JP5888562B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細には、劣化した現像剤を少しずつ排出すると同時に新しい現像剤を補給するいわゆるトリクル方式の現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いた現像器では、画像形成によってトナーが消費されるのに対し、キャリアは現像器内に留まり続けるため、キャリアの経時劣化が生じる。そこで、キャリアを含む現像剤を少しずつ現像器から廃棄しながら、新しい現像剤を現像器に補給するいわゆるトリクル方式が近年注目されつつあり、種々の提案もなされている。

例えば、特許文献１には、印字モードや印字率の違いによる現像剤の特性の変動を抑えることを目的として、現像部材動作時間とキャリア補給量とに基づいてトナー濃度検知手段の制御電圧を補正する技術が提案されている。

特開2007-52213号公報

ところで、トリクル方式の現像剤補給ボトルは、トナーのみを補給する補給ボトルに比べて、キャリアを含有している分だけ重くなる。通常、トリクル方式の現像剤補給ボトル内のキャリアの重量割合は１０％〜２０％であり、二酸化炭素の排出量もこの割合に対応して増えることになり、環境への負荷が大きくなる。このため、環境への負荷を低減するために、現像剤補給ボトル内のキャリアとして、現像器内のキャリアよりも嵩密度の小さいキャリアを用いることが検討されている。

ところが、現像器内のトナー濃度は、例えば透磁率センサーなどの検知手段によって検知され、この検知値に基づいてトナー濃度が所定範囲内を保つように補給容器からの現像剤の補給が制御されるところ、現像器に補給されるキャリアの物性が現像器内のキャリアの物性と異なっていると、現像器内の実際のトナー濃度と透磁率センサーの検知値との相関関係が崩れて、透磁率センサーの検知値が同じであっても現像器内の実際のトナー濃度が変化する場合がある。現像器内のトナー濃度が変化すると、トナー帯電量が変化して画像濃度低下やカブリ、濃度ムラ、トナー飛散などの不具合が生じるおそれがある。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像器内のキャリアと嵩密度の異なるキャリアを現像器に補給した場合であっても、現像器内のトナー濃度を所定範囲内に保つことができる現像装置を提供することにある。

また本発明の目的は、画像濃度低下やカブリ、濃度ムラ、トナー飛散などの不具合が生じない画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、第１キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像器と、前記現像器内のトナー濃度を検知する透磁率センサーとを有する現像装置と、第１キャリアと嵩密度の異なる第２キャリアとトナーとを含む補給用現像剤を収容し、第２キャリアの特性を記録した記録部材が取り付けられた、装置本体に対して着脱自在の補給容器とを備え、前記透磁率センサーによる検知値と当該検知値と比較される値であり現像器へ補給用現像剤を補給するか否かを決定する設定値に基づいて、補給用現像剤を前記補給容器から前記現像器に補給するとともに、前記現像器内に過剰になった現像剤を前記現像器から排出する画像形成装置であって、第２キャリアの供給前に前記現像器に収容されていた第１キャリアの収容量と第１キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を記憶する第１記憶手段と、前記記録部材から第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を読み取る読取り手段と、前記読取り手段で読み取られた第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係と、前記補給容器から前記現像器に補給された第２キャリアの補給量とを記憶する第２記憶手段と、第２キャリアの供給前に前記現像器に収容されていた第１キャリアの収容量と、前記補給容器から前記現像器に補給された第２キャリアの補給量とから、前記現像器内の第２キャリアの存在比率を算出する算出手段と、をさらに備え、前記算出手段で検知された第２キャリアの存在確率に基づいて、前記第１キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係と前記第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を用いて、第１キャリアと第２キャリアとが混合する現像器内のキャリアにおける透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を求め、現像器内のトナー濃度が所定値となる様に前記透磁率センサーの設定値を補正することを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、第１キャリアとしてＡキャリアとＢキャリアとが所定比率で収容された前記現像器内に、第２キャリアとしてＡキャリア又はＢキャリアを補給する場合は、前記現像器内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷは下記式（１）〜（３）から算出する。
（i）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：≦Ｍ_Ｆのとき
Ｒ_ＮＥＷ＝Ｍ_ＣＢ／（Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ））・・・・・・（１）
（ii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ａキャリアを補給するとき
Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒｄ）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１） ・・・・・（２）
（iii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ｂキャリアを補給するとき
Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ＋Ｍ_Ｃ１）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１）・・・（３）
ただし、Ｍ_Ｆ＝Ｍ_ＦＡ×（１−Ｒ_ｄ）＋Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ
（式中、Ｍ_Ｃ０：スタート時の現像剤量，
Ｍ_ＦＡ：Ａキャリアのみで排出開始現像剤量，
Ｍ_ＦＢ：Ｂキャリアのみで排出開始現像剤量，
Ｒ_ｄ ：現像剤補給前のＢキャリア比率
Ｍ_ＣＡ：Ａキャリアの積算補給量
Ｍ_ＣＢ：Ｂキャリアの積算補給量
Ｍ_Ｃ１：補給した現像剤中のキャリア重量）

