(57)【要約】【課題】現像剤の長期放置に起因した現像剤の劣化および生産性の低下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、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤を収容し、第１循環状態と、第１循環状態よりも現像剤の帯電を促進させる状態である第２循環状態との何れかで現像剤を循環可能な循環部と、循環部中の現像剤の嵩を検出する嵩検出部と、嵩検出部の検出結果に基づいて、第１循環状態と、第２循環状態との何れかに循環状態を変更するように循環部を制御する制御部と、を備え、制御部は、循環状態が第２循環状態であるとき、循環部における現像剤の嵩の変化量に応じて、第２循環状態から第１循環状態に循環状態を変更する。【選択図】図３Ａ
2019113621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容し、第１循環状態と、前記第１循環状態よりも前記現像剤の帯電を促進させる状態である第２循環状態との何れかで前記現像剤を循環可能な循環部と、
前記循環部中の前記現像剤の嵩を検出する嵩検出部と、
前記嵩検出部の検出結果に基づいて、前記第１循環状態と、前記第２循環状態との何れかに循環状態を設定するように前記循環部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記循環状態が前記第２循環状態であるとき、前記循環部における前記現像剤の嵩の変化量に応じて、前記第２循環状態から前記第１循環状態に前記循環状態を変更する、
現像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記循環部における前記現像剤の嵩が所定高さ未満である場合、前記第２循環状態に前記循環状態を設定する、
請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記循環部中の前記現像剤を撹拌する撹拌部材を備え、
前記制御部は、前記第２循環状態に前記循環状態を設定する場合、前記第１循環状態よりも前記撹拌部材の回転速度を速くする、
請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記循環部内にトナーを補給するトナー補給部を備え、
前記制御部は、
前記循環状態が前記第１循環状態に設定される場合、前記循環部内のトナー補給量が第１補給量となるように前記トナー補給部を制御し、
前記循環状態が前記第２循環状態に設定される場合、前記第１補給量よりも少ない第２補給量になるように前記トナー補給部を制御する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤中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、前記循環部における前記トナー濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記現像剤の嵩が所定高さ以上である場合、前記第１循環状態に前記循環状態を設定する、
請求項１〜４の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記循環部における前記トナー濃度が所定濃度以上であり、かつ、前記現像剤の嵩が所定高さ未満である場合、警報を出力する、
請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記制御部は、周期的に、または、任意のタイミングで前記嵩検出部の検出結果を取得する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出部を備え、
前記嵩検出部は、前記循環部における前記トナー濃度検出部により前記トナー濃度が検出される領域における嵩を検出する、
請求項１〜７の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容し、第１循環状態と、前記第１循環状態よりも前記現像剤の帯電を促進させる状態である第２循環状態との何れかで前記現像剤を循環可能な循環部と、
前記循環部中の前記現像剤の嵩を検出する嵩検出部と、
前記嵩検出部の検出結果に基づいて、前記第１循環状態と、前記第２循環状態との何れかに循環状態を設定するように前記循環部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記循環状態が前記第２循環状態であるとき、前記循環部における前記現像剤の嵩の変化量に応じて、前記第２循環状態から前記第１循環状態に前記循環状態を変更する、
画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
現像装置内に収容される現像剤は、トナー濃度検出部の出力に応じて、現像装置内に適宜補給されつつ、現像装置内で撹拌されて帯電される。そのため、現像剤に含まれるキャリアーとトナーとが反発し合うことで、キャリアーとトナーとの間に所定の空間が形成される。
