(57)【要約】【課題】現像剤中のトナーの濃度を自動的に所定範囲にできる現像装置を提供する。【解決手段】現像スリーブ１６と、現像スリーブに内包される磁性部材と、現像剤を収容する現像室９と、現像室にトナーを供給する開口１１を有し、トナーを収容するトナー室１０と、現像スリーブの上方に位置する上壁部９Ｘと、現像スリーブの側方でトナー室と現像室とを仕切る仕切部９Ｙと、上壁部から下方に向かって延び、磁性粒子の循環を規制する循環規制部２４と、循環規制部の下方に配置され、現像剤を撹拌する撹拌部材２３と、を備える現像装置を構成した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性粒子とを含む現像剤を担持する現像スリーブと、
前記現像スリーブに内包される磁性部材と、
前記現像剤を収容する現像室と、
前記現像室にトナーを供給する開口を有し、トナーを収容するトナー室と、
前記現像スリーブの上方に位置する上壁部と、
前記現像スリーブの側方で前記トナー室と前記現像室とを仕切る仕切部と、
前記上壁部から下方に向かって延び、前記磁性粒子の循環を規制する循環規制部と、
前記循環規制部の下方に配置され、現像剤を撹拌する撹拌部材と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記撹拌部材は、前記現像スリーブの回転方向と同方向に回転するように設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記循環規制部の下端は、前記撹拌部材の回転中心を通る仮想鉛直線に対して前記現像スリーブの回転中心と逆側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
像担持体と、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とするカートリッジ。
【請求項５】
装置本体と、
前記装置本体の内部に配置される像担持体と、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像装置、又は、請求項４に記載のカートリッジと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
装置本体と、
請求項４に記載のカートリッジと、
を備え、
前記カートリッジが前記装置本体に着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像スリーブを駆動させる第１駆動手段と、
前記撹拌部材を駆動させる第２駆動手段と、
前記現像スリーブと前記撹拌部材との回転の速度比を切り替える所定の切り替え条件に該当する場合に、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段の駆動を制御して前記速度比を切り替えるコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記コントローラは、前記速度比を切り替えるにあたって、前記撹拌部材の回転速度を変化させる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９】
前記現像装置の内部又は外部の温度及び湿度を検知する環境検知装置を備え、
前記所定の切り替え条件は、前記環境検知装置が検知する温度及び湿度であり、
前記コントローラは、前記環境検知装置が検知する温度及び湿度に基づいて、前記速度比を切り替えることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置の寿命を検知する寿命検知装置を備え、
前記所定の切り替え条件は、前記寿命検知装置が検知する寿命値であり、
前記コントローラは、前記寿命検知装置が検知する寿命値に基づいて、前記速度比を切り替えることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、
画像形成のスピードが異なる少なくとも２つ以上のモードを有し、
前記モードに基づいて、前記速度比を切り替えることを特徴とする請求項７乃至請求項１０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、現像装置、カートリッジ、画像形成装置に関する。
【０００２】
ここで画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
また、カートリッジは、現像手段と現像剤を収容する収容ユニットとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものを含む。また、カートリッジは、現像手段と現像剤を収容する収容ユニットと感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものを含む。
【背景技術】
【０００４】
特許文献１には、トナー室と現像室とを備え、トナー室の壁面の傾斜角が重力方向で４５°に設定されるカートリッジが開示される。この構成によれば、カートリッジが組み込まれた画像形成装置が水平に配置されても垂直に配置されてもトナーがトナー室から現像室に円滑に供給される。なお、トナー室から現像室へとトナーが過剰に押し込まれないようにするために、現像室に仕切り部材が配置されて狭いトナー供給路にトナーが導かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０４６１７５号公報
【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、特許文献１に記載の発明では、ユーザが高印字率の画像を大量にプリントした場合に、現像剤に対するトナーの供給が追い付かず、画像の濃度が薄くなる等の画像弊害が発生する場合があった。
【０００７】
また、狭いトナー供給路を大きく形成する構成も考えられるが、トナー室と現像室との間でトナーや磁性キャリアが移動し易くなるので、トナー室から現像室へのトナーの供給が過剰となって、画像の濃度が濃くなる等の画像に影響が発生する場合があった。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、現像剤中のトナーの濃度を自動的に所定範囲にできる現像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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の現像装置は、トナーと磁性粒子とを含む現像剤を担持する現像スリーブと、前記現像スリーブに内包される磁性部材と、前記現像剤を収容する現像室と、前記現像室にトナーを供給する開口を有し、トナーを収容するトナー室と、前記現像スリーブの上方に位置する上壁部と、前記現像スリーブの側方で前記トナー室と前記現像室とを仕切る仕切部と、前記上壁部から下方に向かって延び、前記磁性粒子の循環を規制する循環規制部と、前記循環規制部の下方に配置され、現像剤を撹拌する撹拌部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像剤中のトナーの濃度が自動的に所定範囲にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る現像装置を備える画像形成装置の断面図である。