第２キャリアの嵩密度は、第１キャリアの嵩密度に対して０．６倍〜０．９５倍であるのが好ましい。

画像形成枚数、動作環境、画像の印字率の少なくとも１つ情報に基づいて、前記トナー検知手段の設定値をさらに補正してもよい。

本発明の現像装置では、前記現像器内の第２キャリアの存在比率を算出し、算出された第２キャリアの存在比率に基づいて前記トナー濃度検知手段の検知値を補正するので、現像器内のトナー濃度を常に所定範囲内に保つことができる。これにより、画像濃度低下やカブリ、濃度ムラ、トナー飛散などの不具合を効果的に防止できる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 作像ユニットの概説図である。 現像装置の垂直断面図である。 現像装置の水平断面図である。 第１キャリア及び第２キャリアの、透磁率センサーの検出値とトナー濃度との相関関係を示すグラフである。 画像形成枚数に対するトナー濃度変化を示す図である。 第１キャリア、第２キャリア及びそれらを混合したキャリアの、透磁率センサーの検出値とトナー濃度との相関関係を示すグラフである。 現像器内の第２キャリアの存在比率の変化と透磁率センサーの設定値との関係を示す図である。 本発明の画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 現像器内のＢキャリアの存在比率を求めるフローチャートである。そして、算出された第２キャリアの存在比率に基づいて、現像器２０内のキャリアにおける、透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係が求められ、現像器２０内のトナー濃度が所定値となるように透磁率センサーＳ１の設定値が補正される。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいてさらに詳しく説明するが本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に、本発明に係る画像形成装置の一例を示す所謂タンデム方式のカラープリンターの概説図を示す。この図に示すプリンターは、導電性を有する無端状の中間転写ベルト３０を有する。中間転写ベルト３０は、ローラ３１，３２，３３に張架されている。ローラ３１は不図示のモータに連結されており、モータの駆動によってローラ３１は反時計回りに回転し、これによって中間転写ベルト３０とこれに接するローラ３２，３３は従動回転する。ローラ３３は、不図示の付勢手段によって中間転写ベルト３０を外方へ付勢し中間転写ベルト３０に張力を与えている。ローラ３１に支持されているベルト部分の外側には、２次転写ローラ３４が圧接している。この２次転写ローラ３４と中間転写ベルト３０とのニップ部（２次転写領域）において中間転写ベルト３０上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。

また、ローラ３２に支持されているベルト部分の外側には、中間転写ベルト３０の表面をクリーニングするベルトクリーニングブレード３５が設けられている。ベルトクリーニングブレード３５は、中間転写ベルト３０を介してローラ３２に圧接し、中間転写ベルト３０との当接部で未転写の残留トナーを除去・回収する。

中間転写ベルト３０の下側には、中間転写ベルト３０の回転方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、「作像ユニット１０」と総称することがある）が、装置本体１に対して着脱自在に配置されている。これらの作像ユニット１０では、各色の現像剤をそれぞれ用いて対応する色のトナー画像が作成される。

