(57)【要約】【課題】  現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体ドラム１６に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像器２２により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を中間転写体ベルト１４に転写することによって画像を形成するに際し、前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測し、予測したトナーの消費量（スループット）に基づいて、現像剤排出口４５の開度を導出し、当該現像剤排出口４５の開度を調節するための駆動部５４に設定する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成する画像形成装置であって、
前記現像手段に収容された現像剤を予め設定された排出量だけ排出する排出手段と、
前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測されたトナーの消費量に基づいて前記排出量を導出して前記排出手段に設定する設定手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記予測されたトナーの消費量が多いほど前記排出量を多くするように導出する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記予測されたトナーの消費量と前記排出量との関係を示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記設定手段は、前記情報を前記記憶手段から読み出し、当該情報に基づいて前記排出量を導出する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段に予め設定された単位期間当たりのトナー補給量だけ前記トナーを補給するトナー補給手段と、
前記現像手段に予め設定された単位期間当たりのキャリア補給量だけ前記キャリアを補給するキャリア補給手段と、
を更に備え、
前記設定手段は、前記予測されたトナーの消費量及び前記排出手段に設定する排出量に応じて前記トナー補給量を導出して前記トナー補給手段に設定すると共に、前記排出手段に設定する排出量に応じて前記キャリア補給量を導出して前記キャリア補給手段に設定する
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記排出手段を、前記現像手段の内外を連通させると共に開口面積が可変である開口部を有し、前記予め設定された排出量に応じて前記開口部の面積を変更するものとした
請求項１乃至請求項４の何れか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、像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタやファクシミリ装置、複写機等の画像形成装置には、像担持体としての感光体ドラムを備え、感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、その後に画像データに基づく光ビームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、トナーを用いて静電潜像を現像し、感光体ドラム上で現像された画像を記録媒体に転写して画像を形成するものがあった。
【０００３】
この種の画像形成装置では、感光体ドラム上の現像済みの画像を転写する際に、全てのトナーを転写させることができず、転写後の感光体ドラム上には、わずかなトナーが転写残トナーとして残留する。
【０００４】
また、一旦記録媒体に転写されたものの、再び感光体ドラムに付着するトナー（リトランスファートナー）も存在する。なお、カラー画像の形成に対応した画像形成装置では、異なる色の画像を重ねて転写することによってカラー画像を得るため、転写時に、既に転写済みの他色のトナーが感光体ドラム上に付着することもある。
【０００５】
このような、転写後に感光体ドラム上に付着しているトナーは、感光体ドラムの周囲に設けられる帯電器や露光装置に付着したり、現像器に混入することがあり、以後の良好な画像形成を妨げることになる。
【０００６】
このため、感光体ドラムの周囲には、転写位置の下流側に感光体ドラム上のトナーを回収する機構及び回収したトナーを廃棄する機構を備えたクリーナが配設されるのが一般的であった。
【０００７】
しかしながら、近年、このような画像形成装置の普及に伴ない、装置の低廉化、小型化が望まれており、上述したクリーナを簡略化させることが提案されている（クリーナレスシステムとも言われている）。
【０００８】
