(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに対して画像を形成する画像形成プロセスを実行する画像形成装置において、
感光体と、
前記感光体を露光することによって前記感光体に静電潜像を形成する露光装置と、
トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽へトナーを補給することによって前記２成分現像剤のトナー濃度を補正する補給装置と、前記現像槽の２成分現像剤に含有されるトナーを前記感光体の静電潜像に供給して前記感光体にトナー像を形成する現像ローラとを含む現像装置と、
前記感光体に形成されているトナー像のトナー量を検出する検出装置と、
前記感光体、前記露光装置、前記現像装置および前記検出装置の動作制御を行う制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記現像槽の２成分現像剤の交換が行われた後、且つ、当該交換の後の最初の前記画像形成プロセスが実行される前に、
前記感光体に基準トナー像を形成する第１形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第１検出処理と、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第１形成処理と第１検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御を行い、
前記交換によって前記現像槽に収容される２成分現像剤のトナー濃度と、前記所定補給量とは、前記補給処理が複数回行われるような値に設定されており、
さらに、前記制御装置は、
前記第１検出処理にて検出されたトナー量が閾値以上である場合、前記感光体に前記基準トナー像を形成する第２形成処理と、第２形成処理にて形成された基準トナー像のトナー量を検出する第２検出処理とが実行されるように前記動作制御を行い、
前記第１検出処理にて検出された閾値以上のトナー量と前記第２検出処理にて検出されたトナー量との差が所定値を超えている場合、前記現像槽の２成分現像剤が撹拌されたうえで前記濃度補正処理が再度実行されるように前記動作制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記基準トナー像は、前記露光装置が最高出力の９５％〜１００％の出力で感光体を露光することによって形成される静電潜像を現像した像であ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】
前記交換によって前記現像槽に新たに収容される２成分現像剤のトナー濃度は前記濃度補正処理後における前記２成分現像剤のトナー濃度の６０％〜９０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記所定補給量は、前記現像槽に収容されている２成分現像剤のトナー濃度を０．３〜０．５％高める補給量であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記現像槽の２成分現像剤の交換を検知すると、前記濃度補正処理を行い、前記濃度補正処理を終了すると、前記画像形成プロセスを実行可能な状態である待機モードに移行することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項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、トナーを用いて感光体表面の静電潜像を現像する現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法に基づいてシートに画像を形成する画像形成装置は、感光体ドラム、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、定着装置、クリーニング装置、除電装置を含む。画像形成装置においては、回転駆動する感光体ドラムの表面が帯電装置によって均一に帯電され、帯電した感光体ドラムに、露光装置によってレーザ光が照射され、静電潜像が形成される。
【０００３】
続いて、現像装置がトナーを用いて感光体ドラムの静電潜像を現像することにより、感光体ドラムに可視像であるトナー像が形成される。感光体ドラムのトナー像は転写装置によってシート（転写材，記録材，用紙）に転写される。シートに転写されたトナー像は定着装置によって加熱および加圧されてシートに定着し、これによりシートに画像が形成されることになる。
【０００４】
一方、シートに転写されることなく感光体ドラムに残ったトナーは、クリーニング装置によって感光体ドラムから除去され、所定の回収部に回収される。クリーニング後、感光体ドラムに残留した電荷が除電装置によって除去される。
【０００５】
感光体ドラムの静電潜像を現像するために現像装置に収容される現像剤としては、トナーのみからなる１成分現像剤、または、トナーおよびキャリアよりなる２成分現像剤が用いられる。
【０００６】
１成分現像剤を収容する現像装置では、キャリアを使用しないので、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がない。したがって、現像装置をシンプルに設計できるという利点を有するが、トナーの帯電量が安定しにくいという欠点を有する。
【０００７】
２成分現像剤を収容する現像装置では、トナーとキャリアとを均一に混合するための撹拌機構を備える必要がある。したがって、現像装置の構造が複雑になるという欠点があるが、トナーの帯電安定性および高速機への適合性に優れるので、２成分現像剤は高速画像形成装置およびカラー画像形成装置によく用いられる。
【０００８】
２成分現像剤を用いる画像形成装置では、良質な画像を形成するために、現像装置の現像槽内に収容される現像剤のトナー濃度を適正な濃度値（目標値）に維持する必要がある。そこで、現像装置においては、たとえば現像剤のトナー濃度の指標として現像剤の透磁率を検出し、透磁率の検出値がトナー補給判断の基準値となる透磁率基準値を超えた場合にトナー濃度が目標値を下回ったものとしてトナーボトルから現像装置にトナーを補給するようになっている。これにより、現像槽に収容される２成分現像剤のトナー濃度が目標値近傍に保たれるようになっている。
【０００９】
また、２成分現像剤を用いる画像形成装置では、２成分現像剤が経時使用により劣化するため、定期的または不定期に現像装置内の２成分現像剤を新品の２成分現像剤に交換する必要がある。
【００１０】
ここで、画像形成装置に新たに収容される新品の２成分現像剤のトナー濃度は当該画像形成装置の現像特性に適する濃度（前記目標値）に調整されている。しかし、新品の２成分現像剤は、画像形成装置内である程度使用されたランニング中の２成分現像剤の特性と異なることが多い。それゆえ、２成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚の画像においては画像濃度が安定しないことがあった。
【００１１】
そこで、交換前の２成分現像剤の特性と交換後の２成分現像剤の特性との差を抑えるために、下記特許文献１では、新品（交換前）の現像剤のトナー濃度を画像形成装置において使用される適正なトナー濃度（前記目標値）よりも低く設定し、交換直後にトナーボトルからトナーを補充してから現像剤を撹拌することによって、２成分現像剤のトナー濃度を目標値にまで引き上げる（トナー濃度を補正する）手法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−９５５３６号公報（公開日：平成１１年４月９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、２成分現像剤を交換した直後に形成される画像の画質を安定させるためには、交換前の２成分現像剤の特性と交換後の２成分現像剤の特性との差を抑えるだけでは不十分である。この理由を以下に説明する。
