(57)【要約】【課題】現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも２つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように設置された現像装置において、画像面積率が低い画像が連続的に形成されるときであっても、第２搬送経路において現像剤担持体上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像剤担持体に担持される不具合が生じにくい、画像形成装置を提供する。【解決手段】演算手段３０によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、現像装置１３の内部に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が低くなるように制御する。【選択図】図２
2013020046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置の内部に収容された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の検知結果が設定値を下回ったときに当該検知結果が当該設定値になるように前記現像装置の内部に向けてトナーを補給するトナー補給手段と、
前記像担持体上に形成される画像の画像面積率を求める画像面積率検出手段と、
前記画像面積率検出手段によって求められた画像面積率に基いて連続的に形成される画像の画像面積率の平均値を算出する演算手段と、
を備え、
前記現像装置は、
前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向するように配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、
装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、
を備え、
前記複数の搬送部材は、
前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１搬送部材と、
前記第１搬送部材と前記現像剤担持体とにそれぞれ対向するとともに、前記現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第２搬送部材と、
を具備し、
前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が低くな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】
前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が低くなるように前記設定値を可変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】
前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が段階的に低くなるように前記設定値を段階的に小さくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを可変する可変手段をさらに備え、
前記演算手段による算出結果に基いて現像剤のトナー濃度が低くなるように制御する場合であって、その狙いのトナー濃度になったことが前記トナー濃度検知手段で検知されたときに、前記像担持体上に形成される画像の画像濃度が低下せずに所定範囲に維持されるように前記可変手段によって現像バイアスを可変することを特徴とする請求項１〜請求項３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】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも２つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように配設された現像装置を具備した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を収容して現像工程をおこなう現像装置として、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも２つの搬送部材を上下方向に設置したものを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１〜３等参照。）。
【０００３】
２成分現像剤を用いた現像装置は、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一部に設けられたトナー補給口から現像装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、搬送スクリュ等の搬送部材（撹拌搬送部材）によって撹拌・混合される。撹拌・混合された現像剤は、その一部が現像ローラ（現像剤担持体）に供給される。現像ローラに担持された現像剤は、現像ローラに対向するドクターブレード（現像剤規制部材）によって適量に規制された後に、その２成分現像剤中のトナーが感光体ドラム（像担持体）との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
【０００４】
特許文献１等における現像装置には、第１搬送部材（供給スクリュ）と第２搬送部材（回収スクリュ）とが上下方向に設置されていて、これらの搬送部材によって現像剤の循環経路を形成している。下方に設置された第１搬送部材は、現像剤を長手方向に搬送しながら、汲上げ磁極の位置で現像ローラに現像剤を供給する。上方に設置された第２搬送部材は、剤離れ磁極の位置で現像剤ローラから離脱された現像剤を長手方向（第１搬送部材による搬送方向とは逆方向である。）に搬送する。第１搬送部材による搬送経路（第１搬送経路）の下流側と第２搬送部材による搬送経路（第２搬送経路）の上流側とは第１中継部を介して連通している。そして、第１搬送経路の下流側に達した現像剤は、その位置に留まり押し上げられ、第２搬送経路の上流側に達する。ここで、第２搬送経路の上流側には、トナー補給口が設けられていて、新品のトナーが適宜に補給される。また、第１搬送経路の上流側と第２搬送経路の下流側とは第２中継部を介して連通している。そして、第２搬送経路の下流側に達した現像剤は、第２中継部を自重落下して第１搬送経路の上流側に移動される。
【０００５】
このように複数の搬送部材が上下方向に並設された現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された現像装置（例えば、特許文献２の図１９等参照）に比べて、現像装置を水平方向にコンパクト化することができる。そのために、複数の現像装置が水平方向に並設されるタンデム型のカラー画像形成装置においては、多く用いられている。また、複数の搬送部材を上下方向に並設して、現像剤担持体に対する現像剤の供給経路（第１搬送経路）と、現像剤担持体から離脱する現像剤の回収経路（第２搬送経路）と、を分離した現像装置は、複数の搬送部材が水平方向に並設された現像装置（例えば、特許文献２の図１９等参照）に比べて、現像ローラ上に担持されて現像工程に供する現像剤中に現像工程後のものが含まれにくいために、像担持体上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【０００６】
