画像を形成し、記録用紙Ｐに転写・定着する印刷処理を行わせる。
【００５７】
ステップ１５２で１枚の記録用紙Ｐへの画像の印刷を行うとステップ１５４へ移行し、印刷用紙Ｐの印刷枚数(初期値は０)を１だけインクリメントし、次のステップ１５６で印刷枚数が３０枚を越えたか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１６４へ移行し、入力された印刷要求に対応する印刷処理が終了したか否か判定する。入力された印刷要求が複数枚の記録用紙Ｐへ画像を印刷する要求であれば、この判定が否定されてステップ１５２に戻り、ステップ１５６又はステップ１６４の判定が肯定される迄、ステップ１５２〜１５６,１６４を繰り返す。そして、入力された印刷要求に対応する印刷処理が終了すると、ステップ１６４の判定が肯定されてステップ１５０に戻る。
【００５８】
また、記録用紙Ｐの印刷枚数が３０枚を越えた場合は、ステップ１５６の判定が肯定された場合はステップ１５８へ移行し、Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色のうちの何れか１色を処理対象としてトナー濃度補正処理を行う。このトナー濃度補正処理は、プリンタ制御部３６のＣＰＵ３６Ａがトナー濃度補正プログラムを実行することで実現される処理であり、詳細は後述する。ステップ１６０では、ステップ１５８のトナー濃度補正処理をＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋ全色を処理対象として各々行ったか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１５８に戻り、ステップ１６０の判定が肯定される迄ステップ１５８,１６０を繰り返す。Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ全色を処理対象としてトナー濃度補正処理を行うと、ステップ１６０の判定が肯定されてステップ１６２へ移行し、印刷用紙Ｐの印刷枚数を０に戻した後に前述のステップ１６４へ移行する。
【００５９】
なお、上述したメインルーチンでは、記録用紙Ｐの印刷枚数が３０枚を越えた時点で、印刷処理が実行中であっても、当該印刷処理を中断してＹ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色のトナー濃度補正処理が行われることになるが、これに代えて、単一の印刷要求に対応する印刷処理が終了した時点でトナー濃度補正処理を行うようにしてもよい。
【００６０】
次に図６を参照し、メインルーチンのステップ１５８で行われるトナー濃度補正処理の詳細を説明する。なお、このトナー濃度補正処理は、プリンタ制御部３６のＣＰＵ３６Ａによってトナー濃度補正プログラムが実行されることで実現されるトナー濃度補正処理では、まずステップ１７０において、基準パッチを形成するための画像データを処理対象色の画像データとして走査露光制御部１１０へ出力し、処理対象色に対応する画像形成ユニット１２及び走査露光ユニット４０によって処理対象色の基準パッチ画像(例えば一定面積でその全面が一定の画像密度のパッチ画像)を感光体２８の周面上に形成させ、形成させた基準パッチ画像を処理対象色に対応する一次転写ローラ１８によって中間転写ベルト１６の外周面に転写させる。
【００６１】
次のステップ１７２では、中間転写ベルト１６の外周面上のパッチ(処理対象色の基準パッチ画像が形成された部位) 及び素面(基準パッチ画像未形成の部位)の光反射率を濃度センサ１００によって各々検出させ、パッチの光反射率の検出値Ｖpatch及び素面の光反射率の検出値Ｖclnを各々取り込む。ステップ１７４では、ステップ１７２で取り込んだパッチの光反射率の検出値Ｖpatch及び素面の光反射率の検出値Ｖclnに基づき、パッチ検出値Ｒtcを次の(１)式に従って演算する。
Ｒtc←Ｖpatch／Ｖcln×255  …(１)
なお、パッチ検出値Ｒtcはパッチ及び素面の光反射率の検出値Ｖpatch,Ｖclnから演算しているので、基準パッチ画像の濃度が低くなるに従って値が増加し、基準パッチ画像の濃度が高くなるに従って値が減少する変化を示す。またステップ１７６では、ステップ１７４で演算したパッチ検出値Ｒtcとパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt(例えばＲtc_tgt＝100：但し初期値)との偏差ΔＲtcを次の(２)式に従って演算する。
ΔＲtc←Ｒtc−Ｒtc_tgt  …(２)
次のステップ１７８では、ステップ１７６で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcが、予め設定されたトナー強制補給判定値AdmixIN(例えばAdmixIN＝30)よりも大きいか(基準パッチ画像の濃度が目標値に相当する濃度よりもトナー強制補給判定値AdmixINを越えて低濃度か)否か判定する。判定が否定された場合はステップ１９８へ移行し、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcが、予め設定されたトナー強制消費判定値SweepIN(例えばSweepIN＝-20)よりも小さいか(基準パッチ画像の濃度が目標値に相当する濃度よりもトナー強制消費判定値SweepINを越えて高濃度か)否か判定する。
【００６２】
