(57)【要約】【課題】長期間に亘り、回収部で発生した気流に起因するトナー飛散を抑制することが可能な現像装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置は、少なくともトナーを含む現像剤を収容する収容部と、収容部に収容された現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体から現像剤を回収する回収部と、回収部で発生する気流を、回収部との間で還流させる還流部と、還流部内に設けられ、還流部内に気流とともに入り込んだトナーを収容部に向けて搬送する搬送部材と、を備える。【選択図】図３
2019045678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーを含む現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体から前記トナーを回収する回収部と、
前記回収部で発生する気流を、前記回収部との間で還流させる還流部と、
前記還流部内に設けられ、前記還流部内に前記気流とともに入り込んだ前記トナーを前記収容部に向けて搬送する搬送部材と、
を備える現像装置。
【請求項２】
前記収容部にトナーを補給するトナー補給部と、
前記収容部内のトナー量に基づいて、前記トナーを前記収容部に補給するように前記トナー補給部を制御する制御部と、
前記還流部内に入り込んだトナーを検出するトナー検出部と、
を備え、
前記制御部は、
前記トナー検出部の検出結果に応じて、前記トナーの補給量を調整するように前記トナー補給部を制御する、
請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記収容部内のトナー量に基づいて、前記収容部内に補給する前記トナーの算出補給量を算出し、
前記トナー検出部の検出結果に応じて、前記還流部から前記収容部に戻される戻しトナー量を算出し、
前記算出補給量から前記戻しトナー量を減じた補給量となるように前記トナー補給部を制御する、
請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記回収部から外部に飛散するトナーを吸引する吸引部を備え、
前記制御部は、前記トナー検出部の検出結果に応じて、前記吸引部による前記トナーの吸引量を制御する、
請求項２または請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記収容部内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を備え、
前記制御部は、
前記トナー濃度検出部により検出された前記トナー濃度が所定の目標値になるように前記トナー補給部を制御し、
前記トナー検出部の検出結果に応じて、前記目標値を変更する、
請求項２〜４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記回収部は、前記収容部の上方に位置し、前記搬送部材により搬送された前記トナーを前記収容部に戻すための開口を有する、
請求項１〜５の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記回収部は、前記現像剤担持体から回収した前記トナーを軸方向に搬送し、かつ、前記軸方向に前記気流を発生させる回収搬送部材を有する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の現像装置を備える、
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】
一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。
【０００３】
画像形成装置に用いられる現像装置には、現像剤担持体に担持されたトナーを回収する回収部が設けられた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。回収部には、トナーを軸方向に搬送する搬送部材が設けられている。搬送部材がトナーを軸方向に搬送すると、その搬送動作に起因して軸方向に向かう気流が発生する。
【０００４】
しかし、当該気流の下流側において、現像装置の筐体が閉塞されている構成の場合、当該下流側の空間における気圧が上昇して、当該筐体から気流が噴き出し、ひいては気流に乗せられたトナーが気流とともに噴き出すトナー飛散が発生する。
【０００５】
そのため、特許文献１に記載の構成には、当該気流が回収部との間で還流する還流部が設けられている。回収部と還流部との間で気流が還流することにより、当該気流に起因したトナー飛散の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０８５８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、気流が回収部と還流部との間を還流するため、気流に乗せられたトナーが還流部内に入り込む場合がある。還流部内にトナーが入り込むと、トナーは自重により還流部内に堆積していく。還流部内のスペースには限りがあるため、現像装置を長期間に亘り使用した場合、トナーが還流部内に堆積し続けて、当該スペースを埋めてしまい、当該気流の還流を阻害する可能性がある。
