(57)【要約】【課題】現像剤の嵩密度が変化した場合でも印刷画像の品質を維持することが可能な現像装置、画像形成装置、およびトナー補給制御方法を提供する。【解決手段】現像装置は、トナーおよびキャリアーを含む現像剤を担持する現像ローラーと、現像ローラーに供給される現像剤を収容する現像槽と、現像槽内の現像剤を攪拌する攪拌部材と、現像槽内における現像剤に含まれるトナーの濃度に応じた量のトナーを現像槽に補給する制御部と、現像槽内の現像剤の液面を撮像する撮像部と、撮像された現像剤の液面の画像に基づいて、現像剤の流動性を推定する推定部と、を備え、制御部は、推定部の推定結果に応じて、トナーの補給量を調節する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアーを含む現像剤を担持する現像ローラーと、
前記現像ローラーに供給される前記現像剤を収容する現像槽と、
前記現像槽内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、
前記現像槽内における前記現像剤に含まれるトナーの濃度に応じた量のトナーを前記現像槽に補給する制御部と、
前記現像槽内の前記現像剤の液面を撮像する撮像部と、
撮像された前記現像剤の液面の画像に基づいて、前記現像剤の流動性を推定する推定部と、を備え、
前記制御部は、前記推定部の推定結果に応じて、前記トナーの補給量を調節する、
現像装置。
【請求項２】
前記推定部は、前記攪拌部材の停止時に撮像された前記現像剤の液面の画像に基づいて、前記流動性を推定する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記現像槽内における前記現像剤の透磁率に基づいて前記トナーの濃度を検知するトナー濃度検知部を備え、
前記推定部は、前記液面の画像から該液面の凹凸の状態を特定することにより、前記現像剤の流動性を推定し、
前記制御部は、前記推定部の推定結果に応じて、前記トナー濃度検知部により検知された前記トナーの濃度を補正して、前記トナーの補給量を調節する、
請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記液面の画像から該液面の凹凸により映る影の総量を特定し、
前記制御部は、前記推定部によって特定された前記影の総量が閾値を超えた場合、前記トナー濃度検知部により検知された前記トナーの濃度が実際よりも高いものと推定する、
請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記推定部によって特定された前記影の総量が前記閾値を超えた場合、前記閾値に対する前記影の総量の乖離が大きいほど、多くの量のトナーを補給する、
請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記推定部によって特定された前記影の総量が前記閾値を超えていない場合、前記トナー濃度検知部により検知された前記トナーの濃度が実際の値と等しいものと推定する、
請求項４または５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記トナー濃度検知部は、前記キャリアーの透磁率を検知する透磁率センサーを含み、
前記撮像部が撮像する前記現像剤の液面の撮像領域は、前記透磁率センサーの位置に対応し、
前記制御部は、前記撮像領域における前記現像剤の液面が前記攪拌部材よりも高くなるように、前記現像槽に前記現像剤を補給する、
請求項３から６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記撮像部による撮像に先立って、前記撮像領域に前記現像剤を集めるように、前記攪拌部材を動作させる、
請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像槽内の前記現像剤を前記現像ローラーに供給するための供給スクリューを備え、
前記制御部は、プリント動作を実行していないときに、前記攪拌部材を予め定められた量だけ動かし、前記供給スクリューを動作させないことにより、前記撮像領域に前記現像剤を集める、
請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記攪拌部材は、回転軸及び該回転軸と一体をなすスクリュー羽を備えた攪拌スクリューであり、
前記攪拌スクリューの前記回転軸は、前記撮像領域に対応する位置には前記スクリュー羽が設けられていない、
請求項７から９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
前記撮像部による撮像に先立って前記現像装置を加振し、前記現像槽に収容されている前記現像剤の前記液面を均す加振部を備える、
請求項１から１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１２】
前記推定部は、撮影された前記液面の画像にハイパスフィルターをかけて低周波数成分を除外する、
請求項１から１０のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１３】
前記推定部は、
撮像された前記液面の画像の輝度、明度、彩度、または階調のうちの何れかの値の分布の特徴から、前記液面の凹凸を表す特徴量を抽出して、前記流動性を推定する、
請求項１から１２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１４】
前記推定部は、撮像された前記液面の画像に含まれる全ての画素における輝度、明度、彩度、または階調のうちの何れかの値の平均値を取得し、各々の前記画素の前記何れかの値に対して前記平均値で除算することにより、前記各々の画素の相対値を特定して、前記液面の凹凸を表す特徴量を抽出する、
請求項１３に記載の現像装置。
【請求項１５】
前記推定部は、撮像された前記液面の画像の輝度、明度、彩度、および階調のうちの何れかの値のヒストグラムを生成し、前記画像に含まれる全ての画素が示す前記値の平均値を基準として、各々の画素の相対値を求め、前記相対値が閾値以下の値となる度数に基づいて、前記流動性の評価値を推算する、
請求項１２または１３に記載の現像装置。
【請求項１６】
前記撮像部により撮像される前記現像剤の液面を照明する光源を備え、前記光源の光軸は、前記液面の凹凸に基づく影が明瞭に映る角度に設定されている、