【図２】カートリッジを装置本体内に装着した姿勢の現像装置の断面図である。
【図３】トナー濃度が安定した定常状態時の現像室の断面図である。
【図４】撹拌部材の断面図である。
【図５】トナーが消費され、現像剤中のトナー量が減少した時の現像室の断面図である。
【図６】比較例１、２、３の現像室の構成を示す断面図である。
【図７】画像のプリント枚数と現像室内のトナー濃度の値を示すグラフである。
【図８】実施例２に係る現像装置の現像室の断面図である。
【図９】実施例２の構成で、実施例１と同様の実験を行った際のトナー濃度の推移を示すグラフである。
【図１０】実施例３に係る現像装置の現像室の断面図である。
【図１１】絶対水分量ＡＢＳとトナー帯電量の関係を示すグラフ等である。
【図１２】ＣＰＵが行うトナー帯電量の制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施例３と比較例４のトナー帯電量とかぶり画像の評価結果を示す表である。
【図１４】現像寿命とトナー濃度の関係を示すグラフである。
【図１５】実施例４の現像装置の現像室の断面図である。
【図１６】ＣＰＵの制御工程を示すフローチャートである。
【図１７】実施例４と比較例４の評価結果を示す表である。
【図１８】実施例５に係る現像装置の現像室の断面図である。
【図１９】ＣＰＵの制御工程を示すフローチャートである。
【図２０】実施例５と比較例４の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、後の実施例の構成に関して、前の実施例と同一の構成に関しては前の実施例と同一の符号を付して、前の実施例中の説明が援用されるものとする。
【実施例１】
【００１３】
図１は、実施例１に係る現像装置４を備える画像形成装置５０の断面図である。画像形成装置５０は装置本体５０Ａを有する。装置本体５０Ａの内部のほぼ中央には、『像担持体』（被帯電体）としてのドラム型の感光体ドラム１が配置される。感光体ドラム１は、アルミニウム等の導電性ドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光半導体）感光層を形成したものであり、矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）２４０ｍｍ／ｓをもって回転駆動される。
【００１４】
感光体ドラム１の表面（周面）は、帯電手段としての帯電ローラ２により所定の極性・電位に均一（一様）に帯電処理される。帯電後の感光体ドラム１の表面は、露光手段としてのレーザビームスキャナ３から出力されて目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームの走査露光を受けて、目的の画像情報に対応した静電像が形成されていく。この静電像は、現像手段としての現像装置４によってトナーが付着されてトナー像として現像される。
【００１５】
一方、記録材５は給送ローラによって給送され、感光体ドラム１上に書き込まれたトナー像と同期をとるように感光体ドラム１と転写ローラ６との間の転写ニップ部に送られて表面にトナー像が転写される。転写ローラ６には転写時に転写バイアス印加電源（不図示）から転写用の転写バイアスが印加される。
【００１６】
トナー像の転写を受けた記録材５は、感光体ドラム１の表面から分離されて定着手段としての定着装置７に搬送され、ここで加熱及び加圧されて表面にトナー像が定着され、装置本体５０Ａ内から排出される。本実施例の画像形成装置５０のプリントスピードは、４０枚／分である。一方、トナー像の転写後の感光体ドラム１は、記録材５に転写されないで表面に残ったトナーがクリーニング手段としてのクリーニング部材８によって除去され、次の画像形成に供される。
【００１７】
本実施例の装置本体５０Ａでは、感光体ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング部材８の４つのプロセス機器が一体的に組み込まれて、装置本体５０Ａに対して着脱可能であるカートリッジ５１（プロセスユニット）を構成している。
【００１８】
図２は、カートリッジ５１を装置本体５０Ａ内に装着した姿勢の現像装置４の断面図である。矢印Ｙが示す方向が重力方向を示し、以下、下方向と表記、下方向から１８０°回転させた方向を上方向、下方向から９０度回転させた矢印Ｘの方向を右方向、右方向から１８０°回転させた方向を左方向と表記する。現像装置４は、枠体１１２で形成されるトナー室１０と現像室９とを有する。トナー室１０は、現像室９にトナー１２を供給する開口１１を有し、トナー１２を収容する部屋である。現像室９は、現像剤を収容する部屋である。
【００１９】
現像室９には、トナー１２と『磁性粒子』としての磁性キャリアとを含む現像剤１４を担持する現像スリーブ１６と、現像スリーブ１６に内包される『磁性部材』としてのマグネットローラ１５と、が配置される。現像スリーブ１６には、現像スリーブ１６を駆動する『駆動手段』としての駆動機構１３０が接続されている。
【００２０】
現像室９には、トナー１２と磁性キャリアとを含む現像剤１４を撹拌する撹拌部材２３が配置されており、現像剤１４で満たされている。撹拌部材２３は、矢印Ｒ４方向に回転しており、矢印ＢＣ間（図３参照）で現像剤１４であるトナー１２と磁性キャリアを撹拌及び混合し、現像スリーブ１６まで搬送する。マグネットローラ１５は現像室９に固定され、現像スリーブ１６は現像室９に回転自在に支持されている。
【００２１】
現像スリーブ１６は、マグネットローラ１５の磁気力により、現像剤１４を担持しつつ矢印Ｒ２方向に回転する。現像スリーブ１６に２５０μｍの間隙をもって配された非磁性のＳＵＳからなる規制部材１７により、現像スリーブ１６上の現像剤１４は物理的に規制され、現像剤１４からなる磁気穂層を形成し、現像領域に搬送される。現像時には、現像スリーブ１６に、直流と交流の重畳電圧である現像バイアス電圧が印加され、現像領域では磁気穂と感光体ドラム１が接触状態にあり、磁気穂中のトナー１２が、感光体ドラム１上の静電像にトナー像として現像される。
【００２２】
本実施例での現像スリーブ１６の外径はφ１４ｍｍのものを使用し、現像バイアスは、交流成分が周波数３．０ｋＨｚ、振幅１．５ｋＶ、直流成分が−４００Ｖの矩形電圧を印加した。
【００２３】
現像されることで、低下した現像室９内のトナー濃度は、トナー室１０から現像室９にトナー搬送部１８によりトナー１２が供給されることで所定の範囲に制御される。本実施例のトナー搬送部１８は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）シート１９の片端が回転軸２０に固定され、トナー室１０内に回転軸中心に回転自在に配されているものである。
【００２４】
トナー搬送部１８は、回転軸２０を中心に矢印Ｒ３方向に回転する。このことにより、トナー室１０の内壁に設けられた凸部２１によって、ＰＥＴシート１９が撓み、ＰＥＴシート１９の自由端が凸部２１を通過後に解放される。このことで、トナー１２を跳ね上げ、開口１１を介して、現像室９に供給する。
