(57)【要約】【課題】キャリアの劣化時に、現像器内における現像剤のキャリアからトナーを分離する制御を、現像器が大型化することを抑制して適切に実行する。【解決手段】キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を用いた現像器２０を有するプリンタにおいて、トナー画像が転写された後に感光体ドラム１１上に残ったトナーが、トナー回収機構４０によって回収されて現像器２０に搬送される。キャリアが劣化した状態になると、感光体ドラム１１上のトナーを、記録シートに転写することなくトナー回収機構４０によって回収して蓄積する制御が実行される。その制御の実行中に、感光体ドラム１１上に付着したトナー量がトナー付着量センサ２８によって光学的に検出されて、静電潜像の形成が停止される。【選択図】図１
2012150258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
当該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を用いて前記像担持体上の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像器と、
前記像担持体上のトナーを記録シートに転写する転写手段と、
当該転写手段によってトナーが記録シートに転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを回収するとともに、回収されたトナーを、前記現像器に搬送する状態と前記現像器に搬送することなく蓄積する状態とに切り替え可能なトナー回収機構と、
前記像担持体上に付着したトナー量を光学的に検出するトナー付着量検出手段と、
所定のタイミングで、前記トナー回収機構をトナーが蓄積される状態に切り替えて、前記像担持体上に静電潜像を形成してトナーを付着させた後に前記トナー回収機構に蓄積させるトナー蓄積制御を実行し、この制御の実行中に、前記トナー付着量検出手段にて検出されるトナー付着量が所定値以下になった場合に、前記静電潜像形成手段による静電潜像の形成を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写手段は、電圧が印加される転写部材と、当該転写部材を、前記像担持体に圧接された状態と、前記像担持体から離間した状態とに移動させる移動手段とを備え、
前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行中には、前記転写部材を前記像担持体から離間させるように前記移動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナー回収機構は、回収されたトナーが通過して前記現像器内に流動するトナー補給口を開閉するシャッターを有し、
前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に前記トナー補給口が閉鎖されるように前記シャッターを制御することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像器は、当該現像器内のトナー濃度を透磁率の変化に基づいて検出するトナー濃度センサと、
前記現像器にトナーを補給するトナー補給機構と、を有し、
前記制御手段は、前記トナー濃度センサにて検出されるトナー濃度に基づいて前記トナー補給機構によるトナー補給を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像器は、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、当該現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加手段と、を有し、
前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に、前記現像ローラに印加される現像バイアス電圧を、前記像担持体に付着するトナー量が画像形成動作時よりも増加するように、前記現像バイアス電圧印加手段を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に、前記像担持体における画像形成領域の全体にトナーが付着するように、前記静電潜像形成手段を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像器は交換可能になっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一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、感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を、２成分現像剤を用いて現像する現像器を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置では、通常、画像データに対応した静電潜像を像担持体である感光体ドラム上に形成して、現像器によってトナー現像するようになっている。像担持体上に形成されたトナー画像は、直接、あるいは、中間転写ベルト等に転写した後に、記録紙、ＯＨＰシート等の記録シートに転写されて、定着装置において、当該記録シート上に定着される。
【０００３】
このような画像形成装置の現像器には、トナーのみによって構成される１成分現像剤を用いる場合と、トナーと磁性のキャリアとを含む２成分現像剤を用いる場合とがある。
２成分現像剤を用いる現像器では、通常、トナーとキャリアとを含む現像剤を撹拌して混合することによってトナーを帯電させて、帯電状態になったトナーを、キャリアとともに現像ローラに供給するようになっている。現像ローラに供給された現像剤は、現像ローラの周面上においてキャリアが磁気ブラシを形成し、磁気ブラシに付着したトナーが感光体ドラム上の静電潜像に付着することにより静電潜像を現像する。
【０００４】
また、２成分現像剤を使用した現像器では、現像器内における現像剤のトナー濃度をトナー濃度センサによって検出し、現像器内のトナー濃度が低下すると、トナー補給機構によって現像器内にトナーを補給することも行われている。トナー補給機構は、トナーが収容されたトナーカートリッジ等が着脱可能になっており、トナーカートリッジ等を交換することにより、トナーを補給することができる。
【０００５】
しかしながら、現像器を長期にわたって使用すると、現像器内に収容された現像剤中のキャリアが劣化して、トナーを適切に帯電することができなくなるおそれがある。トナーが適切に帯電されなくなると、現像ローラ上を搬送されるトナーが飛散して、感光体における静電潜像以外にトナーが付着する地肌カブリ等が生じる可能性がある。
このために、例えば、特許文献１には、現像器内のキャリアが劣化すると、現像器内のキャリアをトナーと分離して回収し、新たに、劣化していないキャリアを現像器内に補給する構成が開示されている。特許文献１では、現像器内に、スリーブを設けるとともに、スリーブ内に磁石を設けて、スリーブにバイアス電圧を印加して、キャリアとトナーとを分離し、分離されたトナーを、現像器内に搬送する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５８１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された構成では、現像器内に、バイアス電圧が印加されるスリーブおよび磁石を、現像ローラとは別に設ける必要があり、しかも、キャリアから分離されたトナーを現像器内に搬送するための搬送経路も必要になる。このために、部品点数が増加して現像器が大型化するおそれがある。
