JP4401835B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式などを用いて像担持体に形成した静電潜像を現像剤により現像した後、記録材に転写して記録画像を形成する、例えばプリンタ、複写機、ＦＡＸなどとされる画像形成装置に関するものである。

例えば、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体表面に形成した静電潜像に、帯電した現像剤のトナーを吸着させてトナー像を形成すると共に、像担持体に当接するよう搬送された記録材にこのトナー像を転写するか、或いは像担持体からこのトナー像を一旦中間転写体上に転写した後に記録材に転写して、その後加熱定着処理を行って記録材上に画像形成を完了するようにしたものが一般的である。

ここで、現像剤としては、主に「キャリア」と呼ばれる磁性を有する粉末と、着色粒子である「トナー」とを混合した、所謂、２成分現像剤が一般的に使用される。特に、カラー画像形成装置においては、着色粒子自体に磁性体を含ませることなく、トナーが付着したキャリアを現像剤担持体上に磁気拘束して像担持体へと搬送することができるので、色味等の点から好ましく用いられている。２成分現像剤においては、トナーとキャリアとの摩擦によりトナーを帯電させて、トナーだけを像担持体表面に形成された静電潜像に吸着させる。従って、画像形成処理を実行すると現像剤中のトナーが減少する。即ち、現像剤のトナー濃度（現像剤全体に対するトナーの割合或いはキャリアとトナーとの比率）が変化する。

そのため、２成分現像剤を用いる画像形成装置は、現像装置本体（現像容器）内の現像剤のトナー濃度を検知する手段を備えており、現像容器内のトナーの残量が一定量以下になると、トナー補給装置からのトナーの補給動作が実行される。

このように、２成分現像剤を用いる場合、現像剤のトナー濃度を適時検出してそのトナー濃度の変動に応じて適切なトナー補給を行う自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ；Auto Toner Replenisher）を使用することによって、トナー濃度を所定の基準値に対して常に一定の許容範囲内に保持する必要がある。

ところで、自動トナー補給制御手段は、一般に、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知装置と、該トナー濃度検知装置の出力データを処理してトナー補給量を決定するトナー補給制御手段と、該トナー補給制御手段で決定されたトナー補給量に基づいて実際にトナーを補給するトナー補給部材と、を有して成り、特に、トナー濃度検知装置には様々な方式のものが実用されている。

例えば、トナー濃度検知装置としては、現像容器内又は現像剤担持体上の現像剤の光反射率がトナー濃度により変化することを利用した光センサーによるもの、現像剤の透磁率がトナー濃度により変化することを利用して透磁率を電気信号に変換する透磁率センサーによるもの、潜像担持体上に所定の条件下で形成された所定のパッチ画像の光反射率変化を検知して間接的に現像剤のトナー濃度を推定するもの等がある。

又、レーザスキャナーやＬＥＤアレイを用いてデジタル潜像を形成するタイプの画像形成装置では、１ページ当たりの画像情報信号における印字画素数の累計値（ビデオカウント数）から１ページ当たりのトナー消費量が比較的正確に推定できるため、この推定された消費量に対応してトナー補給量を決定する方式の自動トナー補給制御手段（以下「ビデオカウントＡＴＲ」という。）も知られている。

上記ビデオカウントＡＴＲは、トナー濃度検知装置を必要としないことからコスト面において大きな利点があるが、トナー補給量の誤差が徐々に累積されていく欠点を有しており、これを補正する何らかの手段が必要であり、現在のところ単独で使用するには困難を伴う。

一方、上述のように、現像装置に検知装置を設置する必要があるが、同時に現像装置の小型化も望まれている。このような観点から、透磁率センサーの設置スペースだけで済み、小型化にも有利な透磁率センサーによるトナー濃度検知装置を用いた自動トナー補給制御手段が選択されることが多い。

上記透磁率センサーは、検知部であるコイルを内包したセンサーのヘッド部が常に現像剤に触れている状態となるように、現像装置内部の現像剤搬走路等の一部に設置される。ここで、ヘッド内部のコイルに高周波を印加した際に生じる磁場の強さはヘッド周りの透磁率に応じて変化するため、コイル自身の自己インダクタンス（又は別の測定用コイルの相互インダクタンス）を測定することによって、ヘッドの周りにある現像剤の透磁率を電気出力値（電圧値）に変換することができるのである。

又、上記透磁率センサーは、一般的に回転することによって現像剤を搬送する現像剤搬送部材に対向して設置されている。従って、現像剤搬送部材の回転に伴って現像剤の透磁率を検出した透磁率センサーの電圧出力値が変動する。よって、現像剤の透磁率を検出した透磁率センサーの検出値（検出信号）を現す場合、現像剤搬送部材の１回転における透磁率センサーの電圧出力値の平均値を用いることが一般的になされている。

従来、このような透磁率センサーによるトナー濃度検知装置を用いた自動トナー補給制御手段には、環境の変動による現像剤のかさ密度の変化により、見かけ透磁率に対応した透磁率センサーの検出信号が変化してしまうという課題がある。つまり、低温低湿環境下では、現像剤に含まれる水分量が減り、その結果としてトナーとキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が増加するために現像剤間の反発が大きくなり、現像剤のかさ密度が減少する。逆に、高温高湿環境下では、現像剤に含まれる水分量が増加してトナーとキャリアとの接触によるトナー帯電電荷が減少するために、現像剤間の反発が小さくなり、現像剤のかさ密度が増加する。つまり、現像容器中のトナー濃度は一定であるにも拘わらず、環境によって透磁率センサーの出力値が変動する。

又、現像装置の使用量（以下「印字枚数」という。）が増加するにつれ、一般的には、トナーとキャリアとからなる現像剤が劣化することにより現像剤中のトナーの帯電電荷（トリボ）が低下する傾向にある。キャリアは、攪拌などの機械的ストレスによる表面性の変化、及び外添剤の付着等によって劣化する。又、トナーは、外添剤の埋め込みや外添剤の遊離等により劣化する。その結果トナーの帯電電荷（トリボ）が低下する。この場合にも、現像剤のかさ密度が変化し、現像剤のトナー濃度は一定であるにも拘わらず、印字枚数によって透磁率センサーの出力値が変動する。

そこで、従来、環境、印字枚数の情報に応じて、透磁率センサーへ入力する制御電圧を変えたり、トナー補給量を求めるべく現在の透磁率センサーの検出値と比較するための透磁率センサーの基準出力値を変えたりして、現像剤のトナー濃度が安定するように補正を行っている。これによって、環境、印字枚数によって現像剤のかさ密度が変化しても、問題なくトナー濃度の検出が行えるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、透磁率センサーによるトナー濃度検知装置を用いた自動トナー補給制御手段の動作について、上記のような環境、印字枚数の情報に応じて補正を行っても、例えば、製造条件の振れや現像剤の種類の違い等のために、現像剤の特性が大きく変わってしまう場合があり、現像剤のトナー濃度が不安定になってしまうことがあった。すなわち、現像剤中のトナーのトリボが高い場合は、単位体積辺りのキャリアの量が減少するために透磁率センサーからの出力値は実際のトナー濃度よりも高い値になるため、その出力値に基づいてトナーを補給して濃度を調整すると、印字枚数の増加に伴い、トナーが十分に供給されなくなり、現像剤中のトナー濃度が低い値になってしまう。そして、このように現像剤のトナー濃度が低くなった場合には、画像濃度低下の問題を引き起こしてしまうことがあった。又、反対に現像剤中のトナーのトリボが低い場合は、単位体積辺りのキャリアの量が増加するために、透磁率センサーからの出力値は実際のトナー濃度よりも低い値になるため、その出力値に基づいてトナーを補給して濃度を調整すると、印字枚数に伴い、トナーが多く補給されてしまうことになり、現像剤中のトナー濃度が高くなってしまう。そして、このように現像剤のトナー濃度が高くなった場合には、カブリ、トナー飛散の問題を引き起こしてしまうことがあった。

