JP4517753B2

JP4517753B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4517753B2
Application number: JP2004198699A
Authority: JP
Inventors: 成隆吉田; 正之西; 茂樹山本; 博史谷本
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: JP2006023327A

Description

本発明は、像担持体上に作像された静電潜像を現像剤で現像して画像を形成する画像形成装置に関し、現像剤劣化による画質劣化を防止する技術に関する。

複写機等の画像形成装置は、感光体ドラム上に作像された静電潜像を現像器から供給される現像剤で現像して画像を形成する構成になっている。この現像器には、表面に現像剤を担持した状態で回転して現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラや、現像ローラ表面と微小な隙間を空けて配され、現像器内の現像剤を現像ローラとの隙間を通る分だけに規制する規制板等が備えられているものが一般的である。

このような画像形成装置では、例えば１ページ当たりにどれだけの画素数を印刷するのかを示す割合（以下、「印字率」という。）が大変小さい（低い）原稿に対する画像形成を繰り返し行うと、現像剤がほとんど消費されないといったことが生じる。特に、現像ローラに担持された現像剤は、現像ローラの回転により規制板と繰り返し擦れ合うようになるため、その現像剤粒子に含まれている電荷制御剤等の外添剤が粒子表面から削り取られたり粒子内部に埋没してしまい、帯電特性が劣化することになる。

そこで、従来、そのような劣化した現像剤を強制的に消費（排出）させる技術が提案されている。例えば特許文献１には、現像ローラの駆動時間が所定時間に達すると、その間の平均の現像剤消費量を推定し、その推定値が所定の閾値よりも低いと現像剤劣化が進行していると判断して、感光体ドラム上の非画像域に強制消費のための所定パターンの現像剤像を形成し、これを記録シートに転写させずにクリーナで回収することで、劣化した現像剤を所定パターンの分だけ現像器から強制的に排出させる技術が開示されている。

これにより、現像ローラには、劣化した現像剤が排出された分、劣化していない現像剤が供給されることになり、良好な現像を行えるようになる。
特開２００３−２６３０２７号公報

しかしながら、上記特許文献１による平均をとる方法では、劣化の進行を正確に把握できず良好な現像を行えない場合が生じるという問題がある。
すなわち、平均をとる方法では、平均をとるための所定枚数の画像形成が終わるまで強制消費を行えず、低印字率での画像形成が連続して実行される場合、現像剤の劣化が急激に進んで良好な現像を行えなくなる。

また、平均をとる間隔を短くすることもできるが、例えば高印字率での画像形成後、低印字率での画像形成を連続して実行した場合、現像剤消費量は高印字率と低印字率の画像の平均値となって所定の閾値より低くならず、実際には低印字率での画像形成が連続して行われることにより現像剤の劣化が進んでいても強制消費がなされない場合も生じる。
これに対し、平均をとらず、例えば１ページの画像形成毎に印字率を求め（実質、平均をとる間隔を１ページとして）、その印字率が所定値よりも小さいときに現像剤を強制消費させることも考えられる。ところが、そのようにすると１ページの画像形成毎に強制消費が行われる場合が発生する。強制消費実行中には画像形成を行えないので、強制消費がページ毎に行われると、その分単位時間当たりの画像形成回数が少なくなり、画像形成の処理効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、画像形成の処理効率の低下を抑えつつ、現像剤劣化の進行を抑えて、良好な現像を行える画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に作像された静電潜像を現像器から供給される現像剤で現像して画像を形成する画像形成装置であって、画像形成がページ単位で実行されるときの１ページ単位又は１ページを所定等分した単位のいずれか一方の単位毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が上記の一方の単位に対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出する算出手段と、前記算出手段により差分が算出される毎にその差分を積算する積算手段と、前記積算手段による積算値が所定値に達すると現像剤を強制消費させる現像剤消費手段と、を備えることを特徴とする。

ここで、上記画像形成領域は、画像形成されるべき所定の範囲の意味で用いられ、いわゆる下地等を現す場合には画像が何も形成されないこともあり得る。
また、前記現像剤消費手段は、前記積算値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする。
本発明に係る画像形成装置は、複数の像担持体それぞれに作像された静電潜像を、各像担持体に対して配設された複数の現像器それぞれから供給される異なる再現色の現像剤で現像して現像剤像を形成し、形成された各現像剤像を転写媒体に重ね合わせて転写して画像を形成する画像形成装置であって、各再現色について、画像形成がページ単位で実行されるときの１ページ単位又は１ページを所定等分した単位のいずれか一方の単位毎に画像形成に使用される現像剤量を指標する値が上記の一方の単位に対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出する算出手段と、各再現色について、前記算出手段により差分が算出される毎にその差分を積算する積算手段と、各再現色について、前記積算値が当該再現色に対し設定された所定値に達すると当該再現色の現像剤を強制消費させる現像剤消費手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記現像剤消費手段は、いずれか一の再現色について、前記積算値が所定値に達したと判断すると、全再現色の現像剤を同時期に強制消費させることを特徴とする。
さらに、前記各現像器は、一の駆動源からの駆動力を受けて同時に駆動される構成であり、前記現像剤消費手段は、前記一の駆動源の駆動力により全現像器を同時に駆動させ、前記現像剤の強制消費を行うことを特徴とする。

また、前記現像剤消費手段は、各再現色について、当該再現色に対する積算値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする。
さらに、前記現像剤消費手段は、前記積算値を、設置環境、累積画像形成回数および過去Ｎ（Ｎは１以上の整数）回の画像形成で使用された現像剤使用量の少なくとも一の条件に基づいて補正し、その補正した値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする。

また、前記積算手段は、前記算出手段により算出された差分を、設置環境、累積画像形成回数および過去Ｎ（Ｎは１以上の整数）回の画像形成で使用された現像剤使用量の少なくとも一の条件に基づいて補正し、その補正した値を積算値とすることを特徴とする。
また、前記現像剤量を指標する値は、印字率であることを特徴とする。

また、前記算出手段は、１ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする。
また、前記算出手段は、１／２ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１／２ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする。
また、前記算出手段は、１／３ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１／３ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする。

このように、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出し、差分が算出される毎にその差分を積算し、当該積算値が所定値に達すると現像剤を強制消費させる構成にしているので、例えば高印字率の画像形成の直後に、低印字率の画像が連続形成される場合であっても、積算値＞所定値になると、その時点でトナー強制消費がなされ、従来のように現像剤消費量の平均をとる方法の場合に、例えば現像剤消費量が高印字率と低印字率の画像の平均値になってしまい強制消費がなされないといったことがなくなり、適正な現像を行うことが可能になるという効果を奏する。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタル複写機（以下、単に「複写機」という。）を例にして説明する。
（１）複写機全体の構成
図１は、本実施の形態に係る複写機１の全体の構成を示す図である。

同図に示すように、複写機１は、大きく分けて、原稿を自動的に搬送する原稿自動搬送装置２と、搬送された原稿の画像を読み取る原稿読取部１０と、この原稿読取部１０で読み取った画像を記録シート上にプリントして再現する画像形成部２０とから構成される。
原稿自動搬送装置２は、原稿をセットする原稿給紙トレイ３等を備え、原稿給紙トレイ３に載置された原稿を１枚ずつ搬送ベルトによってプラテンガラス１１上の所定の原稿読取位置まで搬送し、原稿読取部１０のスキャナ（不図示）によってスキャンされた後、再び搬送ベルトによって送り、原稿排紙トレイ４上に排出する公知のものである。

原稿読取部１０は、プラテンガラス１１上に搬送された原稿を露光走査するスキャナや、スキャナの露光による原稿の反射光を電気信号に変換するフルカラーＣＣＤセンサ１２（図４）等を備えた公知の画像読み取り装置である。スキャナにより露光走査された原稿の画像は、フルカラーＣＣＤセンサ１２において光電変換されて、赤（ｒ）、緑（ｇ）、青（ｂ）成分の電気信号となり、制御部１００に送られる。

これにより得られた赤（ｒ）、緑（ｇ）、青（ｂ）の各色成分ごとの画像データは、制御部１００における画像信号処理部１０１（図４）において後述の補正処理を受け、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各再現色の階調データに変換され、画像メモリ１０２（図４）に一旦格納される（以下、赤、緑、青の各色成分を単に「ｒ，ｇ，ｂ」と表し、同様にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色を、それぞれ「Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ」と表す。）。

画像形成部２０は、電子写真技術を利用して記録シートとしての用紙Ｓ上に画像を形成するものであって、上記各再現色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス部３０および用紙Ｓを給送するための給紙系４０とから構成される。
画像プロセス部３０は、図２の拡大図に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各再現色のそれぞれに対応する作像ユニット２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋおよび矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト３１等を備えている。

作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋは、中間転写ベルト３１に対向して回転方向上流側（以降、単に「上流側」という）から回転方向下流側（以降、単に「下流側」という）に沿って所定間隔で直列に配置されており、矢印Ｂ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、その周囲に配設された帯電器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、露光部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋと、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋと、中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋと対向する一次転写ローラ２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋおよびクリーナ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋなどを備えている。

現像器２４Ｙ〜２４Ｋには、対応する色の現像剤、ここでは一成分現像方式によるトナーが現像剤（不図示）として収容されている。各再現色のトナーには、シリカ等の電荷制御剤が含まれており、攪拌等でトナー粒子が擦れ合うことにより帯電して現像に供されるようになっている。
現像器２４Ｙは、現像ローラ２４１Ｙと、規制板２４２Ｙおよび攪拌ローラ対２４３Ｙを備えている。現像ローラ２４１Ｙは、感光体ドラム２１Ｙと対向配置され表面にＹ色用のトナーを担持した状態で感光体ドラム２１Ｙの回転方向と逆方向に回転して当該トナーを感光体ドラム２１Ｙに供給する。攪拌ローラ対２４３Ｙは、現像器２４Ｙ内に収容されているトナーを回転により攪拌すると共に現像ローラ２４１Ｙに送るものである。

規制板２４２Ｙは、その先端が一様に現像ローラ２４１Ｙ表面に接触するように配され、攪拌ローラ対２４３の回転により現像ローラ２４１Ｙに送られるトナーを規制して、現像ローラ２４１Ｙ表面にトナーによる均一な薄層を形成させるものである。この構成は、他の現像器２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋについても同様である。
なお、本実施の形態では、作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋそれぞれが独立して駆動される構成（それぞれに駆動源が設けられている構成）になっており、後述のようにトナー強制消費についても各再現色で個別に実行できるようになっている。また、作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋは、装置に対し着脱可能に構成されており、Ａ４サイズにおいて印字率５％（Ａ４サイズ１枚の用紙に５％相当分のトナー画像が形成される状態）で１０ｋ（ｋ＝１０００）すなわち１００００枚の用紙に複写を行えるようにその寿命が設定されている。ユーザは、寿命に達したユニットを取り出して新たなユニットに容易に交換することができる。

