JP5070679B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置では、ドラムまたはベルト形状の感光体の表面に、公知の電子写真プロセスにより静電潜像を形成する。そして、その静電潜像をトナーを用いて現像してトナー像とする。次いでこのトナー像を直接または中間転写体を介して記録用紙（記録媒体）に静電的に転写する。その後、トナー像を記録用紙に定着させることにより画像形成が行われる。
また、このような画像形成装置には、トナー像を担持する感光体等の像担持体の表面に帯電バイアスを与えて一様に電荷を付与することにより、像担持体を帯電させる帯電器が用いられている。また、予め帯電させたトナーを現像バイアスにより感光体の表面に吸着させる現像器も用いられている。
また、このような画像形成装置には、トナー像を担持する感光体等の像担持体の表面に帯電バイアスを与えて一様に電荷を付与することにより、像担持体を帯電させる帯電器が用いられている。また、予め帯電させたトナーを現像バイアスにより感光体の表面に吸着させる現像器も用いられている。
この現像器では、感光体上に形成された静電潜像を現像していくのに伴って、二成分現像剤中のトナーが消費され、トナー濃度が次第に低下していく。このため、現像器内のトナー濃度をトナー濃度センサによって検出し、当該現像器内のトナー濃度を一定の範囲に入るように復帰させるためのトナーリカバリー動作が行われるように構成されている。
なお、従来の二成分現像を用いた画像形成装置のトナー濃度制御は、出力される画像密度を計測し、それに応じた必要トナー量を現像器に供給する、いわゆるピクセル・カウント方式を基本とする。しかし、このピクセル・カウント方式は誤差が大きいので、所定の間隔でトナー濃度測定用のパッチを形成し、そのパッチ濃度に応じて供給するトナー量を調整する方式を併用するのが一般的である。
なお、従来の二成分現像を用いた画像形成装置のトナー濃度制御は、出力される画像密度を計測し、それに応じた必要トナー量を現像器に供給する、いわゆるピクセル・カウント方式を基本とする。しかし、このピクセル・カウント方式は誤差が大きいので、所定の間隔でトナー濃度測定用のパッチを形成し、そのパッチ濃度に応じて供給するトナー量を調整する方式を併用するのが一般的である。
ここで、このような画像形成装置において、近年の高画質化の要求に伴い、トナー濃度や階調性の安定化のため、例えば電源ＯＮ時やジョブスタート(Job Start)時、ジョブ(Job)中、ジョブエンド(Job End)時などにセットアップ(Set-up)動作が行われる。このセットアップ動作は、画像濃度制御用のパターン（パッチ）を、例えば感光体、中間転写体又は記録用紙等の像担持体上に作成し、そのパターンを画像濃度センサで検出し、検出結果に基づいて画像形成条件の制御を行うものである。なお、このようなセットアップ動作には、上述したトナーリカバリー動作が含まれる。
このセットアップ動作については、従来から種々の手順が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。すなわち、特許文献１では、第１の現像ポテンシャルの下で第１の基準濃度パターンを作成して第１の画像形成条件を制御し、第１の画像形成条件に制御された状態で第２の現像ポテンシャルの下で第２の基準濃度パターンを作成して第２の画像形成条件を制御する手順が開示されている。また、特許文献２では、現像バイアスを変化させながら作成した複数の第１パッチ画像を検出して最適現像バイアスを決定し、決定した最適現像バイアスに現像バイアスを設定した上で、帯電バイアスを変化させながら作成した複数の第２パッチ画像を検出して最適帯電バイアスを決定する手順が開示されている。
しかしながら、特許文献１では、第１の画像形成条件を算出が終わってから第１の画像形成条件の下で第２の画像形成条件を算出するべく基準濃度パターンの作成および検出を行わなければならない。このため、第１の画像形成条件を算出するまで次の基準濃度パターンが作成できず、濃度調整に時間がかかってしまう。また、特許文献２では、最適現像バイアスの決定が終わってから最適現像バイアスの下で最適帯電バイアスを算出するべく濃度パターンの作成および検出を行わなければならない。このため、最適現像バイアスを算出するまで次の基準濃度パターンが作成できず濃度調整に時間がかかってしまう。
このように従来の技術では、セットアップ動作に要する時間が長いことから、ユーザーの待ち時間が長くなったり、ジョブの生産性がダウンしたりすることの原因にもなっていた。
このように従来の技術では、セットアップ動作に要する時間が長いことから、ユーザーの待ち時間が長くなったり、ジョブの生産性がダウンしたりすることの原因にもなっていた。
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、セットアップ時間が従来よりも短い画像形成装置を提供することにある。
かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、カラーの画像を形成するカラーモードと単色の画像を形成する単色モードとを備え、カラーモードのプロセス速度およびカラーモードのプロセス速度よりも速い単色モードのプロセス速度を含む所定のプロセス速度にて画像形成を行う画像形成手段と、画像形成手段の一部を構成する現像器の画像形成に伴って減少するトナー濃度をトナー補給して一定の範囲内に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、判断手段によりトナーリカバリー動作を実行すべきとされた対象色についてのトナーリカバリー動作を、カラーモードのプロセス速度または単色モードのプロセス速度にて現像器を含む装置本体部分を動作することで実行する実行手段と、を含み、実行手段は、判断手段によりトナーリカバリー動作を実行すべきとされた対象色が単色モードの単色のみであるときには、トナーリカバリー動作の開始時にトナー補給量を算出する際およびトナーリカバリー動作の終了時に行われるトナーリカバリー終了判定の際にカラーモードのプロセス速度にてトナーリカバリー動作を実行し、算出されたトナー補給量のトナー補給の際およびトナー補給の後に行われる現像器の攪拌の際に単色モードのプロセス速度にてトナーリカバリー動作を実行することを特徴とするものである。
また、実行手段によりトナーリカバリー動作が実行された後に画像濃度セットアップを行うセットアップ手段を更に含むことを特徴とすることができる。
また、画像形成手段により形成された画像のトナー像の濃度を計測し計測結果を出力する計測手段と、現像器によるトナー補給量を予測する予測手段と、計測手段の計測結果によって算出されたトナー補給量と予測手段により予測されたトナー補給量とを互いに合算してトナー補給量を計算する計算手段と、所定時間または所定出力枚数における、計算手段により計算されたトナー補給量を積算した積算値と予測手段により予測されたトナー補給量を積算した積算値との差分または比率を算出し、その算出結果と、予測手段により予測されたトナー補給量に応じた上限値または下限値とを比較し、比較の結果が上限値よりも小さいと共に下限値よりも大きいときは計算手段によるトナー補給量をトナー補給量とし、比較の結果が上限値よりも大きいときまたは下限値よりも小さいときは、予測手段により予測されたトナー補給量をトナー補給量として実行手段によるトナー補給を制御する制御手段と、をさらに含むことを特徴とすることができる。
また、実行手段によりトナーリカバリー動作が実行された後に画像濃度セットアップを行うセットアップ手段を更に含むことを特徴とすることができる。
また、画像形成手段により形成された画像のトナー像の濃度を計測し計測結果を出力する計測手段と、現像器によるトナー補給量を予測する予測手段と、計測手段の計測結果によって算出されたトナー補給量と予測手段により予測されたトナー補給量とを互いに合算してトナー補給量を計算する計算手段と、所定時間または所定出力枚数における、計算手段により計算されたトナー補給量を積算した積算値と予測手段により予測されたトナー補給量を積算した積算値との差分または比率を算出し、その算出結果と、予測手段により予測されたトナー補給量に応じた上限値または下限値とを比較し、比較の結果が上限値よりも小さいと共に下限値よりも大きいときは計算手段によるトナー補給量をトナー補給量とし、比較の結果が上限値よりも大きいときまたは下限値よりも小さいときは、予測手段により予測されたトナー補給量をトナー補給量として実行手段によるトナー補給を制御する制御手段と、をさらに含むことを特徴とすることができる。
本発明によれば、セットアップ時間を短くすることが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここに説明するのは本発明を利用した実施形態の例であり、本発明の要件を満たす方法であれば、実施形態に限定されるものではない。
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０と、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０とを備えている。また、画像形成装置は、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)（画像処理装置）５０と、各装置（各部）の動作を制御する制御部８０とを備えている。
図１は、第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０と、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０とを備えている。また、画像形成装置は、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)（画像処理装置）５０と、各装置（各部）の動作を制御する制御部８０とを備えている。
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと、この画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０と、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output Scanner)（画像書き込み部）３０とを備えている。
また、本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙（シート、記録媒体）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。
また、本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙（シート、記録媒体）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２と、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３とを備えている。また、転写ユニット２０は、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４と、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置２５とを備えている。
中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されており、ドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されている。そして、中間転写ベルト２１は、定速性に優れた専用の図示しない駆動モータによって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。
クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されており、ドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されている。そして、中間転写ベルト２１は、定速性に優れた専用の図示しない駆動モータによって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。
クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙を積載して供給する給紙装置４１と、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２とを備えている。また、シート搬送系４０は、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３と、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４とを備えている。さらに、シート搬送系４０は、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５と、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６とを備えている。また、シート搬送系４０は、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール４７と、排出ロール４７によって排出された記録紙を積載する排出トレイ４８とを備えている。また、シート搬送系４０は、定着器２９によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
図２は、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、シアン（Ｃ）の画像形成ユニット１１Ｃおよび黒（Ｋ）の画像形成ユニット１１Ｋが示されている。図２では、他の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍを省略するが、その構成は図示した画像形成ユニット１１Ｃ，１１Ｋとほぼ同様である。
図２に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２と、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器（ＢＣＲ(Bias Charge Roll)）１３とを備えている。また、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５と、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置１６とを備えている。また、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、感光体ドラム１２の表面電位を測定する電位センサ１７を備えている。
ここで、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣ(Auto Density Control)センサ（画像濃度検出センサ）１８を備えている。なお、本体１内の温度を測定する図示しない温度センサおよび本体１内の湿度を測定する図示しない湿度センサを、ＡＤＣセンサ１８に隣接して配設する構成にすることも可能である。
ここで、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣ(Auto Density Control)センサ（画像濃度検出センサ）１８を備えている。なお、本体１内の温度を測定する図示しない温度センサおよび本体１内の湿度を測定する図示しない湿度センサを、ＡＤＣセンサ１８に隣接して配設する構成にすることも可能である。
なお、本実施の形態では、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３およびクリーニング装置１６を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体１からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体１に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、図示しない不揮発性メモリが搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにて、そのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。これらのカートリッジは、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに図示しない不揮発性メモリが夫々搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。
このように構成された画像形成装置は次のように動作する。図示しない原稿読取装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、図示しない半導体レーザから出射されたレーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）を、図示しないｆ−θレンズを介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。なお、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器２９で定着された記録用紙を排出トレイ４８にそのまま排出せずに、両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、記録用紙の印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
