(57)【要約】【課題】劣化したトナーの飛散を防止する画像形成装置を提供する。【解決手段】キャリアとトナーとを有して構成される現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、を有し、現像剤充填手段は、現像剤収容部が新品でないときは、現像剤収容部が新品であるときに充填する現像剤よりトナー濃度が低い現像剤を現像剤収容部に充填する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有して構成される現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、を有し、
前記現像剤充填手段は、
前記現像剤収容部が新品でないときは、前記現像剤収容部が新品であるときに充填する現像剤よりトナー濃度が低い現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面に潜像を形成する像担持体と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤により前記像担持体表面に潜像を現像する現像剤担持体と、をさらに有し、
前記現像剤充填手段は、
前記像担持体と、前記現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体と、を、駆動させながら、前記現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤収容部が新品でないときに充填する現像剤のトナー濃度は、
ゼロパーセントでないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤充填手段は、
前記現像剤収容部に前記現像剤を充填した後に、前記トナーを補給することにより前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤収容部から前記現像剤を排出する現像剤排出手段を、さらに有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、
前記現像剤充填手段は、
前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にす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７】
前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、
前記現像剤排出手段は、
前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部から前記現像剤の排出する処理の終了を判断す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８】
キャリアとトナーとを有して構成される現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、を有し、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部が新品でないときは、トナー濃度が制御範囲の最低値より低い現像剤を、前記現像装置に充填することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
表面に潜像を形成する像担持体と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤により前記像担持体表面に潜像を現像する現像剤担持体と、をさらに有し、前記現像剤充填手段は、前記像担持体と、前記現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体と、を、駆動させながら、前記現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像剤収容部が新品でないときに充填する現像剤のトナー濃度は、ゼロパーセントでないことを特徴とする請求項８または９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部に前記現像剤を充填した後に、前記トナーを補給することにより前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にすることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記現像剤収容部から前記現像剤を排出する現像剤排出手段を、さらに有することを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤充填手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部へ現像剤を充填する処理の終了を判断することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤排出手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部から前記現像剤の排出する処理の終了を判断することを特徴とする請求項１２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、二成分現像剤を使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとを混合してなる二成分現像剤を用いて現像を行う画像形成装置が広く用いられている。このような画像形成装置は、現像装置の現像剤収容部に予め現像剤を充填した状態で出荷せず、現像剤収容部を空の状態でユーザのもとに搬送した後、サービスマンによって現像剤の充填が行われる。これは、輸送時に振動を受けたり、装置全体が傾いたりすることにより、現像ローラを部分的に露出させるための現像装置の開口部から現像剤が飛散してしまうことを防ぐためである。
【０００３】
また、二成分現像剤は、繰り返し使用を続けると次第に現像剤が劣化する。キャリアは、トナーの成分がスペントしたり、表層膜が削れたりする。また、トナーは、形状が変わったり、あるいは、外添剤が取れたり埋没したりする。
【０００４】
このような劣化したキャリアやトナー、つまり、劣化した現像剤が現像剤収容部内に多く存在するようになると、様々な問題が発生する。例えば、劣化した現像剤は、帯電能力が劣り、適正な帯電量が得られない。このため、劣化した現像剤は、通常の現像剤より現像性や転写性が劣る。また、劣化した現像剤では、帯電量分布が広がり、地肌汚れを起こしたり、トナーの飛散を起こしたりする。
【０００５】
このため、現像剤収容部剤から劣化した現像剤を取り除く必要があり、そのために、現像剤の交換を行う必要がある。現像剤の交換方法としては、一定サイクルごとにサービスマンがユーザを訪問し、劣化した現像剤を現像剤収容部から排出し、空にした現像剤収容部に新しい現像剤を充填するという方法が取られている。
【０００６】
現像剤を充填する際、簡易な作業で現像剤収容部に行き渡るように充填することが望まれる。例えば、特許文献１には、現像剤の濃度検出手段を用いて現像剤収容部内の現像剤量を検出し、現像剤が正常に排出されたことを判断してから、現像剤投入口に現像剤カートリッジを装着し、現像装置のモータが駆動し、現像剤の補給を開始することにより、現像剤収容部内に適切な量の現像剤を充填する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現像剤の排出では、現像剤収容部内に劣化した現像剤が残らないようにすることが好ましい。しかし、特許文献１に開示された方法では、劣化した現像剤を完全に排出することは難しい。
