(57)【要約】【課題】２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置において、トナー濃度の急激な変更による画質の低下を防止する。【解決手段】透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３８と、現像器１５にトナーを補給するためにトナー補給モータ６４によって駆動される供給スクリューと、トナー濃度センサ３８の出力に基づいて前記供給スクリューの駆動を制御する制御部６２と、を備える。制御部６２は、絶対湿度取得部６６で取得した絶対湿度が如何なる値であっても画像にカブリが生じない所定のトナー濃度を実現するように、トナー濃度センサ３８の出力を補正する。また、前記所定のトナー濃度では形成画像の画像濃度が低下する絶対湿度の範囲では、現像器１５への現像バイアスを画像濃度が増大する側へ補正する。【選択図】図５
2008122537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置において、
透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
環境値を取得する環境取得手段と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成し、
この制御部は、前記環境取得手段で取得し得る環境検出値が如何なる値であっても画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成し、
前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置において、
透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
環境値を取得する環境取得手段と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成し、
この制御部は、前記環境取得手段で取得し得る環境検出値が如何なる値であっても画像濃度が所定の濃度以上になる所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置であって、
感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成し、
前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載の画像形成装置であって、前記環境値は絶対湿度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置において、
透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
前記現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成し、
この制御部は、前記累積駆動時間にかかわらず画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置であって、
感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成し、
前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置において、
透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、
前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、
前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、
前記現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、
を備え、
前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成し、
この制御部は、前記累積駆動時間にかかわらず画像濃度が所定の濃度以上になる所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、
感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成し、
前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか一項に記載の画像形成装置としてのファクシミリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及びファクシミリ装置に関する。詳細には、２成分系現像方式の現像器を備えた画像形成装置において、透磁率検知方式のトナー濃度センサを用いて画像濃度を適切に制御するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、透磁率検知方式のトナー濃度センサを用いてトナー濃度を制御する画像形成装置を開示する。この特許文献１の第２実施例に開示される構成では、トナー濃度センサによって検出されたトナー濃度だけでなく湿度センサによって検出された湿度にも基づいてトナー濃度を制御する。これにより、特許文献１は、環境を考慮した補正を行って、トナー濃度の安定した画質を得ることが可能になるとする。
