JP6381291B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関し、特に、現像剤を強制的に供給させる強制供給モードを有する構成に関する。

一般に、電子写真方式などの画像形成装置では、画像比率（印字率）の低い画像形成が行なわれる割合が多いと、現像装置内の現像スリーブから感光ドラムに移行するトナーの割合が少なくなる。そのような状態で、現像装置が長時間駆動し続けると、現像装置内でトナーの劣化が生じるため、トナー飛散やかぶりなどと言った画像不良が生じ易くなる。このため、従来から、現像装置に強制的にトナーを消費させる（現像装置によりトナーが強制的に供給される）ことを行っていた。

例えば、画像形成毎に使用される現像剤量を指標する値が設定された基準の現像剤量よりも小さい場合にその差分を算出し、その算出された差分を積算した積算値が所定値に達するとトナーの強制消費（強制供給）を実行する発明が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の発明の場合、基準の現像剤量を印字率５％で固定している。

特開２００６−２３３２７号公報

上述の特許文献１に記載の発明のように、基準の現像剤量を固定とした場合、トナーの強制消費の実行が、条件によってはトナー劣化度に応じたものでない可能性がある。例えば、新品の現像装置の設置直後や、高印字率の画像を大量に出力した後では、現像装置内のトナーは劣化が進行していない。このような劣化が進行していない現像剤が大半を占める状態であっても、引用文献１に記載の発明の場合、低印字率の画像が連続して形成されるとトナー強制消費が実行されることになる。そして、この場合には、トナー劣化度が進行していないにも関わらず必要以上のトナー強制吐き出しを実行してしまうことになり好ましくない。

本発明は、このような事情に鑑み、トナー劣化に応じてトナーの強制供給を適切に行える構成を実現すべく発明したものである。

本発明は、複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブを実行可能な画像形成装置であって、像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するための現像装置と、前記連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する前記像担持体の領域に対して前記現像装置によりトナーが強制的に供給される強制供給モードの動作を実行する制御部と、を備える。
そして、本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。前記制御部は、前記連続画像形成ジョブの実行中において第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定の閾値よりも少ない第１の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記第２の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定の閾値以上である第２の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御することを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。前記制御部は、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置を第１の時間よりも長い所定の第２の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定の閾値よりも少ない第１の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置を前記第２の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定の閾値以上である第２の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御することを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。前記制御部は、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの画像形成枚数が第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数に達した後の第１の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの画像形成枚数が前記第２の枚数に達するまでの第２の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御することを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。前記制御部は、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの前記現像装置の駆動時間が第１の時間よりも長い所定の第２の時間に達した後の第１の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの前記現像装置の駆動時間が前記第２の時間に達するまでの第２の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御することを特徴とする。

本発明によれば、トナー劣化に応じてトナーの強制消費を適切に行える。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施形態に係る画像形成ステーションの概略構成図。 第１の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。 同じく概略構成縦断面図。 第１の実施形態に係る現像装置に備えられた温度センサの制御ブロック図。 各印字率において、画像形成枚数に対するトナーの平均滞在枚数を示す図。 各印字率において、画像形成枚数に対するＢＥＴ値を示す図。 各印字率において、トナーの平均滞在枚数に対するＢＥＴ値を示す図。 第１の実施形態に係る強制消費モードの動作の制御ブロック図。 第１の実施形態に係る長期平均印字率の算出方法の３例を説明するための模式図。 第１の実施形態に係る強制消費モードの実行可否の判断を行うためのフローチャート。 第１の実施形態に係る強制消費モードの動作を示すフローチャート。 第１の実施形態に係る実施例１を説明する図。 実施例１と比較例１との画像形成枚数に対するＢＥＴ値を示す図。 第１の実施形態に係る実施例２を説明する図。 実施例２と比較例２との画像形成枚数に対するＢＥＴ値を示す図。 第１の実施形態に係る実施例３を説明する図。 実施例３と比較例３との画像形成枚数に対するＢＥＴ値を示す図。 本発明の第２の実施形態に係る強制消費モードの動作の制御ブロック図。 第２の実施形態に係る強制消費モードの動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る実施例４と比較例４、５との画像形成枚数に対するＢＥＴ値を示す図。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１３を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１ないし図３を用いて説明する。

［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置１００は、図１に示すように、それぞれ像担持体としての感光ドラム１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）を備えた４つの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、を有する。各画像形成ステーションの下方には、中間転写装置１２０が配置されている。中間転写装置１２０は、中間転写体としての中間転写ベルト１２１が、ローラ１２２、１２３、１２４に張設されて、矢印方向に走行するように構成されている。

感光ドラム１０１の周囲には、一次帯電装置１０２（１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ）、現像装置１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）、クリーナ１０９（１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｋ）などが配置されている。このような感光ドラム周りの構成及び画像形成動作について、図１及び図２を用いて説明する。なお、各色について感光ドラム回りの構成は同様である為、特に区別する必要がない場合には、各色の画像形成ステーションの構成であることを示す添え字を省略して説明する。

感光ドラム１０１は、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１０１の表面は、非接触帯電式（コロナ式）の一次帯電装置１０２によって一様に帯電される。帯電された感光ドラム１０１の表面には、露光装置であるレーザ発光素子１０３によって露光されることで静電潜像が形成される。このように形成された静電潜像は、現像装置１０４でトナーにより可視像化され、感光ドラム１０１上にトナー像が形成される。各画像形成ステーションでは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像が形成される。

各画像形成ステーションで形成されたトナー像は、一次転写ブレード１０５（１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋ）による一次転写バイアスによって、ポリイミド系樹脂からなる中間転写ベルト１２１上に転写され重ね合わせられる。中間転写ベルト１２１上に形成された４色のトナー像は、ローラ１２４と対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ１２５によって記録材（例えば用紙、ＯＨＰシートなどのシート材）Ｐに転写される。記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト１２１に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ１１４ｂによって除去される。トナー像が転写された記録材Ｐは、定着ローラ１３１、１３２を備えた定着装置１３０によって加圧／加熱され、トナー像が定着される。また、一次転写後に感光ドラム１０１上に残った一次転写残トナーは、クリーナ１０９により除去され、更に前露光ランプ１０にて感光ドラム１０１上の電位が消去され、感光ドラム１０１は再び画像形成に供される。また現像装置４内には現像装置内の現像剤の温度検知手段としての温度センサ１０４Ｔが配置されている。

次に、本実施形態の画像形成装置１００における画像処理ユニットのシステム構成について図３を用いて説明する。図３において、２００は外部入力インタフェース（外部入力Ｉ／Ｆ）である。外部入力インタフェース２００を介して必要に応じて原稿スキャナ、コンピュータ（情報処理装置）等の不図示の外部装置からＲＧＢ画像データとしてカラー画像データが入力される。２０１はＬＯＧ変換部であり、ＲＯＭ２１０に格納されているデータ等により構成されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて入力されたＲＧＢ画像データの輝度データをＣＭＹの濃度データ（ＣＭＹ画像データ）に変換する。２０２はマスキング・ＵＣＲ部であり、ＣＭＹ画像データから黒（Ｂｋ）成分データを抽出し、記録色材の色濁りを補正すべく、ＣＭＫＹ画像データにマトリクス演算を施す。２０３はルックアップテーブル部（ＬＵＴ部）であり、画像データをプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるためにガンマルックアップテーブル（γルックアップテーブル）を用いて入力されたＣＭＹＫ画像データの各色毎に濃度補正を施す。なお、γルックアップテーブルはＲＡＭ２１１上に展開されたデータに基づいて作成され、そのテーブル内容はＣＰＵ２０６によって設定される。２０４はパルス幅変調部であり、ＬＵＴ部２０３から入力された画像データ（画像信号）のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力する。このパルス信号に基づいてレーザドライバ２０５がレーザ発光素子１０３を駆動し、感光ドラム１０１上を照射することで静電潜像が形成される。

ビデオ信号カウント部２０７はＬＵＴ部２０３に入力された画像データの（本実施形態では６００ｄｐｉにおける）１画素毎のレベル（０〜２５５レベル）を画像１面分積算する。この画像データ積算値を、ビデオカウント値と呼ぶ。このビデオカウント値は出力画像が全面すべて２５５レベルだった場合に最大値１０２３となる。なお、回路の構成上制限があるときは、ビデオ信号カウント部２０７のかわりにレーザ信号カウント部２０８を用いて、レーザドライバ２０５からの画像信号を同様に計算することで、ビデオカウント値を求めることが可能である。

［現像装置］
次に、本実施形態の現像装置１０４について、図４ないし図６を用いて詳しく説明する。現像装置１０４は、現像容器２０を備え、現像容器２０内に現像剤としてトナーとキャリアを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器２０内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２４と、現像スリーブ２４上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材２５とを有している。

現像容器２０の内部は、その略中央部が図４の紙面に垂直方向に延在する隔壁２３によって現像室２１ａと攪拌室２１ｂに水平方向の左右に区画されており、現像剤は現像室２１ａ及び攪拌室２１ｂに収容されている。現像室２１ａ及び攪拌室２１ｂには、現像剤攪拌・搬送手段としての搬送部材である第１及び第２の搬送スクリュー２２ａ、２２ｂがそれぞれ配置されている。図５に示すように、第１の搬送スクリュー２２ａは、現像室２１ａの底部に現像スリーブ２４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転することで現像室２１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の搬送スクリュー２２ｂは、攪拌室２１ｂ内の底部に第１の搬送スクリュー２２ａとほぼ平行に配置され、攪拌室２１ｂ内の現像剤を第１の搬送スクリュー２２ａとは反対方向に搬送する。

