(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する枠体と、
現像剤を振動により搬送する搬送部材と、
前記枠体内の現像剤の現像剤量を検知する検知手段と、
前記搬送部材の振動状態を調整する調整手段と、
を有し、
前記搬送部材は、
前記搬送部材が前記現像剤を搬送する現像剤搬送方向と、前記現像剤搬送方向とは逆方向の両方向に移動可能に支持された現像剤搬送板と、
前記現像剤搬送板を前記現像剤搬送方向と逆方向に付勢する付勢部材と、
前記現像剤搬送板に設けられた被振動部に接触して前記現像剤搬送板を前記付勢部材の付勢力に抗して前記現像剤搬送方向に押圧する回転部材と、
を有し、
前記調整手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記回転部材の回転動作を制御して前記搬送部材により搬送される前記現像剤の搬送量を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤を収容する枠体と、
現像剤を振動により搬送する搬送部材と、
前記枠体内の現像剤の現像剤量を検知する検知手段と、
前記搬送部材の振動状態を調整する調整手段と、
を有し、
前記搬送部材は、
前記搬送部材が前記現像剤を搬送する現像剤搬送方向と、前記現像剤搬送方向とは逆方向の両方向に移動可能に支持された現像剤搬送板と、
前記現像剤搬送板を振動させる振動付与部材と、
を有し、
前記調整手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記振動付与部材の振動動作を制御して前記搬送部材により搬送される前記現像剤の搬送量を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記調整手段は、前記振動付与部材の振動周波数を調整することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記調整手段は、前記振動付与部材の振動動作に起因する前記搬送部材の往路と復路との加速度差を調整することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記搬送部材により搬送される前記現像剤を担持する現像剤担持体近傍の現像剤量を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記検知手段により検知された現像剤量が前記現像剤の残量であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段により検知された現像剤量が前記現像剤の消費量であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤の搬送性能を検知する第二の検知手段をさらに備え、
前記調整手段は、前記第二の検知手段の検知結果を用いて、前記搬送部材による前記現像剤の搬送量を調整することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第二の検知手段は、前記搬送部材により搬送された前記現像剤を担持する現像剤担持体の回転時間を検知することにより前記現像剤の搬送性能を検知し、
前記調整手段は、前記第二の検知手段により検知された前記現像剤の搬送性能を用いて前記搬送部材による前記現像剤の搬送量を調整することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記振動の周波数は、１．５Ｈｚ以上かつ４５Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送部材を前記現像剤搬送方向に移動させる第１の加速度は、前記搬送部材を前記現像剤搬送方向とは逆方向に移動させる第２の加速度よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記搬送部材は、前記現像剤が載置される平坦面を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記現像剤の消費量は、印字率に基づくことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記検知手段は、記録材に形成された現像剤像の画素数に基づいて推定される現像剤の消費量を検知することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
記録材の印字率が直前の記録材の印字率よりも高い場合には、前記振動の周波数が、前記直前の記録材における前記振動の周波数よりも高いことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に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、現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。ここで、画像形成装置とは、例えば、電子写真画像形成方式を用いて記録材に画像を形成する電子写真複写機がある。更に、例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）プリンタ等の電子写真プリンタ、ファクシミリ装置等である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるように、画像形成装置の内部に着脱される現像剤容器の内部に、収納される現像剤を現像ローラに向かって撹拌しながら搬送する撹拌搬送部材が設けられる構成が開示される。この文献では撹拌搬送部材が複数使用されている。
【０００３】
また、特許文献２に記載されるように、揺動可能に支持された粉粒体用の担持部材と、該担持部材に振動を与える振動発生装置とを備え、前記担持部材を振動させることにより、該部材に担持された粉粒体を搬送する粉粒体用の搬送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９６５８５公報
【特許文献２】特開昭５９−２２７６１８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、撹拌搬送部材は、回転半径内の現像剤のみを搬送する。このため収納容器の底面を断面円弧状で構成する必要がある。例えば、撹拌搬送部材が届かない収納容器の床面に凸部を形成し、該凸部の領域に現像剤が滞留しないようにする。この凸部はデッドスペースとなるため現像剤の収容容積が減少する。
【０００６】
また、特許文献２の構成では、担持部材全体が揺動するためのスペースを確保する必要があり、このスペースがデッドスペースとなる。
【０００７】
現像剤の搬送経路のデッドスペースを低減させるために、板状の搬送部材を現像剤の搬送方向に往復の加速度を持って揺動することで搬送部材上の現像剤を搬送することが考えられる。
【０００８】
板状の搬送部材を振動させて該搬送部材上の現像剤を搬送する場合、振動条件等によっては現像剤担持体に現像剤を供給する際に過不足が生じる場合がある。その結果、記録材上に形成されたトナー像上で濃度低下や白抜けが発生してしまう可能性がある。
【０００９】
以下、この理由について図14に示す比較例を用いて説明する。図14は現像剤容器１４の底面を構成する現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２とに交互に振動させる。そして、該現像剤搬送板１４ｂ上に載置された現像剤を搬送するプロセスカートリッジＢの比較例の構成を示す断面説明図である。
【００１０】