すなわち、トナーを廃棄する機構には、廃棄トナーの貯留スペースや廃棄作業用のスペースの確保等が必要である。よって、当該機構を省くことで、装置を効率よく小型化させることができる。なお、複数の感光体ドラムを備え、カラー画像に対応した画像形成装置においては、当該クリーナが各感光体の数だけ設けられているので、クリーナの簡略化は装置の小型化に特に有効である。
【０００９】
ところで、以上のようなクリーナレスシステムが適用された画像形成装置を含む画像形成装置において、トナーとキャリアとを混合した二成分系の現像剤を用いる現像器が用いられる場合がある。二成分系の現像剤では、トナーは現像により感光体上に付着するため消費されるものの、キャリアについては現像器内に留まる。このため、現像器内のキャリアは撹拌され続けることになり、撹拌による衝撃や摩擦に起因して、トナーの一部がキャリアに付着してキャリアが汚染されるなど、現像剤としての帯電性能の低下を招くことになる。
【００１０】
そこで、キャリアの汚染等による現像剤の劣化を防止すべく、従来、従来と同様にトナーを補給すると共に、さらに現像器内に新しいキャリアを補給して、過剰になった現像器内の現像剤を排出する、トリクル方式が提案されている。
【００１１】
このようなトリクル方式を用いた技術として、従来、トナーとキャリアとの混合剤である現像剤を現像剤層内に貯留し、その現像剤を現像ロールに担持させた後、感光体に現像剤を供給するにあたり、現像に作用するトナーの消費量に応じて現像剤層内へのトナーとキャリアの補給量を適宜に制御し、劣化した現像剤のオーバーフローと新規の現像剤の供給とのバランスによるトリクルを効率よく行なうようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−２０４１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１では、トナーの消費量に応じてトナーやキャリアの補給量を決定し、トナー及びキャリアの補給量とトナー消費量とに応じた量の現像剤を排出することはできるものの、適切な量の現像剤が適時に排出することができず、結果として現像剤が劣化してしまう、という問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成する画像形成装置であって、前記現像手段に収容された現像剤を予め設定された排出量だけ排出する排出手段と、前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測する予測手段と、前記予測手段により予測されたトナーの消費量に基づいて前記排出量を導出して前記排出手段に設定する設定手段と、を備えている。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像が形成され、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像がトナー現像され、これにより得られたトナー像が記録媒体に転写されることによって画像が形成される。
【００１６】
また、前記現像手段に収容された現像剤が予め設定された排出量だけ排出手段により排出されるようになっている。これにより、キャリアの汚染等による現像剤の劣化に繋がる現像剤を排出させている。
【００１７】
ここで、本発明では、前記画像データに基づいて予測手段によりトナーの消費量が予測され、予測されたトナーの消費量に基づいて、設定手段により前記排出量が導出されて前記排出手段に設定される。
【００１８】
すなわち、本発明では、現像剤の劣化度合いがトナーの消費量に応じて異なることに着目し、トナーの消費量を画像データに基づいて予測し、トナーの消費量に応じた量の現像剤を排出するようにしている。これにより、現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる。
【００１９】
このように、請求項１記載の発明によれば、像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成するに際し、前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測し、予測したトナーの消費量に基づいて、前記現像手段に収容された現像剤の排出量を導出し、当該現像剤を予め設定された排出量だけ排出する排出手段に設定するようにしているので、現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる。
【００２０】
また、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記設定手段を、前記予測されたトナーの消費量が多いほど前記排出量を多くするように導出するものとすることができる。
【００２１】
