(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が画像書込み手段によって潜像として形成される像担持体と、
前記像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を利用して可視化処理するための現像装置と、
を具備する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
前記現像装置に新規なトナーを補給するトナー補給手段と、
少なくともキャリアが含まれる新規な補給用剤を補給する補給用剤補給手段と、
前記現像装置内のトナーとキャリアの混合物である現像剤を現像装置外部に排出する現像剤排出手段と、
前記現像装置内の現像剤の劣化状態を検知する現像剤劣化検知手段と、
を有し、
前記補給用剤の補給を前記現像装置の駆動時間に基づいて行い、
前記現像剤劣化検知手段が、所定の潜像パターンに対して現像装置で現像したトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、
前記トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、前記補給用剤補給手段により補給する補給用剤の量を補正して補給する
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において、
前記現像劣化検知手段が、消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値を検知し、
前記検知結果に応じて、補給する補給用剤の量を補正して補給する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置おいて、
前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、画像面積率の履歴平均値であり、
所定の画像面積履歴値より高い場合は、補給用剤の補給量を増やす
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、画像面積率の履歴平均値であり、
前記画像面積率履歴平均が３％以下の場合は、画像面積率履歴平均５〜１０ｗｔ％の場合に比較して補給用剤の補給量を増やす
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均値であり、
所定の消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均値が３％以下の場合は非画像部にトナー像を形成し、強制的にトナーを入れ替える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記現像剤劣化検知手段が、トナー濃度と電位に対するトナー付着量の傾きを示す現像γ特性に基づいて劣化を検知し、
所定のトナー濃度に対して現像γが狙いより高い場合は、補給用剤の補給量を増やし、
現像γが低い場合は、補給用剤の補給量を増やす
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記現像剤劣化検知手段が、トナー濃度と電位に対するトナー付着量の傾きを示す現像γ特性に基づいて劣化を検知し、
所定のトナー濃度に対して現像開始電圧Ｖｋが狙いより低い場合は、補給用剤の補給量を増やし、
現像開始電圧Ｖｋが狙いより高い場合は、補給用剤の補給量を増やす
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の画像形成装置において、
前記トナー付着量検知手段の検知結果を、初期剤の時に測定したトナー付着量検知手段の検知結果を基準として比較し、
その比較結果に基づいて補給用剤の補給量を補正する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記現像装置内の現像剤が初期剤の時のトナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、狙いの検知結果になるようにトナー濃度を調整し、
調整されたトナー濃度を基準トナー濃度として一定に維持する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
現像剤もしくはキャリアの補充容器が、前記現像装置と一体となったカートリッジ形状になっている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記補給用剤が少なくともトナーとキャリアからなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、更に詳しくはキャリアとトナーからなる電子写真現像剤を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置のプロセスは、帯電工程としてはじめに光導電部材をほぼ一様な電位に帯電する。その後光導電面の帯電部分へ複写・印刷等の原稿光像が露光される。これにより、原稿に対応した静電潜像が光導電部材上に記録される。そして光導電部材上に記録された静電潜像を現像する方法として、キャリアとトナーを有する現像剤を用いる。例えば広く用いられている磁気ブラシ現像法にあっては、現像剤の磁性体キャリアと着色樹脂から成るトナーによって静電潜像が現像される。そして光導電部材上のトナー像は、用紙に転写され定着装置で加熱されて固定される。
このように電子写真方式の画像形成装置で使われる現像剤は、静電潜像をトナーで顕像化する際に現像剤からトナーが除々に消費され、キャリアとトナーとの比率が変化する。現像剤のトナー濃度が低下すれば現像画像の濃度も低下してしまうのでトナーを適宜補給することになる。
トナーの補給量が不適切で過剰に補給された場合、画像濃度が濃くなったり、地肌汚れが増えたりして画像品質を損なう。従って適正な濃度で高品質の画像を常に得るためには、現像剤のトナー濃度は適正レベルに維持しなければならない。このため従来から現像剤のトナー濃度を自動的に制御する為の対策が取られて来た。例えば光導電部材上に濃度測定パターンを印刷して光学的検知手段で得た画像濃度から現像剤中のトナー濃度を求める方法や、現像剤の透磁率を測定することで現像剤のトナー濃度を検知する方法等である。これらの方法で得られた検知信号に応じて現像装置に設けたトナー補給機構を制御し現像剤中のトナー濃度は一定に保持されている。
【０００３】
しかしながら、このように現像剤中のトナー濃度を一定に保持していても上記の電子写真方式・静電記録方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては複写・印刷される回数が増えるにつれて画像品質の劣化は避けられなかった。それは、現像剤に寿命がある為で、その大きな理由は現像装置内の現像剤が質量の大部分を占めるキャリア粒子と残り数％のトナー粒子とで構成されているからである。トナー粒子は上記したように、静電潜像をトナーで顕像化する際に現像剤から除々に消費されるものであり、キャリア粒子は消費されるものではないので繰り返し現像装置内を循環する過程で疲労し、劣化するからである。
また、現像剤疲労・劣化の理由としては、多数回にわたり静電潜像を現像することでトナーがキャリアの表面を被覆してしまう現象や、キャリア表面が削れてしまう現像であることが知られており、このようにして寿命となる現像剤に対しては、一般に画像形成装置サービス時期に合わせて現像剤の交換を行うことが普通であった。
ところが近年では現像剤の交換に伴うダウンタイムの削減が求められており、更には現像剤の交換そのものの廃止も望まれている。
さらに、キャリアは、現像装置内で攪拌される事によって、物理的なストレスを受けてキャリア表面が損傷して帯電の力の低下やキャリア抵抗が低下したり、トナーや各種の添加剤がキャリア表面に付着して、膜を形成する等の劣化によって、本来の正常なキャリア表面とトナー表面との摩擦帯電が行われず、トナー飛散、地汚れ、キャリア付着等の様々な問題を引き起こしていた。
【０００４】
そこで、現像剤の交換に伴うダウンタイムの削減については、過去にいくつかの提案がなされている。例えば特許文献１の「電子写真現像装置」では、現像部に所定現像時間或いは所定複写量に応じて一定量のキャリアを供給する装置が、開示されている。ここで開示された技術とは、「消費されるトナーの補給とは別に新しいキャリアを現像容器内に補給」、「現像容器内過剰現像剤のオーバーフロー排出」、「現像容器内劣化現像剤を置換」の工程を経て現像装置内の現像剤の劣化状態を一定に保つようにしたものである。
近年このような方式はトリクル現像方式と呼ばれ、知られるようになった。代表的なものは特許文献２の「電子写真複写機用現像装置」である。即ち、消費されるトナーの補給とは別に新しいキャリアを現像容器内に補給し、過剰となった現像容器内の現像剤が、現像容器壁面に設けられている現像剤排出口からオーバーフローして排出され、現像剤回収容器に回収される。このようなキャリア及び劣化現像剤の補給・排出が繰り返されることによって、現像容器内で劣化していく現像剤が、新たに供給されるトナーおよびキャリアに置換されていく。これにより、現像剤の帯電性能を維持し、画質の低下を抑えるようにしたものである。
また、特許文献３の「現像装置」では現像剤収容容器の現像剤体積検知によりトナー供給量と現像剤の排出量を制御することも行われている。更にまた特許文献４の「現像装置」ではハウジング室内のキャリア粒子の老化速度とハウジング室内のトナー粒子の所要帯電能との関数である速度でキャリア粒子をハウジング室内に加えることにより、現像剤寿命と電子写真式印刷機の寿命と等しくなるようにすることが行われている。
【０００５】
特許文献５は、トナー消費量に応じて補給するキャリア量を変更するもので、トナー消費量が多い時は、キャリア補給量を増やす等、トナー消費量によって異なるキャリア劣化度に応じたキャリア補給を行うものである。
しかしながら、キャリア劣化度は必ずしもトナー消費量だけで決定されるものでは無く、またキャリアを補給する際のトナー濃度は一定では無い為、トナー消費量だけで、適切なトナー補給量、キャリア補給量を決定すると、想定した条件から外れた場合に濃度変動を引き起こすと考えられる。
また特許文献６、７がある。これらは、いずれも劣化度合いを検知して、現像剤の交換を行うものであるが、現像装置内の現像剤全量を入れ替えようとするものであるため、いわゆるトリクルの考え方とは異なるものであり、現像剤の交換に伴うダウンタイムの削減等が求められていた。
【０００６】
