JP7183661B2

JP7183661B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7183661B2
Application number: JP2018178633A
Authority: JP
Inventors: 彰二山内
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: JP2020052114A

Description

この発明は、画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、感光体ドラムに保持された静電潜像をトナーを含む現像剤で現像する現像装置を備え、現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサの検知結果に基いてトナーを補給するよう構成したものがある。かかる画像形成装置において、トナー補給異常が発生したことを判断する技術としては、例えば、特許文献１等に開示されたものが既に提案されている。

特許文献１は、現像器内のトナー量に関する情報を検出する検出手段の検出結果に応じて現像器にトナーを補給する補給手段と、補給手段によりトナーが補給された補給時間を取得する取得手段と、画像形成される画像のドット数を算出する第１の算出手段と備え、第１の算出手段で算出された画像のドット数と取得手段により取得された補給時間とに基づいて、トナー補給異常が発生しているか否かを判断手段によって判断するよう構成したものである。

特許第５８６６８９９号公報

この発明の目的は、現像手段内における現像剤の流動性の変化等に起因したトナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知異常が発生していることを判断可能とした画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検知する濃度検知手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記濃度検知手段の検知結果に基づいて前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を第１の期間にわたり積算し且つ第２の期間毎に更新する各積算値に基づいて、前記濃度検知手段の検知異常の有無を判断する判断手段と、
前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段と、
前記解消手段が前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を前記第１の期間より短い第３の期間にわたり積算した各積算値に基づいて、前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、画像形成動作を禁止する禁止手段と、
を備えた画像形成装置である。

請求項２に記載された発明は、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検知する濃度検知手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記濃度検知手段の検知結果に基づいて前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を第１の期間にわたり積算し且つ第２の期間毎に更新する各積算値に基づいて、前記濃度検知手段の検知異常の有無を判断する判断手段と、
前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段と、
前記解消手段が前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を前記第１の期間より長い第４の期間にわたり積算した各積算値に基いて、前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、前記現像手段内の現像剤の入れ替え動作を指示する指示手段とを備えた画像形成装置である。

請求項３に記載された発明は、前記解消手段は、前記現像手段内の現像剤を搬送する搬送手段を通常の駆動速度より遅い速度で駆動する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項４に記載された発明は、前記解消手段は、前記現像手段内のトナーを強制的に消費する動作を実行する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載された発明は、前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常をユーザーに報知する報知手段と、
前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行するか否かをユーザーに選択させる選択手段と、
を備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項６に記載された発明は、前記第２の期間は、前記第１の期間より短い請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、現像手段内における現像剤の流動性の変化等に起因したトナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知異常が発生していることを判断することができる。
請求項１に記載された発明によれば、濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段を備えない場合に比較して、濃度検知手段の検知異常を早期に解消することができる。
請求項１に記載された発明によれば、濃度検知手段の検知異常が解消されない場合に画像形成動作が継続して実行されるのを回避することができる。

請求項２に記載された発明によれば、現像手段内における現像剤の流動性の変化等に起因したトナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知異常が発生していることを判断することができる。
請求項２に記載された発明によれば、濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段を備えない場合に比較して、濃度検知手段の検知異常を早期に解消することができる。
請求項２に記載された発明によれば、現像剤の劣化に起因して濃度検知手段の検知異常が発生している場合に、濃度検知手段の検知異常を確実に解消することができる。

請求項３に記載された発明によれば、解消手段は、現像手段内の現像剤を搬送する搬送手段を通常の駆動速度より遅い速度で駆動しない場合に比較して、トナーを消費せずに濃度検知手段の検知異常が解消可能となる。

請求項４に記載された発明によれば、解消手段は、現像手段内のトナーを強制的に消費する動作を実行しない場合に比較して、現像剤の劣化に起因した濃度検知手段の検知異常を解消することができる。

請求項５に記載された発明によれば、ユーザーが濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行するか否かを選択することができ、利便性が向上する。

請求項６に記載された発明によれば、第１の期間を相対的に長く設定して濃度検知手段の検知異常を精度良く判断することができるとともに、第２の期間を相対的に短く設定して濃度検知手段の検知異常を早期に判断することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の要部を示す構成図である。現像装置を示す横断面図である。この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の制御装置を示すブロック図である。記録用紙の複数のページ間にわたる積算値の算出方法を示す模式図である。トナー補給制御動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の関係を示すグラフである。この発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[実施の形態１]
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の全体の概略を示し、図２は、実施の形態１に係るカラー画像形成装置の制御装置を示している。なお、図中、矢印Ｘは水平方向に沿った幅方向を、Ｙは水平方向に沿った奥行方向を、Ｚは鉛直方向をそれぞれ示している。

＜カラー画像形成装置の全体の構成＞
カラー画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。このカラー画像形成装置１は、図１に示されるように、現像剤を構成するトナーで現像されるトナー像を形成する複数の画像形成手段の一例としての作像装置２０を備えている。作像装置２０は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋで構成されている。これらの４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、装置本体１ａの内部空間において水平方向Ｘに対して傾斜した状態で１列に配置されている。尚、装置本体１ａは、支持構造部材や外装カバー等で形成される。

各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示されるように、回転する像保持手段の一例としての感光体ドラム２１をそれぞれ備えている。この感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１の像形成が可能な周面（像保持面)を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光体ドラム２１の帯電された周面に画像の情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する静電潜像形成手段の一例としての露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤のトナーで現像してトナー像にする現像手段の一例としての現像装置２４と、その各トナー像を中間転写装置３０に転写する一次転写手段の一例としての一次転写装置２５と、一次転写後における感光体ドラム２１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃手段の一例としてのドラムクリーニング装置２６等が配置されている。

感光体ドラム２１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム２１は、図示しない駆動装置から駆動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転する。

帯電装置２２は、感光体ドラム２１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置２２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置２４が反転現像を行うものである場合、その現像装置２４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。帯電装置２２の背面側には、帯電装置２２の表面を清掃するクリーニングロール２２１が接触した状態で配置されている。

露光装置２３は、感光体ドラム２１の軸方向に沿って配列された複数の発光素子としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）により感光体ドラム２１に画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッド等からなるものである。露光装置２３には、潜像形成時になると、カラー画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が図示しない画像処理装置を介して送信される。なお、露光装置２３としては、カラー画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成されるレーザ光を、帯電された後の感光体ドラム２１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものを用いても良い。

