JP2004117895A - 現像装置、その制御方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線速変更時に現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整に依存することなく、演算処理により得た補正後の制御電圧をトナー濃度センサに供給できるようにすると共に、各線速毎に安定したトナー濃度を制御できるようにする。
【解決手段】現像剤１８を付着するために現像容器４０Ｄ内で回転可能に設けられた現像剤担持体４１と、現像容器４０Ｄに取付けられて現像剤１８の透磁率を検出するトナー濃度センサＳＤと、このセンサＳＤからの出力電圧及び現像剤担持体４１の線速に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段１５と、センサＳＤの制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段１３とを備え、当該装置起動後の線速変更時に、センサＳＤの制御電圧を検出すると共に、記憶手段１３から補正情報を読み出して当該センサＳＤの制御電圧を補正した後の電圧で当該センサＳＤを駆動するものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適な現像装置、その制御方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、色付きの原稿画像から取得した赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色に係るカラー画像データに基づいてカラー画像形成を行うデジタルカラー複写機が使用されるに至っている。この複写機では原稿の画像情報がスキャナ等により読み込まれ、その原稿の画像情報に係るカラー画像データが一旦、画像メモリに蓄えられる。このカラー画像データをメモリに蓄える際に、シェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。
【０００３】
これらの補正処理後のＲＧＢ色に係るカラー画像データはγ補正や、変倍処理、空間フィルタ、画像圧縮処理等がなされる。ここで画像処理されたカラー画像データに基づくカラー画像が画像形成手段（プリンタ）によって所定の用紙に形成される。このとき、各々の帯電手段によって一様に帯電されたＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ色用の感光体に、カラー画像データに基づいて各色毎の露光手段により露光走査されて該各色用の感光体上に静電潜像を形成するようになされる。
【０００４】
この静電潜像は各色毎に準備された現像装置よって現像される。このような帯電、露光、現像を少なくとも１回行い該感光体上に形成されたカラートナー像が転写手段によって転写材に転写するようになされる。所定の用紙上に転写されたトナー像は定着手段により定着される。この結果、カラー原稿画像を複写（コピー）することができる。
【０００５】
この種の現像装置は特許文献１の画像形成装置に開示され、この現像装置には現像容器が設けられる。その容器内には静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤が収容される。この現像容器には、現像剤を担持して感光体に付着するために、現像容器内で回転可能に現像剤担持体が設けられている。この現像容器には、トナー濃度センサが取付けられ、トナー濃度を制御するために現像剤の透磁率を検出するようになされる。現像装置ではトナー濃度センサから出力される電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて現像容器内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。
【０００６】
また、カラー複写機等においては、定着性や光沢性等を確保するために、プロセス線速を変更するように操作される。この場合に少なくとも、感光体や現像剤担持体等と現像器攪拌部の駆動手段が共通である構成においては、現像剤担持体の線速変更と同時に現像器自体の線速変更も必要になってくる。
【０００７】
図１０は従来例に係るトナー濃度センサにおける検出例を示す特性図である。図１０において、縦軸はトナー濃度センサ出力値（Ｖ）であり、横軸はセンサ駆動時間（ｈ）である。黒抜き菱形印を実線で結んだ特性は標準線速（１／１）時のトナー濃度センサ出力特性である。黒抜き四角印を実線で結んだ特性は１／２速時のトナー濃度センサ出力特性である。白抜き三角印を実線で結んだ特性は１／３速時のトナー濃度センサ出力特性である。これらの特性は標準線速から線速を降下させるとトナー濃度センサの出力値が上昇することを示している。
【０００８】
従って、正しいトナー補給制御を行うため、トナー濃度初期調整時には、各線速毎のセンサ出力が正しい出力電圧値となるように制御電圧値の補正を行っている。例えば、現像剤投入時に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ各色のトナー濃度センサについて、標準線速１／１を含む１／２、１／３速の各線速毎の所定トナー濃度に対してセンサ出力が２．５Ｖの閾値になる制御電圧値を決定している。ここで決定された制御電圧値は不揮発メモリに格納され、トナー濃度検出時には不揮発メモリからその制御電圧値を呼び出してトナー濃度センサに印加し、センサ出力を得ている。因みに各線速毎に制御電圧値の補正を行わないと、センサ出力が増加した分だけ、トナー濃度が増加することとなる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１８４２３６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来方式の現像装置を実装したカラー複写機によれば、以下のような問題がある。
【００１１】
▲１▼　初期調整においては良好なトナー補給がなされるが、温度・湿度等の機器内動作環境が変化したり、現像剤の劣化が進むとセンサ出力が移動し、良好なトナー補給がなされないようになる。従って、現像剤投入時以外にも、朝一のウォームアップ時、つまり、定着手段が所定の温度に達するまでの間に、トナー濃度センサの出力に応じてトナー濃度調整を実施してから、標準線速、１／２速、１／３速等の各線速についてトナー濃度初期調整を行わなければならなくなる。このことによって、朝一のウォームアップ時間が更に長くなってしまう。
【００１２】
▲２▼　また、感光体や現像剤担持体等と現像器攪拌部とが共通の駆動手段で駆動される構成の現像装置によれば、定着性や光沢性の観点からプロセス線速を降下させる線速変更制御を実行した場合に、トナー濃度センサの出力自体もプロセス線速に応じて変動してしまう。このことで、正しいトナー補給制御が行われなくなり、安定したトナー濃度制御の妨げとなる。
【００１３】
▲３▼　更に、標準速度から１／２速、１／３速等の低い線速に変更してから所定時間内（約２秒〜３秒程度）は、トナー濃度センサの出力が安定せず、トナー過剰補給がなされ、トナー帯電量の立ち上がり不足によるトナー飛散や画像かぶり等の不具合が生じるおそれがある。
【００１４】
そこで、この発明は上述した課題を解決したものであって、線速変更時に現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整に依存することなく、演算処理により得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給できるようにすると共に、各線速毎に安定したトナー濃度を制御できるようにした現像装置、その制御方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る現像装置は帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、現像剤を担持して感光体に付着するために容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、この検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを備え、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係る現像装置によれば、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、所定の容器には静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤が収容される。この容器内には回転可能なように現像剤担持体がけられ、感光体に現像剤を担持して付着するようになされる。この容器には検出手段が取付られ、この容器内の現像剤の透磁率が検出される。
【００１７】
しかも、記憶手段には、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報が予め格納される。制御手段では検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。これを前提にして、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになる。
【００１８】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。これにより、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【００１９】
本発明にか係る現像装置の制御方法は現像剤担持体を含む現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する方法であって、現像剤投入時に、現像剤担持体の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）についてトナー濃度初期調整を行ってセンサ系の制御電圧及び出力電圧を取得すると共に、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧を取得し、標準線速時のセンサ系の出力電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、センサ系の出力電圧の差及び制御電圧の差に基づいて線速変更時の補正情報を求め、当該現像装置起動後の線速変更時には、補正情報に基づいて当該センサ系の制御電圧を演算し、ここで演算された制御電圧を当該センサ系に設定することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明に係る現像装置の制御方法によれば、現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給することができる。
【００２１】
従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係るセンサ出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【００２２】
