(57)【要約】【課題】現像器内の現像剤の偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する画像形成装置を提供する。【解決手段】現像器のトナー濃度センサの出力信号を読み取り（Ｓ１）、出力信号が出力有りを示し（Ｓ２がＹｅｓ）且つ出力信号がトナー濃度正常範囲を示していれば（Ｓ３がＹｅｓ）、印字処理を開始して（Ｓ４）印字処理を正常終了する。出力信号が出力無しを示したとき（Ｓ２がＮｏ）又は出力信号がトナー濃度非正常範囲を示したときは（Ｓ３がＮｏ）現像剤に対し所定時間の予備攪拌を行った後（Ｓ５、Ｓ６）、トナー濃度センサの出力信号が出力有りを示し（Ｓ７がＹｅｓ）且つ出力信号がトナー濃度正常範囲なら（Ｓ８がＹｅｓ）、印字処理を開始して（Ｓ４）印字処理を正常終了する。出力信号が出力無し（Ｓ７がＮｏ）又は出力信号がトナー濃度非正常範囲（Ｓ８がＮｏ）を示したときは「現像器の現像剤に偏りがある」ことをユーザに報知して（Ｓ９）、異常終了する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器のトナーセンサの出力値を読み取るトナー検知手段と、
該トナー検知手段により読み取られた前記出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する出力値判別手段と、
前記出力値判別手段の判別が非正常範囲である場合に、前記現像器の現像剤に偏りがあると判断する判断手段と、
該判断手段が前記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、前記現像器の前記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う予備攪拌手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記予備攪拌手段は、印字処理中の攪拌回転速度よりも遅い回転速度で前記現像器の前記現像剤に対し所定時間の予備攪拌を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記予備攪拌手段は、断続的微小回転を所定の回数行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記予備攪拌手段は、まず最初に断続的微小回転を行い、次に印字処理中の攪拌回転速度よりも遅い回転速度で予備攪拌を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記予備攪拌手段は、順方向と逆方向の交互回転の繰り返しであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記予備攪拌手段は、回転にかかったトルク量を計測し、印字処理中の攪拌回転の場合の正常値と比較して、正常値に近づくまで繰り返し行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記予備攪拌手段による前記予備攪拌後において前記現像剤の偏りが解消されない場合に、現像器の現像剤に偏りがあることをユーザに報知する現像剤偏り報知手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記予備攪拌手段による前記予備攪拌の際に回転にかかったトルク量の計測を繰り返し、印字処理中の攪拌回転の場合の正常値に近づく傾向がないことで前記現像剤の偏りが解消されないと判断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記出力値判別手段の判別が正常範囲である場合に、印字処理を開始する印字処理開始手段、を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の画像形成装置。
【請求項１０】
現像器のトナーセンサの出力値を読み取る工程と、
出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する工程と、
前記出力値が非正常範囲である場合に、前記現像器の現像剤に偏りがあると判断する工程と、
前記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、前記現像器の前記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う工程と、
を含むこと、を特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像器内の現像剤の偏りを検知して自動矯正処理を行う画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着器で定着させる。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成装置には、トナーのみから成る一成分現像剤を用いるものと、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いるものとがある。近年、要望が強い印字（以下、印刷ともいう）処理の高速化に対処するには二成分現像剤を用いる方式の方がよく対応できる。
【０００４】
上記の二成分現像剤のキャリアは、現像器内でトナーと混合撹拌されてトナーに所定の電荷を与える。電荷を与えられたトナーはキャリアの表面に一時的に付着してキャリアの表面を被覆する。キャリアは磁性体の現像ローラに付着して、電荷を帯びたトナーを感光体上に運び、感光体上の静電潜像にトナーを転移させて静電潜像上にトナー像を現像させる。
【０００５】