【００２５】
［トナー濃度の自動制御］
本実施例の特徴であるトナー濃度の自動制御について図３、図４、図５を用いて、以下に説明する。図３は、トナー濃度が安定した定常状態時の現像室９の断面図である。図４は、撹拌部材２３の断面図である。図５は、トナーが消費され、現像剤１４中のトナー量が減少した時の現像室９の断面図である。図３に示すように定常状態時、現像剤１４とトナー１２との境界面から下方が現像剤１４で満たされている。以下、定常状態時の現像剤１４とトナー１２との境界面を取込面２２と表記する。
【００２６】
本発明の特徴は、現像室９内の取込面２２から下方の領域が現像剤１４で満たされており、取込面２２が一定の位置にあることで、現像剤１４の体積が一定に制御される構成にある。これは同時に、磁性キャリアの量が一定である場合、現像剤１４の体積とトナー濃度は一対一の相関があるため、トナー濃度が一定になるように自動的に制御される構成ということである。
【００２７】
本実施例の撹拌部材２３は、外径ａが１２ｍｍ、内径ｂが６ｍｍの十字型の形状をしており、２００ｒｐｍで回転駆動される（図４参照）。ここでは、撹拌部材２３の先端の回転軌跡と現像スリーブ１６との間隔は１ｍｍに設定して、撹拌部材２３の先端の回転軌跡と現像室９との最も近接する間隔は０．５ｍｍに設定した。
【００２８】
ここで、現像室９の構成を説明する。現像室９は、現像スリーブ１６の上方に位置する上壁部９Ｘと、現像スリーブ１６の側方でトナー室１０と現像室９とを仕切る仕切部９Ｙと、を有する。循環規制部２４が、上壁部９Ｘから下方に向かって延び、『磁性粒子』としての磁性キャリアの循環を規制する。現像室９における循環規制部２４の下端２４ｚの下方に現像剤１４が収容される現像剤空間９Ｊが広がる。
【００２９】
撹拌部材２３は、循環規制部２４の下方に配置され、現像剤１４を撹拌する。循環規制部２４の下端２４ｚは、撹拌部材２３の回転中心２３ａより右上方で、かつ、現像スリーブ１６の上端１６ｚ２より下になるように配置した。さらに本実施例では、初期状態においてトナー濃度７％の現像剤１４を用い、取込面２２の垂直方向の位置が循環規制部２４の下端２４ｚ（図３）にくるように現像室９に充填した。
【００３０】
トナー１２を現像剤１４へ取り込む構成とメカニズムについて説明する。上記の構成において、現像スリーブ１６および撹拌部材２３を回転させた時の現像剤１４の動きを図３に示す。撹拌部材２３は、現像スリーブ１６の回転方向（矢印Ｒ２方向）と同方向（矢印Ｒ４方向）に回転するように設定される。撹拌部材２３が矢印Ｒ４方向に回転すると、現像室９の内部の現像剤１４は矢印ＡＢＣＤのような循環を生じる。現像剤１４中のトナー１２が現像により消費され、現像剤１４のトナー濃度が下がると、図５に示したように現像剤１４の剤面高さは取込面２２より下がることになる。
【００３１】
現像室９における取込面２２の下方の領域には現像剤１４が存在しており、現像室９における取込面２２の上方の領域ではトナー１２が存在する。トナー１２は、取込面２２の箇所にて、矢印Ａ方向に回転する撹拌部材２３の搬送力により現像剤１４に取り込まれる。
【００３２】
現像剤１４に取り込まれたトナー１２は、矢印ＢＣ間で磁性キャリアと混合及び撹拌されて、十分な電荷を獲得し、現像剤１４として現像スリーブ１６へと供給される。また、現像後、現像室９内に戻ってきた現像剤１４は、撹拌部材２３による矢印Ｄの循環により、現像スリーブ１６から剥ぎ取られ、再び矢印Ａの領域へと搬送される。
【００３３】
次に、トナー１２の取り込みを停止するメカニズムを以下に示す。上記に説明した取り込み循環により、現像剤１４中にトナー１２を取り込むことで、トナー濃度が上昇し、現像剤１４の体積も増加する。現像室９は現像剤１４で満たされているため、現像剤１４の体積が増加することで、取込面２２まで現像剤１４で満たされる。
【００３４】
撹拌部材２３の上方には循環規制部２４が配置されており、循環規制部２４の下端２４ｚの位置で撹拌部材２３による現像剤１４の循環が規制される。すなわち、循環規制部２４があることで循環規制部２４の下端２４ｚより上には撹拌部材２３による搬送力が及ばない。また、循環規制部２４があることによりトナー１２が現像スリーブ１６に直接供給されることがない。よって、取込面２２まで現像剤１４で満たされるとそれ以上においては、撹拌部材２３による循環が作用しない為、トナー１２の現像剤１４への取り込みは停止する。
【００３５】
本実施例では、初期のトナー濃度を７％としたが、トナー濃度３〜２０％の範囲であれば、本発明の構成においてトナー濃度を自動制御可能である。
【００３６】
また、本実施例では、循環規制部２４として２００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）シートを用い、循環規制部２４の下端２４ｚが撹拌部材２３の回転領域の上方にくるように配置した。このように配置することで、撹拌部材２３上の現像剤１４が循環している領域に直接にトナー１２が供給されるようになる為、現像剤１４へのトナー１２の取り込み速度を速くすることが可能となる。また、本実施例では循環規制部２４として、２００μｍのＰＥＴシートを用いたが、ＡＢＳやＰＰＳでもよくこれに限らない。
【００３７】
取り込みが停止したときのトナー１２の濃度が実施例１の構成のトナー濃度の安定点になり、実際にプリント動作を行ってトナー１２が消費された場合にはプリント後にも撹拌部材２３が一定時間回転することにより、このトナー濃度に自動的に制御される。
【００３８】
また、前述のメカニズムの説明では、取り込み循環の発生の有無について、体積の変化を用いて説明した。ただし、実際にトナー濃度が安定した点からプリントした場合には、瞬間的にトナー濃度が下がるものの、トナー濃度が下がると同時に、取込面２２から下方の領域の現像剤の循環領域内にトナー１２が供給されて、取り込み循環の発生直後からトナー１２を取り込んで直ちにトナー濃度の安定点に達する。そのため、実際には体積の変化はほとんど生じない。すなわち、本発明では、微小な体積変化をきっかけとした、取り込み循環の発生の有無で、トナー濃度を自動的に一定値の値に制御している。
【００３９】
次に、本実施例と次の比較例との比較を行った。比較例１は、図６（ａ）に示すように、撹拌部材２３および循環規制部２４がない構成であり、それ以外の構成は実施例１と同様である。比較例２は、図６（ｂ）に示すように、撹拌部材２３がない構成であり、それ以外の構成は実施例１と同様である。比較例３は、図６（ｃ）に示すように、循環規制部２４がない構成であり、それ以外の構成は実施例１と同様である。
【００４０】
＜実験＞
本発明の実施例の構成について、以下の実験を行った。現像剤濃度の安定性を評価するため、トナー１２を消費しない場合とトナー１２を消費した場合の現像剤１４のトナー濃度の変化の評価を実施した。
【００４１】
評価は、画像形成装置５０を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、トナー１２を消費しないベタ白画像を連続で１５枚印字する。その後、印字率８０％のハーフトーン画像（以下、ハーフトーン画像と記載）を連続１５枚プリントした際の現像スリーブ１６上のトナー濃度を測定することで行った。
