(57)【要約】【課題】インダクタンス検知センサーによるトナー濃度の誤検知を防止して常に精度良くトナー濃度検知を行うことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】縦攪拌型の現像装置において、画像形成時に検知されたインダクタンス検知センサー20の検出値が適正か否かを判断するためのテストモードを有し、テストモードにおいて、現像スリーブ28の速度を一定にしたまま、上下に配置された第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を変化させながら、インダクタンス検知センサー20によって検出される検出値をモニターし、モニターした複数の検出値の結果に基づいて、画像形成時に検知している検出値が適正であるか否かを判断した結果に基づいて、画像形成時に検知されるトナー濃度が適正な値になるように制御を行う。【選択図】図２
2010048859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置内の第一室に設けられ、現像剤を前記第一室の上方に設けられた第二室に向けて搬送する第一の搬送部材と、
前記第二室に設けられ、現像剤を前記第一室に向けて搬送する第二の搬送部材と、
前記現像装置内の現像剤の透磁率に関する情報を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知の結果に基いて前記現像装置に補給するトナー量を制御する補給制御手段と、
前記第一の搬送部材及び前記第二の搬送部材を駆動する駆動手段と、
画像を形成しない時において、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材もしくは第二の搬送部材の回転速度を変化させたときに前記検知手段によって検出される複数の検出値に基づいて、画像形成時における前記第一の搬送部材もしくは前記第二の搬送部材の回転速度を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材の回転速度を減少させたときに検出される前記複数の検出値が増加し始めるときの前記第一の搬送部材の回転速度と、画像形成時における前記第一の搬送部材の回転速度とに基いて、画像形成時における前記第一の搬送部材の回転速度を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第二の搬送部材の回転速度を減少させたときに検出される前記複数の検出値が増加し始めるときの前記第二の搬送部材の回転速度と、画像形成時における前記第二の搬送部材の回転速度とに基いて、画像形成時における前記第二の搬送部材の回転速度を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置内の第一室に設けられ、現像剤を前記第一室の上方に設けられた第二室に向けて搬送する第一の搬送部材と、
前記第二室に設けられ、現像剤を前記第一室に向けて搬送する第二の搬送部材と、
前記現像装置内の単位体積あたりの現像剤の透磁率に関する情報を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知の結果が所定の基準値となるように前記現像装置へ補給するトナー量を制御する補給制御手段と、
前記第一の搬送部材及び前記第二の搬送部材を駆動する駆動手段と、
画像を形成しない時において、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材もしくは第二の搬送部材の回転速度を変化させたときに前記検知手段によって検出される複数の検出値に基づいて、前記所定の基準値を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材の回転速度を減少させたときに検出される前記複数の検出値が増加し始めるときの前記第一の搬送部材の回転速度と、画像形成時における前記第一の搬送部材の回転速度との差分に関する情報に基いて、前記所定の基準値を補正することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第二の搬送部材の回転速度を減少させたときに検出される前記複数の検出値が増加し始めるときの前記第二の搬送部材の回転速度と、画像形成時における前記第二の搬送部材の回転速度との差分に関する情報に基いて、前記所定の基準値を補正することを特徴とする請求項４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、二成分現像剤を使用する現像装置を備えた電子写真方式及び静電記録方式等の複写機、プリンタ、記録画像表示装置及びファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式を用いた複写機等の画像形成装置では、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する。このような現像に使用される現像装置では、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いるものが知られている。
【０００３】
この二成分現像剤を用いる現像装置においては、二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第一の搬送スクリューと第二の搬送スクリューとを水平方向に２本配置しているものが多い。
