(57)【要約】【課題】濃度検知用の画像の形成と現像剤の強制排出とを同時に実行し、トナーの無駄な消費を防止可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部３２は、パッチ画像Ｍを繰り返し形成し、パッチ画像Ｍn、Ｍn-1、Ｍn-2の検知濃度Ａn、Ａn-1、Ａn-2に応じて直前に形成されたパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出し、算出された面積変化量ΔＳnに基づいて次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変してパッチ画像Ｍn+1を形成することにより、トナーの強制排出を実行する。【選択図】図６
2011170009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、現像剤担持体を有し前記露光装置により形成された静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成部と、
該画像形成部により前記像担持体上に形成された基準画像の濃度を検知する検知手段と、
該検知手段により検知された前記基準画像の検知濃度に基づいて前記現像剤担持体から前記像担持体に移動させて現像剤の強制排出を実行する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記制御手段は、前記基準画像を形成することにより前記強制排出を実行するものであり、前記基準画像を繰り返し形成し、前記基準画像の検知濃度に応じて直前に形成された基準画像からの面積変化量を算出し、算出された前記面積変化量に基づいて次に形成される基準画像の面積を可変することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記面積変化量を、前記基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分に基づいて算出する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】
前記制御手段は、前記面積変化量を、前記直前に形成された基準画像を第１の基準画像とするとき、
該第１の基準画像の検知濃度と、前記第１の基準画像の１つ前に形成された第２の基準画像の検知濃度と、前記第１の基準画像の２つ前に形成された第３の基準画像の検知濃度と、に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記次に形成される基準画像の面積を、以下の式（１）及び（２）に従って算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
Ｓn+1＝Ｓn＋ΔＳn・・・（１）
ΔＳn＝｛Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd（ｅn−ｅn―2）｝・・・（２）
ただし、
ｎ：３以上の自然数
Ｓn：ｎ回目に形成される基準画像の面積
ΔＳn：ｎ回目に形成される基準画像の面積変化量
ｅn：ｎ回目に形成される基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分
Ｋi、Ｋp、Ｋd：係数
【請求項５】
前記制御手段は、前記面積変化量を、前記直前に形成された基準画像の検知濃度に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記次に形成される基準画像の面積を、以下の式（３）、（４）及び（５）に従って算出することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
Ｓn+1＝Ｓc＋ΔＳn・・・（３）
ΔＳn＝−Ｒ（ｅn≧０）・・・（４）
ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）・・・（５）
ただし、
ｎ：自然数
ＳC：一定の面積値
ΔＳn：ｎ回目に形成される基準画像の面積変化量
ｅn：ｎ回目に形成される基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分
Ｒ：正の一定値
【請求項７】
前記制御手段は、前記基準画像の検知濃度が連続して前記目標濃度以上となったとき、前記強制排出の実行を停止することを特徴とする請求項２〜６のいずれか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、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特に画像形成装置における現像装置からの現像剤の強制排出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、トナーをチャージローラで帯電させ、弾性規制ブレードで現像ローラ上の層厚を規制するため、トナーの添加剤がチャージローラに付着して帯電能力が低下し、トナーの帯電量を安定して維持することが困難であった。また、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持できトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を像担持体に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって像担持体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
ここで、現像剤中のトナーが現像により消費されると、消費量に応じてトナーコンテナから現像装置内にトナーが補給され、現像装置内のトナーが順次入れ替わるようになっているが、例えば低印字率の画像形成が連続するような場合等、現像装置内のトナーの入れ替わりが少なくなると、現像装置内でのトナーの滞在時間が長くなる。
【０００７】
このように滞在時間が長くなると、キャリアとの混合によってトナーの攪拌及び表面の摺擦が繰り返され、また、トナーが磁気ローラと現像ローラとの間を何度も行き来することになる。その結果、トナーの形状が不規則になったり、粒径分布に偏りが生じたり、外添剤がトナー表面に埋没若しくは表面から離脱する等、トナーが劣化し易くなり、トナーの劣化による画像濃度低下、ゴースト、トナー飛散、かぶり等の画像不具合が生じ易くなる。そこで、劣化したトナーを強制的に排出させる方法が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、現像ロールと磁気ロールを回転させたまま両ロール間を等電位状態で、現像ロール上の残存トナーを磁気ブラシで回収することにより、現像装置の構成を複雑にすることなく連続現像時の残像（ゴースト）の発生を防ぎ、確実に帯電させたトナーを現像ロールに供給し、長期にわたって安定した画像品質を得る方法が開示されている。かかる特許文献１には、トナー消費量を印字する画像のドット量（印字率）から推測し、透磁率センサ値に基づいてトナーを中間転写ベルトに強制的に排出させることが開示されている。
【０００９】
しかし、このように印字率に基づいてトナーを強制的に排出する方法では、例えば温湿度等の環境条件や画像濃度等が変化する場合、十分にトナーを強制排出できないおそれがある。そこで、これらを考慮してトナーを強制排出させる方法が提案されている。
【００１０】
例えば特許文献２には、一定時間毎のトナー補給モータ駆動時間の積算値に基づいて非現像時にトナーの強制排出を行うことにより、現像装置を複雑にすることなく印字率や温度の変化等に左右されずに一定のトナーを排出可能とする方法が開示されている。
