(57)【要約】【課題】簡易な装置構成を維持しながら、現像装置に供給すべき現像剤の量を適切に設定することによって、現像剤の凝集を抑制する。【解決手段】現像装置９が、トナーコンテナ（４）から供給されたトナーを収容する筐体（３０）と、トナーを担持し、当該トナーによって感光体ドラム（７）上の静電潜像をトナー像に現像する現像ローラー（３１）と、感光体ドラムからトナー像が転写された用紙の累積印字枚数に応じて、筐体に収容されるトナーの目標量を設定する目標量設定部と、を備えている。【選択図】図２
2020086431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤供給部から供給された現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤を担持し、当該現像剤によって像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像剤収容部に収容された前記現像剤の収容量を検知する収容量検知部と、
前記現像剤収容部が収容すべき前記現像剤の目標量を設定するのに用いられる制御温度を検知する温度検知部と、を備え、
前記制御温度に基づいて設定された前記目標量に基づいて前記現像剤が前記現像剤収容部へと供給される、ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体が担持する前記現像剤の担持量を規制する現像剤規制部をさらに備え、
前記温度検知部は前記現像剤規制部の温度を前記制御温度として検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体が担持する前記現像剤の担持量を規制する現像剤規制部をさらに備え、
前記温度検知部は前記現像剤規制部に付着している前記現像剤の温度を前記制御温度として検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記温度検知部が検知した前記制御温度に基づいて前記目標量を設定する目標量設定部と、
前記現像剤収容部へ供給される前記現像剤の供給量を前記収容量と前記目標量とに基づいて制御する供給量制御部と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記目標量設定部は、
前記制御温度が閾値温度以下である場合には前記目標量を所定の固定値に設定する一方で、前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合には前記制御温度が高いほど前記目標量を少なく設定する、ことを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記目標量設定部は、
前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合において、前記現像剤収容部に前記現像剤が滞留している滞留時間が長いほど前記目標量を少なく設定する、ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記目標量設定部は、
前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合において、画像形成における印字率が低いほど前記目標量を少なく設定する、ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
現像剤供給部から供給された現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤を担持し、当該現像剤によって像担持体上の静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、
前記像担持体から前記現像剤像が転写された出力物の累積印字枚数に応じて、前記現像剤収容部に収容される前記現像剤の目標量を設定する目標量設定部と、を備えている、ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
前記現像剤収容部に収容された前記現像剤の収容量を検知する収容量検知部と、
前記現像剤収容部へ供給される前記現像剤の供給量を前記収容量と前記目標量とに基づいて制御する供給量制御部とを備えている、ことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記目標量設定部は、前記出力物の累積印字枚数の増加に伴って前記現像剤の目標量を少なく設定する、ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記目標量設定部は、画像形成における印字率および前記出力物の累積印字枚数に応じて前記現像剤の目標量を設定し、印字率が低いほど前記現像剤の目標量を少なく設定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を現像する現像装置、および現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、現像剤を収容し、感光体ドラム等の像担持体上の静電潜像を現像剤によって現像する現像装置を有する。
