JP7338288B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用する現像装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、現像装置における現像剤中のトナー濃度の変動を予測する方法に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラー上に形成されたトナーおよびキャリアから成る磁気ブラシにより像担持体（感光体）上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。

二成分現像方式の現像装置においては、現像装置内のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの割合）をトナー濃度センサーによって検知し、印字等による減少分だけ新たなトナーを補給している。しかし、トナー濃度センサーの出力がトナー濃度変動以外の要因、例えば温度によって変化してしまうと、トナー濃度を正しく検知できず、意図しないトナー補給動作によりトナー濃度の実測値が狙いのトナー濃度（基準濃度）よりも増加してしまうことがある。

この場合、印字終了後に長時間放置する等により現像装置内の温度が低下してトナー濃度センサーの出力が元に戻ることで、トナー濃度の実測値が基準濃度になるまでトナー補給が行われずに印字されることとなる。その結果、現像装置内のトナーの帯電量が上昇してトナーの現像性が低下するため、その後の印字動作で画像濃度が急激に低下するおそれがある。上記の対策として、センサー出力の変動要素である温度に応じてセンサー出力値を補正することでトナー濃度の増減を緩和できるが、トナー濃度の検知精度を高めるためには複数の温度センサーが必要となりコストアップに繋がる。

トナー濃度の変動に伴う画像濃度の低下を緩和する方法として、例えば特許文献１には、中間転写ベルト上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、中間転写ベルト上の２つのトナー像の間に試験画像を形成する試験画像形成手段と、試験画像の濃度を検知する濃度検知手段と、所定の理想値と検知濃度との差分を算出する差分算出手段と、この差分に応じて現像電圧を増減する増減手段とを設けることにより、現像特性が変化した場合に速やかに濃度補正をすることができる画像形成装置が開示されている。

特開２００９－１６９０５７号公報

特許文献１の方法は、印字間に試験画像を印字し、そのトナー濃度から現像電圧の最適値を設定後、次回印字時の印字間にもう一度試験画像を印字して同様に現像電圧の最適値の計算を行い、一回目と二回目の現像電圧の計算値から現像電圧の最適値を決定するという構成であるが、トナー濃度検知手段の出力値によらず試験画像を出力するため、例えば、トナーセンサーの出力が目標値に対して高く、印字によって明らかに濃度低下すると想定される場合以外であっても試験画像を出力してしまい、不要なトナーを消費するという問題点があった。また、画像形成装置の各色の画像形成部間の距離が短い場合、試験画像の出力のために印字間隔（紙間）を長くとる必要があり、印字速度が低下してしまうという問題点もあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、トナー濃度センサーの出力値と現像装置内のトナー濃度とに差が生じている場合であっても、画像濃度の低下を抑制可能な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に本発明の第１の構成は、画像形成部と、現像電圧電源と、制御部と、画像濃度センサーと、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成された像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、現像装置と、を備える。現像装置は、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器内に回転可能に支持され表面に二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、現像容器内の二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、現像剤担持体を用いて静電潜像をトナー像に現像する。現像電圧電源は、現像剤担持体に現像電圧を印加する。画像濃度センサーは、画像形成部により形成されたトナー像の画像濃度を検知する。制御部は、画像形成部および現像電圧電源を制御する。制御部は、画像濃度センサーの検知結果に基づいて現像電圧を調整することにより画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能である。制御部は、キャリブレーションの実行時または実行後の最初の画像形成時にトナー濃度センサーによりトナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度センサーの出力値Ｖと、トナー濃度が基準濃度であるときのトナー濃度センサーの目標値Ｖtargetとの差分Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、キャリブレーションの実行後にトナー消費量が所定の閾値に到達したときキャリブレーションを再実行する。

