(57)【要約】【課題】画像形成処理の進行過程において２成分系の現像剤におけるトナー濃度を高精度に制御することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】キャリアとトナーで構成された現像剤を収容する供給する現像ケースと、前記現像ケース内にトナーを供給するトナー供給部と、前記現像ケース内の現像剤の濃度を検知するためのトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの検出値に基づいて前記トナー供給部から前記現像ケースへのトナーの供給を指示する入出力制御部とを備え、前記入出力制御部は、前記現像剤の使用時間に応じて前記トナー濃度センサの検出値を補正するための制御電圧を取得し、基準トナーパッチを作像する際の現像条件と当該基準トナーパッチを作像する直前の画像形成処理における処理履歴情報とに応じて設定された前記制御電圧の補正値を取得し、前記補正値によって前記制御電圧を補正した補正制御電圧を算出し、当該補正制御電圧によって補正した前記検出値に応じて前記トナーの供給を指示する画像形成装置である。【選択図】図２
2016109848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーで構成された現像剤を収容する供給する現像ケースと、
前記現像ケース内にトナーを供給するトナー供給部と、
前記現像ケース内の現像剤の濃度を検知するためのトナー濃度センサと、
前記トナー濃度センサの検出値に基づいて前記トナー供給部から前記現像ケースへのトナーの供給を指示する入出力制御部とを備え、
前記入出力制御部は、
前記現像剤の使用時間に応じて前記トナー濃度センサの検出値を補正するための制御電圧を取得し、
基準トナーパッチを作像する際の現像条件と当該基準トナーパッチを作像する直前の画像形成処理における処理履歴情報とに応じて設定された前記制御電圧の補正値を取得し、
前記補正値によって前記制御電圧を補正した補正制御電圧を算出し、当該補正制御電圧によって補正した前記検出値に応じて前記トナーの供給を指示する
画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ケース内の現像剤を当該現像ケースに設けられた開口部に運搬するための現像ローラと、
前記現像ローラと対向して配置された感光体とを備え、
前記入出力制御部は、前記現像条件として、前記感光体に対する前記現像ローラの線速比を取得する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ケース内の現像剤を当該現像ケースに設けられた開口部に運搬するための現像ローラと、
前記現像ローラと対向して配置された感光体とを備え、
前記入出力制御部は、前記現像条件として、前記感光体上の露光電位と前記現像ローラに印加される電位との差である現像電界を取得する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記入出力制御部は、前記処理履歴情報として前記画像形成処理におけるカバレッジを取得する
請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記入出力制御部は、前記処理履歴情報として前記画像形成処理における現像剤のトナー濃度を取得する
請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤の使用時間に応じて前記制御電圧が設定された第１補正テーブルと、前記現像条件と前記処理履歴情報とに応じて前記補正値が設定された第２補正テーブルとを記憶した記憶部を有し、
前記入出力制御部は、前記現像剤の使用時間に基づいて前記第１補正テーブルから前記制御電圧を取得し、
前記現像条件と前記処理履歴情報とに基づいて、前記第２補正テーブルから前記補正値を取得する
請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー濃度センサは、透磁率センサである
請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
キャリアとトナーで構成された現像剤を用いた画像形成処理において当該現像剤のトナー濃度を制御する方法であって、
現像剤の使用時間に応じてトナー濃度センサの検出値を補正するための制御電圧を取得し、
基準トナーパッチを作像する際の現像条件と当該基準トナーパッチを作像する直前の画像形成処理における処理履歴情報とに応じて設定された前記制御電圧の補正値を取得し、
前記取得した補正値によって前記制御電圧を補正した補正制御電圧を算出し、
前記補正制御電圧によって前記トナー濃度センサの検出値を補正し、
前記補正した検出値に応じて前記現像剤に対するトナーの供給を実施する
トナー濃度制御方法。
【請求項９】
所定枚数の画像形成処理の繰り返し毎に、前記補正値を新たに取得して前記制御電圧を補正した補正制御電圧を算出する
請求項８記載のトナー濃度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、およびトナー濃度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一つに、トナーとキャリアとから構成された２成分系の現像剤を用いた画像形成装置がある。この画像形成装置においては、記録媒体上に形成される画像の精度を確保するために、現像剤のトナー濃度を濃度センサで監視し、トナー濃度が設定濃度を下回った場合に、供給機構によって現像器内にトナーを供給する構成となっている。
【０００３】