本発明の目的は、現像剤の特性に応じて現像剤中のトナー濃度を適正に制御することができる画像形成装置を提供することである。

又、本発明の他の目的は、現像剤の特性が大きく変わってしまった場合においても、容易に、低コストで、現像剤のトナー濃度を安定的に制御することができ、カブリ、トナー飛散、画像濃度低下等の問題を防止することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナーとキャリアとを備える現像剤を収容する現像容器と、前記トナーの帯電特性に応じて前記トナーの補給動作を制御するための情報を保持する第１の記憶手段と、を備えるカートリッジが着脱可能である画像形成装置であって；前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた信号を出力する検知装置と；前記検知装置からの出力値に応じて前記現像容器へトナーを補給するための補給部材と；前記現像容器にトナーを補給するための基準値を設定するテーブルを前記トナーの帯電特性に応じて複数保持する第２の記憶手段と；前記第１の記憶手段に保持された前記トナーの補給動作を制御するための情報と、前記第２の記憶手段に保持された前記テーブルとを用いて、前記補給部材によるトナー補給動作を制御する制御手段と；を備え；前記制御手段は、前記第２の記憶手段に保持されている前記複数のテーブルから前記第１の記憶手段に保持されている前記トナーの補給動作を制御するための情報に応じたテーブルを選択し、前記選択されたテーブルを用いて前記トナーを補給するための基準値を設定し、前記検知装置からの出力値と前記設定した基準値とに基づいて前記補給部材によるトナー補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像剤の特性に応じて現像剤中のトナー濃度を適正に制御することができる。又、本発明によれば、現像剤の特性が大きく変わってしまった場合においても、容易に、低コストで、現像剤のトナー濃度を安定的に制御することができ、カブリ、トナー飛散、画像濃度低下等の問題を防止することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１は本発明に従う画像形成装置の一実施例の概略断面を示す。本実施例において、本発明は、接触帯電方式、反転現像方式を採用した転写方式の電子写真プロセスを利用して、記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布等にフルカラー画像を形成し得る、最大通紙サイズがＡ３サイズのカラーレーザープリンタ（以下単に「画像形成装置」という。）１００にて具現化される。

［画像形成装置の全体構成］
先ず、画像形成装置１００の全体構成を説明する。画像形成装置１００は、それぞれ異なる色（本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のトナー像を形成する複数の像形成手段として第１〜第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋを有し、各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋにて形成したトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト９１上に連続的に多重転写し、その後このトナー像を記録材に一括して転写することによりフルカラープリント画像を得る、所謂、４連ドラム方式（インライン型）のプリンタである。又、画像形成装置１００は、各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋにおいて、像担持体としての電子写真感光体（感光体）とこれに作用するプロセス手段とを一体的に構成したプロセスカートリッジ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋが画像形成装置本体１００Ａに着脱可能とされたプロセスカートリッジ方式を採用している。プロセスカートリッジ８Ｙ〜８Ｋは、中間転写ベルト９１の進行方向に沿って直列にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に４個配置されている。

各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋは、本実施例では、それぞれ異なる色の現像剤を使用して対応した色の画像を形成することを除いて、基本的には同一の構成を有するので、以下、特に区別を要しない場合は、各色用の画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋに属する要素であることを表すために各符号に与えた添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

画像形成部をより詳しく示す図２をも参照して更に説明すると、各画像形成部には、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１が設けられている。この感光ドラム１は、有機光導電体（ＯＰＣ）ドラムで、外径３０ｍｍであり、中心支軸を中心に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって図中矢示方向に回転駆動される。又、本実施例では、感光ドラム１は、その長手長さが３７０ｍｍであり、アルミニウム製シリンダ（導電性ドラム基体）の表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を向上させる下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ２０μｍ）との３層を下から順に塗り重ねた構成を有する。そして、この感光ドラム１の接触帯電処理が可能である塗工幅は３４０ｍｍに設定した。

尚、感光ドラム１は、表面抵抗が１０⁹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの電荷注入層を設けた直接注入帯電性のものであってもよい。電荷注入層を用いていない場合でも、例えば電荷輸送層が上記の抵抗範囲にある場合も同等の効果がえられる。表層の体積抵抗が約１０¹³Ω・ｃｍであるアモルファスシリコン感光体でもよい。

画像形成部には帯電手段として接触帯電器である帯電ローラ２が設けられている。帯電工程では、帯電バイアス印加手段から帯電ローラ２に所定の条件の電圧が印加され、感光ドラム１の表面上を一様に負極性に帯電処理する。この帯電ローラ２は、芯金（支持部材）２ａの外回りに、下層２ｂと、中間層２ｃと、表面層２ｄとを下から順次に積層した３層構成とされている。下層２ｂは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層２ｃは帯電ローラ２が全体として均一な抵抗を得るための抵抗層であり、表層２ｄは感光ドラム１上にピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。本実施例の帯電ローラ２は、芯金２ａとして直径６ｍｍのステンレス丸棒を用い、表層としてフッ素樹脂にカーボンを分散させており、ローラとしての外径は１４ｍｍ、ローラ抵抗は１０⁴Ω〜１０⁷Ω、長手長さ（帯電幅）は３２０ｍｍに設定した。

この帯電ローラ２は、芯金２ａの両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持させると共に押圧ばねによって感光ドラム１方向に付勢して、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム１の回転に従動して回転する。そして、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源２０から直流電圧に所定の周波数の交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金２ａを介して帯電ローラ２に印加されることで、回転する感光ドラム１の周面が所定の電位に帯電処理される。

本実施例においては、直流電圧；−５００Ｖと、交流電圧；周波数ｆ＝１１５０Ｈｚ，ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１４００Ｖ，正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム１の周面は−５００Ｖ（暗電位Ｖｄ）に一様に接触帯電処理される。

又、帯電ローラ２のクリーニング部材として、帯電ローラクリーニング部材２ｆが設けられている。本実施例では、帯電ローラクリーニング部材２ｆは、可撓性を持つクリーニングフィルムであり、その長手長さは３３０ｍｍに設定した。このクリーニングフィルム２ｆは、帯電ローラ２の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定量の往復移動（レシプロ）をする支持部材２ｇに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ２と接触ニップを形成するよう配置されている。本実施例では、６ｍｍのレシプロ動作を行う。支持部材２ｇは、画像形成装置本体１００Ａに設けられた駆動手段たる駆動モーターによりギア列を介して長手方向に対し一定量のレシプロ駆動され、帯電ローラ表層２ｄがクリーニングフィルム２ｆで摺擦される。これにより帯電ローラ表層２ｄの付着汚染物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。

尚、可撓性の接触帯電部材は帯電ローラの他に、ファーブラシ、フェルト、布などの形状・材質のものも使用可能である。又、各種材質のものの組み合わせでより適切な弾性、導電性、表面性、耐久性のものを得ることもできる。又、接触帯電部材や現像部材に印加する振動電界の交番電圧成分（ＡＣ成分、周期的に電圧値が変化する電圧）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。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波であってもよい。

