(57)【要約】【課題】攪拌部材の回転動作によって二成分現像剤にかかるストレスを軽減し、二成分現像剤の劣化を抑えることができる現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】磁性体キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を、回転する攪拌部材１１，１２によって攪拌しながら搬送するとともに、二成分現像剤の一部を像担持体の表面に搬送して像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置５において、二成分現像剤の密度を検出する密度検出手段１５と、密度検出手段１５で検出された現像動作開始前における二成分現像剤の密度に応じて、現像動作開始時における攪拌部材１１，１２の回転加速度を制御する制御手段とが備えられている。【選択図】図２
2007163932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を、回転する攪拌部材によって攪拌しながら搬送するとともに、前記二成分現像剤の一部を像担持体の表面に搬送して該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
前記二成分現像剤の密度を検出する密度検出手段と、
該密度検出手段で検出された現像動作開始前における前記二成分現像剤の密度に応じて、現像動作開始時における前記攪拌部材の回転加速度を制御する制御手段と
が備えられてい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、
前記制御手段は、現像動作終了後における前記密度検出手段の検出値と次の現像動作開始前における前記密度検出手段の検出値との差分に基いて、現像動作開始時における前記攪拌部材の回転加速度を制御することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記密度検出手段は、トナー濃度を調整するために前記二成分現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサからなることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１から３のいずれかに記載の現像装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二成分現像方式の現像装置およびその現像装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばレーザープリンタや複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置には、感光体ドラム（像担持体）に形成された静電潜像を現像するための現像装置が備えられている。現像装置としては、磁性体キャリアにトナーが静電的に付着した構成からなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式の現像装置があり、この現像装置には、二成分現像剤を収容する容器と、感光体ドラムの表面に対向して設けられたマグローラ（現像ローラ）と、容器内に設けられてマグローラと平行に配置された複数のスクリュー（攪拌部材）とが備えられている。この現像装置によれば、マグローラに隣接するスクリューによって二成分現像剤がマグローラの表面に沿って攪拌しながら搬送され、この二成分現像剤の一部がマグローラに磁着されるとともにマグローラが回転することで、二成分現像剤が感光体ドラムの表面に運ばれ、そして、二成分現像剤のトナーが静電潜像された感光体ドラムの表面に供給される。
【０００３】
