(57)【要約】【課題】種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる構成を実現する。【解決手段】制御装置９は、現像剤検知センサ４１が特定の信号を出力している時間が設定時間Ｔ４１Ｌに到達した場合に現像剤補給装置４９により現像装置に対して現像剤の補給を開始する。また、制御装置９は、記録材の坪量に応じて間隔設定部９７により設定されたトナー像の間隔（紙間時間）が第１の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間に設定する。一方、この間隔が第２の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間よりも長い第２の時間に設定する。このとき、現像装置が設置される雰囲気の水分量及び記録材に形成される画像面積率はそれぞれ同一条件とする。【選択図】図５
2016090761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持可能な像担持体と、
トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、
前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、
連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、
前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水分量検知手段により検知した水分量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記間隔設定手段により設定された間隔が第１の間隔である時よりも、該間隔が前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第１の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記設定時間を第１の時間に設定し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記設定時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定する、
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】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時に、前記設定時間を第３の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第３の時間よりも長い第４の時間に設定する、
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】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第５の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第５の時間よりも長い第６の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記閾値を第１の閾値に設定し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記閾値を前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する、
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６】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第１の値を乗じ、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第１の値よりも大きい第２の値を乗じる、
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７】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第２の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記設定時間を第７の時間に設定し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記設定時間を前記第７の時間よりも短い第８の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時に、前記設定時間を第９の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第９の時間よりも短い第１０の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第１１の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第１１の時間よりも短い第１２の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記閾値を第３の閾値に設定し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記閾値を前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項１又は５に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第１の間隔である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第３の値を乗じ、
前記間隔設定手段により設定された間隔が前記第２の間隔である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第３の値よりも大きい第４の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項１又は６に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
トナー像を担持可能な像担持体と、
トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、
前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、
連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、
前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時よりも、該水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第１の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記設定時間を第１の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第３の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第３の時間よりも長い第４の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記閾値を第１の閾値に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記閾値を前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第１の値を乗じ、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第１の値よりも大きい第２の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第２の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記設定時間を第５の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第５の時間よりも短い第６の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項１２ないし１４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第７の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第７の時間よりも短い第８の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記閾値を第３の閾値に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記閾値を前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項１２又は１５に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第３の値を乗じ、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第２の水分量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第３の値よりも大きい第４の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項１２又は１６に記載の画像形成装置。
【請求項２１】
トナー像を担持可能な像担持体と、
トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、
前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、
連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、
前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時よりも、該画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第１の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第１の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記閾値を第１の閾値に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記閾値を前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第１の値を乗じ、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第１の値よりも大きい第２の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項２１に記載の画像形成装置。
【請求項２５】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第２の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第３の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第３の時間よりも短い第４の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の画像形成装置。
