JP6335452B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、より詳細には、トナー補給構成を具備する画像形成装置に関する。

画像形成装置において、感光体ドラムを帯電し、レーザ光による露光で静電潜像の形成を行い、これを現像する、いわゆる電子写真方式のデジタルレーザプリンタが知られている。

このような画像形成装置が具備する現像器には、磁性トナーを主成分とした一成分現像剤、または非磁性トナーと磁性キャリアとを主成分とした二成分現像剤が用いられる。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成する画像形成装置では、画像の色味などの観点から、ほとんどが二成分現像剤を使用している。

二成分現像剤において、特に重要なこととして、トナー補給制御が挙げられる。二成分現像剤は、トナーとキャリアで構成されている。画像形成が行われ、トナーが消費されると、トナーとキャリアの比であるＴＤ比が変化する。ＴＤ比の値によって、トナーの帯電特性が変化するので、トナーの帯電特性を維持するように、トナーを補給することが求められる。トナーを補給するトナーボトルは、現像器とは別に設けられている。トナーボトル内のトナーが無くなったら、新しいトナーボトルに交換する。

近年、画像形成装置の小型化や静音化への要求が高まっている。例えば、フルカラー画像を形成する画像形成装置において、トナーボトルを回すモータを、２色分のトナーボトルを１つのモータで回すものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００６−２０１３１４ 特開２０１１−０４８２０１

しかしながら、２色分のトナーボトルを回すモータを共通化した場合、２色のトナー消費量によっては、補給が追いつかない場合がある。この場合、二成分現像剤のＴＤ比が低下してしまうため、ダウンタイムを設けて補給を実施している。

ここで、ダウンタイムを設けて補給を実施する制御、すなわち強制補給シーケンスを入れる制御構成において、以下のような課題が生じる。

高画像比率の画像が連続して出力されると、トナー消費量に対して補給が追いつかなくなり、補給できなかったトナー量が増加する。補給できないトナー量が所定値に達すると、強制補給シーケンスを入れてトナー補給を実施する。

そして、強制補給シーケンス後にも継続して高画像比率の画像が連続して出力される場合、二成分現像剤のＴＤ比が減少し、トナー補給によりＴＤ比が増加するサイクルを繰り返す。このため、ＴＤ比は、ある範囲内で変動する。

しかしながら、強制補給シーケンス後に低画像比率の画像が出力されると、トナー消費量が少ないため、強制補給シーケンスに補給されたトナーによって、二成分現像剤のＴＤ比が上がりすぎてしまう場合がある。

本発明の目的は、トナー補給後に形成画像の比率が変化した場合であっても、二成分現像剤を安定したＴＤ比に保つことである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成される静電像を現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、前記現像装置の現像剤中のトナーの濃度を検知する濃度検知部と、出力する画像のビデオカウント値をカウントするカウント部と、前記カウント部でカウントされたビデオカウント値と前記濃度検知部の出力に基づいて前記補給装置から前記現像装置に補給するトナー量を設定する設定部と、前記設定部に基づき画像形成動作中に前記補給装置から前記現像装置へトナーの補給動作を行う補給モードと、前記設定部に基づき画像形成動作を中断して前記補給装置から前記現像装置へトナーの補給動作を行う強制補給モードと、を実行可能な制御部と、を有し、前記制御部は、前記設定部で設定された補給トナー量と補給されたトナー量との差分が所定量以上になった場合に、前記トナー濃度検知に基づくトナー濃度が目標値に対して所定値を超えて少なくなったら前記強制補給モードを実行することを特徴とする。

