(57)【要約】      （修正有）【課題】キャリア付着を精度よく検知し、且つキャリア付着を予防する。【解決手段】像担持体と、トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記像担持体に形成された静電像を現像する現像手段と、トナー補給手段と、画像濃度検知手段と、基準トナー像を前記画像濃度検知手段が検知した結果と基準値とに基づいて、トナー補給量を制御する補給制御手段と、前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング手段と、前記像担持体の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、を有する画像形成装置において、非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体の間に所定の電位差を形成しつつ前記像担持体を駆動し、前記駆動トルク検知手段によって前記像担持体の駆動トルク検知動作を行い、検知した駆動トルクの値に応じて前記基準値を変更する変更手段とを有する。【選択図】図１３
2008233439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記像担持体に形成された静電像を現像する現像手段と、
前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
画像濃度を検知するための画像濃度検知手段と、
前記現像手段により形成された基準トナー像を前記画像濃度検知手段が検知した結果と基準値とに基づいて、前記トナー補給手段によって前記現像手段に補給されるトナー量を制御する補給制御手段と、
前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング手段と、
前記像担持体の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
を有する画像形成装置において、
非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体の間に所定の電位差を形成しつつ前記像担持体を駆動し、前記駆動トルク検知手段によって前記像担持体の駆動トルク検知動作を行い、検知した駆動トルクの値に応じて前記基準値を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動トルク検知手段は、前記駆動トルク検知動作における所定時間内の駆動トルクの最高値と最低値の検知を行い、
前記変更手段は、前記最高値と前記最低値の差が所定の閾値を上回った場合、前記現像手段内の前記現像剤のトナー濃度を上昇させるように前記基準値を変更する、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】
前記画像濃度検知手段は、前記基準トナー像に光を照射したときの反射光量を検知する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記像担持体に形成された静電像を現像する現像手段と、
前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像手段内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記トナー濃度検知手段による検知結果と基準値とに基づいて、前記トナー補給手段によって前記現像手段に補給されるトナー量を制御する補給制御手段と、
前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング手段と、
前記像担持体の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
を有する画像形成装置において、
非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体の間に所定の電位差を形成しつつ前記像担持体を駆動し、前記駆動トルク検知手段によって前記像担持体の駆動トルク検知動作を行い、検知した駆動トルクの値に応じて前記基準値を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動トルク検知手段は、前記駆動トルク検知動作における所定時間内の駆動トルクの最高値と最低値の検知を行い、
前記変更手段は、前記最高値と前記最低値の差が所定の閾値を上回った場合、前記現像手段内の前記現像剤のトナー濃度を上昇させるように前記基準値を変更する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記トナー濃度検知手段は、前記現像手段内の現像剤の透磁率、又は前記現像手段内の現像剤に光を照射したときの反射光量を検知する、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記像担持体に形成された静電像を現像する現像手段と、
前記像担持体と前記現像剤担持体の間の電位差を制御する制御手段と、
前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング手段と、
前記像担持体の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体の間に所定の電位差を形成しつつ前記像担持体を駆動し、前記駆動トルク検知手段によって前記像担持体の駆動トルク検知動作を行い、検知した駆動トルクの値に応じて画像形成時における前記像担持体と前記現像剤担持体の間の電位差を変更する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動トルク検知手段は、前記駆動トルク検知動作における所定時間内の駆動トルクの最高値と最低値の検知を行い、
前記制御手段は、前記最高値と前記最低値の差が所定の閾値を上回った場合、画像形成時における前記像担持体と前記現像剤担持体との間の電位差を小さくする、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】
前記駆動トルク検知動作を行う際、前記像担持体と前記現像剤担持体の間の電位差を、画像形成時における前記像担持体と前記現像剤担持体の間の電位差よりも大きくする、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体の駆動を行い、回転速度を一定に保つモータを備え、
前記駆動トルク検知手段は、前記モータの負荷電流、入力電圧、消費電力の少なくともいずれか一つを検出することで前記像担持体の駆動トルクを検知する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記駆動トルク検知動作によって検知した駆動トルクの最高値と最低値の差が、所定の回数連続して所定の閾値を上回った場合、装置が異常である事を報知する、ことを特徴とする請求項１乃至１０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、像担持体に形成された静電像をトナーとキャリアとを備える現像剤を用いて現像する静電記録方式や電子写真方式を利用した複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に用いられる現像剤として、近年のフルカラー画像形成装置の高画質化、高速化に伴い、主に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤が広く用いられている（以下「二成分現像方式」という）。