【０００８】
劣化した現像剤が残ること、特に、劣化したトナーが残ることにより、トナー飛散を発生しやすくなる。例えば、特許文献１に開示された方法と同様に、現像剤の濃度検出手段を用いて現像剤の排出終了を判断し、その後に現像剤の充填を実行したところ、トナー飛散が発生した。このとき、飛散したトナーを調べたところ、この飛散したトナーは、劣化したトナーであった。
【０００９】
このため、トナー飛散が発生する原因として、次のような推定をすることができる。劣化した現像剤が残った状態で新しい現像剤を投入し、現像剤収容部内を撹拌すると、新しい現像剤内の新しいトナーのほうが、劣化した現像剤中の劣化したトナーよりも帯電能力が優れるため、新しいトナーが劣化したトナーの電荷を奪いとってしまう。このため、電荷を失った劣化したトナーは、キャリアとの付着力が弱くなり、劣化したトナーは、飛散しやすくなる。このとき、劣化したトナーよりも、新しいトナーのほうが圧倒的に多いため、ほぼ全ての劣化したトナーが電荷を失い、飛散しやすい状態になる。
【００１０】
以上の推定によれば、飛散するトナーの大部分は劣化したトナーであるため、トナーの飛散は、一時的な現象であることになる。しかし、トナーの飛散が一時的であっても、この飛散トナーによって機内が汚染され、その影響で、その後に印刷される画像が汚れる可能性がある。
そのため、劣化トナーを飛散しにくい状態にする必要がある。すなわち劣化トナーを飛散しない程度に再帯電させる必要がある。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、劣化したトナーの飛散を防止す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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、キャリアとトナーとを有して構成される現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、を有し、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部が新品でないときは、前記現像剤収容部が新品であるときに充填する現像剤よりトナー濃度が低い現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、表面に潜像を形成する像担持体と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤により前記像担持体表面に潜像を現像する現像剤担持体と、をさらに有し、前記現像剤充填手段は、前記像担持体と、前記現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体と、を、駆動させながら、前記現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記現像剤収容部が新品でないときに充填する現像剤のトナー濃度は、ゼロパーセントでないことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部に前記現像剤を充填した後に、前記トナーを補給することにより前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にすることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、前記現像剤収容部から前記現像剤を排出する現像剤排出手段を、さらに有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤充填手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にすることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤排出手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部から前記現像剤の排出する処理の終了を判断することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、キャリアとトナーとを有して構成される現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填手段と、を有し、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部が新品でないときは、トナー濃度が制御範囲の最低値より低い現像剤を、前記現像装置に充填することを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、表面に潜像を形成する像担持体と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤により前記像担持体表面に潜像を現像する現像剤担持体と、をさらに有し、前記現像剤充填手段は、前記像担持体と、前記現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体と、を、駆動させながら、前記現像剤を前記現像剤収容部に充填することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の発明において、前記現像剤収容部が新品でないときに充填する現像剤のトナー濃度は、ゼロパーセントでないことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項８から１０のいずれか１項に記載の発明において、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部に前記現像剤を充填した後に、前記トナーを補給することにより前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にすることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８から１１のいずれか１項に記載の発明において、前記現像剤収容部から前記現像剤を排出する現像剤排出手段を、さらに有することを特徴とする。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤充填手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部へ現像剤を充填する処理の終了を判断することを特徴とする。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２に記載の発明において、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤排出手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部から前記現像剤の排出する処理の終了を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、劣化したトナーの飛散を防止することができる。これは、新たに投入した現像剤のトナー濃度が適性範囲より低いため、キャリア表面のトナー被覆率が十分に低く、その結果、電荷を奪われた劣化トナーとキャリア表面との接触機会が多くなり、再帯電しやすい状態となって飛散しにくくなると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る複写機の構成例を示す図である。
