画像形成装置及び画像形成装置の制御方法
【課題】現像剤の流動性を確保し、常に安定した印刷画質を維持できる画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供する。
【解決手段】２成分現像剤ＡＧを収容する現像装置２と、現像装置２へトナーを補給するトナー補給装置２６と、現像装置２内の２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２４と、トナー濃度センサ２４の出力に基づきトナー補給装置２６から現像装置２へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御部３０とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置Ａにおいて、制御部３０として、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものとする。
【解決手段】２成分現像剤ＡＧを収容する現像装置２と、現像装置２へトナーを補給するトナー補給装置２６と、現像装置２内の２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２４と、トナー濃度センサ２４の出力に基づきトナー補給装置２６から現像装置２へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御部３０とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置Ａにおいて、制御部３０として、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に係り、特に、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置には、トナー像を形成するために現像装置が搭載されている。この現像装置は、１成分トナーを用いる１成分現像方式を用いるものと、非磁性トナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を用いる２成分現像方式を用いるものとに大別される。
【０００３】
１成分現像方式による現像装置は、コンパクト化に適しているものの高速現像には適さないため、高速・長寿命の画像形成装置においては、２成分現像方式の現像装置がほとんど採用されている。
【０００４】
この２成分現像剤を用いるタイプの現像装置では、２成分現像剤中のキャリア自体は消費されず、装置内部に残るため減少しないが、トナーは現像により消費されて減少していく。そこで、画質を安定化させるために、トナー濃度制御により２成分現像剤のトナー濃度を一定に維持するようにトナーが適宜補給されている。
【０００５】
トナー濃度制御は、各種方法を用いて制御することができるが、一般的にはトナー濃度センサを使用し、所定幅を超えたときにトナー補給を行うようにしている。トナー濃度センサとしては、例えば、２成分現像剤の透磁率がそのトナー濃度に応じて変化することを利用した透磁率センサが用いられる。
【０００６】
従来技術では、より正確なトナー濃度検知方法として、トナー濃度センサ出力の読み取り周期は、１周期が現像剤搬送スクリューの回転周期の半分の周期と等しくなるようにすることで、簡単な構成でメモリの消費を抑えることが開示されている（特許文献１を参照）。
【０００７】
また、トナー濃度センサに加え、他のセンサなどによりトナー濃度を検知するシステムが考えられている。例えば、トナー濃度センサは、回転立ち上がり時は不安定であり、更に現像剤の循環に時間を要することもあり、瞬時のトナー濃度を検出することはできない。そこで、検出が安定するまでの間（例えば、Ａ４サイズで数十枚程度）は、原稿の印字率（もしくはドットカウント数）による値をもとにトナー補給を行うことで、より精度の高いトナー濃度の補正を図る画像形成装置が開示されている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−５７９３８号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、トナー濃度センサとして一般的に透磁率センサを用いる従来のトナー濃度制御では、全ての状況下できれいな画質を得ることができないという問題があった。
【０００９】
近年、画像形成装置においては、省エネに対する市場要望も強いため、２成分現像剤用トナーとして、少しの熱量で定着できる低融点トナーも用いられている。この低融点トナーを採用すると、トナーが熱に対して弱くなるため、従来の２成分現像剤のように、さらさら状態を維持し難いため流動性の低下を起し易くなる。その結果、現像装置の中の搬送スクリュー軸などにトナーもしくは現像剤が固着したり融着したりする場合がある。
【００１０】
そのため、搬送スクリューの１回転当たりに搬送できる現像剤量（トナー量）が低下してしまい、搬送スクリューの近傍に設置することでトナー濃度を測定するトナー濃度センサの出力値が変化することが起こる。すなわち、現像装置において、現像剤のトナー濃度としては平均値なものであっても、現像剤の中で局所的にばらつく現象を引き起こし、その結果、現像剤の流動性低下やトナーの攪拌不良に起因するガサツキが印刷画像に現われてしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像剤の流動性を確保し、常に安定した印刷画質を維持できる画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、次の通りである。
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることで、前記トナー濃度センサの出力値より現像剤の流動性を検知して、前記現像装置から排出されるトナーの量に相当する量のトナーを補給することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。特に、低印字率の原稿を連続印刷した場合においては、現像装置から印刷に使用されるトナーが少なくなるため、トナー自身の劣化や現像剤との結合などが起こりやすいことから、本発明に係る特徴的なトナー補給の制御により効果を奏し得る。
【００２０】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることで、画質制御プロセスに応じた安定した印刷画質を維持することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することで、例えば、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、トナー排出を増加させることで、現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。
【００２５】
また、本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図、図３は前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。
【００２７】
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、図１〜図３に示すように、感光体ドラム３に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤ＡＧを収容する現像装置２と、現像装置２へトナーを補給するトナー補給装置２６と、現像装置２内の２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２４と、トナー濃度センサ２４の出力に基づきトナー補給装置２６から現像装置２へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御部３０とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置Ａにおいて、制御部３０として、トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出しその排出されたトナー量に相当する量のトナーを新たに現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。
【００２８】
まず、画像形成装置Ａの全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して外部から伝達された画像データに基づいてシート状の用紙（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。
【００２９】
画像形成装置Ａは、図１に示すように、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、中間転写ベルト６０、中間転写ローラ６４（６４ａ〜６４ｄ）、転写ローラ８、定着ユニット９、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０、手差しトレイ１６及び排紙トレイ１３等を備えている。
【００３０】
画像形成装置Ａは、ブラック（Ｋ）及びカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部４０において画像形成を行う。
尚、本実施形態では、画像形成装置Ａは、４色を用いてカラー画像形成を行っているが、例えば、６色を用いるなど複数のカラー画像形成が可能なものであってもよく、また、モノクロの画像形成装置でもよい。
【００３１】
露光ユニット１は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー１ａ及び第１反射ミラー１ｂ及び第２反射ミラー１ｃ等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いて、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
【００３２】
尚、露光ユニット１の構成は、上述したレーザスキャニングユニットを用いる手法の他に、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた書込みヘッドを用いる手法もある。
【００３３】
露光ユニット１への画像情報の入力は、画像形成装置Ａに外部接続されたコンピュータやファクシミリ回線などから行ってもよく、また、画像形成装置Ａに原稿読取部が具備される場合には、その原稿読取部で原稿を光学的に読み取ることでも得られる。さらに、画像情報の入力がアナログ信号の場合にはデジタル信号へ変換を行えばよい。
【００３４】
現像装置２は、静電潜像が形成された感光体ドラム３の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置２ａ〜２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。
【００３５】
感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置（装着）されている。
クリーニングユニット４は、感光体ドラム３の外周面に摺接配置され、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器を用いてもよい。
【００３６】
中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６０、中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。
【００３７】
中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４等は、中間転写ベルト６０を張架して矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００３８】