この判定も否定された場合、処理対象色のトナーのトナー濃度は適正範囲内に収まっている可能性が高いと判断できるので、ステップ２００へ移行し、処理対象色のトナー補給量として、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcに応じた値を設定し、トナー濃度補正処理を終了する。ここで設定されたトナー補給量は、前述したメインルーチン(図５)のステップ１５６の判定が再度肯定されてトナー濃度補正処理が再度行われる迄の期間中に、処理対象色に対応する画像形成ユニット１２の現像容器内へ処理対象色のトナー(補給用現像剤)を補給する際の制御に用いられる。このステップ２００は本発明の補給制御手段による処理の一例である。
【００６３】
また、先のステップ１７６で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcがトナー強制補給判定値AdmixINよりも大きい場合、処理対象色のトナーのトナー濃度は適正範囲から低濃度側へ外れている可能性が高いので、先のステップ１７８の判定が肯定されてステップ１８０へ移行し、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcに基づき次の(３)式に従ってトナー強制補給量(時間)Admix_timeを演算する。
Admix_time←ΔＲtc×ｋ2  …(３)
そしてステップ１８２では、処理対象色に対応する現像剤供給路１３に設けられた図示しない補給部材をステップ１８０で演算したトナー強制補給量(時間)Admix_timeだけ回転駆動させることで、処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内へ処理対象色のトナー(補給用現像剤)を補給する。
【００６４】
次のステップ１８４〜ステップ１９０では、先に説明したステップ１７０〜ステップ１７６と同様に、処理対象色の基準パッチ画像の形成(ステップ１８４)、外周面上のパッチ及び中間転写ベルト１６の素面の光反射率の検出(ステップ１８６)、パッチ検出値Ｒtcの演算(ステップ１８８)、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcの演算(ステップ１９０)を順に行う。そしてステップ１９２では、ステップ１９０で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcが、予め設定されたトナー空検知解除判定値AdmixOUT(例えばAdmixOUT＝20)よりも大きいか(基準パッチ画像の濃度が目標値に相当する濃度よりもトナー空検知解除判定値AdmixOUTを越えて低濃度か)否か判定する。
【００６５】
この判定が否定された場合は、先のステップ１８２で行った処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内への処理対象色のトナー(補給用現像剤)の強制補給により、処理対象色の基準パッチ画像のパッチ検出値が目標値に近づいているので、ステップ１９４へ移行し、処理対象色のトナー補給量として、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcに応じた値を設定し、トナー濃度補正処理を終了する。一方、ステップ１９２の判定が肯定された場合には、処理対象色のトナー(補給用現像剤)を収容する現像剤カートリッジ１１が空(補給用現像剤の残量０)になっていると判断できるので、ステップ１９６へ移行し、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空であることを通知すると共に、前記現像剤カートリッジ１１の交換を利用者に要請するメッセージを操作パネル１１８の表示部１１８Ａに表示させ、トナー濃度補正処理を終了する。
【００６６】
表示部１１８Ａに上記のメッセージが表示されると、利用者は、空であることが通知された処理対象色の現像剤カートリッジ１１をプリンタ１０から取り外した後に、処理対象色の新品の現像剤カートリッジ１１をプリンタ１０に装填する操作を行う。この操作に伴い、現像剤カートリッジ１１の取り外し及び装填がカートリッジ装填センサ１２０によって検出されたことをトリガとして、ＣＰＵ３６Ａによってカートリッジ交換時プログラムが実行されることで、図７に示すカートリッジ交換時処理がプリンタ制御部３６によって行われる。
【００６７】
このカートリッジ交換時処理では、まずステップ２５０において、現像剤カートリッジ１１が交換される前に検出したパッチ検出値Ｒtcを前回のパッチ検出値Ｒtc_beforeとして保存する。次のステップ２５２では、処理対象色に対応する現像剤供給路１３に設けられた図示しない補給部材を、予め設定されたトナー初期補給時間Recovery_time(例えばRecovery_time＝25秒)だけ回転駆動させることで、処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内へ処理対象色のトナー(補給用現像剤)を補給する。
【００６８】
