(57)【要約】【課題】現像剤担持体の現像剤搬送量に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことが可能な現像装置、画像形成装置および制御電圧補正方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１（現像装置４１２）は、トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像ケーシング１９０と、現像ケーシング１９０内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサー２１０と、感光体ドラム４１３に対向して配置され、現像剤を担持しながら搬送し、感光体ドラム４１３に現像剤中のトナーを供給する現像ローラー１１０と、トナー濃度検出センサー２１０の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じた制御電圧、および、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得し、当該パラメーターに基づいて、当該取得された制御電圧を補正する制御部１００とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、
像担持体に対向して配置され、前記現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
前記トナー濃度検出部の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく前記現像剤の劣化状態に応じた制御電圧を取得する制御電圧取得部と、
前記現像剤担持体による前記現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、
前記パラメーター取得部により取得された前記パラメーターに基づいて、前記制御電圧取得部により取得された制御電圧を補正する制御電圧補正部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材を備え、
前記パラメーター取得部は、前記現像剤担持体の表面と前記規制部材との間の隙間距離を前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記パラメーター取得部は、前記現像剤担持体の表面粗さを前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材を備え、
前記現像剤担持体の内部には、前記規制部材とともに前記現像剤の量を規制するための磁界を発生させるための規制極が配置され、
前記パラメーター取得部は、前記現像剤担持体の回転の中心と前記規制部材とを結んだ直線を第１直線とし、前記現像剤担持体の回転の中心と前記規制極とを結んだ直線を第２直線とした場合、前記第１直線と前記第２直線とが成す角度である磁極角度を前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記パラメーター取得部は、前記現像剤担持体に担持される現像剤の圧力を前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記パラメーター取得部は、前記現像剤収容部内における前記現像剤の液面の高さを前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
前記パラメーター取得部は、前記現像剤担持体に担持される現像剤の電荷量を前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項８】
前記パラメーター取得部は、前記現像装置の周囲の温度を前記パラメーターとして取得することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、像担持体に対向して配置され、前記現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体とを備える現像装置における制御電圧補正方法であって、
前記トナー濃度検出部の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく前記現像剤の劣化状態に応じた制御電圧を取得する制御電圧取得ステップと、
前記現像剤担持体による前記現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得するパラメーター取得ステップと、
前記パラメーター取得ステップにより取得された前記パラメーターに基づいて、前記制御電圧取得ステップにより取得された制御電圧を補正する制御電圧補正ステップと、
を有することを特徴とする制御電圧補正方法。
【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制御電圧補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体（像担持体）へ現像装置よりトナーを供給す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。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、加熱および加圧して定着させることにより用紙に画像を形成する。
【０００３】
感光体にトナー像を形成する現像方式には、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナーとキャリアー（鉄粉）を用いる二成分現像方式がある。二成分現像方式の現像装置においては、現像ローラー（現像剤担持体）の表面に、現像剤を付着させて担持、搬送し、現像ローラーに対向して配置された感光体の表面に、現像剤中のトナーを移行、付着させてトナー像を形成する（現像）。
【０００４】
通常、現像ローラーに供給される現像剤は攪拌室に収容される。現像剤は、攪拌室にて混合、攪拌されることにより摩擦帯電され、現像ローラーの表面に付着する。現像後の現像ローラー上に残存する現像剤は、現像ローラーから剥離された後に攪拌室に搬送（回収）され、攪拌室に収容されている現像剤と混合、攪拌されて現像に供される（再使用）。
【０００５】
現像後の現像ローラー上に残存する現像剤はトナー成分が減少しているので、このような現像、回収、再使用を繰り返すと、攪拌室内に収容されている現像剤のトナー濃度は低下する。トナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量（Ｗｔ）とキャリアーの質量（Ｗｃ）との比であり、トナー濃度＝（Ｗｔ／（Ｗｔ＋Ｗｃ））×１００［％］で表わされる。
【０００６】
攪拌室内に収容されている現像剤のトナー濃度は、現像により形成されるトナー像の濃度に影響する。トナー濃度が低くなると現像により形成されるトナー像の濃度が不足する一方、トナー濃度が高くなるとトナー像の濃度が過多となる。そのため、通常、攪拌室内に収容される現像剤のトナー濃度を測定し、トナー濃度が低くなったときには攪拌室内の現像剤にトナーを補給し、攪拌室内の現像剤のトナー濃度を適当な範囲に管理することが行われている。
【０００７】
二成分現像剤を用いる現像方式は、このようなトナー濃度の管理を必要とするが、トナーの摩擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集が起こりにくく、高品位の画像の形成が可能であるため、多く用いられている。
【０００８】
