(57)【要約】    【課題】オーバーフロー方式の問題点を緩和し、無駄の少ない安定した余剰現像剤の排出を可能にした現像装置及び画像形成装置を提供する。    【解決手段】現像剤排出部８が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔２８を有し、排出孔２８の現像剤循環方向上流側で、かつ、現像ローラ２１に現像剤を供給する現像剤供給位置もしくはカートリッジ４、５からトナーや現像剤が補給される現像剤補給位置３より下流側の間に、他の搬送領域より現像剤の攪拌力が高い現像剤攪拌部３０を設けている。【選択図】  図３
2006215331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向配置された現像担持体と、現像ケーシング内で現像剤を循環搬送し、その搬送途中で前記現像担持体に現像剤を供給する現像剤循環搬送手段と、現像装置外に設けられた現像剤収納部から該現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置と、現像装置内の余剰現像剤を排出する現像剤排出手段とを有する現像装置において、
前記現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔を有し、該排出孔の現像剤循環方向上流側で、かつ、前記現像担持体に現像剤を供給する現像剤供給位置もしくは前記現像剤収納部から現像剤が補給される現像剤補給位置より下流側の間に、他の搬送領域より現像剤の攪拌力が高い現像剤攪拌部を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤攪拌部が前記現像剤循環搬送手段を構成する現像剤搬送部材の搬送力を低下させて他の搬送領域より現像剤の通過時間を長くした部分であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、前記現像剤搬送部材がスクリューであり、前記現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根を切り取りってスクリュー軸と略直角に延びた面状部材を設けて構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の現像装置において、前記現像剤搬送部材がスクリューであり、前記現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根にスクリュー軸と略平行に延びた線状または面状の部材を設けて構成されることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の現像装置において、前記現像剤循環搬送手段が現像剤担持体に隣接する第１スクリューと、該第１スクリューと平行で現像剤を逆方向に搬送する第２スクリューとを有し、前記排出孔が該第２スクリューの下流位置に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１項に記載の現像装置を用いて像担持体の表面に形成した静電潜像を現像する画像形成装置において、
前記現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔と、該排出孔を開閉するシャッタとを有し、該シャッタの開閉がシャッタ制御手段によって制御されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記現像装置から前記像担持体上に現像された単位面積あたりのトナー付着量または前記像担持体から転写体に転写された単位面積あたりのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を設け、前記シャッタ制御手段が通常前記シャッタを閉じ、該トナー付着量検知手段の検知結果が所定範囲になったときに前記シャッタの開くことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像形成装置において、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を設け、前記シャッタ制御手段が通常前記シャッタを閉じ、該トナー濃度検知手段の検知結果が所定範囲になったときに前記シャッタの開くことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６