上記構成により、トナー補給後に形成画像の比率が変化した場合であっても、二成分現像剤を安定したＴＤ比に保つことができる。

画像形成部の詳細構成を示す断面図。 画像形成装置の全体構成を示す概略断面図。 トナーボトルの構成を示す説明図。 第１実施形態における強制補給シーケンスのフローチャート。 強制補給シーケンスを実施するときの画像状態を示す概念図。 比較例における強制補給シーケンス前のトナー濃度検査をしない場合のトナー濃度を示すグラフ。 第１実施形態における強制補給シーケンス前のトナー濃度検査をする場合のトナー濃度を示すグラフ。 第２実施形態における強制補給シーケンスのフローチャート。 第２実施形態におけるΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）と強制補給の最大回転回数の関係を示した図表。

〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。図２は画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。本実施形態の画像形成装置は、デジタル方式の電子写真画像形成装置である。以下、画像形成装置について詳しく説明する。

図２に示すように、画像形成装置には矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写ベルト８１（ＩＴＢ）が配設される。中間転写ベルト８１は駆動ローラ３７、テンションローラ３８、二次転写内ローラ３９の３つのローラによって張架される。

給送カセット６０から取り出された転写材Ｐは、ピックアップローラを経て搬送ローラ６１に供給され、さらに同図左方に搬送される。

中間転写ベルト８１の上方には、画像形成部ＩＰが配置される。図１は画像形成部の詳細構成を示す断面図である。画像形成部は、回転可能に配置されたドラム状の感光体ドラム１（像担持体）を備えている。

感光体ドラム１は、その中心に支軸（不図示）があり、この支軸を中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動部によって回転駆動される。本実施形態での感光体ドラム１の回転速度は、１１０ｍｍ／ｓである。感光体ドラム１の周囲には、帯電ローラ１１、現像器２、一次転写ローラ１４、クリーニング器１５等のプロセス機器が配置される。

帯電ローラ１１（一次帯電器）は、感光体ドラム１表面に接して、この表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電する。帯電ローラ１１は、全体としてローラ状に構成される。帯電ローラ１１は、感光体ドラム１表面に所定の押圧力を持って圧接されており、また、帯電ローラ１１は、感光体ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って従動回転する。

帯電ローラ１１の芯金に帯電バイアス電源（不図示）によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光体ドラム１表面を一様均一に接触帯電する。

本実施形態では、帯電ローラ１１の芯金に直流電圧と交流電圧で１．５ｋＶｐｐを重畳したバイアス電圧を印加した。交流電圧を印加することで、感光体ドラム１上の電位を直流電圧の電圧と同じ値に収束させることができる。例えば、直流電圧＝−６００Ｖのときの帯電後の感光体ドラム１表面の電位は−６００Ｖである。

帯電ローラ１１の下流側には、スキャナー部１２（露光部）が配置される。スキャナー部１２からは、画像信号に応じたレーザ光が感光体ドラム１に照射される。これにより、感光体ドラム１に静電像が形成される。

スキャナー部１２のレーザ光の強度は、０〜２５５の範囲で変更することができる。レーザ光強度を変更することで、潜像電位を変化させる。本実施形態では、レーザ光強度：Ｌを０〜２５５に変更したときの感光体ドラム１上の電位をＶ（Ｌ）とする（Ｖ（Ｌ＝０）〜Ｖ（Ｌ＝２５５））。

スキャナー部１２の下流側には、現像器２（現像装置）が配置される。現像器２には、非磁性トナーと磁性キャリアを用いた二成分現像剤が収容される。本実施形態では、二成分現像剤を使用する二成分現像方式を用いた。また、本実施形態では、マイナス帯電のトナーを用いた。

現像器２の内部は、垂直方向に延在する隔壁２１３によって、現像室２１２と撹拌室２１１とに区画される。

現像室２１２には、非磁性の現像スリーブ２３２（現像剤担持体）が配置される。現像スリーブ２３２内にはマグネット２３１（磁界発生手段）が固定配置される。マグネット２３１はおおよそ３極以上の構成からなる。本実施形態では、５極のマグネットを使用した。このように、少なくとも、静電潜像を現像するための現像部としては、現像器２と現像スリーブ２３２を具備する。