二成分現像剤（以下、単に「現像剤」と記す）のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段としては、例えば、トナー濃度により現像剤の透磁率が変化する現象を利用した、透磁率検出方式のトナー濃度検出センサーが存在する。
【０００９】
透磁率検知方式によるトナー濃度の検出方法は、トナー濃度が低いときは磁性体であるキャリアーが相対的に多いので透磁率は高くなる一方、トナー濃度が高いときには磁性体であるキャリアーが相対的に少ないので透磁率は低くなる現象を利用したもので、キャリアーの色調の影響を受けないので、好ましく用いられる。
【００１０】
トナー濃度検出センサーは、被測定物である現像剤の透磁率に基づく特性を、例えば電圧値として出力する。通常、トナー濃度が高いときには出力値は低くなり、トナー濃度が低いときには出力値は高くなる。このように、トナー濃度検出センサーの出力値からトナー濃度を知ることができる。
【００１１】
トナー濃度検出センサーを組み込んだ画像形成装置においては、トナー濃度が低下してトナー濃度検出センサーの出力値が所定値より大きくなったときにトナー補給を行い、トナー濃度を好ましい範囲に保つように制御している。
【００１２】
しかし、現像剤の透磁率は、トナー濃度以外の要因、すなわち現像剤の嵩密度によっても変化することが知られている。例えば、トナーの帯電量が低下すれば、トナー濃度が同じでも現像剤中のトナー同士の静電気的反発力が小さくなるので、現像剤の嵩（体積）が減少して嵩密度は低くなる。その結果、トナー濃度検出センサーの検出領域内に存在するキャリアーの量が多くなるため、トナー濃度が同じであっても、トナー濃度検出センサーの出力値は高くなる。つまり、真のトナー濃度よりも低めにトナー濃度が検出され、過剰にトナーが補給される。
【００１３】
一般に、現像剤の嵩密度は、画像形成処理の進行（現像剤耐久）により現像剤が劣化して低くなる。現像剤が劣化する要因の１つとして、現像ローラーの近傍に配置されている規制ブレードと当該現像ローラーとの間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーがストレスを受ける点が挙げられている。キャリアーがストレスを受けると、当該キャリアーの樹脂コート膜が摩耗し、トナーを帯電させる能力（トナー帯電能力）が低下する。その結果、トナーの帯電量が低下し、現像剤の嵩密度が低くなる。つまり、トナー濃度検出センサーの出力値は、画像形成処理が進行するにつれて高くなる。このように、トナー濃度検出センサーの出力値のみでは、正確なトナー濃度の検出は難しく、従来の画像形成装置では、トナー濃度以外の要因（現像剤耐久）による現像剤の嵩密度の変化によってトナー濃度の誤検出を起こすことがないように配慮されている。つまり、トナー濃度検出センサーの出力値を制御する制御電圧を変更することにより、トナー濃度検出センサーの出力値を、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じて補正して、補正された出力値によりトナー補給を行う方法が採られている。トナー濃度検出センサーに印加する制御電圧を設定するにあたり、画像形成処理の進行時間に対する、トナー濃度検出センサーに印加する制御電圧を補正テーブルという形で保存しておき、検出された進行時間により補正テーブルを参照して当該制御電圧を設定する。
【００１４】
特許文献１には、交換されるプロセスカートリッジの現像ローラーのトナー搬送量が異なる場合でも、そのトナー搬送量に応じたプロセスカートリッジの交換時期をユーザーに知らせる技術が開示されている。
【００１５】
特許文献２には、特性の異なる種々のトナーを使用可能としながら、安定かつ良好な画像品質で画像を形成する技術が開示されている。特許文献２に記載の技術では、パッチ画像として多階調のトナー像を形成して濃度センサーによりその濃度を検出し、その結果に基づいて、階調補正に適用する階調補正テーブルの内容を更新する。
【００１６】
特許文献３には、現像ローラーと蓄電要素部材（電気特性検知手段）との間にある現像剤の電荷の時間変化に相当する電気的特性を検知し、その検知した電気的特性に基づき、現像剤の搬送量を算出する技術が開示されている。
【００１７】
特許文献４には、トナー劣化の温度依存性に着目し、現像器内の温度が所定温度よりも高い場合、現像器内の現像剤が強制的に排出される量が多くなるように排出動作条件を変更する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２０１１−１７００４号公報
【特許文献２】特開２００７−２２５９８１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１５９６１９号公報
【特許文献４】特開２０１１−４８０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述したように、トナー濃度検出センサーの出力値に影響を与える現像剤の嵩密度は、画像形成処理の進行により現像剤が劣化して低くなる。しかしながら、現像剤が劣化する速度は、現像ローラー上において現像剤が搬送される量（以下、「現像ローラーの現像剤搬送量」という）に違いが生じることよってばらつきが生じる。例えば、現像ローラーの現像剤搬送量が低い場合、規制ブレードと当該現像ローラーとの間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーが受けるストレスは小さいため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は遅くなる。その一方、現像ローラーの現像剤搬送量が高い場合、規制ブレードと当該現像ローラーとの間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーが受けるストレスは大きいため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は速くなる。つまり、現像ローラーの現像剤搬送量の違いによって現像剤の劣化速度にばらつきが生じる。そのため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度が一定であることを前提としている補正テーブルを参照してトナー濃度検出センサーの制御電圧を設定しても、トナー濃度の誤検出が起きてしまう場合があり、この場合、トナーの補給量が過剰になったり不足したりする。よって、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことができず、カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良が発生してしまうという問題があった。
【００２０】
なお、特許文献１〜４に記載の技術は、現像ローラーの現像剤搬送量に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことを目的としたものではなく、したがってそのための構成を有していない。
【００２１】
本発明は、現像剤担持体の現像剤搬送量に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことが可能な現像装置、画像形成装置および制御電圧補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明に係る現像装置は、
トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、
像担持体に対向して配置され、前記現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体と、
前記トナー濃度検出部の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく前記現像剤の劣化状態に応じた制御電圧を取得する制御電圧取得部と、
