JP5300567B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳細には、本発明は、２成分現像剤を用いた画像形成装置における、不良画像発生防止に関するものである。

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には、磁性トナー、非磁性トナーを用いた１成分現像剤、または非磁性トナーと磁性キャリアを用いた２成分現像剤が存在する。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画像形成装置では、画像の色味などの観点から、２成分現像剤を用いた現像装置が広く使用されている。

周知のように、この２成分現像剤のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：以下、「ＴＤ比」という）は、画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素である。現像剤のトナーは現像時に消費され、現像剤のトナー濃度が減少する。このため、濃度制御装置、即ち、現像剤濃度制御装置、または画像濃度制御装置を使用して、適時、現像剤のトナー濃度または画像濃度を検出する。そして、現像剤のトナー濃度、または画像濃度の変化に応じてトナー補給を行い、現像剤のトナー濃度、または画像濃度を可及的に一定に制御し、画像の品位を保持する。

濃度制御装置としては、具体的には、次のようなものが知られている。トナー濃度センサにより現像装置内の現像剤のトナー濃度を、現像剤の反射光量もしくは現像剤の透磁率を検知して制御する方式（現像剤濃度検知ＡＴＲ(Auto Toner Replenisher；自動トナー補給）制御）の濃度制御装置がある。

また、電子写真感光体（感光体）上に参照用に画像濃度検知用画像パターン（以下、「パッチ画像」という）を作像する。そして、その画像濃度を感光体に対向して設置した画像濃度センサ等のセンサにより検知して制御する方式（パッチ検知ＡＴＲ制御）の濃度制御装置がある。更に、ビデオカウンタからの画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから必要なトナー量を演算して制御する方式（ビデオカウントＡＴＲ制御）の濃度制御装置がある（特許文献１、２参照）。

いずれも、各々の方式により得られた情報に基づいて、トナー補給手段を駆動するモータの回転等を制御することにより、現像装置内の現像剤へのトナーの補給制御を行う。そして、現像剤のトナー濃度、または画像濃度を一定に保つようにする。

特に、この現象は低画像比率の場合、トナーがほとんど消費されず、トナーに添加された外添剤の遊離や埋め込みにより、トナーの凝集度が高くなり、トナー層が成長し易く、顕著に発生する傾向がある。

この問題に対して、特許文献３では、現像剤の層厚を２つの規制ブレード25により２段階に規制し、片側を解放することで異物を除去している。

しかし、この方法では、規制ブレード25本体に付着した異物を除去することができず、また、２つの規制ブレード25が必要であり、それだけ収容スペースが必要となってしまう。

特許文献４では、規制ブレード25自身を振動させる部材を取り付けることにより、挟まった異物を除去する方法が提案されている。

特開平１０−０３９６０８号公報 特開２００７−０７８８９６号公報 特開平０３−０３８６６９号公報 特開平１１−２３１６４５号公報

しかしながら、従来の濃度制御装置においては、以下のような問題が発生することがあった。

特許文献４に示すような方法で縦白筋画像の発生を防止することが可能である。しかし、現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）が変動した場合、通常時と同一頻度で振動モードを実行するだけでは不十分な場合がある。

例えば、画像形成装置が長時間使用されていなかった場合、現像剤中のトナーの摩擦帯電量が低下している。この場合は、画像形成装置を用いて出力物を出力していくと回復していくが、回復する途中については、現像剤中のトナーの摩擦帯電量は低下したままである。

トナーの摩擦帯電量が低下している状態だと、トナーとキャリア間の静電相互作用が低下する。このため、トナーとキャリア間の束縛力が低下してしまっており、前述したように「せん断面におけるトナー遊離」が起こり易くなり、トナー層が成長する速度が速くなり、凝集塊が発生し易い。そのため、振動モードの頻度が現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てているときと同じ頻度では、縦白筋画像発生を防止できない場合がある。

また、もう一つの例として、トナーの摩擦帯電量が上昇した場合、画像濃度を一定に保つために、トナー濃度（ＴＤ比）を上げるように制御を行う。画像形成装置の１日の使用時間が１、２時間程度であったり、出力画像物の画像比率が高ければ、トナー濃度（ＴＤ比）の変動幅はある所定の範囲内に収まる。しかし、画像形成装置が１日数時間以上、連続で使用しており、かつ出力画像物の画像比率が低い場合、トナーの摩擦帯電量の上昇を抑えるために、トナー濃度（ＴＤ比）を大きく上げなければならない。

トナー濃度（ＴＤ比）が高い場合においては、キャリアのトナー被覆率が上がるため、キャリアのトナー保持力の低下、トナーとトナー間の静電反発力も影響し、トナーとキャリア間の束縛力が低下してしまう。この状態では、せん断面におけるトナー遊離が起こり易くなり、トナー層が成長する速度が速くなり、凝集塊が発生し易い。そのため、振動モードの頻度が現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てているときと同じ頻度では、縦白筋画像を防止できない場合がある。

上記の課題を解決するためには、振動モードの頻度を上げれば良いが、ただ振動モードの頻度を上げてしまうと、振動モード中は画像形成動作が止まってしまうため、生産性が低下してしまう。また、規制ブレード25を画像形成タイミング、或いは非画像形成タイミングにかかわらず、常に振動させても良い。しかし、そうすると振動が画像形成装置内に伝わることによる影響や、規制ブレード25を振動することで生じる現像スリーブ232上の現像剤のコート量にむらが生しることで画像性に影響がでてしまう。縦白筋画像の発生防止は必要ではあるが、画像性の維持や生産性を確保することも非常に重要なため、これらを両立させることが困難である。

そこで、本発明の目的は、縦白筋画像の発生防止と画像性の維持及び生産性の確保を両立させる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明に係る画像形成装置の第１の構成は、静電像が形成される像担持体と、トナーとキャリアを有する現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、前記規制部材を振動させる振動部材と、前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、前記コントローラは、記録材に形成される画像比率が大きい場合よりも、記録材に形成される画像比率が小さい場合の方が前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置の第２の構成は、静電像が形成される像担持体と、トナーとキャリアを有する現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、前記規制部材を振動させる振動部材と、前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、前記像担持体に作像したパッチ画像の画像濃度を検知する濃度検知手段と、前記コントローラは、前記パッチ画像の濃度が高い場合の方が、前記パッチ画像の濃度が低い場合よりも前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置の第３の構成は、静電像が形成される像担持体と、トナーとキャリアを有する現像剤を収納する容器と、前記容器内で現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、前記規制部材を振動させる振動部材と、前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、前記容器内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、前記コントローラは、前記容器内のトナー濃度が低い場合よりも、前記容器内のトナー濃度が高い場合の方が前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする。

上記画像形成装置によれば、画像比率やトナー濃度情報に基づいて、振動モード制御手段により振動部材を振動させる振動モードを可変制御する。これにより、縦白筋画像の発生防止と画像性の維持及び生産性の確保を両立させることができる。

