(57)【要約】【課題】現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正すること。【解決手段】トナー濃度検知センサ４５に近接している攪拌スクリュー４４を、少なくとも第１の回転速度と第２の回転速度の２段階に変化させて回転させ、第１の回転速度の際にトナー濃度検知センサ４５により検知した値と、第２の回転速度の際にトナー濃度検知センサ４５により検知した値と、の差に基づいて、トナー濃度検知センサ４５又はトナー補給部１１０を制御する際に使用する制御値を補正する。【選択図】図３
2009145373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像部内のトナーにより顕像化し、顕像化されたトナー像をシートに転写して、シートに画像を形成する画像形成装置であって、
トナーとキャリアからなる２成分の現像剤を担持する現像剤担持体と、
当該現像剤担持体に前記現像剤を供給し、且つ前記現像剤担持体から剥離した前記現像剤を回収し、前記現像剤担持体の回転軸と平行な方向に前記現像剤を搬送する第１のスクリューと、
当該第１のスクリューと反対方向に前記現像剤を搬送し、前記第１のスクリューとの間で前記現像剤を循環させる第２のスクリューと、
磁気コイルにて前記現像剤の透磁率を検知することにより前記現像部内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記現像部へトナーを補給するトナー補給部と、
画像形成装置内の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第１のスクリュー、前記第２のスクリューのうち前記濃度検知センサが近接されている方のスクリューを、少なくとも第１の回転速度と第２の回転速度の２段階に変化させて回転させ、前記第１の回転速度の際に前記濃度検知センサにより検知した値と、前記第２の回転速度の際に前記濃度検知センサにより検知した値と、の差に基づいて、前記濃度検知センサ又は前記トナー補給部を制御する際に使用する制御値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御値は、前記濃度検知センサに印加する電圧の値である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御値は、前記トナー補給部からのトナーの補給量である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の回転速度は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する際の回転速度と同じ速度である請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２の回転速度は、前記第１の回転速度より速い請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２の回転速度は、前記第１の回転速度の１．５〜３倍である請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記現像部が所定時間以上停止した場合に、前記制御値を補正する動作を実行する請求項１乃至６の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記所定時間は３０分である請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像部の停止時間をＴｓ、前記現像部の停止後の動作時間をＴｍとした場合、前記制御部が前記制御値を補正する動作を実行する時間間隔は、１／（Ｔｓ−Ｔｍ）に比例し、且つ、Ｔｓ≦Ｔｍの場合は、前記制御値を補正する動作を実行しない請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、画像形成装置内の湿度が高いほど、前記制御値を補正する動作を実行する間隔を短くする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第１のスクリュー又は前記第２のスクリューにパドル又はピンが設置されている請求項１乃至１０の何れか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーによりシート上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、感光体（像担持体）に静電潜像を形成して現像部内のトナーにより顕像化し、シート上に画像を形成する。画像形成装置に使用される現像剤は、キャリアとトナーにより構成される２成分のものがあり、２成分の現像剤を収容する現像部は画像形成動作によりトナーを消費する。従って、現像部内のトナー濃度をセンサにより検知し、その検知結果に基づいてトナー補給部により適正な量のトナーを現像部に補給し、現像部内のトナー濃度を一定に保つような制御がなされている。
【０００３】
現像部内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサとして、例えば透磁率の変化を検知することにより現像部内のトナー量を把握するものがある。このトナー濃度検知センサの構造を詳しく説明すると、コイルに一定の電圧を印加し、現像剤の透磁率の変化に応じて変化する電流値を検知し、その電流値から現像部内のトナー濃度を把握するものである。現像剤の透磁率は現像剤中のキャリアの嵩密度に依存し、キャリアの嵩密度が高く透磁率が高いと現像部内のトナー濃度が低いと把握でき、キャリアの嵩密度が低く透磁率が低いと現像部内のトナー濃度が高いと把握できる。
【０００４】
