(57)【要約】【課題】現像剤のトナー濃度をより安定させることのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０は、現像剤搬送部材１１２による現像剤搬送方向における現像剤担持体上の現像剤コート領域の最上流位置Ａから検知手段８の検知位置Ｃまでの距離をＸ（ｍｍ）、現像剤コート領域の最上流位置から最大画像形成領域における現像剤搬送搬送方向最上流位置までの距離をＩ（ｍｍ）、現像容器１０１内の現像剤担持体１０５に対向する位置における所定長さ（１０ｍｍ）あたりの現像剤量をＹ（ｇ）、現像容器１０１内の現像剤担持体１０５に対向する位置における現像剤搬送部材１１２による現像剤搬送方向における現像剤搬送速度をＶD（ｍｍ／ｓ）、ベタ画像形成時の単位面積あたりのトナー載り量をＭ（ｍｇ／ｃｍ2）、像担持体１の表面移動速度をＶｐ（ｍｍ／ｓ）とすると、Ｘ≦｛（２０×Ｙ×ＶD）／（Ｍ×ＶP）｝＋Ｉを満足する構成とする。【選択図】図４
2006106218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを備える現像剤を収容すると共に前記現像剤が内部で循環搬送され、その循環経路にトナー補給位置を備えた現像容器と、
像担持体に対向して前記現像容器の開口部に回転自在に配設され、前記現像剤を担持搬送しトナーを前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の近傍に配置され、現像剤を前記現像剤担持体長手方向に向けて搬送する現像剤搬送部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤搬送部材による現像剤搬送方向における前記現像剤担持体上の現像剤コート領域の最上流位置から前記検知手段の検知位置までの距離をＸ（ｍｍ）、前記現像剤コート領域の最上流位置から最大画像形成領域における前記現像剤搬送方向最上流位置までの距離をI（ｍｍ）、前記現像容器内の前記現像剤担持体に対向する位置における所定長さ（１０ｍｍ）あたりの現像剤量をＹ（ｇ）、前記現像容器内の前記現像剤担持体に対向する位置における前記現像剤搬送部材による現像剤搬送方向における現像剤搬送速度をＶD（ｍｍ／ｓ）、ベタ画像形成時の単位面積あたりのトナー載り量をＭ（ｍｇ／ｃｍ2）、前記像担持体の表面移動速度をＶｐ（ｍｍ／ｓ）とすると、
Ｘ≦｛（２０×Ｙ×ＶD）／（Ｍ×ＶP）｝+Ｉ
を満足することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像容器は、前記現像剤担持体に対向する位置での前記現像剤搬送方向に沿って設けられた隔壁を有し、前記検知位置は、前記現像剤担持体に対向する位置での前記現像剤搬送方向において、前記現像剤コート領域の最上流位置と、前記隔壁の前記現像剤搬送方向における最上流位置側端部の位置との間に配置されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を非接触で検知することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
更に、前記検知手段の検知結果に基づいて前記現像容器へのトナー補給を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に形成した静電像を現像剤を用いて現像することにより画像を形成する、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した画像形成装置に関し、特に、現像剤としてトナーとキャリアとを備える２成分現像剤を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置が具備する現像器には、現像剤としてトナー粒子（トナー）とキャリア粒子（キャリア）とを主成分とした２成分現像剤が広く用いられている。特に、フルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、殆どの現像器が２成分現像剤を使用している。
【０００３】
周知のように、この２成分現像剤のトナー濃度、即ち、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（トナー粒子（Ｔ）とキャリア粒子（Ｃ）の混合比、即ち、Ｔ／Ｄ（Ｄ＝Ｔ＋Ｃ）比）は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。２成分現像剤のトナーは現像時に消費され、２成分現像剤のトナー濃度は変化する。このため、現像器内の２成分現像剤のトナー濃度を検出する現像剤濃度検知手段と、検知された信号に応じて現像器へトナーの補給を行わせる制御手段と、を備える現像剤濃度制御装置（トナー自動補給装置：ＡＴＲ（Auto Toner Replenisher））を設け、２成分現像剤のトナー濃度を一定に保つようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、図８を参照して、従来の現像器について説明する。従来、現像器２００は、現像容器２０１内に、現像剤搬送部材２１２、２１３を有する。そして、現像剤搬送部材２１２、２１３によって、現像剤担持体としての現像スリーブ２０５の表面に供給された現像剤を、現像スリーブ２０５の回転によって、像担持体としての円筒状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１との対向部（現像領域）に搬送する。
【０００５】
更に説明すると、図示の例では、現像容器２０１の内部は、垂直方向に延在する隔壁２０４によって現像室（第１室）２０２と攪拌室（第２室）２０３とに区画されており、これら現像室２０２及び攪拌室２０３内に、非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える２成分現像剤が収容されている。
【０００６】
現像室２０２及び攪拌室２０３には、一般にスクリュータイプとされる第１の現像剤搬送部材（第１スクリュー）２１２、第２の現像剤搬送部材（第２スクリュー）２１３がそれぞれ配置されている。第１スクリュー２１２は現像室２０２内の現像剤を攪拌し且つ搬送する。又、第２スクリュー２１３は、自動トナー補給装置（ＡＴＲ）の制御のもとで、トナー補給容器（図示せず）からトナー補給口（図示せず）を介して供給されるトナーと、既に攪拌室２０３内にある現像剤とを攪拌し且つ搬送して、トナー濃度を均一化する。トナー補給口は、通常、第２スクリュー２１３による攪拌室２０３内の現像剤搬送方向の上流端近傍に設けられている。
【０００７】
第１スクリュー２１２と、第２スクリュー２１３とは、それぞれ反対方向に、即ち、例えば第１スクリュー２１２は図８の紙面手前側から奥側に向けて、又、第２スクリュー２１３は図８の紙面奥側から手前側に向けて現像剤を搬送する。又、隔壁２０４には、図８における手前側と奥側の端部において、現像室２０２と攪拌室２０３とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が形成されている。従って、第１スクリュー２１２及び第２スクリュー２１３の搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室２０２内の現像剤が、一方の現像剤通路を介して撹拌室２０３内へ移動する。又、トナーが補給されて攪拌された攪拌室２０３内の現像剤が他方の現像剤通路を介して現像室２０２へ移動する。
