JP2006267813A - 画像形成装置および混合比計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 混合現像剤の混合比を高精度に計測する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係る画像形成装置２は、色相がほぼ同一で反射濃度および球形度が異なる２種類のトナーを混合してなる現像剤を収容する混合現像剤収容器１４と、クリーニング手段３９によってクリーニングされた中間転写手段１８上に残留するトナーの量を検出する検出手段５２と、検出手段５２が検出したトナー量に基づいて混合現像剤収容器１４内の２種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段７４とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリやそれらの複合機など電子写真方式による画像形成装置に関する。本発明は特に、色相がほぼ同一で反射濃度の異なる複数種類のトナーを有する混合現像剤を用いた画像形成装置に関する。また、混合現像剤の混合比の計測方法に関する。

ハイライト部を含む画像の画質を高めつつ現像剤の消費量を抑制するために、色相が同一で反射濃度が異なる２種類のトナーからなる混合現像剤を利用した画像形成装置が、例えば特許文献１に開示されている。

この装置では、低反射濃度のトナーの帯電量を高反射濃度のトナーの帯電量よりも小さくし、これにより低反射濃度トナーを高反射濃度トナーに比べて現像ローラから感光体ドラムに供給し易くしてある。したがって、感光体ドラム上の（露光量が少なくしたがって電位減衰レベルの小さな）低濃度の潜像領域を現像する場合、低反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の高いトナーのみを用いた場合に生じうる濃度ムラを抑制し、粒状性のないきめ細やかな画像を得ることができる。

また、現像装置内の高反射濃度トナーの量を低反射濃度トナーよりも多く設定している。したがって、感光体ドラム上の（露光量が多くしたがって電位減衰レベルの大きな）高濃度の潜像領域を現像する場合、高反射濃度トナーが主に用いられることになる。これにより、反射濃度の低いトナーのみを用いて感光体ドラム上の高濃度の潜像領域を現像する場合に比べて現像剤の消費量を抑制できる。

上記画像形成装置において、印字枚数が増えても安定して良好な画質を得るためには、現像剤の２種類のトナーの混合比を予め決められた範囲内に制御する必要がある。

特許文献２には、テストパッチ画像を感光体ドラム上に形成して該画像の反射濃度を検出し、テストパッチ画像の検出反射濃度が減少すると低反射濃度トナーをトナーホッパから補給する画像形成装置が記載されている。
特開２０００−９８７１２公報 特開２０００−２９３００９公報

しかしながら、現像剤の混合比（トナーの混合比）を感光体ドラム上のテストパッチ画像に基づいて高精度に求めることは困難である。

そこで、本発明は、高精度で容易に行える混合現像剤の混合比計測方法と、該混合比計測方法を用いて混合現像剤の混合比を計測することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
色相がほぼ同一で反射濃度および球形度が異なる２種類のトナーを混合してなる現像剤を収容する混合現像剤収容器と、
クリーニング手段によってクリーニングされた中間転写手段上に残留するトナーの量を検出する検出手段と、
検出手段が検出したトナー量に基づいて混合現像剤収容器内の２種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る混合比計測方法は、
色相がほぼ同一で反射濃度および球形度が異なる２種類のトナーを混合してなる現像剤の混合比を画像形成装置において計測する混合比計測方法であって、
中間転写手段に画像を形成する工程と、
上記画像を二次転写する工程と、
中間転写手段をクリーニング手段によってクリーニングする工程と、
クリーニングされた中間転写手段上に残留するトナーの量を検出する工程と、
検出されたトナー量に基づいて２種類のトナーの混合比を計測する工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置と混合比計測方法によれば、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーは球形度が異なるようにしているため、トナーの球形度によって影響を受けるクリーニングが行われた後の中間転写手段上に残留するトナーの量を検出することにより、該収容器内のトナーの混合比を高精度で容易に計測できる。

図１は、本発明に係る第１の実施形態であるカラープリンタを示す。プリンタ２は、像担持体として図面時計回り方向に回転駆動可能な感光体ドラム４を備える。感光体ドラム４の周囲には、該ドラムの回転方向に沿って帯電装置６、露光装置８、４つの現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋ、および中間転写ユニット１２が順に配置されている。

帯電装置６は、感光体ドラム４の表面を一様に帯電する（表面電位Ｖ_０）ためのものである。露光装置８は、画像データに応じてレーザ光８ａを感光体ドラム４上に選択的に照射し、これにより感光体ドラム上に潜像を形成するためのものである。