図14において、現像剤容器１４内の現像剤は、現像剤搬送板１４ｂの振動により現像剤担持体となる現像ローラ１０ｄに向かって現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送され、現像室１０ｉにおいて現像ローラ１０ｄに供給される。
【００１１】
このとき、現像室１０ｉ内の現像剤量と、粉末からなる該現像剤の粉圧とが現像ローラ１０ｄに供給される現像剤の供給性能に大きく影響する。現像室１０ｉ内の現像剤量が過多になって該現像剤の粉圧が高い状態が続くと、現像剤は粒同士が密集した状態になって粉体としての流動性が発揮できなくなる。
【００１２】
その結果、現像ローラ１０ｄの表面付近に存在する現像剤は、現像ローラ１０ｄに供給されるが、後続する現像剤の移動が流動性不足により供給不良となり、現像ローラ１０ｄに対する現像剤の良好な供給状態を維持し難い。現像ローラ１０ｄに対する現像剤の供給が滞ると、現像ローラ１０ｄの表面上の現像剤担持量が不足してしまい、記録材２に形成されたトナー像に濃度低下や画像が白く抜ける白抜け等が発生してしまう可能性がある。
【００１３】
また、現像室１０ｉ内の現像剤量が少な過ぎる場合にも同様に現像ローラ１０ｄに対する現像剤の供給量不足が起こる可能性がある。
【００１４】
このように現像室１０ｉ内の現像剤量と、該現像剤の粉圧とは、現像ローラ１０ｄに対する現像剤の供給性能に大きく影響する。そして、現像室１０ｉ内の現像剤量と、該現像剤の粉圧とは、現像室１０ｉ内に流入する現像剤の流入速度Ｖｉと、該現像室１０ｉ内から流出する現像剤の流出速度Ｖｏとのバランスで決まる。以下の数１式に示す関係となれば現像室１０ｉへ流入する現像剤量が該現像室１０ｉから流出する現像剤量よりも大きい流入過多な状態になる。このとき、現像室１０ｉ内の現像剤量は増加し、該現像剤の粉圧は上昇する。
【００１５】
［数１］
Ｖｉ＞Ｖｏ
【００１６】
逆に、以下の数２式に示す関係となれば現像室１０ｉから流出する現像剤量が該現像室１０ｉへ流入する現像剤量よりも大きい流出過多な状態になる。このとき、現像室１０ｉ内の現像剤量は減少し、該現像剤の粉圧は減少する。
【００１７】
［数２］
Ｖｉ＜Ｖｏ
【００１８】
理想的には、以下の数３式に示す関係となれば現像室１０ｉ内の現像剤量と、該現像剤の粉圧とを適正な状態に保つことができ、現像ローラ１０ｄに対する現像剤の供給状態を常に良好に保つことができる。
【００１９】
［数３］
Ｖｉ＝Ｖｏ
【００２０】
図14に示すように、現像剤容器１４内の現像剤を現像剤搬送板１４ｂの振動により現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送して現像室１０ｉ内の現像ローラ１０ｄに供給する。現像ローラ１０ｄの表面に担持された現像剤は画像形成により消費される。これにより現像室１０ｉ内の現像剤は、画像形成毎に随時減少する。
【００２１】
現像室１０ｉ内に流入する現像剤の流入速度Ｖｉに影響する要因としては、現像剤搬送板１４ｂの振動条件や現像剤自体の搬送性能等が挙げられる。一方、現像室１０ｉから流出する現像剤の流出速度Ｖｏに影響する要因としては、記録材２上に形成されるトナー像の印字比率等が挙げられる。
【００２２】
現像剤搬送板１４ｂを所定の振動条件に設定した場合、現像室１０ｉから流出する現像剤の流出速度Ｖｏや、現像剤自体の搬送性能が変化しない場合は良い。しかしながら、実際には、記録材２上に形成されるトナー像の印字比率は、印刷ジョブ毎に変化し、現像剤自体の搬送性能も使用を重ねるにつれて変化する。そのため現像剤搬送板１４ｂの振動条件を固定した場合は、現像室１０ｉ内に流入する現像剤の流入速度Ｖｉと、該現像室１０ｉ内から流出する現像剤の流出速度Ｖｏとのバランスを常に最適に保ち続けるのは困難であった。
【００２３】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像剤を振動搬送する際に現像剤の流入出バランスを維持出来る現像剤容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、現像剤を収容する枠体と、現像剤を振動により搬送する搬送部材と、前記枠体内の現像剤の現像剤量を検知する検知手段と、前記搬送部材の振動状態を調整する調整手段と、を有し、前記搬送部材は、前記搬送部材が前記現像剤を搬送する現像剤搬送方向と、前記現像剤搬送方向とは逆方向の両方向に移動可能に支持された現像剤搬送板と、前記現像剤搬送板を前記現像剤搬送方向と逆方向に付勢する付勢部材と、前記現像剤搬送板に設けられた被振動部に接触して前記現像剤搬送板を前記付勢部材の付勢力に抗して前記現像剤搬送方向に押圧する回転部材と、を有し、前記調整手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記回転部材の回転動作を制御して前記搬送部材により搬送される前記現像剤の搬送量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、現像剤を振動搬送する際に現像剤の流入出バランスを維持出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る現像剤容器に設けられる現像剤搬送装置の構成を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第１実施形態の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態において現像装置の現像室内の現像剤量と、該現像剤の粉圧とが適正な状態を示す断面説明図である。
【図６】第１実施形態において現像装置の現像室内の現像剤量と、該現像剤の粉圧とが過多な状態を示す断面説明図である。
【図７】第１実施形態において現像装置の現像室内の現像剤量が過少な状態を示す断面説明図である。
【図８】第１実施形態を用いた実験１の概要を示す図である。
【図９】第１実施形態を用いた実験２の概要を示す図である。
【図１０】本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第２実施形態の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１１】第２実施形態を用いた実験３の概要を示す図である。
【図１２】本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第３実施形態の構成を示す断面説明図である。
【図１３】（ａ）は本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第４実施形態の構成を示す断面説明図である。（ｂ）は（ａ）の部分斜視図である。
【図１４】画像形成装置に着脱可能に装着される比較例のプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図により本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。ただし、以下の各実施形態に記載した構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等に限定する必要はない。また、以下の説明において、プロセスカートリッジの長手方向とは、像担持体の軸線方向である。
【実施例１】
【００２８】
先ず、図１〜図９を用いて本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００２９】
＜画像形成装置＞