さらに、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記予測されたトナーの消費量と前記排出量との関係を示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、前記設定手段は、前記情報を前記記憶手段から読み出し、当該情報に基づいて前記排出量を導出するようにしてもよい。
【００２２】
なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の記憶素子、フロッピィディスク、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-ReWritable）、光磁気ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体を含めることができる。
【００２３】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記現像手段に予め設定された単位期間当たりのトナー補給量だけ前記トナーを補給するトナー補給手段と、前記現像手段に予め設定された単位期間当たりのキャリア補給量だけ前記キャリアを補給するキャリア補給手段と、を更に備え、前記設定手段は、前記予測されたトナーの消費量及び前記排出手段に設定する排出量に応じて前記トナー補給量を導出して前記トナー補給手段に設定すると共に、前記排出手段に設定する排出量に応じて前記キャリア補給量を導出して前記キャリア補給手段に設定するようにすることもできる。
【００２４】
これにより、排出された分のトナー及びキャリアと、消費された分のトナーとを現像手段に補給することができ、良好な現像処理を行なうために必要な量のトナー及びキャリアを現像手段に収容しておくことができる。
【００２５】
さらに、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記排出手段を、前記現像手段の内外を連通させると共に開口面積が可変である開口部を有し、前記予め設定された排出量に応じて前記開口部の面積を変更するものとしてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明した如く本発明によれば、像担持体に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像手段により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を記録媒体に転写することによって画像を形成するに際し、前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測し、予測したトナーの消費量に基づいて、前記現像手段に収容された現像剤の排出量を導出し、当該現像剤を予め設定された排出量だけ排出する排出手段に設定するようにしているので、現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００２８】
図１には、本実施の形態に係る画像形成装置１０の構成が概略的に示されている。同図に示されるように、画像形成装置１０には、複数の巻きかけローラ１２に張架され、モータ（図示省略）の駆動により矢印Ｅ方向に搬送される無端ベルト状の中間転写体ベルト１４の長手方向に沿って、複数の画像形成ユニット１５（詳細は後述する）が配設されている。
【００２９】
なお、本実施の形態における画像形成装置１０は、カラー画像の形成にも対応しており、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応するトナー像を形成する画像形成ユニット１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋがそれぞれ配設されている。以下、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット（Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ）を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。
【００３０】
各画像形成ユニット１５により形成された互いに異なる色のトナー像は、中間転写体ベルト１４のベルト面上で、互いに重なり合うように中間転写体ベルト１４に各々転写される。これにより、中間転写体ベルト１４上にカラーのトナー像が形成される。なお、本実施の形態では、このようにして４色のトナー像が重ねて転写されたトナー像を最終トナー像と称する。
【００３１】
４つの画像形成ユニット１５よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、対向する２つのローラ２６Ａ、２６Ｂからなる転写装置２６が配設されている。中間転写体ベルト１４上に形成された最終トナー像は、このローラ２６Ａ、２６Ｂの間に送り込まれ、画像形成装置１０の底部に設けられた用紙トレイ２９から取り出されて、同じくローラ２６Ａ、２６Ｂの間に搬送されてきた用紙２８に転写される。
