JP2009092734A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の現像剤濃度を正確に検知して適正な状態を維持するように制御し、安定した画像濃度で出力することができる高品質な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像スリーブ41上に担持された現像剤に光を照射し、現像剤からの反射出力値によって現像剤濃度を検知するトナー濃度センサ30とを備えた画像形成装置において、トナー濃度センサ30の照射光に対して、現像剤の初期設定時の反射出力値をＡ、現像スリーブ41に現像剤が担持されていないときの少なくとも現像スリーブ41のトナー濃度センサ30に対向する領域の反射出力値をＢとしたときに、Ｂ／Ａの値が0.3＜Ｂ／Ａ＜２の範囲内である。これにより、現像剤濃度が適正な状態に維持される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式等を利用した画像形成装置に関し、特に像担持体上に形成した静電像を現像する現像装置にトナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を用いる画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置において、その像担持体上に形成された静電像を現像装置で現像剤を用いて現像し、トナー像として可視化することが知られている。現像剤としてトナーとキャリアを混合した二成分現像剤を用いる現像装置では、安定した現像特性を得るために現像剤のトナー(Ｔ)とキャリア(Ｃ)の混合比Ｔ／Ｄ比（Ｄ＝Ｔ＋Ｃ）（現像剤のトナー濃度を示す。以下、Ｔ／Ｄ比という）を一定に保つことが重要である。

現像剤中のトナーは、現像時に消費され、現像剤のＴ／Ｄ比は変化する。このため、現像装置内の現像剤のＴ／Ｄ比を適時検出し、その変化に応じてトナーの補給を行ない、現像剤のＴ／Ｄ比を常に一定に制御し、画像の品位を保持する必要がある。

そのための現像剤濃度検出・制御装置(ＡＴＲ)として光反射検知方式、インダクタンス方式、パッチ検知方式などいくつかの方式が提案されている。

これらの方式の中で、発光源、例えば赤外発光ＬＥＤ（発光ダイオード）から赤外光を照射し、その反射光を受光素子、例えばＰＤ（フォトダイオード）で受光する。そして、この反射光の量を測定することにより現像剤のＴ／Ｄ比を検出する、光反射検知方式を使用した画像形成装置が数多く使用されている（特許文献１参照）。

これは、トナーは赤外光を反射し、キャリアは赤外光を吸収するといった原理に基づいており、トナーの量が増加すると反射光量は増加し、トナーの量が減少すると反射光量も減少する。従って、反射光量がある一定値になるようにトナーの補給量を調節すれば、現像剤のＴ／Ｄ比を一定に保持できるようになる。

ところで、フルカラー画像形成装置には、それぞれ色の異なる現像剤を用いる複数個の現像器を備えた現像装置が使用されている。中でもフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置には通常イエロー、マゼンタ、シアンの３色またはブラックを含む４色の現像剤に対して別個の現像器を必要とする。

このような複数個の現像器のそれぞれに現像剤濃度検出手段を設けたのでは、現像剤濃度検出手段が現像器の個数分だけ必要となる。さらに各現像剤濃度検出手段からの検知信号を処理して現像剤（トナー）補給信号を出力する信号処理回路も現像剤濃度検出手段の数だけ必要となる。そのため、装置の構成が煩雑となると共に大幅なコストアップになる。

これらを解決する手段として、現像時に特定の現像器を移動させて現像することを可能にした移動式現像装置を有し、現像器の現像剤担持体上に担持された現像剤を光反射検出手段で検知する。これにより、単一の現像剤濃度制御装置で各色の現像剤のＴ／Ｄ比を制御することを可能にした画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開2002−091156号公報 特開平05−313495号公報

しかしながら、従来の光反射検知方式の現像剤濃度制御(ＡＴＲ)においては、現像器の現像剤担持体である現像スリーブ上に担持された現像剤コート量の変化により光反射検知手段の出力が大きく変化する。そのため、誤検知を起こしてしまう恐れがある。

現像スリーブ上に担持される現像剤コート量は、多量の画像形成動作による現像剤の流動性の変化や、現像スリーブの表面性（表面粗さ、摩擦係数など）の変化や、出力画像の画像比率などにより変動する。

従来の画像形成装置において、現像スリーブの材質としてコストや加工性の利点からアルミニウムやステンレススチール(ＳＵＳ)等を使用し、その表面に凸凹をつけて現像剤の担持及び搬送力を付与したものが多く使用されている。

かかる現像スリーブでは、その表面に担持された現像剤のコート量が低下すると、表面が露出してくる。加えて、現像スリーブを構成するアルミやステンレススチールなどの材質は反射率が高いことから、光反射検知手段により現像剤濃度の検知を行なう時に現像スリーブ表面からの反射光が増加する。このため、現像剤濃度が高いと誤検知してしまい、現像剤濃度制御により現像剤濃度を低下させようとトナー供給量を減量させるように制御してしまう。

その結果、現像スリーブ上の現像剤コート量が低下して現像性が低下した上に、現像剤濃度制御により現像剤濃度を下げるため、急激に現像性が低下し、画像濃度薄やキャリア付着といった事態が生じる。

本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤の現像剤濃度を正確に検知して適正な状態を維持するように制御し、安定した画像濃度で出力することのできる高品質な画像形成装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電像を現像する現像装置と、前記現像装置に回転可能に設けられ、前記像担持体に対向すると共に、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に担持された前記現像剤に光を照射し、前記現像剤からの反射出力値によって現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知手段と、該現像剤濃度検知手段の検知結果に応じて、前記現像装置に補給用現像剤を補給する補給装置と、を備えた画像形成装置において、前記現像剤濃度検知手段の照射光に対して、初期化動作時における前記現像剤担持体上の前記現像剤からの反射出力値をＡ、前記現像剤担持体に前記現像剤が担持されていないときの前記現像剤担持体の表面からの反射出力値をＢとしたときに、Ｂ／Ａの値が0.3＜Ｂ／Ａ＜２の範囲内であることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤担持体上の現像剤量の変動に対して現像剤濃度の誤検知が防止され、現像剤濃度を適正な状態に維持することができる。よって、安定した画像濃度が出力される高品質な画像形成装置が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真画像形成装置の概略構成図である。また、図２は、画像形成部の概略構成図である。