【００１１】
また、特許文献３には、現像剤担持体の単位移動距離当たりの画像面積率を検知し、この検知結果に基づいてトナーの強制消費の制御を行うことにより、現像剤の不必要な劣化の進行を解消し、高画質の画像を安定して形成する方法が開示されている。
【００１２】
また、特許文献４には、画像比率算出結果及び画像濃度検知結果に基づいてトナーの強制消費モードを実行するか否かを判断することにより、画質及び画像濃度の低下を抑制すると共に、過剰なトナー消費や無駄なダウンタイムを低減する方法が開示されている。
【００１３】
また、特許文献５には、測定用現像剤画像を基準現像剤画像と同じ画像形成条件で形成し、測定用現像剤画像の画像濃度が基準現像剤画像の画像濃度以下の場合に現像剤の強制消費動作を実行することにより、現像剤の無駄な消費を抑制する方法が開示されている。
【００１４】
また、特許文献６には、画像濃度が異なる複数の画像を形成し、かかる複数の画像の各画像濃度を検知し、この検知結果に基づいて現像剤担持体のリフレッシュを行うか否かを判断することにより、現像剤の劣化を考慮して現像剤担持体上に付着した現像剤を像担持体上に移動させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−０１５３８０号公報
【特許文献２】特開２００５−０５５８４２号公報
【特許文献３】特開２００５−０４３３８８号公報
【特許文献４】特開２００６−３３７６９９号公報
【特許文献５】特許２００７−１４７７８２号公報
【特許文献６】特開２００９−１４５４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献２及び特許文献３の方法では、トナー補給モータの駆動時間や、現像剤担持体の単位移動距離当たりの画像面積率から、トナーが劣化しているであろうとの予測に基づいてトナーの強制排出を行っており、トナーの劣化の程度とトナー強制排出量がずれ、トナーを無駄に排出するおそれがある。
【００１７】
また、特許文献４、特許文献５及び特許文献６の方法では、画像濃度の検知結果に基づいてトナーの強制排出を行っているものの、濃度検知用の画像の形成と、トナー強制排出用の画像の形成と、を別途実行しているため、トナーを無駄に廃棄するおそれがある。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑み、濃度検知用の画像の形成と現像剤の強制排出とを同時に実行し、トナーの無駄な消費を防止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】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、現像剤担持体を有し前記露光装置により形成された静電潜像を現像する現像装置とを含む画像形成部と、該画像形成部により前記像担持体上に形成された基準画像の濃度を検知する検知手段と、該検知手段により検知された前記基準画像の検知濃度に基づいて前記現像剤担持体から前記像担持体に移動させて現像剤の強制排出を実行する制御手段と、を備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記基準画像を形成することにより前記強制排出を実行するものであり、前記基準画像を繰り返し形成し、前記基準画像の検知濃度に応じて直前に形成された基準画像からの面積変化量を算出し、算出された前記面積変化量に基づいて次に形成される基準画像の面積を可変することを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、前記制御手段は、前記面積変化量を、前記基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分に基づいて算出することを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、前記制御手段は、前記面積変化量を、前記直前に形成された基準画像を第１の基準画像とするとき、該第１の基準画像の検知濃度と、前記第１の基準画像の１つ前に形成された第２の基準画像の検知濃度と、前記第１の基準画像の２つ前に形成された第３の基準画像の検知濃度と、に基づいて算出することを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、前記制御手段は、前記次に形成される基準画像の面積を、以下の式（１）及び（２）に従って算出することを特徴としている。
Ｓn+1＝Ｓn＋ΔＳn・・・（１）
ΔＳn＝｛Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd（ｅn−ｅn―2）｝・・・（２）
ただし、
ｎ：３以上の自然数
Ｓn：ｎ回目に形成される基準画像の面積
ΔＳn：ｎ回目に形成される基準画像の面積変化量
ｅn：ｎ回目に形成される基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分
Ｋi、Ｋp、Ｋd：係数
【００２３】
また本発明は、前記制御手段は、前記面積変化量を、前記直前に形成された基準画像の検知濃度に基づいて算出することを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、前記制御手段は、前記次に形成される基準画像の面積を、以下の式（３）、（４）及び（５）に従って算出することを特徴としている。
Ｓn+1＝Ｓc＋ΔＳn・・・（３）
ΔＳn＝−Ｒ（ｅn≧０）・・・（４）
ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）・・・（５）
ただし、
ｎ：自然数
Ｓc：一定の面積値
ΔＳn：ｎ回目に形成される基準画像の面積変化量
ｅn：ｎ回目に形成される基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分
Ｒ：正の一定値
【００２５】
また本発明は、前記制御手段は、前記基準画像の検知濃度が連続して前記目標濃度以上となったとき、前記強制排出の実行を停止することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の構成によれば、制御手段が、基準画像を形成することにより強制排出を実行することとし、基準画像を繰り返し形成し、基準画像の検知濃度に応じて直前に形成された基準画像からの面積変化量を算出し、算出された面積変化量に基づいて次に形成される基準画像の面積を可変することによって、濃度検知用の画像（基準画像）の形成と現像剤の強制排出とを同時に実行し、現像剤の無駄な消費を防止することができる。
【００２７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、面積変化量を、基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分に基づいて算出することによって、より適切に面積変化量を算出できるため、より適切に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。
【００２８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、面積変化量を、直前に形成された基準画像を第１の基準画像とするとき、第１の基準画像の検知濃度と、第１の基準画像の１つ前に形成された第２の基準画像の検知濃度と、第１の基準画像の２つ前に形成された第３の基準画像の検知濃度と、に基づいて算出することによって、より詳細に面積変化量を算出できるため、より詳細に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。
