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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-15
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 21/00 20060101AFI20231108BHJP
G03G 15/08 20060101ALI20231108BHJP
【ＦＩ】
G03G21/00 370
G03G15/08 340
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019170967
(22)【出願日】2019-09-20
(65)【公開番号】P2021047341
(43)【公開日】2021-03-25
【審査請求日】2022-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士フイルムビジネスイノベーション株式会社
(72)【発明者】
【氏名】森田 英治
【審査官】飯野 修司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０９１７８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２２７３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－１３３２３３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ ２１／００
Ｇ０３Ｇ １５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合、前記デューティ比を前記決定手段で算出された前記デューティ比よりも小さくして前記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。
【請求項2】
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合、前記デューティ比を１００％として前記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。
【請求項3】
前記移動平均値算出手段は、画像形成動作のページ出力ごとに、前記画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出して記憶し、前記決定手段は、記憶した前記移動平均値に基づいて前記トナーリカバリー動作の前記デューティ比を決定する、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
像担持体表面にトナー像を形成するとともに、キャリアを含む現像剤が補給され補給された現像剤に応じた現像剤を排出する現像器と、所定の印刷枚数当りの平均印字率を算出し、該平均印字率に応じて現像器に補給する現像剤量を制御する制御手段とを備え、制御手段は、平均印字率に基づいて印字率相当の現像剤量を算出し、平均印字率が所定の値を超えると印字率相当量の現像剤を前記現像器に補給し、平均印字率が所定の値以下であると、印字率相当量を超える現像剤を現像器に補給するように制御する画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１２－１０３５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、トナーリカバリー動作時のトナー濃度過多を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合、前記デューティ比を前記決定手段で算出された前記デューティ比よりも小さくして前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合、前記デューティ比を前記決定手段で算出された前記デューティ比よりも小さくして前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
【0007】
前記課題を解決するために、請求項２に記載の画像形成装置は、
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合、前記デューティ比を１００％として前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
現像剤収容室に収容されたトナーとキャリアとを含む現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段の検出結果に基づいて前記現像剤収容室内のトナー濃度を一定の範囲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、
トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する移動平均値算出手段と、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値に基づいて、前記トナーリカバリー動作の所定周期内におけるトナー供給モータの駆動状態の比率であるデューティ比を決定する決定手段と、を含み、
前記移動平均値算出手段で算出された移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合、前記デューティ比を１００％として前記トナーリカバリー動作を実行する、
ことを特徴とする。