なお、ステップ２５２のトナー補給におけるトナー初期補給時間Recovery_timeは、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空(残量０)となることで下限値迄低下したトナー濃度を、当初設定したパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度付近迄回復させる所要時間が設定されるが、一例として、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度が８％、トナー濃度の適正範囲の下限値が４％であり、現像容器内の現像剤重量が150ｇであるとすると、トナー濃度を４％から８％へ回復させるためには、現像容器内にトナーを6.25ｇ補給する必要があり、現像剤供給路１３に設けられた図示しない補給部材によるトナーカートリッジ１１から現像容器へのトナー補給速度が250ｍｇ／秒であるとすると、トナー初期補給時間Recovery_timeは6.25ｇのトナーの補給に要する時間＝6.25×1000／250＝25秒となる。
【００６９】
次のステップ２５４〜ステップ２６０では、先に説明した図６のステップ１７０〜ステップ１７６と同様に、処理対象色の基準パッチ画像の形成(ステップ２５４)、外周面上のパッチ及び中間転写ベルト１６の素面の光反射率の検出(ステップ２５６)、パッチ検出値Ｒtcの演算(ステップ２５８)、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcの演算(ステップ２６０)を順に行う。そしてステップ２６２では、ステップ２６０で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcが、トナー空検知解除判定値AdmixOUTよりも大きいか(基準パッチ画像の濃度が目標値に相当する濃度よりもトナー空検知解除判定値AdmixOUTを越えて低濃度か)否かを再度判定する。この判定が肯定された場合は、処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内へ処理対象色のトナー(補給用現像剤)が補給されていないと判断できるので、ステップ２６４へ移行し、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空であることを通知すると共に、前記現像剤カートリッジ１１の交換を利用者に要請するメッセージを操作パネル１１８の表示部１１８Ａに再表示させ、カートッジ交換時処理を終了する。
【００７０】
一方、ステップ２６０で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcがトナー空検知解除判定値AdmixOUT以下の場合は、処理対象色の基準パッチ画像のパッチ検出値Ｒtcが、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が交換される前(図６のステップ１９２の判定が肯定された際)よりもパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに近づいているので、先のステップ２５２で処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内へ処理対象色のトナー(補給用現像剤)が正常に補給されていると判断できる。このため、ステップ２６２の判定が否定された場合はステップ２６６へ移行し、トナー濃度増大量Ｒtc_uprを次の(４)式に従って演算する。
Ｒtc_upr←Ｒtc_before−Ｒtc  …(４)
次のステップ２６８では、ステップ２６６で演算したトナー濃度増大量Ｒtc_uprが予め設定された規定値Ａ(例えばＡ＝25)よりも小さいか否か判定する。また、ステップ２６８の判定が否定された場合はステップ２７２へ移行し、トナー濃度増大量Ｒtc_uprが予め設定された規定値Ｂ(例えばＢ＝35)よりも大きいか否か判定する。以下、このステップ２６８,２７２の判定について説明する。
【００７１】
標準的な現像性能の現像剤を用いて基準パッチ画像を形成し、濃度センサ１００によって濃度を検出した場合、パッチ検出値Ｒtcは、現像剤のトナー濃度の変化に対し、例として図８に実線で示すような変化を示す。ここで、適正なトナー濃度の範囲は、形成画像のかすれ(濃度不足)や現像器７０からのキャリアの吐き出し等を防止することを考慮すると下限値が４％程度、形成画像のかぶりや現像器７０からプリンタ１０内部へのトナーの飛散等を防止することを考慮すると上限値が１１％程度になる。
【００７２】
このため、この例では、現像剤が標準的な現像性能の場合にトナー濃度が適正範囲内に制御されるように、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtとして、標準的な現像性能の現像剤のトナー濃度が８％(トナー濃度の適正範囲内の中間的な値)付近のときのパッチ検出値Ｒtcが設定され(例えばＲtc_tgt＝100)、トナー強制補給判定値AdmixINとして、標準的な現像性能の現像剤のトナー濃度が４％(トナー濃度の適正範囲の下限値)付近のときのパッチ検出値Ｒtc(＝130)とパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtとの偏差が設定され(例えばAdmixIN＝30)、トナー強制消費判定値SweepINとして、標準的な現像性能の現像剤のトナー濃度が１１％(トナー濃度の適正範囲の上限値)付近のときのパッチ検出値Ｒtc(＝80)とパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtとの偏差が設定される(例えばSweepIN＝-20)。