一方、特許文献４、５には、複数の搬送部材が水平方向に並設された現像装置において、出力画像の画像面積率を検知して、現像装置内に収容された現像剤のトナー濃度を調整したり、搬送部材の回転速度を調整したりする技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１〜３等の現像装置は、画像面積率が低い画像が連続的に形成されるとき（連続通紙時である。）に、第２搬送経路において、剤離れ磁極の位置で現像ローラ上から離脱した現像工程後の現像剤が、現像ローラ上に再び担持されてしまう不具合（このような現象を「現像剤の連れ回り」という。）が生じやすかった。
【０００８】
そして、このような不具合が生じると、現像ローラ上に担持されて現像工程に供する現像剤中に現像工程後のもの（トナーが消費された状態の現像剤である。）が含まれてしまって、像担持体上に形成するトナー像に濃度偏差が生じてしまっていた。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも２つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように設置された現像装置において、画像面積率が低い画像が連続的に形成されるときであっても、第２搬送経路において現像剤担持体上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像剤担持体に担持される不具合が生じにくい、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置と、前記現像装置の内部に収容された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の検知結果が設定値を下回ったときに当該検知結果が当該設定値になるように前記現像装置の内部に向けてトナーを補給するトナー補給手段と、前記像担持体上に形成される画像の画像面積率を求める画像面積率検出手段と、前記画像面積率検出手段によって求められた画像面積率に基いて連続的に形成される画像の画像面積率の平均値を算出する演算手段と、を備え、前記現像装置は、前記像担持体に対向するとともに、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向するように配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、装置内に収容された現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材と、を備え、前記複数の搬送部材は、前記現像剤担持体に対向するとともに、現像剤を長手方向に搬送しながら前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１搬送部材と、前記第１搬送部材と前記現像剤担持体とにそれぞれ対向するとともに、前記現像剤担持体から離脱された現像剤を長手方向に搬送する第２搬送部材と、を具備し、前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が低くなるように制御するものである。
【００１１】
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が低くなるように前記設定値を可変するものである。
【００１２】
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項２に記載の発明において、前記演算手段によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、前記現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が段階的に低くなるように前記設定値を段階的に小さくするものである。
【００１３】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスを可変する可変手段をさらに備え、前記演算手段による算出結果に基いて現像剤のトナー濃度が低くなるように制御する場合であって、その狙いのトナー濃度になったことが前記トナー濃度検知手段で検知されたときに、前記像担持体上に形成される画像の画像濃度が低下せずに所定範囲に維持されるように前記可変手段によって現像バイアスを可変するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、現像剤を長手方向に搬送して循環経路を形成する複数の搬送部材のうち少なくとも２つの搬送部材が現像剤担持体に対向するように設置された現像装置において、画像面積率が低い画像が連続的に形成されても、連続的に形成される画像の画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、現像装置の内部に収容された現像剤のトナー濃度が低くなるように制御しているため、第２搬送経路において現像剤担持体上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像剤担持体に担持される不具合が生じにくい、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部を示す構成図である。
【図３】（Ａ）現像装置の上部を長手方向にみた概略断面図と、（Ｂ）現像装置の下部を長手方向にみた概略断面図と、である。
【図４】現像装置の循環経路を長手方向にみた概略断面図である。
【図５】現像装置を示す断面図である。
【図６】連続プリント時の制御を示すフローチャートである。
【図７】実施例と比較例との実験結果を示す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１７】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、３は原稿を原稿読込部に搬送する原稿搬送部、４は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、５は出力画像が積載される排紙トレイ、６は原稿読込部４で読み込まれた画像情報を各色の感光体ドラム上に潜像として書き込む書込み部（露光部）、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像装置、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、を示す。
また、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２８は各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）を現像装置１３に供給する各色のトナー容器、を示す。
【００１８】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上でおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。
まず、原稿は、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
