(57)【要約】【課題】  高い検知精度及び高い耐久性を有する現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法を提供する。【解決手段】  トナーを担持する現像剤担持体５２Ｙと、現像剤担持体５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給部材５３Ｙと、現像剤担持体５２Ｙ及びトナー供給部材５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙのトナーを流動させることにより上方に跳ね上がるトナー流を形成する跳ね上げ部材５１ａＹと、現像室５１Ｙに配設され、トナー水位及び跳ね上げ部材５１ａＹにより跳ね上げられたトナー流を検知する検知手段１５０Ｙと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図７
2010224137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、
前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、
前記現像室のトナーを流動させることにより上方に跳ね上がるトナー流を形成する跳ね上げ部材と、
前記現像室に配設され、トナー水位及び前記跳ね上げ部材により跳ね上げられたトナー流を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー流の時間変化を検知することにより、トナー水位の検知とトナー流の検知を判別する判別手段を有する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー水位を記憶する記憶手段を有する請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、
前記潜像担持体の像を転写する転写部と、
を少なくとも備え、
前記現像装置として、前記請求項１乃至３のいずれか１つに記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段より水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の状態を検知した後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、前記検知手段より水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、
トナー排出モードか否かを判定する工程と、
トナー排出モードの場合、
第２の印字工程と、
前記第２の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段に跳ね上げトナー流がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、
第３の印字工程と、
前記第３の印字工程の後、再度前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位の低い状態Ｄであることを検知する工程と、
前記状態Ｄを検知した時に現像室からトナーを排出する工程と、
を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項６】
トナー排出モードでない場合、前記状態Ａまでトナーを補給する工程を有する請求項５に記載のトナー水位制御方法。
【請求項７】
検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段より水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、
前記第１の状態を検知した後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、前記検知手段より水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の印字工程において高dutyと低dutyのどちらが多いか判定する工程と、
高duty印字の多い場合、
第２の印字工程と、
前記第２の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段に跳ね上げトナー流がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、
第３の印字工程と、
前記第３の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位が低い状態Ｄであることを検知する工程と、
前記第３の印字工程において低duty印字が多い場合、前記状態Ａまでトナーを循環する工程を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項８】
前記第１の印字工程において低duty印字が多い場合、前記状態Ａまでトナーを循環する工程を有する請求項７に記載のトナー水位制御方法。
【請求項９】
前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記状態Cまでトナーを循環する工程を有する請求項７又は請求項８に記載のトナー水位制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真の現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー収容室に設けられた投光部と受光部とを有し，投光部から受光部に向かう光がトナーで遮られたことを検出することでトナー収容室に所定量のトナーが収容されたことを検出するものがある。また、トナー収容室内において投光部と受光部との間を通過し投光部と受光部に摺接して清掃する清掃部材を有するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０３３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、トナー水位を検出するセンサは、トナーがセンサ位置よりも高くなることでトナー水位を検知するので、トナー水位の影響を受ける場合があった。また、投光部と受光部との間を通過し清掃するためには、清掃部材を高速回転させる等して、その間にあるトナーを除く必要があった。
【０００５】
本発明は、高い検知精度及び高い耐久性を有する現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法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】
【０００６】