【図２】本発明に実施形態に係るプロセスカートリッジの構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の断面例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置における現像剤の循環を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像装置の外観例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る複写機の構成例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る複写機の構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る現像装置の断面例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る複写機における処理動作例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る複写機における処理動作例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る複写機における処理動作例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例における測定結果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
＜複写機１００の構成例＞
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機１００」という）の一実施形態について説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態に係る複写機１００の概略構成図である。複写機１００は、プリンタ部１５０、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１５０の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。
【００３１】
プリンタ部１５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００３２】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００３３】
４つプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ，Ｃ、Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙについて説明する。
【００３４】
プロセスカートリッジ１８Ｙは、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、帯電器、現像装置４Ｙ、クリーニング手段、除電器などを有している。帯電手段たる帯電器によって、潜像担持体たる感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング手段によって転写残トナーがクリーニングされる。また、ドラムクリーニング手段によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ、Ｃ、Ｋについても同様である。
【００３５】
次に、中間転写ユニットについて説明する。中間転写ユニット１７は、中間転写体たる中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、駆動ローラ１４、張架ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋなども有している。
【００３６】
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
【００３７】
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。
【００３８】
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の感光体１Ｍ、Ｃ、Ｋ上に形成されたＭ、Ｃ、Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００３９】
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００４０】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００４１】
複写機１００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。
【００４２】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００４３】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
【００４４】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
【００４５】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機１００本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００４６】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３７と第２走行体３８とがともに走行を開始し、第１走行体３７に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３８内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００４７】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ内の各機器や、転写手段たる中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２が駆動制御されて、各感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００４８】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１５０の手差し給紙路５３に給紙する。
【００４９】
複写機１００は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ、Ｍ、Ｃ用の感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ、Ｍ、Ｃについては、感光体１だけでなく、現像器も駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００５０】
複写機１００は、複写機１００内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００５１】
＜プロセスカートリッジ１８の構成例＞
