JP5347799B2 - トナー濃度調整システム及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーと分散媒を含む湿式現像剤のトナー濃度の代用特性を検知し、その検知結果と制御目標値との比較に基づき、トナー濃度の高い濃縮現像剤、及び分散媒の補給を制御してトナー濃度を調整するトナー濃度調整システム及び画像形成装置に関する。

感光体（像担持体）に静電潜像を形成し、それにトナーを付着させて、紙などに転写して定着する電子写真方式の画像形成装置が、広く使用されている。特に、大量プリント用のオフィスプリンタやオンデマンド印刷装置などの、より高画質及び高解像度が要求される画像形成装置では、トナー粒子径が小さく、トナー画像の乱れもおきにくい液体現像剤（湿式現像剤ともいう）を用いる湿式現像方式が用いられるようになってきている。

近年では、シリコンオイルなどの絶縁性液体「キャリヤ液（分散媒ともいう）」中に樹脂及び顔料からなる固形分としてのトナーを高濃度に分散させることで構成される、高粘度で高濃度の湿式現像剤を用いる画像形成装置が提案されるようになってきた。

この湿式現像剤を用いて現像する際には、現像ローラ等の現像剤担持体上に現像剤のミクロン単位の薄層を形成し、この薄層化された現像剤を潜像形成した感光体に接触させて現像するのが一般的である。

感光体表面の潜像は、湿式現像剤の薄層で現像され、感光体表面にトナー画像（キャリヤ液も含む）が形成される。このトナー画像は、記録媒体に転写される。あるいは、一旦中間転写体などに一次転写された後、記録媒体に二次転写される。

記録媒体に転写されたトナー画像は、定着装置により加圧、加熱されるなどして、通常は紙である記録媒体に定着される。

一方、現像ローラ表面には、現像後もいくらかの湿式現像剤が残留する。この現像残の湿式現像剤（キャリヤ液成分が多い）は、次の画像形成に悪影響を及ぼすため、ブレード等のクリーニング装置によって除去される。

現像ローラ上から除去された湿式現像剤は、通常、廃液として回収される場合もあるが、廃棄にあたってはコストを要するとともに、環境負荷も大きい（輸送して、他の場所で再生する、あるいは処理して廃棄する場合も含めて）ため、回収現像剤として再利用される場合も多い。

湿式現像剤を用いる現像装置において、現像部で使用した湿式現像剤を回収して再利用する場合、回収された湿式現像剤のトナー濃度は元のトナー濃度から大きくずれている。その状態で使用すると、画像濃度が変化する問題が生じる。

そこで、一般的には、回収した湿式現像剤のトナー濃度を検出し、調整することが行われる。

しかしながら、トナー濃度の低い湿式現像剤を用いる場合は、光学センサーで直接トナー量を測定できるが、トナー濃度の高い湿式現像剤を用いる場合、透過光量が少なく光学センサーの使用は困難である。

そこで、トナー濃度の高い湿式現像剤を用いる場合は、トナー濃度の代用特性として、湿式現像剤の粘度を測定し、トナー濃度を算出する技術が開発された（特許文献１及び２参照）。粘度を測定する手段としては、湿式現像剤を一定速度で撹拌するときに必要なモータの電流を測定する方法が用いられる。

特許文献１には、撹拌手段を一定速度で回転させるために必要なトルクを検知し、トナー濃度の代用特性としての粘度を求める装置が開示されている。そこでは、トルク、液体の温度、質量に基づいて演算を行い、トナー濃度を検知している。

特許文献２には、やはり撹拌手段を一定速度で回転させるために必要なトルクを検知し、トナー濃度の代用特性としての粘度を求める装置が開示されている。そこには、検知タンクに液量が一定量になるとオーバーフローする開口を設け、湿式現像剤量を一定に保つ技術が含まれている。

湿式現像剤の粘度は、湿式現像剤の温度、トナーの粒径や、形状によって影響を受けることにより、同じトナー濃度でも異なった粘度値となってしまうことがある。

湿式現像剤の温度による粘度への影響については、温度を測定し、補正をかけることが行われている（特許文献３参照）。

一方、湿式現像剤の製造ロット等によってトナーの粒径や形状が変化すると、同じトナー濃度でも湿式現像剤の粘度が異なる場合がある。従ってその状態で、湿式現像剤の粘度を一定に調整しても、トナー濃度としては目標からずれるという不都合が生じる。

そこで、そのずれを補正する仕組みが考えられた（特許文献３参照）。

特許文献３には、粘度を測定することでトナー濃度を求める装置が開示されている。目標粘度特性を温度によって補正するために作成した基本補正テーブルを、さらに現像剤ごとに補正し、その現像剤の固有補正テーブルを作成する。その固有補正テーブルに基づいてトナー濃度調整を行う。

特開２００８−３０９８４５号公報 特開２００９−２９９８号公報 特開２００９−６９５８６号公報

上述したように、トナー濃度の調整にあたって測定される湿式現像剤の粘度は、湿式現像剤の温度や、製造ロット等によるトナーの粒径や、形状の変動によって影響を受けることにより、同じトナー濃度でも異なった粘度値となってしまう。

これに対して、特許文献３のように温度や製造ロット等を考慮して粘度の目標値を補正する技術が開発された。

しかしながら、さらに、実際の湿式現像剤のトナー濃度調整時においては、使用している湿式現像剤に、新たに別のロットの濃縮現像剤を補給するため、異なるロットの湿式現像剤が除々に混合されることになる。

従って、特許文献３に記載の技術も、湿式現像剤のロットごとにそれぞれ補正し、適切な（粘度）目標値を設定するというだけであり、異なるロットの湿式現像剤が除々に混合される状態には適用できない。