【００７３】
しかしながら、図８に破線で示すように、現像剤のトナー濃度とパッチ検出値Ｒtcとの関係は、現像剤の現像性能によって大きく変化し、例えば、現像性能が下限の現像剤に対し、パッチ検出値Ｒtcがパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt＝100に一致するようにトナーの補給を制御したとすると、図８からも明らかなように、現像性能が下限の現像剤のトナー濃度は適正範囲の上限値(＝１１％)を越える１２％前後で推移することになり、形成画像のかぶりやトナーの飛散等が発生する可能性が高くなる。また、現像性能が上限の現像剤に対し、パッチ検出値Ｒtcがパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt＝100に一致するようにトナーの補給を制御したとすると、図８からも明らかなように、現像性能が上限の現像剤のトナー濃度は、適正範囲の下限値(＝４％)よりは高いものの、当初設定したパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度(＝８％)よりは明らかに低い６％前後で推移することになり、形成画像のかすれ(濃度不足)等が発生する可能性が生じてくる。
【００７４】
ここで、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)付近の値のときの、現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きに着目すると、標準的な現像性能の現像剤を基準として、現像性能が下限の現像剤は前記傾きがより小さく、現像性能が上限の現像剤は前記傾きがより大きくなっている。これを利用し、ステップ２６８,２７２では処理対象色の現像剤の現像性能を判定している。
【００７５】
すなわち、カートリッジ交換時処理では、先のステップ２５２で処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内へトナー初期補給時間Recovery_timeだけ処理対象色のトナー(補給用現像剤)を補給しており、その後基準パッチ画像の形成以外にはトナーを消費しておらず、基準パッチ画像の形成でのトナー消費量が現像剤の現像性能に応じて変動するとしても、その変動分は、ステップ２５２におけるトナー(補給用現像剤)の補給に伴うトナーの増加量に比べれば無視できる程小さいので、処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内における処理対象色のトナーの増加量はおよそ一定とみなすことができる。
【００７６】
このため、ステップ２６６で演算したトナー濃度増大量Ｒtc_uprは、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)付近の値のときの、現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きを表しており、先のステップ２６８は、トナー濃度増大量Ｒtc_uprが、現像性能が標準よりも低い現像剤の前記傾きの大きさに応じて設定された規定値Ａよりも小さいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも低い現像性能か否かを判定しており、先のステップ２７２は、トナー濃度増大量Ｒtc_uprが、現像性能が標準よりも高い現像剤の前記傾きの大きさに応じて設定された規定値Ｂよりも大きいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも高い現像性能か否かを判定している。
【００７７】
そして、ステップ２６８の判定が肯定された場合は、処理対象色の現像剤は現像性能が標準よりも低いと判断できるので、ステップ２７０へ移行し、以後のトナー補給での補給量が標準的な現像性能の現像剤の場合よりも抑制されるように、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに規定値Ｅ(例えばＥ＝15)を加算する(次の(５)式参照)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを低濃度側へ偏倚させ、ステップ２７６へ移行する。
Ｒtc_tgt←Ｒtc_tgt＋Ｅ  …(５)
【００７８】
また、ステップ２６８の判定が否定され、ステップ２７２の判定が肯定された場合は、処理対象色の現像剤は現像性能が標準よりも高いと判断できるので、ステップ２７４へ移行し、以後のトナー補給での補給量が標準的な現像性能の現像剤の場合よりも増大されるように、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtから規定値Ｅ(例えばＥ＝15)を減算する(次の(６)式参照)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを高濃度側へ偏倚させ、ステップ２７６へ移行する。
Ｒtc_tgt←Ｒtc_tgt−Ｅ  …(６)
なお、ステップ２６８,２７２の判定が各々否定された場合は、処理対象色の現像剤は標準的な現像性能の現像剤と判断できるので、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを変更することなくステップ２７６へ移行する。
