(57)【要約】【課題】  傾斜等により現像装置内の現像剤に軸方向の偏在が生じたような場合でも、所定のトナー消費モードを設けることにより現像剤の偏在を解消し、これにより、その後の画像形成において濃度班や地かぶりといった画像欠陥を抑制し、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像手段２４は、現像剤担持体３２と、現像剤収容部３３と、トナー収容部３５と、現像剤退避部３４と、現像剤分離手段と、仕切り部材３９と、現像剤撹拌搬送部材３６とを備え、現像剤収容部３３のトナー濃度に応じて、現像剤退避部３４に導入された二成分現像剤Ｇがトナー収容部３５から補給されたトナーを取り込みながら現像剤収容部３３に流入すると共に、画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに静電潜像担持体２１上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えることを特徴とする。【選択図】          図１
2006078976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体に像光を照射して表面に潜像を形成する露光手段と、静電潜像担持体上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像手段と、この現像手段により形成されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持され現像領域に向けて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、この現像剤規制部材により現像領域への搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部に現像剤搬送方向上流側から隣接する位置で現像剤担持体表面に臨むトナー補給用開口を有するトナー収容部とを備え、現像剤担持体による現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度に応じてトナー収容部内のトナーを現像剤収容部に取り込むと共に、
前記画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体に像光を照射して表面に潜像を形成する露光手段と、静電潜像担持体上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像手段と、この現像手段により形成されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
前記現像手段は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、このトナー補給路を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤収容部に隣接し現像剤収容部と連通して設けられる現像剤退避部と、現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に余剰現像剤を分離する現像剤分離手段とを備え、現像剤収容部のトナー濃度に応じて、現像剤退避部に分離された二成分現像剤がトナー収容部から補給されたトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入すると共に、
前記画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー消費モードは、前記現像手段を画像形成装置から取り外して再度取り付けた際に実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段は、現像剤担持体の軸方向における現像剤の偏在状況を検知して、部分的にトナーを消費すべき現像剤の偏在領域を検出する偏在領域検出手段をさらに備え、
前記トナー消費モードは、前記偏在領域検出手段の検出結果に基づき、静電潜像担持体上の該領域に対応する部分においてのみトナー消費を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記偏在領域検出手段は、現像剤収容部の軸方向両端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出する現像剤収容部偏在検出手段と、トナー収容部の軸方向両端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出するトナー収容部偏在検出手段とにより構成され、
前記トナー消費モードは、現像剤収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲を超え、かつ、トナー収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲内にあるときに実行されることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤収容部には、現像剤を撹拌搬送する、軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材が配設され、前記トナー収容部には、トナーを撹拌搬送する、軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材が配設され、
前記現像剤収容部偏在検出手段は、前記軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であり、
前記トナー収容部偏在検出手段は、前記軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であ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】
前記トナー消費モードは、現像剤撹拌搬送部材の駆動電流が所定の変動範囲を超えたときに実行されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー消費モードを実行する際には、前記静電潜像担持体と前記転写手段とが非接触状態であることをことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー消費モードを実行する際には、前記転写手段にトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか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、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に、磁性キャリアとトナーとを含んだ二成分現像剤を用いて、トナー濃度を自律的に制御する現像装置を含んだ画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−１１７３３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５０９７号公報
【特許文献３】特開２００２−７２６８８号公報
【特許文献４】特開２００２−２６８３７６号公報
【特許文献５】特開２００３−２１９７１号公報
【特許文献６】特開２００３−５７９３２号公報
【特許文献７】特開２００３−５７９３５号公報
【０００３】
一般に、電子写真方式等の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤にて可視像化するものが知られている。この種の現像装置に用いられる現像方式としては、現像剤として着色剤粒子であるトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤として磁性体粒子であるキャリアと着色体粒子であるトナーとを混合撹拌したものを用いる二成分現像方式とに大別される。
【０００４】