ロットごとに補正するとともに、ロットの異なる濃縮現像剤の補給量に応じて適切な（粘度）目標値の補正が必要となる。

本発明は、上記の技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を検知して、制御目標値と比較し、濃縮現像剤等の補給を制御することで、トナー濃度を調整するに際して、ロットの異なる濃縮現像剤を追加して徐々に補給するような場合にも、補給する濃縮現像剤のロットバラツキや、補給量の違いによる粘度変化、すなわちトナー濃度の検知結果のズレの影響を受けることなく、トナー濃度を精度よく調整でき、また、調整幅が大きくできるので生産性も向上するトナー濃度調整システム及び画像形成装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

１．トナーと分散媒を含む湿式現像剤を、該湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を所定の基準トナー濃度に対応する第１の制御目標値に調整するために収容するトナー濃度調整槽と、
前記トナー濃度調整槽内の前記湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を検知する濃度検知手段と、
前記トナー濃度調整槽に前記基準トナー濃度よりトナー濃度の高い濃縮現像剤を補給する濃縮現像剤補給手段と、
前記トナー濃度調整槽に分散媒を補給する分散媒補給手段と、
前記濃度検知手段による粘度の検知結果と前記第１の制御目標値との比較に基づき、前記粘度が前記第１の制御目標値に近づくように、前記濃縮現像剤、及び前記分散媒の補給を制御する補給制御手段と、
を有するトナー濃度調整システムにおいて、
前記補給制御手段は、
前記濃縮現像剤の累積補給量を計測する補給量計測手段を有し、
前記濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の制御目標値と、前記補給量計測手段により計測された当該濃縮現像剤の累積補給量とから、トナー濃度調整の前記第１の制御目標値を補正する
ことを特徴とするトナー濃度調整システム。

２．前記濃度検知手段は、モータにより攪拌部材を回転させ、前記トナー濃度調整槽内の前記湿式現像剤を撹拌するトルクとしてのモータ電流値を測定することにより粘度特性を検知する
ことを特徴とする前記１に記載のトナー濃度調整システム。

３．前記濃縮現像剤を収容する濃縮現像剤槽と、
前記濃縮現像剤槽内に、新たに濃縮現像剤が収容されたときに、当該濃縮現像剤のトナー濃度として粘度を検知する濃縮現像剤濃度検知手段と、を有し、
前記補給制御手段は、前記濃縮現像剤濃度検知手段により検知された前記濃縮現像剤の粘度に基づいて、当該濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を算出する
ことを特徴とする前記１または２に記載のトナー濃度調整システム。

４．前記補給制御手段は、前記トナー濃度調整槽内に、希釈された前記濃縮現像剤が収容されたときに、前記濃度検知手段により検知された前記希釈された濃縮現像剤の粘度に基づいて、当該濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を算出する
ことを特徴とする前記１または２に記載のトナー濃度調整システム。

５．前記補給制御手段は、前記濃縮現像剤の容器に付属した記録装置から、工場出荷時に予め記録された当該縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を読み取る
ことを特徴とする前記１または２に記載のトナー濃度調整システム。

６．トナーと分散媒を含む湿式現像剤を用いて、像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する湿式現像装置を備えた画像形成装置であって、
前記１から５の何れか１項に記載のトナー濃度調整システムを備える
ことを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、第１の制御目標値を設定された湿式現像剤に、濃縮現像剤等の補給を行いながらトナー濃度の代用特性である粘度を検知し、所定の基準トナー濃度に対応する第１の制御目標値との比較に基づき、濃縮現像剤等の補給を制御するトナー濃度調整において、補給される濃縮現像剤ロットについて基準トナー濃度に希釈したときの粘度特性に基づく第２の制御目標値と、その濃縮現像剤ロットの累積補給量とに応じて、第１の制御目標値を補正する。

これにより、ロットの異なる濃縮現像剤を追加して徐々に補給するような場合にも、補給する濃縮現像剤のロットバラツキや、補給量の違いによる粘度変化、すなわちトナー濃度の検知結果のズレの影響を受けることなく、トナー濃度を精度よく調整でき、また、調整幅が大きくできるので生産性も向上させられる。

湿式画像形成装置の概略構成例、すなわち湿式現像剤を用いた電子写真プロセスの概略を示す構成図である。 図１における現像部と回収現像剤の濃度調整部の詳細な構成例を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るトナー濃度調整システムの概略機能構成例を示すブロック図である。 トナー濃度調整槽９の構造を示す図である。湿式現像剤がオーバーフローするための開口部２８が設けられている。 湿式現像剤の粘度と、攪拌モータ２１を一定速度で回転するときに必要な電流の関係を示すグラフである。 湿式現像剤のトナー濃度と、攪拌モータ２１の電流の関係を示すグラフである。 湿式現像剤の温度と、攪拌モータ２１の電流の関係を示すグラフである。 ロットの異なる湿式現像剤に対する、温度と、攪拌モータ２１の電流の関係を示すグラフである。 ロットの差があるトナー補給によるトナーの入れ替わり率と、トナー濃度の関係を示すグラフである。 濃縮現像剤の補給量に対する湿式現像剤中のトナーの入れ替わり率を示すグラフである。 基準トナー濃度の湿式現像剤について、温度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。 トナー濃度の高い濃縮現像剤について、温度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。 基準温度の湿式現像剤について、トナー濃度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。 濃縮現像剤を新たに補給するときの（第２の）制御目標値を設定する処理手順を示すフローチャートである。 トナー濃度調整システムにおけるトナー濃度制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図を参照して本発明に係るトナー濃度調整システム及び該トナー濃度調整システムを備えた画像形成装置の実施形態を説明する。

（湿式画像形成装置の概略構成と動作）
図１は、湿式画像形成装置の概略構成例、すなわち湿式現像剤を用いた電子写真プロセスの概略を示す構成図である。図１を用いてトナー濃度調整システムを備えた湿式画像形成装置の概略構成と動作の例を説明する。

