(57)【要約】【課題】トナー濃度の安定性と生産性とを両立するように検知モードの実施頻度を適正化できる。【解決手段】パッチ検ＡＴＲ（ステップＳ２〜Ｓ７）を実行可能なモード実行部を備える。モード実行部は、感光ドラムにパッチ画像を形成し（ステップＳ３）、感光ドラムから中間転写ベルトに転写されたパッチ画像の濃度を画像濃度センサにより検知して（ステップＳ４）、現像容器に現像剤が収容されていない状態で駆動源により搬送スクリュを回転駆動した場合の駆動トルクセンサの検知結果である第１値と、現像容器に現像剤が収容された状態で駆動源により搬送スクリュを回転駆動した場合の駆動トルクセンサの検知結果である第２値と、に基づいて（ステップＳ８）、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定する（ステップＳ９）。【選択図】図４
2019211709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されたトナー像を担持する中間転写体と、
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体への対向位置まで搬送する現像剤担持体と、回転により前記現像容器内の現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、
前記駆動源が前記搬送部材を回転駆動する際の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
前記現像容器に現像剤を補給する補給手段と、
前記像担持体から前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、
前記補給手段を制御して前記現像容器に現像剤を補給する補給制御を実行可能な補給制御手段と、
前記像担持体に制御用トナー像を形成し、前記像担持体から前記中間転写体に転写された前記制御用トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知する検知モードを実行可能なモード実行手段と、を備え、
前記補給制御手段は、前記検知モードの実行による前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給制御を実行可能であり、
前記モード実行手段は、前記現像容器に現像剤が収容されていない状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第１値と、前記現像容器に現像剤が収容された状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第２値と、に基づいて、前記検知モードを実行する頻度を設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モード実行手段は、前記第１値及び前記第２値の差分値に基づいて、前記検知モードを実行する頻度を設定する、
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】
前記モード実行手段は、画像形成する画像の所定枚数の平均画像比率が所定の小比率側閾値より小さい場合において、前記差分値の絶対値が小比率側第１差分値であるときに前記検知モードを実行する頻度を小比率側第１頻度とし、前記差分値の絶対値が前記小比率側第１差分値より大きい小比率側第２差分値であるときに前記検知モードを実行する頻度を前記小比率側第１頻度より高い小比率側第２頻度とする、
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】
前記モード実行手段は、画像形成する画像の所定枚数の平均画像比率が所定の大比率側閾値より大きい場合において、前記差分値の絶対値が大比率側第１差分値であるときに前記検知モードを実行する頻度を大比率側第１頻度とし、前記差分値の絶対値が前記大比率側第１差分値より大きい大比率側第２差分値であるときに前記検知モードを実行する頻度を前記大比率側第１頻度より高い大比率側第２頻度とする、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記モード実行手段は、前記検知モードを実行した後に、前記第２値を取得し、次に前記検知モードを実行するタイミングを設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置は、前記搬送部材の周方向の一部に対向して配置され、前記現像容器内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を有し、
前記補給制御手段は、前記トナー濃度検知手段の検知結果と目標トナー濃度とに基づいて、前記補給制御における前記現像容器への現像剤の補給量を設定し、
前記モード実行手段は、前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて、前記目標トナー濃度を設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記モード実行手段に外部から情報を入力可能な入力部を備え、
前記モード実行手段は、前記入力部に前記第１値が入力されることにより前記第１値を取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像装置は、前記第１値を記憶した記憶手段を有し、
前記モード実行手段は、前記記憶手段から前記第１値を取得する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナー像を担持する像担持体と、
非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体への対向位置まで搬送する現像剤担持体と、回転により前記現像容器内の現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、
前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、
前記駆動源が前記搬送部材を回転駆動する際の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
前記現像容器に現像剤を補給する補給手段と、
前記像担持体に担持されたトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、
前記補給手段を制御して前記現像容器に現像剤を補給する補給制御を実行可能な補給制御手段と、
前記像担持体に制御用トナー像を形成し、形成された前記制御用トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知する検知モードを実行可能なモード実行手段と、を備え、
前記補給制御手段は、前記検知モードの実行による前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給制御を実行可能であり、
前記モード実行手段は、前記現像容器に現像剤が収容されていない状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第１値と、前記現像容器に現像剤が収容された状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第２値と、に基づいて、前記検知モードを実行する頻度を設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用して記録材に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。一般に、電子写真方式や静電記録方式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のいずれかが用いられる。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、殆どの現像装置で二成分現像剤が使用されている。
【０００３】