帯電ローラ２により所定の極性・電位に一様に帯電処理された後に、画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャンによる走査露光系等）３による画像露光Ｌを受けることにより、感光ドラム１上には、目的のカラー画像における各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋに対応した色成分像の静電潜像が形成される。

本実施例では、露光装置３として半導体レーザを用いたレーザビームスキャナを用い、画像読み取り装置、或いはパーソナルコンピュータ等の画像形成装置本体１００Ａと通信可能に接続されたホスト装置から画像形成装置本体１００Ａに送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、回転する感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザ走査露光（イメージ露光）する。このレーザ走査露光により感光ドラム１の表面のレーザ光で照射された部位の電位が低下することで、回転する感光ドラム１の表面には走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。本実施例においては露光部電位を−１５０Ｖとした。

尚、像担持体としての感光体の帯電面に対する情報書き込み手段としての像露光手段は実施例のレーザ走査手段以外にも、例えば、ＬＥＤのような固体発光素子アレイを用いたデジタル露光手段であってもよい。ハロゲンランプや蛍光灯等を原稿照明光源とするアナログ的な画像露光手段であってもよい。要するに、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであればよい。

次いで、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像手段たる現像装置４によりトナーにより現像される。現像装置４については、後述して更に詳しく説明する。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ユニット９０の中間転写ベルト９１と、感光ドラム１との当接部である１次転写ニップ部Ｔ１へ進入する。１次転写ニップ部Ｔ１では、１次転写手段たる１次転写ローラ９５がその両端に設けられたそれぞれ５００ｇｆのバネにより持ち上げられており、この力から転写ローラ９５の自重１５０ｇを引いた力で中間転写ベルト９１の裏側に当接されている。

本実施例では、この１次転写ローラ９５は導電性スポンジから成り、その抵抗は１０⁶Ω以下、外径は１６ｍｍ、長手長さは３３０ｍｍに設定した。又、１次転写ローラ９５には、各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋで独立に１次転写バイアスを印加することができるように、それぞれ１次転写バイアス印加手段としての１次転写バイアス電源９６Ｙ、９６Ｍ、９６Ｃ、９６Ｋが接続されている。こうして、１次転写ローラ９５に印加される所定の１次転写バイアスの作用によって、回転する感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の周速とほぼ等速で移動する中間転写ベルト９１上に転写される。

例えば、４色フルカラー画像を形成する場合、先ず、第１の画像形成部Ｐｙにおいて、上述のようにして第１色目であるイエロートナー像を中間転写ベルト９１に転写する。次いで、第２〜第３の画像形成部Ｐｍ〜Ｐｋにおいて同様の工程を経て形成されたマゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を、対応する感光ドラム１より順次中間転写ベルト９１上に多重転写（１次転写）する。

本実施例においては、露光部Ｖｌ部（電位−１５０Ｖ）に現像されたトナーに対する転写効率を考慮し、１次転写バイアスとして、１色目〜４色目に対して全て約＋８μＡの電流値を印加した。又、環境により電流値の補正を行ったり、再転写の影響がない１色目のみ電流値を大きく設定したりしても良い。

ここで、本実施例では、無端状の中間転写ベルト９１は、駆動ローラ９２、テンションローラ９３及び２次転写対向ローラ９４に架け渡されており、画像形成装置本体１００Ａが備える駆動手段たる駆動モーター（図示せず）によって駆動され、図中矢印方向に周回移動（回転）する。

中間転写ベルト９１の材質としては、各画像形成部Ｐｙ〜Ｐｋでのレジストレーションを良くするため、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系、或いは金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムから成るベルトが望ましい。本実施例では、ＰＩ（ポリイミド）にカーボン分散し、体積抵抗を１０⁸Ωｃｍオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは８０μｍ、長手方向３９０ｍｍ、全周は９００ｍｍに設定した。

例えば、４色フルカラー画像を形成する場合、上述のようにして中間転写ベルト９１上に形成された４色フルカラー画像は、次いで２次転写手段たる２次転写ローラ１０と中間転写ベルト９１との当接部である２次転写ニップ部Ｔ２において、２次転写ローラ１０に２次転写バイアス印加手段たる２次転写バイアス電源（図示せず）から所定の２次転写バイアスが印加されることで、記録材Ｓ上に一括して転写（１次転写）される。

記録材Ｓは、記録材収容部たるカセット１３から記録材供給ローラ１４、レジストローラ１２等の記録材搬送手段によって、中間転写ベルト９１上のトナー像が２次転写ニップ部Ｔ２に到達するタイミングと同期して該２次転写ニップ部Ｔ２へと送られてくる。

トナー像が転写された後、記録材Ｓは、中間転写ベルト９１から分離されて定着装置１５へと搬送され、ここで、熱・圧力によって未定着のトナー像が記録材Ｓに溶融定着され、カラープリント画像が画像形成装置本体１００Ａの外に排出される。

２次転写工程後に中間転写ベルト９１上に残留する２次転写残留トナーは、中間転写ベルトクリーナ１１のクリーニングブレード１１ａによりクリーニングされ、次の作像工程に備える。このクリーニングブレード１１ａは、その長手長さを３３０ｍｍに設定した。

一方、１次転写工程後に感光ドラム１上に残留した１次転写残留トナーは、現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７の作用により感光ドラム１から除去される。現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７は、それぞれ感光ドラム１に当接されている。

つまり、転写工程後の感光ドラム１の表面上には転写残トナーがあり、その転写残トナーには画像部の負極性トナー、非画像部の正極性トナー、転写の正極性の電圧に影響され極性が正極性に反転してしまったトナーが含まれている。このような転写残トナーの極性を負極性に揃えるために、現像剤帯電量制御手段６が設けられている。現像剤帯電量制御手段６には、第１の現像剤帯電電源２１から、トナーの正規の帯電極性と同極性である、負極性の直流電圧が印加されている。又、部分的な転写残トナーや多量の転写残トナーを散らすために、残留現像剤均一化手段７が設けられている。残留現像剤均一化手段７には、第２の現像剤帯電電源２２から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である、正極性の直流電圧が印加されている。又、残留現像剤均一化手段７には、交流電圧を印加しても良い。

こうして、残留現像剤均一化手段７によって感光ドラム１上で均一化されて現像剤帯電量制御手段６において負極性に十分に帯電されることにより、負極性の帯電バイアスが印加された帯電ローラ２を通過して、現像装置４との対向部において、後述するように現像剤担持体としての現像スリーブ４１と感光ドラム１との間に形成される電界の作用で現像装置４に回収される。

本実施例では、現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７の両者とも導電性の繊維からなるブラシ部材を用いている。具体的には、現像剤帯電量制御手段６は横長の電極板６２にブラシ部６１を具備させたものであり、又残留現像剤均一化手段７についても同様に電極板７２にブラシ部７１を具備させてなる。そして、ブラシ部６１、７１が感光ドラム１の表面に当接するように配設されている。ブラシ部６１、７１はレーヨン、アクリル、ポリエステル等の繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御したものである。ブラシ部６１、７１は、感光ドラム１の表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては３０デニール以下、密度としては１〜５０万本／ｉｎｃｈ²以上が好ましい。本実施例では、ブラシ部６１、７１ともに６デニール、１０万本／ｉｎｃｈ²、毛足の長さ５ｍｍで、ブラシの体積抵抗率は６×１０³Ω・ｃｍとした。