【０００４】
しかし、当該現像剤が比較的長時間に亘って放置されると、現像剤の帯電量が減少して、キャリアーとトナーとの空間が狭まって凝縮されるため、現像装置内における現像剤の嵩が低くなる。このような場合、トナー濃度検出部の出力が小さくなるため、実際の現像剤に含まれるトナー濃度よりも小さいトナー濃度であると判定されてしまい、現像装置内にトナーが過剰に補給されてしまう可能性がある。
【０００５】
そこで、従来技術では、現像剤の撹拌時間を確保して現像剤の嵩を適正な状態に戻しつつ、トナー濃度検出部の出力値を一定時間補正し、補正した出力値に基づいてトナー補給量を制御することで、トナーの過剰な補給を抑制する。また、特許文献１では、トナー濃度検出部の出力から、現像装置内の嵩密度変動量を推定し、推定した嵩密度変動量に基づいて、トナー濃度検出部の出力値を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術では、現像剤の嵩が適正な状態に戻ったか否かに関わらず、十分な時間をかけて必要以上にトナーを撹拌していたため、撹拌時間が過剰になってしまう。そのため、過剰な撹拌時間に起因して、現像剤の劣化が発生したり、生産性の低下が発生するおそれがあった。
【０００８】
なお、特許文献１には、嵩密度変動量の推定値に基づくものであり、実際の嵩変動に基づくものではないので、上記問題を抑制する構成として一定の限界のある構成であった。
【０００９】
本発明の目的は、現像剤の長期放置に起因した現像剤の劣化および生産性の低下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、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容し、第１循環状態と、前記第１循環状態よりも前記現像剤の帯電を促進させる状態である第２循環状態との何れかで前記現像剤を循環可能な循環部と、
前記循環部中の前記現像剤の嵩を検出する嵩検出部と、
前記嵩検出部の検出結果に基づいて、前記第１循環状態と、前記第２循環状態との何れかに循環状態を設定するように前記循環部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記循環状態が前記第２循環状態であるとき、前記循環部における前記現像剤の嵩の変化量に応じて、前記第２循環状態から前記第１循環状態に前記循環状態を変更する。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤を収容し、第１循環状態と、前記第１循環状態よりも前記現像剤の帯電を促進させる状態である第２循環状態との何れかで前記現像剤を循環可能な循環部と、
前記循環部中の前記現像剤の嵩を検出する嵩検出部と、
前記嵩検出部の検出結果に基づいて、前記第１循環状態と、前記第２循環状態との何れかに循環状態を設定するように前記循環部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記循環状態が前記第２循環状態であるとき、前記循環部における前記現像剤の嵩の変化量に応じて、前記第２循環状態から前記第１循環状態に前記循環状態を変更する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像剤の長期放置に起因した現像剤の劣化および生産性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の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３Ａ】現像装置の側断面図である。
【図３Ｂ】現像装置を上から見た図である。
【図４】現像剤筐体における現像剤の嵩の変動を説明するための図である。
【図５Ａ】現像装置の動作中におけるキャリアーの状態を示す図である。
【図５Ｂ】現像剤が長期放置された際のキャリアーの状態を示す図である。
【図６】トナー濃度検出部の出力とトナー濃度との関係を示す図である。
【図７Ａ】嵩検出部と現像剤との関係を説明するための図である。
【図７Ｂ】嵩検出部と現像剤との関係を説明するための図である。
【図８】嵩検出部の出力と現像剤量との関係を示す図である。
【図９】画像形成装置における循環状態制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。
【図１０】画像形成装置における第２循環状態制御を実行するときの動作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、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の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。
【００３４】