本発明に係る画像形成装置は任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であって、回転可能な感光体と、感光体を一様に帯電する帯電手段と、帯電手段によって帯電された感光体に画像データに基づいて露光走査し該感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、露光手段によって露光された静電潜像を現像する現像装置と、帯電、露光、現像を少なくとも１回行い該感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、現像装置は静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、現像剤を担持して感光体に付着するために容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、この検出手段からの出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを有し、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置が応用されるので、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになされる。
【００２４】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。これにより、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る現像装置、その制御方法及び画像形成装置について説明をする。
（１）実施形態
図１は、本発明の実施形態としての現像装置４０の構成例を示すブロック図である。
この実施形態では帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、現像剤の透磁率の検出に基づく出力電圧及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段を備え、当該装置起動後の線速変更時に、検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようにして、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整に依存することなく、演算処理により得た補正後の制御電圧を検出手段に供給できるようにすると共に、各線速毎に安定したトナー濃度を制御できるようにしたものである。
【００２６】
図１に示す現像装置４０は帯電可能な感光体１に形成された静電潜像を現像する装置である。感光体１は例えばドラム状又はベルト状を想定している。感光体１には図示しない露光手段からのレーザ光Ｌによって画像データが書き込まれる。感光体１の周辺には帯電手段２や、像形成体用クリーニング手段８等を配置して使用される。
【００２７】
この現像装置４０は複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に適用して好適である。現像装置４０は所定形状の現像容器４０Ｄを有しており、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤１８を収容するようになされる。この現像装置４０で現像剤１８には、粒径が８．０μｍ以下のトナーと、粒径が６５μｍ以下のキャリヤから成る２成分混合剤が用いられる。
【００２８】
この現像容器４０Ｄ内には少なくとも、現像剤担持体４１が回転可能に設けられ、感光体１に現像剤１８を担持して付着するようになされる。図中、ＤＲは現像ニップ部であり、現像剤担持体４１から感光体１へ現像剤１８を受け渡す部分である。現像剤担持体４１は標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）により回転される。この現像容器４０Ｄの例えば、底部には検出手段の一例となるトナー濃度センサＳＤが取付られ、現像容器４０Ｄ内で攪拌される現像剤１８の透磁率を検出するようになされる。トナー濃度は現像剤１８の透磁率に基づいて検出される。
【００２９】
このトナー濃度センサＳＤには制御手段１５が接続されており、このセンサＳＤからの出力電圧の値ＶＬ及び、現像剤担持体４１の線速（回転速度）に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。制御手段１５にはＣＰＵ（中央演算装置）等が使用される。
【００３０】
制御手段１５には記憶手段１３が接続されており、トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整するための補正情報、例えば、補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃ等を格納するようになされる。記憶手段１３にはフラッシュメモリ等の不揮発メモリが使用される。フラッシュメモリは情報の書き込みが可能で電源を切ってもデータが消去されない読み出し専用メモリである。
【００３１】
この記憶手段１３には、少なくとも、現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された現像剤担持体４１の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速についてのトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃ及び出力電圧の値ＶＬと、当該トナー濃度センサＳＤで現像濃度一定を示す出力電圧の値ＶＬが得られる制御電圧の値Ｖｃと、標準線速時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬと１／Ｎ線速時におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬから求められた第１の電圧差ΔＶＬと、標準線速時のトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃと１／Ｎ線速時におけるトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃから求められた第２の電圧差ΔＶｃと、トナー濃度センサＳＤの出力電圧の差ΔＶＬ及び制御電圧の差ΔＶｃに基づいて求められた線速変更時の補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃとが格納される。
【００３２】
この制御手段１５に電源スイッチＳＷが接続され、当該装置４０を起動するようになされる。当該装置起動後の線速変更時に、制御手段１５はトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを検出すると共に、記憶手段１３から補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを読み出して当該トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを補正し、補正後の制御電圧の値Ｖｃで当該トナー濃度センサＳＤを駆動するようになされる。
【００３３】
この例で制御手段１５は、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤担持体４１の標準線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ１と、線速変更時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２との電圧差Δ（ＶＬ１−ＶＬ２）を算出し、記憶手段１３から読み出した補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを電圧差Δ（ＶＬ１−ＶＬ２）に演算して線速変更時の制御電圧差Δ（Ｖｃ１−Ｖｃ２）を算出し、この制御電圧差Δ（Ｖｃ１−Ｖｃ２）に基づいて当該トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを決定するようになされる。また、制御手段１５にはトナー補給部４１０が接続され、トナー補給制御信号Ｓ２１に基づいてトナー補給制御を実行するようになされる。
【００３４】
続いて、本発明に係る現像装置の制御方法について、当該現像装置４０のトナー濃度制御時の動作例を説明する。図２は現像装置４０のトナー濃度制御時の動作例を示すフローチャートである。
【００３５】
この実施形態で所定の現像容器４０Ｄには、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤１８が収容される。この現像容器４０Ｄ内には回転可能なように現像剤担持体４１が設けられ、この現像容器４０Ｄの底部にはトナー濃度センサＳＤ（トナー濃度検出用のセンサ系）が取付られ、この現像容器４０Ｄ内の現像剤１８の透磁率が検出される。そして、現像剤担持体４１を含む現像装置４０に取り付けられたトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整する場合を前提とする。
【００３６】
これを動作条件にして、図２に示すフローチャートのステップＡ１で電源スイッチをオンして当該装置４０を起動する。その後、ステップＡ２に移行して現像剤１８が投入されたかが検出される。このとき、制御手段１５はトナー濃度センサＳＤから得られる出力電圧の値ＶＬに基づいてトナー補給部４１０の制御をする。例えば、トナー補給部４１０へトナー補給制御信号Ｓ２１を出力して現像剤投入補給を実行する。現像剤１８が投入されない場合はステップＡ７に移行する。
【００３７】
現像剤１８が投入された場合はステップＡ３に移行して現像剤担持体４１の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）についてトナー濃度初期調整を行ってトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃ及び出力電圧の値ＶＬを取得する。また、ステップＡ４で当該トナー濃度センサＳＤで現像濃度一定を示す出力電圧の値ＶＬが得られる制御電圧の値Ｖｃを取得する。補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを求めるためである。
【００３８】
そして、ステップＡ５に移行して標準線速時のセンサ系の出力電圧の値ＶＬと１／Ｎ線速時におけるセンサ系の出力電圧の値ＶＬとの差ΔＶＬ及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧の値Ｖｃと１／Ｎ線速時におけるセンサ系の制御電圧の値Ｖｃ値との差ΔＶｃを各々求める。その後、ステップＡ６でセンサ系の出力電圧の差ΔＶＬ及び制御電圧の差ΔＶｃに基づいて線速変更時の補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを求める。これらのトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整するための補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃ等は記憶手段１３に格納される。
【００３９】
そして、当該現像装置４０の再起動を含む通常使用時の起動後、ステップＡ７に移行して線速変更が有ったかがチェックされる。線速変更は制御手段１５の外部、例えば図示しない操作部等から線変更要求信号Ｓ１を入力することで現像制御がなされる。線速変更が有った場合はステップＡ８に移行して、補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃに基づいて当該センサ系の制御電圧の値Ｖｃを演算する。例えば、現像剤担持体４１の標準線速におけるセンサ系の出力電圧の値ＶＬ１と、線速変更時のセンサ系の出力電圧の値ＶＬ２との電圧差Δ（ＶＬ１−ＶＬ２）を算出する。その後、補正情報比率ΔＶＬ／ΔＶｃに基づいて線速変更時の制御電圧差Δ（Ｖｃ１−Ｖｃ２）を算出する。この制御電圧差ΔＶｃに基づいて当該センサの制御電圧の値Ｖｃを決定するようになされる。
【００４０】
