画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成方法
【課題】 二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤の特性値変化を効率良く検知し、現像剤変化に応じて制御値を最適化することにより、経時または環境変動時に、高品位の画像を安定的に維持する。
【解決手段】 感光体ドラム１００と、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｇを収納し、感光体ドラム１００の表面の静電潜像をトナーで現像する現像器３００と、現像器３００内の現像剤Ｇのトナー濃度を検出する透磁率センサ３５０とを具備し、複数の画像出力モード（標準線速、厚紙モード時の線速１，２）が実行可能な画像形成装置において、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時における透磁率センサ３５０からの出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御部３７を有する。
【解決手段】 感光体ドラム１００と、トナーとキャリアとを含む現像剤Ｇを収納し、感光体ドラム１００の表面の静電潜像をトナーで現像する現像器３００と、現像器３００内の現像剤Ｇのトナー濃度を検出する透磁率センサ３５０とを具備し、複数の画像出力モード（標準線速、厚紙モード時の線速１，２）が実行可能な画像形成装置において、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時における透磁率センサ３５０からの出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御部３７を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等、あるいはこれらの少なくとも一つから構成される複合機等の画像形成装置、カラー画像形成装置およびそれを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置のうちでも複写機、レーザプリンタにおいては、高画質を求められると同時に、高耐久性、高安定性も望まれている。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とからなる二成分現像剤（以下、単に「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、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させ、像担持体としての感光体と対向する位置で現像スリーブに現像バイアスを印加することにより現像を行う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。この方式において、現像剤は現像スリーブの回転に伴い、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、現像剤中の多数の磁性キャリア（以下、単に「キャリア」というときがある）が現像極の磁力線に沿いながらトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。
【０００３】
これら二成分現像方式は、一成分現像方式と異なり、トナーとキャリアとの重量比（トナー濃度）を精度よく制御することが、画像の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たり、細部解像力の低下が生じたりする。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や、キャリア付着が発生するという不具合が生じる。そのため、トナー補給量を制御して、現像剤の中のトナー濃度を適正範囲に調整する必要がある。ここで、トナー濃度制御は、トナー濃度検出手段（透磁率センサ）によるトナー濃度の検出値としての透磁率の出力値：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。
【０００４】
トナー濃度を検知する方法・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、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基準濃度の出力と比較して、トナー濃度の現在値を検知するものである（例えば、特許文献１ないし５、７および８参照）。
【０００５】
また別のトナー濃度検知方法としては、光学センサを用いる方法があり、感光体ドラムまたは中間転写ベルト上に基準パターンを形成し、このパターンの画像部と非画像部の反射濃度を前記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（例えば、特許文献６および９参照）。
。また、印刷中においても、紙間で基準パターンを作成し、逐次、透磁率センサの基準値：Ｖｒｅｆを制御する方法も公知である。
しかしながら、紙間で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、紙間の基準パターン作成による、補正は行わない方向である。さらに、中間転写ベルト上にパターンを作成する場合、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のパターン作成を極力抑える傾向がある。こうした場合、連続印字時や画像モード変更（プロセス線速の変更）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。
【０００６】
ところで、これら二成分現像装置、特にカラー画像形成装置においては、トナー分散性を向上するために、シリカや酸化チタン等の添加剤がトナー表面に外添されている。これら添加剤はメカ的ストレスや熱ストレスに弱く、現像器内での攪拌時に、トナー内部に埋没したり、表面から離脱したりする現象が発生する。その結果、現像剤（トナーおよびキャリアを含む）の流動性や帯電特性が変化し、かさ密度が変化する。
また、経時においても、キャリア表面の形状の変化、トナー外添剤の離脱蓄積、キャリアコート膜削れによるＣＡ（キャリアの帯電能力）の低下により、流動性が変化し、かさ密度が変化する。
これらの変化は透磁率センサが正確にトナー濃度を検知する上で障害となる。例えば複数の画像出力モードを有し、それに伴い現像器中の攪拌スクリュの回転数が変化するシステムの場合、同一トナー濃度であっても、出力値が変化するが、現像剤の劣化状態や、使用状況によって補正量が変化してしまい正確に補正を行うことが困難な状況となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０７３５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５８８号公報
【特許文献３】特開平９−２３６９８３号公報
【特許文献４】特開平５−２３２８１４号公報
【特許文献５】特開平７−２８３２５号公報
【特許文献６】特開２００２−２５８５４７号公報
【特許文献７】特開２００３−２８０３５５号公報
【特許文献８】特開２００４−２０６１４号公報
【特許文献９】特開平７−１６８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００２−２０７３５７号公報（特許文献１）記載の技術では、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度検出手段（透磁率センサ）にて検出して、その検出値をしきい値と比較して現像装置内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、トナー濃度検出手段の検出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。
しかしながら、前記の方法においては、初期的には制御が可能であると考えられるが、経時における劣化による補正が考慮されていないため、長期にわたって高品位画像の安定性を維持することは困難であると考えられる。
【０００９】
特開２００２−１４５８８号公報（特許文献２）記載の技術では、現像装置（搬送スクリュ）の回転速度に応じて、トナー濃度センサ（透磁率センサ）のしきい値を変化させるものであるが、前者の技術と同様に、経時における劣化による補正が考慮されていないため、長期にわたって高品位画像の安定性を維持することは困難であると考えられる。
【００１０】
また、特開２００３−２８０３５５号公報（特許文献７）記載の技術では、トナー濃度制御にトナー濃度センサＳＤ（透磁率センサ）の出力値であるＶｔ値をそろえるために、Ｖｃ（コントロール電圧もしくはＶｃｎｔ：センサ制御電圧）を変化させている。Ｖｃ値を変化すると、トナー濃度センサＳＤの特性（感度）が大きく変化する場合があるため、容易に変えることは困難である。また、Ｖｃ値の調整は、例えば二分割法により１０点程度電圧を変化させて、目標のＶｔ値になるように調整することが必要であるため、調整に時間を要する。さらに調整時には、トナー濃度を基準値（８重量％）に設定する必要がある。そのため、プロセスコントロールにかかる時間を増大させることが考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、現像剤の特性値変化を効率良く検知し、現像剤変化に応じて制御値を最適化することにより、経時または環境変動時に、高品位の画像を安定的に維持することが可能な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成方法を提供することを主な目的としている。その他、後述の効果を奏することが可能な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、各請求項毎の発明では、以下のような特徴ある手段・構成を採っている。
請求項１記載の発明は、表面に潜像を形成する像担持体と、該像担持体に対向して配置され、トナーと該トナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、前記像担持体の表面の潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを具備し、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成装置において、少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御手段は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記プロセス線速に対する傾きを算出することにより、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、前記画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度検出手段が、二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像出力モードの実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を補正することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を画像形成枚数に応じて実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を環境変動に応じて実行することを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載の画像形成装置において、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像手段を有し、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を前記複数の現像手段でそれぞれ独立して実行することが可能であることを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００２１】
請求項１０記載の発明では、像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、前記像担持体の表面上に形成される潜像を前記現像剤担持体から供給されるトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを使用して、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成方法において、少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前記課題を解決して新規な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。すなわち、本発明によれば、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、トナー濃度検出手段（特には透磁率センサ）からの検出値（出力値Ｖｔ）の補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を含む実施形態を説明する。実施形態、変形例および実施例等に亘り、同一の機能および形状等を有する部材や構成部品等の構成要素については、同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がないものは適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、実施形態、変形例および実施例等のそれと区別するものとする。
（第１の実施形態）
図１〜図７に、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す。
まず、図１を参照して、本発明を適用した画像形成装置の全体構成を説明する。同図に示す画像形成装置は、その一例としてのフルカラー画像形成装置５０であり、４色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に像担持体としての感光体、現像手段としての現像装置等を具備し、各色のトナー像をシート状記録媒体の一例としての転写材（以下、さらに具体的な「転写紙」で説明する）に順次転写することにより、フルカラー画像を形成するタンデム方式の装置構成である。