表面のトナーを放出したキャリアは現像ローラ上に残り、再び現像器内に戻って現像器に補給される新たなトナーと再び混合撹拌され、トナーに電荷を与え、そのトナーを感光体上に運ぶ、というように繰り返し使用される。トナーの消費によってトナー濃度が低下するとトナー供給装置から現像器へトナーの補給が行われる。
【０００６】
現像器は、トナーを補給された現像剤を攪拌混合しながら搬送する攪拌搬送部材を、現像器の二室に分割した現像槽内にそれぞれ備えている。一方の現像槽内の攪拌搬送部材はトナー供給装置から供給（補給）されたトナーを、トナー濃度の低下した二成分現像剤（以下、単に現像剤という）と混合撹拌しながら搬送する循環搬送スクリューである。
【０００７】
他方の現像槽内の攪拌搬送部材は、循環搬送スクリューで送り込まれた現像剤を攪拌搬送しながら磁性体現像ローラに供給して、残余の現像剤を循環搬送スクリューに送り戻す供給搬送スクリューである。
【０００８】
ここで、現像器の現像剤中のトナー濃度が高すぎると地汚れ等が発生する。逆にトナー濃度が低すぎると高濃度な画像が得られない。したがって高画質な画像を得るためには、現像器内の現像剤のトナー濃度を一定範囲内に制御することが必要である。
【０００９】
そこで、このような現像剤を使って画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置の現像器では、トナー濃度を測定するためのトナー濃度センサが設けられている。トナー濃度センサには透磁率を検知するセンサが使用される。この透磁率の検知には、コイルのインダクタンス成分を利用するものや、周波数型、磁気ブリッジ型などがある。
【００１０】
いずれにしても、トナー濃度センサとしては、現像器の内壁面の一部に検知面を露出させ、この検知面周辺の現像剤中のキャリアからの透磁率の変化を検知する。すなわち、トナー濃度が高いと透磁率が下りセンサ出力は弱くなる。トナー濃度が低いと透磁率が上がりセンサ出力は強くなる。
【００１１】
ところで、現像器が親機の画像形成装置と共に工場から納入先へ搬送中、あるいは納入先で交換用の予備として現像器が親機外に単独であるときには現像器が傾きやすい。このとき現像器の現像槽内の現像剤が、現像器が傾いた下方に偏ってしまう。
【００１２】
現像槽内の現像剤が偏った状態のまま親機の画像形成装置に装着されて画像形成装置が駆動され、画像の形成が開始されると画像不良が発生するという問題が生じる。この問題を解決するために、親機から離れて単体である現像器の梱包材の形状を特異な形状にして内部の現像器を傾け難くするというものがある。
【００１３】
しかし、梱包箱が菱形など一般的な直方体とは異なる特異形状であるため、任意のスペースに置ける数量が少なくなる、つまり現像器の輸送数量が少なくなるという他の解決すべき課題が派生した。
【００１４】
このような問題を解決する方法として、現像カートリッジ（現像器）に収容された現像剤に偏りが生じた場合にも、常に現像剤を適正な状態に復帰させる電子写真画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００１−０５６６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１は、現像器を装置本体装着後の動作において、現像器が新品の場合には新品現像器立ち上げモードで現像剤の均一化とトナーの帯電に必要な時間だけ空回転を行ない、新品でない場合には現像剤均一化モードで現像剤の均一化に必要な時間だけ空回転を行なうというものである。
【００１７】
上記の新品現像器立ち上げモードでは、現像剤の均一化とトナーの帯電に必要な時間として３０秒〜１８０秒程度空回転を行なうとあるが、現像剤均一化モードでは、単に現像剤の均一化に必要な時間だけ空回転を行なうというだけで、それ以上の具他的な記載はない。
【００１８】
しかしながら、現像器内で現像剤が偏り過ぎている場合、さらには密集して固まってしまっている場合に、特許文献１のように、通常の空回転による現像剤の撹拌を実行すると、強いトルクが生じて駆動系に負担が掛かり過ぎ、現像器や親機本体の故障を招きかねないという課題が残されている。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、現像器内の現像剤の偏りを検知して、検知した偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する画像形成装置及び画像形成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】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、現像器のトナーセンサの出力値を読み取るトナー検知手段と、該トナー検知手段により読み取られた上記出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する出力値判別手段と、上記出力値判別手段の判別が非正常範囲である場合に、上記現像器の現像剤に偏りがあると判断する判断手段と、該判断手段が上記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、上記現像器の上記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う予備攪拌手段と、を有するように構成される。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成方法は、現像器のトナーセンサの出力値を読み取る工程と、出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する工程と、上記出力値が非正常範囲である場合に、上記現像器の現像剤に偏りがあると判断する工程と、上記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、上記現像器の上記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う工程と、を含んで構成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、現像器内の現像剤の偏りを検知し、検知した偏りに対して印字処理中の攪拌回転速度よりも遅い回転速度で予備攪拌する自動矯正処理を行い、自動矯正処理で偏りが解消しないときは現像剤の偏りをユーザに報知するので、現像器内の現像剤の偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。
