(57)【要約】【課題】ドラムユニットを交換しても、現像装置への現像剤の補給を適切に行える構成を提供する。【解決手段】ＣＰＵは、ＡＴＲ制御において、パッチセンサによりパッチを検出した検出値とパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦに基づいて現像装置への補給制御を行う。ＣＰＵは、ドラムユニットを交換する前に形成したパッチをパッチセンサにより検出したＬＳｉｇＤ（第１検出値）を記憶させる。次に、ドラムユニットを交換した後にパッチを形成し、このパッチをパッチセンサにより検出したＦＳｉｇＤ（第２検出値）と、上述のＬＳｉｇＤ（第１検出値）とに基づいてパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを更新する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能で、感光体を有する感光体ユニットと、
前記感光体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、
前記感光体からトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記感光体ユニットを交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記感光体ユニットを交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値と、前記記憶手段に記憶された前記第１検出値とに基づいて前記基準値を更新する、
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、前記第１検出値と前記第２検出値との差分を、前記感光体ユニットを交換する前の前記基準値から減じることで、前記感光体ユニットを交換した後の前記基準値とする、
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】
交換可能で、感光体を有する感光体ユニットと、
前記感光体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、
前記感光体からトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上に転写された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、
前記現像手段により前記静電潜像を現像する際に印加される現像電位と前記静電潜像の潜像電位との電位差を制御用電位差に設定して前記第１の制御用トナー像及び前記第２の制御用トナー像を形成し、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記感光体ユニットを交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記感光体ユニットを交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値が前記第１検出値と略同じとなるように、前記制御用電位差を更新する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１検出値と前記第２検出値との差分が小さくなるように前記制御用電位差を変更して、再度、前記第２の制御用トナー像を形成し、前記検出手段により前記第２検出値を検出する動作を、前記第２検出値が前記第１検出値と略同じとなるまで繰り返す、
ことを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体ユニットが交換時期に達した場合に前記感光体ユニットを交換することを選択可能な選択部を有し、
前記制御手段は、前記選択部により前記感光体ユニットを交換することが選択された場合に、前記第１検出値を検出するための前記第１の制御用トナー像を形成する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１検出値に基づいて、前記補給制御を実行しない、
ことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、定期的に前記第１の制御用トナー像を形成し、前記定期的に形成した前記第１の制御用トナー像のうち、前記感光体ユニットを交換する前に最後に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した検出値と、その時点での前記基準値との差分が所定値未満の場合に、前記最後に形成した前記第１の制御用トナー像の前記検出値を前記第１検出値とする、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像手段内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段を有し、
前記制御手段は、
検出手段により検出された検出値と前記基準値に基づいて前記現像手段内のトナー濃度のターゲット濃度を補正し、前記トナー濃度検出手段により検出されるトナー濃度が前記ターゲット濃度を維持するように前記補給手段に補給させ、
前記差分が前記所定値以上であっても、前記ターゲット濃度が所定の上限値又は下限値に達している場合には、前記最後に形成した前記第１の制御用トナー像の前記検出値を前記第１検出値とする、
ことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記差分が所定値以上であり、且つ、前記ターゲット濃度が所定の上限値又は下限値に達していない場合には、前記トナー濃度検出手段により検出されるトナー濃度と前記ターゲット濃度との濃度差分が所定濃度未満となるまで画像形成を継続し、前記濃度差分が前記所定濃度未満となった場合に、前記基準値を前記第１検出値とする、
ことを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、画像形成枚数が所定枚数よりも多くなった場合に、定期的に形成する前記制御用トナー像を形成する頻度を、画像形成枚数が前記所定枚数以下の場合よりも多くする、
ことを特徴とする、請求項７ないし９のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第１の制御用トナー像及び前記第２の制御用トナー像を形成する前に、前記現像手段を前記感光体の静電潜像を現像せずに駆動する空駆動を所定時間行う、
ことを特徴とする、請求項１ないし１０のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、
前記現像手段により現像されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上に担持された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、
前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記像担持体、又は、トナー像を形成するプロセスを行う構成のうち、前記像担持体よりも上流側の構成で前記現像手段以外の構成である交換部品を交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記交換部品を交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値と、前記記憶手段に記憶された前記第１検出値とに基づいて前記基準値を更新する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、
前記現像手段により現像されたトナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上に担持された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、
前記現像手段により前記静電潜像を現像する際に印加される現像電位と前記静電潜像の潜像電位との電位差を制御用電位差に設定して前記第１の制御用トナー像及び前記第２の制御用トナー像を形成し、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記像担持体、又は、トナー像を形成するプロセスを行う構成のうち、前記像担持体よりも上流側の構成で前記現像手段以外の構成である交換部品を交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記交換部品を交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値が前記第１検出値と略同じとなるように、前記制御用電位差を更新する、
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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置では、感光ドラムに形成された静電潜像を現像装置によりトナーを用いて現像する。この際、現像装置内のトナーが消費されるため、補給装置により現像剤を現像装置に補給し、現像装置内のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合、Ｔ／Ｄ比）を一定に保つようにしている。
【０００３】
また、これに加えて、制御用トナー像（パッチ）を形成し、パッチの濃度に応じて補給装置の補給量を制御するＡＴＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｏｎｅｒ  Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈｍｅｎｔ）制御を行う構成が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＡＴＲ制御で形成されるパッチの濃度は、基本的に、現像手段としての現像装置内の現像剤の状態によって変化する。このため、パッチの濃度に応じて補給装置の補給量を制御することで、安定した現像特性を維持できる。但し、現像剤の状態ではない別の要因、具体的には交換部品の交換前後でパッチの濃度が変化した場合、このパッチの濃度に基づいて補給装置の補給量を制御すると、現像特性が不安定になる虞がある。
【０００６】