【０００４】
第一の搬送スクリューは現像剤担持体（以下、現像スリーブという）に現像剤を供給し、現像領域を通過した後の現像剤を回収するために用いられる。
【０００５】
また、第二の搬送スクリューは、現像スリーブから回収された現像剤と新しく補給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。
【０００６】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特にフルカラーの画像形成放置においては、現像装置を複数配置するために小型化の要望が強い。
【０００７】
そこで、図11に示す構成の縦攪拌型の現像装置が知られている。この現像装置は、二成分現像剤を攪拌・混合するための搬送スクリューが上下に配置されていることが特徴である。
【０００８】
即ち、図11において、現像装置１は現像容器２を有し、この現像容器２には、第一及び第二の搬送スクリュー５、６が隔壁７を介して上下に配置されるとともに、所定分布の磁力を有し、外周が回転する現像スリーブ８が固定されている。第一の搬送スクリュー５は、現像容器２の上側の現像室３内の現像剤を搬送して現像スリーブ８に供給するために用いられる。
【０００９】
また、第二の搬送スクリュー６は、現像容器２の下側の攪拌室４内の現像剤を搬送しつつ、現像スリーブ８から回収された現像剤と新しく補給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。現像スリーブ８上の現像剤は、感光体ドラム１０を現像し、残余の現像剤は第二の搬送スクリュー６に還元される（特許文献１参照）。
【００１０】
このように、縦攪拌型の現像装置１は、現像室３と攪拌室４が垂直方向に配置され、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点がある。このことから、例えば複数の現像装置１を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。
【００１１】
ところで、上記のように二成分現像剤を用いた現像方式は、キャリアとトナーの摩擦帯電によりトナーに電荷を付与し、電荷が付与されたトナーを潜像に対して静電的に付着させることによって画像を形成する方法である。
【００１２】
このような二成分現像方式において、高耐久、高安定を満足した画像を提供していくためには、安定したトナー帯電量（以下、トリボという）を付与していくことが重要であり、そのためにはキャリアの帯電付与能力が耐久前後で安定していることが必要である。
【００１３】
しかし、実際には、トナーは随時現像動作により消費されていくのに対し、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。このため、長時間使用していくと、キャリアは長時間トナーとともに攪拌され、表面がトナーの外添剤やトナーの付着により汚染されることとなる。
【００１４】
その結果、キャリアのトリボ付与能力が下がってくるため、トリボが低下し、飛散かぶり等の画像劣化が生じてしまう。そこで、現像装置への現像剤の補給を行うことにより帯電性能の劣化を抑制出来るようにした装置が提案されている。
【００１５】
この種の装置としては、トリクル現像方式のものが提案されている。即ち、現像装置内に新しい現像剤又はキャリアの補給装置を設けている。この補給装置による新しい現像剤又はキャリアの補給よって過剰になった現像装置内の現像剤を、現像装置の壁面に設けられた現像剤排出口よりオーバーフローして排出させて回収する（特許文献２参照）。
【００１６】
このような装置では、新しい現像剤又はキャリアの補給と、現像剤の排出とが逐次繰り返されることによって、現像装置内の劣化現像剤は、新たに供給されるトナー及びキャリアに置換されていくようになっている。
【００１７】
これにより、現像装置内の現像剤の現像特性が一定に維持され、現像剤の帯電特性を維持して、複写画質の低下を押さえることが可能となる。その結果、サービスマン等に現像剤交換頻度の延長或いは無交換化が図られる。
【００１８】
また、周知のように、二成分現像剤のトナー濃度、すなわちキャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合は、画像品質を安定化させる上できわめて重要な要素になっている。
【００１９】
現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、トナー濃度が変化する。このため、自動トナー補給制御装置(ＡＴＲ)を使用して、適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行い、トナー濃度を常に一定に制御し、画像品質を保持する必要がある。
【００２０】
このように現像により現像装置内のトナー濃度が変化するのを補正するために、即ち、現像装置に補給するトナー量を制御するために、現像容器中のトナー濃度検知手段として、従来様々な方式のものが実用化されている。
【００２１】
