(57)【要約】【課題】  現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される現像装置、および、この現像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像領域のうち、像保持体上の予め決められた端部を除く他の部分に面した主現像領域へと現像剤を搬送する、像保持体とは第１の電位差を有する主現像部と、現像領域のうち、この端部に面した副現像領域へと現像剤を搬送する、像保持体とは第１の電位差とは異なる第２の電位差を有する副現像部とを有する現像ロール；現像ロールに隣り合い、収容した現像剤を第１方向に搬送する第１収容部；第１収容部に隣接し第１収容部との間で現像剤が移動する、現像剤を第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部；第２収容部にトナーを供給するトナー供給部；および第２収容部へトナー供給部がトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、供給位置を第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構；を備えた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電的な像が形成されて該像を保持する像保持体に隣り合った、表面にトナーを含んだ現像剤を保持して回転することで該現像剤を、該像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールであって、該現像領域のうち、該像保持体上の予め決められた端部を除く他の部分に面した主現像領域へと該現像剤を搬送する、該像保持体とは第１の電位差を有する主現像部と、該現像領域のうち、該端部に面した副現像領域へと該現像剤を搬送する、該像保持体とは、該第１の電位差とは異なる第２の電位差を有する副現像部とを有する現像ロール；
前記現像ロールに隣り合い該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に前記現像剤を収容して該現像剤を該現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ、前記主現像部側から前記副現像部側へと向かう第１方向に搬送する第１収容部；
前記第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容しトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ前記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部；
前記第２収容部に前記トナーを供給するトナー供給部；および
前記第２収容部へ前記トナー供給部がトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、該供給位置を前記第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ロールは、前記主現像部および前記副現像部が互いに分離した、それら主現像部および副現像部に互いに異なる電位が付与されることで前記第１の電位差および前記第２の電位差を有するものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記副現像部は、前記像保持体との間に前記第２の電位差として、前記主現像部と該像保持体との間の電界の向きと同じ向きの電界を生じさせる電位差であって、前記第１の電位差よりも大きい電位差を有するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】
表面に像が形成されて該像を保持する像保持体；
前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部；
トナーを内部に収容したトナー収容部；
前記像保持体表面に形成された潜像に帯電トナーを付着させてトナー像を形成する、該帯電トナーを含んだ現像剤を内部に収容したものであって、
前記像保持体に隣り合った、該像保持対とは電位差を有する、表面に前記現像剤を保持して回転することで該現像剤を、前記像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールであって、該現像領域のうち、該像保持体上の予め決められた端部を除く他の部分に面した主現像領域へと該現像剤を搬送する、該像保持体とは第１の電位差を有する主現像部と、該現像領域のうち、該端部に面した副現像領域へと該現像剤を搬送する、該像保持体とは、該第１の電位差とは異なる第２の電位差を有する副現像部とを有する現像ロールと、該現像ロールに隣り合い該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に該現像剤を収容して該現像剤を該現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ、該主現像部側から該副現像部側へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、該第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容しトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ該第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、前記トナー収容部から該第２収容部に該トナーを供給するトナー供給部と、該トナー供給部が該第２収容部へトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、該供給位置を該第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構とを有する現像装置；および
前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた位置への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示する変更指示部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記変更指示部は、前記潜像形成部によって形成される潜像の像密度に応じて、該像密度が高いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を指示するものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記変更指示部は、前記トナー供給部から前記第２収容部への前記トナーの供給の頻度に応じて、該頻度が高いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記変更指示部は、予め決められた時間当たりの、前記トナー供給部が前記トナーを供給する供給時間に応じて、該供給時間が長いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー供給部が、前記第２収容部中の、前記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路を有し、該複数の供給路それぞれで該複数の箇所それぞれに該トナーを供給するものであり、
前記供給位置変更機構が、前記複数の供給路それぞれを開閉する複数の開閉器を有し、指示に応じた開閉器を開閉するものであり、
前記変更指示部が、前記供給位置の変更の指示として、前記供給位置変更機構に、前記複数の開閉器のうち、前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた開閉器を指示するものであることを特徴とする請求項４から７のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー供給部が、前記第２収容部中の、前記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路と、該複数の供給路それぞれの内部に設けられて前記トナーを該供給路に沿って該複数の箇所それぞれに搬送する複数の搬送機構とを有するものであり、
前記供給位置変更機構が、前記複数の搬送機構のうち指示に応じた搬送機構を駆動するものであり、
