JP4917265B2

JP4917265B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4917265B2
Application number: JP2005054815A
Authority: JP
Inventors: 仰太藤森; 真長谷川; 昇沢山; 真治加藤; 均石橋; 加余子田中; 裕士平山; 崇史榎並; 信二小林; 一三小林; 福年内田; 直人渡辺
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: US7251420B2; JP2006047965A; US20060002724A1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機やプリンタなどの画像形成装置では画像濃度を維持するために、印刷領域外にトナーのテストパターンを作成し、パターンの付着量を検出することにより付着量が最適になるように画像形成条件を制御する必要がある。特にフルカラー機においては、濃度階調性や色再現性を保つため、高濃度部から低濃度部までを検出する必要がある。

また、高濃度部から低濃度部までを検出する場合、階調を得るために複数のトナー像パターンを作成する必要がある。複数のトナー像パターンの作成方法としては、像担持体上の回転方向に現像バイアスや露光エネルギーを可変して作像し、濃度センサの位置にトナー像パターンが到達したら、順次濃度を検出していく、という方法が一般的である。この場合、検出時間が長くなるため、頻繁に検出を行なうことができないので、所定時間や所定プリント枚数間隔で実施している。

ところで、２成分現像方式においては、画像形成に伴ってトナーが消費されていくので、現像装置内にトナーを補給し、搬送スクリューなどでキャリアとトナーを摩擦帯電してからマグネットローラ（現像ローラ）上に搬送し現像する。かかる現像方式では、装置の小型化に伴い、キャリア量が制限されるなどの理由で、短時間にトナーが現像装置内に補給された場合、上記マグネットローラに供給されるトナーの濃度分布が一時的に不均一になることがある。

そのため、従来、トナー像によるパターンを作成する際、作成前に、上記マグネットローラーの上流側に設けられていてトナーとキャリアとを搬送しつつ攪拌する搬送スクリューを予め回転させることで濃度分布を均一にしてからトナー像パターンを作成するなどの方法があった。

例えば、その現像装置における最大補給量のトナーを補給した場合に、濃度分布が均一になるまでの時間として、ある固定時間を設定した場合、常に、その固定時間分だけ搬送スクリューを回転させてからでないとトナー像パターンが作成されない。しかし、トナーの補給量は、印刷ページの画素量など消費トナー量に対応するので、いつも最大補給量のトナーが補給されるとは限らない。従って、補給されるトナー量が最大補給量でない場合には、補給に伴う濃度分布の不均一が均一になるまでの必要時間は上記固定時間よりも短い場合もあり得る。このように、固定時間を設定した場合には、無駄な装置のダウンタイムが発生していた。

なお、トナーとキャリアから成る２成分現像剤を有し、該現像剤を担持する現像剤担持体を有し、該現像剤を搬送攪拌する攪拌部材を有する現像装置を複数個有し、該現像装置により現像される画像の画像データをカウント、積算するビデオカウンターを有し、該画像データを積算し現像剤中のトナー消費情報を検知する現像剤濃度検知手段を有し、その信号に応じたトナー補給信号によりトナーを補給する画像形成装置において、該現像装置の該攪拌部材の駆動速度を該ビデオカウンターの値により可変とする画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この文献にかかる発明には、適正な攪拌時間の攪拌を実行してからパターンを作成することで、濃度検知安定性を保ちながら装置のダウンタイムを短くする思想はない。

特開２００３−５７９５０号公報

この発明は、濃度検知安定性を保ちながらかつ攪拌に要する装置のダウンタイムを現像装置の状態に応じた必要最小限にでき、またトータルの駆動時間を短くして装置寿命を延ばすことができる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
（１）像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体を露光する露光手段と、露光により形成された静電潜像を現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、トナー像パターンを形成しその検出結果に基づいて画像形成条件を定める画像形成条件設定手段と、を有し、前記現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と攪拌された現像剤を保持し像担持体に供給する現像ローラを備え、前記トナー補給手段は、現像装置に送るトナー量を適正に制御するトナー補給量制御手段を備えた画像形成装置において、
前記画像形成条件設定手段は、
印刷動作が開始してから、露光が終了するまでの間の画素数をカウントし、かつ露光した画素の密度を判定し、
上記画素数及び画素密度を用いて画像面積を算出し、
上記画像面積と単位面積当たりのトナー量を用いてトナー補給量を算出し、
上記算出された補給量のトナーを現像装置に補給し、
上記トナー補給量にもとづき、前記現像装置内の現像剤が均一に攪拌される攪拌時間を設定し、その攪拌時間、現像剤を攪拌してから前記トナー像パターンを作成するものであり、
該画像形成条件設定手段は、画像形成条件を定めるためのプロセスを開始するプロセスコントロール開始時点より当該現像装置における最大トナー補給量に対応した最大トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間まで遡った時点から前記プロセスコントロール開始時点までの期間内は該現像装置の撹拌を継続させ、該現像装置の、頁毎の露光に対応して行われるトナー補給に起因する複数の時点における各トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な各攪拌時間を算出するとともに、当該期間内に前記最大トナー補給量のトナー補給がある場合はその最大トナー補給に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な最短の攪拌時間を加味し、
これら各撹拌時間のうち、少なくとも一つに基づく攪拌終了が前記プロセスコントロール開始時点より遅れる場合はその遅れた時間の中の最大値を以って前記プロセスコントロール開始後前記トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間として撹拌を継続し、
これら各撹拌時間による攪拌が前記プロセスコントロール開始時点までに終了する場合は前記プロセスコントロール開始後、撹拌することなく前記トナー像パターンを作成することとした(請求項１)。
（２）（１）に記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を前記現像装置内へのトナー補給量に基づいて算出することとした(請求項２)。
（３）（１）又は（２）に記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を画像面積に基づいて算出することとした(請求項３)。
（４）（１）乃至（３）の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を現像剤の使用履歴に応じた時間を加味して定めることとした（請求項４）。
さらに、次の技術的特徴を有している。
（６）像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体を露光する露光手段と、露光により形成された静電潜像を現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、トナー像パターンを形成しその検出結果に基づいて画像形成条件を定める画像形成条件設定手段と、を有し、前記現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と現像剤を保持し像担持体に供給する現像ローラを備え、前記トナー補給手段は、現像装置に送るトナー量を適正に制御するトナー補給量制御手段を備え、
前記画像形成条件設定手段は前記現像装置内の現像剤が均一に攪拌される攪拌時間を設定しその攪拌時間、現像剤を攪拌・搬送してから前記トナー像パターンを作成する。
（７）像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体を露光する露光手段と、露光により形成された静電潜像を現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、トナー像パターンを形成しその検出結果に基づいて画像形成条件を定める画像形成条件設定手段と、を有し、前記現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と現像剤を保持し像担持体に供給する現像ローラを備え、前記トナー補給手段は、現像装置に送るトナー量を適正に制御するトナー補給量制御手段を備え、
前記現像装置の状態に応じて設定される攪拌時間、現像剤を攪拌してから前記トナー像パターンを作成することとした。
（８）請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記画像形成条件設定手段は、画像形成条件を定めるためのプロセスを開始する時点（プロセスコントロール開始時点）で、該時点以前に該現像装置でのトナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間を算出して、この算出値を以って、該時点後前記トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間とした。
（９）（３）記載の画像形成装置において、前記画像形成条件設定手段は、前記現像装置に生じた最大トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間だけ、前記プロセスコントロール開始時点から時間を遡り、この遡った時点から印刷プロセスが行われる毎に、変動トナー量に応じて定まる分散に至るまでの時間を算出し、前記プロセスコントロール開始時点での前記算出値を以って、前記プロセスコントロール開始後前記トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間とした。
（１０）（１）乃至（４）の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を前記現像装置内へのトナー補給量に基づいて算出することとした。
（１１）（１）乃至（５）の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を画像面積に基づいて算出することとした。
（１２）（１）乃至（６）の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を現像剤の使用履歴に応じた時間を加味して定めることとした。

