(57)【要約】【課題】単位枚数当たりのトナー補給量が多い場合でも、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制する。【解決手段】パッチ画像を形成せず、トナー補給を行わない非画像領域において、トナー補給量に関する値が所定の閾値以上である方が所定の閾値未満である場合よりも、第一、第二搬送スクリューを駆動する回転回数が多くなる空回転モードを実行する。具体的には、所定の画像形成枚数での平均画像比率が所定の画像比率以上（３０％以上）である場合（Ｓ７、Ｓ１２のＹ）に、後回転動作時、或いは、紙間で、空回転モードを実行する（Ｓ８、Ｓ１３）。平均画像比率が高いと単位枚数当たりのトナー補給量が多いため、空回転モードを実行することで、この間に現像容器に補給された現像剤に含まれる凝集塊をより多く崩すことができ、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制できる。【選択図】図５
2015152894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、回転することにより前記現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材とを有し、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してトナー画像とする現像装置と、
トナー消費量に応じて現像剤を前記現像容器に補給する現像剤補給装置と、
トナー補給量に関する値を検知する検知手段と、
記録材に転写する画像を形成していない非画像領域で制御用のトナー画像を形成する制御用画像形成モードと、前記制御用のトナー画像を形成せず、前記現像剤補給装置により補給を実質的に行わない前記非画像領域において、前記検知手段により検知した値が所定の閾値以上である方が前記所定の閾値未満である場合よりも前記攪拌部材を駆動する回転回数が多くなる空回転モードとを実行可能な実行手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記実行手段は、前記トナー補給量に関する値に応じて、前記空回転モードでの前記攪拌部材の駆動時間或いは駆動速度を変更する、
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】
前記実行手段は、前記空回転モードを実行したときに、前記トナー補給量に関する値をリセットする、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記実行手段は、前記トナー補給量に関する値として、所定の画像形成枚数での１枚当たりの画像比率である平均画像比率を算出し、前記平均画像比率が、前記所定の閾値としての所定の画像比率以上となった場合に、前記空回転モードを実行する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記実行手段は、前記平均画像比率が高くなるほど、前記空回転モードでの前記攪拌部材の駆動時間を長く或いは駆動速度を速くする、
ことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、
トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、回転することにより前記現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材とを有し、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してトナー画像とする現像装置と、
トナー消費量に応じて現像剤を前記現像容器に補給する現像剤補給装置と、
画像形成枚数に関する値を検知する第１検知手段と、
トナー補給量に関する値を検知する第２検知手段と、
連続画像形成ジョブ中において、前記第１検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を中断し、制御用のトナー画像を形成する第１モードと、
連続画像形成ジョブ中において、前記第２検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を中断し、制御用のトナー画像を形成する第２モードと、をそれぞれ実行可能な実行手段と、を備え、
前記実行手段は、前記第２モードの方が前記第１モードよりも、画像形成動作の中断中に駆動される前記攪拌部材の回転回数が多くなるように制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記実行手段は、前記トナー補給量に関する値に応じて、前記第１モードでの前記攪拌部材の駆動時間或いは駆動速度を変更する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記実行手段は、前記第１モードを実行したときに、前記トナー補給量に関する値をリセットする、
ことを特徴とする、請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１モードは、前記第２検知手段により検知した値が前記第２の閾値となる前に前記第１検知手段により検知した値が前記第１の閾値以上となった場合に、前記画像形成動作の中断中に制御用のトナー画像を形成する、
前記第２モードは、前記第１検知手段により検知した値が第１の閾値となる前に前記第２検知手段により検知した値が第２の閾値以上となった場合に、前記画像形成動作の中断中に制御用のトナー画像を形成し、
ことを特徴とする、請求項６ないし８のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２検知手段は、前記トナー補給量に関する値として、画像情報信号に対応した値を積算した積算値を算出し、
前記実行手段は、前記積算値が、前記第１検知手段により検知した値が第１の閾値となる前に前記第２検知手段の値が第２の閾値以上となった場合に、前記第１モードを実行する、
ことを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
像担持体と、
トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、回転することにより前記現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材とを有し、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してトナー画像とする現像装置と、
トナー消費量に応じて現像剤を前記現像容器に補給する現像剤補給装置と、
トナー補給量に関する値を検知する検知手段と、
連続画像形成ジョブ中に画像形成動作を中断して、制御用のトナー画像を形成する制御用画像形成モードと、
前記検知手段により検知した値が所定の閾値以上である方が前記所定の閾値未満である場合よりも連続する画像と画像との間を広げて、前記制御用のトナー画像を形成せずに、前記現像剤補給装置により補給動作を実質的に行うことなく前記攪拌部材を駆動する空回転モードと、を実行する実行手段と、を備えた、
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用いた複写機、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】
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、トナーとキャリアを主成分とした二成分現像剤が広く用いられている。この現像剤中のトナーは現像時に消費されるため、トナー濃度、即ちキャリア及びトナーの合計重量に対するトナー重量の割合は、画像形成に伴って変化する。このため、従来から、トナー濃度の変化に応じて現像剤の補給を行い、トナー濃度を適正な範囲に制御する構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、高画像比率の画像を連続して形成した場合に、現像装置内のトナー濃度が急激に低下する虞がある。そこで、従来、連続画像形成ジョブ中において、トナー消費量（補給量）に関する情報に基づいて、トナー消費量が多いと判断した場合に、画像形成動作を中断し、制御用パッチを形成して現像装置内のトナー濃度を調整する制御が行うものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二成分現像方式では、上述したように現像剤の補給を行うことで現像剤のトナー濃度を適正化できたとしても、単位枚数当りの現像剤の補給量が多いと、次のような問題が生じる場合がある。即ち、近年、二成分現像剤に使用されるトナーは、省エネルギーの観点から、より低温定着性を有するようになっている。このようなトナーは、温度が上昇したときに凝集して凝集塊になり易い傾向がある。例えば、このようなトナーを収容したトナー収容容器を高温、高湿の場所に長時間放置してしまうと、トナー収容容器内に多数の凝集塊が生じる可能性がある。