【請求項２６】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記閾値を第３の閾値に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記閾値を前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項２１又は２３に記載の画像形成装置。
【請求項２７】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第３の値を乗じ、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第２の画像面積率である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第３の値よりも大きい第４の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項２１又は２４に記載の画像形成装置。
【請求項２８】
トナー像を形成する記録材の種類を設定する記録材種設定手段を有し、
前記間隔設定手段は、前記記録材種設定手段により設定された記録材の種類に応じて、前記間隔を設定する、
ことを特徴とする、請求項１ないし２７のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２９】
トナー像を担持可能な像担持体と、
トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、
前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、
前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、
前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、
トナー像を形成する記録材の種類を設定する記録材種設定手段と、
前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記水分量検知手段により検知した水分量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時よりも、該記録材の坪量が前記第１の坪量よりも大きい第２の坪量である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３０】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第１の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記設定時間を第１の時間に設定し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記設定時間を前記第１の時間よりも長い第２の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項２９に記載の画像形成装置。
【請求項３１】
前記制御手段は、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時に、前記設定時間を第３の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第３の時間よりも長い第４の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項３０に記載の画像形成装置。
【請求項３２】
前記制御手段は、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第５の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第５の時間よりも長い第６の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項３０又は３１に記載の画像形成装置。
【請求項３３】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記閾値を第１の閾値に設定し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記閾値を前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項２９に記載の画像形成装置。
【請求項３４】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を開始し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第１の値を乗じ、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第１の値よりも大きい第２の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項２９に記載の画像形成装置。
【請求項３５】
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段が第２の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記設定時間を第７の時間に設定し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記設定時間を前記第７の時間よりも短い第８の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項２９ないし３２のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項３６】
前記制御手段は、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、
前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時に、前記設定時間を第９の時間に設定し、
前記水分量検知手段により検知した水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、前記設定時間を前記第９の時間よりも短い第１０の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項３５に記載の画像形成装置。
【請求項３７】
前記制御手段は、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、前記設定時間を第１１の時間に設定し、
前記面積率算出手段により算出した画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、前記設定時間を前記第１１の時間よりも短い第１２の時間に設定する、
ことを特徴とする、請求項３５又は３６に記載の画像形成装置。
【請求項３８】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記閾値を第３の閾値に設定し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記閾値を前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する、
ことを特徴とする、請求項２９又は３３に記載の画像形成装置。
【請求項３９】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力し、
前記制御手段は、
前記現像剤検知手段の出力値が所定の閾値に到達した場合に前記現像剤補給手段による現像剤の補給を停止し、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第１の坪量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に第３の値を乗じ、
前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が前記第２の坪量である時に、前記現像剤検知手段の出力値に前記第３の値よりも大きい第４の値を乗じる、
ことを特徴とする、請求項２９又は３４に記載の画像形成装置。
【請求項４０】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が所定量よりも少ない場合に前記第１の信号を出力する、
ことを特徴とする、請求項２ないし４、１３、１４、２２、３０ないし３２のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４１】
前記設定時間は、前記現像剤検知手段が連続して前記第１の信号を出力している時間である、
ことを特徴とする、請求項２ないし４、１３、１４、２２、３０ないし３２、４０のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４２】
前記設定時間は、前記現像剤検知手段が前記第１の信号を出力している時間を積算した時間である、
ことを特徴とする、請求項２ないし４、１３、１４、２２、３０ないし３２、４０のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４３】
前記現像剤検知手段は、前記現像剤検知手段の近傍の現像剤量が所定量以上の場合に前記第２の信号を出力する、
ことを特徴とする、請求項７ないし９、１７、１８、２５、３５ないし３７のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４４】
前記設定時間は、前記現像剤検知手段が連続して前記第２の信号を出力している時間である、
ことを特徴とする、請求項７ないし９、１７、１８、２５、３５ないし３７、４３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４５】
前記設定時間は、前記現像剤検知手段が前記第２の信号を出力している時間を積算した時間である、
ことを特徴とする、請求項７ないし９、１７、１８、２５、３５ないし３７、４３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４６】
前記面積率算出手段は、トナー像の画像面積率を１枚の記録材毎に算出する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４７】
前記面積率算出手段は、トナー像の画像面積率を所定枚数の記録材に形成されるトナー像の画像面積率の平均値として算出する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４８】
前記現像剤検知手段は、検知面に掛かる圧力に応じて信号を出力する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４７のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項４９】
前記現像容器に収容される現像剤は、磁性を有するトナーを含む一成分現像剤である、
