(57)【要約】【課題】現像装置の出荷後の輸送により現像剤に偏りが発生する状態においても、スクリュのロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑える。【解決手段】供給室に配置され、供給室内の現像剤を現像スリーブへ供給する第１搬送スクリュ及び回収室に配置され、現像後に回収された回収室内の現像剤を搬送する第２搬送スクリュを回転駆動可能な第１モータと、現像スリーブを回転駆動可能な第２モータと、を備え、第１搬送スクリュは、最上部を現像装置の使用時における第２搬送スクリュの最上部と同じ高さ位置又はより高い位置にして配置される。制御部は、現像装置の初期駆動時に、第２モータにより現像スリーブを回転することなく、所定時間の間、第１モータにより第１搬送スクリュ及び第２搬送スクリュを回転する現像剤馴らしモードを実行可能である。【選択図】図９
2020003540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
トナー及びキャリアを有する現像剤が収容され、第１室と前記第１室との間で現像剤の循環経路を形成する第２室とを有する現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、前記第１室に配置され、前記第１室内の現像剤を回転により撹拌及び搬送して前記現像剤担持体へ供給する第１搬送手段と、前記第２室に配置され、現像後に前記現像剤担持体から回収された前記第２室内の現像剤を回転により撹拌及び搬送する第２搬送手段と、を有する現像装置と、
前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転駆動可能な第１駆動手段と、
前記現像剤担持体を回転駆動可能な第２駆動手段と、
前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第１搬送手段は、最上部を前記現像装置の使用時における前記第２搬送手段の最上部と同じ高さ位置又はより高い位置にして配置され、
前記制御手段は、前記現像装置の初期駆動時に、前記第２駆動手段により前記現像剤担持体を回転することなく、所定時間の間、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転するモードを実行可能である、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像装置を着脱可能な装置本体を備え、
前記制御手段は、前記現像装置が前記装置本体に装着された装着状態で出荷された後の前記現像装置の初期駆動時に、前記モードを実行可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記装着状態で出荷された前記現像装置を他の現像装置に交換した後、前記他の現像装置の初期駆動時には、前記モードを実行せずに前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転すると共に前記第２駆動手段により前記現像剤担持体を回転する、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、画像形成時に、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転する回転速度を所定の変速範囲で変速可能であり、前記モードの実行時に、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転する回転速度を前記変速範囲における最高回転速度に設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、画像形成時に、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転する回転速度を所定の変速範囲で変速可能であり、前記モードの実行時に、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転する回転速度を前記変速範囲における最高回転速度より遅い回転速度に設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記モードの実行時に、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転する回転速度を前記変速範囲における最低回転速度に設定する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、前記現像容器の内部の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサを有し、
前記制御手段は、前記現像装置の初期駆動時に、前記トナー濃度センサの検知値に基づいて前記モードを実行するか否かを切り換える、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１室は、使用時における前記現像装置を上下方向から視た場合に、少なくとも一部が前記第２室に重なって配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等により記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。この種の画像形成装置としては、現像装置が非磁性のトナーと磁性のキャリアとを主成分とする二成分現像剤を用いて、感光ドラムに形成された静電像を現像するものが広く普及している。現像装置は現像容器内の循環路において、搬送部材を回転させて現像剤を撹拌しつつ搬送することにより、トナーとキャリアとを摩擦帯電させている。帯電されたトナー及びキャリアは、搬送部材によってマグローラを内蔵した現像スリーブに供給され、現像スリーブによって感光ドラムの対向領域まで搬送されて現像に供される。現像後の現像剤は、現像スリーブから剥離され、循環経路に戻されて搬送部材により循環経路中を撹拌及び搬送され、再び現像スリーブに供給される。このように、回転部材である搬送部材の回転によって現像剤を撹拌搬送する構成である場合、現像装置を出荷して客先に輸送する際の振動による現像剤の凝集や循環路中の現像剤の偏り等によって、搬送部材の回転時に掛かる負荷が増大する可能性がある。搬送部材の回転時に掛かる負荷が増大することにより、搬送部材が回転できずにロックしてしまったり、あるいは現像剤が循環路から現像容器の外部に漏れ出す可能性があった。
【０００３】
搬送部材の回転時に掛かる負荷の増大を防止するために、一成分現像剤を収容した現像装置において、現像剤の凝集や偏りの発生を検知するために、アジテータの回転負荷が所定値を超えたか否かを検知する画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。この画像形成装置では、現像装置のアジテータの回転負荷が所定値を超えた場合に、アジテータを交互に正転及び反転させて駆動させて、現像容器内の現像剤の凝集や偏りをほぐすためのほぐしシーケンスを実行する。この画像形成装置によれば、現像容器内に収容されている現像剤の凝集や偏りを解消し、搬送部材等やその駆動系に掛かる負荷を軽減し、搬送部材の回転ロックの防止を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の画像形成装置では、一成分現像剤用の現像装置を適用しているため、二成分現像剤用の現像容器では搬送部材の回転ロックを防止できない可能性がある。即ち、二成分現像剤用の現像装置では、現像剤を現像スリーブへ供給する第１室と現像スリーブから現像剤を回収する第２室とが、現像剤の循環経路を形成し、第１室には第１搬送スクリュ、第２室には第２搬送スクリュが設けられている。これら第１及び第２の搬送スクリュに対して現像剤の凝集や循環経路中の現像剤の偏り等が発生すると、各搬送スクリュを正転及び反転させるだけでは各搬送スクリュに掛かる負荷を軽減できない虞があった。また、第１搬送スクリュが第２搬送スクリュと同じ高さかそれ以上の高さに位置する場合は、第２搬送スクリュがロックしてしまうと、第１搬送スクリュの回転により現像スリーブを経由して第２室に至った現像剤が第２室に回収されない虞がある。この場合は、第２室に回収されない現像剤が、現像容器外に漏出する虞がある。
