JP2003295598A

JP2003295598A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003295598A
Application number: JP2002102186A
Authority: JP
Inventors: Masanori Shida; 昌規志田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】正確な現像剤トナー濃度制御。【解決手段】磁性ブラシにより感光ドラムに帯電を行
う帯電装置を具備した画像形成装置で、環境により現像
装置内に混入される磁性粒子の量が異なる問題に対し
て、トナー濃度センサーの検出信号を調整する制御電圧
値の画像形成回数に対する変更量を各環境で変える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像
を現像して可視画像を形成する複写機、プリンタ、記録
画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、
特に二成分現像剤のトナー濃度を適正に制御する現像剤
濃度制御装置を備えた画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式や静電記録方式の
画像形成装置が具備する現像装置には、トナー粒子とキ
ャリア粒子を主成分とした二成分現像剤が用いられてい
る。特に、電子写真方式によりフルカラーやマルチカラ
ー画像を形成するカラー画像形成装置には、画像の色味
などの観点から、殆どの現像装置が二成分現像剤を使用
している。周知のように、この二成分現像剤のトナー濃
度（即ち、キャリア粒子及びトナー粒子の合計重量に対
するトナー粒子重量の割合。以下Ｔ／Ｄ比と称する）は
画像品質を安定化させる上で極めて重要な要素になって
いる。現像剤のトナー粒子は現像時に消費され、トナー
濃度は変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴ
Ｒ）を使用して適時現像剤のトナー濃度を正確に検出
し、その変化に応じてトナー補給を行ない、トナー濃度
を常に一定に制御し、画像の品位を保持する必要があ
る。

【０００３】このように現像により現像器内の現像剤濃
度が変化するのを補正するために、即ち、現像器に補給
するトナー量を制御するために、現像容器中のトナー濃
度の検知及び濃度制御装置は、従来さまざまな方式の物
が提案され実用化されている。

【０００４】例えば、現像剤担持体（一般に現像スリー
ブが用いられる場合が多いので以下の説明では「現像ス
リーブ」と称す）、あるいは現像容器の現像剤搬送経路
に近接し、現像スリーブ上に搬送された現像剤あるいは
現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射率が、トナ
ー濃度により異なることを利用して、トナー濃度を検知
し制御する現像剤濃度制御装置、あるいは現像器の側壁
に磁性キャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけ
の透磁率を検知して電気信号に変換するインダクタンス
ヘッドを設置し、このインダクタンスヘッドからの検出
信号によって現像器内の現像剤のトナー濃度を検知し、
基準値との比較によりトナーを補給するようにしたイン
ダクタンス検知方式の現像剤濃度制御装置が使用されて
いる。

【０００５】また像担持体（一般に感光体ドラムが用い
られる場合が多いので以下の説明では「感光体ドラム」
と称す）上に形成したパッチ画像濃度を、その表面に対
向した位置に設けた光源及びその反射光を受けるセンサ
ーにより読みとり、アナログ−ディジタル変換器でディ
ジタル信号に変換した後ＣＰＵに送り、ＣＰＵで初期設
定値と比較し、初期設定値より濃度が高ければ初期設定
値に戻るまでトナー補給が停止され、初期設定値より濃
度が低ければ初期設定値に戻るまで強制的にトナーが補
給され、その結果トナー濃度が間接的に所望の値に維持
される方式などがある。

【０００６】しかし、現像スリーブ上に搬送された現像
剤あるいは現像容器内の現像剤に光を当てたときの反射
率からトナー濃度を検知する方式は、トナー飛散等によ
り検知手段が汚れてしまった場合、正確にトナー濃度を
検知できない等の問題がある。またパッチ画像濃度から
間接的にトナー濃度を制御する方式は複写機、或いは画
像形成装置の小型化に伴い、パッチ画像を形成するスペ
ースや検知手段を設置するスペースが確保できない等の
問題がある。

【０００７】これに対し、インダクタンス検知方式は、
センサー単体のコストも安価な事に加え、上記のような
スペースの問題、トナー飛散による汚れの問題の影響を
受けないため、低コスト、小スペースの複写機、或いは
画像形成装置において、最適なトナー濃度検知方式とい
える。

【０００８】上記インダクタンス検知方式の現像剤濃度
制御装置（以下『インダクタンス検知方式ＡＴＲ』と称
す）は、例えば現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知
された場合、一定体積内で現像剤中のキャリア粒子が占
める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味
するのでトナー補給を開始する、逆に見かけの透磁率が
小さくなった場合、一定体積内で現像剤中のキャリアが
占める割合が少なくなりトナー濃度が高くなったことを
意味するのでトナー補給を停止する、というような制御
に基づきトナー濃度を制御することになる。

【０００９】また一般に、電子写真方式や静電記録方式
の画像形成装置が具備する、電子写真感光体・静電記録
誘電体などの像担持体の帯電処理手段として、一般にコ
ロナ帯電器が使用されてきた。近年は、低オゾン・低電
力等の利点を有することから、接触帯電装置、即ち被帯
電体に電圧を印加した帯電部材を当接させて被帯電体の
帯電を行う方式の装置の実用化がなされてきている。特
に、帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式
の装置が帯電の安定性という点から好ましく用いられて
いる。

【００１０】しかし、上述のローラ帯電方式では、帯電
が帯電部材から被帯電体への放電により行われるため、
環境の変化による、帯電ローラおよび電子写真感光体の
電気抵抗の変動により、感光体の表面電位も変動する。

【００１１】そこで、最近、環境変動の少ない帯電方式
として、特願平５−６６１５０号公報等に、導電性の接
触帯電部材（帯電ファーブラシ、帯電磁気ブラシ、帯電
ローラー等）に電圧を印加し、トラップ準位となる導電
粉（ＳｎＯ２等）を分散させた電荷注入層を表面に持つ
感光体に、感光体電位と同極の電荷を注入して接触帯電
を行う方法が開示されている。

【００１２】この注入帯電方式は、環境依存性が少ない
だけでなく、放電を用いないため、印加電圧は感光体電
位と同程度で充分であり、また感光体の寿命を縮めるオ
ゾンを発生しない利点がある。

【００１３】また、放電を用いた接触帯電では被帯電体
に所望の帯電電位Ｖｓを得るために、その所望の帯電電
位Ｖｓに放電開始電圧Ｖｔｈ（接触帯電部材に直流電圧
を印加して被帯電部材の帯電が開始するときの接触帯電
部材の印加電圧）を上乗せした直流バイアスＶｓ＋Ｖｔ
ｈを帯電部材に印加する必要があるが、電荷注入帯電で
は帯電部材に印加した直流バイアスとほぼ同じ帯電電位
Ｖｓが得られるため、帯電用の電源のコストダウンも可
能になる。このような電荷注入方式の場合の接触帯電部
材としては、帯電、接触の安定性などの点から、磁気ブ
ラシ帯電部材やファーブラシ帯電部材が好ましく用いら
れる。