従来、二成分現像方式の現像装置としては、画質、維持性や安定性など優れた点が多いことから、トナーを磁性キャリアに混合した現像剤を磁場によって搬送して現像する磁気ブラシ現像方法が広く用いられている。この磁気ブラシ現像方法では、トナーと磁性キャリアとの摩擦で発生した静電気力により、トナーが磁性キャリアの表面に担持されるが、このトナーは、像担持体上の静電潜像に接近すると、静電潜像担持体と現像剤担持体との間に形成される電界によって静電潜像上へ飛翔し、静電潜像を可視像化する。また、現像剤は、現像によって消費されたトナーを補充しながら反復使用される。
【０００５】
このような磁気ブラシ現像方法を用いた現像装置において、安定した画像を得るためにはトナー濃度を一定に保つ必要があるが、このためにトナー濃度センサーやトナー補給部材を付加すると現像装置ひいては画像形成装置の大型化、高コスト化が避けられない。
【０００６】
そこで、こうした部材を用いずに、例えば、現像剤規制部材で進行が阻止された現像剤を収納する現像剤収納部内での現像剤の移動により、トナーを現像剤担持体上の現像剤に取り込み、トナー供給を常時一定に自己制御する、いわゆる自律制御方式の現像装置が実現されている。このような自律制御方式の現像装置は、一般に、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、現像領域に向けて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、この現像剤規制部材により現像領域に向けての搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部にトナー補給用開口を介して連通するトナー収容部等を備え、トナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化や現像剤の動きによって自律的にトナー濃度の制御を行なうものである。
【０００７】
しかし、このようにトナー濃度を自律的に制御する現像方式においては、装置が傾斜した場合に、現像剤収容部内の現像剤が片寄り、トナー補給部では傾斜上側（重力方向）における現像剤水位が下がってしまう。このため、現像剤担持体上の現像剤トナー濃度が十分であってもトナーを取り込んでしまうという問題点があった。
【０００８】
このような問題点に対する一方策として、例えば、現像剤収容部内にリブを設け傾斜による現像剤の片寄りを緩和する施策が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００９】
また、現像器に傾きセンサーを設け、その検知信号に応じて現像剤規制部の一つについてギャップを調整してトナーの取り込みを制御する施策も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
さらに、現像剤担持体に内包される磁界発生手段の磁力を強化して現像剤の保持力をアップして片寄りを抑制する施策も提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【００１１】
さらにまた、未使用の現像器ユニットについて、現像剤を現像剤収容部に仕込む際において現像剤収容部及びイニシャル現像剤保管部にガイドセル（リブ）を設けることで、現像器が傾斜体勢で封入シールが開封されても現像剤が現像剤収容部内に均一に充填される技術が提案されている（例えば、特許文献６，７参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の特許文献に開示された自律的にトナー濃度を調整する現像装置については、いずれも以下のような問題を有していた。
【００１３】
一般に、用紙ジャム等で現像器ユニットを一時的に画像形成装置本体から取り外す時に、ユーザーが現像器ユニットを現像剤担持体の回転軸が鉛直になるくらい極端に傾けたり、天地逆転させたりする可能性は非常に高い。そして、一旦現像剤やトナーが傾斜により下方に偏ると、現像器ユニットを水平に再取り付けした場合でも、現像剤やトナー自身の流動抵抗により直ぐにはこのユニット内の偏りは解消されない。このような状況の下では、傾斜防止用のリブを設けても現像剤が現像剤収容部内で偏在してしまうので、トナーの異常取り込みが生じてしまい、この結果、出力画像に濃度斑や地カブリといった現象が発生してしまう。
【００１４】
また、このような現象は、傾斜検知センサーによりトナー取り込み制御を行なう場合にも同様に生じてしまう。さらに、傾斜検知センサーを用いてトナーの取り込み制御を行なう場合には、こうした現象の低減効果が多少あるとしても、取り外した時に傾斜検知センサーを作動させるための内部電源等を設けなくてはならずコストアップや大型化が懸念される。
【００１５】
一方、現像剤担持体に内包される磁界発生手段の磁力を強化して現像剤に対する保持力を維持する場合には、磁力を強化しても現像器を上述のように極端に傾けてしまうと現像剤担持体表面近傍の現像剤のみしか保持できないので、傾斜下方に片寄ろうとする現像剤を現像剤担持体で保持するためには、現像剤サンプ量を少なくしなくてはならない。これは現像器ライフの観点からすると好ましくない。さらに、イニシャル現像剤保管部にガイドセル等を設ける場合においても、使用中の現像剤ユニットについては効果を成し得ない。
【００１６】
そこで、本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、現像装置の傾斜等により現像装置内の現像剤に軸方向の偏在が生じたような場合でも、所定のトナー消費モードを設けることにより現像剤の偏在を解消し、これにより、その後の画像形成において濃度班や地かぶりといった画像欠陥を抑制し、良好な画像を得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】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体に像光を照射して表面に潜像を形成する露光手段と、静電潜像担持体上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像手段と、この現像手段により形成されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持され現像領域に向けて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、この現像剤規制部材により現像領域への搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部に現像剤搬送方向上流側から隣接する位置で現像剤担持体表面に臨むトナー補給用開口を有するトナー収容部とを備え、現像剤担持体による現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度に応じてトナー収容部内のトナーを現像剤収容部に取り込むと共に、前記画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成した本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段とを有する画像形成装置において、現像手段が、現像剤担持体による現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度に応じてトナー収容部内のトナーを現像剤収容部に取り込むと共に、画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えているので、傾斜配置等により現像剤が軸方向に偏在した場合に、濃度班や地かぶりといった画像欠陥が生じ易い自律制御方式の現像装置を含んだ画像形成装置において、低コストで効果的に現像剤の軸方向の偏在を解消することができる。
【００１９】