図２に、作像ユニット１０の概説図を示す。作像ユニット１０は、静電潜像担持体としての円筒状の感光体１１を有する。そして、感光体１１の周囲には、その回転方向（時計回り方向）に沿って順に、帯電装置１２、露光装置１３、現像装置２、１次転写ローラ１４、およびクリーニング装置１５が配置されている。１次転写ローラ１４は中間転写ベルト３０を挟んで感光体１１に圧接し、ニップ部（１次転写領域）を形成している。

図１に示すように、作像ユニット１０の下部には、給紙装置として給紙カセット４１が着脱可能に配置されている。給紙カセット４１内に積載収容された用紙Ｐは、給紙カセット４１の近傍に配置された給紙ローラの回転によって最上紙から順に１枚ずつ搬送路Ｒに送り出される。給紙カセット４１から送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対４２に搬送され、ここで所定のタイミングで２次転写領域に送り出される。

画像形成装置は、１色のトナー（例えばブラック）を用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードと、４色のトナーを用いてカラー画像を形成するカラーモードとに切り替え可能となっている。

カラーモードにおける画像形成動作例について簡単に説明すると、まず、各作像ユニット１０において、所定の周速度で回転駆動される感光体１１の外周面が帯電装置１２により帯電される。次に、帯電された感光体１１の表面に、画像情報に応じた光が露光装置１３から投射されて静電潜像が形成される。続いて、この静電潜像は、現像装置２から供給される現像剤としてのトナーにより顕在化される。このようにして感光体１１の表面に形成された各色のトナー画像は、感光体１１の回転によって１次転写領域に達すると、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体１１から中間転写ベルト３０上へ転写（１次転写）されて重ねられる。

中間転写ベルト３０に転写されることなく感光体１１上に残った残留トナーは、クリーニング装置１５で掻き取られ、感光体１１の外周面から除去される。

重ね合わされた４色のトナー画像は、中間転写ベルト３０によって２次転写領域に搬送される。一方、そのタイミングに合わせて、レジストローラ対４２から２次転写領域に用紙Ｐが搬送される。そして、４色のトナー画像が、２次転写領域において中間転写ベルト３０から用紙Ｐに転写（２次転写）される。４色のトナー画像が転写された用紙Ｐは、定着ローラ対４３へ搬送される。定着ローラ対４３において用紙Ｐは、定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通過する。この間に用紙Ｐは加熱・加圧され、用紙Ｐ上のトナー画像は用紙Ｐに溶融定着する。トナー画像が定着した用紙Ｐは排出ローラ対によって排紙トレイに排出される。

一方、用紙Ｐに転写されることなく中間転写ベルト３０上に残った残留トナーは、クリーニングブレード３５で掻き取られ、中間転写ベルト３０の外周面から除去される。その後、各感光体１１及び中間転写ベルト３０の回転駆動が停止される。

図３及び図４に、現像装置２の垂直断面図及び水平断面図の概略図をそれぞれ示す。これらの図に示す現像装置２は、現像器２０、現像剤ホッパー５（図４に図示）と現像剤ボトルＢ（図４に図示）を備え、磁性粒子からなる第１キャリアとトナーとを有する二成分系現像剤Ｄ１を用いて感光体１１の静電潜像を現像するものである。この現像器２０は、回転自在の現像ローラ２１と、現像部に搬送される現像剤量を規制する板状の規制部材２２と、現像ローラ２１に沿って形成された第１搬送路２３と、第１搬送路２３と仕切り板２７を隔てて平行に形成された第２搬送路２４と、第１搬送路２３及び第２搬送路２４に配置された第１搬送スクリュー２５及び第２搬送スクリュー２６を備える。仕切り板２７の長手方向両端部には第１連通口２７１及び第２連通口２７２（図４に図示）が形成され、第１搬送路２３と第２搬送路２４とは長手方向両端部において連通している。第２搬送路２４の現像剤搬送方向上流端には、現像剤ホッパー５から補給現像剤Ｄ２を現像器２０に補給するための補給開口２７３が形成されている。また、第１搬送路２３の現像剤搬送方向下流端には、現像器２０内の現像剤Ｄ１を排出するための排出口２７４が形成されている。そして、第２搬送路２３の底面には、現像剤Ｄ１のトナー濃度を検知する透磁率センサー（トナー濃度検知手段）Ｓ１が設けられている。なお、補給現像剤Ｄ２は現像剤ボトルＢから現像剤ホッパー５に逐次補充され、現像剤ボトルＢが空になると、空になった現像剤ボトルＢは装置本体１から取り外され、新しい現像剤ボトルＢが装着される。