次に、プロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋについて詳しく説明する。図２は、４つプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図ではＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字を省略している。
【００５２】
図２に示すように、プロセスカートリッジ１８では、感光体１と、帯電器６１と、クリーニング手段６３とがケース６４に一体的に収納されている。クリーニング手段６３としては、感光体１に当接するクリーニングブレード６３ａとクリーニングローラ６３ｂとを備えている。また、プロセスカートリッジ１８では、感光体１に対向するように現像装置４が設置されている。この現像装置４に、装置本体に設けられたトナー補給装置３４を動作させてトナーボトル３３からトナー補給がおこなわれるように構成されている。
【００５３】
現像装置４は、後述するように現像ローラ５上に現像剤を担持し、薄層化された状態で感光体１との対向部である現像領域まで搬送する。現像領域において、現像剤中のトナーＴが、感光体１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ５に印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。その後、現像工程にて感光体１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト１１０上に転写される。そして、感光体１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード６３ａ及びクリーニングローラ６３ｂによってクリーニング手段６３内部に回収される。
【００５４】
＜現像装置４の構成例＞
つぎに、プロセスカートリッジに採用される現像装置４について説明する。図３は、現像装置の一例をしめす断面図である。この現像装置４は、図３中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。また、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ３を備えている。また、現像剤を収容する現像剤収容部として、供給回収搬送路１３、攪拌搬送路１０との二つの現像剤搬送路を有し、各搬送路に現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備えている。
【００５５】
供給回収搬送路１３は、現像ローラ５に現像剤を供給するとともに、現像済みの現像剤を回収しながら図３の奥方向に現像剤を搬送する供給回収搬送部材としての供給回収スクリュ１２を有している。すなわち、図３の現像装置４は、現像ローラ５への現像剤の供給と回収を１つの現像剤搬送路でおこなうものである。供給回収スクリュ１２は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００５６】
供給回収搬送路１３に並列して、攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給回収スクリュ１２とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。この攪拌スクリュ１１も回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００５７】
供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての仕切り壁１３６によって仕切られている。仕切り壁１３６の供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とが連通している。また、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に、トナーボトル３３からトナーを補給するトナー補給口９５を設けている。
【００５８】
＜現像剤収容部における現像剤の循環＞
次に、図４の現像装置の現像剤収容部内での現像剤の循環について説明する。また、図４は、現像剤収容部内の現像剤の流れを説明する現像装置４の模式図である。図４中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００５９】
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給回収搬送路１３では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給回収スクリュ１２の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。供給回収搬送路１３から現像ローラ５上に供給された現像剤は、現像ドクタ３により薄層化された状態で、感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、現像を行う。また、供給回収搬送路１３では、現像後の現像剤を回収しながら、供給回収スクリュ１２の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。供給回収搬送路１３の搬送方向下流端まで搬送された現像剤は仕切り壁１３６の循環開口部９６より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｑ）。
【００６０】
そして、攪拌搬送路１０は、供給された現像剤を攪拌しながら、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給回収スクリュ１２の搬送方向上流側に搬送し、仕切り壁１３６の供給開口部９１より供給回収搬送路１３に供給される（図４中矢印Ｄ）。
【００６１】
このように、二つの現像剤搬送路で現像剤を互いに逆方向に搬送し、供給回収搬送路１３の搬送方向下流端に到達した現像剤が循環開口部９６を介して攪拌搬送路１０の搬送方向上流端に受け渡され、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端に到達した現像剤が供給開口部９１を介して供給搬送路９の搬送方向上流端に受け渡されることにより、現像装置４内を現像剤が循環する。そして、供給回収搬送路１３内の現像剤が現像ローラ５の表面に供給され、現像ローラ５と感光体１との対向部である現像領域で現像に用いられる。そして、現像領域を通過した現像ローラ５上の現像剤は、供給回収搬送路１３に回収される。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度検知手段たるトナー濃度センサが設けられ、センサ出力によりトナー補給装置３４を作動しトナー補給口９５から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００６２】
トナーの供給はトナー濃度が適正範囲になるように調整される。本発明ではこの調整範囲をトナー濃度の制御範囲としている。
【００６３】
トナー濃度を特定範囲に制御することは、安定した画像品質を得るために重要である。
例えば、トナー濃度が高すぎると、画像に地肌汚れの発生や、細部解像力の低下が生じ、トナー濃度が低くなれば、ベタ画像部の濃度不足や、キャリア付着が発生するといった不具合が生じる。
【００６４】
このようなトナー濃度の制御は、一般的には、トナー濃度検出手段の出力値：Ｖｔとトナー濃度の制御目標値：Ｖｔｒｅｆとを比較し、その差分に応じてトナー補給量を所定の演算式から算出し、トナー補給手段により現像手段にトナー補給を行うことによりなされている。