このように、第１及び第２の搬送スクリュー２２ａ、２２ｂの回転による搬送によって、現像剤が隔壁２３の両端部の開口部（即ち、連通部）２６、２７（図５参照）を通じて現像室２１ａと攪拌室２１ｂとの間で循環される。本実施形態では、現像室２１ａと攪拌室２１ｂは水平方向の左右に配置されるが、現像室２１ａと攪拌室２１ｂが上下に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。

現像容器２０の感光ドラム１０１に対向した現像領域Ａに相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２４が感光ドラム方向に一部露出するように回転可能に配設されている。本実施形態では、現像スリーブ２４の直径は２０ｍｍ、感光ドラム１０１の直径は８０ｍｍ、この現像スリーブ２４と感光ドラム１０１との最近接領域を約４００μｍの距離とする。この構成によって、現像領域Ａに搬送した現像剤を感光ドラム１０１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。なお、この現像スリーブ２４は、アルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２４ｍが非回転状態で設置されている。

上記構成にて、現像スリーブ２４は、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転し、穂切り部材２５による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持する。現像スリーブ２４は、層厚が規制された現像剤を感光ドラム１０１と対向した現像領域Ａに搬送し、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。この時、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ２４には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。

なお、本実施形態においては、ベタ画像形成時の感光ドラム１０１上の単位面積当たりのトナー量を０．７ｍｇ／ｃｍ^２になるように、上述の直流電圧値とレーザ発光素子１０３によっての露光電位（即ちベタ部電位）との電位差を制御している。ここで、ベタ画像とは、感光ドラム１０１の画像形成可能領域の全面に形成したトナー像であり、画像比率（印字率）が１００％の場合を言う。また、一般に、２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にカブリが発生し易くなる。このため、現像スリーブ２４に印加する直流電圧と感光ドラム１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、カブリを防止することが行なわれる。

穂切り部材（規制ブレード）２５は、現像スリーブ２４の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材で構成される。また、穂切り部材２５は、感光ドラム１０１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この穂切り部材２５の先端部と現像スリーブ２４との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域Ａへと送られる。

なお、穂切り部材２５と現像スリーブ２４の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２４上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、穂切り部材２５によって、現像スリーブ２４上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ^２に規制している。また、穂切り部材２５と現像スリーブ２４は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。本実施形態では５００μｍに設定した。

また、現像領域Ａにおいては、現像装置１０４の現像スリーブ２４は、共に感光ドラム１０１の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光ドラム１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、１．３〜２．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されれば、何倍でも構わない。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。

更に、現像容器２０内の開口部（即ち、連通部）２６には現像剤の温度検知手段としての温度センサ１０４Ｔが配置されている。温度センサ１０４Ｔは、現像装置内の現像剤中に配置されており、現像剤の温度を直接検知している。温度センサ１０４Ｔの現像容器２０内における配置場所に関しては、検知精度向上のため現像剤にセンサ面が埋まる位置が望ましい。但し、温度センサの配置場所に関しては、これに限らない。精度は若干落ちるが、画像形成装置本体に設けられた温度センサを用いて現像装置内の温度を検知する構成であっても良い。

ここで、温度センサ１０４Ｔについて、図６を用いて詳しく説明する。本実施形態では、温度センサ１０４Ｔとしてセンシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製温湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズを用いた。その構成は、湿度検知デバイスとして静電容量ポリマーのセンシング素子１００１、温度検知デバイスとしてバンドギャップ温度センサ１００２を実装している。これらは、いずれも１４ビットＡ／Ｄコンバータ１００３にカップリングされ、デジタルインタフェース１００４を通じてシリアル出力を行う仕様のＣＭＯＳデバイスである。

温度検知デバイスであるバンドギャップ温度センサは、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタを用いることで、その抵抗値から温度を算出している。また、湿度検知デバイスであるセンシング素子１００１は、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである。このようなセンシング素子１００１は、湿度に応じてポリマーに吸着する水分量が変化する結果、コンデンサの静電容量が湿度に対して線形に変化することを利用して、静電容量を湿度に変換することで検知している。本実施形態において用いた温度センサ１０４Ｔは、温度と湿度の両方を検知できるものだが、実際には温度の検知結果のみしか利用しないので、その他の温度のみ検知できるセンサで十分である。

［現像剤の補給］
次に、本実施形態における現像剤の補給方法について図４及び図５を用いて説明する。現像装置１０４の上部には、現像剤の消費量に応じてトナーを現像装置１０４に補給する補給手段としてのトナー補給装置３０が配置される。トナー補給装置３０は、トナーとキャリアを混合した補給用の２成分現像剤を収容するホッパー３１を備える。このホッパー３１は、下部にスクリュー状の補給部材、即ち、補給スクリュー３２を備え、補給スクリュー３２の一端が現像装置１０４の後端部に設けられた現像剤補給口３０Ａの位置まで延びている。

画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュー３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー３１から現像剤補給口３０Ａを通過して、現像容器２０内に補給される。このようにしてホッパー３１から現像装置１０４に補給される補給現像剤の量は、補給スクリュー３２の回転数によっておおよそ定められる。この回転数は画像データのビデオカウント値と、図２に示した濃度センサ１１の検知結果とに基づいて、制御手段としてのＣＰＵ２０６（図３）によって定められる。濃度センサ１１は、感光ドラム１０１上に形成された基準潜像を現像して得られたパッチ画像（基準トナー像）の濃度を検知する。

ここで、現像容器２０に収容されているトナーとキャリアからなる２成分現像剤について詳しく説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。

また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。キャリアは、重量平均粒径が２０〜６０μｍ、好ましくは３０〜５０μｍであり、抵抗率が１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは１０^８Ωｃｍ以上である。本実施形態では１０^８Ωｃｍのものを用いた。

なお、本実施形態にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は、以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、ＳＤ−２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置（シスメックス社製）を使用した。測定方法は以下に示す通りである。即ち、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行なう。そして、上記のＳＤ−２０００シースフロー電気抵抗式粒度分布測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

また、本実施形態にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いた。片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。

［強制消費モード（強制供給モード）］
次に、本実施形態の強制消費モード（強制供給モード）について、図７ないし図１３を用いて説明する。まず、本実施形態では、画像比率（印字率）の低い画像形成が連続した場合など、後述する条件を満たした場合に、画像形成を中断して、或いは、画像形成ジョブの終了に伴う後回転時に、トナーを強制的に消費する強制消費モードを実行可能である。特に、画像形成を中断して強制消費モード（強制供給モード）を行う場合、複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する感光ドラム１０１の領域に対して現像装置１０４によりトナーが強制的に供給される。即ち、低Ｄｕｔｙの画像が連続した場合、現像容器２０内から感光ドラム１０１へ移行するトナーの割合が少なくなる。このため、現像容器２０内のトナーは第１及び第２の搬送スクリュー２２ａ、２２ｂによる攪拌や、穂切り部材２５を通過するときの摺擦を長時間受けることになる。その結果、前述したトナーの外添剤が剥れたり、トナー表面に埋め込まれたりしてトナーの流動性や帯電性能が低下し、画像品質が劣化してしまう。ここで重要なことは、トナー劣化は現像装置内にトナーが滞在し続ける時間に比例する点であり、この滞在時間を短くすることがトナー劣化抑制につながる。そこで、一般に画像形成を中断して（ダウンタイムを設けて）、或いは、後回転時に、現像装置１０４内の劣化したトナーを感光ドラム１０１の非画像域に現像し、強制的に吐き出す（消費する）強制消費モードを実行する。

この際、印字率によってトナー劣化の進行が異なる（印字率が低いほど劣化したトナーの割合が多くなる）ことに着目し、印字率に応じてトナー吐き出し動作によるダウンタイムの時間やトナー吐き出し頻度を変えている。なお、印字率とは最大画像形成領域に形成されるトナー面積であって、例えば、黒ベタ画像が１００％であり、白ベタ画像は０％となる。

次に印字率の異なる画像形成を複数枚行った場合に、トナーの現像装置内の滞在時間がどのように変化してトナー劣化がどのように進行していくかを、図７を用いて説明する。図７は、印字率が異なる画像で複数枚の画像形成を実施した場合の、現像装置内のトナー平均滞在枚数と画像形成枚数の関係を示す。トナー平均滞在枚数とは、トナーが平均して現像装置内に枚数ベースで何枚分滞在しているかを示すものである。

図７の実線は、印字率０％の画像形成をなされた場合のトナー平均滞在枚数を示している。印字率０％では、トナーを消費しないために画像形成枚数１枚増えるごとに現像装置内のトナー全てが１枚分現像装置内に滞在していたことになり、トナー平均滞在枚数は１枚分増加する。図７の細かい点線は、印字率１％の画像形成をなされた場合のトナー平均滞在枚数を示している。印字率０％時に比べてトナー消費が１％印字率分なされるために１％印字率に相当する分が補給トナー、即ち新しいトナーとして交換が行われる。その結果、トナー平均滞在枚数は耐久枚数１枚増えるごとに平均滞在枚数は１枚より新しいトナーに交換分若干１枚未満で増加し、画像形成枚数が進むと飽和する傾向になる。