【００１４】磁気ブラシ帯電部材は、給電電極を兼ねる
担持体に磁気拘束して形成保持させた導電性磁性粒子
（帯電用磁性キャリア）の磁気ブラシを有し、該磁気ブ
ラシを被帯電部材に接触させ、担持体に給電するもので
ある。より具体的には、導電性磁性粒子を直接マグネッ
ト、あるいはマグネットを内包するスリーブ上に磁気ブ
ラシとして磁気的に拘束させて保持させ、該磁気ブラシ
帯電部材を停止あるいは回転させながら磁気ブラシ部を
被帯電体に接触させ、かつ電圧を印加する事によって被
帯電体を帯電処理する。

【００１５】ファーブラシ帯電部材は、給電電極を兼ね
る担持体に担持させた導電性繊維のブラシ部（ファーブ
ラシ部）を有し、該導電性繊維ブラシ部を被帯電体に接
触させ、担持体に給電するものである。

【００１６】磁気ブラシ帯電部材とファーブラシ帯電部
材との対比においては、ファーブラシ帯電部材は、長期
使用、長期放置による毛倒れが生じた場合に帯電性が悪
化してしまい、また帯電の均一性がブラシ径の制約等か
ら不均一になりやすいのに対し、磁気ブラシ帯電部材で
はそのような現象は起きず、均一で安定した帯電を行う
ことが可能となる。

【００１７】ところで、近年、装置の小型化が進んでき
たが、一般的な複写機の工程である、帯電、露光、現
像、転写、定着、クリーニングの各工程をそれぞれ小型
にするには限界があった。また、前記した転写残トナー
は、クリーナーにより回収されるが、この廃トナーは、
環境保護の面からも無いことが好ましい。

【００１８】上記のクリーナーを取り外し、接触帯電器
により、感光ドラム上の転写残トナーを回収し、感光ド
ラムを所望の電位に帯電するとともに、回収トナーを感
光ドラム上に吐き出し、現像装置によって現像同時クリ
ーニングを行なうクリーナーレス装置も提案されてい
る。

【００１９】ここでいう現像同時クリーニングとは、転
写時に感光ドラム上に若干残留したトナーを、接触帯電
部材で回収すると共に感光ドラム上に吐き出し、現像位
置でカブリ取りバイアス（Ｖｂａｃｋ）によって回収す
る方法である。

【００２０】ここでも接触帯電部材に上記磁気ブラシ帯
電器を用いれば、転写残トナーの回収性に有利である。
磁気ブラシ帯電器は、図１４のように内部に固定マグネ
ット９２が設けられた回転自在の非磁性スリーブ９３上
に、比較的抵抗の低い磁性粒子９４が磁界によってブラ
シ状に形成され、非磁性スリーブの回転に伴い磁性粒子
が搬送される。そして、非磁性スリーブに帯電電圧を印
加することにより、磁性粒子から電荷が感光ドラム上に
与えられ、感光ドラムは帯電電圧に応じた電位に帯電さ
れる。磁性粒子を用いると、一旦回収した転写残トナー
に対して、摩擦帯電による確実な電荷付与が行われるこ
とにより、感光ドラム上に吐き出したトナーを感光ドラ
ムに確実に付着させるだけでなく、現像部において回収
しやすい状態にすることができる。この方法によれば、
転写残トナーは、回収されて現像時に再び用いられるた
め、廃トナーをなくすことができる。また、スペースの
面でも利点が大きく、大幅に小型化が可能となる。

【００２１】しかし、上記のような磁気ブラシ帯電装置
における問題点として、帯電磁気ブラシを構成している
帯電キャリアの像担持体表面への付着、流出が起こるこ
とがある。それが現像装置に回収されるとインダクタン
ス検知方式センサーを用いた現像装置では、画像的には
特に問題ない微量の帯電キャリア付着であっても、コピ
ー枚数が増え、現像装置内に蓄積されることで、現像キ
ャリアと帯電キャリアの透磁率が異なる場合に現像剤全
体の見かけの透磁率が変化し、インダクタンス検知方式
センサーによるＴ／Ｄ比制御に誤差が生じることがあ
る。

【００２２】つまり帯電キャリアの透磁率が現像キャリ
アの透磁率より大きい場合は、現像容器中のトナー濃度
は基準トナー濃度と同レベルなのに、帯電キャリアが現
像剤中に混入する事で現像剤の平均透磁率が大きいとイ
ンダクタンス検知センサーには検知され、これは一定体
積内で現像剤中のキャリア粒子が占める割合が多くな
り、Ｔ／Ｄ比が低くなったと誤検知されトナー補給を開
始してしまい、適正なＴ／Ｄ比より高い濃度制御をして
しまう。逆に帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透
磁率より小さい場合は、帯電キャリアが現像剤中に混入
すると現像剤の平均透磁率は小さくなりインダクタンス
検知センサーの出力値は基準値に対し低く検知され、こ
れは一定体積内で現像剤中のキャリアが占める割合が少
なくなりＴ／Ｄ比が高くなったことを意味するのでトナ
ー補給を停止し、適正なＴ／Ｄ比より低い濃度制御をし
てしまう等の問題が起こる。前者の場合、トナー過補給
により、画像濃度が濃くなる問題や、トナー量増加に伴
い現像剤量が増加し、現像剤が現像容器から溢れてしま
う問題、あるいは現像剤中のトナー比率の増加に伴うト
ナー帯電量低下によりトナー飛散、画像カブリ等の問題
を引き起こす。一方後者の場合、現像剤中のトナー量減
少による画像劣化、画像濃度薄等の問題を引き起こす。

【００２３】例えば、図１５（ｂ）に示すように、現像
剤の最適なＴ／Ｄ比８％においてインダクタンスヘッド
２０からの検出信号の初期値が２．５Ｖで、そのＴ／Ｄ
比を維持できるように初期値を基準値に設定したとす
る。しかし画像形成動作が繰り返されるにつれ現像装置
内に帯電キャリアが徐々に蓄積されてくると、帯電キャ
リアの透磁率が現像キャリアの透磁率より大きい場合
は、現像剤の見かけの透磁率は図１５（ａ）（ｉ）の点
線のように徐々に大きくなっていき、帯電キャリアの透
磁率が現像キャリアの透磁率より小さい場合は図１５
（ａ）（ｉｉ）の点線のように徐々に小さくなっていく
ことになる。よってインダクタンス検知センサーは、上
記透磁率変化に伴いその出力は、帯電キャリアの透磁率
が現像キャリアの透磁率よりも大きい場合は図１５
（ｂ）（ｉ）の点線のように徐々に大きくなっていき、
帯電キャリアの透磁率が現像キャリアの透磁率よりも小
さい場合は図１５（ｂ）（ｉｉ）の点線のように徐々に
小さくなっていくことになる。しかし実際はインダクタ
ンス検知センサーではあくまでも初期の基準値２．５Ｖ
になるように（図１５（ｂ）（ｉｉｉ））トナー補給が
なされる結果、図１５（ｃ）に示すように、帯電キャリ
アの透磁率が現像キャリアの透磁率よりも大きい場合は
図１５（ｃ）（ｉ）の点線のようにＴ／Ｄ比は徐々に高
くなってしまい、帯電キャリアの透磁率が現像キャリア
の透磁率よりも小さい場合は図１５（ｃ）（ｉｉ）の点
線のようにＴ／Ｄ比が徐々に低くなってしまうことにな
る。

