(57)【要約】【課題】高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えつつ、地汚れ及びキャリア付着の発生を抑える。【解決手段】現像ローラ３０２及び各搬送スクリュウ（３０２、３０４）を所定速度で駆動した状態におけるトナー濃度センサー３９０からの出力と、前記所定速度よりも低速で駆動した状態におけるトナー濃度センサー３９０からの出力との差分に基づいて、感光体１の表面の帯電電位と、現像ローラ３０２に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施するエンジン制御部を設けた。【選択図】図２
2014238481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する作像手段を備え、且つ、自らの表面に担持している現像剤を用いて前記潜像を現像してトナー像を得る現像剤担持体と、前記現像剤担持体の側方で前記現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する供給剤収容室と、前記供給剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の一端側から他端側に向けて搬送する供給剤搬送部材と、前記供給剤収容室の下方に配設され、前記現像剤担持体から回収される現像剤を受け入れて収容する回収剤収容室と、前記回収剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の他端側から一端側に向けて搬送して前記供給剤収容室に受け渡す回収剤搬送部材とを前記現像手段に具備する画像形成装置において、
前記回収剤収容室内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力と、前記所定速度よりも低速で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力との差分に基づいて、前記潜像担持体の表面の帯電電位と、前記現像剤担持体に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記調整処理にて、前記帯電電位の調整によって前記地肌ポテンシャルを調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記調整処理にて、前記差分に基づいて前記潜像書込手段による潜像の書込強度を調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの画像形成装置において、
ユーザーの命令に基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態で画像を形成する第１プリントモードを実施する際に前記トナー濃度検知手段からの出力を第１出力として記憶する一方で、ユーザーの命令に基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を前記低速で駆動した状態で画像を形成する第２プリントモードを実施する際に前記トナー濃度検知手段からの出力を第２出力として記憶し、所定時間内にプリントモードが切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施して前記第１出力と前記第２出力との差分に基づいて前記地肌ポテンシャルを調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
プリントモードが前記第１プリントモードから前記第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記第１プリントモードで所定量以上のプリント動作を行った後、プリントモードが前記第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかの画像形成装置において、
前記作像手段によって形成されたトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段を設けるとともに、
互いに単位面積あたりのトナー付着量が異なる複数のテストトナー像を形成してそれらテストトナー像のトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、前記作像手段の作像能力を調整する作像能力調整処理を所定のタイミングで実施し、且つ、前記作像能力調整処理を実施したことに基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材の駆動速度を変化させながら前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体等の潜像担持体と、潜像担持体に潜像を書き込むレーザー書込装置等の潜像書込手段と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置等の現像手段とを有する作像手段を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。図１２は、特許文献１に記載の画像形成装置における感光体９１０及び現像装置９０１を示す構成図である。同図において、感光体９１０の表面には、周知の電子写真プロセスによって静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置９０１によって現像されてトナー像になる。現像装置９０１は、現像剤担持体９０７、供給剤収容室９０３、供給剤搬送部材としての上スクリュウ部材９０２、回収剤収容室９０６、回収剤搬送部材たる下スクリュウ部材９０５などを具備している。現像剤担持体９０７は、自らの表面に担持している磁性キャリア及びトナーの混合物である現像剤を自らの回転に伴って感光体９１０との対向位置に搬送して感光体９１０上の静電潜像を現像するものである。また、供給剤収容室９０３は、現像剤担持体７の側方で現像剤担持体７に供給するための現像剤を収容するものである。また、上スクリュウ部材９０２は、供給剤収容室９０３内に収容されている現像剤を自らの回転に伴って回転軸線方向に搬送しながら現像剤担持体９０７に供給するものである。また、回収剤収容室９０６は、現像剤担持体９０７から回収される現像後の現像剤を受け入れて収容するものである。また、下スクリュウ部材９０５は、回収剤収容室９０６内の現像剤を自らの回転に伴って回転軸線方向に向けて搬送して供給剤収容室９０３に受け渡すものである。
【０００３】
供給剤収容室９０３の床板は、同図の紙面に直交する方向における奥側の端部に図示しない第１開口を有している。回収剤収容室９０６と、これの直下に配設された供給剤収容室９０３とは、前述の第１開口を介して互いに連通している。回収剤収容室９０６内では、下スクリュウ部材９０５が回転に伴って現像剤を同図の紙面に直交する方向における手前側から奥側に向けて搬送する。回収剤収容室９０６の奥側の端部付近まで搬送された現像剤は、後続の現像剤に押されながら、回収剤収容室９０６から前述の第１開口を通って上方の供給剤収容室９０３に進入する。
【０００４】
供給剤収容室９０３内では、上スクリュウ部材９０２が回転に伴って現像剤を同図の紙面に直交する方向における奧側から手前側に向けて搬送する。この過程で、スクリュウ部材９０２によって搬送される現像剤の一部は、現像剤担持体９０７の表面に汲み上げられる。そして、現像剤担持体９０７の回転に伴って、感光体９１０と現像剤担持体９０７とが対向する現像領域を通過して現像に寄与した後、現像剤担持体９０７上から離脱して回収剤収容室９０６内に回収される。
【０００５】
供給剤収容室９０３の床板は、同図の紙面に直交する方向における手前側の端部に図示しない第２開口を有している。供給剤収容室９０３において、現像剤担持体９０７に汲み上げられなかった現像剤は、上スクリュウ部材９０２によって同図の紙面に直交する方向における手前側の端部付近まで搬送され、前述の第２開口を通って回収剤収容室９０６内に落下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下、このように回収剤収容室９０６を供給剤収容室９０３の下方に配設した構成を「縦型構成」という。従来から、同図に示される「縦型構成」とは異なり、回収剤収容室を供給剤収容室の側方に配設した構成（以下、「横型構成」という）が知られている。より詳しくは、同図を利用して説明すると、同図における回収剤収容室９０６及び下スクリュウ部材９０５を、供給剤収容室９０３の図中右側方に配設した構成が「横型構成」である。かかる「横型構成」では、供給剤収容室（９０３）内から現像剤担持体（９０７）に汲み上げられた現像剤は、現像剤担持体の回転に伴って現像領域を通過した後に現像剤担持体上から離脱すると、その全てが供給剤収容室（９０３）内に回収される。回収された現像剤は、現像に寄与してトナー濃度を低下させていることから、通常の現像性能を発揮するためには、回収剤収容室（９０６）まで移動してトナー補給を受ける必要がある。しかしながら、回収された現像剤の一部は、回収剤収容室まで移動する前に現像剤担持体に汲み上げられて現像領域まで搬送されることがある。これにより、画像の一部の画像濃度が不足して画像濃度ムラが発生してしまう。高画像面積率の画像を連続出力する際には、回収された現像剤がトナー濃度を大きく低下させていることから、この種の画像濃度ムラを引き起こし易くなる。
