(57)【要約】【課題】現像剤補給タンク内でのトナー濃度の変動に応じて、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置への適正なトナー補給を行うことによって、長期にわたって良好な画像形成を行うことのできる現像装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、トリクル式の排出機構と、補給用現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサと、記憶手段及び判断手段を有する制御手段と、を備えてなり、現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えている場合には、記憶手段に記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度を現像剤補給タンク内トナー濃度に置き換える。【選択図】図４
2009063850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
前記現像槽に設けられ、現像槽内での現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
トナー及びキャリアを含む補給用現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像剤補給タンク内のトナー濃度を検出する現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサと、
現像剤補給タンク内トナー濃度と、現像剤補給タンク内基準トナー濃度と、現像剤補給タンク内トナー濃度と現像剤補給タンク内基準トナー濃度との間の差である現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量と、を記憶する記憶手段と、現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えているかを判断する判断手段と、を有する制御手段と、
を備えてなり、
前記現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えている場合には、記憶手段に記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度を現像剤補給タンク内トナー濃度に置き換えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサは、透磁率検知センサであることを特徴とする、請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサは、現像剤補給タンク内の攪拌部材の駆動負荷トルクを検出する攪拌トルク検知センサであることを特徴とする、請求項１記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が５重量％であることを特徴とする、請求項１記載の現像装置。
【請求項５】
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置と、
周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体と、を備える画像形成装置であって、
前記現像槽に設けられ、現像槽内での現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
トナー及びキャリアを含む補給用現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像剤補給タンク内のトナー濃度を検出する現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサと、
現像剤補給タンク内トナー濃度と、現像剤補給タンク内基準トナー濃度と、現像剤補給タンク内トナー濃度と現像剤補給タンク内基準トナー濃度との間の差である現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量と、を記憶する記憶手段と、現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えているかを判断する判断手段と、を有する制御手段と、
を備えてなり、
前記現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えている場合には、記憶手段に記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度を現像剤補給タンク内トナー濃度に置き換えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサは、透磁率検知センサであることを特徴とする、請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサは、現像剤補給タンク内の攪拌部材の駆動負荷トルクを検出する攪拌トルク検知センサであることを特徴とする、請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が５重量％であることを特徴とする、請求項５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、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。本発明は、特に、新規現像剤を少しずつ供給するとともに劣化現像剤を少しずつ排出するというトリクル方式の現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像方式として、現像剤の主成分としてトナーを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナー及びキャリアを用いる二成分現像方式と、が知られている。
【０００３】
トナー及びキャリアを用いた二成分現像方式は、トナーとキャリアとを摩擦接触させることによって両者を所定の極性に荷電させるため、一成分現像剤を用いた一成分現像方式よりも、トナーの受けるストレスが少ないという特徴を有している。キャリアの表面積はトナーよりも大きいことから、トナーがキャリア表面に付着することによってキャリアが汚れることも少ない。しかし、長期間の使用により、キャリア表面に付着した汚れ（スペント）が増加し、そのためにトナーを帯電する能力が次第に低下する。その結果、かぶりやトナー飛散の問題が発生する。二成分現像装置の長寿命化を図るために、現像装置に収容するキャリアの量を増やすことも考えられるが、これは現像装置の大型化を招くために望ましくない。