本発明の第１の構成によれば、トナー濃度センサーの出力値が目標値に比べて高く、キャリブレーションの実行後の印字によって画像濃度が低下すると予測される場合に、現像装置内のトナー濃度が低下するまでトナーが消費された適切なタイミングでキャリブレーションが再実行される。従って、現像装置内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサーの出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。さらに、トナー濃度センサーの出力値と目標値との差が小さい場合は通常のキャリブレーション実行条件を満たしたときにキャリブレーションが実行されるため、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略図 本実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図 画像形成部Ｐａの制御経路を含む画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図 本実施形態の画像形成装置１００におけるキャリブレーションの制御例を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらに駆動モーター（図示せず）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト（中間転写体）８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されている。転写紙Ｐは、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８の表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されている。駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。転写紙Ｐが二次転写ニップ部を通過する際に中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面印字された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

画像形成部Ｐｄの下流側であって中間転写ベルト８と対向する位置には画像濃度センサー４０が配置されている。画像濃度センサー４０としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサーが用いられる。中間転写ベルト８上のトナー付着量を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上に形成された各基準画像に対し測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、およびベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。

トナーおよびベルト表面からの反射光には正反射光と乱反射光とが含まれる。この正反射光および乱反射光は、偏光分離プリズムで分離された後、それぞれ別個の受光素子に入射する。各受光素子は、受光した正反射光と乱反射光を光電変換して主制御部８０（図３参照）に出力信号を出力する。そして、正反射光と乱反射光の出力信号の特性変化からトナー量を検知し、予め定められた基準濃度と比較して現像電圧の特性値などを調整することにより、各色について濃度補正（キャリブレーション）が行われる。

図２は、本実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。なお、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄに配置される現像装置３ｂ～３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。

図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤もという）が収納される現像容器２０を備えている。現像容器２０は仕切壁２０ａによって、攪拌搬送室２１と供給搬送室２２とに区画されている。攪拌搬送室２１および供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５ａおよび供給搬送スクリュー２５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。

そして、攪拌搬送スクリュー２５ａおよび供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、現像剤通過路によって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。

現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２５ｂの右斜め上方には現像ローラー３０が配置されている。現像ローラー３０の外周面の一部は現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａに対向している。現像ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する。

現像ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有するマグネット（図示せず）とで構成されている。なお、ここでは表面がローレット加工された現像スリーブを用いているが、表面に多数の凹形状（ディンプル）を形成したものや、表面がブラスト加工された現像スリーブ、更には、ローレット加工や凹形状の形成に加えてブラスト加工を施したものや、メッキ処理を施したものを用いることもできる。

また、現像容器２０には規制ブレード２７が現像ローラー３０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード２７の先端部と現像ローラー３０の表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

現像ローラー３０には、高圧発生回路４３（図３参照）により直流電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）および交流電圧Ｖｓｌｖ（ＡＣ）からなる現像電圧が印加される。

攪拌搬送室２１には、攪拌搬送スクリュー２５ａと対面してトナー濃度センサー３１が配置されている。トナー濃度センサー３１は、現像剤中のキャリアに対するトナーの割合（Ｔ／Ｃ）を検知するものであり、例えば、現像容器２０内における現像剤の透磁率を検知する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度センサー３１により現像剤の透磁率を検知すると、検知結果に相当する電圧値を後述する主制御部８０（図３参照）に出力し、主制御部８０によってトナー濃度センサー３１の出力値からトナー濃度が決定される。

センサー出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほどキャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほどキャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通すキャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。主制御部８０は、決定されたトナー濃度に応じてトナー補給モーター（図示せず）に制御信号を送信し、トナーコンテナ４ａ（図１参照）からトナー補給口２０ｃを介して攪拌搬送室２１に所定量のトナーが補給される。

図３は、画像形成部Ｐａの制御経路を含む画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図である。以下の説明では画像形成部Ｐａの構成および制御経路について説明するが、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄの構成および制御経路についても同様であるため説明を省略する。

現像ローラー３０は、直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路４３に接続されている。高圧発生回路４３は、交流定電圧電源４３ａと、直流定電圧電源４３ｂとを備える。交流定電圧電源４３ａは、昇圧トランス（図示せず）を用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を出力する。直流定電圧電源４３ｂは、昇圧トランスを用いてパルス状に変調した低圧直流電圧から発生させた正弦波の交流電圧を整流した直流電圧を出力する。