請求項１から１５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１７】
前記光源の光軸の角度は、前記液面に対して２０〜８０度の範囲である、
請求項１６に記載の現像装置。
【請求項１８】
前記光源の発光周波数帯および前記撮像部の受光周波数帯は、近赤外線領域である、
請求項１６または１７に記載の現像装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【請求項２０】
現像ローラーに供給される現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽内における前記現像剤に含まれるトナーの濃度に応じた量のトナーを前記現像槽に補給する現像装置におけるトナー補給制御方法であって、
前記現像槽内の前記現像剤の液面を撮像し、
撮像された前記現像剤の液面の画像に基づいて、前記現像剤の流動性を推定し、
前記流動性の推定結果に応じて、前記トナーの補給量を調節する、
トナー補給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、画像形成装置、およびトナー補給制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター等の画像形成装置において、トナーとキャリアーとを含む２成分現像剤（以下、「現像剤」と略記する。）を収容した２成分現像方式が知られている（例えば、特許文献１を参照）。２成分現像方式を用いた画像形成装置では、キャリアーを含まない１成分現像方式と比べて、出力画像の画質を安定させることができる。
【０００３】
また、かかる現像装置では、現像槽に設けられたトナー濃度センサーの検知結果に応じた量のトナーを補給する構成のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、２成分現像方式の現像装置では、現像剤の劣化などにより、現像剤の嵩密度が変化する場合がある。ここで、トナー濃度センサーとして透磁率センサーを使用している現像装置では、現像剤の嵩密度の変化が生じた場合、検出されるトナー濃度の値に大きな誤差が生じる。この結果、検出されたトナー濃度が実際のトナー濃度よりも高い値に誤検知された場合、トナー補給の制御時に本来補給されるべき量のトナーが現像槽に補給されなくなるため、トナー濃度低下ひいては用紙上に印刷されるトナー像の濃度ムラが発生する虞がある。
【０００６】
特許文献１記載の技術では、現像剤の滞留発生と流動性の変化に相関があることを前提とし、圧力が加えられた状態における現像剤の流動性を検知する構成を記載している。しかしながら、かかる構成は、上記のような現像剤の嵩密度が変化した場合を想定しておらず、嵩密度の変化に基づく透磁率センサーの誤検知及び当該誤検知に伴うトナー濃度低下および印刷画像の濃度ムラ等を防止することができない。
【０００７】
本発明の目的は、現像剤の嵩密度が変化した場合でも印刷画像の品質を維持することが可能な現像装置、画像形成装置、およびトナー補給制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、
トナーおよびキャリアーを含む現像剤を担持する現像ローラーと、
前記現像ローラーに供給される前記現像剤を収容する現像槽と、
前記現像槽内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、
前記現像槽内における前記現像剤に含まれるトナーの濃度に応じた量のトナーを前記現像槽に補給する制御部と、
前記現像槽内の前記現像剤の液面を撮像する撮像部と、
撮像された前記現像剤の液面の画像に基づいて、前記現像剤の流動性を推定する推定部と、を備え、
前記制御部は、前記推定部の推定結果に応じて、前記トナーの補給量を調節する。
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備える。
【００１０】
本発明に係るトナー補給制御方法は、
現像ローラーに供給される現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽内における前記現像剤に含まれるトナーの濃度に応じた量のトナーを前記現像槽に補給する現像装置におけるトナー補給制御方法であって、
前記現像槽内の前記現像剤の液面を撮像し、
撮像された前記現像剤の液面の画像に基づいて、前記現像剤の流動性を推定し、
前記流動性の推定結果に応じて、前記トナーの補給量を調節する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像剤の嵩密度が変化した場合でも印刷画像の品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態における画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】本実施の形態における現像装置の構成を示す縦断面図である。
【図４】本実施の形態の現像装置における現像剤の流れを示す平面図である。
【図５】図５Ａは現像剤の流動性が高い（良好である）場合の液面の画像を、図５Ｂは現像剤の流動性が低い（悪い）場合の液面の画像を、各々示す図である。
【図６】流動性が高い現像剤の液面と流動性が低い現像剤の液面における、輝度の値に対する出現度数（頻度）を例示した度数分布図である。
【図７】本実施の形態のトナー供給制御に関するフローチャートである。
【図８】各実施例と比較例における濃度ムラに関する試験の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。
【００１５】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１６】
図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。
【００１７】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１８】
制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００１９】