中間転写ベルト６０は、中間転写ベルト駆動ローラ６１と中間転写ベルト従動ローラ６２との間に張架されてループ状の移動経路を形成して、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト６０の外周面は、感光体ドラム３ｄ、感光体ドラム３ｃ、感光体ドラム３ｂ及び感光体ドラム３ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト６０を挟んで各感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置に、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄが配置されている。そして、中間転写ベルト６０の感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置で感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に形成されたトナー像が転写されるようになっている。
また、中間転写ベルト６０は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで形成されている。
【００３９】
中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄには、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６０の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６０の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４０】
また、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６０に対して均一に高電圧を印加するようになっている。
尚、本実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることができる。
【００４１】
上述したように、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上で各色相に応じた顕像化された静電像は、中間転写ベルト６０上に積層され、画像形成装置Ａに入力された画像情報が示す画像（トナー像）として形成される。積層された画像情報（トナー像）は、中間転写ベルト６０の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト６０との接触位置に配置される転写ローラ８によって用紙上に転写される。
【００４２】
この時、中間転写ベルト６０と転写ローラ８は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ８にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。
【００４３】
尚、中間転写ベルト６０と転写ローラ８とが上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ８もしくは中間転写ベルト駆動ローラ６１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ又は発泡性樹脂ローラ等々）としたものが用いられる。
【００４４】
また、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト６０に付着したトナー、もしくは、転写ローラ８によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６０上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。
【００４５】
中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６０に接触してトナー等を除去するためのクリーニング部材としてクリーニングブレードを備えている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト６０は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６２で支持されている。
【００４６】
給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置Ａの画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１３は、印字済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００４７】
また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０の用紙を転写ローラ８や定着ユニット９を経由させて排紙トレイ１３に送るための略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１３に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１（１１−１，１１−２）、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９のヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ、用紙を搬送する搬送ローラ１２（１２−１〜１２−８）等が配されている。換言すると、用紙搬送路Ｓは、これらローラ群により形成されている。
【００４８】
搬送ローラ１２は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。
ピックアップローラ１１−１は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
【００４９】
レジストローラ７は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙をいったん保持するローラである。そして、レジストローラ７は、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで転写ローラ８を具備する転写部８Ａに用紙を搬送する機能を有している。
【００５０】
定着ユニット９は、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ等を備えており、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂは、用紙を挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ９ａは、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ９ｂと共に用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【００５１】
なお、トナー像（積層された多色トナー像）の定着後の用紙は、搬送ローラ１２−２，１２−３によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（トナー像側を下側に向けて）排紙トレイ１３上に排出されるようになっている。
【００５２】
次に、画像形成装置Ａにおける用紙搬送経路について図面を参照して詳細に説明する。
画像形成装置Ａには、図１に示すように、予め用紙を収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良いように手差しトレイ１６が配置されている。
給紙カセット１０及び手差しトレイ１６の用紙搬送方向下流側にはピックアップローラ１１−１，１１−２が配置されている。このように、給紙カセット１０または手差しトレイ１６を用いた給紙方法によれば、ピックアップローラ１１−１，１１−２により用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。
【００５３】
（片面印字要求時）
まず、給紙カセット１０を用いて給紙する場合について説明する。
給紙カセット１０の用紙は、ピックアップローラ１１−１により１枚ずつ取り出され、用紙搬送路Ｓ中の搬送ローラ１２−１によってレジストローラ７まで搬送される。そして、レジストローラ７によって用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ８に搬送され、用紙上に画像情報が転写される。その後、用紙は、定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙上に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２−２を経て搬送ローラ（排紙ローラ）１２−３から排紙トレイ１３上に排出される。
【００５４】
次に、手差しトレイ１６を用いて給紙する場合について説明する。
手差しトレイ１６に積載された用紙は、ピックアップローラ１１−２によって装置内に１枚ずつ給紙され、用紙搬送路Ｓ中の複数の搬送ローラ１２−６，１２−５，１２−４を経てレジストローラ７に搬送される。それ以降の用紙搬送工程は、給紙カセット１０から給紙される用紙と同様の経過を経て排紙トレイ１３に排出される。
【００５５】
（両面印字要求時）
印字要求内容が両面印字要求の時は、上述のように定着ユニット９を通過して片面印字が終了した用紙は、そのまま排紙トレイ１３に排出されることなく、用紙の後端が排紙ローラ１２−３で保持された状態で、排紙ローラ１２−３が逆回転することによって、搬送ローラ１２−７，１２−８に導かれた後、再びレジストローラ７に搬送される。
【００５６】
そして、レジストローラ７により、用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで再び転写ローラ８に搬送され、用紙の裏面に画像情報が転写される。その後、再び定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙の裏面に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着された後に搬送ローラ１２−２、排紙ローラ１２−３を経て排紙トレイ１３に排出される。
【００５７】
次に、本実施形態に係る現像装置２について図面を参照して詳細に説明する。
現像装置２は、図３に示すように、像担持体の一例である感光体ドラム３に形成された静電潜像を、トナー像に現像するために設けられている。現像装置２は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する。）ＡＧを収容する現像容器２０と、現像容器２０内にある現像剤ＡＧを感光体ドラム３に供給するために感光体ドラム３に対向して接近して配置された現像ローラ２１と、現像容器２０内の現像剤ＡＧを攪拌しながら現像ローラ２１へ向けて搬送する２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂと、現像ローラ２１への現像剤量を規制するドクターブレード２３と、トナー濃度センサ２４とを有している。
【００５８】
トナー濃度センサ２４は、現像容器２０内の現像剤ＡＧの透磁率を検出することにより、現像装置２内の現像剤ＡＧ中のトナー濃度を検知するものであり、透磁率センサとも言う。
【００５９】
現像容器２０の上部には、その内部へトナーを補給するための開口２５が形成され、その開口２５上部には、トナー補給装置２６が配備されている。トナー補給装置２６は、トナーＴを収容するトナー容器２６ａと、トナー容器２６ａ内に収容されたトナーＴを攪拌するトナー攪拌部材２６ｂと、トナー容器２６ａ内のトナーＴを攪拌しながら供給するトナー補給ローラ２６ｃとを有しており、開口２５を通じて現像装置２へトナーＴを補給する。
【００６０】
