JP5194372B2 - トナー濃度制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、２成分現像剤のトナー濃度を制御するトナー濃度制御装置、及び、複写機，プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関する。

近年の複写機、レーザプリンタにおいては、高画質が求められると同時に、高耐久性、高安定も望まれている。つまり、環境変動による画質の変化が少なく、また、常に安定した画像を経時において提供していかなければならない。従来より、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下現像剤という）を現像剤担持体としての現像スリーブ上に保持し、該現像スリーブに内包されている磁極によって現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、現像スリーブに潜像担持体としての感光体と対向する位置で現像バイアスを印加することにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式が広く知られている。この二成分現像方式は、カラー化が容易なことから現在広く用いられている。この二成分現像方式においては、二成分現像剤は、現像スリーブの回転に伴い、現像スリーブと感光体との間の現像領域に搬送される。現像剤は、現像領域に搬送されるに従い、現像スリーブ内の現像極の磁力線に沿いながら、現像剤中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。

これら二成分現像方式は、１成分現像方式と異なり、トナーとキャリアの重量比（トナー濃度）を精度よく制御することが、安定性を向上させる上で非常に重要とされている。例えばトナー濃度が高すぎると、画像に地肌汚れが発生し、細部解像力の低下が生じる。また、トナー濃度が低い場合には、ベタ画像部の濃度が低下したり、キャリア付着が発生したりするという不具合が生じる。そのため、現像剤に対するトナー補給量を制御して、現像剤のトナー濃度を適正な範囲に調整する必要がある。ここで、トナー濃度制御は、トナー濃度検知手段としての透磁率センサの出力値Ｖｔをトナー濃度の基準値Ｖｒｅｆと比較し、その結果に基づきトナー補給量を設定することにより行われる。

トナー濃度を検知する方式としては、透磁率センサを用いたものが一般的である。この方式においては、現像剤のトナー濃度が変化することによる現像剤の透磁率変化を検知して基準濃度の出力値と比較し、トナー濃度の現在値を検知するものである。また、別のトナー濃度検知方式としては、光学センサを用いる方式があり、感光体または中間転写ベルト上に基準パターンを形成し、この基準パターンの画像部と非画像部の反射濃度を光学センサにより検出し、その結果に基づいてトナー濃度を検知するものである。また、画像形成中においても、紙間（感光体または中間転写ベルトから各記録体としての紙への画像転写の間）で基準パターンを作成し、この基準パターンの画像部と非画像部の反射濃度を光学センサにより検出し、その結果に基づいて逐次透磁率センサの基準値Ｖｒｅｆを制御する方式も公知である。しかしながら、紙間で基準パターンを作成することによるトナーの過剰な消費を極力低減する要望があり、紙間での基準パターン作成による透磁率センサの基準値Ｖｒｅｆ制御は行わない方向である。さらに、中間転写ベルト上に基準パターンを作成する場合、中間転写ベルトから記録体としての紙への画像転写を行うための二次転写ローラ上にクリーニング装置を設置する必要があり、メカ的なコスト削減の観点からも紙間での基準パターン作成を極力抑える傾向がある。こうした場合、連続画像形成時や画像モード変更（プロセス線速変更）時の透磁率センサ単独によるトナー濃度制御がさらに正確に行われることが必要となってくる。

特許文献１記載のものは、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度検知手段としての透磁率センサにて検知してその検出値をしきい値と比較し、その比較結果に基づいて現像装置内の現像剤のトナー濃度を制御するとともに、感光体の線速の変化に応じてトナー濃度検知手段の検知値に対するしきい値を変更するという手法を用いている。

特開２００２−２０７３５７号公報

上記特許文献１に記載されているような、感光体の線速変化に応じてトナー濃度検知手段の検知値に対するしきい値を一律に変化させる手法では、感光体線速の変化量が大きい場合、透磁率センサの出力が飽和してしまい、トナー濃度を検出できないことがあった。