【0008】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記移動平均値算出手段は、画像形成動作のページ出力ごとに、前記画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出して記憶し、前記決定手段は、記憶した前記移動平均値に基づいて前記トナーリカバリー動作の前記デューティ比を決定する、
ことを特徴とする。
前記移動平均値算出手段は、画像形成動作のページ出力ごとに、前記画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出して記憶し、前記決定手段は、記憶した前記移動平均値に基づいて前記トナーリカバリー動作の前記デューティ比を決定する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
請求項１に記載の発明によれば、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値が予め定められた閾値よりも低い場合に、トナー濃度過多を抑制することができる。
【0011】
請求項２に記載の発明によれば、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値が予め定められた閾値よりも高い場合は、トナーリカバリー動作を短縮して実行することができる。
【0012】
請求項３に記載の発明によれば、ページ出力ごとに最新の画像の画像密度の移動平均値に基づいてトナーリカバリー動作のデューティ比を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】画像形成装置の内部構成を示す断面模式図である。
【図2】感光体ドラムを含む現像装置の構成を示す縦断面模式図である。
【図3】現像装置内における現像剤の搬送を説明する断面模式図である。
【図4】画像形成装置の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図5】画像密度の移動平均値を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図6】トナーリカバリー動作時のディスペンスモータの駆動デューティ比を演算する処理の流れを示すフローチャートである。
【図7】トナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図8】変形例に係るトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図9】ＡＴＣセンサの感度シフトを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【0015】
「第１実施形態」
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
（１．１）画像形成装置の全体構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
画像形成装置１は、画像形成部１０と、画像形成部１０の下部に装着された給紙装置２０と、画像形成部１０の上部に装着された読取装置３０と、操作表示部４０と、画像処理部５０と、システム制御装置６０と、を備えて構成され、プリント機能やコピー機能が実行されることにより画像が用紙等の記録媒体上に印刷される。
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
（１．１）画像形成装置の全体構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す断面模式図である。
画像形成装置１は、画像形成部１０と、画像形成部１０の下部に装着された給紙装置２０と、画像形成部１０の上部に装着された読取装置３０と、操作表示部４０と、画像処理部５０と、システム制御装置６０と、を備えて構成され、プリント機能やコピー機能が実行されることにより画像が用紙等の記録媒体上に印刷される。
【0016】
画像形成部１０は、露光装置１２、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、定着装置１６、トナー供給装置１７（図４ 参照）を備えて構成され、画像処理部５０から受け取った画像情報を給紙装置２０から送り込まれた用紙上にトナー像として形成する。
【0017】
画像形成部１０の底部には、用紙トレイ２１、２２を有する給紙装置２０が設けられ、更に給紙装置２０の下方には、上下方向に多段（本実施形態においては２段）に配置され、用紙を収容する用紙トレイＴ１、Ｔ２からなるトレイモジュールＴＭが接続されて画像形成部１０に対する用紙供給を行う。
【0018】
画像形成部１０の上方には、読取装置３０が配置されている。読取装置３０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインセンサ等のイメージセンサ（不図示）で、シートの画像を読み取り、電気信号である画像データに変換する。
【0019】
読取装置３０の前面側には、ユーザーインターフェイスとしての操作表示部４０が配置されている。操作表示部４０は、液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成され、画像形成装置１の利用者は、操作表示部４０を介して各種の設定や指示の入力を行う。また、液晶表示パネルを介して画像形成装置１の利用者へ各種情報を表示する。
【0020】
画像処理部５０は、外部機器（デジタルカメラ、携帯端末、パーソナルコンピュータ等）から取り込まれた印刷情報から画像データを生成するとともに、読取装置３０によって入力された画像データを用いて種々の画像処理を行う。
【0021】
（１．２）画像形成部１０の構成及び動作