現像室２１２と撹拌室２１１にはそれぞれ、現像剤撹拌搬送手段として、第一搬送スクリュー２２２、第二搬送スクリュー２２１が配置される。

現像スリーブ２３２、第一搬送スクリュー２２２、第二搬送スクリュー２２１は、現像駆動モータ２７によって駆動される。

第一搬送スクリュー２２２は、現像室２１２の現像剤を撹拌搬送する。また、第二搬送スクリュー２２１は、トナーボトル７より供給されたトナーと、すでに現像器２内にある現像剤とを撹拌搬送する。これらの撹拌搬送により、現像器２内の現像剤のトナー濃度を均一化する。

撹拌室２１１には、インダクタンスセンサ２６（トナー濃度検知部）が設けられている。インダクタンスセンサ２６は、現像器内トナー濃度（トナーとキャリアの比：ＴＤ比）を検出する。

現像室２１２と撹拌室２１１との間の隔壁２１３には、図中、手前側と奥側の端部において現像室２１２と撹拌室２１１とを相互に連通させる現像剤通路が形成される。このため、第一搬送スクリュー２２２及び第二搬送スクリュー２２１の搬送力によって搬送される現像剤は、現像剤通路を通って、現像室２１２と撹拌室２１１との間で循環する。

具体的には、現像によってトナーが消費されて現像剤のトナー濃度が低下した現像室２１２の現像剤は、一方の前記現像剤通路から撹拌室２１１へ移動する。撹拌室２１１には、トナーボトル７からトナーが供給されるため、撹拌室２１１で現像剤のトナー濃度が回復する。そして、トナー濃度が回復した現像剤は、他方の前記現像剤通路から現像室２１２へ移動する。

現像器２内の第一搬送スクリュー２２２で撹拌された二成分現像剤は、マグネット２３１のうち、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ３の磁力で拘束されつつ、現像スリーブ２３２の回転により搬送される。また、現像剤は、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、現像スリーブ２３２上で磁気ブラシを形成しつつ搬送される。

次いで、マグネット２３１上に形成される磁気ブラシの現像剤層厚は、規制ブレード２５で磁気穂が穂切りされることにより、適正な磁気穂の長さに調整される。その後、現像剤は、搬送用磁極Ｎ１と現像スリーブ２３２の回転に伴って、感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送される。ここで、現像剤は、現像領域にある現像極Ｓ１によって磁気穂が立つ。

そして、現像スリーブ２３２に印加される現像バイアスにより、感光体ドラム１上の静電像に対して、現像剤のトナーのみが転移する。こうして、感光体ドラム１表面に静電像に応じたトナー像が形成される。

現像スリーブ２３２には、現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源（不図示）から、所定の現像バイアスが印加される。本実施形態では、現像スリーブ２３２には、現像バイアス電源から、直流電圧（Ｄｅｖ ＤＣ＝−５００Ｖ）と交流電圧（Ｄｅｖ ＡＣ＝１．３ＫＶｐｐ）を重畳した現像バイアス電圧を用いた。

本実施形態の現像器２にはトナーボトル７が取りつけられる。図３はトナーボトルの構成を示す説明図である。

図３に示すように、トナーボトル７（補給装置）には、補給モータ７３（補給駆動部）が配設される。トナーボトル７内の下トナー搬送スクリュー７２、上トナー搬送スクリュー７１は、補給モータ７３により回転する。

そして、補給モータ７３が駆動すると、下トナー搬送スクリュー７２が回転する。下トナー搬送スクリュー７２の回転により搬送されるトナーボトル７内のトナーは、トナーボトル７の下部に形成される補給口７５から、現像器２に対して補給される。補給モータ７３の駆動により、上トナー搬送スクリュー７１も下トナー搬送スクリュー７２と同時に回転し、トナーボトル７の上部にあるトナーを搬送する。

