(57)【要約】【課題】コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御する。【解決手段】画像形成装置から着脱可能であり、かつ、現像装置４固有の特性値であって、清掃部材４３０の検知面Ｓとの接触圧情報の特性値を記憶する記憶部４００を有する現像装置４と、該記憶部４００に記憶されている特性値に基づいて現像装置４の使用量に応じて変化するトナー濃度検知センサＴＳの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいてトナー濃度の制御を行う制御部Ａ１と、を有する画像形成装置とする。【選択図】図９
2009109718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備える現像装置を有し、
像担持体上に形成した静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像装置は、画像形成装置から着脱可能であり、かつ、前記現像装置固有の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部を備えており、
該記憶部に記憶されている特性値に基づいて前記トナー濃度検知センサの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記検知感度は、前記特性値及び現像装置の使用量に応じて変化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】
前記特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー濃度検知センサの検知感度の変化は、前記検知面へのトナーの融着量に基づくものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
を備え、用紙に画像形成する画像形成装置に用いる現像装置であって、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、
画像形成装置がトナー濃度の条件を設定する前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備えた現像装置と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部とを有し、
静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記記憶部に記憶されている特性値を読み出す特性値取得工程と、
前記画像形成装置の使用量の情報を取得する使用量取得工程と、
前記使用量取得工程で取得した使用量の情報と、前記特性値取得工程で取得した特性値との情報に基づいてトナー濃度検知センサが検知したトナー濃度に対応する信号を補正する信号補正工程と、
を画像形成装置のコンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置のプログラム。
【請求項８】
前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置のプログラム。
【請求項９】
前記画像形成装置は、予め現像装置の特性値の情報と使用量の情報とに基づく信号補正量の制御テーブルを有し、
前記信号補正工程では、前記制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応する信号を補正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のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２成分現像剤を用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置には、磁性体であるキャリアと非磁性体であるトナーを含む現像剤、いわゆる、２成分現像剤を用いる現像方式のものがある。２成分現像剤を用いる現像方式は、固定磁石を内部に配置し、外周を非磁性の回転するローラで構成した現像ローラの表面に、現像剤を付着させて担持、搬送し、現像ローラに対向して配置された感光体の表面に、現像剤中のトナーを移行、付着させてトナー像を形成する。
【０００３】
通常、現像ローラに供給される現像剤は現像剤収納部に収納される。現像剤は現像剤収納部にて攪拌されることにより現像剤のトナーはキャリアと接触することにより摩擦帯電し、現像ローラの表面に付着する。現像後の現像ローラ上に残存する現像剤は現像ローラから剥離された後に現像剤収納部に搬送され、現像剤収納部に収納されている現像剤と混合、攪拌されて現像に供される。