【００３２】
また、最終トナー像が転写された用紙２８の搬送経路には、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとからなる定着装置３０が配設されている。定着装置３０に搬送された用紙２８は、加圧ローラ３０Ａと加熱ローラ３０Ｂとによって挟持搬送されることにより用紙２８上のトナーが溶融すると共に用紙２８に圧着されて、定着される。これにより、用紙２８上に所望の画像（カラー画像）が形成される。画像が形成された用紙２８は装置外へ排出される。
【００３３】
一方、転写装置２６よりも中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、転写装置２６によって用紙２８に転写されずに中間転写体ベルト上に残留したトナーを回収するクリーナ３２が配設されている。クリーナ３２には、中間転写体ベルト１４に接するようにブレード３４が備えられており、残留したトナーを擦り取ることによって回収する。
【００３４】
なお、画像形成ユニット１５の中間転写体ベルト１４の搬送方向下流側には、中間転写体ベルト１４上の画像形成領域以外の所定位置に転写されたトナーの濃度検出等を行なうセンサユニット３６が設けられている。
【００３５】
図２には、画像形成ユニット１５の構成が示されている。なお、各画像形成ユニット１５の構成は同様であるので、ここでは各々の色を示す末尾の符号を省略して説明する。
【００３６】
同図に示されるように、画像形成ユニット１５は、中間転写体ベルト１４に接するように配設され、矢印Ｆ方向に所定速度で回転する感光体ドラム１６を備えている。
【００３７】
各感光体ドラム１６の周面には、感光体ドラム１６を帯電させるための帯電ローラ１８が配置されている。帯電ローラ１８は、導電性のローラであり、その周面が感光体ドラム１６の周面に接触し、かつ帯電ローラ１８の軸線方向と感光体ドラム１６の軸線方向とが一致するように配設されている。
【００３８】
帯電ローラ１８には、ＤＣ電圧とＡＣ電圧とが重畳された所定の電圧（本実施の形態では、ＤＣ電圧−５００Ｖ）が印加され、感光体ドラム１６の回転に追従するように回転しながら、感光体ドラム１６の表面を所定の電位（本実施の形態では、約−５００Ｖ）に一様に帯電させる。
【００３９】
また、各感光体ドラム１６の回転方向Ｆの帯電ローラ１８よりも下流側の周面には、感光体ドラム１６上に静電潜像を形成するための露光器２０が備えられている。露光器２０は、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）が配列されたＬＥＤアレイを含んで構成されており、帯電ローラ１８により一様に帯電された感光体ドラム１６の軸線方向に、画像データに基づく光ビームを照射する。露光器２０により光ビームが照射された領域の電位は上昇し（本実施の形態では、約−２００Ｖ）、感光体ドラム１６上に静電潜像が形成される。
【００４０】
さらに、各感光体ドラム１６の回転方向Ｆの露光器２０よりも下流側の周囲には、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像を所定色（イエロー／マゼンタ／シアン／ブラック）のトナーによって現像してトナー像を形成させる現像器２２が配設されている。なお、本実施の形態では、マイナス極性であるトナー及びプラス極性であるキャリアの二成分を含む現像剤が適用されている。また、現像効率及び後述する転写効率を向上させるためには、トナーの粒状は球形であることが好ましい。
【００４１】
現像器２２は、同図に示されるように、感光体ドラム１６に近接配置された現像ローラ３８及びブレード４０を含んで構成されている。現像ローラ３８は、感光体ドラム１６の表面と同極性（本実施の形態では、負極性）のＤＣ（直流）成分と、ＡＣ（交流）成分とが重畳された所定の電圧が印加され、現像器２２内に装填されたプラス極性のキャリアと共にトナーが周面に搬送される。また、現像ローラ３８は、感光体ドラム１６の回転方向Ｆと同じ方向（図中矢印Ｇの方向）に回転駆動され、現像ローラ３８に余分に付着したキャリア及びトナーがブレード４０によって落とされて現像ローラ３８に均一に付着される。
【００４２】
現像ローラの回転方向Ｇの回転により、現像ローラ３８に付着されたトナーが感光体ドラム１６の表面に現像される。
【００４３】
なお、感光体ドラム１６の露光されていない部位の表面電位Ｖｈを−５００Ｖ、露光された部位の表面電位Ｖｌを−２００Ｖとすると、現像ローラ３８にバイアス電圧をかけて現像ローラ３８に印加するＤＣ電圧（現像電位）Ｖｄｅｖｅを−４００Ｖとし、現像ローラ３８に付着していたトナーは感光体ドラム１６上の露光された部位に付着する。よって、感光体ドラム１６上に形成された静電潜像は、反転現像される。
【００４４】