【０００３】
現像装置内の現像剤は、現像ローラー等の現像剤担持体に担持かつ搬送され、像担持体へと供給される。所定の現像性能を発揮するためには、現像剤担持体上に担持されている現像剤の担持量を適切に規制する必要がある。現像剤の担持量を規制するために、特許文献１に開示されるような規制ブレードが使用されている。
【０００４】
規制ブレードの周辺では、規制ブレードによって規制された（堰き止められた）現像剤が凝集する傾向にある。特許文献１では、規制ブレードに設けた振動部材を振動させることによって、規制ブレードの周辺における現像剤の凝集を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術においては、現像剤の凝集を抑制するための振動部材を現像装置に設ける必要があるので、現像装置が大型化すると共に、現像装置の製造に要するコストが増大するという課題がある。
【０００７】
以上の事情を考慮して、本発明は、簡易な装置構成を維持しながら、現像装置に供給すべき現像剤の量を適切に設定することによって、現像剤の凝集を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る現像装置は、現像剤供給部から供給された現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤を担持し、当該現像剤によって像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤の収容量を検知する収容量検知部と、前記現像剤収容部が収容すべき前記現像剤の目標量を設定するのに用いられる制御温度を検知する温度検知部と、を備える。上記した現像装置において、前記制御温度に基づいて設定された前記目標量に基づいて前記現像剤が前記現像剤収容部へと供給される。
【０００９】
好適には、上記した現像装置は、前記現像剤担持体が担持する前記現像剤の担持量を規制する現像剤規制部をさらに備え、前記温度検知部は前記現像剤規制部の温度を前記制御温度として検知する。
【００１０】
好適には、上記した現像装置は、前記現像剤担持体が担持する前記現像剤の担持量を規制する現像剤規制部をさらに備え、前記温度検知部は前記現像剤規制部に付着している前記現像剤の温度を前記制御温度として検知する。
【００１１】
好適には、上記した現像装置は、前記温度検知部が検知した前記制御温度に基づいて前記目標量を設定する目標量設定部と、前記現像剤収容部へ供給される前記現像剤の供給量を前記収容量と前記目標量とに基づいて制御する供給量制御部と、を備える。
【００１２】
好適には、前記目標量設定部は、前記制御温度が閾値温度以下である場合には前記目標量を所定の固定値に設定する一方で、前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合には前記制御温度が高いほど前記目標量を少なく設定する。
【００１３】
好適には、前記目標量設定部は、前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合において、前記現像剤収容部に前記現像剤が滞留している滞留時間が長いほど前記目標量を少なく設定する。
【００１４】
好適には、前記目標量設定部は、前記制御温度が前記閾値温度を上回る場合において、画像形成における印字率が低いほど前記目標量を少なく設定する。
【００１５】
本発明に係る他の現像装置は、現像剤供給部から供給された現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤を担持し、当該現像剤によって像担持体上の静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、前記像担持体から前記現像剤像が転写された出力物の累積印字枚数に応じて、前記現像剤収容部に収容される前記現像剤の目標量を設定する目標量設定部と、を備えている。
【００１６】
好適には、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤の収容量を検知する収容量検知部と、前記現像剤収容部へ供給される前記現像剤の供給量を前記収容量と前記目標量とに基づいて制御する供給量制御部とを備えている。
【００１７】
好適には、前記目標量設定部は、前記出力物の累積印字枚数の増加に伴って前記現像剤の目標量を少なく設定する。
【００１８】
好適には、前記目標量設定部は、画像形成における印字率および前記出力物の累積印字枚数に応じて前記現像剤の目標量を設定し、印字率が低いほど前記現像剤の目標量を少なく設定する。
【００１９】
また、本発明に係る画像形成装置は、上記した現像装置を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、簡易な装置構成を維持しながら、現像装置に供給すべき現像剤の量（目標量）が適切に設定され、ひいては現像剤の凝集を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置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トナーコンテナおよび現像装置を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る現像装置の斜視図である。