【図３】(a)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図、(b)は現像器を(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【図４】実施例１に係るプリンタの現像器内の現像剤のトナー濃度とトナー濃度センサの出力値との関係を示すグラフである。
【図５】(a),(b),(c)は現像器が親機の搬送中又は交換用として単体で保管されていたときに現像器が傾いていたために生じ勝ちな現像器内における現像剤の偏りに例を示す図である。
【図６】現像器内の現像剤の偏りの態様に基づいて現像剤に偏りがあるか否かを判別し偏りがあるときはその偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。尚、本例のプリンタにおける一次転写では、直圧式ではなくシフト式を採用している。
【００２６】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２７】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の中間転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２８】
上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００２９】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。
【００３０】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００３１】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、詳しくは後述するが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００３２】
この現像器１４には、トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２８から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。
【００３３】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した中間転写ベルト８と、この中間転写ベルト８を掛け渡されて中間転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。
【００３４】
転写ベルトユニット３は、更に、駆動ローラ２１も上方で中間転写ベルト８を掛け渡されている二次転写バックアップローラ２３を備えている。二次転写バックアップローラ２３には、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接して、二次転写部を形成している。
【００３５】
上記の中間転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し中間転写ベルト８の循環移動方向下流側にややシフトした位置で中間転写ベルト８を挟むように配置されている。
【００３６】
一次転写ローラ２５は、下方を循環移動するベルト表面にトナー像を直接転写（一次転写）する。中間転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、二次転写ローラ２４が中間転写ベルト８を介して二次転写バックアップローラ２３に圧接する、二次転写部まで搬送する。
【００３７】
中間転写ベルト８には、従動ローラ２２に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方には、ベルトクリーナ２６が中間転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。
【００３８】
トナー供給部４は、中間転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている４個のトナーカートリッジ２８で構成される。４個のトナーカートリッジ２８には、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の補給用トナーが収容されている。
【００３９】
これら４個のトナーカートリッジ２８は、後述するトナー供給路（図１では転写ベルトユニット３の向う側に隠れて見えない）により、収容しているトナーの色に対応する現像装置９の現像器１４と連結されている。
【００４０】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から従動ローラ２２の上方にかけて２つの電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。