ないし８の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記シャッタ制御手段が前記該トナー付着量検知手段と前記トナー濃度検知手段の検知結果の検知結果がともに所定範囲になったとき前記シャッタを開くことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７ないし９の何れか１項に記載の画像形成装置において、前記現像装置の非動作時から現像装置の所定時間継続動作後までは前記シャッタの開動作を禁止す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、２成分現像装置及び該現像装置を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置が多々用いられている。この種の画像形成装置は、トナーが画像形成とともに消費されるため、通常は容器に入れたトナーを順次供給し、容器内のトナーが無くなったら新しいトナー容器と交換してトナーを補充している。
【０００３】
一方、キャリアは消費されることはないが、画像形成の回数に伴ってその性能が劣化するため、ある程度の画像形成回数ごとに交換する必要がある。キャリア交換の一般的な方法としては、複写機においては専用のサービス担当者がキャリアの交換を実施する方法、プリンタではキャリアを内蔵した現像装置をユニットごと新しいユニットに交換する方法などが一般的である。しかし、キャリアが劣化するまで使用し続けると、当初と劣化時とでの画像品質が明らかに違ってしまい画質の悪い記録物も多く提供してしまう問題がある。
【０００４】
そこで、最近では補給するトナーに予めキャリアを混合し、トナーとキャリアを順次現像装置に補給し、そして余剰現像剤を回収することで、安定した画像を継続して得られるようにした方法が提案され、そして実施されている。さらに、トナーとキャリアを別々に収納した容器からそれぞれ独立補給することも提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−８１７８７号公報
【０００６】
このようにキャリアを少量ずつ補給する現像装置では、装置のトナー濃度をある範囲内に維持するため、余剰の現像剤を回収する必要がある。現像剤の排出方法としては、特許文献１に記載されているような、現像ケーシング壁面の所定の高さに排出孔を設け、余剰現像剤を溢れさせて排出するオーバーフロー方式、リボルバー現像方式において、重力を利用して排出孔のシャッタを開閉する方式等が知られている。
【０００７】
しかし、近年、主流となっているタンデムカラー機等の据え置き現像装置に適用する場合、後者のリボルバー現像方式限定のため適用できないので、比較的簡単な構成で使用できる前者のオーバーフロー方式が主流となっている。
【０００８】
トナーの補給に加えてキャリアを補給し、余剰となった現像剤を現像剤排出孔からオーバーフローにより排出する方式の欠点として、現像装置内部の現像剤はトナーとキャリアの混合体であるため、現像装置内部のキャリア量が同じであっても、トナーの混合比（トナー濃度）によって混合体の体積が増減し、トナー濃度（通常は５％〜１２％程度）が高い時には体積が増加し、低いときは体積が減少する。このように体積が変化する状態でオーバーフローによる排出を行うと、トナー濃度が高い時に現像剤が多く排出され、トナー濃度が低い時にはキャリアを補給しても排出が成されない結果となり、すなわち、現像装置内部に保持されるキャリアの量も変動してしまう問題がある。
【０００９】
さらに、上述のように、トナー濃度が高い時に排出が行われる傾向となるため、キャリアの排出と同時にトナーも多量に排出されてしまう問題がある。
さらにまた、トナーまたはキャリアの補給口と現像剤の排出孔との位置関係によっては、供給した新しいトナーまたはキャリアが使用されずに即排出孔から排出されてしまう無駄が発生する問題がある。
【００１０】