【０００８】
そのため、現像装置の長期間に亘る使用の観点からすると、特許文献１に記載の構成では、回収部で発生した気流に起因するトナー飛散を抑制する構成として一定の限界があった。
【０００９】
本発明の目的は、長期間に亘り、回収部で発生した気流に起因するトナー飛散を抑制することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る現像装置は、
少なくともトナーを含む現像剤を収容する収容部と、
前記収容部に収容された前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体から前記トナーを回収する回収部と、
前記回収部で発生する気流を、前記回収部との間で還流させる還流部と、
前記還流部内に設けられ、前記還流部内に前記気流とともに入り込んだ前記トナーを前記収容部に向けて搬送する搬送部材と、
を備える。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、
上記した現像装置を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、長期間に亘り、回収部で発生した気流に起因するトナー飛散を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。
【図３】現像装置の側断面図である。
【図４】現像装置の側断面図である。
【図５】現像装置を上から見た断面図である。
【図６】現像装置に係るトナー補給制御の動作例の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。
【００１６】
また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
【００１７】
図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。
【００１８】
制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。
【００１９】
制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。
【００２０】
図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。
【００２１】
自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。
【００２２】
原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。
【００２３】
図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。
【００２４】
画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。
【００２５】
図１に示すように、画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。
【００２６】
Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。
【００２７】
画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置２００、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。
【００２８】
感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。
【００２９】
制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。
【００３０】
帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。
【００３１】
露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
【００３２】
現像装置２００は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
【００３３】
現像装置２００には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。また、現像装置２００の詳細については後述する。
【００３４】
また、図２に示すように、現像装置２００には、トナー濃度検出部７３、トナー補給部７４及び吸引部７５が設けられている。トナー濃度検出部７３は、例えば、透磁率式のものが用いられ、現像装置２００の現像剤筐体２０１（図３参照）内に収容される現像剤におけるトナーの濃度を検出する。
【００３５】
