(57)【要約】【課題】画像形成装置の処理能力を向上させる手段を提供する。【解決手段】画像形成装置が、画像形成ユニット内に配置され、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像剤担持体と、現像剤担持体の外周面を押圧して現像剤層を形成する層形成部材と、画像形成ユニット内の現像剤量を検出する現像剤量検出機構と、層形成部材の押圧力を調整する押圧力調整機構とを備え、現像剤量検出機構から出力される現像剤量に応じて、押圧力調整機構によって層形成部材による押圧力を調整する。【選択図】        図２
2011227210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成ユニット内に配置され、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の外周面を押圧して現像剤層を形成する層形成部材と、
前記画像形成ユニット内の現像剤量を検出する現像剤量検出機構と、
前記層形成部材の押圧力を調整する押圧力調整機構とを備え、
前記現像剤量検出機構から出力される現像剤量に応じて、前記押圧力調整機構によって、前記層形成部材による押圧力を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記押圧力調整機構は、
前記層形成部材を取付ける取付部材と、
前記層形成部材を前記現像剤担持体を押圧する方向に付勢するバネ部材と、
前記取付部材を移動させる回転部材と、
前記回転部材を回転させる押圧力調整モータとを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
画像形成ユニット内の現像剤を攪拌する攪拌バーを有する攪拌機構を設け、
前記現像剤量検出機構は、
回転支点を中心に回転し、一方の端部に前記攪拌バーに吸引される磁石を有するレバーと、
前記レバーの他方の端部による光軸の遮蔽を検出する光学式センサとを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記攪拌機構に、前記攪拌バーを一方向にのみ回転駆動するワンウェイクラッチを設けると共に、前記押圧力調整機構を制御する制御部を設け、
前記制御部は、
前記現像剤量検出機構の前記光学式センサの、前記レバーの他方の端部による光軸の遮蔽から次の遮蔽までの周期を基に、前記現像剤の残量を検出する手段と、
前記周期が短くなるに伴って、前記層形成部材による押圧力を増加させる手段とを備え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、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像ローラを有する画像形成ユニットを備えた電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、感光体ドラムに形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、感光体ドラム上にトナー像を形成する現像ローラと、現像ローラを押圧して現像ローラ上に薄層化されたトナー層を形成する現像ブレードと、現像ローラにトナーを供給する発泡体製の供給ローラと、画像形成ユニット内のトナーが固化しないようにトナーを攪拌する攪拌器と、現像ブレードの押圧力を調整する現像剤量調整機構と、現像ローラ上に形成されたトナー層の厚さを検知するトナー層厚検知センサとを備え、感光体ドラムの静電潜像を現像してトナー像を形成する前に、トナー層厚検知センサによって現像ローラ上に形成されたトナー層の厚さを検知し、トナー層の厚さが所定の厚さより薄い場合は、現像剤量調整機構の押圧力調整モータにより現像ブレードによる押圧力を弱めてトナー層の厚さを所定の厚さに調整し、トナー層の厚さが所定の厚さより厚い場合は、押圧力調整モータにより現像ブレードの押圧力を強めてトナー層の厚さを所定の厚さに調整して複数の画像形成ユニット間のトナー層の厚さと帯電量のバラツキを調整している（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２００３−２１５９１１号公報（主に、段落００１１−００１６、００２４−００３１、第１図、