なお、本明細書中において軸方向とは、現像剤担持体の回転軸に沿った方向をいうものとする。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置は、表面に静電電位の差による潜像が形成される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、該静電潜像担持体に像光を照射して表面に潜像を形成する露光手段と、静電潜像担持体上の潜像にトナーを転移させてトナー像を形成する現像手段と、この現像手段により形成されたトナー像を被記録媒体に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記現像手段は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に隣接して二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部にトナー補給路を介して連通し、このトナー補給路を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部と、現像剤収容部に隣接し現像剤収容部と連通して設けられる現像剤退避部と、現像剤収容部及び現像剤退避部に対して現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側に設けられ、現像剤担持体により担持搬送される二成分現像剤の一部を余剰現像剤としてせき止め、トナー濃度に応じて現像剤収容部又は現像剤退避部に余剰現像剤を分離する現像剤分離手段とを備え、現像剤収容部のトナー濃度に応じて、現像剤退避部に導入された二成分現像剤がトナー収容部から補給されたトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入すると共に、前記画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えていることを特徴とする。
【００２１】
このように構成した本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段とを有する画像形成装置において、現像手段が、現像剤収容部のトナー濃度に応じて、現像剤退避部に分離された二成分現像剤がトナー収容部から補給されたトナーを取り込みながら現像剤収容部に流入すると共に、画像形成装置は、所定の期間、画像出力はせずに前記静電潜像担持体上にトナー消費を行なうトナー消費モードを備えているので、安定して飽和トナー濃度を維持すると共に、高密度画像の連続出力に対応し、現像剤の長寿命化、ランニングコストの低減に対応した改良型自律制御方式の現像装置を備えた画像形成装置において、傾斜配置等により生じた現像剤の軸方向の偏在を低コストで効果的に解消することができる。
【００２２】
ここで、前記トナー消費モードは、前記現像手段を画像形成装置から取り外して再度取り付けた際に実行されてもよい。
【００２３】
この場合は、トナー消費モードが、現像手段を画像形成装置から取り外して再度取り付けた際に実行されるので、ユーザーが現像装置を取り外して、極端に傾斜させた後、再取り付けした場合でも、現像装置内における現像剤の偏在を確実に解消することができる。
【００２４】
また、前記現像手段は、現像剤担持体の軸方向における現像剤の偏在状況を検知して、部分的にトナーを消費すべき現像剤の偏在領域を検出する偏在領域検出手段をさらに備え、前記トナー消費モードは、前記偏在領域検出手段の検出結果に基づき、静電潜像担持体上の該領域に対応する部分においてのみトナー消費を実行してもよい。
【００２５】
この場合は、現像手段が、現像剤担持体の軸方向における現像剤の偏在状況を検知して、部分的にトナーを消費すべき現像剤の偏在領域を検出する偏在領域検出手段をさらに備え、トナー消費モードは、偏在領域検出手段の検出結果に基づき、静電潜像担持体上の該領域に対応する部分においてのみトナー消費を実行するので、無駄なトナー消費を抑制すると共に、現像剤の偏在を解消するトナー消費を効率的に行なうことができる。さらに、ユーザーの取り付け・取り外しに伴う現像剤の偏在に関わらず、現像剤の軸方向の偏在が生じた場合にはトナー消費モードを実行することができるので、トナー濃度の軸方向の安定化をより一層図ることができる。
【００２６】
さらに、前記偏在領域検出手段は、現像剤収容部の軸方向両端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出する現像剤収容部偏在検出手段と、トナー収容部の軸方向両端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出するトナー収容部偏在検出手段とにより構成され、前記トナー消費モードは、現像剤収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲を超え、かつ、トナー収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲内にあるときに実行されてもよい。
【００２７】
この場合は、偏在領域検出手段が、現像剤収容部の軸方向端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出する現像剤収容部偏在検出手段と、トナー収容部の軸方向端部間のトナー濃度差を検出して軸方向の偏在領域を検出するトナー収容部偏在検出手段とにより構成され、トナー消費モードは、現像剤収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲を超え、かつ、トナー収容部偏在検出手段により検出されたトナー濃度差が所定の範囲内にあるときに実行されるので、現像剤中のトナー濃度が上昇する可能性がある場合を、より具体的に判断し、余分なトナー消費をより効果的に抑制すると共に、現像剤の偏在を解消するトナー消費をより効率的に行なうことができる。
【００２８】
さらにまた、前記現像剤収容部には、現像剤を撹拌搬送する、軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材が配設され、前記トナー収容部には、トナーを撹拌搬送する、軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材が配設され、前記現像剤収容部偏在検出手段は、前記軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であり、前記トナー収容部偏在検出手段は、前記軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であってもよい。
【００２９】
この場合は、現像剤収容部には、現像剤を撹拌搬送する、軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材が配設され、トナー収容部には、トナーを撹拌搬送する、軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材が配設され、現像剤収容部偏在検出手段は、軸方向に二分割された現像剤撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であり、トナー収容部偏在検出手段は、軸方向に二分割されたトナー撹拌回転部材のそれぞれの駆動電流を測定対比することにより軸方向の偏在領域を検出する手段であるので、新たなセンサーを設けることなく、簡易な構成で低コストな偏在領域検出手段を実現することができる。
【００３０】
また、前記トナー消費モードは、現像剤撹拌搬送部材の駆動電流が所定の変動範囲を超えたときに実行されてもよい。
【００３１】
この場合は、トナー消費モードが、現像剤撹拌搬送部材の駆動電流が所定の変動範囲を超えたときに実行されるので、特別なセンサーを設けることなく、現像剤の軸方向の偏在を解消するトナー消費モードをより簡易に実現することができる。
【００３２】
以上において、前記トナー消費モードを実行する際には、前記静電潜像担持体と前記転写手段とが非接触状態であってもよいし、前記転写手段にトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されていてもよい。
【００３３】
この場合は、トナー消費モードを実行する際には、静電潜像担持体と転写手段とが非接触状態であるか、あるいは転写手段にトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧が印加されているので、トナー消費モードの際に、静電潜像担持体上に付着したトナーが転写手段に付着することを効果的に防止し、その後の画像形成における画像品質を良好に維持することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、自律制御方式の現像装置を備えた画像形成装置において、例えば、用紙ジャム等でユーザーが現像装置を画像形成装置から取り外して極端に傾けた後、画像形成装置に再装着した結果、現像装置内の現像剤に軸方向の偏在が生じたような場合でも、所定のトナー消費モードを設けることで現像剤の偏在が解消され、これにより、その後の画像形成において濃度班や地かぶりといった画像欠陥の発生を抑制し、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