本発明は、２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することがなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となるトナー濃度制御装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、
このトナー濃度センサのトナー濃度検知値によりトナー補給量を制御するトナー濃度制御手段とを有するトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサは出力ばらつきを外部入力電圧により調整可能なトナー濃度センサであり、前記トナー濃度センサは、コイルのインダクタンスの変化により、前記２成分現像剤の透磁率の変化を検知することで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記コイルを含む共振回路の共振周波数近傍に発振周波数を持つ発振器を備え、前記共振回路からの出力のばらつきを外部入力電圧により調整する手段を備えた透磁率センサからなり、未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にて前記トナー濃度センサの外部入力電圧を変化させて前記トナー濃度センサで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記トナー濃度センサから適正なトナー濃度検知信号が得られるように前記外部入力電圧を調整するモードを有し、
前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した場合に前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段を備え、
トナー濃度一定の条件下で前記外部入力電圧を変化させ、
前記２成分現像剤のトナー濃度を前記トナー濃度センサで検知し、
前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を記憶するモードを有し、
前記トナー濃度センサ出力補正手段は前記記憶した前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、
前記２成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化した時に前記外部入力電圧を変更し、トナー濃度変化時の前記外部入力電圧の変化量と、予め求めておいた前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量とに基づいて前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、前記２成分現像剤の透磁率が未使用の現像剤の透磁率から大きく変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、プロセス線速が変更された時に、前記外部入力電圧を変更し、かつ上記線速が低速に大きく切り替えられた時には、線速切替手段による線速切替信号に基づき、前記外部入力電圧を低い値に変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、温湿度が変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、画像の画像部比率に応じて、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項６に係る発明は、２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、このトナー濃度センサのトナー濃度検知値によりトナー補給量を制御するトナー濃度制御手段とを有する画像形成装置において、前記トナー濃度センサは出力ばらつきを外部入力電圧により調整可能なトナー濃度センサであり、前記トナー濃度センサは、コイルのインダクタンスの変化により、前記２成分現像剤の透磁率の変化を検知することで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記コイルを含む共振回路の共振周波数近傍に発振周波数を持つ発振器を備え、前記共振回路からの出力のばらつきを外部入力電圧により調整する手段を備えた透磁率センサからなり、未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にて前記トナー濃度センサの外部入力電圧を変化させて前記トナー濃度センサで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記トナー濃度センサから適正なトナー濃度検知信号が得られるように前記外部入力電圧を調整するモードを有し、前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した場合に前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段を備え、トナー濃度一定の条件下で前記外部入力電圧を変化させ、前記２成分現像剤のトナー濃度を前記トナー濃度センサで検知し、前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を記憶するモードを有し、前記トナー濃度センサ出力補正手段は前記記憶した前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した時に前記外部入力電圧を変更し、トナー濃度変化時の前記外部入力電圧の変化量と、予め求めておいた前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量とに基づいて前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、前記２成分現像剤の透磁率が未使用の現像剤の透磁率から大きく変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項８に係る発明は、請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、プロセス線速が変更された時に、前記外部入力電圧を変更し、かつ上記線速が低速に大きく切り替えられた時には、線速切替手段による線速切替信号に基づき、前記外部入力電圧を低い値にのみ変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項９に係る発明は、請求項６〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、温湿度が変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

請求項１０に係る発明は、請求項６〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、画像の画像部比率に応じて、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するものである。

本発明によれば、２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となる。
本発明によれば、２成分現像剤の透磁率変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となる。

本発明によれば、線速の変化により２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となる。
本発明によれば、温湿度の変化により２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となる。
本発明によれば、画像の画像部比率の変化により２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時にも、トナー濃度センサの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能で、精度良くトナー濃度を制御することが可能となる。

以下、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの実施形態１について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタの概略構成を示す。図１において、本プリンタ１００は、イエロー：Ｙ、マゼンタ：Ｍ、シアン：Ｃ、ブラック：Ｋの各色のトナー像をそれぞれ形成するための４つのトナー像形成部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを備えている。このトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、プリンタ１００の本体に対して着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを構成している。

このプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色であるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーをそれぞれ用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にとると、図２に示すように、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、図示しない除電装置、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備え、これらが一体化されている。現像装置５Ｙの下部には、現像装置５Ｙ内のトナー濃度を検知するトナー濃度センサとしての透磁率センサ（以下Ｔセンサという）５６Ｙが設置されている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００の本体に脱着可能であり、一度に消耗部品として交換できるようになっている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、露光装置としての光書込ユニット７（図１参照）からの、Ｙ画像情報に基づいたレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像が形成される。このＹ用の静電潜像は、非磁性のＹトナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。転写手段としての１次転写バイアスローラ９Ｙは図示しない高圧電源から転写バイアスが印加されて感光体１Ｙとの間に転写電界を形成し、この転写電界により感光体１Ｙ上のＹトナー像が感光体１Ｙと中間転写ベルト８との間の中間転写位置で中間転写ベルト８上に転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写位置を経た後の感光体１Ｙの表面に残留したトナーを除去する。また、図示しない除電装置はクリーニング後の感光体１Ｙ上の残留電荷を除電し、この除電により感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

現像装置５Ｙは、現像容器５４Ｙ内の非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤５３Ｙを攪拌搬送部材５５Ｙにより攪拌して搬送し、現像剤担持体としての現像スリーブ５１Ｙに内包される磁極によって磁気ブラシを形成する。攪拌搬送部材５５Ｙ及び現像スリーブ５１Ｙは図示しない回転駆動装置により回転駆動され、本プリンタのプロセス線速切り替え時には上記回転駆動装置により現像装置５Ｙの攪拌搬送部材５５Ｙ及び現像スリーブ５１Ｙの線速が切り替えられる。現像スリーブ５１Ｙ上の現像剤５３Ｙは、現像スリーブ５１Ｙの回転に伴って現像領域に搬送される。現像剤５３Ｙが現像領域に搬送されるに従い、現像スリーブ５１Ｙ内の現像極の磁力線に沿いながら、現像剤５３Ｙ中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。現像スリーブ５１Ｙ上の現像剤５３Ｙは、規制部材５２Ｙにより厚さが規制される。現像スリーブ５１Ｙには潜像担持体としての感光体１Ｙと対向する位置で高圧電源から現像バイアスが印加され、感光体１Ｙ上の静電潜像は現像スリーブ５１Ｙ上の現像剤中のトナーが付着して現像される。現像装置５Ｙの現像容器５４Ｙ内にはトナー補給装置３２Ｙからトナーが補給され、このトナー補給装置３２Ｙは駆動モータ４１Ｙにより駆動されてトナーを現像容器５４Ｙ内に補給する。