【００４２】
＜実験結果＞
実施例および各比較例のトナー濃度の推移を図７に示す。図７は、横軸が画像のプリント枚数、縦軸に現像室９内のトナー濃度の値を示すグラフである。図７の結果から、本実施例の構成においては、トナー１２を消費しないベタ白画像を１５枚連続プリントし、その後にハーフトーン画像を１５枚プリントしても、トナー濃度は、ほぼ一定であることが分かる。
【００４３】
これは、本実施例の構成では循環規制部２４が配置されているために、トナー濃度の安定点からベタ白をプリントした場合には、取り込み循環は停止状態にあり、トナー１２の取り込みを停止できている。また、ハーフトーン画像をプリントした場合は、取り込み循環が発生し、ハーフトーン画像がプリントされて消費されるトナー量に対し、取込面２２から現像剤１４中に同じトナー量を取り込めていることを示している。
【００４４】
この時、ベタ白画像をプリントした場合も、ハーフトーン画像をプリントした場合も、取込面２２の位置は、循環規制部２４の位置で決定されるために変わらず、すなわち、現像剤１４の体積もほぼ変化していない。
【００４５】
これに対し、比較例１は、ベタ白のプリントではトナー濃度が増加し、ハーフトーン画像のプリント時はトナー濃度が減少している。その結果、画像濃度は低下してしまった。比較例１で、ベタ白プリントでトナー濃度が増加している理由を以下に示す。
【００４６】
比較例１の構成において、ベタ白プリントした場合には、循環規制部２４が存在しないために、現像スリーブ１６の回転による現像剤１４の取り込み循環（矢印Ｇ）と、現像スリーブ１６により直接にトナー１２が取り込まれる（矢印Ｅ）。そのため、トナー１２の取り込みは停止せずに、トナー１２を現像剤１４中に取り込み続ける。このため、トナー濃度が上昇し、現像剤１４の体積も増加している。
【００４７】
次に、比較例１で、ハーフトーン画像を連続で印字した場合、トナー濃度が低下している理由を以下に示す。比較例１の構成では、取り込み循環は現像スリーブ１６の回転による循環でのみ行われる（矢印ＥＦＧ）。この取り込み循環は現像スリーブ１６近傍でしか起こらない為、取り込み循環は非常に小さいものとなってしまう。このために、本実施例とは異なり比較例１では、ハーフトーン画像を連続プリントした場合、画像がプリントされて消費されるトナー量に対し、取込面２２から現像剤１４中に十分なトナー量を取り込めず、トナー濃度は低下していく。
【００４８】
以上の結果から、本実施例の構成にすることで、現像剤１４の体積がほぼ変化せずに、取り込み循環の発生の有無でトナー１２の取り込みを決めている。そのため、極低印字のプリントが続いても、トナー１２の過剰な取り込みが発生せずに、トナー濃度の上昇を抑えられる。また、印字率８０％程度の高印字画像の連続プリントに対して十分なトナー１２の取り込みができ、トナー濃度を自動的にほぼ一定値で制御できることがわかる。結果として、画像濃度の安定を図ることができた。
【００４９】
次に比較例２の構成では、循環規制部２４がある為、ベタ白印字時のトナー濃度の上昇を抑えることができる。しかし、比較例１と同様に、取り込み循環が小さい為、ハーフトーン画像等の高印字の画像を印字した場合には、トナー１２の取り込みが追い付かず、トナー濃度が大幅に低下してしまった。その結果、画像濃度が低下してしまった。
【００５０】
また、比較例３の構成では、撹拌部材２３により大きな取り込み循環を作ることができる為、高印字の画像を印字した場合のトナー濃度の低下を比較例１に比べ抑えることができる。しかし、ベタ白印字時には比較例１と同様に、循環規制部２４がない為、トナー１２の取り込みを停止することができず、トナー濃度が大幅に上昇してしまった。
【実施例２】
【００５１】
図８は、実施例２に係る現像装置の現像室９の断面図である。実施例２では、循環規制部２４の下端２４ｚが撹拌部材２３の回転中心２３ａよりも左上方にくるように循環規制部２４を配置した。その他の構成は実施例１と同じである。
【００５２】
このように、循環規制部２４の下端２４ｚは、撹拌部材２３の回転中心２３ａを通る仮想鉛直線ｖに対して現像スリーブ１６の回転中心１６ｘと逆側に配置される。このことで、取込面２２の現像剤１４は矢印Ａ方向のような左下方のみの力を受ける。その結果、取込面２２において現像剤１４は、重力方向に対して逆方向の力を受けることがない為、取込面２２が安定し、トナー濃度が安定しやすくなる。
【００５３】
反対に、実施例１では、取込面２２にて、撹拌部材２３の仮想鉛直線ｖと循環規制部２４との間の部位は、撹拌部材２３の回転中心２３ａよりも右方に配置されている。そのために、その部位は、撹拌部材２３によって搬送される現像剤１４が上方向（矢印Ｄ方向）の力を受けて、トナー１２が現像剤１４に取り込まれるのを、実施例２に比べると妨げる。
【００５４】
図９は、本実施例の構成で、実施例１と同様の実験を行った際のトナー濃度の推移をに示すグラフである。画像のパターンに関わらず、実施例２の構成の方が実施例１の構成より、トナー濃度が安定していることが分かる。これは、実施例２の構成においては、取込面２２において重力に反する力が生じない為、取込面２２が安定するためである。
【００５５】
以上の結果から、循環規制部２４の下端２４ｚを撹拌部材２３の回転中心を通る仮想鉛直線ｖに対して現像スリーブ１６の回転中心の逆側に配置することで、トナー濃度をより安定させることができた。
【実施例３】
【００５６】
次に、本発明の実施例３に係る現像装置について説明する。実施例３のトナー濃度の自動制御は、撹拌部材２３が矢印Ｒ４方向に回転することで発生する取り込み循環ＡＢＣＤにより、現像剤１４中にトナー１２を取り込むことで、トナー濃度が上昇し、現像剤１４の体積も増加する。現像室９は現像剤１４で満たされているため、現像剤１４の体積が増加することで、取込面２２まで現像剤１４で満たされる。撹拌部材２３の上方には循環規制部２４が配置されており、循環規制部２４の先端の位置で撹拌部材２３による現像剤１４の循環が規制される。
【００５７】
すなわち、循環規制部２４があることで循環規制部２４の先端２４ｚより上には撹拌部材２３による搬送力が及ばない。また、循環規制部２４があることによりトナー１２が現像スリーブ１６に直接に供給されることがない。よって、取込面２２まで現像剤１４で満たされるとそれ以上においては、撹拌部材２３による循環が作用しない為、トナー１２の現像剤１４への取り込みは停止する。このように、取り込みが停止したときのトナー１２の濃度が、本発明の構成におけるトナー濃度の安定点になり、トナー濃度の自動制御が行われる。
【００５８】
しかしながら、現像装置４が使用される周辺環境（絶対水分量ＡＢＳ）の変化によって、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量が変化することがあった。図１１（ａ）は、絶対水分量ＡＢＳとトナー帯電量の関係を示すグラフである。図１１（ａ）に示すように、現像装置４が使用される周辺環境（絶対水分量ＡＢＳ）の値が大きくなるに従って、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の絶対値は小さくなる。これは、本実施例における乾式電子写真においてはトナー１２の摩擦帯電を利用しているためである。