前記変更指示部が、前記供給位置の変更の指示として、前記供給位置変更機構に、該複数の搬送機構のうち、前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた搬送機構を指示するものであることを特徴とする請求項４から７のうちのいずれか１項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、現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に組み込まれる現像装置には、トナーを含む現像剤を収容する収容槽内を、現像ロールに隣接した第１収容室と、この第１収容室に隣接した第２収容室とに仕切って、これら第１収容室および第２収容室の相互間で現像剤を撹拌しながら移動させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０４１０５号公報  （第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される現像装置、および、この現像装置を備えた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】
【０００５】
請求項１に係る現像装置は、
表面に静電的な像が形成されてこの像を保持する像保持体に隣り合った、表面にトナーを含んだ現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、この像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールであって、この現像領域のうち、この像保持体上の予め決められた端部を除く他の部分に面した主現像領域へとこの現像剤を搬送する、この像保持体とは第１の電位差を有する主現像部と、この現像領域のうち、この端部に面した副現像領域へとこの現像剤を搬送する、この像保持体とは、この第１の電位差とは異なる第２の電位差を有する副現像部とを有する現像ロール；
上記現像ロールに隣り合いこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に上記現像剤を収容してこの現像剤をこの現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ、上記主現像部側から上記副現像部側へと向かう第１方向に搬送する第１収容部；
上記第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容しトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつ上記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部；
上記第２収容部に上記トナーを供給するトナー供給部；および
上記第２収容部へ上記トナー供給部がトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、この供給位置を上記第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る現像装置は、
上記現像ロールは、上記主現像部および上記副現像部が互いに分離した、それら主現像部および副現像部に互いに異なる電位が付与されることで上記第１の電位差および上記第２の電位差を有するものであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る現像装置は、
上記副現像部は、上記像保持体との間に上記第２の電位差として、上記主現像部とこの像保持体との間の電界の向きと同じ向きの電界を生じさせる電位差であって、上記第１の電位差よりも大きい電位差を有するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る現像装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体；
上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部；
トナーを内部に収容したトナー収容部；
上記像保持体表面に形成された潜像に帯電トナーを付着させてトナー像を形成する、この帯電トナーを含んだ現像剤を内部に収容したものであって、
上記像保持体に隣り合った、この像保持対とは電位差を有する、表面に上記現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、上記像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールであって、この現像領域のうち、この像保持体上の予め決められた端部を除く他の部分に面した主現像領域へとこの現像剤を搬送する、この像保持体とは第１の電位差を有する主現像部と、この現像領域のうち、この端部に面した副現像領域へとこの現像剤を搬送する、この像保持体とは、この第１の電位差とは異なる第２の電位差を有する副現像部とを有する現像ロールと、この現像ロールに隣り合いこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部にこの現像剤を収容してこの現像剤をこの現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ、この主現像部側からこの副現像部側へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、この第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容しトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつこの第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、上記トナー収容部からこの第２収容部にこのトナーを供給するトナー供給部と、このトナー供給部がこの第２収容部へトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、この供給位置をこの第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構とを有する現像装置；および
上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた位置への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示する変更指示部；
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５係る現像装置は、
上記変更指示部は、上記潜像形成部によって形成される潜像の像密度に応じて、この像密度が高いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を指示するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６係る現像装置は、
上記変更指示部は、上記トナー供給部から上記第２収容部への上記トナーの供給の頻度に応じて、この頻度が高いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項７係る現像装置は、
上記変更指示部は、予め決められた時間当たりの、上記トナー供給部が上記トナーを供給する供給時間に応じて、この供給時間が長いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項８係る現像装置は、
上記トナー供給部が、上記第２収容部中の、上記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路を有し、この複数の供給路それぞれでこの複数の箇所それぞれにこのトナーを供給するものであり、
上記供給位置変更機構が、上記複数の供給路それぞれを開閉する複数の開閉器を有し、指示に応じた開閉器を開閉するものであり、
上記変更指示部が、上記供給位置の変更の指示として、上記供給位置変更機構に、上記複数の開閉器のうち、上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた開閉器を指示するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項９に係る現像装置は、
上記トナー供給部が、上記第２収容部中の、上記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路と、この複数の供給路それぞれの内部に設けられて上記トナーをこの供給路に沿ってこの複数の箇所それぞれに搬送する複数の搬送機構とを有するものであり、
上記供給位置変更機構が、上記複数の搬送機構のうち指示に応じた搬送機構を駆動するものであり、
上記変更指示部が、上記供給位置の変更の指示として、上記供給位置変更機構に、この複数の搬送機構のうち、上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた搬送機構を指示するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る現像装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生を抑制できる。
【００１５】