【特許文献１】特開２００１−２９０３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１の構成は、例えば湿度が高くなったときは画像のカブリを回避すべくトナー濃度を低く制御することになるが、その後、湿度が逆に低くなった場合は、トナー濃度を濃くするためにトナーが急激に補給され、撹拌不良によるトナーの帯電不良が生じて、画像のカブリの原因になることがあった。従って、湿度等の要因の変化に対するトナー濃度のより適切な制御という観点から改善の余地が残されていた。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【０００５】
本発明の第１の観点によれば、２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置の以下の構成が提供される。即ち、透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、環境値を取得する環境取得手段と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成する。この制御部は、前記環境取得手段で取得し得る環境検出値が如何なる値であっても画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御する。
【０００６】
この構成により、環境値の変化によりトナー濃度センサが実際のトナー濃度よりも高く／低く検出するのを補正するため（だけ）にトナー濃度の出力補正を用いることができる。即ち、環境変化に基づくトナー現像性の増大によるカブリはトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、トナー現像性の低下を原因とする画像濃度の低下は現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、例えば急激なトナーの補給を回避してトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【０００７】
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成する。前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御する。
【０００８】
この構成により、環境変化に基づくトナー現像性の低さ（画像濃度の低下）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像濃度の低下を一層確実に防止できる。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置の以下の構成が提供される。即ち、透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、環境値を取得する環境取得手段と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成する。この制御部は、前記環境取得手段で取得し得る環境検出値が如何なる値であっても画像濃度が所定の濃度以上になる所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御する。
【００１０】
この構成により、環境値の変化によりトナー濃度センサが実際のトナー濃度よりも高く／低く検出するのを補正するため（だけ）にトナー濃度の出力補正を用いることができる。即ち、環境変化に基づくトナー現像性の低下を原因とする画像濃度の低下はトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、トナー現像性の増大によるカブリは現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、例えば急激なトナーの補給を回避してトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【００１１】
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成する。前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記環境検出値の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御する。
【００１２】
この構成により、環境変化に基づくトナー現像性の増大（画像のカブリ）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像のカブリを一層確実に防止できる。
【００１３】
前記の画像形成装置においては、前記環境値は絶対湿度であることが好ましい。
【００１４】
この構成により、トナー濃度センサの検出値への影響が大きく、現像性の大小にも影響が大きい絶対湿度に基づいてトナー濃度センサの出力や現像バイアスを制御するので、トナー濃度を適切に制御できるとともに、形成画像濃度も良好に安定させることができる。
【００１５】
本発明の第３の観点によれば、２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置の以下の構成が提供される。即ち、透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、前記現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成する。この制御部は、前記累積駆動時間にかかわらず画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御する。
【００１６】
