(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像保持体に対向して開口し且つトナー及びキャリアを含む現像剤が収容される現像容器と、
この現像容器の開口に面して回転可能に設けられ且つ現像剤を保持して像保持体に形成された静電潜像を現像する現像剤保持体と、
前記現像容器内のうち前記現像剤保持体に面した部位及び前記現像剤保持体に面していない部位の間で現像剤を循環させる現像剤循環経路を有し、この現像剤循環経路のうち現像剤保持体の回転軸方向に沿って現像剤が撹拌搬送可能な複数の撹拌搬送部材を配設する現像剤搬送機構と、
前記現像容器に現像剤のうち少なくともトナーを補給する現像剤補給機構と、
前記現像剤循環経路のうち前記現像剤保持体に面した部位に設けられ、現像剤のトナー濃度を検知可能な濃度検知器と、
この濃度検知器の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲内にある場合において前記濃度検知器による濃度情報が予め決められた閾値以下に低下したとき、前記現像剤補給機構による現像剤の補給動作を実行するように前記現像剤補給機構を制御する第１の制御手段と、
前記濃度検知器の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲外にある場合において前記出力の変化率が予め決められた閾値以上に至ったとき、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作に異常が発生したと判定するように前記現像剤搬送機構を制御する第２の制御手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像容器は、前記現像剤搬送機構のうち各撹拌搬送部材が水平方向に対して並ぶと共に現像剤保持体に面している撹拌搬送部材が現像剤保持体に面していない撹拌搬送部材に比べて上方に位置するように、水平方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像装置において、
前記現像剤搬送機構は、現像剤保持体に面している撹拌搬送部材の回転軸を駆動力入力部とし、駆動力伝達機構を介して現像剤保持体に面していない撹拌搬送部材に駆動力を伝達することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれかに記載の現像装置において、
前記濃度検知器は、現像剤循環経路のうち現像剤保持体に面している部位で且つ現像剤保持体の現像剤保持領域から外れた現像剤の搬送方向上流側に位置する部位に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれかに記載の現像装置において、
第２の制御手段は、濃度検知器の出力の変化率が予め決められた閾値未満であるとき、濃度検知器が異常であると判定することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれかに記載の現像装置において、
第２の制御手段は、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作が異常であると判定したとき、現像剤保持体による現像動作、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作を停止することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
静電潜像を保持する像保持体と、この像保持体に形成された静電潜像をトナーにて現像する請求項１ないし６いずれかに記載の現像装置と、を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のおける現像装置としては、例えば特許文献１に記載のものがすでに知られている。
特許文献１は、現像剤収容部の感光体に対向する部位に現像ローラを配設し、現像剤収容部を供給搬送路、回収搬送路及び攪拌搬送路によって構成すると共に、それぞれに供給スクリュー、回収スクリュー及び攪拌スクリューを配設し、前記攪拌搬送路の下方にトナー濃度センサを設け、このトナー濃度センサ出力によりトナー補給装置を作動し、トナー収容容器からトナー補給を行うようにした技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２２６１９号公報（発明を実施するための最良の形態，図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の技術的課題は、トナー及びキャリアを含む二成分現像方式において、現像剤の補給制御と現像剤の搬送異常制御とを容易に両立させる現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、像保持体に対向して開口し且つトナー及びキャリアを含む現像剤が収容される現像容器と、この現像容器の開口に面して回転可能に設けられ且つ現像剤を保持して像保持体に形成された静電潜像を現像する現像剤保持体と、前記現像容器内のうち前記現像剤保持体に面した部位及び前記現像剤保持体に面していない部位の間で現像剤を循環させる現像剤循環経路を有し、この現像剤循環経路のうち現像剤保持体の回転軸方向に沿って現像剤が撹拌搬送可能な複数の撹拌搬送部材を配設する現像剤搬送機構と、前記現像容器に現像剤のうち少なくともトナーを補給する現像剤補給機構と、前記現像剤循環経路のうち前記現像剤保持体に面した部位に設けられ、現像