JP4896598B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面に磁気ブラシが形成される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向して配設され、前記磁気ローラから前記磁気ブラシを介してトナーが供給されると共に、感光ドラムと対向して配設され、前記感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配設され、前記現像ローラからトナーを回収する回収ローラと、を備える画像形成装置に関するものである。特に、記録紙上に画像を形成する装置である複写機、プリンタ、ファクシミリ、インターネットファクシミリ、及び、これらの機能の内のいずれかの機能を有する複合機に関するものである。

電子写真技術を用いて記録紙上に画像を形成する画像形成装置において、感光体ドラム上に静電潜像を現像する方法として、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を使用する２成分現像方式と、トナーのみの１成分現像剤を使用する１成分現像方式と、がある。

このうち、２成分現像方式には、キャリアが感光体ドラム上に付着して転写不良を生じるという問題、このキャリアが更に転写紙上に付着して定着装置の定着用ローラに傷を生じさせるという問題等がある。一方、１成分現像方式には、トナーを摩擦によって帯電させる場合が多く、トナーの帯電不良によってかぶりなどの画像不良が生じ易くなるという問題がある。これらの問題を解決する現像方法として、いわゆるハイブリッド現像方式が提案されている。

このハイブリッド現像方式は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を磁気ローラの表面に磁気ブラシとして付着させ、この磁気ブラシを現像ローラの表面と接触させることで、現像ローラ上に非磁性トナーのみからなるトナー層を形成し、更に、このトナー層を感光体ドラム上の静電潜像に飛翔させることによって現像処理を行うものである。この方式は、現像ローラと感光体ドラムとを非接触の状態で現像処理を行うことから、画質の劣化を抑制するという点で有利である。

この方式の画像形成装置における濃度制御は、例えば、感光体ドラムからトナー像が転写された中間転写体上のテストパターンのトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度に基づいて、磁気ブラシから現像ローラへトナーを搬送する搬送バイアスを制御することによって行われる。（特許文献１参照）。
特開２００５−５５８４１号公報

しかしながら、印字率の低い画像を繰り返し現像した場合に、現像処理によって消費されずに、現像ローラ上に残留したトナーが多いため、現像ローラ上に過度に帯電したトナー（ここでは、高帯電トナーという）が残存し、蓄積することがある。このような場合には、高帯電トナーが蓄積した箇所に対応する部分の画像濃度が低下するおそれがあり（＝いわゆるゴースト現象を生じ）、画質が劣化することがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、画像濃度を好適に制御することの可能なハイブリッド現像方式の画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、表面に磁気ブラシが形成される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向して配設され、前記磁気ローラから前記磁気ブラシを介してトナーが供給されると共に、感光ドラムと対向して配設され、前記感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配設され、前記現像ローラからトナーを回収する回収ローラと、を備える画像形成装置であって、前記感光ドラムに形成されたトナー像の濃度を検出する第１濃度検出手段と、前記第１濃度検出手段により検出された濃度が、適正濃度であるか否かを判定する濃度判定手段と、前記濃度判定手段の判定結果に基づいて、前記回収ローラの電位を制御する電位制御手段と、を備える。

又は、上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、表面に磁気ブラシが形成される磁気ローラと、前記磁気ローラに対向して配設され、前記磁気ローラから前記磁気ブラシを介してトナーが供給されると共に、感光ドラムと対向して配設され、前記感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給する現像ローラと、前記現像ローラに対向して配設され、前記現像ローラからトナーを回収する回収ローラと、前記感光ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写体と、を備える画像形成装置であって、前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検出する第２濃度検出手段と、前記第２濃度検出手段により検出された濃度が、適正濃度であるか否かを判定する濃度判定手段と、前記濃度判定手段の判定結果に基づいて、前記回収ローラの電位を制御する電位制御手段と、を備える。

上記構成において、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置であって、前記濃度判定手段が、前記第１濃度検出手段又は第２濃度検出手段により検出された濃度の予め設定された基準濃度に対する比率である濃度比率を算出し、算出された濃度比率が、予め設定された範囲内にあるか否かに基づいて、適正濃度であるか否かを判定してもよい。

また、上記構成において、前記濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値を格納する閾値記憶手段を備え、前記濃度判定手段が、前記閾値記憶手段から前記上限値及び下限値を読み出して、前記濃度比率が、前記上限値以下であり、且つ、前記下限値以上である場合に適正濃度であると判定してもよい。