また下記特許文献１には、この画像形成装置においての現像像の濃度を安定化させることを目的として、露光器の露光量を、トナーパッチの濃度が予め決められた濃度に近づくように制御し、また、現像器に備えられた棒状部材を回転駆動して、濃度センサで検出されたトナーパッチの濃度に応じた回転角度に調整することにより、現像器が現像のために搬送する現像剤の量を調整する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３０７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような２成分系の現像剤を用いた画像形成装置においては、画像形成処理の進行過程において、例えばカバレッジや設定温度のようなユーザーの使用に際しての誤差により、現像剤を構成するキャリアの摩耗が想定とは異なっていた場合、現像剤におけるトナー濃度を高精度に検知することが困難であり、トナー濃度を高精度に制御することができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、画像形成処理の進行過程において２成分系の現像剤におけるトナー濃度を高精度に制御することが可能な画像形成装置およびトナー濃度制御方法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】
【０００７】
以上の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、キャリアとトナーで構成された現像剤を収容する供給する現像ケースと、前記現像ケース内にトナーを供給するトナー供給部と、前記現像ケース内の現像剤の濃度を検知するためのトナー濃度センサと、前記トナー濃度センサの検出値に基づいて前記トナー供給部から前記現像ケースへのトナーの供給を指示する入出力制御部とを備え、前記入出力制御部は、前記現像剤の使用時間に応じて前記トナー濃度センサの検出値を補正するための制御電圧を取得し、基準トナーパッチを作像する際の現像条件と当該基準トナーパッチを作像する直前の画像形成処理における処理履歴情報とに応じて設定された前記制御電圧の補正値を取得し、前記補正値によって前記制御電圧を補正した補正制御電圧を算出し、当該補正制御電圧によって補正した前記検出値に応じて前記トナーの供給を指示する。
【発明の効果】
【０００８】
このような構成の本発明の画像形成装置によれば、画像形成処理の進行過程において２成分系の現像剤におけるトナー濃度を高精度に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】第１実施形態の画像形成装置の特徴部である現像部の一構成例を説明するための模式図である。
【図３】現像剤の構成を説明するための模式図である。
【図４】現像剤の使用時間［ｔ］と制御電圧［Ｖｃ］との関係を示す図である。
【図５】制御電圧［Ｖｃ］と補正制御電圧［Ｖｃ’］とを示す図である。
【図６】第１実施形態における第２補正テーブル［Ｔ２-1］の構成を説明するための模式図である。
【図７】第１実施形態の画像形成装置において実施されるトナー濃度制御方法を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態における第２補正テーブル［Ｔ２-2］の構成を説明するための模式図である。
【図９】第３実施形態における第２補正テーブル［Ｔ２-3］の構成を説明するための模式図である。
【図１０】第４実施形態における第２補正テーブル［Ｔ２-4］の構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪本発明の実施形態に係る画像形成装置≫
先ず、本発明を適用した各実施形態に係る画像形成装置の詳細な説明に先立ち、図１を用いて本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を前面（正面）から見た構成図である。この図に示す画像形成装置１は、筐体１０の上面部分に画像読取部１１を備えている。筐体１０の内部には、画像読取部１１側から順に、画像形成部２０および転写部３０、定着部４０、さらには用紙供給部５０が設けられている。画像形成部２０には、各実施形態に特徴的な現像部２５が設けられている。これらの各部の構成は、次のようである。
【００１２】
＜画像読取部１１＞
画像読取部１１は、その上面で構成される原稿台１３に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。尚、本実施形態において画像データは、画像読取部１１で生成されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置３から受信したものであってもよい。
【００１３】
＜画像形成部２０＞
画像形成部２０は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋを有する。各画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋは、それぞれが感光体２１を備えている、また感光体２１の周囲には、感光体２１の回転方向上流側から順に、ここでの図示を省略した帯電部、露光装置２３、現像部２５、およびクリーニング部２７を備えている。
【００１４】
このうち感光体２１は、駆動モーターによって回転するドラム状であり、帯電部によって一様に帯電されたドラム状の側周表面に、露光装置２３による露光走査によって静電潜像が形成される。
【００１５】
露光装置２３は、例えば画像読取部１１で読み取られた画像データ、または外部装置３から受信した画像データに基づいた画像を、感光体２１の側周表面にパターン露光する。
【００１６】
また現像部２５は、感光体２１の軸方向に沿って、感光体２１の側周に配置されている。この現像部２５は、以降で詳細に説明する現像剤によって帯電させたトナーを感光体２１の側周表面に供給することにより、感光体２１の側周表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させるものである。これにより、画像形成ユニット２０ｙにおける感光体２１の側周表面にはイエローのトナー像、画像形成ユニット２０ｍにおける感光体２１の側周表面にはマゼンタのトナー像、画像形成ユニット２０ｃにおける感光体２１の側周表面にはシアンのトナー像、画像形成ユニット２０ｋにおける感光体２１の側周表面にはブラックのトナー像が形成される。
【００１７】