【００２４】詳しくは以下に説明する。５％Ｄｕｔｙの
画像形成時の現像装置への帯電キャリア混入量が約２０
ｇ／５００００回程度で、該現像装置に搭載されたイン
ダクタンス検知センサーの検知感度（Ｔ／Ｄ比変化量に
対するセンサーの出力変化量）がＴ／Ｄ比１％の変化に
対して０．５Ｖ変化するセンサーを使用する。ここで基
準となるＴ／Ｄ比に対し、インダクタンス検知センサー
の検出信号を２．５Ｖに設定した場合に、その現像剤に
強制的に帯電キャリア２０ｇを混入させると、現像剤の
見かけの透磁率が大きくなるので、初期の最適なＴ／Ｄ
比を維持した場合のインダクタンス検知センサーの検出
信号は初期の基準値２．５Ｖから３．５Ｖへ１Ｖ上昇し
てしまっていた。従って、実際は検出信号が２．５Ｖに
なるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナー
補給が過剰に行われ、画像形成動作を５００００回繰り
返した結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度
８％から２％ずれてしまい、１０％に制御されてしまっ
た。

【００２５】この問題に対し、画像形成回数、枚数等か
ら現像装置に回収される帯電キャリア量を予測し、イン
ダクタンス検知センサーの初期の基準値を、画像形成動
作をある時間又は回数繰り返した時に設定し直すように
あらかじめＣＰＵ２５（図６）に命令を設定しておき、
所定のタイミングでＣＰＵ２５は基準信号値を新たに設
定する方法が提案されている。

【００２６】具体的には、上記の現像装置において、画
像形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャ
リアの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量
は２０ｇ／５００００回なので、１０ｇ／２５０００回
となる。インダクタンス検知センサーは帯電キャリアが
２０ｇ混入するとその値は１Ｖ変化するので、帯電キャ
リアが約５ｇ混入したときにその値は０．５Ｖ変化する
ことになる。したがって画像形成が２５０００回繰り返
されたところでＴ／Ｄ比制御の基準信号値を３．０Ｖに
設定し直すように、あらかじめＣＰＵ２５に命令を設定
しておく。設定しなおされた際、検出信号が３．０Ｖに
なるまでトナー補給が停止するため、それまでに生じて
いたトナー濃度の誤差が解消され、初期のＴ／Ｄ比８％
に制御し直されることになる。その結果画像形成動作を
５００００回繰り返した時に同様に基準値を変更するこ
とで、画像形成５００００回以後のＴ／Ｄ比を検出信号
の補正をしない場合と比べてトナー濃度制御の誤差を小
さくすることができる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
画像形成回数、コピー枚数により、現像装置に回収され
る帯電キャリアの量を予測し、基準トナー濃度に対する
基準値を、新たな基準値として設定しなおす方法でトナ
ー濃度制御を行なうと以下のような問題が生じる。

【００２８】図１６（ａ）は、インダクタンス検知セン
サーの現像剤トナー濃度変化に対するセンサーの検出信
号の関係を示したグラフである。また、図１６（ｂ）は
［従来の技術］で説明した、基準トナー濃度に対する基
準値を、画像形成枚数に対して新たな基準値として再設
定する手段の、画像形成枚数に対する基準値の変化の履
歴を示したものである。図１６（ａ）のように、インダ
クタンス検知センサーは検出信号の出力範囲が０〜５Ｖ
の場合、中心値である２．５Ｖから下限は１Ｖ、上限は
４Ｖ付近までトナー濃度変化量に対するセンサーの出力
変化量（以下センサー感度と称す）は１：１の傾きを示
すが、それ以上になるにつれ感度は鈍り、センサー感度
は一定の傾きを示さなくなる。このような特性をもつイ
ンダクタンス検知センサーにおいて、上述した基準トナ
ー濃度に対する基準値を画像形成枚数に対して新たな基
準値として設定しなおす手段を実施すると、画像枚数が
増し現像容器に回収される注入キャリア量が増え、基準
値の再設定を繰り返すとセンサー感度が一定でなく、且
つ感度が小さい領域でトナー濃度制御を行わなければな
らない。

【００２９】例えば、図中領域Ｂではトナー濃度１％の
変化に対し０．５Ｖセンサーの検出信号値が変動する。
それに対し、領域Ａ、Ｃではトナー濃度１％の変化に対
しセンサーの検出値は０．２５Ｖしか変動しない。つま
り、トナー濃度が１％ずれたとしても０．２５Ｖしか変
動しないため、検出信号は０．２５Ｖ分（トナー濃度で
０．５％分）の補給を行うような信号を出してしまう。
このように消費したトナー量に対し、補給量が少なくな
るため、領域Ａ，Ｃにおいては領域Ｂに対し、トナー消
費によってトナー濃度が下がった現像剤を基準のトナー
濃度に復帰させるまでの時間が遅くなってしまう。この
ような場合、高濃度の原稿が連続すると、現像剤中のト
ナー消費に対し、トナー補給が追いつかず現像剤トナー
濃度が極端に低くなり、原稿画像薄いの画像不良を引き
起こす。

【００３０】この様な問題は、画像形成枚数が増え、帯
電磁気ブラシの磁性キャリアが現像容器中に蓄積される
ことから生じることから、磁気ブラシ注入帯電方式で像
担持体への帯電を行う画像形成装置の現像装置の長寿命
化を実現するのに大きな問題となる。［従来の技術］の
例でいうと、５％Ｄｕｔｙの画像形成時の現像装置への
帯電キャリア混入量が約２０ｇ／５００００回程度であ
り、使用するインダクタンス検知センサーの検知感度
（Ｔ／Ｄ比変化量に対するセンサーの出力変化量）がＴ
／Ｄ比１％の変化に対して０．５Ｖ変化するものを使用
する。ここで基準となるＴ／Ｄ比に対し、インダクタン
ス検知センサーの検出信号を２．５Ｖに設定した場合
に、その現像剤に強制的に帯電キャリア２０ｇを混入さ
せると、現像剤の見かけの透磁率が大きくなるので、初
期の最適なＴ／Ｄ比を維持した場合のインダクタンス検
知センサーの検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．
５Ｖへ１Ｖ上昇してしまっていた。このような画像形成
装置の現像器の画像形成回数を７５０００回、１０００
００回に増やすと、インダクタンス検知センサーの初期
値は４．０Ｖを超えてしまい、新たに設定される基準値
も４．０Ｖを超えてしまう。