【０００４】
二成分現像剤に係る上記問題を解消するため、特許文献１には、新規現像剤を少しずつ現像装置内に補給するとともに、帯電性能の低下した劣化現像剤を少しずつ現像装置から排出することによって、劣化キャリアの増加を抑制するというトリクル方式の現像装置が開示されている。この現像装置は、現像剤の嵩変動を利用して、余剰となった劣化現像剤を排出して現像装置内の現像剤の嵩レベルを大略一定に保つ構成である。このトリクル方式の現像装置によれば、現像装置内の劣化キャリアが少しずつ新規キャリアに置換され、現像装置内のキャリアの帯電性能を大略一定に保つことが可能となる。
【０００５】
また、特許文献２及び３には、検出された現像装置内トナー濃度と、現像装置内の環境状態あるいは画像形成の動作回数と応じて、現像剤補給タンクから現像装置に補給される現像剤の量を適正量に補正する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１００４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１５７１８５号公報
【特許文献３】特開２００４−１５７１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示されたトリクル方式の現像装置では、現像装置内での現像剤が常に規定量を維持するように、現像剤の補給と排出とが同時並行的に行われている。また、特許文献２及び３の現像剤補給方法では、適正量の現像剤を現像剤補給タンクから現像装置に補給することが行われている。いずれの場合も、現像装置への現像剤の補給は、現像装置の上方に配設された現像剤補給タンクを介して行われるが、現像剤補給タンク内に含まれる補給現像剤の内容成分は、常に一定に保たれているのではなく、以下に説明する理由により経時的に変化している。
【０００８】
現像剤補給タンクに含まれた二成分現像剤は、充填当初においては、規定の基準トナー濃度でトナー及びキャリアが均一に分散された状態で提供される。しかしながら、画像形成装置を移送させたり稼働させたりする際には、その際に生じる振動によって現像剤補給タンク内において現像剤が流動することが起こっている。すなわち、トナー及びキャリアが現像剤補給タンク内で流動すると、お互いの粒子径や質量等の粉体特性が異なっていることに起因して、均一に分散されていたトナー及びキャリアがトナーリッチ層とキャリアリッチ層とに分離する粉体分離現象（いわゆる偏析現象）が起こる。その結果、現像剤補給タンク内の現像剤は、均一な分散状態から次第に不均一な分散状態になってしまう。このような不均一な分散状態は、現像剤補給タンクの鉛直下部分がトナーリッチ状態になる（逆に言えば、現像剤補給タンクの鉛直上部分がキャリアリッチ状態になる）場合や現像剤補給タンクの鉛直下部分がキャリアリッチ状態になる（逆に言えば、現像剤補給タンクの鉛直上部分がトナーリッチ状態になる）場合の両方が起こりうるが、いずれの場合においても、現像剤補給タンク内での現実のトナー濃度が規定の基準トナー濃度からずれていることを意味している。
【０００９】
特許文献２及び３の現像剤補給方法においては、現像剤補給タンクから現像装置への現像剤の補給は、現像剤補給タンク内トナー濃度が規定の基準トナー濃度として常に一定値に保たれていることを前提として、補給現像剤の量を増減するという補給現像剤の量的管理に基づいて行われている。しかしながら、現実の現像剤補給タンク内では、補給用現像剤のトナー濃度が経時的に変動していることから、補給用現像剤のトナー濃度が基準トナー濃度として常に一定値に保たれていることを前提として現像剤の補給を行うことは適切ではない。したがって、従来の現像装置では、本来必要とされるトナー補給量とは異なった量のトナーが補給されてしまい、好ましくない画像形成が起こってしまう。すなわち、適正なトナー量よりも多めのトナーが補給され続けた場合にはトナー飛散やかぶりが起こり、適正なトナー量よりも少なめのトナーが補給され続けた場合には画像濃度が薄くなることが起こるという問題がある。
【００１０】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、現像剤補給タンク内でのトナー濃度の変動に応じて、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置への適正なトナー補給を行うことによって、長期にわたって良好な画像形成を行うことのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および作用・効果】
【００１１】
前記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
前記現像槽に設けられ、現像槽内での現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
トナー及びキャリアを含む補給用現像剤を現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像剤補給タンク内のトナー濃度を検出する現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサと、
現像剤補給タンク内トナー濃度と、現像剤補給タンク内基準トナー濃度と、現像剤補給タンク内トナー濃度と現像剤補給タンク内基準トナー濃度との間の差である現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量と、を記憶する記憶手段と、現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えているかを判断する判断手段と、を有する制御手段と、
を備えてなり、
前記現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えている場合には、記憶手段に記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度を現像剤補給タンク内トナー濃度に置き換えることを特徴とする現像装置が提供される。
【００１２】