【００２４】
図１において、符号４０は、フルカラー画像形成装置５０の装置本体を示す。フルカラー画像形成装置５０の装置本体４０内には、像担持体としての４個の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋが左斜め上方向に図において右から左へとこの順に並んで配設されている。各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の画像を形成するための画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋが配置されている。これらの画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋによりフルカラー画像を形成する。各色の画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋは、それぞれ同じ構成および動作を行うようになっているため、最右方部に配置されたイエロー（Ｙ）の画像形成部２２Ｙについてのみ説明し、他の画像形成部２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋについては同じ部分に同一のアラビア数字を付すとともにその色を表す英字を添えることで説明を省略する。
【００２５】
画像形成部２２Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ（以下、「感光体ドラム１Ｙ」という）と、この感光体ドラム１Ｙの周りに配設されイエロー（Ｙ）画像を繰り返し形成するための帯電手段としての帯電装置２Ｙ、図示を省略した露光手段としての露光装置から照射される露光４Ｙ、現像手段としての現像装置（以下、「現像器」というときがある）３Ｙ、クリーニング手段としてのクリーニング装置６等から構成されている。
【００２６】
感光体ドラム１Ｙは、装置本体４０の図示しない筐体側板に図１において時計回りに回転自在に支持されている。前記露光装置は、画像信号に応じてレーザ光を生成照射する図示しないレーザダイオード（ＬＤ）、このＬＤから照射されたレーザ光を走査するポリゴンミラー（図示せず）等からなるレーザ光走査光学系（図示せず）を有していて、露光４Ｙがなされる。
各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの配置位置の図１において下方には、シート状記録媒体である転写材の一例としての転写紙Ｐを吸着し搬送する搬送転写ベルト５が対向して張設されている。搬送転写ベルト５は、駆動ローラ１５と従動ローラ１７との間に掛け渡されて図中矢印方向（反時計回り）に走行搬送するようになっている。搬送転写ベルト５は、転写紙Ｐを静電吸着・担持し搬送する搬送転写手段としての機能を有する。
【００２７】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに対向する図１において下方には、搬送転写ベルト５を挟んで接触転写手段としての転写ローラを備えた転写装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋが配設されている。各転写装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋは、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成された各色のトナー像を搬送転写ベルト５により静電吸着されて搬送される転写紙Ｐ上に電界の作用で転写する周知の機能を有する。転写紙Ｐは、装置本体４０の下部に配設された給紙部１９−１〜１９−３の何れか一つの給紙部が選択されることにより、所定のタイミングをとって搬送転写ベルト５上に送り出される。
【００２８】
給紙部１９−１〜１９−３は、転写紙Ｐを積載収納しているサイズのみ異なり、同様の構成を有しているため、給紙部１９−１を代表して説明する。給紙部１９−１は、転写紙Ｐを積載収納する給紙カセット２１と、この給紙カセット２１の上方に配設され最上位の転写紙Ｐを１枚ずつ給送する給紙コロ２０と、この給紙コロ２０により給送された転写紙Ｐを所定のタイミングで送り出す一対のレジストローラ１８等とから主に構成されている。給紙コロ２０とレジストローラ対１８との間の転写材搬送路には、図示しない転写材ガイド板および搬送コロ対が配設されている。
【００２９】
転写材搬送路の下流側である図１において装置本体４０の左方部には、搬送転写ベルト５上から転写紙Ｐを分離するための図示しない分離装置が搬送転写ベルト５を介して駆動ローラ１５に対向して設けられる。該分離装置の左側には転写紙Ｐに転写された各色のトナー像を溶融加圧定着するための定着ローラおよび加圧ローラを具備する定着装置９が、さらに定着装置９の上方には排紙ガイド板（図示せず）を介して一対の排紙ローラ２４が、この排紙ローラ対２４の右方下部にはトナー画像の形成された転写紙Ｐを排出するための排紙トレイ（図示せず）を備えた排紙部２３が配設されている。
図１には、本発明の主として、各現像装置３Ｙ、３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋへのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラーメータを更新するための制御手段の機能・構成を有する図示しない制御部（制御装置）を各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋ（画像形成ステーション）ごとに有しており、これについては後で詳述する。
【００３０】
フルカラー画像形成装置５０では、従来の画像形成装置と同様に、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な構成を有している。
ここで、「画像出力モード」とは、プロセス線速の変更を伴う、高速、低速モード等を指す。本実施形態においては、各モードにおけるプロセス線速はそれぞれ、標準モードが２０５（ｍｍ／ｓ）、線速１が１１５（ｍｍ／ｓ）、線速２が７７（ｍｍ／ｓ）である。
ここで、標準モードは、例えば普通紙へコピーを行う際の一番速いコピー速度（画像形成速度）に、線速１は、例えば厚紙へコピーを行う際の中速のコピー速度に、線速２は、厚紙への画質良好なコピーを行う際の超低速のコピー速度に、それぞれ相当する。
【００３１】
次に、フルカラー画像形成時の動作を説明する。
図示しない操作パネルのキー操作等によりフルカラー画像形成の信号が送信されると、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋが所定のタイミングでそれぞれ作動して、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に各色のトナー像が形成される。これを画像形成部２２Ｙで例示すると、感光体ドラム１Ｙが図１中時計回り方向に回転するとともに、その外表面が帯電装置２Ｙにより一様に帯電された後、露光装置３Ｙの前記ＬＤから画像信号に応じてレーザ光が照射され、前記ポリゴンミラーにより走査されつつ感光体ドラム１Ｙ上に露光・結像されて、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム１Ｙが現像装置３Ｙに対向すると、現像器３Ｙ内の現像剤担持体である現像ローラとも呼ばれる現像スリーブ３０２（図２参照）により現像器３Ｙ内の現像剤が感光体ドラム１Ｙと対向する現像ニップ領域へ搬送されることで、現像剤中のトナーが感光体ドラム１Ｙの表面に形成された静電潜像に供給・付着されて現像され、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー（Ｙ）の顕像化されたトナー像が形成される。
他色の画像形成部２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋでも、画像形成部２２Ｙと同様にしてトナー像が形成される。
【００３２】
一方、給紙カセット２１にセットされた転写紙Ｐは、給紙コロ２０により取り出され、転写材搬送路に沿ってレジストローラ対１８に送られた後、レジストローラ対１８により、転写紙Ｐの先端が感光体ドラム１Ｙ上に形成された一色目のイエロー（Ｙ）のトナー像にタイミングを合わせて感光体ドラム１Ｙの転写部の転写領域に送られる。
一色目のイエロー（Ｙ）のトナー像転写位置において、転写装置８Ｙにより形成される電界の作用で、イエロー（Ｙ）のトナー像が転写紙Ｐに転写され、その転写が行われると同時に、転写紙Ｐは搬送転写ベルト５に静電吸着されて搬送転写ベルト５により搬送される。このようにしてイエロー（Ｙ）のトナー像が転写された転写紙Ｐは、各色毎に順に設けられた転写装置８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋと各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間の転写位置に順次搬送され、各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成されたシアン（Ｃ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、ブラック（Ｂｋ）のトナー像が転写紙Ｐ上に順次転写される。こうして全ての色のトナー像が転写紙Ｐ上に転写されることでフルカラーのトナー像が転写紙Ｐ上に形成される。
【００３３】
フルカラーのトナー像が形成された転写紙Ｐは、前記分離装置により搬送転写ベルト５から分離された後、定着装置９へ送り込まれ、定着装置９によりフルカラーのトナー像が溶融加圧定着されてフルカラー画像が完成し、排紙部２３の排紙ローラ対２４を介して排紙トレイ（図示せず）上に排出される。
【００３４】
一方、クリーニング装置６Ｙでは、転写紙８に転写し切れずに感光体ドラム１Ｙ表面に残った残留トナー等をクリーニングブレードにより除去され、図示しない廃トナー回収経路を通じて廃トナーボトル１０に回収・貯留される。クリーニング装置６Ｙを通過した感光体ドラム１Ｙの表面は、その後、帯電装置２Ｙにより表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。これと同様の動作が、残りの各画像形成部２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋでも同様に行われる。
【００３５】
図２に、フルカラー画像形成装置５０の画像形成部の要部、現像装置周りおよびその制御構成を示す。図２に示す画像形成部は、説明の簡明化を図るために、図１に示した画像形成部２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋの何れか一つを総括的な表現で表している他、単色の画像形成装置の画像形成部も表している。
図２において、符号１００は、像担持体としてのドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という）を、符号３００は、感光体ドラム１００上に形成された静電潜像を顕像化（可視像化）すべく現像する現像手段としての現像装置（以下、「現像器」と言い替える）を、符号Ｇは二成分現像剤をそれぞれ示す。
感光体ドラム１００は、例えば図１に示した感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの総括的な表現であり、現像装置３００も例えば図１に示した現像装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの総括的な表現である。
【００３６】
感光体ドラム１００は、光導電性を有し表面に静電潜像を形成する感光体であり、例えば周知の有機感光体からなる。感光体ドラム１００は、図２中矢印で示す時計回りに駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により回転駆動される。像担持体は、感光体ドラム１００に限らず、例えばベルト状の感光体であってもよい。
感光体ドラム１００の周りには、図１に示したと同様に図２中矢印で示す回転方向の順に、同図のほぼ真上に配置された図示しない帯電装置、図示しない露光装置からの露光、前記現像器３００、図示しない転写装置、図示しないクリーニング装置が配置されていて、これらによって画像形成部が構成されている。
【００３７】
現像器３００は、感光体ドラム１００に対向して配置され、トナーＴとトナーＴを保持する磁性キャリアＣ（以下、単に「キャリアＣ」という）とを含む二成分現像剤Ｇ（以下、単に「現像剤」というときがある）を担持し、該現像剤を感光体ドラム１００との間に形成される現像領域に搬送し、内部に磁石（図示せず）を有する現像剤担持体としての現像ローラとも呼ばれる現像スリーブ３０２を備え、感光体ドラム１００の表面上に形成される静電潜像を現像スリーブ３０２から供給されるトナーＴで現像する機能・構成を具備している。
現像スリーブ３０２は、その軸の両端部が、これを内蔵するハウジングである現像器ケーシング３０１の紙面の手前側および奥側に形成された図示しないケーシング側壁に、図２中矢印で示す回転方向（反時計回り）に回転自在に支持されていて、図示しない駆動手段によって同方向に回転駆動される。
【００３８】
現像器３００は、前記現像スリーブ３０２の他に、図１および図２に示すように、前記図示しないケーシング側壁により両図中矢印で示す回転方向（反時計回り）に回転自在に支持された第１攪拌軸に固着された第１搬送スクリュ部３０５と、前記図示しないケーシング側壁により両図中矢印で示す回転方向（時計回り）に回転自在に支持された第２攪拌軸に固着された第２搬送スクリュ部３０４と、第１搬送スクリュ部３０５から移動され現像スリーブ３０２の外周面上に担持された現像剤Ｇを所定の層厚に規制する現像剤層厚規制手段・部材としてのドクターブレード３０３等とから主に構成されている。
現像器ケーシング３０１には、第１搬送スクリュ部３０５と第２搬送スクリュ部３０４とを仕切る仕切り壁が一体的に形成されている。図２において、符号３１０は、現像スリーブ３０２の外周上方を覆うトナー補給部ハウジングを示す。ドクターブレード３０３の基端部は、現像器ケーシング３０１の内壁に図示しない締結手段によって締結・固定されている。
【００３９】