各現像装置１０Ｃ〜１０Ｋは、感光体ドラム４に対応するトナーを供給して潜像を顕像化するためのものである。詳しくは、現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋはそれぞれ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｙ）の現像剤をそれぞれ収容する現像剤収容器１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋと、図面反時計回り方向に回転可能に不図示のモータに駆動連結された現像ローラ１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｋとを備える。各現像ローラ１６Ｃ〜１６Ｋが回転することで、現像ローラ表面に付着した現像剤が現像ローラと感光体ドラム４との対向領域に搬送され、そこで現像剤が感光体ドラムの潜像領域に供給されることになる。各現像ローラ１６Ｃ〜１６Ｋには、バイアス電圧Ｖ_Ｂが印加されている。

現像剤収容器（混合現像剤収容器）１４Ｃ内のシアン現像剤は、色相がほぼ同一な低反射濃度および高反射濃度の２種類のトナーからなる（キャリアを含まない意味で）「一成分」の混合現像剤である。同様に、現像剤収容器（混合現像剤収容器）１４Ｍ内のマゼンタ現像剤は、色相がほぼ同一な低反射濃度および高反射濃度の２種類のトナーからなる一成分混合現像剤である。現像剤収容器１４Ｙ内のイエロー現像剤は、１種類のイエロートナーからなる。同様に、現像剤収容器１４Ｋ内のブラック現像剤は、１種類のブラックトナーからなる。混合現像剤であるシアン現像剤およびマゼンタ現像剤については後でさらに詳しく述べる。

中間転写ユニット１２は中間転写ベルト（中間転写手段）１８を備える。中間転写ベルト１８は、ポリカーボネートなどの樹脂シートからなり、中間転写ベルトの表面電気抵抗値が１０^５〜１０^１２Ω／ｃｍ^２程度となるよう樹脂シートにはカーボンブラックが分散されている。中間転写ベルト１８は、５つのローラ２０，２２，２４，２６，２８の外周で支持されている。ローラ２２は、中間転写ベルト１８にテンションを与えるテンションローラである。ローラ２０は不図示のモータに駆動連結されている。ローラ２０が回転することで、ローラ２２，２４，２６，２８が回転し、中間転写ベルト１８が図面反時計回り方向に回転することになる。ローラ２６、２８間の中間転写ベルト１８部分は、感光体ドラム４の外周と接触して、感光体ドラム上のトナー画像（シアントナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像、またはブラックトナー画像）が中間転写ベルトに転写される一次転写領域３０を形成している。

中間転写ベルト１８の回転方向に関してローラ２４の直ぐ上流側のベルト部分３４に対向して、図面時計回り方向に回転する二次転写ローラ３２が設けてある。二次転写ローラ３２は、シリコーンやウレタンなどの発泡ゴム材からなり、二次転写ローラの表面電気抵抗値が１０^５〜１０^１２Ω／ｃｍ^２程度となるよう発泡ゴム材にはカーボンブラックが分散されている。ベルト部分３４と二次転写ローラ３２は、矢印方向に沿ってシート（記録媒体）Ｓが通過しこれにより中間転写ベルト１８上の重ね合わせトナー画像（後述）がシート上に転写される二次転写領域３６を形成している。二次転写領域３６を通過した中間転写ベルト１８部分上のトナー（未転写トナー）を除去するためのクリーニング手段として、ローラ２４と２６との間のベルト１８部分にクリーニングユニット３８が設けられている。

クリーニングユニット３８は、硬度６７°のポリウレタンゴム製のブレード３９を食い込み量１ｍｍで中間転写ベルト１８に対して１５°の角度で当接させて（このときの当接力は、２０Ｎ／ｍ^２）、中間転写ベルト１８上の未転写トナーを除去するように構成されている。なお、未転写トナーを除去するのはブレードでなくてもよく、例えばクリーニングブラシであってもよい。

かかる構成を備えたプリンタ２において、コントローラ（後述）は帯電装置６を駆動して感光体ドラム４表面を一様に帯電させる。コントローラは、画像メモリ（図示せず）に記憶されたカラー画像データに基づいて制御信号を生成し、露光装置８に送出する。露光装置８は、感光体ドラム４上にレーザ光８ａを選択的に照射する。その結果、レーザ光８ａが照射された表面部分の電位は減衰し、感光体ドラム４上にシアン用の潜像が形成される。感光体ドラム４上のシアン用潜像は、該潜像に現像装置１０Ｃにより混合シアン現像剤が供給されることにより顕像化されて、シアントナー画像が形成される。シアントナー画像は、感光体ドラム４の回転により一次転写領域３０に搬送され、中間転写ベルト１８上に転写される。