図１において、１は像担持体としての感光体であり、図中Ａ方向に回転する。

感光体１は帯電装置１４により一様の電位に帯電される。その後露光装置１５により露光され、画像部の電位が減衰し、静電潜像が形成される。

静電潜像が形成された感光体１表面は、上記回転により現像ローラ２との対向部である現像部に運ばれる。

現像部では現像ローラ２上の湿式現像剤７が感光体１に接触し、静電潜像を現像する。

湿式現像剤７は着色剤と樹脂からなるトナー粒子とその粒子を分散させる分散媒とからなる。現像ローラ２上のトナー粒子は帯電しており、感光体１上の画像部ではトナー粒子が静電的に感光体１側に移動し、非画像部では現像ローラ２側に移動する。

感光体１上に現像されたトナー粒子は、転写ローラ１７との対向部である転写部に運ばれる。

転写部では被転写材１６が矢印Ｄ方向に搬送され、転写ローラ１７に印加されたトナー粒子と逆極性の電圧により、感光体１上のトナー粒子は被転写材１６に転写される。トナー粒子が転写された被転写材１６は定着部（図示せず）に搬送されトナー像が定着される。

一方、転写部を通過した後の感光体１に対向して、クリーニング手段１２が設けられており、転写後に残った転写残トナー粒子と分散媒を回収する。

トナー粒子と分散媒が回収された感光体１は、イレーサランプ１３により露光され、潜像電位がキャンセルされる。

また現像部を通過した後の現像ローラ２上には、現像されずに残ったトナー粒子や分散媒が存在するため、それらを取り除くためのクリーニングブレード４と、ブレード４で回収した現像剤を溜めておく回収槽８が設けられている。

これらの工程を繰り返し行うことで、次々に画像が印字される。

図２は、現像部と回収現像剤の濃度調整部１００の詳細な構成例を示す構成図である。次に図２を用いて、現像部とトナー濃度調整部１００の構成と動作の例について詳細に述べる。

＜現像部構成と動作＞
現像部について説明する。

着色剤と樹脂からなるトナー粒子とその粒子を分散させる分散媒とからなる湿式現像剤７が、湿式現像剤槽６中に貯留されている。

汲み上げローラ３はその一部が湿式現像剤７中に浸漬されており、矢印Ｅ方向への回転により湿式現像剤７を汲み上げる。

汲み上げローラ３には湿式現像剤７を一定の厚みに規制するための規制部材５が設けられており、汲み上げられた湿式現像剤７の厚みは一定になる。汲み上げローラ３に表面に凹部を設けた金属ローラ（アニロックスローラ）を用いることで湿式現像剤量を正確に規制することが可能となる。

規制部材５により一定の量に規制された後、汲み上げローラ３上の湿式現像剤７は現像ローラ２とのニップ部に運ばれ、現像ローラ２へと受け渡される。現像ローラ２は図中矢印Ｂ方向に回転しており、汲み上げローラ３とのニップ部ではそれぞれの表面が同じ方向に移動している。

現像ローラ２に受け渡された湿式現像剤７は、感光体１とのニップ部に運ばれ、現像される。

現像後の感光体１上には画像部にトナー粒子と分散媒が付着し、非画像部には分散媒のみが付着している。逆に現像後の現像ローラ２上には画像部に分散媒のみが付着し、非画像部にはトナー粒子と分散媒が付着している。

この状態で現像ローラ２に新しい湿式現像剤７が供給されると、現像ローラ２上のトナー量にムラが生じ、画像ノイズとなる。それを防ぐために現像後の現像ローラ２上には現像で使われなかった湿式現像剤７を回収するためのブレード４が設けられ、ブレード４で回収された湿式現像剤は回収現像剤として回収槽８に溜められる。

ブレード４により回収され、回収槽８に溜められた湿式現像剤は、回収現像剤として再利用されるが、現像部を通過することで元の現像剤とトナー濃度が異なっている。

その回収現像剤を湿式現像剤槽６に戻すと、その中の湿式現像剤のトナー濃度が変化してしまうため、回収現像剤は湿式現像剤槽６には戻さず、トナー濃度調整のためにトナー濃度調整槽９に送られる。

次にトナー濃度調整槽９を中心としたトナー濃度調整部１００について説明する。トナー濃度調整部１００は、トナー濃度調整システムとして機能する。

（第１の実施形態）
＜トナー濃度調整システムの機能構成＞
図３は、本発明の第１の実施形態に係るトナー濃度調整システムの概略機能構成例を示すブロック図である。図３を用いて第１の実施形態に係るトナー濃度調整システムの概略機能構成例を説明する。

図３において、１０１はトナー濃度調整槽である。トナーと分散媒を含む湿式現像剤を収容し、トナー濃度調整槽１０１内で湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を所定の基準トナー濃度に対応する第１の制御目標値になるよう調整する。

１０２は分散媒槽である。トナー濃度調整槽１０１内のトナー濃度（粘度）が第１の制御目標値より高いときに補給するための分散媒を収容する。

１０３は濃縮現像剤槽である。トナー濃度調整槽１０１内のトナー濃度（粘度）が第１の制御目標値より低いときに補給するため、トナー濃度が基準トナー濃度より高い濃縮現像剤を収容する。

１０４は分散媒補給手段である。トナー濃度調整槽１０１内のトナー濃度（粘度）が第１の制御目標値より高いときに、後述する補給制御部１１０の指示に従い、分散媒槽１０２から分散媒を補給する。

１０５は濃縮現像剤補給手段である。トナー濃度調整槽１０１内のトナー濃度（粘度）が第１の制御目標値より低いときに、後述する補給制御部１１０の指示に従い、濃縮現像剤槽１０３から濃縮現像剤を補給する。

１０６は濃度検知手段である。トナー濃度調整槽１０１内の湿式現像剤のトナー濃度を検知する。実際は制御目標値と比較可能な代用特性（粘度）を検知する。

１０７は濃縮現像剤濃度検知手段である。濃縮現像剤に対して基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の制御目標値を算出するために、濃縮現像剤槽１０３内の濃縮現像剤の粘度を検知する。トナー濃度調整槽１０１内の湿式現像剤のトナー濃度と同様の代用特性（粘度）を用いる。