図１を用いて電子写真方式の画像形成装置１００の全体構成について説明する。図１は第１実施形態のプロセスカートリッジＢを装着した画像形成装置１００の構成を示す断面説明図である。本実施形態の画像形成装置１００はレーザービームプリンタに適用した一例である。
【００３０】
図１に示すように、画像形成装置１００は、該画像形成装置１００本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジＢを備える。プロセスカートリッジＢには、像担持体となる感光ドラム７が設けられている。
【００３１】
また、画像形成装置１００は、像露光手段となるレーザスキャナ１から画像情報に基づいたレーザ光１ａを図２に示す帯電手段となる帯電ローラ８により一様に帯電された感光ドラム７の表面上に走査露光する。これにより感光ドラム７の表面上に静電潜像が形成される。
【００３２】
その後、図２に示す現像剤となるトナー３０を担持する現像剤担持体となる現像ローラ１０ｄに現像バイアス電圧が印加される。これにより該現像ローラ１０ｄの表面に担持された現像剤となるトナー３０が感光ドラム７の表面上に形成された静電潜像に供給されて現像され、トナー像が形成される。
【００３３】
一方、感光ドラム７の表面上にトナー像を形成する動作と同期して記録材２が図１に示す給送カセット３ａからピックアップローラ３ｂにより繰り出される。記録材２の一例としては、紙、ＯＨＰ（Over Head Projector）に使用される透明なシートからなるＯＨＴ（Over Head Transparency）シート、布等が適用出来る。そして、該ピックアップローラ３ｂに圧接された分離部材３ｃとの協働により記録材２が一枚ずつ分離給送される。
【００３４】
ピックアップローラ３ｂと分離部材３ｃとの協働により一枚ずつ分離給送された記録材２は、搬送ローラ２０，２１により順次搬送されて一旦停止しているレジストローラ２２に先端部が突き当たる。そして、該記録材２の腰の強さにより該記録材２の先端部がレジストローラ２２のニップ部に沿って付き当てられて斜行が矯正される。
【００３５】
その後、感光ドラム７の表面上に形成されたトナー像と位置合わせして記録材２がレジストローラ２２により挟持搬送される。そして、該記録材２が搬送ガイド３ｆ１に沿ってプロセスカートリッジＢに設けられた感光ドラム７と、転写手段となる転写ローラ４とが対向する転写ニップ部Ｔに搬送される。
【００３６】
そして、転写ローラ４に転写バイアス電圧が印加されて感光ドラム７の表面上に形成されたトナー像が転写ニップ部Ｔに搬送された記録材２に転写される。トナー像が転写された記録材２は、搬送ガイド３ｆ２に沿って定着手段となる定着装置５に搬送される。
【００３７】
定着装置５は、駆動ローラ５ａと、ヒータ５ｂを内蔵すると共に支持体５ｃによって回転可能に支持された筒状シートで構成された定着回転体５ｄとを有して構成されている。そして、定着回転体５ｄと、駆動ローラ５ａとの定着ニップ部を通過する記録材２に熱及び圧力を印加して該記録材２にトナー像が加熱定着される。
【００３８】
定着装置５によりトナー像が加熱定着された記録材２は、搬送ローラ２３により排出ローラ３ｄに搬送される。排出ローラ３ｄは、トナー像が定着された記録材２を排出部６に排出する。このように画像形成装置１００はトナー３０を用いて記録材２に画像形成する。
【００３９】
図１及び図４に示すインターフェース部５１は、パーソナルコンピュータ等の外部装置と、画像形成装置１００とを接続するインターフェース (interface) である。インターフェース部５１は、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）５２に接続されている。
【００４０】
ＣＰＵ５２は、コントローラ５０を介して画像形成装置１００内部に設けられた各部品の駆動や電圧印加等の画像形成装置１００の各種動作の制御やデータ処理を行う。コントローラ５０は、現像剤となるトナー３０を載置して搬送する搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する制御手段を兼ねる。
【００４１】
現像剤搬送板１４ｂは、図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１と、その反対方向となる現像剤の反搬送方向Ｊ２とに振動して移動することで該現像剤搬送板１４ｂ上に載置された現像剤を搬送する。コントローラ５０は、振動付与部材１３の振動動作を制御して搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する。
【００４２】
＜プロセスカートリッジ＞
次に図２を用いてプロセスカートリッジＢの構成について説明する。図２はプロセスカートリッジＢの構成を示す断面説明図である。図２に示すように、本実施形態のプロセスカートリッジＢは、トナー像（現像剤像）を担持する像担持体としての感光ドラム７と、少なくとも一つの画像形成プロセス手段を備えて構成される。
【００４３】
画像形成プロセス手段は、感光ドラム７の表面を帯電させる帯電手段となる帯電ローラ８、感光ドラム７の表面上に形成された静電潜像を現像する現像手段となる現像装置１０がある。更に、トナー像を転写した後に感光ドラム７の表面上に残留するトナー３０をクリーニングするクリーニング手段となるクリーニングブレード１１ａ等がある。
【００４４】
図２に示すドラムユニット１１は、感光ドラム７を回転可能に支持するドラム枠体１１ｄを有する。更に、ドラム枠体１１ｄには、クリーニングブレード１１ａが設けられる。更に、ドラム枠体１１ｄには、帯電ローラ８が回転可能に設けられている。更に、ドラム枠体１１ｄには、除去トナー収容部１１ｃと、掬（すく）いシート１１ｂが設けられる。
【００４５】
現像装置１０は、現像ローラ１０ｄを回転可能に支持する現像枠体１０ｆ１を有する。現像枠体１０ｆ１には、現像室１０ｉが設けられる。
【００４６】
プロセスカートリッジＢは、感光層を有する感光ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８に帯電バイアス電圧を印加して該感光ドラム７の表面を一様に帯電する。この帯電した感光ドラム７の表面に対して図１に示すレーザスキャナ１から画像情報に基づいたレーザ光１ａ（光像）を露光開口９ｂを通して露光走査して該感光ドラム７の表面に静電潜像を形成する。そして、感光ドラム７の表面に形成された静電潜像に現像装置１０によってトナー３０を供給してトナー像として現像する。
【００４７】
＜現像剤容器＞
トナー３０を収容する現像剤容器１４は、現像剤となるトナー３０を収容する枠体としての枠部材１４ａと、トナー３０を載置して搬送する板状の搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂとを有する。枠部材１４ａは、現像剤容器１４の外郭をなす。現像剤搬送板１４ｂは、現像剤容器１４の底面として構成されており、枠部材１４ａに対して現像剤の搬送方向Ｊ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２とに移動可能に支持されている。
【００４８】
本実施形態の搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂは、現像剤容器１４内（現像剤容器内）に移動可能に設けられている。振動付与部材１３は、現像剤容器１４の枠部材１４ａの一端部１４ａ１と、搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂの端部１４ｂ１（一端部）との間に固定されている。振動付与部材１３は、図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１において、開口１９とは反対側に設けられる。本実施形態では、現像剤搬送板１４ｂの現像剤の反搬送方向Ｊ２側の端部１４ｂ１に圧電素子からなる振動付与部材１３が固定されている。