補給モータ７３の回転制御、残補給量の算出等、装置各部の制御は、制御部１００のＣＰＵ１０１によって行う。また、補給モータ７３の回転検知は、回転検知センサ７４によって行う。回転検知センサ７４は、スクリューの１回転を単位として検知可能である。ＣＰＵ１０１は、所定回転分、補給モータ７３を回転駆動させるように制御する。制御部１００による制御結果は、ディスプレイ等の表示器３００を通じて、必要に応じて表示される。

トナーボトル７の上部には、トナーボトル有無センサ７６が配置される。トナーボトル有無センサ７６があることにより、トナーボトル７の有無を判断する。

図２に示すように、感光体ドラム１の表面の回転方向において、現像器２の下流側には、一次転写ローラ１４が配置される。一次転写ローラ１４の両端部は、不図示のスプリング等の押圧部材によって、感光体ドラム１に対して付勢される。

一次転写ローラ１４の位置よりも感光体ドラム１の回転方向の下流側には、クリーニング器１５が配置される。クリーニング器１５内のクリーニングブレードにより、感光体ドラム１に残留したトナーを除去する。

中間転写ベルト８１上には、中間転写ベルト８１上に形成されたトナー像の濃度を検出する画像濃度センサ３１が設置される。

給送カセット６０から取り出された転写材Ｐは、搬送ローラ４１まで搬送されると、一旦、搬送ローラ４１で転写材Ｐの先端が停止される。そして転写材Ｐは、中間転写ベルト８１上に形成されたトナー像が記録材の所定の位置に転写できるように、タイミング合わせて搬送ローラ４１から給送される。

次に、転写材Ｐは、二次転写内ローラ３９と二次転写外ローラ４０とが当接する領域において、二次転写外ローラ４０に印加される二次転写バイアスによって、上述の４色のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。

中間転写ベルト８１の搬送方向において二次転写内ローラ３９よりも下流には、クリーニング器５０が配置される。クリーニング器５０内のクリーニングブレードにより、中間転写ベルト８１上に残留したトナーを除去する。

中間転写ベルト８１から分離された転写材Ｐは、定着装置９０へと搬送される。転写材Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置９０によって加熱、加圧される。これによって、トナー像が転写材Ｐに対して溶融混合され、転写材Ｐ上に定着される。出力された転写材Ｐ上の画像情報は、ビデオカウンタ９１（画像密度算出部）により画像密度が算出され、そのデータはビデオカウント値として制御部に送信される。

その後、転写材Ｐは画像形成装置外へ排出される。本実施形態では、画像形成装置はＡ４サイズの画像を１分間に最大で２５枚の速度で排出することができる。

（トナー補給制御）
本実施形態に係るトナー補給制御の詳細を説明する。

静電像を現像し、トナーが消費されることにより、現像器２内の現像剤のトナー濃度が低下する。

このため、濃度制御装置により、トナーボトル７からトナーを現像器２に補給するトナー補給制御を行う。これにより、現像剤のトナー濃度を可及的に一定に制御し、または画像濃度を可及的に一定に制御する。

本実施形態では、２つの情報を元に補給制御を実施する。以下にＮ枚目の画像形成時の補給量について述べる。

１つ目は、Ｎ枚目の出力物の画像情報からビデオカウント値：Ｖｃを算出し、算出したビデオカウント値に係数：Ａ（Ｖｃ）をかけて、トナー消費量に関する情報としての、ビデオカウント補給量：Ｍ（Ｖｃ）を算出する。

Ｍ（Ｖｃ）＝Ｖｃ×Ａ（Ｖｃ） …（数式１）
ここで、画像比率：１００％（全面ベタ黒）の画像が出力されたときのビデオカウント値：Ｖｃ＝１０２３であり、画像比率に応じてビデオカウント値：Ｖｃは変化する。

２つ目は、まず、Ｎ−１枚目でのインダクタンスセンサ２６の検知結果より算出されたＴＤ比：ＴＤ（Ｉｎｄｃ）と、目標ＴＤ比：ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）との差分値：ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）を求める。次にその差分値（差分量）に、係数：Ａ（Ｉｎｄｃ）をかけて、インダク補給量：Ｍ（Ｉｎｄｃ）を算出する（トナー濃度検知部の検知結果）。