ことを特徴とする、請求項１ないし４８のうちの何れか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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などの画像形成装置では、感光ドラム上に形成された静電潜像を現像装置により現像することでトナー像を形成し、このトナー像をシートなどの記録材に転写する。そして、定着装置により加熱することで、このトナー像を記録材に定着させる。現像装置は、トナーを含む現像剤を担持して回転する現像スリーブを有し、現像スリーブに担持されたトナーにより感光ドラム上に形成された静電潜像を現像する。
【０００３】
また、現像装置として、現像剤を収容する現像容器内に現像剤の有無を検知するセンサを配置して、そのセンサの信号に基づいて現像剤の補給を行う構成が知られている（特許文献１）。具体的には、センサが現像剤の無状態を連続して設定時間検知すると、現像剤の補給を開始するようにしている。この構成の場合、画像形成回数の増加に伴って現像容器内の現像剤の流動性が低下すると、現像剤の内部に空洞ができ易くなって、現像剤を検知するセンサが現像容器内の現像剤が不足していると誤検知する場合がある。この結果、現像剤の補給量が過剰になって、現像容器内で現像剤を攪拌する攪拌部材の駆動トルクが大きくなったりする可能性がある。
【０００４】
このため、特許文献１に記載の構成の場合、画像形成回数が増加するにしたがって、現像容器内における現像剤量の増加速度を低減するようにしている。具体的には、現像剤の補給開始の条件となる、センサが現像剤の無状態を連続して検知する設定時間を、画像形成回数の増加に伴って長くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０６０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成の場合、種々の画像出力に十分に対応することが難しかった。例えば、１台の画像形成装置かつ１台の現像装置で出力する画像の画像面積率・出力する記録材の坪量（単位面積あたりの質量）・使用する後処理（製本・トリミング等）の変動が大きい場合に十分に対応できない。
【０００７】
より具体的には、記録材の種類（特に坪量）によって、トナーの定着に必要な熱量に違いがあるため、熱量を多く要する記録材に連続印刷する際に、記録材と記録材との間隔を広げて画像形成を行う場合がある。このように記録材と記録材との間隔を広げた場合、感光ドラム上の静電潜像と静電潜像との間の静電潜像が無い領域も広がり、その分、現像スリーブが余計に回転してしまい、現像剤の劣化が進行し現像剤の流動性が低下し易くなる。上述のように、現像剤の流動性が低下すると内部に空洞ができ易くなり、現像剤を検知するセンサが現像容器内の現像剤が不足していると誤検知して、現像剤の補給が過剰になる場合がある。
【０００８】
上述の特許文献１に記載の構成の場合、画像形成回数に応じて現像剤の補給開始条件を制御しているため、このように記録材と記録材との間隔を広げて画像形成を行った場合の現像剤の流動性の低下に対して十分に対応できない。
【０００９】
また、現像装置が設置される空間の雰囲気の水分量が高い場合にも、現像剤の流動性が低下し易くなる。更に、画像面積率が低い画像が連続して形成された場合、現像剤の消費量が少ないため、現像容器内の現像剤の流動性が低下し易くなる。したがって、このような場合にも、同様の問題が生じ得る。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる構成を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、トナー像を担持可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水分量検知手段により検知した水分量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、前記間隔設定手段により設定された間隔が第１の間隔である時よりも、該間隔が前記第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくすることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１２】
また、本発明は、トナー像を担持可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、前記水分量検知手段により検知した水分量が第１の水分量である時よりも、該水分量が前記第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくすることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１３】
また、本発明は、トナー像を担持可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、連続画像形成時の記録材と記録材との間隔を設定する間隔設定手段と、前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記間隔設定手段により設定された間隔及び前記水分量検知手段により検知した水分量がそれぞれ同一条件である場合に、前記面積率算出手段により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時よりも、該画像面積率が前記第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくすることを特徴とする画像形成装置にある。
【００１４】
また、本発明は、トナー像を担持可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器と、前記現像容器内の現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を検知する現像剤検知手段と、を有する現像装置と、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記現像容器内に現像剤を補給する現像剤補給手段と、前記現像装置が設置される装置本体又は前記装置本体の周囲の雰囲気の水分量を検知する水分量検知手段と、前記像担持体に形成されるトナー像の画像面積率を算出する面積率算出手段と、トナー像を形成する記録材の種類を設定する記録材種設定手段と、前記現像剤検知手段の出力に基づいて前記現像剤補給手段による現像剤の補給を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記水分量検知手段により検知した水分量及び前記面積率算出手段により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件である場合に、前記記録材種設定手段により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時よりも、該記録材の坪量が前記第１の坪量よりも大きい第２の坪量である時の方が、前記現像剤補給手段による現像剤が補給されにくくすることを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成横断面図。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の概略構成縦断面図。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。
【図５】第１の実施形態に係る現像剤補給の制御ブロック図。
【図６】（ａ）中間階調画像の画素を示す模式図、（ｂ）画素の面積階調の３例を示す模式図。
【図７】（ａ）坪量が小さい記録材の潜像形成のタイミング及び現像スリーブの回転のタイミングを示すタイムチャート、（ｂ）坪量が大きい記録材の潜像形成のタイミング及び現像スリーブの回転のタイミングを示すタイムチャート。
【図８】第１の実施形態に係る画像形成開始から終了までのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図８を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１８】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置２００は、電子写真プロセスを利用した両面印刷機能を有する。そして、坪量（単位面積あたりの質量）５２〜２４０ｇ／ｍ２の記録材に画像出力が可能である。ここで、記録材としては、例えば、普通紙、厚紙、コート紙、ＯＨＰシートなどのシート材が挙げられる。また、本実施形態の画像形成装置２００は、水分量０〜１２ｇ／ｍ３の雰囲気下で、坪量５２〜９０ｇ／ｍ２のＡ４サイズの用紙を連続的に横送りした場合、最大１０５ページ／分の速度で画像出力が可能である。また、坪量が９１〜２４０ｇ／ｍ２の場合、坪量が大きくなるほど、連続画像出力速度は低下する。坪量と連続画像出力速度の関係を表１に示す。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
画像形成装置２００は、像担持体としての感光ドラム１を備える。感光ドラム１は、例えば、外径８４ｍｍのドラム状の感光体であり、表面にトナー像を担持可能で、図１の矢印方向に、例えば５００ｍｍ／ｓで回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、一次帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５１、分離装置５２、清掃装置６等を備える。一次帯電装置２は、帯電バイアスが印加されることで感光ドラム１の表面を、例えば＋５００Ｖに帯電させる。露光装置３は、画像情報に基づいて、帯電された感光ドラム１上にレーザを照射することで、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。本実施形態の場合、静電潜像の電位が＋５００Ｖ、静電潜像が形成されない領域の電位が＋２５０〜＋４００Ｖ（本実施形態では＋３５０Ｖ）としている。即ち、感光ドラム１の表面の画像形成が可能な領域のうち、静電潜像が形成される領域以外を露光してこの領域の電位を下げるようにしている。
【００２１】
現像装置４は、トナーを含む現像剤を収容可能な現像容器４０と、現像容器４０の感光ドラム１と対向する位置に支持されて、現像容器内の現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像スリーブ４２とを有する。現像スリーブ４２は、例えば、６５０ｍｍ／ｓの外周線速を以って、図１の矢印方向に回転可能で、感光ドラム１に形成された静電潜像を担持したトナーにより現像する。具体的には、現像スリーブ４２に現像バイアスが印加されることで静電潜像をトナーにより現像する。これにより、感光ドラム１の表面にトナー像が形成される。現像装置４の詳しい構成については後述する。
【００２２】
転写手段としての転写装置５１は、転写バイアスが印加されることで感光ドラム１の表面に形成されたトナー像を記録材ｍに電気力の作用で転写する。記録材ｍは、カセット内に収容されて給送ローラ７１によりカセットから感光ドラム１と転写装置５１との間の転写部に向けて搬送される。また、記録材ｍは、転写部の手前でレジストローラ７２により、感光ドラム１上のトナー像とのタイミングを合わせて転写部に搬送されるように調整される。
【００２３】
トナー像が記録材ｍに転写された後、分離装置５２に分離バイアスが印加されることで、記録材ｍは電気力の作用により感光ドラム１から分離される。また、トナー像が記録材ｍに転写された後の感光ドラム１の表面は、清掃装置６により転写残トナーなどが除去されて、次の画像形成に供される。本実施形態の場合、清掃装置６は、回転駆動する清掃マグネットローラ６ａ及び清掃ブレード６ｂを有し、清掃マグネットローラ６ａの回転駆動及び清掃ブレード６ｂにより、感光ドラム１上の転写残トナーを除去している。但し、このような清掃装置としては、ブレードのみにより行うものなど他の構成を用いても良い。