現像ローラ２１は、不図示の駆動機構によって図３において時計回りに回転する筒状体２１ａと、筒状体２１ａの内部に設けられた複数の磁極から構成される磁界発生手段２１ｂとを有する。磁界発生手段２１ｂを構成する各磁極はそれぞれ次のような働きをする。まず、磁極（汲み上げ極）Ｎ_１は、現像剤Ｄ１を筒状体２１ａに汲み上げる働きを奏する。磁極Ｓ_１は、規制部材２２と共に現像部に搬送する現像剤Ｄ１の量を制御する働きを奏する。そして、磁極Ｎ_２は、現像剤Ｄ１をブラシ状に穂立ちさせて感光体１１表面の静電潜像をトナーで現像する働きを奏する。磁極Ｓ_２は、現像剤Ｄ１を現像装置内に搬送する働きを奏する。磁極Ｎ_３は、現像器２０内に現像剤Ｄ１を搬送すると共に、隣り合う磁極Ｎ_１との間で発生する反発磁界によって現像剤Ｄ１を円筒体２１ａから剥離させて第１搬送スクリュー２５による撹拌部に戻す働きを奏する。

第１搬送スクリュー２５及び第２搬送スクリュー２６は、軸部材２５ａ，２６ａの外周に螺旋状の羽根２５ｂ，２６ｂが設けられ、第１搬送スクリュー２５の、第２連通口２７２よりも現像剤搬送方向やや下流側には、羽根の傾斜方向が逆方向の逆流発生部２８が設けられている。そして、第１搬送スクリュー２５及び第２搬送スクリュー２６は、不図示の駆動機構によって互いに逆方向に回転する。

図４に示すように、現像器２０には現像剤ホッパー５が接続している。そして、現像剤ボトルＢから現像剤ホッパー５に、第２キャリアとトナーとを有する補給現像剤Ｄ２が供給される。現像剤ボトルＢが装置本体１に装着されると、現像剤ボトルＢに取り付けられたＩＣチップ（記録部材）７１から読取りセンサーＳ２によって第２キャリアの後述する特性が読み出され制御部６に送られて第２記憶手段６２に記憶される。現像剤ホッパー５は、補給現像剤Ｄ２を収納する収納部５１と、補給現像剤Ｄ２を補給する補給スクリュー５２とを有する。補給スクリュー５２は、モーターＭによって回転し、回転数は変動可能である。モーターＭの回転数を制御することによって、現像器２０への補給現像剤Ｄ２の補給量が調整される。

現像によってトナーが消費され現像器２０内のトナー濃度が低下すると、透磁率センサーＳ１の検知値が設定値より低くなって、現像剤ホッパー５から補給現像剤Ｄ２が現像器２０に補給される。トナー濃度が高く、透磁率センサーＳ１の検知値が設定値よりも高いときは、現像剤Ｄ２の補給は行われない。なお、ここで使用する透磁率センサーＳ１は、現像剤中のトナー濃度が低下すると検出値が小さくなるものとする。