例えば、現像スリーブ上の現像剤に光を当てたときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を検知する光学式のトナー濃度検知手段が使用されている。また、現像剤の磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンス検知センサーからの検出信号によって現像器内のトナー濃度を検知するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知手段などが使用されている。
【００２２】
インダクタンス検知方式のトナー濃度制御装置は、例えば現像剤の透磁率が大きいと検知された場合、即ちセンサ出力が基準値よりも高くなった場合にトナー濃度が低くなったと判断してトナー補給を開始する。
【００２３】
逆に透磁率が小さくなった場合、即ちセンサ出力が基準値よりも低くなった場合にトナー濃度が高くなったと判断してトナー補給を停止するというような制御に基づきトナー濃度を制御することになる（特許文献３参照）。
【００２４】
【特許文献１】特開平５−333691号公報
【特許文献２】特公平２‐21591号公報
【特許文献３】特開平５−61353号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、トリクル現像方式を縦攪拌型の現像装置に適用した画像形成装置においては、現像剤の排出を行う場合、現像室下流側の容器壁面に現像剤の排出口を設けて、この排出口をオーバーフローした現像剤を排出及び回収する構成が考えられる。
【００２６】
これ以外の場所、例えば攪拌室に排出口を設けると補給したばかりの新しいキャリアをすぐに排出してしまう恐れがある。また、現像室上流側に排出口を設けると、この部分は現像剤を攪拌室から現像室へ汲み上げた直後の場所であるため、剤面高さが安定せず、適切な剤排出を行うことができない。
【００２７】
よって、現像剤の排出口を現像室下流側に設置した場合が最も排出口の設置場所として適しており、この排出口の高さを剤面が超えると現像剤がオーバーフローして排出されるが、剤面が排出口を超えなければ現像剤は排出されることはない。
【００２８】
トリクル現像方式では排出口をオーバーフローした現像剤を排出及び回収する構成であるため、現像装置内の現像剤量が変化するという特徴がある。
【００２９】
例えば、現像剤の状態が変化して攪拌室から現像室への現像剤の汲み上げ性が低下すると現像室における剤面高さが低くなり、現像剤が排出口から排出されにくくなる。その結果、現像装置内の現像剤量は増加することになる。
【００３０】
一方、縦攪拌型の現像装置における二成分現像剤のトナー濃度を制御する手段として、インダクタンス検知方式のトナー濃度制御手段を用いる。この場合、インダクタンス検知センサーは攪拌室から現像室へ現像剤を汲み上げるための汲み上げ部に設置されることが多い。
【００３１】
この汲み上げ部では、現像剤を下から上に汲み上げるために常に現像剤に対して圧力がかかっているが、特に現像装置内の現像剤量がある一定量を超えると、その圧力が急激に高まることが明らかとなった。
【００３２】
その様子を図12に示す。これは現像剤量がある一定量以下の領域では第一の搬送スクリューによって攪拌室を搬送されてきた現像剤が汲み上げ部において比較的スムーズに現像室側へ受け渡されている。これに対して、現像剤量がある一定量を超えると、搬送されてきた現像剤が汲み上げ部で詰まるようになるため、現像剤量の増加とともに急激に圧力が高まるためと考えられる。
【００３３】
インダクタンス検知センサーは二成分現像剤の透磁率を検知することでトナー濃度を検出しているが、上記のように現像剤にかかる圧力が高くなると現像剤は圧縮されてかさ密度が高くなる。このため、みかけの透磁率が高くなり、トナー濃度が変化していなくてもトナー濃度が低くなったように検知されてしまう。
【００３４】
このように現像装置内の現像剤量が増加したことによってインダクタンス検知センサーがトナー濃度が低くなったように誤検知すると、過剰にトナー補給されてしまう。このため、実際のトナー濃度が過度に上昇してかぶりやトナー飛散が発生する。
【００３５】
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インダクタンス検知センサーによるトナー濃度の誤検知を防止して常に精度良くトナー濃度検知を行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置内の第一室に設けられ、現像剤を前記第一室の上方に設けられた第二室に向けて搬送する第一の搬送部材と、前記第二室に設けられ、現像剤を前記第一室に向けて搬送する第二の搬送部材と、前記現像装置内の現像剤の透磁率に関する情報を検知する検知手段と、前記検知手段の検知の結果に基いて前記現像装置に補給するトナー量を制御する補給制御手段と、前記第一の搬送部材及び前記第二の搬送部材を駆動する駆動手段と、画像を形成しない時において、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材もしくは第二の搬送部材の回転速度を変化させたときに前記検知手段によって検出される複数の検出値に基づいて、画像形成時における前記第一の搬送部材もしくは前記第二の搬送部材の回転速度を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【００３７】