ここで演算された制御電圧の値ＶｃをステップＡ９で当該トナー濃度センサＳＤに設定する。その後、ステップＡ１１に移行する。ステップＡ７で線速変更要求が無い場合はステップＡ１０に移行して他の処理を実行する。ここで言う他の処理には、例えば、帯電可能な感光体１に形成された静電潜像を現像すべく、感光体１に現像剤１８を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサＳＤからの出力電圧の値ＶＬ及び現像剤担持体４１の線速に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御手段１５によって制御する処理が含まれる。
【００４１】
その後、ステップＡ１１に移行する。ステップＡ１１では当該現像処理を終了するかが判断される。制御手段１５では電源オフ情報等を検出して現像処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップＡ７に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【００４２】
このように、本発明に係る実施形態としての現像装置及びその制御方法によれば、帯電可能な感光体１に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段１５はトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを検出すると共に、記憶手段１３から補正情報を読み出して当該トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを補正し、補正後の制御電圧の値Ｖｃで当該トナー濃度センサＳＤを駆動するようになる。
【００４３】
従って、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧の値Ｖｃをトナー濃度センサＳＤに供給することができる。これにより、当該装置４０を画像形成装置等に実装した場合、そのウォームアップ時には標準線速に係るトナー濃度センサＳＤの出力調整のみで済むので、画像形成装置のウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。従って、当該現像装置４０を複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機に十分に応用することができる。
【００４４】
（２）実施例
図３は本発明に係る実施例としてのカラー画像形成装置１００の構成例を示す断面の概念図である。
この実施例では現像装置４０を組み入れたカラー画像形成装置１００の構成すると共に、複数のプロセス速度を有して、線速変更時も、トナー濃度センサＳＤによって安定したトナー濃度制御をウォームアップ時間を延長すること無しに実行できるようにし、トナー飛散や画像かぶりの無いカラー画像形成装置１００を提供できるようにしたものである。
【００４５】
図３に示すカラー画像形成装置１００は任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であり、定着性、光沢性の観点からプロセス線速を変更させるコピーモードを有する装置である。この例でプロセス線速は複数段に切り替え可能となっていて、例えばプロセス線速は標準線速（１／１）速に対して（１／２）速、（１／３）速に切り替え駆動が可能となっている。標準線速が２２０ｍｍ／ｓの場合には１／２線速では１１０ｍｍ／ｓ、１／３線速では７３ｍｍ／ｓに可変となっている。以下の説明ではかかる可変の場合について説明するが、勿論これ以外の多段階切り替えについても本発明は適用される。
【００４６】
このカラー画像形成装置１００は、画像形成装置本体１０１と画像読取装置１０２から構成される。画像形成装置本体１０１の上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査取得装置２０２から成る画像読取装置１０２が設置され、任意のカラー原稿を読み取って赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色のアナログカラー画像信号（以下単にアナログ信号Ｓｉｎともいう）を出力するようになされる。例えば、自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された色付きの原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査取得装置２０２の光学系により原稿ｄの片面又は両面の画像が走査され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００４７】
この画像形成装置本体１０１には制御手段１５が設けられ、カラー画像データＤｉｎを画像処理するようになされる。例えば、上述のラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号Ｓｉｎは制御手段１５でアナログ信号処理され、その後、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換される。Ａ／Ｄ変換後の画像データは制御手段１５でシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のＲＧＢ色に係るデータがカラー画像データＤｉｎとなる。
【００４８】
カラー画像データＤｉｎは制御手段１５で三次元色変換テーブルに基づいてイエロー（以下単にＹという）色、マゼンタ（以下単にＭという）色、シアン（以下単にＣという）色、黒（以下単にＫ又はＢＫという）色に係るカラー画像データに変換され、変換後のカラー画像データＤＹ，ＤＭ，ＤＣ，ＤＫは画像形成手段の一例となる画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの画像書き込み部（露光手段）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋへ送られる。所定の動作モードに基づいてカラー画像を形成するためである。
【００４９】
また、自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を連続して一挙に読み取り、原稿内容を記憶手段に蓄積するようになされる（電子ＲＤＨ機能）。この電子ＲＤＨ機能は、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用される。
【００５０】
画像形成装置本体１０１はタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写手段の一例となる無終端状の中間転写ベルト６と、再給紙機構（ＡＤＵ機構）を含む給紙搬送手段と、トナー像を定着するための定着手段１７からなる。
【００５１】
Ｙ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｙは感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配置されたＹ色用の帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｙを有する。感光体ドラム１ＹはＯＰＣ感光体等が用いられ、所定のプロセス線速で矢示方向に回転可能となされている。
【００５２】
帯電手段２Ｙはスコロトロン帯電器等から構成され、感光体ドラム１Ｙを一様に帯電するようになされる。露光手段３Ｙでは帯電手段２Ｙによって帯電された感光体ドラム１ＹにＹ画像データに基づくレーザ光Ｌが露光走査され、該感光体ドラム１Ｙ上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。現像装置４Ｙでは露光手段３Ｙによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置４Ｙには本発明に係る現像装置４０が使用される。
【００５３】
Ｍ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｍは感光体ドラム１Ｍと、Ｍ色用の帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｍを有する。感光体ドラム１Ｍも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段２Ｍは感光体ドラム１Ｍを一様に帯電するようになされる。露光手段３Ｍでは帯電手段２Ｍによって帯電された感光体ドラム１ＭにＭ画像データに基づくレーザ光Ｌが露光走査され、該感光体ドラム１Ｍ上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置４Ｍでは露光手段３Ｍによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置４Ｍにも本発明に係る現像装置４０が使用される。
【００５４】
Ｃ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｃは感光体ドラム１Ｃと、Ｃ色用の帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｃを有する。感光体ドラム１Ｃも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段２Ｃは感光体ドラム１Ｃを一様に帯電するようになされる。露光手段３Ｃでは帯電手段２Ｃによって帯電された感光体ドラム１ＣにＣ画像データに基づくレーザ光Ｌが露光走査され、該感光体ドラム１Ｃ上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置４Ｃでは露光手段３Ｃによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置４Ｃにも本発明に係る現像装置４０が使用される。
【００５５】
ＢＫ色の画像を形成する画像形成ユニット１０Ｋは感光体ドラム１Ｋと、ＢＫ色用の帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及び像形成体用のクリーニング手段８Ｋを有する。感光体ドラム１Ｋも所定のプロセス線速で回転可能となされている。帯電手段２Ｋは感光体ドラム１Ｋを一様に帯電するようになされる。露光手段３Ｋでは帯電手段２Ｋによって帯電された感光体ドラム１ＫにＢＫ画像データに基づくレーザ光Ｌが露光走査され、該感光体ドラム１Ｋ上に静電潜像を形成するようになされる。現像装置４Ｋでは露光手段３Ｋによって露光された静電潜像を現像するようになされる。現像装置４Ｋにも本発明に係る現像装置４０が使用される。
【００５６】
帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは画像形成手段を構成する。現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋによる現像は、使用するトナー極性と同極性（本実施形態においては負極性）の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。中間転写ベルト６は複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。
【００５７】
ここで画像形成プロセスの概要について以下に説明する。このカラー画像形成装置１００では帯電、露光、現像を少なくとも１回行われ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ等上に形成されたトナー像が中間転写ベルト６を通じて転写材の一例となる用紙Ｐに転写される。つまり、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、使用するトナーと反対極性（本実施形態においては正極性）の１次転写バイアス（不図示）が印加される１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより、回動する中間転写ベルト６上に逐次転写されて（１次転写）、合成されたカラー画像（色画像：カラートナー像）が形成される。カラー画像は中間転写ベルト６から用紙Ｐへ転写される。