ここで、トナー濃度センサ２４のセンサ出力について説明する。
図４は本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。
【００６１】
現像装置２の搬送スクリュー２２ａの近傍に配置されているトナー濃度センサ２４は、１０ｍｍｓｅｃ毎のサンプリングタイミングで現像剤の透磁率を測定する。図４に示すように、トナー濃度センサ２４による現像剤の透磁率の値を経過時間に対してプロットしていくと、現像剤ＡＧの流動性が正常な場合には、図中の破線で示すように、ほぼ搬送スクリュー２２ａの１周期でトナー濃度センサ２４の出力値の１周期と一致した形となる。従って、搬送スクリュー２２ａの現像剤の送り量に対応して、見掛け上サインカーブのような周期的な出力プロファイルを示す。
【００６２】
しかしながら、現像剤ＡＧの流動性が低下してくると、上述したように搬送スクリュー２２ａにキャリアやトナーが固着するため、現像剤ＡＧの搬送量が低下する。その結果トナー濃度センサ２４で測定されるセンサ出力の絶対値も低下気味となる。また、現像剤ＡＧがスムーズに流れなくなるため、現像剤ＡＧの送り量が均等でなくなり、不規則でばらつくようになる。
従って、現像剤ＡＧの流動性は、図４の実線で示すトナー濃度センサ２４の出力プロファイルを確認することである程度想定することができる。
【００６３】
次に、本実施形態の画像形成装置Ａの特徴的な電気的構成についてブロック図を参照して詳細に説明する。
【００６４】
画像形成装置Ａに具備される制御部（制御手段）３０は、トナー濃度の制御（トナー補給制御）を行うことで形成される画像を安定化させる機能を備えている。
すなわち、制御部３０は、トナー濃度が低くなればそれに相当するトナー量を補給する従来のトナー補給制御を行う機能を備えるとともに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナー量に相当対応する量のトナーを現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えている。
【００６５】
制御部３０は、図２に示すように、トナー濃度センサ２４、現像容器２０にトナーを補給するトナー補給装置２６、トナー補給時間カウンタ３２が接続されている。さらに、制御部３０は、画像形成装置Ａのうち主に現像装置２以外の画像形成に関わる画像形成部４０に対する制御も行うように構成されている。
【００６６】
画像形成部４０は、上述した露光ユニット１、感光体ドラム３、クリーニングユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９、給紙カセット１０、ピックアップローラ１１、搬送ローラ１２等により構成され、制御部３０により、入力された原稿の画像情報から最終的に画像を用紙上に印字するように制御される。また、画像形成部４０は、画像形成装置Ａに設けられた画質調整手段５０における画質制御プロセスにより実行される制御結果に基づき印刷画質を安定化させるようになっている。
【００６７】
従って、制御部３０は、画像形成装置Ａの全体を制御する制御部の一部として構成したものであってもよい。
【００６８】
具体的に説明すると、制御部３０は、図２に示すように、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、本発明に係るトナーの補給・排出制御を含む各種制御を実行するための制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）３０２等のプログラム格納メモリと、ＣＰＵの作業領域となってその制御プログラムの読み出し、処理中のデータの一時的な格納などを行うＲＡＭ（Random Access Memory）３０３等の作業メモリとを備えるとともに、さらに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲（所定の出力値の振幅）から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４と、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する現像バイアス比較手段３０５とを備えている。
【００６９】
トナー補給時間カウンタ３２は、トナー補給装置２６にあるトナー補給ローラ２６ｃの回転時間をカウントするもので、印字ジョブ開始のタイミングを計数の起点とし、画像形成に対応したトナー補給ローラ２６ｃの回転時間を計数し、制御部３０にその計数値を出力する。
【００７０】
トナー濃度センサ２４は、透磁率センサを用いているため、その出力は現像剤ＡＧ中のキャリア濃度に比例して変化する。従って、トナー濃度センサ２４の出力は、現像剤ＡＧ中のトナー濃度の上昇に伴って低下する。
【００７１】
以上のように構成された制御部３０は、トナー補給時間カウンタ３２及びトナー濃度センサ２４により検知された値や、画像形成部４０における画質を画質調整手段５０により実行される画質制御プロセスの制御結果（例えば、現像バイアスの値）に基づき、現像剤ＡＧの流動性をチェックしてトナー補給装置２６によるトナー補給を制御する。
【００７２】
尚、ここで例示する制御部３０が適用可能な画像形成装置は、上述した構成による画像形成装置Ａに限定されるものではない。
【００７３】
次に、本実施形態に係る制御部３０による特徴的なトナー補給制御についてフローチャートに沿って説明する。
図５は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図５に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ４）。
【００７５】
ステップＳ４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ８）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ６）。
【００７６】
その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ７）、その後印刷を開始して（ステップＳ８）、印刷工程が完了する（ステップＳ９）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。
【００７７】
本実施形態では、「ベタ印刷」を実施することにより現像装置２内のトナーを感光体ドラム３側から強制的に排出するようにしている。
【００７８】
次に、画像形成装置Ａにおけるその他の制御例についてフローチャートに沿って説明図する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。
【００７９】
画像形成装置Ａにおけるトナー補給制御のその他の例として、制御部３０において、上述した所定値比較手段３０４によるトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断に加えて、さらに、画像形成部４０において実行される画質調整手段５０における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値を判断に加えるものである。
【００８０】
具体的には、画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図６に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１０１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ１０２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ１０３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０４）。
【００８１】
ステップＳ１０４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。
【００８２】
その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ１０７）、そして、画像形成部４０における画質調整を行う画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実施されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０８における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲（所定幅）を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０９）。
【００８３】
ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、現像バイアスの値が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。
【００８４】
そして、画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実行されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０９において、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が所定幅を超えているか否かの判断が繰り返して行われる。
【００８５】
ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始し（ステップＳ１１０）、印刷工程が完了する（ステップＳ１１１）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。
【００８６】
次に、上述したように構成された画像形成装置の実機により確認テストを行った結果について説明する。
【００８７】
図７は本実施形態の画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフ、図８は前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【００８８】
確認テストは、画像形成装置として複合機（商品名：ＭＸ−２３００、シャープ株式会社製）を使用し、トナー補給制御として本実施形態と同様に現像装置のトナー濃度センサの出力に基づくトナー補給制御を行い、印字条件として、現像剤はＡ４サイズで２０，０００枚連続実写エージングを行った現像剤を使用し、黒ベタ印字率１０％の原稿を用いて、１，０００枚までのセンサ出力の振幅および中心値の推移を確認した。
また、各チェックポイント（図中矢印部）では、全面ハーフトーンの印刷を行い画質確認を行った。
【００８９】
トナー濃度の測定は、５０枚ごとに現像剤を約１グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求めて重量比率より算出した。尚、比較用として従来のトナー濃度センサを用いてトナー補給制御を行う画像形成装置により同様な印字条件で確認テストを実施した。
【００９０】
以下に、確認テストの結果を示す。
センサ出力の振幅は、図７に示すように、０〜０．１５Ｖを所定幅に設定した時、本発明による制御方法、すなわち、上述した実施形態で説明したようにトナー濃度センサの出力値（振幅）に基づき強制的にトナー排出・補給を行う制御によれば、センサ出力の振幅が一部で０．１５Ｖを僅かに超えた程度で全体的にほぼ０．１５Ｖ以下で所定幅内に収まっている。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えはじめ、さらに印刷枚数が多くなるに連れてセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えてさらに大きくなる傾向にある。
【００９１】