図７のもう一方の点線は、印字率２％の画像形成をなされた場合のトナー平均滞在枚数を示している。印字率１％と比較して２％印字率分すなわち２倍の新しいトナーと交換が為されるために更にトナー平均滞在枚数の増加率が低下して、飽和するトナー平均滞在枚数が低くなっていることがわかる。また同様に印字率５％の画像形成が為された場合は、１点鎖線が示すとおり、増加率が更に低下して飽和するトナー平均滞在枚数が更に低くなっていることがわかる。トナー平均滞在枚数の飽和値は、平均印字率と反比例の関係にあり、本実施形態の条件においては、印字率１％時は約７２００枚、印字率２％時は約３６００枚、印字率５％時は約１４５０枚になっている。

次に上記で説明したトナー平均滞在枚数と、トナー劣化度は比例の関係にあることを説明する。先に説明したとおり現像装置内で長期間の攪拌及び摺擦劣化を受けると、トナー粒子に含まれる外添剤の剥がれや埋め込みが発生して、トナー流動性・帯電性の変化を生じる。このような外添剤の状態変化は、ＢＥＴ値を用いて定量的に把握することが可能である。本実施形態においてはトナーのＢＥＴ値測定には、カンタクローム社製クワドラソーブＳＩを用いて測定した。外添剤のトナー表面への付着状態変化として用いたトナーのＢＥＴ値は、トナー表面の外添剤の付着量を示すものであり、トナー表面に存在する外添剤が少なくなると共にトナーのＢＥＴ値が小さくなる。つまり、トナー母体表面にＢＥＴ値の大きい外添剤が外添されることによりトナーとしてのＢＥＴ値も大きくなるが、外添剤のトナー樹脂内への埋め込みやトナー表面からの離脱によりトナーのＢＥＴ値が小さくなる。トナー表面から外添剤がなくなった場合にはトナーのＢＥＴ値はトナー母体のＢＥＴ値と同じになる。

次に３０℃環境条件で、０％、１％、２％印字率で画像形成を行った際に１０００枚間隔で現像剤をサンプリングし、トナー劣化度の指標であるＢＥＴ値と画像形成枚数、同ＢＥＴ値とトナー平均滞在枚数との関係を調べた。この結果を図８及び図９に示す。まず図８から画像形成に伴ったＢＥＴ値が減少している様子が見て取れ、低印字率画像の方が画像形成に伴うＢＥＴ値の変化が大きい様子がわかる。なおＢＥＴ値１．６ｍ^２／ｇ付近で下げ止まるのは、外添剤がほとんどなくなり上記で述べたトナー母体のＢＥＴ値相当になったことを示唆する。図９は図８の横軸をトナー平均滞在枚数に換算した場合のグラフである。図９から画像印字率０％、１％、２％にかかわらずトナー平均滞在枚数とＢＥＴ値は同相関にあり、すなわちトナー平均滞在枚数によって一意にトナー劣化度（本実施例ではＢＥＴ値）を把握することが可能であることが分かる。

なお、本実施形態においては、トナー劣化度であるＢＥＴ値が２．０ｍ^２／ｇ以下になると、トナー飛散・かぶり・粒状感が顕著に現れてくる。すなわち図９で示すとおり、ＢＥＴ値２．０ｍ^２／ｇのときのトナー平均滞在枚数４０００枚が上記課題を発生する閾値であることがわかる。例えば印字率２％であれば、図７で示したトナー平均滞在枚数の飽和枚数が３６００枚であるため、同印字率画像で長期間画像形成を行っても上記課題を発生しない。一方、印字率１％の場合は、画像形成枚数約６０００枚を超えたあたりで画像弊害が発生する。すなわち本実施形態においては印字率が２％以上の画像であれば、画像形成によりトナーが劣化しても、かぶり・粒状感が顕著になるレベルに至らないことがわかる。以上述べたように、低印字率の画像形成をなされた場合、現像装置内にトナーが長期間滞在することによりトナー劣化が生じるため、トナー平均滞在枚数が所定枚数以上にならないようにトナー吐き出し制御を実行すれば良いことがわかる。

ここで重要なことは、トナー劣化度に比例するトナー平均滞在枚数は、画像印字率にもよるが、低印字率画像を継続して画像形成しても、数１０００〜１００００枚程度の画像形成が余分にかかる点にある。詳細には、例えば１％印字率の画像を行った場合は、トナー平均滞在枚数４０００枚に到達するまで実際の画像形成枚数は約６０００枚を要する。逆にいうと、１％印字率画像で画像形成したとしても、画像形成枚数６０００枚までは画像弊害が発生しないことになる。

前述した特許文献１に記載されたような従来のトナー強制吐き出し制御の場合、この点を考慮されていなかった。特許文献１に記載された制御に従えば、同じ印字率の画像形成が寿命までなされた場合でもトナー劣化度が想定レベルに超えることがない値を基準現像剤量として、トナー強制吐き出しを実行している。即ち、特許文献１に記載の制御にしたがうと、２％未満の印字率の画像形成を行った場合、トナー平均滞在枚数に関わらずトナー強制吐き出しを実行するので、必要量以上のトナーを消費する場合があった。そこで、本実施形態においては、以下に説明するように、トナー強制吐き出し制御（強制消費モード）を実行するようにしている。

本実施形態の場合、制御手段としてのＣＰＵ２０６が、現像装置に強制的にトナーを消費させる強制消費モードを実行可能である。このためにＣＰＵ２０６は、差分算出手段、積算手段、実行手段の機能を備える。差分算出手段は、画像形成の所定の単位毎に消費されるトナー量に応じた消費値（ビデオカウント値Ｖ）とこの所定の単位に対して設定される基準値（トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ）との差分（Ｖｔ−Ｖ）を算出する。積算手段は、差分算出手段により算出した上述の差分（Ｖｔ−Ｖ）を積算して積算値（トナー劣化積算値Ｘ）を求める。そして、実行手段は、この積算値が閾値（実行閾値Ａ）よりも大きい場合に、強制消費モードを実行する。

ここで、強制消費モードを実行するために使用する、画像形成の所定の単位に対して設定される基準値であるトナー劣化閾値の設定について説明する。なお、画像形成の所定の単位とは、例えば、Ａ４サイズの記録材１枚のような、画像形成を行う上で設定される単位である。この所定の単位は、サイズや枚数はこれに限らず、例えば、Ａ３、Ｂ５などのサイズでも良く、１／２枚や複数枚など、その画像形成装置で主として使用される記録材のサイズや使用状況などに応じて適宜設定される。本実施形態では、Ａ４サイズの記録材１枚を所定の単位とする。

前述したように、感光ドラムへのトナー移行の割合が少なく、現像容器２０へのトナー補給が少ない場合（印字率が低い場合）トナー劣化が進行してしまう。どの程度に印字率が低い場合にトナー劣化による画像品質低下が発生するのかを表わす値（上記基準値）として、本実施形態では「トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ」を設定する。

本実施形態の場合、所定枚数（第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数）あたりの、或いは、現像装置の所定駆動時間（第１の時間よりも長い所定の第２の時間）あたりの平均トナー消費量に関する情報（所定枚数（後述するように本実施形態では５０００枚）毎に消費されるトナー量の移動平均値に関する情報）に基づいて、上述の基準値を複数設定している。本実施形態の場合、この平均トナー消費量に関する情報は、各画像形成に用いられるビデオカウント値を所定枚数（本実施形態では５０００枚）分平均して算出される平均印字率（平均画像比率）であり、以下、これを長期平均印字率と言う。この長期平均印字率は、所定の第２の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量、又は、現像装置を所定の第２の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量に相当する。ＣＰＵ２０６は、上述の基準値を、この長期平均印字率が、所定の基準トナー消費量に対応する値未満の（所定の閾値よりも少ない）場合に第１基準値に、長期平均印字率が所定の基準トナー消費量に対応する値以上の（所定の閾値以上である）場合に、第１基準値よりも低い第２基準値に設定する。この所定の基準トナー消費量に対応する値（所定の閾値）とは、本実施形態では印字率（画像比率）であり、同じ印字率の画像形成が装置の寿命までなされたとしてもトナー劣化度が想定レベル（出力画像に影響がないレベル）の範囲内となるような値である。本実施形態では、所定の基準トナー消費量に対応する値を、印字率２％とした。即ち、前述したように、印字率が２％以上の画像であれば、画像形成によりトナーが劣化しても、かぶり・粒状感が顕著になるレベルに至らないため、所定の基準トナー消費量に対応する値を印字率２％とした。

なお、本実施形態では、長期平均印字率として、１枚プリント毎のビデオカウント値を用いて算出しているが、以下でも代用が可能である。例えば、プリント毎ではなく、現像スリーブの所定回転時間あたり（現像装置の所定駆動時間あたり）の平均トナー消費量を用いても良い。このトナー消費量は、同様にビデオカウント値から算出する。即ち、１枚プリント毎の現像スリーブの回転数が同じであれば、このような定義として制御上、特に変わりがない。他方、プリント間で現像スリーブの回転を伴う割り込み制御などが実行される場合などは、その分の現像スリーブ回転に伴うトナー劣化が生じるため、現像スリーブ回転時間当たりの消費量として制御することが好ましい。