さらにまた、トナー濃度変化同様、現像剤の帯電量によっても現像剤の体積が変動する。帯電量が高い時に現像剤体積が増加（かさ密度減少）し、帯電量が低い時に現像剤体積が減少するため、帯電量変化によっても排出量が変化してしまう問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記したオーバーフロー方式の問題点を緩和し、無駄の少ない安定した余剰現像剤の排出を可能にした現像装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体に対向配置された現像担持体と、現像ケーシング内で現像剤を循環搬送し、その搬送途中で前記現像担持体に現像剤を供給する現像剤循環搬送手段と、現像装置外に設けられた現像剤収納部から該現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置と、現像装置内の余剰現像剤を排出する現像剤排出手段とを有する現像装置において、前記現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔を有し、該排出孔の現像剤循環方向上流側で、かつ、前記現像担持体に現像剤を供給する現像剤供給位置もしくは前記現像剤収納部から現像剤が補給される現像剤補給位置より下流側の間に、他の搬送領域より現像剤の攪拌力が高い現像剤攪拌部を設けたことを特徴としている。
【００１３】
なお、本発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記現像剤攪拌部が前記現像剤循環搬送手段を構成する現像剤搬送部材の搬送力を低下させて他の搬送領域より現像剤の通過時間を長くした部分であると、効果的である。
【００１４】
さらに、本発明は、前記現像剤搬送部材がスクリューであり、前記現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根を切り取りってスクリュー軸と略直角に延びた面状部材を設けて構成されると、効果的である。
【００１５】
さらにまた、本発明は、前記現像剤搬送部材がスクリューであり、前記現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根にスクリュー軸と略平行に延びた線状または面状の部材を設けて構成されると、効果的である。
【００１６】
さらにまた、本発明は、前記現像剤循環搬送手段が現像剤担持体に隣接する第１スクリューと、該第１スクリューと平行で現像剤を逆方向に搬送する第２スクリューとを有し、前記排出孔が該第２スクリューの下流位置に設けられていると、効果的である。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし５の何れか１項に記載の現像装置を用いて像担持体の表面に形成した静電潜像を現像する画像形成装置において、前記現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔と、該排出孔を開閉するシャッタとを有し、該シャッタの開閉がシャッタ制御手段によって制御されることを特徴としている。
【００１８】
なお、本発明は、前記現像装置から前記像担持体上に現像された単位面積あたりのトナー付着量または前記像担持体から転写体に転写された単位面積あたりのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を設け、前記シャッタ制御手段が通常前記シャッタを閉じ、該トナー付着量検知手段の検知結果が所定範囲になったときに前記シャッタの開くと、効果的である。
【００１９】
さらに、本発明は、前記現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を設け、前記シャッタ制御手段が通常前記シャッタを閉じ、該トナー濃度検知手段の検知結果が所定範囲になったときに前記シャッタの開くと、効果的である。
【００２０】
さらにまた、本発明は、前記シャッタ制御手段が前記該トナー付着量検知手段と前記トナー濃度検知手段の検知結果の検知結果がともに所定範囲になったとき前記シャッタを開くと、効果的である。
【００２１】
さらにまた、本発明は、前記現像装置の非動作時から現像装置の所定時間継続動作後までは前記シャッタの開動作を禁止すると、効果的である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の構成によれば、現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔を有し、該排出孔の現像剤循環方向上流側で、かつ、現像担持体に現像剤を供給する現像剤供給位置もしくは現像剤収納部から現像剤が補給される現像剤補給位置より下流側の間に、他の搬送領域より現像剤の攪拌力が高い現像剤攪拌部を設けたので、環境や帯電量により現像剤の流動性が変化した場合でも現像剤かさ密度変化、つまり現像装置内の現像剤量変化を最小限に抑制することができ、トナー濃度制御の安定性、画像の安定性を向上できる。
