(57)【要約】【課題】トナーとキャリアからなる現像剤が充填された２成分現像方式の現像器が悪環境下で放置されていたとしても、できるだけ短時間内で現像器内の現像剤を均一に撹拌して、適正なトナー濃度の基準値を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器内の現像剤を撹拌部材で撹拌しながらトナー濃度検出センサーで検出して、その検出値をトナー濃度基準値として取得する基準値取得手段を有し、当該トナー濃度基準値に基づき現像器へのトナー補給制御を実行する画像形成装置であって、撹拌部材は、スクリュー部とパドル部とを備え、基準値取得手段は、現像剤を全速の撹拌速度で撹拌する撹拌（Ｂ）の後、半速の撹拌速度で撹拌する撹拌（Ｃ）を実行し、その後、全速の撹拌速度で撹拌（Ｄ）をした状態におけるトナー濃度検出センサーの出力をサンプリングして、その平均値をトナー濃度基準値として取得する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアが所定の割合で配分された現像剤が充填された現像器におけるトナー濃度を、現像剤を撹拌部材で撹拌しながらトナー濃度検出センサーで検出して、その検出値を基準値として取得する基準値取得手段を有し、当該基準値に基づき現像器へのトナー補給制御を実行する画像形成装置において、
前記撹拌部材は、スクリュー部とパドル部とを備え、
前記基準値取得手段は、
現像剤を第１の撹拌速度で撹拌する第１の撹拌後、第１の撹拌速度より遅い第２の撹拌速度で撹拌する第２の撹拌を実行し、その後、第２の撹拌速度より速い第３の撹拌速度で撹拌する第３の撹拌をした状態におけるトナー濃度検出センサーの検出値を前記基準値として取得する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１と第３の撹拌速度は等しい
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】
前記基準値取得手段は、
前記第２の撹拌のときのトナー濃度検出センサーの検出値と前記第３の撹拌のときのトナー濃度検出センサーの検出値との差異が、所定の範囲内にない場合に、異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準値取得手段は、前記異常であると判定した場合に、さらに所定の撹拌速度で撹拌を実行した後に、第３の撹拌状態におけるトナー濃度センサーの検出値を基準値として再取得する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の撹拌前に第１の撹拌速度より遅い第４の撹拌速度による第４の撹拌を実行する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の撹拌速度と前記第４の撹拌速度は等しい
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記基準値取得手段は、
前記第３の撹拌の後に、第３の撹拌速度より遅い第５の撹拌速度で第５の撹拌を行った状態におけるトナー濃度センサーの検出値を第５の撹拌速度における基準値として取得する
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第２の撹拌速度と前記第５の撹拌速度とは等しい
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記基準値取得手段は、現像剤の撹拌開始後の初期の段階における所定時間撹拌した前後のトナー濃度センサーの検出値の変動量に基づいて、少なくとも前記第１の撹拌の時間を変更する撹拌時間変更手段を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか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、現像器を備えた画像形成装置に関し、特に、２成分現像方式の現像器におけるトナー濃度制御のための基準値を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給して顕像化し、当該顕像化されたトナー像を記録シート上に転写した後、熱定着して画像形成が行われる。
上記画像形成装置においては、設計上、現像器のスペースを大きく取れないので、交換可能で容量の大きなトナーボトルを現像器の上方に設置して、必要に応じてトナーボトルから現像器にトナーを補給する装置（トナー補給装置）を備えている。
【０００３】
そして、現像剤としてトナー（非磁性）とキャリア（磁性）の２成分を使用するいわゆる２成分現像方式の現像器においては、トナー濃度センサー（具体的には磁気センサー）により現像器内のトナー濃度を検出し、トナー濃度センサーの出力値が予め設定された基準値より低くなると現像器にトナーを補給して、トナー濃度が一定の水準になるように制御している。
【０００４】
通常、トナー濃度センサーの感度には個体差があり、また、機種ごとに撹拌速度などが異なるので、従来から次のようにして基準値を設定していた。
すなわち、現像器の製造段階で、画像形成時に狙いのトナー濃度となるようにトナーとキャリアを一定の割合で充填しておき、画像形成装置の出荷前もしくはユーザーへの納入後の最初の起動時などにおいて、現像器内の現像剤（トナーとキャリア）を、実際に画像形成する場合における速度と同じ撹拌速度（以下、「全速」という。）で所定時間撹拌して、現像剤を帯電しつつ、両者が均一に混ざるようにした後、そのときのトナー濃度センサーの出力値を基準値として不揮発性メモリに記憶させ、以下、当該記憶された基準値に基づきトナー補給制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１０６３４４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１６２４８号公報