前記現像剤担持体による前記現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得するパラメーター取得部と、
前記パラメーター取得部により取得された前記パラメーターに基づいて、前記制御電圧取得部により取得された制御電圧を補正する制御電圧補正部と、
を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、上記現像装置を備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る制御電圧補正方法は、
トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部と、像担持体に対向して配置され、前記現像剤を担持しながら搬送し、前記像担持体に前記現像剤中のトナーを供給する現像剤担持体とを備える現像装置における制御電圧補正方法であって、
前記トナー濃度検出部の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく前記現像剤の劣化状態に応じた制御電圧を取得する制御電圧取得ステップと、
前記現像剤担持体による前記現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得するパラメーター取得ステップと、
前記パラメーター取得ステップにより取得された前記パラメーターに基づいて、前記制御電圧取得ステップにより取得された制御電圧を補正する制御電圧補正ステップと、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、現像剤担持体による現像剤の搬送量を推定するパラメーターが検出され、検出されたパラメーターに基づいて、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じた制御電圧が補正される。すなわち、単に画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に基づくのではなく、現像剤搬送量の違いに伴う、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度のばらつきを考慮して、最終的なトナー濃度検出部の制御電圧が設定される。そのため、現像剤担持体の現像剤搬送量に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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概略的に示す図である。
【図４】画像形成処理の進行時間と制御電圧との関係を表す補正テーブルである。
【図５】本実施の形態における画像形成装置の動作例を示すフローチャートである。
【図６】現像ローラーの表面と規制ブレードとの間の隙間距離と現像剤搬送量との関係、および、当該隙間距離に応じた画像形成処理の進行時間とキャリアーの膜厚との関係を示すグラフである。
【図７】現像スリーブの粗さと現像剤搬送量との関係、および、当該現像スリーブの粗さに応じた画像形成処理の進行時間とキャリアーの膜厚との関係を示すグラフである。
【図８】規制極の磁極角度と現像剤搬送量との関係、および、当該磁極角度に応じた画像形成処理の進行時間とキャリアーの膜厚との関係を示すグラフである。
【図９】評価実験における実験結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の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１、２に示す画像形成装置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）の各色トナー画像を中間転写ベルト４２１に転写（一次転写）し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー画像を重ね合わせた後、用紙Ｓに転写（二次転写）することにより、画像を形成する。
【００２８】
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画像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００２９】
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及び制御部１００を備える。
【００３０】
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。
【００３１】
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を受信し、この画像データ（入力画像データ）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。
【００３２】
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。
【００３３】
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は、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できる。
【００３４】
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。
【００３５】
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、画像の状態表示、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム径が８０［ｍｍ］のアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。電荷発生層は、電荷発生材料（例えばフタロシアニン顔料）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト）に分散させた有機半導体からなり、露光装置４１１による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料（電子供与性含窒素化合物）を樹脂バインダー（例えばポリカーボネイト樹脂）に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
【００４１】
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。
【００４２】
帯電装置４１４は、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。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。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００４３】
現像装置４１２は、二成分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トナー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。
【００４４】
ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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ローラー４２３Ｂ（以下「バックアップローラー４２３Ｂ」と称する）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。
