(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよび磁性体であるキャリアを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽内に補給され循環路において循環される現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像部と、
前記循環路から前記現像剤槽内の現像剤の一部を排出する排出部に続く接続経路と、
前記接続経路に設けられ、前記循環路内の現像剤が前記排出部に向かう方向と逆の方向に現像剤を搬送する逆向き搬送部と、
前記逆向き搬送部を迂回して現像剤を前記排出部に導出可能な導出経路と、
前記導出経路における現像剤の導出を抑止可能な抵抗部材と、
前記現像剤槽内の現像剤の流動性に関する情報を流動性情報として取得する取得部と、
前記流動性情報に基づいて、前記抵抗部材を制御して現像剤の排出量を調節する制御部と、
を有する現像装置。
【請求項２】
前記取得部は、単位時間当たりに前記導出経路を通過する現像剤の量を前記流動性情報として取得する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記抵抗部材は、前記導出経路の近傍において移動可能に設けられた磁性体を含み、
前記制御部は、前記磁性体を前記導出経路に接近させることにより、現像剤の導出を抑止し、前記磁性体を前記導出経路から離間させることにより、現像剤の導出を許容する請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記抵抗部材は、前記導出経路の近傍に設けられた電磁石を含み、
前記制御部は、前記電磁石に供給する電流を増加させることにより、現像剤の導出を抑止し、前記電磁石に供給する電流を減少させることにより、現像剤の導出を許容する請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記抵抗部材は、前記導出経路に移動可能に設けられる可動壁を含み、
前記制御部は、前記導出経路の一部を塞ぐ位置に前記可動壁を移動させることにより現像剤の導出を抑止し、前記導出経路を塞がない位置に前記可動壁を退避させることにより現像剤の導出を許容する請求項１または請求項２に記載の現像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記流動性情報から前記現像剤槽内の現像剤の流動性が高いか否かを判断し、流動性が高いと判断した場合は、前記抵抗部材により現像剤の導出を抑止する請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記制御部は、所定のタイミングにおいて前記流動性情報から前記現像剤槽内の現像剤の流動性の程度を判断し、前記流動性の程度に応じて前記抵抗部材により現像剤の導出を抑止する時間を決定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記取得部は、前記現像剤槽外部の温度、湿度、および循環が停止して現像剤が放置される放置時間のうち少なくとも一つを流動性情報として取得する請求項１〜７のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記取得部は、磁気センターまたは光学センサーにより前記導出経路を通過する現像剤の量を前記流動性情報として取得する請求項１〜８のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記排出部から排出された現像剤の重量を検知する重量検知センサーをさらに有し、
前記取得部は、前記重量検知センサーにより検知された現像剤の重量の増加率を前記流動性情報として取得する請求項１〜９のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項１１】
トナーおよび磁性体であるキャリアを含む現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽内に補給され循環路において循環される現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像部と、
前記循環路から前記現像剤槽内の現像剤の一部を排出する排出部に続く接続経路と、
前記接続経路に設けられ、前記循環路内の現像剤が前記排出部に向かう方向と逆の方向に現像剤を搬送する逆向き搬送部と、
前記逆向き搬送部を迂回して現像剤を前記排出部に導出可能な導出経路と、
前記導出経路における現像剤の導出を抑止可能な抵抗部材と、
前記現像剤槽内の現像剤の流動性に関する情報を流動性情報として取得する取得部と、
前記流動性情報に基づいて、前記抵抗部材を制御して現像剤の排出量を調節する制御部と、
画像形成部と、
を有する画像形成装置。
【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】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像し、感光体上にトナー像を形成する。現像においては、たとえば、トナーと磁性粒子であるキャリアとからなる２成分現像剤が用いられる。現像剤は現像装置内で撹拌されつつ循環搬送され、トナーとキャリアとが相互に摩擦帯電される。
【０００３】
上記の２成分現像剤を用いた方式において、トナーは現像により消費され、消費された分の新しいトナーが補給される。一方、キャリアは現像によって消費されずに反復使用される。このため、現像装置内のキャリアは徐々に劣化する。そこで、トナーと共に新しいキャリアを補給し、溢れた現像剤を少しずつ外部に排出するトリクル現像方式が提案されている。トリクル現像方式を採用することにより、現像装置内のキャリアを入れ替え、キャリアの劣化レベルを一定の範囲内に抑えられる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
