JP3564002B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
特に、帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
（Ａ）現像装置
一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置（現像器）には、トナー粒子と現像磁性キャリア粒子（以下、現像キャリアと称す）を主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味などの観点から、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用している。
【０００４】
周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度（即ち、現像キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー重量の割合）は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。現像剤中のトナー粒子は現像時に消費され、現像剤のトナー濃度は変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行ない、トナー濃度を常に一定に制御し（Ｔ／Ｄ比制御）、画像の品位を保持する必要がある。
【０００５】
このように現像により現像装置の現像容器内の現像剤濃度が変化するのを補正するために、即ち、現像剤に補給するトナー量を制御するために、現像容器中の現像剤のトナー濃度の検知及び濃度制御装置は従来さまざまな方式の物が提案され実用化されている。
【０００６】
例えば、（ａ）現像剤担持体（一般に現像スリーブが用いられる場合が多いので以下の説明は「現像スリーブ」と称す）、あるいは現像容器の現像剤搬送経路に近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を検知し制御する現像剤濃度制御装置、あるいは（ｂ）現像装置の側壁に磁性の現像キャリアと非磁性のトナー粒子の混合比率による見かけの透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンスヘッド（センサー）を設置し、このインダクタンスヘッドからの検出信号によって現像容器内の現像剤の実際のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給するようにしたインダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置が使用されている。
【０００７】
また、（ｃ）像担持体（一般に感光体ドラムが用いられる場合が多いので以下の説明では「感光体ドラム」と称す）上に形成したパッチ画像濃度を、その表面に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサーにより読みとり、アナログーディジタル変換器でディジタル信号に変換した後ＣＰＵに送り、ＣＰＵで初期設定値と比較し、初期設定値より濃度が高い場合、初期設定値に戻るまでトナー補給が停止され、初期設定値より濃度が低い場合、初期設定値に戻るまで強制的にトナーが補給され、その結果トナー濃度が間接的に所望の値に維持される方式などがある。
【０００８】
しかし、上記（ａ）の現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率からトナー濃度を検知する方式は、トナー飛散等により検知手段が汚れてまった場合に正確にトナー濃度を検知できない等の問題がある。また（ｃ）のパッチ画像濃度から間接的にトナー濃度を制御する方式は、複写機、或いは画像形成装置の小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手段を設置するスペースが確保できない等の問題がある
これに対し、（ｂ）のインダクタンス検知方式は、センサー単体のコストも安価な事に加え、上記のようなスペースの問題、トナー飛散による汚れの問題の影響を受けないため、低コスト、小スペースの複写機、或いは画像形成装置において、最適なトナー濃度検知方式といえる。
【０００９】
上記インダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置（インダクタンス検知方式ＡＴＲ）は、例えば現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知された場合、一定体積内で現像剤中の現像キャリアが占める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味するのでトナー補給を開始する、逆に見かけの透磁率が小さくなった場合、一定体積内で現像剤中の現像キャリアが占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを意味するのでトナー補給を停止する、というような制御に基づきトナー濃度を制御することになる。
【００１０】
（Ｂ）磁気ブラシ帯電装置
また、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する電子写真感光体・静電記録誘電体などの像担持体の帯電処理手段としては、一般にコロナ帯電器が使用されてきた。
【００１１】
近年は、低オゾン・低電力等の利点を有することから、接触帯電装置、即ち被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置の実用化がなされてきている。特に、帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【００１２】
しかし、上述のローラ帯電方式では、帯電が帯電部材から被帯電体への放電により行われるため、環境の変化による帯電ローラおよび電子写真感光体の電気抵抗の変動により感光体の表面電位も変動する。
【００１３】
そこで、最近、環境変動の少ない帯電方式として、導電性の接触帯電部材（帯電ファーブラシ、帯電磁気ブラシ、帯電ローラ等）に電圧を印加し、トラップ準位となる導電粉（ＳｎＯ２ 等）を分散させた電荷注入層を表面に持つ感光体に感光体電位と同極の電荷を注入して接触帯電を行う方法が提案されている。
【００１４】
この注入帯電方式は、環境依存性が少ないだけでなく、放電を用いないため、印加電圧は感光体電位と同程度で充分であり、また感光体の寿命を縮めるオゾンを発生しない利点がある。
【００１５】
また、放電を用いた接触帯電では被帯電体に所望の帯電電位Ｖｓを得るために、その所望の帯電電位Ｖｓに放電開始電圧Ｖｔｈ（接触帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体の帯電が開始するときの接触帯電部材の印加電圧）を上乗せした直流バイアスＶｓ＋Ｖｔｈを帯電部材に印加する必要があるが、電荷注入帯電では帯電部材に印加した直流バイアスとほぼ同じ帯電電位Ｖｓが得られるため、帯電用の電源のコストダウンも可能になる。
【００１６】
このような電荷注入方式の場合の接触帯電部材としては、帯電、接触の安定性などの点から、磁気ブラシ帯電部材やファーブラシ帯電部材が好ましく用いられる。
【００１７】
磁気ブラシ帯電部材は、給電電極を兼ねる担持体に磁気拘束して形成保持させた導電性で磁性を有する帯電磁性キャリア粒子（以下、帯電キャリアと称す）の磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシを被帯電体に接触させ、担持体に給電するものである。
【００１８】
より具体的には、帯電キャリアを直接マグネット、あるいはマグネットを内包するスリーブ上に磁気ブラシとして磁気的に拘束させて保持させ、該磁気ブラシ帯電部材を停止あるいは回転させながら磁気ブラシ部を被帯電体に接触させ、かつ電圧を印加する事によって被帯電体を帯電処理するものである。
【００１９】
ファーブラシ帯電部材は、給電電極を兼ねる担持体に担持させた導電性繊維のブラシ部（ファーブラシ部）を有し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接触させ、担持体に給電するものである。
【００２０】
帯電部材は、長期使用、長期放置による毛倒れが生じた場合に帯電性が悪化してしまい、また帯電の均一性がブラシ径の制約等から不均一になりやすいのに対し、磁気ブラシ帯電部材ではそのような現象は起きず、均一で安定した帯電を行うことが可能となる。
【００２１】
磁気ブラシによる注入帯電は、図１５のモデル図に示すように、磁気ブラシ帯電装置の帯電スリーブ２０１上に担持した帯電キャリア２０２からなる磁気ブラシを感光体ドラム２００に接触させて帯電させる画像形成装置において、抵抗ＲとコンデンサＣの直列回路と等価であると見ることができる。帯電キャリア２０２による注入帯電での理想的な帯電プロセスでは、感光体ドラム２００表面のある点が帯電キャリア２０２と接触している時間（帯電ニップ部Ｎの幅×感光体ドラム２００の周速）にコンデンサＣが充電され、感光体ドラム２００の表面電位が印加電圧とほぼ同電位になる。
【００２２】
（Ｃ）クリーナーレスシステム（クリーナーレスプロセス）
最近は、転写方式の画像形成装置について、装置の小型化、簡易化、あるいはエコロジーの観点から廃トナーを出さないなどの目的で、上記した磁気ブラシ帯電装置で感光体ドラム上に残留した転写残トナーを現像装置でいったん回収するクリーナーレスシステムが実用化されている。
【００２３】
これはトナーが磁気ブラシの帯電キャリアとの接触により感光体電位と同極の電荷を付与さていると、印加電圧と感光体表面電位間の電位差△Ｖによって生じる電界で、磁気ブラシに混入のトナーは磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される。感光体上に吐き出されたトナーは、再び現像装置によって回収される。その原理を図１６に示す。現像のＤＣバイアスは、帯電装置（帯電器）がトナーの吐き出しを行っている時の感光体電位よりも低く設定されており、電位差と機械的摺擦力により感光体上の吐き出しトナーは現像装置（現像器）に回収される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電装置における問題点として、磁気ブラシを構成している帯電キャリアの像担持体表面への付着、流出が起こることがある。
【００２５】
特に、磁気ブラシ帯電部材（注入帯電器）で転写残トナーを回収するクリーナーレスシステムの場合においては、磁気ブラシにトナーが混入し、その電気抵抗は次第に大きくなっていく。そのため、帯電ニップ通過中に十分な電荷の移動が行われず、帯電ニップ通過後の感光体表面電位は印加電圧より小さくなってしまう（感光体表面電位と印加電圧との電位差を△Ｖ）。感光体電位の低下は、表面電位を検知する手段がなく現像バイアスをコントロールする手段がない場合において、現像で非画像部へのトナー付着、いわゆるカブリを引き起こし、また△Ｖが大きい場合は磁気ブラシの帯電キャリアが感光体表面に付着し、磁気ブラシ部から流出し、帯電不良を起こしてしまうと同時に流出した帯電キャリアが現像装置で回収されてしまい易い。
【００２６】
磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置に回収されると、インダクタンス検知方式センサーを用いた現像装置では、画像的には特に問題ない微量の帯電キャリア付着であっても、コピー枚数が大量になるにつれ、現像装置内に蓄積されることで、二成分現像剤の現像キャリアと帯電キャリアの透磁率が異なる場合に現像剤全体の見かけの透磁率が変化し、インダクタンス検知方式センサーによるトナー濃度制御に誤差が生じることがある。
【００２７】
つまり、帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透磁率より大きい場合は、現像容器中の現像剤のトナー濃度は一定なのに、帯電キャリアが現像剤中に混入すると現像剤の平均透磁率は大きいとインダクタンス検知センサーには検知され、これは一定体積内で現像剤中のキャリア粒子が占める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味するので、トナー補給を開始してしまい、適正なトナー濃度より高い濃度制御をしてしまう。
【００２８】
逆に、帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透磁率より小さい場合は、帯電キャリアが現像剤中に混入すると、現像剤の平均透磁率は小さいとインダクタンス検知センサーに検知され、これは一定体積内で現像剤中のキャリアが占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを意味するので、トナー補給を停止してしまい、適正なトナー濃度より低い濃度制御をしてしまう。
【００２９】
上記前者の場合は、トナー過補給により画像濃度が濃くなる問題や、トナー量増加に伴い現像剤量が増加し、現像剤が現像容器から溢れてしまう問題、あるいは現像剤中のトナー比率の増加に伴うトナー帯電量低下によりトナー飛散等の問題を引き起こす。また後者の場合は、現像剤中のトナー量減少による画像劣化、画像濃度薄、或いはトナー帯電量増加による画像濃度薄等の問題を引き起こす。
【００３０】
また、上記の問題は特に画像形成動作、すなわちコピー枚数が多くなっていくに従いその影響が増大する可能性がある。
【００３１】
さらに本発明者等の検討によれば、帯電キャリアの感光体ドラムヘの付着は特に画像濃度が高い、あるいは画像比率が大きいものほど帯電キャリアの感光体ドラムヘの付着が促進されることがわかっている。例えばＡ４サイズで画像比率が０％、６％、１５％、３０％のべ夕画像を５００００枚画像形成した時の帯電キャリアの現像装置への混入量はそれぞれ約５ｇ、７ｇ、１０ｇ、１５ｇであった。これは画像比率が大きい、あるいは濃度が高いものほど帯電装置に回収される転写残トナーが増加し、先に述べたように、帯電キャリアの抵抗があがることにより△Ｖが増加し混入量が増加したと考えられる。混入量が画像比率に単純に比例しないのは画像形成動作中の帯電キャリアの感光体ドラム面への物理的な付着や遠心力によるキャリア飛散は画像比率に依存せず一様にすると考えられる（図１１）。すなわち、上記の場合には画像比率が０％における帯電キャリア混入量５ｇが、５００００枚画像形成したときに生じる像担持体への物理的な付着やキャリア飛散の影響による不可避な帯電キャリア混入量であると考えられる。
【００３２】
そこで本発明は、磁気ブラシ接触帯電方式・二成分現像方式・転写方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置について、磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置側の二成分現像剤に混入しても、現像装置のインダクタンス検知センサーのトナ一濃度制御に生じる誤差を可及的に小さくすることを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
（１）帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていた検出信号の基準値を、新たな検出信号の基準値に設定する検出信号基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記検出信号基準値補正手段は、前記新たな検出信号の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３５】
（３）帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていたトナー補給制御の基準値を、新たなトナー補給制御の基準値に設定するトナー補給制御基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
（４）前記トナー補給制御基準値補正手段は、前記新たなトナー補給制御の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００３６】
（５）前記新たな検出信号の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行うことを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００３７】
（６）前記新たなトナー補給制御の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行うことを特徴とする（３）または（４）に記載の画像形成装置。
【００３８】
（７）前記画像情報書き込み装置が露光装置であることを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００３９】
〈作 用〉
本発明によれば、磁気ブラシ帯電に用いている帯電キャリアが、画像形成動作が繰り返されることで、像担持体への帯電キャリア付着等により現像装置内へ持ち運ばれて二成分現像剤に混入して蓄積される場合において、画像濃度の相違により現像装置内への混入割合に相違が生じ、その結果帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の相違により最適なトナー濃度である現像剤全体の平均透磁率が変化する割合が画像濃度の相違で異なっても、画像濃度信号のビデオカウント数からの情報によりインダクタンス検知センサーの検出信号の基準値あるいはトナー補給制御の基準値を補正する割合を変えることで、様々な画像濃度の原稿において画像形成動作が繰り返されていっても、常にトナー補給が適切に行われるため、より誤差の少ないトナー濃度制御（Ｔ／Ｄ比制御）が可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例（図１）
図１は画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、磁気ブラシ帯電方式、二成分現像方式、クリーナーレスプロセスのレーザービームプリンタである。
【００４１】
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光体ドラム）である。本実施例の感光体ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００４２】
２は感光体ドラム１の面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する接触帯電装置としての磁気ブラシ帯電装置（帯電器）である。回転する感光体ドラム１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００Ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【００４３】