このような構成の画像形成装置１では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置２０から、印刷ジョブで指定された用紙が画像形成部１０へ送り込まれる。
このような構成の画像形成装置１では、画像形成のタイミングに合わせて給紙装置２０から、印刷ジョブで指定された用紙が画像形成部１０へ送り込まれる。
【0022】
感光体ユニット１３は、給紙装置２０の上方に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する感光体ドラム３１を備えている。露光装置１２により静電潜像が形成されたそれぞれの感光体ドラム３１上には、それぞれの現像装置１４によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像が形成される。
【0023】
各感光体ユニット１３の感光体ドラム３１に形成された各色トナー像は、転写装置１５の中間転写ベルト５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト５１上の重畳トナー像は、レジストローラ対２４から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙に二次転写ローラ５２によって一括転写される。
【0024】
定着装置１６は一対の加熱モジュール１６Ａと加圧モジュール１６Ｂの圧接領域によって定着ニップ部ＮＰ（定着領域）が形成される。
転写装置１５においてトナー像が一括転写された用紙は、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを介して定着装置１６の定着ニップ部ＮＰに搬送され、一対の加熱モジュール１６Ａと加圧モジュール１６Ｂにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
転写装置１５においてトナー像が一括転写された用紙は、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを介して定着装置１６の定着ニップ部ＮＰに搬送され、一対の加熱モジュール１６Ａと加圧モジュール１６Ｂにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
【0025】
定着トナー像が形成された用紙は、搬送ガイドによってガイドされ、排出ローラ対６９から画像形成装置１上面の排紙トレイ部ＴＲ１に排出・収容される。
尚、自動で両面印刷を行う場合には、用紙の表裏が反転され、再び画像形成部１０へ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙トレイ部ＴＲ１に排出されることになる。
尚、自動で両面印刷を行う場合には、用紙の表裏が反転され、再び画像形成部１０へ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙トレイ部ＴＲ１に排出されることになる。
【0026】
（２）画像形成装置の機能構成と動作
図２は画像形成部１０における感光体ドラム３１を含む現像装置１４の構成を示す縦断面模式図、図３は現像装置１４内における現像剤の搬送を説明する断面模式図、図４は本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。
（２．１）現像装置
現像装置１４は、現像剤を収容する現像ハウジング４１、感光体ドラム３１と対向して配置されている現像ローラ４２、現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌オーガ４３、現像ローラ４２に現像剤を供給する供給オーガ４４を備えている。
図２は画像形成部１０における感光体ドラム３１を含む現像装置１４の構成を示す縦断面模式図、図３は現像装置１４内における現像剤の搬送を説明する断面模式図、図４は本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。
（２．１）現像装置
現像装置１４は、現像剤を収容する現像ハウジング４１、感光体ドラム３１と対向して配置されている現像ローラ４２、現像剤を撹拌しながら搬送する撹拌オーガ４３、現像ローラ４２に現像剤を供給する供給オーガ４４を備えている。
【0027】
現像ローラ４２は、現像ハウジング４１に対して回転可能に支持された円筒状の現像スリーブ４２Ａと、現像スリーブ４２Ａの内部空間に設けられ現像ハウジング４１に対して固定された円柱状の磁石部材としてのマグネット４２Ｂと、を備えている。
現像スリーブ４２Ａは、マグネット４２Ｂの磁力によって現像剤が外周面に保持され、現像スリーブ４２Ａの回転により現像剤を感光体ドラム３１の静電潜像へ搬送供給するように構成されている。
現像位置では感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像の現像が行われ、現像後の現像剤は現像ローラ４２の回転によって現像ハウジング４１に戻る。
現像スリーブ４２Ａは、マグネット４２Ｂの磁力によって現像剤が外周面に保持され、現像スリーブ４２Ａの回転により現像剤を感光体ドラム３１の静電潜像へ搬送供給するように構成されている。
現像位置では感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像の現像が行われ、現像後の現像剤は現像ローラ４２の回転によって現像ハウジング４１に戻る。
【0028】
現像ハウジング４１内には、撹拌オーガ４３及び供給オーガ４４の間に仕切壁４１ａが立設されて、現像ハウジング４１は２つの現像剤収容部４１Ａ、４１Ｂに仕切られ、仕切壁４１ａの長手方向両端部には、それぞれ開口４５、４６が形成されている。
【0029】
撹拌オーガ４３及び供給オーガ４４は、回転軸４３ａ、４４ａの周りに螺旋羽根４３ｂ、
