(57)【要約】【課題】現像装置内の現像剤中のトナーの劣化による現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止す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ものである。【解決手段】現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材を振動させる振動手段を有する現像装置及び、当該現像装置を備えた画像形成装置とする。【選択図】図２
2009047868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材と、
該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤の撹拌を行う現像剤撹拌搬送部材と、
を有する現像装置であって、
前記ガイド部材を振動させる振動手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ガイド部材において、現像剤を搬送する搬送面が傾斜してい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】
前記現像装置は、前記現像ローラを回転させ、かつ前記現像ローラの回転速度を可変とする駆動モータを有し、
前記振動手段は前記駆動モータ及び前記現像ローラであり、
前記ガイド部材を振動させる際に、前記駆動モータにより現像ローラを通常の現像時の回転速度ｖ０よりも高速の回転速度ｖ１で回転させる、又は前記駆動モータにより断続的に回転させる、の少なくとも何れか一方を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
回転速度比ｖ１／ｖ０が１．１以上であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
像担持体と、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置と、
制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記現像装置内のトナーの撹拌履歴情報に基づき、前記振動手段を動作させるとともに前記現像装置内のトナーを前記像担持体に現像させるトナー排出モードを実行させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記撹拌履歴情報は、所定区間のトナーの現像量の積算値及び現像ローラの積算回転量の比に基づく情報であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記トナー排出モードにおけるトナーの現像量は、現像装置内の現像剤量に対してトナー濃度１．５質量％以上のトナー量であることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
像担持体と、
像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材と、該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤の撹拌を行う現像剤撹拌搬送部材と、を有する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、
制御手段と、
入力手段と、
を備えた画像形成装置であって
前記ガイド部材を振動させる振動手段を有し、
前記制御手段は、前記入力手段からの入力指示により前記振動手段を動作させるとともに前記現像装置内の所定量のトナー前記像担持体に現像させた後、前記トナー補給手段により所定量のトナーを現像装置に補給する、調整モードを実行させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記ガイド部材において、現像剤を搬送する搬送面が傾斜していることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は、前記現像ローラを回転させ、かつ前記現像ローラの回転速度を可変とする駆動モータを有し、
前記振動手段は前記駆動モータ及び前記現像ローラであり、
前記ガイド部材を振動させる際に前記駆動モータにより前記現像ローラを通常の現像時の回転速度ｖ０よりも高速の回転速度ｖ１で回転させる、又は前記駆動モータにより前記現像ローラを断続的に回転させる、の少なくとも何れか一方を行うことを特徴とする請求項８又は９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、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像剤を用いた電子写真画像形成プロセスでは、像担持体上の静電潜像を現像ローラ上に搬送した現像剤のトナーにより現像し可視像が形成される。
【０００３】
近年、画像の高画質化というニーズに対応するために、小粒径トナーが用いられており、それにともないキャリアを小粒径化してきている。小粒径のトナー及びキャリアを用いた場合には現像剤の流動性が低下する傾向となるため、現像に使用した現像剤を現像ローラから確実に剥がし、充分にトナーとキャリアとが攪拌混合された現像剤を現像ローラに供給する事が非常に難しくなっている。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１では図１０に示すように現像ローラ４１周辺の現像剤の流れを良くし、使用した現像剤を確実に剥がし、新たな現像剤を供給するために、現像ローラの上方に現像剤整流空間Ｗを設けた現像装置４が開示されている。当該現像装置では内部に磁性ローラを配置した供給ローラにより下方から十分撹拌混合された現像剤を重力方向上方に持ち上げることにより整流空間Ｗに現像剤を供給する。そして整流空間内に存在する下方に傾斜したガイド部材４６の上面を現像剤が滑り落ちること及び供給ローラから搬送される現像剤の圧力により傾斜面下方の現像ローラに現像剤を供給させるものである。