このトナー濃度検出手段としては、透磁率センサを用いたものが一般的であり、透磁率センサ方式は、トナー濃度が変化することによる現像剤の透磁率変化をトナー濃度変化に換算することによりトナー濃度を検出するものである。本発明ではこの手段を用いている。
【００６５】
他のトナー濃度検知手段としては、光学センサを用いたものがある。
この光学センサ方式は、感光体ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体上に基準となる濃度の異なるベタ画像からなるパッチパターンを作成し、このパッチパターンにＬＥＤなどからレーザ光を照射して、その反射光をフォトダイオードやフォトトランジスタなどの光学センサ（正反射光を計測するタイプと乱反射光を計測するタイプとがある。）で読み取り、その結果に基づいてトナー濃度(トナー付着量)を検知するものである。
【００６６】
また、これら２つの方式を組み合わせて、印刷中の転写紙間（前回の作像終了から今回作像開始の間の時間、又は距離）において、所定の制御時間毎に像担持体上にパッチパターンを作成し、このパッチパターンの光学センサによる検出濃度をフィードバックして現像手段内のトナー濃度制御目標値：Ｖｔｒｅｆを変更・設定し、透磁率センサによる測定誤差の影響を軽減したトナー濃度制御方法もある。
【００６７】
［トナー濃度制御］
次に、本発明の特徴部分であるトナー濃度制御について説明する。
本実施の形態に係るトナー濃度制御は、先ず、カラープリンタ１の制御手段によりトナー濃度検知手段であるトナー濃度センサＳ１の出力値Ｖｔと、その制御目標値Ｖｔｒｅｆとを比較し、現像手段（Ｙ２，Ｃ２，Ｍ２，Ｋ２）内のトナー濃度が目標より低いか否かを判断し、所定の演算式によりトナー補給量（所定制御時間あたりの供給量：回転量、モータ駆動のＯＮ時間など）を算出する。
現像手段内のトナー濃度が目標より低いと判断した場合は、トナーを供給する。
【００６８】
＜トナーを補給する位置＞
次に、現像装置４で現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。
図５は、現像装置４の外観斜視図である。図５に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５を、攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅よりも外側となっている。また、図３の現像装置では、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流端部の上方に設けても良い。さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部９３の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。攪拌搬送路１０の下方に設けられたトナー濃度センサ（不図示）の出力に応じて、上述のトナー補給装置３４を動作させ、トナーボトル３３からトナー補給口９５を介して、現像剤搬送路へトナーを補給する。
【００６９】
＜現像剤の排出方法例＞
このような現像装置において、劣化した現像剤を交換するには、まず、現像器から劣化した現像剤である劣化剤を排出する必要がある。劣化剤の排出は、通常、画像形成装置から、現像装置、または、現像器を取り出して行う。この方法では、排出口から劣化剤を排出する。また、トナー補給口から排出することや、現像剤担持体露出面から除去することなども行われる。この方法は排出実施者のやり方次第で、現像器内に残る現像剤をできるだけ少なくすることができる。
【００７０】
また、現像器および現像装置を画像形成装置本体に装着した状態で、劣化剤の排出を行う方法もある。この方法では、搬送部材で搬送され、搬送路上にある排出口まで到達した現像剤が排出される。よって、搬送部材で搬送しきれない現像剤が排出されず、現像器内に残りやすく、現像器を画像形成装置から取り出して排出する方法に比べると、現像器内に残る現像剤量は多くなりやすい。上述したように、通常の画像形成装置では、現像器内に残る劣化剤が多くなると、初期剤（新たに充填される劣化していない現像剤）充填後の劣化剤混入率が高くなるため、トナー飛散が起きやすく、現像品質が劣りやすい。しかし、後述するように、本発明を適用すると、現像器内にある程度の劣化剤が残った状態であっても、トナー飛散の発生を低減することができる。つまり、本発明は、画像形成装置内に収納した状態の現像器から劣化剤を排出する場合に、特に有効である。
【００７１】
画像形成装置内に現像器を装着した状態で劣化剤を排出するためには、例えば、以下のよう行うと良い。まず、現像器の排出口を開放する。排出口に劣化剤収集容器を接続して劣化剤を収集できるようにする。そして、現像剤搬送部材と現像剤担持体を駆動する。排出口に搬送された現像剤が排出される。このとき、徐々に現像剤が少なくなるとともに、現像剤担持体表面からも現像剤が除去される。現像剤担持体の駆動は、現像剤搬送部材駆動中に、同時に行っても良いし、現像器内の現像剤が少なくなってから開始してもよい。また、現像剤担持体表面から現像剤がなくなったところで止めることもできる。
【００７２】
現像器内の現像剤の排出が止まり、ほとんどの現像剤が排出したら、現像剤搬送部材の駆動を止めて現像剤排出終了する。ほとんどの現像剤が排出したことは、トナー濃度を検知するための透磁率センサなどの値から判断することができる。なお、他の手段で劣化剤の排出の終了を判断してもよい。この劣化剤を排出する際、できるだけ多くの劣化剤が排出されることが好ましいが、後述するように、本発明では、劣化剤が完全に現像器から排出される必要はない。
【００７３】
＜本発明における劣化剤排出処理時の処理動作例＞
図９、図１０は、本発明における劣化剤排出処理時の処理動作例を示す図である。
【００７４】
まず、現像装置を駆動し、劣化剤の排出を開始する（Ｓ１０１）。
【００７５】
そして、図９に示した処理動作例では、現像装置の駆動時間があらかじめ設定した時間を超えたら（Ｓ１０２、Ｙｅｓ）、現像装置の駆動を停止し（Ｓ１０３）、現像剤排出処理を終了する。
【００７６】
また、図１０に示した処理動作例では、現像器内のトナー濃度を透磁率センサなどで検知し、検知されたトナー濃度があらかじめ設定した値を超えたら（Ｓ１０４、Ｙｅｓ）、現像装置の駆動を停止し（Ｓ１０３）、現像剤排出処理を終了する。
【００７７】
＜現像剤の充填方法例＞
現像剤の充填は、現像器および現像装置を画像形成装置内に収納した状態で行う。本発明では、現像剤を充填する際、現像器（現像剤収容部）が、新品の現像器であるのか、劣化剤排出後の現像器であるのか、で、充填する現像剤を変える。
【００７８】
新品の現像器である場合は、現像器に残った劣化剤による影響を気にする必要がないため、通常の現像剤を現像器に充填する。
【００７９】
一方、劣化剤排出後の現像器であるときは、交換用現像剤として、通常の現像剤よりトナー濃度の低い現像剤を制御範囲よりもトナー濃度が低い現像剤を現像器に充填する。現像剤は、上述したように、キャリアとトナーとで構成されるが、ここで、トナー濃度とは、現像剤中でのトナーの占める割合である。
【００８０】
以下、現像剤を充填する際の方法の一例を、図６〜図８を参照しながら説明する。
【００８１】
まず、現像剤充填時は、複写機１００の前面ドアを開けるとともに、装置の主電源をＯＦＦにする。装置本体の側板には、上述のトナー補給装置３４がネジ固定されている。このネジ固定されているトナー補給装置３４を装置本体から取り外すと、図６に示すように、各現像装置４のトナー補給口９５が露出する。