例えば、感光ドラムを有するドラムユニット（感光体ユニット）と、現像装置とが別々に交換可能な構成で、ドラムユニットを先に交換した場合、ドラムユニットの個体差によって、パッチの濃度が変化する場合がある。即ち、感光ドラムの外径のばらつき、感光ドラムと現像装置の現像スリーブとの距離のばらつき、感光層のばらつきなどによって、現像装置内の現像剤の状態が変化していなくても、交換前後でパッチの濃度が変化してしまう場合がある。そして、このようにドラムユニットの個体差によって変化したパッチの濃度に基づいて補給量を制御した場合、現像装置内のＴ／Ｄ比が意図しない状態に調整され、画像不良などが生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、感光体ユニットなどの交換部品を交換しても、現像手段への現像剤の補給を適切に行える構成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】
【０００８】
本発明は、交換可能で、感光体を有する感光体ユニットと、前記感光体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記感光体からトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上に転写された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記感光体ユニットを交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記感光体ユニットを交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値と、前記記憶手段に記憶された前記第１検出値とに基づいて前記基準値を更新することを特徴とする画像形成装置にある。
【０００９】
また、本発明は、交換可能で、感光体を有する感光体ユニットと、前記感光体上に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記感光体からトナー像が転写される中間転写体と、前記中間転写体上に転写された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、前記現像手段により前記静電潜像を現像する際に印加される現像電位と前記静電潜像の潜像電位との電位差を制御用電位差に設定して前記第１の制御用トナー像及び前記第２の制御用トナー像を形成し、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記感光体ユニットを交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記感光体ユニットを交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値が前記第１検出値と略同じとなるように、前記制御用電位差を更新することを特徴とする画像形成装置にある。
【００１０】
また、本発明は、静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上に担持された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記像担持体、又は、トナー像を形成するプロセスを行う構成のうち、前記像担持体よりも上流側の構成で前記現像手段以外の構成である交換部品を交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記交換部品を交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値と、前記記憶手段に記憶された前記第１検出値とに基づいて前記基準値を更新することを特徴とする画像形成装置にある。
【００１１】
また、本発明は、静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記現像手段に現像剤を補給する補給手段と、前記現像手段により現像されたトナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上に担持された第１の制御用トナー像及び第２の制御用トナー像の濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された検出値を記憶する記憶手段と、前記現像手段により前記静電潜像を現像する際に印加される現像電位と前記静電潜像の潜像電位との電位差を制御用電位差に設定して前記第１の制御用トナー像及び前記第２の制御用トナー像を形成し、前記検出手段により検出された検出値と基準値に基づいて前記補給手段から前記現像手段に補給される現像剤の量を補給制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記像担持体、又は、トナー像を形成するプロセスを行う構成のうち、前記像担持体よりも上流側の構成で前記現像手段以外の構成である交換部品を交換する前に形成した前記第１の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第１検出値を前記記憶手段に記憶させ、前記交換部品を交換した後に前記第２の制御用トナー像を形成し、前記第２の制御用トナー像を前記検出手段により検出した第２検出値が前記第１検出値と略同じとなるように、前記制御用電位差を更新することを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、感光体ユニットなどの交換部品を交換しても、現像手段への現像剤の補給を適切に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成縦断面図。
【図４】第１の実施形態に係るドラムユニットの概略構成断面図。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。
【図６】第１の実施形態に係るＴ／Ｄ比ターゲット値の補正制御のフローチャート。
【図７】第１の実施形態に係るドラムユニット交換時のフローチャート。
【図８】第１の実施形態に係るドラムユニット交換直前のパッチ濃度ＬＳｉｇＤの検出を行う制御のフローチャート。
【図９】第１の実施形態に係るドラムユニット交換の際のパッチ基準値の更新制御のフローチャート。
【図１０】第１の実施形態に係るドラムユニット交換直後のパッチ濃度ＦＳｉｇＤの検出を行う制御のフローチャート。
【図１１】第２の実施形態に係るドラムユニット交換の際のパッチＶｃｏｎｔの更新制御のフローチャート。
【図１２】実施例１、２と比較例における、（ａ）画像形成枚数に対するパッチ濃度ＳｉｇＤの推移を示すグラフ、（ｂ）画像形成枚数に対するＴ／Ｄ比の推移を示すグラフ。
【図１３】第３の実施形態に係るドラムユニット交換の際のパッチ基準値の更新制御のフローチャート。
【図１４】第３の実施形態の制御を説明するために、画像形成枚数に対するパッチ濃度ＳｉｇＤ（上段）とＴ／Ｄ比（下段）の推移を示すグラフ。
【図１５】第４の実施形態に係るドラムユニット交換前後のパッチ濃度ＳｉｇＤ（ＬＳｉｇＤ、ＦＳｉｇＤ）の検出を行う制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１５】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられ４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。本実施形態では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを後述する中間転写ベルト１０７の回転方向に沿って配置したタンデム型としている。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａに接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材Ｓに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１６】
このような画像形成プロセスの概略を説明すると、まず、各画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ、感光ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ上に各色のトナー像を形成する。このように形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト１０７上へ転写され、続いて中間転写ベルト１０７から記録材Ｓ上に転写される。トナー像が転写された記録材は、定着装置１０８に搬送されて、トナー像が記録材に定着される。以下、詳しく説明する。
【００１７】
なお、画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。したがって、以下、代表して画像形成部ＰＹについて説明し、他の画像形成部の構成は、画像形成部ＰＹにおける構成に付した符号の添え字「Ｙ」をそれぞれＭ、Ｃ、Ｋに置き換えて示し、説明を省略する。
【００１８】
画像形成部ＰＹには、像担持体としての円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１０１Ｙが配設されている。感光ドラム１０１Ｙは、図中矢印ａ方向に回転駆動される。感光ドラム１０１Ｙの周囲には帯電ローラ１０２Ｙ（帯電装置）、現像手段としての現像装置１０４Ｙ、一次転写ローラ１０５Ｙ、クリーニング装置１０６Ｙが配置されている。感光ドラム１０１Ｙの図中下方には露光装置（レーザースキャナ）１０３Ｙが配置されている。
【００１９】
また、感光ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋと対向して中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写体としての中間転写ベルト１０７は、複数の張架ローラにより張架され、駆動ローラを兼ねる張架ローラの駆動により図中矢印方向に周回移動する。複数の張架ローラのうちの二次転写内ローラ１０７ａと中間転写ベルト１０７を挟んで対向する位置には、二次転写部材としての二次転写外ローラ１０７ｂが配置されている。そして、中間転写ベルト１０７上のトナー像を記録材Ｓに転写する二次転写部Ｔ２を構成している。
【００２０】