３は画像情報書き込み手段としてのレーザービームスキャナーである。このレーザービームスキャナー３は、図８のように、半導体レーザー３１、ポリゴンミラー３２、Ｆ−θレンズ３３偏向ミラー３４等を有してなり、ＣＣＤ等の光電変換素子７０を有する原稿読み取り装置７０、電子計算機、ワードプロセッサー等の不図示のホスト装置から入力する目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌを射出して、回転感光体ドラム１の一様帯電処理面をレーザー光走査露光する。このレーザー光走査露光により回転感光体ドラム１の周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４４】
４は、非磁性トナーと、磁性キャリアを混合した現像剤による二成分接触現像方式の現像装置（現像器）であり、回転感光体ドラム１面の静電潜像をトナー画像として反転現像する。
【００４５】
５は感光体ドラム１の下側に配設した転写装置であり、本実施例の該転写装置は転写ベルトタイプである。５ａは無端状の転写ベルト（例えば、膜厚７５μｍのポリイミドのベルト）であり、駆動ローラ５ｂと従動ローラ５ｃ間に懸回張設されていて、感光体ドラム１の回転方向に順方向に感光体ドラム１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回動される。５ｄは転写ベルト５１の内側に配設した導電性ブレードであり、転写ベルト５ａの上行側ベルト部分を感光体ドラム１の下面部分に加圧して転写部位としての転写ニップ部Ｔを形成させている。
【００４６】
６は給紙カセットであり、紙などの転写材Ｐを積載収納させてある。給紙ローラ６１の駆動により給紙カセット６内に積載収納の転写材Ｐが１枚分離給紙され、搬送ローラ６２等を含むシートパス６３を通って所定の制御タイミングにて回転感光体ドラム１と転写装置５の転写ベルト５ａとの間の転写ニップ部Ｔに給送される。
【００４７】
転写ニップ部Ｔに給送された転写材Ｐは回転感光体ドラム１と転写ベルト５ａの間を挟持搬送され、その間、導電性ブレード５ｄに転写バイアス印加電源Ｅ３から所定の転写バイアスが印加されて、転写材Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電がなされる。これにより、転写ニップ部Ｔを通る転写材Ｐの表面側に回転感光体ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００４８】
転写ニップ部Ｔを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光体ドラム１面から順次に分離されてシートパス６４を通って定着装置（例えば熱ローラ定着装置）７に導入されてトナー画像の定着処理を受けてプリントアウトされる。
【００４９】
本実施例のプリンタはクリーナーレスプロセスであり、転写ニップ部Ｔで転写材Ｐに転写されずに回転感光体ドラム１の表面に残ったトナーを除去する専用のクリーナーは配設していないが、転写残トナーは引き続く感光体ドラム１の回転で、感光体ドラム１に接触している導電性ブラシ８の位置を通って磁気ブラシ帯電装置２の位置に至り、感光体ドラム１に接触している磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部に一時的に回収され、その回収トナーが再び感光体ドラム１面に吐き出されて最終的に現像装置４に現像同時クリーニングで回収され、感光体ドラム１は繰り返して作像に供される。
【００５０】
導電性ブラシ８は転写残トナーを除電または逆帯電させて磁気ブラシ帯電部材２１での回収効率を向上させるものであり、電源Ｅ４から、ＡＣバイアス、帯電と逆極性のＤＣバイアス、またはＡＣを重畳した帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加してある。
【００５１】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に若干残留したトナーを次工程以後の現像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以後用いられているため、廃トナーをなくし、メンテンナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナーレスであることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。
【００５２】
（２）感光体ドラム１（図２）
本実施例の感光体ドラム１は前述したように負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体であり、図２に層構成模型図を示したように、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体１１上に第１〜第５の機能層１２〜１６を下から順に設けたものである。
【００５３】
第１層１２；下引き層であり、アルミニウムドラム基体１１の欠陥などをならすため、またレーザー露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。
【００５４】
第２層１３；正電荷注入防止層であり、アルミニウムドラム基体１１から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０６ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００５５】
第３層１４；電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００５６】
第４層１５；電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層１４で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００５７】
第５層１６；電荷注入層であり、バインダーとしての光硬化性のアクリル樹脂に光透過性の導電フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径０．０３μｍの酸化錫ＳｎＯ２ の超微粒子１７を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の厚さ約３μｍの塗工層である。この電荷注入層１６の電気抵抗値は、充分な帯電性と画像流れを起こさない条件である１×１０１０〜１×１０１４Ω・ｃｍである必要がある。本実施例では表面抵抗が１×１０１１Ω・ｃｍの感光体ドラムを用いた。
【００５８】
（３）磁気ブラシ帯電装置２（図３）
図３は磁気ブラシ帯電装置２の拡大横断面模型図である。本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分けて、磁気ブラシ帯電部材２１、該磁気ブラシ帯電部材２１と帯電キャリア（帯電磁性キャリア）ｃａを収容させた容器（ハウジング）２５、磁気ブラシ層厚規制ブレード２６、磁気ブラシ帯電部材２１に対する帯電バイアス印加電源Ｅ１等からなる。
【００５９】
磁気ブラシ帯電部材２１は本実施例のものはスリーブ回転タイプであり、マグネットロール（磁石）２２と、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステンレス製スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電スリーブなどと称される）２３と、該スリーブ２３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で磁気拘束させて形成保持させた帯電キャリアｃａの磁気ブラシ部２４からなる。
【００６０】
マグネットロール２２は非回転の固定部材であり、スリーブ２３はこのマグネットロール２２の外回りを矢示の時計方向に不図示の駆動系により所定の周速度、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周速で回転駆動される。またスリーブ２３は感光体ドラム１に対してスペーサコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保たせて対向させて配設してある。
【００６１】
磁気ブラシ層厚規制ブレード２６は容器２５に取り付けた非磁性ステンレス製ブレードであり、スリーブ２３表面とのギャップが９００μｍになるように配置されている。
【００６２】
容器２５内の帯電キャリアｃａはその一部がスリーブ２３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部２４として保持される。磁気ブラシ部２４はスリーブ２３の回転駆動に伴い、スリーブ２３と一緒にスリーブ２３と同方向に回転する。このとき磁気ブラシ部２４の層厚はブレード２６により均一厚さに規制される。そしてその磁気ブラシ部２４の規制層厚はスリーブ２３と感光体ドラム１との対向隙間部の間隔より大きいから、磁気ブラシ部２４はスリーブ２３と感光体ドラム１との対向部において感光体ドラム１に対して所定幅のニップ部を形成して接触する。この接触ニップ部が帯電ニップ部Ｎである。従って、回転感光体ドラム１は帯電ニップ部Ｎにおいて磁気ブラシ帯電部材２１のスリーブ２３の回転に伴ない回転する磁気ブラシ部２４で摺擦される。この場合、帯電ニップ部Ｎにおいて感光体ドラム１の移動方向と磁気ブラシ部２４の移動方向は逆方向となり、相対移動速度は速くなる。
【００６３】
スリーブ２３と磁気ブラシ層厚規制ブレード２６には電源Ｅ１から所定の帯電バイアスが印加される。
【００６４】
而して、感光体ドラム１が回転駆動され、磁気ブラシ帯電部材２１のスリーブ２３が回転駆動され、電源Ｅ１から所定の帯電バイアスが印加されることで、回転感光体ドラム１の周面が本実施例の場合は電荷注入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【００６５】
スリーブ２３内に固定配置されているマグネットロール２２は、スリーブ２３と感光体ドラム１の最近接位置ｇから感光体ドラム回転方向上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極（主極）Ｎ１を配置してある。
【００６６】
この主極Ｎ１は、スリーブ２３と感光体ドラム１の最近接位置ｇとの角度θを感光体ドラム回転方向上流側２０°から下流側１０°の範囲に入るようにすることが望ましく、上流側１５°〜０°であればさらに良い。それより下流だと主極Ｎ１位置に帯電キャリアｃａが引きつけられ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向下流側に帯電キャリアｃａの滞留が発生しやすくなり、また上流すぎると、帯電ニップ部Ｎを通過した帯電キャリアｃａの搬送性が悪くなり、滞留が発生しやすくなる。
【００６７】
また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合には、帯電キャリアｃａに働くスリーブ２３への拘束力が弱くなり、帯電キャリアｃａが感光体ドラム１に付着しやすくなるのは明らかである。
【００６８】
ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電時に磁気ブラシ部２４の帯電キャリアｃａが感光体ドラム１と接触している領域を示す。
【００６９】
帯電バイアスは電源Ｅ１によってスリーブ２３と規制ブレード２６に印加される。本実施例ではＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いている。
【００７０】
帯電ニップ部Ｎにおける、磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部２４による感光体ドラム１面の摺擦と、磁気ブラシ帯電部材２１への帯電バイアスの印加により、磁気ブラシ部２４を構成している帯電キャリアｃａから電荷が感光体ドラム１上に与えられ、感光体ドラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。本例の場合は前述したように感光体ドラム１はその表面に電荷注入層１６を具備させたものであるから、電荷注入帯電により感光体ドラム１の帯電処理がなされる。即ち、感光体ドラム１面が帯電バイアスＤＣ＋ＡＣのＤＣ成分に対応した電位に帯電される。スリーブ２３は回転速度が速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【００７１】
帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とされる感光体ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−７００Ｖとした。
【００７２】
画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分は、そのピーク間電圧Ｖｐｐは、１００Ｖ以上２０００Ｖ以下、特に３００Ｖ以上１２００Ｖ以下が好ましい。ピーク間電圧Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上では、帯電キャリアｃａの滞留や感光体ドラムへの付着が悪化する。
【００７３】
周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好ましい。それ以下では、帯電キャリアｃａの感光体ドラムへの付着悪化や、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄くなり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が得られにくくなる。
【００７４】
ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ波などがよい。
【００７５】
磁気ブラシ部２４を構成させる帯電キャリアｃａは、本実施例では、燒結した強磁性体（フェライト）を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性体粉を混練して粒子状に整形したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面処理を行ったものも同様に用いることができる。
【００７６】
磁気ブラシ部２４の帯電キャリアｃａは感光体ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する役割と、感光体ドラム上に生じたピンホールなどの欠陥に帯電電流が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材及び感光体ドラムの通電破壊を防止する役割を兼ね備えていなければならない。
【００７７】
従って、磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値は１×１０４ Ω〜１×１０９ Ωであることが好ましく、特には１×１０４ Ω〜１×１０７ Ωであることが好ましい。磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値が１×１０４ Ω未満ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１×１０９ Ωを越えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向にある。また、抵抗値を上記範囲内に制御するためには、帯電キャリアｃａの体積抵抗値は１×１０４ Ω・ｃｍ〜１×１０９ Ω・ｃｍであることが好ましく、特には１×１０４ Ω・ｃｍ〜１×１０７ ・ｃｍであることが好ましい。
【００７８】
帯電キャリアｃａの体積抵抗値は図４に示す要領で測定した。すなわち、セル１００に帯電キャリアｃａを充填し、該充填帯電キャリアｃａに接するように主電極１０１及び上部電極１０２を配し、該電極１０１・１０２間に定電圧電源Ｅ５から電圧を印加し、そのとき流れる電流を電流計１０３で測定することにより求めた。１０４は絶縁物、１０５は電圧計、１０６はガイドリングを示す。
【００７９】
その測定条件は、２３℃、６５％の環境で、充填帯電キャリアｃａのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ２ 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１０２の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。
【００８０】
帯電キャリアｃａの平均粒径及び粒度分布測定におけるピークは５〜１００μｍの範囲にあることが、粒子表面の汚染による帯電劣化防止の観点から好ましい。帯電キャリアｃａの平均粒径は、水平方向最大弦長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子３００個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとる。
【００８１】
本実施例で用いた帯電キャリアｃａの透磁率は２７０ｅｍｕ／ｃｍ２ であり、磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値は１×１０６ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスのＤＣ成分として−７００Ｖを印加することで、感光体ドラム１の表面電位も−７００Ｖとなった。
【００８２】
（４）現像装置４（図５）
図５は現像装置４の拡大模型図である。現像装置４は感光体ドラム１に対向して配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁４１によって第１室（現像室）４２と第２室（攪拌室）４３とに区画されている。
【００８３】
第１室４２には矢印の時計方向に回転する現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４４が配置されており、この現像スリーブ４４内にマグネット４５が固定配置されている。
【００８４】
現像スリーブ４４はブレード４６によって層厚規制された、現像キャリア（磁性現像キャリア）ｃｂと非磁性トナーｔを含む二成分現像剤４７の層を担持搬送し、感光体ドラム１と対向する現像領域ｍで現像剤を感光体ドラム１に供給して静電潜像をトナー画像として現像する。本実施例では反転現像である。
【００８５】
現像効率、即ち潜橡へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ４４には電源Ｅ２から直流電圧ＤＣを交流電圧ＡＣに重畳した現像バイアス電圧が印加されている。
【００８６】
第１室４２及び第２室４３にはそれぞれ現像剤攪拌スクリュー４８及び４９が配置されている。スクリュー４８は第１室４２中の二成分現像剤４７（ｃｂ＋ｔ）を攪拌搬送し、また、スクリュー４９は、後述するトナー補給槽５０（図１）のトナー排出口５１から搬送スクリュー５２の回転によって供給されたトナーｔと既に現像装置内にある現像剤４７とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。
