JP4330610B2

JP4330610B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4330610B2
Application number: JP2006322488A
Authority: JP
Inventors: 満徳山; 幸一竹ノ内; 宏夫直井; 清文森本; 和馬樋上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2006-11-29
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2026-11-29
Also published as: US7860415B2; CN101192032A; CN101192032B; US20080124108A1; JP2008139334A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用する画像形成装置（以下単に「画像形成装置」とする）は、簡単な操作で記録媒体上に高画質画像を印刷できることから、現在では多くの分野において汎用される。画像形成装置は、たとえば、感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを含む。感光体はその表面に感光膜を有する。帯電手段は感光体表面を所定の極性および電位に帯電させる。露光手段は帯電状態にある感光体表面に静電潜像を形成する。現像手段は感光体表面の静電潜像にトナーによって現像してトナー像を形成する。転写手段は感光体表面のトナー像を記録媒体上に転写する。定着手段はトナー像を記録媒体に定着させる。これら各手段による処理を経ることによって、記録媒体上に画像情報に応じた画像が形成される。

ここで、現像手段には、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、その内部にトナーを含む２成分現像剤を貯留して現像ローラに２成分現像剤を供給する現像槽と、現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとを含む現像装置が用いられる。トナー濃度センサの検知結果に応じて現像槽内へのトナーの補給が制御される。トナー濃度センサは通常その検知結果を電圧として出力するが、その出力電圧はトナー濃度センサ自体の検知感度、２成分現像剤の使用環境（温度、湿度、累積印刷枚数）などに影響され易い。たとえば、トナー濃度センサの検知感度は、温度、湿度などによって変化する。また、画像形成装置における画像の印刷速度、画像の印刷枚数などによっても、トナー濃度センサの検知感度は変化する。また、カラー画像形成装置においては、トナーの色によってもトナー濃度センサの検知結果が変化する。このため、現像槽に適正量のトナーを補給できない場合があり、画像濃度の低下、画像かすれなどを引き起こすことがある。

このような従来技術の課題に鑑み、たとえば、感光体と、露光手段と、現像手段と、トナー濃度センサと、トナー補給制御手段と、制御部と、記憶手段とを含む画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献１参照）。トナー濃度センサは、２成分現像剤の透磁率に基づいて２成分現像剤中のトナー濃度を検知する。トナー補給制御手段は、現像手段にトナーを補給する。制御部はトナー濃度センサによる検知結果に応じてトナー補給制御手段を制御する。記憶手段は、印刷枚数によってトナー濃度センサの検知感度が変化することに基づき、印刷枚数に応じた検知感度の補正値を記憶する。特許文献１の画像形成装置によれば、印刷枚数に応じてトナー濃度センサから出力される電圧を補正し、得られる補正値に応じてトナー補給制御手段によりトナーを現像手段に補給する。しかしながら、トナー濃度センサの検知感度は、印刷枚数よりも印刷速度によってより大きな影響を受けるので、印刷枚数のみで検知感度を補正しても、適正量のトナーを補給することはできない。

また、現像剤の透磁率変化に基づいて現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサを含み、特定の方法によって、トナー濃度センサの検知感度を初期設定する画像形成装置が提案される（たとえば、特許文献２参照）。ここで、特定の方法によれば、現像槽内に充填される静止状態または流動状態の２成分現像剤に対し、トナー濃度センサの出力動作点を調整する直流電圧値を、前記トナー濃度センサの出力値がトナー濃度センサの出力変動範囲の中心に設定されるような値とした後、前記直流電圧値を前記の値からさらに所定量変化させ、その時点でのトナー濃度センサの出力値を検出することによって、検知感度の初期設定が行われる。特許文献２の技術は、トナー濃度センサの検知感度を初期設定する際に、トナー濃度の検知感度が現像剤の嵩密度に応じて変化することに着目し、前記手法を採ることによって現像剤の嵩密度による影響を排除するものである。しかしながら、特許文献２は、トナー濃度センサの検知感度の初期設定に関するものであり、経時的に変化するトナー濃度センサの検知感度を補正する技術思想を開示するものではない。このことは、たとえば、特許文献２の段落［００５４］、第１〜４行における「本実施例では、トナー濃度検知センサのトランスバラツキ、ケース・ボビンバラツキ、組み立てバラツキ等によるセンサ感度のバラツキを、現像容器内にトナー濃度センサを設置した状態で設定することができ」という記載からも明らかである。すなわち、特許文献２の技術では、印刷速度の変化によってトナー濃度検知センサの検知感度を補正するという技術思想については一切開示がない。

特開２００６−０１０７４９号公報特開２０００―０５６６３９号公報

本発明の目的は、画像の印刷速度に応じてトナー濃度センサの検知感度を補正することによって、ほぼ適正な量のトナーを現像槽内に補給することができ、画像濃度の低下、画像かすれなどの画像不良の発生が防止され、高画像濃度および高画質品位の画像を安定的にかつ長期的に形成できる画像形成装置を提供することである。

本発明は、
電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラおよびトナーを含む２成分現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する画像形成手段と、
現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える印刷速度切り換え手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出するトナー濃度算出手段と、
トナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給するトナー補給制御手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段の検知感度を切り換える感度切り換え手段と、
トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、前記トナー濃度算出手段による算出結果を補正するトナー濃度補正手段とを含み、
前記補正要素は、前記感光体表面の膜減り量であることを特徴とする画像形成装置である。
また本発明の画像形成装置は、
前記現像ローラの使用開始からの総回転距離を積算する回転距離積算手段と、
前記回転距離積算手段による積算結果に応じて前記感光体表面の感光膜の膜減り量を算出する膜減り量算出手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段は、
前記膜減り量算出手段によって算出した膜減り量に応じて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする。
さらに本発明の画像形成装置は、
前記補正要素はさらに、プロセス制御に用いるパッチ濃度を含むことを特徴とする。
さらに本発明の画像形成装置は、
前記感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように前記画像形成手段を制御するパッチ形成手段と、
前記感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知するパッチ濃度検知手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段はさらに、
前記パッチ濃度検知手段によって検知したパッチ濃度を用いて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする。
また本発明は、
電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラおよびトナーを含む２成分現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する画像形成手段と、
現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える印刷速度切り換え手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出するトナー濃度算出手段と、
トナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給するトナー補給制御手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段の検知感度を切り換える感度切り換え手段と、
トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、前記トナー濃度算出手段による算出結果を補正するトナー濃度補正手段とを含み、
前記補正要素は、プロセス制御に用いるパッチ濃度であることを特徴とする画像形成装置である。
また本発明の画像形成装置は、
前記感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように前記画像形成手段を制御するパッチ形成手段と、
前記感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知するパッチ濃度検知手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段は、
前記パッチ濃度検知手段によって検知したパッチ濃度に応じて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする。
さらに本発明の画像形成装置は、
前記補正要素はさらに、相対湿度を含むことを特徴とする。
さらに本発明の画像形成装置は、
画像形成装置内部の相対湿度を検知する湿度検知手段をさらに含み、
前記トナー濃度補正手段はさらに、
前記湿度検知手段によって検知した相対湿度を用いて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、
画像形成手段がモノクロ画像またはカラー画像を形成することを特徴とする。