また、現像器内のキャリアを回収する際には、現像器内のキャリアの全てが回収されたことを検知することができないために、現像器内に多量のキャリアが残った状態で、キャリアの回収作業を終了する場合もある。この場合には、現像器内に劣化したキャリアが多量に残ることになり、このような状態で画像形成動作を実行すると、トナーが帯電不良になって、形成される画像の品質が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像器が大型化することを抑制して、トナーとキャリアとを適切に分離することができる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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、像担持体と、当該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、キャリアとトナーとを有する２成分現像剤を用いて前記像担持体上の静電潜像にトナーを供給して可視化する現像器と、前記像担持体上のトナーを記録シートに転写する転写手段と、当該転写手段によってトナーが記録シートに転写された後に前記像担持体上に残ったトナーを回収するとともに、回収されたトナーを、前記現像器に搬送する状態と前記現像器に搬送することなく蓄積する状態とに切り替え可能なトナー回収機構と、前記像担持体上に付着したトナー量を光学的に検出するトナー付着量検出手段と、所定のタイミングで、前記トナー回収機構をトナーが蓄積される状態に切り替えて、前記像担持体上に静電潜像を形成してトナーを付着させた後に前記トナー回収機構に蓄積させるトナー蓄積制御を実行し、この制御の実行中に、前記トナー付着量検出手段にて検出されるトナー付着量が所定値以下になった場合に、前記静電潜像形成手段による静電潜像の形成を停止させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、現像器内のキャリアが劣化した場合に、通常の画像形成動作と同様に、像担持体上に静電潜像を形成して、現像器による静電潜像の現像動作を行うことにより、キャリアから分離されたトナーをトナー回収機構に蓄積することができる。従って、現像器が大型化することを抑制することができる。
また、トナー回収機構によってトナーを蓄積させる制御を実行する場合に、像担持体上に付着したトナー量をトナー付着量検出手段によって光学的に検出するようになっているために、キャリアから分離されて像担持体上に付着したトナー量に基づいて現像器内のトナー量を高精度で正確に検出することができる。
【００１１】
さらに、トナー回収機構によってトナーを蓄積させる制御では、トナーをキャリアから分離させることにより現像器内のトナー量が少なくなりすぎると、キャリアが像担持体に付着して、像担持体を傷つけるおそれがある。このために、キャリアが像担持体に付着しない範囲で、できるだけ現像器内のトナー量を低減させることが望ましい。
本発明では、像担持体上に付着したトナー量を光学的に検出するトナー付着量検出手段によって、現像器内のトナー量を高精度で検出できることから、像担持体にキャリアが付着するおそれがないような範囲で、現像器内のトナー量が最も低減した適切なタイミングで静電潜像形成手段を停止させることができる。その結果、像担持体にキャリアが付着することを防止しつつ、より多くのトナーを現像器から回収して蓄積することができる。
【００１２】
好ましくは、前記転写手段は、電圧が印加される転写部材と、当該転写部材を、前記像担持体に圧接された状態と、前記像担持体から離間した状態とに移動させる移動手段とを備え、前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行中には、前記転写部材を前記像担持体から離間させるように前記移動手段を制御することを特徴とする。
好ましくは、前記トナー回収機構は、回収されたトナーが通過して前記現像器内に流動するトナー補給口を開閉するシャッターを有し、前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に前記トナー補給口が閉鎖されるように前記シャッターを制御することを特徴とする。
【００１３】
前記現像器は、当該現像器内のトナー濃度を透磁率の変化に基づいて検出するトナー濃度センサと、前記現像器にトナーを補給するトナー補給機構と、を有し、前記制御手段は、前記トナー濃度センサにて検出されるトナー濃度に基づいて前記トナー補給機構によるトナー補給を制御することを特徴とする。
好ましくは、前記現像器は、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、当該現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧印加手段と、を有し、前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に、前記現像ローラに印加される現像バイアス電圧を、前記像担持体に付着するトナー量が画像形成動作時よりも増加するように、前記現像バイアス電圧印加手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記制御手段は、前記トナー蓄積制御の実行時に、前記像担持体における画像形成領域の全体にトナーが付着するように、前記静電潜像形成手段を制御することを特徴とする。
好ましくは、前記現像器は交換可能になっていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの構成を模式的に示す概略図である。
【図２】本実施形態のプリンタに設けられたトナー付着量センサの構成を説明するための模式図である。
【図３】本実施形態のプリンタにおいて実行されるトナー蓄積制御に使用されるトナー付着量センサの出力電圧と現像器内のトナー濃度（重量％）との関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態のプリンタの現像器に設けられた透磁率検出型のトナー濃度センサの出力電圧と現像器内のトナー濃度との関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態のプリンタの制御部によって実行されるトナー蓄積制御の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの構成を模式的に示す概略図である。このプリンタは、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シート上に、キャリアと、黒色のトナーとを有する２成分現像剤を用いて、ＬＡＮ等から送信される画像データに対応したモノクロのトナー画像を形成する構成になっている。
【００１７】