ところで、二成分現像剤に圧力（ストレス）がかかると、キャリア表面が研磨されてキャリア表面のコート剤が剥がれ、キャリア表面にトナーが付着（固着）し、二成分現像剤が劣化する。そこで、従来、正確なトナー濃度を検出できる時間を求めて攪拌部材による攪拌時間を制御する現像装置が提供されている。この現像装置によれば、攪拌部材の駆動時間を一律に長く設定するものと比べて現像剤へのストレスを軽減させることができ、二成分現像剤の劣化を抑えることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、二成分現像剤が劣化すると、画像濃度の低下やカブリの増加を招き、画質が低下することになる。そこで、従来、現像剤の劣化度合を検出し、検出された劣化度合に基いて画像形成条件を変化させたり、現像剤を入れ替えたりする現像装置が提供されている。この現像装置によれば、現像剤の劣化に影響されずに、常に高画質を保つことができる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、従来、現像装置におけるトナー濃度の検知精度を向上させるべく、トナー濃度センサの動作終了時の出力値と動作開始時の出力値とを比較し、出力値の上昇が所定以上であった場合に攪拌部材で予備攪拌を行う現像装置が提供されている。この現像装置によれば、トナー濃度を正確に検知することができ、カブリを抑制することができる（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００５−９１７６５号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０６６０号公報
【特許文献３】特開平７−１３４４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の現像装置では、現像剤を攪拌するスクリューを駆動させるとき、スクリューが停止状態から所定回転数の回転状態に急に切り替わるため、スクリューの回転し始めたとき（現像動作開始時）に、スクリューによって現像剤に大きなストレスがかかるという問題がある。前回の現像動作が終了した後、直ぐに次の現像動作を行う場合は、現像動作開始時における現像剤が低密度になっているため、スクリューの回転によるストレスは小さいが、前回の現像動作から長期間放置された後に再び現像動作を行う場合、現像動作開始時における現像剤が長期間の放置により締め固められて高密度状態になるため、スクリューによる現像剤へのストレスは大きくなる。特に、高速回転で動作する高速機や、現像剤の量が少ない小型機や、低融点トナーを使用するフルカラー機ほどこの問題が顕著である。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、攪拌部材の回転動作によって二成分現像剤にかかるストレスを軽減し、二成分現像剤の劣化を抑えることができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る現像装置は、磁性体キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を、回転する攪拌部材によって攪拌しながら搬送するとともに、前記二成分現像剤の一部を像担持体の表面に搬送して該像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記二成分現像剤の密度を検出する密度検出手段と、該密度検出手段で検出された現像動作開始前における前記二成分現像剤の密度に応じて、現像動作開始時における前記攪拌部材の回転加速度を制御する制御手段とが備えられていることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、制御手段が、検出された二成分現像剤の密度に応じて、攪拌部材の回転加速度を制御しており、二成分現像剤の密度が高い場合は、攪拌部材の回転によって二成分現像剤が劣化しないように、攪拌部材は徐々に回転数を上げて緩やかに回転し始める。一方、二成分現像剤の密度が低く、二成分現像剤の特性に影響がでない場合は、攪拌部材は一気に回転数を上げて速やかに回転し始める。
【００１０】
請求項２に係る現像装置は、請求項１記載の現像装置において、前記制御手段は、現像動作終了後における前記密度検出手段の検出値と次の現像動作開始前における前記密度検出手段の検出値との差分に基いて、現像動作開始時における前記攪拌部材の回転加速度を制御することを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、現像装置内におけるトナー濃度の変動が大きい場合であっても、二成分現像剤の密度が正確に検出される。
【００１２】
請求項３に係る現像装置は、請求項１または２記載の現像装置において、前記密度検出手段は、トナー濃度を調整するために前記二成分現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサからなることを特徴としている。