【０００８】
従来、２成分現像剤のトナー濃度を検出する現像剤濃度検知手段として、現像器２００内の２成分現像剤のトナー濃度を検知する次のようなものが知られている。先ず、図８に示すように、２成分現像剤に光を照射し、その反射光量を受光してトナー濃度を検知する、光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサ（現像剤反射光量検知式光学センサ）が知られている。図示の例では、現像器２００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源３０１と、フォトダイオード（ＰＤ）などの光電変換素子（図示せず）とを有する光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサ３００を、現像容器２０１内の現像スリーブ２０５に対向する位置に有する。又、図９に示すように、２成分現像剤のインダクタンスを検知してトナー濃度を検出するインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサが知られている。図示の例では、現像室２０２の底部にインダクタンス検知方式のトナー濃度検知センサ３１０が設けられている。
【０００９】
更に、従来、現像剤濃度検知手段として、現像器２００内の２成分現像剤の濃度を間接的に検知する方法が知られている。斯かる方法は、例えば図１０に示すように、像担持体としての感光ドラム１上に、トナー濃度制御用の基準画像パターンであるパッチ画像４００を形成し、このパッチ画像４００の濃度（トナー付着量）を光学反射光量検知方式の濃度検知センサ３２０を用いて検知する。図示の例では、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源３２１と、フォトダイオード（ＰＤ）などの光電変換素子３２２とを有するトナー濃度見地センサ３２０が感光ドラムに対向配置されている。
【００１０】
更に、本発明に特に関連の深い光学反射光量検知方式に限って述べると、現像容器内に収容されている接触式のトナー濃度検知センサと、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を検知する非接触式のトナー濃度検知センサ（非接触光センサ）とに分けられる。接触式のトナー濃度検知センサは、例えば図８に示すように現像器内の現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を検知するようなものである。一方、非接触式の光学トナー濃度検知センサは、例えば現像器外に配置され、現像剤担持体の対向に位置し、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を検知するようなものがある。センサの構成としては、例えば図１０の濃度検知センサのようなものを用いることができる。
【００１１】
従来、現像剤担持体上のトナー濃度を検知する現像剤担持体上トナー濃度検知センサ（以下、単に「トナー濃度検知センサ」という。）は、現像剤担持体の長手方向中央部に位置して設けられることが多い。
【００１２】
しかしながら、トナー濃度検知センサにより現像剤担持体の長手方向中央部でトナー濃度を検知すると、次のような問題があることが分かった。つまり、トナー濃度検知センサの検知位置よりも現像容器内の現像剤担持体に対向する位置における現像剤搬送方向上流部で形成する画像によって、その上流部からトナー濃度検知センサの検知位置まで現像剤が循環してくる間に、現像剤中のトナーが消費される。このため、トナー濃度検知センサによりトナー濃度を検知する現像剤担持体の長手方向中央部では適正なトナー濃度であっても、この位置より上流部では画像保証領域外のトナー濃度である可能性が否めない。
【００１３】
例えば、現像容器内の現像剤担持体に対向する位置における現像剤搬送方向上流部の画像に高濃度の画像が形成されたときには、トナー濃度検知センサの検知位置では、その上流部の現像剤の状態よりトナー濃度が低い状態になる。つまり、この場合、検知したトナー濃度に基づいて、現像容器内のトナー濃度が所望の値となるように現像容器にトナーを補給すると、トナー濃度検知センサの検知位置より上流部においては、トナー濃度が高くなることがある。仮にトナー濃度検知センサの検知位置より上流部のトナー濃度が画像保証領域外のトナー濃度となると、その上流部においてかぶり画像などの不良画像が発生することがある。
【００１４】
尚、特許文献２は、トナー消費量変化の大きいコピーモードの場合、例えばベタ黒連続コピーからベタ白連続コピーに移行する場合に、ベタ黒連続コピー中はトナー補給が最大であるのが、次いでベタ白コピーを始めると、トナー補給量とトナー濃度のバランスが崩れるとの問題に鑑みて、現像器の長手方向において奥側と手前側とにそれぞれ画像濃度検知手段（感光ドラム上に形成したパッチ画像濃度を検知する光反射検知方式のもの）又は現像剤濃度検知手段（現像剤のトナー濃度を直接検知する光反射検知方式のもの）を設けることを提案する。特許文献２の発明では、両検知手段の検知結果の差分に応じてトナー補給制御を行うことで上記の問題を防止すると共に、現像器の小型化を図ることを開示する。しかしながら、特許文献２の発明は、現像剤補給位置において現像剤を補給した後に実際に使用されるトナー量を現像器内の現像剤のＴ／Ｄ比変動に換算することについて開示も示唆もしていない。
【特許文献１】特開平５−３０３２８０号公報
【特許文献２】特開平８−２２０８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、現像剤のトナー濃度をより安定させることの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】
【００１６】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、キャリアとトナーとを備える現像剤を収容すると共に前記現像剤が内部で循環搬送され、その循環経路にトナー補給位置を備えた現像容器と、
像担持体に対向して前記現像容器の開口部に回転自在に配設され、前記現像剤を担持搬送しトナーを前記像担持体に供給する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の近傍に配置され、現像剤を前記現像剤担持体長手方向に向けて搬送する現像剤搬送部材と、
前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤搬送部材による現像剤搬送方向における前記現像剤担持体上の現像剤コート領域の最上流位置から前記検知手段の検知位置までの距離をＸ（ｍｍ）、前記現像剤コート領域の最上流位置から最大画像形成領域における前記現像剤搬送方向最上流位置までの距離をI（ｍｍ）、前記現像容器内の前記現像剤担持体に対向する位置における所定長さ（１０ｍｍ）あたりの現像剤量をＹ（ｇ）、前記現像容器内の前記現像剤担持体に対向する位置における前記現像剤搬送部材による現像剤搬送方向における現像剤搬送速度をＶD（ｍｍ／ｓ）、ベタ画像形成時の単位面積あたりのトナー載り量をＭ（ｍｇ／ｃｍ2）、前記像担持体の表面移動速度をＶｐ（ｍｍ／ｓ）とすると、
Ｘ≦｛（２０×Ｙ×ＶD）／（Ｍ×ＶP）｝+Ｉ
を満足することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像剤のトナー濃度をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１９】