上記現像装置によれば、現像剤の補給が必要になったときには、現像剤補給タンクからトナー及びキャリアを含む補給用現像剤が現像槽へ補給されるが、現実の現像剤補給タンク内トナー濃度が、記憶されている規定の基準トナー濃度に対して現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量を越えて外れている場合には、記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度が現実の現像剤補給タンク内トナー濃度に置き換えられる。補給用現像剤の補給量の算出に使用される現像剤補給タンク内基準トナー濃度が、現実の現像剤補給タンク内トナー濃度に即したものとなることで、現像槽に補給される補給用現像剤の補給量すなわちトナーの補給量が、真に必要とされるトナー補給量に適正化される。現像剤補給タンク内のトナー濃度の変動に応じて、最適な現像剤補給量が決定されるので、現像槽内のトナー濃度の変動に関して悪影響を及ぼすことがなくなり、長期にわたって良好な画像形成を維持することができる。
【００１３】
現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサとしては、磁性キャリアの透磁率を利用した透磁率検知センサが好適である。
【００１４】
現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサは、攪拌部材を回転駆動するモータの駆動電流の変化を検出したり、攪拌部材の回転数変化を光センサで検出したりすることによって、現像剤補給タンク内の攪拌部材の駆動負荷トルクを検出する攪拌トルク検知センサである。
【００１５】
現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量は、３重量％乃至７重量％が好適であり、５重量％がさらに好適である。ズレ量の設定値を７重量％より大きくすると現像槽内のトナー濃度がオーバーシュートし、ズレ量の設定値を３重量％より小さくすると設定値を頻繁に置き換えることになるために煩雑となるからである。
【００１６】
上記現像装置は、周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体を備える画像形成装置に組み込まれて使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置１及び現像装置３４では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。
【００１８】
図１乃至３を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１及び当該装置に使用される現像装置３４について説明する。
【００１９】
〔画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置１の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電装置２６、露光装置２８、現像装置３４、転写装置３６、およびクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。
【００２０】
帯電装置２６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）も使用できる。感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８は、帯電された感光体１２の外周面に向けて、画像光３０を出射する。露光装置２８を通過した感光体１２の外周面には、画像光３０が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分とからなる静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像装置３４は、後述する現像槽内現像剤３を用いて静電潜像を可視像化する。現像装置３４の詳細は後に説明する。転写装置３６は、感光体１２の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどの用紙３８に転写する。図１に示した実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして図示されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）も使用できる。クリーニング装置４０は、転写装置３６で用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写トナーを感光体１２の外周面から回収する。実施形態では、クリーニング装置４０は板状のブレードとして図示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。
【００２１】
このような構成を備えた画像形成装置１が画像を形成するとき、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて例えば反時計周り方向に回転する。このとき、帯電装置２６を通過する感光体１２の外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体１２の外周部分は、露光装置２８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像装置３４のところまで搬送され、現像装置３４によって可視像化される。可視像化されたトナー像は、感光体１２の回転と共に転写装置３６のところまで搬送され、転写装置３６により用紙３８に転写される。トナー像が転写された用紙３８は定着装置２０のところまで搬送され、用紙３８にトナー像が固定される。転写装置３６を通過した感光体１２の外周部分はクリーニング装置４０のところまで搬送され、用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存するトナーが感光体１２から掻き取られる。
【００２２】
〔現像装置〕
現像装置３４は、非磁性トナー（以下、単にトナーという。）及び磁性キャリア（以下、単にキャリアという。）を含む２成分現像剤と、種々の部材を収容する現像槽６６と、を備えている。現像槽６６は感光体１２に向けて開放された開口部を備えており、この開口部の近傍に形成された空間に現像ローラ４８が設けられている。現像剤担持体としての現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップを介して、回転可能に枢支されている。
【００２３】