【００８７】
隔壁４１には図５おける手前側と奥側の端部において第１室４２と第２室４３とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上記スクリュー４８・４９の搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した第１室４２内の現像剤４７が一方の通路から第２室４３内へ移動し、第２室４３内でトナー濃度の回復した現像剤４７が他方の通路から第１室４２内へ移動するように構成されている。
【００８８】
本実施例では、静電潜像の現像により現像装置内の現像剤濃度（トナー濃度）が変化するのを補正するために、即ち、現像装置４に補給するトナー量を制御するために、現像装置４の第１室（現像室）４２の底壁にインダクタンスヘッド（インダクタンス検知センサー）５３が設置され、このインダクタンスヘッド５３からの検出信号によって現像装置４内の現像剤４７のトナー濃度、より具体的には第１室４２内の現像剤４７の実際のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給するようにしたインダクタンス検知方式ＡＴＲが設けられている。
【００８９】
ａ）二成分現像剤４７
▲１▼．トナー粒子ｔ：トナー粒子は、特に限定されるものではなく、例えば球形重合トナーで、その製法は重合法のモノマーに着色剤及び荷電制御剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることで球形状のトナー粒子を得た。この方法は安価に球形状のトナーを作製するには好適である。また従来多く用いられている粉砕法で作製したトナーを使用してもかまわない。
【００９０】
▲２▼．現像キャリアｃｂ：現像キャリアは、低磁化キャリアが用いられており、上記球形重合トナーｔとの組み合わせで高画質化が達成される。
【００９１】
本発明者らの実験によると、現像剤担持体（現像スリーブ４４）と像担持体（感光体ドラム１）との距離（以下、Ｓ−Ｄｇａｐと称す）が３００〜１０００μｍ、単位面積当たりの現像剤担持体上の現像剤量（以下、Ｍ／Ｓと称す）が２０〜５０ｍｇ／ｃｍ２ 、トナーｔと現像キャリアの混合量比（Ｔ／Ｄ比）が５〜１２％の範囲内では、現像キャリアｃｂの磁化の強さは、磁場１キロエルステッドにおける磁化の強さ（σ１０００）が２００ｅｍｕ／ｃｍ３ 以下、好ましくは１４０ｅｍｕ／ｃｍ３ 以下であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が低磁化量のために小さく、その結果、磁気ブラシの穂が緻密にかつ短くなることにより、磁気ブラシが潜像上のトナー付着面をソフトにはくので、現像トナーがかき取られる、いわゆるスキャベンジングを防ぎ、画像として解像度の高いものを提供できる。本実施例では現像キャリアｃｂの磁化の強さ（σ１０００）は１３５ｅｍｕ／ｃｍ３ である。
【００９２】
なお、上記した磁化特性は理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は１キロエルステッドの外部磁場を作り、その時の磁化の強さを求める。キャリアは円筒状のプラスチック容器に十分密になるようなパッキングした状態に作製する。この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して、磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）を求める。ついで、キャリア粒子の真比重を乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）により求め、磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）に真比重をかけることで、単位体積あたりの磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ３ ）を求めた。
【００９３】
本実施例で用いている、磁気ブラシ帯電装置の帯電キャリアｃａ及び二成分現像装置の現像キャリアｃｂはともに軟磁性体であり、１キロエルステッド程度の磁場中までは磁化の強さは磁場の増加と共に線形的に増加する。
【００９４】
従って透磁率は、図６に示す傾きｔａｎα、ｔａｎβに比例することになる。帯電キャリアｃａは現像キャリアｃｂと比較して磁化の強さ（σ１０００）がほぼ２倍なので、透磁率も２倍になる。このことから同じトナー濃度であっても透磁率の異なる磁性キャリアであった場合、インダクタンス検知センサーの検知出力信号は異なるものとなることがわかる。
【００９５】
ｂ）インダクタンス検知方式ＡＴＲ
上述したように、二成分現像剤４７は磁性の現像キャリアｃｂと非磁性のトナーｔを主成分としており、現像剤４７のトナー濃度（現像キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると、現像キャリアｃｂとトナーｔの混合比率による見かけの透磁率が変化する。
【００９６】
この見かけの透磁率をインダクタンスヘッド５３によって検知して電気信号に変換すると、図７に示すように、この電気信号はトナー濃度に応じてほぼ直線的に変化する。即ち、インダクタンスヘッド５３からの出力電気信号は現像装置内の二成分現像剤４７の実際のトナー濃度に対応する。
【００９７】
このインダクタンスヘッド５３からの出力電気信号の処理を図８を用いて説明する。
【００９８】
インダクタンスヘッド５３からの出力電気信号を比較器５４の一方の入力に供給する。この比較器５４の他方の入力には基準電圧信号源５５から、現像剤４７の規定のトナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）における見かけの透磁率に対応する基準電気信号が入力されている。従って、比較器５４は規定トナー濃度と現像装置内の実際のトナー濃度とを比較することになるので、両人力信号の比較結果として、比較器５４の検出信号はＣＰＵ５６に供給される。
【００９９】
ＣＰＵ５６は、比較器５４からの検出信号に基づいて、次回のトナー補給時間を補正するように制御する。
【０１００】
例えば、インダクタンスヘッド５３によって検出された現像剤４７の実際のトナー濃度が規定値よりも小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場合には、ＣＰＵ５６は不足分のトナーを現像装置４に補給するようにトナー補給槽５０の搬送スクリュー５２を作動させる。即ち、比較器５４からの検出信号に基づいて、不足分のトナーを現像装置４に補給するに要するスクリュー回転時間を算出し、モータ駆動回路５７を制御してその時間だけモータＭを回転駆動し、不足分のトナーを現像装置４に補給する。
【０１０１】
また、インダクタンスヘッド５３によって検出された現像剤４７の実際のトナー濃度が規定値よりも大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である場合には、ＣＰＵ５６は比較器５４からの検出信号に基づいて現像剤中の過剰トナー量を算出する。そして、その後の原稿による画像形成に際しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補給させるか、或は過剰トナー量が消費されるまでトナーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で画像を形成して過剰トナー量を消費させ、過剰トナー量が消費されたらトナー補給動作を前述の通り行なわせる等の制御を行なう。
【０１０２】
次に、図９のフローチャートを参照して上記インダクタンス検知方式ＡＴＲの動作についてさらに説明する。
【０１０３】
ブロック（ステップ）Ｓ５０１で画像形成装置をスタートさせると、ブロックＳ５０２でトナー濃度検出がスタートする。
【０１０４】
ブロックＳ５０３にてインダクタンスヘッド５３からの検出電圧信号ａを比較器５４に入力し、ブロックＳ５０４で比較器５４にて基準電圧信号源５５による基準電圧信号ｂと比較され、ブロックＳ５０５にてその検出信号差（ａ−ｂ）をＣＰＵ５６に送る。
【０１０５】
ブロックＳ５０６ではＣＰＵ５６において（ａ−ｂ）＞０かどうかを判断し、トナー濃度が基準値より低い場合（ＹＥＳ）、ブロックＳ５０７でトナー補給時間が決定される。
【０１０６】
ブロックＳ５０８でコピー動作が開始された後、ブロックＳ５０９でブロックＳ５０７で決定されたトナー補給時間だけ像間でトナー補給が行われ、スタートに戻る。
【０１０７】
また、ブロックＳ５０６でトナー濃度が基準値より高い場合（ＮＯ）、ブロックＳ５１０のコピー動作が開始され、トナーが補給されないでスタートに戻る。
【０１０８】
なお、トナー濃度検出のタイミングはコピー動作再開直前でも、コピー動作中でも構わない。例えば、画像形成装置動作１枚目はコピー動作再開直前、それ以後はコピー動作中に検出しても構わない。
【０１０９】
また本実施例に用いているインダクタンス検知方式ＡＴＲにおいては、最適なトナー濃度（本実施例では６％である。この値より高すぎるとトナーの飛散等が生じ、低すぎると画像濃度が薄くなる等の問題が生じることがある。）における検出信号の基準値を２．５Ｖになるように調整しており、基準値よりセンサー５３の検出信号が大きければ（例えば３．０Ｖ）トナーを補給し、センサー５３の検出信号が小さければ（例えば２．０Ｖ）トナー補給を停止することになっているが、本発明は当然上記の信号処理に限定されるものではなく、回路の構成を変更して基準値が２．５Ｖ以外の値であってもよく、またトナー濃度が最適値より低いときセンサー５３の基準値よりセンサー５３の検出信号が小さくなるようにし、トナー濃度が最適値より高い時センサー５３の検出信号が大きくなるようにしても構わない。
【０１１０】
ｃ）検出信号基準値補正手段
さて上記のような構成においては、前記の［発明が解決しようとする課題］の項で述べたように、磁気ブラシ帯電装置２における問題点として、磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部２４を構成している帯電キャリアｃａの感光体ドラム１表面への付着・流出が起こることがある。これが二成分現像装置４に回収されると、インダクタンス検知方式センサー５３を用いた現像装置４では、画像的には特に問題ない微量の帯電キャリア付着であっても、コピー枚数が大量になるにつれ、その回収帯電キャリアｃａが現像装置４内に蓄積されることで、現像キャリアｃｂと帯電キャリアｃａの透磁率が異なる場合に現像剤全体の見かけの透磁率が変化し、インダクタンス検知方式センサー５３によるトナー濃度制御に誤差が生じることがある。
【０１１１】
例えば、図１０の（ｂ）に示すように、現像剤の最適なトナー濃度６％においてはインダクタンスヘッド５３からの検出信号の初期値は２．５Ｖに設定されている。しかし、画像形成動作が繰り返されるにつれて現像装置４内に帯電キャリアｃａが徐々に蓄積されてくると、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合は、現像剤４７の見かけの透磁率は図１０の（ａ）の点線（ｉ）のように徐々に大きくなっていき、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より小さい場合は点線（ｉｉ）のように徐々に小さくなっていくことになる。
【０１１２】
従って、もしトナー濃度が初期の６％に制御されているとすると、その出力は、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも大きい場合は図１０の（ｂ）の点線（ｉ）のように徐々に大きくなっていき、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも小さい場合は点線（ｉｉ）のように徐々に小さくなっていくことになる。
【０１１３】
しかし実際はインダクタンス検知センサー５３ではあくまでも初期の基準値２．５Ｖになるように（図１０の（ｂ）の（ｉｉｉ） ）トナー補給がなされる結果、図１０の（ｃ）に示すように、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも大きい場合は図１０の（ｃ）の点線（ｉ）のようにトナー濃度は徐々に高くなってしまい、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも小さい場合は図１０の（ｃ）の点線（ｉｉ）のようにトナー濃度が徐々に低くなってしまうことになる。
【０１１４】
上記では、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合と小さい場合のそれぞれについてその現象を述べたが、以下には本実施例に用いているように、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合（約２倍）について、より具体的にのべることにする。ただし本発明は帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合に限定されるものではなく、当然両者の透磁率が異なれば適用することが可能である。
【０１１５】
本発明者らの検討では、本実施例に示した画像形成装置は、画像濃度の異なる原稿において画像形成動作を５００００回繰り返すと、帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は、その画像濃度により異なることが分かっている。具体的には図１１に示すように、画像濃度が高いほど、厳密にはトナー消費量が多く帯電装置に回収される転写残トナーが多いほど帯電キャリアｃａや感光体ドラム１の抵抗が高くなるため、前記に示した理由により帯電キャリアｃａの感光体ドラム１への付着及び現像装置４の二成分現像剤４７への混入が増加することになる。
【０１１６】
例えば、画像比率が１５％の画像において、帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は約１０ｇ／５００００回程度であった。そこで最適なトナー濃度に設定し、その時のインダクタンス検知センサー５３の検出信号を２．５Ｖに設定した場合に、その現像剤４７に強制的に帯電キャリアｃａを１０ｇを混入させると、現像剤４７の見かけの透磁率が大きくなるので、初期の最適なトナー濃度を維持した場合のインダクタンス検知センサー５３の検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．０Ｖへ０．５Ｖ上昇してしまっていた。
【０１１７】
従って、実際は検出信号が２．５Ｖになるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナー補給が過剰に行われ、本画像形成装置に用いたインダクタンス検知センサー５３の感度は０．５Ｖ／％（図７）なので、画像形成動作を５００００回繰り返した結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度６％から１％ずれてしまい、７％に制御されてしまった。
【０１１８】
また同様に、画像比率が３０％の画像において帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は約１５ｇ程度であった。そこで最適なトナー濃度に設定し、その時のインダクタンス検知センサー５３の検出信号を２．５Ｖに設定した場合に、その現像剤４７に強制的に帯電キャリアｃａを１５ｇを混入させると、現像剤４７の見かけの透磁率が大きくなるので、初期の最適なトナー濃度を維持した場合のインダクタンス検知センサー５３の検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．２５Ｖへ０．７５Ｖ上昇してしまっていた。
【０１１９】
従って、実際は検出信号が２．５Ｖになるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナー補給が過剰に行われ、本画像形成装置に用いたインダクタンス検知センサー５３の感度は０．５Ｖ／％（図７）なので、画像形成動作を５００００回繰り返した結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度６％から１．５％ずれてしまい、７．５％に制御されてしまった。
【０１２０】
そこで本実施例では、帯電キャリアｃａの現像装置４内の現像剤４７への混入によるインダクタンス検知方式ＡＴＲの誤検知を補正し、画像形成動作が大量に繰り返されても、トナー濃度を所定の値に一定に保つような検出信号基準値補正手段と、画像濃度信号のビデオカウント数から現像装置への帯電磁性キャリアの混入量を予想し、前記検出信号補正手段を複数持つことにより、上記の欠点を除去するものである。
【０１２１】
詳述すると次のようになる。本実施例における検出信号基準値補正手段は、インダクタンス検知センサー５３の初期の基準値を、画像形成動作をある時間又は回数繰り返した時に検出信号の基準値を設定し直すようにあらかじめＣＰＵ５８（図８）に命令を設定しておく。ＣＰＵ５８はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を新たに設定する。
【０１２２】
具体的には、画像比率が１５％においてインダクタンス検知センサー５３の初期の基準値が２．５Ｖであったものを、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャリアｃａの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量は１０ｇ／５００００回なので、５ｇ／２５０００回となる。インダクタンス検知センサー５３は帯電キャリアｃａが１０ｇ混入するとその値は０．５Ｖ変化するので、帯電キャリアｃａが約５ｇ混入したときはその値は０．２５Ｖ変化することになる。
【０１２３】
したがって図９のフローチャートのブロックＳ５０４における検出信号の基準値ｂを２．７５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５８に命令を設定しておく。ＣＰＵ５８はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を２．７５Ｖに設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。
【０１２４】
その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正をしない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた（図１２の（ｃ）の（ｉ））。
【０１２５】