この現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７は、感光ドラム１の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方向に対し一定量の往復移動（レシプロ）動作をする支持部材７９に固定されている。本実施例では、ブラシ部６１、７１が感光ドラム１の表面に対して侵入量１ｍｍ、当接ニップ部幅は５ｍｍとなるように当接配置されている。そして、支持部材７９が、画像形成装置本体１００Ａが備える駆動手段たる駆動モーター（図示せず）によりギア列を介して長手方向に対し一定量のレシプロ駆動されて、感光ドラム１の表面上が現像剤帯電量制御手段６のブラシ部６１、残留現像剤均一化手段７のブラシ部７１で摺擦される。本実施例では、レシプロ量は５ｍｍに設定した。

尚、現像剤帯電量制御手段６と残留現像剤均一化手段７は、本実施例では固定のブラシ状部材であるが、シート状部材など任意の形態の部材にすることができる。

［現像装置］
次に、本実施例の画像形成装置１００が備える現像装置４について更に詳しく説明する。

本実施例の現像装置４は、現像剤として主に磁性粒子（キャリア）と樹脂製の着色粒子（トナー）とを備える２成分現像剤を用い、この２成分現像剤を感光ドラム１に接触させて感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）である。

現像装置４は、現像容器（現像装置本体）４０内にトナーと磁性キャリアとの混合物である２成分現像剤を収容している。現像容器４０は、感光ドラム１との対向部が一部開口しており、この開口部に位置して内部に磁界発生手段として固定配置されたマグネットローラを有する、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ４１が設けられている。この現像スリーブ４１は、その外周面の一部を現像容器４０の外部に露呈させて現像容器４０内に図中矢印方向に回転可能に配設されている。本実施例では、現像スリーブ４１は、その外径を１６ｍｍ、現像幅を３１０ｍｍに設定した。又、現像スリーブ４１の図中上方には、現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード４２が設けられており、現像容器４０内の底部側には、現像剤攪拌部材として第１及び第２のスクリュー４３、４４が配設されている。

本実施例では、現像剤規制ブレード４２は、現像スリーブ４１に対して２５０μｍの間隙を有して設けられており、現像スリーブ４１の図中矢印方向の回転に伴い、現像スリーブ４１上に現像剤薄層を形成する。又、現像スリーブ４１は、感光ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐと称する）を４００μｍに保たせて、感光ドラム１に近接して対向配置されている。この感光ドラム１と現像スリーブ４１との対向部が現像部Ｎである。

現像スリーブ４１は、本実施例では、現像部Ｎにおいて感光ドラム１の進行方向とは逆方向に感光ドラム１に対して周速比１７０％の速度で回転駆動される。現像スリーブ４１上の現像剤薄層は、現像部Ｎにおいて感光ドラム１の表面に対して接触して適度に摺擦する。又、現像スリーブ４１には、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源（図示せず）から所定の現像バイアスが印加される。本実施例においては、現像スリーブ４１に対する現像バイアス電圧は、直流電圧（Ｖｄｃ）と交流電圧（Ｖａｃ）とを重畳した振動電圧である。より具体的には、Ｖｄｃ＝−３５０Ｖと、Ｖａｃ＝１８００Ｖ（周波数＝２３００Ｈｚ）とを重畳した振動電圧である。

而して、現像剤が回転する現像スリーブ４１の表面に薄層としてコーティングされ、現像部Ｎに搬送された現像剤中のトナーが、現像スリーブ４１に印加された現像バイアスによって現像スリーブ４１と感光ドラム１との間に形成された電界の作用によって、感光ドラム１上に静電潜像に対応して選択的に付着する。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がトナー画像として現像される。本実施例の場合は、感光ドラム１上の露光明部に、感光ドラム１の帯電極性（本実施例では負極性）と同極性に帯電したトナーが付着して、静電潜像が反転現像される。

現像部Ｎを通過した現像スリーブ４１上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ４１の回転に伴い現像容器４０内の現像剤溜り部に戻される。

現像容器４０内に設けられた第１及び第２のスクリュー４３、４４は、現像スリーブ４１の回転と同期して回転し、詳しくは後述するようにして現像容器４０内に補給されたトナーと現像容器４０内の現像剤とを混合、攪拌しながら搬送することにより、トナーとキャリアとの摩擦によりトナーに所定の帯電電荷（トリボ）を与える機能を有している。

更に説明すると、現像容器４０の内部は、隔壁４６によって長手方向に仕切られており、現像スリーブ４１側の現像室４０ａに第１のスクリュー４３、他方の攪拌室４０ｂに第２のスクリュー４４が現像スリーブ４１の長手方向と略平行に設けられている。第１及び第２のスクリュー４３、４４は、それぞれ回転軸にフィンを設けてなり、長手方向に沿ってそれぞれ反対方向に現像剤を搬送する。そして、隔壁４６の長手両端部に設けられた開口部を通して、現像室４０ａと攪拌室４０ｂとの間で現像剤の受け渡しが可能となっている。これによって、後述するようにして攪拌室４０ｂに補給されたトナーは、第２のスクリュー４４によって攪拌室４０ａ内の現像剤と混合攪拌されながら搬送されて現像室４０ａへと移動し、現像スリーブ４１に供給されて現像に供される。一方、現像に供された後の現像剤は、現像室４０ａに戻された後第１のスクリュー４３によって搬送されて攪拌室４０ｂへと移動し、ここで補給されたトナーと再度混合、攪拌される。こうして、現像容器４０内を現像剤が循環する。又、本実施例では、現像剤の攪拌効率、現像スリーブ４１への現像剤の供給性の向上のために、第１、第２のスクリュー４３、４４のフィンとフィンの間に、各スクリュー４３、４４の軸線方向に対して略垂直方向に突出したリブが設けられている。

尚、トナーの平均粒径としては、５μｍ〜１０μｍのものが使用でき、より好ましくは６μｍ〜９μｍのものが使用できる。本実施例では、平均粒径７μｍのネガ帯電トナーを用いている。キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ³の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。そして、当初、トナーとキャリアとを重量比６：９４で混合したものを現像剤として現像容器４０に収容した。又、本実施例では、感光ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は−２５μＣ／ｇである。

［プロセスカートリッジ］
本実施例では、感光ドラム１と、現像装置４と、帯電ローラ２とが枠体８１によって一体的にユニット化されて、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱可能なカートリッジとしてのプロセスカートリッジ８とされている。本実施例では、プロセスカートリッジ８には更に、現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７、帯電ローラクリーニングフィルム２ｆ等が一体的に設けられている。

プロセスカートリッジ８は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着手段８２を介して取り外し可能に画像形成装置本体１００Ａに装着される。プロセスカートリッジ８が適正に画像形成装置本体１００Ａに装着されると、画像形成装置本体１００Ａに設けられた駆動手段たる駆動モーターと、感光ドラム１に駆動を伝達する駆動伝達手段とが連結され、感光ドラム１、現像装置４（現像スリーブ４１、第１及び第２スクリュー４３、４４）、帯電ローラクリーニングフィルム２ｆの支持部材２ｇ等が駆動可能な状態となると共に、後述する画像形成装置本体１００Ａに設けられた現像剤補給容器５と現像装置４とが連結される。