他のプロセスカートリッジ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各現像装置（以下５Ｍ，５Ｃ，５Ｋという）は、プロセスカートリッジ６Ｙの現像装置５Ｙと同様に、各現像容器内のそれぞれＭ，Ｃ，Ｋ各色の非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を攪拌搬送部材により攪拌して搬送し、現像剤担持体としての現像スリーブに内包される磁極によって磁気ブラシを形成する。上記攪拌搬送部材及び上記現像スリーブは図示しない回転駆動装置により回転駆動され、本プリンタのプロセス線速切り替え時には上記回転駆動装置により各現像装置の攪拌搬送部材及び現像スリーブの線速が切り替えられる。上記現像スリーブ上の現像剤は上記現像スリーブの回転に伴って現像領域に搬送される。現像剤が現像領域に搬送されるに従い、上記現像スリーブ内の現像極の磁力線に沿いながら、現像剤中の多数の磁性キャリアがトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。上記現像スリーブ上の現像剤は、規制部材により厚さが規制される。上記現像スリーブには潜像担持体としての感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと対向する位置で高圧電源から現像バイアスが印加され、感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上の静電潜像はそれぞれ上記各現像スリーブ上の現像剤中のトナーが付着して現像される。各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの現像容器内にはそれぞれトナー補給装置３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ（図１参照）からＭ，Ｃ，Ｋ各色のトナーが補給され、これらのトナー補給装置３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋはそれぞれ駆動モータ（以下４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋという）により駆動されてトナーを各現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの現像容器内に補給する。

図１に示すように、他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、プロセスカートリッジ６Ｙと同様に像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、ドラムクリーニング装置、除電装置、帯電装置、現像装置５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ等を備え、プロセスカートリッジ６Ｙと同様に動作して感光体１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋ各色のトナー像を形成する。これらの各色のトナー像は転写手段としての１次転写バイアスローラ９Ｍ，９Ｃ，９Ｋにより中間転写ベルト８上に上記Ｙトナー像と重ねて転写されてフルカラー画像が形成される。

プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中下方には、潜像形成手段としての露光装置７が配設されている。露光装置７は、複数の光源からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像情報に基づいてそれぞれ発した各レーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに照射する。

露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体としての転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、紙収容カセット２６の一番上の転写紙Ｐが給紙ローラ２７により給紙されてレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく回転するが、転写紙Ｐを挟み込んですぐに回転を一旦停止する。そして、レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中上方には、像担当持体である中間転写体としての無端状中間転写ベルト８を複数のローラで張架しながら移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、クリーニング装置１０、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４に張架されながら、少なくとも何れか１つのローラが回転駆動部によって回転駆動されることで図中反時計回りに移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、このように移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスが高圧電源から印加される。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを除くローラ１２〜１４は、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次に通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー像を重ね合わせて１次転写させる。これにより、中間転写ベルト８上には４色重ね合わせトナー像（４色トナー像：フルカラー画像）が形成される。

２次転写バックアップローラ１２は、転写手段としての２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成し、２次転写ローラ１９は高圧電源から転写バイアスが印加される。中間転写ベルト８上に形成された４色重ね合わせトナー像は、２次転写ニップで２次転写ローラ１９によりレジストローラ対２８からの転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐは、互いに順方向に表面が移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対の方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色重ね合わせトナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９の間を経て機外へと排出される。プリンタ１００の本体上面には、スタック部３０が形成されており、排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、そのスタック部３０に順次にスタックされる。

２次転写バックアップローラ１２の上方には画像濃度検知手段としての反射型フォトセンサ４０が配設されており、この反射型フォトセンサ４０は中間転写ベルト８上の光反射率に応じた信号を出力する。この反射型フォトセンサには、拡散光検出型か正反射光検出型のうち、中間転写ベルト８の表面の反射光量と、後述する基準パターン像の反射光量との差を十分な値にし得る方が用いられる。なお、反射型フォトセンサ４０の役割については後述する。

図３は本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。図３において、制御部１５０は、それぞれ電気的に接続されたトナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、光書込みユニット７、給紙カセット２６、レジストローラ対２８の回転駆動部、中間転写ユニット１５、反射型フォトセンサ４０、各プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６ＫのＴセンサ５６（５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋ）などを制御する。また、この制御部１５０は、演算部などを制御するＣＰＵ１５０aと、データを記憶するＲＡＭ１５０bとを備えている。

この制御部１５０は、本プリンタの図示しない主電源の投入時や、主電源の投入から所定時間が経過した後の待機時、所定枚数以上の画像形成を行った後の待機時などの所定のタイミングで、各トナー像形成部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの像形成性能などの作像性能を試験し、通紙中における各色のトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋから現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋへのトナー補給を制御する。