図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００２０】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【００２１】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００２２】
図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。
【００２３】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２４】
図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２５】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２６】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２７】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。
【００２８】
制御部１００は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。
【００２９】
帯電装置４１４は、例えばワイヤーとグリッドで構成され、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
【００３０】
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００３１】
現像装置４１２は、二成分逆転現像方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
【００３２】
現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。
【００３３】
また、図２に示すように、現像装置４１２には、トナー濃度検知部７３及びトナー補給部７４が設けられている。トナー濃度検知部７３は、この例では、ＴＣＲ（Ｔｏｎｅｒ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｒａｔｉｏ）センサーと呼ばれる透磁率センサーが用いられる。トナー濃度検知部７３は、現像装置４１２の現像剤攪拌室２６０，現像剤供給室２７０（以下、現像槽とも称する。）内に収容された現像剤ＤＥ（図３及び図４参照）におけるトナーの濃度を検出し、検出された値を制御部１００に出力する。
【００３４】
トナー補給部７４は、制御部１００の制御の下、現像装置４１２の現像槽内にトナーを補給する。制御部１００は、トナー濃度検知部７３による検知結果に基づいて、現像槽内にトナーを補給するようにトナー補給部７４を制御する。制御部１００は、現像槽内のトナー濃度が所定の目標値（例えば、６．５％）になるようにトナーの補給量を決定する。なお、現像装置４１２の詳細については後述する。
【００３５】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。
【００３６】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３７】
中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００３８】
中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。
【００３９】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００４０】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００４１】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００４２】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００４３】
ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。
【００４４】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。
【００４５】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。また、定着器Ｆには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニット６０Ｄが配置されている。
【００４６】
上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。
【００４７】
下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。
【００４８】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送スクリュー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。
【００４９】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００５０】
次に、図３を参照して、現像装置４１２の構成について説明する。本実施の形態では、現像装置４１２として２成分現像方式を採用している。
【００５１】
現像装置４１２は、トナーと磁性キャリアーとを含む現像剤ＤＥを用いて、感光体ドラム４１３上に形成された静電潜像を現像することにより、感光体ドラム４１３上にトナー像を形成する。現像装置４１２は、現像ローラー２１０、供給ローラー２２０、搬送ガイド部２３０、攪拌スクリュー２４０、供給スクリュー２５０などを備える。
【００５２】
攪拌スクリュー２４０および供給スクリュー２５０は、螺旋形状のスクリュー部材であり、後述する現像槽内の現像剤ＤＥを撹拌しながら搬送する搬送部材としての役割を有する。攪拌スクリュー２４０および供給スクリュー２５０は、各々、回転軸及び該回転軸と一体をなすスクリュー羽を備えた部材であり、各々の現像剤攪拌室２６０および現像剤供給室２７０に収納されている。ここで、供給スクリュー２５０が収納される現像剤供給室２７０は、現像剤ＤＥを現像ローラー２１０に供給する第１の現像槽としての役割を担う。また、攪拌スクリュー２４０が収納される現像剤攪拌室２６０は、上述したトナー補給部７４からの供給されたトナーと、現像剤攪拌室２６０内の現像剤ＤＥを混合攪拌するための第２の現像槽としての役割を担う。