現像剤ホッパー５から補給される補給現像剤Ｄ２は、第２搬送路２４の現像剤搬送方向上流端に形成された補給開口２７３から現像器２０内に受け入れられる。なお、補給開口２７３の形成位置は、第２搬送路２４上であれば特に限定はないが、現像ローラ２１に供給されるまでの間に十分な撹拌混合を行うためには、第２搬送路２４の現像剤搬送方向上流端に形成するのが好ましい。補給開口２７３から現像器２０に補給された現像剤Ｄ２は、第２搬送スクリュー２６の回転によって図の左方向に現像剤Ｄ１と共に撹拌されながら搬送された後、第１連通口２７１を通って第１搬送路２３へ搬送される。第１搬送路２３では、第１搬送スクリュー２５の回転によって現像剤Ｄ１，Ｄ２は図の右方向に撹拌されながら搬送される。そして、逆流発生部２８において、現像剤Ｄ１，Ｄ２は図の右方向への搬送が妨げられるので、第２連通口２７２を通って再び第２搬送路２４へ搬送される。これにより、現像剤Ｄ１，Ｄ２は、第１搬送路２３と第２搬送路２４とで構成される循環路内を循環し撹拌される。

トナーの補給と共に第２キャリアが補給されて、現像器２０内の現像剤量が増えてくると、逆流発生部２８における現像剤Ｄ１，Ｄ２の滞留量が多くなり、現像剤Ｄ１，Ｄ２の一部は逆流発生部２８を乗り越えるようになる。そして、逆流発生部２８を乗り越えた現像剤Ｄ１，Ｄ２は、図４の右方向に搬送されて、排出口２７４から現像器２０外へ排出される。このように、現像剤ホッパー５から補給現像剤Ｄ２を現像器２０に補給しながら、使用によって劣化した現像剤を現像器２０から排出することにより、現像剤の劣化に起因するカブリや文字散りなどの画像不良の発生が抑制される。

ここで、本発明の現像装置では、現像剤ホッパー５内の第２キャリアとして第１キャリアよりも嵩密度の小さい第２キャリアを用いる。これにより、補給現像剤Ｄ２の軽量化を図ることができる。第２キャリアの嵩密度としては第１キャリアの嵩密度の０．６倍〜０．９５倍が好ましい。

ところが、補給現像剤Ｄ２の第２キャリアと現像剤Ｄ１の第１キャリアとの嵩密度が異なると、現像器２０内の第２キャリアの存在比率によって、透磁率センサーＳ１（ｗｔ％）の検知値が同じ値であっても現像器２０内のトナー濃度が変化する。

図５に、縦軸を透磁率センサーの検知値とし、横軸をトナー濃度として、第１キャリア（嵩密度：１．７ｇ／ｃｍ^３）及び第２キャリア（嵩密度：１．４５ｇ／ｃｍ^３）における、トナー濃度に対する透磁率センサーの検知値の変化を示す図を示す。トナー濃度の変化に対する透磁率センサーの検出値の変化は、第１キャリアの方が第２キャリアよりも大きいため、透磁率センサーの設定値が同じであっても、トナー濃度は、第１キャリアを使用した場合よりも第２キャリアを使用した場合の方が高くなる。

このため、透磁率センサーの設定値を補正せず画像形成を行っていくと、画像形成枚数の増加に伴って現像器２０内に第２キャリアが補給されて、図６に示すように、現像器２０内のトナー濃度は徐々に高くなっていく。なお、図６の画像形成枚数が数万枚以下の領域Ｙにおいて、トナー濃度が一時的に低下しているが、これは、キャリアの経時劣化などが生じておらず荷電性が良好で、トナー帯電量が高くなって現像剤の嵩密度が小さくなることにより、トナー濃度が高いと判断されてトナー（現像剤）補給がなされないためである。その後、画像形成枚数が多くなると、キャリアの経時劣化が進みトナー濃度制御は安定する。

そこで、本発明では、算出手段によって算出される現像器内の第２キャリアの存在比率に基づいて、第１制御手段６１及び第２記憶手段６２に記憶された、第１キャリア及び第２キャリアの、透磁率センサーの検出値とトナー濃度との相関関係を用いて、現像器内のキャリア（第１キャリアと第２キャリアとの混合物）における、透磁率センサーの検出値とトナー濃度との相関関係を求め、透磁率センサーの設定値を補正することとした。