トナー補給部７４は、現像剤筐体２０１内にトナーを補給する。制御部１０１は、トナー濃度検出部７３による検出結果に基づいて、トナーを補給するようにトナー補給部７４を制御する。制御部１０１は、現像剤筐体２０１内のトナー濃度が所定の目標値（例えば、６．５％）になるようにトナーの補給量を決定する。
【００３６】
吸引部７５は、例えば、ファンであり、後述する回収部２３０で発生する気流に起因して外部に飛散するトナーを吸引する。
【００３７】
図１に示すように、ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。
【００３８】
中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。
【００３９】
中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。
【００４０】
中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。
【００４１】
一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
【００４２】
二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
【００４３】
一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。
【００４４】
その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。
【００４５】
ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。
【００４６】
定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。
【００４７】
定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。
【００４８】
上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。
【００４９】
下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。
【００５０】
用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａを含む複数の搬送ローラー対を有する。レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部は、用紙Ｓの傾きおよび片寄りを補正する。
【００５１】
給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。
【００５２】
次に、現像装置２００の詳細について説明する。図３及び図４は、現像装置２００の側断面図である。図５は、現像装置２００を上から見た断面図である。なお、図３は、図５に示す現像装置２００における右端部に係る断面図であり、図４は、図５に示す現像装置２００における左端部に係る断面図である。
【００５３】
図３に示すように、現像装置２００は、現像剤筐体２０１により構成されている。現像剤筐体２０１は、トナー及びキャリアーを含む現像剤が収容される収容部２０１Ａが設けられている。また、現像剤筐体２０１の内部には、第１撹拌部材２０２と、第２撹拌部材２０３と、第１現像ローラー２１０と、第２現像ローラー２２０とが設けられている。
【００５４】
第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３は、回転することで軸方向に現像剤を搬送するように構成されており、収容部２０１Ａ内における、第１撹拌部材２０２の領域と第２撹拌部材２０３の領域との間で現像剤を循環させて撹拌する。
【００５５】
第１現像ローラー２１０は、第２現像ローラー２２０の上方に配置され、感光体ドラム４１３と対向している。磁力に基づき現像剤を吸着し、当該現像剤を、感光体ドラム４１３との対向部分である第１現像ニップに向けて搬送する。
【００５６】
第１現像ローラー２１０は、第２現像ローラー２２０と対向する部分において、磁力に基づき第２現像ローラー２２０から現像剤を受け渡されて、当該現像剤を感光体ドラム４１３との対向部分である第１現像ニップに向けて搬送する。そして、第１現像ローラー２１０は、第１現像ニップにおいて感光体ドラム４１３にトナーを供給する。
【００５７】
第２現像ローラー２２０は、感光体ドラム４１３の回転方向における第１現像ニップよりも上流側で感光体ドラム４１３と対向している。
【００５８】
第２現像ローラー２２０は、磁力に基づき収容部２０１Ａ内の現像剤を吸着し、当該現像剤を感光体ドラム４１３と対向する部分である第２現像ニップに向けて搬送する。第２現像ローラー２２０により搬送された現像剤は、第２現像ニップにおいて感光体ドラム４１３に供給される。
【００５９】