【００４１】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１（３１ａ、３１ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。
【００４２】
待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００４３】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００４４】
両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
【００４５】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃを有する返送路３９を備えている。
【００４６】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３１ｂに対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。
【００４７】
図２は、上記のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図２に示すように回路ブロックは、プリンタコントローラ部５０が中心となっている。このプリンタコントローラ部５０には、複数のバス５９を介してネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ（インターフェイス）４８、ヘッドコントローラ部４９が接続されている。
【００４８】
上記のネットワークコントローラ部４７のＩ／Ｆ４８には他のバス５９を介して操作パネル部５１が接続されている。また、Ｉ／Ｆ４８には、例えばパーソナルコンピュータ等の図外のホスト機器から印字データ等の信号が入力される。
【００４９】
ネットワークコントローラ部４７は、Ｉ／Ｆ４８を介して外部から入力される印字データをヘッドコントローラ部４９に送信し、印字データに含まれるコマンドデータや操作パネル部５１から入力される指示データをプリンタコントローラ部５０に送信する。
【００５０】
プリンタコントローラ部５０には、バス５９を介して、更に、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) ５２、ＲＯＭ(read only memory)５３、給紙モータ５４が接続されている。
【００５１】
プリンタコントローラ部５０は、ＲＯＭ５３に格納されている制御プログラムを読出し、その読み出した制御プログラムにしたがって、ＹＭＣＫごとのＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９を指す）新旧検知センサ５５等から受信するセンサ出力に応じて各部を制御する。
【００５２】
また、プリンタコントローラ部５０は、装置本体１が新品であるとき、又は現像器１４が新規交換で装着されたとき、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６又は新規交換された現像器１４のトナー濃度センサ５６の出力を検出し、トナーの状態に偏りがあるか否かを判断し、トナーの状態に偏りがあるときは、詳しくは後述するトナー偏りの矯正処理を行う。
【００５３】
また、プリンタコントローラ部５０は、通常の印字動作中は、ＹＭＣＫごとのトナー濃度センサ５６（５６ｙ、５６ｍ、５６ｃ、５６ｋ）から受信するセンサ出力信号が、トナー補給閾値を超えるか否かを監視し、トナー補給閾値を超えたときは、ＹＭＣＫごと対応するトナーカートリッジ２８のモータ４６（４６ｙ、４６ｍ、４６ｃ、４６ｋ）を駆動して補給用トナーを現像器１４に補給する。
【００５４】
また、プリンタコントローラ部５０は、ネットワークコントローラ部４７から受信した印字データに基づいて、一方ではヘッドコントローラ部４９を介しＹＭＣＫごとの光書込ヘッド１３（１３ｋ、１３ｃ、１３ｍ、１３ｙ）の光書き込みを制御する。
【００５５】
また、プリンタコントローラ部５０は、上記の印字データに基づいて、他方では給紙モータ５４を制御して用紙を二次転写部まで搬送させ、高圧ユニット５７を制御して、ＹＭＣＫごとの駆動装置５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）の帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２５や、二次転写ローラ２４等へバイアス電圧を印加する。
【００５６】
図３(a)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図であり、図３(b)は、現像器１４を図３(a)の矢印ｃで示す向に切断して内部構成と現像剤の還流経路を示す断面図である。
【００５７】
なお、図３(a),(b)には図１の構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。また、図３(b)では図３(a)に示すクリーニングブレード７７の図示を省略し、トナー濃度センサ５６も極く簡略に示している。
【００５８】
図３(a),(b)に示すように、現像器１４は、外壁６３と内部隔壁６４とで仕切られる２つの現像槽６５（６５ａ、６５ｂ）を備えている。上方の現像槽６５ａには、前述した現像ローラ１５と第２の攪拌搬送スクリュー１９が配置されている。
【００５９】
現像ローラ１５には、ドクターブレード６６が当接している。下方の現像槽６５ａには前述した第１の攪拌搬送スクリュー１８が配置されている。この現像槽６５ａにはトナー濃度センサ５６がその検知面６７を槽内に露出して配置されている。