従来技術として現像剤を、プリント枚数に応じて所定量補給するものや、補給トナーにキャリアを混ぜる事によってトナー補給に伴って現像剤を補給するものがあるが、これらは、いずれもキャリアの劣化の仕方をあるレベルに見据えて、それを下回らないように新しい現像剤やキャリアを補給するものであると考えられる。従って、想定した劣化速度よりも劣化が遅かった場合には、まだ使用できるレベルにある現像剤であっても、新規な現像剤、キャリアが無駄に補給されてしまったり、場合によっては劣化速度が速いにも関わらず、新規な現像剤、キャリアが十分な量補給されずに、画質の劣化を起こしてしまう場合がある。
すなわち必ずしも現像剤、キャリアの劣化に対して、補充、交換する現像剤、キャリアの量が適切とは言えず、画質の劣化を防止し、現像剤の寿命を延ばすという目的が不十分であった。
例えば、補給トナーにキャリアを混ぜて、トナー補給動作によってキャリアを補充する方式のものは、低画像面積の画像が多く取られた場合、トナーがほとんど補給されずに、現像装置の空攪拌が続き、キャリアの劣化が加速されてしまう。逆に高画像面積が多く取られた場合、トナーが大量に補給されて、同時にキャリアも大量に補給され、必要以上にキャリアが補給されてしまい、キャリアが無駄になってしまうという問題点があった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭５１−０１３２４９号公報
【特許文献２】特公平０２−０２１５９１号公報
【特許文献３】特公昭６０−０１８０６５号公報
【特許文献４】特公平０７−１１１５９８号公報
【特許文献５】特開平０９−２０４１０５号公報
【特許文献６】特開平０９−２５１２３５号公報
【特許文献７】特開平０９−２６９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、画質の劣化や、トナー飛散、キャリア付着を防止し、特殊技能を有するサービスマンが訪問しなくても、長期間現像の寿命を維持できる低ランニングコストの画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、画像が画像書込み手段によって潜像として形成される像担持体と、前記像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を利用して可視化処理するための現像装置と、を具備する画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像装置内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前記現像装置に新規なトナーを補給するトナー補給手段と、少なくともキャリアが含まれる新規な補給用剤を補給する補給用剤補給手段と、前記現像装置内のトナーとキャリアの混合物である現像剤を現像装置外部に排出する現像剤排出手段と、前記現像装置内の現像剤の劣化状態を検知する現像剤劣化検知手段と、を有し、前記補給用剤の補給を前記現像装置の駆動時間に基づいて行い、前記現像剤劣化検知手段が、所定の潜像パターンに対して現像装置で現像したトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、前記トナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、前記補給用剤補給手段により補給する補給用剤の量を補正して補給することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像劣化検知手段が、消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値を検知し、前記検知結果に応じて、補給する現像剤もしくはキャリアの量を補正して補給することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、画像面積率の履歴平均値であり、所定の画像面積履歴値より高い場合は、補給用剤の補給量を増やすことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、画像面積率の履歴平均値であり、前記画像面積率履歴平均が３％以下の場合は、画像面積率履歴平均５〜１０ｗｔ％の場合に比較して補給用剤の補給量を増やすことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均に相当する値が、消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均値であり、所定の消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均値が３％以下の場合は非画像部にトナー像を形成し、強制的にトナーを入れ替えることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像剤劣化検知手段が、トナー濃度と電位に対するトナー付着量の傾きを示す現像γ特性に基づいて劣化を検知し、所定のトナー濃度に対して現像γが狙いより高い場合は、補給用剤の補給量を増やし、現像γが低い場合は、補給用剤の補給量を増やすことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像剤劣化検知手段が、トナー濃度と電位に対するトナー付着量の傾きを示す現像γ特性に基づいて劣化を検知し、所定のトナー濃度に対して現像開始電圧Ｖｋが狙いより低い場合は、補給用剤の補給量を増やし、現像開始電圧Ｖｋが狙いより高い場合は、補給用剤の補給量を増やすことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナー付着量検知手段の検知結果を、初期剤の時に測定したトナー付着量検知手段の検知結果を基準として比較し、その比較結果に基づいて補給用剤の補給量を補正することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像装置内の現像剤が初期剤の時のトナー付着量検知手段の検知結果に基づいて、狙いの検知結果になるようにトナー濃度を調整し、調整されたトナー濃度を基準トナー濃度として一定に維持することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、現像剤もしくはキャリアの補充容器が、現像装置と一体となったカートリッジ形状になっていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、さらに、前記補給用剤が少なくともトナーとキャリアからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、前記解決するための手段によって、画質の劣化や、トナー飛散、キャリア付着を防止し、特殊技能を有するサービスマンが訪問しなくても、長期間現像の寿命を維持できる低ランニングコストの画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
以下、本発明を適用したタンデム方式の画像形成装置の一実施形態として、タンデム方式のカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）について説明する。
まず、本レーザプリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、図示しない転写紙の移動方向における上流側から順に配置されている。トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、潜像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋなどを備えている。またトナー補給に関しては、トナーカートリッジ９（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備えている。
また、本レーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他、潜像形成手段としての光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８や、図示しない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども備えている。
また、光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１３】
図２は、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのうち、イエローのトナー像形成部１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のトナー像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図２において、トナー像形成部１Ｙは、上述のように感光体ユニット１０Ｙと現像装置２０Ｙとを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの他、ドラム表面に対し、潤滑剤を塗布するブラシローラ１２Ｙ、クリーニングを施す揺動可能なカウンタブレード１３Ｙ、除電処理を施す除電ランプ１４Ｙ、一様帯電処理を施す非接触型の帯電ローラ１５Ｙ等を備えている。感光体ドラム１１Ｙとしては、その表面に有機感光体（ＯＰＣ）層を有するものが用いられている。
感光体ユニット１０Ｙにおいて、交流電圧が印加された帯電ローラ１５Ｙによって一様帯電せしめられた感光体ドラム１１Ｙの表面に、上記光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、ドラム表面に静電潜像が形成される。
【００１４】
現像装置２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ２２Ｙ、第１搬送スクリュー２３Ｙ、第２搬送スクリュー２４Ｙ、現像ドクタ２５Ｙ、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）２６Ｙ、粉体ポンプ２７Ｙ等を備えている。また現像剤カートリッジ４０Ｙには補給用の新規現像剤が入っている。
現像ケース２１Ｙには、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとを含む現像剤が内包されている。この現像剤は上記第１搬送スクリュー２３Ｙ、第２搬送スクリュー２４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像剤担持体としての現像ローラ２２Ｙの表面に担持される。そして、上記現像ドクタ２５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体ドラム１１Ｙと対向する現像領域に搬送され、ここで感光体ドラム１１Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体ドラム１１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像ローラ２２Ｙの回転に伴って現像ケース２１Ｙ内に戻される。