また、センサ出力の中心値は、図８に示すように、本発明による制御方法によれば、２．４５Ｖから２．３５Ｖの範囲内でほぼ２．４Ｖ付近で安定して推移し、その結果、きれいな画質をキープすることができる。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の中心値が２．４５Ｖから下がり始め、印刷枚数が多くなるに連れてさらに下がる傾向にあり、８００枚から１，０００枚では２．３Ｖ以下になり、トナー濃度の変動が大きいままで、印刷画質に不均一なムラが見られた。
【００９２】
以上により、本実施形態の画像形成装置Ａによれば、制御部３０に、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４を備え、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを現像装置２へ補給するようにしたことで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。これにより、現像装置２内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。
【００９３】
また、本実施形態によれば、画像形成装置Ａにおいて、画質を一定レベル以上に確保するため、画質調整手段５０により定期的に画質調整制御（プロセスコントロール、プロコンとも呼ばれる。）を行うようにされている場合に、画質調整制御時に設定される現像バイアスの値は、画像形成装置Ａの最適なプロセス設定条件であるため、制御部３０に、現像バイアス比較手段３０５を備えて、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定することで、直前の使用状況を踏まえた補正を行うことができる。
【００９４】
尚、本発明は、トナー濃度センサ２４の出力値を現像剤の流動性の判断に用いるものであるが、印刷工程における前回の印刷までの印刷要因、例えば、過度の低印字率原稿の連続印字などにより、トナー濃度以外にプロコン設定値が大きく変動している場合がある。特に、プロコン設定値のうちで現像バイアスは一定の表面電位を確保した状態で決定されるため、画像濃度に大きな影響を与える。従って、画像形成装置Ａのトナー補給の制御において、上述したように画質調整制御で行われる各制御値を利用することで、より精度よく現像剤の流動性を一定レベル以上に維持することができる。
【００９５】
具体的には、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、現像バイアスの変化幅に応じて「ベタ印刷」の回数を変化させてトナーの排出量を制御するようにしてもよい。
【００９６】
例えば、図９に示すように、現像バイアスの変化幅が±３０Ｖの時は「ベタ印刷」の回数を３回とし、以下、±８０Ｖの時は５回、±１００Ｖ以上の時は１０回、というように、ベタ印刷回数を増加させることで現像装置２内のトナーの排出量を増加して、新しいトナーの補給量を多くすることで現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。
【００９７】
また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの劣化度合いに応じて、設定するトナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、現像剤ＡＧの劣化が進むにつれて、トナーや紙粉などが現像剤（キャリア）との表面に固着したりめり込んだりするため、キャリアの抵抗が高くなる。その結果、トナー濃度センサの出力値としては絶対値が小さくなり、振幅も小さくなるからである。
【００９８】
例えば、図１０に示すように、Ａ４サイズ２０，０００枚相当分の現像装置２の累積回転時間に対して、トナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．５Ｖ、振幅を０．２Ｖとし、２０，０００枚を超えて４０，０００枚までのトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４５Ｖ、振幅を０．１８Ｖとし、４０，０００枚を超えるトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４３Ｖ、振幅を０．１５Ｖと小さくするようにすれば、更に詳細にトナー濃度を一定に維持することができる。
【００９９】
また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの温度に応じて、トナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、トナー濃度センサ自体に温度依存性（高温になるにつれて、センサ出力値が小さくなる傾向）があるからである。その出力値を補正するため、係数による補正を行うようにすればよい。
【０１００】
例えば、図１１に示すように、現像剤の温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を設け、現像剤の温度を、３５℃未満、３５〜４５℃未満、４５℃以上と大きく３段階に設定し、その設定された温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を１．００，１．０３，１．０５として、高温になるほど大きな係数を補正するようにする。尚、現像剤の温度を検出する温度センサの設置位置を限定するものではないが、一番シェアがかかりやすく高温になりやすい現像ローラ近傍が好ましい。
【０１０１】
また、本実施形態では、図２に示すように、画像形成装置Ａの電気的構成をブロック図で説明しているが、画像形成装置Ａに含まれる各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよく、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０２】
すなわち、画像形成装置Ａは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、前記制御プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、前記制御プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。
【０１０３】
また、上述した機能を実現するソフトウェアである画像形成装置Ａの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、画像形成装置Ａに供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的を達成することは可能である。
【０１０４】
前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１０５】
また、画像形成装置Ａを通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して画像形成装置Ａに前記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
【０１０６】
また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。尚、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０７】
さらに、本発明は、画像形成を行う際に画質調整を行う機能を備える画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
【０１０８】
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。
【図５】前記画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】前記画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。
【図７】前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【図８】前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【図９】前記画像形成装置における現像バイアスとベタ印刷回数との関係を示すテーブルである。
【図１０】前記画像形成装置における現像装置の累積回転時間とトナー濃度センサの設定値との関係を示すテーブルである。
【図１１】前記画像形成装置における現像剤の温度とトナー濃度センサの出力値への補正係数との関係を示すテーブルである。
【符号の説明】
【０１１０】
Ａ 画像形成装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム（像担持体）
２１ 現像ローラ
２２ａ，２２ｂ 搬送スクリュー
２４ トナー濃度センサ
２６ トナー補給装置
２６ｂ トナー攪拌部材
２６ｃ トナー補給ローラ
３０ 制御部
３２ トナー補給時間カウンタ
４０ 画像形成部
５０ 画質調整手段
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 所定値比較手段
３０５ 現像バイアス比較手段
ＡＧ 現像剤
Ｔ トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に係り、特に、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式を用いた画像形成装置には、トナー像を形成するために現像装置が搭載されている。この現像装置は、１成分トナーを用いる１成分現像方式を用いるものと、非磁性トナーと磁性を有するキャリアとを含む２成分現像剤を用いる２成分現像方式を用いるものとに大別される。
【０００３】
１成分現像方式による現像装置は、コンパクト化に適しているものの高速現像には適さないため、高速・長寿命の画像形成装置においては、２成分現像方式の現像装置がほとんど採用されている。
【０００４】
この２成分現像剤を用いるタイプの現像装置では、２成分現像剤中のキャリア自体は消費されず、装置内部に残るため減少しないが、トナーは現像により消費されて減少していく。そこで、画質を安定化させるために、トナー濃度制御により２成分現像剤のトナー濃度を一定に維持するようにトナーが適宜補給されている。
【０００５】
トナー濃度制御は、各種方法を用いて制御することができるが、一般的にはトナー濃度センサを使用し、所定幅を超えたときにトナー補給を行うようにしている。トナー濃度センサとしては、例えば、２成分現像剤の透磁率がそのトナー濃度に応じて変化することを利用した透磁率センサが用いられる。
【０００６】
従来技術では、より正確なトナー濃度検知方法として、トナー濃度センサ出力の読み取り周期は、１周期が現像剤搬送スクリューの回転周期の半分の周期と等しくなるようにすることで、簡単な構成でメモリの消費を抑えることが開示されている（特許文献１を参照）。
【０００７】
また、トナー濃度センサに加え、他のセンサなどによりトナー濃度を検知するシステムが考えられている。例えば、トナー濃度センサは、回転立ち上がり時は不安定であり、更に現像剤の循環に時間を要することもあり、瞬時のトナー濃度を検出することはできない。そこで、検出が安定するまでの間（例えば、Ａ４サイズで数十枚程度）は、原稿の印字率（もしくはドットカウント数）による値をもとにトナー補給を行うことで、より精度の高いトナー濃度の補正を図る画像形成装置が開示されている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−５７９３８号公報
【特許文献２】特開平１１−２０２６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、トナー濃度センサとして一般的に透磁率センサを用いる従来のトナー濃度制御では、全ての状況下できれいな画質を得ることができないという問題があった。