さらに本発明の画像形成装置は、
印刷速度切り換え手段が、
印刷速度をモノクロ画像印刷速度、カラー画像印刷速度または厚紙印刷速度に切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成手段と、トナー濃度検知手段と、印刷速度切り換え手段と、トナー濃度算出手段と、トナー補給制御手段と、感度切り換え手段と、トナー濃度補正手段とを含み、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置が提供される。「画像形成手段」は感光体と現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する。ここで、感光体は表面に静電潜像を形成するための感光膜を有する。現像装置は、静電潜像にトナーを供給する現像ローラと２成分現像剤を貯留する現像槽とを含む。「トナー濃度検知手段」は現像槽内のトナー濃度を検知する。「印刷速度切り換え手段」は、画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える。「トナー濃度算出手段」は、画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出する。「トナー補給制御手段」はトナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給する。「感度切り換え手段」は画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段の検知感度を切り換える。「トナー濃度補正手段」は、トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素である感光体表面の膜減り量における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、トナー濃度算出手段による算出結果を補正する。
また、トナー濃度算出手段によって、画像形成手段による画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段の検知感度を切り換えるとともに、トナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出する構成を採る。より具体的には、印刷速度とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を予めデータテーブル化しておき、このデータテーブルに基づいてトナー濃度検知手段による検知結果を補正して算出する。得られる算出結果は、トナー濃度検知手段の検知感度に大きな影響を及ぼす印刷速度を考慮したものであるから、現像槽内における実際のトナー濃度値に近い値になる。また、前記のようなデータテーブルはトナー濃度検知手段の機種毎に設定できる。また、前記のようなデータテーブルはトナーの色の種類を考慮した上での設定が可能である。したがって、トナー濃度検知手段の機種に関係なく、現像槽内にほぼ適正量のトナーを補給することができる。したがって、画像濃度の低下、画像かすれなどの画像不良の発生が防止され、高画像濃度および高画質品位の画像を安定的にかつ長期的に形成できる。
また、本発明の画像形成装置がトナー濃度算出手段による算出結果を補正する「トナー濃度補正手段」をさらに含むことによって、現像槽中のトナー濃度を一層正確に求めることができ、ひいては現像槽に一層適正量のトナーを補給できる。このような適正量のトナーの補給によって、現像槽内におけるトナーに対する電荷付与機能が充分に発揮される。その結果、トナーの帯電不良、トナーの逆極性帯電、トナーの現像槽における長期滞留などによるトナーのオフセット化が防止され、トナー消費量の低減化にも寄与できる。
また、「トナー濃度補正手段」が、トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいてトナー濃度算出手段による算出結果を補正するように構成する。このとき、補正要素として、画像の印刷速度以外で、トナー濃度検知手段の検知感度に影響を及ぼすものおよび／または画像の画像濃度に大きな影響を及ぼす補正要素を選択する。このような補正要素と検知感度との関係を求め、それに基づいてトナー濃度を補正するので、他の部材との関係をも考慮した上での実際に即した現像槽中のトナー濃度を求めることができる。また、画像の画像濃度を適正な範囲で高水準に維持することができる。
また、補正要素は、感光体の使用期間（ライフ）に相当する感光体表面の膜減り量である。感光体表面の膜減り量は、主に画像の画像濃度に影響を及ぼす。
本発明によれば、補正要素として感光体表面の膜減り量を用いる「トナー濃度補正手段」によるトナー濃度の補正は、たとえば、回転距離積算手段と、膜減り量算出手段とを含む構成によって実行できる。「回転距離積算手段」は現像ローラの使用開始からの総回転距離を積算する。「膜減り量算出手段」は回転距離積算手段による積算結果に応じて感光体表面の感光膜の膜減り量を算出する。通常、現像ローラは感光体表面の感光膜に対して僅かな間隙を有して離隔するように設けられるので、現像ローラの総回転距離と感光体の膜減り量との間には相関関係がある。したがって、この相関関係を予めデータテーブル化しておき、このデータテーブルと現像ローラの総回転距離とに基づいて、膜減り量算出手段によってほぼ正確な膜減り量を算出できる。一方、トナー濃度補正手段は、膜減り量の算出結果および膜減り量とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を示すデータテーブルから補正値を決定するので、非常に正確な補正値が得られる。
本発明によれば、補正要素はさらに、プロセス制御に用いるパッチ濃度を含む。プロセス制御に用いるパッチ濃度は、主に画像の画像濃度に影響を及ぼす。
本発明によれば、補正要素としてさらに、プロセス制御に用いるパッチ濃度を用いる「トナー濃度補正手段」によるトナー濃度の補正は、たとえば、パッチ形成手段と、パッチ濃度検知手段とを含む構成によって実行できる。「パッチ形成手段」は、感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように画像形成手段を制御する。「パッチ濃度検知手段」は感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知する。プロセス制御に用いるパッチ濃度は、形成される画像の画像濃度に大きな影響を及ぼす。したがって、トナー濃度補正手段が、プロセス制御に用いるパッチ濃度とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を示すデータテーブルから補正値を決定するので、ほぼ正確な補正値が得られる。また、形成される画像の画像濃度が高い水準で安定的に保持される。また、トナー濃度補正とプロセスコントロールによる補正とを同時に実施できるので、補正作業の簡略化が可能になる。
本発明によれば、画像形成手段と、トナー濃度検知手段と、印刷速度切り換え手段と、トナー濃度算出手段と、トナー補給制御手段と、感度切り換え手段と、トナー濃度補正手段とを含み、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置が提供される。「画像形成手段」は感光体と現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する。ここで、感光体は表面に静電潜像を形成するための感光膜を有する。現像装置は、静電潜像にトナーを供給する現像ローラと２成分現像剤を貯留する現像槽とを含む。「トナー濃度検知手段」は現像槽内のトナー濃度を検知する。「印刷速度切り換え手段」は、画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える。「トナー濃度算出手段」は、画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出する。「トナー補給制御手段」はトナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給する。「感度切り換え手段」は画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段の検知感度を切り換える。「トナー濃度補正手段」は、トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素であるプロセス制御に用いるパッチ濃度は、感光体表面の膜減り量における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、トナー濃度算出手段による算出結果を補正する。
また、トナー濃度算出手段によって、画像形成手段による画像の印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段の検知感度を切り換えるとともに、トナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出する構成を採る。より具体的には、印刷速度とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を予めデータテーブル化しておき、このデータテーブルに基づいてトナー濃度検知手段による検知結果を補正して算出する。得られる算出結果は、トナー濃度検知手段の検知感度に大きな影響を及ぼす印刷速度を考慮したものであるから、現像槽内における実際のトナー濃度値に近い値になる。また、前記のようなデータテーブルはトナー濃度検知手段の機種毎に設定できる。また、前記のようなデータテーブルはトナーの色の種類を考慮した上での設定が可能である。したがって、トナー濃度検知手段の機種に関係なく、現像槽内にほぼ適正量のトナーを補給することができる。したがって、画像濃度の低下、画像かすれなどの画像不良の発生が防止され、高画像濃度および高画質品位の画像を安定的にかつ長期的に形成できる。
また、本発明の画像形成装置がトナー濃度算出手段による算出結果を補正する「トナー濃度補正手段」をさらに含むことによって、現像槽中のトナー濃度を一層正確に求めることができ、ひいては現像槽に一層適正量のトナーを補給できる。このような適正量のトナーの補給によって、現像槽内におけるトナーに対する電荷付与機能が充分に発揮される。その結果、トナーの帯電不良、トナーの逆極性帯電、トナーの現像槽における長期滞留などによるトナーのオフセット化が防止され、トナー消費量の低減化にも寄与できる。
また、「トナー濃度補正手段」が、トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいてトナー濃度算出手段による算出結果を補正するように構成する。このとき、補正要素として、画像の印刷速度以外で、トナー濃度検知手段の検知感度に影響を及ぼすものおよび／または画像の画像濃度に大きな影響を及ぼす補正要素を選択する。このような補正要素と検知感度との関係を求め、それに基づいてトナー濃度を補正するので、他の部材との関係をも考慮した上での実際に即した現像槽中のトナー濃度を求めることができる。また、画像の画像濃度を適正な範囲で高水準に維持することができる。
また、補正要素は、プロセス制御に用いるパッチ濃度である。プロセス制御に用いるパッチ濃度は、主に画像の画像濃度に影響を及ぼす。
本発明によれば、補正要素としてプロセス制御に用いるパッチ濃度を用いる「トナー濃度補正手段」によるトナー濃度の補正は、たとえば、パッチ形成手段と、パッチ濃度検知手段とを含む構成によって実行できる。「パッチ形成手段」は、感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように画像形成手段を制御する。「パッチ濃度検知手段」は感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知する。プロセス制御に用いるパッチ濃度は、形成される画像の画像濃度に大きな影響を及ぼす。したがって、トナー濃度補正手段が、プロセス制御に用いるパッチ濃度とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を示すデータテーブルから補正値を決定するので、ほぼ正確な補正値が得られる。また、形成される画像の画像濃度が高い水準で安定的に保持される。また、トナー濃度補正とプロセスコントロールによる補正とを同時に実施できるので、補正作業の簡略化が可能になる。
本発明によれば、補正要素はさらに、画像形成装置内部の相対湿度を含む。画像形成装置内部の相対湿度はトナー濃度検知手段の検知感度および画像の画像濃度に影響を及ぼす。
本発明によれば、補正要素としてさらに、画像形成装置内部の相対湿度を用いる「トナー濃度補正手段」によるトナー濃度の補正は、たとえば、湿度検知手段を含む構成によって実行できる。「湿度検知手段」は画像形成装置内部の相対湿度を検知する。相対湿度とトナー濃度検知手段の検知感度との間には明確な相関関係がある。したがって、トナー濃度補正手段が、相対湿度とトナー濃度検知手段の検知感度との関係を示すデータテーブルから補正値を決定するので、非常に正確な補正値が得られる。
本発明によれば、画像形成手段は、モノクロ画像とカラー画像とを形成できる。したがって、モノクロ画像およびカラー画像のいずれであっても、画像濃度の低下、画像かすれなどの画像不良の発生が防止され、高画像濃度および高画質品位の画像を安定的にかつ長期的に形成できる。

本発明によれば、「印刷速度切り換え手段」が印刷速度をモノクロ画像印刷速度、カラー画像印刷速度または厚紙印刷速度に切り換えるように構成することによって、現在常用される印刷速度を網羅できるので、形成される画像の種類に関係なく、適正な量のトナーを現像槽に補給できる。