【特許文献３】特開２０１４−７７９０９号公報
【特許文献４】特開２００７−５７６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像剤が現像器に充填された後、高温高湿環境での放置時間が長いと、現像剤、特にトナーが凝集した状態となり、現像剤が均一に撹拌されるまでに時間を要する。
現像剤が均一に撹拌されていない状態においては、トナー濃度の基準値が低く検出されるため、実際のトナー濃度は狙いの値よりも低く制御されてしまう。
【０００７】
このようにトナー濃度が低い状態で使用を続けると、画像のかすれが生じるだけではなく、現像器内のキャリアが感光体ドラムに付着して、感光体ドラムを傷付けるおそれすらある。また、基準値がさらに低く設定された場合には、トナー濃度異常で画像形成装置の動作が停止するような場合もありうる。
一方、現像剤を均一に撹拌して適正なトナー濃度の基準値を取得するため、全速での撹拌時間を長くすると、それだけ、中間転写ベルトにトナーがのらない状態で駆動される時間が長くなり、当該中間転写ベルトのクリーニングブレードにめくれが生じたり、また、延長した撹拌時間だけ生産性が低下し、あるいは、新品の現像器への交換後に画像形成装置をセットアップするのに時間を要する結果となる。
【０００８】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、トナーとキャリアからなる現像剤が充填された現像器が悪環境下で放置されたとしても、できるだけ短時間内で現像器内の現像剤を均一に撹拌して、適正なトナー濃度の基準値を得る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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、トナーとキャリアが所定の割合で配分された現像剤が充填された現像器におけるトナー濃度を、現像剤を撹拌部材で撹拌しながらトナー濃度検出センサーで検出して、その検出値を基準値として取得する基準値取得手段を有し、当該基準値に基づき現像器へのトナー補給制御を実行する画像形成装置において、前記撹拌部材は、スクリュー部とパドル部とを備え、前記基準値取得手段は、現像剤を第１の撹拌速度で撹拌する第１の撹拌後、第１の撹拌速度より遅い第２の撹拌速度で撹拌する第２の撹拌を実行し、その後、第２の撹拌速度より速い第３の撹拌速度で撹拌する第３の撹拌をした状態におけるトナー濃度検出センサーの検出値を前記基準値として取得することを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記第１と第３の撹拌速度は等しいこととしてもよい。
また、前記基準値取得手段は、前記第２の撹拌のときのトナー濃度検出センサーの検出値と前記第３の撹拌のときのトナー濃度検出センサーの検出値との差異が、所定の範囲内にない場合に、異常であると判定することとしてもよい。
ここで、前記基準値取得手段は、前記異常であると判定した場合に、さらに所定の撹拌速度で撹拌を実行した後に、第３の撹拌状態におけるトナー濃度センサーの検出値を基準値として再取得することとしてもよい。
【００１１】
また、前記第１の撹拌前に第１の撹拌速度より遅い第４の撹拌速度による第４の撹拌を実行することとしてもよい。
ここで、前記第２の撹拌速度と前記第４の撹拌速度は等しいこととしてもよい。
また、前記基準値取得手段は、前記第３の撹拌の後に、第３の撹拌速度より遅い第５の撹拌速度で第５の撹拌を行った状態におけるトナー濃度センサーの検出値を第５の撹拌速度における基準値として取得することとしてもよい。
【００１２】
ここで、前記第２の撹拌速度と前記第５の撹拌速度とは等しいこととしてもよい。
また、前記基準値取得手段は、現像剤の撹拌開始後の初期の段階における所定時間撹拌した前後のトナー濃度センサーの検出値の変動量に基づいて、少なくとも前記第１の撹拌の時間を変更する撹拌時間変更手段を備えることとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、第１の撹拌速度で現像剤を第１の撹拌後、第１の撹拌速度より遅い第２の撹拌速度で現像剤を第２の撹拌することによって、撹拌部材のパドル部により現像剤の撹拌室の内周面に滞留している現像剤の撹拌が促進され、現像剤を均一に撹拌するために必要な時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【図２】図１のプリンターにおけるイメージングユニットの構成を示す概略断面図である。
【図３】プリンターの制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】通常の現像剤の場合における撹拌速度とトナー濃度センサー値との関係を示すグラフである。
【図５】高温多湿の環境下で放置した現像剤を半速および全速で撹拌した場合における撹拌時間とトナー濃度センサー値との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、第１撹拌部の横断面を示す概略図であり、（ｂ）は、第１撹拌部の縦断面の一部を示す概略図である。
【図７】現像器における撹拌速度の制御とトナー濃度センサー値のサンプリングのタイミングを示すタイムチャートである。
【図８】トナー濃度基準値取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１変形例における現像器の撹拌速度の制御とトナー濃度のサンプリングのタイミングを示すタイムチャートである。