【００１３】
量産される多量の画像形成装置においては、ドクターブレードと現像ローラとの距離（以下「ＤＧ」と称す）や、感光体ドラムと現像ローラとの距離（以下「ＤＳＤ」と称す）の寸法精度が装置間でどうしてもばらついてしまう（製造誤差）。そして、このＤＧやＤＳＤのばらつきが、２成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚までの画像の濃度を不安定化させる要因になっている事が、本発明者らの検討により明らかになった。
【００１４】
より具体的に説明すると、２成分現像剤を交換した後の初期画像から数千枚までの２成分現像剤のトナー濃度の最適値はＤＧやＤＳＤの違いによって微妙に異なる。つまり、２成分現像剤を交換した直後においては、２成分現像剤のトナー濃度の最適値はＤＧやＤＳＤの値に応じて前記目標値から若干シフトした値になる。
【００１５】
ここで、図６は、２成分現像剤のトナー濃度が適正な場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフであり、図７は、２成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフであり、図８は、２成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフである。なお、現像電位とは、感光体ドラムの表面電位と現像ローラの電位との差の絶対値である。また、図６〜図８では現像ローラの電位は−５００Ｖであったものとする。
【００１６】
図７に示すように、２成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合、ベタ画像の濃度を高くできるものの、ガンマ値（現像電位と画像濃度ＩＤとの関数の傾き）が大きくなり過ぎてしまい、中間調濃度（ＩＤ＝０．５〜０．８）の再現性が悪くなる。なお、ＤＧが広い場合やＤＳＤが狭い場合、２成分現像剤のトナー濃度が最適値より高くなる傾向になる。 
【００１７】
また、図８に示すように、２成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合、高濃度側の画像濃度ＩＤが低くなり過ぎ、高濃度の画像を形成することが困難になる。
【００１８】
以上の検討の結果、２成分現像剤交換直後においても画質を安定させるためには、交換前の２成分現像剤の特性と交換後の２成分現像剤の特性との差が抑制されるように交換後の２成分現像剤のトナー濃度を補正するだけでなく、交換後の２成分現像剤のトナー濃度がＤＧやＤＳＤの値に適した値となるように前記トナー濃度を補正する必要がある。
【００１９】
本発明は、２成分現像剤交換直後においても画質が安定している電子写真方式の画像形成装置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】
【００２０】
以上の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を露光することによって前記感光体に静電潜像を形成する露光装置と、トナーおよびキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽へトナーを補給することによって前記２成分現像剤のトナー濃度を補正する補給装置と、前記現像槽の２成分現像剤に含有されるトナーを前記感光体の静電潜像に供給して前記感光体にトナー像を形成する現像ローラとを含む現像装置と、前記感光体に形成されているトナー像のトナー量を検出する検出装置と、前記感光体、前記露光装置、前記現像装置および前記検出装置の動作制御を行う制御装置とを有し、前記制御装置は、前記現像槽の２成分現像剤が交換されると、前記感光体に基準トナー像を形成する第１形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第１検出処理と、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第１形成処理と第１検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、２成分現像剤の交換直後に、実際に感光体に形成される基準トナー像のトナー付着量が閾値に達するように現像槽内にトナー補給を行っていることになる。それゆえ、本発明では、感光体に形成される基準トナー像の濃度が所望の濃度となるように現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を調整していることになる。
【００２２】
これにより、画像形成装置間でＤＳＤやＤＧのバラツキがあっても、当該バラツキに関係なく画像形成装置毎に最適なトナー濃度（感光体に形成される画像の濃度が最適になるような２成分現像剤のトナー濃度）を実現できる。言い換えると、本発明では、２成分現像剤の交換直後に、現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を、当該２成分現像剤に固有の条件（製造ロット毎の品質）および現像装置に固有の条件（ＤＳＤやＤＧ等の現像条件）に応じた最適な値に調整している。それゆえ、２成分現像剤の交換直後においても、一定濃度の画像を安定して形成でき、画質を安定させることが可能となる。
【００２３】
また、前記補給処理が１回のみ行われることによってトナー濃度が一挙に閾値以上にまで引き上げられた場合、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性がある。これに対し、本発明によれば、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第１形成処理と第１検出処理とがこの順で繰り返される。それゆえ、本発明の構成において、前記補給処理が複数回行われるように前記所定補給量と交換直後の現像剤のトナー濃度とが定められていれば、トナー濃度を一挙に高めるのではなく、現像槽の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることができ、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性を抑制できる。
【００２４】
なお、本発明の画像形成装置において、前記基準トナー像は、前記露光装置が最高出力の９５％〜１００％の出力で感光体を露光することによって形成される静電潜像を現像した像であることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の画像形成装置において、前記交換によって前記現像槽に新たに収容される２成分現像剤のトナー濃度は前記濃度補正処理後における前記２成分現像剤のトナー濃度の６０％〜９０％であることが好ましい。これにより、交換前の２成分現像剤の特性と交換後の２成分現像剤の特性との差を抑制できる。
【００２６】