４４ｂが形成され、駆動源（不図示）から回転力を受けて現像剤収容部４１Ａ、４１Ｂ内の内壁に沿って回転することで、現像剤を現像剤収容部４１Ａ、４１Ｂ内で所定方向に搬送する。
具体的には、撹拌オーガ４３は現像剤収容部４１Ａ内の現像剤を攪拌しながら矢印（－Ｙ）方向に搬送し、供給オーガ４４は現像剤収容部４１Ｂ内の現像剤を攪拌しながら矢印（Ｙ）方向に搬送する。矢印（－Ｙ）方向に搬送された現像剤は、開口４５から現像剤収容部４１Ｂに移動し、矢印（Ｙ）方向に搬送された現像剤は、開口４６から現像剤収容部４１Ａに移動する。
これにより現像ハウジング４１内の現像剤は、２本の撹拌オーガ４３及び供給オーガ４４によって撹拌されながら循環移動する。このような現像剤の撹拌によって現像剤中のトナーが帯電する。
４４ｂが形成され、駆動源（不図示）から回転力を受けて現像剤収容部４１Ａ、４１Ｂ内の内壁に沿って回転することで、現像剤を現像剤収容部４１Ａ、４１Ｂ内で所定方向に搬送する。
具体的には、撹拌オーガ４３は現像剤収容部４１Ａ内の現像剤を攪拌しながら矢印（－Ｙ）方向に搬送し、供給オーガ４４は現像剤収容部４１Ｂ内の現像剤を攪拌しながら矢印（Ｙ）方向に搬送する。矢印（－Ｙ）方向に搬送された現像剤は、開口４５から現像剤収容部４１Ｂに移動し、矢印（Ｙ）方向に搬送された現像剤は、開口４６から現像剤収容部４１Ａに移動する。
これにより現像ハウジング４１内の現像剤は、２本の撹拌オーガ４３及び供給オーガ４４によって撹拌されながら循環移動する。このような現像剤の撹拌によって現像剤中のトナーが帯電する。
【0030】
現像ハウジング４１の一端側（Ｙ方向：装置の奥側）の上面部分には、ディスペンスモータＭ（図４ 参照）で駆動されるトナー供給装置１７（図４ 参照）から供給されるトナーを受け入れる受入口４７が設けられている。受入口４７で現像装置１４に受け入れられたトナーは、撹拌オーガ４３によって搬送されることで現像ハウジング４１の現像剤収容部４１Ａに移動して現像剤と混合される。
【0031】
トナー供給装置１７から受入口４７を介して補給されたトナーは、撹拌オーガ４３によって撹拌されながら、奥側（ＩＮ側：Ｙ方向 以降ＩＮ側と記載）から手前側（ＯＵＴ側：－Ｙ方向 以降ＯＵＴ側と記載）へ搬送され、手前側（ＯＵＴ側）で供給オーガ４４へ移動される。そして、供給オーガ４４から供給されたトナーが現像ローラ４２に供給される。
【0032】
現像装置１４には、現像ハウジング４１内を循環する現像剤のキャリアに対するトナーの比率（以降トナー濃度（ＴＣ）と記すことがある）を測定するトナー濃度検出手段の一例としてのＡＴＣ（Ａｕｔｏ Ｔｏｎｅｒ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）センサＳＲが配置されている。ＡＴＣセンサＳＲは、現像剤と接触する検出面を通じて現像剤中のトナー濃度（ＴＣ）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（ＴＣ）を検知するものである。
画像形成装置１は、ＡＴＣセンサＳＲによる測定値に基づいて制御部がトナーカートリッジＴからのトナー補給を指示することで現像剤のＴＣ値が所定値に保たれる。
画像形成装置１は、ＡＴＣセンサＳＲによる測定値に基づいて制御部がトナーカートリッジＴからのトナー補給を指示することで現像剤のＴＣ値が所定値に保たれる。
【0033】
本実施の形態では、ＯＵＴ側からＩＮ側に向かってトナーが現像ローラ４２に供給され、ＩＮ側にトナーが到達するころにはトナー供給量が減少してしまうため、トナー供給量を適正に制御するために、ＡＴＣセンサＳＲは撹拌オーガ４３のＯＵＴ側に設けている。
【0034】
また、現像ハウジング４１の一端側（Ｙ方向：ＩＮ側）の下面部分には、排出口４８が設けられている。現像ハウジング４１と排出口４８との間には、他の箇所の螺旋羽根４４ｂとは螺旋の向きが逆転した逆螺旋羽根４４ｃが設けられているために、現像ハウジング４１の現像剤収容部４１Ｂを矢印（Ｙ）方向に搬送されてきた現像剤の大部分は、逆螺旋羽根４４ｃで開口４６に導かれて現像剤収容部４１Ａへと移動するが、一部の現像剤はこの逆螺旋羽根４４ｃを乗り越えて排出口４８から現像装置１４外に排出される。
【0035】
（２．２）システム制御装置の機能構成
図４に示すように、システム制御装置６０は、印刷制御部６１、トナー濃度検出部６２、トナーリカバリー判断部６３、画像密度移動平均算出部６４、デューティ比算出部６５、トナー補給制御部６６、トナー空検知制御部６７と、を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成部１０の動作制御を行う。
図４に示すように、システム制御装置６０は、印刷制御部６１、トナー濃度検出部６２、トナーリカバリー判断部６３、画像密度移動平均算出部６４、デューティ比算出部６５、トナー補給制御部６６、トナー空検知制御部６７と、を備え、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成部１０の動作制御を行う。
【0036】
印刷制御部６１は、給紙装置２０との間の情報授受についての制御の他に、画像形成部１０が備える露光装置１２、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、定着装置１６、トナー供給装置１７等に対して、動作制御指示を与える。
【0037】
トナー濃度検出部６２は、ＡＴＣセンサＳＲの検出結果に基づいて現像装置１４内のトナー濃度情報を取得する。
【0038】