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術においては、感光体ドラム上にトナー像を現像する前に、トナー層厚検知センサによって現像ローラ上に形成されたトナー層の厚さを検知し、現像ブレードによる押圧力を変化させてトナー層の厚さを所定の厚さに調整しているため、トナー像の現像前に、トナー層の厚さを計測するための時間を必要とし、画像形成装置の処理能力が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、現像ローラ上に形成されるトナー層の厚さを、常に同じ厚さとなるように調整しているため、画像形成ユニット内のトナー残量の減少に伴うトナーの帯電量の減少によって現像効率が高くなってしまい、結果として供給ローラからの供給されるトナー量が不足し、カスレ等の印刷不良が発生しやすくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、画像形成装置が、画像形成ユニット内に配置され、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して現像剤像を形成する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の外周面を押圧して現像剤層を形成する層形成部材と、前記画像形成ユニット内の現像剤量を検出する現像剤量検出機構と、前記層形成部材の押圧力を調整する押圧力調整機構とを備え、前記現像剤量検出機構から出力される現像剤量に応じて、前記押圧力調整機構によって、前記層形成部材による押圧力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明は、画像形成ユニット内の現像剤の残量に応じて、層形成部材による押圧力の調整が可能となるため、画像形成装置の処理能力を向上させることができると共に、高い画像品質を確保することが可能となるという効果が得られる。
【０００８】
また、画像形成ユニット内の現像剤の残量が減少したとしても、層形成部材による押圧力を強くして、画像形成ユニット内の現像剤の帯電量の増加を抑制して現像効率の上昇に伴う現像剤の消費量を抑えることができ、供給ローラからの現像剤の供給不足による印刷不良の発生を抑制することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す説明図
【図２】実施例１の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図３】実施例１の画像形成装置を示すブロック図
【図４】実施例１の押圧力調整機構の側面を示す説明図
【図５】実施例１の攪拌機構の側面を示す説明図
【図６】実施例１のトナー残量とトナー帯電量の関係を示すグラフ
【図７】実施例１の現像ブレード押圧力とトナー帯電量の関係を示すグラフ
【図８】実施例１のトナー残量の検出動作を示す説明図
【図９】実施例１の現像ブレード押圧力の制御曲線を示す説明図
【図１０】実施例２の画像形成ユニットの構成を示す説明図
【図１１】実施例２の押圧力調整機構の側面を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１において、１は画像形成装置としての電子写真方式のプリンタである。
【００１２】
本実施例のプリンタ１には、複数の搬送ローラ２ａ〜２ｆを有する概ねＳ字状の用紙搬送路２（図１に示す細い実線）が設けられており、用紙搬送路２の一端には上質紙やＯＨＰシート等印刷用の媒体としての用紙Ｐを収納する給紙カセット３が、他端には印刷を終えた用紙Ｐを集積するスタッカ４が設けられている。
【００１３】
用紙搬送路２には、給紙カセット３から用紙搬送路２へ１枚毎に繰出された用紙Ｐを、静電効果により付着させて搬送するドライブローラ５ａ、５ｂの間に掛渡された搬送ベルト５と、用紙Ｐ上に形成された現像剤像としてのトナー像を熱および圧力により定着させる定着器６等が設けられ、定着器６の用紙Ｐの搬送方向（用紙搬送方向という。）の下流側には、定着器６と搬送ローラ２ｅとの間の用紙搬送路２から分岐して、搬送ベルト５の下面部と用紙カセット３との間の空間を通過し、用紙搬送路２の搬送ローラ２ｃに合流する、複数の搬送ローラ７ａ〜７ｇおよび可動式の切替ガイド８ａ、８ｂからなる両面印刷等のための反転搬送路７（図１に示す細い破線）が配設されている。