Ｍ（Ｉｎｄｃ）＝−ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）×Ａ（Ｉｎｄｃ） …（数式２）
ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）＝ＴＤ（Ｉｎｄｃ）−ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ） …（数式３）
ここで、係数：Ａ（Ｖｃ）、Ａ（Ｉｎｄｃ）はＲＯＭ１０２に予め記録される。目標ＴＤ比：ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）は、ＲＡＭ１０３に記録されており、設定値を変更することが可能である。

目標ＴＤ比：ＴＤ（ｔａｒｇｅｔ）の変更方法については、本実施形態では、参照用に画像濃度検知用画像パターン（パッチ画像）を作像し、その画像濃度を画像濃度センサ３１により検知して、その検知結果により変更している。

上記、ビデオカウント補給量：Ｍ（Ｖｃ）、Ｍ（Ｉｎｄｃ）、Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）の値より、トナー補給量：Ｍを下記の数式４で算出する。

Ｍ＝Ｍ（Ｖｃ）＋Ｍ（Ｉｎｄｃ）＋Ｍ（ｒｅｍａｉｎ） …（数式４）
ここで、Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）は、補給を実施できずに残っている残補給量である。残補給量が発生する理由は、補給がスクリューの１回転分を単位として行われるため、スクリューの１回転での補給能力を超えた１回転分に満たない補給量が残補給量として残ってしまうからである。この残補給量を算出し積算値を得るのが制御部１００内の残補給量算出部である。残補給量の制御についての詳細は後述する。

また、Ｍ＜０になった場合には、Ｍ＝０とする。数式４より、Ｍ（Ｉｎｄｃ）＝０であっても、画像比率が高いもしくは、残補給量が多い場合には、補給が実施される場合がある。

次に、トナー補給量：Ｍから補給モータ７３の要求回転回数：Ｂｒｑ（第１情報）を算出する。下トナー搬送スクリュー７２の１回転あたりの現像器への補給量：Ｔを予めＲＯＭ１０２に記録し、算出されたトナー補給量：Ｍより補給モータ７３の要求回転回数：Ｂｒｑを下記の数式５で算出する。

Ｂｒｑ＝Ｍ／Ｔ …（数式５）
ここで、Ｂｒｑの小数点以下は切り捨てとし、正数部分のみとする。本実施形態では、Ｔ＝０．１０ｇの設定である。

本実施形態では、要求回転回数：Ｂｒｑに対して、実際に補給可能な回転回数：実施回転回数：Ｂｐｒ（補給装置が補給した補給動作量に関する第２情報）を算出する。算出方法については後述する。１枚の画像形成に対して実施回転回数：Ｂｐｒ、補給モータ７３を回転しトナー補給を実施する。

１枚の画像形成で補給できなかったトナー量を残補給量：Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）とし、下記の数式６、
Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）＝Ｍ−Ｂｐｒ×Ｔ …（数式６）
によって算出する（第３情報）。

このように、第１情報と第２情報から第３情報を取得して、下記の強制補給シーケンスを実行するか否かを決定する。

（強制補給シーケンス）
本実施形態で実行可能な強制補給シーケンス（強制補給モード）について述べる。本実施形態では、トナー補給量：Ｍから補給モータ７３の回転回数：Ｂを算出し、補給を実行している。本実施形態では、補給モータ７３の小型化、静音化、低コストのために、１枚の画像形成で補給モータ７３は２回転までしかできない回転速度に設定している。

これは、本実施形態での画像形成装置が連続駆動時のＡ４サイズの転写材を１枚を出力するのに要する時間が２．４秒であるのに対し、補給モータ７３の回転速度を６０ｒｐｍまで落としているため、１秒間に１回転しか補給モータ７３を回せないためである。