【００５９】
例えば、現像装置周辺の絶対水分量が多くなった場合は、トナー１２の表面に付着する水分量が増加し、トナー１２の表面の電気伝導性が向上する。その結果、トナー１２の電荷漏洩が促進され、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量が小さくなるからである。このように、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量が変化することで、感光体ドラム１の非静電像部にトナー１２が移行してしまう、いわゆるかぶり画像や、ハーフトーン画像の濃度ムラなどの画質低下が発生することがあった。
【００６０】
これに対し、本実施例では現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の制御手段として、トナー帯電量の制御動作を設けた。以下、温度Ｔ（℃）、湿度ＲＨ（％）のときの絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）（ｇ／ｍ３）と示す。このトナー帯電量の制御動作とは、現像装置４が使用される周辺の温度Ｔ（℃）、湿度ＲＨ（％）を測定し、その結果から絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）（ｇ／ｍ３）を算出し、その結果に応じて撹拌部材２３の回転速度を変化させるものである。
【００６１】
＜トナー帯電量の制御動作に対応した現像装置の構成＞
図１０は、実施例３に係る現像装置の現像室９の断面図である。装置本体５０Ａは、現像スリーブ１６を駆動させる『第１駆動手段』としての第１モータ７１と、撹拌部材２３を駆動させる『第２駆動手段』としての第２モータ７２と、をそれぞれ独立に有している。本実施例では、現像スリーブ１６は２００ｒｐｍ、撹拌部材２３は２００ｒｐｍで回転駆動させている。
【００６２】
また、装置本体５０Ａは、現像スリーブ１６と撹拌部材２３との回転の速度比を切り替える所定の切り替え条件に該当する場合に、速度比を切り替えるために第１モータ７１及び第２モータ７２の駆動を制御する『コントローラ』としてのＣＰＵ１００を有する。ＣＰＵ１００は、速度比を切り替えるにあたって、撹拌部材２３との回転速度を変化させる。また、前述の所定の切り替え条件は、環境センサ１０１が検知する温度及び湿度であり、ＣＰＵ１００は、環境センサ１０１が検知する温度及び湿度に基づいて、現像スリーブ１６と撹拌部材２３との回転の速度比を切り替える。
【００６３】
さらに、装置本体５０Ａは、現像装置４の内部又は外部の温度及び湿度を検知する『温湿度検知手段』としての環境センサ１０１（環境検知装置）を備える。環境センサ１０１は、周辺の環境温湿度から、温度Ｔ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）を検出する。以下、本実施例の動作に関して以下に説明する。
【００６４】
環境センサ１０１は装置本体５０Ａの外壁に近く、且つ、装置本体５０Ａ内の各熱源からできるだけ離れた位置に配置されると好ましい。この環境センサ１０１によって検出された温度Ｔ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）は、画像形成装置５０に備えられた制御手段としてのＣＰＵ１００に通知され、ＣＰＵ１００によって絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）が算出される。ＣＰＵ１００は算出された絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の結果に応じて、第２モータ７２を制御し、撹拌部材２３の回転速度を変更する。
【００６５】
＜絶対水分量の算出方法＞
温度及び相対湿度から絶対水分量を算出する方法はいくつかあるが、本実施形の現像装置は、ほぼ１気圧、温度０℃〜６０℃程度の環境で使用されるため、Ｔｅｔｅｎｓの近似式としての
［数１］  Ｅ（Ｔ）＝６．１１×１０＾（７．５×Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））・・・（１）
により、温度Ｔにおける飽和水分量Ｅ（Ｔ）（ｇ／ｃｍ３）を求め、式（２）に示すように、相対湿度ＲＨの値を乗じて絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）を算出する方法をとる。
【００６６】
［数２］  ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）＝Ｅ（Ｔ）×ＲＨ・・・式（２）
本実施例では、飽和水分量Ｅ（Ｔ）の算出にＴｅｔｅｎｓの近似式を用いた。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、画像形成装置５０に配設されたメモリに、温度Ｔと相対湿度ＲＨに対する絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の関係を示すテーブルを記憶し、それを参照することで絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）を求めることも可能である。
【００６７】
＜トナー帯電量の制御動作＞
ＣＰＵ１００は環境センサ１０１によって検出された温度Ｔ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）から絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）を算出する。図１１（ａ）に示すように、現像装置４が使用される周辺環境（絶対水分量ＡＢＳ）の値が大きくなるに従って、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の絶対値は小さくなる。そのため、算出された絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の値に応じて、トナー帯電量の制御動作に移行するかを判断する。
【００６８】
本実施例では、温度Ｔ＝２５（℃）、相対湿度ＲＨ＝５０（％）における絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）＝１１．５（ｇ／ｍ３）を基準値とし、この基準値から±５．０以上の変化があった場合にトナー帯電量の制御動作に切り替えることとした。
【００６９】
つまり、基準値の絶対水分量を、基準絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）と表記し、算出された絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の差をＡＢＳ△とすると、式（３）となる。
【００７０】
［数３］  ＡＢＳ△＝基準絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）−絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）・・・（３）