【００１４】
１０は画像形成ユニットであり、搬送ベルト５に、その上面部上を搬送される印刷用の媒体としての用紙Ｐを挟んで対向するように、着脱可能に装着されている。
【００１５】
本実施例のプリンタ１には、Ｋ色（ブラック）、Ｙ色（イエロー）、Ｍ色（マゼンダ）、Ｃ色（シアン）の現像剤としてのトナーＴをそれぞれ収容した現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ１１が設けられた４つの画像形成ユニット１０ｋ、１０ｙ、１０ｍ、１０ｃが用紙搬送方向に沿って、トナー像を現像する順に配置され、これら４つの画像形成ユニット１０は、図２に示すように、それぞれ感光体ドラム１２、およびその周囲に配置された帯電ローラ１３、現像ローラ１４、供給ローラ１５、現像ブレード１６、クリーニングブレード１７、攪拌機構１８を有しており、画像形成ユニット１０がプリンタ１に装着されたときに、高圧電源部１９（図３参照）と電気的に接続される。
【００１６】
また、各画像形成ユニット１０の感光体ドラム１２の上方には、露光ヘッド２１が対向配置され、転写ローラ２２は、感光体ドラム１２と搬送ベルト５の上面部を挟んで対向配置され、搬送ベルト５の下面部のドライブローラ５ｂ側には、搬送ベルト５上に残留するトナーＴを掻き取って除去するためのベルトクリーニングブレード２３、および掻き取ったトナーＴを収容する廃トナータンク２４が配置されている。
【００１７】
図３において、２６プリンタ１の制御部であり、図示しないパーソナルコンピュータ等の上位装置と接続しており、プリンタ１内の各部を制御して、印刷処理や現像ブレード１６の押圧力調整処理等を実行する機能等を有している。
【００１８】
２７はプリンタ１の記憶部であり、制御部２６が実行するプログラムやそれに用いる各種のデータおよび制御部２６による処理結果等が格納される。
【００１９】
２８は駆動部であり、制御部２６からの指令を基に複数のモータ等の起動源によって、用紙搬送路２の搬送ローラ２ａ〜２ｆ、搬送ベルト５のドライブローラ５ａ、５ｂ、反転搬送路７の搬送ローラ７ａ〜７ｇ、切替ガイド８ａ、８ｂ等を駆動すると共に、定着器６、感光体ドラム１２、現像ローラ１４、供給ローラ１５、攪拌機構１８、現像ブレード１６の押圧力調整機構３０等を駆動する機能を有している。
【００２０】
高圧電源部１９は、制御部２６からの指令に基づいて、帯電ローラ１３、現像ローラ１４、供給ローラ１５、転写ローラ２２等に印加する高電圧を供給する機能を有している。
【００２１】
本実施例のトナーＴは、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用い、内部添加剤として帯電制御剤、離型剤、着色剤、外部添加剤としてシリカ、酸化チタンを添加して構成され、ポリエステル樹脂である母粒子に、外添工程として、粉体母粒子１００重量部に疎水性シリ力Ｒ９７２（日本アエロジル社製：平均一次粒径１６ｎｍ）を２．５重量部、酸化チタンＴＡＦ１１０Ａ（富士チタンエ業社製：一次粒子の平均粒径５０ｎｍ）を０．０〜０．５重量部、または正帯電の疎水性シリカを０．３重量部添加し、１００リットル容のヘンシェルミキサーを用いて３２００回転／分の回転速度で５分間攪拌し、そのまま冷却した後に、更にヘンシェルミキサーを用いた３２００回転／分の回転速度での５分間の攪拌、冷却を５回（回転時の総攪拌時間は２５分）繰返して形成される。本実施例の各色のトナーＴの粒径は、５．８μｍである。
【００２２】
露光手段としての露光ヘッド２１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源を有しており、画像信号に対応した光を感光体ドラム１２の表面に照射して静電潜像を形成する機能を有している。
【００２３】
静電潜像担持体としての感光体ドラム１２は、導電性支持体としてのφ３０のアルミニウム等の金属パイプの外周面に、光導電層として電荷発生層、結着樹脂としてポリカーボネイトを使用した厚さ１８μｍの電荷輸送層を順次積層して形成された有機系感光体であって、駆動部２８の駆動源により図示しないギアにより、用紙Ｐを搬送する方向（図２に矢印で示す時計方向、搬送回転方向という。）に回転駆動される。
【００２４】