具体的には、制御部１５０は、上記所定のタイミングが到来すると、まず、フォトセンサ４０の校正を行う。制御部１５０は、フォトセンサ４０の校正時には、作像しない状態で、フォトセンサ４０の発光光量を順次に変化させ、フォトセンサ４０の検知電圧が４．０Ｖ±０．２Ｖとなる発光光量を求める。制御部１５０は、その発光光量を基準パターン像のトナー付着量検知時に用いる。次に、制御部１５０は、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを回転しながら帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを一様に帯電させる。この帯電については、制御部１５０は、通常のプリント（画像形成）時における一様な帯電（例えば−７００Ｖ）とは異なり、帯電装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに電圧を印加する高圧電源を制御して感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電電位を徐々に大きくしていくようにする。そして、制御部１５０は、光書込ユニット７を制御して上記レーザ光の走査によって基準パターン像用の静電潜像を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成しながら、現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋに感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の基準パターン像用の静電潜像を現像させる。この現像により、各色の基準パターン像が感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成される。なお、現像の際、制御部１５０は、高圧電源を制御して該高圧電源から各現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像ローラに印加される現像バイアスの値も徐々に高くしていくように制御する。このようにして、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上には、画像濃度が薄い基準パターン像から作像され、徐々に濃い基準パターン像が作像される。このパタ−ン作像方式については、後程詳細を述べる。逆に感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの帯電電位・現像バイアスを共に徐々に下げれば、画像濃度が濃い基準パターン像から作像して徐々に薄い基準パターン像を作像することになるが、一般的に高圧電源は電圧を下げる方が電圧を上げるよりも時間がかかるため、基準パターン作像時間が長くなるという欠点がある。

これらの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色の基準パターン像は、中間転写ベルト８上に重なり合わずに並ぶように転写される。この各基準パターン像は、中間転写ベルト８の移動に伴って反射型フォトセンサ４０との対向位置を通過する際に、反射型フォトセンサ４０により検知されて電気信号として制御部１５０に出力される。制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０から順次に送られてくる出力信号に基づいて、各基準パターン像の各基準像の光反射率を演算して濃度パターンデータとしてＲＡＭ１５０aに格納していく。中間転写ベルト８と反射型フォトセンサ４０との対向位置を通過した中間転写ベルト８上の基準パターン像は、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。

図４は上記中間転写ベルト８上の各色の基準パターン像Ｐ（図示しないＹの基準パターン像Ｐｙ、図示しないＭの基準パターン像Ｐｍ、Ｃの基準パターン像Ｐｃ、Ｋの基準パターン像Ｐｋ）を示す模式図である。図４において、各色の基準パターン像Ｐは、それぞれ互いに間隔１３ｍｍを置いて並ぶ１０個の基準像（Ｐｙ１〜Ｐｙ１０、Ｐｍ１〜Ｐｍ１０、Ｐｃ１〜Ｐｃ１０、Ｐｋ１〜Ｐｋ１０）で構成されている。本プリンタにおいて、基準パターン像の各基準像は縦１３ｍｍ×横１５ｍｍの大きさで、１３ｍｍの間隙を介して形成される。よって、中間転写ベルト８上の各色の基準パターン像Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｙの長さＬ２はそれぞれＬ２＝２４７ｍｍとなる。基準パターン像Ｐｋ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｙは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、中間転写ベルト８上に重なり合わずにＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの順に並ぶようにタイミングをずらして作像され、中間転写ベルト８に転写される。

図４において、中間転写ベルト８を備える中間転写ユニット１５の図中右上側には、反射型フォトセンサ４０が配設されている。中間転写ベルト８上の各基準パターン像は移動に伴って反射型フォトセンサ４０により検知された後、中間転写ユニット１５のクリーニング装置１０にて除去される。反射型フォトセンサ４０は、基準パターン像Ｐｋ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｙを構成する各基準像からの反射光量を次のような順序で検知する。即ち、反射型フォトセンサ４０は、基準パターン像Ｐｋの１０個の基準像、基準パターン像Ｐｃの１０個の基準像、基準パターン像Ｐｍの１０個の基準像、基準パターン像Ｐｙの１０個の基準像という順序で検知する。この際、反射型フォトセンサ４０は、各基準像の光反射量に応じた電圧信号を後述する方式で検知して制御部１５０に順次に出力する。制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０から順次に送られてくる電圧信号に基づいて、各基準像の画像濃度を順次に演算してＲＡＭ１５０ｂに格納していく。

制御部１５０は、各基準像の画像濃度を次に示す方法でトナー付着量に変換する。制御部１５０は、反射型フォトセンサ４０の各色１０個の基準像からなる基準パターン像Ｐｋ，Ｐｃ，Ｐｍ，Ｐｙに対する検知出力を図５に示す反射型フォトセンサ４０の検知電圧（基準パターン像の現像ポテンシャル）とトナー付着量との関係から基準像のトナー付着量へ変換し、ＲＡＭ１５０ｂに格納していく。ここで、制御部１５０は、基準像のトナー付着量をＲＡＭ１５０ｂに格納すると同時に、各色の基準パターン像の作像条件から基準パターン像の現像ポテンシャルを推定し、基準パターンの情報もＲＡＭ１５０ｂに格納する。