【００１９】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス上の原稿の画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿にて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿のカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２０】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部６に送信される。そして、書込み部６からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２１】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２（図２を参照できる。）との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部６において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光Ｌは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００２２】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２４】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。
【００２５】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００２６】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の反時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部（不図示である。）の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００２７】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００２８】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、その後に定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって装置本体１外に出力画像として排出されて、排紙トレイ５上にスタックされて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２９】
次に、図２〜図５にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２は、作像部を示す構成図である。図３（Ａ）は現像装置１３の上部（第２搬送部材としての第２搬送スクリュ１３ｂ２の位置である。）を長手方向にみた概略断面図（水平方向の断面図）であって、図３（Ｂ）は現像装置１３の下部（第１搬送部材としての第１搬送スクリュ１３ｂ１の位置である。）を長手方向にみた概略断面図である。図４は、現像装置１３の循環経路を長手方向にみた概略断面図（垂直方向の断面図）である。また、図５は、現像装置を示す断面図（現像ローラ１３ａの回転中心軸に直交する断面図である。）である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であるために、図２〜図５にて作像部及び現像装置は符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。
【００３０】
図２に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング部１５、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１１は、外径が３０ｍｍ程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
【００３１】
帯電部１２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部１２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部１５は、感光体ドラム１１に摺接するクリーニングブレードが設置されていて、感光体ドラム１１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。
【００３２】
現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａが感光体ドラム１１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム１１と磁気ブラシとが接触する現像領域（現像ニップ部）が形成される。現像装置１３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置１３の構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００３３】
図１を参照して、トナー容器２８は、その内部に現像装置１３内に供給するためのトナーＴを収容している。具体的に、現像装置１３に設置された磁気センサ１３ｈによって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、トナー補給手段としてのトナー補給装置４０を介して、トナー容器２８から現像装置１３内に向けてトナー補給口１３ｅからトナーＴを適宜に補給する。
なお、トナーＴの補給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報（例えば、図２に示すフォトセンサ３５によって検知される画像濃度の情報である。）に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーＴの補給の実施を判断してもよい。
また、現像装置１３にトナーを補給するトナー補給装置４０（トナー補給手段）としては、搬送オーガを用いてトナーを搬送して補給するものや、スクリューポンプを用いてトナーを空気とともに搬送して補給するもの等、公知のものを用いることができる。
【００３４】
以下、画像形成装置における現像装置１３について詳述する。
図２〜図５を参照して、現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａ、搬送部材としての搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（オーガスクリュ）、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃ、仕切り部材１３ｄ、トナー濃度検知手段としての磁気センサ１３ｈ、等で構成されている。
現像剤担持体としての現像ローラ１３ａは、外径が１８ｍｍ程度の小径の現像ローラであって、アルミニウム、ステンレス、真鍮、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ１３ａ２が不図示の回転駆動機構によって反時計方向に１５０〜６００ｒｐｍ程度で回転されるように構成されている。図３、図５を参照して、現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２内には、スリーブ１３ａ２の周面に複数の磁極Ｈ１〜Ｈ６を形成するマグネット１３ａ１が固設されている。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ１３ａの矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