帯電手段としての帯電ローラ１３は、金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被覆して形成され、感光体ドラム１２の回転に伴って感光体ドラム１２と接触しながら従動回転し、感光体ドラム１２を均一に帯電させる機能を有している。
【００２５】
現像剤担持体としての現像ローラ１４は、φ１０ｍｍの金属シャフトに半導電性ウレタンゴム層を厚さ８ｍｍ被覆し、その外周面に厚さ１５μｍのアクリル樹脂層を被覆して形成され、図示しないギアにより感光体ドラム１２に当接しながら相対速度が感光体ドラム１２より速くなるように逆方向に回転駆動され、露光ヘッド２１により感光体ドラム１２上に形成された静電潜像にトナーＴを付着させ、静電潜像を可視像化（現像）して感光体ドラム１２上にトナー像を形成する機能を有している。
【００２６】
また、現像ローラ１４と感光体ドラム１２との当接圧力は０．３Ｎ／ｍ2であり、その当接部の幅は１．８ｍｍとなるように設定されている。
【００２７】
現像剤供給体としての供給ローラ１５は、金属シャフトに発泡体を被覆して形成され、現像ローラ１４に接触してまたは非接触で図示しないギアにより現像ローラ１４と同方向に回転し、現像ローラ１４に接触させた場合は、トナーカートリッジ１１から補充されたトナーＴを現像ローラ１４へ供給する機能を有している。
【００２８】
なお、供給ローラ１５を現像ローラ１４に接触させた場合、供給ローラ１５は現像ローラ１４から感光体ドラム１２へ現像されないトナーＴを掻き取り、現像ローラ１４を一定の状態にする役割をしている。
【００２９】
層形成部材としての現像ブレード１６は、ステンレス鋼板等の弾性を有する金属材の先端をＬ字状に曲折して形成された薄板部材であって、感光体ドラム１２と供給ローラ１５との間の、上側の外周面を押圧しながら摺接し、現像ローラ１４の表面上のトナーＴを薄層化して現像剤層としてのトナー層を形成する機能を有している。
【００３０】
本実施例の現像ブレード１６は、後述する押圧力調整機構３０に取付けられ、現像ローラ１４の外周面を押圧する押圧力が調整可能に構成されている。
【００３１】
現像剤除去手段としてのクリーニングブレード１７は、ウレタンゴムで形成された板状部材であって、感光体ドラム１２の、現像ローラ１４との当接部の搬送回転方向の下流側に配置され、その先端が感光体ドラム１２の外周面を所定の押圧力で押圧しながら摺接して、トナー像の転写後に感光体ドラム１２の外周面に残留したトナーＴを先端のエッジ部で掻き取って除去する機能を有している。
【００３２】
転写手段としての転写ローラ２２は、金属シャフトにウレタンスポンジ層を被覆して形成され、感光体ドラム１２と対向して、搬送ベルト５の上面部の内側に配置されており、駆動部２８の駆動源により感光体ドラム１２とは独立に感光体ドラム１２と逆方向に回転駆動され、転写ローラ２２に高圧電源部１９から印加される電圧によって、感光体ドラム１２の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する機能を有している。
【００３３】
押圧力調整機構３０は、図４に示すように、現像ブレード１６を取付けた取付部材３１と、取付部材３１を現像ローラ１４の方向、つまり現像ブレード１６を現像ローラ１４に押圧する方向に付勢する圧縮コイルスプリング等のバネ部材３２、取付部材３１の下面に接触して配置され、回転中心３３ａを中心に回転する回転部材としてのカム３３とで構成され、取付部材３１とバネ部材３２とを、画像形成ユニット１０のフレームに設けられた収容部３４に収容した状態で、現像ローラ１４の上方に配置されており、駆動部２８に設けられた押圧力調整モータ３５によって回転駆動されるカム３３により、取付部材３１が収容部３４内を上下方向に往復移動して、取付部材３１に取付けられた現像ブレード１６の押圧力を変更する機能を有している。
【００３４】
本実施例の攪拌機構１８は、画像形成ユニット１０内にトナーカートリッジ１１から充填されているトナーＴ（充填トナーという。）を回転により攪拌して、その凝集をほぐす機能を有しており、図５に示す構成を備えている。
【００３５】
図５において、４１は攪拌バーであり、クランク状に形成された磁性材料からなる棒状部材であって、その軸方向（図５において、紙面の奥行方向）の両端部には、攪拌バー４１の回転中心となる軸受部４２が設けられ、その軸受部４２は画像形成ユニット１０のフレームに回転自在に支持されている。