【００５３】
攪拌スクリュー２４０および供給スクリュー２５０は、かかる現像槽内の現像剤ＤＥを攪拌しながら供給ローラー２２０へ搬送する。なお、本実施の形態では、攪拌スクリュー２４０と供給スクリュー２５０は、各々別個の駆動源により、独立的に回転できるようになっている。
【００５４】
以下は、現像剤供給室２７０、および現像剤攪拌室２６０を、各々、第１の現像槽２７０、第２の現像槽２６０と呼ぶ。第１の現像槽２７０と第２の現像槽２６０とは、隔壁３３０により仕切られており、かかる隔壁３３０に設けられた連通孔（図示せず）により、現像剤ＤＥを第１の現像槽２７０および第２の現像槽２６０間で循環的に搬送するための連通経路が形成されている。
【００５５】
供給ローラー２２０は、回転可能な供給スリーブと、供給スリーブの内部に配置された供給マグネットロールとを備え、供給スクリュー２５０に対向して配置されている。供給マグネットロール内には、磁界を発生させる複数（例えば５つ）の磁極が配置されている。この磁極が発生する磁界によって、現像剤ＤＥは、供給スリーブの外周面に担持され、供給スリーブが図中反時計回りに回転することにより、搬送ガイド部２３０まで搬送される。より具体的には、供給マグネットロール内の磁極は、現像剤ＤＥを捕まえる役割を担うキャッチ極（例えばＮ極）と、現像剤ＤＥを供給ローラー２２０上から剥離させて現像ローラー２１０に引き渡すリリース極（例えばＳ極）から構成され、通常は供給スクリュー２５０および第１の現像槽２７０に近い位置にキャッチ極が配置される。
【００５６】
搬送ガイド部２３０は、現像ローラー２１０と供給ローラー２２０との間に架設され、供給ローラー２２０から搬送された現像剤ＤＥを現像ローラー２１０に供給する。搬送ガイド部２３０の鉛直上方の面は、平坦面であって、かつ、供給ローラー２２０から現像ローラー２１０へ向けて降り斜面をなしている。搬送ガイド部２３０における供給ローラー２２０側の端部と供給ローラー２２０との間には所定の間隙（例えば、０．７５ｍｍ）が形成されている。
【００５７】
現像ローラー２１０は、回転可能な現像スリーブ２１１と、現像スリーブ２１１の内部に配置された現像マグネットロール２１２とを備える。現像ローラー２１０は、感光体ドラム４１３に近接して配置され、感光体ドラム４１３に近接する現像領域２８０へ現像剤ＤＥを搬送する。現像スリーブ２１１は、図３中の反時計方向に回転する。現像マグネットロール２１２内には、磁界を発生させる複数の磁極が配置されている。搬送ガイド部２３０における現像ローラー２１０側の端部と現像スリーブ２１１との間には所定の間隙（例えば、０．５０ｍｍ）が形成されている。
【００５８】
現像スリーブ２１１の近傍には、規制ブレード２９０が配置されている。規制ブレード２９０の端部は、現像スリーブ２１１の回転方向において、搬送ガイド部２３０との近接部よりも下流であって、かつ、現像領域２８０よりも上流に位置している。規制ブレード２９０は、規制ホルダ３００により支持されている。
【００５９】
現像ローラー２１０の一部、供給ローラー２２０、搬送ガイド部２３０、攪拌スクリュー２４０、供給スクリュー２５０および規制ブレード２９０は、現像ケーシング（３１０，３２０）の中に収納されている。現像ケーシングは、上部ケーシング３１０と、下部ケーシング３２０とからなる。下部ケーシング３２０は、第１の現像槽２７０および第２の現像槽２６０を形成する。上部ケーシング３１０の内部天井部には、規制ブレード２９０を支持する規制ホルダ３００が固定されている。
【００６０】
第２の現像槽２６０は、現像剤ＤＥの搬送方向の上流側で、図示しない補給口と接続されている。トナー補給部７４から供給されるトナーは、かかる補給口を通じて、第２の現像槽２６０に補給される。攪拌スクリュー２４０は、回転することにより第２の現像槽２６０に収容されている現像剤ＤＥの主成分（すなわちトナーとキャリアー）を混合攪拌し摩擦帯電する。攪拌スクリュー２４０は、摩擦帯電した現像剤ＤＥを第１の現像槽２７０へ搬送する。供給スクリュー２５０は、回転することにより、攪拌スクリュー２４０から搬送された現像剤ＤＥを供給ローラー２２０へ搬送する。
【００６１】
現像装置４１２では、供給ローラー２２０の供給マグネットロールが発生する磁界によって、供給スリーブの外周面上にキャリアーの磁気ブラシが発生して、磁気ブラシに担持されたトナーを含む現像剤ＤＥの層が供給スリーブの外周面上に形成される。供給スリーブは、図３に示すように、反時計方向に回転することによって、現像剤ＤＥを磁界によって当該供給スリーブの外周面に担持しながら、搬送ガイド部２３０まで搬送する。
【００６２】
搬送ガイド部２３０上の現像剤ＤＥは、現像ローラー２１０まで導かれる。現像マグネットロール２１２が発生する磁界によって、現像スリーブ２１１の外周面上に磁気ブラシが発生して、現像剤ＤＥの層が現像スリーブ２１１の外周面上に形成される。そして、現像スリーブ２１１は、図中反時計方向に回転することにより、現像剤ＤＥを磁界によって現像スリーブ２１１の外周面に担持しながら、感光体ドラム４１３に最も接近する現像領域２８０まで搬送する。その途中で、規制ブレード２９０が現像剤ＤＥの層の厚さを規制することにより、一定量の現像剤ＤＥが現像領域２８０へ搬送される。現像領域２８０において、現像剤ＤＥの層は感光体ドラム４１３の表面に接触する。現像領域２８０において、トナーは、現像スリーブ２１１から感光体ドラム４１３の表面に形成された静電潜像へ静電的に移行する。このようにして、現像装置４１２は、感光体ドラム４１３上の静電潜像をトナーによって顕像化する。
【００６３】
本実施の形態では、第２の現像槽２６０の底部に、トナー濃度制御のために現像剤ＤＥの透磁率を検知するトナー濃度検知部７３（ＴＣＲセンサー）が配置されている。
【００６４】