現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図１に示されるように、開口部と現像剤の収容室が形成された装置ハウジング２４０の内部に、現像剤を保持して感光体ドラム２１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール２４１と、現像剤を撹拌しながら現像ロール２４１を通過させるよう搬送するスクリューオーガー等の撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３と、現像ロール２４１に保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材２４４などを配置して構成されたものである。この現像装置２４には、その現像ロール２４１と感光体ドラム２１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール２４１や撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３は、図示しない駆動装置からの駆動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、４色の現像剤（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）としては、非磁性トナーと鉄やフェライトなどの磁性体からなる磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。現像装置２４については、後に詳述する。

各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、中間転写装置３０の上方の位置に配置されるイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の現像剤収容容器の一例としての各トナーカートリッジ２４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からトナー補給装置２４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を介して対応する色のトナーがそれぞれ補給されるよう構成されている。トナー補給装置２４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、駆動手段の一例としての駆動モータ２４７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によってそれぞれ個別に駆動される。なお、ブラック（Ｋ）のトナーカートリッジ２４５Ｋは、ブラック（Ｋ）色のトナーの使用頻度が高いことを考慮して他のトナーカートリッジより外径（容積）が大きく設定されている。

一次転写装置２５は、一次転写位置Ｔ１において感光体ドラム２１の周面に中間転写ベルト３１を介して接触し回転するとともに一次転写用電圧が供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧又は電流が図示しない高圧電源から供給される。

ドラムクリーニング装置２６は、容器状の本体２６０の内部に配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃するクリーニングブレード２６１と、クリーニングブレード２６１で取り除いたトナー等の付着物を回収して図示しない回収システムに送り出すよう搬送するスクリューオーガー等の送出部材２６２などで構成されている。

中間転写装置３０は、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方の位置に存在するよう配置される。この中間転写装置３０は、感光体ドラム２１と一次転写装置２５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置Ｔ１を通過しながら矢印Ｂで示す方向に循環移動する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内周から所望の状態に保持して循環移動可能に支持する複数のベルト支持ロール３２～３５と、ベルト支持ロール３５に支持されている中間転写ベルト３１の外周面（像保持面）側に配置されて中間転写ベルト３１上のトナー像を記録用紙６に二次転写させる二次転写装置４０と、二次転写装置４０を通過した後に中間転写ベルト３１の外周面に残留して付着するトナー、紙粉等の付着物を取り除いて清掃するベルトクリーニング装置３６とで主に構成されている。

ベルト支持ロール３２は駆動ロールとして構成され、ベルト支持ロール３３は中間転写ベルト３１の走行位置を保持する面出しロールとして構成され、ベルト支持ロール３４は張力付与ロールとして構成され、ベルト支持ロール３５は二次転写のバックアップロールとして構成されている。

二次転写装置４０は、図１に示されるように、中間転写装置３０におけるベルト支持ロール３５に支持されている中間転写ベルト３１の外周面部分である二次転写位置Ｔ２において回転する二次転写ロール４１を備えている。二次転写ロール４１又は中間転写装置３０のベルト支持ロール３５には、トナーの帯電極性と逆極性又は同極性を示す直流の電圧が二次転写用電圧として供給される。

定着装置５０は、表面温度が予め定められた温度に保持されるよう電磁誘導加熱や熱源等の加熱手段によって加熱されるベルト形態又はロール形態の加熱用回転体５１と、この加熱用回転体５１に所要の圧力で接触して回転するロール形態又はベルト形態の加圧用回転体５２などを配置して構成されたものである。この定着装置５０では、加熱用回転体５１と加圧用回転体５２が接触する接触部が所要の定着処理（加熱及び加圧）を行う定着処理部となる。

給紙装置６０は、作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するよう配置される。この給紙装置６０は、所望のサイズ、種類等の記録用紙６を積載板６１上に積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体６２と、用紙収容体６２から記録用紙６を１枚ずつ送り出す送出装置６３とで主に構成されている。

記録用紙６としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙やトレーシングペーパー等の薄紙、あるいは合成樹脂（ＰＥＴなど）製の透明なフィルム状の媒体からなるＯＨＰシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録用紙６の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等の坪量が相対的に大きい所謂厚紙なども好適に使用することができる。

給紙装置６０と二次転写装置４０との間には、給紙装置６０から送り出される記録用紙６を二次転写位置Ｔ２まで搬送する単数（又は複数）の用紙搬送ロール対６４や搬送ガイド材６５，６６で構成される給紙搬送路６７が設けられている。給紙搬送路６７において二次転写位置Ｔ２の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対６４は、例えば記録用紙６の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成される。

また、二次転写装置４０と定着装置５０との間には、二次転写装置４０から送り出される記録用紙６を定着装置５０まで搬送する搬送ガイド部材６８等で構成される用紙搬送路６９が設けられている。

定着装置５０の下流側には、定着装置５０によりトナー像が定着された記録用紙６を、装置本体１ａの上部に配置された用紙排出部７０に排出するための用紙搬送ロール対７１及び用紙排出ロール対７２や搬送ガイド材７３，７４等を備えた排出搬送路７５が設けられている。

図１中、符号１００は、カラー画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御手段の一例としての制御装置を示している。制御装置１００については、後に詳述する。

＜カラー画像形成装置の基本的な動作＞
以下、カラー画像形成装置１による基本的な画像形成動作について説明する。

ここでは、前記４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を使用して、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成するときの画像形成動作について説明する。なお、４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）のうち、いずれか１つ以上の作像装置２０を使用して単色又は複数色のトナー像を組み合わせた画像を形成するときの画像形成動作も基本的には同様である。

カラー画像形成装置１は、画像形成動作（プリント）の要求の指令情報を受けると、制御装置１００の制御によって、４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、中間転写装置３０、二次転写装置４０、定着装置５０等が始動する。

そして、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）においては、図１に示されるように、まず各感光体ドラム２１が矢印Ａで示す方向に回転し、各帯電装置２２が各感光体ドラム２１の表面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位に帯電させる。続いて、露光装置２３が、帯電後の感光体ドラム２１の表面に対し、カラー画像形成装置１に入力される画像の情報を各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に変換して得られる画像の信号に基づいて発光される光を照射し、その表面に所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。

続いて、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光体ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）のトナーをそれぞれ供給して静電的に付着させて現像を行う。この現像により、各感光体ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像は、その対応する色のトナーでそれぞれ現像された４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

続いて、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像が一次転写位置Ｔ１まで搬送されると、一次転写装置２５が、その各色のトナー像を中間転写装置３０の矢印Ｂで示す方向に回転する中間転写ベルト３１に対して順番に重ね合わせるような状態で一次転写させる。