【０００６】
このような凝集塊が多数生じたトナー収容容器から現像装置内に現像剤が補給されると、補給された現像剤に含まれる凝集塊が現像装置内の攪拌経路で崩せないまま現像スリーブ上に担持される場合がある。この場合、その部分だけ未帯電のトナーが現像されてしまい、画像上にシミ状の汚れが発生してしまう可能性がある。このようなシミ状の汚れは、高画像比率の画像が連続して複数枚画像形成された場合のように、単位枚数当りのトナー補給量が多い場合に顕著になり易い。これは、トナーが連続して補給されるため、現像装置内で現像剤を十分に攪拌及び分散する時間が不足して、凝集塊を十分に崩せないためであると考えられる。
【０００７】
また、従来の、トナー消費量（補給量）が多い場合に実行される制御モードは、濃度を調整するためのものであるため、凝集塊を崩すためのものではないため、凝集塊を十分に崩せない虞がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、単位枚数当たりのトナー補給量が多い場合でも、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、像担持体と、トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、回転することにより前記現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材とを有し、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してトナー画像とする現像装置と、トナー消費量に応じて現像剤を前記現像容器に補給する現像剤補給装置と、トナー補給量に関する値を検知する検知手段と、記録材に転写する画像を形成していない非画像領域で制御用のトナー画像を形成する制御用画像形成モードと、前記制御用のトナー画像を形成せず、前記現像剤補給装置により補給を実質的に行わない前記非画像領域において、前記検知手段により検知した値が所定の閾値以上である方が前記所定の閾値未満である場合よりも前記攪拌部材を駆動する回転回数が多くなる空回転モードとを実行可能な実行手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【００１０】
また、本発明は、像担持体と、トナーとキャリアとを有する現像剤を収容する現像容器と、回転することにより前記現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材とを有し、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してトナー画像とする現像装置と、トナー消費量に応じて現像剤を前記現像容器に補給する現像剤補給装置と、画像形成枚数に関する値を検知する第１検知手段と、トナー補給量に関する値を検知する第２検知手段と、連続画像形成ジョブ中において、前記第１検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を中断し、制御用のトナー画像を形成する第１モードと、連続画像形成ジョブ中において、前記第２検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を中断し、制御用のトナー画像を形成する第２モードと、をそれぞれ実行可能な実行手段と、を備え、前記実行手段は、前記第２モードの方が前記第１モードよりも、画像形成動作の中断中に駆動される前記攪拌部材の回転回数が多くなるように制御することを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、単位枚数当たりのトナー補給量が多い場合でも、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制できる。即ち、検知手段により検知した値が所定の閾値以上となった場合、及び、トナー補給量に関する値を検知する第２検知手段の検知結果に基づいた第２モードの場合に、単位枚数当たりのトナー補給量が多くなる。そして、このときに空回転モードを実行する、又は、第１モードの方が第２モードよりも攪拌部材を駆動する回転回数を多くする。これにより、この間に現像容器に補給された現像剤に含まれる凝集塊をより多く崩すことができ、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置及び現像剤補給装置の概略構成断面図。
【図３】第１の実施形態に係る現像剤補給の制御ブロック図。
【図４】強制補給を行う制御のフローチャート。
【図５】第１の実施形態に係る空回転モードを行う制御のフローチャート。
【図６】第１の実施形態の効果を確認するために行った実験結果を示す図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る空回転モードを行う制御のフローチャート。
【図８】第２の実施形態に係る、平均画像比率と空回転時間との関係を示す図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る現像剤補給の制御ブロック図。
【図１０】（ａ）空回転モードを実行する場合の、（ｂ）空回転モードを実行しない場合の、それぞれ紙間で基準トナー画像を形成した状態を示す模式図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る空回転モード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】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。まず、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。
【００１４】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置である。このために画像形成装置１００は、４つの画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ）を備える。Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色を示し、各画像形成部Ｐで形成されるトナー画像の色を表している。各画像形成部Ｐの構造は同様であるため、以下、必要な場合を除いて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字を省略して説明する。
【００１５】
画像形成部Ｐは、像担持体（感光体）としての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ）を備える。感光ドラム１は矢印方向（反時計回り）に回転するドラム状の電子写真感光体である。感光ドラム１の周囲には、各色ごとに、画像形成手段を有する。具体的には、感光ドラム１の周囲に、帯電器２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）、現像装置４０（４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂｋ）、ドラムクリーナ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ）を有する。また、感光ドラム１の上方には、露光手段としてのレーザービームスキャナ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）を有する。また、後述の中間転写体としての中間転写ベルト５を介して一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）が画像形成部Ｐごとに配設される。
【００１６】
次に、上記構成の画像形成装置全体の画像形成シーケンスについて説明する。感光ドラム１は、図１における矢印の方向（反時計回り）に１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。まず、感光ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。帯電器２によって一様に帯電された感光ドラム１は、次に、レーザービームスキャナ３による走査露光が行われる。