剤のトナー濃度を検知可能な濃度検知器と、この濃度検知器の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲内にある場合において前記濃度検知器による濃度情報が予め決められた閾値以下に低下したとき、前記現像剤補給機構による現像剤の補給動作を実行するように前記現像剤補給機構を制御する第１の制御手段と、前記濃度検知器の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲外にある場合において前記出力の変化率が予め決められた閾値以上に至ったとき、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作に異常が発生したと判定するように前記現像剤搬送機構を制御する第２の制御手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る現像装置において、前記現像容器は、前記現像剤搬送機構のうち各撹拌搬送部材が水平方向に対して並ぶと共に現像剤保持体に面している撹拌搬送部材が現像剤保持体に面していない撹拌搬送部材に比べて上方に位置するように、水平方向に対して傾斜して配置されていることを特徴とする現像装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る現像装置において、前記現像剤搬送機構は、現像剤保持体に面している撹拌搬送部材の回転軸を駆動力入力部とし、駆動力伝達機構を介して現像剤保持体に面していない撹拌搬送部材に駆動力を伝達することを特徴とする現像装置である。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係る現像装置において、前記濃度検知器は、現像剤循環経路のうち現像剤保持体に面している部位で且つ現像剤保持体の現像剤保持領域から外れた現像剤の搬送方向上流側に位置する部位に設けられていることを特徴とする現像装置である。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれかに係る現像装置において、第２の制御手段は、濃度検知器の出力の変化率が予め決められた閾値未満であるとき、濃度検知器が異常であると判定することを特徴とする現像装置である。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５いずれかに係る現像装置において、第２の制御手段は、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作が異常であると判定したとき、現像剤保持体による現像動作、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作を停止することを特徴とする現像装置である。
【０００７】
請求項７に係る発明は、静電潜像を保持する像保持体と、この像保持体に形成された静電潜像をトナーにて現像する請求項１ないし６いずれかに係る現像装置と、を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、トナー及びキャリアを含む二成分現像方式において、現像剤の補給制御と現像剤の搬送異常制御とを容易に両立させることができる。
請求項２に係る発明によれば、現像容器に対する濃度検知器の配設空間を容易に確保することができる。
請求項３に係る発明によれば、現像剤搬送機構による駆動力伝達について下流側に位置する撹拌搬送部材の回転動作に異常が生じたとしても、当該撹拌搬送部材の回転動作を直接監視せずに、撹拌搬送部材の回転動作の異常を判定することができる。
請求項４に係る発明によれば、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作についての異常を早期に検知することができる。
請求項５に係る発明によれば、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作の異常を判定することに加えて、濃度検知器の異常をも判定することができる。
請求項６に係る発明によれば、現像剤搬送機構による現像剤の搬送動作に異常が生じたときに、現像装置による現像処理を停止させ、二次障害を有効に回避することができる。
請求項７に係る発明によれば、トナー及びキャリアを含む二成分現像方式において、現像剤の補給制御と現像剤の搬送異常制御とを容易に両立させることが可能な現像装置を含む画像形成装置を簡単に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。
【図２】図１に示す現像装置内部を上方から見た模式図である。
【図３】実施の形態１で用いられる画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態１で用いられる現像装置の詳細を示す説明図である。
【図５】図４中Ｖ方向から見た矢視図である。
【図６】図５から現像ロールを取り外した状態を示す説明図である。
【図７】図５中ＶＩＩ方向から見た矢視図である。
【図８】実施の形態１に係る現像装置の駆動系の一例を示す説明図である。
【図９】実施の形態１に係る現像装置の制御系の一例を示す説明図である。
【図１０】図９に示す現像装置の制御系による現像制御処理のフローチャートの一例を示す説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は図１０に示す現像制御処理を模式的に示す説明図である。