【００２４】
感光ドラム１から分離された記録材ｍは、定着装置８のローラ対のニップ部に送られる。定着装置８は、定着ローラ８１と、加圧ローラ８２とを有し、何れか一方のローラを他方のローラに所定の圧力で押し付けることでニップ部を形成している。定着ローラ８１の内部には、加熱源としてのハロゲンヒータ８３が配置されている。これにより、ニップ部に搬送された記録材ｍは、所定の加圧力で加圧されると共に加熱されて、トナー像が記録材ｍ上に定着される。トナー像が定着された記録材ｍは、外部に排出されるか、両面印刷の場合には、不図示の両面搬送経路に搬送されて、裏面に同様に画像形成される。
【００２５】
［現像装置］
現像装置４について、図２及び図３を用いて詳しく説明する。なお、図２は、現像装置４を感光ドラム１及び現像スリーブ４２の回転軸に直交する方向で切断した状態で示す概略構成図である。また、図３は、現像装置４を現像スリーブと後述する現像剤攪拌部材４３との間で切断して感光ドラム１方向から見た場合の概略構成図ある。
【００２６】
現像装置４は、図２に示すように、現像剤が収容される現像容器４０と、現像剤検知手段としての現像剤検知センサ４１と、現像スリーブ４２と、現像剤攪拌部材４３と、規制部材４４とを有する。現像容器４０は、現像剤を収容可能で、本実施形態の場合、適正状態で３５０〜５００ｇの現像剤を収容可能である。
【００２７】
現像スリーブ４２は、感光ドラム１に対して隙間Ｇ１を介して対向配置されている。現像スリーブ４２と感光ドラム１との隙間Ｇ１は、例えば、２５０μｍである。また、現像スリーブ４２は、例えば外径３３ｍｍの中空円筒状の非磁性金属製で、内部に不図示の永久磁石が固定配置されている。そして、現像スリーブ４２が永久磁石の周囲を矢印Ｄ４２方向に回転することで、現像スリーブ４２の表面に現像剤を担持して搬送する。本実施形態の場合、磁性を有するトナーが永久磁石の磁力により吸引されて現像スリーブ４２の表面に担持される。
【００２８】
規制部材４４は、例えば磁性金属製の板状に部材で、現像スリーブ４２の表面に所定の間隙を有する状態で対向配置されている。そして、規制部材４４は、現像スリーブ４２の表面に担持された現像剤の層厚を規制すると共に、トナーを負極性に帯電させる。規制部材４４と現像スリーブ４２の表面との間隙Ｇ２は、例えば、２００μｍである。
【００２９】
現像剤攪拌部材４３は、樹脂製の板状部材で、回転軸４３ａ（図３）を中心に回転可能であり、矢印Ｄ４３方向に、例えば１６回転／分で回転することで、現像容器４０内の現像剤を攪拌する。現像剤検知センサ４１は、図２に示すように現像剤攪拌部材４３の回転半径の範囲内で、図３に示すように検知面４１ａが現像剤攪拌部材４３の側面と対向するように、現像容器４０の側壁に固定されている。そして、現像剤検知センサ４１は、詳しくは後述するように、現像容器内の現像剤を検知する。
【００３０】
現像剤攪拌部材４３の回転軸４３ａの端部には、図３に示すように、弾性を有する巻きばね４３ｂが配設されている。そして、巻きばね４３ｂが現像剤攪拌部材４３の回転と略同期して回転することで、巻きばね４３ｂの一部が現像剤検知センサ４１の検知面４１ａに接触して、検知面４１ａへの現像剤の付着を抑制している。これにより、現像剤検知センサ４１による現像剤量の検知をより正確に行えるようにしている。このような現像装置４の各構成部材は、樹脂製の現像容器４０にそれぞれ支持されている。
【００３１】
また、現像容器４０には、図１に示すように、現像剤補給手段としての現像剤補給装置４９が接続されている。現像剤補給装置４９は、現像剤検知センサ４１の出力に基づいて現像容器４０内に現像剤を補給する。現像剤補給装置４９は、現像剤が収容される容器と、容器内の現像容器への補給口に設けられた、現像剤を搬送する搬送部材としてのマグネットローラ４９ａとを有する。マグネットローラ４９ａは、後述する制御装置９からの指令に基づいて制御され、マグネットローラ４９ａが回転駆動されることで現像剤が現像容器内に補給され、マグネットローラ４９ａの回転駆動が停止することで現像剤の補給も停止する。
【００３２】
マグネットローラ４９ａは、後述する各種条件に拘らず、ほぼ一定の速度で回転駆動する。したがって、マグネットローラ４９ａの回転量（回転回数、回転時間）が同じであれば、多少の誤差はあるが、概ね同じ量の現像剤が補給される。具体的には、現像剤補給装置４９の容器内に補給動作に影響しない所定量以上の現像剤が収容されており、水分量などの環境条件が同じである場合には、マグネットローラ４９ａの回転量が同じであれば、概ね同じ量の現像剤が補給される。なお、現像剤の補給の構成は、このような構成に限らず、例えば、搬送部材としての補給スクリューの回転により現像剤を現像容器内に補給する構成であっても良い。現像剤の補給制御の詳しい説明については、後述する。
【００３３】
［現像剤］
次に、本実施形態で使用する現像剤について説明する。現像剤は、キャリア粒子を含まず、磁性を有するトナーを含む一成分現像剤である。トナーは、少なくとも結着樹脂と磁性体を含有する磁性トナー粒子を有する。磁性体として、特にマグネタイトは好ましく用いられ、その平均粒子径としては、トナー粒子に対する分散等を考慮すると、０．１以上０．２μｍ以下であることが良い。
【００３４】
磁性体の量は、所望のトナー磁気特性を得る目的から、結着樹脂１００質量部に対して４０以上７５質量部以下が好適である。磁性体は、磁気特性としては飽和磁化σｓが７０以上９５Ａｍ２／ｋｇ以下、残留磁化σｒが１０以上２０Ａｍ２／ｋｇ以下、保磁力Ｈｃが５以上１５ｋＡ／ｍ以下であるものが好ましく用いられる。
【００３５】
結着樹脂は、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体等が使用できる。但し、特に帯電特性の高いポリエステルユニットと、且つ離型剤との相溶性の高いビニル系共重合ユニットを化学的に結合したハイブリッド樹脂である方が、帯電特性を最適な状態にする上で好ましい。
【００３６】
トナーには、その帯電性を安定化させるために電荷制御剤を用いることができる。例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効である。その例としては、モノアゾ金属錯体；アセチルアセトン金属錯体；芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩；が挙げられる。その他にも、トナーを負帯電性に制御するものとしては、例えば芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩や無水物；エステル類やビスフェノール等のフェノール誘導体；等が挙げられる。
【００３７】
電荷制御剤をトナーに含有させる方法として、トナー内部に添加する方法と外添する方法がある。これらの荷電制御剤の使用量は、好ましくは結着樹脂１００質量部に対して０．１以上５質量部以下の範囲で用いられる。
【００３８】
トナーは、着色剤を含有しても良い。このような着色剤としては、任意の適当な顔料が挙げられる。例えば顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。これらは、定着画像の光学濃度を維持するために必要な量が用いられる。その量は顔料の種類によって異なるが、結着樹脂１００質量部に対し０．２以上１０質量部以下の添加量が良い。
【００３９】
トナーに離型性を与える観点から、トナー粒子がワックス類を含有することが好ましい。このようなワックス類としては、融点が７０以上１６５℃以下で、１６０℃における溶融粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下のワックスである。ワックスの添加量は、結着樹脂１００質量部に対して１以上１０質量部以下であることがより好ましい。
【００４０】
また、トナーに流動性向上剤として無機微粉末を使用しても良い。流動性向上剤としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらシリカをシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等がある。重量平均粒径が３以上９μｍ以下であることが好ましい。
【００４１】
［画像形成装置の制御］
次に、本実施形態の画像形成装置２００の制御について、図１を参照しつつ図４を用いて説明する。図４は、画像形成装置２００の信号伝達を示すブロック図である。画像形成装置２００は、電気信号を扱う各種装置を備えている。具体的には、制御装置９、現像剤検知センサ４１、水分量検知センサ４８、操作装置１０、画像処理装置１１、画像走査装置１２、駆動装置１３、高圧電源装置１４、低圧電源装置１５などである。
【００４２】
制御手段としての制御装置９は、画像形成装置内の各種の電気的な情報を処理することにより、画像形成等の動作を制御する。このような制御装置９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）９１、一次記憶装置９２、記憶装置９３、情報伝達部９４、ビデオカウント部９５などを備える。制御装置９には、画像処理装置１１、駆動装置１３、高圧電源装置１４等の各種装置、及び、現像剤検知センサ４１、水分量検知手段としての水分量検知センサ４８などの各種センサが接続される。
【００４３】
画像処理装置１１は、操作装置１０からの画像情報を処理して、画像走査装置１２を駆動する。画像走査装置１２は、画像情報を露光装置３へ転送して、露光装置３により画像情報に応じた露光操作を行わせる。このとき、ビデオカウント部９５が、画像処理装置１１に入力された画像情報に基づいてビデオカウント値を求める。ビデオカウント値とは、画像情報（画像データ）の１画素毎のレベル（０〜２５５レベル）を画像１面分積算した画像データ積算値である。
【００４４】
操作装置１０は、例えば、画像形成装置２００の装置本体に設けられた操作パネルや、パーソナルコンピュータなどの外部端末などからユーザが各種設定などを行う装置である。操作装置１０には、例えば、サイズ設定部１０１、坪量設定部１０２、片面／両面設定部１０３、画像種設定部１０４等が設けられている。
【００４５】
サイズ設定部１０１は、記録材ｍの寸法（幅及び長さ）の情報（例えば、Ａ４、Ａ３、Ｂ５などのシートサイズ）が入力される。坪量設定部１０２は、記録材ｍの坪量の情報（例えば、厚紙、薄紙、普通紙、コート紙などの紙種情報）が入力される。なお、坪量設定部１０２は、ユーザが坪量を直接入力するようにしても良いし、紙種と坪量との関係を予め記憶して、ユーザが紙種を設定した場合に、自動的に設定した紙種の坪量が設定されるようにしても良い。本実施形態では、坪量設定部１０２は、トナー像を形成する記録材の種類を設定する記録材種設定手段に相当する。
【００４６】
片面／両面設定部１０３は、記録材ｍの片面に印刷するか両面に印刷するかの情報が入力される。画像種設定部１０４は、例えば、文字画像や写真画像などの画像の種類の設定を行う。操作装置１０は、スキャナや外部端末などから入力された画像情報及び上述の各設定部で設定された各種設定情報を画像処理装置１１及び制御装置９に送る。
【００４７】