この構成により、累積駆動時間の変化によりトナー濃度センサが実際のトナー濃度よりも高く／低く検出するのを補正するため（だけ）にトナー濃度の出力補正を用いることができる。即ち、累積駆動時間が長いときのトナー現像性の増大によるカブリはトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、累積駆動時間が短いときのトナー現像性の低下を原因とする画像濃度の低下は現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、例えば急激なトナーの補給を回避してトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【００１７】
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成する。前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御する。
【００１８】
この構成により、累積駆動時間が短いときのトナー現像性の低さ（画像濃度の低下）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像濃度の低下を一層確実に防止できる。
【００１９】
本発明の第４の観点によれば、２成分現像方式の現像器を備える画像形成装置の以下の構成が提供される。即ち、透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサと、前記現像器にトナーを補給するために駆動されるトナー補給手段と、前記トナー濃度センサの出力に基づいて前記トナー補給手段の駆動を制御する制御部と、前記現像器の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得手段と、を備える。前記制御部は、前記トナー濃度センサの出力を補正可能に構成するとともに、前記現像器に与える現像バイアスを変更可能に構成する。この制御部は、前記累積駆動時間にかかわらず画像濃度が所定の濃度以上になる所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサの出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御する。
【００２０】
この構成により、累積駆動時間の変化によりトナー濃度センサが実際のトナー濃度よりも高く／低く検出するのを補正するため（だけ）にトナー濃度の出力補正を用いることができる。即ち、累積駆動時間が短いときのトナー現像性の低下を原因とする画像濃度の低下はトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、累積駆動時間が長いときのトナー現像性の増大によるカブリは現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、例えば急激なトナーの補給を回避してトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【００２１】
前記の画像形成装置においては、以下のように構成することが好ましい。即ち、感光体を帯電させるスコロトロン帯電器を備えるとともに、前記制御部は前記スコロトロン帯電器のグリッドバイアスを変更可能に構成する。前記制御部は、前記所定のトナー濃度では画像にカブリが生じる前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアス及び前記グリッドバイアスを画像濃度が薄くなる側へ補正するように制御する。
【００２２】
この構成により、累積駆動時間が長いときのトナー現像性の増大（画像のカブリ）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像のカブリを一層確実に防止できる。
【００２３】
本発明の他の観点によれば、前記の画像形成装置としてのファクシミリ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、図面を参照して、本実施形態の画像形成装置を説明する。図１は本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図、図２は複合機の本体内部の様子を示す正面断面図、図３は画像形成部の様子を詳細に示す正面断面拡大図である。図４はトナー濃度とトナー濃度センサの出力電圧の関係を示すグラフ図、図５はトナー濃度制御に関するブロック図である。図６は記憶部に記憶されるテーブル内容の一例を示す図である。図７はトナー濃度制御のフローチャート図である。
【００２５】
図１の外観斜視図に示すように、画像形成装置としてのコピーファクシミリ複合機９１は、フラットベッドスキャナ及びオートドキュメントフィードスキャナとして機能する画像読取部９２と、コピー部数やファクシミリ送信先等を指示するための操作パネル９３と、記録媒体としての用紙に画像を形成する画像形成部等を内蔵した本体９４と、前記用紙を順次供給する給紙カセット９５と、を備えている。
【００２６】
コピーファクシミリ複合機９１は、本体９４の正面側（前記操作パネル９３が設けられている側）にフロントカバー９７を備えるとともに、一側の側面にジャムアクセスカバー９８を備えている。これらフロントカバー９７及びジャムアクセスカバー９８は開閉自在に設けられており、例えばメンテナンス作業等を行う場合にはこれらのカバー９７，９８を開放することで、本体９４の内部にアクセスすることができる。
【００２７】
図２は前記本体９４の内部の様子を示す。この図２に示すように、本体９４の下部には、用紙１００を供給する給紙カセット９５が備えられる。この給紙カセット９５は装置正面側（図２の紙面手前側）に引出可能に構成されている。給紙カセット９５の上方には画像形成部１１が配置され、更にその上方には定着部８１及び排紙トレイ９６が備えられている。
【００２８】