この発明によれば、濃度検知安定性を保ちながらかつ装置のダウンタイムを短くでき、またトータルの駆動時間が短くなるので装置寿命、現像剤寿命を延ばすことができる。

（画像形成装置の概要）
図１により画像形成装置の一例としてカラー画像形成装置について、カラー画像を得る過程を説明する。カラー画像形成装置には転写ベルト１を有する転写ベルト装置１０と各色画像を形成する４つの画像ステーションが配置され、各画像ステーションには像担持体としての感光体ドラム２０Ｋ（ブラック）、２０Ｙ（イエロー）、２０Ｃ（シアン）、２０Ｍ（マゼンタ）が設けられている。

図１のうち、帯電〜露光〜転写に至る画像形成プロセスを行なう主な構成部につては図２に拡大して示した。また、現像装置に関し、図３に感光体ドラム２０Ｍまわりの現像装置５０Ｍについて示した。各感光体まわりの部材構成は共通であるので、感光体ドラム２０Ｍにかかる説明を以って、他の感光体ドラム２０Ｋ（ブラック）、２０Ｙ（イエロー）、２０Ｃ（シアン）まわりの構成の説明に代えることとし、符合のみ図３に示した各部材の符号の末尾にそれぞれＫ、Ｙ、Ｃを付して図に表示することとする。

図１〜３において、感光体ドラム２０Ｍは矢印方向に回転駆動されるようになっていて、この回転方向順に、感光体ドラム２０Ｍのまわりに、感光体ドラムを帯電する帯電手段としての専用の帯電装置３０Ｍ、露光により感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像する現像手段としての現像装置５０Ｍ、クリーニング装置４０Ｍが設けられている。帯電装置３０Ｍとクリーニング装置４０Ｍは同じケース内に設けられている。帯電装置３０Ｍとしては帯電ローラーが使用されており、この帯電装置３０Ｍと現像装置５０Ｍ間の感光体ドラム２０Ｍ上に光書き込み装置８から走査光Ｌが照射され露光、走査されるようになっている。

画像形成の概要を説明する。
転写紙２が給紙カセット３又は４から給紙ローラ５によって送り出され、転写紙２の先端がレジストローラ対６まで到達するとセンサによって検知される。この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対６によって転写紙２は転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍと転写ベルト１とのニップ部に搬送される。転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍは現像されたトナー像を転写紙２に転写する転写手段の一例である。

予め帯電装置３０Ｋ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍによって一様に帯電された感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍは、感光体ドラムを露光する露光手段としての光書込み装置８からの各色用の走査光Ｌにてそれぞれ露光走査され、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ上に静電潜像が作られる。

各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置５０Ｋ、５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍの現像ローラ５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｃ、５４Ｍにより現像され、感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ表面にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナー像が形成される。

転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍに電圧が印加され、感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｋ上のトナー像が、転写ベルト１により搬送される転写紙２上に順次重ね転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が転写ベルト１と共に搬送される転写紙２上に同じ位置に重ねて転写されるように、各感光体ドラム上での作像のタイミングがずらして実行される。

工程上の最後の感光体ドラム２０Ｋを通過したときには転写紙２上には重ねトナー画像が形成されていて、各色のトナー像が転写された転写紙２は、転写ベルト１を支持するローラ５６の曲率を利用して転写ベルト１から分離され、定着装置９０に搬送されて熱定着され、排紙ローラ１２により排紙トレイ１３に積載される。或いは切り換え爪により進路を変更して図示しないフィニッシャに送り、ステープル、パンチ、などの後加工を行なうこともできるし、或いは４ビンプリントポストへ送り出すこともできる。

トナー画像を転写後の感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ上の残留トナーは、それぞれのクリーニング装置４０Ｋ、４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍでクリーニングされ、次の作像に備える。また、転写ベルト１上の残留トナーは、転写ベルトクリーニング装置１４によってクリーニングされ、次の作像工程に備える。

なお、転写紙を送り出す手段として、給紙カセット３、４の他に手差しトレイ１５が設けられている。また、両面コピーが可能であり、両面コピー時には、切り換え爪により、定着後の転写紙２を両面反転ユニット１６に導いて転写紙を反転させ、両面搬送ユニット１７を経由させて再度レジストローラ６に導いて、上記に準じたコピー動作により両面コピーを得る。

（光書き込み装置）
図２において、光書き込み装置８内には各色に対応して図示しないレーザーダイオードが設けられている。これらレーザーダイオードは、ＬＤ制御部により制御され、転写紙の搬送タイミングに合わせて発光し、各走査光Ｌは、レーザービーム径を補正するシリンダレンズ、その回転により主走査ライン走査を行なうポリゴンミラー１８、ｆθレンズなどを介して、各感光体ドラム２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｋに照射される。ポリゴンミラー１８はポリゴンモータ６０６により回転駆動される。上記ＬＤ制御部は、図示しないが、光書き込み装置８の近傍に配置されていて、図１４に示した制御手段７００によりコントロールされる。