【００１３】
このような特徴により、透磁率センサは、トナー濃度を調整するために二成分現像剤のトナー濃度を検出する手段と、二成分現像剤の密度を検出する手段とを兼ねており、二成分現像剤のトナー濃度を検出する透磁率センサを利用して二成分現像剤の密度が検出されているため、部品数が低減される。なお、二成分現像剤の密度が高くなった状態は、トナー濃度が低くなった状態と同じ状態であり、透磁率センサで検知すると出力電圧が高く検出されるため、透磁率センサによって二成分現像剤の密度が検出される。
【００１４】
また、請求項４に係る画像形成装置は、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録媒体に転写することにより該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置が備えられていることを特徴としている。
【００１５】
このような特徴により、上述した請求項１から３に係る現像装置と同様の作用を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る現像装置および画像形成装置によれば、二成分現像剤が高密度である場合には、制御手段によって、二成分現像剤の密度に応じて攪拌部材の回転加速度が制御され、攪拌部材の回転によって二成分現像剤の特性が劣化しないように、攪拌部材は徐々に回転数を上げて緩やかに回転し始めるため、攪拌部材の起動時に二成分現像剤にかかるストレスを軽減することができ、二成分現像剤の劣化を抑えることができる。これによって、現像剤が少量である現像装置における現像剤交換レスの実現を図ることができる。また、画像形成装置における現像濃度の低下やカブリの増加を抑制することができるとともに、現像剤の交換サイクルが長くなることで、画像形成装置における印刷コストの低減を図ることができる。また、二成分現像剤が低密度である場合には、制御手段によって攪拌部材の回転加速度が制御され、攪拌部材は一気に回転数を上げて速やかに回転し始めるため、攪拌部材が所定回転数に達するまでの時間が短くなり、印刷速度が必要以上に遅延することを防止することができ、画像形成装置の高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る現像装置および画像形成装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。
図１は本実施の形態における画像形成装置１の主要部の概略構成を表す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、帯電装置２によって感光体ドラム（像担持体）３を帯電させ、帯電された感光体ドラム３表面上に露光装置４によってレーザー光を走査させて露光を行い、露光によって形成された潜像を現像装置５によって現像し、現像されたトナー像（顕像）を転写ローラ（転写部材）６によって用紙等のシート（記録媒体）Ｓに転写させ、シートＳに画像を形成させる装置である。また、画像形成装置１には、上記した帯電装置２や感光体ドラム３、露光装置４、現像装置５、転写部材６の他に、トナー像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置７や、トナー像転写後に感光体ドラム３に帯電した電荷を除去する除電ランプ（除電装置）８、シートＳを搬送する図示せぬ搬送ユニット、シートＳ上に転写されたトナー像を定着させる定着装置９が備えられている。
【００１８】
図２は本実施の形態における現像装置５の概略構成を表す図である。図１，図２に示すように、現像装置５は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を現像するためのものであって、粉体のトナーを摩擦帯電させて、負電荷を帯びさせ、露光により非露光部分と比較し現像電位に対して正電位とされた感光体ドラム３の露光部分にトナーを供給して、トナーを感光体ドラム３の表面に付着させるものである。現像装置５は、磁性体キャリアの表面にトナーを静電気的に付着させた構成からなる二成分現像剤を収容する容器１０と、容器１０内の二成分現像剤を攪拌させるとともに容器１０内で二成分現像剤を還流（搬送）させる上下２本のスクリュー（攪拌部材）１１，１２と、還流する二成分現像剤の一部を磁力により引き付けるとともにその表面に立たせてトナーを感光体ドラム３の表面に供給するマグローラ１３と、上記した２本のスクリュー１１，１２とマグローラ１３とをそれぞれ軸回転させる駆動機構１４と、トナー濃度を調整するために二成分現像剤のトナー濃度を検出し、且つ、スクリュー１１，１２の回転加速度を調整するために二成分現像剤の密度を検出する透磁率センサ１５と、現像動作開始時におけるスクリュー１１，１２の回転加速度を制御する制御手段３０（後述する図３に示す。）とが備えられた構成になっている。