【００８２】
次に、中間ベルト接離機構１４４により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の感光体１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから離間させる。そして、図７に示すように、交換用現像剤、つまり、通常よりトナー濃度の低い現像剤を収容した現像剤ボトル１８０の現像剤補給口が、トナー補給口９５に合わさるように、現像剤ボトル１８０をセットする。複写機１００がユーザのもとに搬送されたときにおける初期作業においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４つの入荷時現像剤ボトル１８０、つまり、通常のトナー濃度の現像剤を収容した現像剤ボトル１８０をそれぞれ対応する色のトナー補給口９５にセットする。この状態で、現像剤ボトル１８０の補給口をシールしている不図示のヒートシールを剥がして、複写機１００の前面ドアを閉じて、装置の主電源をＯＮにする。
【００８３】
次に、図示しない操作表示パネルから隠しメニューを呼び出して、現像剤ボトル１８０をセットした色に対応する色を選択して、現像剤充填モードを実行する。複写機１００がユーザのもとに搬送されたときにおける初期作業においては、全色を選択して、現像剤充填モードを実行する。全色を選択して現像剤充填モードを実施する場合には、それぞれを順々に実施してもよいし、全色同時に実施しても良い。また、特定の色を選択して、特定色だけの剤充填を実施することもできる。
【００８４】
なお、補給用トナーの補給口９５の他に、初期現像剤専用の投入口を設け、ここから現像剤を投入するようにしても良い。また、現像剤を充填する方法としては、ガゼット袋などから手動で現像剤を投入する方法もある。
【００８５】
なお、上記の処理は自動化することが可能である。例えば、トナー補給装置３４をネジ固定でなく、移動可能な状態で複写機１００に設置するようにする。また、現像剤ボトルも移動可能な状態で複写機１００に設置する。そして、現像剤充填時には、トナー補給装置３４はトナー補給口９５の位置から移動し、代わりに、現像剤ボトル１８０が移動してきて、トナー補給口９５に設置されるようにする。現像剤が排出されたことが検知されたときに、このような移動を自動的に行えるように、このような移動を制御する手段を備えるようにすると良い。また、同様に、上記した現像剤充填モードへの変更などの他の処理を自動化することも可能である。
【００８６】
図８は、図３の現像装置を採用したプロセスカートリッジ１８に現像剤ボトル１８０をセットしたときの概略構成図である。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の現像モータ（不図示）を駆動して、現像ローラ５と、攪拌スクリュ１１と、供給回収スクリュ１２とを駆動する。これにより、トナー補給口９５から供給される現像剤ボトル１８０内の現像剤を搬送して、現像装置４の現像剤搬送路内に現像剤を行き渡らせる。本実施形態では、現像剤充填モード実施中は、現像装置４を連続的に駆動して現像剤収容部内の現像剤搬送部材を作動させ続けながら現像剤を充填するので、短時間で現像剤を現像剤収容部内に行き渡るように充填することができる。
【００８７】
＜現像剤トナー濃度の適正化＞
現像剤を排出した現像器に交換用現像剤を充填した場合は、現像剤のトナー濃度が低い。そこで、トナーを補給してトナー濃度を適正化する。トナー補給時は現像剤搬送部材と現像剤担持体を駆動して、トナー濃度検知手段でトナー濃度を確認しながら、適正なトナー濃度になるまでトナーの補給と撹拌を継続する。適正なトナー濃度になったところでトナーの補給を止め、現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動も止める。
【００８８】
現像剤の充填や現像剤の適正化において現像剤搬送部材と現像剤担持体を駆動する際には、感光体も駆動することが好ましい。さらに必要に応じて感光体上に画像を形成して、クリーニングブレードにトナーを供給することもできる。これにより感光体やクリーニングブレードの損傷を防止できる。
【００８９】
＜本発明における現像剤充填処理時の処理動作例＞
図１１を参照しながら、本発明における現像剤充填処理時の処理動作を説明する。
【００９０】
現像剤を充填しようとする現像剤収容部が新品であるかどうかを確認する（Ｓ２０１）。つまり、現像剤収容部から劣化剤を排出した後であるのかどうかを確認する。なお、この確認は、ユーザが行い、その後、ステップＳ２０１の処理を行うか、ステップＳ２０６の処理を行うかを、ユーザが選択する手段を画像形成装置が備えても良いし、この確認を行う手段を画像形成装置が備えるようにしても良い。
【００９１】
現像剤収容部が新品であるときには（Ｓ２０１、Ｙｅｓ）、通常の入荷時に使用する現像剤ボトルをトナー補給口にセットし（Ｓ２０２）、現像装置の駆動を開始し、現像剤充填を開始する（Ｓ２０３）。そして、現像装置の駆動時間があらかじめ設定された時間を超えたら（Ｓ２０４、Ｙｅｓ）、現像装置の駆動を停止する（Ｓ２０５）。これにより、現像剤の充填処理が終了する。その後、トナー補給ユニットをトナー補給口にセットすることにより通常の印刷を可能な状態になる。
【００９２】
一方、現像剤収容部が新品でないとき（Ｓ２０１、Ｎｏ）、つまり、現像剤収容部から劣化剤を排出した後であるときは、交換用現像剤ボトル、つまり、通常の入荷時に使用する現像剤よりもトナー濃度の低い現像剤ボトルをトナー補給口にセットする（Ｓ２０６）。そして、現像装置の駆動を開始し、現像剤充填を開始し（Ｓ２０７）、駆動時間があらかじめ設定された時間を超えたら（Ｓ２０８、Ｙｅｓ）、現像装置の駆動を停止する（Ｓ２０６）。
【００９３】
まだ、この状態では、トナー濃度が低いため、トナー補給ユニットをトナー補給口にセットした後（Ｓ２１０）、現像装置を駆動し（Ｓ２１１）、トナー補給を行う（Ｓ２１２）。そして、現像装置の駆動時間があらかじめ設定した時間を超えたら（Ｓ２１３、Ｙｅｓ）、現像装置の駆動を停止する（Ｓ２１４）。これにより、現像剤の充填処理を終了する。トナー濃度も適正な値となり、通常の印刷が可能な状態になる。
【００９４】
なお、以上の処理動作を自動化できるように、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、上記処理動作を制御する手段を備えており、現像剤ボトルなどの各部材は、自動制御が可能な状態でこの本実施形態に係る画像形成装置に設置されている。
【００９５】
本発明の方法を用いることにより、以下の実施例の結果が示すように、現像剤充填時のトナー飛散を低減することができた。つまり、本発明を適用することにより、現像剤充填時のトナー飛散を低減することができ、機内汚染や画像汚れの心配をする必要がなくなる。
【００９６】
＜実施例１＞
トナー濃度の制御範囲が4〜9％である画像形成装置からマゼンタ用の現像装置を取り出し、現像器内の劣化剤（トナー濃度8.2％）を排出した。この実施例１で使用した現像器は、現像剤排出専用の開口部を有さないため、トナー補給口や現像剤担持体表面などから劣化剤の排出と除去を行った。劣化剤排出後の現像装置と、新品の現像装置と、の重量差から、このときに現像装置内に残った劣化剤の量は、20〜25gと推定される。
【００９７】