通常、トナー濃度検知センサにより現像部内のトナー濃度を検知する場合は、現像部内の攪拌スクリューを回転させて現像剤を流動させているが、現像剤が劣化したり、現像部が長時間停止したり、湿度が変化したりすると、現像剤の流動性が変化して現像剤の空気の取り込み量が変化する。その結果、キャリアの嵩密度が変化することになり、トナー濃度検知センサにより検知して把握したトナー濃度と、実際のトナー濃度との関係が変化してしまい（以下、この現象を「検知ズレ」という。）、現像部内のトナー濃度を一定に保つ制御が適正に実施出来なくなる。
【０００５】
そこで、現像剤の流動性の変化を考慮し、現像部内のトナー濃度を一定に保つ制御を補正する技術が各種提案されている。特許文献１に記載の技術は、現像部の停止状態をトナー濃度を一定に保つ制御の基準とし、現像部の停止時間と作動時間に基づいて、制御を補正するという技術である。また、特許文献２に記載の技術は、圧電振動子により現像剤の流動性を検出し、流動性の検出データに基づいて、トナー濃度検知センサの出力値を補正するという技術である。
【特許文献１】特開２０００−７５６１７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の技術は、現像部の停止時間と作動時間に基づいて見込みで補正を行うものであり、トナー濃度を一定に保つ制御に対して正確な補正を行えるとは限らない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の技術は、トナー濃度検知センサ以外に圧電振動子を用いる必要があるため、現像部の構成が複雑となる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正する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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
像担持体上に形成された静電潜像を現像部内のトナーにより顕像化し、顕像化されたトナー像をシートに転写して、シートに画像を形成する画像形成装置であって、
トナーとキャリアからなる２成分の現像剤を担持する現像剤担持体と、
当該現像剤担持体に前記現像剤を供給し、且つ前記現像剤担持体から剥離した前記現像剤を回収し、前記現像剤担持体の回転軸と平行な方向に前記現像剤を搬送する第１のスクリューと、
当該第１のスクリューと反対方向に前記現像剤を搬送し、前記第１のスクリューとの間で前記現像剤を循環させる第２のスクリューと、
磁気コイルにて前記現像剤の透磁率を検知することにより前記現像部内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサと、
前記現像部へトナーを補給するトナー補給部と、
画像形成装置内の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第１のスクリュー、前記第２のスクリューのうち前記濃度検知センサが近接されている方のスクリューを、少なくとも第１の回転速度と第２の回転速度の２段階に変化させて回転させ、前記第１の回転速度の際に前記濃度検知センサにより検知した値と、前記第２の回転速度の際に前記濃度検知センサにより検知した値と、の差に基づいて、前記濃度検知センサ又は前記トナー補給部を制御する際に使用する制御値を補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置によれば、現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明に係る画像形成装置の概略図である。
【００１２】
画像形成装置Ａは画像形成ユニットを横方向に配列した構成となっている。
【００１３】
画像形成装置Ａは、タンデム型画像形成装置と称せられるもので、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体７と、図示しない給紙搬送装置と、定着装置から構成されている。
【００１４】
画像形成装置Ａは、中間転写体７を水平に配設し、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを横方向に並べて配設している。
【００１５】
イエロー色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは、感光体（像担持体）１Ｙの周囲に配置された帯電部２Ｙ、露光部３Ｙ、現像部４Ｙ、転写部５Ｙ、及びクリーニング部６Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは、感光体１Ｍ、帯電部２Ｍ、露光部３Ｍ、現像部４Ｍ、転写部５Ｍ、及びクリーニング部６Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは、感光体１Ｃ、帯電部２Ｃ、露光部３Ｃ、現像部４Ｃ、転写部５Ｃ、及びクリーニング部６Ｃを有する。黒色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは、感光体１Ｋ、帯電部２Ｋ、露光部３Ｋ、現像部４Ｋ、転写部５Ｋ、及びクリーニング部６Ｋを有する。従って、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとは一対一で対向する構成となる。
【００１６】