【００２３】
請求項２の構成によれば、現像剤攪拌部が現像剤循環搬送手段を構成する現像剤搬送部材の搬送力を低下させて他の搬送領域より現像剤の通過時間を長くした部分であるので、現像剤攪拌部の攪拌効果を高められる。
【００２４】
請求項３の構成によれば、現像剤搬送部材がスクリューであり、現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根を切り取りってスクリュー軸と略直角に延びた面状部材を設けて構成されるので、現像剤攪拌部の攪拌効果を高められる。
【００２５】
請求項４の構成によれば、現像剤搬送部材がスクリューであり、現像剤攪拌部が該スクリューにおけるスクリュー羽根にスクリュー軸と略平行に延びた線状または面状の部材を設けて構成されるので、現像剤攪拌部の攪拌効果を高められる。
【００２６】
請求項５の構成によれば、現像剤循環搬送手段が現像剤担持体に隣接する第１スクリューと、該第１スクリューと平行で現像剤を逆方向に搬送する第２スクリューとを有し、前記排出孔が該第２スクリューの下流位置に設けられているので、第２スクリューの領域に現像剤攪拌部を容易に設置することができる。
【００２７】
請求項６の構成によれば、請求項１ないし５の何れか１項に記載の現像装置を用いて像担持体の表面に形成した静電潜像を現像する画像形成装置において、現像剤排出手段が現像剤を循環搬送させる通路の壁面に設けられた排出孔と、該排出孔を開閉するシャッタとを有し、該シャッタの開閉がシャッタ制御手段によって制御されるので、現像剤排出量を安定化して無駄な排出なくすとともに、上記効果をより確実に得ることができる。
【００２８】
請求項７の構成によれば、現像装置から像担持体上に現像された単位面積あたりのトナー付着量または前記像担持体から転写体に転写された単位面積あたりのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を設け、シャッタ制御手段が通常シャッタを閉じ、該トナー付着量検知手段の検知結果が所定範囲になったときにシャッタの開くので、現像剤排出量を安定化することができる。
【００２９】
請求項８の構成によれば、現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を設け、シャッタ制御手段が通常シャッタを閉じ、該トナー濃度検知手段の検知結果が所定範囲になったときにシャッタの開くので、現像剤排出量を安定化することができる。
【００３０】
請求項９の構成によれば、シャッタ制御手段が該トナー付着量検知手段と前記トナー濃度検知手段の検知結果の検知結果がともに所定範囲になったときシャッタを開くので、現像剤排出量を安定化することができる。
【００３１】
請求項１０の構成によれば、現像装置の非動作時から現像装置の所定時間継続動作後まではシャッタの開動作を禁止するので、体積が不安定のときの現像剤排出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は現像装置の全体の構成を示す斜視図である。符号１は像担持体としての感光体ドラムであり、図示しない帯電器及び光書込み装置によって表面に静電潜像が形成される。符号２は現像装置を示し、感光体ドラム１に形成された静電潜像をトナーによって現像し可視像を形成する。３は現像装置２に設けたトナー及びキャリアを供給するための補給口であり、トナーについてはトナーカートリッジ４に収納されたトナーを、トナー補給路６を介して現像装置２に少量ずつ補給する。キャリアについてはキャリアカートリッジ５に収納されたキャリア単体、または少量のトナーと混合した現像剤を、キャリア補給路７を介して現像装置２に少量ずつ補給する。なお、各カートリッジ内のトナー及びキャリアは省略してあるが、一般的なスクリューを用いた方法や、粉体を送るためのポンプ機構や空気供給手段を配置した方式の輸送の機能により補給される。
【００３３】
また、符号１２はトナー濃度センサであり、現像装置２内部の現像剤の透磁率を測定することによりトナーの混合率を検知するセンサである。現像装置２内部の現像剤のキャリアに対するトナーの混合割合は通常は５％〜１２％程度の範囲で使用され、トナー濃度センサ１２の出力に基づいてトナー補給が制御されるように構成されている。すなわち、トナー補給は電子写真方式の画像形成装置において狙いの画像濃度に基づいて適切なトナー濃度範囲を設定し、この範囲に収まるように少量ずつトナーを補給して安定した画像が得られるようにコントロールされている。