二成分現像方式の場合、現像剤のトナーは現像に供されることによって消費されるので、それに伴い現像装置内の現像剤のトナー濃度（トナー及びキャリアの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：ＴＤ比とも呼ぶ）が低くなる。但し、トナー濃度が低くなり過ぎた現像剤は、現像特性が低下し画像不良を生じさせやすい。そこで、現像剤のトナー濃度を調整して所望の画像濃度を得るために、補給剤（主にトナー）を随時に補給するトナー補給制御が行われている（特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置では、現像剤濃度検知ＡＴＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｎｅｒ  Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｅｒ）、ビデオカウントＡＴＲ、パッチ検ＡＴＲと呼ばれる３つの方式を組み合わせたトナー補給制御が行われている。
【０００４】
現像剤濃度検知ＡＴＲは、トナー濃度センサにより現像装置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きトナーを補給する方式である。ビデオカウントＡＴＲ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を補給する方式である。パッチ検ＡＴＲは、感光ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体上にトナー濃度制御用の画像パターン（パッチ画像と呼ぶ）を形成し、光学センサにより検知されたパッチ画像の画像濃度に基づきトナーを補給する方式である。
【０００５】
特許文献１に記載の画像形成装置の場合、所定のタイミングでパッチ検ＡＴＲが実行されて、形成されたパッチ画像の画像濃度に基づきトナー濃度の目標値（目標ＴＤ比と呼ぶ）が設定される。そして、現像剤濃度検知ＡＴＲ及びビデオカウントＡＴＲでは、設定された目標ＴＤ比に応じた量のトナーが補給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０‐０３９６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の画像形成装置では、パッチ検ＡＴＲの実施頻度については特に考慮されていない。パッチ検ＡＴＲを実施するにはパッチ画像を形成するために画像形成を中断する必要があるため、トナー濃度の安定性を重視してパッチ検ＡＴＲの実施頻度を増やしてしまうと画像形成装置の生産性を下げてしまう虞がある。そのため、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するために、パッチ検ＡＴＲ（以下、検知モードともいう）の実施頻度を適正に実施することが望まれている。
【０００８】
本発明は、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するように検知モードの実施頻度を適正化できる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】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写されたトナー像を担持する中間転写体と、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体への対向位置まで搬送する現像剤担持体と、回転により前記現像容器内の現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、前記駆動源が前記搬送部材を回転駆動する際の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、前記現像容器に現像剤を補給する補給手段と、前記像担持体から前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、前記補給手段を制御して前記現像容器に現像剤を補給する補給制御を実行可能な補給制御手段と、前記像担持体に制御用トナー像を形成し、前記像担持体から前記中間転写体に転写された前記制御用トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知する検知モードを実行可能なモード実行手段と、を備え、前記補給制御手段は、前記検知モードの実行による前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給制御を実行可能であり、前記モード実行手段は、前記現像容器に現像剤が収容されていない状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第１値と、前記現像容器に現像剤が収容された状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第２値と、に基づいて、前記検知モードを実行する頻度を設定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとを含む現像剤を収容した現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して前記像担持体への対向位置まで搬送する現像剤担持体と、回転により前記現像容器内の現像剤を攪拌しつつ搬送する搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、前記搬送部材を回転駆動する駆動源と、前記駆動源が前記搬送部材を回転駆動する際の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、前記現像容器に現像剤を補給する補給手段と、前記像担持体に担持されたトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段と、前記補給手段を制御して前記現像容器に現像剤を補給する補給制御を実行可能な補給制御手段と、前記像担持体に制御用トナー像を形成し、形成された前記制御用トナー像の濃度を前記画像濃度検知手段により検知する検知モードを実行可能なモード実行手段と、を備え、前記補給制御手段は、前記検知モードの実行による前記画像濃度検知手段の検知結果に基づいて前記補給制御を実行可能であり、前記モード実行手段は、前記現像容器に現像剤が収容されていない状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第１値と、前記現像容器に現像剤が収容された状態で前記駆動源により前記搬送部材を回転駆動した場合の前記駆動トルク検知手段の検知結果である第２値と、に基づいて、前記検知モードを実行する頻度を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するように検知モードの実施頻度を適正化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の現像装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】実施形態に係る画像形成装置の概略の制御ブロック図である。
【図４】実施形態に係る画像形成装置のパッチ検ＡＴＲの実行手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る画像形成装置のパッチ検ＡＴＲにおける通常のトナー画像及びパッチ画像を示す説明図である。
【図６】実施形態に係る画像形成装置における画像形成の出力枚数と画像比率及びトナー帯電量との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態に係る画像形成装置に適用される複数の現像装置において現像剤を収容しない状態でのトルクと対応する個数との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態に係る画像形成装置に適用される現像装置に対して、現像剤を収容しない状態でのトルクを測定する測定用装置を示す概略図である。
【図９】実施形態に係る画像形成装置に適用される複数の現像装置において現像剤を収容しない状態でのトルクと対応する０〜２５５のトルク設定値との関係を示すグラフである。