二次転写部Ｔ２の記録材搬送方向下流には定着装置１０８が配置される。また、画像形成部ＰＫの中間転写ベルト１０７の回転方向下流側で、二次転写部Ｔ２の上流側の中間転写ベルト１０７の外周面に対向する位置には、検出手段としてのパッチセンサ１０９が配置されている。また、パッチセンサ１０９は、二次転写前ローラ１０７ｃにより張架された中間転写ベルト１０７の外周面に対向する。
【００２１】
上述のように構成される画像形成装置１００により画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１０１Ｙの表面が帯電ローラ１０２Ｙによって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１０１Ｙは、露光装置１０３Ｙから発せられる画像信号に対応したレーザ光により露光される。これにより、感光ドラム１０１Ｙ上（感光体上）に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１０１Ｙ上の静電潜像は、現像装置１０４Ｙ内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像（トナー像）となる。
【００２２】
感光ドラム１０１Ｙ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１０７を挟んで配置される一次転写ローラ１０５Ｙとの間で構成される一次転写部Ｔ１Ｙにて、中間転写ベルト１０７に一次転写され、中間転写ベルト１０７上（像担持体上）に担持される。一次転写後に感光ドラム１０１Ｙ表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置１０６Ｙによって除去される。
【００２３】
このような動作をマゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部でも順次行い、中間転写ベルト１０７上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて記録材収納カセット（図示せず）に収容された記録材Ｓが、レジストレーションローラ対１１１により二次転写部Ｔ２に搬送され、中間転写ベルト１０７上の４色のトナー像が、記録材Ｓ上に一括で二次転写される。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト１０７に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ１１０により除去される。
【００２４】
次いで、記録材Ｓは定着装置１０８に搬送される。そして、この定着装置１０８によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｓ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材Ｓに定着される。その後、記録材Ｓは機外に排出される。これにより、一連の画像形成プロセスが終了する。なお、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。
【００２５】
［現像装置］
次に、現像手段としての現像装置１０４Ｙについて、図２及び図３を用いて詳しく説明する。本実施形態では、現像装置１０４Ｙ及び後述する補給装置２２０は、他の色(Ｍ、Ｃ、Ｋ)の画像形成部において同じである。図２の現像装置１０４Ｙは図１の感光ドラム１０１の軸線方向に直交する横断面図である。図３の現像装置１０４Ｙは図１の感光ドラム１０１の軸線方向に沿った縦断面図である。なお、図３の右側が、画像形成装置１００の手前側、即ち、操作者が操作する側で、左側が奥側である。
【００２６】
現像装置１０４Ｙは、画像形成装置１００の装置本体１００Ａ（図１）から取り外し、及び、装置本体１００Ａへの装着が自在（即ち、着脱自在）であり、装着状態では、図１に示したように、感光ドラム１０１Ｙの近傍に配置される。本実施形態では、現像装置１０４Ｙは、感光ドラム１０１Ｙを含む後述するドラムユニット１２０（図４）とは別に着脱自在な現像ユニットとしている。
【００２７】
また、現像装置１０４は、非磁性のトナー粒子（トナー）と磁性を有するキャリア粒子（キャリア）とを主成分として含む二成分現像剤（以下、現像剤）を収容する現像容器２００を有する。現像容器２００は、感光ドラム１０１Ｙに対向した現像領域の部分が開口している。現像剤担持体としての現像スリーブ２０１は、この開口部に一部露出するようにして回転可能に設置されている。現像スリーブ２０１の内部には、磁界発生手段としてのマグネットロール２０２が非回転に配置されている。
【００２８】
現像スリーブ２０１は、ＳＵＳ、アルミニウムなどの非磁性材料で形成され、現像動作時には図２の矢印ｂ方向に回転し、現像容器２００内の二成分現像剤を層状に保持して現像領域に搬送する。そして、現像領域で感光ドラム１０１Ｙに現像剤を供給して、感光ドラム１０１Ｙ上に形成されている静電潜像を現像する。潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ２０１の回転にしたがって現像容器２００内に回収される。
【００２９】
本実施形態では、現像スリーブ２０１の直径は２０［ｍｍ］としている。また、現像スリーブ２０１の表面はマグネットロール２０２の外周に沿って５００［ｒｐｍ］の速度で回転するようになっている。また、現像剤規制手段である規制ブレード２０３が、現像スリーブ２０１と、例えば、３５０［μｍ］の間隔を空けて最近接点が位置するように配置されている。
【００３０】
現像容器２００内には、現像剤を収納可能な攪拌室２０６（第１室）と現像室２０７（第２室）とを有し、攪拌室２０６と現像室２０７とで現像剤を循環させる循環路を形成している。即ち、現像容器２００の内部は、隔壁２０９によって攪拌室２０６と現像室２０７に分割されて、攪拌室２０６と現像室２０７は、現像容器２００の長手方向両端部（図３中の左端及び右端）の連通部２０８ａ、２０８ｂにおいて連通している。攪拌室２０６の現像剤搬送方向上流端部（図３の左端部）には、補給手段としての補給装置２２０からトナー（現像剤）を補給するための補給口２１０が設けられている。
【００３１】
また、攪拌室２０６及び現像室２０７内には、それぞれ、現像剤を搬送する搬送部材としての第１搬送スクリュー２０４、第２搬送スクリュー２０５が設けられている。具体的には、第１搬送スクリュー２０４は攪拌室２０６内に、第２搬送スクリュー２０５は現像室２０７内にそれぞれ配設されている。第１、第２搬送スクリュー２０４、２０５は、回転軸２０４ａ、２０５ａ上に螺旋状の羽根２０４ｂ、２０５ｂを設けたスクリューである。現像スリーブ２０１、第１、第２搬送スクリュー２０４、２０５は相互に平行に、且つ、感光ドラム１０１Ｙの軸線方向と平行に配設されている。本実施形態では、第１、第２搬送スクリュー２０４、２０５は、いずれも５５０［ｒｐｍ］の速度で回転する。また、羽根２０４ｂ、２０５ｂは２０［ｍｍ］の周期で回転軸２０４ａ、２０５ａを中心に螺旋構造をなし、その外周直径は１７［ｍｍ］である。
【００３２】
これら第１、第２搬送スクリュー２０４、２０５及び現像スリーブ２０１は、駆動手段としてのモータの回転によって同じ方向に回転駆動される。この回転により、攪拌室２０６内の現像剤は、第１搬送スクリュー２０４によって攪拌されながら図３中右方に移動して、連通部２０８ｂを介して現像室２０７内へと移動する。また、現像室２０７内の現像剤は第２搬送スクリュー２０５によって攪拌されながら図３中左方に移動して、連通部２０８ａを介して攪拌室２０６内に移動する。つまり、現像剤は、第１、第２搬送スクリュー２０４、２０５の２本のスクリューによって攪拌されながら現像容器２００内を循環して搬送される。
【００３３】
現像剤中のトナーは、上述のような攪拌搬送によって電荷が付与される。本実施形態では、トナーの補給は、攪拌室２０６内での現像剤搬送方向上流端部側の上部に設けられた補給口２１０から行われる。補給口２１０から補給された現像剤（トナー）は、現像容器内で第１搬送スクリュー２０４により搬送される。即ち、第１搬送スクリュー２０４は、補給口２１０と対向する位置まで延設されて、補給口２１０から補給されたトナーを現像容器２００内に搬送する。また、攪拌室２０６内に現像剤のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量に対するトナーの重量の割合、Ｔ／Ｄ比）を検出するためのトナー濃度検出手段として透磁率センサ２１１が取り付けられている。
【００３４】
上述のように搬送される現像剤の一部は、マグネットロール２０２の磁力によって現像室２０７から現像スリーブ２０１に供給され、以後、現像スリーブ２０１の表面上を搬送される。現像スリーブ２０１は図２の矢印ｂ方向に回転し、規制ブレード２０３によって表面に層状に塗布され、現像剤を感光ドラム１０１Ｙに対向する現像部に搬送する。現像部にて、現像スリーブ２０１上の現像剤はマグネットロール２０２の磁気力により穂立ちして、感光ドラム１０１Ｙの表面に接触する磁気ブラシを形成する。こうして現像部に搬送された現像剤（二成分現像剤）から、感光ドラム１０１Ｙ上の静電潜像にトナーが供給される。これにより、静電潜像の画像部にトナーが選択的に付着し、静電潜像はトナー像として現像される。現像部を通過後も現像されなかったトナーは、磁気的な斥力を受けて現像スリーブ２０１から剥離されて現像室２０７に戻り、再び循環する。
【００３５】
更に説明すると、感光ドラム１０１Ｙ上の静電潜像が現像部に達するときに、直流成分に交流成分が重畳された現像バイアスが現像スリーブ２０１に印加される。このとき、現像スリーブ２０１は図２の矢印ｂ方向に回転し、上述の現像バイアスによって現像剤中のトナーが感光ドラム１０１Ｙの表面の静電潜像に応じて感光ドラム１０１Ｙ上に転移する。本実施形態では、現像バイアスの交流成分は矩形波であり、周波数は７［ｋＨｚ］、ピークトゥピーク電圧は１．３［ｋＶ］である。
【００３６】
上述のような現像動作によって二成分現像剤中のトナーが消費されるため、現像容器２００内の現像剤のトナー濃度が徐々に減少する。そのため、補給装置２２０から現像容器２００にトナーを補給するようにしている。なお、本実施形態では、補給装置２２０からトナーを補給するが、トナーとキャリアとを含む現像剤を補給するようにしても良い。
【００３７】