【図５】第１の実施形態に係る制御装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る画像形成装置の論理構成を示す説明図である。
【図７】第１の実施形態に係る設定テーブルを示す表である。
【図８】第１の実施形態に係る制御温度と目標量との関係を示すグラフである。
【図９】第１の実施形態に係る設定テーブルを示す表である。
【図１０】第１の実施形態に係る制御温度と印字率と目標量との関係を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態に係る用紙の累積印字枚数とトナーの劣化度との関係を示すグラフである。
【図１２】第２の実施形態に係る画像形成装置の論理構成を示す説明図である。
【図１３】第２の実施形態に係る用紙の累積印字枚数とトナーの目標量との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
１．画像形成装置の全体構成
まず、第１の実施形態に係る現像装置９を有する画像形成装置１の全体的な構成について図１を参照しながら説明する。画像形成装置１は、例えば、プリント機能、コピー機能およびファックス機能等を複合的に備える複合機である。
【００２３】
以下、説明の便宜上、図１の紙面手前側を画像形成装置１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏ、Ｆｒ、Ｒｒは、それぞれ画像形成装置１の左側、右側、上側、下側、前側、後側を示す。
【００２４】
画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２を備える。装置本体２の下部には用紙を収納する給紙カセットが設けられ、装置本体２の上部には排紙トレイが設けられる。装置本体２の上面には、排紙トレイの側方に上カバー３が開閉可能に取り付けられる。上カバー３の下方にはトナーコンテナ４（現像剤供給部）が収納される。上カバー３を開くことにより装置本体２内のトナーコンテナ４の収納空間が露出し、装置本体２に対してトナーコンテナ４が着脱可能となる。
【００２５】
装置本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が排紙トレイの下方に配置される。露光器５の下方には画像形成部６が設けられる。画像形成部６は回転可能な感光体ドラム７（像担持体）を有する。感光体ドラム７の周囲には、帯電部８と、トナーコンテナ４に接続される現像装置９と、転写ローラーと、クリーニング部とが、感光体ドラム７の回転方向（図１の時計回り方向）に沿って配置される。
【００２６】
装置本体２の内部には用紙の搬送経路１０が設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部が給紙カセットの近傍に設けられる。搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７および転写ローラーを有する転写部が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着装置が設けられる。搬送経路１０の下流端には排紙部が排紙トレイの近傍に設けられる。
【００２７】
装置本体２は、さらに、画像形成装置１の各部を制御する制御装置１５を内部に備える。また、装置本体２は、画像形成装置１の状態を表示する表示部１７を上面または側面に備える。表示部１７は、タッチパネルやディスプレイ等で構成される。表示部１７は、スタートキー、ストップ／クリアキー、テンキー等の画像形成装置１を操作する操作キーを備えてもよい。なお、表示部１７は、画像形成装置１の外部に別個に設けられてもよい。
【００２８】
２．画像形成装置の動作概略
次いで、前述した構成を備える画像形成装置１による画像形成動作について概略的に説明する。画像形成装置１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され印刷開始が指示されると、画像形成動作を開始する。画像形成動作においては、まず、画像形成部６の帯電部８が感光体ドラム７の表面を帯電させた後、露光器５がレーザー光を発することにより画像データに対応した露光が感光体ドラム７に対して行われ、感光体ドラム７の表面に画像データに対応した静電潜像が形成される。そして、画像形成部６の現像装置９がトナー（現像剤）を用いて上記の静電潜像をトナー像に現像する。
【００２９】
他方、給紙カセットに収納された用紙が給紙部によって取り出され搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、所定のタイミングで転写部へと搬送され、転写部によって感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は定着装置へと搬送され、定着装置によってトナー像が用紙に定着する。トナー像が定着した用紙は排紙部から排紙トレイに排出される。