【図１０】上記第１変形例におけるトナー濃度基準値取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２変形例を説明するためのグラフであって、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ放置条件の異なる現像剤について、撹拌開始からの経過時間とトナー濃度センサー値との関係を示すグラフである。
【図１２】上記第２変形例において、撹拌開始時と所定時間経過後におけるトナー濃度センサー値の差分Δｆと、Δｆの値に対して設定される撹拌（Ｂ）の撹拌時間との対応を示すテーブルである。
【図１３】上記第２変形例における撹拌時間決定処理の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型のカラープリンター（以下、単に「プリンター」という）に適用した場合を例にして説明する。
＜プリンターの全体構成＞
図１は、本実施の形態に係るプリンター１０の概略構成を示す図である。
プリンター１０は、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０および制御部５０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック色からなるトナー像を形成し、これらを多重転写してカラーの画像形成を実行する。
【００１６】
以下、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各現像色をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを添字として付加する。
画像形成部２０は、現像色Ｃ〜Ｋのそれぞれに対応するイメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋ、および、露光走査部２３、中間転写ベルト２５などを備えている。
イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋは、それぞれ感光体ユニット２４Ｃ〜２４Ｋと現像器２６Ｃ〜２６Ｋを組み合わせてなり、各現像色のトナー像を形成する。イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋの構成は、後に詳述する。
【００１７】
中間転写ベルト２５は、無端状のベルトであり、駆動ローラー２５ａと従動ローラー２５ｂに張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。
各イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋでのトナー像の形成は、各色のトナー像が中間転写ベルト２５上の同じ位置に重ね合わせて１次転写されるように、それぞれタイミングをずらして実行される。
【００１８】
１次転写ローラー２７Ｃ〜２７Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト２５上に、イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋのトナー像が順次転写されカラーのトナー像が形成され、２次転写位置Ｔに向けて移動する。
一方、給紙部３０は、繰り出しローラー３２、タイミングローラー対３４などを備えており、中間転写ベルト２５上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部３０から記録シートＳを２次転写位置Ｔに給送し、２次転写ローラー２９により中間転写ベルト２５上のトナー像が一括して記録シートＳ上に２次転写される。その後、クリーニングブレード２５ｃによって中間転写ベルト２５上の残留トナーが除去される。
【００１９】
２次転写位置Ｔを通過した記録シートＳは、定着部４０に搬送され、定着部４０の定着ローラー４１と押圧ローラー４２のニップに通紙され、加熱・加圧されることにより記録シートＳ上のトナー像（未定着画像）が記録シートＳに定着され、その後、排出ローラー対３６を介して排出トレイ３８上に排出される。
定着ローラー４１の内部には、ヒーターが内蔵されており（不図示）、制御部５０は、サーミスタなどの温度検出器４３により定着ローラー４１の表面温度を検出し、この検出結果に基づき、定着ローラー４１の温度が所望の温度となるようにヒーターへの電力供給を制御する。
【００２０】
制御部５０は、上記画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０を制御して円滑なプリント動作を実行させる。
なお、中間転写ベルト２５の上方には、トナー補給装置２８Ｃ〜２８Ｋが並んで配設される。各トナー補給装置は、それぞれＣ、Ｙ、Ｍ、Ｋ色のトナーを収容するトナーボトルを有しており、対応する現像器２６Ｃ〜２６Ｋにトナーを供給する。
【００２１】
また、プリンター１０の上部前面の操作しやすい位置には操作パネル６０（図１では、不図示。図３参照）が設置される。操作パネル６０には、液晶パネルにタッチパネルを積層してなる表示部などが設けられており、ユーザーからの操作指示を受け付けたり、各種のメッセージを表示できるようになっている。
＜イメージングユニットの構成＞
次に、図２の概略断面図に基づいて、イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋの構成および作像動作について説明するが、各イメージングユニット２１Ｃ〜２１Ｋはトナーの色を除いては、全く同じ構造であるので、以下では、１つのイメージングユニットについて部品の符号からＣ〜Ｋの添え字を省略して示すこととする。
【００２２】
図２に示すようにイメージングユニット２１は、感光体ユニット２４と現像器２６とからなる。