【００５８】
画像形成装置本体１０１の下方には給紙カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設けられ、各々の給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ内に収容された用紙Ｐは、給紙カセット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃにそれぞれ設けられる送り出しローラ２１および給紙ローラ２２Ａにより給紙され、搬送ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３等を経て、２次転写ローラ７Ａに搬送され、用紙Ｐ上の一方の面（表面）にカラー画像が一括して転写される（２次転写）。
【００５９】
カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段１７によりトナー像を定着するための定着処理がなされ、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。転写後の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周面上に残った転写残トナーは、像形成体クリーニング手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋによりクリーニングされ次の画像形成サイクルに入る。
【００６０】
両面画像形成時には、一方の面（表面）に画像形成され、定着手段１７から排出された用紙Ｐは、分岐手段２６によりシート排紙路から分岐され、それぞれ給紙搬送手段を構成する、下方の循環通紙路２７Ａを経て、再給紙機構（ＡＤＵ機構）である反転搬送路２７Ｂにより表裏を反転され、再給紙搬送部２７Ｃを通過して、給紙ローラ２２Ｄにおいて合流する。ここで反転搬送された用紙Ｐは、レジストローラ２３を経て、再度２次転写ローラ７Ａに搬送され、用紙Ｐの他方の面（裏面）上にカラー画像（カラートナー像）が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着手段１７により定着処理され、排紙ローラ２４に挟持されて機外の排紙トレイ２５上に載置される。
【００６１】
一方、２次転写ローラ７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト６は、中間転写ベルト用のクリーニング手段８Ａにより残留トナーが除去される。これらの画像形成の際には、用紙Ｐとして５２．３〜６３．９ｋｇ／ｍ^２（１０００枚）程度の薄紙や６４．０〜８１．４ｋｇ／ｍ^２（１０００枚）程度の普通紙や８３．０〜１３０．０ｋｇ／ｍ^２（１０００枚）程度の厚紙や１５０．０ｋｇ／ｍ^２（１０００枚）程度の超厚紙を用い、線速度を８０〜３５０ｍｍ／ｓｅｃ程度とし、環境条件として温度が５〜３５℃程度、湿度が１５〜８５％程度の設定条件とすることが好ましい。用紙Ｐの厚み（紙厚）としては０．０５〜０．１５ｍｍ程度の厚さのものが用いられる。
【００６２】
図４はカラー画像形成装置１００に実装される現像装置４Ｙ等の構成例を示す断面図である。現像装置４Ｙは少なくとも、現像剤担持体４１と現像容器４０Ｄ内の攪拌部とが、図示しない共通の駆動手段（モータ）６０により駆動される構造となっている。なお、他の現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｋについては、現像装置４Ｙと同じ構成を採るのでその説明を省略する。
【００６３】
図４に示す現像装置４Ｙ等は所定形状の現像容器４０Ｄを有しており、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤１８を収容するようになされる。現像装置４Ｙは現像容器４０Ｄの他に、現像ローラからなる現像剤担持体４１、磁界発生用のマグネットロール４２、穂切り板からなる規制装置４３、水車型の供給装置４４、スクリューからなる供給・搬送装置４５、スクリューからなる攪拌・搬送装置４６、搬送ローラ４７、剥ぎ取り板４８、スクリューからなる回収装置４９等から構成される。
【００６４】
これらは、感光体ドラム１Ｙ等と同一の図示しない駆動手段６０によって駆動される。従って、現像装置４Ｙ等で現像剤担持体４１の回転数を変更した場合は、供給装置４４、供給・搬送装置４５及び攪拌・搬送装置４６の回転数も変更するような機構を有しており、複数のプロセス線速を有するものである。
【００６５】
現像容器４０Ｄは、現像剤担持体４１、搬送ローラ４７、供給装置４４、供給・搬送装置４５及び攪拌・搬送装置４６を支持する下枠体４０Ａと、剥ぎ取り板４８及び回収装置４９を支持する中枠体４０Ｂと、中枠体４０Ｂの上方開口部を閉蓋する上蓋４０Ｃとから構成されている。中枠体４０Ｂの一部は、攪拌・搬送部４０２の上方開口部を閉蓋する。供給部４０１と攪拌・搬送部４０２とは、下枠体４０Ａの底部から直立した第１隔壁４０４を挟んで両側に形成されている。
【００６６】
更に、回収装置４９を回転可能に支持する中枠体４０Ｂの底部には第２隔壁４０５が形成され、供給部４０１と回収部４０３とを仕切るようになされる。この回収部４０３の現像剤搬送下流側と、供給部４０１の現像剤搬送下流側とは、第２隔壁４０５の端部近傍に穿設された第１開口部４０６により連通している。下枠体４０Ａは、供給装置４４と供給・搬送装置４５とを収容する供給部４０１と、攪拌・搬送装置４６を収容する攪拌・搬送部４０２を形成する。
【００６７】
現像剤担持体４１は、感光体ドラム１Ｙ等に対向して配置され、現像容器４０Ｄに対して回転可能に支持されており、矢印で示す方向に回転して現像剤１８を現像ニップ部ＤＲに搬送し、現像ニップ部ＤＲにおいて現像剤１８を担持して現像に必要な現像剤１８の層を感光体ドラム１Ｙ等に形成する。静電潜像を可視化するためである。
【００６８】
上述した下枠体４０Ａ内には第１隔壁４０４を介在して供給装置４４、供給・搬送装置４５及び攪拌・搬送装置４６が設けられている。攪拌・搬送装置４６では補給される新規トナーと供給・搬送装置４５から環流された現像剤とを混合、攪拌して供給・搬送装置４５の上流部に搬送するようになされる。この攪拌・搬送装置４６に平行し、第１隔壁４０４を介在して下枠体４０Ａ内には供給・搬送装置４５が配置され、攪拌・搬送装置４６から搬送された現像剤をその回転軸方向に搬送しながら供給装置４４に搬送するようになされる。
【００６９】
また、供給・搬送装置４５に平行し隣接して供給装置４４が設けられている。供給装置４４は現像剤担持体４１に現像剤を供給する回転可能な水車型の搬送手段であり、供給・搬送装置４５から搬送された現像剤を現像剤担持体４１の現像剤受け入れ用磁極Ｓ３付近に均一に供給するようになされる。なお、供給装置４４は回転軸方向に搬送機能を有するスクリューであってもよい。
【００７０】
上述の現像剤担持体４１の現像剤剥ぎ取り用磁極Ｓ２の近傍には、搬送ローラ４７が配置されている。搬送ローラ４７は、回転可能な回転部材（スリーブ）４７Ａと、回転部材４７Ａの内方に収容され現像容器４０Ｄに固定された円柱状の磁石体４７Ｂとからなる。更に、第２隔壁４０５によって仕切られた回収部４０３内には回収装置４９が回転可能に配置され、搬送ローラ４７と剥ぎ取り板４８とにより剥ぎ取られて落下する現像剤を受け回収して、供給・搬送装置４５の搬送方向下流側であって、現像剤担持体４１の画像形成領域外に搬送する。
【００７１】
なお、現像剤担持体４１に現像剤が戻らない位置であれば、回収現像剤を供給・搬送装置４５の搬送方向下流側であって、現像剤担持体４１の現像領域相当内に投入してもよい。あるいは、回収装置４９により回収された現像剤を、攪拌・搬送部４０２の上流部に環流させてもよい。これらの供給・搬送装置４５、攪拌・搬送装置４６及び回収装置４９は、何れもスパイラルスクリューからなり、現像剤を攪拌しつつ回転軸方向に搬送すると共に、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出するようになされる。
【００７２】
上述の下枠体４０Ａ内の供給部４０１の現像剤搬送下流側と攪拌・搬送部４０２の現像剤搬送上流側とは、第１隔壁４０４の一方の端部近傍に穿設された開口部（図示せず）により連通している。従って、搬送ローラ４７と剥ぎ取り板４８により剥ぎ取られた現像剤は、回収部４０３内に回収されると共に、回収装置４９により回収現像剤が現像剤搬送下流側に搬送され、更に、供給部４０１に環流する。
【００７３】
この供給部４０１内の現像剤は、供給・搬送装置４５により第１隔壁４０４の一方の端部に穿設された開口部（図示せず）から攪拌・搬送部４０２内に矢印Ｗ１で示すように搬送される。攪拌・搬送部４０２内に搬送された現像剤は、攪拌・搬送装置４６により、トナー容器４０Ｔから排出されトナー補給用開口部４０９より補給されたトナーと、現像剤とを混合攪拌され、搬送されて、第１隔壁４０４の他方の端部に穿設された開口部（図示せず）から排出され、供給部４０１内に矢印Ｗ２で示すように環流される。
【００７４】
この供給部４０１内では、供給・搬送装置４５により現像剤を軸方向に搬送しつつ放出して供給装置４４に供給する。供給装置４４は現像剤を軸方向に搬送しつつ放射して現像剤担持体４１に供給する。なお、図４中のＢ（ＤＣ）は現像剤担持体４１にＤＣバイアスを印加するＤＣバイアス電源、Ｄ（ＡＣ）は現像剤担持体４１にＡＣバイアスを印加するＡＣバイアス電源で後に説明する制御手段１４によって現像制御が行われ、ＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されて印加され、現像が行われる。
【００７５】
この現像装置４Ｙ等で現像剤１８には、粒径が８．０μｍ以下のトナーと、粒径が６５μｍ以下のキャリヤから成る２成分現像剤を用いて現像が行われる。トナーとしては、例えば、質量平均粒径が３〜８μｍの重合トナーが好ましい。重合トナーを用いることにより、解像力が高く、濃度が安定し、画像かぶりの発生が極めて少ない画像を形成することが可能となる。重合トナーは次のような製造方法により製造される。
【００７６】
トナー用バインダー樹脂の生成とトナー形状とがバインダー樹脂の原料モノマー又はプレポリマーの重合及びその後の化学的処理により形成されて得られる。より具体的には、懸濁重合又は乳化重合等の重合反応と、必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程とを経て得られ、重合トナーでは、原料モノマー又はプレポリマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布及び形状の均一なトナーが得られる。
【００７７】
この実施例では質量平均粒径が３〜８μｍのトナーが用いられる。質量平均粒径は、質量基準の平均粒径であって、湿式分散機を備えた「コールターカウンターＴＡ−ＩＩ」又は「コールターマルチサイザー」（何れもコールター社製）により測定した値である。質量平均粒径が３μｍを下回ると、画像かぶりの発生やトナー飛散が起こりやすくなる。上限８μｍは本発明で目標とする高画質を形成することを可能にする粒径の上限である。キャリアとしては、質量平均粒径が３０〜６５μｍで磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるキャリアが好ましい。３０μｍよりも粒径の小さなキャリアではキャリア付着が生じやすくなる。また、６５μｍよりも粒径の大きなキャリアでは、均一な濃度の画像が形成されない場合が生じうる。
【００７８】