【０００３】
二成分現像剤を用いた現像方法としては、トナーとキャリアを含む現像剤を撹拌・混合部材によって混合し、現像剤担持体表面に供給する。現像剤担持体内にはＳ極・Ｎ極が交互に複数配置された磁気ロールが位置を固定して内蔵され、その磁力によって、現像剤担持体表面に現像剤が穂立ちした状態（以下、「磁気ブラシ」という。）となる。そして感光体表面に現像剤担持体表面上に担持している現像剤磁気ブラシを接触または近接させ、そして、現像剤担持体と感光体との間に現像バイアス電圧を印加させることにより、トナーを静電像に付着させて現像が行われる。
【０００４】
反転現像方式において二成分現像剤を用いる場合には、感光体上の画像部電位（Ｖｌ電位）と現像剤担持体上に印加される現像バイアス電圧（Ｖｄｃ電位）との電位差（以下、現像ポテンシャルという）により静電力が発生する。そしてこの静電力が、キャリアとトナーが付着している静電力よりも大きくなったときに、トナーがキャリアから離れる。この結果、感光体上にトナーが付着して現像が行われる。
【０００５】
このとき、現像剤担持体上のキャリアに対しても感光体上の電位と現像バイアス電圧の電位差による静電力により、感光体上に付着しようとする静電力が働く。そして、現像剤担持体の磁気力により現像スリーブ上に留まるように感光体上表面電位と現像バイアス電圧を制御する。すなわち、正常な状態ではキャリアが感光体上に付着しようとする静電力は非画像部表面電位（Ｖｄ電位）部で最大となるが、この力よりも大きな磁力を現像スリーブに付加することによりキャリアが感光体に付着しないようにするものである。
【０００６】
一方、二成分現像剤を用いた現像器では、トナーの消費によって現像器内のトナーとキャリアの混合比（以下「トナー濃度」と呼ぶ）が変化するため、このトナー濃度を常に適正に保つ必要がある。トナー濃度が不適正な場合、画像濃度変動、かぶり、キャリア付着などの画像不良が発生することがある。このため、高画質、高安定化画像を形成する上で、トナー濃度を適正に制御することが重要となる。トナー補給制御方法として、例えば光検知方式、またはインダクタンス検知方式などのトナー濃度検知手段を用いる方法（トナー濃度検知方式）や、パッチ検知方式（画像濃度検知方式）のトナー補給制御方法がある。
【０００７】
ここで、前述した二成分現像方式を用いた場合において発生した問題を以下に説明する。
【０００８】
画像形成装置の使用に伴い現像器内のトナーの帯電量が大きくなった場合、それに伴いトナーのカウンターチャージのキャリア帯電量が大きくなってしまう。それによって磁気ロールの磁力以上に電界による力が大きくなり静電像保持体上の非画像部にキャリアが現像されキャリア付着することがある。このようにキャリア付着が発生すると、転写部で感光体上の現像されたトナー層を転写材、たとえば紙などに転写するときに、キャリアがそのまま紙に現像されたままの状態で転写されてしまい画像品質を低下させてしまう。また、感光体をクリーニング部材によってクリーニングするときに、感光体表面を傷つけることによる寿命低下が発生したり、更にはクリーニング部材、転写装置、定着装置が傷つくことによるスジなどの画質低下、寿命低下が発生してしまう。
【０００９】
そこで上記問題を解決する技術がある（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【００１０】
特許文献１では、光学センサによって感光体上のキャリア付着の有無を検知し、検知結果に伴い感光体と転写装置を離間する画像形成装置が提案されている。このほかにも、光学検知手段によって感光体上のキャリア付着を検知する画像形成装置は種々提案されている。
【００１１】
特許文献２では、感光体の移動方向の下流側に電磁石を設け、この電磁石がローラ状で且つ回転するようになっていて、感光体上に付着するキャリアを吸引して除去する画像形成装置が提案されている。
【００１２】
特許文献３では、光検知方式やインダクタンス検知方式などのトナー濃度検知方式を用いている画像形成装置において、現像器内のトナー濃度検知結果がある閾値を下回った場合、キャリア付着が発生すると予測して画像形成動作を停止することが提案されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１１９３８０号公報
【特許文献２】特開平５−６６６７８号公報
【特許文献３】特開２００３−５７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１のような光学検知手段は、キャリア付着の検知精度が乏しく、更に感光体の主走査方向全域を検知することができない。このため、光学センサが設置されている位置しかキャリアを検知できないなど種々の問題があり有用ではなかった。
【００１５】
また、特許文献２のような手段は、単にキャリアを感光体から除去するための手段であり、現像条件によりさらにキャリア付着が多くなった場合、回収能力に限度があり、付着するキャリアを回収できなくなるおそれがある。また現像器からのキャリア付着を根本的に抑制するものではない。
【００１６】
また、特許文献３の技術は、実際のキャリア付着を検知しているのではないため、画像形成動作を停止したときは既にキャリア付着が多量に発生している恐れもあり有用ではなかった。
【００１７】
本発明の目的は、キャリア付着を精度よく検知し且つキャリア付着を予防することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を有し前記像担持体に形成された静電像を現像する現像手段と、
前記現像手段にトナーを補給するトナー補給手段と、
画像濃度を検知するための画像濃度検知手段と、
前記現像手段により形成された基準トナー像を前記画像濃度検知手段が検知した結果と基準値とに基づいて、前記トナー補給手段によって前記現像手段に補給されるトナー量を制御する補給制御手段と、
前記像担持体に接触して設けられ、前記像担持体の表面を清掃するクリーニング手段と、
前記像担持体の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段と、
を有する画像形成装置において、
非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体の間に所定の電位差を形成しつつ前記像担持体を駆動し、前記駆動トルク検知手段によって前記像担持体の駆動トルク検知動作を行い、検知した駆動トルクの値に応じて前記基準値を変更する変更手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上述の如き構成を有するため、キャリア付着を精度よく検知し且つキャリア付着を予防することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
図を用いて本発明の第１実施形態を説明する。
【００２１】
（画像形成装置）
まず、本実施形態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は本実施形態の画像形成装置100の概略構成図である。画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に対応して設けられ４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを有する電子写真方式のフルカラープリンタである。