かかる構成の現像装置４１２では、第２の現像槽２６０内の現像剤ＤＥは、攪拌スクリュー２４０の回転に伴って、第２の現像槽２６０から隔壁３３０の連通孔を経由して第１の現像槽２７０に流れ込む（図３中の矢印参照）。また、第１の現像槽２７０内の現像剤ＤＥは、供給スクリュー２５０の回転に伴って、その大部分が現像ローラー２１０に供給される。現像領域２８０を通過した現像剤ＤＥは、現像スリーブ２１１の回転に伴って第１の現像槽２７０へ回収され、上記の連通孔から第２の現像槽２６０に戻される。
【００６５】
ところで、本実施の形態のような２成分現像方式による現像装置４１２では、現像装置４１２内の現像剤ＤＥの劣化などにより、現像剤ＤＥの嵩密度が変化する場合がある。他方、この例のように、トナー濃度検知部７３として、現像剤ＤＥの透磁率を検知する透磁率式のセンサーが使用される場合、現像剤ＤＥの嵩密度が変化すると、以下のような問題が生じる。
【００６６】
すなわち、トナー濃度検知部７３は、現像剤ＤＥに含有される非磁性体であるトナーの濃度を直接測定するものではなく、磁性体であるキャリアーの透磁率を透磁率センサーによって測定し、測定された透磁率に基づいて、ＴＣＲすなわちトナーとキャリアーの比率を演算してトナー濃度を検出する。ここで、トナー濃度検知部７３は、透磁率センサーによる透磁率の測定値が高いほど低い値のトナー濃度を検出し、透磁率の測定値が低いほど高い値のトナー濃度を検出する。
【００６７】
このため、現像剤ＤＥの嵩密度の変化が生じた場合、トナー濃度検知部７３によって検出されるトナー濃度の値の誤差が大きくなる。具体的には、同一のトナー濃度であっても、現像剤ＤＥの劣化等によりその嵩密度が低くなるほど、透磁率が低くなるため、トナー濃度検知部７３により検出されるトナー濃度は、実際のトナー濃度よりも高い値が検出される（すなわちトナー濃度の誤検知が発生する）。そして、トナー濃度検知部７３によるトナー濃度検出値が実際のトナー濃度よりも高い値を示す場合、トナー補給制御においてトナー補給部７４から本来補給されるべき量のトナーが現像槽に補給されなくなるため、用紙Ｓ上に形成される画像の濃度ムラ（濃度低下）の原因となる。
【００６８】
かかる問題に対し、本発明者らは、現像剤ＤＥの嵩密度は、現像剤ＤＥの流動性との相関性があることに着目し、鋭意研究の末、以下の知見を得るに至った。すなわち、画像形成装置１内に、現像槽内の現像剤ＤＥの流動性を検知する構成を設けることで、透磁率センサーによるトナー濃度の誤検知に対処して、トナー補給量を調節する制御を行うことができる。具体的には、現像槽内の現像剤ＤＥの流動性の検知結果に応じて、透磁率センサーに基づいて検出されたトナー濃度の値を補正して、適正なトナー補給制御を実現し、濃度ムラの発生を防止することができることを見出した。
【００６９】
以下、本実施の形態の現像装置４１２において現像剤ＤＥの流動性を検知するための構成を説明する。図３に示すように、現像装置４１２は、現像槽内の現像剤ＤＥの表面（液面）の画像を撮像するＣＣＤカメラ等の撮像部８０、撮像部８０で撮像する液面を照明する光源としてのハロゲンランプ等の照明素子８２、および撮像部８０で撮像する液面を均す加振部８５を備える。この例では、撮像部８０、照明素子８２、および加振部８５は、各々、現像装置４１２の上部ケーシング３１０に取り付けられている。
【００７０】
本実施の形態において、照明素子８２の発光周波数帯および撮像部８０の受光周波数帯は、近赤外線領域であることが好ましい。ここで、近赤外光は、可視光線に近い特性を有し、撮像部８０の焦点深度を深くすることができるメリットがある。このため、本実施の形態では、撮像部８０として近赤外線カメラを使用し、照明素子８２として近赤外線ハロゲンランプを使用している。撮像部８０（近赤外線カメラ）におけるレンズの光軸は、現像槽内の現像剤ＤＥの液面に対して略９０度に設定されている。
【００７１】
また、現像槽内の現像剤ＤＥの液面に対する照明素子８２の光軸の角度α（図３及び図４参照）は、撮像部８０の撮影領域内にある液面の凹凸形状による影が明瞭に映る角度に設定されている。この例では、角度αは、現像槽内の現像剤ＤＥの液面に対して２０〜８０度の範囲に設定されている。このような角度範囲とすることで、現像剤ＤＥの流動性が悪く、液面に凹凸が生じる場合に、撮像部８０の撮影領域内にある液面の凹凸形状による影が明瞭に映る。なお、角度αが８０度よりも多いと上記凹凸形状による影ができにくくなり、他方、角度αが２０度に満たないと現像剤ＤＥを照明する光量が不十分になるため、角度αは上記の範囲とすることが望ましい。
【００７２】
図５Ａ及び図５Ｂに、上述した構成の照明素子８２および撮像部８０を用いて現像剤ＤＥの液面を撮像して取得された画像（以下「撮像画像」という）を示す。ここで、図５Ａは現像剤ＤＥの流動性が高い（良好である）場合の液面を、図５Ｂは現像剤ＤＥの流動性が低い（悪い）場合の液面を、各々示す。これら二つの撮像画像を比較して分かるように、現像槽内の現像剤ＤＥは、その流動性が低く（悪く）なるほど、液面の凹凸が大きく、かつ凹凸数が多くなり、ひいては撮像画像に含まれる影の総面積が大きくなる。
【００７３】
本実施の形態では、トナー濃度検知部７３は、現像剤ＤＥが滞留しにくい場所に配置されている。より具体的には、トナー濃度検知部７３の透磁率センサーは、第２の現像槽２６０の底面の内、現像剤ＤＥ搬送方向における下流側（図３および図４参照）に設けられている。また、本実施の形態では、撮像部８０が撮像するエリア（以下「撮像領域」という。）は、トナー濃度検知部７３の透磁率センサーの位置に対応している。このような配置とすることにより、透磁率センサーによって透磁率が検知される領域の現像剤ＤＥの流動性に関する値を、精度良く算出することができる。
【００７４】
本実施の形態では、攪拌スクリュー２４０の回転軸は、撮像部８０による撮像領域に対応する位置にはスクリュー羽が設けられない構成となっている。そして、制御部１００は、撮像部８０の撮像領域における現像剤ＤＥの液面が攪拌スクリュー２４０の回転軸よりも高い位置になるように、現像槽（第２の現像槽２６０）に現像剤ＤＥを補給する制御を行う。このような構成とすることにより、現像槽内の現像剤ＤＥの量が比較的少ない場合でも、攪拌スクリュー２４０が現像剤ＤＥによって隠されて、撮像部８０の撮像領域における現像剤ＤＥの液面に、攪拌スクリュー２４０などによる影の発生を防止することができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、攪拌スクリュー２４０を適宜、順逆方向に回転させること等により、図４に示すように、撮像部８０の撮像領域に現像剤ＤＥを集める動作を行うとよい。この場合、制御部１００は、撮像部８０による現像剤ＤＥの液面の撮像に先立って、撮像領域に現像剤ＤＥを集めるように、攪拌スクリュー２４０の動作を制御する。一具体例では、制御部１００は、用紙Ｓへの印刷（プリント動作）を実行していないときに、攪拌スクリュー２４０を予め定められた量だけ回転させ、供給スクリュー２５０を回転させない動作を実行する。かかる動作により、第２の現像槽２６０内の現像剤ＤＥの嵩を第１の現像槽２７０の現像剤ＤＥの嵩よりも高くして、撮像部８０の撮像領域に現像剤ＤＥを集める。