【００３６】
４３はワンウェイクラッチであり、攪拌バー４１の軸受部４２に固定された鋸場状の歯部４４と、その外筒４３ａの内側に設けられた歯部４４に噛合う爪部４５等で一方向にのみ駆動可能に構成され、その外筒４３ａには、中心部に軸受部４２を挿通させた駆動ギア４６が固定され、その駆動ギア４６によって外筒４３ａは駆動方向（図５に示す矢印の方向）に所定の回転速度で回転しており、攪拌バー４１に負荷が加わったときは、爪部４５が歯部４４に噛合って攪拌バー４１を駆動方向に所定の回転速度で回転させ、攪拌バー４１が所定の回転速度より速い速度で回転するときは、爪部４５と歯部４４との噛合が解除され、攪拌バー４１が駆動方向に自由回転することができる構成となっている。
【００３７】
図２において、５０は現像剤量検出機構としてのトナー残量検出機構であり、各画像形成ユニット１０内のトナーＴの残量を検出する機能を有している。
【００３８】
５１はレバーであり、「く」の字状に形成されて画像形成ユニット１０の外側で攪拌機構１８の下方に配置され、その山部に設けられた回転支点５２を中心に回転可能に支持されており、その一方の端部には磁石５３が設けられている。
【００３９】
５４は光学式センサとしてのフォトインタラプタであり、発光部と受光部とを対向配置したセンサであって、発光部からの光をレバー５１の、磁石５３の回転支点５２を挟んだ反対側の端部（他方の端部という。）が遮ったことにより攪拌バー４１の角度位置を検出する機能を有している。
【００４０】
本実施例のトナー残量検出機構５０は、磁石５３を設けたレバー５１、フォトインタラプタ５４、および攪拌バー４１等で構成され、常時は、図２に実線で示す原位置、つまり、レバー５１の山部の頂部を画像形成ユニット１０側にして、他方の端部がフォトインタラプタ５４の光軸を遮蔽しない位置に待機している。
【００４１】
このような構成とすることにより、攪拌バー４１が下死点近傍にきたときは、トナー残量検出機構５０のレバ−５１に設けられた磁石５３によりレバー５１が磁性材料で形成された攪拌バー４１に引き付けられ、回転支点５２を中心に図２において反時計方向に回転して図２に２点鎖線で示す検出位置となるので、その他方の端部がフォトインタラプタ５４の光軸を遮蔽し、攪拌バー４１が下死点近傍の角度位置に存在することが検出される。
【００４２】
また、攪拌バー４１が下側にない場合、つまり下死点近傍を除く角度位置に存在する場合は、レバー５１に設けた磁石５３が攪拌バー４１に吸引されないのでレバー５１が、自重により図２において時計方向に回転して、図２の実線で示した原位置に戻りフォトインタラプタ５４の光軸は遮蔽されず、攪拌バー４１が下側以外の角度位置に存在することが検出される。
【００４３】
以下に、本実施例のプリンタ１による用紙Ｐへの印刷処理について説明する。
【００４４】
プリンタ１の制御部２６は、図示しない上位装置からの印刷データの着信を待って待機しており、印刷データを受信すると、感光体ドラム１２を搬送回転方向（図２参照）に一定周速度で回転させ、感光体ドラム１２に従動回転する帯電ローラ１３に高圧電源部１９から電圧を印加して感光体ドラム１２の表面を均一に帯電させる。
【００４５】
また、制御部２６は、露光ヘッド２１へ印刷データに含まれる画像データから生成した画像信号を送り、露光ヘッド２１から画像信号に対応した光を感光体ドラム１２上に照射して感光体ドラム１２上に静電潜像を形成する。
【００４６】
そして、制御部２６は、感光体ドラム１２に当接して、駆動部２８により感光体ドラム１２に対して相対速度が速くなるよう回転する現像ローラ１４により、トナーＴを現像領域に運び、感光体ドラム１２に形成された静電潜像にトナーＴを付着させ、静電潜像を可視像化してトナー像を形成する。
【００４７】
このとき、供給ローラ１５は、現像ローラ１４に接触して同方向へ回転し、トナーＴを現像ローラ１４に供給する。また、現像ブレード１６は供給ローラ１５によって現像ローラ１４に供給されたトナーＴを薄層化する。
【００４８】
そして、制御部２６は、給紙カセット３から用紙搬送路２へ繰出した用紙Ｐが搬送ベルト５により画像形成ユニット１０へ搬送されてくると、感光体ドラム１２に対向配置された転写ローラ２２に高圧電源部１９から電圧を印加して、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。