判断手段の一例としてのトナーリカバリー判断部６３は、トナー濃度検出部６２が取得したＡＴＣセンサＳＲの検出結果に基づいて現像装置１４内の現像剤のトナー濃度を一定の範囲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。トナーリカバリー動作は、トナーカートリッジＴＣ（図１ 参照）がニアエンド又はエンプティとなりトナーカートリッジＴＣが交換された場合に、ＡＴＣセンサＳＲで現像装置１４内の現像剤のトナー濃度（ＴＣ）を検知して必要なトナー補給量を算出し、現像装置１４を駆動して撹拌しながら算出されたトナー補給量に基づいて、現像装置１４にトナーを補給する動作である。
【0039】
トナーリカバリー動作実行の判定を行う場合としては、トナー空検知制御部６７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インターロックスイッチがＯＦＦ／ＯＮとなったときや、トナーカートリッジＴＣ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。
【0040】
移動平均値算出手段の一例としての画像密度移動平均算出部６４は、トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度を示す値の移動平均値を算出する。画像密度の移動平均値Ａは、本実施形態においては、図５に示す動作の流れによって算出される。
【0041】
図５は、システム制御装置６０で行なわれる画像密度の移動平均値を演算する処理の流れを示すフローチャートである。この演算処理は、出力画像を１枚プリントする毎に行なわれる。
【0042】
まず、ステップＳ１０１で、プリントした出力画像の画像密度情報及び用紙サイズ情報を記憶部から読み出す。
【0043】
ステップＳ１０２では、画像密度情報が示す画像密度と用紙サイズ情報が示す用紙サイズとに基づいて、画像密度の移動平均値Ａを演算する。
【0044】
まず、連続して画像を形成するときに用紙サイズに全く変動が無い（例えば、用紙サイズが常にＡ４サイズ）場合には、以下に示す数式（１）により画像密度の移動平均値Ａを演算する。
Ａ＝（ａ×（Ｎ－１）＋Ｐ）／Ｎ ・・・（１）
ここに、ａは前回演算された移動平均値、Ｎは移動平均のサンプリング数、Ｐは画像密度を示す値（本実施の形態ではピクセルカウント数）である。
数式（１）では、前回の移動平均値にサンプリング数Ｎから１をマイナスした値を乗算して最新の出力画像の画像密度Ｐを加算したものをサンプリング数Ｎで除算している。
Ａ＝（ａ×（Ｎ－１）＋Ｐ）／Ｎ ・・・（１）
ここに、ａは前回演算された移動平均値、Ｎは移動平均のサンプリング数、Ｐは画像密度を示す値（本実施の形態ではピクセルカウント数）である。
数式（１）では、前回の移動平均値にサンプリング数Ｎから１をマイナスした値を乗算して最新の出力画像の画像密度Ｐを加算したものをサンプリング数Ｎで除算している。
【0045】
用紙サイズに変動がある場合には、以下の数式（２）を用いる。
Ａ＝（ａ×（Ｎ－１）×Ｋ）＋Ｐ）／Ｎ ・・・（２）
ここに、Ｋは用紙サイズに応じた係数である。本実施形態においては、オン画素となっているピクセルのカウント値を画像密度を示す値として用いているため、用紙サイズの異なる画像形成を連続して行なった場合には数式（１）では移動平均値Ａがバラツク虞がある。
そのために、サンプリング数Ｎから用紙サイズに応じた係数だけ減算した数を前回の移動平均値Ａに乗算してバラツキを少なくしている。例えば、Ａ４サイズを基準サイズとすれば、Ａ４サイズに対応する係数を１、Ａ５サイズに対応する計数を０．５、Ａ３サイズに対応する係数を２とすることができる。
Ａ＝（ａ×（Ｎ－１）×Ｋ）＋Ｐ）／Ｎ ・・・（２）
ここに、Ｋは用紙サイズに応じた係数である。本実施形態においては、オン画素となっているピクセルのカウント値を画像密度を示す値として用いているため、用紙サイズの異なる画像形成を連続して行なった場合には数式（１）では移動平均値Ａがバラツク虞がある。
そのために、サンプリング数Ｎから用紙サイズに応じた係数だけ減算した数を前回の移動平均値Ａに乗算してバラツキを少なくしている。例えば、Ａ４サイズを基準サイズとすれば、Ａ４サイズに対応する係数を１、Ａ５サイズに対応する計数を０．５、Ａ３サイズに対応する係数を２とすることができる。
【0046】
このように算出した画像密度の移動平均値Ａは、記憶部に記憶される（Ｓ１０３）。なお、サンプリング数Ｎは、現像装置１４の大きさ等に応じて適宜好適な値を設定できる。
【0047】
デューティ比算出部６５は、画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａに基づいて、トナーリカバリー動作時のディスペンスモータＭの所定周期内における駆動状態の比率であるデューティ比ＤＨを決定する。
ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨは、本実施形態においては、図６に示す動作の流れによって算出される。
ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨは、本実施形態においては、図６に示す動作の流れによって算出される。
【0048】
図６は、システム制御装置６０で行なわれるトナーリカバリー動作時のディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを演算する処理の流れを示すフローチャートである。この演算処理は、トナーリカバリー動作が必要と判断された時点に行なわれる。
【0049】
まず、ステップＳ２０１で、画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａを記憶部から読み出す。
【0050】
ステップ２０２では、画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを以下に示す数式（３）により演算する。
ＤＨ（％）＝α×Ａ＋β・・・・（３）