また、上記構成において、外部からの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に基づいて、前記閾値記憶手段に格納された上限値及び下限値の少なくとも一方の値を設定する閾値設定手段を備えてもよい。

また、上記構成において、前記濃度判定手段によって、前記第１濃度検出手段又は第２濃度検出手段により検出された濃度が適正濃度ではないと判定された場合に、前記電位制御手段が、前記濃度比率に基づいて、前記回収ローラの電位を制御してもよい。

また、上記構成において、前記電位制御手段が、予め設定された基準電位と、前記回収ローラが前記基準電位に設定された場合と比較して、前記現像ローラからトナーを回収する能力が高い前記回収ローラの電位である強回収電位と、前記回収ローラが前記基準電位に設定された場合と比較して、前記現像ローラからトナーを回収する能力の低い前記回収ローラの電位である弱回収電位と、を切り換えることにより、前記回収ローラの電位を制御してもよい。

また、上記構成において、前記基準電位、強回収電位及び弱回収電位を格納する電位記憶手段を備え、前記電位制御手段が、前記電位記憶手段から前記基準電位、強回収電位及び弱回収電位を読み出して、前記回収ローラの電位を制御してもよい。

また、上記構成において、外部からの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に基づいて、前記電位記憶手段に格納された基準電位、強回収電位及び弱回収電位の少なくとも１の値を設定する電位設定手段を備えてもよい。

また、上記構成において、前記回収ローラの電位を前記濃度比率に対応づけて格納する電位記憶手段を備え、前記電位制御手段は、前記濃度判定手段によって算出された濃度比率に対応する前記回収ローラの電位を前記電位記憶手段から読み出して、読み出された電位に前記回収ローラの電位を制御してもよい。

本発明によれば、感光ドラムに形成されたトナー像の濃度が検出され、検出された濃度が、適正濃度であるか否かが判定され、その判定結果に基づいて、回収ローラの電位が制御されるため、画像濃度を好適に制御することができる。

すなわち、現像ローラに形成されるトナー像の濃度に基づいて、回収ローラの電位が制御されるため、現像ローラ上に付着したトナーが適量だけ回収ローラによって回収されるため、現像ローラ上に過度に帯電したトナーの蓄積に伴う画像濃度の低下が抑制され、画像濃度を好適に制御することができるのである。

又は、本発明によれば、中間転写体に形成されるトナー像の濃度が検出され、検出された濃度が、適正濃度であるか否かが判定され、その判定結果に基づいて、回収ローラの電位が制御されるため、画像濃度を好適に制御することができる。

すなわち、中間転写体に形成されるトナー像の濃度に基づいて、回収ローラの電位が制御されるため、現像ローラ上に付着したトナーが適量だけ回収ローラによって回収されるため、現像ローラ上に過度に帯電したトナーの蓄積に伴う画像濃度の低下が抑制され、画像濃度を好適に制御することができるのである。

また、検出された濃度の基準濃度に対する比率である濃度比率が算出され、算出された濃度比率が、予め設定された範囲内にあるか否かに基づいて、適正濃度であるか否かが判定されるようにすると、簡単な構成で正確に適正濃度であるか否かを判定することができる。

また、格納された濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値が読み出されて、濃度比率が、上限値以下であり、且つ、下限値以上である場合に適正濃度であると判定されるようにすると、濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値を容易に設定することができる。

また、外部からの操作入力が受け付けられ、受け付けられた操作入力に基づいて、濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値の少なくとも一方の値が設定されるようにすると、濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値を更に容易に設定することができる。

また、検出された濃度が適正濃度ではないと判定された場合に、濃度比率に基づいて、回収ローラの電位が制御されるようにすると、所望する精度の濃度を確保することができる。

すなわち、検出された濃度が適正濃度ではないと判定された場合に回収ローラの電位が制御されるため、適正濃度の判定基準を厳しく設定すると、高精度の濃度を確保することができ、適正濃度の判定基準を甘く設定すると、回収ローラの電位を制御する頻度が削減され処理の負荷が軽減することができるのである。また、濃度比率に基づいて、回収ローラの電位が制御されるため、回収ローラの電位を適正な値に制御することができるのである。

また、予め設定された基準電位と、回収ローラが基準電位に設定された場合と比較して、現像ローラからトナーを回収する能力が高い回収ローラの電位である強回収電位と、回収ローラが基準電位に設定された場合と比較して、現像ローラからトナーを回収する能力の低い回収ローラの電位である弱回収電位と、を切り換えることにより、回収ローラの電位が制御されるようにすると、簡素な構成で回収ローラの電位を制御することができる。