（転写ベルト）
図１、２に示したように、転写ベルト１の裏側には各転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍが設けられ、転写バイアスが印加され。これにより、転写ベルト上に吸着搬送される転写紙２上に感光体ドラム上のトナー像が転写される。最後の画像ステーションにおける感光体ドラム２０Ｋの直近下流に位置する転写ベルト１の支持ローラ５６の直近の下流側には、転写ベルト１上に現像されるパッチパターン（主に濃度）を検出するＰセンサ５７が設けられている。Ｐセンサ５７により検出されたデータにより、画像補正や位置ずれ補正などを行なうこともできる。

（現像装置）
現像装置について、図３、図４（ａ）、（ｂ）により説明する。現像装置５０Ｍ（他の現像装置５０Ｋ、５０Ｙ、５０Ｃについても同様）における現像方式は高速のコピースピードに対応するために、乾式２成分磁気ブラシ現像方式が採用されている。ケーシング５１Ｍ内に左搬送スクリュー５２Ｍが紙面を貫く方向に伸びており、これらスクリュー間は軸端部を除き仕切り板５３０で仕切られている。

トナーカートリッジから現像装置５０Ｍへと搬送されたトナーは、２本の搬送スクリュー、つまり、左搬送スクリュー５２Ｍ、右搬送スクリュー５３Ｍにて矢印で示すようにループ状に送られ、この搬送過程で現像剤（トナー及びキャリア）と攪拌され、現像位置にて感光体ドラムと近接対向して配置された現像ローラ２０Ｍへと送られる。現像ローラ２０Ｍは内部に磁石を有し、現像剤を保持して磁気ブラシをつくり回転し、感光体ドラムに現像剤を供給して潜像を可視像化する。現像装置５０Ｍのケーシング５１Ｍの手前側にはケーシング内に検知面を露出させて、剤中トナー濃度を検知することができるＴセンサ５８Ｍが配置されている。

このように、現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を現像位置に攪拌しつつ搬送する攪拌・搬送手段と、搬送された現像剤を保持し像担持体上に供給する現像ローラを備えている。本例の現像装置では攪拌と搬送が同時に行われる構成であり、現像装置に関し、「攪拌・搬送」や「攪拌・搬送時間」は「攪拌」や「攪拌時間」と同じ意味で用いている。

（現像装置へのトナー補給機構）
図５に各色のトナーについて各現像装置にトナーを補給するトナー補給手段の主な構成を符号８００で示す。

新しいブラックトナーを収容したトナーカートリッジ６０Ｋ、イエロートナーを収容したトナーカートリッジ６０Ｙ、シアントナーを収容したシアンカートリッジ６０Ｃ、マゼンタトナーを収容したマゼンタカートリッジ６０Ｍ等の各トナーカートリッジは画像形成装置本体の一部に配置されており着脱可能である。

一例としてマゼンタトナーの補給系について説明する。トナーカートリッジ６０Ｍから現像装置５０Ｍへのトナー搬送は、共通のエアポンプ６００と、トナー補給モータである専用の粉体ポンプ９Ｍにより行なわれる。他の色のトナーについては、粉体ポンプ（モーノポンプ）９Ｋ、９Ｙ、９Ｃにより行なわれる。

トナーカートリッジ６０Ｍの補給口にはスポンジ弁があり、カートリッジ交換時のトナー漏れを防止し、本体にセットしたときに、本体側の補給口が弁を開き、トナーカートリッジ６０Ｍからトナーが落下して粉体ポンプ９Ｍにより現像装置５０Ｍに補給される。この補給位置は、現像装置５０Ｍのケーシング５１Ｍの一端側であり、図５に示す矢印６０１の位置である。

この補給時、エアポンプ６００のエアによりトナーカートリッジ６０Ｍ内のトナー攪拌が行なわれる。エアポンプ６００から供給されるエアは、各色毎に設けられたエア供給弁６０５Ｍ、６０５Ｃ、６０５Ｙ、６０５Ｋの開閉により規制され、それぞれトナー濃度制御に併せてエアが送られる。

トナーカートリッジ６０Ｍから落下したトナーは、粉体ポンプ９Ｍに吸引されることにより、チューブ内を搬送される。搬送経路は、トナーカートリッジ６０Ｍから矢印６０２→矢印６０３→矢印６０４→矢印６０１である。

このように、トナー補給手段８００は、各色のカートリッジ６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｙ、６０Ｋから各現像装置５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｙ、５０Ｋへトナーを補給する手段であり、エアポンプ６００、エア供給弁６０５Ｍ、６０５Ｃ、６０５Ｙ、６０５Ｋ、粉体ポンプ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ及びこれらをつなぐパイプ等の機械的な部材と、制御にかかるトナー補給量制御手段を具備する。制御に係るトナー補給量制御手段は、図１４に示した制御手段７００がその機能を果たし、エアポンプ６００、エア供給弁６０５Ｍ、６０５Ｃ、６０５Ｙ、６０５Ｋ、粉体ポンプ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｋ等を制御することにより現像装置に送るトナー量を適正に制御する。

また、図１４に示した制御手段７００は、像担持体上にトナー像パターンを形成しその検出結果に基づいて画像形成条件を定める画像形成条件設定手段でもある。

以下に、画像形成条件設定手段による画像形成条件を定めるためのプロセスについて説明する。
（攪拌時間の設定〜濃度制御に至るプロセス）
この画像形成装置に付帯した制御装置（ＣＰＵ）は、画像形成装置の起動時、ジョブエンド時、割り込み印刷開始時（露光開始時）、待機時、などに行われる画像形成条件の設定にかかるプロセスコントロールにおいて、像担持体にトナー像パターンを作成し、該トナー像パターンの検出結果に基づいて現像バイアスや転写バイアスその他の画像形成条件を定める。
プロセスコントロール開始前に、現像装置にトナー補給、トナー消費などによるトナー量の変動があり、攪拌に要する時間が経過していない場合には、現像装置内のトナー濃度分布が不均一である。かかる不均一状態は現像装置駆動に伴う攪拌・搬送により経時で収斂し解消するのであるが、攪拌が不十分な状態でトナー像パターンを作成すると、時間的にも、空間的にもトナー濃度にむらある状態におけるトナー像パターンの作成となり、現像ローラ上でもトナー濃度むらがあるため、例えば、経時で収斂した場合と比べて極端に濃度が濃いトナー像パターンができたり、或いは極端に濃度が低いトナー像パターンが作成されてしまう。このようなトナー像パターンに基づいて画像形成条件を設定すると不適正な画像条件を設定してしまう。
そこで、プロセスコントロール開始時に、現像装置内の現像剤を十分に攪拌・搬送してからトナー像パターンを作成するが、攪拌時間を余裕をもたせた固定値に設定すると、場合によってはトナー補給量が少なく、或いは補給時からプロセスコントロール開始時までに時間が経過していて短時間の攪拌時間で済む場合には、無駄な攪拌時間を費やして装置のダウンタイムが余計にかかってしまう。
そこで、現像装置におけるトナーの変動量と変動時からプロセスコントロール開始までの経過時間などを加味して実際に必要な攪拌時間を設定し、その時間だけ攪拌・搬送を行ったのち、トナー像パターンを作成することとする。以下の例では、画像面積やトナー補給量から現像剤の最適な攪拌時間を求め、この時間だけ現像剤を攪拌してからトナー像パターンを作成し、画像条件を設定する。