上記第１搬送スクリュー２３Ｙと、上記第２搬送スクリュー２４Ｙとの間には仕切り壁２８Ｙが設けられている。これにより、現像ローラ２２Ｙ、第１搬送スクリュー２３Ｙ等を収容する第１供給部２９Ｙと、第２搬送スクリュー２４Ｙを収容する第２供給部３０Ｙとが上記現像ケース２１Ｙ内で分かれている。
上記感光体ドラム１１Ｙ上で現像されたＹトナー像は、後述の転写搬送ベルト６０によって搬送される転写紙に転写される。
上記第１搬送スクリュー２３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部２９Ｙ内の現像剤を現像ローラ２２Ｙの表面に沿って図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ２２Ｙに供給する。
【００１５】
図３は現像装置２０Ｙを示す縦断面図である。図示のように、上記仕切り壁２８Ｙは、第１供給部２９Ｙと第２供給部３０Ｙとを各搬送スクリューの両端付近でそれぞれ連通させる２つの開口部を備えている。
上記第１搬送スクリュー２３Ｙによって第１供給部２９Ｙの端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁２８Ｙに設けられた一方の上記開口部を通って第２供給部３０Ｙ内に進入するが、現像剤の嵩が所定量以上になると攪拌スクリュー端部の敷居を乗り越えて、現像剤排出口Ｂ１へと誘導され、図示しない廃剤ボトルに回収される。
上記第２供給部３０Ｙ内において、第２搬送スクリュー２４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１供給部２９Ｙから進入してきた現像剤を第１搬送スクリュー２３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュー２４Ｙによって第２供給部３０Ｙの端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁２８Ｙに設けられたもう一方の上記開口部を通って第１供給部２９Ｙ内に戻る。
透磁率センサからなる上記Ｔセンサ２６Ｙは、第２供給部３０Ｙの端部付近の底壁に設けられ、その上を通過する現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ２６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は図４の制御部に送られる。
【００１６】
上記制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ２６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＴセンサ２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。現像装置２０Ｙについては、Ｔセンサ２６Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、トナーカートリッジ９Ｙに連結する上記粉体ポンプ２７Ｙを比較結果に応じた時間だけ駆動させて、Ｙトナーカートリッジ内のＹトナーを第２供給部３０Ｙ内に補給させる。このように粉体ポンプ２７Ｙの駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像によってＹトナーを消費してＹトナー濃度を低下させた現像剤に図３のトナー補給口Ａ１を通って第２供給部３０Ｙ内に適量のＹトナーが補給され、第１供給部２９Ｙに供給される現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他の現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋについても、同様のトナー補給制御が実施される。
また図２及び図５に示す現像剤カートリッジ４０ＹはＮＥＷ現像剤が入っており、その総量は現像ケース２１Ｙに初期入っている量と、略同量のＮＥＷ現像剤が入っている。このＮＥＷ現像剤は、後述する方法によって補給量が求められ、所定のタイミングで図３におけるＮＥＷ現像剤補給口Ａ２より第２供給部３０Ｙ内に補給させる。
【００１７】
また、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、これの下方に配設された転写ユニット６の転写搬送ベルトに接触して転写位置としての転写ニップを形成している。
図６は、上記転写ユニット６の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット６で使用される転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質にはＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が用いられている。無端移動体としての転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、接地された４つの支持ローラ６１に掛け回されている。
これらの支持ローラ６１のうち、図中最も右側のものには、電源６２ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ６２が対向するように配置されている。これら支持ローラ６１、静電吸着ローラ６２の間には、上記レジストローラ対５によって転写紙１００が送られて転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。
図中最も左側の支持ローラ６１は、図示しない駆動手段によって回転して転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラとなっている。
図中下側の２つの支持ローラ６１間に位置する転写搬送ベルト６０部分の外周面には、電源６３ａから所定のクリーニングバイアスが印加されたバイアスローラ６３が接触するように配置されている。
各転写ニップの下方には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触する転写バイアス印加部材６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋが設けされている。これら転写バイアス印加部材６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋは、マイラ製の固定ブラシによって構成されており、各転写バイアス電源４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃ、４９Ｋから転写バイアスが印加される。この転写バイアス印加部材によって印加された転写バイアスにより、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。
【００１８】
図７は、上記転写ユニット６の転写圧調整手段を示す模式図である。図において、各転写バイアス印加部材６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋは一つの支持台６６によってそれぞれ回転可能に支持され、更にこの支持台６６は２つのソレノイド６７、６８によって支持されている。これら２つのソレノイド６７、６８の駆動により、各転写バイアス印加部材６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋが上下移動して、各転写位置における感光体ドラム１１と転写搬送ベルト６０との接触圧（ニップ圧）が調整されるようになっている。各色トナー像の重ね合わせ転写の際には、この接触圧が所定の値になるように、転写搬送ベルト６０が感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに押圧される。
【００１９】
先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセット３、４から給送された図示しない転写紙は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５によって所定のタイミングで送出された転写紙は、上記転写搬送ベルト６０に担持され、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接触し得る各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２０】
図２において、トナー像が転写された後の感光体ドラム１１Ｙの表面は、ブラシローラ１２Ｙで所定量の潤滑剤が塗布された後、カウンタブレード１３Ｙでクリーニングされる。そして、除電ランプ１４Ｙから照射された光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、加熱ローラを備える上記定着ユニット７（図１参照）内でこのフルカラートナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。なお、この定着ユニット７は、加熱ローラの温度を検知する図示しない温度センサを備えている。
【００２１】
図４は、本レーザプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図において制御部１５０は、それぞれ電気的に接続されたトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ、光書込ユニット２、給紙カセット３、４、レジストローラ対５、転写ユニット６、反射型フォトセンサ６９、Ｔセンサ（トナー濃度センサ）２６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）などを制御する。また、この制御部１５０は、演算処理を実施するＣＰＵ１５０ａと、データを記憶するＲＡＭ１５０ｂとを備えている。
上記ＲＡＭ１５０ｂには、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに対応するＹ用現像バイアス値、Ｍ用現像バイアス値、Ｃ用現像バイアス値、Ｋ用現像バイアス値のデータと、Ｙ用ドラム帯電電位、Ｍ用ドラム帯電電位、Ｃ用ドラム帯電電位、Ｋ用ドラム帯電電位のデータとが格納されている。