本発明における画像形成装置の簡略断面図である。 本発明の画像形成装置における現像装置周りを説明する図である。 （ａ）は現像スリーブ周りを説明する図、（ｂ）は本発明における振動部材を説明する図である。 （ａ）は本発明における画像領域間を説明する図、（ｂ）は本発明における補給制限領域の範囲を示す図である。 （ａ）は本発明における加速度ピックアップをもちいた加速度の測定を説明する図、（ｂ）は本発明における加速度ピックアップをもちいた加速度の測定結果を示した図である。 本発明における振動部材を振動させるタイミングを説明する図である。 （ａ）は本発明における凝集度と縦白筋発生確率の関係を示した図、（ｂ）は実施例３における検知ＴＤ比変化時の凝集度と縦白筋画像発生確率の関係を示した図である。 （ａ）は本発明における耐久画像比率と凝集度の推移を示した図、（ｂ）は実施例１におけるＱ/Ｍ変化時の凝集度と縦白筋画像発生確率の関係を示した図である。 （ａ）は実施例２におけるパッチ検知信号値とＱ/Ｍの関係を示した図、（ｂ）は実施例１における振動モードの頻度と縦白筋の発生確率の関係を示した図である。 （ａ）は本発明における画像比率とＡ(Ｄｅｎｓ)の関係を示した図、（ｂ）は本発明におけるパッチ検知信号値とＢ(Ｐｃｈ)の関係を示した図である。 実施例２における制御フローチャートを示した図である。 （ａ）は実施例２におけるパッチ検知信号値とＡ(Ｄｅｎｓ)・Ｂ(Ｐｃｈ)積算値の推移を示した図、（ｂ）は実施例２におけるパッチ検知信号値と検知ＴＤ比の推移を示した図である。 （ａ）は実施例３におけるパッチ検知信号値と振動モードの動作間隔の推移を示した図、（ｂ）は実施例３における振動モードの頻度と縦白筋の発生確率の関係を示した図である。 実施例３における検知ＴＤ比とＢ(Ｉｎｄｃ)の関係を示した図である。 実施例３における制御フローチャートを示した図である。 実施例３における検知ＴＤ比と振動モードの動作間隔の推移を示した図である。 実施例３における制御フローチャートを示した図である。

以下、図面を用いて本発明に係る画像形成装置の実施の形態について詳細に説明する。以下の各実施形態では、温湿度が３０℃、８０％Ｒｈ（相対湿度）の一定環境下で行ったが、他の温湿度環境下においても、同様の効果を得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。この画像形成装置は、中間転写体を用いたデジタル方式の電子写真画像形成装置である。以下、本発明の画像形成装置について詳しく説明する。

画像形成装置本体内には矢印Ｘ方向に走行する無端状の中間転写ベルト81が配設されている。この中間転写ベルト81は駆動ローラ37、テンションローラ38、２次転写内ローラ39の３つのローラによって張架されている。本実施形態での中間転写ベルト81の張架力は２９．４Ｎ（３kgf）であるが、他の張架力でもかまわない。中間転写ベルト81は、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム、ポリイミド、エチレン４フッ化エチレン共重合体等のような誘電体樹脂等に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させる。そして、その体積抵抗率を１×１０^８［Ω・ｃｍ］以上、１×１０^１３［Ω・ｃｍ］以下に調整しているが他の材質、体積抵抗率でも構わない。本実施形態では、厚さ８０ｕｍ、体積抵抗率を１×１０^１０［Ω・ｃｍ］の導電性ポリイミドのシームレスベルトを使用した。また、本実施形態での中間転写ベルト81の走行速度は３００mm/ｓとしたが、他の速度でも構わない。

給送カセット60から取り出された記録材となる記録シートＰは、ピックアップローラ３を経て搬送ローラ61に供給され、さらに図１の左側方向に搬送される。

中間転写ベルト81の上方には、ほぼ同様の構成をもつ４個の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列状に配置されている。画像形成部Ｐａを例にとって画像形成部を説明する。画像形成部Ｐａの詳細な構成を図２に示す。画像形成部Ｐａは、回転可能に配置された静電像が形成される像担持体となるドラム状の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１ａを備えている。その中心には支軸（不図示）を有し、この支軸を中心として矢印Ｒ１方向に、不図示の駆動手段によって回転駆動されるようになっている。本実施形態では、感光ドラム１ａの表面速度は３００mm/ｓであるが、他の速度でも構わない。感光ドラム１ａの周囲には、図１に示すように、１次帯電器となる帯電ローラ11ａ、感光ドラム１ａ上の静電像に現像剤を供給してトナー像を現像する現像手段となる現像装置２ａが配置される。更に、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262ａ、１次転写ローラ13ａ、クリーニング器14ａ等のプロセス機器が配置されている。濃度検知手段となるパッチ検知センサ262ａは、感光ドラム１ａに形成された画像濃度制御用の基準静電像を現像手段となる現像装置２ａにより現像して形成された画像濃度制御用の基準トナー像の濃度を感光ドラム１ａ上で検知する。

１次帯電器となる帯電ローラ11ａは、感光ドラム１ａ表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様且つ均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている。帯電ローラ11ａは、中心に配置された導電体ローラ（芯金）と、その外周に形成された導電層とからなり、芯金の両端部が不図示の軸受部材によって回転自在に支持されるとともに、感光ドラム１ａに対して平行に配置されている。これら両端部の軸受部材は不図示の押圧手段によって感光ドラム１ａに向けて付勢されており、これにより、帯電ローラ11ａは、感光ドラム１ａ表面に所定の押圧力を持って圧接されている。帯電ローラ11ａは、感光ドラム１ａの矢印Ｒ１方向の回転に伴って従動回転する。帯電ローラ11ａの芯金に電源（不図示）によってバイアス電圧が印加され、これにより、感光ドラム１ａ表面を一様且つ均一に接触帯電するようになっている。

１次帯電器となる帯電ローラ11ａの下流側にはレーザ露光光学系12ａが設けられており、帯電ローラ11ａにより一様且つ均一に帯電された像担持体となる感光ドラム１ａ表面に画像情報に応じてレーザ光を照射して静電像を形成する。

１次帯電器となる帯電ローラ11ａの下流側に配置された現像装置２ａは、非磁性トナーと磁性キャリアを用いた２成分現像剤を使用する２成分現像方式を用いた。本実施形態では、マイナス帯電のトナーを用いた。現像装置２ａの内部は、現像位置において垂直方向に延在する隔壁213ａによって、現像室212ａと攪拌室211ａとに区画された現像容器が設けられている。現像容器内の現像室212ａには、現像剤担持体としての非磁性の現像スリーブ232ａが配置されており、この現像スリーブ232ａ内には磁界発生手段としてのマグネット231ａが固定配置されている。マグネット231ａはおおよそ３極以上の構成からなっている。本実施形態では、５極のマグネット231ａを使用したが、他のものでも構わない。

現像室212ａと攪拌室211ａにはそれぞれ、現像剤攪拌搬送手段として第１、第２搬送スクリュー222ａ，221ａが配置されている。第１搬送スクリュー222ａは、現像室212ａの現像剤を攪拌搬送する。また、第２の搬送スクリュー221ａは、トナー補給槽291ａからのトナー補給部292ａ内のトナー搬送スクリュー（不図示）の回転によって供給されたトナーと、すでに現像装置２ａ内にある現像剤とを攪拌搬送し、現像剤のトナー濃度を均一化する。現像室212ａと攪拌室211ａとの間の隔壁213ａには、手前側と奥側の端部において現像室212ａと攪拌室211ａとを相互に連通させる現像剤通路が形成されている。第１、第２搬送スクリュー222ａ，221ａの搬送力により、現像によってトナーが消費されて現像剤のトナー濃度が低下した現像室212ａの現像剤が一方の通路から攪拌室211ａへ移動する。攪拌室211ａで現像剤のトナー濃度の回復した現像剤が他方の通路から現像室212ａへ移動する。現像装置２内には、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261ａが配置されている。濃度検知手段は現像手段となる現像装置２ａ内の現像剤のトナー濃度に関するトナー濃度情報を検知する。インダクタンスセンサ261ａは現像手段となる現像装置２ａ内の現像剤の透磁率を検知する。インダクタンスセンサ261ａにより、現像剤の透磁率を測定することで、現像剤中のトナー濃度（キャリア及びトナーの合計重量（Ｄ）に対するトナー重量（Ｔ）の割合：以後、「ＴＤ比」と呼ぶ）を測定することができる。濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261ａは、現像手段となる現像装置２ａ内の現像剤のトナー濃度を検知する。

現像装置２ａ内の第１搬送スクリュー222ａで攪拌された２成分現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ３の磁力で拘束され、現像スリーブ232ａの回転により現像剤溜まり部28ａへ搬送される。現像剤は、その量が現像剤返し部材24ａで規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。