上記工程は基準パターンＰｋ１、Ｐｃ１、Ｐｍ１、Ｐｙ１の順に順次に行われる。ここで得られた、各基準パターン像の現像ポテンシャルとトナー付着量との関係をＸ−Ｙ平面上にプロットしたものが図５である。図５はＸ軸に電位ポテンシャル（現像バイアスＶ_Ｂと基準パターン像電位Ｖ_Ｄの差：Ｖ_Ｂ−Ｖ_Ｄ）（単位Ｖ）を、Ｙ軸に単位面積当たりのトナー付着量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ^２）を割り振っている。制御部１５０は、上記プロットしたデータより基準パターン像の現像ポテンシャルとトナー付着量の関係の直線区域を選択し、その直線区間内のデータに対して最小自乗法を適用することにより直線近似を行って得られる直線方程式（Ａ＝Ａ_１×Ｘ＋Ｂ_１）を各色毎に計算する。制御部１５０は、この直線方程式により、目標のトナー付着量が得られる現像ポテンシャルを計算し、この現像ポテンシャルを作像条件にフィードバックする（現像ポテンシャルにより作像条件を制御する）ことで画像濃度維持を図る。

図１１は上記Ｔセンサ５６（５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋ）の構成を示す。Ｔセンサ５６は、発振器２１、共振回路２２、位相比較回路２３、積分回路２４及びインピーダンス変換回路２５により構成される。発振器２１は、水晶やセラミックなどの固体の発振子ＯＳ、コンデンサＣ１，Ｃ２、排他的オア回路ＥＯＲ１及び抵抗Ｒ１により構成され、固体の発振子ＯＳの持つ固有の振動数により決まる発振周波数で発振する。共振回路２２は、コイルＬ１、コンデンサＣ３及び可変容量ダイオードとしてのバリキャップダイオードＤからなる第１のＬＣ共振回路と、コイルＬ２及びコンデンサＣ４からなる第２のＬＣ共振回路と、抵抗Ｒ３、Ｒ８により構成され、コイルＬ１，Ｌ２は磁気的結合定数ｋで結合されている。

発振器２１の発振周波数は第１のＬＣ共振回路及び第２のＬＣ共振回路の共振周波数の近傍にあり、コイルＬ１，Ｌ２は現像装置５内の現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）によりインダクタンスが変化する。バリキャップダイオードＤは、制御部１５０から抵抗Ｒ８を介して制御電圧が外部入力電圧Ｖｃｎｔとして両端子間に印加され、静電容量がその外部入力電圧Ｖｃｎｔに応じて変化する。共振回路２２は、発振器２１の出力が入力されて発振器２１の発振周波数と共振回路２２の共振周波数との差に応じて出力が変化し、現像装置５内の現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）により共振回路２２の共振周波数が変化して共振回路２２の出力が変化することで現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）を検知する。

位相比較回路２３は、排他的オア回路ＥＯＲ２、コンデンサＣ５及び抵抗Ｒ４，Ｒ５により構成され、発振器２１の出力位相と共振回路２２の出力位相とを比較してその位相差を検出する。積分回路２４は、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ６からなり、位相比較回路２３の出力値を積分する。インピーダンス変換回路２５はトランジスタＱ及び抵抗Ｒ７により構成されてインピーダンス変換を行い、積分回路２４の出力値は現像装置５内の現像剤５３（５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋ）の透磁率（トナー濃度）の変化に応じたトナー濃度検知信号としてインピーダンス変換回路２５を介して制御部１５０へ出力される。

本プリンタは、新品のプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋが挿入されると、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの校正が未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にて制御部１５０により行われる。新品のプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋには、トナー濃度が８ｗｔ％である未使用の現像剤が充填されており、制御部１５０は、そのトナー濃度８ｗｔ％の現像剤に対してＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力Ｖｔが各色毎に２．５ＶになるようにＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの外部入力電圧Ｖｃｎｔを順次に変化させてＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの校正を行う。制御部１５０は、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋを校正した時のＶｃｎｔ値を各色ＲＡＭ１５０ｂに記憶させておき、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋでトナー濃度検知を行う時にはその各色ＲＡＭ１５０ｂに記憶された各色のＶｃｎｔ値を各色のＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの外部入力電圧Ｖｃｎｔにセットする。

通紙時には、通紙中の現像装置５内の現像剤５３のトナー濃度をＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋで検知し、制御部１５０がＴセンサ目標値ＶｔｒｅｆとＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力値Ｖｔとの差に応じて、各色毎にトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋの駆動モータ４１Ｙ、４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋを制御してトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋから現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋへのトナー補給を制御する。具体的には、制御部１５０は、以下の式（１）、（２）にてトナー補給量を決定し、そのトナー補給量に応じて次の作像時に各色毎にトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋのトナー補給モータ（上記駆動モータ４１Ｙ、４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋ）を回転させてトナー補給装置３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋから現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋへのトナー補給を行う。
Ｖｔ＞Ｖｔｒｅｆの場合、トナー補給量＝α×（Ｖｔ−Ｖｔｒｅｆ）／Ｔセンサ感度・・・（１）
Ｖt≦Ｖｔｒｅｆの場合、トナー補給量＝０・・・（２）
ここに、制御部１５０は、前述した作像能力検査時にＶｔを測定し、その値を元にＶｔｒｅｆを更新する。αは、比例係数で、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋのトナー濃度検知に対するトナー補給量の応答性を決める係数である。本実施形態１では、α＝０．３とする。

