JP6184259B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、交換可能な現像剤容器から現像装置へ補給用現像剤を補給する画像形成装置に関する。詳しくは現像剤容器の交換後速やかに画像形成を開始させても、開始後の現像剤のトナー濃度の低下を許容範囲に収めることができる制御に関する。

トナーとキャリアを含む現像剤（二成分現像剤）を用いて像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置を装備した画像形成装置が広く用いられている。トナーを含む補給用現像剤を収容する現像剤容器を画像形成装置に交換可能に装備して、現像剤容器単位で補給用現像剤を補給する画像形成装置が広く用いられている。現像装置には、通常、トナー濃度（現像剤に占めるトナー重量比）を検出するセンサが配置され、画像形成ごとのトナー消費量とセンサ出力とに応じた補給量の補給用現像剤が、画像形成に伴って現像装置に補給される。

現像剤容器を交換可能に装備した画像形成装置では、現像剤容器の交換後、現像剤補給部が補給用現像剤の補給を開始させると直ちに現像装置内へ補給用現像剤が流れ込む訳ではない。現像剤容器から取り出された補給用現像剤が現像装置に到達して攪拌混合されてトナー濃度が回復するまでに十秒以上の時間を要する。

このため、現像剤容器を交換可能に装備した画像形成装置では、通常、現像剤容器が交換されると、一旦、画像形成を中止して現像剤補給部を十秒以上作動させた後に画像形成を許可している（特許文献１）。

しかし、現像剤容器の交換後、現像剤補給部を自動的に作動させると、その間、画像形成を開始できないため、画像形成装置にダウンタイムが発生する。特に、現像容器が複数装備されるフルカラー画像形成装置の場合、現像剤容器の個数倍の頻度でそのようなダウンタイムが発生して、画像形成装置の稼働率を低下させる。

そこで、特許文献２では、一成分現像方式（磁性トナー方式）の画像形成装置において、現像剤容器の交換後、直ちに画像形成を開始可能にしている。現像剤補給部に複数段階のトナーレベルセンサを設けて、最も低いトナーレベルを割り込んだ場合にのみ、画像形成を停止させて、現像剤補給部からのトナー補給を継続している。

特開２００５−６２８４８号公報 特開２００７−６５３２５号公報

二成分現像方式の現像装置では、トナーがいくら消費されても現像装置内の現像剤の量はほとんど変わらないため、特許文献２のようなトナーレベルセンサを用いる方法は採用できない。そこで、現像剤容器の交換後、直ちに画像形成を許可し、その後、現像装置内のトナー濃度が通常レベルよりも低く設定した第一基準値未満となった場合に、画像形成を禁止して、現像剤補給部からのトナー補給を継続させる制御が提案された。

しかし、トナー濃度センサは、温度湿度、トナー帯電量、現像剤の流動状態に応じて出力が大きく変動するため、トナー濃度センサの出力に基づく判断では、必要な画像形成の禁止が実行されない場合がある。確実に画像形成の禁止を実行して、トナー濃度が過剰に低下することを回避するために第一基準値を高く設定すると、不必要に画像形成が禁止される頻度が高くなって、画像形成装置のダウンタイムが増加する。

本発明は、必要な画像形成の禁止が確実に実行される一方で、不必要な画像形成の禁止が実行されないようにして、現像装置内のトナー濃度が許容範囲を超えて低下することを回避しつつ、画像形成装置のダウンタイムを削減することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、静電像を担持可能な像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置と、交換可能に設けられた現像剤容器に収納された補給用現像剤を前記現像装置に補給する補給部と、前記現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知可能な検知手段と、前記現像剤容器の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する交換検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止するとともに、前記交換検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作の禁止を解除するように画像形成動作を制御する制御部と、を備えたものである。そして、前記制御部は、画像形成動作の禁止を解除した後、所定条件に到達するまでの間は前記検知手段の検知結果に関わらず画像形成動作を許可するとともに、前記所定条件に到達した時の前記検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を禁止するか否か決定する。

本発明の画像形成装置では、現像剤容器の交換動作が行われると画像形成動作の禁止を解除して所定条件に達するまで検知手段の検知結果に関わらず画像形成動作を許可する。このため、一律に画像形成動作を禁止する場合よりもダウンタイムが少なくてすむ。そして、所定条件に達した時の検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を禁止するか否か決定する。このため、一律に画像形成動作を禁止し続ける場合よりも現像装置内のトナー濃度が許容範囲を超えて低下することを回避し易い。

したがって、必要な画像形成の禁止が確実に実行される一方で、不必要な画像形成の禁止が実行されないで済む。現像装置内のトナー濃度が許容範囲を超えて低下することを回避しつつ、画像形成装置のダウンタイムを削減することができる。

画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である。 現像剤補給部の構成の説明図である。 比較例２の制御におけるトナー濃度の変化の説明図である。 画像形成枚数とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。 ビデオカウント累積値とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。 実施例１の制御のフローチャートである。 実施例１の制御の効果の説明図である。 実施例２の制御の説明図である。 実施例３の制御のフローチャートである。 参考例１の制御のフローチャートである。 参考例１の制御の効果の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

＜実施例１＞
図２に示すように、像担持体の一例である感光ドラム１３は、静電像を担持可能である。現像装置の一例である現像装置２は、トナーとキャリアを含む現像剤を用いて感光ドラム１３の静電像をトナー像に現像する。補給部の一例である現像剤補給部７は、交換可能に設けられた現像剤容器の一例であるトナーボトル７０に収納された補給用現像剤を現像装置２に補給する。

検知手段の一例であるインダクタセンサ２６は、現像装置内のトナー濃度を検知可能である。交換検知手段の一例であるトナーボトルセンサ７６は、トナーボトル７０の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する。

制御部の一例である制御部１００は、インダクタセンサ２６の検知結果に基づいて現像剤補給部７の補給動作を制御する。制御部１００は、入力画像情報に基づく画像形成ごとのトナー消費量と現像装置内のトナー濃度の検知結果とに基づいて、現像剤のトナー濃度が所定の基準値を保つように補給用現像剤を画像形成に伴って補給させる。

（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置８０は、中間転写ベルト８１の上向き面に画像形成部８５を配置した中間転写方式のモノクロプリンタである。

画像形成部８５では、感光ドラム１３にトナー像が形成されて中間転写ベルト８１に転写される。

中間転写ベルト８１に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。分離ローラ６２は、記録材カセット６０から引き出した記録材Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ４１へ送り出す。レジストローラ４１は、中間転写ベルト８１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。トナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置９０で加熱加圧を受けて表面に画像を定着される。

中間転写ベルト８１は、テンションローラ３７、対向ローラ３９、及び駆動ローラ３８に掛け渡して支持され、駆動ローラ３８に駆動されて矢印Ｘ方向に回転する。二次転写ローラ４０は、対向ローラ３９に支持された中間転写ベルト８１に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ４０に正極性の直流電圧が印加されることで、中間転写ベルト８１上のトナー像が記録材Ｐへ移転する。ベルトクリーニング装置５０は、中間転写ベルト８１にクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト８１の表面に付着した転写残トナーを回収する。