また、一次転写が終了した各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、ドラムクリーニング装置２６が付着物を掻き取るように除去して感光体ドラム２１の表面を清掃する。これにより、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は次の作像動作が可能な状態にされる。

続いて、中間転写装置３０では、中間転写ベルト３１の回転により一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置Ｔ２まで搬送する。一方、給紙装置６０では、作像動作に合わせて所要の記録用紙６を給紙搬送路６７に送り出す。給紙搬送路６７では、レジストロールとしての用紙搬送ロール対６４が記録用紙６を転写時期に合わせて二次転写位置Ｔ２に送り出して供給する。

二次転写位置Ｔ２においては、二次転写ロール４１が、中間転写ベルト３１上のトナー像を記録用紙６に一括して二次転写させる。また、二次転写が終了した後の中間転写装置３０では、ベルト清掃装置３６が、二次転写後の中間転写ベルト３１の表面に残留したトナー等の付着物を取り除いて清掃する。

続いて、トナー像が二次転写された記録用紙６は、中間転写ベルト３１と二次転写ロール４０から剥離された後に用紙搬送路６９に沿って定着装置５０まで搬送される。定着装置５０では、回転する加熱用回転体５１と加圧用回転体５２との間の定着処理部に二次転写後の記録用紙６を導入して通過させることにより、必要な定着処理（加熱及び加圧）をして未定着のトナー像を記録用紙６に定着させる。定着が終了した後の記録用紙６は、排出搬送路７５を介して用紙排出ロール対７２により、装置本体１ａの上部に設けられた排出収容部７０に排出される。

以上の動作により、４色のトナーＴ（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からなるトナー像を組み合わせて形成されるフルカラー画像が出力される。

＜現像装置の構成＞
この実施の形態１に係るカラー画像形成装置１に使用される現像装置２４は、いわゆる二成分現像方式を採用している。イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、同様に構成されている。ここでは、現像装置２４の構成についてイエロー（Ｙ）の現像装置２４Ｙを例にして説明する。

現像装置２４Ｙは、図２に示されるように、感光体ドラム２１と対向する現像領域に開口部２４０ａを有する現像装置本体の一例としての装置ハウジング２４０を備えている。装置ハウジング２４０の開口部２４０ａには、現像剤保持手段の一例としての現像ロール２４１が配置されている。現像ロール２４１は、内部に固定した状態で配置され、周方向に沿って所要の位置に所要の極性の磁極が着磁された円柱形状又は円筒形状の磁性部材の一例としてのマグネットロール２４１ａと、マグネットロール２４１ａの外周に回転可能に配置され、マグネットロール２４１ａの磁力により吸着された現像剤４を周方向に沿って感光体ドラム２１と対向する現像領域を通過するよう搬送する円筒形状の現像剤搬送部材の一例としての現像スリーブ２４１ｂとから構成されている。

装置ハウジング２４０は、現像ロール２４１の斜め下方に隣接した部位に配置され現像剤４が収容される第一現像剤収容部２４８と、この第一現像剤収容部２４８の背面側に仕切り壁２４９を介し隣接して配置される第二現像剤収容部２５０とを備えている。第一及び第二現像剤収容部２４８，２５０は、その断面形状の下半部が円筒形状に形成されている。第二現像剤収容部２５０は、その軸方向に沿った両端部において連通口２５１，２５２を介して第一現像剤収容部２４８と連通している。

第一及び第二現像剤収容部２４８，２５０には、二成分の現像剤４がそれぞれ収容されている。第一現像剤収容部２４８には、図３に示されるように、現像剤４を予め定められた軸方向（例えば、図３中、左側から右側）に搬送する螺旋状の第一現像剤撹拌搬送手段の一例としての撹拌供給部材２４２が配置されている。撹拌供給部材２４２は、合成樹脂を用いた射出成形等により、円柱形状や円筒形状に形成された回転軸２４２ａと、回転軸２４２ａの外周に一体に形成された螺旋状の搬送羽根２４２ｂを有して回転可能に形成された、いわゆるスクリューオーガーである。搬送羽根２４２ｂは、現像剤４の撹拌搬送性を向上させるため、回転軸２４２ａの外周に位相を１８０度異ならせて２条にわたり設けられている。撹拌供給部材２４２は、トナーの撹拌混合機能に加えて現像剤４を現像ロール２４１へ供給する供給機能を担ったサプライオーガーである。撹拌供給部材２４２の搬送方向に沿った下流側の端部には、当該撹拌供給部材２４２によって搬送された現像剤４を逆方向（図中、右側から左側）に搬送して撹拌搬送部材２４３へと受け渡す逆搬送羽根２４２ｃが軸方向に沿って短く設けられている。

また、第二現像剤収容部２５０には、現像剤４を予め定められた軸方向（例えば、図３中、右側から左側）に搬送する螺旋状の第二現像剤撹拌搬送手段の一例としての撹拌搬送部材２４３が配置されている。撹拌搬送部材２４３は、合成樹脂を用いた射出成形等により、円柱形状や円筒形状に形成された回転軸２４３ａと、回転軸２４３ａの外周に一体に形成された螺旋状の搬送羽根２４３ｂを有して回転可能に形成された、いわゆるスクリューオーガーである。搬送羽根２４３ｂは、やはり現像剤４の搬送性を向上させるため、回転軸２４３ａの外周に位相を１８０度異ならせて２条にわたり設けられている。撹拌搬送部材２４３は、第二現像剤収容部２５０に収容された現像剤４と補給されたトナーを撹拌混合することを主眼としたアドミックスオーガーである。

撹拌搬送部材２４３の搬送方向に沿った下流側の端部には、当該撹拌搬送部材２４３によって搬送された現像剤４を逆方向（図中、左側から右側）に搬送して撹拌供給部材２４２へと受け渡す逆搬送羽根２４３ｃが設けられている。また、撹拌搬送部材２４３の搬送方向に沿った上流側の端部は、撹拌供給部材２４２より長く延長されている。撹拌搬送部材２４３の延長された端部は、トナーカートリッジ２４５からトナー供給装置２４６を介して供給されたトナーを、装置ハウジング２４０の内部へと搬送する搬送部２４３ｄを構成している。

第一及び第二現像剤収容部２４８，２５０は、仕切り壁２４９に開口された連通口２５１，２５２を介して現像剤４が循環する現像剤搬送路を形成している。第一及び第二現像剤収容部２４８，２５０に収容された現像剤４は、一対のスパイラル状の撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３により現像剤搬送路内を撹拌混合されながら循環搬送される。

