(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心の回りに複数の現像ユニットを備え、該現像ユニットを潜像担持体に選択的に対向させて静電潜像担持体上に形成された潜像の可視像処理を行う構成を備えた現像装置において、
上記現像ユニットには、
ケーシングから一部が露出して設けられた現像剤担持体と、
該担持体に対してケーシングの一部に形成された収容空間に収容されている現像剤を供給可能な現像剤供給部材と、
上記収容空間から上記現像剤供給部材に向け移動する現像剤の摩擦帯電および上記現像剤供給部材での現像剤担持量を規定する部材と、
上記規定する部材と上記収容空間との間に配置されて上記収容空間からの現像剤の一部が上記現像剤供給部材に向け直接移動する通路を残して上記収容空間と上記現像剤供給部材の配置位置側とを隔離する遮蔽部材とが備えられ、
上記現像ユニットは、上記潜像担持体上の潜像を可視像処理する時期とは別に上記現像剤担持体を稼働させることにより、現像剤を消費して現像剤量を適正化することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
上記現像剤担持体及び供給部材は長手方向に沿った軸方向を有する回転体で構成され、上記現像剤担持体は上記潜像担持体に対して非接触状態で現像剤を供給する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
上記現像ユニットは、上記潜像担持体に対する潜像形成回数に応じて上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体が稼働されることを特徴とする時請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
上記現像ユニットは、上記現像剤収容部材が位置する上記現像剤担持体及び供給部材の長手方向一端とは反対側の端部における画像数の積算値に応じて上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体を稼働させて現像剤を消費することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
上記複数の現像ユニットが軸回りに配置されている回転に軸の駆動源が出力側に接続され、入力側には潜像形成回数の計数手段およびまたは上記現像ユニットにおける現像剤収容部材が配置されている長手方向一端と反対側での画素数の積算値を算出する手段が接続されている制御部を備え、
上記制御部は、潜像形成回数が所定値に達したときおよびまたは上記画素数の積算値が所定値に達した時点で上記現像ユニットを画像形成時とは関係なく稼働させて上記潜像担持体に現像剤を供給して現像剤を消費させることを特徴とする請求項１、３及び４のうちの一つに記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちの一つに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、
それぞれ異なる色の現像剤を供給可能であり、上記現像ユニットが、上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体を稼働して現像剤を消費させる際には潜像担持体に供給されて形成された画像部の現像剤除去を画像形成時とは別に実行する構成を備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置及び複写機やプリンタなどの画像形成装置に関し、さらに詳しくは、潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に装備されている現像ユニト内の現像剤供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機やプリンタなどの画像形成装置には、潜像担持体を構成する感光体が用いられる。
画像形成装置では、例えば、電子写真方式を用いる場合でいうと、感光体を一様帯電した状態でレーザ光などを用いて潜像担持体に光り書き込みを行い、原稿に対応した潜像を形成した後、現像剤により潜像を可視像処理した後、その可視像を転写紙などに転写することで画像を得るようになっている。
【０００３】
近年、単色だけでなく、例えばフルカラーを含む複数色の画像を形成するカラー画像形成装置が提案され、実用されてきている。