図３Ａ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には、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と、回収部２３０と、現像剤排出部２４０（図３Ｂ参照）とが設けられている。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、トナー濃度検出部７３と、嵩検出部７４と、トナー補給部７５（図３Ｂ参照）とが設けられている。
【００３５】
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。現像剤筐体２０１は、本発明の「循環部」に対応する。第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３は、本発明の「撹拌部材」に対応する。
【００３６】
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。第１現像ローラー２１０は、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。
【００３７】
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。第２現像ローラー２２０は、収容部２０１Ａ内の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は、第２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。第１現像ローラー２１０および第２現像ローラー２２０は、本発明の「現像剤担持体」に対応する。
【００３８】
回収部２３０は、収容部２０１Ａの上方に設けられ、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。回収部２３０は、第１現像ローラー２１０に対向する回収ローラー２３１により、第１現像ローラー２１０上の現像剤を回収して、回収現像剤収容部２３２を介して、当該現像剤を収容部２０１Ａに戻す。
【００３９】
また、図３Ｂに示すように、現像剤排出部２４０は、現像剤筐体２０１内の現像剤を排出する部分であり、現像剤筐体２０１の軸方向における端部に設けられている。現像剤排出部２４０内には、図示しないスクリュー部材の回転により、現像剤排出部２４０から現像剤筐体２０１内に向けて現像剤を移動させる流れが発生する。これにより、現像剤筐体２０１内の現像剤は、現像剤排出部２４０内に入り込まないようになっている。
【００４０】
そして、現像剤筐体２０１内にトナーが補給されて、現像剤筐体２０１に収容可能な現像剤量を超えると、現像剤が現像剤筐体２０１から現像剤排出部２４０に移動して、図示しない排出部に排出される。
【００４１】
また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、トナー濃度検出部７３および嵩検出部７４は、現像剤筐体２０１の軸方向における左端部に位置している。トナー濃度検出部７３および嵩検出部７４は、第１撹拌部材２０２と第２撹拌部材２０３とが位置する領域のうち、第１撹拌部材２０２が位置する領域に配置される。
【００４２】
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３Ａ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。
【００４３】
嵩検出部７４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３Ａ参照）内に収容される現像剤の嵩を検出する。制御部１０１は、トナー濃度検出部７３の検出結果および嵩検出部７４の検出結果に基づいて、現像剤筐体２０１内の現像剤の循環状態を制御する。制御部１０１における循環状態制御については後述する。
【００４４】
嵩検出部７４は、軸方向において、トナー濃度検出部７３と同じ位置に位置しており、現像剤筐体２０１における、トナー濃度検出部７３によりトナー濃度が検出される領域の現像剤の嵩を検出する。
【００４５】
なお、ここでいうトナー濃度検出部７３によりトナー濃度が検出される領域は、軸方向におけるトナー濃度検出部７３と同じ位置の領域の他、当該位置の近傍の領域や、軸方向の中央に対して、トナー濃度検出部７３側の領域等も含まれる。
【００４６】
また、図３Ｂに示すように、トナー補給部７５は、現像剤筐体２０１の軸方向における右端部に位置しており、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の検出結果および嵩検出部７４の検出結果に基づいて、トナー補給部７５におけるトナー補給量を制御する。制御部１０１は、現像剤筐体２０１内のトナー濃度が所定濃度（例えば、６％）になるようにトナー補給量を決定する。
【００４７】