【００４９】
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（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。
【００５０】
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（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。
【００５１】
ベルトクリーニング装置４２６は、中間転写ベルト４２１の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、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。なお、二次転写ローラー４２４に代えて、二次転写ローラーを含む複数の支持ローラーに、二次転写ベルトがループ状に張架された構成（いわゆるベルト式の二次転写ユニット）を採用しても良い。
【００５２】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面（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（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、及び加熱源６０Ｃ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を狭持して搬送する定着ニップが形成される。
【００５３】
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、定着面側部材又は裏面側支持部材から用紙Ｓを分離させるエア分離ユニットが配置されていても良い。
【００５４】
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）があらかじ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等の複数の搬送ローラー対を有する。
【００５５】
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。このとき、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により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、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。
【００５６】
次に、図３を参照し、現像装置４１２の構成について説明する。なお、現像装置４１２および制御部１００は、本発明の「現像装置」として機能する。現像装置４１２および制御部１００は、ユニットとして構成されて画像形成装置１に取り付けられても良いし、それぞれが別々に画像形成装置１に組み込まれて、本発明の「現像装置」として機能するものであっても良い。制御部１００は、本発明の「制御電圧取得部」、「パラメーター取得部」および「制御電圧補正部」として機能する。
【００５７】
図３に示すように、現像装置４１２は、トナーとキャリアーとを含む現像剤を用いて、感光体ドラム４１３（本発明の「像担持体」に対応）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１１０（本発明の「現像剤担持体」に対応）、供給ローラー１２０、搬送ガイド部１３０、攪拌ローラー１４０、搬送ローラー１５０およびトナー濃度検出センサー２１０（本発明の「トナー濃度検出部」に対応）を備える。
【００５８】
攪拌ローラー１４０および搬送ローラー１５０は、螺旋形状のスクリュー部材である。攪拌ローラー１４０は、第１の現像剤供給室１４５に収納されている。搬送ローラー１５０は、第２の現像剤供給室１５５に収納されている。攪拌ローラー１４０および搬送ローラー１５０は、現像剤を攪拌しながら供給ローラー１２０へ搬送する。
【００５９】
供給ローラー１２０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、搬送ローラー１５０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１３０まで搬送される。
【００６０】
搬送ガイド部１３０は、現像ローラー１１０と供給ローラー１２０との間に架設され、供給ローラー１２０から搬送された現像剤を現像ローラー１１０に供給する。搬送ガイド部１３０の鉛直上方の面は、平坦面であって、かつ、供給ローラー１２０から現像ローラー１１０へ向けて降り斜面をなしている。搬送ガイド部１３０における供給ローラー１２０側の端部と供給ローラー１２０との間には間隙（例えば、０．７５［ｍｍ］）が形成されている。
【００６１】
現像ローラー１１０は、回転可能な現像スリーブ１１０Ａと、現像スリーブ１１０Ａの内部に配置された現像マグネットロール１１０Ｂとを備える。現像ローラー１１０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１１５へ現像剤を搬送する。現像スリーブ１１０Ａは、図中反時計回りで回転する。現像マグネットロール１１０Ｂ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１３０における現像ローラー１１０側の端部と現像スリーブ１１０Ａとの間には、所定の間隙（例えば、０．５０［ｍｍ］）が形成されている。
【００６２】
現像スリーブ１１０Ａの近傍には、規制ブレード１８０（本発明の「規制部材」に対応）が配置されている。規制ブレード１８０の端部は、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において、搬送ガイド部１３０との近接部よりも下流であって、かつ、現像領域１１５よりも上流に位置している。規制ブレード１８０は、図示しない規制ホルダにより支持されている。
【００６３】
現像ローラー１１０の一部、供給ローラー１２０、搬送ガイド部１３０、攪拌ローラー１４０、搬送ローラー１５０および規制ブレード１８０は、現像ケーシング１９０（本発明の「現像剤収容部」に対応）の中に収納されている。現像ケーシング１９０内には、第１の現像剤供給室１４５および第２の現像剤供給室１５５が形成されている。第１の現像剤供給室１４５と第２の現像剤供給室１５５とは、隔壁部２００により仕切られている。
【００６４】
第１の現像剤供給室１４５には、トナー供給部（図示せず）からトナーが供給される。第１の現像剤供給室１４５の底面には、現像ケーシング１９０内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサー２１０が装着されている。トナー濃度検出センサー２１０のセンサー面は、第１の現像剤供給室１４５の内部に露出している。トナー濃度は、現像剤中のトナーの質量（Ｗｔ）とキャリアーの質量（Ｗｃ）との比であり、トナー濃度＝（Ｗｔ／（Ｗｔ＋Ｗｃ））×１００［％］で表わされる。
【００６５】
現像ケーシング１９０内に収容されている現像剤のトナー濃度は、現像により形成されるトナー像の濃度に影響する。トナー濃度が低くなると現像により形成されるトナー像の濃度が不足する一方、トナー濃度が高くなるとトナー像の濃度が過多となる。そのため、現像ケーシング１９０内に収容される現像剤のトナー濃度を検出し、トナー濃度が低くなったときには現像ケーシング１９０内にトナーを補給し、現像ケーシング１９０内の現像剤のトナー濃度を適当な範囲に管理することが行われている。