次いで、現像手段となる現像装置２ａにより像担持体となる感光ドラム１ａ上に供給される現像剤層厚は、規制部材となる規制ブレード25ａで磁気穂が穂切りされることにより規制されて適正化される。そして、搬送用磁極Ｎ１と現像スリーブ232ａの回転に伴って感光ドラム１ａと対向した現像領域に搬送される。そして、現像領域にある現像極Ｓ１によって磁気穂を形成し、現像スリーブ232ａに印加される現像バイアスにより感光ドラム１ａ上の静電像にトナーのみが転移し、感光ドラム１ａ表面に静電像に応じたトナー像が形成される。本実施形態では、規制ブレード25ａとして、厚さ１．０mmの磁性板材を用いたが、他の厚さや非磁性板材のような他の材料を用いても構わない。

現像効率、即ち、潜像へのトナー付与率を向上させるために、現像スリーブ232ａには現像バイアス出力手段としての現像バイアス電源（不図示）から所定の現像バイアスが印加される。本実施形態では、現像スリーブ232ａには、現像バイアス電源から、直流電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電圧が印加される。トナー補給部292ａ内のトナー搬送スクリューによるトナーの供給は、後述する制御部100のＣＰＵ（中央演算装置）101が、現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293ａを介してトナー搬送スクリューの回転を制御することにより制御される。ＣＰＵ101に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）102には、補給モータ駆動回路293ａに供給する制御データ等が記憶されている。

現像装置２ａの下流側には、現像手段となる現像装置２ａ内の現像剤のトナー濃度に関するトナー濃度情報を検知する濃度検知手段としてパッチ検知センサ262ａが配置される。パッチ検知センサ262ａは像担持体となる感光ドラム２ａに参照用に作像したパッチ画像の画像濃度を検知する。これにより、感光ドラム１ａ上に形成されたトナー像の画像濃度を反射光量を検知することで、光学的に調べることができる。

パッチ検知センサ262ａの下流には図１に示す１次転写ローラ13ａが配置される。１次転写ローラ13ａは直径８mmの導電体ローラ軸（芯金（不図示））と、外周面に円筒状に形成された導電層を形成したものであり、１次転写ローラ13ａの直径は１６mmに構成されている。この導電層はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォームにイオン性導電物質を混入することにより、その抵抗率を１×１０^６Ω・ｃｍ以上、１×１０^８Ω・ｃｍ以下の中抵抗領域に調整したものを使用したが、他の物性のものを使用しても構わない。１次転写ローラ13ａは、両端部が不図示のスプリング等の押圧部材によって感光ドラム１ａに向けて付勢されている。これにより１次転写ローラ13ａは、所定の押圧力で感光ドラム１ａ側に中間転写ベルト81を挟み込むように圧接され１次転写ニップ部Ｔ１ａが形成される。本実施形態での押圧力は１４．７Ｎ(１．５kgf）だが、他の押圧力でも構わない。

１次転写ニップ部Ｔ１ａ下流には、クリーニング器14ａが配置される。クリーニング器14ａ内のクリーニングブレードにより、感光ドラム１ａに残留したトナーを除去する。本実施形態では、クリーニングブレードの材質にポリウレタンゴムを用いたが、他の材質でも良い。また、本実施形態ではクリーニングブレードと感光ドラム１ａとの当接圧は９．８Ｎ（１kgf）としたが、他の当接圧でも構わない。

他の画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄも前述の画像形成部Ｐａと同様に静電像が形成される像担持体となる感光ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄを有する。また、１次帯電器となる帯電ローラ11ｂ，11ｃ，11ｄを有する。また、レーザ露光光学系12ｂ，12ｃ，12ｄを有する。また、像担持体となる感光ドラム１ｂ，１ｃ，１ｄ上の静電像に現像剤を供給してトナー像を現像する現像手段となる現像装置２ｂ，２ｃ，２ｄを有する。また、１次転写ローラ13ｂ，13ｃ，13ｄを有する。また、クリーニング器14ｂ，14ｃ，14ｄを有する。また、１次転写ニップ部Ｔ１ｂ，Ｔ１ｃ，Ｔ１ｄを有する。画像形成部Ｐａと画像形成部Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。

各現像装置２ａ〜２ｄにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーが収納されている。トナー補給槽291ａ，291ｂ，291ｃ，291ｄはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナー用の補給トナーが収納されている。

原稿のイエロー成分色による画像信号がポリゴンミラー（不図示）等を介して、１次帯電器となる帯電ローラ11ａによって負極性に帯電された感光ドラム１ａ上に投射されて静電潜像が形成される。これに現像装置２ａからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像となる。このトナー像が感光ドラム１ａの回転に伴って、感光ドラム１ａと中間転写ベルト81とが当接する１次転写ニップ部Ｔ１ａに到来すると、１次転写ローラ13ａに印加される１次転写バイアスによって、前記イエロートナー像が中間転写ベルト81へ転写される。

転写後に感光ドラム１ａに残留したトナーはクリーニング器14ａによって除去される。イエロートナー像を担持した中間転写ベルト81は、画像形成部Ｐｂに搬送されると、このときまでに、画像形成部Ｐｂにおいて、前記と同様の方法で感光ドラム１ｂ上に形成されたマゼンタトナー像が、前記イエロートナー像上へ転写される。

同様に、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写され、このときまでに給送カセット60から取り出された記録シートＰは、搬送ローラ41にその先端を停止させた状態まで搬送される。そして、中間転写ベルト81上に形成された画像が記録シートＰの所定の位置に転写できるようにタイミングを合わせて搬送ローラ41から記録シートＰが給送される。給送された記録シートＰは、中間転写ベルト81を介して２次転写内ローラ39と２次転写外ローラ40とが当接する２次転写部Ｔ２に達する。そして、２次転写外ローラ40に印加される２次転写バイアスによって上述の４色のトナー像は記録シートＰ上に転写される。

２次転写外ローラ40は直径１２mmの導電体ローラ軸（芯金（不図示））と、外周面に円筒状に形成された導電層を形成したものであり、１次転写ローラ13ａの直径は２４mmに構成されている。この導電層はゴム、ウレタン等の高分子エラストマーや高分子フォームにイオン性導電物質を混入することにより、その抵抗率を１×１０^６Ω・ｃｍ以上、１×１０^８Ω・ｃｍ以下の中抵抗領域に調整したものを使用したが、他の物性のものを使用しても構わない。２次転写内ローラ39は導電性のローラで、直径は２１mm、材質は、ＳＵＳ（ステンレス）、Ａｌ（アルミニウム）等が好ましい。なお、２次転写内ローラ39あるいは２次転写外ローラ40のいずれかに、転写バイアスを印加することで中間転写ベルト81上のトナーを、２次転写部Ｔ２を通過する記録シートＰに転写する。ここでは２次転写外ローラ40に正のバイアスを印加することで、マイナスに帯電したトナーを中間転写ベルト81上から記録材となる記録シートＰ上へ転写する。

２次転写部Ｔ２の下流側には、クリーニング器50が配置される。クリーニング器50内のクリーニングブレードにより、中間転写ベルト81上に残留したトナーを除去する。本実施形態では、クリーニングブレードの材質にポリウレタンゴムを用いたが、他の材質のものでも構わない。尚、本実施形態ではクリーニングブレードと中間転写ベルト81との当接圧は９．８Ｎ（１kgf）としたが、他の当接圧でも構わない。

記録シートＰは２次転写部Ｔ２を通過した後、中間転写ベルト81から分離され、定着装置91へと搬送される。記録シートＰ上に転写されたトナー像は、定着装置91によって加熱、加圧されることによって溶融混合されると共に、記録シートＰ上に定着される。その後、記録シートＰは画像形成装置外へ排出される。

ここからは、本実施形態におけるトナー補給制御の詳細を説明する。静電像の現像により現像装置２内の現像剤のトナー濃度が低下する。そのため、濃度制御装置により、トナー補給槽291（図２で示す291a）からトナーを現像装置２に補給する制御（トナー補給制御）を行う。これにより、現像剤のトナー濃度を可及的に一定に制御し、または画像濃度を可及的に一定に制御する。