【００４９】
本実施形態の振動付与部材１３は、電圧を印加することにより伸び、電圧の印加を切ることで元の大きさに縮む弾性部材（圧電素子）により構成されている。振動付与部材１３に印加する電圧波形と、周波数とを適宜制御する。これにより現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）に移動する加速度ａ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）に移動する加速度ａ２との間に加速度差（ａ１＜ａ２）を発生させることが出来る。
【００５０】
例えば、圧電素子からなる振動付与部材１３に印加する電圧を５００Ｖとし、電圧波形を矩形波とし、印加電圧の周波数を６０Ｈｚに設定する。具体的には、例えば、図示しない直流電源により振動付与部材１３の両端部に設けられた電極に印加する直流電圧を緩慢に上昇させる。これにより現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）に移動する加速度ａ１を小さく作用させることが出来る。
【００５１】
更に、該振動付与部材１３の両端部に設けられた電極に印加した直流電圧を急激に下降させる。これにより現像剤搬送板１４ｂを現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）に移動する加速度ａ２を大きく作用させることが出来る。これにより現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１に移動する加速度ａ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２に移動する加速度ａ２との間に加速度差（ａ１＜ａ２）を発生させることができる。
【００５２】
現像剤容器１４は、更に、該現像剤容器１４からトナー３０を排出する開口１９を備えた開口部材１４ｃを有する。搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂと、開口部材１４ｃと、枠部材１４ａとによりトナー３０を収容する現像剤収容部１４ｔを構成している。搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂは、開口１９の下端部側に設けられている。
【００５３】
現像剤容器１４は、現像剤収容部１４ｔ内にトナー３０を収容する。現像剤容器１４は、現像装置１０に対して開口部材１４ｃを連結させて接続し、該開口部材１４ｃの開口１９を介して、現像装置１０の現像室１０ｉと現像剤容器１４の現像剤収容部１４ｔとが連通する。本実施形態のプロセスカートリッジＢは、ドラムユニット１１と現像装置１０と現像剤容器１４とを有して構成される。
【００５４】
現像剤搬送板１４ｂは、振動付与部材１３の振動が伝達されて現像剤の搬送方向Ｊ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２とに交互に振動することにより現像剤収容部１４ｔ内のトナー３０を開口部材１４ｃの開口１９を介して現像室１０ｉに送り出す。
【００５５】
＜画像形成プロセス＞
次に、図１及び図２を用いてプロセスカートリッジＢの画像形成プロセスについて説明する。図２において、先ず、感光層を有する感光ドラム７を回転し、帯電手段である帯電ローラ８に帯電バイアス電圧を印加して感光ドラム７の表面を一様に帯電する。
【００５６】
その後、図１に示すレーザスキャナ１から出射された画像情報に基づいたレーザ光１ａをプロセスカートリッジＢのドラム枠体１１ｄに設けられた露光開口９ｂを通して一様に帯電した感光ドラム７の表面に露光走査する。これにより該感光ドラム７の表面に静電潜像を形成する。
【００５７】
その後、現像装置１０に設けられた現像ローラ１０ｄに現像バイアス電圧を印加し、該現像ローラ１０ｄの表面に担持された現像剤となるトナー３０を感光ドラム７の表面に形成された静電潜像に供給する。これにより感光ドラム７の表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像として可視像化される。
【００５８】
現像装置１０は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ１０ｄを回転可能に支持している。本実施形態では、図２に示すように、現像剤の搬送方向上流から下流に向けて（図２の右から左に向けて）搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂ、開口１９、現像剤担持体となる現像ローラ１０ｄの順に配置されている。
【００５９】
現像ローラ１０ｄの回転と共に現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を該現像ローラ１０ｄの表面に形成する。感光ドラム７の表面上の静電潜像に現像ローラ１０ｄの表面に担持されたトナー３０を転移させることによって感光ドラム７の表面上にトナー像を形成して可視像化する。
【００６０】
その後、図１に示す転写ローラ４に感光ドラム７の表面上のトナー像と逆極性の転写バイアス電圧を印加する。これにより感光ドラム７の表面上のトナー像を記録材２に転写する。トナー像が記録材２に転写された後の感光ドラム７の表面上に残留したトナー３０は、図２に示す固定部１１ｈでドラム枠体１１ｄに固定されたクリーニング手段となるクリーニングブレード１１ａによって掻き落とされる。更に、掬（すく）いシート１１ｂによって掬（すく）い取られて除去トナー収容部１１ｃに回収される。
【００６１】
＜現像剤搬送装置＞
次に図２〜図４を用いて現像剤搬送装置２００の構成について説明する。図３は現像剤搬送装置２００の構成を示す断面説明図である。図３に示すように、現像剤搬送装置２００は、トナー３０を収容する現像剤容器１４を有する。現像剤容器１４は、枠部材１４ａ、現像剤搬送板１４ｂ、開口部材１４ｃを有して構成される。更に、現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２とに沿って振動させる振動付与部材１３を有する。
【００６２】
本実施形態の現像剤搬送板１４ｂとしては、厚さが３００μｍ程度のシリコーンゴムを使用した。振動付与部材１３としては、振動周波数、加速度、振幅等の振動条件が可変可能なピエゾアクチュエータ（圧電素子）を用いた。
【００６３】
図２に示すように、現像剤容器１４の内部のトナー３０は、開口１９を介して現像ローラ１０ｄに供給される。現像剤搬送板１４ｂは、トナー３０の下側に配置され、開口１９から最も遠い側（図２の右側）の端部１４ｂ１には、ピエゾアクチュエータ（圧電素子）からなる振動付与部材１３が固定されている。
【００６４】
そして、一方、開口１９に最も近い側（図２の左側）の端部１４ｂ２は自由端になっている。端部１４ｂ２は、振動付与部材１３が固定された端部１４ｂ１と反対側の端部である。
【００６５】
現像剤搬送板１４ｂには、被振動部となる端部１４ｂ１に固定された振動付与部材１３により図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２との往復振動が付与される。振動付与部材１３により図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に作用する加速度ａ１は、現像剤の反搬送方向Ｊ２に作用する加速度ａ２よりも小さくなるように設定される。