【００６０】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、回転軸６８とこの回転軸６８に螺旋状に固設された螺旋状フィン６９とで構成されている。第１の攪拌搬送スクリュー１８は、回転軸７１とこの回転軸７１に螺旋状に固設された螺旋状フィン７２とで構成されている。
【００６１】
第２の攪拌搬送スクリュー１９は、矢印ｄで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ａ内の現像剤を螺旋状フィン６９で攪拌しながら矢印ｅ（ｅ１、ｅ２、ｅ３）で示すように、図３(a)の紙面奥行き方向手前から向こう側、図３(b)では右から左方へ搬送し、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。
【００６２】
現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽６５ａ内の現像剤に混合され、図３(a)の紙面奥行き方向向こう側、図３(b)では左端部の出口７３で現像槽６５ｂに送り戻す。
【００６３】
現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８は、矢印ｇで示すように図３(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽６５ｂ内の現像剤を螺旋状フィン７２で攪拌しながら矢印ｆ（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で示すように図３(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前、図３(b)では左から右方へ搬送する。
【００６４】
もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ５６がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーカートリッジ２８からトナー補給路４５を介して、図３(b)に示すように、トナーＴｎが補給される。
【００６５】
なお、図３(b)には、トナー補給口を特には示していないが、トナー補給口は出口７３とほぼ同じ位置に連結されている。つまり、現像でトナー濃度が低下した現像槽６５ａ内の現像剤が現像槽６５ｂに送り戻される出口７３近傍で、補給トナーが補給されるようになっている。
【００６６】
第１の攪拌搬送スクリュー１８は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a)の紙面奥行き方向手前側、図３(b)の右側の供給口７４で、現像剤を現像槽６５ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。
【００６７】
上記のトナー濃度センサ５６の検知面６７は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面６７に滞留しやすい。現像剤が検知面６７に滞留するとトナー濃度センサ５６の検知精度が低下する。
【００６８】
このトナー濃度センサ５６の検知精度の低下を防止するために、現像槽６５ｂ内の第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１には、トナー濃度センサ５６の検知面６７に対向して回転する位置に、ブレード保持部７５とこのブレード保持部７５に保持された弾性体シート（ブレード）７６から成るクリーニングブレード７７が固設されている。
【００６９】
クリーニングブレード７７は、第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転軸７１と共に回転し、トナー濃度センサ５６の検知面６７を弾性体シート７４により摺擦して、検知面６７に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。
【００７０】
これにより、トナー濃度センサ５６の検知面６７に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。なお、上記のようにクリーニングブレード７７がトナー濃度センサ５６の検知面６７を周期的に摺擦することにより、検知面６７上の現像剤の量が周期的に増減する。
【００７１】
したがって、その現像剤量の周期的増減に合わせてトナー濃度センサ５６の出力電圧も周期的に増減する。第１の攪拌搬送スクリュー１８の回転、すなわちクリーニングブレード７７の回転は比較的速いので、トナー濃度センサ５６の出力電圧の周期的増減は比較的高速なパルス電圧として現れる。
【００７２】
本例では、上記のパルス電圧を平均化して得られる電圧を、現像剤の実際のトナー濃度に対するトナー濃度センサ５６の検知出力電圧としている。
【００７３】
ところで、本例のトナー濃度センサ５６は、現像剤の二成分中のキャリアの磁性分を検知している。現像剤のトナー濃度が高いときはキャリアに付着しているトナーが多いときである。
【００７４】
換言すれば、現像剤中のキャリアの量が相対的に少ないときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアとの間の透磁率が下がり、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧は低下する。
【００７５】
一方、現像剤のトナー濃度が低いときはキャリアに付着しているトナーが少ないときである。つまり、現像剤中のキャリアの量が相対的に多いときである。したがって、トナー濃度センサ５６とキャリアとの間の透磁率が上り、トナー濃度センサ５６の検知出力電圧が上昇する。