現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293ａは、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262ａの検知結果に基づいて現像手段となる現像装置２に現像剤を補給する。或いは濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて現像手段となる現像装置２に現像剤を補給する。また、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262ａとインダクタンスセンサ261の両方の検知結果に基づいて現像装置２に現像剤を補給する。

感光ドラム１上に参照用にパッチ画像を作像し、その画像濃度を感光ドラム１に対向設置した濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知して制御する方式（パッチ検知ＡＴＲ制御）の濃度制御装置を有する。また、同じく濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261により現像装置２内の現像剤のトナー濃度を検知して制御する方式（現像剤濃度検知ＡＴＲ制御）の濃度制御装置を有する。

まず、パッチ検知ＡＴＲ制御について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ101は、連続画像形成中は、図４（ａ）に示すように、出力する画像の先端と後端に挟まれた非画像領域（以降、「画像領域間」と呼ぶ。）に、画像濃度検知用画像パターン（パッチ画像）Ｑを形成させる。尚、以下、パッチ画像の基準静電像を「パッチ潜像」ともいう。

このパッチ潜像は、現像装置２により現像させ基準トナー像にする。このパッチ潜像は、常に同じ潜像条件で行っており、現像剤の状態が同じであれば、現像された基準トナー像のトナー濃度は同じになる。

感光ドラム１上のパッチ画像Ｑの反射光量は、パッチ検知センサ262で測定される。パッチ検知センサ262は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を備える発光部（不図示）と、フォトダイオード(ＰＤ)等の受光素子を備える受光部（不図示）を有する。パッチ検知センサ262は、感光ドラム１上の画像間に形成されたパッチ画像Ｑがパッチ検知センサ262の下を通過するタイミングを見計らって、上記反射光量を測定する。この測定結果に係る信号は、ＣＰＵ101に入力される。その後、ＣＰＵ101は、あらかじめ記録されている濃度変換テーブルを用いてパッチ濃度を計算し、所望な濃度（反射光量）が得られると推定される補給トナー量の補正量を求める。本実施形態では、濃度変換テーブルで変換されるパッチ濃度は、その値が小さいほど、パッチトナー像のトナー量は多い。例えば、現像剤が初期のときのパッチ濃度が500で、測定したパッチ濃度が400の場合は、初期と比較してパッチ画像Ｑのトナー濃度が濃くなったことを示している。

本実施形態では、通常の画像形成中に非画像領域にパッチ画像Ｑを形成し、その濃度を検出して補給トナー量を計算し、出力される画像信号値を随時補正するように制御する。

本実施形態では、ビデオカウントＡＴＲ制御とパッチ検知ＡＴＲ制御とにより、下記数１式から補給トナー量Ｍが求められる。ここで、Ｍｖは、ビデオカウントＡＴＲ制御により求まった補給トナー量であり、Ｍｐはパッチ検知ＡＴＲ制御により求まった補給トナー量（以降、「補給補正量」と呼ぶ）である。

［数１］
Ｍ＝Ｍｖ＋Ｍｐ

制御部100のＣＰＵ101は、前記数１式により補給トナー量Ｍを求める。即ち、本実施形態では、感光ドラム１上の静電像はデジタル方式で形成される。そして、トナー補給動作は、パッチ検知センサ262の検知結果に加えて、感光ドラム１上に形成される静電像の画素毎のデジタル画像信号に基づいて行われる。

本実施形態では、現像剤濃度検知ＡＴＲ制御は、トナー補給制御の制限を行うトナー濃度の領域（補給制御制限領域）を判断するのに使用される。

濃度検知手段としてのインダクタンスセンサ261は、現像装置２内の第２搬送スクリュー221近傍に配置されている。この理由としては、インダクタンスセンサ261は一定体積中の現像剤の透磁率変化を検知しているので、現像剤が安定して循環、流動している攪拌部近傍に配置されている。

インダクタンスセンサ261の検知結果と、予めＲＯＭ102に記録されているＴＤ比変換テーブルより現像装置２内の現像剤のトナー濃度ＴＤ比が求められ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）103に記録される。

上述のようにして求められた現像剤のトナー濃度ＴＤ比、並びに、基礎補給量Ｍｖ、補給補正量Ｍｐによって、例えば、図４（ｂ）に従ってトナー補給制御が行なわれる。

即ち、図４（ｂ）に示すように、トナー濃度ＴＤ比が１２％を超える場合（領域Ａ）、たとえパッチ検知ＡＴＲ制御の結果として画像濃度が薄いと判断されても、これ以上トナー濃度ＴＤ比を上げるとあふれや、かぶりなどの問題がある。そのため、ＣＰＵ101は、トナー補給に規制をかけて、トナー濃度ＴＤ比が１２％以下になるように補給を行う（補給停止）。

同様に、トナー濃度ＴＤ比が５％以下である場合（領域Ｃ）、たとえパッチ検知ＡＴＲ制御の結果として画像濃度が濃いと判断されても、これ以上トナー濃度ＴＤ比を下げると、キャリア付着などの問題がある。そのため、ＣＰＵ101は、トナー補給に規制をかけて、トナー濃度ＴＤ比が５％以上になるように補給を行う（強制補給）。

即ち、現像手段となる現像装置２内の現像剤のトナー濃度に関するトナー濃度情報を検知する濃度検知手段となるパッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261を有する。そして、該パッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて現像装置２に現像剤を補給する現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293を有する。そして、補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作がパッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限される現像剤のトナー濃度領域である補給制限領域を有する。さらに、補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作がパッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限されない現像剤のトナー濃度領域である通常補給領域を有する。そして、振動モード制御手段（コントローラ）となる振動部材制御回路277は、パッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261によって検知された現像装置２内の現像剤のトナー濃度が補給制限領域にある場合がある。この時に、パッチ検知センサ262ａ、或いはインダクタンスセンサ261により基準トナー像の濃度が所定値よりも高いことが検知される場合がある。この場合には、計測手段となるビデオカウンタ104により計測された画像比率に基づいて振動部材27を振動させる振動モードを可変制御する。

このように、トナー補給制御に所定のリミットを設ける。そして、トナー濃度ＴＤ比の検知結果がその所定のリミットを超えた場合に、パッチ検知ＡＴＲ制御におけるパッチ画像Ｑのトナー濃度の検出結果をトナー補給制御にフィードバックしない領域（補正制御制限領域）がある。

次に、本実施形態にて用いられる２成分現像剤について説明する。非磁性トナーは、バインダ（結着）樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μm以上、８μm以下が好ましい。本実施形態では７．０μmであった。

また、磁性キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、体積平均粒径が２０μm以上、５０μm以下、好ましくは３０μm以上、４０μm以下であり、抵抗率が１×１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは１×１０^８Ωｃｍ以上である。本実施形態では体積平均粒径が４０μm、抵抗率が５×１０^７Ωｃｍ、磁化量が２６０ｅｍｕ／ｃｃの磁性キャリアを用いた。

尚、本実施形態にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機社製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン（株）製）を使用した。電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。

測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液１００ｍｌ以上、１５０ｍｌ以下中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５ｍｇ以上、５０ｍｇ以下加える。

試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１分間以上、３分間以下の分散処理を行なう。そして、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー（しぼり）として１００μmアパーチャーを用いて２μｍ以上、４０μｍ以下の粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。

また、本実施形態にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４cm^２、電極間間隔０．４cmのサンドイッチタイプのセルを用いておこなった。このとき、片方の電極に１kgの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。