以降の各実施形態において詳細に説明するように、各実施形態においてはこの現像部２５の構成が特徴的である。
【００１８】
またクリーニング部２７は、感光体２１の軸方向に沿って、感光体２１の側周に配置されている。このクリーニング部２７は、感光体２１の側周表面に静電吸着されたトナーをかき落とし、トナー収集路内に集約する。
【００１９】
＜転写部３０＞
転写部３０は、画像形成部２０と並列して配置されている。この転写部３０は、回転する無端ベルトとして構成された中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１に内接された複数のローラ３３ａ〜３３ｄおよび一次転写部３５と、二次転写ローラ３７、除電ローラ３９、およびクリーニング部２５’とを備えている。
【００２０】
このうち中間転写ベルト３１は、複数のローラ３３ａ〜３３ｄに掛け渡された状態で配置されている。ローラ３３ａ〜３３ｄに掛け渡された状態の中間転写ベルト３１は、画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの各感光体２１の回転とは逆方向に回転し、全ての感光体２１の側周表面に順次接触する状態で配置されている。
【００２１】
またローラ３３ａ〜３３ｄは、画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの各感光体２１と平行に配置され、中間転写ベルト３１の表面を全ての感光体２１の側周表面に接触させるように中間転写ベルト３１の内周側に配設されている。これらのローラ３３ａ〜３３ｄのうちの１つは、中間転写ベルト３１を回転させるための駆動ローラとして構成されている。
【００２２】
そして一次転写部３５は、中間転写ベルト３１の内周側で、各画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの感光体２１と対向するそれぞれの位置に、各感光体２１との間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。これらの一次転写部３５は、トナーと反対の極性の電圧が印加され、これにより感光体２１の側周表面上に付着したトナーを中間転写ベルト３１に転写させる。また中間転写ベルト３１の回転駆動により、中間転写ベルト３１の外周面上には、４つの画像形成ユニット２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの各感光体２１の側周表面に形成された各色のトナー像が順次転写され、中間転写ベルト３１上には、各色のトナー像が重なり合いカラー画像が形成される。
【００２３】
また二次転写ローラ３７は、中間転写ベルト３１の外周側において、ローラ３３ａ〜３３ｄのうちの１つ（ここではローラ３３ｃ）に対向する位置に、ローラ３３ｃとの間に中間転写ベルト３１を挟持する状態で配置されている。ここで、二次転写ローラ３７と対向配置されたローラ３３ｃは、アースローラとして機能する。そして、二次転写ローラ３７とローラ３３ｃとが接触するニップ部は、中間転写ベルト３１の外周面上に形成されたトナー画像を、以降に説明する用紙供給部５０から搬送された記録紙Ｐに転写する転写位置となる。
【００２４】
さらに除電ローラ３９は、中間転写ベルト３１の回転方向おける二次転写ローラ３７の下流側で、かつ一次転写部３５の上流側において、中間転写ベルト３１を挟持する状態で設けられ、中間転写ベルト３１の電荷を除去する。
【００２５】
またクリーニング部２５’は、除電ローラ３９と一次転写部３５との間における中間転写ベルト３１の外周側において、ローラ３３ａ〜３３ｄのうちの１つ（ここではローラ３３ａ）に対して対向する位置に設けられている。このクリーニング部２５’は、中間転写ベルト３１に形成されたカラー画像を構成するトナーをかき落とすためのものである。
【００２６】
＜定着部４０＞
定着部４０は、次に説明する用紙供給部５０から搬送された記録紙Ｐの搬送方向に対して、転写部３０における二次転写ローラ３７の下流側に配置されている。この定着部４０は、加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１に対向配置された圧着ローラ４３とを備え、二次転写ローラ３７から搬送された記録紙Ｐをニップし、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させ、トナー像が定着された記録紙Ｐを筐体１０の外部に排出する。
【００２７】
＜用紙供給部５０＞
用紙供給部５０は、転写部３０における二次転写ローラ３７に近接して配置されている。この用紙供給部５０は、記録紙Ｐを収納するカセット５１と、カセット５１に収納された記録紙Ｐを送り出す送り出しローラ５３、送り出しローラ５３で送り出された記録紙Ｐを搬送する搬送ローラ５５とを備えている。そして搬送ローラ５５により、二次転写ローラ３７とローラ３３ｃとの間における中間転写ベルト３１の外周側に、中間転写ベルト３１と共に記録紙Ｐを挟持させる。
【００２８】
≪第１実施形態≫
図２は、第１実施形態の画像形成装置の特徴部である現像部２５の一構成例を説明するための模式図であり、図３は現像部２５に収容される現像剤２の構成を説明するための模式図である。図２に示すように、現像部２５は、現像ケース１００、現像ローラ１０１、撹拌部材１０２、トナー濃度センサ１０３、トナー供給部１０４、入出力制御部１０５、および記憶部１０６を備えており、現像ケース１００内には現像剤２が収容されている。以下、これらの図に基づいて、先ず現像剤２の構成を説明し、次いで現像部２５を構成する各構成要素の詳細な構成を説明する。
【００２９】
＜現像剤２＞
現像剤２は、トナー２０１と、キャリア２０３とで構成されている。トナー２０１は、画像を形成する粒子であり、画像形成によって消費されていく。一方、キャリア２０３は、現像ケース１００内に溜り、トナー２０１との混合における摩擦帯電によってトナー２０１に電荷を与え、感光体２１と対向する位置にトナー２０１を搬送する。このようなキャリア２０３は、例えば磁性を持つフェライト粒子２０３ａの表面を、帯電付与の機能を持たせた樹脂のコート膜２０３ｂで覆った構成である。