この例で図４に示した現像容器４０Ｄの下枠体４０Ａ（供給部４０１）内の底部であって、供給・搬送装置４５の下方にはトナー濃度センサＳＤが取付られ、供給部４０１内で攪拌される現像剤１８の透磁率を検出するようになされる。トナー濃度は現像剤１８の透磁率に基づいて検出される。トナー濃度センサＳＤは一般に内部にコイルを巻いたものである（Ｌ検センサ）。
【００７９】
図５はカラー画像形成装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。図５に示すカラー画像形成装置１００は制御手段１５を有している。制御手段１５はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色毎に設けても、また、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色共通に１個の制御装置を設けてもよい。この例ではＹ色の制御系についてのみを説明する。他のＭ、Ｃ、Ｋ色の制御系についても同様な構成を採る。この制御手段１５には、Ｙ色用のトナー濃度センサＳＤが接続されており、Ｙ色用の現像容器４０Ｄ内で攪拌される現像剤１８の透磁率を検出して出力電圧ＶＬを制御手段１５に出力するようになされる。制御手段１５ではセンサＳＤからの出力電圧ＶＬ及び現像剤担持体４１の線速（回転速度）に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御するようになされる。制御手段１５にはＣＰＵ（中央演算装置）等が使用される。
【００８０】
制御手段１５には記憶手段の一例となる不揮発メモリ２９が接続されており、トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整するための補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃ等を格納するようになされる。例えば、不揮発メモリ２９には、現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された現像剤担持体４１の標準線速１／１を始め、各線速１／２、１／３速についてのトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃ１及び出力電圧の値ＶＬ１、ＶＬ２、ＶＬ３と、当該トナー濃度センサＳＤで現像濃度一定を示す出力電圧の値ＶＬが得られる制御電圧の値Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が記録される。
【００８１】
この実施例では、トナー濃度センサＳＤからの出力電圧の値ＶＬが標準トナー濃度（Ｔｃ＝８質量％）において、所定の出力電圧値（ＶＬ＝２．５Ｖ）になるように制御電圧の値Ｖｃを調整し、その調整した制御電圧の値Ｖｃを不揮発メモリ２９に格納するようになされる。
【００８２】
これらの電圧の値の他に、標準線速時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬと１／２、１／３速時におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬから求められた第１の電圧差ΔＶＬと、標準線速時のトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃと、１／２、１／３速時におけるトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃから求められた第２の電圧差ΔＶｃと、トナー濃度センサＳＤの出力電圧の差ΔＶＬ１及び制御電圧の差ΔＶｃに基づいて求められた線速変更時の補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃとが格納される。
【００８３】
この制御手段１５には電源スイッチＳＷが接続され、当該装置４０を起動するようになされる。当該装置起動後の線速変更時に、制御手段１５はトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを検出すると共に、不揮発メモリ２９から補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを読み出して当該トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを補正し、補正後の制御電圧の値Ｖｃで当該トナー濃度センサＳＤを駆動するようになされる。
【００８４】
この制御手段１５では、プリント動作時における線速変更時には、現像剤担持体４１の標準線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬと、線速変更時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬとの電圧差ΔＶＬを算出する。例えば、標準線速１／１から１／２速へ変更指示された場合、現像剤担持体４１の標準線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ１と、１／２速変更時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２との電圧差ΔＶＬ_１２を算出する。
【００８５】
また、制御手段１５では補正係数ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１に基づいて１／２線速変更時の制御電圧の差ΔＶｃ_１２を算出する。この例では制御電圧の差ΔＶｃ_１２はΔＶＬ_１２／補正係数で与えられることから、ΔＶｃ_１２＝ΔＶＬ_１２／ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１となる。この制御電圧の差ΔＶｃ_１２に基づいて当該センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを決定するようになされる。そして、１／２線速変更時の制御電圧の値Ｖｃ２は標準線速時の制御電圧Ｖｃ＋制御電圧の差ΔＶｃ_１２で与えられることから、Ｖｃ２＝Ｖｃ１＋ΔＶｃ_１２となる。
【００８６】
上述の制御手段１５には電源スイッチＳＷ、トナー濃度センサＳＤ及び不揮発メモリ２９の他に、定着温度センサＳＴＨ、露光手段３Ｙ、操作部１４、給紙手段３０、画像メモリ３３、画像処理部３５、ＲＯＭ５３、駆動手段６０、表示部８７、画像読取装置１０１及びトナー補給部４１０が接続されている。
【００８７】
定着温度センサＳＴＨは図３に示した定着手段１７の定着ローラ部分に設けられ、定着手段１７の温度検知して温度検知信号Ｓ３を制御手段１５に出力するようになされる。露光手段３ＹにはＹ色用の画像データＤＹが出力され、帯電手段２Ｙによって帯電された感光体ドラム１ＹにこのＹ色用の画像データＤＹに基づくレーザ光Ｌが露光走査され、該感光体ドラム１Ｙ上にドット露光に基づく静電潜像を形成するようになされる。
【００８８】
操作部１４ではマニュアルによりプロセス線速の変更がなされる。操作部１４は表示部８７と共にタッチパネルを構成し、「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速を例えば１１０ｍｍ／ｓに切り替え指示がなされる。この指示によって線速変更要求信号Ｓ１が制御手段１５に出力される。表示部８７には表示信号Ｓ４に基づいて画像形成条件等の設定画面が表示される。
【００８９】
給紙手段３０では制御手段１５からのカセット制御信号Ｓ５に基づいて給紙カセット２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ等から用紙Ｐを繰り出すようになされる。また、画像処理部３５では制御手段１５の制御を受けて画像読取装置１０２のラインイメージセンサＣＣＤにより得られたＡ／Ｄ変換後の画像取得データがシェーディング補正や、タイミング制御、ライン間補正等がなされる。これらの補正処理後のＲＧＢ色に係るデータがカラー画像データＤｉｎとなり、画像メモリ３３に記録される。
【００９０】
ＲＯＭ５３には当該画像形成装置を制御するシステムプログラムが格納されている。例えば、システムプログラムには画像調整プログラムが含まれており、この画像調整プログラムの下位階層にはトナー濃度検出条件設定プログラムが準備されている。駆動手段６０では現像剤担持体４１と現像容器４０Ｄ内の攪拌部とを制御手段１５から出力される、回転数変更用のクロック信号ＣＬＫ及びコントロール信号ＣＮＴに基づいて駆動するようになされる。
【００９１】
この駆動手段６０は感光体ドラム１Ｙ等も同一に駆動する。従って、駆動手段６０は現像装置４Ｙ等で現像剤担持体４１の回転数を変更した場合は、供給装置４４、供給・搬送装置４５及び攪拌・搬送装置４６の回転数も変更するようなされ、複数のプロセス線速を有するものである。上述のトナー補給部４１０では制御手段１５から出力されたトナー補給制御信号Ｓ２１に基づいてトナー容器４０Ｔから現像容器４０Ｄへトナーを補給するように制御される。この現像容器４０Ｄ内のトナー濃度がトナー濃度センサＳＤによって検出される。
【００９２】
図６はトナー濃度センサＳＤのセンサ出力対トナー濃度Ｔｃの関係例を示す動作特性図である。
図６に示す縦軸はトナー濃度センサＳＤのセンサ出力ＶＬ［Ｖ］である。横軸は現像剤１８のトナー濃度Ｔｃ［％］である。トナー濃度センサＳＤにはトナー濃度Ｔｃに対して、グラフのようにリニアにセンサ出力するものが使用される。制御電圧の値Ｖｃは、センサ動作特性を調整する調整値のことである。トナー濃度初期調整とは、現像器内に現像剤１８を投入した際に、トナー濃度センサＳＤを初期調整することをいい、当該センサＳＤで欲しい動作特性となるように制御電圧の値Ｖｃを調整することをいう。
【００９３】
トナー濃度初期調整とは現像剤１８の透磁率を検出するトナー濃度センサＳＤを用いて、トナー濃度制御を実施する場合に、現像器内に現像剤１８を投入した際に初期調整を実施する。これは初期調整の現像剤１８において、Ｌ検センサの出力値がある所定の出力値になるようにＬ検センサの制御電圧の値Ｖｃを調整する行為である。
【００９４】
▲１▼は制御電圧Ｖｃ＝７．０Ｖの動作特性である。▲２▼は制御電圧Ｖｃ＝６．５Ｖの動作特性である。▲３▼は制御電圧Ｖｃ＝６．０Ｖの動作特性である。例えば、動作特性▲１▼を選択したい場合は、制御電圧の値Ｖｃを７．０Ｖに設定し、これを動作特性▲３▼に変えたい場合は、制御電圧の値Ｖｃを６．０Ｖに設定するようになされる。
【００９５】
また、センサ出力Ｖ＝２．５Ｖでトナー濃度８％を得るためには、制御電圧Ｖｃ＝６．０Ｖの動作特性▲３▼が設定される。制御電圧Ｖｃ＝６．５Ｖの動作特性▲２▼を選択してセンサ出力Ｖ＝２．５Ｖ及びトナー濃度８％を得るためには、トナー濃度初期調整時に、制御電圧Ｖｃが▲２▼→▲３▼の位置に推移するようになされる。同様にして制御電圧Ｖｃ＝７．０Ｖの動作特性▲１▼を選択してセンサ出力Ｖ＝２．５Ｖ及びトナー濃度８％を得るためには、トナー濃度初期調整時に、制御電圧Ｖｃが▲１▼→▲３▼の位置に推移するようになされる。
【００９６】
続いて、本発明に係るカラー画像形成装置１００におけるトナー濃度制御時の動作例を説明する。
この実施例で所定の現像容器４０Ｄには、静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤１８が収容される。この現像容器４０Ｄ内には回転可能なように現像剤担持体４１が設けられ、この現像容器４０Ｄの底部にはトナー濃度センサＳＤ（トナー濃度検出用のセンサ系）が取付られ、この現像容器４０Ｄ内の現像剤１８の透磁率が検出される。そして、現像剤担持体４１を含むＹ色用の現像装置４Ｙ等に取り付けられたトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整する場合を前提とする。なお、他の色用の現像装置４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ等についても同様になされるが、Ｙ色用の現像装置４Ｙと同じためその説明を省略する。