また、各感光体ドラム１６の回転方向Ｆの現像器２２よりも下流側の周囲には、各感光体ドラム１６上のトナー像を中間転写体ベルト１４に転写する転写ローラ２５が備えられている。転写ローラ２５は、矢印Ｈで示す方向に回転して中間転写体ベルト１４を所定の速度で搬送して感光体ドラム１６に順次対向させる。また、転写ローラ２５には、正極性のバイアス電圧が印加され、感光体ドラム１６上のトナーを中間転写体ベルト１４上に転写させる。
【００４５】
ここで、転写ローラ２５では、感光体ドラム１６上の全てのトナーを中間転写体ベルト１４に転写させることはできず、転写ローラ２５を通過した感光体ドラム１６上には、トナーがわずかに残留する（転写残トナー）。
【００４６】
また、転写ローラ２５によって極性がプラスに反転され、感光体ドラム１６上に再び付着するトナー（リトランスファートナー）も存在する。なお、転写ローラ２５を通過する際に、中間転写体ベルト１４上に他色のトナー像が既に転写されている場合には、リトランスファートナーには、他色のトナーも含まれる。
【００４７】
そこで、感光体ドラム１６の周面の転写ローラ２５よりも下流側には、感光体ドラム１６上の転写残トナー又はリトランスファートナーを一時的に保持するクリーニングロール２４が配置されている。クリーニングロール２４は、表面に導電性のブラシ毛が植毛されており、当該ブラシ毛が感光体ドラム１６と接触するように配設されており、バイアス電圧が印加されると共に、回転駆動されるようになっている。
【００４８】
クリーニングロール２４は、画像形成が行なわれている期間は負極性（本実施の形態では、−５００Ｖ）のバイアス電圧が印加されると共に、感光体ドラム１６の回転方向と同方向に回転される。これにより、感光体ドラム１６の表面に付着しているプラス極性のリトランスファートナーをブラシ毛に吸着させて回収する。
【００４９】
なお、マイナス極性の転写残トナーについては、クリーニングロール２４では回収されず、感光体ドラム１６上に付着したまま感光体ドラム１６に対する帯電及び露光が行なわれ、感光体ドラム１６の非画像部に付着している転写残トナーについては、現像器２２の現像ローラ３８に付着したキャリア及びトナーとの摺擦により現像器２２内に回収される。
【００５０】
クリーニングロール２４によって回収されたリトランスファートナーは、ジョブが終了した場合等の非画像形成時に実行されるクリーニングモードによって、感光体ドラム１６上に吐き出される。
【００５１】
クリーニングモードでは、クリーニングロール２４はプラス極性（本実施の形態では、＋５００Ｖ）のバイアス電圧が印加されると共に、感光体ドラム１６の回転方向とは異なる方向に（感光体ドラム１６の回転に追従するように）回転される。これにより、クリーニングロール２４に保持されていたプラス極性のリトランスファートナーが感光体ドラム１６上に吐き出される。
【００５２】
このようにして感光体ドラム１６上に吐き出されたリトランスファートナーは、感光体ドラム１６の回転により転写位置まで搬送される。
【００５３】
クリーニングモードでは、転写ローラ２５は負極性のバイアス電圧が印加されるようになっており、転写位置まで搬送されたリトランスファートナーは、転写ローラ２５によって中間転写体ベルト１４上に転写され、中間転写体ベルト１４によってクリーナ３２へと搬送され、クリーナ３２のブレード３４によって擦り取られる。
【００５４】
図３には、現像器２２の内部及び周囲の構成が示されている。
【００５５】
同図に示されるように、現像器２２は、内部に現像剤撹拌室４６が設けられており、現像器２２の周囲には、トナー補給部４８及びキャリア補給部４９が、それぞれ現像剤撹拌室４６に隣接するように設けられる。
【００５６】
トナー補給部４８の内部には、トナーが貯留されると共に貯留されたトナーを外部に排出するためのトナー排出口４８Ｂが開口配設されたトナー貯留室４８Ａが設けられている。当該トナー貯留室４８Ａには、搬送スクリュー４８Ｃが備えられており、トナー貯留室４８Ａ内に貯留されているトナーは、当該搬送スクリュー４８Ｃの回転駆動によりトナー排出口４８Ｂへと搬送されて排出される。
【００５７】
また、キャリア補給部４９には、キャリアが貯留されるキャリア貯留室４９Ａが設けられており、当該キャリア貯留室４９Ａにはキャリア排出口４９Ｂが開口配設されると共に搬送スクリュー４９Ｃが設けられ、トナー補給部４８と同様の構成とされている。
【００５８】
また、同図に示されるように、現像剤撹拌室４６には、トナー補給口４３Ａ及びキャリア補給口４３Ｂが設けられている。トナー補給口４３Ａは上述したトナー補給部４８のトナー排出口４８Ｂに、キャリア補給口４３Ｂはキャリア補給部４９のキャリア排出口４９Ｂに、それぞれ対応した形状の開口部とされている。そして、トナー補給口４３Ａにはトナー排出口４８Ｂが、キャリア補給口４３Ｂにはキャリア排出口４９Ｂが、それぞれ接続され、トナー及びキャリアが現像剤撹拌室４６に補給される。
【００５９】