駆動装置１３は、感光ドラムモータＭ１、現像スリーブモータＭ２、清掃ローラモータＭ３、定着ローラモータＭ４、記録材搬送モータＭ５、補給モータＭ６などの各種駆動源を駆動する。感光ドラムモータＭ１は、感光ドラム１を回転駆動させる。現像スリーブモータＭ２は、現像スリーブ４２及び現像剤攪拌部材４３を回転駆動させる。清掃ローラモータＭ３は、清掃装置６が備える清掃マグネットローラ６ａを回転駆動させる。定着ローラモータＭ４は、定着装置８が備える定着ローラ８１を回転駆動させる。記録材搬送モータＭ５は、給送ローラ７１などの記録材を搬送するローラを回転駆動させる。補給モータＭ６は、現像剤補給装置４９のマグネットローラ４９ａを回転駆動させる。駆動装置１３は、制御装置９からこのような各種モータを制御するための電気信号が伝達されることで、各種モータを駆動させる。
【００４８】
高圧電源装置１４は、一次帯電バイアス電源Ｈ１、現像バイアス電源Ｈ２、転写バイアス電源Ｈ３、分離バイアス電源Ｈ４などの各種高圧電源を駆動する。一次帯電バイアス電源Ｈ１は、一次帯電装置２に帯電バイアスを印加する。現像バイアス電源Ｈ２は、現像スリーブ４２に現像バイアスを印加する。転写バイアス電源Ｈ３は、転写装置５１に転写バイアスを印加する。分離バイアス電源Ｈ４は、分離装置５２に分離バイアスを印加する。高圧電源装置１４は、制御装置９からこのような各種高圧電源を制御するための電気信号が伝達されることで、各種高圧電源を駆動させる。
【００４９】
なお、駆動装置１３、高圧電源装置１４、制御装置９、操作装置１０などには、低圧電源装置１５から３．３Ｖ、５Ｖ、２４Ｖ等の電圧がそれぞれ不図示の電気配線で供給されている。
【００５０】
水分量検知センサ４８は、現像装置４が設置される装置本体２０１（図１）又は装置本体２０１の周囲の雰囲気の水分量を検知する。本実施形態では、図１に示すように、水分量検知センサ４８は、装置本体２０１の内部で現像装置４の近傍に配置して、現像装置４近傍の雰囲気の水分量を検知するようにしている。また、水分量検知センサ４８は、画像形成装置が発生する熱の影響を受けにくい部位に配置することが好ましいため、本実施形態では、定着装置８から離れた位置に水分量検知センサ４８を配置するようにしている。このような水分量検知センサ４８としては、例えば、センシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製温湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズなどの温湿度センサなどが挙げられる。
【００５１】
現像剤検知センサ４１は、上述したように、現像容器４０内に検知面４１ｂが露出するように現像容器４０の側壁内に埋設されて、現像剤に検知面４１ｂが接触可能な状態となっている。このような現像剤検知センサ４１は、圧電素子を有しており、検知面４１ｂに掛かる圧力に応じて信号を出力している。また、検知面４１ｂは、現像容器４０内の底面から所定の高さに位置しており、検知面４１ｂ近傍（現像剤検知手段近傍）の現像剤量が所定量よりも少ない場合に第１の信号を、同じく所定量以上の場合に第２の信号を制御装置９に出力する。具体的には、現像容器４０内の現像剤溜まりの表面が検知面４１ｂの略中心よりも上回ると現像剤有信号（第２の信号）を発信し、下回ると現像剤無信号（第１の信号）を発信する。
【００５２】
［現像剤の補給制御］
次に、本実施形態の現像剤の補給制御について、図４ないし図８を用いて説明する。本実施形態の場合、制御装置９は、現像剤検知センサ４１が特定の信号として、現像剤無信号（第１の信号）を出力している時間が設定時間Ｔ４１Ｌに到達した場合に現像剤補給装置４９による現像剤の補給を開始する。即ち、制御装置９は、現像剤検知センサ４１から現像剤無信号を設定時間Ｔ４１Ｌにわたり連続して受信すると、現像剤補給開始信号を駆動装置１３に発信し、補給モータＭ６の駆動を開始することで、現像剤補給装置４９による現像剤補給を開始する。そして、制御装置９は、現像剤検知センサ４１が、現像剤有信号（第２の信号）を出力している時間が設定時間Ｔ４１Ｈに到達した場合に現像剤補給装置４９による現像剤の補給を停止する。即ち、制御装置９は、現像剤検知センサ４１から現像剤有信号を設定時間Ｔ４１Ｈにわたり連続して受信すると、現像剤補給停止信号を駆動装置１３に発信し、補給モータＭ６の駆動を停止することで、現像剤補給装置４９による現像剤補給を停止する。
【００５３】
一方、制御装置９は、装置本体２０１内の雰囲気水分量等に応じて、現像容器４０への現像剤補給の基準を変更可能である。また、制御装置９は、記録材ｍの種類に関わりなく、感光ドラム１の画像形成中の回転速度を一定に維持し、さらに連続画像出力時の記録材と記録材との間隔（紙間時間）及び現像容器４０への現像剤補給の基準を調節する。
【００５４】
このために本実施形態では、図５に示すように、制御装置９は、面積率算出手段としての面積率算出部９６と、間隔設定手段としての間隔設定部９７とをさらに備える。そして、制御装置９は、現像剤検知センサ４１、水分量検知センサ４８、面積率算出部９６及び間隔設定部９７の情報に応じて、現像剤補給装置４９を制御するようにしている。面積率算出部９６は、感光ドラム１に形成されるトナー像の画像面積率を算出する。ここで、画像面積率は以下の通り算出する。
【００５５】
図６（ａ）に示すように、中間階調の画像は、多値のドットを所定のスクリーンパターンで配置して構成される。具体的には、４ドット×４ドットの単位面積内に所定のスクリーンパターンに基づいて多値のドットを配置した画素Ｇｉによって構成されている。ドットの露光に用いるレーザビームの強度は一定であるが、ドット位置での照射時間（走査長）が長くなるほど、静電潜像ドットの電位が低くなり、現像装置４によってより少ないトナーが付着される。即ち、ドットの位置におけるレーザビームの走査時間が長いほど出力されるドットの画像濃度が低くなり、静電潜像ドットの面積と深さとの組み合わせで現像ドットの階調が複数設定される。
【００５６】
画素Ｇｉの階調は、スクリーンパターンの１６通りの面積階調と各ドットの１６通りの階調との組み合わせで２５６段階が設定され、これを００ＨからＦＦＨまでの１６進数２桁で表示している。図６（ｂ）に示すように、ＦＦＨが画像上で最も濃度が高いべた部となり、００Ｈが最も濃度が低い白部となる。そして、００ＨからＦＦＨまでの画素Ｇｉの数値を、出力画像１ページに存在する全画素分足し合わせた合計値を、その画像のビデオカウント値と呼ぶ。このビデオカウント値は、上述したように、ビデオカウント部９５により算出する。
【００５７】
画像面積率は、その画像の１ページ分のビデオカウント値を、全面ＦＦＨ画素（全面ベタ）である画像のビデオカウント値で割った値を１０進数のパーセントに換算した値である。例えば、全面白地画像の画像面積率は０％、全面ベタ画像の画像面積率は１００％、一般的文書の全面文字画像の画像面積率は５％程度である。面積率算出部９６は、このような計算を行うことで各画像の画像面積率を算出している。具体的には、面積率算出部９６は、このような計算を行うプログラムであり、ＣＰＵ９１がこのプログラムを処理することで、画像面積率を算出する。
【００５８】
間隔設定部９７は、現像スリーブ４２が回転している状態で連続して感光ドラム１に形成されるトナー像の間隔を設定する。間隔設定部９７は、記録材種設定手段としての坪量設定部１０２により設定された記録材の種類に応じて、トナー像の間隔を設定する。即ち、記録材の坪量が大きくなると、トナーの定着に熱量を多く要するため、定着装置８に搬送する記録材と記録材との間隔を広げて、定着装置８を通過する単位時間当たりの記録材枚数が低減させる。本実施形態の場合、間隔設定部９７が、後述する表２及び表３に示すように、記録材の坪量に応じて、連続画像形成時の記録材と記録材との間隔、即ち、紙間時間を設定している。
【００５９】
本実施形態の場合、上述したように、記録材ｍの種類に関わりなく、感光ドラム１の画像形成中の回転速度を一定としている。このため、紙間時間を大きくするためには、感光ドラム１に形成されるトナー像の間隔も大きくしている。トナー像は、感光ドラム１上に形成される静電潜像をトナーにより現像することで得られるため、具体的には、静電潜像の間隔を大きくしている。即ち、記録材の坪量が大きくなると、静電潜像の間隔も大きくしている。
【００６０】
ここで、連続画像形成中には、静電潜像が形成されていない領域においても現像スリーブ４２を回転させたままとしている。これは、現像スリーブ４２を駆動する現像スリーブモータＭ２の応答速度などの理由で、この期間に現像スリーブ４２の駆動を停止することが困難なためである。したがって、紙間時間が長くなるほど、現像スリーブ４２が静電潜像を現像せずに回転している時間が長くなる。この点について、図８を用いて具体的に説明する。
【００６１】
まず、１つの画像出力ジョブで複数枚の連続画像形成を行った場合を考える。図７（ａ）は、例えば、坪量６０ｇ／ｍ２のように定着に多くの熱量を要さない（坪量が小さい）記録材にベタ黒画像を連続して出力した場合の、潜像形成のタイミング及び現像スリーブの回転のタイミングを示している。Ｊ１は、静電潜像が形成されるタイミングを示し、「Ｈ」は静電潜像が形成され、「Ｌ」は静電潜像が形成されていないことを示す。Ｊ２は、現像スリーブの回転タイミングを示し、「Ｈ」は現像スリーブが回転し、「Ｌ」は現像スリーブの回転が停止していることを示す。したがって、「Ｚｎｉ」が静電潜像が形成されていない領域、即ち、感光ドラム１上で先の静電潜像と次の静電潜像との間の静電潜像無領域となる。図７（ａ）の例の場合、１つの紙間において、時間「Ｃ１」、現像スリーブ４２が静電潜像を現像せずに回転していることになる。
【００６２】
一方、図７（ｂ）は、例えば、坪量２４０ｇ／ｍ２のように定着に多くの熱量を要する（坪量が大きい）記録材にベタ黒画像を連続して出力した場合の、潜像形成のタイミング及び現像スリーブの回転のタイミングを示している。Ｋ１は、静電潜像が形成されるタイミングを示し、「Ｈ」は静電潜像が形成され、「Ｌ」は静電潜像が形成されていないことを示す。Ｋ２は、現像スリーブの回転タイミングを示し、「Ｈ」は現像スリーブが回転し、「Ｌ」は現像スリーブの回転が停止していることを示す。したがって、「Ｚｎｉ」が静電潜像が形成されていない領域で、図７（ｂ）の例の場合、１つの紙間において、時間「Ｃ２」、現像スリーブ４２が静電潜像を現像せずに回転していることになる。
【００６３】
上述したように、記録材の坪量が大きくなると、紙間時間が長くなり、静電潜像無領域Ｚｎｉの距離も大きくなる。したがって、坪量が小さい場合の時間「Ｃ１」に対して、坪量が大きい場合の時間「Ｃ２」が長くなる。即ち、坪量が大きくなり、紙間時間が長くなると、現像スリーブ４２が静電潜像を現像せずに回転している時間も長くなる。前述したように、現像スリーブ４２の回転している時間が長くなるほど、現像容器４０内の現像剤の流動性が低下し易くなる。また、現像装置４が設置される空間の雰囲気の水分量が高い場合にも、現像剤の流動性が低下する。更に、画像面積率が低い画像が連続して形成された場合、現像剤の消費量が少ないため、現像容器内の現像剤の流動性が低下し易くなる。
【００６４】
そして、現像剤の流動性が低下すると、内部に空洞ができ易くなって、圧電素子を有する現像剤検知センサ４１による現像剤の検知を正確に行えなくなる。例えば、現像容器４０内の現像剤量が適正であっても、現像剤の内部に空洞ができて、現像剤検知センサ４１の検知面４１ａに与える圧力が低下すると、現像剤検知センサ４１が現像剤無信号を出力してしまう場合がある。
【００６５】
上述したように、制御装置９は、現像剤検知センサ４１から現像剤無信号を設定時間Ｔ４１Ｌにわたり連続して受信すると、現像剤補給装置４９による現像剤補給を開始する。このため、現像容器４０内の現像剤量が適正である場合に、現像剤検知センサ４１が現像剤無信号を出力してしまうと、必要以上に現像容器４０内に現像剤が補給されてしまう。以上の動作が反復されると、現像容器４０内の現像剤量が過剰になり、現像剤攪拌部材４３の駆動トルクが過剰となったりする。
【００６６】