カラー画像形成装置では、原稿からの反射光を色分解して得られた反射光により、またプリンタでは、色情報に応じた照射光によってそれぞれ感光体上に潜像が形成され、この潜像を色分解された反射光あるいは照射光と補色関係にある色の現像剤によって可視像処理し、その可視像を中間転写体に一次転写する工程を繰り返し、中間転写体に重畳された各色に対応する可視像を転写紙などに二次転写工程により一括転写するようになっている。
【０００４】
カラー画像形成装置での可視像処理に用いられる現像装置の構成の一つとして、回転体の周方向に沿って一定間隔で異なる色の現像剤を収容している現像ユニットを配置し、回転体を間欠回転させることで各現像ユニットを感光体に対峙させて異なる色の現像剤による潜像の可視像処理を行う構成がある。このような構成とすることで、複数の現像ユニットを装備した場合の大型化が防止できる。
【０００５】
現像ユニットには、磁性あるいは非磁性のトナーのみからなる一成分系現像剤を用いる場合があり、この場合には、感光体と対峙して配置されている現像スリーブ上に担持される一成分系現像剤がブレードなどによって薄層化されて担持される。
【０００６】
カラー画像形成装置に装備されている現像装置においては、周方向に沿って並置されている現像ユニットの一つを感光体に対向させて現像剤を供給し、画像形成を行うが、画像形成を行わない、いわゆる、非画像形成時には感光体に対して現像ユニットを対向させないようにして感光体の汚損を防止するようになっている。このため、現像装置は、非画像形成時、画像形成が再開されるまでの間、現像ユニットを感光体に対向させない待機状態を維持されることになる。
【０００７】
現像装置においては、潜像の可視像処理に必要な現像剤が常時準備されていることが必要となり、このための構成として、特開昭５８−１７２６６０号公報に記載された構成がある。
この公報に記載されている構成は、現像装置内に現像剤収容空間を設け、その収容空間を放射状の仕切部材によって仕切り、仕切られた各週用空間内にそれぞれ異なる色の現像剤を収容するを備えている。
しかし、この構成では、現像剤が欠乏した場合に外部からの補充ができないという問題があった。このため、他の色の現像剤が未だ残っていても、ある色の現像剤がなくなると現像収容部全体を破棄しなければならず、不経済であった。そこで、現像剤収容空間の容積を大きくすることが考えられるが、このような構成とすると、装置自体に大型化を招くという新たな問題が生じる。
【０００８】
これに対し、現像装置の長手方向の一端に着脱可能な現像剤補充部材を設け、この現像愛補充部材から供給された現像剤を現像装置内に装備されて現像剤の相対的な移動を司ることができるスクリューオーガ等を用いた第１，第２の搬送部材を現像装置の長手方向に沿って並置した構成が提案されている（例えば、本出願人による特開平５ー３１３４８８号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示されているように第１，第２の搬送部材を用いて現像装置の長手方向全域に亘って現像剤を均一供給する構成では、搬送部材により強制的な移動により現像剤に大きな負荷が作用し、凝集しやすくなることで、いわゆる現像剤に機械的なストレスが発生しやすくなる。
現像剤として、一成分系トナーを用いた場合でいうと、トナー中には、流動性の向上、あるいは帯電特性を適正化させるためにトナー粒子に比べて小粒径でしかも高硬度のを有するシリカや酸化チタン等の添加物が混入されている。このため、経時的なストレスがトナーに作用し続けると上記添加物を構成する粒子がトナー中に埋没して見かけ上での添加混入割合が変化したり、粉砕時の形状から変化して角が丸まった形状となったり、さらにはトナーの粒経が小径化してしまうことがある。この結果、トナーの流動性悪化により現像剤の供給不良が発生したり、帯電特性が所定条件から変化することによる画像再現性が不均一となったり地肌汚れを引き起こすなどの不具合が発生する。
【００１０】
搬送部材を用いた場合に生じる上記不具合を解消するために、現像剤自体の流動性を利用することも考えられる。