現像剤Ｇは、図１および図２中砂状模様で示されている。現像器３００には、例えば、新規トナーを収納したトナーボトル（図示せず）およびこの供給口に接続された補給経路（図示せず）を介して、新規トナーが第２搬送スクリュ部３０４側のトナー補給部に補給されるようになっている。トナーＴは、例えばポリエステルを主材とし顔料あるいは（本実施形態例では例えばカラー画像形成装置なのでイエロー、マゼンタ、シアン、カーボンブラックの少なくとも２色）の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を表面に添加したものからなるが、もちろん他の周知のものでもよい。
また、現像器３００には、例えば、新規キャリアを収納したキャリアボトル（図示せず）、その供給口に接続された補給経路（図示せず）および新規キャリアあるいは新規現像剤を送り込み圧送する粉体ポンプの一種であるモーノポンプ（図示せず）を介して、新規キャリアあるいは新規現像剤が直接的に補給されるように構成されている。キャリアＣは、例えばフェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたものからなるが、もちろん他の周知のものでもよい。
両図に示すように、現像剤Ｇは、第１攪拌軸に固着された第１搬送スクリュ部３０５と、第２攪拌軸に固着された第２搬送スクリュ部３０４との間で循環している。
【００４０】
現像剤Ｇは現像スリーブ３０２の図示しない汲み上げ磁極により、現像器３００を構成している現像ユニット内の第１搬送スクリュ部３０５から現像スリーブ３０２に移動する。その後、現像剤Ｇは現像スリーブ３０２の図２中矢印方向への回転に伴い、搬送極の磁場と現像スリーブ３０２表面の摩擦力とによりドクターブレード３０３近傍まで搬送される。ドクターブレード３０３近傍まで搬送された現像剤Ｇは、ドクター上流部３２０において一旦滞留し、ドクターブレード３０３の先端であるドクターエッジ部３０３ａと現像スリーブ３０２外周面とのギャップＧｄで層厚を規制された後、現像領域に搬送される。
【００４１】
現像領域には、所定の現像バイアスが印加されており、感光体ドラム１００上に形成された静電潜像にトナーＴを付勢する方向に現像電界が形成されるため、トナーＴは感光体ドラム１００上に現像される。また、現像領域を通過した現像剤Ｇは、現像スリーブ３０２上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ３０２から離れ、第１搬送スクリュ部３０５に戻る。その後、現像剤Ｇは第２搬送スクリュ部３０４に移動し前記トナー補給部にて、適正なトナー濃度に調整され現像スリーブ３０２に再び搬送される。
現像器ケーシング３０１の底部には、該現像器３００内における現像剤Ｇ中のトナーＴの濃度を検出するトナー濃度検出手段としての透磁率センサ３５０が内壁に露出した状態で配置・取り付けられている。
【００４２】
現像工程終了後、感光体ドラム１００に現像されたトナーは図示しない転写装置にて、すなわち単色の画像形成装置においては転写装置（図示せず）を構成する図示しない転写ローラを介して転写紙に、図１に示したカラー画像形成装置５０においては搬送転写ベルト５を介して転写紙Ｐに、または中間転写体としての図示しない中間転写ベルト（図示せず）に転写される。この際、感光体ドラム１００に残留した残留トナーは、図２では省略しているクリーニング装置により除去・回収される。
【００４３】
図２のブロック図を参照して、制御構成を説明する。
透磁率センサ３５０の詳細構成および利点等は、例えば特開２００２−２０７３５７号公報（特許文献１）の段落番号「０００７」〜「０００８」に記載されているものと同様であるため、その説明を省略する。
感光体ドラム１００の外周面の近傍には、感光体ドラム１００上に形成されたトナー画像（テスト用のトナー画像）のトナー付着量を検知してトナー付着量検知信号を出力するトナー付着量検出手段としての光学センサ３０が配置されている。光学センサ３０は、例えば反射型のフォトセンサからなる。図１のフルカラー画像形成装置５０においては、光学センサ３０は、搬送転写ベルト５上に形成されたトナー画像（テスト用のトナー画像）のトナー付着量を検知する。
【００４４】
透磁率センサ３５０と光学センサ３０（図１に設置位置記載）とは、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介してＩ／Ｏボード３１に接続されている。制御部３７は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３２、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２０、ＲＡＭ（読み出し書き出しメモリ）３４およびＩ／Ｏボード３１から主に構成されている。ここでのＲＡＭ３４は、説明の簡明化を図るためＮＶ−ＲＡＭ（電池等の電源でバックアップされたメモリやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ）を含む広い概念の記憶装置を意味する。
【００４５】
ＣＰＵ３２からは、Ｉ／Ｏボード３１を介して、図示しない補給装置（前記したトナー補給部）を駆動するトナー補給駆動モータ１４に制御指令信号を伝達するように構成されている。ＲＡＭ３４には、Ｉ／Ｏボード３１を介して透磁率センサ３５０から送信されるトナー濃度に係る出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像器３００内のトナー濃度の制御基準値Ｖｒｅｆを記憶するＶｒｅｆレジスタ、光学センサ３０からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。ＲＯＭ３３には、後述するフローチャートに係るトナー濃度制御プログラム、および画像濃度制御パラメータ補正プログラムが記憶されている。
【００４６】
制御部３７のＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３３に記憶されている前記プログラムを呼び出しながら、次の制御を行う制御手段としての諸機能を有する。
ＣＰＵ３２は、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの検出値としての出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段としての機能を有する。
ＣＰＵ３２は、複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段としての機能を有する。
【００４７】
また、ＣＰＵ３２は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行う制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行する制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、画像出力モードの実行時における透磁率センサ３５０からの出力値を補正する制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば感光体ドラム１００への前記露光装置からのレーザ光等の書き込み信号により認識される画像形成枚数、感光体ドラム１００（または搬送転写ベルト５）の総回転数を計数し認識することによるエンジンの駆動時間（総走行距離）、および
温湿度センサ３４０から送信されてくる温湿度信号による環境変動の少なくとも１つに応じて実行する制御手段としての機能を有する。
【００４８】
先ず、印刷ごとに実行されるトナー補給制御動作について説明する。以下の諸制御動作では、制御部３７のＣＰＵ３２（以下、説明の簡明化のため「制御部３７」というときがある）の制御の下で実行されるため、ＣＰＵ３２による一々の説明を省略する。
図３を参照して、透磁率センサ３５０の検出値である出力値Ｖｔとトナー濃度（重量パーセント：ｗｔ％）との関係について述べる。図３において、ｙ軸でもある縦軸には透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔ（Ｖ）を、ｘ軸でもある横軸にはトナー濃度（重量パーセント：ｗｔ％）をそれぞれ取って示すように、あるトナー濃度の範囲では直線近似することが可能である。換言すれば、図３に示した出力値Ｖｔ（Ｖ）とトナー濃度（重量％）とは、ｙ＝−０．５５１９ｘ＋５．８１４４という略一次関数で表すことができる。
同図から分かるように、トナー濃度が高いほど、出力値Ｖｔが小さくなる特性を示す。この特性を利用して、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔが制御基準値Ｖｒｅｆより大きい場合に現像器３００の前記トナー補給部のトナー補給駆動モータ１４を駆動してトナー補給動作を行う。
【００４９】
以下、本実施形態の現像剤特性値測定方法と補正方法について、具体的に説明する。
図４において、ｙ軸でもある縦軸には透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔ（Ｖ）を、ｘ軸でもある横軸にはプロセス線速（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ取って示すように、あるトナー濃度の範囲では直線近似することが可能である。換言すれば、図４に示した出力値Ｖｔとプロセス線速とは、ｙ＝−０．００８ｘ＋３．０５５９という略一次関数で表すことができる。
複数のプロセス線速を有する画像形成装置（例えば、図１のフルカラー画像形成装置５０参照）の場合、そのプロセス線速が異なるとき、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔは、同一のトナー濃度であっても異なった値として出力される。そのため、線速ごとに透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔの補正を行う必要がある。これは、制御基準値Ｖｒｅｆに対して、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔが大きくずれてしまうことにより、適正なトナー補給制御が困難となるためである。
【００５０】
複数のプロセス線速ごとに透磁率センサの出力値の補正を行う場合の手順について、図５フローチャートを参照しながら説明する。
先ず、ステップＳ１において、画像出力モード（印刷モード）、すなわち線速を検知する。ステップＳ２において、透磁率センサ３５０から出力される出力値Ｖｔ'を検知する。ここで、出力値Ｖｔ'（以下、各フローチャートでは「出力値」を省略する）とは、透磁率センサ３５０から出力される値そのものであり、補正は行われていない。次にステップＳ３に進み、どのようなプロセス線速であるかを判定する。標準線速であれば、補正を行わず出力値Ｖｔ＝出力値Ｖｔ'として出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ４およびステップＳ５）。
【００５１】
標準線速以外の場合は、ステップＳ６に進み、ここで線速１の場合は、出力値Ｖｔ＝Ｖｔ'−ΔＶｔ１として、出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ５）。線速２の場合は、出力値Ｖｔ＝Ｖｔ'−ΔＶｔ２として出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ５）。ここで、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２は補正量（Ｖ）である。本実施形態においては、前述したとおり各モードにおけるプロセス線速はそれぞれ、標準モードにおける標準線速が２０５（ｍｍ／ｓ）、線速１が１１５（ｍｍ／ｓ）、線速２が７７（ｍｍ／ｓ）である。
【００５２】
この補正において、各線速に対する補正量は、従来は実験で求めた固定値であることが一般的であった。しかしながら、現像剤劣化の進行に伴い現像剤の流動性、かさ密度が変化するため、透磁率センサ３５０の出力値が大きく変動してしまい、経時において正確に出力値Ｖｔの補正を行うことが困難となった。
また、固定値では環境変動による現像剤特性の変化を加味して補正を行うことができないため、高温高湿や低温低湿において動作が不安定になることがあった。さらに、固定値を使用した場合には、透磁率センサ３５０自体のばらつき、透磁率センサ３５０取り付けのばらつき、現像剤の製造ロット（ｌｏｔ）差等の補正を行うことが不可能であるため、全ての変動要因を加味した上で補正値を決定する方法が望まれていた。本実施形態では、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔの補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となっている。
【００５３】
次に、図６を参照して、現像剤特性値測定のフローを説明する。
同図において、先ず、ステップＳ１０において、標準線速モードで例えば図１や図２に示した画像形成装置の駆動部（以下、「エンジン」という）を駆動する。ステップＳ１１において、補正前のトナー濃度検出値Ｖｔ'０を取得する。次にステップＳ１２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ１３でＶｔ'１を取得する。同様にステップＳ１４において、線速２モードで駆動し、ステップＳ１５でＶｔ'２を取得する。次にステップＳ１６で補正量：ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を次式に従って算出する。
ΔＶｔ１＝Ｖｔ'１−Ｖｔ'０ ・・・・・（１）
ΔＶｔ２＝Ｖｔ'２−Ｖｔ'０ ・・・・・（２）
その後、ステップＳ１７において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＲＡＭ３４のＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。
【００５４】
前述した補正量の算出タイミングであるが、本実施形態では画像形成枚数（印刷枚数）１０００枚ごとに計測し値を更新するように設定しているが、その他に、現像器３００がユニット化された現像ユニットの場合にはその新品との交換時、または現像剤交換時に補正量を算出することが望ましい。そのため、本実施形態例では補正量の算出を独立して行えるモードを有しているため、任意に補正を実行することができる。その他の方法として、温湿度センサ３４０を設け、その出力値に応じて、補正量を算出することにより、より精度の高い補正が可能となる。