【００４９】
この転写後の感光体ドラム１２には、若干のトナーＴが残留する場合があるが、この残留したトナーＴはクリーニングブレード１７によって除去される。
【００５０】
用紙Ｐにトナー像を転写した制御部２６は、用紙Ｐを搬送ベルト５により定着器６へ搬送し、定着器６で用紙Ｐにトナー像を定着させ、トナー像が定着された用紙Ｐを用紙搬送路２により更に搬送してスタッカ４上へ排出する。
【００５１】
上記の印刷処理における印刷速度（＝感光体ドラム周速度＝搬送速度）は２００（ｍｍ／ｓ）に設定した。また帯電ローラ１３、現像ローラ１４にはそれぞれ高圧電源部１９から−１０００Ｖ、−２００Ｖの電圧を印加し、白紙印刷時、つまり非現像時の感光体ドラム１２の表面電位を、振動容量型表面電位計「Ｍｏｄｅｌ  ３４４」（ＴＲｅｋ社製）とサイドビュープローブ「Ｍｏｄｅｌ  ５５５Ｐ−１」（ＴＲｅｋ社製）とを用いて測定した。このときの感光体ドラム１２の表面電位は−６４０Ｖであった。
【００５２】
ここで、画像形成ユニット１０内のトナー残量と、トナーＴの帯電量との関係について説明する。
【００５３】
図７はトナー残量とトナー帯電量の関係を表したものである。なお、帯電量はトナー量とトナー層電位から次式により算出した。
【００５４】
帯電量=０．１２２７×トナー層電位／（トナー量）2    ・・・・・・（１）
図７に示すように、トナー残量がある量（例えば３０ｇ）より少なくなるとトナーＴの帯電量は減少する。
【００５５】
このトナー帯電量の減少により現像効率が上昇し、現像効率が高くなると、トナーＴの供給量が同じでも使用されるトナー量が増加するため、供給ローラ１５からのトナーＴの供給が追いつかなくなり、供給ローラ１５からのトナーＴの供給不足によって、カスレが発生しやすくなる。
【００５６】
本実施例は、トナー残量が減少した場合のトナーＴの帯電量の減少によるカスレ等の印刷不良の発生を防止するために、トナー残量の減少に追従させて現像ブレード１６の押圧力を強くすることで、現像ブレード１６によるトナー規制力を大きくして現像ローラ１４上のトナーＴの層厚を薄くすると共に、現像ブレード１６によるトナーＴの摩擦帯電量を増加させ、その効果によって図８が示すようにトナー帯電量を大きくし、もって、トナー残量の減少によるトナー帯電量の減少を抑え、現像効率の増加によるトナーＴの供給不足を抑制しようとするものである。
【００５７】
以下に、図８、図９を用いて本実施例のトナー残量検出動作および現像ブレード１６の押圧力調整処理について説明する。
【００５８】
上記したように、トナー残量検出機構５０の攪拌バー４１が、図８（ａ）に示す下死点近傍に存在するときは、レバ−５１に設けられた磁石５３が、磁性材料で形成された攪拌バー４１に吸引され、レバ−５１の他方の端部が、フォトインタラプタ５４の光軸を遮蔽し、攪拌バー４１が下死点近傍の角度位置に存在することが検出される（フォトインタラプタ５４のＯＮという。）。
【００５９】
この場合に、攪拌機構１８の駆動ギア４６は、駆動方向（図８（ａ）において時計方向）に所定の回転速度で回転し続けているので、ワンウェイクラッチ４３の歯部４４は、トナーＴによる抵抗および攪拌バー４１の自重により爪部４５に噛合って、攪拌バー４１が所定の回転速度でトナー中を上死点の方向へ移動していく。
【００６０】
この攪拌バー４１の下死点位置から上死点への回転移動に伴って、レバー５１の磁石５３による攪拌バー４１に対する吸引力が減少し、レバー５１が自重により図８（ｂ）において時計方向に回転して原位置へ戻り、レバ−５１の他方の端部によるフォトインタラプタ５４の光軸の遮蔽が解除される（フォトインタラプタ５４のＯＦＦという。）。
【００６１】
そして、攪拌バー４１が、図８（ｂ）の角度位置まで回転してトナーＴから抜け出ると、ワンウェイクラッチ４３の歯部４４が攪拌バー４１の自重により爪部４５に噛合った状態で、所定の回転速度で空間中を移動して上死点位置に達し、図８（ｃ）に示すように、攪拌バー４１が上死点を通過すると、攪拌バー４１が自重により図８（ｃ）において時計方向に回転しようとするので、ワンウェイクラッチ４３の歯部４４と爪部４５との噛合が解除され、攪拌バー４１が自重によって画像形成ユニット１０内に充填されているトナーＴ（充填トナー）の上面まで自由回転により落下し（図８（ｃ）に示す２点鎖線参照）、駆動ギア４６によるこの間の回転をスキップすることになる（この間の攪拌バー４１の回転角をスキップ回転角という）。