【００２２】
画像形成装置100は、ホスト機器からの画像信号に応じて、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、布等）に形成することができる。尚、ホスト機器とは、画像形成装置本体に接続された原稿読み取り装置（図示せず）又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等である。
【００２３】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋにて像担持体としての電子写真感光体（感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ）上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト16上へ転写される。続いて記録材担持体８により搬送される記録材Ｐ上に転写する構成となっている。以下、詳しく説明する。尚、本実施形態では、画像形成装置100が備える４つの画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、現像色が異なることを除いて実質的に同一の構成を有する。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの画像形成部に属する要素であることを表すために符号に付した添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。
【００２４】
画像形成部１には、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光体ドラム２が配設されている。感光体ドラム２は、図中矢印方向に回転駆動される。
【００２５】
感光体ドラム２の周囲には帯電手段としての帯電ローラ３と、現像手段としての現像器４、転写手段としての一次転写ローラ５、クリーニング手段としてのクリーニング装置６が配置されている。クリーニング装置６は、感光ドラムに接触するクリーニングブレードを備えており、このクリーニングブレードにより、感光ドラム表面の清掃が行われる。感光体ドラム２の図中上方には露光手段としてのレーザースキャナ（露光装置）７が配置されている。
【００２６】
また、各画像形成部１の感光体ドラム２と対向して中間転写ベルト16が配置されている。また、４つの感光体ドラム２の下方には、中間転写ベルト16と記録材担持体８とを挟むように、二次転写ローラ15と、二次転写対向ローラ10とが配設されている。
【００２７】
中間転写ベルト16は、駆動ローラ９、二次転写対向ローラ10、張架ローラ12とで張架される。中間転写ベルト16は、駆動ローラ９の駆動により図中矢印方向に周回移動し、トナー画像を記録材Ｐとの当接部へと搬送する。続いて中間転写ベルト16から記録材Ｐへトナー像を転写した後、定着装置13によってトナー像が記録材Ｐへ熱定着される。
【００２８】
４色フルカラーの画像形成時の動作を例示して説明する。
【００２９】
まず、画像形成動作が開始すると、回転する感光体ドラム２の表面が帯電ローラ３によって一様に帯電される。このとき、帯電ローラ３には、帯電バイアス電源より帯電バイアスが印加される。次いで、感光体ドラム２は、露光装置７から発せられる画像信号に対応したレーザー光により露光される。これにより、感光体ドラム２上に画像信号に応じた静電像が形成される。感光体ドラム２上の静電像は、現像器４内に収容されたトナーによって顕像化され、可視像となる。本実施形態では、レーザー光により露光した明部電位にトナーを付着させる反転現像方式を用いる。
【００３０】
現像器４により、感光体ドラム２上にトナー像を形成し、中間転写ベルト16上にトナー像を一次転写する。一次転写後に感光体ドラム２表面に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング装置６によって除去される。
【００３１】
この動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックで順次行い、中間転写ベルト16上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせて記録材収納カセット（図示せず）に収容された記録材Ｐが供給ローラ14、記録材担持体８により搬送される。そして、二次転写ローラ15に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト16上の４色のトナー像を、記録材担持体８上に担持されている記録材Ｐ上に一括で二次転写する。
【００３２】
次いで、記録材Ｐは感光体ドラムから分離され、定着手段としての定着装置13に搬送される。この定着装置13によって、加熱、加圧されることで、記録材Ｐ上のトナーは溶融、混合されて、フルカラーの永久画像となる。その後、記録材Ｐは機外に排出される。
【００３３】
また、二次転写部で転写しきれずに中間転写ベルト16に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナー18により除去される。これにより、一連の動作が終了する。
【００３４】
尚、所望の画像形成部のみを用いて、所望の色の単色又は複数色の画像を形成することも可能である。
【００３５】
（現像器及びトナー補給装置）
次に、図２、図３を参照して現像器４及びトナー補給装置19について説明する。本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像器及びトナー補給装置の構成は同一である。
【００３６】
図２に示すように、現像器４は、現像剤を収容する現像容器80を有する。現像容器80内には、現像剤として主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤が収容されている。初期状態の現像剤中のトナー濃度は、本実施形態では７重量％である。但し、この値はトナーの帯電量、キャリア粒径、画像形成装置の構成などで適正に調整されるべきものであって、必ずしもこの数値に従わなければいけないものではない。適正なトナー濃度の目標値を本実施形態において、トナー濃度目標値という。
【００３７】
現像容器80は、感光体ドラム２に対向した一部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像剤担持体としての現像スリーブ61が回転可能に配置されている。現像スリーブ61は非磁性材料で構成され、磁界発生手段としての固定のマグネット62を内包する。本実施形態では、マグネット62は、外周に沿って複数の磁極を有する。そして、現像動作時には、現像スリーブ61は、図中矢印方向に回転し、現像容器80内の二成分現像剤を層状に保持して、感光体ドラム２と対向する現像領域に担持搬送する。現像スリーブ61上に担持された現像剤は、現像領域において穂立ちした磁気ブラシを形成する。そして、磁気ブラシを感光体ドラム２の表面に接触させるか近接させて、感光体ドラム２の表面に形成される静電像に応じて二成分現像剤中のトナーを感光体ドラム２側に供給し、その静電像を現像する。
【００３８】