また本実施形態例では、補正量測定モードを別途設けているが、さらなる時間短縮のため、印刷ジョブ中、画像出力モードが変化する前後の透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔから補正値を算出し更新してもよい。
【００５５】
次にプロセスコントロール時間の短縮のための現像剤特性測定のフローを、図７を参照して説明する。
同図において、先ずステップＳ２０において、標準線速モードでエンジンを駆動する。ステップＳ２１において、補正前のトナー濃度検出値Ｖｔ'０を取得する。次にステップＳ２２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ２３でＶｔ'１を取得する。次にステップＳ２４において、ステップＳ２１、ステップＳ２３で取得したＶｔ'０とＶｔ'１を用いて、線速に対するＶｔ'の近似直線の傾きとｙ切片を取得する。この近似直線からΔＶｔ'２を算出する。次にステップＳ２５において、上記（１）式、（２）式を用い、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を算出する。その後、ステップＳ２６において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。
【００５６】
このように、傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。本実施形態例においては、３線速を有する画像形成装置を例にしているが、さらに多くの画像出力モードを持つ画像形成装置においても同様に測定することができる。
本実施形態では、透磁率センサの出力値Ｖｔ値そのものを変化度合いに応じて補正することが可能であるため、特開２００３−２８０３５５号公報（特許文献７）による制御と比較して、透磁率センサの出力値Ｖｔ値をそろえるために、その制御電圧Ｖｃｎｔを変化させることなく、すなわち透磁率センサの特性（感度）を大きく変化させることなく、また制御電圧Ｖｃｎｔ値の調整に関して例えば二分割法により、１０点程度電圧を変化させて目標のＶｔ値になるように調整するという必要もないから、その調整にかかる時間を大幅に短縮することが可能である。
【００５７】
本実施形態は、図１に示したフルカラー画像形成装置５０や図２に示した例に限らず、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像装置（現像器）を有するカラー画像形成装置に本発明を適用した場合でも、上述した内容に準じて同様の作用・効果を奏することができることはいうまでもない。
【００５８】
前述したように、従来の固定値による補正方法では環境変動による現像剤特性の変化を加味して補正を行うことができないため、高温高湿や低温低湿において動作が不安定になることがあった。さらに、固定値を使用した場合には、透磁率センサ自体のばらつき、透磁率センサ取り付けばらつき、現像剤の製造ロット差等の補正を行うことが不可能であった。
しかしながら、本実施形態によれば、ＣＰＵ３２は、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの検出値としての出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することにより、またＣＰＵ３２は、複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することにより、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔの補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となっている。
【００５９】
本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することにより、画像濃度制御パラメータの更新を任意に行うことが可能となり、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。また、現像器を新品に交換したり、現像剤を交換した際にも即座に対応が可能となる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段として透磁率センサ３５０を用いているので、現像剤の流動性の変化等に対して透磁率センサ３５０の出力値が変化するため、現像剤特性値の変化状態を把握することができる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、画像出力モードの実行時における透磁率センサ３５０からの出力値を補正することにより、現像剤変化に応じて制御値を最適化することが可能となるので、経時または環境変動時に、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば感光体ドラム１００への前記露光装置からのレーザ・書き込み信号により認識される画像形成枚数に応じて実行することにより、経時における現像剤変化に応じて制御値を最適化することが可能となるので、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば温湿度センサ３４０から送信されてくる温湿度信号による環境変動の少なくとも１つに応じて実行することにより、急激な環境変動に対して追従することができ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像器（現像手段）を有し、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を複数の現像器（現像手段）でそれぞれ独立して実行することが可能であるカラー画像形成装置であることにより、各画像形成部（画像ステーション）ごとに現像剤の変化度合いが異なるが、このような場合でも例えばモノクロ画像のみの出力時にはブラックの画像形成部Ｂｋの実行回数を多くするなどの設定が可能となり、より効率的に補正が行える。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことで、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。
【００６０】
（変形例）
図８および図９を参照して、第１の実施形態の変形例を説明する。
前述したように、現像剤の特性値が経時により変化するため、透磁率センサ３５０の出力値が変化する。例えば図８に示すように、初期現像剤とランニング後の現像剤では線速に対するＶｔ'の傾きが大きく異なる。そのため、傾きの変化から、現像剤特性値変化状態（現像剤の劣化状態）を判断し、補正を行っていくことが可能である。
【００６１】
図９を参照して、透磁率センサの出力値の補正の実行可否を考慮に入れた場合の、現像剤特性値の測定に関するフローを説明する。
先ず、同図のステップＳ３０において、標準線速モードでエンジンを駆動する。ステップＳ３１に進み、補正前のトナー濃度の検出値である出力値Ｖｔ'０を取得する。次に、ステップＳ３２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ３３でＶｔ'１を取得する。次に、ステップＳ３４において、ステップＳ３１、ステップＳ３３で取得したＶｔ'０とＶｔ'１を用いて、線速に対するＶｔ'の近似直線の傾き：αとｙ切片を取得する。その後ステップＳ３５において補正を行うかどうかを判断する。判定は、次式（３）に従って行う。
｜αｎ-αｎ−１｜≧α０・・・・・・・・・（３）
ここで、αｎは傾きの現在値、αｎ−１は前回の傾き、α０は制御基準値を示す。α０の値は、現像剤の制御トナー濃度、キャリア粒径など現像剤ごとに固有に決定される値である。
補正する場合は、ステップＳ３６に進んで、上記（１）式、（２）式を用い、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を算出する。その後、ステップＳ３７において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。一方、ステップＳ３５で補正を行わない場合は、そのまま終了する。
【００６２】
本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことで、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。加えて、透磁率センサの出力値の補正の実行可否も判断に入れてトナー補正制御を行うことができる。
【００６３】
本発明を適用するカラー画像形成装置は、図１に示したフルカラー画像形成装置５０に限らず、例えば４色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に像担持体としての感光体、現像手段としての現像装置等を具備し、複数の感光体上に露光手段（光走査装置等）により静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を像担持体毎に異なる色トナーで現像し、該各感光体上に形成されたトナー像を順次中間転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体としての転写材に一括転写することによりカラー画像を得るフルカラー画像形成装置や２色以上のカラー画像形成装置にも適用できることは勿論である。
【００６４】
上述したとおり、第１の実施形態および変形例において、課題を解決するための手段欄に記載した請求項１０に係る画像形成方法を使用していたと言える。
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した各実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すフルカラー画像形成装置の概略的な構成図である。
【図２】図１の感光体ドラムおよび現像器周りをブロック図とともに示す要部の一部断面正面図である。
【図３】トナー濃度と透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図４】トナー濃度が同一の場合の、複数のプロセス線速とこれに対応した透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図５】複数のプロセス線速ごとに透磁率センサの出力値の補正を行う場合のフローチャートである。
【図６】現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【図７】プロセスコントロール時間の短縮化を図るための現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【図８】現像剤特性値の経時による変化をパラメータとした場合の、複数のプロセス線速とこれに対応した透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図９】透磁率センサの出力値の補正の実行可否を考慮に入れた場合の、現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ，１００ 感光体ドラム（像担持体）
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ 帯電装置（帯電手段）
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ，３００ 現像器（現像手段、現像装置）
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂｋ 転写ローラ（転写手段を構成する）
１４ トナー補給駆動モータ
３０ 光学センサ（トナー付着量検出手段）
３２ ＣＰＵ（制御手段）
３３ ＲＯＭ（制御手段を構成する）
３４ ＲＡＭ（制御手段を構成する）
３７ 制御部（制御手段）
５０ フルカラー画像形成装置
３４０ 温湿度センサ（環境変動条件）
３５０ 透磁率センサ（トナー濃度検出手段）
Ｃ キャリア
Ｇ 現像剤
Ｐ 転写紙（シート状記録媒体の一例）
Ｔ トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等、あるいはこれらの少なくとも一つから構成される複合機等の画像形成装置、カラー画像形成装置およびそれを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の画像形成装置のうちでも複写機、レーザプリンタにおいては、高画質を求められると同時に、高耐久性、高安定性も望まれている。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とからなる二成分現像剤（以下、単に「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、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させ、像担持体としての感光体と対向する位置で現像スリーブに現像バイアスを印加することにより現像を行う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。この方式において、現像剤は現像スリーブの回転に伴い、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、現像剤中の多数の磁性キャリア（以下、単に「キャリア」というときがある）が現像極の磁力線に沿いながらトナーを伴って集合し、磁気ブラシを形成する。
【０００３】
これら二成分現像方式は、一成分現像方式と異なり、トナーとキャリアとの重量比（トナー濃度）を精度よく制御することが、画像の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たり、細部解像力の低下が生じたりする。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や、キャリア付着が発生するという不具合が生じる。そのため、トナー補給量を制御して、現像剤の中のトナー濃度を適正範囲に調整する必要がある。ここで、トナー濃度制御は、トナー濃度検出手段（透磁率センサ）によるトナー濃度の検出値としての透磁率の出力値：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。