実施例１
［画像形成装置の全体構成及び動作］
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置の概略全体構成を示す縦断面図である。本実施例において、本発明は、中間転写体を使用した電子写真方式の４色フルカラーの複写機（以下、単に「画像形成装置」という。）にて具現化される。本実施例の画像形成装置１０は、画像形成装置本体が備えた原稿読み取り装置（図示せず）の画像情報信号にしたがって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色フルカラー画像を、記録材（記録用紙、プラスチックフィルム、布など）に形成することができる。尚、本実施例の画像形成装置１０は、複写機能の外に、プリンタ機能、ファクシミリ機能を有するデジタル複合機として構成されており、画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器からの画像情報信号にしたがって画像形成することができる。
【００２０】
図１に示すように、画像形成装置１０は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、アルミニウム等の導電性のドラム基体（支持体）１ｂと、その外周面に形成された膜厚が略２６μｍの有機光導電層（感光層）１ａとを有している。そして、感光ドラム１は、外径６０ｍｍの円筒状に形成されている。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）、例えば２８５ｍｍ／ｓｅｃの周速度で回転駆動される。
【００２１】
感光ドラム１に対して、帯電手段としてのスコロトロン式帯電器（放電器）（以下「一次帯電器」という。）２が対向配置されている。この一次帯電器２は放電対象に向けて開口する方形又は円筒形状の開口部を有するケーシング２ａと、該ケーシング２ａの内部の中央付近に配置された放電ワイヤ２ｂと、該放電ワイヤ２ｂに所定の高電圧を印加する高圧電源（帯電バイアス印加電源）６と、ケーシング２ａの開口部に設けられたグリッド２ｃと、を有する。グリッド２ｃには、バリスタ７から所定の電圧が印加されている。ケーシング２ａは、アルミニウムやステンレスなどの金属で形成されており、放電対象に向かう開口部以外の部分をシールドしている。これにより、一次帯電器２の放電安定性を向上させている。尚、放電ワイヤ２ｂとしては、例えばタングステンを使用することができる。この一次帯電器２は、放電ワイヤ２ｂで発生するコロナ放電によるイオン流をグリッド２ｃで制御することができる。このため、放電ムラを防止することができると共に、放電対象の電位を制御することができる。
【００２２】
上述のように一次帯電器２で帯電処理された感光ドラム１は、露光手段としての露光装置（本実施例ではレーザービームスキャナ）３によって露光される。これにより、感光ドラム１上に、目的の画像情報に対応した静電像（潜像）が形成される。
【００２３】
感光ドラム１に形成された静電像は、現像装置（回転式現像装置）４によって現像される。現像装置４は、回転自在なロータリ４１と、これに搭載された現像手段としての４個の現像器、即ち、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色用の現像剤をそれぞれ収納した４個の現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋとを備えている。感光ドラム１上に形成される各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像情報信号に応じた静電像の現像に供されるいずれかの色用の現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋが、ロータリ４１の回転によって感光ドラム１の表面に対向する現像位置Ｇに配置される。各色の現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋには、例えば、粉砕法で作られた各色の非磁性トナー粒子（トナー）と、磁性キャリア粒子（キャリア）とを有する２成分現像剤が収納されている。そして、感光ドラム１上の静電像にトナーが付着することで、静電像がトナー像として現像される。
【００２４】
現像装置４によって感光ドラム１上に形成されたトナー像は、感光ドラム１の図中矢印Ｒ１方向の回転に伴って、一次転写位置（一次転写部）Ｔ１に搬送される。そして、一次転写位置Ｔ１において、感光ドラム１上のトナー像は、中間転写体としての中間転写ベルト１３に転写される。中間転写ベルト１３は、駆動ローラ１５、従動ローラ１６、二次転写対向ローラ１７に掛け渡されており、駆動ローラ１５の回転によって図中矢印Ｒ１３方向に回転駆動されている。又、中間転写ベルト１３は、一次転写手段としての一次転写ローラ１４によって感光ドラム１の表面に当接されている。この当接部が一次転写位置Ｔ１となる。一次転写ローラ１４には、一次転写バイアス印加電源（図示せず）によって、感光ドラム１上のトナー像とは逆極性の一次転写バイアスが印加される。これにより、一次転写位置Ｔ１において、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト１３上に一次転写される。
【００２５】
例えば、４色フルカラー画像の形成時には、以上の一次帯電器２による帯電、露光装置３による露光、現像装置４による現像の各工程を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について繰り返す。そして、感光ドラム１上に形成された各色のトナー像を、順次に、中間転写ベルト１３上に一次転写する。これにより中間転写ベルト１３上で４色のトナー像が重ね合わされる。
【００２６】
中間転写ベルト１３上に形成されたトナー像は、二次転写位置（二次転写部）Ｔ２において、記録材Ｐに二次転写される。つまり、中間転写ベルト１３のうちの二次転写対向ローラ１７に掛け渡された部分には、二次転写ローラ１８が当接されている。この当接部が二次転写位置Ｔ２となる。そして、二次転写位置Ｔ２に対し、記録材収容部としてのカセット（図示せず）から記録材Ｐが供給される。カセット内に収納された記録材Ｐは、図示しない記録材供給ローラ、搬送ローラ、レジストローラ等の記録材搬送部材によって、中間転写ベルト１３上のトナー像とタイミングを合わせるようにして二次転写位置Ｔ２に供給される。このとき、二次転写電圧印加手段としての二次転写バイアス電源（図示せず）によって二次転写ローラ１８に二次転写バイアスが印加される。これにより、中間転写ベルト１３上の４色のトナー像は、記録材Ｐ上に一括して二次転写される。
【００２７】
トナー像が転写された後の記録材Ｐは、中間転写ベルト１３から分離されて定着器１９へと搬送される。記録材Ｐは、定着器１９によって加熱・加圧を受ける。これにより、記録材Ｐの表面にトナー像が定着される。トナー像が定着された後の記録材Ｐは、片面画像形成の場合は、装置本体の外部に排出される。又、両面画像形成の場合は、定着器１９から再給送手段（図示せず）に搬送される。そして、この記録材Ｐは、再給送手段から再度二次転写位置Ｔ２に供給されて、裏面にも画像形成が行われて定着後、装置本体の外部に排出される。
【００２８】