具体的には、図７に示すように、第１キャリアの、透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係が実線で表され、第２キャリアの、透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係が破線で表される場合、現像器２０内のキャリアの、透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係は、実線と破線との間にあり、現像器２０内のキャリア中の第２キャリアの存在比率によって定まる。例えば、現像器２０内のキャリア中の第２キャリアの存在比率が５０％である場合には、図７の一点鎖線で表される相関関係となる。この場合、現像器２０内のトナー濃度をＴａに維持するには、透磁率センサーＳ１の設定値を、現像器２０内に第１キャリアのみが存在する場合の設定値「Ｖ１」からΔＶ小さくする必要がある。現像器２０内のキャリア中の第２キャリアの存在比率が高くなるほどΔＶは大きくなる。図８に、現像器２０内の第２キャリアの存在比率に対する透磁率センサーＳ１の設定値の変化の一例を示す。

図９に、本発明の画像形成装置の構成例を示すブロック図を示す。第２キャリアの供給前に現像器２０に収容されている第１キャリアの収容量と、第１キャリアの透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係とは第１制御手段６１に記憶される。装置本体１に現像剤ボトルＢに装着されると、読取り手段Ｓ２によって、現像剤ボトルＢに取り付けられたＩＣチップ（記録部材）７１から第２キャリアの透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係が読み出され、制御部６に送られて第２記憶手段６２に記憶される。また、現像剤供給モーターＭの回転時間あるいは画像形成枚数から算出される第２キャリアの補給量も第２記憶手段６２に記憶される。算出手段６３では、第１制御手段６１に記憶されている、第２キャリアの供給前に現像器２０に収容されていた第１キャリアの収容量と、第２記憶手段６２に記憶される第２キャリアの補給量とから、第２キャリアの存在比率が算出される。そして、算出された第２キャリアの存在比率に基づいて、現像器２０内のキャリアにおける、透磁率センサーＳ１の検出値とトナー濃度との相関関係が求められ、現像器２０内のトナー濃度が所定値となるように透磁率センサーＳ１の設定値が補正される。透磁率センサーＳ１から検出値が制御部６に送られ、透磁率センサーＳ１の検出値が、補正後の設定値となるように、現像剤供給用モーターＭの回転制御が行われる。

また、例えば、図６に示した画像形成枚数が数万枚以下の領域におけるトナー濃度の一時的な低下などを抑制し、カブリや濃度ムラなどの画像ノイズを一層効果的に防止する観点からは、画像形成枚数や湿度などの環境変化、形成画像の印字率などをも考慮して、透磁率センサーＳ１の設定値をさらに補正するのが好ましい。透磁率センサーＳ１の設定値の、画像形成枚数による補正表、湿度による補正表、印字率による補正表を表１〜表３にそれぞれ示す。

表１に示す補正表は、現像器２０内の第１キャリアの存在比率と画像形成枚数とから、透磁率センサーＳ１の設定値の補正量を求めるものである。画像形成枚数が数万枚以下の領域では、第１キャリアは劣化しておらず、トナーに対して高い帯電付与能を有しているため、透磁率センサーＳ１の設定値を小さくする方向に補正する。

表２に示す補正表は、絶対湿度から透磁率センサーＳ１の設定値の補正量を求めるものである。絶対湿度が所定値よりも低い場合は、トナー帯電量が上昇するので、透磁率センサーＳ１の設定値を小さくする方向に補正する。一方、絶対湿度が所定値よりも高い場合は、トナー帯電量が低下するので、透磁率センサーＳ１の設定値を大きくする方向に補正する。

表３に示す補正表は、形成画像の印字率から透磁率センサーＳ１の設定値の補正量を求めるものである。印字率が低い場合は、トナー消費量が少なくトナー帯電量が上昇するので、透磁率センサーＳ１の設定値を小さくする方向に補正する。

以上説明した実施形態では、第１キャリアが収容された現像器２０に第２キャリアを補給する形態であったが、実使用では、例えば、Ａキャリアが収容された現像器２０にＢキャリアが補給された後、さらにＡキャリアが補給されることなども起こり得る。そこで、このような場合の、現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷの算出方法を説明する。なお、現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷが求まれば、Ｂキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷに基づいて透磁率センサーＳ１の設定値を補正する方法は前述の実施形態と同じである。