本実施形態に係る電子写真画像形成装置は、図１に示すように、円筒状の基体上に有機感光体でできた感光層を形成した像担持体である感光体ドラム１が、図１の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転可能に取り付けられている。尚、本実施形態では外径50mmのアルミ製シリンダ状に有機感光材料による感光層を形成し、更にトナーの離型性を向上させ、感光層の削れ防止のための表面保護層を設けている。

前記感光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によりその周面が所定の極性・電位に一様に帯電される。そして、その帯電面に、露光手段３から出力されるレーザー光４による走査露光がなされることで、画像情報の静電像が形成される。尚、レーザー光４は図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピュータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフェースを介して入力された画像情報の画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）される。

図中、５はレーザー光反射ミラーであり、露光手段３からの出力レーザー光４を感光体ドラム１に対して偏向する。６は現像手段であり、イエロートナー現像器６Ｙ、マゼンタトナー現像器６Ｍ、シアントナー現像器６Ｃの切り替え式の回転現像手段６ａと、黒用のブラックトナー現像器６Ｂを有する固定現像手段６ｂから構成されている。

前記回転現像手段６ａは、回転支持装置６ｃによって図１の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、前述したカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが順次感光体ドラム１に対向して各色トナーによる現像が行なわれるようになっている。

また、カラートナー現像器へのトナー（補給用現像剤）補給はカラートナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃより行なわれ、カラートナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃは装置本体100に対して着脱可能に構成されている。カラートナーカートリッジ内の補給用現像剤は、搬送部材である搬送スクリュー７Y1、7M1、7C1が駆動されることで、現像器に対して補給される。補給スクリューを駆動する駆動手段（例えばモータ）は、制御手段51によって駆動制御が行われる。本実施例では、補給スクリュー、駆動手段等により、補給装置が構成される。そして、各カラートナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ内のトナーが無くなったときに交換することによって再び画像形成が可能になる。

一方、固定現像手段６Ｂは消費量の多いブラックトナーを収納した現像器を有するものであり、前記回転現像手段６ａと同様に黒トナーカートリッジ７Ｂが備えられている。そして、黒トナーカートリッジ７Ｂからブラックトナー現像器６Ｂへトナー補給が行なわれ、黒トナーカートリッジ７Ｂは装置本体に着脱可能に構成されている。

この固定現像手段６ｂは装置本体７に装着された状態では、図２に示すように、回転可能なトナー担持体である現像スリーブ61が感光体ドラム１と微少間隙（本実施形態では100μm〜500μm）をもって保持されている。そして、現像スリーブ61に担持されているトナーを感光体ドラム１に向けて供給するための現像領域が形成されている。

更に、ブラック現像容器62内には、トナーを前記現像スリーブ61側へ送り出す送り手段63が設けられている。そして、この送り手段63によって黒トナーカートリッジ７Ｂから補給されたトナーを現像スリーブ61の方向へ搬送し、さらに現像スリーブ61に供給するための供給スクリュー64により現像スリーブへトナーが供給される。

また、現像スリーブ61の上方には、現像スリーブ61に担持されているトナーの層厚を規制する規制部材としての現像ブレード65が設けられている。

上記現像手段の構成において、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される（本実施形態では約−600Ｖ）。次に、第１色目（例えばイエロー）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段３による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施形態にあっては約−100Ｖ）が感光体ドラム１に形成される。

この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロートナー（−極性）を内包したイエロー現像器６Ｙによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光体ドラム１に所定の押圧力を持って圧接される。そして、感光体ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施形態にあっては200mm／ｓ）をもって矢印Ｅ方向へ回転駆動される中間転写ベルト８とのニップ部において、中間転写ベルト８表面に１次転写される。

なお、本実施形態においては、中間転写ベルト８として、エンドレス形状にした厚さ100μmの表面抵抗を１×10¹²Ω／□、体積抵抗を１×10⁹Ω・ｃｍに調節したポリイミドベルトを使用した。

また、１次転写部材９として、芯金と過塩素酸ナトリウム等のイオン導電性物質を混入したゴム、ウレタンなどの高分子エラストマー材料や高分子フォーム材料などの弾性材料により形成されている。そして、ローラの体積抵抗値は１×10⁶Ω・ｃｍ（23℃／50％ＲＨ環境下）のものを使用した。

また、２次転写部材10としても同様の構造のものを使用し、ローラの体積抵抗値は１×10⁸Ω・ｃｍ（23℃／50％ＲＨ環境下）のものを使用した。

前記中間転写ベルト８への１次転写の際、中間転写ベルト８に対しては、トナーの帯電極性（−）とは逆極性で、予め設定された電圧（本実施形態では＋100Ｖ）が印加される。この１次転写の際に中間転写ベルト８に転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、感光体ドラム１に圧接されたクリーニング手段11であるクリーニングブレードにより掻き取られ、図示しない廃トナー容器に回収される。

そして、上記転写工程を他のトナー（マゼンタ、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーによるトナー像を中間転写ベルト８に順次１次転写し、積層することによりカラー画像が合成形成される。

そして、前記中間転写ベルト８に対して、給送カセット20から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ21及び搬送ローラ22により一枚ずつ給送される。そして、２次転写部材10へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の電圧（本実施形態にあっては＋1000Ｖ）を印加することによって転写材Ｐに対して中間転写ベルト８上のフルカラートナー像が２次転写され、転写材Ｐ上にフルカラートナー像が形成される。

そして、前記フルカラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは、中間転写ベルト８から分離されて定着手段13へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排出トレイ14へ排出されるように構成されている。

また、中間転写ベルト８から転写材Ｐに２次転写されずに残った２次転写残トナーは中間転写ベルトクリーナ12により中間転写ベルト８から除去される。

次に、カラートナー現像器についてイエロートナー現像器６Ｙを拡大した図３に基づいて説明する。マゼンタトナー現像器６Ｍおよびシアントナー現像器６Ｃも同様の構成なので説明は省略する。