【０００９】
近年、画像形成装置においては、省エネに対する市場要望も強いため、２成分現像剤用トナーとして、少しの熱量で定着できる低融点トナーも用いられている。この低融点トナーを採用すると、トナーが熱に対して弱くなるため、従来の２成分現像剤のように、さらさら状態を維持し難いため流動性の低下を起し易くなる。その結果、現像装置の中の搬送スクリュー軸などにトナーもしくは現像剤が固着したり融着したりする場合がある。
【００１０】
そのため、搬送スクリューの１回転当たりに搬送できる現像剤量（トナー量）が低下してしまい、搬送スクリューの近傍に設置することでトナー濃度を測定するトナー濃度センサの出力値が変化することが起こる。すなわち、現像装置において、現像剤のトナー濃度としては平均値なものであっても、現像剤の中で局所的にばらつく現象を引き起こし、その結果、現像剤の流動性低下やトナーの攪拌不良に起因するガサツキが印刷画像に現われてしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像剤の流動性を確保し、常に安定した印刷画質を維持できる画像形成装置及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明に係る画像形成装置及び画像形成装置の制御方法は、次の通りである。
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することが好ましい。
【００１８】
また、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、前記制御手段として、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることで、前記トナー濃度センサの出力値より現像剤の流動性を検知して、前記現像装置から排出されるトナーの量に相当する量のトナーを補給することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。特に、低印字率の原稿を連続印刷した場合においては、現像装置から印刷に使用されるトナーが少なくなるため、トナー自身の劣化や現像剤との結合などが起こりやすいことから、本発明に係る特徴的なトナー補給の制御により効果を奏し得る。
【００２０】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記制御手段として、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲、すなわち予め設定された出力値の振幅を変更する機能を備えることで、現像装置内のトナーの状態に応じて、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給することで、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にすることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記画像形成装置において、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、前記制御手段として、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき現像装置へのトナー補給を制御する機能を備えることで、画質制御プロセスに応じた安定した印刷画質を維持することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記制御手段により、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御すること、すなわち、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき現像装置へのトナー補給を制御することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、前記制御手段により、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することで、例えば、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、トナー排出を増加させることで、現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。
【００２５】
また、本発明によれば、像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時、すなわち、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された最大値から最小値までの範囲（予め設定された出力値の振幅）から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができるので、前記現像装置内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図、図３は前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。
【００２７】
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、図１〜図３に示すように、感光体ドラム３に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤ＡＧを収容する現像装置２と、現像装置２へトナーを補給するトナー補給装置２６と、現像装置２内の２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２４と、トナー濃度センサ２４の出力に基づきトナー補給装置２６から現像装置２へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御部３０とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置Ａにおいて、制御部３０として、トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出しその排出されたトナー量に相当する量のトナーを新たに現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えることを特徴とするものである。
【００２８】
まず、画像形成装置Ａの全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置Ａは、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して外部から伝達された画像データに基づいてシート状の用紙（記録媒体）に対して多色および単色の画像を形成するものである。
【００２９】
画像形成装置Ａは、図１に示すように、露光ユニット１、現像装置２（２ａ〜２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）、クリーニングユニット４（４ａ〜４ｄ）、帯電器５（５ａ〜５ｄ）、中間転写ベルト６０、中間転写ローラ６４（６４ａ〜６４ｄ）、転写ローラ８、定着ユニット９、用紙搬送路Ｓ、給紙カセット１０、手差しトレイ１６及び排紙トレイ１３等を備えている。
【００３０】
画像形成装置Ａは、ブラック（Ｋ）及びカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部４０において画像形成を行う。
尚、本実施形態では、画像形成装置Ａは、４色を用いてカラー画像形成を行っているが、例えば、６色を用いるなど複数のカラー画像形成が可能なものであってもよく、また、モノクロの画像形成装置でもよい。
【００３１】
露光ユニット１は、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー１ａ及び第１反射ミラー１ｂ及び第２反射ミラー１ｃ等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いて、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
【００３２】
尚、露光ユニット１の構成は、上述したレーザスキャニングユニットを用いる手法の他に、発光素子をアレイ状に並べた、例えばＥＬ（Electro Luminescence）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた書込みヘッドを用いる手法もある。
【００３３】
露光ユニット１への画像情報の入力は、画像形成装置Ａに外部接続されたコンピュータやファクシミリ回線などから行ってもよく、また、画像形成装置Ａに原稿読取部が具備される場合には、その原稿読取部で原稿を光学的に読み取ることでも得られる。さらに、画像情報の入力がアナログ信号の場合にはデジタル信号へ変換を行えばよい。
【００３４】
現像装置２は、静電潜像が形成された感光体ドラム３の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置２ａ〜２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。
【００３５】
感光体ドラム３は、画像形成装置Ａの上部に配置（装着）されている。
クリーニングユニット４は、感光体ドラム３の外周面に摺接配置され、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すように接触型のローラ型やブラシ型の帯電器のほかチャージャー型の帯電器を用いてもよい。
【００３６】
中間転写ベルトユニット６は、感光体ドラム３の上方に配置され、中間転写ベルト６０、中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。
【００３７】
中間転写ベルト駆動ローラ６１、中間転写ベルト従動ローラ６２、中間転写ベルトテンション機構６３、中間転写ローラ６４等は、中間転写ベルト６０を張架して矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００３８】
中間転写ベルト６０は、中間転写ベルト駆動ローラ６１と中間転写ベルト従動ローラ６２との間に張架されてループ状の移動経路を形成して、それぞれの感光体ドラム３に接触するように設けられている。中間転写ベルト６０の外周面は、感光体ドラム３ｄ、感光体ドラム３ｃ、感光体ドラム３ｂ及び感光体ドラム３ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト６０を挟んで各感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置に、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄが配置されている。そして、中間転写ベルト６０の感光体ドラム３ａ〜３ｄに対向する位置で感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に形成されたトナー像が転写されるようになっている。
また、中間転写ベルト６０は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで形成されている。
【００３９】
中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄには、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト６０上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）に形成された各色相のトナー像は中間転写ベルト６０の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト６０の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４０】