図６はＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力値Ｖｔとトナー濃度の関係を示す。図６に示すように、トナー濃度が低すぎる場合、Ｖｔが５Ｖで飽和してしまい、正確なトナー濃度が検知できない。逆に、トナー濃度が高すぎる場合も、Ｖｔが０Ｖで飽和してしまい、正確なトナー濃度が検知できない。そこで、制御部１５０は、トナー濃度が低い場合、すなわち、Ｖｔが所定値以上で飽和するほど高い場合には、Ｖｃｎｔ値を新品時にセットした値から変えて使用する。本実施形態１では、制御部１５０は、２成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化した場合、たとえばＶｔ＞４．０Ｖの場合、Ｖｃｎｔ値として現状値に対して０．２Ｖ低い値を使用し、３．６ＶとしてＶｔ検知を行う。このようにすることによって、Ｖｔが飽和して検知できなかったトナー濃度が低い領域も検知することが可能となる。また、制御部１５０は、２成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化してトナー濃度が高い場合、すなわちＶｔが所定値以下で飽和するほど低い場合にも、Ｖｃｎｔ値をプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの新品時にセットした値から変えて使用する。この場合、制御部１５０は、トナー濃度が低い場合とは逆にＶｃｎｔ値として現状値に対して０．２Ｖ高い値を使用し、４．０ＶとしてＶｔ検知を行う。このようにすることによって、Ｖｔが飽和して検知できなかったトナー濃度が高い領域もＶｔを検知することが可能となる。

しかし、Ｖｃｎｔ値を変化させると、Ｖｔ値は図６のように変化してしまうため、Ｖｃｎｔ値を変化させた分のＶｔ補正が必要となる。透磁率センサによって多少のばらつきはあるが、おおよそＶｃｎｔとＶｔの関係は図７に示すように一定であるため、制御部１５０は、
補正後Ｖｔ＝Ｖｔ検出値−ΔＶｃｎｔ×Ｓ、Ｓ＝４．０・・・（３）
の式によってＶｔを補正する。ここに、ΔＶｃｎｔはトナー濃度変化時のＶｃｎｔ変化量であり、Ｓは図７の傾き（ＶｃｎｔとＶｔとの関係の傾き）である。

制御部１５０がこのようにＶｔを補正して用いることにより、図６に示す補正後Ｖｔのようにトナー濃度が低い領域から高い領域までトナー濃度とＶｔの関係が一つの直線上になり、Ｖｔに対してトナー濃度を１対１の関係で求めることが可能となる。

この実施形態１によれば、トナー濃度センサとしてのＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋは出力ばらつきを外部入力電圧Ｖｃｎｔにより調整可能なトナー濃度センサであり、未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にてＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの外部入力電圧Ｖｃｎｔを変化させてＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋで２成分現像剤のトナー濃度を検出し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋから適正なトナー濃度検出信号が得られるように外部入力電圧Ｖｃｎｔを調整するモード（Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの校正を行うモード）を有し、外部入力電圧Ｖｃｎｔの変化量に対するＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力変化量を利用して、２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した場合に外部入力電圧Ｖｃｎｔを変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０を備えたので、２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時も、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能となる。

次に、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの実施形態２について説明する。この実施形態２のプリンタでは、上記実施形態１において、制御部１５０は、図７に示すＶｃｎｔとＶｔとの関係の直線の傾きＳを、新品のプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ内のトナー濃度８ｗｔ％の現像剤に対してＶｔが２．５ＶになるようにＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６ＫのＶｃｎｔを順次に変化させてＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの校正を行う時に求めるようにする。この校正時には、Ｖｃｎｔを順次に変化させた時のＶｔは図７の点のように求まるため、制御部１５０は、そのＶｃｎｔとＶｔとの関係の直線区間を最小２乗法で近似し、その直線区間の傾きを算出して該傾きを上記Ｓとして用いる。このように上記Ｓを直接に検知することにより、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６ＫによるＶｔばらつきを補正でき、補正後Ｖｔの検出精度が向上する。

この実施形態２によれば、トナー濃度一定の条件下で外部入力電圧Ｖｃｎｔを変化させ、２成分現像剤のトナー濃度をＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋで検知し、外部入力電圧Ｖｃｎｔの変化量に対するＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力変化量を記憶するモード（Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの校正を行うモード）を有し、上記トナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０はＲＡＭ１５０ｂに記憶した外部入力電圧Ｖｃｎｔの変化量に対するＴセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力変化量を利用して、２成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化した時に外部入力電圧を変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するので、Ｖｃｎｔ変化時のＶｔ変化量を検知することによりさらに高精度にトナー濃度を検知することが可能となる。