また、像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を担持する現像剤担持体を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置内の第一室に設けられ、現像剤を前記第一室の上方に設けられた第二室に向けて搬送する第一の搬送部材と、前記第二室に設けられ、現像剤を前記第一室に向けて搬送する第二の搬送部材と、前記現像装置内の単位体積あたりの現像剤の透磁率に関する情報を検知する検知手段と、前記検知手段の検知の結果が所定の基準値となるように前記現像装置へ補給するトナー量を制御する補給制御手段と、前記第一の搬送部材及び前記第二の搬送部材を駆動する駆動手段と、画像を形成しない時において、前記現像剤担持体の回転速度に対して前記第一の搬送部材もしくは第二の搬送部材の回転速度を変化させたときに前記検知手段によって検出される複数の検出値に基づいて、前記所定の基準値を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、画像形成時におけるインダクタンス検知センサーの検出値が適正であるか否かを判断することが常に精度良く可能となり、トナー濃度の過度の上昇を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
［実施形態１］
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略縦断面図である。また、図２、３は、図１の画像形成装置に搭載された縦攪拌型の現像装置を示し、図２は現像装置の縦断面図、図３は横断面図である。
【００４０】
図１に示す画像形成装置は、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備え、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としての矢印方向（反時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを備えている。
【００４１】
感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲には、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光手段としてのレーザービームスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する。さらに、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、クリーニング手段19ａ、19ｂ、19ｃ、19ｄなどからなる画像形成手段を有する。
【００４２】
各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは同様の構成とされ、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置された感光体ドラム１ａ〜１ｄは同じ構成とされる。従って、感光体ドラム１ａ〜１ｄを「感光体ドラム１」と総称する。同様に、帯電器２ａ〜２ｄ、レーザービームスキャナ３ａ〜３ｄ、現像装置４ａ〜４ｄ、転写ローラ６ａ〜６ｄ、クリーニング手段19ａ〜19ｄは、帯電器２、レーザービームスキャナ３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング手段19と総称する。
【００４３】
次に、かかる画像形成装置全体の通常モードにおける画像形成シーケンスについて説明する。先ず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。通常モードでは感光体ドラム１は、矢示の時計方向に286mm/ｓｅｃのプロセススピード（周速度）で回転する。
【００４４】
上記一様に帯電された感光体ドラム１は、次に、上記のレーザービームスキャナ３により、画像信号により変調されたレーザー光により走査露光が行われる。
【００４５】
レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵しており、この半導体レーザーは、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。
【００４６】
これによって、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面電位が画像部において変化して、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって反転現像され、可視画像、即ちトナー像とされる。この場合、現像装置４には、現像剤としてトナーとキャリアを混合した現像剤を使用する二成分現像方式が用いられる。
【００４７】
上述した各工程は各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ毎に行われ、感光体ドラム１上にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。
【００４８】
また、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの下方位置には、中間転写ベルトとされる中間転写体５が配置される。中間転写ベルト５は、ローラ51、52、53に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。