ここからは、現像装置２について更に詳しく説明する。図３（ａ）は、本実施形態の現像装置２において、現像剤溜まり部28近傍の拡大図である。前述したように、現像スリーブ232近傍の現像剤搬送速度と、規制部材となる規制ブレード25近傍の現像剤溜まり部28の現像剤搬送速度とは大きく異なり、せん断面４を形成している。このせん断面４では、現像剤の流れの差により生じる現像剤同士の摺擦が繰り返し起こり、「トナーの遊離」が発生してしまう。その結果として、せん断面４の近傍領域においてトナー層が発生する。このトナー層が成長し凝集塊になると、規制ブレード25と現像スリーブ232のギャップを阻害する。これにより、トナー層が成長したところは、他のところに比べて、現像スリーブ232上の現像剤のコート量が少なくなり、画像としては濃度薄になり、縦白筋画像が発生してしまう。

そこで、本実施形態においては、規制部材となる規制ブレード25に該規制ブレード25を振動させる振動部材27を設けて該規制ブレード25に振動を加える。この構成により、規制ブレード25近傍の現像剤溜まり部28に存在しているトナー層（凝集塊）を動かし、トナー層（凝集塊）を崩し、規制ブレード25の外に吐き出すことで現像剤のコート量が少なくなることを防いでいる。上記凝集塊は、トナーのみの凝集塊、或いは、トナー濃度の非常に高い現像剤凝集塊である。

次に、本実施形態における、規制ブレード25の振動部材27を振動させる制御について説明する。図２は、本実施形態における現像装置２ａ近傍の断面図であり、規制部材となる規制ブレード25ａに当接して振動部材27ａが設けられている。図３（ｂ）に示すように、この振動部材27は、モータ271を内包しており、モータ271を回転させることで振動部材27が振動し、規制ブレード25を振動させている。

更に説明すると、図３（ｂ）に、本実施形態における振動部材27の概略構成を示す。本実施形態にて、振動部材27は、モータ271と、その出力軸273に取り付けられた錘272と、ケース274とを備えている。ケース274は、取付け部275を備えており、取付け部275に設けられた取付け孔276を利用してねじ等により規制ブレード25に固定される。

モータ271は、規制部材となる規制ブレード25を振動させる振動モードを可変制御する図２に示す振動モード制御手段となる振動部材制御回路277と接続された状態で、上述のケース274内に収納されて固定されている。錘272は、その重心が出力軸273に対して一方に偏った状態で固定されているため、振動部材制御回路277によってモータ271の出力軸273が回転駆動されると、モータ271から振動が発生する。この振動がケース274に伝播し、さらに規制部材となる規制ブレード25に伝播する。ケース274は、モータ271にトナーが進入するのを防止する機能、及びモータ271を拘束することで規制ブレード25へ振動を効率的に伝播する機能がある。

上述構成の振動部材27は、規制ブレード25に対して凝集塊を除去するのに十分な振動を与えることができる構成であれば、上述構成に限定されるものではない。

ここで、規制部材となる規制ブレード25の振動量の測定方法を図５（ａ）を用いて説明する。図５（ａ）に示すように加速度ピックアップセンサ700を規制ブレード25に取付け、振動部材27による規制ブレード25の加速度を測定した。図５（ｂ）に本実施形態における構成での測定結果を示す。図５（ｂ）に示すように、本実施形態における構成での加速度の測定結果は約１７ｍ/ｓｅｃ^２であり、この加速度の時には上記現像スリーブ232の微小駆動の動作時に、規制ブレード25の振動部材27を振動させることでトナー層を除去することが出来た。発明者らの検討から、本実施形態においては加速度が５ｍ/ｓｅｃ^２であれば上記動作でトナー層を除去することが出来ることが分かった。

図６に、本実施形態における、振動部材27を振動させる振動モードのタイミングチャートを示す。振動部材27による規制部材となる規制ブレード25の振動は、図６に示すように、前後の画像領域間の非画像形成領域の時間となる非画像形成タイミングで行なわれている。

具体的には、振動部材27の振動モードの動作タイミングは、画像形成装置の電源が印加される時に行われる準備動作である前多回転時、または、画像形成後の後回転時、或いは所定条件下での画像形成中とすることができる。

本実施形態では、通常、画像領域間の非画像形成領域の時間となる非画像形成タイミングは、記録シートＰがＡ４サイズで、０．１６秒である。振動部材27により規制ブレード25の振動を行う際は、図６に示すように、非画像形成領域の時間を６．７５秒に延ばしている。振動部材27による規制ブレード25の振動は、各色０．９秒間行っている。６．７５秒の記録シートＰの紙間中において、振動部材27による規制ブレード25の振動は各色ばらばらに行っている。同時に行ってしまうと、振動による騒音が大きくなってしまうし、振動中の消費電力が大きいため、大きな電源を用意する必要があり、コストアップに繋がってしまう。なお、振動による音は、等価騒音レベル（JIS Z8731）で評価した結果、通常の画像形成では５５ｄＢ、各色ばらばらに振動を行った際には、６０ｄＢ、４色同時に振動を行った際には、６５ｄＢであった。６５ｄＢは、昼間の幹線道路の騒音に相当し、画像形成装置として許容しがたいレベルである。従って、本実施形態において、振動部材27による規制ブレード25の振動モード中に各現像装置２の振動部材27は、それぞれ異なる時間に振動し、同時に振動することはない。

次に、振動部材27による規制ブレード25の振動モードの頻度に付いて説明する。本実施形態における振動モードの実行頻度は出力物の画像比率に応じて変えることができる。ここで、出力物の画像比率とは、像担持体となる感光ドラム１上の静電像に現像手段となる現像装置２により現像剤を供給して現像されたトナー像が記録材となる記録シートＰに転写された場合の該記録シートＰの全面積に対するトナー像が占める面積の割合である。

本実施形態にて、感光ドラム１上のトナー像が転写され、画像が形成された記録材である記録シートＰの出力物の画像比率は、記録シートＰの全面積に対して、画像が占める面積の割合を算出することによって得られる。

本実施形態では、画像形成装置は、出力物の画像比率を計測する計測手段として画素毎のデジタル画像信号の出力レベルから画像信号の数をカウントするビデオカウント手段となるビデオカウンタ104を備えている。計測手段としてのビデオカウンタ104により画像処理装置からの画像信号を画像毎に積算してビデオカウント数を算出し、各画像形成された記録シートＰに対する画像の量を算出して、出力物の画像比率を求めることができる。

出力物の画像比率が低いとトナーの外添剤が遊離し易く、結果として凝集度が高くなることが知られている。出力物の画像比率を２％、４％、６％、８％、１０％に固定した条件における、耐久画像比率と凝集度との推移の関係を図８（ａ）に示す。図８（ａ）により、画像比率が低いほど、凝集度が高くなることがわかる。

次に、凝集度と凝集塊の発生頻度を図７（ａ）に示す。凝集度の発生頻度は、画像比率を変化させながら耐久を行うことで凝集度を変化させ、凝集度が安定する画像比率でＡ４サイズの記録シートＰで、３００枚の画像出力を行い、その後のハーフトーン画像上の縦白筋の発生した確率で判断した。図７（ａ）に示すように、凝集度が増加すると、縦白筋の発生確率が増加することがわかる。ここで、凝集度の測定方法を以下に示す。

（凝集度の測定方法）
パウダーテスター（細川ミクロン（株）製）に上から篩（ふるい）の目の大きさの単位で６０ｍｅｓｈ、１００ｍｅｓｈ、２００ｍｅｓｈ、の順で篩（ふるい）を３段重ねてセットした。そして、秤取した試料５ｇを静かに篩（ふるい）の上に載せ、電圧１７Ｖで振動を１５秒間与えて各篩（ふるい）上に残ったトナーの重さを測定し、以下の数２式に従って凝集度を算出する。ここで、上段の篩（ふるい）上のトナー量をＴ、中段の篩（ふるい）上のトナー量をＣ、下段の篩（ふるい）上のトナー量をＢとすると、凝集度（％）は以下の数２式で表される。

［数２］
Ｘ＝Ｔ／５×１００、
Ｙ＝Ｃ／５×１００×０．６、
Ｚ＝Ｂ／５×１００×０．２、
としたとき、凝集度（％）は、
凝集度（％）＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ

本実施形態においては、初期のトナーの凝集度は４０である。図７（ａ）及び図８（ａ）の結果より、本実施形態における振動部材27を非画像形成タイミングで振動させる振動モードの実行頻度は、Ａ４サイズの原稿画像に対して以下の表１のように設定した。以下の表１は画像比率における振動モードの頻度を示した表である。

上記に示した振動モードの頻度で規制ブレード25を振動させる。即ち、本実施形態の振動モード制御手段となる振動部材制御回路277は、計測手段となるビデオカウンタ104により計測された画像比率に基づいて、上記表１に示すように、画像比率が小さくなるほど振動部材27を振動させる振動モードの実行頻度を上げる。それにより、上述したパッチ検知ＡＴＲ制御、ビデオカウントＡＴＲ制御、現像剤濃度検知ＡＴＲ制御により現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てる場合には濃度薄が発生することはない。しかし、前述したように、現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てていない場合においては、上記に示した振動モードの頻度では十分ではなく、縦白筋画像が発生してしまうことがある。

特に、画像形成装置を長期間放置した直後に起こり易い現象である、トナーの摩擦帯電量（トナーの単位重さあたりのトナー帯電量：以降「Ｑ/Ｍ」と呼ぶ）が低下する場合がある。この場合には、トナーとキャリア間の静電相互作用を低下によって、トナーとキャリア間の拘束力が低下する。この状態では、図３（ａ）に示して前述したせん断面４におけるトナー遊離が起こり易くなり、柔らかいトナー層の発生速度が速くなってしまうため、通常の振動モードの頻度では間に合わなかった。

前記第１実施形態では、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277が計測手段となるビデオカウンタ104により計測された画像比率に基づいて振動部材27を振動させる振動モードの実行頻度を変える構成とした。本実施形態では、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277が濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知されたトナー濃度情報に基づいて振動部材27を振動させる振動モードの実行頻度を変える構成としたものである。これにより、本実施形態ではトナーの摩擦帯電量が低下している状態で起こる恐れのある縦白筋を防止する。

濃度検知手段となるパッチ検知センサ262の検知結果に基づくパッチ検知ＡＴＲ制御を変更し、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍを変化させた条件における、凝集度と縦白筋の発生確率の関係を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）に示すように、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが低いほど縦白筋の発生確率が高いことがわかる。この状態では、前記表１に示した振動モードの頻度では足りず、縦白筋画像が発生してしまう。

そこで、パッチ検知ＡＴＲ制御の濃度検知手段となるパッチ検知センサ262の検知結果を元に振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更することで上記の課題を解決する。図９（ａ）にパッチ検知センサ262により検知したパッチ検知信号値と、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍとの関係を示す。図９（ａ）よりパッチ検知信号値よりトナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍの値を知ることが出来る。本実施形態においては、パッチ検知信号値と画像比率データより、振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更することで上記の課題を解決する。

図９（ｂ）に、凝集度が５５％まで上昇した現像剤においてパッチ検知ＡＴＲ制御を変更し、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍを変化させた条件における、振動部材27の振動モードの頻度と縦白筋の発生確率の関係を示す。図９（ｂ）より、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが低下すると縦白筋画像の発生頻度が増加している。振動部材27の振動モードの頻度が５００枚ごとでは、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが−３０μＣ/ｇの時には縦白筋画像は発生していないが、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが−２５μＣ/ｇ、−１８μＣ/ｇの時には発生してしまっている。これが、振動部材27の振動モードの頻度を３５０枚ごとにすると、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが−２５μＣ/ｇの時にも縦白筋画像を発生させないようにすることができる。また、振動部材27の振動モードの頻度を２００枚ごとにすると、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが−１８μＣ/ｇの時にも縦白筋画像を発生させないようにすることができている。よって、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍの低下に合わせて振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更することで、縦白筋画像の発生を防止することが可能である。

以下に示す表２に各画像比率での、トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍの値（パッチ検知信号値）に対する、縦白筋画像が発生しない振動部材27の振動モードの頻度を示す。以下の表２は、本実施形態における画像比率とパッチ検知信号値から得られる振動モードの頻度を示した表である。以下の表２より、画像比率とパッチ検知信号値とにより縦白筋画像が発生しない最適な振動モードの頻度を決めることができる。即ち、本実施形態では、以下の表２に示すように、パッチ検知センサ262により検知したパッチ検知信号値が低い（トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが低い）ほど、振動部材27の振動モードの頻度を上げるものである。即ち、振動部材制御回路277は、パッチ画像の濃度が高い場合よりも、パッチ画像の濃度が低い場合に比べて振動部材27を振動させる頻度が多くなるように振動部材27の駆動を制御している。

最後に、画像形成中となる所定条件下の画像形成タイミングでの振動部材27の振動モードの頻度の決定条件について述べる。図２に示す制御部100内のＲＯＭ102の中に、画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率に応じて値の変わるテーブル：Ａ（Ｄｅｎｓ）を作成する。また、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知されたパッチ検知信号値に応じて値の変わるテーブル：Ｂ（Ｐｃｈ）を作成する。そして、これらの各テーブルＡ（Ｄｅｎｓ）、Ｂ（Ｐｃｈ）を予め記憶させる。画像比率と、テーブルＡ(Ｄｅｎｓ)の値との関係を図10（ａ）に示し、パッチ検知信号値と、テーブルＢ(Ｐｃｈ)の値との関係を図10（ｂ）に示す。テーブルＡ（Ｄｅｎｓ）は画像比率が低いときほど値が大きくなり、テーブルＢ（Ｐｃｈ）はパッチ検知信号値が低い（トナーの摩擦帯電量Ｑ/Ｍが低い状態）ときほど値が大きくなる。つまり、画像比率が低く、パッチ検知信号値が低い条件では、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}は大きく、このときが、縦白筋画像に対して一番リスクがある条件である。

画像形成が、ｉ＝Ｘ枚目において、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値を計算し、その値がある所定の値：Ｚ以上になった場合には、Ｘ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。具体的には、以下の数３式の条件で振動部材27の振動モードが作動する。

本実施形態ではＺ＝5000である。前記数３式より、画像比率が低く、パッチ検知信号値が低いときには振動モードの間隔が短くなる。振動モードが実施された状態で、画像形成枚数の積算値：ｉをリセットする。図11にこれらの制御フローのフローチャートを示す。図11において、ステップＳ１，Ｓ２で画像形成が、ｉ＝Ｘ枚目において、画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率によりテーブルＡ（Ｄｅｎｓ）からＡ（Ｄｅｎｓ）（Ｘ）の値を算出する。また、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知されたパッチ検知信号値によりテーブルＢ（Ｐｃｈ）からＢ（Ｐｃｈ）（Ｘ）の値を算出する。そして、ステップＳ３において、前記数３式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値を計算する。そして、その値が、所定の値：Ｚ以上になった場合には、ステップＳ４に進んでＸ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。次にステップＳ５において、前記数３式の画像形成枚数の積算値「ｉ」の値をリセットし、画像形成を再開する（ステップＳ６）。前記ステップＳ３において、前記数３式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値が、所定の値：Ｚよりも小さい場合には、ステップＳ７に進んで画像形成を継続する。

図12（ａ）に図11のフローチャートにのっとった場合の画像比率が４％時におけるパッチ検知信号値の推移と{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値の推移を示す。パッチ検知信号値が500に保たれているときは、記録シートＰの通紙枚数が500枚で{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値がＺ＝5000に達して振動部材27の振動モードを実施する（ステップＳ４）。その後、画像形成枚数の積算値：ｉをリセットすることで（ステップＳ５）、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値は「０」に戻る。