図１４に制御装置の例を示す。この制御装置は、図１に示した画像形成装置に付帯していて、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる制御手段７００には、画像形成装置に対する画像形成条件を指示する操作スイッチなどを具備した操作パネル２２０や、前記したＴセンサ５８Ｍ、Ｐセンサ５７その他のセンサ等を含む検出手段２３０等からの情報が入力されるようになっている。また、制御手段７００は、感光体ドラムまわりの帯電、現像、転写、クリーニングなどの諸部材にかかる第１の画像形成手段２４０、その他の画像形成に必要な諸手段を包含する第２の画像形成手段２５０、転写ベルト１の駆動系及びトナー補給手段にかかるモーター、光書き込み装置のポリゴンモーター、感光体駆動モーター、現像装置を駆動する現像モーター、その他の各種駆動系を含む駆動系２６０、その他の被制御対象２７０（例えば、ＬＤ制御部、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアス）に対して画像形成に必要な制御上の情報を授受する。

実行手順１：画像面積、トナー補給量算出
図６に示したフローチャート、および図１５に示したタイムチャートなどを参照しつつ説明する。
（ステップS101：印刷開始）：画像形成装置のスタートボタンを押下するか、画像形成装置に接続されたパソコンから印刷データが送信されたら印刷開始する。

（ステップS102：モータ類起動）：印刷が開始されたら、ポリゴンモータ６０６をＯＮする。ポリゴンモータが定常状態となったら、各感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍを駆動させる図示省略の感光体駆動モータ、各現像ローラ５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｃ、５４Ｍを駆動する図示省略の現像ローラ駆動モータ、転写ベルト１を駆動する図示省略の転写ベルト駆動モータ、をそれぞれＯＮすると共に、帯電装置３０Ｋ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍへの電圧印加手段（帯電バイアス手段）により帯電バイアス、各現像ローラ５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｃ、５４Ｍとこれらにそれぞれ対向する感光体ドラム間への電圧印加手段（現像バイアス手段）により現像バイアス、転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍに対する電圧印加手段（転写バイアス手段）により転写バイアスがそれぞれ印加される。

（ステップS103：ＦＧＡＴＥＯＮ）：各感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍが回転して帯電装置による帯電がなされ、露光スタンバイとなったら、印刷動作を開始させるための基準信号（同期信号）たる副走査ゲート信号（ＦＧＡＴＥ）がＯＮする。

（ステップS104：濃度センサ出力を読み込み）：Ｔセンサ（濃度センサ）（前記例では、一例としてマゼンタ現像装置について符号５８Ｍで示したもの）の出力を読み込む。Ｔセンサ５８Ｍは図３で説明したように、現像装置の搬送スクリュー部に配置されており、付近の透磁率に比例した値が出力される。透磁率はトナー／キャリア混合比に反比例するのでＴセンサ出力によりトナー濃度が検出される。

（ステップS105：ＦＧＡＴＥＯＦＦ）：一枚目の画像部、例えば図１５における１ページについての露光が終了するとＦＧＡＴＥがＯＦＦする。

（ステップS106：画素数読み込み完了）：光書き込み装置８内に設けられたレーザーダイオードを駆動制御するＬＤ制御部が露光した画素数がカウントされる。
（ステップS107：画素密度判定）：露光した画素数が600×600ｄｐｉであるか1200×1200ｄｐｉであるかの解像度を判定する。
（ステップS108：画像面積を算出）：次の式「画像面積＝画素数÷画素密度（600ｄｐｉの場合は600² ÷ 2.54²）」より画像面積を算出する。

（ステップS109：トナー補給量の算出）：次の式の何れかを用いてトナー補給量を算出する。
（１）式…トナー補給量＝画像面積（cm²）×単位面積当たりトナー量（mg/cm²）×α（Ｔセンサ出力値−Ｔセンサ目標値）＋β（Ｔセンサ出力値−Ｔセンサ目標値）
但し、Ｖt：Ｔセンサ出力値、Ｖref:Ｔセンサ目標値、α：補給モーター（粉体ポンプ）の駆動時間誤差、搬送スクリューの回転誤差などに対する補正係数、β：画像面積以外の要素、例えば、地肌に付着して消費されるトナー量などに対する補正値、などとする。
（２）式…トナー補給量＝画像面積（cm²）×単位面積当たりトナー量（mg/cm²）×α
（３）式…トナー補給量＝画像面積（cm²）×単位面積当たりトナー量（mg/cm²）＋β
（４）式…トナー補給量＝β
ここで、Ｖref、α、βなどはＣＰＵに予めデータとして用意されている。

（ステップS110：画像面積・Ｔセンサ出力・トナー補給量を不揮発メモリに記憶）：ここでは、ここまでのステップで算出した画像面積、Ｔセンサ出力、トナー補給量などをＣＰＵの不揮発メモリに記憶する。

（ステップS111：印刷終了判定）：印刷が終了であればモータ類の停止動作に入る。印刷が終了でなければ、次のプリント（２ページ）で、次に述べる実行手順２に準じ手順でトナー補給し、また、前記したＳ103〜Ｓ110を繰り返す。本例では、図１５に示すように、前ページについての画像データに基づくトナー補給量が、次ページの露光開始時に補給される。
（ステップS112：モータ類停止）：以上が終了したら、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスをＯＦＦし、ポリゴンモータ８０６、感光体駆動モータ、現像ローラ駆動モータ、転写ベルト駆動モータをＯＦＦする。