図３および図４は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおける現像器１４の構成を説明するための図であり、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおける現像器１４はほぼ同様に構成されている。図４は、図３の矢印IVから現像器１４内を見た場合の図である。
図３に示すように、現像器１４は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分系の現像剤を内部に有する。現像器１４は、現像器ハウジング６２の感光体ドラム１２側に配設される現像剤担持体としての現像ロール１４ａと、搬送経路（充填領域）である現像剤搬送路６６，６７内に配置され、軸方向に沿ってスパイラル板が形成され、現像剤を回転して撹拌搬送する搬送手段として互いに平行に配設された一対のオーガ６３，６４とを備えている。また、現像器１４は、現像ロール１４ａにて搬送される現像剤を層厚規制するブレード６５と、現像剤搬送路６６と現像剤搬送路６７とを互いに仕切る仕切り板６８と、仕切り板６８の両端部に設けられた通路６９，７０（図４参照）とを備えている。なお、現像ロール１４ａは、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる図示しない現像スリーブと、その内部に固定状態に配置された図示しないマグネットロールとから構成されている。
図３に示すように、現像器１４は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分系の現像剤を内部に有する。現像器１４は、現像器ハウジング６２の感光体ドラム１２側に配設される現像剤担持体としての現像ロール１４ａと、搬送経路（充填領域）である現像剤搬送路６６，６７内に配置され、軸方向に沿ってスパイラル板が形成され、現像剤を回転して撹拌搬送する搬送手段として互いに平行に配設された一対のオーガ６３，６４とを備えている。また、現像器１４は、現像ロール１４ａにて搬送される現像剤を層厚規制するブレード６５と、現像剤搬送路６６と現像剤搬送路６７とを互いに仕切る仕切り板６８と、仕切り板６８の両端部に設けられた通路６９，７０（図４参照）とを備えている。なお、現像ロール１４ａは、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導電性部材からなる図示しない現像スリーブと、その内部に固定状態に配置された図示しないマグネットロールとから構成されている。
また、現像器１４の内部には、当該現像器１４とは別体に構成された図示しないトナーボックスから、トナー補給用のモータを回転駆動することにより、図示しない補給用のオーガによって、図４に示すように、非磁性トナー中に磁性キャリアを混合した現像剤が現像剤搬送兼撹拌用のオーガ６４の一端部６４ａに供給されるようになっている。この現像器１４の内部に供給された非磁性トナーを多く含む現像剤は、オーガ６４によって、当該現像器１４の軸方向（長手方向）に沿って搬送されつつ現像剤と撹拌混合され、仕切り板６８の一端部に設けられた通路６９を通して、もう一つの現像剤搬送兼撹拌用のオーガ６３に受け渡される。このオーガ６３に受け渡された現像剤は、オーガ６３の軸方向に沿って搬送されつつ現像剤と撹拌混合され、仕切り板６８の他端部に設けられた通路７０を通して、一方のオーガ６４に再度供給される。
このように、現像器１４の内部に供給された現像剤は、現像器１４内の現像剤と共に、２つのオーガ６３，６４によって搬送され撹拌混合される。そして、現像剤は、現像剤の磁性キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、現像ロール１４ａへと搬送され、感光体ドラム１２上の静電潜像の現像に使用される。
このように、現像器１４の内部に供給された現像剤は、現像器１４内の現像剤と共に、２つのオーガ６３，６４によって搬送され撹拌混合される。そして、現像剤は、現像剤の磁性キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電され、現像ロール１４ａへと搬送され、感光体ドラム１２上の静電潜像の現像に使用される。
本実施の形態では、現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとして、二成分現像剤中のトナー濃度を透磁率によって検出するＡＴＣ(Auto Toner Control)センサ（透磁率センサ）７２を用いている。このＡＴＣセンサ７２は、図３および図４に示すように、現像器ハウジング６２のオーガ６４の外側であって、図４に示すように、オーガ６４の軸方向に沿ったトナー供給側の一端部６４ａとは反対側の他端部近傍における外壁に取り付けられている。
この現像器ハウジング６２の外壁には、図３に示すように、ＡＴＣセンサ７２を取り付けるための取付部７３が設けられている。この取付部７３は、ＡＴＣセンサ７２を取り付ける側の面７３ａが平坦状に形成されており、当該平坦状の面７３ａにＡＴＣセンサ７２がネジ止め等によって取り付けられている。
ＡＴＣセンサ７２は、検出部７２ａの検出面７２ｂを通じて二成分現像剤中のトナー濃度に応じた透磁率の変化を計測するものであり、例えば、変化するアナログ出力電圧を検出することによって、トナー濃度を検知するものである。なお、検出面７２ｂは、現像剤搬送路６７に面している。
この現像器ハウジング６２の外壁には、図３に示すように、ＡＴＣセンサ７２を取り付けるための取付部７３が設けられている。この取付部７３は、ＡＴＣセンサ７２を取り付ける側の面７３ａが平坦状に形成されており、当該平坦状の面７３ａにＡＴＣセンサ７２がネジ止め等によって取り付けられている。
ＡＴＣセンサ７２は、検出部７２ａの検出面７２ｂを通じて二成分現像剤中のトナー濃度に応じた透磁率の変化を計測するものであり、例えば、変化するアナログ出力電圧を検出することによって、トナー濃度を検知するものである。なお、検出面７２ｂは、現像剤搬送路６７に面している。
図５は、制御部８０のブロック図である。
図５に示すように、制御部８０は、ＢＣＲ電圧制御部８１とＬＤ光量制御部８２と現像バイアス制御部８３と階調制御部８４とを備えている。ＡＤＣセンサ１８による所定の画像濃度パターンの検出結果は、これらＢＣＲ電圧制御部８１、ＬＤ光量制御部８２、現像バイアス制御部８３および階調制御部８４に送られる。
ＢＣＲ電圧制御部８１は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各々の帯電器１３の電圧を制御し、これにより感光体ドラム１２の表面の帯電電圧を調整する。ＬＤ光量制御部８２は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づき、ＲＯＳ３０から感光体ドラム１２に照射されるレーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）の光量を調整する。現像バイアス制御部８３は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて現像器１４に印加する現像バイアスを制御する。階調制御部８４は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて階調制御信号を画像データ制御部としてのＩＰＳ５０に出力する。階調制御信号を受けたＩＰＳ５０は、所望の画像に対応する信号をＲＯＳ３０に伝達する。
図５に示すように、制御部８０は、ＢＣＲ電圧制御部８１とＬＤ光量制御部８２と現像バイアス制御部８３と階調制御部８４とを備えている。ＡＤＣセンサ１８による所定の画像濃度パターンの検出結果は、これらＢＣＲ電圧制御部８１、ＬＤ光量制御部８２、現像バイアス制御部８３および階調制御部８４に送られる。
ＢＣＲ電圧制御部８１は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各々の帯電器１３の電圧を制御し、これにより感光体ドラム１２の表面の帯電電圧を調整する。ＬＤ光量制御部８２は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づき、ＲＯＳ３０から感光体ドラム１２に照射されるレーザ光（ＬＢ-Ｙ，ＬＢ-Ｍ，ＬＢ-Ｃ，ＬＢ-Ｋ）の光量を調整する。現像バイアス制御部８３は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて現像器１４に印加する現像バイアスを制御する。階調制御部８４は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果に基づいて階調制御信号を画像データ制御部としてのＩＰＳ５０に出力する。階調制御信号を受けたＩＰＳ５０は、所望の画像に対応する信号をＲＯＳ３０に伝達する。
図６は、画像形成条件制御および階調補正制御の手順を示すフローチャートである。図７は、現像バイアスと高濃度画像濃度パターン検出値との関係を示すグラフであり、縦軸がＲＡＤＣ値で、横軸が現像バイアスである。図８は、現像バイアスと低濃度画像濃度パターン検出値との関係を示すグラフであり、縦軸がＲＡＤＣ値で、横軸が現像バイアスである。図９は、ΔＲＡＤＣとΔＬＵＴ(Look Up Table)との関係を示すグラフであり、縦軸が出力画像信号で、横軸が入力画像信号である。図１０は、入力画像信号と出力画像信号との関係を示すグラフであり、縦軸が出力画像信号（Ｃｏｕｔ）で、横軸が入力画像信号（Ｃｉｎ）である。
まず、ジョブ中以外の場合における画像形成条件制御および階調補正制御の手順を説明する。図６に示すように、まず制御部８０によりセットアップタイミングか否かを判断する（ステップ１０１）。判断要素としては、例えば電源オン時、所定時間停止後または所定環境変化時などを挙げることができる。そして、セットアップタイミングではないと判断したときには、そのまま終了するが、セットアップタイミングであると判断したときには、現像バイアスＶbiasを第１条件に設定する（ステップ１０２）。すなわち、現像バイアスＶbiasを、
Ｖbias＝Ｖbias-1＋ΔＶb1
とする。ここで、Ｖbias-1は前回の現像バイアスである。具体的な数値としてその一例を示すと、前回の現像バイアスＶbias-1が−６００Ｖで、ΔＶb1が−２０Ｖであれば、現像バイアスＶbiasは−６２０Ｖとなる。
まず、ジョブ中以外の場合における画像形成条件制御および階調補正制御の手順を説明する。図６に示すように、まず制御部８０によりセットアップタイミングか否かを判断する（ステップ１０１）。判断要素としては、例えば電源オン時、所定時間停止後または所定環境変化時などを挙げることができる。そして、セットアップタイミングではないと判断したときには、そのまま終了するが、セットアップタイミングであると判断したときには、現像バイアスＶbiasを第１条件に設定する（ステップ１０２）。すなわち、現像バイアスＶbiasを、
Ｖbias＝Ｖbias-1＋ΔＶb1
とする。ここで、Ｖbias-1は前回の現像バイアスである。具体的な数値としてその一例を示すと、前回の現像バイアスＶbias-1が−６００Ｖで、ΔＶb1が−２０Ｖであれば、現像バイアスＶbiasは−６２０Ｖとなる。
そのように現像バイアスを第１条件で設定した状態で、高濃度の第１画像濃度パターンおよび低濃度の第２画像濃度パターンを、像担持体としての中間転写ベルト２１に作成する（ステップ１０３）。ここにいう高濃度の第１画像濃度パターンとは、例えば入力画像信号が１００％の場合の画像濃度パターンをいい、また、低濃度の第２画像濃度パターンとは、例えば入力画像信号が３０％の場合の画像濃度パターンをいう。
第１画像濃度パターンおよび第２の画像濃度パターンを作成した後に、現像バイアスＶbiasを第２条件に設定する（ステップ１０４）。すなわち、現像バイアスＶbiasを、
Ｖbias＝Ｖbias-1＋ΔＶb2
とする。具体的な数値としてその一例を示すと、前回の現像バイアスＶbias-1が−６００Ｖで、ΔＶb2が＋２０Ｖであれば、現像バイアスＶbiasは−５８０Ｖとなる。言い換えると、現像バイアスＶbiasは、前回の画像形成時に用いた現像バイアスＶbias-1（−６００Ｖ）よりも大きな設定値（−６２０Ｖ）と小さな設定値（−５８０Ｖ）である。
そのように現像バイアスを第２条件で設定した状態で、高濃度の第１画像濃度パターンおよび低濃度の第２画像濃度パターンを中間転写ベルト２１に作成する（ステップ１０５）。なお、ここにいう高濃度および低濃度とは、第１条件で設定したものと同じものをいう。
そして、中間転写ベルト２１上に第１条件下で作成された第１画像濃度パターンおよび第２の画像濃度パターンを画像濃度検出センサとしてのＡＤＣセンサ１８で検出する（ステップ１０６）。
また、中間転写ベルト２１上に第２条件下で作成された第１画像濃度パターンおよび第２の画像濃度パターンを画像濃度検出センサとしてのＡＤＣセンサ１８で検出する（ステップ１０７）。
Ｖbias＝Ｖbias-1＋ΔＶb2
とする。具体的な数値としてその一例を示すと、前回の現像バイアスＶbias-1が−６００Ｖで、ΔＶb2が＋２０Ｖであれば、現像バイアスＶbiasは−５８０Ｖとなる。言い換えると、現像バイアスＶbiasは、前回の画像形成時に用いた現像バイアスＶbias-1（−６００Ｖ）よりも大きな設定値（−６２０Ｖ）と小さな設定値（−５８０Ｖ）である。
そのように現像バイアスを第２条件で設定した状態で、高濃度の第１画像濃度パターンおよび低濃度の第２画像濃度パターンを中間転写ベルト２１に作成する（ステップ１０５）。なお、ここにいう高濃度および低濃度とは、第１条件で設定したものと同じものをいう。
そして、中間転写ベルト２１上に第１条件下で作成された第１画像濃度パターンおよび第２の画像濃度パターンを画像濃度検出センサとしてのＡＤＣセンサ１８で検出する（ステップ１０６）。
また、中間転写ベルト２１上に第２条件下で作成された第１画像濃度パターンおよび第２の画像濃度パターンを画像濃度検出センサとしてのＡＤＣセンサ１８で検出する（ステップ１０７）。
そして、ＡＤＣセンサ１８により検出された第１条件および第２条件における第１画像濃度パターン（高濃度）の各々の検出値より最適な現像バイアスを算出し設定する（ステップ１０８）。具体的には、次のように行う。まず第１条件および第２条件における第１画像濃度パターンの各々の検出値を基準化する。その後、第１条件における第１画像濃度パターンの基準化後の値を変数ＲＡＤＣ11にセットし、第２条件における第１画像濃度パターンの基準化後の値を変数ＲＡＤＣ21にセットする。そして、ＲＡＤＣ11およびＲＡＤＣ21を用いて、図７に示すような関係（関係式）を作成し、その作成結果から高濃度目標値ＲＡＤＣ31となる現像バイアスを算出する。具体的に説明すると、第１条件の現像バイアス（Ｖbias＝−６２０Ｖ）による検出結果ＲＡＤＣ11および第２条件の現像バイアス（Ｖbias＝−５８０Ｖ）による検出結果ＲＡＤＣ21から、図７に示す関係を得ることができる。この関係から、高濃度目標値ＲＡＤＣ31に対応する新現像バイアスＶbias+1を算出することができる。
また、ＡＤＣセンサ１８により検出された第１条件および第２条件における第２画像濃度パターン（低濃度）の各々の検出値より階調補正量を算出し設定する（ステップ１０９）。すなわち、第１条件および第２条件における第２画像濃度パターンの各々の検出値を基準化した上で、第１条件における第２画像濃度パターンの基準化後の値を変数ＲＡＤＣ12にセットし、第２条件における第２画像濃度パターンの基準化後の値を変数ＲＡＤＣ22にセットする。そして、ＲＡＤＣ12およびＲＡＤＣ22を用いて、図８に示すような関係（関係式）を作成した後に、その関係に基づいて、ステップ１０８で算出した新現像バイアスＶbias+1に対応する対応値ＲＡＤＣ4を算出する。算出された対応値ＲＡＤＣ4と高濃度目標値ＲＡＤＣ31に対応する低濃度目標値ＲＡＤＣ32との差分ΔＲＡＤＣを算出する。その後、図９に示すΔＲＡＤＣとΔＬＵＴのテーブル又は関係式によりΔＬＵＴを算出する。そして、図１０に示すように、算出されたΔＬＵＴ分だけ低濃度画像濃度パターンのＣｉｎ（入力画像信号）位置のＣｏｕｔ（出力画像信号）を補正し、全体の階調補正を行う。
このような手順をイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)について行うことで、画像形成条件制御および階調補正制御を色ごとに行う。
このような手順をイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)について行うことで、画像形成条件制御および階調補正制御を色ごとに行う。
次に、図６に示すフローチャートとは別の手順で画像形成条件制御および階調補正制御を行う場合について図１１を用いて説明する。すなわち、図６に示す例では、ジョブ中以外の場合に適用するものであるが、ジョブ中の場合に適用する手順が、図１１に示されている。