【００３１】また、インダクタンス検知センサーの検出
信号の出力範囲内で上限値、下限値（例えば図では上限
値４．０Ｖ、下限値１．０Ｖ）を設定し、現像剤トナー
濃度の異常検知手段として使用する方法が提案されてい
る。これは、「トナー補給手段のトナー過補給によりト
ナー濃度が異常に上昇し、センサーの検出信号が１．０
Ｖよりも下がった」、或いは「帯電磁気ブラシを構成し
ている磁性粒子の像担持体表面への大量付着し、現像器
に回収されセンサーの検知信号値が４．０Ｖ以上になっ
てしまった」等の事故に対し、異常を検知した時点で画
像形成動作を停止するというものである。この様な提案
に対しても、基準トナー濃度に対する基準値を設定し直
していく手段を用いることで、画像形成枚数が増え基準
値が４．０Ｖ近傍に設定された場合、正常なトナー濃度
にもかかわらず検出信号値が上限値を超えてしまい、異
常を検知してしまう誤動作が発生し、異常検知手段とし
て使用できなくなる問題点も生じる。

【００３２】さらに本発明者等の検討によれば、帯電キ
ャリアの感光体ドラムへの付着量は使用されている環境
毎によって変化することが分かっている。

【００３３】例えば低湿環境下においては、帯電キャリ
ア及び感光体ドラムは共に抵抗が高くなっており、帯電
キャリアによる感光体ドラムへの電荷の注入効率が低下
するために、帯電装置に印可したバイアスよりも感光体
ドラム表面の帯電電位が低下してしまう。そのために帯
電キャリア先端と、感光体ドラム表面の間に電位差がつ
き、帯電キャリアが感光体ドラムに付着しやすい。

【００３４】従って本発明の目的は、各環境毎で異なる
帯電キャリアの混入量を予測し、インダクタンス検知セ
ンサーのトナー濃度制御の基準値を変えることなく、誤
差が少ない画像形成装置を提供することである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る画像形成装置により達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体に対向した磁性粒子による帯電部材を該像
担持体に当接させ、帯電バイアスを該帯電部材へ印加す
ることで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、帯電した
該像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜
像をトナー粒子と該帯電部材に使用した磁性粒子と透磁
率の異なる磁性キャリア粒子から成る二成分現像剤を用
いて可視画像を形成するとともに、前記二成分現像剤の
見かけの透磁率を検知し、検出信号を出力するトナー濃
度センサーを有し、該検知結果に基づく検出信号と、そ
の基準値との比較結果からトナー補給制御の基準値を元
にトナー補給手段を動作させる現像剤トナー濃度制御装
置を有する現像装置と、該可視画像を転写材に転写する
転写装置を具備し、該トナー濃度センサーは、その検出
信号をトナー濃度センサーに入力される制御信号値を変
更することで調整可能な制御手段を有し、画像形成装置
の動作時間に伴い、像担持体に付着した該帯電部材の磁
性粒子が現像容器中に溜まることによるトナー濃度セン
サーの検出信号変化に対し、該制御手段の制御信号値を
変更する画像形成装置において、制御値変更手段によっ
て補正される制御信号値の変更量が、画像形成装置に付
属する温湿度センサーによって判断される環境によって
異なることを特徴とする画像形成装置。

【００３６】

【作用】本発明によれば、磁気ブラシ帯電に用いている
帯電キャリアが、画像形成動作が繰り返されることで帯
電キャリア付着等により現像装置内への帯電キャリアの
混入が蓄積された場合において、帯電キャリアと現像キ
ャリアの透磁率の相違により最適なトナー濃度である現
像剤全体の平均透磁率が徐々に変化しても、インダクタ
ンス検知センサーの検出信号を制御値を変更することに
より調整する制御手段により、検出信号を調整すること
で、初期に設定したトナー濃度制御の基準値を変えるこ
とがなく、画像形成動作が繰り返されていっても常にト
ナー補給が適切に行われるため、より誤差の少ないＴ／
Ｄ比制御が可能となる。さらにインダクタンス検知セン
サーの検出信号の制御テーブルを各環境ごとに持つこと
で、各環境ごとに現像装置内への帯電キャリアの混入量
が異なっても、正確なトナー濃度制御を行うことが出来
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１、図２に、本
発明が適用できる、電子写真方式画像形成装置の概略構
成図を示す。この、画像形成装置は矢印方向に回転する
感光ドラム１を備え、その周囲には、帯電器２、転写用
放電器３、および感光ドラムの図上方に配置したレーザ
ービームスキャナー等（図示せず）からなる画像形成手
段から構成されている。ＣＣＤ等の光電変換素子を有す
る原稿読み取り装置は、原稿の白黒画像情報に対応する
画像信号を出力する。レーザービームスキャナーに内蔵
された半導体レーザーは、この画像信号に対応して制御
され、レーザービーム５を射出する。なお、電子計算機
からの出力信号もプリントアウトすることができる。

【００３８】この画像形成装置全体のシーケンスは、ま
ず感光体ドラムが、帯電器によって一様に帯電される。
感光体は、矢示の時計方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃ．のプ
ロセススピード（周速度）で回転する。

【００３９】次に画像信号により変調されたレーザー光
５により走査露光が行われ、感光ドラム１上に静電潜像
が形成され、現像器６によってこの静電潜像は反転現像
される。本実施形態では現像剤として非磁性トナーと磁
性キャリアを混合した現像剤による、２成分接触現像方
式を用いることで、磁気ブラシ帯電器から吐き出された
トナーの回収性を向上させている。また前記の工程をイ
エロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色の画像につ
いて行うことによって、フルカラー画像を得ることがで
きる。

【００４０】感光ドラム上のトナー像は、給紙カセット
７から取り出され、給紙ローラ、給紙ガイドを経由して
進行した紙などの転写材８に、転写帯電器（コロナ帯電
器）３により転写される。転写されずに感光ドラム１表
面に残ったトナーは磁気ブラシ帯電器２に一時的に回収
される。その後、感光ドラム１は前露光により除電さ
れ、再び、静電潜像の形成を行う。

【００４１】一方、トナーが転写された転写材８は、搬
送ベルトで定着器（熱ローラ定着器）９に送られ、画像
の定着が行われる。

【００４２】次に、図３を用いて本発明で用いる帯電器
について説明する。

【００４３】帯電器２は容器１０と、内部に固定磁石１
１を有している非磁性材料からなるスリーブ１２と、感
光体１に接触して電荷を注入する磁性粒子１３、磁性粒
子をスリーブ表面に均一の厚さにコートする規制ブレー
ド１４から構成されている。