【図１２】実施例１におけるトナー比率とＡＴＣセンサ出力との関係を示すグラフ図である。
【図１３】実施例１における現像制御処理の異常ケースの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
◎実施の形態の概要
図１は、本発明が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態の概要を示す説明図である。尚、図２は現像装置内部を上方から見た模式図である。
同図において、画像形成装置は、静電潜像を保持する像保持体１と、この像保持体１に形成された静電潜像をトナーにて現像する現像装置１１とを含む。
本実施の形態では、現像装置１１は、像保持体１に対向して開口し且つトナー及びキャリアを含む現像剤Ｇが収容される現像容器２と、この現像容器２の開口に面して回転可能に設けられ且つ現像剤Ｇを保持して像保持体１に形成された静電潜像を現像する現像剤保持体３と、前記現像容器２内のうち前記現像剤保持体３に面した部位及び前記現像剤保持体３に面していない部位の間で現像剤Ｇを循環させる現像剤循環経路５を有し、この現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３の回転軸方向に沿って現像剤Ｇが撹拌搬送可能な複数の撹拌搬送部材６（本例では６ａ，６ｂ）を配設する現像剤搬送機構４と、前記現像容器２に現像剤Ｇのうち少なくともトナーを補給する現像剤補給機構７と、前記現像剤循環経路５のうち前記現像剤保持３体に面した部位に設けられ、現像剤Ｇのトナー濃度を検知可能な濃度検知器８と、この濃度検知器８の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲内にある場合において前記濃度検知器８による濃度情報が予め決められた閾値以下に低下したとき、前記現像剤補給機構７による現像剤Ｇの補給動作を実行するように前記現像剤補給機構７を制御する第１の制御手段９と、前記濃度検知器８の出力に基づいて当該出力が予め決められた許容範囲外にある場合において前記出力の変化率が予め決められた閾値以上に至ったとき、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作に異常が発生したと判定するように前記現像剤搬送機構４を制御する第２の制御手段１０と、を備える。
【００１１】
このような技術的手段において、像保持体１は静電潜像を保持可能なものであればよく、感光体、誘電体など適宜選定して差し支えなく、その形態についてはドラム状、ベルト状を問わず、また、数についても単数、複数を問わない。
また、本実施の形態における画像形成装置としては、静電潜像の形成方式については電子写真方式を始め適宜選定して差し支えなく、記録材への像転写方式についても、像保持体１から記録材に直接トナー像を転写させてもよいし、中間転写体を介して記録材に間接的にトナー像を転写させるようにしてもよい。
また、単色画像を得る画像形成装置にあっては、少なくとも一の像保持体１に対して一の色成分トナーを使用する現像装置１１を設置するようにすればよく、複数色画像を得る画像形成装置にあっては、一若しくは複数の像保持体１に対して複数の色成分トナーを使用する複数の現像装置１１を設置するようにすればよい。
【００１２】
次に、現像装置１１の構成要素について説明する。
先ず、現像剤搬送機構４としては、現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３の回転軸方向に沿って複数の撹拌搬送部材６（本例では６ａ，６ｂ）を配設した態様を前提としたものが用いられる。
ここで、撹拌搬送部材６の代表的態様としては、回転軸部材の周囲に螺旋状の羽根部材を設けたものが挙げられる。また、現像剤搬送機構４の駆動系としては適宜選定して差し支えなく、現像剤搬送機構４と現像剤保持体３とを一つの駆動系にて駆動させてもよいし、あるいは、別駆動系にて駆動させるようにしてもよいし、駆動力入力部の位置も適宜選定して差し支えない。
また、現像剤補給機構７としては、現像容器２に現像剤Ｇのうちトナーだけのほか、トナー及びキャリアを補給するものであればよい。このとき、キャリアも補給対象としている態様では、現像容器２内で使用履歴の長い現像剤Ｇを廃棄する現像剤廃棄機構を付加することが好ましい。
そして、現像剤補給機構７による現像容器２への現像剤補給口７ａについては、補給された新たな現像剤を既存の現像剤Ｇと充分に撹拌混合するという観点からすれば、例えば図２に示すように、現像剤循環経路５のうち、少なくとも現像剤保持体３に面していない部位で撹拌搬送部材６ｂによる現像剤搬送方向の上流側に設定することが好ましい。
更に、濃度検知器８としては、現像容器２内の現像剤Ｇにおけるトナー濃度を検知するものであれば、キャリアに対するトナー密度に依存する透磁率を検知する態様を始め、適宜選定して差し支えない。また、濃度検知器８については一つ設ければよいが、複数設けるようにしても差し支えない。
更にまた、第１の制御手段９については、濃度検知器８の出力が許容範囲外である場合には、何らかの異常（例えば現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作異常）が生じていると考えられることから、許容範囲内であることを条件として、現像剤補給機構７による現像剤の補給動作を実行することにしている。