【図１０】実施形態に係る画像形成装置において、現像剤に作用するトルクをＲＡＭに書き込む手順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】
【００１３】
［画像形成装置］
以下、本発明の実施形態を、図１〜図１０を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置１の一例としてデジタル電子写真方式のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はデジタル電子写真方式のプリンタに限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。
【００１４】
この画像形成装置１は、装置本体２の下部に、シートＳ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Ｓに対して画像を形成する画像形成ユニット５及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。
【００１５】
シートカセット３に積載されたシートＳは、シート給送部を構成するピックアップローラ７によって給送され、その後、搬送ローラ９によってレジストローラ１０に向かって搬送される。シートＳは、レジストローラ１０によって斜行が補正されると共に、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Ｓ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る。未定着トナー像が転写されたシートＳは、定着装置６に搬送され、定着装置６にて加熱及び加圧され、トナー像がシートＳに定着される。その後、シートＳは、不図示の排出ローラによって排出トレイ上に排出される。
【００１６】
画像形成ユニット５は、ベルト回転方向Ｘ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４を備えて構成されている。尚、本実施形態では、これら４つの画像形成部４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４のみを代表して模式的に示している。
【００１７】
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。中間転写ベルト１１上にて、４つの画像形成部４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。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、二次転写外ローラ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。
【００１８】
本実施形態では、中間転写ベルト１１の４つの画像形成部４のベルト回転方向Ｘの下流側で対向した位置に、画像濃度検知手段としての画像濃度センサ５２が配置されている。画像濃度センサ５２は、感光ドラム１７から中間転写ベルト１１に転写されたパッチ画像（制御用トナー像）を含むトナー像の濃度を検知可能である。本実施形態では、画像濃度センサ５２は中間転写ベルト１１上に光を照射し、その反射光を受光して反射光量を計測可能な反射型フォトセンサとしている。
【００１９】
画像形成部４は、ドラム状の電子写真感光体であり、現像装置２１によって現像されたトナー像を担持する像担持体としての感光ドラム１７を備えている。画像形成部４は、感光ドラム１７の周りに帯電ローラ１９、露光装置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回転方向Ｒ１に、不図示の駆動手段によって回転駆動される。
【００２０】
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の回転方向Ｒ１の回転に伴って従動回転する。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、感光ドラム１７の表面を所定の極性で所定の電位に均一に帯電する。
【００２１】
本実施形態では、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、直流電圧が−７００Ｖのときの帯電後の感光ドラム１７の表面の電位は、−７００Ｖである。
【００２２】
露光装置２０は、感光ドラム１７の回転方向Ｒ１において帯電ローラ１９の下流側に配設され、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。露光装置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、レーザ光強度が変更されることで、感光ドラム１７上に形成する静電潜像の電位（潜像電位）を変化し得る。本実施形態では、レーザ光強度Ｌを「０〜２５５」に変更したときの感光ドラム１７上の潜像電位をＶ（Ｌ）とする。
【００２３】
現像装置２１は、回転方向Ｒ１において露光装置２０の下流側に配設されており、非磁性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。現像装置２１は、感光ドラム１７に形成された静電潜像をトナーにより現像する。本実施形態では、マイナス帯電のトナーを用い、トナーとトナー及びキャリアとの重量比（Ｔ／Ｄ比）を９％に混合した現像剤を現像装置２１に投入している。
【００２４】
一次転写ローラ２２は、回転方向Ｒ１において現像装置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。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。本実施形態では、中間転写ベルト１１が、感光ドラム１７から転写されたトナー像を担持する中間転写体に相当する。
【００２５】
クリーニング装置２３は、回転方向Ｒ１において一次転写ニップＴ１の下流側に配設されており、一次転写ニップＴ１で感光ドラム１７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ように構成されている。尚、中間転写ベルト１１においても、ベルト回転方向Ｘにおいて二次転写ニップＴ２の下流側に、二次転写ニップＴ２で中間転写ベルト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が配設されている。
【００２６】
次に、現像装置２１について図２を用いて説明する。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容器２６の内部（現像容器内）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とに区画されている。現像容器２６は、現像室２９の一部が開口して開口部２６ａが形成されており、この開口部２６ａ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、開口部２６ａから一部が露出して感光ドラム１７と対向している。即ち、現像スリーブ３１は、現像容器２６内の現像剤を担持して感光ドラム１７への対向位置まで搬送する。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が現像容器２６に対して固定配設されている。マグネット３２としては、５極のマグネットローラが使用されている。
【００２７】
現像室２９及び撹拌室３０には、搬送部材としての第１搬送スクリュ３３及び第２搬送スクリュ３５がそれぞれ配置されている。隔壁２７には、現像スリーブ３１の回転軸線方向の両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、各搬送スクリュ３３，３５が回転することにより、現像容器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、既に現像容器２６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。即ち、第１搬送スクリュ３３及び第２搬送スクリュ３５は、回転により現像容器２６内の現像剤を攪拌しつつ搬送する。撹拌室３０には、トナー濃度検知手段としてのインダクタンスセンサ５１と、温度及び湿度を検知する温湿度センサ５５とが設けられている。