【０００４】
現像後の現像剤はトナーが消費されるために現像剤のトナー濃度は低下する。ここでいうトナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量（Ｗｔ）とキャリアの質量（Ｗｃ）との質量比であり、トナー濃度＝（Ｗｔ／（Ｗｔ＋Ｗｃ））×１００（％）で表される。
【０００５】
トナー濃度の変化は画像形成に影響する。トナー濃度が低くなると形成する現像により形成されるトナー画像の濃度が不足し、トナー濃度が高くなるとトナー画像の濃度過多やカブリの原因となる。
【０００６】
このため、現像剤収納部内に収容される現像剤のトナー濃度を検知する必要があり、トナー濃度が低くなったときには現像剤収納部内の現像剤に対して別途収納しているトナー補給容器等からトナーを供給し、現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を適当な範囲に管理することがなされる。
【０００７】
２成分現像剤を用いる現像方式は、このようなトナー濃度管理を必要とするが、トナーの摩擦帯電制御が比較的容易で、トナー粒子の凝集が起こりにくく、高品位の画像の形成が可能であるので、多く用いられている。
【０００８】
前述のトナー濃度を検知する手段としては、例えばトナー濃度により現像剤のキャリアにより透磁率が変化する現象を利用した、透磁率検知方式のトナー濃度検知センサ等がある。透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサは、トナー濃度が低いときは磁性体であるキャリアが相対的に多いので透磁率は高くなり、トナー濃度が高いときには磁性体であるキャリアが相対的に少ないので透磁率は低くなる現象を利用したもので、キャリアの色調の影響を受けないので、好ましく用いられる。
【０００９】
高画質化が要望される近年においては、画像形成に影響するトナー濃度は高精度で管理する必要がある。このような場合に、（１）トナー濃度検知センサの検知感度ばらつきや、（２）トナー濃度検知センサの検知面近傍における現像剤の滞留が問題となる。後者のトナー濃度検知センサの検知面近傍の現像剤の滞留は、滞留することにより検知している検知面周辺の現像剤のトナー濃度が、現像剤収納容器全体のトナー濃度の代表値ではなくなるために、精度よく現像剤収納容器のトナー濃度を測定できないという問題である。
【００１０】
前者の（１）トナー濃度検知センサの検知感度ばらつきに関しては、特許文献１に開示された電子写真装置では、現像剤と現像装置を内蔵した作像ユニットに作蔵ユニット固有のパラメータを表示し、表示に対応した情報を本体側にインプットし、インプットした情報に基づいてトナー濃度センサの基準値を変更させることにより解決を図っている。
【００１１】
また後者の（２）トナー濃度検知センサの検知面近傍における現像剤の滞留問題に関しては、特許文献２に開示された現像装置では、検知面を拭うためのクリーニングブレードを撹拌スクリュウに設けることにより解決を図っている。
【特許文献１】特開平１１−１５３９２９号公報
【特許文献２】特開平５−１５０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に開示された電子写真装置では、現像装置に内蔵した現像剤のばらつきや、現像剤の改良に対応してトナー濃度を補正制御するものであり、現像装置における他の構成部品の製造ばらつき等の特性値に基づいて補正制御するものではない。また現像装置の使用前の状態に基づいて補正制御するものであり、現像装置の使用前の状態に加えて使用に伴う経時変化を考慮して補正制御するものではない。
【００１３】
また特許文献２に記載の現像装置では、更に、検知面と検知面を拭うためのクリーニングブレードの接触面にそれぞれフッ素樹脂層を設けることにより低摩擦とし、接触面における両部材の摩擦熱によるトナーの融着の防止を行っている。しかしこのような構成とすることはコストが増大するという問題がある。
【００１４】
本願発明は上記問題に鑑み、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１６】
（１）トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備える現像装置を有し、
像担持体上に形成した静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像装置は、画像形成装置から着脱可能であり、かつ、前記現像装置固有の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部を備えており、