このトリクル現像方式においては、現像装置内の現像剤量が増加しすぎると、現像剤を撹拌・搬送するスクリューの負荷が高くなり、スクリューが破損する虞がある。一方、現像装置内の現像剤量が減少しすぎると、現像剤の供給ムラが発生し、形成される画像にかすれ等の不具合が生じる虞がある。したがって、トリクル現像方式においては、現像装置内の現像剤量を適切な範囲内に安定させることが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３４９７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、トリクル現像方式における現像剤の排出量は、現像剤の流動性に大きく依存する。現像剤の流動性は、現像剤の投入直後や現像剤の撹拌を止めて放置した後等、帯電量が減少したときに高くなり、帯電量が増加したときに低くなる。現像剤の流動性が高い場合には、現像剤が溢れやすくなるため排出量は過多となり、流動性が低い場合には、現像剤が溢れにくくなるため排出量は過少となる。特許文献１記載の技術では、現像剤の流動性を全く考慮していないため、たとえば現像剤の流動性が高い場合には、現像剤が過剰に排出されてしまう。これでは現像装置内の現像剤量を安定させることはできず、問題となる。また、特許文献１には、現像剤の補給口および排出口を開閉するシャッターの摺動部にマグネットを取り付けることが記載されている。しかし、特許文献１記載の技術はシール性の向上を目的とするものであり、現像装置内の現像剤量を安定させるためのものではない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、現像剤の流動性を考慮して現像剤の排出量を調節する現像装置および画像形成装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
（１）トナーおよび磁性体であるキャリアを含む現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽内に補給され循環路において循環される現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像部と、前記循環路から前記現像剤槽内の現像剤の一部を排出する排出部に続く接続経路と、前記接続経路に設けられ、前記循環路内の現像剤が前記排出部に向かう方向と逆の方向に現像剤を搬送する逆向き搬送部と、前記逆向き搬送部を迂回して現像剤を前記排出部に導出可能な導出経路と、前記導出経路における現像剤の導出を抑止可能な抵抗部材と、前記現像剤槽内の現像剤の流動性に関する情報を流動性情報として取得する取得部と、前記流動性情報に基づいて、前記抵抗部材を制御して現像剤の排出量を調節する制御部と、を有する現像装置。
【００１０】
（２）前記取得部は、単位時間当たりに前記導出経路を通過する現像剤の量を前記流動性情報として取得する上記（１）に記載の現像装置。
【００１１】
（３）前記抵抗部材は、前記導出経路の近傍において移動可能に設けられた磁性体を含み、前記制御部は、前記磁性体を前記導出経路に接近させることにより、現像剤の導出を抑止し、前記磁性体を前記導出経路から離間させることにより、現像剤の導出を許容する上記（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１２】
（４）前記抵抗部材は、前記導出経路の近傍に設けられた電磁石を含み、前記制御部は、前記電磁石に供給する電流を増加させることにより、現像剤の導出を抑止し、前記電磁石に供給する電流を減少させることにより、現像剤の導出を許容する上記（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１３】
（５）前記抵抗部材は、前記導出経路に移動可能に設けられる可動壁を含み、前記制御部は、前記導出経路の一部を塞ぐ位置に前記可動壁を移動させることにより現像剤の導出を抑止し、前記導出経路を塞がない位置に前記可動壁を退避させることにより現像剤の導出を許容する上記（１）または（２）に記載の現像装置。
【００１４】
（６）前記制御部は、前記流動性情報から前記現像剤槽内の現像剤の流動性が高いか否かを判断し、流動性が高いと判断した場合は、前記抵抗部材により現像剤の導出を抑止する上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の現像装置。
【００１５】
（７）前記制御部は、所定のタイミングにおいて前記流動性情報から前記現像剤槽内の現像剤の流動性の程度を判断し、前記流動性の程度に応じて前記抵抗部材により現像剤の導出を抑止する時間を決定する上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の現像装置。
【００１６】
（８）前記取得部は、前記現像剤槽外部の温度、湿度、および循環が停止して現像剤が放置される放置時間のうち少なくとも一つを流動性情報として取得する上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の現像装置。
【００１７】
（９）前記取得部は、磁気センターまたは光学センサーにより前記導出経路を通過する現像剤の量を前記流動性情報として取得する上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の現像装置。
【００１８】
（１０）前記排出部から排出された現像剤の重量を検知する重量検知センサーをさらに有し、前記取得部は、前記重量検知センサーにより検知された現像剤の重量の増加率を前記流動性情報として取得する上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の現像装置。
【００１９】
（１１）トナーおよび磁性体であるキャリアを含む現像剤を収容する現像剤槽と、前記現像剤槽内に補給され循環路において循環される現像剤により像担持体の静電潜像を現像する現像部と、前記循環路から前記現像剤槽内の現像剤の一部を排出する排出部に続く接続経路と、前記接続経路に設けられ、前記循環路内の現像剤が前記排出部に向かう方向と逆の方向に現像剤を搬送する逆向き搬送部と、前記逆向き搬送部を迂回して現像剤を前記排出部に導出可能な導出経路と、前記導出経路における現像剤の導出を抑止可能な抵抗部材と、前記現像剤槽内の現像剤の流動性に関する情報を流動性情報として取得する取得部と、前記流動性情報に基づいて、前記抵抗部材を制御して現像剤の排出量を調節する制御部と、画像形成部と、を有する画像形成装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の現像装置によれば、流動性情報に基づいて磁性体の動作を制御する。これにより、現像剤の流動性を考慮して現像剤の排出量を調節できるため、現像装置内の現像剤量を安定させられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置を説明するための断面図である。
【図２】図１に示される現像装置を説明するための概略構成図である。
【図３】図２に示される現像装置の排出部を拡大して示す概略構成図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図５】本実施形態に係る排出量調節処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１実施形態に係る現像装置において排出量調節処理が行われる様子を示す図である。