また、第二現像剤収容部１５０の現像剤４の搬送方向に沿った中央より下流側には、現像剤４中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段の一例としてのトナー濃度センサ２５４が配置されている。撹拌搬送部材２４３には、必要に応じて、トナー濃度センサ２５４と対向する位置に現像剤４を滞留させる軸方向に沿って平板状に形成されたパドル等かなる図示しない滞留部材が設けられる。トナー濃度センサ２５４は、図２に示されるように、第二現像剤収容部２５０を形成する装置ハウジング２４０の外壁に接触するよう配置されている。トナー濃度センサ２５４としては、例えば、現像剤４中のトナー濃度の変化に伴う現像剤４の透磁率の変化を利用して現像剤４中のトナー濃度を検出するものが用いられる。トナー濃度センサ２５４は、現像剤４中のトナー濃度に応じて出力信号の周波数や電圧が変化する。トナー濃度センサ２５４としては、現像剤４中のトナー濃度を検出可能なものであれば、任意の方式のものを採用することができる。

トナーカートリッジ２４５からトナー補給装置２４６を介して現像装置２４の装置ハウジング２４０に供給されたトナーは、図３に示されるように、撹拌搬送部材２４３の搬送部２４３ｄによって装置ハウジング２４０の内部へと搬送される。現像装置２４の内部に搬送されたトナーは、撹拌搬送部材２４３及び撹拌供給部材２４２によって軸方向に沿って搬送される間に、装置ハウジング２４０の内部に収容された現像剤４と撹拌混合されるとともに、トナーが所要の極性（マイナス極性）に摩擦帯電される。撹拌供給部材２４２へと搬送された現像剤４は、図２に示されるように、当該撹拌供給部材２４２から現像ロール２４１へと受け渡される。現像ロール２４１の表面に保持された現像剤４は、現像スリーブ２４１ｂの回転に伴い層厚規制部材２４４により現像剤４の量（層厚）が規制されて感光体ドラム２１の表面と対向する現像領域へと搬送される。感光体ドラム２１の表面には、現像ロール２４１の表面に保持された現像剤４より画像情報に応じて形成された静電潜像に対してトナーが付着され、感光体ドラム２１上に現像される。

＜カラー画像形成装置の特徴部分の構成＞
ところで、上記の如く構成されるカラー画像形成装置１では、図２及び図３に示されるように、現像装置２４の装置ハウジング２４０内で撹拌及び搬送される現像剤４のトナー濃度をトナー濃度センサ２５４によって検出するよう構成されている。現像装置２４では、現像剤４の流動性の変化等によってトナー濃度センサ２５４の付近に滞留する現像剤４が増加することがある。

例えば、高湿度環境下では、現像装置２４内で撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３によって撹拌搬送され摩擦帯電されるトナーの帯電性が低下する。トナーの帯電性が低下と、トナー同士間に作用する静電的な反発力が減少しキャリアの外周に静電的に付着するトナー量が増大する。その結果、現像剤４の流動性が低下してトナー濃度センサ２５４の付近に滞留する現像剤４が増加することがある。

一方、低湿度環境下では、現像装置２４内で撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３によって撹拌搬送され摩擦帯電されるトナーの帯電性が向上する。トナーの帯電性が向上すると、トナー同士間に作用する静電的な反発力が増加しキャリアの外周に静電的に付着するトナー量が減少する。その結果、現像剤４の流動性が向上してトナー濃度センサ２５４の付近に滞留する現像剤４が減少する。

また、現像装置２４では、複数枚の記録用紙６にわたり低濃度の画像を連続して現像する場合のように、単位時間あたりのトナー消費量が少ない状態で現像剤４を継続的に撹拌搬送すると、トナーの表面に添加された帯電性や流動性を調整する外添剤が剥離したりトナー内に埋没して外添剤が本来の機能を発揮せず、現像剤４が劣化して流動性が低下する場合がある。

その結果、現像装置２４では、現像剤４の流動性が低下してトナー濃度センサ２５４の付近に現像剤４が滞留すると、現像装置２４内の平均的なトナー濃度ではなく、トナー濃度センサ２５４付近に滞留した現像剤４の局所的なトナー濃度を検知してしまうことになる。そのため、トナー濃度センサ２５４が現像剤４の局所的なトナー濃度を検出する検出異常が発生すると、トナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいて現像装置２４の内部にトナーを補給するトナー補給制御に問題が生じる。

例えば、現像装置２４内の平均的なトナー濃度よりトナー濃度が低い現像剤４がトナー濃度センサ２５４の付近に滞留すると、トナー濃度センサ２５４は、現像装置２４内の平均的なトナー濃度より低いトナー濃度を検出する。そのため、トナー補給制御においてトナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいてトナーの補給時間を算出すると、トナー補給時間が実際より過大に算出される。

逆に、現像装置２４内の平均的なトナー濃度よりトナー濃度が高い現像剤４がトナー濃度センサ２５４の付近に滞留すると、トナー濃度センサ２５４は、現像装置２４内の平均的なトナー濃度より高いトナー濃度を検出する。そのため、トナー補給制御においてトナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいてトナー補給時間を算出すると、トナー補給時間が実際より過少に算出される。

その結果、現像装置２４では、トナーが過剰に補給されたりトナーの補給量が不足してトナー像の濃度が目標濃度と一致せず、画像欠陥などが発生する虞れを有している。

そこで、この実施の形態１では、静電潜像の画像密度及びトナー補給装置の補給時間を第１の期間にわたり積算し且つ第２の期間毎に更新される各積算値に基づいて、トナー濃度センサ２５４の検出異常の有無を判断する判断手段を備えるように構成されている。

ここで、トナー濃度センサ２５４の検出異常とは、上述したように、現像剤の流動性の低下等に起因して、トナー濃度センサ２５４が現像装置２４内の平均的なトナー濃度を検出せず、トナー濃度センサ２５４の付近に滞留した現像剤４の局所的なトナー濃度を検出することをいう。

図４はこの実施の形態１に係るカラー画像形成装置の制御装置を示すブロック図である。

制御装置１００は、図４に示されるように、判断手段の一例としての制御部１０１と、記憶部１０２と、操作部１０３と、通信部１０４とを備えている。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１ａやＲＡＭ（Random Access Memory）１０１ｂを有している。制御部１０１は、記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行し、カラー画像形成装置１における画像形成動作を制御するとともに、記憶部１０２や操作部１０３、あるいは通信部１０４を制御する。制御部１０１が制御する画像形成動作には、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー補給装置２４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を制御して、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にトナーを補給するトナー補給動作も含まれる。