【０００６】
本発明は、現像装置の出荷後の輸送により現像剤に偏りが発生する状態においても、スクリュのロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、トナー及びキャリアを有する現像剤が収容され、第１室と前記第１室との間で現像剤の循環経路を形成する第２室とを有する現像容器と、前記現像容器に収容された現像剤を担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像剤担持体と、前記第１室に配置され、前記第１室内の現像剤を回転により撹拌及び搬送して前記現像剤担持体へ供給する第１搬送手段と、前記第２室に配置され、現像後に前記現像剤担持体から回収された前記第２室内の現像剤を回転により撹拌及び搬送する第２搬送手段と、を有する現像装置と、前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転駆動可能な第１駆動手段と、前記現像剤担持体を回転駆動可能な第２駆動手段と、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記第１搬送手段は、最上部を前記現像装置の使用時における前記第２搬送手段の最上部と同じ高さ位置又はより高い位置にして配置され、前記制御手段は、前記現像装置の初期駆動時に、前記第２駆動手段により前記現像剤担持体を回転することなく、所定時間の間、前記第１駆動手段により前記第１搬送手段及び前記第２搬送手段を回転するモードを実行可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像装置の出荷後の輸送により現像剤に偏りが発生する状態においても、スクリュのロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る画像形成装置の現像装置を示す横断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置の現像装置を示す垂直縦断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御系を示す概略のブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る画像形成装置の現像装置を示す垂直縦断面図であり、（ａ）は現像剤が上行連通部側に偏った場合、（ｂ）は現像剤が下行連通部側に偏った場合である。
【図６】第１の実施形態の変形例に係る画像形成装置の現像装置を示す水平縦断面図であり、（ａ）は現像剤が上行連通部側に偏った場合、（ｂ）は現像剤が下行連通部側に偏った場合である。
【図７】第１の実施形態に係る画像形成装置において、現像剤馴らしモードを実行する際の手順を示すフローチャートである。
【図８】現像剤馴らしモードを実行しない画像形成装置の現像装置における画像形成装置の電源オンからの時間と各部の駆動速度との関係を示すグラフである。（ａ）は現像装置の現像剤に偏りがない場合、（ｂ）は現像装置の現像剤に偏りがある場合である。
【図９】第１の実施形態に係る画像形成装置の現像装置における画像形成装置の電源オンからの時間と各部の駆動速度との関係を示すグラフである。
【図１０】第１の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の変形例を示す横断面図であり、（ａ）は供給室と回収室とが水平方向及び上下方向にずれて配置された場合、（ｂ）は供給室と回収室とが水平方向に並んで配置された場合である。
【図１１】第２の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の排出口の周囲を示す垂直縦断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る画像形成装置の現像装置において現像剤が排出口から排出される場合において、（ａ）現像剤面高さと現像剤排出量との関係、（ｂ）現像剤流量と現像剤面高さとの関係を示すグラフである。
【図１３】第３の実施形態に係る画像形成装置の現像装置におけるトナー濃度センサの出力値とトナー濃度との関係を示すグラフである。
【図１４】第３の実施形態に係る画像形成装置において、現像剤馴らしモードを実行する際の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図１０を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、画像形成装置１の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置１に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。あるいは、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施することができる。
【００１１】
図１に示すように、画像形成装置１は、装置本体１０と、不図示のシート給送部と、画像形成部４０と、不図示のシート排出部と、制御部１１とを備えている。画像形成装置１は、不図示の原稿読取装置、パーソナルコンピュータ等のホスト機器、あるいはデジタルカメラやスマートフォン等の外部機器からの画像信号に応じて、４色フルカラー画像を記録材に形成することができる。尚、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である合成樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
【００１２】
本実施形態では、磁性のトナーと非磁性のキャリアとを有する二成分現像剤を使用している。トナーは、着色剤を有した結着樹脂からなる母体と、母体に添加される添加剤とを有している。トナーを形成する樹脂として、本実施形態では負帯電性ポリエステル系樹脂を用いた。トナーの粒径は、小さすぎるとキャリアと摩擦し難くなるため帯電量を制御しづらくなり、大きすぎると精細なトナー像を形成できなくなる。このため、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましく、本実施形態では体積平均粒径７μｍのトナーを用いた。キャリアは、表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが使用可能である。キャリアの粒径は、小さすぎると現像時にキャリアが像担持体に付着しやすくなり、大きすぎると現像時にキャリアがトナー像を乱してしまうので、重量平均粒径は２０〜６０μｍが好ましく、より好ましくは３０〜５０μｍである。抵抗率としては、１０７Ωｃｍ以上が好ましく、より好ましくは１０８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、平均体積粒径４０μｍ、抵抗率１０８Ωｃｍのフェライトキャリアを用いた。本実施形態において現像容器内には３００ｇの現像剤を収容し、設置時の現像剤はトナーとキャリアとの重量比を１：９とした。
【００１３】
画像形成部４０は、シート給送部から給送されたシートＳに対して、画像情報に基づいて画像を形成可能である。画像形成部４０は、プロセスカートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋと、トナーボトル４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋと、露光装置４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋと、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着部４６と、を備えている。尚、本実施形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、プロセスカートリッジ５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図１中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、他の図及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。