【００３４】
一方、キャリアの補給に関しては、画像の形成枚数、または現像装置２の稼動時間に基づいて、少量ずつ現像装置２内部に補給する。少量ずつ新しいキャリアを加えることで、徐々に劣化してゆくキャリアの帯電性能を補い、現像装置２内の総キャリアのトータル帯電性能を限界値以上に維持するものである。これによって、従来のように定期的なキャリアの交換（入れ替え）を行わなくとも、安定した画像形成を継続することができる構成である。
【００３５】
また、キャリアは補給することによって現像装置２内の総量が増加するため、補給により余ったキャリアを現像装置２外に排出する必要がある。そこで、現像装置にはキャリア排出のための現像剤排出部８が設けられている。そして、現像剤排出部８に排出された現像剤は排出搬送路１０を介して現像剤回収容器９に回収される。なお、現像剤排出部８にはある高さに排出孔２８（図２に示す）が形成され、現像装置内の余剰現像剤は排出孔２８から現像剤排出部８側に落下して排出される。
【００３６】
トナーカートリッジ４、キャリアカートリッジ５、現像剤回収容器９はそれぞれ本体装置に着脱自在に設けられているので、トナーカートリッジ４及びキャリアカートリッジ５は使い切った時、現像剤回収容器９は容器が満杯となったときに交換することができる。
【００３７】
図２は現像装置２の内部構成を示す図、図３は現像装置２の内部を上から見た図である。
図２及び図３において、現像装置２は現像ケーシング２０内に感光体ドラム１に対向配置される現像剤担持体としての現像ローラ２１、現像剤を循環搬送する第１スクリュー２２と第２スクリュー２３が設けられている。２本のスクリュー２２、２３は、搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンを持っており、互いにほぼ平行に並列配置されている。この第１スクリュー２２と第２スクリュー２３の間には、長手方向両端が連絡通路２５，２６となる仕切り板２４が設けられ、２本の搬送スクリュー２２，２３と仕切り板２４とで循環搬送手段を構成し、現像剤は図３の矢印方向、すなわち図３における反時計方向に循環される。そして、現像ローラ２１には第１スクリュー２２によって搬送されている現像剤が磁力によって吸着され供給される。現像ローラ２１に吸い上げられた現像剤は、ドクターブレード２７によって層厚を均一にされた後、感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。
【００３８】
上記トナー及びキャリアの補給口３は、第２スクリュー２３上の現像剤搬送方向上流側に、また現像剤排出部８は第２スクリュー２３上の現像剤搬送方向下流側にそれぞれ設けられている。上記トナー及びキャリアの補給口３は、補給されたトナーが現像ローラ２１に達するまでより攪拌できるように、第２スクリュー２３上の現像剤搬送方向上流側に設定されている。また、現像剤排出部８は一般に第２スクリュー２３上の中央付近であったが、現像剤搬送方向下流側にすることで、補給口３から補給されたトナー等がすぐに排出されてしまうことを避けるとともに、排出部８の手前、すなわち現像剤搬送方向上流側近傍に次に述べる現像剤攪拌部３０を容易に設置することができる。
【００３９】
現像剤攪拌部３０とは、排出部８から排出される前の現像剤を十分に撹拌することができる構成を有する部分のことである。この現像剤攪拌部３０を設けると、環境さらにはトナー帯電量、トナー濃度によって現像剤の流動性が低下した場合でも撹拌部によって流動性が良い状態に常に保たれるので、現像剤のかさ密度（体積）変化に起因する現像装置内のキャリア量変化を最小限に抑制することができ、トナー濃度制御の安定性、画像の安定性等を向上できる。この現像剤攪拌部３０は、現像剤排出部８の現像剤循環方向上流側で、かつ、現像ローラ２１に現像剤を供給する現像剤供給位置もしくはトナー及びキャリアの補給口３より下流側の間に設けることができる。より好ましくは排出孔２８の現像剤循環方向上流側に隣接して他の搬送領域より現像剤の攪拌力が高い現像剤攪拌部３０を設けることで、現像剤のかさ密度（体積）変化に起因する現像装置内のキャリア量変化を最小限に抑制することができ、トナー濃度制御の安定性、画像の安定性等を向上できるという効果が確実に得られる。
【００４０】
なお、現像剤攪拌部３０の形状、寸法は、放置や高湿環境による帯電量低下や、環境変動による流動性低下を回復できる程度の攪拌能力を持たせるように、現像剤の種類や使用機内環境等に応じて適宜設定すればよい。特に帯電についてはトナーの飽和帯電量に達する、もしくはこれに近い程度の攪拌能力を持たせることが必要となる。