（画像形成部）
図２は画像形成部の構成の説明図である。図２に示すように、画像形成部８５は、感光ドラム１３を囲んで、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置２、転写ローラ１４、ドラムクリーニング装置１５を配置している。感光ドラム１３は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層を形成しており、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置１１は、負極性の直流電圧ＶＤに交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧を帯電ローラに印加して、感光ドラム１３を一様な負極性の電位ＶＤに帯電させる。本実施例では、直流電圧ＶＤ＝−６００Ｖ、交流電圧Ｖａｃ＝１．５ｋＶｐｐである。

露光装置１２は、画像を展開した走査線画像信号をＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザ光を回転ミラーで走査して、感光ドラム１３の表面に画像の静電像を書き込む。暗部電位ＶＤ＝−６００Ｖに帯電した感光ドラム１３の表面電荷が露光により放電して、明部電位ＶＬ＝１００Ｖの静電像が形成される。露光装置１２のレーザ光は、強度を０〜２５５の範囲で変更でき、レーザの光強度を変更することで、静電像の電位を変更できる。レーザ光強度Ｌを０〜２５５に変更したときの感光ドラム１３上の電位をＶ（Ｌ）とする。

現像装置２は、感光ドラム１３の静電像をトナー像に現像する。転写ローラ１４は、中間転写ベルト８１を押圧して、感光ドラム１３と中間転写ベルト８１の間に転写部を形成する。転写ローラ１４に正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１３に担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト８１へ転写される。ドラムクリーニング装置１５は、感光ドラム１３にクリーニングブレードを摺擦させて、感光ドラム１３の表面に付着した転写残トナーを除去する。

（現像装置）
現像装置２は、帯電極性が負極性のトナー（非磁性）と帯電極性が正極性のキャリア（磁性）を含む二成分現像剤を使用する。現像装置２の内部は、隔壁２１３によって現像室２１２と攪拌室２１１とに区画されている。隔壁２１３の手前側と奥側の端部に、現像室２１２と攪拌室２１１とを相互に連通させる開口部が形成されている。

現像室２１２には第一搬送スクリュー２２２が配置されている。第一搬送スクリュー２２２は、現像室２１２の現像剤を攪拌搬送しつつ現像スリーブ２３２に供給する。現像スリーブ２３２に担持された現像剤は、感光ドラム１３との対向部でトナーを消費され、トナー濃度が低下した現像剤が現像室２１２に戻される。トナー濃度が低下した現像剤は、現像室２１２の下流側の開口部を通じて攪拌室２１１へ受け渡される。

攪拌室２１１には第二搬送スクリュー２２１が配置されている。第二搬送スクリュー２２１は、現像剤補給部７より供給された未使用トナーを攪拌室２１１の現像剤に混合しつつ搬送して現像剤のトナー濃度を均一化する。トナーを補給されてトナー濃度が回復した現像剤は、攪拌室２１１の下流側の開口部を通じて現像室２１２へ受け渡される。現像スリーブ２３２、第一搬送スクリュー２２２、及び第二搬送スクリュー２２１は、共通の現像駆動モータ２７によって駆動される。

現像室２１２には、現像スリーブ２３２が回転自在に配置される。現像スリーブ２３２内には、周面に磁極を配置したマグネット２３１が非回転に配置されている。マグネット２３１の磁極は、３極以上が好ましく、本実施例では５極である。現像室２１２の第一搬送スクリュー２２２で攪拌された現像剤は、マグネット２３１の汲み上げ極Ｎ３の磁力によって現像スリーブ２３２の表面に拘束され、現像スリーブ２３２の回転に伴って搬送される。現像剤は、マグネット２３１のカット極Ｓ２の磁力によって現像スリーブ２３２の表面から起立して磁気穂を形成する。起立した磁気穂が規制ブレード２５によって所定の長さにカットされることにより、現像スリーブ２３２の表面に均一な層厚で現像剤が担持される。層厚規制された現像剤は、現像スリーブ２３２の回転に伴って感光ドラム１３と対向する現像領域へ搬送され、現像極Ｎ１の磁力によって現像スリーブ２３２の表面から起立して現像剤の磁気ブラシを形成する。

現像剤の磁気ブラシが感光ドラム１３の周面を摺擦している状態で、電源Ｄ２は、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ２３２に印加する。本実施例では、直流電圧Ｖｄｃ＝−５００Ｖに交流電圧Ｖａｃ＝１．３ｋＶｐｐを重畳した。これにより、磁気ブラシから負極性に帯電したトナーのみが感光ドラム１３の静電像に移転する。感光ドラム１３の表面には、明部電位ＤＬと直流電圧Ｖｄｃの差電位である現像コントラストＶｃｏｎｔ＝−１００Ｖ−（−５００Ｖ）に応じたトナー載り量のトナー像が現像される。

（現像剤補給部）
図３は現像剤補給部の構成の説明図である。図２に示すように、現像装置２には、トナーボトル７０を着脱可能に装備した現像剤補給部７が付設されている。現像装置２は、画像形成に伴って現像剤中のトナーのみが消費されて、現像剤のトナー濃度ＴＤが低下する。現像剤補給部７は、現像装置２で消費されたトナー量に見合った量の新しいトナーをトナーボトル７０から現像装置２へ補給して、現像剤のトナー濃度ＴＤを所定範囲に保つ。

図３に示すように、トナーボトル７０内には、下トナー搬送スクリュー７２及び上トナー搬送スクリュー７１が配置される。下トナー搬送スクリュー７２と上トナー搬送スクリュー７１とは、ギアで連結され、補給モータ７３に駆動されて一体に回転する。上トナー搬送スクリュー７１は、トナーボトル７０の上部にあるトナーを搬送して下トナー搬送スクリュー７２に受け渡す。下トナー搬送スクリュー７２は、補給口７５を通じて現像装置（２：図２）にトナーを補給する。

制御部１００は、回転検知センサ７４の出力に基づいて下トナー搬送スクリュー７２による現像装置（２：図２）へのトナー補給量を１回転単位で検知する。補給モータ７３を１回転させると、現像装置（２：図２）に下トナー搬送スクリュー７２の１ピッチ相当のトナーが補給される。

現像剤補給部７に付設されたトナーボトルセンサ７６は、トナーボトル７０の上部を検知して、トナーボトル７０の有無の検出信号を出力する。制御部１００は、トナーボトルセンサ７６の出力に基づいて、トナーボトル７０の取り外し、トナーボトル７０の交換を判断する。