一方、現像剤撹拌室４６は、隔壁４４によって第１室４６Ａと第２室４６Ｂとに区画されており、第１室４６Ａには現像剤攪拌スクリュー４２Ａが、第２室４６Ｂには現像剤攪拌スクリュー４２Ｂが、それぞれ配設されている。そして、現像剤攪拌スクリュー４２Ａは第１室４６Ａ内の現像剤を攪拌搬送し、現像剤攪拌スクリュー４２Ｂは、トナー補給部４８からトナー補給口４３Ａを介して補給されたトナーと、キャリア補給部４９からキャリア補給口４３Ｂを介して補給されたキャリアと、既に現像器２２内に存在する現像剤と、を攪拌搬送する。
【００６０】
また、隔壁４４には、図３紙面手前側と奥側の端部において第１室４６Ａと第２室４６Ｂとを相互に連通させる不図示の現像剤通路が形成されており、現像剤攪拌スクリュー４２Ａ及び現像剤攪拌スクリュー４２Ｂの搬送力により、現像によってトナーが消費された第１室４６Ａ内の現像剤が一方の通路から第２室４６Ｂ内へ移動し、第２室４６Ｂ内でトナー補給部４８及びキャリア補給部４９からトナー及びキャリアが補給された現像剤が他方の通路から第１室４６Ａ内へ移動する構成となっている。
【００６１】
さらに、現像剤撹拌室４６には、現像剤排出口４５が設けられており、現像剤撹拌室４６内に過剰に収容されている現像剤を現像剤撹拌室４６の外部に排出可能に構成されている。そして、当該現像剤排出口４５の配設位置近傍には、現像剤排出口４５に対応する位置に開口部を有し、当該現像剤排出口４５から排出された現像剤を内部に収容可能な排出現像剤収容室４７Ａを有する排出現像剤収容部４７が設けられている。
【００６２】
ところで、本実施の形態に係る画像形成装置１０では、現像器２２による静電潜像の現像時に、トナーの消費量に応じた量のトナー及びキャリアをトナー補給部４８及びキャリア補給部４９から補給すると共に、さらに現像剤排出口４５の開度を変更することにより、排出レートを設定し、現像剤の排出量を調節するようにしている。
【００６３】
このため、図３に示されるように、本実施の形態では、現像剤撹拌室４６の現像剤排出口４５が設けられた外壁に、可動壁４５Ａが埋設されており、当該可動壁４５Ａは、モータ等により構成される駆動部５４（図３では図示省略、図４参照）の駆動力により図３において現像剤排出口４５の開口断面を小さくする方向に移動されることにより、現像剤排出口４５の開度を変更可能な構成とされている。
【００６４】
なお、同図では、トナー補給口４３Ａ、キャリア補給口４３Ｂ及び現像剤排出口４５が、同一の断面に設けられているように示しているが、例えば、トナー補給口４３Ａとキャリア補給口４３Ｂとは、例えばトナー補給口４３Ａを図３の紙面手前側の端部に、キャリア補給口４３Ｂを同図の紙面奥側の端部に、それぞれ設けられると共に、現像剤排出口４５を、これらの補給口が設けられていない位置に設けることとしてもよい。
【００６５】
図４には、画像形成装置１０における排出レートの設定に関する機能的な構成を示すブロック図が示されている。
【００６６】
同図に示すように、画像形成装置１０には、画像形成装置１０全体の動作を司る制御部５０が備えられており、前述した中間転写体ベルト１４と、各画像形成ユニット１５に備えられた感光体ドラム１６、帯電ローラ１８、露光器２０、現像器２２、現像器２２の可動壁４５Ａを移動させるための駆動部５４、トナー補給部４８及びキャリア補給部４９の作動は制御部５０により制御される。なお、同図では、錯綜を回避するために、制御部５０から帯電ローラ１８、トナー補給部４８、キャリア補給部４９及び駆動部５４に対する接続線のみを記している。
【００６７】
また、画像形成装置１０には、各種プログラムや各種テーブル情報等を予め記憶すると共に、形成すべき画像を示す画像データ等を一時的に記憶するための記憶部５６が備えられている。この記憶部５６もまた制御部５０に電気的に接続されており、制御部５０は記憶部５６に随時アクセスすることができる。
【００６８】
さらに、制御部５０は、画像を形成する際に、画像データに基づいて単位期間当たりに消費されると予測されるトナー量を示すスループットを導出すると共に、当該スループットに応じて現像剤排出口４５の開度を導出し、現像器２２の可動壁４５Ａを移動させるための駆動部５４に対する排出口開度の設定を行なう。
【００６９】
また、制御部５０では、上記排出口開度及びスループットに応じてトナー補給量を導出すると共に、排出口開度に応じてキャリア補給量を導出し、トナー補給部４８に対するトナー補給量の設定及びキャリア補給部４９に対するキャリア補給量の設定を行なう。
【００７０】
図５には、スループットに応じた現像剤排出口４５の排出口開度が一例として示されている。なお、同図は、スループットとして、印刷サイズがＡ４サイズである画像を形成した場合に、単位期間（この場合、Ａ４サイズの画像を形成する時間）当たりに消費されるトナー量が示されている。同図に示されるように、スループットが大きくなるほど、現像剤を排出して現像剤の劣化を防止する。なお、本実施の形態では、同図に示すようなスループットに対する現像剤排出口４５の排出口開度を示す情報が、排出口開度情報として記憶部５６に予め記憶されている。