＜第一の実施形態＞
【００３６】
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図１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一実施の形態を示す概略構成図である。
【００３７】
本発明に係る画像形成装置１０は、図３に示されるように、矢印方向に回転する有機感光体からなる静電潜像担持体２１と、この静電潜像担持体２１を所定の電位に帯電する帯電装置２２と、静電潜像担持体２１上に静電潜像を書き込む露光装置２３と、静電潜像担持体２１上の静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像する現像装置２４と、静電潜像担持体２１上のトナー像を被記録媒体２８に転写させる転写装置２６等で構成されている。
【００３８】
そして、スコロトロンなどの帯電装置２２によって帯電され、レーザ書込み装置やＬＥＤアレイから形成された露光装置２３によって書き込まれた静電潜像担持体２１上の静電潜像は、光の当たった静電潜像担持体２１表面電位が低下し、光の当たっていない高電位部分とのコントラストによる電位画像として形成される。また、現像装置２４は、現像ハウジング３１内に着色粒子であるトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を収容し、現像剤担持体３２に前記二成分現像剤を担持させ、この現像剤担持体３２にバイアス電源２５からの現像バイアスを印加することで、現像剤担持体３２を静電潜像の高電位部と低電位部との中間電位に保持し、静電潜像の画像部を帯電されたトナーにて現像するようにしたものである。
【００３９】
さらに、転写装置２６は、例えば静電潜像担持体２１に接触配置される転写ロールにて構成されており、通常の画像形成モードにおいては、バイアス電源２７によって静電潜像担持体２１上のトナー像が引き付けられる方向の転写バイアスが印加されることで、静電潜像担持体２１上のトナー像が、不図示の給紙手段から、静電潜像担持体２１と転写ロール２６との間に供給された被記録媒体２８に転写されるようになっている。また、静電潜像担持体２１上に残留したトナーは、例えばドクターブレード式のクリーニング装置２９によって除去される。さらに、本実施の形態において、静電潜像担持体２１上のトナー像を転写された被記録媒体２８は、定着装置５０に搬送され、この定着装置５０によりトナー像は、被記録媒体２８に定着される。定着装置５０は、例えばヒートロール方式で、加熱ロール５１と加圧ロール５２とを有し、この加熱ロール５１と加圧ロール５２との間に被記録媒体２８を通過させることによりトナー像を被記録媒体２８に定着するようになっている。
【００４０】
以上のような通常の画像形成モードにおける静電潜像担持体２１の帯電、露光、現像及び被記録媒体２８の給紙、転写といった画像形成の各プロセスは、例えば、装置コントローラ１５により各構成機器がプロセス制御されることにより実行される。
【００４１】
また、本実施の形態において、画像形成装置１０は、現像装置２４を画像形成装置１０から取り外してから再取り付けする等の所定の場合に、被記録媒体２８上に画像形成を行なわずに静電潜像担持体２１上にトナー消費のみを行なうトナー消費モードをさらに備えている。
【００４２】
具体的には、まず、現像装置２４の着脱部に設けられたリミットスイッチ等により、現像装置２４の着脱状態を検知し、現像装置２４の状態に応じてトナー消費モードを実行する際（例えば、現像装置２４が一旦取り外された後、画像形成装置１０に再取り付けされた場合等）には、所定の期間、不図示の給紙手段からの被記録媒体２８の供給をロックする。そして、静電潜像担持体２１を帯電装置２２により所定の電位に帯電した後、露光装置２３により、静電潜像担持体２１上の所定の領域（例えば、軸方向の全面領域）の露光を行い、現像装置２４による現像を行うことにより、静電潜像担持体２１上の該所定の領域にトナーを転移（付着）させる。その後、転写装置２６による被記録媒体２８への画像形成は行なわずに、静電潜像担持体２１上の付着トナーをクリーニング装置２９により除去する。そして、こうした一連のトナー消費プロセスを、例えば装置コントローラ１５により制御することにより、静電潜像担持体２１上にトナー消費のみを行い、傾斜配置等により生じた現像剤の軸方向の偏在を低コストで効果的に解消するものである。
【００４３】
なお、トナー消費モードを実行する際には被記録媒体２８を流さないため、転写手段２６が静電潜像担持体２１と接触している構成では、転写手段２６がトナーで汚れてしまう懸念が生じる。そこで、このようなトナー消費モードを実行する際には、転写装置２６へトナーが付着しないように、静電潜像担持体２１と転写装置２６との接触／非接触を可能とする不図示の移動機構を設けて、トナー消費モードの実行時には、静電潜像担持体２１と転写装置２６とが非接触となるように構成してもよい。
【００４４】
また、このような移動機構を設ける替わりに、上述のトナー消費モードを実行する際には、転写ロール２６にトナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加して、転写装置２６へトナーが付着しないように制御してもよいし、こうした移動機構又は同極性のバイアス電圧の印加とを組み合わせて実行してもよい。
【００４５】
次に、本発明に係る画像形成装置に好適な、いわゆる自律制御方式の現像装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４６】
本現像装置は、トナー濃度を自律的に制御する周知の自律制御方式の現像装置１２４であり、図２に示されるように、内部に磁界発生手段を有し、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を担持して搬送するように表面移動する現像剤担持体１３２と、この現像剤担持体１３２に担持され、静電潜像担持体１２１と対向している現像領域に向けて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材１４１と、この現像剤規制部材１４１により現像領域に向けての搬送を規制された現像剤を収容する現像剤収容部１３３と、この現像剤収容部１３３に現像剤搬送方向上流側から隣接する位置で現像剤担持体１３２表面に臨むトナー補給用開口１３７を有するトナー収容部１３５と、このトナー収容部１３５内に設けられ、収容されたトナーＴを撹拌する回転部材１３８とを備え、現像剤担持体１３２上での現像剤搬送に伴う現像剤の移動により、現像剤担持体１３２上の現像剤のトナー濃度に応じてトナー収容部１３５内のトナーを現像剤収容部１３３内に取り込むように構成されている。なお、必要に応じて、現像剤収容部１３３内にもトナー収容部１３５と同様に、収容された現像剤を撹拌する回転部材を設けてもよい。
【００４７】
一般に、このように構成した自律制御方式の現像装置１２４は、トナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化や現像剤の動きによって自律的にトナー濃度の制御を行なうものであり、こうした自律制御方式の現像装置においては、例えば、現像装置が軸方向に傾斜することで現像剤収容部１３３内の現像剤が偏り、トナー補給口１３７では、傾斜上側における現像剤水位が下がってしまうため、現像剤担持体１３２上の現像剤中のトナー濃度が十分であっても、トナーを取り込んでしまうという問題が生じていた。
【００４８】