そこで、本実施形態では、水分量検知センサ４８により検知した水分量及び間隔設定部９７により設定されたトナー像の間隔などに応じて、補給開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌを変更するようにしている。即ち、制御装置９は、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間に設定する。一方、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間よりも長い第２の時間に設定する。言い換えれば、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔である時よりも、該間隔が第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が開始されにくくしている。このとき、水分量検知センサ４８により検知した水分量及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件であるとする。
【００６７】
また、制御装置９は、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第３の時間に設定する。一方、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第３の時間よりも長い第４の時間に設定する。言い換えれば、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量である時よりも、該水分量が第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が開始されにくくしている。このとき、間隔設定部９７により設定された間隔及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件であるとする。
【００６８】
更に、制御装置９は、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第５の時間に設定する。一方、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第５の時間よりも長い第６の時間に設定する。言い換えれば、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時よりも、該画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が開始されにくくしている。このとき、間隔設定部９７により設定された間隔及び水分量検知センサ４８により検知した水分量がそれぞれ同一条件であるとする。
【００６９】
本実施形態の場合、次の表２及び表３に示すように設定時間Ｔ４１Ｌを設定している。表２、３は、異なる水分量における、記録材ｍの坪量と紙間時間（間隔設定部９７により設定された間隔）Ｔ４２ｎｉ（ｍｓ）及び現像剤検知センサ４１の検知結果が無である設定時間Ｔ４１Ｌ（ｓ）の関係を示す。表２は、雰囲気の水分量０〜１２ｇ／ｍ３（０以上１２ｇ／ｍ３未満）の場合について、表３は、雰囲気水分量１２ｇ／ｍ３〜（１２ｇ／ｍ３以上）の場合について、それぞれ示している。なお、画像面積率は、０〜０．９％とする。
【００７０】
即ち、表２、３は、それぞれ水分量検知センサ４８により検知した水分量及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件で、坪量及び紙間時間に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを変更している。また、表２、３のそれぞれ同一範囲の坪量の条件を比較した場合、間隔設定部９７により設定された間隔及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件で、水分量に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを変更していることになる。
【００７１】
【表２】
2016090761.tif 000004
【００７２】
【表３】
2016090761.tif 000005
【００７３】
このような本実施形態の画像形成開始から終了までの簡単な流れを、図８により説明する。制御装置９は、操作パネルなどの操作部から画像形成開始指示を受信すると（Ｓ１）、水分量検知センサ４８から雰囲気の水分量Ｈの情報を取得する（Ｓ２）。次いで、坪量設定部１０２から記録材ｍの坪量情報を取得する（Ｓ３）。すると、間隔設定部９７が、表２、３のテーブルから水分量及び坪量の情報に基づいて紙間時間Ｔ４２ｎｉを設定すると共に、制御装置９が設定時間Ｔ４１Ｌを設定する（Ｓ４）。その後、画像形成を開始し（Ｓ５）、１枚の画像形成が終了する（Ｓ６）。このとき、制御装置９が現像剤検知センサ４１から現像剤無信号を設定時間Ｔ４１Ｌ（ｓ）にわたり連続して受信すると、上述したように現像剤の補給を行う。なお、本実施形態の場合、現像剤補給の停止条件となる設定時間Ｔ４１Ｈは、水分量や坪量の情報に拘らず一定としている。
【００７４】
このような本実施形態の場合、種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。即ち、記録材ｍの坪量が大きくて間隔設定部９７により設定される間隔が大きい場合に、現像剤補給の開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌが長くなるようにしている。上述のように、紙間時間が長くなると現像剤の流動性が低下し易くなり、現像剤検知センサ４１により現像剤無信号を検知し易くなる。したがって、このような場合に、設定時間Ｔ４１Ｌを長くすることで、現像剤の補給が開始されにくくして、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。同様に、雰囲気の水分量が高い場合にも、設定時間Ｔ４１Ｌを長くすることで、現像剤の補給が開始されにくくして、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。
【００７５】
［実施例１］
次に、上述のような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、図１に示したような画像形成装置を使用して、本実施形態の制御を行った実施例１と、紙間時間や水分量に拘らず設定時間Ｔ４１Ｌを一定とした比較例１とで、それぞれ１００００枚の記録材に画像形成を行った。また、それぞれの実験では、画像面積率が０．５％の画像を、坪量２４０ｇ／ｍ２の記録材（Ａ４サイズ横送り）に２３（枚/分）の速度で両面連続画像出力を行った。そして、１００００枚（エラー発生時はその枚数）の画像形成終了後の現像容器内のトナー量、画像反射濃度、白部かぶりの割合をそれぞれ調べた。画像反射濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ５０４濃度計を用いて測定した。また、白部かぶりは、東京電色社製の白色光度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａを用いて測定した。この実験結果を表４に示す。
【００７６】
【表４】
2016090761.tif 000006
【００７７】
比較例１では、記録材ｍの坪量及び水分量に関係なく設定時間Ｔ４１Ｌが固定されるのに対し、実施例１では、記録材ｍの坪量及び水分量に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを切り替えている。この表４から明らかなように、雰囲気水分量が９ｇ／ｍ３の場合、実施例１も比較例１も異常なくジョブを完了した。また、実施例１の場合、現像容器内のトナー量が４２０ｇであり、適正状態の３５０〜５００ｇの範囲に収まった。しかし、比較例１の場合、現像容器内のトナー量が６４０ｇとなり、適正状態の３５０〜５００ｇよりも大幅に増加した。そして、現像剤攪拌部材４３の駆動トルクが上昇した。
【００７８】
また、雰囲気水分量が２１ｇ／ｍ３の場合、比較例１では、ジョブの途中でエラーが発生した上に、エラー発生時点での画像は薄く、白部かぶりも多かった。これに対して、実施例１では、エラーが発生することなく１００００枚のジョブを完了した上に、その時点での画質は良好であった。また、実施例１の場合、現像容器内のトナー量が４４０ｇであり、適正状態の３５０〜５００ｇの範囲に収まった。しかし、比較例１の場合、現像容器内のトナー量が６９０ｇとなり、適正状態の３５０〜５００ｇよりも大幅に増加した。そして、現像剤攪拌部材４３の駆動トルクが上昇した。
【００７９】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、第１の実施形態の図１ないし図５及び図８を参照しつつ説明する。上述の第１の実施形態では、現像剤の補給開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌを記録材の坪量や雰囲気の水分量に応じて切り替えた例について説明した。これに対して本実施形態では、現像剤の補給停止条件となる設定時間Ｔ４１Ｈを記録材の坪量や雰囲気の水分量に応じて切り替えている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略または簡略にして、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８０】
本実施形態の場合、制御装置９は、現像剤検知センサ４１が、現像剤無信号（第１の信号）を出力している時間が設定時間Ｔ４１Ｌに到達した場合に現像剤補給装置４９による現像剤の補給を開始する。本実施形態では、設定時間Ｔ４１Ｌは、水分量や坪量の情報に拘らず一定としている。そして、制御装置９は、現像剤検知センサ４１が、特定の信号として現像剤有信号（第２の信号）を出力している時間が設定時間Ｔ４１Ｈに到達した場合に現像剤補給装置４９による現像剤の補給を停止する。
【００８１】
このとき、制御装置９は、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第７の時間に設定する。一方、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第７の時間よりも短い第８の時間に設定する。言い換えれば、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔である時よりも、該間隔が第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が停止され易くしている。このとき、水分量検知センサ４８により検知した水分量及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件であるとする。
【００８２】
また、制御装置９は、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第９の時間に設定する。一方、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第９の時間よりも短い第１０の時間に設定する。言い換えれば、水分量検知センサ４８により検知した水分量が第１の水分量である時よりも、該水分量が第１の水分量よりも大きい第２の水分量である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が停止され易くしている。このとき、間隔設定部９７により設定された間隔及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件であるとする。