【００３０】
このような構成の現像剤２において、感光体２１の側周表面に安定した濃度でトナー２０１を供給して精度の高いトナー像を形成するためには、現像剤２におけるトナー濃度を高精度に制御する必要がある。ここで、現像剤２におけるトナー濃度［Ｃ］とは、トナー２０１の質量［Ｗｔ］と、キャリア２０３の質量［Ｗｃ］とから、［Ｃ］＝［Ｗｔ］／（［Ｗｔ］＋［Ｗｃ］）×１００％で表される。
【００３１】
以下、現像剤２におけるトナー濃度［Ｃ］を高精度に制御するための現像部２５の構成を、各構成要素毎に説明する。
【００３２】
＜現像ケース１００＞
現像ケース１００は、上述した現像剤２を収容する断面Ｕ字管状の筐体であって、感光体２１の側周表面に断面Ｕ字管状における開口部１００ａを対向させた状態で、感光体２１に沿って配置される。現像ケース１００に収容された現像剤２は、この開口部１００ａから感光体２１の側周表面に供給される。
【００３３】
＜現像ローラ１０１＞
現像ローラ１０１は、現像ケース１００内に感光体２１と平行に設けられたものであり、現像ケース１００の開口部１００ａを介して、感光体２１の側周表面に近接して配置されると共に、感光体２１と逆方向に回転可能に設けられている。この現像ローラ１０１は、磁界を発生させる複数の磁極が内設され、フェライト粒子２０３ａの磁性によって現像剤２を表面に吸着させ、吸着させた現像剤２を回転によって現像ケース１００の開口部１００ａに運搬する構成となっている。
【００３４】
＜撹拌部材１０２＞
撹拌部材１０２は、螺旋形状のスクリュー部材であり、現像ケース１００内において回転可能に設けられている。この撹拌部材１０２は、現像ケース１００内の現像剤２、および現像ケース１００内に供給されたトナー２０１を撹拌することにより、摩擦帯電させたトナー２０１を現像剤２のキャリア２０３に対して吸着させる。
【００３５】
＜トナー濃度センサ１０３＞
トナー濃度センサ１０３は、現像剤２におけるトナー濃度［Ｃ］を検出するためのセンサであり、現像ケース１００内にセンサ面を臨ませて配置されている。このようなトナー濃度センサ１０３は、例えば、現像剤２の透磁率を検知する方式の透磁率センサが用いられる。透磁率センサは、トナー濃度［Ｃ］によって現像剤２の透磁率が変化する現象を利用したセンサであり、トナー濃度［Ｃ］が低いほど、現像剤２において磁性体を有するキャリア２０３が相対的に多くなり、透磁率が電圧値として高く検出される。このような透磁率センサは、キャリア２０３の色調の影響を受けることがないため、トナー濃度センサ１０３として好ましく用いられる。
【００３６】
＜トナー供給部１０４＞
トナー供給部１０４は、現像ケース１００に連通して設けられたものであり、入出力制御部１０５からの指令によって現像ケース１００内に所定量のトナー２０１を供給する。
【００３７】
＜入出力制御部１０５＞
入出力制御部１０５は、トナー濃度センサ１０３、トナー供給部１０４、記憶部１０６に接続され、さらに画像読取部１１およびパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置３に接続されている。
【００３８】
この入出力制御部１０５は、トナー濃度センサ１０３、記憶部１０６、画像読取部１１およびその他の外部装置３等から取得した情報に基づいて、トナー供給部１０４から現像ケース１００内へのトナー２０１の供給を制御し、これによって現像ケース１００内に収容された現像剤２のトナー濃度［Ｃ］を制御する。
【００３９】
入出力制御部１０５によるトナー供給の制御は、トナー濃度センサ１０３の検出値が所定の基準値を超えた場合に、現像ケース１００内に収納された現像剤２のトナー濃度［Ｃ］が所定値（例えばトナー濃度が３．５％に相当）よりも低下したと判断することによって実施される。
【００４０】
通常、トナー濃度センサ１０３の検出値は、現像剤の使用時間［ｔ］毎に設定された制御電圧［Ｖｃ］によって補正され、補正された検出値に応じて上記トナー供給の制御がなされる。現像剤の使用時間［ｔ］は、新たな現像剤の使用を開始してからの経過時間であって現像剤耐久時間とも言われ、ここでの図示を省略したタイマーによって管理されている。
【００４１】
しかしながら、本第１実施形態の入出力制御部１０５においては、上記制御電圧［Ｖｃ］をさらに補正した補正制御電圧［Ｖｃ’］を算出し、この補正制御電圧［Ｖｃ’］を用いてトナー濃度センサ１０３の検出値を補正するところが特徴的である。入出力制御部１０５における補正制御電圧［Ｖｃ’］の算出は、基準トナーパッチを作像する際の現像条件［Ａ］、および画像形成処理に関する処理履歴情報［Ｂ］に基づいて実施される。
【００４２】
以上のような入出力制御部１０５において実施されるトナー濃度［Ｃ］の制御は、以降のトナー濃度制御方法において詳細に説明する。尚、入出力制御部１０５は、パーソナルコンピュータなどの外部装置３に設けられたものであっても良い。
【００４３】
＜記憶部１０６＞
記憶部１０６は、入出力制御部１０５に接続されたものであり、画像読取部１１およびパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置３から入出力制御部１０５に入力された情報のうち、現像条件［Ａ］や処理履歴情報［Ｂ］等を記憶する。特にここでは現像条件［Ａ］として、基準トナーパッチを作像する際の線速比（いわゆる現像θ）を記憶し、処理履歴情報［Ｂ］として、各処理画像におけるカバレッジ（すなわち印字率）を記憶する。
【００４４】
また記憶部１０６は、予め下記第１補正テーブル［Ｔ１］および下記第２補正テーブル［Ｔ２-1］が記憶されていることとする。
【００４５】
【表１】
2016109848.tif 000003
【００４６】
上記第１補正テーブル［Ｔ１］は、現像剤の使用時間［ｔ］毎に制御電圧［Ｖｃ］を割り当てたものである。この第１補正テーブル［Ｔ１］は、通常のトナー濃度センサ１０３の検出値の補正に用いられるものと同様である。つまり、図４に示すように、現像剤の使用時間［ｔ］が進むほど、検出値を補正するための制御電圧［Ｖｃ］が小さい値に設定され、補正した検出値がより低い値となる構成である。