しかし、このような現像剤を用いた場合、現像剤の供給量に比して消費量が少ないと、現像剤の収容部の一部に現像剤が堆積し、その位置で上述した場合と同様に現像剤に負荷が作用してしまい、画像の再現性に悪影響を及ぼす。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来の現像装置及びこれを用いた画像形成装置における問題に鑑み、現像剤自体の流動性を利用して収容部に流れ込んだ現像剤が収容部の一部で過剰に堆積するのを防止して画像再現性や帯電特性の悪化を防止することが可能な構成を備えた現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、回転中心の回りに複数の現像ユニットを備え、該現像ユニットを潜像担持体に選択的に対向させて静電潜像担持体上に形成された潜像の可視像処理を行う構成を備えた現像装置において、上記現像ユニットには、ケーシングから一部が露出して設けられた現像剤担持体と、該担持体に対してケーシングの一部に形成された収容空間に収容されている現像剤を供給可能な現像剤供給部材と、上記収容空間から上記現像剤供給部材に向け移動する現像剤の摩擦帯電および上記現像剤供給部材での現像剤担持量を規定する部材と、上記規定する部材と上記収容空間との間に配置されて上記収容空間からの現像剤の一部が上記現像剤供給部材に向け直接移動する通路を残して上記収容空間と上記現像剤供給部材の配置位置側とを隔離する遮蔽部材とが備えられ、上記現像ユニットは、上記潜像担持体上の潜像を可視像処理する時期とは別に上記現像剤担持体を稼働させることにより、現像剤を消費して現像剤量を適正化することを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記現像剤担持体及び供給部材が長手方向に沿った軸方向を有する回転体で構成され、上記現像剤担持体は上記潜像担持体に対して非接触状態で現像剤を供給する構成とされていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記現像ユニットは、上記潜像担持体に対する潜像形成回数に応じて上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体が稼働されることを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明は、上記現像ユニットは、上記現像剤収容部材が位置する上記現像剤担持体及び供給部材の長手方向一端とは反対側の端部における画像数の積算値に応じて上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体を稼働させて現像剤を消費することを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の発明は、上記複数の現像ユニットが軸回りに配置されている回転に軸の駆動源が出力側に接続され、入力側には潜像形成回数の計数手段およびまたは上記現像ユニットにおける現像剤収容部材が配置されている長手方向一端と反対側での画素数の積算値を算出する手段が接続されている制御部を備え、上記制御部は、潜像形成回数が所定値に達したときおよびまたは上記画素数の積算値が所定値に達した時点で上記現像ユニットを画像形成時とは関係なく稼働させて上記潜像担持体に現像剤を供給して現像剤を消費させることを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、上記現像ユニットは、それぞれぞれ異なる色の現像剤を供給可能であり、上記現像剤の消費工程が実行された際には潜像担持体に供給されて形成された画像部の現像剤を除去するクリーニング工程が画像形成時とは別に実行されることを特徴としている。
【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のうちの一つに記載の現像装置を用いる画像形成装置であって、それぞれ異なる色の現像剤を供給可能であり、上記現像ユニットが、上記画像形成時とは別に上記現像剤担持体を稼働して現像剤を消費させる際には潜像担持体に供給されて形成された画像部の現像剤除去を画像形成時とは別に実行する構成を備えていることを特徴としている。
【００２０】
現像装置５は、後述するように、複数の色毎の現像剤を収容している現像ユニットが回転軸の軸回りで周方向に沿って配置された構成を備えており、順次各現像ユニットが感光体ベルト２に対向して現像剤を供給し、可視像を形成するようになっている。
【００２１】
転写装置６は、装置本体に対して挿脱可能なプロセスカートリッジ３０内に設けられている一対のローラ６Ａ、６Ｂに掛け回されて感光体ベルト２と対向する位置で同じ方向に移動する中間転写体を成す転写ベルト６Ｃを備え、感光体ベルト２との対向位置には転写バイアスを設定するバイアス装置６Ｄが配置されている。