ところが画像比率が３０％の画像においては帯電キャリアｃａの混入量は、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、実験から帯電キャリアｃａの混入量は１５ｇ／５００００回なので７．５ｇ／２５０００回となる。帯電キャリアｃａが７．５ｇ混入するとインダクタンス検知センサー５３の出力は０．３７５Ｖ誤差が生じ、その結果トナー濃度は６．７５％になっている。しかし画像形成装置を２５０００回繰り返した時、画像比率が１５％の画像の時と同様に検出信号の基準値を２．７５Ｖに設定し直すと、検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するが、それまでに生じていたトナー濃度の誤差は帯電キャリアｃａの７．５ｇの混入量によりインダクタンス検知センサー５３の出力変動０．３７５Ｖに相当する０．７５％であり、０．２５Ｖの補正ではトナー濃度は６．２５％と初期のトナー濃度６％にはならず、その結果画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約７．０％程度（図１２の（ｃ）の（ｉｉ））と、所望の値から大きくずれることになってしまう。
【０１２６】
そこで上記の問題を解決するために帯電キャリア混入量の予想をビデオカウント方式により行いトナー濃度制御を行った。
【０１２７】
まず画像情報信号の画像濃度のビデオカウント方式について説明する。
【０１２８】
図８において、７０は画像読み取り装置であり、原稿７１の画像情報を原稿照明用ランプ（不図示）・結像レンズ７２・固体撮像素子アレイ７３等の画像読み取りユニットにより時系列電気ディジタル画素信号として光電読み取りする。固体撮像素子アレイ７３による原稿画像の光電読み取り信号である時系列電気ディジタル画素信号は画像信号処理回路７４、パルス幅変調回路７５を経てレーザービームスキャナーに入力する。
【０１２９】
また、画像信号処理回路７４の出力信号のレベルが画素毎にカウントされる。このカウントは図８の実施例では次のようにして行なわれる。まず、前記パルス幅変調回路３５の出力信号がＡＮＤゲート７６の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート７６の他方の入力にはクロックパルス発振器７７からのクロックパルス（図１３の（ｂ）に示すパルス）が供給される。従って、ＡＮＤゲート７６からは図１３の（ａ）と（ｃ）に示すようにレーザー駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々のパルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。このクロックパルス数は各画像毎にカウンタ７８によって積算され、ビデオカウント数が算出される（Ａ４、１枚最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６ ）。そしてこのカウンタ７６からの各画像毎のパルス積算信号Ｃ１ （ビデオカウント数）は、前記原稿７１のトナー像を１つ形成するために現像装置４で消費されるトナー量に対応している。
【０１３０】
そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ５６に供給すると共にＲＡＭ７９に記憶する。ＣＰＵ５６はビデオカウント数と帯電キャリア混入量との対応関係を示す換算テーブルを有しており、入力されたビデオカウント数に基づき、現像装置４に混入する帯電キャリア量に見合うインタクタンス検知センサー５３の検出信号基準値の補正を行い、あるいはトナー補給制御の基準値の補正を行うことで誤差の少ないトナー濃度制御が可能となる。
【０１３１】
かくして、一般に、上記ビデオカウント数が大であれば上記基準値の補正値の値を大きくし、上記ビデオカウント数が小であれば上記基準値の補正値の値を小さくすることに
なる。
【０１３２】
そこで上記のようなビデオカウント方式による積算値と画像形成動作回数から帯電キャリアの混入量を予測し、トナー濃度制御の補正を試みた。
【０１３３】
画像比率が１５％の画像においてインダクタンス検知センサーの初期の基準値が２．５Ｖであったものを、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャリアの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量は１０ｇ／５００００回なので、５ｇ／２５０００回となる。インダクタンス検知センサー５３は帯電キャリアが１０ｇ混入するとその値は０．５Ｖ変化することがわかっているので、帯電キャリアが約５ｇ混入したときはその値は０．２５Ｖ変化することになる。したがって図９のフローチャートのＳ５０４における検出信号の基準値ｂを２．７５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。ＣＰＵ５６はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を２．７５Ｖに設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正をしない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた（図１２の（ｃ）の（ｉ））。
【０１３４】
ところが画像比率が３０％の画像においては帯電キャリアの混入量は、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、実験から帯電キャリアの混入量は１５ｇ／５００００回なので７．５ｇ／２５０００回となる。帯電キャリアが７．５ｇ混入するとインダクタンス検知センサー５３の出力は０．３７５Ｖ誤差が生じ、その結果トナー濃度は６．７５％になっている。しかし画像形成装置を２５０００回繰り返した時、画像比率が１５％の画像の時と同様に検出信号の基準値を２．７５Ｖに設定し直すと、検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するが、それまでに生じていたトナー濃度の誤差は帯電キャリア７．５ｇの混入量によりインダクタンス検知センサー５３の出力変動０．３７５Ｖに相当する０．７５％であり、０．２５Ｖの補正ではトナー濃度は６．２５％と初期のトナー濃度６％にはならず、その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約７．０％程度（図１２の（ｃ）の（ｉｉ））と、所望の値から大きくずれることになってしまう。
【０１３５】
しかし先にも述べたように、画像比率に関係なく２．５ｇ／２５０００回は帯電キャリア付着するので、例えば画像比率１５％で２５０００回画像形成した場合、残りの２．５ｇが帯電装置２に回収されたトナーによる帯電不良からおきた現像装置４への帯電キャリア混入量だと推定できる。
【０１３６】
さて、この時のビデオカウント数の積算値は
３８８４×１０６ ×０．１５×２５０００＝１４５７×１０１０カウント
であり、帯電キャリア混入量は
式（１）・・・
帯電キャリア混入量（ｇ）＝２．５／２５０００×（画像形成動作回数）＋２．５×（ビデオカウント積算値／１４５７×１０１０）
で予想される。
【０１３７】
そこで前記の画像比率が３０％の画像においては画像形成動作を２５０００回繰り返返した時のビデオカウント数は
３８８４×１０６×０．３０×２５０００＝２９１３×１０１０カウント
であり、式（１）より帯電キャリア混入量（ｇ）は７．５ｇと予想される。この時の検出信号の誤検知は０．３７５Ｖ分であり、検出信号の基準値を２．８７５Ｖに設定し直す（図１２の（ｂ）の（ｉｉｉ））ことで、検出信号が２．８７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる（図１２の（ｃ）の（ｉｉｉ））。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．７５％程度と、検出信号の補正を画像形成動作の回数のみで基準値を変化させた場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた。
【０１３８】
〈実施例２〉
本実施例におけるトナー補給制御補正手段は、図８による比較器５１の検出信号によるトナー補給開始、停止を決定する基準値を、画像形成動作をある時間又は回数繰り返した時にその時のビデオカウント数から検出信号の基準値を設定し直すようにあらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。
【０１３９】
ＣＰＵ５６はそのタイミングになると、比較器５４の検出信号によるトナー補給開始、停止を決定する基準値を新たな基準値に設定する。
【０１４０】
具体的には画像比率が１５％の画像において、初期のトナー補給制御基準値（ａ−ｂ）＞ ０を、画像形成動作を２５０００回繰り返した時に、図９のフローチャートのＳ５０６においてトナー補給制御基準値を（ａ−ｂ）＞０．２５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。ＣＰＵ５６はそのタイミングになると初期のトナー補給制御基準値（ａ−ｂ）＞０を（ａ−ｂ）＞０．２５に設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正を環境により変化させない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた。
【０１４１】
また実施例１でも述べたように画像比率の異なった場合でも、上記トナー補給制御基準値の補正をビデオカウント数の積算値に応じて変えることで、トナー濃度制御の誤差を小さくすることができる。
【０１４２】
〈実施例３〉
実施例１あるいは実施例２においては、ある既定の画像形成動作の回数に達したときに、その際のビデオカウント数と画像形成動作回数から実施例１における検出信号基準値補正手段によって基準値ｂ、あるいは実施例２におけるトナー補給制御基準値補正手段によって基準値（ａ−ｂ）を新たに設定しており、実施例１では画像比率の高いものほど基準値補正直前でのトナー濃度が所望の値より高いものとなり、地かぶりやトナー飛散の原因となることがある。
【０１４３】
そこで本実施例では、あるビデオカウント数に達した時点で帯電キャリア混入量を予測し、上記基準値を補正するものである（図１４の（ｂ））。その結果、画像比率の異なる画像をランダムに出力しても、帯電キャリアの混入量がある値以下で常に補正することが可能となり、よりトナー濃度制御の誤差を小さくすることが出来る。
【０１４４】
なお、今まで説明してきた各実施例では、本発明を電子写真方式のディジタル複写機に適用した場合を示したが、本発明は実施例以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々の複写械、プリンタ等の画像形成装置に等しく適用できるものである。例えば、本発明は画像の濃淡表現をデイザ法で行なう画像形成装置にも適用できるし、また、原稿のコピーではなく、コンピュータ等から出力された画像情報信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。さらに、画像形成装置や制御系の構成等について必要に応じて種々の変形及び変更がなし得ることは言うまでもない。
【０１４５】
ここで、原稿の画像比率に関しては、画像比率が変らない原稿ばかりをとることは事実上なく、その予想はあくまでも統計的な過去の実績から平均的画像比率として算出される。画像比率を検知する手段はビデオカウントと呼ばれる手段がおもで、これはディジタル複写機、あるいはプリンタではその構成上可能である。画像比率自体は実際はビデオカウントで得た数値から算出された割合として判断される。
【０１４６】
アナログ複写機などのような画像を直接像担持体に露光する場合は画像比率を検知する手段はないが、そのような場合においては枚数情報と過去の実績から統計的に予想される平均的画像比率から制御することが可能である。
【０１４７】
〈その他〉
１）磁気ブラシ帯電部材は、スリーブ回転タイプに限らず、マグネットロールが回転するものや、マグネットロールの表面を必要に応じて給電用電極として導電性処理して、該マグネットロールの外周面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラシ部を形成させ、マグネットロールを回転させる構成のもの等にすることもできる。回転しないタイプの磁気ブラシ帯電部材とすることもできる。
【０１４８】
２）像担持体としての感光体は表面抵抗が１０９ 〜１０１４Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが、電荷注入帯電を実現でき、オゾンの発生防止の面から望ましいが、上記以外の有機感光体等でもよい。即ち接触帯電は、実施例の電荷注入帯電方式に限らず、放電現象が支配的な接触帯電系であっても良い。
【０１４９】
３）二成分現像装置は現像剤を像担持体に対して接触させて潜像を現像する接触式がクリーナーレス方式においては転写残トナーの現像同時回収効果を高めるのに効果がある。また、現像剤中のトナー粒子として重合トナーを用いた場合には充分な回収効果が得られる。現像装置は反転現像方式でも、正規現像方式でもよい。
【０１５０】
４）ＡＣ（交番電圧、交流電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形はあっても良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。
【０１５１】
５）画像形成装置の作像プロセスは実施例に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセス機器を加えてもよい。
【０１５２】
静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にディジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【０１５３】
像担持体は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１５４】
６）像担持体からトナー画像の転写を受ける転写材は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。
【０１５５】
７）転写手段は、実施形態例の転写ベルト装置に限らず、コロナ放電転写、ローラ転写、ブレード転写など任意である。
【０１５６】
８）実施例の画像形成装置は白黒画像形成（モノカラー）についてのものであるが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して感光体、帯電装置、現像装置、露光装置を設け、各感光体上のトナー像をベルトまたは筒状の転写材保持体の転写材に順次転写することで、フルカラー画像を得ることができる。
【０１５７】
すなわち、転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置にも適用できる。
【０１５８】
９）像担持体１、帯電装置２、現像装置４等の任意のプロセス機器を画像形成装置本体に対して一括して着脱交換自在なプロセスカートリッジ着脱式の装置構成にすることもできる。
【０１５９】
１０）像担持体としての電子写真感光体や静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・静電潜像形成・現像の工程手段により画像情報に対応したトナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示画像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明において画像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。
【０１６０】
１１）本発明は画像の濃淡表現をデイザ法で行なう画像形成装置にも適用できるし、また、原稿のコピーではなく、コンピュータ等から出力された画像情報信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【０１６１】
さらに、画像形成装置や制御系の構成等について必要に応じて種々の変形及び変更がなし得ることは言うまでもない。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気ブラシ接触帯電方式・二成分現像方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置について、磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置側の二成分現像剤に混入し蓄積されていった場合でも、現像装置のインダクタンス検知センサーによるトナー濃度制御をより誤差少ないものにすることが可能となった。
【０１６３】
すなわち、磁気ブラシ帯電に用いている帯電キャリアが、画像形成動作が繰り返されることで、像担持体への帯電キャリア付着等により現像装置内へ持ち運ばれて二成分現像剤に混入して蓄積される場合において、画像濃度の相違により現像装置内への混入割合に相違が生じ、その結果帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の相違により最適なトナー濃度である現像剤全体の平均透磁率が変化する割合が画像濃度の相違で異なっても、画像濃度信号のビデオカウント数からの情報によりインダクタンス検知センサーの検出信号の基準値あるいはトナー補給制御の基準値を補正する割合を変えることで、様々な画像濃度の原稿において画像形成動作が繰り返されていっても、常にトナー補給が適切に行われるため、より誤差の少ないトナー濃度制御（Ｔ／Ｄ比制御）が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の画像形成装置の全体的構成略図
【図２】感光体の層構成模型図
【図３】磁気ブラシ帯電装置の構成模型図
【図４】磁性粒子の電気抵抗値の測定装置の構成略図
【図５】二成分現像装置の構成略図
【図６】帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の違いを説明する図
【図７】現像剤のトナー濃度の変化によってインダクタンスヘッドからの検出信号が変化する状態を示す特性図
【図８】トナー補給制御系のブロック図
【図９】トナー補給制御系の基本動作のフローチャート
【図１０】現像剤に帯電キャリアが混入、蓄積していった場合の、現像剤の見かけの透磁率の変化、インダクタンス検知センサーの検出信号、現像剤のＴ／Ｄ比の関係を簡便に表した図
【図１１】画像比率の違いにより帯電キャリアの混入量が異なることを示した図
【図１２】実施例１における制御の説明図
【図１３】ビデオカウントの説明図
【図１４】実施例３における制御の説明図
【図１５】磁気ブラシ帯電装置と感光体ドラム間の等価回路を示す図
【図１６】現像同時クリーニング（クリーナーレスシステム）の説明図
【符号の説明】
１・・感光体ドラム（像担持体）、２・・磁気ブラシ帯電装置、３・・レーザースキャナ（画像情報書き込み手段）、４・・二成分現像装置、５・・転写装置、６・・給紙カセット、７・・定着装置、Ｐ・・転写材、２１・・磁気ブラシ帯電部材、２４・・磁気ブラシ部、ｃａ・・帯電磁性キャリア（帯電キャリア）、４４・・現像スリーブ、４７・・二成分現像剤、ｃｂ・・現像磁性キャリア（現像キャリア）、ｔ・・トナー、５０・・トナー補給槽、５３・・インダクタンス検知センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