【特許文献１】特開２００６−３０１０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の現像装置４のような構成とすることにより、現像剤の循環を淀みなく行えるが、ガイド部材４６の上面を現像剤を循環させるために、現像ローラの内部の磁界発生手段４１Ｂには、汲上磁極Ｓ２を設けている。そして汲上磁極Ｓ２の磁気吸引力によりガイド部材４６上の現像剤を搬送させている。
【０００６】
しかし、このような現像装置４においては現像剤の循環を淀みなく行うためには、流動性を高く保つ必要がある。
【０００７】
一方で、二成分現像剤を用いた現像においては、トナーはキャリアとの摩擦により帯電され、静電潜像を現像するが、長時間の摩擦はトナーに負荷を与えるためにトナーの劣化を引き起こす。性能劣化したトナーを含む現像剤はその流動性が低下する。
【０００８】
トナーの摩擦は、トナーの消費量の依存し、トナーの消費量が極端に少ない低カバレッジの画像形成が連続した場合には、現像装置内部のトナーは長時間撹拌摩擦がされるために、流動性が低下することになる。このような流動性が低下した現像剤ではガイド部材の上面を現像剤が搬送しづらくなるために、現像ローラへの現像剤の供給が上手く行えなくなるために、現像ローラ上での現像剤搬送不良が生じることとなる。
【０００９】
本願発明は上記問題と鑑み、現像装置内の現像剤中のトナーの劣化による現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止す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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１１】
（１）像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラと、
該現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材と、
該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、
該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤の撹拌を行う現像剤撹拌搬送部材と、
を有する現像装置であって、
前記ガイド部材を振動させる振動手段を有することを特徴とする現像装置。
【００１２】
（２）前記ガイド部材において、現像剤を搬送する搬送面が傾斜していることを特徴とする（１）に記載の現像装置。
【００１３】
（３）前記現像装置は、前記現像ローラを回転させ、かつ前記現像ローラの回転速度を可変とする駆動モータを有し、
前記振動手段は前記駆動モータ及び前記現像ローラであり、
前記ガイド部材を振動させる際に、前記駆動モータにより現像ローラを通常の現像時の回転速度ｖ０よりも高速の回転速度ｖ１で回転させる、又は前記駆動モータにより断続的に回転させる、の少なくとも何れか一方を行うことを特徴とする（１）又は（２）に記載の現像装置。
【００１４】
（４）回転速度比ｖ１／ｖ０が１．１以上であることを特徴とする（３）に記載の現像装置。
【００１５】
（５）像担持体と、
（１）乃至（４）のいずれかに記載の現像装置と、
制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記現像装置内のトナーの撹拌履歴情報に基づき、前記振動手段を動作させるとともに前記現像装置内のトナーを前記像担持体に現像させるトナー排出モードを実行させることを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（６）前記撹拌履歴情報は、所定区間のトナーの現像量の積算値及び現像ローラの積算回転量の比に基づく情報であることを特徴とする（５）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（７）前記トナー排出モードにおけるトナーの現像量は、現像装置内の現像剤量に対してトナー濃度１．５質量％以上のトナー量であることを特徴とする（５）又は（６）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（８）像担持体と、
像担持体上に形成された静電潜像を現像するトナーとキャリアからなる現像剤を担持する現像ローラと、該現像ローラに現像剤を搬送するガイド部材と、該ガイド部材に現像剤を供給する供給ローラと、該供給ローラに現像剤を搬送するとともに現像剤の撹拌を行う現像剤撹拌搬送部材と、を有する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、
制御手段と、
入力手段と、
を備えた画像形成装置であって
前記ガイド部材を振動させる振動手段を有し、
前記制御手段は、前記入力手段からの入力指示により前記振動手段を動作させるとともに前記現像装置内の所定量のトナー前記像担持体に現像させた後、前記トナー補給手段により所定量のトナーを現像装置に補給する、調整モードを実行させることを特徴とする画像形成装置。
【００１９】
（９）前記ガイド部材において、現像剤を搬送する搬送面が傾斜していることを特徴とする（８）に記載の画像形成装置。
【００２０】
（１０）前記現像装置は、前記現像ローラを回転させ、かつ前記現像ローラの回転速度を可変とする駆動モータを有し、
前記振動手段は前記駆動モータ及び前記現像ローラであり、
前記ガイド部材を振動させる際に前記駆動モータにより前記現像ローラを通常の現像時の回転速度ｖ０よりも高速の回転速度ｖ１で回転させる、又は前記駆動モータにより前記現像ローラを断続的に回転させる、の少なくとも何れか一方を行うことを特徴とする（８）又は（９）に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、現像装置内の現像剤中のトナーの劣化による現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止する現像装置及び画像形成装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００２３】
［画像形成装置］
図１は、実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【００２４】
画像形成装置Ａは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と給紙装置２０及び定着装置３０とから構成されている。