実行手順２：トナーの補給
図７に示したフローチャートおよび図１５に示したタイムチャートなどを参照しつつ説明する。
（ステップS201：印刷開始）画像形成装置のスタートボタンを押下するか、画像形成装置に接続されたパソコンから印刷データが送信されたら印刷開始する。
（ステップS202：モータ類起動）印刷が開始されたら、ポリゴンモータ６０６をＯＮする。ポリゴンモータが定常状態となったら、各感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍを駆動させる図示省略の感光体駆動モータ、各現像ローラ５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｃ、５４Ｍを駆動する図示省略の現像ローラ駆動モータ、転写ベルト１を駆動する図示省略の転写ベルト駆動モータ、をそれぞれＯＮすると共に、帯電装置３０Ｋ、３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍへの電圧印加手段（帯電バイアス手段）により帯電バイアス、各現像ローラ５４Ｋ、５４Ｙ、５４Ｃ、５４Ｍとこれらにそれぞれ対向する感光体ドラム間への電圧印加手段（現像バイアス手段）により現像バイアス、転写ローラ７Ｋ、７Ｙ、７Ｃ、７Ｍに対する電圧印加手段（転写バイアス手段）により転写バイアスがそれぞれ印加される。

（ステップS203：ＦＧＡＴＥＯＮ）：各感光体ドラム２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍが回転して帯電装置による帯電がなされ、露光スタンバイとなったら、印刷動作を開始させるための基準信号（同期信号）たる副走査ゲート信号（ＦＧＡＴＥ）がＯＮする。（ステップS204：トナー補給量を読み込み）：前記図６に示したフローチャートにおけるステップＳ１１０で不揮発メモリに記憶したトナー補給量を読み込む。
（ステップS205：トナー補給モータのＯＮ時間を算出）：読み込まれたトナー補給量に基づき、トナー補給モータのＯＮ時間を算出する。つまり、粉体ポンプ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９ＭのＯＮ時間を算出する。トナー補給モータのＯＮ時間は「トナー補給モータのＯＮ時間sec＝トナー補給量mg／単位時間当たりの補給能力mg/sec」で求めることができる。

（ステップS206：トナー補給モータをＯＮする）：前のステップS205で求めたトナー補給モータのＯＮ時間に基づき、トナー補給モータをＯＮし、粉体ポンプ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍを駆動する。
（ステップS207：トナー補給モータのＯＮ時間経過）：Ｓ205で計算した時間の間、トナー補給モータをＯＮにして粉体ポンプ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍを駆動させ、前のステップS205で求めた時間の経過を待つ。補給されたトナーは現像装置５０Ｍ内で図４で説明したようにループ状の現像搬送経路内に供給される。そして、キャリアと混合されながら現像ローラ５４Ｍ（マグネットローラ）上へ搬送される。

（ステップS209：印刷終了判定）：印刷が終了であればモータ類停止動作に入る。印刷が終了でなければ、次のプリントでＳ103〜Ｓ110を繰り返す。
（ステップS210：モータ類停止）：以上が終了したら、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスをＯＦＦし、ポリゴンモータ８０６、感光体駆動モータ、現像ローラ駆動モータ、転写ベルト駆動モータをＯＦＦする。

実行手順３：トナー濃度制御の実行
図８に示したフローチャートを参照しつつ説明する。濃度制御について説明する。
（ステップS301：モータ類起動）濃度制御は電源投入時や所定枚数プリント後に行なわれる。濃度制御が実行されたら、ポリゴンモータ６０６をＯＮする。ポリゴンモータ６０６が定常状態となったら、感光体駆動モータ、現像ローラ駆動モータ、転写ベルト駆動モータ、をＯＮにし、また、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスがそれぞれ印加される。

（ステップS302：トナー補給量を読み込み）このステップでは、前記した図６のステップS110に示した手順で記憶されたトナー補給量を読み出す。
（ステップS303：画像面積を読み込み）このステップでは、前記した図６のステップS110に示した手順で記憶された画像面積を読み出す。
（ステップS304：現像剤攪拌時間の算出）現像剤攪拌時間を算出する。現像剤攪拌時間は予め、実験によりトナー補給量又は、画像面積に対する濃度安定時定数を算出しておき、近似式等により（S302で読み出したトナー補給量）、（S303で読み出した画像面積）を用いて均一に攪拌される攪拌時間を求める。

（現像剤攪拌時間の算出例）
図１０に示した図は、例えば、図５に示した矢印６０１で示す補給位置から0、100mg、200mg、300mgのトナーを補給したときの攪拌スクリュー（左搬送スクリュー５２Ｍ、右搬送スクリュー５３Ｍ）の回転時間と現像ローラ２０Ｍ近傍のトナー濃度推移を示したものである。この図から、補給直後においてトナー濃度が一時に上昇し、やがて時間の経過とともに安定するのが分かる。また、補給量が多い程、トナー濃度の上昇度合いと安定までの時定数が長くなる傾向にあることも分かる。補給量が100mgの場合よりも補給量が300mgの場合の方が補給直後のトナー濃度上昇率が高く、かつ、収斂するまでの時間もかかっている。

また、これらの時定数は、現像剤が劣化するほど長くなることも判った。現像剤の使用履歴が長いとトナー濃度の安定までに時間を要する傾向がある。例えば図１１において、５万頁印刷した後における現像剤（現像剤使用履歴50000page）に対して新たに300mgの現像剤を補給した場合の方が、１万頁印刷した後における現像剤（現像剤使用履歴10000page）に対して新たに300mgの現像剤を補給する場合よりも補給直後のトナー濃度上昇率が高く、かつ、収斂するまでの時間もかかっている。これは、現像剤がスペント化することにより帯電能力が低下していることと、キャリア量が減少しているためと思われる。

これらの実験結果をもとに適切な現像剤攪拌時間を求める。トナー補給時点から、トナー濃度が安定するまでに要する時間は略補給量に比例するので、現像剤攪拌時間＝補給量×安定化係数で求められる。例えば安定化係数を0.2とすれば、補給量が100ｍｇであった場合、現像剤攪拌時間＝20secとなる。

また現像剤の使用履歴により時定数が長くなることから、使用履歴を加味して、現像剤攪拌時間＝補給量×（現像剤使用ｐａｇｅ数テーブル）×安定化係数の式より現像剤攪拌時間を求めてもよい。テーブルは例えば使用ｐａｇｅ数＝0の場合は1.0、使用ｐａｇｅ数＝10000ｐａｇｅの場合は1.1などのように予め実験などにより求めておく。

上記図１０、図１１に示したように補給位置（図５に矢印６０１で示した位置）におけるトナー補給量をパラメータとしたときには、補給直後のトナー濃度上昇率が高くなってから収斂する。