又、同様にプロセスカートリッジ８が適正に画像形成装置本体１００Ａに装着されると、プロセスカートリッジ８、画像形成装置本体１００Ａにそれぞれ対応して設けられた電気接点を介して、画像形成装置本体１００Ａに設けられた各種電圧印加手段から、帯電ローラ２、現像スリーブ４１、現像剤帯電量制御手段６、残留現像剤均一化手段７に電圧を印加可能な状態となる。

更に、後述するように、プロセスカートリッジ８が適正に画像形成装置本体１００Ａに装着されると、現像装置４に設けられた現像装置側記憶手段１７ａと画像形成装置本体１００Ａの制御部３０とが、現像装置側伝達部（通信手段）１７ｂ、装置本体側伝達部（通信手段）２７を介して通信可能な状態となり、又プロセスカートリッジ８、画像形成装置本体１００Ａにそれぞれ対応して設けられた電気接点を介して、現像装置４に設けられた透磁率センサー４５と画像形成装置本体１００Ａの制御部３０とが通信可能な状態となる。

尚、プロセスカートリッジは、本実施例の態様に限定されるものではなく、像担持体たる電子写真感光体と、少なくとも現像手段を含む電子写真感光体に作用するプロセス手段とが一体的にカートリッジ化され、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱可能とされているものであれば、本発明を等しく適用することができる。このようなプロセス手段には、電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体をクリーニングするクリーニング手段等がある。又、本発明は、現像装置４が独立して画像形成装置本体に対して着脱可能とされている場合にも等しく適用可能である。この場合にも現像装置４に現像装置側記憶手段１７ａを設けることができる。

［トナー補給］
画像形成装置１００は、ほぼ現像動作によって消費された分のトナーを、適時、現像装置４に接続された現像剤補給容器５から現像容器４０に補給するために、自動トナー補給制御手段（ＡＴＲ）を有している。

自動トナー補給制御手段は、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検知装置と、該トナー濃度検知装置の出力データを処理してトナー補給量を決定するトナー補給制御手段と、該トナー補給制御手段で決定されたトナー補給量に基づいて実際にトナーを補給するトナー補給部材と、を有している。

本実施例の画像形成装置１００は、トナー濃度検知装置として、現像容器４０内の、第２のスクリュー４４の現像剤搬送方向上流側壁面に、現像剤の透磁率変化を検出して現像剤のトナー濃度を検知する透磁率センサー４５が設けられている。本実施例では、透磁率センサー４５の測定面（ヘッド部）と、第２のスクリュー４４のフィンの外径との距離が０．５ｍｍとなるように設置してある。透磁率センサー４５自体の構成は、従来のものと変わるところはない。

第２のスクリュー４４は、回転することによって現像剤を搬送するものである。従って、第２スクリュー４４の回転に伴って透磁率センサー４５の測定面近傍の現像剤のかさ密度が変動することになる。よって、透磁率センサー４５から検出される出力電圧値が、スクリュー４４の回転に伴って変動することになる。そこで、一般に、透磁率センサー４５の出力電圧値の平均値をもって、透磁率センサーの検出値（検出信号）として代用している。本実施例では、透磁率センサー４５の検出値を、第２のスクリュー４４の１回転に伴う透磁率センサー４５の出力電圧値の平均値で現している。

図３は、透磁率センサー４５の出力電圧値の波形を示している。透磁率センサー４５の出力電圧値の波形は、回転することによって現像剤を搬送する第２のスクリュー４４の回転周期で図３に示すようなプロファイルを示す。即ち、透磁率センサー４５の測定面に第２のスクリュー４４のフィンが最も近接した時に、透磁率センサー４５の測定面近傍の現像剤のかさ密度が最も大きくなり、その出力電圧値が最大になる。又、透磁率センサー４５の測定面が第２のスクリュー４４のフィンとフィンとの間に位置する時に、透磁率センサー４５の測定面近傍の現像剤のかさ密度が最も小さくなり、その出力電圧値が最小になる。更に、透磁率センサー４５の測定面に、第２のスクリュー４４のフィンとフィンとの間にあるリブが近接した時に、透磁率センサー４５の測定面近傍の現像剤のかさ密度が若干大きくなり、その出力電圧値が中間の値を示す。

本実施例では、下記の所定の環境時に第２のスクリュー４４の１回転に伴う透磁率センサー４５の出力電圧値の平均値、即ち、透磁率センサーの検出値（検出信号）が２．５Ｖになるように、透磁率センサー４５に入力する制御電圧の値を調整してある。

図４は本実施例に係わる制御回路ブロック図であり、透磁率センサー４５には、検出回路３３から制御電圧が入力され、又透磁率センサー４５の出力電圧は検出回路３３によって検出されてＣＰＵ３１に入力され、平均化処理等を受ける。

ところで、上述した通り、環境が変化すると現像剤のかさ密度が変化するため、見かけの透磁率に対応した透磁率センサー４５の出力値が変化してしまう。そこで、表１に示すような制御電圧値環境補正テーブルを用いて、環境に応じて透磁率センサー４５に入力する制御電圧値を補正して、透磁率センサー４５の出力電圧値の平均値、即ち、検出値が２．５Ｖになるように制御する。

制御電圧値環境補正テーブルは、画像形成装置本体１００Ａの制御部３０が備える装置本体側記憶手段３２に予め記憶されている。装置本体側記憶手段３２としては、書き換え可能な不揮発性メモリーとしてのＥＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭなどを用いても良いし、ＲＯＭを用いても良い。ここでは、表１中の環境として、より具体的には、例えば、環境４に対する環境情報が絶対水分量１０〜１２のように異なる８つの環境条件について、それぞれ制御電圧値の補正値が関係付けられている。

本実施例では、環境条件が制御電圧値環境補正テーブル中の環境４の時に、制御電圧８．０Ｖを透磁率センサー４５に入力すると、透磁率センサー４５の出力値が２．５Ｖを出力するようにしてある。

そして、制御部３０のＣＰＵ３１は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた環境検知手段たる環境センサー（温度、湿度等を計測）５０の情報に応じて、制御電圧値環境補正テーブルから制御電圧の補正値を選択する。そして、この補正値を用いて、即ち、環境４における透磁率センサー４５の制御電圧値に各環境に応じた補正値を加算して補正された制御電圧値が求められ、透磁率センサー４５に入力される。

具体的には、例えば、環境４の条件を基準として、高温・高湿度になるにしたがって、環境５→環境６→環境７→環境８に対応する電圧を用いて制御電圧を補正する。逆に低温・低湿度になるに従って、環境３→環境２→環境１→環境０に対応する電圧を用いて制御電圧を補正する。

上述のように、現像動作に供された後に現像剤が透磁率センサー４５部に運ばれ、ここでトナー濃度が検知される。そして、検知されたトナー濃度に応じて、現像剤補給容器（トナーカートリッジ）５から、適正量のトナーが随時現像容器４０に補給される。現像剤補給容器５の落下口５２は、第２のスクリュー４４の現像剤搬送方向において透磁率センサー４５のやや下流側において現像容器４０に設けられたトナー補給開口部４７に接続されている。

トナー補給は、トナー補給制御手段として機能する画像形成装置本体１００Ａの制御部３０が備えるＣＰＵ３１の補給トナー要求に応じて行われる。即ち、制御部３０のＣＰＵ３１は、透磁率センサー４５の検出値と、装置本体側記憶手段３２に予め定められた基準出力値との差分に応じて、現像剤のトナー濃度を一定に維持するために必要な、現像剤補給容器５に設けられたトナー補給部材としての補給スクリュー５１の駆動量（回転数）を求める。そして、この駆動量に応じて、駆動手段５３によって補給スクリュー５１を駆動して、落下口５２、トナー補給開口部４７を通して、現像剤補給容器５から現像容器４０へとトナーを補給する。