感光体ユニット２４は、感光体ドラム２２、帯電器２４１、クリーニングブレード２４２などを備え、現像器２６は、現像ローラー２６１のほか、第１撹拌部２６３、第２撹拌部２６２などを備える。
【００２３】
感光体ドラム２２は、帯電器２４１により一定の電位に帯電されている。
露光走査部２３（図１参照）は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部５０からの駆動信号によりＣ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光ＬＢを発して、対応する感光体ドラム２２の周面を露光走査し、これにより感光体ドラム２２上に静電潜像が形成される。
【００２４】
各感光体ドラム２２上に形成された静電潜像は、対応する現像器２６により現像されてＣ〜Ｋ色のトナー像として顕像化される。
すなわち、第１撹拌部２６３および第２撹拌部２６２において撹拌され摩擦帯電された現像剤は、キャリアの表面にトナーが付着した状態で、現像ローラー２６１に供給される。
【００２５】
現像ローラー２６１は、現像スリーブ２６１ｓ内にマグネットローラー２６１ｍを内挿してなり、現像ローラー２６１の現像スリーブ２６１ｓの表面近くに搬送された現像剤がマグネットローラー２６１ｍの磁気力により、現像スリーブ２６１ｓの表面に付着し、穂高規制板２６４によって、その付着量が規制される（穂高規制）。
穂高規制された現像スリーブ２６１ｓの表面の現像剤は、現像スリーブ２６１ｓの回転により感光体ドラム２２表面と対向する領域（現像領域）まで搬送されて、感光体ドラム２２表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００２６】
現像器２６において、第１撹拌部２６３のハウジング２６３１の外側には、ハウジング２６３１内の現像剤のトナー濃度を検出するためのトナー濃度センサー２６５が配設されている。
本実施の形態のように２成分現像方式の場合，現像器ではトナーのみが消費され，キャリアは現像器の搬送路内を循環する。
【００２７】
トナー濃度センサー２６５で、現像器の撹拌室の現像剤のトナー濃度（トナーとキャリアの比）を検知することにより、トナー補給装置２８Ｃ〜２８Ｋからのトナー補給量を制御して良好な画像品質を確保する。
トナー濃度センサー２６５としては，一般的にＬＣ発振回路を検出部材とする磁気センサー（ＴＣＲセンサー）が利用される。すなわち，磁性キャリアと非磁性トナーとの混合物である２成分現像剤の透磁率は，トナー濃度によって変化する。そこで，コイルを現像剤の搬送路に沿って設置すると、コイルのインダクタンスが現像剤の透磁率により変化する。ＬＣ発振回路の発振周波数ｆは、次式（１）で与えられることから，発振周波数ｆを測定することで現像剤のトナー濃度を検出することができる。
【００２８】
ｆ＝１／（２π（ＬＣ）1/2）         （１）
したがって、トナー濃度センサー２６５の出力値を、予め設定された基準値（以下、「トナー濃度基準値」という。）と比較し、現像器２６内へのトナー補給の要否を判定してトナー補給量を制御することにより、現像器２６内の現像剤が一定のトナー濃度に維持される。
【００２９】
なお、トナー濃度基準値の設定の詳細については後述する。
＜制御部の構成＞
図３は、上記プリンター１０における制御部５０の構成、および当該制御部５０と他の画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０などとの関係を示すブロック図である。
同図に示すように、制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）５２、ＲＡＭ(Random Access Memory)５３、ＲＯＭ(Read Only Memory)５４、画像処理部５５，画像メモリ５６およびＥＥＰＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリ５７からなる。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、プリンター１０への電源投入時などにおいて、ＲＯＭ５４から、制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ５３を作業用記憶領域として当該制御プログラムを実行する。
そして、ＬＡＮなどの通信ネットワークを介して他の端末からプリントジョブを受け付けたときは、当該プリントジョブのデータから画像データを抽出して取得する。取得したＲ、Ｇ、Ｂの画像データは、画像処理部５５で現像色であるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの濃度データに変換されると共に、エッジ強調やスムージング処理などの公知の画像処理を受けた後、画像メモリ５６内に格納される。
【００３１】
不揮発性メモリ５７には、プリント枚数の累積値や後述するフラグなどが格納される。
ＣＰＵ５１は、画像形成部２０、給紙部３０、定着部４０の動作を制御して、上記画像メモリ５６内の画像データに基づくプリント動作を円滑に実行させる。
この際、各現像器内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサー２６５からの検出信号に基づき、予め取得したトナー濃度基準値を参照しながらトナー補給動作を制御する。
【００３２】
なお、現像器２６は、プリンター１０本体に着脱可能なようになっており、必要に応じて交換される。現像器２６の所定の部位には、現像器２６の部品情報の記憶部として不図示のＩＣチップ（無線タグ）が装着されており、主に、部品ＩＤや新規製品であるか否かの情報が保持されている。