【００６６】
これにより現像剤搬送板１４ｂが図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に移動する際には、現像剤搬送板１４ｂ上に載置された現像剤となるトナー３０は、該現像剤搬送板１４ｂと一体的に移動する。一方、現像剤搬送板１４ｂが図２に示す現像剤の反搬送方向Ｊ２に移動する際には、現像剤搬送板１４ｂ上に載置された現像剤となるトナー３０は、該現像剤搬送板１４ｂ上を滑って該現像剤搬送板１４ｂに対して図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に移動する。
【００６７】
このような往復振動を繰り返すことで現像剤搬送板１４ｂ上に載置された現像剤となるトナー３０は、図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送される。
【００６８】
振動する現像剤搬送板１４ｂにより図２に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送されるトナー３０の搬送速度は、以下の通りである。コントローラ５０により振動付与部材１３の振動動作を制御することで適宜変更することができる。
【００６９】
例えば、コントローラ５０により振動付与部材１３の圧電素子の両端部の電極に印加する電圧を変更する。これにより搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂの振動周波数（振動付与部材１３の振動周波数）を変更する。
【００７０】
或いは、コントローラ５０により振動付与部材１３の圧電素子の両端部の電極に印加する電圧を変更する。これにより搬送部材となる振動する現像剤搬送板１４ｂの現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）に作用する加速度ａ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）に作用する加速度ａ２との加速度差を変更する。
【００７１】
或いは、コントローラ５０により振動付与部材１３の圧電素子の両端部の電極に印加する電圧を変更する。これにより搬送部材となる振動する現像剤搬送板１４ｂの振幅を変更する。
【００７２】
このようにコントローラ５０により振動付与部材１３の圧電素子の両端部の電極に印加する電圧を変更することにより振動付与部材１３の種々の振動パラメータを変更することができる。
【００７３】
振動付与部材１３は、図４に示すコントローラ５０を介してＣＰＵ５２により制御される。これにより振動する現像剤搬送板１４ｂの種々の振動パラメータを所望のタイミングで自在に制御することができる。
【００７４】
＜現像剤量検知手段＞
次に図１及び図２を用いて現像装置１０内（現像剤容器内）の現像剤担持体となる現像ローラ１０ｄの近傍の現像剤量（トナー量）を検知する現像剤量検知手段（検知手段）の構成について説明する。図１に示す画像形成装置１００には、二つの異なる方式の現像剤量検知手段が設けられている。
【００７５】
第一の現像剤量検知手段としては、記録材２にトナー像を形成する度に現像装置１０内のトナー３０が消費される。そのトナー３０の消費量の変化に基づいて該現像装置１０内（現像剤容器内）のトナー残量（現像剤の残量）を検知する現像剤残量検知手段である。
【００７６】
第二の現像剤量検知手段としては、記録材２にトナー像を形成する度に該記録材２の一枚毎に消費するトナー３０の消費量（現像剤の消費量）を検知する現像剤消費量検知手段である。
【００７７】
＜現像剤残量検知手段＞
先ず、図２及び図４を用いて現像剤残量検知手段の構成について説明する。現像剤残量検知手段は、図２に示す現像ローラ１０ｄと、該現像ローラ１０ｄから所定の距離だけ離間して配置された対向板１５との間の静電容量を測定する。これにより現像装置１０の現像室１０ｉ内（現像剤容器内）の現像剤量（トナー量）を検知する。
【００７８】
対向板１５は、導電性を有して構成され、現像ローラ１０ｄの長手方向の長さと略同一の長さを有する。本実施形態の対向板１５は、ステンレス（ＳＵＳ）板を用いた。図２に示すように、対向板１５と、アースＧとの間には、抵抗１６が電気的に接続されている。図４に示す検知回路１７は、図２に示す電圧計１７ａにより抵抗１６の両端の電圧を測定する。
【００７９】
図１に示す画像形成装置１００の画像形成動作時に現像ローラ１０ｄには直流と交流とを重畳した現像バイアス電圧が印加される。本実施形態では、−３００Ｖの直流電圧と、ピーク間電圧Ｖｐｐが１．６ｋＶで周波数が１．８ｋＨｚの交流電圧とを重畳した現像バイアス電圧を現像ローラ１０ｄに印加している。
【００８０】
現像バイアス電圧を現像ローラ１０ｄに印加した状態で、該現像ローラ１０ｄと対向板１５との間に存在する現像剤となるトナー３０の量に応じて静電容量が発生する。従って、現像ローラ１０ｄと、対向板１５と、両者の間に存在するトナー３０とによりコンデンサが形成されたものとして考えることができる。
【００８１】
この静電容量は、現像ローラ１０ｄと対向板１５との間に存在するトナー３０の量によって決まる。そして、プロセスカートリッジＢ内のトナー３０の量の減少に伴って、現像ローラ１０ｄと対向板１５との間のトナー３０の量が減ると、静電容量が変化する。この静電容量の変化は、図２に示す抵抗１６の両端の出力電圧の変化として検出することができる。検知回路１７に設けられた電圧計１７ａにより測定された抵抗１６の両端の出力電圧データは、図４に示すＣＰＵ５２に送られる。
【００８２】
制御手段となるＣＰＵ５２は、予め図４に示す記憶手段となるＲＡＭ（Randon Access Memory；ランダムアクセスメモリ）１２に以下のデータテーブルが記憶されている。該データテーブルには、抵抗１６の両端の出力電圧値と、現像室１０ｉ内のトナー３０の量との関係を実験的に求めたデータが格納されている。このデータテーブルに基づいて該現像室１０ｉ内のトナー３０の量を検知することができる。
【００８３】
＜現像剤消費量検知手段＞
次に、図１及び図４を用いて現像剤消費量検知手段の構成について説明する。画像形成装置１００の画像形成動作により消費される現像剤消費量は、パーソナルコンピュータ等の入力装置からインターフェース部５１を介して入力される画像データに基づいて予測することが出来る。入力装置から入力された画像データは、図４に示すＣＰＵ５２に送られて画素数に変換される。
【００８４】
ＣＰＵ５２は、画像データから変換した画素数と、予めＲＡＭ１２に記憶された１画素当たりのトナー３０の消費量とから記録材２にトナー像を形成する度に該記録材２の一枚毎に消費するトナー３０の消費量を算出して予測することができる。ＣＰＵ５２及びＲＡＭ１２は、現像剤担持体となる現像ローラ１０ｄの近傍の現像剤量を検知する検知手段を兼ねる。
【００８５】
＜現像剤量検知結果を用いた振動条件設定＞
次に図５〜図７を用いて前述した現像剤残量検知手段と現像剤消費量検知手段とによる現像剤量検知結果を用いて振動付与部材１３の振動動作を制御する。これにより搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する制御手段となるコントローラ５０の構成について説明する。
【００８６】
コントローラ５０は搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂの振動条件を調整可能な調整手段として構成される。そして、現像剤容器１４内の現像剤量を検知する検知手段の検知結果に応じてコントローラ５０により搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂの振動条件を調整する。