次に、混合マゼンタ現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたマゼンタトナー画像は、シアントナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。続いて、単一のイエロー現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたイエロートナー画像は、シアンおよびマゼンタトナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。その後、単一のブラック現像剤を用い同様にして感光体ドラム４上に形成されたブラックトナー画像は、シアン、マゼンタ、およびイエロートナー画像と重ね合わさるように中間転写ベルト１８上に転写される。

重ね合わせ画像は、中間転写ベルト１８の移動により二次転写領域３６に搬送される。他方、シートＳは、不図示のシート供給カセットから二次転写領域３６に供給される。重ね合わせ画像は、二次転写ローラ３２の作用により二次転写領域３６を通過するシートＳに転写される。

カラートナー画像が形成されたシートＳは不図示の定着装置に供給され、カラートナー画像がシートＳに定着される。

シートＳに転写されなかったトナーはクリーニングユニット３８によって除去される。

次に、感光体ドラム４に形成される潜像および混合現像剤について詳しく説明する。プリンタ２は、階調を表現するためにレーザビーム８ａのパルス幅変調制御を行う。したがって、潜像は、電位減衰レベルの小さな「低濃度」領域と電位減衰レベルの大きな「高濃度」領域とを含む。レーザ照射時間が比較的短ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は小さく（電位は飽和せず）、したがって低濃度領域が形成される。他方、レーザ照射時間が十分長ければ、感光体ドラム表面の電位減衰は大きく（電位は飽和）、したがって高濃度領域が形成される。本願において、「低濃度」の潜像領域および「高濃度」の潜像領域はそれぞれ現像剤が供給されてハイライト部およびシャドウ部が形成される領域を表す。

上述したように、シアン現像剤は、色相がほぼ同一で反射濃度が異なる２種類のトナーからなる混合現像剤である。現像剤収容器１４Ｃ内の現像剤の混合比は、Ｒ_Ｌ以上となるように調整される。本実施形態では、混合比を低反射濃度トナーの高反射濃度トナーに対する重量比と定義するが、別の定義を用いてもよい。上述の定義に従えば、Ｒ_Ｌは０より大きく１より小さな値である。すなわち、現像剤収容器１４Ｃ内には、高反射濃度シアントナーが低反射濃度シアントナーよりも多く混合されている。

図２（ａ），（ｂ）は、低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す。図２（ａ）の例では、高反射濃度トナー４０Ｈは、樹脂４２に着色剤４４Ｈおよび帯電制御剤４６を分散してなる。外添処理剤４８を添加してもよい。低反射濃度トナー４０Ｌは、着色剤４４Ｌが着色剤４４Ｈより反射濃度が低い点を除いて高反射濃度トナー４０Ｈとほぼ同一である。図２（ｂ）の例では、着色剤４４Ｈ，４４Ｌの反射濃度を同一にし、樹脂４２に対する着色剤４４Ｈの重量比を着色剤４４Ｌの場合よりも大きくしている。後者の例では、一例として、混合比の適正な範囲を０．４５以上とし、上記重量比を低反射濃度シアントナーでは４％、高反射濃度シアントナーでは１０％とする。

現像装置１０Ｃの現像ローラ１６Ｃに対する低反射濃度シアントナーの付着力を高反射濃度トナーに比べて小さくし、これにより低反射濃度シアントナーが感光体ドラム４により容易に付着できるようにするために、低反射濃度シアントナーの帯電量を高反射濃度シアントナーに比べて小さくしている。これを実現するために、各シアントナーに添加する電荷制御剤などの後処理剤の量を異ならせている。

図３を参照して、低反射濃度および高反射濃度シアントナーからなる混合シアン現像剤の特性について説明する。図３は、バイアス電圧Ｖ_Ｂが印加された現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差の関数として、感光体ドラム上に付着する低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの各量を示す。