特に、帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
（Ａ）現像装置
一般に、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する現像装置（現像器）には、トナー粒子と現像磁性キャリア粒子（以下、現像キャリアと称す）を主成分とした二成分現像剤が用いられている。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味などの観点から、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用している。
【０００４】
周知のように、この二成分現像剤のトナー濃度（即ち、現像キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー重量の割合）は画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になっている。現像剤中のトナー粒子は現像時に消費され、現像剤のトナー濃度は変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して適時現像剤のトナー濃度を正確に検出し、その変化に応じてトナー補給を行ない、トナー濃度を常に一定に制御し（Ｔ／Ｄ比制御）、画像の品位を保持する必要がある。
【０００５】
このように現像により現像装置の現像容器内の現像剤濃度が変化するのを補正するために、即ち、現像剤に補給するトナー量を制御するために、現像容器中の現像剤のトナー濃度の検知及び濃度制御装置は従来さまざまな方式の物が提案され実用化されている。
【０００６】
例えば、（ａ）現像剤担持体（一般に現像スリーブが用いられる場合が多いので以下の説明は「現像スリーブ」と称す）、あるいは現像容器の現像剤搬送経路に近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率がトナー濃度により異なることを利用してトナー濃度を検知し制御する現像剤濃度制御装置、あるいは（ｂ）現像装置の側壁に磁性の現像キャリアと非磁性のトナー粒子の混合比率による見かけの透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンスヘッド（センサー）を設置し、このインダクタンスヘッドからの検出信号によって現像容器内の現像剤の実際のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給するようにしたインダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置が使用されている。
【０００７】
また、（ｃ）像担持体（一般に感光体ドラムが用いられる場合が多いので以下の説明では「感光体ドラム」と称す）上に形成したパッチ画像濃度を、その表面に対向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサーにより読みとり、アナログーディジタル変換器でディジタル信号に変換した後ＣＰＵに送り、ＣＰＵで初期設定値と比較し、初期設定値より濃度が高い場合、初期設定値に戻るまでトナー補給が停止され、初期設定値より濃度が低い場合、初期設定値に戻るまで強制的にトナーが補給され、その結果トナー濃度が間接的に所望の値に維持される方式などがある。
【０００８】
しかし、上記（ａ）の現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率からトナー濃度を検知する方式は、トナー飛散等により検知手段が汚れてまった場合に正確にトナー濃度を検知できない等の問題がある。また（ｃ）のパッチ画像濃度から間接的にトナー濃度を制御する方式は、複写機、或いは画像形成装置の小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペースや検知手段を設置するスペースが確保できない等の問題がある
これに対し、（ｂ）のインダクタンス検知方式は、センサー単体のコストも安価な事に加え、上記のようなスペースの問題、トナー飛散による汚れの問題の影響を受けないため、低コスト、小スペースの複写機、或いは画像形成装置において、最適なトナー濃度検知方式といえる。
【０００９】
上記インダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置（インダクタンス検知方式ＡＴＲ）は、例えば現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知された場合、一定体積内で現像剤中の現像キャリアが占める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味するのでトナー補給を開始する、逆に見かけの透磁率が小さくなった場合、一定体積内で現像剤中の現像キャリアが占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを意味するのでトナー補給を停止する、というような制御に基づきトナー濃度を制御することになる。
【００１０】
（Ｂ）磁気ブラシ帯電装置
また、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置が具備する電子写真感光体・静電記録誘電体などの像担持体の帯電処理手段としては、一般にコロナ帯電器が使用されてきた。
【００１１】
近年は、低オゾン・低電力等の利点を有することから、接触帯電装置、即ち被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置の実用化がなされてきている。特に、帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式の装置が帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【００１２】
しかし、上述のローラ帯電方式では、帯電が帯電部材から被帯電体への放電により行われるため、環境の変化による帯電ローラおよび電子写真感光体の電気抵抗の変動により感光体の表面電位も変動する。
【００１３】
そこで、最近、環境変動の少ない帯電方式として、導電性の接触帯電部材（帯電ファーブラシ、帯電磁気ブラシ、帯電ローラ等）に電圧を印加し、トラップ準位となる導電粉（ＳｎＯ２ 等）を分散させた電荷注入層を表面に持つ感光体に感光体電位と同極の電荷を注入して接触帯電を行う方法が提案されている。
【００１４】
この注入帯電方式は、環境依存性が少ないだけでなく、放電を用いないため、印加電圧は感光体電位と同程度で充分であり、また感光体の寿命を縮めるオゾンを発生しない利点がある。
【００１５】
また、放電を用いた接触帯電では被帯電体に所望の帯電電位Ｖｓを得るために、その所望の帯電電位Ｖｓに放電開始電圧Ｖｔｈ（接触帯電部材に直流電圧を印加して被帯電体の帯電が開始するときの接触帯電部材の印加電圧）を上乗せした直流バイアスＶｓ＋Ｖｔｈを帯電部材に印加する必要があるが、電荷注入帯電では帯電部材に印加した直流バイアスとほぼ同じ帯電電位Ｖｓが得られるため、帯電用の電源のコストダウンも可能になる。
【００１６】
このような電荷注入方式の場合の接触帯電部材としては、帯電、接触の安定性などの点から、磁気ブラシ帯電部材やファーブラシ帯電部材が好ましく用いられる。
【００１７】
磁気ブラシ帯電部材は、給電電極を兼ねる担持体に磁気拘束して形成保持させた導電性で磁性を有する帯電磁性キャリア粒子（以下、帯電キャリアと称す）の磁気ブラシ部を有し、該磁気ブラシを被帯電体に接触させ、担持体に給電するものである。
【００１８】
より具体的には、帯電キャリアを直接マグネット、あるいはマグネットを内包するスリーブ上に磁気ブラシとして磁気的に拘束させて保持させ、該磁気ブラシ帯電部材を停止あるいは回転させながら磁気ブラシ部を被帯電体に接触させ、かつ電圧を印加する事によって被帯電体を帯電処理するものである。
【００１９】
ファーブラシ帯電部材は、給電電極を兼ねる担持体に担持させた導電性繊維のブラシ部（ファーブラシ部）を有し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接触させ、担持体に給電するものである。
【００２０】
帯電部材は、長期使用、長期放置による毛倒れが生じた場合に帯電性が悪化してしまい、また帯電の均一性がブラシ径の制約等から不均一になりやすいのに対し、磁気ブラシ帯電部材ではそのような現象は起きず、均一で安定した帯電を行うことが可能となる。
【００２１】
磁気ブラシによる注入帯電は、図１５のモデル図に示すように、磁気ブラシ帯電装置の帯電スリーブ２０１上に担持した帯電キャリア２０２からなる磁気ブラシを感光体ドラム２００に接触させて帯電させる画像形成装置において、抵抗ＲとコンデンサＣの直列回路と等価であると見ることができる。帯電キャリア２０２による注入帯電での理想的な帯電プロセスでは、感光体ドラム２００表面のある点が帯電キャリア２０２と接触している時間（帯電ニップ部Ｎの幅×感光体ドラム２００の周速）にコンデンサＣが充電され、感光体ドラム２００の表面電位が印加電圧とほぼ同電位になる。
【００２２】
（Ｃ）クリーナーレスシステム（クリーナーレスプロセス）
最近は、転写方式の画像形成装置について、装置の小型化、簡易化、あるいはエコロジーの観点から廃トナーを出さないなどの目的で、上記した磁気ブラシ帯電装置で感光体ドラム上に残留した転写残トナーを現像装置でいったん回収するクリーナーレスシステムが実用化されている。
【００２３】
これはトナーが磁気ブラシの帯電キャリアとの接触により感光体電位と同極の電荷を付与さていると、印加電圧と感光体表面電位間の電位差△Ｖによって生じる電界で、磁気ブラシに混入のトナーは磁気ブラシ中から感光体表面に吐き出される。感光体上に吐き出されたトナーは、再び現像装置によって回収される。その原理を図１６に示す。現像のＤＣバイアスは、帯電装置（帯電器）がトナーの吐き出しを行っている時の感光体電位よりも低く設定されており、電位差と機械的摺擦力により感光体上の吐き出しトナーは現像装置（現像器）に回収される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような磁気ブラシ帯電部材を用いた磁気ブラシ帯電装置における問題点として、磁気ブラシを構成している帯電キャリアの像担持体表面への付着、流出が起こることがある。
【００２５】
特に、磁気ブラシ帯電部材（注入帯電器）で転写残トナーを回収するクリーナーレスシステムの場合においては、磁気ブラシにトナーが混入し、その電気抵抗は次第に大きくなっていく。そのため、帯電ニップ通過中に十分な電荷の移動が行われず、帯電ニップ通過後の感光体表面電位は印加電圧より小さくなってしまう（感光体表面電位と印加電圧との電位差を△Ｖ）。感光体電位の低下は、表面電位を検知する手段がなく現像バイアスをコントロールする手段がない場合において、現像で非画像部へのトナー付着、いわゆるカブリを引き起こし、また△Ｖが大きい場合は磁気ブラシの帯電キャリアが感光体表面に付着し、磁気ブラシ部から流出し、帯電不良を起こしてしまうと同時に流出した帯電キャリアが現像装置で回収されてしまい易い。
【００２６】
磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置に回収されると、インダクタンス検知方式センサーを用いた現像装置では、画像的には特に問題ない微量の帯電キャリア付着であっても、コピー枚数が大量になるにつれ、現像装置内に蓄積されることで、二成分現像剤の現像キャリアと帯電キャリアの透磁率が異なる場合に現像剤全体の見かけの透磁率が変化し、インダクタンス検知方式センサーによるトナー濃度制御に誤差が生じることがある。
【００２７】
つまり、帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透磁率より大きい場合は、現像容器中の現像剤のトナー濃度は一定なのに、帯電キャリアが現像剤中に混入すると現像剤の平均透磁率は大きいとインダクタンス検知センサーには検知され、これは一定体積内で現像剤中のキャリア粒子が占める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味するので、トナー補給を開始してしまい、適正なトナー濃度より高い濃度制御をしてしまう。
【００２８】
逆に、帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透磁率より小さい場合は、帯電キャリアが現像剤中に混入すると、現像剤の平均透磁率は小さいとインダクタンス検知センサーに検知され、これは一定体積内で現像剤中のキャリアが占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを意味するので、トナー補給を停止してしまい、適正なトナー濃度より低い濃度制御をしてしまう。
【００２９】
上記前者の場合は、トナー過補給により画像濃度が濃くなる問題や、トナー量増加に伴い現像剤量が増加し、現像剤が現像容器から溢れてしまう問題、あるいは現像剤中のトナー比率の増加に伴うトナー帯電量低下によりトナー飛散等の問題を引き起こす。また後者の場合は、現像剤中のトナー量減少による画像劣化、画像濃度薄、或いはトナー帯電量増加による画像濃度薄等の問題を引き起こす。
【００３０】
また、上記の問題は特に画像形成動作、すなわちコピー枚数が多くなっていくに従いその影響が増大する可能性がある。
【００３１】
さらに本発明者等の検討によれば、帯電キャリアの感光体ドラムヘの付着は特に画像濃度が高い、あるいは画像比率が大きいものほど帯電キャリアの感光体ドラムヘの付着が促進されることがわかっている。例えばＡ４サイズで画像比率が０％、６％、１５％、３０％のべ夕画像を５００００枚画像形成した時の帯電キャリアの現像装置への混入量はそれぞれ約５ｇ、７ｇ、１０ｇ、１５ｇであった。これは画像比率が大きい、あるいは濃度が高いものほど帯電装置に回収される転写残トナーが増加し、先に述べたように、帯電キャリアの抵抗があがることにより△Ｖが増加し混入量が増加したと考えられる。混入量が画像比率に単純に比例しないのは画像形成動作中の帯電キャリアの感光体ドラム面への物理的な付着や遠心力によるキャリア飛散は画像比率に依存せず一様にすると考えられる（図１１）。すなわち、上記の場合には画像比率が０％における帯電キャリア混入量５ｇが、５００００枚画像形成したときに生じる像担持体への物理的な付着やキャリア飛散の影響による不可避な帯電キャリア混入量であると考えられる。
【００３２】
そこで本発明は、磁気ブラシ接触帯電方式・二成分現像方式・転写方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置について、磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置側の二成分現像剤に混入しても、現像装置のインダクタンス検知センサーのトナ一濃度制御に生じる誤差を可及的に小さくすることを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００３４】
（１）帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていた検出信号の基準値を、新たな検出信号の基準値に設定する検出信号基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記検出信号基準値補正手段は、前記新たな検出信号の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００３５】
（３）帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていたトナー補給制御の基準値を、新たなトナー補給制御の基準値に設定するトナー補給制御基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。
（４）前記トナー補給制御基準値補正手段は、前記新たなトナー補給制御の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００３６】
（５）前記新たな検出信号の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行うことを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００３７】
（６）前記新たなトナー補給制御の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行うことを特徴とする（３）または（４）に記載の画像形成装置。
【００３８】
（７）前記画像情報書き込み装置が露光装置であることを特徴とする（１）ないし（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００３９】
〈作 用〉
本発明によれば、磁気ブラシ帯電に用いている帯電キャリアが、画像形成動作が繰り返されることで、像担持体への帯電キャリア付着等により現像装置内へ持ち運ばれて二成分現像剤に混入して蓄積される場合において、画像濃度の相違により現像装置内への混入割合に相違が生じ、その結果帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の相違により最適なトナー濃度である現像剤全体の平均透磁率が変化する割合が画像濃度の相違で異なっても、画像濃度信号のビデオカウント数からの情報によりインダクタンス検知センサーの検出信号の基準値あるいはトナー補給制御の基準値を補正する割合を変えることで、様々な画像濃度の原稿において画像形成動作が繰り返されていっても、常にトナー補給が適切に行われるため、より誤差の少ないトナー濃度制御（Ｔ／Ｄ比制御）が可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
（１）画像形成装置例（図１）
図１は画像形成装置例の概略構成図である。本実施例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス、磁気ブラシ帯電方式、二成分現像方式、クリーナーレスプロセスのレーザービームプリンタである。
【００４１】
１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光体ドラム）である。本実施例の感光体ドラム１は負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体（有機光導電性感光体）であり、矢示の時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００４２】
２は感光体ドラム１の面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する接触帯電装置としての磁気ブラシ帯電装置（帯電器）である。回転する感光体ドラム１の面はこの磁気ブラシ帯電装置２によりほぼ−７００Ｖに電荷注入帯電方式で一様に帯電処理される。