さらに、本発明の画像形成装置において、前記所定補給量は、前記現像槽に収容されている２成分現像剤のトナー濃度を０．３〜０．５％高める補給量であることが好ましい。これにより、前記補給処理が少なくとも２回以上は繰り返されるようにすることができ、現像槽の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることができ、トナー濃度が過度に高まってしまう危険性を抑制できる。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置において、前記制御装置は、前記第１検出処理にて検出されたトナー量が閾値以上である場合、前記感光体に前記基準トナー像を形成する第２形成処理と、第２形成処理にて形成された基準トナー像のトナー量を検出する第２検出処理とが実行されるように前記動作制御を行い、前記第１検出処理にて検出された閾値以上のトナー量と前記第２検出処理にて検出されたトナー量との差が所定値を超えている場合、前記現像槽の２成分現像剤が撹拌されたうえで前記濃度補正処理が再度実行されるように前記動作制御を行うことが好ましい。これにより、感光体に形成される複数の基準パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまで前記撹拌および前記濃度補正処理が繰り返されることになり、現像される画像の濃度をより安定化させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明の画像形成装置によれば、前記現像槽の２成分現像剤が交換されると、前記感光体に基準トナー像を形成する第１形成処理と、前記基準トナー像のトナー量を検出する第１検出処理と、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上でない場合は前記現像槽へ所定補給量のトナーを補給する補給処理とを含み、第１検出処理にて検出されるトナー量が閾値以上になるまで前記補給処理と第１形成処理と第１検出処理とをこの順で繰り返す反復処理をも含む濃度補正処理が実行されるように前記動作制御が行われることを特徴とする。
【００２９】
これにより、２成分現像剤の交換直後に、現像槽内の２成分現像剤のトナー濃度を、当該２成分現像剤に固有の条件（製造ロット毎の品質）および現像装置に固有の条件（ＤＳＤやＤＧ等の現像条件）に応じた最適な値に調整できる。それゆえ、２成分現像剤の交換直後においても、一定濃度の画像を安定して形成でき、画質を安定させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下では、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を制限するものではない。
【００３１】
〔画像形成装置〕
図１は、本実施形態の画像形成装置１００の構成を模式的に示す概略図である。図１に示す画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＤＶＤレコーダなどの外部機器からネットワークを介して伝達される画像情報、画像形成装置１００に備えられるスキャナ装置（不図示）によって読み取られる画像情報に応じてシート（記録媒体）上にモノクロ画像を形成する電子写真方式のプリンタである。
【００３２】
画像形成装置１００は、画像形成部１２５と、シート供給部１２６と、画像定着部２７と、制御装置１１０と、電源装置１１１とを含む。
【００３３】
電源装置１１１は、後述する露光ユニット１１の下部に配置されており、画像形成部１２５、シート供給部１２６、画像定着部２７、制御装置１１０に対して電力を供給するための装置である。
【００３４】
画像形成部１２５は、感光体ドラム３と、帯電装置５と、露光ユニット１１と、現像装置２００と、転写装置６と、クリーニングユニット４と、除電装置１２とを含む。帯電装置５、露光ユニット１１、現像装置２００、転写装置６、クリーニングユニット４および除電装置１２は、感光体ドラム３の周囲において感光体ドラム３の回転方向に沿ってこの順番で配置される。
【００３５】
感光体ドラム３は、図示しない駆動源によってドラムの軸を回転中心として回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。感光体ドラム３には、たとえば、芯金と、該芯金の表面に形成される感光層とを含むローラ状部材が用いられる。芯金は、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属によって形成される。感光層としては、たとえば、電荷発生物質を含む樹脂層と電荷輸送物質を含む樹脂層との積層体を使用できる。なお、感光層には静電潜像ひいてはトナー像が形成される。
【００３６】
帯電装置５は、感光体ドラム３の表面を所定の極性および電位に帯電させるものである。帯電装置５には、たとえば、非接触式のチャージャ型帯電器、接触式のローラ型帯電器またはブラシ型帯電器を用いることができる。
【００３７】
露光ユニット１１は、帯電装置５によって帯電状態にある感光体ドラム３の表面に画像情報に応じた信号光を照射し、感光体ドラム３の表面に静電潜像を形成するものである。露光ユニット１１には、たとえば、半導体レーザなどのレーザ照射部と反射ミラーとを含むレーザスキャニングユニットを用いることができる。
【００３８】
現像装置２００は、感光体ドラム３表面の静電潜像にトナーを供給して当該静電潜像を反転現像し、可視像であるトナー像を形成するためのものである。なお、現像装置２００の構成については後で詳述する。
【００３９】
転写装置６は、導電性ローラと、支持ローラと、これらローラに架けられており感光体ドラム３に圧接するベルトとを含むベルトユニットである。転写装置６に含まれるベルトは、導電性ローラおよび支持ローラによって周回するように設けられている。また、転写装置６のベルトと感光体ドラム３との圧接部が転写ニップ部である。そして、転写装置６の導電性ローラには電界が印加されており、これにより、感光体ドラム３と転写装置６との間において転写バイアスが発生するようになっている。この転写バイアスによって、前記転写ニップ部において感光体ドラム３の表面のトナー像がシートに転写するようになっている。なお、シートは、転写ニップ部において当該シートの先端と感光体ドラム３上のトナー像（画像）の先端とが一致するようなタイミングで転写ニップ部に供給される。
【００４０】
クリーニングユニット４は、シートへトナー像が転写された後の感光体ドラム３の表面に残留するトナーを除去して回収するものである。クリーニングユニット４にはクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードは、たとえば弾性材料からなり、感光体ドラム３の表面に当接するように設けられる板状部材である。クリーニングブレードは、シートにトナー像が転写された後の感光体ドラム３の表面に残留するトナーおよび紙粉などを掻きとるものである。
【００４１】
除電装置１２は、除電ランプなどによって構成され、クリーニング後の感光体ドラム３表面の電荷を除去するためのものである。
【００４２】
以上示した画像形成部１２５においては、帯電装置５によって感光体ドラム３の表面を帯電状態とし、露光ユニット１１によって画像情報に応じた信号光を感光体ドラム３の表面に照射することによって、感光体ドラム３の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されてトナー像が形成され、トナー像は転写装置６によってシートに転写される。トナー転写後の感光体ドラム３表面は、クリーニングユニット４による残留トナーなどの除去および除電装置１２による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰返し実行され、画像が形成される。
【００４３】
シート供給部１２６は、トレイ１０と、ピックアップローラ１６と、レジストローラ１４とを含む。
【００４４】