該記憶部に記憶されている特性値に基づいて前記トナー濃度検知センサの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１７】
（２）前記検知感度は、前記特性値及び現像装置の使用量に応じて変化することを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（３）前記特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（４）前記トナー濃度検知センサの検知感度の変化は、前記検知面へのトナーの融着量に基づくものであることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２０】
（５）トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
を備え、用紙に画像形成する画像形成装置に用いる現像装置であって、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、
画像形成装置がトナー濃度の条件を設定する前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【００２１】
（６）前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする（５）に記載の現像装置。
【００２２】
（７）トナーとキャリアからなる現像剤を収容する現像剤収納部と、
前記現像剤収納部の現像剤を撹拌する回転撹拌部材と、
前記回転撹拌部材の回転軸に平行な面に検知面を有し、前記現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記回転撹拌部材に設けられ、弾性体からなり該回転撹拌部材の回転に伴い前記検知面上を掃く清掃部材と、を備えた現像装置と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記現像装置の特性値であって、前記清掃部材の前記検知面との接触圧情報の特性値を記憶する記憶部とを有し、
静電潜像を前記現像装置によりトナー像で可視化し、可視化したトナー像を用紙に転写することにより画像を形成する画像形成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記記憶部に記憶されている特性値を読み出す特性値取得工程と、
前記画像形成装置の使用量の情報を取得する使用量取得工程と、
前記使用量取得工程で取得した使用量の情報と、前記特性値取得工程で取得した特性値との情報に基づいてトナー濃度検知センサが検知したトナー濃度に対応する信号を補正する信号補正工程と、
を画像形成装置のコンピュータに実行させることを特徴とする画像形成装置のプログラム。
【００２３】
（８）前記接触圧情報の特性値は、前記清掃部材の前記検知面への食い込み量に基づく特性値であることを特徴とする（７）に記載の画像形成装置のプログラム。
【００２４】
（９）前記画像形成装置は、予め現像装置の特性値の情報と使用量の情報とに基づく信号補正量の制御テーブルを有し、
前記信号補正工程では、前記制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応する信号を補正することを特徴とする（７）又は（８）に記載の画像形成装置のプログラム。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号値を補正制御することにより精度よくトナー濃度を制御することが可能な現像装置及び画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００２７】
図１は、実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す断面構成図である。
【００２８】
像担持体として機能する感光体１は、直径φ８０ｍｍのドラムで形成されている。感光体１はマイナス帯電する有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散したものを接地された金属製のシリンダ状の基板の表面上に塗布し、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚を３０μｍとして形成したもので、矢示方向に２８０ｍｍ／ｓの周速（Ｖｐ）で駆動回転される。
【００２９】