第１キャリアとしてＡキャリアとＢキャリアとが所定比率で収容された現像器内に、第２キャリアとしてＡキャリア又はＢキャリアの少なくとも一方が補給される場合を想定すると、現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷは下記式（１）〜（３）から算出される。
（i）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：≦Ｍ_Ｆのとき
Ｒ_ＮＥＷ＝Ｍ_ＣＢ／（Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ））・・・・・・（１）
（ii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ａキャリアを補給するとき
Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒｄ）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１） ・・・・・（２）
（iii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ｂキャリアを補給するとき
Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ＋Ｍ_Ｃ１）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１）・・・（３）
（式中、Ｍ_Ｆ ：キャリア排出開始重量（Ｍ_ＦＡ×（１−Ｒ_ｄ）＋Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ）
Ｍ_Ｃ０：スタート時のキャリア重量
Ｍ_ＦＡ：Ａキャリアのみで排出開始キャリア重量
Ｍ_ＦＢ：Ｂキャリアのみで排出開始キャリア重量
Ｒ_ｄ ：現像剤補給前の現像器内のＢキャリア比率
Ｍ_ＣＡ：Ａキャリアの積算補給量
Ｍ_ＣＢ：Ｂキャリアの積算補給量
Ｍ_Ｃ１：補給された現像剤中のキャリア重量）

図１０に、現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷを求めるフローチャートを示す。まず、現像器２０からキャリアが排出開始される重量Ｍ_Ｆが算出される（ステップＳ１０１）。そして、現像器２０への現像剤の補給が開始されると（ステップＳ１０２）、補給された現像剤中のキャリア重量が算出される（ステップＳ１０３）。次いで、補給された現像剤中のキャリアがＡキャリアかどうかが判断され（ステップＳ１０４）、Ａキャリアが補給された場合には、Ａキャリアの積算補給量に、補給された現像剤中のキャリア重量が加算される（ステップＳ１０５）。一方、Ｂキャリアが補給された場合には、Ｂキャリアの積算補給量に、補給された現像剤中のキャリア重量が加算される（ステップＳ１０６）。

次に、現像器２０内の総キャリア重量（Ｍ_ＣＯ＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ）が、キャリア排出開始重量Ｍ_Ｆより多いかどうかが判断される（ステップＳ１０７）。そして、現像器２０内の総キャリア重量がキャリア排出開始重量Ｍ_Ｆ以下の場合は、前記式（１）から現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷが算出される（ステップＳ１１１）。一方、現像器２０内の総キャリア重量が、キャリア排出開始重量Ｍ_Ｆより多い場合は（ステップＳ１０７）、補給された現像剤中のキャリアがＡキャリアかどうかがさらに判断される（ステップＳ１０８）。そして、補給された現像剤中のキャリアがＡキャリアであるときは、前記式（２）から現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷが算出され（ステップＳ１０９）、補給された現像剤中のキャリアがＢキャリアであるときは、前記式（３）から現像器２０内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷが算出される（ステップＳ１１０）。その後、算出されたＲ_ＮＥＷが、現像剤補給前の現像器内のＢキャリア比率Ｒ_ｄとして記憶される（ステップＳ１１２）。

本発明の現像装置では、補給容器から現像器に補給された第２キャリアの、現像器内の存在比率を算出し、算出された第２キャリアの存在比率に基づいてトナー濃度検知手段の設定値を補正するので、現像器内のトナー濃度を常に所定範囲内に保つことができ、トナー帯電量の変化に起因するカブリや濃度ムラなどの画像ノイズを効果的に防止でき有用である。