【００８３】
更に、制御装置９は、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第１１の時間に設定する。一方、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｈを第１１の時間よりも短い第１２の時間に設定する。言い換えれば、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時よりも、該画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が停止され易くしている。このとき、間隔設定部９７により設定された間隔及び水分量検知センサ４８により検知した水分量がそれぞれ同一条件であるとする。
【００８４】
本実施形態の場合、次の表５及び表６に示すように設定時間Ｔ４１Ｈを設定している。表５、６は、異なる水分量における、記録材ｍの坪量と紙間時間（間隔設定部９７により設定された間隔）Ｔ４２ｎｉ（ｍｓ）及び現像剤検知センサ４１の検知結果が有である設定時間Ｔ４１Ｈ（ｓ）の関係を示す。表５は、雰囲気の水分量０〜１２ｇ／ｍ３（０以上１２ｇ／ｍ３以下）の場合について、表６は、雰囲気水分量１２ｇ／ｍ３〜（１２ｇ／ｍ３よりも大きい）場合について、それぞれ示している。なお、画像面積率は、０〜０．９％とする。
【００８５】
即ち、表５、６は、それぞれ水分量検知センサ４８により検知した水分量及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件で、坪量及び紙間時間に応じて設定時間Ｔ４１Ｈを変更している。また、表５、６のそれぞれ同一範囲の坪量の条件を比較した場合、間隔設定部９７により設定された間隔及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件で、水分量に応じて設定時間Ｔ４１Ｈを変更していることになる。
【００８６】
【表５】
2016090761.tif 000007
【００８７】
【表６】
2016090761.tif 000008
【００８８】
このような本実施形態の場合も、種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。即ち、記録材ｍの坪量が大きくて間隔設定部９７により設定される間隔が大きい場合に、現像剤補給の停止条件となる設定時間Ｔ４１Ｈが短くなるようにしている。上述のように、紙間時間が長くなると現像剤の流動性が低下し易くなり、現像剤検知センサ４１により現像剤無信号を検知し易くなる。したがって、現像剤の流動性が低下した場合には、現像剤の補給が開始され易くなる。一方、本実施形態では、現像剤の流動性が低下するような条件で、現像剤の補給が停止される条件である、現像剤検知センサ４１の現像剤有信号を検知する設定時間Ｔ４１Ｈを短くしている。このため、現像剤の補給が停止され易くなるため、現像剤の補給が開始され易くなっても、結果として、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。同様に、雰囲気の水分量が高い場合にも、設定時間Ｔ４１Ｈを短くすることで、現像剤の補給が停止され易くして、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。
【００８９】
［実施例２］
次に、上述のような本実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。実験では、図１に示したような画像形成装置を使用して、本実施形態の制御を行った実施例２と、紙間時間や水分量に拘らず設定時間Ｔ４１Ｈを一定とした比較例２とで、それぞれ５０００枚の記録材に画像形成を行った。また、それぞれの実験では、画像面積率が０．５％の画像を、坪量２４０ｇ／ｍ２の記録材（Ａ４サイズ横送り）に２３（枚/分）の速度で両面連続画像出力を行った。そして、５０００枚（エラー発生時はその枚数）の画像形成終了後の現像容器内のトナー量、画像反射濃度、白部かぶりの割合をそれぞれ調べた。画像反射濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製のＸ−Ｒｉｔｅ５０４濃度計を用いて測定した。また、白部かぶりは、東京電色社製の白色光度計ＴＣ−６ＤＳ／Ａを用いて測定した。この実験結果を表７に示す。
【００９０】
【表７】
2016090761.tif 000009
【００９１】
比較例２では、記録材ｍの坪量及び水分量に関係なく設定時間Ｔ４１Ｈが固定されるのに対し、実施例２では、記録材ｍの坪量及び水分量に応じて設定時間Ｔ４１Ｈを切り替えている。この表７から明らかなように、雰囲気水分量が３ｇ／ｍ３の場合、実施例２も比較例２も異常なくジョブを完了した。また、実施例２の場合、現像容器内のトナー量が４００ｇであり、適正状態の３５０〜５００ｇの範囲に収まった。しかし、比較例２の場合、現像容器内のトナー量が５９０ｇとなり、適正状態の３５０〜５００ｇよりも大幅に増加した。そして、現像剤攪拌部材４３の駆動トルクが上昇した。
【００９２】
また、雰囲気水分量が２４ｇ／ｍ３の場合、比較例２では、ジョブの途中でエラーが発生した上に、エラー発生時点での画像は薄く、白部かぶりも多かった。これに対して、実施例１では、エラーが発生することなく５０００枚のジョブを完了した上に、その時点での画質は良好であった。また、実施例２の場合、現像容器内のトナー量が４９０ｇであり、適正状態の３５０〜５００ｇの範囲に収まった。しかし、比較例２の場合、現像容器内のトナー量が７１０ｇとなり、適正状態の３５０〜５００ｇよりも大幅に増加した。そして、現像剤攪拌部材４３の駆動トルクが上昇した。
【００９３】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、第１の実施形態の図１ないし図５及び図８を参照しつつ説明する。上述の第１の実施形態では、現像剤の補給開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌを記録材の坪量と雰囲気の水分量に応じて切り替えた例について説明した。これに対して本実施形態では、現像剤の補給開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌを記録材の坪量と画像面積率に応じて切り替えている。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略または簡略にして、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９４】
本実施形態の場合、制御装置９は、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間に設定する。一方、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時に、設定時間Ｔ４１Ｌを第１の時間よりも長い第２の時間に設定する。即ち、画像面積率が小さい第２の画像面積率の場合の方が、第１の画像面積率の場合よりも設定時間Ｔ４１Ｌを長くしている。言い換えれば、面積率算出部９６により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時よりも、該画像面積率が第１の画像面積率よりも小さい第２の画像面積率である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が開始されにくくしている。このとき、間隔設定部９７により設定された間隔及び水分量検知センサ４８により検知した水分量がそれぞれ同一条件であるとする。
【００９５】
なお、画像面積率は、１枚の記録材毎に算出しも良いし、所定枚数の記録材に形成されるトナー像の画像面積率の平均値として算出しても良い。本実施形態では、１枚毎に算出して、設定時間Ｔ４１Ｌを決定するようにしている。なお、所定枚数（例えば、１０枚、１００枚など）の画像面積率の平均値を使用する場合、所定枚数毎に、設定時間Ｔ４１Ｌを決定することになる。また、制御装置９は、第１の実施形態と同様に、間隔設定部９７により設定された間隔に応じて、設定時間Ｔ４１Ｌを切り替えている。
【００９６】
本実施形態の場合、次の表８ないし表１０に示すように設定時間Ｔ４１Ｌを設定している。表８ないし１０は、それぞれ異なる画像面積率における、記録材ｍの坪量と紙間時間（間隔設定部９７により設定された間隔）Ｔ４２ｎｉ（ｍｓ）及び現像剤検知センサ４１の検知結果が無である設定時間Ｔ４１Ｌ（ｓ）の関係を示す。表８は、画像面積率０〜０．９％（０以上０．９％以下）の場合について、表９は、画像面積率１〜４．９％（１以上４．９％以下）の場合について、表１０は、画像面積率５％〜（５％以上）の場合について、それぞれ示している。なお、画像面積率の小数第二位以上は四捨五入して計算する。なお、雰囲気水分量は、０〜１２ｇ／ｍ３（０以上１２ｇ／ｍ３未満）とする。
【００９７】
即ち、表８〜１０は、それぞれ水分量検知センサ４８により検知した水分量及び面積率算出部９６により算出した画像面積率がそれぞれ同一条件で、坪量及び紙間時間に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを変更している。また、表８〜１０のそれぞれ同一範囲の坪量の条件を比較した場合、間隔設定部９７により設定された間隔及び水分量検知センサ４８により検知した水分量がそれぞれ同一条件で、画像面積率に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを変更していることになる。
【００９８】
【表８】
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【００９９】
【表９】
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【０１００】
【表１０】
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【０１０１】
このような本実施形態の場合も、種々の画像出力に対応して、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。即ち、画像面積率が小さい場合に、現像剤補給の開始条件となる設定時間Ｔ４１Ｌが長くなるようにしている。前述したように、画像面積率が小さい画像が連続して形成されると現像剤の流動性が低下し易くなり、現像剤検知センサ４１により現像剤無信号を検知し易くなる。したがって、このような場合に、設定時間Ｔ４１Ｌを長くすることで、現像剤の補給が開始されにくくして、現像剤の補給が過剰になることを抑制できる。
【０１０２】
＜他の実施形態＞
なお、上述の第３の実施形態では、画像面積率に応じて設定時間Ｔ４１Ｌを変更する例について説明したが、画像面積率に応じて、第２の実施形態と同様に、現像剤の補給停止の条件となる設定時間Ｔ４１Ｈを変更するようにしても良い。また、上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施可能である。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、紙間時間と水分量に応じて、現像剤の補給の開始条件である設定時間Ｔ４１Ｌ及び停止条件である設定時間Ｔ４１Ｈの何れも変更するようにしても良い。また、このような設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈの変更は、紙間時間、水分量、画像面積率、記録材の種類の何れかの１つの条件に応じて行うようにしても良いし、これらの条件のうちの複数又は全部に応じて行うようにしても良い。