図１に戻って、中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３４、従動ローラ３３、テンションローラ３２に張架されている。
給紙部４０は、用紙Ｓを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙Ｓを１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、二次転写位置Ｔに用紙Ｓを送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４３などを備えている。

画像形成に際し、制御部１００は、画像メモリ１０２から該当するページの各色の画像データを順次読み出して、露光部２３Ｙ〜２３Ｋのレーザダイオード（不図示）を駆動させるための駆動信号を生成する。露光部２３Ｙ〜２３Ｋのレーザダイオードは、制御部１００からの駆動信号により変調駆動され、レーザ光を発して感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋを露光する。

感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋは、前記露光を受ける前にクリーナ２６Ｙ〜２６Ｋで表面の残存トナーが除去され、不図示のイレーサランプに照射されて除電された後、帯電器２２Ｙ〜２２Ｋにより一様に帯電されており、このように一様に帯電した状態で上記レーザ光による露光を受けると、感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋの表面に静電潜像が形成される。
各静電潜像は、それぞれ各色の現像器２４Ｙ〜２４Ｋにより現像される。これにより感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ表面にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色のトナー像が作像され、その各色トナー像は、一次転写ローラ２５Ｙ〜２５Ｋの静電的作用により、一次転写位置において中間転写ベルト３１上に順次転写されていく。

この際、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト３１上の同じ位置に重ね合わせて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
中間転写ベルト３１上で重ね合わされた各色トナー像は、中間転写ベルト３１の回転により二次転写位置Ｔに移動する。
一方、中間転写ベルト３１上のトナー像の二次転写位置Ｔへの移動タイミングに合わせて、給紙部４０からは、タイミングローラ対４３を介して用紙Ｓが給送されて来ており、二次転写位置Ｔにおいて、中間転写ベルト３１上の各色トナー像が、二次転写ローラ３５の静電的作用により用紙Ｓ上に一括転写される。

各色トナー像が転写された用紙Ｓは、定着部３６において熱定着された後、排出ローラ対３７を介して排紙トレイ３８上に排出され、これによりカラーの複写動作が終了する。
（２）トナー強制消費とトナー劣化の関係
複写機１は、現像器内のトナーを強制的に消費させてトナー劣化の進行を抑えるトナー強制消費を実行する機能を有している。以下、このトナー強制消費の処理内容について説明するが、その前に画像形成によりトナー劣化がどのように進行していくかを図３を用いて説明する。

図３（ａ）〜（ｄ）は、異なる条件で画像形成を行った場合のそれぞれについて、実際にＹ色用のトナー（以下、単に「トナー」という。）がどのように劣化していくのかを実験したときの結果例を示すものである。各図では、縦軸にトナー劣化度を、横軸に用紙枚数をとってある。なお、横軸には現像器２４Ｙの現像ローラ２４１Ｙの駆動時間も併記している。

ここで、トナー劣化度は、トナー粒子に含まれる外添剤の粒子内への埋没や削れの程度を示すものである。外添剤は、現像器内での攪拌、規制板の規制により、最初（０ｋ）の状態から徐々に粒子内に埋没したり削れていく。この埋没等の程度が酷くなるに連れて、トナーの帯電量のばらつき量も大きくなるという関係があるため、１ｋごとに現像ローラ２４１Ｙに付着しているトナー粒子をサンプル収集し、それを観察して埋没等の状態を複数段階に分けて各段階での埋没等の状態を現像剤全体のトナー劣化度として対応付けて現したものである。

現像ローラ２４１Ｙに付着しているトナー粒子を観察するのは、次の理由による。すなわち、現像ローラ２４１Ｙ周囲のトナーは、規制板２４２Ｙの規制により帯電しておりそのため現像ローラ２４１Ｙ周面に滞留し易く、また当該規制により劣化が進み易くなっており、一般に同じ現像器内でも、現像ローラ２４１Ｙに付着しているトナーの方が、現像器底部に位置しているトナーよりも劣化が進み易くなっている。したがって、現在のトナー劣化度を端的に現すのには、その時点で劣化が最も進んでいると考えられる現像ローラ２４１Ｙ周囲のトナーをサンプル収集するのが最も適切であるからである。

このグラフでは、トナー劣化度は、下に行くほど劣化が進んでいることを意味しており、Ｌのライン（破線）は、トナー劣化が進み、このラインを越えると（このラインよりも下になると）、地肌かぶり、すじなどの画像ノイズが顕著に現れてくることを示すものである。
なお、本実施の形態の作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋは、上記したように１０ｋの画像形成が可能であることと規定されており、したがってトナー劣化度が０ｋ〜１０ｋまでの間においてレベルＬを越えないことが条件になっている。

図３（ａ）は、印字率０％（１ページに画像が何も形成されない状態）の画像形成動作を連続して１０ｋまで実行したときのグラフである。印字率０％では、トナーが消費されない状態になるから、トナーは現像ローラ２４１Ｙに周囲を循環するだけになって全体的に急激に劣化が進み、トナー劣化度は５ｋに達するまでにレベルＬを越えることになってしまう。

図３（ｂ）は、印字率を５％にして画像形成を連続１０ｋまで実行したときのグラフである。印字率５％では、ページ単位で画像形成が実行されるごとに５％相当分のトナーが消費されて行く。具体的には、現像ローラ２４１Ｙ周囲のトナーが５％分だけ消費され、その消費分として、現像器底部のトナーが現像ローラ２４１Ｙに供給されるといったサイクルが繰り返し行われる。これにより、劣化の進んだトナーが現像ローラ２４１Ｙに長期に渡って滞留するといったことがなくなる。

したがって、規制板２４２Ｙの規制により劣化が進んでも、そのトナーは比較的早期に排出されるようになるため、劣化の進行が全体的に遅くなり、その結果１０ｋに達するまでにレベルＬを越えることがなくなるのである。このように所定量以上のトナーを排出すれば、寿命に達するまで最低限の画質レベルを維持できることがわかる。
しかしながら、実際には文字や写真など様々な種類の原稿が存在するので印字率が５％に固定された状態で画像形成が実行されることはない。したがって、原稿の種類を問わずある程度の量のトナーを排出させようとすると、印字率に関係なく、１枚の用紙への画像形成が終了する毎に、強制的に所定量、例えば５％相当のトナーパッチを形成する処理を実行することが考えられる。

図３（ｃ）は、印字率０％で画像形成するごとに一回の割合で５％相当分のトナーパッチを強制的に形成するという条件でのトナー劣化度を示すグラフである。
同図に示すように、当該条件では画像形成とは別にトナーパッチを形成する分、どうしても現像器の駆動時間が図３（ｂ）に比べて長くなり、排出されずに現像ローラ２４１Ｙ周囲に残るトナーの劣化が早く進行することになって１０ｋに達するまでにレベルＬを越えてしまう。このことから１枚の用紙への画像形成に対し現像駆動時間をできるだけ短くする必要があることが解る。

図３（ｄ）は、印字率０％で１０ページへの画像形成を実行する毎に一回の割合で５０％相当分のトナー強制消費を行う（１枚の用紙へのトナー消費量５％相当分を１０枚分まとめて消費させる）条件でのトナー劣化度を示すグラフである。
印字率が図３（ｃ）の場合と同じなので、強制消費により消費されるトナー量は、１０枚の用紙への画像形成毎にみると、図３（ｃ）と図３（ｄ）で略同じになる。

ところが、図３（ｄ）では、図３（ｃ）に比べて現像駆動時間が全体的に短縮されており、トナー劣化度が１０ｋまでレベルＬを越えないことが判る。これは、全体的に現像駆動時間が短縮されたことで、トナー劣化の進行が抑制されたからである。
このように消費すべきトナーを強制消費の回数を減らしてまとめて消費することで、現像駆動時間を短縮しつつトナー消費を促して画質を最低限のレベル以上に維持することが可能になる。本実施の形態では、このまとめ消費の方法を利用してトナー強制消費を行うことで画質を維持するようにしているものである。

（３）制御部１００の構成
図４は、制御部１００の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部１００は、主な構成要素として、画像信号処理部１０１、原稿読取部１０によって読み込まれた画像データを一旦格納する画像メモリ１０２、判定部１０３、レーザダイオード（ＬＤ）駆動部１０４、それぞれの制御に必要なプログラムを格納したＲＯＭ１０５、プログラム実行時のワークエリアとなるＲＡＭ１０６、画像形成枚数記憶部１０７およびＣＰＵ１０８を備えている。

画像信号処理部１０１は、原稿読取部１０のフルカラーＣＣＤセンサ１２から送られてきたｒ，ｇ，ｂの画像データにシェーディング補正等の補正処理を施した後、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各再現色の画像データに変換して、その変換後の画像データを画像メモリ１０２に格納させる。この変換後の画像データとしては、ここでは階調値、例えば２５６階調の場合であれば、０〜２５５までのいずれかの数値を表すデータ（濃度値）であり、画素毎にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各再現色の階調値を含む画素データである。なお、この階調値は、１ページ内において画像として形成される部分の画素については「１〜２５５」とされ、画像形成されない部分（いわゆる下地部分）の画素については「０」とされるようになっている。したがって、例えばあるページについて全画素の内、Ｙ色の階調値が「０」の画素数がどれだけあるかを計数し、その比率（階調値「０」の画素数／全画素数）を求めると、当該あるページのＹ色の印字率を求めることが可能になる。

画像メモリ１０２は、ＣＰＵ１０８からアドレスを指示されて読出し要求を受けると、当該アドレスに格納されている各再現色の画像データ（画素データ）をページ単位（画像形成に用いられる用紙１枚単位）で判定部１０３に送ると共にＬＤ駆動部１０４に送る。
判定部１０３は、画像メモリ１０２からの画像データに基づき、トナー強制消費が必要か否かをページ単位で判定し、その結果を判定情報としてＣＰＵ１０８に送る。ＣＰＵ１０８は、判定情報に基づき強制消費が必要と判断すると、現像剤（トナー）強制消費を実行する。