【図７】図６のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】第２実施形態に係る現像装置を説明するための概略構成図である。
【図９】図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図１０】第３実施形態に係る現像装置を説明するための概略構成図である。
【図１１】印刷枚数と現像装置内の現像剤量との関係を示す図である。
【図１２】現像剤の流動性と飽和現像剤量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置を説明するための断面図である。
【００２４】
図１に示される画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置とも称され、４組の画像形成部によりカラー画像形成を行う。画像形成装置Ａは、電子写真方式の作像プロセスを用いて画像データを画像形成用紙等（記録媒体）の用紙上に画像形成する。
【００２５】
４組の画像形成部は、イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍ、シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、ブラック（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋである。
【００２６】
画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、その周囲に配置された帯電部２Ｙ、光書込部３Ｙ、現像装置４Ｙおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｙとを有する。同様に、画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体ドラム１Ｍと、その周囲に配置された帯電部２Ｍ、光書込部３Ｍ、現像装置４Ｍおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｍとを有する。画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体ドラム１Ｃと、その周囲に配置された帯電部２Ｃ、光書込部３Ｃ、現像装置４Ｃおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｃとを有する。画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１Ｋと、その周囲に配置された帯電部２Ｋ、光書込部３Ｋ、現像装置４Ｋおよび感光体ドラムクリーニング装置５Ｋとを有する。なお、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋのそれぞれの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃおよび１Ｋ、帯電部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ、光書込部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃおよび３Ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃおよび４Ｋ、並びに感光体ドラムクリーニング装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃおよび５Ｋは、それぞれ同様の機能を有する構成である。したがって、以下では、特に区別がある場合を除き、符号Ｙ、Ｍ、ＣまたはＫを付さずに表記する。
【００２７】
現像装置４には、キャリアおよびトナーを含む二成分現像剤（以下、「現像剤」と称する。）が収容され、現像方式としてトリクル現像方式が採用されている。現像装置４の詳細については、後述する。
【００２８】
本実施形態の画像形成処理においては、像担持体として、感光体ドラム１および中間転写ベルト６が用いられる。
【００２９】
中間転写ベルト６は、無端ベルトであり、複数のローラーにより架設され、走行可能に支持される。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃおよび１０Ｋに形成された各色のトナー像は、一次転写部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃおよび７Ｋにより走行する中間転写ベルト６上に逐次転写される。これにより、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の層が重畳したカラー画像（トナー像）が中間転写ベルト６上に一次転写される。
【００３０】
用紙搬送部２０は、用紙Ｓを搬送する。用紙Ｓは、給紙トレイ２９１、２９２および２９３に収容されており、第１給紙部２１により給紙され、ループ形成ローラー対２２およびレジストローラー対２３を経て、二次転写部３０に搬送される。
【００３１】
二次転写部３０は、中間転写ベルト６上のカラートナー像を、用紙Ｓ上に二次転写する。二次転写部３０は、中間転写ベルト６の近傍かつ用紙搬送部２０の下流に配置されたローラーあるいはベルトにより構成されており、用紙搬送部２０から送られてきた用紙Ｓを中間転写ベルト６側に押圧し、カラー画像を用紙Ｓ上に転写する。二次転写後、用紙Ｓは、定着装置５０に送られる。カラー画像が転写された用紙Ｓは、定着装置５０のニップ部Ｎにおいて熱と圧力とが加えられることにより、用紙Ｓ上のトナー像が溶融定着される。そして、用紙Ｓは、排紙ローラー２５により装置外に排紙される。
【００３２】
画像形成装置Ａの上記各部は、制御部９０と接続されており、制御部９０により適宜制御される。制御部９０の一部として構成されるＣＰＵ（不図示）は、現像装置４における現像剤の流動性情報を取得する処理や現像剤の排出量を調節する処理等を実行する。これらの処理の詳細については後述する。なお、これらの処理に対応するプログラムは、制御部９０に含まれる記憶部（不図示）等に格納される。画像形成装置Ａの上記各部の各機能は、ＣＰＵが対応するプログラムを実行することにより発揮される。
【００３３】
なお、画像形成装置Ａは、それぞれ上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。
【００３４】
次に、画像形成装置Ａにより用紙に画像形成する電子写真プロセスについて説明する。