本実施形態では、画像比率：１００％のＡ４サイズの全面ベタ画像出力時のトナー消費量が約０．３５ｇであるのに対し、トナーボトル７が１回転するときのトナー補給量は約０．１０ｇである。この場合、１枚の画像形成で補給モータ７３は２回転までしかできないので、最大補給量は０．２０ｇとなり、０．１５ｇ足りない。この０．１５ｇ分は補給できない（残補給量）ので、この残補給量が所定値に達したら、強制補給シーケンスを実施して補う手法を取る。以上のことを踏まえて、以下より本実施形態での強制補給シーケンスについて述べる。

図４は第１実施形態における強制補給シーケンスのフローチャートである。まず、画像形成開始前に、要求回転回数：Ｂｒｑを上記の数式５より算出する（Ｓ１）。

次に、算出したＢｒｑの値より、実際に補給可能な回転回数、つまり、実施回転回数：Ｂｐｒを算出する。具体的には、Ｂｒｑが２より大きい場合（Ｓ２）、Ｂｐｒは２とする（Ｓ３）。一方、Ｂｒｑが２以下の場合、Ｂｐｒ＝Ｂｒｑと計算する（Ｓ４）。

算出したＢｐｒの値により、画像形成時に補給モータ７３をＢｐｒの値だけ回転させ、トナー補給を実施する（Ｓ５）。次に、１枚の画像形成で補給できなかった残補給量：Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）を上記の数式６より算出する（Ｓ６）。

そして、算出した残補給量：Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）が、以下の数式７の関係、
Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）≧Ｍ（ｓｕｐｐｌｙ） …（数式７）
を満たすか否かを判断する（Ｓ７）。ここで、Ｍ（ｓｕｐｐｌｙ）は、少なくとも供給すべきトナーの許容値であり、ユーザがあらかじめ設定できる所定値である。

数式７を満たさない場合、画像形成終了後、強制補給シーケンスを実施することなく、次の画像形成を継続することができる。一方、数式７を満たす場合、強制補給シーケンスを実施することで補給できなかったトナーを補給する必要がある。

Ｍ（ｓｕｐｐｌｙ）は予めＲＯＭ１０２に記録されている。本実施形態では、Ｍ（ｓｕｐｐｌｙ）＝０．７０ｇとしたが、他の値にしても構わない。Ｍ（ｓｕｐｐｌｙ）は、トナーが補給できないことによる画像濃度等の影響を考慮して決定する必要がある。

図４に示すように、本実施形態では、強制補給シーケンスを実施する前に、１つの判断式を入れて、現像剤のトナー濃度を検査している（Ｓ８）。ここが本実施形態での特徴であり、この行程を入れることで課題を解決する。

ステップＳ８のトナー濃度検査では、強制補給シーケンスを実施する前に、インダクタンスセンサ２６でＴＤ（ｉｎｄｃ）を検知し、上記の数式３で算出されるΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値を検査する。これによって、強制補給シーケンスを実施するかどうかの判断を行う（Ｓ８）。現像剤のトナー濃度検査の内容については後述する。トナー濃度検査を経て強制補給を実施すると判断した場合、強制補給シーケンスに移行する（Ｓ９）。

強制補給シーケンスでは、画像形成終了後に画像形成動作を一時中断して（Ｓ１０）、次の手順で強制補給を実施する。

まず、残補給量：Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）の値より、補給モータ７３の強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）を下記の数式８、
Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＝Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）／Ｔ …（数式８）
で算出する（Ｓ１１）。

次に、画像形成終了後に画像形成動作を一時中断して、強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）の回数、補給モータ７３を回転させる（Ｓ１２）。そして、残補給量：Ｍ（ｒｅｍａｉｎ）を再度計算し（Ｓ１３）、その後、画像形成を再開する（Ｓ１４）。

図５は強制補給シーケンスを実施するときの画像状態を示す概念図である。図５に示すように、強制補給シーケンスを実施すると、画像と画像との間に間隔が空く。一方、ステップＳ８の制御で強制補給を実施しないと判断した場合、先の画像形成終了後、すぐに画像形成を継続することができる。