一方、感光ドラム１から中間転写ベルト１３へのトナー像の一次転写時に、中間転写ベルト１３に転写されないで感光ドラム１の表面に残った付着物（残留トナー、外添剤等）は、クリーニング手段としてのクリーナ５によって除去される。クリーナ５は、クリーナケーシング５ｃに、支持部材５ｂを介してクリーニング部材としてのクリーニングブレード５ａを有している。感光ドラム１上の付着物は、このクリーニングブレード５ａにより強制的に感光ドラム１の表面から剥ぎ取られ、クリーナケーシング５Ｃ内へと回収される。
【００２９】
尚、所望の単一若しくは複数の現像器を使用することによって、単色又はマルチカラー画像の形成を行うことも可能である。
【００３０】
［現像器の構成及び動作］
次に、図２を参照して現像器１００について更に説明する。尚、本実施例においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像器の構成及び動作は、現像色が異なる以外は実質的に同一とされる。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の現像器に属する要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して総括的に説明する。又、図２は、現像位置Ｇに配置された現像器１００を示している。
【００３１】
図２に示すように、現像器１００は、現像容器１０１内に、現像剤担持体としての現像スリーブ１０５、現像スリーブ１０５内に配置された磁界発生手段としての固定のマグネットローラ（磁石）１０６、現像スリーブ１０５の表面に現像剤の薄層を形成するために配置された現像剤量規制手段としての規制ブレード１０８、更に後述するように現像容器１０１内の現像剤を攪拌し且つ搬送する現像剤搬送部材として第１、第２の現像剤搬送部材１１２、１１３を有している。
【００３２】
現像容器１０１の内部は垂直方向に延在する隔壁１０４によって現像室（第１室）１０２と攪拌室（第２室）１０３とに区画されている。隔壁１０４の上方部は開放されている。現像室１１０及び攪拌室１１１にはトナーとキャリアとを備える２成分現像剤が収容されている。
【００３３】
現像室１０２及び攪拌室１０３には、それぞれスクリュータイプとされる第１の現像剤搬送部材（第１スクリュー）１１２及び第２の現像剤搬送部材（第２スクリュー）１１３が配置されている。現像スリーブ１０５の近傍に配置される第１スクリュー１１２は、現像室１１０内の現像剤を攪拌し、且つ現像スリーブ１０５の長手方向に向けて搬送する。又、第２スクリュー１１３は、自動トナー補給装置（ＡＴＲ）の制御のもとで、トナー補給容器（図示せず）から現像剤補給口１０７（図４）を介して供給されるトナーと、既に攪拌室１１３内にある現像剤とを攪拌し且つ搬送して、トナー濃度を均一化する。現像剤補給口１０７は、第２スクリュー１１３による攪拌室１０３内の現像剤搬送方向の上流端近傍に設けられている。これは、現像剤補給口１０７を介して補給したトナーを、第２スクリュー１１３によって攪拌室１０３内の現像剤と十分に攪拌、混合した後に現像室１１２に移送するためである。
【００３４】
隔壁１０４には、図２の紙面奥側と手前側の端部において現像室１１２と攪拌室１１３とを相互に連通させる現像剤通路１０９、１１０（図４）が形成されている。これにより、第１スクリュー１１２及び第２スクリュー１１３の搬送力により、現像工程でトナーが消費されてトナー濃度の低下した現像室１０２内の現像剤が、一方の現像剤通路１０９（図２の紙面奥側）を介して撹拌室１０３内へ移動する。又、トナーが補給されて攪拌された攪拌室１０３内の現像剤が他方の現像剤通路１１０（図２の紙面手前側）を介して現像室１０２へ移動する。
【００３５】
現像器１の現像室１０２は、感光ドラム１に対面した現像領域Ｎに相当する位置が開口しており、この現像容器１０１の開口部に、一部露出するようにして現像スリーブ１０５が回転可能に配置されている。本実施例では、現像スリーブ１０５は非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印Ｒ１０５方向に回転する。又、現像スリーブ１０５の内部には、磁界発生手段であるマグネットローラ１０６が固定されている。現像スリーブ１０５は、現像ブレード１０８によって層厚が規制された２成分現像剤の層を担持搬送し、感光ドラム１と対向する現像領域Ｎで現像剤中のトナーを感光ドラム１に供給して静電像をトナー像として現像する。
【００３６】
本実施例では、規制ブレード１０８は、ＳＵＳなどの非磁性材料にて構成され、感光ドラム１よりも現像スリーブ１０５の回転方向上流側に配置されており、現像スリーブ１０５の表面との間の隙間を調整することにより現像スリーブ１０５上を現像領域Ｎへと搬送される現像剤の厚さを規制する。
【００３７】
規制ブレード１０８の先端部と現像スリーブ１０５との間をトナーとキャリアの両方が通過して現像領域Ｎへと送られる。感光ドラム１に対向する現像領域Ｎにおいて、現像スリーブ１０５上の２成分現像剤は、マグネット１０６の発生する磁界の作用により穂立ちする。この現像剤の穂立ち（磁気ブラシ）を感光ドラム１に対して近接又は接触させる。本実施例では、現像スリーブ１０５は、感光ドラム１に対して所定の間隙（ＳＤギャップ）ｇを持って対向配置される。
【００３８】
又、現像効率、即ち、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ１０５には、少なくとも現像時に、現像電圧印加手段としての現像バイアス電源１１４から、直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。
【００３９】
第１スクリュー１１２は、現像室１０２内の底部に現像スリーブ１０５の軸線方向（現像幅方向）に沿ってほぼ平行に配置されている。本実施例では、第１スクリュー１１２は、回転軸の周りに羽根部材をスパイラル形状に設けたスクリュー構造とされ、回転することで現像室１０２内の現像剤を現像スリーブ１０５の軸線方向に沿って一方向に搬送する。
【００４０】
又、本実施例では、第２スクリュー１１３は、第１スクリュー１１２と同様のスクリュー構造、即ち、回転軸の周りに羽根部材を第１スクリュー１１２とは逆向きにしてスパイラル形状に設けたスクリュー構造とされ、撹拌室１０３内の底部に第１スクリュー１１２とほぼ平行に配置されている。そして、第２スクリュー１１３は、第１スクリュー１１２と同方向に回転して撹拌室１０３内の現像剤を第１スクリュー１１２とは反対の方向に搬送する。
【００４１】
上述のようにして、現像剤は、第１スクリュー１１２及び第２スクリュー１１３の回転によって、現像剤は現像室１０２と撹拌室１０３との間で循環される。
【００４２】
［自動トナー補給装置］
次に、本実施例における自動トナー補給装置（ＡＴＲ）について説明する。
【００４３】
図３に示されるように、画像形成装置１０は、画像形成装置１０の動作を統括制御するエンジン制御部２０を有する。エンジン制御部２０は、制御の中心的素子（制御手段）たるＣＰＵ２１を有し、このＣＰＵ２１には、ＣＰＵ２１が実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ２２、作業用のメモリなどとして使われるＲＡＭ２３が接続されている。又、エンジン制御部２０のＣＰＵ２１には、現像剤濃度検知手段としての、現像スリーブ１０５上の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ８の出力が接続されている。
【００４４】