【００３５】
まず、スリットＳＬを頂部に備える原稿台に原稿が載置され、載置された原稿は、画像読取り装置ＳＣの走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、原稿からの反射光がミラーを介してラインイメージセンサーによって読み込まれ光電変換される。光電変換されて生成された色毎の画像情報信号は、画像処理部（不図示）によりアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が施された後、対応する色の画像形成部１０の光書込部３にそれぞれ入力される。
【００３６】
画像形成部１０の光書込部３は、画像情報信号を感光体ドラム１に書き込み、感光体ドラム１上に画像情報信号に基づく潜像を形成する。具体的には、感光体ドラム１は、有機光導電体（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＯＰＣ）を含むポリカーボネイト等の樹脂からなる感光層を金属基体上に有している。感光体ドラム１の表面は、スコロトロンタイプ等のコロナ放電極からなる帯電部２により生成されるイオンにより帯電され、光書込部３は画像情報信号に基づいて感光体ドラム１上を走査露光する。帯電された感光体ドラム１の露光された部分は電位が低下し、画像情報信号に対応する静電潜像が感光体ドラム１上に形成される。現像装置４は、静電力を利用して感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーで現像し、各色に対応するトナー像が形成される。
【００３７】
ここで、現像するためのトナーは、感光体ドラム１と同じ電極に帯電している。たとえば、感光体ドラム１は負極に帯電される。負極に帯電された感光体ドラム１上の領域のうち、光書込部３により電位が低下した潜像部分にだけ、負極に帯電したトナーが付着され、感光体ドラム１上に静電潜像を形成できる。感光体ドラム１上の静電潜像は、中間転写ベルト６上に一次転写され、中間転写ベルト６上にトナー像を形成できる。この時、中間転写ベルト６を正極に帯電することによって、負極に帯電したトナーの中間転写ベルト６への転写を促すことができる。なお、中間転写ベルト６上には、印刷濃度や、色または画像形成位置の補正等のために、用紙Ｓに転写させないパッチが形成される。パッチを形成するためのトナーは、静電潜像を形成するためのトナー同様、負極に帯電している。それから、中間転写ベルト６上に形成されたトナー像は、二次転写部３０において、用紙Ｓ上に二次転写される。この時、用紙Ｓを負極に帯電することによって、中間転写ベルト６により正極に帯電されたトナー像の、用紙Ｓへの転写を促すことができる。
【００３８】
［現像装置４］
次に、現像装置４の構成について、詳細に説明する。
【００３９】
図２は、図１に示される現像装置を説明するための概略構成図である。図３は、図２に示される現像装置の排出部近傍を拡大して示す概略構成図である。図４は、図３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【００４０】
図２に示すように、現像装置４は、現像剤槽４０、補給部４１、接続部４２、排出部４３、および現像ローラー４４を有する。
【００４１】
現像剤槽４０は、トナーおよびキャリアが混合された現像剤を収容する容器である。現像剤槽４０には、収容された現像剤を撹拌しつつ循環させる循環路４００が設けられている。循環路４００には、複数の撹拌スクリュー４０１が設けられている。現像剤は、各撹拌スクリュー４０１の回転によって撹拌されつつ搬送され、白抜き矢印によって示されるように循環路４００内を循環する。
【００４２】
補給部４１は、現像剤槽４０外部のトナーカートリッジやキャリアカートリッジ等（不図示）から、現像剤槽４０内にトナーおよびキャリアを補給する。トナーおよびキャリアは別々に補給されてもよく、あるいは予め混合された状態で補給されてもよい。
【００４３】
接続部４２は、現像剤槽４０の内部に循環路４００と隣接して設けられる。接続部４２は、循環路４００と排出部４３とを接続する。
【００４４】
排出部４３は、現像剤槽４０の内部に接続部４２と隣接して設けられる。排出部４３は、接続部４２を通じて移動した現像剤を、現像剤槽４０の外部へ排出する。
【００４５】
現像ローラー４４は、現像部として、感光体ドラム１にトナーを供給し、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。
【００４６】
次に、現像装置４の接続部４２および排出部４３について、詳細に説明する。
【００４７】
図３に示すように、接続部４２は、接続経路４２０および逆向きスクリュー４２１を有する。接続経路４２０は、循環路４００および排出部４３間を接続する。接続経路４２０上には、逆向きスクリュー４２１が設けられている。逆向きスクリュー４２１は、逆向き搬送部として、循環路４００内の現像剤が排出部４３に向かう方向とは逆の方向に現像剤を搬送する。すなわち、逆向きスクリュー４２１は、現像剤を、循環路４００側に搬送する。
【００４８】
また、接続部４２は、接続経路４２０と並行し、逆向きスクリュー４２１を迂回して現像剤を排出部４３に導出可能な導出経路４２２を有する。導出経路４２２は、たとえば接続経路４２０を外方に拡張し、逆向きスクリュー４２１と現像剤槽４０の内壁との間を現像剤が流動可能となるように形成される。導出経路４２２の入口付近、すなわち導出経路４２２の上流側の近傍には、抵抗部材として、磁性体４２３が移動可能に設けられている。磁性体４２３は、制御部９０によるモーターの駆動等によって、導出経路４２２に対して接近および離間するように移動する。磁性体４２３は、たとえば図４に示すように、導出経路４２２の上方となる位置と、逆向きスクリュー４２１の回転軸と同じ高さとなる位置との間を移動する。また、導出経路４２２には、導出経路４２２を通過する現像剤の量を検知するセンサー（不図示）が設けられている。センサーとしては、たとえば、磁気センサーや光学センサー等が用いられる。
【００４９】
排出部４３は、図３に示すように、接続部４２を介して循環路４００と接続されている。排出部４３は、排出口４３０および搬送スクリュー４３１を有する。搬送スクリュー４３１は、接続部４２から送られてきた現像剤を排出口４３０へ搬送する。排出口４３０は、搬送スクリュー４３１によって搬送された現像剤を外部に排出する。
【００５０】
［現像剤の排出量調節処理］
次に、現像装置４によって実行される現像剤の排出量調節処理について説明する。
【００５１】