図３において、41は現像スリーブ、42は現像スリーブ内部に固定配置されたマグネットローラ、44および45は攪拌スクリュー、43は現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、40は現像容器である。

ここで、前述の静電潜像を、上述の現像装置６Ｙを用いて、二成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環について以下に説明する。

まず、現像スリーブ41の回転に伴いマグネットローラ42の磁極Ｎ３で汲み上げられた攪拌スクリュー44近傍の現像剤は、磁極Ｓ１へと搬送される。この過程において、現像スリーブ41に対してＳ−Ｂギャップをもって配置された規制ブレード43によって規制される。そして、現像スリーブ41上に薄層形成される。

この薄層形成された現像剤は、感光ドラム１との最近接位置付近に配設された現像主極Ｎ１に搬送されてくると磁気力によって磁気ブラシ（穂立ち）が形成され、この穂状に形成された磁気ブラシによって感光ドラム１上の静電潜像に対して現像が行なわれる。そして、現像を終了した現像スリーブ41上の現像剤は、現像スリーブ回転方向下流の磁極Ｎ２ とＮ３の反発磁界によって、現像容器40内に回収される。

本実施形態において、現像スリーブ41上に薄層形成された現像剤量は、初期設定として約30ｍｇ／ｃｍ^２になるように、現像スリーブ41と規制ブレード43とのＳ−Ｂギャップを設定した。

これは、本実施形態の画像形成装置において現像剤量が40ｍｇ／ｃｍ^２より多くなると、現像スリーブ−感光ドラム間における現像剤の滞留や感光ドラムへのキャリア付着が悪化したためである。

カラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに収容される現像剤は磁性キャリアと非磁性キャリアを所定の混合比で混合した二成分現像剤を使用している。磁性キャリアとしては、240ｋＡ／ｍの印加磁場に対する飽和磁化が24Ａｍ２／ｋｇ、3000Ｖ／ｃｍの電界強度における比抵抗が１×10^7〜８Ω・ｃｍ、重量平均粒径50μmのフェライト磁性キャリアを用いた。そして、非磁性トナーとしては、着色樹脂粒子に疎水性コロイダルシリカを外添した重量平均粒径7.2μmの負帯電性のポリエステル系樹脂トナーを用いた。

また、磁性キャリアとして、バインダー樹脂と磁性金属酸化物および非磁性金属酸化物とを出発原料として、重合法により製造した樹脂磁性キャリアでも構わず、これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。

また、非磁性トナーとしてスチレンアクリル系樹脂トナーを使用しても構わない。そして、前述のような磁性キャリアと非磁性トナーを重量比93：７（トナー濃度：７％）になるように混合したものを現像剤として用いた。

また、ブラックトナー現像器６Ｂに収容される現像剤は磁性一成分現像剤であり、磁性トナーとして、従来から広く用いられているカーボンブラック、マグネタイト等を含有した磁性一成分微粒系粉砕トナーを用い、その粒径は約８μmである。

次に、本実施形態で行なう現像剤濃度制御(ＡＴＲ)に関するトナー濃度センサおよび動作について説明する。

図１に示されるように、本実施形態の画像形成装置100は、画像形成装置を制御するＣＰＵ51を有する。そして、このＣＰＵ51には、作業用のメモリとして使われるＲＡＭ52、ＣＰＵが実行するプログラムや各種データが格納されたＲＯＭ53、およびトナー濃度センサ制御手段54が接続されている。また、感光ドラム１と回転現像手段６ａとの対向位置から回転現像手段６ａの回転方向Ｂ下流に、回転現像手段６ａに対向して光反射型トナー濃度センサ（現像剤濃度検知手段）30が配置されている。この光反射型トナー濃度センサ（現像剤濃度検知手段）30は、現像スリーブ上に担持された現像剤からの反射光量を検知するものである。この検知によって、現像剤におけるトナーとキャリアの比率、すなわちトナー濃度を知ることができる。そして、光反射型トナー濃度センサ30の検知結果に応じて、補給装置を駆動してトナー補給の制御を行うことで、現像器内のトナー濃度の制御が行える。

図４にトナー濃度センサ30の概略構成例を示す。トナー濃度センサ30は、第１の受光素子303及び第２の受光素子305から構成され、検知対象物からの拡散光を検知する拡散光型濃度検知手段である。

第１の受光素子303は赤外光発光素子として双方向発光型のＬＥＤ301及び赤外光透過フィルタ302の後方に配置されたフォトダイオードである。第２の受光素子305は透明板304及びＬＥＤ301の後ろ側に、ＬＥＤ301から後方へ発光される赤外光を直接受光するフォトダイオードである。ここで、透明とは少なくとも赤外光に対して透過するという意味で用いる。

発光素子301にはハロゲンランプ、赤外光発光ＬＥＤ素子、ＬＤ素子等が用いられ、照射光として赤外光（波長：λ＝960ｎｍ）が照射される。また、受光素子303及び305としては赤外部に高い感度を持つシリコン系の光電変換素子等（フォトダイオード、フォトトランジスタ等）が用いられる。なお、赤外光透過フィルタ302は必ずしも必要ではなく、例えば透明板304がフィルタ302を兼ねてもよく、あるいは受光素子303及び305と一体に構成してもよい。

次に、トナー濃度センサ30によるトナー濃度検出動作について簡単に説明する。発光素子301から発光された赤外光が、現像スリーブ41の外周面上に薄層形成されながら担持された二成分現像剤層Ｄ上に照射される。そして、この現像剤層Ｄ中のトナー成分によって反射された拡散反射光を受光素子303によって受光し、その検知出力をＣＰＵ51で処理することによって現像剤のトナー濃度を測定するものである。

広く使用されているイエロー、マゼンタ、シアンといったカラー非磁性トナーは赤外光を反射し、磁性キャリア（フェライトキャリア、磁性体分散型樹脂キャリアなど）は黒色に近い色相を持つため赤外光を吸収するといった特性を持つ。このため、反射光の量が多いほど二成分現像剤中のトナーの量が多く、従って、現像剤のトナー濃度が高いことを示している。

また、第２の受光素子305からの検出信号は、現像剤のトナー濃度を検出する際の基準信号として使用し、現像剤へ照射する発光素子からの光量を一定にするような光量制御や演算処理に用いられる。