ＬＤ駆動部１０４は、画像メモリ１０２からの画像データに基づき、露光部２３Ｙ〜２３Ｋの各レーザダイオードを変調駆動させる。
ＣＰＵ１０８は、ＲＯＭ１０５の制御プログラムに基づいて、原稿自動搬送装置２や原稿読取部１０、画像形成部２０などの各部の動作を制御し、あるいは紙詰まりの判定等を実行して、円滑なカラーの複写動作を実現する。

画像形成枚数記憶部１０７は、累積画像形成枚数を記憶している不揮発性の記憶手段であり、ＣＰＵ１０８により、１枚の用紙への画像形成が実行される毎に現に記憶されている値に「１」がインクリメントされて実行枚数が累積されて行くようになっている。なお、本実施の形態では、作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋが交換可能であり、当該交換された再現色に対応するユニットの現在の値が「０」にリセットされて、新たな作像ユニットでの累積回数が記憶される構成になっている。画像形成枚数記憶部１０７に記憶されている値を読み出すことにより、これまでに何枚分の画像形成が実行されたのかを知ることが可能になる。

（４）判定部１０３の構成
図５は、判定部１０３の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、判定部１０３は、Ｙ判定部１１１と、Ｍ判定部１１２と、Ｃ判定部１１３およびＫ判定部１１４を備えている。Ｙ判定部１１１〜Ｋ判定部１１４は、当該再現色のトナー強制消費の要否を判定するものであり、基本的に同じ構成である。ここでは、Ｙ判定部１１１について、その構成要素を記載しており、Ｍ判定部１１２〜Ｋ判定部１１４については省略している。

Ｙ判定部１１１は、主な構成要素として、印字率算出部１２１Ｙ、差分算出部１２２Ｙ、蓄積カウンタ部１２３Ｙ、比較部１２４Ｙ、強制消費判定部１２５Ｙ、所定値Ｈｙ記憶部１２６Ｙ、積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙおよび所定値Ｎｙ記憶部１２８Ｙを備えている。
印字率算出部１２１Ｙは、画像メモリ１０２からの画像データ（階調データ）の内、Ｙ色のデータを受け付けて、ページ毎にＹ色の印字率Ｐｙを求める。印字率Ｐｙは、上記のようにページ毎に、当該ページ内のＹ色の階調値「０」の画素数を全画素数で除することで求められる。

なお、受信した画像データには、ページの区切りがどこになるのかを示すページ情報が付加されており、印字率算出部１２１Ｙは、当該ページ情報に基づいてページの区切りを判別する。なお、ページ情報が付加されていない場合であっても、例えば１ページ分の画素数に相当する画素データを受信する毎に、ページの区切りとすることもできる。
差分算出部１２２Ｙは、所定値Ｈｙ記憶部１２６Ｙに格納されている所定値Ｈｙ（印字率換算値）、ここでは「５（％）」を読み出し、読み出した所定値Ｈｙと、印字率算出部１２１Ｙから入力した値Ｐｙ（印字率）とを比較し、Ｐｙ＜Ｈｙであれば、その差分Ｒｙ（Ｒｙ＝Ｈｙ−Ｐｙ）を求め、求めた差分Ｒｙの値を示すデータを蓄積カウンタ部１２３Ｙに送る。

ここで、所定値Ｈｙは、画像形成によりトナー劣化が進んでも、作像ユニット２０Ｙの寿命までの間でトナー劣化度がレベルＬを越えることがないようにするのに、ページ単位で見たときにページ毎に画像形成において最低限使用されるべきであると想定されるトナー量（理想量）を印字率で示した値である。すなわち、差分Ｒｙは、理想量に対する不足量を現していることになり、例えばあるページについての印字率Ｐｙが１（％）の場合、差分Ｒｙが４（％）になるから、印字率４（％）相当のトナーの消費量が不足していることになる。

ここで上記理想量を「最低限の量」としている理由を説明する。すなわち、後述のように、本実施の形態では、差分Ｒｙ（不足量）がページ単位で算出される毎に累積（積算）されて行き、その積算値Ｕｙが所定値Ｎｙを越えると、その積算値Ｕｙ相当分のトナーをまとめて一度に強制消費させるようにしており、所定値Ｈｙの値がトナー強制消費の実行時期を決める一つの要因になっている。この点から、所定値Ｈｙの値をできるだけ大きくとれば、それだけトナー強制消費の実行時期が早まり（実行回数も多くなり）、トナー消費が促されて、トナー劣化の進行を抑えることができることになる。

ところが、トナー強制消費で排出されるトナーは画像形成に寄与するものではないため、むやみにトナー強制消費の実行回数を増やすと製造時における現像器２４Ｙへのトナー充填量の増大、クリーナ２６Ｙの廃トナー収容量の増大による現像器２４Ｙ、クリーナ２６Ｙの大型化を招くことになり好ましくなく、維持すべき画質レベルに応じて最低限使用されるべきであると考えられる量を理想量としているのである。

なお、所定値Ｈｙの値は、予め実験等から最適な値が求められ第１の基準値として所定値Ｈｙ記憶部１２６Ｙに格納されるようになっている。
蓄積カウンタ部１２３Ｙは、差分算出部１２２Ｙから差分Ｒｙの値を示すデータを受付ける毎に、積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙに格納されている現在のカウント値（積算値）Ｕｙを読み出して、その積算値Ｕｙに当該差分Ｒｙをインクリメントし、インクリメント後の値Ｕｙを示すデータを積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙに現在の積算値Ｕｙを示すデータとして上書き保存させると共に比較部１２４Ｙに送る。すなわち、各ページについて差分Ｒｙが発生する毎に、その差分Ｒｙの値を累積して行くものである。

積算値Ｕｙは、差分Ｒｙの値を蓄積したものであるので、Ｙ色についてのトナーの消費量の総不足量を現しており、これはトナー劣化の進行度を現したものともいえる。なぜなら、積算値Ｕｙの値が小さいということは、それまでのトナーの消費量が多いことを意味し、したがってトナー劣化の進行が遅く、逆に積算値Ｕｙの値が大きいということは、トナーの消費量が少ないことを意味し、したがってトナー劣化が進んでいることになり、積算値の大小とトナー劣化の進行度の間に一定の関係が存在するからである。

比較部１２４Ｙは、蓄積カウンタ部１２３Ｙからの積算値Ｕｙを示すデータを受付けると、当該積算値Ｕｙと、予め決められた所定値Ｎｙ（印字率換算値）、ここでは５０（％）とを比較し、その比較結果を強制消費判定部１２５Ｙに送る。
強制消費判定部１２５Ｙは、Ｕｙ＞Ｎｙであれば、トナー強制消費の実行時期に達したとして、トナー強制消費を実行すべきことを示す信号（強制消費信号）をＣＰＵ１０８に送る。逆にＵｙ≦Ｎｙであれば強制消費不要信号をＣＰＵ１０８に送る。

ここで所定値Ｎｙは、トナー強制消費を実行する直前と実行直後において再現画像の濃度ばらつきが規定の範囲を超えると想定されるときの積算値Ｕｙ（総不足量）の値である。具体的には、トナー強制消費の実行直後では、その実行直前に比べて、現像ローラ２４１Ｙに担持されたトナーは総じて帯電量が高いものになり、この所定値Ｎｙの値を大きく取りすぎるとその帯電量の差が大きくなりすぎ、トナー強制消費の実行直前と直後で再現画像の濃度ばらつきが大きくなってしまうものである。

なお、所定値Ｎｙの値は、予め実験等から最適な値が求められ第２の基準値として所定値Ｎｙ記憶部１２８Ｙに格納されるようになっている。
このようにＹ判定部１１１は、ページ毎に、Ｙ色の印字率Ｐｙと所定値Ｈｙとの差分Ｒｙを積算し、その積算値Ｕｙが所定値Ｎｙを越えるとトナー強制消費を要、そうでなければ不要と判定し、その判定結果をＣＰＵ１０８に伝える。積算値Ｕｙが所定値Ｎｙを越えるまでトナー強制消費が行われないようになっており、その点で上記図３（ｄ）のまとめ消費の考え方が用いられている。

このＹ判定部１１１による処理と同様の処理が、他のＭ判定部１１２〜Ｋ判定部１１４においても並行して実行される。
すなわち、Ｍ判定部１１２は、ページ毎に、Ｍ色の印字率Ｐｍと所定値Ｈｍ（上記Ｈｙに相当するもの。ここでは５％）の差分Ｒｍを現在の積算値Ｕｍにインクリメントし、そのインクリメント後の値Ｕｍが所定値Ｎｍ（上記Ｎｙに相当するもの。ここでは５０％）よりも大きければトナー強制消費が必要、そうでなければ不要と判定し、その判定結果をＣＰＵ１０８に伝えるものである。

同様に、Ｃ判定部１１３は、ページ毎に、Ｃ色の印字率Ｐｃと所定値Ｈｃ（上記Ｈｙに相当。ここでは５％）の差分Ｒｃを現在の積算値Ｕｃにインクリメントし、そのインクリメント後の値Ｕｃが所定値Ｎｃ（上記Ｎｙに相当。ここでは５０％）よりも大きければトナー強制消費が必要、そうでなければ不要と判定し、その判定結果をＣＰＵ１０８に伝える。

また、Ｋ判定部１１４は、ページ毎に、Ｋ色の印字率Ｐｋと所定値Ｈｋ（上記Ｈｙに相当。ここでは５％）の差分Ｒｋを現在の積算値Ｕｋにインクリメントし、そのインクリメント後の値Ｕｋが所定値Ｎｋ（上記Ｎｙに相当。ここでは５０％）よりも大きければトナー強制消費が必要、そうでなければ不要と判定し、その判定結果をＣＰＵ１０８に伝える。

これにより、ページ毎（１枚の用紙Ｓへの画像形成がなされる毎）に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色についてトナー強制消費の要否が判定されて行くことになる。
ＣＰＵ１０８は、Ｙ判定部１１１〜Ｋ判定部１１４から強制消費信号を受け付けると、その再現色についてトナー強制消費を実行させる。この処理内容については後述する。
（４）制御部の処理
図６は、制御部１００による画像形成処理の内容を示すフローチャートである。

同図に示すように、制御部１００は、複写開始の指示を受付けると原稿画像の読み取り処理を実行する（ステップＳ１）。ここでは、原稿読取部１０に複数枚の原稿がセットされており、その原稿が原稿読取部１０によって１枚ずつ読み取られ、読み取られた原稿の画像データがページ単位で画像メモリ１０２に順次格納される。
次に変数ｉの値を「１」に設定する（ステップＳ２）。この変数ｉは、ページ単位で画像形成する際のそのページ数を表すものである。