画像面積をパラメータにした場合には、図４において現像ローラ５４Ｍ近傍部でのトナー濃度の推移、すなわち、現像によりトナーが現像ローラ５４Ｍ側から感光体ドラム２０Ｍ側へ移動して現像ローラ５４Ｍまわりのトナー濃度が一時的に低下するため、図１２にその傾向を示すように図１０を反転した（正負を逆にした）ような波形となり、画像形成直後のトナー濃度が低くなってから収斂する傾向を呈する。この場合、現像剤攪拌時間は、現像剤攪拌時間＝画像面積×安定化係数により求めることができる。

トナー補給量をもとに算出した現像剤攪拌時間で攪拌時間を設定することができるし、画像面積をもとに算出した現像剤攪拌時間で攪拌時間を設定することもできる。何れか一方だけを算出して攪拌時間を決定してもよいし、両方を算出し、大きい方、或いは小さい方の時間にするようにプログラムすることもできる。一般的には、大きい方の時間が好ましい。

さらに、これらのトナー補給量、画像面積の何れか或いは両方のデータに現像剤の使用履歴を加味して攪拌時間を設定することができる。現像剤使用履歴により図１１と同様の傾向の図１３に示すデータが得られるので、現像剤攪拌時間＝画像面積×（現像剤使用ｐａｇｅ数テーブル）×安定化係数の式より現像剤攪拌時間を求めてもよい。また、画像面積、トナー補給量各々により現像剤攪拌時間を求め、求められた現像剤攪拌時間のうち、長い方を用いれば、より安定した攪拌状態を得ることができる。

（ステップS305：現像モータをＯＮにする）例えば、図３において、現像剤の攪拌搬送、供給に係る左搬送スクリュー５２Ｍ、右搬送スクリュー５３Ｍ、現像ローラ５４Ｍなどの駆動源である現像モータを駆動状態にする。この現像モータの駆動により図４で説明したように、現像剤がケーシング５１Ｍ内をループ状に攪拌・搬送される。

（ステップS306：現像剤攪拌時間経過？）このステップでは、前記ステップS304で算出した現像剤攪拌時間（現像モータの駆動時間）が経過したかどうかが判定される。かかる時間が経過したと判断されたら、次のステップS307へ進む。

（ステップS307：濃度検知用トナー像パターン作成開始）図９に示すように、転写ベルト１上に画像形成条件を定めるためのパターン、ここではトナー像パターンＴＰを作成する。トナー像パターンＴＰの作成例として主走査15ｍｍ×副走査10ｍｍのトナー像パターンを各々間隔を5ｍｍ空けて各色5個作成する。図９に、ブラックのトナー像パターンＰＫ、イエローのトナー像パターンＰＹ、シアンのトナー像パターンＰＣ、マゼンタのトナー像パターンＰＭを例示する。これらのトナー像パターンは、各感光体ドラム上に担持されたトナー像を転写して得たものである。

（ステップS308：トナー像検知パターンがセンサ位置に到達した？）図９を参照するに、ブラックのトナー像パターンＰＫ、イエローのトナー像パターンＰＹ、シアンのトナー像パターンＰＣ、マゼンタのトナー像パターンＴＰは、転写ベルト１と共に回転移動し、その通過軌跡上に設けられたＰセンサ（フォトセンサ）５７の位置に達したときに該センサにより濃度が検出されるが、このステップでは、これらのトナー像パターンがＰセンサ（フォトセンサ）に達したかどうかが判定される。トナー像パターンがＰセンサ５７に達したら、次のステップS309に進む。

（ステップS309：フォトセンサ出力読み込み）
作成したトナー像パターンがＰセンサ５７の位置に到達したらトナー像パターンを検知することにより、トナー像濃度を求める。トナー像濃度は転写ベルト１の表面粗さ（正反射率）とトナー像の表面粗さ（正反射率）が異なる性質を持ち、かつトナー像の濃度に相関し、表面粗さ（正反射率）が変化する性質を持つことを利用して、類推値として求める。

（ステップS310：画像部作像条件の決定）
トナー像濃度が類推値として求められたら、現実のトナー像濃度が適切になるように（類推値と目標値との差が合致するように）画像形成条件を決定する。一例として、トナー像パターンを作成する時に、現像バイアスを変えることで階調を作成し、現像バイアスとトナー像濃度の関係式を得る。

この関係式から目標濃度が得られる現像バイアスを算出し画像形成条件とする。また、中間調部、ハイライト部の濃度を適切に保つために階調を露光条件などを変えることにより作成し、中間調部、ハイライト部で目標濃度が得られるような露光条件を決定する。又は現像Ｙを適正に保つためトナー濃度目標レベルを制御する等の制御でもよい。画像形成条件が決定したら、その画像条件を設定する。

（ステップS312：モータ類停止）
画像形成条件の設定が終了したら、帯電バイアス、現像バイアス、転写バイアスをＯＦＦし、ポリゴンモータ、感光体駆動モータ、現像ローラ駆動モータ、転写ベルト駆動モータをＯＦＦする。

以上の手順において、画像形成条件設定手段は、画像形成条件を定めるためのトナー像パターンを作成するにあたり、画像形成条件を定めるためのプロセスを開始する時点（プロセスコントロール開始時点）で、該時点以前に該現像装置でのトナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間（現像装置内の現像剤が均一に攪拌され、トナー濃度が経時的に収斂する時間）を、現像装置の状態、例えば、補給トナー量や画像面積などのトナー量変動要因や、現像装置の駆動に伴う攪拌・搬送の継続時間などを勘案して算出して、この算出値を以って、該時点後前記トナー像パターン作成までの間に攪拌動作を実行し、しかる後、トナー像パターンを作成する。
このように、トナー分散の不良の程度に応じて、個別に攪拌時間を設定して攪拌するのであるから、安全をみた固定値で攪拌時間を設定する場合に比べて、装置のダウンタイムを短縮することができ、かつ、この攪拌時間だけ実際に現像剤の攪拌が実行された上でトナー像パターンを作成し、そのパターンの検知結果に基づいて画像形成条件を定めて、画像形成を行うのであるから、適正な画像形成条件により適正な画質を得ることができる。こうして、適正な攪拌時間の設定が行なわれるのであるから、装置のダウンタイムを適正な値つまり必要な最低限の時間にでき、かかる制御を実行しない場合に比べ短くできる。また、トータルの駆動時間が短くなるので装置寿命、現像剤の寿命を延ばすことができる。