【００７６】
図４は、上述した現像器１４内の現像剤のトナー濃度と、トナー濃度センサ５６の出力値との関係を示すグラフである。図４は横軸にトナー濃度（％）を示し、縦軸にトナー濃度センサ５６の出力値（Ｖ）を示している。
【００７７】
図４のグラフで示すように、トナー濃度が低いときはトナー濃度センサ５６の出力値が高く、トナー濃度が高いときはトナー濃度センサ５６の出力値が低くなることを示している。
【００７８】
装置本体１による画像の印刷処理が進行すると、つまり現像ローラ１５と感光体ドラム１０とによるトナー像の現像が進行すると、現像剤のトナーが消費されて現像器１４内の現像剤のトナー濃度が低下する。
【００７９】
本例のプリンタ１は、消耗品である感光体ドラム１０を含む現像装置９に不揮発メモリを実装している。この不揮発メモリには、プリンタ１の工場からの出荷時において、現像器１４内に充填されている現像剤のトナー濃度が６％であること、このトナー濃度６％に対応するトナー濃度センサ５６の出力電圧が２．５Ｖになること等の情報が格納されている。
【００８０】
プリンタコントローラ部５０は、装置本体１の装着部に新たな現像装置９が交換装着されると、不揮発メモリに格納されている情報を読み出して、現像装置９が新品であることを認識すると共に、現在のトナー濃度を６％に設定し、トナー濃度センサ５６の基準出力値を２．５Ｖに設定する（図４の点ａを参照）。
【００８１】
以後、プリンタコントローラ部５０は、トナー濃度センサ５６の出力電圧から現像剤のトナー濃度（％）を算出し、トナー濃度センサ５６の出力がトナー濃度が低いほうの閾値（図４の点ｂ参照）以下を示したときはトナー補給を行って現像剤のトナー濃度を一定に保つようにする。
【００８２】
そして、トナー濃度が低下してトナー補給の動作を行ってもトナー濃度が上昇しないときは、プリンタコントローラ部５０は、トナーカートリッジ２８にトナーが無いと判断する。
【００８３】
なお、トナー濃度センサ５６の出力がトナー濃度が高いほうの閾値（図４の点ｃ参照）以上を示す場合は、トナーが補給された直後に発生することが多い。この場合、プリンタコントローラ部５０は、補給されたトナーが現像剤中で偏っていると判断し、非印字中の空回転で現像剤の攪拌を行い、トナー濃度センサ５６の出力が安定するまで監視する。
【００８４】
ところで、現像器１４が親機の画像形成装置１と共に工場から納入先へ搬送中、あるいは納入先で交換用の予備として現像器１４が親機の外に単独であるときには、現像器１４が傾きやすいことは前述した。
【００８５】
図５(a),(b),(c)は、現像器１４が親機の搬送中、又は交換用として単体で保管されていたときに、現像器１４が傾いていたために生じ勝ちな、現像器１４内における現像剤の偏りの例を示す図である。なお、図５(a),(b),(c)には、図３(a),(b)に示した構成と同一の構成部分には、図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。
【００８６】
図５(a)は、現像剤７８が左端部の出口７３の方向に偏っている場合を示し、図５(b)は、現像剤７８が右端部の供給口７４の方向に偏っている場合を示し、図５(c)は、一方に偏っているのではないが、均一に分散しているのでもなく、中途半端な状態で滞留している場合を示している。
【００８７】
図５(a)の場合は、トナー濃度センサ５６の位置には現像剤７８がまったく存在しないため、トナー濃度センサ５６の出力は、キャリアが無いという異常な状態に対する磁力非検知、つまり何らの出力も示さない異常な状態になる。
【００８８】
図５(b)の場合は、トナー濃度センサ５６の位置には現像剤７８が高い圧力で密集している。現像器１４が新品であっても攪拌と搬送の効率を考慮して、現像剤７８は現像槽６５ａ、６５ｂに対して６０％程度の容量で充填されている。
【００８９】
つまり、全体的に平均すると、第１の攪拌搬送スクリュー１８の螺旋状フィン７２や、第２の攪拌搬送スクリュー１９の螺旋状フィン６９の上半分が現像剤７８の中に埋没する程度に現像剤７８が充填されている。また、このときトナー濃度センサ５６の出力が２．５Ｖになるように設定されている。
【００９０】
それが、図５(b)の場合は、トナー濃度センサ５６の位置では、現像剤７８が現像器１４に満タンで且つ高い密度で、つまり圧力を掛けられて充填されている状態であるため、トナー濃度センサ５６の出力は、標準よりも高い透磁率を示し、新品であるにもかかわらず、あたかもトナー濃度が低いような異常な出力値を示すことになる。
【００９１】
一方、図５(c)の場合は、現像剤７８が不規則に分散しているだけで、現像剤７８には密集するような圧力はかかっていないため、トナー濃度センサ５６の出力は、不安定ながらも通常の濃度の範囲の出力値を示すことになる。
【００９２】
図６は、上述した現像器内の現像剤の偏りの態様に基づいて現像剤に偏りがあるか否かを判別し、偏りがあるときは、その偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する処理のフローチャートである。なお、この処理は、図２に示したプリンタコントローラ部５０によって行われる処理である。
【００９３】
図６において、プリンタコントローラ部５０は、先ず、トナー濃度センサ５６の出力を読み取る（ステップＳ１）。そして、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力しているか否か判別する(ステップＳ２）。
【００９４】