【００６６】
トナー濃度検出センサー２１０は、トナー濃度により現像剤の透磁率が変化する現象を利用した透磁率検出方式のセンサーである。透磁率検知方式によるトナー濃度の検出方法は、トナー濃度が低いときは磁性体であるキャリアーが相対的に多いので透磁率は高くなる一方、トナー濃度が高いときには磁性体であるキャリアーが相対的に少ないので透磁率は低くなる現象を利用したもので、キャリアーの色調の影響を受けないので、好ましく用いられる。
【００６７】
トナー濃度検出センサー２１０は、被測定物である現像剤の透磁率に基づく特性を電圧値として出力する。通常、トナー濃度が高いときには出力値（検出値）は低くなり、トナー濃度が低いときには出力値は高くなる。このように、制御部１００は、トナー濃度検出センサー２１０の出力値からトナー濃度を知ることができる。
【００６８】
トナー濃度検出センサー２１０を組み込んだ画像形成装置１においては、トナー濃度が低下してトナー濃度検出センサー２１０の出力値が所定値（例えば、トナー濃度：３．５［％］に相当する値）より大きくなったときにトナー補給を行い、トナー濃度を好ましい範囲に保つように制御している。
【００６９】
しかし、現像剤の透磁率は、トナー濃度以外の要因、すなわち現像剤の嵩密度によっても変化することが知られている。例えば、トナーの帯電量が低下すれば、トナー濃度が同じでも現像剤中のトナー同士の静電気的反発力が小さくなるので、現像剤の嵩（体積）が減少して嵩密度は低くなる。その結果、トナー濃度検出センサー２１０の検出領域内に存在するキャリアーの量が多くなるため、トナー濃度が同じであっても、トナー濃度検出センサー２１０の出力値は高くなる。つまり、真のトナー濃度よりも低めにトナー濃度が検出され、過剰にトナーが補給される。
【００７０】
一般に、現像剤の嵩密度は、画像形成処理の進行（以下、「現像剤耐久」ともいう）により現像剤が劣化して低くなる。現像剤が劣化する要因の１つとして、現像ローラー１１０の近傍に配置されている規制ブレード１８０と現像ローラー１１０との間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーがストレスを受ける点が挙げられている。キャリアーがストレスを受けると、当該キャリアーの樹脂コート膜が摩耗し、トナーを帯電させる能力（トナー帯電能力）が低下する。その結果、トナーの帯電量が低下し、現像剤の嵩密度が低くなる。つまり、トナー濃度検出センサー２１０の出力値は、画像形成処理が進行するにつれて高くなる。このように、トナー濃度検出センサー２１０の出力値のみでは、正確なトナー濃度の検出は難しく、従来から、トナー濃度以外の要因（現像剤耐久）による現像剤の嵩密度の変化によってトナー濃度の誤検出を起こすことがないように配慮されている。つまり、トナー濃度検出センサー２１０の出力値を制御する制御電圧の値（「基準制御値」ともいう）を変更することにより、トナー濃度検出センサー２１０の出力値を、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じて補正して、補正された出力値によりトナー補給を行う方法が採られている。制御部１００は、トナー濃度検出センサー２１０に印加する制御電圧を設定するにあたり、画像形成処理の進行時間に対する、トナー濃度検出センサー２１０に印加する制御電圧を補正テーブルという形で記憶部７２に保存しておき、検出された進行時間により補正テーブルを参照して当該制御電圧を設定する。図４は、画像形成処理の進行時間と制御電圧との関係を表す補正テーブルである。
【００７１】
攪拌ローラー１４０は、回転することにより第１の現像剤供給室１４５へ供給されたトナーとキャリアーとを混合攪拌し摩擦帯電する。攪拌ローラー１４０は、摩擦帯電した現像剤を第２の現像剤供給室１５５へ搬送する。搬送ローラー１５０は、回転することにより、攪拌ローラー１４０から搬送された現像剤を供給ローラー１２０へ搬送する。
【００７２】
供給ローラー１２０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、図中反時計回りに回転することによって、現像剤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１３０まで搬送する。
【００７３】
搬送ガイド部１３０上の現像剤は、現像ローラー１１０まで導かれる。現像マグネットロール１１０Ｂが発生する磁界によって、現像スリーブ１１０Ａの外周面上に磁気ブラシが発生して、現像剤の層が現像スリーブ１１０Ａの外周面上に形成される。そして、現像スリーブ１１０Ａは、図中反時計回りに回転することにより、現像剤を磁界によって現像スリーブ１１０Ａ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１１５まで搬送する。その途中で、規制ブレード１８０が現像剤の層の厚さを規制することにより、一定量の現像剤が現像領域１１５へ搬送される。現像領域１１５において、現像剤の層は感光体ドラム４１３の表面に接触する。現像領域１１５において、トナーは、現像スリーブ１１０Ａ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。
【００７４】
図３に示すように、現像ローラー１１０の現像マグネットロール１１０Ｂには、７つの磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が配置されている。
【００７５】
磁極Ｎ３は、Ｎ極にて構成され、搬送ガイド部１３０により搬送される現像剤を、現像スリーブ２１０Ａに汲み上げる（吸着させる）。磁極Ｎ３は、現像スリーブ２１０Ａへの現像剤供給位置に対応する。なお、７つの磁極は、Ｎ極とＳ極とが交互に配置されていれば、汲み上げ用の磁極がＳ極であっても良い。また、現像マグネットロール１１０Ｂ内に配置される磁極の数は、例えば５つであっても良い。
【００７６】
画像形成動作中においては、まず、磁極Ｎ３にて形成された磁力線により現像剤を現像ローラー１１０側に汲み上げる。
【００７７】
磁極Ｓ２（本発明の「規制極」に対応）は、Ｓ極であり、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｎ３の下流側の隣に設けられている。磁極Ｓ２は、規制ブレード１８０とともに、搬送される現像スリーブ１１０Ａ表面の現像剤の量を一定の層厚に規制するための磁界を発生させる。磁極Ｓ２にて形成される磁力線により、現像スリーブ１１０Ａ表面に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ１１０Ａの回転方向下流に搬送される。
【００７８】
磁極Ｎ２は、Ｎ極であり、現像スリーブ２１０Ａの回転方向において磁極Ｓ２の下流側の隣に設けられている。磁極Ｎ２にて形成される磁力線により、磁極Ｓ２および規制ブレード１８０により現像スリーブ１１０Ａ上に形成された一定の層厚を有する現像剤は、磁極Ｎ２から磁極Ｓ１へと現像スリーブ１１０Ａの回転方向下流に搬送される。
【００７９】
磁極Ｓ１は、Ｓ極であり、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｎ２の下流側の隣に設けられている。磁極Ｓ１にて形成される磁力線により、現像スリーブ１１０Ａ上に形成された現像剤は、磁極Ｓ１から磁極Ｎ１へと現像スリーブ１１０Ａの回転方向の下流側に搬送される。
【００８０】
磁極Ｎ１は、Ｎ極であり、感光体ドラム４１３に対向して配設される。磁極Ｎ１は、感光体ドラム４１３上の静電潜像を顕像化させる主磁極として作用する。磁極Ｓ１から搬送されてきた現像剤は、磁極Ｎ１の磁力線にて形成される磁気ブラシにて、感光体ドラム４１３を摺擦する。この磁気ブラシが形成される、感光体ドラム４１３と現像スリーブ１１０Ａとが対向する領域が、現像領域１１５である。