【００２８】
インダクタンスセンサ５１は、第２搬送スクリュ３５の周方向の一部に対向して配置され、現像容器２６内の現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）を検知可能である。インダクタンスセンサ５１へは、入力電圧、制御電圧、出力電圧、アースの４つの配線が接続されており、入力電圧は一定電圧を入力し、制御電圧は可変に制御することが可能である。制御電圧を適正に制御することで、現像剤の嵩密度が変化しても、出力電圧を安定させることが可能であり、現像剤のトナー濃度を安定的に検出することが可能である。
【００２９】
第１搬送スクリュ３３、第２搬送スクリュ３５、現像スリーブ３１は、不図示のギヤにより互いに駆動連結され、現像駆動モータ（駆動源）３７（図３参照）によって回転駆動される。現像駆動モータ３７には、現像駆動モータ３７が第１搬送スクリュ３３及び第２搬送スクリュ３５を回転駆動する際の駆動トルクを検知する駆動トルクセンサ（駆動トルク検知手段）４３（図３参照）が設けられている。
【００３０】
現像装置２１は、トナーボトル３６が着脱可能に設けられており、補給モータ３９（図３参照）により上トナー搬送スクリュ４１及び下トナー搬送スクリュ４０が回転されることによって、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。本実施形態では、これらトナーボトル３６、各トナー搬送スクリュ４０，４１、補給モータ３９によって、現像容器２６に補給剤（主にトナー）を補給する補給手段６０が構成されている。尚、補給モータ３９の回転は、エンコーダ４２（図３参照）によって各トナー搬送スクリュ４０，４１の１回転単位で検知して制御可能であり、制御部７０（図３参照）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。
【００３１】
現像装置２１内の第１搬送スクリュ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現像スリーブ３１上に担持される。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剤の層厚が規制され、層厚が規制された現像剤は、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。現像剤は、現像領域にある現像極Ｓ１によって磁気穂を形成し、高圧電源（不図示）によって現像スリーブ３１に印加される現像バイアスにより感光ドラム１７上の静電潜像にトナーのみが転移し、感光ドラム１７の表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。例えば、現像バイアスとしては−５５０Ｖの直流電圧に１．３（ＫＶｐｐ  １０ＫＨｚ）の交流電圧を重畳した重畳電圧が印加される。
【００３２】
図３に示すように、制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ７１と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７３と、外部と信号を入出力する入出力回路（Ｉ／Ｆ）７４とを備えている。ＣＰＵ７１は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ７１は、入出力回路７４を介して、シート給送部や画像形成ユニット５に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ＲＯＭ７２には、シートＳに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶される。
【００３３】
制御部７０には、補給モータ３９、現像駆動モータ３７、不図示の各種電源が接続され、それぞれ制御部７０からの信号により制御される。制御部７０には、インダクタンスセンサ５１、エンコーダ４２、駆動トルクセンサ４３、画像濃度センサ５２、温湿度センサ５５が接続され、それぞれのセンサから信号が入力される。また、制御部７０には操作部（入力部）４９が接続されており、操作部４９は、例えば液晶タッチパネルを有し、ユーザがタッチパネルを操作してデータを入力することにより、ＣＰＵ７１に外部から情報を入力可能に設けられている。
【００３４】
制御部７０は、複数のシートＳに連続して画像形成を行う連続画像形成ジョブや、後述するトナー補給制御やパッチ検ＡＴＲなどの各種制御を実行可能である。制御部７０は、補給制御部（補給制御手段）７５と、モード実行部（モード実行手段）７６とを有している。補給制御部７５は、補給手段６０を制御して現像容器２６に現像剤を補給するトナー補給制御（補給制御）を実行可能である。補給制御部７５は、後述するように、インダクタンスセンサ５１の検知結果と目標ＴＤ比（目標トナー濃度、ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ）とに基づいて、トナー補給制御における現像容器２６への現像剤の補給量を設定する。モード実行部７６は、感光ドラム１７にパッチ画像ＩＰ（図４参照）を形成し、感光ドラム１７から中間転写ベルト１１に転写されたパッチ画像ＩＰの濃度を画像濃度センサ５２により検知するパッチ検ＡＴＲ（検知モード）を実行可能である。モード実行部７６は、画像濃度センサ５２の検知結果に基づいて、目標ＴＤ比を設定する。
【００３５】
本実施形態では、補給制御部７５は、パッチ検ＡＴＲの実行による画像濃度センサ５２の検知結果に基づいてトナー補給制御を実行可能である。また、モード実行部７６は、第１値ｔ１と第２値ｔ２とに基づいて、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定する。ここで、第１値ｔ１とは、現像容器２６に現像剤が収容されていない状態で、現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果としている。また、第２値ｔ２とは、現像容器２６に現像剤が収容された状態で、現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果としている。
【００３６】
［トナー補給制御：ビデオカウントＡＴＲ、現像剤濃度検知ＡＴＲ］
次に、制御部７０により実行されるトナー補給制御について説明する。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、トナーボトル３６からトナーを現像装置２１に補給するトナー補給制御が制御部７０によって実行される。このトナー補給制御の実行により、現像剤のトナー濃度が可及的に一定に制御され、又は画像濃度が可及的に一定に制御される。本実施形態では、ビデオカウント補給量及びインダクタンス補給量の２つの情報を基にして、トナー補給量が決定される。以下では、Ｎ枚目の画像形成時のトナー補給量を例にして説明する。
【００３７】
１つ目のビデオカウント補給量に基づく決定方法は、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である。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、Ｎ枚目のビデオカウント補給量（Ｍ＿Ｖｃ（Ｎ））を下記の数式１で算出する。尚、ビデオカウント値Ｖｃは、画像比率１００％のベタ画像（例えば、全面ベタ黒）が出力されたときの値を「１０２３」として、画像比率に応じて「０〜１０２３」の範囲で変化する。係数（Ａ＿Ｖｃ）は、予めＲＯＭ７２に記憶されている。
Ｍ＿Ｖｃ（Ｎ）＝Ｖｃ×Ａ＿Ｖｃ  （数式１）
【００３８】
２つ目のインダクタンス補給量に基づく決定方法は、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である。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、数式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。尚、係数（Ａ＿Ｉｎｄｃ）は、予めＲＯＭ７２に記憶され、目標ＴＤ比はＲＡＭ７３に記憶されている。本実施形態では、目標ＴＤ比をＲＡＭ７３に記憶する際に、ＴＤ比が８．０％の場合は、８．０という値で記憶し、トナー補給量の単位はｍｇで管理している。そのため、本実施形態では、Ａ＿Ｉｎｄｃ＝２００の設定でＲＯＭ７２に記憶されている。