本体９４の内部には、給紙カセット９５から排紙トレイ９６へ用紙１００を搬送するための搬送路８５が形成されている。この搬送路８５は、給紙カセット９５の一端側から上方に向かって延びて画像形成部１１に至り、更に上方へ延びて定着部８１を通過した後、水平方向へ湾曲して排紙トレイ９６上に至るように構成されている。なお、図２では示していないが、前記排紙トレイ９６の上方に前記画像読取部９２及び操作パネル９３が配置されている。
【００２９】
給紙カセット９５は上方開放状に形成されており、その底部には板状のフラッパ８６が回動自在に設けられている。用紙１００は、このフラッパ８６の上に複数枚重ねて積層される。また、給紙カセット９５の適宜の位置には、本体９４の内部の温度を検出可能な温度センサ２８と、湿度（相対湿度）を検出可能な湿度センサ２９と、が配置されている。
【００３０】
前記フラッパ８６の上方には給紙ローラ２１が配置されている。そして、図示しない付勢バネによって前記フラッパ８６を上方へ押し上げつつ、前記給紙ローラ２１が駆動されることで、最上層の用紙１００が分離されてピックアップされ、前記搬送路８５に向けて送り出される。
【００３１】
搬送路８５において前記給紙ローラ２１のすぐ下流側には、分離ローラ２２が配置されている。この分離ローラ２２は、それに対向配置されるローラとの間に用紙１００をニップしつつ駆動されることで、用紙１００を１枚ずつ分離する。分離ローラ２２の下流側にはレジストローラ２３が配置されている。このレジストローラ２３は、それに対向配置されるローラとの間に用紙１００をニップしつつ駆動されることで、用紙１００の斜行を矯正しつつ下流側の画像形成部１１へ搬送する。
【００３２】
画像形成部１１は、図２及びその要部拡大図である図３に示すように、感光ドラム１２の周囲に、帯電器１３と、ＬＥＤヘッド１４と、現像器１５と、転写ローラ１６と、クリーナ１７と、を配置した構成になっている。
【００３３】
感光ドラム（感光体）１２は、表面に有機感光体による光導電膜が形成されるとともに、図示しない電動モータによって回転駆動されるように構成されている。帯電器１３は、いわゆるスコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものに構成され、この帯電器１３によって感光ドラム１２の表面が均一に、例えば負に帯電されるようになっている。この帯電器１３はコロナワイヤと被帯電体との間にグリッド電極を有しており、このグリッド電極に与える電圧によりグリッドバイアスを制御できるようになっている。
【００３４】
露光器としてのＬＥＤヘッド１４は、前記帯電器１３より下流側（感光ドラム１２の回転方向の下流側をいう。以下、現像器１５、転写ローラ１６及びクリーナ１７の説明において同じ。）に配置されており、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用紙幅方向に多数並べて備えた構成となっている。そしてＬＥＤヘッド１４は、電話回線を介して受信したファクシミリ原稿の画像データや、画像読取部９２で読み取った画像データに対応して選択的に発光する。この結果、感光ドラム１２の表面が選択的に露光され、露光部分の電荷エネルギーが消失することで静電潜像が形成される。
【００３５】
現像器１５は前記ＬＥＤヘッド１４の下流側に配置されている。この現像器１５は、トナー（色素粉末）とキャリア（磁性粉末）とを現像剤として用いる２成分現像方式に構成されている。具体的には、現像器１５は、合成樹脂製の現像剤容器３５と、この現像剤容器３５の内部に配置された２つの撹拌スクリュー３１，３２及び撹拌パドル３７と、前記感光ドラム１２に対し僅かな隙間を形成しつつ近接配置されるとともに前記現像剤容器３５に支持される現像剤担持体としての現像ローラ３３と、この現像ローラ３３の表面に近接して配置される規制ブレード３４と、を備えている。
【００３６】
撹拌スクリュー３１，３２は回転駆動され、これによって２成分現像剤を現像剤容器３５内で循環させている。また、撹拌パドル３７も回転駆動されて、トナーとキャリアとを摩擦帯電させて静電気力で相互に吸着させるように構成されている。
【００３７】
前記現像ローラ３３は非磁性体の材料で筒状に形成され、円柱状の磁気体３６の外側に回転自在に嵌合される。そして、内部の磁気体３６は、その磁気によってキャリアを現像ローラ３３の表面に吸着し、この状態で現像ローラ３３を回転させることで、トナー及びキャリアは現像ローラ３３の表面に保持されつつ感光ドラム１２側へ送られる。なお、現像ローラ３３の表面の現像剤の厚みは、前記規制ブレード３４によって均一となるよう規制される。また、この現像ローラ３３には所定の現像バイアスが印加されている。
【００３８】
その後、感光ドラム１２と現像ローラ３３との近接部分において、現像ローラ３３の表面の２成分現像剤のうちトナーが、前記ＬＥＤヘッド１４による露光部に相当する部分においてのみ、感光ドラム１２の表面へ選択的に移動する。この結果、感光ドラム１２の表面上に、前記静電潜像に対応したトナー像が形成される。なお、現像剤のうちキャリア、及び、感光ドラム１２側へ移動しなかった残りのトナーは、現像剤容器３５内に回収される。
【００３９】
また、現像剤容器３５内の適宜の位置にはトナー濃度センサ３８が配置される。このトナー濃度センサ３８としては、本実施形態では、コイルのインダクタンス成分を利用する透磁率検知方式のものが採用されている。また、現像剤容器３５内の空間は、トナー供給路としてのトナー供給パイプ３９を介してトナーカートリッジ８と接続されている。
【００４０】
転写ローラ１６は、前記現像器１５の下流側に配置されるとともに、感光ドラム１２から搬送路８５を挟んで反対側に配置されている。また、この転写ローラ１６には電源からの所定の電圧が印加されている。従って、感光ドラム１２の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム１２の回転によって転写ローラ１６側へ近づくように移動し、その電界吸引力によって用紙１００に転写される。