そして、ｉページ目の用紙への画像形成を開始する（ステップＳ３）。具体的には、ｉページ、ここでは１ページ目の用紙への画像形成に用いるための画像データを画像メモリ１０２から読み出してＬＤ駆動部１０４に送り、１ページ目の画像形成を実行する。その際、その画像データが判定部１０３に送られる。
画像形成が開始されると、トナー強制消費判定処理を実行する（ステップＳ４）。

図７は、トナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。
同図に示すように、ｉ（ここでは「１」）ページ目の画像形成における印字率Ｐの値をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色について算出する（ステップＳ１１）。この算出は、判定部１０３の印字率算出部（Ｙ色の場合１２１Ｙ）により行われる。
各再現色について、算出された印字率Ｐ（Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋ）と、各再現色に対し予め設定された所定値Ｈ（Ｈｙ，Ｈｍ，Ｈｃ，Ｈｋ）の大小を比較する（ステップＳ１２）。なお、所定値Ｈは、全再現色について５（％）に設定されているものとする。

以下、特に断わるまでＹ色について説明する。
例えば、Ｐｙ＜Ｈｙの場合（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）、消費されるトナー量が理想量よりも不足しているとして、その差分Ｒｙを求める（ステップＳ１３）。この算出は、算出手段としての差分算出部１２２Ｙにより行われる。
次に、算出された差分Ｒｙの値を、積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙに現に格納されている積算値Ｕｙにインクリメントして（ステップＳ１４）、インクリメント後の値を現在の積算値Ｕｙであるとして積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙに上書き保存する（ステップＳ１５）。この処理は、積算手段としての蓄積カウンタ部１２３Ｙにより行われる。

そして、差分Ｒｙがインクリメントされた後の積算値Ｕｙと所定値Ｎｙの大小を比較する（ステップＳ１６）。ここでは所定値Ｎｙが５０（％）に設定されているものとする。この処理は、比較部１２４Ｙにより行われる。
そして、Ｕｙ＞Ｎｙの場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、Ｙ色について、現在の積算値Ｕｙ相当分のトナーを強制消費させる（ステップＳ１７）。この処理は、強制消費判定部１２５ＹとＣＰＵ１０８により行われる。なお、現在の積算値Ｕｙは、積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙから読み出される。

具体的には、ｉ（ここでは「１」）ページへの画像形成終了後、Ｙ色について現在の積算値Ｕｙに相当する量のトナーを消費するためのトナーパッチを感光体ドラム２１Ｙ上に形成し、これを中間転写ベルト３１に一次転写させずにクリーナ２６Ｙで清掃、回収する。より具体的には、例えば現在の積算値をＵｙ＝５１（％）とすると、印字率換算で５１（％）に相当する量のトナーパッチを形成する。ここで、印字率相当量のトナーパッチを形成する方法としては、その量に応じてトナーパッチの形成面積を変える方法、濃度を変える方法等が考えられる。この意味で、比較部１２４Ｙ、強制消費判定部１２５ＹおよびＣＰＵ１０８等は、現像剤消費手段としての機能を有するものである。

トナー強制消費が終了すると、現に積算値Ｕｙ記憶部１２７Ｙに格納されている積算値Ｕｙを「０」にリセットし（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に移る。
一方、Ｐｙ＜Ｈｙではない、すなわちＰｙ≧Ｈｙの場合（ステップＳ１２で「ＮＯ」）、消費されるトナー量が理想量以上であるとして、ステップＳ１３〜Ｓ１８の処理を行わず、ステップＳ１９に移る。

また、Ｕｙ＞Ｎｙではない、すなわちＵｙ≦Ｎｙの場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」）、トナー強制消費は不要であるとして、ステップＳ１７、Ｓ１８の処理を行わず、ステップＳ１９に移る。
このようなステップＳ１２〜Ｓ１８の処理が、M，Ｃ，Ｋ色についても同様に行われる。例えば、Ｍ色についてＰｍ＜Ｈｍの場合（ステップＳ１２で「ＹＥＳ」）、その差分Ｒｍ（＝Ｈｍ−Ｐｍ）を求め（ステップＳ１３）、差分Ｒｍを現在の積算値Ｕｍにインクリメントし（ステップＳ１４）、インクリメント後の値Ｕｍを積算値Ｕｍ記憶部に格納した後（ステップＳ１５）、その値Ｕｍと所定値Ｎｍの大小を比較する（ステップＳ１６）。ここで、Ｕｍ＞Ｎｍの場合には（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、Ｍ色について、現在の積算値Ｕｍ相当分のトナーを強制消費させる（ステップＳ１７）。一方で、Ｕｍ≦Ｎｍの場合には（ステップＳ１６で「ＮＯ」）、強制消費を行わないものである。

なお、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を各再現色について行う場合の順序としては、例えばステップＳ１２〜Ｓ１８を一連で各再現色について並行して実行したり、ステップを一つずつ全再現色について実行して行く方法等が考えられる。
ステップＳ１９では、全再現色について算出された印字率Ｐと差分Ｒの値を「０」にリセットして、メインルーチンにリターンする。

図６に戻って、ステップＳ５では、現在のｉの値が画像形成すべき全ページの内の最終ページに相当するか否かを判断する。
ここで、最終ページではない、すなわちまだ画像形成すべきページが残っていると判断すると（ステップＳ５で「ＮＯ」）、現在の変数ｉの値に「１」をインクリメントして（ステップＳ６）、ステップＳ３に戻る。

これにより、２ページ目への画像形成が開始され（ステップＳ３）、当該２ページ目についてトナー強制消費判定処理（ステップＳ４）が実行される。いずれかの再現色について積算値Ｕ＞所定値Ｎの場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、当該再現色に対しトナー強制消費を実行し（ステップＳ１７）、積算値Ｕ≦所定値Ｎの場合（ステップＳ１６で「ＮＯ」）、トナー強制消費は実行されないことになる。

変数ｉの値が最終ページに相当する値になるまで、ステップＳ３〜Ｓ６の処理を繰り返し行い、変数ｉの値が最終ページ相当値になったことを判断すると（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）、処理を終了する。
図８は、本実施の形態のまとめ消費によるトナー強制消費と、従来の平均値をとる方法によるトナー強制消費を実験で行ったときのＹ色についてのトナー劣化の様子を示した図である。同図の実線１３１が本実施の形態のまとめ消費を、一点鎖線１３２が従来の平均をとる方法を示している。本実験では、本実施の形態（まとめ消費）の条件を、所定値Ｈｙを５（％）、Ｎｙを５０（％）、印字率を０（％）としている（これは、図３（ｄ）と同条件なので、実線１３１は、図３（ｄ）と略同じグラフとなる。）。

一方、平均値をとる従来の方法の条件としては、Ａ４サイズ１枚の用紙（１ページ）に対する印字率を１００（％）、１９９９枚の用紙に対する印字率を０％、２０００枚を１単位として平均をとっている。また、強制消費によるトナーの総排出量を本実施の形態と合わせるため、ページ毎にトナー消費量として５％相当が適当であるとして、１回に１９８０（枚）×５（％）相当分のトナーを強制消費させるとしている。

従来の平均値をとる方法では、一点鎖線１３２のグラフから、１枚目の用紙については印字率１００％で画像形成が行われるが、２枚目以降は印字率０％になるので、急激にトナー劣化が進行する（図３（ａ）と同条件で劣化して行く）。
２０００（２ｋ）枚目の用紙への画像形成が終了した時点でトナー強制消費がなされる。これにより、現像器底部に位置している、劣化が比較的少ないトナーが現像ローラ２４１Ｙに供給され、現像ローラ２４１Ｙ周囲のトナーは劣化が少ないものに入れ替わることになって、トナー劣化度が範囲１３２１の分だけ小さくなる。トナー劣化度が最初の値１３２２まで小さくならないのは、現像器底部に位置するトナーも攪拌によりある程度（現像ローラ周囲のものに比べると少ないが）劣化しているからである。このことは基本的に本実施の形態のまとめ消費の場合も同様である。

トナー強制消費が終わると、引き続き２００１枚目以降の用紙への画像形成が再開されることになる。この動作が２ｋ毎に繰り返し行われる。
一点鎖線１３２（従来）のグラフを見ると、トナー強制消費の前後でトナー劣化度の大小の変位が大きくなっているのが判る。変位が大きということは、帯電量の変位も大きいということであり、トナー強制消費の直前と直後での画質のばらつきが大きくなることを意味する。また、８ｋ〜１０ｋの間の期間１３２３では、レベルＬを大きく越えており、寿命に至るまでに（ライフを通じて）最低限の画質を得られない。さらに、２ｋ毎に一度に多量のトナーを強制消費させなければならず、トナー強制消費に要する時間が長くかかって、複写動作が強制消費で中断されると、待ち時間が大変長くなって処理効率が低下することになる。

これに対し、本実施の形態のまとめ消費による実線１３１のグラフを見ると、１０枚の用紙への画像形成毎に１回の割合でトナー強制消費が行われるため、トナーの劣化が徐々に進行しているのが判る。これは、上記変位が小さいことを意味し、画質のばらつきも小さくなることを意味する。また、変位が小さいので８ｋを過ぎてもレベルＬを下回ることなく、最低限の画質を維持することができるという効果がある。

このように、本実施の形態では、画像形成が行われると、各再現色についてページ毎にそのページの印字率Ｐと所定値Ｈの大小を比較し、Ｐ＜Ｈのときにはその差分Ｒを求め、差分Ｒが求まる毎にその値を積算して行き、その積算値Ｕが所定値Ｎを越えると、トナー強制消費を実行するようにしている。
したがって、高印字率の画像形成の直後に、低印字率の画像が連続形成される場合であっても、積算値Ｕ＞所定値Ｎになると、その時点でトナー強制消費がなされ、従来のように現像剤消費量の平均をとる方法の場合に、現像剤消費量が高印字率と低印字率の画像の平均値になってしまい強制消費がなされないといったことがなくなり、適正な現像を行うことが可能になる。また、複数枚の用紙への画像形成が行われて初めてトナー強制消費が行われる構成なので、１枚の用紙への画像形成毎にトナー強制消費を実行する場合に比べて、画像形成の処理効率を向上させることが可能になる。