【００１７】
レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵している。半導体レーザーは、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御される。このため、半導体レーザーが制御されることで、画像信号から変調されたレーザー光が、レーザービームスキャナ３の半導体レーザーから射出される。すると、一様に帯電された感光ドラム１の表面電位が画像を形成する部分において変化し、この変化した部分が静電潜像となる。感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置４０からのトナー供給によって現像されると、可視画像、即ち、トナー画像となる。
【００１８】
本実施形態では、現像装置４０は、現像剤としてトナーとキャリアとを有する二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いる。上記工程を画像形成部Ｐ毎に行うことによって、感光ドラム１上に、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像が形成される。
【００１９】
本実施形態では、４つの画像形成部Ｐの下方位置に、中間転写ベルト５（中間転写体）が配置される。中間転写ベルト５は、張架ローラ５１、二次転写内ローラ５２、駆動ローラ５３に懸架され、図中矢印方向（時計回り）に移動自在とされる。
【００２０】
感光ドラム１上のトナー画像は、一次転写部としての一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）によって、まず、中間転写ベルト５に一次転写される。これによって、中間転写ベルト５上にて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー画像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光ドラム１上に転写されずに残ったトナーは各画像形成部Ｐのドラムクリーナ９に回収される。重ね合わせられたフルカラー画像は、二次転写内ローラ５２と対向する二次転写部まで搬送される。
【００２１】
一方、給送カセット１２に載置される用紙、ＯＨＰシートなど記録材（シート材）Ｓは、給送ローラ１３により取り出される。その後、記録材Ｓは、給送ガイド１１を経由して、二次転写内ローラ５２と二次転写ローラ１０（二次転写部材）によって形成される二次転写部に搬送される。二次転写部において、中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、二次転写ローラ１０の作用により記録材Ｓに転写される。二次転写されずに中間転写ベルト５の表面に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ１８に回収される。
【００２２】
その後、記録材Ｓは、定着器１６（熱ローラ定着器）に送られる。定着器１６では、トナー画像が転写された記録材Ｓに対して加熱・加圧が行われ、画像の定着が行わる。トナー画像の定着が行われた記録材Ｓは、排出トレー１７に排出される。
【００２３】
なお、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光ドラム１を使用したが、これに限るものではない。例えば、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００２４】
［現像装置及び現像剤補給装置］
次に、図２を参照して、現像装置４０、及び、現像装置４０に現像剤を補給する現像剤補給装置４００の概略構成について説明する。本実施形態に係る現像装置４０は、現像容器４１を有する。現像容器内には、現像剤として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容される。また、現像装置４０は、現像容器４１内の現像剤を担持する現像スリーブ４２（現像剤担持体）と、現像スリーブ４２上に担持された現像剤の穂の高さを規制する規制ブレード４３を有する。
【００２５】
現像容器４１の内部は、その略中央部が図２の紙面に垂直方向に延在する隔壁４４によって、現像室４５と攪拌室４６に区画されている。現像剤は、現像室４５及び攪拌室４６に収容され、次の構成により循環搬送される。即ち、現像室４５と攪拌室４６には、それぞれ現像剤を撹拌・搬送するための攪拌部材としての搬送スクリューが配置される。具体的には、現像室４５には第一搬送スクリュー４７（攪拌部材）が配置され、攪拌室４６には第二搬送スクリュー４８（攪拌部材）が配置される。第一搬送スクリュー４７、第二搬送スクリュー４８の回転による搬送によって、現像剤は軸線方向に沿って互いに反対方向に搬送され、また隔壁４４の両端にある開口部（連通部）を通じて現像室４５と攪拌室４６との間で循環される。
【００２６】
現像容器４１の感光ドラム１に対向する現像領域に相当する位置は開口しており、この開口から、現像スリーブ４２が感光ドラム１方向に露出する。本実施形態において、現像スリーブ４２の直径（外径）は２０ｍｍ、感光ドラム１の直径（外径）は４０ｍｍである。また、現像スリーブ４２と感光ドラム１との最近接領域を約３１０μｍの距離とし、作像時における現像スリーブ４２の回転数は、２２９ｒｐｍ（対感光ドラム周速比＝１６０％）に設定される。なお、現像スリーブ４２、第一搬送スクリュー４７及び第二搬送スクリュー４８は、現像モータ４０Ａ（図３）により同期して回転駆動される。
【００２７】
現像スリーブ４２は、現像時に図示矢印方向（時計回り）に回転しつつ、現像室４５内の二成分現像剤を担持する。現像スリーブ４２上には、マグネットローラ４２ｍの作用により現像剤の層（いわゆる磁気ブラシ）が形成される。磁気ブラシは、規制ブレード４３によって層厚を規制され、現像スリーブ４２上には層厚が規制された現像剤が担持される。この状態で、現像スリーブ４２上に担持された現像剤が、感光ドラム１と対向する現像領域に搬送され、現像スリーブ４２に印加される現像バイアスの作用によって感光ドラム１上にトナーを転移させることで静電潜像が可視像化される。
【００２８】
上記のような過程で現像装置４０内のトナーが感光ドラム１上に繰り返し転移されていくと、現像容器４１内の現像剤のトナー濃度が次第に低下していってしまうため、適切なトナー濃度を維持するように現像容器４１内に適宜トナーを補給する。以下では、図１を参照しつつ図２及び図３を用いてトナー補給構成及びトナー補給制御について説明する。
【００２９】
各色の現像装置４０の上方には、トナー消費量に応じて現像剤を現像容器４１内に補給する現像剤補給装置４００が配置されている。現像剤補給装置４００は、トナー収容容器７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ）と、ホッパー部８とを有する。なお、本実施形態の現像剤補給装置４００は、トナーを収容して現像容器４１内にトナーを補給するようにしているが、トナーと共にキャリアを補給する構成であっても良い。
【００３０】
トナー収容容器７は、現像容器内に現像剤を補給するためのトナーを収容し、それぞれ画像形成装置１００の本体と脱着可能な状態で設置されている。トナー収容容器７の本体手前側（ユーザによる操作側）下部には、内部のトナーを排出するための排出口７１が形成されており、攪拌羽根７２の回転動作によってトナーが排出されるように構成されている。トナー収容容器７を本体から取り出すときには、排出口７１からトナーが漏れてしまわないように、シャッター部材７３がスライドして排出口７１を塞ぐことでトナー漏れを防止する構成となっている。
【００３１】
トナー収容容器７の排出口７１の直下には、排出されたトナーを一時的に貯蔵するためのホッパー部８がそれぞれ設置され、更にそのホッパー部８の最下部には、トナーを現像装置４０に搬送、補給するための補給部材８１が設置されている。補給部材８１は、本体手前側に設置されたホッパー部８から本体奥側方向に向かって延設されており、現像装置４０の攪拌室４６の奥側部分にトナーを補給するように接続されている。補給部材８１は外径４ｍｍの軸上に外径１０ｍｍの羽根が螺旋状に形成されたスクリュー部材であり、駆動源としての補給モータ８１Ａ（図３）により回転駆動される。そして、この補給部材８１の回転動作によって現像装置４０内にトナーが補給される。そのため、補給部材の回転時間に応じて現像装置へのトナー補給量が変化する構成となっている。
【００３２】