【００４１】
クリーナ１７は、前記転写ローラ１６の下流側に配置されており、転写ローラ１６の部分で用紙１００に転写されなかった残留トナーを感光ドラム１２の表面から掻きとるように構成されている。回収された残留トナーは、パドル２５、スクリュー２６等の搬送部材により、図示しない戻し経路を介して前記トナーカートリッジ８へ送られ、後述の廃トナー貯溜室４３へ貯溜される。
【００４２】
上記の画像形成部１１の構成のうち、少なくとも感光ドラム１２、帯電器１３、現像器１５（現像ローラ３３を含む）、及びクリーナ１７は、一体的にまとめられたプロセスカートリッジ（プロセスユニット）５として構成される。このプロセスカートリッジ５は画像形成部１１に対して着脱自在に設けられており、例えば現像剤や感光ドラム１２の寿命が到来したりしたときは、コピーファクシミリ複合機９１から取り外して新品と交換できるようになっている。この画像形成部１１においてトナー像が転写された用紙１００は、感光ドラム１２の回転によって、搬送路８５の下流側の定着部８１へ送られる。
【００４３】
図２や図３に示すように、定着部８１は、加熱源（ハロゲンランプ等）を内蔵するとともに回転駆動されるヒートローラ８２と、このヒートローラ８２に対向して配置されるプレスローラ８３と、を備えている。プレスローラ８３は図略の付勢バネによってヒートローラ８２に対して押し付けられている。この構成で、用紙１００がヒートローラ８２とプレスローラ８３との間を通過すると、高温のヒートローラ８２の熱及びプレスローラ８３による圧力によって、トナー像のトナーが融解して用紙１００に定着する。なお、定着部８１には、用紙１００がヒートローラ８２に貼り付いたまま周囲に巻き付くことを防止するための分離爪８４が設けられている。
【００４４】
図２に示すように、定着部８１より下流側には搬送ローラ８７が設けられ、更に下流側には排紙ローラ８８が設けられる。この構成で、定着部８１から送られてきた用紙１００は、搬送ローラ８７とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされ、下流側に送られる。更に用紙１００は、排紙ローラ８８とそれに対向配置される従動ローラとの間でニップされて、前記排紙トレイ９６上に排出される。
【００４５】
次に、前記現像器１５にトナーを供給するための構成を説明する。図３に示すように、前記本体９４はトナーカートリッジ８を着脱自在に備える。このトナーカートリッジ８は合成樹脂製のトナー容器４０を備えており、このトナー容器４０の内部には、トナー貯溜室４１、トナーバッファ部４２、及び廃トナー貯溜室４３が形成されている。
【００４６】
トナー貯溜室４１には所定量のトナーが封入されるとともに、その内部にはパドル４５が設置されている。このパドル４５はトナーの撹拌のために回転駆動される。また、このトナー貯溜室４１に隣接する室内にはスクリュー４６が配置されて、トナー貯溜室４１のトナーをトナーバッファ部４２に移送するように構成されている。
【００４７】
また、前記トナーバッファ部４２には前記トナー供給パイプ３９が接続されるとともに、このトナー供給パイプ３９の内部には供給スクリュー（トナー補給手段）４７が配置されている。この構成で、現像器１５内の現像剤のトナー濃度が減少したことを前記トナー濃度センサ３８が検知したときは、前記供給スクリュー４７を駆動して、トナーバッファ部４２の新しいトナーを現像剤容器３５の内部へ供給するように構成されている。
【００４８】
前記トナーバッファ部４２の内部にはトナー検知センサ４８が設置されている。このトナー検知センサ４８としては、例えば、振動面を振動させて粉体を検知する方式の圧電振動型センサを使用することが考えられる。このトナー検知センサ４８はトナーバッファ部４２内で所定の高さに配置されており、トナーバッファ部４２のトナーが所定量以上であると、トナー検知センサ４８がトナーを検出し、所定の信号を送信するように構成されている。
【００４９】
次に、図４を参照して、前記トナー濃度センサ３８の出力電圧特性を説明する。図４に示すグラフでは、横軸にトナー濃度、縦軸にトナー濃度センサ３８の出力電圧が示されている。このグラフに示すように、トナー濃度センサ３８は、センサに入力される制御電圧（以下、入力制御電圧）に応じて、トナー濃度と出力電圧との関係が変更される特性を備えている（図４には、入力制御電圧が６Ｖ、７Ｖ、８Ｖである場合をそれぞれ示している）。従って、例えば、トナー濃度センサ３８の出力電圧が所定の基準電圧Ｖstdとなるようにトナー濃度を制御する場合、入力制御電圧が６Ｖ、７Ｖ、８Ｖの何れであるかによって、対応する現像器１５内のトナー濃度はＤ1、Ｄ2、Ｄ3で異なることになる。
【００５０】
この特性に鑑み、一般的には、トナー濃度の変化に追従して出力電圧が良好に変化する領域（例えば、出力電圧が前記基準電圧Ｖstd前後となる領域）を使用するように、トナー濃度センサ３８に与える入力制御電圧を所定の値に予め設定して使用する。例えば、現像器１５内の実際のトナー濃度をＤ2付近に保持したい場合、トナー濃度センサ３８に７Ｖの入力制御電圧を与えた上で、その出力電圧が基準電圧Ｖstd付近となるように現像剤へのトナーの補給を制御すれば良いことになる。入力制御電圧の上記の設定（初期設定）は、例えば現像器１５の初回の使用時において行うことができる。
【００５１】