図１１は、画像形成条件制御および階調補正制御の手順を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まず制御部８０によりセットアップタイミングか否かを判断する（ステップ２０１）。判断要素としては、例えばジョブスタート、前回セットアップから所定枚数出力後、ジョブエンド、所定時間経過時または環境変動時などを挙げることができる。そして、セットアップタイミングであると判断したときには、ステップ２０２〜２０９に従って処理が行われる。このステップ２０２〜２０９の内容は、既述した図６のステップ１０２〜１０９の内容と共通するため、その説明を省略する。適切な現像バイアスの算出と設定および階調補正の算出と設定が終了したときには、制御部８０は、ジョブが終了したか否かを判別する（ステップ２１０）。ジョブが終了していたらそのまま処理を終了し、ジョブが終了していないときにはステップ２０１に戻る。また、ステップ２０１において、セットアップタイミングでないと判断したときには、通常の画像形成を行う（ステップ２１１）。
図１１は、画像形成条件制御および階調補正制御の手順を示すフローチャートである。
図１１に示すように、まず制御部８０によりセットアップタイミングか否かを判断する（ステップ２０１）。判断要素としては、例えばジョブスタート、前回セットアップから所定枚数出力後、ジョブエンド、所定時間経過時または環境変動時などを挙げることができる。そして、セットアップタイミングであると判断したときには、ステップ２０２〜２０９に従って処理が行われる。このステップ２０２〜２０９の内容は、既述した図６のステップ１０２〜１０９の内容と共通するため、その説明を省略する。適切な現像バイアスの算出と設定および階調補正の算出と設定が終了したときには、制御部８０は、ジョブが終了したか否かを判別する（ステップ２１０）。ジョブが終了していたらそのまま処理を終了し、ジョブが終了していないときにはステップ２０１に戻る。また、ステップ２０１において、セットアップタイミングでないと判断したときには、通常の画像形成を行う（ステップ２１１）。
なお、本実施の形態では画像形成因子として現像バイアスを用いたが、これに限らず、例えば露光条件、帯電条件、現像条件又は転写条件に関するものも含ませることができる。また、本実施の形態では、画像形成因子として現像バイアスのみを用いたが、これに限らず、例えば現像バイアスと露光光量、または、帯電印加電圧と露光光量など複数の画像形成因子を用いても良い。
また、本実施の形態では、像担持体として中間転写ベルト２１（中間転写体）上で画像濃度パターンを、画像濃度検出手段としてのＡＤＣセンサ１８により検出しているが、他の像担持体、例えば感光体ドラム１２（感光体）や用紙搬送ベルト、記録用紙上で画像濃度パターンを検出することも考えられる。
また、本実施の形態では、像担持体として中間転写ベルト２１（中間転写体）上で画像濃度パターンを、画像濃度検出手段としてのＡＤＣセンサ１８により検出しているが、他の像担持体、例えば感光体ドラム１２（感光体）や用紙搬送ベルト、記録用紙上で画像濃度パターンを検出することも考えられる。
また、本実施の形態では、階調（面積率）の異なる複数個の画像濃度パターンとして高濃度画像濃度パターンと低濃度画像濃度パターンの２種のパターンを用いたが、これに限らず、より多くの階調数のパターンを用いても良い。すなわち、より多くの階調数を用いた方が階調補正の補正ポイントが増えるため補正の精度が向上する点で好ましい。
また、本実施の形態では、画像形成因子の設定条件の変更回数を２回としたが、これに限らず、変更量を少なくして多くの回数にて実施し、画像形成条件や階調制御に用いる関係式の精度をあげても良い。
また、本実施の形態では、画像濃度センサとしてのＡＤＣセンサ１８により画像濃度パターンを検知して画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法を述べたが、これに限らず、他の方法に応用することも考えられる。例えば、電位センサ１７により潜像パターンを検知し、画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法や、画像濃度センサと電位センサ１７を組み合わせて画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法でも良い。
また、本実施の形態では、第１条件および第２条件にて画像パターンを作成した後に、第１条件および第２条件にて作成された画像パターンの検出を行ったが、これに限らない。例えば、第１条件にて画像パターンを作成した後に第１条件にて作成された画像パターンの検出を行い、その後、第２条件にて画像パターンを作成し、第２条件にて作成された画像パターンの検出を行う方法でも良いし、第２条件にて画像パターンを作成中に第１条件にて作成された画像パターンの検出を行う方法でも良い。
また、本実施の形態では、検出結果に基づいて画像形成条件制御及び階調補正制御を行う方法を述べたが、画質形成条件制御または階調補正制御のどちらか一方を行ってもよい。例えば、露光光量はできるだけ電力を使用しない条件で使用したいという意図がある場合には、推奨露光光量よりやや強い光量とやや弱い光量を画質形成条件として設定し、要求の画質が得られるように、階調補正制御で合わせこむということもできる。このように、画質形成条件制御または階調補正制御のどちらか一方を使用する場合には、制御方法選択手段（図示せず）による選択結果により決定するのも効果的である。その場合、制御方法選択手段は出力対象となる画像データの属性または解像度、出力画質の要求レベル、出力時間の要求レベル等々を判断材料とする。そしてこの制御方法選択手段は、画像形成装置内部にあっても、ネットワークでつながれた外部にあってもよい。
以上説明した変形例については、後述する他の実施の形態にも適用することができることを付言しておく。
また、本実施の形態では、画像形成因子の設定条件の変更回数を２回としたが、これに限らず、変更量を少なくして多くの回数にて実施し、画像形成条件や階調制御に用いる関係式の精度をあげても良い。
また、本実施の形態では、画像濃度センサとしてのＡＤＣセンサ１８により画像濃度パターンを検知して画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法を述べたが、これに限らず、他の方法に応用することも考えられる。例えば、電位センサ１７により潜像パターンを検知し、画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法や、画像濃度センサと電位センサ１７を組み合わせて画像形成条件制御および階調補正制御を行う方法でも良い。
また、本実施の形態では、第１条件および第２条件にて画像パターンを作成した後に、第１条件および第２条件にて作成された画像パターンの検出を行ったが、これに限らない。例えば、第１条件にて画像パターンを作成した後に第１条件にて作成された画像パターンの検出を行い、その後、第２条件にて画像パターンを作成し、第２条件にて作成された画像パターンの検出を行う方法でも良いし、第２条件にて画像パターンを作成中に第１条件にて作成された画像パターンの検出を行う方法でも良い。
また、本実施の形態では、検出結果に基づいて画像形成条件制御及び階調補正制御を行う方法を述べたが、画質形成条件制御または階調補正制御のどちらか一方を行ってもよい。例えば、露光光量はできるだけ電力を使用しない条件で使用したいという意図がある場合には、推奨露光光量よりやや強い光量とやや弱い光量を画質形成条件として設定し、要求の画質が得られるように、階調補正制御で合わせこむということもできる。このように、画質形成条件制御または階調補正制御のどちらか一方を使用する場合には、制御方法選択手段（図示せず）による選択結果により決定するのも効果的である。その場合、制御方法選択手段は出力対象となる画像データの属性または解像度、出力画質の要求レベル、出力時間の要求レベル等々を判断材料とする。そしてこの制御方法選択手段は、画像形成装置内部にあっても、ネットワークでつながれた外部にあってもよい。
以上説明した変形例については、後述する他の実施の形態にも適用することができることを付言しておく。
図１２は、画像濃度パターンの配置図であり、（ａ）が本実施の形態における階調パッチの第１の配置を示し、（ｂ）が本実施の形態における階調パッチの第２の配置を示している。そして、比較のために、（ｃ）に従来の配置を示している。
上述したように、ステップ１０３およびステップ１０５においては、第１画像濃度パターン（高濃度）および第２画像濃度パターン（低濃度）が、第１の設定条件および第２の設定条件の現像バイアスの下でイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色について作成される。それら画像濃度パターンの配置としては、次の２つがある。
第１の作成順序としては、図１２の（ａ）に示すような第１の配置になるように画像濃度パターンを配置する。すなわち、画像形成因子の第１の設定条件に変更して第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンの形成を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行う。引き続き、画像形成因子の第２の設定条件に変更して第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンの形成をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行う。このようにして画像濃度パターンを中間転写ベルト２１に作成する。そして、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出し、算出された設定条件および第２画像濃度パターンの検出結果から階調補正を行う。
第１の作成順序によれば、第１の設定条件と第２の設定条件で同色の画像濃度パターンを作成する間に他色の画像濃度パターンを作成する時間があるため、画像制御因子の設定切換時間が不要となる。また、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要となる。したがって、後述する従来の場合よりも短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
上述したように、ステップ１０３およびステップ１０５においては、第１画像濃度パターン（高濃度）および第２画像濃度パターン（低濃度）が、第１の設定条件および第２の設定条件の現像バイアスの下でイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色について作成される。それら画像濃度パターンの配置としては、次の２つがある。
第１の作成順序としては、図１２の（ａ）に示すような第１の配置になるように画像濃度パターンを配置する。すなわち、画像形成因子の第１の設定条件に変更して第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンの形成を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行う。引き続き、画像形成因子の第２の設定条件に変更して第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンの形成をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行う。このようにして画像濃度パターンを中間転写ベルト２１に作成する。そして、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出し、算出された設定条件および第２画像濃度パターンの検出結果から階調補正を行う。
第１の作成順序によれば、第１の設定条件と第２の設定条件で同色の画像濃度パターンを作成する間に他色の画像濃度パターンを作成する時間があるため、画像制御因子の設定切換時間が不要となる。また、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要となる。したがって、後述する従来の場合よりも短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
第２の作成順序としては、図１２の（ｂ）に示すような第２の配置になるように画像濃度パターンを配置する。すなわち、画像形成因子の第１の設定条件に変更して第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンの形成を行う。引き続き、画像形成因子の第２の設定条件に変更して第１画像濃度パターンを行い、そのパターン作成動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように繰り返す。このようにして画像濃度パターンを中間転写ベルト２１に作成する。そして、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出し、算出された設定条件および第２画像濃度パターンの検出結果から階調補正を行う。
第２の作成順序によると、第１の設定条件の画像濃度パターンと第２の設定条件の画像濃度パターンとの間には、パターン間距離Ｂが必要になる。このパターン間距離Ｂは、画像制御因子の設定切換時間と中間転写ベルト２１の速度との積算値以上の任意値である。すなわち、画像制御因子の設定値を変更し変更後の値に落ち着くまでの切換時間が必要となる。このように、画像制御因子の設定切換時間が必要な分だけ第１の作成順序の場合よりもセットアップ時間は長くなるものの、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要である。したがって、後述する従来の場合よりも短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
第２の作成順序によると、第１の設定条件の画像濃度パターンと第２の設定条件の画像濃度パターンとの間には、パターン間距離Ｂが必要になる。このパターン間距離Ｂは、画像制御因子の設定切換時間と中間転写ベルト２１の速度との積算値以上の任意値である。すなわち、画像制御因子の設定値を変更し変更後の値に落ち着くまでの切換時間が必要となる。このように、画像制御因子の設定切換時間が必要な分だけ第１の作成順序の場合よりもセットアップ時間は長くなるものの、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要である。したがって、後述する従来の場合よりも短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
第１の作成順序および第２の作成順序による場合には従来の場合よりもセットアップ時間が短くなるという効果を説明したが、その説明を補強するために従来の場合について説明する。すなわち、従来の場合には、図１２の（ｃ）に示すように、画像形成因子の第１の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成し、画像制御因子の設定切換時間後に第２の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成する。このようなパターン作成動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行う。そして、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出する。算出された設定条件に変更した後に第２画像濃度パターンを形成するパターン作成動作をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行い、画像形成条件の補正を行う。すなわち、従来の場合には、同色における第１の設定条件の画像濃度パターンと第２の設定条件の画像濃度パターンとの間には、パターン間距離Ｃ１が必要になる。このパターン間距離Ｃ１は、図１２の（ｂ）で説明したパターン間距離Ｂと同様の計算式によるものである。さらには、従来の場合には、パターン間距離Ｃ２も必要になる。このパターン間距離Ｃ２は、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間と中間転写ベルト２１の速度との積算値以上の任意値である。このパターン間距離Ｃ２は、第１画像濃度パターンの検出後の新しい画像制御因子の設定条件を算出した後に第２画像濃度パターンを作る必要があることから、設定されるものである。このように、従来の場合には、画像制御因子の設定切換時間、および、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が必要であり、セットアップ時間が長くなってしまう。これに対して、上述した本実施の形態での第１の作成順序または第２の作成順序によれば、従来の場合に必要な時間を省略することができ、セットアップ時間を短縮化することが可能になる。
また、タンデム型のデジタルカラープリンタにおいて、画像形成因子が色ごとに独立して制御可能な場合は、第１の設定条件および第２の設定条件は色ごとに異なる条件を設定しても良い。
また、タンデム型のデジタルカラープリンタにおいて、画像形成因子が色ごとに独立して制御可能な場合は、第１の設定条件および第２の設定条件は色ごとに異なる条件を設定しても良い。