図１は、本発明の実施の第１形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す断面図である。画像形成装置１は、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１においては、プリンタモードおよびＦＡＸモードという２種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体、メモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部によってプリンタモードまたはＦＡＸモードが選択される。

また、画像形成装置１には、モノクロ画像印刷モード、カラー画像印刷モードおよび厚紙印刷モードという３種の印刷モードが設定される。モノクロ画像印刷モードでは、モノクロ画像印刷速度でモノクロ画像を印刷する。モノクロ画像印刷速度は、３種の印刷モードにおける印刷速度の中で最も高速である。カラー画像印刷モードでは、カラー画像印刷速度でカラー画像を印刷する。カラー画像印刷速度は厚紙印刷モードにおける印刷速度よりも高速である。厚紙印刷モードでは、厚紙印刷速度で厚紙に画像を印刷する。厚紙とは用紙密度１０６ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２の記録紙である。厚紙印刷モードは、画像形成装置１の鉛直方向上方に設けられる図示しない操作パネルを介して、手入力によって設定することもできる。本実施の形態では、モノクロ画像形成モード（高速印刷モード）におけるプロセス速度２５５ｍｍ／秒かつ印刷速度４５枚／分であり、カラー画像形成モード（中速印刷モード）におけるプロセス速度１６７ｍｍ／秒かつ印刷速度３５枚／分であり、厚紙印刷モード（低速印刷モード）におけるプロセス速度８３．５ｍｍ／秒かつ印刷速度１７．５枚／分である。

画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、転写手段３と、定着手段４と、記録媒体供給手段５と、排出手段６と、図示しない制御手段とを含む。これらのうち、トナー像形成手段２、転写手段３、定着手段４、記録媒体供給手段５および排出手段６が画像形成手段に相当する。トナー像形成手段２を構成する各部材および転写手段３に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで示す。

トナー像形成手段２は、感光体ドラム１１と、帯電手段１２と、露光ユニット１６と、現像手段１３と、クリーニングユニット１４とを含む。帯電手段１２、現像手段１３およびクリーニングユニット１４は、感光体ドラム１１の周りに、感光体ドラム１１の回転方向上流側からこの順序で配置される。

感光体ドラム１１は、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成される感光膜を有するローラ状部材である。感光体ドラム１１には、たとえば、図示しない導電性基体と、導電性基体表面に形成される図示しない感光膜とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状などの導電性基体を使用でき、その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光膜としては、有機感光膜、無機感光膜などが挙げられる。有機感光膜としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層体、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む樹脂層などが挙げられる。無機感光膜としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。導電性基体と感光膜との間には、下地膜を介在させてもよく、感光膜の表面には主に感光膜を保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電手段１２は、感光体ドラム１１に圧接するように設けられるローラ状部材である。帯電手段１２には図示しない電源が接続され、帯電手段１２に電圧を印加する。帯電手段１２は電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１１表面を所定の極性および電位に帯電させる。本実施の形態では、ローラ状帯電手段を用いるが、これに限定されず、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器などを使用できる。

露光ユニット１６には、図示しない光照射手段と、ポリゴンミラー１７と、第１ｆθレンズ１８ａと、第２ｆθレンズ１８ｂと、複数の反射ミラー１９とを含むレーザスキャニングユニットが用いられる。露光ユニット１６は帯電状態にある感光体ドラム１１表面に信号光を照射し、画像情報に応じた静電潜像を形成する。光照射手段は、画像情報に応じた信号光を照射する。光照射手段には、たとえば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイなどの光源を使用できる。これらの光源に液晶シャッタを組合せて用いても良い。ポリゴンミラー１７は、その等角速度回転によって、光照射手段から出射される信号光を偏向させる。第１ｆθレンズ１８ａおよび第２ｆθレンズ１８ｂは、ポリゴンミラー１７によって偏向される信号光をイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各画像情報に応じた信号光に分光し、各色に対応する反射ミラー１９に向けて出射する。反射ミラー１９は、第１ｆθレンズ１８ａおよび第２ｆθレンズ１８ｂを介して出射される各色の信号光をその色に対応する感光体ドラム１１に向けて反射する。これによって、感光体ドラム１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｂ上に各色に対応する静電潜像が形成される。

現像手段１３は、現像槽２０と、現像ローラ２１と、供給ローラ２２と、層厚規制部材２３と、トナーカートリッジ２４と、図示しないトナー濃度検知手段とを含む。

現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置される容器状部材であり、その内部空間に現像ローラ２１、供給ローラ２２、層厚規制部材２３およびトナーカートリッジ２４とともに、現像剤を収容する。ここで、現像剤には、トナーのみを含む１成分現像剤またはトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を使用できる。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口が形成され、この開口を介して感光体ドラム１１表面と現像ローラ２１とが対向する。

現像ローラ２１は、現像槽２０によって回転自在に支持されて、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動するローラ状部材である。また、現像ローラ２１はその軸線が感光体ドラム１１の軸線に平行になるように設けられる。現像ローラ２１はその表面に現像剤層を担持し、感光体ドラム１１との圧接部（現像ニップ部）において感光体ドラム１１表面の静電潜像にトナーを供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。現像ローラ２１には図示しない電源が接続され、トナーの供給に際しては、該電源から現像ローラ２１表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下単に「現像バイアス」とする）として印加される。これによって、現像ローラ２１表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御できる。

供給ローラ２２は、現像槽２０によって回転自在に支持されて、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動するローラ状部材である。また、供給ローラ２２は、現像ローラ２１を介して感光体ドラム１１に対向するように設けられる。供給ローラ２２は、その回転駆動によって、現像槽２０内の現像剤を現像ローラ２１表面に供給するとともに、現像槽２０内の現像剤と後述するトナーカートリッジ２４から排出されるトナーとを混合する。層厚規制部材２３は、一端が現像槽２０に支持されかつ他端が現像ローラ２１表面に当接するように設けられる板状部材である。層厚規制部材２３は、現像ローラ２１表面の現像剤層の厚さを規制する。

トナーカートリッジ２４は、画像形成装置１本体に対して着脱可能に設けられる円筒状容器部材であり、その内部空間にトナーを貯留する。トナーカートリッジ２４は、画像形成装置１内に設けられる駆動手段によって、軸心回りに回転駆動可能に設けられる。トナーカートリッジ２４の軸線方向側面には軸線方向に延びる図示しないトナー排出口が形成され、トナーカートリッジ２４の回転に伴ってトナー排出口から現像槽２０内にトナーが排出される。トナーカートリッジ２４を１回転させることによってトナーカートリッジ２４から排出されるトナー量はほぼ等量である。したがって、トナーカートリッジ２４の回転数を制御することによって、現像槽２０内へのトナーの補給量を制御できる。

図示しないトナー濃度検知手段は、たとえば、供給ローラ２２の鉛直方向下方の現像槽底面に装着され、センサ面が現像槽２０の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知手段は図示しない制御手段に電気的に接続される。トナー濃度制御手段は、トナー像形成手段２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｂ毎に設けられる。制御手段は、トナー濃度検知手段による検知結果に応じて、トナーカートリッジ２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｂを回転駆動させて現像槽２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｂ内部にトナーを補給するように制御する。トナー濃度検知手段には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などが挙げられる。なお、トナー濃度検知手段は、印刷速度に応じて検知感度が切り換え可能に設けられる。より具体的には、後述する印刷速度切り換え手段によって印刷速度が切り換えられると、それに応じて、感度切り換え手段によって検知感度を切り換えるように制御する。

クリーニングユニット１４は、後述する中間転写ベルト３２にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１４は、たとえば、クリーニングブレードと、第１の廃トナー貯留槽と、廃トナー搬送ローラとを含むものが用いられる。クリーニングブレードは、短手方向の一端が感光体ドラム１１表面に当接しかつ他端が第１の廃トナー貯留槽に支持される板状部材であり、感光体ドラム１１表面に残留するトナーなどを掻き取る。第１の廃トナー貯留槽は容器状部材であり、その内部空間にクリーニングブレードとトナー搬送ローラとを収容し、さらにクリーニングブレードによって掻き取られるトナーなどを一時的に貯留する。廃トナー搬送ローラはトナー貯留槽によって回転自在に支持され、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。廃トナー搬送ローラの回転駆動によって、廃トナー貯留槽内のトナーは第１の廃トナー貯留槽に接続される図示しないトナー搬送管を介して図示しない廃トナー槽に搬送され、貯留される。廃トナー槽はトナーが満杯になった時点で新しい廃トナー槽に交換される。