ここに、Ａは画像密度の移動平均値、αは画像密度の移動平均値Ａの大きさに対して、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨの決定に反映させる係数であり、予め定められた定数である。βは画像密度の移動平均値Ａの大きさによらず、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨの最小値となる定数である。
ＤＨ（％）＝α×Ａ＋β・・・・（３）
ここに、Ａは画像密度の移動平均値、αは画像密度の移動平均値Ａの大きさに対して、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨの決定に反映させる係数であり、予め定められた定数である。βは画像密度の移動平均値Ａの大きさによらず、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨの最小値となる定数である。
【0051】
例えば、αが５、βが５０（％）と設定され、画像密度の移動平均値Ａが１％と低画像密度であった場合、デューティ比ＤＨは５５（％）となり、ディスペンスモータＭの駆動は、単位時間当たり５５％がＯＮ、４５％がＯＦＦとなる。これにより、トナーリカバリー時の現像装置１４への急激なトナー供給は抑制され、後述するＡＴＣセンサＳＲの感度シフトを防ぐことができる。
一方、画像密度の移動平均値Ａが１０％と高画像密度であった場合、デューティ比ＤＨは、１００（％）となり、生産性が優先されたトナーリカバリー動作が実行される。
一方、画像密度の移動平均値Ａが１０％と高画像密度であった場合、デューティ比ＤＨは、１００（％）となり、生産性が優先されたトナーリカバリー動作が実行される。
【0052】
このように算出したディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨは、記憶部に記憶される（Ｓ２０３）。
【0053】
トナー補給制御部６６は、トナーリカバリー判断部６３の判断に基づいてトナーリカバリー動作を制御するもので、現像装置１４にトナーを供給するトナー供給装置１７のディスペンスモータＭ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（ＴＣ）を調整する。
トナー空検知制御部６７は、ＡＴＣセンサＳＲの検出結果に基づいてトナーカートリッジ（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）のトナー量を予測してトナー空検知を判断する。本実施形態においては、トナー濃度検出部６２で取得されたＡＴＣセンサＳＲの出力値に基づいて、現像装置１４内の現像剤が所定のトナー濃度以下になった場合、トナー空と判断する。
トナー空検知制御部６７は、ＡＴＣセンサＳＲの検出結果に基づいてトナーカートリッジ（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）、（Ｋ）のトナー量を予測してトナー空検知を判断する。本実施形態においては、トナー濃度検出部６２で取得されたＡＴＣセンサＳＲの出力値に基づいて、現像装置１４内の現像剤が所定のトナー濃度以下になった場合、トナー空と判断する。
【0054】
（３）トナーリカバリー動作
図７はトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャート、図９はＡＴＣセンサＳＲの感度シフトを説明する図である。以下、図面を参照しながら、本実施形態において実行されるトナーリカバリー動作について説明する。
図７はトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャート、図９はＡＴＣセンサＳＲの感度シフトを説明する図である。以下、図面を参照しながら、本実施形態において実行されるトナーリカバリー動作について説明する。
【0055】
（３．１）ＡＴＣセンサＳＲの感度シフト
図９にはＡＴＣセンサＳＲの出力値と検知される現像剤のトナー濃度（ＴＣ）との関係を示している。
現像装置１４内の現像剤のトナー濃度（ＴＣ）をＡＴＣセンサＳＲで検知する場合、図９に示すように、トナー濃度（ＴＣ）に対するＡＴＣセンサＳＲの出力値は、形成されている画像の画像密度（ＡＣ）に応じて変化し、低画像密度時は出力値が高くなりトナー濃度（ＴＣ）が高いと検知し、高画像密度時は出力値が低くなりトナー濃度（ＴＣ）が低いと検知することが知られている。
図９にはＡＴＣセンサＳＲの出力値と検知される現像剤のトナー濃度（ＴＣ）との関係を示している。
現像装置１４内の現像剤のトナー濃度（ＴＣ）をＡＴＣセンサＳＲで検知する場合、図９に示すように、トナー濃度（ＴＣ）に対するＡＴＣセンサＳＲの出力値は、形成されている画像の画像密度（ＡＣ）に応じて変化し、低画像密度時は出力値が高くなりトナー濃度（ＴＣ）が高いと検知し、高画像密度時は出力値が低くなりトナー濃度（ＴＣ）が低いと検知することが知られている。
【0056】
これはＡＴＣセンサＳＲの現像剤と接触する検知面近傍の現像剤の嵩密度が変化することによって引き起こされる現象である。例えば、低画像密度の画像形成が続くと現像剤中のトナーの消費は促進されず帯電量が上昇し現像剤中における空隙が増加することによって単位体積当たりのキャリア量が減少するために測定される透磁率が小さくなるためと推察される。
【0057】
印刷動作中で低画像密度が続いた後に、形成される画像が急激に高画像密度に切り替わり現像装置１４内の現像剤に多量にトナーが供給されると、現像剤の帯電量が急激に変化して、ＡＴＣセンサＳＲの感度が急激にシフトしてしまい、トナー過補給の状態となる。
このような、トナー過補給を抑制するために、トナー供給動作を以前の平均画像密度に応じて実行することが行われている。
このような、トナー過補給を抑制するために、トナー供給動作を以前の平均画像密度に応じて実行することが行われている。