なお、上記では所定値Ｈの値を５（％）、Ｎの値を５０（％）としたが、これは一例であって、寿命に至るまでの間に必要なレベル以上の画質が得られるように、トナーの劣化特性、寿命枚数等に応じて実験等から最適な値が決められる。
また、各再現色で同じ値としたが、これに限定されない。例えば、ある再現色のトナーについてだけ他の再現色のトナーと異なる材料を使用するため劣化特性が異なるような場合に、その劣化特性に応じて当該ある再現色のトナーについての所定値Ｈ、Ｎの値を適当な値に設定するとしても良い。
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、作像ユニット２０Ｙ〜２０Ｋそれぞれが独立駆動される構成になっているとしたが、本実施の形態では、画像プロセス部３０における回転部材、すなわち感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ、中間転写ベルト３１、現像器２４Ｙ〜２４Ｋに配される全現像ローラ、全攪拌ローラ対等の部材は、一の駆動モータ（不図示）からの駆動力を受けて同時に回転駆動される構成になっており、その点が第１の実施の形態と異なっている。以下、説明の都合上、第１の実施の形態と同じ内容についてはその説明を省略し、また同一もしくは同機能の部材については、図示、符号も省略しているものがある。

一の駆動源により駆動される構成の場合、駆動系の簡素化を図ることができるが、その一方でトナー強制消費については各色で個別に実行できない。すなわち、一の再現色についてその現像器を駆動させてトナー強制消費を行うと、他の再現色の現像器も同時に同時間だけ駆動されることになる。
したがって、例えばＹ色だけがトナー強制消費の実行時期に達した場合に、Ｙ色だけトナー強制消費を実行し、Ｍ〜Ｋ色について実行しないとすると、Ｍ〜Ｋ色のトナーは新旧の入れ替わりがないから規制板等との擦れ合いにより劣化が進行することになり、それだけ次回のトナー強制消費の実行時期に達するまでの期間が短くなって、強制消費の実行回数が増え、それに要する時間も多くなる。

そこで、本実施の形態では、実際には強制消費の実行時期に達していない再現色であっても、他の再現色のトナー強制消費の実行中に並行して強制消費を前倒しして行うことで、全再現色について同時にトナー強制消費を実行し、強制消費の実行回数を減らすようにしている。
図９は、本実施の形態の制御部が実行するトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。

同図に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１６までの処理は、第１の実施の形態と同じ処理が行われる。
そして、例えばＹ色について、Ｕｙ＞Ｎｙの場合（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、各再現色について、現在の積算値Ｕｙ，Ｕｍ，Ｕｃ，Ｕｋ相当分のトナーを強制消費させる（ステップＳ２１）。

具体的には、ｉ（ここでは「１」）ページに対する画像形成終了後、各再現色について現在の積算値Ｕｙ，Ｕｍ，Ｕｃ，Ｕｋ相当量のトナーを消費するためのトナーパッチを感光体ドラム２１Ｙ〜２１Ｋ上に同時に形成し、これを中間転写ベルト３１に一次転写させずにクリーナ２６Ｙ〜２６Ｋで清掃、回収する。
より具体的には、例えば現在の積算値をＵｙ＝５１（％），Ｕｍ＝１０（％），Ｕｃ＝１０（％），Ｕｋ＝１（％）とすると、Ｙ色については、印字率換算で５１（％）相当量のトナーパッチを、Ｍ、Ｃ色については、１０（％）相当量のトナーパッチを、Ｋ色については、１（％）相当量のトナーパッチをそれぞれ形成するものである。

各再現色について現在の積算値相当のトナー量を消費するとしているのは、現在の積算値が理想量に対する不足分を表しており、その不足分を強制消費させればその時点で理想量が消費されたことになり十分といえるからである。なお、積算値相当を越える量のトナーを強制消費させても良いが、その分実際の画像形成に用いられるトナー量が減ることになってしまう。また、積算値相当よりも少ない量になると、理想量よりも少ない量しか消費されないことになるから、劣化進行が早まることが考えられ、これも好ましくはないが、劣化進行の程度から積算値相当量よりもある程度少ない量を消費させる構成としても良い。

ステップＳ２２では、強制消費が終了するとＵｙ，Ｕｍ，Ｕｃ，Ｕｋの全ての現在の積算値を「０」にリセットし、ステップＳ１８に移る。
上記のようなステップＳ１６、Ｓ２１、Ｓ２２の処理が、M，Ｃ，Ｋ色についても同様に行われる。例えば、Ｍ色について、Ｕｍ＞Ｎｍの場合には（ステップＳ１６で「ＹＥＳ」）、各再現色について、現在の積算値Ｕｙ，Ｕｍ，Ｕｃ，Ｕｋ相当分のトナーを強制消費させる（ステップＳ２１）。

このように一の再現色がトナー強制消費の実行時期に達すると全再現色についてトナー強制消費を同時に実行することで、トナー強制消費の実行回数を減らし、トナー劣化の進行を防止することができる。
図１０は、所定の印字率で１００００枚の用紙に連続して画像形成を行い、その間にトナー強制消費の必要な時期が来るとその都度トナー強制消費を実行するという動作をシミュレートした場合のトナー強制消費の回数、現像器の駆動時間等を示す図である。

図１０（ａ）は、各再現色それぞれについてトナー強制消費の実行時期が来ると、当該実行時期が来た再現色についてトナー強制消費を実行（個別トナー強制消費）する場合の図である。この場合、トナー強制消費は一の再現色についてだけ行われるが、駆動源が一のため全現像器が駆動されることになる。
図１０（ｂ）は、いずれか一の再現色についてトナー強制消費の実行時期が来ると、全再現色について同時にトナー強制消費を実行する場合（本実施の形態：同時トナー強制消費）の図である。駆動源が一のため全現像器が駆動されることに代わりはない。

両図において印字率Ｐ欄には、所定の印字率がＰｙ＝０，Ｐｍ＝４，Ｐｃ＝２，Ｐｋ＝５が示されている。
差分Ｒ欄には、印字率Ｐと所定値Ｈ（ここでは５（％））の差分が示されている。
所定値Ｎ欄には、各再現色について所定値Ｎの値が５０（％）に規定されていることが示されている。

寿命印字枚数欄には、寿命印字枚数が示されており、ここでは１００００枚である。この印字率〜寿命印字枚数については、図１０（ａ）（ｂ）で同じである。
図１０（ａ）において、強制消費回数欄には、１００００枚の用紙への画像形成の間に実行されるトナー強制消費の総回数が示されており、例えばＹ色については、１０枚の用紙への画像形成毎に１回の割合でトナー強制消費が実行されるので（所定値Ｎ／差分Ｒｙ）、１０００回となる。

他の色による強制消費回数欄には、他の再現色のトナー強制消費が実行されることにより駆動される回数が示されている。例えば、Ｙ色については、Ｍ色のトナー強制消費の回数が２００回、Ｃ色が６００回、Ｋ色が０回なので、８００回となる。
強制消費動作回数計欄には、「強制消費回数」欄の値と「他の色による強制消費回数」欄の値を加算した値が示されている。

強制消費総駆動時間欄には、トナー強制消費により現像器が駆動される総駆動時間が示されている。具体的には、１枚の用紙への画像形成に要する時間を３秒、当該用紙への画像形成終了後、次に搬送されて来る用紙への画像形成の開始までの間に感光体ドラムにトナーパッチを形成してトナー強制消費を実行するのに要する時間（トナーパッチ形成時間）を１秒としており、トナー強制消費が実行される場合には、１枚の用紙への画像形成に対し、トナーパッチ形成時間（１秒）が余分に必要になり、この値（１秒）に強制消費動作回数計（１８００回）を乗算した値（３０分）が強制消費総駆動時間となる。

画像形成総駆動時間欄には、１００００枚の用紙への画像形成により現像器が駆動される総駆動時間が示されている。上記のように、１枚の用紙への画像形成に要する時間が３秒なので、この値（３秒）に寿命枚数（１００００枚）を乗算した値（５００分）が画像形成総駆動時間となる。
合計駆動時間欄には、強制消費総駆動時間と画像形成総駆動時間を合算した値が示されている。このように、個別トナー強制消費の場合には、各現像器は、５３０分駆動されることになる。

一方、図１０（ｂ）の同時トナー強制消費の場合、「強制消費回数」欄の数値は、図１０（ａ）と同じになっているが、「他の色による強制消費回数」欄の数値が大きく異なっている。
具体的には、強制消費回数が最も多いＹ色については、他の再現色の強制消費により強制消費されることがないので、０回になっている。Ｍ色については、２００回で良いところ、Ｙ色により強制消費が１０００回実行されるので、その差が８００回として現れている。他の再現色についても同様である。

すなわち、同時トナー強制消費の場合、強制消費動作回数計が１０００回となって、図１０（ａ）の場合の１８００回に比べて回数が激減することになる。
したがって、強制消費総駆動時間も１６．７分となり、図１０（ａ）の場合の３０分に比べて大変短くなり、その結果、合計駆動時間が５１６．７分と、図１０（ａ）の場合の５３０分に比べて約１４分間も短縮されることになる。上記したように、現像器の駆動時間が長くなればトナー劣化も進行し易くなるから、当該駆動時間の短縮により、その分トナー劣化の進行が遅れて画質向上を図れることになる。

このように、本実施の形態では、全現像器が一の駆動源により駆動される構成において、一の再現色についてトナー強制消費の実行時期に達すると、全再現色について同時にトナー強制消費を実行するようにしている。したがって、一の再現色についてトナー強制消費の実行時期に達すると、当該一の再現色についてだけトナー強制消費を実行する構成に比べてライフを通じトナー強制消費の総実行回数が減り、トナー劣化の進行が抑制されて画質を向上させることが可能になる。
（第３の実施の形態）
上記第１、第２の実施の形態では、印字率Ｐと所定値Ｈ、積算値Ｒと所定値Ｕの大小関係からトナー強制消費の実行時期を求めるとしたが、本実施の形態では、画像形成枚数、前ページへの形成画像の印字率および装置の設置環境の３つの条件をトナー強制消費の実行時期を求めるのに利用しており、その点が第１、第２の実施の形態と異なっている。

以下、第２の実施の形態の構成（一の再現色についてトナー強制消費の実行時期に達すると、全再現色について同時にトナー強制消費を実行する構成）と異なる部分を中心に本実施の形態の構成を説明する。
図１１は、本実施の形態の判定部２００の構成を示す図である。
同図に示すように、本判定部２００は、Ｙ判定部２０１、Ｍ判定部２０２、Ｃ判定部２０３およびＫ判定部２０４を備えている。