トレイ１０は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルムなどのシートを収容するトレイである。なお、トレイ１０へのシートの補給は、画像形成装置１００の正面側（操作側）にトレイ１０を引き出して行われる。ピックアップローラ１６は、トレイ１０内のシートを１枚ずつ分離してレジストローラ１４に送給する。レジストローラ１４は、露光ユニット１１の感光体ドラム３表面へ露光するタイミングに応じて、シートを転写ニップ部に順次送給する。つまり、シート供給部１２６によれば、転写ニップ部においてシートの先端と感光体ドラム３上のトナー像（画像）の先端とが一致するように転写ニップ部にシートを供給する。
【００４５】
画像定着部２７は、定着装置８と、搬送ローラ１７と、切換えゲート９と、反転ローラ１８と、積載トレイ１５とを含む。
【００４６】
定着装置８は定着ローラ８１と加圧ローラ８２とを含む。定着ローラ８１は、図示しない駆動源によって回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、その内部に加熱装置が備えられている。定着ローラ８１内の加熱装置には、ハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。加圧ローラ８２は、回転自在に支持され、定着ローラ８１に圧接するように設けられるローラ状部材である。定着ローラ８１と加圧ローラ８２との圧接部が定着ニップ部である。定着ニップ部を通過するシートは定着ローラ８１からの加熱と加圧ローラ８２からの圧力とを受ける。定着装置８では、転写装置６によってトナー像の転写されたシートが定着ニップ部に送給されて加熱加圧を受け、トナー像がシートに定着し、シート上に画像が形成される。
【００４７】
搬送ローラ１７は、画像形成済みのシート、すなわち定着装置８によって定着処理が行われたシートを切換えゲート９に送給する。切換えゲート９は、定着済みシートの送給経路を切換える。具体的に、画像形成済みシートは、切換えゲート９によって、反転ローラ１８または中継搬送装置（不図示）もしくはシート再供給搬送装置（不図示）のいずれかに搬送される。
【００４８】
反転ローラ１８は画像形成済みシートを積載トレイ１５に排出する。その一方で、両面画像形成または後処理（例えば、ステープル処理、穴あけ処理）などが指定される場合、反転ローラ１８は、画像形成済みシートを挟持した状態で、該シートの一部を積載トレイ１５の方向に排出した後に逆回転し、該シートを切換えゲート９および画像形成装置１００の側面に設けられる搬送路（不図示）を介して前記中継搬送装置または前記シート再供給搬送装置に送給する。このとき、切換えゲート９は実線の位置から破線の位置に変位する。積載トレイ１５は、画像形成装置１００の外側上部に設けられ、画像形成装置１００から排出される画像形成済みシートを貯留するためのトレイである。
【００４９】
画像定着部２７においては、定着装置８によってトナー像がシートに定着する。そして、定着処理済みのシートは、搬送ローラ１７および切換えゲート９を介して反転ローラ１８に搬送され、そのまま積載トレイ１５に排出されるかまたは反転ローラ１８によって搬送方向を変えられて切換えゲート９を介して図示しない中継搬送装置またはシート再供給搬送装置に送給される。
【００５０】
制御装置１１０は、露光ユニット１１の上部に配置され、画像形成装置１００を統括制御するためのコンピュータである。具体的に説明すると、制御装置１１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＣＰＵに実行されるプログラムが格納されているＲＯＭ、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ、ＣＰＵの演算処理に用いられる各種パラメータおよび式（式の係数など）が記憶されるメモリ、各種センサ等やモータ駆動ドライバ等の周辺装置、制御回路基板、データ入出力のためのインターフェイス基板などを備えている。
【００５１】
さらに、画像形成装置１００の下面および側面には、図示しない補助搬送路が設けられる。補助搬送路は、画像形成装置１００に外部装置を接続する際に、シートを画像形成装置１００から外部装置に搬送するため、または、シートを外部装置から画像形成装置１００に搬送するために利用される。
【００５２】
以上の画像形成装置１００によれば、制御装置１１０に入力される画像情報に応じて、感光体ドラム３の表面に静電潜像が書き込まれ、この静電潜像が現像されてトナー像としてシートに転写される。その後、定着処理が行われることによってトナー像はシートに定着する。定着処理後、シートは、そのまま積載トレイ１５に排出されるかまたは後処理工程、再度の画像形成工程などに供される。
【００５３】
〔現像装置〕
つぎに現像装置２００の構成について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る現像装置２００の構成を示す概略図である。
【００５４】
現像装置２００は、電子写真方式を利用して画像形成する画像形成装置１００に装着され、感光体ドラム３の表面に形成される静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成するものである。現像装置２００は、図２に示されるように、現像部１とトナー補給部２とから構成される。また、図２に示されるように、制御装置１１０は現像装置２００に接続されている。
【００５５】
現像部１は、現像槽２１と、現像ローラ２４と、供給ローラ２３と、撹拌部材２２と、層厚規制部材７７とを含む。トナー補給部２はトナーホッパ９７とトナーボトル３０とを含む。
【００５６】
現像槽２１は、内部空間を有する容器状部材であり、その内部空間に２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称す）を収容する。なお、本実施形態における現像剤とはトナーとキャリアとを含むものである。
【００５７】
現像槽２１を構成する現像槽壁は、たとえば、合成樹脂、好ましくは射出成形可能な熱可塑性樹脂によって形成される。また、現像槽２１は、現像ローラ２４、供給ローラ２３および撹拌部材２２を収容して、これらを回転自在に支持し、かつ層厚規制部材７７を支持する。
【００５８】
現像槽２１を構成する現像槽壁のうち、感光体ドラム３が配置される側には、開口２１ａが形成される。現像ローラ２４は、開口２１ａを介して感光体ドラム３に対向する位置に配されている。
【００５９】
また、現像槽２１を構成する現像槽壁のうち、現像槽２１内部に配置されている撹拌部材２２の上側には開口Ｑが形成される。この開口Ｑはトナー受入口である。さらに、図２に示されるように、トナーホッパ９７に形成されているトナー補給口９７ａと開口Ｑとは鉛直方向に沿って重複するように配置される。つまり、トナー補給口９７ａおよび開口Ｑはトナーホッパ９７の内部と現像槽２１の内部とを連通する。
【００６０】
現像槽２１内のトナー消費状況に応じて、トナーホッパ９７からトナー補給口９７ａおよび開口Ｑを介して現像槽２１内にトナーが補給される。トナーホッパ９７から現像槽２１へのトナーの補給は、トナーホッパ９７内のトナー補給ローラ７３の回転によって実現される。トナー補給ローラ７３は、トナー補給口９７ａの上方において、その回転時にトナー補給口９７ａの周縁に摺擦するように設けられる。
【００６１】
現像ローラ２４は、図示しない駆動源によって駆動し、現像ローラ２４の軸を回転中心として、矢符１１４の方向に回転する。現像ローラ２４は、現像槽２１の開口２１ａ近傍に配置されて感光体ドラム３を臨み、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔し、かつ感光体ドラム３の回転軸と現像ローラ２４の回転軸とが平行になるように配置される。