通常、少なくとも現像動作時には、現像スリーブ61に所定の現像バイアスが印加され、感光体ドラム２と現像スリーブ61との間に形成される電界の作用により、トナーを感光体ドラム２へと転移させる。また、現像スリーブ61上に担持する現像剤量を規制するために、現像領域より現像スリーブ61の回転方向上流側において、マグネット62と協働して磁界の作用によって現像剤層厚を規制する現像剤量規制手段67が設けられている。
【００３９】
感光体ドラム２上の静電像を現像した跡の現像剤は、現像スリーブ61の回転に従って搬送され、現像容器80の、後述する現像室（第一現像剤収容室）81に回収される。
【００４０】
図３に示すように、現像容器には、隔壁85により現像室81（現像スリーブ61に近い側）と攪拌室（第二現像剤収容室）82（現像スリーブ61から遠い側）に略二分されている。現像室81、攪拌室82は、本実施形態では現像スリーブ61の軸方向に沿って延在する。隔壁85は、現像容器80の内部の長手方向両端部  側壁86及び側壁87までは達しておらず、これにより現像室81と攪拌室82との間で現像剤の通過を許す第一連通部83と第二連通部84とが形成されている。
【００４１】
そして、現像室81、攪拌室82には、現像室81と攪拌室82との間で現像剤を循環させる循環手段が設けられている。この循環手段は、現像室81、攪拌室82の長手軸線方向に沿って、それぞれ現像剤の搬送及び攪拌を行う搬送部材として第一スクリュー63、第二スクリュー64を有する。これら第一スクリュー63、第二スクリュー64により、現像剤は、現像容器２内を循環しつつ混合及び攪拌される。本実施形態の現像器４における現像剤循環の方向は、現像室81で図２の紙面奥側から手前側に向かう方向、攪拌室82で図２の紙面手前側から奥側に向かう方向である（図３中矢印Ｄ方向）。
【００４２】
本実施形態の現像器４では、画像形成装置本体に設けられた駆動モータとされる駆動源70からの駆動力が、駆動伝達手段としての回転軸71を介して現像スリーブ61に伝達される。また、この駆動力は、駆動伝達手段としてのギア系72ａ、72ｂ、72ｃを介して第一スクリュー63、第二スクリュー64に伝達される。
【００４３】
第一スクリュー63及び第二スクリュー64は、それぞれ現像室81、攪拌室82の長手軸線方向と略平行に設けられた回転軸63ａ、回転軸64ａと、その周りに設けられたスパイラル形状の搬送部（翼部，スパイラル部材）63ｂ、搬送部64ｂとを有する。本実施形態では、第一スクリュー63、第二スクリュー64は共に、回転軸63ａ、64ａの軸径が６ｍｍであり、直径が１６ｍｍのスパイラル形状の搬送部63ｂ、搬送部64ｂを１５ｍｍ間隔で軸周面上に配設して成る。
【００４４】
尚、本実施形態では、第一スクリュー63、第二スクリュー64の夫々の現像剤搬送方向下流端部には、スクリューから成る第一返し部材65、第二返し部材66がある。即ち、回転軸63ａ、64ａの軸周面上にスパイラル形状の搬送部（翼部）を配設して成る返し部材65、66を設けている。第一返し部材65、第二返し部材66は、第一スクリュー63、第二スクリュー64と同軸的に、且つ、現像剤の搬送方向がそれぞれに対して逆方向（図中矢印ｒ１、ｒ２）となるように設けられる。
【００４５】
これにより、第一スクリュー63、第二スクリュー64の現像剤搬送方向下流端部において、現像剤搬送方向（図３中矢印Ｄ方向）とは逆方向に現像剤を押し戻し、第一連通部83、第二連通部84における現像剤の受け渡しを円滑にしている。
【００４６】
上述のような現像動作によって二成分現像剤中のトナーが消費される。そして、現像容器80内の現像剤のトナー濃度が徐々に減少する。従って、図２に示すトナー補給装置19によって現像容器80にトナーが補給される。トナー補給装置19は、現像器４に補給すべきトナーを収納するトナー容器（トナー補給槽、トナー貯蔵部）50を有する。トナー容器50には、トナー補給口51ｂが設けられている。また、トナー容器50には、トナー補給口51ｂに向けてトナーを搬送するトナー補給手段としてのトナー補給スクリュー51ａが設けられている。
【００４７】
（トナー濃度制御の方式）
画像形成動作が繰返されると現像容器２内のトナーが消費され現像剤のトナー濃度が低下する。このため、適宜トナーを補給することでトナー濃度を所望の範囲内に制御する必要がある。
【００４８】
本実施形態においては、トナー濃度を所望の範囲内に制御するために、２つの方式を併用する方式を用いている。１つはビデオカウント方式であり、もう１つはパッチ検知方式である。ビデオカウント方式とは、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数に基づいて、トナー補給スクリュー51ａの回転時間を制御する方式である。一方、パッチ検知方式は、まず、感光体ドラム２上に基準トナー像（パッチ画像）を形成し中間転写ベルト16に転写した後、このパッチ画像の濃度信号を画像濃度検知手段としての光学式センサ17で検知する。光学式センサ17は、パッチ画像に光を照射したときの反射光量を濃度信号として検知する。そして、この濃度信号と予め記憶された初期基準信号とを比較し、その比較結果に基づいて第一のトナー供給制御手段により決定されたトナー補給スクリュー51ａの駆動時間を補正する制御方式である。
【００４９】
かかる併用方式では、主としてビデオカウント方式によってトナー濃度が制御される。ビデオカウント方式では画像信号処理回路の出力信号のレベルが画素毎にカウントされ、このカウント数を原稿紙サイズの画素分積算されることにより、原稿１枚当たりのビデオカウント数が求まる。例えばＡ４サイズ、１枚最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６である。
【００５０】
このビデオカウント数は予想されるトナー消費量に対応しており、ビデオカウント数とトナー補給スクリュー51ａの回転時間との対応関係を示す換算テーブルから適切なトナー補給スクリュー51ａの回転時間が決定され、それに従ってトナーの補給が行われる。
【００５１】
尚、本実施形態においては、トナー補給スクリュー51ａの回転時間は、予め定められた所定単位時間の整数倍の中からのみ選択される方式を用いている（単位ブロック補給）。
【００５２】
つまり、本実施形態の場合、１単位ブロック当りのトナー補給スクリュー51ａの回転時間は０．４ｓｅｃに設定されている。このため、一画像当りでのトナー補給スクリュー51ａの回転時間は０．４ｓｅｃ、若しくは、この整数倍に限定される。図４に具体的なトナー供給の様子を示す。
【００５３】
例えば、上記のビデオカウント数から換算テーブルを通して求められたトナー補給スクリュー51ａの回転時間が０．５２ｓｅｃだったとする。この場合、次の画像形成動作において一画像当りに供給される単位ブロック補給数は１個（トナー補給スクリュー51ａの回転時間は０．４ｓｅｃ）となる。そしてこの場合、残りの０．１２ｓｅｃ分のトナー供給は、余り分として保存される。そして、次回以降のビデオカウント数から求められるトナー補給スクリュー51ａの回転時間に加算される。以上の処理のフローを図５に示す。
【００５４】
図５に示すように、トナー補給スクリュー51ａの回転時間を所定単位時間の整数倍のみに限定することの利点としては、１回１回のトナー補給量が安定することが挙げられる。
【００５５】
ビデオカウント数から求められるトナー補給スクリュー51ａの回転時間にそのまま従ってトナー補給を行うと、ビデオカウント数が小さい場合、その回転時間は非常に短くなる。回転時間が短いと、トナー補給スクリュー51ａを駆動する駆動モータの立ち上がり時間、及び立ち下り時間の影響が大きくなり、トナー補給量が安定しないという問題がある。