【００７１】
また、制御部５０では、上記排出口開度に応じた排出現像剤量を導出し、当該排出現像剤量及びスループットに応じてトナーの補給量を導出すると共に、排出現像剤量に応じてキャリアの補給量を導出し、トナー補給部４８に対するトナー補給量の設定及びキャリア補給部４９に対するキャリア補給量の設定をそれぞれ行なう。
【００７２】
以下に、本実施の形態に係る画像形成装置１０の作用を説明する。本実施の形態に係る画像形成装置１０では、印刷ジョブの実行時であって、画像形成の開始前に、現像剤の排出量を設定すると共に、トナー補給部４８及びキャリア補給部４９から現像器２２へのトナー及びキャリアの補給を設定する排出レート設定処理を実行する。
【００７３】
図６は、画像形成装置１０において排出レート設定処理を実行する際に、制御部５０により実行される排出レート設定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部５６の所定領域に予め記憶されている。以下、同図を参照して、本実施の形態に係る排出レート設定処理について説明する。
【００７４】
なお、ここでは、１印刷ジョブ毎に、印刷すべき画像を示す画像データ、印刷サイズ及び印刷枚数を示す情報が制御部５０によって記憶部５６の所定領域に記憶されるものとして説明する。また、ここでは、錯綜を回避するために、１つの画像形成ユニット１５に関する制御のみについて説明するが、制御部５０は、各画像形成ユニット１５に対して同様の処理を実行する。
【００７５】
まず、ステップ１００では、記憶部５６に記憶されている実行中の印刷ジョブの画像データ及び印刷枚数に基づいて、当該印刷ジョブにおいて現像器２２により現像されるトナー像の画像形成領域に対する画像占有率を導出する。
【００７６】
なお、ここでは、当該画像占有率として、１印刷ジョブの印刷枚数が複数である場合、１枚毎の値を複数導出するのではなく、１印刷ジョブの平均値を導出する。
【００７７】
次のステップ１０２では、導出された画像占有率と印刷サイズとに基づいてスループットを導出し、その後にステップ１０４に移行する。なお、当該スループットは、例えば、画像占有率と印刷サイズとに応じたスループットを示す情報を記憶部５６に記憶しておくことにより、ステップ１００で導出した画像占有率と記憶部５６に記憶された印刷サイズとに基づいて導出することができる。
【００７８】
ステップ１０４では、導出したスループットに基づいて、記憶部５６の所定領域に記憶された排出口開度情報（例えば、図５参照）を用いて排出口開度を導出し、ステップ１０６に移行して、キャリア補給量を導出し、その後にステップ１０８に移行して、トナー補給量を導出する。
【００７９】
なお、本実施の形態では、キャリアの補給量を排出口開度に応じて設定すると共に、トナーの補給量を、排出口開度及びトナー消費量に応じて設定するようにしている。すなわち、現像剤排出量は現像剤排出口４５の開度に応じて異なるため、当該現像剤排出口４５の開度から現像剤排出量を導出可能である。
【００８０】
例えば、キャリアは現像剤排出口４５から排出されない限り、現像剤撹拌室４６に留まっているため、現像剤排出量に所定の係数αを乗じた量を、キャリア補給量とすることができる。また、現像剤排出量とトナーの消費量（上記スループットにより示される量）とを加算した量に、所定の係数βを乗じた量をトナー補給量とすることができる。
【００８１】
なお、上記係数α及びβは、実際に使用する現像剤を用いた実機による実験や、画像形成装置１０の設計仕様等に基づくコンピュータ・シミュレーション等により予め得られた、現像器２２による現像処理を良好に行うために必要な値を適用している。
【００８２】
次のステップ１１０では、導出した排出口開度を現像器２２に対して設定し、その後にステップ１１２に移行して、導出したキャリア補給量をキャリア補給部４９に対して設定した後、ステップ１１４に移行して、導出したトナー補給量をトナー補給部４８に対して設定し、その後に本排出レート設定処理を終了する。
【００８３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、感光体ドラム１６に対し、形成する画像を示す画像データに応じた静電潜像を形成し、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容された現像器２２により、前記静電潜像をトナー現像し、これにより得られたトナー像を中間転写体ベルト１４に転写することによって画像を形成するに際し、前記画像データに基づいてトナーの消費量を予測し、予測したトナーの消費量（スループット）に基づいて、現像剤排出口４５の開度を導出し、当該現像剤排出口４５の開度を調節するための駆動部５４に設定するようにしているので、現像剤を過不足なく排出させることにより、現像剤の劣化を防止できる。
【００８４】