補給手段としての補給装置２２０は、現像容器２００の重力方向上方に配置され、現像装置１０４Ｙに補給すべきトナー（補給トナー）が充填されるホッパーを有する。本実施形態においては、制御手段としての制御部３００（図１、５参照）が、現像容器２００の内部に設けられた透磁率を検出する透磁率センサ２１１によって現像剤の平均透磁率を検出する。制御部３００は、その値から現像剤に占めるトナーの重量比率、即ち、Ｔ／Ｄ比（トナー濃度）を算出する。そして、その値が後述するＡＴＲ制御により定められたＴ／Ｄ比ターゲット値（ターゲット濃度）を維持するように、補給装置２２０を駆動して補給トナーの補給を行う。
【００３８】
本実施形態では、Ｔ／Ｄ比ターゲット値の初期値は８％としている。また、補給トナーの補給は、ホッパー内部に設けられたスクリューを回転させることによってホッパー内の補給トナーを補給口２１０まで移送することによって行われる。補給口２１０から補給された補給トナーは、第１搬送スクリュー２０４によって、現像容器２００内を循環している他の現像剤と共に撹拌されながら搬送される。
【００３９】
［現像剤］
次に、本実施形態で用いる非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。また、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５［μｍ］以上、８［μｍ］以下が好ましい。後述する実験では体積平均粒径が７．０［μｍ］のトナーを使用した。
【００４０】
また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。また、キャリアは、体積平均粒径が２０〜５０［μｍ］、好ましくは３０〜４０［μｍ］であり、抵抗率が１．０Ｅ＋７［Ω・ｃｍ］以上、好ましくは１．０Ｅ＋８［Ω・ｃｍ］以上である。後述する実験では、体積平均粒径が４０［μｍ］、抵抗率が５．０Ｅ＋７［Ω・ｃｍ］、磁化量が２６０［ｅｍｕ／ｃｃ］のキャリアを使用した。
【００４１】
［ドラムユニット］
次に、感光体ユニットとしてのドラムユニット１２０について、図４を用いて説明する。ドラムユニット１２０は、感光体としての感光ドラム１０１Ｙ、帯電ローラ１０２Ｙ、クリーニング装置１０６Ｙを備え、これらを一体として交換可能なユニットである。このようなドラムユニット１２０は、現像装置１０４Ｙとは別に、装置本体１００Ａ（図１）に対して着脱自在である。即ち、現像装置１０４Ｙとドラムユニット１２０の寿命は必ずしも一致しないため、それぞれ個別に交換できるようにしている。なお、本実施形態では、ドラムユニット１２０は、感光ドラム１０１Ｙ、帯電ローラ１０２Ｙ、クリーニング装置１０６Ｙを備えているが、例えば、感光ドラム１０１Ｙだけでも良い。また、感光ドラム１０１Ｙを備えていれば、帯電ローラ１０２Ｙ、クリーニング装置１０６Ｙのいずれか、又は、他の構成を備えていても良い。また、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫにおいても、同様に、現像装置とドラムユニットが別々に交換できるようになっている。
【００４２】
［制御部］
制御手段としての制御部３００は、画像形成装置１００全体の制御を行う。このような制御部３００は、図５に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０３を有している。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭ３０３には、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵ３０１は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭ３０３に収納されたデータを参照して制御を行う。
【００４３】
また、制御部３００は、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（不揮発性メモリ）３０４を有している。ＥＥＰＲＯＭ３０４は、後述するように、パッチセンサ１０９から検出されたパッチ濃度ＳｉｇＤやＡＴＲパッチを形成するためのコントラストであるパッチＶｃｏｎｔ等の値を、各個別のアドレスに記憶する。ＣＰＵ３００は、操作表示部３１０からの入力や透磁率センサ２１１やパッチセンサ１０９の検出値をＲＯＭ３０２に記憶されたプログラムを元に処理することで、画像形成部ＰＹ（ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）や補給装置２２０、操作表示部３１０の動作を制御する。
【００４４】
［ＡＴＲ制御］
次に、制御部３００のＣＰＵ３０１が実行するＡＴＲ制御について説明する。なお、以下でも、画像形成部ＰＹについて説明するが、画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫでも同様である。ＣＰＵ３０１は、画像形成部ＰＹを制御し、所定のパッチＶｃｏｎｔに設定して制御用トナー像としてのパッチを形成する。制御用電位差としての所定のパッチＶｃｏｎｔは、現像装置１０４Ｙにより静電潜像を現像する際に印加される現像電位（現像バイアスの直流成分）と静電潜像の潜像電位との電位差である。本実施形態では、ＣＰＵ３０１は、パッチを形成する場合に現像電位を一定として、所定のパッチＶｃｏｎｔとなるように感光ドラム１０１Ｙ上に静電潜像を形成し、これを現像装置１０４Ｙにより現像している。そして、感光ドラム１０１Ｙ上に形成されたパッチを中間転写ベルト１０７上に転写し、転写されたパッチをパッチセンサ１０９で検出する。
【００４５】
ここで、パッチセンサ１０９は、例えば、発光部および受光部を有する光学センサであり、中間転写ベルト１０７上（中間転写体上、像担持体上）に転写されたパッチの濃度を検出する。即ち、ＣＰＵ３０１は、予めＲＯＭ３０２に記憶された変換テーブルを用いて、パッチセンサ１０９からの出力である輝度値を濃度値に変換する。そして、最初に検出されたパッチ濃度ＳｉｇＤをその現像装置１０４Ｙの基準濃度値（パッチ基準値）ＳｉｇＤＲＥＦとしてＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶する。基準濃度値であるＳｉｇＤＲＥＦの設定処理は、画像形成装置１００の設置時や、新品の現像装置１０４Ｙに交換した際に実行される。以降、現像装置１０４Ｙが交換されるまで、或いは、後述するようにドラムユニット１２０が交換されるまでは、このＳｉｇＤＲＥＦを基準値としてＡＴＲ制御を実行する。
【００４６】
また、本実施形態では、パッチはベタ濃度よりも薄い中間調（ＨＴ＝ハーフトーン）濃度となるようにパッチＶｃｏｎｔを設定している。これは、現像剤の状態変化やＴ／Ｄ比の変化に感度の高い濃度域だからである。
【００４７】
ＣＰＵ３０１は、このようなＡＴＲ制御において、パッチセンサ１０９により検出された検出値と、上述のＳｉｇＤＲＥＦ（基準値）に基づいて、補給装置２２０から現像装置１０４Ｙに補給される現像剤（補給トナー）の量を補給制御する。具体的には、検出値とＳｉｇＤＲＥＦに基づいて、現像装置１０４ＹのＴ／Ｄ比ターゲット値を補正することで、補給装置２２０による補給を制御する。上述したように、補給装置２２０は、透磁率センサ２１１により検出したＴ／Ｄ比に基づいて、このＴ／Ｄ比がＴ／Ｄ比ターゲット値を維持するように、補給トナーの量を制御する。したがって、このＴ／Ｄ比ターゲット値を補正することで、補給装置２２０から補給される補給トナーの量を制御することができる。
【００４８】
このようなＴ／Ｄ比ターゲット値の補正制御について、図６を用いて説明する。Ｔ／Ｄ比ターゲット値は、現像装置１０４Ｙにおけるトナーとキャリアの割合（Ｔ／Ｄ比）の目標値であり、所定の画像形成枚数間隔ごとに形成されるパッチ濃度の結果により、更新される値である。
【００４９】
ＣＰＵ３０１は、画像形成部ＰＹを制御してパッチを中間転写ベルト１０７上に形成する（Ｓ１０１）。次いで、ＣＰＵ３０１は、パッチセンサ１０９を用いてパッチの濃度（ＳｉｇＤ、検出値）を検出し（Ｓ１０２）、ＳｉｇＤの値をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶する（Ｓ１０３）。ＣＰＵ３０１は、検出されたＳｉｇＤ（検出値）をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されているＳｉｇＤＲＥＦ（基準値）と比較する（Ｓ１０４）。
【００５０】
得られたパッチ濃度ＳｉｇＤがＳｉｇＤＲＥＦよりも高かった場合、現像装置１０４Ｙ内（現像手段内）のトナー帯電量が下がったために所定のパッチＶｃｏｎｔに対して現像するトナー量が増加したと考えられる。よって、ＣＰＵ３０１は、現像装置１０４Ｙ内のＴ／Ｄ比を下げてトナー帯電量を上げるようにすべく、Ｔ／Ｄ比ターゲット値を下げるように補正する（Ｓ１０５）。
【００５１】
一方、得られたパッチ濃度ＳｉｇＤがＳｉｇＤＲＥＦよりも低かった場合、現像装置１０４Ｙ内のトナー帯電量が上がったために所定のパッチＶｃｏｎｔに対して現像するトナー量が減少したと考えられる。よって、ＣＰＵ３０１は、Ｔ／Ｄ比を上げてトナー帯電量を下げるようにすべく、Ｔ／Ｄ比ターゲット値を上げるように補正する（Ｓ１０６）。
【００５２】
ＣＰＵ３０１は、補正されたＴ／Ｄ比ターゲット値に応じて補給装置２２０を制御して、現像装置１０４Ｙ内のＴ／Ｄ比がＴ／Ｄ比ターゲット値に近付くようにトナーの補給量を調整する。これにより、安定した現像特性が得られる。
【００５３】
［パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦの更新制御］
次に、ドラムユニット１２０が交換されることで行う、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦの更新制御について説明する。まず、ドラムユニット１２０を交換した場合、現像装置１０４Ｙ内の現像剤の状態とは別の要因でパッチ濃度が変化する場合がある。即ち、感光ドラム１０１Ｙの外径のばらつき、感光ドラム１０１Ｙと現像装置１０４Ｙの現像スリーブ２０１との距離のばらつき、感光層のばらつきなどは、パッチＶｃｏｎｔが同じであったとしても、形成されるトナー像の濃度に影響を与える。このため、現像装置１０４Ｙが交換されず、且つ、現像装置１０４Ｙ内の現像剤の状態が変化していなくても、ドラムユニット１２０の交換前後でパッチの濃度が変化してしまう場合がある。
【００５４】