ただし、前記のトナー濃度センサ３８は、画像形成部１１が設置されている環境要因（具体的には、絶対湿度）によって検出値が変化する特性を有している。例えば、現像剤のトナー濃度が同じ場合でも、絶対湿度が低いときは現像剤のキャリアの電荷保持量が増大するので、キャリア同士の反発力も増加し、単位体積あたりの透磁率が減少する。トナー濃度センサ３８は、この透磁率の減少をキャリアの減少（トナーの増大）と捉えて、トナー濃度を実際より高く検出してしまうので、これを補正する必要がある。一方で、絶対湿度が高いときはキャリアの電荷保持量が減少するので、キャリア同士の反発力も減少し、単位体積あたりの透磁率が増大する。トナー濃度センサ３８は、この透磁率の増大をキャリアの増大（トナーの減少）と捉えて、トナー濃度を実際より低く検出してしまうので、これを補正する必要がある。
【００５２】
更に、２成分系現像剤の前記キャリアは、現像器１５の使用開始からの累積駆動時間（累積使用量）が増大するに従って徐々に劣化するのが一般的である。この劣化の原因としては、トナー成分のキャリア表面への付着や、キャリアのコーティング膜の磨耗による抵抗低下等が指摘されている。劣化しているキャリアは電荷保持量が減少するので、（上記の絶対湿度が高いときと同様に）トナー濃度センサ３８はトナー濃度を実際より低く検出してしまうので、これを補正する必要がある。
【００５３】
また、トナーの濃度が同じでも、絶対湿度が低かったりキャリアが新品に近かったりすると、トナーとキャリアとの吸着力が強くなるので、トナーの現像性が低下して画像が薄くなる。一方、絶対湿度が高かったりキャリアが劣化していたりすると、トナーとキャリアの吸着力が弱まるので、トナーの現像性が上昇して画像が濃くなる。従って、形成画像の濃度安定化のためには、上記の観点も考慮した制御が必要になる。
【００５４】
次に、図５を参照して、トナー濃度及び画像濃度の制御のための電気的構成について説明する。図５のブロック図に示すように、前記温度センサ２８及び湿度センサ２９の出力は絶対湿度算出部６１に入力され、ここで公知の式により絶対湿度（環境値）が算出される。これら温度センサ２８、湿度センサ２９、絶対湿度算出部６１等により、絶対湿度を取得するための絶対湿度取得部６６が構成される。そして、絶対湿度算出部６１で算出された絶対湿度は制御部６２に入力される。
【００５５】
また、制御部６２にはタイマ回路６５が接続されており、現像器１５を最初に使用した時点からの現像器１５の累積駆動時間を取得できるようになっている。このタイマ回路６５や、累積駆動時間の記憶のための適宜の記憶部（図略）によって、前記累積駆動時間を取得するための駆動時間取得部６７が構成されている。駆動時間取得部６７で取得した駆動時間の情報は制御部６２に入力される。
【００５６】
制御部６２はトナー濃度センサ３８に接続され、このトナー濃度センサ３８に前記入力制御電圧を付与できるように構成されている。また、トナー濃度センサ３８の出力は制御部６２に入力される。更に、制御部６２には各種制御のための情報を記憶する記憶部６３が接続される。
【００５７】
また、制御部６２は前記帯電器１３及び現像器１５にそれぞれ接続されており、帯電器１３のグリッドバイアス及び現像器１５の現像バイアスを変更できるようになっている。更に、制御部６２には、前記供給スクリュー４７等を駆動するためのトナー補給モータ６４が接続されており、その駆動／駆動停止を制御部６２によって制御できるようになっている。
【００５８】
本実施形態では、絶対湿度算出部６１、制御部６２、記憶部６３等はマイクロコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えている。即ち、上記のハードウェアと、前記ＲＯＭ等に記憶された制御ソフトウェアとが組み合わされて、複合機９１に前記の絶対湿度算出部６１、制御部６２、記憶部６３、絶対湿度取得部６６、駆動時間取得部６７等が構成されている。
【００５９】
前記記憶部６３には、図６の上側に示すように、絶対湿度算出部６１で取得した絶対湿度が取り得る値を複数の範囲に分割し、それぞれの範囲について、トナー濃度センサ３８の出力補正値、現像器１５に与える現像バイアスの補正値、帯電器１３のグリッド電極に与えるグリッドバイアスの補正値がテーブル方式で記憶されている。更に、前記記憶部６３には、図６の下側に示すように、駆動時間取得部６７で取得した累積駆動時間が取り得る値を複数の範囲に分割し、それぞれの範囲について、トナー濃度センサ３８の出力補正値、現像器１５に与える現像バイアスの補正値、帯電器１３のグリッド電極に与えるグリッドバイアスの補正値がテーブル方式で記憶されている。
【００６０】
ここで、上述したように、トナー濃度センサ３８は絶対湿度が高いとトナー濃度を実際よりも低く検出し、絶対湿度が低いとトナー濃度を実際よりも高く検出する傾向がある。この点に鑑み、本実施形態の複合機９１で記憶部６３に記憶される関係では、絶対湿度が高い範囲では低い範囲に比較してトナー濃度を増大させる方向に、トナー濃度センサ３８の出力を補正するように定められている（図６のＹ１〜Ｙ６）。
【００６１】
また、現像器１５の累積駆動時間が長くなると、現像剤のキャリアが劣化してその電荷保持能力が減少するので、絶対湿度が高い場合と同様に、トナー濃度センサ３８はトナー濃度を実際よりも低く検出する傾向がある。この点に鑑み、本実施形態の複合機で記憶部６３に記憶される関係では、累積駆動時間が大きい範囲では少ない範囲に比較してトナー濃度を増大させる方向に、トナー濃度センサ３８の出力を補正するように定められている（図６のＷ１〜Ｗ６）。
【００６２】
以上の絶対湿度及び累積駆動時間に関する補正により、トナー濃度センサ３８の出力電圧は適宜補正され、トナー補給モータ６４の駆動／駆動停止の判断は、この補正された出力電圧に基づいて行われる。この結果、現像剤容器３５内の現像剤のトナー濃度は一定となるように制御される。
【００６３】