１１０は補給制御手段である。トナー濃度調整槽１０１内の湿式現像剤のトナー濃度を調整するため、濃度検知手段１０６によるトナー濃度（粘度）検知結果を制御目標値と比較して、濃縮現像剤や分散媒の補給を制御する。またそのための制御目標値の算出や補正も行う。

補給制御手段１１０には、以下のような機能が含まれる。

１１１は制御部である。例えばＣＰＵが実装され、補給制御部１１０の備える各機能を統括して制御する。特にトナー濃度調整槽１０１内の湿式現像剤のトナー濃度調整のために、濃度検知手段１０６によるトナー濃度（粘度）の検知結果を後述する補正された第１の制御目標値と比較し、濃縮現像剤補給手段１０５または分散媒補給手段１０４に指示し、濃縮現像剤もしくは分散媒の補給を行う。

１１２は制御目標値算出部である。特に新たに使用する濃縮現像剤槽１０３内の濃縮現像剤について、濃縮現像剤濃度検知手段１０７によるトナー濃度（粘度）の検知結果から、基準温度の補正等を行い、濃縮現像剤としての基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の制御目標値を算出する。

１１３は制御目標値補正部である。特にトナー濃度調整槽１０１内の湿式現像剤についての第１の制御目標値を、補給する濃縮現像剤に対しての第２の制御目標値と、後述する補給量計測手段１１５による濃縮現像剤の累積補給量に基づいて補正する。

１１５は補給量計測手段である。制御目標値補正部１１３で第１の制御目標値を補正するために必要な、濃縮現像剤補給手段１０５による濃縮現像剤の累積補給量を計測する。

１２０はテーブル等記憶部である。制御部１１１が統括して処理する上記各処理に必要な値や数値テーブル、換算式等を記憶し、必要に応じて参照する。なお記憶部は、補給制御手段１１０の外部に設けられていてもよい。

以上、概略を述べた補給制御手段１１０の各機能の詳細は、トナー濃度制御の手順として後述する。

＜トナー濃度調整部構成と動作＞
図２に戻って、トナー濃度調整部の具体的な構成と動作の例を説明する。

ブレード４により回収され、回収槽８に溜められた湿式現像剤は、回収現像剤として再利用される。回収現像剤はトナー濃度調整のためにトナー濃度調整槽９（図３の１０１）に送られる。

トナー濃度調整槽９には攪拌部材２０が設けられており、モータ２１の回転により収容された湿式現像剤を攪拌する。モータ２１は一定の回転数で回転するように制御されており、そのときの電流値を検知する電流検知装置２２が設けられている。

攪拌部材２０、モータ２１、電流検知装置２２は濃度検知手段（図３の１０６）として機能する。回転負荷としての電流値により、トナー濃度の代用特性として粘度特性を計っている。詳細は後述する。

トナー濃度調整槽９には湿式現像剤がオーバーフローするための開口部２８が設けられており（図４参照）、オーバーフローした湿式現像剤は容器２７に回収される。この容器２７に回収された湿式現像剤は再びトナー濃度調整槽９に戻される。オーバーフローさせることで、攪拌時のトナー濃度調整槽９中の湿式現像剤量は一定となる。

トナー濃度（粘度）検知は現像剤がオーバーフローしている状態（現像剤量が一定に制御された状態）で行われる必要がある。またトナー濃度調整槽９には湿式現像剤の温度を測定する温度検知装置２９が設けられている。

トナー濃度調整槽９には、トナー濃度が高い濃縮現像剤を貯蔵する濃縮現像剤槽１０（図３の１０３）と、分散媒を貯蔵する分散媒槽１１（図３の１０２）が接続されており、後述するトナー濃度（粘度）検知により現像剤中のトナー濃度が高いと判定された場合には分散媒補給装置３３により分散媒が、低いと判定された場合には濃縮現像剤補給装置３２により濃縮現像剤が補給される。

分散媒補給装置３３は分散媒補給手段（図３の１０４）として、濃縮現像剤補給装置３２は濃縮現像剤補給手段（図３の１０５）として機能する。

濃縮現像剤槽１０には、トナー濃度調整槽９と同様に攪拌部材２４、モータ２５、モータ電流検知装置２６、温度検知装置３０が設けられている。これらは濃縮現像剤濃度検知手段（図３の１０７）として機能する。

トナー濃度調整槽９でトナー濃度が調整された湿式現像剤は、再び湿式現像剤槽６に戻され、現像に使用される。

トナー濃度調整槽９でトナー濃度を調整しているときは、回収槽８や容器２７からトナー濃度調整槽９に現像剤を入れないことが好ましい。

＜粘度によるトナー濃度検知について＞
湿式現像剤は分散媒中に固形分であるトナー粒子を分散しており、トナー濃度は湿式現像剤に対するトナー粒子の質量比で示される。

トナー濃度が高いと分散媒に対するトナー量が多く、湿式現像剤の粘度が大きくなる。逆にトナー濃度が低いと分散媒に対するトナー量が少なく、湿式現像剤の粘度は低くなる。すなわち、湿式現像剤のトナー濃度は湿式現像剤の粘度を測定することで代用可能である。

図５に湿式現像剤の粘度と、攪拌モータ２１を一定速度で回転するときに必要な電流の関係を示す。電流は図２中に示した電流検知装置２２で検知している。湿式現像剤の粘度が大きくなると、攪拌部材２０で攪拌するときの負荷が増加し、一定の回転数で攪拌するためのモータ２１の消費電流が大きくなる。

図５から明らかなように湿式現像剤の粘度と攪拌モータ２１の消費電流には比例関係があり、攪拌モータ２１の電流を電流検知装置２２で検知することで湿式現像剤の粘度を測定できることが分かる。

同様に、湿式現像剤のトナー濃度と攪拌モータ２１の電流の関係を図６に示す。湿式現像剤のトナー濃度についても攪拌モータ２１の電流で検知することが可能である。

＜トナー濃度調整について＞
電流検知装置２２で検知された攪拌モータ２１の電流値は、制御装置３１により制御目標値（目標とする基準トナー濃度のときの電流値）と比較される。制御装置３１は補給制御手段（３の１１０）として機能する。