図５は、本実施形態に係る排出量調節処理の一例を示すフローチャートである。図６は、第１実施形態に係る現像装置において排出量調節処理が行われる様子を示す図である。図７は、図６のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。なお、図５のフローチャートに示される処理は、制御部９０の記憶部にプログラムとして記憶されており、制御部９０のＣＰＵにより実行される。
【００５２】
図５に示すように、制御部９０は、現像剤の排出量調節処理を開始する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部９０は、電源投入時やスタンバイ状態からの復帰時といった所定のタイミング、あるいはユーザーから指示された任意のタイミング等において、排出量調節処理を開始する。
【００５３】
続いて、制御部９０は、取得部として、現像剤槽４０内の現像剤の流動性に関する情報である流動性情報を取得する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部９０は、導出経路４２２に設けられたセンサーから、単位時間当たりに導出経路４２２を通過する現像剤の量を取得する。
【００５４】
続いて、制御部９０は、ステップＳ１０２において取得した流動性情報に基づいて、現像剤槽４０内の現像剤の流動性が高いか否かを判断する（ステップＳ１０３）。具体的には、制御部９０は、流動性情報として取得した導出経路４２２を通過する現像剤の量が所定の閾値より大きいか否かを判断する。ここで、通過する現像剤の量が所定の閾値より大きい場合は、現像剤の流動性が高いと判断され、通過する現像剤の量が所定の閾値より小さい場合は、現像剤の流動性が低いと判断される。
【００５５】
現像剤の流動性が高いと判断された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、制御部９０は、現像剤槽４０から排出される現像剤量を抑制する排出抑止動作を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部９０は、図４および図７に示すように、導出経路４２２の近傍に設けられた磁性体４２３を、導出経路４２２に接近させる。制御部９０は、たとえば図７の右側のグラフにおいて流動性が高まった場合のように、磁性体４２３の中心位置の高さが、逆向きスクリュー４２１の回転軸の中心位置と同じ高さとなるまで、磁性体４２３を移動させる。これにより、図６および図７に示すように、現像剤に含まれる磁性粒子であるキャリアが磁性体４２３に引き寄せられて凝集し、導出経路４２２における現像剤の流動が抑止される。その結果として、循環路４００から排出部４２への現像剤の導出が抑止され、現像剤槽４０からの現像剤の排出が抑止される。
【００５６】
一方、現像剤の流動性が低いと判断された場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、制御部９０は、磁性体４２３を導出経路４２２に接近させずに離間させた状態として、ステップＳ１０５の処理に進む。この場合、キャリアは磁性体４２３に引き寄せられず、導出経路４２２における現像剤の導出は抑止されない。したがって、現像剤の排出は許容された状態となる。
【００５７】
続いて、制御部９０は、排出量調節処理を終了するタイミングであるか否かを判断する（ステップＳ１０５）。排出量調節処理を終了するタイミングとしては、たとえば、画像形成装置Ａの電源が遮断される時やスタンバイ状態への切換時等の所定のタイミング、あるいはユーザーから処理終了の指示を受け付けたタイミング等が設定される。
【００５８】
排出量調節処理を終了するタイミングでない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部９０は、ステップＳ１０２の処理に戻り、排出量調節処理を継続する。
【００５９】
排出量調節処理を終了するタイミングである場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部９０は、排出量調節処理を終了する。
【００６０】
以上のように、本実施形態の画像形成装置Ａによれば、流動性情報に基づいて磁性体４２３の動作を制御する。これにより、現像剤の流動性を考慮して現像剤の排出量を調節できるため、現像装置４内の現像剤量を安定させられる。
【００６１】
また、画像形成装置Ａは、単位時間当たりに導出経路４２２を通過する現像剤の量を流動性情報として取得する。これにより、現像剤の流動性を正確に検知でき、排出量調節処理をより適切に実行できる。
【００６２】
また、画像形成装置Ａは、磁気センサーまたは光学センサーにより導出経路４２２を通過する現像剤の量を流動性情報として取得する。これにより、現像剤の流動を阻害することなく導出経路４２２を通過する現像剤の量を検知できる。
【００６３】
また、画像形成装置Ａは、抵抗部材として導出経路４２２の近傍において移動可能に設けられた磁性体４２３を含み、磁性体４２３を導出経路４２２に接近させることにより現像剤の導出を抑止し、離間させることにより現像剤の導出を許容する。これにより、現像剤槽４０内に複雑な機構を設けることなく現像剤の排出量を調節できる。その結果として、装置の製造やメンテナンスが容易となる。
【００６４】
なお、上記の実施形態においては、流動性情報として、単位時間当たりに導出経路４２２を通過する現像剤の量を取得したが、これに限定されない。たとえば、排出部４３の外部に、排出部４３から排出された現像剤の重量を検知する重量検知センサーを設け、重量検知センサーによって検知された現像剤の重量の増加率を、流動性情報として取得してもよい。この場合、現像剤の重量の増加率が増加したときは、現像剤の流動性が高くなっていると判断でき、現像剤の重量の増加率が減少したときは、現像剤の流動性が低くなっていると判断できる。これにより、現像剤の流動性や流動性の変化の傾向を検知でき、適切な排出量調節を実行できる。
【００６５】
また、上記の実施形態においては、排出量調節処理は、処理終了タイミングまで連続的に実行するものとして説明したが、これに限定されない。排出量調節処理は、事前に設定された所定のタイミングで実行されるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記の実施形態においては、流動性は「高い」または「低い」の二段階で判断されるものとして説明したが、これに限定されない。流動性は多段階で判断され、それぞれの段階に応じて排出抑止動作の程度が調節されるようにしてもよい。たとえば、流動性の程度に応じて、磁性体４２３を導出経路４２２に接近させる距離を変化させてもよい。
【００６７】