そこで、このような自律制御方式の現像装置１２４を備える画像形成装置１０において、所定の場合に前述のトナー消費モードを実行することにより、現像装置１２４内に生じた現像剤の偏在を解消することができる。具体的には、例えば、ユーザーがこうした現像装置１２４を画像形成装置１０から取り外して傾斜させた後に再取り付けした際等に、現像装置１２４内の現像剤が偏在していても、再取り付けしてから所定の期間、画像形成を行なわないトナー消費モードを実行することにより、こうした現像剤の偏在を確実に解消し、その後の画像形成における濃度斑や地カブリの発生を防止することができる。
【００４９】
ところで、上述のような周知の自律制御方式の現像装置１２４においては、トナー濃度変化に対応した現像剤の体積変化と現像剤の動きとによって、トナー濃度の制御をしているため、現像剤の体積変化や現像剤の動きを顕著にする必要がある。このような要請下においては、通常の二成分現像方式と比較して、少ない現像剤量で且つ現像剤担持体周辺の現像剤収容部内の現像剤密度を高くする必要があるため、現像剤の循環が悪く、現像剤の動きが活発な箇所と活発でない箇所とが存在して、トナーの取込みが均一に行われないという問題が生じる。また、帯電性能や磁化特性の劣化により磁性キャリアが現像装置本体から抜け出て現像剤収容部内の磁性キャリア量が減少すると、トナー濃度安定時において現像剤収容部内の磁性キャリア量に対するトナー量比率が大きくなるため、十分なトナー帯電が施されず地汚れやトナー飛散が起こるという問題も生じる。さらに、現像剤量が少ないことから現像剤中に含まれるトナーの絶対量が少ないこと、トナー濃度が減少しても現像剤の体積変動は緩やかでありトナーの取込みスピードが遅いことから、トナー消費の激しい高密度画像を連続で出力する際に所望の濃度が維持できないといった問題や、予め現像剤量を少なく設定しなければならないため、１つの磁性キャリアにかかるストレスが大きくなり、磁性キャリアの寿命が短くなってランニングコストが上昇するといった問題が生じてしまう。
【００５０】
そこで、こうした周知の自律制御方式の現像装置１２４の問題点を解決すると共に、本発明の画像形成装置の現像手段としてより好適である、本発明者らが改良を加えた改良型自律制御方式の現像装置の詳細について、図３を参照してさらに説明する。
【００５１】
この現像装置２４は、従来の現像装置の現像剤収容部とトナー収容部との間に傾斜板を設け、トナー濃度に応じた磁気力を利用して、低濃度現像剤を傾斜板上に流出退避させ、これにより高濃度現像剤又はトナーをトナー補給路から取り込むと共に、傾斜板上に流出した低濃度現像剤をトナー収容部のトナーを取り込みながら現像剤収容部に還流させるように構成したものであり、先の周知の自律制御方式の現像装置と同様な機能を有する部材には、同様な符号を付し、その説明は省略する。
【００５２】
この現像装置２４は、図３に示されるように、静電潜像担持体２１に向かって開口する現像
ハウジング３１を有し、この現像ハウジング３１の開口に面して二成分現像剤を磁力により担持搬送する現像剤担持体３２を配設し、現像ハウジング３１のうち、現像剤担持体３２に隣接した部位には二成分現像剤Ｇが収容される現像剤収容部３３と、現像剤収容部３３にトナー補給路３７を介して連通し、このトナー補給路３７を通じてトナーを供給可能に収容するトナー収容部３５と、現像剤担持体３２に隣接し、現像剤収容部３３に対して現像剤担持体３２の現像剤搬送方向下流側に設けられる現像剤退避部３４と、現像剤収容部３３を介して現像剤担持体３２に連通し且つトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出した二成分現像剤Ｇを収容するトナー収容部３５とを形成したものである。
【００５３】
なお、本現像装置２４において、二成分現像剤Ｇは、トナーＴと磁性キャリアからなる現像剤であり、トナーＴは、例えば非磁性トナーを用いるが、磁性キャリアと帯電特性が異なるものであれば、磁性トナーを用いても差し支えない。
【００５４】
また、本現像装置２４において、現像剤担持体３２は、回転可能な回転スリーブと、この回転スリーブの内部に固定的に配設された磁極ロールとを備えている。上記磁極ロールは、例えば、ロール本体中心を通る水平面右側に合わせて搬送磁極（本例ではＳ３）を配設し、回転スリーブの回転方向（反時計回り）に対し、搬送磁極（Ｓ３）から下流側へ所定の間隔で搬送磁極（本例ではＮ１）と、現像磁極（本例ではＳ１）とを配設する一方、搬送磁極（Ｓ３）から上流側へ所定の間隔でピックアップ磁極（本例ではＮ３）と、搬送磁極（本例ではＳ２）と、搬送磁極（本例ではＮ２）とを配置したものである。なお、本実施の形態において、現像磁極（Ｓ１）は、静電潜像担持体２１に対向し、ピックアップ磁極（Ｎ３）は、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇを捕獲するようになっているが、磁極の配置パターンについてはこの限りでなく、各々の磁極の配置や数は適宜選定して差し支えない。
【００５５】
一方、回転スリーブは、反時計回りに回転すると共に、磁極ロールの現像磁極（Ｓ１）が配設される現像部において、静電潜像担持体２１と対向するようになっている。
【００５６】
また、本現像装置２４において、現像剤収容部３３は二成分現像剤Ｇが収容されるスペースを有すると共に、収容された現像剤を撹拌するために所定の方向（本実施の形態では、時計回り）に回転する撹拌回転部材である現像剤撹拌部材３６を一本備えている。さらに、現像剤収容部３３の底部形状は、現像剤担持体３２及び現像剤撹拌部材３６に沿った湾曲形状をしており、現像剤担持体３２、現像剤撹拌部材３６との間に所定間隔の現像剤搬送路を確保している。
【００５７】
ここで、本現像装置２４においては、現像剤撹拌部材３６は、磁性体からなる磁性体ロールであるが、撹拌性を向上させるためにロールの外周上に羽根を設けたブレンダーやパドル形状にしてもよい。また、通常の二成分現像剤方式のように二本オーガーにするなど、複数配設してもよい。ただし、現像剤担持体３２の軸方向に現像剤を撹拌するような形状であることがより好ましい。
【００５８】
さらに、本現像装置２４において、トナー収容部３５には、収容されるトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇが撹拌搬送せしめられるトナー撹拌部材３８を有しており、このトナー撹拌部材３８は、例えば回転体に弾性フィルムを付けたもので、トナー収容部３５の底壁面に沿ってトナーＴ及び現像剤退避部３４から流出する二成分現像剤Ｇを掃き出すようにしたものである。
【００５９】
そして、このトナー収容部３５の底部形状は、トナー撹拌部材３８の移動回転軌跡に沿う湾曲状を有しており、現像剤収容部３３とトナー収容部３５との間の連結部には、トナー補給路３７が設けられている。
【００６０】
また、本現像装置２４では、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向下流側（反時計回り方向側）の位置において、搬送磁極（Ｎ１）と現像磁極（Ｓ１）との間には、現像剤担持体３２と対向するようにせき止め部４１が配設されている。このせき止め部４１は、現像剤担持体３２と同程度の幅を有し、一端を現像ハウジング３１により支持され、先端部を数十μｍ〜数百μｍ程度の間隙で現像剤担持体３２に近接させている。そして、本実施の形態においては、このせき止め部４１と、せき止め部４１よりも回転方向上流側に配置された搬送磁極（Ｎ１）とにより、現像剤分離手段が構成されている。
【００６１】
さらに、本現像装置２４では、せき止め部４１は、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制機能を兼ねているが、層厚規制機能とは別にしてもよい。この場合、例えば、せき止め部４１と現像磁極（Ｓ１）との間に層厚規制部材を設ける態様が挙げられる。
【００６２】
また、本現像装置２４において、現像剤収容部３３と現像剤退避部３４との間は、仕切り部材３９にて隔てられている。
【００６３】