また、本実施形態では、トナー消費量をビデオカウントによって算出しているが、例えば補給トナー量を制御検出してトナー消費量として用いても良い。補給トナー量検出手段としては、公知の補給スクリューの回転数などを用いて算出することが可能である。

ここで、本実施形態の強制消費モードの制御の特徴的なところは、基準値（トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ）を固定値ではなく、長期平均印字率に応じて変更するところにある。先に説明したようにトナー劣化度はトナー平均滞在枚数に比例して進行し、またトナー平均滞在枚数の飽和値は図７に示したとおり印字率に対して反比例の相関にある。ここで重要なことは、トナー平均滞在枚数は、数千枚程度の画像形成枚数（長期枚数）によって飽和する傾向になるため、ある程度の長期枚数にわたっての印字率平均値に対して相関が出ることになる。

したがって、本実施形態においては、５０００枚分を平均した長期平均印字率を用いてトナー平均滞在枚数に比例するトナー劣化度を予測し、トナー劣化度に合わせてトナー劣化閾値ビデオカウント値を変更している。さらに詳細に述べると、トナー平均滞在枚数の飽和値は、予め設定されている現像装置内の現像剤量中の総トナー量と、所定の基準トナー消費量である所定印字率２％に相当するトナー量で除した値である。本実施形態においては、総トナー量は現像剤４００ｇ中の８％の３２ｇであり、印字率２％トナー量は０．００８８ｇである。このため、トナー平均滞在枚数の飽和枚数は約３６００枚である。

図７に示したように、所定印字率２％のトナー平均滞在枚数の飽和に要する画像形成枚数（１１０００枚程度）は、トナー平均滞在枚数の飽和値（３６００枚）よりも多い（飽和値の３倍程度）。このため、長期平均印字率の所定枚数は、トナー平均滞在枚数の飽和値よりも高く設定されることが好ましい。即ち、飽和枚数３６００枚より長い値に設定することが好ましい。ここで、長期平均印字率の枚数を、トナー平均滞在枚数の飽和枚数３６００枚より少なくした場合、トナー劣化度を予測するための枚数としては少なすぎて、必要以上に強制消費モードが実行される可能性がある。即ち、上述したように、トナー平均滞在枚数は、数千枚程度の画像形成枚数（長期枚数）によって飽和する傾向になるため、ある程度の長期枚数にわたっての印字率平均値に対して相関が出る。このため、トナー平均滞在枚数が飽和する前の枚数で長期平均印字率を算出した場合、長期平均印字率（印字率平均値）に対するトナー平均滞在枚数の相関が現れていない可能性がある。即ち、トナー劣化度の予測を適切に行えない可能性がある。

一方、長期平均印字率の所定枚数を多くしすぎた場合、本来、基準値（トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ）を変更しなければならないような「低ＤＵＴＹで且つ画像形成枚数が多い状態」になっても、この基準値が変更されない可能性がある。例えば、印字率１％で画像形成を行った場合、前述したように、約６０００枚で画像弊害が発生してしまう。このため、本実施形態では、長期平均印字率の所定枚数を６０００枚未満としている。まとめると、長期平均印字率の所定枚数（所定の第２の枚数）は、３６００枚以上６０００枚未満に設定することが好ましく、本実施形態では、５０００枚に設定している。

ここで、長期平均印字率の算出方法について、図１１を用いて説明する。本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、画像形成１枚毎のビデオカウント値５０００枚分をＶ１〜Ｖ５０００まで記憶しておく。即ち、所定枚数（本実施形態では５０００枚）毎に消費されるトナー量の移動平均値に関する情報を記憶しておく。そして、５０００枚のビデオカウント値の積算値を平均し、印字率１００％＝ビデオカウント５１２から長期平均印字率を算出している。また、次の画像形成時には、１枚目のビデオカウント値Ｖ１を削除し、５００１枚目までのビデオカウント値Ｖ５００１を含めた５０００枚分のビデオカントを記憶及び平均化することで算出する。

なお、この場合、５０００枚分のビデオカウント値を記憶しておく必要があり５０００個分のメモリ容量が必要になる。このため、図１１（ｂ）に示すように、１００枚毎のビデオカウント値を積算し平均化して記憶して、１００枚分をまとめて近似的に計算しても良い。本発明では、このように算出した長期平均印字率も、所定枚数（本実施形態では５０００枚）毎に消費されるトナー量の移動平均値に関する情報である。即ち、１〜１００枚目までのビデオカウント値を逐次積算し積算ビデオカウント値Ｖ１として記憶し、次の１０１〜２００枚目までのビデオカウント値も同様に逐次積算し積算ビデオカウント値Ｖ２として記憶する。これを１００枚分×５０個分Ｖ１〜Ｖ５０記憶し、Ｖ１〜Ｖ５０の各ビデオカウント値を積算して平均化することで平均ビデオカウントを算出して１００枚間隔で長期平均印字率を得ることができる。次の画像形成１００枚時にはＶ１を削除しつつ、５００１〜５１００枚目までを逐次積算して積算ビデオカウントＶ５１として記憶し、Ｖ２〜Ｖ５１から長期平均印字率を求めることができる。トナー劣化度の進行は、一般的な現像剤容量と使用トナー量においては１００枚の画像形成枚数内での変化量は微小である。このため、１００枚間隔で計算しても影響度は少ないため、メモリ容量を少なく実施する場合は適宜、選択可能である。

更に簡易的には、図１１（ｃ）に示すように画像形成１枚目から５０００枚目まで各ビデオカウント値を逐次積算及び平均化して平均ビデオカウント値を算出し、長期平均印字率を算出する。次の画像形成時には１〜５０００枚目までの積算ビデオカウント値に５００１枚目のビデオカウント値を加え、５０００枚までの平均ビデオカウント値を差し引いた値を平均化することで、平均ビデオカウント値を算出して長期平均印字率を得る。本発明では、このように算出した長期平均印字率も、所定枚数（本実施形態では５０００枚）毎に消費されるトナー量の移動平均値に関する情報である。

本実施形態では、このような制御を行うために、図１０に示すように、ビデオ信号カウント部２０７、メモリ２１２、ＣＰＵ２０６、画像形成部２０９を有する。図１０の制御ブロック図は、図３の制御ブロック図の一部を抜き出して簡略化したものである。ビデオ信号カウント部２０７は、前述したようにビデオカウント値を求める。ＣＰＵ２０６は、ビデオ信号カウント部２０７で求めたビデオカウント値を積算したりするなど、上述のような各種演算を行う。メモリ２１２は、ビデオ信号カウント部２０７で求めたビデオカウント値やＣＰＵ２０６の演算結果などが記憶される。また、ＣＰＵ２０６は、ビデオ信号カウント部２０７で求めたビデオカウント値やメモリ２１２に記憶された情報から、次述する図１２のフローにしたがって、強制消費モードの実行の可否を判断する。そして、後述する図１３のフローにしたがって、画像形成部２０９に強制消費モードを実行させる。画像形成部２０９は、前述した各画像形成ステーションの各部の構成を駆動制御する。

［強制消費モードの実行可否の判断］
次に、強制消費モードの実行可否の判断の詳細について、図１２を用いて説明する。前提として、各色の強制消費モードの思想は同様である。したがって、以降のフローチャート等で色についての記述を省略している場合があるが、その場合は各色で共通の制御を行なっている。本実施形態においては分かりやすい例として１枚当たりの印字率がＹＭＣＫそれぞれの色に対してＹ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１．５％の画像（以下、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」）をＡ４サイズ用紙で連続画像形成した場合を考える。

まず画像形成がスタートすると、図３、１０に示すビデオ信号カウント部２０７が、１枚プリントごとに各色のビデオカウント値Ｖ（Ｙ）、Ｖ（Ｍ）、Ｖ（Ｃ）、Ｖ（Ｋ）を算出する。即ち、上述の消費値を算出する（Ｓ１）。本実施形態においては、ある１色についてＡ４サイズ用紙片面の全面ベタ画像（印字率１００％の画像）のビデオカウントは５１２である。すると「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」のビデオカウントは、Ｖ（Ｙ）＝２６、Ｖ（Ｍ）＝２６、Ｖ（Ｃ）＝２６、Ｖ（Ｋ）＝８である。ここでビデオカウントの算出において小数点以下は四捨五入する。

次にトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ（基準値）の設定を行う。ここでいうトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔは、トナー劣化による画像品質の劣化を発生させない為に、最低限必要なトナー消費量に相当するビデオカウント値を意味する。本実施形態では、上述したように、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを、長期平均印字率（平均トナー消費量に関する情報）によって変更させている。具体的には、各画像形成に用いられるビデオカウント値を５０００枚分平均することで、長期平均印字率を算出している（Ｓ２）。

そして、この長期平均印字率が所定印字率２％未満（長期平均印字率＜２％）であるか否かを判定する（Ｓ３）。長期平均印字率が所定印字率２％未満の場合（Ｓ３のＹ）、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを１０（２％印字率相当、第１基準値）に設定する（Ｓ４）。一方、長期平均印字率が２％以上の場合（Ｓ３のＮ）、少なくとも２％印字率未満の値としてトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを５（１％印字率相当、第２基準値）に設定する（Ｓ５）。