現像容器４０内に補給されたトナーは、上述のように、第２のスクリュー４４により搬送されると共にキャリアと混ざり合い、適度な帯電電荷（トリボ）を付与された後に、現像スリーブ４１の近傍に運ばれる。そして、この現像剤が現像スリーブ４１上に供給されて薄層を形成し、現像に供される。

［基準出力値の補正］
前述のように、環境の変動による現像剤のかさ密度の変化により、見かけ透磁率に対応した透磁率センサーの検出信号が変化する。又、印字枚数が増加するにつれて現像剤のかさ密度が変化し、これによっても透磁率センサーの出力値が変動する。

そこで、本実施例では、上記透磁率センサーへ入力する制御電圧を制御電圧値環境補正テーブルに従って補正するのに加えて、更に、環境、印字枚数の情報に応じて、透磁率センサーの検出値（検出信号）と比較するための透磁率センサーの基準出力値を補正する制御を行う。

このとき、現像剤の特性、例えば、トナーの帯電電荷（トリボ）、キャリアのトナーへの帯電付与性等が、製造条件の振れ等のために大きく変わるような場合でも、現像剤のトナー濃度を安定的に制御し得るように、本実施例では、本発明に従って、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱可能なプロセスカートリッジ８が備える現像装置４に、現像装置に関する情報を記憶する第１の記憶手段としての現像装置側記憶手段１７ａを設け、一方、画像形成装置本体１００Ａに搭載された第２の記憶手段としての装置本体側記憶手段３２に、透磁率センサー４５の基準出力値を補正するための複数の補正用情報として少なくとも２つの補正テーブルを予め記憶させておき、トナー補給制御手段として機能するＣＰＵ３１が、上記現像装置側記憶手段１７ａの記憶内容に基づいて、上記装置本体側記憶手段３２に記憶された補正テーブルを選択する構成とする。

更に説明すると、図２、図４を参照して、現像装置４には、現像装置側記憶手段１７ａが設けられている。本実施例では、現像装置側記憶手段１７ａは、該記憶手段１７ａへの情報の読み書きを制御するための現像装置側伝達部１７ｂと共に一体的な記憶素子（記憶媒体としてのメモリー）１７として構成されている。現像装置４を画像形成装置本体１００Ａに装着した場合、即ち、本実施例では、プロセスカートリッジ８を画像形成装置本体１００Ａに装着すると、現像装置側伝達部１７ｂと、画像形成装置本体１００Ａに設けられた現像装置側記憶手段１７ａへの情報の読み書きを制御するための画像形成装置本体側伝達部（読み取り手段）２７とが互いに対向して配置され、通信可能な状態になる。

現像装置側記憶手段１７ａとしては、通常の半導体による電子的なメモリーが特に制限無く使用できる。例えば、電子的なメモリーとして、不揮発性メモリーであるＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭなどを使用することができる。特に、メモリーと読み出し／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリーである場合、現像装置側伝達部１７ｂと装置本体側伝達部２７との間が非接触であっても良いため、現像装置４の装着状態による接触不良の可能性が無くなり、信頼性の高い制御を行うことができる。これらの伝達部１７ｂ、２７は、電磁波によって非接触で通信される場合は、アンテナなどの情報を通信するための通信部材である。又、接触式で通信される場合は、電気的に接続するためのコネクタなどが用いられる。

又、現像装置側記憶手段１７ａには、図４に示されるように複数の情報を記憶するための記憶領域を有しており、現像剤の特性に応じた情報を記憶する記憶領域を有する第１の記憶部を構成している。つまり、本実施例では、現像装置側記憶手段１７ａには、プロセスカートリッジ８の製造時若しくは出荷時（例えば工場出荷時）に現像剤の特性に係わる情報を記憶するための記憶領域（第１の記憶領域）が設けられている。その他、詳しくは後述するように、現像剤の耐久状態に関する情報としてのプロセスカートリッジ８、即ち、現像装置４が使用された使用量情報（例えば、印字枚数、画像形成時間など）が随時書き込み記憶される記憶領域（第２の記憶領域）が設けられている。又、透磁率センサー４５の基準出力値をオフセットするオフセット値などの現像装置に関する情報が記憶される記憶領域（第３の記憶領域）が設けられている。

ここで、現像剤の特性に応じた情報とは、現像剤のトナー濃度検知装置（透磁率センサー）４５の基準出力値の補正用情報（補正テーブル）を選択するために利用し得る任意の情報を包含する。例えば、補正テーブルのＩＤ番号を記憶させることができる。

尚、現像剤のトナー濃度検知装置の基準出力の補正は、環境及び印字枚数に応じて補正することに限定されるものではない。これらの何れか一方に応じて補正したり、或いは更に他のファクターに応じて補正するようにしてもよい。つまり、補正用情報は、環境又は現像装置４の使用量と、基準値の補正量とを関係付ける補正テーブルとすることができる。

又、印字枚数等のプロセスカートリッジ８が使用された量（現像剤の耐久状態に関する情報）は、画像形成装置本体１００Ａ側に保持させることもできるが、プロセスカートリッジ８等の画像形成装置本体１００Ａに対して着脱可能なユニット自体に保持させることで、例えば複数の画像形成装置本体１００Ａに対してプロセスカートリッジ８を交換使用するような場合に有利である。

装置本体側伝達部２７及び現像装置側伝達部１７ｂによって、現像装置側記憶手段１７ａ内の情報の読み出し及び書き込みを行うための情報伝達手段が構成される。現像装置側記憶手段１７ａの容量については、現像装置４の個体識別情報や特性値など、本発明を実施する上で必要となる複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつものとする。

尚、本実施例では、装置本体側記憶手段３２に記憶されたデータ、プログラム等に従って画像形成装置１００をシーケンス動作させる制御部３０の制御の中心素子たる、コントローラとしてのＣＰＵ３１が、透磁率センサー４５の出力電圧値を処理して検出値を求める手段、透磁率センサー４５の制御電圧値を補正する手段、現像装置側記憶手段１７ａの記憶内容に基づいて装置本体側記憶手段３２に記憶された補正テーブルを選択する補正用情報選択手段、選択された補正テーブルに基づいて基準出力を補正する補正手段、現像剤補給容器５のトナー補給部材たる補給スクリュー５１を制御してトナー補給量を制御するトナー補給制御手段、更には現像装置４の使用量とした例えば印字枚数を検知（カウント）する使用量検知手段の機能を兼ねる。つまり、後述の具体例にて更に詳しく説明するが、本実施例では、コントローラとしてのＣＰＵ３１は、（ｉ）検知装置４５からの出力値と現像剤の特性に係わる情報とに基づいて補給部材５１によるトナー補給動作を制御する機能、（ｉｉ）検知装置４５からの出力値と所定の基準値とに基づいて補給部材５１によるトナー補給動作を制御する機能、（ｉｉｉ）現像剤の特性に係わる情報に基づいて基準値を補正する機能、（ｉｖ）第１の記憶部１７ａに記憶された現像剤の特性に係わる情報に基づいて第２の記憶部３２に記憶された補正用情報を選択して、選択された前記補正用情報に基づいて前記基準値を補正する機能、（ｖ）現像剤の特性に係わる情報と、環境検知センサーからの環境情報と、現像装置４の使用量情報と、を用いて基準値を補正する機能、又、（ｖｉ）現像剤の特性に係わる情報と、オフセット値とに基づいて補給部材５１によるトナー補給動作を制御する機能を有する。