この仕切り部材３９は、図４に拡大して示されるように、例えば、現像剤担持体３２と同程度の幅で形成されたベースプレート３９ａを有し、このベースプレート３９ａは、現像剤担持体３２側が上方で、その反対側が下方となるように斜め下方に向かって傾斜配置されている。該ベースプレート３９ａの傾斜部長さは傾斜部上を流れる現像剤がトナー補給路３７に流れ込むような長さに設定されており、傾斜部上を流れる現像剤の内、一部がトナー補給路３７を介して現像剤収容部３３へ余剰分がトナー収容部３５へ流出する。しかし、この傾斜部の長さは傾斜板上を流れる現像剤全てがトナー収容部３５へ流れ込むように設定してもよい。そして、ベースプレート３９ａのうち、現像剤担持体３２側に位置する上端部３９ｂは、現像剤担持体３２内の搬送磁極（Ｎ１）の直上、あるいは搬送磁極（Ｎ１）から現像剤搬送方向上流側（時計回り方向側）の位置において、現像剤担持体３２の表面と数百μｍ〜数ｍｍの位置で対向している。なお、本実施の形態では、前述したせき止め部４１に多くの二成分現像剤Ｇを供給するために、仕切り部材３９の上端部３９ｂと現像剤担持体３２との間隙は、せき止め部４１と現像剤担持体３２との間隙よりも広く設定されている。
【００６４】
一方、上端部３９ｂの反対側である下端部３９ｃは、前述したトナー補給路３７の上側壁面を形成するような形状となっている。
【００６５】
次に、本実施の形態に係る現像装置の作動について、以下に説明する。
【００６６】
図３において、現像剤収容部３３における二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌部材３６により撹拌され、現像剤担持体３２内のピックアップ磁極（Ｎ３）によって捕獲される。この後、捕獲された二成分現像剤Ｇは、ピックアップ磁極（Ｎ３）及び搬送磁極（Ｓ３）の磁気吸引力と現像剤担持体３２表面との摩擦力により、現像剤担持体３２（回転スリーブ３２１）の回転方向に搬送される。この搬送された二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１の近傍に到達すると、搬送磁極（Ｎ１）により穂立ちを形成する。さらに、この二成分現像剤Ｇの穂立ちは、せき止め部４１にて規制されることにより、現像剤層として現像剤担持体３２上に形成され、この現像剤層は、現像領域に搬送される。さらに、現像領域に搬送された二成分現像剤Ｇの現像剤層は、現像磁極（Ｓ１）の磁気吸引力により磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを形成する二成分現像剤ＧにおけるトナーＴは、静電潜像担持体２１と現像剤担持体３２との間に形成される現像電界によって、静電潜像担持体２１上の静電潜像を可視像化する。
【００６７】
次に、このように構成した現像装置２４における二成分現像剤Ｇの流れについて、図５及び図６を参照して説明する。
【００６８】
まず、図５において、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が低い場合を想定する。この二成分現像剤Ｇは、現像剤中のトナー量が少ないことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が大きくなっている。つまり、外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は大きくなるため、トナー濃度の低い二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍まで確実に搬送される。このせき止め部４１まで確実に搬送された二成分現像剤Ｇは、現像剤分離手段を構成するせき止め部４１のせき止め力と搬送磁極（Ｎ１）の磁気拘束力によって、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤を押し出し、この押し出された滞留現像剤は、落下現像剤となって仕切り部材３９上に落下し、現像剤退避部３４を経て、その後、現像剤収容部３３又はトナー収容部３５へ流れ込む。
【００６９】
このとき、上記のようにトナー濃度の低い二成分現像剤Ｇが現像剤退避部３４に導かれた場合、現像剤収容部３３内にはその分だけスペースが作られることになる。その結果、トナー補給路３７にあった二成分現像剤Ｇは、現像剤撹拌部材３６の搬送力と二成分現像剤Ｇの自重により、上記スペースに速やかに引き込まれトナー補給路３７付近の二成分現像剤が流動する。これにより、トナー補給路３７は、トナー収容部３５からのトナーＴ及び高いトナー濃度の二成分現像剤Ｇを受け入れ、このトナーＴ及び非常に高い濃トナー濃度の二成分現像剤Ｇは、現像剤収容部３３へと速やかに供給される。
【００７０】
一方、現像剤担持体３２により担持搬送される二成分現像剤Ｇのトナー濃度が高い場合を想定すると、この二成分現像剤Ｇは、磁性キャリアの表面を覆うトナー量が多いことから、比較的単位体積当たりの磁性キャリア密度が小さい。つまり、図６に示されるように外部磁界（本例ではＮ１）から二成分現像剤Ｇが受ける磁気吸引力は小さいため、トナー濃度の高い二成分現像剤Ｇの多くは、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端よりも上流側の位置で落下してしまう。この結果、この二成分現像剤Ｇは、せき止め部４１近傍に滞留している滞留現像剤まで到達することなく、仕切り部材３９上に落下しない。このため、この二成分現像剤Ｇは、仕切り部材３９上に落下することなく、現像剤担持体３２の回転方向に対して仕切り部材３９の先端部３９ｂより上流側の位置で落下し、直接現像剤収容部３３へ戻る。このとき、前述のトナー濃度が低い場合と異なり、現像剤収容部３３内にスペースが作られず、トナー補給路３７付近の二成分現像剤Ｇは流動しないので、二成分現像剤Ｇによりふさがれている状態となり、トナー収容部３５からトナーＴ及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤Ｇは供給されない。
【００７１】
このように、本実施の形態に係るトナー補給メカニズムは、トナー濃度に応じた二成分現像剤Ｇの流動性変化、嵩変化に加えて磁気吸引力の変化を利用したものであり、トナー濃度が低い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われ、トナー濃度が高い二成分現像剤Ｇに対してはトナー補給が行われない構成になっている。
【００７２】
そして、低トナー濃度の時には、二成分現像剤Ｇは、現像剤退避部３４へ一時的に誘導されることによって現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの嵩変化及び流動性が強調されることになり、その分、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇは、トナー収容部３５内のトナーＴ及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤をすばやく取り込むことができ、高密度画像の連続出力に対応することができる。さらに、前述のようなメカニズムにより、現像剤担持体３２上の飽和トナー濃度は二成分現像剤に働く磁気吸引力に依存するものであり、二成分現像剤の体積に依存しないので、経時で現像装置内の磁性キャリアの量が減少しても飽和トナー濃度は安定した値に保たれる。そして、トナー収容部３５からトナー及び非常に高いトナー濃度の二成分現像剤を供給する場合、二成分現像剤Ｇが現像剤退避部３４を経由するため、現像剤収容部３３内の二成分現像剤Ｇの循環が非常に活発になり、トナー及び非常に高い濃度の二成分現像剤の取込みが均一に行なわれる。また、二成分現像剤Ｇの嵩変化及び流動性が強調されること、磁性キャリアが現像剤収容部３３及び現像剤退避部３４からトナー収容部３５へ流出しても構わない構成であることから、現像剤の仕込み量を増やすことが可能であるため、現像剤に対するストレスが軽減し、現像剤の長寿命化、低ランニングコストを実現することができる。
【００７３】
ところで、このようなトナー補給メカニズムに基づいた自律制御方式の現像装置２４において、用紙ジャム等が生じて現像装置２４を画像形成装置１０から取り外し、例えば、現像剤担持体３２が鉛直になるくらい極端に傾ける（図７参照）と現像剤収容部３３内の現像剤及びトナー収容部３５内のトナーが重力方向下側に片寄る。その結果、重力方向上側のトナー補給路３７は大きく開口してしまう。
【００７４】