【００３５】
なお、上述した現像電界は、「現像ポテンシャル」とも呼ばれるものであって、電源部４５から現像ローラ１３ａに印加される現像バイアスと、帯電部１２によって帯電された感光体ドラム１１上に形成される潜像の電位（露光電位）と、の電位差によって形成されるものである。そして、本実施の形態では、電源部４５が、現像ローラ１３ａに印加する現像バイアスを可変して現像ポテンシャルを変化させる可変手段として機能することになる。すなわち、可変手段としての電源部４５によって、現像ローラ１３ａに印加する現像バイアスが適宜に可変されて、感光体ドラム１１上に形成する画像の画像濃度（トナー付着量）が調整されることになる。
【００３６】
図５は、マグネット１３ａ１によって現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の周囲に形成される複数の磁極Ｈ１〜Ｈ６を示している。図５に示すように、複数の磁極は、感光体ドラム１１との対向位置に形成された第１磁極Ｈ１（主磁極）、第１磁極Ｈ１の下流側であって現像ケースの上部にかかる位置に形成された第２磁極Ｈ２（搬送磁極）、第２磁極Ｈ１の下流側であって現像ローラ１３ａの上方に形成された第３磁極Ｈ３（剤離れプレ磁極）、第３磁極Ｈ３と第５磁極Ｈ５とに挟まれる位置であって仕切り部材１３ｄの先端部の上方に形成された第４磁極Ｈ４（剤離れ磁極）、第１搬送経路の上方に形成された第５磁極Ｈ５（剤離れ後磁極）、第１搬送スクリュ１３ｂ１との対向位置からドクターブレード１３ｃとの対向位置の近傍にかけて形成された第６磁極Ｈ６（汲上げ磁極）、等で構成される。
まず、第６磁極Ｈ６（汲上げ磁極）が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路に収容された現像剤Ｇが現像ローラ１３ａ上に汲上げられる。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード１３ｃの位置で掻き取られて、第１搬送経路に戻される。一方、第６磁極Ｈ６による磁力が作用するドクターブレード１３ｃの位置で、ドクターブレード１３ｃと現像ローラ１３ａとのドクターギャップを通過して現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、第１磁極Ｈ１（主磁極）の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１１に摺接する。こうして、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇ中のトナーＴが感光体ドラム１１上の潜像に付着する。その後、第１磁極Ｈ１の位置を通過した現像剤Ｇは、第２磁極Ｈ２、第３磁極Ｈ３によって第４磁極Ｈ４（剤離れ磁極）の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極Ｈ４の位置で、反発磁界（現像ローラ１３ａから離れる方向に作用する磁界である。）がキャリアに作用して、現像ローラ１３ａ上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ１３ａから脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、第２搬送経路内に落下して第２搬送スクリュ１３ｂ２によって第２搬送経路の下流に向けて搬送される。
【００３７】
ここで、図５を参照して、上述した６つの磁極Ｈ１〜Ｈ６は、現像ローラ１３ａのマグネット１３ａ１に着磁された５つの極（図５中、「Ｎ」又は「Ｓ」を付した部分である。）で形成されるものである。すなわち、６つの磁極Ｈ１〜Ｈ６のうち、第４磁極Ｈ４（剤離れ磁極）だけは、マグネット１３ａ１に着磁された極によって直接的に形成されたものではなく、同極（本実施の形態では、Ｎ極である。）となる２つの磁極（第３磁極Ｈ３と第５磁極Ｈ５とである。）に挟まれて形成されたものである。
【００３８】
なお、本実施の形態では、第１磁極Ｈ１の半値中央角度（ピーク磁力が半分になる領域が第１象限の０°の位置から反時計方向になす角度である。）が−５°、第２磁極Ｈ２の半値中央角度が５８°、第３磁極Ｈ３の半値中央角度が１２０°、第５磁極Ｈ５の半値中央角度が２１２°、第６磁極Ｈ６の半値中央角度が２８０°、に設定されている。また、第１磁極Ｈ１のピーク磁力が１００ｍＴ、第２磁極Ｈ２のピーク磁力が８５ｍＴ、第３磁極Ｈ３のピーク磁力が５２ｍＴ、第５磁極Ｈ５のピーク磁力が３５ｍＴ、第６磁極Ｈ６のピーク磁力が７８ｍＴ、に設定されている。
剤離れ磁極Ｈ４（第４磁極）の位置（又は、位置Ｋ）は、第３磁極Ｈ３と第５磁極Ｈ５との位置（半値中央角度）と大きさ（ピーク磁力）とを調整することで可変することができる。ただし、剤離れ磁極Ｈ４の位置での現像剤の連れ回り（離脱不良）を軽減するためには、第３磁極Ｈ３と第５磁極Ｈ５とのピーク磁力を２５〜６０ｍＴ程度に設定することが好ましい。
【００３９】
図２等を参照して、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃは、現像ローラ１３ａの下方に配設された非磁性の板状部材（その一部を磁性材料で形成することもできる。）である。そして、現像ローラ１３ａは図２の反時計方向に回転して、感光体ドラム１１は図２の時計方向に回転する。
このような構成により、記録媒体Ｐの搬送経路の短縮化と、画像形成装置本体１の水平方向の小型化と、を目的として、中間転写ベルト１７の下方に感光体ドラム１１を配設した場合であっても、現像ギャップにおいて感光体ドラム１１に対して現像ローラ１３ａの回転方向を順方向とすることができるために、ドクターブレード１３ｃを現像ローラ１３ａの上方に配設して感光体ドラム１１に対する現像ローラ１３ａの回転方向が逆方向になる場合に比べて、現像ギャップにおける現像時間を充分に確保することができて現像能力を高めることができる。
【００４０】
２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（搬送部材）は、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ１３ｂ１は、現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを長手方向（回転軸方向）に水平に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す左方向の搬送である。）とともに、汲上げ磁極Ｈ６（第６磁極）の位置で現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇを供給（図３（Ｂ）の白矢印方向の供給である。）する。第１搬送スクリュ１３ｂ１は、図２の反時計方向に回転する。
【００４１】