また、中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト６０に対して均一に高電圧を印加するようになっている。
尚、本実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ６４ａ〜６４ｄを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることができる。
【００４１】
上述したように、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上で各色相に応じた顕像化された静電像は、中間転写ベルト６０上に積層され、画像形成装置Ａに入力された画像情報が示す画像（トナー像）として形成される。積層された画像情報（トナー像）は、中間転写ベルト６０の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト６０との接触位置に配置される転写ローラ８によって用紙上に転写される。
【００４２】
この時、中間転写ベルト６０と転写ローラ８は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ８にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。
【００４３】
尚、中間転写ベルト６０と転写ローラ８とが上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ８もしくは中間転写ベルト駆動ローラ６１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ又は発泡性樹脂ローラ等々）としたものが用いられる。
【００４４】
また、感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト６０に付着したトナー、もしくは、転写ローラ８によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６０上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。
【００４５】
中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６０に接触してトナー等を除去するためのクリーニング部材としてクリーニングブレードを備えている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト６０は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６２で支持されている。
【００４６】
給紙カセット１０は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置Ａの画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。また、画像形成装置Ａの上部に設けられている排紙トレイ１３は、印字済みの用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００４７】
また、画像形成装置Ａには、給紙カセット１０の用紙を転写ローラ８や定着ユニット９を経由させて排紙トレイ１３に送るための略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、給紙カセット１０から排紙トレイ１３に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１（１１−１，１１−２）、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９のヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ、用紙を搬送する搬送ローラ１２（１２−１〜１２−８）等が配されている。換言すると、用紙搬送路Ｓは、これらローラ群により形成されている。
【００４８】
搬送ローラ１２は、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。
ピックアップローラ１１−１は、給紙カセット１０の端部に備えられ、給紙カセット１０から、用紙を１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
【００４９】
レジストローラ７は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙をいったん保持するローラである。そして、レジストローラ７は、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端を合わせるタイミングで転写ローラ８を具備する転写部８Ａに用紙を搬送する機能を有している。
【００５０】
定着ユニット９は、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂ等を備えており、ヒートローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂは、用紙を挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ９ａは、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ９ｂと共に用紙を熱圧着することにより、用紙に転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【００５１】
なお、トナー像（積層された多色トナー像）の定着後の用紙は、搬送ローラ１２−２，１２−３によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（トナー像側を下側に向けて）排紙トレイ１３上に排出されるようになっている。
【００５２】
次に、画像形成装置Ａにおける用紙搬送経路について図面を参照して詳細に説明する。
画像形成装置Ａには、図１に示すように、予め用紙を収納する給紙カセット１０が配置されると共に、ユーザが少数枚の印字を行う時に給紙カセット１０の開閉動作を行わなくても良いように手差しトレイ１６が配置されている。
給紙カセット１０及び手差しトレイ１６の用紙搬送方向下流側にはピックアップローラ１１−１，１１−２が配置されている。このように、給紙カセット１０または手差しトレイ１６を用いた給紙方法によれば、ピックアップローラ１１−１，１１−２により用紙を１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。
【００５３】
（片面印字要求時）
まず、給紙カセット１０を用いて給紙する場合について説明する。
給紙カセット１０の用紙は、ピックアップローラ１１−１により１枚ずつ取り出され、用紙搬送路Ｓ中の搬送ローラ１２−１によってレジストローラ７まで搬送される。そして、レジストローラ７によって用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ８に搬送され、用紙上に画像情報が転写される。その後、用紙は、定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙上に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着され、搬送ローラ１２−２を経て搬送ローラ（排紙ローラ）１２−３から排紙トレイ１３上に排出される。
【００５４】
次に、手差しトレイ１６を用いて給紙する場合について説明する。
手差しトレイ１６に積載された用紙は、ピックアップローラ１１−２によって装置内に１枚ずつ給紙され、用紙搬送路Ｓ中の複数の搬送ローラ１２−６，１２−５，１２−４を経てレジストローラ７に搬送される。それ以降の用紙搬送工程は、給紙カセット１０から給紙される用紙と同様の経過を経て排紙トレイ１３に排出される。
【００５５】
（両面印字要求時）
印字要求内容が両面印字要求の時は、上述のように定着ユニット９を通過して片面印字が終了した用紙は、そのまま排紙トレイ１３に排出されることなく、用紙の後端が排紙ローラ１２−３で保持された状態で、排紙ローラ１２−３が逆回転することによって、搬送ローラ１２−７，１２−８に導かれた後、再びレジストローラ７に搬送される。
【００５６】
そして、レジストローラ７により、用紙の先端と中間転写ベルト６０上の画像情報の先端を整合するタイミングで再び転写ローラ８に搬送され、用紙の裏面に画像情報が転写される。その後、再び定着ユニット９に搬送され、定着ユニット９を通過することによって用紙の裏面に転写された未定着トナーが熱で溶融・固着された後に搬送ローラ１２−２、排紙ローラ１２−３を経て排紙トレイ１３に排出される。
【００５７】
次に、本実施形態に係る現像装置２について図面を参照して詳細に説明する。
現像装置２は、図３に示すように、像担持体の一例である感光体ドラム３に形成された静電潜像を、トナー像に現像するために設けられている。現像装置２は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する。）ＡＧを収容する現像容器２０と、現像容器２０内にある現像剤ＡＧを感光体ドラム３に供給するために感光体ドラム３に対向して接近して配置された現像ローラ２１と、現像容器２０内の現像剤ＡＧを攪拌しながら現像ローラ２１へ向けて搬送する２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂと、現像ローラ２１への現像剤量を規制するドクターブレード２３と、トナー濃度センサ２４とを有している。
【００５８】
トナー濃度センサ２４は、現像容器２０内の現像剤ＡＧの透磁率を検出することにより、現像装置２内の現像剤ＡＧ中のトナー濃度を検知するものであり、透磁率センサとも言う。
【００５９】
現像容器２０の上部には、その内部へトナーを補給するための開口２５が形成され、その開口２５上部には、トナー補給装置２６が配備されている。トナー補給装置２６は、トナーＴを収容するトナー容器２６ａと、トナー容器２６ａ内に収容されたトナーＴを攪拌するトナー攪拌部材２６ｂと、トナー容器２６ａ内のトナーＴを攪拌しながら供給するトナー補給ローラ２６ｃとを有しており、開口２５を通じて現像装置２へトナーＴを補給する。
【００６０】
ここで、トナー濃度センサ２４のセンサ出力について説明する。
図４は本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。
【００６１】
現像装置２の搬送スクリュー２２ａの近傍に配置されているトナー濃度センサ２４は、１０ｍｍｓｅｃ毎のサンプリングタイミングで現像剤の透磁率を測定する。図４に示すように、トナー濃度センサ２４による現像剤の透磁率の値を経過時間に対してプロットしていくと、現像剤ＡＧの流動性が正常な場合には、図中の破線で示すように、ほぼ搬送スクリュー２２ａの１周期でトナー濃度センサ２４の出力値の１周期と一致した形となる。従って、搬送スクリュー２２ａの現像剤の送り量に対応して、見掛け上サインカーブのような周期的な出力プロファイルを示す。
【００６２】
しかしながら、現像剤ＡＧの流動性が低下してくると、上述したように搬送スクリュー２２ａにキャリアやトナーが固着するため、現像剤ＡＧの搬送量が低下する。その結果トナー濃度センサ２４で測定されるセンサ出力の絶対値も低下気味となる。また、現像剤ＡＧがスムーズに流れなくなるため、現像剤ＡＧの送り量が均等でなくなり、不規則でばらつくようになる。
従って、現像剤ＡＧの流動性は、図４の実線で示すトナー濃度センサ２４の出力プロファイルを確認することである程度想定することができる。
【００６３】