本発明の現像装置は、トナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、前記現像室のトナーを流動させることにより上方に跳ね上がるトナー流を形成する跳ね上げ部材と、前記現像室に配設され、トナー水位及び前記跳ね上げ部材により跳ね上げられたトナー流を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とするので、高い検知精度及び高い耐久性を有する現像装置を提供することが可能となる。
【０００７】
また、前記トナー流の時間変化を検知することにより、トナー水位の検知とトナー流の検知を判別する判別手段を有するので、１つの検知手段で、２つの水位を検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【０００８】
また、前記トナー水位を記憶する記憶手段を有するので、どちらの水位か容易に判断することが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、前記潜像担持体の像を転写する転写部と、を少なくとも備え、前記現像装置を搭載したことを特徴とするので、高い検知精度及び高い耐久性を有し、良好な画像を形成することが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段より水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、第１の印字工程と、前記第１の状態を検知した後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、前記検知手段より水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、トナー排出モードか否かを判定する工程と、トナー排出モードの場合、第２の印字工程と、前記第２の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段に跳ね上げトナー流がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、第３の印字工程と、前記第３の印字工程の後、再度前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位の低い状態Ｄであることを検知する工程と、前記状態Ｄを検知した時に現像室からトナーを排出する工程と、を有することを特徴とするので、通常のトナー補給のためのトナー量の検知と、トナー排出のためのトナー量の検知とを１つの検知手段で検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【００１１】
また、トナー排出モードでない場合、前記状態Ａまでトナーを補給する工程を有するので、無駄にトナーを排出することを防止することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段より水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、前記第１の状態を検知した後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、前記検知手段より水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、第１の印字工程と、前記第１の印字工程において高dutyと低dutyのどちらが多いか判定する工程と、高duty印字が多い場合、第２の印字工程と、前記第２の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、前記検知手段に跳ね上げトナー流がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、第３の印字工程と、前記第３の印字工程の後、前記検知手段の出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位が低い状態Ｄであることを検知する工程と、前記第３の印字工程において低duty印字が多い場合、前記状態Ａまでトナーを循環する工程を有することを特徴とするので、通常のトナー補給のためのトナー量の検知と、トナー循環のためのトナー量の検知とを１つの検知手段で検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【００１３】
また、前記第１の印字工程において低duty印字が多い場合、前記状態Ａまでトナーを循環する工程を有するので、トナーの劣化を軽減することが可能となる。
【００１４】
また、前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記状態Cまでトナーを循環する工程を有するので、無駄な循環を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の画像形成装置を示す図である。
【図２】感光体周辺及び現像カートリッジの主要構成要素を示した断面図である。
【図３】本発明に係る現像カートリッジの軸に直交する方向の概略図である。
【図４】図３を矢印Ａから見た図である。
【図５】状態Ａを示す図である。
【図６】状態Ｂを示す図である。
【図７】状態Ｃを示す図である。
【図８】状態Ｄを示す図である。
【図９】第１の状態を示す図である。
【図１０】第２の状態を示す図である。
【図１１】トナー水位制御の実施例１のフローチャートである。
【図１２】トナー水位制御の実施例２のフローチャートである。
【図１３】第２実施形態を示す図である。
【図１４】第３実施形態を示す図である。
【図１５】第４実施形態を示す図である。
【図１６】トナー水位センサやトナー水位センサクリーニング部を第１実施形態と逆向きにした実施形態を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施形態を示す図であり、図２は図１のイエロー画像形成ステーションを拡大した図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御部としての制御ユニット１００を有している。
【００１９】
画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。
【００２０】
画像形成ステーション１５Ｙは、図２に示すように、潜像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像装置としての現像カートリッジ５０Ｙ、一次転写部Ｂ１、感光体クリーニングユニット７５Ｙを有している。
【００２１】
感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２２】
帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。