転写ベルト６Ｃには、非転写工程時に当接可能なクリーニングブレードを備えたクリーニング装置６Ｅが設けられており、転写ベルト６Ｃから除去された現像剤がスクリューオーガなどを用いた搬送部材６Ｆ及びこれに連通する回収部材（図示されず）を介して感光体ベルト２のクリーニング装置７に配置されている回収部７Ａに搬送されるようになっている。
【００２２】
感光体ベルト２のクリーニング装置７は、感光体ベルト２に当接可能なクリーニング部材を有し、感光体ベルト２から除去した現像剤が上記転写ベルト６Ｃのクリーニング装置６Ｅから回収される現像剤とともに回収部７Ａに導入されるようになっている。回収部７Ａは、転写ベルト６Ｃおよび、感光体ベルト２，帯電装置３さらには転写ベルト６Ｃのクリーニング装置６Ｅがそれぞれ纏めて配置されているプロセスカートリッジ３０に対して着脱可能に設けられており、廃棄現像剤で満たされた場合には、プロセスカートリッジ３０から取り出してその現像剤を廃棄することができるようになっている。プロセスカートリッジ３０は、その一部の形状が、給紙装置８から給送される記録媒体のガイド面をなしている。
【００２３】
さらに、中間転写部をなす転写装置６には、転写ベルト６Ｃでの現像剤の付着量を検知するトナー付着センサ３１が設けられており、画像濃度に影響する現像剤の帯電特性や現像バイアスなどの現像特性を補正する、いわゆる、プロセスコントロールのためのデータとして現像剤の付着量を検知するようになっている。現像剤付着センサ３１としては、発光部に赤外発光ダイオードを、そして拡散反射光受光部にフォトダイオードを用い、受光量に応じた電圧の出力を行うものとされている。
転写装置６の近傍には、ローラ６Ａ側において転写ベルト６Ｃの展張面のうちで感光体ベルト２と対向する面と反対側の展張面に対向して一括転写装置９が配置されている。
一括転写装置９は、給紙装置８から繰り出される転写紙などの記録媒体に対して転写ベルト６Ｃに重畳転写されたフルカラー画像を一括転写するバイアス装置で構成されている。
【００２４】
給紙装置８には、転写紙などの記録媒体を収容する給紙カセット８Ａと、給紙カセット８Ａ内から記録媒体を繰り出す繰り出しローラ８Ｂと、搬送ローラ８Ｂ１と、レジストローラ８Ｂ２とを備えている。本実施例では、カラー画像形成装置１のハウジングの一部（便宜上、符号１Ａで示す）が開閉可能な開閉蓋として設けられており、そこには手差し給紙トレイ１Ｂが設けられている。
レジストローラ８Ｂ２の手前には、給紙トレイ８Ａからの記録媒体と手差し給紙トレイ１Ｂからの記録媒体との搬送経路を設定するための搬送路切り換え爪８Ｂ３が設けられており、記録媒体の搬送経路を切り換えて一括転写装置９に向けて案内することができるようになっている。
【００２５】
一括転写装置９の後方には、転写紙等の記録媒体上に転写された画像を定着するための定着装置１０が設けられており、この定着装置１０にはヒータを内蔵した加熱ローラ１０Ａとこれに対向当接して連動する加圧ローラ１０Ｂとが設けられている。
定着装置１０により定着された記録媒体は排出ローラ１１によって排出トレイ１２上に排出されるようになっている。なお、図１において符号１０Ｃは、現像剤の転移を防止するためのオイル塗布装置を示している。
【００２６】
感光体ベルト２を用いたカラー画像形成装置１では、色毎の静電潜像が現像装置５により可視像処理されると、その可視像を転写装置６の転写ベルト６Ｃに順次重ね転写してフルカラー画像を形成し、そのフルカラー画像を記録媒体に対して一括転写するようになっている。
【００２７】
上記現像装置５は、回転中心の回りで周方向に沿って色分解された色と補色関係にあるイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各現像剤を収容している４個の現像ユニットを備え、各現像ユニットが感光体ベルト２に対向して感光体ベルト２上に形成された静電潜像に対応する色の現像剤を供給することが可能な回転型現像装置を構成している。
【００２８】
回転型現像装置５に設けられている現像ユニットはそれぞれ同じ構成を備えており、その詳細が図２に示されている。
図２は現像ユニットの一つが感光体ベルト２に対向して可視像処理を行う状態を示しており、同図において現像ユニット（便宜上、イエローの現像剤を収容している現像ユニットを対象とし、符号にＹをつけて表す）５Ｙは、非磁性の一成分系現像剤を用いる構成を備えている。つまり、現像ユニット５Ｙには、ケーシングの一部に形成された開口部から周面の一部が露出している回転可能な現像剤担持体を成す現像スリーブ５Ｙ１が備えられている。
【００２９】
現像スリーブ５Ｙ１は、感光体ベルト２と所定の周速比により感光体ベルト２との対向位置で同一方向に移動する回転方向が設定されている。