以上、いわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタに適用する本実施の形態について説明したが、いわゆる４サイクル型のデジタルカラープリンタにも適用することが可能である。この４サイクル型のデジタルカラープリンタについて簡単に文章のみで説明すると、次のようになる。一方向に回転する図示しない感光体ドラムを一様に帯電した後、画像情報に応じて色分解と変調がなされた光ビームを感光体ドラム上に照射し、静電潜像を形成する。図示しない感光体ドラムの近傍には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナーが収められた図示しない４つの現像器が配置されている。これら図示しない４つの現像器により、各色に対応した静電潜像を現像し、トナー像を形成する。この各色トナー像は、一次転写部により図示しない中間転写体に転写され、各色毎に４回これを繰り返すことで、図示しない中間転写体上にフルカラーのトナー像が形成される。一方、所定のタイミングで搬送されてきた記録用紙に、二次転写部で図示しない中間転写体上のフルカラーのトナー像を転写せしめ、転写されたトナー像が定着された後に記録用紙が排出される。
このような４サイクル型のデジタルカラープリンタの場合であっても、既述したタンデム型のデジタルカラープリンタの場合と共通の構成を採用することができるが、画像濃度パターンは図１２の（ａ）および（ｂ）に示すものとは異なる。
図１３は、４サイクル型のデジタルカラープリンタの場合の画像濃度パターンの配置図であり、（ａ）が本実施の形態における配置を示している。そして、比較のために、（ｂ）および（ｃ）に従来の配置を示している。
４サイクルの場合の作成順序としては、図１３の（ａ）に示すように、まず、画像形成因子の第１の設定条件にて第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンを形成し、画像制御因子の設定切換時間後に第２の設定条件にて第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンを形成するパターン形成動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順にて行う。また、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出し、算出された設定条件および第２画像濃度パターンの検出結果から階調補正を行う。
図１３は、４サイクル型のデジタルカラープリンタの場合の画像濃度パターンの配置図であり、（ａ）が本実施の形態における配置を示している。そして、比較のために、（ｂ）および（ｃ）に従来の配置を示している。
４サイクルの場合の作成順序としては、図１３の（ａ）に示すように、まず、画像形成因子の第１の設定条件にて第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンを形成し、画像制御因子の設定切換時間後に第２の設定条件にて第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンを形成するパターン形成動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順にて行う。また、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出し、算出された設定条件および第２画像濃度パターンの検出結果から階調補正を行う。
ここで、図１３の（ａ）における距離Ｄ１は、上述した図１２の（ｂ）におけるパターン間距離Ｂと同様の計算式によるものである。また、距離Ｄ２は、単色エンジン当りの画像形成時間と中間転写ベルト２１の速度との積算値であり、距離Ｄ３は、エンジン使用色切換時間と中間転写ベルト２１の速度との積算値である。
このような作成順序によれば、後述する図１３の（ｂ）に図示の従来の場合よりも、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要である。したがって、短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。また、後述する図１３の（ｃ）に図示の従来の場合よりも、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、１回の画像作成動作で第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンが形成可能であり、短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
このような作成順序によれば、後述する図１３の（ｂ）に図示の従来の場合よりも、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が不要である。したがって、短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。また、後述する図１３の（ｃ）に図示の従来の場合よりも、検出結果を画像濃度パターンに反映する必要がないため、１回の画像作成動作で第１画像濃度パターンおよび第２画像濃度パターンが形成可能であり、短いセットアップ時間にて高精度に制御可能となる。
そして、従来の場合には、例えば図１３の（ｂ）に示すように、画像形成因子の第１の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成し、画像制御因子の設定切換時間後に第２の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成する。第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出して、設定条件を変更した後に第２画像濃度パターンを形成するパターン作成動作をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の並び順になるように行い、画像形成条件の補正を行う。したがって、画像制御因子の設定切換時間および、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間が必要であり、長いセットアップ時間になる。なお、図１３の（ｂ）における距離Ｅ１は、上述した図１３の（ａ）における距離Ｄ１と同様の計算式によるものであり、距離Ｅ２は、距離Ｄ２と同様の計算式によるものであり、距離Ｅ３は、距離Ｄ３と同様の計算式によるものである。また、距離Ｅ４は、制御対象の画像制御因子の画像形成位置から画像濃度センサ検出位置までの所要時間と中間転写ベルトの速度との積算値であり、第１画像濃度パターンの検出後における新しい画像制御因子の設定条件の算出後に第２画像濃度パターンを作る必要があることに因るものである。
また、他の従来の場合として、図１３の（ｃ）に示す例では、画像形成因子の第１の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成し、画像制御因子の設定切換時間後に第２の設定条件にて第１画像濃度パターンを形成するパターン形成動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に行う。そして、第１画像濃度パターンの検出結果から画像形成因子の設定条件を算出する。その設定条件に変更した後に第２画像濃度パターンを形成するパターン形成動作をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に行い、画像形成条件の補正を行う。したがって、１回目の画像作成動作では第１画像濃度パターンしか作成できないため、算出された設定条件をフィードバックするのは他色でのパターン作成の終了した後になり、セットアップ時間が長くなる。なお、図１３の（ｃ）における距離Ｆ１は、上述した図１３の（ｂ）における距離Ｅ１と同様の計算式によるものであり、距離Ｆ２は、距離Ｅ２と同様の計算式によるものであり、距離Ｆ３は、距離Ｅ３と同様の計算式によるものである。
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、セットアップ動作の一つであるトナーリカバリー動作の制御を行うものである。本実施の形態の背景は、次のとおりである。
すなわち、本実施の形態に関する従来の技術として、現像器のトナー濃度を測定する手段と、現像器を含む装置本体部分の速度を可変する手段とを備え、トナーエンド状態から通常状態への復帰を判定するときには装置本体部分（現像器）の速度を上げるという構成が提案されている（例えば、特開平１１−６５２６１号公報を参照）。この構成により、トナーエンドからの復帰動作時にトナーの過補給が行われることを防止しようとしている。
しかしながら、画像形成装置が所有しているプロセス速度以外に速度を変える手段が必要であり、その分のコストが必要である。また、画像形成装置が備えているプロセス速度以外のプロセス速度にてトナーリカバリーの判定用のトナー濃度を測定しても、トナー濃度センサの出力がプロセス速度に依存するため、正しいトナーリカバリーの判定が行えないという問題点があった。本実施の形態は、このような問題点を解決しようとするものである。
すなわち、本実施の形態に関する従来の技術として、現像器のトナー濃度を測定する手段と、現像器を含む装置本体部分の速度を可変する手段とを備え、トナーエンド状態から通常状態への復帰を判定するときには装置本体部分（現像器）の速度を上げるという構成が提案されている（例えば、特開平１１−６５２６１号公報を参照）。この構成により、トナーエンドからの復帰動作時にトナーの過補給が行われることを防止しようとしている。
しかしながら、画像形成装置が所有しているプロセス速度以外に速度を変える手段が必要であり、その分のコストが必要である。また、画像形成装置が備えているプロセス速度以外のプロセス速度にてトナーリカバリーの判定用のトナー濃度を測定しても、トナー濃度センサの出力がプロセス速度に依存するため、正しいトナーリカバリーの判定が行えないという問題点があった。本実施の形態は、このような問題点を解決しようとするものである。
図１４は、第２の実施の形態における画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの構成を説明するための図であり、第１の実施の形態を説明する図２に相当する図面である。なお、本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成は、図１に示す第１の実施の形態の場合と同じであるので、共通する構成については同一符号を用いる。また、共通する構成については、その説明を省略することがある。
図１４に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナーの混合比により現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するＡＴＣセンサ７２を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣセンサ１８を備えている。
図１４に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナーの混合比により現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するＡＴＣセンサ７２を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣセンサ１８を備えている。
図１５は、制御部８０のブロック図である。
図１５に示すように、制御部８０は、ＬＤ光量制御部８２と階調制御部８４とトナー補給制御部８５とトナー空検知制御部８６とを備えている。そして、ＡＤＣセンサ１８による所定の画像濃度パターンの検出結果は、これらＬＤ光量制御部８２、階調制御部８４、トナー補給制御部８５およびトナー空検知制御部８６に送られる。また、ＡＴＣセンサ７２によるトナー濃度の検出結果は、トナー補給制御部８５およびトナー空検知制御部８６に送られる。
トナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー動作を制御するもので、現像器１４にトナーを供給する図示しないディスペンスモータの回転時間および速度を制御することによりトナー濃度を調整する。トナー空検知制御部８６は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ内のトナー量を予測してトナー空検知を判断する。
図１５に示すように、制御部８０は、ＬＤ光量制御部８２と階調制御部８４とトナー補給制御部８５とトナー空検知制御部８６とを備えている。そして、ＡＤＣセンサ１８による所定の画像濃度パターンの検出結果は、これらＬＤ光量制御部８２、階調制御部８４、トナー補給制御部８５およびトナー空検知制御部８６に送られる。また、ＡＴＣセンサ７２によるトナー濃度の検出結果は、トナー補給制御部８５およびトナー空検知制御部８６に送られる。
トナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー動作を制御するもので、現像器１４にトナーを供給する図示しないディスペンスモータの回転時間および速度を制御することによりトナー濃度を調整する。トナー空検知制御部８６は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ内のトナー量を予測してトナー空検知を判断する。
次に、トナーリカバリー動作時の処理手順を説明する。すなわち、黒（Ｋ）色のトナーリカバリー時は単Ｋ時のプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うようにしたものである。
図１６は、トナーリカバリー動作時における第１の処理手順を示すフローチャートである。
図１６に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定する（ステップ３０１）。トナーリカバリーの実行を行うとする判定を行う場合としては、トナー空検知制御部８６によりトナー空が検知された状態にて電源ＯＦＦ／ＯＮまたは図示しないカバーの開閉が行われたときや、トナーカートリッジが新状態であると判断されたとき等を挙げることができる。なお、トナー空検知制御部８６によりトナーの空状態を検知する手段としては、ＡＤＣセンサ１８、ＡＴＣセンサ７２のほかに、図示しない空検センサやピクセル・カウント、トナー補給時間カウント等のいずれでも良い。
図１６は、トナーリカバリー動作時における第１の処理手順を示すフローチャートである。
図１６に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定する（ステップ３０１）。トナーリカバリーの実行を行うとする判定を行う場合としては、トナー空検知制御部８６によりトナー空が検知された状態にて電源ＯＦＦ／ＯＮまたは図示しないカバーの開閉が行われたときや、トナーカートリッジが新状態であると判断されたとき等を挙げることができる。なお、トナー空検知制御部８６によりトナーの空状態を検知する手段としては、ＡＤＣセンサ１８、ＡＴＣセンサ７２のほかに、図示しない空検センサやピクセル・カウント、トナー補給時間カウント等のいずれでも良い。
そして、トナーリカバリー色があると判定した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判定する（ステップ３０２）。トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行い（ステップ３０３）、そうでないときには、カラーモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行う（ステップ３０４）。なお、ステップ３０１においてトナーリカバリー色がないと判別した場合には、そのまま終了する。このように、黒（Ｋ）色のみのトナーリカバリー動作時には、カラーモード時のプロセス速度よりも速い単Ｋ色のプロセス速度でトナーリカバリー動作を行う。言い換えると、単色モードの対象色がトナーリカバリー動作の対象色の場合は、単色モードのプロセス速度にてリカバリー動作を行う。このため、トナーリカバリー動作が短時間で終了し、すぐにプリント出力が可能となる。
図１７は、トナーリカバリー動作時における第２の処理手順を示すフローチャートである。
図１７に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー色があるかを判別し（ステップ４０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ４０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うことになる。そのために、まず単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ４０３）、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナー補給量を算出する（ステップ４０４）。なお、この算出方法については後述するが、その概略を説明すると、トナー補給量の算出は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出値と目標値との乖離量からトナー補給量（トナー補給時間）を算出したり、所定時間の定量のトナー補給量（時間）を設定したりするものである。