【００４９】
感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６によって一度中間転写体である中間転写ベルト５に転写される。
【００５０】
これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光体ドラム１上に転写されずに残ったトナーはクリーニング手段19に回収される。
【００５１】
この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給送カセット12から取り出され、給送ローラ13、給送ガイド11を経由して進行した紙などの転写材Ｓに、二次転写手段としての二次転写ローラ10の作用により転写される。
【００５２】
転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段18に回収される。一方、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着器（熱ローラ定着器）16に送られ、画像の定着が行われ、排出トレイ17に排出される。
【００５３】
尚、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。
【００５４】
また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００５５】
次に、図２、３を参照して、現像装置４を具体的に説明する。即ち、現像装置４は現像容器22を備え、現像容器22内に現像剤としてトナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容されている。また、現像容器22内には、駆動モータＭ１により駆動される現像剤担持体としての現像スリーブ28と、現像スリーブ28上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材29とを有している。
【００５６】
そして、現像容器22の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁27によって現像室（第二室）23と攪拌室（第一室）24に上下に区画されている。現像室23は攪拌室24の上方に位置し、これら現像室23及び攪拌室24には現像剤が収容されている。
【００５７】
攪拌室24及び現像室23には、現像剤攪拌及び搬送手段として第一の搬送スクリュー（第一の搬送部材）26及び第二の搬送スクリュー（第二の搬送部材）25がそれぞれ配置されている。
【００５８】
第二の搬送スクリュー25は、現像室23の底部に現像スリーブ28の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室23内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。
【００５９】
また、第一の搬送スクリュー26は、攪拌室24内の底部に第二の搬送スクリュー25とほぼ平行に配置され、攪拌室24内の現像剤を第二の搬送スクリュー25と反対方向に搬送する。
【００６０】
このように、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転による搬送によって、現像剤が隔壁27の両端部の開口部11、12を通じて現像室23と攪拌室24との間で循環される。
【００６１】
なお、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の直径は18mm、ピッチは20mmになっており、通常モードでは駆動モータＭ２によりそれぞれ390ｒｐｍの回転数で回転する。
【００６２】
現像容器22の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部11、12が形成され、開口部11、12には現像スリーブ28がその一部を感光体ドラム１側に露出するように回転可能に設けられている。
【００６３】
ここで、現像スリーブ28の直径は20mm、感光体ドラム１の直径は40mm、現像スリーブ28と感光体ドラム１との最近接領域を約400μmの距離としている。これによって、現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で現像が行えるようになっている。
【００６４】
現像スリーブ28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28ｍが非回転状態で設置されている。マグネットローラ28ｍは、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ２と、穂切り部材29に対向して配置された磁極Ｓ１とを有する。さらに、磁極Ｓ１と現像極Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ１と、現像室23及び撹拌室24にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ２及びＮ３とを有している。また、現像スリーブの回転数は250ｒｐｍに設定されている。
【００６５】