現像ローラ４８は、回転不能に固定された磁石体４８ａと、磁石体４８ａの周囲を回転可能に支持された円筒状のスリーブ４８ｂ（第一の回転円筒体）と、を有するいわゆるマグネットローラである。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの上方には、現像槽６６に固定され、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの中心軸と平行に延在する規制板６２が、所定の規制ギャップを介して対向配置されている。現像ローラ４８の内側にある磁石体４８ａは、スリーブ４８ｂの回転方向に沿って、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ１という５個の磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、感光体１２と対向するように配置されている。スリーブ４８ｂの上の現像剤を剥離させるための反発磁界を発生させる同極のＮ２及びＮ３は、現像槽６６の内部に対向配置されている。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは、感光体１の回転方向と逆向きに（カウンター方向に）回転する。
【００２４】
図２に示すように、現像ローラ４８の背後には、現像剤攪拌搬送室６７が形成されている。現像剤攪拌搬送室６７は、現像ローラ４８の近傍に形成された第二搬送路７０と現像ローラ４８から離れた第一搬送路６８と、第一搬送路６８及び第二搬送路７０を間仕切る隔壁７６と、を有する。第一搬送路６８の搬送方向の上流側の上方には、現像剤補給タンク８０が配設されていて、補給口８２を介して第一搬送路６８と連通している。現像剤補給タンク８０には、主成分のトナーと少量のキャリアとを含有する補給用現像剤２が充填されている。補給用現像剤２のキャリア比は、現像槽６６内での現像剤劣化を抑制するとともにコスト的に見合った割合に調整されており、好ましくは５乃至４０重量％であり、より好ましくは１０乃至３０重量％である。言い換えれば、補給用現像剤２のトナー濃度は、好ましくは６０乃至９５重量％であり、より好ましくは７０乃至９０重量％である。したがって、補給用現像剤２のトナー濃度は、現像槽内現像剤３のトナー濃度と比較すると、補給用現像剤２の方が圧倒的に高く、体積比を考えれば、補給用現像剤２は主成分のトナー中に少量のキャリアが混合されているものと考えることもできる。つまり、画像形成によって消費されたトナーを補給する際に少量のキャリアを徐々に補給していくことになる。
【００２５】
現像剤補給タンク８０から現像槽６６へ補給すべき補給用現像剤２、すなわち主成分のトナー及び少量のキャリアの量は、現像槽６６内のトナー濃度を検出する現像槽内トナー濃度検出センサ７８と、現像剤補給タンク８０内のトナー濃度を検出する現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２と、によってそれぞれ検出された現像槽内トナー濃度及び現像剤補給タンク内トナー濃度に基づいて決定される。
【００２６】
現像剤補給タンク８０の底面側には、現像剤補給タンク８０内でのトナー濃度を検出する現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２が設けられている。現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から、現像剤補給タンク８０内を流動する現像剤補給タンク内現像剤２の透磁率を検出する。現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２により検出された透磁率から、現像剤補給タンク内現像剤２に対するトナーの比率が求められる。例えば、現像剤補給タンク内現像剤２に含まれるキャリア量が少ない場合は、トナー比率が高いと検出される。一方、現像剤補給タンク内現像剤２に含まれるキャリア量が多い場合は、トナー比率が低いと検出される。そして、この現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２から出力された電圧信号は、現像剤補給タンク内トナー濃度検出信号として、制御部１００に入力される。
【００２７】
また、現像剤補給タンク８０内の現像剤攪拌部材１１０を回転駆動するモータの駆動電流から現像剤攪拌部材１１０の駆動負荷トルクを求めて、現像剤補給タンク内現像剤２のトナー濃度を検知することもできる。これは、予め、モータの駆動電流値と駆動負荷トルクとの関係を測定によって求めておき、この駆動負荷トルクと現像剤補給タンク内トナー濃度との関係を求めておけば、駆動負荷トルクから現像剤補給タンク内トナー濃度を求めるというものである。現像剤補給タンク内トナー濃度が高いほどキャリアの含有比率小さくなるので、駆動負荷トルクが小さくなる。現像剤補給タンク内トナー濃度が低いほどキャリアの含有比率が大きくなるので、駆動負荷トルクが大きくなる。駆動負荷トルクは、現像剤補給タンク８０内の現像剤攪拌部材１１０を回転駆動するモータの駆動電流で求めるだけではなく、他の方法によっても求めることができる。例えば、現像剤補給タンク８０内の現像剤攪拌部材１１０の回転数変化を光センサ等で検出し、検出された回転数変化に基づいて駆動負荷トルクを検出することも可能である。
【００２８】
また、第二搬送路７０の搬送方向の下流側の下方には、現像剤回収タンク９０が配設されていて、回収口９２を介して第二搬送路７０と連通している。
【００２９】
現像剤補給タンク８０の底部には、制御部１００によって駆動制御される現像剤供給ローラが配置されている。現像剤供給ローラが回転駆動されることによって、その駆動時間に応じた量の新規の補給用現像剤２が、流下して現像槽６６の第一搬送路６８に供給される。
【００３０】
第一搬送路６８には、現像槽内現像剤３を攪拌しながら搬送する攪拌部材である第一スクリュー７２が回転可能に枢支されている。第二搬送路７０には、第一搬送路６８からの現像槽内現像剤３を攪拌しながら現像ローラ４８に搬送する第二スクリュー７４が回転可能に枢支されている。この場合、第一搬送路６８と第二搬送路７０との両端部に位置する隔壁７６の上部が切り欠かれることによって連絡通路が形成されている。第一搬送路６８の搬送方向の下流側端部に到達した現像槽内現像剤３が連絡通路を介して第二搬送路７０へ送り込まれ、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して第一搬送路６８に送り込まれる。その結果、図２の矢印方向にしたがって、現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室内を循環する。
【００３１】