また、基準電位、強回収電位及び弱回収電位が読み出されて、回収ローラの電位が制御されるようにすると、基準電位、強回収電位及び弱回収電位を容易に設定することができる。

また、外部からの操作入力が受け付けられ、受け付けた操作入力に基づいて、格納された基準電位、強回収電位及び弱回収電位の少なくとも１の値が設定されるようにすると、基準電位、強回収電位及び弱回収電位を更に容易に設定することができる。

また、濃度比率に対応する回収ローラの電位が読み出されて、読み出された電位に回収ローラの電位が制御されるようにすると、回収ローラの電位を簡素な構成で適正な値に制御することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の一例について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成の一例を示すブロック図である。なお、ここでは、画像形成装置が、複写機である場合について説明するが、記録紙上に画像を形成する他の画像形成装置（例えば、ファクシミリ、インターネットファクシミリ、プリンタ、複合機等）である形態でもよい。図１に示すように、複写機１００は、画像生成部１、制御部２、表示部３、操作部４、及び、印刷処理部５を備えている。

画像生成部１は、原稿に形成された画像を読み取り原稿画像情報を生成するものであって、読取部１１及びＡＤＦ１２を備えている。読取部１１は、読み取る対象の原稿に光を当て、反射光をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）などで読み取って原稿画像情報を生成するものである。ＡＤＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）１２は、読取部１１の原稿読み取り位置へ原稿を搬送するものである。

制御部２は、複写機１００全体の動作を制御するものであって、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、図略のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）とを備えている。

表示部３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等を備え、制御部２（ＣＰＵ２１）からの指示に基づき、設定情報、ガイダンス情報、メッセージ情報等をユーザから視認可能に表示するものである。

操作部４は、ユーザからの操作入力を受け付けて、受け付けられた操作入力に対応する操作入力情報を生成し、制御部２（ＣＰＵ２１）に出力するものであって、ここでは、ユーザからの操作入力に基づいて、後述する濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値と、基準電位、強回収電位及び弱回収電位と、を受け付けるものである。また、操作部４は、例えば、テンキー、スタートボタン等の各種ボタン、及び、表示部３に配設されたＬＣＤと一体に形成されたタッチパネル等を備えている。

印刷処理部５は、記録紙上に電子写真方式で画像（ここでは、画像生成部１で生成された画像情報に対応する画像）を形成するものであって、現像ユニット６、感光ユニット７等を備えている。現像ユニット６は、レーザビーム等によって感光ドラムの表面に形成された原稿画像に対応する静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成するものである。感光ユニット７は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる感光ドラムを備え、まず、感光ドラム７１の表面が帯電ローラによって略均一に帯電され、次に、現像ユニット６によって、原稿画像に対応する静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成され、更に、そのトナー像が転写ローラによって記録用紙上に転写されるものである。ここでは、感光ドラム７１は、周速１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動され、感光ドラムの表面電位は３１０Ｖに設定されている。

図２は、現像ユニット６、及び、感光ユニット７の構成の一例を示す構成図である。現像ユニット６は、磁気ローラ６１、現像ローラ６２、及び、回収ローラ６３を備えている。感光ユニット７は、感光ドラム７１、中間転写ベルト７２、及び、濃度センサ７３を備えている。

磁気ローラ６１は、現像ローラ６２に対向して配設されると共に、表面に磁気ブラシ８が形成され、この磁気ブラシ８を介してトナー８１を現像ローラ６２の表面に略均一に形成するものである。また、磁気ローラ６１は、非磁性金属材料で略円筒状に形成されたスリーブと、その内部に磁気ブラシ８を形成するための複数の固定磁石とを備え、固定磁石の周囲をスリーブが回動可能に構成されたものである。

ここで、磁気ブラシ８は、トナー８１とキャリア８２からなる２成分現像剤で構成される。トナー８１の体積平均粒径は、ここでは、略７．５μｍであって、キャリア８２の体積平均粒径は、ここでは、略５０μｍである。また、磁気ローラ６１には、磁気ブラシ８の高さを規制するブレード６１３が配設されている。更に、磁気ローラ６１には、交流バイアス電源６１１と直流バイアス電源６１２とが重畳して印加されている。ここでは、交流バイアス電源６１１は、３００Ｖ（ｐｐ）、周波数２．７ｋＨｚ、デューティ比（Ｄｕｔｙ）２７％で印加され、直流バイアス電源６１２は、４００Ｖで印加されている。