【００５６】
そこで、本実施形態のように常に一定の回転時間とすることで、トナー補給量が安定する。
【００５７】
ビデオカウント方式では予想されるトナー消費量と実際のトナー消費量の間にずれがあると、次第に現像剤濃度が適正範囲から外れていってしまう。このため、所定の間隔でパッチ検知方式を用いたトナー補給量の補正（以下「パッチ検知モード」という。）を行う。本実施形態ではその間隔を小サイズ原稿（例えばＡ４縦）３０枚毎に設定した。
【００５８】
画像形成枚数が５０枚に達し、パッチ検知モードの動作タイミングになると、感光体ドラム２上に一定面積を有するパッチ画像の静電像を形成する。この静電像を所定の現像コントラスト電圧によって現像してパッチ画像とする。そして、このパッチ画像を中間転写ベルト16上に転写した後、この濃度信号を中間転写ベルト16に対向した光学的濃度検知手段である光学式センサ17で検知する。この濃度信号Ｖｓｉｇと予めメモリに記録されている基準信号Ｖｒｅｆと比較する。
【００５９】
Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ＜０
の場合は、パッチ画像の濃度が低い、即ち、現像剤濃度が低いと判断される。そして、ＶｒｅｆとＶｓｉｇの差分から必要なトナー補給量とそれに対応するトナー補給スクリューの回転時間が決定され、この回転時間はビデオカウント方式により決定される回転時間に上乗せされる形で補正が行われる。
【００６０】
Ｖｓｉｇ−Ｖｒｅｆ≧０
の場合は、パッチ画像の濃度が高い、即ち、現像剤濃度が高いと判断される。そして、ＶｒｅｆとＶｓｉｇの差分から不要なトナー量とそれに対応するトナー補給スクリュー51ａの停止時間が決定され、この時間はビデオカウント方式により決定される回転時間から引かれる形で補正が行われる。
【００６１】
このように、ＶｓｉｇがＶｒｅｆよりも小さい場合、パッチ画像の濃度目標値を高くするようにし、ＶｓｉｇがＶｒｅｆ以上の場合、パッチ画像の濃度目標値を低くするように制御を行う。これにより、トナー濃度のずれを修正することが可能となる。ビデオカウント方式とパッチ検知方式を併用した場合の処理のフローを図６に示す。
【００６２】
パッチ検知モードの検知結果からトナー補給スクリュー51ａの回転時間を増やす場合、即ち、単位ブロック補給数を追加する場合は、図７に示すように画像１枚当たり１ブロックのみ追加するようにしている。
【００６３】
つまり、パッチ検知モードの検知結果から単位ブロック補給数を１０ブロック追加する場合、これを一度に追加するのではなく、画像１枚当たり１ブロックずつ追加していき、画像１０枚以上かけて追加補正が完了するようにする。このような制御を行うことにより、現像装置内のトナー濃度が急激に上昇してかぶりや飛散が発生することを抑制することができる。
【００６４】
（現像剤）
本実施形態にて用いられる現像剤について説明する。上述のように、本実施形態では、主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える二成分現像剤を用いる。
【００６５】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。また、粉砕法により製造した負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上、９μｍ以下が好ましい。本実施形態では６．２μｍであった。
【００６６】
キャリアは、例えば、表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用化能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、重量平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０７Ωｃｍ以上、好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施形態では１０８Ωｃｍのものを用いた。
【００６７】
尚、本実施形態にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。また、電解水溶液としては、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液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０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。試料を懸濁した電界水溶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、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００６８】
（画像形成動作）
ここで図８に上記の画像形成装置の動作工程図を示す。
【００６９】
ａ：前多回転工程
画像形成装置の始動（起動）動作期間（ウォーミング期間）である。画像形成装置のメイン電源スイッチのＯＮにより、画像形成装置のメインモータを起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。
【００７０】
ｂ：スタンバイ
所定の始動動作期間終了後、メインモータの駆動が停止し、プリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。
【００７１】
ｃ：前回転工程
プリントジョブ開始信号の入力に基づいて、メインモータを再駆動させて、所要のプロセス機器のプリントジョブ前動作を実行する期間である。より実際的には、１．画像形成装置がプリントジョブ開始信号を受信、２．フォーマッタで画像を展開（画像のデータ量やフォーマッタの処理速度により展開時間は変わる）、３．前回転工程開始、という順序になる。尚、前記１．の前多回転工程中にプリントジョブ開始信号が入力している場合は、前多回転工程の終了後、前記２．のスタンバイ無しに、引き続き前回転工程に移行する。
【００７２】
ｄ：プリントジョブ実行
所定の前回転工程が終了すると、引き続いて前記の画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録材が出力される。連続プリントジョブの場合は前記の画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録材が順次に出力される。
【００７３】
ｅ：紙間工程
連続プリントジョブの場合において、一の記録材Ｐの後端と次の記録材Ｐの先端との間隔工程であり、転写部や定着装置においては非通紙状態期間である。
【００７４】
ｆ：後回転工程
１枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録材が出力された後、あるいは連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録材が出力された後もメインモータを引き続き所定の時間駆動させる。これにより所要のプロセス機器のプリントジョブ後動作を実行する期間である。
【００７５】
ｇ：スタンバイ
所定の後回転工程終了後、メインモータの駆動が停止し、次のプリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。