第２搬送部材としての第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１と現像ローラ１３ａとに対向する位置に配設されている。具体的には、第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１の上方であって現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ磁極Ｈ４によって現像ローラ１３ａ上から強制的に離脱された現像剤Ｇであって、図３（Ａ）の白矢印方向に離脱するものある。）を長手方向に水平に搬送する（図３（Ａ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）。なお、本実施の形態では、第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転方向が、現像ローラ１３ａの回転方向に対して逆方向（図２の時計方向である。）になるように設定されている。
そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側から第１中継部１３ｆを介して循環される現像剤Ｇを第１搬送部材１３ｂ１による搬送経路の上流側に第２中継部１３ｇを介して搬送する（図３の一点鎖線矢印に示す搬送である。）。
２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、現像ローラ１３ａや感光体ドラム１１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、いずれも、軸径が６〜１０ｍｍ程度の軸部に外径が２０ｍｍ程度のスクリュ部（スクリュピッチ：４０ｍｍ程度、条数：１条又は２条）が螺旋状に巻装されたものである。また、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２の回転数は、６００〜８００ｒｐｍ程度に設定されている。
【００４２】
なお、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）と、は壁部によって隔絶されている。
図３及び図４を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）の下流側と、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）の上流側と、は第２中継部１３ｇを介して連通している。第２搬送スクリュ１３ｂ２による第２搬送経路の下流側に達した現像剤Ｇが、第２中継部１３ｇにて自重落下して、第１搬送経路の上流側に達することになる。
また、図３及び図４を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側と、は第１中継部１３ｆを介して連通している。そして、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路にて現像ローラ１３ａ上に供給されなかった現像剤Ｇが、第１中継部１３ｆの近傍に留まって盛り上がって、第１中継部１３ｆを介して第２搬送スクリュ１３ｂ２による第２搬送経路の上流側に搬送（供給）されることになる。
なお、第１中継部１３ｆにおける現像剤の搬送性（第１搬送経路から第２搬送経路への重力方向に逆らった現像剤の受け渡しである。）を向上させるために、第１搬送スクリュ１３ｂ１の下流側の位置（第１中継部１３ｆに対応する位置である。）に、パドル形状部や、スクリュの巻き方向が逆方向に形成されたスクリュ部、を設けることもできる。
【００４３】
このような構成により、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２によって、現像装置１３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置１３が稼動されると、装置内に収容された現像剤Ｇは図３及び図４中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ１３ａに対する現像剤Ｇの供給経路（第１搬送スクリュ１３ａ１による第１搬送経路である。）と、現像ローラ１３ａから離脱する現像剤Ｇの回収経路（第２搬送スクリュ１３ａ２による第２搬送経路である。）と、を分離することで、感光体ドラム１１上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【００４４】
なお、図２、図３（Ａ）を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路中（第２搬送スクリュ１３ｂ２の下方であって、搬送経路上流側の位置である。）には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサ１３ｈ（トナー濃度検知手段）が設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナー容器２８からトナー補給口１３ｅ（第１中継部１３ｆの近傍に配設されている。）を介して現像装置１３内に向けて新品のトナーＴが供給される。
【００４５】
さらに詳しくは、トナー濃度検知手段としての磁気センサ１３ｈは、現像剤Ｇ中の磁性体であるキャリアＣと非磁性体であるトナーＴとの割合を磁気率の変化から検出することで、現像剤Ｇのトナー濃度を検知するものである。具体的に、トナー濃度が高くなると磁気センサ１３ｈのセンサ出力値Ｖｔ（ボルト）は小さくなり、トナー濃度が低くなると磁気センサ１３ｈのセンサ出力値Ｖｔ（ボルト）は大きくなる。すなわち、トナー濃度が変化すると磁気センサ１３ｈのセンサ出力値Ｖｔが比例して変化する。
そして、磁気センサ１３ｈの検知結果が設定値（例えば、トナー濃度：７．０重量％である。）を下回ったときに、磁気センサ１３ｈの検知結果がその設定値になるように、トナー補給装置４０から現像装置１３の内部に向けてトナーが補給される。具体的に、このトナー濃度の設定値（狙いの値）は、磁気センサ１３ｈのセンサ出力値の基準値Ｖｒ（ボルト）として設定される。したがって、磁気センサ１３ｈの出力値Ｖｔが基準値Ｖｒ（例えば、３．０ボルトである。）よりも高くなったときに、磁気センサ１３ｈの出力値Ｖｔが基準値Ｖｒになるように、制御部３０による制御によってトナー補給装置４０から現像装置１３の内部に向けてトナーが補給されることになる。
【００４６】
また、図３、図４を参照して、トナー補給口１３ｅは、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置（現像ローラ１３ａの長手方向の範囲の外側である。）に配設されている。このようにトナー補給口１３ｅを第１中継部１３ｆの近傍に設置することで、第２搬送経路において、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第２搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態では、トナー補給口１３ｅを第２搬送スクリュ１３ａ２による搬送経路中に配設したが、トナー補給口１３ｅの位置はこれに限定されることなく、例えば、第１搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
【００４７】
また、図４を参照して、第１搬送経路では、現像剤を長手方向に搬送しながら現像ローラ１３ａへの現像剤の供給をおこなうために、第１中継部１３ｆの近傍を除き、上流側から下流側に向かうにしたがって現像剤Ｇの剤面が低くなっていく。そして、第１搬送経路において、下流側（図４中の左方である。）で現像剤Ｇの剤面が低くなりすぎてしまうと、第１搬送スクリュ１３ｂ１から現像ローラ１３ａに対して現像剤Ｇの供給がされにくくなる不具合（このような現象を「現像剤の汲み上げ不良」という。）が生じてしまうことになる。