プリントアウトプロセスにおいて、上記制御部１５０は、上記帯電ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに、Ｙ用ドラム帯電電位、Ｍ用ドラム帯電電位、Ｃ用ドラム帯電電位、Ｋ用ドラム帯電電位の帯電バイアスを供給させるような制御を実施する。この制御により、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが、Ｙ用ドラム帯電電位、Ｍ用ドラム帯電電位、Ｃ用ドラム帯電電位、Ｋ用ドラム帯電電位に一様帯電せしめられる。また、制御部１５０は、上記現像ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに、Ｙ用現像バイアス値、Ｍ用現像バイアス値、Ｃ用現像バイアス値、Ｋ用現像バイアス値のバイアスを供給させるような制御を実施する。
【００２２】
図示しない主電源が投入された直後に６０℃以下の加熱ローラ温度を検知したときや、所定枚数以上のプリントアウトが実施されると、上記制御部１５０は各トナー像形成部１の作像性能を試験する。これらのしきい値はサービスマンやユーザーがＰＣ（パーソナルコンピュータ）上のプリンタドライバやプリンタが持つ表示及び設定が可能な操作部上で設定可能なようになっている。但しその設定範囲は予め決められた範囲内しか設定できないようになっている。各種制御の実行条件については表１に示す。
【００２３】
【表１】
0004708252.tif 000002
【００２４】
具体的には、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを回転させながら帯電せしめる。この帯電における電位ついては、プリントアウトプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値をマイナス極性側に徐々に大きくしていく。そして、上記レーザ光の走査によって基準パターン像用の静電潜像を感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに形成せしめながら、現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋによって現像させる。この現像により、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に基準パターン像Ｐｙ、基準パターン像Ｐｍ、基準パターン像Ｐｃ、基準パターン像Ｐｋが形成される。なお、現像の際、制御部１５０は、現像ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに印加される現像バイアスの値もマイナス極性側に徐々に大きくしていくように制御する。また、上記主電源が投入された直後であっても、６０℃を超える加熱ローラ温度を検知したときには、作像性能を試験しない。よって、上記主電源のＯＦＦからＯＮまでの時間が数分〜数十分と比較的短い場合には試験を省略し、過剰に試験によってユーザーを無駄に待機させたり、電力やトナーを無駄に消費したりといった事態を解消することができる。
【００２５】
図８は、基準パターン像Ｐ（Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ）を示す模式図である。図において、基準パターン像Ｐは、互いに間隔Ｌ４をおいて並ぶ５個の基準像１０１で構成されている。本レーザプリンタにおいて、基準トナー像としての各基準像１０１は、縦１５ｍｍ×横（Ｌ３）２０ｍｍの大きさで、Ｌ４＝１０ｍｍの間隙を介して形成される。よって、転写搬送ベルト６０上の基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの長さＬ２は、それぞれ１４０ｍｍとなる。基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記転写搬送ベルト６０上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写により、転写搬送ベルト６０上には各色の基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋによって構成される１つのパターンブロックＰＢが形成される。
【００２６】
図９は、感光体ドラム１１の設置ピッチを示す模式図である。図示のように、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれＬ１のピッチで等間隔に配設されている。本レーザプリンタでは、Ｌ１＝２００ｍｍに設定されている。上述のように、基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの長さＬ２はそれぞれ１４０ｍｍであり、感光体ドラム１１の設置ピッチＬ１よりも短い。このため、基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、それぞれの端部を互いに重ね合わせないように独立して転写されることが可能になる。
【００２７】
図１０は、転写搬送ベルト６０上に形成される上記パターンブロックを示す模式図である。転写搬送ベルト６０上には、４つの基準パターンＰｋ、Ｐｃ、Ｐｍ、ＰｙからなるパターンブロックＰＢが２つ形成される。具体的には、基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１から構成されるパターンブロックＰＢ１と、基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２から構成されるパターンブロックＰＢ２とが形成される。
パターンブロックＰＢ１、ＰＢ２は次のようにして形成される。即ち、上記制御部１５０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１内の基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１が転写搬送ベルト６０に転写され終わった時点から、最も上流側の基準パターンＰｙ１が最も下流側の感光体ドラム１１Ｋの転写ニップを通過し終わるまでの間において、上記転写ユニット６のソレノイド６７、６８（図７参照）を駆動して上記転写圧を所定のレベル（離間を含む）まで減圧せしめる。この減圧により、基準パターン像Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１は、それぞれ下流側の転写ニップにおける感光体ドラム１１への逆転写が抑えられながら、転写搬送ベルト６０とともに移動する。このため、パターンブロックＰＢ１内における基準パターン像Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１は、それぞれ感光体ドラム１１への逆転写が抑えられた状態の濃度パターンとなる。
【００２８】
また、上記制御部１５０は、所定のタイミングを見計らって２つ目のパターンブロックＰＢ２の各基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２を感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに形成せしめる。この所定のタイミングとは、具体的には、１つ目のパターンブロックＰＢ１の後端（基準パターン像Ｐｙ１）が最も下流側の感光体ドラム１１Ｋの転写ニップを通過して更に所定量だけ移動した時点から、パターンブロックＰＢ２の基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２が転写搬送ベルト６０上に転写され始め得るタイミングである。
また、上記制御部１５０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１の後端（基準パターン像Ｐｙ１）が最も下流側の感光体ドラム１１Ｋの転写ニップを通過してから、２つ目のパターンブロックＰＢ２の各基準パターン像Ｐが転写搬送ベルト６０に転写され始めるまでの間に、上記ソレノイド６７、６８を駆動して上記転写圧をもとの値まで加圧せしめる。この加圧により、パターンブロックＰＢ２用の各基準パターン像Ｐの良好な転写が可能になる。
更に、上記制御部１５０は、２つ目のパターンブロックＰＢ２についても、１つ目のパターンブロックＰＢ１と同様に、感光体ドラム１１への逆転写を抑え得るように、上記ソレノイド６７、６８の駆動を制御する。
【００２９】
パターンブロックＰＢ１、ＰＢ２にはそれぞれ４つの基準パターン像Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが含まれ、更に、これら基準パターン像にはそれぞれ５個の基準像１０１が含まれるため、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）について、それぞれ５×２＝１０個の基準像１０１が形成されることになる。
各色において、これら１０個の基準像１０１は、次の表２に示される作像条件で感光体ドラム１１上に形成される。なお、上記レーザ光の強度については、ドラム帯電電位にかかわらず、基準像１０１用の静電潜像を例えば−２０Ｖまで減衰せしめ得るような強度とする。
【００３０】
【表２】
0004708252.tif 000003
【００３１】
表２において、（１）乃至（１０）は、パターンブロックＰＢ１の先端からパターンブロックＰＢ２の後端にかけて、１番目乃至１０番目に形成される基準像１０１を示している。よって、（１）乃至（５）の基準像１０１はパターンブロックＰＢ１内に存在し、（６）乃至（１０）の基準像１０１はパターンブロックＰＢ２内に存在している。
表２に示すように、本レーザプリンタは、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋにおいて、それぞれドラム帯電電位と現像バイアスとをそれぞれ徐々に低い値に切り換えながら（１）乃至（１０）の基準像１０１を形成する。これら１０個の基準像１０１は、後に形成されるものほど、高い現像ポテンシャル（静電潜像の電位と現像バイアスとの差）で現像されるため、画像濃度が高くなる。
表２に示した各現像バイアス値と、（１）乃至（１０）の基準像１０１の画像濃度との関係は、例えば図１１に示すグラフのようになる。即ち、現像バイアス値と画像濃度（単位面積当たりのトナー付着量）とには正の相関があり、図示のような直線グラフが得られる。この直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を用いれば、所望の画像濃度（トナー付着量）が得られる現像バイアス値を演算することができる。
【００３２】