【００３０】
３．現像装置
次いで、現像装置９について説明する。図２に示すように、現像装置９には、トナーコンテナ４（現像剤供給部）が接続されている。トナーコンテナ４は、磁性１成分現像剤であるトナーを内部に格納する容器本体２０と、トナーを現像装置９に対して供給する搬送部材２１と、トナーを撹拌する撹拌部材２２とを有する。
【００３１】
容器本体２０は、供給路１２を介して現像装置９と連通する供給口２０ａを有する。駆動部材２３（図５参照）からの回転駆動力によって搬送部材２１が回転することで、容器本体２０内のトナーが供給口２０ａおよび供給路１２を介して現像装置９へ供給される。駆動部材２３の回転は制御装置１５によって制御される。
【００３２】
図２に示すように、現像装置９は、磁性１成分現像剤であるトナーを収容する筐体３０（現像剤収容部）を備える。筐体３０は前後方向に長い略箱型形状に形成されている。現像装置９の筐体３０が収容可能なトナーの量は、例えば、２００ｇである。
【００３３】
図２から図４に示すように、現像装置９は、トナーを感光体ドラム７に対して供給する現像ローラー３１（現像剤担持体）と、トナーを撹拌する撹拌部材３２と、トナーを搬送する搬送部材３３と、トナー量（現像剤量）を検知する透磁率センサー３４（収容量検知部）と、温度を検知するサーミスター３５（温度検知部）と、トナーの担持量（トナー層高）を規制する規制ブレード３６（現像剤規制部）と、を有する。
【００３４】
筐体３０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、感光体ドラム７と対向するように左面に開口した開口部と、上面に開口した供給口３０ａとを有する。供給口３０ａは、供給路１２を介してトナーコンテナ４と連通する。トナーコンテナ４からのトナーは、供給路１２および供給口３０ａを介して、トナー供給位置Ｓに供給される。
【００３５】
現像ローラー３１は、開口部を介して感光体ドラム７と対向するように配置される。現像ローラー３１は、前後方向に長い回転軸を有し、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。現像ローラー３１は、筐体３０内のトナーを担持すると共に、回転することによって担持するトナーを感光体ドラム７へ供給して、感光体ドラム７上の静電潜像を現像する。
【００３６】
撹拌部材３２および搬送部材３３は、筐体３０の下部に左右に並べて配置される。撹拌部材３２および搬送部材３３は、前後方向に長い回転軸を有し、前後方向に長い回転軸を中心に巻回されるブレードを備え、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。撹拌部材３２および搬送部材３３の回転により筐体３０内のトナーが撹拌されて、現像ローラー３１へ搬送される。
【００３７】
透磁率センサー３４は、筐体３０に収容されたトナーの収容量ＡＡを検知するセンサーであって、筐体３０の側面に配置される。検知されたトナーの収容量ＡＡを示す信号が、制御装置１５に対して出力される。なお、トナーの収容量ＡＡを検知可能な任意のセンサー（例えば、圧電センサー）を、上記の透磁率センサー３４に代えて採用することも可能である。
【００３８】
規制ブレード３６は、現像ローラー３１が担持するトナーの担持量を規制する要素であり、現像ローラー３１の上方に、所定の間隔を空けて現像ローラー３１に対向して設けられる略平板状の部材である。
【００３９】
サーミスター３５は、規制ブレード３６の温度を、筐体３０が収容すべきトナーの目標量ＴＡを設定するのに用いられる制御温度ＣＴとして検知する温度センサーであり、規制ブレード３６上の前後方向端部のいずれかに近接して設けられる。検知された温度（制御温度ＣＴ）を示す信号が、制御装置１５に対して出力される。
【００４０】
なお、上記のサーミスター３５に代えて、規制ブレード３６に付着しているトナーの温度を制御温度ＣＴとして検知可能な任意の温度センサーを、トナーが付着する規制ブレード３６の裏側（撹拌部材３２側）に設ける構成も採用可能である。
【００４１】
４．制御装置
次いで、制御装置１５の電気的な構成について図５を参照しながら説明する。制御装置１５はＣＰＵ等のプロセッサーによって構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等によって構成される記憶装置１６に接続される。また、制御装置１５は、表示部１７、駆動部材２３、透磁率センサー３４、およびサーミスター３５等の画像形成装置１の各部に接続されている。
【００４２】
概略的には、制御装置１５が、記憶装置１６に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置１５に接続された各部を制御する。より詳細には、例えば、制御装置１５が、制御温度ＣＴに基づいて設定された目標量ＴＡに基づいて、トナーコンテナ４から現像装置９（筐体３０）へのトナーの供給動作を制御する。
【００４３】
図６は、画像形成装置１（特に、制御装置１５）によって実現される論理構成を示す説明図である。画像形成装置１は、制御装置１５の動作によってソフトウェア的に構成される機能ブロックである制御部４０と、記憶装置１６によって論理的に構成される記憶部５０とを備える。