第一スクリュー７２及び第二スクリュー７４は、シャフトに所定のピッチで螺旋状の羽根が固定されたスパイラルスクリューである。第二スクリュー７４は、第二搬送路７０から第一搬送路６８に向かう連絡通路及び第一搬送路６８の下流側側端部に対応する位置において、スパイラルスクリューの螺旋の向きが他の部分とは逆向きに構成されている逆羽根部を有する。第二スクリュー７４の羽根のピッチは、搬送方向の下流側端部（図２の右端部）において他の部分に比べて小さくなっている。その結果、第二スクリュー７４が回転すると、第二スクリュー７４の搬送方向の下流側端部（右端部）での現像槽内現像剤３の高さが他の部分に比べて高くなる。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）において、現像槽内現像剤３の盛り上がりが形成される。
【００３２】
ここで、現像装置３４は、いわゆるトリクル方式を採用したものであるから、余剰の現像槽内現像剤３を流出させるための流出口７５を有している。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に位置する側壁の上部が部分的に切り欠かれた切欠７５を設けることによって、流出口７５が形成されている。現像槽内における現像槽内現像剤３が増えて液面が上昇して側壁の上部に設けられた流出口７５を越えることによって、余剰の現像槽内現像剤３が現像槽６６の外に溢出して、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収（廃棄）される。
【００３３】
現像剤攪拌搬送室６７には、現像剤攪拌搬送室６７内でのトナー濃度を検出する現像槽内トナー濃度検出センサ７８が設けられている。現像槽内トナー濃度検出センサ７８は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から、現像剤攪拌搬送室６７内を搬送される現像槽内現像剤３の透磁率を検出する。現像槽内トナー濃度検出センサ７８により検出された透磁率から、現像槽内現像剤３に対するトナーの比率が求められる。例えば、現像槽内現像剤３に含まれるキャリア量が少ない場合は、トナー比率が高いと検出される。一方、現像槽内現像剤３に含まれるキャリア量が多い場合は、トナー比率が低いと検出される。この現像槽内トナー濃度検出センサ７８から出力された電圧信号は、現像槽内トナー濃度検出信号として制御部１００に入力される。この現像槽内トナー濃度検出信号と、上述した現像剤補給タンク内トナー濃度検出信号と、画像形成時の画像情報（ドットカウンタ）と、に基づいて、必要な補給量が算出されるとともに、現像剤補給タンク８０の現像剤補給ローラが駆動され、所定量の補給用現像剤２が現像槽６６内に補給される。なお、上記磁気的検知センサの代わりに、感光体１２上に形成した試験用トナー画像の光学反射特性を検知する反射光検知センサを用いて、現像剤攪拌搬送室６７内でのトナー濃度を検知することもできる。
【００３４】
現像装置３４において、印字動作により、循環している現像槽内現像剤３のトナー濃度が低下すると、主成分のトナーと少量のキャリアとを含有する補給用現像剤２が現像剤補給タンク８０から補給される。補給された補給用現像剤２は、現像槽内現像剤３と混合・攪拌されながら、上記現像剤攪拌搬送室６７の第一搬送路６８及び第二搬送路７０に沿って搬送される。基本的には、トナーは感光体１２で消費されるのに対して、キャリアは現像装置３４内に蓄積されるが、キャリアの帯電性能は次第に低下する。補給用現像剤２にはキャリアも少量含まれているので、補給用現像剤２の補給に伴って、現像装置３４内での現像槽内現像剤３の量が徐々に増加する。そして、嵩の増えた現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室６７を循環する。現像剤攪拌搬送室６７を循環しきれない余剰の現像槽内現像剤３は、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に設けられた流出口から流出して、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収される。
【００３５】
補給用現像剤２の補給量は、現像槽内トナー濃度検出センサ７８によって検出されたトナー濃度と、画像形成時の画像情報（ドットカウンタ）と、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比と、に基づいて決定される。現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比は、現像装置３４内でのキャリアの劣化を抑制するとともに、コストアップを招かない程度に調整される。トナーの補給動作に伴って、キャリアが少しずつ供給される。
【００３６】
図３は、画像形成装置１の現像装置３４に係る制御ブロック図を示している。
【００３７】
制御手段としての制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６等から構成される。ＲＯＭ１０４内に格納されている各種処理プログラムやテーブルに従って、ＣＰＵ１０２は画像形成装置１での各種動作を集中的に制御する。ＲＯＭ１０４には、例えば、現像槽内トナー濃度検出センサ７８で検出された現像槽内トナー濃度検出信号から現像槽内トナー濃度に変換・算出するための現像槽内トナー濃度算出テーブルや、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２で検出された現像剤補給タンク内トナー濃度検出信号から現像剤補給タンク内トナー濃度に変換・算出するための現像剤補給タンク内トナー濃度算出テーブルや、所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量と、現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量から補給用現像剤２の補給量を算出するための現像剤補給用テーブルが格納されている。ＲＡＭ１０６は、制御部１００により実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００３８】
ＣＰＵ１０２には、現像装置３４の現像剤攪拌部材７２，７４や現像槽内トナー濃度検出センサ７８や現像ローラ４８と、現像剤補給タンク８０の現像剤攪拌部材１１０や現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２と、カウンタ１０８とが接続されている。現像装置３４を構成する現像剤攪拌部材７２，７４、現像槽内トナー濃度検出センサ７８、現像ローラ４８の動作が、制御部１００のＣＰＵ１０２によって制御される。また、現像剤補給タンク８０を構成する現像剤攪拌部材１１０や現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２の動作も、制御部１００のＣＰＵ１０２によって制御される。そして、現像槽内トナー濃度検出センサ７８で検出された現状の現像槽内トナー濃度や、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２で検出された現状の現像剤補給タンク内トナー濃度や、画像形成時の画像情報や、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量や、補給用現像剤２の補給量等の各情報は、ＲＡＭ１０６に一時的に記憶されている。