【００９７】
現像条件は次の通りである。線速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、感光体ドラムと現像マグネットローラの周速比は１．８→可変域は０．５〜３．０である。現像マグネットローラ上の現像剤搬送量は２０ｍｇ／ｃｍ^２である。現像バイアスＤＣは−５００Ｖ→可変域では−２００〜−７００Ｖである。現像ＡＣバイアスはＡＣｐ−ｐで１．０ｋＶであり、ＡＣ周波数は３ｋＨｚ、ＡＣ波形は矩形波である。現像ローラ径は２５ｃｍφであり、剥ぎ取りローラ径は１８ｃｍφである。現像剤１８には粒径３５μｍのキャリアと粒径６．５μｍのトナーを混合した乳化重合トナーである。現像剤量は８５０ｇ（Ｔｃ＝８％）である。
【００９８】
以下では、現像剤投入時及び現像剤投入時以外のトナー濃度初期調整に分けて説明をする。
［現像剤投入時のトナー濃度初期調整］
図７はカラー画像形成装置１００のトナー濃度制御時の動作例（現像剤投入時）を示すフローチャートである。このトナー濃度初期調整では、標準線速（１／１）で電圧検出処理を実施し、その標準線速でのトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを決定する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナー濃度センサＳＤについて、プロセス線速２２０ｍｍ／ｓ、１１０ｍｍ／ｓ、７３ｍｍ／ｓの各線速毎の所定トナー濃度（Ｔｃ＝８質量％）に対してセンサ出力が２．５Ｖの閾値になる制御電圧Ｖｃの値を調整し決定するためである。ここで決定された制御電圧Ｖｃ値は不揮発メモリ２９に格納される。
【００９９】
そして、制御電圧の値Ｖｃで各線速毎にトナー濃度センサＳＤから得られる出力電圧の値ＶＬを検出する。そして、標準線速時の出力電圧の値ＶＬに対する各線速毎の出力電圧ＶＬの差ΔＶＬを算出する。これと共に、標準線速の制御電圧Ｖｃに対する各線速毎の制御電圧Ｖｃの差ΔＶｃを求め、この差の比率、すなわち補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを算出して、不揮発メモリ２９に格納する。
【０１００】
これを動作条件にして、図７に示すフローチャートのステップＢ１で電源スイッチＳＷをオンして当該カラー画像形成装置１００を起動する。電源スイッチＳＷのＯＮによって、制御手段１５では定着手段１７の定着ローラ部分に設けた定着温度センサＳＴＨの温度検知を行う。ここで検知されたセンサ温度が所定の温度以下にあるときは、定着温度センサＳＴＨの検知温度が定着を可能とする所定の温度に上昇するまでのウォーミングアップに入り、画像調整工程に移行する。
【０１０１】
この画像調整工程では、感光体ドラム１Ｙ等の表面電位を計測する電位センサ（図示せず）によって表面電位を計測し、ここで計測された表面電位に基づいて帯電手段２Ｙ等による印加電圧の調整を行う。また、露光手段３Ｙによって感光体上にソリッド及び非ソリッドのパッチを形成し、これを反射濃度センサ（図示せず）によってパッチ部の反射濃度を測定し、制御手段１５では最大濃度補正やγ補正等の調整処理が行われる。
【０１０２】
この実施例においては、画像調整プログラムにはトナー濃度検出条件設定プログラムが準備されている。制御手段１５ではこのプログラムに従って、先ず駆動手段６０に対してプロセス線速が標準線速（２２０ｍｍ／ｓ）となるよう回転数変更用のクロックを設定し、標準線速状態でトナー濃度センサＳＤによって現像剤中のトナー濃度を測定し、センサ出力が閾値（ＶＬ＝２．５Ｖ）となるようトナー補給制御を行う。
【０１０３】
従って、ステップＢ２に移行して現像剤１８が現像容器４０Ｄへ投入される。このとき、制御手段１５はトナー補給部４１０へトナー補給制御信号Ｓ２を出力して現像剤投入補給を実行する。トナー濃度センサＳＤから得られる出力電圧の値ＶＬに基づいてトナー補給部４１０の制御をするためである。その後、ステップＢ３に移行して現像剤担持体４１を標準線速（１／１）で回転してトナー濃度初期調整を行う。このとき、標準線速で電圧検出処理を実施し、その標準線速で例えば、出力電圧の値ＶＬ１＝２．５０Ｖが得られるトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを決定する。この例では制御電圧の値ＶｃはＶｃ１＝７．０１Ｖである。
【０１０４】
次に、ステップＢ４で制御電圧Ｖｃ１＝７．０１Ｖにおいて、各線速毎の当該トナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２，ＶＬ３を検出する。この例では、１／２速時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２は２．７０Ｖであり、１／３速時の出力電圧の値ＶＬ３は２．９１Ｖである。そして、ステップＢ５に移行して標準線速に対する各線速（１／２，１／３）での出力電圧の差（ΔＶＬ）を算出して不揮発メモリ２９に格納する。この例では、１／２速時の出力電圧の差ΔＶＬ_２１＝（ＶＬ２−ＶＬ１）は０．２Ｖであり、１／３速時の出力電圧の差ΔＶＬ_３１＝（ＶＬ３−ＶＬ１）は０．４１Ｖである。不揮発メモリ２９には表１に示すような内容の値が格納される。
【０１０５】
【表１】

【０１０６】
なお、このときに適用する制御電圧の値Ｖｃは標準線速でのトナー濃度初期調整の際に決定される制御電圧の値Ｖｃでなくても、各線速毎に同じ値であればよい。
【０１０７】
また、ステップＢ６で当該トナー濃度センサＳＤでトナー濃度Ｔｃ一定を示す出力電圧の値ＶＬ、例えば、２．５０Ｖが得られる制御電圧の値Ｖｃを各線速（１／２，１／３毎に検出する。標準線速については先に検出しているのでそれ以外の線速について検出する。補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを求めるためである。この例では、１／２速時のトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃ２は６．６４Ｖであり、１／３速時の制御電圧の値Ｖｃ３は６．２５Ｖである。
【０１０８】
そして、ステップＢ７に移行して標準線速に対する各線速（１／２，１／３）での制御電圧の差（ΔＶｃ）を算出して不揮発メモリ２９に格納する。この例では、１／２速時の制御電圧の差ΔＶｃ_２１＝（Ｖｃ２−Ｖｃ１）は０．３７Ｖであり、１／３速時の制御電圧の差ΔＶｃ_３１＝（Ｖｃ３−Ｖｃ１）は０．７６Ｖである。不揮発メモリ２９には表２に示すような内容の値が格納される。
【０１０９】
【表２】

【０１１０】
その後、ステップＢ８で各線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の差ΔＶＬ_２１、ΔＶＬ_３１及び制御電圧の差ΔＶｃ_２１、ΔＶｃ_３１に基づいて線速変更時の補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを求める。この例では、１／２速時の補正係数ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１は０．５４１であり、１／３速時の補正係数ΔＶＬ_３１／ΔＶｃ_３１は０．５３９である。これらのトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを調整するための補正係数ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１及びΔＶＬ_３１／ΔＶｃ_３１は不揮発メモリ２９に格納される。不揮発メモリ２９には表３に示すような内容の値が格納される。
【０１１１】
【表３】

【０１１２】
その後、ステップＢ９に移行して他の処理が実行される。例えば、帯電可能な感光体１に形成された静電潜像を現像すべく、感光体１に現像剤１８を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサＳＤからの出力電圧の値ＶＬ及び現像剤担持体４１の線速に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御手段１５によって制御する処理が含まれる。そして、ステップＢ１０に移行する。ステップＢ１０では当該画像形成処理を終了するかが判断される。制御手段１５では電源オフ情報等を検出して画像形成処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップＢ９に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【０１１３】
なお、不揮発メモリ２９に格納された補正係数ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１及びΔＶＬ_３１／ΔＶｃ_３１等は、現像剤投入時以外の線速変更時に使用される。また、補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃの値は初期調整のみに行なうのではなく、所定間隔毎に求め直してもよい。例えば、現像スリーブの周動距離５ｋｍが経過する毎といったように、ある決まった現像履歴に基づいて補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃの値を求め直してもよい。
【０１１４】
［現像剤投入時以外のトナー濃度初期調整時］
図８はカラー画像形成装置１００のトナー濃度制御時の動作例（現像剤投入時以外）を示すフローチャートである。
この例では、当該カラー画像形成装置１００のウォームアップ時には標準線速のみトナー濃度初期調整を実施する。プロセス線速は操作部１４によってマニュアルにより、或いは、制御手段１５によって自動によって変更がなされる。マニュアルの場合には操作部１４に「光沢」「厚紙」或いはプロセス線速等が表示された選択釦が設けられていて、押釦によってプロセス線速は例えば１１０ｍｍ／ｓに切り替え指示がなされる。また自動の場合には使用する用紙Ｐの紙厚検知等によって制御手段１５から切り替え指示がなされる。
【０１１５】
なお、線速変更時には、その線速変更指示が有った時から所定時間経過後（数秒後）のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２や、ＶＬ３等を読み込み、標準線速時の出力電圧の値ＶＬ１との差をΔＶＬ１−ΔＶＬ２や、ΔＶＬ１−ΔＶＬ３等を算出し、その後、不揮発メモリ２９から読み出した補正係数ΔＶｃ／ΔＶＬや、標準線速時の制御電圧Ｖｃ及び制御電圧の差ΔＶｃから線速変更時の補正値ΔＶｃ２やＶｃ３を求めて、標準線速でのＶｃ値に加算する。これにより、線速変更時の制御電圧の値を決定するようになされる。
【０１１６】
制御手段１５では決定したプロセス線速に対応した回転数変更用のパルスＣＬＫを駆動手段６０に出力し、画像記録が行われる。また制御手段１５は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色毎に決定されたプロセス線速に対応した制御電圧Ｖｃ値を不揮発メモリ２９から呼び出してトナー濃度センサＳＤに印加し、センサ出力を得る。ここで検出されたセンサ出力は閾値（２．５Ｖ）と比較され、この比較結果に基づいてトナー補給制御が行われる。
【０１１７】
これを動作条件にして、図８に示すフローチャートのステップＣ１で電源スイッチＳＷをオンして当該カラー画像形成装置１００を起動する。このとき、電源スイッチＳＷのＯＮによって制御手段１５ではウォーミングアップ時間中に、ＲＯＭから画像調整プログラムを呼び出して画像調整を行う。そして、ステップＣ２に移行して現像剤担持体４１を標準線速（１／１）で回転してトナー濃度初期調整を行う。
【０１１８】