【００４４】
制御部４０は、機能ブロックとして、目標量設定部４１と、供給量制御部４２とを備える。目標量設定部４１は、サーミスター３５が検知した制御温度ＣＴに基づいて目標量ＴＡを設定する。供給量制御部４２は、現像装置９（筐体３０）へ供給されるトナーの供給量ＳＡを、収容量ＡＡと目標量ＴＡとに基づいて制御する。以上の機能ブロックは、記憶装置１６に記憶されている制御プログラムを制御装置１５が実行することによって実現される。なお、現像装置９は、上記した制御部４０（特に、目標量設定部４１および供給量制御部４２）を包摂する構成として把握することが可能である。
【００４５】
５．トナー量（現像剤量）の制御
現像装置９の温度が上昇すると、現像装置９内のトナー（現像剤）の温度も上昇する。トナーには樹脂成分が含まれるので、温度上昇に伴ってトナーの粘性も増加し、ひいてはトナーが凝集し易くなる。トナーが凝集すると、規制ブレード３６の周辺にトナーが溜まる結果、現像ローラー３１上のトナー層形成に不良が発生し、形成される画像に不具合が生じる。そのため、本実施形態では、現像装置９（特に、規制ブレード３６）の温度が上昇するに従って、現像装置９に供給すべきトナーの量を低減させることによって、規制ブレード３６周辺でのトナーの凝集を抑制する。より詳細には以下の通りである。
【００４６】
５−１．制御温度に基づくトナー量制御
記憶部５０には、制御温度ＣＴに基づいてトナーの目標量ＴＡを決定するための設定テーブルＳＴ１が予め記憶されている。図７に、設定テーブルＳＴ１の例を示す。図７に示すように、制御温度ＣＴが３５℃以下である場合には、目標量設定部４１は、目標量ＴＡを２００ｇの固定値に設定する。また、目標量設定部４１は、制御温度ＣＴが３５℃を上回ると、２℃上昇するごとに目標量ＴＡを２０ｇずつ少なく設定する。すなわち、目標量ＴＡは離散的に設定される。
【００４７】
目標量ＴＡが設定されると、供給量制御部４２は、現在筐体３０に収容されているトナーの収容量ＡＡを目標量ＴＡから減算して供給量ＳＡを取得する（ＳＡ＝ＴＡ−ＡＡ）。そして、供給量制御部４２は、供給量ＳＡに相当する量のトナーがトナーコンテナ４から現像装置９に供給されるように駆動部材２３を制御する。なお、算定された供給量ＳＡが負値である場合、供給量制御部４２は、トナーが供給されないように駆動部材２３を制御する（例えば、駆動部材２３を停止させる）。
【００４８】
なお、上記した目標量ＴＡの制御は、目標量設定部４１が、任意の頻度で実行可能である。サーミスター３５からの制御温度ＣＴを示す信号を受信するごと（例えば、１秒おきに受信するごと）に、目標量設定部４１が上記制御を実行してもよい。また、目標量設定部４１が、所定時間（例えば、３０秒間）に亘って受信した信号が示す温度値を平均して制御温度ＣＴを算定し、制御温度ＣＴが算定されるごとに上記制御を実行してもよい。他に、目標量設定部４１が、サーミスター３５からの信号を所定時間おきに検知して上記制御を実行してもよい。
【００４９】
また、目標量設定部４１が、設定テーブルＳＴ１に拠らずに目標量ＴＡを算定する構成も採用可能である。例えば、図８に示すように、制御温度ＣＴを変数とする式（１）および式（２）に従って目標量ＴＡが連続的に設定されてもよい。
ＴＡ＝−１０ＣＴ＋５５０（ただし、ＣＴ＞３５℃）  ……式（１）
ＴＡ＝２００（ただし、ＣＴ≦３５℃）  ……式（２）
【００５０】
すなわち、目標量設定部４１は、制御温度ＣＴが閾値温度（例えば、３５℃）以下である場合には目標量ＴＡを所定の固定値（例えば、２００ｇ）に設定すればよく、制御温度ＣＴが閾値温度を上回る場合には制御温度ＣＴが高いほど目標量ＴＡを固定値よりも少なく設定すればよい。
【００５１】
５−２．制御温度と印字率とに基づくトナー量制御
現像装置９内にトナーが留まっている時間（すなわち、トナーの滞留時間）が長いほど、現像装置９の温度の影響がより長い時間に亘ってトナーに及ぶので、トナーがより凝集し易くなる。トナーの滞留時間は、現像装置９のトナーが消費される度合いが低いほど、すなわち、現像装置９（画像形成装置１）の出力画像の印字率Ｒが低いほど、長くなる傾向にある。そこで、目標量設定部４１が、制御温度ＣＴだけではなく、画像形成における印字率Ｒにも基づいて目標量ＴＡを設定すると好適である。
【００５２】
記憶部５０には、印字率Ｒに対応した印字率係数Ｃを決定するための設定テーブルＳＴ２が予め記憶されている。図９に、設定テーブルＳＴ２の例を示す。印字率係数Ｃは、印字率Ｒが低いほど目標量ＴＡを少なく設定するための係数である。印字率Ｒは、制御部４０によって算定される値であり、例えば、所定の期間に亘って実行された画像形成時の印字率の平均値である。
【００５３】
目標量設定部４１は、図１０に示すように、制御温度ＣＴおよび印字率係数Ｃを変数とする式（３）および式（４）に従って目標量ＴＡを設定する。
ＴＡ＝（Ｃ−１０）×ＣＴ−３５Ｃ＋５５０（ただし、ＣＴ＞３５℃）  ……式（３）
ＴＡ＝２００（ただし、ＣＴ≦３５℃）  ……式（４）
【００５４】