パッチ検知信号値が500に保たれているときは、記録シートＰの通紙枚数が500枚で振動部材27の振動モードを実施している。しかし、長期放置などの影響でパッチ検知信号値が低くなった状態では、Ｂ（Ｐｃｈ）の値が高いために{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値は大きくなる。そして、記録シートＰの通紙枚数が340枚で{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値がＺ＝5000に達したため振動部材27の振動モードを実施した。その後、パッチ検知信号値が一定に保てるようになった後は、記録シートＰの通紙枚数が500枚で{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値}の積算値がＺ＝5000に達して振動部材27の振動モードを実施している。以上より、パッチ検知信号値が低くなると振動部材27の振動モードの実施間隔が短くなることが確認できる。尚、図12（ａ）の結果は画像比率を一定にしているが、画像比率が変わるとＡ（Ｄｅｎｓ）の値は図10（ａ）のように変化するため、振動部材27の振動モードの間隔は変化する。

前記第２実施形態では、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277が濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知されたトナー濃度情報に基づいて振動部材27を振動させる振動モードの実行頻度を変える構成とした。本実施形態では、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277が濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261により検知されたトナー濃度情報としてのＴＤ比に基づいて振動部材27を振動させる。そしてこの振動モードの実行頻度を変える構成としたものである。

ここでは、前述したトナー濃度（ＴＤ比）上昇時における振動部材27の振動モードの頻度の最適化について述べる。前述したように、画像形成装置が１日数時間以上、連続で使用しており、かつ出力画像物の画像比率が低い場合、トナーの摩擦帯電量の上昇を抑えるために、トナー濃度（ＴＤ比）を大きく上げなければならない。

トナー濃度（ＴＤ比）が高い場合においては、キャリアのトナー被覆率が上がるため、キャリアのトナー保持力の低下、トナーとトナー間の静電反発力も影響し、トナーとキャリア間の束縛力が低下してしまう。この状態では、図３（ａ）に示す、せん断面４におけるトナー遊離が起こり易くなり、トナー層が成長する速度が速くなり、凝集塊が発生し易い。そのため、振動部材27の振動モードの頻度が現像剤のトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てているときと同じ頻度では、縦白筋画像を防止できない場合がある。

そこで、本実施形態ではトナー濃度（ＴＤ比）、または画像濃度が一定に保てている状態で起こる恐れのある縦白筋を防止する。このために、パッチ検知ＡＴＲ制御の濃度検知手段となるパッチ検知センサ262の検知結果に基づいて振動モード制御手段となる振動部材制御回路277により振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更する。

現像剤の耐久状態を変えることで、パッチ検知信号値は同じままでＴＤ比を変化させた条件における、凝集度と縦白筋の発生確率の関係を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）より、ＴＤ比が１０％までは縦白筋の発生確率に変化はないが、ＴＤ比が１０％〜１１％を越えると縦白筋の発生確率が増加していく傾向がわかる。この状態では、前記表１に示した振動部材27の振動モードの頻度では足りず、縦白筋画像が発生してしまう。

そこで、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて振動モード制御手段となる振動部材制御回路277により振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更することで上記の課題を解決する。図13（ｂ）に、凝集度が５５％まで上昇した現像剤においてＴＤ比を変化させた条件における、振動部材27の振動モードの頻度と縦白筋の発生確率の関係を示す。図13（ｂ）より、ＴＤ比が１０％までは縦白筋の発生確率に変化はないが、ＴＤ比が１０％〜１１％を越えると縦白筋の発生確率が増加している。振動部材27の振動モードの頻度が記録シートＰの通紙枚数が500枚ごとでは、ＴＤ比が１０％までは縦白筋画像は発生していないが、ＴＤ比が１１％、１２％の時には縦白筋画像が発生してしまっている。これが、振動部材27の振動モードの頻度を記録シートＰの通紙枚数が450枚ごとにすると、ＴＤ比が１１％の時にも縦白筋画像は発生させないようにすることができる。また、振動部材27の振動モードの頻度を記録シートＰの通紙枚数が350枚ごとにすると、ＴＤ比が１２％の時にも縦白筋画像は発生させないようにすることができている。よって、ＴＤ比の上昇に合わせて振動部材27の振動モードを可変制御し、その頻度を変更することで、縦白筋画像の発生を防止することが可能である。即ち、本実施形態では、インダクタンスセンサ261により検知した現像装置２内の現像材の透磁率により求めたＴＤ比が高いほど、振動部材27の振動モードの頻度を上げるものである。

前記表２に各画像比率での、ＴＤ比の値に対する、縦白筋画像が発生しない振動部材27の振動モードの頻度を示す。前記表２より画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104により画像比率をカウントする。また、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262によりパッチ検知信号値を検知する。そして、ビデオカウンタ104によりカウントした画像比率と、パッチ検知センサ262により検知したパッチ検知信号値とにより縦白筋画像が発生しない最適な振動部材27の振動モードの頻度を決めることができる。そして、これらの検知結果に基づいて振動モード制御手段となる振動部材制御回路277により振動部材27の振動モードの頻度を変更する。

最後に、画像形成中の振動モードの頻度の決定条件について述べる。制御部100内のＲＯＭ102の中に、ビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率に応じて値の変わるテーブル：Ａ（Ｄｅｎｓ）と、インダクタンスセンサ261の検知信号値に応じて値の変わるテーブル：Ｃ（Ｉｎｄｃ）を作成し、予め記録させる。画像比率とテーブルＡ(Ｄｅｎｓ)の値との関係を図10（ａ）に示し、検知ＴＤ比とテーブルＣ(Ｉｎｄｃ)の値との関係を図14に示す。テーブルＡ（Ｄｅｎｓ）は画像比率が低いときほど値が大きくなり、テーブルＣ（Ｉｎｄｃ）はＴＤ比が高いときほど値が大きくなる。つまり、画像比率が低く、ＴＤ比が高い条件では、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の値は大きく、このときが、縦白筋画像に対して一番リスクがある条件である。

画像形成がＸ枚目において、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積分値を計算し、その値がある所定の値：Ｚ以上になった場合には、Ｘ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。具体的には、以下に示す数４式の条件で振動部材27の振動モードが作動する。

本実施形態では、Ｚ＝5000である。前記数４式より、画像比率が低く、ＴＤ比が高いときには振動部材27の振動モードの間隔が短くなる。振動部材27の振動モードが実施された状態で、画像形成枚数の積算値：ｉをリセットする。図15にこれらの制御フローのフローチャートを示す。図15において、ステップＳ11，Ｓ12で画像形成がｉ＝Ｘ枚目において画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率によりテーブルＡ（Ｄｅｎｓ）からＡ（Ｄｅｎｓ）（Ｘ）の値を算出する。また、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261により検知された検知信号値（検知ＴＤ比）によりテーブルＣ(Ｉｎｄｃ)からＣ(Ｉｎｄｃ)（Ｘ）の値を算出する。そして、ステップＳ13において、前記数４式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積算値を計算する。そして、その値が、所定の値：Ｚ以上になった場合には、ステップＳ14に進んでＸ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。次にステップＳ15において、前記数４式の画像形成枚数の積算値「ｉ」の値をリセットし、画像形成を再開する（ステップＳ16）。前記ステップＳ13において、前記数４式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積算値が、所定の値：Ｚよりも小さい場合には、ステップＳ17に進んで画像形成を継続する。

図16に、図15のフローチャートにのっとった場合における、画像比率が４％時におけるインダクタンスセンサ261により検知された検知信号値（検知ＴＤ比）の推移と振動部材27の振動モードが実施される間隔を示す。検知ＴＤ比が１０％以下に保たれているときは、記録シートＰの通紙枚数が500枚ごとに振動部材27の振動モードが実施されているが、検知ＴＤ比が１０％を越えると振動部材27の振動モードの実施間隔が短くなっていることがわかる。検知ＴＤ比が図４（ｂ）に示した補給停止領域（ＴＤ比：１２％）に張り付いた場合には、記録シートＰの通紙枚数が500枚ごとであった振動部材27の振動モード動作間隔が記録シートＰの通紙枚数が350枚まで短くなっている。これは、縦白筋画像に対しては、厳しい条件であると言える。以下の表３は本実施形態における画像比率と検知ＴＤ比から得られる振動部材27の振動モードの頻度を示した表である。