その結果、制御目標値より低い、すなわちトナー濃度が基準トナー濃度より低いと判断された場合、濃縮現像剤槽１０中の濃縮現像剤がトナー濃度調整槽９に補給される。

逆に攪拌モータ２１の電流値が制御目標値より高い、すなわちトナー濃度が基準トナー濃度より高いと判断された場合、分散媒槽１１中の分散媒がトナー濃度調整槽９に供給される。

これらの動作は、攪拌モータ２１の電流が目標値に一致する、あるいは一定の範囲に収まるまで繰り返し実施される。そうすることでトナー濃度調整槽９中の湿式現像剤のトナー濃度は一定の値（基準トナー濃度）に調整される。

トナー濃度が調整された湿式現像剤は湿式現像剤槽６に運ばれる。

＜トナー濃度測定の誤差について＞
ところが同じトナー濃度でも湿式現像剤の温度が異なるとモータ２１の検知電流は図７のように異なってしまう（図７の３本のラインはトナー濃度が異なる）。これは湿式現像剤の温度が変わると、湿式現像剤中の分散媒の粘度が変化することで生じる。

温度が高くなると分散媒の粘度が低くなり、湿式現像剤の粘度も低くなる。逆に温度が低くなると分散媒の粘度が高くなり、湿式現像剤の粘度も高くなる。この差を補正するには、『湿式現像剤の温度を一定（基準温度）に保つ』あるいは『現像剤温度を測定し、その温度に応じて、電流の目標値を基準温度での目標値に補正する』等の手段が必要となる。

また、製造ロットによっても湿式現像剤の物性は変化する。特に、トナー粒子については同じように製造しても、製造時の周囲の環境や樹脂の材料、分散状態、顔料差などにより、粒径や形状にバラツキが生じる。

トナー粒子の粒径や形状がバラツクと、同じトナー濃度でも湿式現像剤の粘度が異なり、その結果として攪拌モータ２１の電流値も異なる（図８参照、ラインａ、ｂ、ｃは製造ロットが異なる）。湿式現像剤の粘度がばらついた状態で、攪拌モータ２１の電流値すなわち粘度を一定の制御目標値に制御すると、結果として湿式現像剤のトナー濃度がばらついてしまう。

さらに、実際には湿式現像剤に対して異なるロットの濃縮現像剤を補給していくため、濃縮現像剤が補給されるごとに湿式現像剤中のトナー粒子が入れ替わる。よって濃縮現像剤が補給されるごとに、ロットのばらつきにより、同じトナー濃度でも湿式現像剤の粘度が変化する。

例えば、図８中の湿式現像剤ｂに対して、湿式現像剤ｃを補給していく場合、湿式現像剤ｂのままの検知電流の制御目標値に合わせてトナー濃度を制御し、補給していくと、実際のトナー濃度は図９に示すように変化してしまう（図９において入れ替わり率１００％とは元のトナー（湿式現像剤ｂ）がすべて消費され、すべてのトナーが新しく補給されたもの（湿式現像剤ｃ）になる状態を示す）。

そこで、現像剤ｃの補給量（トナーの入れ替わり率）に応じて検知電流の制御目標値を補正する必要がある。

＜検知電流の目標値の補正について＞
濃縮現像剤の補給量に対する湿式現像剤中のトナーの入れ替わり率を図１０に示す。ラインＬ３は湿式現像剤総量が３Ｌの場合、ラインＬ５は５Ｌの場合を表す。

濃縮現像剤を補給する場合、補給されたトナーも消費される。よって湿式現像剤中のトナーが補給されたトナーに１００％入れ替わるためには多量のトナーを補給することが必要となる。実際は、濃縮現像剤槽１０の容量はそれほど大きくなく、湿式現像剤中のトナーが１００％入れ替わる可能性は低い。

また、入れ替わり率は、湿式現像剤槽６、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤量に依存し、例えば湿式現像剤槽６、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤量の合計が３Ｌ、湿式現像剤のトナー濃度が２５質量％の場合、図１０中の実線（Ｌ３）のような入れ替わり性を示す。

よって、濃縮現像剤の補給量をモニターすることで、図１０を元に現在の入れ替わり率を求めることができる（図１０中の補給トナー量は、補給された濃縮現像剤中のトナー量を示しており、濃縮現像剤の量に換算するには濃縮現像剤のトナー濃度で割ればよい）。

入れ替わり率が求まると、元々の現像剤での制御目標値を第１の制御目標値、補給する現像剤で求めた制御目標値を第２の制御目標値として、以下の式により制御の目標値を補正することができる。
補正された第１の制御目標値＝現状の第１の制御目標値＋（第２の制御目標値−現状の第１の制御目標値）＊入れ替わり率
これらの演算は、補給制御手段としての制御装置３１（図３の制御目標値補正部１１３）により行われる。

また制御装置３１は、補給量計測手段（図３の１１５）としても機能し、入れ替わり率を算出するため、濃縮現像剤補給量をモニターし、累積補給量を算出する。

また制御装置３１は、濃縮現像剤に対する第２の制御目標値を算出する機能（図３の制御目標値算出部１１２）を有する。この第２の制御目標値の算出について、以下に説明する。

＜補給する濃縮現像剤に対する第２の制御目標値算出＞
濃縮現像剤がなくなった場合、湿式現像剤７よりトナー濃度が高く、トナー濃度の明らかな新しい濃縮現像剤が濃縮現像剤槽１０に一定量補給される。

濃縮現像剤槽１０にはトナー濃度調整槽９と同様に攪拌部材２４と撹拌モータ２５、さらに撹拌モータ２５を一定速度で回転させるために必要な電流を検知する電流検知装置２６、濃縮現像剤の温度検知装置３０が設けられている。