そして、ＡＢＳ△≧±５．０以上の場合にトナー帯電量の制御動作に切り替える。
【００７１】
（制御動作１について）
例えば、環境センサ１０１が温度Ｔ＝３０（℃）、相対湿度ＲＨ＝８０（％）を検出した場合は、式（１）、（２）より絶対水分量ＡＢＳ（３０、８０）＝２４．２（ｇ／ｍ３）と算出される。次に式（３）よりＡＢＳ△＝−１２．７（ｇ／ｍ３）と算出されるため、トナー帯電量の制御動作に切り替える。トナー帯電量の制御動作に切り替えると、まず、ＣＰＵ１００でトナー帯電量の変化量を算出する。
【００７２】
図１１（ａ）は、絶対水分量とトナー帯電量の関係を示すグラフである。このグラフから理解されるように、絶対水分量が増加すると、トナー帯電量の絶対値が減少する。本実施例では、基準値の絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）＝１１．５（ｇ／ｍ３）から、新たな絶対水分量ＡＢＳ（３０、８０）＝２４．２（ｇ／ｍ３）に変化した。図１１（ａ）を参照すると、トナー帯電量の絶対値はおよそ２０（μＣ／ｇ）減少したことが分かる。
【００７３】
図１１（ｂ）は、撹拌部材２３の回転速度とトナー帯電量の関係を示すグラフである。このグラフから理解されるように、撹拌部材２３の回転速度が上昇すると、トナー帯電量の絶対値が減少する。従って、前述したトナー帯電量の絶対値が減少したことに対応するためにトナー帯電量の絶対値を増加させたいので、ＣＰＵ１００は、第２モータ７２を制御して撹拌部材２３の回転速度を遅くする必要がある。
【００７４】
図１１（ｃ）は、撹拌部材２３の回転速度とトナー濃度の関係を示すグラフである。このグラフから理解されるように、撹拌部材２３の回転速度が速くなると、トナー濃度が上昇する。撹拌部材２３の回転速度が速くなると、図１１（ｃ）から理解されるようにトナー１２が現像室９に多く取り込まれる。このように、トナー濃度が上昇すると、図１１（ｂ）に示すトナー帯電量の絶対値が下降する。なお、現像スリーブ１６の回転速度は２００ｒｐｍで固定されている。
【００７５】
こうしたことから、図９（ｂ）を参照し、基準値の絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）では、撹拌部材２３の回転速度が２００ｒｐｍであるため、絶対水分量ＡＢＳ（３０、８０）では、撹拌部材２３の回転速度を１００ｒｐｍに変更する。このように、ＣＰＵ１００は、温度と湿度が上昇すると、撹拌部材２３の回転速度を遅く設定する。
【００７６】
このように撹拌部材２３の回転速度が遅く設定される場合には、現像室９の現像剤１４に対するトナー１２の取込が停止する。十分にトナー濃度が低下するようにするためには、現像室９の内部のトナー１２が消費される必要があるので、感光体ドラム１にベタ黒画像の静電像が形成され、トナー１２が消費されるようにした。再び、取込循環が生じて、トナー１２が現像剤１４に取り込まれるようになると、トナー濃度が一定となる。これによって、十分にトナー帯電量を修正することが可能である。以上のように、ＡＢＳ△≦−５．０の場合をトナー帯電量の制御動作１と表記する。
【００７７】
（制御動作２について）
一方で、環境センサ１０１が温度Ｔ＝１５（℃）、相対湿度ＲＨ＝１０（％）を検出した場合は、式（１）、（２）より絶対水分量ＡＢＳ（１５、１０）＝１．３（ｇ／ｍ３）と算出される。次に式（３）よりＡＢＳ△＝１０．２（ｇ／ｍ３）と算出されるため、トナー帯電量の制御動作に切り替える。ＣＰＵ１００でトナー帯電量の変化量を算出し、図９（ａ）を参照すると、トナー帯電量の絶対値はおよそ１０（μＣ／ｇ）増加したことが分かる。
【００７８】
従って、前述したトナー帯電量の絶対値が増加したことに対応するためにトナー帯電量の絶対値を減少させたいので、ＣＰＵ１００は、第２モータ７２を制御して撹拌部材２３の回転速度を速くする必要がある。
【００７９】
こうしたことから、図９（ｂ）を参照し、基準値の絶対水分量ＡＢＳ（２５、５０）では、撹拌部材２３の回転速度が２００ｒｐｍであるため、絶対水分量ＡＢＳ（１５、１０）では、撹拌部材２３の回転速度を２５０ｒｐｍに変更する。このように、ＣＰＵ１００は、温度と湿度が下降すると、撹拌部材２３の回転速度を速く設定する。以上の動作によって、十分にトナー帯電量を修正することが可能である。以上のようにＡＢＳ△≧５．０の場合をトナー帯電量の制御動作２と表記する。
【００８０】
以下に、図１２は、ＣＰＵ１００が行うトナー帯電量の制御動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１００は、画像形成時に現像装置４の駆動をＯＮにする（Ｓ１）。ＣＰＵ１００は、画像形成装置５０の内部に備えられた環境センサ１０１によって温度Ｔ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）を検出する（Ｓ２）。ＣＰＵ１００は、温度Ｔ（℃）と相対湿度ＲＨ（％）の情報から絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）（ｇ／ｃｍ３）を検出する（Ｓ３）。ＣＰＵ１００は、その結果を用いて式（３）よりＡＢＳ△を算出する（Ｓ４）。ＣＰＵ１００は、ＡＢＳ△の値を場合分けする（Ｓ５）。
【００８１】
ＣＰＵ１００は、ＡＢＳ△＜±５．０の場合は、画像形成動作を開始する（Ｓ６）。ＣＰＵ１００は、その後、現像装置の駆動を終了する（Ｓ７）。
【００８２】
ＣＰＵ１００は、ＡＢＳ△≦−５．０の場合は、トナー帯電量の制御動作１を実施する（Ｓ８）。ＣＰＵ１００は、図１１（ａ）を参照し、求められた絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の値からトナー帯電量の変化量を算出する（Ｓ９）。ＣＰＵ１００は、図１１（ｂ）を参照し、このトナー帯電量の変化量を修正する様に、撹拌部材２３の回転速度を変更する（Ｓ１０）。ＣＰＵ１００は、トナー帯電量の制御動作１の場合はトナー濃度を低下させるために、トナー１２の吐出し動作を実行する（Ｓ１４）。ＣＰＵ１００は、画像形成動作をスタートする（Ｓ６）。ＣＰＵ１００は、現像装置の駆動をＯＦＦにする（Ｓ７）。
【００８３】
ＣＰＵ１００は、ＡＢＳ△≧５．０の場合は、トナー帯電量の制御動作２を実行する（Ｓ１１）。ＣＰＵ１００は、図１１（ａ）を参照し、求められた絶対水分量ＡＢＳ（Ｔ、ＲＨ）の値からトナー帯電量の変化量を算出する（Ｓ１２）。ＣＰＵ１００は、図１１（ｂ）を参照し、このトナー帯電量の変化量を修正する様に、撹拌部材２３の回転速度を変更する（Ｓ１３）。ＣＰＵ１００は、画像形成動作をスタートする（Ｓ６）。ＣＰＵ１００は、現像装置の駆動をＯＦＦにする（Ｓ７）。
【００８４】
本実施例の構成にすることにより、現像装置４が使用される周辺環境（絶対水分量ＡＢＳ）の変化による現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の変化を修正し、画質低下を防止することができる。
【００８５】