【００１４】
プロセスカートリッジ５０は、トナー像を担持して移動する感光ドラム５１と、帯電ローラ５２と、現像装置２０と、不図示の前露光装置と、クリーニングブレード５５と、を有している。プロセスカートリッジ５０は、一体にユニット化されて、装置本体１０に対して着脱可能に構成されている。
【００１５】
感光ドラム５１は、回転可能であり、画像形成に用いられる静電像を担持する。感光ドラム５１は、直径８０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に、順に塗布された下引き層と光電荷発生層と電荷輸送層との３層からなる有機光導電体層（ＯＰＣ）を積層して構成されている。感光ドラム５１は、両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、回転方向Ｒ１（図２参照）に回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム５１として、通常使用されるドラム状の有機感光体を適用した場合について説明したが、これには限られず、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を適用してもよい。また、像担持体はドラム状の感光体であることには限られず、例えば、ベルト状の感光体を用いることも可能である。
【００１６】
帯電ローラ５２は、例えば長さ３２０ｍｍで感光ドラム５１の表面に接触し、従動して回転するゴムローラを用いており、感光ドラム５１の表面を均一に帯電する。帯電ローラ５２には帯電バイアスとして直流電圧が印加され、帯電ローラ５２を介して感光ドラム５１を帯電する。露光装置４２は、レーザスキャナであり、制御部１１から出力される分解色の画像情報に従って、レーザ光を発する。
【００１７】
現像装置２０は、現像バイアスが印加されることにより感光ドラム５１に形成された静電像をトナーにより現像する。現像装置２０は、現像スリーブ（現像剤担持体）２４を有している。現像装置２０の詳細については、後述する。
【００１８】
感光ドラム５１に現像されたトナー像は、中間転写ユニット４４に対して一次転写される。一次転写後の感光ドラム５１は、不図示の前露光装置によって表面を除電される。クリーニングブレード５５は、カウンタブレード方式であり、感光ドラム５１に対して所定の押圧力で当接されている。一次転写後、中間転写ユニット４４に転写されずに感光ドラム５１上に残留したトナーは、感光ドラム５１に当接して設けられたクリーニングブレード５５によって除去され、回収されて次の作像工程に備える。
【００１９】
中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや従動ローラ４４ｄ、一次転写ローラ４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられ、トナー像を担持する中間転写ベルト４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４７ｙ，４７ｍ，４７ｃ，４７ｋは、感光ドラム５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接し、感光ドラム５１のトナー像を中間転写ベルト４４ｂに一次転写する。
【００２０】
中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム５１に当接して感光ドラム５１との間で一次転写部を形成し、一次転写バイアスが印加されることにより、感光ドラム５１に形成されたトナー像を一次転写部で一次転写する。中間転写ベルト４４ｂに一次転写ローラ４７によって正極性の一次転写バイアスを印加することにより、感光ドラム５１上のそれぞれの負極性を持つトナー像が中間転写ベルト４４ｂに順次多重転写される。
【００２１】
二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写外ローラ４５ｂとを備えている。二次転写外ローラ４５ｂに正極性の二次転写バイアスが印加されることによって、中間転写ベルト４４ｂに形成されたフルカラーのトナー像をシートＳに転写する。二次転写外ローラ４５ｂは、中間転写ベルト４４ｂに当接して中間転写ベルト４４ｂとの間で二次転写部４５を形成し、二次転写バイアスが印加されることにより、中間転写ベルト４４ｂに一次転写されたトナー像を二次転写部４５でシートＳに二次転写する。
【００２２】
定着部４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持され搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。シート排出部は、定着後、排出経路から搬送されるシートＳを給送し、例えば、排出口から排出して排出トレイに積載する。
【００２３】
このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム５１が回転して表面が帯電ローラ５２により帯電される。そして、露光装置４２により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム５１に対して発光され、感光ドラム５１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに一次転写される。一次転写後、中間転写ユニット４４に転写されずに感光ドラム５１上に残留したトナーは、クリーニングブレード５５によって除去される。
【００２４】
一方、このようなトナー像の形成動作に並行してシートＳが供給され、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、搬送経路を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が二次転写され、シートＳは、定着部４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、装置本体１０から排出される。
【００２５】
ここで、本実施形態では、画像形成するシートＳの坪量に応じて、シートＳの搬送速度を２段階に変更可能にしている。ここでは、シートＳの坪量が２５０［ｇ／ｍ２］未満である場合は、第１プロセス速度３２０［ｍｍ／Ｓ］とする。また、シートＳの坪量が２５０［ｇ／ｍ２］以上、かつ、３００［ｇ／ｍ２］以下である場合は、第１プロセス速度より遅い第２のプロセス速度１６０［ｍｍ／Ｓ］であるようにしている。第１プロセス速度におけるＡ４サイズのプリント生産性は７０ｐｐｍであり、第２のプロセス速度におけるＡ４サイズのプリント生産性は３５ｐｐｍである。
【００２６】
次に、本実施形態の画像形成装置１における現像装置２０について、図２及び図３に基づいて詳細に説明する。現像装置２０は、装置本体１０に着脱可能で、現像剤を収容する現像容器３０と、第１搬送スクリュ２１と、第２搬送スクリュ２２と、現像スリーブ２４と、規制ブレード２５と、トナー濃度センサ２６と、を有している。現像装置２０は、感光ドラム５１に形成された静電潜像を現像剤により現像する。現像容器３０は、感光ドラム５１に対向する位置に、現像スリーブ２４が露出する開口部３０ａを有している。
【００２７】
現像容器３０は、略中央部で長手方向に略水平に延在する隔壁２７を有している。現像容器３０は、隔壁２７によって上下方向に供給室（第１室）３１と回収室（第２室）３２とに区画されており、現像剤は供給室３１及び回収室３２に収容されている。即ち、供給室３１は、使用時における現像装置２０を上下方向から視た場合に、少なくとも一部が回収室３２に重なって配置されている。これにより、第１搬送スクリュ２１は、最上部を現像装置２０の使用時における第２搬送スクリュ２２の最上部と同じ高さ位置又はより高い位置にして配置される。尚、ここでの最上部とは、例えば、各搬送スクリュ２１，２２の螺旋状の搬送翼２１ｂ，２２ｂの上方向の頂点部とする。