図１７に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー色があるかを判別し（ステップ４０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ４０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うことになる。そのために、まず単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ４０３）、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナー補給量を算出する（ステップ４０４）。なお、この算出方法については後述するが、その概略を説明すると、トナー補給量の算出は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出値と目標値との乖離量からトナー補給量（トナー補給時間）を算出したり、所定時間の定量のトナー補給量（時間）を設定したりするものである。
算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ４０５）、現像器１４を攪拌する（ステップ４０６）。なお、このような現像器１４の攪拌は、現像器１４内にトナーが補給されてから補給されたトナーが現像器１４の内部を１周する時間以上攪拌するのが望ましい。ちなみに、現像器１４内を１周する時間の一例を示すと、単Ｋモード時では約１０秒であり、付言するとカラーモード時では約２０秒である。
現像器１４の攪拌により、トナーリカバリー動作によるトナー状態を安定化させることができる。そして、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ４０７）。このようなトナーリカバリーの終了判定は、ＡＴＣセンサ７２やＡＤＣセンサ１８の検出値が所定の範囲内であるかどうかで行うことができる。そして、所定範囲外であれば、もう一度トナー補給および攪拌を行うが、所定回数の繰り返し後でも所定範囲外であればトナーリカバリー動作をそのまま終了する。
現像器１４の攪拌により、トナーリカバリー動作によるトナー状態を安定化させることができる。そして、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ４０７）。このようなトナーリカバリーの終了判定は、ＡＴＣセンサ７２やＡＤＣセンサ１８の検出値が所定の範囲内であるかどうかで行うことができる。そして、所定範囲外であれば、もう一度トナー補給および攪拌を行うが、所定回数の繰り返し後でも所定範囲外であればトナーリカバリー動作をそのまま終了する。
トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ４０４に戻る。その一方で、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ４０８）、装置の駆動を停止して（ステップ４０９）、一連の処理を終了する。ここで、画像濃度セットアップは、具体的には、中間転写ベルト２１に画像濃度パターンを形成し、画像濃度センサで検出し、濃度や階調等の制御を行う動作である。なお、画像濃度セットアップの際に、中間転写体としての中間転写ベルト２１以外に、感光体ドラム１２や用紙搬送体、記録用紙等の像担持体に画像濃度パターンを形成するようにしても良い。
また、ステップ４０２において、トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみでないときには、カラーモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うことになる。そのため、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ４１０）、トナー補給量を算出し（ステップ４１１）、算出されたトナー補給量を補給し（ステップ４１２）、現像器１４を攪拌してから（ステップ４１３）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ４１４）。終了しないとの判定を行ったときはステップ４１１に戻り、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ４１５）、装置の駆動を停止して（ステップ４０９）、一連の処理を終了する。
第２の処理手順では、トナーリカバリー動作を行ったときには、トナー状態安定化後にトナーリカバリー動作終了の判定を行うものである。そして、トナーリカバリー動作終了時には、画像濃度セットアップを行うものである。
また、ステップ４０２において、トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみでないときには、カラーモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うことになる。そのため、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ４１０）、トナー補給量を算出し（ステップ４１１）、算出されたトナー補給量を補給し（ステップ４１２）、現像器１４を攪拌してから（ステップ４１３）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ４１４）。終了しないとの判定を行ったときはステップ４１１に戻り、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ４１５）、装置の駆動を停止して（ステップ４０９）、一連の処理を終了する。
第２の処理手順では、トナーリカバリー動作を行ったときには、トナー状態安定化後にトナーリカバリー動作終了の判定を行うものである。そして、トナーリカバリー動作終了時には、画像濃度セットアップを行うものである。
図１８は、トナーリカバリー動作時における第３の処理手順を示すフローチャートである。
図１８に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー色があるかを判別し（ステップ５０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ５０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０３）、トナー補給量を算出する（ステップ５０４）。その後には、単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０５）、算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ５０６）、現像器１４を攪拌する（ステップ５０７）。攪拌が一旦終了したら、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０８）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ５０９）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ５０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ５１０）、装置の駆動を停止して（ステップ５１１）、一連の処理を終了する。
図１８に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリー色があるかを判別し（ステップ５０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ５０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０３）、トナー補給量を算出する（ステップ５０４）。その後には、単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０５）、算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ５０６）、現像器１４を攪拌する（ステップ５０７）。攪拌が一旦終了したら、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５０８）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ５０９）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ５０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ５１０）、装置の駆動を停止して（ステップ５１１）、一連の処理を終了する。
また、ステップ５０２において、トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみでないときには、カラーモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ５１２）、トナー補給量を算出し（ステップ５１３）、算出されたトナー補給量を補給し（ステップ５１４）、現像器１４を攪拌してから（ステップ５１５）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ５１６）。終了しないとの判定を行ったときはステップ５１３に戻り、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ５１７）、装置の駆動を停止して（ステップ５１１）、一連の処理を終了する。
このように、第３の処理手順では、トナー補給量算出やトナーリカバリー終了判定時、画像濃度セットアップ時にはカラーモードのプロセス速度で行われる。すなわち、単Ｋモード（単色モード）の対象色がトナーリカバリー動作の対象色である場合は、単Ｋモードのプロセス速度とカラーモードのプロセス速度とを併用してリカバリー動作を行っている。さらには、トナー補給量またはトナー補給時間の算出時における現像器１４の攪拌はカラーモードのプロセス速度で行うということができる。また、トナー補給時および／または補給後の現像器１４の攪拌動作は単色モードのプロセス速度で行うということもできる。また、トナー状態安定化後のリカバリー動作終了判定時の現像器１４の攪拌はカラーモードのプロセス速度で行うということもできる。また、トナー状態安定化後の画像濃度セットアップ時はカラーモードのプロセス速度で行うということもできる。
このように速度制御するのは、プロセス速度により画像形成状態が変わったり、トナー濃度センサや画像濃度センサの出力が変わったりするからである。したがって、画質重視のカラーモードにおいて高画質のカラー画像を提供することができる。
このように速度制御するのは、プロセス速度により画像形成状態が変わったり、トナー濃度センサや画像濃度センサの出力が変わったりするからである。したがって、画質重視のカラーモードにおいて高画質のカラー画像を提供することができる。
図１９は、トナーリカバリー動作時における第４の処理手順を示すフローチャートである。なお、この第４の処理手順を実行する画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各々の現像器１４の攪拌手段の駆動が独立で行える構成になっているものとする。
図１９に示すように、まずトナー補給制御部８５は、トナーリカバリーすべき色があるかを判定する（ステップ６０１）。トナーリカバリー色があると判別した場合には、対象色の現像器１４を駆動する（ステップ６０２）。その後のステップ６０３〜６０８は、上述した第２の処理手順（図１７参照）におけるステップ４０４〜４０９と同じ内容であるので、その説明を省略する。
このように、第４の処理手順においては、各色毎に独立して現像器１４を攪拌する手段を備え、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみ現像器１４の攪拌を行うので、不要な駆動による部品寿命の短縮化を防ぐことができる。なお、画像濃度セットアップ時は全色の現像器を駆動し全色で画像濃度セットアップを実施しても良い。
図１９に示すように、まずトナー補給制御部８５は、トナーリカバリーすべき色があるかを判定する（ステップ６０１）。トナーリカバリー色があると判別した場合には、対象色の現像器１４を駆動する（ステップ６０２）。その後のステップ６０３〜６０８は、上述した第２の処理手順（図１７参照）におけるステップ４０４〜４０９と同じ内容であるので、その説明を省略する。
このように、第４の処理手順においては、各色毎に独立して現像器１４を攪拌する手段を備え、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみ現像器１４の攪拌を行うので、不要な駆動による部品寿命の短縮化を防ぐことができる。なお、画像濃度セットアップ時は全色の現像器を駆動し全色で画像濃度セットアップを実施しても良い。
図２０は、トナーリカバリー動作時における第５の処理手順を示すフローチャートである。なお、第５の処理手順を実行する画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の共通の駆動源によるカラーの現像器１４の攪拌手段の駆動と、黒（Ｋ）の現像器１４の攪拌手段の駆動とが独立で行える構成になっているものとする。
図２０に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ７０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ７０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋの現像器１４を単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ７０３）、トナー補給量を算出する（ステップ７０４）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ７０５）、現像器１４を攪拌してから（ステップ７０６）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ７０７）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ７０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、全色の現像器１４を駆動して（ステップ７０８）、画像濃度セットアップを行い（ステップ７０９）、装置の駆動を停止して（ステップ７１０）、一連の処理を終了する。
図２０に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ７０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ７０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋの現像器１４を単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ７０３）、トナー補給量を算出する（ステップ７０４）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ７０５）、現像器１４を攪拌してから（ステップ７０６）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ７０７）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ７０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、全色の現像器１４を駆動して（ステップ７０８）、画像濃度セットアップを行い（ステップ７０９）、装置の駆動を停止して（ステップ７１０）、一連の処理を終了する。
また、ステップ７０２において、トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみでないときには、トナーリカバリーの対象色がカラーのみか否かを判別する（ステップ７１１）。トナーリカバリーの対象色がカラーのみであれば、カラーの現像器１４を駆動し（ステップ７１２）、トナー補給量を算出する（ステップ７１３）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃの内のトナーリカバリー対象色トナーカートリッジからトナー補給し（ステップ７１４）、現像器１４を攪拌してから（ステップ７１５）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ７１６）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ７１３に戻るが、終了との判定を行ったときには、全色の現像器１４を駆動して（ステップ７１７）、画像濃度セットアップを行い（ステップ７１８）、装置の駆動を停止して（ステップ７１０）、一連の処理を終了する。
また、ステップ７１１において、トナーリカバリーの対象色がカラーのみでなければ、全色の現像器１４を駆動し（ステップ７１９）、トナー補給量を算出する（ステップ７２０）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃの内のトナーリカバリー対象色トナーカートリッジおよびトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ７２１）、現像器１４を攪拌してから（ステップ７２２）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ７２３）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ７２０に戻るが、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ７２４）、装置の駆動を停止して（ステップ７１０）、一連の処理を終了する。