【００３９】
〔現像剤〕
２成分現像剤は、トナーと、トナーを帯電させるためのキャリアと、を含んでいる。本発明においては、画像形成装置１において従来から一般的に使用されている公知のトナーが使用可能である。トナーの粒径は、例えば約３乃至１５μｍである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナーや、荷電制御剤や離型剤を含有するトナーや、表面に添加剤を保持するトナーも使用可能である。
【００４０】
トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造される。
【００４１】
トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約８０乃至１６０℃の範囲であり、ガラス転移点が約５０乃至７５℃の範囲であることが好ましい。
【００４２】
着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂１００重量部に対して、２乃至２０重量部であることが好ましい。
【００４３】
荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００４４】
離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００４５】
さらに、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー１００重量部に対して、０．１乃至５重量部の割合で添加することが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は、９乃至１００ｎｍであることが好ましい。
【００４６】
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約１５乃至１００μｍであることが好ましい。
【００４７】
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。
【００４８】
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。
【００４９】
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０乃至９０重量％の量で添加することが適切である。
【００５０】
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。
【００５１】
バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。
【００５２】
コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００５３】
現像槽内現像剤３のトナー及びキャリアの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整される。現像槽内現像剤３のトナー比は、トナー及びキャリアの合計量に対して、好ましくは３乃至２０重量％であり、より好ましくは４乃至１５重量％である。また、現像剤補給タンク８０に充填されている補給用現像剤２は、主成分のトナー及び少量のキャリアを含有したものであり、補給用現像剤２のキャリア比は、トナー及びキャリアの合計量に対して、好ましくは１乃至５０重量％であり、より好ましくは５乃至３０重量％である。言い換えれば、補給用現像剤２のトナー濃度は、好ましくは５０乃至９９重量％であり、より好ましくは７０乃至９５重量％である。
【００５４】
このように構成された現像装置３４の動作を説明する。
【００５５】
画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは矢印方向（反時計回り）に回転する。第一スクリュー７２の回転及び第二スクリュー７４の回転により、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３は、第一搬送路６８と第二搬送路７０とを循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアとが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。本発明に用いるトナー及びキャリアの帯電性は、このような組み合わせに限定されるものでない。キャリアの外形寸法は、トナーに比べて相当大きい。そのため、正極性に帯電したキャリアの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
【００５６】
帯電された現像槽内現像剤３は、第二スクリュー７４によって第二搬送路７０に搬送される過程で現像ローラ４８に供給される。この現像剤は、現像ローラ４８内部の磁石体４８ａの磁力によってスリーブ４８ｂの表面側に保持され、スリーブ４８ｂと共に反時計周り方向に回転移動して、現像ローラ４８に対向して設けられた規制板６２で通過量を規制された後、感光体１２と対向する現像領域へと搬送される。そして、現像領域において、磁石体４８ａの主磁極Ｎ１の磁力によって穂立ち（磁気ブラシ）が形成される。現像領域では、感光体１２上の静電潜像と現像バイアスの印加された現像ローラ４８との間に形成された電界（直流に交流が重畳された電界）がトナーに与える力により、トナーが感光体１２上の静電潜像側へと移動して、この静電潜像が顕像へと現像される。現像領域でトナーを消費した現像剤は、現像槽６６に向けて搬送され、現像槽６６の第二搬送路７０に対向して設けられた磁石体４８ａのＮ３，Ｎ２の反発磁界によって現像ローラ４８上から剥離され、現像槽６６内へと回収される。回収された現像剤は、第二搬送路７０を搬送されている現像槽内現像剤３と混合される。
【００５７】