現像スリーブ28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29による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された二成分現像剤を担持して、これを感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送する。そして、感光体ドラム１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。
【００６６】
穂切り部材29は、現像スリーブ28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29ａと、鉄材のような磁性部材29ｂとで構成されている。そして、穂切り部材29は、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設され、現像剤のトナーとキャリアの両方が穂切り部材29の先端部と現像スリーブ28との間を通過して現像領域へと送られる。
【００６７】
穂切り部材29の現像スリーブ28の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ28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。
【００６８】
本実施形態においては、穂切り部材29によって、現像スリーブ28上の単位面積当りの現像剤コート量を30ｍｇ／ｃｍ２に規制している。なお、穂切り部材29と現像スリーブ28は、間隙を200〜1000μm、好ましくは400〜700μmに設定される。本実施形態では600μmに設定している。
【００６９】
現像容器22上には、トナーとキャリアを混合した補給用二成分現像剤を収容するホッパー31が配置される。このホッパー31は、現像剤補給手段を構成し、下部にスクリュー状の搬送部材32を備え、搬送部材32の一端が現像装置４の前端部に設けられた現像剤補給口30の位置まで延びている。
【００７０】
また、現像剤を攪拌室24から現像室23へ受け渡すための開口部11（以下、汲み上げ部という）の攪拌室24側にはニ成分現像剤のトナー濃度を検知するためのインダクタンス検知センサー20が設置されている。このインダクタンス検知センサー20の検知出力に応じて現像剤補給手段によって現像容器22内に現像剤が補給される。
【００７１】
なお、本実施形態では、補給される現像剤におけるキャリアの混合比率は重量比で15％に調整されているものを用いている。このインダクタンス検知センサー20による具体的なトナー補給制御方法については以下で詳しく説明する。本実施例のインダクタンス検知センサー20は、現像容器22内の単位体積あたりの現像剤の透磁率に関する情報を検知している。
【００７２】
二成分現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーを主成分としていることから、現像剤のトナー濃度（キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると、磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による透磁率が変化する。
【００７３】
この透磁率をインダクタンス検知センサー20によって検知すると、図４に示すように、検知出力（Ｖｓｉｇ）はトナー濃度（Ｔ/Ｄ比）に応じてほぼ直線的に変化する。即ち、インダクタンス検知センサー20の検知出力は現像容器22内に存在する二成分現像剤のトナー濃度に対応する。
【００７４】
つまり、トナー濃度が高くなると、現像剤中に占める非磁性トナーの割合が高くなるため、現像剤の透磁率が低くなり、検知出力は小さくなる。
【００７５】
これとは逆にトナー濃度が低くなると、現像剤の透磁率が高くなるため、検知出力は大きくなる。このようにしてインダクタンス検知センサー20を用いて現像剤のトナー濃度を検知することが可能となる。
【００７６】
検知したＶｓｉｇは不揮発性のメモリ手段（不図示）に予め記録されているトナー濃度基準値Ｖｒｅｆと比較され、両者の差分（Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ）の計算結果に基づいてトナー補給時間が制御される。
【００７７】
トナー濃度基準値Ｖｒｅｆは目標とするトナー濃度に対応した出力値であるため、Ｖｓｉｇはこのトナー濃度基準値に近づくように制御がなされる。
【００７８】
例えば、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＞０の場合は現像剤のトナー濃度が目標とするトナー濃度よりも低い状態であるため、その差分の大きさに応じて必要なトナー補給量を決定する。
【００７９】
そのため、ＶｓｉｇとＶｒｅｆの差が大きいほど多くのトナーが補給されることになる。また、Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≦０の場合はトナー濃度が目標よりも高いため、トナー補給を停止し、画像形成動作によるトナー消費によってトナー濃度を下げるようにする。以上のようにしてトナー補給制御が行われる。
【００８０】