これに対して、第２搬送経路では、現像剤を長手方向に搬送しながら現像ローラ１３ａから離脱した現像剤の回収をおこなうために、上流側から下流側に向かうにしたがって現像剤Ｇの剤面が高くなっていく。そして、第２搬送経路において、上流側（図４中の範囲Ｂである。）で現像剤Ｇの剤面が高くなりすぎてしまうと、剤離れ磁極Ｈ４の位置で現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇが仕切り部材１３ｄ上を滑落することなく、仕切り部材１３ｄ上で滞留して再び現像ローラ１３ａに担持されてしまい、その後に汲上げ磁極Ｈ６の位置で現像ローラ１３ａ上に汲み上げられる現像剤Ｇと混在してしまう不具合（このような現象を「現像剤の連れ回り」という。）が生じてしまうことになる。このような現象は、特に画像面積率の低い画像を連続的に形成した場合に生じやすく、本実施の形態ではこれを抑止するためのトナー濃度制御をおこなっているが、これについては後で詳しく説明する。
【００４８】
また、図２、図５を参照して、本実施の形態における現像装置１３には、現像ローラ１３ａに対向する位置に、第１搬送経路と第２搬送経路とを仕切る仕切り部材１３ｄ（分離板）が設けられている。換言すると、現像ローラ１３ａに対向する位置であって、第１搬送経路と第２搬送経路との間に、現像ローラ１３ａから離脱された現像剤Ｇが現像ローラ１３ａに再び担持されるのを低減するための仕切り部材１３ｄが設けられている。
詳しくは、仕切り部材１３ｄは、第１搬送経路と第２搬送経路とを隔絶する壁部として機能していて、現像ローラ１３ａに向けて突出するように形成されている。また、仕切り部材１３ｄは、現像ケース（図２においてハッチングで示すケース部材である。）と一体的に形成されている。
【００４９】
以下、本実施の形態において用いられる現像剤Ｇについて、簡単に説明する。
本実施の形態において用いられるトナーＴ（現像剤Ｇ中のトナー、トナー容器２８中のトナーである。）は、重合トナーであって、結着樹脂として、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、又は、それらを複合したもの、等を用いることができる。また、これらの重合トナーの製造方法（重合方法）としては、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等を用いることができる。
また、トナーＴの外添剤としては、無機微粒子（例えば、シリカ１．０重量％、酸化チタン０．５重量％のものである。）を用いることが好ましい。さらに、離型剤として、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、等を用いることができる。また、必要に応じて、帯電制御剤を含有させることもできる。
また、本実施の形態において用いられるトナーＴは、体積平均粒径が５．８μｍのものであり、粒径が５μｍ以下のものが６０〜８０個数％になるように形成されている。
なお、本実施の形態では重合トナーを用いたが、粉砕トナーを用いることもできる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、トナーＴとして、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲になって、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲になるように形成された略球形トナーを用いている。これにより、トナーの流動性が向上して、第１搬送経路における「汲み上げ不良」や、第２搬送経路における「連れ回り」が生じにくくなる。さらには、高い転写効率を維持しつつ、クリーニング性能の低下を抑止することができる。さらには、
ここで、形状係数ＳＦ−１は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−１＝（Ｍ2／Ｓ）×（１００π／４）
上式において、Ｍはトナー粒子の投影面における最大粒径（まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。）であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−１が１００であるトナー粒子は真球であって、１００から大きくなるほど球形度が低くなる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
ＳＦ−２＝（Ｎ2／Ｓ）×（１００／４π）
上式において、Ｎはトナー粒子の投影面における周長であり、Ｓはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数ＳＦ−２が１００であるトナー粒子は凹凸がなくて、１００から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数ＳＦ−１及び形状係数ＳＦ−２は、走査型電子顕微鏡「Ｓ−８００」（日立製作所社製）にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「ＬＵＳＥＸ３」（ニレコ社製）にて解析して求める。
【００５１】
また、現像剤Ｇ中のキャリアＣは、重量平均粒径が２０〜６０μｍになるように形成されたものである。なお、本実施の形態では、重量平均粒径が３５μｍのキャリアＣを用いている。
詳しくは、キャリアＣは、芯材となるフェライト粒子に、膜厚が０．５μｍのメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコートして、上述した粒径になるように形成したものである。また、キャリアＣとしては、マグネタイトを芯材としたコーティングキャリアを用いることもできる。
このような小粒径のキャリアＣを用いることで、出力画像のベタ均一性やハーフトーン画質を向上させることができる。
また、本実施の形態では、初期剤としての現像剤Ｇのトナー濃度が７．０重量％に設定されている。
【００５２】
以下、本実施の形態の画像形成装置１における、特徴的な構成・動作について説明する。
本実施の形態における画像形成装置１において、制御部３０は、感光体ドラム１１（像担持体）上に形成される画像の画像面積率を求める画像面積率検出手段としても機能する。詳しくは、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する書込み部６における画像情報に対応した書込み情報（露光のデューティ等である。）から、制御部３０にて感光体ドラム１１上に形成される画像の画像面積率が間接的に検出される。ここで、画像面積率とは、感光体ドラム１１上の有効画像領域（又は、記録媒体Ｐの画像形成領域）に対して画像領域（トナーが付着する領域）が占める割合であって、画像形成時に現像装置１３から感光体ドラム１１上に供給されるトナー量の大小に比例する値である。
なお、本実施の形態では、書込み部６における画像情報に対応した書込み情報から画像面積率を間接的に求めているが、現像装置１３の下流側に感光体ドラム１１の有効画像領域の全域に対向するようにフォトセンサを設置して現像工程後の画像を光学的に検知して画像面積率を直接的に求めることもできる。
【００５３】
また、本実施の形態における画像形成装置１において、制御部３０の演算部は、画像面積率検出手段によって求められた画像面積率に基いて連続的に形成される画像の画像面積率の平均値を算出する演算手段として機能する。