なお、目標量設定部４１は、上記式（３）および式（４）に拠らずとも、制御温度ＣＴが閾値温度（例えば、３５℃）を上回る場合において、画像形成における印字率Ｒが低いほど目標量ＴＡを少なく設定すればよい。
【００５５】
また、目標量設定部４１は、制御温度ＣＴが閾値温度（例えば、３５℃）を上回る場合において、現像装置９（筐体３０）にトナーが滞留している滞留時間が長いほど、目標量ＴＡを少なく設定してもよい。トナーの滞留時間は任意の手法によって算定され得る。
【００５６】
６．第１の実施形態の技術的効果
本実施形態によれば、上述のように、サーミスター３５によって検知された制御温度ＣＴに基づいて目標量ＴＡが設定され、目標量ＴＡに基づいてトナーが現像装置９（筐体３０）へと供給される。以上の構成によれば、トナー凝集を抑制するための振動部材等の物理的な構成を設けなくとも、トナー凝集に影響する制御温度ＣＴに従って供給すべきトナー量が適切に設定される。すなわち、現像装置９の簡易な構成を維持しつつ、トナーの凝集を抑制することが可能である。
【００５７】
また、本実施形態では、現像装置９が、現像ローラー３１が担持するトナーの担持量を規制する規制ブレード３６を備え、サーミスター３５が規制ブレード３６の温度を制御温度ＣＴとして検知する。以上の構成によれば、規制ブレード３６の温度に応じたトナーの目標量ＴＡの設定が実現される。一方、サーミスター３５が規制ブレード３６に付着しているトナーの温度を制御温度ＣＴとして検知する構成によれば、付着トナー、すなわち凝集したトナーの温度に応じたトナーの目標量ＴＡの設定が実現される。
【００５８】
また、本実施形態では、目標量設定部４１が、サーミスター３５が検知した制御温度ＣＴに基づいて目標量ＴＡを設定すると共に、供給量制御部４２が、筐体３０へ供給されるトナーの供給量ＳＡを収容量ＡＡと目標量ＴＡとに基づいて制御する。以上の構成によれば、現在のトナーの収容量ＡＡと目標量ＴＡとに応じて供給量ＳＡが設定されるので、より精度よくトナーを供給することが可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、目標量設定部４１が、制御温度ＣＴが閾値温度以下である場合には目標量ＴＡを所定の固定値に設定する一方で、制御温度ＣＴが閾値温度を上回る場合には制御温度ＣＴが高いほど目標量ＴＡを少なく設定する。以上の構成によれば、制御温度ＣＴが高いほど、すなわちトナーの粘性が高まりトナーが凝集しやすいほど、トナーの目標量ＴＡが少なく設定されるので、トナーの凝集を抑制することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態の一例では、目標量設定部４１が、制御温度ＣＴが閾値温度を上回る場合において、現像装置９（筐体３０）にトナーが滞留している滞留時間が長いほど目標量ＴＡを少なく設定する。以上の構成によれば、現像装置９内の温度の影響がより長い時間に亘ってトナーに及んでいるほど、すなわちトナーが凝集し易いほど、トナーの目標量ＴＡが少なく設定されるので、トナーの凝集を抑制することが可能である。
【００６１】
また、本実施形態の一例では、目標量設定部４１が、制御温度ＣＴが閾値温度を上回る場合において、画像形成における印字率Ｒが低いほど目標量ＴＡを少なく設定する。以上の構成によれば、印字率Ｒが低いためトナーの消費率が低いほど、すなわち、トナーの滞留時間が長いためトナーが凝集し易いほど、トナーの目標量ＴＡが少なく設定されるので、トナーの凝集を抑制することが可能である。
【００６２】
７．第２の実施形態
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、感光体ドラム７からトナー像（現像剤像）が転写された用紙の累積印字枚数に応じて、筐体３０が収容するトナーの目標量ＴＡを設定する点について第１の実施形態と相違する。したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
現像装置９内のトナーの滞留時間が長いと、現像装置９内の温度によってトナーの樹脂成分の粘性が増加してトナーが凝集し易くなる。また、現像装置９内のトナーの撹拌時に、トナー自体の重みによってトナーに圧力が作用して凝集する。さらに、現像ローラー３１に担持されたトナーが規制ブレード３６を通過する際に、規制ブレード３６からトナーが受ける圧力によってもトナーが凝集する。このため、用紙の累積印字枚数が増加すると、現像装置９内のトナーの滞留時間が長くなり、温度や圧力によってトナーが劣化して凝集し易くなる。
【００６４】
図１１は、用紙の累積印字枚数とトナーの劣化度との関係を印字率毎に示すグラフである。実線Ｗ１は劣化度１．０％、実線Ｗ２は劣化度３．８％、実線Ｗ３は劣化度５．０％、実線Ｗ４は劣化度１０．０％、実線Ｗ５は劣化度５０．０％の場合の用紙の累積印字枚数とトナーの劣化度との関係をそれぞれ示している。実線Ｗ１に示すように、劣化度１．０％では用紙の累積印字枚数の増加に伴ってトナーの劣化度が急激に高くなっている。これは、印字率が低いと、現像装置９内のトナーの入れ替わりが遅く、トナーの滞留時間が長くなってトナーが劣化することを示している。
【００６５】