Ｍ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ）
＝｛ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ−ＴＤ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ−１）｝×Ａ＿Ｉｎｄｃ  （数式２）
【００３９】
そして、Ｎ枚目におけるトナー補給量（Ｍ（Ｎ））は、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））から数式３により算出される。
Ｍ（Ｎ）
＝Ｍ＿Ｖｃ（Ｎ）＋Ｍ＿Ｉｎｄｃ（Ｎ）＋Ｍ＿ｒｅｍａｉｎ（Ｎ−１）  （数式３）
【００４０】
数式３中の「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、トナーの補給は各トナー搬送スクリュ４０，４１の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（Ｎ））がマイナス（Ｍ（Ｎ）＜０）の場合にはトナー補給量を「０」とする。つまり、トナーは補給されない。
【００４１】
トナー補給量（Ｍ（Ｎ））が求まると、制御部７０は、このトナー補給量（Ｍ（Ｎ））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４０が１回転して現像容器２６に補給されるトナー量（Ｔ）は予めＲＯＭ７２に記憶されているため、回転回数（Ｂ）は下記の数式４にて算出される。
Ｂ＝Ｍ／Ｔ  （数式４）
【００４２】
本実施形態では、数式４で求められる回転回数（Ｂ）の小数点以下は切り捨てる。また、補給モータ３９の回転速度の制約のために、回転回数は５回が最大値とされている。回転回数（Ｂ）が５回以上の場合の端数、及び、回転回数（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、残補給量（Ｍ＿ｒｅｍａｉｎ）は下記の数式５で表すことができる。
Ｍ＿ｒｅｍａｉｎ＝Ｍ−Ｂ×Ｔ  （数式５）
【００４３】
そして、制御部７０は、Ｎ枚目の画像形成時に補給モータ３９を数式４で算出した回転回数（Ｂ）で回転駆動させる。これにより、求めたトナー補給量分のトナーが補給される。
【００４４】
［パッチ検ＡＴＲ］
パッチ検ＡＴＲについて、図４に示すフローチャート及び図５を用いて説明する。本実施形態において、パッチ検ＡＴＲは、上述のトナー補給制御（即ち、ビデオカウントＡＴＲ及び現像剤濃度検知ＡＴＲ）と組み合わされ、数式２で用いる目標ＴＤ比（数式２中のＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ）を設定する制御である。
【００４５】
図４に示すように、Ｎ枚目の画像形成が終了すると（ステップＳ１）、制御部７０は、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（ステップＳ２）。パッチ検ＡＴＲが開始されると、制御部７０は中間転写ベルト１１上にて、図４に示すように、Ｎ枚目の画像ＩＮとＮ＋１枚目の画像ＩＮ＋１との間の画像間にパッチ画像ＩＰを形成する（ステップＳ３）。尚、パッチ画像ＩＰは、例えば、現像装置２１の使用状態（耐久状態）に関わらず、初期状態から常に同じ潜像に基づき画像形成したトナー濃度制御用の基準トナー像である。
【００４６】
パッチ画像ＩＰが形成されると、制御部７０は画像濃度センサ５２によってパッチ画像ＩＰの画像濃度（反射濃度）（Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ）を検知・算出する（ステップＳ４）。パッチ画像ＩＰの画像濃度は、パッチ画像ＩＰが濃いほど数値が高くなる傾向をもっており、例えば「０〜１０２３」の範囲で数値化される。そして、制御部７０は、トナー画像の画像濃度を初期状態と同じ濃度とするのに必要とされるＴＤ比の変更幅（ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ）を、数式６を用いて算出する（ステップＳ５）。
ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ
＝｛Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）−Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ｝／α  （数式６）
【００４７】
尚、数式６において、「Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）」は、現像装置２１が初期状態のときにＲＡＭ７３に記憶されたパッチ画像ＩＰの画像濃度（反射濃度）である。αは、ＴＤ比が１％変化したときの画像濃度「Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ」の変化量である。本実施形態では、例えば、α＝５０としている。このとき、例えば、Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ（ＩＮＩＴ）＝４５０（画像濃度で、Ｏ．Ｄ．＝０．６程度）とすると、画像濃度Ｓｉｇ＿ＤＥＮＳ＝４２５であれば、ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ＝０．５となる。即ち、この場合は、初期状態と同じ画像濃度でパッチ画像ＩＰを形成するためには、ＴＤ比を０．５％上げる必要がある。
【００４８】
制御部７０は、ＴＤ比の変更幅（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））を数式７により算出する（ステップＳ６）。
ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）
＝ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ）＋ΔＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ  （数式７）
【００４９】
その後、制御部７０は、パッチ検ＡＴＲを終了する（ステップＳ７）。続いて、制御部７０は、ＲＡＭ７３から現像剤に作用するトルクｔ０を読み出して（ステップＳ８）、次回のパッチ検ＡＴＲの実施条件（頻度）を設定する（ステップＳ９）。これらのステップＳ８，Ｓ９については、詳細は後述するが、パッチ検ＡＴＲを適切なタイミングで実施することで、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するものである。その後、制御部７０は、Ｎ＋１枚目の画像形成を開始する（ステップＳ１０）。
【００５０】
［目標ＴＤ比の上下限値］
パッチ検ＡＴＲは、実際に形成したパッチ画像ＩＰの画像濃度に基づいて、目標ＴＤ比（ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１））を変更し得る。しかし、目標ＴＤ比を上げすぎた場合には白地かぶりなどが発生してトナーが飛散する虞があり、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虞がある。これを防ぐために、本実施形態では、目標ＴＤ比に上下限値が設定されており、一例として、上限値が１２％に、下限値が６％に設定されている。このため、ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）の値によって、数式８又は数式９が適用される場合がある。
ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）＝１２  （数式８）
（ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）＞１２の場合）
ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）＝６  （数式９）
（ＴＤ＿ｔａｒｇｅｔ（Ｎ＋１）＜６の場合）
【００５１】
［トナー帯電量］
次に、現像剤のトナーの摩擦帯電量（以下、トナー帯電量ともいう）に関して説明する。トナー帯電量が変動した場合に、パッチ検ＡＴＲより現像剤のトナー濃度を変更することで、トナー帯電量を元に戻し、これにより画像濃度を安定化させることができる。トナー帯電量の変化に関しては、画像比率の高い画像を連続して形成した場合は、現像容器２６内のトナーの入れ替わりが多いため、トナー帯電量は低下しやすい（図６の２０００枚以降参照）。一方、画像比率の低い画像を連続して形成した場合は、現像容器２６内のトナーの入れ替わりが少ないため、トナー帯電量は上昇しやすい（図６の２０００枚以前参照）。トナー帯電量の変化に関して、寄与する因子として、現像剤に作用するトルクが挙げられ、このトルクが高いほどトナー帯電量が大きい傾向にある。
【００５２】
現像剤のトナー帯電量は、画像比率及び現像剤に作用するトルクによって変化の態様が異なっている。例えば、画像比率が大きい場合と小さい場合、及び現像剤に作用するトルクが大きい場合と小さい場合とで、トナー帯電量を測定した結果を図６に示す。図６では、形成する画像の１〜２０００枚を画像比率１％、２００１〜２５００枚を画像比率８０％とし、現像剤に作用するトルクが０．４５ｋｇｆ・ｃｍ又は０．５５ｋｇｆ・ｃｍの条件で画像形成した場合である。そして、この場合でのＴＤ比一定条件におけるトナー帯電量の推移を示している。
【００５３】
図６に示すように、現像剤に作用するトルクが０．４５ｋｇｆ・ｃｍのときは、画像比率１％時のトナー帯電量の変化は比較的小さいが、画像比率８０％時のトナー帯電量の変化は比較的大きくなる。一方、現像剤に作用するトルクが０．５５ｋｇｆ・ｃｍのときは、画像比率１％時のトナー帯電量の変化は比較的大きいが、画像比率８０％時のトナー帯電量の変化は比較的小さくなる。このことより、現像剤に作用するトルクの大小が分かると、トナーの帯電量の変化の大小を予測しやすくなり、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を減らしつつ、トナー帯電量を安定させることができるようになる。
【００５４】
［現像剤に作用するトルク］
ここで、現像剤に作用するトルクについては、駆動トルクセンサ４３により現像装置２１の駆動トルクを測定することはできるが、駆動トルクセンサ４３により取得される駆動トルクは現像剤に作用するトルクそのものではない。即ち、現像駆動モータ３７に作用する負荷源としては、現像剤だけでなく、現像装置２１内のパーツを駆動するためのギヤなどの駆動列や、回転部材を保持するための摺動部や、現像剤を現像装置２１に封止するシール部材などの負荷源がある。このため、駆動トルクセンサ４３は、現像剤以外の負荷源のトルクを含めて測定してしまうので、駆動トルクセンサ４３により取得された駆動トルクだけを用いても、現像剤に作用するトルクを予測できない場合がある。また、現像剤以外の上述した負荷源は、パーツの寸法や組み付けのばらつきの個体差により変動する。例えば、図７に示すように、同型の６０台の現像装置において現像剤を収容しない状態で現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転させた場合に、駆動トルクセンサ４３による測定結果は０．２１〜０．３６ｋｇｆ・ｃｍの範囲で分布した。この場合、駆動トルクセンサ４３による測定結果を固定値として扱ってしまうと、トナー帯電量の変化を予測する精度が大きく低下してしまう。
【００５５】
そこで、本実施形態では、現像容器２６に現像剤が収容されていない状態で、現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果を第１値ｔ１とする。また、現像容器２６に使用する現像剤が収容された状態で、現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果を第２値ｔ２とする。そして、現像剤に作用するトルクｔ０として、第２値ｔ２から第１値ｔ１を減算した値を適用する。即ち、モード実行部７６は、第１値ｔ１と第２値ｔ２とに基づいて、特に本実施形態では第１値ｔ１及び第２値ｔ２の差分値の絶対値を現像剤に作用するトルクｔ０として、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定する。
【００５６】
また、現像容器２６に現像剤が収容されていない状態での駆動トルクセンサ４３による検知は、画像形成の稼働中に実行することはできない。そこで、本実施形態では、画像形成を実行する前に、現像剤を収容しない状態で予め駆動トルクセンサ４３により検知を実行し、その値を第１値ｔ１として画像形成装置１に登録しておく。そして、画像形成の稼働中に、駆動トルクセンサ４３により検知して第２値ｔ２を取得して減算することで、現像剤に作用するトルクｔ０を正確に算出するようにしている。
【００５７】
本実施形態では、図８に示すように、例えば、現像装置２１を製造する工場において、現像容器２６に現像剤を収容しない状態で、装着される画像形成装置１と同様の構成を有する測定用装置１００を用いて、第１値ｔ１を取得している。測定用装置１００の基本構成は画像形成装置１をベースとしているが、現像容器２６に現像剤を収容しない状態で駆動トルクセンサ４３により第１値ｔ１を取得するために必要な構成のみを搭載している。本実施形態では、現像剤を収容しない状態の現像装置２１の駆動トルクを駆動トルクセンサ４３で測定することで、第１値ｔ１を測定する。測定した第１値ｔ１を図９のグラフに示す関係で数値変換し、第１値ｔ１を０〜２５５で数値化する。この数値化したデータを、その現像装置２１を装着する画像形成装置１に登録する。
【００５８】
第１値ｔ１を画像形成装置１に登録する方法としては、例えば、予め第１値ｔ１を０〜２５５に変換した値を、現像装置２１のカートリッジ等に表示しておき、ユーザが操作部４９のタッチパネルを使用して入力してＲＡＭ７３に記憶する方式を採用する。これにより、モード実行部７６は、操作部４９に変換された第１値ｔ１が入力されることにより第１値ｔ１を取得する。ここでは、第１値ｔ１を０〜２５５に変換しているので、実際の第１値ｔ１を入力する場合に比べてユーザの入力作業を簡易化することができる。但し、画像形成装置１への第１値ｔ１の入力方式としては、これには限られない。例えば、現像装置２１にメモリタグ（記憶手段）２１ｍ（図３参照）を搭載し、そのメモリタグ２１ｍに第１値ｔ１を記憶させ、画像形成装置１によりメモリタグ２１ｍから第１値ｔ１を読み出して取得しＲＡＭ７３に記憶するようにしてもよい。この場合、実際の第１値ｔ１を容易に入力することができるので、現像剤に作用するトルクをより正確に算出できる。
【００５９】
現像剤に作用するトルクｔ０を算出してＲＡＭ７３に記憶する手順について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、現像駆動モータ３７の回転時は、画像形成中であっても駆動トルクセンサ４３によるトルク検知を実行するものとしている。但し、これには限られず、所定時間あるいは所定枚数ごと、あるいは立ち上げ時等に駆動トルクセンサ４３によるトルク検知を実行するようにしてもよい。まず、制御部７０は、駆動トルクセンサ４３により第２値ｔ２を測定する（ステップＳ１１）。制御部７０は、ＲＡＭ７３に記憶された第１値ｔ１を読み出し（ステップＳ１２）、第２値ｔ２から第１値ｔ１を減算して現像剤に作用するトルクｔ０を算出する（ステップＳ１３）。そして、制御部７０は、算出された現像剤に作用するトルクｔ０をＲＡＭ７３に書き込む（ステップＳ１４）。
【００６０】
このようにＲＡＭ７３に記憶した現像剤に作用するトルクｔ０を利用して、パッチ検ＡＴＲを実施するタイミングを設定する手順について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。尚、図４に示すフローチャートは、上述したように、Ｎ枚目の画像形成終了（ステップＳ１）とＮ＋１枚目の画像形成開始（ステップＳ１０）との間で実施されるパッチ検ＡＴＲ（ステップＳ２〜Ｓ７）の手順を示す。ここでは、パッチ検ＡＴＲの終了後（ステップＳ７）、Ｎ＋１枚目の画像形成開始（ステップＳ１０）前に、次回のパッチ検ＡＴＲを実施するタイミングを設定する場合について説明する。