【００２３】
露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００２４】
現像カートリッジ５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像カートリッジ５０Ｙは、交換可能な図示しないトナーカートリッジから新品トナーが供給される現像室５１Ｙ内に現像剤担持体としての現像ローラ５２Ｙ、トナー供給部材としてのトナー供給ローラ５３Ｙが配置され、現像ローラ５２Ｙには、規制部材としての規制ブレード５４Ｙが当接し現像ローラ５２Ｙ上のトナーを薄層化する。
【００２５】
規制ブレード５４Ｙは、現像ローラ５２Ｙの上方又は下方に配され、現像ローラ５２Ｙに担持されるトナー量を規制するものである。規制ブレード５４Ｙを現像ローラ５２Ｙの下方に現像ローラ５２Ｙの回転方向に対してカウンタ方向に当接するように設けた場合、現像ローラ５２Ｙとトナー供給ローラ５３Ｙとのニップ部を通過したトナーがより下部搬送路５５ｂＹに落下しやすくなる。
【００２６】
一次転写部Ｂ１は、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写するところである。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。
【００２７】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。
【００２８】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
【００２９】
定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
【００３０】
感光体クリーニングユニット７５Ｙは、感光体２０Ｙの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード７６Ｙを有し、一次転写部Ｂ１で中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０Ｙ上に残存するトナーを感光体クリーニングブレード７６Ｙにより掻き落として除去するための装置である。
【００３１】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３２】
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラに入力されると、このメインコントローラからの指令に基づくユニットコントローラの制御により感光体２０Ｙ、現像カートリッジ５０Ｙに備えられた現像ローラ５２Ｙ及び供給ローラ５３Ｙ、並びに、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３３】
感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
【００３４】
感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像カートリッジ５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００３５】
感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットには、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３６】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。
【００３７】
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００３８】
転写材に転写されたフルカラー液体現像剤像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９４ｃにより排紙される。
【００３９】
一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、さらに、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に支持された感光体クリーニングブレード７６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備える残存トナー回収部に回収される。
【００４０】
二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラ７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。なお、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の実施例に基づいて説明してきたが、直接転写式の画像形成装置であっても良い。
【００４１】
次に、本実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙについて説明する。図３は現像カートリッジ５０Ｙの軸に直交する方向の概略図、図４は図３を矢印の方向から見た図である。
【００４２】
トナー水位センサ１５０Ｙは、現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内の現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの上方に配設される。トナー水位センサ１５０Ｙは、発光部１５１Ｙと、受光部１５２Ｙと、を有する。発光部１５１Ｙは、光を発光する発光面１５１ａＹを有する。また、受光部１５２Ｙは、発光面１５１ａＹが発光する光を受光する受光面１５２ａＹを有する。発光面１５１ａＹと受光面１５２ａＹとは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向に対向して配設される。トナー水位センサ１５０Ｙは、発光面１５１ａＹから発光された光が、受光面１５２ａＹに受光されないことで、トナーの存在を検知しＯＮ信号を出力する。また、トナー水位センサ１５０Ｙは、発光面１５１ａＹから発光された光が、受光面１５２ａＹに受光されることで、トナーの存在が無いことを検知しＯＦＦ信号を出力する。
【００４３】
また、現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙに近接して、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを有する。トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向、並びに、トナー水位センサ１５０Ｙの発光面１５１ａＹと受光面１５２ａＹを結ぶ線に対して、平行に延伸する回転軸１５６Ｙと、回転軸１５６Ｙに取り付けられ回転軸１５６Ｙと共に回転する発光面クリーニング部材１５７Ｙと、受光面クリーニング部材１５８Ｙとを有する。発光面クリーニング部材１５７Ｙは、発光面１５１ａＹに摺接し、受光面クリーニング部材１５８Ｙは、受光面１５２ａＹに摺接することで、それぞれ清掃する。