また、上記実施形態１、２によれば、トナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０は、２成分現像剤の透磁率が未使用の現像剤の透磁率から大きく変化した時に、外部入力電圧Ｖｃｎｔを変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するので、２成分現像剤の透磁率変化量が大きい時も、Ｔセンサ出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能となる。

次に、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの実施形態３について説明する。この実施形態３のプリンタでは、上記実施形態１または実施形態２において、本プリンタの線速切り替え時もＶｃｎｔ値を切り替える。これは、普通速に対して半速のように線速が遅くなると、Ｖｃｎｔが線速の変化前後で同じであれば見かけの２成分現像剤の透磁率が上昇することになるため、Ｖｔが上昇し、図８に示すようにトナー濃度が低い領域ではＶｔが５Ｖに飽和してしまい、トナー濃度を検知できない。そこで、制御部１５０は、本プリンタのプロセス線速が線速切替手段により普通速の１５５ｍｍ／ｓｅｃから半速の７５．５ｍｍ／ｓｅｃに切り替えられた場合には、線速切替手段からの線速切替信号に基づき、Ｖｃｎｔ値を普通速の場合のＶｃｎｔよりも所定値だけ低い値にセットし、トナー濃度とＶｔとの関係が普通速の場合と同一になるようにする。ここで、Ｖｃｎｔを変化させた量は、上記実施形態１の式（３）のΔＶｃｎｔには反映しないようにする。このようにすることで、プロセス線速によらず、同一のトナー濃度検知領域を確保することが可能となる。

この実施形態３によれば、トナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０は、線速が変更された時に、外部入力電圧Ｖｃｎｔを変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するので、線速の変化によりトナー濃度変化量が大きい時も、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知することが可能となる。

次に、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの実施形態４について説明する。この実施形態４のプリンタでは、上記実施形態１〜３において、それぞれ、図示しない環境センサによって検知した温湿度によってもＶｃｎｔ値を切り替える。これは、高温高湿度になると、見かけの２成分現像剤の透磁率が上昇し、逆に低温低湿度になると、見かけの２成分現像剤の透磁率が低下するため、図９に示すように、高温高湿度になると、トナー濃度が高い領域が検知できず、低温低湿度になると、トナー濃度が低い領域が検知できない。そこで、制御部１５０は、本プリンタの内部または外部近辺で温度及び湿度を検知する環境センサからの検知信号に基づいて、高温高湿度の場合にはＶｃｎｔ値を所定値だけ低い値に補正し、低温低湿度の場合にはＶｃｎｔ値を所定値だけ高い値に補正し、トナー濃度とＶｔとの関係が高温高湿度及び低温低湿度の場合に通常の環境温湿度と同一となるようにする。ここで、Ｖｃｎｔを変化させる（補正する）量は、上記実施形態１の式（３）のΔＶｃｎｔには反映しないようにする。このようにすることで、温湿度によらず、同一のトナー濃度検知領域を確保することが可能となる。

この実施形態４によれば、トナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０は、温湿度が変化した時に、外部入力電圧Ｖｃｎｔを変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するので、温湿度の変化により透磁率変化量が大きい時も、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知すること検知が可能となる。

次に、本発明を適用した画像形成装置としての電子写真方式のプリンタの実施形態５について説明する。この実施形態５のプリンタでは、上記実施形態１〜４において、それぞれ、通紙画像（転写紙上に転写される画像または現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋで現像すべき静電潜像または露光装置７に入力される画像）の画像部比率によってもＶｃｎｔ値を切り替える。これは、通紙画像の画像部比率が高いと、見かけの２成分現像剤の透磁率が上昇し、逆に画像部比率が低いと、見かけの２成分現像剤の透磁率が低下する。このため、図１０に示すように、通紙画像の画像部比率が高いと、トナー濃度が高い領域でトナー濃度が検知できず、通紙画像の画像部比率が低いと、トナー濃度が低い領域でトナー濃度が検知できない。そこで、制御部１５０は、例えば外部から本プリンタに入力されて露光装置７に転送される画像データよりその画像部の画像部比率を求め、この画像部比率を通紙画像の画像部比率として、通紙画像の画像部比率が第１の所定値以上に高い時にはＶｃｎｔ値を低い値に補正し、通紙画像の画像部比率が第２の所定値以下に低い時にはＶｃｎｔ値を高い値に補正し、トナー濃度とＶｔとの関係を通紙画像の画像部比率が通常の時と同一となるようにする。ここで、Ｖｃｎｔを変化させた量は、上記実施形態１の式（３）のΔＶｃｎｔには反映しないようにする。このようにすることで、通紙画像の画像部比率によらず、同一のトナー濃度検知領域を確保することが可能となる。

この実施形態５によれば、トナー濃度センサ出力補正手段としての制御部１５０は、通紙画像の画像部比率に応じて、外部入力電圧Ｖｃｎｔを変更し、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力を補正するので、通紙時の画像部比率により２成分現像剤のトナー濃度変化量が大きい時も、Ｔセンサ５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋの出力が飽和することなく、正確にトナー濃度を検知すること検知が可能となる。