そして、この劣化剤を排出した現像装置を画像形成装置に装着し、交換用現像剤であるトナー濃度2.0％のマゼンタ現像剤399.0ｇが入った交換用現像剤ボトルをマゼンタ現像装置のトナー補給口に固定して、現像剤充填を実施した。つまり、この実施例では、通常の現像剤よりもトナー濃度の低い現像剤を充填した。実施中は現像装置を駆動し、現像剤ボトル内の現像剤を現像剤収容部に搬送した。また、このとき、感光体も駆動した。
【００９８】
現像剤充填時間として設定した35秒経過後に、現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動を止め、現像剤充填を終了した。この35秒は、使用した現像装置に399.0gの現像剤を充填するために必要な時間（20〜25秒）に、余裕分として10秒追加したものである。なお、マゼンタ現像剤の充填実施中は、他の色の現像装置は停止している。
【００９９】
この後、交換用現像剤ボトルをトナー補給口から取り除き、トナー濃度を適正化するために、補給ユニットを取り付けてトナー補給を実施した。実施中は現像装置および感光体を駆動しながら、一定間隔でトナー濃度を検出し続け、トナー濃度が7％付近になったところでトナー補給を停止し、現像装置と感光体の駆動を止めた。トナー補給に要した時間は、2分以上であった。
【０１００】
この後、画像形成装置内を確認したが、トナー汚れは確認できなかった。現像装置の周りもトナー汚れはなかった。トナー飛散量も少なかった。
【０１０１】
なお、交換用現像剤の充填開始からトナー濃度適正化のためのトナー補給終了までのトナー飛散量は、TSI社製粉塵計  Model8520で測定した。この計測器の粉塵吸引口設置位置は、現像剤交換する現像装置の現像剤担持体開口部の下方で、かつ最奥部とした。ここは、現像装置の手前から奥に流れる気流の関係で、飛散トナーが集まりやすい位置である。現像剤充填開始とともに測定を開始すると、図１２に示すように、開始直後に飛散量が増加し、その後減少する。充填の終了により一旦トナー飛散量がほぼ0となり、トナー濃度適正化のためにトナー補給を開始すると飛散トナーはあるものの、充填時に比べると少ない値で推移する。後からのトナー補給が多くてもトナー飛散量は少なく抑えられているといえる。
【０１０２】
飛散量の多い場合は、この初期飛散量のピーク値が高く、飛散量の少ない場合は初期飛散量のピーク値が低くなる。そこで、本実施例ではトナー飛散量の比較は、現像剤充填時の飛散量のピーク値で行った。実施例１の測定結果は、表１に示す。
【０１０３】
【表１】
2011248335.tif 000003
【０１０４】
＜実施例２＞
実施例１と同様に画像形成装置から現像装置を取り出して、現像剤収容部内の劣化剤（トナー濃度8.0％）を排出した。画像形成装置、現像装置等は、実施例１と同様のものを使用した。
【０１０５】
この現像装置を画像形成装置に装着し、この実施例２では、390.6ｇのキャリアが入った交換用現像剤ボトルをマゼンタ現像装置のトナー補給口に固定して、現像剤充填を実施した。つまり、トナー濃度が０％の現像剤を充填した。実施中は現像装置を駆動し、現像剤ボトル内の現像剤を現像剤収容部に搬送した。また、この時、感光体も駆動した。35秒経過後に現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動を止め、現像剤充填を終了した。この35秒は、使用した現像装置に390.6gの現像剤を充填するために必要な時間（20〜25秒）に余裕分として10秒追加したものである。なお、マゼンタ現像剤の充填実施中は、他の色の現像装置は停止している。
【０１０６】
この後、現像剤ボトルをトナー補給口から取り除き、補給ユニットを取り付けてトナー補給を実施した。実施中は現像装置および感光体を駆動しながら、一定間隔でトナー濃度を検出し続け、トナー濃度が7％付近になったところでトナー補給を停止し、現像装置と感光体の駆動を止めた。まずはキャリアだけを充填しているため、初期のトナー濃度が低いため、トナー補給には実施例1よりも長い時間がかかった。
【０１０７】
この後、画像形成装置内を確認したが、トナー汚れは確認できなかった。現像装置の周りもトナー汚れはなかった。トナー飛散量も少なかった。
【０１０８】
なお、トナー飛散量は実施例1と同様の測定を行った。測定の結果、現像剤充填時のトナー飛散はほとんどなかった。トナー濃度適正化のためにトナー補給を開始すると飛散トナーはあるものの、実施例1とほぼ同様に少ない値で推移した。
【０１０９】
＜比較例１＞
実施例１と同様の画像形成装置、現像器を用い、実施例１と同様に現像器から劣化剤（トナー濃度8.1％）を排出した。劣化剤を排出した現像剤収容部には、トナー濃度7.0％のマゼンタ現像剤420gを充填した。それ以外は、実施例１と同様に現像剤の充填を実施した。つまり、トナー濃度の低い現像剤を充填した上記の実施例１、２との比較のために、この比較例では、通常のトナー濃度の現像剤  新品の現像装置に充填するための現像剤を充填した。よって、現像剤充填実施後のトナー濃度適正化は行っていない。
【０１１０】
現像剤充填終了後の機内は全域が汚れるようなことはないが、現像装置周辺は、マゼンタトナーでやや汚れていた。測定したトナー飛散量も大きい値だった。トナー飛散量ピーク値で比較すると、表１に示すように、比較例１の場合、つまり、通常の現像剤を充填した場合は、実施例１の場合、つまり、通常より低いトナー濃度の現像剤を充填した場合より、２倍以上のトナーが飛散していた。つまり、本発明のように、通常より低いトナー濃度の現像剤を充填することにより、トナーの飛散をかなり低減できることが確認できた。
【０１１１】
＜実施例３＞
この実施例では、実施例１の現像装置と異なり、現像剤搬送路下部に現像剤排出口がある現像装置を使用した。それ以外は、実施例１と同じものである。つまり、使用した現像器は、現像剤排出用に専用の排出口を設けることにより、現像装置が画像形成装置内のマゼンタ用現像装置位置に装着された状態で、現像剤を排出できるようにしたものである。
【０１１２】
実施例３では、この排出口の下方に劣化剤収納容器を配置し、排出口を開口してマゼンタ用現像装置の劣化剤（トナー濃度6.0％）の排出を実行した。
【０１１３】
画像形成装置の劣化剤排出開始を実行すると、マゼンタ用現像装置の現像剤搬送部材と現像剤担持体が駆動して、現像器内の劣化剤が劣化剤収納容器に移動した。90秒経過後に現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動を停止した。ここで、この90秒は、使用した現像装置から現像剤収容部内の現像剤を排出するために必要な時間（75〜80秒）に、余裕分として10秒を追加したものである。また、別途実施した同様の現像剤排出において、排出後の現像装置と新品現像装置との重量差を確認した。このときの結果から、この現像装置を画像形成装置に収納した状態で現像剤を排出した場合には、現像器内に30〜35gの劣化剤が残ると推定される。
【０１１４】
次に、この現像装置の排出口を閉じ、現像剤を充填した。現像剤収容部に充填する現像剤を、トナー濃度3.8％のマゼンタ現像剤406.0gに変更する以外は、実施例１と同様の方法で実施した。その後のトナー補給も実施例１と同様の方法で実施した。
【０１１５】
実施例１と同様の方法で測定したトナー飛散量は、表１に示すように少なく、また、現像装置周辺および機内全域にトナー汚れは確認できなかった。上述したように、実施例３では、実施例１より多くの劣化剤が残ると推定される。つまり、劣化剤が多めに残りやすい劣化剤排出方法を適用した場合であっても、本発明の方法であれば、現像剤充填時のトナー飛散を少なくすることが可能になる。
【０１１６】
＜比較例2＞