実線Ｗ２−Ｗ４に示すように、劣化度３．８％−１０．０％では用紙の累積印字枚数が少ない間はトナーの劣化度が急激に高くなり、以降は用紙の累積印字枚数が増加するにつれてトナーの劣化度が緩やかに高くなる。また、実線Ｗ５に示すように、劣化度５０．０％では累積印字枚数の増加に伴ってトナーの劣化度がほぼ変化していない。これらは、印字率が高いと、現像装置９内のトナーの入れ替わりが早く、トナーの滞留時間が短くなることでトナーの劣化が抑えられることを示している。このように、印字率によってもトナーの劣化度が変化する。
【００６６】
なお、印字率とは、例えばＡ４サイズの用紙１枚当たりの印刷面積によって示される。このため、印字とは用紙に対して文字を印刷することだけではなく、用紙に対して図形を印刷することも含んでいる。また、トナーの劣化度は、例えばトナー（現像剤）が規制ブレード３６を通過する回数の平均値によって示される。現像装置９内の滞留時間が短いトナーは、規制ブレード３６を通過する回数が少なく、通過回数の平均値が小さくなって劣化度が低くなる。一方、現像装置９内の滞留時間が長いトナーは、規制ブレード３６を通過する回数が多く、通過回数の平均値が大きくなって劣化度が高くなる。
【００６７】
用紙の累積印字枚数の増加に伴ってトナーが劣化するため、第２の実施形態では用紙の累積印字枚数の増加に伴って、現像装置９（筐体３０）内のトナーの目標量ＴＡが少なく設定されている。トナーの劣化が進むにつれてトナーの目標量ＴＡが少なく設定されることで、現像装置９内のトナーの入れ替えが早められてトナーの凝集が抑えられる。さらに、第２の実施形態では、印字率を考慮して現像装置９内のトナーの目標量ＴＡが設定されている。トナーの消費量に応じたトナーの目標量ＴＡによって、より適切にトナーの凝集が抑えられる。
【００６８】
以下、第２の実施形態に係るトナーの目標量ＴＡの設定処理について詳細に説明する。図１２は、第２の実施形態に係る画像形成装置１の論理構成を示す説明図である。図１３は、第２の実施形態に係る用紙の累積印字枚数とトナーの目標量ＴＡとの関係の一例を示す図である。
【００６９】
図１２に示すように、画像形成装置１の制御部４５は、目標量設定部４６と、供給量制御部４７とを備えている。目標量設定部４６は、用紙の累積印字枚数に応じて筐体３０に収容されるトナーの目標量ＴＡを設定する。供給量制御部４７は、透磁率センサー３４（収容量検知部）に検知されたトナーの収容量ＡＡと目標量ＴＡの差分から筐体３０に対するトナーの供給量ＳＡを制御する。以上の機能ブロックは、記憶装置１６に記憶されている制御プログラムを制御装置１５が実行することによって実現される。なお、現像装置９は、上記した制御部４５を包摂する構成として把握することが可能である。
【００７０】
画像形成装置１の記憶部５５には、用紙の累積印字枚数に応じてトナーの目標量ＴＡを設定するための設定データＤが記憶されている。設定データＤは、用紙の累積印字枚数とトナーの目標量ＴＡとの関係を示すグラフである。図１３には、設定データＤとして印字率３．８％のグラフを示している。なお、設定データＤは、トナーの劣化度をＲ、トナーの目標量ＴＡをとすると、図１１に示す用紙の累積印字枚数とトナーの劣化度との関係と式（５）に基づいて求められる。
ＴＡ＝２００（１−Ｒ×０．０１）  ……式（５）
【００７１】
図１３の実線Ｗ６に示すように、設定データＤは、用紙の累積印字枚数が０枚の場合にトナーの目標量ＴＡが初期値である２００ｇに設定されている。用紙の累積印字枚数が約３００００枚までの比較的少ない間はトナーの目標量ＴＡが大幅に減少し、以降は用紙の累積印字枚数が増加するのに伴ってトナーの目標量ＴＡが約１１０ｇに近づいている。目標量設定部４６は、設定データＤを参照して、用紙の累積印字枚数の増加に伴ってトナーの目標量ＴＡを少なく設定する。すなわち、トナーの劣化度が増加するのに伴ってトナーの目標量ＴＡが少なく設定される。
【００７２】
また、上記したように印字率に応じてトナーの劣化度が変化するため、目標量設定部４６は用紙の累積印字枚数および印字率に基づいてトナーの目標量ＴＡを設定することが好ましい。この場合、図１３の破線Ｗ７に示すように、印字率が高い場合には用紙の累積印字枚数に対するトナーの目標量ＴＡの減少率が小さな設定データＤが参照される。図１３の一点鎖線Ｗ８に示すように、印字率が低い場合には用紙の累積印字枚数に対するトナーの目標量ＴＡの減少率が大きな設定データＤが参照される。目標量設定部４６は、印字率に応じた設定データＤを参照して、印字率が低いほどトナーの目標量ＴＡを少なく設定する。
【００７３】
トナーの目標量ＴＡが設定されると、供給量制御部４７は現時点の筐体３０内のトナーの収容量ＡＡをトナーの目標量ＴＡから減算してトナーの供給量ＳＡを取得する。そして、供給量制御部４７は、トナーの供給量ＳＡに相当する量のトナーがトナーコンテナ４から現像装置９に供給されるように駆動部材２３を制御する。なお、トナーの供給量ＳＡが負値である場合には、供給量制御部４７はトナーが供給されないように駆動部材２３を制御する（例えば、駆動部材２３を停止させる）。
【００７４】