具体的に、連続プリント時（連続通紙時）において１回のジョブで連続的に画像が形成されるときに（上述した一連の画像形成プロセスが複数回連続的におこなわれるときに）、演算部（演算手段）によって、複数の画像の画像面積率の平均値が算出される。その際、過去に形成したすべての画像の画像面積率をすべて記憶部に記憶して最終的に平均値を算出するのでは、記憶部の記憶容量を多くとってしまうとともに、平均値の算出に時間がかかってしまうことになる。そのため、本実施の形態では、次式のように画像面積率の移動平均値（画像面積率移動平均）を算出している。
Ｍ（ｉ）＝（１／Ｎ）・（Ｍ（ｉ−１）×（Ｎ−１）＋Ｘ（ｉ））
ここで、上式において、Ｍ（ｉ）は画像面積率移動平均の現在値を示し、Ｍ（ｉ−１）は画像面積率移動平均の前回値を示し、Ｎは累積のプリント枚数を示し、Ｘ（ｉ）は最新のプリント画像の画像面積率を示す。
【００５４】
そして、制御部３０の演算部（演算手段）によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値（本実施の形態では、２％に設定している。）よりも小さくなった場合に、現像装置１３の内部に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が低くなるように、制御部３０によって制御する。詳しくは、演算部によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値（２％）よりも小さくなった場合に、現像装置１３の内部に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が低くなるように設定値（狙いのトナー濃度）を可変する。具体的に、トナー濃度が低くなるように、磁気センサ１３ｈ（トナー濃度検知手段）のセンサ出力値の基準値Ｖｒ（ボルト）が高くなるように可変される。
なお、本実施の形態では、画像面積率の平均値に対する「閾値」を２％に設定したが、「閾値」は、現像装置１３の構成や、収容する現像剤の量や種類、等によって異なるものであり、予め実験的に求めて設定されるものである。
【００５５】
このような制御をおこなうのは、画像面積率の低い画像が連続的に形成されると、現像装置１３における第２搬送経路の下流側で、現像剤の嵩が徐々に上昇してしまうことによる。
詳しくは、図４を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による第２搬送経路では、現像剤を長手方向に搬送しながら現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇの回収をおこなうために、もともと、上流側から下流側に向かうにしたがって現像剤Ｇの剤面が高くなる傾向がある。そして、このような傾向がある上で、画像面積率の低い画像が連続的に形成されると、現像ローラ１３ａから感光体ドラム１１に供給されずに第２搬送経路に戻されるトナー量が増加してしまうために、第２搬送経路の上流側（図４中の範囲Ｂである。）で現像剤Ｇの剤面（嵩）がさらに高くなってしまう。そして、現像剤Ｇの剤面が所定の高さに達してしまうと、剤離れ磁極Ｈ４の位置で現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇが仕切り部材１３ｄ上で滞留して再び現像ローラ１３ａに担持されてしまい「連れ回り」が生じてしまうことになる。
したがって、本実施の形態では、このような現象が生じる前に、現像装置１３内の現像剤Ｇのトナー濃度が小さくなるように制御して、現像剤Ｇの嵩密度を低めに設定することで、第２搬送経路の下流側において現像剤Ｇの剤面が高くなりすぎてしまうのを未然に防止している。
【００５６】
なお、本願発明者が、本実施の形態における画像形成装置１を用いて、トナー濃度と現像剤の体積（嵩）との関係を実験により確認したところ、トナー濃度が低下すると現像剤の体積も低下することがわかった。具体的に、トナー濃度が８重量％から７重量％に低下すると、現像剤の体積が約１０％低下することを確認した。
また、Ａ３サイズの記録媒体Ｐを連続通紙してそれぞれに画像面積率が５％の画像を連続プリントして、その後にＡ３サイズの黒ベタ画像を３枚プリントしたときの連れ回り画像の発生状況を出力画像で確認したところ、トナー濃度を６．２重量％に設定したものと７．１重量％に設定したものとは初期剤においても劣化剤においても連れ回り画像の発生は確認できなかった。これに対して、同じ条件で、トナー濃度を８．２重量％に設定したものは、初期剤では連れ回り画像の発生は確認できなかったものの、劣化剤においては連れ回り画像の発生が確認された。このような実験結果からも、トナー濃度を下げることで、連れ回りの発生を低減できることがわかる。
【００５７】
ここで、本実施の形態では、演算部によって算出される画像面積率の平均値が予め定められた閾値（２％）よりも小さくなった場合に、現像装置１３の内部に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が段階的に低くなるように設定値（狙いのトナー濃度）を段階的に小さくしている。具体的に、トナー濃度が段階的に低くなるように、磁気センサ１３ｈ（トナー濃度検知手段）のセンサ出力値の基準値Ｖｒ（ボルト）を段階的に高くしている（図７（Ａ）をも参照できる）。
このような制御をおこなっているのは、トナーを無駄に消費したり、連続プリントの生産性を低下させたりすることなく、連れ回りの発生を効果的に低減したいためである。すなわち、画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、例えば、連続プリントを中断して（又は、連続プリントの紙間のタイミングを利用して）、現像装置１３からトナーが強制的に消費されるようなモード（地汚れモード）を実行してしまうと、連れ回りの発生は低減できるものの、現像装置１３内のトナーが画像形成に供されることなく無駄に消費されるとともに、連続プリントの生産性が低下してしまうことになる。
【００５８】
また、本実施の形態では、上述したようにトナー濃度の設定値（基準値Ｖｒ）を可変してトナー濃度を低下させる制御をおこなうことで、感光体ドラム１１上に形成される画像の画像濃度が低下してしまうのを防止するために、画像濃度調整制御をおこなっている。
すなわち、演算部（演算手段）による算出結果に基いて現像剤Ｇのトナー濃度が低くなるように制御する場合であって、その狙いのトナー濃度になったことが磁気センサ１３ｈで検知されたときに、感光体ドラム１１上に形成される画像の画像濃度が低下せずに所定範囲に維持されるように、電源部４５（可変手段）によって現像ローラ１３ａに印加する現像バイアスが可変される（現像ポテンシャルが大きくなるように可変される）。
【００５９】
具体的には、図２を参照して、連続プリント時（連続通紙時）において、所定の紙間ごとに、帯電工程〜露光工程〜現像工程を経て感光体ドラム１１上に画像濃度測定用のパッチパターンが形成される。そして、このパッチパターンをフォトセンサ３５で光学的に検知して、それに基いて演算部でトナー付着量（画像濃度）を算出する。そして、演算部にて、トナー付着量と現像ポテンシャルとの関係から、狙いのトナー付着量になる現像ポテンシャルを求めて、それに基いて電源部４５によって可変される現像バイアスが決定される。このような制御をおこなうことで、トナー濃度を低くする制御をおこなった場合であっても、画像濃度が低下せずに安定した出力画像を提供することができる。