また、第２の制御手段１０については、濃度検知器８の出力が許容範囲外であることを条件とし、前記出力の変化率（例えば｜前回の検知出力−今回の検知出力｜／｜前回の検知出力｜）が予め決められた閾値以上であるとき、現像剤搬送機構４による現像剤の搬送動作に異常（例えば現像剤搬送機構４の撹拌搬送部材６ｂの回転動作が停止）が発生したと判定する。この判定後の処理については、異常発生を警告表示したり、現像装置１１としての現像処理を停止させたり、画像形成装置全体の作像処理を停止させるなど適宜選定して差し支えない。
【００１３】
このような構成の現像装置において、現像剤搬送機構７による現像剤Ｇの搬送挙動が正常に行われている状況では、図１に示すように、濃度検知器８の出力は予め決められた許容範囲内に収まっている。
この状態では、第１の制御手段９は、濃度検知器８による濃度情報が予め決められた閾値以下に低下したとき、現像剤補給機構７による現像剤の補給動作を実行する。
一方、現像剤搬送機構７による現像剤Ｇの搬送挙動に異常、例えば撹拌搬送部材６ｂの回転が停止するという異常が生ずると、図１及び図２に示すように、前記撹拌搬送部材６ｂによって現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３に面している部位に現像剤Ｇが供給されないという事態に至る。この状態において、現像剤保持体３に面している撹拌搬送部材６ａが回転すると、現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３に面している部位では現像剤Ｇが引き続いて搬送され、現像剤Ｇの搬送方向の上流側では現像剤の搬送量が大幅に減少してしまう。
このとき、濃度検知器８は、現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３に面している部位に設けられているため、例えば現像剤の搬送量が大幅に減少する部位に設けられている場合には、現像剤のトナー濃度が極端に低下する現象が起こり、濃度検知器８の出力は許容範囲外に大きくずれた状態に至る。
すると、本例では、第２の制御手段１０は、前記濃度検知器８の出力の変化率が予め決められた閾値以上に至ったとき、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作に異常が発生したと判定するように、現像剤搬送機構４を制御する。
【００１４】
次に、現像装置１１の代表的態様又は好ましい態様としては例えば以下のものが挙げられる。
先ず、現像容器２の好ましい態様としては、前記現像剤搬送機構４のうち各撹拌搬送部材６が水平方向に対して並ぶと共に現像剤保持体３に面している撹拌搬送部材６ａが現像剤保持体３に面していない撹拌搬送部材６ｂに比べて上方に位置するように、水平方向に対して傾斜して配置されているものが挙げられる。本例によれば、現像容器２が傾斜した配置姿勢になると、現像容器２のうち現像剤保持体３に面している部位の下方に濃度検知器８の配設スペースが確保される点で好ましい。
また、現像剤搬送機構４への代表的な駆動力伝達方式としては、現像剤保持体３に面している撹拌搬送部材６ａの回転軸を駆動力入力部とし、駆動力伝達機構を介して現像剤保持体３に面していない撹拌搬送部材６ｂに駆動力を伝達するものが挙げられる。
現像剤保持体３に面していない撹拌搬送部材６ｂは駆動力伝達について最終段になることが多く、回転動作を検知するようにしておけば、この検知出力を監視することで現像剤搬送機構４の異常有無を容易に判定することは可能であるが、本例では、前記撹拌搬送部材６ｂの回転動作の検知出力を利用せず、現像剤保持体３に面している部位に設置された濃度検知器８の出力を利用することで、現像剤搬送機構４の異常の有無を判定する方式が採用されている。
【００１５】
更に、濃度検知器８の好ましい態様としては、図２に示すように、現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３に面している部位で且つ現像剤保持体３の現像剤保持領域Ｕから外れた現像剤Ｇの搬送方向上流側に位置する部位に設けられている態様が挙げられる。
現像剤循環経路５のうち現像剤保持体３に面していない部位の撹拌搬送部材６ｂの回転動作に異常が生ずると、現像剤保持体３に面している部位に現像剤Ｇが循環しないことから、現像剤保持体３に面している部位の現像剤Ｇの搬送方向上流側に濃度検知器８を設置しておけば、現像剤Ｇのトナー濃度の変化を直ちに検知することが可能である。
更にまた、第２の制御手段１０の代表的な態様としては、濃度検知器８の出力の変化率が予め決められた閾値未満であるとき、濃度検知器８が異常であると判定する態様が挙げられる。
これは、濃度検出器８の出力の変化率が予め決められた閾値未満であるとしても、そもそも濃度検知器８の出力が許容範囲外であることから、濃度検知器８に異常があると判定することにしたものである。この場合、濃度検知器８に異常があるか否かの判定については、１回の判定処理で判定するようにしてもよいが、より正確に判定するという観点からすれば、複数回の判定処理を経て判定するようにしてもよい。
また、第２の制御手段１０の他の代表的態様としては、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作が異常であると判定したとき、現像剤保持体３による現像動作、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作を停止する態様が挙げられる。