【０００７】
これに対し、同図に示される「縦型構成」では、供給剤収容室９０３内から現像剤担持体９０７に汲み上げられた現像剤は、現像剤担持体９０７の回転に伴って現像領域を通過した後に現像剤担持体上から離脱すると、その全てが回収剤収容室９０６内に回収される。そして、回収剤収容室９０６でトナー補給を受けてから供給剤収容室９０３内に戻される。トナー濃度を低下させたままの状態の現像剤を再び現像剤担持体９０７に汲み上げさせることがないことから、画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
【０００８】
このように、「縦型構成」では、「横型構成」に比べて、高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えることが可能であるという利点がある。しかしながら、「縦型構成」においても、「横型構成」と同様に、キャリア付着及び地汚れを両方とも許容レベルに抑えることが困難であるという不具合がある。キャリア付着は、感光体９１０の表面に、現像剤の磁性キャリアを付着させてしまう現象である。また、地汚れは、感光体９１０の地肌部（一様帯電させた状態のままの非画像部）にトナーを付着させてしまう現象である。
【０００９】
以下、これらキャリア付着や地汚れについて詳述する。一般に、「縦型構成」、「横型構成」の何れにおいても、感光体９１０の地肌部と、現像剤担持体９０７に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルが大きくなるにつれて、地汚れが発生し難くなる一方で、キャリア付着が発生し易くなる。また、何れの構成においても、環境変動によってトナーの流動性が経時的に変動すると、それに伴って現像剤担持体９０７による現像剤の汲み上げ量が変動する。そして、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなると、キャリア付着の余裕度が比較的高くなることから、地肌ポテンシャルを比較的大きくしてもキャリア付着を発生させることがなくなる。このため、地肌ポテンシャルを比較的大きな値に設定すれば、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっているときには、キャリア付着及び地汚れを両方とも許容レベルに留めることができる。しかしながら、トナーの流動性の変動などによって現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなってキャリア付着の余裕度が低下した場合には、キャリア付着が発生してしまう。このキャリア付着の発生を抑えるために、地肌ポテンシャルを比較的小さくすると、今度は地汚れが発生してしまう。本発明者らの実験によれば、現像剤の汲み上げ量の変動にかかわらず、地汚れ及びキャリア付着を何れも許容範囲内に留めることができる地肌ポテンシャルの固定的な値は存在しなかった。このため、汲み上げ量が多くなった場合に地汚れが発生し易したり、汲み上げ量が少なくなった場合にキャリア付着が発生したりするのである。
【００１０】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えつつ、地汚れ及びキャリア付着の発生を抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する作像手段を備え、且つ、自らの表面に担持している現像剤を用いて前記潜像を現像してトナー像を得る現像剤担持体と、前記現像剤担持体の側方で前記現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する供給剤収容室と、前記供給剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の一端側から他端側に向けて搬送する供給剤搬送部材と、前記供給剤収容室の下方に配設され、前記現像剤担持体から回収される現像剤を受け入れて収容する回収剤収容室と、前記回収剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の他端側から一端側に向けて搬送して前記供給剤収容室に受け渡す回収剤搬送部材とを前記現像手段に具備する画像形成装置において、前記回収剤収容室内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力と、前記所定速度よりも低速で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力との差分に基づいて、前記潜像担持体の表面の帯電電位と、前記現像剤担持体に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えつつ、地汚れ及びキャリア付着の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの作像ユニットを拡大して示す拡大構成図。
【図３】同プリンタにおける感光体と現像装置とを示す横断面図。
【図４】同現像装置の現像ローラを示す縦断面図。
【図５】同現像装置の供給剤搬送スクリュウと回収剤搬送スクリュウとを示す斜視図。
【図６】同供給剤搬送スクリュウと同回収剤搬送スクリュウとを示す分解斜視図。
【図７】同感光体及び現像装置を図の紙面の直交する方向における奥側の端部付近で破断して示す横断面図。
【図８】同プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。
【図９】同現像装置の供給剤収容室及び回収剤収容室を示す拡大構成図。
【図１０】スクリュウ部材の回転速度と、トナー濃度センサーの出力電圧との関係を示すグラフ。
【図１１】出力差分△Ｖｔと、スリーブによる現像剤の汲み上げ量との関係を示すグラフ。
【図１２】特許文献１に記載の画像形成装置における感光体及び現像装置を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
まず、実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、Ｋ（黒），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン）の各色のトナー像を形成するための４組の作像ユニット１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを備えている。また、第１給紙カセット２２、第２給紙カセット２１、第３給紙カセット２０、給紙路、レジストローラ対２３、転写ユニット、定着装置２４、スタック部２５等も備えている。なお、各符号の添字Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、それぞれ黒，マゼンタ，イエロー，シアン用の部材であることを示す。
【００１５】
作像ユニット１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、帯電装置２Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、現像装置３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、ドラムクリーニング装置６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ、光書込装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃなどを有している。
【００１６】
感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたドラム形状のものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調した書込光Ｌを発する光書込装置１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃにより、暗中にて光走査されてＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の静電潜像を担持する。
【００１７】
図２は、作像ユニットを拡大して示す拡大構成図である。なお、各色の作像ユニットは使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっているので、同図においては、符号の末尾におけるＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃという添字を省略している。現像装置３は、ケーシング３０１の内部に、現像ローラ３０２、現像剤規制部材３０３、供給剤収容室３１０、回収剤収容室３１１などを有している。また、供給剤搬送スクリュウ３０４、回収剤搬送スクリュウ３０５なども有している。これらスクリュウの螺旋羽根の外径は直径１８［ｍｍ］以下である。なお、図２は、現像装置３の図の紙面に直交する方向における手前側の端部付近の様子を示している。
【００１８】