【００２８】
供給室３１は、現像スリーブ２４に現像剤を供給する。回収室３２は、供給室３１に連通し、現像スリーブ２４から現像剤を回収して撹拌する。供給室３１と回収室３２との間の隔壁２７には、両端部において供給室３１と回収室３２とを上下方向に連通させる上行連通部３３と下行連通部３４とが形成されている。上行連通部３３は、回収室３２で現像スリーブ２４から回収した現像剤と供給室３１から組み下げられた現像剤とを供給室３１に組み上げる。下行連通部３４は、供給室３１で現像スリーブ２４に供給されずに供給室３１を通過した現像剤を回収室３２に組み下げる。
【００２９】
第１搬送スクリュ２１は、供給室３１に現像スリーブ２４と略平行に配置され、供給室３１内（第１室内）の現像剤を回転により撹拌しつつ搬送する。第１搬送スクリュ２１は、現像容器３０に回転自在に設けられ磁性を有する軸部２１ａと、軸部２１ａと一体回転し、回転により現像容器３０の内部の現像剤を搬送方向Ｄ１に搬送する螺旋状の搬送翼２１ｂと、を有する。第２搬送スクリュ２２は、回収室３２に第１搬送スクリュ２１と略平行に配置され、現像後に現像スリーブ２４から回収された回収室３２内（第２室内）の現像剤を回転により第１搬送スクリュ２１と反対方向に撹拌しつつ搬送する。第２搬送スクリュ２２は、現像容器３０に回転自在に設けられ磁性を有する軸部２２ａと、軸部２２ａと一体回転し、回転により現像容器３０の内部の現像剤を搬送方向Ｄ２に搬送する螺旋状の搬送翼２２ｂと、を有する。各搬送スクリュ２１，２２の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の連通部である上行連通部３３及び下行連通部３４を通じて供給室３１と回収室３２との間で循環される。本実施形態では、各軸部２１ａ，２２ａは、９００ｒｐｍで回転することにより現像剤の循環を行っている。トナーは、各搬送スクリュ２１，２２によって撹拌されることにより、キャリアと摺擦して負極性に摩擦帯電される。
【００３０】
画像形成装置１には、各搬送スクリュ２１，２２を回転駆動可能な第１モータ（第１駆動手段）Ｍ１と、現像スリーブ２４を回転駆動可能な第２モータ（第２駆動手段）Ｍ２とが設けられている。第１モータＭ１は、第１搬送スクリュ２１に直結され、第１搬送スクリュ２１と第２搬送スクリュ２２とは、１：１．０７のギヤで連結されている。第２モータＭ２は、現像スリーブ２４に直結されている。各モータＭ１，Ｍ２としては、いずれもＤＣモータを使用している。本実施形態では、画像形成時における定常状態の駆動回転速度はプロセス速度に応じて２つあり、第１プロセス速度の場合は、第１モータＭ１の回転速度は８９０［ｒｐｍ］であり、第２モータＭ２の回転速度は５２０［ｒｐｍ］とする。また、第２のプロセス速度の場合は、第１モータＭ１の回転速度は６５０［ｒｐｍ］であり、第２モータＭ２の回転速度は２６０［ｒｐｍ］とする。即ち、制御部１１は、画像形成時に、第１モータＭ１により第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２を回転する回転速度を所定の変速範囲で変速可能である。尚、本実施形態では、各搬送スクリュ２１，２２と現像スリーブ２４とを独立して駆動可能にするために、それぞれに別個のモータＭ１，Ｍ２を使用しているが、これには限られない。例えば、モータを１つにして、クラッチなどを利用して各搬送スクリュ２１，２２と現像スリーブ２４との駆動伝達系を切り換えるようにしてもよい。
【００３１】
現像スリーブ２４は、非磁性のトナー及び磁性のキャリアを有する現像剤を担持して、感光ドラム５１に対向する現像領域Ｄａに回転搬送する。現像スリーブ２４は、例えばアルミニウムや非磁性ステンレス等の非磁性材料で構成され、本実施形態では直径２０ｍｍのアルミニウム製としている。現像スリーブ２４の内側には、ローラ状のマグネットローラ２４ｍが、現像容器３０に対して非回転状態で固定設置されている。マグネットローラ２４ｍは、現像磁極Ｓ１と、現像剤を搬送する磁極Ｎ３，Ｎ２，Ｓ２，Ｎ１と、を有している。現像磁極Ｓ１の磁界により現像剤が磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシが、現像領域Ｄａで感光ドラム５１に接触しつつ、帯電したトナーによって静電潜像をトナー像として現像する。第１搬送スクリュ２１による現像剤の搬送に伴って、現像剤が跳ね上がり、現像スリーブ２４に供給される。現像剤は磁性キャリアが混合しているため、磁極Ｎ２に拘束される。次に、現像スリーブ２４の回転に伴って、規制ブレード２５に対向する磁極Ｓ２を通過し、現像剤が所定量に規制される。規制された現像剤は磁極Ｎ１を通過し、感光ドラム５１に対向する現像磁極Ｓ１へ供給される。現像領域Ｄａを通過し、静電潜像に対してトナーを消費した現像剤は、磁極Ｎ３と磁極Ｎ２との極間において、磁極による磁気拘束力から解放され、現像スリーブ２４の表面から剥ぎ取られて回収室３２に回収される。
【００３２】
開口部３０ａには、現像スリーブ２４が感光ドラム５１に対向して一部露出するように配置されている。現像スリーブ２４の直径は２０ｍｍ、感光ドラム５１の直径は３０ｍｍであり、感光ドラム５１の表面速度がプロセス速度となるよう回転駆動する。この現像スリーブ２４と感光ドラム５１との最近接領域を約２６０μｍの距離とすることによって、現像領域Ｄａに搬送した現像剤を感光ドラム５１と接触させた状態で現像を行なえるように設定されている。
【００３３】
規制ブレード２５は、現像スリーブ２４に担持され静電潜像に供給される現像剤を所定量にするため、現像スリーブ２４の回転方向Ｒ２の現像領域Ｄａの上流側において現像スリーブ２４と対向して配置されている。規制ブレード２５としては、長手方向軸線に沿って延在したアルミニウム製の板状部材を用いている。規制ブレード２５は、感光ドラム５１よりも現像スリーブ２４の回転方向Ｒ２の上流側においてブレード先端が現像スリーブ２４の中心を向くように現像容器３０側に配設されている。現像スリーブ２４が回転することで、現像スリーブ２４上の現像剤は、規制ブレード２５の先端部と現像スリーブ２４の間を通過して現像領域Ｄａへと送られる。従って、規制ブレード２５と現像スリーブ２４の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２４上に担持され現像領域Ｄａへ搬送される現像剤量を調整できる。本実施形態では、現像剤搬送量が３０ｍｇ／ｃｍ２となるようにした。このためには、規制ブレード２５と現像スリーブ２４との間隔として、２００〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは３００〜７００μｍであり、本実施形態では４００μｍに設定した。
【００３４】
トナー濃度センサ２６は、回収室３２の搬送方向Ｄ２の最下流の内壁から３［ｃｍ］、回収室３２の下面から９［ｍｍ］の位置に設置されており、直径８［ｍｍ］の検知面が回収室３２の内壁に０．５［ｍｍ］だけ突出するように設置されている。トナー濃度センサ２６は、制御電圧の印加により、現像容器３０の内部の現像剤の透磁率を検出可能なインダクタンスセンサである。即ち、トナー濃度が上がると検知面近傍のキャリア密度が相対的に下がり、トナー濃度が下がると検知面近傍のキャリア密度が相対的に上がるので、透磁率の信号値を用いてトナー濃度換算テーブルから実トナー濃度を算出する。トナー濃度センサ２６は、制御部１１に接続されており（図４参照）、回収室３２を搬送される現像剤のトナー濃度を検知して、対応する電気信号を制御部１１に送信する。感光ドラム５１上の静電潜像の現像により、現像装置２０内の現像剤のトナー濃度が低下するので、回収室３２内の現像剤に対向して設けたトナー濃度センサ２６により現像剤のトナー濃度を検出する。制御部１１は、トナー濃度センサ２６を利用して、自動トナー補給制御（ＡＴＲ）を実行可能としている。
【００３５】