【００７６】
このように、撮像部８０の撮像領域に現像剤ＤＥを集めて現像剤ＤＥの嵩を十分に確保することで、撮像画像に攪拌スクリュー２４０の影などのノイズ成分が入ることが防止され、現像剤ＤＥの液面の凹凸状態ひいては現像剤ＤＥの流動性の推定精度が向上する。
【００７７】
本実施の形態では、撮像部８０による現像剤ＤＥの液面の撮像は、制御部１００の制御の下、攪拌スクリュー２４０が停止した状態（言い換えると、液面が静止および安定した状態）で行うことが好ましい。
【００７８】
加えて、後述する画像処理の容易化等の観点からは、撮像部８０による現像剤ＤＥの液面の撮像に先立って、加振部８５を動作させて現像装置４１２を加振して、現像剤ＤＥの液面を均しておくとよい。
【００７９】
加振部８５は、例えば電圧を印加することで伸縮する圧電素子を２枚の電極で狭持した圧電型振動子（例えば水晶振動子）で構成される。加振部８５は、制御部１００の制御の下、交流電圧が印加されたときに、所定の周波数で発振し、現像装置４１２を振動させる。加振部８５は、図３に示す例では現像装置４１２の上部ケーシング３１０に配置されているが、他の配置、例えば下部ケーシング３２０に配置されていてもよい。加振部８５の他の例として、モーターの軸に偏芯した錘が取り付けられ、かかるモーターの回転により錘の遠心力に基づいて振動を発生する構成としてもよい。
【００８０】
本実施の形態では、加振部８５を動作させて現像剤ＤＥの液面を均すことにより、例えば上述のように現像剤ＤＥを撮像領域に集める際に過大な凹凸形状が生じた場合でも、撮像領域の液面を平坦な形状に近付けることができる。総じて、かかる加振の処理を行うことによって、撮像領域の液面において、現像剤ＤＥの流動性の推定精度を下げる要因となる不要な影の発生等を防止しながら、流動性の推定に必要となる微細な凹凸を残すことができる。
【００８１】
他方、加振部８５を設けない構成の場合、撮像部８０によって撮像された画像にハイパスフィルターをかけて低周波数成分を除外することにより、当該フィルタリング後の画素値（輝度分布等）から現像剤ＤＥの流動性を推算することができる。かかるハイパスフィルターの処理は、例えば、制御部１００により、撮像画像の信号をフーリエ級数展開した後に、閾値以下の低周波成分の信号をカットして閾値を超えた周波数成分の信号を残すようにする。このようなハイパスフィルタリングの処理を施すことにより、上述のような過大な凹凸形状等から生じたノイズ的な影を無視ないし除外して、微細な凹凸の画素値のみを推算の対象とすることができる。
【００８２】
次に、撮像部８０で撮像した現像剤ＤＥの液面の撮像画像から、当該現像剤ＤＥの流動性を推定する方法について説明する。本実施の形態では、制御部１００は、現像剤ＤＥの液面の撮像画像の輝度、明度、彩度、および階調のうちの何れか一以上における分布状態から現像剤ＤＥの液面の凹凸を表す特徴量を抽出して、現像剤ＤＥの流動性を推定する。一具体例では、制御部１００は、撮像画像に映った影の部分を現像剤ＤＥの液面の凹凸を表す特徴量として抽出し、かかる影の総面積により、現像剤ＤＥの流動性を推定する。
【００８３】
また、本実施の形態では、制御部１００は、撮像画像に表された全ての画素における輝度、明度、彩度、または階調のうちの何れか一つの値の平均値を取得し、かかる撮像画像に含まれる各々の画素の上記何れか一つの値に対して平均値で除算することにより、各々の画素の相対値を特定する。このような処理を行うことにより、含有するトナーの色（ＹＭＣＫ）の違い等により、輝度や明度などの平均値が異なる現像剤ＤＥ間でも、同一の算出手法により流動性を精度良く推算することができる。
【００８４】
また、制御部１００は、撮像画像の輝度、明度、彩度、および階調のうちの何れかの値の度数分布図ないしヒストグラムを生成し（図６参照）、撮像画像に表された全ての画素が示す値の平均値を基準として各々の画素の相対値を求め、かかる相対値が閾値以下の値となる度数に基づいて、流動性の評価値を推算する。
【００８５】
図６は、現像剤ＤＥの液面の撮像画像の輝度値の出現度数（頻度）を表した度数分布図である。図６中、流動性が高い（良好な）現像剤ＤＥの度数分布を実線で示し、流動性が低い（劣化している）現像剤ＤＥの度数分布を点線で示している。
【００８６】
図６に示すように、一般に、現像剤ＤＥの流動性が低くなる（劣化する）ほど、かかる現像剤ＤＥの液面の凹凸形状による影が多く映るため、輝度値が低い画素の割合が多くなる。言い換えると、現像剤ＤＥの流動性が劣化すると、輝度値の低い（すなわち暗い）画素の度数（言い換えると影の面積率）が増える。これに対して、現像剤ＤＥの流動性が高い（良好である）場合、かかる現像剤ＤＥの液面の凹凸ひいては影が少なく映るため、輝度値が高い画素の割合が多くなる。
【００８７】
図６では、撮像画像に含まれる各画素の輝度値に関する度数分布を例示した。他方、撮像画像に含まれる各画素の明度、彩度、または階調の度数分布も、図６と同様ないし類似の特性を示す。したがって、撮像画像の輝度、明度、彩度、および階調のうちの何れかの値の度数分布を算定し、上記のような演算を行うことによって、現像剤ＤＥの流動性の良否を推定し、かかる推定結果から、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度の誤差量を特定することができる。
【００８８】
次に、画像形成装置１においてトナー補給制御を行う場合の処理の流れを、図７のフローチャートを参照して説明する。図７に示す処理は、上述した加振部８５を備えた構成を前提とする。一具体例では、制御部１００は、印刷ジョブを受信すると、かかる印刷ジョブの実行に先立って、ステップＳ１００以下の処理を実行する。
【００８９】