【０００４】
トナー濃度を検知する方法・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、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基準濃度の出力と比較して、トナー濃度の現在値を検知するものである（例えば、特許文献１ないし５、７および８参照）。
【０００５】
また別のトナー濃度検知方法としては、光学センサを用いる方法があり、感光体ドラムまたは中間転写ベルト上に基準パターンを形成し、このパターンの画像部と非画像部の反射濃度を前記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（例えば、特許文献６および９参照）。
。また、印刷中においても、紙間で基準パターンを作成し、逐次、透磁率センサの基準値：Ｖｒｅｆを制御する方法も公知である。
しかしながら、紙間で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、紙間の基準パターン作成による、補正は行わない方向である。さらに、中間転写ベルト上にパターンを作成する場合、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のパターン作成を極力抑える傾向がある。こうした場合、連続印字時や画像モード変更（プロセス線速の変更）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。
【０００６】
ところで、これら二成分現像装置、特にカラー画像形成装置においては、トナー分散性を向上するために、シリカや酸化チタン等の添加剤がトナー表面に外添されている。これら添加剤はメカ的ストレスや熱ストレスに弱く、現像器内での攪拌時に、トナー内部に埋没したり、表面から離脱したりする現象が発生する。その結果、現像剤（トナーおよびキャリアを含む）の流動性や帯電特性が変化し、かさ密度が変化する。
また、経時においても、キャリア表面の形状の変化、トナー外添剤の離脱蓄積、キャリアコート膜削れによるＣＡ（キャリアの帯電能力）の低下により、流動性が変化し、かさ密度が変化する。
これらの変化は透磁率センサが正確にトナー濃度を検知する上で障害となる。例えば複数の画像出力モードを有し、それに伴い現像器中の攪拌スクリュの回転数が変化するシステムの場合、同一トナー濃度であっても、出力値が変化するが、現像剤の劣化状態や、使用状況によって補正量が変化してしまい正確に補正を行うことが困難な状況となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０７３５７号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５８８号公報
【特許文献３】特開平９−２３６９８３号公報
【特許文献４】特開平５−２３２８１４号公報
【特許文献５】特開平７−２８３２５号公報
【特許文献６】特開２００２−２５８５４７号公報
【特許文献７】特開２００３−２８０３５５号公報
【特許文献８】特開２００４−２０６１４号公報
【特許文献９】特開平７−１６８４３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００２−２０７３５７号公報（特許文献１）記載の技術では、現像装置内のトナー濃度をトナー濃度検出手段（透磁率センサ）にて検出して、その検出値をしきい値と比較して現像装置内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、トナー濃度検出手段の検出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。
しかしながら、前記の方法においては、初期的には制御が可能であると考えられるが、経時における劣化による補正が考慮されていないため、長期にわたって高品位画像の安定性を維持することは困難であると考えられる。
【０００９】
特開２００２−１４５８８号公報（特許文献２）記載の技術では、現像装置（搬送スクリュ）の回転速度に応じて、トナー濃度センサ（透磁率センサ）のしきい値を変化させるものであるが、前者の技術と同様に、経時における劣化による補正が考慮されていないため、長期にわたって高品位画像の安定性を維持することは困難であると考えられる。
【００１０】
また、特開２００３−２８０３５５号公報（特許文献７）記載の技術では、トナー濃度制御にトナー濃度センサＳＤ（透磁率センサ）の出力値であるＶｔ値をそろえるために、Ｖｃ（コントロール電圧もしくはＶｃｎｔ：センサ制御電圧）を変化させている。Ｖｃ値を変化すると、トナー濃度センサＳＤの特性（感度）が大きく変化する場合があるため、容易に変えることは困難である。また、Ｖｃ値の調整は、例えば二分割法により１０点程度電圧を変化させて、目標のＶｔ値になるように調整することが必要であるため、調整に時間を要する。さらに調整時には、トナー濃度を基準値（８重量％）に設定する必要がある。そのため、プロセスコントロールにかかる時間を増大させることが考えられる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、現像剤の特性値変化を効率良く検知し、現像剤変化に応じて制御値を最適化することにより、経時または環境変動時に、高品位の画像を安定的に維持することが可能な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成方法を提供することを主な目的としている。その他、後述の効果を奏することが可能な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、各請求項毎の発明では、以下のような特徴ある手段・構成を採っている。
請求項１記載の発明は、表面に潜像を形成する像担持体と、該像担持体に対向して配置され、トナーと該トナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、前記像担持体の表面の潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを具備し、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成装置において、少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記制御手段は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記プロセス線速に対する傾きを算出することにより、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、前記画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記トナー濃度検出手段が、二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサであることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像出力モードの実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を補正することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を画像形成枚数に応じて実行することを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を環境変動に応じて実行することを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載の画像形成装置において、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像手段を有し、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を前記複数の現像手段でそれぞれ独立して実行することが可能であることを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００２１】
請求項１０記載の発明では、像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、前記像担持体の表面上に形成される潜像を前記現像剤担持体から供給されるトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを使用して、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成方法において、少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前記課題を解決して新規な画像形成装置、カラー画像形成装置および画像形成方法を提供することができる。すなわち、本発明によれば、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、トナー濃度検出手段（特には透磁率センサ）からの検出値（出力値Ｖｔ）の補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を含む実施形態を説明する。実施形態、変形例および実施例等に亘り、同一の機能および形状等を有する部材や構成部品等の構成要素については、同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がないものは適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、実施形態、変形例および実施例等のそれと区別するものとする。
（第１の実施形態）
図１〜図７に、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す。
まず、図１を参照して、本発明を適用した画像形成装置の全体構成を説明する。同図に示す画像形成装置は、その一例としてのフルカラー画像形成装置５０であり、４色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に像担持体としての感光体、現像手段としての現像装置等を具備し、各色のトナー像をシート状記録媒体の一例としての転写材（以下、さらに具体的な「転写紙」で説明する）に順次転写することにより、フルカラー画像を形成するタンデム方式の装置構成である。
【００２４】
図１において、符号４０は、フルカラー画像形成装置５０の装置本体を示す。フルカラー画像形成装置５０の装置本体４０内には、像担持体としての４個の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋが左斜め上方向に図において右から左へとこの順に並んで配設されている。各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋには、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の画像を形成するための画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋが配置されている。これらの画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋによりフルカラー画像を形成する。各色の画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋは、それぞれ同じ構成および動作を行うようになっているため、最右方部に配置されたイエロー（Ｙ）の画像形成部２２Ｙについてのみ説明し、他の画像形成部２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋについては同じ部分に同一のアラビア数字を付すとともにその色を表す英字を添えることで説明を省略する。
【００２５】
画像形成部２２Ｙは、ドラム状の感光体１Ｙ（以下、「感光体ドラム１Ｙ」という）と、この感光体ドラム１Ｙの周りに配設されイエロー（Ｙ）画像を繰り返し形成するための帯電手段としての帯電装置２Ｙ、図示を省略した露光手段としての露光装置から照射される露光４Ｙ、現像手段としての現像装置（以下、「現像器」というときがある）３Ｙ、クリーニング手段としてのクリーニング装置６等から構成されている。
【００２６】
感光体ドラム１Ｙは、装置本体４０の図示しない筐体側板に図１において時計回りに回転自在に支持されている。前記露光装置は、画像信号に応じてレーザ光を生成照射する図示しないレーザダイオード（ＬＤ）、このＬＤから照射されたレーザ光を走査するポリゴンミラー（図示せず）等からなるレーザ光走査光学系（図示せず）を有していて、露光４Ｙがなされる。
各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの配置位置の図１において下方には、シート状記録媒体である転写材の一例としての転写紙Ｐを吸着し搬送する搬送転写ベルト５が対向して張設されている。搬送転写ベルト５は、駆動ローラ１５と従動ローラ１７との間に掛け渡されて図中矢印方向（反時計回り）に走行搬送するようになっている。搬送転写ベルト５は、転写紙Ｐを静電吸着・担持し搬送する搬送転写手段としての機能を有する。
【００２７】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに対向する図１において下方には、搬送転写ベルト５を挟んで接触転写手段としての転写ローラを備えた転写装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋが配設されている。各転写装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋは、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成された各色のトナー像を搬送転写ベルト５により静電吸着されて搬送される転写紙Ｐ上に電界の作用で転写する周知の機能を有する。転写紙Ｐは、装置本体４０の下部に配設された給紙部１９−１〜１９−３の何れか一つの給紙部が選択されることにより、所定のタイミングをとって搬送転写ベルト５上に送り出される。
【００２８】