現像スリーブ５Ｙ１は、感光体ベルト２と所定の周速比により感光体ベルト２との対向位置で同一方向に移動する回転方向が設定されている。
現像スリーブ５Ｙ１には、現像剤を供給するための回転可能な供給ローラ５Ｙ２が当接している。供給ローラ５Ｙ２は、発泡ポリウレタンなどの弾性体で構成されたローラであり、現像スリーブ５Ｙ１と所定の周速比により当接位置で同じ方向に移動する回転方向が設定されている。
【００３０】
現像ユニット５Ｙの一部には現像剤を収容する収容空間５Ｙ３が設けられており、この収容空間５Ｙ３と供給ローラ５Ｙ２との間には、供給ローラ５Ｙ２の周面に対して所定の食い込み量を以て圧接しているフリッカ部材５Ｙ４および、フリッカ部材５Ｙ４が位置する空間と収容空間５Ｙ３との連通位置に配置されて収容空間５Ｙ３からフリッカ部材５Ｙ４が位置する空間を隔離する遮蔽部材５Ｙ５がそれぞれ設けられている。
【００３１】
フリッカ部材５Ｙ４は、収容空間５Ｙ３からの現像剤が供給ローラ５Ｙ２の表面に担持されている状態で摩擦帯電させるとともに供給ローラ５Ｙ２での現像剤担持量を規定する部材であり、供給ローラ５Ｙ２との圧接位置において同方向に移動する回転方向が設定されて回転するようになっている。
【００３２】
遮蔽部材５Ｙ５は、収容空間５Ｙ３から直接現像スリーブ５Ｙ１に向け現像剤が流出するのを防ぐブレード部材であり、収容空間５Ｙ３内の現像剤を供給ローラ５Ｙ２とフリッカ部材５Ｙ４との間にのみ導入させるようになっている。このため、フリッカ部材５Ｙ４を通過しないままで現像スリーブ５Ｙ１に達する現像剤に発生する帯電量不足をなくした状態で現像剤が現像スリーブ５Ｙ１に担持されることになる。
【００３３】
収容空間５Ｙ３内の現像剤は、回転型現像装置５が回動する際の慣性により粒子間に空気が入り込むことで粒子間の嵩密度が低下して、いわゆる粒子間での付着力が弱められて流動性が高まる性質を有しており、恰も液体のような流動性を呈し、収容空間５Ｙ３内から流れ出ることができる。このため、図２に示すように、収容空間５Ｙ３の開口部が下向き、つまり、遮蔽部材５Ｙ５が収容空間５Ｙ３の下方に位置している状態のときには、遮蔽部材５Ｙ５により現像スリーブ５Ｙ１への直接的な流動が規制され、供給ローラ５Ｙ２の回転方向により収容空間５Ｙ３から流れ出た現像剤が汲み上げられる。
供給ローラ５Ｙ２により汲み上げられた現像剤は、供給ローラ５Ｙ２とフリッカ部材５Ｙ４との協働によって現像スリーブ５Ｙ１への供給量が規定されるとともに現像スリーブ５Ｙ１上に担持されたときの必要帯電量が摩擦帯電によって設定される。フリッカ部材５Ｙ４は、供給ローラ５Ｙ２に所定圧力で当接することにより、供給ローラ５Ｙ２から現像スリーブ５Ｙ１に向けて供給された現像剤の供給履歴を解消してゴースト画像の発生を防止するようにもなっている。
【００３４】
現像ユニット５Ｙには、現像スリーブ５Ｙ１の回転方向において感光体ベルト２と対向する前の位置で周面に当接する薄層化ブレード５Ｙ６が設けられている。
薄層化ブレード５Ｙ６は、現像スリーブ５Ｙ１上に担持された現像剤を均一な層厚の薄層に規定するための部材であり、ステンレス鋼板などのバネ性を有する薄板あるいはウレタンゴムなどの弾性体が片持ち梁状に支持されている。
【００３５】
現像ユニット５Ｙでは、現像装置５の回転によって感光体ベルト２と対向する位置に現像スリーブ５Ｙ１が配置されると、収容空間５Ｙ３内から現像剤が流れ出し、供給ローラ５Ｙ２により汲み上げられるとフリッカ部材５Ｙ４により供給ローラ５Ｙ２上での担持量が規定されるとともに摩擦帯電されたうえで、現像スリーブ５Ｙ１に供給される。
現像スリーブ５Ｙ１上に担持された現像剤は、薄層化ブレード５Ｙ６によって均一厚さの薄層に規定され、感光体ベルト２上の静電潜像に対して接触あるいは非接触によって供給される。
【００３６】
現像スリーブ５Ｙ１を始めとする各現像スリーブは、図３に示すように、画像形成装置内に装備されている回転可能な現像ユニット支持部材５Ｆにそれぞれ装着されるようになっている。
現像ユニット支持部材５Ｆは、現像ユニットを収容できる長さを持ち、各現像ユニットを挿入可能な開口５Ｆ１を有する端板５Ｆ２を長手方向一端に、そして回転駆動源をなすモータ（図示されず）からの動力伝達機構であるギヤ５Ｇを長手方向他端にそれぞれ備えている。
【００３７】