ステップＳ１００において、制御部１００は、加振部８５を駆動して、現像槽（現像剤攪拌室２６０，現像剤供給室２７０）を加振する処理を実行する。かかる加振処理によって、現像槽内に収容されている現像剤ＤＥの液面が均された状態となり、過度に大きい凹凸形状が無くなる。
【００９０】
ステップＳ１１０において、制御部１００は、撮像部８０および照明素子８２を稼働させて、現像槽（現像剤攪拌室２６０）内の現像剤ＤＥの液面（表面）を、照明素子８２で照明しながら撮像部８０によって撮像する処理を実行する。このとき撮像された現像剤ＤＥの液面の画像（図５参照）のデータは、撮像部８０から制御部１００に送信され、制御部１００のＲＡＭ１０３に一旦格納される。
【００９１】
ステップＳ１２０において、制御部１００は、当該撮像された液面の画像（撮像画像）に含まれる各々の画素が表す明暗に関する値（画素値）を識別する。この例では、制御部１００は、撮像画像の各々の画素が表す画素値を、２５６階調のグレースケールで表す。すなわち、２５６階調のグレースケール画像の画素値は、輝度と強い相関があるため、この例では、かかる２５６階調のグレースケール画像の画素値を、輝度の代用値として利用する。
【００９２】
ステップＳ１３０において、制御部１００は、各々の画素値（階調）の累積度数分布（図６参照）を算出する。
【００９３】
ステップＳ１４０において、制御部１００は、全ての画素値（階調）の平均値を算出する。続くステップＳ１５０において、制御部１００は、各々の画素値に対して、平均値で除算し、１２８を乗算する。ここでの除算は、平均輝度（グレースケール画像としての平均階調）を統一するための処理である。また、乗算での定数１２８は、画素値がとり得る最大値２５５の約半分であり、平均値で除算した値に１２８を乗算することで、ＹＭＣＫのどの画像であっても平均輝度（階調）が１２８になる。したがって、かかる演算を行うことにより、現像剤ＤＥの色や種類等に関わらず、当該現像剤ＤＥの液面の影部分を表す相対的な低輝度（階調）の累積度数（言い換えると液面の凹凸により映る影の総量）を計測することができる。
【００９４】
ステップＳ１６０において、制御部１００は、上記の演算（除算及び乗算）後の画素値（階調）が６０以下である画素の出現数（累積度数）を算出する。この算出処理によって、現像剤ＤＥの液面の凹凸の状態および、かかる凹凸により映る影の総量が判明する。
【００９５】
ステップＳ１７０において、制御部１００は、画素値（階調）が６０以下の累積度数が第１の閾値（この例では２００）以上かつ第２の閾値（この例では４００）未満であるか否かを判定する。
【００９６】
ここで、制御部１００は、画素値（階調）が６０以下の累積度数が２００以上かつ４００未満ではない（ステップＳ１７０、ＮＯ）と判定した場合、画素値（階調）が６０以下の累積度数が４００以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８０）。
【００９７】
他方、制御部１００は、画素値（階調）が６０以下の累積度数が２００以上かつ４００未満である（ステップＳ１７０、ＹＥＳ）と判定した場合、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度が実際よりも１％高いものと推定し（ステップＳ１９０）、ステップＳ２２０に移行する。
【００９８】
また、制御部１００は、画素値（階調）が６０以下の累積度数が４００以上ではない（ステップＳ１８０、ＮＯ）と判定した場合、かかる累積度数は２００未満であることから、液面の凹凸が少なく、現像剤ＤＥの流動性は高い（良好である）ものと判断する。この場合、制御部１００は、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度が実際の濃度と等しいものと推定し（ステップＳ２００）、ステップＳ２２０に移行する。
【００９９】
さらに、制御部１００は、画素値（階調）が６０以下の累積度数が４００以上である（ステップＳ１８０、ＹＥＳ）と判定した場合、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度の値が実際よりも２％高いものと推定し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０に移行する。
【０１００】
ステップＳ２２０において、制御部１００は、前ステップ（Ｓ１９０，Ｓ２００，Ｓ２１０）での推定結果に応じた量のトナーを供給するようにトナー補給部７４を稼働させて、現像槽内にトナーを補給する制御を行う。
【０１０１】
すなわち、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度が実際の濃度と等しいものと推定した場合（ステップＳ２００）、制御部１００は、通常通りトナー補給部７４を稼働させる（ステップＳ２２０）。
【０１０２】
他方、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度が実際よりも１％高いものと推定した場合（ステップＳ１９０）、制御部１００は、通常より１％分だけトナー供給量を増やすようにトナー補給部７４を稼働させる（ステップＳ２２０）。また、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度が実際よりも２％高いものと推定した場合（ステップＳ２１０）、制御部１００は、通常より２％分だけトナー供給量を増やすようにトナー補給部７４を稼働させる（ステップＳ２２０）。
【０１０３】
このような制御を行う画像形成装置１によれば、現像剤の種類や銘柄等の性質に依存することなく、自機内で現像剤ＤＥの流動性を推定することができ、該推定結果により、現像槽内の現像剤ＤＥ中の実際のトナー濃度をより正確に把握することができる。このため、本実施の形態によれば、現像剤ＤＥの嵩密度が変化してトナー濃度の検出値に誤差が発生した場合でも、現像剤ＤＥの流動性の推定結果に応じてトナー濃度の検出値を補正してトナー補給の制御を行うことにより、印刷画像の品質を維持することができる。
【０１０４】
なお、撮像画像に上述のハイパスフィルターをかける処理は、ステップＳ１１０（撮像画像の取得）とステップＳ１２０（各画素値の特定）の間に行うことができ、あるいはステップＳ１２０とステップＳ１３０（累積度数分布の算出）の間に行ってもよい。
【０１０５】
（実施例および比較例）