そして、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力していれば（ステップＳ２の判別がＹｅｓ）、続いて、その出力信号が示すトナー濃度は正常の範囲か否か判別する（ステップＳ３）。この処理で、トナー濃度が正常な範囲には、図５(c)に示した現像剤の状態も含まれている。
【００９５】
上記判別で、トナー濃度センサ５６が出力信号が、トナー濃度が正常な範囲にあることを示していれば（ステップＳ３の判別がＹｅｓ）、通常のように印字処理を開始して(ステップＳ４）、印字処理を正常終了する。
【００９６】
一方、上記ステップＳ２の判別で、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力していないときは（ステップＳ２の判別がＮｏ）、プリンタコントローラ部５０は、現像器１４内の現像剤７８が、図５(a)に示す状態にあると判断する。
【００９７】
そしてこの場合は、第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９を通常の印字動作のときと同様の回転数で回転させたのでは、螺旋状フィン６９及び７２に掛かるトルクが過大になって故障の原因となることを回避するために、通常よりも遅い緩やかな回転で予備攪拌する（ステップＳ５）。
【００９８】
また、上記ステップＳ２の判別で、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力していてもその出力がトナー濃度が正常な範囲にないことを示しているときは（ステップＳ３の判別がＮｏ）、プリンタコントローラ部５０は、現像器１４内の現像剤７８が、図５(b)に示す状態にあると判断する。
【００９９】
そして、この場合も、プリンタコントローラ部５０は、ステップＳ５の処理に移行し、第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９の螺旋状フィン６９及び７２に掛かるトルクが過大になるのを避けるため、通常よりも遅い緩やかな回転で予備攪拌する。
【０１００】
続いて、プリンタコントローラ部５０は、予備攪拌しながら、内蔵のタイマで時間経過を監視し、所定の予備攪拌が終了したか否か判別する（ステップＳ６）。この処理では、現像剤の通常的な偏りであれば、現像器１４内で現像剤が平均して分散するまでの時間を経験的に計測し、その計測結果をめ記憶装置の記憶し、この記憶した時間と、タイマが示す時間経過とを比較することによって判別が行われる。
【０１０１】
上記の判別で、所定の予備攪拌が終了していないときは（ステップＳ６の判別がＮｏ）、所定の予備攪拌が終了するまで、ステップＳ５、及びＳ６の処理を繰り返す。そして、所定の予備攪拌が終了したときは（ステップＳ６の判別がＹｅｓ）、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力しているか否か判別する(ステップＳ７）。
【０１０２】
そして、トナー濃度センサ５６が出力信号を出力していれば（ステップＳ７のの判別がＹｅｓ）、さらに、その出力が示すトナー濃度が正常の範囲か否か判別し（ステップＳ８）、正常の範囲であれば（ステップＳ８の判別がＹｅｓ）、ステップＳ４の処理に移行して印字処理を開始する。
【０１０３】
他方、上記ステップＳ７の判別がＮｏであるときは、図５(a)に示す現像剤の偏りの状態が解消されていないと判断し、これ以上の予備攪拌は無理であると判断して、「現像器の現像剤に偏りがある」ことをユーザに報知して（ステップＳ９）、異常終了する。
【０１０４】
また、上記ステップＳ８の判別がＮｏであるときは、この場合は、図５(b)に示す現像剤の偏りの状態が解消されていないと判断し、この場合も、これ以上の予備攪拌は無理であると判断し、ステップＳ９において「現像器の現像剤に偏りがある」ことをユーザに報知して、異常終了する。
【０１０５】
異常終了後は、ユーザは、現像剤に偏りがある現像器を装置本体から取り外して、例えば両手に持って強く揺さぶるなどして、現像器内の現像剤の膠着状態をほぐし、その現像器を装置本体に再装着する。
【０１０６】
現像器が再装着されると、プリンタコントローラ部５０によって、図６に示す処理が再開される。現像器内の現像剤の偏りは、ユーザの手作業によって解消されているので、再開された図６の処理では、ステップＳ１から、ステップＳ２及びＳ３の判別がいずれもＹｅｓとなり、ステップＳ４の印字処理が開始されて、正常終了する。
【０１０７】
なお、上記の実施形態では、二成分現像剤を用いる画像形成装置における現像器内の現像剤の偏りを検知する実施例について説明したが、現像剤は二成分現像剤と限るものではなく、一成分現像剤を用いる画像形成装置にも適用できる。
【０１０８】
一成分現像剤の場合には、上述したトナー濃度センサの機能には、トナー残量センサやトナー偏り検知センサ等が相当する。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【０１１０】
現像器のトナーセンサの出力値を読み取るトナー検知手段と、
該トナー検知手段により読み取られた前記出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する出力値判別手段と、
前記出力値判別手段の判別が非正常範囲である場合に、前記現像器の現像剤に偏りがあると判断する判断手段と、
該判断手段が前記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、前記現像器の前記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う予備攪拌手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