【００７９】
ステップ２７６では、ステップ２５８で演算した最新のパッチ検出値Ｒtcと、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt(ステップ２７０又はステップ２７４でパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを変更した場合は変更後の値)を用いて、パッチ検出値と目標値との偏差ΔＲtcを演算することで、パッチ検出値と目標値との偏差ΔＲtcを更新する。そしてステップ２７８では、処理対象色のトナー補給量として、ステップ２７６で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcに応じた値を設定し、カートリッジ交換時処理を終了する。なお、図７に示すカートリッジ交換時理は請求項１〜請求項３に記載の第１変更手段による処理の一例である。
【００８０】
上記制御を行った場合の結果の一例を図９〜図１１に示す。図９は、処理対象色の現像剤が標準的な現像性能であり、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空(残量０)となり、６回目のトナー濃度補正でパッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)よりも大きくなり(図６のステップ１７８の判定が肯定され)、７回目のトナー濃度補正でもパッチ検出値Ｒtcがトナー空検知解除閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixOUT)よりも大きかった(図６のステップ１９２の判定が肯定された)ことで、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空(残量０)と判定され、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が交換され、トナー初期補給時間Recovery_timeだけ処理対象色のトナー(補給用現像剤)が補給された後、基準パッチ画像の形成及び濃度検出(８回目のトナー濃度補正)が行われた場合を示す。図９に示す例では、８回目のトナー濃度補正でパッチ検出値Ｒtcが目標値Ｒtc_tgt付近迄変化しており、この場合は、処理対象色の現像剤が標準的な現像性能と判定され(図７のステップ２６８,２７２の判定が各々否定され)ることで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtの変更は行われない。
【００８１】
一方、図１０は処理対象色の現像剤の現像性能が下限の場合であり、７回目のトナー濃度補正で処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空(残量０)と判定された時点でもトナー濃度は６％程度と比較的高く、また、現像性能が低い現像剤は、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値付近の値のときの、トナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きが小さいので、７回目のトナー濃度補正と８回目のトナー濃度補正との間でトナー濃度は２％程度上昇して１０％近くに達しているにも拘わらず、パッチ検出値Ｒtcの変化量は現像性能が標準的な現像剤の場合よりも明らかに小さい。この場合は、処理対象色の現像剤の現像性能が標準よりも低いと判定される(図７のステップ２６８の判定が肯定される)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtがより低濃度側の値へ変更される。これにより、以後はパッチ検出値Ｒtcと変更後の目標値Ｒtc_tgtとの偏差ΔＲtcに応じて処理対象色のトナー補給量が設定されることで、９回目以降のトナー濃度補正でのトナー濃度の推移からも明らかなように、トナー濃度が、当初設定したパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度(＝８％)に近い値で推移するように制御されることになる。
【００８２】
また、図１１は処理対象色の現像剤の現像性能が上限の場合であり、７回目のトナー濃度補正で処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空(残量０)と判定された時点ではトナー濃度は３％程度と適正範囲から外れており、また、現像性能が高い現像剤は、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値付近の値のときの、トナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きが大きいので、７回目のトナー濃度補正と８回目のトナー濃度補正との間でのパッチ検出値Ｒtcの変化量は現像性能が標準的な現像剤の場合よりも明らかに大きくなる。この場合は、処理対象色の現像剤の現像性能が標準よりも高いと判定される(図７のステップ２７２の判定が肯定される)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtがより高低濃度側の値へ変更される。これにより、以後はパッチ検出値Ｒtcと変更後の目標値Ｒtc_tgtとの偏差ΔＲtcに応じて処理対象色のトナー補給量が設定されることで、９回目以降のトナー濃度補正でのトナー濃度の推移からも明らかなように、トナー濃度が、当初設定したパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度(＝８％)に近い値で推移するように制御されることになる。