【００８７】
図１に示す画像形成装置１００により記録材２に対して画像形成動作を行う際に、現像剤容器１４の底面を構成する現像剤搬送板１４ｂの振動により図５に示す現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送されたトナー３０は、開口１９を介して現像室１０ｉ内に順次流入する。
【００８８】
一方、画像形成動作に伴うトナー消費により現像室１０ｉ内のトナー３０は逐次流出する。このとき、現像ローラ１０ｄに対するトナー３０の供給が滞りなく行われる状態を維持するためには、現像室１０ｉ内のトナー３０の量、及び粉体からなるトナー３０の粉圧を適正な状態に保つことが望ましい。
【００８９】
尚、現像室１０ｉ内のトナー３０の量や該トナー３０の粉圧を適正な状態に維持する条件は、現像装置１０の構成やトナー３０の種類、トナー３０の使用履歴等の種々の条件により異なる。
【００９０】
図５は現像室１０ｉ内のトナー３０の量や該トナー３０の粉圧が適正な状態を示す断面説明図である。図５に示す状態では、現像室１０ｉへのトナー３０の流入と、現像室１０ｉからのトナー３０の流出とのバランスがとれており、現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧は適正な状態になっている。
【００９１】
図６及び図７は、現像室１０ｉへのトナー３０の流入と、現像室１０ｉからのトナー３０の流出とのバランスが崩れた状態を示す。図６は現像室１０ｉから流出するトナー３０の量に対して、現像室１０ｉに流入するトナー３０の量が過剰になってしまった状態の一例を示す。図６に示す状態では、現像室１０ｉ内のトナー３０の粉圧は、図５に示す適正状態における現像室１０ｉ内のトナー３０の粉圧よりも高くなっている。
【００９２】
図６に示す状態が続くと、現像室１０ｉ内のトナー３０が粉圧により押し固められてトナー３０の粒同士が密集している。そのため粉体としてのトナー３０の流動性が損なわれて現像ローラ１０ｄへのトナー３０の供給が不十分になり、記録材２に形成されたトナー像上では、トナー３０の供給不十分な箇所で濃度低下や画像が白く抜けてしまう白抜けが発生する場合がある。
【００９３】
図７は現像室１０ｉから流出するトナー３０の量に対して、現像室１０ｉに流入するトナー３０の量が不足してしまった状態の一例を示す。図７に示す状態では、現像室１０ｉ内のトナー３０の量は、図５に示す適正状態における現像室１０ｉ内のトナー３０の量よりも少なくなっている。このため現像ローラ１０ｄへのトナー３０の供給が不十分になってしまう。この場合も記録材２に形成されたトナー像上では、トナー３０の供給不十分な箇所で濃度低下や画像が白く抜けてしまう白抜けが発生する場合がある。
【００９４】
画像形成装置１００内のトナー３０の量は、画像形成動作に応じて時々刻々と変化する。更に、記録材２に形成されるトナー像毎に該記録材２の一枚毎のトナー３０の消費量が変わる。本実施形態では、記録材２の一枚毎のトナー３０の消費量によらず現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧が常に図５に示す適正状態を維持する。
【００９５】
具体的には、前述した現像剤残量検知手段と現像剤消費量検知手段とにより現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧を予測し、その予測結果に基づいて振動付与部材１３により振動させる現像剤搬送板１４ｂの振動を制御する。これにより現像室１０ｉ内へのトナー３０の流入量を制御する。これにより現像室１０ｉ内へ流入するトナー３０の量と、現像室１０ｉから流出するトナー３０の量とのバランスを維持する。
【００９６】
＜制御手段＞
図４は制御手段の構成を示すブロック図である。インターフェース部５１から送られてくる画像データと、検知回路１７から送られてくる現像ローラ１０ｄと対向板１５との間に存在するトナー３０の量に応じた静電容量の測定値とは以下の通りである。ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）５２において処理される。そして、記録材２に形成されるトナー像毎のトナー３０の消費量の予測値と、現像装置１０内の現像剤量に変換される。
【００９７】
ＣＰＵ５２は、これらのうちの何れか一つ、或いは、両方の値に応じた適正な振動付与部材１３の振動条件を選択する。そして、コントローラ５０を介して現像剤搬送板１４ｂが所望の振動条件で振動するように振動付与部材１３の振動条件を調整する。
【００９８】
＜実験１；現像剤消費量検知結果のみを用いる場合＞
本実施形態の画像形成装置１００を用いてＡ４サイズで１２００枚の記録材２に印刷を行う実験を行った。本実験では、図８に示すように、印字率が３０％（図８の画像（１））、印字率が５％（図８の画像（２））、印字率が１％（図８の画像（３））のように異なるパターンの画像を用いた。ここで印字率とは、Ａ４サイズの範囲内に存在する全画素数に対して実際に画像を形成する画素数の比率のことをいう。
【００９９】
本実験では、異なるパターンの画像（１）〜（３）を記録材２が５０枚毎に画像（１）、画像（２）、画像（３）の順に切り替えて、合計で記録材２が１５０枚を印刷ジョブの１サイクルとした。これを図８に示すように、８サイクル繰り返して、記録材２が２枚毎の間欠動作で、合計で１２００枚の記録材２に画像形成を行い、途中、印刷ジョブの１サイクルが終了する毎に、全面ベタ画像を印刷し、濃度低下や白抜けが発生したか否かを確認した。
【０１００】
本実験では、前述した現像剤消費量検知手段により印刷一枚毎の印字率を算出した。そして直前の一枚の印字率に基づいて、次の一枚を印刷する際の振動付与部材１３の振動条件を調整した。図８の右から２列目の枚数は、直前の一枚の印字率に基づいて振動付与部材１３の振動条件を調整した後の記録材２の枚数を示す。ここでは、コントローラ５０により振動付与部材１３の振動条件のうちで振動周波数を調整した。
【０１０１】
尚、本発明者の検討により、本実施形態の構成では、振動付与部材１３の振動周波数が０Ｈｚ〜４０Ｈｚの間では、振動周波数が高いほど、振動する現像剤搬送板１４ｂによるトナー３０の搬送性能が高くなることが判明した。尚、振動周波数以外の振動条件は、現像剤搬送板１４ｂの往復振動のうちで、現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）の加速度ａ１を１０ｍ／ｓｅｃ２とした。
【０１０２】
更に、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）の加速度ａ２を１５ｍ／ｓｅｃ２に設定した。これにより現像剤搬送板１４ｂの往復の加速度差は、５ｍ／ｓｅｃ２（＝１５ｍ／ｓｅｃ２−１０ｍ／ｓｅｃ２）である。現像剤搬送板１４ｂの振幅は０．８ｍｍとした。
【０１０３】
図８に示すように、印字率が３０％の画像（１）を印刷した記録材２の次の一枚は、振動付与部材１３の振動周波数を４０Ｈｚとした。印字率が５％の画像（２）を印刷した記録材２の次の一枚は、振動付与部材１３の振動周波数を１０Ｈｚとした。印字率が１％の画像（３）を印刷した記録材２の次の一枚は、振動付与部材１３の振動周波数を２Ｈｚとした。現像室１０ｉ内からの現像剤の流出が多いときほど振動付与部材１３の振動周波数を高くしてトナー３０の搬送量を多くした。この実験を通して記録材２上に形成されたトナー像の濃度低下や白抜けが発生することは無かった。
【０１０４】
＜実験２；現像剤消費量検知結果と現像剤残量検知結果との併用＞