請求項２に係る現像装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生を簡易な構成で抑制できる。
【００１６】
請求項３に係る現像装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生原因である過帯電トナーを効果的な箇所で現像剤中から除去することができる。
【００１７】
請求項４に係る画像形成装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生を抑制できる。
【００１８】
請求項５、請求項６、および請求項７に係る画像形成装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生をより確実に抑制できる。
【００１９】
請求項８および請求項９に係る画像形成装置によれば、変更指示部による新たなトナーの供給位置の変更を簡易な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】プリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示す現像器のレーザ露光器側からの透視図である。
【図３】図２に示す現像器の断面図である。
【図４】トナー供給装置の詳細を示す図である。
【図５】搬送ロールおよび現像ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【図６】第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【図７】第２実施形態のプリンタの現像器に備えられている搬送ロールと現像ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【図８】第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【図９】第３実施形態のプリンタのレーザ露光器側からの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、プリンタの概略構成図である。
【００２３】
図１に示すプリンタ１は、感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光を生成するレーザ露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して搬送する用紙搬送装置１７と、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上にトナー像を転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、これら各部の動作を制御する中央制御部１００と、感光体ロール１０の表面をクリーニングするクリーニング装置５０とを有している。現像器１３は、感光体１０に対向して回転しながら、現像剤を感光体１０との間の領域に搬送する現像ロール１３３を有している。感光体ロール１０の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Ａの向きの回転おける転写ロール１４よりも下流側で帯電器１１よりも上流側、かつ感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード５１の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱５２に収容される。尚、現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアや、トナーの帯電性を制御する帯電制御剤等の外添剤も含まれている。
【００２４】
このプリンタ１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。また、感光体１０が本発明にいう像保持体の一例に相当し、帯電器１１とレーザ露光器１２との組合せが本発明にいう潜像形成部の一例に相当する。
【００２５】
ここで、このプリンタ１における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。
【００２６】
図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、帯電器１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザ光がレーザ露光器１２により照射されることで感光体１０の表面には静電的な潜像が形成される。メカニズムについては後述するが、現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３３の表面に供給され、現像ロール１３３と感光体１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーが感光体１０の表面の潜像に静電的に付着することでこの潜像は現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４によって転写され、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機に適用されてもよい。
【００２７】
本実施形態のプリンタ１では、定着器１５での発熱を抑えるため、低温での定着が可能な低温定着トナーが採用されている。この低温定着トナーの詳細については後述する。また、本実施形態のプリンタ１には、現像器１３に新たなトナーを供給するトナー供給装置２が備えられているが、これについての詳細は後述する。
【００２８】
図２は、図１に示す現像器のレーザ露光器側からの透視図である。
【００２９】
図２には、現像ロール１３３と、現像剤を収容する現像剤収容槽１３２と、現像剤収容槽１３２の内部で現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えた現像器１３が示されている。
【００３０】
現像剤収容槽１３２は、内部が、現像ロール１３３に並行して延びた壁１３２１によって、現像ロール１３３と隣り合った第１収容室１３２ａとこの第１収容室１３２ａと隣り合った第２収容室１３２ｂとに分けられている。
【００３１】
これら第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤は撹拌されながら壁１３２１の周囲を反時計回りに循環する。現像剤収容槽１３２の内部では、撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像剤収容槽１３２の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。
【００３２】
また、図２には、帯電器１１および感光体１０の長さと比べ、現像ロール１３３の長さが短く、現像ロール１３３の長さが足りない部分に、現像ロール１３３と同軸の搬送ロール１３４が配備されている様子が示されている。
【００３３】
搬送ロール１３４は、詳しくは後述するが、現像ロール１３３と同じ構造を有し、現像ロール１３３の回転と同期して回転するが、印加されている電圧が現像ロール１３３とは異なっている。このプリンタ１では、感光体１０の、この現像ロール１３３と対向する部分である画像形成部１０１では画像形成が行われるものの、感光体１０の、搬送ロール１３４と対向する部分である画像非形成部１０２では、画像形成ではなく、搬送ロール１３４が表面に保持する現像剤中の劣化トナーを吸着する。画像非形成部１０２には、画像形成部１０１に対するのと同様に帯電は行われるものの露光は行われず、また、用紙も搬送されてこない。尚、この画像非形成部１０２が、本発明にいう端部の一例に相当する。以下、劣化トナーの吸着メカニズムについて説明する。
【００３４】
図３は、図２に示す現像器の断面図である。
【００３５】
図３のパート（ａ）には、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た状態が示されており、図３のパート（ｂ）には、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た状態が示されている。
【００３６】
図３に示される現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたものであり、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。
【００３７】
回転する円筒部材１３３１は、内部の永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽内を通過中に現像剤が供給され、この供給された現像剤を感光体１０との間に形成された現像領域へ搬送する。
【００３８】