新しい濃縮現像剤が濃縮現像剤槽１０に補給されたとき、以下のステップで、補給される濃縮現像剤を基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の制御目標値としての電流値を求める。濃縮現像剤は、湿式現像剤７に対してトナー濃度が高いため、湿式現像剤７と同じトナー濃度（基準トナー濃度相当）に変換した場合の制御目標としての電流値を算出する必要がある。
１．濃縮現像剤の温度を測定する。
２．撹拌モータ２５により攪拌部材２４を一定の速度で回転させ、そのときに必要な電流を電流検知装置２６で検知する。
３．濃縮現像剤の温度と、検知された電流と、図７の濃縮現像剤のトナー濃度における、湿式現像剤温度と電流値の関係（テーブルデータとして記憶部１２０に予め保持）から、濃縮現像剤のトナー濃度時における基準温度時の電流値を求める。
４．図６の基準温度のときのトナー濃度と電流値の関係（これもテーブルデータとして記憶部１２０に予め保持）より、湿式現像剤７と同じトナー濃度（基準トナー濃度相当）に希釈した際の第２の制御目標値としての電流値を求める。

以上の詳細手順は後述する。

上記では濃縮現像剤槽１０での温度を測定する場合について述べたが、濃縮現像剤槽１０の周囲に温調機を設け、濃縮現像剤の温度を一定に保つようにすれば、温度の補正はしなくてもよい。

＜補正テーブルの作成について＞
上記の制御目標値の補正の処理のためなどに必要となる、各種の補正のためのテーブルデータの作成方法について説明する。これらのテーブルデータは、トナー濃度制御の手順で用いるため、記憶部２３（図３のテーブル等記憶部１２０）に記憶される。

（１）粘度特性（検知電流）の温度補正のためのテーブル
図１１は、基準トナー濃度の湿式現像剤について、温度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ１１で、基準トナー濃度の湿式現像剤（基準現像剤）を用意する。

次にステップＳ１２では、上記基準現像剤を当該トナー濃度調整システムと同仕様のトナー濃度調整槽に入れる。

ステップＳ１３で、トナー濃度調整槽内の基準現像剤温度を変化させながら、基準現像剤温度を測定する。また、温度測定と同時に、基準現像剤を攪拌し電流値を測定する。

ステップＳ１４で、基準トナー濃度の湿式現像剤についての温度と電流値（粘度）の関係を示すテーブルを作成する。図７に示すような相関が得られる。

ステップＳ１５で、ステップＳ１４で得られたテーブルを各トナー濃度調整部の記憶部２３に記憶させる。

（２）濃縮現像剤の温度補正のためのテーブル
図１２は、トナー濃度の高い濃縮現像剤について、温度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。濃縮現像剤と同じトナー濃度の湿式現像剤を用いる以外は、基準トナー濃度の湿式現像剤についての温度補正テーブル作成（図１１）と同じである。

まずステップＳ２１で、濃縮現像剤と同じトナー濃度の湿式現像剤を用意する。

次にステップＳ２２では、上記湿式現像剤を当該トナー濃度調整システムと同仕様のトナー濃度調整槽に入れる。

ステップＳ２３で、トナー濃度調整槽内の湿式現像剤温度を変化させながら、湿式現像剤温度を測定する。また、温度測定と同時に、湿式現像剤を攪拌し電流値を測定する。

ステップＳ２４で、濃縮現像剤についての温度と電流値（粘度）の関係を示すテーブルを作成する。図７に示すような相関が得られる。

ステップＳ２５で、ステップＳ２４で得られたテーブルを各トナー濃度調整部の記憶部２３に記憶させる。

（３）粘度特性（検知電流）のトナー濃度補正のためのテーブル
図１３は、基準温度の湿式現像剤について、トナー濃度と検知電流の関係を表すテーブル作成の手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ３１で、あるトナー濃度に調合した湿式現像剤を用意する。

次にステップＳ３２では、：当該トナー濃度調整システムと同仕様のトナー濃度調整槽に上記湿式現像剤を入れる。

ステップＳ３３で、トナー濃度調整槽内の湿式現像剤温度を基準温度に保つ。

ステップＳ３４で、トナー濃度調整槽内の湿式現像剤温度を基準温度に保ちながら湿式現像剤を攪拌し、そのときの電流値を測定する。

ステップＳ３５で、トナー濃度を変えた湿式現像剤を複数調合し、それぞれにおいてステップＳ３２〜ステップＳ３４を繰り返す。

ステップＳ３６で、それぞれのトナー濃度と、そのときの電流値の関係をまとめ、基準温度の湿式現像剤についてのトナー濃度と電流値（粘度）の関係を示すテーブルを作成する。図６に示すような相関が得られる。

ステップＳ３７で、ステップＳ３６で得られたテーブルを各トナー濃度調整部の記憶部２３に記憶させる。

上記３つの補正テーブルは、当該トナー濃度調整システムを備えた装置の工場出荷前に作成され、各装置の記憶部２３に記録されている。

＜濃縮現像剤の新規補給時の処理手順について＞
図１４は、濃縮現像剤を新たに濃縮現像剤槽１０に補給したときの（基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の）制御目標値を設定する処理手順を示すフローチャートである。図１４を用いて、濃縮現像剤について（第２の）制御目標値を設定する処理手順を説明する。

まずステップＳ４１で、空の濃縮現像剤槽１０に新しい濃縮現像剤を一定量補給する。

次にステップＳ４２では、温度検知装置３０により、濃縮現像剤槽１０中の濃縮現像剤の温度を測定する。

ステップＳ４３で、モータ２５により攪拌部材２４を一定速度で回転させ、そのときに流れる電流を電流検知手段２６により検知する。

ステップＳ４４で、図１２のステップＳ２５にて記憶部２３上に記憶させた温度補正テーブルを参照し、基準温度のときの濃縮現像剤の電流値を補正して算出する。トナーの製造ロットによって濃縮現像剤の温度と電流の関係からずれるが、温度と電流の傾きから基準温度のときの電流値（粘度）を算出する。

ステップＳ４５で、図１３のステップＳ３７にて記憶部２３上に記憶された基準温度のときのトナー濃度補正テーブルを参照し、濃縮現像剤を湿式現像剤７と同じトナー濃度に希釈したときの電流値を目標電流値として算出する。これが補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値となる。これもトナーのロットによってずれるが、傾きから算出する。