【０１０３】
上述の各実施形態では、記録材の種類（坪量）に応じて、間隔設定部９７がトナー像の間隔（紙間時間）を設定し、設定した時間に基づいて、現像剤の補給開始又は停止の条件となる設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈを変更した例について説明した。但し、本発明は、記録材種設定手段としての坪量設定部１０２により設定された坪量に応じて、設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈを変更しても良い。即ち、制御装置９が、紙間時間ではなく、坪量設定部１０２により設定された坪量の情報から直接、設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈを変更するようにしても良い。例えば、坪量設定部１０２により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時よりも、該記録材の坪量が第１の坪量よりも大きい第２の坪量である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤の補給が開始されにくくする。
【０１０４】
また、紙間時間の設定は、記録材の坪量以外にも、製本やトリミング等の後処理、画像形成ジョブ中に画像形成を中断して行う各種制御などによっても変更される。この各種制御としては、例えば、パッチ画像を形成してトナー濃度を検知することで、各部の調整を行うものがある。本発明は、このような記録材の坪量以外の条件で紙間時間が変更される場合にも、適用可能である。
【０１０５】
また、上述の各実施形態では、現像剤検知手段として、現像剤の圧力を検知する構成を用いた例について説明した。但し、現像剤検知手段としては、例えば、光を照射してその反射光で現像剤を検知するものや、インダクタンスセンサなど他のセンサを用いても良い。この場合でも、センサが特定の信号を出力している時間を検知することで、同様の制御が可能となる。
【０１０６】
また、上述の各実施形態では、設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈは、現像剤を検知するセンサが連続して特定の信号を出力している時間とした。但し、本発明の場合、設定時間Ｔ４１Ｌ、Ｔ４１Ｈを、センサが特定の信号を出力している時間を積算した時間としても良い。即ち、現像容器内での現像剤の攪拌などによりセンサが短時間の間に特定の信号を出力する場合があるが、このように特定の信号を出力している時間を積算して、設定された時間に到達した場合に、現像剤の補給の開始又は停止を行うようにしても良い。
【０１０７】
また、上述の各実施形態では、センサが特定の信号を出力している時間が設定時間に到達した場合に、現像剤の補給の開始又は停止を行った例について説明した。但し、本発明は、センサの出力が閾値に到達した場合に、現像剤の補給の開始又は停止を行うようにしても良い。この場合、上述した紙間時間、水分量、画像面積率、記録材の種類の少なくとも何れかの条件に応じて、閾値を変更する。例えば、間隔設定部９７により設定された間隔が第１の間隔である時よりも、該間隔が第１の間隔よりも大きい第２の間隔である時の方が、現像剤補給装置４９による現像剤が補給されにくくなるように、閾値を変更する。
【０１０８】
具体的には、現像剤検知センサが、現像剤検知センサの近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力するとする。また、現像剤検知センサの出力値が閾値に到達した場合に現像剤の補給を開始するとする。この場合に、第１の間隔のときの閾値を第１の閾値に設定し、第２の間隔のときの閾値を第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定して、現像剤の補給が開始されにくくする。同様に、水分量検知センサにより検知した水分量が第１の水分量である時に、閾値を第１の閾値に設定し、水分量検知センサにより検知した水分量が第２の水分量である時に、閾値を第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する。
【０１０９】
同様に、面積率算出部により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、閾値を第１の閾値に設定し、面積率算出部により算出した画像面積率が第２の画像面積率である時に、前記閾値を前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する。坪量設定部により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時に、閾値を第１の閾値に設定し、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第２の坪量である時に、閾値を第１の閾値よりも小さい第２の閾値に設定する。
【０１１０】
一方、現像剤検知センサが、現像剤センサの近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力するとする。また、現像剤検知センサの出力値が閾値に到達した場合に現像剤の補給を停止するとする。この場合に、第１の間隔のときの閾値を第３の閾値に設定し、第２の間隔のときの閾値を第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定して、現像剤の補給が停止され易くする。同様に、水分量検知センサにより検知した水分量が第１の水分量である時に、閾値を第３の閾値に設定し、水分量検知センサにより検知した水分量が第２の水分量である時に、閾値を第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する。
【０１１１】
同様に、面積率算出部により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に、閾値を第３の閾値に設定し、面積率算出部により算出した画像面積率が第２の画像面積率である時に、閾値を前記第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する。同様に、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時に、閾値を第３の閾値に設定し、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第２の坪量である時に、閾値を第３の閾値よりも小さい第４の閾値に設定する。
【０１１２】
また、センサの出力が所定の閾値に到達した場合に、現像剤の補給の開始又は停止を行う場合に、センサの出力自体を上述した何れかの条件に応じて変更し、閾値は変更しないようにしても良い。即ち、制御装置が、センサの出力値に条件に応じて重み付けをすることでも、同様の制御が可能である。具体的には、現像剤検知手段としてのセンサが、センサの近傍の現像剤量が少ないほど小さい出力値を出力するとする。また、現像剤検知センサの出力値が所定の閾値に到達した場合に現像剤の補給を開始するとする。この場合に、上述の第１の間隔のときの出力値に第１の値を乗じ、第２の間隔のときの出力値に第１の値よりも大きい第２の値を乗じて、現像剤の補給が開始されにくくする。例えば、第１の間隔のときの重み付けを出力値に対して１．０倍とし、第２の間隔のときの重み付けを出力値に対して１．２倍とすれば、閾値に到達しにくくなるため、現像剤の補給が開始されにくくなる。
【０１１３】
同様に、水分量検知センサにより検知した水分量が前記第１の水分量である時に出力値に第１の値を乗じ、検知した水分量が第２の水分量である時に出力値に第１の値よりも大きい第２の値を乗じる。同様に、面積率算出部により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に出力値に第１の値を乗じ、面積率算出部により算出した画像面積率が第２の画像面積率である時に出力値に第１の値よりも大きい第２の値を乗じる。同様に、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時に出力値に第１の値を乗じ、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第２の坪量である時に出力値に第１の値よりも大きい第２の値を乗じる。
【０１１４】
一方、現像剤検知センサが、現像剤検知センサの近傍の現像剤量が多いほど大きい出力値を出力するとする。また、現像剤検知センサの出力値が所定の閾値に到達した場合に現像剤の補給を停止するとする。この場合に、第１の間隔のときの出力値に第３の値を乗じ、第２の間隔のときの出力値に第３の値よりも大きい第４の値を乗じて、現像剤の補給が停止され易くする。同様に、水分量検知センサにより検知した水分量が第１の水分量である時に出力値に第３の値を乗じ、水分量検知センサにより検知した水分量が第２の水分量である時に出力値に第３の値よりも大きい第４の値を乗じる。
【０１１５】
同様に、面積率算出部により算出した画像面積率が第１の画像面積率である時に出力値に第３の値を乗じ、面積率算出部により算出した画像面積率が第２の画像面積率である時に出力値に第３の値よりも大きい第４の値を乗じる。同様に、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第１の坪量である時に出力値に第３の値を乗じ、坪量設定部により設定された記録材の坪量が第２の坪量である時に出力値に第３の値よりも大きい第４の値を乗じる。
【０１１６】
また、上述の各実施形態では、現像剤として、磁性を有するトナーを含む一成分現像剤を用いた例について説明したが、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアを含む二成分現像剤を用いた構成にも、本発明は適用可能である。即ち、二成分現像剤であっても、上述した各条件に応じて現像剤の流動性が低下する場合があるので、本発明を適用することで、現像剤が過剰に補給されることを抑制できる。
【０１１７】
更に、上述の各実施形態では、１色のトナー像を形成するモノクロの画像形成装置について説明した。但し、本発明は、複数色のトナー像を形成する、例えば、フルカラーの画像形成装置に対しても、勿論適用可能である。また、画像形成装置の構成としても、感光ドラムから記録材に直接転写する構成以外に、感光ドラムから中間転写体を介して記録材に転写する中間転写方式にも、勿論適用可能である。要は、現像剤を用いてトナー像を形成する構成で、現像容器内の現像剤を検知して現像剤の補給の制御を行うようなものであれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１・・・感光ドラム（像担持体）／４・・・現像装置／９・・・制御装置（制御手段）／４０・・・現像容器／４１・・・現像剤検知センサ（現像剤検知手段）／４２・・・現像スリーブ（現像剤担持体）／４３・・・現像剤攪拌部材／４８・・・水分量検知センサ（水分量検知手段）／４９・・・現像剤補給装置（現像剤補給手段）／４９ａ・・・マグネットローラ（搬送部材）／５１・・・転写装置（転写手段）／９６・・・面積率算出部（面積率算出手段）／９７・・・間隔設定部（間隔設定手段）／１０２・・・坪量設定部（記録材種設定手段）／２００・・・画像形成装置／２０１・・・装置本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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