図３に示すように、現像装置２０の上側には、補給用トナーを収容するホッパ４１ａが配置される。ホッパ４１ａは、下部にスクリュ状の補給スクリュ３５を備え、補給スクリュ３５の一端が現像装置２０の前端部に設けられた補給口２９の位置まで延びている。画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュ３５の回転力と現像剤の重力によって、ホッパ４１ａから補給口２９を通過して現像容器３０に補給される。このようにして、ホッパ４１ａから現像装置２０に補給現像剤が補給される。補給現像剤の補給量は、補給スクリュ３５の回転回数によっておおよそ定められるが、この回転回数は不図示のトナー補給量制御手段によって定められる。トナー補給量制御の方法としては、二成分現像剤のトナー濃度を光学的或いは磁気的に検知するものや、感光ドラム５１上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法など各種の方法が知られており、適宜選択可能である。
【００３６】
図４に示すように、制御部１１はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵ１２と、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ１３と、データを一時的に記憶するＲＡＭ１４と、外部と信号を入出力する入出力回路１５（Ｉ／Ｆ）とを備えている。ＣＰＵ１２は、画像形成装置１の制御全体を司るマイクロプロセッサであり、システムコントローラの主体である。ＣＰＵ１２は、入出力回路１５を介して、シート給送部、画像形成部４０、シート排出部等に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。ＲＯＭ１３には、シートＳに画像を形成するための画像形成制御シーケンス等が記憶される。ＲＡＭ１４は、例えばフラッシュメモリからなる。制御部１１は、トナー濃度センサ２６などのセンサに接続され、各センサからの電気信号を受信する。制御部１１は、ドライバであるモータ制御部１６を介して、第１モータＭ１及び第２モータＭ２などに接続され、各モータＭ１，Ｍ２を制御可能である。
【００３７】
次に、本実施形態の画像形成装置１における工場から出荷された現像装置２０の初期設置に関して説明する。本実施形態では、現像装置２０は画像形成装置１内に設置された状態（装着状態、同梱状態）にて工場から出荷され、客先などに搬入されて画像形成装置１ごと設置される。画像形成装置１内で、現像装置２０は、通常プリント時と同様の方法で支持されている。即ち、現像装置２０は、第１方向Ｘ１（図２参照）及び第２方向Ｘ２（図３参照）に付勢されている。第１方向Ｘ１（図２参照）は、各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向に直交する水平方向において、現像装置２０を感光ドラム５１に向けて付勢する方向である。第２方向Ｘ２（図３参照）は、各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向に沿って、下行連通部３４から上行連通部３３に向けて付勢する方向である。現像装置２０は、第１方向Ｘ１及び第２方向Ｘ２に向けて、それぞればねで加圧されている。これにより、現像スリーブ２４の端部のフランジに設置されている不図示のベアリングと、感光ドラム５１の端部のフランジにベアリングを介して設置されている不図示のスペーサとを突き当て、現像スリーブ２４と感光ドラム５１との最近接領域を形成している。
【００３８】
このため、画像形成装置１の輸送時の振動により現像装置２０は、各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向における下行連通部３４から上行連通部３３側に向かって現像剤が力を受けて偏ってしまう虞がある。これにより、輸送後の現像装置２０の初期設置時には、現像装置２０内の現像剤分布は、図５（ａ）に示すように、供給室３１及び回収室３２のいずれも現像剤が上行連通部３３側に偏ってしまう虞がある。尚、図５（ａ）中、供給室３１及び回収室３２内の破線は現像剤面を示し、破線の矢印は現像剤の循環方向を示しており、いずれも各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向に現像剤が偏っている。
【００３９】
また、本実施形態に限らず、輸送中の現像装置２０内における現像剤は、重力に平行な鉛直方向の振動により重力に従い鉛直下方に偏り、鉛直方向に直交する水平方向の振動により、各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向のどちらかに偏ることがある。尚、各搬送スクリュ２１，２２の回転軸線方向のどちらに偏るかは、現像装置２０の重心や輸送中の姿勢による。例えば、図５（ｂ）に示すように、供給室３１及び回収室３２のいずれも現像剤が下行連通部３４側に偏ってしまう場合もある。あるいは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、供給室３１及び回収室３２が水平方向に設置されている現像装置であっても（図１０（ｂ）参照）、供給室３１及び回収室３２のいずれも現像剤が上行連通部３３側あるいは下行連通部３４側に偏る場合がある。
【００４０】
図５（ａ）に示す本実施形態では、現像スリーブ２４へ現像剤を供給する第１搬送スクリュ２１と、現像スリーブ２４から現像剤を回収する第２搬送スクリュ２２とが、別体として設けられている。この場合、各搬送スクリュ２１，２２と現像スリーブ２４とを同時に駆動させると、第１搬送スクリュ２１が備えられた供給室３１内の現像剤が現像スリーブ２４経由で回収室３２内に流入する。この時、回収室３２は既に現像剤が偏った状態であり、第２搬送スクリュ２２の回転軸線方向において現像剤が回収室３２を全て満たしている状態の箇所がある。このような状態で現像剤が現像スリーブ２４経由で流入すると、第２搬送スクリュ２２の負荷が一時的に増大してスクリュロックや、現像スリーブ２４表面の現像剤搬送力が弱い場合には現像剤を正常に取り込むことができず、現像剤漏出を誘発する虞がある。
【００４１】
この場合に、上述の特許文献１のような搬送部材の正転反転の切換制御を実行することが考えられる。しかしながら、切換制御を実行しても、供給室３１からの現像剤の流入があると回収室３２の現像剤量が増加するため、ほぐし効果を十分に発揮することができず、第２搬送スクリュ２２に掛かる負荷を軽減できない。また、切換制御を実行しても、回収室３２の一部が現像剤で満たされていると、現像剤を正常に取り込むことができず、現像容器３０の開口部３０ａから現像剤が漏出することを回避するのは困難である。
【００４２】
図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すいずれの場合も、図５（ａ）に示す場合と同様である。即ち、回収室３２内の現像剤の偏りがある部分で現像剤が現像スリーブ２４経由で回収室３２内に流入すると（つまり、実線の矢印で表した経路で第２搬送スクリュ２２に流入すると）、一時的に当該領域において負荷の増大がみられる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、このような事態を避けるために、現像装置２０の初期設置時に、予め定められた時間だけ第１搬送スクリュ２１と第２搬送スクリュ２２を予め定められた速度で駆動させる現像剤馴らしモード（モード）を実行可能である。以下、現像剤馴らしモードについて、詳細に説明する。尚、本実施形態では、現像装置２０が画像形成装置１に装着された状態で工場から出荷され、搬入された客先などで画像形成装置１の初期設置モードを行う際に、現像装置２０の初期設置も同時に行われる場合について説明している。
【００４４】