実施例３と同様の方法で現像剤収容部から劣化剤（トナー濃度6.0％）を排出し、その現像剤収容部に充填する現像剤をトナー濃度7.0％のマゼンタ現像剤420ｇとした。それ以外は、実施例３と同様の方法で剤充填を実施した。つまり、この比較例では、実施例３との比較のために、通常のトナー濃度の現像剤  新品の現像装置に充填するための現像剤を充填した。よって、現像剤充填実施後のトナー濃度適正化は行っていない。
【０１１７】
現像剤充填終了後の機内は広範囲でトナー汚れがあり、特に現像装置周辺の汚れが目立った。汚れの程度が比較例１より悪く、トナー飛散量が多いことから、現像装置を画像形成装置に収納した状態で劣化剤排出をした場合のほうが、現像剤充填時にトナーが飛散しやすいことがわかる。したがって、このような飛散しやすい劣化剤排出後の状態に対しては、本発明がより効果的であることがわかる。
【０１１８】
＜実施例４＞
実施例４では、現像剤の排出時と充填時に、現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動を設定された時間で終了するのではなく、トナー濃度検出手段の検出結果から判断して終了するようにした。それ以外は、実施例３と同様に現像剤の排出から充填までを実施した。
【０１１９】
現像剤搬送部材と現像剤担持体の駆動時間は、劣化剤排出時が77秒、初期剤充填時が24秒であった。どちらも実施例３の場合より短く、時間が短縮された。その後のトナー適正化のためのトナー補給に要する時間は実施例３とほとんど変わらなかった。
【０１２０】
また、装置内のトナー飛散状態や、実施例１と同様の方法で測定したトナー飛散量も、実施例３とほとんど変わらなかった。トナー濃度検出手段で判断した現像剤の排出と充填の終了が適当であり、現像剤の排出終了時に現像器内に残る劣化剤の量が、実施例３の場合とほとんど変わっていないと推定される。
【０１２１】
つまり、実施例４のように、トナー濃度を検出することにより、現像剤が排出したことを判断するようにすることにより、排出にかける時間を短縮することが可能になる。
【０１２２】
上述した実施形態における処理動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【０１２３】
なお、ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムが格納されているＲＯＭ（Read Only Memory）から、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリ（ＲＡＭ）にプログラムを読み込んで実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【０１２４】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭに予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、フロッピー（登録商標）ディスク等の磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスク、ＭＯ（Magneto Optical）ディスク等の光磁気ディスクなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。
【０１２５】
このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することが可能である。
【０１２６】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送したりし、コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【０１２７】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【０１２８】
また、上記実施形態で説明したシステムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各装置の機能を混在させたりするように構築することも可能である。
【０１２９】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【０１３０】
また、本発明における画像形成装置は、表面に潜像を形成する像担持体と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段により搬送された現像剤により前記像担持体表面に潜像を現像する現像剤担持体と、をさらに有し、前記現像剤充填手段は、前記像担持体と、前記現像剤搬送手段と、前記現像剤担持体と、を、駆動させながら、前記現像剤を前記現像剤収容部に充填するようにしても良い。
【０１３１】
また、本発明における画像形成装置は、前記現像剤収容部が新品でないときに充填する現像剤のトナー濃度は、ゼロパーセントでないようにしても良い。
【０１３２】
また、本発明における画像形成装置は、前記現像剤充填手段は、前記現像剤収容部に前記現像剤を充填した後に、前記トナーを補給することにより前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にするようにしても良い。
【０１３３】
また、本発明における画像形成装置は、前記現像剤収容部から前記現像剤を排出する現像剤排出手段を、さらに有するようにしても良い。
【０１３４】
また、本発明における画像形成装置は、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤充填手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を所定の値にするようにしても良い。
【０１３５】
また、本発明における画像形成装置は、前記現像剤収容部に収容された現像剤のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を、さらに有し、前記現像剤排出手段は、前記トナー濃度検知手段によるトナー濃度の検知結果に基づき、前記現像剤収容部から前記現像剤の排出する処理の終了を判断するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１３６】
１００    複写機
１５０    プリント部
１    像担持体
４    現像装置
５    現像ローラ
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュ
１２    供給回収スクリュ
１３    供給回収搬送路
３３    トナーボトル
３４    トナー補給装置
９１    供給開口部
９６    循環開口部
９５    トナー補給口
１８０    現像剤ボトル
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３７】
【特許文献１】特許第４２１３７９９号公報
【図１】
2011248335.tif 000004
【図２】
2011248335.tif 000005
【図３】
2011248335.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011248335.tif 000009
【図７】
2011248335.tif 000010
【図８】
2011248335.tif 000011
【図９】
2011248335.tif 000012
【図１０】
2011248335.tif 000013
【図１１】
2011248335.tif 000014
【図１２】
2011248335.tif 000015