図３は、感光体１と現像装置３とを示す横断面図である。現像ローラ３０２は、回転軸３０２ｅを中心にして回転駆動されるスリーブ３０２ｃの中に、円周方向に並ぶ複数の磁石ＭＧを具備するマグネットローラ３０２ｄを連れ回り不能に内包している。この現像ローラ３０２の直径は１４［ｍｍ］以下である。スリーブ３０２ｃはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。また、マグネットローラ３０２ｄは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、ケーシング３０１に固定されている。そして、その磁力によって現像剤をスリーブ３０２ｃの表面に引き付ける。
【００１９】
図４は、現像ローラ３０２を示す縦断面図である。同図において、固定軸３０２ａは、図示しないケーシング（３０１）に回転不能に固定されたものである。この固定軸３０２ａには、円柱状のマグネットローラ３０２ｄが固定されている。そして、スリーブ３０２ｃは、所定のギャップを介してマグネットローラ３０２ｄを覆っている。スリーブ３０２ｃの長手往々の一端部には、回転軸３０２ｅが固定されている。回転軸３０２ｅは軸受３０２ｆによって回転自在に受けられている、図示しない回転駆動手段によって回転駆動される。
【００２０】
マグネットローラ３０２ｄの外周には、図３に示されるように、周方向に所定の間隔をおいて複数の磁石ＭＧが固定されている。これらの磁石ＭＧの外側でスリーブ３０２ｃが回転する。複数の磁石ＭＧは、スリーブ３０２ｃの表面上で、磁性キャリアとトナーとを含有する現像剤を穂立ちさせたり、穂切りさせたりするための磁界を形成する。これらの磁石ＭＧから発せられる法線方向磁力線に沿うように、磁性のキャリアが集合して磁気ブラシが形成される。
【００２１】
実施形態に係る現像装置３では、設けた５つの磁石ＭＧによって５つの磁極（磁力分布）をもつマグネットローラ３０２ｄを用いている。現像ローラ３０２の中心Ｏ−１と、感光体の中心Ｏ−２とを結ぶ線上にＰ１極が存在している。このＰ１極（Ｎ極）を基準にして、反時計まわりに、Ｐ２極（Ｓ極）、Ｐ３極（Ｎ極）、Ｐ４極（Ｎ極）、Ｐ５極（Ｓ極）が配設されている。同図において、現像ローラ３０２の中心Ｏ−１を基準にして、Ｐ１極は時計文字盤の８時、Ｐ２極は７時、Ｐ３極は５時、Ｐ４極は１時、Ｐ５局は１０時の位置になるように配設されている。現像ローラ３０２と感光体１とは、互いに対向する現像領域で互いの間に所定の現像ギャップを介在させる。現像ローラ３０２上で穂立ちした現像剤は、その現像ギャップに進入すると、感光体１に接触しながら移動する。そして、感光体１の静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像に現像する。
【００２２】
現像ローラ３０２の固定軸（３０２ａ）には現像電源ＶＰが接続されている。現像電源ＶＰから固定軸に印加された現像バイアスは、導電性の軸受（３０２ｆ）、導電性の回転軸（３０２ｅ）を経てスリーブ３０２ｃに印加される。一方、感光体１を構成する最下層の導電性支持体１ｂは接地されている。
【００２３】
現像領域では、感光体１の静電潜像と、現像バイアスが印加されるスリーブ３０２ｃとの間に、トナーをスリーブ側から潜像側に移動させる電界を形成する現像ポテンシャルが作用する。これにより、スリーブ３０２ｃ上の磁性キャリアからトナーが離脱して静電潜像に転移する。
【００２４】
図２においては、便宜上、図示を省略しているが、作像ユニットは、ＬＥＤアレイなどを具備する光書込装置を具備している。図中時計回り方向に回転駆動される感光体１の表面は、帯電装置２によって負極性に一様に帯電せしめられる。本プリンタでは、帯電装置２として、帯電バイアスが印加される帯電ブラシローラを感光体１の表面に摺擦させる方式のものを用いているが、スコロトロン方式のものなどを用いてもよい。
【００２５】
一様帯電せしめられた感光体１の表面は、図示しない光書込装置（図１の１６）から発せられる書込光Ｌによって光走査されて、露光部の電位を減衰させる。これにより、露光部が静電潜像になる。いわゆる反転現像方式である。本発明において、現像方式は反転現像方式に限られるものではない。
【００２６】
図３において、スリーブ３０２ｃの回転に伴って現像領域を通過した現像剤は、Ｐ２極（Ｎ極）とＰ３極（Ｎ極）との間の反発磁界の位置まで搬送される。そして、その反発磁界の磁力により、スリーブ３０２ｃ表面上から引き離される力を受けて、スリーブ３０２ｃの表面上から離脱する。離脱した現像剤は、重力によって回収剤収容室３１１内に落下する。
【００２７】
図５は、供給剤搬送スクリュウ３０４と回収剤搬送スクリュウ３０５とを示す斜視図である。また、図６は、それらスクリュウを示す分解斜視図である。供給剤搬送スクリュウ３０４は、回転軸の回りに螺旋羽根が立設せしめられたスクリュウ状の形状をしており、その回転軸線を現像ローラ（３０２）の回転軸線と並行にする姿勢で図中矢印方向に回転駆動される。そして、その回転に伴って、現像剤を撹拌しながら回転軸線に沿って図中矢印Ａ方向に搬送する。
【００２８】
図３に示されるように、供給剤搬送スクリュウ３０４は現像ローラ３０２の側方に位置しており、現像ローラ３０２はマグネットローラ３０２ｄから発せられるＰ４極（Ｎ極）を供給剤収容室３１０の内部にまで到達させている。供給剤収容室３１０内の現像剤の一部は、このＰ４極の磁力によってスリーブ３０２ｃの表面に引き寄せられる。そして、スリーブ３０２ｃの回転に伴ってスリーブ３０２ｃの表面に汲み上げられる。汲み上げられた現像剤は、穂立ちして磁気ブラシを形成しながら、スリーブ３０２ｃと、これに対して所定の間隙を介して対向する現像剤規制部材３０３との間を通過する際に、スリーブ３０２ｃの表面上での層厚が規制される。
【００２９】
供給剤収容室３１０内に位置するＰ４極と、現像領域に位置するＰ１極との間には、Ｐ５極が存在している。このＰ５極は、現像剤規制部材３０３によって層厚が規制された現像剤を、スリーブ３０２ｃの表面に引き付けてＰ１極の位置まで搬送する役割を担っている。
【００３０】
現像領域に位置するＰ１極は、現像領域においてスリーブ３０２ｃ上の現像剤を穂立ちさせて感光体１に接触させる役割を担っている。スリーブ３０２ｃの回転に伴って現像領域を通過した現像剤は、上述したように、反発磁界の作用によってスリーブ３０２ｃの表面上から離脱して回収剤収容室３１１内に落下する。
【００３１】
スリーブ３０２ｃの表面上から離脱した現像剤は全て回収剤収容室３１１内に回収される。回収剤収容室を供給剤収容室の側方に配設した「横型構成」とは異なり、現像直後にスリーブ３０２ｃの表面から離脱した現像剤を供給剤収容室３１０内に戻してしまうことがない。このため、高画像面積率の画像を連続出力しても、スリーブ３０２ｃに対しては常に所定のトナー濃度の現像剤を供給し続けることが可能であるため、画像濃度ムラの発生を回避することができる。
【００３２】
回収剤収容室３１１には、図５、図６に示されるように、回収剤搬送スクリュウ３０５が配設されている。この回収剤搬送スクリュウ３０５は、その回転軸線を、現像ローラ３０２の回転軸線や、供給剤搬送スクリュウ３０４の回転軸線に沿わせる姿勢で配設されている。そして、図５の矢印方向に回転駆動するのに伴って、現像剤を撹拌しながら回転軸線方向に沿って図中矢印Ｂ方向に搬送する。つまり、回収剤搬送スクリュウ３０５は回転に伴って現像剤を供給剤搬送スクリュウ３０４による搬送方向と逆向きに搬送する。
【００３３】
図３に示されるように、ケーシング３０１内において、回収剤収容室３１１は、供給剤収容室３１０の真下に位置しており、それら収容室は、回収剤収容室３１１の底板３０６によって仕切られている。但し、供給剤収容室３１０において、図の紙面に直交する方向の手前側の端部では、底板３０６が設けられていないことから、供給剤収容室３１０と回収剤収容室３１１とが互いに連通している。
【００３４】
また、図６に示されるように、底板３０６の図の紙面に直交する方向の奥側の端部では、底板３０６に開口３０７が設けられている。供給剤収容室３１０と回収剤収容室３１１とは、この開口３０７を介しても互いに連通している。回収剤搬送スクリュウ３０５において、現像剤搬送方向（図中矢印Ｂ方向）の下流側端部には、螺旋羽根の代わりに、回転軸線方向に延在するパドル羽根が設けられている。このパドル羽根は、現像剤に対して法線方向に向かう力を付与する。回収剤搬送スクリュウ３０５の螺旋羽根により、回収剤収容室３１１の現像剤搬送方向の下流側端部まで搬送された現像剤は、パドル羽根によって上方に持ち上げられる。そして、開口３０７を通して供給剤収容室３１０内に移動する。
【００３５】
開口３０７の真上では、回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根によって上方に跳ね上げられた現像剤を、供給剤搬送スクリュウ３０４がスクリュー羽根で掻き取ってスパイラル状の空間に移動させる。これにより、回収剤搬送スクリュウ３０５から供給剤搬送スクリュウ３０４に現像剤が効率良く受け渡される。
【００３６】
図７は、感光体１及び現像装置３を図の紙面の直交する方向における奥側の端部付近で破断して示す横断面図である。供給剤搬送スクリュウ３０４の中心と回収剤搬送スクリュウ３０５の中心とは互いに鉛直方向に並んでいる。回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根は、図中反時計回りに回転しながらケーシング３０１の内壁に沿って現像剤を跳ね上げる。開口３０７は、この跳ね上げによる現像剤の進路を妨げず、且つ、跳ね上げられた現像剤を回収剤搬送スクリュウ３０５に戻してしまわないように、２つのスクリュウの中心を結ぶ鉛直線よりも僅かにケーシング内壁側に位置するように形成されている。