現像ローラ６２は、磁気ローラ６１及び感光ドラム７１に対向して配設され、磁気ローラ６１から供給されたトナー８１を感光ドラム７１に形成された静電潜像上に供給し、トナー像とするものである。現像ローラ６２の表面は、アルミニウム、ステンレス、導電樹脂等で形成されている。また、現像ローラ６２には、交流バイアス電源６２１と、直流バイアス電源６２２とが重畳して印加されている。ここでは、交流バイアス電源６２１は、１．６ｋＶ（ｐｐ）、周波数２．７ｋＨｚ、デューティ比２７％で印加され、直流バイアス電源６１２は、２００Ｖで印加されている。また、現像ローラ６２は、磁気ローラ６１との間隔が３５０μｍであり、感光ドラム７１との間隔が２５０μｍとなる位置に配設されている。

回収ローラ６３は、現像ローラ６２に対向して配設され、現像ローラ６２からトナー８１を回収するものである。回収ローラ６３の表面は、回収ローラ６３と現像ローラ６２との間のリーク（＝放電）を抑制すると共に、回収ローラ６３の現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力を確保するために、アルマイト、樹脂等の電気抵抗率が１０⁷Ωｍ〜１０¹²Ωｍの材料で形成されている。

また、回収ローラ６３には、直流バイアス電源６３１が印加されている。直流バイアス電源６３１は、後述する電位制御部２１５によって、現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力の高い回収ローラ６３の電位である強回収電位（ここでは、０Ｖ）と、現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力の低い回収ローラ６３の電位である弱回収電位（ここでは、５０Ｖ）と、のどちらかの電位に設定される。

上述のように、現像ローラ６２には２００Ｖの直流バイアスが印加されているので、回収ローラ６３が強回収電位である０Ｖに設定されると、回収ローラ６３と現像ローラ６２との間の電位差が２００Ｖとなり、回収ローラ６３が弱回収電位である５０Ｖに設定された場合（この場合には、回収ローラ６３と現像ローラ６２との間の電位差が１５０Ｖとなる）と比較すると電位差が大きくなるため、現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力が向上するのである。

また、回収ローラ６３には、ブレード６３３が回収ローラ６３の周面と摺接するべく配設されている。ブレード６３３は、回収ローラ６３表面に付着したトナー８１を剥離して、図略の回収スクリュー等からなる回収機構にて回収可能とするものである。回収機構は、回収ローラ６３から回収されたトナー８１を、キャリア８２とミキシングして磁気ローラ６１に供給するものである。

中間転写ベルト７２は、感光ドラム７１に形成されたトナー像が転写されるものであって、ここでは、濃度測定用のパッチに対応するトナー像が形成されるものである。また、中間転写ベルト７２は、駆動ローラ７２１に張架された無端ベルトを備え、無端ベルト上に、濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２が形成されるものである。

濃度センサ（第２濃度検出手段の一部に相当する）７３は、反射型の濃度センサであり、ここでは、中間転写ベルト７２上に形成された濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２の濃度を測定するものである。図３は、濃度センサ７３の構成の一例を示す構成図である。濃度センサ７３は、発光素子７３１、第１ビームスプリッタ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）７３２、第１受光素子７３３、第２ビームスプリッタ７３４、第２受光素子７３５、及び、第３受光素子７３６を備えている。

ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等からなる発光素子７３１を出た光（レーザビーム）は、第１ビームスプリッタ７３２によってトナー像７２２の方向と、発光素子７３１の発光量を検出し、フィードバック回路により光量を一定に保つための第１受光素子（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）７３３の方向とに分割される。そしてトナー像７２２で反射された光は、第２ビームスプリッタ７３４によって、第２受光素子７３５及び第３受光素子７３６の２つの偏光成分に分けられ、第２受光素子７３５及び第３受光素子７３６に入射する光量の比率によって濃度が検出される。

図４は、トナー像７２２の印字率Ｒと濃度センサ７３の出力電圧ＶＩとの関係の一例を示すグラフである。横軸は、トナー像７２２の印字率Ｒであって、縦軸は濃度センサ７３の出力電圧ＶＩである。ここで、印字率Ｒは、次の（１）式で定義されるものである。
（印字率Ｒ）＝（トナーが付着されるドットの個数）
／（全てドットの個数）×１００ （１）