【００６２】
そして、現像ローラ２４は、その表面にトナー層を担持して回転駆動し、現像ニップ部（感光体ドラム３と現像ローラ２４との最近接部）において、感光体ドラム３の表面の静電潜像にトナーを供給して現像し、トナー像を形成する。現像ローラ２４から感光体ドラム３へトナーを移行させる際には、電源装置１１１から現像ローラ２４に現像バイアス電圧が印加される。なお、本実施の形態では、感光体ドラム３と現像ローラ２４とが間隙を有して離隔するように設けられているが、それに限定されず、両者が圧接するように設けてもよい。
【００６３】
供給ローラ２３は、現像ローラ２４を挟んで感光体ドラム３に対向するように設けられるローラ部材である。供給ローラ２３は、図示しない駆動源によって、供給ローラ２３の軸を回転中心として、矢符１２３の方向に回転駆動する。供給ローラ２３は、その回転駆動によって、現像槽２１の内部空間に収容されるトナーまたはトナーとキャリアとを摺擦してトナーを帯電させるとともに、現像ローラ２４周辺に搬送する。
【００６４】
撹拌部材２２は、供給ローラ２３を挟んで現像ローラ２４に対向する位置であって、開口Ｑの下方に設けられているスクリュー部材である。そして、撹拌部材２２は、図示しない駆動源によって、撹拌部材２２の軸を回転中心として回転駆動する。撹拌部材２２は、その回転駆動によって、トナー受入口である開口Ｑを介して現像槽２１内に供給されるトナーと、現像槽２１内に元々存在するトナーとを均一に混合するとともに、均一に混合したトナーを供給ローラ２３の周辺に搬送する。
【００６５】
層厚規制部材７７は、短手方向の一端が現像槽２１に支持されかつ他端が遊端部になって現像ローラ２４表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる板状部材である。本実施の形態では、層厚規制部材７７と現像ローラ２４との間隙（ＤＧ）は約０．９ｍｍである。層厚規制部材７７は、現像ローラ２４表面に担持される現像剤層の厚さが所望の値になるように調整する。層厚規制部材７７としては、曲げモーメントが作用することにより湾曲するような部材が好ましい。このような部材としては、たとえば、金属からなる板バネ、弾性部材（合成樹脂またはゴム）などが挙げられる。これらの中でも、感光体ドラム３の損傷などを考慮すると、ゴムが好ましい。
【００６６】
また、本実施形態では、図１および図２に示されるように、感光体ドラム３の周囲において、現像装置２００と転写装置６との間にトナー付着量検出センサ６０が設けられている。トナー付着量検出センサ６０は、感光体ドラム３の表面に対して光を照射する発光素子と、発光素子から感光体ドラム３へ照射され且つ感光体ドラム３から反射される光を受光する受光素子とを有するフォトインタラプタ型光電素子である。そして、トナー付着量検出センサ６０は、受光素子の受光量に基づいて、感光体ドラム３表面に形成されているトナー像のトナー付着量（単位面積当たりのトナー付着量）を測定するものである。なお、発光素子から照射される光は可視光であっても赤外線であってもよい。
【００６７】
なお、中間転写方式（２次転写方式）の画像形成装置の場合、感光体ドラム３の周囲であって、１次転写位置（感光体ドラム３と中間転写ベルトとの接触部分）とクリーニング装置との間に反射式光学センサを設け、この反射式光学センサによってトナー付着量を測定してもよい。
【００６８】
さらに、図２に示されるように、現像槽２１の外壁において、現像槽２１内の供給ローラ２３と対向するような位置に透磁率センサ２５が取り付けられている。透磁率センサ２５は、現像槽２１内の現像剤の透磁率を測定可能なセンサである。本実施形態では、透磁率センサ２５の出力に応じて現像槽２１内の現像剤のトナー濃度が計測される。具体的に説明すると、透磁率センサ２５付近にて現像剤が流れると、その現像剤が磁心として働いて透磁率センサ２５に備えられるコイル間のインダクタンスを変化させる。このインダクタンスの大きさは、磁心として働いている現像剤に含有される磁性キャリアの磁粉量（透磁率）によって決まる。それゆえ、透磁率センサ２５のコイルからの出力電圧によって現像槽２１内の現像剤の磁粉量を計測可能であり、ひいては、前記現像剤のトナー濃度も計測できるようになっている。
【００６９】
トナー補給部（補給装置）２は、図２に示すように、トナーボトル３０およびトナーホッパ９７から構成される。また、トナーホッパ９７は、図２に示すように、トナー補給槽７と、撹拌部材７１と、トナー搬送ローラ７２と、トナー補給ローラ７３とを含む。
【００７０】
トナーボトル３０は、トナーを貯留し、トナーが空になれば交換されるトナーカートリッジである。トナーホッパ９７は、トナーボトル３０から供給されるトナーをトナー補給槽７に一時的に貯留し、適切なタイミングで現像槽２１内にトナーを補給するためのものである。
【００７１】
また、撹拌部材７１は、トナー補給槽７内に設けられており、トナー補給槽７内のトナーを撹拌するためのものである。トナー搬送ローラ７２は、トナー補給槽７内のトナーをトナー補給口９７ａへ搬送するためのローラである。トナー補給ローラ７３は、トナーホッパ９７からトナー補給口９７ａおよび開口Ｑを介して現像槽２１内にトナーを補給するためのローラである。なお、制御装置１１０がトナー補給ローラ７３の回転動作を制御することによって、現像槽２１へのトナー補給量動作が制御され、補給量が調整される。
【００７２】
また、制御装置１１０は、現像装置２００を含む画像形成部１２５の各部材の起動，動作，停止を制御する機能と、この制御に必要なデータを記憶するデータ記憶部としての機能を有している。さらに、制御装置１１０は、透磁率センサ２５の出力値から計測されるトナー濃度（現像槽２１の現像剤のトナー濃度）に応じてトナー補給ローラ７３の動作を制御することによって、現像槽２１に対するトナー補給動作および補給量を制御する。そして、制御装置１１０は、トナー補給動作やトナー補給量の算出に用いられる補正係数を記憶している。
【００７３】
また、以上のような現像装置２００においては、現像槽２１内の現像剤が劣化したとき、または定期的に、現像槽２１の現像剤がサービスマンによって交換される。ここで、交換直後の現像剤（新品の現像剤）のトナー濃度は、実際の画像形成ジョブにおいて使用される際の濃度値（以下、「目標濃度」と称す）よりも低く設定されているため、現像槽２１の現像剤が交換された直後、現像槽２１にトナーを補給することによって交換後の現像剤のトナー濃度を補正する処理（以下「濃度補正処理」と称す）を行い、現像槽２１の現像剤のトナー濃度を目標濃度にまで引き上げる必要がある。
【００７４】
そこで、本実施形態の画像形成装置１００においては、現像槽２１内の現像剤が交換された後、画像形成プロセスが実行される前に前記濃度補正処理を実行している。以下では濃度補正処理について説明する。
【００７５】
図３は、現像剤が交換された後に行われる制御装置１１０の処理（以下「現像剤交換後処理」と称す）の手順を示したフローチャートである。なお、前記濃度補正処理は前記現像剤交換後処理に含まれるものであり、図３において、Ｓ１〜Ｓ１６が前記現像剤交換後処理に相当し、Ｓ１〜Ｓ９が前記濃度補正処理に相当する。
【００７６】