【００６２】
充填トナーの上面まで落下した攪拌バー４１は、直ちに、トナーＴによる抵抗を受けるので、ワンウェイクラッチ４３の歯部４４が爪部４５に噛合って図８（ｄ）に示すように攪拌バー４１は駆動ギア４６により回転駆動されて、トナー中を回転移動し再び図８（ａ）の状態となり、レバー５１の磁石５３による吸引力によってレバー５１が検出位置へ回転し、フォトインタラプタ５４がＯＮ状態になる。
【００６３】
このように、本実施例のトナー残量検出動作においては、印刷処理とは独立に作動する攪拌機構１８の攪拌バー４１のスキップ回転角がトナー残量に応じて変化し、トナー残量が少ないほどスキップ回転角が大きくなるので、レバー５１がフォトインタラプ夕５２をＯＮしてから次にＯＮするまでの周期Ｓはトナー残量が少なくなるほど短くなる。
【００６４】
従って、本実施例の押圧力調整処理においては、制御部２６は、トナー残量検出機構５０からの出力信号である周期Ｓに応じて、図９に示す制御曲線に沿って現像ローラ１４の外周面を押圧する現像ブレード１６の押圧力を変更し、充填トナーの帯電量が適正となるように制御する（図７参照）。
【００６５】
すなわち、制御部２６は、トナー残量が減少し、トナー残量検出機構５０から出力される周期Ｓが短くなるにつれて、押圧力調整モータ３５によってカム３３を図４において時計方向に回転させ、バネ部材３２の付勢力によって取付部材３１を下方へ移動させ、現像ローラ１４の外周面を押圧する現像ブレード１６の押圧力を増加させる。
【００６６】
このとき、制御部２６は、トナー残量が３０ｇ以下の場合は、周期Ｓの減少に伴うカム３３の回転角度を大きくして押圧力がより強くなるように制御する。これはトナー残量が３０ｇ以下になるとトナー帯電量の減少が大きくなるからである（図６参照）。
【００６７】
このように、本実施例の押圧力調整処理においては、トナー残量が減少するにつれて現像ローラ１４を押圧する現像ブレード１６の押圧力を増加させ、現像ローラ１４の外周面上のトナー量を減少させると共にトナーＴの帯電量を増加させるので、トナーＴの現像効率の上昇が抑えられトナーＴの消費量が減少する。これによって、供給ローラ１５から現像ローラ１４へのトナーＴの供給不足が発生し難くなり、カスレの発生を抑えることができる。
【００６８】
また、現像ブレード１６の現像ローラ１４に対する押圧力を強くすることで、トナーＴが通過し難くなってトナー層の厚さが薄くなり、トナー残量が減少した場合に起こる画像濃度の増加が抑えられ、濃度段差の変化率を小さくすることができるので、カスレの悪化を抑制することができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施例では、トナー残量の減少に伴ってトナー残量検出機構から出力される周期Ｓが短くなるように構成し、その周期Ｓが短くなるに伴って、現像ローラを押圧する現像ブレードの押圧力が強くなるようしたので、印刷処理とは独立に画像形成ユニット内のトナー残量に応じた現像ブレードの押圧力の調整が可能となり、画像形成装置の処理能力を向上させることができると共に、トナー残量が減少したとしても、充填トナーの帯電量の増加を抑制して現像効率の上昇に伴うトナーＴの消費量を抑えることができ、供給ローラからのトナーＴの供給不足による印刷不良の発生を抑制して、高い画像品質を確保することができる。
【実施例２】
【００７０】
以下に、図１０、図１１を用いて本実施例の画像形成装置について説明する。なお、上記実施例１と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
押圧力調整機構６０は、図１０、図１１に示すように、現像ブレード１６を取付けた取付部材６１と、取付部材６１の現像ブレード１６の取付端の回転支点６１ａを挟んだ反対側の端部に配置され、取付部材６１を回転支点６１ａを中心に、図１１において反時計方向、つまり現像ブレード１６を現像ローラ１４に押圧する方向に回転させる方向に付勢する引張コイルスプリング等のバネ部材６２、取付部材６１の回転中心６１ａと現像ブレード１６との間の下面に接触して配置され、回転中心６３ａを中心に回転する回転部材としてのカム６３とで構成され、図１０に示すように、取付部材６１とバネ部材６２とを、画像形成ユニット１０のフレームに設けられた収容部３４に収容した状態で、現像ローラ１４の上方に配置されており、駆動部２８に設けられた押圧力調整モータ３５によって回転駆動されるカム６３により、取付部材６１が収容部３４内を回転移動して、取付部材３１に取付けられた現像ブレード１６の押圧力を変更する機能を有している。