図３に示すように、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、低反射濃度シアントナーと現像ローラとの間の付着力は高反射濃度シアントナーの場合に比べて小さいので、低反射濃度シアントナーが主として潜像領域に供給される。現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差がある値ΔＶ１よりも小さい場合、電位差が大きいほど、感光体ドラムの潜像領域に供給される低反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔＶ１よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である（すなわち低反射濃度トナーの供給量は飽和する。）。これは、電位差がある程度大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の低反射濃度シアントナーが潜像領域に供給されることを意味する。

他方、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が比較的小さければ、該潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は少ない。しかしながら、現像ローラと感光体ドラム上の潜像領域との間の電位差が大きいほど、電位差がある値ΔＶ２よりも小さければ、感光体ドラムの潜像領域に供給される高反射濃度シアントナーの量は多い。電位差がΔＶ２よりも大きい場合、感光体ドラムに供給される高反射濃度シアントナーの量は実質的に一定である（すなわち高反射濃度トナーの供給量は飽和する。）。これは、電位差が十分大きければ、潜像領域に対向する混合シアン現像剤中の大部分の高反射濃度シアントナー（したがって潜像領域に対向する大部分の混合シアン現像剤）が潜像領域に供給されることを意味する。電位差がΔＶ２より大きい場合の感光体ドラムに供給される２種類のシアントナーの重量比は、現像剤収容器内の２種類のシアントナーの混合比とほぼ同一である。

上記説明から明らかなように、高濃度の潜像領域（シャドウ部に対応）を現像する際においても低反射濃度シアントナーが供給されることは避けられない。したがって、高濃度の潜像領域を現像する場合に、１種類のシアントナーのみを利用する従来の画像形成装置と同一の付着量で同一の画像濃度を得るためには、本実施形態に係るプリンタ２に用いられる高反射濃度シアントナーは、従来の画像形成装置で用いられるシアントナーよりも反射濃度を大きくする必要がある。一例として、従来の単一のシアントナーの樹脂に対する着色剤の重量比が８％の場合、高反射濃度シアントナーの上記重量比を１０％とする。

以上のように、低濃度の潜像領域（ハイライト部に対応）を現像するのに低反射濃度シアントナーが主として用いられる。このことはマゼンタ現像剤に関しても成り立つ。したがって、プリンタ２は、低濃度の潜像領域を主に低反射濃度トナーで現像することで粒状性のないきめ細やかな画像を可能にする。

シアンおよびマゼンタ現像剤に関し、写真画像など比較的多くのハイライト部を含む画像をプリンタ２を用いて連続印刷する場合、多量の低反射濃度トナーが消費される。その結果、現像剤中の単位体積当たりの低反射濃度トナー量は減少する。このため、現像ローラから低濃度潜像領域に供給される高反射濃度トナー量が増加し、画像の粒状性が増加する。低反射濃度トナー量が減少するほど現像剤の上記混合比は小さくなる。そこで、プリンタ２は、シアンおよびマゼンタ現像剤の各混合比を制御して予め決められた適正な値Ｒ_Ｌ以上となるように構成してある。

このトナー混合比を計測する目的のため、シアンおよびマゼンタ現像剤に関して、低反射濃度トナーと高反射濃度トナーの球形度を異ならせている。本実施形態において、球形度は、トナー粒子の投影像の面積と等しい面積の円の周囲長さを該投影像の周囲長さで除算して求めている。球形度は複数のトナー粒子の平均から求められる。「トナー粒子の投影像の面積と等しい面積の円の周囲長さ」と「トナー粒子の投影像の周囲長さ」は、例えば、粒子像解析装置（例えば、ホソカワミクロン株式会社製ＦＰＩＡ−２１００）を利用して求められる。球形度の値は、１に近いほどトナー粒子は真円に近く、トナー粒子表面の凹凸状態の程度を正確に示す指標となる。

本実施形態では、図４に示す低反射濃度及び高反射濃度シアントナーの球形度のように、低反射濃度トナーの球形度を高反射濃度トナーの球形度より大きくしてある。これにより、球形度の違いによってクリーニング効率が異なることを利用して、クリーニング後の中間転写ベルト上のトナー（残留トナー）の量から混合比を計測することができる。すなわち、トナーの球形度が高いほどクリーニング効率が低くなり、その結果、クリーニングしきれずに中間転写ベルト上に残留したトナー量が多くなることを利用している。以下、混合比の計測について詳細に説明する。