ステップＳ８のトナー濃度検査の判断内容について説明する。図６は比較例における強制補給シーケンス前のトナー濃度検査をしない場合のトナー濃度を示すグラフである。図６（ａ）は画像比率８０％で画像出力を行ったときのトナー濃度の推移を示す。図６（ｂ）ははじめ画像比率８０％で画像形成し、途中から画像比率１０％に切り替えるモードで画像出力を行ったときのトナー濃度の推移である。トナー濃度は、インダクタンスセンサ２６で検知したＴＤ比の推移を示す。図６において、黒塗り三角時に強制補給シーケンスを実施している。

図６（ａ）に示すように、ずっと画像比率８０％で画像出力をしたときには、検知されたＴＤ比は一定の範囲内にある。

一方、図６（ｂ）に示すように、画像比率８０％から途中で画像比率１０％に変えた場合、画像比率８０％のときに強制補給シーケンスが入ってから、画像比率１０％に切り替わった時には、検知されたＴＤ比が上昇する。これは、強制補給シーケンスで補給されたトナーが消費されないためである。

ＴＤ比が上昇すると、白地部のかぶり画像やトナー飛散などの不具合が生じやすくなるので、好ましい状態ではない。

この問題を解決するために、本実施形態では次のように制御している。

図７は第１実施形態における強制補給シーケンス前のトナー濃度検査をする場合のトナー濃度を示すグラフである。図７（ａ）は画像比率８０％で画像出力を行ったときのトナー濃度の推移である。また、図７（ｂ）ははじめ画像比率８０％で画像形成を行い、途中から画像比率１０％に切り替えるモードで画像出力を行ったときのトナー濃度の推移である。トナー濃度は、インダクタンスセンサ２６で検知した検知されたＴＤ比の推移を示す。図７において、黒塗り三角時に強制補給シーケンスを実施している。

強制補給シーケンスで上昇するトナー量はある程度、予測することができるので、ＴＤ比を目標値よりある一定以上高くしないためには、強制補給シーケンス実施を許可するＴＤ比を規定すればよい。このことは、ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）が所定値：Ａ未満であれば、強制補給シーケンス後のＴＤ比が所定値以内に収まるので、この条件でのみ強制補給シーケンスを実施する。

以上のように、本実施形態では、インダクタンスセンサ２６の検知結果より制御部１００で算出されたＴＤ比の値とＴＤ比の目標値との差分となるΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値によって、強制補給シーケンスの実行条件を変更する。具体的に、本実施形態では、ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）が所定値未満であるかによって、強制補給シーケンスを実行する否かを決定している。

本実施形態では、所定値：Ａ＝−０．３％と設定したが、他の値でも構わない。Ａの数値を下げる（−０．３％より下げる）場合は、今度はＴＤ比が下がり過ぎてしまう場合があるので注意が必要である。

本実施形態によれば、画像比率８０％から途中で画像比率１０％に変えた場合であっても、ＴＤ比の上昇を抑えることができる。図７（ａ）では、画像比率８０％のときに強制補給シーケンスが入ってから、画像比率１０％に切り替わった後にも、ＴＤ比の上昇が抑えられていることがわかる。一方、図７（ｂ）では、ずっと画像比率８０％で画像出力をしたときには、検知されたＴＤ比はある範囲内に入っていることがわかる。

〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。図８は第２実施形態における強制補給シーケンスのフローチャートである。図９は第２実施形態におけるΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）と強制補給の最大回転回数の関係を示した図表である。

第１実施形態では、図４の（Ｓ８）における強制補給シーケンスを実施するか否かの判断を入れることでＴＤ比の上昇を抑えることができた。第２実施形態では、異なるアプローチとして、ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値に応じて、強制補給シーケンスの実行条件を変更する。具体的に、本実施形態では、ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値に応じて、強制補給シーケンスで補給できる補給量に制限を設ける。これにより、ＴＤ比の上昇による不具合を防止する。