このような場合に、上述のようにＴ／Ｄ比ターゲット値を補正した場合、現像装置１０４Ｙ内のＴ／Ｄ比が意図しない状態に調整される虞がある。Ｔ／Ｄ比が高過ぎる場合は、例えば、感光ドラム１０１Ｙの表面の非画像部にトナーが付着するカブリが生じたり、現像装置１０４Ｙからトナーが飛散し易くなる。一方、Ｔ／Ｄ比が低過ぎる場合は、画像濃度の低下や感光ドラム１０１Ｙ上へのキャリア付着が生じ易くなる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ドラムユニット１２０の交換前後でパッチ濃度を検出し、それぞれの検出値に基づいてパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを更新するようにしている。即ち、ドラムユニット１２０を交換する前に形成した第１の制御用トナー像としてのパッチをパッチセンサ１０９により検出する。そして、ＣＰＵ３０１は、検出したパッチ濃度（第１検出値）をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶させる。次に、ドラムユニット１２０を交換した後に第２の制御用トナー像としてのパッチを形成し、このパッチをパッチセンサ１０９により検出する。そして、ＣＰＵ３０１は、検出したパッチ濃度（第２検出値）と、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されたパッチ濃度（第１検出値）とに基づいて、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを更新する。以下、このような制御について、図７ないし図１０を用いて具体的に説明する。
【００５６】
まず、ＣＰＵ３０１は、感光ドラム１０１Ｙが交換時期に到達したら、選択部としての操作表示部３１０に感光ドラム１０１Ｙ（即ち、ドラムユニット１２０）を交換する旨、例えば、「ドラム交換」を表示する。操作者は、操作表示部３１０により「ドラム交換」を選択可能である。そして、図７に示すように、操作者が寿命に到達した感光ドラム１０１Ｙを交換するため、操作表示部３１０から「ドラム交換」を選択する（Ｓ２０１）。すると、ＣＰＵ３０１は、ドラムユニット交換の前準備として、交換部品であるドラムユニット１２０の最後のＡＴＲ制御におけるパッチ濃度であるＬＳｉｇＤ（第１検出値）を検出する（Ｓ２０２）。即ち、本実施形態では、ドラムユニット１２０を交換する直前に、第１の制御用トナー像としてのパッチを形成し、ＬＳｉｇＤ（第１検出値）を検出している。ドラムユニット１２０を交換する直前とは、操作者が操作表示部３１０から「ドラム交換」を選択してからドラムユニット１２０を交換する前である。ＬＳｉｇＤ（第１検出値）の検出の詳しい説明は後述する。
【００５７】
ＬＳｉｇＤを検出したら、ＣＰＵ３０１は、操作者にドラムユニット１２０の交換作業を促すように操作表示部３１０に表示する（Ｓ２０３）。そして、ＣＰＵ３０１は、新しいドラムユニット１２０が装着されたか否かを判断する（Ｓ２０４）。装着されたドラムユニット１２０が新しいか否かは、例えば、ドラムユニット１２０に新品か否かを記憶したメモリなどを設け、装置本体側でこれを読み取ることで判断する。
【００５８】
Ｓ２０４で、新しいドラムユニット１２０が装着された場合、即ち、ドラムユニット１２０の交換が行われた場合は、パッチ基準値の更新制御を実行する（Ｓ２０５）。この点の詳しい説明は後述する。一方、Ｓ２０４で、新しいドラムユニット１２０が装着されなかった場合、即ち、ドラムユニット１２０の交換が行われなかった場合は、ＣＰＵ３０１は、操作者の交換作業継続の意思を確認する（Ｓ２０６）。例えば、ＣＰＵ３０１は、操作表示部３１０に交換作業を継続するかどうかの旨の表示を行う。交換作業継続が選択された場合は、Ｓ２０３に戻り、再度、ドラムユニット交換作業を促す。一方、終了が選択された場合は、ＬＳｉｇＤの値をクリアして終了する。
【００５９】
ここで、図７のＳ２０２のＬＳｉｇＤの検出について、図８を用いて説明する。ＬＳｉｇＤを検出する制御では、図６で説明した通常のＡＴＲ制御と異なり、得られたパッチ濃度に基づいてＴ／Ｄ比ターゲット値を補正しない、即ち、ＬＳｉｇＤに基づいて、補給装置２２０による補給制御は行わない。
【００６０】
具体的には、ＣＰＵ３０１は、ドラムユニット１２０を交換する直前に、画像形成部ＰＹを制御して第１の制御用トナー像としてのパッチを中間転写ベルト１０７上に形成する（Ｓ３０１）。次いで、ＣＰＵ３０１は、パッチセンサ１０９を用いてパッチの濃度（ＬＳｉｇＤ、第１検出値）を検出し（Ｓ３０２）、ＬＳｉｇＤの値をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶して（Ｓ３０３）、処理を終了する。
【００６１】
このようにＬＳｉｇＤに基づいてＴ／Ｄ比ターゲット値の補正を行わない理由は、以下の通りである。即ち、Ｔ／Ｄ比ターゲット値を補正すると、後述するＦＳｉｇＤの値がＬＳｉｇＤと異なっていた場合、それがドラムユニットの個体差によるものかＴ／Ｄ比ターゲット値の補正の結果によるものなのか、切り分けが困難になってしまうためである。本実施形態では、ドラムユニット１２０の個体差によって生じるパッチ濃度差の分を、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦにフィードバックをかけることで、安定した現像特性を維持するようにしている。
【００６２】
次に、図７のＳ２０５のパッチ基準値の更新の詳細について、図９及び図１０を用いて説明する。図７のＳ２０４でドラムユニット１２０が交換されたことが確認された後、ドラムユニット交換後最初のパッチ（第２の制御用トナー像）の濃度であるＦＳｉｇＤ（第２検出値）の検出を行う（Ｓ４０１）。即ち、本実施形態では、ドラムユニット１２０を交換した直後に、第２の制御用トナー像としてのパッチを形成し、ＦＳｉｇＤ（第２検出値）を検出している。ドラムユニット１２０を交換した直後とは、例えば、帯電電位の設定や立ち上げなどを行った後で、プリント信号の入力に基づいて画像形成を行う前である。ここでもＬＳｉｇＤと同様にＦＳｉｇＤに関してＴ／Ｄ比ターゲット値の補正はまだ行わない。この点の詳しい説明は後述する。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ３０１は、事前に検出しているＬＳｉｇＤとＦＳｉｇＤの差分であるΔＬＦＳｉｇＤを算出する（Ｓ４０２）。即ち、ＣＰＵ３０１は、ドラムユニット１２０の交換前に検出され、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶された第１検出値としてのＬＳｉｇＤと、ドラムユニット１２０の交換後に検出された第２検出値としてのＦＳｉｇＤと差分を算出する。
【００６４】
ここで、ＬＳｉｇＤを検出してからＦＳｉｇＤを検出するまでに現像特性が変化する要因はほぼ無いと考えられる。即ち、ＬＳｉｇＤを検出した後、ドラムユニット１２０が交換され、ＦＳｉｇＤが検出されれば、その間に、例えば、大きく環境が変わることはないと考えられる。このため、このΔＬＦＳｉｇＤがドラムユニット１２０の個体差によって生じるパッチ濃度差に相当する。
【００６５】
そこで、ＣＰＵ３０１は、これまでのパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（Ｏｌｄ）にΔＬＦＳｉｇＤの濃度差分を減じたものを、新たなパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）としてＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶する（Ｓ４０３）。即ち、差分ΔＬＦＳｉｇＤを、ドラムユニット１２０を交換する前のパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（Ｏｌｄ）から減じることで、ドラムユニット１２０を交換した後のパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）とする。これにより、パッチ基準値が更新される。
【００６６】
そして、図６の場合と同様に、新たに記憶されたＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）に対してＦＳｉｇＤが高い場合や低い場合は（Ｓ４０４）、Ｔ／Ｄ比ターゲット値の補正を実行する。即ち、得られたパッチ濃度ＦＳｉｇＤがＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）よりも高かった場合、ＣＰＵ３０１は、Ｔ／Ｄ比ターゲット値を下げるように補正する（Ｓ４０５）。一方、得られたパッチ濃度ＦＳｉｇＤがＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）よりも低かった場合、ＣＰＵ３０１は、Ｔ／Ｄ比ターゲット値を上げるように補正する（Ｓ４０６）。
【００６７】
ここで、図９のＳ４０１のＦＳｉｇＤの検出について、図１０を用いて説明する。ＦＳｉｇＤを検出する制御でも、図６で説明した通常のＡＴＲ制御と異なり、得られたパッチ濃度に基づいてＴ／Ｄ比ターゲット値を補正しない、即ち、ＦＳｉｇＤに基づいて、補給装置２２０による補給制御は行わない。
【００６８】
具体的には、ＣＰＵ３０１は、ドラムユニット１２０を交換した直後に、画像形成部ＰＹを制御して第２の制御用トナー像としてのパッチを中間転写ベルト１０７上に形成する（Ｓ５０１）。次いで、ＣＰＵ３０１は、パッチセンサ１０９を用いてパッチの濃度（ＦＳｉｇＤ、第２検出値）を検出し（Ｓ５０２）、ＦＳｉｇＤの値をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶して（Ｓ５０３）、処理を終了する。
【００６９】
このようにＦＳｉｇＤに基づいてＴ／Ｄ比ターゲット値の補正を行わない理由は、以下の通りである。即ち、新しいドラムユニット１２０のパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（Ｎｅｗ）は、この後のＳ４０３（図９）で更新されるため、現時点でＴ／Ｄ比ターゲット値の補正を行っても、現像特性が安定しない可能性があるためである。
【００７０】
このように本実施形態では、ドラムユニット１２０の交換前後のパッチ濃度ＬＳｉｇＤ、ＦＳｉｇＤに基づいて、ドラムユニット１２０の個体差による変化を除外するように、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを更新するようにしている。これにより、ドラムユニット１２０を交換しても、現像装置への現像剤の補給を適切に行える。
【００７１】