【００２９】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、制御手段が、次に形成される基準画像の面積を、式（１）及び（２）に従って算出することによって、より詳細に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。
【００３０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、制御手段が、面積変化量を、直前に形成された基準画像の検知濃度に基づいて算出することによって、より容易に面積変化量を算出できるため、より詳細に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。
【００３１】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の画像形成装置において、制御手段が、次に形成される基準画像の面積を、式（３）、（４）及び（５）に従って算出することによって、より容易に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。
【００３２】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第２〜第６のいずれかの構成の画像形成装置において、制御手段が、基準画像の検知濃度が連続して目標濃度以上となったとき、強制排出の実行を停止することによって、現像剤の無駄な消費をより防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明のカラー画像形成装置に用いられる濃度検知センサの構成を示す概略側面図
【図３】本発明のカラー画像形成装置の制御経路を示すブロック図
【図４】各画像形成部で形成されるパッチ画像を模式的に示す図
【図５】画像形成部Ｐａにおいて面積が可変されたパッチ画像が形成される状態を模式的に示す図
【図６】第１制御例の手順を示すフローチャート
【図７】第２制御例の手順を示すフローチャート
【図８】実施例１のパッチ画像の検知濃度、パッチ画像の面積、面積変化率及び出力画像濃度を示す図
【図９】実施例１の印字枚数と出力画像濃度との関係、及び、印字枚数と面積変化率との関係を示すグラフ
【図１０】実施例２のパッチ画像の検知濃度、パッチ画像の面積、面積変化率及び出力画像濃度を示す図
【図１１】実施例２の印字枚数と出力画像濃度との関係、及び、印字枚数と面積変化率との関係を示すグラフ
【図１２】比較例のパッチ画像の検知濃度、パッチ画像の面積、面積変化率及び出力画像濃度を示す図
【図１３】比較例の印字枚数と出力画像濃度との関係、及び、印字枚数と面積変化率との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３５】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転しながら各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写（一次転写）された後、二次転写ローラ９において用紙２８上に一度に転写（二次転写）され、さらに、定着部７において用紙２８上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３６】
トナー像が転写される用紙２８は、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。
【００３７】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留したトナー〈現像剤〉を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００３８】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、現像ローラ（現像剤担持体）３ａａ、３ｂａ、３ｃａ及び３ｄａを有しており（図２参照）、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーが現像ローラ３ａａ〜２ｄａによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３９】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００４０】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙２８がレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において用紙２８上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙２８は定着部７へと搬送される。
【００４１】
定着部７に搬送された用紙２８は、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙２８の表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙２８は、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙２８の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００４２】
一方、用紙２８の両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した用紙２８の一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙２８は排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙２８の画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００４３】
図１及び図２に示すように、画像形成部Ｐｄの下流側且つ二次転写ローラ９の上流側直近には濃度検知センサ２１が配置されている。濃度検知センサ２１は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて中間転写ベルト８上に形成されるパッチ画像（基準画像）に測定光を照射し、これらからの反射光を受光して光電変換して受光出力信号を出力し、出力値はＡ／Ｄ変換された後、センサ出力値（検知濃度）として後述する制御部３２に送信される。
【００４４】
濃度検知センサ２１としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。濃度補正パターンの濃度を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上の各パッチ画像に対し順次測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。
【００４５】
トナーの付着量が多い場合には、ベルト表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にベルト表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。
【００４６】