【００３７】
供給剤収容室３１０内に移動した現像剤は、供給剤搬送スクリュウ３０４の回転駆動に伴って図中矢印Ａ方向に搬送されながら、その一部が現像ローラのスリーブ（３０２ｃ）に汲み上げられて現像に寄与する。スリーブに汲み上げられずに、供給剤収容室３１０の図中矢印Ａ方向の端部まで搬送された現像剤は、底板３０６のない領域まで移動して回収剤収容室３１１内に落下する。そして、ケーシング３０１に設けられたトナー補給口３０１ａを通して送られてくる補給用のトナーと混合される。
【００３８】
補給されたトナーは、回収剤搬送スクリュウ３０５によって回転軸線方向の反対側の端部付近まで搬送される間に、現像剤と十分に撹拌混合される。このような撹拌混合により、回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根によって供給剤収容室３１０に向けて跳ね上げられる現像剤のトナー濃度は、ほぼ目標濃度になっている。
【００３９】
かかる構成の現像装置３は、供給剤収容室３１０と回収剤収容室３１１とを上下方向に並べていることで、水平方向に並べた構成に比べて、水平方向の省スペース化を図ることができるというメリットも有している。
【００４０】
図１において、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの表面には、これまで説明してきた電子写真プロセスによってＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃトナー像が形成される。各色の作像ユニット１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの下方には、転写ユニットが配設されている。この転写ユニットは、無端状の紙搬送ベルト１５を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。この複数の張架ローラとは、具体的には、入口ローラ１９、駆動ローラ１８、及び４つの転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃである。
【００４１】
紙搬送ベルト１５は、後述するレジストローラ対２３によって送り出される記録シートＰをそのおもて面に静電吸着させる。４つの転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、金属製の芯金にスポンジ等の弾性体が被覆されたローラであり、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃに向けて押圧されて、感光体との間に紙搬送ベルト１５を挟み込むようになっている。この押圧により、４つの感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃと紙搬送ベルト１５とがベルト移動方向において所定の長さで接触するＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の４つの転写ニップが形成されている。４つの転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加されている。これにより、４つの転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを介して紙搬送ベルト１５の裏面に転写電荷が付与され、各転写ニップにおいて紙搬送ベルト１５と感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃとの間に転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、転写手段として転写バイアスローラ５Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。
【００４２】
プリンタ本体の下部には、第１給紙カセット２２、第２給紙カセット２１、及び第３給紙カセット２０が互いに鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセットは、記録シートＰを複数枚重ねた記録シート束の状態で収容しており、一番上の記録シートＰに給紙ローラを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙ローラを回転駆動させて、記録シートＰを給紙路に送り出す。この給紙路の途中には、複数の搬送ローラ対が配設されており、記録シートＰは、これら搬送ローラ対のローラ間を順次経由しながら、給紙路の末端付近まで搬送される。給紙路５３の末端付近にはレジストローラ対２３が配設されている。レジストローラ対２３は、給紙カセットから送られてくる記録シートＰをローラ間に挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録シートＰの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録シートＰをＫ用の転写ニップでＫ用の感光体１Ｙ上のＫトナー像に同期させ得るタイミングを見計らって、記録シートＰを転写ユニットに向けて送り出す。
【００４３】
本プリンタは、フルカラー画像をプリントアウトする際には、次のようなプリント動作を行う。即ち、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくるフルカラー画像データを受信すると、紙搬送ベルト１５や４つの感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃを駆動させる。そして、各作像ユニット１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃにて、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上にＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃトナー像を形成し、所定のタイミングで記録シートＰをレジストローラ対２３から送り出す。次いで、送り出した記録シートＰを紙搬送ベルト１５のおもて面に保持しながらベルトの無端移動に伴って図中右下から左上に向けて搬送して、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の転写ニップに順次送り込む。これにより、感光体１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ上のＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃトナー像を、それぞれ転写ニップで記録シートＰに重ね合わさせて転写して、記録シートＰ上でフルカラー画像を得る。そして、フルカラー画像形成後の記録シートＰを紙搬送ベルト１５の無端移動に伴って、駆動ローラ１８によるベルト張架位置まで搬送する。このベルト張架位置では、ベルト移動方向をほぼ反転させるような急激な巻き付け角で紙搬送ベルト１５を駆動ローラ１８に巻き付けている。この急激な移動方向の変化により、紙搬送ベルト１５上に吸着している記録シートＰを紙搬送ベルト１５から分離して、定着装置２４に向けて送り出す。
【００４４】
定着装置２４は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに押圧される加圧ローラとの当接によって定着ニップを形成している。定着装置２４に送られた記録シートＰは、この定着ニップを通過する際に加熱及び加圧されることで、その表面上にトナー像が定着せしめられる。定着装置２４から排出された記録シートＰは、排紙路内に進入する。そして、排紙路の末端に設けられた排紙ローラ対を経由して、プリンタ筺体の上面に設けられたスタック部２５上にスタックされる。
【００４５】
図２において、紙搬送ベルト１５と感光体１とが当接する転写ニップを通過した後の感光体１の表面には、記録シートに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、クリーニングブレード６０１を感光体１の表面に当接させているドラムクリーニング装置６によって感光体１の表面から除去される。このようにしてクリーニングされた感光体１表面は、図示しない除電ランプによって除電された後、帯電装置２によって再び一様に帯電せしめられて次の画像形成に備える。
【００４６】
図８は、実施形態に係るプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、コントローラ７１２は、各部を制御するマイクロコンピュータからなり、エンジン制御部７１３と通信することができる。また、コントローラ７１２は、画像メモリ７１４やフォントバンク７１５等の記憶装置等を備えている。コントローラ７１２にはホストコンピュータ７１６が双方向セントロニクスを介して接続されており、コントローラ７１２はホストコンピュータ７１６からの画像情報の送信を受けてプリンタ機能のための処理を実施する。