本発明を適用した画像形成装置の実施形態１を示す断面図である。 同実施形態１のトナー像形成部付近を示す断面図である。 同実施形態１の電気回路の一部を示すブロック図である。 同実施形態１の中間転写ベルト上の各色の基準パターン像を示す模式図である。 同実施形態１における電位ポテンシャルとトナー付着量との関係を示す特性図である。 トナー濃度が大きく変化した場合の２成分現像剤のトナー濃度とＴセンサの出力値Ｖｔとの関係を示す特性図である。 Ｖｃｎｔ値を変化させた場合のＶｃｎｔとＶｔの関係を示す特性図である。 各線速でのＶｃｎｔとＶｔの関係を示す特性図である。 各温湿度でのＶｃｎｔとＶｔの関係を示す特性図である。 通紙画像の画像部比率でのＶｃｎｔとＶｔの関係を示す特性を示す図である。 上記実施形態１におけるＴセンサの構成を示すブロック図である。

符号の説明

５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ 現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ トナー像形成部
５６Ｙ、５６Ｍ、５６Ｃ、５６Ｋ Ｔセンサ
１５０ 制御部

Claims (10)

1. ２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、
   このトナー濃度センサのトナー濃度検知値によりトナー補給量を制御するトナー濃度制御手段とを有するトナー濃度制御装置において、
   前記トナー濃度センサは出力ばらつきを外部入力電圧により調整可能なトナー濃度センサであり、前記トナー濃度センサは、コイルのインダクタンスの変化により、前記２成分現像剤の透磁率の変化を検知することで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記コイルを含む共振回路の共振周波数近傍に発振周波数を持つ発振器を備え、前記共振回路からの出力のばらつきを外部入力電圧により調整する手段を備えた透磁率センサからなり、未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にて前記トナー濃度センサの外部入力電圧を変化させて前記トナー濃度センサで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記トナー濃度センサから適正なトナー濃度検知信号が得られるように前記外部入力電圧を調整するモードを有し、
   前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した場合に前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段を備え、
   トナー濃度一定の条件下で前記外部入力電圧を変化させ、
   前記２成分現像剤のトナー濃度を前記トナー濃度センサで検知し、
   前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を記憶するモードを有し、
   前記トナー濃度センサ出力補正手段は前記記憶した前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、
   前記２成分現像剤が未使用の現像剤から大きくトナー濃度が変化した時に前記外部入力電圧を変更し、トナー濃度変化時の前記外部入力電圧の変化量と、予め求めておいた前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量とに基づいて前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とするトナー濃度制御装置。
2. 請求項１に記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、前記２成分現像剤の透磁率が未使用の現像剤の透磁率から大きく変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とするトナー濃度制御装置。
3. 請求項１または２に記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、プロセス線速が変更された時に、前記外部入力電圧を変更し、かつ上記線速が低速に大きく切り替えられた時には、線速切替手段による線速切替信号に基づき、前記外部入力電圧を低い値に変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とするトナー濃度制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、温湿度が変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とするトナー濃度制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー濃度制御装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、画像の画像部比率に応じて、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とするトナー濃度制御装置。
6. ２成分現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度センサと、このトナー濃度センサのトナー濃度検知値によりトナー補給量を制御するトナー濃度制御手段とを有する画像形成装置において、前記トナー濃度センサは出力ばらつきを外部入力電圧により調整可能なトナー濃度センサであり、前記トナー濃度センサは、コイルのインダクタンスの変化により、前記２成分現像剤の透磁率の変化を検知することで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記コイルを含む共振回路の共振周波数近傍に発振周波数を持つ発振器を備え、前記共振回路からの出力のばらつきを外部入力電圧により調整する手段を備えた透磁率センサからなり、未使用の２成分現像剤でトナー濃度一定の条件下にて前記トナー濃度センサの外部入力電圧を変化させて前記トナー濃度センサで前記２成分現像剤のトナー濃度を検知し、前記トナー濃度センサから適正なトナー濃度検知信号が得られるように前記外部入力電圧を調整するモードを有し、前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した場合に前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正するトナー濃度センサ出力補正手段を備え、トナー濃度一定の条件下で前記外部入力電圧を変化させ、前記２成分現像剤のトナー濃度を前記トナー濃度センサで検知し、前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を記憶するモードを有し、前記トナー濃度センサ出力補正手段は前記記憶した前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量を利用して、前記２成分現像剤のトナー濃度が未使用の現像剤のトナー濃度から大きく変化した時に前記外部入力電圧を変更し、トナー濃度変化時の前記外部入力電圧の変化量と、予め求めておいた前記外部入力電圧の変化量に対する前記トナー濃度センサの出力変化量とに基づいて前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、前記２成分現像剤の透磁率が未使用の現像剤の透磁率から大きく変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、プロセス線速が変更された時に、前記外部入力電圧を変更し、かつ上記線速が低速に大きく切り替えられた時には、線速切替手段による線速切替信号に基づき、前記外部入力電圧を低い値に変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とする画像形成装置」
9. 請求項６〜８のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、温湿度が変化した時に、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項６〜９のいずれか１つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度センサ出力補正手段は、画像の画像部比率に応じて、前記外部入力電圧を変更し、前記トナー濃度センサの出力を補正することを特徴とする画像形成装置。

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