画像処理部（ビデオコントローラ）３０は、原稿読み取り装置（図示せず）或いは装置本体に対して通信可能に接続された外部機器からの画像情報信号を、画像形成装置１０における画像形成に係る信号に変換する。エンジン制御部２０のＣＰＵ２１は、画像処理部３０からの画像形成に係る信号に基づいて、画像形成装置１０の各部の動作を制御する。これにより、画像形成装置１０は、記録画像を形成して出力することができる。
【００４５】
特に、自動トナー補給装置に関して更に説明すると、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に記憶された制御プログラムに基づいて、所定のタイミングでトナー濃度検知センサ８の出力を読み取る。トナー濃度検知センサ８は、現像スリーブ１０５上の２成分現像剤のトナー濃度に応じて検知信号を発生する。そして、ＣＰＵ２１は、トナー濃度検知センサ８からの検知信号に基づいて、現像器１００に現像剤を補給する現像剤補給装置９の搬送部材９ａを所定量（時間）駆動させる。
【００４６】
つまり、トナー濃度検知センサ８が現像スリーブ１０５上の２成分現像剤のトナーに検知光を照射して、その反射光量を検知した結果は、現像容器１０１内の２成分現像剤のトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）と相関する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２に予め記憶された上記反射光量の所定値と測定値とを比較することにより、現像容器１０１内の２成分現像剤のトナー濃度を所定値とするのに必要な、上記搬送部材９ａの駆動量を算出する。そして、ＣＰＵ２１は、その算出結果にしたがって、上記搬送部材９ａを駆動することにより、現像器１００に現像剤を補給する。典型的には、現像スリーブ１０５上の２成分現像剤のトナー濃度、即ち、トナー濃度検知手段による検出値が一定となるようにトナー補給を行うことによって、現像剤のトナー濃度を一定とし、ひいては、所望の画像濃度を得ることができる。
【００４７】
尚、本実施例では、現像器１００には、補給現像剤としてトナーを補給する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像容器１０１から少量ずつキャリアを排出し、劣化したキャリアを新たなキャリアに交換する方式がある。このような場合、トナーと一緒にキャリアをも補給することができる。
【００４８】
トナー濃度検知センサ８は、利用可能なものを特に制限なく用いることができるが、概略、検知光を現像スリーブ１０５上の２成分現像剤に向けて照射する発光部と、現像スリーブ１０５上の２成分現像剤からの反射光を受光する受光部とを有する。本実施例では、発光部は光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え、又、受光部は、光電変換素子（受光素子）としてＰＤ（フォトダイオード）を有する。トナー濃度検知センサ８の配置については、後述して詳しく説明する。
【００４９】
トナー濃度検知センサ８による、現像スリーブ１０５上の２成分現像剤のトナー濃度の検知は、一連の画像形成動作（ジョブ：一の画像形成指示による単数若しくは複数の記録材に対する一連の画像形成動作）中の記録材Ｓと記録材Ｓとの間に相当するタイミング（紙間）、画像形成前若しくは後の準備動作時（前回転時、後回転時）などの、記録材Ｓに記録して出力すべき画像を形成している画像形成時以外の非画像形成時に行う。
【００５０】
上述のように、本実施例では、トナー濃度検知センサ８、ＲＯＭ２２に記憶されたプログラムに従って作動するＣＰＵ２１などによって、自動トナー補給装置（ＡＴＲ）が構成される。ＣＰＵ２１は、トナー濃度検知センサ８の検出結果に基づいて現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋへのトナー補給量を調整し、現像剤のトナー濃度を制御する自動トナー補給装置における制御機能を司る。
【００５１】
［現像剤濃度検知手段の配置］
トナー濃度検知センサ８は、装置本体内のスペースの関係上、感光ドラム１と現像器１００の現像スリーブ１０５とが対向する位置、即ち、現像領域Ｎとは異なる位置において現像スリーブ１０５と対向する位置に配置されている。本実施例では、トナー濃度検知センサ８は、ロータリ４１の回転によって現像器１００が現像位置Ｇ以外の所定位置に配置されているときに、現像スリーブ１０５に対向するように配置されている。
【００５２】
次に、現像容器１０１内での現像循環と、スラスト方向（感光ドラム・現像スリーブの表面移動方向に略直交する方向、感光ドラム・現像スリーブの長手方向）における現像スリーブ１０５上のトナー濃度検知センサ８によるトナー濃度の検知位置について説明する。図４は、現像器１０１内での現像剤循環と、スラスト方向におけるトナー濃度検知センサ５による現像スリーブ１０５上の検知位置Ｃの関係を示す。
【００５３】
図４において、現像剤は、矢印で示す如く現像容器１０１内を時計回りに循環する。又、現像剤補給口１０７から現像剤が補給される。上述のように、現像剤補給口１０７は、第２スクリュー２１３による攪拌室１０３内の現像剤搬送方向上流端部近傍に配置されている。
【００５４】
スラスト方向における現像スリーブ１０５上の現像剤コート領域（現像スリーブ１０５上における現像剤を担持し得る範囲）は、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向最上流側の位置（以下「コート領域最上流位置」という。）Ａから、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向最下流側の位置（以下「コート領域最下流位置」という。）Ｂまでの範囲である。また、スラスト方向（現像スリーブ１０５に対向する位置における現像剤搬送方向）における、感光ドラム１上の静電像が形成され得る範囲、換言すれば、感光ドラム１上の現像スリーブ１０５によりトナーが積極的に供給され得る範囲（最大画像形成領域：装置として形成しうる最大の画像領域）の長さは現像剤搬送方向上流側の画像領域端部位置（上流側端部位置）をＤ、現像剤搬送方向下流側の画像領域端部位置（下流側端部位置）をＤ’とし、ＤＤ’間を画像形成領域とし、ＡＤ間及びＢＤ’間は非画像形成領域となっている。また、コート領域最上流位置Ａから現像剤搬送方向上流側の画像領域端部位置Ｄとの距離をＩｍｍとする。
【００５５】
そして、本実施例では、検知位置Ｃは、コート領域最上流位置Ａから、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向にＸｍｍ下流の位置とする。
【００５６】
ここで、現像剤補給口１０７の位置で現像剤を補給した後、次の画像形成ジョブにおいて小サイズの記録材に画像形成するときや、画像比率の少ない画像を形成するときには問題が無いのだが、例えば次の画像形成ジョブにおいて大サイズの画像比率の高い画像を形成するときには、光学反射光量検知方式のトナー濃度検知センサが現像スリーブ１０５の長手方向中央部に対応して配置されていると、次のような問題がある。
【００５７】
つまり、このように、現像剤補給口１０７の位置で現像剤を補給した後、次の画像形成ジョブにおいて大サイズの画像比率の高い画像を形成するような場合、現像剤補給口１０７の位置で現像剤を補給した後、多量のトナーが消費されてからトナー濃度検知センサの検知位置まで搬送されてくる。