【００４７】
コントローラ７１２には、エンジン制御部７１３からの駆動信号を受けて動作するスキャナ７１７が電気的に接続されており、スキャナ７１７により読み取られた画像情報が送信される。これにより、コントローラ７１２が本プリンタをデジタル複写機として機能させるための処理を行う。ホストコンピュータ７１６やスキャナ７１７から画像信号を受けたコントローラ７１２は、これを画像メモリ７１４に展開し、操作パネル７１８からの駆動信号に応じてエンジン制御部７１３に制御データや書込データを送信する。この際、画像信号がホストコンピュータ７１６からのテキストデータであれば、必要に応じてフォントバンク７１５から適切なフォントを呼び出し、呼び出されたフォントに従った画像データ（文字データ）を画像メモリ７１４に展開する。
【００４８】
一方、コントローラ７１２から制御データや書込データの送信を受けたエンジン制御部７１３は、本プリンタの給紙装置や作像ユニットなどの駆動源となる駆動モータ、クラッチ、ソレノイドなどに駆動信号を置くってそれらを駆動制御する。また、高圧電源回路７１９に駆動信号を付与して各種バイアスの出力を行わせる。
【００４９】
エンジン制御部７１３には、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ用の現像装置（３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ）内の現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサーからなるトナー濃度センサー３９０Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃが接続されている。エンジン制御部７１３は、それらトナー濃度センサーの出力電圧に基づいて、現像剤のトナー濃度を把握したり、電圧差分△Ｖｔを測定したりする。
【００５０】
エンジン制御部７１３は、環境変動や現像剤中のＫトナーの帯電量変動などにかかわらず、安定した画像濃度が得られるように所定枚数のプリントを行う毎などの定期的なタイミングで、プロセスコントロール処理を実施する。これにより、環境変動やトナー帯電量変動によって作像能力が変化しても、作像条件としての現像ポテンシャルを調整して所望の画像濃度が得られるようにする。プロセスコントロール処理の実施タイミングが到来したときに、複数の記録シートに連続出力する連続プリントジョブを実施している場合には、連続プリントジョブを一時中止してプロセスコントロール処理を実施する。
【００５１】
プロセスコントロール処理では、まず、予め定められたパッチ形状の複数のパッチ潜像を感光体１上に形成し、それらパッチ潜像を互いに異なる現像ポテンシャルで現像する。これにより、トナー付着量が互いに異なる複数のテストベタトナー像を感光体１の表面上に形成したら、それらテストベタトナー像からなる階調パターン像を紙搬送ベルト１５の表面に転写する。このような階調パターン像の形成をＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃの各色でそれぞれ行う。
【００５２】
紙搬送ベルト１５には、図示しない反射型フォトセンサーからなる付着量検知センサーが接続されている。付着量検知センサーは、発光素子から紙搬送ベルト１５のおもて面に向けて光を発射する。そして、紙搬送ベルト１５の表面上で正反射した正反射光や、拡散反射した拡散反射光を受光素子で受光する。付着量検知センサーの正反射受光素子や拡散反射受光素子の出力電圧は、テストベタトナー像のトナー付着量に応じて変化する。エンジン制御部７１３は、それらの出力電圧に基づいて、各色の階調パターン像における複数のテストトナー像についてそれぞれ、トナー付着量を把握する。
【００５３】
このようにしてトナー付着量を把握したら、各色についてそれぞれ、次のような処理を行う。即ち、複数のテストベタトナー像についてそれぞれ、現像の際の現像ポテンシャル（潜像電位と現像バイアスとの電位差）と、トナー付着量の検知結果との関係を示す近似直線を求める。そして、その近似直線に基づいて、ベタトナー像で所望のトナー付着量が得られる現像ポテンシャルを特定し、特定結果に基づいて現像バイアスを決定する。このようなプロセスコントロール処理により、各色についてそれぞれ、環境（温度や湿度）やトナー特性（流動性や嵩密度等）の変動に起因する画像濃度の変動を抑えて、高品質の画像を長期に渡って安定して形成することができる。
【００５４】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴的な構成について説明する。図９は、供給剤収容室３１０及び回収剤収容室３１１を示す拡大構成図である。２本のスクリュウ部材の回転軸線方向において、供給剤収容室３１０の底板３０６に設けられた開口と、回収剤収容室３１１の底板とが対向する領域は、現像剤が受け渡しされる領域である。具体的には、回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根により、回収剤収容室３１１内の現像剤がそれよりも上方の供給剤収容室３１０に受け渡される領域である。以下、この領域を、現像剤受け渡し領域という。回収剤収容室３１１の底板において、現像剤受け渡し領域よりも少しだけ現像剤搬送方向の上流側にずれた位置には、透磁率センサーからなるトナー濃度センサー３９０が固定されている。
【００５５】
本発明者らは、かかる構成のプリンタ試験機を用いて実験を行ったところ、以下のような現象を見出した。図１０は、スクリュウ部材（３０４、３０５）の回転速度と、トナー濃度センサー３９０の出力電圧との関係を示すグラフである。このグラフは、本発明者らが行った実験に基づいて作成されたものである。図示のように、現像剤のトナー濃度が同じであれば、スクリュウ部材の回転速度が速くなるにつれて、トナー濃度センサー３９０からの出力電圧が低下する。これは、次に説明する理由による。即ち、スクリュウ部材の回転速度が速くなるにつれて、回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根によって回収剤収容室３１１内から供給剤収容室３１０内に良好に現像剤が持ち上げられる。この結果、回収剤収容室３１１内において、トナー濃度センサー３９０の付近（以下、センサー位置という）の現像剤の量が少なくなって、透磁率が低下するからである。
【００５６】
トナーの流動性に起因してスリーブ３０２ｃによる現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっていると、たとえ供給剤収容室３１０内に十分量の現像剤が収容されていても、それら現像剤はスリーブ３０２ｃによって良好に汲み上げられない。このため、供給剤収容室３１０から回収剤収容室３１１に戻る現像剤の量が多くなる。この状態で、現像装置３の駆動速度を減速して、スリーブ３０２ｃ、供給剤搬送スクリュウ３０４、及び回収剤搬送スクリュウ３０５（以下、これらをまとめて「現像用回転部材」という）の回転速度を低下させたとする。すると、回収剤搬送スクリュウ３０５のパドル羽根によって回収剤収容室３１１内から供給剤収容室３１０内に持ち上げられる現像剤の量が減少する。そして、回収剤収容室３１１内において、トナー濃度センサー３９０の付近（以下、センサー位置という）に存在する磁性キャリアの量が増加して、トナー濃度センサー３９０の出力電圧が上昇する。「現像用回転部材」の回転速度を切り替える前後におけるトナー濃度センサー３９０の出力電圧の差分（以下、出力差分△Ｖｔという）は比較的大きくなる。
【００５７】
一方、トナーの流動性に起因してスリーブ３０２ｃによる現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっている場合であっても、「現像用回転部材」の回転速度を低下させると、回収剤収容室３１１内から供給剤収容室３１０内に持ち上げられる現像剤の量が減少する。そして、回収剤収容室３１１内のセンサー位置における磁性キャリアの量が増加して、トナー濃度センサー３９０の出力電圧が上昇する。但し、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっている場合には、スリーブ３０２ｃによって多くの現像剤が汲み上げられ、スリーブ３０２ｃから回収剤収容室３１１内に多くの現像剤が戻される。これにより、「現像用回転部材」の回転速度を低下させる前から、センサー位置には比較的多くの磁性キャリアが存在していることから、回転速度を低下させた後の出力電圧の増加分がそれほど大きくない。このため、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっている場合に比べて、出力差分△Ｖｔは小さくなる。
【００５８】
図１１は、出力差分△Ｖｔと、スリーブ３０２ｃによる現像剤の汲み上げ量との関係を示すグラフである。既に述べたように、現像剤の汲み上げ量は、供給剤収容室３１０内における現像剤の収容高さと相関関係にある。図示のように、同じトナー濃度であれば、現像剤の汲み上げ量が多くなるほど、出力差分△Ｖｔが小さくなる。これは、「現像用回転部材」の回転速度をより低速に切り替える直前における現像剤の汲み上げ量が多くなるほど、出力差分△Ｖｔが小さくなることを意味している。