【００７２】
以下に、本実施例のトナー残量検出動作および現像ブレード１６の押圧力調整処理について説明する。
【００７３】
本実施例のトナー残量検出動作および現像ブレード１６の押圧力調整処理の作動は、上記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【００７４】
この場合に、本実施例の押圧力調整処理において、制御部２６は、トナー残量が減少し、トナー残量検出機構５０から出力される周期Ｓが短くなるにつれて、押圧力調整モータ３５によってカム６３を図１１において時計方向に回転させ、バネ部材３２の付勢力によって取付部材６１を図１１において反時計方向に回転移動させ、現像ローラ１４の外周面を押圧する現像ブレード１６の押圧力を増加させる。
【００７５】
このとき、制御部２６は、トナー残量が３０ｇ以下の場合は、周期Ｓの減少に伴うカム６３の回転角度を大きくして押圧力がより強くなるように制御する。これはトナー残量が３０ｇ以下になるとトナー帯電量の減少が大きくなるからである（図６参照）。
【００７６】
以上説明したように、本実施例では、押圧力調整機構のバネ部材を引張コイルスプリングとしたことによっても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、上記各実施例においては、トナー残量検出機構の攪拌バーは自重により原位置に戻るとして説明したが、レバーをトーションスプリング等のバネ等によって原位置に戻すようにしてもよい。
【００７８】
また、上記各実施例においては、現像ローラは感光体ドラムに対して相対速度が速くなるよう回転するとして説明したが、感光体ドラムとの相対速度の大きさ、向きをかえて用いるようにしてもよい。
【００７９】
更に、上記各実施例においては、露光ヘッド２１はＬＥＧを光源とするとして説明したが、レーザー等を光源とするようにしてもよい。
【００８０】
更に、上記各実施例においては、画像形成装置は、電子写真方式のプリンタであるとして説明したが、画像形成装置は前記に限らず、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）や複写機、ファクシミリ装置等であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１    プリンタ
２    用紙搬送路
２ａ〜２ｆ、７ａ〜７ｇ  搬送ローラ
３    給紙カセット
４    スタッカ
５    搬送ベルト
５ａ、５ｂ  ドライブローラ
６    定着器
８ａ、８ｂ  切替ガイド
１０、１０ｋ、１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ  画像形成ユニット
１１  トナーカートリッジ
１２  感光体ドラム
１３  帯電ローラ
１４  現像ローラ
１５  供給ローラ
１６  現像ブレード
１７  クリーニングブレード
１８  攪拌機構
１９  高圧電源部
２１  露光ヘッド
２２  転写ローラ
２３  ベルトクリーニングブレード
２４  廃トナータンク
２６  制御部
２７  記憶部
２８  駆動部
３０、６０  押圧力調整機構
３１、６１  取付部材
３２、６２  バネ部材
３３、６３  カム
３３ａ、６３ａ  回転中心
５２、６１ａ  回転支点
３４  収容部
３５  押圧力調整モータ
４１  攪拌バー
４２  軸受部
４３  ワンウェイクラッチ
４３ａ  外筒
４４  歯部
４５  爪部
４６  駆動ギア
５０  トナー残量検出機構
５１  レバー
５３  磁石
５４  フォトインタラプタ
【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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