【００１９】
容器１０の内部は、感光体ドラム３の軸線方向と平行する方向に延在する筒状の３つの室に分かれている。容器１０の最下部には、下段側のスクリュー１１が内部に設置された下室１０ａが形成されており、下室１０ａの斜め上には、内部に上段側のスクリュー１２が設置された上室１０ｂが形成されており、上室１０ｂの直上には、内部にマグローラ１３が設置されたローラ室１０ｃが形成されている。下室１０ａの一端（図２における右側端部）と上室１０ｂの一端（図２における右側端部）とは連通されており、下段側のスクリュー１１から上段側のスクリュー１２へと搬送される二成分現像剤の上搬送経路Ａが形成されている。また、下室１０ａの他端（図２における左側端部）と上室１０ｂの他端（図２における左側端部）とも連通されており、上段側のスクリュー１２から下段側のスクリュー１１へと搬送される二成分現像剤の下搬送経路Ｂが形成されている。また、上室１０ｂの中間部とローラ室１０ｃとの間には両室を隔てる壁が無く、上室１０ｂの中間部とローラ室１０ｃとは、ローラ室１０ｃの全長に亘って連通されている。また、容器１０（ローラ室１０ｃ）には、感光体ドラム３に対向する位置に、長手方向（マグローラ１３の軸線方向）に沿って延在する開口部１０ｄが形成されている。
【００２０】
下室１０ａ内に設置された下段側のスクリュー１１は、軸回転可能に支持された棒軸１１ａに螺旋状の羽根１１ｂが巻き付くように付設された構成からなっており、下室１０ａの長手方向（感光体ドラム３の軸線方向）に沿って延在されている。下段側のスクリュー１１の羽根１１ｂは、一端側（下流側）がその他の部分の羽根１１ｂと逆向きに形成された逆羽根１１ｂ´になっており、上搬送経路Ａのところで正（順）逆の羽根１１ｂ，１１ｂ´が対向して配置されている。
【００２１】
上室１０ｂ内に設置された上段側のスクリュー１２は、軸回転可能に支持された棒軸１２ａに螺旋状の羽根１２ｂが巻き付くように付設された構成からなっており、上室１０ｂの長手方向（感光体ドラム３の軸線方向）に沿って延在されている。上段側のスクリュー１２の羽根１２ｂは、全域に亘って下段側のスクリュー１１の羽根１１ｂと同じ向きに形成されている。
【００２２】
ローラ室１０ｃ内に設置されたマグローラ１３は、スリーブ内に磁石を内包した構成からなるローラであり、上段側のスクリュー１２と平行に延在した状態で軸支されている。マグローラ１３は、その表面の一部が容器１０に形成された開口部１０ｄから露出され、露出されたマグローラ１３の表面は、感光体ドラム３の表面に近接させて対向されている。
【００２３】
２本のスクリュー１１，１２とマグローラ１３とをそれぞれ軸回転させる駆動機構１４は、駆動軸１６ａを軸回転させる現像用モータ１６と、現像用モータ１６の回転力を上下のスクリュー１１，１２の軸棒１１ａ，１２ａ及びマグローラ１３の軸部材１３ａにそれぞれ伝達させるギア１７〜２１とから構成されている。具体的には、駆動軸１６ａには第１、第２のギア１７，１８がそれぞれ取り付けられている。第１のギア１７は、マグローラ１３の軸部材１３ａに付設された第３のギア１９に噛合されている。第２のギア１８は、上段側のスクリュー１２の軸棒１２ａ端部に取り付けられた二段式の第４のギア２０に噛合されており、この第４のギア２０は、下段側のスクリュー１１の軸棒１１ａ端部に取り付けられた第５のギア２１に噛合されている。
【００２４】
透磁率センサ１５は、現像動作中に上搬送経路Ａを流通する二成分現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、現像動作開始前及び現像動作終了後に上搬送経路Ａ中に滞留した二成分現像剤の密度（嵩密度）を検出する密度検出手段とを兼ねたセンサであり、具体的には、磁場の中をキャリア（磁性粒子）が移動すると起電流が発生し、この起電流は磁場内のキャリアが多いほど高くなって出力電圧が高くなるという原理によって二成分現像剤のトナー濃度や密度を検出するものである。この透磁率センサ１５は、その出力電圧からトナー濃度を検出するものであり、具体的には、上搬送経路Ａを流通する二成分現像剤のトナー濃度が低いほど透磁率センサ１５の出力電圧は高くなり、反対にトナー濃度が高いほど透磁率センサ１５の出力電圧は低くなる。