【００４７】
このような第１補正テーブル［Ｔ１］の設定は、現像剤２の使用時間［ｔ］が進むほど、トナー濃度が同じであっても、トナー濃度センサ１０３の検出値が高めにシフトし、トナー濃度が低めの結果にシフトするためである。つまり、使用時間［ｔ］が進むと、現像剤２におけるキャリア２０３のコート膜２０３ｂが摩耗し、トナー２０１を帯電させる能力が低下する。これにより、トナー２０１の帯電量が低下し、現像剤２におけるトナー２０１同士の反発力が弱まるため、トナー濃度が同程度であれば現像剤２の体積が縮小される。この結果、使用時間［ｔ］が進むほど、トナー濃度センサ１０３の検出領域内に存在するキャリア２０３の量が増加し、トナー濃度が同じであってもトナー濃度センサ１０３の検出値が高めにシフトするのである。
【００４８】
したがって、現像剤２の使用時間［ｔ］が進むほど制御電圧［Ｖｃ］を低い値とした第１補正テーブル［Ｔ１］は、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗に起因するトナー濃度センサ１０３の検出値の上昇を、制御電圧［Ｖｃ］によって補償して低めに補正するためのものとなっている。
【００４９】
尚、第１補正テーブル［Ｔ１］における、各使用時間［ｔ］の範囲、および各使用時間［ｔ］に対応して設定された制御電圧［Ｖｃ］は、一例である。このような第１補正テーブル［Ｔ１］は、実験値に基づいて作成される。
【００５０】
【表２】
2016109848.tif 000004
【００５１】
上記第２補正テーブル［Ｔ２-1］は、現像剤２の使用時間［ｔ］に対するコート膜２０３ｂの摩耗が想定とはズレていた場合に、実際に摩耗に合わせて制御電圧［Ｖｃ］を補正するためのもので、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］毎に、制御電圧（Ｖｃ）の補正値［Ｆ］を割り当てたものである。図５に示すように、この補正値［Ｆ］は、その値が大きいほど、制御電圧［Ｖｃ］を高めの補正制御電圧［Ｖｃ’］に補正する。一方、その値が小さいほど、制御電圧［Ｖｃ］を低めの補正制御電圧［Ｖｃ’］に補正するための値である。
【００５２】
図６は、第２補正テーブル［Ｔ２-1］の構成を説明するための模式図である。以下、図６を参照しつつ第２補正テーブル［Ｔ２-1］の構成を説明する。
【００５３】
現像条件［Ａ］は、基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する際の現像条件であり、ここでは特に感光体２１に対する現像ローラ１０１の線速比（いわゆる現像θ）を適用する。尚、基準トナーパッチの画像濃度は、感光体２１上または記録紙Ｐ上に形成された基準トナーパッチの画像濃度を画像濃度センサによって測定した値を、線速比（いわゆる現像θ）等の現像条件［Ａ］にフィードバックすることによって基準濃度となるように管理されている。
【００５４】
そして、基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する際の線速比（現像θ）は、小さい値であるほど、感光体２１へのトナー２０１の供給効率が高く現像性が高いことを示す。このような現像性の高さは、下記要因（Ａ１）または要因（Ａ２）の何れかに起因している。すなわち、（Ａ１）現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗は予想通りであるが、現像剤２におけるトナー量が多く『実際のトナー濃度［Ｃ］』が高い。（Ａ２）コート膜２０３ｂの摩耗が予想よりも大きいため、トナー濃度センサ１０３の検出値が高めにシフトしてトナー濃度［Ｃ］が実際よりも低めに検出され、この結果としてトナーの供給量が必要以上に多くなっている。
【００５５】
処理履歴情報［Ｂ］は、現像条件［Ａ］としての線速比（現像θ）の数値が示す要因が、（Ａ１）であるか（Ａ２）であるかを判断するためのものである。このような処理履歴情報［Ｂ］として、ここでは基準トナーパッチを作像する直前の複数枚（例えば９千枚〜１万枚）までの画像形成処理におけるカバレッジの平均値を適用する。このカバレッジは、小さい値であるほど、現像剤２の使用頻度が低いためコート膜２０３ｂの摩耗が小さく抑えられていると判断される。
【００５６】
したがって、カバレッジが小さい値であるほど、上述した線速比（現像θ）が小さく現像性が高い要因は、上記（Ａ１）である可能性が高いと判断される。そこで第２補正テーブル［Ｔ２-1］は、現像条件［Ａ］としての線速比（現像θ）と共に、処理履歴情報［Ｂ］としてのカバレッジを、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗の指標として用い、補正値［Ｆ］を割り当てる。この補正値［Ｆ］は、実験値に基づいて決定される。
【００５７】
以上のように補正値［Ｆ］が割り当てられた第２補正テーブル［Ｔ２-1］は、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］から、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの実際の摩耗状態を割り出し、それに合わせて制御電圧（Ｖｃ）を補正する補正値［Ｆ］を得るためのものとなっている。
【００５８】
尚、第２補正テーブル［Ｔ２-1］における、線速比（現像θ）、カバレッジ、および補正値［Ｆ］の値は、一例であり、それぞれの画像処理装置毎に適切に設定される。
【００５９】
＜トナー濃度制御方法＞
図７は、第１実施形態の画像形成装置１において実施されるトナー濃度制御方法を示すフローチャートであり、上述した現像部２５の入出力制御部１０５によって実施される処理内容を示している。図７のフローチャートに沿って、図２および図３を参照しつつ、入出力制御部１０５によって実施されるトナー濃度制御方法を説明する。
【００６０】
［ステップＳ１］