すなわち、グラフＧ１に示すように、印字率Ｒが増加するに伴い、濃度センサ７３の出力電圧ＶＩは、ほぼ単調に減少する。ただし、印字率Ｒが５０％以上、または、２０％以下の範囲では、印字率Ｒの変化に伴う濃度センサ７３の出力電圧ＶＩの変化が小さいため、濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２の印字率Ｒ（基準濃度に相当する）は、２０％〜５０％の範囲に設定されている。

図５は、図１に示す制御部２（ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２）の機能構成の一例を示す構成図である。ＣＰＵ２１は、機能的に、電位設定部２１１、閾値設定部２１２、濃度検出部２１３、濃度判定部２１４、及び、電位制御部２１５を備え、ＲＡＭ２２は、機能的に、電位記憶部２２１、及び、閾値記憶部２２２を備えている。ここでは、ＣＰＵ２１が、ＲＯＭ等に予め格納されたプログラムを読み出して実行することにより、電位設定部２１１、閾値設定部２１２、濃度検出部２１３、濃度判定部２１４、及び、電位制御部２１５等の機能部として機能し、ＲＡＭ２２を、電位記憶部２２１、及び、閾値記憶部２２２等の機能部として機能させるものである。

また、図１に示すＲＡＭ２２、図略のＲＯＭに格納された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に格納され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。

電位記憶部２２１は、予め設定された基準電位ＶＲ０（例えば、１００Ｖ）と、回収ローラ６３が基準電位ＶＲ０に設定された場合と比較して、現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力の低い回収ローラ６３の電位である弱回収電位ＶＲ１（例えば、１５０Ｖ）と、回収ローラ６３が基準電位ＶＲ０に設定された場合と比較して、現像ローラ６２からトナー８１を回収する能力の高い回収ローラ６３の電位である強回収電位ＶＲ２（例えば、５０Ｖ）と、を格納するものである。また、電位記憶部２２１に格納された基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２の値は、電位設定部２１１によって設定されると共に、電位制御部２１５によって読み出されるものである。

閾値記憶部２２２は、適正濃度であるか否かを判定するための、濃度比率の上限値ＤＨ、及び、濃度比率の下限値ＤＬを格納するものである。また、閾値記憶部２２２に格納された濃度比率の上限値ＤＨ、及び、濃度比率の下限値ＤＬの値は、閾値設定部２１２によって設定されると共に、濃度判定部２１４によって読み出されるものである。

電位設定部２１１（電位設定手段に相当する）は、図１に示す操作部４を介してユーザからの操作入力を受け付けて、受け付けた操作入力に基づいて、電位記憶部２２１に格納された基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２の値を設定するものである。

閾値設定部２１２（閾値設定手段に相当する）は、図１に示す操作部４を介してユーザからの操作入力を受け付けて、受け付けた操作入力に基づいて、閾値記憶部２２２に格納された濃度比率の上限値ＤＨ、及び、濃度比率の下限値ＤＬの値を設定するものである。

濃度検出部２１３（第２濃度検出手段の一部に相当する）は、濃度センサ７３を介して中間転写ベルト７２に転写された、濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２の濃度（ここでは、印字率Ｒ）を検出するものである。すなわち、濃度検出部２１３は、濃度センサ７からの出力電圧ＶＩを受け付けて、出力電圧ＶＩに対応する印字率Ｒを図４に示すグラフを用いて算出するものである。

濃度判定部２１４（濃度判定手段に相当する）は、濃度検出部２１３によって検出された濃度が適正濃度であるか否かを判定するものである。より具体的には、濃度判定部２１４は、まず、濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒの、予め設定された基準印字率Ｒ０（基準濃度に相当する）に対する比率である濃度比率Ｄを、次の（２）式を用いて算出する。
（濃度比率Ｄ）＝（印字率Ｒ）／（基準印字率Ｒ０）×１００ （２）

そして、濃度判定部２１４は、閾値記憶部２２２に格納された濃度比率Ｄの上限値ＤＨ、及び、濃度比率Ｄの下限値ＤＬを読み出す。更に、濃度判定部２１４は、濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率Ｄが、上限値ＤＨ及び下限値ＤＬの範囲内であるか否かに基づいて、濃度が適正濃度であるか否かを判定する。

すなわち、濃度判定部２１４は、濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率Ｄが、上限値ＤＨ以下であり且つ下限値以上である場合に、濃度が適正濃度であると判定し、濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率Ｄが、上限値ＤＨ超であるか又は下限値未満である場合に、濃度が適正濃度ではないと判定するものである。