帯電極２は、スコロトロン方式の帯電手段で、回転する感光体１の周囲を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。帯電極２は、ワイヤ〜グリッド間距離７．５ｍｍ、グリッド〜感光体間距離１ｍｍ、ワイヤ〜バックプレート間距離１２ｍｍの帯電極構成を有しており、グリッド印加電圧を−７３０Ｖとし、帯電電流値−８００μＡをもってバイアス電圧を印加することにより、感光体１の帯電電位を−７５０Ｖとしている。
【００３０】
露光部３は、レーザ走査方式によって感光体１に像露光を行う。露光部３ではレーザ波長７００ｎｍの半導体レーザ（ＬＤ）を用い、その出力パワーは３００μＷである。露光部３はレーザビームを出射して感光体１の一様に帯電した表面を走査露光し、静電潜像を形成する。
【００３１】
現像装置４は、感光体１に対向して回転する現像ローラ４１により感光体１上の静電潜像をトナー像として現像する。接触あるいは非接触による現像が、イメージ露光と反転現像との組み合わせで２成分現像剤を用いての現像が行われる。現像ローラ４１はマグネットロールの周囲にステンレス溶射表面加工を施したアルミ製のスリーブを被せた構成とし、現像ローラ４１のローラ径φ４０ｍｍ、線速（Ｖｓ）５６０ｍｍ／ｓで回転し、感光体１との線速比（Ｖｓ／Ｖｐ）は２としている。現像ローラ４１には直流成分の現像バイアスによって現像が行われるが、直流成分としては−６００Ｖの現像バイアスを印加して反転現像が行われる。
【００３２】
現像剤収納部４０には、非磁性トナーと磁性キャリアを含有する２成分現像剤が収納されている。現像剤収納部４０に収容されている現像剤のトナー濃度は、現像剤収納部４０に設けられたトナー濃度検知センサＴＳ（以下、単にトナー濃度センサＴＳという）により検知する。トナー濃度センサＴＳは、検知面近傍における現像剤の透磁率を検出し、その検出結果から現像剤中のトナー濃度を検出している。そしてトナー濃度が閾値を下回った場合にトナー補給部７から新しいトナーを補給するように制御することにより現像剤収納部４０の内部の現像剤は所定のトナー濃度が維持される。
【００３３】
なお、ここでいうトナー濃度とは、現像剤中のトナーの質量（Ｗｔ）とキャリアの質量（Ｗｃ）との質量比であり、トナー濃度＝（Ｗｔ／（Ｗｔ＋Ｗｃ））×１００（％）で表される。
【００３４】
非磁性トナーとしては、体積平均粒径が３〜９μｍの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、高解像力であり、濃度が安定し、かぶりの発生が極めて少ない画像形成装置が可能となる。
【００３５】
キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトコアのキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【００３６】
転写前露光光源５では、トナー像の転写性を高めるための照射を行う。光源は光波長７００ｎｍのＬＥＤで、光出力１０ｌｕｘをもって照射する。
【００３７】
転写ローラ６では、転写電流４０μＡの定電流制御によって感光体１上のトナー像の転写紙上への転写を行う。
【００３８】
給紙部より給紙された転写紙ｐは、レジストローラ２１によって感光体１上に形成されたトナー像と同期して給紙がなされ、転写ニップ部において転写ローラ６によってトナー像の転写を受ける。転写ニップ部を通過した転写紙ｐは、感光体１の面から曲率分離され、搬送ベルト２２によって定着装置２３へ搬送される。
【００３９】
定着装置２３は内部にヒータを配置した加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとよりなり、トナー像を保持した転写紙ｐは、加熱ローラ２３ａと加圧ローラ２３ｂとの間で加熱・加圧がなされて定着され、排紙ローラ２４によって機外の図示しない排紙トレイ上に排出される。
【００４０】
一方、転写紙ｐへのトナー像の転写後の感光体１の表面はクリーニング部８により転写残トナーの清掃が行われる。本実施例においてはクリーニングブレードとしてウレタンゴム製のブレードが用いられ、クリーニングブレードはカウンタタイプに感光体１周面に摺接して清掃を行っている。クリーニング部８を通過して表面が清掃された感光体１周面は、光波長７００ｎｍ、光出力１０ｌｕｘ光源を用いた帯電前露光（ＰＣＬ）手段９によって照射がなされ、残留電位を低下した状態で次の画像形成サイクルへと移行する。
【００４１】
図２は、実施形態に係る現像装置の上面図である。現像装置４は、現像剤収納部４０の内部に現像ローラ４１、パドル４２、スクリュウ４３、４４を配置している。
【００４２】
パドル４２は、その回転軸に平行な複数の羽を有する搬送部材であり、回転により現像剤を搬送し、現像ローラ４１に供給する。なお、パドル４２は、同図のＸ方向の前後にのみ現像剤を搬送し、その回転軸方向（Ｙ方向）には現像剤を搬送しない。
【００４３】