図１に示すプリンタは、矢印Ａで示す方向に回転駆動される像担持体の一例としての感光体ドラム１１を備えており、感光体ドラム１１の周囲には、電子写真方式（静電転写方式）によってトナー画像を記録シートＳ上に形成するための帯電器１２と、露光器１３と、現像器２０と、転写ローラ１５とが、感光体ドラム１１の回転方向に沿って、その順番で設けられている。
【００１８】
感光体ドラム１１は、プリンタの正面側から見て右側（図１において右側）の側部に配置されている。感光体ドラム１１の表面は、感光体ドラム１１の側方（感光体ドラム１１の左側）に配置された帯電器１２によって一様に帯電された後に、帯電器１２に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側に位置する露光器１３から照射されるレーザ光Ｌによって露光されるようになっており、これによって、感光体ドラム１１の表面上に、画像データに対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
露光器１３の下方に配置された現像器２０は、感光体ドラム１１の表面上に形成された静電潜像を、例えば黒色のトナーと、磁性のキャリアとを有する２成分現像剤を用いてトナー現像する。これにより、感光体ドラム１１の表面上の静電潜像に、黒色のトナーが付着してトナー画像となり、可視化される。
現像器２０は画像形成装置の本体に対して交換可能になっており、例えば、現像器２０を用いたプリント枚数（画像形成動作の回数）の累計が、予め設定された所定枚数に達すると、現像器２０内のキャリアが劣化しているものとして新たな現像器との交換が指示される。
【００２０】
現像器２０は、例えば、画像形成装置の本体正面側（図１の紙面の手前側）にスライドさせることによって、画像形成装置の本体から取り外すことができる。新たな現像器は、現像器２０が取り外されることによって形成された空間内に、画像形成装置の本体正面側から内奥側に向ってスライドさせることによって画像形成装置に装着される。なお、現像器２０の構成の詳細については後述する。
【００２１】
現像器２０に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側（感光体ドラム１１の右側）には、感光体ドラム１１に対向して転写ローラ１５が設けられている。転写ローラ１５は、例えば、モータを有する転写ローラ接離機構１５ａによって、感光体ドラム１１に圧接された状態と、感光体ドラム１１から離間した状態とに移動可能に構成されている。転写ローラ１５は、感光体ドラム１１に圧接されることによって、感光体ドラム１１との間に転写ニップ部を形成して、感光体ドラム１１の回転に追従して矢印Ｃで示す方向に回転する。
【００２２】
なお、転写ローラ１５には、図示しない転写バイアス電圧印加機構によって、所定の転写バイアス電圧が印加されるようになっている。
現像器２０の下方には、記録用紙、ＯＨＰシート等の記録シートＳを収容できる記録シートカセット１６が設けられており、記録シートカセット１６内に収容された記録シートＳが、給紙ローラ１７によって記録シートカセット１６から１枚ずつ繰り出されるようになっている。記録シートカセット１６から繰り出された記録シートＳは、タイミングローラ対１８によって、所定のタイミングで転写ニップ部へ搬送される。
【００２３】
感光体ドラム１１上に形成されたトナー画像は、転写ニップ部へ搬送される記録シートＳが転写ニップ部を通過する間に、転写ローラ１５に印加された転写バイアス電圧によって発生する転写電界の作用により、記録シートＳ上に転写される。トナー画像が転写された記録シートＳは、転写ローラ１５の上方に設けられた定着器３０へ搬送される。
定着器３０は、加圧部材としての加圧ローラ３２と、加圧ローラ３２に圧接された状態で回転する円筒形状の定着ローラ３１とを備えており、両者の圧接部分に、記録シートＳが通過する定着ニップ部が形成されている。定着ローラ３１の軸心部にはヒータ３３が配置されており、このヒータ３３によって定着ローラ３１の外周面が加熱される。
【００２４】
相互に圧接された定着ローラ３１および加圧ローラ３２は、例えば、加圧ローラ３２が図示しないモータによって回転されることによって、定着ローラ３１が加圧ローラ３２の回転に追従して回転するようになっている。
定着ニップ部に搬送された記録シートＳは、定着ニップ部を通過する間に、当該記録シートＳ上の未定着のトナー画像が、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とによって加熱および加圧されることにより記録シートＳ上に定着される。定着ニップを通過した記録シートＳは、定着ローラ３１から剥離されて、排紙ローラ対１９によって排紙トレイ１４上に排出される。
【００２５】
なお、感光体ドラム１１および現像器２０の上方には、トナー画像が記録シートＳ上に転写された後に感光体ドラム１１上に残った残留トナーを回収して現像器２０に搬送するトナー回収機構４０が設けられている。トナー回収機構４０は、感光体ドラム１１の表面からトナーを回収するトナー回収部４１と、回収されたトナーを現像器２０へ搬送するトナー搬送部４３とを有している。トナー搬送部４３は、トナー回収部４１にて回収されたトナーを現像器２０に搬送することなく蓄積する状態に切り替え可能に構成されている。
【００２６】
トナー回収機構４０のトナー搬送部４３は、プリント動作の実行時には、トナー回収部４１にて回収されたトナーを現像器２０に搬送する状態とされる。これに対して、現像器２０内のキャリアが劣化した状態になっていると判定されると、トナー搬送部４３はトナーを蓄積する状態に切り替えられて、現像器２０内のトナーをトナー搬送部４３に蓄積するトナー蓄積制御が実行される。トナー蓄積制御が終了すると、現像器２０の交換が指示される。なお、トナー回収機構４０の構成の詳細については後述する。
【００２７】
現像器２０に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側であって、転写ローラ１５に対して感光体ドラム１１の回転方向上流側の位置には、トナー蓄積制御が実行される場合に感光体ドラム１１の表面に付着したトナー量を検出するトナー付着量センサ２８が設けられている。
トナー蓄積制御では、感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０が駆動されることによって、感光体ドラム１１における画像形成領域の全体に一様にトナーが付着した所定の高濃度の「べた」画像を所定のパターンで形成するようになっている。感光体ドラム１１の表面に形成された「べた」画像は、記録シートＳに転写されることなく、トナー回収機構４０にまで搬送されて、トナー回収機構４０のトナー回収部４１によって「べた」画像を構成するトナーが回収される。トナー回収部４１によって回収されたトナーは、現像器２０に搬送されることなくトナー搬送部４３に蓄積される。
【００２８】
このようにして、現像器２０内のトナーがトナー搬送部４３にて蓄積されることによって現像器２０内のトナー量は順次減少する。トナー付着量センサ２８は、このようなトナー蓄積制御が実行されている間、感光体ドラム１１上に形成された「べた」画像のトナー付着量を検出しており、その検出結果に基づいて、感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０の駆動が停止されて、「べた」画像の形成は終了する。その後、現像器２０の交換が指示される。