【００２５】
図３は制御手段３０の概略構成を表すブロック図である。図３に示すように、制御手段３０は、透磁率センサ１５を用いて検出された現像動作開始前における二成分現像剤の密度に応じて、現像動作開始時におけるスクリュー１１，１２の回転加速度を制御するものである。
【００２６】
ここで、制御手段３０によってスクリュー１１，１２の回転加速度を制御するために、現像動作開始前における二成分現像剤の密度を検出する具体的方法について説明する。なお、図４は二成分現像剤のトナー濃度が一定である場合における二成分現像剤の密度と透磁率センサ１５の出力電圧との関係を表したグラフであり、図５は二成分現像剤の密度とスクリュー１１，１２を起動させた時にかかるトルクとの関係を表したグラフであり、図６は二成分現像剤のトナー濃度と透磁率センサ１５の出力電圧との関係を表したグラフである。
【００２７】
図４に示すように、透磁率センサ１５においては、上搬送経路Ａ中に滞留した二成分現像剤の密度が高い状態（密充填状態）は、二成分現像剤のトナー濃度が低い状態と同じ状態であるため、透磁率センサ１５の出力電圧は高いほど、上搬送経路Ａ中に滞留した二成分現像剤の密度が高いことになり、反対に、透磁率センサ１５の出力電圧は低くほど、二成分現像剤の密度が低いことになる。また、図５に示すように、二成分現像剤の密度が高いほどスクリュー１１，１２を起動させた時にかかるトルクは大きくなり、二成分現像剤にかかるストレスも大きくなる。反対に、二成分現像剤の密度が低いほどトルクは小さくなり、二成分現像剤にかかるストレスも小さくなる。また、図６に示すように、二成分現像剤のトナー濃度が高いほど透磁率センサ１５の出力電圧は低くなり、反対に、二成分現像剤のトナー濃度が低いほど透磁率センサ１５の出力電圧は高くなる。
【００２８】
このように、二成分現像剤の密度に応じて透磁率センサ１５の出力電圧は変化するものの、トナー濃度の変動によって透磁率センサ１５の出力電圧が変化するため、二成分現像剤のトナー濃度が常に変動する現像装置５では、単に透磁率センサ１５の出力電圧を読むだけでは、二成分現像剤の密度を検出することはできない。二成分現像剤の密度を検出するためには、図６に示すように、現像動作が終了した直後（二成分現像剤の密度は所定値）の透磁率センサ１５の出力電圧と現像動作を開始する直前の透磁率センサ１５の出力電圧との差分（出力電圧の変化量）を求める必要がある。したがって、図３に示す制御手段３０によって、現像動作終了後における透磁率センサ１５の出力電圧と次の現像動作開始前における透磁率センサ１５の出力電圧との差分に基いて、現像動作開始時におけるスクリュー１１，１２の回転加速度を制御している。
【００２９】
図３に示すように、制御手段３０の概略構成は、インターフェース３７を介して透磁率センサ１５及び温湿度センサ２３に接続されたＣＰＵ（central processing unit）３２と、ＣＰＵ３２に接続されたＲＯＭ（read-only memory）３３およびＲＡＭ（random-access memory）３４と、ＣＰＵ３２に接続されているとともにマグローラ１３等を回転させる現像用モータ１６に接続されている現像用モータドライブユニット３５と、ＣＰＵ３２に接続されているとともに感光体ドラム３を回転させるドラム用モータ２２に接続されているドラム用モータドライブユニット３６とから構成されている。
【００３０】
ＲＡＭ３４は、前回の現像動作が終了した直後の透磁率センサ１５の出力電圧を記憶する記憶装置である。
ＲＯＭ３３は、スクリュー１１，１２の回転加速度を段階的に上昇させるための段階制御閾値を記憶している記憶装置である。
ＣＰＵ３２は、現像動作開始前の出力電圧情報とＲＡＭ３４から送られた現像動作終了後の出力電圧情報とから出力電圧の差分（変化量）を演算し、さらに、算出された出力電圧の差分と段階制御閾値情報とから現像用モータ１６の回転加速度を制御する装置である。
【００３１】
次に、上記した構成からなる画像形成装置１および現像装置５の動作について説明する。