図１２は、上記転写搬送ベルト６０を上記反射型フォトセンサ６９とともに示す斜視図である。図示のように、本レーザプリンタは、２つの反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂを備えている。２つのパターンブロックＰＢ１、ＰＢ２は、それぞれ、転写搬送ベルト６０の図中手前側の端部付近に形成され、反射型フォトセンサ６９ａによって検知される。この端部付近は、先に示した図３の現像装置２０Ｙの領域Ｒ２に相当する部分である。図３において、幅Ｗ２は図示しない転写紙の幅に相当する部分であり、この領域Ｒ２は幅Ｗ２よりも第１供給部２９Ｙの現像剤搬送方向上流側にある。通常のプリントアウトプロセス時において、現像ローラ２２Ｙ上の領域Ｒ２内に存在する現像剤が現像に寄与することはなく、現像ローラ２２Ｙ上や第１供給部２９Ｙの領域Ｒ２内に存在する現像剤は、上記トナー補給制御によって所定範囲内に維持されたトナー濃度となる。よって、プリントアウトプロセス時にベタ図柄画像や写真画像などの高画像面積率のＹトナー像が連続現像された直後であっても、基準パターン像Ｐｙは正規のトナー濃度の現像剤によって現像される。なお、他の基準パターン像Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋも、同様の理由により、正規のトナー濃度の現像剤によって現像される。なお、反射型フォトセンサ６９ｂの役割については後述する。
【００３３】
次に、本レーザプリンタの特徴的な構成について説明する。
図１３は、反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂと、その周辺の構成とを示す側面図である。図において、転写搬送ベルト６０の裏面には、ステンレス等の母材の表面にＮｉメッキやＣｒメッキなどが施された反射部材７０が当接している。この反射部材７０は、図中一点鎖線で示す移動軌跡で移動しようとする転写搬送ベルト６０の裏面を例えば１〜２ｍｍの付勢距離Ｋで付勢しながら転写搬送ベルト６０をバックアップする。反射部材７０における転写搬送ベルト６０との当接面は平面状に形成され、且つ鏡面仕上げ加工が施されて光を良好に反射させるようになっている。本レーザプリンタにおける光透過性検知手段は、これら反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂと、反射部材７０とによって構成されている。
このように転写搬送ベルト６０をバックアップする反射部材７０には、転写搬送ベルト６０を介して反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂが対向している。反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂの図示しない発光部から発せられた光は、転写搬送ベルト６０の乳白色や透明な光透過部を透過して反射部材７０に至る。そして、この反射部材７０の表面で反射して反射光となり、転写搬送ベルト６０を再び透過して反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂの図示しない受光部に検知される。ＰＶＤＦからなる転写搬送ベルト６０は乳白色を呈しているが、発光部から発せられた光を一往復透過させても受光部に十分に検知させ得る程度の光透過性を有している。なお、十分な受光量が得られない場合には、透明材料を転写搬送ベルト６０に使用すればよい。また、光の透過する部分だけに光透過性を発揮させるように転写搬送ベルト６０を構成してもよい。
かかる構成においては、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋから移動体としての転写搬送ベルト６０に転写された各基準像１０１を検知するために、各基準像１０１の反射光を検知するのではなく、転写搬送ベルト６０における基準像部分の透過光を検知する。よって、各基準像１０１の反射光を検知することに起因して生ずる種々の不具合を解消することができる。
【００３４】
また、発光部からの光を光反射部材７０によって反射させることで、透過光を検知するためのフォトセンサとしては受光部と発光部とを同一の筺体内に収容する反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂを用いることが可能になるため、両部を別々の筺体内に収容する透過型フォトセンサを用いることに起因して生ずるメンテナンス性やレイアウト自由度の悪化などといった不具合を解消することができる。
また、図示のように、反射部材７０でのバックアップによって上下振動を抑えた転写搬送ベルト６０部分（ベルト部分）の光透過性を反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂによって検知することで、上下振動によるセンサの誤検知を抑えることができる。
また、このよう上下振動が抑えられるベルト部分は、図示のように、張架ローラにバックアップされるベルト部分とは異なり、バックアップされる反射部材７０の平面にならって平面形状になる。よって、転写搬送ベルト６０の湾曲部分で基準像１０１を検知することに起因する誤検知を抑えることができる。更に、負圧発生手段を用いることなく転写搬送ベルト６０の上下振動を抑えるので、負圧発生手段によるコストアップや騒音発生を解消することができる。
【００３５】
反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂの設置位置としては、図示のように、反射部材７０の中心Ｏとの対向位置ではなく、反射部材７０におけるベルト移動方向下流側の端部付近との対向位置が望ましい。この端部付近では、ベルト移動方向上流側の端部付近よりも転写搬送ベルト６０の上下振動が抑えられるからである。
【００３６】
先に示した図１０において、転写搬送ベルト６０上に転写された各基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１は、ベルトの無端移動に伴って移動して反射型フォトセンサ６９ａに検知された後、転写ユニット６の上記バイアスローラ６３（図２参照）との接触位置に進入し、ここでバイアスローラ６３に静電的に転写されて除去される。なお、２つの反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂのうち、６９ａは１つ目のパターンブロックＰＢ１の先端から後端にかけて、基準パターン像Ｐｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１内の各基準像１０１を次のような順序で検知する。即ち、基準パターン像Ｐｋ１の５個の基準像１０１、基準パターン像Ｐｃ１の５個の基準像１０１、基準パターン像Ｐｍ１の５個の基準像１０１、基準パターン像Ｐｙ１の５個の基準像１０１という順序で検知する。そしてこの際、上記透過光量に応じた電圧信号を上記制御部１５０に順次出力する。上記制御部１５０は、反射型フォトセンサ６９から順次送られてくるこの電圧信号に基づいて、各基準像１０１の画像濃度を順次演算してＲＡＭ１５０ｂに格納していく。
【００３７】
また、反射型フォトセンサ６９ａは、２つ目のパターンブロックＰＢ２の先端から後端にかけて、基準パターン像Ｐｋ２、Ｐｃ２、Ｐｍ２、Ｐｙ２を構成する各基準像１０１からの反射光量を、パターンブロックＰＢ１と同様の順序で検知する。制御部１５０は、１つ目のパターンブロックＰＢ１のときと同様に、反射型フォトセンサ６９から順次送られてくる電圧信号に基づいて、各基準像１０１の画像濃度を順次演算してＲＡＭ１５０ｂに格納していく。
【００３８】
上記制御部１５０は各色について、各現像バイアス値と、（１）乃至（１０）の基準像１０１の画像濃度データとを用いて回帰分析を行い、図１１に示したような直線グラフを示す関数（回帰式）を求める。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入して適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫ用の補正現像バイアス値として上記ＲＡＭ１５０ｂに格納する。
一方、上記ＲＡＭ１５０ｂには、次の表３に示すような作像条件テーブルも格納されている。
【００３９】
【表３】
0004708252.tif 000004
【００４０】
表３に示すように、上記作像条件テーブルでは、３０通りの現像バイアス値と、これに適切なドラム帯電電位とが関連付けられている。
上記制御部１５０は、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋについて、それぞれ上記作像条件テーブルの中から、上記補正現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。特定したドラム帯電電位については、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫ用の補正ドラム帯電電位としてＲＡＭ１５０ｂに格納する。そして、全ての補正現像バイアス値及び補正ドラム帯電電位をＲＡＭ１５０ｂに格納し終えると、Ｙ用現像バイアス値、Ｍ用現像バイアス値、Ｃ用現像バイアス値、Ｋ用現像バイアス値のデータをそれぞれ対応する補正現像バイアス値と同等の値に補正して格納し直す。また、Ｙ用ドラム帯電電位、Ｍ用ドラム帯電電位、Ｃ用ドラム帯電電位、Ｋ用ドラム帯電電位についても、それぞれ対応する補正ドラム帯電電位と同等の値に補正して格納し直す。このような補正により、プリントアウトプロセス時におけるトナー像形成手段１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの作像条件が、それぞれ所望の画像濃度のトナー像を形成し得る条件に補正される。
【００４１】
先に示した図１において、上記光書込ユニット２は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の光源から発せられたレーザ光を反射させて感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに導くための反射ミラーをそれぞれ個別に備えている。また、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと平行になるように配設される反射ミラーを、それぞれ個別に傾けるための図示しないミラー傾斜手段も備えている。
【００４２】
次に位置ずれ補正制御について説明する。
上記制御部１５０は、位置ずれ補正制御を実施する。この位置ずれ補正制御では、転写搬送ベルト６０上に、図１４に示すような位置ずれ検知用の基準パターン像ｐＰ１、ｐＰ２が形成される。基準パターン像ｐＰ１は、転写搬送ベルト６０における図中下側の端部付近に形成されて反射型フォトセンサ６９ａによって検知される。また、基準パターン像ｐＰ２は、転写搬送ベルト６０における図中上側の端部付近に形成されて反射型フォトセンサ６９ｂによって検知される。
【００４３】