【００４４】非磁性ステンレス製のスリーブ１２は、感
光ドラム１と同じ時計方向に２２５ｍｍ／ｓｅｃ．の周
速で回転している。

【００４５】非磁性ステンレス製の規制ブレード１４
は、スリーブ表面とのギャップが約９００μｍになるよ
うに配置されている。

【００４６】スリーブ内に固定配置されている磁石１１
は、スリーブと感光ドラムの最近接位置から感光ドラム
回転方向上流１０°に磁極（主極）を配置してある。こ
の主極は、最近接位置との角度（図ではθ）を感光ドラ
ム回転方向上流２０°から下流１０°の範囲に入るよう
にすることが望ましく、上流１５°〜０°であればさら
に良い。それより下流だと主極位置に磁性粒子が引きつ
けられ、帯電ニップの感光ドラム回転方向下流側に磁性
粒子の滞留が発生しやすくなり、また上流すぎると、帯
電ニップを通過した磁性粒子の搬送性が悪くなり、滞留
が発生しやすくなる。また、帯電ニップ部に磁極がない
場合は、磁性粒子に働くスリーブへの拘束力が弱くな
り、磁性粒子が感光ドラムに付着しやすくなるのは明ら
かである。ここで述べている帯電ニップは、帯電時に磁
性粒子が感光ドラムと接触している領域を示す。

【００４７】本実施形態では、磁性粒子として、焼結し
た強磁性体（フェライト）を還元処理したものを用いた
が、他に樹脂と強磁性体粉を混練して粒子状に成形した
もの、もしくはこれに抵抗値調節のために導電性カーボ
ン等を混ぜたものや、表面処理を行ったものも同様に用
いることができる。この磁性粒子は感光体に電荷を良好
に注入する役割と、感光体上に生じたピンホールなどの
欠陥に帯電電流が集中してしまうことに起因して生じる
帯電部材及び感光体の通電破壊を防止する役割を兼ね備
えていなければならない。

【００４８】従って、帯電部材の抵抗値は１×１０^４Ω
〜１×１０^９Ωであることが好ましく、特には１×１０
^４Ω〜１×１０^７Ωであることが好ましい。帯電部材の
抵抗値が１×１０^４Ω未満ではピンホールリークが生じ
やすくなる傾向があり、１×１０^９Ωを超えると良好な
電荷の注入がしにくくなる傾向にある。また、抵抗値を
上記範囲内に制御するためには、本発明の磁性粒子の体
積抵抗値は１×１０^４Ω・ｃｍ〜１×１０^９Ω・ｃｍで
あることが好ましく、特には１×１０^４Ω・ｃｍ〜１×
１０^７Ω・ｃｍであることが好ましい。

【００４９】本発明の磁性粒子の平均粒径及び粒度分布
測定におけるピークは５〜１００μｍの範囲にあること
が、粒子表面の汚染による帯電劣化防止の観点から好ま
しい。また、帯電部材の抵抗値は、１×１０^６Ω・ｃｍ
であり、帯電バイアスのＤＣ成分として−７００ｖを印
加することで、感光ドラムの表面電位も約−７００ｖと
なった。

【００５０】次に本実施形態で述べる現像装置について
図４を用いて説明する。

【００５１】現像器４４は感光体ドラム１に対向して配
置されており、その内部は垂直方向に延在する隔壁５１
によって第１室（現像室）５２と第２室（撹拌室）５３
とに区画されている。第１室５２には矢印方向に回転す
る非磁性の現像スリーブ５４が配置されており、この現
像スリーブ５４内にマグネット５５が固定配置されてい
る。現像スリーブ５４はブレード５６によって層厚規制
された二成分現像剤（磁性キャリアと非磁性トナーを含
む）の層を担持搬送し、感光体ドラム１と対向する現像
領域で現像剤を感光体ドラム１に供給して静電潜像を現
像する。現像効率、即ち潜像へのトナーの付与率を向上
させるために、現像スリーブ５４には電源５７から直流
電圧を交流電圧に重畳した現像バイアス電圧が印加され
ている。

【００５２】第１室５２及び第２室５３にはそれぞれ現
像剤撹拌スクリュー５８及び５９が配置されている。ス
クリュー５８は第１室５２中の現像剤を撹拌搬送し、ま
た、スクリュー５９は、後述するトナー補給槽のトナー
排出口６１から搬送スクリュー６２の回転によって供給
されたトナー６３と既に現像器内にある現像剤４３とを
撹拌搬送し、トナー濃度を均一化する。隔壁５１には図
４における手前側と奥側の端部において第１室５２と第
２室５３とを相互に連通させる現像剤通路（図示せず）
が形成されており、上記スクリュー５８、５９の搬送力
により、現像によってトナーが消費されてトナー濃度の
低下した第１室５２内の現像剤が一方の通路から第２室
５３内へ移動し、第２室５３内でトナー濃度の回復した
現像剤が他方の通路から第１室５２内へ移動するように
構成されている。

【００５３】本実施形態では、静電潜像の現像により現
像器４４内の現像剤濃度が変化するのを補正するため
に、即ち、現像器４４に補給するトナー量を制御するた
めに、現像器４４の第１室（現像室）５２の底壁にイン
ダクタンスヘッド２０が設置され、このインダクタンス
ヘッド２０からの検出信号によって現像器４４内の、具
体的には第１現像室５２内の、現像剤４３の実際のトナ
ー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給す
るようにしたインダクタンス検知方式ＡＴＲが設けられ
ている。

【００５４】本発明で使用されるトナー粒子は、球形重
合トナーで、その製法は、本実施形態に於いては、重合
法のモノマーに着色剤及び荷電制御剤を添加したモノマ
ー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることで球形
状のトナー粒子を得た。この方法は安価に球形状のトナ
ーを作製するには好適である。

【００５５】本発明で使用される現像キャリア粒子は、
低磁化キャリアが用いられており、上記球形重合トナー
との組み合わせで高画質化が達成される。低磁化キャリ
アを使用するメリットは隣り合う磁気ブラシの磁気的な
相互作用が低磁化量のために小さく、その結果磁気ブラ
シの穂が緻密にかつ短くなることにより、磁気ブラシが
潜像上のトナー付着面をソフトにはくので、現像トナー
がかき取られる、いわゆるスキャベンジングを防ぎ、画
像として解像度の高いものを提供できる。

【００５６】本実施形態で使用される現像キャリア粒子
の非抵抗は、現像部での感光ドラムに対する給電を防止
するために帯電器に使用される磁性粒子に対し１×１０
^１３Ω・ｃｍ程度の高抵抗なものを使用する。

【００５７】また、本実施形態では現像キャリア粒子と
帯電キャリア粒子の透磁率が異なり、帯電キャリア粒子
の透磁率が現像キャリア粒子の透磁率に対し２倍の物を
使用する。