図１，図３に示すように、まず、ドラム用モータ２２を駆動させて感光体ドラム３を軸回転させるとともに、帯電装置２によって感光体ドラム３に帯電させる。その後、露光装置４によって感光体ドラム３の表面上にレーザーを走査させて露光させ、感光体ドラム３の表面上に潜像を形成する。一方、現像用モータ１６を駆動させて上下のスクリュー１１，１２とマグローラ１３をそれぞれ回転させることで、現像装置５の下室１０ａと上室１０ｂの内部で二成分現像剤を還流させつつ、還流する二成分現像剤の一部をマグローラ１３に引き付け、このマグローラ１３を回転させることで感光体ドラム３のところに二成分現像剤を搬送する。マグローラ１３によって搬送された二成分現像剤に含まれるトナー成分が、正電位とされた感光体ドラム３の露光部分に付着される。これによって、感光体ドラム３上の潜像が現像され、感光体ドラム３の表面上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム３の表面上に形成されたトナー像を、転写ローラ６によってシートＳの表面に転写させ、このシートＳを定着装置９に搬送し、転写されたトナー像をシートＳの表面に定着させ、シートＳの表面に画像を形成する。
【００３２】
図７は現像用モータ１６と透磁率センサ１５とドラム用モータ２２（感光体ドラム３を回転させる駆動源）の駆動タイミング図である。
図７に示すように、画像形成装置１が操作されてプリント信号が入力されると、上記したドラム用モータ２２および現像用モータ１６を起動させて現像動作を行う前に、まず、透磁率センサ１５によって現像動作開始前の出力電圧を検出する。
【００３３】
図３に示すように、透磁率センサ１５によって検出された現像動作開始前の出力電圧情報は、インターフェース３７を介してＣＰＵ３２に送信する。現像動作開始前の出力電圧情報がＣＰＵ３２に送信されると、ＣＰＵ３２によって、透磁率センサ１５から送られた現像動作開始前の出力電圧情報とＲＡＭ３４に記憶された現像動作終了後の出力電圧情報とから出力電圧の差分（変化量）が求められ、その差分とＲＯＭ３３に記憶された段階制御閾値情報とに基いて、現像用モータ１６の起動時の回転加速度が決定される。
【００３４】
具体的には、図３，図４，図６，図７（ａ）に示すように、ＣＰＵ３２によって演算された出力電圧の差分が小さく、二成分現像剤の特性に悪影響を及ぼさない程度である場合（Level１〜３）は、所定回転数（二成分現像剤の攪拌搬送に要する回転数）で起動させるように、現像用モータ１６の起動時の回転加速度を通常と同じにする。また、図３，図４，図６，図７（ｂ）に示すように、出力電圧の差分が大きく、二成分現像剤の特性に悪影響を及ぼす場合（Level４）は、現像用モータ１６の回転数を所定回転数まで２段階に分けて上げて、現像用モータ１６の起動時の回転加速度を低くする。また、図３，図４，図６，図７（ｃ）に示すように、出力電圧の差分が前記Level４の場合よりも更に大きく、二成分現像剤の特性に及ぼす悪影響の程度が前記Level４の場合よりも大きい場合（Level５）は、現像用モータ１６の回転数を３段階に分けて所定回転数まで上げて、現像用モータ１６の起動時の回転加速度をさらに低くする。
【００３５】
図３に示すように、決定された回転加速度に基いてＣＰＵ３２から現像用モータドライブユニット３５に制御信号が送信され、現像用モータドライブユニット３５から現像用モータ１６に駆動信号が送信されることで、現像用モータ１６が起動する。このとき、図７（ａ）に示すように、二成分現像剤の密度がLevel１〜３の場合は現像用モータ１６が通常と同じように起動し、図７（ｂ），図７（ｃ）に示すように、Level４以上の場合は段階的に回転数を上げて起動する。
【００３６】
図２に示すように、現像用モータ１６が起動すると、駆動軸１６ａが軸回転し、第１、第２のギア１７，１８がそれぞれ回転する。第１のギア１７が回転すると、第１のギア１７に噛合された第３のギア１９が回転し、第３のギア１９が取り付けられたマグローラ１３の軸部材１３ａが軸回転し、マグローラ１３が図１に示す矢印方向に回転する。また、第２のギア１８が回転すると、第２のギア１８に噛合された第４のギア２０が回転し、第４のギア２０が取り付けられた上段側のスクリュー１２の軸棒１２ａが軸回転し、上段側のスクリュー１２が図１に示す矢印方向に回転する。また、第４のギア２０が回転することで、第４のギア２０に噛合された第５のギア２１が回転し、第５のギア２１が取り付けられた下段側のスクリュー１１の軸棒１１ａが軸回転し、下段側のスクリュー１１が図１に示す矢印方向に回転する。このとき、図２，図４，図６に示すように、二成分現像剤の密度がLevel１〜３の場合は、スクリュー１１，１２の回転加速度は通常と同じようになり、スクリュー１１，１２は所定回転数で回転し始める。また、二成分現像剤の密度がLevel４以上の場合は、スクリュー１１，１２の回転加速度は低くなり、スクリュー１１，１２は回転数を段階的に上昇させながら回転し始める。