前記実験１では、現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧を検知する検知手段として、現像剤消費量検知手段のみを用いた。本実験では、現像剤消費量検知手段に加えて現像剤残量検知手段を併用する。これにより更に精度良く現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧を適正状態に保つことができる。
【０１０５】
例えば、図８において、印刷ジョブの１サイクル目と、８サイクル目とでは、現像装置１０内のトナー３０の量は大きく異なる。印刷ジョブの８サイクル目には、現像装置１０内のトナー３０はかなり消費している。このため印刷ジョブの１サイクル目よりも現像装置１０内のトナー３０の量は少なくなっている。そのため印字率が同じ場合でも印刷ジョブの１サイクル目と、８サイクル目とでは最適な振動付与部材１３の振動条件が異なる。
【０１０６】
具体的には現像剤搬送板１４ｂ上のトナー３０の量が少ない方が搬送速度が低下する。このため印字率が同じでも印刷ジョブの１サイクル目よりもトナー３０の量が少ない８サイクル目の振動付与部材１３の振動周波数を高めに設定する。
【０１０７】
ここで、検知手段となる現像剤消費量検知手段と現像剤残量検知手段とにより現像剤量が検知される。これらの検知手段により検知された現像剤消費量検知結果（現像剤の消費量）と、現像剤残量検知結果（現像剤の残量）とを併用した組み合わせから算出される値に基づいて図９に示す実験２を行った。実験方法は、前記実験１と同様である。図９では、右から３列目に、５０枚の記録材２に印刷する毎に測定した現像装置１０内のトナー残量の検知結果を示している。
【０１０８】
図９において、印刷ジョブの２サイクル目と、８サイクル目とを比較する。印刷ジョブの２サイクル目を開始したときの現像装置１０内のトナー残量は９２ｇ（印刷ジョブの１サイクル目が終了した時点のトナー残量）である。この結果に基づいて、記録材２が１５１枚〜２００枚目の振動付与部材１３の振動周波数は４０Ｈｚとしている。
【０１０９】
一方、印刷ジョブの８サイクル目を開始したときの現像装置１０内のトナー残量は４４ｇ（７サイクル目が終了した時点のトナー残量）である。印刷ジョブの２サイクル目を開始したときと比較すると、４８ｇ（＝９２ｇ−４４ｇ）だけトナー３０の量が減少している。そこで、１０５１枚〜１１００枚目の記録材２に印刷するときの振動付与部材１３の振動周波数は、現像装置１０内のトナー３０の量の減少を考慮して、印刷ジョブの２サイクル目を開始する４０Ｈｚよりも５Ｈｚ高い４５Ｈｚとしている。この実験を通して記録材２上に形成されたトナー像の濃度低下や白抜けが発生することは無かった。
【０１１０】
ここで、前記実験１、２では、現像剤搬送板１４ｂの振動条件として、振動付与部材１３の振動周波数を調整した。他に、トナー搬送性に影響する振動条件であれば別の振動条件を調整することも可能である。例えば、現像剤搬送板１４ｂの往復移動時の現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）の加速度ａ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）の加速度ａ２との加速度差や現像剤搬送板１４ｂの振幅等を調整することも可能である。
【０１１１】
現像剤搬送板１４ｂの往復移動において、現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）は、低加速度で、トナー３０と現像剤搬送板１４ｂとがなるべく滑らないようにし、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）は、高加速度で、トナー３０と現像剤搬送板１４ｂとを滑らせる。これにより現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）に現像剤搬送板１４ｂの移動に伴って搬送した先にトナー３０を置いてくる。この繰り返しが現像剤搬送板１４ｂの往復振動によるトナー３０の搬送原理である。現像剤の搬送方向Ｊ１（往路）の加速度ａ１と、現像剤の反搬送方向Ｊ２（復路）の加速度ａ２との加速度差がトナー３０の搬送性能に影響するのはこのためである。
【０１１２】
本実施形態によれば、現像剤搬送板１４ｂにより現像剤を振動搬送する際に、現像室１０ｉ内への現像剤の流入速度と流出速度のバランスを常に最適な状態に保ち、記録材２上に形成されたトナー像の濃度低下や白抜けのない良好な画像を形成できる。
【実施例２】
【０１１３】
次に、図10及び図11を用いて本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１１４】
本実施形態では、制御手段となるコントローラ５０により振動付与部材１３の振動動作を制御して搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する。このような制御において、トナー３０自体の搬送性能を加味したものである。
【０１１５】
＜トナー３０自体の搬送性能を加味した振動制御＞
現像装置１０内のトナー３０は一般的に使用を重ねると、流動性が低下していく。そして、流動性はトナー３０の搬送性能に影響を及ぼす。同一のトナー３０においては、使用を重ねて流動性が低下するにつれて振動する現像剤搬送板１４ｂによる搬送性能は向上する。
【０１１６】
本実施形態では、現像ローラ１０ｄの回転時間情報を用いてトナー３０の使用履歴から使用を重ねたことによる流動性の低下を推測し、その結果を現像剤搬送板１４ｂの振動条件の調整に反映する。
【０１１７】
現像ローラ１０ｄの回転時間は、記憶手段となるＲＡＭ（Randon Access Memory；ランダムアクセスメモリ）１２に記憶しておくことで把握する。ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）５２がコントローラ５０に現像ローラ１０ｄを回転駆動する駆動源となるモータ１０ｄ１の回転指示を出した時間を現像ローラ１０ｄの回転時間とする。ＣＰＵ５２及びＲＡＭ１２は、現像剤の搬送性能を検知する第二の検知手段を兼ねる。
【０１１８】
現像ローラ１０ｄの使用時間が長いほど、現像装置１０内のトナー３０の流動性は低下し、現像剤搬送板１４ｂの振動によるトナー３０の搬送性能は向上している。これによりコントローラ５０は、振動付与部材１３の圧電素子の両端部の電極に印加する電圧を変更する。これにより現像剤搬送板１４ｂの振動によるトナー３０の搬送量を抑制するように該振動付与部材１３の振動動作を制御する。
【０１１９】
＜制御手段＞
図10は本実施形態の制御手段の構成を示すブロック図である。図４に示して前述した第１実施形態の制御手段の構成と異なるのは以下の通りである。トナー３０の搬送性の予測情報として、現像ローラ１０ｄを回転駆動するモータ１０ｄ１の回転時間を利用する。モータ１０ｄ１の回転時間は、コントローラ５０を介してＣＰＵ５２に送られてくる。本実施形態では、現像剤搬送板１４ｂの振動制御にモータ１０ｄ１の回転時間情報をフィードバックする。現像剤消費量検知情報か現像剤残量検知情報、或いは、その両方の検知情報を用いて、現像剤搬送板１４ｂの振動制御を行う点は、前記第１実施形態の構成と同様であるため重複する説明は省略する。
【０１２０】
＜実験３＞
本実施形態の現像剤搬送板１４ｂの振動調整を適用した画像形成装置１００を用いて実験を行った。実験方法は、前記実験１と同様であるため重複する説明は省略する。
【０１２１】