Ｙ判定部２０１は、第１、第２の実施の形態のＹ判定部１１１に、さらに前回印字率記憶部２１１Ｙ、重み付け部２１２Ｙおよび重み付けテーブル２１３Ｙが配されてなるものである。他のＭ判定部２０２、Ｃ判定部２０３およびＫ判定部２０４も図示していないがＹ判定部２０１同様にそれぞれ対応する前回印字率記憶部、重み付け部および重み付けテーブルが配されて構成されている。

また、本実施の形態では、装置周辺の環境、ここでは絶対湿度（単位体積当たりの水分量：ｇ／ｍ^３）を検出するための湿度検出センサ２１０が備えられている。湿度検出センサ２１０から出力される検出値のデータは、判定部２００に入力され、判定部２００は、当該データに基づき絶対湿度を求める。ここでは、検出値と絶対湿度の関係を示すテーブル（不図示）が設けられており、当該テーブルを参照することにより、検出値から絶対湿度を求めるものである。

前回印字率記憶部２１１Ｙは、印字率算出部１２１Ｙにより算出された印字率Ｐｙのデータを保存しているものであり、ここでは印字率算出部１２１Ｙにより印字率Ｐｙがページ単位で算出される毎に、当該ページ（今回の形成画像）の印字率とその１ページ前のページ（前回の形成画像）の印字率のデータだけが保存される構成になっている。したがって、例えば３ページ目への形成画像の印字率が算出されると、その時点で前回印字率記憶部２０１Ｙには、Ｙ色について３ページ目に対する形成画像の印字率と２ページ目に対する形成画像の印字率のデータが保存されていることになる。

重み付け部２１２Ｙは、差分算出部１２２Ｙにより算出された差分Ｒｙに、前ページの形成画像の印字率と装置周辺の湿度の値に基づいて所定の重み付けを行う。具体的には、重み付けテーブル２１３Ｙを参照し、重み付け係数Ｚｙ（０．５、０．７、１．０のいずれか）を求め、その係数Ｚｙを差分Ｒｙに乗算する。
後述のように本実施の形態でも第２の実施の形態同様に、乗算後の差分Ｒｙの値を積算し、その積算値Ｕｙが所定値Ｎｙを越えるとトナー強制消費の実行時期とすることに代わりはないため、重み付け係数Ｚｙが「１．０」の場合には、積算値Ｕｙの値が第１、第２の実施の形態と同じになり、トナー強制消費の実行時期も同じになるが、重み付け係数Ｚｙが「１．０」よりも小さくなるとそれだけ積算値Ｕｙの値が小さくなり、よってトナー強制消費の実行時期に至る時期が遅くなる（実行回数が減る）ことになる。

図１２（ａ）は、重み付けテーブル２１３Ｙの内容を示す図である。
同図に示すように、重み付けテーブル２１３Ｙには、枚数欄、絶対湿度欄、テーブル欄が設けられている。
枚数欄は、画像形成枚数（用紙枚数）を、絶対湿度欄は、設定環境としての絶対湿度値を示している。ここではトナー劣化の進行具合に応じて、画像形成枚数の範囲（寿命の１００００枚までの範囲）が初期（０〜１ｋ）、中期（１〜５ｋ）、後期（５〜１０ｋ）の３段階に分けられると共に絶対湿度の範囲が高（１７以上）、中（４．５〜１７）、低（４．５以下）の３段階に分けられている。

テーブルＮｏ欄には、枚数と絶対湿度の各段階において適用すべき重み付け係数が格納されているテーブル番号「２０３１〜２０３４」が格納されている。
図１２（ｂ）〜図１２（ｅ）は、テーブル番号２０３１〜２０３４のテーブルの内容を示す図である。
各図に示すように、テーブル２０３１〜２０３４には、「前回の印字率」欄と「係数Ｚ」欄が設けられている。前回の印字率は、前回印字率記憶部２０１Ｙに保存されている前回の形成画像の印字率に対応するものであり、ここでは低（０〜１０％）、中（１１〜４９％）、高（５０〜１００％）の３段階に分けられている。

係数Ｚ欄には、印字率の各段階に対する重み付け係数Ｚｙの値が格納されており、重み付け係数Ｚｙの値は、テーブル毎に異なるように設定されている。
重み付け係数Ｚｙは、画像形成枚数、絶対湿度の値から参照すべきテーブルが選択され、選択されたテーブルの前回印字率に対応する係数Ｚ欄の値を読み出すことで求められる。

具体的には、例えば（イ）通算の画像形成枚数が１ｋ未満であってそのときの装置周辺の絶対湿度が４．５以下であった場合には、テーブル２０３２が選択される。そして、テーブル２０３２から前回の印字率が０〜１０％の範囲内の値であった場合には、Ｚｙは「１」とされる。また、印字率が１１〜４９％の範囲内の値の場合には、Ｚｙは「０．７」とされ、５０〜１００％の範囲内の値の場合には、係数Ｚｙは「０．５」とされる。

このように画像形成枚数、絶対湿度が同じ条件でありながら、前回の印字率の値の大小でＺｙの値を異ならせているのは、次の理由による。
すなわち、前回の形成画像の印字率が高い場合と低い場合を比べると、高い場合の方が低い場合よりもトナーの消費量が多いためトナー劣化が進んでいないと解され、そうであれば前回の形成画像の印字率が高い場合には、画像形成に寄与しないトナーを強制的に排出させるトナー強制消費の回数をあえて多くする必要がないと考えられるからである。本テーブル２０３２では、印字率が低、中、高になるに連れてＺｙの値を小さくして重みを小さくし、その分だけトナー強制消費の実行時期を遅らせるようにしている。

また、（ロ）画像形成枚数が１ｋ未満であってそのときの装置周辺の絶対湿度が４．５〜１７の範囲内の値であった場合には、テーブル２０３３が選択される。テーブル２０３３では、印字率が低の場合にＺｙの値が「１」、印字率が中、高の場合に「０．５」になっており、テーブル２０３２と比べると印字率が中の場合のＺｙの値が小さくなっている。このように絶対湿度が高くなったためにＺｙの値を小さくするのは次の理由による。

すなわち、装置周辺の湿度が高くなるに連れて、一般にトナーの帯電量は低下する傾向にあり、帯電量が低下するとトナー粒子の現像ローラに引き寄せられる力が弱くなって、現像ローラ周囲に滞留し難くなり（換言すれば現像器内を流動し易くなり）、もって規制板による規制がかかり難くなって劣化の進行が抑制されると考えられ、湿度が高くなる分だけＺｙの値を小さくしてトナー強制消費の回数を少なくするようにしても、画質に影響を与えるまでには至らないと考えられるからである。

テーブル２０３３では、テーブル２０３２に対し印字率が低と高の場合のＺｙの値はそれぞれ変わっていないが、これは絶対湿度が４．５〜１７の範囲であり、高湿にまで至っておらず、特に印字率１０％以下の場合にはトナー劣化が進み易いからＺｙを「１」に設定しているものである。
これに対し（ハ）画像形成枚数が１ｋ未満であってそのときの装置周辺の絶対湿度が１７以上であった場合には、テーブル２０３４が選択される。

テーブル２０３４では、前回の印字率の値に関わらずＺｙの値は「０．５」になっている。装置が絶対湿度１７以上のような高湿環境下にある場合、１７未満の場合に比べて帯電量の低下が大きくなり、印字率の大きさに関わらずＺｙの値を小さくしても画質に影響を与えることにはならないからである。
また、（ニ）画像形成枚数が１〜５ｋの範囲内であってそのときの装置周辺の絶対湿度が４．５以下であった場合には、テーブル２０３１が選択される。

画像形成枚数が１ｋ未満の場合には、テーブル２０３２が選択されており、テーブル２０３１はテーブル２０３２に比べ、印字率が中の場合のＺｙの値が大きくなっている。これは、画像形成枚数を初期（１ｋ未満）と中、後期（１〜１０ｋ）を比べると中、後期の方がトナー劣化が進行していることが多く、それだけ初期に対しＺｙの値を大きくして重みを大きくして、初期の場合よりもトナー強制消費の実行時期を早めるようにするためである。なお、Ｚｙの値は、印字率が中の場合だけ大きくなっており、印字率が低と高の場合は変わっていない。これは、印字率が高（５０％以上）の場合には、消費されるトナーの量が大変多くトナー劣化がほとんど進まないと考えられるから、Ｚｙを最低の「０．５」に設定しているものである。このことは全テーブル２０３１〜２０３４について同じことである。また、印字率が低（１０％以下）の場合には、上記したようにトナー劣化が進み易いからＺｙを「１」に設定しているものである。

（ホ）画像形成枚数が１〜５ｋの範囲内であって装置周辺の絶対湿度が４．５〜１７の範囲の場合、テーブル２０３２が選択され、絶対湿度が１７以上の場合、テーブル２０３３が選択される。すなわち、絶対湿度が大きくなるに従って前回の印字率が中のＺｙが小さくなるテーブルが選択されることになる。
画像形成枚数が５〜１０ｋの場合も、上記したように画像形成枚数が増えるに連れてトナー劣化が進行し易いこと、絶対湿度が高くなるに連れてトナー帯電量が低下すること等の条件に応じて画像形成枚数が０〜１ｋ、１〜５ｋの場合との相対関係も考慮した上で４つのテーブルの中から最適なテーブル、ここでは絶対湿度１７未満のときテーブル２０３１、絶対湿度１７以上のときテーブル２０３２が選択されることになる。

図１１に戻って、重み付け部２１２Ｙは、重み付け係数Ｚｙを差分Ｒｙの値に乗算した後の値のデータを蓄積カウンタ部１２３Ｙに送る。蓄積カウンタ部１２３Ｙ〜強制消費判定部１２５Ｙが実行する処理については、第１、第２の実施の形態と同じである。
図１３は、本実施の形態の制御部が実行するトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。

同図に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１３までの処理は、第２の実施の形態のトナー強制消費判定処理のサブルーチンと同じ処理である。
ステップＳ１３において差分Ｒが求められると、その差分Ｒに乗算すべき重み付け係数Ｚを求める（ステップＳ３１）。
この処理は、例えばＹ色については重み付け部２１２Ｙにより行われ、重み付け部２１２Ｙは、重み付けテーブル２１３Ｙを参照し、重み付け係数Ｚｙを求める。