【００３７】
また、図３，図７に示すように、透磁率センサ１５は、現像動作開始前の出力電圧を出力した後も稼動させ、現像動作中に現像装置５内を還流する二成分現像剤のトナー濃度を検出する。そして、検出されたトナー濃度情報に基いて現像装置５にトナーを補給し、トナー濃度を調整する。
【００３８】
また、透磁率センサ１５は、現像装置５による現像動作が終了して現像用モータ１６及びドラム用モータが停止した後も稼動させ、現像動作終了後の出力電圧を検出する。そして、この出力電圧情報は、インターフェース３７を介してＣＰＵ３２に送信され、ＣＰＵ３２に接続されたＲＡＭ３４に記憶される。
【００３９】
上記した構成からなる現像装置５および画像形成装置１によれば、二成分現像剤の密度がLevel４以上である場合には、制御手段３０によって、二成分現像剤の密度に応じてスクリュー１１，１２の回転加速度が制御され、スクリュー１１，１２の回転によって二成分現像剤の特性が劣化しないように、スクリュー１１，１２の回転数が段階的に上昇され、スクリュー１１，１２が緩やかに回転し始める。これによって、スクリュー１１，１２の起動時に二成分現像剤にかかるストレスを軽減することができ、二成分現像剤の劣化を抑えることができる。
【００４０】
図８は印刷枚数と二成分現像剤のキャリアの抵抗値との関係を表したグラフである。通常、現像装置５は、印刷を一枚行う度にスクリュー１１，１２を起動・停止させるため、印刷枚数が増えるほど、キャリアの抵抗値が低下し、二成分現像剤が劣化する。そして、キャリアの抵抗値が一定以下になると、シートＳに形成された画像の現像濃度の低下やカブリの増加という問題が生じる。しかし、図８に示すように、上記した構成からなる現像装置５では、従来の現像装置と比べて、印刷枚数の増加に伴うキャリア抵抗値の低下が緩やかである。したがって、上記した構成からなる現像装置５によれば、シートＳに形成される画像の現像濃度の低下やカブリの増加を抑制することができるとともに、二成分現像剤の交換サイクルが長くなることで、画像形成装置１における印刷コストの低減を図ることができる。また、二成分現像剤の劣化を抑えることで、二成分現像剤を少量にして現像装置５を小型化するとともに現像剤交換レスの実現を図ることができる。
【００４１】
また、二成分現像剤の密度がLevel３以下である場合には、制御手段３０によってスクリュー１１，１２の回転加速度が制御され、スクリュー１１，１２は一気に回転数を上げて速やかに回転し始める。これによって、スクリュー１１，１２が所定回転数に達するまでの時間が短くなり、印刷速度が必要以上に遅延することを防止することができ、画像形成装置１の高速化を図ることができる。
【００４２】
また、制御手段３０が、現像動作終了後における透磁率センサ１５（密度検出手段）の検出値と次の現像動作開始前における透磁率センサ１５（密度検出手段）の検出値との差分に基いて、現像動作開始時におけるスクリュー１１，１２（攪拌部材）の回転加速度を制御する構成とすることにより、現像装置５内におけるトナー濃度の変動が大きい場合であっても、二成分現像剤の密度が正確に検出される。これによって、二成分現像剤にかかるストレスを確実に軽減することができ、二成分現像剤の劣化を確実に抑えることができる。
【００４３】
また、二成分現像剤の密度を検出するための手段が、二成分現像剤のトナー濃度を検出するために備えられた透磁率センサ１５からなる構成とすることにより、現像装置５内における部品数が低減される。これによって、コストダウンを図ることができる。
【００４４】
以上、本発明に係る現像装置および画像形成装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、図７（ｂ），図７（ｃ）に示すように、二成分現像剤の密度が高い（Level４以上）場合に、スクリュー１１，１２の回転数が段階的に上昇するように、制御手段３０によって現像モータ１６の回転加速度が制御されているが、本発明は、図９に示すように、二成分現像剤の密度が高い場合に、スクリュー１１，１２の回転数が連続的に上昇するように、制御手段３０によって現像モータ１６の回転加速度を制御してもよい。