【００８３】
このように、本実施形態によれば、トナー濃度を直接検出したり、推定演算の精度の低いトナー消費量を演算に用いたりすることなく、また、現像剤の現像性能のばらつきの影響も受けることなく、トナー濃度が適正範囲内で推移するようにトナー濃度が制御されることになる。
【００８４】
続いて、図６のトナー濃度補正処理において、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcがトナー強制消費判定値SweepIN(例えばSweepIN＝-20)よりも小さかったことで、ステップ１９８の判定が肯定された場合の処理を説明する。ステップ１９８の判定が肯定された場合、まずステップ２０２において、先のステップ１７４で演算したパッチ検出値Ｒtcを前回のパッチ検出値Ｒtc_beforeとして保存する。次のステップ２０４では、処理対象色のトナー濃度を低下させるために、最大用紙幅の全面にベタ画像を形成・現像させるトナー強制消費を規定時間Sweep_timeだけ行う。なお、上記のベタ画像は請求項７に記載の規定画像の一例である。
【００８５】
なお、ステップ２０４のトナー強制消費における規定時間Sweep_timeは、上限値に達したトナー濃度を、当初設定したパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度付近迄低下させる所要時間が設定されるが、一例として、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに対応する目標トナー濃度が８％、トナー濃度の適正範囲の上限値が１２％であり、現像容器内の現像剤重量が150ｇであるとすると、トナー濃度を１２％から８％へ低下させるためには、現像容器からトナーを6.8ｇ減少(消費)させる必要があり、感光体２８の周速が150ｍｍ／秒、感光体２８への現像剤量が5.0ｇ／ｍ２、最大用紙幅が297ｍｍであるとすると、トナー強制消費の規定時間Sweep_timeは6.8ｇのトナーの消費に要する時間＝6.8×10６／(5×297×150)＝30秒となる。
【００８６】
次のステップ２０６〜ステップ２１２では、先に説明したステップ１７０〜ステップ１７６と同様に、処理対象色の基準パッチ画像の形成(ステップ２０６)、外周面上のパッチ及び中間転写ベルト１６の素面の光反射率の検出(ステップ２０８)、パッチ検出値Ｒtcの演算(ステップ２１０)、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcの演算(ステップ２１２)を順に行う。そしてステップ２１４では、トナー濃度減少量Ｒtc_lwrを次の(７)式に従って演算する。
Ｒtc_lwr←Ｒtc−Ｒtc_before  …(７)
次のステップ２１６では、ステップ２１４で演算したトナー濃度減少量Ｒtc_lwrが予め設定された規定値Ｃ(例えばＣ＝15)よりも小さいか否か判定する。また、ステップ２１６の判定が否定された場合はステップ２２０へ移行し、トナー濃度減少量Ｒtc_lwrが予め設定された規定値Ｄ(例えばＤ＝25)よりも大きいか否か判定する。
【００８７】
先に説明した図８において、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制消費閾値(Ｒtc_tgt＋SweepIN)付近の値のときの、現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きに着目すると、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)付近の値のときと同じく、標準的な現像性能の現像剤を基準として、現像性能が下限の現像剤は前記傾きがより小さく、現像性能が上限の現像剤は前記傾きがより大きくなっている。これを利用し、ステップ２１６,２２０では処理対象色の現像剤の現像性能を判定している。
【００８８】
すなわち、トナー濃度補正処理において、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcがトナー強制消費判定値SweepINよりも小さい場合、先のステップ２０２で処理対象色のトナーの強制消費を規定時間Sweep_timeだけ行っており、トナー強制消費におけるトナー消費量が現像剤の現像性能に応じて変動するとしても、各回のトナー強制消費における画素数は一定であるので、現像剤の現像性能に起因するトナー消費量の変動分は、画素数が一定でない画像を形成した際のトナー消費量を画素数から推定演算する場合の誤差に比べれば大幅に小さく、先に説明したカートリッジ交換時処理と同様に、処理対象色の画像形成ユニット１２の現像容器内におけるトナー強制消費に伴う処理対象色のトナーの減少量はおよそ一定とみなすことができる。
【００８９】