また、ホッパー部８のトナーが貯蔵されているトナー貯蔵容器８２の壁面には、内部のトナー残量を検知するためのピエゾセンサ８３が設置されている。そして、ピエゾセンサ８３で検知したトナー有無信号によって、後述する実行手段としてのＣＰＵ（制御部）１０１がトナー収容容器７からのトナー排出、及びトナー収容容器７内のトナー無しを判断するように制御している。
【００３３】
本実施形態で用いている二成分現像剤は、磁性キャリアと非磁性トナーを主成分としている。このため、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重量の割合）が変化すると、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率が変化する。したがって、この見かけの透磁率を現像容器４１の攪拌室４６側に設置されたトナー濃度検知手段としてのインダクタンス検知センサ４９によって検知することによって、トナー濃度を算出している。即ち、トナー濃度が高くなると現像剤中に占める非磁性トナーの割合が高くなるため、現像剤の見かけの透磁率が低くなり、検知出力（信号）は小さくなる。これとは逆にトナー濃度が低くなると、現像剤の見かけの透磁率が高くなるため、検知出力は大きくなる。このようにしてインダクタンス検知センサ４９を用いて現像容器４１内の現像剤のトナー濃度を検知することが可能となる。
【００３４】
図３に示すように、インダクタンス検知センサ４９により検知した信号（Ｖｓｉｇ）は、現像装置４０に付属しているメモリタグ１０２に予め記録され、ＣＰＵ１０１に読み込まれた初期基準信号Ｖｒｅｆと比較される。そして、ＣＰＵ１０１が、両者の差分（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）を計算し、この計算結果に基づいてトナー補給量を算出して、補給モータ８１Ａを制御する。初期基準信号Ｖｒｅｆは現像剤の初期状態、即ち初期のトナー濃度に対応した出力値であるため、Ｖｓｉｇはこの初期基準信号に近づくように制御がなされる。
【００３５】
例えば、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＞０の場合は現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度よりも低い状態であるため、その差分の大きさに応じて必要なトナー補給量、即ち、補給部材８１の回転時間を決定する。そのため、ＶｓｉｇとＶｒｅｆの差が大きいほど多くのトナーが補給されることになる。ここで、トナー消費量が多いほどＶｓｉｇとＶｒｅｆの差が大きくなるため、トナー消費量に応じた量のトナーが現像容器４１内に補給されることになる。また、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≦０の場合はトナー濃度が目標よりも高いため、補給部材８１の回転を停止し、画像形成動作によるトナー消費によってトナー濃度を下げるようにする。以上のようにしてトナー補給制御が行われる。
【００３６】
［強制補給モード］
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態の強制補給モードについて説明する。画像比率が特に高い画像が連続してプリントされた場合、現像装置に補給するトナー量が顕著に多くなるため、補給部材８１によって搬送・補給しなければならないトナー量が増大する。但し、補給部材８１の構成によっては必要なトナー量を補給できない場合がある。特に画像形成装置本体が小型化され、スペースに制限のある本体では、補給部材８１も小型化しなければならない。補給部材８１が小型化されると、トナーの搬送能力は低下する傾向があるため、特に画像比率の高い画像が連続してプリントされた場合はトナー補給量が消費量に対して追いつかなくなる場合がある。そこで本実施形態ではこのような場合、後回転時や紙間などの非画像領域において、不足しているトナーを補給する強制補給モードを行っている。
【００３７】
プリント動作（画像形成）が開始され、現像開始タイミングになると現像装置４０の駆動が開始（ＯＮ）されると（Ｓ４０１）、インダクタンス検知センサ４９でＶｓｉｇを検知する（Ｓ４０２）。Ｖｓｉｇは、上記したようにメモリタグ１０２に記録されたＶｒｅｆとＣＰＵ１０１において比較され（Ｓ４０３）、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≦０の場合は補給動作を行わないが、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＞０の場合は補給動作を実行する。
【００３８】
その際、トナー補給量が消費量に対して追いついていない場合、上記インダクタンス検知センサ４９のＶｓｉｇと、トナー濃度目標値であるＶｒｅｆとの乖離が大きくなる。本実施形態では、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆから算出される必要なトナー補給量が、トナー濃度換算で０.６％相当分以上であることを検知（Ｓ４０４）した場合に強制補給モードを実行する。上記に該当しない場合は通常のトナー補給を行い（Ｓ４１０）、プリントジョブの残りのプリント数が０の場合（Ｓ４１１のＹ）、次述するＳ４０７に移行し、プリントジョブの残りのプリント数が０でない場合（Ｓ４１１のＮ）、Ｓ４０１に戻る。
【００３９】
プリントジョブの残りのプリント数が０の場合（Ｓ４０５のＹ）、強制補給モードに移行する（Ｓ４０６）。この場合には、後回転動作を開始し、その最初に不足しているトナー濃度分（ここでは０．６％分）のトナーを補給するのに必要なだけ補給部材８１を回転させる。また、これと共に、現像スリーブ４２、第一搬送スクリュー４７及び第二搬送スクリュー４８を所定時間駆動して補給されたトナーの攪拌を行う（Ｓ４０７）。その後、現像装置４０の駆動を停止する（Ｓ４０８）。
【００４０】
また、プリントジョブの残りのプリント数が０でない場合（Ｓ４０５のＮ）、一旦プリントジョブを中断して紙間を広げ、その間に必要なトナー量を補給する。また、これと共に、現像スリーブ４２、第一搬送スクリュー４７及び第二搬送スクリュー４８を所定時間駆動して補給されたトナーの攪拌を行う（Ｓ４０９）。そして、Ｓ４０１に戻る。
【００４１】
このような強制補給モードを実行することにより、装置が小型化してトナー搬送能力の低い補給部材を用いた場合でも所定の範囲内にトナー濃度を制御することができるようになる。なお、本実施形態の構成で強制補給モードに移行するのは、画像比率がおよそ８０％以上の画像が連続してプリントされた場合であるが、この数値は使用する現像装置や補給部材の構成によって変化することになる。また、本実施形態では、強制補給モードに移行するかどうかを判断する手段としてインダクタンス検知センサの出力値を用いている。但し、この他にも画像形成装置の構成によって光学式のトナー濃度検知センサの出力値や、制御用のトナー画像（パッチ画像）の濃度を検知する光学式画像濃度センサの出力値等を使用することも可能である。
【００４２】
［制御用画像形成モード］
また、本実施形態では、インダクタンス検知センサ４９のターゲット値を補正する手段として、制御用のトナー画像（パッチ画像）を用いた制御を行っている。このために、図１に示すように、中間転写ベルト５の各画像形成部Ｐの下流側には、基準トナー画像の濃度（トナー載り量）を検知する濃度センサ８００を配置している。本実施形態では、中間転写ベルト５の張架ローラ５１と対向する位置に濃度センサ８００を配置し、この位置で中間転写ベルト５上に転写された各色の基準トナー画像の濃度を順次検知する。濃度センサ８００は、光学反射式のセンサである。そして、濃度センサ８００により検知した、トナーが無い領域の中間転写ベルト５の反射光量と、トナーがある場合の反射光量の差分から、ＣＰＵ１０１が中間転写ベルト５上のトナーの濃度（トナー載り量）を算出する。
【００４３】
このような制御では、記録材に転写する画像を形成していない非画像領域（紙間など）に、現像容器４１に補給する現像剤の量を制御するためのパッチ画像を形成する。言い換えれば、連続画像形成ジョブ中に画像形成動作を中断して、パッチ画像を形成する。ここで、連続画像形成ジョブとは、複数の記録材に連続して画像形成するプリント信号に基づいて、画像形成開始してから画像形成動作が完了するまでの期間である。具体的には、プリント信号を受けた後の前回転時（画像形成前の準備動作）から、後回転（画像形成後の動作）までのことを指し、画像形成期間、紙間（非画像形成時）を含む期間である。なお、例えば、１つのジョブの後に別のジョブが連続して入った場合、これらをまとめて１つのジョブと判断する。
【００４４】