【００４４】
次に、本実施形態のトナー水位センサ１５０Ｙ及びトナー水位センサクリーニング部１５５Ｙの作動について説明する。
【００４５】
図５乃至図８は、異なるトナー水位Ｔ１におけるトナー水位センサ１５０Ｙ及びトナー水位センサクリーニング部１５５Ｙの作動状態を示す図である。図５は状態Ａを示す図、図６は状態Ｂを示す図、図７は状態Ｃを示す図、図８は状態Ｄを示す図である。また、図９及び図１０は、トナー水位センサ１５０ＹのＯＮ／ＯＦＦ状態を示す図である。図９は第１の状態を示す図であり、図１０は第２の状態を示す図である。
【００４６】
図５は、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも高い状態Ａの場合を示す図である。
【００４７】
図５（ａ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないが、トナーによって発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹが遮られるので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００４８】
図５（ｂ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮ってしまうので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００４９】
図５（ｃ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないが、トナーによって発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹが遮られるので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００５０】
したがって、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも高い状態Ａの場合、トナー水位センサ１５０Ｙの出力は、図９に示すように、常にＯＮ状態の第１の状態となる。
【００５１】
図６は、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりわずかに低い状態Ｂの場合を示す図である。図６に示す状態では、トナーが現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙよりも上方に多くあるため、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙが作動しても、トナー水位Ｔ１表面近くでは、トナーの流動の勢いが強くない。
【００５２】
図６（ａ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＦＦとなる。
【００５３】
図６（ｂ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮ってしまうので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００５４】
図６（ｃ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＦＦとなる。
【００５５】
したがって、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりわずかに低い状態Ｂの場合、トナー水位センサ１５０Ｙの出力は、図１０に示すように、ＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態となる。
【００５６】
図７は、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも低い所定の高さの状態Ｃの場合を示す図である。図７に示す状態では、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙよりも上方にあるトナーが、図５に示す状態に比べて少なくなっている。本実施形態の場合、現像室５１Ｙでは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙが作動すると、トナー水位Ｔ１表面近くでは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙが作動にともない、図６に示す状態に比べてトナーの流動の勢いが強く流動する。図７に示すように、トナー水位Ｔ１が所定の高さの時に、流動したトナーは、現像室５１Ｙの跳ね上げ部材としての壁部５１ａＹに衝突し、反転して跳ね上がるトナー流Ｔ２が発生する。トナー流Ｔ２は、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹの高さまで跳ね上がる。トナー流Ｔ２は、トナー供給ローラ５３Ｙとトナー水位Ｔ１との間隔がトナー水位Ｔ１表面近くにトナーの流動を勢いよく発生させる所定の間隔にトナー水位Ｔ１がある場合のみ発生するのであって、トナー水位Ｔ１がその間隔よりも高くても低くても発生しない。
【００５７】
図７（ａ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないが、トナー流Ｔ２によって発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹが遮られるので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００５８】
図７（ｂ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮ってしまうので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００５９】
図７（ｃ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないが、トナー流Ｔ２によって発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹが遮られるので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００６０】