装置本体には、現像器２６のＩＣチップの情報読出／書込手段として、ＩＣチップリーダー／ライター１０１が装着状態の現像器２６のＩＣチップの情報が読取り可能な位置に設けられ、制御部５０は、このＩＣチップリーダー／ライター１０１を介して現像器２６のＩＣチップに保存されている情報を取得する。
【００３３】
＜トナー濃度基準値取得処理＞
（１）トナー濃度基準値取得処理の概要
上述のように、２成分現像方式の現像器においては、トナー濃度センサーにより現像器内のトナー濃度を検出し、トナー濃度センサーの出力値が予め設定されたトナー濃度基準値より低くなると現像器にトナーを補給して、トナー濃度が一定の水準になるように制御している。
【００３４】
上記トナー濃度基準値は、まず、現像器の製造段階で、画像形成時に狙いのトナー濃度となるようにトナーとキャリアを一定の割合で充填しておき、画像形成装置の出荷前もしくはユーザーへの納入後の最初の起動時などにおいて、現像器内の現像剤（トナーとキャリア）を、トナーとキャリアが均一になるように撹拌した後、全速での撹拌時におけるときのトナー濃度センサーの出力値をトナー濃度基準値として不揮発性メモリに記憶し、以下、当該記憶された基準値に基づきトナー補給制御を行う。
【００３５】
図４は、現像剤が十分均一に撹拌されている場合の、撹拌速度（図４のグラフでは、撹拌スクリューの回転速度で示している）とトナー濃度センサーの検出値（以下、本明細書において「トナー濃度センサー値」という。）との関係を示す概略図である。
本実施の形態では、トナー濃度センサー値は、トナー濃度センサー２６５から出力される周期的な振動の、３２ｍｓ間当りの発生回数のカウント値で示している。すなわち、トナー濃度センサー２６５の出力周波数をｆ［Ｈｚ］とすれば、カウント値＝ｆ＊（３２／１０００）の関係になる。
【００３６】
また、図４のグラフは、実際のトナー濃度センサー値を移動平均処理して示してある。
同図に示すように、撹拌速度の増加に連れて、トナー濃度センサー値も単調に増加するようになっている。これは、撹拌速度が大きくなると、現像剤に空気が多く混入し、現像剤の透磁率が低下することになるので、トナー濃度センサーは、増加した空気の分もトナーとみなしてトナー濃度センサー値を出力することになるからである。
【００３７】
新品の現像器内には、撹拌速度が全速のときに狙いのトナー濃度となるように、キャリアとトナーの配分の割合が予め実験などにより求められて、充填されているので、当該全速のときのトナー濃度センサー値（本実施の形態では、３００５０カウント）を全速撹拌時のトナー濃度基準値として取得し、以下、このトナー濃度基準値に基づきトナーの補充量を制御すれば、現像器内のキャリアとトナー比率が安定し、良好な画像を形成することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、プリンター１０は、カラー画像を印刷するときや、厚紙に印刷するときのシステム速度を、モノクロの普通紙に画像形成するときのシステム速度の半分にするように設計されており、それに応じて撹拌速度も全速の半分（半速）になるように構成されており、半速でのトナー濃度基準値も取得するようになっている。
ところで、現像剤が現像器に充填された後、高温高湿の悪環境での放置時間が長いと、現像剤、特にトナーが凝集した状態となり、全速で現像剤が均一に撹拌されるまでに時間を要する。このように撹拌時間が長引けば、中間転写ベルトのクリーニングベルトのめくれや、生産性の劣化、セットアップ時間の増加などを惹起し、好ましくない。
【００３９】
そこで、本願発明者らは、鋭意研究の上、全速での撹拌後、それよりも遅い半速での撹拌を入れることで、トナーの撹拌時間を短縮化することを見出した。
図５は、現像剤が充填された現像器を長時間高温多湿の環境下で放置した場合における、撹拌時間とトナー濃度センサー値の変化を示すグラフである（同図に示すように、実際のトナー濃度センサー値は、スクリューの回転位相に伴って微小の周波数で変動している。）。
【００４０】
図５に示すように全速の撹拌速度で撹拌しても、なかなか、そのトナー濃度センサー値が狙いの値まで到達しない。これは、現像器内で滞留する現像剤が存在してトナーが均一に撹拌されていないことを意味する。このような事態を解消するため、常識的には撹拌速度をさらに高速化することが考えられるが、しかし、実際には図５のグラフに示すように、全速での撹拌後、減速して半速での撹拌を実行すると、トナー濃度センサー値が上昇して、撹拌による均一化が促進されることが判明した。
【００４１】
これは、次のような理由によるものと考えられる。
図６（ａ）は、現像器２６の第１撹拌部２６３の概略横断面図を示し、図６（ｂ）は、第１撹拌部２６３の縦断面の一部を示す概略図である（図６（ａ）は、図６（ｂ）のＸ−Ｘ線における矢視断面図に相当）。
図６（ｂ）に示すように、第１撹拌部２６３のハウジング２６３１内部には、螺旋状の羽根を有するスクリュー部２６３２と、スクリュー部２６３２の回転軸の径方向と平行になるように設けられた板状のパドル部２６３３とからなる撹拌部材が内挿されている。
【００４２】
スクリュー部２６３２は、現像剤を撹拌しながら、その回転軸方向に搬送する。パドル部２６３３には、回転軸方向への搬送力はなく、主に、現像剤を周方向に移動させて撹拌させる機能を有する。
このスクリュー部２６３２とパドル部２６３３の撹拌力のバランスにより、現像剤が適度に帯電されつつ、第１撹拌部２６３と第２撹拌部２６２内を循環して搬送される。
【００４３】
ところが、高温多湿の悪環境下で放置された現像剤は、凝集化が激しく、撹拌部材を全速で撹拌しても、スクリュー部２６３２により直接撹拌される現像剤（図６（ａ）におけるＴｎ１）は撹拌されても、ハウジング２６３１の内周面２６３１ａとスクリュー部２６３２の外縁との隙間に存する現像剤（図６（ａ）のＴｎ２）が、滞留したままでなかなか撹拌されない。