端板５Ｆ２とギヤ５Ｇとは、各現像ユニットの並置方向に沿って配置され、各現像剤ユニットの装着部を仕切る仕切壁５Ｆ３の長手方向各端部に連結されている。なお、図３では、符号５Ｙで示すイエロー現像剤を対象とする現像ユニットのみが示されているが、図示しない、シアン、マゼンタ、ブラックの各現像ユニットも現像ユニット５Ｙと同様に現像ユニット支持部材５Ｆに対して開口５Ｆ１を介して挿脱できるようになっている。
【００３８】
現像ユニット支持部材５Ｆは、ギヤ５Ｇに対して駆動力を伝達する駆動源であるモータ（図示されず）によって、現像装置５のホームポジション、つまり、各現像ユニット内の現像スリーブがいずれも感光体ベルト２に対向していない状態と、現像スリーブを感光体ベルト２に対向させる状態とに回転駆動されるようになっている。
【００３９】
図４は現像装置５のホームポジションにおける各現像ユニットの配置を示しており、同図において、現像装置５の回転方向（図示矢印方向）で、イエロー現像剤を収容した現像ユニット５Ｙが、画像形成時に最初に感光体ベルト２と対向するように各現像ユニットの位置関係が決められている。このため、現像装置５がホームポジションに設定されているときには、イエロー現像剤を収容した現像ユニット５Ｙの現像スリーブ５Ｙ１と、現像装置５の回転方向で現像ユニット５Ｙを始点とした場合に最後方に位置するブラック現像剤を収容した現像ユニット５Ｂの現像スリーブ５Ｂ１との中間位置が感光体ベルト２に対向するようになっている。
画像形成時には、図５に示すように、現像ユニット内の現像スリーブが感光体ベルト２と対向するように、図４に示したホームポジションから現像ユニット（符号５Ｙで示す現像ユニット）が傾動される。
【００４０】
図３および図４において符号５ＹＴ、５ＣＴ、５ＭＴおよび５ＢＴで示す部材は、各現像ユニットに有する収容空間５Ｙ３，５Ｃ３，５Ｍ３，５Ｂ３に連通する現像剤収容部材であるタンクを示しており、この現像剤補充タンク（便宜上、図３において符号５ＹＴで示したものを用いる）は、図３に示すように、現像ユニット５Ｙの長手方向一端側に連結されて設けられている。なお、図３では、イエロー現像剤を収容している現像ユニット５Ｙのみについて示してあるが、他の現像ユニットも同様にして現像剤補充タンクが設けられている。現像剤補充タンク５ＹＴ、５ＣＴ、５ＭＴ、５ＢＴの周壁内方及びこの周壁の外方近傍には、図５に示すように、現像剤の残量を検知可能な光学センサ２１２およびこの光学センサからの光を透過可能な透過部２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂが設けられており、光透過部２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂ内の光路中での光の透過状態の違いに応じて残量検知を行えるようになっている。
【００４１】
現像剤補充タンク５ＹＴ、５ＣＴ、５ＭＴ、５ＢＴは、現像剤の収容空間５Ｙ３、５Ｃ３，５Ｍ３，５Ｂ３に向け現像ユニットの回転に連動して現像剤を取り込ませるために設けられている。なお、この現像剤補充タンク５ＹＴ、５ＣＴ、５ＭＴ、５ＢＴは、図３に示すように、現像ユニット支持部材５Ｆに対して挿脱可能な現像ユニット５Ｙと一体構造とされているものに限らず、図６に示すように、現像ユニット５Ｙ（他の現像ユニット５Ｃ、５Ｍ、５Ｂに関しても同様）に対して着脱可能な構造を採用することも可能である。
【００４２】
現像剤は特に強制的な搬送力を付与されておらず、収容空間５Ｙ３内が現像剤によって満たされている場合には現像剤補充タンク５ＹＴからの流動がなく、収容空間５Ｙ３内での現像剤の上面レベルが低くなった時に現像剤補充タンク５Ｙっと収容空間５Ｙ３内の現像剤の上面レベルとの高低差によって重力により流動して収容空間５３内に現像剤が導入される。このような現像剤の流動作用を利用して、収容空間５Ｙ３内に殆ど現像剤が残っていない場合でも、現像装置５を１回あるいは数回回転させることにより現像剤補充タンク５ＹＴ内からの現像剤の流動を促すことができる。
【００４３】
現像ユニット支持部材５Ｆの軸方向一端に位置するギヤ５Ｇ（図３参照）を駆動するモータは、図７に示すように、消費工程を実行するための制御部２５により回転制御されるようになっている。
図７において制御部２５は、マイクロコンピュータにより主要部が構成されており、図示しないＩ／Ｏインターフェースを介して入力側には、本実施例に関係するものとして、画像形成回数に相当する潜像形成回数を計数するカウンタ２６、操作パネル２７および現像ユニット（便宜上、イエロー現像剤を対象としたユニットの符号を用いる）５Ｙにおける現像剤補充タンク５ＹＴが連結される長手方向一端部とは反対側の端部での画素数を積算する画素積算部材２８が接続され、出力側には現像スリーブ５Ｙ１，供給ローラ５Ｙ２の駆動源として用いられるモータＭが図示しない駆動部を介して接続されている。上記画素積算部材２８としては、光書き込み装置４に装備されているレーザ光源による走査位置のうちで、上記長手方向一端と反対側の端部を対象とした発光回数などを積算する構成が用いられる。