また、現像剤筐体２０１における収容部２０１Ａの上方には、回収部２３０及び還流部２５０が設けられている。回収部２３０は、第１現像ローラー２１０に対して、感光体ドラム４１３とは反対側に位置し、第１現像ローラー２１０において感光体ドラム４１３に供給されなかった現像剤（トナー）を回収する。回収部２３０は、回収ローラー２３１、回収現像剤収容部２３２、及び、回収搬送部材２３３を有する。
【００６０】
回収ローラー２３１は、第１現像ローラー２１０と対向して配置されており、第１現像ニップよりも下流側で、磁力に基づき第１現像ローラー２１０上の現像剤を回収する。回収ローラー２３１により回収された現像剤は、回収現像剤収容部２３２に収容される。回収現像剤収容部２３２は、収容部２０１Ａの上方に位置しており、軸方向に延びている。
【００６１】
回収搬送部材２３３は、回収現像剤収容部２３２内の現像剤を軸方向に搬送する。具体的には、図５に示すように、回収搬送部材２３３は、図５における左から右に向かう方向に現像剤を搬送する。
【００６２】
図３に示すように、回収現像剤収容部２３２の右側の下端部には、開口２３２Ａが形成されている。これにより、回収搬送部材２３３により回収現像剤収容部２３２内を搬送された現像剤が開口２３２Ａを通って、回収部２３０の下方の収容部２０１Ａに戻されるようになっている。
【００６３】
ところで、図５に示すように、回収搬送部材２３３によって現像剤、つまり、トナーが搬送されることにより、軸方向（図５に示す左から右に向かう方向）に向かう気流が発生する。現像剤筐体２０１における、気流の下流側である右端部の部分が閉塞されている場合、右端部の部分で気流が流れる経路がないため、現像剤筐体２０１の右端部の空間における気圧が上昇する。
【００６４】
これにより、現像剤筐体２０１における、当該空間に対応する部分から気流が噴き出してしまう。このような現象が発生すると、当該気流に乗せられたトナーが現像剤筐体２０１から気流とともに噴き出すトナー飛散が発生する。
【００６５】
そのため、本実施の形態では、還流部２５０が設けられている。還流部２５０には、回収部２３０との間で気流が還流するための空間が形成されている。還流部２５０と回収部２３０とを仕切る仕切り壁２５０Ａの図５に示す右端部には、第１開口２５１が形成されている（図３も参照）。仕切り壁２５０Ａの図５に示す左端部には、第２開口２５２が形成されている（図４も参照）。
【００６６】
この第１開口２５１及び第２開口２５２により、回収部２３０と還流部２５０との間で気流が還流する。具体的には、回収搬送部材２３３に起因して発生した気流が、左から右に移動して、第１開口２５１に入る。
【００６７】
そして、第１開口２５１から入った気流が還流部２５０内を右から左に移動して、第２開口２５２から回収部２３０内に戻される。つまり、回収搬送部材２３３に起因して発生した気流は、回収部２３０と還流部２５０との間で、図５における時計回り方向に還流する。これにより、回収部２３０で発生した気流の下流側の部分における気圧が上昇することを抑制し、ひいてはトナー飛散が発生することを抑制することができる。
【００６８】
このように還流する気流に乗せられたトナーは、第１開口２５１を介して還流部２５０内に入り込む。還流部２５０内に入り込んだトナーは、自重により還流部２５０内に堆積していく。
【００６９】
ここで、現像装置２００を長期間に亘って使用し続けた場合、還流部２５０内のスペースに限りがあることから、トナーが還流部２５０内に堆積し続けて、当該スペースを埋めてしまう可能性がある。
【００７０】
トナーが還流部２５０の一部を埋めてしまうと、回収部２３０と還流部２５０との間で気流の還流を阻害するおそれがある。当該気流の還流が阻害されると、現像剤筐体２０１における、気流の還流が阻害された部分における、気圧が上昇して、結果的にトナー飛散が発生する。
【００７１】
そこで、本実施の形態では、還流部２５０内に搬送部材の一例としての還流搬送部材２６０が設けられる。還流搬送部材２６０は、軸方向、つまり、図５における右から左に向かう方向に還流部２５０内のトナーを搬送する。
【００７２】
これにより、還流部２５０内に堆積したトナーが、第１開口２５１側から第２開口２５２側に移動する。また、図４に示すように、第２開口２５２の位置は、仕切り壁２５０Ａの下端部に位置しており、還流搬送部材２６０と位置が合わせられている。そのため、第２開口２５２側に移動したトナーが第２開口２５２を介して回収現像剤収容部２３２に戻される。回収現像剤収容部２３２に戻されたトナーは、回収搬送部材２３３により、軸方向に移動し、開口２３２Ａを介して収容部２０１Ａに戻される。
【００７３】
このように、還流部２５０内に堆積したトナーが回収部２３０を介して収容部２０１Ａに戻される。そのため、還流部２５０内のトナーが堆積し続けることを抑制することができ、ひいては気流の還流が阻害されず、当該気流に起因したトナー飛散の発生を抑制することができる。
【００７４】
また、還流部２５０には、トナー検出部２７０が設けられている。なお、図４における、現像剤筐体２０１の、第１撹拌部材２０２の上方に対応する部分には、トナー補給部７４による補給口２０５が形成されているとともに、第１撹拌部材２０２の下端部の部分には、トナー濃度検出部７３が配置されている。
【００７５】