（トナー補給制御）
図２に示すように、１枚の画像が現像されるごとに、現像装置２から１枚の画像分のトナーが取り出されて、現像装置２内を循環する現像剤のトナー比率（トナー濃度ＴＤ）が低下する。制御部１００は、１枚の画像ごとにトナー消費量を求めて、トナー消費量に相当するトナーを、１枚の画像形成ごとにトナーボトル７０から現像装置２へ補給する。トナー消費検知手段の一例である制御部１００は、１枚の画像の画像情報からビデオカウント値Ｖｃを算出し、ビデオカウント値Ｖｃに係数Ａ（Ｖｃ）を乗じて、１枚の画像形成で消費されたトナー量に対応するビデオカウント補給量Ｍ（Ｖｃ）を求める。画像の画像比率に応じてビデオカウント値Ｖｃは変化する。画像比率１００％（全面最高濃度画像）の画像を１枚出力したときのビデオカウント値Ｖｃは、Ｖｃ＝１０２３である。画像比率が１００％とは、記録材の全面に黒画像のトナー像が隙間なく形成される状態である。１枚の画像の画像比率に応じてビデオカウント値Ｖｃは変化する。
Ｍ（Ｖｃ）＝Ｖｃ×Ａ（Ｖｃ） ・・・（式１）

しかし、１枚の画像ごとに求めるトナー消費量には誤差があり、誤差が累積すると現像剤のトナー濃度ＴＤが少しずつ当初の値から乖離して、最終的に不適切な値になる可能性がある。例えば、現像剤のトナー濃度ＴＤが低下すると、トナー帯電量が上昇して、同一の静電像に現像される画像濃度が低下する。

そこで、補給制御部の一例である制御部１００は、インダクタセンサ２６を用いて現像装置２内を循環する現像剤のトナー濃度ＴＤを実測している。そして、現像剤のトナー濃度ＴＤを第一基準値の一例である８％に近付けるように、現像剤補給部７から現像装置２へ補給されるトナー量を調整する。制御部１００は、現像剤のトナー濃度ＴＤが８．０％に保たれるように、トナー消費量に応じて補給されるトナー量を修正して、現像剤のトナー濃度ＴＤを一定に保ち、画像濃度の再現性を確保している。

図２に示すように、現像装置２の攪拌室２１１の壁面にインダクタセンサ２６が設けられている。インダクタセンサ２６は、攪拌室２１１を搬送される現像剤の透磁率を検出して現像剤のトナー濃度ＴＤに応じた出力を発生する。制御部１００は、インダクタセンサ２６の出力に基づいて現像剤のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を判別する。

制御部１００は、Ｎ−１枚目の画像形成時におけるインダクタセンサ２６の出力から、Ｎ枚目のトナー補給を行う前の現像剤のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を求める。制御部１００は、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）との差分値に係数：Ａ（Ｉｎｄｃ）をかけてインダクタ補給量Ｍ（Ｉｎｄｃ）を求める。
Ｍ（Ｉｎｄｃ）＝（ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）−ＴＤ（Ｉｎｄｃ））×Ａ（Ｉｎｄｃ）・・・（式２）

式２中、係数Ａ（Ｖｃ）、Ａ（Ｉｎｄｃ）は、ＲＯＭ１０２に固定値として記録され、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）は、ＲＡＭ１０３において変更可能に保持されている。

１枚の画像ごとのトナー補給量Ｍは、ビデオカウント補給量Ｍ（Ｖｃ）とインダクタ補給量Ｍ（Ｉｎｄｃ）と残補給量Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）の合計である。残補給量Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）は、Ｎ−１枚目の画像形成時において、下トナー搬送スクリュー７２の１回転単位では補給を実施できなかった１回転分に満たない補給量を積算した残補給量である。なお、計算の結果、トナー補給量Ｍ＜０になった場合、トナー補給量Ｍ＝０とする。
Ｍ＝Ｍ（Ｖｃ）＋Ｍ（Ｉｎｄｃ）＋Ｍ（ｒｅｍａｉｎ） ・・・（式３）

次に、求めたトナー補給量Ｍを下トナー搬送スクリュー７２の１回転当たりの単位補給量Ｔで除して補給モータ７３の回転回数Ｂを算出する。単位補給量Ｔは、ＲＯＭ１０２に固定値で記録されている。
Ｂ＝Ｍ／Ｔ ・・・（式４）

Ｎ枚目の画像形成時、式４で算出した回転回数Ｂだけ補給モータ７３を回転させる。なお、回転回数Ｂの小数点以下は切り捨てとし、回転回数Ｂの小数点以下に相当するトナー補給量を上述した残補給量Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）とする。
Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）＝Ｍ−Ｂ×Ｔ ・・・（式５）

（トナーボトル残量判定）
図２に示されるように、トナーボトル７０内のトナーが無くなると、現像装置２でトナー消費が続く一方で現像剤補給部７からのトナー補給が途絶えるので、現像装置２内の現像剤のトナー濃度ＴＤが目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）を割り込む。

そこで、制御部１００は、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の差分値ΔＴＤ（ｏｌｄ）が基準値（−１％未満）となる状態が３枚連続で検出されると、「トナーボトル７０＝空」と判定する。トナーボトル７０にトナーが残っている条件は次式である。
ΔＴＤ（ｏｌｄ）＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）≧−１．０％・・・（式６）

制御部１００は、「トナーボトル７０＝空」と判定すると、操作パネルの表示画面３００に、「トナーボトルを交換してください」のメッセージを表示して、画像形成を停止する。「トナーボトル７０＝空」と判定された場合、直ちに画像形成動作を禁止して、表示画面３００上にトナーボトル交換指示「トナーボトルを交換してください」を表示する。

（トナーボトル交換判定）
制御部１００は、表示画面３００にトナーボトル交換要求指示が表示された状態で、トナーボトルセンサ７６の出力に基づいて、トナーボトル７０の取り外しと再取り付けを判断する。トナーボトル７０が現像剤補給部７から抜かれると、トナーボトルセンサ７６がトナーボトル７０を検知しなくなって、表示画面３００には「トナーボトルなし」が表示される。その後、現像剤補給部７にトナーボトル７０が挿入されると、トナーボトルセンサ７６がトナーボトル７０を検知するようになって、表示画面３００には「トナーボトル７０の交換完了」が表示される。

（比較例１）
図２に示すように、比較例１では、制御部１００は、「トナーボトル７０の交換完了」を判断すると、補給モードのシーケンスを自動的に実行する。補給モードでは、画像形成を中止した状態で、インダクタセンサ２６の出力に基づいてインダクタ補給量Ｍ（Ｉｎｄｃ）を求める。そして、インダクタ補給量Ｍ（Ｉｎｄｃ）に相当する回転回数Ｂだけ補給モータ７３を作動させて、現像装置２内の現像剤に不足分のトナーを補給する。補給モードの実行後、現像剤のトナー濃度ＴＤが目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）にまで高められると、画像形成の禁止を解除して、画像形成の再開を許可する。