基準パターン像ｐＰ１、ｐＰ２は、図１５に示すように、それぞれベルト幅方向に真っ直ぐに延びる４つの基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙと、ベルト幅方向から４５°傾いた基準像ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙとを備えている。基準パターン像ｐＰ１、ｐＰ２内において、基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙ、ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙは距離ｄのピッチで形成され、基準パターン全体の長さはＬ３となっている。これら基準像のうち、基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙは、長さＡ、幅Ｗの大きさで形成される。また、基準像ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙは、長さＡ√２、幅Ｗの大きさで形成される。更に、基準パターン像ｐＰ１の基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙ、ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙと、基準パターンｐＰ２の基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙ、ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙとは、それぞれベルト幅方向で相対向するように形成される。
【００４４】
ここで、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに組み付け誤差による傾きが生じていたり、上記光書込ユニット２内におけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の反射ミラーにその長手方向の傾きが生じていたり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のポリゴンミラーや光源の駆動タイミングが正規のタイミングからずれていたりといった事態が発生していないと仮定する。すると、図１４に示したように、基準像１０１は、それぞれ互いに等間隔で平行な状態を維持するように形成される。このように形成された基準像１０１については、それぞれ両方の反射型フォトセンサ６９ａ、６９ｂがほぼ同時に検知する。また、図１６に示すように、反射型フォトセンサ６９ａによる基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙの検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａが等しくなる。これら検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａとは、基準像ｄ１０１Ｋを検知してから基準像ｄ１０１Ｃを検知するまで、基準像ｄ１０１Ｃを検知してから基準像ｄ１０１Ｍを検知するまで、基準像ｄ１０１Ｍを検知してからｄ基準像１０１Ｙを検知するまでの時間である。また、反射型フォトセンサ６９ｂは、反射型フォトセンサ６９ａと同じタイミングで基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙを検知し、各検知間隔ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂが等しくなる。
【００４５】
しかしながら、例えば、感光体ドラム１１Ｃに組み付け誤差による傾きが生じていたり、上記光書込ユニット２内におけるＣ用の反射ミラーにその長手方向の傾きが生じていたりすると、図１７に示すように、互いに対向する２つの基準像ｄ１０１Ｃにスキューによる位置ずれが生ずる。このようにスキューによる位置ずれが生ずると、反射型フォトセンサ６９ａが基準像ｄ１０１Ｃを検知するタイミングと、反射型フォトセンサ６９ｂが基準像ｄ１０１Ｃを検知するタイミングとにタイムラグΔｔが生ずる。スキュー角θについては、このタイムラグΔｔと、転写搬送ベルト６０の移動速度とに基づいて求めることができる。また、基準像ｄ１０１Ｃではなく、他の基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙにスキューが生じた場合にも、同様にしてスキュー角θを求めることができる。
【００４６】
そこで、上記制御部１５０は、２つの基準トナー像ｐＰ１、ｐＰ２について、それぞれ基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙの検知タイミングをＲＡＭ１５０ｂに順次格納していき、検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａ、ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂをそれぞれ求める。そして、上記タイムラグΔｔを生じた基準像についてはそのスキュー角θを演算し、演算結果に基づいて、対応する上記反射ミラーを上記ミラー傾斜手段によって傾けてスキューを抑える。
【００４７】
また、例えば、上記光書込ユニット２内におけるＣ用の光源の駆動タイミングが正規のタイミングからずれるなどすると、図１８に示すように、基準像１０１Ｃに副走査方向へのレジストによる位置ずれが生ずる。このように位置ずれが生ずると、検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａがそれぞれ異なった値になるとともに、検知間隔ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂもそれぞれ異なった値になる。但し、先に図１７に示したように、スキューによる位置ずれが生じた場合にも、上記検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａや検知間隔ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂがそれぞれ異なった値になる。そこで、制御部１５０は、それぞれスキューにより発生したタイムラグΔｔに基づいて、検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａ、ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂを補正してスキューによる影響を取り除いた後、副走査方向へのレジストによる位置ずれ量を求める。そして、この位置ずれ量に基づいて、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ用の駆動タイミングなどを補正して、副走査方向へのレジストを抑える。
【００４８】
このようにして、スキュー及び副走査方向へのレジストによる位置ずれが補正されると、次に、２つの基準パターン像ｐＰ１、ｐＰ２における基準像ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙに基づいて主走査方向へのレジストによる位置ずれが補正される。具体的には、主走査方向へのレジストずれが生じていなければ、先に説明したように、検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａ、ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂが全て等しくなる。
ところが、例えば、図１９に示すように、基準パターン像ｐＰ２内（図中上側）の基準像ｓ１０１Ｃに主走査方向へのレジストずれが生ずると、検知間隔ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂがそれぞれ異なった値になる。このとき、主走査方向における基準像ｓ１０１Ｃの大きさが正規の大きさであれば（主走査方向における倍率が１倍）、図１９に示すように、基準パターン像ｐＰ１内（図中下側）の基準像ｓ１０１Ｃも同様にレジストして検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａもそれぞれ異なった値になり、且つそれぞれ検知間隔ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂに同期する。一方、主走査方向における基準像ｓ１０１Ｃの大きさが正規の大きさよりも大きくなると（主走査方向における倍率が１倍を超える）、例えば、基準パターン像ｐＰ２内の基準像ｓ１０１Ｃがレジスト（主走査方向）するにもかかわらず、図２０に示すように、基準パターン像ｐＰ１内の基準像ｓ１０１Ｃはレジストしなかったり、レジスト量が少なくなったりする。
【００４９】
そこで、上記制御部１５０は、検知間隔ｔ１ａ、ｔ２ａ、ｔ３ａ、ｔ１ｂ、ｔ２ｂ、ｔ３ｂや、転写搬送ベルト６０の移動速度に基づいて、２つの基準パターン像ｐＰ１、ｐＰ２内における基準像ｓ１０１Ｋ、ｓ１０１Ｃ、ｓ１０１Ｍ、ｓ１０１Ｙのレジストずれ（主走査方向）量や倍率（主走査方向）を演算する。そして、演算結果に基づいて、対応するポリゴンミラーの駆動タイミングを補正したり、対応する上記反射ミラーを上記ミラー傾斜手段によって傾けたりして、かかるレジストずれや倍率ずれを抑える。
【００５０】
このように、各色についてスキュー、副走査方向へのレジスト及び主走査方向へのレジストを抑えることで、プリントプロセス時に形成する上記フルカラートナー像の乱れを抑えることができる。
なお、副走査方向の倍率については、基準像ｄ１０１Ｋ、ｄ１０１Ｃ、ｄ１０１Ｍ、ｄ１０１Ｙを検知している時間によって補正される。
【００５１】
ここで、本発明の主要部分について説明する。
実施例１の画像形成装置において、Ｙを例に取ると、ＮＥＷ現像剤カートリッジ４０Ｙから、現像ケース２１ＹへのＮＥＷ現像剤の補給は、現像装置２０Ｙの駆動時間によって、所定の補給時間が設定されている。本実施例においては標準条件として１０分の駆動で２ｇの現像剤を補給するようになっている。補給タイミングとしては図示しない本体のタイマーが現像装置２０Ｙの駆動が５分に達した時点でＮＥＷ現像剤の補給量を算出し、算出後最初の同色の画像形成時に、ＮＥＷ現像剤を補給する。
【００５２】
図２１に、現像駆動時間とＮＥＷ現像補給時間の関係を示す。図に示すようにＮＥＷ剤の標準補給条件に対して、現像装置２０Ｙ内の現像剤の劣化が進んでいると判断するとＮＥＷ現像剤の補給量を増やして、劣化剤が、図５に示すように現像装置２０Ｙから排出され、現像剤の劣化の進行を緩めるように働く。
また逆に狙いよりも現像剤の劣化が進んでいないと判断されれば、ＮＥＷ現像剤の補給量を減らして、現像装置２０Ｙ内の現像剤の寿命を延ばすようにしている。
【００５３】