したがって、トナー水位Ｔ１が発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも低い所定の高さの状態Ｃの場合、トナー水位センサ１５０Ｙの出力は、図９に示すように、常にＯＮ状態の第１の状態となる。
【００６１】
図８は、トナー水位Ｔ１が図７より低い状態Ｄの場合を示す図である。図８に示す状態では、トナー供給ローラ５３Ｙの一部表面がトナー水位Ｔ１から露出する状態となっている。
【００６２】
図８（ａ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＦＦとなる。
【００６３】
図８（ｂ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮ってしまうので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＮとなる。
【００６４】
図８（ｃ）に示す状態では、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹを遮っていないので、トナー水位センサ１５０Ｙは、ＯＦＦとなる。
【００６５】
したがって、トナー水位Ｔ１が図７より低い状態Ｄの場合、トナー水位センサ１５０Ｙの出力は、図１０に示すように、ＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態となる。
【００６６】
次に、トナー水位制御方法について説明する。
【００６７】
図１１は、トナー水位制御の実施例１のフローチャートである。実施例１のトナー水位制御は、トナーを外部補給する場合であって、劣化したトナーを現像室５１Ｙから排出するものである。また、トナー水位制御に伴い変化するトナー水位Ｔ１の各状態は、現像カートリッジ５０Ｙに備えられた、または、画像形成装置に備えられたＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に逐次記憶される。
【００６８】
まず、ステップ１で、第１の印字を行う（ＳＴ１）。なお、デフォルトとして、トナー水位Ｔ１は、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも高い状態Ａに設定することが好ましい。次に、ステップ２で、トナー水位Ｔ１の検知を行う（ＳＴ２）。
【００６９】
次に、ステップ３で、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態か否か判定する（ＳＴ３）。ステップ３において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ａなので、ステップ１に戻り、第１の印字を行う。
【００７０】
ステップ３において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態の場合、状態Ｂであり、ステップ４で、トナー排出モードが否かを判定する（ＳＴ４）。ステップ４において、トナー排出モードでない場合、ステップ５で、状態Ａのトナー水位Ｔ１までトナーを補給し（ＳＴ５）、ステップ１に戻り、第１の印字を行う。
【００７１】
ステップ４において、トナー排出モードである場合、ステップ６で、トナー補給を停止する（ステップ６）。続いて、ステップ７で、第２の印字を行う（ＳＴ７）。
【００７２】
次に、ステップ８で、トナー流を検知する（ＳＴ８）。次に、ステップ９でトナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態か否か判定する（ＳＴ９）。ステップ９において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｂであり、ステップ７に戻り、第２の印字を行う。
【００７３】
ステップ９において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態の場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｃである。続けて、ステップ１０で第３の印字を行う（ＳＴ１０）。次に、ステップ１１で、トナー流Ｔ２を検知する（ＳＴ１１）。次に、ステップ１２でトナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態か否か判定する（ＳＴ１２）。ステップ１２において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｃであり、ステップ１０に戻り、第３の印字を行う。
【００７４】
ステップ１２において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態の場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｄである。この状態になって、ステップ１３で、現像室５１からトナーを排出する（ＳＴ１３）。続いて、ステップ１４で、トナー水位Ｔ１が状態Ａになるまで現像室５１に新しいトナーを補給する（ＳＴ１４）。
【００７５】
次に、トナー水位制御の実施例２について説明する。図１２は、トナー水位制御の実施例２のフローチャートである。実施例２のトナー水位制御は、循環してトナーを使用する場合である。また、トナー水位制御に伴い変化するトナー水位Ｔ１の各状態は、現像カートリッジ５０Ｙに備えられた、または、画像形成装置に備えられたＥＥＰＲＯＭ等の記憶手段に逐次記憶される。低duty印字の時はトナーの劣化機会を低減するために現像室５１Ｙ内のトナーを増加させたいので、トナー水位Ｔ１の検知を行う。また、トナー劣化後の高duty印字の時は、帯電量を上昇させるために現像室５１Ｙ内のトナーを減少させたいので、トナー流Ｔ２の検知を行う。
【００７６】
まず、ステップ２１で、第１の印字を行う（ＳＴ２１）。なお、デフォルトとして、トナー水位Ｔ１は、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹよりも高い状態Ａに設定することが好ましい。次に、ステップ２２で、トナー水位Ｔ１の検知を行う（ＳＴ２２）。
【００７７】
次に、ステップ２３で、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態か否か判定する（ＳＴ２３）。ステップ２３において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ａなので、ステップ２１に戻り、第１の印字を行う。
【００７８】
ステップ２３において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態の場合、状態Ｂであり、ステップ２４で、高duty印字か否かを判定する（ＳＴ２４）。ステップ２４において、高duty印字でない場合、ステップ２５で、状態Ａのトナー水位Ｔ１までトナーを循環し（ＳＴ２５）、ステップ２１に戻り、第１の印字を行う。