【００２９】
＜現像器の構成＞
現像器２０は、キャリアおよびトナーを有する２成分現像剤が収容されるハウジング２１を有している。ハウジング２１は、感光体ドラム１１の軸方向に沿って長く延びており、その内部には、感光体ドラム１１に対向して平行に配置された現像ローラ２４が設けられている。現像ローラ２４は、感光体ドラム１１の軸方向のほぼ全域にわたって対向している。
【００３０】
ハウジング２１の内部には、現像ローラ２４に２成分現像剤を供給する供給スクリュー２３と、供給スクリュー２３に現像剤を供給する撹拌スクリュー２２とが設けられている。供給スクリュー２３は、現像ローラ２４を挟んで感光体ドラム１１に対向する位置に、現像ローラ２４と平行に配置されている。また、撹拌スクリュー２２は、供給スクリュー２３を挟んで現像ローラ２４に対向する位置に、供給スクリュー２３と平行に配置されている。
【００３１】
ハウジング２１の内部は、隔壁２１ｃによって、撹拌スクリュー２２が配置された撹拌室２１ａと、供給スクリュー２３が配置された供給室２１ｂとに分割されている。供給室２１ｂ内に配置された現像ローラ２４は、感光体ドラム１１に近接する部分が、軸方向に沿って感光体ドラム１１の表面に対向している。
撹拌スクリュー２２は、図示しない駆動手段によって所定方向に回転されて、撹拌室２１ａ内の現像剤（キャリアおよびトナー）を軸方向に沿って搬送する。撹拌スクリュー２２によって搬送される現像剤は、その搬送の間にトナーとキャリアとが撹拌および混合されることによりトナーが帯電状態になる。
【００３２】
隔壁２１ｃには、撹拌スクリュー２２における現像剤の搬送方向下流側に対向して開口部（図示せず）が形成されており、この開口部を介して、撹拌スクリュー２２によって搬送される現像剤が撹拌室２１ａから供給室２１ｂに供給される。
供給スクリュー２３は、現像剤を撹拌スクリュー２２による搬送方向とは反対方向に搬送するようになっている。供給スクリュー２３によって搬送される現像剤は、その搬送の間に、現像ローラ２４に供給される。
【００３３】
現像ローラ２４は、従来の２成分現像剤を用いた現像器において使用される現像ローラと同様に、感光体ドラム１１に平行に配置された円筒状の現像スリーブ２４ａと、現像スリーブ２４ａ内に設けられた磁石ローラ２４ｂとを有している。磁石ローラ２４ｂは、ハウジング２１に対して固定されており、周方向に沿った所定の位置に、複数の磁極が形成されている。
【００３４】
現像スリーブ２４ａは、ハウジング２１に回転可能に支持されており、磁石ローラ２４ｂの周囲を矢印Ｂで示す方向に回転するようになっている。また、現像スリーブ２４ａには、現像バイアス電圧印加手段２５によって所定の現像バイアス電圧が印加されるようになっている。現像バイアス電圧印加手段２５は、制御部４５によって制御されるようになっており、現像スリーブ２４ａに対して、帯電状態になったトナーを感光体ドラム１１の静電潜像に付着させるように現像バイアス電圧を印加する。
【００３５】
現像ローラ２４に供給された現像剤は、規制部材２６によって感光体ドラム１１へ搬送される量を規制されている。規制部材２６によって規制されることなく現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａの周面上を搬送される現像剤は、キャリアによって形成される磁気ブラシにトナーが付着した状態になっており、現像スリーブ２４ａに印加される現像バイアス電圧によって、感光体ドラム１１上の静電潜像にトナーが付着する。
【００３６】
隔壁２１ｃには、供給スクリュー２３における現像剤の搬送方向下流側に対向して開口部（図示せず）が形成されており、現像ローラ２４に供給されない現像剤（トナーおよびキャリア）が、この開口部を介して、供給室２１ｂから撹拌室２１ａに供給される。従って、ハウジング２１の内部では、キャリアは、通常、感光体ドラム１１に供給されることなく、撹拌スクリュー２２および供給スクリュー２３によって循環されている。
【００３７】
ハウジング２１には、撹拌室２１ａ内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度センサ２７が設けられている。トナー濃度センサ２７は、撹拌室２１ａの底面に対応する外周面に取り付けられている。トナー濃度センサ２７としては、例えば、コイルのインダクタンスを利用した透磁率検出型のセンサが使用されており、コイルのインダクタンスを利用して、撹拌室２１ａ内におけるセンサ近傍の一定体積内の現像剤の見かけ上の透磁率変化を検知し、検知された透磁率変化に基づいてトナー濃度を検出するようになっている。
【００３８】
トナー濃度センサ２７の出力は、制御部４５に与えられている。制御部４５は、トナー濃度センサ２７によって検出されるハウジング２１内のトナー濃度に基づいて、トナー回収機構４０に設けられたトナー補給機構４４を駆動して現像器２０内にトナーを補給するトナー補給制御を実行する。トナー補給機構４４およびトナー補給制御の詳細については後述する。
【００３９】
＜トナー回収機構の構成＞
図１に示すように、トナー回収機構４０は、トナー搬送部４３が、感光体ドラム１１の側方（図１において左側）に水平状態に配置されており、トナー搬送部４３上にトナー回収部４１が水平状態で配置されている。
トナー回収部４１は、感光体ドラム１１から回収されたトナーが収容されるハウジング４１ａを有している。ハウジング４１ａは、感光体ドラム１１の軸方向に沿って水平に配置された第１直線部分４１ｘと、当該第１直線部分４１ｘにおける画像形成装置の内奥側の端部から、現像器２０の上方を通過するように、感光体ドラム１１の軸方向に対して直交する方向に沿って水平に延出した第２直線部分４１ｙとによってＬ字状に構成されている。
【００４０】
ハウジング４１ａの第１直線部分４１ｘには、感光体ドラム１１の表面に対向する開口部４１ｂが感光体ドラム１１の軸方向に沿って設けられている。開口部４１ｂは、感光体ドラム１１の表面と、軸方向のほぼ全長にわたって対向している。
第１直線部分４１ｘには、感光体ドラム１１の表面上のトナーを掻き落す帯板状のクリーニングブレード４１ｃが、開口部４１ｂにおける感光体ドラム１１の回転方向下流側の側縁に沿って設けられている。クリーニングブレード４１ｃは、長手方向と直交する幅方向の一方の側縁が、感光体ドラム１１の表面における軸方向のほぼ全長にわたって摺接するように配置されている。
【００４１】
第１直線部分４１ｘの内部には、感光体ドラム１１の軸方向に沿って配置されたトナー送り部材４１ｄが設けられている。トナー送り部材４１ｄは、クリーニングブレード４１ｃによって感光体ドラム１１の表面から掻き落とされたトナーを、画像形成装置の内奥側方向へ搬送する搬送スクリューによって構成されている。
トナー送り部材４１ｄの内奥側の端部には、搬送されるトナーを、第２直線部分４１ｙの内部へと送り込むトナー移送板４１ｅが設けられている。トナー移送板４１ｅは、トナー送り部材４１ｄと一体となって回転されるようになっており、トナー送り部材４１ｄによって搬送されるトナーが、トナー送り部材４１ｄに設けられたトナー移送板４１ｅによって、ハウジング４１ａの第２直線部分４１ｙ内に送り込まれる。
【００４２】