このような画像形成によって現像槽内現像剤３からトナーが強制消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像槽内現像剤３に補給されることが好ましい。そのために、現像装置３４は、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３に対するトナーの比すなわち現像槽内トナー濃度を測定する現像槽内トナー濃度検出センサ７８を備えている。また、第一搬送路６８の上方には現像剤補給タンク８０が設けてある。
【００５８】
次に、本発明の一実施形態に係る現像装置３４の動作を、図４乃至６を参照しながら説明する。
【００５９】
図４は、本発明の一実施形態に係る現像装置３４の補給動作に関するサブルーチンのフローチャートである。図５は、現像剤補給タンク８０内での現像剤補給タンク内現像剤２のトナー濃度の変化を示す図である。図６は、現像槽６６内での現像槽内現像剤３のトナー濃度の変化を示す図である。なお、本発明の一実施形態に係る現像剤補給動作に関する理解を助けるために、以下のような具体的な数値を提示しながら説明するが、当該数値によって本実施形態が限定されるものではなく、単なる一例として提示した数値に過ぎない。
【００６０】
また、本実施形態では、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２として透磁率検知センサを用いている。
【００６１】
現像剤補給タンク８０に充填されている現像剤補給タンク内現像剤２は、充填当初においては、規定の現像剤補給タンク内基準トナー濃度でトナー及びキャリアが均一に分散された状態となっている。しかしながら、画像形成装置を移送させたり稼働させたりする際には、その際に生じる振動によって現像剤補給タンク８０内においてトナー及びキャリアが流動して、均一に分散されていた現像剤補給タンク内現像剤２がトナーリッチ層とキャリアリッチ層とに分離する粉体分離現象（いわゆる偏析現象）が起こる。その結果、均一に分散されていた現像剤補給タンク内現像剤２は、次第に不均一な分散状態になってしまう。このような不均一な分散状態は、図５の点線Ｂで示すように、現像剤補給タンク８０の鉛直下部分がトナーリッチ状態になる（逆に言えば、現像剤補給タンク８０の鉛直上部分がキャリアリッチ状態になる）場合と、図５の一点鎖線Ｃに示すように、現像剤補給タンク８０の鉛直下部分がキャリアリッチ状態になる（逆に言えば、現像剤補給タンク８０の鉛直上部分がトナーリッチ状態になる）場合の両方が起こりうる。いずれの場合においても、経時的に見て、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度が、図５の実線Ａに示す規定の現像剤補給タンク内基準トナー濃度（８０重量％）からずれている。
【００６２】
トリクル方式の現像装置３４における現像槽内基準トナー濃度は７重量％であり、現像装置３４に含まれる現像槽内現像剤３の量は約２５０ｇである。補給用現像剤２の現像剤補給タンク内基準トナー濃度が８０重量％であるように初期設定されている。
【００６３】
現像剤補給タンク８０から現像槽６６へ補給される補給用現像剤２の補給量は、以下の算出式によって算出される。
補給用現像剤の補給量＝現像槽内現像剤の量×（現像槽内現像剤の基準トナー濃度−現像槽内現像剤の現トナー濃度）×（現像剤補給タンク内基準トナー濃度−現像槽内現像剤の基準トナー濃度）−１  ・・・（１）
【００６４】
上記算出式（１）において、現像槽内現像剤の現トナー濃度を６重量％とすると、
補給用現像剤の補給量＝２５０×（０．０７−０．０６）×（０．８０−０．０７）−１
となり、補給用現像剤２の補給量が３．４２ｇとなる。その結果、補給用現像剤２によって補給されるトナー量は、３．４２ｇ×０．８０＝２．７４ｇである。
【００６５】
図４は、図示しない全体制御（メインルーチン）のうちの現像装置３４の補給制御に関するサブルーチンを示している。ステップＳ１１０において、現像槽内トナー濃度検出センサ７８によって、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３のトナー濃度に関する電圧信号が出力される。ステップＳ１１２において、出力された電圧信号は、制御部１００で現状の現像槽内トナー濃度に変換・算出される。ステップＳ１２０において、現状の現像槽内トナー濃度が現像槽内基準トナー濃度（７重量％）よりも低いか否かが判別される。現状の現像槽内トナー濃度が現像槽内基準トナー濃度（７重量％）以上であると判別された場合、当該サブルーチンが終了してメインルーチンに戻る。
【００６６】
現状の現像槽内トナー濃度が現像槽内基準トナー濃度（７重量％）よりも低いと判別された場合、ステップＳ１２４において、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２によって、現像剤補給タンク８０内に存する現像剤補給タンク内現像剤２のトナー濃度に関する電圧信号が出力される。ステップＳ１２６において、出力された電圧信号は、制御部１００で現状の現像剤補給タンク内トナー濃度に変換・算出され、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度としてＲＡＭ１０６に一時的に記憶される。
【００６７】
ステップＳ１２６において、ＲＡＭ１０６に記憶された現状の現像剤補給タンク内トナー濃度と現像剤補給タンク内基準トナー濃度との間の差である現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が、ＣＰＵ１０２により算出される。ステップＳ１３０において、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量（例えば、５重量％）より小さいか否かが判別される。
【００６８】
現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量（例えば、５重量％）より小さいと判別された場合、ステップＳ１３２において、上記算出式（１）に従って、補給用現像剤２の補給量が算出される。そして、ステップＳ１３４において、所定量の補給用現像剤２が補給されたあと、当該サブルーチンが終了してメインルーチンに戻る。
【００６９】
ステップＳ１３０において、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量（例えば、５重量％）以上であると判別された場合、ＲＡＭ１０６に一時的に記憶されている現像剤補給タンク内基準トナー濃度（初期設定の８０重量％）が現像剤補給タンク内トナー濃度（例えば、８５重量％）に置き換えられる。したがって、上記算出式（１）に従って、
更新される補給用現像剤の補給量＝２５０×（０．０７−０．０６）×（０．８５−０．０７）−１