これは、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作が異常であるとき、現像装置１１としての現像処理を停止し、現像剤搬送機構４による現像剤Ｇの搬送動作を継続することに伴う弊害（現像剤のパッキングに起因する現像剤の漏れ等）や、現像剤保持体３による現像動作の継続による弊害（現像剤保持体３上での現像剤の保持量ムラや現像剤の帯電不足に伴う画像品質の低下など）を回避することを企図したものである。
【００１６】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
―画像形成装置全体の構成―
図３は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す。
同図において、画像形成装置２０は、図示外の画像形成装置筐体（以下装置筐体という）内に四つの色（本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の画像形成部２２（具体的には２２ａ〜２２ｄ）を水平方向に対して斜め上方に向かって僅かに傾斜した位置関係にて横方向に配列し、その上方に各画像形成部２２の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト２３を配設する一方、装置筐体の下方には記録材が供給可能に収容される記録材供給装置（図示せず）を配設すると共に、装置筐体の上部には画像形成済みの記録材が排出収容される記録材排出受け（図示せず）を設け、前記記録材供給装置からの記録材を略鉛直方向に沿って延びる記録材搬送路２５を介して中間転写ベルト２３との画像転写部位を経て前記記録材排出受けに排出するようにしたものである。尚、記録材搬送路２５のうち中間転写ベルト２３の画像転写部位の下流側には記録材に転写された未定着像を定着する定着装置（図示せず）が設けられている。
【００１７】
―画像形成部―
本実施の形態において、各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｄ）は、図３に示すように、中間転写ベルト２３の循環方向上流側から順に、例えばブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、例えばドラム状に形成された感光体３１と、この感光体３１を予め帯電する帯電装置３２と、この帯電装置３２にて帯電された感光体３１に静電潜像を書き込む露光装置３３と、感光体３１上の静電潜像を各色トナーにて可視像化する現像装置３４と、感光体３１上の残留トナーを清掃する清掃装置３５とを備えている。
ここで、帯電装置３２としては、放電ワイヤによる放電作用を利用した態様等適宜選定して差し支えないが、本例では、感光体３１の表面に接触若しくは近接する帯電ロールに帯電バイアスを印加する態様が採用されている。
また、露光装置３３としては、各画像形成部２２に対して共通するものが用いられ、例えば露光容器内に各色成分の半導体レーザ（図示せず）などの光源からの光を偏向ミラー（図示せず）で偏向走査し、図示外の結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体３１上の露光位置に光像を導くようにしたものである。
更に、清掃装置３５としては、例えば感光体３１に接触する板状又はブラシ状の清掃部材を有し、この清掃部材にて清掃した残留トナーを清掃容器内に収容するようにした態様が採用されている。
【００１８】
また、中間転写ベルト２３は張架ロール４１〜４５に掛け渡されており、例えば張架ロール４１を駆動ロールとして循環移動するようになっている。そして、張架ロール４４は弾性バネにて中間転写ベルト２３を付勢し、中間転写ベルト２３に対し張力を付与する張力付与部材を兼用しており、更に、張架ロール４５は張力付与部材を兼用する張架ロール４４の位置が変動しても、各画像形成部２２の感光体３１と中間転写ベルト２３との位置を一定に保つ位置調整部材を兼用している。
更に、各感光体３１に対応した中間転写ベルト２３の裏面には一次転写装置５１（例えば一次転写ロール）が配設され、この一次転写装置５１にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体３１上のトナー像を中間転写ベルト２３側に静電的に転写するようになっている。
更にまた、中間転写ベルト２３の移動方向最下流に位置する画像形成部２２ｄの下流側の張架ロール４３に対向した部位には二次転写装置５２（例えば二次転写ロール）が配設されている。この二次転写装置５２は、前記張架ロール４３を対向電極として転写バイアスを印加し、この転写バイアスに基づく転写電界にて中間転写ベルト２３上の一次転写像を記録材に二次転写（一括転写）するようになっている。
また、中間転写ベルト２３の二次転写部位の下流側の張架ロール４１に対応した部位には中間転写ベルト２３上の残留トナーを清掃するベルト清掃装置５３が設けられている。
ここで、中間転写ベルト２３は例えばポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂または各種ゴムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０６〜１０１４Ω・ｃｍとなるように形成されている。
【００１９】
―現像装置―
本実施の形態において、現像装置３４は、図３及び図４に示すように、感光体３１に対向して開口し且つ少なくともトナーが含まれる現像剤が収容される現像容器６１を有し、この現像容器６１の開口部位には感光体３１との対向部位に位置する現像域に向けて現像剤が搬送可能な現像剤保持体としての現像ロール６２を配設すると共に、この現像容器６１の現像ロール６２の背面側には現像剤搬送機構６３を配設し、更に、現像ロール６２に供給された現像剤を層厚規制部材７０にて予め決められた層厚に規制した後に現像域に現像剤を供給するようにしたものである。