図２２は、横軸に画像面積率（％）、縦軸に現像γ（ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ）をとったものである。実験方法は、標準線速モード（１３８ｍｍ／ｓｅｃ）において、トナー濃度を一定に保ったまま、画像面積率ごとに２００枚連続印刷を行うというものである。図２２から、同じトナー濃度でも、一定期間内のトナー入換え量が多い（画像面積率が高い）ほど現像γが高くなっている。これはＮＥＷトナーとキャリアの接触確率が増えて、キャリア表面にトナーの添加剤、母体成分がスペントし、帯電能力が低下するためであると考えられる。
図２２は、画像面積率が基準値：５％を超えて高くなるに従って、現像γは高くなる（キャリアの表面汚染による劣化）傾向があることを示している。また３％未満になると急激に現像γが低くなる。これは、現像装置内に存在するトナー表面の添加剤が埋没したり、キャリアの帯電制御剤が削れて劣化し、帯電量が制御できずに上昇し、現像γが低下する。また場合によっては逆帯電キャリアやトナーが発生し、異常画像を発生させる要因でもある。
このように低画像面積ではトナーの入れ替えが行われないため、キャリアの劣化とトナーの劣化の両方が起因して、現像γや画質（ぼそつき）に影響を与える。
【００５４】
劣化度の算出方法については以下の通りである。まず現像装置が初めて使用された時、図２３のフローに従い、Ｓ２で現像装置内の現像剤が新品であるか確認する。これは現像装置に設置している図示しないＩＤチップによって判断される。ここで現像剤が初期剤であると判断されると、初期の定められたトナー濃度、７ｗｔ％で現像装置を駆動し、そのときのＴセンサ出力が３ＶになるようにＴセンサのコントロール電圧が調整される。通常画像形成時は、Ｔセンサ制御目標値(Ｖｔ＿ｒｅｆ)を３Ｖとし、Ｔセンサ出力が常に３Ｖになるようにトナー補給制御がなされる。
続いてＳ４では、先に示したセルフチェックの動作と同様にパターンを形成し図１１の用に近似直線によって現像γ＝ａ、及びｙ＝０の時のｘを求めてＶｋとする。ここで求められた現像γ、及びＶｋは、基準現像γ、Ｖｋとしてメモリし表４のテーブルが作成される。
【００５５】
【表４】
0004708252.tif 000005
【００５６】
以後通常の画像形成が行われるが、最初は標準条件として、５分の駆動積算で１ｇの現像剤が補給される。補給後は現像カウンタはリセットされ再度カウントがスタートする。
仮に初期現像γが１．５、初期Ｖｋが−１０であると仮定して動作を説明する。
所定のタイミングで先述のセルフチェックが開始されると、それまでに形成された画像面積率の平均値を求め、検知された現像γ、Ｖｋによって表４を参照し、画像面積率平均が３ｗｔ％、現像γが１．６、Ｖｋが−１３であるとすると、表４に基づき、画像面積率平均による補正係数は０．９となり、現像γによる補正は、初期現像γとの差分が＋０．１ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶとなり、補正係数は０．９となる。また、Ｖｋによる補正は初期Ｖｋ−３Ｖとなり、補正量係数は１となる。ここで補正されたＮＥＷ現像剤の補給量算出は次式で行われる。
【００５７】
ＮＥＷ現像剤の補給量＝１［ｇ］×０．９×０．９×１．０＝０．８１
（ここで１ｇは標準のＮＥＷ現像剤補給量）
【００５８】
従って以降セルフチェックが行われるまでは、５分の現像駆動に対して０．８１ｇのＮＥＷ現像剤の補給が行われる。
【００５９】
本実施例では５分毎にＮＥＷ現像剤の補給を行っているが、これに限定されるものではなく、画質の安定化や現像剤の補給量の安定化等の見地から、適切なタイミングに変更しても構わない。
なお、画像面積率［％］の平均を算出するにあたり、画像面積率［％］を印刷一枚毎に算出する。本補正を実行するに際、画像面積率［％］はある時点から（例えば、電位制御を行った時点をゼロとして、その時点から全平均する等）の全平均でもよいが、より好ましくは移動平均を用いてもよい。この、移動平均を用いることにより、現時点に近い現像剤特性を知るのに適した、過去のトナー入換え履歴を知ることができる。
この移動平均は、単純に過去数枚毎の平均としてもよいが、本実施例では、簡単のため下記の式（１）に従って算出することとする。このような算出式を用いることにより、過去数枚から数十枚の画像面積率をＮＶ−ＲＡＭに保存する必要がなくなるため、非常に有効である。
【００６０】
Ｍ（ｉ）＝（１／Ｎ）（Ｍ（ｉ−１）×（Ｎ−１）＋Ｘ（ｉ））・・・・  （１）
【００６１】
ここで、Ｍ（ｉ）は画像面積率移動平均の現在値、Ｍ（ｉ−１）は画像面積率移動平均の前回値、Ｎは累積枚数である。また、Ｘ（ｉ）は、今回の画像面積率［％］である。なお、Ｍ（ｉ）、Ｘ（ｉ）は色ごとに個別に算出する。本実施例のように、前回までの画像面積率の移動平均を用いて、移動平均現在値を求めることによりＮＶ−ＲＡＭの使用領域を大幅に減少させることができる。また累積枚数を変更することにより、制御のレスポンスを変更することが可能であり。たとえば環境変動や経時において値を変更するとより効果的に制御することができる。
【００６２】
次に実施例２の画像形成装置においては、実施例１低画像面積が続いた場合の処理が異なり、表５に示すようにセルフチェック時にそれまでの画像面積率の平均が例えば３％であった場合に、Ａ４べた５枚の強制消費を行う。強制消費によって消費されたトナーはトナー補給制御によってトナー濃度を維持するように補給が自動的に行われ、トナーの入れ替えが行われることとなる。
このように、極端に低画像面積の作像が続くとキャリアの劣化とともに、トナーの添加剤も埋没し、画像が劣化するという不具合を起こす。そこで、所定の消費トナーあるいは補給トナーの履歴平均値が３％以下の場合は非画像部にトナー像を形成し、強制的にトナーを入れ替える事で、トナーの劣化が抑制されると共に、現像剤の流動性悪化を抑制するため、キャリアの劣化も抑制する効果が得られる。
【００６３】
【表５】
0004708252.tif 000006
【００６４】
次に実施例３の画像形成装置においては、図２４に示すように実施例１とＳ４までは同じである。Ｓ５では現像γが狙い±０．０５（ここでは狙い中心現像γ＝１．５とする）であるか判断する。もし狙いから外れていた場合、Ｓ６でトナー濃度調整を行い、例えば現像γが狙いよりも低ければトナー補給をして、また狙いよりも高ければトナー消費をして、狙いの現像γに調整する。またＶｋは任意の値に調整する事は困難であるため、この時の値を初期値としてメモリしておく。
次にＳ７では調整された現像γを基準トナー濃度として設定し、その時のＴセンサ出力ＶｔをＴセンサ制御目標値（Ｖｔ）に代入する。
狙いの現像γを１．５とした場合、表４の初期現像γに１．５を代入した表６に基づいて制御が行われる。
Ｖｋに関しては、初期値としてメモリした値を使用して表４に従って制御を行う。
【００６５】
【表６】
0004708252.tif 000007
【００６６】
このように、現像装置内の現像剤が初期剤の時のトナー付着量検知手段の検知結果を基準として補正量を決定する為に、現像装置個々のばらつき（例えば感光体〜現像Ｇａｐ、現像ドクター〜現像スリーブＧａｐのばらつき）が考慮され、補正量過多、補正不足といったことがなくなる。これは所定の現像γを狙いとしても、現像装置によってばらつきができ、同じ現像剤に対して異なる現像γを示す事があるためである。これを防止するためには現像装置の機械ばらつきを最小限にする必要があるが、本発明により、そのばらつきが緩和され、調整にかかる時間や、高精度に調整するための機械構成が不要となり、コストダウンにつながる。
さらに、機械ばらつきによる初期剤でのトナー付着量の違いを、トナー濃度によって調整する事でばらつきが吸収され、同じトナー付着量を狙いとした現像剤もしくはキャリアの補給量補正が可能となる。また現像能力のばらつきが少なくなるため、電位制御の用いる作像条件がテーブルの中心付近となるために、経時で現像能力が変動した時に電位制御で吸収できる範囲が全体に広がり、画像濃度が安定し長寿命の画像形成装置を提供することができる。
【００６７】
実施例４の画像形成装置においては、ＮＥＷ現像剤のカートリッジ４０内にキャリアのみが入っている。
キャリアの補給方法は基本的に実施例１，２と同様であるが、キャリアのみを補給すると部分的にＴＣが低くなってしまうため、本実施例では、キャリア補給時に狙いのトナー濃度になるように以下の式に基づいてトナーも一緒に補給を行う。狙いのトナー濃度は設定されているトナー濃度制御目標値から求める。
【００６８】
トナー補給量＝狙いのトナー濃度／１００×ＮＥＷキャリアの補給量
【００６９】
従って例えばキャリアの補給量が５ｇ、狙いのトナー濃度が７ｗｔ％であった場合、トナー補給量＝７／１００×５＝０．３５ｇとなる。
【００７０】
このように、現像剤としてキャリアとトナーを供給することがでるため、長期間の補給容器内での放置による帯電量の低下やトナースペントを起こすことがなく、キャリアが他色と共通の場合、同じカートリッジからキャリアを供給することができ、補充の手間が削減できる。またキャリア補給時にトナー濃度が下がらないようにトナーも併せて補給することによって、キャリア補給による画像濃度変動を防止することができる。
【００７１】
以上の実施例においては、セルフチェック間の画像面積率平均を用いて劣化度を判定しているが、これに限定されるものでは無く、トナーの消費あるいは補給履歴の平均値に変わるものであればどうようの効果が得られる。また履歴を取る間隔もセルフチェック間に限定するものでは無く、２０枚おき等、システムの変動に合わせて変更して構わない。
画像面積率の履歴のみによって劣化度を算出しても良いが、本実施例のように、現像駆動時間や現像γによる劣化度の検知と併用することにより一層の効果が得られる。
【００７２】
本発明に用いる現像剤としてのキャリア粒子とトナーについて説明する。
キャリア粒子の芯材としては、銅亜鉛フェライト、マンガンを主成分とするフェライト等があげられ、具体的には、マンガンフェライト、マンガンマグネシウムフェライトなどがある。ビスマス（Ｂｉ）やジルコン（Ｚｒ）に代表される抵抗調整剤を加えたり、焼成工程とその後工程における温度、時間、雰囲気等の条件を適宜調整することで、高磁化で高抵抗の芯材が得られる。さらに、この強磁性体の粒子をアクリル系、ポリエステル系、シリコーン系、フッ素系等の樹脂で被覆してもよい。これらの樹脂は、キャリア粒子の電気抵抗、トナーとの帯電性を考慮して適宜選択することができる。また、このようなキャリア粒子の特性を調整するために、カーボンブラック、酸化アルミ、酸化チタン等の導電性物質、荷電制御剤等を樹脂に添加してもよい。この他、上記の樹脂中に磁性体粒子を分散させたものであってもよい。
キャリア粒子の重量平均粒径は、２５〜４５μｍの小粒径であることが好ましい。重量平均粒径を４５μｍ以下にすることで磁気ブラシを緻密にすることができ、階調性やベタ均一性の向上が図れる。一方、２５μｍ未満では、キャリア付着を起こすため好ましくない。