【００４４】
しかし、撹拌速度を全速から半速に減速すると、スクリュー部２６３２とパドル部２６３３による撹拌力のバランスが変化し、スクリュー部２６３２の位置にある現像剤Ｔｎ１の流動性が低下すると共に、パドル部２６３３がゆっくりと回転することにより、内周面２６３１ａに沿って滞留していた現像剤Ｔｎ２が内側に向けて倒れ込むように作用し、これにより現像剤全体の撹拌が促進され、撹拌時間の短縮化を図ることができるものと解される。
【００４５】
（２）タイムチャート
そこで、本実施の形態では、全速での撹拌の後に半速での撹拌動作を入れた後にトナー濃度基準値を取得するようにしている。
図７は、本実施の形態に係るトナー濃度基準値取得処理の実行時における撹拌速度の制御とトナー濃度センサー値のサンプリングのタイミングを示すタイムチャートである。
【００４６】
同図に示すように、プリンター１０に最初に電源が投入されると、まず、トナー濃度センサー（図では、「ＴＣＲセンサー」と略記）に通電を開始し、現像器の回転をスタートする。そして、半速による撹拌を１０秒間実施して（撹拌（Ａ））、現像器２６内の現像剤ならしてレベルを整え、その後、全速による撹拌を７０秒間実施した後（撹拌（Ｂ））、半速による撹拌を１０秒間実施し（撹拌（Ｃ））、この撹拌状態のまま、ＴＣＲセンサー検出を開始し、そのトナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングする。このサンプリングしたトナー濃度センサー値の平均値を、半速の撹拌速度におけるトナー濃度基準値とする。
【００４７】
その後、全速による撹拌を１０秒間実施することにより、全速による撹拌条件下で現像剤を均一化させて（撹拌（Ｄ））、その撹拌状態のまま、ＴＣＲセンサー検出を開始し、そのトナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングする。このサンプリングしたトナー濃度センサー値の平均値を、全速の撹拌速度におけるトナー濃度基準値とする。
これにより、高温多湿の悪環境化で放置した現像剤であっても、全速・半速の双方の撹拌速度において、ほぼ狙い通りの適正なトナー濃度基準値を得ることができ、従来のように半速での撹拌（Ｃ）を介在させずに全速だけの撹拌で一向に現像剤の均一化が進まない場合に比べて、撹拌時間を大幅に短縮することができた。
【００４８】
なお、図７における撹拌（Ａ）〜（Ｄ）の撹拌時間は、あくまでも一実施例であって、これらの値に限定されないことはいうまでもなく、機種や、使用する現像剤の特性、メーカーにおいて想定される現像剤充填済みの現像器の保管条件などに応じ、予め実験などによって適当な値が求められる。
（３）フローチャート
図８は、制御部５０で実行される上記トナー濃度基準値取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【００４９】
装置に電源が投入されてＯＮになったか否かを判定し（ステップＳ１１）、装置の電源がＯＮになったのであれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、フラグＦが、「０」であるか否かを判定する。このフラグＦは、例えば、現像器２６のＩＣチップに記憶されており、新品の場合に初期値「０」に設定されている。制御部５０は、このＩＣチップのフラグＦの値をＩＣチップリーダー／ライター１０１を介して読み出し、フラグＦが「０」であることにより、当該現像器２６について、まだ、上記トナー濃度基準値が設定されていないと判定することができる。
【００５０】
フラグＦが「０」でなければ（ステップＳ１２でＮＯ）、既にトナー濃度基準値が設定されているので、そのまま、トナー濃度基準値取得処理を終了するが、フラグＦが「０」であれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、図７で示したタイムチャートを実行する。
すなわち、ＴＣＲセンサーの通電を開始し（ステップＳ１３）、まず、半速での撹拌（Ａ）を１０秒間実施して（ステップＳ１４）、現像器２６内の現像剤をならしてレベルを整えた後、全速での撹拌（Ｂ）を７０秒間実施し（ステップＳ１５）、その後、半速による撹拌（Ｃ）を１０秒間実施し（ステップＳ１６）、この撹拌状態のまま、トナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングする（ステップＳ１７）。
【００５１】
そして、当該サンプリング値の平均値を、半速の撹拌速度でのトナー濃度基準値として不揮発性メモリ５７に記憶する（ステップＳ１８）。
さらに、全速による撹拌（Ｄ）を１０秒間実施し（ステップＳ１９）、その撹拌状態のまま、トナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングする（ステップＳ２０）。
そして、当該サンプリング値の平均値を、全速の撹拌速度でのトナー濃度基準値として不揮発性メモリ５７に記憶する（ステップＳ２１）。
【００５２】
最後に、当該現像器２６のＩＣチップ内のフラグＦを、ＩＣチップリーダー／ライター１０１のより「１」に書き換えて（ステップＳ２２）、トナー濃度基準値取得処理を終了する。
これにより、プリンター１０の出荷前やユーザーへの納品後、あるいは、既に寿命の到来などにより現像器２６を新品に交換した後の最初の電源ＯＮ時に自動的にトナー濃度基準値取得処理が実行されることになる。
【００５３】
なお、上記フラグＦは、制御部５０内の不揮発性メモリ５７に記憶するようにしてもよい。この場合には、例えば、サービスマンが操作パネル６０を操作して、フラグＦを書き換えるようにしてもよい。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例が考えられる。