図３のパート（ａ）に示される感光体１０は、帯電器１１により表面全体が−７２０Ｖに一旦帯電され、露光器１２により露光され静電的な潜像が形成された部分は約−３００Ｖとなる。一方、現像器１３の現像ロール１３３は−６００Ｖに帯電される。このため、感光体１０の潜像部分と現像ロール１３３との間には、この潜像部分から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は３００Ｖ）が発生する。現像ロール１３３に保持された磁性キャリアに電気的に付着し、感光体１０と現像ロール１３３との間の第１領域１３０１ａに搬送されたトナーは、現像剤収容槽１３２内でマイナス極性に帯電されていることから、感光体１０の潜像部分から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は３００Ｖ）により、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って潜像側に飛翔しトナー像が形成される。このとき磁性キャリアは、現像ロール１３３の円筒部材１３３１の表面に磁力により吸着された状態で現像ロール１３３上に残り、現像剤収容槽１３２へと回収される。      
【００３９】
ここで、このプリンタ１では、画像密度の低い画像形成が長く続き、新たなトナーの供給があまり行われない状況においては、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる攪拌により、トナー表面の外添剤がトナー表面に対して埋没あるいは離脱する傾向があるため、現像器内部のトナーの帯電性能の劣化が早まる。このような劣化を放置すると、本来であれば狭いトナーの帯電量分布が広くなってしまう。特に、上述した低温定着トナーの場合には、その劣化が顕著である。このような帯電量分布が生じた後に例えば高画像密度の画像形成が行われると大量のトナーを必要とするために新たなトナーが大量に現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂに供給される。この場合、現像剤収容槽１３２に収容されている劣化したトナーのうちの過帯電側のトナーが有する電荷は、新たに供給されてきたトナーに急速に奪い取られ、現像剤収容槽１３２には、新たに供給されてきたトナーに電荷を奪われた上に、劣化のために磁性キャリアとの摩擦によっても帯電量の上昇が鈍い低帯電トナーと、電荷を奪われたことで逆極化した逆極トナーと、帯電が充分な新たなトナーとが混在した状態が生じる。この混在した現像剤が現像ロール１３３上に保持されて現像に用いられると、帯電量が不足しているために磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱い低帯電トナーは、磁性キャリアから離れても潜像に付着せず脱離が発生し、また、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された潜像以外の部分である背景領域に付着してカブリが発生する。
【００４０】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、これら問題の発生を抑える対策の１つとして、現像剤収容槽１３２への新たなトナーの供給量に応じて、現像剤収容槽１３２におけるトナーと磁性キャリアとの摩擦機会を調節することでトナーの帯電性能の劣化を抑制している。具体的には、以下に説明するように、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂへの新たなトナーの供給位置がトナー供給装置２により可変となっている。
【００４１】
まず、トナー供給位置の構造について説明する。尚、図３のパート（ｂ）の説明は後に譲る。
【００４２】
図４は、トナー供給装置の詳細を示す図である。
【００４３】
図４に示されるトナー供給装置２は、トナーが収容されているトナーカートリッジ２１、トナーカートリッジ２１が着脱される垂直主供給管２２、端部が垂直主供給管２２に繋がった、現像剤収容槽１３２の壁１３２１に沿って延びた水平主供給管２３、水平主供給管２３の各箇所から第２収容室１３２ｂの各所にそれぞれ延びた、図４における左側から順に第１副供給管２４と第２副供給管２５と第３副供給管２６と第４副供給管２７、および、このトナー供給装置２の全体を制御する制御部２０を有している。
【００４４】
垂直主供給管２２には、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーを、水平主供給管２３に送る、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有する第１主搬送部材２２１が内蔵されていると共に、この第１主搬送部材２２１を回転させる第１主モータ２２２が取り付けられている。また、第１主モータ２２２の回転軸にはウオームギア２２２１が取り付けられており、第１主搬送部材２２１の棒端に備えられたギア２２１１と噛み合っている。また、第１主モータ２２２は、制御部２０によって駆動が制御されている。このため、第１主モータ２２２が制御部２０からの回転指示によって回転すると、第１主搬送部材２２１も回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは水平主供給管２３に供給される。
【００４５】
水平主供給管２３にも、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第２主搬送部材２３１が内蔵されていると共に、この第２主搬送部材２３１を回転させる第２主モータ２３２が取り付けられている。また、第２主モータ２３２の回転軸と第２主搬送部材２３１の棒端は連結されている。このため、第１主モータ２２２と同様に制御部２０によって駆動が制御されている第２主モータ２３２が制御部２０からの回転指示によって回転すると、第２主搬送部材２３１も回転し、トナーカートリッジ２１から垂直主供給管２２を通じて供給されたトナーは水平主供給管２３の内部を搬送される。
【００４６】
第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７は、図４に示されるように水平主供給管２３の４箇所から第２収容室１３２ｂにおける現像剤の搬送方向における上流側から下流側にかけての４箇所にそれぞれ延びている。以下では、これら第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７が配置された範囲を供給可能範囲Ｒと称す。供給可能範囲Ｒのうち、第１副供給管２４が配置された位置は、第２収容室１３２ｂ内の現像剤の搬送方向における最上流の位置Ｐ１であり、第４副供給管２７が配置された位置は最下流の位置Ｐ２である。
【００４７】
これら第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれには、内部に、弁体２４１１を有する第１電磁弁２４１、弁体２５１１を有する第２電磁弁２５１、弁体２６１１を有する第３電磁弁２６１、および、弁体２７１１を有する第４電磁弁２７１がそれぞれ備えられている。これら電磁弁２４１、２５１、２６１、２７１は、トナー供給装置２の制御部２０によって動作が制御されており、制御部２０から送信される指示に従って弁体２４１１、２５１１、２６１１、２７１１を駆動させて第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれを開放状態又は閉鎖状態にする。尚、図４には、第２副供給管２５の第２電磁弁２５１の弁体２５１１が第２副供給管２５の内部から退避することで第２副供給管２５が開放状態にされ、他の電磁弁２４１、２６１、２７１の弁体２４１１、２６１１、２７１１が各副供給管の内部に進出することで第１副供給管２４、第３副供給管２６、および第４副供給管２７が閉鎖状態にされている様子が示されている。尚、トナーカートリッジ２１、垂直主供給管２２、水平主供給管２３、および副供給管２４〜２７が本発明にいうトナー供給部の一例に相当し、副供給管２４〜２７が本発明にいう供給路の一例に相当する。また、制御部２０が、本発明にいう変更指示部の一例に相当する。また、電磁弁２４１，２５１，２６１，２７１のそれぞれが本発明にいう開閉器の一例に相当し、電磁弁２４１，２５１，２６１，２７１の組合せが、本発明にいう供給位置変更機構の一例に相当する。また、現像器１３とトナー供給装置２とを併せたもののうちトナーカートリッジ２１および制御部２０を除いた部分が、本発明の現像装置の第１実施形態である。
【００４８】
このプリンタ１では、現像剤収容槽内でのトナー濃度を一定に保つように中央制御部１００によって現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂへの新たなトナーの供給が制御されており、図１に示される中央制御部１００からトナー供給装置２の制御部２０に対して、トナー供給開始指示とトナー供給停止指示との２種類の指示信号が送信される。
【００４９】