【００２５】
画像形成装置Ａの上部には、画像読取装置ＳＣが設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取装置ＳＣの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。
【００２６】
イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｙは、像担持体１Ｙの周囲に配置された帯電極２Ｙ、露光部３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング部５Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｍは、像担持体１Ｍ、帯電極２Ｍ、露光部３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング部５Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｃは、像担持体１Ｃ、帯電極２Ｃ、露光部３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング部５Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成手段１０Ｋは、像担持体１Ｋ、帯電極２Ｋ、露光部３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング部５Ｋを有する。
【００２７】
帯電極２Ｙと露光部３Ｙ、帯電極２Ｍと露光部３Ｍ、帯電極２Ｃと露光部３Ｃ及び帯電極２Ｋと露光部３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２８】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の各色の小粒径トナーとキャリアからなる二成分現像剤を収容する現像装置である。
【００２９】
中間転写体６は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持されている。画像形成手段１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に一次転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにより逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
【００３０】
給紙装置２０の給紙カセット２１内に収容された記録紙Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、２６、レジストローラ（第２給紙部）２７等を経て、二次転写部９に搬送され、記録紙Ｐ上にカラー画像が転写される。なお、画像形成装置Ａの下部に鉛直方向に縦列配置された３段の給紙カセット２１は、ほぼ同一の構成をなす。また、３段の給紙手段２２も、ほぼ同一の構成をなす。給紙カセット２１、給紙手段２２を含めて給紙装置２０と称す。カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置３０において記録紙Ｐが挟持され、熱と圧力とを加えることにより記録紙Ｐ上のカラートナー像（或いはトナー像）が定着されて記録紙Ｐ上に固定され、排紙ローラ２８に挟持されて機外の排紙トレイ２９上に載置される。
【００３１】
一方、二次転写部９により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写体６は、ベルトクリーニング部８により残留トナーが除去される。
【００３２】
なお、画像形成装置Ａの説明においては、カラー画像形成にて説明したが、モノクロ画像を形成する場合も本発明に含まれるものである。
【００３３】
以下、像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを像担持体１あるいは感光体１と称し、帯電極２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを帯電極２と称し、露光部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを露光部３と称し、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを現像装置４と称す。
【００３４】
［現像装置の構成］
図２、図３に基づき現像装置について説明する。図２は実施形態に係る現像装置を示す断面図であり、図３は同現像装置４における現像剤の循環を示す上面模式図である。
【００３５】
現像装置４の筐体は下方の下部ケーシング４０と、上方の上部ケーシング５０とから成る二分割構成をなし、開閉可能である。
【００３６】
現像装置４はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒（Ｋ）の異なる色の小粒径のトナーとキャリアからなる２成分現像剤を内包する。２成分現像剤として、フェライトをコアとしてその周りに絶縁性樹脂をコーティングしたキャリアと、ポリエステルを主材料として顔料あるいはカーボンブラック等の着色剤、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等を加えたトナーとからなる。キャリアは粒径１０〜５０μｍ、飽和磁化１０〜８０ｅｍｕ／ｇ、トナーは粒径４〜１０μｍ、トナーの帯電特性は負帯電特性であり平均電荷量としては−２０〜−６０μＣ／ｇである。２成分現像剤としてはこれらのキャリアとトナーとを、トナー濃度４〜１０質量％になるよう混合したものを用いている。
【００３７】
現像装置４の下部ケーシング４０内には、現像ローラ４１、第１現像剤攪拌搬送部材（以下、第１攪拌部材と称す）４３、第２現像剤攪拌搬送部材（以下、第２攪拌部材と称す）４４、現像剤供給ローラ（以下、供給ローラと称す）４５、現像剤案内部材（以下、ガイド部材と称す）４６等が配置されている。供給ローラ４５、第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４は同一の駆動源である撹拌モータＭ４０により駆動される。両撹拌部材は２５０〜７００ｒｐｍの回転速度で回転する。