現像剤馴らしモードは、現像装置２０の初期設置時（初期駆動時）に、第２モータＭ２により現像スリーブ２４を回転することなく、所定時間の間、第１モータＭ１により第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２を回転するモードである。現像装置２０の初期設置時とは、例えば、現像装置２０が装置本体１０に装着状態で出荷された場合に、搬入先で画像形成装置１の電源が初めてオンされて現像装置２０が初めて駆動されたときを意味する。本実施形態では、制御部１１は、現像装置２０が装置本体１０に装着された装着状態で客先などに出荷された後の現像装置２０の初期設置時に、現像剤馴らしモードを実行可能である。
【００４５】
本実施形態では、現像剤馴らしモードを実行する所定時間は、５秒間としている。また、本実施形態では、現像剤馴らしモードを実行する際の第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２の回転速度は、第１プロセス速度となるように、第１モータＭ１の回転速度を８９０［ｒｐｍ］としている。即ち、制御部１１は、現像剤馴らしモードの実行時に、第１モータＭ１により第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２を回転する回転速度を変速範囲における最高回転速度に設定する。これにより、現像剤馴らしモードの実行によるダウンタイムを最小限に抑えることができ、生産性の低下を抑えることができる。
【００４６】
画像形成装置１の電源がオンされた際に、現像装置２０における初期設置のタイミングであるか否かは、画像形成装置１のＲＡＭ１４に記憶された初期設置フラグの状態で判断する。即ち、工場出荷時に画像形成装置１のＲＡＭ１４において初期設置フラグをオン状態にして出荷し、画像形成装置１の電源オン時に初期設置フラグがオン状態であれば、初期設置のタイミングと判断して現像剤馴らしモードを実行する。
【００４７】
以下、本実施形態の画像形成装置１において、現像剤馴らしモードを実行する際の手順について、図７に示すフローチャートに沿って説明する。初期設置フラグは、工場出荷時にＲＡＭ１４にオン状態に書き込まれる。画像形成装置１の電源がオンされると（ステップＳ１）、ＣＰＵ１２は初期設置フラグを取得する（ステップＳ２）。ＣＰＵ１２は、初期設置フラグがオン状態であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００４８】
ＣＰＵ１２は、初期設置フラグがオン状態であると判断した場合は（ステップＳ３のＹＥＳ）、工場出荷後の初めての電源オンであると判断する。この場合、現像装置２０内の現像剤が偏っている可能性があるとして、ＲＡＭ１４に格納されている現像剤馴らしモードのパラメータである駆動時間とモータ駆動速度に従い、ＣＰＵ１２が第１モータＭ１を制御し現像剤馴らしモードを実行する（ステップＳ４）。ＣＰＵ１２は、現像剤馴らしモード実行後、ＲＡＭ１４の初期設置フラグをオフ状態に書き換えて（ステップＳ５）、処理を終了する。これにより、次回以降、画像形成装置１の電源オン時にステップＳ３において、初期設置フラグがオン状態でないと判断され（ステップＳ３のＮＯ）、そのまま処理を終了することでダウンタイムを回避できる。
【００４９】
尚、制御部１１は、装着状態で出荷された現像装置２０を他の現像装置２０に交換した後、交換後の現像装置２０の初期駆動時には、現像剤馴らしモードを実行しない。この場合、第１モータＭ１により第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２を回転すると共に、第２モータＭ２により現像スリーブ２４を回転する。これにより、必要以上に現像剤馴らしモードを実行することを回避し、ダウンタイムの発生を抑えて生産性を向上することができる。
【００５０】
ここで、図８（ａ）に、現像剤馴らしモードを実行しない画像形成装置において、初期設置時に現像装置２０に現像剤の偏りがない場合の現像スリーブ２４と第１搬送スクリュ２１との駆動速度を示す。同図に示すように、画像形成装置の電源オン後、通常の画像形成時において、現像装置２０の駆動が開始されてから、現像スリーブ２４と第１搬送スクリュ２１とは、同時に駆動を開始する。現像スリーブ２４は１００［ｍＳ］で目標速度まで立ち上がり、第１搬送スクリュ２１は５０［ｍＳ］で目標速度まで立ち上がる。尚、第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２は、ギヤにより接続されているので、回転速度は異なるが、いずれも同様の回転挙動を示す。
【００５１】
一方、図８（ｂ）に、現像剤馴らしモードを実行しない画像形成装置において、初期設置時に現像装置２０に現像剤の偏りがある場合の現像スリーブ２４と第１搬送スクリュ２１との駆動速度を示す。初期設置時に現像剤の偏りが存在する場合は、現像スリーブ２４は通常の画像形成時と同様に１００［ｍＳ］で立ち上がるのに対し、第２搬送スクリュ２２は負荷が重く、第１搬送スクリュ２１が立ち上がるのに通常より時間が掛かる。しかし、現像スリーブ２４は通常の画像形成時と同様に駆動するため、第１搬送スクリュ２１を立ち上げている間に現像スリーブ２４を経由して、現像剤が供給室３１から回収室３２に流入してしまう。これにより、第２搬送スクリュ２２の負荷が加速度的に増大し、ギヤを介して連動する第１搬送スクリュ２１も同様に負荷を受ける。図８（ｂ）に示す例では、第１搬送スクリュ２１は３１０［ｍＳ］で駆動速度が０となっておりロックしている。
【００５２】
これに対し、図９に示すように、本実施形態の画像形成装置１では、初期設置時に５秒間だけ第１搬送スクリュ２１を駆動し、目標速度の８９０［ｒｐｍ］にまで立ち上げ、５秒後に停止する。このとき、図９に示すように、第１搬送スクリュ２１の目標速度までの立ち上がりには３８０［ｍＳ］を要し、通常の画像形成時よりも多くの時間を要している。しかしながら、現像スリーブ２４が停止しているので、現像スリーブ２４を経由した現像剤の流入がないためスクリュロックには至らず、現像剤馴らしモードの実行後の画像形成時にも通常と変わらない動作を実現することができる。
【００５３】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部１１は、現像装置２０の初期駆動時に、現像剤馴らしモードを実行可能である。即ち、制御部１１は、画像形成装置１の電源オン時に、現像剤馴らしモードを実行し、第２モータＭ２により現像スリーブ２４を回転することなく、所定時間の間、第１モータＭ１により第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２を回転することができる。これにより、現像装置２０の現像剤に偏りが発生した状態であっても、第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２のロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる。
【００５４】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部１１は、現像装置２０が装置本体１０に装着された装着状態で客先などに出荷された後の現像装置２０の初期設置時に、現像剤馴らしモードを実行可能である。これにより、現像装置２０の出荷後の輸送により現像剤に偏りが発生する状態においても、第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２のロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる。
【００５５】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部１１は、装着状態で出荷された現像装置２０を他の現像装置２０に交換した後、交換後の現像装置２０の初期駆動時には、現像剤馴らしモードを実行しない。これにより、必要以上に現像剤馴らしモードを実行することを回避し、ダウンタイムの発生を抑えて生産性を向上することができる。
【００５６】