なお、交換直後などの初期の現像装置（初期現像剤）においては平均印字率が存在しないため、トナー劣化度として略同等である１００％平均印字率として扱い計算を実施する。ここで、１００％印字画像を５０００枚行った場合のトナー平均滞在枚数は約７０枚で、図９で示される通り、この際のトナー劣化指標であるＢＥＴ値は初期剤と略同じであるため近似的に用いることが可能である。即ち、本実施形態では、ＣＰＵ２０６は、現像装置の初期状態からの画像形成枚数が所定枚数（５０００枚、第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数）まで、長期平均印字率に拘らず、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔとして５（第２基準値）を使用する。なお、長期平均印字率（移動平均値）を現像装置の駆動時間で算出する場合は、現像装置の初期状態からの駆動時間が所定駆動時間（５０００枚に相当する時間、第１の時間よりも長い所定の第２の時間）までの間は、長期平均印字率に拘らず、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔとして５を使用する。

次に、Ｓ１で算出したビデオカウント値Ｖと、Ｓ３〜５で設定したトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔとの差分Ｖｔ−Ｖを算出する（Ｓ６）。そして、この差分Ｖｔ−Ｖの正負を判断する（Ｓ７）。即ち、基準値であるトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔから消費値であるビデオカウント値Ｖを減じて差分を算出する。そして、差分Ｖｔ−Ｖ＞０であるか否かを判定し、差分が正の値（Ｖｔ−Ｖ＞０、Ｓ７のＹ）である場合には、印字率が低いのでトナー劣化が進行してしまう状態であるから、差分を積算して積算値、即ち、トナー劣化積算値Ｘを求める。言い換えれば、トナー劣化積算値Ｘに差分Ｖｔ−Ｖを加算していく（Ｓ８）。一方、差分が負の値（Ｖｔ−Ｖ＜０）及び差分が０であれば（Ｓ７のＮ）、印字率が高いのでトナー劣化が進行しない状態であるから、トナー劣化積算値Ｘに０を加算する（Ｓ９）。言い換えれば、差分が負の値であればトナー劣化積算値Ｘに０を加算し、それ以外の場合にはトナー劣化積算値Ｘに差分を加算する。ここでトナー劣化積算値Ｘとは現在のトナー劣化状態を表す指標であり、Ｖｔ−Ｖによって算出されるビデオカウント値の積算値である。

なお、本実施形態では印字率が高い場合、即ち、差分が負の値の場合は、トナー劣化積算値Ｘに０を加算している。但し、印字率が高い画像をプリントした場合、トナー入れ替わりによってトナー劣化状態が回復するため、回復分を考慮して負の値を加算する構成をとっても良い。この場合、単純計算ではトナー劣化積算値Ｘが０以下になる場合があるが、トナー劣化積算値が０以下の場合は０に設定する方が好ましい。なぜなら印字率が高い画像プリントを継続してトナー入れ替わりが頻繁になっても初期状態よりも劣化が回復することがないからである。

次いで、Ｓ８又はＳ９によって画像形成毎に算出・更新されるトナー劣化積算値Ｘに対して、吐き出し実行閾値Ａ（閾値）との差分（Ａ−Ｘ）を算出する（Ｓ１０）。ここで、吐き出し実行閾値Ａは任意に設定できる閾値であり、この吐き出し実行閾値Ａが小さい程、同じ印字率の連続画像形成に対してもトナー吐き出し動作（強制消費モード）を実行する頻度が多くなる。（現像装置の単位駆動時間あたりに強制消費モードにて消費されるトナー量が多くなる。）吐き出し実行閾値Ａは本実施形態においては５１２に設定している。吐き出し実行閾値Ａの設定値が大きすぎると、トナー吐き出し動作を実行するまでにトナー劣化が進行する時間が多くなるので、望ましくはＡ４〜Ａ３サイズ用紙片面の全面ベタ画像（印字率１００％の画像）のビデオカウント値と同等程度が良い。また例えば現像容器２０内に保持できる現像剤の容量が多いほど、トナー吐き出し実行閾値Ａを大きめに設定できる傾向がある。

更に、Ｓ１０によって算出した、トナー劣化積算値Ｘと吐き出し実行閾値Ａとの差分（Ａ−Ｘ）の正負を判断する（Ｓ１１）。即ち、差分（Ａ−Ｘ）が０以上（Ａ−Ｘ≧０）であるか否か判定する。そして、（Ａ−Ｘ）が正及び０の場合（Ａ−Ｘ≧０、Ｓ１１のＹ）は、トナー吐き出し動作を今すぐ実行しなければならない程にトナー劣化が進行している訳では無いと判断し、続けて画像形成を実行する（Ｓ１２）。一方、（Ａ−Ｘ）が負の場合、即ち、トナー劣化積算値Ｘが吐き出し実行閾値Ａよりも大きい場合（Ｓ１１のＮ）には、トナー劣化が十分に進行している為に、今すぐトナー吐き出し動作を実行する必要があると判断する。そして、画像形成を中断してトナー吐き出し動作を実行する（Ｓ１３）。トナー吐き出し動作を実行したら、トナー劣化積算値Ｘを０にリセットする（Ｓ１４）。即ち、強制消費モードを実行した場合には、積算値であるトナー劣化積算値Ｘを０にリセットする。

ここで、トナー吐き出し動作（強制消費モード）について、図１３を用いて説明する。トナー吐き出し動作では、まず一次転写バイアスに通常画像形成時とは逆極性の転写バイアス（即ち感光ドラム上のトナー像と同極性の転写バイアス）を印加する（Ｓ１０１）。次に、吐き出し実行閾値Ａと同等のビデオカウント値（本実施形態では５１２）に相当するトナー量を感光ドラムに吐き出し、使用したトナー量分を補給実施する（Ｓ１０２）。即ち、１回の強制消費モードで、閾値である吐き出し実行閾値Ａに相当する量のトナーを消費させる。本実施形態では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔの設定に拘らず、強制消費モードでのトナー消費量は、吐き出し実行閾値Ａに相当する量で同じとしている。

なお、吐き出し動作の実行中には、少なくとも現像スリーブが１回転以上回転するように吐き出し動作が制御されることが好ましい。トナー吐き出しの為の感光ドラム上の潜像は、吐き出しによるダウンタイムを最小限に抑える為に、感光ドラムの長手方向に対して全面ベタ画像であることが望ましい。さらに感光ドラム上に吐き出されたトナーは、一次転写バイアスが通常時とは逆極性なので、中間転写ベルトには殆ど転写されずに感光ドラム上に残り、クリーナで回収される（Ｓ１０３）。ここでトナー劣化積算値Ｘを０にリセットする（Ｓ１０４）。そして最後に、一次転写バイアスを通常画像形成時の極性のバイアスに戻し（Ｓ１０５）、トナー吐き出し動作を完了して通常の画像形成動作に復帰する。

［実施例１］
このような本実施形態の具体例としての実施例１について、図１４及び図１５を用いて説明する。実施例１では、前述した「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」（Ｙ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１．５％）を１００００枚連続で画像形成した場合を具体的に考える。まず「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」を１枚画像形成した場合に、実施例１のトナー吐き出し制御におけるトナー劣化積算値Ｘが各色でどのように算出されるかを図１４の表に示した。図１４の表にあるように「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」の画像形成においては、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）については常に印字率が十分に高い為にトナー劣化積算値Ｘは常に０である。

一方、Ｋ（ブラック）については連続画像形成の前半（即ち、最初の５０００枚）で、長期平均印字率が２％以上である（１００％として扱う）。このために、前半では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが５に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８がこのトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝５を超えているために（Ｖｔ−Ｖ＝−３）、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘは０である。これに対して、連続画像形成の後半（５００１枚から１００００枚）では、ブラック（Ｋ）の長期平均印字率が１．５％で、所定印字率２％未満となるため、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが１０に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８がこのトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝１０よりも小さくなるために（Ｖｔ−Ｖ＝＋２）、１枚当たりのトナー劣化積算値は０→＋２まで大きくなる。

さらに具体的に説明すると、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙で連続１００００枚画像形成においては、まず０枚〜５０００枚まで（現像装置の初期状態からの画像形成枚数が第２の枚数に達するまでの第２の期間中、又は、現像装置の初期状態からの現像装置の駆動時間が第２の時間に達するまでの第２の期間中に相当）はトナー吐き出し動作は実行されない。すなわち５０００枚目までは長期平均印字率が２％以上であるために、上記で述べた機序と同様に、トナー劣化積算値は０のままである。５００１枚目〜１００００枚目まで（現像装置の初期状態からの画像形成枚数が第２の枚数に達した後の第１の期間中、又は、現像装置の初期状態からの現像装置の駆動時間が第２の時間に達した後の第１の期間中に相当）は、長期平均印字率が１．５％で、２％未満になるために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘが＋２である為にトナー吐き出しは実行される。そして、その頻度は、吐き出し実行閾値Ａが５１２であることから、５１２／２＝２５６枚（小数点以下切り下げ）毎である。