また、キャリア粒子の１ｋＯｅにおける磁化の強さは、６０〜８０ｅｍｕ／ｇであることが好ましい。特に、上記のようにキャリア粒子を小粒径化した場合は、磁化が小さくなり、キャリア付着等を引き起こす原因になるため、６０ｅｍｕ／ｇ以上とする。また、磁化の強さが８０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリア粒子に樹脂による表面被覆を施しても、形成される画像の画質は劣化するため好ましくない。なお、磁化の強さは芯材に添加する添加剤の種類、及び量で調整することができる。
【００７３】
トナーとしては、少なくとも熱可塑性の樹脂とカーボンブラック、銅フタロシアニン系、キナクリドン系、ビスアゾ系等の顔料を含んで構成されるものを用いる。樹脂としては、スチレン−アクリル系、ポリエステル系の樹脂が好ましい。この他に、定着助剤としてポリプロピレン等のワックス、トナー帯電量を制御するための含合金染料を内添することができる。さらに、表面処理したシリカ、アルミナ、酸化チタン等の酸化物、窒化物、炭化物等を外添してもよい。さらに、脂肪酸金属塩、樹脂微粒子等を併せて外添してもよい。
トナーの体積平均粒径は、高画質高精細の画像を得るために小粒径であることが好ましく、具体的には３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径が上記範囲より小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリア粒子の表面にトナーが融着し、キャリア粒子の帯電能力を低下させるため好ましくない。また、体積平均粒径が上記範囲よりも大きい場合には、高画質で高精細の画像を得ることが難しくなるため好ましくない。
現像剤中のトナー濃度は、３〜１５ｗｔ％が好ましい。トナー濃度が低すぎると磁気ブラシによる現像スリーブから感光体表面への導通により、ハーフトーン画像にボソツキと呼ばれる異常画像が発生する。また、トナー濃度を３ｗｔ％以上とすることで、十分な画像濃度を得ることができる。一方、トナー濃度が１５ｗｔ％を超えると画像に地肌カブリ等が生じ、高画質が得られなくなるため好ましくない。
【００７４】
クリーニング装置３０にはクリーニングブレード３１が具備されており、ブレード３１の先端部は、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄ上に残留したトナーを除去するために感光体ドラム２Ａ〜２Ｄ表面に対し、最適な角度及び接触圧にて接触している。また、クリーニングブレード３１の上流にはブラシローラ３２が具備されており、矢印Ｂ方向に、感光体の線速に対して×１．１倍で回転し、転写残トナーが感光体ドラム２Ａ〜２Ｄからクリーニングブレード３１に掻き取られやすくしている。
【００７５】
感光体ドラム２Ａ〜２Ｄは、アルミニウムからなる導電性基体上に下引き層（ＵＬ）を形成し、さらにその上に電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）、表面保護層の順に塗工されたものである。この表面保護層は、高硬度粒子の微粉末、例えば金属酸化物の微粉末としてアルミナが分散されており、他にも炭化ケイ素、酸化クロム、窒化ケイ素、酸化チタン、α−酸化鉄、酸化ケイ素、炭化カルシウム、酸化亜鉛、α−Ｆｅ２Ｏ３、タルク、カオリン、硫酸カルシウム、窒化ホウ素、フッ化亜鉛、二酸化モリブデン、炭酸カルシウム、Ｓｉ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ、クレー、炭化ホウ素、酸化セリウム等が使用できる。また、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン系樹脂等の有機粉末や、各種合金等を使用することもできる。そして、その微粉末粒子の硬度は、モース硬度５以上とされ、平均粒径は１μｍ以下となっている。
【００７６】
各感光体ドラム２Ａ〜２Ｄは同一の構成を有し、感光体ドラム２Ａはマゼンタ色に対応する画像を形成し、感光体ドラム２Ｂはシアン色に対応する画像を形成し、感光体ドラム２Ｃはイエロー色に対応する画像を形成し、感光体ドラム２Ｄはブラック色に対応する画像を形成するもので、それらを転写紙の搬送方向に間隔を置いて配置してある。また現像装置４Ａ〜４Ｄも同一の構成を有し、感光体ドラム２Ａ〜２Ｄと近接または摺接する現像ローラ９と２本の平行な撹拌搬送スクリュー１０Ａ、１０Ｂを備え、使用するトナーの色のみが異なる。現像装置４Ａはマゼンタ、現像装置４Ｂはシアン、現像装置４Ｃはイエロー、そして現像装置４Ｄはブラックのようにそれぞれ異なる色のトナーを使用するようになっている。
【００７７】
以上、本発明によって、劣化に対して適切なキャリアを供給することができる為、画像品質を落すことなく、サービスマンの手を煩わす事無く現像装置の寿命を延ばすことができる。
また、画像面積率が高い画像面積が高いとキャリアの回りにトナーが膜を形成し、トナーに対して十分な帯電を行うことができないが、現像剤もしくはキャリアを入れ替えることによって、現像装置内の現像剤あるいはキャリアの劣化が抑制される効果が得られる。さらに、画像面積が極端に低いと、キャリアのコート層が損傷を受けて正常な帯電をトナーに与えることができなくなり、画像に不具合を発生させたり、キャリア付着を引き起こしたりするが、画像面積率が極端に低い場合にキャリアを補給することによって、これらを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。
【図２】トナー像形成部の概略構成を示す拡大図である。
【図３】現像装置を示す縦断面図である。
【図４】本レーザプリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。
【図５】現像剤のフローを示す図である。
【図６】転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。
【図７】転写ユニットの転写圧調整手段を示す模式図である。
【図８】基準パターン像Ｐ（Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ）を示す模式図である。
【図９】感光体ドラムの設置ピッチを示す模式図である。
【図１０】転写搬送ベルト上に形成されるパターンブロックを示す模式図である。
【図１１】基準像と画像濃度との関係を示すグラフである。
【図１２】転写搬送ベルトを反射型フォトセンサとともに示す斜視図である。
【図１３】反射型フォトセンサとその周辺の構成とを示す側面図である。
【図１４】位置ずれ検知用の基準パターン像を示す図である。
【図１５】ベルト幅方向に真っ直ぐに延びる基準像とベルト幅方向から４５°傾いた基準像を備えている基準パターン像を示す図である。
【図１６】反射型フォトセンサによる基準像の検知間隔が等しい基準パターン像を示す図である。
【図１７】互いに対向する２つの基準像にスキューによる位置ずれが生じた基準パターン像を示す図である。
【図１８】基準像に副走査方向へのレジストによる位置ずれが生じた基準パターン像を示す図である。
【図１９】基準パターン像内（図中上側）の基準像に主走査方向へのレジストずれが生じた基準パターン像を示す図である。
【図２０】基準パターン像内の基準像がレジストしなかったり、レジスト量が少なくなったりする基準パターン像を示す図である。
【図２１】現像駆動時間とＮＥＷ現像補給時間の関係を示す図である。
【図２２】画像面積率（％）と現像γ（ｍｇ／ｃｍ２／ｋＶ）の関係を示す図である。
【図２３】劣化度の算出方法のフローチャートである。
【図２４】劣化度の算出方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  トナー像形成部
２  光書込ユニット
３  給紙カセット
４  給紙カセット
５  レジストローラ対
６  転写ユニット
７  定着ユニット
８  排紙トレイ
９  トナーカートリッジ
１０  感光体ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ  感光体ドラム
１２  ブラシローラ
１３  カウンタブレード
１４  除電ランプ
１５  帯電ローラ
２０  現像装置
２１  現像ケース
２２  現像ローラ
２３  第１搬送スクリュー
２４  第２搬送スクリュー
２５  現像ドクタ
２６  トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
２７  粉体ポンプ
２８  仕切り壁
２９  第１供給部
３０  第２供給部
４０  現像剤カートリッジ
４９Ｙ、４９Ｍ、４９Ｃ、４９Ｋ  転写バイアス電源
５１  トナー
５２  劣化現像剤
５３  ＮＥＷ現像剤（キャリア）
５４  現像剤
６０  転写搬送ベルト
６１  支持ローラ
６２  静電吸着ローラ
６２ａ  電源
６３  バイアスローラ
６３ａ  電源
６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋ  転写バイアス印加部材
６６  支持台
６７  ソレノイド
６８  ソレノイド
６９  反射型フォトセンサ
７０  反射部材
１００  転写紙
１０１  基準像
１５０  制御部
１５０ａ  ＣＰＵ
１５０ｂ  ＲＡＭ
Ａ１  トナー補給口
Ａ２  ＮＥＷ現像剤補給口
Ｂ１  現像剤排出口
Ｐ（Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋ）  基準パターン像
【図１】
0004708252.tif 000008
【図２】
0004708252.tif 000009
【図３】
0004708252.tif 000010
【図４】
0004708252.tif 000011
【図５】
0004708252.tif 000012
【図６】
0004708252.tif 000013
【図７】
0004708252.tif 000014
【図８】
0004708252.tif 000015
【図９】
0004708252.tif 000016
【図１０】
0004708252.tif 000017
【図１１】
0004708252.tif 000018
【図１２】
0004708252.tif 000019
【図１３】
0004708252.tif 000020
【図１４】
0004708252.tif 000021
【図１５】
0004708252.tif 000022
【図１６】
0004708252.tif 000023
【図１７】
0004708252.tif 000024
【図１８】
0004708252.tif 000025
【図１９】
0004708252.tif 000026
【図２０】
0004708252.tif 000027
【図２１】
0004708252.tif 000028
【図２２】
0004708252.tif 000029
【図２３】
0004708252.tif 000030
【図２４】
0004708252.tif 000031