図８に示す第２実施形態のフローチャートと図４で示した第１実施形態のフローチャートはＳ７までの手順は同じである。図８では、図４のＳ８のステップがなくなり、Ｓ２４、Ｓ２５の行程が追加になっている。つまり、図４のステップＳ９〜Ｓ１１、Ｓ１３〜Ｓ１４は、図８のステップＳ２１〜Ｓ２３、Ｓ２６〜Ｓ２７と同内容である。

本実施形態特有の行程について説明する。

ステップＳ２３で上記数式８より強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）を算出した後、ステップＳ２４でΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値によって強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）に制限をかける。

図９に示すように、ΔＴＤ（Ｉｎｄｃ）の値に応じて、補給モータ７３の強制補給の最大回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ｍａｘ（回転回数の最大値）が決められている。

そこで、Ｓ２４においては、Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＞Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ｍａｘの場合、補正後の強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ａｄｊｕｓｔ＝Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ｍａｘとする。すなわち、補正後の強制補給の回転回数をトナーボトル７の回転回数が強制補給の最大回転回数を超えないように調整する。

一方、Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）≦Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ｍａｘの場合は、補正後の強制補給の回転回数：Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）＿ａｄｊｕｓｔ＝Ｂ（ｓｕｐｐｌｙ）とする。

このように、ステップＳ２４の算出結果に基づいて、ステップＳ２５にて強制補給シーケンス時に補給モータ７３を回転させる。これにより、ＴＤ比の上昇を抑えることができる。

〔他の実施形態〕
前述した第１実施形態及び第２実施形態を別々に説明したが、これらを組み合わせることもできる。すなわち、第１実施形態におけるＳ８のステップの後、第２実施形態のＳ２１から始まる強制補給シーケンスを実行することとしてもよい。

ＩＰ…画像形成部
１…感光体ドラム
２…現像器
７…トナーボトル
２６…インダクタンスセンサ
２７…現像駆動モータ
５０…クリーニング器
６１…搬送ローラ
７３…補給モータ
７４…回転検知センサ
７５…補給口
７６…トナーボトル有無センサ
８１…中間転写ベルト
１００…制御部
１０１…ＣＰＵ
２３２…現像スリーブ

Claims (5)

1. 像担持体と、
   現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成される静電像を現像する現像装置と、
   前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、
   前記現像装置の現像剤中のトナーの濃度を検知する濃度検知部と、
   出力する画像のビデオカウント値をカウントするカウント部と、
   前記カウント部でカウントされたビデオカウント値と前記濃度検知部の出力に基づいて前記補給装置から前記現像装置に補給するトナー量を設定する設定部と、
   前記設定部に基づき画像形成動作中に前記補給装置から前記現像装置へトナーの補給動作を行う補給モードと、前記設定部に基づき画像形成動作を中断して前記補給装置から前記現像装置へトナーの補給動作を行う強制補給モードと、を実行可能な制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記設定部で設定された補給トナー量と補給されたトナー量との差分が所定量以上になった場合に、前記トナー濃度検知に基づくトナー濃度が目標値に対して所定値を超えて少なくなったら前記強制補給モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補給装置は、回転して現像剤にトナーを補給する補給部を有し、前記補給されたトナー量は、前記補給部の回転数を用いて算出される値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記回転数が前記強制補給モードにおいて予め設定した前記補給部の回転数の最大値を超えないように調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記強制補給モードにおける前記補給部の回転数が前記最大値を超えない場合、前記補給部の回転数を、前記濃度検知部の検知結果より算出されたトナー濃度の値とトナー濃度の目標値との差分に応じて調整することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記設定部で設定された補給トナー量と補給されたトナー量との差分が所定量以上になった場合に、前記濃度検知部に基づくトナー濃度が目標値に対して所定値を超えて多い状態では、前記強制補給モードを実施しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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