図３に示すように、制御装置１１０は、現像槽２１の現像剤が交換されたことを検知すると（Ｓ１においてＹＥＳ）、現像ローラ２４，供給ローラ２３，撹拌部材２２などの駆動源を駆動することにより、現像槽２１内の現像剤を所定時間（例えば、撹拌部材２２が２０回回転するだけの時間）だけ撹拌する（Ｓ２）。この撹拌は、現像槽２１内の現像剤に含まれるトナーの帯電量を飽和帯電量にすることによって、新品の現像剤の静置時間に係わらず透磁率センサ２５の検出値を安定させるためである。また、Ｓ２の撹拌は、透磁率センサ２５の検出値を安定させるだけでなく、後のステップにて行われるトナー補給時のトナー飛散を少なくする効果を奏する。長期間静置されていた現像剤のトナー帯電量は著しく低下しているため、Ｓ２の撹拌時にトナー飛散が生じることがあるが、トナー濃度が低い状態すなわちトナーによるキャリア被覆率が低い状態のまま撹拌し、トナーの帯電量を上げることによって、後のステップにおいてトナー飛散を少なくすることができる。
【００７７】
なお、現像槽２１の現像剤が交換された後、画像形成装置１００のサービスマンによって初期設定キー等が押下されるように画像形成装置１００を設計すれば、制御装置１１０はＳ１において初期設定キー等の押下によって現像剤の交換を検知することができる。また、現像槽２１の現像剤が交換された後、画像形成装置１００のサービスマンによってメンテナンスカウンタがリセット（ゼロに戻す）されるように画像形成装置１００を設計すれば、制御装置１１０はＳ１においてメンテナンスカウンタのリセットによって現像剤の交換を検知することができる。さらに、現像槽２１にヒューズ等を備え、制御装置１１０が前記ヒューズによって現像剤が新品であることを検知できるようにしてもよい。
【００７８】
つぎに、Ｓ３以降について説明する。Ｓ２において現像槽２１内の現像剤が所定時間撹拌された後、制御装置１１０は、透磁率センサ２５の出力値を検出する（Ｓ３）。そして、制御装置１１０は、Ｓ３の後、所定期間経過してから再び透磁率センサ２５の出力値を再度検出する（Ｓ４）。Ｓ４の後、制御装置１１０は、Ｓ３において検出された出力値とＳ４において検出された出力値との差が透磁率センサ２５の出力可能範囲（透磁率センサ２５の出力可能な最低値と最高値との差）の３％に相当する値以下か否かを判定する（Ｓ５）。
【００７９】
そして、制御装置１１０は、Ｓ３において検出された出力値とＳ４において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の３％に相当する値より高ければＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す（Ｓ５においてＮＯ）。つまり、Ｓ３において検出された出力値とＳ４において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の３％に相当する値以下になるまでＳ２〜Ｓ５の処理が繰り返されることになる。これにより、透磁率センサ２５の出力値のバラツキが僅かになるまで現像槽２１内の撹拌が繰り返されることになり、Ｓ６以降において現像槽２１内のトナー濃度を安定且つ均一なものにすることができる。
【００８０】
Ｓ３において検出された出力値とＳ４において検出された出力値との差が前記出力可能範囲の３％に相当する値以下と判定された場合（Ｓ５においてＹＥＳ）、制御装置１１０は、露光ユニット１１および現像装置２００を制御して感光体ドラム３に高濃度パッチを形成する（Ｓ６）。ここで、高濃度パッチ（基準トナー像）とは、露光ユニット１１の最高出力の９５％出力で感光体ドラム３を露光することによって形成される静電潜像を現像したパッチを意味する。
【００８１】
つぎに、制御装置１１０は、トナー付着量検出センサ６０の出力に基づいて、Ｓ６にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出し（Ｓ７）、検出されたトナー付着量が閾値以上か否かを判定する（Ｓ８）。なお、Ｓ８において設定される閾値はマクベス社製の反射濃度計によって計測される画像濃度ＩＤが１．４となるようなトナー付着量に相当する値とする。
【００８２】
ここで、制御装置１１０は、高濃度パッチのトナー付着量が閾値未満である場合（Ｓ８においてＮＯ）、現像装置２００のトナー補給部２を制御してトナーホッパ９７から現像槽２１へ所定補給量のトナーを補給し（Ｓ９）、その後、Ｓ２〜Ｓ８を繰り返す。つまり、感光体ドラム３上に形成される高濃度パッチのトナー付着量が閾値以上になるまで、現像槽２１内へのトナー補給および現像槽２１内の現像剤の撹拌が繰り返されるのである。
【００８３】
Ｓ８において高濃度パッチのトナー付着量が閾値以上と判定された場合（Ｓ８においてＹＥＳ）、制御装置１１０は、露光ユニット１１および現像装置２００を制御して感光体ドラム３に高濃度パッチを再び形成する（Ｓ１０）。そして、制御装置１１０は、トナー付着量検出センサ６０の出力に基づいて、Ｓ１０にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出する（Ｓ１１）。さらに、制御装置１１０は、Ｓ７において検出されたトナー付着量とＳ１１において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ６０の出力可能範囲（トナー付着量検出センサ６０の出力可能な最低値と最高値との差，所定値）の５％に相当する値以下か否かを判定する（Ｓ１１）。 
【００８４】
そして、制御装置１１０は、Ｓ７において検出されたトナー付着量とＳ１１において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ６０の出力可能範囲の５％に相当する値より高ければＳ２〜Ｓ１２の処理を繰り返す（Ｓ１２においてＮＯ）。つまり、Ｓ６にて形成された高濃度パッチのトナー付着量とＳ１０にて形成された高濃度パッチのトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ６０の出力可能範囲の５％に相当する値以下になるまでＳ２〜Ｓ１２の処理が繰り返されることになる。これにより、感光体ドラム３に形成される各高濃度パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまで現像槽２１内の撹拌が繰り返されることになり、現像装置２００によって現像される画像のトナー付着量が安定させることができる。
【００８５】
Ｓ７において検出されたトナー付着量とＳ１１において検出されたトナー付着量との差がトナー付着量検出センサ６０の出力可能範囲の５％に相当する値以下と判定された場合（Ｓ１２においてＹＥＳ）、制御装置１１０は、露光ユニット１１および現像装置２００を制御して感光体ドラム３に低濃度パッチを形成する（Ｓ１３）。ここで、低濃度パッチとは、露光ユニット１１の最高出力の５％出力で感光体ドラム３を露光することによって形成されるパッチを意味する。 
【００８６】
つぎに、制御装置１１０は、トナー付着量検出センサ６０の出力に基づいて、Ｓ１３にて形成された低濃度パッチのトナー付着量を検出し（Ｓ１４）、検出されたトナー付着量が閾値未満か否かを判定する（Ｓ１５）。なお、Ｓ１４において設定される閾値は、マクベス社製の反射濃度計によって計測される画像濃度ＩＤが０．０５となるようなトナー付着量に相当する値とする。
【００８７】
さらに、制御装置１１０は、Ｓ１４にて検出されたトナー付着量が閾値未満である場合（Ｓ１５においてＹＥＳ）、現像剤交換後処理を終了する。これに対し、制御装置１１０は、Ｓ１４にて検出されたトナー付着量が閾値未満でない場合（Ｓ１５においてＮＯ）、画像形成装置１００の表示パネルにエラーメッセージを表示してから現像剤交換後処理を終了する。なお、低濃度パッチのトナー付着量があまりにも多すぎる場合、現像装置２００が故障していることが考えられるため、Ｓ１４にて検出されたトナー付着量が閾値未満でない場合はエラーメッセージを表示するようにしているのである。