発光源であるＬＥＤ301は、温度特性を持っており、温度が高くなるにつれ放射光量が減少する。例えば、ＬＥＤ301や受光素子303、305の出力値が環境の温度変化によって変化すると、ＬＥＤ301からの第１及び第２の近赤外光の光量が同じに変化し、かつ第１及び第２の両受光素子303、305の特性も同じ変化をする。

このため、第２の受光素子305の検出出力を基準として両受光素子の検出出力を比較した結果には温度変化による影響が全くなくなり、環境の温度変化等によりＬＥＤの発光量が変動しても、常に安定した高精度のトナー濃度の測定ができることになる。

なお、ＬＥＤ301から発光される第１及び第２の近赤外光は同じ光量に設定し、第１及び第２の受光素子303及び305は同じ型でかつ実質的に同じ特性のものを使用することが好ましい。

図５に本実施形態の画像形成装置100内におけるカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに対するトナー濃度センサ30の配置位置を示す。

本実施形態では、図５に示すように、ＬＥＤ301からの照射光を、現像主極Ｎ１付近へ照射している。トナー濃度センサによる照射位置は、隣接する磁極との磁極間に当てても構わなく、磁極上と磁極間では現像スリーブ41上の現像剤による磁気ブラシが、穂立ちが穂立った状態で存在するか寝た状態で存在するかが異なる。しかしながら、それぞれの状態でトナー濃度に対する出力値を設定すれば同様の検知を行なうことが出来る。

次に、本実施形態における現像剤濃度制御(ＡＴＲ)について説明する。

まず、初期設置時にはスターター現像剤が充填されたカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃを画像形成装置100に装着した後に、現像剤濃度制御の初期化動作が行なわれる。スターター現像剤は磁性キャリアと非磁性トナーをトナー濃度（Ｔ／Ｄ比）が７％になるように混合されたものである。

また、カラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、現像スリーブ上に担持される現像主極Ｎ１付近の現像剤量が30±５ｍｇ／ｃｍ^２になるように現像スリーブ41と規制ブレード43のＳ−Ｂギャップが調整されている。

初期化動作では、上記のカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの現像スリーブ41上に担持されたスターター現像剤に対してトナー濃度センサ30内のＬＥＤ301により照射光を照射する。そして、その反射光を受光素子303が検知して、トナー濃度７％に対応するイエロー、マゼンタ、シアンのトナー濃度センサの出力値としてＲＡＭ52に順次記録される。

また、初期化動作時のトナー濃度センサの照射光強度はトナー濃度センサ30内の受光素子305により検知され、これも同様にＲＡＭ52に記録される。ＲＡＭ52には図示しないバッテリーが備えられ、バッテリーバックアップされるものとする。この初期化動作は、画像形成装置を設置した後に行われる動作である。あるいは、現像器を交換した後に行なわれる動作であっても良い。

現像剤濃度制御の初期化動作が完了し、画像形成動作が開始され、カラー画像の出力が行なわれる。そして、回転現像手段６ａの回転に伴ってトナー濃度センサ30の検知位置にカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが搬送されてくる度に、現像スリーブ上に担持された現像剤に対してトナー濃度の検知が行なわれる。

トナー濃度センサ30による検知出力が初期化動作で設定される基準値（トナー濃度７％に対する出力）に対して低い場合、現像剤中のトナー濃度は低いと判断され、トナー補給はトナー濃度が高くなるように行なわれる。

また、逆にトナー濃度センサによる出力が基準値に対して高い場合、現像剤中のトナー濃度は高いと判断され、トナー補給はトナー濃度が低くなるように行なわれる。トナー補給は、ＣＰＵ51の指示により、図示しない調整装置によってカラートナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ内のトナーをカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内にどれだけ補給するかにより制御される。そして、現像剤のトナー濃度が所定の範囲内になるように制御される。

本実施形態における画像形成装置では、現像剤のトナー濃度が３％から12％までの範囲内になるように制御を行なっている。これは、トナー濃度が12％を超えるとトナー飛散や白地部かぶりといった問題が発生し、トナー濃度が３％を下まわると画像濃度薄やキャリア付着といった画像不良が発生したことに起因する。

次に、本実施形態で使用した現像スリーブ41について説明する。本実施形態において、現像スリーブ41の基材としてはアルミニウム素管を使用し、その表面の現像剤を担持搬送する領域に導電性樹脂皮膜層を形成した現像スリーブを使用した。樹脂皮膜層としては、皮膜層の主成分としてのフェノール樹脂中に、グラファイトとカーボンブラックと４級アンモニウム塩を分散させたものを使用した。本実施例では、スリーブ表面に、フェノール樹脂と結晶性グラファイト及びカーボンを１００：３６：４の重量比割合で混合した塗布液を膜厚１０μｍで塗布した後、温度１５０℃環境で硬化させた膜を用いた。そして、この樹脂層の体積抵抗率は、４端針法で測定したところ、０．８×１０^２Ω・ｃｍであり、その表面抵抗率は、１．２×１０^３Ω／□であった。

分散させるカーボンブラックとして、個数平均粒径12μmの球状炭素粒子を使用し、樹脂皮膜層のＪＩＳ Ｂ0601による十点平均粗さＲｚが約10μmになるように形成した。樹脂皮膜層の表面粗さの測定には、接触式表面粗さ計［（株）小坂研究所製：サーフコーダーＳＥ−3300］を用いた。測定条件は、カットオフ値が0.8mm、測定長さが2.5mm、送りスピードが0.1mm／秒、倍率が5000倍である。

ここで、Ｒｚは、定性的には、現像スリーブ表面の凸凹の山と谷の高低差を表す。本実施形態では皮膜層の主成分としてフェノール樹脂を使用したが、他にエポキシ樹脂やスチレンアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ、アクリルメラミン樹脂等を使用しても構わない。

次に、本実施形態の効果について図６〜８に基づき説明する。

図６は、現像スリーブ41上に担持された現像主極Ｎ１付近の現像剤量を変化させた時のトナー濃度センサ30による出力特性を示したグラフである。

ここで、グラフ中における□は現像スリーブ41として現像スリーブ表面に上述した樹脂被膜層を形成した樹脂コートスリーブを使用したときの出力であり、△は従来多く使用されているアルミスリーブを使用したときの出力である。