ハウジング４１ａの第２直線部分４１ｙ内には、トナー移送板４１ｅによって送り込まれたトナーを、第２直線部分４１ｙに沿って搬送するトナー回収スクリュー４１ｆが設けられている。トナー回収スクリュー４１ｆは、所定方向に回転されることによって、第２直線部分４１ｙ内のトナーを、第１直線部分４１ｘから離れる方向へと搬送するようになっている。
【００４３】
ハウジング４１ａの第２直線部分４１ｙは、現像器２０を越えて、感光体ドラム１１から離れる方向（図１において左側方向）に延出しており、その延出側の端部の下面に、トナー流出口４１ｇが設けられている。トナー流出口４１ｇは、トナー回収スクリュー４１ｆのトナー搬送方向下流側端部に対向しており、トナー回収スクリュー４１ｆによって搬送されるトナーが、トナー流出口４１ｇを通って下方に流動する。
【００４４】
トナー回収機構４０のトナー搬送部４３は、第２直線部分４１ｙの下方に設けられており、トナー流出口４１ｇを通って流入するトナーを収容するハウジング４３ａを有している。ハウジング４３ａは、第２直線部分４１ｙに沿った直線状に構成されており、感光体ドラム１１に近接した側部（図１において右側）に配置された第１端部４３ｘと、感光体ドラム１１とは反対側（図１において左側）に配置された第２端部４３ｙとを有している。第２端部４３ｙは、トナー回収部４１におけるハウジング４１ａの第２直線部分４１ｙよりも、感光体ドラム１１から離れる方向（図１において左側）に位置している。
【００４５】
ハウジング４３ａの内部には、第２端部４３ｙから第１端部４３ｘにわたって長手方向に沿って配置されたトナー補給スクリュー４３ｂが設けられている。トナー補給スクリュー４３ｂは、ハウジング４３ａにおける第２端部４３ｙの外側に設けられたモータ４３ｃによって所定方向に回転されるようになっており、トナー補給スクリュー４３ｂが所定方向に回転されることにより、ハウジング４３ａ内のトナーが第１端部４３ｘへと搬送される。
【００４６】
なお、モータ４３ｃの回転力は、トナー回収部４１に設けられたトナー送り部材４１ｄおよびトナー回収スクリュー４１ｆにも伝達されており、モータ４３ｃが駆動されることによって、トナー送り部材４１ｄおよびトナー回収スクリュー４１ｆは、トナー補給スクリュー４３ｂと同期して回転される。モータ４３ｃは、制御部４５によって制御されるようになっている。
【００４７】
ハウジング４３ａの第１端部４３ｘは、現像器２０における撹拌室２１ａ上に位置している。第２直線部分４１ｙのトナー流出口４１ｇは、トナー搬送部４３のハウジング４３ａにおける第１端部４３ｘと第２端部４３ｙとの中程（図１の左右方向の中程）に位置しており、ハウジング４３ａの内部と連通している。従って、トナー回収部４１のトナー回収スクリュー４１ｆによってトナー流出口４１ｇに搬送されるトナーは、トナー搬送部４３のハウジング４３ａ内に供給されると、トナー補給スクリュー４３ｂによって、感光体ドラム１１に近接した第１端部４３ｘへと搬送される。
【００４８】
現像器２０における撹拌室２１ａ上に位置するハウジング４３ａの第１端部４３ｘの下面には、撹拌室２１ａに連通するトナー補給口４３ｄが設けられている。また、第１端部４３ｘの下面には、トナー補給口４３ｄを開閉するシャッター４３ｅが設けられている。シャッター４３ｅは、例えばモータ等を有するシャッター開閉機構４３ｆよって水平方向にスライドされるようになっており、トナー補給スクリュー４３ｂによるトナーの搬送方向下流側にスライドされることによりトナー補給口４３ｄを閉鎖した状態とし、反対方向にスライドされることによりトナー補給口４３ｄを開放した状態とする。
【００４９】
シャッター開閉機構４３ｆは、制御部４５によって制御されるようになっている。制御部４５は、現像器２０が画像データに基づくプリント動作を実行する場合には、トナー補給口４３ｄが開放されるようにシャッター４３ｅをスライドさせ、トナー蓄積制御を実行する場合には、トナー補給口４３ｄが閉鎖されるようにシャッター４３ｅをスライドさせる。
【００５０】
シャッター４３ｅがトナー補給口４３ｄを開放している場合には、トナー補給スクリュー４３ｂによって搬送されるトナーは、トナー補給口４３ｄを通って、現像器２０の撹拌室２１ａ内に流動する。これに対して、シャッター４３ｅがトナー補給口４３ｄを閉鎖している場合には、トナー補給スクリュー４３ｂによって搬送されるトナーは、現像器２０の撹拌室２１ａ内に流動することなく、ハウジング４３ａの内部に蓄積される。
【００５１】
トナー搬送部４３におけるハウジング４３ａの第２端部４３ｙ上には、トナー補給機構４４が設けられている。このトナー補給機構４４は、例えば、着脱可能になったトナーボトルを備えており、トナーボトルが回転されることによって、トナーボトル内に収容されたトナーが、トナー搬送部４３におけるハウジング４３ａの内部に供給される。
トナー補給機構４４は、制御部４５によって制御されるようになっており、制御部４５は、現像器２０が画像データに基づくプリント動作を実行する場合に、現像器２０に設けられたトナー濃度センサ２７によって検出される現像器２０内のトナー濃度に基づいて、トナー補給機構４４を制御する。
【００５２】
トナー補給機構４４からハウジング４３ａの第２端部４３ｙ内に供給されたトナーは、トナー補給スクリュー４３ｂによって、ハウジング４３ａの第１端部４３ｘへ搬送される。この場合、現像器２０は、画像データに基づくプリント動作を実行しているために、第１端部４３ｘに設けられたトナー補給口４３ｄが開放された状態になっている。従って、第１端部４３ｘへ搬送されたトナーは、トナー補給口４３ｄを通って現像器２０の撹拌室２１ａ内に供給される。
【００５３】
＜トナー付着量センサの構成＞
図２は、感光体ドラム１１に対向して配置されたトナー付着量センサ２８の構成を説明するための模式図である。なお、図２においては、図１に示された状態に対して上下を反転した状態で示している。トナー付着量センサ２８としては、例えば、発光素子２８ａと受光素子２８ｂとを有する反射型の光学センサが使用されている。発光素子２８ａは、発光素子２８ａから発せられた光が、感光体ドラム１１の表面における軸方向の中央部に照射されるように配置されており、受光素子２８ｂは、発光素子２８ａから発せられて感光体ドラム１１の表面で反射された光を受光するように配置されている。
【００５４】
このような反射型の光学センサを使用したトナー付着量センサ２８は、トナー蓄積制御の実行時に、発光素子２８ａによって、感光体ドラム１１の表面に形成された特定パターンとしての「べた」画像に光を照射し、「べた」画像から反射された反射光の光量を受光素子２８ｂによって受光する。受光素子２８ｂは、受光した光量に対応した電圧を、制御部４５に出力する。
【００５５】
感光体ドラム１１上に形成された「べた」画像の表面には、トナー粒子が層状に積み重なることによる凹凸が形成されており、トナーの付着量に応じて「べた」画像の表面の凹凸形状が変化することによって反射光量が変化する。
すなわち、感光体ドラム１１の表面に付着したトナー量が少ない場合には、「べた」画像を構成するトナーは比較的薄い積層状態になっており、「べた」画像の表面には、トナーによって比較的小さな凹凸（段差）が形成されている。これにより、多くの光が鏡面反射し（図２において矢印Ｍで示す）、「べた」画像の表面にて乱反射する光量（図２において矢印Ｒで示す）は少なくなる。
【００５６】