回転撹拌部材として機能するスクリュウ４３は、図１においてＣＷ方向に回転する。回転により図２の矢印で示す回転軸方向に現像剤を搬送して、現像剤を攪拌・搬送し、パドル４２に供給する。
【００４４】
スクリュウ４４は図１で示すＣＣＷ方向に回転する。回転により図２の矢印で示す回転軸方向に搬送し攪拌する。現像装置４内は、仕切４０Ｐにより、現像ローラ４１、パドル４２及びスクリュウ４３が配置された現像室と、スクリュウ４４が配置された混合室とを区分する。
【００４５】
トナーは混合室の端部に設けられた補給口によりトナー補給部７から供給され、スクリュウ４４で、撹拌、搬送されキャリアと混合され、摩擦帯電により電荷が付与される。
【００４６】
現像によりトナーが消費された現像剤は矢印で示すように、パドル４２からスクリュウ４３へと搬送され、スクリュウ４３により矢印のように搬送され、受け渡し部Ｃ１と反対側に設けられた受け渡し部Ｃ４を矢印のように搬送されてスクリュウ４４に渡される。
【００４７】
受け渡し部Ｃ４は図２に示すように、画像領域の外に配置されており、受け渡し部Ｃ４の現像剤搬送方向の上流側にはトナー濃度センサＴＳが設けられ、現像剤収納部４０内の現像剤のトナー濃度を検知する。そして検知したトナー濃度に応じて、受け渡し部Ｃ４の下流側においてトナー補給部７により現像剤にトナーが補給される。
【００４８】
図１、２に示した、現像ローラ１０１、パドル４２及びスクリュウ４３、４４の回転は、不図示の駆動モータＭ４１により行われ、モータから前記各回転部材への動力伝達は、歯車（図示せず）からなる動力伝達系により行われる。
【００４９】
［トナー濃度センサの清掃部材］
図３は、スクリュウ４３に設けた清掃部材を説明する図である。図３（ａ）は、図２に示すＸ方向から見たスクリュウ４３の断面図であり、図３（ｂ）は同Ｙ方向から見たスクリュウ４３近傍の断面図である。
【００５０】
図３（ａ）、（ｂ）に示すとおり、トナー濃度センサＳの検知面Ｓと、スクリュウ４３の回転軸ＳＨとは平行となっている。
【００５１】
図３（ａ）に示すとおり、清掃部材４３０は、スクリュウ４３に設けられている。清掃部材４３０は弾性体からなるシート状の部材であり、例えば、幅（Ｙ方向長さ）９ｍｍ、長さが８ｍｍ、厚さ０．０７５ｍｍのポリエステルフィルムを用いている。なおスクリュウ４３の軸ＳＨに対しては３ｍｍ長さで両面テープにより接着しており、清掃部材４３０の自由長は５ｍｍに設定している。また幅方向の長さはトナー濃度センサＴＳの検知面Ｓの直径よりも長く、中心位置をほぼ一致させている。清掃部材４３０は弾性体のシートからなり回転撹拌部材として機能するスクリュウ４３の回転に伴いトナー濃度センサＴＳの検知面Ｓ上の現像剤を掃く。検知面Ｓにトナーが滞留している場合には、正常なトナー濃度検知ができないからである。
【００５２】
［食い込み量］
また図３（ａ）に示すように現像装置４に取り付けていない状態においては、清掃部材４３０は曲がっておらずその先端と、スクリュウ４３の回転軸ＳＨとの中心との距離はＬ２である。そして図３（ｂ）に示すように現像装置４に取り付けた状態では、軸ＳＨの中心とトナー濃度センサＴＳの検知面Ｓとの距離はＬ１である。清掃部材４３０による検知面Ｓへの接触圧は、食い込み量と相関関係があり、食い込み量Ｌ３は、Ｌ３＝Ｌ２−Ｌ１により導きだせる。生産工程において距離Ｌ２の測定は、現像装置４の現像剤収納部４０に、トナー濃度センサＴＳを取り付けずにスクリュウ４３を取り付けた状態で、清掃部材４３０の先端の位置を測定する。測定手段としてはダイヤルゲージあるいは、レーザ変位計を用いて、数十μｍオーダで測定することが好ましい。
【００５３】
図４は、実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。画像形成同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成装置として既知の部分については省略してある。
【００５４】
現像装置４の記憶部４００には、現像装置の構成に関する固有の特性値が記憶されている。現像装置の固有の特性値としては例えば、シート部材とトナー濃度センサＴＳとの検知面との接触圧情報の特性値である。接触圧情報としては例えば生産工程で測定した食い込み量の値を入力する。
【００５５】
制御部Ａ１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えており、ＣＰＵがプログラムに従って画像形成装置の各種制御を実行する制御手段として機能する。ＲＯＭには、制御を行うための各種プログラムやデータが記憶されている。ＲＡＭにおいてはＣＰＵによってワークエリアとして利用され、ＣＰＵが画像形成装置の制御を実行する際に必要なプログラムやデータを一時的に記憶する。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭに展開されたプログラム及びデータに基づき、画像形成装置全体の制御を実行する。