また、制御部１０１は、次に示すように、記憶部１０２に予め記憶されたプログラムを実行することにより実現される画像密度検出手段、第１のトナー補給時間算出手段、第２のトナー補給時間算出手段、積算手段、駆動制御手段及び判断手段としての機能を有している。

画像密度検出手段
画像密度検出手段は、画像形成時、カラー画像形成装置１に入力される画像情報をイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分の画像情報にそれぞれ変換する図示しない画像処理装置から出力される画像情報に基づいて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分に変換された画像情報の画像密度をそれぞれ検出する機能である。

また、制御部１０１は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分に変換された画像情報の画像密度を、予め定められた数Ｎ（正の整数）のページ間における画像密度の平均値として検出する機能をも有している。

更に説明すると、制御部１０１がプログラムを実行することにより実現される画像処理装置は、画像情報格納部と、ＲＩＰ（Raster Image Processing）処理部とを備えている。画像情報格納部は、ユーザのパーソナルコンピュータ等からなるクライアント端末から送信されてくる画像情報であって、ＲＩＰ処理の対象となるものを一時的に順次格納するものである。画像情報格納部は、例えば、記憶部１０２の一部から構成される。ここで、画像情報には、ＰＤＬ（Page Description Language）で記述された画像データ（以下、「ＰＤＬデータ」）と、印刷制御情報とが含まれる。印刷制御情報は、例えば、印刷部数や記録用紙６の種類に関する情報である。

ＲＩＰ処理部は、画像情報格納部に格納された印刷データのうちＰＤＬデータを読み出して解釈し、ページ単位のラスタデータを生成する。ＲＩＰ処理部により生成されたラスタデータは、カラー画像形成装置１の露光装置２３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ送信される。

画像密度検出手段は、カウンタとしての機能を有しており、露光装置２３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にそれぞれ出力される画像データの有効画素数及び画像濃度をカウントする。ここで有効画素数とは、露光装置２３の露光により感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を構成する画素の数（すなわち、トナーによる現像の対象となる画素の数）である。また、画像濃度は、各画素に対応した画像の濃度である。画像濃度は、例えば、２５６階調で表現される。

画像密度検出手段は、例えば、１ページの画像に形成される画像情報の画像濃度を１画素毎に２５６階調でカウントし、１ページの画像の全画素に形成される画像密度を累積的に検出する。

そして、画像密度検出手段は、図５に示されるように、１ページの画像の全画素に形成される画像密度を累積的にカウントする動作をＮページにわたり実行する。画像密度検出手段は、Ｎページにわたりカウントされた画像データの全画像密度をＮで除算することにより、画像密度の平均値を検出（算出）する。ここで、画像密度検出手段は、１ページあたり画像の画像密度及びＮページにわたる画像密度の平均値を、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分毎に検出する。検出された１ページあたり画像の画像密度及びＮページにわたる画像密度の平均値は、ＲＡＭ１０１ｂ又は記憶部１０２に記憶される。

第１のトナー補給時間算出手段
第１のトナー補給時間算出手段は、画像密度検出手段によって検出されたイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分の画像密度の平均値に基づいて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した第１のトナー補給時間ｔ１を算出する機能である。第１のトナー補給時間ｔ１は、例えば、画像密度の平均値に基づいて予め定められた関係式を用いて算出される。また、第１のトナー補給時間ｔ１は、画像密度の平均値に基づいて記憶部に予め記憶されたテーブルを参照することにより第１のトナー補給時間ｔ１を求めても勿論よい。

第２のトナー補給時間算出手段
また、第２のトナー補給時間算出手段は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に装着されたトナー濃度センサ２５４からの検出結果に基づいて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の第２のトナー補給時間ｔ２を算出する機能である。第２のトナー補給時間ｔ２は、例えば、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度の値に基づいて予め定められた関係式を用いて算出される。また、第２のトナー補給時間ｔ２は、トナー濃度センサ２５４の検出値に基づいて記憶部に予め記憶されたテーブルを参照することにより第２のトナー補給時間Ｔ２を求めても勿論よい。

積算手段
積算手段は、文字通り、入力される値を順次積算する機能である。積算手段は、第１及び第２のトナー補給時間算出手段による算出結果である補給時間ｔ１，ｔ２を積算する機能を有している。すなわち、積算手段は、第１のトナー補給時間算出手段による算出結果である第１のトナー補給時間ｔ１と、第２のトナー補給時間算出手段による算出結果である第２のトナー補給時間ｔ２とを積算（加算）する。積算手段は、積算されたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）をイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色成分毎に求める。

また、積算手段は、求められたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）を予め定められたページ数にわたり積算する機能と、画像密度を第１の期間の一例としての予め定められたページ数Ｎにわたり積算する機能をも有している。また、積算手段は、積算値を第２の期間の一例としての１ページ毎に更新する機能を有している。第２の期間としては、１ページに限定されるものではなく、複数ページであっても良い。但し、トナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）の最新の値に基づいて制御するためには、第２の期間を１ページに設定するのが望ましい。

駆動制御手段
駆動制御手段は、積算手段によって積算されたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）だけイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各トナー補給装置２４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の駆動モータ２４７をそれぞれ駆動させるよう制御する機能である。

判定手段
判定手段は、積算手段によって積算されたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）を予め定められたページ数Ｎにわたり積算した積算値と、画像密度を予め定められたページ数Ｎにわたり積算した積算値に基づいて、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）を求め、当該画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が異常か否かを判定する機能である。

解消モード実行手段
解消モード実行手段は、判定手段による判定結果が異常と判定された場合、トナー濃度センサ２５４の検出異常を解消する解消動作（解消モード）を実行する機能である。

＜カラー画像形成装置の特徴部分の動作＞
カラー画像形成装置１は、図１に示されるように、カラー画像形成装置１に図示しないパーソナルコンピュータ等のクライアント端末から通信部１０４（図４）を介して入力される画像情報に応じて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において対応する色のトナー像を形成する。その際、カラー画像形成装置１に入力される画像情報は、図示しない画像処理装置によってイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した画像情報に変換される。

イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像装置２４は、図２に示されるように、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像する現像工程を実行することにより、装置ハウジング２４０内の現像剤４中のトナーが感光体ドラム２１上に形成される静電潜像に画像密度に応じて付着することにより消費される。