アルミスリーブは、砥粒として不定形アルミナ粒子(ＡＲＤ)を用いてブラスト処理して表面を粗面化処理し、十点平均粗さＲｚが約10μmとしたものを使用した。さらに、グラフ中における実線は現像スリーブ上に担持された現像剤のトナー濃度が７％の場合の出力であり、破線はトナー濃度が４％の場合の出力である。

図６において、現像スリーブ41として樹脂コートスリーブを使用した場合では、現像スリーブ上の現像剤量を変化させても10〜40ｍｇ／ｃｍ^２の範囲でトナー濃度７％の現像剤に対して濃度センサの出力は安定して約1.0Ｖである。そして、トナー濃度４％の現像剤に対して濃度センサの出力は安定して約0.6Ｖであった。

つまり、トナー濃度△１％の変化に対して、トナー濃度センサの出力に△0.13Ｖの変化が見られ、この出力差によりトナー濃度を検知することが出来、しかも、現像スリーブ上の現像剤量に影響を受けない。

これに対して、アルミスリーブを使用した場合では、現像スリーブ上の現像剤量が25〜40ｍｇ／ｃｍ^２の範囲では樹脂コートスリーブと同等の特性が見られる。しかしながら、25ｍｇ／ｃｍ^２を下まわると出力値が増加してきて、スリーブ上の現像剤量が10ｍｇ／ｃｍ^２のときにはトナー濃度７％の現像剤に対して濃度センサの出力が2.0Ｖであった。

これは、現像スリーブ上の現像剤量が25〜40ｍｇ／ｃｍ^２の範囲におけるトナー濃度14.5％の出力に相当する。

これら２種類の現像スリーブに対して、本検討とトナー濃度センサの検知条件を同じにして、現像スリーブ上に現像剤が担持されていないときのトナー濃度センサによる出力を測定した。すると、樹脂コートスリーブでは1.15Ｖであり、アルミスリーブでは5.56Ｖの出力値であった。

すなわち、この誤検知の原因は、現像スリーブ上の現像剤量が25ｍｇ／ｃｍ^２以上では現像スリーブ表面全体を現像剤で覆っている。これにより、純粋な現像剤による反射光を検知出来ているのが、現像剤量が減少してくるにつれてスリーブ表面が現れるため、現像剤と現像スリーブの両方からの反射光を検知してしまうためである。

アルミスリーブの場合、スリーブ自体の反射出力がトナー濃度の高いときの出力と同等であるために、少しでもスリーブ表面が現れてくると誤検知を起こしてしまう。これに対して、樹脂コートスリーブの場合は、スリーブ自体の反射出力が、現像剤濃度制御で制御されるトナー濃度範囲内の出力とほぼ同等であるために、現像スリーブ上の現像剤量が低下しても、トナー濃度の誤検知をほとんど起こすことが無い。

このアルミスリーブを現像スリーブとして使用し、画像形成装置で現像剤濃度制御を行ないながらカラー画像の出力を繰り返したところ、以下のような問題が発生した。現像スリーブ上に担持される現像剤量は、多量の画像形成動作による現像剤の流動性の変化や、現像スリーブの表面性（表面粗さ、摩擦係数など）の変化や、出力画像の画像比率などにより変動してしまう。

これらの条件により現像スリーブ上にコートされた現像剤量が15ｍｇ／ｃｍ^２まで低下する。この時に、現像剤濃度制御により初期トナー濃度７％を基準値として制御しているつもりが、上記の理由で現像剤濃度が高いと誤検知してトナー供給量を減量させるように制御してしまう。トナー濃度が３％を下まわって画像濃度薄やキャリア付着といった画像不良が発生した。

これに対して、樹脂コートスリーブを使用した画像形成装置では、上記のような問題が発生しなかった。さらに、本検討において、アルミスリーブ表面の粗面化処理を球形のガラスビーズ粒子(ＦＧＢ)を用いてブラスト処理し、十点平均粗さＲｚが約10μmとしたものや、現像スリーブの材質としてステンレススチール(ＳＵＳ)を使用した。

砥粒として不定形アルミナ粒子(ＡＲＤ)を用いてブラスト処理して表面を粗面化処理し、十点平均粗さＲｚが約10μmとしたものを画像形成装置にカラー画像の出力を繰り返して同様の評価を行なった。

ここで、前述の導電性樹脂皮膜層の膜厚を変えて、反射率の異なる樹脂コートスリーブを用意して同様の評価を行なった。それらの結果を図７に示す。図７において、スリーブａは膜厚１８μｍ、スリーブｂは膜厚１５μｍ、スリーブｃは膜厚１０μｍ、スリーブｄは膜厚５μｍ、スリーブｅは膜厚３μｍとする。

トナー濃度センサからの照射光に対して、現像剤濃度制御の初期化動作時における現像スリーブ上の現像剤からの反射出力値をＡ（本実施形態では1.0Ｖ）とする。そして、現像スリーブ上に現像剤が担持されていないスリーブ表面からの反射出力値をＢとする。このとき、本発明においては、比率Ｂ／Ａの値が0.3＜Ｂ／Ａ＜２の範囲内が、最適な範囲であることを見出した。すなわち図７のように、比率Ｂ／Ａの値が、0.31から1.98の範囲では、多量の画像形成を繰り返しても、トナー濃度の誤検知が少なく、良好な画像を出力することが出来た。

しかし、スリーブ自体の反射出力が低すぎて上記比率Ｂ／Ａが0.1の場合には、トナー濃度センサによりトナー濃度が低いと誤検知され、トナー濃度が高くなるように制御されてしまい、トナーの帯電量が低下し、白地部かぶりといった画像不良が発生した。

逆に、スリーブ自体の反射出力が高く上記比率Ｂ／Ａが2.4以上の場合はトナー濃度センサの誤検知によりトナー濃度が低下するように制御され、ベタ濃度が低下し画像濃度薄といった問題が発生した。さらに、上記比率Ｂ／Ａが3.62以上の場合はトナー濃度センサの誤検知によりさらにトナー濃度が低下するように制御され、画像濃度薄だけでなくキャリア付着といった問題が発生した。