なお、このような制御をおこなう場合に、現像バイアスの変動量が電源部４５の能力を超えて上限に達してしまうような場合には、その時点で現像バイアスの可変制御を中止する。
【００６０】
図６は、連続プリント時（連続通紙時）の制御を示すフローチャートであって、ここまでに述べてきた制御をまとめたものである。
図６に示すように、まず、連続プリントが開始されると（ステップＳ１〜Ｓ２）、書込み部６の画像情報に基いて画像ごとに画像面積率Ｘ（ｉ）が検出されて（ステップＳ３）、その結果に基いて画像面積率移動平均Ｍ（ｉ）が算出される（ステップＳ４）。そして、画像面積率移動平均Ｍ（ｉ）が閾値Ａ（２％）以下であるかが判別される（ステップＳ５）。
その結果、画像面積率移動平均Ｍ（ｉ）が閾値Ａ（２％）以下である場合には、狙いのトナー濃度の設定値が小さくなるように、センサ出力の基準値Ｖｒを大きくする（ステップＳ６）。その後、磁気センサ１３ｈのセンサ出力が基準値Ｖｒ以上であるか（トナー濃度が狙いの設定値まで低下しているか）が判別される（ステップＳ７）。
そして、磁気センサ１３ｈのセンサ出力が基準値Ｖｒ以上であると判別された場合に、電源部４５（可変手段）によって現像バイアスを可変して画像濃度調整をおこなう（ステップＳ８）。こうして、本フローを終了する（ステップＳ９）。
【００６１】
図７は、本実施の形態における制御をおこなったときの効果を確認するために本願発明者がおこなった実験の条件及び結果を示す表図である。図７（Ａ）は本実施の形態における制御をおこなったときの実施例を示し、図７（Ｂ）は本実施の形態における制御をおこなわなかったときの比較例を示す。
実施例に係る実験も、比較例に係る実験も、いずれも、初期的なトナー濃度が８重量％の現像剤Ｇを現像装置１３に収容して、画像面積率が０．５％となるように連続的に１０００枚のプリントをおこなった。そして、２００枚ごとに、黒ベタ画像を３枚プリントして、連れ回り画像の発生状況を目視にて確認した。図中の、「○」は連れ回り画像の発生がない状態を示し、「×」は連れ回り画像が発生した状態を示す。また、実施例においては、トナー濃度を７．０重量％まで一気に低下させるのではなく、２００枚ごとにトナー濃度が０．５重量％程度だけ段階的に低下して７．０重量％になるように、基準値Ｖｒを段階的に低下させてトナー濃度制御をおこなった。これに対して、比較例においては、トナー濃度が８．０重量％程度のまま維持されるようなトナー濃度制御（従来の制御である。）をおこなった。
その結果、比較例においては、プリント枚数が８００枚を超えると、連れ回り画像が発生するのが確認された。これに対して、実施例においては、プリント枚数が１０００枚に達しても、連れ回り画像がまったく発生しないのが確認された。このような結果からも、本実施の形態における確認を確認することができた。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態では、現像剤Ｇを長手方向に搬送して循環経路を形成する２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（搬送部材）が現像ローラ１３ａ（現像剤担持体）に対向するように設置された現像装置１３において、画像面積率が低い画像が連続的に形成されても、連続的に形成される画像の画像面積率の平均値が予め定められた閾値よりも小さくなった場合に、現像装置１３の内部に収容された現像剤Ｇのトナー濃度が低くなるように制御しているため、第２搬送経路において現像ローラ１３ａ上から離脱された現像工程後の現像剤が再び現像ローラ１３ａに担持される不具合を生じにくくすることができる。
【００６３】
なお、本実施の形態では、トナー容器２８から現像装置１３に向けてトナーＴを供給したが、トナー容器（現像剤容器）から現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を現像装置１３に向けて供給することもできる。その場合、現像装置１３から余剰の現像剤を適宜に排出する手段を設けることになる。このような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、本実施の形態においては、現像装置１３が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部の一部又は全部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。その場合、作像部のメンテナンスの作業性が向上することになる。
なお、その場合の「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
【００６５】
また、本実施の形態では、搬送部材としての搬送スクリュが２つ設置された現像装置１３に対して本発明を適用したが、搬送スクリュが３つ以上設置されていてそのうち少なくとも２つの搬送スクリュが現像ローラ１３ａに対向するように設置された現像装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、現像ローラ１３ａの周りに形成される磁極Ｈ１〜Ｈ６の数を６つとしたが、現像ローラ１３ａの周りに形成される磁極の数を５つ以下又は７つ以上とすることもできる。
さらに、本実施の形態では、現像ローラ１３ａに現像剤Ｇを供給する第１搬送スクリュ１３ｂ１が、現像ローラ１３ａから現像剤Ｇを回収する第２搬送スクリュ１３ｂ２に対して下方に設置された画像形成装置に対して、本発明を適用した。これに対して、現像ローラ１３ａに現像剤Ｇを供給する第１搬送スクリュ１３ｂ１が、現像ローラ１３ａから現像剤Ｇを回収する第２搬送スクリュ１３ｂ２に対して上方に設置された画像形成装置に対しても、本発明を適用することができる。その場合、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃは、現像ローラ１３ａの上方に配設されることになる。
そして、これらの場合にも、本実施の形態と同様に画像面積率の平均値に基いてトナー濃度を低下する制御をおこなうことで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
１１、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫ  感光体ドラム（像担持体）、
１３  現像装置（現像部）、
１３ａ  現像ローラ（現像剤担持体）、
１３ｂ１  第１搬送スクリュ（第１搬送部材）、
１３ｂ２  第２搬送スクリュ（第２搬送部材）、
１３ｃ  ドクターブレード（現像剤規制部材）、
１３ｄ  仕切り部材、
１３ｈ  磁気センサ（トナー濃度検知手段）、
３０  制御部（演算手段、画像面積率検出手段）、
４０  トナー補給装置（トナー補給手段）、  ４５  電源部（可変手段）、
Ｇ  現像剤（２成分現像剤）、  Ｔ  トナー、  Ｃ  キャリア。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開平１１−１７４８１０号公報
【特許文献２】特開２００８−２６４０８号公報
【特許文献３】特許第３９５０７３５号公報
【特許文献４】特開２００７−１４８２６０号公報
【特許文献５】特開２００７−５８１３９号公報
【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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