また、第１撹拌部材２０２は、図３Ｂにおける右から左に向かう方向に現像剤を搬送する。そのため、トナー補給部７５により現像剤筐体２０１内にトナーが補給された際、第１撹拌部材２０２によって、十分に撹拌された状態の現像剤のトナー濃度および現像剤の嵩を、トナー濃度検出部７３および嵩検出部７４により検出できるようになっている。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、本実施の形態に係る現像装置２００における現像剤筐体２０１内の循環状態制御について説明する。本実施の形態では、制御部１０１は、嵩検出部７４の検出結果に基づいて、現像剤筐体２０１における現像剤の循環状態を変更するように現像剤筐体２０１を制御する。
【００６４】
現像装置２００の動作中においては、第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３により現像剤が撹拌される。それと同時に、第１現像ローラー２１０および第２現像ローラー２２０への現像剤の供給量に伴い、トナー濃度が低下するため、トナー補給部７５によりトナーが現像剤筐体２０１に補給される。
【００６５】
制御部１０１は、トナー濃度検出部７３の検出濃度が所定濃度（例えば、６％）以上である場合であり、かつ、嵩検出部７４の検出高さが所定高さ以上である場合、現像剤が現像剤筐体２０１内を所定速度で循環する第１循環状態になるように第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３を制御する。
【００６６】
所定高さは、画像形成を行う際において、現像剤筐体２０１内で現像剤が不足しない程度に十分な量があることを示す高さであり、現像剤筐体２０１のサイズ等に応じて任意に設定される高さである。
【００６７】
所定速度は、画像形成装置１における通常の画像形成動作において、第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３に設定される回転速度に応じた速度であり、任意に変更可能な速度である。
【００６８】
そして、制御部１０１は、循環状態が第１循環状態であるとき、トナー濃度検出部７３の検出結果および嵩検出部７４の検出結果に基づいて、トナー濃度が所定濃度で、かつ、現像剤の嵩が所定高さに維持されるように、トナー補給部７５におけるトナー補給量を制御する。
【００６９】
また、制御部１０１は、嵩検出部７４の出力結果に基づく嵩が所定高さ未満である場合、第１循環状態よりも現像剤の帯電を促進させた状態である第２循環状態に循環状態を設定する。現像剤の嵩が所定高さ未満になる場合としては、トナーの量が減少する場合の他、現像剤Ｔが凝縮してしまう場合が挙げられる。
【００７０】
つまり、図４に示すように、動作中においては実線の位置に現像剤Ｔの嵩が位置していても、現像剤筐体２０１内の現像剤が比較的長時間に亘って放置されると、現像剤Ｔが凝縮してしまい、例えば、破線の位置まで現像剤Ｔの嵩が低くなる場合がある。
【００７１】
より詳細には、現像装置２００の動作中においては、現像剤筐体２０１内の現像剤Ｔが適度に撹拌されているため、図５Ａに示すように、現像剤Ｔに含まれるキャリアーＣと図示しないトナーとが反発し合うため、各キャリアーＣ間には所定の空間が形成される。
【００７２】
それに対し、現像装置２００が停止して、現像剤筐体２０１内の現像剤Ｔが長時間放置されると、図５Ｂに示すように、現像剤Ｔの帯電量が減少して、キャリアーＣとトナーとの空間が狭まって凝縮されるため、現像剤Ｔが全体として凝縮してしまう。このような状態になると、実際のトナー濃度が、図５Ａに示す場合と同じトナー濃度であるにも関わらず、現像剤Ｔの嵩が低下する。
【００７３】
また、トナー濃度検出部７３の出力は、キャリアーＣの磁力に基づくものであり、通常の画像形成動作においては、図６に示すように、トナー濃度検出部７３の出力が高くなるにつれ、トナー濃度が高くなるような一次直線になるように、トナー濃度と関連付けられている。
【００７４】
そのため、仮にトナー濃度検出部７３の検出結果のみでトナー補給量を制御する場合、現像剤Ｔが凝縮してしまうと、現像剤Ｔに含まれるトナーが減少した状態における出力値と同じ出力値となってしまう。つまり、現像剤Ｔが凝縮すると、実際のトナー濃度よりもトナー濃度が低いと認識されるので、その分トナーの補給量が過剰になる。
【００７５】
このような現像剤Ｔの嵩が低い状態は、トナー濃度検出部７３の検出結果の信頼性が低下した状態である可能性が高い。
【００７６】
それに対し、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、嵩検出部７４は、現像剤筐体２０１における上下方向に平行になるように配置されているので、現像剤Ｔの嵩の位置に応じた出力値を出力する。図８に示すように、嵩検出部７４の出力は、嵩検出部７４の出力が高くなるにつれ、現像剤量が低くなるような一次直線になるように、現像剤量と関連付けられている。
【００７７】