制御部２０では、中央制御部１００からトナー供給開始指示を受けると、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を駆動させ、中央制御部１００からトナー供給停止指示を受けると、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を停止させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を停止させる。中央制御部１００は、トナー供給開始指示を出してから一定時間後に必ずトナー供給停止指示を出す。つまり、１回の供給時間および供給量は常に一定である。また、中央制御部１００は、プリンタ１において高密度な画像形成が連続する場合には低密度な画像形成が連続する場合と比べて、直前のトナー供給停止指示から次のトナー供給開始指示までの時間間隔を狭めてトナーの供給頻度を高める。
【００５０】
制御部２０では、中央制御部１００からの先のトナー供給停止指示から、その後のトナー供給開始指示までの時間間隔を逐次計測しており、計測された時間間隔は、直近の計測分から遡った５回分が不図示のメモリに保持される。
【００５１】
また、制御部２０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受ける毎に、メモリに保持している５回分の時間間隔の平均値を算出する。さらに、制御部２０では、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちのいずれの範囲にその平均値が属するかを判定する。
【００５２】
５つの時間間隔の平均値が、これら４つの数値範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ａに属すると判定された場合には、トナーの供給頻度が高く、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いので、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒのうちの最上流位置Ｐ１に供給される。この様な供給は、制御部２０が、第１副供給管２４のみを開放状態にし、その他の副供給管を閉鎖状態にすることで実現され、この様に最上流位置Ｐ１にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避される。
【００５３】
一方、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が大きい方の数値範囲Ｄに属すると判定された場合には、トナーの供給頻度が低く、密度の低い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの最下流位置Ｐ２に供給される。この様な供給は、制御部２０が第４副供給管２７のみを開放状態にし、その他の副供給管を閉鎖状態にすることで実現され、この様に最下流位置Ｐ２にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足は回避される。
【００５４】
また、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｂに属すると判定された場合には、制御部２０は第２副供給管２５のみを開放し、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｃに属すると判定された場合には、制御部２０は第３副供給管２６のみを開放する。この様な副供給管の開放態様によりトナーの供給頻度に応じた供給位置への供給が実現する。
【００５５】
中央制御部１００からのトナー供給停止指示からその後のトナー供給開始指示までの時間間隔の、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が大きい、すなわち低密度の画像形成が行われている場合には、トナーの消費量が少なく画像形成に用いられるまでには時間の猶予があるために充分な帯電量を得ることができる反面、長期間の磁性キャリアとの摩擦によりトナーの帯電性能が劣化するおそれがあるので、このプリンタ１では、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が大きい場合には、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの下流側に新たなトナーを供給することで、上流側に供給した場合に比べて磁性キャリアとの摩擦機会がその距離分だけ抑制され、これにより、トナーの劣化が抑制される。
【００５６】
一方、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が小さい、すなわち高密度の画像形成が行われている場合にはトナーの消費量は多く、画像形成に用いられるまでには時間がかからないために磁性キャリアとの摩擦によるトナーの帯電性能の劣化は少ない反面、画像形成に用いられるまでには時間の猶予がないために、新たなトナーが現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける供給可能範囲Ｒの下流側に供給されると、磁性キャリアとの摩擦機会が足りずに画像形成に用いられるまでに充分な帯電量を確保できないおそれが出てくる。そこで、本実施形態のプリンタ１では、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が小さい場合には、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの上流側に新たなトナーを供給し、下流側に供給した場合に比べて磁性キャリアとの摩擦機会をその距離分だけ確保することで帯電量が確保される。つまり、このプリンタ１では、トナーに必要な帯電量を確保しながら、トナーと磁性キャリアとの徒な摩擦によるトナーの劣化を防止して帯電量分布の拡大を防止する。これにより、画質に悪影響を及ぼすことなく低帯電トナーや逆極トナーの発生原因となる過帯電トナーの発生が抑制される。
【００５７】
次に、劣化トナーである低帯電トナーや逆極トナーにより引き起こされるクラウドやカブリの発生を抑えるもう１つの対策として、本実施形態のプリンタ１では、これら低帯電トナーや逆極トナーが生じる原因となる劣化トナーを現像剤から除去している。
【００５８】
具体的には、本実施形態のプリンタ１では、感光体１０の、搬送ロール１３４と対向する画像非形成部１０２で過帯電トナーを以下に説明するようにして吸着しクリーニング装置２０で回収することにより、現像剤収容槽１３２から過帯電トナーを除去している。
【００５９】
これは、低密度な画像形成が連続し磁性キャリアとの摩擦によりトナーが劣化してくると劣化前は狭い範囲に収まっているトナーの帯電量分布が次第に広い範囲に拡がり、この様な状況で未帯電の新たなトナーが供給されると、広範囲に拡がった帯電量分布のうちの過帯電側のトナーの電荷が新たなトナーに急速に奪われて、低帯電トナーや逆極トナーが発生するからである。このプリンタ１では、現像剤収容槽１３２の内部を撹拌搬送される現像剤の流れにおける、新たなトナーが供給される供給可能範囲Ｒのうちの最上流の位置Ｐ１の手前で、劣化トナーのうち過帯電側のトナーの除去が行われる。これにより、新たなトナーへの急激な電荷の移動が妨げられ、これら低帯電トナーや逆極トナーが発生が抑えられる。ここで、図３（ｂ）に戻って説明を続ける。
【００６０】
図３のパート（ｂ）には、現像剤収容槽１３２と、搬送ロール１３４とが示されており、この搬送ロール１３４は、現像ロール１３３と同じく、回転する円筒部材１３３１と、内部の永久磁石ロール１３３２とを備えている。搬送ロール１３４の、回転する円筒部材１３３１は、内部の永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽内を通過中に現像剤が供給され、この供給された現像剤を、感光体１０との間に形成された第２領域１３０２ａへ搬送する。第１領域１３０１ａが本発明にいう主現像領域の一例に相当し、この現像ロール１３３が、本発明にいう現像ロールの主現像部に相当する。また、第２領域１３０２ａが本発明にいう副現像領域の一例に相当し、搬送ロール１３４が本発明にいう現像ロールの副現像部に相当する。
【００６１】
感光体１０の、搬送ロール１３４と対向する画像非形成部１０２には、帯電器１１による帯電により表面電位は−７２０Ｖに帯電されるものの露光器１２による露光は行われない。このため、この領域の表面電位は−７２０Ｖのまま推移する。一方、搬送ロール１３４は−１０５０Ｖに帯電され、画像非形成部１０２と搬送ロール１３４との間には、画像非形成部１０２から搬送ロール１３４へ向かう向きの電界（電位差は３３０Ｖ）が発生する。これにより、搬送ロール１３４に保持された磁性キャリアに電気的に付着し、画像非形成部１０２と搬送ロール１３４との間の第２領域１３０２ａに搬送されたトナーのうちマイナス極性に過帯電されているトナーが、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って画像非形成部１０２に飛翔する。
【００６２】