濃度検知センサ２１は、測定対象物までの距離を厳密に規定しておく必要があるため、図１及び図２に示すように、中間転写ベルト８表面までの距離変動の少ない駆動ローラ１１に対向するような位置に配置されており、中間転写ベルト８上のパッチ画像（基準画像）の形成位置に合わせて中間転写ベルト８の幅方向に位置決めされている。
【００４７】
なお、濃度検知センサ２１は中間転写ベルト８上のパッチ画像を検知可能な他の位置に配置しても良いが、例えば二次転写ローラ９よりも下流側に配置した場合、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄによりパッチ画像が形成されてから濃度検知が行われるまでの時間が長くなり、さらにパッチ画像が二次転写ローラ９と接触することによりパッチ画像の表面状態が変化するおそれもある。そのため、図１のように画像形成部Ｐｄよりも下流側且つ二次転写ローラ９の接触位置よりも上流側に配置することが好ましい。また、中間転写ベルト８に形成されたパッチ画像は、クリーニングブレード１９によって除去される。
【００４８】
また、濃度検知センサ２１を、例えば、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転方向において現像ユニット３ａ〜３ｄの下流側且つ転写ローラ６ａ〜６ｄの上流側にそれぞれ配置し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたパッチ画像（トナー像）の濃度を検知することもできる。かかる場合、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のパッチ画像は、クリーニング部５ａ〜５ｄによって除去、若しくは、中間転写ベルト８に転写された後、クリーニングブレード１９で除去される。
【００４９】
図３は、本発明に係る画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、制御部（制御手段）３２、記憶部３３、操作パネル３４、定着部７、中間転写ベルト８及び濃度検知センサ２１等を含む構成である。
【００５０】
画像入力部３０は、画像形成装置１００がカラー複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００が図１に示すようなカラープリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、記憶部３３内の画像メモリ４０に送出される。
【００５１】
記憶部３３は、画像入力部３０から入力されＡＤ変換部３１においてデジタル変換された印刷画像データをページ単位で記憶する画像メモリ４０、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される読み書き自在のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４１、及び画像形成装置１００の制御用プログラムや制御上の必要な数値等の画像形成装置１００の使用中に変更されることがないデータ等が収められる読み出し専用のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４２を備えている。
【００５２】
また、ＲＡＭ４１には、濃度検知センサ２１の出力値とパッチ画像の濃度とを関連付けたパラメータや、パッチ画像の目標濃度や、パッチ画像の濃度とパッチ画像の面積とを関連付けたパラメータや、パッチ画像の面積を算出するためのパラメータ（係数）や、パッチ画像の面積と露光装置４の書き出しタイミングとを関連付けたパラメータ等も格納されている。また、ＲＡＭ４１には、パッチ画像の形成回数や、パッチ画像の検知濃度や、パッチ画像の検知濃度と目標濃度との差分や、パッチ画像の面積や、直前のパッチ画像からの面積変化量や、次に形成されるパッチ画像の面積、が記憶される。
【００５３】
操作パネル３４は、画像形成装置１００の状態や画像形成状況や印刷部数を表示するとともに、タッチパネルとして両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行う液晶表示部、印字部数の設定や画像形成装置１００がＦＡＸ機能を有する場合に相手方のＦＡＸ番号を入力等するためのテンキー、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられており、ユーザは操作パネル３４を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。
【００５４】
制御部３２は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）であり、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、定着部７、及び用紙カセット１６（図１参照）からの用紙２８の搬送等を全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。露光装置４は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に潜像を形成する。
【００５５】
さらに制御部３２は、トナーの強制排出モードが設定されると、印字枚数を計数する機能や、直前のパッチ画像形成からの印字枚数が予め設定された設定印字枚数に到達するとパッチ画像を形成させる機能や、濃度検知センサ２１からのセンサ出力値を受信し、パッチ画像の検知濃度の目標濃度に対する差分を算出する機能や、算出した差分に基づいて直前のパッチ画像形成時からの面積変化量を算出する機能や、算出された面積変化量から次に形成されるパッチ画像の面積を算出する機能や、算出したパッチ面積に基づいてパッチ画像を形成させてトナーを強制排出する機能等を有している。
【００５６】
次に、本発明に係る画像形成装置のトナーの強制排出の第１制御例について説明する。図４は、各画像形成部で形成されたパッチ画像を模式的に示す図である。図４において実線矢印は、中間転写ベルト８の回動方向を示す。
【００５７】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいてパッチ画像Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂ（トナー像）は、印字枚数Ｎが予め設定された設定印字枚数Ｎs（例えば１０枚）に到達するごとに形成されるようになっている。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで形成されたパッチ画像Ｍ〜Ｂは、図４に示すように、中間転写ベルト８に転写され、濃度検知センサ２１（図１参照）によって検知される。また、かかるパッチ画像Ｍ〜Ｂの形成により、各現像装置３ａ〜３ｄにおいて、トナーが強制排出される。
【００５８】
なお、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの現像装置３ａ〜３ｄにおいて、トナーの強制排出制御動作は同様であるため、以下、代表として画像形成部Ｐａについて説明する。図５は、画像形成部Ｐａにおいて面積が可変されたパッチ画像が形成される状態を模式的に示す図である。図５において実線矢印は、中間転写ベルト８の回動方向を示す。
【００５９】