１ 装置本体
２ 現像装置
５ 現像剤ホッパー
Ｂ 現像剤ボトル（補給容器）
Ｄ１ 現像剤
Ｄ２ 補給現像剤
Ｓ１ 透磁率センサー（トナー濃度検知手段）
Ｓ２ 読み取り手段
２０ 現像器
２５ 第１搬送スクリュー（撹拌部材）
２６ 第２搬送スクリュー（撹拌部材）
６１ 第１記憶手段
６２ 第２記憶手段
６３ 算出手段
７１ ＩＣチップ（記録部材）

Claims (4)

1. 第１キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像器と、前記現像器内のトナー濃度を検知する透磁率センサーとを有する現像装置と、
   第１キャリアと嵩密度の異なる第２キャリアとトナーとを含む補給用現像剤を収容し、第２キャリアの特性を記録した記録部材が取り付けられた、装置本体に対して着脱自在の補給容器とを備え、
   前記透磁率センサーによる検知値と当該検知値と比較される値であり現像器へ補給用現像剤を補給するか否かを決定する設定値に基づいて、補給用現像剤を前記補給容器から前記現像器に補給するとともに、前記現像器内に過剰になった現像剤を前記現像器から排出する画像形成装置であって、
   第２キャリアの供給前に前記現像器に収容されていた第１キャリアの収容量と第１キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を記憶する第１記憶手段と、
   前記記録部材から第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を読み取る読取り手段と、
   前記読取り手段で読み取られた第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係と、前記補給容器から前記現像器に補給された第２キャリアの補給量とを記憶する第２記憶手段と、
   第２キャリアの供給前に前記現像器に収容されていた第１キャリアの収容量と、前記補給容器から前記現像器に補給された第２キャリアの補給量とから、前記現像器内の第２キャリアの存在比率を算出する算出手段と、
   をさらに備え、
   前記算出手段で検知された第２キャリアの存在確率に基づいて、
   前記第１キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係と前記第２キャリアの透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を用いて、第１キャリアと第２キャリアとが混合する現像器内のキャリアにおける透磁率センサーの検出値とトナー濃度の相関関係を求め、現像器内のトナー濃度が所定値となる様に前記透磁率センサーの設定値を補正することを特徴とする画像形成装置。
2. 第１キャリアとしてＡキャリアとＢキャリアとが所定比率で収容された前記現像器内に、第２キャリアとしてＡキャリア又はＢキャリアの少なくとも一方を補給する場合に、前記現像器内のＢキャリアの存在比率Ｒ_ＮＥＷを下記式（１）〜（３）から算出する請求項１記載の画像形成装置。
   （i）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：≦Ｍ_Ｆのとき
   Ｒ_ＮＥＷ＝Ｍ_ＣＢ／（Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ））・・・・・・（１）
   （ii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ａキャリアを補給するとき
   Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒｄ）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１） ・・・・・（２）
   （iii）Ｍ_Ｃ０＋Ｍ_ＣＡ＋Ｍ_ＣＢ：＞Ｍ_Ｆ 且つ Ｂキャリアを補給するとき
   Ｒ_ＮＥＷ＝（Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ＋Ｍ_Ｃ１）／（Ｍ_ｆ＋Ｍ_Ｃ１）・・・（３）
   （式中、Ｍ_Ｆ ：キャリア排出開始重量（Ｍ_ＦＡ×（１−Ｒ_ｄ）＋Ｍ_ＦＢ×Ｒ_ｄ）
   Ｍ_Ｃ０：スタート時のキャリア重量
   Ｍ_ＦＡ：Ａキャリアのみで排出開始キャリア重量
   Ｍ_ＦＢ：Ｂキャリアのみで排出開始キャリア重量
   Ｒ_ｄ ：現像剤補給前の現像器内のＢキャリア比率
   Ｍ_ＣＡ：Ａキャリアの積算補給量
   Ｍ_ＣＢ：Ｂキャリアの積算補給量
   Ｍ_Ｃ１：補給された現像剤中のキャリア重量）
3. 第２キャリアの嵩密度が、第１キャリアの嵩密度に対して０．６倍〜０．９５倍である請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 画像形成枚数、動作環境、画像の印字率の少なくとも１つ情報に基づいて、前記トナー検知手段の設定値をさらに補正する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。