中間転写体７は、複数のローラ７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００１７】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体７上に転写部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより逐次転写され（一次転写）、中間転写体７上で重ね合わされ、カラー画像となる。図示しない給紙カセット内に収容されたシートＳは、図示しない給紙搬送装置により給紙され、レジストローラ２０を経て二次転写部８に搬送され、シートＳ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラー画像が転写されたシートＳは、図示しない定着装置により定着処理され、図示しない排紙ローラに挟持されて機外の図示しない排紙トレイ上に載置される。
【００１８】
二次転写部８によりシートＳにカラー画像を転写した後、シートＳを分離した中間転写体７は、図示しないクリーニング部により残留トナーが除去される。
【００１９】
なお、本実施形態における画像形成装置Ａは電子写真方式によりシートＳにカラー画像を形成するものであるが、本発明に係る画像形成装置は本実施形態に限定されるものではなく、モノクロ画像専用の画像形成装置であってもよい。
【００２０】
図２は画像形成装置Ａの制御系のブロック図であり、代表的な制御構成を示している。
【００２１】
ＣＰＵ１０１は画像形成装置Ａ全体の動作を制御するものであり、システムバス１１１を介して、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等に接続されている。このＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている各種制御プログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開したプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１０３に格納するとともに操作表示部１０５に表示させる。そして、ＲＡＭ１０３に格納した処理結果を所定の保存先に保存させる。尚、本実施形態においては、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３と協働することにより制御部を構成する。
【００２２】
ＲＯＭ１０２は、プログラムやデータ等を予め記憶しており、この記録媒体は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。
【００２３】
ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によって実行される各種制御プログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【００２４】
ＨＤＤ１０４は、画像読取部１０６で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする機能を有する。磁性体を塗布または蒸着した金属のディスクを一定の間隔で重ね合わせた構造になっており、これをモータで高速に回転させて磁気ヘッドを近づけてデータを読み書きする。
【００２５】
操作表示部１０５は各種の設定を可能にするものである。操作表示部１０５は例えばタッチパネル形式となっており、ユーザーが操作表示部１０５を通じて入力することによりカラー印刷やモノクロ印刷に関する条件が設定される。また、ネットワーク設定の情報等、各種の情報が操作表示部１０５に表示される。
【００２６】
画像読取部１０６は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。カラー原稿を読み取る場合は一画素当りＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。
【００２７】
画像読取部１０６によって生成された画像データや、画像形成装置Ａに接続されたＰＣから送信される画像データは画像処理部１０７によって画像処理される。画像形成装置Ａでカラー印刷を実行する場合は、画像読取部１０６等によって生成されたＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の画像データを画像処理部１０７における色変換ＬＵＴに入力し、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ（Ｙｅｌｌｏｗ）・Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）・Ｃ（Ｃｙａｎ）・Ｂｋ（Ｂｌａｃｋ）の画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正を行ったり、濃度補正ＬＵＴを参照して網点などのスクリーン処理を行なったり、細線を強調するためのエッジ処理を行ったりする。
【００２８】
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋや中間転写体７等から構成される画像形成部１０８は、画像処理部１０７によって画像処理された画像データを受け取り、シートＳ上に画像を形成する。
【００２９】
現像モータ１０９は現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内の現像スリーブ４１Ａ、供給スクリュー４３、攪拌スクリュー４４を回転させる。
【００３０】
トナー濃度検知センサ４５は現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度を検知するものであり、検知結果に基づいて適正な量のトナーがトナー補給部１１０から現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋへ補給される。
【００３１】