【００５９】
よって、現像装置３を空回しさせている状態で、現像装置３の駆動速度をより低速に切り替えながら出力差分△Ｖｔを測定することで、切り替え前の現像剤の汲み上げ量を推定することが可能である。例えば、現像装置３を中速で駆動しているときに、トナー濃度センサー３９０の出力電圧を取得し、その結果に基づいて現像剤のトナー濃度を算出したところ、４［％］であったとする。そして、現像装置３を空回しさせて駆動速度を中速から低速に切り替えてトナー濃度センサー３９０の出力電圧を測定して出力差分△Ｖｔを求めたところ、１．０［Ｖ］であったとする。この場合、駆動速度を切り替える前の現像剤の汲み上げ量は、図１１のグラフから約４４［ｍｇ／ｃｍ２］であると推定することができる。
【００６０】
エンジン制御部７１３は、プリントジョブ中において、各色についてそれぞれ、トナー濃度センサー３９０からの出力電圧Ｖｔを、目標値Ｖｔｒｅｆに一致させるように、現像装置３にトナーを補給するトナー補給制御を実施する。目標値Ｖｔｒｅｆについては、プロセスコントロール処理などで適宜補正する。また、プロセスコントロール処理については、現像装置３や感光体１を通常の駆動速度で駆動しながら実施する。また、現像装置３や感光体１を通常の駆動速度で駆動しながらプリントジョブを行う通常プリントモードでは、目標値Ｖｔｒｅｆとして、プロセスコントロール処理のときに決定しておいた値を用いる。更に、現像装置３や感光体１を通常よりも低速で駆動しながらプリントジョブを行う低速プリントモードでは、目標値Ｖｔｒｅｆとして、通常プリントモードと、所定のアルゴリズムとに基づいて特定した値のものを用いる。所定のアルゴリズムとしては、通常モード用アルゴリズム及び低速モード用アルゴリズムの２つを用いる。通常モード用アルゴリズムは、通常プリントモードにおけるトナー濃度センサー３９０からの出力電圧Ｖｔと、トナー濃度との関係を示す関数やデータテーブルである。また、低速モード用アルゴリズムは、低速プリントモードにおけるトナー濃度センサー３９０からの出力電圧Ｖｔと、トナー濃度との関係を示す関数やデータテーブルである。通常プリントモードで使用する目標値Ｖｔｒｅｆに対応するトナー濃度を、通常用アルゴリズムに基づいて特定した後、そのトナー濃度に対応する、低速プリントモードにおける出力電圧Ｖｔを低速モード用アルゴリズムに基づいて特定する。そして、低速プリントモードにおいては、このようにして特定した出力電圧Ｖｔと同じ値に目標値Ｖｔｒｅｆを設定する。この設定により、低速プリントモードにおいても、通常プリントモードと同じ値に現像剤のトナー濃度を制御することができる。
【００６１】
本プリンタでは、上述したプロセスコントロール処理を行うことで、安定した画像濃度を得ることができる。但し、プロセスコントロール処理を行っても、トナーの流動性に起因してスリーブ３０２ｃによる現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっていると、地汚れを引き起こし易くなる。この一方で、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっている場合には、キャリア付着を引き起こし易くなる。
【００６２】
そこで、エンジン制御部７１３は、所定のトリガータイミングで、地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する。この調整処理では、Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃの各色についてそれぞれ、次のような処理を行う。即ち、まず、出力差分△Ｖｔを算出する。この出力差分△Ｖｔは、トナー濃度センサー３９０の出力電圧について、通常の速度で現像装置３や感光体１を駆動させたときの値である第１電圧Ｖｔ１と、より低速で現像装置３や感光体１を駆動させたときの値である第２電圧Ｖｔ２との差分である。なお、第１電圧Ｖｔ１や第２電圧Ｖｔ２については、現像剤のトナー濃度を同じ値に制御しているときに取得するものとする。
【００６３】
次に示す表１は、現像剤のトナー濃度と、出力差分△Ｖｔと、スリーブ３０２ｃによる現像剤の汲み上げ量の度合いとの関係を示すものである。この表１は、本発明者らが行った実験に基づいて構築されたものである。
【表１】
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【００６４】
表１において、１という数値は、現像剤の汲み上げ量が比較的少ないことを表している。また、２という数値は、現像剤の汲み上げ量が適正値付近になっていることを表している。また、３という数値は、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっていることを示している。トナー濃度が同じであれば、出力差分△Ｖｔが小さくなるほど、現像剤の汲み上げ量が多くなることがわかる。
【００６５】
エンジン制御部７１３は、上述のようにして出力差分△Ｖｔを測定したら、現像剤の汲み上げ量について、１〜３の何れであるのかを特定する。この特定については、第１電圧Ｖｔ１や第２電圧Ｖｔ２を取得したときのトナー濃度と、出力差分△Ｖｔと、予め記憶している表１のデータテーブルとに基づいて行う。そして、現像剤の汲み上げ量が「３」（比較的多い）である場合には、帯電装置２の帯電ブラシローラに印加する負極性の帯電バイアスの値（絶対値）を、予め定められた高、中、低の３段階における高に設定する。より詳しくは、プロセスコントロール処理で帯電バイアス値として決定した値に対して「−１０Ｖ」を加算した値に変更する。これにより、感光体１の一様帯電電位を比較的高くする（負極性側に大きくする）ことで、地肌ポテンシャルを比較的高くして地汚れの発生を抑える。なお、このとき、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっているので、地肌ポテンシャルを比較的高くしても、キャリア付着は発生しない。
【００６６】
また、エンジン制御部７１３は、出力差分△Ｖｔ等に基づいて特定した現像剤の汲み上げ量が「２」（中程度）である場合には、帯電バイアスの値を、３段階における中に設定する。これにより、感光体１の一様帯電電位を中程度にする（プロセスコントロール処理で決定した値のままにする）ことで、地肌ポテンシャルを中程度にする。このとき、現像剤の汲み上げ量が中程度になっているので、地肌ポテンシャルを中程度にすることで、地汚れ及びキャリア付着の両方の発生を抑えることができる。
【００６７】
また、エンジン制御部７１３は、出力差分△Ｖｔ等に基づいて特定した現像剤の汲み上げ量が「１」（比較的少ない）である場合には、帯電バイアスの値を、３段階における低に設定する。より詳しくは、プロセスコントロール処理で帯電バイアス値として決定した値から「１０Ｖ」を減じた値に変更する。これにより、感光体１の一様帯電電位を比較的低くして地肌ポテンシャルを比較的低くすることで、キャリア付着の発生を抑える。このとき、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっているので、地肌ポテンシャルを比較的低くしても、地汚れは発生しない。
【００６８】
以上のように、本プリンタにおいては、現像ローラ３０２に汲み上げられて感光体１に対向する現像領域を通過した後の現像剤を、供給剤収容室３１０よりも下方に配設された回収剤収容室３１１で回収する。これにより、現像ローラ３０２から離脱させた現像剤を供給剤収容室３１０に回収することがなくなるので、高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
【００６９】
また、本プリンタにおいては、出力差分△Ｖｔに基づいて、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっていることが判明した場合には、地肌ポテンシャルを比較的高くすることで地汚れの発生を抑える。これに対し、出力差分△Ｖｔに基づいて、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっていることが判明した場合には、地肌ポテンシャルを比較的低くすることでキャリア付着の発生を抑える。このようにして、地汚れ及びキャリア付着の発生を抑えることができる。
【００７０】
本プリンタにおいては、ユーザーの命令に基づくプリントジョブを行うモードとして、第１プリントモードと、第２プリントモードとをユーザーの命令に応じて切り替えるようになっている。第１プリントモードは、プロセス線速（感光体や中間転写ベルト等の線速）を所定速度にした状態でプリントジョブを行うモードであり、現像装置３内の現像ローラ３０２等が所定速度で駆動される。また、第２プリントモードは、プロセス線速を第１プリントモードよりも低速にした状態でプリントジョブを行うモードであり、現像ローラ等が所定速度よりも低速で駆動される。
【００７１】