【0058】
また、トナー空が発生し新しいトナーカートリッジに交換してトナー濃度を復帰させる際（トナーリカバリー）は、所定のトナー濃度（ＴＣ）以下に低下した現像剤のトナー濃度（ＴＣ）をダウンタイムを少なくして復帰させるために、単位時間当たりのディスペンスモータＭの駆動量を多くしている。
一方、トナーリカバリー動作直前のジョブの印刷履歴が低画像密度が連続する印刷だった場合は、多量のトナー供給により現像剤の帯電量が変化しＡＴＣセンサＳＲの感度シフトが発生しトナー過補給の状態になる。トナー過補給の状態になると、画像の地かぶりやトナー吹き出しなどの障害が発生する虞があった。
一方、トナーリカバリー動作直前のジョブの印刷履歴が低画像密度が連続する印刷だった場合は、多量のトナー供給により現像剤の帯電量が変化しＡＴＣセンサＳＲの感度シフトが発生しトナー過補給の状態になる。トナー過補給の状態になると、画像の地かぶりやトナー吹き出しなどの障害が発生する虞があった。
【0059】
本実施形態に係るトナーリカバリー動作においては、トナーリカバリー動作が必要と判断された時点までに行なわれた画像形成動作によって形成された画像の画像密度の移動平均値を算出する画像密度移動平均算出部６４と、画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａに基づいてトナーリカバリー動作のディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを決定するデューティ比算出部６５と、を備え、トナーリカバリー動作時のディスペンスモータＭの駆動を画像密度の移動平均値Ａに基づいて制御する。
【0060】
図７にはトナーリカバリー動作における処理の流れを示している。
画像形成装置１は、印刷ジョブを受け付ける（Ｓ３０１）、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Ａを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Ａを更新する（Ｓ３０２）。
具体的には、前述のように、必要サンプリング数Ｎページ分の画像密度を記憶しておき、平均値を算出する。そして、ページ出力ごとに最も古い画像密度データを外して最新の画像密度の移動平均値Ａを記憶する。画像密度情報として、移動平均値を用いることで、画像密度が急激に変化した場合であっても、過去の履歴が加味されデューティ比の算出において過補正とならず、トナー濃度（ＴＣ）を安定化させることができる。
画像形成装置１は、印刷ジョブを受け付ける（Ｓ３０１）、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Ａを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Ａを更新する（Ｓ３０２）。
具体的には、前述のように、必要サンプリング数Ｎページ分の画像密度を記憶しておき、平均値を算出する。そして、ページ出力ごとに最も古い画像密度データを外して最新の画像密度の移動平均値Ａを記憶する。画像密度情報として、移動平均値を用いることで、画像密度が急激に変化した場合であっても、過去の履歴が加味されデューティ比の算出において過補正とならず、トナー濃度（ＴＣ）を安定化させることができる。
【0061】
次にトナーリカバリー動作実施タイミングが否か判断する（Ｓ３０３）。トナーリカバリー動作実施タイミングとしては、前述のように、トナー空検知制御部６７によりトナー空が検知された状態にて電源ＯＦＦ／ＯＮ、またはカバーの開閉が行われインターロックスイッチがＯＦＦ／ＯＮとなったとき、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である。本実施形態においては、トナー空検知制御部６７により現像装置１４内の現像剤のトナー濃度（ＴＣ）が例えば２％以下になった場合、トナー空が検知され、新たなトナーカートリッジが装着されると、トナーリカバリー動作実施タイミングと判断される（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）。
【0062】
トナーリカバリー動作実施タイミングであると判断された場合（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、トナー補給動作を行うディスペンスモータ駆動のデューティ比を算出する（Ｓ３０４）。
具体的には、前述のように、記憶部から画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａを読み出し、デューティ比算出部６５が画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを算出する。
具体的には、前述のように、記憶部から画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａを読み出し、デューティ比算出部６５が画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを算出する。
【0063】
そして、トナー補給制御部６６は、ステップ３０４で算出され決定されたデューティ比ＤＨでディスペンスモータＭの駆動制御を行い、トナーリカバリーを実施する（Ｓ３０５）。
新たに装着されたトナーカートリッジからのトナー供給は、トナーリカバリー動作直前までに印刷された画像の画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータＭのデューティ比ＤＨを制御して行われることになり、現像剤の嵩密度変化を抑制してＡＴＣセンサの感度シフトを防ぐことができる。これにより、トナーリカバリー時のトナー濃度（ＴＣ）の過補正（トナー濃度過多）を抑制することができる。