以上説明したように、現像スリーブ上に担持された現像剤のトナー濃度を光反射型トナー濃度センサで検知し、その検知結果に基づき現像剤濃度制御を行なう。そして、トナー濃度センサの照射光に対する現像スリーブ自体の反射出力が、現像剤による反射出力とほぼ同等の低抵抗薄層を有する樹脂コートスリーブを使用する。これにより、現像スリーブ上の現像剤量の変動に対してトナー濃度の誤検知を防止して、トナー濃度を適正な状態を維持するように制御することが出来、安定した画像濃度で出力することが出来た。

また、図８はトナー濃度センサ30を現像装置の現像主極Ｎ１と現像スリーブ41の駆動方向上流の搬送極Ｓ２との磁極間に対向させたときに、図６と同様の検討を行なったときの出力特性を示したグラフである。この場合、やはり樹脂コートスリーブでは、現像スリーブ上の現像剤量が10〜40ｍｇ／ｃｍ^２の範囲で濃度センサの出力変化が無い。

しかし、アルミスリーブでは、20ｍｇ／ｃｍ^２以下になると出力値が大きくなってきて、スリーブ上の現像剤量が10ｍｇ／ｃｍ^２のときにはトナー濃度４％の現像剤の出力値が約８％と同等の出力値になる。これは、磁極部で検知する場合では、現像スリーブ上の現像剤による磁気ブラシが穂立った状態で存在するが、磁極間で検知する場合は、穂立ちが寝た状態で存在するため、磁極上における検知に比べて誤検知を起こし始める現像剤量が少ない。

しかし、現像剤量が変動し、10ｍｇ／ｃｍ^２まで低下するトナー濃度が高いと誤検知してしまい、現像剤濃度制御により現像剤濃度を低下させようとトナー供給量を減量させるように制御してしまう。

その結果、画像濃度薄やキャリア付着といった問題が発生した。これに対して、樹脂コートスリーブでは問題は発生しなかった。現像剤濃度制御にとって、現像スリーブ上に担持された現像剤量の変化に関わらず正確なトナー濃度検知を行なうことが出来るが重要である。磁極上だけでなく磁極間に対向させても正確なトナー濃度検知を行なうことが出来、本実施形態の構成により効果が確認できた。

本実施形態においては、現像スリーブの現像剤を担持搬送する領域全面に樹脂皮膜層を形成したが、トナー濃度センサと対向する検知領域のみに樹脂被膜層を形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、本実施形態においては、ブラックトナー現像器６Ｂに収容される現像剤に磁性一成分現像剤を使用したが、非磁性一成分現像剤や二成分現像剤を使用しても構わない。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では光反射型トナー濃度センサ30の出力に基づき現像剤濃度制御を行なっていた。これに対し、本実施形態は、光反射型トナー濃度センサの変わりに、感光ドラム上や中間転写ベルト上に形成されたパッチ画像の濃度をパッチ検知センサで検知してその出力に基づき現像剤濃度制御を行なう。そして、光反射型トナー濃度センサをトナー濃度リミッタとして使用する例である。本体構成については第１の実施形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態において、中間転写ベルト８上に参照パッチ画像を作像し、転写ベルトに対向して備えられたパッチ検知センサ31により検知して現像剤濃度制御をするパッチ検知ＡＴＲを行なっている。

まず、所定のコントラスト電圧となる基準パッチ潜像を、図示しないビデオコントローラ内に搭載されたテストパターン発生手段により感光ドラム１上に形成して、その静電潜像の現像を行ない、図９に示すようなパッチ画像Ｔを形成する。本実施形態においては、イエロー、マゼンタ、シアンのコントラスト電圧が120Ｖとなるような基準パッチを使用する。

これは、現像剤のトナー濃度の変化量に対して、パッチ画像の濃度の差が最も顕著に表れるコントラスト電圧である。そのパッチ画像Ｔを中間転写ベルト８に１次転写する。１次転写部材９より中間転写ベルト８の進行方向Ｅ下流に中間転写ベルト８に対向して備えられたパッチ検知センサ31でイエロー、マゼンタ、シアン、のパッチ画像Ｔをパッチ検知センサ31内に備えられた図示しないＬＥＤにより照射し順次反射光量を得る。そして、パッチ画像の濃度の濃薄から現像剤中のトナー濃度を推定する。

なお、読み取りの終了したパッチ画像Ｔは、２次転写部材10にパッチ画像Ｔのトナーの帯電極性と同極性の転写バイアスを印加することにより２次転写部を通過後、中間転写クリーナ12により清掃される。

そして、パッチ画像の濃度が初期設定時の濃度より薄ければ、現像剤中のトナー濃度が薄いと判断され、トナー濃度を上げるようにトナー補給が行なわれる。また、逆にパッチ画像の濃度が濃ければ現像剤中のトナー濃度が濃いと判断され、トナー濃度を下げるようにトナー補給が行なわれる。

トナー補給は、ＣＰＵ51の指示により、図示しない調整装置によってカラートナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ内のトナーをカラートナー現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内にどれだけ補給するかにより制御される。

パッチ検知センサ31による現像剤濃度制御は、所定の現像コントラスト電圧に対して現像されるトナー量が一定になるようにトナー濃度を制御するので、トナーの帯電量が一定になるように制御され、現像剤のトナー濃度は変動する。

例えば、平均画像比率の低い画像形成を繰り返した場合、トナーの消費と補給が少なく、トナーの現像装置内での滞留時間が長くなるため、摩擦帯電によりトナーの帯電量が増加する。

すると、パッチ画像の濃度が薄くなるため、トナー補給が行なわれトナー濃度が上昇する。しかし、この画像形成が多量に繰り返され、トナー濃度が上昇してキャリアに対するトナーの被覆率が大きくなりすぎると、トナーがキャリアと摩擦帯電できずに帯電量が低いトナーが増加する。そして、トナー濃度が12％を超えるとトナー飛散や白地部かぶりが発生した。