【００５６】
そして制御部Ａ１は摺動回数積算カウンタＡ１０１、及び記憶部Ａ１００を有する。摺動回数積算カウンタでは現像装置４が取り付けられた以降の摺動回数の積算値をカウントして記憶しておく。摺動回数とは、清掃部材４３０とトナー濃度センサＴＳの検知面との接触回数のことであり、現像装置４のスクリュウ４３の総回転数に相当し、現像装置４を駆動する駆動モータＭ４１の回転量の情報を取得し、当該回転量から総回転数を算出する。当該摺動回数の積算値のカウントを「現像装置の使用量」として用いる。なお積算値のリセットは、現像装置４が交換された等によりトナー濃度センサＴＳが新しくなった場合に行う。なお摺動回数の換わりに現像装置４により画像形成した用紙の総枚数、あるいは駆動モータＭ４１の総回転時間を用いてもよい。
【００５７】
記憶部Ａ１００には、トナー濃度補正制御テーブル等の各種の補正制御テーブルが記憶されている。
【００５８】
ここで、トナー濃度センサＴＳについて図５乃至図７を用いて説明する。図５はトナー濃度センサの入出力信号に関する説明図、図６はトナー濃度（Ｔｃ）とトナー濃度センサ出力（ＶＬ）との関係を示すグラフ、図７はトナー濃度センサ出力波形を示す図である。
【００５９】
図５、図６に示すように、コントロール電圧Ｖｃの値を可変することで、トナー濃度Ｔｃに対するトナー濃度センサ出力ＶＬは図７に示す特性を示す。従って、コントロール電圧Ｖｃをトナー濃度センサＴＳに入力すると、トナー濃度センサ出力ＶＬはコントロール電圧Ｖｃの値毎にそれぞれのトナー濃度Ｔｃで制御されることになる。
【００６０】
トナー濃度センサＴＳは検知面Ｓ近傍の現像剤に含まれるキャリアの透磁率を測定する。図７に示すようにトナー濃度センサＴＳの出力は、一定周期の出力波形となる。これは検知面Ｓ近傍には、スクリュウ４３の回転周期に対応して検知面Ｓの近傍にはスクリュウ４３あるいは清掃部材４３０が近づいたり、現像剤が近づいたりするためである。トナー濃度の検知、同図に示す出力波形のうち検知面Ｓに現像剤が近づいた際の出力電圧に基づいて行う。同図に示す例では、周期波形のうち最大電圧値ｖ１を現像剤の出力値と見なして、トナー濃度の測定を行う。
【００６１】
なお、実施の形態では、トナー濃度の制御をトナー濃度センサＴＳに入力するコントロール電圧値に基づいて行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、コントロール電圧値は固定として、トナー濃度センサ出力の出力変化分だけ制御しきい値を変更しても、同様の効果が得られる。
【００６２】
［制御フロー］
図８は、本実施形態に係る制御フローに先だって行う、現像装置４の生産工程での処理を説明する図である。
【００６３】
生産工程において、ステップＳ１１では、前述のとおり現像装置４を組み立てた状態における、清掃部材４３０のトナー濃度センサＴＳの検知面Ｓへの食い込み量Ｌ３を測定する。
【００６４】
ステップＳ１２では、生産工程において、工程の制御パソコン等から現像装置４の不図示の入出力端子からアクセスすることによりステップＳ１１で測定した食い込み量Ｌ３を、記憶部４００に書き込む。なお生産工程においてトナー濃度センサＴＳの感度特性を測定して、併せてその情報を記憶部４００に書き込むようにしてもよい。以上までは、生産工程で行う処理である。
【００６５】
次に画像形成装置の制御部Ａ１で行う制御フローについて説明する。図９は本実施形態に係る画像形成装置が実行する制御フローである。同図に示す制御フローは制御部Ａ１のＣＰＵとＲＯＭに記憶されているプログラムの協働によるソフトウエア処理により実行される処理である。
【００６６】
ステップＳ１２の処理を実行した現像装置４を使用者が画像形成装置に取り付けた後、ステップＳ２１では、画像形成装置に取り付けられている現像装置４の記憶部４００から食い込み量Ｌ３の情報の読込を行う（特性値取得工程）。
【００６７】
ステップＳ２２では、制御部Ａ１は当該現像装置４の摺動回数ｔの情報を取得する。これは当該現像装置４の使用開始からの総摺動回数が摺動回数積算カウンタＡ１０１に記憶されているので、当該カウンタから情報を取得することにより行う（使用量取得工程）。
【００６８】
次にステップＳ２３では記憶部Ａ１００に記憶されているトナー濃度補正用の制御テーブルを参照して、ステップＳ２１、Ｓ２２で取得した食い込み量Ｌ３と摺動回数ｔの情報から補正量を決定する。
【００６９】