画像形成条件設定手段は、画像形成条件設定のためのトナー像パターンを作成する前に、トナー補給量や画像面積に基づいて現像剤の攪拌時間をプロセスコントロール開始毎に個別に設定し、また、現像剤又は現像装置の使用履歴に応じた時間を加味して攪拌時間を定め、その攪拌時間分、攪拌してからトナー像パターンを作成するので、攪拌時間を適正に設定することができ、使用履歴を加味しないで攪拌時間を設定するケースと比べても、より濃度検知安定性を保ちながらかつ装置のダウンタイムを短くできる。また、トータルの駆動時間が短くなるので装置寿命、現像剤寿命を延ばすことができる。

前記例ではプロセスコントロール開始時点より１ページ前までの現像像装置の状態に基づいて必要な攪拌時間を設定した例であった。
以下では、現像装置に生じた最大トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間だけ、プロセスコントロール開始時点から時間を遡り、その間における現像装置の状態に応じて攪拌時間を設定する例を説明する。

図１５において、ＦＧＡＴＥは図１５で説明した例に準じて一定周期で印刷プロセスとしてのページ毎の露光に対応してＯＮ、ＯＦＦを繰り返している。１ページあたりの露光時間ｔ１＝５secとする。一方、図１０に示した例により、この現像装置における最大トナー補給量（ＶＳmax）を３００ｍｇとすると、かかる最大トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善、つまり、トナー濃度変動が経時で収斂するのに必要な最短時間（攪拌時間）は２０secである。
したがって、この現像装置で起こり得る最悪の分散不良要因である最大のトナー量変動があっても、その時から２０sec後にはかかるトナー量変動によるトナー濃度の変動が収斂し、分散不良の状態は改善されていることになる。よって、プロセスコントロールを実行する際、プロセスコントロールの開始時点から２０secだけ時間を遡って現像装置におけるその後のトナー量変動を監視し、必要な攪拌時間を設定すればよいことになる。

そこで、図１６において、プロセスコントロール開始時点をＴＯとしたとき、時点ＴＯから２０sec遡ると、ＦＧＡＴＥが立ち上がっている１ページあたりの露光時間ｔ１＝５secであるから、時点ＴＯよりも「前１ページ」、「前２ページ」「前３ページ」「前４ページ」の４ページ分の露光時間だけ遡ってトナーの補給状態を監視すればよい。トナーの補給は、ＦＧＡＴＥの立ち上がり時点と同期して行われるものとする。また、現像装置は連続駆動状態にあり、搬送スクリューが回転して攪拌・搬送が継続して行われているものとする。

ここでは、「前４ページ」から「前１ページ」までの間にトナー補給が行われる各種態様として５つのケースを想定してみた。
（ケース１）
このケースは、「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してＶＳmax＝３００mgのトナー補給があり、その後は、各ページに対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時毎にＶＳ＝５０mgのトナー補給があった場合である。ここで、ＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる補給時間ｔ２＝３sec、濃度変動を収斂させるのに要する攪拌時間ｔ３＝２０secとする。また、ＶＳ＝５０mgの補給トナーによる補給時間ｔ２＝０．５sec、濃度変動を収斂させるに要する攪拌時間ｔ３＝４secとする。

「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時における必要な攪拌時間について考えると、ここでは、ＶＳmax＝３００mgの補給トナーにより、あとｔ３＝２０secの攪拌時間が必要である。「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が２０sec−５sec＝１５secとなり、あと１５secの攪拌時間が必要であり、かつ、ＶＳ＝５０mgの補給トナーによる攪拌時間がｔ３＝４sec必要である。しかし、このｔ３＝４secの攪拌時間は前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間１５secより短いので考慮に入れる必要はなく、結局あと１５sec攪拌すればよい。

次に、「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前２ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、先のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が１５sec−５sec＝１０secとなり、あと１０secの攪拌時間が必要であり、かつ、ＶＳ＝５０mgの補給トナーによる攪拌時間がｔ３＝４sec必要である。しかし、このｔ３＝４secの攪拌時間は前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間１０secより短いので考慮に入れる必要はないので、結局あと１０sec攪拌すればよい。

次に、「前２ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、先のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が１０sec−５sec＝５secとなり、あと５secの攪拌時間が必要であり、かつ、ＶＳ＝５０mgの補給トナーによる攪拌時間がｔ３＝４sec必要である。したがって、あと５sec攪拌すればよい。
しかし、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した時点（ＴＯ）をプロセスコントロール開始時点としているので、プロセスコントロール開始時においてトナー量変動によるトナー濃度の変動が収斂し、分散不良の状態は改善されている。よって、プロセスコントロール開始後トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）はゼロであり、プロセスコントロール開始と同時にトナー像パターンの作成をする。

（ケース２）
このケースは、４つの各ページに対応するＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してＶＳmax＝３００mgのトナー補給があった場合である。
「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時における必要な攪拌時間について考えると、ここでは、ＶＳmax＝３００mgの補給トナーにより、あとｔ３＝２０secの攪拌時間が必要である。「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が２０sec−５sec＝１５secとなり、あと１５secの攪拌時間が必要であり、かつ、ＶＳmaxの補給トナーによる攪拌時間があと２０sec必要である。そこで、１５secと２０secを比較し大きい方の２０secの攪拌時間が必要である。

「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前２ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が２０sec―５sec＝１５sec、さらに、今回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる攪拌時間があと２０sec必要である。したがって、現時点で必要とされる攪拌時間はこれらの最大値である２０secである。

「前２ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時では、前回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる残り攪拌時間が２０sec―５sec＝１５sec、さらに、今回のＶＳmax＝３００mgの補給トナーによる攪拌時間があと２０sec必要である。したがって、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時点で必要とされる攪拌時間は１５secより大の２０secである。

しかし、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した時点（ＴＯ）をプロセスコントロール開始時点としているので、プロセスコントロール開始時においては、２０sec−５sec＝１５secが、プロセスコントロール開始後トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）であり、プロセスコントロール開始からｔｘ＝１５sec経過後にトナー像パターンの作成をすればよい。

（ケース３）
このケースは、「前４ページ」〜「前２ページ」に対応する各ＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してそれぞれＶＳ＝５０mgのトナー補給があり、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してＶＳmax＝３００mgのトナー補給があった場合である。
前記した各ケースにおけると同じ考え方によれば、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時点で必要とされる攪拌時間は、ＶＳmax＝３００mgの攪拌に必要な時間だけであり、２０secである。