具体的には、前回の印字率を前回印字率記憶部２１１Ｙから読み出すと共に、現在のＹ色の画像形成枚数を画像形成枚数記憶部１０７から読み出す。また、湿度検出センサ２１０からの検出値のデータを受信して、装置周辺の絶対湿度を求める。
そして、重み付けテーブル２１３Ｙを参照し、画像形成枚数と絶対湿度の各値から使用すべきテーブル番号を選択した後、選択された番号のテーブルを参照し、前回の印字率の値に対応するＺｙの値を読み出すことにより行う。より具体的には、例えば画像形成枚数が５００枚、絶対湿度が５．０ｇ／ｍ^３、前回の印字率が５％であった場合、テーブル２０３３からＺｙは「１」とされることになる。

次に、求めたＺｙを差分Ｒｙに乗算する（ステップＳ３２）。乗算後の値を新たに求めた差分Ｒｙとして、現在の積算値Ｕｙに加算する（ステップＳ１４）。他の各再現色についても、ステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ３１、Ｓ３２の処理と同様の処理が行われる。例えば、Ｍ色の場合であれば、差分Ｒｍに重み付け係数Ｚｍ（不図示）を乗算し、乗算後の値を新たに求めた差分Ｒｍとして、現在の積算値Ｕｍに加算するものである。

ステップＳ１５以降のＳ１６、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ１９の処理については、第２の実施の形態と同じである。すなわち、積算値Ｕと所定値Ｎの大小関係でトナー強制消費の実行時期が決まるので、重み付け係数Ｚが「１」よりも小さくなるとそれだけトナー強制消費の実行時期が後ろにずれることになる。
したがって、画像形成枚数、絶対湿度および前回の印字率の各値がどの範囲であればどの程度トナー劣化が進み（または抑制され）、その進み具合から見て差分Ｒにどの程度の重みを付ければトナー劣化を早めることなくトナー強制消費の実行回数を減らすことができるのかを予め実験等で求めておけば、トナー強制消費の実行をより最適な時期に実行することができ、もって寿命に至るまでの間におけるトナー強制消費の実行回数をできるだけ減らしながらトナー劣化の抑制を図ることが可能になる。

なお、上記テーブル２１３Ｙでは、画像形成枚数、絶対湿度、前回の印字率について、その範囲をそれぞれ３つに分けるとしたが、これに限定されることはない。複数、できるだけ多数の範囲に分けて、各範囲に応じた係数Ｚの値を設定することがより望ましい。
もちろん、上記テーブル２１３Ｙの各値については、当該値に限定されるものではなく、トナー劣化特性等から最適な値が実験等から予め決められることになる。

また、上記では係数Ｚの値を「１」以下としたが、場合によっては「１」を越える値を設定するとしても良い。Ｚの値が「１」を越えるということは、それだけトナー強制消費の実行時期が早まることになる。
また、画像形成で使用された現像剤量を現すものとしての印字率は、「前回」だけでなく、「前々回」、「過去１０回」等として過去の複数回分までを遡って考慮し、所定の値よりも低い印字率（例えば１％以下）が連続した場合や印字率が低減する傾向（例えば５、３、２・・１％）にある場合に、トナー劣化がより早く進行している可能性が高いとして、その連続した回数が多くなったり、低減の割合が大きくなるに連れて係数Ｚの値が大きくなるように係数Ｚの値を設定する構成をとることも考えられる。

また、画像形成枚数等の３つの条件をトナー強制消費の実行時期を求めるのに利用したが、少なくとも一の条件から重み付け係数を求めるとしても良い。さらに、他の条件、例えば設置環境として相対湿度、装置周囲温度などトナー帯電量に影響を与えると想定される条件を加えるとしても良い。なお、上記では、画像形成枚数としたが、例えば１枚の用紙の表裏面に１ページずつ画像形成を実行する両面複写可能な構成の場合も存在することから、「枚数」を画像形成「回数」としてとらえ、当該回数をカウントし累積画像形成回数として記憶しておくこともできる。さらに、上記では重み付け係数を再現色で同じ値としたが、再現色毎に重み付け係数を個別に異なる値を設定する構成としても良い。これらのことは次の第４の実施の形態でも同様である。
（第４の実施の形態）
上記第３の実施の形態では、差分Ｒに重み付けを行うとしたが、本実施の形態では、積算値Ｕに重み付けを行うようにしており、その点が第３の実施の形態と異なっている。以下、第３の実施の形態と異なる部分を中心に本実施の形態の構成を説明する。

図１４は、本実施の形態の判定部３００の構成を示す図である。
同図に示すように、判定部３００は、Ｙ判定部３０１、Ｍ判定部３０２、Ｃ判定部３０３およびＫ判定部３０４を備えている。
Ｙ判定部３０１は、第３の実施の形態のＹ判定部２０１と基本的に同じ構成要素を備えているが、重み付け部３１１Ｙが比較部１２４Ｙと強制消費判定部１２５Ｙの間に配置されており、この点が異なっている。

すなわち、重み付け部３１１Ｙは、比較部１２４Ｙにおける積算値Ｕｙと所定値Ｎｙの大小の結果からＵｙ＞Ｎｙの場合に、重み付けテーブル３１２Ｙを参照して重み付け係数Ｚｙを求め、そのＺｙを積算値Ｕｙに乗算して、乗算後の積算値Ｕｙを強制消費判定部１２５Ｙに送るものである。重み付けの対象を積算値Ｕｙにしている以外は、重み付け部３１１Ｙおよび重み付けテーブル３１２Ｙの構成、処理内容は、第３の実施の形態の重み付け部２１２Ｙおよび重み付けテーブル２１３Ｙと同じである。

強制消費判定部１２５Ｙは、比較部１２４Ｙの比較結果がＵｙ＞Ｎｙの場合には、重み付け部３１１Ｙからの積算値Ｕｙ（Ｚｙ乗算後の値）のデータを受信して、この値をＹ色の強制消費すべきトナー量としてＣＰＵ１０８に伝える。また、Ｕｙ≦Ｎｙの場合には、強制消費不要信号をＣＰＵ１０８に送る。
他のＭ判定部３０２、Ｃ判定部３０３およびＫ判定部３０４も図示していないがＹ判定部３０１同様の構成になっている。

図１５は、本実施の形態の制御部が実行するトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。
同図に示すように、ステップＳ１１〜Ｓ１６までの処理は、第２の実施の形態のトナー強制消費判定処理のサブルーチンと同じ処理である。
ステップＳ１６において、積算値Ｕ＞所定値Ｎと判断されると、積算値Ｕに乗算すべき重み付け係数Ｚを求める（ステップＳ４１）。

この処理は、例えばＹ色については重み付け部３１１Ｙにより行われ、重み付け部３１１Ｙは、重み付けテーブル３１２Ｙを参照し、重み付け係数Ｚｙを求める。このＺｙの求め方は、第３の実施の形態と同様である。
そして、求めたＺｙを積算値Ｕｙに乗算する（ステップＳ４２）。乗算後の値を現在の積算値Ｕｙとして、積算値Ｕｙ記憶部１２７に上書き保存させる（ステップＳ４３）。

他の各再現色についても、ステップＳ４１〜Ｓ４３の処理と同様の処理が行われる。例えば、Ｍ色の場合であれば、積算値Ｕｍに重み付け係数Ｚｍ（不図示）を乗算し、乗算後の値を現在の積算値Ｕｍとして、積算値Ｕｍ記憶部（不図示）に上書き保存させる。ステップＳ４３以降のＳ２１、Ｓ２２、Ｓ１９の処理については、第２の実施の形態と同じである。

このように本実施の形態においても、画像形成枚数、絶対湿度および前回の印字率の大きさに基づいて積算値Ｕにどの程度の重みを付ければトナー劣化を早めることなくトナー強制消費の実行回数を減らすことができるのかを予め実験等で求めておけば、トナー強制消費をより最適な時期に実行することが可能になる。
なお、本発明は、画像形成装置に限られず、上記トナー強制消費を実行する方法であるとしてもよい。さらに、その方法をコンピュータが実行するプログラムであるとしてもよい。また、本発明に係るプログラムは、例えば磁気テープ、フレキシブルディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ、ＰＤなどの光記録媒体、Smart Media（登録商標）などのフラッシュメモリ系記録媒体等、コンピュータ読み取り可能な各種記録媒体に記録することが可能であり、当該記録媒体の形態で生産、譲渡等がなされる場合もあるし、プログラムの形態でインターネットを含む有線、無線の各種ネットワーク、放送、電気通信回線、衛星通信等を介して伝送、供給される場合もある。

また、本発明に係るプログラムは、上記に説明した処理をコンピュータに実行させるための全てのモジュールを含んでいる必要はなく、例えば通信プログラムやオペレーティングシステム（ＯＳ）に含まれるプログラムなど、別途情報処理装置にインストールすることができる各種汎用的なプログラムを利用して、本発明の各処理をコンピュータに実行させるようにしても良い。従って、上記した本発明の記録媒体に必ずしも上記全てのモジュールを記録している必要はないし、また必ずしも全てのモジュールを伝送する必要もない。さらに所定の処理を専用ハードウェアを利用して実行させるようにすることができる場合もある。

（変形例）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施の形態では、１枚の用紙への画像形成を１ページとして、印字率Ｐ＝（階調値「０」（下地）の画素数）／（１ページ当たりの全画素数）としたが、印字率を求める方法は、このような１ページ当たりの画像面積比を求める方法に限定されることはない。

当該ページにおいて画像形成によりどれだけの量のトナーが使用されるのかが判れば良く、例えば各画素をａ１、ａ２・・・ａＮ（全画素数：Ｎ個）、各画素の階調値（２５６階調）をｂ１、ｂ２・・・ｂＮとしたとき、（ｂ１＋ｂ２＋・・＋ｂＮ）／（２５６×Ｎ）を印字率Ｐとすることもできる。
（２）また、印字率を階調値すなわち濃度値に基づいて求めるとしたが、これに限定されることもない。ページへの画像形成に使用されるトナーの量（現像剤量）を指標する値であれば良く、例えばｒ，ｇ，ｂのデータとすることもできる。ｒ，ｇ，ｂの値と使用されるトナーの量とを予め関連付けておけば、具体的にはｒ，ｇ，ｂがどの値になったときにどの程度のトナーが使用されるのかを実験等から予め求めておけば、各画素についてｒ，ｇ，ｂのデータからでもどれだけの量のトナーが使用されるのかを推定でき、その意味でｒ，ｇ，ｂのデータを現像剤量を指標するものとして用いることも可能である。