電位制御部２１５（電位制御手段に相当する）は、判定部２１４によって濃度が適正濃度ではないと判定された場合に、濃度比率に基づいて、回収ローラ６３の電位を制御するものである。

具体的には、電位制御部２１５は、まず、電位設定部２１１に格納された基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２の値を読み出す。そして、電位制御部２１５は、濃度判定部２１４によって濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率が、下限値ＤＨ未満である場合に、回収ローラ６３の電位を弱回収電位ＶＲ１に設定する。また、電位制御部２１５は、濃度判定部２１４によって濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率が、上限値ＤＨ超である場合に、回収ローラ６３の電位を強回収電位ＶＲ２に設定する。更に、電位制御部２１５は、濃度判定部２１４によって濃度検出部２１３により検出された印字率Ｒから求めた濃度比率が、上限値ＤＨ以下であり且つ下限値以上である場合に、回収ローラ６３の電位を基準電位ＶＲ０に設定する。

図６は、ＣＰＵ２１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、電位記憶部２２１、及び、閾値記憶部２２２に、予め、基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２の値と、下限値ＤＬ及び上限値ＤＨの値と、がそれぞれ格納されているものとする。まず、濃度検出部２１３によって、濃度センサ７３を介して濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２の濃度（印字率Ｒ）が検出される（Ｓ１０１）。そして、濃度判定部２１４によって、ステップＳ１０１において検出された濃度を用いて濃度比率Ｄが算出される（Ｓ１０３）。次に、濃度判定部２１４によって、濃度比率Ｄが、下限値ＤＬ未満であるか否かの判定が行われる（Ｓ１０５）。

濃度比率Ｄが下限値ＤＬ未満であると判定された場合（Ｓ１０５でＹＥＳ）には、電位制御部２１５によって、回収ローラ６３の電位が弱回収電位ＶＲ１に設定され（Ｓ１０７）、処理が終了される。濃度比率Ｄが、下限値ＤＬ未満ではない（＝下限値ＤＬ以上である）と判定された場合（Ｓ１０５でＮＯ）には、電位制御部２１５によって、濃度比率Ｄが、上限値ＤＨ超であるか否かの判定が行われる（Ｓ１０９）。濃度比率Ｄが上限値ＤＨ超であると判定された場合（Ｓ１０９でＹＥＳ）には、電位制御部２１５によって、回収ローラ６３の電位が強回収電位ＶＲ２に設定され（Ｓ１１１）、処理が終了される。

濃度比率Ｄが上限値ＤＨ超ではない（＝濃度比率Ｄが上限値ＤＨ以下である）と判定された場合（Ｓ１０９でＮＯ）には、電位制御部２１５によって、回収ローラ６３の電位が基準電位ＶＲ０に設定され（Ｓ１１３）、処理が終了される。

このようにして、中間転写ベルト７２に形成されるトナー像７２２の濃度が検出され、検出された濃度が、適正濃度であるか否かが判定され、その判定結果に基づいて、回収ローラ６３の電位が制御されるため、画像濃度を好適に制御することができる。

また、検出された濃度の基準濃度に対する比率である濃度比率Ｄが算出され、算出された濃度比率Ｄが、予め設定された範囲内にあるか否かに基づいて、適正濃度であるか否かが判定されるため、簡単な構成で正確に適正濃度であるか否かを判定することができる。

更に、格納された濃度比率Ｄの適正範囲の上限値ＤＨ及び下限値ＤＬが読み出されて、濃度比率Ｄが、上限値ＤＨ以下であり、且つ、下限値ＤＬ以上である場合に適正濃度であると判定されるため、濃度比率の適正範囲の上限値ＤＨ及び下限値ＤＬを容易に設定することができる。

加えて、操作部４を介してユーザからの操作入力が受け付けられ、受け付けられた操作入力に基づいて、濃度比率Ｄの適正範囲の上限値ＤＨ及び下限値ＤＬの値が設定されるため、濃度比率Ｄの適正範囲の上限値ＤＨ及び下限値ＤＬを更に容易に設定することができる。