即ち、本実施形態では、現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作が濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限される現像剤のトナー濃度領域である補給制限領域を有する。また、現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作が濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限されない現像剤のトナー濃度領域である通常補給領域を有する。そして、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277は、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261によって検知された現像手段となる現像装置２内の現像剤のトナー濃度が通常補給領域の上限よりも高い補給制限領域にある時がある。その時に、振動部材27を振動させる振動モードを可変制御するものである。

前記各実施例では、画像比率とパッチ検知信号値、画像比率とインダクタンスセンサ値を用いて振動部材27の振動モードに頻度を決定している。しかし、パッチ検知信号値（Ｑ/Ｍ）とインダクタンスセンサ値（ＴＤ比）とは相互関係になっているため、画像比率とパッチ検知信号値とインダクタンスセンサ値を用いて振動部材27の振動モードの頻度を決める方がより理想的である。そこで、画像比率とパッチ検知信号値とインダクタンスセンサ値を用いて振動部材27の振動モードの頻度を決めることもできる。

図２に示す制御部100内のＲＯＭ102の中に、画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率に応じて値の変わるテーブル：Ａ（Ｄｅｎｓ）を作成する。さらに、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262のパッチ検知信号値に応じて値の変わるテーブル：Ｂ（Ｐｃｈ）を作成する。さらに、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知信号値に応じて値の変わるテーブル：Ｃ（Ｉｎｄｃ）を作成する。そしてこれらを予め記録させる。画像比率とテーブルＡ(Ｄｅｎｓ)の値との関係を図10（ａ）に示し、パッチ検知信号値とテーブルＢ(Ｐｃｈ)の値との関係を図10（ｂ）に示し、検知ＴＤ比とテーブルＣ(Ｉｎｄｃ)の値との関係を図14に示す。

画像形成がＸ枚目において、{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積分値を計算し、その値がある所定の値：Ｚ以上になった場合には、Ｘ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。具体的には、以下の数５式の条件で振動部材27の振動モードが作動する。

本実施形態では、Ｚ＝5000である。振動部材27の振動モードが実施された状態で、画像形成枚数の積算値：ｉをリセットする。最後にこれらの制御フローのフローチャートを図17に示す。図17のステップＳ21，Ｓ22で画像形成がｉ＝Ｘ枚目において画像比率を計測する計測手段としてのビデオカウント手段となるビデオカウンタ104によりカウントされた画像比率によりテーブルＡ（Ｄｅｎｓ）からＡ（Ｄｅｎｓ）（Ｘ）の値を算出する。また、濃度検知手段となるパッチ検知センサ262により検知されたパッチ検知信号値によりテーブルＢ（Ｐｃｈ）からＢ（Ｐｃｈ）（Ｘ）の値を算出する。また、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261により検知された検知信号値（検知ＴＤ比）によりテーブルＣ(Ｉｎｄｃ)からＣ(Ｉｎｄｃ)（Ｘ）の値を算出する。そして、ステップＳ23において、前記数５式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積算値を計算する。そして、その値が、所定の値：Ｚ以上になった場合には、ステップＳ24に進んでＸ枚目の画像形成後の画像領域間に振動部材27の振動モードを作動させる。次にステップＳ25において、前記数５式の画像形成枚数の積算値「ｉ」の値をリセットし、画像形成を再開する（ステップＳ26）。前記ステップＳ23において、前記数５式に示された{Ａ（Ｄｅｎｓ）の値×Ｂ（Ｐｃｈ）の値×Ｃ（Ｉｎｄｃ）の値}の積算値が、所定の値：Ｚよりも小さい場合には、ステップＳ27に進んで画像形成を継続する。

本実施形態では、現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作が濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限される現像剤のトナー濃度領域である補給制限領域を有する。また、現像剤補給手段となる補給モータ駆動回路293による現像剤補給動作が濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261の検知結果に基づいて制限されない現像剤のトナー濃度領域である通常補給領域を有する。そして、振動モード制御手段となる振動部材制御回路277は、濃度検知手段となるインダクタンスセンサ261によって検知された現像手段となる現像装置２内の現像剤のトナー濃度が補給制限領域にある時がある。その時に、他の濃度検知手段となるバッチ検知センサ262により基準トナー像の濃度が所定値よりも高いことが検知された場合がある。その場合には、該バッチ検知センサ262の検知結果に基づいて振動部材27を振動させる振動モードを可変制御する構成としたものである。

図12（ａ）は、長期放置後におけるトナーの摩擦帯電量低下時を例に上げたが、これ以外にもトナーの摩擦帯電量が低下してしまう状況が発生する。具体的には、図12（ｂ）のように現像剤の劣化に伴い現像剤の摩擦帯電能力が低下した場合、ＴＤ比を下げることでトナーの摩擦帯電量を一定に保つ。しかし、ＴＤ比が図４（ｂ）に示す強制補給領域（ＴＤ比：５％）まで来ると、ＴＤ比を下げることが出来ずに、トナーの摩擦帯電量が低下してしまう。図12（ｂ）もＴＤ比が５％に張り付いた後は、パッチ検知信号値が低下、すなわちトナーの摩擦帯電量（Ｑ/Ｍ）が低下している。

このような条件では、図11のフローチャートにのっとって振動部材27の振動モードの間隔が短くなる。図13（ａ）に画像比率が６％時におけるパッチ検知信号値の推移と振動部材27の振動モードが実施される間隔を示す。パッチ検知信号値が500に保たれているときは、記録シートＰの通紙枚数が1000枚ごとに振動部材27の振動モードが実施されているが、パッチ検知信号値が500を下回り始めると振動部材27の振動モードの実施間隔が短くなっていることがわかる。以上のように、ＴＤ比が強制補給領域（ＴＤ比：５％）近傍に張り付いた状態では、トナーの摩擦帯電量低下を抑えることができないため、振動部材27の振動モードの間隔を短くすることで、縦白筋画像を防止することができる。

本発明の活用例として、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した、複写機、プリンタ等の画像形成装置に適用出来、より詳細には、２成分現像剤を用いた画像形成装置に適用出来る。

１，１ａ〜１ｄ …感光ドラム（像担持体）
25，25ａ〜25ｄ …規制ブレード(規制部材）
27，27ａ〜27ｄ …振動部材
104 …ビデオカウンタ（計測手段）
232，232ａ〜232ｄ …現像スリーブ（現像剤担持体）
277，277ａ〜277ｄ …振動部材制御回路（コントローラ）
Ｐ …記録シート(記録材)

Claims (4)

1. 静電像が形成される像担持体と、
   トナーとキャリアを有する現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、
   前記規制部材を振動させる振動部材と、
   前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、
   前記コントローラは、記録材に形成される画像比率が大きい場合よりも、記録材に形成される画像比率が小さい場合の方が前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電像が形成される像担持体と、
   トナーとキャリアを有する現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、
   前記規制部材を振動させる振動部材と、
   前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、
   前記像担持体に作像したパッチ画像の画像濃度を検知する濃度検知手段と、
   前記コントローラは、前記パッチ画像の濃度が高い場合の方が、前記パッチ画像の濃度が低い場合よりも前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 静電像が形成される像担持体と、
   トナーとキャリアを有する現像剤を収納する容器と、
   前記容器内で現像剤を担持し、前記像担持体の潜像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持される現像剤層厚を規制する規制部材と、
   前記規制部材を振動させる振動部材と、
   前記振動部材の駆動を制御するコントローラと、
   前記容器内の現像剤のトナー濃度に関する情報を検知する濃度検知手段と、
   前記コントローラは、前記容器内のトナー濃度が低い場合よりも、前記容器内のトナー濃度が高い場合の方が前記振動部材を振動させる実行頻度が多くなるように前記振動部材の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記濃度検知手段は、前記容器内の現像剤の透磁率を検知することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。