「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した時点（ＴＯ）をプロセスコントロール開始時点としているので、プロセスコントロール開始時においては、２０sec−５sec＝１５secが、プロセスコントロール開始後トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）であり、プロセスコントロール開始からｔｘ＝１５sec経過後にトナー像パターンの作成をする。

（ケース４）
このケースは、「前４ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してＶＳ＝５０mgのトナー補給があり、「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してＶＳmax＝３００mgのトナー補給があり、その後は、各ページに対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時毎にＶＳ＝５０mgのトナー補給があった場合である。

前記した各ケースにおけると同じ考え方によれば、「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時点で必要とされる攪拌時間は、「前３ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時点で補給されたＶＳmax＝３００mgの攪拌に必要な時間の残り時間（ｔ２＝２０sec−１０sec＝１０sec）とこのたびの補給量ＶＳ＝５０mgの攪拌に必要な時間（ｔ3４sec）のうち、大きい方の１０secである。

「前１ページ」に対応するＦＧＡＴＥの立ち上がり時からｔ１＝５sec経過した時点（ＴＯ）をプロセスコントロール開始時点としているので、プロセスコントロール開始時においては、１０sec―５sec＝５secが、プロセスコントロール開始後トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）であり、プロセスコントロール開始からｔｘ＝５sec経過後にトナー像パターンの作成をする。

（ケース５）
このケースは、「前４ページ」〜「前１ページ」に対応する各ＦＧＡＴＥの立ち上がりに同期してそれぞれＶＳ＝５０mgのトナー補給があった場合である。このケースでは、各ページ毎での必要な攪拌時間がｔ３＝４secであり、何れも各１ページあたりの露光時間ｔ１＝５secよりも短く、よって、プロセスコントロール開始後トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）はゼロであり、プロセスコントロール開始と同時にトナー像パターンの作成をする。

このように、画像形成条件設定手段は、現像装置に生じた最大トナー量（ＶＳmax）起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間（ｔ３）だけ、前記プロセスコントロール開始時点（ＴＯ）から時間を遡り、この遡った時点から印刷プロセス（ＦＧＡＴＥの立ち上げ＝露光開始）が行われる毎に、変動トナー量に応じて定まる分散に至るまでの時間を算出し、プロセスコントロール開始時点（ＴＯ）での前記算出値を以って、プロセスコントロール開始（ＴＯ）後、トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間（ｔｘ）とすることで現像装置の状態に応じて、現像剤の均一な攪拌ができる最短の攪拌時間を設定することができる。トナー濃度が収斂した状態でトナー像パターンを作成することができる。

制御手法としては、ＦＧＡＴＥの立ち上がり時点毎に、先のトナー補給などトナー変動に伴い必要とされる攪拌時間と、この度のトナー補給などトナー変動に伴い必要とされる攪拌時間とを比較して、大きい方の値をメモリに更新していけば、該メモリの更新値を以ってその時点での必要な攪拌時間となすことができる。

画像形成装置の構成図である。画像形成装置の画像形成部要部を取り出して示した構成図である。感光体ドラムまわりの構成を取り出して示した図である。図４（ａ）は現像装置の攪拌搬送部の斜視図であり、図４（ｂ）は搬送スクリューの斜視図である。トナーの補給系の斜視図である。画像面積、トナー補給量算出の手順を説明したフローチャートである。トナーの補給実行に係る手順を説明したフローチャートである。濃度制御にかかるフローチャートである。転写ベルト及びパターンを例示した斜視図である。トナー補給量と濃度安定に至る時間の関係を示した図である。現像剤使用履歴と濃度安定に至る時間の関係を示した図である。トナー消費量と濃度安定に至る時間の関係を示した図である。現像剤使用履歴と濃度安定に至る時間の関係を示した図である。制御系のブロック図である。画素数の検出からトナー補給に至るプロセスを説明したタイムチャートである。現像装置状態のいくつかのケースを例示して攪拌時間を説明したタイムチャートである。

符号の説明

７００（画像形成条件設定手段としての）制御手段
ＴＰトナー像パターン

Claims

像担持体と、像担持体を帯電する帯電手段と、像担持体を露光する露光手段と、露光により形成された静電潜像を現像する現像装置と、現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、現像されたトナー像を転写する転写手段と、トナー像パターンを形成しその検出結果に基づいて画像形成条件を定める画像形成条件設定手段と、を有し、前記現像装置は、キャリアとトナーからなる現像剤を攪拌・搬送する攪拌・搬送手段と攪拌された現像剤を保持し像担持体に供給する現像ローラを備え、前記トナー補給手段は、現像装置に送るトナー量を適正に制御するトナー補給量制御手段を備えた画像形成装置において、
前記画像形成条件設定手段は、
印刷動作が開始してから、露光が終了するまでの間の画素数をカウントし、かつ露光した画素の密度を判定し、
上記画素数及び画素密度を用いて画像面積を算出し、
上記画像面積と単位面積当たりのトナー量を用いてトナー補給量を算出し、
上記算出された補給量のトナーを現像装置に補給し、
上記トナー補給量と画像面積を用いて前記現像装置内の現像剤が均一に攪拌される攪拌時間を設定し、その攪拌時間、現像剤を攪拌してから前記トナー像パターンを作成するものであり、
該画像形成条件設定手段は、画像形成条件を定めるためのプロセスを開始するプロセスコントロール開始時点より当該現像装置における最大トナー補給量に対応した最大トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な攪拌時間まで遡った時点から前記プロセスコントロール開始時点までの期間内は該現像装置の撹拌を継続させ、該現像装置の、頁毎の露光に対応して行われるトナー補給に起因する複数の時点における各トナー量変動に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な各攪拌時間を算出するとともに、当該期間内に前記最大トナー補給量のトナー補給がある場合はその最大トナー補給に起因するトナー分散不良が改善されるのに必要な最短の攪拌時間を加味し、
これら各撹拌時間のうち、少なくとも一つに基づく攪拌終了が前記プロセスコントロール開始時点より遅れる場合はその遅れた時間の中の最大値を以って前記プロセスコントロール開始後前記トナー像パターン作成までの間に行われる攪拌時間として撹拌を継続し、
これら各撹拌時間による攪拌が前記プロセスコントロール開始時点までに終了する場合は前記プロセスコントロール開始後、撹拌することなく前記トナー像パターンを作成することを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を前記現像装置内へのトナー補給量に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を画像面積に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項１乃至３の何れか１つに記載の画像形成装置において、前記攪拌時間を現像剤の使用履歴に応じた時間を加味して定めることを特徴とする画像形成装置。