【００６１】
制御部７０は、パッチ検ＡＴＲを終了すると（ステップＳ７）、ＲＡＭ７３を参照して現像剤に作用するトルクｔ０を読み出す（ステップＳ８）。そして、制御部７０は、次回のパッチ検ＡＴＲの実施条件を設定する（ステップＳ９）。ここでの実施条件としては、例えば、パッチ検ＡＴＲを所定枚数ごとに実施する場合は、その所定枚数を設定する。即ち、モード実行部７６は、パッチ検ＡＴＲを実行した後に、第１値ｔ１及び第２値ｔ２に基づいて算出された現像剤に作用するトルクｔ０を取得し、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度、即ち次にパッチ検ＡＴＲを実行するタイミングを設定する。
【００６２】
例えば、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より小さい場合は（図６のＬ１参照）、トナー帯電量の変化率が小さいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして実行頻度を低くする。即ち、モード実行部７６は、画像形成する画像の所定枚数の平均画像比率が所定の小比率側閾値より小さい場合において、現像剤に作用するトルクｔ０が小比率側第１差分値であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を小比率側第１頻度とする。この場合、モード実行部７６は、現像剤に作用するトルクｔ０が小比率側第１差分値より大きい小比率側第２差分値（小比率側差分値）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を小比率側第１頻度より高い小比率側第２頻度（小比率側頻度）とする。
【００６３】
また、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合も（図６のＬ４参照）、トナー帯電量の変化率が小さいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして実行頻度を低くする。
【００６４】
一方、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合は（図６のＬ３参照）、トナー帯電量の変化率が大きいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして実行頻度を高くする。即ち、モード実行部７６は、画像形成する画像の所定枚数の平均画像比率が所定の大比率側閾値より大きい場合において、現像剤に作用するトルクｔ０が大比率側第１差分値であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を大比率側第１頻度とする。この場合、モード実行部７６は、現像剤に作用するトルクｔ０が大比率側第１差分値より大きい大比率側第２差分値（大比率側差分値）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を大比率側第１頻度より高い大比率側第２頻度（大比率側頻度）とする。
【００６５】
また、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より小さい場合も（図６のＬ２参照）、トナー帯電量の変化率が大きいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして実行頻度を高くする。
【００６６】
このように、パッチ検ＡＴＲを適切なタイミングで実施することで、画像濃度を効果的に安定化させることができる。その後、制御部７０は、Ｎ＋１枚目の画像形成を開始する（ステップＳ１０）。
【００６７】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１によれば、現像容器２６に現像剤が収容されていない状態で現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果を第１値ｔ１とする。また、現像容器２６に現像剤が収容された状態で現像駆動モータ３７により各搬送スクリュ３３，３５を回転駆動した場合の駆動トルクセンサ４３の検知結果を第２値ｔ２とする。そして、モード実行部７６は、第１値ｔ１と第２値ｔ２とに基づいてパッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定するので、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するようにパッチ検ＡＴＲの実施頻度を適正化できる。
【００６８】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、モード実行部７６は、第１値ｔ１及び第２値ｔ２の差分値である現像剤に作用するトルクｔ０に基づいて、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定する。これにより、駆動トルクセンサ４３は、現像剤以外の負荷源のトルクを除いた現像剤自体のトルクを検知できるので、これに基づいてパッチ検ＡＴＲを実行する頻度を設定する。このため、トナー帯電量の変化量の大小に合わせて、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を高精度に適正化することができる。
【００６９】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より小さい場合は、以下のようにしている。即ち、平均画像比率が所定値より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より小さい場合は（図６のＬ１参照）、トナー帯電量の変化率が小さいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして実行頻度を低くする。また、平均画像比率が所定値より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合は（図６のＬ３参照）、トナー帯電量の変化率が大きいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして実行頻度を高くする。このため、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より小さい場合に、現像剤に作用するトルクｔ０の大小を考慮して、トナー帯電量の変化量の大小に合わせて、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を高精度に適正化することができる。
【００７０】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きい場合は、以下のようにしている。即ち、平均画像比率が所定値より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より小さい場合は（図６のＬ２参照）、トナー帯電量の変化率が大きいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして実行頻度を高くする。直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合は（図６のＬ４参照）、トナー帯電量の変化率が小さいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして実行頻度を低くする。このため、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きい場合に、現像剤に作用するトルクｔ０の大小を考慮して、トナー帯電量の変化量の大小に合わせて、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を高精度に適正化することができる。
【００７１】