エンジン制御部７１３は、何れかのプリントモードを開始した後、そのプリントモードによるプリントジョブを終了する際に、トナー濃度センサー３９０からの出力電圧（Ｖｔ１又はＶｔ２）を取得して、その取得結果を記憶する。そして、プリントジョブを完了すると、計時処理を開始する。その後、先と同じプリントモードでのプリント命令があった場合には、計時処理を終了してからプリントジョブを開始する。そして、先と同様にして、プリントジョブの終了時にトナー濃度センサー３９０からの出力電圧を記憶した後、計時処理を開始する。一方、プリントジョブの終了後、１０分以内に、先とは異なるプリントモードでのプリント命令があった場合には、まず、現像装置３や感光体１の駆動を開始した後、トナー濃度センサー３９０からの出力電圧を記憶した後、プリントジョブを開始するのに先立って、調整処理を実施する。つまり、本プリンタにおいては、プリントジョブを終了した後、１０分以内に先とは異なるプリントモードでのプリント命令があったことをトリガーにして、調整処理を実施するようになっている。
【００７２】
プリントジョブを終了する際には、現像装置３内のトナーが十分に摩擦帯電している状態になっている。また、プリントジョブを終了した後、所定時間内としての１０分以内であれば、トナーの帯電量は殆ど低下していないことから、トナーが十分に摩擦帯電している状態になっている。よって、本プリンタでは、１０分以内に第１電圧Ｖｔ１及び第２電圧Ｖｔ２を取得することで、何れの電圧もトナーを十分に摩擦帯電させている状態での値にする。これにより、トナーの摩擦帯電のばらつきによる出力電圧の誤差に起因する出力差分△Ｖｔの検知誤差を低減して、現像剤の汲み上げ量を正確に測定することができる。
【００７３】
なお、感光体１の一様帯電電位（帯電バイアス）の変更によって地肌ポテンシャルを調整する例について説明したが、現像バイアスの変更によって地肌ポテンシャルを調整してもよい。現像バイアスを下げることで地肌ポテンシャルを上げたり、現像バイアスを上げることで地肌ポテンシャルを下げたりするのである。
【００７４】
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成を実施形態と同様である。
帯電電位や現像バイアスの変更によって地肌ポテンシャルを調整すると、それに伴って画像濃度を変動させてしまうことがある。例えば、帯電電位を下げて地肌ポテンシャルを上げると、画像濃度が低下することがある。
【００７５】
そこで、実施例に係るプリンタにおいては、出力差分△Ｖｔに基づいて帯電電位を変更して地肌ポテンシャルを調整するとともに、出力差分△Ｖｔに基づいて、光書込装置１６のＬＥＤアレイに供給する電力（ＬＥＤパワー）を調整するようになっている。電力供給量の調整により、ＬＥＤ光量を調整することで、潜像書込強度を調整するのである。より詳しくは、現像剤の汲み上げ量が比較的少ない場合には、ＬＥＤパワーを比較的大きくする。これにより、画像濃度の低下を抑える。また、現像剤の汲み上げ量が比較的多い場合には、ＬＥＤパワーを比較的大きくする。これにより、画像濃度の過多の発生を抑える。
【００７６】
本プリンタのエンジン制御部７１３は、２つのプリントモードのうち、第１プリントモードのプリントジョブを終了するときにだけ、上述したように出力電圧（第１電圧Ｖｔ１）を記憶して計時処理を開始する。そして、その後、第２プリントモードのプリント命令があったことに基づいて、第２電圧Ｖｔ２を取得して調整処理を開始する。つまり、本プリンタにおいては、プリントモードが１０分以内に第１プリントモードから第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて調整処理を実施する。
【００７７】
何れのプリントモードにおいても、プリントジョブの終了時には現像剤のトナーが十分に摩擦帯電しているが、帯電量が少しだけ異なっている。第２プリントモードに比べて現像装置３内の搬送スクリュウ（３０４、３０５）を速く回転させる第１プリントモードでは、プリントジョブ中におけるトナーの帯電量の安定値が第２プリントモードよりも大きくなる。このため、第２プリントモードでのプリントジョブが終了した直後に、第１プリントモードでのプリントジョブが開始された場合、そのときのトナーの帯電量がジョブ開始前よりも大きくなることがある。トナーの摩擦帯電量に差が生ずるのである。これに対し、第１プリントモードでのプリントジョブが終了した直後に、第２プリントモードでのプリントジョブが開始された場合、そのときのトナーの帯電量はジョブ開始前と変わらない。トナーの帯電量が低下するのにはある程度の時間を要するからである。
【００７８】
そこで、本プリンタにおいては、プリントモードが１０分以内に第１プリントモードから第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて調整処理を実施するようになっているのである。かかる構成では、トナーの摩擦帯電のばらつきによる出力電圧の誤差に起因する出力差分△Ｖｔの検知誤差を更に低減して、現像剤の汲み上げ量を更に正確に測定することができる。なお、１０分以内という数値は、あくまでも一例であり、現像装置の構成、磁性キャリアやトナーの種類などに応じて、適宜決定されるものである。
【００７９】
また、エンジン制御部７１３は、第１プリントモードでのプリントジョブを終了するときであっても、特に、その第１プリントモードにおいて１０枚以上のプリントを実施しているときだけを、調整処理の開始トリガーの候補にする。第１プリントモードでのプリントジョブを終了してから１０分以内に第２プリントモードでのプリント命令があった場合でも、第１プリントモードで１０枚以上のプリントを実施していない場合には、調整処理を実施しない。第１プリントモードで１０枚以上のプリントを実施している場合だけ、調整処理を実施するのである。
【００８０】
このようにして調整処理を開始するのは、次に説明する理由による。即ち、第１プリントモードを開始する前のトナーの帯電量が著しく低下している場合、第１プリントモードにおいてトナーの帯電量が飽和まで上昇するまでには、ある程度の運転時間を経る必要がある。運転時間が短いと、正常なプリントには差し障りない程度にトナーの帯電量が上昇しているものの、飽和には至っていないことがある。すると、第１プリントモードでのプリントジョブを終了した後、第２プリントモードでのプリントを開始したときに、僅かながらトナーの帯電量が上昇して帯電量に差が生ずるおそれがある。そこで、第１プリントモードにおいて１０枚以上のプリントを行っているときだけ、その後の第２プリントモードにおいて調整処理を実施するのである。かかる構成では、トナーの摩擦帯電のばらつきによる出力電圧の誤差に起因する出力差分△Ｖｔの検知誤差を更に低減して、現像剤の汲み上げ量を更に正確に測定することができる。なお、１０枚以上という数値は、あくまでも一例であり、現像装置の構成、磁性キャリアやトナーの種類などに応じて、適宜決定されるものである。
【００８１】
エンジン制御部７１３は、第１プリントモードから第２プリントモードに切り替えられたときの他に、上述したプロセスコントロール処理を実施した直後にも、調整処理を実施するようになっている。プロセスコントロール処理を実施した直後には、調整処理を次のようにして行う。即ち、プロセスロール処理は、第１プリントモードと同じ線速の条件で行われる。このため、プロセスコントロール処理を実施した直後は、トナーの帯電量が第１プリントモードを実施した直後と同じ値になっている。そこで、プロセスコントロール処理を実施した直後に、現像装置３を空回しさせている状態でトナー濃度センサー３９０の出力電圧を第１電圧Ｖｔ１として取得する。そして、予め記憶している出力電圧とトナー濃度との関係を示すアルゴリズムに基づいて、現像剤のトナー濃度を算出する。次に、第１電圧Ｖｔ１を記憶した後、現像装置３の駆動速度を第２プリントモードと同じ速度に切り替える。これにより、現像装置３内の搬送スクリュウ等をより低速で回転させながら、トナー濃度センサー３９０からの出力電圧を第２電圧Ｖｔ２として取得して、出力差分△Ｖｔを算出する。
【００８２】
プロセスコントロール処理は作像性能を経時的に安定させる目的で定期的に行うものであるので、プロセスコントロール処理の直後に調整処理を実施することで、地汚れやキャリア付着の発生を長期間に渡って安定して抑えることができる。
【００８３】
次に、実施例に係るプリンタにおける一部の構成を他の構成に置き換えた変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、変形例に係るプリンタの構成は、実施例と同様である。
変形例に係るプリンタのエンジン制御部７１３は、帯電バイアスを高、中、低の３段階に変化させるのではなく、出力差分Ｖｔに応じた無段階の値に変化させるようになっている。このとき、帯電バイアスの補正量Ｖａを、次式に基づいて求める。
Ｖａ＝（△Ｖｔ−０．８×（ＴＣ−７）−０．８５）＊５０
【００８４】
このようにして求めた補正量Ｖａを現状の帯電バイアスに加算した値にするように、帯電バイアスを変化させる。なお、ＬＥＤパワーの補正量については、補正量Ｖａに基づいて求める。
【００８５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
［態様Ａ］