又、制御部３０には画像処理部６０が接続されており、画像処理部６０は、画像形成装置本体１００Ａに対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置等の外部ホスト機器からの画像信号を受信すると共に、制御部３０に画像形成に係る信号を送信する。制御部３０は、斯かる画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。

以下、幾つかの具体例を参照して、本発明を更に詳しく説明する。

（具体例１）
表２は、透磁率センサー４５の基準出力値を補正する補正テーブルである。この補正テーブルは、環境、印字枚数に応じたパラメータセットである。横軸は、印字枚数であり、ここでは、画像形成に供した任意のサイズの記録材の枚数を、レターサイズに換算した枚数である。縦軸は、環境条件であり、ここでは、４つの条件の環境に対応したＩＤ番号を設定してある。

本例では、表２に示すような５個のパラメータセットを、透磁率センサー４５の基準出力値を補正する補正テーブルとして、画像形成装置本体１００Ａ側の制御部３０が備える装置本体側記憶手段３２に記憶させている。これら５個のパラメータセットは、それぞれ特定の現像剤の特性、或いは所定範囲の現像剤特性に応じて予め設定されている。本実施例では、装置本体側記憶手段３２は、基準値を補正するための補正用情報を記憶する第２の記憶部を構成する。

より具体的には、本例では、印字枚数については、０枚、１００００枚、２００００枚、３００００枚、４００００枚及び５００００枚に対して、又、環境については、例えば、環境３に対する環境情報が絶対水分量８〜１２のように異なる４つの環境条件に対して、それぞれ透磁率センサー４５の基準出力値の補正値を設定したパラメータセットを、現像剤の特性、ここでは、トナーの帯電電荷（トリボ）に応じて５つ設定した。

具体的には、例えば、ＩＤ０のテーブルはトナーの帯電電荷が基準値（標準的なトナーの帯電電荷）の場合であり、ＩＤ０を基準として、ＩＤ１のテーブルはトナーの帯電電荷が低い場合、ＩＤ２のテーブルはトナーの帯電電荷が高い場合、ＩＤ３のテーブルはトナーの帯電電荷の耐久変化が小の場合、ＩＤ４のテーブルはトナーの帯電電荷の耐久変化が大の場合、にそれぞれ対応するものである。

図５は、本例におけるトナー補給動作を示すフローチャート図である。プリント信号がＯＮされると（Ｓ１０１）、画像形成装置本体１００Ａの制御部３０のＣＰＵ３１は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた環境センサー５０から環境の情報を読み出す（Ｓ１０２）。次いで、ＣＰＵ３１は、環境センサー５０からの環境情報に基づいて、画像形成装置本体１００Ａの制御部３０に設けられた装置本体側記憶手段３２に記憶された表１の制御電圧環境補正テーブルから透磁率センサー４５に入力する補正後の制御電圧値を求める（Ｓ１０３）。そして、ＣＰＵ３１は、この補正後の制御電圧値を透磁率センサー４５に入力する（Ｓ１０４）。

更に、ＣＰＵ３１は、装置本体側伝達部２７、現像装置側伝達部１７ｂを介して、現像装置４に設けられた現像装置側記憶手段１７ａから現像剤の特性値に基づいた情報、印字枚数（使用量情報）を読み出す（Ｓ１０５）。ここでは、現像装置側記憶手段１７ａには、現像剤の特性値に基づいた情報として、装置本体側記憶手段３２に記憶された補正テーブルを選択するための、例えば、補正テーブルのＩＤを指定する情報が記憶されている。

現像装置側記憶手段１７ａに記憶されているＩＤは、前述したように、現像剤の特性に応じたＩＤであり、例えば、トナーの色毎にトナーの帯電特性（トリボ）が異なるために、各色トナーに応じて異なるＩＤを記憶している。この他にも、製造条件の振れによってトナーの帯電特性が変わった場合、又、トナーが改良された場合にも、それぞれのトナーの帯電特性に応じてＩＤを記憶させておく。

そして、ＣＰＵ３１は、表２の透磁率センサー４５の基準出力値を補正する補正テーブルから、読み出した現像剤の特性値情報に基づいて適当なパラメータセットを選択し、更に環境センサー５０からの環境情報及び読み出した印字枚数に基づいて選択した補正値を用いて、即ち、予め装置本体側記憶手段３２に設定されている基準出力値に補正値を加算して、補正後の基準出力値Ｖ０を求める（Ｓ１０６）。又、透磁率センサー４５の出力電圧値の平均値、即ち、検出値（検出信号）Ｖを求める（Ｓ１０７）。

ＣＰＵ３１は、透磁率センサー４５の検出値Ｖと補正後の基準出力値Ｖ０とを比較する（Ｓ１０８）。Ｖ−Ｖ０≦０の場合は、トナー補給を行わず、プリント信号が入力されるまで待機する。一方、Ｖ−Ｖ０＞０の場合は、Ｖ０とＶの差分に基づいて、上述のようにしてトナーを補給し（Ｓ１０９）、その後プリント信号が入力されるまで待機する。

（具体例２）
更に、透磁率センサー４５の基準出力値をオフセットするオフセット値を、現像装置側記憶手段１７ａに記憶させておくことで、画像形成装置本体１００Ａ側の制御部３０に設ける装置本体側記憶手段３２の容量増大を招くことなく、透磁率センサー４５の基準出力値を補正する範囲を拡大させることができる。

このオフセット値とは、現像剤のトナーの帯電特性（トリボ）に応じた値であり、前述した補正テーブルによる補正と組み合わせることによってより基準出力値の補正範囲を広げることを可能にしている。

例えば、画像形成装置のバージョンアップなどを行った場合に、いままで使用していた現像剤とは特性の異なる現像剤を現像装置に供給することが考えられる。このような場合には、前述した補正テーブルだけで基準出力値を補正制御することが困難なケースも発生することが想定される。そのため、現像装置側記憶手段１７ａに、更に、現像剤の特性に応じたオフセット値を記憶させておく。

具体的には、オフセット値を例えば０．０５Ｖなどとして、補正テーブルから得られた補正値と組み合わせることによって、より広範囲に補正制御を行うことができる。尚、オフセット値は現像剤の特性によって適宜変更可能である。例えば、各色トナーごとにオフセット値を設定して記憶させて、各色トナーの帯電特性に応じて補正制御を行うようにしても良いし、製造条件の振れによってトナーの帯電特性が変わった場合、トナーの改良によってその帯電特性が変わった場合など、適宜オフセット値を設定して記憶させて、補正制御を行うようにしてもよい。

図６は、本例におけるトナー補給動作を示すフローチャート図である。プリント信号がＯＮされると（Ｓ２０１）、画像形成装置本体１００Ａの制御部３０のＣＰＵ３１は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた環境センサー５０から環境の情報を読み出す（Ｓ２０２）。次いで、ＣＰＵ３１は、環境センサー５０からの環境情報に基づいて、画像形成装置本体１００Ａの制御部３０に設けられた装置本体側記憶手段３２に記憶された表１の制御電圧環境補正テーブルから透磁率センサー４５に入力する補正後の制御電圧値を求める（Ｓ２０３）。そして、ＣＰＵ３１は、この補正後の制御電圧値を透磁率センサー４５に入力する（Ｓ２０４）。