となり、補給用現像剤２の補給量が３．２０ｇとなる。その結果、補給用現像剤２によって補給されるトナー量は、３．２０ｇ×０．８５＝２．７２ｇである。
【００７０】
なお、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度と現像剤補給タンク内基準トナー濃度との間の差である現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が正であるときは、現像剤補給タンク８０の鉛直下部分が、図５の点線Ｂで示すような、トナーリッチ状態になっていることを意味している。また、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が負であるときは、現像剤補給タンク８０の鉛直下部分が、図５の一点鎖線Ｃで示すような、キャリアリッチ状態になっていることを意味している。現像剤補給タンク８０の鉛直下部分は、トナーリッチ状態又はキャリアリッチ状態のいずれも状態をも取ることができ、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量が正又は負の値を取ることができることから、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量の絶対値が所定の現像剤補給タンク内トナー濃度ズレ量より大きいか又は小さいかが判別される。
【００７１】
本発明によれば、現像剤補給タンク内トナー濃度の変動に応じて補給用現像剤２の補給量が修正されることによって、現像剤補給タンク内トナー濃度が変動する前後において、補給されるトナー量が大略同じ量に保たれている。そして、図６の実線Ａで示すように、現像槽内トナー濃度が、７重量％前後を中心にした非常に狭い変動幅（おおよそ±０．３重量％の幅）で変化するという結果が得られた。
【００７２】
また、他の実施形態として、現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ１１２として現像剤補給タンク８０内の攪拌部材の駆動負荷トルクを検出する攪拌トルク検知センサを用いて、上述したのと同様の補給制御を行った。その結果、図６の実線Ａで示すように、現像槽内トナー濃度が、７重量％前後を中心にした非常に狭い変動幅（おおよそ±０．３重量％の幅）で変化するという結果が得られた。
【００７３】
これに対して、現状の現像剤補給タンク内トナー濃度（８５重量％）が現像剤補給タンク内基準トナー濃度（８０重量％）からずれているにもかかわらず補給用現像剤２の補給量の修正を行わない場合、現に補給されてしまうトナー量は、３．４２ｇ×０．８５＝２．９０ｇとなって、過剰なトナーが補給されることになる。そして、図６の実線Ｂで示すように、現像槽内トナー濃度が、７重量％前後を中心にした非常に広い変動幅（おおよそ±１．２重量％の幅）で変化するという結果が得られた。
【００７４】
このような現像剤補給タンク内トナー濃度の修正の有無と、耐久枚数試験後の画像形成の良否との関係を調べ、その結果を表１にまとめた。ここで、耐久枚数試験後の画像形成が良好であるものは、トナー飛散やかぶりが無いものであり、耐久枚数試験後の画像形成が不良であるものは、トナー飛散やかぶりが生じたものである。また、表１において、本発明（透磁率検知センサ）というものは、現像剤補給タンク内トナー濃度を透磁率検知センサで検知して補給用現像剤２の補給量の修正を行ったものであり、本発明（トルク検知センサ）というものは、現像剤補給タンク内トナー濃度を攪拌トルク検知センサで検知して補給用現像剤２の補給量の修正を行ったものである。そして、比較例（タンク内トナー濃度の修正無し）というものは、現像剤補給タンク内トナー濃度が一定であるという前提で補給用現像剤２の補給量を増減させたものである。
【００７５】
表１
2009063850.tif 000003
【００７６】
表１から明らかなように、現像剤補給タンク内トナー濃度を透磁率検知センサ等で検知して補給用現像剤２の補給量の修正を行った本発明の場合には、１５０００枚の耐久枚数試験後でもトナー飛散やかぶりが無い良好な画像形成を行うことができたが、補給用現像剤２の補給量の修正を行わない比較例の場合には、１００００枚以降の耐久枚数試験後でトナー飛散やかぶりが発生して良好な画像形成を行うことができなかった。
【００７７】
なお、上記各実施形態においては、具体的な数値を用いながら説明したが、当該数値によって本願発明が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び均等物によって画定される範囲を逸脱しない範囲で本願発明を様々に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した画像形成装置の現像装置を上から見た模式的断面図である。
【図３】図２に示した画像形成装置の現像装置に係るブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る現像装置の補給動作に関するサブルーチンのフローチャートである。
【図５】現像剤補給タンク内でのトナー濃度の変化を示す図である。
【図６】現像槽内でのトナー濃度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：画像形成装置
２：補給用現像剤
３：現像槽内現像剤
１２：感光体（静電潜像担持体）
２０：定着装置
２２：定着ローラ
２６：帯電装置
２８：露光装置
３０：画像光
３４：現像装置
３６：転写装置
３８：用紙
４０：クリーニング装置
４８：現像ローラ（現像剤担持体）
４８ａ：磁石体
４８ｂ：スリーブ
６２：規制板
６６：現像槽
６７：現像剤攪拌搬送室
６８：第一搬送路
７０：第二搬送路
７２：第一スクリュー（攪拌部材）
７４：第二スクリュー（攪拌部材）
７５：切欠（流出口）
７６：隔壁
７８：現像槽内トナー濃度検出センサ
８０：現像剤補給タンク
８２：補給口
９０：現像剤回収タンク
９２：回収口
１００：制御部
１０２：中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１０４：読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
１０６：読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）
１０８：カウンター
１１０：現像剤攪拌部材
１１２：現像剤補給タンク内トナー濃度検出センサ
【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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