逆に、平均画像比率の高い画像形成を繰り返した場合や、多量の画像形成によりキャリアのコート層の磨耗やキャリアスペントなどでキャリア劣化した場合には、トナーの帯電量が低下する。すると、パッチ画像の濃度が濃くなるため、トナー補給が行なわれずトナー濃度が低下する。

そして、トナー濃度が３％を下まわると画像濃度薄やガサツキやキャリア付着といった画像不良が発生した。これに対して、光反射型トナー濃度センサ30によりトナー濃度を検知してトナー濃度リミッタとして使用し、トナー濃度が３％以下や12％以上にならないようトナー補給を制御している。

しかしながら、現像スリーブ41上に担持された現像剤量の変動によりトナー濃度センサ30の誤検知が起きる。すると、パッチ検知センサ31による現像剤濃度制御により現像剤のトナー濃度を適正に制御していても、光反射型トナー濃度センサ30がトナー濃度リミッタの範囲を外れたとしてエラーを出す。そして、画像形成装置本体の緊急停止を起こしてしまう。

そこで、上述したような制御の画像形成装置において、第１の実施形態と同様の樹脂コートを表面に施した現像スリーブを使用した。すると、現像剤量の変動に対してトナー濃度の誤検知を防止して、トナー濃度をトナー濃度の上下限を超えることなく適正な範囲で制御することが出来た。

トナー濃度が高すぎることによるトナー飛散や白地部かぶり、トナー濃度が低すぎることによる画像濃度薄やガサツキやキャリア付着といった画像不良を防止出来た。適正なトナー濃度にも関わらずトナー濃度リミッタの範囲を外れたとしてエラーを出して画像形成装置本体の緊急停止を起こしてしまう問題も発生することが無かった。

本実施形態においては、光反射型トナー濃度センサとパッチ検知センサを併用して、その検知出力に応じて現像剤濃度制御を行なっているが、インダクタンスセンサやビデオカウントのいずれか、または複数と併用しても構わない。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。

第１の実施形態で現像スリーブ表面に樹脂皮膜層を形成したものを使用したのに対し、本実施形態は、現像スリーブ表面をめっき処理したものを使用する例である。本体構成については実施形態１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態において、現像スリーブ41に以下のようなものを使用した。まず、現像スリーブの材質としてアルミニウムを使用し、その表面に砥粒として不定形アルミナ粒子(ＡＲＤ)を用いてブラスト処理して表面を粗面化処理し、十点平均粗さＲｚが約12μmとなるようにした。

その後、粗面化処理を行なったアルミスリーブ表面の現像剤を担持搬送する領域に電解黒ニッケルめっき（Ｎｉ−Ｚｎ）による被膜層を形成する。そして、十点平均粗さＲｚが約10μm、現像スリーブ上に現像剤が無いときのトナー濃度センサの出力が1.40Ｖの現像スリーブを得た。

この現像スリーブを使用して、第１の実施形態と同様の評価を行なった。すると、現像スリーブ上に担持された現像剤量の変化に対しても、トナー濃度センサの出力は安定し、誤検知を起こすことは無かった。

そして、画像形成装置内で現像剤濃度制御を行なったところ、トナー濃度を適正な状態を維持するように制御することが出来、安定した画像濃度で出力することが出来た。さらに、画像形成装置にて多量の画像形成動作を繰り返しても、めっき処理により樹脂コートに比べて表面硬度が高くなったため現像スリーブ41表面の磨耗が少なく、長寿命化を行なうことが出来た。

本実施形態では、現像スリーブ表面に電解黒ニッケルめっきの被膜層を形成した。この他に無電解黒Ｎｉ−Ｐめっき、電解黒クロムめっき、電解黒Ｎｉ−Ｓｎなどのめっき処理で被膜層を形成したものや黒染め(四三酸化鉄皮膜)処理して反射率を低下させた現像スリーブでも、同様の効果が得られる。

また、本実施形態においては、現像スリーブの現像剤を担持搬送する領域全面にめっき被膜層を形成したが、トナー濃度センサと対向する検知領域のみにめっき被膜層を形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態について図10、11に基づいて説明する。第１の実施形態では現像スリーブ上の現像主極Ｎ１付近に担持された現像剤のトナー濃度を現像器外に配設されたトナー濃度センサで検知していたのに対し、本実施形態は、現像器内に配設されたトナー濃度センサで検知する例である。

図10は、本発明の第３の実施形態を示すタンデム型直接転写方式のカラー画像形成装置の例を示す断面図である。装置内には、いくつかの張架ローラに架けまわされた転写材担持体（以下、転写ベルト15と称する）が設置されている。

この転写ベルト15は矢印方向に回転して、転写ベルト15上に担持した転写材Ｐを搬送する。この転写ベルト15に沿って、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂが併設され、順次イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が潜像、現像、転写のプロセスを経て形成される。

画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｂは、それぞれ専用の像担持体（感光ドラム）１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂを具備し、各感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂ上に各色のトナー像が形成される。各感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂに隣接して転写ベルト15が設置され、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂ上に形成された各色のトナー像が、転写ベルト15上に担持し搬送される転写材Ｐ上に転写される。さらに各色のトナー像が転写された転写材Ｐは、分離帯電器17により転写ベルト15から離脱され、定着装置13で加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。

感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂの外周には、それぞれ帯電器２ｙ、２ｍ、２ｃ、２ｂ、露光装置４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂが設けられる。更に、現像器６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｂ、転写帯電器９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｂ及び感光ドラムクリーナ11ｙ、11ｍ、11ｃ、11ｂが設けられる。

そして、装置の上方部にはさらに図示しない光源装置およびポリゴンミラーが設置されている。光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって偏向する。そして、ｆθレンズにより感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂの母線上に集光して露光することにより、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂに画像信号に応じた潜像が形成される。

現像器６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｂには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの非磁性トナーと磁性キャリアが所定の混合比で混合された現像材が所定量充填されている。

現像器６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｂは、それぞれ感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂ上の潜像を現像して、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像として顕像化する。

転写材Ｐは転写材カセット20に収容され、そこから複数の搬送ローラ及びレジストローラを経て転写ベルト15上に供給され、転写ベルト15による搬送で感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂと対向した転写部に順次送られる。