先ず処理を開始した後のステップＳ１では、タイマーで管理されている現像剤２の使用時間［ｔ］から、第１補正テーブル［Ｔ１］を参照し、トナー濃度センサ１０３の検出値を補正するための制御電圧［Ｖｃ］を取得する。例えば、新しい現像剤２の使用を開始した直後に実施されるステップＳ１であれば、現像剤２の使用時間［ｔ］＝０であり、第１補正テーブル［Ｔ１］を参照した制御電圧［Ｖｃ］は、［Ｖｃ］＝１０．００Ｖである。
【００６１】
［ステップＳ２］
その後ステップＳ２では、補正値［Ｆ］の取得はあるか否かを判断する。補正値［Ｆ］の取得有り（Ｙｅｓ）と判断された場合にはステップＳ３に進み、取得無し（Ｎｏ）と判断された場合にはステップＳ４に進む。
【００６２】
［ステップＳ３］
ステップＳ３では、取得された補正値［Ｆ］を用いて制御電圧［Ｖｃ］を補正し、補正制御電圧［Ｖｃ’］を得る。補正制御電圧［Ｖｃ’］は、下記式（１）に従って算出する。その後ステップＳ５に進む。
【００６３】
［Ｖｃ’］＝［Ｖｃ］×（１００％＋［Ｆ］）・・・式（１）
【００６４】
［ステップＳ４］
一方、ステップＳ４では、ステップＳ１で取得した制御電圧［Ｖｃ］を、補正制御電圧［Ｖｃ’］にそのまま置き換える処理を行う。その後ステップＳ５に進む。
【００６５】
［ステップＳ５］
ステップＳ５では、補正制御電圧［Ｖｃ’］を用い、トナー濃度センサ１０３で検出されたトナー濃度の検出値を補正する。
【００６６】
［ステップＳ６］
次いでステップＳ６では、ステップＳ５において補正された検出値が、基準値以上であるか否かを判断する。基準値以上である（Ｙｅｓ）と判断した場合には、トナー濃度が基準濃度よりも低下していると判断し、ステップＳ７に進む。一方、基準値以上ではない（Ｎｏ）と判断した場合には、トナー濃度が基準濃度を満たしていると判断し、ステップＳ８に進む。
【００６７】
［ステップＳ７］
ステップＳ７では、直前のステップＳ６においてトナー濃度が基準濃度よりも低下していると判断されたことに基づき、トナー供給部１０４に対して、現像ケース１００に所定量のトナー２０１の供給を指示する。これにより、現像ケース１００内の現像剤２にトナー２０１を供給し、現像剤２のトナー濃度［Ｃ］を基準濃度にする。その後、ステップＳ８に進む。
【００６８】
［ステップＳ８］
次にステップＳ８では、画像形成処理を実施する。ここでは、例えば１枚の記録紙に対しての画像形成処理を実施する。また、この画像形成処理においての処理履歴情報［Ｂ］として、カバレッジを記憶部１０６に記録する。尚、記憶部１０６に対する処理履歴情報［Ｂ］の記録は、記録紙Ｐに対する画像形成処理が、以降に説明する基準トナーパッチ作像の直前の所定枚数（例えば１０００枚）の範囲に限定して行っても良い。
【００６９】
［ステップＳ９］
ステップＳ９では、画像形成処理を続行するか否かを判断し、続行する（Ｙｅｓ）と判断した場合には、ステップＳ１０に進む。一方、続行しない（Ｎｏ）と判断した場合には処理を終了させる。
【００７０】
［ステップＳ１０］
ステップＳ１０では、記録紙に対する画像形成処理が、所定枚数（例えば１００００枚）に達したか否かを判断する。達したと判断した(Ｙｅｓ)と判断した場合には、次のステップＳ１１に進む。一方、達していない（Ｎｏ）と判断した場合には、ステップＳ１３に進む。
【００７１】
［ステップＳ１１］
ステップＳ１１では、記録紙に対する画像形成処理が、所定枚数（例えば１００００枚）に達したと判断されたため、基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する。また、この基準トナーパッチの作像においての現像条件［Ａ］として、線速比（現像θ）を記憶部１０６に記録する。その後、ステップＳ１２に進む。尚、基準トナーパッチの作像は、感光体２１上のみへの画像形成であってもよく、さらに記録紙上への画像形成にまで進めてもよい。
【００７２】
［ステップＳ１２］
次にステップＳ１２では、ステップＳ１１での基準トナーパッチの現像条件［Ａ］と、この直前の処理履歴情報［Ｂ］とから、上記第２補正テーブル［Ｔ２-1］を参照して新たな補正値［Ｆ］を取得する。この処理履歴情報［Ｂ］は、ステップＳ８で記憶部１０６に記録した情報であり、基準トナーパッチを作像する直前の所定枚数（例えば９千枚〜１万枚）の画像形成処理におけるカバレッジの平均値である。例えば、現像条件［Ａ］として線速比（現像θ）＝２．０°、処理履歴情報［Ｂ］としてカバレッジ＝２０の場合、補正値［Ｆ］＝−２％が取得される。
【００７３】
以上の後にはステップＳ３に戻り、新たに取得した補正値［Ｆ］を用いて、第１補正テーブル［Ｔ１］から得た制御電圧［Ｖｃ］を補正し、以降を繰り返し行う。
【００７４】
［ステップＳ１３］
一方、ステップＳ１３では、直前のステップＳ１０において記録紙に対する画像形成処理が、所定枚数（例えば１００００枚）に達していない（Ｎｏ）と判断された場合に、さらに使用時間［ｔ］が変更されたか否かを判断する。ここでは、使用時間［ｔ］が進み、第１補正テーブル［Ｔ１］で設定された範囲に変更が有った場合に使用時間［ｔ］が変更された（Ｙｅｓ）と判断され、ステップＳ１に戻る。ステップＳ１では、変更された使用時間［ｔ］から、第１補正テーブル［Ｔ１］を参照して新たな制御電圧［Ｖｃ］を取得する。その後はステップＳ２以降を繰り返し実施する。
【００７５】
一方、ステップＳ１３において、現像剤２の使用時間［ｔ］が、第１補正テーブル［Ｔ１］で設定された範囲からの変更が無い（Ｎｏ）と判断された場合に、ステップＳ５に戻り、トナー濃度センサ１０３で検出された現像剤２のトナー濃度の検出値を補正する。その後はステップＳ６以降を繰り返し実施する。
【００７６】
＜第１実施形態の効果＞
以上説明したように第１実施形態の画像形成装置およびトナー濃度制御方法によれば、現像剤２のキャリア２０３の摩耗を予め予測してトナー濃度センサの検出値を補正する従来のフィードフォワード制御に対し、基準トナーパッチ作像の際の現像条件［Ａ］と、その直前の処理履歴情報［Ｂ］とに基づく補正値［Ｆ］によって制御電圧［Ｖｃ］を補正するフィードバック制御が加わる。このため、コート膜２０３ｂの摩耗が予測からズレた場合であっても、そのズレを補償した高精度なトナー濃度制御を行うことが可能になる。