図１を参照して、クリーニング後の中間転写ベルト上の残留トナー量を検出する手段として、クリーニングユニット３８（ブレード３９）の下流の中間転写ベルト１８の部分と対向する位置に光学式センサ５２が配置されている。光学式センサ５２は、中間転写ベルト１８に光を照射する発光部（図示せず）と、中間転写ベルト１８からの反射光を受光する受光部（図示せず）とを備える。また、光学式センサ５２は、受光した反射光量に対応する電圧を信号として出力するように構成されている。例えば、反射光量が増加すると、出力電圧も高くなる。

光学式センサ５２が受光する反射光は、クリーニング後であるため、多くは中間転写ベルト１８からの光である。したがって、クリーニング後の中間転写ベルト１８上の残留トナー量に応じて光学センサ５２が受光する反射光量は変化する（出力する電圧信号も変化する。）。例えば、残留トナー量が増加すると、反射光量は減少する。

プリンタ２は、混合比を計測する際、面積率が１００％で単一色（本実施形態の場合、シアンまたはマゼンタ）のベタ画像（ベタトナーパッチ画像）を中間転写ベルト１８に形成するように構成されている。

これに関連して、クリーニングユニット３８によるクリーニングは、通常の画像（ベタトナーパッチ画像でない画像）がシートに二次転写されて残ったトナーを十分にクリーニングできるように構成されている。通常画像の場合、残留トナー量は多くても約１ｇ／ｍ^２であり、これに対応している。それに対し、ベタトナーパッチ画像の場合、残留トナー量は約５ｇ／ｍ^２である。したがって、クリーニングユニット３８は、ベタトナーパッチ画像の場合、複数回クリーニングを行う。

ベタトナーパッチ画像に関連して複数回クリーニングを行うことを利用して（すなわち、ベタトナーパッチ画像が形成された部分にクリーニングされてもトナーが残留していることを利用して）、プリンタ２は、ベタトナーパッチ画像が二次転写されて続いてクリーニングされた後の該画像が形成されていた中間転写ベルト１８の部分（ベタトナーパッチ画像由来の残留トナーが存在する部分）に対し、光学式センサ５２に光を照射させて該部分からの反射光を受光させるように構成されている。

ベタトナーパッチ画像の現像は、図３に示す電位差ΔＶ２以上で行われる。そのため、収容器内の混合現像剤の混合比が適正な値Ｒ_Ｌであれば、中間転写ベルト１８上の二次転写前のベタトナーパッチ画像を構成する混合トナーの混合比も同じである。また、クリーニングされずに残留したトナー量も対応する適正な量（適正残留トナー量）である。さらに、光学式センサ５２が受光する反射光量も対応する適正な量（適正反射光量）である（出力する電圧も対応する適正な値（適正電圧）Ｖ_Ｌである。）。

これに対し、混合現像剤が消費されて現像剤収容器内の低反射濃度トナーが減少すると（混合比が減少すると）、中間転写ベルト１８上の二次転写前のベタトナーパッチ画像を構成する混合トナーの混合比も減少する。この状態で二次転写されてクリーニングが行われると、残留トナー量は適正残留トナー量より減少する。これは、ベタトナーパッチ画像を構成する混合トナー中、クリーニング効率が低い（球形度が大きい）低反射濃度トナーの比率が小さく、また、クリーニング効率が高い（球形度が小さい）高反射濃度トナーの比率が大きいことによる。残留トナー量が少ないために、光学式センサ５２が受光する反射光量は適正反射光量より増加する。したがって、光学センサ５２が出力する電圧が適正電圧Ｖ_Ｌより高くなる。

逆に、混合現像剤が消費されて現像剤収容器内の低反射濃度トナーが増加すると（混合比が増加すると）、中間転写ベルト１８上の二次転写前のベタトナーパッチ画像を構成する混合トナーの混合比も増加する。この状態で二次転写されてクリーニングが行われると、残留トナー量は適正残留トナー量より増加する。これは、ベタトナーパッチ画像を構成する混合トナー中、クリーニング効率が低い（球形度が大きい）低反射濃度トナーの比率が大きく、また、クリーニング効率が高い（球形度が大きい）高反射濃度トナーの比率が小さいことによる。残留トナー量が多いために、光学式センサ５２が受光する反射光量は適正反射光量より減少する。したがって、光学式センサ５２が出力する電圧が適正電圧Ｖ_Ｌより低くなる。