また、検出された濃度が適正濃度ではないと判定された場合に、濃度比率Ｄに基づいて、回収ローラ６３の電位が制御されるため、所望する精度の濃度を確保することができる。

更に、予め設定された基準電位ＶＲ０と、回収ローラ６３が基準電位ＶＲ０に設定された場合と比較して、現像ローラ６２からトナーを回収する能力の低い回収ローラ６３の電位である弱回収電位ＶＲ１と、回収ローラ６３が基準電位ＶＲ０に設定された場合と比較して、現像ローラ６２からトナーを回収する能力が高い回収ローラ６３の電位である強回収電位ＶＲ２と、を切り換えることにより、回収ローラ６３の電位が制御されるため、簡素な構成で回収ローラ６３の電位を制御することができる。

加えて、基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２が読み出されて、回収ローラ６３の電位が制御されるため、基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２を容易に設定することができる。

また、操作部４を介してユーザからの操作入力が受け付けられ、受け付けた操作入力に基づいて、格納された基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２の値が設定されるため、基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２を更に容易に設定することができる。

なお、本発明は、以下の形態にも適用可能である。
（Ａ）本実施形態では、電位制御部２１５が、基準電位ＶＲ０、弱回収電位ＶＲ１及び強回収電位ＶＲ２を切り換えることにより直流バイアス電源６３１を制御する場合について説明したが、電位制御部２１５が、その他の方法で直流バイアス電源６３１を制御する形態でもよい。例えば、電位制御部２１５が、濃度比率Ｄに応じて直流バイアス電源６３１を制御する形態でもよい。

より具体的には、電位制御部２１５が、次の（３）式を用いて、回収ローラ６３の直流バイアス電源６３１の電位を制御する形態でもよい。
（直流バイアス電源６３１の電位）＝α×（濃度比率Ｄ）＋β （３）
ここで、α、βは所定の定数である。この場合には、画像濃度を更に好適に制御することができる。

また、上記（３）式にて、種々の濃度比率Ｄにそれぞれ対応する直流バイアス電源６３１の電位を予め算出しておき、テーブル等に格納しておいて、電位制御部２１５が、テーブル等から対応する直流バイアス電源６３１の電位を読み出して設定することにより回収ローラ６３の直流バイアス電源６３１の電位を制御する形態でもよい。

（Ｂ）本実施形態では、電位制御部２１５が、回収ローラ６３の直流バイアス電源６３１の電位を制御する場合について説明したが、電位制御部２１５が、現像ローラ６２に対する回収ローラ６３の電位を直接的に制御する形態でもよい。すなわち、直流バイアス電源６３１に代えて、現像ローラ６２と回収ローラ６３との間に、直流バイアス電源を備え、電位制御部２１５が、この直流バイアス電源を制御する形態でもよい。

（Ｃ）本実施形態では、濃度検出部２１３が、濃度センサ７３を介して中間転写ベルト７２上に形成された濃度測定用のパッチに対応するトナー像７２２の濃度を測定する場合について説明したが、濃度検出部２１３が、感光ドラム７１上に形成された濃度測定用のパッチに対応するトナー像の濃度を測定する形態でもよい。また、濃度検出部２１３が、中間転写ベルト７２上及び感光ドラム７１上に形成された濃度測定用のパッチに対応するトナー像の濃度を測定する形態でもよい。この場合には、更に正確に濃度が適正範囲内にあるか否かの判定を行うことができる。更に、濃度検出部２１３が、記録紙上に形成された濃度測定用のパッチに対応するトナー像の濃度を測定する形態でもよい。

は、本発明に係る画像形成装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 は、現像ユニット、及び、感光ユニットの構成の一例を示す構成図である。 は、濃度センサの構成の一例を示す構成図である。 は、トナー像の印字率Ｒと濃度センサの出力電圧ＶＩとの関係の一例を示すグラフである。 は、図１に示す制御部（ＣＰＵ、ＲＡＭ）の機能構成の一例を示す構成図である。 は、ＣＰＵの動作の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 複写機
２ 制御部
２１ ＣＰＵ
２１１ 電位設定部（電位設定手段）
２１２ 閾値設定部（閾値設定手段）
２１３ 濃度検出部（濃度検出手段の一部）
２１４ 濃度判定部（濃度判定手段）
２１５ 電位制御部（電位制御手段）
２２ ＲＡＭ
２２１ 電位記憶部（電位記憶手段）
２２２ 閾値記憶部（閾値記憶手段）
６ 現像ユニット
６１ 磁気ローラ
６２ 現像ローラ
６３ 回収ローラ
６３１ 直流バイアス電源
７ 感光ユニット
７１ 感光ドラム
７２ 中間転写ベルト（中間転写体）
７３ 濃度センサ（濃度検出手段の一部）