即ち、ドラムユニット１２０の個体差のみによってＴ／Ｄ比ターゲット値が変更されることを防止して、現像装置内の現像剤の状態に基づく適切なＴ／Ｄ比ターゲット値を設定することができる。この結果、ドラムユニット１２０を交換しても、長期に亙って安定した現像特性を得られる。
【００７２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１ないし図５を参照しつつ、図１１を用いて説明する。第１の実施形態では、ドラムユニット交換前後のパッチ濃度の差分を基準濃度ＳｉｇＤＲＥＦに対してフィードバックを行っていた。これに対して本実施形態では、パッチ濃度の差分をなくすように、パッチＶｃｏｎｔにフィードバックを行うようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同じであるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７３】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、まず、ドラムユニット１２０を交換する前に形成した第１の制御用トナー像としてのパッチをパッチセンサ１０９により検出する。そして、ＣＰＵ３０１は、検出したパッチ濃度（第１検出値）をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶させる。次に、ドラムユニット１２０を交換した後に第２の制御用トナー像としてのパッチを形成し、このパッチをパッチセンサ１０９により検出する。そして、本実施形態では、ＣＰＵ３０１は、検出したパッチ濃度（第２検出値）が、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されたパッチ濃度（第１検出値）と略同じとなるように、パッチＶｃｏｎｔを更新する。
【００７４】
この際、ＣＰＵ３０１は、第１検出値と第２検出値との差分が小さくなるようにパッチＶｃｏｎｔを変更して、再度、第２の制御用トナー像としてのパッチを形成し、パッチセンサ１０９により第２検出値を検出する。本実施形態では、このような動作を、第２検出値が第１検出値と略同じとなるまで繰り返す。以下、このような制御について、図１１を用いて具体的に説明する。なお、ドラムユニット交換のフローは、第１の実施形態と変わらないため、図７のＳ２０５に対応する本実施形態の処理についてのみ説明する。
【００７５】
図７のＳ２０４でドラムユニット１２０が交換されたことが確認された後、ドラムユニット交換後最初のパッチ（第２の制御用トナー像）を形成する（Ｓ６０１）。次に、パッチセンサ１０９によりこのパッチの濃度（ＳｉｇＤ、第２検出値）を検出する（Ｓ６０２）。そして、このパッチ濃度ＳｉｇＤをＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶する（Ｓ６０３）。そして、ＣＰＵ３０１は、現在のパッチＶｃｏｎｔで形成されたパッチのＳｉｇＤと、予めＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されたＬＳｉｇＤ（第１検出値）が略等しいかどうか判断する（Ｓ６０４）。ここで、ＳｉｇＤとＬＳｉｇＤが略等しくない場合は、パッチＶｃｏｎｔを変更する（Ｓ６０５）。ＳｉｇＤがＬＳｉｇＤと略等しくなるまで、処理Ｓ６０１〜Ｓ６０４を繰り返す。なお、ＳｉｇＤがＬＳｉｇＤと略等しいとは、ＳｉｇＤとＬＳｉｇＤとの差分が５未満である場合とする。
【００７６】
そして、ＳｉｇＤとＬＳｉｇＤが略等しくなったら（差分が５未満となったら）、そのときのパッチＶｃｏｎｔ（Ｎｅｗ）を更新してＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶する（Ｓ６０６）。次いで、更新したパッチＶｃｏｎｔ（Ｎｅｗ）を用いて、図６に示したようなＴ／Ｄ比ターゲット補正のシーケンスを実行する（Ｓ６０７）。
【００７７】
なお、本実施形態におけるパッチＶｃｏｎｔの設定方法では、ＬＳｉｇＤに最も近い２点のパッチＶｃｏｎｔを線形補間して、それをＳｉｇＤがＬＳｉｇＤと等しくなるパッチＶｃｏｎｔとした。
【００７８】
このように本実施形態では、ドラムユニット１２０の交換前後のパッチ濃度ＬＳｉｇＤ、ＦＳｉｇＤに基づいて、ドラムユニット１２０の個体差による変化を除外するように、パッチＶｃｏｎｔを更新するようにしている。これにより、本実施形態の場合も、ドラムユニット１２０を交換しても、現像装置への現像剤の補給を適切に行える。この結果、ドラムユニット１２０を交換しても、長期に亙って安定した現像特性を得られる。
【００７９】
特に本実施形態では、第１の実施形態と比べてパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦの値がドラムユニットの交換前後で変わらない。このため、ドラムユニット交換後もパッチ濃度ＳｉｇＤが現像剤の状態変化やＴ／Ｄ比変化に対して高い感度をもつ濃度域から外れず、より現像特性を安定させ易い。
【００８０】
＜実施例＞
上述の第１の実施形態及び第２の実施形態の効果を確認するために行った実験について、図１２（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、第１の実施形態に対応する例を実施例１、第２の実施形態に対応する例を実施例２、第１、第２の実施形態に対応せず、ドラムユニット交換後も、通常通りＡＴＲ制御を行う例を比較例とする。
【００８１】
実験では、新品の現像装置とドラムユニットを用いて画像形成を行い、画像形成開始から１００ｋ枚（１００×１０００枚）の画像形成を行った後にドラムユニットのみを交換して、その後の状況を観察した。また、実施例１、実施例２及び比較例の３パターンで実験を行っているが、全てのパターンで、交換するドラムユニットとしては現像スリーブ表面からドラム表面までの距離が遠くなる実験用の装置を使用した。この実験用の装置では、通常の装置と比べて、トナーを現像しにくく、同じパッチＶｃｏｎｔの設定では濃度が出にくい。
【００８２】
このように行った実験結果を図１２（ａ）、（ｂ）に示す。図１２（ａ）は、パッチ濃度ＳｉｇＤ及びパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを表しており、図１２（ｂ）は、そのときのＴ／Ｄ比を表したものである。なお、図１２（ａ）の丸、四角、バツの印は、それぞれ実施例１、２、比較例のパッチ濃度の検出値ＳｉｇＤを示し、細線、太線、破線は、それぞれ実施例１、２、比較例のパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ（ターゲット）を示している。
【００８３】
また、本実験においては、新品の現像装置に交換した際に設定されるパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦが約１００という値になるよう、パッチＶｃｏｎｔの値を調整している。このため、どの条件でも、画像形成開始時点ではＳｉｇＤ値の検出値は１００前後を示している。このＳｉｇＤ値１００とは、等量のトナーを紙上に現像した際の濃度値で約０．８に相当し、ＳｉｇＤ値が高いほど濃度も高く、ＳｉｇＤ値が低いほど濃度も低いことを表している。
【００８４】
以下に、各条件での結果を詳細に説明する。実施例１では、画像形成枚数１００ｋ枚まではＳｉｇＤ値は約１００、Ｔ／Ｄ比は約１０％で安定に推移していた。そして、１００ｋ枚時点で実験用のドラムユニットに交換したタイミングでＳｉｇＤ値が約５０まで低下した。但し、実施例１では、図９の処理に従ってＳｉｇＤＲＥＦの値もΔＬＦＳｉｇＤの分だけオフセットし、１００ｋ枚以降はＳｉｇＤＲＥＦも５０となる。このため、ＳｉｇＤとＳｉｇＤＲＥＦの差分も小さいままであり、結果としてＴ／Ｄ比も１０％のまま安定して推移し続けた。
【００８５】
実施例２でも、１００ｋ枚までは実施例１と同様に、ＳｉｇＤ値及びＴ／Ｄ比は安定した推移を示していた。そして、実験用のドラムユニットに交換したタイミングで、図１１の処理に従ってパッチＶｃｏｎｔ値をＳｉｇＤ値が変わらないように更新した。このため、結果としてＳｉｇＤ値もＴ／Ｄ比も初期から大きな変化なく、あたかも何もパーツ交換が行われなかったかのように推移し続けた。
【００８６】
比較例では、実験用のドラムユニットに交換後も何も処理することなく画像形成を続けたため、一時的にＳｉｇＤ値が低下し、ＳｉｇＤＲＥＦとの差分を補うためにＴ／Ｄ比を上げるように調整されてしまった。結果として、ＳｉｇＤ値はＳｉｇＤＲＥＦの１００付近に収束したものの、現像としてはＴ／Ｄ比が不必要に高い１３％の状態で画像形成が続いてしまった。これら各条件の２００ｋ時点の状態をまとめたものを表１に示す。
【表１】
2019086598.tif 000003
【００８７】
表１に示すように、比較例では、Ｔ／Ｄ比が高い状態が続いたため、感光ドラム１０１Ｙの表面の非画像部にトナーが付着するカブリが発生し、トナー飛散も生じてしまった。一方、実施例１及び実施例２においては、カブリの発生もトナー飛散も抑制できた。
【００８８】
このように、第１の実施形態及び第２の実施形態を適用した実施例１、２によれば、ドラムユニット等の消耗パーツの個体差によるパッチ濃度の変化があった場合でも、安定した現像特性を維持できることがわかった。
【００８９】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１ないし図５を参照しつつ、図１３及び図１４を用いて説明する。第１の実施形態では、ドラムユニットの交換の直前にＬＳｉｇＤを取得していた。これに対して本実施形態では、定期的に形成しているパッチのうち、ドラムユニットを交換する前に最後に形成したパッチの濃度（検出値）を用いて、パッチ基準値の更新の制御を行うようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同じであるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９０】
上述の第１の実施形態では、操作者が操作表示部３１０から「ドラム交換」を選択すると、更新モードにおける第１の制御用トナー像としてのパッチを形成し、そのパッチの濃度ＬＳｉｇＤを検出している。但し、必ずしも正規の手順でパーツ交換が行われるとは限らない。例えば、ドラムユニットが寿命前に故障してしまった場合は、画像形成が不可能になってしまい、ＬＳｉｇＤを取得することができない。他にも、ロック機構等がなく、いつでもドラムユニットを取り外すことができる場合は、「ドラム交換」を選択し忘れてドラムユニットが外されてしまい、ＬＳｉｇＤを取得できないことも考えられる。そこで、本実施形態では、ドラムユニット１２０の交換直前にＬＳｉｇＤを取得しない場合に、以下のような制御を行うようにしている。