【００８１】
磁極Ｓ３は、Ｓ極であり、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｎ１の下流側の隣に設けられている。磁極Ｓ３にて形成される磁力線により、磁極Ｎ１の位置から搬送された現像剤は、現像スリーブ１１０Ａに保持され、現像スリーブ１１０Ａの回転方向の下流側に搬送される。
【００８２】
磁極Ｎ４は、Ｎ極であり、現像スリーブ１１０Ａの回転方向において磁極Ｓ３の下流側の隣に設けられている。磁極Ｎ４の極性は、磁極Ｎ３の極性と同じ（本実施の形態では、Ｎ極）であり、現像スリーブ１１０Ａにおいて磁極Ｎ４と磁極Ｎ３との間の領域では磁極が設けられていない。すなわち、磁極Ｎ４と磁極Ｎ３との間では、反発磁界が形成されることによって、磁極Ｎ４で保持されていた現像剤は、現像スリーブ１１０Ａ上から外れる。現像スリーブ１１０Ａ上から外れた現像剤は、落下し、第２の現像剤供給室１５５に回収される。
【００８３】
上述したように、トナー濃度検出センサー２１０の出力値に影響を与える現像剤の嵩密度は、画像形成処理の進行により現像剤が劣化して低くなる。しかしながら、現像剤が劣化する速度は、現像ローラー１１０上において現像剤が搬送される量（以下、「現像ローラーの現像剤搬送量」という）に違いが生じることよってばらつきが生じる。例えば、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が低い場合、規制ブレード１８０と現像ローラー１１０との間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーが受けるストレスは小さいため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は遅くなる。その一方、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が高い場合、規制ブレード１８０と現像ローラー１１０との間を現像剤が通過する際に当該現像剤中のキャリアーが受けるストレスは大きいため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は速くなる。つまり、現像ローラー１１０の現像剤搬送量の違いによって現像剤の劣化速度にばらつきが生じる。そのため、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度が一定であることを前提としている補正テーブルを参照してトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を設定しても、トナー濃度の誤検出が起きてしまう場合があり、この場合、トナーの補給量が過剰になったり不足したりする。よって、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことができず、画像不良が発生してしまうという問題があった。具体的には、トナー濃度が高い場合には、カブリ、コボレ等の画像不良が発生する一方、トナー濃度が低い場合には、キャリアー付着等の画像不良が発生する。
【００８４】
そこで、本実施の形態では、制御部１００は、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じたトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧、および、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得し、当該パラメーターに基づいて、当該取得した制御電圧を補正する。
【００８５】
次に、図５のフローチャートを参照し、画像形成装置１（現像装置４１２）の動作について説明する。なお、図５に示す処理は、例えば印刷ジョブに対応する画像形成処理が開始された後、１００００［枚］の画像形成が行われる毎に実行される。
【００８６】
まず、制御部１００は、画像形成処理の進行時間を計測するタイマー（図示せず）から、当該画像形成処理の進行時間を取得する（ステップＳ１００）。次に、制御部１００は、記憶部７２に保存されている補正テーブル（図４を参照）を参照し、画像形成処理の進行時間に応じた制御電圧を取得する（ステップＳ１２０）。
【００８７】
次に、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量［ｇ／ｍｍ２］を推定するパラメーターを取得する（ステップＳ１４０）。パラメーターは、現像装置４１２の識別情報として記憶部７２に保存しておいても良いし、操作部２２を介してユーザーにより入力されても良い。
【００８８】
本実施の形態では、パラメーターは、搬送量規制Ｄｂ、現像スリーブ粗さＲｚ、および磁極Ｓ２の磁極角度である。搬送量規制Ｄｂは、図３に示すように、現像ローラー１１０の表面と規制ブレード１８０の先端部との間の隙間距離ｄである。現像スリーブ粗さＲｚは、現像スリーブ１１０Ａの表面粗さである。磁極Ｓ２の磁極角度は、図３に示すように、現像ローラー１１０の回転の中心と規制ブレード１８０とを結んだ直線をＬ１（第１直線）とし、現像ローラー１１０の回転の中心と磁極Ｓ２とを結んだ直線をＬ２（第２直線）とした場合、第１直線と第２直線とが成す角度αである。
【００８９】
図６は、搬送量規制Ｄｂと現像ローラー１１０の現像剤搬送量との関係、および、搬送量規制Ｄｂに応じた画像形成処理の進行時間［ｈｏｕｒ］と現像剤中のキャリアーの膜厚［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。図６Ａに示すように、搬送量規制Ｄｂが大きくなるにつれて、現像ローラー１１０の現像剤搬送量は大きくなっている。図６Ｂに示すように、画像形成処理の進行時間が大きくなるにつれて現像剤中のキャリアーの膜厚が小さくなる結果、現像剤は劣化する。そして、搬送量規制Ｄｂが０．４２［ｍｍ］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が高い場合）の方が、搬送量規制Ｄｂが０．２８［ｍｍ］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が低い場合）に比べて、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は速い。
【００９０】
図７は、現像スリーブ粗さＲｚと現像ローラー１１０の現像剤搬送量との関係、および、現像スリーブ粗さＲｚに応じた画像形成処理の進行時間［ｈｏｕｒ］とキャリアーの膜厚［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。図７Ａに示すように、現像スリーブ粗さＲｚが大きくなるにつれて、現像ローラー１１０の現像剤搬送量は大きくなっている。図７Ｂに示すように、画像形成処理の進行時間が大きくなるにつれて現像剤中のキャリアーの膜厚が小さくなる結果、現像剤は劣化する。そして、現像スリーブ粗さＲｚが５０［μｍ］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が高い場合）の方が、現像スリーブ粗さＲｚが２０［μｍ］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が低い場合）に比べて、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は速い。
【００９１】