比較例１の制御は、トナーボトル７０を交換した直後に画像形成装置８０が使えないという課題を有する。補給モードでまとまった量のトナーが現像装置２に補給されると、補給モードの前後でトナー帯電量が違ってきて画像濃度の再現性が損なわれる。トナーボトル７０を交換するユーザーにとって、トナーボトル７０の交換直後に画像形成装置８０が使えないことはストレスになりえる。ユーザビリティーの観点から、トナーボトル７０を交換した直後に画像形成装置８０を使えることが求められる。

（比較例２）
図４は比較例２の制御におけるトナー濃度の変化の説明図である。図４中、（ａ）は画像比率１０％（実線）、（ｂ）は画像比率８０％（点線）である。図２を参照して図４に示すように、比較例２では、制御部１００は、「トナーボトル７０の交換完了」を判断すると、補給モードを実行することなく、そのまま画像形成を許可する。

図４の曲線（ａ）に示されるように、制御部１００は、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）＝８．０％にて上述のトナー補給制御を実行しており、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が７％を下回ると、「トナーボトル７０＝空」と判断する。制御部１００は、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が７％を割り込んで、「差分値ΔＴＤ（ｏｌｄ）≦−１％」になると、画像形成を禁止して表示画面３００にトナーボトル交換要求指示を表示させる。説明の都合上、トナーボトル７０は、図４中、▽のタイミングで新品に交換されるとする。

図４の曲線（ａ）に示されるように、画像比率１０％の場合、トナーボトル７０の交換後、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）は少し低下するが、その後は、トナーの補給が間に合って目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）に回復するため、問題は発生しない。オフィス環境で使用される一般的な画像形成装置は、多くの場合、出力画像の画像比率が１０％以下であり、トナー濃度ＴＤを回復させる補給モードのシーケンスを実施しなくても問題にならない場合が多い。

しかし、図４の曲線（ｂ）に示されるように、画像比率８０％の場合、トナーボトル交換後、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）は大きく低下して、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）に回復するまでに時間がかかる。二成分現像剤では、トナー濃度ＴＤが低すぎる状態で画像形成を行うと、キャリアが感光ドラム１３へ移転し易くなるので好ましくない。画像比率の高い出力画像をプリントする機会の多いユーザーの場合、補給モードを実行しないと、現像剤のトナー濃度ＴＤが低くなり過ぎる可能性が高くなる。一般的なオフィス環境でも、トナーボトル７０の交換直後にたまたま画像比率の高い出力画像が続くと、現像剤のトナー濃度ＴＤが低くなり過ぎる場合がある。

したがって、比較例２の制御の課題は、新しいトナーボトル７０に交換されていても、トナー消費量の多い画像を出力してしまうと、トナーボトル７０からのトナー補給が間に合わず、現像装置２内の現像剤のトナー濃度ＴＤが大きく低下することである。

（比較例３）
図５は画像形成枚数とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。図５中、（ａ）は画像比率１０％、（ｂ）は画像比率３０％、（ｃ）は画像比率５０％、（ｄ）は画像比率８０％である。図２を参照して図５に示すように、比較例３では、制御部１００は、トナーボトル７０が交換されたと判断すると、補給モードを実行することなくそのまま画像形成を許可する。そして、画像形成を続けている間に、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が基準値を下回った場合、直ちに画像形成を中止して補給モードを実行する。

図５に示すように、現像剤のトナー濃度ＴＤが７．０％に低下して式６の関係を満たさなくなったので、タイミング▽にてトナーボトル７０の交換がされ、交換後、補給モードを実行しないで０枚から画像形成を再開させたとする。（ａ）の画像比率１０％では、交換したトナーボトル７０からのトナー供給が間に合うので、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が６．５％を下回ることなく８％に回復する。このため、現像剤のトナー濃度ＴＤが低くなり過ぎる問題は生じない。したがって、画像比率１０％では、補給モードの制御を実施する必要が無い。

しかし、画像形成の再開後、画像比率が高いほど実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）は大きく低下して、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の回復に時間がかかる。（ｃ）の画像比率５０％、（ｄ）の画像比率８０％の場合は、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が６．５％を大きく下回るため、現像剤のトナー濃度ＴＤが低くなり過ぎる。したがって、トナーボトル７０の交換後、画像比率５０％、８０％で画像形成を行う場合には、補給モードを実行すべきである。

比較例３の制御によって補給モードの実施の可否を判断する場合、現像剤のトナー濃度ＴＤが低くなり過ぎることを確実に阻止しようとすると、補給モードの実施頻度が増えてしまう。トナーボトル７０の交換後、画像比率が高い画像形成が連続する場合、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の低下速度が早いため、補給モードの実施の可否を判断する基準値を高く設定する必要があるからである。

そこで、以下の実施例では、トナーボトル７０の交換後、画像比率の高い出力画像が続く場合には補給モードのシーケンスを実行させる一方、画像比率の低い出力画像が続く場合には補給モードのシーケンスを省略している。

（実施例１の制御）
図６はビデオカウント累積値とトナー濃度の低下量の関係の説明図である。図７は実施例１の制御のフローチャートである。図８は実施例１の制御の効果の説明図である。図６、図８中、（ａ）は画像比率１０％、（ｂ）は画像比率３０％、（ｃ）は画像比率５０％、（ｄ）は画像比率８０％である。

図２に示すように、実施例１では、通常画像形成時は、現像装置内のトナー濃度の検知結果に基づいて、現像剤のトナー濃度が基準値よりも低い第１閾値を下回る場合は画像形成を禁止する。インダクタセンサ２６の検知結果が第１閾値を下回った場合に画像形成動作を禁止する。その後、画像形成動作の禁止を解除した後、所定条件に到達した時は、第１閾値よりも高い第２閾値に基づいて画像形成動作の禁止の可否を決定する。

制御部の一例である制御部１００は、インダクタセンサ２６の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止する。制御部１００は、現像装置内のトナー濃度が所定の基準値８．０％よりも低く設定した第１閾値７％を下回ると画像形成動作を禁止する。

交換検知手段の一例であるトナーボトルセンサ７６は、トナーボトル７０の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する。制御部１００は、トナーボトルセンサ７６の検知結果に基づいて画像形成動作の禁止を解除し、その後、所定条件に到達するまでの間はインダクタセンサ２６の検知結果に関わらず画像形成動作を許可する。所定条件に到達するまでの間とは、画像形成動作の禁止を解除してから消費されたトナー消費量が所定量に到達するまでの期間である。

トナー消費検知手段の一例である制御部１００は、画像形成に伴うトナー消費量に対応する情報としてビデオカウント値の累積値Ｖｓｕｍを検知可能である。制御部１００は、トナーボトル７０の交換動作が行われると累積値Ｖｓｕｍに達して所定のトナー消費量に達するまで画像形成動作の禁止を解除する。