【００５８】
このため、現像容器内の現像剤の所望のトナー濃度と、トナー濃度検知センサの検知結果に基づく現像剤補給量に誤差が生じる。例えば、トナー濃度検知センサが現像スリーブ１０５の長手方向中央付近に対向して配置されており、現像剤補給口の位置で現像剤を補給した後に、多量のトナーが消費されてからトナー濃度検知センサの検知位置に到達する場合、次の現像剤補給動作時に、所望の量より多量に現像剤を補給することがある。これによって、現像容器１０１内の現像剤のトナー濃度が変動する。
【００５９】
そして、詳しくは後述の実験例を参照して更に説明するように、この誤差が大きいほど、現像室における現像剤の搬送方向においてトナー濃度検知センサの検知位置より上流側のみ、かぶり画像（本来トナーが付着すべきでない画像白地部にトナーが付着する現象）等の画像不良が発生する可能性が高くなる。
【００６０】
上述のような理由により、検知位置Ｃまで極力トナー消費が行なわれない状態で、トナー濃度を検知することが好ましい。
【００６１】
そこで、本実施例では、検知位置Ｃを、以下の条件により決める。
【００６２】
現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置における所定長さ（ここでは１０ｍｍ）あたりの現像剤量をＹ（ｇ）、現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置における現像剤の搬送スピード（即ち、第１スクリュー１１２側の現像剤の搬送スピード）をＶD（ｍｍ／ｓ）、ベタ画像形成時の単位面積あたりのトナー載り量をＭ（mｇ／ｃｍ2）、プロセススピードをＶP（ｍｍ／ｓ）、Ｔ／Ｄ比をＷ（％）、画像形成領域の上流側端部位置Ｄから検知位置Ｃまでの距離をＸ’（ｍｍ）とすると、画像形成領域の上流側端部位置Ｄからベタ画像形成により所定長さ（１０ｍｍ）あたりの現像剤から消費されるトナー量Ｚ（ｍｇ）は、
Ｚ（ｍｇ）＝Ｍ・０．０１〔ｍｇ／ｍｍ2〕×｛１０〔ｍｍ〕×ＶP〔ｍｍ／ｓ〕×（Ｘ’〔ｍｍ〕／ＶD〔ｍｍ／ｓ〕）｝
＝Ｍ×Ｘ’×ＶP／１０ＶD    ・・・（１）
トナー消費による現像剤のＴ／Ｄ比の誤差ΔＴ／Ｄ（％）は、
ΔＴ／Ｄ（％）＝Ｗ−［｛１０００・Ｙ〔ｍｇ〕×（Ｗ／１００）−Ｚ〔ｍｇ〕｝／１０００・Ｙ〔ｍｇ〕×（Ｗ／１００）］×Ｗ
＝Ｗ｛１−（Ｙ×Ｗ×１０−Ｚ）／（Ｙ×Ｗ×１０）｝
＝Ｚ／（１０×Ｙ）
＝（Ｍ×Ｘ’×ＶP）／（１００×Ｙ×ＶD）    ・・・（２）
である。図７は、ベタ画像を形成したときに、現像スリーブ１０５を介して現像容器１０１から感光ドラム１上に転移するトナー量を模式的に示している。Ｚ（ｍｇ）は、図７中斜線部を現像するトナー量である。Ｚ（ｍｇ）は、現像剤補給口１０７の位置で現像剤を補給した後、トナー消費量を最大に見積もったときに、画像形成領域の上流側端部位置Ｄから検知位置Ｃの間で消費されるトナー量である。
【００６３】
検知位置Ｃは、現像スリーブ１０５の長手方向において、トナー濃度検知センサ８が検知光を照射して反射光量を検出することのできる範囲（検出可能範囲）をいう。通常、距離Ｘ’ｍｍは、画像領域の上流側端部位置Ｄから、トナー濃度検知センサ８の検知光照射スポットの現像スリーブ１０５の長手方向における中心位置までの距離で代表される。
【００６４】
現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置とは、現像工程時にその中の現像剤が現像スリーブ１０５へと供給され、その中の現像剤のトナー濃度が減少傾向となる位置であり、本実施例では、現像室１０２内の現像スリーブ１０５に対向する領域である。
【００６５】
現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置の所定長さ（１０ｍｍ）あたりの現像剤量Ｙ（ｇ）は、現像スリーブ１０５と対向した範囲の現像室１０２内に存在する現像剤と現像スリーブ１０５に担持された現像剤とを合わせた現像剤量を測定し、現像スリーブ１０５の長さで割ることによって算出した。
【００６６】
現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置の現像剤の搬送スピード（搬送速度）ＶD（ｍｍ／ｓ）は、現像容器１０１内に他色のトナーを補給して画像上で移動する距離から測定した。
【００６７】
ベタ画像とは、画像形成装置が形成可能な最大濃度階調レベルの画像であり、ベタ画像形成時の単位面積あたりのトナー載り量Ｍ（ｍｇ／ｃｍ2）は、感光ドラム１上に現像され転写が行われる前のトナー像のトナー付着量（重さ）を測定して面積で割ることにより算出した。
【００６８】
プロセススピードＶP（ｍｍ／ｓ）は、本実施例では、感光ドラム１の表面移動速度（周速度）に相当する。
【００６９】
又、本実施例では、スラスト方向において、現像スリーブ１０５上での現像剤のトナー濃度の検知位置Ｃは、感光ドラム１上の画像形成領域内にある。
【００７０】
本実施例における上記パラメータは、
Ｙ＝６．０（ｇ／ｃｍ）
ＶD＝１００（ｍｍ／ｓ）
Ｍ＝０．７（ｍｇ／ｃｍ2）
ＶP＝３００（ｍｍ／ｓ）
Ｗ＝７（％）
である。
【００７１】
［現像容器内の現像剤のトナー濃度変動とかぶり］
次に、Ｔ／Ｄ比の変動が生じた場合、特に、Ｔ／Ｄ比が所望の値よりも多き過ぎた場合のかぶりの発生について説明する。
【００７２】
ここで、本実施例にて好適に用い得るトナー及びキャリアについて説明する。
【００７３】
２成分現像剤に用いる磁性キャリアとしては、従来公知のものが使用できる。例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した磁性キャリア、或いはフェライト等のマグネタイト単体表面を樹脂でコーティングして、抵抗調整したもの等を用いることができる。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。磁性キャリアの重量平均粒径は２０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μｍである。
【００７４】
磁性キャリアの体積抵抗率（比抵抗）ρ（Ωｍ）は、セルに磁性キャリアを充填し、充填したキャリアに接するように上下１対の電極を配置し、これら電極間に電圧を印加して、そのとき流れる電流を計測して測定する方法を用いた。この測定方法は、キャリアが粉末であるため、充填率に変化が生じ、それに伴って比抵抗値が変化することがあるので、注意を要する。比抵抗の測定条件は、充填キャリアと電極の接触面積２．３ｃｍ2、充填厚さ約２ｍｍ、上部電極へ加えた荷重１８０ｇ、印加電圧１００Ｖである。
【００７５】
２成分現像剤に用いる非磁性トナーとしては、従来公知のものを使用することができる。特にトナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１３０、ＳＦ−２が１００〜１１５であるものが好適である。この形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナーの粒子像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して解析を行い、下式より算出した値として定義した。
【００７６】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
（ただし、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＰＥＲＩ：周長）