【００７６】
上述の場合において、ｄ：のプリントジョブ実行時が画像形成時であり、ａ：の前多回転工程時、ｃ：の前回転工程時、ｅ：の紙間工程時、ｆ：の後回転工程時が非画像形成時である。つまり非画像形成時とは、上記の前多回転工程時、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時のうちの少なくとも１つの工程時、さらにはその工程時内の所定時間である。
【００７７】
前述の非画像形成時において、少なくとも感光体ドラム２及び現像スリーブ61が回転している間は、帯電ローラ３及び現像スリーブ61に所定の電圧を印加する。これにより、感光体ドラム２と現像スリーブ61の間に所定の電位差（Ｖｂａｃｋ電位）を設けることとしている。これは非画像形成時に感光体ドラム２及び現像スリーブ61が回転することによってかぶり、キャリア付着が発生することを防止するためである。具体的に本実施形態では、感光体ドラム２の表面電位（Ｖｄ電位）を−５００Ｖ、現像バイアス電圧（Ｖｄｃ）を−３００Ｖとし、Ｖｂａｃｋ電位は２００Ｖとしている。
【００７８】
（駆動トルク検知動作及びその後の制御）
次に、本実施形態における感光体ドラム２の駆動トルクの検知について説明する。
【００７９】
図９に示すように、モータである直流サーボモータ150は感光体ドラム２を回転駆動し、モータ駆動回路151は直流サーボモータ150を駆動する。制御手段としての制御部152は内部にＣＰＵ、メモリ等を備え各装置の制御を行う。制御部152は、直流サーボモータ150の回転速度を一定に保つため、不図示の回転速度検出装置にて直流サーボモータ150の速度を検出し、モータ駆動回路151から直流サーボモータ150へ供給する電流値を制御している。また、制御部152は、画像形成装置における他の制御行う手段を備えている。例えば、検知した駆動トルクの値に応じて基準値を変更する変更手段や、トナー補給手段によって現像手段に補給されるトナー量を制御する補給制御手段などが挙げられる。
【００８０】
感光体ドラム２の駆動トルクが増大すると、直流サーボモータ150の回転速度を一定に保つためには直流サーボモータ150へ供給する電流値を増加させなければならない。このため、図１０に示すように、モータ負荷電流と駆動トルクの関係はほぼ直線的な比例関係となる。従って、本実施形態では、図１０のモータ負荷電流と駆動トルクの関係テーブルを制御部152内の記憶部（メモリ、ハードディスク等）に記憶させ、モータ負荷電流値を検出することによって、感光体ドラム２の駆動トルクを算出できるようになっている。この機構を駆動トルク検知手段とし、このようにして駆動トルクを算出することを駆動トルク検知動作を行うという。
【００８１】
本実施形態における画像形成装置は、上述のような手段によって感光体ドラム２の駆動トルクを検知している。そして本実施形態においては、駆動トルクを検知するタイミングは、前述した非画像形成時である前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時にそれぞれ１回行うこととしている。非画像形成時に駆動トルクを検知しているのは次の理由がある。即ち、非画像形成時はＶｂａｃｋ電位が感光体ドラムの主走査方向及び副走査方向全域に渡って均一な状態になっている。このため、感光体ドラム駆動トルクを常に同一の電位条件で精度良く検知することができる。
【００８２】
一方、画像形成時では、形成される画像パターンによって感光体ドラムの主走査方向及び副走査方向の電位が不均一な状態になる。このため、キャリア付着発生の有無を精度よく検知することが困難となる。
【００８３】
ここで図１１に、ある１つの紙間領域で実際にキャリア付着が発生したときの、感光体ドラムの駆動トルク変動推移を示した。図１１のようにキャリア付着が発生した場合、感光体ドラムの駆動トルクが上昇していく。そして、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時それぞれの、ある所定時間内における駆動トルクを検知する。そして、各非画像形成領域のそれぞれにおいて検知した駆動トルクの最高値と最低値の差が、所定の回数連続（本実施形態では５回連続）して、所定の閾値（本実施形態では０．０２ Ｎ・ｍ）を上回った場合、画像形成ユニットでキャリア付着が発生したと判断する。この場合、前述したパッチ検知方式における基準信号Ｖｒｅｆの値を補正し、現像手段内の現像剤のトナー濃度を上げる。
【００８４】
図１２、及び図１３のフローチャートを用いて、非画像形成領域の一例として紙間工程時におけるトルク検知及びパッチ基準信号Ｖｒｅｆ補正の工程を詳細に述べる。
【００８５】
まず紙間工程時のある所定の時間内（本実施形態では  ０．４ｓｅｃ）における直流サーボモータ150にかかるモータ負荷電流値を連続的に測定する。そこから図１０の関係テーブルによって感光体ドラム２の駆動トルクを算出する。そして図１２のように、算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）を算出する。そしてＦ（Ｈ−Ｌ）が０．０２ Ｎ・ｍ未満だった場合、キャリア付着は発生していないと判断し、そのまま画像形成動作を継続する。一方、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断し、パッチ検知方式における基準信号Ｖｒｅｆの値を２０レベル（トナー濃度で０．５％相当）上げることとした（Ｖｒｅｆ＋２０）。
【００８６】
ここでは図１２のように、算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）を算出することで、キャリア付着を検知している。ここで、もし駆動トルクの絶対値のみでキャリア付着発生の有無を検知しようとした場合、不都合が生じることがある。感光体ドラム２の駆動トルクの絶対値が上昇する原因は、キャリア付着以外の要因でも起こりうるからである。その要因として、例えば画像形成装置の使用状況によってクリーニング装置６のブレード部にトナーが枯渇した状態が継続されている場合がある。
【００８７】
本実施形態では、非画像形成領域において算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）を算出することによって、キャリア付着が発生したときにおける駆動トルクの上昇分のみを正確に検知することができる。その結果、キャリア付着発生の有無を精度良く検知することが可能となった。
【００８８】
本実施形態では、キャリア付着が発生していると判断して基準信号Ｖｒｅｆの値を補正した場合、その後に１０枚画像形成が行われるまでは、駆動トルク検知を行わないこととした。これはＶｒｅｆを補正した後、トナー補給によってトナー濃度が上昇するまでにタイムラグが生じるためである。
【００８９】
また本実施形態では、キャリア付着が発生していると判断した場合、パッチ基準信号Ｖｒｅｆの値を２０レベルずつ補正することとしている。しかし、パッチ基準信号Ｖｒｅｆの補正回数が多くなると、トナー濃度が上昇することによってトナー飛散が発生し、機内汚染を引き起こしてしまう恐れがあった。そこで本実施形態においてはパッチ基準信号Ｖｒｅｆを８回（トナー濃度で４％相当）補正した場合においてもキャリア付着が発生していると判断した場合は、画像形成ユニットの異常と判断し、その事実を報知（エラー表示）することとした。またこの場合、画像形成動作を止めることとしてもよい。