制御部１００は、累積値Ｖｓｕｍに達した時のインダクタセンサ２６の検知結果に基づいて、画像形成動作を禁止するか否か決定する。制御部１００は、累積値Ｖｓｕｍに達した時のインダクタセンサ２６の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止する場合には、画像形成動作を禁止した状態で現像剤補給部７を所定時間作動させる補給モードを実行する。制御部１００は、現像装置内のトナー濃度が第１閾値７．０％以上に設定された第２閾値７．５％を下回っていると補給モードを実行して現像装置２に補給用現像剤を補給する。しかし、現像装置内のトナー濃度が第２閾値以上（７．５％以上）であれば、補給モードを実行することなく画像形成動作を禁止しないで、現像装置２に通常の制御で補給用現像剤を補給する。

画像形成動作の禁止（補給モードの実行）の可否を決定する閾値７．５％は、トナーボトル７０の空を検知して画像形成動作の禁止の可否を決定する閾値７．０％よりも高い。制御部１００は、補給モード実行後の現像装置内のトナー濃度が閾値７．５％未満であれば補給モードを繰り返し実行させ、補給モードを所定回数実行しても現像装置内のトナー濃度が閾値７．５％未満であればトナーボトル７０の再交換を要求する。

図６は、図５の（ａ）〜（ｄ）について、横軸をトナーボトル７０の交換後の累積画像形成枚数からトナーボトル７０の交換後のビデオカウント値Ｖｃの累積値に書き換えたものである。図６に示すように、トナーボトル７０の交換後、トナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が７．０％の状態から画像形成が開始される。このとき、ビデオカウント値Ｖｃの累積値に対する実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の下がり方の傾きは、トナーボトル７０の交換後の画像形成の画像比率に依らずほぼ同じである。そして、画像比率が高いほど、トナーボトル７０の交換後のトナー補給が追い付いてトナー濃度ＴＤが下がり切った値が小さくなる。

したがって、トナーボトル７０の交換後、ビデオカウント値Ｖｃの累積値が２０４６に到達するまでは一律に補給モードを実行しないで画像形成可能とする。これにより、トナーボトル７０の交換後、画像比率によらず、トナー濃度ＴＤがＮＧラインの６．５％を下回る事態を確実に回避できる。

そして、ビデオカウント値Ｖｃの累積値が２０４６に達する直前に実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が補給モードの実施の可否を判断する第２閾値７．５％を割り込んでいる場合に補給モードを実行する。

図６に示すように、実施例１では、基準値は８．０％、第１閾値は７．０％、第２閾値は７．５％である。所定量の一例であるビデオカウント値Ｖｃの累積値２０４６は、以下のように設定されている。すなわち、トナーボトル７０の交換後の画像形成動作において最大トナー消費量の画像形成を継続した場合に、ＮＧラインを下回る直前のトナー消費量の累積量に応じて定められている。図６中、新品判断トナー濃度＝７．５％とは、補給モードの実施の可否を判断する閾値である。

補給モードでは画像形成が禁止されるため、それ以上のトナー濃度ＴＤの低下は発生せず、トナー濃度ＴＤがＮＧラインの６．５％を割り込んで画像形成がされる事態は確実に回避される。

図２を参照して図７に示すように、制御部１００は、第１モードの画像形成動作において、少なくとも入力画像情報とインダクタセンサ２６の検知結果とに基づいて第２モードの一例である補給モードを実行するか否かを決定する。補給モードは、画像形成動作を再度禁止させて現像剤補給部７による補給動作を実行させる。

制御部１００は、入力画像情報に基づく画像形成ごとのトナー消費量の累積量が所定値に達して所定のトナー消費量に達したときの現像装置内のトナー濃度が第２閾値未満の一例である７．５％未満であれば、第２モードの一例である補給モードを実行する。補給モードでは、画像形成動作を禁止した状態で現像装置２に補給用現像剤を補給する。しかし、所定のトナー消費量に達したときの現像剤のトナー濃度が第１閾値以上に設定された第２閾値以上の一例である７．５％以上であれば画像形成動作を禁止しない。

制御部１００は、トナーボトル７０が交換されると（Ｓ１）、補給モードを実行することなく、そのまま画像形成の再開を許可する（Ｓ２）。制御部１００は、１枚の画像ごとにビデオカウント値Ｖｃを積算して上述したトナー補給制御を実行する。同時に、トナーボトル７０交換後の画像形成を通じたビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍを求めて、累積値Ｖｓｕｍが２０４６に到達するのを待つ（Ｓ３）。

制御部１００は、累積値Ｖｓｕｍが２０４６に到達したら、直前の画像形成時に実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を評価して、補給モードの実行の可否を判断する。例えば、Ｎ＋１枚目に累積値Ｖｓｕｍが２０４６に到達したら、Ｎ枚目の画像形成時に実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の差分値ΔＴＤとが、式７の関係を満たすか否かを判断する（Ｓ４）。
ΔＴＤ＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）≧−０．５％・・・（式７）

制御部１００は、式７の関係を満たす場合、補給モードは実施せず、そのまま画像形成の継続を許可する（Ｓ５）。制御部１００は、式７の関係を満たさない場合、補給モードを実施する（Ｓ６）。補給モードでは、補給モータ７３を１０回転させると同時に現像駆動モータ２７を１０秒間作動させる（Ｓ７）。

補給モータ７３の回転数と、現像駆動モータ２７の作動秒数は、現像剤補給部７が作動開始してからビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍ＝２０４６相当のトナーが現像装置２へ流れ込むまでの時間に対応している。ビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍ＝２０４６相当のトナーを現像装置２に補給することで、６．５％〜７．５％の範囲にある現像装置２内の現像剤のトナー濃度ＴＤは、ほぼ確実に７％以上に回復する。そして、補給モード後に実行される画像形成では、現像装置２内の現像剤のトナー濃度ＴＤは、ほぼ確実にＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）に回復する。

制御部１００は、現像駆動モータ２７の回転開始から９〜１０秒の間にインダクタセンサ２６の出力を取り込んで実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を求める（Ｓ８）。制御部１００は、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の差分値ΔＴＤ（Ｎｅｗ）を求め、差分値ΔＴＤ（Ｎｅｗ）が式８の関係を満たすか否かを判断する。
ΔＴＤ（Ｎｅｗ）＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）≧−０．５％・・・（式８）

制御部１００は、式８の関係を満たす場合（Ｓ９のＹｅｓ）、補給モードを終了して、画像形成の再開を許可する（Ｓ１０）。しかし、第２モード実行後の現像装置内のトナー濃度が基準値未満であれば、第２モードを再度実行させる。制御部１００は、式８の関係を満たさない場合（Ｓ９のＮｏ）、補給モード（Ｓ７、Ｓ８）を最大３回繰り返す（Ｓ１１のＮｏ）。

再交換要求手段の一例である制御部１００は、補給モードを所定回数実行しても現像装置内のトナー濃度が第２閾値未満であればトナーボトル７０の再交換を要求する。制御部１００は、補給モード（Ｓ７、Ｓ８）を３回実施しても式８の関係を満たさない場合（Ｓ１１のＹｅｓ）、交換されたトナーボトル７０が空だったと判断して、画像形成を停止する（Ｓ１２）。そして、操作パネルの表示画面３００に「再度トナーボトルを交換してください」のメッセージを表示する（Ｓ１３）。