【００９１】
本実施形態でも、例えば、所定の画像形成枚数毎（定期的）に、パッチ（制御用トナー像）を形成してＴ／Ｄ比ターゲット値の補正を行う。そして、本実施形態の更新モードでは、このように定期的に形成したパッチのうち、ドラムユニット１２０を交換する前に最後に形成したパッチをパッチセンサ１０９により検出したパッチ濃度ＳｉｇＤ（検出値）を用いる。この最後のパッチ濃度ＳｉｇＤ（検出値）は、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶させておく。即ち、定期的に検出したパッチ濃度は、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶される。この際、全てのパッチ濃度を記憶しておいても良いし、パッチ濃度を随時更新し、ドラムユニット１２０の交換時に最後のパッチ濃度のみがＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されていても良い。
【００９２】
次に、ＣＰＵ３０１は、更新モードにおいて、ドラムユニット１２０を交換した後に、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されたＳｉｇＤ（検出値）と、その時点でのパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦとの差分を算出する。そして、差分が所定値未満の場合に、ＳｉｇＤ（検出値）を更新モードにおけるＬＳｉｇＤ（第１検出値）とし、上述の第１の実施形態のようにパッチ基準値の更新を行う。
【００９３】
また、ＣＰＵ３０１は、この差分が所定値以上であっても、現像装置内のトナー濃度のターゲット濃度（Ｔ／Ｄ比ターゲット値）が所定の上限値又は下限値に達している場合には、以下のようにする。即ち、ＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されたＳｉｇＤ（検出値）をＬＳｉｇＤ（第１検出値）とし、上述の第１の実施形態のようにパッチ基準値の更新を行う。
【００９４】
一方、ＳｉｇＤ（検出値）と、その時点でのパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦとの差分が所定値以上であり、且つ、Ｔ／Ｄ比ターゲット値が所定の上限値又は下限値に達していない場合には、以下のようにする。即ち、透磁率センサ２１１により検出されるＴ／Ｄ比（トナー濃度）とＴ／Ｄ比ターゲット値（ターゲット濃度）との濃度差分が所定濃度未満（所定のＴ／Ｄ比未満）となるまで画像形成を継続する。そして、この濃度差分が所定濃度未満となった場合に、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦをＬＳｉｇＤ（第１検出値）とし、上述の第１の実施形態のようにパッチ基準値の更新を行う。以下、本実施形態の更新モードについて、図１３及び図１４を用いて説明する。
【００９５】
まず、ＣＰＵ３０１は、新しいドラムユニット１２０が装着された時点で、ＬＳｉｇＤがＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶されているか判断する（Ｓ７０１）。そして、正常に記憶されているようであれば、上述の第１の実施形態と同様に、パッチ基準値の更新を行う（Ｓ７０２）。なお、Ｓ７０２は、図９のフローである。
【００９６】
一方、Ｓ７０１で、ＥＥＰＲＯＭ３０４にＳＬＳｉｇＤが記憶されていない場合、次のように行う。即ち、ＣＰＵ３０１は、ドラムユニット１２０を交換する前に最後に形成したパッチの濃度ＳｉｇＤと、その時点でのパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦの値の差分が所定値未満（ほぼ等しい）かどうかを判断する（Ｓ７０３）。本実施形態では、差分が５未満であるかどうかで判断した。
【００９７】
ここで、差分が５未満であれば、最後に検出したＳｉｇＤを仮想のＬＳｉｇＤとし（Ｓ７０４）、Ｓ７０２に進む。これは、差分が小さいと、Ｔ／Ｄ比の補正を行っておらず、現像特性の変化が小さいことを意味するので、最後のＳｉｇＤがＬＳｉｇＤ相当であると考えられるためである。
【００９８】
一方、Ｓ７０３で差分が所定値以上（５以上）である場合は、Ｔ／Ｄ比ターゲット値がリミッタにかかっているか（所定の上限値又は下限値に達しているか）を判断する（Ｓ７０５）。ここで、Ｔ／Ｄ比ターゲット値のリミッタとは、現像特性の安定化のためにパッチ濃度基準を維持可能なように、Ｔ／Ｄ比を補正するあまり、過剰にＴ／Ｄ比が高すぎたり低すぎたりして、他の問題が生じてしまわないように設けた所定の上限値及び下限値である。即ち、Ｔ／Ｄ比ターゲット値がリミッタを超えた場合は、リミッタを限度として、それ以上はパッチ濃度がずれていてもＴ／Ｄ比の補正を行わないことを意味している。
【００９９】
Ｓ７０５で、Ｔ／Ｄ比ターゲット値がリミッタにかかっている場合は、例え、Ｓ７０３でＳｉｇＤとＳｉｇＤＲＥＦの差分が所定値以上であったとしても、ＳｉｇＤがＳｉｇＤＲＥＦの値に近づくことはないため、Ｓ７０４に進む。
【０１００】
Ｓ７０５で、Ｔ／Ｄ比ターゲット値がリミッタにかかっていない場合、即ち、Ｔ／Ｄ比ターゲット値が所定の上限値又は下限値に達していない場合は、以下のように行う。即ち、ＣＰＵ３０１は、現在のＴ／Ｄ比とＴ／Ｄ比ターゲット値との濃度差分が所定のＴ／Ｄ比未満（ほぼ等しい、所定濃度未満）かどうかを判断する（Ｓ７０６）。本実施形態では、この差分が０．２％未満であるかどうかで判断した。
【０１０１】
ここで差分が０．２％以上であり続ける限り、プリント（画像形成）を継続して（Ｓ７０７）、Ｓ７０６の判断を繰り返す。この間は、最後に取得したＳｉｇＤに基づいてＴ／Ｄ比の補正を実行している最中であり、現像特性がすでに変化し始めていることを表しているため、その時点では最後のＳｉｇＤ値を仮想のＬＳｉｇＤとみなすことはできないからである。そのため、Ｓ７０６でＴ／Ｄ比がターゲットとの差分０．２％未満になり、Ｔ／Ｄ比の補正が完了してパッチ濃度がＳｉｇＤＲＥＦに収束したと想定できた時点で、ＳｉｇＤＲＥＦの値を仮想のＬＳｉｇＤとして（Ｓ７０８）、Ｓ７０２に進む。
【０１０２】
上述の本実施形態の制御のフローに関して、実際の画像形成装置においてどのようにＳｉｇＤとＴ／Ｄ比がどのように推移するか、図１３のフローと照らし合わせて、図１４を用いて説明する。
【０１０３】
図１４は、あるドラムユニット１２０を用いて画像形成を行い、これによりＳｉｇＤやＴ／Ｄ比がどのように推移するかを示したものである。図１４の上段は、パッチ濃度ＳｉｇＤの検出値及びパッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦ、そして仮想ＬＳｉｇＤを表している。一方、下段は、そのときのＴ／Ｄ比の検出値とＴ／Ｄ比ターゲット値、及び、所定の上限値、下限値（リミッタ上限、リミッタ下限）を表したものである。
【０１０４】
図中のＡ〜Ｄの各タイミングで、例えば、ドラムユニットが故障してＬＳｉｇＤを取得することができないまま、新品のドラムユニットが装着された場合の仮想ＬＳｉｇＤに関して説明する。各タイミングにおいて、全て、ドラムユニット交換直前のＬＳｉｇＤは取得できていないので、図１３のＳ７０１に関しては記述を割愛する。
【０１０５】
まず、図中Ａのタイミングでドラムユニットを交換した場合は、Ｓ７０３で最後のＳｉｇＤとＳｉｇＤＲＥＦの差分が５未満なのでＳ７０４へ進み、最後に検出したＳｉｇＤである９８を仮想ＬＳｉｇＤとして記憶し、Ｓ７０２へと進む。
【０１０６】
図中Ｂのタイミングでドラムユニットを交換した場合は、Ｓ７０３で最後のＳｉｇＤとＳｉｇＤＲＥＦの差分が５以上なのでＳ７０５へ進む。Ｔ／Ｄ比ターゲット値が７．０％でリミッタ下限にかかっているため、Ｓ７０４へ進み、最後に検出したＳｉｇＤである１２０を仮想ＬＳｉｇＤとして記憶し、Ｓ７０２へと進む。
【０１０７】
最後に、図中Ｃのタイミングでドラムユニットを交換した場合は、Ｓ７０３で最後のＳｉｇＤとＳｉｇＤＲＥＦの差分が５以上なのでＳ７０５へ進み、Ｔ／Ｄ比ターゲットが８．５％でリミッタにかかっていないため、Ｓ７０６へ進む。ここで、Ｓ７０６で現在のＴ／Ｄ比とＴ／Ｄ比ターゲット値との差分が０．２％以上であるため、Ｓ７０７へ進んでプリントを継続する。
【０１０８】
これは、ＣのタイミングがＳｉｇＤ＝１２０である最後のパッチを打った直後であり、Ｔ／Ｄ比の補正を実施している最中だからである。このＳ７０６〜Ｓ７０７のループ中は、新品のドラムユニットを入れたとしても、あえてパッチ基準値の更新は行わずに画像形成を継続する。
【０１０９】
そして、Ｄのタイミングになると同時に、Ｓ７０６で現在のＴ／Ｄ比とＴ／Ｄ比ターゲット値との差分が０．２％未満となるため、Ｓ７０８でＳｉｇＤＲＥＦの値である１００を仮想ＬＳｉｇＤとして記憶し、Ｓ７０２へと進む。これら結果をまとめると表２のようになる。
【表２】
2019086598.tif 000004
【０１１０】
このような本実施形態の場合、ドラムユニット交換直前のＬＳｉｇＤが記憶されてない場合にも、極力ＬＳｉｇＤに近い値を仮想のＬＳｉｇＤとみなすことによって、ドラムユニットの個体差によるパッチ濃度差を精度よく見積もる効果が得られた。
【０１１１】
このため、本実施形態でも、ドラムユニット１２０の個体差による変化を除外するように、パッチ基準値ＳｉｇＤＲＥＦを更新するようにでき、ドラムユニットを交換しても、現像装置への現像剤の補給を適切に行える。この結果、ドラムユニットを交換しても、長期に亙って安定した現像特性を得られる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、極力ＬＳｉｇＤに近い値を仮想のＬＳｉｇＤとみなし、第１の実施形態のようにパッチ基準値を更新したが、本実施形態の制御を第２の実施形態のようにパッチＶｃｏｎｔを更新するようにしても良い。即ち、図１３のＳ７０２で、図１１のフローを実行するようにしても良い。
【０１１３】
＜第３の実施形態の別例＞
次に、上述の第３の実施形態の別例について説明する。基本的な構成及び作用は第３の実施形態と同じであるため、以下、第３の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１４】