【００５４】
（１）上述のように本発明の原理は、所定速度での撹拌の後に、これよりも遅い速度で撹拌を実行することにより、適正なトナー濃度基準値を得るための撹拌時間を短縮するものであるから、図７の撹拌（Ｂ）における撹拌速度（第１の撹拌速度）は、必ずしも全速（第３の撹拌速度）である必要はなく、また、撹拌（Ｃ）における撹拌速度（第２の撹拌速度）は、撹拌（Ｂ）における撹拌速度より遅ければ、必ずしも半速である必要はない。さらに、撹拌（Ａ）における撹拌速度（第４の撹拌速度）も、撹拌（Ｂ）における撹拌速度より遅ければ、必ずしも半速である必要はない。
【００５５】
（２）また、上記実施の形態においては、半速での撹拌（Ｃ）の後に直ぐにトナー濃度センサー値のサンプリングをして、半速でのトナー濃度基準値を求めているが（図７）、先に全速の撹拌（Ｄ）を実行してトナー濃度センサー値のサンプリングをして、全速でのトナー濃度基準値を取得した後、半速（第５の撹拌速度）での撹拌（第５の撹拌）を実行して、トナー濃度センサー値のサンプリングをして半速のトナー濃度基準値を求めるようにしても構わない。この場合には、必ずしも撹拌（Ｃ）における撹拌速度を半速にする必然性はなく、例えば、半速より、さらに遅い撹拌速度で撹拌を実行することも可能である。
【００５６】
（３）上記実施の形態においては、図７のタイムチャートに示すように全速での撹拌（Ｂ）の後、半速での撹拌（Ｃ）を実施し、その後、半速でのトナー濃度基準値を取得し、ついで全速でのトナー濃度基準値を取得するようにしたが、現像剤が想定以上に凝集していて、均一に現像剤が撹拌されていない状態や、サンプリング中にエラーが発生した場合には、各トナー濃度基準値が実際あるべき値と大きく外れて設定されるおそれがある。
【００５７】
そこで、本変形例では、図９に示すように、全速での撹拌（Ｄ）の後のサンプリングのあとで、一旦、全速と半速でのトナー濃度基準値の差を求め、その差分が所定の範囲内（この範囲は予め実験などにより決定されている。例えば、２０〜７０カウントの範囲）ではない場合には、もう一度、半速で撹拌（Ｅ）を１０秒間実施した後に、トナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングして半速撹拌時のトナー濃度基準値を更新し、続いて、全速で撹拌（Ｆ）を１０秒間実施した後に、トナー濃度基準値を１．３秒間サンプリングして全速撹拌時のトナー濃度基準値を更新するようにしている。
【００５８】
なお、図９における撹拌（Ｅ）、（Ｆ）の撹拌時間は、あくまでも一例であって、これらの値に限定されないことはいうまでもなく、機種や、使用する現像剤の特性などに応じて、予め実験などによって適当な値が求められる。また、半速でのトナー濃度基準値を取得する必要がなければ、撹拌（Ｅ）の撹拌は、必ずしも半速である必要はなく、所定の撹拌速度、少なくとも全速より遅い所定の撹拌速度であれば、現像剤の均一化の目的を達成することが可能である。
【００５９】
図１０は、本変形例において制御部５０により実施される、トナー濃度基準値取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
図８のフローチャートと同じ内容のステップには、同じステップ番号を付しているので、以下では図８のフローチャートと異なる本変形例特有のステップを中心に説明する。
ステップＳ１６で、半速による撹拌（Ｃ）を１０秒間実施した後、トナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングし（ステップＳ１７）、当該サンプリング値の平均値を、半速の撹拌速度でのトナー濃度基準値として不揮発性メモリ５７に記憶する（ステップＳ１８）。
【００６０】
次に、全速による撹拌（Ｄ）を１０秒間実施し（ステップＳ１９）、その撹拌状態のまま、トナー濃度センサー値を１．３秒間サンプリングし（ステップＳ２０）、当該サンプリング値の平均値を、全速の撹拌速度でのトナー濃度基準値として不揮発性メモリ５７に記憶する（ステップＳ２１）。
そして、上記記憶した半速と全速でのトナー濃度基準値の差分を算出し、その差分が上記所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ５１）。
【００６１】
半速と全速でのトナー濃度基準値の差分が所定の範囲内の場合には（ステップＳ５１でＹＥＳ）、適正なトナー濃度基準値が取得されていると考えられるので、当該現像器２６のＩＣチップ内のフラグＦを、ＩＣチップリーダー／ライター１０１のより「１」に書き換えて、トナー濃度基準値取得処理を終了する。
半速と全速でのトナー濃度基準値の差分が所定の範囲内でない場合には（ステップＳ５１でＮＯ）、適正なトナー濃度基準値を取得すべく、ステップＳ１６〜Ｓ２１までを繰り返して、再度、半速および全速でのトナー濃度基準値を求め直し、ステップＳ５１で、ＹＥＳと判定された場合には、フラグＦを「１」に書き換えてトナー濃度基準値取得処理を終了する。
【００６２】
なお、２度目のステップＳ５１の判定において、再度、半速と全速でのトナー濃度基準値の差分が所定の範囲内でないと判定された場合には（ステップＳ５１でＮＯ）、現像剤の状態が異常であるか、トナー濃度センサー２６５の検出にエラーが生じたものとみなして、操作パネル６０の表示部に、トナー濃度基準値取得処理でエラーが発生した旨を表示させ、ステップＳ２２をスキップしてトナー濃度基準値取得処理を終了するようにしてもよい。
【００６３】
（４）上記実施の形態においては、全速での撹拌（Ｂ）の時間を７０秒間に固定していたが（図７、図８のステップＳ１５参照）、現像剤の凝集の程度に関する情報を取得し、その値に応じて、この時間を変更するようにすれば、無駄に現像剤を撹拌する必要もなく、合理的である。