この時トナー収容部３５内のトナー量が十分であり、重力方向上側にも依然としてトナーが存在している場合には、再び画像形成装置１０本体に現像装置２４を装着した直後に現像装置２４を駆動させて画像出力を行なうと、トナー補給路３７において大きく開口した側では、多量のトナーが現像剤収容部３３内に入り込んでしまい一時的に現像剤担持体３２上の現像剤トナー濃度が異常に上昇してしまうため、出力画像の濃度が現像剤担持体３２の軸方向で斑となってしまったり、背景部に地カブリがみられたりする。
【００７５】
一方、トナー収容部３５のトナー収容量が少なく殆どのトナーが重力方向下側に寄ってしまっている場合は、重力方向上側において現像剤収容部３３内の現像剤量も少なくなっており、供給されるトナーも殆どないことから現像剤中のトナーの絶対量が不足してしまうため、画像濃度低下が観測される。
【００７６】
そこで、本発明では、このような改良型の自律制御方式の現像装置２４を画像形成装置本体１０から一旦取り外した後に再装着した場合にも、一定の間、画像出力はぜずに静電潜像担持体２１上にトナー消費を行なうトナー消費モードを実行することにより、現像剤の軸方向の偏在を低コストで効果的に解消すると共に、従来周知の現像装置１２４の問題点を改良した現像装置２４の前述の効果を達成することができる。
【００７７】
なお、トナー消費を行なう際には、現像剤担持体３２の回転と連動して現像剤収容部３３内の現像剤撹拌部材３６も駆動することとなり、現像剤収容部３３内の現像剤の軸方向の偏在が解消される。さらに、トナー収容部３５においても偏在したトナーはトナー撹拌部材３８により均一に均される。つまり、傾斜直後において一時的に現像剤量が少なく現像剤中のトナーの絶対量が不足した場合でも、トナー消費モードにより現像装置２４が駆動されて撹拌部材により現像剤の軸方向の偏在が均されることで現像剤量の不足は解消される。一方、多量のトナーが入り込むことで一時的に極端に端部のトナー濃度が上昇した場合でも、トナー消費によりトナー濃度を飽和レベル付近まで戻すことができ、同時に現像剤偏在も解消されているため、その後は正常に作動することになる。これにより、その後の画像形成において濃度班や地かぶりといった画像欠陥を抑制し、良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
＜第二の実施形態＞
【００７８】
次に、本発明に係る画像形成装置の第二の実施形態について、図８を参照して説明する。
【００７９】
本実施の形態に係る画像形成装置は、先の実施の形態における現像装置２４の現像剤担持体３２の軸方向における現像剤の偏在領域を検知する偏在領域検出手段をさらに備え、この偏在領域検出手段の検出結果に基づき、所定の場合に静電潜像担持体の現像剤の偏在領域に対応する静電潜像担持体上の部分領域のみトナー消費モードを実行するように構成したものである。すなわち、本実施の形態においては、先の実施の形態のように軸方向全域に亘ってトナー消費を行なうものではなく、現像剤の軸方向の偏在により現像剤中のトナー濃度が異常に上昇してしまう可能性があると判断された軸方向の領域でのみ部分的にトナー消費を行なうものである。なお、先の実施の形態と同様な機能を有する部材には同様な符号を付し、その説明は省略する。
【００８０】
本実施の形態において、現像剤の偏在領域を検知する具体的な偏在領域検出手段は、図８に示されるように、例えば、通常の二成分方式でトナー濃度検知用として採用されている透磁率センサーを現像剤収容部３３の底部の軸方向両端に配設した現像剤収容部偏在検出手段ＴＳ１と、同様な透磁率センサーをトナー収容部３５の底部の軸方向両端に配設したトナー収容部偏在検出手段ＴＳ２とで構成されている。
【００８１】
このように構成した現像装置２４Ａにおいて、現像剤収容部３３内の軸方向両端部に配設された現像剤収容部偏在検出手段である透磁率センサーＴＳ１により検出された軸方向両端部の各検知電圧（検出濃度、すなわち検出現像剤量）に所定の範囲を超える差が生じ、かつ、トナー収容部３５内の軸方向両端部に配設されたトナー収容部偏在検出手段である透磁率センサーＴＳ２により検出された軸方向両端部の各検知電圧に差が表れない場合（所定の範囲内にある場合）には、現像剤収容部３３内では極端な現像剤片寄りが発生しトナーを取り込むスペースが形成されており、かつ、トナー収容部３５内では軸方向全域にトナーが存在しているため現像装置の駆動と共に、トナー収容部３５内のトナー及び高濃度現像剤が現像剤収容部３３内へ流入し、トナー濃度が異常に上昇してしまうと判断される。そして、このような場合には、例えば装置コントローラ１５（図１参照）により、現像剤担持体３２の軸方向において上述のトナーを取り込むスペースが形成されている側（現像剤収容部３３内の検出トナー濃度、すなわち検出現像剤量が小さい側）半分のみでトナー消費を行なうようにトナー消費モードが実行される。
【００８２】
一方、現像剤収容部３３内の両端検知電圧に一定以上の差が生じ、トナー収容部３５内の両端検知電圧にも一定以上の検知電圧の差が生じている場合には、現像剤収容部３３内では極端な現像剤片寄りが発生しトナーを取り込むスペースが形成されているが、トナー収容部３５内のトナーも片側に偏在するため現像器を駆動しても該スペースにトナーが入り込む可能性は低くトナー消費が異常に上昇することは無いと判断され、装置コントローラ１５により現像装置の駆動のみでトナー消費モードは実行しないように制御される。
【００８３】
このように現像剤収容部３３とトナー収容部３５の端部におけるトナー濃度を検出して相互比較し、トナー濃度が異常に上昇する可能性がある領域においてのみ、部分的にトナーを消費するようにトナー消費モードを実行することにより余計なトナー消費を抑制することができる。
【００８４】
また、偏在領域検出手段を備えることにより、ユーザーの取り付け取り外しに伴う現像剤の偏在に関わらず、何らかの要因により現像剤の軸方向の偏在が生じた場合には、トナー消費モードを実行することが可能となり、これにより軸方向のトナー濃度をより一層安定化させることができる。
【００８５】
なお、トナー濃度センサーの設置箇所については、両端部の２箇所に限定するものではなく、当然に、より多くの箇所にトナー濃度センサーを設けてもよい。
【００８６】
この場合は、細分化されたより多くの軸方向領域において、部分的なトナー消費を実行することができる。
＜第三の実施形態＞
【００８７】
次に、本発明に係る画像形成装置の第三の実施形態について、以下に説明する。
【００８８】
本実施の形態における画像形成装置は、第二の実施形態における現像剤収容部偏在検出手段及びトナー収容部偏在検出手段であるＴＳ１、ＴＳ２といった透磁率センサー等の特別なセンサーを設けることなく、現像剤収容部３３及びトナー収容部３５の撹拌回転部材を利用して、簡易な構成により低コストで現像剤収容部３３及びトナー収容部３５の軸方向端部のトナー濃度を検出するように構成したものである。
【００８９】
一般に、現像剤担持体３２の磁極付近の現像剤は、トナー濃度が低下するとキャリア相互の接近とトナーによる潤滑効果が減少することにより現像剤の流動抵抗が増大する。これにより現像剤担持体３２の磁極に近接対向する現像剤撹拌部材３６の駆動トルクが増大する傾向がある。特に、ブレンダーのようなパドル型の撹拌部材を用いた場合には、スクリュー型のオーガー等に比し、流動抵抗の変動によるトルク変動が大きい。そして、このトルク変動は、現像剤撹拌部材３６の駆動モータの駆動電流をモニターすることにより容易に検出できる。
【００９０】
また、トナー収容部３５内においても、収容されたトナーに軸方向の偏在が生じる場合には、流動抵抗の変化によりトナー撹拌部材３８の駆動電流が変化する。
【００９１】
そこで、こうした現像剤撹拌部材３６やトナー撹拌部材３８の駆動モータの電流をモニターすることにより、トナー濃度センサーに代えることができる。
【００９２】
具体的には、図９に示されるように、現像剤収容部３３内の現像剤撹拌部材３６を軸方向に例えば二分割して設置し、この二分割された現像剤撹拌部材３６ａ，３６ｂのそれぞれの駆動電流を測定対比することにより、現像剤収容部３３の軸方向両端部におけるトナー濃度及び偏在領域を検出し、先の実施の形態における現像剤収容部偏在検出手段として用いることができる。
【００９３】
同様に、トナー収容部３５内にも軸方向に二分割した撹拌部材３８ａ，３８ｂを設けて、それぞれの駆動電流を測定対比することにより、トナー収容部３５の軸方向端部におけるトナー濃度及び偏在領域を検出し、先の実施の形態におけるトナー収容部偏在検出手段として用いることができる。