また、本実施の形態では、トナー像形成手段２、好ましくは現像手段１３の近傍に、図示しない湿度検知手段が設けられ、現像手段１３周辺の湿度を検知する。湿度検知手段は制御手段に電気的に接続され、その検知結果は制御手段に入力される。湿度検知手段には一般的な湿度センサを使用でき、温湿度センサを用いても良い。本実施の形態では、湿度検知手段として、ボタン型温湿度記録計（商品名：ハイグログロン、合資会社ＫＮラボラトリーズ社製）を使用する。湿度検知手段による検知結果に応じて、トナー補給量が補正される。

また、本実施の形態では、感光体ドラム１１の回転方向において、現像手段１３の下流側から中間転写ニップ部の上流側の間に、図示しないパッチ濃度検知手段が設けられる。パッチ濃度検知手段は、後述するパッチ形成手段によって感光体ドラム１１表面に形成されるトナーパッチのトナー濃度（パッチ濃度）を検知する。また、パッチ濃度検知手段は、画像形成装置１の図示しない制御手段に電気的に接続され、その検知結果を制御手段に出力する。制御手段は、パッチ濃度検知手段による検知結果に応じて、トナー像形成手段２によって形成されるトナー像のトナー濃度を制御する。この制御は、たとえば、現像バイアス電圧を変更することによって行われる。その他にも、感光体ドラム１１の帯電電位、露光ユニット１６による露光電位などを調整することによっても、トナー濃度を制御できる。パッチ濃度検知手段には、トナー濃度検知手段と同様に、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどの一般的なトナー濃度検知センサを使用できる。

トナー像形成手段２によれば、帯電手段１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１６から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、現像手段１３からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト３２に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１４で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。

転写手段３は、駆動ローラ３０と、従動ローラ３１と、中間転写ベルト３２と、中間転写ローラ３３（ｙ，ｍ，ｃ，ｂ）と、転写ベルトクリーニングユニット３２と、転写ローラ３７とを含み、感光体ドラム１１の上方に配置される。

駆動ローラ３０は、図示しない支持手段によって回転自在にかつ駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。駆動ローラ３０はその回転駆動によって中間転写ベルト３２を回転させる。また、駆動ローラ３０は中間転写ベルト３２を介して転写ローラ３７に圧接する。駆動ローラ３０と転写ローラ３７との圧接部が転写ニップ部である。従動ローラ３１は、図示しない支持手段によって回転自在に設けられるローラ状部材である。従動ローラ３１は中間転写ベルト３２の回転に伴って従動回転する。従動ローラ３１は中間転写ベルト３２に適切な張力を付与し、中間転写ベルト３２の円滑な回転駆動を補助する。

中間転写ベルト３２は、駆動ローラ３０と従動ローラ３１とによって張架されてループ状の移動経路を形成し、駆動ローラ３０の回転駆動に従動回転駆動する無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３２が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト３２を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ３３から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト３２上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像を、中間転写ベルト３２上に順次重ねて転写することによって、フルカラートナー像が形成される。

中間転写ローラ３３は、中間転写ベルト３２を介して感光体ドラム１１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。中間転写ローラ３３は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト３２に転写する機能を有する。中間転写ローラ３３と感光体ドラム１１との圧接部が中間転写ニップ部である。

転写ベルトクリーニングユニット３４は、転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂと、第２の廃トナー貯留槽３６とを含む。転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂは、それぞれ、短手方向の一端が中間転写ベルト３２表面に当接しかつ他端が第２の廃トナー貯留槽３６に支持され、さらに互いに対向するように設けられる板状部材である。転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂは、中間転写ベルト３２表面に残留するトナー、紙粉などを掻き取って回収する。第２の廃トナー貯留槽３６は、転写ベルトクリーニングブレード３５ａ，３５ｂによって掻き取られるトナー、紙粉などを一時的に貯留する。

転写ローラ３０は、図示しない圧接手段によって中間転写ベルト３２を介して駆動ローラ３０に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられるローラ状部材である。転写ニップ部において、中間転写ベルト３２に担持されて搬送されるトナー像が、後述する記録媒体供給手段５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着手段４に送給される。転写手段３によれば、中間転写ニップ部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト３２に転写されるトナー像が、中間転写ベルト３２の回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。

定着手段４は、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とを含み、転写手段３よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられるローラ状部材である。定着ローラ４１は図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。定着ローラ４１の内部には図示しない加熱手段が設けられる。加熱手段は、定着ローラ４１表面が所定の温度（加熱温度）になるように定着ローラ４１を加熱する。加熱手段には、たとえば、赤外線ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。定着ローラ４１の表面温度は、画像形成装置１の設計時に設定される温度に維持される。定着ローラ４１の表面温度は、たとえば、画像形成装置１の制御手段と、定着ローラ４１表面近傍に設けられ、定着ローラ４１の表面温度を検知する温度検知センサとを用いて制御される。温度検知センサは電気的に制御手段に接続され、温度検知センサによる検知結果は制御手段に向けて出力される。制御手段は、温度検知センサによる検知結果と設定温度とを比較し、検知結果が設定温度よりも低い場合には、加熱手段に電圧を印加する図示しない電源に制御信号を送り、加熱手段の発熱を促して表面温度を上昇させる。

加圧ローラ４２は定着ローラ４１に圧接するように設けられ、加圧ローラ４２の回転駆動に従動回転可能に支持される。定着ローラ４１と加圧ローラ４２との圧接部が定着ニップ部である。加圧ローラ４２は、定着ローラ４１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。加圧ローラ４２の内部に、赤外線ヒータ、ハロゲンランプなどの加熱手段を設けることができる。定着手段４によれば、転写手段３においてトナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ４１と加圧ローラ４２とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録媒体に押圧されることによって、トナー像が記録媒体に定着され、画像が形成される。

記録媒体供給手段５は、給紙トレイ５１と、ピックアップローラ５２，５６と、搬送ローラ５３，５７と、レジストローラ５４、手差給紙トレイ５５とを含む。給紙トレイ５１は画像形成装置１の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクター用シート、葉書などがある。記録媒体のサイズは、Ａ３、Ａ４、Ｂ４、Ｂ５などである。ピックアップローラ５２は、給紙トレイ５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｐ１に送給するローラ状部材である。搬送ローラ５３は互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。レジストローラ５４は互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３から送給される記録媒体を、中間転写ベルト３２に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ５５は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置１内に取り込む装置である。ピックアップローラ５６は、手差給紙トレイ５５から画像形成装置１内に取り込まれる記録媒体を用紙搬送路Ｐ２に送給するローラ状部材である。用紙搬送路Ｐ２は記録媒体の搬送方向上流側で用紙搬送路Ｐ２に接続される。搬送ローラ５７は互いに圧接するように設けられる１対のローラ状部材であり、ピックアップローラ５６によって用紙搬送路Ｐ２内に取り込まれる記録媒体を、用紙搬送路Ｐ１を介してレジストローラ５３に送給する。

排出手段６は、排紙ローラ６０と、排出トレイ６１と、複数の搬送ローラ５７とを含む。排紙ローラ６０は、用紙搬送方向の定着ニップ部よりも下流側において、互いに圧接するように設けられるローラ状部材である。また、排紙ローラ６０は図示しない駆動手段によって正逆回転可能に設けられる。排紙ローラ６０は、定着手段４において画像が形成された記録媒体を、画像形成装置１の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ６１に排出する。また、排紙ローラ６０は、画像形成装置１の制御手段に両面印刷の印刷指令が入力されている場合、定着手段４から排出される記録媒体を一旦挟持し、用紙搬送路Ｐ３に向けて送給する。用紙搬送路Ｐ３は記録媒体の搬送方向上流側で用紙搬送路Ｐ１に接続される。複数の搬送ローラ５７は用紙搬送路Ｐ３に沿って設けられ、排紙ローラ６０によって用紙搬送路Ｐ３に送給される片面印刷済みの記録媒体を用紙搬送路Ｐ１のレジストローラ５４に向けて搬送する。

画像形成装置１は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置１の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置１内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報、各種制御を実行するためのデータテーブルなどが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、たとえば、印刷速度切り換え手段、トナー濃度算出手段、トナー補給制御手段、感度切り換え手段、トナー濃度補正手段、回転距離積算手段、膜減り量算出手段、パッチ形成手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＶＤ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central
Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置１内部における各装置にも電力を供給する。