以上より、本実施形態に従った実施例１では、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙での連続１００００枚画像形成において、１９回程、画像形成を中断してトナー吐き出しを実行する。また１回のトナー吐き出し動作でビデオカウント値５１２に相当するトナー量を消費する。ここで、本実施形態のように長期平均印字率によってトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを変更しないで、実施例１と同様の条件で強制消費モードを実行した例を比較例１とする。比較例１では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを１０に固定して、図１２のＳ６以降の動作を行った。即ち、比較例１では、同じ印字率の画像形成が寿命までなされた場合でもトナー劣化度が想定レベルに超えることがない値（比較例１は２％印字率）を基準現像剤量として、トナー吐き出し動作を実行する。このような比較例１の場合、計３９回もトナー吐き出し動作を実行しなければならない。したがって、本実施形態に基づく実施例１では、比較例１に対してトナー吐き出し量を大幅に削減することができる。

また、実施例１では、１００００枚画像形成中にトナー劣化による画像品質の劣化を発生させることもなかった。図１５は、実施例１の制御と比較例１の制御とをそれぞれおこなった場合のトナーＢＥＴ値の推移を示す。この結果、ＢＥＴ値の最小値、即ち、最もトナー劣化が進行した状態であっても、上述した画像弊害が発生し始めるＢＥＴ値（閾値）２．０ｍ^２／ｇを下回らないことがわかる。

以上、本実施形態での制御手段では、第１の所定枚数毎に消費されるトナー量、もしくは、現像装置の第１の所定駆動時間あたりに消費されるトナー量、の移動平均値に関する情報と、第１の所定枚数よりも少ない第２の所定枚数、もしくは、前記現像装置の前記第１の所定駆動時間よりも短い第２の所定駆動時間毎の画像比率（印字率）に関する情報と、に基づいて、強制消費モードを実行している。ここで、第１の所定枚数とは、例えば、上述の５０００枚であり、第１の所定駆動時間とは、例えば、５０００枚に相当する駆動時間である。また、第２の所定枚数とは、上述の５０００枚よりも少ない枚数で、例えば、１枚や２枚であり、第２の所定駆動時間はこの枚数に相当する駆動時間である。また、画像比率に関する情報とは、例えば、ビデオカウント値である。

具体的に、強制消費モードを前回実行してから、所定画像比率以下（所定印字率（本実施形態では２％））以下である同一印字率の画像を形成する場合を考える。ここで、所定画像比率以下の画像を形成する場合とは、低印字率の画像を形成する場合であり、例えば、印字率が２％以下の１．５％、１．０％などの場合である。この場合、強制消費モードを前回実行した直後の長期平均印字率（移動平均値）に基づいて、現像装置の単位駆動時間あたりに強制消費モードにて消費されるトナー量を制御している。より具体的には、強制消費モードを前回実行した直後において、長期平均印字率（移動平均値）が基準値（上述の所定印字率、本実施形態では２％）よりも小さい場合の方が、大きい場合よりも、現像装置の単位駆動時間あたりに強制消費モードにて消費されるトナー量が多くなるように制御している。ここで、現像装置の単位駆動時間あたりに強制消費モードにて消費されるトナー量が多くなるとは、強制消費モードで消費されるトナー量自体が多くなる場合の他、１回の強制消費モードで消費されるトナー量自体は同じだが、強制消費モードの実行頻度が多くなる場合なども含む。

また、本実施形態の制御手段は、別の言い方をすれば以下のような制御を行っている。即ち、前回の強制消費モードが実行されてから次回の強制消費モードが実行されるまでの期間中に、長期平均印字率（移動平均値）が基準値よりも小さい期間が占める割合を考える。本実施形態の制御手段は、この割合が高いほど、同一印字率の画像を形成した場合の、現像装置の単位駆動時間あたりに強制消費モードにて消費されるトナー量が多くなるように制御している。

［実施例２］
次に、上述のような本実施形態の具体例としての実施例２について、図１６及び図１７を用いて説明する。実施例２では、１枚当たりの印字率がＹＭＣＫそれぞれの色に対してＹ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝０．５％の画像（以下では、「ブラック極低Ｄｕｔｙ画像チャート」と称する）をＡ４サイズ用紙で１００００枚連続画像形成した場合を考える。まず「ブラック極低Ｄｕｔｙ画像チャート」を１枚画像形成した場合に、実施例２のトナー吐き出し制御におけるトナー劣化積算値Ｘが各色でどのように算出されるかを図１６の表に示した。図１６の表にあるように「ブラック極低Ｄｕｔｙ画像チャート」の画像形成においては、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）については常に印字率が十分に高い為にトナー劣化積算値Ｘは常に０である。

一方、Ｋ（ブラック）については連続画像形成の前半（即ち、最初の５０００枚）で、長期平均印字率が２％以上である（１００％として扱う）。このために、前半では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが５に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝３がこのトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝５を下回っているために（Ｖｔ−Ｖ＝＋２）、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘは＋２である。また、連続画像形成の後半（５００１枚から１００００枚）では、ブラック（Ｋ）の長期平均印字率が０．５％で、所定印字率２％未満となるため、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが１０に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝３がこのトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝１０よりも小さくなるために（Ｖｔ−Ｖ＝＋７）、１枚当たりのトナー劣化積算値は＋２→＋７まで大きくなる。

さらに具体的に説明すると、「ブラック極低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙で連続１００００枚画像形成においては、まず０枚〜５０００枚まではトナー吐き出し動作は長期平均印字率が２％以上である。このために、トナー劣化閾値ビデオカウント値Ｖｔ＝５に対してＶ（ｋ）＝３が下回っているためトナー吐き出しは実行され、その頻度は実行閾値Ａが５１２であることから、５１２／２＝２５６枚（小数点以下切り下げ）毎である。

また、５００１枚目〜１００００枚目までは、長期平均印字率が１．０％（画像印字率０．５％だが１％相当分トナー吐き出しで消費）で、２％未満になるために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘが＋５である為にトナー吐き出しは実行される。そして、その頻度は、吐き出し実行閾値Ａが５１２であることから、５１２／７＝７３枚（小数点以下切り下げ）毎である。

以上より、本実施形態に従った実施例２では、「ブラック極低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙での連続１００００枚画像形成において、前半５０００枚目までは１９回、後半５０００枚中で６８回、計８７回トナー吐き出し動作を実行する。また、また１回のトナー吐き出し動作でビデオカウント値５１２に相当するトナー量を消費する。ここで、本実施形態のように長期平均印字率によってトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを変更しないで、実施例２と同様の条件で強制消費モードを実行した例を比較例２とする。比較例２では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを１０に固定して、図１２のＳ６以降の動作を行った。即ち、比較例２では、同じ印字率の画像形成が寿命までなされた場合でもトナー劣化度が想定レベルに超えることがない値（比較例２は２％印字率）を基準現像剤量として、トナー吐き出し動作を実行する。このような比較例２の場合、計１３６回もトナー吐き出しを実行しなければならない。したがって、本実施形態に基づく実施例２では、比較例２に対してトナー吐き出し量を大幅に削減することができる。

また、実施例２では、１００００枚画像形成中にトナー劣化による画像品質の劣化を発生させることもなかった。図１７は、実施例２の制御と比較例２の制御とをそれぞれおこなった場合のトナーＢＥＴ値の推移を示す。この結果、ＢＥＴ値の最小値、即ち、最もトナー劣化が進行した状態であっても、上述した画像弊害が発生し始めるＢＥＴ値（閾値）２．０ｍ^２／ｇを下回らないことがわかる。

［実施例３］
次に、上述のような本実施形態の具体例としての実施例３について、図１８及び図１９を用いて説明する。実施例３では、１枚当たりの印字率がＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれの色に対して「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」と「ブラック中Ｄｕｔｙ画像チャート」とを混載させて画像形成した場合を考える。ここで、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」は、前述したように、Ｙ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１．５％の画像である。一方、「ブラック中Ｄｕｔｙ画像チャート」は、Ｙ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１０％の画像である。

「ブラック中Ｄｕｔｙ画像チャート」を１枚画像形成した場合に、実施例３のトナー吐き出し制御におけるトナー劣化積算値Ｘが各色でどのように算出されるかを図１８の表に示した。図１８の表にあるように「ブラック中Ｄｕｔｙ画像チャート」の画像形成においては、全色共に常に印字率が十分に高い為にトナー劣化積算値Ｘは常に０である。

混載条件としては、Ａ４サイズ用紙１００００枚連続画像形成で、「ブラック低ＤＵＴＹ画像チャート」を５０００枚行った後に、「ブラック中ＤＵＴＹ画像チャート」を５００枚行い、その後４５００枚「ブラック低ＤＵＴＹチャート」を行った。

まず「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」を１枚画像形成した場合に、実施例３のトナー吐き出し制御におけるトナー劣化積算値Ｘが各色でどのように算出されるかは、前述の図１４に示した場合と同じである。図１４の表にあるように「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」の画像形成においては、Ｙ（イエロー）とＭ（マゼンタ）とＣ（シアン）については常に印字率が十分に高い為にトナー劣化積算値Ｘは常に０である。Ｋ（ブラック）については連続画像形成の前半で、長期平均印字率が２％以上であるために、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８がトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝５を超えているために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘは０である。