給紙部１９−１〜１９−３は、転写紙Ｐを積載収納しているサイズのみ異なり、同様の構成を有しているため、給紙部１９−１を代表して説明する。給紙部１９−１は、転写紙Ｐを積載収納する給紙カセット２１と、この給紙カセット２１の上方に配設され最上位の転写紙Ｐを１枚ずつ給送する給紙コロ２０と、この給紙コロ２０により給送された転写紙Ｐを所定のタイミングで送り出す一対のレジストローラ１８等とから主に構成されている。給紙コロ２０とレジストローラ対１８との間の転写材搬送路には、図示しない転写材ガイド板および搬送コロ対が配設されている。
【００２９】
転写材搬送路の下流側である図１において装置本体４０の左方部には、搬送転写ベルト５上から転写紙Ｐを分離するための図示しない分離装置が搬送転写ベルト５を介して駆動ローラ１５に対向して設けられる。該分離装置の左側には転写紙Ｐに転写された各色のトナー像を溶融加圧定着するための定着ローラおよび加圧ローラを具備する定着装置９が、さらに定着装置９の上方には排紙ガイド板（図示せず）を介して一対の排紙ローラ２４が、この排紙ローラ対２４の右方下部にはトナー画像の形成された転写紙Ｐを排出するための排紙トレイ（図示せず）を備えた排紙部２３が配設されている。
図１には、本発明の主として、各現像装置３Ｙ、３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋへのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラーメータを更新するための制御手段の機能・構成を有する図示しない制御部（制御装置）を各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋ（画像形成ステーション）ごとに有しており、これについては後で詳述する。
【００３０】
フルカラー画像形成装置５０では、従来の画像形成装置と同様に、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な構成を有している。
ここで、「画像出力モード」とは、プロセス線速の変更を伴う、高速、低速モード等を指す。本実施形態においては、各モードにおけるプロセス線速はそれぞれ、標準モードが２０５（ｍｍ／ｓ）、線速１が１１５（ｍｍ／ｓ）、線速２が７７（ｍｍ／ｓ）である。
ここで、標準モードは、例えば普通紙へコピーを行う際の一番速いコピー速度（画像形成速度）に、線速１は、例えば厚紙へコピーを行う際の中速のコピー速度に、線速２は、厚紙への画質良好なコピーを行う際の超低速のコピー速度に、それぞれ相当する。
【００３１】
次に、フルカラー画像形成時の動作を説明する。
図示しない操作パネルのキー操作等によりフルカラー画像形成の信号が送信されると、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各画像形成部２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋが所定のタイミングでそれぞれ作動して、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に各色のトナー像が形成される。これを画像形成部２２Ｙで例示すると、感光体ドラム１Ｙが図１中時計回り方向に回転するとともに、その外表面が帯電装置２Ｙにより一様に帯電された後、露光装置３Ｙの前記ＬＤから画像信号に応じてレーザ光が照射され、前記ポリゴンミラーにより走査されつつ感光体ドラム１Ｙ上に露光・結像されて、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体ドラム１Ｙが現像装置３Ｙに対向すると、現像器３Ｙ内の現像剤担持体である現像ローラとも呼ばれる現像スリーブ３０２（図２参照）により現像器３Ｙ内の現像剤が感光体ドラム１Ｙと対向する現像ニップ領域へ搬送されることで、現像剤中のトナーが感光体ドラム１Ｙの表面に形成された静電潜像に供給・付着されて現像され、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー（Ｙ）の顕像化されたトナー像が形成される。
他色の画像形成部２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋでも、画像形成部２２Ｙと同様にしてトナー像が形成される。
【００３２】
一方、給紙カセット２１にセットされた転写紙Ｐは、給紙コロ２０により取り出され、転写材搬送路に沿ってレジストローラ対１８に送られた後、レジストローラ対１８により、転写紙Ｐの先端が感光体ドラム１Ｙ上に形成された一色目のイエロー（Ｙ）のトナー像にタイミングを合わせて感光体ドラム１Ｙの転写部の転写領域に送られる。
一色目のイエロー（Ｙ）のトナー像転写位置において、転写装置８Ｙにより形成される電界の作用で、イエロー（Ｙ）のトナー像が転写紙Ｐに転写され、その転写が行われると同時に、転写紙Ｐは搬送転写ベルト５に静電吸着されて搬送転写ベルト５により搬送される。このようにしてイエロー（Ｙ）のトナー像が転写された転写紙Ｐは、各色毎に順に設けられた転写装置８Ｍ、８Ｃ、８Ｂｋと各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間の転写位置に順次搬送され、各感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成されたシアン（Ｃ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、ブラック（Ｂｋ）のトナー像が転写紙Ｐ上に順次転写される。こうして全ての色のトナー像が転写紙Ｐ上に転写されることでフルカラーのトナー像が転写紙Ｐ上に形成される。
【００３３】
フルカラーのトナー像が形成された転写紙Ｐは、前記分離装置により搬送転写ベルト５から分離された後、定着装置９へ送り込まれ、定着装置９によりフルカラーのトナー像が溶融加圧定着されてフルカラー画像が完成し、排紙部２３の排紙ローラ対２４を介して排紙トレイ（図示せず）上に排出される。
【００３４】
一方、クリーニング装置６Ｙでは、転写紙８に転写し切れずに感光体ドラム１Ｙ表面に残った残留トナー等をクリーニングブレードにより除去され、図示しない廃トナー回収経路を通じて廃トナーボトル１０に回収・貯留される。クリーニング装置６Ｙを通過した感光体ドラム１Ｙの表面は、その後、帯電装置２Ｙにより表面を一様に帯電され、次の画像形成工程を繰返す。これと同様の動作が、残りの各画像形成部２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋでも同様に行われる。
【００３５】
図２に、フルカラー画像形成装置５０の画像形成部の要部、現像装置周りおよびその制御構成を示す。図２に示す画像形成部は、説明の簡明化を図るために、図１に示した画像形成部２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂｋの何れか一つを総括的な表現で表している他、単色の画像形成装置の画像形成部も表している。
図２において、符号１００は、像担持体としてのドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という）を、符号３００は、感光体ドラム１００上に形成された静電潜像を顕像化（可視像化）すべく現像する現像手段としての現像装置（以下、「現像器」と言い替える）を、符号Ｇは二成分現像剤をそれぞれ示す。
感光体ドラム１００は、例えば図１に示した感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの総括的な表現であり、現像装置３００も例えば図１に示した現像装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋの総括的な表現である。
【００３６】
感光体ドラム１００は、光導電性を有し表面に静電潜像を形成する感光体であり、例えば周知の有機感光体からなる。感光体ドラム１００は、図２中矢印で示す時計回りに駆動手段としての駆動モータ（図示せず）により回転駆動される。像担持体は、感光体ドラム１００に限らず、例えばベルト状の感光体であってもよい。
感光体ドラム１００の周りには、図１に示したと同様に図２中矢印で示す回転方向の順に、同図のほぼ真上に配置された図示しない帯電装置、図示しない露光装置からの露光、前記現像器３００、図示しない転写装置、図示しないクリーニング装置が配置されていて、これらによって画像形成部が構成されている。
【００３７】
現像器３００は、感光体ドラム１００に対向して配置され、トナーＴとトナーＴを保持する磁性キャリアＣ（以下、単に「キャリアＣ」という）とを含む二成分現像剤Ｇ（以下、単に「現像剤」というときがある）を担持し、該現像剤を感光体ドラム１００との間に形成される現像領域に搬送し、内部に磁石（図示せず）を有する現像剤担持体としての現像ローラとも呼ばれる現像スリーブ３０２を備え、感光体ドラム１００の表面上に形成される静電潜像を現像スリーブ３０２から供給されるトナーＴで現像する機能・構成を具備している。
現像スリーブ３０２は、その軸の両端部が、これを内蔵するハウジングである現像器ケーシング３０１の紙面の手前側および奥側に形成された図示しないケーシング側壁に、図２中矢印で示す回転方向（反時計回り）に回転自在に支持されていて、図示しない駆動手段によって同方向に回転駆動される。
【００３８】
現像器３００は、前記現像スリーブ３０２の他に、図１および図２に示すように、前記図示しないケーシング側壁により両図中矢印で示す回転方向（反時計回り）に回転自在に支持された第１攪拌軸に固着された第１搬送スクリュ部３０５と、前記図示しないケーシング側壁により両図中矢印で示す回転方向（時計回り）に回転自在に支持された第２攪拌軸に固着された第２搬送スクリュ部３０４と、第１搬送スクリュ部３０５から移動され現像スリーブ３０２の外周面上に担持された現像剤Ｇを所定の層厚に規制する現像剤層厚規制手段・部材としてのドクターブレード３０３等とから主に構成されている。
現像器ケーシング３０１には、第１搬送スクリュ部３０５と第２搬送スクリュ部３０４とを仕切る仕切り壁が一体的に形成されている。図２において、符号３１０は、現像スリーブ３０２の外周上方を覆うトナー補給部ハウジングを示す。ドクターブレード３０３の基端部は、現像器ケーシング３０１の内壁に図示しない締結手段によって締結・固定されている。
【００３９】
現像剤Ｇは、図１および図２中砂状模様で示されている。現像器３００には、例えば、新規トナーを収納したトナーボトル（図示せず）およびこの供給口に接続された補給経路（図示せず）を介して、新規トナーが第２搬送スクリュ部３０４側のトナー補給部に補給されるようになっている。トナーＴは、例えばポリエステルを主材とし顔料あるいは（本実施形態例では例えばカラー画像形成装置なのでイエロー、マゼンタ、シアン、カーボンブラックの少なくとも２色）の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を表面に添加したものからなるが、もちろん他の周知のものでもよい。
また、現像器３００には、例えば、新規キャリアを収納したキャリアボトル（図示せず）、その供給口に接続された補給経路（図示せず）および新規キャリアあるいは新規現像剤を送り込み圧送する粉体ポンプの一種であるモーノポンプ（図示せず）を介して、新規キャリアあるいは新規現像剤が直接的に補給されるように構成されている。キャリアＣは、例えばフェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたものからなるが、もちろん他の周知のものでもよい。
両図に示すように、現像剤Ｇは、第１攪拌軸に固着された第１搬送スクリュ部３０５と、第２攪拌軸に固着された第２搬送スクリュ部３０４との間で循環している。
【００４０】
現像剤Ｇは現像スリーブ３０２の図示しない汲み上げ磁極により、現像器３００を構成している現像ユニット内の第１搬送スクリュ部３０５から現像スリーブ３０２に移動する。その後、現像剤Ｇは現像スリーブ３０２の図２中矢印方向への回転に伴い、搬送極の磁場と現像スリーブ３０２表面の摩擦力とによりドクターブレード３０３近傍まで搬送される。ドクターブレード３０３近傍まで搬送された現像剤Ｇは、ドクター上流部３２０において一旦滞留し、ドクターブレード３０３の先端であるドクターエッジ部３０３ａと現像スリーブ３０２外周面とのギャップＧｄで層厚を規制された後、現像領域に搬送される。
【００４１】
現像領域には、所定の現像バイアスが印加されており、感光体ドラム１００上に形成された静電潜像にトナーＴを付勢する方向に現像電界が形成されるため、トナーＴは感光体ドラム１００上に現像される。また、現像領域を通過した現像剤Ｇは、現像スリーブ３０２上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ３０２から離れ、第１搬送スクリュ部３０５に戻る。その後、現像剤Ｇは第２搬送スクリュ部３０４に移動し前記トナー補給部にて、適正なトナー濃度に調整され現像スリーブ３０２に再び搬送される。
現像器ケーシング３０１の底部には、該現像器３００内における現像剤Ｇ中のトナーＴの濃度を検出するトナー濃度検出手段としての透磁率センサ３５０が内壁に露出した状態で配置・取り付けられている。
【００４２】
現像工程終了後、感光体ドラム１００に現像されたトナーは図示しない転写装置にて、すなわち単色の画像形成装置においては転写装置（図示せず）を構成する図示しない転写ローラを介して転写紙に、図１に示したカラー画像形成装置５０においては搬送転写ベルト５を介して転写紙Ｐに、または中間転写体としての図示しない中間転写ベルト（図示せず）に転写される。この際、感光体ドラム１００に残留した残留トナーは、図２では省略しているクリーニング装置により除去・回収される。
【００４３】
図２のブロック図を参照して、制御構成を説明する。
透磁率センサ３５０の詳細構成および利点等は、例えば特開２００２−２０７３５７号公報（特許文献１）の段落番号「０００７」〜「０００８」に記載されているものと同様であるため、その説明を省略する。
感光体ドラム１００の外周面の近傍には、感光体ドラム１００上に形成されたトナー画像（テスト用のトナー画像）のトナー付着量を検知してトナー付着量検知信号を出力するトナー付着量検出手段としての光学センサ３０が配置されている。光学センサ３０は、例えば反射型のフォトセンサからなる。図１のフルカラー画像形成装置５０においては、光学センサ３０は、搬送転写ベルト５上に形成されたトナー画像（テスト用のトナー画像）のトナー付着量を検知する。
【００４４】