このため、ステップ２１４で演算したトナー濃度減少量Ｒtc_lwrは、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制消費閾値(Ｒtc_tgt＋SweepIN)付近の値のときの、現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きを表しており、先のステップ２１６は、トナー濃度減少量Ｒtc_lwrが、現像性能が標準よりも低い現像剤の前記傾きの大きさに応じて設定された規定値Ｃよりも小さいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも低い現像性能か否かを判定しており、先のステップ２２０は、トナー濃度減少量Ｒtc_lwrが、現像性能が標準よりも高い現像剤の前記傾きの大きさに応じて設定された規定値Ｄよりも大きいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも高い現像性能か否かを判定している。
【００９０】
そして、ステップ２１６の判定が肯定された場合は、処理対象色の現像剤は現像性能が標準よりも低いと判断できるので、ステップ２１８へ移行し、以後のトナー補給での補給量が標準的な現像性能の現像剤の場合よりも抑制されるように、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに規定値Ｅ(例えばＥ＝15)を加算する(先の(５)式も参照)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを低濃度側へ偏倚させ、ステップ２２４へ移行する。
【００９１】
また、ステップ２１６の判定が否定され、ステップ２２０の判定が肯定された場合は、処理対象色の現像剤は現像性能が標準よりも高いと判断できるので、ステップ２２２へ移行し、以後のトナー補給での補給量が標準的な現像性能の現像剤の場合よりも増大されるように、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtから規定値Ｅ(例えばＥ＝15)を減算する(先の(６)式も参照)ことで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを高濃度側へ偏倚させ、ステップ２２４へ移行する。なお、ステップ２１６,２２０の判定が各々否定された場合は、処理対象色の現像剤は標準的な現像性能の現像剤と判断できるので、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを変更することなくステップ２２４へ移行する。
【００９２】
ステップ２２４では、ステップ２１０で演算した最新のパッチ検出値Ｒtcと、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgt(ステップ２１８又はステップ２２２でパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを変更した場合は変更後の値)を用いて、パッチ検出値と目標値との偏差ΔＲtcを演算することで、パッチ検出値と目標値との偏差ΔＲtcを更新する。そしてステップ２２６では、処理対象色のトナー補給量として、ステップ２２４で演算したパッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcに応じた値を設定し、トナー濃度補正処理を終了する。なお、上述したステップ２０２〜ステップ２２６は請求項７〜請求項９に記載の第３変更手段による処理の一例である。
【００９３】
上記制御を行うことで、先に説明したカートリッジ交換時処理と同様に、トナー濃度を直接検出したり、推定演算の精度の低いトナー消費量を演算に用いたりすることなく、また、現像剤の現像性能のばらつきの影響も受けることなく、トナー濃度が適正範囲内で推移するようにトナー濃度が制御されることになる。また、現像剤カートリッジ１１の交換時に加えて、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制消費閾値(Ｒtc_tgt＋SweepIN)より低くなった場合にも、現像剤の現像性能(に応じて変化するトナー濃度減少量Ｒtc_lwr)に基づき、必要に応じてパッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを変更するので、例えば環境条件の変化等の影響で現像剤の現像性能が変化した場合にも、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtが変化後の現像剤の現像性能に応じた値へ変更される迄の平均所要時間が短縮される。
【００９４】
なお、図７に示すカートリッジ交換時処理では、現像容器内へのトナー(補給用現像剤)の補給を一定時間(トナー初期補給時間Recovery_time)行ったときのパッチ検出値Ｒtcの変化量(トナー濃度増大量Ｒtc_upr)に基づいて現像剤の現像性能を判定していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例として図１２に示すように、パッチ検出値Ｒtcを前回のパッチ検出値Ｒtc_beforeとして保存(ステップ250)した後に、現像容器内へのトナー(補給用現像剤)の補給を一定時間(但しトナー初期補給時間Recovery_timeよりも十分に短い時間)行い(ステップ２５３)、処理対象色の基準パッチ画像の形成(ステップ２０６)、外周面上のパッチ及び中間転写ベルト１６の素面の光反射率の検出(ステップ２０８)、パッチ検出値Ｒtcの演算(ステップ２１０)、パッチ検出値の目標値との偏差ΔＲtcの演算(ステップ２１２)、トナー濃度増大量Ｒtc_uprの演算(ステップ２６０)を順に行うことを、トナー濃度増大量Ｒtc_uprが規定値ｘ以上になったと判定されるか(ステップ２９０の判定が肯定されるか)、トナー総補給量(時間)Ｙが上限値Ｙmaxを越えたと判定される(ステップ２９２の判定が肯定される)迄繰り返すようにしてもよい。