画像形成装置１において、トナーカートリッジ２４から現像槽２０へのトナー補給は、たとえば、トナー濃度検知手段と、印刷速度切り換え手段と、トナー濃度算出手段と、トナー補給制御手段とを用いて行われる。本実施の形態では、トナー濃度検知手段として透磁率検知センサを用いる。また本実施の形態では、制御手段の記憶部には、現像槽２０内における基準トナー濃度が書き込まれる。基準トナー濃度は、画像形成装置１の設計時に設定される。また、画像形成装置１において最も多く利用されるモノクロ画像印刷速度におけるトナー濃度検知手段による検知結果（出力電圧値、以下「濃度検知結果」とする）と現像槽２０内のトナー濃度との相関関係を示す第１のデータテーブルが予め書き込まれる。具体的には、各トナー濃度に対する透磁率検知センサの実際の出力値（ボルト）を測定し、トナー濃度と透磁率検知センサの実際の出力値との関係を求める。その実際の出力値を０〜２５５（８ビット）にアナログ・デジタル変換（以下「ＡＤ変換」とする）する。その後、また、カラー画像印刷速度における濃度検知結果をモノクロ画像印刷速度における濃度検知結果に換算する補正表である第２のデータテーブルが予め書き込まれる。また、厚紙印刷速度における濃度検知結果をモノクロ画像印刷速度における濃度検知結果に換算する補正表である第３のデータテーブルが予め書き込まれる。第１〜第３のデータテーブルは、いずれも、ブラック（ｂ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）およびイエロー（ｙ）の色毎のデータになる。また、第１〜第３のデータテーブルは、画像形成装置の機種毎および／またはトナー濃度検知手段の機種毎に設定される。

トナー濃度検知手段は、前述のように、現像槽２０ｂ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｙのそれぞれに設けられ、現像槽２０のトナー濃度を検知し、検知結果を電圧値として制御手段に出力する。制御手段の記憶部には、トナー濃度検知手段からの出力電圧値が書き込まれる。トナー濃度検知手段による検知は、たとえば、制御手段に印刷指令が入力された時点から所定の時間的間隔を開けて画像形成動作が終了するまで継続して実施される。また、画像形成装置１の起動時にも、トナー濃度検知手段によって現像槽２０内のトナー濃度が検知される。なお、トナー濃度検知手段における検知感度は、印刷速度切り換え手段による印刷速度の切り換えに応じて、その印刷速度に対応する検知感度に切り換えられる。たとえば、印刷速度がモノクロ画像印刷速度の場合には、現像剤のトナー濃度に対するトナー濃度検知センサの出力値の傾きが大きくなるので、検知感度が最も高くなる。ここで、傾きとは、現像剤のトナー濃度とトナー濃度検知センサの出力値との関係を縦軸と横軸にプロットして求められる近似直線の傾きである。傾きについての定義は、カラー画像形成速度および厚紙印刷速度においても同様である。また、近似直線は最小二乗法によって１次回帰して得られるＸとＹの原点を通る直線である。また、印刷速度が厚紙印刷速度の場合には、現像剤のトナー濃度に対するトナー濃度検知センサの出力値の傾きが小さくなるため、検知感度が最も低くなるように制御される。検知感度は、印刷速度切り換え手段による印刷速度の切り換えに応じて、制御手段によって制御される。したがって、モノクロ画像印刷速度における前記出力値の傾きとカラー画像印刷速度における前記出力値の傾きとの相関を示す第１の比例定数ｋ_１を求め、モノクロ画像印刷速度における前記出力値の傾きと厚紙印刷速度における前記出力値の傾きとの相関を示す第２の比例定数ｋ_２を求める。トナー濃度検知手段による検知動作実施の間隔は、印刷速度に応じて、適宜変更できる。たとえば、モノクロ画像印刷速度の時に検知動作実施の間隔を最も狭くし、厚紙印刷速度の時に検知動作実施の間隔を最も広くすればよい。

印刷速度切り換え手段は、制御手段に入力される印刷指令に含まれる印刷情報の中から印刷速度を読み取って、印刷速度を切り換える。印刷速度は、モノクロ画像印刷速度（高速）、カラー画像印刷速度（中速）または厚紙印刷速度（低速）である。より具体的には、印刷速度切り換え手段は、印刷速度の読み取り結果に応じ、制御手段の制御部を介して、印刷速度の切り換えに必要な各部材に制御信号を送り、印刷速度とともに各部材の動作速度（プロセス速度）を制御する。また、印刷速度切り換え手段による読み取り結果は記憶部に入力される。記憶部に入力される読み取り結果は、少なくとも前回の読み取り結果と、今回の読み取り結果である。新しい読み取り結果が入力されるたびに前々回の読み取り結果を消去するように構成しても良い。新しい読み取り結果が入力されると、新しい読み取り結果が今回の読み取り結果になる。前回の読み取り結果と今回の読み取り結果とを比較することによって、印刷速度が変更されたか否かを判定できる。

感度切り換え手段は、印刷速度切り換え手段によって切り換えられる印刷速度に応じて、トナー濃度検知手段の検知感度を切り換える。本実施の形態で使用される透磁率検知センサの場合は、該センサに対して印加される制御電圧値を制御することによって、検知感度を切り換えることができる。センサの機種毎に、３種の印刷速度に対応してそれぞれ４色分の基準制御電圧値が決定され、記憶部に入力される。感度切り換え手段は、記憶部から切り換えられた印刷速度を取り出し、さらにその印刷速度に対応する基準制御電圧値を取り出す。これに基づいて、感度切り換え手段は透磁率検知センサに制御電圧を印加する電源に対して制御信号を送り、透磁率検知センサに所定の制御電圧を印加するように制御する。

トナー濃度算出手段は、印刷速度切り換え手段によって切り換えられる印刷速度とに応じて、濃度検知結果から現像槽２０内のトナー濃度を算出する。印刷速度がモノクロ画像印刷速度である場合は、記憶部から濃度検知結果と第１のデータテーブルとを取り出して比較し、第１のデータテーブルにおいて濃度検知結果に対応するトナー濃度を求め、現像槽２０内のトナー濃度とする。印刷速度がカラー画像印刷速度である場合は、まず、記憶部から濃度検知結果と第２のデータテーブルとを取り出し、第２のデータテーブルから補正された濃度検知結果を得る。この補正された濃度検知結果を記憶部に書き込む。次に、補正された濃度検知結果と第１のデータテーブルとを取り出して比較し、第１のデータテーブルにおいて補正された濃度検知結果に対応するトナー濃度を求め、現像槽２０内のトナー濃度とする。印刷速度が厚紙印刷速度である場合は、第２のデータテーブルに代えて第３のデータテーブルを用いる以外は、カラー画像印刷速度におけるのと同様にして、現像槽２０内のトナー濃度を求める。トナー濃度算出手段による算出結果は、記憶部に入力される。

トナー補給制御手段は、トナー濃度算出手段による算出結果（以下「濃度算出結果」とする）に応じて、現像槽２０へのトナー補給を制御する。まず、記憶部から濃度算出結果および現像槽２０内の基準トナー濃度を取り出して比較する。濃度算出結果が基準トナー濃度よりも下回る場合は、基準トナー濃度と濃度算出結果との差を演算し、つぎに得られる差から補給トナー量を演算し、得られるトナー補給量からトナーカートリッジ２４の回転回数を求める。トナー補給量がトナーカートリッジ２４の１回転によって排出されるトナー量に満たない端数を含む場合、その端数を切り上げて１回と判定する。トナー補給制御手段は、この演算結果に応じて、トナーカートリッジ２４を回転駆動させる図示しない駆動手段（駆動手段に駆動電力を供給する図示しない電源をも含む）に制御信号を送り、トナーカートリッジ２４を所定回数回転させる。これによって、ほぼ適正量のトナーが現像槽２０に補給される。トナー補給量がトナーカートリッジ２４の１回転のトナー排出量に満たない端数だけの場合は、トナー補給を停止し、トナー濃度検知手段によるトナー濃度検知を早めるように制御しても良い。

本実施の形態では、濃度算出結果をトナー濃度補正手段によって補正できる。これによって、現像槽２０内の一層正確なトナー濃度を把握でき、これに基づいて一層適正なトナー量を現像槽２０に補給できる。トナー濃度補正手段は、たとえば、各種の補正要素に応じて濃度算出結果を補正できる。その際、記憶部には、トナー濃度検知手段の検知感度と各補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルが入力される。トナー濃度補正手段は、前記データテーブルに基づいてトナー濃度算出手段による算出結果を補正する。ここで、補正要素としては、現像槽２０内のトナー濃度に影響を及ぼすものであれば特に制限されないが、たとえば、感光体ドラム１１表面の感光膜の膜減り量、画像形成装置１内部の相対湿度、プロセス制御により得られるトナー濃度補正値などが挙げられる。

トナー濃度補正手段は、補正要素の１つとして、感光体ドラム１１表面の感光膜の膜減り量に応じてトナー濃度を補正する。感光体ドラム１１表面の感光膜の膜減り量は、たとえば、感光体ドラム１１または現像ローラ２１の回転距離積算手段、感光体ドラム１１の膜減り量算出手段などを用いて求められる。