[付記２]
【０１１１】
前記予備攪拌手段は、印字処理中の攪拌回転速度よりも遅い回転速度で前記現像器の前記現像剤に対し所定時間の予備攪拌を行うことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]
【０１１２】
前記予備攪拌手段は、断続的微小回転を所定の回数行うことを特徴とする付記１または２記載の画像形成装置。
[付記４]
【０１１３】
前記予備攪拌手段は、まず最初に断続的微小回転を行い、次に印字処理中の攪拌回転速度よりも遅い回転速度で予備攪拌を行うことを特徴とする付記１乃至３のいずれか記載の画像形成装置。
[付記５]
【０１１４】
前記予備攪拌手段は、順方向と逆方向の交互回転の繰り返しであることを特徴とする付記１乃至４のいずれか記載の画像形成装置。
[付記６]
【０１１５】
前記予備攪拌手段は、回転にかかったトルク量を計測し、印字処理中の攪拌回転の場合の正常値と比較して、正常値に近づくまで繰り返し行うことを特徴とする付記１乃至５のいずれか記載の画像形成装置。
[付記７]
【０１１６】
前記予備攪拌手段による前記予備攪拌後において前記現像剤の偏りが解消されない場合に、現像器の現像剤に偏りがあることをユーザに報知する現像剤偏り報知手段を有する、ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか記載の画像形成装置。
[付記８]
【０１１７】
前記予備攪拌手段による前記予備攪拌の際に回転にかかったトルク量の計測を繰り返し、印字処理中の攪拌回転の場合の正常値に近づく傾向がないことで前記現像剤の偏りが解消されないと判断することを特徴とする付記１乃至７のいずれか記載の画像形成装置。
[付記９]
【０１１８】
前記出力値判別手段の判別が正常範囲である場合に、印字処理を開始する印字処理開始手段、を有することを特徴とする付記１乃至８のいずれか記載の画像形成装置。
[付記１０]
【０１１９】
現像器のトナーセンサの出力値を読み取る工程と、
出力値が正常範囲か非正常範囲かを判別する工程と、
前記出力値が非正常範囲である場合に、前記現像器の現像剤に偏りがあると判断する工程と、
前記現像器の現像剤に偏りがあると判断した場合に、前記現像器の前記現像剤に対し所定の動作で予備攪拌を行う工程と、
を含むこと、を特徴とする画像形成方法。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、現像器内の現像剤の偏りを検知して、検知した偏りを駆動系に負担を掛けることなく自動矯正する画像形成装置及び画像形成方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  フルカラー画像形成装置（プリンタ、装置本体）
２  画像形成部
３  転写ベルトユニット
４  トナー供給部
５  給紙部
６  ベルト式定着ユニット
７  両面印刷用搬送ユニット
８  転写ベルト
８ａ  下部走行面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ）  現像装置
１０（１０ｍ、１０ｃ、１０ｙ、１０ｋ）  感光体ドラム
１１  クリーナ
１２  帯電ローラ
１３  光書込ヘッド
１４  現像器
１５  現像ローラ
１６  筐体
１７  隔壁
１５  現像ローラ
１８  第１の攪拌搬送スクリュー
１９  第２の攪拌搬送スクリュー
２０  リザーブタンク
２１  駆動ローラ
２２  従動ローラ
２３  二次転写バックアップローラ
２４  二次転写ローラ
２５  一次転写ローラ
２６  ベルトクリーナ
２７  廃トナー回収容器
２８  トナーカートリッジ
２９  電装部
３１（３１ａ、３１ｂ）  給紙カセット
３２  用紙取出ローラ
３３  給送ローラ
３４  捌きローラ
３５  待機搬送ローラ対
３６  搬出ローラ対
３７  排紙トレー
３８  排紙ローラ対
３９  返送路
３９ａ  開始返送路
３９ｂ  中間返送路
３９ｃ  終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）  返送ローラ対
４７  ネットワークコントローラ部
４８  Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
４９  ヘッドコントローラ部
５０  プリンタコントローラ
５１  操作パネル
５２  ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) 
５３  ＲＯＭ(read only memory)
５４  給紙モータ
５５  ＤＤＳ(developer drum set、本例では現像装置９）新旧検知センサ
５６  トナー濃度センサ
５６ｙ  Ｙトナー濃度センサ
５６ｍ  Ｍトナー濃度センサ
５６ｃ  Ｃトナー濃度センサ
５６ｋ  Ｋトナー濃度センサ
５７  圧ユニット
５８（５８ｙ、５８ｍ、５８ｃ、５８ｋ）  ＹＭＣＫごとの駆動装置
５９  バス
６３  外壁
６４  内部隔壁
６５（６５ａ、６５ｂ）  現像槽
６６  ドクターブレード
６７  検知面
６８  回転軸
６９  螺旋状フィン
７１  回転軸
７２  螺旋状フィン
７３  出口
７４  供給口
７５  ブレード保持部
７６  弾性体シート（ブレード）
７７  クリーニングブレード
７８  現像剤
【図２】
2014126737.tif 000003
【図１】
2014126737.tif 000004
【図３】
2014126737.tif 000005
【図４】
2014126737.tif 000006
【図５】
2014126737.tif 000007
【図６】
2014126737.tif 000008