【００５８】さて上述したように、二成分現像剤は磁性
キャリアと非磁性トナーを主成分としており、現像剤４
３のトナー濃度（キャリア粒子及びトナー粒子の合計重
量に対するトナー粒子重量の割合）が変化すると磁性キ
ャリアと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率
が変化する。この見かけの透磁率をインダクタンスヘッ
ド２０によって検知して電気信号に変換すると、図５に
示すように、この電気信号はトナー濃度に応じてほぼ直
線的に変化する。即ち、インダクタンスヘッド２０から
の出力電気信号は現像器４４内の二成分現像剤のトナー
濃度に対応する。このインダクタンスヘッド２０からの
出力電気信号の処理について図６を用いて説明する。イ
ンダクタンスヘッド２０からの出力電気信号を比較器２
１の一方の入力に供給する。この比較器２１の他方の入
力には、基準電圧信号源２２から、現像剤４３の規定の
トナー濃度（初期設定値におけるトナー濃度）における
見かけの透磁率に対応する基準電気信号が入力されてい
る。従って、比較器２１は規定トナー濃度と現像器内の
実際のトナー濃度とを比較することになるから、両入力
信号の比較結果として、比較器２１の検出信号はＣＰＵ
６７に供給される。

【００５９】ＣＰＵ６７は、比較器２１からの検出信号
に基づいて、次回のトナー補給時間を補正するように制
御する。例えば、インダクタンスヘッド２０によって検
出された現像剤４３の実際のトナー濃度が規定値よりも
小である場合には、つまり、トナーが補給不足である場
合には、ＣＰＵ６７は不足分のトナーを現像器４４に補
給するようにトナー補給槽６０の搬送スクリュー６２を
作動させる。即ち、比較器２１からの検出信号に基づい
て、不足分のトナーを現像器４４に補給するに要するス
クリュー回転時間を算出し、モータ駆動回路６９を制御
してその時間だけモータ７０を回転駆動し、不足分のト
ナーを現像器４４に補給する。また、インダクタンスヘ
ッド２０によって検出された現像剤４３の実際のトナー
濃度が規定値よりも大である場合には、つまり、トナー
が過剰補給である場合には、ＣＰＵ６７は比較器２１か
らの検出信号に基づいて現像剤中の過剰トナー量を算出
する。そして、その後の原稿による画像形成に際して
は、この過剰トナー量が無くなるようにトナーを補給さ
せるか、或は過剰トナー量が消費されるまでトナーを補
給せずに画像を形成させ、即ち、トナー無補給で画像を
形成して過剰トナー量を消費させ、過剰トナー量が消費
されたらトナー補給動作を前述の通り行なわせる等の制
御を行なう。

【００６０】次に、図７のフロチャートを参照して上記
動作についてさらに説明する。

【００６１】まず画像形成装置をスタートさせると、ブ
ロックＳ５０２でトナー濃度検出がスタートする。ブロ
ックＳ５０３にてインダクタンスヘッドからの検出電圧
信号ａを比較器２１に入力し、ブロックＳ５０４で比較
器２１にて基準電圧信号源２２による基準電圧信号ｂと
比較され、ブロックＳ５０５にてその検出信号差（ａ−
ｂ）をＣＰＵ６７に送る。ブロックＳ５０６ではＣＰＵ
６７において（ａ−ｂ）＞０かどうかを判断し、トナー
濃度が基準値より低い場合（ＹＥＳ）、ブロックＳ５０
７でトナー補給時間が決定される。ブロックＳ５０８で
コピー動作が開始された後、ブロックＳ５０９でブロッ
クＳ５０７で決定されたトナー補給時間だけ像間でトナ
ー補給が行われスタートに戻る。またブロックＳ５０６
でトナー濃度が基準値より高い場合（ＮＯ）、ブロック
Ｓ５１０のコピー動作が開始され、トナーが補給されな
いでスタートに戻る。なおトナー濃度検出のタイミング
はコピー動作再開直前でも、コピー動作中でも構わな
い。例えば、画像形成装置動作１枚目はコピー動作再開
直前、それ以後はコピー動作中に検出しても構わない。

【００６２】本実施形態に用いているインダクタンス検
知方式ＡＴＲにおいては、最適なトナー濃度（本実施形
態では８％である。この値より高すぎるとトナーの飛散
等が生じ、低すぎると画像濃度が薄くなる等の問題が生
じることがある。）における検出信号の基準値を２．５
Ｖになるように調整しており、基準値よりセンサーの検
出信号が大きければ（例えば３．０Ｖ）トナーを補給
し、センサーの検出信号が小さければ（例えば２．０
Ｖ）トナー補給を停止することになっているが、本発明
は当然上記の信号処理に限定されるものではなく、回路
の構成を変更して基準値が２．５Ｖ以外の値であっても
よく、またトナー濃度が最適値より低いときセンサーの
基準値よりセンサーの検出信号が小さくなるようにし、
トナー濃度が最適値より高いときセンサーの検出信号が
大きくなるようにしても構わない。

【００６３】また、本発明に使用されるインダクタンス
検知センサーは、以下の機能を備えたものを使用する。
図８は本発明で使用されるトナー濃度センサーの検出信
号値を調整する直流電圧（以下制御電圧、図中ではＶｃ
ｏｎｔ）とトナー濃度センサーの出力（Ｖｏｕｔ）の関
係を示したグラフである。このように本発明に使用され
るインダクタンス検知センサーは、一定のトナー濃度で
あっても制御電圧値を変更することによりトナー濃度セ
ンサーの検出信号値をセンサーの出力範囲内で変化させ
ることが出来る。

【００６４】さて上記のような構成においては、発明が
解決しようとする課題のところで述べたように、磁気ブ
ラシ帯電装置における問題点として、帯電磁気ブラシを
構成している磁性粒子の像担持体表面への磁性キャリア
付着、流出が起こることがある。それが現像装置に回収
されるとインダクタンス検知方式センサーを用いた現像
装置では、画像的には特に問題ない微量の注入キャリア
付着であっても、コピー枚数が大量になるにつれ、現像
装置内に蓄積されることで、現像キャリアと注入キャリ
アの透磁率が異なる場合に現像剤全体の見かけの透磁率
が変化し、インダクタンス検知方式センサーによるトナ
ー濃度制御に誤差が生じることがある。

【００６５】また、前述したように本発明者らの検討で
は、本実施形態に示した画像形成装置は各環境毎に帯電
キャリアの現像装置への混入量が異なることが分かって
いる。

【００６６】具体的には図９に示すように、低湿になる
ほど、厳密には空気中の絶対水分量が少ないほど帯電キ
ャリア、感光体ドラムの抵抗が高くなるため、前記に示
した理由により帯電キャリア付着及び現像剤への混入が
増加することになる。

【００６７】以下に、上記問題に対する本発明の具体的
な説明をする。本発明の特徴はインダクタンス検知セン
サーの検出信号を調整する制御電圧値を画像形成時間、
或いは画像形成回数によって新しく設定することを特徴
とする。