そして、この制御される一定のトナー濃度は、コピーファクシミリ複合機９１を通常の使用条件で使用する場合、通常の現像バイアス及びグリッドバイアスであれば、絶対湿度及び累積駆動時間の如何に関わらず形成画像にカブリが生じないトナー濃度となるよう、理論値や実験等に基づいて予め定められる。即ち、高湿であったり、累積駆動時間が長くキャリアが劣化していたりすると、実際のトナー濃度が同じであっても現像性が高くなって画像濃度が濃くなる傾向にある。この点、本実施形態では、そのように画像濃度が濃くなる場合でも形成画像にカブリが生じないようなトナー濃度を予め設定しておき、そのトナー濃度となるように現像剤のトナー濃度を制御するのである。従って、トナー濃度センサ３８の出力を図６の補正値Ｙ１〜Ｙ６，Ｗ１〜Ｗ６に従って補正しながら、現像剤のトナー濃度を上記トナー濃度となるように制御する限り、画像のカブリは自動的に防止できることになる。
【００６４】
一方、低湿であったり、累積駆動時間が短くキャリアが新品に近い場合は、実際のトナー濃度が同じであっても現像性が低くなり、画像濃度が薄くなる傾向がある。この点、本実施形態では、絶対湿度が低い範囲及び累積駆動時間が短い範囲では、現像器１５に与える現像バイアス、及び帯電器１３のグリッドバイアスを画像濃度が濃くなる側に補正するように、前記記憶部６３に記憶される関係を定めている（図６のａ１〜ａ６，ｂ１〜ｂ６，ｃ１〜ｃ６，ｄ１〜ｄ６）。これにより、画像濃度の低下を適切に防止することができる。
【００６５】
次に、図５を用いて説明したトナー濃度の制御について、図７のフローチャートを参照して更に詳細に説明する。この制御がスタートすると、まず、ファクシミリの受信やコピー操作等に基づく画像形成指令が受信されるまで待機する（Ｓ１０１）。画像形成指令が受信されると、温度センサ２８で温度を検出するとともに湿度センサ２９で湿度を検出し、両検出値から絶対湿度算出部６１で絶対湿度を算出する（Ｓ１０２）。更に、現像器１５の累積駆動時間を前記駆動時間取得部６７から取得する（Ｓ１０３）。
【００６６】
次に、得られた絶対湿度と累積駆動時間を、記憶部６３に記憶されている関係（図６）に当てはめて、現像バイアス及びグリッドバイアスを補正する（Ｓ１０４）。
【００６７】
次に、撹拌スクリュー３１，３２等を駆動して現像剤を流動させつつ、所定の入力制御電圧をトナー濃度センサ３８に入力し、このときの出力電圧を取得する。更に、記憶部６３に記録されている関係（図６）に前記絶対湿度と累積駆動時間を当てはめて補正量を求め、この補正量を前記出力電圧に適用することで出力を補正し、補正後の出力電圧Ｖoutを得る（Ｓ１０５）。そして、得られた出力電圧Ｖoutを前記基準電圧Ｖstdと比較する（Ｓ１０６）。出力電圧Ｖoutが基準電圧Ｖstdよりも大きい場合はトナー濃度が目標よりも小さいことを意味するから、トナー補給モータ６４を所定量だけ駆動し、供給スクリュー４７を回転させてトナーを現像器１５に補給する（Ｓ１０７）。そしてＳ１０５に戻り、トナー濃度センサ３８の補正後の出力電圧Ｖoutが基準電圧Ｖstd以下になるまで、Ｓ１０５〜Ｓ１０７の処理を反復する。
【００６８】
Ｓ１０６の判断でトナー濃度センサ３８の出力電圧Ｖoutが基準電圧Ｖstd以下だった場合、画像形成部１１による画像形成を開始し（Ｓ１０８）、画像形成が完了するまで待機する（Ｓ１０９）。この画像形成時には、前記のステップＳ１０４で補正された現像バイアス及びグリッドバイアスが使用される。また、このとき駆動時間取得部６７は、前記タイマ回路６５により時間を随時計測し、現像器１５の駆動累積時間を更新する。画像形成の完了後は、各部の停止制御を行った後（Ｓ１１０）、Ｓ１０１に戻って、再び画像形成指令を待機する。
【００６９】
以上に示すように、２成分現像方式の現像器１５を備える本実施形態のコピーファクシミリ複合機９１は、透磁率検知方式により２成分系現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ３８と、前記現像器１５にトナーを補給するために駆動される供給スクリュー４７と、前記トナー濃度センサ３８の出力に基づいて前記供給スクリュー４７の駆動を制御する制御部６２と、絶対湿度を取得する絶対湿度取得部６６と、を備える。そして、前記制御部６２はトナー濃度センサ３８の出力を補正可能に構成するとともに、現像器１５に与える現像バイアスを変更可能に構成する。また、この制御部６２は、前記絶対湿度取得部６６で取得し得る絶対湿度が如何なる値であっても画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサ３８の出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が薄くなる絶対湿度の範囲及び累積駆動時間の範囲では、前記現像バイアスを画像濃度が濃くなる側へ補正するように制御する。
【００７０】
この構成では、絶対湿度の変化によりトナー濃度センサ３８が実際のトナー濃度よりも高く／低く検出するのを補正するため（だけ）にトナー濃度の出力補正を用いることができる。即ち、高湿時の現像性の増大によるカブリはトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、低湿時の現像性の低下を原因とする画像濃度の低下は現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、急激なトナーの補給を回避して現像剤容器３５内のトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【００７１】
また、本実施形態では、感光ドラム１２を帯電させるスコロトロン型の帯電器１３を備えるとともに、前記制御部６２は前記帯電器１３のグリッドバイアスを変更可能に構成している。そして制御部６２は、前記所定のトナー濃度では画像濃度の低下する絶対湿度の範囲では、現像バイアスに加え、グリッドバイアスを画像濃度が増大する側へ補正するように制御する。