トナー検出部２７０は、例えば、発光部及び受光部を有するような透過式のものであり、還流部２５０内のトナーを検出する。具体的には、トナー検出部２７０は、還流部２５０におけるトナー検出部２７０が位置する部分において、トナー検出部２７０が検出可能な高さまでトナーが堆積された場合、トナーを検出する。
【００７６】
ここで、トナー補給量は、収容部２０１Ａ内のトナー量、つまり、トナー濃度を検出するトナー濃度検出部７３の検出結果や、画像情報等が使用されるトナー量に基づいて制御部１０１により算出される。
【００７７】
また、制御部１０１により算出される算出補給量は、収容部２０１Ａ内のトナー濃度が所定の目標値（例えば、６．５％）となるように算出される。しかし、還流部２５０からトナーが収容部２０１Ａに戻される場合、この戻しトナーの量を考慮してトナー補給を行わないと、収容部２０１Ａ内のトナー濃度が過剰になる可能性がある。
【００７８】
そこで、制御部１０１は、トナー検出部２７０の検出結果に応じて、トナーの補給量を調整するようにトナー補給部７４を制御する。具体的には、制御部１０１は、トナー検出部２７０によりトナーを検出した場合、その検出したトナーの高さに応じたトナー量に基づいて、還流部２５０内から回収部２３０に戻す戻しトナー量を算出する。
【００７９】
なお、戻しトナー量の算出については、例えば、軸方向に堆積した堆積トナーの高さが、検出されたトナーの高さであると仮定した場合における還流部２５０内の堆積トナー量から、戻しトナー量を算出するようにしても良い。また、堆積トナーの高さは、軸方向で多少ばらつくものと考えられるので、そのばらつきを考慮した堆積トナー量を推定して、戻しトナー量を算出するようにしても良い。
【００８０】
そして、制御部１０１は、当該戻しトナー量とトナー補給量との和が、収容部２０１Ａ内のトナー量に基づいて算出された算出補給量となるように、トナー補給量を調整する。つまり、制御部１０１は、算出補給量から戻しトナー量を減じた補給量となるようにトナー補給部７４を制御する。
【００８１】
例えば、戻しトナー量が、算出補給量の半分である場合、トナー補給部７４におけるトナー補給時間を半分とし、還流部２５０内から収容部２０１Ａに戻されるトナー量が算出補給量の半分となるように還流搬送部材２６０の駆動時間を設定する。
【００８２】
このようにすることで、還流部２５０から回収部２３０を介してトナーを現像剤筐体２０１内に戻した場合、トナー補給部７４からのトナー補給量が戻しトナー量に応じて調整される。
【００８３】
その結果、現像剤筐体２０１内のトナー濃度が過剰になることを抑制することができ、現像剤筐体２０１内におけるトナー濃度の制御を安定化させることができる。また、トナー補給部７４によるトナー補給量を削減できるので、全体としてトナー消費量を削減することができる。
【００８４】
次に、現像装置２００におけるトナー補給制御を実行するときの動作例について説明する。図６は、現像装置２００に係るトナー補給制御の動作例の一例を示すフローチャートである。図６における処理は、制御部１０１が印刷処理の実行指示を受け付けたときに実行される。
【００８５】
図６に示すように、制御部１０１は、現像剤筐体２０１内にトナーを補給するか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。この判定は、トナー濃度検出部７３における検出結果や画像情報に基づいて行われる。
【００８６】
判定の結果、トナーを補給しない場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、処理はステップＳ１０６に遷移する。一方、トナーを補給する場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、制御部１０１は、トナーの補給量を算出する（ステップＳ１０２）。
【００８７】
次に、制御部１０１は、還流部２５０でトナーを検出したか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。判定の結果、トナーを検出した場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、トナー補給量を、ステップＳ１０２で算出したトナー補給量を調整してトナーを補給するようにトナー補給部７４を制御する（ステップＳ１０４）。
【００８８】
一方、トナーを検出していない場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、制御部１０１は、ステップＳ１０２で算出したトナー補給量でトナーを補給するようにトナー補給部７４を制御する（ステップＳ１０５）。
【００８９】
ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の後、制御部１０１は、印刷処理が終了したか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、印刷処理が終了していない場合（ステップＳ１０６、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、印刷処理が終了した場合（ステップＳ１０６、ＹＥＳ）、本制御は終了する。