現像ローラ２１の回転距離積算手段は、現像ローラ２１の使用開始時（新品時）から現時点までの総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ、以下単に「現像ローラ２１の総回転距離」とする）を積算する。現像ローラ２１の回転距離積算手段は、たとえば、記憶部から現像ローラ２１の総回転回数と現像ローラ２１の１回転当りの走行距離（ｃｍ）とを取り出し、これらを積算する演算を行って現像ローラ２１の総回転距離を求める。回転距離積算手段による積算結果は、記憶部に書き込まれる。現像ローラ２１の総回転回数は、たとえば、制御手段内に設けられる現像ローラ２１の回転回数を検知する図示しないカウンタによって検知される。該カウンタによる検知結果は記憶部に書き込まれる。また、記憶部には、予め現像ローラ２１の１回転当りの走行距離（ｃｍ）が書き込まれる。感光体ドラム１１の回転距離積算手段も、現像ローラ２１の回転距離積算手段と同様の構成を有する。

膜減り量算出手段は、現像ローラ２１または感光体ドラム１１の回転距離積算手段による演算結果に応じて、感光膜の膜減り量を算出する。記憶部には、第４のデータテーブルまたは第５のデータテーブルが予め書き込まれる。第４のデータテーブルは、現像ローラ２１の総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ）と感光膜の膜減り量との関係を示す。第５のデータテーブルは、感光体ドラム１１の総回転距離（ｃｍ）と感光膜の膜減り量との関係を示す。膜減り量算出手段は、記憶部から第４のデータテーブルと現像ローラ２１の総回転距離とを取り出し、第４のデータテーブルに基づいて総回転距離から感光膜の膜減り量を求める。または、膜減り量算出手段は、記憶部から第５のデータテーブルと感光体ドラム１１の総回転距離とを取り出し、第５のデータテーブルに基づいて総回転距離から感光膜の膜減り量を求める。膜減り量算出手段による算出結果は、記憶部に入力される。

また、記憶部には第６のデータテーブルが予め書き込まれる。第６のデータテーブルは、感光膜の膜減り量とトナー濃度検知手段に対して印加される制御電圧値の補正値との関係を示す。第６のデータテーブルは、印刷速度がモノクロ画像印刷速度である場合について設定される。第６のデータテーブルは、画像形成装置の機種毎および／またはトナー濃度検知手段の機種毎に設定される。なお、感光膜の膜減り量は、現像ローラ２１の使用開始時（新品時）から現時点までの総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ）と正比例の関係にあるので、現像ローラ２１の総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ）とトナー濃度検知手段の検知感度の補正量（制御電圧の補正値）との関係を示すデータテーブルを、第６のデータテーブルとして代用できる。本実施の形態では、表１に示すデータテーブルを第６のデータテーブルとして使用する。第６のデータテーブルに記載の制御電圧補正量を制御電圧値に加算して制御される。

なお、表１において、制御電圧補正量はそのエリアにおけるＡＤ変換された補正値を示すものであり、総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ）に応じて制御電圧補正量が加算されていく。たとえば、エリア１２では、現像剤がｂ、ｃ、ｍの場合は、エリア１からエリア１２までの各制御電圧補正量が加算された「＋２０」がエリア１２の現像剤ｂｃおよびｍの制御電圧補正量である。現像剤がｙの場合は、エリア１からエリア１２までの各制御電圧補正量が加算された「＋１５」がエリア１２の現像剤ｙの制御電圧補正量である。また、表１中、「３枚間欠」とは「Ａ４サイズ原稿を３枚連続して印字、その後１０秒間画像形成装置を停止」のサイクルを繰り返しエージングさせた場合のことを指す。また、「連続」とは「Ａ４サイズ原稿を９９枚連続して印字」のサイクルを繰り返し、画像形成装置を停止させずにエージングさせた場合のことを指す。なお、「３枚間欠」と「連続」の比率は２：３の関係になる。

また、表１のデータは、画像形成装置として市販機（商品名：ＭＸ−５５００の改造機、２成分現像方式、現像バイアス電圧：−４００Ｖ、シャープ（株）製）、トナー濃度検知手段としてトナー濃度検知用ＡＴＣ（自動温度補償）透磁率センサ（商品名：ＴＳＯ５２４、ＴＤＫ（株）製、以下単に「ＡＴＣ透磁率センサ」とする）および２成分現像剤（ＭＸ−５５００用黒色現像剤、トナー濃度６重量％、シャープ（株）製）を用い、黒字印字率５％のＡ４原稿を複写する場合に測定されるデータである。表２および表３のデータも同様である。

また、記憶部には、第７のデータテーブルが予め書き込まれる。第７のデータテーブルは、モノクロ画像印刷速度におけるデベ走行距離とトナー濃度検知手段から出力される電圧値の補正値との関係を示す。このとき、トナー濃度検知手段に印加される制御電圧値は、第６のデータテーブルに基づいて基準制御電圧値が補正された制御電圧値である。なお、カラー画像印刷速度および厚紙印刷速度におけるデベ走行距離と、トナー濃度検知手段から出力される電圧値の補正値との関係についても予め実験などにより得られるデータテーブルを入力してもよい。しかしながら、モノクロ画像印刷速度における前記関係と、カラー画像印刷速度および厚紙印刷速度における前記関係とはほぼ比例関係にある。したがって、モノクロ画像印刷速度における前記関係とカラー画像印刷速度における前記関係との相関には前記第１の比例定数ｋ_１を代用し、モノクロ画像印刷速度における前記関係と厚紙印刷速度における前記関係との相関には前記第２の比例定数ｋ_２を代用し、第６のデータテーブルに基づく補正された出力電圧値を印刷速度に応じて、カラー画像印刷速度用または厚紙印刷速度用に補正すればよい。これによって、カラー画像印刷速度および厚紙印刷速度において、各デベ走行距離でデータ取りをせずに、データ取りのデベ走行距離を任意に決定し、そのデベ走行距離についてデータ取りをすれば、ほぼ正確な補正値が得られるだけでなく、画像形成装置の機種毎の設定が簡略化される。

本実施の形態では、基準制御電圧値および比例定数ｋ_１，ｋ_２は図２〜４に示すグラフに基づいて求められる。図２〜４は、各印刷速度におけるトナー濃度（Ｔ／Ｄ、％）と制御電圧値との関係を示すグラフである。図２はモノクロ画像印刷速度（２２５ｍｍ／秒）、図３はカラー画像印刷速度（１６７ｍｍ／秒）および図４は厚紙印刷速度（８３．５ｍｍ／秒）における関係をそれぞれ示す。図２〜４に示すデータは、画像形成装置として市販機（ＭＸ−５５００の改造機、トナー濃度検知手段としてＡＴＣ透磁率センサ（ＴＳＯ５２４）および２成分現像剤（ＭＸ−５５００用）を用い、黒字印字率５％のＡ４原稿を複写する場合に測定されるデータである。ＡＴＣ透磁率センサは出力最大値がアナログ５Ｖである。このようなＡＴＣ透磁率センサを実際に使用する場合には、感度特性上、出力電圧値が出力最大値の１／２（２．５Ｖ）になるように、トナー濃度（Ｔ／Ｄ、ここでＴは現像剤に含まれるトナー重量である。Ｄは全現像剤重量である。％）に対してデジタルの制御電圧値を設定することが必要である。実際のＡＴＣ透磁率センサの制御は、アナログ出力最大値の１／２（２．５Ｖ）をデジタル１２８になるような設定値（指数）にＡＤ変換する。したがって、各トナー濃度（Ｔ／Ｄ、％）において出力電圧の設定値が１２８になる制御電圧値（設定値）を求めたのが図２〜４である。たとえば、トナー濃度６％でありかつモノクロ画像印刷速度（２２５ｍｍ／ｓ）である場合、図２に示すように、基準制御電圧値「１６８」が記憶部に書き込まれる。また、図３に示すように、トナー濃度６％かつカラー画像印刷速度（１６７ｍｍ／ｓ）である場合、基準制御電圧値「１６０」が記憶部に書き込まれる。また、図４に示すように、トナー濃度６％かつ厚紙印刷速度（８３．５ｍｍ／ｓ）である場合、基準制御電圧値「１４８」が記憶部に書き込まれる。

また、比例定数ｋ_１，ｋ_２は図２〜図４に示す■および●のそれぞれのプロットから最小二乗法によって１次回帰して得られるＸ軸（トナー濃度）とＹ軸（制御電圧値）との原点を通る近似直線が得られることを利用し、モノクロ画像印刷速度の近似直線の傾きを１として、その相対的な比率として求められる。なお、図２〜図４において、■で示すプロットは、現像剤のトナー濃度を低濃度側から高濃度側に変化させることにより測定される制御電圧値をプロットしたものである。●で示すプロットは、現像剤のトナー濃度を高濃度側から低濃度側に変化させることにより測定される制御電圧値をプロットしたものである。図２に示すモノクロ画像印刷速度の近似直線の傾きを１とすると、図３に示すカラー画像印刷速度の近似曲線の傾き（比例係数ｋ_１）は０．９７になる。より詳しくは、図３に示す２近似直線の傾きの平均（（１７．９０５＋１５．６８９）／２＝１６．７９７）を、図２に示す２近似直線の傾きの平均（（１８．２７＋１６．４８５）／２＝１７．３７８）で除することによって、比例係数ｋ_１≒０．９６６（小数点第３位を四捨五入）＝０．９７が得られる。また、同様にして、図２および図４から厚紙印刷速度の近似曲線の傾き（比例係数ｋ_２）は０．８３になる。