【００４３】
３は画像情報書き込み手段としてのレーザービームスキャナーである。このレーザービームスキャナー３は、図８のように、半導体レーザー３１、ポリゴンミラー３２、Ｆ−θレンズ３３偏向ミラー３４等を有してなり、ＣＣＤ等の光電変換素子７０を有する原稿読み取り装置７０、電子計算機、ワードプロセッサー等の不図示のホスト装置から入力する目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Ｌを射出して、回転感光体ドラム１の一様帯電処理面をレーザー光走査露光する。このレーザー光走査露光により回転感光体ドラム１の周面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００４４】
４は、非磁性トナーと、磁性キャリアを混合した現像剤による二成分接触現像方式の現像装置（現像器）であり、回転感光体ドラム１面の静電潜像をトナー画像として反転現像する。
【００４５】
５は感光体ドラム１の下側に配設した転写装置であり、本実施例の該転写装置は転写ベルトタイプである。５ａは無端状の転写ベルト（例えば、膜厚７５μｍのポリイミドのベルト）であり、駆動ローラ５ｂと従動ローラ５ｃ間に懸回張設されていて、感光体ドラム１の回転方向に順方向に感光体ドラム１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回動される。５ｄは転写ベルト５１の内側に配設した導電性ブレードであり、転写ベルト５ａの上行側ベルト部分を感光体ドラム１の下面部分に加圧して転写部位としての転写ニップ部Ｔを形成させている。
【００４６】
６は給紙カセットであり、紙などの転写材Ｐを積載収納させてある。給紙ローラ６１の駆動により給紙カセット６内に積載収納の転写材Ｐが１枚分離給紙され、搬送ローラ６２等を含むシートパス６３を通って所定の制御タイミングにて回転感光体ドラム１と転写装置５の転写ベルト５ａとの間の転写ニップ部Ｔに給送される。
【００４７】
転写ニップ部Ｔに給送された転写材Ｐは回転感光体ドラム１と転写ベルト５ａの間を挟持搬送され、その間、導電性ブレード５ｄに転写バイアス印加電源Ｅ３から所定の転写バイアスが印加されて、転写材Ｐの裏面からトナーと逆極性の帯電がなされる。これにより、転写ニップ部Ｔを通る転写材Ｐの表面側に回転感光体ドラム１面側のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【００４８】
転写ニップ部Ｔを通ってトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光体ドラム１面から順次に分離されてシートパス６４を通って定着装置（例えば熱ローラ定着装置）７に導入されてトナー画像の定着処理を受けてプリントアウトされる。
【００４９】
本実施例のプリンタはクリーナーレスプロセスであり、転写ニップ部Ｔで転写材Ｐに転写されずに回転感光体ドラム１の表面に残ったトナーを除去する専用のクリーナーは配設していないが、転写残トナーは引き続く感光体ドラム１の回転で、感光体ドラム１に接触している導電性ブラシ８の位置を通って磁気ブラシ帯電装置２の位置に至り、感光体ドラム１に接触している磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部に一時的に回収され、その回収トナーが再び感光体ドラム１面に吐き出されて最終的に現像装置４に現像同時クリーニングで回収され、感光体ドラム１は繰り返して作像に供される。
【００５０】
導電性ブラシ８は転写残トナーを除電または逆帯電させて磁気ブラシ帯電部材２１での回収効率を向上させるものであり、電源Ｅ４から、ＡＣバイアス、帯電と逆極性のＤＣバイアス、またはＡＣを重畳した帯電と逆極性のＤＣバイアスを印加してある。
【００５１】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に若干残留したトナーを次工程以後の現像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以後用いられているため、廃トナーをなくし、メンテンナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナーレスであることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できるようになる。
【００５２】
（２）感光体ドラム１（図２）
本実施例の感光体ドラム１は前述したように負帯電性・電荷注入帯電性のＯＰＣ感光体であり、図２に層構成模型図を示したように、φ３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体１１上に第１〜第５の機能層１２〜１６を下から順に設けたものである。
【００５３】
第１層１２；下引き層であり、アルミニウムドラム基体１１の欠陥などをならすため、またレーザー露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約２０μｍの導電層である。
【００５４】
第２層１３；正電荷注入防止層であり、アルミニウムドラム基体１１から注入された正電荷が感光体表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０６ Ω・ｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層である。
【００５５】
第３層１４；電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【００５６】
第４層１５；電荷輸送層であり、ポリカーボネイト樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層１４で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【００５７】
第５層１６；電荷注入層であり、バインダーとしての光硬化性のアクリル樹脂に光透過性の導電フィラーであるアンチモンをドーピングして低抵抗化（導電化）した粒径０．０３μｍの酸化錫ＳｎＯ２ の超微粒子１７を樹脂に対して７０重量パーセント分散した材料の厚さ約３μｍの塗工層である。この電荷注入層１６の電気抵抗値は、充分な帯電性と画像流れを起こさない条件である１×１０１０〜１×１０１４Ω・ｃｍである必要がある。本実施例では表面抵抗が１×１０１１Ω・ｃｍの感光体ドラムを用いた。
【００５８】
（３）磁気ブラシ帯電装置２（図３）
図３は磁気ブラシ帯電装置２の拡大横断面模型図である。本実施例の磁気ブラシ帯電装置２は、大きく分けて、磁気ブラシ帯電部材２１、該磁気ブラシ帯電部材２１と帯電キャリア（帯電磁性キャリア）ｃａを収容させた容器（ハウジング）２５、磁気ブラシ層厚規制ブレード２６、磁気ブラシ帯電部材２１に対する帯電バイアス印加電源Ｅ１等からなる。
【００５９】
磁気ブラシ帯電部材２１は本実施例のものはスリーブ回転タイプであり、マグネットロール（磁石）２２と、このマグネットロールに外嵌させた非磁性ステンレス製スリーブ（電極スリーブ、導電スリーブ、帯電スリーブなどと称される）２３と、該スリーブ２３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で磁気拘束させて形成保持させた帯電キャリアｃａの磁気ブラシ部２４からなる。
【００６０】
マグネットロール２２は非回転の固定部材であり、スリーブ２３はこのマグネットロール２２の外回りを矢示の時計方向に不図示の駆動系により所定の周速度、本実施例では２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周速で回転駆動される。またスリーブ２３は感光体ドラム１に対してスペーサコロ等の手段で５００μｍ程度の隙間を保たせて対向させて配設してある。
【００６１】
磁気ブラシ層厚規制ブレード２６は容器２５に取り付けた非磁性ステンレス製ブレードであり、スリーブ２３表面とのギャップが９００μｍになるように配置されている。
【００６２】
容器２５内の帯電キャリアｃａはその一部がスリーブ２３の外周面にスリーブ内部のマグネットロール２２の磁気力で磁気拘束されて磁気ブラシ部２４として保持される。磁気ブラシ部２４はスリーブ２３の回転駆動に伴い、スリーブ２３と一緒にスリーブ２３と同方向に回転する。このとき磁気ブラシ部２４の層厚はブレード２６により均一厚さに規制される。そしてその磁気ブラシ部２４の規制層厚はスリーブ２３と感光体ドラム１との対向隙間部の間隔より大きいから、磁気ブラシ部２４はスリーブ２３と感光体ドラム１との対向部において感光体ドラム１に対して所定幅のニップ部を形成して接触する。この接触ニップ部が帯電ニップ部Ｎである。従って、回転感光体ドラム１は帯電ニップ部Ｎにおいて磁気ブラシ帯電部材２１のスリーブ２３の回転に伴ない回転する磁気ブラシ部２４で摺擦される。この場合、帯電ニップ部Ｎにおいて感光体ドラム１の移動方向と磁気ブラシ部２４の移動方向は逆方向となり、相対移動速度は速くなる。
【００６３】
スリーブ２３と磁気ブラシ層厚規制ブレード２６には電源Ｅ１から所定の帯電バイアスが印加される。
【００６４】
而して、感光体ドラム１が回転駆動され、磁気ブラシ帯電部材２１のスリーブ２３が回転駆動され、電源Ｅ１から所定の帯電バイアスが印加されることで、回転感光体ドラム１の周面が本実施例の場合は電荷注入帯電方式で所定の極性・電位に一様に接触帯電処理される。
【００６５】
スリーブ２３内に固定配置されているマグネットロール２２は、スリーブ２３と感光体ドラム１の最近接位置ｇから感光体ドラム回転方向上流側１０°の位置に約９００Ｇの磁極（主極）Ｎ１を配置してある。
【００６６】
この主極Ｎ１は、スリーブ２３と感光体ドラム１の最近接位置ｇとの角度θを感光体ドラム回転方向上流側２０°から下流側１０°の範囲に入るようにすることが望ましく、上流側１５°〜０°であればさらに良い。それより下流だと主極Ｎ１位置に帯電キャリアｃａが引きつけられ、帯電ニップ部Ｎの感光体ドラム回転方向下流側に帯電キャリアｃａの滞留が発生しやすくなり、また上流すぎると、帯電ニップ部Ｎを通過した帯電キャリアｃａの搬送性が悪くなり、滞留が発生しやすくなる。
【００６７】
また、帯電ニップ部Ｎに磁極がない場合には、帯電キャリアｃａに働くスリーブ２３への拘束力が弱くなり、帯電キャリアｃａが感光体ドラム１に付着しやすくなるのは明らかである。
【００６８】
ここで述べている帯電ニップ部Ｎは、帯電時に磁気ブラシ部２４の帯電キャリアｃａが感光体ドラム１と接触している領域を示す。
【００６９】
帯電バイアスは電源Ｅ１によってスリーブ２３と規制ブレード２６に印加される。本実施例ではＤＣ成分にＡＣ成分が重畳しているバイアスを用いている。
【００７０】
帯電ニップ部Ｎにおける、磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部２４による感光体ドラム１面の摺擦と、磁気ブラシ帯電部材２１への帯電バイアスの印加により、磁気ブラシ部２４を構成している帯電キャリアｃａから電荷が感光体ドラム１上に与えられ、感光体ドラム１面が所定の極性・電位に一様に接触帯電される。本例の場合は前述したように感光体ドラム１はその表面に電荷注入層１６を具備させたものであるから、電荷注入帯電により感光体ドラム１の帯電処理がなされる。即ち、感光体ドラム１面が帯電バイアスＤＣ＋ＡＣのＤＣ成分に対応した電位に帯電される。スリーブ２３は回転速度が速いほど帯電均一性が良好になる傾向にある。
【００７１】
帯電バイアスＤＣ＋ＡＣにおいて、ＤＣ成分は必要とされる感光体ドラム１の表面電位と同値、本実施例では−７００Ｖとした。
【００７２】
画像形成時（作像時）におけるＡＣ成分は、そのピーク間電圧Ｖｐｐは、１００Ｖ以上２０００Ｖ以下、特に３００Ｖ以上１２００Ｖ以下が好ましい。ピーク間電圧Ｖｐｐがそれ以下では、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄く、それ以上では、帯電キャリアｃａの滞留や感光体ドラムへの付着が悪化する。
【００７３】
周波数は１００Ｈｚ以上５０００Ｈｚ以下、特に５００Ｈｚ以上２０００Ｈｚ以下が好ましい。それ以下では、帯電キャリアｃａの感光体ドラムへの付着悪化や、帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が薄くなり、それ以上でも帯電均一性、電位の立ち上がり性向上の効果が得られにくくなる。
【００７４】
ＡＣ成分の波形は矩形波、三角波、ｓｉｎ波などがよい。
【００７５】
磁気ブラシ部２４を構成させる帯電キャリアｃａは、本実施例では、燒結した強磁性体（フェライト）を還元処理したものを用いたが、他に樹脂と強磁性体粉を混練して粒子状に整形したもの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電性カーボン等を混ぜたものや、表面処理を行ったものも同様に用いることができる。
【００７６】
磁気ブラシ部２４の帯電キャリアｃａは感光体ドラム表面のトラップ順位に電荷を良好に注入する役割と、感光体ドラム上に生じたピンホールなどの欠陥に帯電電流が集中してしまうことに起因して生じる帯電部材及び感光体ドラムの通電破壊を防止する役割を兼ね備えていなければならない。
【００７７】
従って、磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値は１×１０４ Ω〜１×１０９ Ωであることが好ましく、特には１×１０４ Ω〜１×１０７ Ωであることが好ましい。磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値が１×１０４ Ω未満ではピンホールリークが生じやすくなる傾向があり、１×１０９ Ωを越えると良好な電荷の注入がしにくくなる傾向にある。また、抵抗値を上記範囲内に制御するためには、帯電キャリアｃａの体積抵抗値は１×１０４ Ω・ｃｍ〜１×１０９ Ω・ｃｍであることが好ましく、特には１×１０４ Ω・ｃｍ〜１×１０７ ・ｃｍであることが好ましい。
【００７８】
帯電キャリアｃａの体積抵抗値は図４に示す要領で測定した。すなわち、セル１００に帯電キャリアｃａを充填し、該充填帯電キャリアｃａに接するように主電極１０１及び上部電極１０２を配し、該電極１０１・１０２間に定電圧電源Ｅ５から電圧を印加し、そのとき流れる電流を電流計１０３で測定することにより求めた。１０４は絶縁物、１０５は電圧計、１０６はガイドリングを示す。
【００７９】
その測定条件は、２３℃、６５％の環境で、充填帯電キャリアｃａのセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ２ 、厚みｄ＝１ｍｍ、上部電極１０２の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００Ｖである。
【００８０】
帯電キャリアｃａの平均粒径及び粒度分布測定におけるピークは５〜１００μｍの範囲にあることが、粒子表面の汚染による帯電劣化防止の観点から好ましい。帯電キャリアｃａの平均粒径は、水平方向最大弦長で示し、測定法は顕微鏡法により磁性粒子３００個以上をランダムに選び、その径を実測して算術平均をとる。
【００８１】
本実施例で用いた帯電キャリアｃａの透磁率は２７０ｅｍｕ／ｃｍ２ であり、磁気ブラシ帯電部材２１の抵抗値は１×１０６ Ω・ｃｍであり、帯電バイアスのＤＣ成分として−７００Ｖを印加することで、感光体ドラム１の表面電位も−７００Ｖとなった。
【００８２】
（４）現像装置４（図５）
図５は現像装置４の拡大模型図である。現像装置４は感光体ドラム１に対向して配置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁４１によって第１室（現像室）４２と第２室（攪拌室）４３とに区画されている。
【００８３】
第１室４２には矢印の時計方向に回転する現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４４が配置されており、この現像スリーブ４４内にマグネット４５が固定配置されている。
【００８４】
現像スリーブ４４はブレード４６によって層厚規制された、現像キャリア（磁性現像キャリア）ｃｂと非磁性トナーｔを含む二成分現像剤４７の層を担持搬送し、感光体ドラム１と対向する現像領域ｍで現像剤を感光体ドラム１に供給して静電潜像をトナー画像として現像する。本実施例では反転現像である。
【００８５】
現像効率、即ち潜橡へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ４４には電源Ｅ２から直流電圧ＤＣを交流電圧ＡＣに重畳した現像バイアス電圧が印加されている。
【００８６】
第１室４２及び第２室４３にはそれぞれ現像剤攪拌スクリュー４８及び４９が配置されている。スクリュー４８は第１室４２中の二成分現像剤４７（ｃｂ＋ｔ）を攪拌搬送し、また、スクリュー４９は、後述するトナー補給槽５０（図１）のトナー排出口５１から搬送スクリュー５２の回転によって供給されたトナーｔと既に現像装置内にある現像剤４７とを攪拌搬送し、トナー濃度を均一化する。
【００８７】
隔壁４１には図５おける手前側と奥側の端部において第１室４２と第２室４３とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）が形成されており、上記スクリュー４８・４９の搬送力により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の低下した第１室４２内の現像剤４７が一方の通路から第２室４３内へ移動し、第２室４３内でトナー濃度の回復した現像剤４７が他方の通路から第１室４２内へ移動するように構成されている。
【００８８】
本実施例では、静電潜像の現像により現像装置内の現像剤濃度（トナー濃度）が変化するのを補正するために、即ち、現像装置４に補給するトナー量を制御するために、現像装置４の第１室（現像室）４２の底壁にインダクタンスヘッド（インダクタンス検知センサー）５３が設置され、このインダクタンスヘッド５３からの検出信号によって現像装置４内の現像剤４７のトナー濃度、より具体的には第１室４２内の現像剤４７の実際のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給するようにしたインダクタンス検知方式ＡＴＲが設けられている。
【００８９】
ａ）二成分現像剤４７
▲１▼．トナー粒子ｔ：トナー粒子は、特に限定されるものではなく、例えば球形重合トナーで、その製法は重合法のモノマーに着色剤及び荷電制御剤を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることで球形状のトナー粒子を得た。この方法は安価に球形状のトナーを作製するには好適である。また従来多く用いられている粉砕法で作製したトナーを使用してもかまわない。
【００９０】
▲２▼．現像キャリアｃｂ：現像キャリアは、低磁化キャリアが用いられており、上記球形重合トナーｔとの組み合わせで高画質化が達成される。
【００９１】