ここで、食い込み量Ｌ３と摺動回数ｔと補正量の関係について図１０、図１１を用いて説明する。図１０は、摺動回数ｔと検知面Ｓ上のトナーの融着量との関係を示す図である。ここでいう融着とは清掃部材４３０がトナー濃度センサＴＳの検知面Ｓとの摺動に伴う摩擦熱や圧力によりトナーが検知面に付着することをいい、融着量とは検知面Ｓに付着したトナーの質量（あるいは厚み）のことである。融着量は、清掃部材４３０の当接時における検知面Ｓへの接触圧（当接圧）に比例する。接触圧が大きいほど融着は発生しやすい。そして接触圧は食い込み量Ｌ３に依存する。
【００７０】
図１０は、そのような関係を説明する図であり、食い込み量がゼロつまり清掃部材４３０と検知面Ｓが非接触の場合には、融着はほとんど発生しない。つまり摺動回数ｔが増えても融着量はゼロのままである。一方食い込み量Ｌ３が大きい場合には、融着は発生しやすく、摺動回数ｔに対する融着量の増加傾きも大きい傾向となる。なお生産工程において、食い込み量Ｌ３は部品のばらつき公差を考慮し、ばらつきが最大となった場合でも食い込み量はゼロよりも大きくなるように設定している。本実施形態においては例えば設計の狙いの中心値は１．３ｍｍに設定している。また食い込み量に対する融着量は当然ながらスクリュウ４３の回転速度や、トナーの軟化点温度その他のトナー物性により異なることになる。
【００７１】
図１１は、現像剤収納部４０に同一のトナー濃度の現像剤を収納している条件下における、検知面Ｓ上のトナーの融着量とトナー濃度センサＴＳの出力との関係を示す図である。融着量が多いほど、トナー濃度センサＴＳの出力値は小さくなる。図６で示したとおりトナー濃度が高いほど、出力値は小さくなる傾向であり、図１１に示すように、検知面Ｓ上の融着量が増加するほど、その影響によりトナー濃度が高いと誤認識することが分かる。
【００７２】
そして本実施形態においては予め食い込み量Ｌ３の異ならせる等、複数の条件で実験することにより、食い込み量と摺動回数ｔに対するトナー濃度センサＴＳの出力変化のデータを得ておき、そのデータに基づいて制御テーブルの値を決定している。つまり現像装置４の「特性値」と「使用量」との情報に基づく補正の制御テーブルを予め記憶部Ａ１００に記憶しておき、その制御テーブルを参照することによりトナー濃度に対応するトナー濃度センサＴＳの信号を補正している。言い換えると、記憶されている特性値としての食い込み量Ｌ３と、現像装置４の使用量に基づいて、その使用量におけるトナー濃度検知センサＴＳの検知感度を推定し、推定した検知感度に基づいて現像剤収納部内の現像剤のトナー濃度の制御を行っている。
【００７３】
図９の制御フローの説明に戻る。ステップＳ２４では、制御部Ａ１はステップＳ２３で決定した補正量に基づいてトナー濃度検知センサの検知信号を補正して終了する（信号補正工程）。
【００７４】
このようにすることにより本実施の形態によれば、コストを増大させることなく、現像装置の構成部品の特性値を考慮してトナー濃度検知センサの信号を補正制御をすることにより精度よくトナー濃度を制御することが可能な現像装置及び画像形成装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の画像形成部を示す断面構成図である。
【図２】実施形態に係る現像装置の上面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２に示すＸ方向から見たスクリュウ４３の断面図であり、図３（ｂ）は同Ｙ方向から見たスクリュウ４３近傍の断面図である。
【図４】実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】トナー濃度センサの入出力信号に関する説明図である。
【図６】トナー濃度（Ｔｃ）とトナー濃度センサ出力（ＶＬ）との関係を示すグラフである。
【図７】トナー濃度センサ出力波形を示す図である。
【図８】本実施形態に係る制御フローに先だって行う、現像装置４の生産工程での処理を説明する図である。
【図９】本実施形態に係る画像形成装置が実行する制御フローである。
【図１０】摺動回数ｔとトナー融着量との関係を示す図である。
【図１１】トナー融着量とトナー濃度センサＴＳの出力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  感光体
２  帯電極
３  露光部
４  現像装置
４００  記憶部
４０  現像剤収納部
４３、４４  スクリュウ
４３０  清掃部材
ＴＳ  トナー濃度センサ
Ｓ  検知面
７  トナー補給部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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