高圧発生回路４３は、画像形成時には交流定電圧電源４３ａおよび直流定電圧電源４３ｂから直流電圧に交流電圧を重畳させた現像電圧を出力する。

次に、画像形成装置１００の制御システムについて図３を参照して説明する。画像形成装置１００には、ＣＰＵ等で構成される主制御部８０が設けられている。主制御部８０は、ＲＯＭやＲＡＭ等からなる記憶部７０に接続される。主制御部８０は、記憶部７０に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて画像形成装置１００の各部（帯電装置２ａ～２ｄ、露光装置５、現像装置３ａ～３ｄ、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、クリーニング装置７ａ～７ｄ、定着部１３、高圧発生回路４３、電圧制御部４５等）を制御する。

電圧制御部４５は、高圧発生回路４３を制御する。なお、電圧制御部４５は、記憶部７０に記憶される制御プログラムで構成されていてもよい。

主制御部８０には液晶表示部９０、送受信部９１が接続されている。液晶表示部９０は、ユーザーが画像形成装置１００の各種設定を行うためのタッチパネルとして機能するとともに、画像形成装置１００の状態、画像形成状況や印字枚数等を表示する。送受信部９１は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。

ところで、画像形成装置１００の使用環境によってトナー濃度センサー３１の出力値が変動し、現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤中のトナー濃度が基準濃度から大きくずれてしまうという問題がある。具体的には、トナー濃度センサー３１として透磁率センサーを用いる場合、センサー温度が上昇すると感度が低下する。即ち、トナー供給を行っても出力値が低下しないため、過剰なトナー供給が行われて現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度が基準濃度よりも高くなる。

画像形成装置１００が長時間放置され、センサー温度が低下して出力値が正常に戻ると、現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度が基準濃度に低下するまでトナーが補給されずに印字が行われる。その結果、現像装置内のトナーの帯電量が上昇してトナーの現像性が低下する。この状態で印字が行われた場合、直後の数枚の印字で画像濃度が急激に低下するおそれがあった。また、キャリブレーションが実行された場合、現像装置内のトナー濃度が基準濃度よりも高い状態でキャリブレーションが実行されることになるため、トナー濃度の低下に伴いキャリブレーションによる濃度補正が適正値からずれるおそれもあった。

そこで、本発明では、キャリブレーションの実行時にトナー濃度センサー３１により現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度を検知する。そして、トナー濃度の検知値（実測値）が、トナー濃度が基準濃度であるときの検知値（目標値）に対して大きくずれている場合は、実測値と目標値との差分に相当するトナーが消費されたときに再びキャリブレーションを実行する。

図４は、本実施形態の画像形成装置１００におけるキャリブレーションの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図３を参照しながら図４のステップに沿ってキャリブレーションの実行手順について説明する。

先ず、主制御部８０は、キャリブレーション実行条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１）。キャリブレーション実行条件は、例えば画像形成装置１００の電源投入時、省電力（スリープ）モードからの復帰時、前回のキャリブレーションからの累積印字枚数が所定枚数に到達したとき等である。

キャリブレーション実行条件を満たす場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、キャリブレーションを実行する（ステップＳ２）。具体的には、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色について、濃度の異なる複数のパッチ画像（濃度補正パターン）を形成する。そして、中間転写ベルト８上に転写されたパッチ画像の濃度を画像濃度センサー４０により検知し、検知結果を用いて現像電圧を調整する。

また主制御部８０は、キャリブレーションの実行と同時にトナー濃度センサー３１の出力値Ｖを取得する（ステップＳ３）。そして、現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度が基準濃度であるときのトナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと、ステップＳ３で取得した出力値Ｖとの差分Ｖtarget－Ｖが閾値Ｘ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｖtarget－Ｖ≧Ｘである場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、キャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１を算出して記憶部７０に記憶する（ステップＳ５）。本制御例における積算印字率は、画像形成装置１００の使用開始時からの積算印字率である。