図３は、現像部４Ｙの拡大断面図である。
【００３２】
画像形成装置Ａにおける現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋはほぼ同じ構成であるため、ここでは現像部４Ｙを用いて詳しく説明する。
【００３３】
現像部４Ｙは、現像部枠体４０、現像ローラ（現像剤担持体）４１、規制部材４２、供給スクリュー（第１のスクリュー）４３、撹拌スクリュー（第２のスクリュー）４４等から構成されている。
【００３４】
現像部枠体４０は幅寸法ｗ１の筐体からなり、内部に現像ローラ４１、供給スクリュー４３、及び攪拌スクリュー４４を回転自在に保持すると共に、規制部材４２を保持する。供給スクリュー４３と攪拌スクリュー４４は、現像部枠体４０の底部から直立した仕切板４０１を挟んで両側に設置されている。
【００３５】
現像ローラ４１は現像スリーブ４１Ａと固定磁極部材４１Ｂから構成される。現像ローラ４１は、感光体１Ｙの回転中心から仰角θ１の位置に回転中心が位置するように配置される。ここでいう仰角とは、感光体１Ｙの回転中心から現像ローラ４１の回転中心に向かう線が感光体１Ｙの回転中心を通る水平線となす角度をいう。現像ローラ４１を供給スクリュー４３の上方に配置することにより、現像部枠体４０の幅寸法ｗ１の増大を防ぎ、画像形成装置Ａの横方向の寸法増大を防ぐ。
【００３６】
現像スリーブ４１Ａには、現像バイアスとして交流電源Ｅ１による交流電圧と、直流電源Ｅ２による直流電圧とが重畳される。現像スリーブ４１Ａは時計方向に回転し、現像スリーブ４１Ａの外径は例えば２５ｍｍである。現像スリーブ４１Ａの画像形成時の回転速度は３００ｒｐｍである。
【００３７】
固定磁極部材４１Ｂは、現像スリーブ４１Ａの内側に固定的に配設され、５極の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。磁極Ｎ１は現像極、磁極Ｎ２は規制極である。互いに隣接する第１の反発磁極としての剥取磁極Ｓ１と第２の反発磁極としての汲上磁極Ｓ２とは同極性で、２つの磁極Ｓ１、Ｓ２により反発極Ｓ０が形成される。剥取磁極Ｓ１は現像ローラ４１回転方向の上流側に形成され、汲上磁極Ｓ２は下流側に形成される。磁極Ｓ３は搬送極である。固定磁極部材４１Ｂの５極の磁極は、現像ローラ４１の回転方向に、現像極Ｎ１、剥取磁極Ｓ１、汲上磁極Ｓ２、規制極Ｎ２、搬送極Ｓ３の順に形成される。
【００３８】
固定磁極部材４１Ｂは、現像極Ｎ１の磁力線の中心が感光体１上に形成される現像領域に向かう角度で現像部枠体４０に取り付けられる。本実施形態において、固定磁極部材４１Ｂは、現像極Ｎ１が感光体１Ｙの回転中心から現像ローラ４１の回転中心に向かう仰角θ１の直線に対して感光体１Ｙの回転方向の上流側に約４°傾いた角度となるように、現像部枠体４０に取り付けられる。
【００３９】
反発極Ｓ０の磁力線は固定磁極部材４１Ｂから供給スクリュー４３の回転中心近傍へ向かう角度に形成される。規制極Ｎ２の磁力線は固定磁極部材４１Ｂから規制部材４２の先端に向かう角度に形成される。剥取磁極Ｓ１は現像剤剥ぎ取り用の磁極であり、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤を剥ぎ取り落下させる。汲上磁極Ｓ２は現像剤受け入れ用のであり、供給スクリュー４３により供給された現像剤を汲み上げて現像スリーブ４１Ａ上に付着させる。
【００４０】
現像極Ｎ１と反発極Ｓ０とのなす角度α１と、反発極Ｓ０と規制極Ｎ２とのなす角度α２とは現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂの間で同一であり、現像部４Ｙ内における現像剤の搬送性能に影響を有する特に重要な角度である。
【００４１】
規制部材４２は、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤の量を規制する。規制部材４２は固定磁極部材４１Ｂの規制極Ｎ２の近傍に設置されており、所定量の現像剤が規制部材４２を通過して感光体１Ｙとの対向位置に搬送される。
【００４２】
供給スクリュー４３は、現像剤を回転軸方向に搬送しながら現像ローラ４１に向けて現像剤を供給し、現像を終えた現像剤を現像ローラ４１から回収して攪拌スクリュー４４に送り込む。
【００４３】
攪拌スクリュー４４は供給スクリュー４３に平行配置され、図示しないトナー補給部から補給される新規のトナーと、現像スリーブ４１Ａから供給スクリュー４３を経て還流される現像剤とを混合、攪拌して供給スクリュー４３の上流部に搬送する。
【００４４】
供給スクリュー４３、攪拌スクリュー４４は何れも螺旋状に形成されたスクリュー部材である。
【００４５】
トナー濃度検知センサ４５は攪拌スクリュー４４の近傍に設置されており、現像部４Ｙ内のトナー濃度をトナー濃度検知センサ４５で検知する際は攪拌スクリュー４４が回転する。トナー濃度検知センサ４５は、コイルに一定の電圧を印加し、現像剤の透磁率の変化に応じて変化する電流の出力値を読み取り、その出力値から現像部４Ｙ内のトナー濃度を把握する。出力値とトナー補給時間との関係を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2009145373.tif 000003
【００４７】
表１に示すデータテーブルはＲＯＭ１０２に記憶されており、トナー補給部により現像部４Ｙへトナーを供給する際に参照される。例えば、トナー濃度検知センサ４５で読み取った電流の出力値が２．０８Ｖであった場合、トナー補給部によるトナー補給時間は５４ｍｓｅｃである。
【００４８】
図４を用いて、現像部４Ｙにおける現像剤の循環動作について説明する。
【００４９】