まず、画像形成部Ｐａにおいて、現像バイアスを一定にした状態で、予め設定された面積Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3となるようにそれぞれ、１回目のパッチ画像Ｍ1、２回目のパッチ画像Ｍ2、３回目のパッチ画像Ｍ3を形成する。各パッチ画像Ｍ1〜Ｍ3は、濃度検知センサ２１によって検知され、パッチ画像Ｍ1〜Ｍ3の検知濃度Ａ1、Ａ2及びＡ3が制御部３２に送信されると、制御部３２は、検知濃度Ａ1〜Ａ3と、記憶部３３に記憶されたパッチ画像の目標濃度Ａsとの差分ｅ1、ｅ2、ｅ3、を算出する。
【００６０】
すなわち、制御部３２は、１回目のパッチ画像Ｍ1の検知濃度Ａ1が送信されると、検知濃度Ａ1と目標濃度Ａsとの差分ｅ1を算出し、２回目のパッチ画像の検知濃度Ａ2が送信されると、検知濃度Ａ2と目標濃度Ａsとの差分ｅ2を算出し、３回目の検知濃度Ａ3が送信されると、検知濃度Ａ3と目標濃度Ａsとの差分ｅ3を算出する。
【００６１】
制御部３２は、３回目の差分ｅ3を算出すると、記憶部３３に格納されたパラメータＫi、Ｋp及びＫdを用いて、直前に形成されたパッチ画像Ｍ3からの面積変化量ΔＳ3を算出する。また、これらｅ1、ｅ2、ｅ3及びΔＳ3は、記憶部３３に記憶される。具体的には、差分ｅ3、差分ｅ3と差分ｅ2との差（ｅ3−ｅ2）、及び、差分ｅ2と差分ｅ1との差（ｅ2−ｅ2）、及びパラメータＫi、Ｋp及びＫdを用いて、ΔＳ3＝Ｋi・ｅ3＋Ｋp（ｅ3―ｅ2）＋Ｋd｛（ｅ3−ｅ2＋ｅ2−ｅ1）｝に基づいて、面積変化率ΔＳ3を算出する。
【００６２】
そして、このように面積変化率ΔＳ3を算出した後、面積変化率ΔＳ3をパッチ画像Ｍ
3の面積Ｓ3に加えることにより、次に形成される４回目のパッチ画像Ｍ4の面積Ｓ4を算出し（Ｓ4＝Ｓ3＋ΔＳ3）、面積Ｓ4となるように露光装置４の書き込みタイミングを調整して、パッチ画像Ｍ4を形成する。
【００６３】
４回目以降、かかる動作が繰り返され、ｎ回目（ｎは３以上の整数）として最新に形成されたパッチ画像（第１のパッチ画像）Ｍnの検知濃度Ａnが送信されると、制御部３２は、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出し、既に算出されたｎ−１回目のパッチ画像（第２のパッチ画像）Ｍn-1の検知濃度Ａn-1と目標濃度Ａsとの差分ｅn-1、及び、ｎ−２回目のパッチ画像（第３のパッチ画像）Ｍn-2の検知濃度Ａn-2と目標濃度Ａsとの差分ｅn-2、を用いて、上記と同様にして、直前に形成されたパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出する。
【００６４】
すなわち、差分ｅn、差分ｅnと差分ｅn-1との差（ｅn−ｅn-1）、及び、差分ｅn-1と差分ｅn-2との差（ｅn-1−ｅn-2）、Ｋi、Ｋp及びＫdを用いて、ΔＳn＝Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd｛（ｅn−ｅn-1＋ｅn-1−ｅn-2）｝に基づいて、面積変化量ΔＳnを算出する。なお、直前に形成されたパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnとは、直前に形成されたパッチ画像Ｍnの形成時から、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1を形成する際に変化させるべきパッチ画像の面積量をいう。
【００６５】
そして、このように面積変化量ΔＳnを算出した後、面積変化量ΔＳnをパッチ画像Ｍnの面積Ｓnに加えることにより、次に形成されるｎ＋１回目のパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を算出し（Ｓn+1＝Ｓn＋ΔＳn）、面積Ｓn+1となるように露光装置４の書き込みタイミングを調整して、パッチ画像Ｍn+1を形成する。
【００６６】
これにより、パッチ画像Ｍn、Ｍn-1、Ｍn-2の検知濃度Ａnに応じてパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出し、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変して、該パッチ画像Ｍn+1を形成することにより、トナーの強制排出を行うことができる。
【００６７】
上記のようにして形成されるパッチ画像Ｍn-2、Ｍn-1、Ｍn、Ｍn+1の一例を、図５に示す。ここでは、露光装置４の書き込みタイミングを調整することにより、主走査方向（中間転写ベルト８の回動方向とは垂直方向）に面積Ｓn+1を変化させたため、面積Ｓn+1の可変が容易となる。しかし、副走査方向を変化させることも、主走査方向及び副走査方向の両方に面積Ｓn+1を可変することもできる。
【００６８】
なお、上記式ΔＳnの右辺をさらに解くと、ΔＳｎ＝Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd（ｅn−ｅn-2）と表される。また、Ｋi、Ｋp及びＫdは、予備実験等によって適宜設定することができ、例えば、Ｋi＝−１０、Ｋp＝−２、Ｋd＝−５とすることができる。
【００６９】
また、ここでは、検知濃度Ａ、検知濃度Ａの目標濃度Ａsに対する差分ｅ、算出した面積Ｓをすべて記憶部３３に記憶することとした。これにより、例えば、ｎ−１回目のパッチ画像Ｍn-1を形成した後、ジョブが終了した場合には、次に形成されるべきパッチ画像Ｍnの面積Ｓnと、パッチ画像Ｍn-1、Ｍn-2の各濃度の差分ｅn-1、ｅn-2と、が記憶部３３に記憶されることになる。
【００７０】
そして、例えば次のジョブでパッチ画像Ｍnが形成される場合、記憶部３３に記憶した面積Ｓnを読み込むことによりパッチ画像Ｍnの面積Ｓnが設定され、かかる面積Ｓnで形成されたパッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出し、算出された差分ｅnと記憶部３３に記憶されたｅn-1、ｅn-2と、により、パッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出し、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を算出することができる。その他、予め設定した面積Ｓの値を記憶部３３に記憶し、かかる面積Ｓを用いて次のジョブの１枚目、２枚目等、初期のパッチ画像Ｍを形成することもできる。
【００７１】
なお、次のジョブで最初に形成されるべきパッチ画像Ｍnの面積Ｓnと、パッチ画像Ｍn-1、Ｍn-2の各濃度の差分ｅn-1、ｅn-2のみを、記憶部３３に記憶するように設定する等、必要に応じて記憶部３３にデータを記憶させることもできる。また、パッチ画像Ｍの形成回数がリセットされた場合には、新たに１回目からパッチ画像Ｍが形成される。
【００７２】
また、パッチ画像Ｍの形成間隔は、装置構成に応じて予備実験等により適宜設定することができ、例えば、印字枚数Ｎが１０枚ごと（設定印字枚数Ｎs）とすることができる。また、その他例えば、直前に形成されたパッチ画像Ｍからの、現像装置３ａの駆動時間によって設定すること等もできる。
【００７３】
次に、第１制御例の手順について説明する。図６は、第１制御例の手順を示すフローチャートである。図３を参照しながら図６のステップに沿ってトナーの強制排出制御手順について説明する。
【００７４】
記憶部３３には、次に形成されるべきパッチ画像Ｍnの面積Ｓnと、直近２回分のパッチ画像Ｍn-1、Ｍn-2の濃度の差分ｅn-1、ｅn-2が記憶されている。先ず、ユーザにより操作パネル３４で印字部数が設定され、印字が開始されると（ステップＳ１）、濃度検知センサ２１が検知を開始し（ステップＳ２）、制御部３２は、直前に形成されたパッチ画像Ｍn-1からの印字枚数Ｎを計数し、印字枚数Ｎが前回のパッチ画像Ｍn-1の形成から設定印字枚数Ｎs（例えば１０枚）到達したか否かが判断される（ステップＳ３）。