このように、第５の処理手順においては、第４の処理手順の場合と同様に必要最小限の現像器１４の攪拌を行うことにより、不要な駆動を回避して部品寿命の短縮化を防ぐことができる。
このように、第５の処理手順においては、第４の処理手順の場合と同様に必要最小限の現像器１４の攪拌を行うことにより、不要な駆動を回避して部品寿命の短縮化を防ぐことができる。
図２１は、トナーリカバリー動作時における第６の処理手順を示すフローチャートである。なお、この第６の処理手順を実行する画像形成装置では、Ｋ（黒）の現像器１４の攪拌手段の駆動系がメインモーターとつながっており、カラー（イエロー、マゼンタ、シアン）の各現像器１４の攪拌手段の駆動系は３色共通でメインモーターとクラッチを介してつながっている構成になっているものとする。言い換えると、装置の構成上、カラーのみの攪拌はできない構成である。
図２１に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ８０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ８０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋの現像器１４を単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ８０３）、トナー補給量を算出する（ステップ８０４）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ８０５）、現像器１４を攪拌してから（ステップ８０６）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ８０７）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ８０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、全色の現像器１４を駆動して（ステップ８０８）、画像濃度セットアップを行い（ステップ８０９）、装置の駆動を停止して（ステップ８１０）、一連の処理を終了する。このように、ステップ８０１〜８１０は、第５の処理手順におけるステップ７０１〜７１０と同一内容である。
図２１に示すように、まずトナー補給制御部８５は、ＡＤＣセンサ１８またはＡＴＣセンサ７２の検出結果に基づいてトナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ８０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、さらにトナーリカバリーの対象色は黒（Ｋ）のみか否かを判別する（ステップ８０２）。
トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみのときには、単Ｋの現像器１４を単Ｋモードのプロセス速度で装置を駆動し（ステップ８０３）、トナー補給量を算出する（ステップ８０４）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９Ｋからトナー補給し（ステップ８０５）、現像器１４を攪拌してから（ステップ８０６）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ８０７）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ８０４に戻るが、終了との判定を行ったときには、全色の現像器１４を駆動して（ステップ８０８）、画像濃度セットアップを行い（ステップ８０９）、装置の駆動を停止して（ステップ８１０）、一連の処理を終了する。このように、ステップ８０１〜８１０は、第５の処理手順におけるステップ７０１〜７１０と同一内容である。
また、ステップ８０２において、トナーリカバリーの対象色が黒（Ｋ）のみでないときには、全色の現像器１４を駆動し（ステップ８１１）、トナー補給量を算出する（ステップ８１２）。算出されたトナー補給量をトナーカートリッジ１９からトナー補給し（ステップ８１３）、現像器１４を攪拌してから（ステップ８１４）、トナーリカバリーを終了するか否かを判定する（ステップ８１５）。トナーリカバリーの終了判定の結果、終了しないとの判定を行ったときはステップ８１２に戻るが、終了との判定を行ったときには、画像濃度セットアップを行い（ステップ８１６）、装置の駆動を停止して（ステップ８１０）、一連の処理を終了する。
このように、第６の処理手順では、トナーリカバリー対象色がＫ（黒）のみの場合はＫ（黒）のみの現像器１４の攪拌を行い、トナーリカバリー対象色がＫ（黒）のみ以外の場合は、全カラーすなわちイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各現像器の攪拌を行うものである。言い換えると、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみ現像器の攪拌を行うもの、あるいは、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみの現像器１４の攪拌と対象色以外の現像器１４の攪拌とを併用してを行うものである。
さらには、トナー状態安定化後の画像濃度セットアップは全色で行っている。
このように、第６の処理手順では、トナーリカバリー対象色がＫ（黒）のみの場合はＫ（黒）のみの現像器１４の攪拌を行い、トナーリカバリー対象色がＫ（黒）のみ以外の場合は、全カラーすなわちイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各現像器の攪拌を行うものである。言い換えると、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみ現像器の攪拌を行うもの、あるいは、トナーリカバリー動作を行う場合はトナーリカバリー対象色のみの現像器１４の攪拌と対象色以外の現像器１４の攪拌とを併用してを行うものである。
さらには、トナー状態安定化後の画像濃度セットアップは全色で行っている。
図２２は、トナーリカバリー動作時における第７の処理手順を示すフローチャートである。なお、この第７の処理手順を実行する画像形成装置では、現像器１４の攪拌手段の駆動と、感光体ドラム１２、転写ロール、中間転写体の駆動が独立で行える構成になっているものとする。
図２２に示すように、まずトナー補給制御部８５は、トナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ９０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、現像器１４を駆動する（ステップ９０２）。この場合において、感光体ドラム１２、転写ロール、中間転写体、用紙搬送ベルト、用紙搬送ロールおよび定着器２９などにおいて、現像器１４の攪拌手段の駆動と独立して駆動可能であれば、これら感光体ドラム１２等の駆動を停止する。
図２２に示すように、まずトナー補給制御部８５は、トナーリカバリーすべき色があるかを判定し（ステップ９０１）、トナーリカバリー色があると判別した場合には、現像器１４を駆動する（ステップ９０２）。この場合において、感光体ドラム１２、転写ロール、中間転写体、用紙搬送ベルト、用紙搬送ロールおよび定着器２９などにおいて、現像器１４の攪拌手段の駆動と独立して駆動可能であれば、これら感光体ドラム１２等の駆動を停止する。
その後のステップ９０３〜９０６は、上述した第２の処理手順（図１７参照）におけるステップ４０４〜４０７と同じ内容であるので、その説明を省略する。
そして、トナーリカバリー終了か否かの判定の結果、終了しないとの判定を行ったときには、ステップ９０３に戻るが、終了との判定を行ったときには、感光体ドラム１２、転写ロール、中間転写ベルト２１を駆動する（ステップ９０７）。なお、感光体ドラム１２と現像ロール１４ａとが離間可能に構成されている場合には、離間させる。
そして、画像濃度セットアップを行い（ステップ９０８）、装置の駆動を停止して（ステップ９０９）、一連の処理を終了する。
そして、トナーリカバリー終了か否かの判定の結果、終了しないとの判定を行ったときには、ステップ９０３に戻るが、終了との判定を行ったときには、感光体ドラム１２、転写ロール、中間転写ベルト２１を駆動する（ステップ９０７）。なお、感光体ドラム１２と現像ロール１４ａとが離間可能に構成されている場合には、離間させる。
そして、画像濃度セットアップを行い（ステップ９０８）、装置の駆動を停止して（ステップ９０９）、一連の処理を終了する。
このように、第７の処理手順では、装置の構成システムにおける動作の下で、必要最小限の現像器攪拌を行うものである。付言すると、トナーリカバリー動作を行う場合は感光体ドラム１２の駆動を停止するものである。また、トナーリカバリー動作を行う場合は転写手段の駆動を停止するものである。また、トナーリカバリー動作を行う場合は中間転写ベルト２１の駆動を停止するものである。また、トナーリカバリー動作を行う場合は用紙搬送手段の駆動を停止するものである。また、トナーリカバリー動作を行う場合は定着手段の駆動の停止を行うものである。そして、トナー状態安定化後の画像濃度セットアップ時には停止した手段の内、画像濃度セットアップに必要な手段の駆動を行うものである。
次に、上述した第２ないしは第７の処理手順におけるトナー補給量の算出について図２３および図２４を用いて説明する。
図２３は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果を用いてトナー補給量を算出する手順を示すフローチャートである。
図２３に示すように、トナー補給量算出を行うことが決定されると（ステップ１００１）、濃度パターンを作成する（ステップ１００２）。そして、ＡＤＣセンサ１８により中間転写ベルト１２（像担持体）上の濃度パターンの画像濃度をＡＤＣセンサ１８により検出する（ステップ１００３）。この検出結果を以下、検出ＡＤＣとする。この検出ＡＤＣと目標ＡＤＣとの偏差ΔＡＤＣを算出する（ステップ１００４）。すなわち、
ΔＡＤＣ＝検出ＡＤＣ−目標ＡＤＣ
という計算式により算出する。そして、このΔＡＤＣによりトナー補給量Ｄｉｓｐを算出する（ステップ１００５）。すなわち、トナー補給量算出計数をｋとすると、トナー補給量Ｄｉｓｐは、
Ｄｉｓｐ＝ΔＡＤＣ×ｋ
により算出する。
図２３は、ＡＤＣセンサ１８の検出結果を用いてトナー補給量を算出する手順を示すフローチャートである。
図２３に示すように、トナー補給量算出を行うことが決定されると（ステップ１００１）、濃度パターンを作成する（ステップ１００２）。そして、ＡＤＣセンサ１８により中間転写ベルト１２（像担持体）上の濃度パターンの画像濃度をＡＤＣセンサ１８により検出する（ステップ１００３）。この検出結果を以下、検出ＡＤＣとする。この検出ＡＤＣと目標ＡＤＣとの偏差ΔＡＤＣを算出する（ステップ１００４）。すなわち、
ΔＡＤＣ＝検出ＡＤＣ−目標ＡＤＣ
という計算式により算出する。そして、このΔＡＤＣによりトナー補給量Ｄｉｓｐを算出する（ステップ１００５）。すなわち、トナー補給量算出計数をｋとすると、トナー補給量Ｄｉｓｐは、
Ｄｉｓｐ＝ΔＡＤＣ×ｋ
により算出する。
図２４は、ＡＴＣセンサ７２の検出結果を用いてトナー補給量を算出する手順を示すフローチャートである。
図２４に示すように、トナー補給量算出を行うことが決定されると（ステップ１１０１）、ＡＴＣセンサ７２により現像器１４の現像剤のトナー濃度を検出する（ステップ１１０２）。この検出値を以下、検出ＡＴＣとする。この検出ＡＴＣと目標ＡＴＣとの偏差ΔＡＴＣを算出する（ステップ１１０３）。すなわち、
ΔＡＴＣ＝検出ＡＴＣ−目標ＡＴＣ
という計算式により算出する。そして、このΔＡＴＣによりトナー補給量Ｄｉｓｐを算出する（ステップ１１０４）。すなわち、トナー補給量算出計数をｋ’とすると、
Ｄｉｓｐ＝ΔＡＴＣ×ｋ’
により算出する。
このように、トナー補給量の算出方法として、ＡＤＣセンサ１８の検出結果を利用する場合とＡＴＣセンサ７２の検出結果を利用する場合の２つを説明したが、トナー補給量算出としてＡＴＣセンサ７２を使う方が、濃度パターン作成が不要になるので、トナー消費量を軽減することができる点で好ましい。また、濃度パターン作成及び濃度パターン読取りのアルゴリズムが不要になるので、検出に要する時間が短くなり、生産性に優れている点でも、好ましい。
図２４に示すように、トナー補給量算出を行うことが決定されると（ステップ１１０１）、ＡＴＣセンサ７２により現像器１４の現像剤のトナー濃度を検出する（ステップ１１０２）。この検出値を以下、検出ＡＴＣとする。この検出ＡＴＣと目標ＡＴＣとの偏差ΔＡＴＣを算出する（ステップ１１０３）。すなわち、
ΔＡＴＣ＝検出ＡＴＣ−目標ＡＴＣ
という計算式により算出する。そして、このΔＡＴＣによりトナー補給量Ｄｉｓｐを算出する（ステップ１１０４）。すなわち、トナー補給量算出計数をｋ’とすると、
Ｄｉｓｐ＝ΔＡＴＣ×ｋ’
により算出する。
このように、トナー補給量の算出方法として、ＡＤＣセンサ１８の検出結果を利用する場合とＡＴＣセンサ７２の検出結果を利用する場合の２つを説明したが、トナー補給量算出としてＡＴＣセンサ７２を使う方が、濃度パターン作成が不要になるので、トナー消費量を軽減することができる点で好ましい。また、濃度パターン作成及び濃度パターン読取りのアルゴリズムが不要になるので、検出に要する時間が短くなり、生産性に優れている点でも、好ましい。
以上、本実施の形態では、単Ｋモードとカラーモードとで異なるプロセス速度を有する装置（単Ｋモードのプロセス速度＞カラーモードのプロセス速度）において、現像器１４等による画像形成に伴って減少するトナー濃度をトナー補給して一定の範囲内に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を、Ｋ色のトナーリカバリー時は単Ｋモードのプロセス速度で行うものである。このトナーリカバリー動作は、現像器１４を含む装置本体部分をカラーモードのプロセス速度または単Ｋモードのプロセス速度にて動作するものである。そのため、単Ｋモードのプロセス速度でトナーリカバリー動作を行うと、カラーモードのプロセス速度で行う場合よりもトナーリカバリー動作が短時間で終了し、すぐにプリント出力が可能となる。
また、トナーリカバリー動作において、対象色のみ現像器の攪拌動作を行うものであるので、対象色以外の帯電性アップによる濃度変動を抑えることができ、また、かぶりトナーによるトナー消費を押さえることができる。
また、ＡＴＣセンサ７２として磁性ＡＴＣを用いているときは、現像器攪拌によるＡＴＣ出力変化に伴うＡＴＣ誤検知を抑えることができる。
また、トナーリカバリー動作において、リカバリー動作に関係しない部分は駆動させない構成を採用しているので、不要な駆動による部材ライフの短縮を防げる。
また、トナーリカバリー動作において、対象色のみ現像器の攪拌動作を行うものであるので、対象色以外の帯電性アップによる濃度変動を抑えることができ、また、かぶりトナーによるトナー消費を押さえることができる。
また、ＡＴＣセンサ７２として磁性ＡＴＣを用いているときは、現像器攪拌によるＡＴＣ出力変化に伴うＡＴＣ誤検知を抑えることができる。
また、トナーリカバリー動作において、リカバリー動作に関係しない部分は駆動させない構成を採用しているので、不要な駆動による部材ライフの短縮を防げる。
以上、第２の実施の形態について説明したが、第１の実施の形態で説明した各種の変形例を第２の実施の形態についても適用することができる。
また、上述した第１ないし第７の処理手順において、トナーリカバリー動作の最中に位置ずれパターンの作成と検知が可能な状態であれば、位置ずれパターンの検知も行うことで、プロセス方向・副プロセス方向の位置や倍率、スキュー補正等が行われるように構成することも考えられる。このように構成することにより、トナーリカバリー直後の出力画像から高画質の画像の提供が可能になる。この場合、位置ずれパターンの作成および検知を画像濃度セットアップの前に行うことで、短いリカバリー動作の時間にて高画質の画像の提供が可能となる。
また、上述した第１ないし第７の処理手順において、トナーリカバリー動作の最中に位置ずれパターンの作成と検知が可能な状態であれば、位置ずれパターンの検知も行うことで、プロセス方向・副プロセス方向の位置や倍率、スキュー補正等が行われるように構成することも考えられる。このように構成することにより、トナーリカバリー直後の出力画像から高画質の画像の提供が可能になる。この場合、位置ずれパターンの作成および検知を画像濃度セットアップの前に行うことで、短いリカバリー動作の時間にて高画質の画像の提供が可能となる。
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、例えば第２の実施の形態のトナーリカバリー動作において、トナー濃度検知手段の検知情報が誤っていることが原因で引き起こされる画像濃度変動を防いで安定した画像品質を維持するためのものである。本実施の形態の背景は、次のとおりである。
すなわち、本実施の形態に関する従来の技術として、ＡＴＣによるトナー補給制御とＩＣＤＣ(Image Count Dispense Control)によるトナー補給制御とを選択可能に構成し、現像剤の量が実質的に変わらない状態で所定時間おいた場合にＡＴＣとＩＣＤＣによる信号値との差が所定値よりも大きいときはＩＣＤＣ制御を選択することが知られている（例えば、特開２００１−３１８５２５号公報を参照）。