【００７７】
トナーの形状係数ＳＦ−１はトナーの球形度合いを示し、１４０より大きいと、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２はトナー表面の凸凹の度合いを示し、１２０より大きいと、トナー表面の凸凹が顕著になる。
【００７８】
又、トナーの体積平均粒径は４〜１５μｍのものが好適に使用できる。尚、トナーの体積平均粒径は、ここでは下記の方法で測定したものである。
【００７９】
測定装置としてコールカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数平均分布および体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）、およびパーソナルコンピュータＣＸ−ｉ（キヤノン製）を接続した。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、約１％のＮａＣｌ水溶液を調製した。そして、上記の電解液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料のトナーを０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、１００μｍのアパチャーを用いて、２〜４０μｍのトナー粒子の粒度分布を測定し、体積分布を求める。この体積分布からトナーの体積平均粒径が求められる。
【００８０】
更に、トナーは表面を外添剤で被覆して、一次帯電器２による影響をある程度、外添剤に逃がすようにすることが好ましい。外添剤の粒径は、トナーに外添したときの耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下であることが好ましい。この外添剤の粒径とは、電子顕微鏡によるトナー粒子の表面観察で求めた平均粒径を意味する。
【００８１】
上記の外添剤としては、金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化スズ、酸化亜鉛など）、窒化物（窒化ケイ素など）、炭化物（炭化ケイ素など）、金属塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど）、脂肪族金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど）、カーボンブラック、シリカなどが用いられる。
【００８２】
これら外添剤は単独で用いても、複数併用してもよい。それぞれ疎水化処理したものがより好ましい。外添剤の使用量は、トナー１００重量部あたり０．０１〜１０重量部であり、好ましくは０．０５〜５重量部である。
【００８３】
そして、本実施例では、磁性キャリアと非磁性トナーを重量比９３：７になるように混合したものを現像剤として用いた。
【００８４】
次に、かぶり濃度の評価基準について述べる。かぶり濃度の評価基準は、下記表１の通りである。本実施例における画像かぶり評価の実験は以下のようにして行った。
【００８５】
図１に示す本実施例の画像形成装置１０において、感光ドラム１を一次帯電器２により帯電し、像露光後、現像器１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋを用いて現像を行うことで画像形成を行なった。画像形成条件はつぎの通りである。
非画像部表面電位Ｖｄ              ：−５９０Ｖ
高濃度画像部表面電位Ｖｌ          ：−２５０Ｖ
現像バイアスのＶｐｐ              ：１．７ｋＶ
現像バイアスの周波数Ｖｆ          ：６ｋＨｚ
現像バイアスのＤＣ値Ｖｄｃ        ：−４５０Ｖ
ＳＤギャップｇ                    ：４００μｍ
又、用いた磁性キャリアは、
現像剤ａの体積抵抗率ρ            ：５×１０6Ωｍ
現像剤ｂの体積抵抗率ρ            ：５×１０8Ωｍ
現像剤ｃの体積抵抗率ρ            ：５×１０10Ωｍ
である。
【００８６】
ここで、かぶり濃度は、上記条件により現像を行った後の感光ドラム１の表面上を測定して求めた。即ち、感光ドラム１の表面上の粒子を透明な粘着テープに転移して白紙に貼り付けた部分の反射率β（％）と、同じ粘着テープをそのまま白紙に貼り付けた部分の反射率α（％）とを測定し、両方の反射率の差によりかぶり濃度ｄ（％）求めた。
【００８７】
反射率の測定は、東京電色社製のＲＥＦＬＥＣＴＭＥＴＥＲ    ＭＯＤＥＬＴＣ−６ＤＳを使用して測定した。フィルターとしてはアンバーフィルターを用い、下記式よりかぶり量を算出した。数値が小さい程、かぶりが少ない。
【００８８】
かぶり濃度（％）＝α（％）−β（％）
α：粘着テープをそのまま白紙に貼り付けた部分の反射率（％）
β：感光体１表面上の粒子を粘着テープに転移し白紙に貼り付けた部分の反射率（％）
【００８９】
かぶり濃度は、２％以上になると目立つ。従って、本実施例の目標値は、かぶり濃度２％以下、即ち、表１中レベルＣ以上（即ちレベルＡ、Ｂ及びＣ）とする。
【００９０】
【表１】
2006106218.tif 000003
【００９１】
図５は、Ｔ／Ｄ比とかぶり濃度（％）の関係を示す。図５は、上記現像剤ａ、現像剤ｂ、現像剤ｃに関してＴ／Ｄ比を０．１％刻みで現像剤を作製し、Ｔ／Ｄ比とかぶりの関係をプロットした結果を示している。
【００９２】
図５に示すように、現像剤によってかぶり濃度が２％以上となるＴ／Ｄ比は異なっている。しかし、急激にかぶりが悪くなる点、即ち、急激にかぶりが悪化する前のＴ／Ｄ比＝ｋと、かぶり濃度が２％以上になるＴ／Ｄ比＝ｋ＋１との差分は、いずれの現像剤においても０．２％以内であることが分かった。つまり、Ｔ／Ｄ比の変動を０．２％以下にすることが望ましい。尚、いずれの色用の現像剤についても同様の結果であった。
【００９３】
従って、画像領域の上流側端部位置Ｄから検知位置Ｃまでの間に消費されるトナー量を最大に見積もった場合のＴ／Ｄ比変動ΔＴ／Ｄ（％）から、
ΔＴ／Ｄ（％）＝（Ｍ×Ｘ’×ＶP）／（１００×Ｙ×ＶD）≦０．２
の関係を満たすことが好ましい。このとき、画像領域の上流側端部位置Ｄから検知位置Ｃまでの距離Ｘ’（ｍｍ）は、
Ｘ≦（２０×Ｙ×ＶD）／（Ｍ×ＶP）      ・・・（３）
を満たすことが好ましい。つまり、現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置での現像剤搬送方向において、現像剤補給口１０７の位置で現像剤を補給した後、トナー検知位置Ｃまでの間に最も現像剤が多く消費されるベタ画像を形成しても、かぶり濃度（％）が０．２以下となるように、距離Ｘ’を規定する。
【００９４】
そして、この関係を、コート領域最上流位置Ａから検知位置Ｃまでの距離Ｘに当てはめて考えてみる。現像剤コート領域であり、かつ非画像領域である距離Ｉの領域は、トナー消費が実質的に行われない領域、つまり、トナー消費による濃度変化の生じない領域なので、ベタ画像形成時におけるトナー消費の事を考慮する必要がない為、単純にその長さＩ分だけ加えればよく、Ｘ＝Ｘ’＋Ｉとなる。従って、上記（３）式を用い、以下のように表せる。
Ｘ≦｛（２０×Ｙ×ＶD）／（Ｍ×ＶP）｝＋Ｉ
【００９５】