【００７２】
これにより、低湿を原因とする現像性の低下（画像濃度の低下）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像濃度の低下を一層確実に防止できる。
【００７３】
また、本実施形態では、検出すべき環境要因として絶対湿度取得部６６から絶対湿度を取得し、この絶対湿度に基づいてトナー濃度センサ３８の出力電圧を補正している。
【００７４】
これにより、トナー濃度センサ３８の検出値への影響が大きく、現像性の大小にも影響が大きい絶対湿度に基づいて、トナー濃度センサ３８の出力電圧や、現像器１５の現像バイアス、及び帯電器１３のグリッドバイアスを補正するので、より適切にトナー濃度を制御することができる。
【００７５】
また、本実施形態のコピーファクシミリ複合機９１では、前記現像器１５の使用開始からの累積駆動時間を取得する駆動時間取得部６７を備える。そして制御部６２は、前記累積駆動時間にかかわらず画像にカブリが発生しない所定のトナー濃度を実現するように前記トナー濃度センサ３８の出力を補正するとともに、当該所定のトナー濃度では画像濃度が低下する前記累積駆動時間の範囲では前記現像バイアスを画像濃度が増大する側へ補正するように制御する。
【００７６】
この構成では、長期間の現像器１５の使用（キャリアの劣化）時の現像性の増大によるカブリはトナー濃度の設定により自動的に防止される一方で、キャリアが新品に近いときの現像性の低さを原因とする画像濃度の低下は現像バイアスの補正によって防止される。この結果、（実際のトナー濃度の変更制御に繋がる）トナー濃度センサの出力補正の必要幅が小さくなるので、トナー濃度の変更必要量を少なくできる。従って、急激なトナーの補給を回避して現像剤容器３５内のトナー濃度を素早く安定化させることができるので、トナーの帯電不良による画像のカブリを防止できる。
【００７７】
また、本実施形態では、感光ドラム１２を帯電させるスコロトロン型の帯電器１３を備えるとともに、前記制御部６２は前記帯電器１３のグリッドバイアスを変更可能に構成している。そして制御部６２は、前記所定のトナー濃度では画像濃度の低下する前記累積駆動時間の範囲では、現像バイアスに加え、グリッドバイアスを画像濃度が増大する側へ補正するように制御する。
【００７８】
これにより、キャリアが新品に近いときの現像性の低さ（画像濃度の低下）に対しては現像バイアス及びグリッドバイアスの補正によって対処するので、画像濃度の低下を一層確実に防止できる。
【００７９】
以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００８０】
上記の実施形態では現像バイアス及びグリッドバイアスを必要に応じて補正しているが、例えば現像バイアスだけを補正する構成に変更することができる。
【００８１】
トナーの制御濃度を、（通常の使用範囲における）如何なる絶対湿度及び累積駆動時間でもカブリが生じないトナー濃度に設定することに代えて、如何なる絶対湿度及び累積駆動時間でも画像濃度が所定濃度以上になるトナー濃度に設定することができる。この場合、画像にカブリが生じる絶対湿度及び累積駆動時間の範囲では、画像が薄くなるように現像バイアス及びグリッドバイアスを補正することになる。
【００８２】
トナー濃度センサ３８の出力の補正方法としては、出力電圧を単純に補正することに代えて、トナー濃度センサ３８に入力する入力制御電圧を変更することでトナー濃度センサ３８の出力電圧を実質的に補正する方法を採用することができる。また、出力電圧の比較対象である前記基準電圧Ｖstdを補正することで、出力電圧を補正したのと実質的に同じ効果を奏させることもできる。
【００８３】
記憶部６３に記憶する関係は、図６のようにテーブル形式に限らず、例えば関数形式で記憶させることができる。
【００８４】
キャリアの劣化を表す現像器１５の使用累積値としては、現像器１５の使用開始からの累積駆動時間を取得するのに代えて、例えば現像ローラ３３の累積回転カウント値を使用することができる。
【００８５】
上記の実施形態では温度センサ２８及び湿度センサ２９の検出値により絶対湿度を算出し、これに基づいてトナー濃度センサ３８の出力値の補正量等を決定しているが、例えば温度センサ２８の検出値だけに基づいて決定することもできる。また、湿度センサの検出値だけに基づいて決定することもできる。
【００８６】
前記コピーファクシミリ複合機９１に代えて、例えばプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置等にも、本発明の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態に係るコピーファクシミリ複合機の外観斜視図。
【図２】本体内部の様子を示す正面断面図。
【図３】画像形成部の様子を詳細に示す正面断面拡大図。
【図４】トナー濃度とトナー濃度センサの出力電圧の関係を示すグラフ図。
【図５】トナー濃度制御に関するブロック図。
【図６】記憶部に記憶されるテーブル内容の一例を示す図。
【図７】トナー濃度制御のフローチャート図。
【符号の説明】
【００８８】
１３  帯電器
１５  現像器
３８  トナー濃度センサ
４７  供給スクリュー（トナー補給手段）
６２  制御部
６３  記憶部（記憶手段）
６４  トナー補給モータ
６６  絶対湿度取得部（環境取得手段）
６７  駆動時間取得部（駆動時間取得手段）
９１  コピーファクシミリ複合機（画像形成装置）
【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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