また、本実施の形態によれば、スループットが大きいほど現像剤排出口４５の排出口開度を大きくするようにしているので、トナーの消費量と現像剤（特にキャリア）の劣化との関係を考慮した排出口開度を設定することができ、決め細やかな制御を行うことができる。
【００８５】
さらに、本実施の形態によれば、スループットと現像剤排出口４５の開度との関係を示す情報を排出口開度情報として予め記憶部５６に記憶しておき、当該排出口開度情報に基づいて現像剤排出口４５の開度を導出するようにしているので、導出処理が高速かつ容易に行なえる。
【００８６】
また、本実施の形態によれば、現像器２２に予め設定された単位期間当たりのトナー補給量だけ前記トナーを補給するトナー補給部４８と、現像器２２に予め設定された単位期間当たりのキャリア補給量だけ前記キャリアを補給するキャリア補給部４９と、を更に備え、スループット及び現像剤排出口４５の開度に応じてトナー補給量を導出してトナー補給部４８に設定すると共に、排出口開度に応じてキャリア補給量を導出してキャリア補給部４９に設定するようにしているので、排出される分のトナー及びキャリアと、消費される分のトナーとを現像器２２に補給することができ、良好な現像処理を行なうために必要な量のトナー及びキャリアを現像器２２に収容しておくことができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態によれば、現像器２２の現像剤撹拌室４６の内外を連通させると共に開口面積が可変である現像剤排出口４５を有しており、現像剤排出口４５の開度に応じて開口面積を変更するようにしているので、容易に現像剤の排出量を制御することができる。また、現像剤排出口４５の開度を不変とし、トナーやキャリアの補給量に応じて間接的に現像剤の排出量を制御する場合に比べ、応答性がよいので、遅滞なく現像剤を排出させることができる。
【００８８】
なお、以上の画像形成装置１０の構成（図１乃至図４参照）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８９】
また、本実施の形態では、４つの画像形成ユニット１５を有する所謂タンデム型の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単一の画像形成ユニット１５のみを有する画像形成装置に本発明を適用する形態とすることもでき、この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。但し、この場合、排出レート設定処理プログラム（図６参照）を１つの画像形成ユニットについて実行するものとする。
【００９０】
また、本実施の実施の形態で説明したフローチャート（図６参照）の処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００９１】
更に、本実施の形態に係る排出レート設定処理プログラムでは、予め記憶された排出口開度情報を用いて排出口開度を設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、何れの値も予め本実施の形態と同様の値を算出することができる演算式により得る形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、制御部５０においてスループットから排出口開度を導出して駆動部５４に設定する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、排出量そのものを導出して設定し、当該排出量に応じて駆動部５４の駆動状態を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成ユニットの概略構成図である。
【図３】実施の形態に係る現像器の概略構成図である。
【図４】実施の形態に係る画像形成装置の排出レートの設定に関する機能ブロック図である。
【図５】実施の形態に係る画像形成装置のスループットに応じた排出口開度の一例を示す図である。
【図６】実施の形態に係る排出レート設定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９４】
１０    画像形成装置
１４    中間転写体ベルト（記録媒体）
１６    感光体ドラム（像担持体）
２２    現像器（現像手段）
４５    現像剤排出口（排出手段、開口部）
４５Ａ    可動壁（排出手段）
４８    トナー補給部（トナー補給手段）
４９    キャリア補給部（キャリア補給手段）
５０    制御部（設定手段、予測手段）
５４    駆動部（排出手段）
５６    記憶部（記憶手段）
【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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