ステップＳ４６で、補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値を記憶部２３に記憶させる。

＜トナー濃度制御の処理手順＞
図１５は、トナー濃度調整システムにおけるトナー濃度制御の処理手順を示すフローチャートである。図１５を用いて、トナー濃度制御の処理手順を説明する。

まずステップＳ５１で、濃縮現像剤槽１０にセットされてから今回の調整制御までに湿式現像剤７に補給された、濃縮現像剤の累積補給量を算出する。

次にステップＳ５２では、記憶部２３上のテーブルを参照し、濃縮現像剤の補給量から、湿式現像剤７に対して補給されたトナーの入れ替わり率を算出する。

ステップＳ５３で、ステップＳ５２にて求めた入れ替わり率と、現状の（第１の）制御目標値と、図１４のステップＳ４６で記憶部に記憶させた補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値より、トナーの入れ替わりによる電流値のずれを補正し、補正された（第１の）制御目標値を求める。

ステップＳ５４で、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤の温度を温度検知装置２９により測定する。

ステップＳ５５で、モータ２１により攪拌部材２０を一定速度で回転させ、そのときに必要な電流を電流検知手段２２により検知する。

ステップＳ５６で、図１１のステップＳ１５にて記憶部に記憶させた温度補正テーブルを参照し、測定中の湿式現像剤の基準温度での電流値（粘度）を算出する。

ステップＳ５７及びステップＳ５８で、ステップＳ５６にて求めた電流値とステップＳ５３にて求めた補正後の制御目標値を比較する。

その結果、制御目標値に対して現在の電流値が高い場合、ステップＳ５９に進み分散媒槽１１から分散媒を補給する。

逆に制御目標値に対して現在の電流値が低い場合、濃縮現像剤槽１０から濃縮現像剤を補給する。

その後、再びステップＳ５４またはステップＳ５１に戻り、制御目標値に合うまで上記手順が繰り返される。

最終的に制御目標値と現在の電流値が等しくなれば、制御を終了する。

もちろん、電流値の制御目標値は一定の値でなく、幅を持たせてもよい。その際、その幅の中に現在の制御の電流値が入れば制御を終了する。

また、濃縮現像剤の補給に対する制御目標値の補正は、濃縮現像剤が補給されるごとに行ってもよいが、一定量補給されたときに行ってもよい。

また、本実施形態では温度検知手段を用いて温度を検知し、電流値を補正する場合について述べたが、湿式現像剤７や濃縮現像剤の温度を一定に保つように制御してもかまわない。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、濃縮現像剤槽１０中に濃縮現像剤濃度検知手段、すなわち攪拌部材２４や、モータ２５、電流検知手段２６を設けて濃縮現像剤の特性を測定する場合を提示した。

第２の実施形態では、濃縮現像剤槽１０では検知を行わず、トナー濃度調整槽９を用いて濃縮現像剤の特性を測定する場合について説明する。従ってトナー濃度調整システムの機能構成（図３参照）において濃縮現像剤濃度検知手段１０７は必要ない。

トナー濃度制御の手順はほとんど同様であるが、そのための準備動作として異なる点を以下に述べる。

濃縮現像剤を新たに補給する際、まず、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤を一旦容器２７に移し、トナー濃度調整槽９内を空にする。その後、湿式現像剤７と同じトナー濃度（基準トナー濃度）になるように、濃縮現像剤と分散媒をトナー濃度調整槽９に補給する。

その状態で、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤の温度を温度検知装置２９により測定し、そのときにモータ２１を一定速度で回転させるために必要な電流値を電流検知手段２２により検知する。

この湿式現像剤温度と検知電流の関係を、記憶部２３に記憶されている湿式現像剤７の基準トナー濃度での湿式現像剤温度と検知電流のテーブルに当てはめることで、補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値を求めることができる。

求めた補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値は記憶部２３に記憶させる。

このようにすることで、第１の実施形態での濃縮現像剤の現像剤温度と検知電流のテーブル作成（図１２参照）、基準温度でのトナー濃度と検知電流のテーブル作成（図１３参照）、濃縮現像剤の新規補給時（図１４参照）の作業が不要となる。

湿式現像剤のトナー濃度調整の処理手順は、第１の実施形態の場合（図１５参照）と同様である。

補給される濃縮現像剤の（第２の）制御目標値を記憶部２３に記憶させた後は、トナー濃度調整槽９中の湿式現像剤は現像剤槽６へ送られる。また、容器２７に移されていた湿式現像剤はトナー濃度調整槽９に戻される。

こうすることで、テーブル作成の作業が省略される以外に、同じ装置で現像剤と濃縮現像剤の特性を評価できるため、機械による誤差が生じない。また、部品の削減になり、コストダウンにもつながる。

（第３の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態では、トナー濃度調整システムの装置中で濃縮現像剤の特性を測定する場合を提示した。

第３の実施形態では、装置中で濃縮現像剤の特性を測定しない場合について述べる。従ってトナー濃度調整システムの機能構成（図３参照）において濃縮現像剤濃度検知手段１０７は必要ない。しかし、新規の濃縮現像剤の容器等から第２の制御目標値を読み取る、制御目標値読み取り部１１４が必要となる。

トナー濃度制御の手順はほとんど同様であるが、そのための準備動作として異なる点を以下に述べる。

濃縮現像剤のロットごとに、濃縮現像剤の一部を工場出荷前に湿式現像剤７と同じトナー濃度（基準トナー濃度）に希釈し、それを用いて湿式現像剤温度と検知電流のテーブルを作成する（図１１と同様）。

さらに、濃縮現像剤を貯蔵するカートリッジに記憶装置を設け、そこに上記で求めた湿式現像剤温度と検知電流のテーブルを記憶させる。

その状態でトナー濃度調整システムを備えた装置にセットし、カートリッジに設けた記憶装置から、制御目標値読み取り部１１４によりデータを読み出し、新しい補給現像剤での基準トナー濃度時の湿式現像剤温度と検知電流のテーブルを入手するとともに、新しい補給現像剤の（第２の）制御目標値を求めることができる。