本実施例の条件においては、上記式（３）より、コート領域最上流位置Ａから検知位置Ｃまでの距離Ｘは、６７．１ｍｍ以下となる。本実施例では、距離Ｘを３０ｍｍ、距離Ｉを１０ｍｍとした。尚、本実施例では、現像スリーブ１０５上の現像剤コート領域のスラスト方向長さは３３０ｍｍ、現像室１０２、攪拌室１０３のスラスト方向の長さはそれぞれ３５０ｍｍ、そして現像容器１０１内での現像剤が循環する距離は、約６８０ｍｍである。
【００９６】
以上のような構成により、トナー濃度検知を行なったところ、ベタ画像などの高い画像比率の画像の形成動作時においても、かぶり画像の発生を抑制して、安定した画像を維持することができ、画像比率の高低に拘わらず高画質の画像を得ることができた。
【００９７】
以上、本実施例によれば、現像剤のトナー濃度をより安定させることができる。特に、現像器１００内の現像剤のＴ／Ｄ比が所望の値よりずれることにより、現像室１０２内の現像剤搬送方向上流側でかぶり画像が発生することを良好に防止することができる。これにより、現像剤のトナー濃度を画像保証領域内に安定させ、不良画像を出力することのない高品質の画像を安定して形成することができる。
【００９８】
又、スラスト方向において、感光ドラム１上の画像形成領域内に現像スリーブ１０５上での現像剤のトナー濃度の検知位置があっても、即ち、スラスト方向における画像形成領域の長さが現像スリーブ１０５上の現像剤コート領域の長さと略同一である場合などにおいて感光ドラム１上の画像形成領域外に対応する現像スリーブ１０５上の位置を検知位置とし得ない場合であっても、トナー濃度検知センサの検知位置を本実施例に従って設定することによって、検知位置までの現像剤の消費を画像不良が発生しない範囲に抑えることができる。これにより、現像スリーブ１０５、ひいては現像器の長手長さを極力短くすることができる。
【００９９】
尚、Ｘの下限については、一般的な現像器構成においては、Ｘが３ｍｍ未満の領域では現像スリーブ１０５上でのトナーコートが安定しないため、トナー濃度検知には適さない為、Ｘは３ｍｍ以上が好ましい。
【０１００】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成及び動作は実施例１のものと同じであるので、ここでは実施例１のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して、詳しい説明は省略する。
【０１０１】
図６は、本実施例における現像容器１０１内での現像剤循環とトナー濃度検知センサ８のスラスト方向における位置（検知位置Ｃ）との関係を示す。
【０１０２】
実施例１と同様に、図６において、現像剤は現像容器１０１内を時計回りに循環する。又、現像剤補給口１０７から現像剤が補給される。
【０１０３】
又、スラスト方向における現像スリーブ１０５上の現像剤コート領域は、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向最上流側の位置（コート領域最上流位置）Ａから、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向最下流側の位置（コート領域最下流位置）Ｂまでの範囲である。
【０１０４】
そして、検知位置Ｃは、コート領域最上流位置Ａから、現像室１０２における第１スクリュー１１２による現像剤搬送方向にＸｍｍ下流の位置とする。距離Ｘ（ｍｍ）は、実施例１と同様に、式（３）に従って決定される。そして、本実施例では、特に、検知位置Ｃは、コート領域最上流位置Ａと、隔壁１０４の、現像容器１０１内の現像スリーブ１０５に対向する位置（即ち、現像室１１２）における現像剤搬送方向上流側の端部位置（以下、単に「隔壁端部位置」という。）Ｈとの間に配置する。
【０１０５】
本実施例では、隔壁端部位置Ｈは、コート領域最上流位置から現像室１１２における現像剤搬送方向下流側に３０ｍｍの位置にある。そして、距離Ｘは、本実施例では２０ｍｍとし、距離Ｉは１０ｍｍとした。
【０１０６】
以上のような構成により、トナー濃度検知を行なったところ、ベタ画像などの高い画像比率の画像の形成動作時においても、安定した画像を維持することができ、実施例１と同様、画像比率の高低に関わらず高画質の画像を得ることができた。
【０１０７】
本実施例の構成によれば、実施例１と同様の効果を奏し得ると共に、特に、攪拌室１０３を通過した直後の現像剤のトナー濃度を常に検知できるため、画像比率の高低に拘わらず、より現像剤中のトナー濃度を安定にすることが可能となる。
【０１０８】
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の正確な材料、配置、寸法等に限定されるものではなく、本発明の精神から逸脱することなく種々の改変が可能である。
【０１０９】
尚、上記実施例では、現像スリーブ１０５上におけるトナー濃度検知センサの検知位置は、スラスト方向において感光ドラム１上の画像形成領域内にあるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。スラスト方向において現像剤担持体上の現像剤コート領域よりも像担持体上の画像形成領域が短く、検知位置が、現像剤コート領域であって、かつ画像形成領域外（非画像形成領域：I）に配置されている場合も、当然本発明の範囲である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明を適用し得る画像形成の一実施例の概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置にて使用し得る現像装置の一実施例の概略断面図である。
【図３】トナー濃度の制御態様の一例を示す概略機能ブロック図である。
【図４】本発明に従う現像器内での現像剤循環とトナー濃度検知センサの検知位置との関係の一例を示す現像器内の平面図である。
【図５】Ｔ／Ｄ比とかぶり濃度の関係を示すグラフ図である。
【図６】本発明に従う現像器内での現像剤循環とトナー濃度検知センサの検知位置との関係の他の例を示す現像器内の平面図である。
【図７】ベタ画像を形成した際のトナー消費量を説明するための模式図である。
【図８】従来の現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】従来の現像装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】従来のトナー濃度検知方法の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１          感光ドラム（像担持体）
２          一次帯電器（帯電手段）
３          露光装置（レーザースキャナー装置、露光手段）
４          回転式現像装置
５          クリーナ（クリーニング手段）
８          トナー濃度検知センサ（現像剤濃度検知手段）
１００      現像器
１０１      現像容器
１０２      現像室（第１室）
１０３      攪拌室（第２室）
１０５      現像スリーブ（現像剤担持体）
１０７      現像剤補給口
１１２      第１スクリュー（現像剤搬送部材）
１１３      第２スクリュー（現像剤搬送部材）
【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】
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【図１０】
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