本発明者らの実験によると、現像剤担持体（現像スリーブ４４）と像担持体（感光体ドラム１）との距離（以下、Ｓ−Ｄｇａｐと称す）が３００〜１０００μｍ、単位面積当たりの現像剤担持体上の現像剤量（以下、Ｍ／Ｓと称す）が２０〜５０ｍｇ／ｃｍ２ 、トナーｔと現像キャリアの混合量比（Ｔ／Ｄ比）が５〜１２％の範囲内では、現像キャリアｃｂの磁化の強さは、磁場１キロエルステッドにおける磁化の強さ（σ１０００）が２００ｅｍｕ／ｃｍ３ 以下、好ましくは１４０ｅｍｕ／ｃｍ３ 以下であれば、隣り合う磁気ブラシの磁気的な相互作用が低磁化量のために小さく、その結果、磁気ブラシの穂が緻密にかつ短くなることにより、磁気ブラシが潜像上のトナー付着面をソフトにはくので、現像トナーがかき取られる、いわゆるスキャベンジングを防ぎ、画像として解像度の高いものを提供できる。本実施例では現像キャリアｃｂの磁化の強さ（σ１０００）は１３５ｅｍｕ／ｃｍ３ である。
【００９２】
なお、上記した磁化特性は理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は１キロエルステッドの外部磁場を作り、その時の磁化の強さを求める。キャリアは円筒状のプラスチック容器に十分密になるようなパッキングした状態に作製する。この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して、磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）を求める。ついで、キャリア粒子の真比重を乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）により求め、磁化の強さ（ｅｍｕ／ｇ）に真比重をかけることで、単位体積あたりの磁化の強さ（ｅｍｕ／ｃｍ３ ）を求めた。
【００９３】
本実施例で用いている、磁気ブラシ帯電装置の帯電キャリアｃａ及び二成分現像装置の現像キャリアｃｂはともに軟磁性体であり、１キロエルステッド程度の磁場中までは磁化の強さは磁場の増加と共に線形的に増加する。
【００９４】
従って透磁率は、図６に示す傾きｔａｎα、ｔａｎβに比例することになる。帯電キャリアｃａは現像キャリアｃｂと比較して磁化の強さ（σ１０００）がほぼ２倍なので、透磁率も２倍になる。このことから同じトナー濃度であっても透磁率の異なる磁性キャリアであった場合、インダクタンス検知センサーの検知出力信号は異なるものとなることがわかる。
【００９５】
ｂ）インダクタンス検知方式ＡＴＲ
上述したように、二成分現像剤４７は磁性の現像キャリアｃｂと非磁性のトナーｔを主成分としており、現像剤４７のトナー濃度（現像キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると、現像キャリアｃｂとトナーｔの混合比率による見かけの透磁率が変化する。
【００９６】
この見かけの透磁率をインダクタンスヘッド５３によって検知して電気信号に変換すると、図７に示すように、この電気信号はトナー濃度に応じてほぼ直線的に変化する。即ち、インダクタンスヘッド５３からの出力電気信号は現像装置内の二成分現像剤４７の実際のトナー濃度に対応する。
【００９７】
このインダクタンスヘッド５３からの出力電気信号の処理を図８を用いて説明する。
【００９８】
インダクタンスヘッド５３からの出力電気信号を比較器５４の一方の入力に供給する。この比較器５４の他方の入力には基準電圧信号源５５から、現像剤４７の規定のトナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）における見かけの透磁率に対応する基準電気信号が入力されている。従って、比較器５４は規定トナー濃度と現像装置内の実際のトナー濃度とを比較することになるので、両人力信号の比較結果として、比較器５４の検出信号はＣＰＵ５６に供給される。
【００９９】
ＣＰＵ５６は、比較器５４からの検出信号に基づいて、次回のトナー補給時間を補正するように制御する。
【０１００】
例えば、インダクタンスヘッド５３によって検出された現像剤４７の実際のトナー濃度が規定値よりも小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場合には、ＣＰＵ５６は不足分のトナーを現像装置４に補給するようにトナー補給槽５０の搬送スクリュー５２を作動させる。即ち、比較器５４からの検出信号に基づいて、不足分のトナーを現像装置４に補給するに要するスクリュー回転時間を算出し、モータ駆動回路５７を制御してその時間だけモータＭを回転駆動し、不足分のトナーを現像装置４に補給する。
【０１０１】
また、インダクタンスヘッド５３によって検出された現像剤４７の実際のトナー濃度が規定値よりも大である場合には、つまり、トナーが過剰補給である場合には、ＣＰＵ５６は比較器５４からの検出信号に基づいて現像剤中の過剰トナー量を算出する。そして、その後の原稿による画像形成に際しては、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補給させるか、或は過剰トナー量が消費されるまでトナーを補給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で画像を形成して過剰トナー量を消費させ、過剰トナー量が消費されたらトナー補給動作を前述の通り行なわせる等の制御を行なう。
【０１０２】
次に、図９のフローチャートを参照して上記インダクタンス検知方式ＡＴＲの動作についてさらに説明する。
【０１０３】
ブロック（ステップ）Ｓ５０１で画像形成装置をスタートさせると、ブロックＳ５０２でトナー濃度検出がスタートする。
【０１０４】
ブロックＳ５０３にてインダクタンスヘッド５３からの検出電圧信号ａを比較器５４に入力し、ブロックＳ５０４で比較器５４にて基準電圧信号源５５による基準電圧信号ｂと比較され、ブロックＳ５０５にてその検出信号差（ａ−ｂ）をＣＰＵ５６に送る。
【０１０５】
ブロックＳ５０６ではＣＰＵ５６において（ａ−ｂ）＞０かどうかを判断し、トナー濃度が基準値より低い場合（ＹＥＳ）、ブロックＳ５０７でトナー補給時間が決定される。
【０１０６】
ブロックＳ５０８でコピー動作が開始された後、ブロックＳ５０９でブロックＳ５０７で決定されたトナー補給時間だけ像間でトナー補給が行われ、スタートに戻る。
【０１０７】
また、ブロックＳ５０６でトナー濃度が基準値より高い場合（ＮＯ）、ブロックＳ５１０のコピー動作が開始され、トナーが補給されないでスタートに戻る。
【０１０８】
なお、トナー濃度検出のタイミングはコピー動作再開直前でも、コピー動作中でも構わない。例えば、画像形成装置動作１枚目はコピー動作再開直前、それ以後はコピー動作中に検出しても構わない。
【０１０９】
また本実施例に用いているインダクタンス検知方式ＡＴＲにおいては、最適なトナー濃度（本実施例では６％である。この値より高すぎるとトナーの飛散等が生じ、低すぎると画像濃度が薄くなる等の問題が生じることがある。）における検出信号の基準値を２．５Ｖになるように調整しており、基準値よりセンサー５３の検出信号が大きければ（例えば３．０Ｖ）トナーを補給し、センサー５３の検出信号が小さければ（例えば２．０Ｖ）トナー補給を停止することになっているが、本発明は当然上記の信号処理に限定されるものではなく、回路の構成を変更して基準値が２．５Ｖ以外の値であってもよく、またトナー濃度が最適値より低いときセンサー５３の基準値よりセンサー５３の検出信号が小さくなるようにし、トナー濃度が最適値より高い時センサー５３の検出信号が大きくなるようにしても構わない。
【０１１０】
ｃ）検出信号基準値補正手段
さて上記のような構成においては、前記の［発明が解決しようとする課題］の項で述べたように、磁気ブラシ帯電装置２における問題点として、磁気ブラシ帯電部材２１の磁気ブラシ部２４を構成している帯電キャリアｃａの感光体ドラム１表面への付着・流出が起こることがある。これが二成分現像装置４に回収されると、インダクタンス検知方式センサー５３を用いた現像装置４では、画像的には特に問題ない微量の帯電キャリア付着であっても、コピー枚数が大量になるにつれ、その回収帯電キャリアｃａが現像装置４内に蓄積されることで、現像キャリアｃｂと帯電キャリアｃａの透磁率が異なる場合に現像剤全体の見かけの透磁率が変化し、インダクタンス検知方式センサー５３によるトナー濃度制御に誤差が生じることがある。
【０１１１】
例えば、図１０の（ｂ）に示すように、現像剤の最適なトナー濃度６％においてはインダクタンスヘッド５３からの検出信号の初期値は２．５Ｖに設定されている。しかし、画像形成動作が繰り返されるにつれて現像装置４内に帯電キャリアｃａが徐々に蓄積されてくると、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合は、現像剤４７の見かけの透磁率は図１０の（ａ）の点線（ｉ）のように徐々に大きくなっていき、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より小さい場合は点線（ｉｉ）のように徐々に小さくなっていくことになる。
【０１１２】
従って、もしトナー濃度が初期の６％に制御されているとすると、その出力は、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも大きい場合は図１０の（ｂ）の点線（ｉ）のように徐々に大きくなっていき、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも小さい場合は点線（ｉｉ）のように徐々に小さくなっていくことになる。
【０１１３】
しかし実際はインダクタンス検知センサー５３ではあくまでも初期の基準値２．５Ｖになるように（図１０の（ｂ）の（ｉｉｉ） ）トナー補給がなされる結果、図１０の（ｃ）に示すように、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも大きい場合は図１０の（ｃ）の点線（ｉ）のようにトナー濃度は徐々に高くなってしまい、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率よりも小さい場合は図１０の（ｃ）の点線（ｉｉ）のようにトナー濃度が徐々に低くなってしまうことになる。
【０１１４】
上記では、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合と小さい場合のそれぞれについてその現象を述べたが、以下には本実施例に用いているように、帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合（約２倍）について、より具体的にのべることにする。ただし本発明は帯電キャリアｃａの透磁率が現像キャリアｃｂの透磁率より大きい場合に限定されるものではなく、当然両者の透磁率が異なれば適用することが可能である。
【０１１５】
本発明者らの検討では、本実施例に示した画像形成装置は、画像濃度の異なる原稿において画像形成動作を５００００回繰り返すと、帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は、その画像濃度により異なることが分かっている。具体的には図１１に示すように、画像濃度が高いほど、厳密にはトナー消費量が多く帯電装置に回収される転写残トナーが多いほど帯電キャリアｃａや感光体ドラム１の抵抗が高くなるため、前記に示した理由により帯電キャリアｃａの感光体ドラム１への付着及び現像装置４の二成分現像剤４７への混入が増加することになる。
【０１１６】
例えば、画像比率が１５％の画像において、帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は約１０ｇ／５００００回程度であった。そこで最適なトナー濃度に設定し、その時のインダクタンス検知センサー５３の検出信号を２．５Ｖに設定した場合に、その現像剤４７に強制的に帯電キャリアｃａを１０ｇを混入させると、現像剤４７の見かけの透磁率が大きくなるので、初期の最適なトナー濃度を維持した場合のインダクタンス検知センサー５３の検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．０Ｖへ０．５Ｖ上昇してしまっていた。
【０１１７】
従って、実際は検出信号が２．５Ｖになるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナー補給が過剰に行われ、本画像形成装置に用いたインダクタンス検知センサー５３の感度は０．５Ｖ／％（図７）なので、画像形成動作を５００００回繰り返した結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度６％から１％ずれてしまい、７％に制御されてしまった。
【０１１８】
また同様に、画像比率が３０％の画像において帯電キャリアｃａの現像装置４への混入量は約１５ｇ程度であった。そこで最適なトナー濃度に設定し、その時のインダクタンス検知センサー５３の検出信号を２．５Ｖに設定した場合に、その現像剤４７に強制的に帯電キャリアｃａを１５ｇを混入させると、現像剤４７の見かけの透磁率が大きくなるので、初期の最適なトナー濃度を維持した場合のインダクタンス検知センサー５３の検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．２５Ｖへ０．７５Ｖ上昇してしまっていた。
【０１１９】
従って、実際は検出信号が２．５Ｖになるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナー補給が過剰に行われ、本画像形成装置に用いたインダクタンス検知センサー５３の感度は０．５Ｖ／％（図７）なので、画像形成動作を５００００回繰り返した結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度６％から１．５％ずれてしまい、７．５％に制御されてしまった。
【０１２０】
そこで本実施例では、帯電キャリアｃａの現像装置４内の現像剤４７への混入によるインダクタンス検知方式ＡＴＲの誤検知を補正し、画像形成動作が大量に繰り返されても、トナー濃度を所定の値に一定に保つような検出信号基準値補正手段と、画像濃度信号のビデオカウント数から現像装置への帯電磁性キャリアの混入量を予想し、前記検出信号補正手段を複数持つことにより、上記の欠点を除去するものである。
【０１２１】
詳述すると次のようになる。本実施例における検出信号基準値補正手段は、インダクタンス検知センサー５３の初期の基準値を、画像形成動作をある時間又は回数繰り返した時に検出信号の基準値を設定し直すようにあらかじめＣＰＵ５８（図８）に命令を設定しておく。ＣＰＵ５８はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を新たに設定する。
【０１２２】
具体的には、画像比率が１５％においてインダクタンス検知センサー５３の初期の基準値が２．５Ｖであったものを、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャリアｃａの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量は１０ｇ／５００００回なので、５ｇ／２５０００回となる。インダクタンス検知センサー５３は帯電キャリアｃａが１０ｇ混入するとその値は０．５Ｖ変化するので、帯電キャリアｃａが約５ｇ混入したときはその値は０．２５Ｖ変化することになる。
【０１２３】
したがって図９のフローチャートのブロックＳ５０４における検出信号の基準値ｂを２．７５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５８に命令を設定しておく。ＣＰＵ５８はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を２．７５Ｖに設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。
【０１２４】
その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正をしない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた（図１２の（ｃ）の（ｉ））。
【０１２５】
ところが画像比率が３０％の画像においては帯電キャリアｃａの混入量は、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、実験から帯電キャリアｃａの混入量は１５ｇ／５００００回なので７．５ｇ／２５０００回となる。帯電キャリアｃａが７．５ｇ混入するとインダクタンス検知センサー５３の出力は０．３７５Ｖ誤差が生じ、その結果トナー濃度は６．７５％になっている。しかし画像形成装置を２５０００回繰り返した時、画像比率が１５％の画像の時と同様に検出信号の基準値を２．７５Ｖに設定し直すと、検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するが、それまでに生じていたトナー濃度の誤差は帯電キャリアｃａの７．５ｇの混入量によりインダクタンス検知センサー５３の出力変動０．３７５Ｖに相当する０．７５％であり、０．２５Ｖの補正ではトナー濃度は６．２５％と初期のトナー濃度６％にはならず、その結果画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約７．０％程度（図１２の（ｃ）の（ｉｉ））と、所望の値から大きくずれることになってしまう。
【０１２６】
そこで上記の問題を解決するために帯電キャリア混入量の予想をビデオカウント方式により行いトナー濃度制御を行った。
【０１２７】
まず画像情報信号の画像濃度のビデオカウント方式について説明する。
【０１２８】
図８において、７０は画像読み取り装置であり、原稿７１の画像情報を原稿照明用ランプ（不図示）・結像レンズ７２・固体撮像素子アレイ７３等の画像読み取りユニットにより時系列電気ディジタル画素信号として光電読み取りする。固体撮像素子アレイ７３による原稿画像の光電読み取り信号である時系列電気ディジタル画素信号は画像信号処理回路７４、パルス幅変調回路７５を経てレーザービームスキャナーに入力する。
【０１２９】
また、画像信号処理回路７４の出力信号のレベルが画素毎にカウントされる。このカウントは図８の実施例では次のようにして行なわれる。まず、前記パルス幅変調回路３５の出力信号がＡＮＤゲート７６の一方の入力に供給され、このＡＮＤゲート７６の他方の入力にはクロックパルス発振器７７からのクロックパルス（図１３の（ｂ）に示すパルス）が供給される。従って、ＡＮＤゲート７６からは図１３の（ａ）と（ｃ）に示すようにレーザー駆動パルスＳ、Ｉ、Ｗの各々のパルス幅に対応した数のクロックパルス、即ち、各画素の濃度に対応した数のクロックパルスが出力される。このクロックパルス数は各画像毎にカウンタ７８によって積算され、ビデオカウント数が算出される（Ａ４、１枚最大ビデオカウント数は４００ｄｐｉ、２５６階調で３８８４×１０６ ）。そしてこのカウンタ７６からの各画像毎のパルス積算信号Ｃ１ （ビデオカウント数）は、前記原稿７１のトナー像を１つ形成するために現像装置４で消費されるトナー量に対応している。
【０１３０】