【００４４】
操作パネル２７は、その詳細を図示しないが、選択された色の画像あるいはフルカラー画像の設定や画像形成枚数さらには画像濃度などの設定および警報表示が可能な部分であり、ディスプレイを備えた構成が用いられる。
【００４５】
制御部２５では、カウンタ２６からの計数値、つまり画像形成回数のカウント値が所定の値に達した場合と、画素積算部材２８からの積算値が所定の値に達した場合と、感光体ベルト２や転写ベルト６Ｃでの経時変化による劣化に応じた帯電特性などの現像特性を補正するプロセスコントロールが実行された場合とを対象として、画像形成時とは別に現像ユニットを稼働状態に設定して現像スリーブ５Ｙ１から感光体ベルト２に対し現像剤を供給する現像剤の消費工程を実行するための制御が行われるようになっている。つまり、現像ユニット内の収容空間内に存在している現像剤を画像形成時とは別に消費させることで現像ユニット内での現像剤の量を適正化する。
【００４６】
本実施例においては、上記画像形成回数及び画素数に関して、次の前提を条件としている。すなわち、画像形成時での現像剤の消費量は、例えば、画像パターンにもよるが、画像比率５％のＡ４サイズのパターンを対象とした場合、単一色あたり０．０２ｇ、Ａ４サイズを対象とした全ベタ画像を形成する場合に約０．４ｇである。
【００４７】
現像装置５が１回転することで収容空間５Ｙ３への供給量と消費量とを整合させる場合には、デッドスペースを考慮して供給量を増やす必要がある。このため、上述した消費量に対しての供給量が過多となる率が高くなる。このため、収容空間５Ｙ３内に流れ込んだ現像剤は、自らの流動性により現像剤補充タンク５ＹＴが位置する長手方向一端から反対側の端部に向けて流動し、反対側の端部に溜まることで過剰に堆積して、いわゆる、パッキング状態となる。この結果、上記端部に堆積した現像剤に過剰な負荷が作用することになる。
【００４８】
本実施例では、上記端部に堆積した現像剤を消費することで過剰な堆積分をなくして適性量に維持するようになっている。画像形成時とは別に現像スリーブ５Y1から現像剤が供給される感光体ベルト２は、その表面にパッチ画像のような現像剤の付着部が形成されるが、その現像剤はクリーニング装置７によって除去されるので、画像形成には影響しない。また、仮に、転写ベルト６Cに転写された場合でも、転写ベルト６C側に設けられているクリーニング装置６Eにより現像剤が除去されるので、磁界に行われる画像形成には影響を及ぼさない。
【００４９】
図８は、上記制御部２５での作用を説明するフローチャートであり、同図において、操作パネル７からの指令により画像形成が開始されると、カウンタ２６によるカウントアップが行われる（ＳＹＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３）。
【００５０】
カウンタ２６によるカウント値が所定値に達したかどうかが判別され（ＳＴ４）、所定値に達した場合には消費工程が実行される（ＳＴ４）。
消費工程では、通常の画像形成時と同様に、現像ユニット（便宜上、イエロー現像剤を対象としたユニットの符号を用いる）５Ｙでの現像スリーブ５Ｙ１、供給ローラ５Ｙ２が稼働されて回転し、現像剤が感光体ベルト２に向けて供給される。現像ユニット５Ｙ内から感光体ベルト２に向けて現像剤が供給されると、収容空間５Ｙ３における現像剤補充タンク５ＹＴが連結されている長手方向一端部と反対側の端部に溜まっていた現像剤も消費されることになり、その部分での現像剤の量が少なくなるので、その部分での現像剤に作用していた負荷が減少することになる。
【００５１】
一方、消費工程は、画像形成回数だけでなく、現像剤が溜まりやすい位置での画素数の積算値によっても実行される。
図９はこの場合の作用を説明するフローチャートである。なお図９において図８に示した場合と同じ処理については同符号により示してある。
同図において、画像形成が開始されると（ＳＴ１）、画像形成回数がカウントアップ及びカウント値のチェックがされるとともに（ＳＴ２、ＳＴ３）、指定範囲での画素数が積算される（ＳＴ６）。この場合の指定範囲とは、現像剤補充タンク５ＹＴが連結されている主要空間５Ｙ３の長手方向一端部と反対側の端部において所定の長手方向長さを意味し、本実施例では長手方向、つまり、現像スリーブ５Ｙ１の軸方向で端部から４０ｍｍの範囲とされている。