本例では、現像剤搬送機構は６３、図５〜図７に示すように、現像容器６１内を仕切部６４にて一対の直線状の搬送経路６７ａ，６７ｂに区画すると共に、前記仕切部６４の長手方向の両端付近に夫々通過口６５，６６を開設することにより、前記搬送経路６７ａ，６７ｂを現像剤が循環搬送可能な現像剤循環経路６７として形成し、各搬送経路６７ａ，６７ｂには撹拌搬送部材６８（具体的には６８ａ，６８ｂ）を配設するようにしたものである。
ここで、現像剤循環経路６７の一方の搬送経路６７ａは現像ロール６２に隣接して設けられ、この搬送経路６７ａ内に配設される撹拌搬送部材６８ａは現像剤を撹拌搬送しながら現像ロール６２に現像剤を供給する機能部材である。
一方、現像剤循環経路６７の他方の搬送経路６７ｂは現像ロール６２に面していない部位に設けられ、この搬送経路６７ｂに配設される撹拌搬送部材６８ｂは現像剤を撹拌搬送しながら専ら現像剤中のトナーを帯電するための機能部材である。
そして、これらの一対の撹拌搬送部材６８（６８ａ，６８ｂ）としては、いずれも回転軸部材６８１の周囲に螺旋状の羽根部材６８２を形成した態様が採用されている。
更に、本例では、現像容器６１のうち現像剤循環経路６７の搬送経路６７ｂの現像剤の搬送方向上流側には、後述するトナー補給装置９０からの補給用トナーを補給するための被接続配管７１が設けられ、この被接続配管７１のトナー補給口７２を通じて現像容器６１内に補給用のトナーが補給されるようになっている。
【００２０】
―トナー濃度センサ―
本例では、図４〜図６に示すように、現像容器６１の現像剤循環経路６７の一方の搬送経路６７ａのうち、現像ロール６２の現像剤保持領域Ｕから外れた現像剤の搬送方向上流側にはトナー濃度センサ８０が設けられている。
このトナー濃度センサ８０は、現像剤中のトナー濃度を検知するＡＴＣ（Auto Tonor Concentration）センサであり、例えばキャリアの周囲に捕捉されるトナー比率によって変化する透磁率の変化を検知する態様の透磁率型センサが採用されている。
特に、本例では、現像容器６１は、一対の撹拌搬送部材６８（６８ａ，６８ｂ）が水平方向に対して並ぶと共に現像ロール６２に面している撹拌搬送部材６８ａが現像ロール６２に面していない撹拌搬送部材６８ｂに比べて上方に位置するように、水平方向に対して傾斜して配置されているため、現像容器６１の下面は水平方向に対して現像ロール６２側が上方に位置するように傾斜配置される。このため、本例では、現像容器６１の一方の搬送経路６７ａの下部に対応する底壁下面と現像容器６１の最下端位置との間には現像容器６１の傾斜配置に伴う下部空間とが確保される。
それゆえ、例えば前記現像容器６１の一方の搬送経路６７ａの下部に対応する底壁外面に対しトナー濃度センサ８０を設置したとしても、当該トナー濃度センサ８０は、現像容器６１の最下端位置よりも下方に飛び出す外部突起になることはなく、前記現像容器６１の傾斜配置に伴う下部空間Ｓ内に収まる上で好ましい。
【００２１】
―トナー補給装置―
各現像装置３４には、図４に示すように、現像剤補給機構として夫々対応する色トナーを補給するトナー補給装置９０が設けられている。このトナー補給装置９０は、補給用トナーが収容されているトナー補給容器９１を有しており、図示外の装置筐体の一部には前記トナー補給容器９１が着脱可能に装着される容器受部９２を形成し、この容器受部９２の下部には補給用トナーが一時的に貯蔵されるリザーブタンク９３を配設し、この容器受部９２にはトナー補給容器９１を装着した際にトナー補給容器９１内のトナーが排出可能な図示外の排出口を開設すると共に、リザーブタンク９３内には且つトナー補給容器９１
貯蔵されているトナーが定量供給可能な定量ディスペンス部材９４を配設し、現像剤のトナー濃度や現像された画像濃度が低下する等の濃度情報に基づいて、リザーブタンク９３の一部に連結された接続配管９５を介して現像容器６１の被接続配管７１に接続され、現像容器６１内に所定量のトナーを補給するものである。
【００２２】
―現像装置の駆動系―
図８は本実施の形態で用いられる現像装置の駆動系の一例を示す。
同図において、現像装置３４の駆動系としての駆動力伝達機構１００は、画像形成装置の奥側（図中ＩＮ側）に位置する装置本体に駆動源としての図示外のモータを設置すると共に、このモータからの駆動力を装置本体側の駆動ギア１０１に伝達する一方、現像装置３４の現像容器６１の奥側に例えば速度比の関係を予め決めた３つの伝達ギア１０３〜１０５が同軸に連結された駆動伝達ギア列１０２を配設すると共に、現像ロール６２の一端に被駆動ギア１１１を、当該現像ロール６２側に位置する撹拌搬送部材６８ａの一端に被駆動ギア１１２を夫々取付け、前記装置本体側の駆動ギア１０１と前記駆動伝達ギア列１０２の伝達ギア１０３を噛み合せ、また、前記伝達ギア１０４と前記被駆動ギア１１１とを噛み合せると共に、前記伝達ギア１０５と被駆動ギア１１２とを噛み合せたものである。
更に、現像装置３４の駆動力伝達機構１００は、画像形成装置の手前側（図中ＯＵＴ側）にも設けられており、本例では、現像ロール６２側の撹拌搬送部材６８ａの他端に伝達ギア１０６を取付けると共に、現像ロール６２から離れた側の撹拌搬送部材６８ｂのうち前記伝達ギア１０６に対応した一端に被駆動ギア１１３を取付け、前記伝達ギア１０６と被駆動ギア１１３とを中間伝達ギア１０７を介して噛み合せ、一対の撹拌搬送部材６８（６８ａ，６８ｂ）を同方向にて回転させるようにしたものである。