上述するように、現像剤収容器内の混合現像剤の混合比は、光学式センサ５２の出力電圧に対応している。図５に混合比と出力電圧の関係を示す。プリンタ２は、予め調べられた図に示すような混合比と出力電圧の関係と光学式センサ５２の出力電圧に基づいて、混合比が適正な値Ｒ_Ｌ以上になるように混合比を調整する。

なお、混合比の計測に使用される画像は、クリーニングされずに残る残留トナー量が減少するものの、ベタトナーパッチ画像でなくてもよい。また、異なる複数種のトナーパッチ画像を用いてもよい。この場合、異なる複数種のトナーパッチ画像毎に対応する混合比と電圧の関係を予め調べておく。複数のトナーパッチ画像から得た光学式センサからの複数の出力電圧から混合比を計測することにより、現像剤収容器内の混合現像剤の正確な混合比が計測される。

図１に戻って、現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋはそれぞれ、画質を保証するある程度の量の現像剤が収容器１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋに残っているか否か（言い換えれば、現像装置（の現像剤収容器）がニアエンプティであるか否か）を検出するエンプティセンサ６２Ｃ，６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｋを収容器側壁部に備える。エンプティセンサは、例えば、発光素子および受光素子を備えた光学式センサである。発光素子から出射した光が現像剤により遮光されて受光素子に入射しない場合、エンプティセンサは信号を出力しない。この場合、収容器には十分な量の現像剤が残っている。発光素子から出射した光が受光素子に入射する場合、エンプティセンサは信号を出力する。この場合、収容器には現像剤が僅かしか残っておらず画質が保証できなくなる。

現像装置１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ，１０Ｋにはそれぞれ、現像装置に各現像剤を補給するための補給装置６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｋが連結されている。より詳しくは、図６に示すように、補給装置６４Ｃは、低反射濃度シアントナーＴ_Ｌおよび高反射濃度シアントナーＴ_Ｈをそれぞれ収容する２つの収容器６６Ｌ，６６Ｈと搬送スクリュ６８Ｌ，６８Ｈとを備える。搬送スクリュ６８Ｌ，６８Ｈは、低反射濃度シアントナーＴ_Ｌおよび高反射濃度シアントナーＴ_Ｈを搬送路６９Ｌ，６９Ｈを介して補給口７０Ｌ，７０Ｈまで搬送して現像剤収容器１４Ｃに落下させるためのものである。現像剤収容器１４Ｃは、低反射濃度および高反射濃度シアントナーを撹拌して混合するためのアジテータ（図示せず）を備える。スクリュ６８Ｌ，６８Ｈは、駆動回路７２に電気的に接続されたモータ７１Ｌ，７１Ｈにそれぞれ駆動連結されている。駆動回路７２は、プリンタ２の印字動作を制御するコントローラ７４からの信号に応じてモータ７１Ｌ，７１Ｈを駆動するようになっている。

補給装置６４Ｍは、２つのトナー収容器にそれぞれ低反射濃度マゼンタトナーおよび高反射濃度マゼンタトナーが収容されることを除いて、補給装置６４Ｃと同様の構成を備える。

補給装置６４Ｙ，６４Ｋはそれぞれ、１つのトナー収容器に１種類のトナーが収容される従来のもので、本明細書では説明を省略する。

光学式センサ５２からの電圧信号は、コントローラ７４に出力されるようになっている。以下に示すように、コントローラ７４は、現像装置の一つに関する検出信号に応じて対応する補給装置を制御して、現像剤収容器に制御された量のトナーを補給する。

次に、図６とともに図７に示すフローチャートを参照して、シアン現像剤の補給シーケンスを説明する。このシーケンスは、例えば、プリンタ２を起動した場合や現像装置１０Ｃを予め決められた期間使用する毎に行われる。まず、ステップＳ１で、コントローラ７４は、検出信号がエンプティセンサ６２Ｃから出力されているか否かを判断する。検出信号が出力されていない場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器１４Ｃに残っている場合、ステップＳ２に進み、収容器１４Ｃのシアン混合現像剤の混合比を計測するために、シアンのベタトナーバッチ画像を中間転写ベルト１８に形成して二次転写続いてクリーニングを行う。続いて、ステップＳ３に進み、ベタトナーパッチ画像由来の残留トナー量を光学式センサ５２で検出する。このとき、二次転写はシートに行わず、二次転写ローラ３２に行う。その後、二次転写ローラ３２は、クリーニングされる。また、中間転写ベルト１８に残留する、ステップＳ３でトナー量が検出された残留トナーを除去するために再度クリーニングが行われる。