中間転写ベルト５によって搬送されたパッチ画像は濃度センサ８００との対向部で各色の濃度に対応した出力が検知され、メモリタグ１０２内に格納されている基準濃度と比較される。そして、検知濃度が基準濃度よりも低いと検知された場合は、インダクタンス検知センサ４９の目標トナー濃度を上げるようにターゲット値が補正される。また、検知濃度が基準濃度よりも高いと検知された場合は、インダクタンス検知センサ４９の目標トナー濃度を下げるようにターゲット値が補正される。
【００４５】
このように、パッチ画像の検知結果に基づいてインダクタンス検知センサ４９のターゲット値を補正することで、パッチ画像の濃度を所定の範囲に保つように制御を行う。この結果、現像装置内のトナーの帯電量を略一定に保つことができるため、色味の安定性に対して有利である。
【００４６】
上述のように、パッチ画像は非画像領域に形成するため、形成タイミングとしては後回転時の他、紙間時が用いられる。しかしながら、通常の紙間ではパッチ画像を形成、検知、クリーニングするための時間が足りないため、パッチ画像を形成するタイミングの紙間では、通常の紙間よりも間隔を広げる（一旦プリントジョブを中断する）ことが行われる。通常よりも紙間を広げるとその分生産性が低下するため、ある程度の間隔を空けてパッチ画像を形成するのが一般的である。
【００４７】
［空回転モード］
次に、本実施形態の空回転モードについて説明する。上述したように、例えばトナー収容容器７が高温多湿の環境に長時間放置されると、内部のトナーが凝集して凝集塊になってしまう場合がある。このような凝集塊がそのまま現像容器４１内に補給されると、シミ状の画像汚れが発生してしまう可能性がある。このため、本実施形態では、このような可能性がある場合に次述する空回転動作を行って、現像容器４１内において、凝集塊を崩すようにしている。なお、このトナー凝集塊によるシミ状の画像汚れは、上記した強制補給モードに移行する画像比率よりも低い画像比率が連続した場合でも発生するため、強制補給モードとは別に下記で説明する空回転モードを実施する必要がある。
【００４８】
即ち、ＣＰＵ１０１は、トナー補給量に関する値が所定の閾値以上となった場合に、非画像領域で上述のようなパッチ画像を形成せずに、攪拌部材としての第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する空回転モードを実行する。言い換えれば、単位枚数当りのトナー補給量が多い場合に、非画像領域において、現像装置を所定時間だけ空回転する制御を行っている。ここで、空回転モードは、後述するトナー補給量に関する値が所定の閾値以上となった場合に実行する。また、空回転モードでは、現像剤補給装置４００により補給を実質的に行わない。補給を実質的に行わないとは、空回転モードを実行している際に、補給を全く行わない場合は勿論、例えば、画像濃度に影響を与えない程度に補給される場合も含む。具体的には、トナー濃度を維持するための制御された補給動作ではなく、例えば補給部材が停止する際のイナーシャによるものや、振動によるトナーの落下等によって、少量のトナーが補給される場合がそれに当る。
【００４９】
また、空回転モードでは、トナー補給量に関する値が所定の閾値以上である方が所定の閾値未満である場合よりも、非画像領域での第一、第二搬送スクリュー４７、４８の回転回数が多くなるようにしている。本実施形態では、後述するように、後回転動作時に後回転動作に移行する直前に（画像形成動作を中断して）空回転モードを実行したり、紙間の間隔を広げて（一旦、画像形成動作を中断して）空回転モードを実行したりする。即ち、トナー補給量に関する値が所定の閾値未満である通常の後回転動作や紙間よりも、それぞれの時間を長くして、空回転モードを実行するようにしている。このように時間を長くする分、通常の後回転動作や紙間よりも、非画像形成時における第一、第二搬送スクリュー４７、４８の回転回数が多くなる。
【００５０】
また、本実施形態では、トナー補給量に関する値として、所定の画像形成枚数での１枚当たりの画像比率である平均画像比率を使用している。本実施形態の場合、この平均画像比率は、直近に画像形成された１００枚分（所定の画像形成枚数）の画像比率の移動平均値を用いて算出している。また、非画像領域とは、通常の画像形成、即ち、スキャナやパーソナルコンピュータなどからユーザが入力した画像情報に基づく画像形成が行われないときである。具体的には、連続して形成される通常の画像間（連続する画像と画像との間、紙間）や、画像形成終了に伴って感光ドラム１や現像装置４０が駆動する後回転動作時などである。言い換えれば、記録材に転写する画像を形成しないときである。
【００５１】
ここで、画像形成枚数に関する値（ここでは画像形成枚数）を、第１検知手段としてＣＰＵ１０１がカウント（積算）して記憶手段としてのメモリタグ１０２に格納する。また、入力された画像（画像形成される画像）の画像情報信号を処理するコントローラ１０３から、この画像情報信号に対応した値（ここではビデオカウント値）が第２検知手段でもあるＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、このビデオカウント値をカウント（積算）してメモリタグ１０２に格納する。そして、ＣＰＵ１０１は、メモリタグ１０２に格納された、積算した画像形成枚数（第１カウンタの値）と積算したビデオカウント値（積算値、第２カウンタの値）とから、直近の所定の画像形成枚数（１００枚）での平均画像比率を算出する。なお、本実施形態では、ＣＰＵ１０１がトナー補給量に関する値を検知する検知手段となる。
【００５２】
ＣＰＵ１０１は、このように算出した平均画像比率が、所定の閾値としての所定の画像比率以上（例えば３０％以上）となった場合に、非画像領域で空回転モードを実行する。本実施形態では、空回転モードで、第一、第二搬送スクリュー４７、４８に加えて現像スリーブ４２も駆動している。これらは、現像モータ４０Ａにより同期して駆動されるため、空回転モードでも同時に駆動する。したがって、ＣＰＵ１０１は、現像モータ４０Ａを制御して空回転モードを実行する。なお、本実施形態では、感光ドラム１の駆動や、帯電器２による帯電バイアスの印加、現像バイアスの印加も停止していない。但し、凝集塊を崩すためには、空回転モードで少なくとも第一、第二搬送スクリュー４７、４８が駆動していれば良く、その他については、必要に応じて停止しても良い。但し、現像スリーブ４２も駆動することで現像剤が更に攪拌されて、凝集塊がより崩れ易くなる。
【００５３】
以下、このような制御の一例について、図５を用いて説明する。プリント動作（画像形成）が開始され、現像開始タイミングになると現像装置４０の駆動が開始（ＯＮ）される（Ｓ１）。次いで、コントローラ１０３から、プリントされる画像に対応したビデオカウント値がＣＰＵ１０１に入力される（Ｓ２）。また、メモリタグ１０２に格納されている積算プリント枚数、及び積算ビデオカウント値が各色毎にＣＰＵ１０１に読み込まれ（Ｓ３、Ｓ４）、画像１枚当たりの平均画像比率が各色毎に算出される（Ｓ５）。
【００５４】
現像動作中は、インダクタンス検知センサ４９の検知出力に基づいて現像容器４１内の現像剤のトナー濃度が算出される。トナー濃度が目標値よりも低い場合、必要なトナー補給量が算出され、補給部材８１を駆動してトナーが現像容器４１内に補給される。
【００５５】
プリント動作を実行し、プリントジョブの残りのプリント数が０になった場合（Ｓ６のＹ）は、後回転動作に移行するが、その前に、ＣＰＵ１０１がその時点における平均画像比率が所定の画像比率（３０％）以上であるか否かを各色毎に判断する（Ｓ７）。そして、何れかの色が所定の画像比率以上であった場合（Ｓ７のＹ）、後回転動作に入る前に、平均画像比率が所定の画像比率以上であった現像装置の空回転モードが実行される（Ｓ８）。本実施形態では、平均画像比率が所定の画像比率以上の特定の現像装置のみ空回転モードを実行し、それ以外の現像装置は停止するように制御を行っている。なお、何れの色も平均画像比率が所定の画像比率未満であった場合（Ｓ７のＮ）は、通常の後回転動作に移行する（Ｓ１０）。
【００５６】
本実施形態では、現像装置の空回転モードの実行中は、現像剤補給装置４００による現像剤の補給を停止し、現像容器４１内にトナーが補給されないようにしている。これにより、トナー収容容器７中にトナーの凝集塊が含まれている場合でも、凝集塊が新たに現像容器４１内に入ってこない状態で空回転モードを行うことができるため、現像容器４１内での攪拌動作によってより確実に凝集塊を崩すことができる。また、本実施形態では、空回転モードを所定時間（ここでは４．２ｓｅｃ）実行する。空回転モードの終了後、メモリタグ１０２内の積算プリント枚数、および積算ビデオカウント値、即ち、トナー補給量に関する値を０にリセット（Ｓ９）したのち、通常の後回転動作に移行する（Ｓ１０）。後回転モードが終了したら、現像駆動はＯＦＦされ（Ｓ１１）、本体停止して一連のジョブが終了する。