そのため、図７Ａに示すように、現像剤Ｔの嵩が比較的高い状態である場合、嵩検出部７４の出力値は比較的小さい値となり、図７Ｂに示すように、現像剤Ｔの嵩が比較的低い状態である場合、嵩検出部７４の出力値は比較的大きい値となる。このように、嵩検出部７４の出力は、現像剤Ｔの嵩の高さに基づくので、現像剤Ｔの嵩を容易に検出可能である。
【００７８】
そこで、本実施の形態では、嵩検出部７４により検出された嵩が所定高さ未満である場合、制御部１０１の制御の下、現像剤Ｔの帯電を促進させる第２循環状態に循環状態が設定される。これにより、現像剤筐体２０１内のキャリアーＣとトナーとの帯電が促進されるので、現像剤Ｔが凝縮した状態を解消しやすくすることができる。
【００７９】
第２循環状態では、現像剤が現像剤筐体２０１内を所定速度よりも速い速度で循環するように、第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３の回転速度が設定される。つまり、制御部１０１は、第２循環状態に循環状態を設定する場合、第１循環状態よりも第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３の回転速度を速くする。これにより、現像剤の帯電が第１循環状態と比較して促進される。
【００８０】
また、第２循環状態では、第１循環状態のときに設定される第１補給量よりも少ない第２補給量となるようにトナー補給量が制御される。第１補給量は、トナー濃度検出部７３の検出結果に基づく補給量であり、第２補給量は、第１補給量の２０〜３０％程度に減少させた補給量である。これにより、必要以上のトナーが補給されることにより各キャリアー間にトナーが入り込むことが抑制され、現像剤の帯電が促進されるとともに、トナーの過剰な補給が抑制される。
【００８１】
そして、制御部１０１は、第２循環状態の際、嵩検出部７４により検出された嵩が所定高さ以上になった場合、第２循環状態から第１循環状態に変更する。現像剤の嵩は、動作中において所定高さになるように制御されているので、現像剤Ｔが長期放置される前においては、現像剤の嵩が所定高さ付近の高さになっていると考えられる。また、第２循環状態でのトナー補給に伴って、現像剤Ｔの帯電が促進されつつ、嵩が所定高さに到達することも考えられる。
【００８２】
そのため、第２循環状態の際、現像剤Ｔの帯電が促進されて、嵩が所定高さ以上となった場合、現像剤筐体２０１内の現像剤の凝縮状態が解消されて、現像剤の嵩が元の状態に戻った、又は、現像剤の嵩が所定高さに到達したと制御部１０１は判定し、第２循環状態から第１循環状態に変更する。
【００８３】
ここで、例えば、現像剤の嵩が適正な状態に戻ったか否かに関わらず、ある程度十分な時間をかけて、現像剤を撹拌する構成の場合、必要以上に現像剤を撹拌してしまう可能性がある。その結果、撹拌時間が過剰になってしまい、現像剤の劣化が発生したり、生産性の低下が発生するおそれがある。
【００８４】
しかし、本実施の形態では、現像剤の嵩が適正な状態に戻ったことを確認して、循環状態を第１循環状態に設定するため、必要以上に現像剤が撹拌されることを抑制することができ、ひいては現像剤の長期放置に起因した、現像剤の劣化および生産性の低下が発生することを抑制することができる。
【００８５】
また、制御部１０１は、現在の第１時間における嵩検出部７４の検出結果と、第１時間から所定時間前の第２時間における嵩検出部７４の検出結果との変化量が所定量未満である場合、第２循環状態から第１循環状態に変更する。
【００８６】
所定時間は、任意に設定可能な時間であるが、例えば、嵩検出部７４による嵩検出が行われる一周期分の時間に相当する時間としても良いし、ユーザーの設定した時間にしても良い。
【００８７】
所定量は、嵩の変化量が少なくなったことを示すための極めて微小な変化量を示し、嵩検出部７４のパルス出力によるパルス数で嵩を検出する構成の場合、例えば１０パルスに設定される。
【００８８】
現像剤Ｔが凝縮した凝縮状態と、凝縮状態が解消している途中の段階の状態とを比較すると、嵩の変化量がある程度大きくなると考えられるが、凝縮状態がある程度解消した状態になると、トナー補給がされない限り、嵩の変化が微小なものになると考えられる。そのため、第２時間から第１時間までの間において、嵩の変化量が少なくなった場合に、現像剤Ｔの帯電が促進されて現像剤筐体２０１内の現像剤の凝縮状態が解消されたと制御部１０１が判定して、第２循環状態から第１循環状態に変更する。これにより、必要以上に現像剤の帯電が促進されることを抑制することができる。
【００８９】
また、この場合、現像剤Ｔの嵩が適切な状態に戻っているが、元々のトナー濃度が低いような場合、嵩が所定高さに到達していない可能性がある。そのため、この場合、制御部１０１により、第１循環状態に変更する前又は後において、トナー濃度検出部７３による検出結果に基づいて、トナー補給部７５におけるトナー補給量が制御されるようにすれば良い。これにより、現像剤筐体２０１内に適切な量のトナーが補給され、現像剤筐体２０１内のトナー濃度が適切に保たれる。
【００９０】