【００７５】
設定印字枚数Ｎsに到達した場合（Ｎ≧Ｎs）、記憶部３３に記憶されていた面積Ｓnに基づいて、ｎ回目のパッチ画像Ｍnを形成して、トナーを強制排出する（ステップＳ４）。次に、中間転写ベルト８に転写されたパッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnが送信されると、制御部３２は、検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出し（ステップＳ５）、かかる差分ｅnと、記憶部３３に記憶されていたパッチ画像Ｍn-1、Ｍn-2の濃度の差分ｅn-1、ｅn-2とから、パッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出する（ステップＳ６）。
【００７６】
すなわち、式ΔＳn＝Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd｛（ｅn−ｅn-1＋ｅn-1−ｅn-2）｝・・・（式（２））により、面積変化量ΔＳnを算出する。かかる算出結果を用いて、制御部３２は、次に形成されるパッチ画像Ｓn+1の面積Ｓn+1を算出する（ステップＳ７）。すなわち、式ΔＳn+1＝Ｓn＋ΔＳn・・・（式（１））より、面積Ｓn+1を算出する。そして、パッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1と、パッチ画像Ｍnの濃度の差分ｅnと、を記憶部３３に記憶する。（ステップ８）。
【００７７】
次に、操作パネル３４で設定された印字部数に到達し、印字終了か否かが判断され（ステップＳ９）、設定された印字部数に到達した場合は、終了する。一方、設定された印字部数に到達していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ９を繰り返す。このとき、ステップＳ４においてパッチ画像Ｍn+1が形成される。なお、ステップＳ３で印字枚数Ｎが設定印字枚数Ｎsに到達していない場合には、ステップＳ９を実行する。
【００７８】
上記した通り、本制御では、制御部３２が、パッチ画像Ｍを繰り返し形成し、パッチ画像Ｍn、Ｍn-1、Ｍn-2の検知濃度Ａn、Ａn-1、Ａn-2に応じて直前に形成されたパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出し、算出された面積変化量ΔＳnに基づいて次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変してパッチ画像Ｍn+1を形成することにより、トナーの強制排出を実行したため、画像濃度検知用のパッチ画像Ｍの形成とトナーの強制排出とを同時に実行し、トナーの無駄な消費を防止することができる。
【００７９】
また、本制御例では、制御部３２が、面積変化量ΔＳnを、パッチ画像Ｍn、Ｍn-1、Ｍn-2の検知濃度Ａn、Ａn-1、Ａn-2の目標濃度Ａｓに対する差分ｅn、ｅn-1、ｅn-2に基づいて算出することとしたため、より適切に面積変化量ΔＳnを算出できる。これにより、より適切に次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変することができる。
【００８０】
また、本制御例では、制御部３２が、面積変化量ΔＳnを、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnと、パッチ画像Ｍnの１つ前に形成されたパッチ画像Ｍn-1の検知濃度Ａn-1と、パッチ画像Ｍnの２つ前に形成されたパッチ画像Ｍn-2の検知濃度Ａn-2と、に基づいて算出したため、より詳細に面積変化量Ｓnを算出できる。これにより、より詳細にパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変することができる。
【００８１】
また、本制御例では、制御部３２が、ｎを３以上の自然数として、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積を、式ΔＳn+1＝Ｓn＋ΔＳn、及び、式ΔＳn＝Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd｛（ｅn−ｅn-1＋ｅn-1−ｅn-2）｝に従って算出したため、より詳細にパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変することができる。
【００８２】
なお、本発明に係る画像形成装置の制御は、本制御例に特に限定されるものではなく、その他例えば、制御部３２が、パッチ画像Ｍの検知濃度Ａが連続して目標濃度Ａs以上となったとき、強制排出の実行を停止することもできる。これにより、現像剤の無駄な消費をより防止することができる。
【００８３】
次に、本発明に係る画像形成装置のトナーの強制排出の第２制御例について説明する。本制御例では、画像形成部Ｐａにおいて、予め設定された一定の面積値である面積Ｓcとなるように１回目の１回目のパッチ画像Ｍ1を形成する。中間転写ベルト８に転写され、濃度検知センサ２１によって検知されたパッチ画像Ｍ1の検知濃度Ａ1が制御部３２に送信されると、制御部３２は、検知濃度Ａ1と、記憶部３３に記憶された目標濃度Ａsとの差分ｅ1を算出する。
【００８４】
このとき、検知濃度Ａ1が目標濃度Ａs以上、すなわち、差分ｅ1が０以上（ｅ1≧０）であれば、次に形成されるパッチ画像Ｍ2の面積Ｓ2を、面積Ｓcよりも予め設定された正の一定値であるＲだけ小さくする。すなわち、直前に形成されたパッチ画像Ｍ1からの面積変化量ΔＳ1を−Ｒとする。一方、差分ｅ1が０未満（ｅ1＜０）であれば、面積ＳcよりもＲだけ大きくする。すなわち、直前に形成されたパッチ画像Ｍ1からの面積変化量ΔＳ1をＲとする。
【００８５】
また、ここでは、２回目以降も、面積Ｓcに対して各パッチ画像形成時の面積変化量Δ
Ｓを加えることとした。すなわち、ｎ回目（ｎは自然数）として最新に形成されたパッチ画像Ｍnの濃度Ａnが送信されると、制御部３２は、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出する。
【００８６】
そして、差分ｅn≧０であれば、パッチ画像Ｍnの面積変化量ΔＳnを−Ｒとし、かか
るΔＳnを、面積ＳCに加えて、パッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1とする。
【００８７】
一方、差分ｅn＜０であれば、パッチ画像Ｍnの面積変化量ΔＳnをＲとし、かかるΔ
Ｓnを面積Ｓcに加えて、パッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1とする。すなわち、ｎを自然数とし、式Ｓn+1＝Ｓc＋ΔＳn・・・（式（３））、ΔＳn＝−Ｒ（ｅn≧０）・・・（式（４））、ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）・・・（式（５））に基づいて、ΔＳn+1を算出する。
【００８８】
また、例えば、ｎ−１回目のパッチ画像Ｍn-1を形成した後、ジョブが終了し、次のジョブでパッチ画像Ｍnが形成される場合、記憶部３３に記憶した面積Ｓcを読み込むことによりパッチ画像Ｍnが形成される。そして、かかるパッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出し、算出された差分ｅnに基づいて面積変化率ΔＳnが算出され、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を算出することができる。