上述の図１４のＡやＢのタイミングは、現像特性がある程度安定しているが、Ｃのようなタイミングは現像特性が変化しているため、仮想のＬＳｉｇＤの予測精度はそれほど高くない。この問題を解決するためには、ＡＴＲ制御におけるパッチを形成する頻度を上げることが考えられる。そうすることで短い間隔でＴ／Ｄ比ターゲットの補正が入り、一度の補正量が小さくなる。このため、ＬＳｉｇＤが記憶されていなかったとしても、仮想ＬＳｉｇＤの予測精度が上がる。しかしながら、単純にＡＴＲ制御におけるパッチの形成頻度を上げただけでは、画像形成の生産性が下がってしまう。
【０１１５】
そこで、本例においては、ＣＰＵ３０１は、画像形成枚数が所定枚数よりも多くなった場合に、定期的に形成するパッチ（制御用トナー像）を形成する頻度、即ち、ＡＴＲ制御のパッチ形成頻度を、画像形成枚数が所定枚数以下の場合よりも多くする。本実施形態では、上述の所定枚数は、ドラムユニット１２０が寿命に到達する画像形成枚数、即ち、寿命が１００％に到達した時点である。このため、画像形成枚数が所定枚数よりも多くなった場合とは、ドラムユニット１２０の寿命が１００％を超えたときである。また、本実施形態では、ドラムユニット１２０の寿命が１００％を超えているときに、ＡＴＲ制御のパッチ形成頻度を、寿命が１００％以下のときの２倍にしている。
【０１１６】
なお、所定枚数は、寿命１００％以外に、例えば、寿命９０％、寿命１１０％など適宜設定可能であり、パッチ形成頻度についても、２倍とする外に、例えば、１．５倍、２．５倍など適宜設定可能である。また、パッチ形成頻度の上げ方は、段階的に挙げるようにしても良い。例えば、寿命９０％で頻度を１．５倍、１００％で頻度を２倍、１１０％で頻度を２．５倍のように寿命に応じて段階的に挙げるようにしても良い。
【０１１７】
このような本例の場合、寿命１００％以下の通常時には生産性を損なうことなく、寿命が１００％を超えて故障等のリスクが高まった時は、ドラムユニットの交換直前のＬＳｉｇＤを記憶し損なっても、仮想ＬＳｉｇＤの予測精度をあげることができる。この結果、上述の図１４のＣのタイミングであっても、仮想ＬＳｉｇＤの予測精度が上げることができる。そして、ドラムユニット交換直前のＬＳｉｇＤが記憶されてない場合にも、極力ＬＳｉｇＤに近い値を仮想のＬＳｉｇＤとみなすことによって、ドラムユニットの個体差によるパッチ濃度差を精度よく見積もることができる。
【０１１８】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図１ないし図５を参照しつつ、図１５を用いて説明する。本実施形態では、ＬＳｉｇＤやＦＳｉｇＤを取得すためのパッチを形成する前に、現像装置の空回転（空駆動）を所定時間行うようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同じであるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１９】
上述の第１の実施形態では、ドラムユニット１２０の交換前後のパッチ濃度変化におけるドラムユニット１２０の個体差を精度よく見積り、それらの影響を取り除いて、純粋に現像特性の変化だけを抽出できるようにした。そのため、ＬＳｉｇＤやＦＳｉｇＤを取得してドラムユニット１２０の個体差を見積る際に、ドラムユニットの個体差以外の要因でパッチ濃度が変化してしまった場合は、この個体差を精度良く見積もることができなくなってしまう。そのような要因として、画像形成装置を長期に亙って使用せずに放置していた場合に生じる現像装置内のトナー帯電量低下や、周囲環境への馴染み不足による現像装置内のトナー帯電量の収束不足が考えられる。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、図１５に示すように、ＬＳｉｇＤとＦＳｉｇＤともに、それぞれのパッチを形成する前に、現像装置を６０秒（所定時間）空回転している。なお、現像装置の空回転（空駆動）とは、感光ドラムの静電潜像を現像せずに、第１搬送スクリュー２０４及び第２搬送スクリュー２０５を駆動することである。即ち、現像装置の空回転時には、感光ドラムに静電潜像を形成しないで現像装置を駆動する。また、本実施形態の現像装置は、現像スリーブ２０１は、第１搬送スクリュー２０４及び第２搬送スクリュー２０５と共に駆動されるため、空回転時に現像スリーブ２０１も駆動される。
【０１２１】
より具体的には、ＣＰＵ３０１は、第１の制御用トナー像としてのパッチを中間転写ベルト１０７上に形成する前に、現像装置の空回転を実行する（Ｓ８０１）。空回転実行後、パッチを形成し（Ｓ８０２）、パッチセンサ１０９を用いてパッチの濃度（ＬＳｉｇＤ、第１検出値）を検出する（Ｓ８０３）。そして、ＬＳｉｇＤの値をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶して（Ｓ８０４）、処理を終了する。
【０１２２】
第２の制御用トナー像としてのパッチを形成する場合も同様に、パッチを形成する前に現像装置の空回転を実行する（Ｓ８０１）。そして、パッチ形成、パッチの濃度検出後（Ｓ８０２、Ｓ８０３）、検出したパッチの濃度（ＦＳｉｇＤ、第２検出値）をＥＥＰＲＯＭ３０４に記憶して（Ｓ８０４）、処理を終了する。なお、図１５に示すフローは、図８、図１０に示したＬＳｉｇＤ、ＦＳｉｇＤの検出のフローのＳ３０１、Ｓ５０１の前にＳ８０１を追加したものである。
【０１２３】
このようにＬＳｉｇＤとＦＳｉｇＤを取得するためのパッチを形成する前に、現像装置の空回転を実行することで、現像装置内の現像剤の状態を調整し、放置によるトナー帯電量低下や、外部環境への馴染み不足によるトナー帯電量不整合を補うようにしている。この結果、ドラムユニット１２０の交換前後のパッチ濃度変化におけるドラムユニット１２０の個体差を、より精度よく見積ることができる。
【０１２４】
なお、現像装置の空回転時間（所定時間）に関しては、好ましくは５秒〜１２０秒の間で設定されるのがよく、より好ましくは１０秒〜６０秒の間で設定されるとよい。また、本実施形態の現像装置の空回転の制御は、第２の実施形態及び第３の実施形態にも適用可能である。
【０１２５】
特に、第３の実施形態では、ドラムユニットを交換する前に最後に形成したパッチの濃度（検出値）を、仮想のＬＳｉｇＤ（第１検出値）とする場合がある。この場合、定期的に行われる通常のＡＴＲ制御の際に形成されたパッチであるため、現像装置は長期間に亙って放置されていない場合が多い。したがって、この場合には、ドラムユニットを交換する前のパッチを形成する前の空回転は省略し、交換後のパッチを形成する前にのみ空回転を行っても良い。但し、ドラムユニットを交換する前に最後に形成するパッチが、例えば、長期に亙って放置された後に形成される場合には、同様に、パッチ形成前に空回転を行うようにしても良い。
【０１２６】
また、ドラムユニットを交換する前に最後に形成したパッチの濃度（検出値）を、仮想のＬＳｉｇＤ（第１検出値）とする場合に、ドラムユニットの寿命に応じて、パッチ形成前に空回転を行うようにしても良い。例えば、寿命１００％を超えた後にパッチを形成する場合に、空回転を行うようにしても良い。
【０１２７】
更に、第１〜第３の実施形態に本実施形態の空回転を適用する場合に、パッチ形成前に十分に現像装置が駆動されているような場合には、パッチを形成する前の空回転を省略しても良い。即ち、第１の制御用トナー像と第２の制御用トナー像の少なくといずれかの制御用トナー像を形成する前に現像装置の空回転を実行するようにしても良い。なお、上述の何れの場合であっても、空回転時間は、適宜設定可能であり、条件に応じて空回転時間を変更しても良い。
【０１２８】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、交換部品としてドラムユニットを交換する場合について説明した。但し、その他の交換部品を交換する場合にも、同様に、本発明を実施可能である。具体的には、パッチセンサ１０９が検出するパッチが担持される像担持体、又は、トナー像を形成するプロセスを行う構成のうち、この像担持体よりも上流側の構成で現像装置以外（現像手段以外）の構成を交換する場合に、本発明を適用可能である。
【０１２９】
上述の各実施形態で説明した構成においては、上述の像担持体に相当する中間転写ベルト１０７上にパッチセンサ１０９がある。このため、上述の構成に該当するものとしては、例えばドラムユニット、中間転写ベルト、個別に交換可能な場合は、帯電ローラ（帯電装置）などが挙げられる。また、パッチセンサ１０９が感光ドラム上に設置されている場合（この場合は、感光ドラムが上述の像担持体に相当する）は、例えば、ドラムユニット、帯電ローラが該当する。
【０１３０】
このように、パッチセンサ１０９の設置個所によって該当する部品が異なるが、上述の各実施形態の説明中のドラムユニットを適宜、上述のいずれかの構成に置き換えて実施しても、同様の効果が得られる。したがって、上述のように中間転写ベルトを備えない構成、即ち、感光ドラムから記録材に直接トナー像を転写する構成にも、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ・・・感光ドラム（感光体、像担持体）／１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ・・・現像装置（現像手段）／１０７・・・中間転写ベルト（中間転写体、像担持体）／１０９・・・パッチセンサ（検出手段）／１２０・・・ドラムユニット（感光体ユニット、交換部品）／２１１・・・透磁率センサ（トナー濃度検出手段）／２２０・・・補給装置（補給手段）／３００・・・制御部（制御手段）／３０１・・・ＣＰＵ／３０４・・・ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）／３１０・・・操作表示部（選択部）
【図１】
2019086598.tif 000005
【図２】
2019086598.tif 000006
【図３】
2019086598.tif 000007
【図４】
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【図５】
2019086598.tif 000009
【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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