【００７９】
ステップ２４において、高duty印字である場合、ステップ２６で、トナー循環を停止する（ステップ２６）。続いて、ステップ２７で、第２の印字を行う（ＳＴ２７）。
【００８０】
次に、ステップ２８で、トナー流を検知する（ＳＴ２８）。次に、ステップ２９でトナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態か否か判定する（ＳＴ２９）。ステップ２９において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｂであり、ステップ２７に戻り、第２の印字を行う。
【００８１】
ステップ２９において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第１の状態の場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｃである。続けて、ステップ３０で第３の印字を行う（ＳＴ３０）。次に、ステップ３１で、トナー流Ｔ２を検知する（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２でトナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態か否か判定する（ＳＴ３２）。ステップ３２において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態でない場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｃであり、ステップ３０に戻り、第３の印字を行う。
【００８２】
ステップ３２において、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が第２の状態の場合、トナー水位Ｔ１は状態Ｄである。次に、ステップ３３で、低duty印字か否かを判定する（ＳＴ３３）。ステップ３３において、低duty印字でない場合、ステップ３４で、状態Cのトナー水位Ｔ１までトナーを循環し（ＳＴ３４）、ステップ３０に戻り、第３の印字を行う。ステップ３３において、低duty印字の場合、ステップ３５で、トナー水位Ｔ１が状態Ａになるまでトナーを循環させる（ＳＴ３５）。
【００８３】
図１３は、第２実施形態を示す図である。第２実施形態では、トナー水流発生部材としてのトナー水流発生ローラ２５１Ｙを有する。トナー水流発生ローラ２５１Ｙは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの上方で、トナー水位センサ１５０Ｙ及びトナー水位センサクリーニング部１５５Ｙの下方に配設される。そして、トナー水流発生ローラ２５１Ｙが作動するとトナー流Ｔ２が発生する構造となっている。
【００８４】
図１４は、第３実施形態を示す図である。第３実施形態は、第２実施形態で設けたトナー水位センサ１５０Ｙ、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙ及びトナー水流発生ローラ２５１Ｙを画像形成領域Ｐの外側に設ける。特に、トナー水流発生ローラ２５１Ｙを画像形成領域Ｐの外側に配設することにより、現像室５１Ｙに貯留しているトナーの流動の乱れが低減され、トナー供給ローラ５３Ｙから供給されることにより形成される現像ローラ５２Ｙのトナー膜を一様に形成することが可能となる。また、トナー水流発生ローラ２５１Ｙは、トナー供給ローラ５３Ｙと同軸に構成し、同じ駆動部材で駆動すると、装置の小型化や低コスト化の上で好ましい。
【００８５】
図１５は、第４実施形態を示す図である。第４実施形態は、トナー水位センサ１５０Ｙの発光部１５１Ｙと、受光部１５２Ｙの下方であって、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが通過する間隔をあけて、トナー流Ｔ２を遮蔽する遮蔽部材２５２Ｙを配設したものである。遮蔽部材２５２Ｙを配設することにより、発光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹに付着するような角度から跳ねてくるトナー水流Ｔ２を遮蔽したり、トナー水位センサ１５０Ｙやトナー水位センサクリーニング部１５５Ｙの汚れを低減することが可能となる。
【００８６】
なお、図１６に示すように、トナー水位センサ１５０Ｙやトナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを第１実施形態と逆向きに配設してもよい。すなわち、トナー供給ローラ５３Ｙの回転によって発生するトナー水位Ｔ１表面近くのトナーの流動方向に跳ね上げ部材を配設する。この場合、トナー供給ローラ５３Ｙの回転方向を第１実施形態と逆向き（紙面反時計回り）にすることで、所定のトナー水位Ｔ１でトナー水流Ｔ２が発生する。
【００８７】
また、軸１５６Ｙ、発光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、一部の範囲を往復回動する構成でもよい。
【００８８】
このように、本実施形態の現像装置は、トナーを担持する現像ローラ５２Ｙと、現像ローラ５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給ローラ５３Ｙと、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙのトナーを流動させることにより上方に跳ね上がるトナー流Ｔ２を形成する跳ね上げ部材５１ａＹと、現像室５１Ｙに配設され、トナー水位Ｔ１及び跳ね上げ部材により跳ね上げられたトナー流Ｔ２を検知するトナー水位センサ１５０Ｙと、を備えたことを特徴とするので、高い検知精度及び高い耐久性を有する現像装置を提供することが可能となる。
【００８９】
また、トナー流Ｔ２の時間変化を検知することにより、トナー水位Ｔ１の検知とトナー流Ｔ２の検知を判別する判別手段を有するので、１つのトナー水位センサ１５０Ｙで、２つの水位を検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【００９０】
また、トナー水位Ｔ１を記憶する記憶手段を有するので、どちらの水位か容易に判断することが可能となる。
【００９１】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される感光体２０Ｙと、静電潜像を現像して感光体２０Ｙに像を形成する現像装置と、感光体２０Ｙの像を転写する転写部と、を少なくとも備え、現像装置を搭載したことを特徴とするので、高い検知精度及び高い耐久性を有し、良好な画像を形成することが可能となる。
【００９２】