尚、上述した実施形態の画像形成装置１では、供給室３１は回収室３２の真上に配置されている場合について説明したが、これには限られず、現像剤の供給と回収の機能を２つの収容室に分割できていればよい。但し、この場合も、第１搬送スクリュ２１は、最上部を現像装置２０の使用時における第２搬送スクリュ２２の最上部と同じ高さ位置又はより高い位置にして配置されるようにする。この場合、例えば、図１０（ａ）に示すように、供給室３１と回収室３２とが現像スリーブ２４の回転軸線方向に直交する水平方向及び上下方向にずれて配置されていてもよい。あるいは、図１０（ｂ）に示すように、供給室３１と回収室３２とが現像スリーブ２４の回転軸線方向に直交する水平方向に並んで配置されていてもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態の画像形成装置１では、装着状態で出荷された現像装置２０を他の現像装置２０に交換した後、交換後の現像装置２０の初期駆動時には、現像剤馴らしモードを実行しない場合について説明したが、これには限られない。例えば、このような場合でも、現像剤馴らしモードを実行するようにしてもよい。この場合、交換後の現像装置２０に現像剤の偏りがあったとしても、各搬送スクリュ２１，２２のロックを防止することができる。
【００５８】
また、上述した実施形態の画像形成装置１では、現像装置２０が装置本体１０に装着された状態で出荷される場合について説明したが、これには限られない。例えば、装置本体１０に装着されていない単体の現像装置２０であっても、出荷時の輸送により現像剤の偏りを発生する場合がある。このような単体の現像装置２０の現像剤の偏りに起因する各搬送スクリュ２１，２２のロックを防止するために、例えば、画像形成装置１に現像装置２０の交換後の初期設置操作時に連動させて現像剤馴らしモードを実行するようにしてもよい。
【００５９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図１１〜図１２を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、現像剤馴らしモードの実行時の各搬送スクリュ２１，２２の回転速度を異ならせた点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００６０】
第１の実施形態は、現像装置２０の初期設置時に各搬送スクリュ２１，２２のみ５秒間、第１プロセス速度で駆動させることによって、現像剤の偏りがある場合でもスクリュロックや現像剤の漏出を抑制するものである。第１プロセス速度は各搬送スクリュ２１，２２の駆動速度の最高速度に相当し、これによりダウンタイムを最小限に抑えることができる。その一方、第１プロセス速度による駆動は、現像装置２０に現像剤を排出するための排出口が設けられている場合などには、排出量が想定よりも多くなってしまう可能性がある。そこで、本実施形態では、現像剤馴らしモード時の各搬送スクリュ２１，２２の駆動速度を画像形成時の各搬送スクリュ２１，２２の駆動速度の最高速度よりも遅い駆動速度で駆動させることによって、現像剤の排出過多を抑えつつ現像剤の偏りを解消する。
【００６１】
以下、現像装置２０に設けられた排出口３６から現像剤を排出することにより、キャリアを画像形成動作に伴って交換する動作（ＡＣＲ）について説明する。現像装置２０は現像容器３０内の循環経路において、各搬送スクリュ２１，２２を回転させて現像剤を撹拌しつつ搬送することにより、トナーとキャリアを摩擦帯電させている。トナーとキャリアを含む現像剤は、画像形成によって消費されないキャリアが現像容器３０内で摩擦を受けつつ循環し続けることにより、次第にキャリアの帯電性能が低下してしまう。このため、補給用トナーにキャリアを少量追加した補給用二成分現像剤を、ホッパ４１ａに収容させる。また、循環経路に設けた排出口３６を通じて、搬送される現像剤の一部をオーバーフローさせて余剰分の現像剤を排出することにより、現像剤中のキャリアを交換し、平均的な帯電性能を確保する構成が提案されている。
【００６２】
本実施形態では、補給用二成分現像剤のトナーとキャリアとの混合比は、重量比で９：１としている。図１１に示すように、供給室３１の現像剤の搬送方向Ｄ１の下流側における現像スリーブ設置領域外の壁部に、排出口３６を設けており、この排出口３６より現像剤が排出される。現像剤の補給工程により現像装置２０内の現像剤が増加すると、増加量に応じて、現像剤はこの排出口３６より溢れ出るように排出される。尚、排出口３６は、補給口２９の位置より搬送方向Ｄ１の上流側の位置に形成されている。これは、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためである。
【００６３】
本実施形態では、排出口３６に対向する部分の搬送翼２１ｂを切り欠いており、これによって排出口３６に対向する部分の現像剤搬送力をその隣接する領域と比べて小さくすることにより、現像剤を滞留させて排出させる。搬送方向Ｄ１において、搬送翼２１ｂの切り欠き部分の長さは１４ｍｍで、排出口３６の長さは１０ｍｍであり、搬送翼２１ｂの切り欠き部分の搬送方向Ｄ１の中心位置と排出口３６の搬送方向Ｄ１の中心位置とが一致するように設置されている。排出口３６の下縁は、第１搬送スクリュ２１の軸部２１ａ（図３参照）の中心から鉛直方向上方を正として、＋３ｍｍの位置に設置されている。各搬送スクリュ２１，２２は、いずれも外径１８ｍｍ、軸径６ｍｍで、ピッチは４０ｍｍの一条螺旋羽根からなる。また、現像容器３０のスクリュ外径とのクリアランスは、各方向とも１ｍｍとする。
【００６４】
図１２（ａ）に示すように、排出口３６からの現像剤排出量は、現像容器３０内の排出口３６に対向する部分（対向部）における第１搬送スクリュ２１の軸部２１ａの中心からの現像剤面の高さにより決まる。また、図１２（ｂ）に示すように、現像容器３０内の排出口３６の対向部における第１搬送スクリュ２１の軸部２１ａの中心からの現像剤面の高さは、排出口３６の対向部に流入する現像剤流量により決まる。本実施形態のように第１搬送スクリュ２１と第２搬送スクリュ２２とが異なる構成の現像装置においては、第１搬送スクリュ２１は現像スリーブ２４に現像剤を供給するため、現像剤流量は搬送方向Ｄ１の下流側ほど少なくなる。第２搬送スクリュ２２は、現像スリーブ２４から現像剤を回収するため、現像剤流量は下流側ほど多くなる。ここで、現像剤馴らしモードとして各搬送スクリュ２１，２２のみを一定時間駆動させたときに、現像スリーブ２４を経由して第１搬送スクリュ２１から第２搬送スクリュ２２への現像剤の流入がない。このため、排出口３６の対向部の現像剤流量は一時的に多くなり、条件によっては排出口３６から現像剤が漏れ出てしまう虞がある。
【００６５】
これを防ぐために、本実施形態では、各搬送スクリュ２１，２２の駆動速度を第１の実施形態より遅くして、現像剤馴らしモードの実行により各搬送スクリュ２１，２２のみを駆動させても排出口３６の対向部へと流入する現像剤流量を少なくする。そこで、本実施形態では、現像剤馴らしモードの実行時に、５秒間、各搬送スクリュ２１，２２のみを第２プロセス速度で駆動させるようにする。ここでは、プロセス速度を第２のプロセス速度とするために、第１モータＭ１の回転速度は６５０［ｒｐｍ］とする。即ち、制御部１１は、現像剤馴らしモードの実行時に、第１モータＭ１により各搬送スクリュ２１，２２を回転する回転速度を変速範囲における最高回転速度より遅い回転速度に設定する。特に、本実施形態では、制御部１１は、その速度を最低回転速度に設定する。
【００６６】
ここで、第１の実施形態と第２の実施形態とで、現像装置２０の初期設置時に現像剤馴らしモードを実行した場合の排出口３６からの現像剤排出量を比較した。
その結果を表１に示す。
【表１】
2020003540.tif 000003
【００６７】
表１に示すように、本実施形態の場合は現像剤の剤面高さが第１の実施形態の時と比べて抑えられており排出口３６からの現像剤排出量を抑えることができる。尚、本実施形態のように現像剤流量を小さくする手法として各搬送スクリュ２１，２２の駆動速度を遅くする場合は、排出口３６に流入する流量が単に少なくなることによる現像剤面の低下の効果がある。この場合、この効果に加えて、当該領域における現像剤の滞留度も小さくなる場合があり、より現像剤面の上昇の抑制を図ることができる。