現像ローラ４１から供給スクリュー４３を経て攪拌スクリュー４４に還流される現像剤と、トナー補給部１１０から補給される新規のトナーとが図４におけるα領域で合流する。α領域で合流した現像剤は攪拌スクリュー４４により攪拌されながらＸ１方向に搬送される。
【００５０】
Ｘ１方向に搬送された現像剤は、攪拌スクリュー４４の下流側に形成された第１開口部４０２を通過して、Ｘ２方向に搬送され、供給スクリュー４３における現像剤移動方向の上流側に導入される。導入された現像剤は供給スクリュー４３により撹拌されつつＸ３方向に搬送される。
【００５１】
供給スクリュー４３はＸ３方向に現像剤を搬送しつつ、Ｘ４方向に現像剤を放出して現像ローラ４１上に供給する。現像ローラ４１上に担持された現像剤は、現像ローラ４１と感光体１Ｙとが対向する領域において感光体１Ｙにおける静電潜像をトナーにより顕像化する処理がされる。当該処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、現像スリーブ４１Ａにより搬送され、固定磁極部材４１Ｂの剥取磁極Ｓ１により現像ローラ４１から剥ぎ取られる。
【００５２】
現像ローラ４１から剥ぎ取られた現像剤はＸ５方向に移動し、供給スクリュー４３に搬送される。搬送された現像剤は、供給スクリュー４３によってＸ６方向に搬送され、供給スクリュー４３の下流側に形成された第２開口部４０３を通過して、Ｘ７方向に搬送され、攪拌スクリュー４４の現像剤移動方向の上流側に導入される。
【００５３】
現像剤は上述のような循環系で搬送されるが、一部の現像剤は攪拌スクリュー４４と供給スクリュー４３の間を矢印Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３，Ｘ６、Ｘ７で示すように循環する。
【００５４】
図４におけるＳＥ領域はトナー濃度検知センサ４５によりトナー濃度を検知する領域であり、攪拌スクリュー４４により十分攪拌された状態の現像剤に対して検知される。
【００５５】
トナー濃度検知センサ４５（図３参照）は、現像剤の透磁率の変化をもとにトナー濃度を把握している。現像剤の透磁率は現像剤中のキャリアの嵩密度に依存し、キャリアの嵩密度が高く透磁率が高いと現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度が低いと把握でき、キャリアの嵩密度が低く透磁率が低いと現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度が高いと把握できる。
【００５６】
キャリアの嵩密度は、一定体積中のキャリア、トナー、空気の３つの比率で決定される。現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度が変化した場合、一定体積中のトナーの比率が変化するためにキャリアの嵩密度も変化することになるが、現像剤が劣化したり、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが長時間停止したり、湿度が変化したりして現像剤の流動性が変化した場合、現像剤の空気の取り込み量に反映されて一定体積中の空気の比率が変化し、キャリアの嵩密度が変化する。
【００５７】
従って、トナー濃度検知センサ４５が近接する攪拌スクリュー４４の回転数を変化させたときのキャリアの嵩密度の変動は、現像剤の空気の取り込み量のみによって変動するため、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度がどのような値であっても、攪拌スクリュー４４の回転数を変化させて、その時のトナー濃度検知センサ４５の検知結果の差分に基づいて補正を行えば現像剤の流動性変化に基づく検知ズレを補正することが出来る。以下、この補正動作について詳しく説明する。
【００５８】
図５は現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内のトナー濃度を一定に保つ制御を補正する動作を示すフローチャート図である。
【００５９】
図５に示す一連の動作は、所定のプログラムに基づき、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３と協働することにより実行される。
【００６０】
まず、トナー濃度検知センサ４５が近接する攪拌スクリュー４４を低速で回転させる（ステップＳ１）。ステップＳ１における攪拌スクリューの回転速度は２００ｒｐｍであり、例えば画像形成時の回転速度（感光体上に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する際の回転速度）と同じである。
【００６１】
次に攪拌スクリュー４４を低速で回転させた状態におけるトナー濃度検知センサ４５の出力値を取得すべく、ステップＳ２においてトナー濃度検知センサ４５に電圧Ｖｃ（例えば８Ｖ）を印加し、トナー濃度検知センサ４５の出力値Ｖ１を読み取る。読み取った出力値Ｖ１はＲＡＭ１０３に一旦記憶される。画像形成時と同じ回転速度にしてその際の出力値Ｖ１を利用して補正動作を行えば、画像形成時の状態と近い状態を考慮して補正することになるため、画像形成時に適切なトナー濃度を維持することが出来る。
【００６２】
そして、攪拌スクリュー４４の回転速度を変化させるべく、今度は攪拌スクリュー４４を高速で回転させる（ステップＳ３）。ステップＳ３における攪拌スクリュー４４の回転速度は例えば４００ｒｐｍである。攪拌スクリュー４４を高速で回転させる理由は、現像剤の空気の取り込み量が多くなり、トナー濃度検知センサ４５の出力値が迅速に変化して補正時間を低減出来るからである。
【００６３】