次に、本実施形態の画像形成装置Ａの特徴的な電気的構成についてブロック図を参照して詳細に説明する。
【００６４】
画像形成装置Ａに具備される制御部（制御手段）３０は、トナー濃度の制御（トナー補給制御）を行うことで形成される画像を安定化させる機能を備えている。
すなわち、制御部３０は、トナー濃度が低くなればそれに相当するトナー量を補給する従来のトナー補給制御を行う機能を備えるとともに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナー量に相当対応する量のトナーを現像装置２へ補給するようにトナー補給装置２６の動作を制御する機能を備えている。
【００６５】
制御部３０は、図２に示すように、トナー濃度センサ２４、現像容器２０にトナーを補給するトナー補給装置２６、トナー補給時間カウンタ３２が接続されている。さらに、制御部３０は、画像形成装置Ａのうち主に現像装置２以外の画像形成に関わる画像形成部４０に対する制御も行うように構成されている。
【００６６】
画像形成部４０は、上述した露光ユニット１、感光体ドラム３、クリーニングユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、レジストローラ７、転写ローラ８、定着ユニット９、給紙カセット１０、ピックアップローラ１１、搬送ローラ１２等により構成され、制御部３０により、入力された原稿の画像情報から最終的に画像を用紙上に印字するように制御される。また、画像形成部４０は、画像形成装置Ａに設けられた画質調整手段５０における画質制御プロセスにより実行される制御結果に基づき印刷画質を安定化させるようになっている。
【００６７】
従って、制御部３０は、画像形成装置Ａの全体を制御する制御部の一部として構成したものであってもよい。
【００６８】
具体的に説明すると、制御部３０は、図２に示すように、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、本発明に係るトナーの補給・排出制御を含む各種制御を実行するための制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）３０２等のプログラム格納メモリと、ＣＰＵの作業領域となってその制御プログラムの読み出し、処理中のデータの一時的な格納などを行うＲＡＭ（Random Access Memory）３０３等の作業メモリとを備えるとともに、さらに、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲（所定の出力値の振幅）から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４と、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する現像バイアス比較手段３０５とを備えている。
【００６９】
トナー補給時間カウンタ３２は、トナー補給装置２６にあるトナー補給ローラ２６ｃの回転時間をカウントするもので、印字ジョブ開始のタイミングを計数の起点とし、画像形成に対応したトナー補給ローラ２６ｃの回転時間を計数し、制御部３０にその計数値を出力する。
【００７０】
トナー濃度センサ２４は、透磁率センサを用いているため、その出力は現像剤ＡＧ中のキャリア濃度に比例して変化する。従って、トナー濃度センサ２４の出力は、現像剤ＡＧ中のトナー濃度の上昇に伴って低下する。
【００７１】
以上のように構成された制御部３０は、トナー補給時間カウンタ３２及びトナー濃度センサ２４により検知された値や、画像形成部４０における画質を画質調整手段５０により実行される画質制御プロセスの制御結果（例えば、現像バイアスの値）に基づき、現像剤ＡＧの流動性をチェックしてトナー補給装置２６によるトナー補給を制御する。
【００７２】
尚、ここで例示する制御部３０が適用可能な画像形成装置は、上述した構成による画像形成装置Ａに限定されるものではない。
【００７３】
次に、本実施形態に係る制御部３０による特徴的なトナー補給制御についてフローチャートに沿って説明する。
図５は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。
【００７４】
画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図５に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ４）。
【００７５】
ステップＳ４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ８）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ６）。
【００７６】
その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ７）、その後印刷を開始して（ステップＳ８）、印刷工程が完了する（ステップＳ９）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。
【００７７】
本実施形態では、「ベタ印刷」を実施することにより現像装置２内のトナーを感光体ドラム３側から強制的に排出するようにしている。
【００７８】
次に、画像形成装置Ａにおけるその他の制御例についてフローチャートに沿って説明図する。
図６は本実施形態に係る画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。
【００７９】
画像形成装置Ａにおけるトナー補給制御のその他の例として、制御部３０において、上述した所定値比較手段３０４によるトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断に加えて、さらに、画像形成部４０において実行される画質調整手段５０における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値を判断に加えるものである。
【００８０】
具体的には、画像形成装置Ａの運転が開始されると、制御部３０は、図６に示すように、印字ジョブ命令を受け付けると（ステップＳ１０１）、画像形成動作に入り現像装置２の２本の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させ（ステップＳ１０２）、トナー濃度センサ２４による現像剤ＡＧのトナー濃度の測定を開始する（ステップＳ１０３）。そして、所定値比較手段３０４によりトナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０４）。
【００８１】
ステップＳ１０４において、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、トナー濃度センサ２４の出力値の振幅が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。この「ベタ印刷」を行うことにより、現像装置２内のトナーが強制的に排出される。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。
【００８２】
その後、現像装置２の搬送スクリュー２２ａ，２２ｂを回転させてトナーと現像剤との混合攪拌を行い（ステップＳ１０７）、そして、画像形成部４０における画質調整を行う画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実施されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０８における画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲（所定幅）を超えているか否かの判断を行う（ステップＳ１０９）。
【００８３】
ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が予め設定された現像バイアスの値の範囲を超えていないと判断された場合は印刷を開始する（ステップＳ１１０）。一方、現像バイアスの値が所定幅を超えていると判断された場合は「ベタ印刷」を行う（ステップＳ１０５）。そして、「ベタ印刷」によって排出されたトナーの量に相当する量の新しいトナーをトナー補給装置２６から現像装置２に補給する（ステップＳ１０６）。
【００８４】
そして、画質調整手段５０によりプロセスコントロールが実行されて現像バイアスの値が設定される（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１０９において、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が所定幅を超えているか否かの判断が繰り返して行われる。
【００８５】
ステップＳ１０９において、現像バイアスの値が所定幅を超えていないと判断された場合は印刷を開始し（ステップＳ１１０）、印刷工程が完了する（ステップＳ１１１）。このようにして、現像装置２への新たなトナーの補給が終了する。
【００８６】
次に、上述したように構成された画像形成装置の実機により確認テストを行った結果について説明する。
【００８７】
図７は本実施形態の画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフ、図８は前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【００８８】
確認テストは、画像形成装置として複合機（商品名：ＭＸ−２３００、シャープ株式会社製）を使用し、トナー補給制御として本実施形態と同様に現像装置のトナー濃度センサの出力に基づくトナー補給制御を行い、印字条件として、現像剤はＡ４サイズで２０，０００枚連続実写エージングを行った現像剤を使用し、黒ベタ印字率１０％の原稿を用いて、１，０００枚までのセンサ出力の振幅および中心値の推移を確認した。
また、各チェックポイント（図中矢印部）では、全面ハーフトーンの印刷を行い画質確認を行った。
【００８９】
トナー濃度の測定は、５０枚ごとに現像剤を約１グラム取り出し、溶剤によるトナー成分の溶解量を求めて重量比率より算出した。尚、比較用として従来のトナー濃度センサを用いてトナー補給制御を行う画像形成装置により同様な印字条件で確認テストを実施した。
【００９０】
以下に、確認テストの結果を示す。
センサ出力の振幅は、図７に示すように、０〜０．１５Ｖを所定幅に設定した時、本発明による制御方法、すなわち、上述した実施形態で説明したようにトナー濃度センサの出力値（振幅）に基づき強制的にトナー排出・補給を行う制御によれば、センサ出力の振幅が一部で０．１５Ｖを僅かに超えた程度で全体的にほぼ０．１５Ｖ以下で所定幅内に収まっている。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えはじめ、さらに印刷枚数が多くなるに連れてセンサ出力の振幅が０．１５Ｖを超えてさらに大きくなる傾向にある。
【００９１】
また、センサ出力の中心値は、図８に示すように、本発明による制御方法によれば、２．４５Ｖから２．３５Ｖの範囲内でほぼ２．４Ｖ付近で安定して推移し、その結果、きれいな画質をキープすることができる。一方、従来のトナー補給を行う制御によれば、印刷枚数が多くなるとセンサ出力の中心値が２．４５Ｖから下がり始め、印刷枚数が多くなるに連れてさらに下がる傾向にあり、８００枚から１，０００枚では２．３Ｖ以下になり、トナー濃度の変動が大きいままで、印刷画質に不均一なムラが見られた。
【００９２】
以上により、本実施形態の画像形成装置Ａによれば、制御部３０に、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定する所定値比較手段３０４を備え、トナー濃度センサ２４の出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、現像装置２からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを現像装置２へ補給するようにしたことで、劣化したトナーや固着、融着が生じたトナーを排除し、トナーを正常な状態にして現像剤の流動性を確保することができる。これにより、現像装置２内のトナー濃度を最適な状態にして安定した印刷画質を維持することができる。