【００９０】
上述のようにキャリア付着が検知された場合、基準信号Ｖｒｅｆの値を補正することによって現像器内のトナー濃度を上昇させることができ、その結果キャリアの帯電量を低下させることによってキャリア付着を防止することができた。
【００９１】
尚、上記では紙間工程時における駆動トルク検知及び基準信号Ｖｒｅｆの補正について述べたが、前回転工程時及び後回転工程時においても紙間工程時と駆動トルク検知及び基準信号Ｖｒｅｆの補正方法は同様である。つまり、非画像形成時（前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時）において、ある所定の時間内（本実施形態では  ０．４ｓｅｃ）における駆動トルクを検知する。そして、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断する。そして、パッチ検知方式における基準信号Ｖｒｅｆの値を２０レベル上げる。
【００９２】
以上のように、本実施形態においては、非画像形成時において感光体ドラム２の駆動トルクを検知することによってキャリア付着発生の有無を判断する。そして、キャリア付着が発生していると判断した場合は、パッチ検知方式における基準信号の基準値を補正する。これによってトナー濃度を適正化することとした。その結果キャリアの帯電量を低下させることによってキャリア付着を防止することが可能となり、画質低下、または感光体ドラムやクリーニング部材の寿命低下などが発生しない安定した画像形成装置を提供することができた。
【００９３】
尚、本実施形態においては、現像容器80内の現像剤のトナー濃度制御方式として、ビデオカウント方式とパッチ検知方式を併用しているが、これに限定されるものではない。例えば、現像剤に光を照射したときの反射光量から求められる光反射濃度の変化を測定する光検知方式でもよい。また、現像剤の透磁率の変化を測定するインダクタンス検知方式のようなものでもよい。この場合、感光体ドラム２の駆動トルクの検知結果によってキャリア付着が発生したと判断されたときは、トナー濃度検知手段の基準信号の基準値の補正を行うことによって、トナー濃度を適正化させる制御を行うことにおいても本実施形態が適用できる。
【００９４】
また、本実施形態では、算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）が、５回連続してある閾値以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断しているが、これに限るものではない。５回連続としているのは、まれに存在する感光体ドラム上の異物などによって駆動トルクが上昇した場合における、キャリア付着発生有無の誤検知を防止し、検知精度を上げるためである。このため、検知精度を上げることができれば、特にこの数字に限定されるものではない。
【００９５】
また、本実施形態では、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時といった非画像形成域でキャリア付着検知動作を行っているが、これに限るものではない。例えばコピージョブ中にコピー動作を一時中断し、特殊シーケンスとしてＶｂａｃｋ電位を感光体ドラム全域に形成することによってキャリア付着検知動作を行ってもよい。また、前回転工程、紙間工程、後回転工程の時間を定期的に通常時よりも長くすることによってＶｂａｃｋ領域を長く設定し、キャリア付着検知動作を行っても良い。
【００９６】
また、本実施形態では、画像形成装置の構成については図１に示すものに限定されず、例えば中間転写体を用いずに感光体ドラムから直接に記録媒体へとトナー像が転写される直接転写方式のものにも適用できる。
【００９７】
また、本実施形態で説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００９８】
〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置の基本構成及び動作は、第１実施形態のものと同じである。従って、同一又は相当する機能、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し、本実施形態に特徴的な点を以下に説明する。
【００９９】
第１実施形態においては、感光体ドラム２の駆動トルクを検知し、その検知結果からキャリア付着していると判断した場合は、パッチ検知方式またはトナー濃度検知方式の基準信号の基準値を補正する。これによってトナー濃度を適正化し、キャリア付着を抑制することとした。
【０１００】
これに対して本実施形態では、感光体ドラム２の駆動トルクを検知し、その検知結果からキャリア付着していると判断した場合は、Ｖｂａｃｋ電位を補正することによってキャリア付着を抑制することとした。以下に詳細を述べる。
【０１０１】
本実施形態では第１実施形態と同様に、非画像形成時における感光体ドラム２表面の帯電電位（Ｖｄ電位）を−５００Ｖ、現像スリーブ61に印加する印加電圧としての現像バイアス電圧（Ｖｄｃ電位）を−３００Ｖとし、Ｖｂａｃｋ電位は２００Ｖとしている。そしてまず、非画像形成時（前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時）における駆動トルクを検知する。そして各非画像形成域それぞれにおいて検知した駆動トルクの最高値と最低値の差が、５回連続してある閾値を上回ったかど否かを判断する。上回った場合、画像形成ユニットでキャリア付着が発生したと判断し、Ｖｂａｃｋ電位を補正することとした。
【０１０２】
図１４のフローチャートを用いて説明する。まず、紙間工程時のある所定の時間内（本実施形態では  ０．４ｓｅｃ）における直流サーボモータ150にかかるモータ負荷電流値を連続的に測定し、そこから図１０の関係テーブルによって感光体ドラム２の駆動トルクを算出する。そして算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）を算出する。そしてＦ（Ｈ−Ｌ）が０．０２ Ｎ・ｍ未満だった場合、キャリア付着は発生していないと判断し、そのまま画像形成動作を継続する。一方、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断し、現像スリーブ61に印加している現像バイアス電圧Ｖｄｃを１０Ｖ下げる。つまり現像バイアス電圧Ｖｄｃを−３００Ｖから−３１０ＶにすることによってＶｂａｃｋ電位を２００Ｖから１９０Ｖへと小さくし、キャリア付着を抑制することが可能となった。
【０１０３】
このようにキャリア付着が検知された場合、Ｖｂａｃｋ電位を下げることによってキャリア付着を防止することができた。尚、上記では紙間工程時における駆動トルク検知及びＶｂａｃｋ電位の補正について述べたが、前回転工程時及び後回転工程時においても紙間工程時と駆動トルク検知及びＶｂａｃｋの補正方法は同様である。つまり、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時のある所定の時間内において駆動トルクを検知し、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断する。この場合、現像スリーブ61に印加している現像バイアス電圧Ｖｄｃを１０Ｖ補正する。
【０１０４】