【００８８】
制御装置１１０は、エラーメッセージを表示することなく現像剤交換後処理（Ｓ１〜Ｓ１６の手順）を終了した場合、画像形成プロセスの実行を可能とすべく、画像形成プロセスの待機モードに移行する。これにより、画像形成装置１００のオペレータは画像形成装置１００に対してシートへの画像形成処理を実行させることが可能になる。
【００８９】
なお、Ｓ１５にてエラーメッセージが表示された場合、制御装置１１０は画像形成プロセスの待機モードに移行しない。そして、この場合は、サービスマンによって現像装置２００が点検または修理されることになる。
【００９０】
以上示した画像形成装置１００は、感光体ドラム３と、感光体ドラム３を露光することによって感光体ドラム３に静電潜像を形成する露光ユニット１１と、現像装置２００と、感光体ドラム３に形成されているトナー像のトナー量を検出するトナー付着量検出センサ６０と、感光体ドラム３と露光ユニット１１と現像装置２００とトナー付着量検出センサ６０との動作制御を行う制御装置１１０とを有していることになる。そして、現像装置２００は、現像剤を収容する現像槽２１と、現像槽２１へトナーを補給することによって前記現像剤のトナー濃度を補正する補給部２と、現像槽２１の現像剤に含有されるトナーを感光体ドラム３の静電潜像に供給して感光体ドラム３にトナー像を形成する現像ローラ２４とを含むものである。
【００９１】
さらに、本実施形態の画像形成装置１００では、現像槽２１の２成分現像剤が交換されると（Ｓ１）、制御装置１１０によって、感光体ドラム３に高濃度パッチを形成する第１形成処理（Ｓ６）が行われ、前記高濃度パッチのトナー付着量を検出する第１検出処理が行われ（Ｓ７）、Ｓ７にて検出されるトナー付着量が閾値以上でない場合は現像槽２１へ所定補給量のトナーを補給する補給処理（Ｓ９）が行われる。また、Ｓ７にて検出されるトナー付着量が閾値以上になるまでＳ２〜Ｓ９を繰り返す反復処理も行われる。ここで、前記第１検出処理と第１形成処理と補給処理と反復処理とが前記濃度補正処理に相当することになる。
【００９２】
そして、前記濃度補正処理を含めた現像剤交換後処理によれば、実際に感光体ドラム３に形成される高濃度パッチのトナー付着量に基づいてトナー補給の判断を行っている。したがって、本実施形態では、感光体ドラム３に形成される高濃度パッチのトナー付着量が最適なものになるように、現像槽２１内の現像剤のトナー濃度を調整していることになる。これにより、画像形成装置間でＤＳＤやＤＧのバラツキがあっても、当該バラツキに関係なく画像形成装置毎に最適なトナー濃度（感光体ドラム３に形成される画像の濃度が最適になるような現像剤のトナー濃度）を実現でき、画像形成装置間で中間調濃度のバラツキを無くすことができる。
【００９３】
言い換えると、現像槽２１内の現像剤のトナー濃度を、当該現像剤に固有の条件（製造ロット毎の品質）および現像装置２００に固有の条件（ＤＳＤやＤＧ等の現像条件）に応じた最適なトナー濃度に調整することができ、一定の中間調濃度の画像を安定して形成することができる。また、最適なトナー濃度を実現することにより感光体ドラム３へのキャリア付着を防ぐことができ、白抜けのない良好な画像をより安定して形成することができる。
【００９４】
図４は、ＤＳＤが各々異なる５台の画像形成装置を用いて図３の手順を実行した場合において、各画像形成装置のＤＳＤと現像槽のトナー濃度との関係を示したグラフである。なお、これら画像形成装置において図３の現像剤交換後処理が実行される前のトナー濃度はいずれも３％であったものとする。図４から明らかであるが、本実施形態の現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置においては、ＤＳＤが異なれば最終的に調整されるトナー濃度も異なるものとなる。
【００９５】
また、交換直後の現像剤のトナー濃度とＳ９のトナー補給量（所定補給量）とを、Ｓ９のトナー補給処理が１回で済むような値に設定すれば、図３の濃度補正処理に要する時間を短縮できる。しかし、Ｓ９のトナー補給処理が複数回行われるように、交換直後の現像剤のトナー濃度とＳ９のトナー補給量とが定められていることが好ましい。この理由を以下にて説明する。現像槽２１の現像剤中に多量のトナーを１回で補給すると、未帯電トナーによるトナー飛散が生じることがある。これに対し、トナーの補給を少量づつ複数回（例えば３回）に分けて行うと、未帯電トナーによるトナー飛散を防ぐことができる。したがって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。また、トナーの補給を少量づつ複数回に分けて行うということは、現像槽２１の現像剤のトナー濃度を少しずつ高めることになり、トナー濃度が過度に高まってしまうことを抑制できる。
【００９６】
図５は、現像剤のトナー濃度が４％，５％，６％の各々の場合について、現像される画像の画像濃度ＩＤと現像電位との関係を示したグラフである。なお、図５の現像電位とは、感光体ドラム３の表面電位と現像ローラ２４の電位との差の絶対値である。また、図５の高濃度パッチは、現像電位が５００Ｖ且つ露光ユニット１１の出力が最高出力の９５％で形成され、図５の低濃度パッチは、現像電位が１００Ｖ且つ露光ユニット１１の出力が最高出力の５％で形成される。
【００９７】
また、図５において、トナー濃度４％のグラフは新品の現像剤のグラフであり、トナー濃度５％のグラフは新品の現像剤に対してトナー補給が１回行われた後の現像剤のグラフであり、トナー濃度６％のグラフは新品の現像剤に対してトナー補給が２回行われた後の現像剤のグラフである。図５に示すように、トナーの補給を少量づつ複数回（図５では２回）に分けて行うと、現像剤のトナー濃度を少しずつ上げていくことができ、高濃度パッチおよび低濃度パッチの画像濃度ＩＤが最適値付近になるように現像剤のトナー濃度を調整することができる。これに対し、現像剤中に多量のトナーを１回で補給するようにする場合、高濃度パッチおよび低濃度パッチの画像濃度ＩＤが最適値を大幅に超えてしまうように現像剤のトナー濃度が調整されてしまうこともある。
【００９８】
なお、交換直後の現像剤（新品の現像剤）のトナー濃度は、前記目標濃度値（つまり前記現像剤交換後処理が行われた後の濃度）の６０〜９０％に相当する値に設定されていることが好ましい。交換直後の現像剤のトナー濃度が目標濃度値の６０〜９０％程度に設定されていれば、交換前の２成分現像剤の特性と交換後の２成分現像剤の特性との差を抑制できるからである。
【００９９】
また、交換直後の現像剤のトナー濃度を目標濃度値の６０〜９０％に相当する値に設定する場合、Ｓ９のトナー補給処理のトナー補給量は、現像槽２１の現像剤のトナー濃度を０．３〜０．５％高めるようなトナー補給量に設定されていることが好ましい。このように設定されていれば、ＤＧやＤＳＤの値に関係なく、Ｓ９のトナー補給処理が少なくとも２回以上は繰り返されるものと考えられるからである。
【０１００】
なお、高濃度パッチを形成する際の露光ユニット１１の出力は、最高出力の９５％に限定されるものではなく、最高出力の９５％〜１００％出力であればよい。また、低濃度パッチを形成する際の露光ユニット１１の出力は、最高出力の５％に限定されるものではなく、最高出力の０％〜５％出力であればよい。
【０１０１】