ここまでは実施例１と同様の制御になる。次いで、「ブラック中ＤＵＴＹ画像チャート」を５００枚画像形成する。「ブラック中ＤＵＴＹ画像チャート」の画像形成においては、全色常に印字率が高いためにトナー劣化積算値Ｘは常に０である。実施例１との違いは、ブラック中ＤＵＴＹ画像チャートのブランク印字率が１０％と高いために、長期平均印字率が後半４５００枚においても２％以上である点で異なっている。従って連続画像形成の後半においても、長期平均印字率が２％以上であるために、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８がトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ＝５を超えているために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘは０である。

さらに具体的に説明すると、まず「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」０枚〜５０００枚まではトナー吐き出し動作は実行されない。即ち５０００枚目までは長期平均印字率が２％以上であるために、上記で述べた機序と同様に、トナー劣化積算値は０のままである。５０００枚目時点で長期平均印字率が所定印字率２％を下回る寸前で、ブラック１０％印字率である「ブラック中ＤＵＴＹ画像チャート」５００枚画像形成に切り替わる。このために、長期平均印字率は２％を上回る（５５００枚目の時点で、長期平均印字率が約２．４％）。その後、５５０１枚目〜１００００枚目までは、「ブラック低ＤＵＴＹ画像チャート」に切り替わるが長期平均印字率が２％以上を保持するために上記で述べた機序と同様に、トナー劣化積算値Ｘは０のままである。なお、１０１００枚目で長期平均印字率が２％下回ることになる。

以上より、本実施形態に従った実施例３では、ブラックのトナー吐き出し制御回数は０回である。ここで、本実施形態のように長期平均印字率によってトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを変更しないで、実施例３と同様の条件で強制消費モードを実行した例を比較例３とする。比較例３では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを１０に固定して、図１２のＳ６以降の動作を行った。即ち、比較例３では、同じ印字率の画像形成が寿命までなされた場合でもトナー劣化度が想定レベルに超えることがない値（比較例２は２％印字率）を基準現像剤量として、トナー吐き出し動作を実行する。このような比較例３の場合、計３７回もトナー吐き出しを実行しなければならない。したがって、本実施形態に基づく実施例３では、比較例３に対してトナー吐き出し量を大幅に削減することができる。ユーザの使用形態として、実施例１、２のように低ＤＵＴＹ画像のみを継続的に画像形成する場合よりも、実施例３ように低ＤＵＴＹ画像と中ＤＵＴＹ画像（通常画像）を混載させて使う場合が多いと予想される。したがって、このような場合に、特に本実施形態の効果が発揮される。

また、実施例３では、１００００枚画像形成中にトナー劣化による画像品質の劣化を発生させることもなかった。図１９は、実施例３の制御と比較例３の制御とをそれぞれおこなった場合のトナーＢＥＴ値の推移を示す。この結果、ＢＥＴ値の最小値、即ち、最もトナー劣化が進行した状態であっても、上述した画像弊害が発生し始めるＢＥＴ値（閾値）２．０ｍ^２／ｇを下回らないことがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、トナーの劣化を防止する為の強制消費モードを実行する構成において、トナー劣化度合いに合わせて過不足ない適正量のトナー吐き出しを、画像濃度などの弊害のない適正な間隔をもって実現できる。

即ち、本実施形態の場合、平均トナー消費量に関する情報（長期平均印字率）に応じて、消費値（ビデオカウント値Ｖ）との差分を算出するための基準値（トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ）を変更する。このため、トナー劣化に応じてトナーの強制消費を適切に行える。

具体的に説明すると、長期平均印字率が所定印字率２％（所定の基準トナー消費量に対応する値）以上の場合に、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを低く設定するため、強制消費モードが実行される頻度が低くなる。この場合、トナー劣化はそれ程進行していないと考えられるため、このように強制消費モードの実行の頻度が低くなることで、必要以上にトナーが消費されることを抑制できる。

例えば低画像比率の画像形成が連続して行われた場合のように、長期平均印字率が２％未満の場合には、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが高くなるため、強制消費モードが実行される頻度が高くなる。即ち、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが高くなると、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔとビデオカウント値Ｖとの差分が大きくなり、その積算値（トナー劣化積算値Ｘ）が閾値（吐き出し実行閾値Ａ）よりも大きくなり易くなる。このため、強制消費モードが実行される頻度が高くなる。この場合、トナー劣化が進行していると考えられるため、強制消費モードの実行の頻度を高くすることで、適切にトナー劣化を抑制できる。

一方、例えば低画像比率の画像形成が連続して行われている途中に高画像比率の画像形成が行われた場合のように、長期平均印字率が２％以上の場合には、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが低くなる。このため、この場合には、長期平均印字率が２％未満の場合に比べて、強制消費モードが実行される頻度が低くなる。この場合、トナー劣化はそれ程進行していないと考えられるため、このように強制消費モードの実行の頻度が低くなることで、必要以上にトナーが消費されることを抑制できる。

言い換えれば、本実施形態では、長期平均印字率が所定印字率２％未満である期間中の方が、長期平均印字率が所定印字率２％以上である期間中よりも、強制消費モードが実行される頻度が高くなるように制御している。なお、何れの期間も、同一の画像比率（同一印字率）で画像形成を行う。例えば、印字率１．５％で５０００枚の画像形成を行った場合、長期平均印字率が１．５％で所定印字率２％未満となる。一方、印字率５％で５０００枚の画像形成を行った場合、長期平均印字率が５％で所定印字率２％以上となる。両者を比べた場合、上述の記載から明らかなように、前者の画像形成期間の方が後者の画像形成期間よりも、強制消費モードが実行される頻度が高くなる。なお、前者の場合と後者の場合とで、１回の強制消費モードで消費するトナー量を同じとすることが好ましい。

なお、平均トナー消費量に関する情報（長期平均印字率）に応じて閾値（実行閾値Ａ）を変更することも考えられる。例えば、平均トナー消費量に関する情報が所定の基準トナー消費量に対応する値以上の場合、閾値を大きくすることで強制消費モードが実行される頻度を低くできる。但し、このように閾値を大きくすると、強制消費モードで閾値に相当する量のトナーを消費させるため、この強制消費モードで消費されるトナー量が多くなってしまう。このように強制消費モードで消費されるトナー量が多くなると、このモードの実行前後で現像装置内のトナーの帯電量が大きく変化してしまい、形成される画像の濃度に大きく影響を与えてしまう。したがって、閾値を長期平均印字率に応じて変更することは好ましくない。

なお、強制消費モードで消費するトナー量を閾値に拘らず一定として、閾値を長期平均印字率に応じて変更するようにしても良いが、この場合、トナー劣化を十分に回復できない可能性がある。即ち、閾値は、トナー劣化を回復するための指標となる値であり、閾値が小さければ、強制消費モードが実行される頻度が高くなり、閾値が大きければ、この頻度が低くなる。このため、強制消費モードの実行頻度が高い場合に消費されるトナー量が多いと必要以上にトナーが消費されることになり、強制消費モードの実行頻度が低い場合に消費されるトナー量が少ないと、十分にトナー劣化を回復できない可能性がある。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図２０ないし図２２を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、画像形成中の現像スリーブ駆動を画像形成のみに必要な駆動時間を前提にトナー吐き出し制御を説明してきた。これに対して本実施形態では、画像形成中にパッチ濃度制御など割り込み制御が為され、現像スリーブが画像形成に必要な駆動時間以上に駆動される場合を考慮したトナー吐き出し制御について説明する。なお、その他の構成及び強制消費モードの基本的な内容は第１の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、同一の構成には同一の符号を付して、以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態の場合、第１の実施形態の図１０の制御ブロック図に対し、現像スリーブ駆動時間検知部２１３を有する。ＣＰＵ２０６は、ビデオ信号カウント部２０７で求めたビデオカウント値やメモリ２１２に記憶された情報に加えて、現像スリーブ駆動時間検知部２１３の情報から、次述する図２１のフローにしたがって、強制消費モードの実行の可否を判断する。本実施形態では、現像スリーブ駆動時間検知部２１３は、前回のビデオカウント値Ｖの算出から今回のビデオカウント値Ｖの算出までの間の現像スリーブの回転駆動時間をカウントする。そして、ＣＰＵ２０６は、画像形成１枚あたりの現像スリーブの回転駆動時間である基準駆動時間で除した係数αをトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔに乗じた値（α×Ｖｔ）と、今回のビデオカウント値Ｖとの差分（α×Ｖｔ−Ｖ）を算出する。そして、この差分をトナー劣化積算値Ｘとして積算する。

次に、本実施形態の強制消費モードの実行可否の判断の詳細について、図２１を用いて説明する。前提として、各色の強制消費モードの思想は同様である。したがって、以降のフローチャート等で色についての記述を省略している場合があるが、その場合は各色で共通の制御を行なっている。本実施形態においては分かりやすい例として１枚当たりの印字率がＹＭＣＫそれぞれの色に対してＹ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１．５％の画像（以下、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」）をＡ４サイズ用紙で連続画像形成した場合を考える。