カラー画像形成装置１の制御部１０１は、予め定められたタイミングでトナー補給制御動作を実行する。

制御部１０１は、図６に示されるように、トナー補給制御動作を開始すると、所定ページＮ間の平均したイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各画像密度を検出した後（ステップ１０１）、画像密度に応じてイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各々の第１のトナー補給時間ｔ１を算出する（ステップ１０２）。

ここで、検出された画像密度が閾値より低い場合は、基準となる駆動時間に対してトナー補給装置２４６の駆動時間である第１のトナー補給時間ｔ１を短く算出する。また、検出された画像密度が閾値より高い場合は、基準となる駆動時間に対してトナー補給装置２４６の駆動時間である第１のトナー補給時間Ｔ１を長く算出する。具体的には、トナー補給制御動作に遅延を生じさせないようにするため、上述したように、直近の所定ページＮ間の平均的な画像密度を算出し、算出された平均的な画像密度に基づいて第１のトナー補給時間ｔ１を算出する。

また、制御部１０１は、トナー補給制御動作を開始すると、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各現像装置２４内のトナー濃度をトナー濃度センサ２５４によって検出し（ステップ１０３）、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度と目標トナー濃度の関係から第２のトナー補給時間Ｔ２を算出する（ステップ１０４）。

ここで、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度が目標トナー濃度より低い場合は、目標トナー濃度となるようトナーを補給すべく第２のトナー補給時間ｔ２を算出する。また、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度が目標トナー濃度より高い場合は、第２のトナー補給時間ｔ２をマイナスの値として算出する。さらに、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度が目標トナー濃度と等しい場合は、第２のトナー補給時間ｔ２をゼロに算出する。

次に、制御部１０１は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各第１のトナー補給時間ｔ１と第２のトナー補給時間ｔ２とを積算する（ステップ１０５）。

その後、制御部１０１は、積算されたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）だけトナー補給装置２４６を駆動させるように制御して（ステップ１０６）、当該トナー補給制御動作を終了する。具体的には、制御部１０１は、図４に示されるように、積算されたトナー補給時間（ｔ１＋ｔ２）だけイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各トナー補給装置２４６の駆動モータ２４７を駆動させるよう図示しない駆動回路を介して駆動信号を出力する。

カラー画像形成装置１の制御部１０１は、上述したように、トナー補給制御動作を実行することにより、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）にトナーカートリッジ２４５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）からトナー補給装置２４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって対応する色のトナーがそれぞれ補給される。

しかしながら、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）では、現像剤４の流動性の変化等によってトナー濃度センサ２５４にトナー濃度の検出異常が発生する場合がある。

例えば、高湿度環境下では、現像剤４の流動性が低下してトナー濃度センサ２５４の付近に現像剤４が滞留することがある。また、現像装置２４は、単位時間あたりのトナー消費量が少ない状態で現像剤４を継続的に撹拌搬送すると、現像剤４が劣化してやはり流動性が低下する場合がある。

その結果、現像装置２４は、図３に示されるように、現像剤４の流動性が低下してトナー濃度センサ２５４の付近に現像剤４が滞留すると、現像装置２４内の平均的なトナー濃度ではなく、トナー濃度センサ２５４付近に滞留した現像剤４の局所的なトナー濃度を検知してしまうことになる。

そして、カラー画像形成装置１では、図６に示されるように、トナー補給制御においてトナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいて第２のトナー補給時間ｔ２を算出すると、第２のトナー補給時間Ｔ２が実際より過少に算出されたり過大に算出されることになる。

すると、現像装置２４では、トナーが過剰に補給されたりトナーの補給量が不足し、トナー像の濃度が目標濃度と一致せず、画像欠陥などが発生する虞れがある。

制御部１０１は、図７に示されるように、記録用紙６の１ページに画像を形成する動作が終了すると（ステップ２０１）、図６に示されるようなトナー補給制御動作を実行する（ステップ２０２）。

その後、制御部１０１は、画像を形成した記録用紙６の１ページ分の画像密度を積算する（ステップ２０３）。同時に、制御部１０１は、各現像装置２４内のトナー濃度をトナー濃度センサ２５４によって検出し、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度と目標トナー濃度の関係から第２のトナー補給時間Ｔ２を算出する。

そして、制御部１０１は、当該１ページ分の画像密度に対応した第１のトナー補給時間ｔ１と第２のトナー補給時間ｔ２を積算する（ステップ２０４）。

その後、制御部１０１は、ページ数に１を加算してカウントアップを行い（ステップ２０５）、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達したか否かを判別する（ステップ２０６）。

そして、制御部１０１は、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達していないと判別すると、次のページの画像情報に基づく画像形成動作を開始し（ステップ２０７）、ステップ２０１に戻る。

一方、制御部１０１は、カウントされたページ数が所定のページ数Ｎに達したと判別すると、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かを判別する（ステップ２０８）。

ここで、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かは、図８に示されるように判別される。すなわち、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）は、理想的な状態においては画像密度の積算値の増加とともにトナー補給時間の積算値も比例して増加する。

ただし、上述したように、トナー補給装置２４６を駆動した際に単位時間あたりに現像装置２４の内部に補給されるトナーの補給量は、常に一定ではなく、実際には、温湿度等の環境変化や経時変化に伴うトナーの流動性などの特性変化に起因して変動する。

そのため、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）は、図８に示されるように、画像密度の積算値の増加とともにトナー補給時間の積算値が比例して増加する直線Ｌ上から若干外れるは場合がある。そこで、正比例する場合に対して両側にある程度の許容幅Ｌ_Ｈ及びＬ_Ｌが認められ、当該許容幅Ｗの範囲内であれば正常範囲であると判別される。

これに対して、現像装置２４では、例えば、平均的なトナー濃度よりトナー濃度が低い現像剤４がトナー濃度センサ２５４の付近に滞留すると、トナー濃度センサ２５４が平均的なトナー濃度より低いトナー濃度を検出することになる。そのため、トナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいてトナーの補給時間を算出すると、第２のトナー補給時間ｔ２を過大に算出してしまうことになる。

逆に、平均的なトナー濃度よりトナー濃度が高い現像剤４がトナー濃度センサ２５４の付近に滞留すると、トナー濃度センサ２５４は、現像装置２４内の平均的なトナー濃度より高いトナー濃度を検出する。そのため、トナー濃度センサ２５４の検出結果に基づいてトナー補給時間を算出すると、トナー補給時間を過少に算出してしまうことになる。

その結果、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）は、図８に示されるように、トナー補給時間の積算値が過大となったり過少となり、許容幅Ｌ_Ｈ及びＬ_Ｌから外れることになる。制御部１０１は、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が許容幅Ｗの範囲から外れると、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生したと判別する。