ステップＳ３における攪拌スクリュー４４の回転速度は、ステップＳ１における攪拌スクリュー４４の回転速度の１．５倍〜３倍であることが好ましい。１．５倍未満であると、現像剤の攪拌された状態の変化が小さく、制御の補正に誤差を生じさせる可能性があり、３倍を超えると、空気の取り込み量が多くなりすぎ、トナー濃度によってはトナー濃度検知センサの出力値に線形性がなくなり、制御の補正に誤差を生じる可能性があるためである。
【００６４】
次に攪拌スクリュー４４を高速で回転させた状態におけるトナー濃度検知センサ４５の出力値を取得すべく、ステップＳ４においてトナー濃度検知センサ４５にステップＳ２と同様に電圧Ｖｃを印加し、トナー濃度検知センサ４５の出力値Ｖ２を読み取る。読み取った出力値Ｖ２はＲＡＭ１０３に一旦記憶させる。
【００６５】
ステップＳ１〜Ｓ４の動作を通じて出力値Ｖ１と出力値Ｖ２を求めると、出力値Ｖ１から出力値Ｖ２を引いた差分を算出し（ステップＳ５）、その差分に基づいて現像剤の流動性ランクを取得する（ステップＳ６）。出力値Ｖ１から出力値Ｖ２を引いた差分と現像剤の流動性ランクの関係を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2009145373.tif 000004
【００６７】
現像剤の流動性ランクは、現像剤がＮＥＷ状態で湿度が５０％ＲＨのときに得られた差分（０．４〜０．５Ｖ）をランク０としてランクの基準とした。基準となる差分は、小さすぎると基準の状態より現像剤の流動性が上がった場合のトナー濃度検知センサ４５の感度が低くなるので好ましくなく、また大きすぎるとトナー濃度検知センサ４５の感度が高くなり測定結果に誤差が生じる確率が高くなるので、「０．４５Ｖ」とした。また、差分の変化量は０．２〜０．７Ｖの範囲内であることが好ましい。
【００６８】
差分が小さくなる方向に「−」とし、差分が大きくなる方向に「＋」として−４〜＋５の計１０のランクとした。例えば、出力値Ｖ１から出力値Ｖ２を引いた差分が０．２５であればランクは「−２」であり、出力値Ｖ１から出力値Ｖ２を引いた差分が０．７であればランクは「２」である。
【００６９】
ステップＳ６において現像剤の流動性ランクが取得すると、その流動性ランクに基づいてトナー濃度検知センサへ印加する電圧Ｖｃを補正するか又はトナー補給量の係数を補正するか、何れかを行う（ステップＳ７）。つまり、制御値であるＶｃやトナー補給量の係数を補正する。
【００７０】
トナー濃度検知センサ４５へ印加する電圧Ｖｃを補正する場合は、表３に示す流動性ランクとＶｃとの関係が規定されているデータテーブルが参照される。表３に示されるデータテーブルはＲＯＭ１０２に記憶されている。
【００７１】
【表３】
2009145373.tif 000005
【００７２】
図５に示すステップＳ５で算出した差分が大きいほど、現像剤における空気の取り込み量が多くなっていることになり、現像剤の流動性は悪いということになる。現像剤の流動性が悪いと、トナー濃度検知センサ４５の出力値は低下し、トナー濃度が高く検知されるように検知ズレが発生する。そこで、ランク０より差分が大きい（ランクが＋側に大きい）と現像剤の流量性によりトナー濃度が高く検知されるようになるため、トナー濃度検知センサ４５へ印加する電圧Ｖｃをランク０の電圧Ｖｃより高くする。また、ランク０の差分より小さい（ランクが−側に大きい）と現像剤の流量性によりトナー濃度が低く検知されるようになるため、電圧Ｖｃをランク０の電圧Ｖｃより低くする。
【００７３】
トナー補給量の係数を補正する場合は、表４に示す流動性ランクとトナー補給量の係数との関係が規定されているデータテーブルが参照される。表４に示されるデータテーブルはＲＯＭ１０２に記憶されている。
【００７４】
【表４】
2009145373.tif 000006
【００７５】
表４におけるトナー補給量の係数はトナー補給動作の時間に積算する係数であり、トナー補給量の係数を補正するとトナー補給量を補正することになる。
【００７６】
図５に示すステップＳ５で算出した差分が大きいほど、現像剤における空気の取り込み量が多くなっていることになり、現像剤の流動性は悪いということになる。現像剤の流動性が悪いと、トナー濃度検知センサ４５の出力値は低下し、トナー濃度が高く検知されるように検知ズレが発生する。そこで、ランク０より差分が大きい（ランクが＋側に大きい）と現像剤の流量性によりトナー濃度が高く検知されるようになるため、トナー補給量の係数を大きくしてトナー補給動作の時間を長くする。また、ランク０の差分より小さい（ランクが−側に大きい）と現像剤の流量性によりトナー濃度が低く検知されるようになるため、トナー補給量の係数を小さくしてトナー補給動作の時間を短くする。
【００７７】
ところで、図５で説明した補正動作を実施するタイミングは、現像剤の流動性が大きく変化する条件下において頻繁に行うことが好ましい。例えば現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが長時間停止した状態から動作を開始した初期の段階であったり、高湿下において画像形成装置Ａが動作する場合である。ここでは具体的に図６、図７に基づいて補正動作を実施するタイミングについて説明する。
【００７８】
図６は現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの停止時間Ｔｓと停止後の動作時間Ｔｍに基づいて図５に示す補給動作を実行することを説明するフローチャート図である。
【００７９】
図６に示す一連の動作は、所定のプログラムに基づき、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３と協働することにより実行される。
【００８０】