新たに装着されたトナーカートリッジからのトナー供給は、トナーリカバリー動作直前までに印刷された画像の画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータＭのデューティ比ＤＨを制御して行われることになり、現像剤の嵩密度変化を抑制してＡＴＣセンサの感度シフトを防ぐことができる。これにより、トナーリカバリー時のトナー濃度（ＴＣ）の過補正（トナー濃度過多）を抑制することができる。
【0064】
「変形例」
図８は変形例に係るトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャートである。
画像形成装置１は、印刷ジョブを受け付ける（Ｓ４０１）、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Ａを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Ａを更新する（Ｓ４０２）。
図８は変形例に係るトナーリカバリー動作時の処理の流れを示すフローチャートである。
画像形成装置１は、印刷ジョブを受け付ける（Ｓ４０１）、これまでに印刷されたジョブにおける画像密度の移動平均値Ａを印刷のページ毎に記憶部に記憶するとともに記憶された画像密度の移動平均値Ａを更新する（Ｓ４０２）。
【0065】
次にトナーリカバリー動作実施タイミングが否か判断する（Ｓ４０３）。トナーリカバリー動作実施タイミングであると判断された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、記憶部から画像密度移動平均算出部６４で算出された画像密度の移動平均値Ａを読み出し、デューティ比算出部６５が画像密度の移動平均値Ａに基づいて、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを算出する（Ｓ４０４）。
【0066】
次に記憶部から読み出した画像密度の移動平均値Ａが予め定められた画像密度の閾値Ａｔｈよりも小さいか判定する（Ｓ４０５）。画像密度の移動平均値Ａが閾値Ａｔｈよりも小さい場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨをステップ４０４で算出されたデューティ比ＤＨよりも小さく設定する（Ｓ４０６）。 例えば、ステップ４０４で算出されたデューティ比ＤＨが５５％（α＝５、Ａ＝１％、β＝５０％）である場合、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを５０％に設定する。
【0067】
そして、トナー補給制御部６６は、ステップ４０６で設定されたデューティ比ＤＨでディスペンスモータＭの駆動制御を行い、トナーリカバリーを実施する（Ｓ４０７）。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Ａが予め定められた閾値Ａｔｈよりも低い場合に、トナーリカバリー時のトナー濃度（ＴＣ）の過補正（トナー濃度過多）を抑制することができる。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Ａが予め定められた閾値Ａｔｈよりも低い場合に、トナーリカバリー時のトナー濃度（ＴＣ）の過補正（トナー濃度過多）を抑制することができる。
【0068】
ステップ４０５で画像密度の移動平均値Ａが閾値Ａｔｈよりも大きい場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを１００％に設定する（Ｓ４０８）。例えば、画像密度の移動平均値Ａが８％である場合、ステップ４０４で算出されるデューティ比ＤＨは９０％（α＝５、Ａ＝８％、β＝５０％）となるが、ディスペンスモータ駆動のデューティ比ＤＨを１００％に設定する。
【0069】
そして、トナー補給制御部６６は、ステップ４０８で設定されたデューティ比ＤＨ（１００％）でディスペンスモータＭの駆動制御を行い、トナーリカバリーを実施する（Ｓ４０７）。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Ａが予め定められた閾値Ａｔｈよりも高い場合は、トナーリカバリー動作を短縮して実行することができる。
これにより、トナーリカバリー動作直前の画像の画像密度の移動平均値Ａが予め定められた閾値Ａｔｈよりも高い場合は、トナーリカバリー動作を短縮して実行することができる。
【符号の説明】
【0070】
１・・・画像形成装置
１０・・・画像形成部
１３・・・感光体ユニット
１４・・・現像装置
１５・・・転写装置
１６・・・定着装置
１７・・・トナー供給装置
２０・・・給紙装置
３０・・・読取装置
４０・・・操作表示部
５０・・・画像処理部
６０・・・システム制御装置
６１・・・印刷制御部
６２・・・トナー濃度検出部
６３・・・トナーリカバリー判断部
６４・・・画像密度移動平均算出部
６５・・・デューティ比算出部
６６・・・トナー補給制御部
６７・・・トナー空検知制御部
ＳＲ・・・ＡＴＣセンサ
１０・・・画像形成部
１３・・・感光体ユニット
１４・・・現像装置
１５・・・転写装置
１６・・・定着装置
１７・・・トナー供給装置
２０・・・給紙装置
３０・・・読取装置
４０・・・操作表示部
５０・・・画像処理部
６０・・・システム制御装置
６１・・・印刷制御部
６２・・・トナー濃度検出部
６３・・・トナーリカバリー判断部
６４・・・画像密度移動平均算出部
６５・・・デューティ比算出部
６６・・・トナー補給制御部
６７・・・トナー空検知制御部
ＳＲ・・・ＡＴＣセンサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】