（実施例１の制御の効果）
図２を参照して図８に示すように、画像比率１０％では、累積値Ｖｓｕｍが２０４６に達した段階で式７の関係を満たしていたので、補給モードの制御は実施されなかった。画像比率を１０％においては、補給モードの制御によるダウンタイムを発生させることなく実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を回復させることができた。

画像比率３０％、５０％、８０％では、累積値Ｖｓｕｍが２０４６に達した段階で式７の関係を満たしていなかったので、それぞれタイミング▽において補給モードが実行された。その結果、画像比率によらず、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の大きな低下は回避できた。

実施例１の制御によれば、トナーボトル７０の交換後、出力される画像のトナー消費の累積量に応じて必要な場合のみ画像形成装置を禁止するので、ユーザーの快適性の確保と現像剤のトナー濃度の過剰な低下防止とが両立する。現像剤のトナー濃度が過剰に低下するリスクを低く保った状態で、補給モードの実行頻度を最小限度に抑えることができる。

実施例１の制御によれば、トナーボトル７０の交換後の画像形成の画像比率が低いときは補給モードを実行しない。そして、トナーボトル７０の交換後の画像形成の画像比率が高いときは、補給モードを実行して、現像剤のトナー濃度が過剰に低下することを回避する。

実施例１の制御によれば、トナーボトル７０の交換後に画像比率の低い画像形成が続く場合には、累積値Ｖｓｕｍが２０４６に達する前に現像剤のトナー濃度が十分に回復しているため、不必要な補給モードの実行を確実に阻止できる。画像形成ごとのトナー消費量が加味されるため、トナーボトル７０の交換後の画像形成枚数のみで補給モードの実行の可否を判断する場合に比較して、現像剤のトナー濃度が過剰に低下する事態を確実に回避できる。トナーボトル７０の交換後のインダクタセンサ２６の出力変化のみで補給モードの実行の可否を判断する場合に比較して、現像剤のトナー濃度が過剰に低下する事態を確実に回避できる。

実施例１の制御によれば、画像形成ごとのトナー消費量の多寡にかかわらず、補給モードを実行すべきか否かを正確に判断できる。トナーボトル７０の交換後、所定画像形成量の画像形成を行うことで、画像形成ごとのトナー消費量の多寡を正確に判別して補給モードの実行の可否を判断できる。トナー消費量が多ければ、所定画像形成量の画像形成後の現像剤のトナー濃度が低いため補給モードが確実に実行される。トナー消費量が少なければ、所定画像形成量の画像形成後の現像剤のトナー濃度が高いため、補給モードを挟むことなく画像形成が継続される。

＜実施例１の変形例＞
式７における−０．５％の数値は、インダクタセンサ２６の検知精度等も考慮して、他の値にしても構わない。式７における−０．５％の数値を高くし過ぎると、補給モードの実施頻度が増えすぎてしまうので、当該数値は、−０．８〜−０．２％の範囲が望ましい。また、第２モードの実行の可否を判断するトナー濃度の閾値は、トナーボトル７０内のトナーが無いと判断してトナーボトル７０の交換を要求する際のトナー濃度の閾値よりも大きいことが望ましい。トナーボトル７０が新しいものか否かの判断を誤判断する可能性が低くなるからである。

一方、式８における−０．５％の数値は、他の値にしても構わないが、補給モードにおいてトナー補給がされていると確実に判断できる−０．８％以上の数値を選択することが望ましい。トナーボトル７０の交換を判断するトナー濃度の閾値７．０％の数値も目標トナー濃度との関係で別の値に設定してよい。

実施例１では、トナーボトル７０の交換時期をインダクタセンサ２６の出力に基づいて判断するが、他の手段によって、トナーボトル７０の交換時期を判断してもよい。トナーボトル７０の重量を検知したり、トナーボトル７０の出口で補給用現像剤の有無を検知したりして、トナーボトル７０が空であることを判断してもよい。

交換されたトナーボトル７０が空であったことを判断するための上記累積３回の回数（Ｓ１１）については、トナーボトル７０の補給性能に合わせて、回数を最適化することができる。

尚、実施例１では、トナーボトル７０の交換後、トナー消費量が所定量に到達したときのトナー濃度に基づいて、画像形成動作の再度禁止の可否を決定したが、判断時期は、これに限定されない。トナーボトル７０の交換後、ＮＧラインを下回らない条件であれば所定条件に到達するまでは、画像形成を許可し、所定条件に到達した場合に画像形成を禁止するか判断する構成であればよい。例えば、トナーボトル７０の交換後、トナー消費量の代りに、現像スリーブの駆動時間が所定時間に到達したときのトナー濃度に基づいて画像形成動作の再度禁止の可否を決定してもよい。トナーボトル７０の交換後、所定のプリント枚数に到達したときのトナー濃度に基づいて画像形成動作の再度禁止の可否を決定してもよい。また、上記所定時間、所定プリント枚数は、出力する画像の画像量に基づいて変更する構成であってもよい。例えば、低印字率の場合は高印字率の場合に比べて、上記所定時間を長く変更する、もしくは所定プリント枚数を多く変更しても良い。

＜実施例２＞
図９は実施例２の制御の説明図である。図２に示すように、実施例１では、トナーボトル７０の交換後、ビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍが２０４６の固定値に達した後にトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を実測した。そして、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）とを比較して補給モードの実行の可否を判断した。これに対して、図９に示すように、実施例２では、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の値に合わせて補給モードの実行判断を行うビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍを変更する。

図９に示すように、実施例２では、実施例１と同様、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）が８％であれば、累積値Ｖｓｕｍが２０４６まで無条件に画像形成を継続する。しかし、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）が実施例１よりも２％高い１０％であれば、累積値Ｖｓｕｍが３０６９まで無条件に画像形成を継続する。そして、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）が実施例１よりも４％高い１２％であれば、累積値Ｖｓｕｍが４０９２まで無条件に画像形成を継続する。

すなわち、現像装置２内の現像剤の目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）が高いほど、同じトナー消費量の画像形成を継続していても、現像剤のトナー濃度ＴＤが過剰な低下水準である６．５％に到達するまでの時間が長くなる。その分、トナーボトル７０の交換後に補給モードを実行することなく画像形成を継続できる時間を長く確保できる。補給モードの実施の可否を判断するタイミングを規定するビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍを、実施例１の２０４６よりも大きく設定できる。累積値Ｖｓｕｍを大きくすることで、画像比率が高い画像形成が継続する場合でも、補給モードの実行頻度を低下させて、ダウンタイムを解消できる可能性が増す。