透磁率センサ３５０と光学センサ３０（図１に設置位置記載）とは、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器を介してＩ／Ｏボード３１に接続されている。制御部３７は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３２、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２０、ＲＡＭ（読み出し書き出しメモリ）３４およびＩ／Ｏボード３１から主に構成されている。ここでのＲＡＭ３４は、説明の簡明化を図るためＮＶ−ＲＡＭ（電池等の電源でバックアップされたメモリやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ）を含む広い概念の記憶装置を意味する。
【００４５】
ＣＰＵ３２からは、Ｉ／Ｏボード３１を介して、図示しない補給装置（前記したトナー補給部）を駆動するトナー補給駆動モータ１４に制御指令信号を伝達するように構成されている。ＲＡＭ３４には、Ｉ／Ｏボード３１を介して透磁率センサ３５０から送信されるトナー濃度に係る出力値Ｖｔを一時保存するＶｔレジスタ、現像器３００内のトナー濃度の制御基準値Ｖｒｅｆを記憶するＶｒｅｆレジスタ、光学センサ３０からの出力値Ｖｓを記憶するＶｓレジスタ等が設けられている。ＲＯＭ３３には、後述するフローチャートに係るトナー濃度制御プログラム、および画像濃度制御パラメータ補正プログラムが記憶されている。
【００４６】
制御部３７のＣＰＵ３２は、ＲＯＭ３３に記憶されている前記プログラムを呼び出しながら、次の制御を行う制御手段としての諸機能を有する。
ＣＰＵ３２は、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの検出値としての出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段としての機能を有する。
ＣＰＵ３２は、複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段としての機能を有する。
【００４７】
また、ＣＰＵ３２は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行う制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行する制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、画像出力モードの実行時における透磁率センサ３５０からの出力値を補正する制御手段としての機能を有する。
また、ＣＰＵ３２は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば感光体ドラム１００への前記露光装置からのレーザ光等の書き込み信号により認識される画像形成枚数、感光体ドラム１００（または搬送転写ベルト５）の総回転数を計数し認識することによるエンジンの駆動時間（総走行距離）、および
温湿度センサ３４０から送信されてくる温湿度信号による環境変動の少なくとも１つに応じて実行する制御手段としての機能を有する。
【００４８】
先ず、印刷ごとに実行されるトナー補給制御動作について説明する。以下の諸制御動作では、制御部３７のＣＰＵ３２（以下、説明の簡明化のため「制御部３７」というときがある）の制御の下で実行されるため、ＣＰＵ３２による一々の説明を省略する。
図３を参照して、透磁率センサ３５０の検出値である出力値Ｖｔとトナー濃度（重量パーセント：ｗｔ％）との関係について述べる。図３において、ｙ軸でもある縦軸には透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔ（Ｖ）を、ｘ軸でもある横軸にはトナー濃度（重量パーセント：ｗｔ％）をそれぞれ取って示すように、あるトナー濃度の範囲では直線近似することが可能である。換言すれば、図３に示した出力値Ｖｔ（Ｖ）とトナー濃度（重量％）とは、ｙ＝−０．５５１９ｘ＋５．８１４４という略一次関数で表すことができる。
同図から分かるように、トナー濃度が高いほど、出力値Ｖｔが小さくなる特性を示す。この特性を利用して、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔが制御基準値Ｖｒｅｆより大きい場合に現像器３００の前記トナー補給部のトナー補給駆動モータ１４を駆動してトナー補給動作を行う。
【００４９】
以下、本実施形態の現像剤特性値測定方法と補正方法について、具体的に説明する。
図４において、ｙ軸でもある縦軸には透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔ（Ｖ）を、ｘ軸でもある横軸にはプロセス線速（ｍｍ／ｓ）をそれぞれ取って示すように、あるトナー濃度の範囲では直線近似することが可能である。換言すれば、図４に示した出力値Ｖｔとプロセス線速とは、ｙ＝−０．００８ｘ＋３．０５５９という略一次関数で表すことができる。
複数のプロセス線速を有する画像形成装置（例えば、図１のフルカラー画像形成装置５０参照）の場合、そのプロセス線速が異なるとき、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔは、同一のトナー濃度であっても異なった値として出力される。そのため、線速ごとに透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔの補正を行う必要がある。これは、制御基準値Ｖｒｅｆに対して、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔが大きくずれてしまうことにより、適正なトナー補給制御が困難となるためである。
【００５０】
複数のプロセス線速ごとに透磁率センサの出力値の補正を行う場合の手順について、図５フローチャートを参照しながら説明する。
先ず、ステップＳ１において、画像出力モード（印刷モード）、すなわち線速を検知する。ステップＳ２において、透磁率センサ３５０から出力される出力値Ｖｔ'を検知する。ここで、出力値Ｖｔ'（以下、各フローチャートでは「出力値」を省略する）とは、透磁率センサ３５０から出力される値そのものであり、補正は行われていない。次にステップＳ３に進み、どのようなプロセス線速であるかを判定する。標準線速であれば、補正を行わず出力値Ｖｔ＝出力値Ｖｔ'として出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ４およびステップＳ５）。
【００５１】
標準線速以外の場合は、ステップＳ６に進み、ここで線速１の場合は、出力値Ｖｔ＝Ｖｔ'−ΔＶｔ１として、出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ５）。線速２の場合は、出力値Ｖｔ＝Ｖｔ'−ΔＶｔ２として出力値Ｖｔを更新する（ステップＳ５）。ここで、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２は補正量（Ｖ）である。本実施形態においては、前述したとおり各モードにおけるプロセス線速はそれぞれ、標準モードにおける標準線速が２０５（ｍｍ／ｓ）、線速１が１１５（ｍｍ／ｓ）、線速２が７７（ｍｍ／ｓ）である。
【００５２】
この補正において、各線速に対する補正量は、従来は実験で求めた固定値であることが一般的であった。しかしながら、現像剤劣化の進行に伴い現像剤の流動性、かさ密度が変化するため、透磁率センサ３５０の出力値が大きく変動してしまい、経時において正確に出力値Ｖｔの補正を行うことが困難となった。
また、固定値では環境変動による現像剤特性の変化を加味して補正を行うことができないため、高温高湿や低温低湿において動作が不安定になることがあった。さらに、固定値を使用した場合には、透磁率センサ３５０自体のばらつき、透磁率センサ３５０取り付けのばらつき、現像剤の製造ロット（ｌｏｔ）差等の補正を行うことが不可能であるため、全ての変動要因を加味した上で補正値を決定する方法が望まれていた。本実施形態では、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔの補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となっている。
【００５３】
次に、図６を参照して、現像剤特性値測定のフローを説明する。
同図において、先ず、ステップＳ１０において、標準線速モードで例えば図１や図２に示した画像形成装置の駆動部（以下、「エンジン」という）を駆動する。ステップＳ１１において、補正前のトナー濃度検出値Ｖｔ'０を取得する。次にステップＳ１２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ１３でＶｔ'１を取得する。同様にステップＳ１４において、線速２モードで駆動し、ステップＳ１５でＶｔ'２を取得する。次にステップＳ１６で補正量：ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を次式に従って算出する。
ΔＶｔ１＝Ｖｔ'１−Ｖｔ'０ ・・・・・（１）
ΔＶｔ２＝Ｖｔ'２−Ｖｔ'０ ・・・・・（２）
その後、ステップＳ１７において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＲＡＭ３４のＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。
【００５４】
前述した補正量の算出タイミングであるが、本実施形態では画像形成枚数（印刷枚数）１０００枚ごとに計測し値を更新するように設定しているが、その他に、現像器３００がユニット化された現像ユニットの場合にはその新品との交換時、または現像剤交換時に補正量を算出することが望ましい。そのため、本実施形態例では補正量の算出を独立して行えるモードを有しているため、任意に補正を実行することができる。その他の方法として、温湿度センサ３４０を設け、その出力値に応じて、補正量を算出することにより、より精度の高い補正が可能となる。
また本実施形態例では、補正量測定モードを別途設けているが、さらなる時間短縮のため、印刷ジョブ中、画像出力モードが変化する前後の透磁率センサ３５０の出力値Ｖｔから補正値を算出し更新してもよい。
【００５５】
次にプロセスコントロール時間の短縮のための現像剤特性測定のフローを、図７を参照して説明する。
同図において、先ずステップＳ２０において、標準線速モードでエンジンを駆動する。ステップＳ２１において、補正前のトナー濃度検出値Ｖｔ'０を取得する。次にステップＳ２２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ２３でＶｔ'１を取得する。次にステップＳ２４において、ステップＳ２１、ステップＳ２３で取得したＶｔ'０とＶｔ'１を用いて、線速に対するＶｔ'の近似直線の傾きとｙ切片を取得する。この近似直線からΔＶｔ'２を算出する。次にステップＳ２５において、上記（１）式、（２）式を用い、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を算出する。その後、ステップＳ２６において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。
【００５６】
このように、傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。本実施形態例においては、３線速を有する画像形成装置を例にしているが、さらに多くの画像出力モードを持つ画像形成装置においても同様に測定することができる。
本実施形態では、透磁率センサの出力値Ｖｔ値そのものを変化度合いに応じて補正することが可能であるため、特開２００３−２８０３５５号公報（特許文献７）による制御と比較して、透磁率センサの出力値Ｖｔ値をそろえるために、その制御電圧Ｖｃｎｔを変化させることなく、すなわち透磁率センサの特性（感度）を大きく変化させることなく、また制御電圧Ｖｃｎｔ値の調整に関して例えば二分割法により、１０点程度電圧を変化させて目標のＶｔ値になるように調整するという必要もないから、その調整にかかる時間を大幅に短縮することが可能である。
【００５７】
本実施形態は、図１に示したフルカラー画像形成装置５０や図２に示した例に限らず、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像装置（現像器）を有するカラー画像形成装置に本発明を適用した場合でも、上述した内容に準じて同様の作用・効果を奏することができることはいうまでもない。
【００５８】
前述したように、従来の固定値による補正方法では環境変動による現像剤特性の変化を加味して補正を行うことができないため、高温高湿や低温低湿において動作が不安定になることがあった。さらに、固定値を使用した場合には、透磁率センサ自体のばらつき、透磁率センサ取り付けばらつき、現像剤の製造ロット差等の補正を行うことが不可能であった。
しかしながら、本実施形態によれば、ＣＰＵ３２は、少なくとも１つの画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの検出値としての出力値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することにより、またＣＰＵ３２は、複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することにより、環境変動、現像剤劣化に従い現像剤特性の変化を計測し、透磁率センサ３５０からの出力値Ｖｔの補正量を正確に算出し更新することで、より高い安定性を獲得することが可能となっている。
【００５９】
本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、現像器３００へのトナーＴの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することにより、画像濃度制御パラメータの更新を任意に行うことが可能となり、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。また、現像器を新品に交換したり、現像剤を交換した際にも即座に対応が可能となる。