すなわち、第１の実施形態での湿式現像剤７の基準トナー濃度での湿式現像剤温度と検知電流のテーブル作成（図１１参照）、濃縮現像剤の現像剤温度と検知電流のテーブル作成（図１２参照）、基準温度でのトナー濃度と検知電流のテーブル作成（図１３参照）、濃縮現像剤の新規補給時の作業（図１４参照）が不要となる。

湿式現像剤のトナー濃度調整の処理手順は、第１の実施形態の場合（図１５参照）と同様である。

こうすることで、テーブル作成の作業が省略されることや部品の削減によるコストダウンにもつながる。また補給される湿式現像剤での特性を元に補正が可能であり、誤差が減少する。

（第４の実施形態）
上述した第３の実施形態に対して、修正点を加えた第４の実施形態について、異なる点を述べる。

第３の実施形態に対して、第１の実施形態での湿式現像剤７の基準トナー濃度での湿式現像剤温度と検知電流のテーブル作成（図１１参照）は作成を行う。

しかしながら、工場では濃縮現像剤のロットごとには、基準トナー濃度、基準温度での検知電流のみを測定し、カートリッジに設けた記憶装置に記憶させる。

こうすることで、各ロットごとのテーブル作成が簡素化される。

上述のように、本発明に係る実施形態のトナー濃度調整システム及び画像形成装置によれば、第１の制御目標値を設定された湿式現像剤に、濃縮現像剤等の補給を行いながら、トナー濃度を検知し、第１の制御目標値との比較に基づき濃縮現像剤等の補給を制御するトナー濃度調整において、補給される濃縮現像剤ロットについての粘度特性に基づく第２の制御目標値と、その濃縮現像剤ロットの累積補給量とに応じて、第１の制御目標値を補正する。

これにより、ロットの異なる濃縮現像剤を追加して徐々に補給するような場合にも、補給する濃縮現像剤のロットバラツキや、補給量の違いによる粘度変化、すなわちトナー濃度の検知結果のズレの影響を受けることなく、トナー濃度を精度よく調整でき、また、調整幅が大きくできるので生産性も向上させられる。

なお、上述の実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 感光体（像担持体）
２ 現像ローラ
３ 汲み上げローラ
４ （クリーニング）ブレード
５ 規制部材
６ 湿式現像剤槽
７ 湿式現像剤
８ 回収槽
９、１０１ トナー濃度調整槽
１０、１０３ 濃縮現像剤槽
１１、１０２ 分散媒槽
１２ クリーニング手段
１３ イレーサランプ
１４ 帯電装置
１５ 露光装置
１６ 被転写材
１７ 転写ローラ
２０、２４ 攪拌部材
２１、２５ （撹拌）モータ
２２、２６ 電流検知装置
２３ 記憶部
２７ 容器
２８ 開口部
２９、３０ 温度検知装置
３１、１１０、１１５ 制御装置（補給制御手段、補給量計測手段）
３２、１０５ 濃縮現像剤補給装置
３３、１０４ 分散媒補給装置

Claims (6)

1. トナーと分散媒を含む湿式現像剤を、該湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を所定の基準トナー濃度に対応する第１の制御目標値に調整するために収容するトナー濃度調整槽と、
   前記トナー濃度調整槽内の前記湿式現像剤のトナー濃度の代用特性である粘度を検知する濃度検知手段と、
   前記トナー濃度調整槽に前記基準トナー濃度よりトナー濃度の高い濃縮現像剤を補給する濃縮現像剤補給手段と、
   前記トナー濃度調整槽に分散媒を補給する分散媒補給手段と、
   前記濃度検知手段による粘度の検知結果と前記第１の制御目標値との比較に基づき、前記粘度が前記第１の制御目標値に近づくように、前記濃縮現像剤、及び前記分散媒の補給を制御する補給制御手段と、
   を有するトナー濃度調整システムにおいて、
   前記補給制御手段は、
   前記濃縮現像剤の累積補給量を計測する補給量計測手段を有し、
   前記濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する第２の制御目標値と、前記補給量計測手段により計測された当該濃縮現像剤の累積補給量とから、トナー濃度調整の前記第１の制御目標値を補正する
   ことを特徴とするトナー濃度調整システム。
2. 前記濃度検知手段は、モータにより攪拌部材を回転させ、前記トナー濃度調整槽内の前記湿式現像剤を撹拌するトルクとしてのモータ電流値を測定することにより粘度特性を検知する
   ことを特徴とする請求項１に記載のトナー濃度調整システム。
3. 前記濃縮現像剤を収容する濃縮現像剤槽と、
   前記濃縮現像剤槽内に、新たに濃縮現像剤が収容されたときに、当該濃縮現像剤のトナー濃度として粘度を検知する濃縮現像剤濃度検知手段と、を有し、
   前記補給制御手段は、前記濃縮現像剤濃度検知手段により検知された前記濃縮現像剤の粘度に基づいて、当該濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を算出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のトナー濃度調整システム。
4. 前記補給制御手段は、前記トナー濃度調整槽内に、希釈された前記濃縮現像剤が収容されたときに、前記濃度検知手段により検知された前記希釈された濃縮現像剤の粘度に基づいて、当該濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を算出する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のトナー濃度調整システム。
5. 前記補給制御手段は、前記濃縮現像剤の容器に設けられた記憶装置から、工場出荷時に予め記憶された当該濃縮現像剤を前記基準トナー濃度に希釈したときの粘度に対応する前記第２の制御目標値を読み取る
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のトナー濃度調整システム。
6. トナーと分散媒を含む湿式現像剤を用いて、像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する湿式現像装置を備えた画像形成装置であって、
   請求項１から５の何れか１項に記載のトナー濃度調整システムを備える
   ことを特徴とする画像形成装置。

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