図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれトナー濃度基準値取得処理における、図７の撹拌（Ａ）の初期段階における時間経過に対するトナー濃度値の変化の様子を示すグラフであり、図１１（ａ）は、現像器２６に現像剤を充填後、温度４０℃、相対湿度９０％の悪環境下で３日間放置した場合、図１１（ｂ）は、現像剤を充填後、温度２５℃、相対湿度８５％の比較的良好な環境下で３日間放置した場合を示している（本グラフでも、実際のトナー濃度センサー値を移動平均処理した結果で示しているため、図５のグラフのような細かい周波数での変化は現れていない。）。
【００６４】
両グラフを比較するに、前者の場合の方が現像剤の凝集が進んでおり、一定時間撹拌後のトナー濃度センサー値の変動量Δｆａは、後者の同時間内でのトナー濃度値の変動量Δｆｂよりも小さい。つまり、撹拌初期の段階における所定時間内でのトナー濃度センサー値の変動量と、現像剤の凝集度とは一定の関連性がある。
そこで、本変形例では、特に変動量が大きい、トナー濃度基準値取得処理における撹拌開始から所定時間（本例では２秒間）経過するまでの、トナー濃度センサー値の変動量Δｆと、撹拌（Ｂ）において必要な撹拌時間の関係を予め実験を繰り返して求めて、その関係を示す関数もしくは、図１２に示すようなテーブルをＲＯＭ５４もしくは不揮発性メモリ５７内に記憶しておき、変動量Δｆに基づき、撹拌（Ｂ）の撹拌時間を決定するようにしている（撹拌時間決定処理）。一般的に、Δｆが小さいほど、現像剤の凝集度が高く、撹拌（Ｂ）の撹拌時間が長くなる。
【００６５】
図１３は、制御部５０で実施される上記撹拌時間決定処理の制御手順を示すフローチャートであり、図８のトナー濃度基準値取得処理におけるステップＳ１４と連動して実行されるものである。
まず、トナー濃度基準値取得処理における現像剤の半速での撹拌（Ａ）（図７参照）が開始されたか否か判定し（ステップＳ１０１）、もし、当該撹拌が開始されたのであれば（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、そのときのトナー濃度センサー値（ｆαとする）を取得する（ステップＳ１０２）。
【００６６】
その後、所定時間（２秒間）の経過を待ち（ステップＳ１０３）、所定時間が経過すれば（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、そのときのトナー濃度センサー値（ｆβとする）を取得する（ステップＳ１０４）。なお、トナー濃度センサー値ｆαとｆβのいずれも、実際のトナー濃度センサー２６５の検出値の移動平均処理後のグラフ上の値である。
そして、トナー濃度センサー値ｆαとｆβとの変動量Δｆ＝ｆβ−ｆαを算出し（ステップＳ１０５）、当該トナー濃度センサー値の変動量Δｆに基づき、保存されている図１２のテーブルを参照し（もしくは同テーブルを示す関数により）、全速の撹拌（Ｂ）における撹拌時間を決定する（ステップＳ１０６）。この撹拌時間は、例えば、ＲＡＭ５３に一旦保存される。
【００６７】
上記実施の形態における図８のトナー濃度基準値取得処理のステップＳ１５では、全速での撹拌時間を固定値の７０秒にしているが、本変形例によれば、この撹拌時間が上記ステップＳ１０６で決定された時間に変更され、その時間だけ全速で撹拌されることになる。
これにより、現像剤の凝集の程度が低い場合には、より短い時間で適正なトナー濃度基準値を取得でき、現像剤の凝集の程度が高い場合には、必要な分だけ撹拌時間を長くして適正なトナー濃度基準値を取得することができる。
【００６８】
なお、上記では、全速の撹拌（Ｂ）の撹拌時間のみ決定したが、それに加えて半速での撹拌（Ｃ）の撹拌時間を決定するようにしても構わない。
（５）上記実施の形態においては、本発明に係る画像形成装置をタンデム型のプリンターを例として説明したが、２成分現像方式の現像装置を備える画像形成装置であれば、ファクシミリ装置や複写機にも適用でき、また、モノクロ専用の画像形成装置であってもよい。なお、システム速度の変更が不能であり、撹拌速度を半速にする必要のない機種にあっては、半速の撹拌速度におけるトナー濃度基準値の取得が不要なのは言うまでもない。
【００６９】
（６）また、上記実施の形態及び変形例の内容を可能な限り組み合わせても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、画像形成装置の２成分現像方式の現像器におけるトナー濃度基準値を取得する技術として好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    プリンター
２０    画像形成部
２１Ｃ〜２１Ｋ、２１  イメージングユニット
２４Ｃ〜２４Ｋ、２４  感光体ユニット
２５    中間転写ベルト
２６Ｃ〜２６Ｋ、２６  現像器
２８Ｃ〜２８Ｋ  トナー補給装置
３０    給紙部
４０    定着部
５０    制御部
５７    不揮発性メモリ
１０１    ＩＣチップリーダー／ライター
２６１    現像ローラー
２６２    第２撹拌部
２６３    第１撹拌部
２６５    トナー濃度センサー
２６３１    ハウジング
２６３２    スクリュー部
２６３３    パドル部
【図１】
2018091958.tif 000003
【図２】
2018091958.tif 000004
【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】
2018091958.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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