なお、図２１は、Ｓ１〜Ｓ５、Ｓ９〜Ｓ１４は、第１の実施形態の図１２のフローと同様である。このため、以下では、図１２のフローと異なる部分を中心に説明する。Ｓ３〜Ｓ５でトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを設定したら、現像スリーブ駆動時間係数αの算出を行う。まず、前回のビデオカウントＶ算出時から今回の算出時までの現像スリーブの総駆動時間を算出する（Ｓ６１）。次いで、算出した現像スリーブ総駆動時間を、予め設定している基準現像スリーブ駆動時間（基準駆動時間）で除算して、現像スリーブ駆動時間係数αの算出する（Ｓ６２）。なお、基準スリーブ駆動時間は画像形成１枚に必要な駆動時間として定義している。従って画像形成中に割り込み制御がなされない場合、もしくは割り込み制御中に現像スリーブ駆動を停止している場合は、現像スリーブの総駆動時間と基準現像スリーブ駆動時間は同値になり、αは１になる。なお、本実施形態では基準現像スリーブ駆動時間を１秒に設定してあり、現像スリーブ総駆動時間としては３秒（即ち２秒分割り込み制御による現像スリーブ駆動がある）、α＝３の場合を例に挙げて説明する。

次にビデオカウントＶと、上記現像スリーブ駆動時間係数α×トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔとの差分（α×Ｖｔ−Ｖ）を算出する（Ｓ６３）。そして、この差分αＶｔ−Ｖの正負を判断する（Ｓ７１）。即ち差分αＶｔ−Ｖ＞０であるか否かを判定し、差分が正の値（αＶｔ−Ｖ＞０、Ｓ７１のＹ）である場合には、印字率が低いのでトナー劣化が進行してしまう状態であるから、差分を積算して積算値、即ち、トナー劣化積算値Ｘを求める。言い換えれば、トナー劣化積算値Ｘに差分αＶｔ−Ｖを加算していく（Ｓ８１）。なお、α＝１の際は１×Ｖｔ−Ｖのため、第１の実施形態と同様の計算になる。トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔにαを掛け合わせている理由は、現像スリーブ駆動時間が長くなった分、トナー劣化が比例して進行するためである。一方、差分が負の値（αＶｔ−Ｖ＜０）及び差分が０であれば（Ｓ７１のＮ）、印字率が高いのでトナー劣化が進行しない状態であるから、トナー劣化積算値Ｘに０を加算する（Ｓ９）。以降は、第１の実施形態の図１２と同様である。

なお、割り込み制御時に、例えば濃度制御用パッチやトナー補給制御用パッチやレジずれ補正用パッチ等によってトナー消費する場合は、Ｓ１のビデオカウント値Ｖの算出時に、消費トナー相当量のビデオカウント値を加えて算出させる。

［実施例４］
このような本実施形態の具体例としての実施例４について説明する。実施例４では、前述した「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」（Ｙ＝５％、Ｍ＝５％、Ｃ＝５％、Ｋ＝１．５％）を１００００枚連続で画像形成した場合を具体的に考える。なお割り込み制御頻度としては簡易的に毎回実施で、且つトナー消費はない制御を例に説明する。

割り込み制御が毎回実施のため、現像スリーブ駆動時間係数αは常に３に設定してある。Ｋ（ブラック）については連続画像形成の前半（即ち、最初の５０００枚）で、長期平均印字率が２％以上である（１００％として扱う）。このために、前半では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが５に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８が、α（＝３）×トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ（５）＝１５を下回っている。このために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘは７である。一方、連続画像形成の後半（５００１枚から１００００枚）では、ブラック（Ｋ）の長期平均印字率が１．５％で、所定印字率２％未満となるため、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔが１０に設定される。また、Ｋ（ブラック）のビデオカウント値Ｖ（ｋ）＝８が、α（＝３）×トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔ（１０）＝３０を下回っている。このために、１枚当たりのトナー劣化積算値は＋７→＋２２まで大きくなる。

さらに具体的に説明すると、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙で連続１００００枚画像形成においては、まず０枚〜５０００枚までは長期平均印字率が２％以上であるために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘが＋７である。このためにトナー吐き出し動作を実行され、その頻度は吐き出し実行閾値Ａが５１２であることから、５１２／７＝７３枚（小数点以下切り下げ）毎である。また５００１枚目〜１００００枚目までは、長期平均印字率が１．５％で、２％未満になるために、１枚当たりのトナー劣化積算値Ｘが＋２２である。このためにトナー吐き出し動作は実行され、その頻度は、吐き出し実行閾値Ａが５１２であることから、５１２／２２＝２３枚（小数点以下切り下げ）毎である。

以上より、本実施形態に従った実施例４では、「ブラック低Ｄｕｔｙ画像チャート」のＡ４サイズ用紙での連続１００００枚画像形成において、２８５回程、画像形成を中断してトナー吐き出しを実行する。また１回のトナー吐き出し動作でビデオカウント値５１２に相当するトナー量を消費する。

ここで、本実施形態のように長期平均印字率によってトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを変更しないで、実施例４と同様の条件で（割り込み制御時の現像スリーブ駆動時間を考慮して）強制消費モードを実行した例を比較例４とする。比較例４では、トナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを１０に固定して、図２１のＳ６１以降の動作を行った。即ち、比較例４では、同じ印字率の画像形成が寿命までなされた場合でもトナー劣化度が想定レベルに超えることがない値（比較例４は２％印字率）を基準現像剤量として、トナー吐き出し動作を実行する。このような比較例４の場合、計４３４回もトナー吐き出しを実行しなければならない。したがって、本実施形態に基づく実施例４では、比較例４に対してトナー吐き出し量を大幅に削減することができる。

また、実施例４では、１００００枚画像形成中にトナー劣化による画像品質の劣化を発生させることもなかった。図２２は、実施例４の制御と比較例４の制御とをそれぞれおこなった場合のトナーＢＥＴ値の推移を示す。この結果、ＢＥＴ値の最小値、即ち、最もトナー劣化が進行した状態であっても、上述した画像弊害が発生し始めるＢＥＴ値（閾値）２．０ｍ^２／ｇを下回らないことがわかる。

なお、本実施形態のように長期平均印字率によってトナー劣化閾値ビデオカウントＶｔを変更しないで、且つ、現像スリーブ駆動時間も考慮しないで強制消費モードを実行した例を比較例５とする。このような比較例５の場合、前述の第１の実施形態の比較例１で述べた場合と同様に、トナー吐き出し動作の頻度は計３９回のまま維持される。但し、比較例５の場合、割り込み制御に要した現像スリーブ駆動時間分のトナー劣化を考慮していないため、図２２に示すように、トナー劣化が進行し、画像形成枚数５０００枚を超えた当たりで画像弊害が発生した。

本実施形態の場合、上述のように現像スリーブ駆動時間を考慮して、強制消費モードを実行するようにしているため、よりトナー劣化に対応した制御が可能となり、画像弊害の発生を抑制しつつ、トナー吐き出し量を抑制できる。

なお、上述の各実施形態の説明では、画像形成の所定の単位毎に消費されるトナー量に応じた消費値と前記所定の単位に対して設定される基準値として、ビデオカウントを使用したが、本発明はこれに限らない。即ち、画像形成に伴い消費されるトナー量が分かれば良い。

１０１（１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋ）・・・感光ドラム（像担持体）／１０４（１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃ、１０４Ｋ）・・・現像装置／２４・・・現像スリーブ（現像剤担持体）／３０・・・トナー補給装置（補給手段）／２０６・・・ＣＰＵ（制御手段、差分算出手段、積算手段、実行手段）

Claims (6)

1. 複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブを実行可能な画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するための現像装置と、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する前記像担持体の領域に対して前記現像装置によりトナーが強制的に供給される強制供給モードの動作を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定の閾値よりも少ない第１の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記第２の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定の閾値以上である第２の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の枚数は、３６００枚以上６０００枚未満である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブを実行可能な画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するための現像装置と、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する前記像担持体の領域に対して前記現像装置によりトナーが強制的に供給される強制供給モードの動作を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置を第１の時間よりも長い所定の第２の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定の閾値よりも少ない第１の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置を前記第２の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定の閾値以上である第２の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブを実行可能な画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するための現像装置と、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する前記像担持体の領域に対して前記現像装置によりトナーが強制的に供給される強制供給モードの動作を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの画像形成枚数が第１の枚数よりも多い所定の第２の枚数に達した後の第１の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの画像形成枚数が前記第２の枚数に達するまでの第２の期間中に前記第１の枚数の記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記第２の枚数は、３６００枚以上６０００枚未満である
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 複数の記録材への画像形成を連続的に実行する連続画像形成ジョブを実行可能な画像形成装置であって、
   像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像するための現像装置と、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において記録材と当該記録材に後続する記録材との間の非画像領域に対応する前記像担持体の領域に対して前記現像装置によりトナーが強制的に供給される強制供給モードの動作を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの前記現像装置の駆動時間が第１の時間よりも長い所定の第２の時間に達した後の第１の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度よりも、前記連続画像形成ジョブの実行中において前記現像装置の初期状態からの前記現像装置の駆動時間が前記第２の時間に達するまでの第２の期間中に前記現像装置を前記第１の時間だけ駆動したときの記録材への画像形成で消費されるトナー量が前記所定量であるときの前記強制供給モードの動作が実行される頻度の方が低くなるように制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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