また、本実施例では、現像スリーブ１６を回転駆動する第１モータ７１と、撹拌部材２３を回転駆動する第２モータ７２をそれぞれ独立に備え、撹拌部材２３の回転速度を変更したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、現像スリーブ１６と撹拌部材２３を一つのモータで回転駆動し、現像スリーブ１６と撹拌部材２３の回転速度比を変更する手段を用い、撹拌部材２３の回転速度を変更してもよい。
【００８６】
＜実験＞
本発明の実施例の構成について、以下の実験を行った。実施例３の画像形成装置５０と実施例１の画像形成装置５０（以下、この実施例３中の説明で比較例４とする）で、温湿度を変化させ、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の安定性とかぶり画像を評価した。
【００８７】
評価は画像形成装置５０を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の測定とかぶり画像の評価を行った。その後、画像形成装置５０を、評価環境３０．０℃、８０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の測定とかぶり画像の評価を行った。
【００８８】
さらに、画像形成装置５０を、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の測定とかぶり画像の評価を行った。なお、かぶり画像はリフレクトメーター（ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ  ＴＣ６ＭＣ：（有）東京電色技術センター）を用い、白地部分の白色度を測定し、その白色度と転写紙の白色度平均値の差からかぶり量（％）を算出した。かぶり量（％）の結果を３段階（○、△、×）で表記し、○はかぶり量３．０％以下、△はかぶり量３．０％より大きく６．０％以下、×はかぶり量６．０％以上とした。
【００８９】
＜実験結果＞
図１３は、実施例３と比較例４のトナー帯電量とかぶり画像の評価結果を示す表である。図１３の結果から、実施例３において評価環境２５℃、５０％Ｒｈから変化させた場合においてもトナー帯電量が安定し、かぶり画像が良好な結果を得ることが出来た。これは、本実施例の構成で図１３に示すように撹拌部材２３の回転速度を変化させたためであり、つまり、図１１（ｃ）に示すように、撹拌部材２３の回転速度を変化させるとトナー濃度が変わり、その結果としてトナー帯電量が変化するためである。
【００９０】
これに対し、比較例４は評価環境３０℃、８０％Ｒｈにおいてトナー帯電量の絶対値が減少し、さらに評価環境１５℃、１０％Ｒｈにおいてトナー帯電量の絶対値が増加した。その結果、かぶり画像の悪化が発生した。これは、評価環境の絶対水分量の変化によるものである。絶対水分量の変化によって、トナー１２の表面に付着する水分量が変化する。そして、トナー１２の表面の電気伝導性が変化し、トナー１２の帯電量が変化する。
【００９１】
以上の結果から、実施例２の構成によれば、トナー帯電量の変化を撹拌部材２３の回転速度で補正できるため、評価環境が変化してもかぶり画像等の発生を抑制することができた。
【実施例４】
【００９２】
本発明の実施例４に係る現像装置について説明する。本件のトナー濃度の自動制御は、現像装置４がトナー１２を消費しないベタ白画像を１５枚連続プリントし、その後にハーフトーン画像を１５枚プリントしても、トナー濃度は、ほぼ一定にすることが可能である。
【００９３】
しかしながら、現像装置４の現像寿命後半において、トナー濃度が上昇することがあった。図１４は、現像寿命とトナー濃度の関係を示すグラフである。なお、ここでいう現像寿命とは後述する寿命検知部２０１によって検出され、現像スリーブ１６が回転している際に、回転時間の累積値を後述する記憶素子２６に記憶する。そして、寿命相当の総回転時間に対する回転時間の累積の割合を求めることで現像寿命の検知を行うものである。
【００９４】
図１４に示すように、現像寿命９０％まではトナー濃度が一定に保たれているが、現像寿命９０％〜１００％においてトナー濃度が上昇していることが分かる。これは、キャリアがトナー１２と一緒に感光体ドラム１に付着してしまうキャリア付着現象が発生したためである。これによって現像容器内のキャリア量が減少するため、トナー濃度が上昇することがあった。
【００９５】
図１１（ｄ）にトナー濃度とトナー帯電量の関係を示す。図１１（ｄ）に示すように、トナー濃度が上昇することでトナー帯電量の絶対値が減少することが分かる。トナー濃度の上昇によって、図１１（ｄ）に示す関係からトナー帯電量の絶対値が減少し、いわゆるかぶり画像や、ハーフトーン画像の濃度ムラなどの画質低下が発生することがあった。
【００９６】
これに対し、本実施例ではトナー濃度の補正動作を設けた。トナー濃度の補正動作とは、現像装置４の現像寿命を検知する寿命検知部２０１を設け、寿命検知部２０１が検知した現像装置４の現像寿命に従って、撹拌部材２３の回転速度を変化させるものである。これによって、キャリア付着によるトナー濃度の変化を抑制することが可能である。
【００９７】
図１５は、本実施例の現像装置の現像室９の断面図である。装置本体５０Ａは、現像装置４の寿命を検知する『寿命検知装置』としての寿命検知部２０１を備える。ここでは、ＣＰＵ１００の所定の切り替え条件は、寿命検知部２０１が検知する寿命値である。ＣＰＵ１００は、寿命検知部２０１が検知する寿命値に基づいて、現像スリーブ１６と撹拌部材２３との回転の速度比を切り替える。
【００９８】
寿命検知部２０１によって検知された現像寿命値がＣＰＵ１００に通知される。現像装置はＣＰＵ１００と通信可能な記憶素子２６を備え、記憶素子２６に現像寿命値が記憶される。ＣＰＵ１００は記憶素子２６に記憶された現像寿命値に応じて、第２モータ７２を制御し、撹拌部材２３の回転速度を変更する。
【００９９】
図１６は、ＣＰＵ１００のフローチャートである。これを参照して、本実施例の動作について説明する。ＣＰＵ１００は、画像形成装置５０の電源がＯＮされる（Ｓ２１）。ＣＰＵ１００は、記憶素子にアクセスして（Ｓ２２）、記憶されている現像寿命の値を読み込む。ＣＰＵ１００は、現像寿命が９０％以上であるか否かを判断する（Ｓ２３）。
【０１００】
ＣＰＵ１００は、Ｓ２３の結果ＹＥＳの場合（現像寿命が９０％以上である場合）には、トナー濃度の補正動作を実施する（Ｓ２４）。ＣＰＵ１００は、現像寿命が９０％以上のトナー濃度の上昇は、およそ２％上昇であるため、図１１（ｃ）を参照し、撹拌部材２３の回転速度を１００ｒｐｍに変更する（Ｓ２５）。ＣＰＵ１００は、トナー濃度のおよそ２％の上昇を抑制することが可能である。その後、画像形成動作に移る（Ｓ２６）。ＣＰＵ１００は、Ｓ２３の結果ＮＯの場合（現像寿命が９０％より小さい場合）には、トナー濃度の補正動作を実施せず画像形成動作に移る（Ｓ２６）。
【０１０１】
ＣＰＵ１００は、画像形成動作の終了後に、現像寿命の検知を実施する（Ｓ２７）。ＣＰＵ１００は、記憶素子に現像寿命値を記憶する（Ｓ２８）。ＣＰＵ１００は、画像形成動作を終了する（Ｓ２９）。以上の動作によって、キャリア付着によるトナー濃度の変化を抑制することが可能である。
【０１０２】