【００９０】
以上のような本実施の形態によれば、還流部２５０内に還流搬送部材２６０を設けたので、還流部２５０内に堆積したトナーを、回収部２３０を介して収容部２０１Ａに戻すことができる。
【００９１】
これにより、現像装置２００を長期間に亘って使用した場合、トナーが還流部２５０内に堆積し続けたトナーが、回収部２３０と還流部２５０との間における、気流の還流を阻害することを抑制することができる。その結果、長期間に亘り、回収部２３０で発生した気流に起因するトナー飛散を抑制することができる。
【００９２】
なお、上記実施の形態では、トナー検出部２７０によりトナーを検出した場合、トナー補給量を調整するように制御したが、本発明はこれに限定されず、トナー補給量を調整しなくても良い。
【００９３】
また、制御部１０１は、トナー検出部２７０の検出結果に応じて、吸引部７５によるトナーの吸引量を制御するようにしても良い。例えば、還流部２５０内のトナーの堆積量が過剰になると、回収部２３０の部分でトナー飛散が発生するが、そのような場合に、吸引部７５によるトナーの吸引量を増大させるようにすることで、トナー飛散の発生を抑制することができる。
【００９４】
また、制御部１０１は、トナー検出部２７０の検出結果に応じて、目標値を変更するように制御しても良い。具体的には、トナー検出部２７０の検出結果により戻しトナー量が算出されるが、制御部１０１は、還流部２５０から収容部２０１Ａにトナーを戻す場合、目標値を下げる制御を行う。
【００９５】
これにより、変更後の目標値によりトナー補給部７４によるトナー補給量が減じられるが、戻しトナー量があることから、結果的に、変更前の目標値に合わせたトナーが現像剤筐体２０１に補給されることとなる。すなわち、現像剤筐体２０１内のトナー濃度が過剰になることを抑制することができる。
【００９６】
また、上記実施の形態では、搬送部材として還流搬送部材２６０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ローラー部材や、傾斜面を有する部材等、軸方向にトナーを搬送可能なものであれば良い。
【００９７】
また、上記実施の形態では、還流部２５０から回収部２３０を介してトナーを収容部２０１Ａに戻す構成であったが、本発明はこれに限定されず、例えば、還流部２５０から直接収容部２０１Ａにトナーを搬送可能な構成であっても良い。
【００９８】
また、上記実施の形態では、現像剤筐体２０１内に、収容部２０１Ａ、回収部２３０及び還流部２５０が設けられた構成であったが、本発明はこれに限定されず、それぞれが別の筐体であっても良い。
【００９９】
ところで、回収部２３０と還流部２５０との間で気流が還流するためには、回収部２３０と還流部２５０との間で気流が還流する際の経路を確保可能である必要がある。上記実施の形態では、第２開口２５２の部分にトナー検出部２７０を設けることにより、第２開口２５２の部分が遮蔽されることを抑制することにより、気流が還流する際の経路を確保する。
【０１００】
しかしながら、還流部２５０における堆積トナーは軸方向において一定の高さとはならず、ある程度のバラツキを有するものとなることが考えられる。例えば、第２開口２５２以外の部分で、還流部２５０を完全に埋めてしまう場合や、第１開口２５１を遮蔽してしまう場合が挙げられる。このようになった場合、第２開口２５２の部分が遮蔽されていなくても気流の循環を阻害することとなってしまう。
【０１０１】
そこで、還流部２５０における複数箇所におけるトナーを検出可能なようにトナー検出部２７０を複数設けるようにしても良い。
【０１０２】
例えば、第１開口２５１の部分に、トナーの高さを検出可能なトナー検出部２７０を設けた場合について考える。第１開口２５１は図３に示す通り、仕切り壁２５０Ａの上端部に位置する。この場合、第１開口２５１の位置において、トナーの堆積高さが第１開口２５１の下縁まで到達しなければ、第１開口２５１は遮蔽されない。
【０１０３】
すなわち、還流部２５０に対するトナーの堆積高さの割合が、還流部２５０に対する、仕切り壁２５０Ａにおける第１開口２５１の下縁までの高さ、つまり、還流部２５０に対する第１開口２５１の高さの差分の割合以下であるようにする必要が生じる。また、本制御を行わずに当該割合を徐々に増加させた場合における現像装置２００および現像装置２００周囲にトナー汚れが発生したか否かについての確認した結果を表１に示す。
【０１０４】
【表１】
2019045678.tif 000003
【０１０５】
なお、表１における「○」はトナー汚れが発生していないことを示し、「△」は多少トナー汚れがあるものの実用上問題ないレベルであることを示し、「×」はトナー汚れが発生していることを示す。
【０１０６】
また、表１における「割合」は、還流部２５０に対するトナーの堆積高さの割合を示す。表１における還流部２５０の高さは３０ｍｍとし、第１開口２５１の高さを１０ｍｍとしている。そのため、表１における、還流部２５０に対する、仕切り壁２５０Ａにおける第１開口２５１の下縁までの高さの割合は６６．６７％である。