これに対して、感光体ドラム１１の表面に形成された「べた」画像のトナー量が多い場合には、「べた」画像を構成するトナーは、比較的厚い積層状態になっている。このために、「べた」画像の表面には、トナーによって比較的大きな凹凸（段差）が形成されている。これにより、「べた」画像の表面にて乱反射する光量が多くなるのに対して、鏡面反射する光量は少なくなる。
【００５７】
トナー蓄積制御では、感光体ドラム１１の表面に形成される「べた」画像のトナー付着量は、現像器２０内のトナー濃度に対応しており、現像器２０内のトナー濃度が低下するにつれて、感光体ドラム１１の表面の「べた」画像を形成するトナーの付着量が低下する。従って、感光体ドラム１１上の「べた」画像の濃度と、現像器２０内のトナー濃度との関係に基づいて、トナー付着量センサ２８によって検出される「べた」画像のトナー付着量により、現像器２０内のトナー濃度を検出することができる。
【００５８】
図３は、トナー蓄積制御において感光体ドラム１１の表面に「べた」画像を形成する場合の現像器２０内のトナー濃度（重量％）と、トナー付着量センサ２８の出力電圧との関係を示すグラフである。図３に示すように、現像器２０内におけるトナー濃度が、プリント動作を実行する場合における適切な範囲（４％〜６％程度）よりも低い１％〜４％程度の範囲（図３に破線で囲んだ範囲）において、トナー付着量センサ２８の出力電圧は、トナー濃度に対してほぼ反比例するように直線状に低下している。従って、現像器２０内のトナー濃度を、２％程度の低濃度の範囲内において、トナー付着量センサ２８の出力電圧に基づいて正確に検出することができる。
【００５９】
トナー蓄積制御では、現像器２０内のトナーによって、感光体ドラム１１の表面に形成された「べた」画像が、記録シートＳに転写されることなくトナー回収機構４０にまで搬送されて、トナー回収部４１によって感光体ドラム１１の表面から回収された後に、トナー搬送部４３に蓄積される。従って、トナー蓄積制御の実行時間が長くなるにつれて、現像器２０内に残るトナー量が順次減少し、現像器２０内のトナー濃度が順次低下する。
【００６０】
現像器２０内のトナー濃度が低下すると、「べた」画像の静電潜像の電位が初期時から変化しない状態であっても、その静電潜像に供給するために必要なトナー量自体が現像器２０内で減少する。従って、「べた」画像の単位面積当たりのトナー量も低下する。
制御部４５は、トナー付着量センサ２８によって検出される感光体ドラム１１上の「べた」画像のトナー付着量が所定値（例えば２％）以下に低下した状態になると、現像器２０内のトナー濃度が所定値以下に低下したものとして、感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０の駆動を停止させるようになっている。
【００６１】
なお、トナー付着量センサ２８は、トナー蓄積制御が実行される場合に使用され、画像データに基づくプリント動作を実行する場合には使用されない。
＜制御部による画像形成動作時の制御＞
制御部４５は、従来と同様に、感光体ドラム１１を回転させるための駆動手段、帯電器１２、露光装置１３、転写ローラ１５に印加される転写バイアス電圧の調整、現像器２０における撹拌スクリュー２２、供給スクリュー２３、現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａを回転させるための駆動手段等を制御して、画像データに基づくトナー画像を形成するプリント動作を実行する。
【００６２】
この場合、制御部４５は、転写ローラ１５が感光体ドラム１１に圧接されるように、転写ローラ接離機構１５ａを制御する。また、制御部４５は、現像器２０における現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａに、所定の現像バイアス電圧が印加されるように、現像バイアス電圧印加手段２５を制御する。なお、本実施形態では、プリント動作時に、トナーは負電位に帯電され、現像スリーブ２４ａには、現像バイアス電圧として−５００Ｖの電圧が印加されるようになっている。
【００６３】
制御部４５は、さらに、現像器２０の撹拌スクリュー２２、供給スクリュー２３、現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａのそれぞれを回転させた駆動状態にするとともに、モータ４３ｃを制御して、トナー回収機構４０におけるトナー回収部４１のトナー送り部材４１ｄおよびトナー回収スクリュー４１ｆ、トナー搬送部４３のトナー補給スクリュー４３ｂのそれぞれを回転させた駆動状態とする。さらには、トナー搬送部４３に設けられたシャッター４３ｅがトナー補給口４３ｄを開放するように、シャッター開閉機構４３ｆを制御する。
【００６４】
このような状態で、画像データに基づくプリント動作が実行される。この場合、回転された感光体ドラム１１が帯電器１２によって一様に帯電された後に、露光器１３によって露光されることにより、画像データに対応した静電潜像が感光体ドラム１１の表面に形成される。
また、現像器２０では、現像剤が現像ローラ２４の現像スリーブ２４ａによって搬送されると、現像バイアス電圧印加手段２５によって現像スリーブ２４ａに現像バイアス電圧が印加されていることにより、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーが付着する。これにより、静電潜像がトナーによって現像（可視化）される。
【００６５】
感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１１に転写ローラ１５が圧接された転写ニップ部において、記録シートカセット１６から搬送される記録シートＳに転写される。トナー画像が転写された記録シートＳは、定着装置３０に搬送されて、定着装置３０においてトナー画像が記録シートＳに定着される。
感光体ドラム１１は、トナー画像が記録シートＳに転写されると、感光体ドラム１１の表面に残ったトナーが、トナー回収機構４０のトナー回収部４１に設けられたクリーニングブレード４１ｃによって掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、トナー送り部材４１ｄによって、ハウジング４１ａの第１直線部分４１ｘ内を感光体ドラム１１の軸方向に沿って搬送される。
【００６６】
第１直線部分４１ｘ内を搬送されたトナーは、トナー送り部材４１ｄのトナー移送板４１ｅによって第１直線部分４１ｙから第２直線部分４１ｙ内に送り込まれて、トナー回収スクリュー４１ｆによって、第２直線部分４１ｙ内を搬送される。第２直線部分４１ｙ内を搬送されたトナーは、トナー流出口４１ｇを通って、トナー搬送部４３のハウジング４３ａ内に供給され、トナー補給スクリュー４３ｂによって、トナー補給口４３ｄにまで搬送される。
【００６７】
この場合、トナー補給口４３ｄは、シャッター４３ｅによって閉鎖されることなく開放されているために、トナー補給口４３ｄに搬送されたトナーは、トナー補給口４３ｄを通って、現像器２０の撹拌室２１ａ内に供給される。
また、現像器２０の撹拌室２１ａ内のトナー濃度がトナー濃度センサ２７によって検出されており、制御部４５は、トナー濃度センサ２７によって検出される現像器２０内のトナー濃度が、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナー現像するために必要とされる所定範囲（例えば６％）よりも低下した場合には、トナー補給機構４４におけるトナーボトルを所定時間にわたって、または所定範囲の濃度に達するまでの時間にわたって回転させる。これにより、トナーボトル内のトナーがトナー搬送部４３のハウジング４３ａ内に供給される。