トナー濃度補正手段は、印刷速度に応じて異なる制御を行う。印刷速度がモノクロ画像印刷速度の場合には、まず、記憶部から現像ローラ２１の総回転距離（デベ走行距離、ｃｍ）および第６のデータテーブルを取り出し、現像剤の色毎の制御電圧補正量を決定する。次いで、記憶部から印刷速度および色毎の基準制御電圧値を取り出し、前記制御電圧補正量を加算して補正制御電圧値を算出する。さらに、この補正制御電圧値をトナー濃度検知手段に印加するように制御する。トナー濃度検知手段は、この補正制御電圧値の印加を受けてトナー濃度の検知結果を、出力電圧値として制御手段に出力する。この出力電圧値は記憶部に書き込まれる。トナー濃度補正手段は、記憶部から第７のデータテーブルを取り出し、当該デベ走行距離におけるトナー濃度検知手段からの出力電圧値の補正値を求め、さらに前記出力電圧値を取り出し、前記出力電圧値を前記補正値によって補正し、真の出力電圧値を求め、トナー濃度算出手段に出力する。また、印刷速度がカラー画像印刷速度である場合には、モノクロ画像印刷速度における補正制御電圧値に比例定数ｋ_１を乗じて「真の補正制御電圧値」を求め、トナー濃度算出手段に出力する。印刷速度が厚紙印刷速度である場合には、モノクロ画像印刷速度における補正制御電圧正値に比例定数ｋ_２を乗じて「真の補正制御電圧値」を求め、トナー濃度算出手段に出力する。以下、前記と同様にして、トナー濃度が決定され、トナーの補給動作が実施される。

また、トナー濃度補正手段は、補正要素の１つとして、画像形成装置１内部の相対湿度（以下単に「相対湿度」とする）に応じてトナー濃度を補正する。この補正は、たとえば、湿度検知手段を用いて行われる。湿度検知手段は相対湿度を検知する。その検知結果は記憶部に書き込まれる。また、記憶部には、相対湿度とトナー濃度検知手段に対して印加される制御電圧補正値（制御電圧湿度補正値）との関係を示す第８のデータテーブルが予め書き込まれる。第８のデータテーブルは、印刷速度がモノクロ画像印刷速度である場合について設定される。第８のデータテーブルは、画像形成装置の機種毎および／またはトナー濃度検知手段の機種毎に設定される。本実施の形態では、表２に示すデータテーブルを第８のデータテーブルとして使用する。表２において、「湿度センサ出力」の項目には、単位がＶであるアナログ電圧値と、アナログ電圧値をＡＤ変換してデジタル化したＡＤ値とを示す。記憶部にはＡＤ値が書き込まれる。なお、相対湿度は１４のエリアに分類される。

また、記憶部には、第９のデータテーブルが書き込まれる。第９のデータテーブルは、モノクロ画像印刷速度における相対湿度とトナー濃度検知手段から検知結果として出力される出力電圧値の補正値との関係を示すデータテーブルである。このとき、トナー濃度検知手段に印加される制御電圧値は、第８のデータテーブル（表２のデータテーブル）に基づいて基準制御電圧値が補正された補正制御電圧値である。ここでも、感光体膜減り量に基づく制御と同様に、カラー画像印刷速度および厚紙印刷速度におけるデータテーブルを書き込むのではなく、モノクロ画像印刷速度における補正値をカラー画像印刷速度における補正制御電圧値に換算するための比例定数ｋ_１を代用する。また、モノクロ画像印刷速度における補正制御電圧値を厚紙印刷速度における補正値に換算するための比例定数ｋ_２を代用する。

トナー濃度補正手段は、印刷速度に応じて異なる制御を行う。印刷速度がモノクロ画像印刷速度の場合には、まず、記憶部から相対湿度および第８のデータテーブルを取り出し、制御電圧湿度補正量を決定する。このとき、補正要素が感光膜の膜減り量である場合と同様に、当該エリアにおける制御電圧湿度補正量は、当該エリアまでの各エリアの補正量を加算した値である。次いで、記憶部から印刷速度および色に応じて基準制御電圧値を取り出し、この基準制御電圧値に制御電圧湿度補正量を加算して補正制御電圧値を算出する。そして、この補正制御電圧値をトナー濃度検知手段に印加するように制御する。トナー濃度検知手段は、この補正制御電圧値の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として制御手段に出力する。この出力電圧値は記憶部に書き込まれる。トナー濃度補正手段は、記憶部から第９のデータテーブルを取り出し、当該相対湿度におけるトナー濃度検知手段からの出力電圧値の補正値を求め、さらに前記出力電圧値を取り出し、前記出力電圧値を前記補正値によって補正し、真の出力電圧値を求める。印刷速度がカラー画像印刷速度の場合はモノクロ画像印刷速度における制御電圧湿度補正量に比例定数ｋ_１を乗じる。印刷速度が厚紙印刷速度の場合はモノクロ画像印刷速度における制御電圧湿度補正量に比例定数ｋ_２を乗じる。このようにして求められる真の補正制御電圧値をトナー濃度算出手段に出力する。以下、前記と同様にして、トナー濃度が決定され、トナーの補給動作が実施される。

また、トナー濃度補正手段は、補正要素の１つとして、プロセスコントロールに応じてトナー濃度を補正する。この補正は、たとえば、パッチ形成手段と、パッチ濃度補正手段とを用いて行われる。パッチ形成手段は画像形成手段２を制御して、感光体ドラム１１表面にトナー濃度検知用のトナー像であるトナーパッチを形成する。トナーパッチは、たとえば、１辺８ｃｍ程度の正方形が８個形成される。パッチ形成手段は、形成条件を変更して、トナー濃度すなわちパッチ濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成する。好ましくは、画像形成装置１において設定が可能な印字濃度に対応して複数のトナーパッチが形成される。ここで、形成条件とは、現像ローラ２１に印加される現像バイアス電圧値、感光体ドラム１１表面に印加される帯電電圧値（帯電電位）、露光ユニット１６によって感光体ドラム１１表面に形成される静電潜像の帯電電圧値（露光電位）などである。これらの条件の中から１種または２種以上を一定値に固定し、残りの条件を一定量ずつ適宜変更することによって、パッチ濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチが形成される。たとえば、帯電電位および露光電位を一定値とし、現像バイアス電圧値を一定量ずつ変更して複数のトナーパッチを形成すればよい。これら複数のトナーパッチの形成条件（現像バイアス電圧値など）は記憶部に書き込まれる。

パッチ濃度検知手段は、感光体ドラム１１表面のトナーパッチのパッチ濃度を検知する。パッチ濃度検知手段による検知結果（以下「パッチ濃度検知結果」とする）は記憶部に書き込まれる。記憶部には、画像形成装置１の設計時に定められる基準パッチ濃度が予め書き込まれる。基準パッチ濃度は、たとえば、モノクロ画像の場合は基準反射光量として、カラー画像の場合は散乱光量としてそれぞれ書き込まれる。パッチ濃度検知手段によるパッチ濃度検知後、トナーパッチはクリーニングユニット１４によって感光体ドラム１１表面から除去される。制御手段は、記憶部からパッチ濃度検知結果と基準パッチ濃度とを取り出して比較し、基準パッチ濃度に最も近いパッチ濃度を有するトナーパッチを形成するのに用いた現像バイアス電圧値を読み出し、基準パッチ濃度における現像バイアス電圧値との差を求め、現像バイアス補正量として記憶部に書き込む。

また、記憶部には、第１０のデータテーブルが予め書き込まれる。第１０のデータテーブルは、現像バイアス補正量とトナー濃度検知手段に対して印加される制御電圧プロコン補正量との関係を示す。第１０のデータテーブルは、印刷速度がモノクロ画像印刷速度である場合について設定される。第１０のデータテーブルは、画像形成装置の機種毎および／またはトナー濃度検知手段の機種毎に設定される。本実施の形態では、表３に示すデータテーブルを第１０のデータテーブルとして使用する。表３において、「ＤＶＢ範囲」とは、現像バイアスＤＶＢの初期設定の範囲（４５０±２０Ｖ）に対し、その範囲から外れるプロコンゾーンにおいて、印加される現像バイアス値を示す。