実施例２の制御によれば、現像剤のトナー濃度ＴＤが過剰な低下水準である６．５％に到達する可能性が低い場合には補給モードを省略して補給モードの実行頻度を低下できる。現像剤のトナー濃度ＴＤが６．５％を下回る可能性が高まる直前まで補給モードを実行することなく画像形成を継続しても、現像剤のトナー濃度ＴＤが６．５％を割り込み続ける事態を回避できる。

＜実施例３＞
図１０は実施例３の制御のフローチャートである。図１０中、Ｓ１４以外のステップは、実施例１と同一であるため、図７と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

図２を参照して図１０に示すように、実施例３では、制御部１００は、補給モードを３回実施しても実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が上昇しない場合（Ｓ１１のＹｅｓ）、表示画面３００に「トナーボトル再交換」の表示を出す（Ｓ１３）。

ここで、表示画面３００に「トナーボトル再交換」を表示した状況下では、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が限界まで低下している可能性が高い。実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が限界まで低下した状態で、トナーボトル７０交換後に画像形成を許可すると、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が限界を割り込んで、感光ドラム１３にキャリアが移転する可能性が高くなる。

そこで、制御部１００は、表示画面３００に「トナーボトル再交換」の表示を出して、トナーボトル７０の交換がされた場合（Ｓ１４）、無条件で補給モードを実施して、さらなるトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の低下を阻止する（Ｓ６）。

図３を参照して図１０に示すように、制御部１００は、トナーボトルセンサ７６の出力によってトナーボトル７０の交換を判断すると、画像形成を中止した状態で補給モードを実施する（Ｓ６）。これにより、空のトナーボトル７０を誤って装着した場合でも現像剤のトナー濃度ＴＤが６．５％を割り込み続ける事態を回避できる。

＜実施例４＞
実施例１では、トナーボトルの交換検知結果に基づいて、画像形成再開した後、トナー消費量が所定量に到達前はトナー濃度に関わらず画像形成動作を許可した。そして、トナーボトル交換後のトナー消費量が所定量に達したときのトナー濃度に基づいて、再度画像形成動作を禁止することの可否を決定した。これに対して、実施例４では、画像形成再開後の所定期間の間は、トナー濃度と閾値に基づいて画像形成動作を禁止するとともに、該閾値は所定期間中の画像比率の平均値に基づいて変更することを特徴とする。

具体的には、画像比率の平均値が高い方が低い場合よりも、閾値が高くなるように設定している。こうすることで、現像装置内のトナー濃度が許容範囲を超えて低下することを回避しつつ、不必要に画像形成動作が禁止されてダウンタイムが増加することを削減することができる。

さらに具体的には、以下のように閾値を変更している。
（１）画像比率の平均値８０％以上の場合：閾値６．９％
（２）画像比率の平均値２０％以上８０％未満の場合：閾値６．７％
（３）画像比率の平均値２０％未満の場合：閾値６．５％

実施例４では、交換検知結果に基づいて画像形成動作が再開された後の所定期間中において、画像比率が高い画像が画像形成されるほど、より高い閾値で画像形成動作の禁止の可否が決定される。したがって、画像比率が高い画像形成が連続して実行される場合は、早い段階で画像形成動作を禁止させる一方、画像比率が高い画像形成が連続して実行されない場合は、不必要に画像形成動作を禁止させないようにできる。

尚、本実施例における所定期間とは、実施例１と同様、トナー消費量が所定量に到達するまでの期間である。また、上述したように、判断時期を決めるパラメータは、トナー消費量の代りに、所定プリント枚数や、現像スリーブの駆動時間であってもよい。

＜その他の実施例＞
本発明は、現像剤容器の交換後、トナー消費の累積量が所定累積量に達するまでは補給モードを実行することなく画像形成を継続させる限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

二成分現像剤を使用する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置であれば、帯電方式、転写方式、定着方式に関わらず実施できる。実施例１乃至３に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

検知手段は、現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知可能な種々の手段を利用できる。例えば、パッチ検知センサによって検知してもよい。入力画像情報は、露光装置のビデオカウント情報、画像データの平均画像比率情報であってもよい。

補給モードの実行の可否は、トナー消費の累積量が所定累積量付近における、インダクタセンサ２６から複数回取得した複数のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）から演算したトナー濃度ＴＤ変化率（インダク変化率）で判断してもよい。

目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）は、操作パネルの表示画面や外部パソコンのモニタ画面を通じて手動設定により変更してもよい。非画像形成時に感光ドラム１３にパッチ画像を形成し、パッチ画像のトナー載り量の測定結果に応じて自動的に変更してもよい。

交換検知手段は、現像剤容器の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を制御部が検知できる種々の手段を利用できる。例えば、トナーボトル７０に新品判断のためのタグメモリ素子もしくは通電すると焼き切れる抵抗素子を付設し、素子の検出信号に基づいて「トナーボトル７０の交換完了」を判断してもよい。トナーボトル交換扉に開閉検知センサを付設して開閉動作を検知して「トナーボトル７０の交換完了」を判断してもよい。「トナーボトル７０の交換要求」の表示がされた状態で、表示画面３００上に「トナーボトルを交換しましたか？」という疑問文を表示させ、ユーザーに「ＯＫ」ボタンを押してもらうことで、「トナーボトル７０の交換完了」を判断してもよい。

また、トナーボトル７０の交換後、補給モータ７３と現像駆動モータ２７とを１０秒間作動させた後にトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を実測して、回復が見られない場合に「トナーボトル７０が空」と判断してもよい。

＜比較例１＞
図１１は比較例１の制御のフローチャートである。図１２は実施例１の制御の効果の説明図である。図１２中、（ａ）は画像比率１０％、（ｂ）は画像比率３０％、（ｃ）は画像比率５０％、（ｄ）は画像比率８０％である。

実施例１、２、３では、ビデオカウント値Ｖｃの累積値Ｖｓｕｍが所定値に達したときに実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値によって補給モードの実施の可否を判断した。これに対して、比較例１では、実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値のみで補給モードの実行の可否を判断する。

図２を参照して以下に示すように、比較例１では、ビデオカウント値Ｖｃを利用せず、インダクタセンサ２６により実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値のみで各種の判断を実行する。
（Ａ）目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）：８．０％
（Ｂ）交換判断トナー濃度ＴＤ（ｏｌｄ） ：７．０％
（Ｃ）回復判断トナー濃度ＴＤ（ｍｏｄｅ）：６．７％
（Ｄ）新品判断トナー濃度ＴＤ（ｎｅｗ） ：７．５％