【００６８】
ハウジング４３ａ内に供給されたトナーは、トナー補給スクリュー４３ｂによって、ハウジング４３ａ内を第１端部４３ｘにまで搬送されて、トナー補給口４３ｄを通って現像器２０の撹拌室２１ａ内に供給される。これにより、現像器２０内における現像剤のトナー濃度が高くなり、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナー現像するために必要とされる適切なトナー濃度になる。
【００６９】
図４は、透磁率検出型のトナー濃度センサ２７におけるトナー濃度と出力電圧との関係を示すグラフである。図４に示すように、透磁率検出型のトナー濃度センサ２７は、トナー濃度が上昇すると、現像剤における見かけ上の透磁率は低くなり、出力電圧値は低くなる。逆に、トナー濃度が低下すると、現像剤における見かけ上の透磁率が高くなり、出力電圧値は高くなる。トナー濃度センサ２７は、プリント動作（画像形成動作）において必要とされるトナー濃度（３〜６％程度）の範囲（図４にＲ１で示す範囲）においては、トナー濃度にほぼ反比例するように直線的に出力電圧値が低下する。
【００７０】
このように、トナー濃度センサ２７は、プリント動作時における適切なトナー濃度である３〜６％の範囲において、高精度で現像器２０内のトナー濃度を検出することができる。従って、現像器２０内のトナー濃度を３〜６％の適切な範囲に確実に維持することができる。
なお、透磁率検出型のトナー濃度センサ２７では、プリント動作時における適切なトナー濃度の範囲（３〜６％）以外の範囲（図４にＲ２で示す範囲）において、トナー濃度の変化に対して出力電圧の変化が小さくなり、トナー濃度に対して比例関係から外れる傾向にある。そのため、２％前後のトナー濃度を検出目標とするトナー蓄積制御には適していない。
【００７１】
＜制御部によるトナー蓄積制御＞
制御部４５には、プリント動作が実行される度に、画像形成動作の回数（プリント枚数）を積算するカウンタが設けられており、カウンタによって積算されたプリント枚数の累計が予め設定された所定枚数に達すると、現像器２０内のキャリアが劣化したものとして、制御部４５は、例えば図示しない操作パネルに、現像器２０の交換の指示を表示するようになっている。なお、カウンタは、現像器２０が交換されることによって、リセットされる。
【００７２】
操作パネルに現像器２０の交換の指示が表示されると、例えばサービスマンによって、現像器２０が交換される。この場合、現像器２０の交換に先立って、サービスマンによってトナー蓄積制御の実行が指示されると、制御部４５は、トナー蓄積制御を実行する。
図５は、制御部４５によって実行されるトナー蓄積制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、現像器２０の交換指示が表示されることによって開始される。制御部４５は、まず、トナー蓄積制御の開始が指示されたかを確認する（図５のステップＳ１１参照、以下同様）。トナー蓄積制御の開始の指示は、例えば、サービスマン等が操作パネルに設けられた所定のスイッチ等を操作することによって行われる。トナー蓄積制御の開始が指示されない場合（ステップＳ１１において「ＮＯ」）には、指示されるまで待機状態になる。
【００７３】
制御部４５は、トナー蓄積制御の開始の指示を受け付けると（ステップＳ１１において「ＹＥＳ」）、転写ローラ接離機構１５ａを制御して、転写ローラ１５を感光体ドラム１１から離間させるとともに、シャッター４３ｅがトナー補給口４３ｄを閉鎖するように、シャッター開閉機構４３ｆを制御する（ステップＳ１２）。
さらに、制御部４５は、現像器２０の現像スリーブ２４ａに印加される現像バイアス電圧が、プリント動作時よりも感光体ドラム１１に付着するトナー量が増加する電圧になるように、バイアス電圧印加手段２５を調整する（ステップＳ１３）。バイアス電圧印加手段２５は、例えば、トナーが負極性に帯電させる場合には、プリント動作時の現像バイアス電圧が−５００Ｖとされ、トナー蓄積制御の実行時には−７００Ｖに調整される。
【００７４】
このような状態になると、制御部４５は、帯電器１２、露光器１３、現像器２０のそれぞれが駆動状態になるように制御する。また、トナー回収機構４０が駆動状態になるようにトナー回収機構４０のモータ４３ｃを回転させて、現像器２０内のトナーをトナー回収機構４０のトナー搬送部４３に蓄積するトナー蓄積制御を開始する（ステップＳ１４）。
トナー蓄積制御では、通常のプリント動作と同様に、回転状態になった感光体ドラム１１の表面を帯電器１２によって一様に帯電して、感光体ドラム１１の表面における画像形成領域の全面にトナーが付着した「べた」画像が形成されるように、当該画像形成領域の全面を露光器１３によって露光する。このように、感光体ドラム１１が回転した状態で、帯電器１２および露光器１３が駆動されることによって、感光体ドラム１１上に「べた」画像に対応した画像静電潜像が形成される。
【００７５】
さらには、記録シートカセット１６から記録シートＳが転写ニップ部に搬送されないように、給紙ローラ１７、タイミングローラ対１８等の動作を停止させる。
また、現像器２０は、通常のプリント動作を実行する場合と同様に、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。これにより、感光体ドラム１１の表面における画像形成領域の全面にわたってトナーが付着した「べた」画像が形成される。
【００７６】
この場合、現像スリーブ２４ａには、通常のプリント動作時よりも感光体ドラム１１に付着するトナー量が増加するように現像バイアス電圧が印加されていることによって、感光体ドラム１１の表面に付着するトナー量が通常のプリント動作時よりも増加している。従って、現像器２０内におけるトナーを、効率よくトナー搬送部４３に蓄積させることができる。
【００７７】
感光体ドラム１１の表面に形成された「べた」画像は、感光体ドラム１１から離間している転写ローラ１５が対向する領域を通過した後に、トナー回収機構４０におけるトナー回収部４１に設けられたクリーニングブレード４１ｃとの摺接部分に到達する。この場合、記録シートカセット１６からは記録シートＳが転写ニップ部に搬送されず、また、転写ローラ１５が感光体ドラム１１の表面から離間した状態になっていることから、感光体ドラム１１の表面の「べた」画像を構成するトナーは、記録シートＳおよび転写ローラ１５に付着することなく、クリーニングブレード４１ｃとの摺接部分にまで搬送される。
【００７８】
クリーニングブレード４１ｃは、「べた」画像が形成された感光体ドラム１１の表面がクリーニングブレード４１ｃに到達すると、「べた」画像を構成するトナーを感光体ドラム１１の表面から掻き落とす。感光体ドラム１１の表面から掻き落とされたトナーは、トナー送り部材４１ｄおよびトナー回収スクリュー４１ｆによって、トナー搬送部４３のハウジング４３ａ内へと搬送される。
【００７９】
トナー搬送部４３のハウジング４３ａ内に搬送されたトナーは、トナー補給スクリュー４３ｂによって、現像器２０における撹拌室２１ａ上に位置するトナー補給口４３ｄへと搬送される。しかし、トナー補給口４３ｄは、シャッター４３ｅによって閉鎖されているために、トナー搬送部４３のハウジング４３ａから撹拌室２１ａ内に供給されず、ハウジング４３ａ内に蓄積される。