【００５２】
ステップＳＴ１、２、３における画像形成回数が所定値に達したかどうかが判別されるとともに（ＳＴ４）、画素積算値が所定値に達したかどうかが判別される（ＳＴ８）。
ステップＳＴ４、ＳＴ８における判別において、画像形成回数および画素積算値が所定値に達した場合には消費工程が実行される（ＳＴ５）。また、ステップＳＴ４、ＳＴ８において画像形成回数、画素積算値のいずれかが所定値に達していない場合には、通常の画像形成処理が実行される。
【００５３】
また、消費工程が実行される時期としては、カラー画像形成装置の起動時あるいはプロセスコントロールが実行される時期に合わせることが画像形成時での待機時間を短くする意味で好ましい。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１および２記載の発明によれば、現像ユニット内に位置する現像剤担持体を用いた可視像処理とは別に現像剤担持体を稼働させて潜像担持体に対する現像剤を供給する消費工程が実行されることにより、収容空間の一部に堆積している現像剤は収容空間から除去される。これにより、収容空間内での現像剤の過剰な堆積状態が解消されて現像剤への負荷が低減され、現像剤の形状変化や添加剤の欠落などによる流動性や帯電特性の低下の防止さらにはこれら性質の低下による画像再現性の悪化を防止することが可能となる。
【００５５】
請求項３乃至５記載の発明によれば、現像ユニット内での収容空間に流動する現像剤の量が多くなる要因である潜像形成回数及び収容空間内に流れた現像剤が集約しやすい位置での画素数の増加に応じて消費工程が実行されるので、収容空間内での現像剤の量を正確に適正化して帯電特性や画像再現性の悪化を自動的に解消することが可能となる。
【００５６】
請求項６記載の発明によれば、通常の画像形成時とは別に現像ユニットから潜像担持体への現像剤の供給を行う消費工程が実行され、その工程で潜像担持体に供給された現像剤がクリーニング工程において除去されるようになっているので、画像形成に影響することなく画像形成のための現像剤の適正化が可能となり、画像再現性を悪化させないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための実施例による画像形成装置の要部を示す模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる現像装置に装備されている現像ユニットの構成を説明するための模式図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられる現像ユニットの支持構造を説明するための要部斜視図である。
【図４】図３に示した支持構造によって支持されている現像ユニットの一態様を説明するための側面視的な模式図である。
【図５】図３に示した支持構造によって支持されている現像ユニットの他の態様を説明するための側面視的な模式図である。
【図６】図３に示した現像ユニットに用いられる現像剤収容部材の構成に関する変形例を示す斜視図である。
【図７】図３に示した現像ユニットの回転制御に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図７に示した制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示した制御部の動作の他の例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１        画像形成装置の一つであるカラー画像形成装置
２        潜像担持体である感光体ベルト
３        帯電装置
４        光書き込み装置
５        現像装置
５Ｙ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｂ          現像ユニット
５Ｙ１、５Ｃ１、５Ｍ１、５Ｂ１  現像スリーブ
５ＹＴ、５ＣＴ、５ＭＴ、５ＢＴ  現像剤補充タンク
５Ｆ      現像ユニット支持部材
２５      制御部
２６      画像形成回数を計数するカウンタ
２７      画素積算部材
【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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