【００８９】
なお、上記した面積Ｓc、Ｒは、装置構成に応じて予備実験等により適宜設定することができ、例えばＳc＝２、Ｒ＝１とすることができる。その他の構成は、第１制御例と同様であるため、説明を省略する。
【００９０】
次に、第２制御例の手順について説明する。図７は、第２制御例の手順を示すフローチャートである。図３を参照しながら、図７のステップに沿ってトナー強制排出制御手順について説明する。
【００９１】
記憶部３３には、一定値である面積Ｓcが記憶されている。先ず、ユーザにより操作パネル３４で当該ジョブにおける印字部数が設定され、印字が開始されると（ステップＳ１）、濃度検知センサ２１が検知を開始し（ステップＳ２）、制御部３２は、直前のパッチ画像Ｍn-1の形成からの印字数Ｎを計数し、印字枚数Ｎが前回のパッチ画像Ｍn-1の形成から設定印字枚数Ｎsに到達したか否かが判断される（ステップＳ３）。
【００９２】
設定印字枚数Ｎsに到達した場合（Ｎ≧Ｎs）、記憶部３３に記憶されていた面積Ｓnに基づいて、ｎ回目のパッチ画像Ｍnを形成して、トナーを強制排出する（ステップＳ４）。次に、中間転写ベルト８に転写されたパッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnが送信されると、制御部３２は、検知濃度Ａnと目標濃度Ａsとの差分ｅnを算出し（ステップＳ５）、かかる差分ｅnが０以上（ｅn≧０）か否かを判断する（ステップＳ６）。
【００９３】
ｅn≧０の場合、ΔＳn＝−Ｒとし（ステップＳ７）、パッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1
を、Ｓn+1＝Ｓc−Ｒにより、算出する（ステップＳ８）。一方、ｅn＜０の場合、ΔＳ
n＝Ｒとし（ステップＳ９）、パッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を、Ｓn+1＝ＳC＋Ｒにより、算出する（ステップＳ１０）。そして、ステップＳ９またはステップＳ１０で算出されたパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を、記憶部３３に記憶する。（ステップ１１）。
【００９４】
次に、操作パネル３４で設定された印字部数に到達し、印字終了か否かが判断され（ステップＳ１２）、設定された印字部数に到達した場合は、終了する。一方、設定された印字部数に到達していない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１〜Ｓ１１を繰り返す。このとき、ステップＳ４においてパッチ画像Ｍn+1が形成される。なお、ステップＳ３で印字枚数Ｎが設定印字枚数Ｎsに到達していない場合には、ステップＳ１２を実行する。
【００９５】
上記した通り、本制御においても、制御部３２が、パッチ画像Ｍを繰り返し形成し、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａnに基づいて直前に形成されたパッチ画像Ｍnからの面積変化量ΔＳnを算出し、算出された面積変化量ΔＳnに基づいて次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変してパッチ画像Ｍn+1を形成することにより、トナーの強制排出を実行したため、画像濃度測定用のパッチ画像Ｍの形成とトナーの強制排出とを同時に実行し、トナーの無駄な消費を防止することができる。
【００９６】
また、本制御例においても、制御部３２が、面積変化量ΔＳnを、パッチ画像Ｍnの検
知濃度Ａnの目標濃度Ａｓに対する差分ｅnに基づいて算出することとしたため、より適切に面積変化量ΔＳnを算出できる。これにより、より適切に次に形成されるパッチ画像
Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変することができる。
【００９７】
また、本制御例では、制御部３２が、面積変化量ΔＳnを、パッチ画像Ｍnの検知濃度
Ａnに基づいて算出することとしたため、より容易に面積変化量ΔＳを算出できるため、
より詳細に次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を可変することができる。
【００９８】
また、本制御例では、ｎを自然数とし、式Ｓn+1＝Ｓc＋ΔＳn、ΔＳn＝−Ｒ（ｅn
≧０）、ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）に基づいて、ΔＳn+1を算出することとしたため、より
容易に面積変化量ΔＳnを算出し、より容易にパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓを可変すること
ができるため、現像剤の無駄な消費をより防止することができる。
【００９９】
また、ここでは、一定の面積Ｓcを用いて次に形成されるパッチ画像Ｍｎ＋１の面積Ｓｎ＋１を算出したが、その他、直前に形成されたパッチ画像Ｍｎの面積Ｓｎを用い、式Ｓn+1＝Ｓn＋ΔＳn、ΔＳn＝−Ｒ（ｅn≧０）、ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）に基づいて、
ΔＳn+1を算出することもできる。
【０１００】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、中間転写ベルト８を印字媒体とし、中間転写ベルト８にパッチ画像を転写することによりパッチ画像の濃度を検知したが、その他、パッチ画像を用紙（印字媒体）２８に転写し、用紙２８上に転写されたパッチ画像を検知することもできる。
【０１０１】
また、その他例えば、直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を用いる場合には、用紙を搬送する搬送ベルトを印字媒体とし、該搬送ベルト上に形成されたパッチ画像を検知することもできる。かかる直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を用いる場合には、感光体ドラム上でパッチ画像の濃度を検知し、パッチ画像を用紙２８に転写することにより、トナーを除去することもできる。
【０１０２】
また本発明は、図１に示したような中間転写ベルト８上に各色のトナー像を順次積層して形成されたフルカラー画像を用紙上に一度に転写するタンデム型カラー画像形成装置に限らず、ロータリー方式のカラー画像形成装置、モノクロ複写機及びモノクロプリンタ、ファクシミリ等の種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。
【０１０３】
以下、本発明について実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【０１０４】
図１に示す画像形成装置を用い、上記した第１制御例に従って、印字枚数Ｎが１０枚（設定印字枚数Ｎs）ごとにトナーの強制排出を行いながら、１３０枚の印字を行って、用紙Ｐに形成された印字画像の出力画像濃度を調べた。なお、ここでは代表として画像形成部Ｐａについて調べた。
【０１０５】
また、第１制御例の式ΔＳn＝Ｋi・ｅn＋Ｋp（ｅn―ｅn-1）＋Ｋd｛（ｅn−ｅn-1＋ｅn-1−ｅn-2）｝において、Ｋi＝−１０、Ｋp＝−２、Ｋp＝−５とした。また、目標濃度Ａsを０．２２とした。また、１回目（ｎ＝１）のパッチ画像形成時には、記憶部３３に記憶された面積Ｓ、及び、濃度Ａの目標濃度Ａsに対する差分ｅを読み込んでパッチ画像Ｍ１を形成した。また、予め画像濃度が低下した状態から印字を開始すると共に、第１制御例を実施した。