尚、上述した本実施形態の画像形成装置１では、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きい場合及び小さい場合のいずれの場合も、現像剤に作用するトルクｔ０を算出してパッチ検ＡＴＲの実施頻度を設定しているが、これには限られない。例えば、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値より大きい場合及び小さい場合のいずれか一方のみの場合に、現像剤に作用するトルクｔ０を算出してパッチ検ＡＴＲの実施頻度を設定するようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態の画像形成装置１では、パッチ検ＡＴＲにおいて、中間転写ベルト１１に対向して設けられた画像濃度センサ５２が中間転写ベルト１１に形成されたパッチ画像を読み取る場合について説明したが、これには限られない。例えば、パッチ検ＡＴＲにおいて、感光ドラム１７に対向して設けられた画像濃度センサ５３（図２参照）が感光ドラム１７に形成されたパッチ画像を読み取るようにしてもよい。この場合、中間転写ベルト１１を使用する二次転写方式の画像形成装置には限られず、感光ドラム１７からシートＳに直接転写する方式の画像形成装置に適用してもよい。
【００７３】
また、本実施形態の画像形成装置１では、例えば、現像装置２１を製造する工場において、現像容器２６に現像剤を収容しない状態で、測定用装置１００を用いて、第１値ｔ１を測定する場合について説明したが、これには限られない。例えば、ユーザの画像形成装置の使用場所において、空の状態の現像装置２１に現像剤を収容可能である場合は、予め現像容器に現像剤を収容しない状態で第１値ｔ１を測定するようにしてもよい。
【００７４】
＜実施例＞
本実施形態の画像形成装置１を用いたパッチ検ＡＴＲの実行頻度の設定において、現像剤に作用するトルクｔ０を用いて実行頻度を設定した。ここでは、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値（例えば５０％）より大きい場合を画像比率８０％とし、平均画像比率が所定値より小さい場合を画像比率１％とした。また、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値（例えば０．５０ｋｇｆ・ｃｍ）より小さい場合を０．４５ｋｇｆ・ｃｍとし、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合を０．５５ｋｇｆ・ｃｍとした。そして、これらの画像比率及び現像剤に作用するトルクｔ０の大小の関係から、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を設定した。その結果を表１に示す。
【表１】
2019211709.tif 000003
【００７５】
表１に示すように、平均画像比率が所定値（５０％）より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値（０．５０ｋｇｆ・ｃｍ）より小さい場合は、トナー帯電量の変化率が小さい。このため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして、実行頻度を低くすることができた。これに対し、平均画像比率が所定値より小さく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合は、トナー帯電量の変化率が大きいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして、実行頻度を高くした。即ち、平均画像比率（１％）が所定の小比率側閾値（５０％）より小さい場合において、現像剤に作用するトルクｔ０が小比率側第１差分値（０．４５ｋｇｆ・ｃｍ）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を小比率側第１頻度（１５０枚に１回）とした。この場合、現像剤に作用するトルクｔ０が小比率側第１差分値より大きい小比率側第２差分値（０．５５ｋｇｆ・ｃｍ）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を小比率側第１頻度より高い小比率側第２頻度（１００枚に１回）とした。
【００７６】
また、表１に示すように、平均画像比率が所定値（５０％）より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値（０．５０ｋｇｆ・ｃｍ）より小さい場合は、トナー帯電量の変化率が大きい。このため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を少なくして、実行頻度を高くした。これに対し、平均画像比率が所定値より大きく、かつ、現像剤に作用するトルクｔ０が所定値より大きい場合は、トナー帯電量の変化率が小さいため、パッチ検ＡＴＲを実施する間隔の所定枚数を多くして、実行頻度を低くすることができた。即ち、平均画像比率（８０％）が所定の大比率側閾値（５０％）より大きい場合において、現像剤に作用するトルクｔ０が大比率側第１差分値（０．４５ｋｇｆ・ｃｍ）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を大比率側第１頻度（２０枚に１回）とした。この場合、現像剤に作用するトルクｔ０が大比率側第１差分値より大きい大比率側第２差分値（０．５５ｋｇｆ・ｃｍ）であるときに、パッチ検ＡＴＲを実行する頻度を大比率側第１頻度より低い大比率側第２頻度（３０枚に１回）とした。
【００７７】
＜比較例＞
本実施形態の画像形成装置１を用いたパッチ検ＡＴＲの実行頻度の設定において、現像剤に作用するトルクｔ０を用いずに実行頻度を設定した。ここでは、直前の所定枚数の平均画像比率が所定値（例えば５０％）より大きい場合を画像比率８０％とし、平均画像比率が所定値より小さい場合を画像比率１％とし、画像比率の大小の関係から、パッチ検ＡＴＲの実施頻度を設定した。その結果を表２に示す。
【表２】
2019211709.tif 000004
【００７８】
比較例では現像剤に作用するトルクｔ０を使用していないため、トルクｔ０の大小に関わらず、トナー濃度の安定性を維持するために一律でパッチ検ＡＴＲの実行頻度を高く設定する必要がある。ここでは、画像比率１％では１００枚に１回、画像比率８０％では２０枚に１回の頻度でパッチ検ＡＴＲを実施するものとした。このため、トルクｔ０の大小によっては必要以上にパッチ検ＡＴＲを実施してしまい、生産性が悪くなる虞がある。
【００７９】
従って、本実施例によれば、現像剤に作用するトルクｔ０が０．４５ｋｇｆ・ｃｍのときは、画像比率１％時のパッチ検ＡＴＲの実施枚数を１００枚から１５０枚に延ばすことができた。また、現像剤に作用するトルクｔ０が０．５５ｋｇｆ・ｃｍのときは、画像比率８０％時のパッチ検ＡＴＲの実施枚数を２０枚から３０枚に延ばすことができた。即ち、本実施形態の画像形成装置１によれば、トナー濃度の安定性と生産性とを両立するように検知モードの実施頻度を適正化できることが確認された。
【符号の説明】
【００８０】
１…画像形成装置、１１…中間転写ベルト（中間転写体）、１７…感光ドラム（像担持体）、２１…現像装置、２１ｍ…メモリタグ（記憶手段）、２６…現像容器、３１…現像スリーブ（現像剤担持体）、３３…第１搬送スクリュ（搬送部材）、３５…第２搬送スクリュ（搬送部材）、３７…現像駆動モータ（駆動源）、４３…駆動トルクセンサ（駆動トルク検知手段）、４９…操作部、５１…インダクタンスセンサ（トナー濃度検知手段）、５２…画像濃度センサ（画像濃度検知手段）、６０…補給手段、７５…補給制御部（補給制御手段）、７６…モード実行部（モード実行手段）、ｔ０…差分値、ｔ１…第１値、ｔ２…第２値。
【図１】
2019211709.tif 000005
【図２】
2019211709.tif 000006
【図３】
2019211709.tif 000007
【図４】
2019211709.tif 000008
【図５】
2019211709.tif 000009
【図６】
2019211709.tif 000010
【図７】
2019211709.tif 000011
【図８】
2019211709.tif 000012
【図９】
2019211709.tif 000013
【図１０】
2019211709.tif 000014