【００５７】
また、図５のＳ６において、ジョブの残りのプリント数が０で無い場合（Ｓ６のＮ）にも、Ｓ７と同様に、ＣＰＵ１０１がその時点における平均画像比率が所定の画像比率（３０％）以上であるか否かを各色毎に判断する（Ｓ１２）。そして、何れかの色が所定の画像比率以上であった場合（Ｓ１２のＹ）は、次の画像との間である紙間を通常よりも広げて空回転モードを実行する（Ｓ１３）。空回転モードが行われた色はメモリタグ１０２内の積算プリント枚数、および積算ビデオカウント値が０にリセット（Ｓ１４）され、次の画像形成に移行する（Ｓ２に戻る）。一方で、Ｓ１２で、何れの色も平均画像比率が所定の画像比率未満であった場合（Ｓ１２のＮ）は、その時点における積算プリント枚数、および積算ビデオカウント値がメモリタグ１０２に書き込まれ（Ｓ１５）、通常の紙間長さで次の画像形成が行われる（Ｓ２に戻る）。
【００５８】
本実施形態によれば、平均画像比率が所定の画像比率以上となった場合、即ち、単位枚数当たりのトナー補給量が多い場合でも、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制できる。即ち、平均画像比率が所定の画像比率以上である方が所定の画像比率未満である場合よりも、非画像領域（本実施形態では紙間及び後回転動作時）で第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する回転回数が多くなる空回転モードを実行する。このため、この間に現像容器４１に補給された現像剤に含まれる凝集塊をより多く崩すことができる。具体的には、空回転モードでは、通常の後回転動作や紙間などよりも、それぞれの時間を長くすることで非画像領域における第一、第二搬送スクリュー４７、４８の回転回数を多くしている。このため、通常の非画像領域における場合よりも凝集塊を多く崩すことができ、凝集塊に起因する画像不良の発生を抑制できる。
【００５９】
特に、高温、高湿の環境下に長期間保管されたことにより、内部にトナーの凝集塊が多数存在するようなトナー収容容器７が装着され、かつ高画像比率の画像が連続してプリントされた場合でも、現像容器内で効果的に凝集塊を崩すことが可能となる。このため、トナー凝集塊がそのまま現像スリーブ上に達してしまうことに起因する画像汚れの発生を防止することが可能となり、高品位な画像を安定して得ることのできる画像形成装置を提供することができる。
【００６０】
次に、このような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、本実施形態のような空回転モードを実行した場合と、実行しなかった場合とで、それぞれ、画像比率４５％の画像を連続して１００００枚プリントしたときのシミ状の画像汚れの発生個数を調べた。また、トナー収容容器は高温、高湿環境（例えば温度４０℃、相対湿度８０％）に放置し、内部に凝集塊が多く存在しているものを用いた。この結果を図６に示す。図の左側のグラフが空回転モードを実行しなかった場合（空回転モードなし）を、右側のグラフが本実施形態の空回転モードを実行した場合（空回転モード有り）を、それぞれ示す。
【００６１】
図６から明らかなように、本実施形態の空回転モードを実行することで、画像比率が高い画像（ここでは４５％）を連続してプリントした場合でも、シミ状の画像汚れの発生個数を元の個数の約２６％まで低減することができた（低減率：７４％）。このように、高画像比率が連続した場合でも画像汚れの発生を大幅に低減することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態では空回転モードを行う所定の閾値（所定の画像比率）を、平均画像比率３０％以上、空回転モードの時間を４．２ｓｅｃに設定した。但し、これらはこの値に限定されるものではなく、使用する現像装置の構成、及び使用する現像剤の種類等により、適切な値に設定することが望ましい。
【００６３】
また、本実施形態では、後回転動作の前に空回転モードを実行したり、紙間を広げて空回転モードを実行したりして、空回転モードの時間を設定し、第一、第二搬送スクリュー４７、４８の回転回数を増やすようにした。但し、空回転モードは、少なくとも第一、第二搬送スクリュー４７、４８の駆動速度を速くすることで、第一、第二搬送スクリュー４７、４８の回転回数を増やすようにしても良い。この場合、空回転モードのためだけに使用される時間をなくしたり、この時間を短くできる。
【００６４】
また、本実施形態では、トナー補給量に関する値として、積算プリント枚数から算出した平均画像比率を用いている。但し、トナー補給量に関する値として、現像装置（現像スリーブ４２）の積算走行距離を用いて、平均画像比率を算出しても良い。その場合、画像形成動作以外の制御動作などのために現像装置が駆動している時間も考慮された画像比率を算出することができる。また、空回転モードを実行するためのトリガーとして、平均画像比率を用いているが、後述する第３の実施形態のように、積算Ｄｕｔｙ値を用いても良い。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１ないし図３を参照しつつ、図７及び図８を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、空回転モードの時間を一定とした。これに対して本実施形態では、トナー補給量に関する値（本実施形態では平均画像比率）に応じて、空回転モードでの第一、第二搬送スクリュー４７、４８などの駆動時間を変更するようにしている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６６】
本実施形態の場合、ＣＰＵ１０１は、平均画像比率が高くなるほど、空回転モードでの第一、第二搬送スクリュー４７、４８などの駆動時間（空回転時間）を長くしている。このような制御の一例について、図７を用いて説明する。プリント開始からＳ６までは、第１の実施形態の図５と同様である。即ち、本実施形態の場合も、積算プリント枚数と積算ビデオカウント値から、直近１００枚のプリントにおける移動平均値によって平均画像比率を算出している。
【００６７】
そして、第１の実施形態では算出された平均画像比率が３０％以上であれば、一定時間の空回転モードを行うようにしていた。これに対して本実施形態では、平均画像比率が所定の画像比率として２０％以上であった場合に、その平均画像比率に応じて、実行する空回転モードの時間を可変としている。即ち、平均画像比率が２０％以上であった場合（Ｓ２１、Ｓ２７のＹ）に、空回転モードを実施するが、そのときの空回転時間は、次の表１に示すテーブルから決定するようにしている。
【００６８】
【表１】
2015152894.tif 000003
【００６９】
このテーブルをグラフにしたものを図８に示す。一つの画像比率区分の間は線形補完によって空回転時間を決定するようにしている。この図から分かるように、平均画像比率が高いほど空回転時間を長くするように制御を行っている。即ち、平均画像比率に応じて表１及び図８のテーブルから、ＣＰＵ１０１が空回転時間を決定する（Ｓ２２、Ｓ２８）。このテーブルは、予め、メモリタグ１０２に格納されている。そして、決定され空回転時間、空回転モードを実行する（Ｓ２３、Ｓ２９）。なお、図７のＳ２３からＳ２６までは、図５のＳ８からＳ１１までと、図７のＳ２９〜Ｓ３１までは、図５のＳ１３からＳ１５までと、それぞれ同様である。
【００７０】
このような本実施形態の場合、平均画像比率に合わせた適切な空回転モードを行うことにより、無駄なダウンタイムが発生することなく、効率的に凝集塊の個数を低減することが可能となる。特に画像比率の高い画像が連続してプリントされた場合においても、より確実に凝集塊に起因するシミ状の画像汚れの発生を抑制できる。
【００７１】
即ち、平均画像比率が特に高い場合、単位枚数当りに補給されるトナー量が顕著に多くなるため、トナー収容容器７内にトナーの凝集塊が多く含まれていた場合に、現像容器４１内に入ってくる凝集塊の個数もその分多くなる。その場合、現像装置の空回転時間が短いと、凝集塊を攪拌して崩す作用が不十分となってしまう可能性があるため、本実施形態のように空回転時間をより長く取ることが有効である。
【００７２】
また、それとは逆に、画像比率が中程度（例えば２０％〜６０％）である場合、より高画像比率（例えば８０％〜１００％）に合わせた空回転時間に設定すると、空回転時間としては過剰に長すぎることとなる。この結果、空回転モードのためのダウンタイムが無駄に発生してしまうことになる。そこで、画像比率に合わせた空回転時間を選択した方が効率的である。