Claims (10)

1. 表面に磁気ブラシが形成される磁気ローラと、
   前記磁気ローラに対向して配設され、前記磁気ローラから前記磁気ブラシを介してトナーが供給されると共に、感光ドラムと対向して配設され、前記感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、
   前記現像ローラに対向して配設され、前記現像ローラからトナーを回収する回収ローラと、
   を備える画像形成装置であって、
   前記感光ドラムに形成されたトナー像の濃度を検出する第１濃度検出手段と、
   前記第１濃度検出手段により検出された濃度が、適正濃度であるか否かを判定する濃度判定手段と、
   前記濃度判定手段の判定結果に基づいて、前記回収ローラの電位を制御する電位制御手段と、
   を備え、
   前記電位制御手段は、
   前記濃度判定手段によって前記第１濃度検出手段により検出された濃度が前記適正濃度超であると判定された場合に、前記現像ローラと前記回収ローラとの間の電位差が大きくなるように、前記回収ローラの電位を制御し、
   前記濃度判定手段によって前記第１濃度検出手段により検出された濃度が前記適正濃度未満であると判定された場合に、前記現像ローラと前記回収ローラとの間の電位差が小さくなるように、前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 表面に磁気ブラシが形成される磁気ローラと、
   前記磁気ローラに対向して配設され、前記磁気ローラから前記磁気ブラシを介してトナーが供給されると共に、感光ドラムと対向して配設され、前記感光ドラムに形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像ローラと、
   前記現像ローラに対向して配設され、前記現像ローラからトナーを回収する回収ローラと、
   前記感光ドラムに形成されたトナー像が転写される中間転写体と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記中間転写体に転写されたトナー像の濃度を検出する第２濃度検出手段と、
   前記第２濃度検出手段により検出された濃度が、適正濃度であるか否かを判定する濃度判定手段と、
   前記濃度判定手段の判定結果に基づいて、前記回収ローラの電位を制御する電位制御手段と、
   を備え、
   前記電位制御手段は、
   前記濃度判定手段によって前記第２濃度検出手段により検出された濃度が前記適正濃度超であると判定された場合に、前記現像ローラと前記回収ローラとの間の電位差が大きくなるように、前記回収ローラの電位を制御し、
   前記濃度判定手段によって前記第２濃度検出手段により検出された濃度が前記適正濃度未満であると判定された場合に、前記現像ローラと前記回収ローラとの間の電位差が小さくなるように、前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記濃度判定手段は、前記第１濃度検出手段又は第２濃度検出手段により検出された濃度の予め設定された基準濃度に対する比率である濃度比率を算出し、算出された濃度比率が、予め設定された範囲内にあるか否かに基づいて、適正濃度であるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度比率の適正範囲の上限値及び下限値を格納する閾値記憶手段を備え、
   前記濃度判定手段は、前記閾値記憶手段から前記上限値及び下限値を読み出して、前記濃度比率が、前記上限値以下であり、且つ、前記下限値以上である場合に適正濃度であると判定すること特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 外部からの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に基づいて、前記閾値記憶手段に格納された上限値及び下限値の少なくとも一方の値を設定する閾値設定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記電位制御手段は、前記濃度判定手段によって、前記第１濃度検出手段又は第２濃度検出手段により検出された濃度が、適正濃度ではないと判定された場合に、前記濃度比率に基づいて、前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記電位制御手段は、
   予め設定された基準電位と、
   前記回収ローラが前記基準電位に設定された場合と比較して、前記現像ローラからトナーを回収する能力が高い前記回収ローラの電位である強回収電位と、
   前記回収ローラが前記基準電位に設定された場合と比較して、前記現像ローラからトナーを回収する能力の低い前記回収ローラの電位である弱回収電位と、
   を切り換えることにより、前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記基準電位、強回収電位及び弱回収電位を格納する電位記憶手段を備え、
   前記電位制御手段は、前記電位記憶手段から前記基準電位、強回収電位及び弱回収電位を読み出して、前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 外部からの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に基づいて、前記電位記憶手段に格納された基準電位、強回収電位及び弱回収電位の少なくとも１の値を設定する電位設定手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記回収ローラの電位を前記濃度比率に対応づけて格納する電位記憶手段を備え、
    前記電位制御手段は、前記濃度判定手段によって算出された濃度比率に対応する前記回収ローラの電位を前記電位記憶手段から読み出して、読み出された電位に前記回収ローラの電位を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

Images