この場合、ｒ，ｇ，ｂのデータに対する所定値Ｈ、Ｎをそれぞれ予め基準値として設定しておいて、ｒ，ｇ，ｂのデータと当該基準値の比較、差分の算出、差分の積算等の上述同様の処理からトナー強制消費の実行時期を決めることが考えられる。
また、ｒ，ｇ，ｂの値と濃度値とを予め関連付ける、具体的にはｒ，ｇ，ｂがどの値になったときに各再現色での濃度値はどの値になるのかを予め求めておけば、ｒ，ｇ，ｂのデータから直接上記印字率に相当する値を求めることも可能である。

（３）上記では印字率をページ毎に求めるとしたが、ページ単位に限られることもない。本発明は、上述のように画像形成において、トナー劣化の関係から使用されるべきであると考えられるトナーの量（第１の基準値）に対し、実際に使用されるトナーの量が少ない場合にその不足量を差分として積算して行き、その積算値が濃度ばらつきとみなされないと考えられる許容値（第２の基準値）を越えるとトナー強制消費を実行するものであり、その技術思想からすれば、ページ単位でなくても、例えば１ページを２等分した１／２ページ分の範囲を所定の単位として、その単位ごとに上記の処理を実行するとしても同様の効果を得ることが出来るからである。この意味で、１／３ページ、複数ページ分等を所定の単位とすることもできる。

（４）上記実施の形態では、画像メモリ１０２から判定部１０３に送られる画像データにページの区切りを示すページ情報が付加されており、そのページ情報を参照することで所定の単位としての１ページ分の範囲を特定して印字率を求める方法を用いたが、その特定方法は、これに限定されない。
例えば、画像メモリ１０２内の画像データの格納領域のアドレスを用いて特定する方法が考えられる。具体的には、例えば１ページ分の範囲を所定の単位とする場合、ページ毎に、１ページ分の範囲を構成する画素群のデータを格納する領域のアドレスを指定することで、各ページを特定することができる。

また、例えば１／２ページ分の範囲を所定の単位とする場合には、ページ毎に、２等分される一方の１／２ページ分の範囲を構成する画素群のデータを格納する第１格納領域と、他方の１／２ページ分の範囲を構成する画素群のデータを格納する第２格納領域とを区別しておき、第１または第２の格納領域のアドレスを指定することで、２等分される一方または他方の１／２ページ分の範囲を特定することができる。

さらに、画像メモリ１０２から判別部１０３に送られる画像データに、ページ毎に、全画素（Ｎ個）について識別番号１、２・・Ｎ番を付したとき、判別部１０３において、受信開始の１番目の画素から（Ｎ／２）番目の画素までのデータを受信したときの当該１番目から（Ｎ／２）番目までの画素群を一方の１／２ページ分の範囲、（Ｎ／２）番目の次の画素からＮ番目の画素までのデータを受信したときの当該次の画素からＮ番目の画素までの画素群を他方の１／２ページ分の範囲としても良い。

（５）さらに、上記では所定の単位をページで示すとしたが、画像形成領域（画像形成されるべき所定の範囲）を特定できるものであればページに限られず、例えば時間で示すことも可能である。具体的には、特定されるべき画像形成領域を１ページ分の範囲としたとき、１ページ分のＮ個の画素のデータを受信するのに要する処理時間ｔ１を所定の単位として予め規定しておけば、受信する画像データを時間ｔ１ごとに区切ることで１ページ分の範囲を特定することができる。また、特定されるべき画像形成領域を１／２ページ分の範囲としたときには、（Ｎ／２）個の画素のデータを受信するのに要する処理時間ｔ２を所定の単位とすれば、受信する画像データを時間ｔ２ごとに区切ることで１／２ページ分の範囲を特定することができる。

さらに、画像形成動作時間を上記所定の単位とすることも可能である。例えば、１ページへの画像形成に要する時間ｔ３を所定の単位とすれば、画像形成開始から時間ｔ３が経過するまでの間に当該画像形成に用いられた画像データ（各画素の画素データ）を１ページ分の範囲のものと特定すれば良い。
そして、本発明の技術思想からすると、上記所定の単位を最小限、すなわち１画素ととらえ、各再現色について、画素毎に当該画素の階調値と当該画素に対し設定された基準値（第１の基準値）との差分を蓄積し、その蓄積量が第２の基準値を越えるとトナー強制消費の実行時期とする構成とすることも可能であろう。

（６）上記実施の形態では、タンデム型カラーデジタル複写機を例にしたが、少なくとも一の現像器を有し、トナー強制消費を実行する構成の複写機であれば適用できる。例えば、ロータリー状に配置された４台の現像器を順次切り換えて使用する、いわゆる４サイクル方式や、各色の現像器を並べてラックに収納し、これを直線上に移動させるエレベータ方式などのカラー複写機などに適用可能である。

また、例えば一の再現色用の現像器を一つ備える、いわゆるモノクロの複写機の場合にも適用できる。この場合、判定部１０３では、当該再現色について印字率算出、差分算出等の各処理が実行されることになる。さらに、複写機に限定されず、現像器を有しトナー強制消費を実行するプリンタ、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の画像形成装置一般に適用できる。

さらに、上記実施の形態では一成分現像方式による構成例を説明したが、現像剤を用いて現像する構成であれば良く、例えば二成分現像方式等の画像形成装置であっても適用できる。
（７）上記第１〜第４の実施の形態、変形例１〜６はそれぞれを任意に組み合わせて実施することもできる。

本発明は、現像剤の劣化を抑制して良好な現像を行うことが求められる画像形成装置に広く適用することができる。

第１の実施の形態に係る複写機１の全体の構成を示す図である。複写機１の画像プロセス部３０の拡大図である。（ａ）〜（ｄ）は、所定の条件で画像形成動作が実行されたときのトナー劣化の様子を示す図である。複写機１の制御部１００の構成を示すブロック図である。制御部１００の判定部１０３の構成を示すブロック図である。制御部１００による画像形成処理の内容を示すフローチャートである。トナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示すフローチャートである。本実施の形態のまとめ消費によるトナー強制消費と、従来の平均値をとる方法によるトナー強制消費を実験で行ったときのＹ色についてのトナー劣化の様子を示した図である。第２の実施の形態におけるトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。所定の印字率で１００００枚の用紙に連続して画像形成を行い、その間にトナー強制消費の必要な時期が来るとその都度トナー強制消費を実行するという動作をシミュレートした場合のトナー強制消費の回数、現像器の駆動時間等を示す図である。第３の実施の形態の判定部２００の構成を示す図である。（ａ）は、重み付けテーブル２１３Ｙの内容を示す図であり、（ｂ）は、テーブル２０３１の内容を示す図であり、（ｃ）は、テーブル２０３２の内容を示す図であり、（ｄ）は、テーブル２０３３の内容を示す図であり、（ｅ）は、テーブル２０３４の内容を示す図である。第３の実施の形態におけるトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。第４の実施の形態の判定部３００の構成を示す図である。第４の実施の形態におけるトナー強制消費判定処理のサブルーチンの内容を示す図である。

符号の説明

１複写機
２０Ｙ〜２０Ｋ作像ユニット
２４Ｙ〜２４Ｋ現像器
２４１Ｙ現像ローラ
１００制御部
１０３、２００、３００判定部
１０８ＣＰＵ
１２１Ｙ印字率算出部
１２２Ｙ差分算出部
１２３Ｙ蓄積カウンタ部
１２４Ｙ比較部
１２５Ｙ強制消費判定部
１２６Ｙ所定値Ｈｙ記憶部
１２７Ｙ積算値Ｕｙ記憶部
１２８Ｙ所定値Ｎｙ記憶部
２１０湿度検出センサ
２１１Ｙ前回印字率記憶部
２１２Ｙ、３１１Ｙ重み付け部
２１３Ｙ、３１２Ｙ重み付けテーブル

Claims

像担持体上に作像された静電潜像を現像器から供給される現像剤で現像して画像を形成する画像形成装置であって、
画像形成がページ単位で実行されるときの１ページ単位又は１ページを所定等分した単位のいずれか一方の単位毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が上記の一方の単位に対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出する算出手段と、
前記算出手段により差分が算出される毎にその差分を積算する積算手段と、
前記積算手段による積算値が所定値に達すると現像剤を強制消費させる現像剤消費手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤消費手段は、
前記積算値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
複数の像担持体それぞれに作像された静電潜像を、各像担持体に対して配設された複数の現像器それぞれから供給される異なる再現色の現像剤で現像して現像剤像を形成し、形成された各現像剤像を転写媒体に重ね合わせて転写して画像を形成する画像形成装置であって、
各再現色について、画像形成がページ単位で実行されるときの１ページ単位又は１ページを所定等分した単位のいずれか一方の単位毎に画像形成に使用される現像剤量を指標する値が上記の一方の単位に対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出する算出手段と、
各再現色について、前記算出手段により差分が算出される毎にその差分を積算する積算手段と、
各再現色について、前記積算値が当該再現色に対し設定された所定値に達すると当該再現色の現像剤を強制消費させる現像剤消費手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤消費手段は、
いずれか一の再現色について、前記積算値が所定値に達したと判断すると、全再現色の現像剤を同時期に強制消費させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記各現像器は、一の駆動源からの駆動力を受けて同時に駆動される構成であり、
前記現像剤消費手段は、
前記一の駆動源の駆動力により全現像器を同時に駆動させ、前記現像剤の強制消費を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記現像剤消費手段は、
各再現色について、当該再現色に対する積算値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記現像剤消費手段は、
前記積算値を、設置環境、累積画像形成回数および過去Ｎ（Ｎは１以上の整数）回の画像形成で使用された現像剤使用量の少なくとも一の条件に基づいて補正し、その補正した値に相当する量の現像剤を強制消費させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記積算手段は、
前記算出手段により算出された差分を、設置環境、累積画像形成回数および過去Ｎ（Ｎは１以上の整数）回の画像形成で使用された現像剤使用量の少なくとも一の条件に基づいて補正し、その補正した値を積算値とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記現像剤量を指標する値は、印字率であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記算出手段は、１ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記算出手段は、１／２ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１／２ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記算出手段は、１／３ページ毎に、画像形成に使用される現像剤量を指標する値が１／３ページに対し設定された基準の現像剤量を指標する値よりも小さい場合にのみその差分を算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。