尚、本例では、ＯＵＴ側から見て、現像ロール６２は時計回り方向、各撹拌搬送部材６８（６８ａ，６８ｂ）も時計回り方向に選定されている。
【００２３】
―現像装置の制御系―
図９は本実施の形態で用いられる現像装置の制御系の一例を示す。
同図において、現像装置３４の制御系は、例えばマイクロコンピュータにて構成される制御装置１２０を有し、前記現像装置３４のトナー濃度センサ８０、感光体３１上に形成されたトナー像の画像濃度が検知可能な画像濃度センサ１３０、図示外の画像形成装置のスタートスイッチ等からの入力信号を前記制御装置１２０に取込み、例えば図１０に示す現像制御処理プログラムを実行し、現像装置３４を駆動する駆動力伝達機構１００，トナー補給装置９０、図示外の現像バイアス印加装置などに対し所望の制御信号を送出するものである。
【００２４】
―画像形成装置の作動―
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動を現像装置を中心に説明する。
図３において、例えばフルカラーモードを選択してフルカラー画像を形成する場合を想定すると、各画像形成部２２（２２ａ〜２２ｄ）では感光体３１上に各色成分トナーによる画像を形成し、中間転写ベルト２３に対して各感光体３１上の画像を夫々転写した後に、中間転写ベルト２３の画像転写部位にて図示外の記録材に一括転写し、定着装置による定着処理にて記録材上の未定着像を定着した後に記録材排出受けに画像定着された記録材を排出するという一連の作像処理が行われる。
【００２５】
―現像装置の作動―
このような一連の作像処理のうち、現像装置３４の作動は以下の通りである。
先ず、制御装置１２０は、現像制御処理に当たって、予め決められたタイミングでトナー濃度センサ８０の出力を読み出し、当該トナー濃度センサ８０の出力が予め決められた許容範囲内であるか否かをチェックする。
本例では、トナー濃度センサ８０は、現像容器６１内に収容されている現像剤のトナー濃度（トナー比率に相当）を検知するものであるから、現像剤のトナー濃度が低すぎると現像された画像濃度が不足しがちになり、一方、現像剤のトナー濃度が高過ぎるとトナーの帯電特性が不十分になり易くなってしまう。このため、現像装置３４が現像処理を行う上で現像剤のトナー濃度が必要充分である範囲を許容範囲として選定されている。
このとき、現像剤のトナー濃度が許容範囲内である場合には、現像装置３４に対して通常の駆動制御が行われると共に、トナー補給制御が行われる。
つまり、トナー濃度センサ８０の出力値（具体的には出力値の絶対値）が目標値（具体的には目標値の絶対値）より大きいか否かについてチェックする。例えばトナー濃度センサ８０としてＡＴＣセンサを使用すると、トナー濃度（トナー比率）が低下すると、トナー濃度センサ８０の出力値の絶対値が増加してしまうため、許容範囲の下限値を目標値として設定しておき、出力値と目標値との対比を行う。
そして、トナー濃度センサ８０の出力値が目標値を超えた条件では、現像剤のトナー比率が低下し過ぎると判定し、トナー補給比率を増大すると共にそれに必要なトナー補給量を決定する。
一方、トナー濃度センサ８０の出力値が目標値以下の条件では、現像剤のトナー比率は充分と判定し、トナー補給比率を減少すると共に、それに必要なトナー補給量を決定する。
この状態において、本例では、画像濃度センサ１３０からの出力に基づいて画像濃度の大小を判定し、トナー補給の必要なタイミングに同期して、トナー補給装置９０によるトナー補給動作が実施される。
【００２６】
次に、トナー濃度センサ８０の出力が許容範囲外である場合について説明する。
トナー濃度センサ８０の出力が許容範囲外ということは現像装置３４を正常に動作させる上での信頼性がない何らかの異常が発生することに相当するものである。
本例では、先ず、トナー濃度センサ８０の出力変化率が予め決められた閾値より大きいか否かについてチェックする。
ここでいう「出力変化率」は、トナー濃度センサ８０の｜（前回の出力値）−（今回の出力値）｜／｜前回の出力値｜で定義される。但し、（前回の出力値）はトナー濃度センサ８０の出力が許容範囲内である条件のものであるものとする。
また、閾値としては、トナー濃度センサ８０の出力変化率がどの程度に至ると現像剤搬送機構６３を異常と判定するか否かの基準になる値であることから、夫々の機種毎に実験などを経て適宜選定されるものである。本例では、閾値は０．４（４０％）前後で適宜選定されている。
そして、｜出力変化率｜＞｜閾値｜を満たす条件では、例えば現像剤搬送機構６３のうち撹拌搬送部材６８ｂに回転停止等の異常が発生したと判定し、現像装置３４に対する駆動力伝達機構１００を含んで画像形成装置（図９中では「Ｍ／Ｃ」と表記）を停止させる。
一方、｜出力変化率｜≦｜閾値｜を満たす条件では、これが３回連続して検知されるか否かをチェックし、３回連続検知されたときに、トナー濃度センサ８０が異常であると判定する。この場合、トナー濃度センサ８０について異常確認を要する旨の警告表示などが実施される。
【００２７】
このような現像装置３４の作動について図１１に模式的に示す。
図１１（ａ）はトナー濃度センサ８０の出力が正常出力で許容範囲内にある場合を示す。
同図において、現像剤搬送機構６３の各撹拌搬送部材６８（６８ａ，６８ｂ）による現像剤Ｇの搬送動作は正常に行われるので、現像剤循環経路６７の各搬送経路６７ａ，６７ｂ内の現像剤Ｇのトナー濃度（トナー比率）は平均化された状態で許容範囲内の所定のレベルに収まっている。この場合には、上述したように、トナー消費に伴ってトナー補給動作が適宜実施される。
【００２８】