【００９４】
そして、先の実施の形態と同様に、現像剤収容部３３内の軸方向に二分割された撹拌部材３６ａ，３６ｂの各駆動電流に所定の範囲を超える差が生じ、トナー収容部３５内の二分割された撹拌部材３８ａ，３８ｂの各駆動電流に差が表れない場合には、例えば、装置コントローラ１５（図１参照）により、現像剤収容部３３内では極端な現像剤片寄りが発生しトナーを取り込むスペースが形成されており、かつ、トナー収容部３５内では全域にトナーが存在しているため現像装置の駆動と共にトナー濃度が異常に上昇してしまうと判断し、現像剤担持体３２の軸方向において上述のトナーを取り込むスペースが形成されている側（現像剤収容部３３内の検出トナー濃度、すなわち検出現像剤量が小さい側）半分のみでトナー消費を行なう。
【００９５】
このように構成した場合には、トナー濃度センサーを省略して、新たなセンサーを設けることなく、より簡易な構成で低コストに部分的なトナー消費モードを実現することができる。
【００９６】
なお、先の実施の形態と同様に、撹拌回転部材の軸方向の分割数については二分割である必要はなく、より多くに分割してもよい。
【００９７】
さらに簡略化した変形例としては、現像剤収容部３３内の通常の現像剤撹拌部材３６の駆動電流をモニターすることにより、トナー消費モードを実行してもよい。
【００９８】
具体的には、現像剤の偏在がない場合の、通常の駆動トルク（駆動電流）を基準とし、駆動トルク（駆動電流）がこの駆動トルク（駆動電流）の所定の変動範囲を超えた場合には、現像剤の偏在が生じたと判断し、軸方向全域に亘ってトナー消費モードを実行してもよい。
【００９９】
この場合は、トナー消費に無駄が生じるものの、特別なセンサーや構成を設けることなく、より簡易に現像剤の軸方向の偏在を解消することができる。
【０１００】
以上の各実施の形態において、トナー消費モード時における適切なトナー消費量については、トナー濃度異常上昇幅が各現像装置構成や現像剤サンプ量等に依存するため、一意に定義することは難しいが、概略の目安としてはＡ４横送りで印字率５〜５０％の画像を１枚出力する程度のトナー消費量であることが好ましい。
【０１０１】
また、トナー消費スピードについては、一度に大量のトナーを消費すると追従性の面から正常なトナー濃度を示している箇所のトナー濃度が低下してしまう可能性もあるので、低〜中印字率（５〜３０％）を出力する際のスピードであることが好ましい。
【０１０２】
このような条件を、例えば磁性粉２０％、粒径９μｍトナーを用いた場合を想定して例示すると、トナー消費量は０．８〜９．０ｍｇ／ｃｍであり、トナー消費スピード（割合）は０．０４〜０．２５ｍｇ／ｃｍ＾２程度である。なお、消費スピードについては、一般的に、画像形成装置のプロセススピードに現像装置内部の構成部材の動作スピードが対応しているため、上述のようなトナー消費量設定で現像装置内の現像剤分布状態が均一化されることになる。ただし、これはあくまで目安であるため各画像形成システムで任意に設定して構わない。
【０１０３】
次に、本発明に係るトナー消費モードを有する画像形成装置を用いて、形成画像の画質を従来の画像形成装置による形成画像と比較検証した結果を実施例として以下に示す。
【実施例】
【０１０４】
本実施例は、本発明に係るトナー消費モードを有する画像形成装置と、従来のトナー消費モードを有しない画像形成装置とを用いて、現像装置を一旦取り外して傾斜させた後、再取り付けした場合の形成画像の画質について比較検証したものである。本実施例における現像装置２４の設定条件は次の通りである。
・二成分現像剤Ｇ：トナーＴとしては、磁性粉２０重量％含有の体積平均粒径が９．０μｍのポリエステルトナーを使用し、磁性キャリアとしては、体積平均流粒径５０μｍのフェライト系キャリアを使用した。また、イニシャルの二成分現像剤仕込み量を１００ｇとし、トナー収容部３５への仕込みトナー量は５０ｇ，１５ｇの２水準とした。
・現像剤担持体３２：表面に６極の磁極を配置したφ１６ｍｍの着磁ロールを使用し、周速を３４０ｍｍ／ｓに設定した。なお、着磁パターンは図１０に示されるようなパターンを用いた。
・撹拌ブレンダー３６：φ１０ｍｍ、ピッチ１０ｍｍとし、周速を２５５ｍｍ／ｓに設定した（図１１参照）。
・現像ニップパラメータ：帯電電位（Ｖｈ）は−４６０Ｖ、潜像電位（Ｖｌ）は−１００Ｖ、現像バイアス（Ｖｄｅｖｅ）は−４００Ｖ、静電潜像担持体２１と現像剤担持体３２とのギャップ（ＤＲＳ）は３００μｍ、現像剤担持体３２上の現像剤量（ＭＯＳ）は３５ｍｇ／ｃｍ2(トナー濃度１０％)に設定した。
【０１０５】
上記の条件で、現像装置を画像形成装置本体から取り出し、図１２に示されるように、現像装置を水平面においた状態を基準（０度）にして、長手方向について９０度→１８０度→−９０度→０度の操作を行なった後に、画像形成装置本体に再装着してトナー消費モード有りの場合とトナー消費モード無しの場合のそれぞれについて印字率２０％画像を出力した。また、トナー収容部３５へのトナー仕込み量は、前述のように１５ｇ、５０ｇの２水準で行なった。なお、トナー消費モードでは、記録紙には画像を転写せずに、現像剤担持体３２の軸方向全域に亘ってハーフトーン２０％画像を１枚出力する程度の消費を静電潜像担持体２１上に行なった。出力したハーフトーン２０％画像の状態を目視で評価した結果を表１に示す。
【表１】
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【０１０６】
表１より理解されるように、トナー消費モードがない従来の画像形成装置においては、トナー収容部のトナー仕込み量５０ｇの場合では、傾斜方向上部において端部地カブリが発生し、トナー仕込み量１５ｇの場合では、端部濃度低下が発生している。
【０１０７】
これに対して、本発明に係るトナー消費モードを有する画像形成装置の場合には、トナー収容部のトナー仕込み量が、５０ｇ，１５ｇいずれの場合においても、地カブリや濃度低下といった画像欠陥は生じず、均一な濃度を有する良好な画像が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に適用可能な周知の自律制御方式の現像装置の概要を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置に、より好適な改良型の自律制御方式の現像装置の概要を示す図である。
【図４】改良型の現像装置の仕切り部材周辺の拡大図である。
【図５】トナー補給時（低トナー濃度時）の現像剤のフローを示す図である。
【図６】トナー補給が行われない時（高トナー濃度時）の現像剤のフローを示す図である。
【図７】現像装置を鉛直に傾けた時のイメージ図である。
【図８】第二の実施形態に係る現像装置の概要を示す図である。
【図９】第三の実施形態に係る撹拌部材の概要を示す図である。
【図１０】実施例において用いた現像剤担持体の着磁パターンを示す図である。
【図１１】実施例において用いた撹拌ブレンダーの概要を示す図である。
【図１２】実施例において行なった現像装置の傾け操作を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 画像形成装置、１５：装置コントローラ、２１：静電潜像担持体、２２：帯電装置、２３：露光装置、２４：現像装置、２５：バイアス電源、２６：転写装置、２７：バイアス電源、２８：被記録媒体、２９：クリーニング装置、３１：現像ハウジング、３２：現像剤担持体、３３：現像剤収容部、３４：現像剤退避部、３５：トナー収容部、３６：現像剤撹拌部材、３７：トナー補給路、３８：トナー撹拌部材、３９：仕切り部材、３９ａ：ベースプレート、３９ｂ：上端部、３９ｃ：下端部、４１：せき止め部、５０：定着装置、５１：加熱ロール、５２：加圧ロール、１２１：静電潜像担持体、１２４：現像装置、１３２：現像剤担持体、１３３：現像剤収容部、１３５：トナー収容部、１３７：トナー補給口、１３８：回転部材、１４１：現像剤規制部材、３２１：回転スリーブ、Ｇ：二成分現像剤、Ｔ：トナー、ＴＳ１，ＴＳ２：透磁率センサー
【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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