さらに、本発明のトナー水位Ｔ１制御方法は、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙより水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、第１の印字工程と、第１の状態を検知した後、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙより水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、トナー排出モードか否かを判定する工程と、トナー排出モードの場合、第２の印字工程と、第２の印字工程の後、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙに跳ね上げトナー流Ｔ２がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、第３の印字工程と、第３の印字工程の後、再度トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位の低い状態Ｄであることを検知する工程と、状態Ｄを検知した時に現像室５１Ｙからトナーを排出する工程と、を有することを特徴とするので、通常のトナー補給のためのトナー量の検知と、トナー排出のためのトナー量の検知とを１つのトナー水位センサ１５０Ｙで検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【００９３】
また、トナー排出モードでない場合、状態Ａまでトナーを補給する工程を有するので、無駄にトナーを排出することを防止することが可能となる。
【００９４】
さらに、本発明のトナー水位Ｔ１制御方法は、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙより水位が高い状態Ａであることを検知する工程と、第１の状態を検知した後、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙより水位が低い状態Ｂであることを検知する工程と、第１の印字工程と、第１の印字工程において高dutyと低dutyのどちらが多いか判定する工程と、高duty印字が多い場合、第２の印字工程と、第２の印字工程の後、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとなる第１の状態を検知し、トナー水位センサ１５０Ｙに跳ね上げトナー流Ｔ２がかかる状態Ｃであることを検知する工程と、第３の印字工程と、第３の印字工程の後、トナー水位センサ１５０Ｙの出力が常にＯＮとＯＦＦを繰り返す第２の状態を検知し、状態Ｃより水位が低い状態Ｄであることを検知する工程と、第３の印字工程において低duty印字が多い場合、状態Ａまでトナーを循環する工程を有することを特徴とするので、通常のトナー補給のためのトナー量の検知と、トナー循環のためのトナー量の検知とを１つのトナー水位センサ１５０Ｙで検知することができ低コスト、軽量化することが可能となる。
【００９５】
また、第１の印字工程において低duty印字が多い場合、状態Ａまでトナーを循環する工程を有するので、トナーの劣化を軽減することが可能となる。
【００９６】
また、第３の印字工程において高duty印字が多い場合、状態Cまでトナーを循環する工程を有するので、無駄な循環を低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００９７】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成装置、１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ…画像形成ステーション、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ…感光体（潜像担持体）、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…帯電器、４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ…露光ユニット、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…現像カートリッジ（現像装置）、５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ…現像室、５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋ…トナー供給ローラ（トナー供給部材）、５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋ…規制ブレード、５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋ…搬送部、５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋ…下部搬送部材、５７Ｙ，５７Ｍ，５７Ｃ，５７Ｋ…持上搬送部材、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ…上部搬送部材、５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ…バッファ部搬送部材、７０…中間転写ベルト（中間転写部材）、７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ…感光体クリーニングユニット（潜像担持体クリーニングユニット）、８０…二次転写ユニット、９０…定着ユニット、１５０Ｙ…トナー水位センサ、１５１Ｙ…発光部、１５２Ｙ…受光部、１５５Ｙ…トナー水位センサクリーニング部、１５６Ｙ…回転軸、１５７Ｙ…発光面クリーニング部材、１５８Ｙ…受光面クリーニング部材、２５１…トナー水流発生ローラ、２５２…遮蔽部材
【図１】
2010224137.tif 000003
【図２】
2010224137.tif 000004
【図３】
2010224137.tif 000005
【図４】
2010224137.tif 000006
【図５】
2010224137.tif 000007
【図６】
2010224137.tif 000008
【図７】
2010224137.tif 000009
【図８】
2010224137.tif 000010
【図９】
2010224137.tif 000011
【図１０】
2010224137.tif 000012
【図１１】
2010224137.tif 000013
【図１２】
2010224137.tif 000014
【図１３】
2010224137.tif 000015
【図１４】
2010224137.tif 000016
【図１５】
2010224137.tif 000017
【図１６】
2010224137.tif 000018