図５は、搬送ロールおよび現像ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【００６３】
図５には、搬送ロール１３４に−１０５０Ｖのマイナス電源１３５が接続され、現像ロール１３３に−６００Ｖのマイナス電源が１３６が接続されている様子が示されている。感光体１０の画像形成部１０１の潜像（−３００Ｖ）と現像ロール１３３（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は３００Ｖ）よりも、感光体１０の画像非形成部１０２の表面（−７２０Ｖ）と搬送ロール１３４（−１０５０Ｖ）との間の電界（電位差は３３０Ｖ）の方が強く、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤中の過帯電トナーは、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って感光体１０の画像非形成部１０２に飛翔する。その後、画像非形成部１０２に飛翔した過帯電トナーは、画像非形成部１０２に対向する転写器１４は配備されていない（図３（ｂ）参照）ことで転写は行われないまま、クリーニング装置２０のクリーニング部材５１によって感光体１０から除去されて残留物収容箱５２に収容される。尚、感光体１０の画像形成部１０１の潜像（−３００Ｖ）と現像ロール１３３（−６００Ｖ）との間の電位差（３００Ｖ）が本発明にいう第１の電位差の一例に相当し、感光体１０の画像非形成部１０２の表面（−７２０Ｖ）と搬送ロール１３４（−１０５０Ｖ）との間の電位差（３３０Ｖ）が本発明にいう第２の電位差の一例に相当する。
【００６４】
本実施形態のプリンタ１では、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける最上流の位置Ｐ１の手前で劣化トナーである過帯電トナーが現像剤から除去される。この様に、劣化トナーのうちの過帯電トナーが除去されることで低帯電トナーや逆極トナーの発生原因が減少する。また、この過帯電トナーの除去が、現像剤収容槽１３２の第１収容室１３２ａにおける現像剤の搬送方向の最下流、すなわち新たなトナーの供給可能範囲Ｒの直前で行われているので、低帯電トナーや逆極トナーの発生が効果的に抑制される。
【００６５】
以上説明したように、このプリンタ１では、新たなトナーの供給位置の制御と過帯電トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制されている。また、本実施形態のように劣化し易い低温定着トナーが採用された場合であっても、低帯電トナーや逆極トナーの発生は十分に抑制される。
【００６６】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
【００６７】
第２実施形態のプリンタと第１実施形態のプリンタとの相違点は、トナー供給装置の構造と、過帯電トナーを吸着する電位関係とにあり、以下、この相違点について説明する。
【００６８】
図６は、第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【００６９】
図６には、第１実施形態のプリンタ１に備えられているトナー供給装置２に対応する、第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置３の詳細が示されている。尚、図６に示される部材で、図４に示される部材と同じ種類の部材には、図４に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００７０】
図６に示されるトナー供給装置３には、内部に第１主搬送部材２２１が備えられた垂直主供給管２２および内部に第２主搬送部材が備えられた水平主供給管２３と、水平主供給管２３の各所から第２収容室１３２ｂの４箇所にそれぞれ延びる第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７と、図１に示される中央制御部１００から、トナー供給指示の他、図１に示される帯電器１１における放電開始と放電停止のタイミング情報を受信する制御部３０とが備えられている。
【００７１】
第１副供給管２４には、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーを第２収容室１３２ｂに供給するための、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第１副搬送部材３４１が内蔵されていると共に、この第１副搬送部材３４１を回転させる第１副モータ３４２が取り付けられている。また、第１副モータ３４２の回転軸にはウオームギア３４２１が取り付けられており、第１副搬送部材３４１の棒端に備えられたギア３４１１と噛み合っている。また、第１副モータ３４２は、制御部３０によって駆動が制御されている。このため、第１副モータ３４２が制御部３０からの回転指示によって回転すると、第１副搬送部材３４１も回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは第１副供給管２４経由で第２収容室１３２ｂに供給される。
【００７２】
第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれにも、内部に、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１がそれぞれ内蔵され、これら第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれには、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２が取り付けられている。また、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１それぞれの棒端３５１１、３６１１、３７１１と、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２の回転軸にそれぞれ取り付けられているウオームギア３５２１、３６２１、３７２１とがそれぞれ噛み合っている。また、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２も制御部３０によって駆動が制御されている。このため、これら第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２が制御部３０からの回転指示によって回転すると、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１もそれぞれ回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７経由で第２収容室１３２ｂに供給される。ここで、副搬送部材３４１，３５１，３６１，３４１が、本発明にいう搬送機構の一例に相当する。
【００７３】
ここで、第２実施形態のプリンタでは、第１実施形態のプリンタ１とは異なり、中央制御部１００からトナー供給装置３の制御部３０に送信されるトナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔は一定ではなく、この時間間隔は、形成画像の画像密度に応じて変化する。
【００７４】
制御部３０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔と、図１に示される帯電器１１における放電開始から放電停止までの時間間隔とをそれぞれ計測し、それぞれ直近から遡って５回分を不図示のメモリにそれぞれ記録する。
【００７５】
この制御部３０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受信する毎に、トナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔の５回分、および、放電開始から放電停止までの時間間隔の５回分とをメモリから読み出すと共にそれぞれを合計する。次に、この制御部３０では、トナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔の５回分の合計を放電開始から放電停止までの時間間隔の５回分の合計で除することにより、画像形成時における単位時間当たりのトナー供給時間を算出する。この様に、制御部３０において、放電開始から放電停止までの時間間隔の計測を行っているのは、この時間間隔が、画像が形成されている実際の時間を表していると考えられるからである。算出された、単位時間当たりのトナー供給時間は、形成される画像の画像密度が上昇するほどトナーが必要となるために長くなり、形成される画像の画像密度が低下するほどトナーがそれほど必要とされないために短くなる。
【００７６】
さらに、この制御部３０では、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）のうちのいずれの範囲に単位時間当たりの供給時間が属するかを判定する。