なお、本実施形態に用いている現像剤の初期トナー濃度は７％であり、インダクタンス検知センサー20のトナー濃度目標値Ｖｒｅｆはトナー濃度７％のときの出力が2.5Ｖになるように調整されている。しかし、初期トナー濃度及び初期基準信号Ｖｒｅｆの調整値はこれ以外の数値のものを用いても良い。
【００８１】
現像室23の下流側の壁面には、現像剤排出手段を構成し、劣化現像剤を排出する現像剤排出口40が現像剤補給口30より現像剤搬送方向上流側に形成され、補給された新しい現像剤はすぐに排出されず、剤面高さの安定した場所で排出されるようになっている。
【００８２】
現像剤の補給工程により現像容器22内の現像剤が増加すると、増加量に応じて現像剤は現像剤排出口40より溢れ出る（オーバーフロー）ように排出される。排出された現像剤は搬送部材である図示しない回収スクリューにより回収現像剤貯蔵庫まで搬送される。なお、現像剤排出口40の位置や大きさは画像形成装置によって適宜、適切に決定される。
【００８３】
ところで、現像剤の状態によっては攪拌室24から現像室23への現像剤の汲み上げ性が低下するため、現像室23における剤面高さが低くなって現像剤が現像剤排出口40から排出されにくくなり、現像容器22内の現像剤量が増加することがある。
【００８４】
例えば高湿環境下で長期間放置された直後などは現像剤の帯電量が低下している状態であるため、現像剤の流動性が高くなり、汲み上げ部における汲み上げ性が大きく低下してしまう。
【００８５】
これは流動性が高くなった現像剤は、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の表面との摩擦抵抗が小さくなることで表面を滑りやすくなり、その結果、下から上に汲み上がりにくくなるためと考えられる。このような現象が生じると、現像剤の排出量が減少するため、結果として現像装置４内の現像剤量が増加することになる。
【００８６】
すると、上述したように、現像剤量がある一定の量を超えると現像剤にかかる圧力が急激に増加するためにトナー濃度に変化がなくてもインダクタンス検知センサー20の出力が大きく変化してしまうようになる（図５参照）。
【００８７】
このような不具合を防止するために、検知したインダクタンス検知センサー20の出力値が適正か否か判断するためのテストモードを有し、このテストモードの結果、出力値が適正でないと判断された場合に画像形成条件を補正する制御を行う。具体的には、本実施例では、画像形成条件とは、トナー補給量を制御する際の目標値である基準値を補正する制御を行う。その制御の具体的な方法について図６のフローチャートにより説明する。
【００８８】
本実施形態では、テストモードを積算500枚のプリントが経過した後の後回転時に実行する（ステップＳ１）。テストモードの実行タイミングになると（ステップＳ２）、現像スリーブ28の回転速度を通常の画像形成時における速度を保ったまま、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を通常の画像形成時における速度を中心として段階的に変化させる。
【００８９】
画像形成時の第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度は390ｒｐｍであるが、図７に示すように、９段階速度を変化させ、そのときのインダクタンス検知センサー20の出力値（Ｖ１〜Ｖ９）をそれぞれモニターする（ステップＳ３）。
【００９０】
ここで、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を遅くすると、汲み上げ部における現像剤の汲み上げ性が低下する。このため、ある一定速度以下に回転速度を遅くすると、現像剤の流動性が高くなったときと同様に汲み上げ部において現像剤にかかる圧力が急激に増加するようになる。
【００９１】
そこで、第一の搬送スクリュー26の回転速度を変化させたときのインダクタンス検知センサー20の出力値をグラフにプロットすると、図８のようになる。このグラフを傾きの異なる二つの直線で近似し、二つの近似直線の交点となる回転速度Ｓ１を求める。
【００９２】
図８の場合、Ｓ１は354ｒｐｍとなっている。このＳ１の速度と、通常の画像形成時における回転速度（390ｒｐｍ）とを比較する。そして、Ｓ１よりも通常の画像形成時における回転速度の方が大きければ、通常の画像形成時に検知しているインダクタンス検知センサー20の出力値は搬送スクリュー速度を変化させても出力がほぼフラットな領域である。このことから現像剤に対する圧力はそれほど高くない状態で検知していると判断され（ステップＳ４）、特に補正等は行わずにテストモードを終了する（ステップＳ７）。
【００９３】
一方で、現像装置４内の現像剤量がある程度増加すると、汲み上げ部における現像剤に対する圧力が高まりやすくなるため、テストモードにおいて、Ｖ１〜Ｖ９が図９のようにプロットされるようになる。そのような場合、例えば二つの近似直線の交点となる回転速度Ｓ１は425ｒｐｍとなっている。
【００９４】
Ｓ１の方が通常の画像形成時における回転速度よりも大きい場合は、通常の画像形成時に検知しているインダクタンス検知センサー20の出力値は出力のフラットな領域、即ち現像剤に対する圧力がそれほど高くない領域での出力よりも高くなっている。このため、適正な出力値よりも高めに検知されていると判断され、その分、インダクタンス検知センサー20のトナー濃度基準値の補正を行う。
【００９５】