図11に示す右から３列目に５０枚の記録材２に印刷した毎の現像ローラ１０ｄの積算回転時間を示す。図11を用いて印刷ジョブの２サイクル目と、８サイクル目とを比較する。印刷ジョブの２サイクル目を開始したときの現像ローラ１０ｄの回転時間は６００秒（印刷ジョブの１サイクル目が終了した時点の現像ローラ１０ｄの回転時間）である。この結果に基づいて記録材２が１５２枚〜２０１枚目の振動付与部材１３の振動周波数は４０Ｈｚとしている。
【０１２２】
一方、印刷ジョブの８サイクル目を開始したときの現像ローラ１０ｄの回転時間は４２００秒（７サイクル目が終了した時点の現像ローラ１０ｄの回転時間）である。印刷ジョブの２サイクル目と比較すると３６００秒（＝４２００秒−６００秒）だけ増加しており、トナー３０の流動性が低下していることが想定される。
【０１２３】
そこで、記録材２が１０５２枚〜１１０１枚目の印刷を行なうときの振動付与部材１３の振動周波数は、これを考慮して、印刷ジョブの２サイクル目を開始するときの振動付与部材１３の振動周波数が４０Ｈｚよりも２Ｈｚ低い３８Ｈｚとしている。この実験を通して記録材２上に形成されたトナー像の濃度低下や白抜けが発生することは無かった。
【０１２４】
尚、本実施形態では、トナー３０自体の搬送性を判断する手段として現像ローラ１０ｄの回転時間を用いた。他に、例えば、像担持体となる感光ドラム７の回転時間や、トナー３０の流動性を直接測定する各種の検知手段等を用いることが考えられる。
【０１２５】
また、本実施形態においても前記第１実施形態と同様に、現像剤搬送板１４ｂの振動条件として、振動付与部材１３の振動周波数を調整した一例である。他に、トナー３０の搬送性に影響する振動条件であれば、前述した他の各種の振動条件を調整することが可能である。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【０１２６】
上記各実施形態では、現像装置１０内のトナー３０の量が時々刻々と変化したり、記録材２に印刷する毎にトナー３０の消費量が変化しても、それらの変化を検知し、その検知結果に応じて現像剤搬送板１４ｂの振動条件を逐次適性化する。これにより現像室１０ｉ内のトナー３０の量及び該トナー３０の粉圧が常に適正な状態を維持する。これにより記録材２上に形成されたトナー像の濃度低下や白抜け等の画像不良がない良好な画像を提供し続けることができる。
【実施例３】
【０１２７】
次に、図12を用いて本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１２８】
本実施形態では、搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する制御手段は、以下の通り構成される。図12に示すように、現像剤容器１４の枠部材１４ａに嵌合される蓋部材１４ｄに対して、現像ローラ１０ｄの長手方向に沿って長尺板状の規制部材１４ｅが回動軸１４ｆを中心に回動可能に支持されている。
【０１２９】
規制部材１４ｅの現像剤容器１４の外側に突出された当接部１４ｅ１は、画像形成装置１００本体の装置フレームに移動可能に設けられた位置決め手段となる位置決めボス１８に当接して係止される。これにより現像剤容器１４の現像剤収容部１４ｔ内に挿入された規制部材１４ｅの堰止部１４ｅ２の回動角度θが制御される。
【０１３０】
規制部材１４ｅの回動軸１４ｆには、図示しない捩りコイルバネが嵌装されており、該捩りコイルバネにより規制部材１４ｅは回動軸１４ｆを中心に図12の時計回り方向に常時付勢されている。画像形成装置１００本体の装置フレームに移動可能に設けられた位置決めボス１８は、該捩りコイルバネの付勢力に抗して当接部１４ｅ１に当接して支持する。
【０１３１】
規制部材１４ｅが図12に示す状態で保持されているとき、搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤が堰止部１４ｅ２に当接して堰き止められる。これにより現像剤搬送板１４ｂの上表面１４ｂ３と、堰止部１４ｅ２の下端との間の隙間ｈからのみ現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤が現像剤の搬送方向Ｊ１に搬送される。
【０１３２】
規制部材１４ｅは、位置決め手段となる位置決めボス１８により回動位置が変更可能に位置決めされる。位置決めボス１８は、コントローラ５０により制御される図示しない移動手段により移動可能に構成されている。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例４】
【０１３３】
次に、図13（ａ），（ｂ）を用いて本発明に係る現像剤容器を有する現像装置を備えたプロセスカートリッジを着脱可能に装着する画像形成装置の第４実施形態の構成について説明する。尚、各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。
【０１３４】
本実施形態では、搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する制御手段は、以下の通り構成される。図13（ａ），（ｂ）に示すように、搬送部材となる現像剤搬送板１４ｂは、現像剤容器１４の枠部材１４ａの底板１４ｇ上を現像剤の搬送方向Ｊ１と、その反対方向となる現像剤の反搬送方向Ｊ２とに移動自在に支持されている。
【０１３５】
現像剤搬送板１４ｂの図13（ａ），（ｂ）の左側の端部１４ｂ２の下面には、コイルバネからなる付勢部材２４が設けられている。付勢部材２４の伸長力により現像剤搬送板１４ｂを図13（ａ）に示す現像剤の搬送方向Ｊ１とは反対方向となる現像剤の反搬送方向Ｊ２に常時付勢している。
【０１３６】
現像剤搬送板１４ｂの図13（ａ），（ｂ）の左側の端部１４ｂ２の上面には、該現像剤搬送板１４ｂの上表面１４ｂ３から突出した被振動部となる当接部１４ｂ４が設けられている。現像剤容器１４の枠部材１４ａの側板１４ｈには、複数の当接部２５ａを有する回転部材２５が回転可能に軸支されている。本実施形態の当接部２５ａは、回転部材２５の回転中心から径方向に４５度ずつずれた位置に８個設けられている。
【０１３７】
回転部材２５は、画像形成装置１００本体に設けられた図示しない駆動源となるモータから駆動ギア列を介してコントローラ５０により回転制御される。回転部材２５が図13（ａ），（ｂ）の時計回り方向に回転されると、複数の当接部２５ａが順次、現像剤搬送板１４ｂの上表面１４ｂ３から突出した被振動部となる当接部１４ｂ４に周期的に当接する。これにより付勢部材２４の付勢力に抗して現像剤搬送板１４ｂを現像剤の搬送方向Ｊ１に押圧する。
【０１３８】
制御手段となるコントローラ５０は、回転部材２５の回転動作を制御して現像剤搬送板１４ｂにより搬送される現像剤の搬送量を制御する。例えば、付勢部材２４の伸長力により現像剤搬送板１４ｂを図13（ａ）に示す現像剤の反搬送方向Ｊ２に作用する加速度ａ２を考慮する。更に、回転部材２５が回転して当接部２５ａが当接部１４ｂ４を押圧する際に作用する加速度ａ１を考慮する。現像剤の反搬送方向Ｊ２の加速度ａ２を、現像剤の搬送方向Ｊ１の加速度ａ１よりも大きくする。これにより現像剤搬送板１４ｂの上表面１４ｂ３上に載置された現像剤が現像剤の搬送方向Ｊ１に移動する。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【０１３９】
Ｊ１…現像剤の搬送方向
Ｊ２…現像剤の反搬送方向
１４…現像剤容器
１４ｂ…現像剤搬送板（搬送部材）
１９…開口
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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