【００９５】
図１２に示すカートリッジ交換時理では、トナー総補給量(時間)Ｙが上限値Ｙmaxを越えた(ステップ２９２の判定が肯定された)場合は、処理対象色の現像剤カートリッジ１１が空であることが通知される(ステップ２６４)。一方、トナー濃度増大量Ｒtc_uprが規定値ｘ以上になった(ステップ２９０の判定が肯定された)場合は、トナー総補給量(時間)Ｙが規定値Ｙ1よりも大きいか否かを判定し(ステップ２９４)、この判定が否定された場合はトナー総補給量(時間)Ｙが規定値Ｙ2(但しＹ2＜Ｙ1)よりも小さいか否かを判定(ステップ２９６)している。
【００９６】
先に説明したように、現像性能が下限の現像剤は、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)付近の値のときの現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きが標準的な現像性能の現像剤よりも小さいので、パッチ検出値Ｒtcを規定値ｘ以上変化させるために必要なトナー(補給用現像剤)の補給量は標準的な現像性能の現像剤よりも多く、トナー(補給用現像剤)の補給に要する時間も長くなる。また、現像性能が上限の現像剤は、パッチ検出値Ｒtcがトナー強制補給閾値(Ｒtc_tgt＋AdmixIN)付近の値のときの現像剤のトナー濃度の変化に対するパッチ検出値Ｒtcの変化の傾きが標準的な現像性能の現像剤よりも大きいので、パッチ検出値Ｒtcを規定値ｘ以上変化させるために必要なトナー(補給用現像剤)の補給量は標準的な現像性能の現像剤よりも少なく、トナー(補給用現像剤)の補給に要する時間も短くなる。
【００９７】
ステップ２９４,２９６ではこれを利用して処理対象色の現像剤の現像性能を判定しており、ステップ２９４では、トナー総補給量(時間)Ｙが、現像性能が標準よりも低い現像剤でパッチ検出値Ｒtcを規定値ｘ以上変化させるために必要なトナー(補給用現像剤)の補給量(又は補給時間)に応じて設定された規定値Ｙ1よりも大きいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも低い現像性能か否かを判定しており、この判定が肯定された場合はステップ２７０へ移行し、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtに規定値Ｅを加算することで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを低濃度側へ偏倚させる。
【００９８】
また、ステップ２９６では、トナー総補給量(時間)Ｙが、現像性能が標準よりも高い現像剤でパッチ検出値Ｒtcを規定値ｘ以上変化させるために必要なトナー(補給用現像剤)の補給量(又は補給時間)に応じて設定された規定値Ｙ2よりも小さいか否かを判定することで、処理対象色の現像剤が標準よりも高い現像性能か否かを判定しており、この判定が肯定された場合はステップ２７４へ移行し、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtから規定値Ｅを減算することで、パッチ検出値の目標値Ｒtc_tgtを高濃度側へ偏倚させる。上述した図１２のカートリッジ交換時処理を行った場合にも、トナー濃度を直接検出したり、推定演算の精度の低いトナー消費量を演算に用いたりすることなく、また、現像剤の現像性能のばらつきの影響も受けることなく、トナー濃度が適正範囲内で推移するようにトナー濃度が制御されることになる。なお、図１２に示すカートリッジ交換時理は請求項４〜請求項６に記載の第２変更手段による処理の一例である。
【００９９】
また、上記では本発明に係るトナー濃度制御プログラムの一例であるトナー濃度補正プログラム及びカートリッジ交換時プログラムがプリンタ制御部３６の記憶部３６Ｃに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係るトナー濃度制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ プリンタ
１１ 現像剤カートリッジ
１２ 画像形成ユニット
１３ 現像剤供給路
２８ 感光体
３６ プリンタ制御部
４０ 走査露光ユニット
７０ 現像器
１００  濃度センサ
【図１】
2011191700.tif 000003
【図２】
2011191700.tif 000004
【図３】
2011191700.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011191700.tif 000009
【図８】
2011191700.tif 000010
【図９】
2011191700.tif 000011
【図１０】
2011191700.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2011191700.tif 000014