なお、トナーの目標量ＴＡの制御は、目標量設定部４１によって任意の頻度で実行可能である。例えば、所定の累積印字枚数毎に目標量設定部４１が上記制御を実行してもよい。また、設定データＤは、図１３に示すようなグラフに限定されず、用紙の累積印字枚数からトナーの目標量ＴＡを設定可能なデータであればよい。例えば、設定データＤは、用紙の累積印字枚数とトナーの目標量ＴＡを関連付けた設定テーブルでもよいし、用紙の累積印字枚数とトナーの目標量ＴＡの関係を示す関係式でもよい。
【００７５】
また、本実施形態では、現像剤はトナーのみから成る１成分現像剤に限られず、トナーとキャリアから成る２成分現像剤でもよい。また、本実施形態では、出力物は用紙に限定されず、画像の形成対象となるものであればよい。例えば、出力物は、トレーシングペーパー、ＯＨＰ（Over  Head  Projector）シートでもよい。
【００７６】
８．第２の実施形態の技術的効果
本実施形態によれば、感光体ドラム７からトナー像が転写された用紙の累積印字枚数に応じて筐体３０に収容されるトナーの目標量ＴＡが設定される。以上の構成によれば、用紙の累積印字枚数の増加によってトナーの劣化が進むため、トナーの劣化度に応じたトナーの目標量ＴＡに設定することができる。筐体３０内のトナーの滞留時間を減らして、現像装置９内のトナーの入れ替えが早められてトナーの凝集を抑えることができる。トナーの凝集を抑制するための振動部材等の物理的な構成を設けることなく、現像装置９の簡易な構成を維持しつつトナーの凝集を抑えることができる。
【００７７】
また、本実施形態では、現像装置９が、筐体３０に収容されたトナーの収容量ＡＡを検知する透磁率センサー３４と、筐体３０へ供給されるトナーの供給量を収容量ＡＡと目標量ＴＡとに基づいて制御する供給量制御部４７とを備えている。以上の構成によれば、筐体３０内のトナーを目標量ＴＡに維持してトナーの凝集を抑えることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、目標量設定部４６は、用紙の累積印字枚数の増加に伴ってトナーの目標量ＴＡを少なく設定する。以上の構成によれば、トナーの劣化が進むにつれて、筐体３０内のトナーの入れ替えが早められてトナーの凝集が抑えられる。
【００７９】
また、本実施形態では、目標量設定部４６は、画像形成における印字率および用紙の累積印字枚数に応じてトナーの目標量ＴＡを設定し、印字率が低いほど目標量ＴＡを少なく設定する。以上の構成によれば、印字率が低いほどトナーの消費量が少なく、筐体３０内にトナーが滞留しやすいが、トナーの目標量ＴＡを少なくすることによって筐体３０内のトナーの入れ替えが早められてトナーの凝集が抑えられる。
【００８０】
９．変形例
上記した各実施形態は多様に変形される。以下に各実施形態の変形例を示す。各実施形態および変形例から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない限り適宜に併合することが可能である。
【００８１】
上記した第１の実施形態では、現像装置９（特に、規制ブレード３６や凝集した現像剤）の温度である制御温度ＣＴに基づいてトナー（現像剤）の目標量ＴＡが設定されている。しかしながら、他の異なる実施形態では、現像装置９の雰囲気温度（画像形成装置１の機内温度）に基づいてトナー（現像剤）の目標量ＴＡが設定されてもよい。
【００８２】
上記した各実施形態では、画像形成装置１が各部を汎用的に制御する制御装置１５を備えている。しかしながら、現像装置９が、現像装置９に関する要素を制御する制御装置（マイクロコンピューター等）と記憶装置（フラッシュメモリー等）とをさらに備え、この記憶装置に記憶された制御プログラムをこの制御装置が実行することによって、機能ブロックである目標量設定部４１、４６と供給量制御部４２、４７とが構成されてもよい。
【００８３】
上記した各実施形態では、モノクロの画像形成装置１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１  画像形成装置
４  トナーコンテナ（現像剤供給部）
７  感光体ドラム（像担持体）
９  現像装置
１５  制御装置
３０  筐体（現像剤収容部）
３１  現像ローラー（現像剤担持体）
３４  透磁率センサー（収容量検知部）
３５  サーミスター（温度検知部）
３６  規制ブレード（現像剤規制部）
４０、５０  制御部
４１、４６  目標量設定部
４２、４７  供給量制御部
ＡＡ  収容量
ＣＴ  制御温度
【図１】
2020086431.tif 000003
【図２】
2020086431.tif 000004
【図３】
2020086431.tif 000005
【図４】
2020086431.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020086431.tif 000008
【図７】
2020086431.tif 000009
【図８】
2020086431.tif 000010
【図９】
2020086431.tif 000011
【図１０】
2020086431.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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