まず画像形成装置Ａにおける画像形成のジョブが開始されると（ステップＳ１１）、ジョブ開始前の現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの停止時間Ｔｓが３０分より長かったか否か判断する（ステップＳ１２）。停止時間Ｔｓ及び後述する動作時間Ｔｍは画像形成装置Ａに設置したタイマーにより計測する。停止時間Ｔｓが３０分よりも短い場合は（ステップＳ１２；Ｎｏ）、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが停止したことによるトナー濃度の検知ズレは生じないものと判断し、図５に示す補正動作を実行せず、図６には示していないがトナー濃度検知センサ４５により約１秒間隔でトナー濃度を検知する。そして、その検知結果に基づいてトナー補給動作を実行し、ジョブが完了するまで検知動作、補給動作を継続する。
【００８１】
一方、停止時間Ｔｓが３０分以上である場合は、次に停止時間Ｔｓが停止後の動作時間Ｔｍより短いかどうか判断する（ステップＳ１４）。停止時間Ｔｓが動作時間Ｔｍよりも長い場合は（ステップＳ１４；Ｎｏ）、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが停止したことによるトナー濃度の検知ズレが発生し、また現像剤の状態が停止前の状態に戻っていないものと判断し、図５に示した補正動作を実行し（ステップＳ１５）、それとともに一定の間隔でトナー濃度検知センサ４５によりトナー濃度を検知する。ステップＳ１５に示す補正動作の実行間隔は（１／Ｔｓ−Ｔｍ）に比例する間隔で実行することが好ましい。これは、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが動作を再開して徐々に停止前の状態に近づくため、現像剤の状態変化を考慮して無駄なく適正な間隔で補正動作を実行するためである。
【００８２】
ステップＳ１４で、停止時間Ｔｓが停止後の動作時間Ｔｍよりも短くなった場合は（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、現状剤の状態が停止前の状態に戻りトナー濃度の検知ズレは解消したものと判断し、図６には示していないがトナー濃度検知センサ４５により約１秒間隔でトナー濃度を検知する。そして、その検知結果に基づいてトナー補給動作を実行し、ジョブが完了するまで検知動作、補給動作を継続する。
【００８３】
なお、同じ条件により、図６に示した補正動作と、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの停止時間によりトナー濃度検知センサ４５の印加する電圧Ｖｃを見込みで補正する動作とを実験を通じて比較した結果、やはり図６に示した補正動作の方が現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの停止後において適正なトナー濃度を維持することが出来た。
【００８４】
以上図６で説明したように、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの停止時間と動作時間に基づいて図５に示す補正動作を実行することにより、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが長く停止した場合でも現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正することが出来る。
【００８５】
図７は画像形成装置Ａのプリント数、湿度に基づいて図５に示す補給動作を実行することを説明するフローチャート図である。
【００８６】
図７に示す一連の動作は、図６と同様に所定のプログラムに基づき、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３と協働することにより実行される。
【００８７】
まず画像形成装置Ａにおける画像形成のジョブが開始されると（ステップＳ２１）、シート上に画像を形成し（ステップＳ２２）、累積プリンタカウントを１ＵＰする（ステップＳ２３）。
【００８８】
そして湿度が７０％ＲＨかどうか判断する（ステップＳ２４）。湿度を判断する理由は、湿度により現像剤の流動性が変化してトナー濃度の検知ズレが発生し得るからである。
【００８９】
湿度が７０％ＲＨより低い場合は（ステップＳ２４；Ｎｏ）、累積プリント数が１００プリントの倍数に当たるかどうか判断し（ステップＳ２５）、累積プリント数が１０００プリントの倍数でない場合は、図７には示していないがトナー濃度検知センサ４５により約１秒間隔でトナー濃度を検知する。そして、その検知結果に基づいてトナー補給動作を実行し、ジョブが完了するまで検知動作、補給動作を継続する。
【００９０】
一方、累積プリント数が１００００プリントの倍数で当たる場合は（ステップＳ２５；Ｙｅｓ）、図５に示した補正動作を実行し、トナー濃度の検知ズレを補正する。
【００９１】
また湿度が７０％ＲＨより高い場合は（ステップＳ２４；）、累積プリント数が５０００プリントの倍数に当たるかどうか判断し（ステップＳ２７）、５０００プリントの倍数に当たる場合は、図５に示した補正動作を実行し、トナー濃度の検知ズレを補正する。つまり、画像形成装置内の湿度が高いほど、補正動作を実行する間隔を短くする。
【００９２】
以上図７で説明したように、画像形成装置Ａのプリント数や湿度に基づいて図５に示す補正動作を実行することにより、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ内の現像剤の劣化や湿度により現像剤の流動性が変化しても、現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正することが出来る。
【００９３】
図８は図７に示す補正動作を従来例と比較してトナー濃度制御を行った場合の説明図である。
【００９４】