また、上記の実施形態においては、流動性情報として、単位時間当たりに導出経路４２２を通過する現像剤の量が用いられたが、これに限定されない。流動性情報として、現像剤槽４０外部の温度湿度、または現像剤の循環が停止して現像剤が放置される時間である放置時間が用いられてもよい。
【００６８】
以下では、排出量調節処理が事前に設定された所定のタイミングで実行され、流動性が多段階で判断され、流動性情報として現像剤槽４０外部の温度湿度および放置時間が用いられる場合の例について、詳細に説明する。
【００６９】
［変形例１］
排出量調節処理が実行される所定のタイミングは、たとえば、画像形成装置Ａの電源が投入された時やスタンバイ状態から復帰した時、現像剤が投入された時等としてもよく、あるいは１時間毎等、一定の駆動時間が経過する毎としてもよい。
【００７０】
排出量調節処理が実行されると、制御部９０は、流動性情報として、現像剤槽４０外部の温度湿度環境および放置時間を取得する。制御部９０は、取得した温度湿度環境および放置時間と、記憶部に予め格納された下記表１および表２に示すような判断マトリクスとに基づいて、排出抑止動作の作動時間を決定する。
【００７１】
【表１】
0006287617.tif 000002
【００７２】
【表２】
0006287617.tif 000003
【００７３】
表１に示す温度湿度環境について、ＨＨは、温度が高く、湿度が高い環境を示し、たとえば、温度３０℃以上かつ湿度８０％以上の環境を示す。ＬＬは、温度が低く、湿度が低い環境を示し、たとえば、温度１０℃未満かつ湿度１５％未満の環境を示す。ＮＮは、ＨＨおよびＬＬ以外の温度および湿度の組み合わせの環境を示す。表１に示す例において、放置時間が長くなるほど、現像剤の流動性は高く設定されている。これは、現像剤の撹拌を止めて放置することにより、現像剤に含まれるトナーおよびキャリアの帯電量が減少してトナーおよびキャリア間の抵抗が減少し、流動性が高まるためである。
【００７４】
表１および表２に示す例において、たとえば、放置時間が「６時間」、温度が「２０℃」、湿度が「５０％」である場合を考える。表１において放置時間は「０〜１２時間」の範囲であり、温度湿度環境は「ＮＮ」であるため、現像剤の流動性は「低」と判断される。したがって、表２に基づいて、排出抑止動作の作動時間は「３分」に決定される。この場合、制御部９０は、排出抑止動作を３分間実行する。
【００７５】
また、たとえば、放置時間が「１８時間」、温度が「３５℃」、湿度が「８５％」である場合を考える。表１において放置時間は「１２〜２４時間」の範囲であり、温度湿度環境は「ＨＨ」であため、現像剤の流動性は「高」と判断される。したがって、表２に基づいて、排出抑止動作の作動時間は「１０分」に決定される。この場合、制御部９０は、排出抑止動作を１０分間実行する。
【００７６】
［変形例２］
上記の変形例１においては、流動性情報として放置時間および温度湿度環境を用いて現像剤の流動性を判断し、排出抑止動作の作動時間を決定したが、これに限定されない。さらに他の要素を加味して流動性の判断を行い、排出抑止動作の作動時間を決定してもよい。
【００７７】
まず、放置時間および温度湿度環境に加えて、トナーとトナーを含む現像剤との質量比であるトナー濃度を考慮する場合について説明する。
【００７８】
下記表３に、放置時間および温度湿度環境に加えてトナー濃度を考慮した場合の、排出抑止動作の作動時間を決定するための判断マトリクスの一例を示す。
【００７９】
【表３】
0006287617.tif 000004
【００８０】
表３に示すトナー濃度レベルは、現像剤槽４０内のトナー濃度と、予め設定された目標トナー濃度との差異に基づいて決定される。現像剤槽４０内のトナー濃度が、たとえば目標トナー濃度よりも１％以上高い場合は「高い」と判断され、１％以上低い場合は「低い」と判断される。また、現像剤槽４０内のトナー濃度と目標トナー濃度との差異が１％未満の場合、トナー濃度レベルは「中心」と判断される。目標トナー濃度は、たとえば７％程度に設定される。表３に示す例では、同じ放置時間および温度湿度環境の条件下において、トナー濃度が高いほど現像剤の流動性は低くなると考えられるため、トナー濃度が高い場合いほど排出抑止動作の作動時間は短く設定されている。一方、トナー濃度が低いほど現像剤の流動性は高くなると考えられるため、トナー濃度が低いほど排出抑止動作の作動時間は長く設定されている。
【００８１】
［変形例３］
続いて、放置時間および温度湿度環境に加えて、印刷時のカバレッジを考慮する場合について説明する。カバレッジとは、印刷ページにおいてトナーが使用される部分の面積がページ全体の面積に占める割合を示す。
【００８２】
下記表４に、放置時間および温度湿度環境に加えて、排出量調節処理の実行前に行われた印刷処理におけるカバレッジを考慮した場合の、排出抑止動作の作動時間を決定するための判断マトリクスの一例を示す。
【００８３】
【表４】
0006287617.tif 000005
【００８４】
表４に示すカバレッジレベルは、排出量調節処理を実行する直前に印刷された１０００枚のカバレッジの平均値に基づいて決定される。たとえば、カバレッジの平均値が５０％以上の場合、カバレッジレベルは「高」と判断される。また、カバレッジの平均値が１０％以上５０％未満の場合、カバレッジレベルは「中」と判断され、カバレッジの平均値が１０％未満の場合、カバレッジレベルは「低」と判断される。表４に示す例では、同じ放置時間および温度湿度環境の条件下において、カバレッジレベルが「高」または「中」の場合は、カバレッジレベルが「低」の場合よりも現像剤の流動性が高くなると考えられる。したがって、カバレッジレベルが「高」または「中」の場合は、「低」の場合よりも、排出抑止動作の作動時間が長く設定されている。
【００８５】
［変形例４］
続いて、放置時間および温度湿度環境に加えて、現像剤の走行距離を考慮する場合について説明する。現像剤の走行距離とは、現像装置４内に補給された現像剤が循環搬送されて移動した距離である。現像剤の走行距離は、たとえば撹拌スクリュー４０１の回転数等から算出される。
【００８６】
下記表５に、放置時間および温度湿度環境に加えて、排出量調節処理を実行する時点における現像剤の走行距離を考慮した場合の、排出抑止動作の作動時間を決定するための判断マトリクスの一例を示す。
【００８７】
【表５】
0006287617.tif 000006
【００８８】
表５に示す現像剤走行距離レベルは、予め定められた現像剤の耐久寿命と、排出量調節処理を実行する時点における現像剤の走行距離との比率に基づいて決定される。たとえば、走行距離が耐久寿命に対して２０％未満の場合、走行距離レベルは「初期」と判断される。また、走行距離が耐久寿命に対して２０％以上８０％未満の場合、走行距離レベルは「中期」と判断され、走行距離が耐久寿命に対して８０％以上の場合、走行距離レベルは「耐久末期」と判断される。表５に示す例では、同じ放置時間および温度湿度環境の条件下において、現像剤走行距離レベルが「初期」の場合は、「中期」または「耐久末期」の場合よりも現像剤の流動性が高くなると考えられる。したがって、現像剤走行距離レベルが「初期」の場合は、「中期」または「耐久末期」の場合よりも、排出抑止動作の作動時間が長く設定されている。