【００６８】例えば、図１０（ａ）に示すように制御電
圧値０．１Ｖの変化に対しセンサーの検出信号が０．２
５Ｖ変化し、トナー濃度１％の変化に対してトナー濃度
センサーの検出信号が０．５Ｖ変化する（図１０
（ｂ））インダクタンス検知センサーを使用する。この
インダクタンス検知センサーを、温度２５℃／湿度５０
％の環境下で５％Ｄｕｔｙの画像形成時の現像装置への
帯電キャリア混入量が約２０ｇ／５００００回程度であ
る画像形成装置の現像装置に設置する。トナー濃度制御
の初期値（基準値）は、現像剤の最適なトナー濃度８％
でインダクタンスヘッド２０からの検出信号が制御電圧
値を調整して２．５Ｖになるように設定する。この様に
設定されたインダクタンス検知センサーを設置した現像
容器中の現像剤に帯電キャリア２０ｇを強制混入させる
と、現像剤の見かけの透磁率が大きくなり、初期の最適
なＴ／Ｄ比を維持した場合のインダクタンス検知センサ
ーの検出信号は初期の基準値２．５Ｖから３．５Ｖへ１
Ｖ上昇してしまう。従って、実際は検出信号が２．５Ｖ
になるようにトナー補給がなされるため、結果的にトナ
ー補給が過剰に行われ、本画像形成装置に用いたインダ
クタンス検知センサーの感度は０．５Ｖ／％（図１０
（ｂ））なので、画像形成動作を５００００回繰り返し
た結果、最終的にはトナー濃度が最適なトナー濃度８％
から２％ずれてしまい、１０％に制御されてしまった。

【００６９】この誤動作に対し、インダクタンス検知セ
ンサーの初期の基準値が２．５Ｖであったものを、画像
形成動作を２５０００回繰り返した時、もし帯電キャリ
アの混入量が画像形成動作に比例したとするとその量は
２０ｇ／５００００回なので、１０ｇ／２５０００回と
なる。インダクタンス検知センサーは帯電キャリアが２
０ｇ混入するとその値は１Ｖ変化するので、帯電キャリ
アが約１０ｇ混入したときはその値は０．５Ｖ変化する
ことになる。この時点でトナー濃度は１％の誤差が生じ
ることになる。インダクタンス検知センサーの検出信号
は制御電圧値０．１Ｖの変化で０．２５Ｖ変化するの
で、画像形成枚数２５０００回のタイミングで制御電圧
値を０．２Ｖ下げ１２．３Ｖにすることで、出力値を
２．５Ｖから２Ｖに設定し直すように、あらかじめＣＰ
Ｕ２５に命令を設定しておく。インダクタンス検知セン
サーの検出信号を２．０Ｖにすることで、検出信号がト
ナー濃度制御の基準値である２．５Ｖになるまでトナー
補給が行われないため、トナー１％分の誤差が解消さ
れ、初期のトナー濃度８％に制御し直されることにな
る。更に画像形成動作を５００００回繰り返した時に制
御電圧値を更に０．２Ｖ下げることで、画像形成動作を
５００００回以後のトナー濃度を基準トナー濃度である
８％程度と、検出信号の補正をしない場合（図１１i
i））と比べてトナー濃度制御の誤差を無くすことがで
きる（図１１（ｉ））。

【００７０】また、上記画像形成装置を２３℃／５％の
環境下で画出しを行った場合、現像器への帯電キャリア
混入量は図９より約３０ｇ／５００００枚となる。よっ
てこの環境下では２５０００枚での帯電キャリア混入量
が１５ｇで、帯電キャリア１５ｇの混入によりインダク
タンス検知センサーの出力変化分は０．７５Ｖとなるの
で、インダクタンス検知センサーの制御電圧補正量を
０．３Ｖ下げる命令を、５００００枚時には制御電圧値
をさらに０．３Ｖ下げる命令をＣＰＵ２５に設定してお
く。

【００７１】このように本発明においては、インダクタ
ンス検知センサーの制御電圧値を、画像形成動作がある
時間又は回数繰り返した時に設定しなおされるようにあ
らかじめＣＰＵ２５に命令を設定しておく。制御電圧値
を設定しなおす時の補正量は各環境毎に異なるように設
定され、ＣＰＵ２５は所定のタイミングで制御電圧信号
源から出力される制御電圧値を新たに設定する。

【００７２】各環境ごとに画像形成回数に対する制御電
圧の補正量をＣＰＵ２５に設定しておき、図示しない環
境センサーからの出力に基づき制御電圧補正量を選択す
ることで、より正確なトナー濃度制御を行うことが出来
る。

【００７３】上記実施形態においては、画像枚数に対し
て制御電圧を設定しなおすタイミングを２５０００枚に
一回としたが、規定されるものではなく、タイミングを
早くすることでより正確なトナー濃度制御を行うことも
できる。

【００７４】さらに、本実施形態では画像形成枚数を制
御電圧の設定タイミングとしたが、画像形成装置の動作
時間を制御電圧の設定タイミングとすることも出来る。

【００７５】（実施形態２）上記の実施形態１における
制御電圧信号源２２によって新たに設定された制御電圧
値を画像形成時間、画像形成枚数により適宜、図１２
（ａ）に示すように線形的に新たに設定し直すことでよ
り精度の高いトナー濃度制御が可能となった。（図１２
（ｂ））。

【００７６】（実施形態３）帯電キャリアはその粒径の
分布にある程度の広がりを持っており、本発明者らの検
討では微小な物から帯電キャリア付着しやすいことが分
かっている。そのような微小帯電キャリアは特に画像形
成動作の時間又は回数が初期のうちにキャリア付着して
しまい初期現像剤の見かけの透磁率変化は大きくなるも
のと考えられる。その後帯電装置内に微小帯電キャリア
が減少してくると現像剤の見かけの透磁率変化は徐々に
小さくなり、非線形的に変化していくことが考えられる
（図１３（ａ））。

【００７７】従って上記の実施形態１における制御電圧
信号源２２によって新たに設定された制御電圧値を画像
形成時間、画像形成枚数で適宜、図１３（ｂ）に示すよ
うに新たに設定し直すことでより精度の高いトナー濃度
制御が可能となった。（図１３（ｃ））。

【００７８】なお、今まで説明してきた各実施形態で
は、本発明を電子写真方式のディジタル複写機に適用し
た場合を示したが、本発明は実施形態以外の電子写真方
式、静電記録方式等の種々の複写機、プリンタ等の画像
形成装置に等しく適用できるものである。例えば、本発
明は画像の濃淡表現をディザ法で行なう画像形成装置に
も適用できるし、また、原稿のコピーではなく、コンピ
ュータ等から出力された画像情報信号によりトナー像を
形成する画像形成装置にも本発明は適用できる。さら
に、画像形成装置や制御系の構成等について必要に応じ
て種々の変形及び変更がなし得ることは言うまでもな
い。