その後、主制御部８０は印字命令を受信したか否かを判定する待機状態に移行する（ステップＳ６）。Ｖtarget－Ｖ＜Ｘである場合は（ステップＳ４でＮｏ）、積算印字率Ｗ１を記憶せずに印字命令の待機状態に移行する（ステップＳ６）。印字命令を受信した場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）通常の画像形成動作によって印字を実行する（ステップＳ７）。

なお、ステップＳ１においてキャリブレーション実行条件を満たさない場合は（ステップＳ１でＮｏ）キャリブレーションを実行せずに印字命令の待機状態に移行する（ステップＳ６）。

次に、主制御部８０は積算印字率Ｗ１が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ８）。積算印字率Ｗ１が記憶されている場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）、現在の積算印字率Ｗを算出する（ステップＳ９）。そして、キャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１と現在の積算印字率Ｗとの差分Ｗ１－Ｗが閾値Ｙ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。閾値Ｙは、トナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと出力値Ｖとの差分Ｖtarget－Ｖに相当する印字率（トナー消費量）である。即ち、閾値Ｙは一定値ではなく、トナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと出力値Ｖとの差分Ｖtarget－Ｖに応じて変化する値である。

Ｗ１－Ｗ＜Ｙである場合は（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ６に戻り印字命令の待機状態を継続する。Ｗ１－Ｗ≧Ｙである場合は（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ２に戻りキャリブレーションを実行し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ２～Ｓ１０）。

一方、ステップＳ８で積算印字率Ｗ１が記憶されていない場合は（ステップＳ８でＮｏ）、前回のキャリブレーションの実行時にトナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと出力値Ｖとの差が小さかったということであるから、ステップＳ１に戻り、通常のキャリブレーション条件を満たすか否かを判定し、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１～Ｓ１０）。

上記の制御によれば、キャリブレーションの実行時にトナー濃度センサー３１により現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤中のトナー濃度を検知し、検知結果をトナー濃度の目標値と比較して一定以上の差がある場合はキャリブレーション実行時の積算印字率Ｗ１を記憶部７０に記憶しておく。そして、その後の印字動作を加えた積算印字率Ｗとの差分Ｗ１－Ｗがトナー濃度の差分に相当する印字率（トナー消費量）となったとき再びキャリブレーションを実行する。

これにより、トナー濃度センサー３１の出力値が目標値に比べて高く、キャリブレーションの実行後の印字によって画像濃度が低下すると予測される場合に、現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度が目標値に低下するまでトナーが消費された適切なタイミングでキャリブレーションが再実行される。従って、現像装置３ａ～３ｄ内のトナー濃度が大きく変動した状態で画像形成装置１００が使用される期間を最小限に抑えることができる。また、トナー濃度センサー３１の出力値を温度に基づいて補正する必要がないため、温度センサーの個数を削減することができる。

また、トナー濃度センサー３１の出力値と目標値との差が小さい場合は通常のキャリブレーション実行条件を満たしたときにキャリブレーションが実行されるため、不要なタイミングでのキャリブレーションの実行による消費トナーの増加や、画像形成効率の低下（印字待ち時間の増加）を抑制することができる。

なお、図４に示した制御例では、積算印字率Ｗ１、Ｗとして画像形成装置１００の使用開始時からの積算印字率を算出しているが、例えばＷ１、Ｗをキャリブレーション実行前の或る時点からの積算印字率としてもよい。また、前回のキャリブレーションの実行後の印字動作だけの積算印字率を別途算出してもよい。即ち、前回のキャリブレーションの実行後の印字動作による積算印字率が、トナー濃度の差分に相当する印字率（トナー消費量）となったとき再びキャリブレーションを実行するようにすればよい。

また、前回のキャリブレーションの実行時における積算印字率Ｗ１と現在の積算印字率Ｗとの差分Ｗ１－Ｗに基づいてキャリブレーションの再実行の要否を決定しているが、トナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと出力値Ｖとの差分Ｖtarget－Ｖに相当するトナー消費量を表わす値であれば、積算印字率に限定されない。例えば、トナー濃度センサー３１の出力値Ｖが目標値Ｖtargetまで上昇したときＶtarget－Ｖに相当するトナー消費量に到達したと判定してもよい。