（ａ）実施例１と同様に、制御部１００は、現像装置２内の現像剤のトナー濃度を、目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）＝８．０％に維持するように、現像剤補給部７から現像装置２へ補給されるトナー量を調整する。
（ｂ）実施例１と同様に、制御部１００は、現像装置２内の現像剤のトナー濃度が交換判断トナー濃度ＴＤ（ｏｌｄ）＝７．０％に低下すると、「トナーボトル７０＝空」と判定して、「トナーボトルの交換」を要求する。
（ｃ）実施例１とは異なり、制御部１００は、現像装置２内の現像剤のトナー濃度が３枚の画像形成で連続して回復判断トナー濃度ＴＤ（ｍｏｄｅ）＝６．７％を下回ると、画像形成を禁止して補給モードを実行する。
（ｄ）実施例１と同様に、制御部１００は、補給モードを実行した場合、現像装置２内の現像剤のトナー濃度が新品判断トナー濃度ＴＤ（ｎｅｗ）＝７．５％まで回復すると、補給モードを終了して画像形成を許可する。

図２を参照して図１１に示すように、制御部１００は、上記（ｂ）のように「トナーボトル７０＝空」と判断すると表示画面３００に「トナーボトルを交換してください」を表示して、画像形成を禁止する（Ｓ１３）。そして、実施例１と同様に、トナーボトルの交換がされると（Ｓ１）、補給モードを実行することなく画像形成を許可する（Ｓ２）。

制御部１００は、画像形成の開始後、画像形成の開始後、制御部１００は、インダクタセンサ２６により実測した刻々のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を連続３回分、メモリ１０３に記録して、各測定値を順番に新しい値に更新してゆく。そして、メモリ１０３に記録された３個のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）の数値のすべてが目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）よりも１．３％以上低い値になると、上記（ｃ）のように判断して（Ｓ３Ｂ）、補給モードを実行する（Ｓ６）。

すなわち、Ｎ枚目に実測されたトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と目標トナー濃度ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の差分値ΔＴＤ（Ｎ）が、以下の関係を３枚連続で満たしているかを判断する。１枚で判断すると、インダクタセンサ２６の検知誤差の影響が大きくて補給モードの判断を誤る可能性が出てくるからである。
ΔＴＤ（Ｎ）＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）≦−１．３％・・・（式１０）

制御部１００は、式１０の関係を満たしている場合（Ｓ３Ｂ）、補給モードを開始して（Ｓ６）、補給モータ７３を１０回転させ、現像駆動モータ２７を１０秒間回転させる（Ｓ７）。制御部１００は、現像駆動モータ２７の回転開始から９〜１０秒の間の刻々のトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）を実測する（Ｓ８）。そして、上記（ｄ）の判断がされると、補給モードを終了して、画像形成の再開を許可する（Ｓ１０）。すなわち、次式の関係が満たされた時点で補給モードを終了する。
ΔＴＤ比（Ｎｅｗ）＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）≧−０．５％・・・（式１１）

図１１中、ステップＳ９以下の各ステップは、実施例１と同一の制御であるため、図７と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

（実施例１との対比）
図２を参照して図１２に示すように、トナーボトル７０の交換後、それぞれの画像比率の画像を用いて画像出力を行うと、インダクセンサ２６で実測したトナー濃度ＴＤ（Ｉｎｄｃ）が推移する。

その結果、画像比率５０％では、ＴＤ比がＮＧ値の６．５％近くの状態がしばらく継続している。さらに、画像比率８０％については、トナー濃度６．７％を検知した後のトナー補給が間に合わず、ＴＤ比の下がりが大きくなって、ＮＧ値の６．５％を大きく下回っている。

２ 現像装置、７ 現像剤補給部、１１ 帯電装置、１２ 露光装置
１３ 感光ドラム、１４ 転写ローラ、１５ ドラムクリーニング装置
２１１ 攪拌室、２１２ 現像室、２１３ 隔壁
２２１ 第二搬送スクリュー、２２２ 第一搬送スクリュー
２３１ マグネット、２３２ 現像スリーブ、２５ 層厚規制ブレード
２６ インダクタセンサ、２７ 現像駆動モータ
３９ 二次転写内ローラ、４０ 二次転写外ローラ、７０ トナーボトル
７１ 上トナー搬送スクリュー、７２ 下トナー搬送スクリュー
７３ 補給モータ、８１ 中間転写ベルト、９０ 定着装置
１００ 制御部

Claims (6)

1. 静電像を担持可能な像担持体と、
   トナーとキャリアを含む現像剤を用いて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置と、
   交換可能に設けられた現像剤容器に収納された補給用現像剤を前記現像装置に補給する補給部と、
   前記現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知可能な検知手段と、
   前記現像剤容器の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する交換検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止するとともに、前記交換検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作の禁止を解除するように画像形成動作を制御する制御部と、を備えた画像形成装置において、
   前記制御部は、画像形成動作の禁止を解除した後、所定条件に到達するまでの間は前記検知手段の検知結果に関わらず画像形成動作を許可するとともに、前記所定条件に到達した時の前記検知手段の検知結果に基づいて、画像形成動作を禁止するか否か決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、通常画像形成時は、前記検知手段の検知結果が第１閾値を下回った場合に画像形成動作を禁止し、画像形成動作の禁止を解除した後、前記所定条件に到達した時は、前記第１閾値よりも高い第２閾値に基づいて画像形成動作の禁止の可否を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記所定条件は、画像形成動作の禁止を解除してから消費されたトナー消費量が所定量に到達することであ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。
4. 前記制御部は、前記所定条件に到達した時の前記検知手段の検知結果に基づいて画像形成動作を禁止する場合には、画像形成動作を禁止した状態で前記補給部を所定時間作動させる補給モードを実行し、前記補給モード実行後の前記現像装置内のトナー濃度が所定の基準値未満であれば前記補給モードを繰り返し実行させ、前記補給モードを所定回数実行しても前記現像装置内のトナー濃度が前記所定の基準値未満であれば前記現像剤容器の再交換を要求することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 静電像を担持可能な像担持体と、
   トナーとキャリアを含む現像剤を用いて前記像担持体の静電像をトナー像に現像する現像装置と、
   交換可能に設けられた現像剤容器に収納された補給用現像剤を前記現像装置に補給する補給部と、
   前記現像装置内のトナー濃度に関する情報を検知可能な検知手段と、
   前記現像装置内のトナー濃度を所定の基準値に近付けるように前記検知手段の出力に基づいて前記補給部を制御する補給制御部と、
   前記現像剤容器の交換動作が行われたかどうかを判断するための情報を検知する交換検知手段と、
   画像形成に伴うトナー消費量に対応する情報を検知可能なトナー消費検知手段と、
   前記現像装置内のトナー濃度が前記所定の基準値よりも低く設定した第１閾値を下回ると画像形成動作を禁止し、その後、前記現像剤容器の交換動作が行われると所定のトナー消費量に達するまで画像形成動作の禁止を解除するように、前記検知手段、前記交換検知手段、及び前記トナー消費検知手段の出力に基づき画像形成を制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記所定のトナー消費量に達したときの前記現像装置内のトナー濃度が前記第１閾値以上に設定された第２閾値を割り込んでいると、画像形成動作を禁止した状態で前記現像装置に補給用現像剤を補給するように前記補給部を制御し、当該トナー濃度が前記第２閾値以上であれば画像形成動作を禁止しないことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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