しかしながら、所定期間後に現像剤量が変わらないという条件の下でＡＴＣとＩＣＤＣ信号値を比較しており（例えば、朝一週明けメイン電源オン等）、現像剤量が実質的に変化する状況やＡＴＣ値が異常な場合には、安定したトナー濃度制御や画質維持性を確保することができない。
すなわち、本実施の形態に関する従来の技術として、ＡＴＣによるトナー補給制御とＩＣＤＣ(Image Count Dispense Control)によるトナー補給制御とを選択可能に構成し、現像剤の量が実質的に変わらない状態で所定時間おいた場合にＡＴＣとＩＣＤＣによる信号値との差が所定値よりも大きいときはＩＣＤＣ制御を選択することが知られている（例えば、特開２００１−３１８５２５号公報を参照）。
しかしながら、所定期間後に現像剤量が変わらないという条件の下でＡＴＣとＩＣＤＣ信号値を比較しており（例えば、朝一週明けメイン電源オン等）、現像剤量が実質的に変化する状況やＡＴＣ値が異常な場合には、安定したトナー濃度制御や画質維持性を確保することができない。
また、本実施の形態に関する他の従来の技術として、透磁率検知によるトナー濃度制御手段からなる第１現像剤濃度制御手段と、印字画素数でトナー供給させる第２現像剤濃度手段とを備え、第１現像剤濃度制御手段の検知結果とトナー補給制御の基準値との検出信号の差分によって、第１現像剤濃度制御手段から第２現像剤濃度制御手段へ、または、第２現像剤濃度制御手段から第１現像剤濃度制御手段へ切り換えることが知られている（例えば、特開２００３−１３１４３９号公報を参照）。
しかしながら、センサ出力が異常なときや嵩密度変化時のＡＴＣ誤検知や、かぶり発生等により画像信号カウントだけでは予測できないトナー消費が発生したときには、ＩＣＤＣ＿Ｄｉｓｐ積算値は大きくＴＣから外れてしまうため、このような制御方法では安定したトナー濃度を維持できず画質安定とならない。本実施の形態は、このような問題点を解決しようとするものである。
しかしながら、センサ出力が異常なときや嵩密度変化時のＡＴＣ誤検知や、かぶり発生等により画像信号カウントだけでは予測できないトナー消費が発生したときには、ＩＣＤＣ＿Ｄｉｓｐ積算値は大きくＴＣから外れてしまうため、このような制御方法では安定したトナー濃度を維持できず画質安定とならない。本実施の形態は、このような問題点を解決しようとするものである。
図２５は、第３の実施の形態における画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの構成を説明するための図であり、第１の実施の形態を説明する図２および第２の実施の形態を説明する図１４に相当する図面である。なお、本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成は、図１に示す第１の実施の形態の場合と同じであるので、共通する構成については同一符号を用いる。また、共通する構成については、その説明を省略することがある。
図２５に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナーの混合比により現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するＡＴＣセンサ７２と、感光体ドラム（静電潜像担持体）１２上の画像濃度を検知する画像濃度センサ７６とを備えている。また、トナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋは、内部のトナー量を検知するトナー量検知センサ７７を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣセンサ１８と、画像形成装置内の温度を測定する温度センサ７８と、画像形成装置内の湿度を測定する湿度センサ７９とを備えている。
図２５に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナーの混合比により現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を検知するＡＴＣセンサ７２と、感光体ドラム（静電潜像担持体）１２上の画像濃度を検知する画像濃度センサ７６とを備えている。また、トナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋは、内部のトナー量を検知するトナー量検知センサ７７を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｋの下流側には、中間転写ベルト２１上に転写された濃度測定用トナー像の濃度を検出するＡＤＣセンサ１８と、画像形成装置内の温度を測定する温度センサ７８と、画像形成装置内の湿度を測定する湿度センサ７９とを備えている。
図２６は、制御部８０のブロック図である。
図２６に示すように、制御部８０は、現像機１４にトナーを供給する図示しないディスペンスモータの回転時間を制御することによりトナー濃度を調整するＴＣ（Ｄｉｓｐ）制御部８７を備えている。このＴＣ（Ｄｉｓｐ）制御部８７は、ＡＴＣセンサ７２、画像濃度センサ７６、トナー量検知センサ７７、ＡＤＣセンサ１８、温度センサ７８および湿度センサ７９の各検知信号の少なくとも1つを受け、トナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋの図示しないディスペンスモータに制御信号を出力する。
図２６に示すように、制御部８０は、現像機１４にトナーを供給する図示しないディスペンスモータの回転時間を制御することによりトナー濃度を調整するＴＣ（Ｄｉｓｐ）制御部８７を備えている。このＴＣ（Ｄｉｓｐ）制御部８７は、ＡＴＣセンサ７２、画像濃度センサ７６、トナー量検知センサ７７、ＡＤＣセンサ１８、温度センサ７８および湿度センサ７９の各検知信号の少なくとも1つを受け、トナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋの図示しないディスペンスモータに制御信号を出力する。
ここで、ＡＤＣセンサ１８の本実施の形態に関する事項について図２７および図２８を用いて説明する。
図２７は、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の検知対象濃度と拡散反射方式を用いたＡＤＣセンサ出力との関係を示すグラフであり、縦軸がＡＤＣセンサ出力で、横軸が検知対象濃度である。また、図２８は、検知対象からのＡＤＣセンサ出力と目標ＡＤＣセンサ出力との差分ΔＡＤＣと、このΔＡＤＣから計算されたトナー補給量の関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給量で、横軸が差分ΔＡＤＣである。
トナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度は画像品質を安定させるために重要な要素となっている。トナー濃度検知手段として像担持体（感光体ドラム１２や転写ベルトなど）上の未定着像（用紙上の定着象でも良い）の反射強度を測定するためにＡＤＣセンサ１８が採用されている。このＡＤＣセンサ１８の検知結果に基づいて、トナー消費によるトナー濃度変動に応じた適切な量のトナー補給を行い、許容範囲内にトナー濃度を安定化することができる。
図２７および図２８に示すように、差分ΔＡＤＣ＞０の場合は、検知対象濃度が目標濃度よりも濃く、したがって、トナー濃度は目標トナー濃度よりも濃いため、トナー補給を所定間隔行わないという制御を行う。また差分ΔＡＤＣ＜０の場合は、トナー濃度は目標トナー濃度よりも薄いため、所定量のトナー補給を行うという制御を行う。
図２７は、カラー（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の検知対象濃度と拡散反射方式を用いたＡＤＣセンサ出力との関係を示すグラフであり、縦軸がＡＤＣセンサ出力で、横軸が検知対象濃度である。また、図２８は、検知対象からのＡＤＣセンサ出力と目標ＡＤＣセンサ出力との差分ΔＡＤＣと、このΔＡＤＣから計算されたトナー補給量の関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給量で、横軸が差分ΔＡＤＣである。
トナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度は画像品質を安定させるために重要な要素となっている。トナー濃度検知手段として像担持体（感光体ドラム１２や転写ベルトなど）上の未定着像（用紙上の定着象でも良い）の反射強度を測定するためにＡＤＣセンサ１８が採用されている。このＡＤＣセンサ１８の検知結果に基づいて、トナー消費によるトナー濃度変動に応じた適切な量のトナー補給を行い、許容範囲内にトナー濃度を安定化することができる。
図２７および図２８に示すように、差分ΔＡＤＣ＞０の場合は、検知対象濃度が目標濃度よりも濃く、したがって、トナー濃度は目標トナー濃度よりも濃いため、トナー補給を所定間隔行わないという制御を行う。また差分ΔＡＤＣ＜０の場合は、トナー濃度は目標トナー濃度よりも薄いため、所定量のトナー補給を行うという制御を行う。
最近のＡＤＣセンサ１８には、検知面の汚れ防止のために清掃部材つきのシャッター（図示せず）を設け、開閉時に検知面を清掃するものがある。しかしながら、シャッター開閉不具合や清掃部材で解決できない検知面汚れなど、ＡＤＣセンサ１８は外乱に対し容易に検出値が変動してしまい、トナー濃度安定性に優れない面がある。例えば、シャッター開閉不具合が発生し、シャッターが開きっぱなしの場合には、シャッターに備わっている清掃部材でセンサ検知面の清掃が行われず検知面に汚れが付着した場合、正しく検知対象反射光の検知ができない。また、シャッターが開きっぱなしの場合には、検知対象の反射光検知ができない。これらの不具合により、ＡＤＣセンサ１８によるトナー濃度制御は不安定なものとなり、画質不安定になる可能性が高い。
このようなＡＤＣセンサ１８における不具合を解決するための手法について図２９〜図３０を用いて説明する。
図２９は、トナー補給量を算出する処理手順を示すフローチャートである。
図２９に示すように、ＡＤＣセンサ（計測手段）１８による検出値によってトナー補給量ａを算出する（ステップ１２０１）。また、１頁ごとにＩＣＤＣ（予測手段）からトナー補給量ｂを算出する（ステップ１２０２）。そして、図３０におけるＦｌａｇ＝０か否かを判別する（ステップ１２０３）。Ｆｌａｇ＝０であれば、トナー補給はＩＣＤＣとＡＤＣの両方の制御で行い（ステップ１２０４）、つまりＡＤＣセンサ（計測手段）１８による検出値によって算出されたトナー補給量ａとＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂの和であるトナー補給量cを計算し、終了する。また、Ｆｌａｇ＝０でなければ、言い換えると、Ｆｌａｇ＝１またはＦｌａｇ＝２であれば、トナー補給をＩＣＤＣのみの制御とする（ステップ１２０５）。すなわち、1頁ごとにＩＣＤＣとＤｉｓｐ＿ＭＯＴ（トナー補給量）を算出する。つまりはＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂをトナー補給量cとする。図３０で異常制御がなされている場合にはＩＣＤＣ制御に切り替えている。そして、ＰＶ数をカウントし（ステップ１２０６）、１００ＰＶ間ＩＣＤＣ制御を行い（ステップ１２０７）、その後はＦｌａｇ＝０として（ステップ１２０８）ＩＣＤＣとＡＤＣの両方で制御を行い、終了する。ここで計算されたトナー補給量aとbの和であるcを実際のトナー補給量としてトナー補給する。
図２９は、トナー補給量を算出する処理手順を示すフローチャートである。
図２９に示すように、ＡＤＣセンサ（計測手段）１８による検出値によってトナー補給量ａを算出する（ステップ１２０１）。また、１頁ごとにＩＣＤＣ（予測手段）からトナー補給量ｂを算出する（ステップ１２０２）。そして、図３０におけるＦｌａｇ＝０か否かを判別する（ステップ１２０３）。Ｆｌａｇ＝０であれば、トナー補給はＩＣＤＣとＡＤＣの両方の制御で行い（ステップ１２０４）、つまりＡＤＣセンサ（計測手段）１８による検出値によって算出されたトナー補給量ａとＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂの和であるトナー補給量cを計算し、終了する。また、Ｆｌａｇ＝０でなければ、言い換えると、Ｆｌａｇ＝１またはＦｌａｇ＝２であれば、トナー補給をＩＣＤＣのみの制御とする（ステップ１２０５）。すなわち、1頁ごとにＩＣＤＣとＤｉｓｐ＿ＭＯＴ（トナー補給量）を算出する。つまりはＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂをトナー補給量cとする。図３０で異常制御がなされている場合にはＩＣＤＣ制御に切り替えている。そして、ＰＶ数をカウントし（ステップ１２０６）、１００ＰＶ間ＩＣＤＣ制御を行い（ステップ１２０７）、その後はＦｌａｇ＝０として（ステップ１２０８）ＩＣＤＣとＡＤＣの両方で制御を行い、終了する。ここで計算されたトナー補給量aとbの和であるcを実際のトナー補給量としてトナー補給する。
図３０は、トナー補給を制御する処理手順を示すフローチャートである。
図３０に示すように、過去の１００個の履歴から実際にトナー補給した量ｃを積算しこの積算値をxとする（ステップ１３０１）。また、過去の１００個の履歴からＩＣＤＣのトナー補給量ｂを積算し、この積算値をyとする（ステップ１３０２）。そして、実際にトナー補給した量ｃの積算値ｘとＩＣＤＣによるトナー補給量ｂの積算値ｙとの差分Δ（Δ＝ｙ−ｘ）を算出する（ステップ１３０３）。算出した差分Δが所定の上限値より大きいか否かを判別する（ステップ１３０４）。そして、算出した差分Δが所定の上限値より大きければ、Ｆｌａｇ＝１として終了する（ステップ１３０５）。また、算出した差分Δが所定の上限値よりも小さければ、さらに差分が所定の下限値よりも小さいか否かを判別する（ステップ１３０６）。算出した差分Δが所定の上限値よりも小さく、かつ所定の下限値よりも小さいときには、Ｆｌａｇ＝２として終了する（ステップ１３０７）。そして、算出した差分Δが所定の上限値よりも小さく、かつ所定の下限値よりも大きいときには、Ｆｌａｇ＝０として終了する（ステップ１３０８）。なお、差分Δと比較した上記の上限値と下限値は、ＩＣＤＣ積算値によって定められる上下限値（図３７参照）であってもよい。
図３０に示すように、過去の１００個の履歴から実際にトナー補給した量ｃを積算しこの積算値をxとする（ステップ１３０１）。また、過去の１００個の履歴からＩＣＤＣのトナー補給量ｂを積算し、この積算値をyとする（ステップ１３０２）。そして、実際にトナー補給した量ｃの積算値ｘとＩＣＤＣによるトナー補給量ｂの積算値ｙとの差分Δ（Δ＝ｙ−ｘ）を算出する（ステップ１３０３）。算出した差分Δが所定の上限値より大きいか否かを判別する（ステップ１３０４）。そして、算出した差分Δが所定の上限値より大きければ、Ｆｌａｇ＝１として終了する（ステップ１３０５）。また、算出した差分Δが所定の上限値よりも小さければ、さらに差分が所定の下限値よりも小さいか否かを判別する（ステップ１３０６）。算出した差分Δが所定の上限値よりも小さく、かつ所定の下限値よりも小さいときには、Ｆｌａｇ＝２として終了する（ステップ１３０７）。そして、算出した差分Δが所定の上限値よりも小さく、かつ所定の下限値よりも大きいときには、Ｆｌａｇ＝０として終了する（ステップ１３０８）。なお、差分Δと比較した上記の上限値と下限値は、ＩＣＤＣ積算値によって定められる上下限値（図３７参照）であってもよい。
次に、ＡＴＣセンサ７２の本実施の形態に関する事項について図３１〜図３４を用いて説明する。
図３１は、トナー濃度とＡＴＣセンサ出力との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー濃度、横軸がセンサ出力である。図３２は、一定のトナー濃度でのＡＴＣセンサによる見かけのトナー濃度とトナー帯電量との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー濃度で、横軸がトナー帯電量である。図３３は、低密度連続出力時におけるトナー補給とトナー帯電量との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給量およびトナー帯電量で、横軸が現像器攪拌時間である。図３４は、低密度連続出力時におけるＡＴＣセンサ出力とトナー補給との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給およびＡＴＣセンサ出力で、横軸が出力枚数である。
トナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段として、現像剤の磁気抵抗を測定するＡＴＣセンサ７２（以下、トナー濃度センサともいう）が採用されている。すなわち、ＡＴＣセンサ７２の検知結果を利用することにより、トナー消費によるトナー濃度変動に応じた適切な量のトナー補給を行って許容範囲内にトナー濃度を安定化することができる。
図３１は、トナー濃度とＡＴＣセンサ出力との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー濃度、横軸がセンサ出力である。図３２は、一定のトナー濃度でのＡＴＣセンサによる見かけのトナー濃度とトナー帯電量との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー濃度で、横軸がトナー帯電量である。図３３は、低密度連続出力時におけるトナー補給とトナー帯電量との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給量およびトナー帯電量で、横軸が現像器攪拌時間である。図３４は、低密度連続出力時におけるＡＴＣセンサ出力とトナー補給との関係を示すグラフであり、縦軸がトナー補給およびＡＴＣセンサ出力で、横軸が出力枚数である。