図８は、磁極Ｓ２の磁極角度αと現像ローラー１１０の現像剤搬送量との関係、および、磁極Ｓ２の磁極角度αに応じた画像形成処理の進行時間［ｈｏｕｒ］とキャリアーの膜厚［ｗｔ％］との関係を示すグラフである。図８Ａに示すように、磁極Ｓ２の磁極角度αが５［°］に向かって大きくなるにつれて、現像ローラー１１０の現像剤搬送量は大きくなる一方、磁極Ｓ２の磁極角度αが５［°］を超えて大きくなるにつれて、現像ローラー１１０の現像剤搬送量は小さくなっている。図８Ｂに示すように、画像形成処理の進行時間が大きくなるにつれて現像剤中のキャリアーの膜厚が小さくなる結果、現像剤は劣化する。そして、磁極Ｓ２の磁極角度αが５［°］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が高い場合）の方が、磁極Ｓ２の磁極角度αが１１［°］である場合（すなわち、現像ローラー１１０の現像剤搬送量が低い場合）に比べて、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度は速い。
【００９２】
次に、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターに基づいて、ステップＳ１２０にて取得したトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する（ステップＳ１６０）。本実施の形態では、制御部１００は、補正後の制御電圧を以下の式（１）を用いて求める。すなわち、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量の違いによって、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度がばらつくことを考慮し、当該搬送量を推定するパラメーターの所定値からの差に応じて制御電圧を補正する。
補正後の制御電圧［Ｖ］＝ステップＳ１２０にて取得した制御電圧［Ｖ］
×｛搬送量規制Ｄｂ［ｍｍ］÷０．３５［ｍｍ］（搬送量規制Ｄｂの基準値）｝
×｛現像スリーブ粗さＲｚ［μｍ］÷３５［μｍ］（現像スリーブ粗さＲｚの基準値）｝
×｛１−０．１×｛磁極Ｓ２の磁極角度［°］−５［°］（磁極Ｓ２の磁極角度の基準値）｝｝・・・（１）
搬送量規制Ｄｂの基準値、現像スリーブ粗さＲｚの基準値および磁極Ｓ２の磁極角度の基準値はそれぞれ、図４に示す補正テーブルを作成する際に、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度がある速度（一定）となる、現像装置４１２の識別情報として設定された値である。
【００９３】
最後に、制御部１００は、補正後の制御電圧をトナー濃度検出センサー２１０に印加するように、トナー濃度検出センサー２１０に接続された電源（図示せず）を制御する（ステップＳ１８０）。ステップＳ１８０の処理が完了することによって、画像形成装置１（現像装置４１２）は図５における処理を終了する。
【００９４】
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、画像形成装置１（現像装置４１２）は、トナーとキャリアーとを含む現像剤を収容する現像ケーシング１９０と、現像ケーシング１９０内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサー２１０と、感光体ドラム４１３に対向して配置され、現像剤を担持しながら搬送し、感光体ドラム４１３に現像剤中のトナーを供給する現像ローラー１１０と、トナー濃度検出センサー２１０の検出値を制御するための制御電圧であって、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じた制御電圧を取得する制御電圧取得部（制御部１００）と、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得するパラメーター取得部（制御部１００）と、パラメーター取得部により取得されたパラメーターに基づいて、制御電圧取得部により取得された制御電圧を補正する制御電圧補正部（制御部１００）とを備える。
【００９５】
このように構成した本実施の形態によれば、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターが検出され、検出されたパラメーターに基づいて、画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に応じた制御電圧が補正される。すなわち、単に画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に基づくのではなく、現像剤搬送量の違いに伴う、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度のばらつきを考慮して、最終的なトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧が補正される。そのため、現像ローラー１１０の現像剤搬送量に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことができる。
【００９６】
なお、上記実施の形態では、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、搬送量規制Ｄｂ、現像スリーブ粗さＲｚおよび磁極Ｓ２の磁極角度の３つを取得し、その取得したパラメーターに基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、搬送量規制Ｄｂ、現像スリーブ粗さＲｚおよび磁極Ｓ２の磁極角度のうち１つまたは２つを選択的に取得し、その取得したパラメーターに基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正しても良い。
【００９７】
また、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像ローラー１１０に担持される現像剤の圧力を取得しても良い。この場合、現像剤の圧力は、例えば１００００［枚］の画像形成が行われる毎に、現像ローラー１１０の回転方向において規制ブレード１８０の上流側に設けられた圧力測定装置（公知手段）により検出される。制御部１００は、現像剤の圧力に対する、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を表したテーブルをあらかじめ作成しておく。そして、制御部１００は、テーブルを参照し、圧力測定装置により検出された現像剤の圧力に対応する現像剤の搬送量を取得する。制御部１００は、取得した現像剤の搬送量に基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する。制御部１００は、補正後の制御電圧を以下の式（２）を用いて求める。
補正後の制御電圧［Ｖ］＝画像形成処理の進行時間に応じて取得した制御電圧［Ｖ］
×｛現像剤の搬送量［ｇ／ｍｍ２］÷５５０［ｇ／ｍｍ２］（現像剤の搬送量の基準値）｝・・・（２）
現像剤の搬送量の基準値は、図４に示す補正テーブルを作成する際に、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度がある速度（一定）となる、現像装置４１２の識別情報として設定された値である。
【００９８】