また、記憶部には、第１１のデータテーブルが書き込まれる。第１１のデータテーブルは、モノクロ画像印刷速度における現像バイアス補正量とトナー濃度検知手段からの出力電圧値の補正値との関係を示す。このとき、トナー濃度検知手段に印加される制御電圧値は、第１０のデータテーブルに基づいて基準制御電圧値が補正された制御電圧値である。ここでも、感光体膜減り量に基づく制御と同様に、カラー画像印刷速度および厚紙印刷速度におけるデータテーブルを書き込むのではなく、モノクロ画像印刷速度における補正値をカラー画像印刷速度における補正値に換算するための比例定数ｋ_１を、また、モノクロ画像印刷速度における補正値を厚紙印刷速度における補正値に換算するための比例定数ｋ_２を代用する。

トナー濃度補正手段は、印刷速度に応じて異なる制御を行う。印刷速度がモノクロ画像印刷速度の場合には、まず、記憶部から現像バイアス補正量および第１０のデータテーブルを取り出し、制御電圧プロコン補正量を決定する。次いで、記憶部から色に応じて基準制御電圧値を取り出し、前記制御電圧プロコン補正量を加算して補正制御電圧値を算出し、この補正制御電圧値をトナー濃度検知手段に印加する。トナー濃度検知手段は、この補正制御電圧値の印加を受けて、トナー濃度の検知結果を出力電圧値として制御手段に出力する。この出力電圧値は記憶部に書き込まれる。トナー濃度補正手段は、記憶部から第１１のデータテーブルを取り出し、当該相対湿度におけるトナー濃度検知手段からの出力電圧値の補正値を求め、さらに前記出力電圧値を取り出し、前記出力電圧値を前記補正値によって補正し、真の出力電圧値を求める。印刷速度がカラー画像印刷速度の場合はモノクロ画像印刷速度における制御電圧プロコン補正値に比例定数ｋ_１を乗じる。印刷速度が厚紙印刷速度の場合はモノクロ画像印刷速度における制御電圧プロコン補正値に比例定数ｋ_２を乗じる。このようにして求められる真の補正制御電圧値をトナー濃度算出手段に出力する。以下、前記と同様にして、トナー濃度が決定され、トナーの補給動作が実施される。

本実施の形態では、トナー濃度補正手段は、前記３種の補正要素について一括して補正し、各補正要素における制御電圧補正量を加算する形で補正を実施する。この場合は、３種の補正要素を一括した形で、モノクロ画像印刷速度による制御電圧値に対するカラー画像印刷速度または厚紙印刷速度における比例定数を決定し、該比例定数に基づいて制御電圧補正量を算出するように構成される。なお、より正確に補正を行う場合には、補正要素毎にモノクロ画像印刷速度による制御電圧補正量に対するカラー画像印刷速度または厚紙印刷速度による制御電圧補正量の比例定数をそれぞれ決定して、それら補正要素を加算したものを用いて補正を行うのが好ましい。

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１〜１１および比較例１〜４）
次の画像形成装置、トナー濃度検知手段および現像剤を用いた。

画像形成装置：
市販のフルカラー複写機（商品名：ＭＸ−５５００の改造機、シャープ（株）製）。この画像形成装置における現像バイアス電圧値は−４００Ｖである。また、この画像形成装置における、印刷速度ならびに各印刷速度における比例定数および基準制御電圧値は、表４に示すように設定される。

トナー濃度検知手段：
ＡＴＣ透磁率センサ（商品名：ＴＳＯ５２４、ＴＤＫ（株）製）。このＡＴＣ透磁率センサは、制御電圧の印加によって出力される電圧の最大値が５Ｖになるように設定される。

現像剤：
２成分現像剤（ＭＸ―５５００用、黒色、トナー濃度６重量％、シャープ（株）製）
下記表５および表６において、補正前の制御電圧値Ａ_１は、基準制御電圧値Ａ_０に制御電圧補正量（膜減り量補正量、相対湿度補正量およびプロコン補正量の和）を加算することによって求められる。また、補正制御電圧値Ｂ_０は、下記式から求められる。
Ｂ_０＝Ｂ_１＋（Ａ_１−Ａ_０）×Ｋ_０

上記条件下に、Ａ４版記録紙に黒字印字率５％の原稿を複写した後、画像形成装置の現像槽に貯留される現像剤中の最終的なトナー濃度を調べた。結果を表５および表６に示す。表５および表６から、本発明の画像形成装置においては、印刷速度が変更されてもトナー濃度制御が適切に実行され、初期のトナー濃度が維持されることが明らかである。一方、印刷速度毎に比例定数Ｋ_０を設定しない比較例１〜４では、印刷速度の変更に伴うトナーの補給が不正確になり、トナー濃度が初期よりも増加することが明らかである。

※１（比較例１）膜減り量（感光膜の膜減り量）を補正要素とする制御電圧補正値のみしか設定されない。また、各印刷速度における基準制御電圧が設定されない。したがって、印刷速度が変更されると正確な補正ができない。
※２（比較例２）膜減り量（感光膜の膜減り量）および相対湿度を補正要素とする制御電圧補正値は設定されるものの、各印刷速度における基準制御電圧が設定されないので、印刷速度が変更されると正確な補正ができない。
※３（比較例３および４）膜減り量（感光膜の膜減り量）および相対湿度を補正要素とする制御電圧補正値は設定されるものの、モノクロ画像印刷速度に対する印刷速度毎の比例定数が設定されないので、印刷速度が変更されると正確な補正ができない。

本発明の実施の第１形態である画像形成装置の構成を模式的に示す断面図である。モノクロ画像印刷速度におけるトナー濃度と制御電圧値との関係を示すグラフである。カラー画像印刷速度におけるトナー濃度と制御電圧値との関係を示すグラフである。厚紙画像印刷速度におけるトナー濃度と制御電圧値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１画像形成装置
２トナー像形成手段
３転写手段
４定着手段
５記録媒体供給手段
６排出手段
１１感光体ドラム
１２帯電手段
１６露光ユニット
１３現像手段
１４クリーニングユニット
２０現像槽
２１現像ローラ
２４トナーカートリッジ
３０駆動ローラ
３１従動ローラ
３２中間転写ベルト
３７転写ローラ
４１定着ローラ
４２加圧ローラ
５１給紙トレイ
５２，５６ピックアップローラ
５３，５７搬送ローラ
５４レジストローラ
５５手差給紙トレイ
６０排紙ローラ
６１排出トレイ

Claims

電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラおよびトナーを含む２成分現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する画像形成手段と、
現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える印刷速度切り換え手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出するトナー濃度算出手段と、
トナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給するトナー補給制御手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段の検知感度を切り換える感度切り換え手段と、
トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、前記トナー濃度算出手段による算出結果を補正するトナー濃度補正手段とを含み、
前記補正要素は、前記感光体表面の膜減り量であることを特徴とする画像形成装置。
前記現像ローラの使用開始からの総回転距離を積算する回転距離積算手段と、
前記回転距離積算手段による積算結果に応じて前記感光体表面の感光膜の膜減り量を算出する膜減り量算出手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段は、
前記膜減り量算出手段によって算出した膜減り量に応じて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記補正要素はさらに、プロセス制御に用いるパッチ濃度を含むことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように前記画像形成手段を制御するパッチ形成手段と、
前記感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知するパッチ濃度検知手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段はさらに、
前記パッチ濃度検知手段によって検知したパッチ濃度を用いて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置において、
静電潜像を形成するための感光膜を表面に有する感光体と、感光体表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラおよびトナーを含む２成分現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置とを含み、トナー像を記録媒体に印刷して画像を形成する画像形成手段と、
現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段と、
画像形成手段による画像の印刷速度を切り換える印刷速度切り換え手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段による検知結果から現像槽内のトナー濃度を算出するトナー濃度算出手段と、
トナー濃度算出手段による算出結果に応じて現像槽にトナーを補給するトナー補給制御手段と、
画像の印刷速度に応じてトナー濃度検知手段の検知感度を切り換える感度切り換え手段と、
トナー濃度検知手段の検知感度と補正要素における補正量との関係を示すデータテーブルに基づいて、前記トナー濃度算出手段による算出結果を補正するトナー濃度補正手段とを含み、
前記補正要素は、プロセス制御に用いるパッチ濃度であることを特徴とする画像形成装置。
前記感光体上にトナー濃度が連続的に変化する複数のトナーパッチを形成するように前記画像形成手段を制御するパッチ形成手段と、
前記感光体上に形成される複数のトナーパッチのトナー濃度であるパッチ濃度を検知するパッチ濃度検知手段とをさらに含み、
前記トナー濃度補正手段は、
前記パッチ濃度検知手段によって検知したパッチ濃度に応じて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
前記補正要素はさらに、相対湿度を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
画像形成装置内部の相対湿度を検知する湿度検知手段をさらに含み、
前記トナー濃度補正手段はさらに、
前記湿度検知手段によって検知した相対湿度を用いて、前記トナー濃度検知手段による検知結果を補正することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
前記画像形成手段は、
モノクロ画像またはカラー画像を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記印刷速度切り換え手段は、
印刷速度をモノクロ画像印刷速度、カラー画像印刷速度または厚紙印刷速度に切り換えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置。