更に、ＣＰＵ３１は、装置本体側伝達部２７、現像装置側伝達部１７ｂを介して、現像装置４に設けられた現像装置側記憶手段１７ａから現像剤の特性値に基づいた情報、印字枚数、オフセット値を読み出す（Ｓ２０５）。ここでは、現像装置側記憶手段１７ａには、現像剤の特性値に基づいた情報として、装置本体側記憶手段３２に記憶された補正テーブルを選択するための、例えば、補正テーブルのＩＤを指定する情報が記憶されている。

そして、ＣＰＵ３１は、表２の透磁率センサー４５の基準出力値を補正する補正テーブルから、読み出した現像剤の特性値情報に基づいて適当なパラメータセットを選択し、又環境センサー５０からの環境情報及び読み出した印字枚数に基づいて選択した補正値及び読み出したオフセット値を用いて、即ち、予め装置本体側記憶手段３２に設定されている基準出力値に補正値及びオフセット値を加算して、補正後の基準出力値Ｖ０を求める（Ｓ２０６）。又、透磁率センサー４５の出力値の平均値、即ち、検出値（検出信号）Ｖを求める（Ｓ２０７）。

ＣＰＵ３１は、透磁率センサー４５の出力値Ｖと補正後の基準出力値Ｖ０とを比較する（Ｓ２０８）。Ｖ−Ｖ０≦０の場合は、トナー補給を行わず、プリント信号が入力されるまで待機する。一方、Ｖ−Ｖ０＞０の場合は、Ｖ０とＶの差分に基づいて、上述のようにしてトナーを補給し（Ｓ２０９）、その後プリント信号が入力されるまで待機する。

本実施例によれば、現像剤の特性に応じて基準出力値を補正する補正テーブルを選択することを可能とすることにより、現像剤の特性が大きく変わった場合においても、現像剤のトナー濃度を安定的に制御することが可能となった。

尚、上記実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラムのクリーニング手段として、感光ドラム１から付着物を除去・回収する専用のクリーニング装置を有しないものとして説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、従来一般に用いられているブレード等を備えたクリーニング装置が設けられていてもよい。

又、上記実施例では、現像剤補給容器５から、現像容器４０にトナーを補給するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、主にトナーとキャリアとが混合された２成分現像剤を補給するような場合でも等しく適用することができる。

更に、上記実施例では、現像剤のトナー濃度検知装置は、透磁率センサーであるとして説明した。前述のように、透磁率センサーは、小型化等の利点があり好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー濃度検知装置の出力値と予め定められた基準出力値との差分に応じてトナー補給を行うためのトナー濃度検知装置であって、例えば環境、印字枚数等に応じて該基準出力を補正することが望ましいものであれば、等しく適用することができる。

又、上記実施例では補正テーブルを５つ設定した系で説明したが、これに限らず現像剤の特性に応じて必要な補正テーブルを５つ以上設定しても良い。

以上説明したように、上記実施例によれば、現像剤の特性に応じて現像剤中のトナー濃度を適正に制御することができる画像形成装置およびカートリッジ、記憶媒体を提供することができる。

より詳細には、上記実施例によれば、現像剤の特性に応じた情報を現像装置側記憶手段に記憶させ、透磁率センサーの基準出力値を補正する補正テーブルを選択することにより、現像剤の特性が大きく変わった場合においても、現像剤のトナー濃度を安定的に制御することが可能となり、その結果、カブリ、トナー飛散、濃度低下の問題を防止することができる。

又、装置本体側記憶手段に現像装置に設けられた透磁率センサーの基準出力値を補正する補正テーブルを複数個記憶させることにより、現像装置側記憶手段の容量を増大させることなく、現像剤の特性に応じた現像剤のトナー濃度制御の安定化を行うことが可能となる。

更に、透磁率センサーの基準出力値をオフセットするオフセット値を現像装置側記憶手段に記憶させることにより、装置本体側記憶手段の容量を増大させることなく、現像剤の特性に応じた現像剤のトナー濃度制御の安定化をより確実に行うことが可能となる。

このように、上記実施例によれば、現像剤の特性が大きく変わってしまった場合においても、安易に、低コストで、現像剤のトナー濃度を安定的に制御することができ、カブリ、トナー飛散、画像濃度低下等の問題を防止することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。 図１の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す概略断面図である。 透磁率センサーの出力電圧値波形の一例を示すグラフ図である。 本発明に従うトナー補給動作の概略制御ブロック図である。 本発明に従うトナー補給動作の一実施例を説明するためのフローチャート図である。 本発明に従うトナー補給動作の他の実施例を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（電子写真感光体、像担持体）
２ 帯電ローラ（帯電手段）
３ 露光装置（露光手段）
４ 現像装置（現像手段）
５ 現像剤補給容器
６ 現像剤帯電量制御手段
７ 転写残現像剤均一化手段
８ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
１０ ２次転写ローラ
１７ａ 現像装置側記憶手段（第１の記憶部）
１７ｂ 現像装置側伝達部（通信手段）
２７ 装置本体側伝達部（通信手段）
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ（コントローラ）
３２ 装置本体側記録手段（第２の記憶部）
４０ 現像容器
５０ 環境センサー
９１ 中間転写ベルト（中間転写体）

Claims (5)

1. トナーとキャリアとを備える現像剤を収容する現像容器と、前記トナーの帯電特性に応じて前記トナーの補給動作を制御するための情報を保持する第１の記憶手段と、を備えるカートリッジが着脱可能である画像形成装置であって、
   前記現像容器内の現像剤のトナー濃度に応じた信号を出力する検知装置と、
   前記検知装置からの出力値に応じて前記現像容器へトナーを補給するための補給部材と、
   前記現像容器にトナーを補給するための基準値を設定するテーブルを前記トナーの帯電特性に応じて複数保持する第２の記憶手段と、
   前記第１の記憶手段に保持された前記トナーの補給動作を制御するための情報と、前記第２の記憶手段に保持された前記テーブルとを用いて、前記補給部材によるトナー補給動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記第２の記憶手段に保持されている前記複数のテーブルから前記第１の記憶手段に保持されている前記トナーの補給動作を制御するための情報に応じたテーブルを選択し、前記選択されたテーブルを用いて前記トナーを補給するための基準値を設定し、前記検知装置からの出力値と前記設定した基準値とに基づいて前記補給部材によるトナー補給動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置内の環境を検知する環境検知センサーを備え、前記制御手段は、前記環境検知センサーで検知した出力値と前記カートリッジの使用量と前記選択されたテーブルとを用いて前記トナーを補給するための基準値を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記テーブルは、前記環境検知センサーで検知した出力値と前記カートリッジの使用量に応じて、前記トナーを補給するための基準値を補正するための補正値を求めるためのテーブルであって、前記制御手段は、前記環境検知センサーで検知した出力値と前記カートリッジの使用量に応じて、前記テーブルから補正値を求め、前記トナーを補給するための基準値を前記補正値によって補正した値を用いて、前記補給部材によるトナー補給動作を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の記憶手段は、更に前記基準値を補正するためのオフセット値を保持し、前記制御手段は、前記トナーを補給するための基準値を前記オフセット値によって補正した値を用いて、前記補給部材によるトナー補給動作を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記環境検知センサーで検知した出力値に基づき、前記検知装置に供給する電圧値を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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