このとき、制御手段１５では標準線速でトナー濃度センサＳＤの出力に応じたトナー濃度制御を実行し、適正なトナー濃度に調整してから標準線速でトナー濃度センサＳＤによるトナー濃度初期調整を実行する。この例では、標準線速で例えば、出力電圧の値ＶＬ１＝２．５２Ｖが得られるトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃが決定される。この例では制御電圧の値ＶｃはＶｃ１＝７．０２Ｖである。
【０１１９】
次に、ステップＣ３で制御電圧の値Ｖｃ１＝７．０２Ｖにおいて、各線速毎の当該トナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２，ＶＬ３を検出する。この例では、１／２速時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２は２．６８Ｖであり、１／３速時の出力電圧の値ＶＬ３は２．７５Ｖである。そして、ステップＣ４に移行して線速変更が有ったかがチェックされる。線速変更は制御手段１５の外部、例えば図５に示した操作部１４等から線速変更要求信号Ｓ１を入力することで画像成形制御がなされる。
【０１２０】
線速変更が有った場合はステップＣ５に移行して制御手段１５では標準線速から線速降下への変更があったかがチェックされる。標準線速から線速降下への変更があった場合はステップＣ６に移行する。ステップＣ６では所定時間が経過したかがチェックされる。ここでは例えば、２秒〜３秒間程度が経過するまで、トナー濃度センサＳＤの出力値に関係なく、トナー補給制御を中止するようになされる。こうすることで、センサ出力時の不安定によるトナー過補給を防ぐことができ、トナー飛散や画像かぶりを防ぐことができる。
【０１２１】
この所定時間が経過すると、ステップＣ７に移行して、現像剤担持体４１の標準線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬと、線速変更時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬとの電圧差ΔＶＬを算出する。例えば、標準線速１／１から１／２速へ変更指示された場合、現像剤担持体４１の標準線速におけるトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ１＝２．５２Ｖと、１／２速変更時のトナー濃度センサＳＤの出力電圧の値ＶＬ２＝２．６８との電圧差ΔＶＬ_１２を算出する。この例では電圧差ΔＶＬ_１２は−０．１６Ｖである。
【０１２２】
その後、ステップＣ８に移行して補正係数ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１に基づいて１／２線速変更時の制御電圧の差ΔＶｃ_１２を算出する。この例では制御電圧の差ΔＶｃ_１２はΔＶＬ_１２／補正係数で与えられることから、ΔＶｃ_１２＝ΔＶＬ_１２／ΔＶＬ_２１／ΔＶｃ_２１＝−０．３Ｖとなる。この制御電圧の差ΔＶｃ_１２に基づいて当該センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを決定するようになされる。この例では１／２線速変更時の制御電圧の値Ｖｃ２は標準線速時の制御電圧Ｖｃ＋制御電圧の差ΔＶｃ_１２で与えられることから、Ｖｃ２＝Ｖｃ１＋ΔＶｃ_１２＝６．７２Ｖとなる。表４には１／２速変更時の補正後の制御電圧の値Ｖｃ２＝６．７２Ｖや１／３速変更時の補正後の制御電圧の値Ｖｃ３＝６．５９Ｖを示している。
【０１２３】
【表４】

【０１２４】
このように、１／Ｎ線速変更時の制御電圧の値Ｖｃは標準線速時の制御電圧Ｖｃ＋制御電圧の差ΔＶｃにより算出することができ、１／２速，１／３速などの制御電圧の値Ｖｃ２やＶｃ３等を演算処理により求めることができる。ここで演算された制御電圧の値Ｖｃ２等はステップＣ９で当該トナー濃度センサＳＤに設定される。その後、ステップＣ１１に移行する。
【０１２５】
なお、ステップＣ４で線速変更要求が無い場合はステップＣ１０に移行して画像形成処理を実行する。このとき、帯電可能な感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像を現像すべく、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに現像剤１８を担持して付着するような処理や、トナー濃度センサＳＤからの出力電圧の値ＶＬ及び現像剤担持体４１の線速に基づいて現像容器４０Ｄ内にトナーを補給し濃度を制御手段１５によって制御する処理が含まれる。その後、ステップＣ１１に移行する。ステップＣ１１では当該画像形成処理を終了するかが判断される。制御手段１５では電源オフ情報等を検出して画像形成処理を終了する。電源オフ情報が検出されない場合はステップＣ４に戻って上述の処理を繰り返すようになされる。
【０１２６】
図９は効果確認テストに係る対策前後のトナー濃度Ｔｃ［％］の検出例を示す特性比較図である。図９に示す縦軸は対策前後のトナー濃度Ｔｃ［％］である。横軸はコピー数［ｋｃ］であり、１０００００枚プリントを示している。
【０１２７】
この効果確認テストでは、トナー濃度制御を実行しながら、１枚目の用紙Ｐから１０００００枚目の用紙Ｐに至るプリントを実行し、そのトナー濃度安定性をテストしたものであって、プロセス線速を標準（１／１）速以外に、例えば、２０Ｋｃ、４０Ｋｃ、６０Ｋｃ等で線速を、（１／２）速、（１／３）速モードに変更した形態で実施した場合の結果を示している。
【０１２８】
図９に示す特性比較図によれば、トナー濃度Ｔｃ＝８質量％を基準にしたとき、黒抜き四角印を実線で結んだ特性は、本発明方式によるものである。黒抜き菱形印を実線で結んだ特性は従来方式によるものである。従来方式のような対策前の特性によれば、スタート時のトナー濃度Ｔｃが８質量％であったものが、線速を変更する度に、１０００００プリント中逸脱して大きなバラツキが認められ、安定したトナー濃度制御がなされていなかった。
【０１２９】
これに対して、本発明方式によれば、定着手段１７のウォームアップ時間を延長させることなく、複数のプロセス線速モードにおいて、トナー濃度Ｔｃのほぼ８質量％前後に制御がなされ、安定したトナー濃度制御を行うことができた。この１０００００枚プリントにおいて、画像かぶりやトナー飛散のない良好なプリント画像が得られた。しかも、目標値のトナー濃度Ｔｃ＝８質量％に対して、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー濃度Ｔｃは何れも±０．１％以内に制御され、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のトナー濃度Ｔｃの平均値は±０．０５％以内に維持されていることが認められた。
【０１３０】
このように、本発明に係る実施例としてカラー画像形成装置１００によれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ色用の現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに関して、本発明に係る現像装置４０が応用されるので、帯電可能な感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段１５はトナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを検出すると共に、不揮発メモリ２９から補正係数ΔＶＬ／ΔＶｃを読み出して当該トナー濃度センサＳＤの制御電圧の値Ｖｃを補正し、補正後の制御電圧の値Ｖｃで当該トナー濃度センサＳＤを駆動するようになされる。
【０１３１】
従って、朝一のウォームアップ時間を延長させることなく、非常に安定したトナー濃度制御を行なうことができるばかりか、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧の値Ｖｃをトナー濃度センサＳＤに印加することができる。これにより、当該装置１００のウォームアップ時には標準線速に係るトナー濃度センサＳＤの出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。従って、当該カラー画像形成装置１００を応用したカラー用のディジタル複合機等を提供することができる。
【０１３２】
また、線速ダウン時の初期的なセンサ出力不安定から生じるトナー飛散や、画像かぶりも発生せず、安定した画像を得ることができた。上述した感光体についてはドラム状の場合について説明したが、これに限られることはなく、中間転写体を兼用したベルト状の感光体にも本発明を適用することができる。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る現像装置によれば、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、現像剤の透磁率を検出する検出手段からの出力電圧の値及び現像剤担持体の線速に基づいて容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段を備え、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧の値を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようにしたものである。
【０１３４】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【０１３５】
本発明に係る現像装置の制御方法によれば、現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧の値を調整する場合に、現像剤投入時に、標準線速を含む所定の１／Ｎ線速についてトナー濃度初期調整を行い、センサ系の制御電圧の値及び出力電圧の値と、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、標準線速時のセンサ系の出力電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、標準線速時のセンサ系の制御電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、これらに基づいて線速変更時の補正係数を求め、当該装置起動後の線速変更時には、この補正係数に基づいて当該センサ系の制御電圧の値を演算し、ここで演算された制御電圧値を当該センサ系に設定するようになされる。
【０１３６】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧をセンサ系に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係るセンサ出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【０１３７】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る現像装置が応用されるので、帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する場合に、当該装置起動後の線速変更時に、制御手段は検出手段の制御電圧を検出すると共に、記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、補正後の制御電圧で当該検出手段を駆動するようになされる。
【０１３８】
この構成によって、当該装置起動後の線速変更時に、現像剤投入時のようなトナー濃度初期調整を行なうことなく、演算処理によって得た補正後の制御電圧を検出手段に供給することができる。従って、当該装置のウォームアップ時には標準線速に係る検出手段の出力調整のみで済むので、ウォームアップ時間を延長させることなく、各線速毎に安定したトナー濃度制御を行なうことができる。
【０１３９】