また本実施形態では、キャリア付着の発生を検知した場合、Ｖｂａｃｋ電位を１０Ｖずつ補正しているが、Ｖｂａｃｋ電位の補正回数が多くなると、逆にＶｂａｃｋ電位が十分に取れなくなることでトナーかぶりを引き起こしてしまう恐れがある。このため、本実施形態においてはＶｂａｃｋ電位を７回（Ｖｂａｃｋ電位１３０Ｖ相当）補正した場合においてもキャリア付着が発生していると判断した場合は、画像形成ユニットの異常と判断し、エラー表示を出すこととした。
【０１０５】
以上のように、非画像形成時において感光体ドラム２の駆動トルクを検知することによってキャリア付着発生の有無を判断し、キャリア付着が発生していると判断した場合は、Ｖｂａｃｋ電位を補正することによってキャリア付着を防止することが可能となる。この結果、画質低下、または感光体ドラムやクリーニング部材の寿命低下などが発生しない安定した画像形成装置を提供することができた。
【０１０６】
尚、本実施形態においては、Ｖｂａｃｋ電位を補正する場合、現像バイアス電圧Ｖｄｃを変更しているが、感光体ドラムの帯電電位（Ｖｄ）を変更することによってＶｂａｃｋ電位を補正してもよい。つまり、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断し、帯電ローラ３に印加している印加電圧を１０Ｖ上げる。すると、感光体ドラム２の帯電電位Ｖｄが−５００Ｖから−４９０Ｖになる。これにより、Ｖｂａｃｋ電位を２００Ｖから１９０Ｖへと小さくし、Ｖｄｃを補正した場合と同様にキャリア付着を抑制することが可能となる。
【０１０７】
〔第３実施形態〕
図を用いて本発明の第３実施形態を説明する。尚、本実施形態の画像形成装置の基本構成及び動作は、前述の実施形態のものと同じである。従って、同一又は相当する機能、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し、本実施形態に特徴的な点を以下に説明する。
【０１０８】
前述の実施形態では画像形成時におけるＶｂａｃｋ電位と、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時といった非画像形成時におけるＶｂａｃｋ電位を同一にしていた。そのため前述の実施形態の方法でキャリア付着の発生を検知し、キャリア付着を抑制するための各種補正動作を行った場合においても、キャリア付着を検知した直前にコピーされた画像について既にキャリア付着が発生してしまっている場合がある。この場合、画質低下が発生するおそれがあった。
【０１０９】
そこで本実施形態では、画像形成時よりも、感光体ドラム２の駆動トルクを検知している非画像形成時のＶｂａｃｋ電位を大きくすることによって、非画像形成時においてキャリア付着を発生しやすい状態にすることとした。そしてキャリア付着が発生しやすい状態か否かを非画像形成領域を使って予め検知することで、画像形成時におけるキャリア付着の発生を未然に防止することができるようになった。以下に詳細を述べる。
【０１１０】
図１５に示すように、本実施形態では、画像形成時のＶｂａｃｋ電位を２００Ｖとし、前回転工程時、紙間工程時、後回転工程時といった非画像形成時におけるＶｂａｃｋ電位を、現像バイアスＶｄｃを変更することによって２３０Ｖとした。これによって画像形成時よりも非画像形成時の方がキャリア付着が発生しやすい状態になっている。
【０１１１】
ここで、第１実施形態の図１３に示すフローチャートのように、非画像形成時のある所定の時間内（本実施形態では  ０．４ｓｅｃ）における直流サーボモータ150にかかるモータ負荷電流値を測定する。そこから図１０の関係テーブルによって感光体ドラム２の駆動トルクを算出し、算出された駆動トルクの最高値Ｆ（Ｈ）と最低値Ｆ（Ｌ）の差Ｆ（Ｈ−Ｌ）を算出する。
【０１１２】
ここで、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が０．０２ Ｎ・ｍ未満だった場合、キャリア付着は発生していないと判断し、そのまま画像形成動作を継続する。一方、Ｆ（Ｈ−Ｌ）が５回連続して０．０２ Ｎ・ｍ以上だった場合、キャリア付着が発生していると判断し、パッチ検知方式における基準信号Ｖｒｅｆの値を２０レベル（トナー濃度で０．５％相当）上げることとした（Ｖｒｅｆ＋２０）。
【０１１３】
このように本実施形態においては、非画像形成時において、画像形成時よりもキャリア付着を発生しやすい状態を作成する。そして、キャリア付着が発生しやすい状態か否かを非画像形成領域を使って予め検知することで、画像形成時におけるキャリア付着の発生を未然に防止することができるようになった。
【０１１４】
尚、本実施形態においては、直流サーボモータ150にかかるモータ負荷電流値を連続的に測定することで、感光体ドラム２の駆動トルクを算出したが、これに限るものではない。例えば、直流サーボモータ150の入力電圧や消費電力の少なくともいずれか一つを検出又は測定し、これに基づいて感光体ドラム２の駆動トルクを算出することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】画像形成装置の一例の概略構成図。
【図２】現像器及びトナー補給装置を説明するための説明図。
【図３】現像器を説明するための説明図。
【図４】単位ブロック補給の様子を説明する図。
【図５】ビデオカウント方式によるトナー補給を説明するフロー図。
【図６】ビデオカウント方式とパッチ検知方式を併用した場合のトナー補給を説明するフロー図。
【図７】パッチ画像の濃度信号が所定値以下の場合と所定値よりも大きい場合で、単位ブロック補給数の追加の仕方が異なることを説明する図。
【図８】画像形成装置の動作工程を説明するための図。
【図９】駆動トルクを検出する方法を説明するための図。
【図１０】駆動トルクと直流サーボモータの電流値との関係を示す図。
【図１１】キャリア付着が発生したときの駆動トルクが変動する様子を説明するための図。
【図１２】駆動トルクの検出タイミング及び検出方法を説明するための図。
【図１３】第１実施形態及び第３実施形態における、パッチ基準値Ｖｒｅｆを補正するフローチャート。
【図１４】第２実施形態における、Ｖｂａｃｋ電位を補正するフローチャート。
【図１５】第２実施形態における通常画像形成時と非画像形成時の感光体ドラム電位Ｖｄ及び現像電位Ｖｄｃを説明するための図。
【符号の説明】
【０１１６】
Ｐ…記録材、１…画像形成部、２…感光体ドラム、３…帯電ローラ、４…現像器、５…一次転写ローラ、６…クリーニング装置、７…露光装置、８…記録材担持体、９…駆動ローラ、10…二次転写対向ローラ、12…張架ローラ、13…定着装置、14…供給ローラ、15…二次転写ローラ、16…中間転写ベルト、17…光学式センサ、18…中間転写ベルトクリーナー、19…トナー補給装置、50…トナー容器、51ａ…トナー補給スクリュー、51ｂ…トナー補給口、61…現像スリーブ、62…マグネット、63…第一スクリュー、63ａ…回転軸、63ｂ…搬送部、64…第二スクリュー、64ａ…回転軸、64ｂ…搬送部、65…第一返し部材、66…第二返し部材、67…現像剤量規制手段、70…駆動源、71…回転軸、72ａ…ギア系、80…現像容器、81…現像室、82…攪拌室、83…第一連通部、84…第二連通部、85…隔壁、86…側壁、87…側壁、100…画像形成装置、150…直流サーボモータ、151…モータ駆動回路、152…制御部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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