本発明者らは、本発明の効果を確認するため、上述の画像形成装置１で新品の現像剤ＤＥおよび劣化した現像剤ＤＥを各々使用して、これら現像剤ＤＥの液面を撮像および解析し、解析結果に応じたトナー供給制御を行う実験（実施例１，２の試験）を行った。また、比較のため、画像形成装置１で新品の現像剤ＤＥおよび劣化した現像剤ＤＥを各々使用して、上記撮像および解析を行わず、トナー濃度検知部７３により検知されたトナー濃度に応じたトナー供給制御を行う実験（比較例の試験）を行った。以下、これらの実験内容を詳しく説明する。
【０１０６】
各実施例及び比較例における共通の条件は以下の通りである。
現像剤ＤＥに含まれるトナーの粒径：  ６．５μｍ
現像剤ＤＥに含まれるキャリアーの粒径：  ３３μｍ
照明素子８２が出力する照明光の波長：  ８５０ｎｍ
【０１０７】
また、各実施例及び比較例では、現像剤ＤＥの流動性が異なる劣化現像剤と新品現像剤に対して、各々、Ａ４サイズの用紙Ｓに、５０００面、印字率１０％で画像を印刷した。そして、かかる印刷時におけるトナー濃度検知部７３によるトナー濃度の誤検知発生に伴う印刷画像の濃度ムラの発生の有無を調べた。さらに、各実施例及び比較例において、使用した劣化現像剤と新品現像剤について、日本工業規格（ＪＩＳ２５０２）に規定された方法で流動度（ｓｅｃ／ｇ）を測定した。
【０１０８】
（実施例１）
実施例１では、上述した加振部８５を用いて液面を均した状態の現像剤ＤＥを撮像部８０で撮影し、撮像部８０から出力された撮像画像に対して上述のハイパスフィルター（フーリエ級数展開等）の処理を行わず、撮像画像の各画素を解析してヒストグラムを作成した。かかる画素解析の手法は、上述したステップＳ１２０〜ステップＳ１６０の通りである。また、ヒストグラムは、撮影画像において画素値が６０以下である画素の個数（累積度数）を、劣化現像剤と新品現像剤の各々に対して計測することによって作成した。さらに、ステップＳ１７０〜ステップＳ２２０で上述したように、画素値が６０以下である画素の個数（累積度数）が２００以上の場合、トナー濃度検知部７３で検知されたトナー濃度値を補正して（ステップＳ１９０またはＳ２１０）、トナー補給制御を行う構成とした。
【０１０９】
（実施例２）
実施例２では、画像形成装置１から加振部８５を除去し、液面を均さない状態で現像剤ＤＥを撮像部８０で撮影し、出力された撮像画像にハイパスフィルターの処理を施した後、上述した画素解析およびヒストグラムの作成を行った。画素解析およびヒストグラムの作成の方法、およびトナー補給制御の方法は、実施例１と同様である。
【０１１０】
（比較例）
比較例では、実施例２で使用した画像形成装置１からさらに撮像部８０および照明素子８２を除去し、また、トナー濃度検知部７３で検知された値を補正せずに通常のトナー補給制御を行う構成とした。
【０１１１】
上述した実施例１、２および比較例の結果を、図８の表で示す。かかる表中に示すように、新品現像剤では画素値が６０以下である画素の累積度数（個数）が少なく（実施例１では９個、実施例２では２個）、他方、劣化現像剤ではかかる画素の個数がより多くなった（実施例１では４４９個、実施例２では２１３個）。また、表中に示すように、現像剤の流動度（ｓｅｃ／ｇ）の値は、上記の累積度数が大きいほど、大きくなることが確認された。
【０１１２】
そして、表中に示すように、比較例で劣化現像剤を用いた場合に濃度ムラが発生した。この事例では、使用した劣化現像剤の流動度が２．９（ｓｅｃ／ｇ）であり、流動性が劣化しているため、当該現像剤の嵩密度も低下しており、トナー濃度検知部７３が検知するトナー濃度が実際のトナー濃度よりも高めに検知されたことが確認された。この結果、現像槽に十分にトナーが供給されなくなり、現像剤中のトナー濃度が異常に低下して、出力された画像の欠陥（所謂スクリュームラ）が発生した。
【０１１３】
これに対して、実施例１，２では、何れも濃度ムラが発生しなかった。特に、実施例１では、流動度が３．３（ｓｅｃ／ｇ）と、比較例で使用したものより流動性が劣る劣化現像剤を使用した場合でも、トナー濃度検知部７３で検知されたトナー濃度値を補正してトナー補給制御を行ったため、濃度ムラは発生しなかった。
【０１１４】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、現像剤の流動性の推定結果に応じてトナーの補給量を調節する制御を行うことにより、現像剤の嵩密度が変化した場合における出力画像の濃度ムラの発生を防止して、印刷画像の品質を維持することができる。
【０１１５】
また、本発明によれば、現像剤の流動性を推定することにより、現像剤の劣化程度を推定することもでき、現像剤の劣化程度の推定結果に応じて、適正な現像剤補給の制御や、劣化した現像剤を交換するようにユーザーに知らせることもできる。
【０１１６】
上記実施の形態では、トナー濃度検知部７３を第２の現像槽２６０に設ける構成としたが、他の例として、トナー濃度検知部７３を第１の現像槽２７０に設ける構成とすることもできる。トナー濃度検知部７３を第１の現像槽２７０に設ける場合は、現像剤供給室２７０における搬送方向の上流側に設けることが好ましい。
【０１１７】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１  画像形成装置
１０  画像読取部
２０  操作表示部
２１  表示部
２２  操作部
３０  画像処理部
４０  画像形成部
５０  用紙搬送部
６０  定着部
７１  通信部
７２  記憶部
７３  トナー濃度検知部（透磁率センサー）
７４  トナー補給部
８０  撮像部
８２  照明素子（光源）
８５  加振部
１００  制御部（推定部）
２１０  現像ローラー
２１１  現像スリーブ
２１２  現像マグネットロール
２２０  供給ローラー
２３０  搬送ガイド部
２４０  攪拌スクリュー（攪拌部材）
２５０  供給スクリュー
２６０  現像剤攪拌室（現像槽）
２７０  現像剤供給室（現像槽）
３１０  上部ケーシング
３２０  下部ケーシング
４１２  現像装置
４１３  感光体ドラム
ＤＥ  現像剤
【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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