【００９３】
また、本実施形態によれば、画像形成装置Ａにおいて、画質を一定レベル以上に確保するため、画質調整手段５０により定期的に画質調整制御（プロセスコントロール、プロコンとも呼ばれる。）を行うようにされている場合に、画質調整制御時に設定される現像バイアスの値は、画像形成装置Ａの最適なプロセス設定条件であるため、制御部３０に、現像バイアス比較手段３０５を備えて、画質制御プロセスで設定された現像バイアスの値が予め設定された所定の範囲から外れた値か否かを判定することで、直前の使用状況を踏まえた補正を行うことができる。
【００９４】
尚、本発明は、トナー濃度センサ２４の出力値を現像剤の流動性の判断に用いるものであるが、印刷工程における前回の印刷までの印刷要因、例えば、過度の低印字率原稿の連続印字などにより、トナー濃度以外にプロコン設定値が大きく変動している場合がある。特に、プロコン設定値のうちで現像バイアスは一定の表面電位を確保した状態で決定されるため、画像濃度に大きな影響を与える。従って、画像形成装置Ａのトナー補給の制御において、上述したように画質調整制御で行われる各制御値を利用することで、より精度よく現像剤の流動性を一定レベル以上に維持することができる。
【００９５】
具体的には、現像バイアスの値が前回プロコン時の値から大きく変化しているようであれば、現像バイアスの変化幅に応じて「ベタ印刷」の回数を変化させてトナーの排出量を制御するようにしてもよい。
【００９６】
例えば、図９に示すように、現像バイアスの変化幅が±３０Ｖの時は「ベタ印刷」の回数を３回とし、以下、±８０Ｖの時は５回、±１００Ｖ以上の時は１０回、というように、ベタ印刷回数を増加させることで現像装置２内のトナーの排出量を増加して、新しいトナーの補給量を多くすることで現像剤の流動性低下をより一層抑えることができる。
【００９７】
また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの劣化度合いに応じて、設定するトナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、現像剤ＡＧの劣化が進むにつれて、トナーや紙粉などが現像剤（キャリア）との表面に固着したりめり込んだりするため、キャリアの抵抗が高くなる。その結果、トナー濃度センサの出力値としては絶対値が小さくなり、振幅も小さくなるからである。
【００９８】
例えば、図１０に示すように、Ａ４サイズ２０，０００枚相当分の現像装置２の累積回転時間に対して、トナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．５Ｖ、振幅を０．２Ｖとし、２０，０００枚を超えて４０，０００枚までのトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４５Ｖ、振幅を０．１８Ｖとし、４０，０００枚を超えるトナー濃度センサ２４の出力値の中心値を２．４３Ｖ、振幅を０．１５Ｖと小さくするようにすれば、更に詳細にトナー濃度を一定に維持することができる。
【００９９】
また、本実施形態の変形例として、現像剤ＡＧの温度に応じて、トナー濃度センサ２４の出力値および所定幅を変更するようにしてもよい。その理由は、トナー濃度センサ自体に温度依存性（高温になるにつれて、センサ出力値が小さくなる傾向）があるからである。その出力値を補正するため、係数による補正を行うようにすればよい。
【０１００】
例えば、図１１に示すように、現像剤の温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を設け、現像剤の温度を、３５℃未満、３５〜４５℃未満、４５℃以上と大きく３段階に設定し、その設定された温度に対応するトナー濃度センサ出力値係数を１．００，１．０３，１．０５として、高温になるほど大きな係数を補正するようにする。尚、現像剤の温度を検出する温度センサの設置位置を限定するものではないが、一番シェアがかかりやすく高温になりやすい現像ローラ近傍が好ましい。
【０１０１】
また、本実施形態では、図２に示すように、画像形成装置Ａの電気的構成をブロック図で説明しているが、画像形成装置Ａに含まれる各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよく、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１０２】
すなわち、画像形成装置Ａは、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、前記制御プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、前記制御プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。
【０１０３】
また、上述した機能を実現するソフトウェアである画像形成装置Ａの制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、画像形成装置Ａに供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的を達成することは可能である。
【０１０４】
前記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１０５】
また、画像形成装置Ａを通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して画像形成装置Ａに前記プログラムコードを供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。
【０１０６】
また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。尚、本発明は、前記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０７】
さらに、本発明は、画像形成を行う際に画質調整を行う機能を備える画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
【０１０８】
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】前記画像形成装置におけるトナー補給制御を行う電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】前記画像形成装置を構成する現像装置の構成を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係るトナー濃度センサの出力プロファイルの一例を示す説明図である。
【図５】前記画像形成装置におけるトナー補給制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】前記画像形成装置におけるトナー補給制御のその他の例を示すフローチャートである。
【図７】前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の振幅（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【図８】前記画像形成装置における印刷枚数に応じたトナー濃度センサの出力の中心値（トナー濃度）の推移を示すグラフである。
【図９】前記画像形成装置における現像バイアスとベタ印刷回数との関係を示すテーブルである。
【図１０】前記画像形成装置における現像装置の累積回転時間とトナー濃度センサの設定値との関係を示すテーブルである。
【図１１】前記画像形成装置における現像剤の温度とトナー濃度センサの出力値への補正係数との関係を示すテーブルである。
【符号の説明】
【０１１０】
Ａ 画像形成装置
２ 現像装置
３ 感光体ドラム（像担持体）
２１ 現像ローラ
２２ａ，２２ｂ 搬送スクリュー
２４ トナー濃度センサ
２６ トナー補給装置
２６ｂ トナー攪拌部材
２６ｃ トナー補給ローラ
３０ 制御部
３２ トナー補給時間カウンタ
４０ 画像形成部
５０ 画質調整手段
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＯＭ
３０３ ＲＡＭ
３０４ 所定値比較手段
３０５ 現像バイアス比較手段
ＡＧ 現像剤
Ｔ トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、
前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、
前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置において、
前記制御手段は、前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給するように前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像装置の使用時間に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記現像装置内の現像剤の温度に応じて、前記トナー濃度センサの出力値の予め設定された所定の範囲を変更する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成装置は、印刷画質を安定化させるために行う画質制御プロセスを備え、
前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果に基づき前記トナー補給装置の動作を制御する機能を備えることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記画質制御プロセスの制御結果得られる現像バイアスの値に基づき前記トナー補給装置の動作を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記現像バイアスの値に基づき前記現像装置からのトナーの排出量を調整するように制御することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に形成された静電潜像を現像するためのトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収容する現像装置と、前記現像装置へトナーを補給するトナー補給装置と、前記現像装置内の２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と、前記トナー濃度センサの出力に基づき前記トナー補給装置から前記現像装置へのトナー補給動作を制御する機能を備えた制御手段とを備えて、トナー濃度を制御して画像出力を行う画像形成装置の制御方法において、
前記トナー濃度センサの出力値が予め設定された所定の範囲から外れた値になった時に、前記現像装置からトナーを排出し、その排出されたトナーの量に相当する量のトナーを前記現像装置へ補給する工程を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２８２２２９（Ｐ２００９−２８２２２９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３３２５９（Ｐ２００８−１３３２５９）
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２１日（２００８．５．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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