【００７７】
この結果、複数枚の画像形成処理においてトナー濃度を高精度に維持することが可能になり、カブリ、コボレ、キャリア付着などの画像不良の発生を継続的に防止した画像形成が可能になる。
【００７８】
≪第２実施形態≫
図２を参照し、第２実施形態の画像形性装置が、第１実施形態と異なるところは、現像部２５の入出力制御部１０５において用いる下記第２補正テーブル［Ｔ２-2］の構成であり、その他は第１実施形態と同様である。
【００７９】
【表３】
2016109848.tif 000005
【００８０】
図８は、第２補正テーブル［Ｔ２-2］の構成を説明するための模式図である。以下、図８を参照しつつ第２補正テーブル［Ｔ２-2］の構成を説明する。
【００８１】
この第２補正テーブル［Ｔ２-2］は、基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する際の現像条件［Ａ］として、感光体２１の側周表面における露光電位と、現像ローラ１０１に印加される電位との電位差である現像電界ΔＶｄを適用したものである。
【００８２】
基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する際の現像電界ΔＶｄは、小さい値であるほど、感光体２１へのトナー２０１の供給効率が高く現像性が高いことを示す。そして、このような現像性の高さは、第１実施形態で説明した要因（Ａ１）または要因（Ａ２）の何れかに起因している。
【００８３】
そこで第２補正テーブル［Ｔ２-2］は、現像条件［Ａ］としての現像電界ΔＶｄと共に、第１実施形態と同様に処理履歴情報［Ｂ］としてのカバレッジを、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗の指標として用い、補正値［Ｆ］を割り当てる。この補正値［Ｆ］は、実験値に基づいて決定される。
【００８４】
以上のように補正値［Ｆ］が割り当てられた第２補正テーブル［Ｔ２-2］は、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］から、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの実際の摩耗状態を割り出し、それに合わせて制御電圧（Ｖｃ）を補正する補正値［Ｆ］を得るためのものとなっている。
【００８５】
尚、第２補正テーブル［Ｔ２-2］における、現像電界ΔＶｄ、カバレッジ、及び補正値［Ｆ］の値は、一例であり、それぞれの画像処理装置毎に適切に設定される。
【００８６】
＜トナー濃度制御方法＞
以上のような第２補正テーブル［Ｔ２-2］を用いて入出力制御部１０５によって実施されるトナー濃度制御方法は、第１実施形態と同様に行なわれ、図７のフロー図を用いて説明した手順において、第２補正テーブル［Ｔ２-1］を第２補正テーブル［Ｔ２-2］と読み替えればよい。
【００８７】
＜第２実施形態の効果＞
以上のような第２補正テーブル［Ｔ２-2］を用いた第２実施形態の画像形成装置およびトナー濃度制御方法であっても、第１実施形態と同様に、キャリアの摩耗が予測からズレた場合であっても、そのズレを補償した高精度なトナー濃度制御を行うことが可能になるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
≪第３実施形態≫
図２を参照し、第３実施形態の画像形性装置が、第１実施形態と異なるところは、現像部２５の入出力制御部１０５において用いる下記第２補正テーブル［Ｔ２-3］の構成であり、その他は第１実施形態と同様である。
【００８９】
【表４】
2016109848.tif 000006
【００９０】
図９は、第２補正テーブル［Ｔ２-3］の構成を説明するための模式図である。以下、図９を参照しつつ第２補正テーブル［Ｔ２-3］の構成を説明する。
【００９１】
この第２補正テーブル［Ｔ２-3］は、現像条件［Ａ］として、第１実施形態と同様に、基準となる画像濃度で基準トナーパッチを作像する際の線速比（現像θ）を適用する。
【００９２】
一方、処理履歴情報［Ｂ］として、基準トナーパッチを作像する直前の複数枚（例えば９千枚〜１万枚）までの画像形成処理におけるトナー濃度［Ｃ］の平均値を適用する。尚、トナー濃度［Ｃ］は、第１実施形態において図２を用いて説明したステップＳ４で補正された検出値を用いる。
【００９３】
そして、基準トナーパッチを作像する直前の複数枚の画像形成処理におけるトナー濃度［Ｃ］は、大きい値であるほど、トナーの供給が多いことを示す。これは、コート膜２０３ｂの摩耗が大きいことにより、トナー濃度センサ１０３の検出値が高めにシフトしてトナー濃度［Ｃ］が実際よりも低めに検出され、この結果としてトナーの供給量が必要以上に多くなっているためと判断される。
【００９４】
したがって、トナー濃度［Ｃ］が大きい値であるほど、第１実施形態で説明した現像条件［Ａ］としての線速比（現像θ）が小さく現像性が高い要因は、上記要因（Ａ２）コート膜２０３ｂの摩耗が予想よりも大きいため、トナー濃度センサ１０３の検出値が高めにシフトしてトナー濃度［Ｃ］が実際よりも低めに検出され、この結果としてトナーの供給量が必要以上に多くなっている可能性が高いと判断される。そこで第２補正テーブル［Ｔ２-3］は、現像条件［Ａ］としての線速比（現像θ）と共に、処理履歴情報［Ｂ］としてのトナー濃度［Ｃ］を、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗の指標として用い、補正値［Ｆ］を割り当てる。この補正値［Ｆ］は、実験値に基づいて決定される。
【００９５】
以上のように補正値［Ｆ］が割り当てられた第２補正テーブル［Ｔ２-3］は、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］から、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの実際の摩耗状態を割り出し、それに合わせて制御電圧（Ｖｃ）を補正する補正値［Ｆ］を得るためのものとなっている。