潜像担持体（例えば感光体１）と、前記潜像担持体の表面を帯電させる帯電手段（例えば帯電装置２）と、帯電後の前記表面に潜像を書き込む潜像書込手段（例えば光書込装置１６）と、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像手段（例えば現像装置３）とを有する作像手段（例えば作像ユニット１７）を備え、且つ、自らの表面に担持している現像剤を用いて前記潜像を現像してトナー像を得る現像剤担持体（例えば現像ローラ３０２）と、前記現像剤担持体の側方で前記現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する供給剤収容室（例えば供給剤収容室３１０）と、前記供給剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の一端側から他端側に向けて搬送する供給剤搬送部材（例えば供給剤搬送スクリュウ３０４）と、前記供給剤収容室の下方に配設され、前記現像剤担持体から回収される現像剤を受け入れて収容する回収剤収容室（例えば回収剤収容室３１１）と、前記回収剤収容室内の現像剤を自らの回転駆動に伴って回転軸線の他端側から一端側に向けて搬送して前記供給剤収容室に受け渡す回収剤搬送部材（例えば回収剤搬送スクリュウ３０５）とを前記現像手段に具備する画像形成装置において、前記回収剤収容室内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段（例えばトナー濃度センサー３９０）と、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力と、前記所定速度よりも低速で駆動した状態における前記トナー濃度検知手段からの出力との差分に基づいて、前記潜像担持体の表面の帯電電位と、前記現像剤担持体に印加される現像バイアスとの電位差である地肌ポテンシャルを調整する調整処理を実施する制御手段（例えばエンジン制御部）とを設けたことを特徴とするものである。
【００８６】
態様Ａにおいては、現像剤担持体に汲み上げられて潜像担持体に対向する現像領域を通過した後の現像剤を、供給剤収容室よりも下方に配設された回収剤収容室で回収することで、現像剤担持体から離脱させた現像剤を供給剤収容室に回収することがなくなる。これにより、高画像面積率の画像を連続印刷する際の画像濃度ムラの発生を抑えることができる。
【００８７】
また、態様Ａにおいては、潜像担持体上に潜像を形成していない状態で現像装置を空運転させている際に、現像装置の運転速度（現像剤担持体等の駆動速度）を切り替えると、それに応じてトナー濃度検知手段からの出力が大きく変化する。そして、既に説明したように、出力の差分は、切り替え直前の現像剤の汲み上げ量と相関関係にあることが本発明者らの実験によって判明した。そこで、現像剤担持体、供給剤搬送部材、及び回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態におけるトナー濃度検知手段からの出力と、所定速度よりも低速で駆動した状態におけるトナー濃度検知手段からの出力との差分を把握する。この差分は、現像剤担持体、供給剤搬送部材、及び回収剤搬送部材を所定速度で駆動する状態における現像剤担持体の現像剤の汲み上げ量を反映している。その差分に基づいて、現像剤の汲み上げ量が比較的多くなっていることが判明した場合、即ち、キャリア付着よりも地汚れが発生し易くなっている場合には、地肌ポテンシャルを比較的高くすることで地汚れの発生を抑える。これに対し、前述の差分に基づいて、現像剤の汲み上げ量が比較的少なくなっていることが判明した場合、即ち、地汚れよりもキャリア付着が発生し易くなっている場合には、地肌ポテンシャルを比較的低くすることでキャリア付着の発生を抑える。このように、地肌ポテンシャルを１つの値に固定せずに、前述の差分、即ち現像剤の汲み上げ量、に応じた値に変化させることで、地汚れ及びキャリア付着の発生を抑えることができる。
【００８８】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記帯電電位の調整によって前記地肌ポテンシャルを調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成においては、現像バイアスの調整によって地肌ポテンシャルを調整する場合に比べて、現像ポテンシャルを安定させることができる。
【００８９】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記調整処理にて、前記差分に基づいて前記潜像書込手段による潜像の書込強度を調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、地肌ポテンシャルを調整することによる画像濃度の変動を抑えることができる。
【００９０】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、ユーザーの命令に基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を所定速度で駆動した状態で画像を形成する第１プリントモードを実施する際に前記トナー濃度検知手段からの出力を第１出力として記憶する一方で、ユーザーの命令に基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材を前記低速で駆動した状態で画像を形成する第２プリントモードを実施する際に前記トナー濃度検知手段からの出力を第２出力として記憶し、所定時間内にプリントモードが切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施して前記第１出力と前記第２出力との差分に基づいて前記地肌ポテンシャルを調整する処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成においては、プリントモードが切り替えられたことを利用して、調整処理における第１出力や第２出力を取得することができる。
【００９１】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、プリントモードが前記第１プリントモードから前記第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、トナーの摩擦帯電のばらつきによる出力の誤差に起因する差分の検知誤差を低減して、現像剤の汲み上げ量を正確に測定することができる。
【００９２】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｅにおいて、前記第１プリントモードで所定量以上のプリント動作（例えば１０枚プリント）を行った後、プリントモードが前記第２プリントモードに切り替えられたことに基づいて前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、既に説明したように、トナーの摩擦帯電のばらつきによる出力の誤差に起因する差分の検知誤差を更に低減して、現像剤の汲み上げ量を更に正確に測定することができる。
【００９３】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、前記作像手段によって形成されたトナー像の単位面積あたりのトナー付着量を検知する付着量検知手段（例えば付着量検知センサー）を設けるとともに、互いに単位面積あたりのトナー付着量が異なる複数のテストトナー像（例えばテストベタトナー像）を形成してそれらテストトナー像のトナー付着量を前記付着量検知手段によって検知した結果に基づいて、前記作像手段の作像能力を調整する作像能力調整処理（例えばプロセスコントロール処理）を所定のタイミングで実施し、且つ、前記作像能力調整処理を実施したことに基づいて、前記現像剤担持体、前記供給剤搬送部材、及び前記回収剤搬送部材の駆動速度を変化させながら前記調整処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、作像能力調整処理の直後に調整処理を実施することで、地汚れやキャリア付着の発生を長期間に渡って安定して抑えることができる。
【符号の説明】
【００９４】
１Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ：感光体（潜像担持体）
２：帯電装置（帯電手段）
３Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ：現像装置（現像手段）
１６Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ：光書込装置（潜像書込手段）
１７Ｋ，Ｍ，Ｙ，Ｃ：作像ユニット（作像手段）
３０２：現像ローラ（現像剤担持体）
３０４：供給剤搬送スクリュウ（供給剤搬送部材）
３０５：回収剤搬送スクリュウ（回収剤搬送部材）
３１０：供給剤収容室
３１１：回収剤収容室
３９０：トナー濃度センサー（トナー濃度検知手段）
７１３：エンジン制御部（制御手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】特許第３１０４７２２号公報
【図１】
2014238481.tif 000004
【図２】
2014238481.tif 000005
【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】
2014238481.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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