なお、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が、図８に示されるように、許容幅Ｌ_Ｈ及びＬ_Ｌの近傍に存在する場合には、制御部１０１は、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生したか否かの判別動作を複数回繰り返し、最終的にトナー濃度センサ２５４に検出異常が発生したか否かを判別するように構成しても良い。

その後、制御部１０１は、画像密度の積載値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が異常ではなく正常であると判別すると、画像密度の積載値及びトナー補給時間の積算値をリセットしてゼロに戻し（ステップ２０９）、次のページの画像形成動作を開始する（ステップ２０９）。

一方、制御部１０１は、画像密度の積載値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、異常解消モードを実行する（ステップ２１０）。

制御部１０１は、異常解消モードとして、現像装置２４の撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３の回転速度を通常の現像時に比較して遅い速度に変更して、予め定められた時間だけ駆動する低速度駆動モードを実行する。

現像時、現像装置２４の撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３は、通常の回転速度で回転駆動され、当該撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３の回転による遠心力で、現像装置２４内の壁面に抑え付けられ、現像剤４が滞留しやすい。そこで、現像装置２４では、低速度駆動モードを実行することにより、通常の回転速度より低速に設定した撹拌動作を実行することで、撹拌搬送部材２４３の回転による遠心力を弱め、現像装置２４内の壁面に抑え付けられて滞留している現像剤４に撹拌搬送部材２４３の搬送力を及ぼすことで、現像剤４の滞留を崩すことが可能となる。

また、異常解消モードとしては、撹拌供給部材２４２及び撹拌搬送部材２４３を低速で駆動する場合に限らず、次のページの画像形成動作を実行する前に、感光体ドラム２１の周面に帯状のトナー像であるトナーバンドを形成して、現像装置２４内のトナーを強制的に消費する動作を実行するように構成しても良い。

この動作は、現像装置２４内のトナーのリフレッシュ動作（トナーを強制的に消費し、供給する動作）は、現像装置２４内の現像剤量を増減させる効果があり、その効果によって現像剤４の滞留を崩す効果が発揮される。

このように、上記実施の形態１では、画像密度の積載値とトナー補給時間の積算値との比（勾配）が、図８に示されるように、理想的な場合に対して所要の範囲Ｗ内にある場合には正常であると判別され、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生していないことが判る。また、画像密度の積載値とトナー補給時間の積算値が、理想的な場合に対して所要の範囲Ｗから外れている場合には、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生していること判別することができる。

そして、制御部１０１は、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生していると判別すると、異常解消モードを実行することにより、トナー濃度センサ２５４に生じている検出異常の状態が解消される。

[実施の形態２]
図９は、実施の形態２に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。この実施の形態２では、解消手段が濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、静電潜像の画像密度及び補給手段の補給時間を第１の期間より短い第３の期間にわたり積算した各積算値に基づいて、判断手段が濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、画像形成動作を禁止する禁止手段を備えるように構成されている。

この実施の形態２では、禁止手段の一例としての機能を兼ね備えた制御部１０１が、次のようなトナー補給動作を実行する。

制御部１０１は、図９に示されるように、記録用紙６の１ページに画像を形成する動作が終了すると（ステップ３０１）、図６に示されるようなトナー補給制御動作を実行する（ステップ３０２）。

その後、制御部１０１は、画像を形成した記録用紙６の１ページ分の画像密度を積算する（ステップ３０３）。同時に、制御部１０１は、各現像装置２４内のトナー濃度をトナー濃度センサ２５４によって検出し、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度と目標トナー濃度の関係から第２のトナー補給時間ｔ２を算出する。

そして、制御部１０１は、当該１ページ分の画像密度に対応した第１のトナー補給時間ｔ１と第２のトナー補給時間ｔ２を積算する（ステップ３０４）。

その後、制御部１０１は、ページ数に１を加算してカウントアップを行い（ステップ３０５）、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達したか否かを判別する（ステップ３０６）。

そして、制御部１０１は、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達していないと判別すると、異常解消モードを実施した後かつ所定ページ数Ｎより小さい第２の期間の一例としての所定ページ数Ｍに達したか否かを判別する（ステップ３０７）。

一方、制御部１０１は、カウントされたページ数が所定のページ数Ｎに達したと判別すると、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かを判別する（ステップ３０８）。

その後、制御部１０１は、画像密度の積載値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が異常ではなく正常であると判別すると、画像密度の積載値及びトナー補給時間の積算値をリセットしてゼロに戻し（ステップ３０９）、ステップ３０７へ移行する。

また、制御部１０１は、画像密度の積載値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、異常解消モードを実行した後（ステップ３１０）、ステップ３０７へ移行する。

制御部１０１は、ステップ３０７において、異常解消モードを実施した後かつ所定ページ数Ｎより小さい所定ページ数Ｍに達したか否かを判別する。

そして、制御部１０１は、異常解消モードを実施していないか又は所定ページ数Ｎより小さい所定ページ数Ｍに達していないと判別すると、次のページの画像情報に基づく画像形成動作を開始し（ステップ３１１）、ステップ３０１に戻る。

一方、制御部１０１は、異常解消モードを実施後かつ所定ページ数Ｎより小さい所定ページ数Ｍに達したと判別すると、所定のページ数Ｍ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かを判別する（ステップ３１２）。

制御部１０１は、所定のページ数Ｍ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常でないと判別すると、次のページの画像情報に基づく画像形成動作を開始し（ステップ３１１）、ステップ３０１に戻る。

また、制御部１０１は、所定のページ数Ｍ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、プリント動作を禁止する（ステップ３１３）。そして、制御部１０１は、表示部１０３ｂにサービスエンジニアを呼ぶようにメッセージを表示する。

ここで、制御部１０１が所定のページ数Ｍ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別するとプリント動作を禁止するのは、ステップ３１０において異常解消モードを実行しても、所定ページ数Ｎより小さい所定ページ数Ｍ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別されるということは、異常の原因が、現像装置２４そのもの、又はトナー補給装置２４６やトナー濃度センサ２５４自体の故障であると判断し、プリント動作を継続することが妥当ではないと判断されるからである。

このように、上記実施の形態２においては、トナー濃度センサ２５４の検出異常以外に、現像装置２４そのもの、又はトナー補給装置２４６やトナー濃度センサ２５４自体の故障であると判断することが可能となる。

[実施の形態３]
図１０は、実施の形態３に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の制御動作を示すフローチャートである。この実施の形態３では、解消手段が濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、静電潜像の画像密度及び補給手段の補給時間を第１の期間より長い第４の期間にわたり積算した各積算値に基いて、判断手段が濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、現像手段内のトナーの入れ替え動作を指示する指示手段を備えるように構成されている。