【００６８】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１によっても、制御部１１は、現像装置２０の初期駆動時に、現像剤馴らしモードを実行可能である。これにより、現像装置２０の現像剤に偏りが発生した状態であっても、第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２のロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる。
【００６９】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部１１は、現像剤馴らしモードの実行時に、第１モータＭ１により各搬送スクリュ２１，２２を回転する回転速度を変速範囲における最高回転速度より遅い回転速度に設定する。このため、現像容器３０にキャリアの排出用の排出口３６を有していても、現像剤馴らしモードの実行時における排出口３６からの現像剤排出量を抑えることができる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を、図１３〜図１４を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、トナー濃度センサ２６の検知結果に基づいて現像剤馴らしモードを実行する点で、第１の実施形態と構成を異にしている。但し、それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００７１】
本実施形態では、第１の実施形態で説明したように、インダクタンスセンサであるトナー濃度センサ２６の出力値と現像剤トナー濃度には、図１３に示すような相関関係がある。この相関関係が、上述したトナー濃度換算テーブルとしてＲＯＭ１３に記憶されており、トナー濃度センサ２６の出力値である透磁率の信号値を用いて実トナー濃度を算出することができる。本実施形態では、トナー濃度センサ２６は、６．８［Ｖ］の駆動電源と６［Ｖ］の制御電圧で動作させ、０［Ｖ］〜５［Ｖ］で出力されるものとするが、制御電圧は出力電圧が予め定められた範囲に入るように制御で調整してもよい。
【００７２】
センサ検知面の近傍のキャリア密度によりトナー濃度を算出するという特性上、トナー濃度以外の要因でセンサ検知面の近傍のキャリア密度が変わってしまうと、トナー濃度が変わっていなくても見かけ上のトナー濃度の変化として検出される。しかし、トナー濃度が予め分かっている場合は、トナー濃度センサ２６の出力結果（検知値）と実トナー濃度との差分からセンサ面近傍のキャリア密度の変化、即ち現像剤の偏りを予想することができる。
【００７３】
ここで、現像装置２０を下行連通部３４又は上行き連通部３３を下にして立てた向きで下方の床面等に叩きつけるタッピングを行い、所定回数のタッピング後に画像形成装置１に装着して通常の画像形成動作を行うと共にトナー濃度センサ２６で検知した。そして、タッピングの向きや回数と、それに対するスクリュロックの有無とトナー濃度センサ２６の出力値とを比較した。その結果を表２に示す。
【表２】
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【００７４】
表２において、偏りレベル０は、通常の画像形成動作後の状態であり、現像装置２０内の現像剤偏りはない。偏りレベル０のトナー濃度センサ２６の出力値は、１．９［Ｖ］であった。偏りレベル０では、通常の画像形成動作の実行により、各搬送スクリュ２１，２２のスクリュロックは発生しなかった。
【００７５】
偏りレベル１では、下行連通部３４を下にして、第１搬送スクリュ２１を鉛直方向に向けて８０回タッピングした。偏りレベル１では、下行連通部３４の周辺に現像剤が偏り、上行連通部３３及びトナー濃度センサ２６の近傍には現像剤が殆どない状態であるので、トナー濃度センサ２６の出力値は０．３［Ｖ］で偏りレベル０に対して極端に小さくなっている。偏りレベル１では、通常の画像形成動作の実行により、各搬送スクリュ２１，２２のスクリュロックが発生した。
【００７６】
偏りレベル２〜５では、上行連通部３３を下にして、第１搬送スクリュ２１を鉛直方向に向けてそれぞれ２０回，４０回，６０回，８０回タッピングした。偏りレベル２及び偏りレベル３では、タッピングにより上行連通部３３の近傍に現像剤が偏っている状態であるが、いずれも軽度であり、通常の画像形成動作でもスクリュロックは起きない。偏りレベル４及び偏りレベル５では、トナー濃度センサ２６の出力も大きく、通常の画像形成動作ではスクリュロックが起きてしまう。
【００７７】
従って、本実施形態では、各搬送スクリュ２１，２２が静止している状態において、トナー濃度センサ２６の出力電圧が１．０［Ｖ］以下、もしくは４．０［Ｖ］以上となったときにスクリュロックが起きる可能性の高い現像剤の偏りが起きたと判断する。この現像剤の偏りが起きた場合に、現像剤馴らしモードを行うものとする。尚、ここでの判断の電圧の大きさは一例であり、ここで示した数値に限られないのは勿論である。また、現像剤馴らしモードを実行するためのトナー濃度センサ２６の出力値の閾値は、本実施形態に挙げたように予め定められた固定値である必要はなく、工場内で調整された値や、その他の値から決められる変数であってもよい。
【００７８】
次に、本実施形態の画像形成装置１において、現像剤馴らしモードを実行する際の手順について、図１４に示すフローチャートに沿って説明する。尚、図１４に示すフローチャートは、第１の実施形態における図７に示すフローチャートと一部に同様の処理を有しており、これら同様の処理についてはステップ番号を同じくして詳細な説明を省略する。
【００７９】
ＣＰＵ１２は、初期設置フラグがオン状態であると判断した場合は（ステップＳ３のＹＥＳ）、工場出荷後の初めての電源オンであると判断する。そして、ＣＰＵ１２は、トナー濃度センサ２６の出力値Ｖを取得する（ステップＳ１０）。ＣＰＵ１２は、取得した出力値Ｖが、１．０（Ｖ）＜Ｖ＜４．０（Ｖ）を満たすか否かを判断する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ１２は、取得した出力値Ｖが、１．０（Ｖ）＜Ｖ＜４．０（Ｖ）を満たさない判断した場合は（ステップＳ１１のＮＯ）、現像装置２０内の現像剤が偏っている可能性があると判断する。このため、ＲＡＭ１４に格納されている現像剤馴らしモードのパラメータである駆動時間とモータ駆動速度に従い、ＣＰＵ１２が第１モータＭ１を制御し現像剤馴らしモードを実行する（ステップＳ４）。一方、ＣＰＵ１２は、取得した出力値Ｖが、１．０（Ｖ）＜Ｖ＜４．０（Ｖ）を満たすと判断した場合は（ステップＳ１１のＹＥＳ）、そのまま処理を終了することでダウンタイムを回避できる。
【００８０】
上述したように、本実施形態の画像形成装置１によっても、制御部１１は、現像装置２０の初期駆動時に、現像剤馴らしモードを実行可能である。これにより、現像装置２０の現像剤に偏りが発生した状態であっても、第１搬送スクリュ２１及び第２搬送スクリュ２２のロックやそれに伴う現像剤の漏出を抑えることができる。
【００８１】
また、本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部１１は、現像装置２０の初期設置時に、トナー濃度センサ２６の出力値に基づいて現像剤馴らしモードを実行するか否かを切り換える。このため、不必要なダウンタイムや現像剤の排出を削減することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１…画像形成装置、１０…装置本体、１１…制御部（制御手段）、２０…現像装置、２１…第１搬送スクリュ（第１搬送手段）、２２…第２搬送スクリュ（第２搬送手段）、２４…現像スリーブ（現像剤担持体）、２６…トナー濃度センサ、３０…現像容器、３１…供給室（第１室）、３２…回収室（第２室）、５１，５１ｃ，５１ｋ，５１ｍ，５１ｙ…感光ドラム（像担持体）、Ｍ１…第１モータ（第１駆動手段）、Ｍ２…第２モータ（第２駆動手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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