また、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像ケーシング１９０内における現像剤の液面の高さを取得しても良い。この場合、現像剤の液面の高さは、例えば１００００［枚］の画像形成が行われる毎に、現像剤の搬送路に設けられた液面測定装置（公知手段）により検出される。制御部１００は、現像剤の液面の高さに対する、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を表したテーブルをあらかじめ作成しておく。そして、制御部１００は、テーブルを参照し、液面測定装置により検出された現像剤の液面の高さに対応する現像剤の搬送量を取得する。制御部１００は、取得した現像剤の搬送量に基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する。制御部１００は、補正後の制御電圧を上記の式（２）を用いて求める。
【００９９】
また、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像ローラー１１０に担持される現像剤の電荷量を取得しても良い。この場合、現像剤の電荷量は、例えば１００００［枚］の画像形成が行われる毎に、規制ブレード１８０の先端部に設けられた電荷量測定装置（公知手段）により検出される。制御部１００は、現像剤の電荷量に対する、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を表したテーブルをあらかじめ作成しておく。そして、制御部１００は、テーブルを参照し、電荷量測定装置により検出された現像剤の電荷量に対応する現像剤の搬送量を取得する。制御部１００は、取得した現像剤の搬送量に基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する。制御部１００は、補正後の制御電圧を上記の式（２）を用いて求める。
【０１００】
また、制御部１００は、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像装置４１２の周囲の温度を取得しても良い。この場合、現像装置４１２の周囲の温度は、例えば１００００［枚］の画像形成が行われる毎に、現像装置４１２の周囲に設けられた温度測定装置（公知手段）により検出される。制御部１００は、温度測定装置により検出された現像装置４１２の周囲の温度に基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正する。制御部１００は、補正後の制御電圧を以下の式（３）を用いて求める。
補正後の制御電圧［Ｖ］＝画像形成処理の進行時間に応じて取得した制御電圧［Ｖ］
×｛１＋０．０１×｛現像装置４１２の周囲の温度［℃］−２０［℃］（現像装置４１２の周囲の温度の基準値）｝・・・（３）
現像装置４１２の周囲の温度の基準値は、図４に示す補正テーブルを作成する際に、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度がある速度（一定）となる、現像装置４１２の識別情報として設定された値である。
【０１０１】
また、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。
【０１０２】
［実施例］
最後に、本発明者が行った、上記実施の形態における有効性を確認する実験の結果について説明する。
【０１０３】
［実施例１〜３における画像形成装置の構成］
実施例１〜３における画像形成装置としては、図１〜３の構成を有する画像形成装置１を用いた。実施例１では、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、搬送量規制Ｄｂ、現像スリーブ粗さＲｚおよび磁極Ｓ２の磁極角度の３つを取得し、その取得したパラメーターに基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正した。実施例２では、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像剤の圧力、現像剤の液面の高さおよび現像剤の電荷量の何れかを取得し、その取得したパラメーターに基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正した。実施例３では、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターとして、現像装置４１２の周囲の温度を取得し、その取得したパラメーターに基づいて、トナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正した。
【０１０４】
［比較例に係る画像形成装置の構成］
比較例における画像形成装置としては、図１〜３の構成を有する画像形成装置１を用いた。比較例では、現像ローラー１１０による現像剤の搬送量を推定するパラメーターを取得しない、すなわちトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正しなかった。
【０１０５】
［実験方法］
実験では、印刷ジョブに対応する画像形成処理が開始された後、所定枚の画像形成が行われる毎に、画像品質を確認した。図９Ａ，９Ｂは、現像装置４１２の周囲の温度がそれぞれ１０［℃］，３０［℃］である場合、画像形成処理の進行度合いに対する、用紙Ｓに形成された画像の品質を下記評価基準により評価した結果を示す。
【０１０６】
（画像形成処理の進行度合いに対する画像の品質）
○：カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良は発生しなかった。
△：カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良は若干発生したが、実用上問題のないレベルである。
×：カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良が発生し、実用上問題のあるレベルである。
【０１０７】
［実験結果］
上記実験結果に示すように、実施例１〜３では、１０００００枚の画像形成が行われても、用紙Ｓに形成された画像の品質は、カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良が発生し実用上問題のあるレベルとはならなかった。一方、比較例では、用紙Ｓに形成された画像の品質は、５００００枚の画像形成が行われた後、カブリ、コボレ、キャリアー付着等の画像不良が発生し実用上問題のあるレベルとなった。これは、実施例１〜３では、単に画像形成処理の進行に基づく現像剤の劣化状態に基づくのではなく、現像剤搬送量の違いに伴う、画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度のばらつきを考慮して、最終的なトナー濃度検出センサー２１０の制御電圧を補正したからと考えられる。以上のように、実施例１〜３では、比較例と比べて、現像ローラー１１０の現像剤搬送量ひいては画像形成処理の進行による現像剤の劣化速度に違いが生じても、長期にわたってトナー濃度を好ましい範囲に保つことができた。
【符号の説明】
【０１０８】
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
１００  制御部
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１１０  現像ローラー
１１０Ａ  現像スリーブ
１１０Ｂ  現像マグネットロール
１１５  現像領域
１２０  供給ローラー
１３０  搬送ガイド部
１４０  攪拌ローラー
１４５  第１の現像剤供給室
１５０  搬送ローラー
１５５  第２の現像剤供給室
１８０  規制ブレード
１９０  現像ケーシング
２１０  トナー濃度検出センサー
４１２  現像装置
４１３  感光体ドラム
【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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