【００８９】
なお、画像形成装置Ａは、表１〜表５に示したような例に加え、トナーおよびキャリアの帯電量やトナーの補給サイクル、現像装置の連続駆動時間等も考慮して現像剤の流動性を判断し、排出抑止動作の作動時間を決定してもよい。
【００９０】
このように、所定のタイミングにおいて流動性情報から現像剤槽４０内の現像剤の流動性の程度を判断し、流動性の程度に応じて現像剤排出抑止動作の作動時間を決定することにより、より効率的に精度の高い排出量調節処理を実行できる。
【００９１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１実施形態の画像形成装置と同様の構成については、同じ参照番号を付け、その説明を省略する。
【００９２】
第２実施形態の画像形成装置の構成は、図１に示される画像形成装置の構成と、現像装置４の構成のみが異なり、それ以外の構成は同様である。
【００９３】
第１実施形態では、抵抗部材として導出経路４２２の近傍に移動可能な磁性体４２３を設け、磁性体４２３を移動させることによって現像剤の排出量を調節する。しかし、抵抗部材として電磁石を用い、電磁石に流す電流の大きさによって現像剤の排出量を調節してもよい。第２実施形態では、抵抗部材として導出経路４２２の上流側の近傍に電磁石を設け、電磁石に流す電流の大きさによって現像剤の排出量を調節する場合について説明する。
【００９４】
図８は、第２実施形態に係る現像装置を説明するための概略構成図である。図９は、図８のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００９５】
図８および図９に示すように、現像装置４において、導出経路４２２の入口付近、すなわち導出経路４２２の上流側の近傍には、電磁石４２４が設けられている。電磁石４２４に流れる電流の大きさは、制御部９０によって制御される。
【００９６】
第２実施形態の画像形成装置における排出量調節処理の流れは、図５のフローチャートに示される第１実施形態の画像形成装置における排出量調節処理の流れと同様である。
【００９７】
第２実施形態では、図５のステップＳ１０４の処理において排出抑止動作を実行する際、制御部９０は、図９の右側のグラフにおいて流動性が高まった場合のように、電磁石４２４に供給する電流の大きさを増加させる。電磁石４２４に供給される電流の大きさが増加することにより、電磁石４２４の磁力が強まる。これにより、図８および図９に示すように、現像剤に含まれる磁性粒子であるキャリアが電磁石４２４に引き寄せられて凝集し、導出経路４２２における現像剤の流動が抑止される。その結果として、循環路４００から排出部４３への現像剤の導出が抑止され、現像剤槽４０からの現像剤の排出が抑止される。
【００９８】
一方、ステップＳ１０３の処理において現像剤の流動性が低いと判断された場合、制御部９０は、電磁石４２４に供給する電流の大きさを減少させた状態でステップＳ１０５の処理に進む。この場合、キャリアは電磁石４２４に引き寄せられず、導出経路４２２における現像剤の導出は抑止されない。したがって、現像剤の排出は許容された状態となる。
【００９９】
以上のように、第２実施形態の画像形成装置Ａによれば、抵抗部材として導出経路４２２の近傍に設けられた電磁石４２４を含み、電磁石４２４に供給する電流の大きさを変化させることにより、現像剤の排出量を調節する。これにより、複雑な可動機構を設けることなく、簡単な構成により現像剤の排出量を調節できる。その結果、装置の製造やメンテンナンスが容易となる。
【０１００】
第２実施形態においても、第１実施形態の変形例１〜４と同様に流動性は多段階で判断して、排出抑止動作の適用時間を変更してもよい。
【０１０１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の画像形成装置について説明する。なお、第１実施形態の画像形成装置と同様の構成については、同じ参照番号を付け、その説明を省略する。
【０１０２】
第３実施形態の画像形成装置の構成は、図１に示される画像形成装置の構成と、現像装置４の構成のみが異なり、それ以外の構成は同様である。
【０１０３】
第１実施形態では、抵抗部材として導出経路４２２の近傍に移動可能な磁性体４２３を設け、磁性体４２３を移動させることによって現像剤の排出量を調節する。しかし、抵抗部材として導出経路４２２上に移動可能に設けられる可動壁を設け、可動壁の位置によって現像剤の排出量を調節してもよい。第３実施形態では、抵抗部材として導出経路４２２上に可動壁を設け、可動壁の位置によって現像剤の排出量を調節する場合について説明する。
【０１０４】
図１０は、第３実施形態に係る現像装置を説明するための概略構成図である。図１０において、（Ａ）は現像剤の排出を許容する様子を示し、（Ｂ）は現像剤の排出を抑止する様子を示す。
【０１０５】
図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、現像装置４において、導出経路４２２の上流側の入口には、可動壁４２５が移動可能に設けられている。可動壁４２５は、制御部９０によるモーターの駆動等によって、導出経路４２２の入口を塞ぐ位置と、塞がない位置との間を移動する。
【０１０６】
第３実施形態の画像形成装置における排出量調節処理の流れは、図５のフローチャートに示される第１実施形態の画像形成装置における排出量調節処理の流れと同様である。
【０１０７】
第３実施形態では、図５のステップＳ１０３の処理において現像剤の流動性が高いと判断され、ステップＳ１０４の処理において排出抑止動作を実行する際、制御部９０は、図１０（Ｂ）に示すように、可動壁４２５を導出経路４２２の入口を塞ぐ位置に移動させる。導出経路４２２の入口が可動壁４２５により塞がれることにより、導出経路４２２における現像剤の流動が抑止される。その結果として、循環路４００から排出部４３への現像剤の導出が抑止され、現像剤槽４０からの現像剤の排出が抑止される。
【０１０８】
一方、ステップＳ１０３の処理において現像剤の流動性が低いと判断された場合、制御部９０は、図１０（Ａ）に示すように、可動壁４２５を導出経路４２２の入口を塞がない位置に移動させた状態で、ステップＳ１０５の処理に進む。この場合、導出経路４２２における現像剤の導出は抑止されず、現像剤の排出は許容された状態となる。
【０１０９】