図８は画像形成装置Ａにおいて連続して１５０Ｋ（１５万）プリントした際のトナー濃度の変化を示し、横軸は累積プリント数であり、縦軸は現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのトナー濃度である。図８における「Ａ」は図７に示す補正動作により制御したトナー濃度の経時変化を示し、「Ｂ」は表５に示すようにトナー濃度検知センサ４５へ印加する電圧Ｖｃを累積プリント数と湿度に基づいて制御したトナー濃度の経時変化を示す（Ｂにおいて例えば累積プリント数が６０Ｋで、湿度が５０％であれば、電圧Ｖｃを８．５Ｖにする）。
【００９５】
【表５】
2009145373.tif 000007
【００９６】
本実験ではトナー濃度を５％維持するように実験したところ、従来例であるＢと比較して、本発明のＡの方が適切なトナー濃度を維持出来ることが分かった。その結果として、トナー汚れやカブリのない良好が画像を維持することが出来た。
【００９７】
以上図５〜図８で説明したように、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの攪拌スクリュー４４の回転を変化させて現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのトナー濃度を一定に保つ制御を補正することにより、現像剤の流動性変化に起因するトナー濃度の検知ズレを簡易な方法により補正することが出来る。
【００９８】
図９は攪拌スクリュー４４の形状を示した拡大図である。
【００９９】
図５で示した動作では、攪拌スクリュー４４を低速の回転速度と高速の回転速度で回転されているが、現像剤の空気の取り込み量を増加して出力値Ｖ１と出力値Ｖ２の差分を大きくするために、図９（ａ）に示すように攪拌スクリュー４４のスクリュー間にパドル４４Ａを設けたり、図９（ｂ）で示すようにポール４４Ｂを設けたりしても良い。また、パドル４４Ａやポール４４Ｂを設けると、現像スリーブ４１Ａの軸方向への搬送力が低下するため、トナー濃度検知センサ４５の周辺のみにパドル４４Ａやポール４４Ｂを設置することが好ましい。
【０１００】
なお、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【０１０１】
現像剤の流動性が高すぎる場合、攪拌スクリュー４４の回転速度を変化させても、トナー濃度検知センサ４５の出力値の差分が小さく誤差を生じさせやすい。また現像剤の流星性が低すぎる場合、現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの構成によって攪拌状態が変わり、トナー濃度検知センサ４５の出力値の差分の線形性が失われ誤差が生じる場合がある。そこで、現像剤の流動性は湿度５０％ＲＨ、トナー濃度が６％のＮＥＷ状態時に静かさ密度０．５〜２．５ｇ／ｍｌの範囲である現像剤を現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに使用して本発明を実施すれば正確にトナー濃度を維持することが出来る。
【０１０２】
また、図５に示す補正動作では、攪拌スクリュー４４の回転速度を低速から高速へ変化させているが、高速から低速へ変化させてその際のトナー濃度検知センサ４５の出力値の差分に基づいて補正動作を実行しても良い。
【０１０３】
また、本実施形態ではトナー濃度検知センサ４５が攪拌スクリュー４４に近接しているため、攪拌スクリュー４４の回転速度を変化させて補正動作を行ったが、トナー濃度検知センサ４５が供給スクリュー４３に近接している場合は、供給スクリュー４３の回転速度を変化させて補正動作を行うようにし、補正動作を行う場合は、供給スクリュー４３と攪拌スクリュー４４の両方とも回転速度を変化させるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略図である。
【図２】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図３】現像部の拡大断面図である。
【図４】現像部における現像剤の循環動作を示す説明図である。
【図５】現像部内のトナー濃度を一定に保つ制御を補正する動作を示すフローチャート図である。
【図６】現像部の停止時間と停止後の動作時間に基づいて図５に示す補給動作を実行することを説明するフローチャート図である。
【図７】画像形成装置のプリント数、湿度に基づいて図５に示す補給動作を実行することを説明するフローチャート図である。
【図８】図７に示す補正動作を従来例と比較してトナー濃度制御を行った場合の説明図である。
【図９】攪拌スクリュー４４の形状を示した拡大図である。
【符号の説明】
【０１０５】
Ａ  画像形成装置
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像部
７  中間転写体
４０  現像部枠体
４１  現像ローラ
４２  規制部材
４３  供給スクリュー
４４  撹拌スクリュー
４５  トナー濃度検知センサ
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０９  現像モータ
１１０  トナー補給部
【図１】
2009145373.tif 000008
【図２】
2009145373.tif 000009
【図３】
2009145373.tif 000010
【図４】
2009145373.tif 000011
【図５】
2009145373.tif 000012
【図６】
2009145373.tif 000013
【図７】
2009145373.tif 000014
【図８】
2009145373.tif 000015
【図９】
2009145373.tif 000016