また、制御部１０１は、トナー濃度検出部７３により検出されたトナー濃度が所定濃度未満であり、嵩検出部７４により検出された嵩が所定高さ以上である場合、警報を出力するように制御する。現像剤の嵩が所定高さ以上である場合、トナー濃度検出部７３におけるトナー濃度が所定濃度以上を出力すると想定されるため、トナー濃度検出部７３におけるトナー濃度が所定濃度未満である場合、何れかの検出部が誤出力していると考えられる。
【００９１】
そのため、このような場合に、制御部１０１が警報を出力するため、ユーザーが何れかの検出部が誤出力していることを迅速に認識することができる。また、警報の出力としては、ユーザーが検出部の誤出力を認識できるものであれば何でも良く、例えば、操作表示部にエラーが発生している旨を表示させるものであっても良いし、アラーム等を発生させるものやランプを点灯させるものであっても良い。
【００９２】
また、第２循環状態においては、制御部１０１は、嵩検出部７４による検出結果を周期的に自動で取得するようにしても良いし、ユーザーの動作指示等、任意のタイミングで取得するようにしても良い。この際に、制御部１０１は、トナー濃度検出部７３による検出結果を同時に取得しても良い。
【００９３】
次に、画像形成装置１における循環状態制御を実行するときの動作例について説明する。図９は、画像形成装置１における循環状態制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。図９における処理は、制御部１０１が印刷ジョブの実行指示を受け付けたときに実行される。
【００９４】
図９に示すように、制御部１０１は、トナー濃度検出部７３により検出されたトナー濃度を取得する（ステップＳ１０１）。次に、制御部１０１は、嵩検出部７４により検出された嵩を取得する（ステップＳ１０２）。次に、制御部１０１は、現像剤の嵩が所定高さ以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。
【００９５】
判定の結果、現像剤の嵩が所定高さ未満である場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、制御部１０１は、現像剤筐体２０１における循環状態を第２循環状態に設定する（ステップＳ１０４）。一方、現像剤の嵩が所定高さ以上である場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、トナー濃度が所定濃度以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０５）。
【００９６】
判定の結果、トナー濃度が所定濃度以上である場合（ステップＳ１０５、ＹＥＳ）、現像剤筐体２０１における循環状態を第１循環状態に設定する（ステップＳ１０６）。一方、トナー濃度が所定濃度未満である場合（ステップＳ１０５、ＮＯ）、制御部１０１は、警報を出力する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０４、ステップＳ１０６およびステップＳ１０７の後、本制御は終了する。
【００９７】
なお、ステップＳ１０４の後、処理は後述する第２循環状態制御に移行する。また、ステップＳ１０６の後、処理は一定の周期で図９におけるフローチャートの処理を繰り返し、トナー濃度および現像剤の嵩が維持されるようにトナー補給の制御が適宜なされる。また、ステップＳ１０７の後、現像装置２００が停止されるようにしても良いし、警報を出力しつつ現像装置２００の動作が継続されるようにしても良い。
【００９８】
次に、画像形成装置１における第２循環状態制御を実行するときの動作例について説明する。図１０は、画像形成装置１における第２循環状態制御を実行するときの動作例を示すフローチャートである。図１０における処理は、図９の処理においてステップＳ１０４の処理が実行されたときに実行される。
【００９９】
図１０に示すように、制御部１０１は、嵩検出部７４により検出された嵩を取得する（ステップＳ２０１）。次に、制御部１０１は、現像剤の嵩が所定高さ未満であるか否かについて判定する（ステップＳ２０２）。
【０１００】
判定の結果、現像剤の嵩が所定高さ以上である場合（ステップＳ２０２、ＮＯ）、処理はステップＳ２０５に遷移する。一方、現像剤の嵩が所定高さ未満である場合（ステップＳ２０２、ＹＥＳ）、制御部１０１は、嵩の変動量が所定量以下であるか否かについて判定する（ステップＳ２０３）。
【０１０１】
判定の結果、嵩の変動量が所定量より大きい場合（ステップＳ２０３、ＮＯ）、処理はステップＳ２０１に戻る。一方、嵩の変動量が所定量以下である場合（ステップＳ２０３、ＹＥＳ）、制御部１０１は、トナー濃度が所定濃度になるように、現像剤筐体２０１内にトナーを補給する（ステップＳ２０４）。
【０１０２】
ステップＳ２０４の処理が行われる理由は、ステップＳ２０４の処理はステップＳ２０２において、現像剤の嵩が所定高さ未満であると判定された場合のステップＳ２０３を介した処理であり、現像剤筐体２０１におけるトナー濃度がある程度不足していると考えられるためである。
【０１０３】