この実施の形態３では、制御部１０１が次のようにトナー補給動作を実行する。

制御部１０１は、図１０に示されるように、記録用紙６の１ページに画像を形成する動作が終了すると（ステップ４０１）、図６に示されるようなトナー補給制御動作を実行する（ステップ４０２）。

その後、制御部１０１は、画像を形成した記録用紙６の１ページ分の画像密度を積算する（ステップ４０３）。同時に、制御部１０１は、各現像装置２４内のトナー濃度をトナー濃度センサ２５４によって検出し、トナー濃度センサ２５４によって検出されたトナー濃度と目標トナー濃度の関係から第２のトナー補給時間ｔ２を算出する。

そして、制御部１０１は、当該１ページ分の画像密度に対応した第１のトナー補給時間ｔ１と第２のトナー補給時間ｔ２を積算する（ステップ４０４）。

その後、制御部１０１は、ページ数に１を加算してカウントアップを行い（ステップ４０５）、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達したか否かを判別する（ステップ４０６）。

そして、制御部１０１は、カウントされたページ数が予め定められた所定のページ数Ｎに達していないと判別すると、異常解消モードを実施した後かつ所定ページ数Ｎより大きい第４の期間の一例としての所定ページ数Ｐに達したか否かを判別する（ステップ４０７）。

一方、制御部１０１は、カウントされたページ数が所定のページ数Ｎに達したと判別すると、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かを判別する（ステップ４０８）。

その後、制御部１０１は、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値の比（勾配）が異常ではなく正常であると判別すると、画像密度の積載値及びトナー補給時間の積算値をリセットしてゼロに戻し（ステップ４０９）、ステップ４０７へ移行する。

また、制御部１０１は、画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、異常解消モードを実行した後（ステップ４１０）、ステップ４０７へ移行する。

制御部１０１は、ステップ４０７において、異常解消モードを実施した後かつ所定ページ数Ｎより大きい所定ページ数Ｐに達したか否かを判別する。

そして、制御部１０１は、異常解消モードを実施していないか又は所定ページ数Ｎより大きい所定ページ数Ｐに達していないと判別すると、次のページの画像情報に基づく画像形成動作を開始し（ステップ４１１）、ステップ４０１に戻る。

一方、制御部１０１は、異常解消モードを実施した後かつ所定ページ数Ｎより大きい所定ページ数Ｐに達したと判別すると、所定のページ数Ｐ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常か否かを判別する（ステップ４１２）。

制御部１０１は、所定のページ数Ｐ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常でないと判別すると、次のページの画像情報に基づく画像形成動作を開始し（ステップ４１１）、ステップ４０１に戻る。

また、制御部１０１は、所定のページ数Ｐ間の画像密度の積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、現像剤の入替動作を実行する（ステップ４１３）。現像剤の入替動作は、表示部１０３ｂにサービスエンジニアを呼び現像装置２４内の現像剤の入替動作を実行するよう促すメッセージを表示することで行う。

ただし、サービスエンジニアを呼びトナー入替動作を実行するまでは、プリント動作を継続可能に構成しても良い。その際、表示部１０３ｂにサービスエンジニアを呼びトナー入替動作を実行するよう促すメッセージを表示するとともに、ユーザがトナー入替動作を実行する旨を確認する確認ボタンを表示部１０３ｂに表示し、ユーザが確認ボタンを操作してときにのみプリント動作を継続可能としても良い。

このように、上記実施の形態３においては、異常解消モードを実行した後、所定ページ数Ｎより大きい所定ページ数Ｐに達していると判別し、更に所定ページ数Ｐ間の画像密度積算値に対するトナー補給時間の積算値が異常であると判別すると、現像剤４が劣化していると見なして、トナーの入れ替え動作を実行する。

そのため、現像装置２４は、内部の劣化した現像剤４を新しいキャリア及びトナーを含む現像剤４と交換することで、現像剤４の流動性を正常化させ、トナー濃度センサ２５４に検出異常が発生することが回避される。

なお、前記実施の形態では、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各作像装置１０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を有するフルカラーの画像形成装置について説明したが、ブラック（Ｋ）の作像装置１０Ｋのみからなるモノクロの画像形成装置についても同様に適用することができることは勿論である。

また、前記実施の形態では、静電潜像の画像密度及び補給手段の補給時間を積算する期間を、記録用紙６のページ数により求めるように構成したが、感光体ドラム２１の回転数や現像装置の現像ロールの回転数の積算値に基づいて算出するように構成しても良い。

１…画像形成装置
２０Ｙ～２０Ｋ…フルカラーの作像装置
２１…感光体ドラム
２４…現像装置
１００…制御装置
１０１…制御部
２５４…トナー濃度センサ

Claims

トナーを含む現像剤で静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検知する濃度検知手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記濃度検知手段の検知結果に基づいて前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を第１の期間にわたり積算し且つ第２の期間毎に更新する各積算値に基づいて、前記濃度検知手段の検知異常の有無を判断する判断手段と、
前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段と、
前記解消手段が前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を前記第１の期間より短い第３の期間にわたり積算した各積算値に基づいて、前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、画像形成動作を禁止する禁止手段と、
を備えた画像形成装置。
トナーを含む現像剤で静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検知する濃度検知手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記濃度検知手段の検知結果に基づいて前記現像手段にトナーを補給する補給手段と、
前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を第１の期間にわたり積算し且つ第２の期間毎に更新する各積算値に基づいて、前記濃度検知手段の検知異常の有無を判断する判断手段と、
前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行する解消手段と、
前記解消手段が前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行した後、前記静電潜像の画像密度及び前記補給手段の補給時間を前記第１の期間より長い第４の期間にわたり積算した各積算値に基いて、前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常があると判断したとき、前記現像手段内の現像剤の入れ替え動作を指示する指示手段とを備えた画像形成装置。
前記解消手段は、前記現像手段内の現像剤を搬送する搬送手段を通常の駆動速度より遅い速度で駆動する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記解消手段は、前記現像手段内のトナーを強制的に消費する動作を実行する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記判断手段が前記濃度検知手段の検知異常が有ると判断したとき、前記濃度検知手段の検知異常をユーザーに報知する報知手段と、
前記濃度検知手段の検知異常を解消する動作を実行するか否かをユーザーに選択させる選択手段と、
を備えた請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記第２の期間は、前記第１の期間より短い請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。