【００４５】
また、上記した実施の形態では、制御手段３０が、現像動作開始前の透磁率センサ１５の出力電圧と、現像動作終了後の透磁率センサ１５の出力電圧との差分に基いてスクリュー１１，１２の回転加速度を制御しているが、本発明は、現像装置５内の二成分現像剤のトナー濃度制御の精度が高くて現像装置５内の二成分現像剤のトナー濃度の変動が小さい場合、現像動作終了後の出力電圧（検出値）を検出せず、制御手段３０が、現像動作開始前の出力電圧だけに基いてスクリュー１１，１２の回転加速度を制御してもよい。
【００４６】
また、上記した実施の形態では、二成分現像剤の密度を検出するための密度検出手段として、二成分現像剤のトナー濃度を検出するために備えられた透磁率センサ１５を利用しているが、本発明は、二成分現像剤の密度を検出するための密度検出手段を、二成分現像剤のトナー濃度を検出するために備えられた透磁率センサ１５とは別に設けてもよく、また、密度検出手段として、現像装置内の二成分現像剤の高さレベルを測るレベルセンサを設けて、二成分現像剤の密度を高さレベルで検出してもよい。
【００４７】
また、上記した実施の形態では、現像装置５のスクリュー１１，１２等を回転させる現像用モータ１６と、感光体ドラム３を回転させるドラム用モータ２２とがそれぞれ設けられているが、本発明は、現像装置５のスクリュー１１，１２等と感光体ドラム３とを一つの駆動源で駆動させてもよい。
【００４８】
なお、上記した実施の形態における感光体ドラム３は、本発明に係る像担持体に相当し、上記した実施の形態におけるスクリュー１１，１２は、本発明に係る攪拌部材に相当し、上記した実施の形態における透磁率センサ１５は、本発明に係る密度検出手段に相当し、上記した実施の形態における透磁率センサ１５の出力電圧は、本発明に係る密度検出手段の検出値に相当し、上記した実施の形態におけるシートＳは、本発明の記録媒体に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態における画像形成装置の主要部の概略構成を表す図である。
【図２】本発明の実施の形態における現像装置の主要部の概略構成を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態における現像装置の制御手段の概略構成を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態における二成分現像剤の密度と透磁率センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態における二成分現像剤の密度と攪拌部材起動時のトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における二成分現像剤のトナー濃度と透磁率センサの出力電圧との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態における画像形成装置の動作タイミングを表す図である。
【図８】本発明の実施の形態における印刷枚数とキャリア抵抗値との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の他の実施の形態における画像形成装置の動作タイミングを表す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  画像形成装置
３  感光体ドラム（像担持体）
５  現像装置
１１，１２  スクリュー（攪拌部材）
１５  透磁率センサ（密度検出手段）
３０  制御手段
Ｓ  記録媒体
【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】
2007163932.tif 000008
【図７】
2007163932.tif 000009
【図８】
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【図９】
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