【００７３】
なお、上述の説明では、平均画像比率に応じて空回転時間（第一、第二搬送スクリュー４７、４８などの駆動時間）を変更した場合について説明した。但し、空回転時間を変更せずに第一、第二搬送スクリュー４７、４８の駆動速度を変更するようにしても良い。駆動速度を変更しても凝集塊を攪拌して崩す作用が高くなる。また、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、強制補給モードと併用することも可能である。
【００７４】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図１及び図２を参照しつつ、図９ないし図１１を用いて説明する。本実施形態の場合、現像装置４０内の現像剤のトナー濃度制御方法として、非画像領域に形成されたパッチ画像の濃度を検知し、その検知結果を用いた制御方法を採用している。即ち、本実施形態の場合も、第１、第２の実施形態と同様に、現像装置４０に配置されたインダクタンス検知センサ４９の検知結果に基づいたトナー補給制御を行っている。また、これに加えて、第１の実施形態と同様に、インダクタンス検知センサ４９のターゲット値を補正する手段として、パッチ画像を用いた制御を行っている。
【００７５】
また、本実施形態では、（Ａ）画像形成枚数が所定枚数に到達した場合と、（Ｂ）画像比率を積算した積算ＤＵＴＹ値が所定の値に到達した場合に、連続画像形成ジョブ中に画像形成動作を中断して制御用パッチを形成し、現像装置内のトナー濃度を調整する制御（制御用画像形成モード）を行っている。そして、（Ａ）の場合よりも（Ｂ）の場合の方が、凝集塊の発生リスクが高い状況のため、制御用画像形成モード中の画像形成動作中断時に、第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する回転回数が多くなるように構成されている。但し、本実施形態の場合は、画像形成動作中断時（後述する空回転モード時を含む）に現像剤の補給を行うようにしても良い。
【００７６】
また、本実施形態の場合は、トナー補給量に関する値を検知する第２検知手段としてのＣＰＵ１０１が、画像情報信号に対応した値を積算した積算値を算出している。また、画像形成枚数に関する値を検知する第１検知手段でもあるＣＰＵ１０１が、画像形成枚数を積算している。そして、実行手段でもあるＣＰＵ１０１が、次述する第１モードと第２モードとを実行可能である。
【００７７】
第１モードは、画像情報信号に対応した値の積算値が第２の閾値となる前に画像形成枚数の積算値が第１の閾値以上となった場合に、画像形成動作中断中（非画像領域）にパッチ画像を形成する。また、第２モードは、画像形成枚数の積算値が第１の閾値となる前に、画像情報信号に対応した値の積算値が第２の閾値以上となった場合に、画像形成動作中断中にパッチ画像を形成する。本実施形態では、第２モードの方が第１モードよりも非画像領域で第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する回転回数を多くしている。
【００７８】
即ち、第２モードでは、パッチ画像の形成に加えて、パッチ画像を形成しないで第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する空回転モードを実行している。第１モードは、第１の実施形態で説明した制御用画像形成モードと同じである。したがって、第２モードでは、空回転モードを行う分、第１モードよりも画像形成動作中断中に第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する回転回数を多くなる。以上から、本実施形態では、パッチ画像の形成及び空回転モードを実行するトリガとして、積算プリント枚数（画像形成枚数）、及び、積算ビデオカウント値（積算値、本実施形態では積算Ｄｕｔｙ値）を併用した制御を行っている。
【００７９】
即ち、本実施形態の場合も、ＣＰＵ１０１が積算プリント枚数（第１カウンタの値）、及び、積算Ｄｕｔｙ値（第２カウンタの値）をカウントして、メモリタグ１０２に格納する。ここで、積算Ｄｕｔｙ値とは、積算ビデオカウント値に相当するものであり、ビデオカウント値をＡ４サイズ原稿１枚当たりの画像比率に換算したものである。即ち、Ａ４サイズの全面ベタ原稿の場合、Ｄｕｔｙ値は１００％となる。
【００８０】
そして、ＣＰＵ１０１は、積算プリント枚数が第１の閾値となる前に積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値以上となった場合に、画像形成動作中断中にパッチ画像を形成すると共に空回転モードを実行する（第２モード）。一方、積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値となる前に積算プリント枚数が第１の閾値以上となった場合に、画像形成動作中断中に、空回転モードを実行せずにパッチ画像を形成する（第１モード）。本実施形態の場合、第１の閾値を６０枚、第２の閾値を６００％とした。
【００８１】
図１０に、パッチ画像を紙間で形成した場合を示す。各色の画像形成部で形成されたパッチ画像は、ＹＭＣＫの順番で中間転写ベルト５の幅方向（回転方向に交差する方向）中央部に転写される。これは、濃度センサ８００がこの位置に設置されているためである。パッチ画像の大きさは縦横ともに２０ｍｍの大きさをもち、パッチ画像の基準濃度は、最大濃度を１．６とした場合の０．８（即ち、ハーフトーン画像）に設定されている。
【００８２】
ここで、ＣＰＵ１０１は、画像形成動作中断中にパッチ画像を形成するタイミングで空回転モードを実行する第２モードでは、図１０（ａ）に示すように、パッチ画像を形成した後に続けて空回転モードを実行する。即ち、積算プリント枚数が第１の閾値となる前に積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値以上となった場合には、紙間で、パッチ画像を形成した後に続けてそのまま第一、第二搬送スクリュー４７、４８を駆動する空回転モードを実行する。一方、積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値となる前に積算プリント枚数が第１の閾値以上となった場合の第１モードでは、図１０（ｂ）に示すように、紙間でパッチ画像の形成のみを行い、空回転モードは実行しない。
【００８３】
このような制御の一例について、図１１を用いて説明する。プリント動作（画像形成）が開始され、現像開始タイミングになると現像装置４０の駆動が開始（ＯＮ）される（Ｓ１０１）。次いで、コントローラ１０３から、プリントされる画像に対応したビデオカウント値がＣＰＵ１０１に入力される（Ｓ１０２）。また、メモリタグ１０２に格納されている積算プリント枚数（Ａ）、及び積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）が各色毎にＣＰＵ１０１に読み込まれる（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。そして、何れかの色の積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）が６００％以上（第２の閾値以上）であるか否かを、ＣＰＵ１０１が各色毎に判断する（Ｓ１０５）。
【００８４】
何れかの色の積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）が６００％以上である場合（Ｓ１０５のＹ）、プリントジョブの残りのプリント数が０になったか否かをＣＰＵ１０１が判断する（Ｓ１０６）。そして、残りのプリント数が０である場合（Ｓ１０６のＹ）は、後回転動作に移行し、非画像領域において、まず各色のパッチ画像の形成が行われ、続いて、空回転モードが実行される（第２モード、Ｓ１０７）。即ち、積算プリント枚数（Ａ）が６０枚未満、即ち、第１の閾値である６０枚となる前で、積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）が第２の閾値である６００％以上となった場合に、非画像領域にパッチ画像を形成すると共に空回転モードを行う第２モードを実行する。
【００８５】
パッチ画像の形成及び空回転モードの終了後、メモリタグ１０２内の積算プリント枚数、および積算Ｄｕｔｙ値、即ち、トナー補給量に関する値を０にリセット（Ｓ１０８）したのち、通常の後回転動作に移行する（Ｓ１０９）。後回転モードが終了したら、現像駆動はＯＦＦされ（Ｓ１１０）、本体停止して一連のジョブが終了する。
【００８６】