【００７７】
単位時間当たりのトナー供給時間が、これら４つの数値範囲のうちの最も数値が大きい方の数値範囲Ｅに属すると判定された場合には、単位時間当たりのトナーの供給時間が長く、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いので、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最上流位置に供給される。この様な供給は、制御部３０が、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けた後、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を駆動させると共に、第１副供給管２４の第１副搬送部材３４１を駆動する第１副モータ３４２を回転させることで実現される。この様に最上流位置にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避されている。
【００７８】
一方、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ｈに属すると判定された場合には、単位時間当たりのトナーの供給時間が短く、密度の低い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最下流位置に供給される。この様な供給は、制御部３０が、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させると共に、第４副供給管２７の第４副搬送部材３７１を駆動する第４副モータ３７２を回転させることで実現される。この様に最下流位置にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足は回避されている。
【００７９】
また、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｆに属すると判定された場合には、制御部３０は、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２と、第２副供給管２５の第２副搬送部材３５１を駆動する第２副モータ３５２とを回転させ、また、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｇに属すると判定された場合には、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２と、第３副供給管２６の第３副搬送部材３６１を駆動する第３副モータ３６２とを回転させる。この様なモータの駆動制御により、時間当たりのトナーの供給時間に応じた供給位置への供給が実現する。
【００８０】
以上に説明したように、第２実施形態のプリンタでは、単位時間当たりのトナー供給時間が短いほど、すなわち画像密度が低いほど、磁性キャリアとの過度の摩擦を回避するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における下流側にトナーが供給される。一方、単位時間当たりのトナー供給時間が長いほど、すなわち画像密度が高いほど、磁性キャリアとの摩擦機会の不足を解消するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における上流側にトナーが供給される。
【００８１】
図７は、第２実施形態のプリンタの現像器に備えられている搬送ロールと現像ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【００８２】
第１実施形態のプリンタ１では、感光体１０は全領域に渡って一様に帯電（−７２０Ｖ）された上で、感光体１０の画像形成部１０１に対しては画像形成用の露光が行われるものの、搬送ロール１３４に対向する画像非形成部１０２に対しては露光は行われず、搬送ロール１３４および現像ロール１３３にはそれぞれ異なる電圧が印加されるのに対し、第２施形態のプリンタでは、感光体１０が全領域に渡って一様に帯電（−７２０Ｖ）された上で、感光体１０の画像形成部１０１に対しては画像形成用の露光（潜像の電位は−３００Ｖ）が行われるものの、感光体１０の画像非形成部１０２に対しては、画像形成部１０１に照射される露光光よりも高エネルギの露光光（潜像の電位は−１００Ｖ）が照射される点が異なっている。
【００８３】
図７には、搬送ロール１３４に−５００Ｖから−７００Ｖの範囲で印加電圧が可変の可変電源２３５が接続され、現像ロール１３３に−６００Ｖの電圧を印加する電源１３６が接続されている様子が示されている。
【００８４】
以上の構成により、感光体１０の画像形成部１０１の潜像（−３００Ｖ）と現像ロール１３３（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は３００Ｖ）よりも、感光体１０の画像非形成部１０２の潜像（−１００Ｖ）と搬送ロール１３４（−５００Ｖ〜−７００Ｖ）との間の電界（電位差は４００Ｖ〜６００Ｖ）の方が強く、搬送ロール１３４の表面に保持された現像剤中の過帯電トナーは、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って感光体１０の画像非形成部１０２に飛翔し、転写器１４が無いために転写は行われないまま、クリーニング装置５０のクリーニング部材５１によって感光体１０から除去されて残留物収容箱５２に収容される。
【００８５】
第２実施形態のプリンタでは、搬送ロール１３４に電圧を印加する電源が可変であることで、感光体１０の画像非形成部１０２の潜像との間の電界強さが、低画像密度の画像形成が連続した後の画像形成の画像密度に応じて調節されている。例えば、低画像密度の画像形成が連続した後の画像形成の画像密度が相対的に高い場合には、新たに現像剤収容槽１３２に供給されるトナー量も多くなることから、最上流位置Ｐ１の手前で過帯電トナーをなるべく除去するために、搬送ロール１３４への印加電圧は感光体１０の画像非形成部１０２の潜像との間の電界強さが最大となるように−７００Ｖにされる。また、低画像密度の画像形成が連続した後の画像形成の画像密度が相対的に低い場合には、新たに現像剤収容槽１３２に供給されるトナー量もさほど多くないことから、搬送ロール１３４への印加電圧は感光体１０の画像非形成部１０２の潜像との間の電界強さが最小となるように−５００Ｖにされる。
【００８６】
以上説明したように、第２実施形態のプリンタでも、新たなトナーの供給位置の制御と過帯電トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される。
【００８７】
最後に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。
【００８８】
第３実施形態のプリンタと第１実施形態のプリンタ１との相違点も、トナー供給装置の構造と過帯電トナーを吸着する電位関係とにあり、以下、この相違点について説明する。
【００８９】
図８は、第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【００９０】
図８には、第１実施形態のプリンタ１に備えられているトナー供給装置２に対応する、第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置４の詳細が示されている。尚、図８に示される部材で、図４に示される部材と同じ種類の部材には、図４に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００９１】
図８に示されるトナー供給装置４には、トナーカートリッジ２１が着脱される主供給管４２と、この主供給管４２から、第２収容室１３２ｂの各所にそれぞれ延びる第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６と、図１に示される中央制御部１００から、トナー供給指示の他、露光器１２によって感光体１０の表面に形成される潜像の像密度情報を受信する制御部４０とが備えられている。
【００９２】
第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６には、それぞれの内部に、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第１副搬送部材４３１、第２副搬送部材４４１、第３副搬送部材４５１、および第４副搬送部材４６１が内蔵されている。また、これら第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６には、それぞれ第１副モータ４３２、第２副モータ４４２、第３副モータ４５２、および第４副モータ４６２が取り付けられている。第１副搬送部材４３１の棒端４３１１と第１副モータ４３２の回転軸に取り付けられているウオームギア４３２１が噛み合っている他、第２副搬送部材４４１、第３副搬送部材４５１、および第４副搬送部材４６１それぞれの棒端と、第２副モータ４４２、第３副モータ４５２、および第４副モータ４６２の回転軸がそれぞれ連結されている。ここで、副搬送部材４３１，４４１，４５１，４６１が本発明にいう搬送機構の一例に相当する。