即ち、出力がフラットな領域の出力値Ｖ０と通常の画像形成時の搬送スクリュー回転速度における出力値Ｖ５との差分ΔＶ（ステップＳ５）を補正値とする。そして、差分ΔＶをトナー濃度基準値（Ｖｒｅｆ）に加えることで、補正後のトナー濃度基準値（Ｖｒｅｆ_ａｄｊ）を決定して（ステップＳ６）、テストモードを終了する（ステップＳ７）。なお、テストモードの実行タイミングでない場合は、後回転を終了する（ステップＳ８）。
【００９６】
本実施例では、差分ΔＶをトナー濃度基準値（Ｖｒｅｆ）に加えることで補正したが、これに限らず、差分ΔＶに補正係数を乗じたものトナー濃度基準値（Ｖｒｅｆ）に加えてもよい。
【００９７】
以後、次のテストモードが実行されるまではここで決定された補正後のトナー濃度基準値を用いて通常の画像形成時におけるトナー濃度制御が行われる。
【００９８】
このように、本実施の形態では、縦攪拌型の現像装置４内の現像剤量が増加したために汲み上げ部における圧力が高くなる場合でも、通常の画像形成時におけるインダクタンス検知センサー20の出力値が適正か否かを判断される。そして、適正でないと判断された場合は、その分トナー濃度基準値を補正されるので、現像剤のトナー濃度の過度の上昇が回避される。
【００９９】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。
【０１００】
［実施形態２］
例えば、図10に示すように、テストモードの結果、通常の画像形成時におけるインダクタンス検知センサー20の出力値が適正でないと判断された場合に通常の画像形成時における第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を制御してもよい。即ち、本実施例では、インダクタンス検知センサー20の出力値が適正でないと判断された場合に補正を行う画像形成条件として、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度としている。
【０１０１】
図10において、ステップＳ１〜Ｓ４は、図６と同様なので、その説明を割愛する。即ち、テストモードの結果が、図９の場合、二つの近似直線の交点Ｓ１よりも速くてかつ最も近い速度を図７の９つの速度の中から選択する。
【０１０２】
Ｓ１が425ｒｐｍであった場合、これよりも速くてかつ最も近い回転速度である470ｒｐｍを、通常の第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度として設定する（ステップＳ５）。そして、テストモード（ステップＳ６）及び後回転が終了される（ステップＳ７）。ここで、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を最もＳ１に近い速度に設定したのは、回転速度の上昇による昇温や摺擦部の磨耗をできるだけ避けるためである。
【０１０３】
このように、搬送スクリューの回転速度を上げることでインダクタンス検知センサー20の出力は適正な出力値となり（図９で出力がフラットな領域）、トナー濃度の過度の上昇が防止される。
【０１０４】
また、第一及び第二の搬送スクリュー26、25の回転速度を速くすることで汲み上げ部における現像剤の汲み上げ性が向上するために現像剤排出口40からの現像剤の排出量が増加して現像容器22内の現像剤量を適正化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略縦断面図である。
【図２】図１に示す現像装置の縦断面図である。
【図３】図１に示す現像装置の横断面図である。
【図４】現像剤のトナー濃度とインダクタンス検知センサー出力との関係を示す図である。
【図５】現像装置内の現像剤量とインダクタンス検知センサー出力との関係を示す図である。
【図６】図２、３の現像装置の制御を示すフローチャートである。
【図７】搬送スクリューの９段階の回転速度値を示す図である。
【図８】テストモードにおいて、通常の画像形成時のインダクタンス検知センサーの出力値が適正である場合の結果を説明する図である。
【図９】テストモードにおいて、通常の画像形成時のインダクタンス検知センサーの出力値が適正でない場合の結果を説明する図である。
【図１０】図２、３の現像装置の他の制御を示すフローチャートである。
【図１１】従来の縦攪拌型現像装置の概略断面図である。
【図１２】図11に示す現像装置内の現像剤量と汲み上げ部における現像剤に対する圧力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  感光体ドラム
４  現像装置
20  インダクタンス検知センサー
22  現像容器
23  現像室
24  撹拌室
25  第二の搬送スクリュー
26  第一の搬送スクリュー（現像剤撹拌・搬送手段）
28  現像スリーブ（現像剤担持手段）
30  現像剤補給口
31  トナーホッパー（補給手段）
32  搬送部材
40  現像剤排出口（排出手段）
Ｍ１、Ｍ２  駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010048859.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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