また、図１１のＳ１０６において、ジョブの残りのプリント数が０で無い場合（Ｓ１０６のＮ）、次の画像との間である紙間を通常よりも広げて、Ｓ１０７と同様に、パッチ画像の形成と空回転モードを行う第２モードを実行する（Ｓ１１１）。空回転モードが行われた色はメモリタグ１０２内の積算プリント枚数、および積算Ｄｕｔｙ値が０にリセット（Ｓ１１２）され、次の画像形成に移行する（Ｓ１０２に戻る）。
【００８７】
一方、Ｓ１０５で積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）が６００％未満の場合（第２の閾値である６００％となる前、Ｓ１０５のＮ）、積算プリント枚数（Ａ）が６０枚以上（第１の閾値以上）であるか否かを、ＣＰＵ１０１が判断する（Ｓ１１３）。積算プリント枚数（Ａ）が６０枚以上である場合（Ｓ１１３のＹ）、プリントジョブの残りのプリント数が０になったか否かをＣＰＵ１０１が判断する（Ｓ１１４）。そして、残りのプリント数が０である場合（Ｓ１１４のＹ）は、後回転動作に移行し、画像形成動作中断中において、空回転モードを実行せずに、各色のパッチ画像の形成を行う第１モードを実行する（Ｓ１１５）。その後、Ｓ１０８に移行する。
【００８８】
また、図１１のＳ１１４において、ジョブの残りのプリント数が０で無い場合（Ｓ１１４のＮ）、次の画像との間である紙間を通常よりも広げて、Ｓ１１５と同様に、空回転モードを実行せずにパッチ画像の形成を行う（Ｓ１１６）。そして、メモリタグ１０２内の少なくとも積算プリント枚数が０にリセット（Ｓ１１７）され、次の画像形成に移行する（Ｓ１０２に戻る）。なお、画質を優先する場合には、積算プリント枚数のみをリセットして、積算Ｄｕｔｙ値はリセットしない。このように積算Ｄｕｔｙ値をリセットしなければ、Ｓ１０５で第２モードに移行し易くなるため、画質を向上させられる。一方、生産性を優先する場合には、積算プリント枚数及び積算Ｄｕｔｙ値の何れもリセットする。このように、両方の積算値をリセットすれば、パッチ画像形成の頻度を少なくでき、生産性を向上させられる。
【００８９】
更に、Ｓ１１３で、積算プリント枚数（Ａ）が６０枚未満である場合（Ｓ１１３のＮ）、プリントジョブの残りのプリント数が０になったか否かをＣＰＵ１０１が判断する（Ｓ１１８）。そして、残りのプリント数が０である場合（Ｓ１１８のＹ）は、Ｓ１０９の後回転動作に移行する。一方、残りのプリント数が０でない場合（Ｓ１１８のＮ）、Ｓ１０２に戻る。
【００９０】
このような本実施形態の場合、積算Ｄｕｔｙ値（積算ビデオカウント値）をトリガとしてパッチ画像の形成を行うことで、素早くトナー濃度の補正を行うことができるため、トナーの帯電量の変動による色味変動を抑制することが可能となる。また、それと同時に、適切なタイミングで空回転モードを含む第２モードを行うことにより、無駄なダウンタイムが発生することなく、効率的に凝集塊の個数を低減することが可能となる。これにより、トナー凝集塊がそのまま現像スリーブ上に達してしまうことに起因する画像汚れの発生をより効率的に防止することも可能となり、更に高品位な画像を安定して得ることのできる画像形成装置を提供することができる。
【００９１】
即ち、積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値以上となったことがトリガとなってパッチ画像形成が行われた場合は、直前に比較的、高画像比率の画像が連続してプリントされている。このため、仮にトナー収容容器７内にトナーの凝集塊が多く含まれている場合は、上述したようにシミ状の画像汚れが発生し易い状態となっている。このため、この場合には、パッチ画像を形成した後に続けて空回転モードを行う第２モードを実行している。
【００９２】
このように第２モードを実行して空回転モードを行うことで、トナーの凝集塊に起因するシミ状の汚れ画像が発生することを抑制することが可能となる。その際、積算Ｄｕｔｙ値が第２の閾値以上となった色の現像装置のみ空回転モードを実行しても良いし、全色の空回転モードを行うようにしても良い。
【００９３】
また、このようにパッチ画像を形成した後に続けて空回転モードを実行することで、ダウンタイムを抑制できる。即ち、パッチ画像を形成した後は、中間転写ベルト５上のパッチ画像のクリーニングや二次転写ローラ１０のクリーニングを行う。本実施形態では、このクリーニングを行う時間に空回転モードを実行しているため、例えば、空回転モードを実行した後にパッチ画像を形成する場合よりも、ダウンタイムを抑制できる。
【００９４】
但し、第２モードで空回転モードを実行した後に続けてパッチ画像の形成を行うようにしても良い。これにより、ダウンタイムが上述の場合よりも長くなるが、トナー凝集塊によるシミ状の汚れがパッチ画像上に重なることを抑制できる。シミ状の汚れがパッチ画像に重なった場合、パッチ画像の濃度を正確に検知しにくくなる。このため、この順番とすることで、より精度良く、パッチ画像の濃度検知を行うことができる。
【００９５】
また、本実施形態の場合、積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）は第２の閾値未満であるが、何れかの色の積算プリント枚数（Ａ）が第１の閾値以上である場合、同様にパッチ画像の形成が行われるが、この際、空回転モードは行わない。積算プリント枚数（Ａ）が第１の閾値以上となったことがトリガとなる場合は、直前に比較的、低画像比率の画像が連続してプリントされたということなので、単位枚数当りのトナー補給量は少なく、凝集塊起因のシミ状の汚れが発生するリスクは低い。そこで、この場合は凝集塊を崩すための空回転モードを行わずに、極力ダウンタイムが発生しないようにしている。
【００９６】
なお、パッチ画像は、通常画像の幅方向から外れた領域（非画像領域）に形成しても良い。例えば、中間転写ベルト５の幅方向端部にパッチ画像を形成すると共に、この幅方向端部と対向する位置に濃度センサ８００を配置する。但し、この場合でも、空回転モードは、紙間などの画像形成が行われていない非画像領域で実行する。
【００９７】
また、上述の説明では、積算Ｄｕｔｙ値（Ｂ）の第２の閾値を６００％、積算プリント枚数（Ａ）の第１の閾値を６０枚に設定しているが、これらはこの値に限定されるものではない。即ち、これらの閾値は、使用する画像形成装置、現像装置の構成、もしくは使用する現像剤の種類等によって、最適な値を使用することができる。
【００９８】
また、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、直近にプリントされた画像の平均画像比率に基づいて、第１モードと第２モードとを実行するようにしても良い。また、第２の実施形態のように、平均画像比率に応じて空回転時間を変更するようにしても良い。この場合、直近の例えば１０枚や５０枚毎に平均画像比率を求め、その平均画像比率が第２の閾値となる画像比率以上であるか否かを判断する。そして、積算プリント枚数が第１の閾値である例えば６０枚や１００枚となる前に、平均画像比率が第２の閾値以上となれば第２モードを実行する。一方、平均画像比率が第２の閾値となる前に積算プリント枚数が第１の閾値以上となれば第１モードを実行する。また、本実施形態においても第１、第２の実施形態と同様に、強制補給モードと併用することも可能である。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様である。
【００９９】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、トナー補給量に関する値として、平均画像比率や積算ビデオカウント値（積算Ｄｕｔｙ値）を使用しているが、この値は、これらに限らない。例えば、補給部材８１の回転回数又は回転時間をトナー補給量に関する値としても良い。要は、短い期間に多量のトナーが補給されたことが分かれば良い。また、画像形成枚数に関する値は、積算プリント枚数以外に、例えば、現像スリーブの回転回数や回転時間など、画像形成がどのくらい行われたかが分かる値であれば良い。
【符号の説明】
【０１００】
１・・・感光ドラム（像担持体）／７・・・トナー収容容器／４０・・・現像装置／４１・・・現像容器／４２・・・現像スリーブ（現像剤担持体）／４７・・・第一搬送スクリュー（攪拌部材）／４８・・・第二搬送スクリュー（攪拌部材）／４９・・・インダクタンス検知センサ／８１・・・補給部材／１０１・・・ＣＰＵ（制御手段）／４００・・・現像剤補給装置／８００・・・濃度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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