そこで、このビデオカウント数をＣＰＵ５６に供給すると共にＲＡＭ７９に記憶する。ＣＰＵ５６はビデオカウント数と帯電キャリア混入量との対応関係を示す換算テーブルを有しており、入力されたビデオカウント数に基づき、現像装置４に混入する帯電キャリア量に見合うインタクタンス検知センサー５３の検出信号基準値の補正を行い、あるいはトナー補給制御の基準値の補正を行うことで誤差の少ないトナー濃度制御が可能となる。
【０１３１】
かくして、一般に、上記ビデオカウント数が大であれば上記基準値の補正値の値を大きくし、上記ビデオカウント数が小であれば上記基準値の補正値の値を小さくすることに
なる。
【０１３２】
そこで上記のようなビデオカウント方式による積算値と画像形成動作回数から帯電キャリアの混入量を予測し、トナー濃度制御の補正を試みた。
【０１３３】
画像比率が１５％の画像においてインダクタンス検知センサーの初期の基準値が２．５Ｖであったものを、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャリアの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量は１０ｇ／５００００回なので、５ｇ／２５０００回となる。インダクタンス検知センサー５３は帯電キャリアが１０ｇ混入するとその値は０．５Ｖ変化することがわかっているので、帯電キャリアが約５ｇ混入したときはその値は０．２５Ｖ変化することになる。したがって図９のフローチャートのＳ５０４における検出信号の基準値ｂを２．７５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。ＣＰＵ５６はそのタイミングになると基準電圧信号源５５から出力させる検出信号基準値を２．７５Ｖに設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正をしない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた（図１２の（ｃ）の（ｉ））。
【０１３４】
ところが画像比率が３０％の画像においては帯電キャリアの混入量は、画像形成動作を２５０００回繰り返した時、実験から帯電キャリアの混入量は１５ｇ／５００００回なので７．５ｇ／２５０００回となる。帯電キャリアが７．５ｇ混入するとインダクタンス検知センサー５３の出力は０．３７５Ｖ誤差が生じ、その結果トナー濃度は６．７５％になっている。しかし画像形成装置を２５０００回繰り返した時、画像比率が１５％の画像の時と同様に検出信号の基準値を２．７５Ｖに設定し直すと、検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するが、それまでに生じていたトナー濃度の誤差は帯電キャリア７．５ｇの混入量によりインダクタンス検知センサー５３の出力変動０．３７５Ｖに相当する０．７５％であり、０．２５Ｖの補正ではトナー濃度は６．２５％と初期のトナー濃度６％にはならず、その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約７．０％程度（図１２の（ｃ）の（ｉｉ））と、所望の値から大きくずれることになってしまう。
【０１３５】
しかし先にも述べたように、画像比率に関係なく２．５ｇ／２５０００回は帯電キャリア付着するので、例えば画像比率１５％で２５０００回画像形成した場合、残りの２．５ｇが帯電装置２に回収されたトナーによる帯電不良からおきた現像装置４への帯電キャリア混入量だと推定できる。
【０１３６】
さて、この時のビデオカウント数の積算値は
３８８４×１０６ ×０．１５×２５０００＝１４５７×１０１０カウント
であり、帯電キャリア混入量は
式（１）・・・
帯電キャリア混入量（ｇ）＝２．５／２５０００×（画像形成動作回数）＋２．５×（ビデオカウント積算値／１４５７×１０１０）
で予想される。
【０１３７】
そこで前記の画像比率が３０％の画像においては画像形成動作を２５０００回繰り返返した時のビデオカウント数は
３８８４×１０６×０．３０×２５０００＝２９１３×１０１０カウント
であり、式（１）より帯電キャリア混入量（ｇ）は７．５ｇと予想される。この時の検出信号の誤検知は０．３７５Ｖ分であり、検出信号の基準値を２．８７５Ｖに設定し直す（図１２の（ｂ）の（ｉｉｉ））ことで、検出信号が２．８７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され、初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる（図１２の（ｃ）の（ｉｉｉ））。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．７５％程度と、検出信号の補正を画像形成動作の回数のみで基準値を変化させた場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた。
【０１３８】
〈実施例２〉
本実施例におけるトナー補給制御補正手段は、図８による比較器５１の検出信号によるトナー補給開始、停止を決定する基準値を、画像形成動作をある時間又は回数繰り返した時にその時のビデオカウント数から検出信号の基準値を設定し直すようにあらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。
【０１３９】
ＣＰＵ５６はそのタイミングになると、比較器５４の検出信号によるトナー補給開始、停止を決定する基準値を新たな基準値に設定する。
【０１４０】
具体的には画像比率が１５％の画像において、初期のトナー補給制御基準値（ａ−ｂ）＞ ０を、画像形成動作を２５０００回繰り返した時に、図９のフローチャートのＳ５０６においてトナー補給制御基準値を（ａ−ｂ）＞０．２５Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰＵ５６に命令を設定しておく。ＣＰＵ５６はそのタイミングになると初期のトナー補給制御基準値（ａ−ｂ）＞０を（ａ−ｂ）＞０．２５に設定し直す。検出信号が２．７５Ｖになるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じていたトナー濃度の誤差が解消され初期のトナー濃度６％に制御し直されることになる。その結果、画像形成動作を５００００回繰り返した時におけるトナー濃度は約６．５％程度と、検出信号の補正を環境により変化させない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小さくすることができた。
【０１４１】
また実施例１でも述べたように画像比率の異なった場合でも、上記トナー補給制御基準値の補正をビデオカウント数の積算値に応じて変えることで、トナー濃度制御の誤差を小さくすることができる。
【０１４２】
〈実施例３〉
実施例１あるいは実施例２においては、ある既定の画像形成動作の回数に達したときに、その際のビデオカウント数と画像形成動作回数から実施例１における検出信号基準値補正手段によって基準値ｂ、あるいは実施例２におけるトナー補給制御基準値補正手段によって基準値（ａ−ｂ）を新たに設定しており、実施例１では画像比率の高いものほど基準値補正直前でのトナー濃度が所望の値より高いものとなり、地かぶりやトナー飛散の原因となることがある。
【０１４３】
そこで本実施例では、あるビデオカウント数に達した時点で帯電キャリア混入量を予測し、上記基準値を補正するものである（図１４の（ｂ））。その結果、画像比率の異なる画像をランダムに出力しても、帯電キャリアの混入量がある値以下で常に補正することが可能となり、よりトナー濃度制御の誤差を小さくすることが出来る。
【０１４４】
なお、今まで説明してきた各実施例では、本発明を電子写真方式のディジタル複写機に適用した場合を示したが、本発明は実施例以外の電子写真方式、静電記録方式等の種々の複写械、プリンタ等の画像形成装置に等しく適用できるものである。例えば、本発明は画像の濃淡表現をデイザ法で行なう画像形成装置にも適用できるし、また、原稿のコピーではなく、コンピュータ等から出力された画像情報信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。さらに、画像形成装置や制御系の構成等について必要に応じて種々の変形及び変更がなし得ることは言うまでもない。
【０１４５】
ここで、原稿の画像比率に関しては、画像比率が変らない原稿ばかりをとることは事実上なく、その予想はあくまでも統計的な過去の実績から平均的画像比率として算出される。画像比率を検知する手段はビデオカウントと呼ばれる手段がおもで、これはディジタル複写機、あるいはプリンタではその構成上可能である。画像比率自体は実際はビデオカウントで得た数値から算出された割合として判断される。
【０１４６】
アナログ複写機などのような画像を直接像担持体に露光する場合は画像比率を検知する手段はないが、そのような場合においては枚数情報と過去の実績から統計的に予想される平均的画像比率から制御することが可能である。
【０１４７】
〈その他〉
１）磁気ブラシ帯電部材は、スリーブ回転タイプに限らず、マグネットロールが回転するものや、マグネットロールの表面を必要に応じて給電用電極として導電性処理して、該マグネットロールの外周面に直接に導電性磁性粒子を磁気拘束させて磁気ブラシ部を形成させ、マグネットロールを回転させる構成のもの等にすることもできる。回転しないタイプの磁気ブラシ帯電部材とすることもできる。
【０１４８】
２）像担持体としての感光体は表面抵抗が１０９ 〜１０１４Ω・ｃｍの低抵抗層を持つことが、電荷注入帯電を実現でき、オゾンの発生防止の面から望ましいが、上記以外の有機感光体等でもよい。即ち接触帯電は、実施例の電荷注入帯電方式に限らず、放電現象が支配的な接触帯電系であっても良い。
【０１４９】
３）二成分現像装置は現像剤を像担持体に対して接触させて潜像を現像する接触式がクリーナーレス方式においては転写残トナーの現像同時回収効果を高めるのに効果がある。また、現像剤中のトナー粒子として重合トナーを用いた場合には充分な回収効果が得られる。現像装置は反転現像方式でも、正規現像方式でもよい。
【０１５０】
４）ＡＣ（交番電圧、交流電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形はあっても良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。
【０１５１】
５）画像形成装置の作像プロセスは実施例に限らず任意である。また必要に応じて他の補助プロセス機器を加えてもよい。
【０１５２】
静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にディジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【０１５３】
像担持体は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１５４】
６）像担持体からトナー画像の転写を受ける転写材は転写ドラム等の中間転写体であってもよい。
【０１５５】
７）転写手段は、実施形態例の転写ベルト装置に限らず、コロナ放電転写、ローラ転写、ブレード転写など任意である。
【０１５６】
８）実施例の画像形成装置は白黒画像形成（モノカラー）についてのものであるが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して感光体、帯電装置、現像装置、露光装置を設け、各感光体上のトナー像をベルトまたは筒状の転写材保持体の転写材に順次転写することで、フルカラー画像を得ることができる。
【０１５７】
すなわち、転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画像形成ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置にも適用できる。
【０１５８】
９）像担持体１、帯電装置２、現像装置４等の任意のプロセス機器を画像形成装置本体に対して一括して着脱交換自在なプロセスカートリッジ着脱式の装置構成にすることもできる。
【０１５９】
１０）像担持体としての電子写真感光体や静電記録誘電体を回動ベルト型にし、これに帯電・静電潜像形成・現像の工程手段により画像情報に対応したトナー像を形成させ、そのトナー像形成部を閲読表示部に位置させて画像表示させ、像担持体は繰り返して表示画像の形成に使用する画像表示装置もある。本発明において画像形成装置にはこのような画像表示装置も含む。
【０１６０】
１１）本発明は画像の濃淡表現をデイザ法で行なう画像形成装置にも適用できるし、また、原稿のコピーではなく、コンピュータ等から出力された画像情報信号によりトナー像を形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。
【０１６１】
さらに、画像形成装置や制御系の構成等について必要に応じて種々の変形及び変更がなし得ることは言うまでもない。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気ブラシ接触帯電方式・二成分現像方式・クリーナーレスシステムの画像形成装置について、磁気ブラシ帯電装置側の帯電キャリアが現像装置側の二成分現像剤に混入し蓄積されていった場合でも、現像装置のインダクタンス検知センサーによるトナー濃度制御をより誤差少ないものにすることが可能となった。
【０１６３】
すなわち、磁気ブラシ帯電に用いている帯電キャリアが、画像形成動作が繰り返されることで、像担持体への帯電キャリア付着等により現像装置内へ持ち運ばれて二成分現像剤に混入して蓄積される場合において、画像濃度の相違により現像装置内への混入割合に相違が生じ、その結果帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の相違により最適なトナー濃度である現像剤全体の平均透磁率が変化する割合が画像濃度の相違で異なっても、画像濃度信号のビデオカウント数からの情報によりインダクタンス検知センサーの検出信号の基準値あるいはトナー補給制御の基準値を補正する割合を変えることで、様々な画像濃度の原稿において画像形成動作が繰り返されていっても、常にトナー補給が適切に行われるため、より誤差の少ないトナー濃度制御（Ｔ／Ｄ比制御）が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の画像形成装置の全体的構成略図
【図２】感光体の層構成模型図
【図３】磁気ブラシ帯電装置の構成模型図
【図４】磁性粒子の電気抵抗値の測定装置の構成略図
【図５】二成分現像装置の構成略図
【図６】帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の違いを説明する図
【図７】現像剤のトナー濃度の変化によってインダクタンスヘッドからの検出信号が変化する状態を示す特性図
【図８】トナー補給制御系のブロック図
【図９】トナー補給制御系の基本動作のフローチャート
【図１０】現像剤に帯電キャリアが混入、蓄積していった場合の、現像剤の見かけの透磁率の変化、インダクタンス検知センサーの検出信号、現像剤のＴ／Ｄ比の関係を簡便に表した図
【図１１】画像比率の違いにより帯電キャリアの混入量が異なることを示した図
【図１２】実施例１における制御の説明図
【図１３】ビデオカウントの説明図
【図１４】実施例３における制御の説明図
【図１５】磁気ブラシ帯電装置と感光体ドラム間の等価回路を示す図
【図１６】現像同時クリーニング（クリーナーレスシステム）の説明図
【符号の説明】
１・・感光体ドラム（像担持体）、２・・磁気ブラシ帯電装置、３・・レーザースキャナ（画像情報書き込み手段）、４・・二成分現像装置、５・・転写装置、６・・給紙カセット、７・・定着装置、Ｐ・・転写材、２１・・磁気ブラシ帯電部材、２４・・磁気ブラシ部、ｃａ・・帯電磁性キャリア（帯電キャリア）、４４・・現像スリーブ、４７・・二成分現像剤、ｃｂ・・現像磁性キャリア（現像キャリア）、ｔ・・トナー、５０・・トナー補給槽、５３・・インダクタンス検知センサー
Claims (7)
- 帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていた検出信号の基準値を、新たな検出信号の基準値に設定する検出信号基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。 - 前記検出信号基準値補正手段は、前記新たな検出信号の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 帯電磁性キャリア粒子を磁気拘束して構成させた磁気ブラシ部を有する磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を像担持体に当接させ、帯電バイアスを該磁気ブラシ帯電部材に印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像をトナー粒子と現像磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用いてトナー画像として可視化する現像装置と、該トナー画像を転写材に転写する転写装置を具備し、前記現像装置が、前記転写装置により前記トナー画像を転写材に転写した後の前記像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像装置の二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、該検知結果に基づく検出信号と検出信号の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値をもとにトナー補給手段を動作させる現像剤濃度制御装置が、画像情報信号の濃度信号のビデオカウント数から予想される現像装置への帯電磁性キャリアの混入量から、それまでに設定されていたトナー補給制御の基準値を、新たなトナー補給制御の基準値に設定するトナー補給制御基準値補正手段を具備することを特徴とする画像形成装置。 - 前記トナー補給制御基準値補正手段は、前記新たなトナー補給制御の基準値を設定する際に、更に、画像形成動作の時間または回数から予想される、前記磁気ブラシ帯電部材の磁気ブラシ部を構成する帯電磁性キャリアの現像装置への混入量を用いることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
- 前記新たな検出信号の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行う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。
- 前記新たなトナー補給制御の基準値の設定を既定のビデオカウント数に達したときに行うことを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
- 前記画像情報書き込み装置が露光装置であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
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