転写ベルト15は、エンドレス形状にしたものか、あるいは継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられている。そして、駆動ローラによりこの転写ベルト15が回転し、転写材Ｐがレジストローラから転写ベルト15に送り出され、転写材Ｐが第１画像形成部Ｐｙの転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がオンとなり、それを基準としてあるタイミングで第１画像形成部Ｐｙの感光ドラム１ｙに対し画像形成を行なう。 そして、感光ドラム１ｙの下側の転写部で転写帯電器９ｙが電界または電荷を付与することにより、感光ドラム１ｙ上に形成された第１色目のトナー像が転写材Ｐ上に転写される。この転写により転写材Ｐは転写ベルト15上に静電吸着力でしっかりと保持され、第２画像形成部Ｐｍ以降に搬送される。

第２〜第４画像形成部Ｐｍ〜Ｐｂでの画像形成、転写も第１画像形成部Ｐｙと同様に行なわれる。次いで４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、転写ベルト15の搬送方向下流部で分離帯電器17により除電して静電吸着力を減衰させることによって、転写ベルト15の末端から離脱する。

また、転写材Ｐの転写ベルト15からの離脱位置から転写ベルト進行方向下流には転写ベルト15表面に付着したかぶりトナーや飛散トナー等をクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード16が常時転写ベルトに当接されている。

そして離脱した転写材Ｐは定着装置13に搬送され、定着によりトナー像の混色及び転写材Ｐへの固定が行なわれ、フルカラーのコピー画像に形成され、排出トレイ14に排出される。

一方、感光ドラム１ｙ、１ｍ、１ｃ、１ｂ上に残留したトナーは、ファーブラシ、ブレード手段等の感光ドラムクリーナ11ｙ、11ｍ、11ｃ、11ｂにより清掃される。

次に、現像装置６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｂについて図11に基づいて説明する。41は現像スリーブ、42は現像スリーブ内部に固定配置されたマグネットローラ、44、45は攪拌スクリュー、43は現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配置された規制ブレードである。

ここで、現像剤の循環系とについて説明する。まず、現像スリーブ41の回転に伴い磁極Ｎ２ で汲み上げられた現像剤は、磁極Ｓ２ 、Ｎ１と搬送される過程において、現像スリーブ41に対してＳ−Ｂギャップをもって配置された規制ブレード43によって規制され、現像スリーブ41上に薄層形成される。

ここで、薄層形成された現像剤が、現像主極Ｓ１ に搬送されてくると磁気力によって磁気ブラシ（穂立ち）が形成される。この穂状に形成された磁気ブラシによって感光ドラム１上の静電潜像を現像した現像スリーブ41上の現像剤は、その後磁極Ｎ３ 、Ｎ２ の反発磁界によって、現像容器内に回収される。

現像装置６ｙ、６ｍ、６ｃ内には現像スリーブ41回転方向の規制ブレード43手前には現像スリーブ41と対向して第１の実施形態と同種のトナー濃度センサ30が備えられている。そして、規制スリーブ43により薄層形成される直前の現像剤に対しトナー濃度センサ30によるトナー濃度の検知を行ない、その出力に基づき現像剤濃度制御を行なっている。

トナー濃度センサ30の検知位置における現像剤量は、現像スリーブの汲み上げ極Ｎ２により攪拌スクリュー44付近から汲み上げられる現像剤量や、現像スリーブに担持されＳ−Ｂギャップを通過してゆく現像剤量により変化する。これは、攪拌スクリュー44付近の現像剤面の高さが変化して汲み上げ極Ｎ２との距離が変化することや、現像剤の流動性の変化などに起因して発生する。

以上のような構成の画像形成装置において、第１の実施形態と同様の樹脂コートを表面に施した現像スリーブを使用した。すると、第１の実施形態と同様に、現像剤量の変動に対してトナー濃度の誤検知を防止して、トナー濃度を適正な状態を維持するように制御することが出来、安定した画像濃度で出力することが出来た。

本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。 図１に示す画像形成部の概略構成図である。 図２に示す現像装置の断面図である。 図２に示すトナー濃度センサの概略構成図である。 図４のトナー濃度センサの配置位置を示す図である。 トナー濃度センサを磁極に対向して配置した場合の現像スリーブ上に担持された現像剤量とトナー濃度センサによる出力の関係を示したグラフである。 図１の画像形成装置の評価結果を示す図である。 トナー濃度センサを磁極間に対向して配置した場合の現像スリーブ上に担持された現像剤量とトナー濃度センサによる出力の関係を示したグラフである。 本発明の他の実施形態である現像剤濃度制御のパッチ画像を示す図である。 本発明の他の実施形態である画像形成装置の概略構成図である。 図10の現像装置の断面図である。

符号の説明

６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂ 現像器
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ トナーカートリッジ
30 トナー濃度センサ
31 パッチ検知センサ
41 現像スリーブ
42 マグネットローラ
43 規制ブレード
51 ＣＰＵ
52 ＲＡＭ
53 ＲＯＭ
54 トナー濃度センサ制御手段

Claims (4)

1. 像担持体と、
   前記像担持体上に形成された静電像を現像する現像装置と、
   前記現像装置に回転可能に設けられ、前記像担持体に対向すると共に、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上に担持された前記現像剤に光を照射し、前記現像剤からの反射出力値によって現像剤濃度を検知する現像剤濃度検知手段と、
   該現像剤濃度検知手段の検知結果に応じて、前記現像装置に補給用現像剤を補給する補給装置と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像剤濃度検知手段の照射光に対して、初期化動作時における前記現像剤担持体上の前記現像剤からの反射出力値をＡ、前記現像剤担持体に前記現像剤が担持されていないときの前記現像剤担持体の表面からの反射出力値をＢとしたときに、Ｂ／Ａの値が0.3＜Ｂ／Ａ＜２の範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤濃度検知手段は、前記現像剤からの拡散光を検知する拡散光型濃度検知手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤担持体は、その表面に少なくとも樹脂を含む層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤担持体は、その表面にめっき処理によって形成されためっき被膜層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

Images