次に、制御部１０１は、現像剤筐体２０１における現像剤の循環状態を第１循環状態に設定する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の後、本制御は終了する。なお、本制御の後、一定の周期で図９のフローチャートの処理が繰り返されるようにしても良い。
【０１０４】
以上のように構成された本実施の形態によれば、第２循環状態のとき、現像剤の嵩の変化量に応じて第２循環状態から第１循環状態に変更するので、実際の嵩に応じて循環状態を調整することができる。そのため、撹拌時間が過剰になることを抑制することができるので、現像剤の長期放置に起因した現像剤の劣化および生産性の低下の発生を抑制することができる。
【０１０５】
また、第２循環状態としたときに、トナー補給量を減少させるので、トナーが過剰に補給されることを抑制することができる。
【０１０６】
なお、上記実施の形態では、第２循環状態のとき、第１撹拌部材２０２および第２撹拌部材２０３の回転速度を増大させ、トナー補給量を減少させていたが、本発明はこれに限定されず、何れか一方を行うようにしても良い。また、現像剤の帯電を促進させるその他の方法を用いても良い。
【０１０７】
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。
【０１０８】
また、上記実施の形態では、現像ローラー（現像剤担持体）を２つ有する構成について例示したが、本発明はこれに限定されず、現像ローラーを１つのみ有する構成であっても良いし、３つ以上有する構成であっても良い。
【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、実施例について、１００００枚印刷する中において、印字率を推移させた、第１印刷状態、第２印刷状態および第３印刷状態のそれぞれにおける、第２循環状態における合計の撹拌時間、および、トナー補給制御が行われた回数を確認した。
【０１１０】
第１印刷状態は、１００００枚印刷する中で、印字率を５％、１０％、２０％の順に推移させた印刷状態である。第２印刷状態は、１００００枚印刷する中で、印字率を１０％、２０％、３％の順に推移させた印刷状態である。第３印刷状態は、１００００枚印刷する中で印字率を３％、２０％、１０％の順に推移させた印刷状態である。
【０１１１】
また、環境条件は、温度３０℃、湿度８０％ＲｈのＨＨ条件と、温度１０℃、湿度２０％ＲｈのＬＬ条件とで本実験を行った。
【０１１２】
また、比較例は、現像剤の嵩が所定高さ未満となった際に、２〜３分程度、第２循環状態と同様の条件で現像剤を撹拌した後、第１循環状態の撹拌条件に戻して、１時間程度、トナー補給量を、第１循環状態のときの補給量よりも少ない補給量とした制御を行う構成とした。上記の実験結果を表１に示す。なお、表１における「撹拌時間」は、実施例における第２循環状態の合計時間で、比較例における第２循環状態と同様の条件で現像剤を撹拌した時間の合計時間を示す。
【０１１３】
【表１】
2019113621.tif 000003
【０１１４】
表１において、同じ印刷状態および同じ環境条件における実施例と比較例とを比較すると、撹拌時間については、実施例が比較例に対して全ての条件において約６０％削減できていることが確認できる。つまり、実施例においては、撹拌時間を大幅に低減できるので、現像剤の劣化および生産性の低下を抑制できることが確認できる。
【０１１５】
また、トナー補給制御が行われた回数については、実施例が比較例に対して２５％から４２％の範囲に減少させていることが確認できる。トナー補給が行われている際は、印刷動作が停止されるので、トナー補給回数が多くなるほど生産性が低下するが、実施例においては、トナー補給回数を比較例と比較して大幅に低減できる。つまり、実施例においては、生産性の低下を抑制できることが確認できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  画像形成装置
７３  トナー濃度検出部
７４  嵩検出部
７５  トナー補給部
１０１  制御部
２００  現像装置
２０１  現像剤筐体
２０２  第１撹拌部材
２０３  第２撹拌部材
２１０  第１現像ローラー
２２０  第２現像ローラー
【図１】
2019113621.tif 000004
【図２】
2019113621.tif 000005
【図３Ａ】
2019113621.tif 000006
【図３Ｂ】
2019113621.tif 000007
【図４】
2019113621.tif 000008
【図５Ａ】
2019113621.tif 000009
【図５Ｂ】
2019113621.tif 000010
【図６】
2019113621.tif 000011
【図７Ａ】
2019113621.tif 000012
【図７Ｂ】
2019113621.tif 000013
【図８】
2019113621.tif 000014
【図９】
2019113621.tif 000015
【図１０】
2019113621.tif 000016