【００４１】
現像剤撹拌部３０の構成としては、図４に示すような軸直角平面部材３１、図５に示すような軸平行線状部材３２、図６に示すような、軸平行でスクリュー外周に設けられた円筒壁３３等などが撹拌効果（流動性上昇効果）が高く、それぞれ有効である。
【００４２】
また、図４のように、現像剤撹拌部３０のスクリューの螺旋羽根を切り欠いておくと、この部分の軸方向の現像剤移送力が低下し、現像剤が滞留する。現像剤撹拌部において現像剤を滞留させることによって、（同じ現像剤が撹拌される時間が長いため）現像剤がより十分に撹拌され、現像剤かさ密度変動をさらに少なくすることが可能である。
【００４３】
このように、現像剤攪拌部３０を設けてオーバーフローにより排出する直前において現像剤のかさ密度の変動を小さく抑えることにより、トナー濃度制御の安定性や画像の安定性を確保することができる。
【００４４】
図７は本発明の他の実施形態である現像装置の全体の構成を示す斜視図であり、図１と異なる点は現像剤排出部８の排出孔２８を開閉するシャッタ４０を設けた点である。
【００４５】
シャッタ４０は、図８に示すように、排出孔２８が形成された側壁に設けた穴とピン４１により支持され、図中の左右方向にスライドが可能であり、スプリング４２により、矢印Ｆの方向に付勢されている。４３は装置本体側に設けられたソレノイドであり、通電することにより、シャッタ４０を矢印Ｆの反対方向に引く作用をする。図８はソレノイド４３がＯＦＦ状態であり、シャッタ４０は閉じられた状態である。図９はソレノイド４３がＯＮ状態であり、シャッタ４０は開いた状態を示す。なお、図に示す排出孔２８は長方形の開口であるが、排出孔の形状は円形、長円形等であっても良い。
【００４６】
このようにシャッタ４０は、図８に示すように通常はシャッタ４０が閉じる方向にスプリング４２によって付勢されているため、現像装置２単体での操作時、メンテナンス時などではシャッタ４０が閉じているため、現像剤が流出することがない。また、本体に装着した時点でもソレノイドがＯＦＦであればシャッタ４０は閉じているため、輸送または移動等で本体が傾くような状況においても、現像剤が流出することが無い。
【００４７】
図１０はトナー濃度センサ１２の出力を示す図である。
図示するように、トナー濃度が下がるとセンサの出力（Ｖ）が高くなり、トナー濃度が上がると出力が低くなる特性により、トナーの濃度を検知している。トナー濃度の制御範囲には希望の画像濃度に応じた適正範囲（１Ｎ〜４Ｎ）があり、この適正範囲内でトナー濃度が低下してくるとトナー補給装置を稼動させてトナーを現像装置に補給するように制御されている。
【００４８】
余剰現像剤の排出は、トナー濃度によって現像剤の体積が変動するので、本実施形態ではトナー濃度が適正範囲内のある所定範囲（２Ｎ〜３Ｎ）になったとき、シャッタ４０を開放することで余剰現像剤の排出を行っている。
【００４９】
図１１はシャッタ４０開放のタイムチャートであり、画像の形成に伴って現像装置２内の現像剤のトナー濃度が徐々に低下し所定範囲上限２Ｎになった時点でシャッタ４０を開放し、所定範囲下限３Ｎを下回るまで開放し続ける。所定範囲下限３Ｎを下回ったらシャッタ４０を閉じる。さらに、トナー濃度が低下して適正範囲４Ｎをも下回った時点で、トナーの供給を行う。供給は現像剤への分散を良くするために、少量ずつ、数回に分けて行うのが好ましい。トナー供給後にトナー濃度が上昇し、適正範囲内に収まるとトナー供給を停止し、さらにトナー濃度が上昇し再度所定範囲内に収まるとシャッタ４０を開放して現像剤を排出し、さらにトナー濃度が上昇して所定範囲上限２Ｎを超えるとシャッタを閉じる。以上の様にトナー濃度が所定範囲２Ｎ〜３Ｎ内にあるときに余剰現像剤の排出を行うことで、現像剤排出時の現像剤のかさ密度変化を最低限に抑え、つまり現像装置内のキャリア量を一定にすることができる。しかも、この実施形態においても上記現像剤攪拌部３０を設けることで現像剤の排出をより安定して行うことができる。
【００５０】
ここで、現像装置２内のキャリア量が変動した場合、以下のような不具合をもたらす。
透磁率センサによってキャリアの濃度測定してトナー濃度を求める場合には、トナー濃度が変動していなくてもキャリア量が変動するとトナー濃度変動と誤検知してしまうので、現像装置内のトナー濃度制御が非常に不安定になり、その結果画像濃度が変動して制御不能となる。