【０１０７】
表１の結果から、堆積トナーの高さが第１開口２５１の下縁を越えると考えられる割合が、仕切り壁２５０Ａにおける第１開口２５１の下縁までの高さの割合よりも大きい８３．３％となると、徐々にトナー汚れが発生し始めている。逆に、それ以外であると、トナー汚れが発生していない。つまり、トナー検出部２７０を複数箇所設けることにより、より確実にトナー飛散の発生を抑制することができる。
【０１０８】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【０１０９】
最後に、本実施の形態に係る現像装置２００の評価実験について説明する。まず、図１に示す画像形成装置１を用いて、実施例１〜４及び比較例のそれぞれについて、１０００００枚印刷したときの現像装置２００及び現像装置２００周囲がトナーにより汚れたか否かについて確認した。
【０１１０】
また、実施例１としては、還流部２５０内でトナーを搬送する制御のみを行うものとする。実施例２としては、実施例１に加えて、トナー補給制御を行うものとする。トナー補給制御としては、トナー補給部７４からの補給量と、還流部２５０からの戻し量との和が、制御部１０１により算出した算出補給量となるような制御である。この場合の戻し量としては、トナー検出部２７０によりトナーが検出された場合、当該トナーの高さから算出されるトナー量である。
【０１１１】
また、実施例３としては、実施例１に加えて、トナーを吸引するトナー吸引制御を行うものとする。トナー吸引制御としては、トナー検出部２７０によりトナーが検出された場合、吸引部７５の風速を１ｍ／ｓから３ｍ／ｓに上昇させる制御である。
【０１１２】
また、実施例４としては、実施例１に加えてトナー濃度の目標値を変更する目標値変更制御を行うものとする。目標値変更制御としては、トナー検出部２７０によりトナーが検出された場合、トナー濃度の目標値を６．５％から５．５％に減少させる制御である。
【０１１３】
また、比較例は、実施例１〜４の制御を全く行わないものとする。また、画像形成条件としては、カバレッジ３０％の画像を形成する条件とした。また、用紙としては、Ａ３サイズのものを用いた。その他の実験条件については、以下に示す条件とした。
【０１１４】
プロセススピード：６１０ｍｍ／ｓ
現像剤：トナーの粒径６．５μｍ、キャリアーの粒径３３μｍ、トナー濃度６．５％、現像剤量１０００ｇ
第１現像ローラー：外径２５ｍｍ、感光体ドラムとの線速比１．２（回転速度５５９ｒｐｍ）、回転方向ウィズ
第２現像ローラー：外径２５ｍｍ、感光体ドラムとの線速比１．０（回転速度５０８ｒｐｍ）、回転方向ウィズ
回収ローラー：外径１８ｍｍ、回転速度６０２ｒｐｍ
回収搬送部材：外径２４ｍｍ、羽部材１条、羽部材のピッチ３０ｍｍ
還流部：全長３３０ｍｍ、高さ３０ｍｍ、奥行き１６ｍｍ（容積１５８．４ｃｍ３）、最大堆積トナー量５９．８７５２ｇ
第１開口：幅６０ｍｍ、高さ１０ｍｍ
第２開口：幅４０ｍｍ、高さ１０ｍｍ
還流搬送部材：外径１２ｍｍ、羽部材１条、羽部材のピッチ１５ｍｍ、回転速度３００ｒｐｍ（固定式）、１００〜５００ｒｐｍ（可変式）
第１撹拌部材：外径３０ｍｍ、羽部材２条、羽部材のピッチ６０ｍｍ、回転速度５０８ｒｐｍ
第２撹拌部材：外径３０ｍｍ、羽部材２条、羽部材のピッチ６０ｍｍ、回転速度５０８ｒｐｍ
吸引部：風速１ｍ／ｓ
【０１１５】
以上の実験条件における実験結果を表２に示す。なお、表２における「○」は、現像装置２００及び現像装置２００周囲にトナー汚れが発生しない場合を示し、「×」は、現像装置２００及び現像装置２００周囲にトナー汚れが発生した場合を示す。
【０１１６】
【表２】
2019045678.tif 000004
【０１１７】
まず、比較例については、印刷枚数が増えるにつれ、トナーの堆積量が増大していき、印刷枚数が７５０００枚に達した場合、現像装置２００及び現像装置２００周囲にトナー汚れが発生したことが確認された。
【０１１８】
それに対し、実施例１〜４については、印刷枚数が増えてもトナーの堆積量が４ｇ又は３ｇから増大せず、印刷枚数が１０００００枚に達しても、現像装置２００及び現像装置２００周囲にトナー汚れが発生しないことが確認された。つまり、本発明に係る制御の有効性が確認された。
【符号の説明】
【０１１９】
１  画像形成装置
７３  トナー濃度検出部
７４  トナー補給部
７５  吸引部
１０１  制御部
２００  現像装置
２１０  第１現像ローラー
２２０  第２現像ローラー
２３０  回収部
２３１  回収ローラー
２３２  回収現像剤収容部
２３２Ａ  開口
２３３  回収搬送部材
２５０  還流部
２５１  第１開口
２５２  第２開口
２６０  還流搬送部材
２７０  トナー検出部
【図１】
2019045678.tif 000005
【図２】
2019045678.tif 000006
【図３】
2019045678.tif 000007
【図４】
2019045678.tif 000008
【図５】
2019045678.tif 000009
【図６】
2019045678.tif 000010