この発明は、複写機能、ファクシミリ機能及びプリンタ機能を備えた白黒用及びカラー用のディジタル複合機や複写機等に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としての現像装置４０の構成例を示すブロック図である。
【図２】現像装置４０のトナー濃度制御時の動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施例としてのカラー画像形成装置１００の構成例を示す断面の概念図である。
【図４】カラー画像形成装置１００に実装される現像装置４Ｙ等の構成例を示す断面図である。
【図５】カラー画像形成装置１００の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図６】トナー濃度センサＳＤのセンサ出力対トナー濃度の関係例を示す動作特性図である。
【図７】カラー画像形成装置１００のトナー濃度制御時の動作例（現像剤投入時）を示すフローチャートである。
【図８】カラー画像形成装置１００のトナー濃度制御時の動作例（現像剤投入時以外）を示すフローチャートである。
【図９】効果確認テストに係る対策前後のトナー濃度Ｔｃ［％］の検出例を示す特性比較図である。
【図１０】従来例に係るトナー濃度センサによる検出例を示す特性図である。
【符号の説明】
１　感光体
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ　感光体ドラム
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ　帯電手段
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ　露光手段
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ　現像手段
６　中間転写ベルト（転写手段）
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ　画像形成ユニット（画像形成手段）
１３　記憶手段
１４　操作部
１５　制御手段
１７　定着手段
１８　現像剤
２９　不揮発メモリ（記憶手段）
３３　画像メモリ
４０　現像装置
４０Ｄ　現像容器
４１　現像担持体
６０　駆動手段
１００　カラー画像形成装置（画像形成装置）
ＳＤ　トナー濃度センサ（検出手段）

Claims (14)

1. 帯電可能な感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
   前記静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、
   前記現像剤を担持して感光体に付着するために前記容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、
   前記容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの出力電圧及び前記現像剤担持体の線速に基づいて前記容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、
   前記検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを備え、
   当該装置起動後の線速変更時に、
   前記制御手段は、
   前記検出手段の制御電圧を検出すると共に、前記記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、
   補正後の前記制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とする現像装置。
2. 前記記憶手段には、少なくとも、
   現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）についての前記検出手段の制御電圧及び出力電圧と、
   当該検出手段で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、
   前記標準線速時の検出手段の出力電圧と１／Ｎ線速時における検出手段の出力電圧から求められた第１の電圧差と、
   前記標準線速時の検出手段の制御電圧と１／Ｎ線速時における検出手段の制御電圧から求められた第２の電圧差と、
   前記検出手段の第１の電圧差及び第２の電圧差に基づいて求められた線速変更時の補正係数とが格納されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記制御手段は、
   当該装置起動後の線速変更時に、
   前記現像剤担持体の標準線速における検出手段の出力電圧と線速変更時の検出手段の出力電圧との電圧差を算出すると共に、前記記憶手段から読み出した補正情報を前記電圧差に演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
   前記制御電圧差に基づいて当該検出手段の制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記制御手段は、
   当該装置のウォームアップ時に、
   標準線速で前記検出手段の出力に応じたトナー濃度制御を実行し、
   適正なトナー濃度に調整してから標準線速で前記検出手段によるトナー濃度初期調整を実行することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記制御手段は、
   標準線速から線速降下への変更時に、所定時間内は前記検出手段の出力値に関係なく、トナー補給制御を行わないことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記現像剤には、
   粒径が８．０μｍ以下のトナーと、粒径が６５μｍ以下のキャリヤから成る２成分混合剤が用いられることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 現像剤担持体を含む現像装置に取り付けられたトナー濃度検出用のセンサ系の制御電圧を調整する方法であって、
   現像剤投入時に、前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）についてトナー濃度初期調整を行って前記センサ系の制御電圧及び出力電圧を取得すると共に、当該センサ系で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧を取得し、
   前記標準線速時のセンサ系の出力電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の出力電圧との差及び、前記標準線速時のセンサの制御電圧と１／Ｎ線速時におけるセンサ系の制御電圧との差を各々求め、
   前記センサ系の出力電圧の差及び制御電圧の差に基づいて線速変更時の補正情報を求め、
   当該現像装置起動後の線速変更時には、
   前記補正情報に基づいて当該センサ系の制御電圧を演算し、
   演算された前記制御電圧を当該センサ系に設定することを特徴とする現像装置の制御方法。
8. 前記現像装置起動後の線速変更時に、
   前記現像剤担持体の標準線速におけるセンサ系の出力電圧と線速変更時のセンサ系の出力電圧との電圧差を算出し、前記電圧差に前記補正情報を演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
   前記制御電圧差に基づいて当該センサの制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の現像装置の制御方法。
9. 任意の画像データに基づいて画像を形成する装置であって、
   回転可能な感光体と、
   前記感光体を一様に帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段によって帯電された感光体に前記画像データに基づいて露光走査し該感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、
   前記露光手段によって露光された静電潜像を現像する現像装置と、
   前記帯電、露光、現像を少なくとも１回行い該感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写手段と、
   前記転写材上に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備え、
   前記現像装置は、
   前記静電潜像を現像するための非磁性のトナーと磁性体キャリアからなる現像剤を収容する容器と、
   前記現像剤を担持して感光体に付着するために前記容器内で回転可能に設けられた現像剤担持体と、
   前記容器に取付けられて現像剤の透磁率を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの出力電圧及び前記現像剤担持体の線速に基づいて前記容器内にトナーを補給し濃度を制御する制御手段と、
   前記検出手段の制御電圧を調整するための補正情報を格納した記憶手段とを有し、
   当該装置起動後の線速変更時に、
   前記制御手段は、
   前記検出手段の制御電圧を検出すると共に、前記記憶手段から補正情報を読み出して当該検出手段の制御電圧を補正し、
   補正後の前記制御電圧で当該検出手段を駆動することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記記憶手段には、少なくとも、
    現像剤投入時に、トナー濃度初期調整を行って取得された前記現像剤担持体の標準線速を含む所定の１／Ｎ線速（Ｎ＝２，３・・・）についての前記検出手段の制御電圧及び出力電圧と、
    当該検出手段で現像濃度一定を示す出力電圧が得られる制御電圧と、
    前記標準線速時の検出手段の出力電圧と１／Ｎ線速時における検出手段の出力電圧から求められた第１の電圧差と、
    前記標準線速時の検出手段の制御電圧と１／Ｎ線速時における検出手段の制御電圧から求められた第２の電圧差と、
    前記検出手段の第１の電圧差及び第２の電圧差に基づいて求められた線速変更時の補正係数とが格納されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、
    当該装置起動後の線速変更時に、
    前記現像剤担持体の標準線速における検出手段の出力電圧と当該線速変更時の前記検出手段の出力電圧との電圧差を算出し、前記記憶手段から読み出した補正情報を前記電圧差に演算して線速変更時の制御電圧差を算出し、
    前記制御電圧差に基づいて当該検出手段の制御電圧を決定するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、
    当該装置のウォームアップ時に、
    標準線速で前記検出手段の出力に応じたトナー濃度制御を実行し、
    その後、標準線速で前記検出手段によるトナー濃度初期調整を実行することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、
    標準線速から線速降下への変更時に、所定時間内は前記検出手段の出力値に関係なく、トナー補給制御を行わないことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
14. 前記現像剤には、
    粒径が８．０μｍ以下のトナーと、粒径が６５μｍ以下のキャリヤから成る２成分混合剤が用いられることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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