【００５１】
キャリア量が多くなると搬送部材の駆動トルクが大きくなり、電力消費量が増加したり、現像剤にかかるストレスが大きくなって劣化が促進される。搬送部材の撹拌領域以上に（上部に）キャリア量が多くなると、その部分の補給トナーの撹拌が十分でなくなり濃度ムラや、帯電量不足による地肌汚れ、トナー飛散等を招く。つまりキャリア量を一定することによって以上の課題を解決することが可能となる。
【００５２】
図１２、図１３及び図１４はシャッタ制御の他の実施形態を説明する図である。
ここでは、トナー濃度の代わりに、トナー帯電量の所定範囲内にてシャッタ４０を開放する。
【００５３】
図１２に示すように、トナー帯電量は感光体上の単位面積あたりのトナー付着量と相関がある。感光体ドラム１上のトナー付着量は図示していないが従来公知の反射型の光学センサ（Ｐセンサ）等によって検知することが可能であるため、トナー付着量の検知結果よりトナー帯電量を推定することが可能である。この推定したトナー帯電量の変化によってシャッタを開放する動作例を図１４のタイムチャートに示す。画像の形成に伴って現像装置２内の現像剤のトナー帯電量が徐々に上昇し所定範囲下限になった時点でシャッタ４０を開放し、所定範囲上限を上回るまで開放し続ける。所定範囲上限３Ｎを上回ったらシャッタ４０を閉じる。また、トナー帯電量が減少して再度所定範囲内に収まるとシャッタ４０を開放して現像剤を排出し、さらにトナー帯電量が減少して所定範囲下限を超えるとシャッタを閉じる。以上の様にトナー帯電量が所定範囲内にあるときに余剰現像剤の排出を行うことで、現像剤排出時の現像剤のかさ密度変化を最低限に抑え、つまり現像装置内のキャリア量を一定にすることができる。さらに、この実施形態においても上記現像剤攪拌部３０を設けることで現像剤の排出をより安定して行うことができる。
【００５４】
現像装置２内でトナー帯電量が変動する要因として、環境湿度、現像装置の駆動時間、トナー濃度、トナー補給量、経時でのトナーやキャリアの劣化等が挙げられる。
【００５５】
また、図１３は現像装置２の駆動及び停止時間とトナー帯電量の関係の一例を示す。図示するように、現像装置２の駆動によってトナーの帯電が立ち上がり、現像装置２の駆動停止後の放置によってトナーの帯電量が放電して低下する。現像装置２の駆動停止時には現像剤の撹拌が行われないためにトナー濃度が正確に測れず、さらに現像できないためにトナー付着量も測定できないので、上記のような制御はできない。よってシャッタ４０は閉じておく必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の斜視説明図である。
【図２】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図３】図２に示す現像装置を上から見た断面説明図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す現像剤攪拌部の説明図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す現像剤攪拌部の説明図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示す現像剤攪拌部の説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示す画像形成装置の斜視説明図である。
【図８】閉じ状態のシャッタを示す説明図である。
【図９】開状態のシャッタを示す説明図である。
【図１０】トナー濃度センサの出力とトナー濃度の関係を示すグラフである。
【図１１】トナー濃度に基づくシャッタの開閉時を示すタイミングチャートである。
【図１２】トナー付着量とトナー帯電量の関係を示すグラフである。
【図１３】トナー付着量と現像装置駆動時との関係を示すグラフである。
【図１４】トナー帯電量に基づくシャッタの開閉時を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  感光体ドラム
２  現像装置
８  現像剤排出部
１２  トナー濃度センサ
２１  現像ローラ
２２，２３  スクリュー
２４  仕切り板
２８  排出孔
３０  現像剤攪拌部
４０  シャッタ
【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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