或いは、前回のキャリブレーションの実行時からの積算印字枚数や、現像装置３ａ～３ｄの積算駆動時間に基づいてキャリブレーションの再実行の要否を決定することもできる。積算印字枚数や積算駆動時間の閾値は一定値ではなく、トナー濃度センサー３１の目標値Ｖtargetと出力値Ｖとの差分Ｖtarget－Ｖに応じて変化する値である。

また、図４に示した制御例では、キャリブレーションの実行時にトナー濃度センサー３１により現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤中のトナー濃度を検知しているが、キャリブレーションの実行後の最初の印字動作時にトナー濃度センサー３１により現像装置３ａ～３ｄ内の現像剤中のトナー濃度を検知してもよい。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、二成分現像剤を担持する現像ローラー（現像剤担持体）３０を備えた二成分現像式の現像装置３ａ～３ｄを備えた画像形成装置１００について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。供給搬送スクリュー２５ｂと現像ローラー３０との間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、供給搬送スクリュー２５ｂから磁気ローラーに現像剤を供給した後に、磁気ローラーから現像ローラー３０にトナーのみを供給する現像装置を備えた画像形成装置にも全く同様に適用することができる。

また、本発明は図１に示したようなカラープリンターに限らず、モノクロプリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像式の現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、二成分現像剤を用いる現像装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、トナー濃度センサーの出力値と現像装置内のトナー濃度とに差が生じている場合であっても、画像濃度の低下を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

Ｐａ～Ｐｄ 画像形成部
１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ～２ｄ 帯電装置
３ａ～３ｄ 現像装置
５ 露光装置
８ 中間転写ベルト
２０ 現像容器
２１ 第１攪拌スクリュー
２２ 第２攪拌スクリュー
３０ 現像ローラー（現像剤担持体）
３１ トナー濃度センサー
４０ 画像濃度センサー
４３ 高圧発生回路（現像電圧電源）
７０ 記憶部
８０ 主制御部
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置と、
   キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内に回転可能に支持され表面に前記二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像容器内の前記二成分現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサーと、を有し、前記現像剤担持体を用いて前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   を有する画像形成部と、
   前記現像剤担持体に現像電圧を印加する現像電圧電源と、
   前記画像形成部により形成された前記トナー像の画像濃度を検知する画像濃度センサーと、
   前記画像形成部および前記現像電圧電源を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記制御部は、前記画像濃度センサーの検知結果に基づいて前記現像電圧を調整することにより前記画像濃度の補正を行うキャリブレーションを実行可能であり、
   前記制御部は、前記キャリブレーションの実行時または実行後の最初の画像形成時に前記トナー濃度センサーにより前記トナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度センサーの出力値Ｖと、前記トナー濃度が基準濃度であるときの前記トナー濃度センサーの目標値Ｖtargetとの差分Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の通常の画像形成動作によるトナー消費量が所定の閾値に到達したとき前記キャリブレーションを再実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記キャリブレーションを再実行する際の前記閾値を、前記Ｖtarget－Ｖに相当する前記トナー消費量と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. 前記制御部は、前記Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の積算印字率に基づいて前記Ｖtarget－Ｖに相当する前記トナー消費量に到達したか否かを判定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. 前記制御部は、前記Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の前記トナー濃度センサーの出力値Ｖに基づいて前記Ｖtarget－Ｖに相当する前記トナー消費量に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の積算印字枚数に基づいて前記Ｖtarget－Ｖに相当する前記トナー消費量に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記Ｖtarget－Ｖが所定値以上である場合、前記キャリブレーションの実行後の画像形成による前記現像装置の積算駆動時間に基づいて前記Ｖtarget－Ｖに相当する前記トナー消費量に到達したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記画像形成装置の電源投入時、省電力モードからの復帰時、前回の前記キャリブレーションの実行後における積算印字枚数の所定枚数到達時、の少なくともいずれかの条件を満たした場合に前記キャリブレーションを実行することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記トナー濃度センサーは、前記二成分現像剤の透磁率を検知する透磁率センサーであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。

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