【０１０６】
このときの各パッチ画像形成時における、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａn、算出されたパッチ画像Ｍnの面積Ｓnを図８に示す。併せて、１回目のパッチ画像Ｍ1の面積Ｓ1（ここでは１）を基準値とし、基準値に対する各パッチ画像Ｍnの面積Ｓnの面積変化率（％）を、式（Ｓn−Ｓ1）／Ｓ1×１００により算出し、かかる面積変化率と、印字画像の出力画像濃度と、を図８に示す。また印字枚数Ｎと出力画像濃度との関係、及び、印字枚数Ｎと面積変化率との関係を、図９に示す。
【実施例２】
【０１０７】
図１に示す画像形成装置を用い、上記した第２制御例に従って、印字枚数Ｎが１０枚（設定印字枚数Ｎs）ごとにトナーの強制排出を行いながら、１３０枚の印字を行って、用紙Ｐに形成された印字画像の出力画像濃度を調べた。なお、式Ｓn+1＝Ｓc＋ΔＳn、ΔＳn＝−Ｒ（ｅn≧０）、ΔＳn＝Ｒ（ｅn＜０）において、Ｓc＝２、Ｒ＝１とした。
また、目標濃度Ａsを０．２２とした。
【０１０８】
また、予め出力画像濃度が低下した状態から印字を開始すると共に、第２制御例を実施した。また、１回目（ｎ＝１）、２回目（ｎ＝２）、３回目（ｎ＝３）のパッチ画像形成時には、記憶部３３に記憶された面積Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3（ここでは３）を用い、パッチ画像Ｍ1を形成した。
【０１０９】
このときの各パッチ形成時における、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａn、算出されたパッチ画像Ｍnの面積Ｓnを図１０に示す。併せて、面積Ｓの基準値（ここでは１）に対する各パッチ画像Ｍnの面積Ｓnの面積変化率（％）を、式（Ｓn−１）／１×１００により算出し、かかる面積変化率と、印字画像の出力画像濃度と、を図１０に示す。また印字枚数Ｎと出力画像濃度との関係、及び、印字枚数Ｎと面積変化率との関係を、図１１に示す。
【比較例】
【０１１０】
図１に示す画像形成装置を用い、トナーの強制排出を行うことなく、一定の面積Ｓ（ここでは１）でパッチ画像Ｍを形成し、１３０枚の印字を行って、用紙Ｐに形成された印字画像（出力画像）の濃度を検知した。また、予め画像濃度が低下した状態から、印字を開始した。
【０１１１】
このときの各パッチ画像形成時における、パッチ画像Ｍnの検知濃度Ａn、算出されたパッチ画像Ｍnの面積Ｓnを図１２に示す。併せて、１回目のパッチ画像Ｍ1の面積Ｓ1（ここでは１）を基準値とし、基準値に対する各パッチ画像Ｍnの面積Ｓnの面積変化率（％）を、式（Ｓn−Ｓ1）／Ｓ1×１００により算出し、かかる面積変化率と、印字画像の出力画像濃度と、を図１２に示す。また印字枚数Ｎと出力画像濃度との関係、及び、印字枚数Ｎと面積変化率との関係を、図１３に示す。
【０１１２】
実施例１では、濃度Ａn、Ａn-1、Ａn-2に応じて図８に示すように、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を変化させた結果、図９に示すように、面積変化率は、一旦上昇した後、下降して約１００％に維持された。このように面積を変化させることにより、出力画像濃度が上昇して約４０枚後に、出力画像の目標濃度である１．２に略到達し、その後１３０枚までかかる出力画像濃度が略維持された。この結果、当初低かった出力画像濃度を、その目標濃度に補正でき、安定した画像が得られることがわかった。
【０１１３】
また実施例２では、検知濃度Ａnに基づいて図１０に示すように、次に形成されるパッチ画像Ｍn+1の面積Ｓn+1を変化させた結果、図１１に示すように、面積変化率は、約１００％を中心として変動した。このように面積を変化させることにより、出力画像濃度が上昇し、約３０枚から４０枚の間で出力画像の目標濃度である１．２に到達した後、１．２を略中心として変動した。なお、このように変動したものの、出力画像濃度は、１．２に対して±約１０％の変動幅で安定していた。しかも、出力画像濃度は、印字開始時よりも顕著に上昇していた。
【０１１４】
これに対し、図１２に示すように、パッチ画像Ｍの面積を変化させない比較例では、図１３に示すように、出力画像濃度が低下したままであり、十分な出力画像濃度が得られなかった。
【０１１５】
上記の結果、本発明に係る実施例１及び実施例２では、トナーを強制排出することにより、出力画像濃度を安定させることができることがわかった。また、このようにトナーの強制排出を画像濃度検知用のパッチ画像Ｍの形成と同時に実行できるため、トナーの無駄な消費を防止することができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、制御手段が、基準画像を形成することにより強制排出を実行することとし、基準画像を繰り返し形成し、基準画像の検知濃度に応じて直前に形成された基準画像からの面積変化量を算出し、算出された面積変化量に基づいて次に形成される基準画像の面積を可変するものである。
【０１１７】
これにより、現像剤の無駄な消費を防止することができるため、現像剤の補給量を減らすことができるため、コストダウンを図ると共に作業性にも優れる。
【０１１８】
また、面積変化量を、基準画像の検知濃度の目標濃度に対する差分に基づいて算出することによって、より適切に面積変化量を算出できる。また、面積変化量を、直前に形成された基準画像を第１の基準画像とするとき、第１の基準画像の検知濃度と、第１の基準画像の１つ前に形成された第２の基準画像の検知濃度と、第１の基準画像の２つ前に形成された第３の基準画像の検知濃度と、に基づいて算出することによって、より詳細に面積変化量を算出できる。
【０１１９】
また、制御手段が、次に形成される基準画像の面積を、上記式（１）及び（２）に従って算出することによって、より詳細に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。また、制御手段が、面積変化量を、直前に形成された基準画像の検知濃度に基づいて算出することによって、より容易に面積変化量を算出できる。
【０１２０】
また、制御手段が、次に形成される基準画像の面積を、上記式（３）、（４）及び（５）に従って算出することによって、より容易に次に形成される基準画像の面積を可変することができる。また、制御手段が、基準画像の検知濃度が連続して目標濃度以上となったとき、強制排出の実行を停止することによって、現像剤の無駄な消費をより防止することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ      帯電器
３ａ〜３ｄ      現像装置
３ａａ〜３ｄａ  現像ローラ（現像装置）
４              露光装置
６ａ〜６ｄ      一次転写ローラ
７              定着部
８              中間転写ベルト
９              二次転写ローラ
２１            濃度検知センサ（検知手段）
３２            制御部（制御手段）
３３            記憶部
３４            操作パネル
４１            ＲＡＭ
４２            ＲＯＭ
１００          画像形成装置
【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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