また、本実施形態では、Ｓ７にて検出されたトナー付着量が閾値以上である場合（Ｓ８にてＹＥＳ）、感光体ドラム３に高濃度パッチを再度形成する第２形成処理（Ｓ１０）が行われ、Ｓ１０にて形成された高濃度パッチのトナー付着量を検出する第２検出処理（Ｓ１１）が行われる。そして、Ｓ７にて検出された閾値以上のトナー量とＳ１１にて検出されたトナー量との差がトナー付着量検出センサ６０の出力可能範囲の５％に相当する値（所定値）を超えている場合、Ｓ２〜Ｓ１２が再度実行される。これにより、感光体ドラム３に形成される複数の高濃度パッチのトナー付着量のバラツキが僅かになるまでＳ２の撹拌処理やトナー補給が繰り返されることになり、現像される画像の濃度をより安定化させることができる。
【０１０２】
また、図３のシーケンスではトナー付着量が閾値以上であるか否かを判定し（Ｓ８）、閾値以上になるまでトナー補給を繰り返すようにしているが、ここで「閾値以上」とは、閾値および閾値より大きな値という意味であってもよいし、閾値を越えた値という意味であってもよい。
【０１０３】
さらに、本実施の形態では、画像形成装置１００は単色画像（モノクロ画像）を形成するプリンタとして構成されるけれども、それに限定されず、多色画像（カラー画像）を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などとして構成することができる。
【０１０４】
また、本実施形態の画像形成装置１００を用いて実験を行ったので、この実験の詳細を以下説明する。
【０１０５】
〔実験例〕
実験は以下に示す実施例１〜３および比較例１〜３を用いて行った。
【０１０６】
（実施例１）
図３に示す現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置１００において２成分現像剤を用いて連続プリントテストを行った。試験紙はＡ４サイズの電子写真装置用の記録媒体（マルチレシーバー：シャープドキュメントシステム社製）を使用した。連続プリントテストは、温度２５℃、湿度６０％の常湿環境において行った。また、実験例１ではＤＳＤを０．４ｍｍ（設計中央値）とした。
【０１０７】
なお、前記連続プリントテストとは、試験紙の上に形成されるプリント画像のカバレージすなわち画像形成可能領域のトナーの被覆率が６％となるテキスト画像を５，０００枚印字し、１０００枚の印字毎に画像濃度ＩＤとトナー消費量とを測定するものである。
【０１０８】
（実施例２）
ＤＳＤの設定値を０．３ｍｍに設定した以外は実施例１と同様にして前記連続プリントテストを行った。
【０１０９】
（実施例３）
ＤＳＤの設定値を０．５ｍｍに設定した以外は実施例１と同様にして前記連続プリントテストを行った。
【０１１０】
（比較例１）
図３に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例１と同様にして連続プリントテストを行った。
【０１１１】
（比較例２）
図３に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例２と同様にして連続プリントテストを行った。
【０１１２】
（比較例３）
図３に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置を用いた点以外は実施例３と同様にして連続プリントテストを行った。
【０１１３】
（画像濃度ＩＤの評価基準）
１０００枚の印字毎に、一辺が５ｃｍのベタ画像（１００％濃度）をプリントし、反射濃度計（マクベス社製：ＲＤ９１８）を用いてベタ画像の画像濃度ＩＤを測定した。その評価基準は以下に準拠した。
○：良好。画像濃度ＩＤが１．３０以上であり、紙の繊維がトナーで充分に覆われた状態である。
△：やや不良。画像濃度ＩＤが１．２０以上１．３０未満であり、紙の繊維がある程度適切にトナーで覆われた状態である。
×：不良。画像濃度ＩＤが１．２０未満であり、紙の繊維がトナーで不充分に覆われた状態である。
【０１１４】
（トナー消費量の評価基準）
実施例１に記載したテキスト画像のプリントテストの印字に消費されたトナー量を測定した。その評価基準は以下に準拠した。
○：良好。トナー消費量が１０００枚当たり２０ｇ以下である。
△：やや不良。トナー消費量が１０００枚当たり２５ｇ以下である。
×：不良。トナー消費量が１０００枚当たり２５ｇより多い。
【０１１５】
（連続プリントテストの結果）
実施例１〜３および比較例１〜３について、連続プリントテストを行った際の画像濃度ＩＤの評価を表１に示し、連続プリントテストを行った際のトナー消費量の評価を表２に示す。
【０１１６】
【表１】
0004613215.tif 000002
【０１１７】
【表２】
0004613215.tif 000003
表１および表２に示される連続プリントテストの結果より、図３に示す現像剤交換後処理を実行可能な画像形成装置１００で形成した画像は、ＤＳＤの値に関係なく、５０００枚までの画像濃度ＩＤおよびトナー消費量ともに良好な結果となった。これに対し、図３に示す現像剤交換後処理を実行可能でない画像形成装置で画像を形成した場合、比較例１のようにＤＳＤが設計中央値であればよいが、比較例２および比較例３のように設計値からずれた場合、初期画像濃度が低下もしくはトナー消費量が増大してしまう。
【０１１８】
本発明は上述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態および実施例において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の画像形成装置は、電子写真方式のプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示した図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられている現像装置を示す図である。
【図３】現像剤が交換された後に行われる現像剤交換後処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】ＤＳＤが各々異なる５台の画像形成装置を用いて図３の手順を実行した場合において、各画像形成装置のＤＳＤと現像槽のトナー濃度との関係を示したグラフである。
【図５】２成分現像剤のトナー濃度が４％，５％，６％の各々の場合において現像される画像の画像濃度ＩＤと現像電位との関係を示したグラフである。
【図６】２成分現像剤のトナー濃度が適正な場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフである。
【図７】２成分現像剤のトナー濃度が最適値より高い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフである。
【図８】２成分現像剤のトナー濃度が最適値より低い場合に形成される画像について、現像電位と画像濃度ＩＤとの関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１２１】
２    補給部（補給装置）
３    感光体ドラム（感光体）
１１    露光ユニット（露光装置）
２１    現像槽
２４    現像ローラ
５０    データ記憶部
６０    トナー付着量検出センサ（検出装置）
１００    画像形成装置
１１０    制御装置
２００    現像装置
【図１】
0004613215.tif 000004
【図２】
0004613215.tif 000005
【図３】
0004613215.tif 000006
【図４】
0004613215.tif 000007
【図５】
0004613215.tif 000008
【図６】
0004613215.tif 000009
【図７】
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【図８】
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