【００９３】
トナー供給装置４の制御部４０では、中央制御部１００から受信した、直近から遡った５画像分の像密度を不図示のメモリに記録する。また、この制御部４０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けると、これら５画像分の像密度の平均値を算出し、その平均像密度が、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）のうちのいずれの範囲に属するかを判定する。
【００９４】
平均像密度が、これら４つの数値範囲のうちの最も数値の大きい方の数値範囲Ｉに属すると判定された場合には、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いので、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最上流位置に供給される。この様な供給は、制御部４０が、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けた後、第１副供給管４３の第１副搬送部材４３１を駆動するために第１副モータ４３２を回転させることで実現される。この様に最上流位置にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避されている。
【００９５】
一方、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ｌに属すると判定された場合には、密度の低い画像形成が行われることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最下流位置に供給される。この様な供給は、制御部４０が、第４副供給管４６の第４副搬送部材４６１を駆動させるために第４副モータ４６２を回転させることで実現される。この様に最下流位置にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足は回避される。
【００９６】
また、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｊに属すると判定された場合には、制御部４０は第２副供給管４４の第２副搬送部材４４１を駆動する第２副モータ４４２を回転させ、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｋに属すると判定された場合には、制御部４０は第３副供給管４５の第３副搬送部材４５１を駆動する第３副モータ４５２を回転させる。この様なモータの制御によりトナーの供給頻度に応じた供給位置への供給が実現する。
【００９７】
第３施形態のプリンタでは、直近から遡った５画像分の像密度の平均が低いほど、すなわち画像密度が低いほど、磁性キャリアとの過度の摩擦を回避するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における下流側にトナーが供給される。一方、直近から遡った５画像分の像密度の平均が高いほど、すなわち画像密度が高いほど、磁性キャリアとの摩擦機会を確保するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における上流側にトナーが供給される。
【００９８】
図９は、第３実施形態のプリンタのレーザ露光器側からの透視図である。
【００９９】
第３施形態のプリンタ１でも、感光体１０が全領域に渡って一様に帯電（−７２０Ｖ）された上で、感光体１０の画像形成部１０１に対しては画像形成用の露光（潜像の電位は−３００Ｖ）が行われるものの、感光体１０の画像非形成部１０２に対しては、画像形成部１０１に照射される露光光よりも高エネルギの露光光（潜像の電位は−１００Ｖ）が照射される点で第２実施形態と同じであるものの、感光体１０と同じ長さの１本のロール（電位は−６００Ｖ）である現像ロール１３３が使用されている点で第２実施形態とは異なっている。
【０１００】
以上の構成により、感光体１０の画像形成部１０１の静電潜像（−３００Ｖ）と、現像ロール１３３の、画像形成部１０１と対向する部分（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は３００Ｖ）よりも、感光体１０の画像非形成部１０２の潜像（−１００Ｖ）と、現像ロール１３３の、画像非形成部１０２と対向する部分（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は５００Ｖ）の方が強く、現像ロール１３３の、画像非形成部１０２と対向する部分の表面に保持された現像剤中の過帯電トナーは、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って感光体１０の画像非形成部１０２に飛翔し、転写器１４が無いために転写は行われないまま、クリーニング装置５０のクリーニング部材５１によって感光体１０から除去されて残留物収容箱５２に収容される。
【０１０１】
以上説明したように、第３実施形態のプリンタでも、新たなトナーの供給位置の制御と過帯電トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される。
【０１０２】
尚、以上では、画像形成装置の実施形態としてプリンタの例を示したが、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【０１０３】
また、以上の実施形態では、本発明にいう像保持体としてロール状の感光体の例を示したが、本発明にいう像保持体はこれに限られず、例えばベルト状の部材であってもよい。
【０１０４】
また、以上の実施形態では、本発明にいう潜像形成部が非接触タイプの帯電器とレーザー露光器とで構成された例を示したが、本発明にいう潜像形成部はこれに限られず、例えば、帯電ロールの様な接触タイプのものであってもよく、レーザー露光器に替えて複数の発光ダイオードからなるアレイを有するものであってもよい。
【０１０５】
また、以上の実施形態では、本発明にいう第２の電位差を、主現像部と像保持体との間の電界の向きと同じ向きの電界を生じさせる電位差であって第１の電位差よりも大きい電位差とすることで現像剤から過帯電トナーを除去する例を挙げて説明したが、本発明は、この第２の電位差を、主現像部と像保持体との間の電界の向きと同じ向きの電界を生じさせる電位差であって第１の電位差よりもさい小さい電位差とすることで劣化トナーである低帯電トナーーを現像剤から除去するものであってもよく、また、この第２の電位差を、主現像部と像保持体との間の電界の向きとは逆向きの電界を生じさせる電位差とすることで劣化トナーである逆極トナーを現像剤から除去するものであってもよい。
【０１０６】
また、以上の実施形態では、本発明にいう供給位置変更機構の一例として、トナー供給部から第２収容部の供給可能範囲Ｒ内に延びた複数の供給管を有する例を挙げて説明したが、本発明にいう供給位置変更機構は、１本の供給管が第２収容部の各箇所に移動するものであってもよい。
【０１０７】
また、上述した実施形態では、本発明にいう像保持体の表面の潜像に付着させるトナーの例として低温定着トナーを示したが、本発明にいうトナーは低温定着トナーに限られず、従来公知のトナーであってもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１  プリンタ
２、３、４  トナー供給装置
１０  感光体
１１  帯電器
１２  レーザー露光器
１３  現像器
１００  中央制御部
１０１  画像形成部
１０２  画像非形成部
１３１  撹拌搬送部材
１３２  現像剤収容槽
１３３  現像ロール
１３４  搬送ロール
１４  転写ロール
１５  定着器
１６  用紙カセット
１７  用紙搬送装置
２０、３０、４０  制御部
２１  トナーカートリッジ
２２  垂直主供給管
２２１  第１主搬送部材
２２２  第１主モータ
２３  水平主供給管
２３１  第２主搬送部材
２３２  第２主モータ
２４、４３  第１副供給管
２４１  第１開閉弁
２５、４４  第２副供給管
２５１  第２開閉弁
２６、４５  第３副供給管
２６１  第３開閉弁
２７、４６  第４副供給管
２７１  第４開閉弁
３４１、４３１  第１副搬送部材
３４２、４３２  第１副モータ
３５１、４４１  第２副搬送部材
３５２、４４２  第２副モータ
３６１、４５１  第３副搬送部材
３６２、４５２  第３副モータ
３７１、４６１  第４副搬送部材
３７２、４６２  第４副モータ
【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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