【００７９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、上記目的は、本発明に係る画像形成装置により達成
される。要約すれば、本発明は、像担持体に対向した磁
性粒子による帯電部材を該像担持体に当接させ、帯電バ
イアスを該帯電部材へ印加することで該像担持体の帯電
を行う帯電装置と、帯電した該像担持体に静電潜像を形
成する露光装置と、該静電潜像をトナー粒子と該帯電部
材に使用した磁性粒子と透磁率の異なる磁性キャリア粒
子から成る二成分現像剤を用いて可視画像を形成すると
ともに、前記二成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、
検出信号を出力するトナー濃度センサーを有し、該検知
結果に基づく検出信号と、その基準値との比較結果から
トナー補給制御の基準値を元にトナー補給手段を動作さ
せる現像剤トナー濃度制御装置を有する現像装置と、該
可視画像を転写材に転写する転写装置を具備し、該トナ
ー濃度センサーは、その検出信号をトナー濃度センサー
に入力される制御信号値を変更することで調整可能な制
御手段を有し、画像形成装置の動作時間に伴い、像担持
体に付着した該帯電部材の磁性粒子が現像容器中に溜ま
ることによるトナー濃度センサーの検出信号変化に対
し、該制御手段の制御信号値を変更する画像形成装置に
おいて、制御値変更手段によって補正される制御信号値
の変更量が、画像形成装置に付属する温湿度センサーに
よって判断される環境によって異なることを特徴とする
ことで、磁気ブラシ帯電に用いている帯電キャリアが、
画像形成動作が繰り返されることで帯電キャリア付着等
により現像装置内への帯電キャリアの混入が蓄積された
場合において、帯電キャリアと現像キャリアの透磁率の
相違により最適なトナー濃度である現像剤全体の平均透
磁率が徐々に変化しても、インダクタンス検知センサー
の検出信号を、その制御値を変更することにより調整す
る制御手段により、検出信号を調整することで、初期に
設定したトナー濃度制御の基準値を変えることがなく、
画像形成動作が繰り返されていっても常にトナー補給が
適切に行われるため、より誤差の少ないＴ／Ｄ比制御が
可能となる。さらにインダクタンス検知センサーの検出
信号の制御テーブルを各環境ごとに持つことで、各環境
ごとに現像装置内への帯電キャリアの混入量が異なって
も、正確なトナー濃度制御を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す説
明図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置における画像形成部
の詳細図である。

【図３】図２の画像形成部が具備する帯電器の概略構成
を示す概略断面図である。

【図４】図２の画像形成部が具備する現像器の概略構成
を示す概略断面図である。

【図５】現像剤のトナー濃度の変化によってインダクタ
ンスヘッドからの検出信号が変化する状態を示す特性図
である。

【図６】本発明のインダクタンス検知センサーによるト
ナー補給制御を説明した図である。

【図７】本発明の一実施形態の基本動作を説明するため
のフローチャートである。

【図８】本発明のインダクタンス検知センサーによる制
御電圧とセンサー出力の関係を説明した図である。

【図９】実施形態１における画像形成装置の動作回数と
現像器に混入される帯電キャリア量を環境ごとに示した
グラフである。

【図１０】実施形態１におけるトナー濃度センサーの制
御電圧値とトナー濃度センサーの検出信号の関係と、ト
ナー濃度変化に対するトナー濃度センサーの関係を示し
たものである。

【図１１】実施形態１における画像形成装置の動作回数
と現像剤のトナー濃度の関係を簡便に表したものであ
る。

【図１２】実施形態２における画像形成装置の動作回数
とインダクタンス検知センサーの基準信号値、及び現像
剤のトナー濃度の関係を簡便に表したものである。

【図１３】実施形態３における画像形成装置の動作時間
と現像剤の見かけの透磁率、インダクタンス検知センサ
ーの基準信号値、及び現像剤のトナー濃度の関係を簡便
に表したものである。

【図１４】磁気ブラシ帯電器の概略構成を示す概略断面
図である。

【図１５】従来技術における帯電キャリアの混入に対す
る現像剤透磁率変化、センサー出力変化、トナー濃度変
化を表したものである。

【図１６】従来技術におけるトナー濃度変化に対するト
ナー濃度センサー検出信号の変化と、画像形成回数に対
する基準信号の推移を表したものである。

フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA01 DA11 DA14 DA39 DA45 DD07 DE04 DE07 DE10 EA06 EC06 EC10 EC14 ED10 EF09 EF12 2H077 AA14 AB02 AC02 AD06 AD36 DA10 DA22 DA24 DA42 DA52 DB01 DB22 EA03 2H200 FA16 GA23 GA34 GA45 GA47 GA57 GB25 HA03 HB12 HB17 HB20 HB22 HB46 HB48 MB04 MB06 MC15 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に対向した磁性粒子による帯電
部材を該像担持体に当接させ、帯電バイアスを該帯電部
材へ印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置
と、帯電した該像担持体に静電潜像を形成する露光装置
と、該静電潜像をトナー粒子と該帯電部材に使用した磁
性粒子と透磁率の異なる磁性キャリア粒子から成る二成
分現像剤を用いて可視画像を形成するとともに、前記二
成分現像剤の見かけの透磁率を検知し、検出信号を出力
するトナー濃度センサーを有し、該検知結果に基づく検
出信号と、その基準値との比較結果からトナー補給制御
の基準値を元にトナー補給手段を動作させる現像剤トナ
ー濃度制御装置を有する現像装置と、該可視画像を転写
材に転写する転写装置を具備し、該トナー濃度センサー
は、その検出信号をトナー濃度センサーに入力される制
御信号値を変更することで調整可能な制御手段を有し、
画像形成装置の動作時間に伴い、像担持体に付着した該
帯電部材の磁性粒子が現像容器中に溜まることによるト
ナー濃度センサーの検出信号変化に対し、該制御手段の
制御信号値を変更する画像形成装置において、制御値変
更手段によって補正される制御信号値の変更量が、画像
形成装置に付属する温湿度センサーによって判断される
環境によって異なることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成装置の動作時間が、画像形
成動作時以外の画像形成装置の動作時間も含まれること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記制御値変更手段は制御手段の制御値
を段階的に変更し設定す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】前記制御値変更手段は制御手段の制御値
を線形的に変更し設定す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５】前記制御値変更手段は制御手段の制御値
を非線形的に変更し設定す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６】前記画像形成動作の時間が磁気ブラシに
よる帯電部材の動作時間をもとに決定されることを特徴
とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
【請求項７】前記画像形成動作の時間が前記画像情報
信号中の画像濃度信号のビデオカウント数から決定され
ることを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装
置。
【請求項８】前記制御信号値の変更量が前記画像情報
信号中の画像濃度信号のビデオカウント数から決定され
ることを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装
置。