本実施例では、現像スリーブ１６を回転駆動する第１モータ７１と、撹拌部材２３を回転駆動する第２モータ７２をそれぞれ独立に備え、撹拌部材２３の回転速度を変更したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、現像スリーブ１６と撹拌部材２３を一つのモータで回転駆動し、現像スリーブ１６と撹拌部材２３の回転速度比を変更する手段を用い、撹拌部材２３の回転速度を変更してもよい。
【０１０３】
＜実験＞
本発明の実施例の構成について、以下の実験を行った。実施例４の画像形成装置５０と比較例４を、印字率１％の画像で現像寿命１００％まで間欠プリントし、トナー濃度と現像スリーブ１６の表面のトナー帯電量の安定性、そして、かぶり画像を評価した。
【０１０４】
＜実験結果＞
図１７は、実施例４と比較例４の評価結果を示す表である。図１７の結果から、実施例４において現像寿命０％から１００％に至るまでトナー濃度、トナー帯電量が安定し、かぶり画像が良好な結果を得ることができた。これは、撹拌部材２３の回転速度を変化させたためである。これに対し、比較例４は現像寿命９０％以降にトナー濃度の上昇とトナー帯電量の絶対値の減少があった。また、トナー帯電量の減少に伴ってかぶり画像が発生した。これは、いわゆるキャリア付着現象によってキャリアが減少し、トナー濃度が上昇したためである。
【０１０５】
以上の結果から、本実施例構成にすることで、トナー濃度とトナー帯電量の変化を撹拌部材２３の回転速度で補正できるため、キャリア付着等でキャリアが減少した場合でも、かぶり画像等の発生を抑制することができた。
【実施例５】
【０１０６】
実施例５では、ＣＰＵ１００は、画像形成のスピードの異なる少なくとも２つ以上のモードを有し、モードに基づいて、現像スリーブ１６と撹拌部材２３との回転の速度比を切り替える。画像形成装置５０は使用される記録材５の種類によって熱容量が変わるため、それに対応するために通常速モードと低速モードを有している。記録材５が普通紙の場合を通常モードとし、一方で、記録材５がグロス紙、封筒、はがき、ＯＨＴ等の大きい熱容量の場合は低速モードとしている。
【０１０７】
現像スリーブ１６と撹拌部材２３の回転速度比を一定に保ち、画像形成装置５０が低速モードでプリント動作を行うと、トナー濃度が低下することがあった。これは、低速モードが選択されたとき、撹拌部材２３を低速回転するためであり、図１１（ｃ）に示すように、トナー濃度が低下してしまうためである。
【０１０８】
これに対し、実施例５では低速トナー濃度の自動制御モードを設けた。低速トナー濃度の自動制御モードとは、低速モードが選択された場合においても、撹拌部材２３の回転速度を一定に制御するものである。これによって、低速モードが選択された場合におけるトナー濃度の低下を抑制することができる。
【０１０９】
図１８は、実施例５に係る現像装置の現像室９の断面図である。装置本体５０Ａは、現像スリーブ１６を回転駆動する第１モータ７１と、撹拌部材２３を回転駆動する第２モータ７２と、をそれぞれ独立に有している。
【０１１０】
ＣＰＵ１００は、記録材５が普通紙等の通常の熱容量の場合には通常モードに設定し、現像スリーブ１６の回転速度を２００ｒｐｍに設定し、撹拌部材２３の回転速度を２００ｒｐｍに設定する。
【０１１１】
ＣＰＵ１００は、記録材５がグロス紙、封筒、はがき、ＯＨＰ等の大きい熱容量の場合には低速モードに設定する。ＣＰＵ１００は、低速モードが設定される場合には、低速トナー濃度の自動制御モードを実施し、現像スリーブ１６の回転速度を１００ｒｐｍ、撹拌部材２３の回転速度を２００ｒｐｍに設定する。
【０１１２】
図１９は、ＣＰＵ１００の制御工程を示すフローチャートである。ＣＰＵ１００は、画像形成信号を受ける（Ｓ３１）。ＣＰＵ１００は、低速モードのプリントか否かを判断する（Ｓ３２）。ＣＰＵ１００は、Ｓ３２の結果ＹＥＳの場合（低速モードのプリントの場合）は、低速トナー濃度の自動制御モードを実施する（Ｓ３３）。ＣＰＵ１００は、現像スリーブ１６を１００ｒｐｍ、撹拌部材２３を２００ｒｐｍで回転させる（Ｓ３４）。ＣＰＵ１００は、画像形成動作を開始させる（Ｓ３５）。ＣＰＵ１００は、Ｓ３２の結果ＮＯの場合（低速モードではない場合）は、低速トナー濃度の自動制御モードを実施せずに画像形成動作を開始させる（Ｓ３５）。
【０１１３】
ＣＰＵ１００は、Ｓ３５の後に画像形成動作を終了させる（Ｓ３６）。以上の動作によって低速モードが選択された場合におけるトナー濃度の低下を抑制することができる。
【０１１４】
本実施例では、現像スリーブ１６を回転駆動する第１モータ７１と、撹拌部材２３を回転駆動する第２モータ７２をそれぞれ独立に備え、撹拌部材２３の回転速度を変更したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、現像スリーブ１６と撹拌部材２３を一つのモータで回転駆動し、現像スリーブ１６と撹拌部材２３の回転速度比を変更する手段を用い、撹拌部材２３の回転速度を変更してもよい。
【０１１５】
＜実験＞
トナー濃度の安定性を評価するため、通常速モードの場合と低速モードの場合のトナー濃度の変化を評価した。評価は、実施例５の画像形成装置５０と比較例４で実施し、夫々の画像形成装置５０を評価環境２５．０℃、５０％Ｒｈにて１日放置して当該環境になじませた後、印字率８０％のハーフトーン画像（以下、ハーフトーン画像と記載）を連続１５枚プリントした際のトナー１２の濃度を測定した。
【０１１６】
＜実験結果＞
図２０は、実施例５と比較例４の評価結果を示すグラフである。図２０の結果から、実施例５の構成において、通常速モードと低速モードにおいてトナー濃度が安定していることが分かる。これは、低速モードにおいても、撹拌部材２３の回転速度を一定に保ったためである。一方で、比較例４は低速モードに移行すると、トナー濃度が減少していることが分かる。これは、低速モードに移行するに従い、撹拌部材２３の回転速度を下げたためである。
【０１１７】
以上の結果から、通常速モードと低速モードにおいても、撹拌部材２３の回転速度を一定に保つことで、トナー濃度を安定させることができた。
【０１１８】
実施例１〜５では、モノカラーの画像形成装置５０を用いたが、これに限定されるものではない。実施例１〜５の現像装置の構成を用いれば、フルカラーの画像形成装置にて適用することも可能である。
【０１１９】
また、実施例１〜５では、現像室９とトナー室を一体化したカートリッジを用いたが、これに限定されるものではない。本実施例の現像装置の構成を用いれば、トナー室をトナーカートリッジとして、カートリッジと別の着脱可能なカートリッジとした構成に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
４    現像装置
９    現像室
９Ｘ  上壁部
９Ｙ  仕切部
１０  トナー室
１１  開口
１２  トナー
１５  マグネットローラ（磁性部材）
１６  現像スリーブ
２３  撹拌部材
２４  循環規制部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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