以上のように、第３実施形態の画像形成装置Ａによれば、抵抗部材として導出経路４２２に設けられた可動壁４２５を含み、可動壁４２５の位置を移動させることにより、現像剤の排出量を調節する。抵抗部材として可動壁４２５を用いることによって、より確実に現像剤の排出量を調節できる。
【０１１０】
第３実施形態においても、第１実施形態の変形例１〜４と同様に流動性は多段階で判断して、排出抑止動作の適用時間を変更してもよい。
【０１１１】
なお、上記の第１〜第３実施形態においては、現像装置４を制御する制御部９０は、現像装置４とは別体として設けられるものとして説明したが、これに限定されない。現像装置４を制御する制御部９０は、現像装置４と一体として設けられてもよい。
【０１１２】
（実施例）
次に、実施例を用いて本発明の実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本実施例によって何ら限定されるものではない。
【０１１３】
本実施例では、第１〜第３実施形態に係る画像形成装置において連続して印刷を行い、現像剤槽４０内の現像剤量および印刷物の画質（現像剤供給ムラの有無）を評価した。
【０１１４】
まず、本実施例における実施パターンは以下の通りである。
【０１１５】
［実施パターン］
実施例１においては、図３に示す本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を使用した。
【０１１６】
実施例２においては、図８に示す本発明の第２実施形態に係る画像形成装置を使用した。
【０１１７】
実施例３においては、図１０に示す本発明の第３実施形態に係る画像形成装置を使用した。
【０１１８】
比較例においては、実施例１〜３において使用した画像形成装置とは、現像剤の排出抑止動作を行うための抵抗部材が設けられていない点のみが異なる画像形成装置を使用した。
【０１１９】
続いて、実施条件は以下の通りである。
【０１２０】
［実施条件］
プロセス速度  ３００ｍｍ／ｓ
初期現像剤量  ７００ｇ
初期トナー濃度  ７．０ｗｔ％
カバレッジ  ５％固定
１日当たりの印刷枚数  ２０，０００枚
各実施日において２００００枚印刷が完了した後は、現像装置の動作を停止させ、翌日の開始時刻まで現像剤を放置した。
【０１２１】
続いて、本実施例における評価結果について説明する。
【０１２２】
［評価結果］
図１１は、印刷枚数と現像装置内の現像剤量との関係を示す図である。図１２は、現像剤の流動性と現像装置内の飽和現像剤量との関係を示す図である。飽和現像剤量とは、ある時点の現像装置において一番安定する現像剤の量である。
【０１２３】
図１１および図１２において、比較例の実施結果は、破線として示される。一方、実施例１、２、３の実施結果は、それぞれ、実線、１点鎖線、２点鎖線として示される。
【０１２４】
図１１に示すように、比較例では、印刷枚数が２万枚、４万枚、６万枚に到達して現像剤を放置した後、印刷を再開したタイミングにおいて、現像装置内の現像剤量が急激に減少し、現像剤の供給ムラが発生する現像剤量まで減少した。
【０１２５】
実施例１〜３では、印刷枚数が２万枚、４万枚、６万枚に到達して現像剤を放置した後、印刷を再開したタイミングにおいて、比較例と同様に、現像装置内の現像剤量が減少した。しかし、実施例１〜３では、比較例とは異なり、現像剤の供給ムラが発生する現像剤量まで現像剤量が減少する前に現像剤量が増加に転じ、現像剤の供給ムラの発生が回避された。
【０１２６】
図１２に示すように、比較例では、現像剤の流動性が増加するほど飽和現像剤量は減少する。また、流動性が増加するほど飽和現像剤量の減少度合いは大きくなる。したがって、流動性がある程度高くなると、飽和現像剤量は現像剤の供給ムラが発生する量まで減少する。すなわち、現像装置内の現像剤量が、供給ムラが発生する量において安定し、画像形成装置において、形成される画像にムラが発生しやすい状態となる。
【０１２７】
一方、実施例１〜３では、現像剤の流動性が増加するほど飽和現像剤量は減少するが、流動性がある程度高くなると、飽和現像剤量の減少度合いが減少する。したがって、流動性がある程度高くなっても、飽和現像剤量は現像剤の供給ムラが発生する量まで減少せず、適正な量が確保される。
【０１２８】
［考察］
以上から、比較例のように、現像剤の排出抑止動作を行うための抵抗部材が設けられていない場合、現像剤の流動性が高まった際に、現像装置から現像剤が過剰に排出されてしまい、現像剤の供給ムラが発生することがわかった。一方、実施例１〜３のように、現像剤の排出抑止動作を行うための抵抗部材が設けられている場合、現像剤の流動性が高まった際にも、現像装置から現像剤が過剰に排出されることを抑止でき、現像剤の供給ムラが発生することを抑止できることがわかった。
【符号の説明】
【０１２９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体ドラム、
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電部、
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  光書込部、
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置、
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  感光体ドラムクリーニング装置、
６  中間転写ベルト、
７Ａ  二次転写部、
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  一次転写部、
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  画像形成部、
４０  現像剤槽、
４００  循環路、
４０１  撹拌スクリュー、
４１  補給部、
４２  接続部、
４２０  接続経路、
４２１  逆向きスクリュー、
４２２  導出経路、
４２３  磁性体、
４２４  電磁石、
４２５  可動壁、
４３  排出部、
４４  現像ローラー、
９０  制御部。
【図１】
0006287617.tif 000007
【図２】
0006287617.tif 000008
【図３】
0006287617.tif 000009
【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】
0006287617.tif 000016
【図１１】
0006287617.tif 000017
【図１２】
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