また、本実施形態によれば、トナー濃度検出手段として透磁率センサ３５０を用いているので、現像剤の流動性の変化等に対して透磁率センサ３５０の出力値が変化するため、現像剤特性値の変化状態を把握することができる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、画像出力モードの実行時における透磁率センサ３５０からの出力値を補正することにより、現像剤変化に応じて制御値を最適化することが可能となるので、経時または環境変動時に、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば感光体ドラム１００への前記露光装置からのレーザ・書き込み信号により認識される画像形成枚数に応じて実行することにより、経時における現像剤変化に応じて制御値を最適化することが可能となるので、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を、例えば温湿度センサ３４０から送信されてくる温湿度信号による環境変動の少なくとも１つに応じて実行することにより、急激な環境変動に対して追従することができ、高品位の画像を安定的に維持することが可能となる。
また、本実施形態によれば、少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像器（現像手段）を有し、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を複数の現像器（現像手段）でそれぞれ独立して実行することが可能であるカラー画像形成装置であることにより、各画像形成部（画像ステーション）ごとに現像剤の変化度合いが異なるが、このような場合でも例えばモノクロ画像のみの出力時にはブラックの画像形成部Ｂｋの実行回数を多くするなどの設定が可能となり、より効率的に補正が行える。
また、本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことで、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。
【００６０】
（変形例）
図８および図９を参照して、第１の実施形態の変形例を説明する。
前述したように、現像剤の特性値が経時により変化するため、透磁率センサ３５０の出力値が変化する。例えば図８に示すように、初期現像剤とランニング後の現像剤では線速に対するＶｔ'の傾きが大きく異なる。そのため、傾きの変化から、現像剤特性値変化状態（現像剤の劣化状態）を判断し、補正を行っていくことが可能である。
【００６１】
図９を参照して、透磁率センサの出力値の補正の実行可否を考慮に入れた場合の、現像剤特性値の測定に関するフローを説明する。
先ず、同図のステップＳ３０において、標準線速モードでエンジンを駆動する。ステップＳ３１に進み、補正前のトナー濃度の検出値である出力値Ｖｔ'０を取得する。次に、ステップＳ３２において、線速１モードでエンジンを駆動し、ステップＳ３３でＶｔ'１を取得する。次に、ステップＳ３４において、ステップＳ３１、ステップＳ３３で取得したＶｔ'０とＶｔ'１を用いて、線速に対するＶｔ'の近似直線の傾き：αとｙ切片を取得する。その後ステップＳ３５において補正を行うかどうかを判断する。判定は、次式（３）に従って行う。
｜αｎ-αｎ−１｜≧α０・・・・・・・・・（３）
ここで、αｎは傾きの現在値、αｎ−１は前回の傾き、α０は制御基準値を示す。α０の値は、現像剤の制御トナー濃度、キャリア粒径など現像剤ごとに固有に決定される値である。
補正する場合は、ステップＳ３６に進んで、上記（１）式、（２）式を用い、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を算出する。その後、ステップＳ３７において、ΔＶｔ１、ΔＶｔ２を更新し、ＮＶ−ＲＡＭに保存し、終了する。一方、ステップＳ３５で補正を行わない場合は、そのまま終了する。
【００６２】
本実施形態によれば、制御部３７（ＣＰＵ３２）は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における透磁率センサ３５０からの出力値に基づいて、プロセス線速に対する傾きを算出して各線速の補正量を算出することにより、現像剤Ｇの劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことで、全ての画像出力モードで検出値を測定する必要がなくなるため、測定時間の短縮に繋がる。加えて、透磁率センサの出力値の補正の実行可否も判断に入れてトナー補正制御を行うことができる。
【００６３】
本発明を適用するカラー画像形成装置は、図１に示したフルカラー画像形成装置５０に限らず、例えば４色のイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色毎に像担持体としての感光体、現像手段としての現像装置等を具備し、複数の感光体上に露光手段（光走査装置等）により静電潜像を形成するとともに、該静電潜像を像担持体毎に異なる色トナーで現像し、該各感光体上に形成されたトナー像を順次中間転写体上に重ねて転写した後、シート状記録媒体としての転写材に一括転写することによりカラー画像を得るフルカラー画像形成装置や２色以上のカラー画像形成装置にも適用できることは勿論である。
【００６４】
上述したとおり、第１の実施形態および変形例において、課題を解決するための手段欄に記載した請求項１０に係る画像形成方法を使用していたと言える。
以上述べたとおり、本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した各実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すフルカラー画像形成装置の概略的な構成図である。
【図２】図１の感光体ドラムおよび現像器周りをブロック図とともに示す要部の一部断面正面図である。
【図３】トナー濃度と透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図４】トナー濃度が同一の場合の、複数のプロセス線速とこれに対応した透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図５】複数のプロセス線速ごとに透磁率センサの出力値の補正を行う場合のフローチャートである。
【図６】現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【図７】プロセスコントロール時間の短縮化を図るための現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【図８】現像剤特性値の経時による変化をパラメータとした場合の、複数のプロセス線速とこれに対応した透磁率センサの出力値との関係を表すグラフである。
【図９】透磁率センサの出力値の補正の実行可否を考慮に入れた場合の、現像剤特性値の測定に関するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ，１００ 感光体ドラム（像担持体）
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ 帯電装置（帯電手段）
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ，３００ 現像器（現像手段、現像装置）
８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｂｋ 転写ローラ（転写手段を構成する）
１４ トナー補給駆動モータ
３０ 光学センサ（トナー付着量検出手段）
３２ ＣＰＵ（制御手段）
３３ ＲＯＭ（制御手段を構成する）
３４ ＲＡＭ（制御手段を構成する）
３７ 制御部（制御手段）
５０ フルカラー画像形成装置
３４０ 温湿度センサ（環境変動条件）
３５０ 透磁率センサ（トナー濃度検出手段）
Ｃ キャリア
Ｇ 現像剤
Ｐ 転写紙（シート状記録媒体の一例）
Ｔ トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を形成する像担持体と、該像担持体に対向して配置され、トナーと該トナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、前記像担持体の表面の潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを具備し、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成装置において、
少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記プロセス線速に対する傾きを算出することにより、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、前記画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記トナー濃度検出手段が、二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記画像出力モードの実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を画像形成枚数に応じて実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を環境変動に応じて実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一つに記載の画像形成装置において、
少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像手段を有し、
二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を前記複数の現像手段でそれぞれ独立して実行することが可能であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、前記像担持体の表面上に形成される潜像を前記現像剤担持体から供給されるトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを使用して、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成方法において、
少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１】
表面に潜像を形成する像担持体と、該像担持体に対向して配置され、トナーと該トナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、前記像担持体の表面の潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを具備し、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成装置において、
少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記複数の画像出力モードの全てを実行することにより、該全ての画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、少なくとも２つの画像出力モードを実行することにより、該少なくとも２つの画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値に基づいて、前記プロセス線速に対する傾きを算出することにより、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性の検知を行うことにより、前記画像濃度制御パラメータを更新するモードを個別に実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記トナー濃度検出手段が、二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記画像出力モードの実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を画像形成枚数に応じて実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一つに記載の画像形成装置において、
前記制御手段は、二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を環境変動に応じて実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一つに記載の画像形成装置において、
少なくとも２色のトナーを用いて現像可能な複数の現像手段を有し、
二成分現像剤の劣化度合いを含む現像剤特性値の検知を前記複数の現像手段でそれぞれ独立して実行することが可能であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体に対向して配置され、内部に磁石を有する現像剤担持体が、トナーとトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持し、該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成される現像領域に搬送し、前記像担持体の表面上に形成される潜像を前記現像剤担持体から供給されるトナーで現像する現像手段と、該現像手段内における二成分現像剤のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段とを使用して、複数のプロセス線速の変更を伴う複数の画像出力モードが実行可能な画像形成方法において、
少なくとも１つの前記画像出力モードにおけるトナー濃度検知を環境の変動時に実行することにより、該画像出力モード実行時における前記トナー濃度検出手段からの検出値を制御基準値と比較し、その比較結果からの差分を求めて、前記現像手段へのトナーの補給量を決める画像濃度制御パラメータを更新することを特徴とする画像形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２５９３３４（Ｐ２００６−２５９３３４Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７５６１（Ｐ２００５−７７５６１）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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