【００９６】
尚、第２補正テーブル［Ｔ２-3］における、線速比（現像θ）、トナー濃度、及び補正値［Ｆ］の値は、一例であり、それぞれの画像処理装置毎に適切に設定される。
【００９７】
＜トナー濃度制御方法＞
以上のような第２補正テーブル［Ｔ２-3］を用いて入出力制御部１０５によって実施されるトナー濃度制御方法は、第１実施形態と同様に行なわれ、図７のフロー図を用いて説明した手順において、第２補正テーブル［Ｔ２-1］を第２補正テーブル［Ｔ２-3］と読み替えればよい。
【００９８】
＜第３実施形態の効果＞
以上のような第２テーブル［Ｔ２-3］を用いた第３実施形態の画像形成装置およびトナー濃度制御方法であっても、第１実施形態と同様に、キャリアの摩耗が予測からズレた場合であっても、そのズレを補償した高精度なトナー濃度制御を行うことが可能になるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
≪第４実施形態≫
第４実施形態の画像形性装置は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせた構成であり、トナー濃度制御方法においては下記第２補正テーブル［Ｔ２-4］を用いる。
【０１００】
【表５】
2016109848.tif 000007
【０１０１】
図１０は、第２補正テーブル［Ｔ２-4］の構成を説明するための模式図である。この第２補正テーブル［Ｔ２-4］は、現像条件［Ａ］として、第２実施形態と同様に、所定の処理枚数毎（例えば１万枚毎）に基準トナーパッチを作像する際の現像電界ΔＶｄを適用する。また処理履歴情報［Ｂ］としては、第３実施形態と同様に、基準トナーパッチを作像する直前の複数枚（例えば９千枚〜１万枚）までの画像形成処理におけるトナー濃度の平均値を適用する。
【０１０２】
以上のように補正値［Ｆ］が割り当てられた第２補正テーブル［Ｔ２-4］は、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］から、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの実際の摩耗状態を割り出し、それに合わせて制御電圧（Ｖｃ）を補正する補正値［Ｆ］を得るためのものとなっている。
【０１０３】
尚、第２補正テーブル［Ｔ２-4］における、現像電界ΔＶｄ、トナー濃度、及び補正値［Ｆ］の値は、一例である。このような第２補正テーブル［Ｔ２-4］は、実験値に基づいて作成される。
【０１０４】
＜トナー濃度制御方法＞
以上のような第２補正テーブル［Ｔ２-4］を用いて入出力制御部１０５によって実施されるトナー濃度制御方法は、第１実施形態と同様に行なわれ、図７のフロー図を用いて説明した手順において、第２補正テーブル［Ｔ２-1］を第２補正テーブル［Ｔ２-4］と読み替えればよい。
【０１０５】
＜第４実施形態の効果＞
以上のような第２テーブル［Ｔ２-4］を用いた第４実施形態の画像形成装置およびトナー濃度制御方法であっても、第１実施形態と同様に、キャリアの摩耗が予測からズレた場合であっても、そのズレを補償した高精度なトナー濃度制御を行うことが可能になるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
尚、以上説明した第１実施形態〜第４実施形態は、本発明の一例であり、現像条件［Ａ］および処理履歴情報［Ｂ］は、現像剤２におけるコート膜２０３ｂの摩耗の指標となり得る因子であれば、上述に限定されることはない。例えば、現像条件［Ａ］としては、露光装置においての露光量であっても良い。
【実施例】
【０１０７】
下記表６に示すように、実施例１〜実施例４においては、第１実施形態〜第４実施形態で説明した各第２補正テーブルを用い、図７を用いて説明した手順での画像形成処理を実施した。また比較例として、第２補正テーブルを用いず、第１補正テーブルのみを用いた従来の手順での画像形成処理を実施した。実施内容は、次のとおりである。
【０１０８】
＜実施内容＞
（１）印字パターン：平均カバレッジ１０％
（２）画像形成環境：５００００枚の画像形成毎の温度及び湿度を下記表６に示す値に設定
（３）画像評価：５００００枚の画像形成毎にカブリ、コボレ、キャリア付着の画像不良の有無を確認
【０１０９】
表６において、「Ｏ」は画像不良が確認されなかった場合を示し、「Ｘ」は画像不良が確認された場合を示す。
【０１１０】
【表６】
2016109848.tif 000008
【０１１１】
表６に明らかなように、第２補正テーブルを用いた実施形態の方法を適用した実施例１〜実施例４では、全５００００×４枚の画像形成処理において、カブリ、コボレ、キャリア付着の画像不良は発生しなかった。これに対して、第２補正テーブルを用いず、第１補正テーブルのみを用いた従来方法を実施した比較例では、５００００枚を超えた枚数の画像形成処理において、カブリ、コボレ、キャリア付着の画像不良が発生した。
【０１１２】
以上の結果から、基準トナーバッチの現像条件［Ａ］と処理履歴情報［Ｂ］とに基づいた補正値［Ｆ］によって制御電圧［Ｖｃ］を補正する本発明の効果が確認された。
【符号の説明】
【０１１３】
１…画像形成装置、２…現像剤、２１…感光体、２０３…キャリア、２０１…トナー、１００…現像ケース、１００ａ…開口部、１０１…現像ローラ、１０３…トナー濃度センサ、１０４…トナー供給部、１０５…入出力制御部、１０６…記憶部
【図１】
2016109848.tif 000009
【図２】
2016109848.tif 000010
【図３】
2016109848.tif 000011
【図４】
2016109848.tif 000012
【図５】
2016109848.tif 000013
【図６】
2016109848.tif 000014
【図７】
2016109848.tif 000015
【図８】
2016109848.tif 000016
【図９】
2016109848.tif 000017
【図１０】
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