また、図１１（ｂ）はトナー濃度センサ８０の出力が許容範囲外の一例（１）に至った場合を示す。
同図において、現像剤搬送機構６３の現像ロール６２に面していない側の撹拌搬送部材６８ｂが駆動伝達系（伝達ギア１０６、中間伝達ギア１０７、被駆動ギア１１３）の摩耗等に起因して回転停止した場合を示す。
このとき、撹拌搬送部材６８ｂが回転停止したことに伴って、現像剤循環経路６７の搬送経路６７ｂでは現像剤Ｇが搬送されないまま滞留している。尚、搬送経路６７ｂ内の現像剤Ｇのトナー濃度（トナー比率）は例えば許容範囲内の所定の値ＴＣ（Ｍ）とする。
一方、現像剤搬送機構６３の現像ロール６２に面している撹拌搬送部材６８ａは通常通り回転しているとすれば、現像剤循環経路６７の搬送経路６７ａでは現像剤Ｇが矢印方向に向かって搬送される。
この状態において、現像剤循環経路６７の通過口６５，６６では一方の搬送経路６７ｂ内の現像剤Ｇが滞留停止した状態であるため、例えば図中Ｗで示す通過口６５を通じて一方の搬送経路６７ｂから他方の搬送経路６７ａへの現像剤Ｇの全く移動はなく、また、通過口６６を通じても、一方の搬送経路６７ａから他方の搬送経路６７ｂへの現像剤Ｇの移動は搬送経路６７ｂ内に滞留停止状態の現像剤Ｇによって遮られる。このため、一方の搬送経路６７ａの現像剤Ｇは矢印方向へ搬送されるに伴って、搬送経路６７ａの通過口６５の近傍に位置する部位では直ちに現像剤Ｇが極端に減少した状態に至る。この結果、搬送経路６７ａの現像剤Ｇの搬送方向の上流側に位置するトナー濃度センサ８０は現像剤Ｇが極端に減少したことに起因して現像剤Ｇのトナー濃度（トナー比率）が低下した値ＴＣ（Ｌ）（＜ＴＣ（Ｍ））を検知する。
一方、搬送経路６７ａに沿って搬送される現像剤Ｇは、図中Ｊで示すように、搬送経路６７ａの現像剤Ｇの搬送方向下流側で次第にパッキングされた状態になり、そのまま放置すると、現像容器６１の端部から現像剤Ｇが漏れ出る懸念が生ずる。
そこで、本例では、このような現像剤Ｇの搬送挙動が生じた場合には、制御装置１２０は、現像剤搬送機構６３による現像剤Ｇの搬送動作に異常が生じたものと判定し、現像装置３４を含む画像形成装置を駆動停止する。
【００２９】
図１１（ｃ）はトナー濃度センサ８０の出力が許容範囲外の他の例（２）に至った場合を示す。
同図においては、トナー濃度センサ８０の出力が許容範囲外に至り、かつ、｜出力変化率｜≧｜閾値｜の条件を満たす状態を示す。
このとき、現像剤搬送機構６３による現像剤Ｇの搬送動作に異常が生じていない条件であるため、現像剤搬送機構６３による現像剤Ｇの搬送動作は正常に行われていると想定されるが、これ以外の異常を判定する情報として、トナー濃度センサ８０の異常（例えばトナー濃度センサ８０のセンサ面の劣化等に起因した動作異常）に伴う異常出力として判定するようにしたものである。
【実施例】
【００３０】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１に係る現像装置３４を用い、トナー濃度センサ８０としてＡＴＣセンサ（ＴＤＫ株式会社製）を使用し、現像装置３４の異常ケースに対する動作状況を調べた。
今、現像剤Ｇのトナー濃度（トナー比率）を変化させ、夫々の場合におけるトナー濃度センサ８０の出力を調べたところ、図１２に示す結果が得られた。
同図によれば、トナー濃度センサ８０としてのＡＴＣセンサの出力は、現像剤Ｇのトナー濃度（トナー比率）が上昇するに連れて減少する特性を有していることが理解される。
このような特性のトナー濃度センサ８０を使用し、現像装置３４の撹拌搬送部材６７ｂの回転を停止させるという回転異常、トナー濃度センサ８０の異常を実験的に生じさせ、そのときのトナー濃度センサ８０の出力を測定したところ、図１３に示す結果が得られた。
図１３によれば、撹拌搬送部材の回転異常の場合には、｜出力変化率｜＝｜（前回出力値）−（今回出力値）｜／｜前回出力値｜を計算すると、以下の通りである。
｜出力変化率｜＝｜２．３−１．２｜／２．３＝１．１／２．３＝０．４８
また、トナー濃度センサ８０の異常の場合には、
１回目：
｜出力変化率｜＝｜２．３−１．７｜／２．３＝０．６／２．３＝０．２６
２回目：
｜出力変化率｜＝｜２．３−１．５｜／２．３＝０．８／２．３＝０．３８
３回目：
｜出力変化率｜＝｜２．３−１．７｜／２．３＝０．６／２．３＝０．２６
本例では、例えば閾値として０．４を選定しておけば、撹拌搬送部材の回転異常、及び、トナー濃度センサの異常を区別して判定することが可能であることが理解される。
【符号の説明】
【００３１】
１…像保持体，２…現像容器，３…現像剤保持体，４…現像剤搬送機構，５…現像剤循環経路，６（６ａ，６ｂ）…撹拌搬送部材，７…現像剤補給機構，８…濃度検知器，９…第１の制御手段，１０…第２の制御手段，１１…現像装置
【図１】
0005673163.tif 000002
【図２】
0005673163.tif 000003
【図３】
0005673163.tif 000004
【図４】
0005673163.tif 000005
【図５】
0005673163.tif 000006
【図６】
0005673163.tif 000007
【図７】
0005673163.tif 000008
【図８】
0005673163.tif 000009
【図９】
0005673163.tif 000010
【図１０】
0005673163.tif 000011
【図１１】
0005673163.tif 000012
【図１２】
0005673163.tif 000013
【図１３】
0005673163.tif 000014