【００８０】
このようなトナー蓄積制御を実行している間、制御部４５は、感光体ドラム１１に付着したトナー量を検出するトナー付着量センサ２８の出力電圧を監視しており（ステップＳ１５）、トナー付着量センサ２８の出力電圧によって、現像器２０におけるトナー濃度が所定値以下（例えば２％以下）になったことが検出されると（ステップＳ１５において「ＹＥＳ」）、制御部４５は、感光体ドラム１１、帯電器１２および露光器１３の駆動を停止して、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する動作を停止させるとともに、現像器２０の駆動も停止させる（ステップＳ１６）。そして、シャッター４３ｅがトナー補給口４３ｄを閉鎖した状態でトナー蓄積制御を終了する。
【００８１】
このような状態になると、制御部４５は、操作パネルにトナー蓄積制御が終了したことを表示する（ステップＳ１７）。
操作パネルにトナー蓄積制御が終了したことが表示されると、通常、サービスマンによって現像器２０が交換される。この場合、画像形成装置から取り外される現像器２０内には、２％程度の低濃度のトナーと劣化したキャリアとだけが残った状態になっている。
【００８２】
現像器２０の交換が終了して、劣化していない状態のキャリアとトナーとが収容された新たな現像器２０が画像形成装置に装着されと、制御部４５は、シャッター４３ｅをスライドさせてトナー補給口４３ｄを開放状態とする。このような状態で、プリント動作が実行されると、トナー搬送部４３に蓄積されたトナーは現像器２０に順次搬送されて、感光体ドラム１１上の静電潜像の現像に使用される。また、感光体ドラム１１上の静電潜像の現像に際しては、現像器２０内の劣化していないキャリアが使用されるために、高品質の画像を形成することができる。
【００８３】
このように、トナー蓄積制御の実行時における感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０の駆動は、トナー付着量センサ２８の出力に基づいて停止される。トナー付着量センサ２８は、図３に示すように、現像器２０内のトナー濃度が１〜４％の低い範囲において高精度で検出することができるために、現像器２０内のトナー濃度が所定の低濃度になった時点で、確実に、感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０の駆動を停止させることができる。
【００８４】
これにより、現像器２０内のトナー濃度が著しく低下した状態でトナー蓄積制御を継続して実行するおそれがない。従って、現像器２０内のトナー濃度が著しく低下した状態で、感光体ドラム１１上の静電潜像の現像動作を実行することによってキャリアが感光体ドラム１１の表面に付着することを防止することができる。その結果、感光体ドラム１１がキャリアの付着によって損傷するおそれがなく、従って、感光体ドラム１１の損傷により、プリント動作時に形成される画像の品質が低下することを防止することができる。
【００８５】
また、現像器２０内のトナー濃度が所定の低濃度に低下しているために、現像器２０内に多量のトナーが残った状態で交換されることも防止することができる。
なお、このようなトナー付着量センサ２８を使用することなく、例えば、現像器２０に設けられたトナー濃度センサ２７を用いて感光体ドラム１１、帯電器１２、露光器１３、現像器２０の駆動を停止させる構成とする場合には、以下の不具合が生じるおそれがある。
【００８６】
すなわち、図４に示すトナー濃度センサ２７の特性により、３％以下の低濃度になると、現像剤における見かけ上の透磁率の変化が小さくなり、トナー濃度の変化に対して出力電圧値の変化が小さくなる傾向にある。
これにより、３％以下の低いトナー濃度の範囲においては、トナー濃度の検出精度が低下するために、トナー蓄積制御を、適切なタイミングで終了させることができずに、多量のトナーが現像器２０内に残るおそれ、あるいは、現像器２０内のキャリアが感光体ドラム１１に付着するおそれがある。
【００８７】
本実施形態では、このような透磁率検出型のトナー濃度センサ２７を用いずに、光学センサを用いたトナー付着量センサ２８を用いているので、現像器２０内のトナー濃度が所定の低濃度になったことを高精度で検出することができる。その結果、キャリアが感光体ドラム１１に付着して感光体ドラム１１に傷を付けることを防止することができ、従来のように、現像器を大型化することなく、トナーをキャリアから適切に分離することができる。
【００８８】
＜変形例＞
なお、上記の説明では、現像器２０が交換可能になった画像形成装置について説明したが、このような構成に限らず、例えば、現像器における現像剤のみを交換する構成であってもよい。この場合には、プリント枚数の累計が所定枚数に達すると、現像剤の交換が指示されて、トナーの蓄積制御が終了した後に、現像器内に残った現像剤が全て回収されて、新たに、劣化していないキャリアと、キャリアに対して所定の濃度になったトナーとを有する現像剤が現像器内に補給される。
【００８９】
また、本発明の画像形成装置は、モノクロ画像を形成する画像形成装置に限らず、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。フルカラーの画像形成装置に適用する場合には、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像を形成する画像形成ユニット毎に、トナー回収機構４１およびトナー付着センサ２８が設けられる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、現像器内の劣化したキャリアを回収する際に、感光体ドラムの損傷を防止する技術として有用である。
【符号の説明】
【００９１】
１１      感光体ドラム
１２      帯電器
１３      露光器
１５      転写ローラ
１５ａ    転写ローラ接離機構
２０      現像装置
２１      ハウジング
２１ａ    撹拌室
２１ｂ    供給室
２２      撹拌スクリュー
２３      供給スクリュー
２４      現像ローラ
２４ａ    現像スリーブ
２４ｂ    磁石ローラ
２５      現像バイアス電圧印加手段
２７      トナー濃度センサ
２８      トナー付着量センサ
２８ａ    発光素子
２８ｂ    受光素子
４０      トナー回収機構
４１      トナー回収部
４１ｂ    開口部
４１ｃ    クリーニングブレード
４１ｄ    トナー送り部材
４１ｅ    トナー移送板
４１ｆ    トナー回収スクリュー
４３      トナー搬送部
４３ａ    ハウジング
４３ｂ    トナー補給スクリュー
４３ｄ    トナー補給口
４３ｅ    シャッター
４３ｆ    シャッター開閉機構
４４      トナー補給機構
４５      制御部
【図１】
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【図２】
2012150258.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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