トナーとキャリアからなる２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段として、現像剤の磁気抵抗を測定するＡＴＣセンサ７２（以下、トナー濃度センサともいう）が採用されている。すなわち、ＡＴＣセンサ７２の検知結果を利用することにより、トナー消費によるトナー濃度変動に応じた適切な量のトナー補給を行って許容範囲内にトナー濃度を安定化することができる。
トナー濃度とトナー濃度センサ出力との間には図３１に示すような関係がある。しかし、トナー濃度センサは、トナー帯電量の高低がキャリア相互の間隔に影響することが原因でトナー帯電量に応じて検出値も変動するという欠点をもっており、トナー濃度安定性に優れない面がある。特に、連続した低密度画像形成によりトナー補給がほとんど行われない低密度連続出力で、かつ現像器１４の駆動が長時間行われると、図３２に示すように、トナー帯電量は上昇しやすい。
そして、トナー帯電量が上昇すると、トナーの帯電気によるクーロン反発力が上昇し、キャリア相互の間隔が広くなる。これに伴って、図３３に示すように、磁気抵抗が小さくなるため、実際よりもトナー濃度は高く検出される。そして、トナー帯電量が高い状態のままＡＴＣセンサ７２によりトナー濃度低下が検知されてトナー補給が行われると、図３４に示すように、頻発したトナー補給が行われる。このような事態は、トナー補給によりトナー帯電量が低下し、これに伴ってキャリア相互の間隔が狭まり、トナー補給がされた直後の状態としては不安定な高キャリア密度になるために過度にトナー濃度が低いと検知することに起因する。すなわち、トナー補給が連続して行われると、急激にトナー濃度が上がり、帯電性が下がって現像性が上がるために画像濃度が急激に濃くなってしまう。
また、トナー濃度（またはトナー量）センサの検知面に高トナー濃度の層が付着した場合には、付着物が剥離するまではトナー濃度（またはトナー量）センサは、現像器１４内のトナー濃度が高いと判断し続けるため、トナー補給はされない。したがって、トナー消費が行われたとしてもトナー補給はされず、現像器１４内のトナー濃度が低下する。この状態を経て付着物が剥離すると、低いトナー濃度を検知するためにトナー補給が急激に行われ、画像濃度維持を保持できなくなる。また、付着物が低トナー濃度の層であった場合は、トナー補給が過剰に行われるため、現像器１４が破損する可能性があり、また、画像濃度維持を保持できない。
そして、トナー帯電量が上昇すると、トナーの帯電気によるクーロン反発力が上昇し、キャリア相互の間隔が広くなる。これに伴って、図３３に示すように、磁気抵抗が小さくなるため、実際よりもトナー濃度は高く検出される。そして、トナー帯電量が高い状態のままＡＴＣセンサ７２によりトナー濃度低下が検知されてトナー補給が行われると、図３４に示すように、頻発したトナー補給が行われる。このような事態は、トナー補給によりトナー帯電量が低下し、これに伴ってキャリア相互の間隔が狭まり、トナー補給がされた直後の状態としては不安定な高キャリア密度になるために過度にトナー濃度が低いと検知することに起因する。すなわち、トナー補給が連続して行われると、急激にトナー濃度が上がり、帯電性が下がって現像性が上がるために画像濃度が急激に濃くなってしまう。
また、トナー濃度（またはトナー量）センサの検知面に高トナー濃度の層が付着した場合には、付着物が剥離するまではトナー濃度（またはトナー量）センサは、現像器１４内のトナー濃度が高いと判断し続けるため、トナー補給はされない。したがって、トナー消費が行われたとしてもトナー補給はされず、現像器１４内のトナー濃度が低下する。この状態を経て付着物が剥離すると、低いトナー濃度を検知するためにトナー補給が急激に行われ、画像濃度維持を保持できなくなる。また、付着物が低トナー濃度の層であった場合は、トナー補給が過剰に行われるため、現像器１４が破損する可能性があり、また、画像濃度維持を保持できない。
このようなＡＴＣセンサ７２における不具合を解決するための手法について図３５〜図３７を用いて説明する。
図３５は、トナー補給量を算出する処理手順を示すフローチャートである。
図３５に示すように、ＡＴＣセンサ（計測手段）７２による検出値によってトナー補給量ａを算出する（ステップ１５０１）。また、１頁ごとにＩＣＤＣからトナー補給量ｂを算出する（ステップ１５０２）。そして、図３６におけるＦｌａｇ＝０か否かを判別する（ステップ１５０３）。Ｆｌａｇ＝０であれば、トナー補給はＩＣＤＣとＡＴＣの両方の制御で行う（ステップ１５０４）。つまりＡＴＣセンサ（計測手段）７２による検出値によって算出されたトナー補給量ａとＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂの和であるトナー補給量cを計算し、終了する。また、Ｆｌａｇ＝０でないとき、言い換えると、Ｆｌａｇ＝１またはＦｌａｇ＝２のときは、トナー補給をＩＣＤＣのみの制御とする（ステップ１５０５）。すなわち、１頁ごとにＩＣＤＣとＤｉｓｐ＿ＭＯＴを算出する。つまりはＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂをトナー補給量cとし、図３６で異常制御がなされている場合にはＩＣＤＣ制御に切り替えている。そして、ＰＶ数をカウントし（ステップ１５０６）、１００ＰＶ間ＩＣＤＣ制御を行い（ステップ１５０７）、その後はＦｌａｇ＝０として（ステップ１５０８）、ＩＣＤＣとＡＴＣの両方で制御を行い、終了する。ここで計算されたトナー補給量aとbの和であるcを実際のトナー補給量としてトナー補給する。
図３５は、トナー補給量を算出する処理手順を示すフローチャートである。
図３５に示すように、ＡＴＣセンサ（計測手段）７２による検出値によってトナー補給量ａを算出する（ステップ１５０１）。また、１頁ごとにＩＣＤＣからトナー補給量ｂを算出する（ステップ１５０２）。そして、図３６におけるＦｌａｇ＝０か否かを判別する（ステップ１５０３）。Ｆｌａｇ＝０であれば、トナー補給はＩＣＤＣとＡＴＣの両方の制御で行う（ステップ１５０４）。つまりＡＴＣセンサ（計測手段）７２による検出値によって算出されたトナー補給量ａとＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂの和であるトナー補給量cを計算し、終了する。また、Ｆｌａｇ＝０でないとき、言い換えると、Ｆｌａｇ＝１またはＦｌａｇ＝２のときは、トナー補給をＩＣＤＣのみの制御とする（ステップ１５０５）。すなわち、１頁ごとにＩＣＤＣとＤｉｓｐ＿ＭＯＴを算出する。つまりはＩＣＤＣ（予測手段）から算出されたトナー補給量ｂをトナー補給量cとし、図３６で異常制御がなされている場合にはＩＣＤＣ制御に切り替えている。そして、ＰＶ数をカウントし（ステップ１５０６）、１００ＰＶ間ＩＣＤＣ制御を行い（ステップ１５０７）、その後はＦｌａｇ＝０として（ステップ１５０８）、ＩＣＤＣとＡＴＣの両方で制御を行い、終了する。ここで計算されたトナー補給量aとbの和であるcを実際のトナー補給量としてトナー補給する。
図３６は、トナー補給を制御する処理手順を示すフローチャートである。
図３６に示すように、過去の１００個の履歴から実際にトナー補給した量cを積算しこれをｘとする（ステップ１６０１）。また、過去の１００個の履歴からＩＣＤＣのトナー補給量ｂを積算し、この積算値をｙとする（ステップ１６０２）。そして、実際にトナー補給した量ｃの積算値ｘとＩＣＤＣによるトナー補給量ｂの積算値ｙとの差分Δ（Δ＝ｙ−ｘ）を算出する（ステップ１６０３）。算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値より大きいか否かを判別する（ステップ１６０４）。そして、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値より大きければ、Ｆｌａｇ＝１として終了する（ステップ１６０５）。また、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さければ、さらに差分が図３７の（ａ）の下限値よりも小さいか否かを判別する（ステップ１６０６）。算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さく、かつ図３７の（ａ）の下限値よりも小さいときには、Ｆｌａｇ＝２として終了する（ステップ１６０７）。そして、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さく、かつ図３７の（ａ）の下限値よりも大きいときには、Ｆｌａｇ＝０として（ステップ１６０８）、終了する。なお、上記の上下限値は、固定値でもよい。
図３６に示すように、過去の１００個の履歴から実際にトナー補給した量cを積算しこれをｘとする（ステップ１６０１）。また、過去の１００個の履歴からＩＣＤＣのトナー補給量ｂを積算し、この積算値をｙとする（ステップ１６０２）。そして、実際にトナー補給した量ｃの積算値ｘとＩＣＤＣによるトナー補給量ｂの積算値ｙとの差分Δ（Δ＝ｙ−ｘ）を算出する（ステップ１６０３）。算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値より大きいか否かを判別する（ステップ１６０４）。そして、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値より大きければ、Ｆｌａｇ＝１として終了する（ステップ１６０５）。また、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さければ、さらに差分が図３７の（ａ）の下限値よりも小さいか否かを判別する（ステップ１６０６）。算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さく、かつ図３７の（ａ）の下限値よりも小さいときには、Ｆｌａｇ＝２として終了する（ステップ１６０７）。そして、算出した差分Δが図３７の（ａ）の上限値よりも小さく、かつ図３７の（ａ）の下限値よりも大きいときには、Ｆｌａｇ＝０として（ステップ１６０８）、終了する。なお、上記の上下限値は、固定値でもよい。
ここで、上述した比較方法について図３７を用いて説明する。
図３７は、トナー濃度検知手段異常判定に用いる上下限値を示すグラフであり、（ａ）がＩＣＤＣ積算値であるｙとＤｉｓｐ積算値であるｘとの差分の場合で、（ｂ）がＩＣＤＣ積算値であるｙとＤｉｓｐ積算値であるｘとの比率の場合である予想トナー消費量に応じた上下限値と、トナー補給量と予想トナー消費量の差分または比率の少なくとも１つを比較することができる。
図３７は、トナー濃度検知手段異常判定に用いる上下限値を示すグラフであり、（ａ）がＩＣＤＣ積算値であるｙとＤｉｓｐ積算値であるｘとの差分の場合で、（ｂ）がＩＣＤＣ積算値であるｙとＤｉｓｐ積算値であるｘとの比率の場合である予想トナー消費量に応じた上下限値と、トナー補給量と予想トナー消費量の差分または比率の少なくとも１つを比較することができる。
以上、説明したように、本実施の形態によれば、消費予想トナー量積算値（ＩＣＤＣ積算値であるｙ）と供給トナー量積算値（Ｄｉｓｐ積算値であるｘ）との間の差分または比率を、所定の上下限値と比較することで、トナー濃度検出手段（ＡＤＣセンサ１８、ＡＴＣセンサ７２）の誤検知や故障等による異常制御の発生を検出でき、比較結果に応じたトナー補給の制御により安定したトナー濃度を維持できる。また、実際の現像器１４内のトナー濃度と検知手段により検知されたトナー濃度との相関が大きく異なる場合でも、安定した画像品質を維持できる。
なお、トナー濃度検出手段として、ＡＤＣセンサ１８やＡＴＣセンサ７２の場合を説明したが、図示しない光ＡＴＣセンサや、トナー量測定等に用いる図示しない光透過型センサでもよい。また、上述した上限値や下限値は計算値でもよいし、固定値でもよい。
また、本実施の形態以外でのトナー補給方法としては、消費予想トナー量積算値（ＩＣＤＣ積算値であるｙ）と供給トナー量積算値（Ｄｉｓｐ積算値であるｘ）とを比較し、前記Ｆｌａｇが１のときは一定期間トナー補給を低減し、前記Ｆｌａｇが２のときは一定期間トナー補給を増加する方法でも良い。また、上記のＦｌａｇ＝１または２が発生した場合は、トナー濃度検知手段の故障と判断するという手段を追加してもよい。この場合、ＵＩ画面上でユーザーに警告する表示を行い、画像形成を停止するか否か尋ね、ユーザーが停止を選択したら終了し、画像形成実行を選択したら所定枚数の画像形成を許可する。
また、いわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタに適用する本実施の形態について説明したが、タンデム型以外の画像形成装置にも適用することが可能である。
なお、トナー濃度検出手段として、ＡＤＣセンサ１８やＡＴＣセンサ７２の場合を説明したが、図示しない光ＡＴＣセンサや、トナー量測定等に用いる図示しない光透過型センサでもよい。また、上述した上限値や下限値は計算値でもよいし、固定値でもよい。
また、本実施の形態以外でのトナー補給方法としては、消費予想トナー量積算値（ＩＣＤＣ積算値であるｙ）と供給トナー量積算値（Ｄｉｓｐ積算値であるｘ）とを比較し、前記Ｆｌａｇが１のときは一定期間トナー補給を低減し、前記Ｆｌａｇが２のときは一定期間トナー補給を増加する方法でも良い。また、上記のＦｌａｇ＝１または２が発生した場合は、トナー濃度検知手段の故障と判断するという手段を追加してもよい。この場合、ＵＩ画面上でユーザーに警告する表示を行い、画像形成を停止するか否か尋ね、ユーザーが停止を選択したら終了し、画像形成実行を選択したら所定枚数の画像形成を許可する。
また、いわゆるタンデム型のデジタルカラープリンタに適用する本実施の形態について説明したが、タンデム型以外の画像形成装置にも適用することが可能である。
１…本体、１２…感光体ドラム、１４…現像器、１７…電位センサ、１８…ＡＤＣセンサ、１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋ…トナーカートリッジ、２１…中間転写ベルト、５０…ＩＰＳ、７２…ＡＴＣセンサ、７６…画像濃度センサ、７７…トナー量検知センサ、８０…制御部、８１…ＢＣＲ電圧制御部、８２…ＬＤ光量制御部、８３…現像バイアス制御部、８４…階調制御部、８５…トナー補給制御部、８６…トナー空検知制御部、８７…ＴＣ（Ｄｉｓｐ）制御部
Claims (3)
- カラーの画像を形成するカラーモードと単色の画像を形成する単色モードとを備え、カラーモードのプロセス速度および当該カラーモードのプロセス速度よりも速い単色モードのプロセス速度を含む所定のプロセス速度にて画像形成を行う画像形成手段と、
前記画像形成手段の一部を構成する現像器の画像形成に伴って減少するトナー濃度をトナー補給して一定の範囲内に入るように復帰させるトナーリカバリー動作を実行すべき対象色があるか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記トナーリカバリー動作を実行すべきとされた対象色についての当該トナーリカバリー動作を、前記カラーモードのプロセス速度または前記単色モードのプロセス速度にて前記現像器を含む装置本体部分を動作することで実行する実行手段と、を含み、
前記実行手段は、前記判断手段により前記トナーリカバリー動作を実行すべきとされた対象色が前記単色モードの単色のみであるときには、当該トナーリカバリー動作の開始時にトナー補給量を算出する際および当該トナーリカバリー動作の終了時に行われるトナーリカバリー終了判定の際に前記カラーモードのプロセス速度にて当該トナーリカバリー動作を実行し、算出された当該トナー補給量のトナー補給の際および当該トナー補給の後に行われる前記現像器の攪拌の際に前記単色モードのプロセス速度にて当該トナーリカバリー動作を実行することを特徴とする画像形成装置。 - 前記実行手段により前記トナーリカバリー動作が実行された後に画像濃度セットアップを行うセットアップ手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段により形成された画像のトナー像の濃度を計測し計測結果を出力する計測手段と、
前記現像器によるトナー補給量を予測する予測手段と、
前記計測手段の計測結果によって算出されたトナー補給量と前記予測手段により予測されたトナー補給量とを互いに合算してトナー補給量を計算する計算手段と、
所定時間または所定出力枚数における、前記計算手段により計算されたトナー補給量を積算した積算値と前記予測手段により予測されたトナー補給量を積算した積算値との差分または比率を算出し、その算出結果と、当該予測手段により予測されたトナー補給量に応じた上限値または下限値とを比較し、当該比較の結果が当該上限値よりも小さいと共に当該下限値よりも大きいときは当該計算手段によるトナー補給量をトナー補給量とし、当該比較の結果が当該上限値よりも大きいときまたは当該下限値よりも小さいときは、当該予測手段により予測されたトナー補給量をトナー補給量として前記実行手段によるトナー補給を制御する制御手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
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