次に、ステップＳ４に進み、光学式センサ５２からの出力電圧がＶ_Ｌ以下（混合比がＲ_Ｌ以上）であるか否かを判断する（このように、コントローラ７４は光学式センサ５２からの出力電圧に基づいて二種類のトナーの混合比を計測する手段として機能する。）。出力電圧がＶ_Ｌ以下である場合、補給は行わず、現像装置１０Ｃはシアン現像剤を感光体ドラム４に供給できる状態となる（ステップＳ６）。その後、フローは終了する。

ステップ４で、出力電圧がＶ_Ｌより大きい場合（現像剤収容器１４Ｃ内の低反射濃度シアントナー量が不足している場合）、ステップＳ５に進み、出力電圧がＶ_Ｌ以下（混合比がＲ_Ｌ以上）となるようにトナー収容器６６Ｌから現像剤収容器１４Ｃに低反射濃度シアントナーを補給する。その後、フローは、ステップＳ６に進む。

ステップＳ１で、エンプティセンサ６２Ｃから信号が出力されている場合、すなわち、十分な量のシアン現像剤が収容器１４Ｃに残っていない場合、ステップＳ７に進み、低反射濃度および高反射濃度シアントナーを適当な量（エンプティでなくなる）だけトナー収容器６０Ｌ、６０Ｈから現像剤収容器１４Ｃに補給する。その後、ステップＳ１に戻る。

本補給シーケンスでは、プリンタ２を起動した場合や現像装置１０Ｃを予め決められた期間使用する毎に行われるようにしたが、これに加えて、コントローラ７４がエンプティセンサ６２Ｃから現像装置１０Ｃがニアエンプティであることを示す信号を受けた場合に自動的に開始されるようにしてもよい。この場合、ステップＳ２〜Ｓ６が行われる。

マゼンタ現像剤の補給動作はシアン現像剤の場合と同一である。

イエローおよびブラック現像剤の補給動作は従来と同じである。すなわち、コントローラ７４は、エンプティセンサ６２Ｙまたは６２Ｋから信号を受けると、補給装置６４Ｙまたは６４Ｋを制御して、対応するトナーをトナー収容器から現像剤収容器１４Ｙまたは１４Ｋに補給する。

全ての現像装置１０Ｃ〜１０Ｋが感光体ドラム４に現像剤を供給可能な状態となれば、プリンタ２はプリント可能状態となる。

最後に、トナーは、重合トナーであってもよいし、粉砕トナーであってもよい。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図。 （ａ）異なる反射濃度の着色剤を用いた低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す図。（ｂ）異なる量の着色剤を用いた低反射濃度シアントナーと高反射濃度シアントナーの例を示す図。 感光体ドラムと現像ローラの電位差と、感光体ドラムに供給される低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの量との関係を示すグラフ。 低反射濃度シアントナーおよび高反射濃度シアントナーの球形度を示すグラフ。 トナー混合比と光学式センサの出力電圧との関係を示すグラフ。 図１のシアン用現像装置および該装置に現像剤を補給する補給装置を示す構成図。 シアン現像剤の補給処理を示すフローチャート。

符号の説明

２ 画像形成装置
１４ 混合現像剤収容器
１８ 中間転写ベルト（中間転写手段）
３９ ブレード（クリーニング手段）
５２ 光学式センサ（検出手段）
７４ コントローラ（混合比計測手段）

Claims (2)

1. 色相がほぼ同一で反射濃度および球形度が異なる２種類のトナーを混合してなる現像剤を収容する混合現像剤収容器と、
   クリーニング手段によってクリーニングされた中間転写手段上に残留するトナーの量を検出する検出手段と、
   検出手段が検出したトナー量に基づいて混合現像剤収容器内の２種類のトナーの混合比を計測する混合比計測手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 色相がほぼ同一で反射濃度および球形度が異なる２種類のトナーを混合してなる現像剤の混合比を画像形成装置において計測する混合比計測方法であって、
   中間転写手段に画像を形成する工程と、
   上記画像を二次転写する工程と、
   中間転写手段をクリーニング手段によってクリーニングする工程と、
   クリーニングされた中間転写手段上に残留するトナーの量を検出する工程と、
   検出されたトナー量に基づいて２種類のトナーの混合比を計測する工程とを有することを特徴とする現像剤の混合比計測方法。
   

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