【００３８】
下部ケーシング４０は、第１攪拌部材４３を収容する現像剤供給室４０１と、第２攪拌部材４４を収容する現像剤攪拌室４０２とから成る。現像剤供給室４０１と現像剤攪拌室４０２とは、下部ケーシング４０の底部から直立した隔壁部４０３を挟んで両側に形成されている。また下部ケーシング４０の底面部であって、第２撹拌部材４４の真下で現像剤搬送方向下流側（図２の奥側）には、トナー濃度センサ４０６を配置している。透磁率検知方式によるトナー濃度センサ４０６は、被測定物である現像剤（キャリア）の透磁率に基づく特性を、例えば、電圧値として出力する。制御トナー濃度に対してトナー濃度が高いときには出力値は低くなり、低いときには出力値は高くなる。このように、透磁率検知方式によるトナー濃度検知センサの出力値からトナー濃度を知ることができる。検知したトナー濃度に応じて、所定の制御トナー濃度になるようにトナー補給手段４７からトナーを補給する。
【００３９】
現像ローラ４１は回転可能な現像スリーブ４１Ａと固定された磁界を発生するマグネットローラ４１Ｂとから構成されている。
【００４０】
現像スリーブ４１Ａと第１攪拌部材４３との対向近接点において、現像スリーブ４１Ａは下方から上方に回動し、第１攪拌部材４３は上方から下方に回動する。
【００４１】
上部ケーシング５０の内部の天井部には、現像剤量規制部材５１を保持する上蓋部材５２が固定されている。ガイド部材４６の上面（搬送面４６ａ）と、上部ケーシング５０の内部の天井部に固定された上蓋部材５２との間には、広い空間部Ｗが形成され、大量の現像剤を収容する事ができる。
【００４２】
現像ローラ４１は、静電潜像を担持する像担持体１に対向して配置され、歯車を介して接続された駆動源としての回転速度を可変可能な現像駆動モータＭ４１により回転される。現像スリーブ４１Ａには、現像バイアスＥとして交流電源Ｅ１による交流電圧と、直流電源Ｅ２による直流電圧とが重畳される。実際の動作条件としては例えば、現像ローラ４１の回転速度としては外周面の線速度として２００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃ、現像バイアスＥからの出力電圧として、交流電圧としては０．５〜２．０ｋＶｐ−ｐ、周波数２〜７ｋＨｚ、直流電圧としては−２００〜−７００Ｖを出力する。
【００４３】
マグネットローラ４１Ｂは、現像スリーブ４１Ａの内方に配置され、７極の磁極Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有する。磁極Ｎ１は主磁極（現像極）、磁極Ｎ２は剥取磁極。現像剤量規制部材５１はマグネットローラ４１Ｂの磁極Ｎ２の近傍に配置されている。
【００４４】
本実施形態においては汲上磁極を設けずに、現像剤の汲上機能をガイド部材４６に担わせている。このように汲上磁極を設けないことで、現像ローラの回転トルクを低減することができる、つまり現像剤への現像ローラ周辺の搬送、撹拌に伴う、ストレスを低減させることができ、ひいては現像剤の耐久性向上及び画質の経時安定性の向上を図ることが可能となっている。しかし、汲上磁極を設けずにガイド部材４６上を現像剤の滑らせる構成としたために、現像剤の流動性が低下した際の影響は大きくなっている。流動性が低下した場合には現像剤の循環が滞ることによって現像ローラへの現像剤の供給が上手く行えなくなるために、現像ローラ上での現像剤搬送不良が生じやすくなる。
【００４５】
マグネットローラ４１Ｂの複数個の磁極のうち互いに隣接する２磁極Ｎ２、Ｎ３は、同極性に配置され反発磁界を形成している。現像剤剥ぎ取り用の剥取磁極Ｎ２は、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤を剥ぎ取り飛散させる。ガイド部材４６は第１攪拌部材４３により供給された現像剤を搬送面４６ａ上を滑らせることにより搬送して現像スリーブ４１Ａ上に付着させる。
【００４６】
第１攪拌部材４３は、第２攪拌部材４４から搬送された現像剤を攪拌して搬送し、現像ローラ４１に均一に供給する。第１攪拌部材４３、第２攪拌部材４４は何れも螺旋状のスクリュー部材である。第２攪拌部材４４は第１攪拌部材４３に平行配置され、トナー補給手段４７から補給される新規トナーと現像スリーブ４１Ａから還流された現像剤とを混合、攪拌して第１攪拌部材４３の上流部に搬送する。
【００４７】
第１攪拌部材４３は回転軸方向に現像剤を搬送するとともに、回転軸のほぼ直角方向に現像剤を放出する。
【００４８】
現像装置４は、７極の固定磁石を有するマグネットローラ４１Ｂを備えている。現像剤量規制部材５１は磁性体より成り、現像スリーブ４１Ａ上の現像剤の層厚を規制する。供給ローラ４５は５極の固定磁石Ｎ１、Ｎ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を有するマグネットローラを備え、第１攪拌部材４３から搬送される現像剤を保持して現像スリーブ４１Ａに供給する。
【００４９】
現像スリーブ４１Ａと第１攪拌部材４３との対向近接点の近傍に、現像スリーブ４１Ａから剥ぎ取られて図２に示す白抜き矢印方向に搬送される下方の現像剤と、現像スリーブ４１Ａに供給される上方の現像剤とを隔てるとともに、供給ローラ４５により搬送される現像剤を堆積して現像ローラ４１に案内するガイド部材４６を配置した。図２に示すようにガイド部材４６の搬送面４６ａは現像ローラに向かって下方に傾斜している。このようにすることにより搬送面４６ａに沿って作用する重力及び供給ローラ４５に押し出された現像剤搬送力により現像剤が搬送面４６ａに沿って同図の矢印方向に搬送される。
【００５０】
ガイド部材４６は、非磁性材料、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、非磁性ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金、セラミクス等により形成される。
【００５１】
［振動手段］
ガイド部材４６の一端には、振動手段４８を配置している。振動手段４８は、（不図示の）駆動モータと駆動モータの駆動軸に取り付けた半月状の重心を偏らせた偏心重りとから構成される。振動手段４８の駆動モータを駆動させることにより、ガイド部材４６が振動する。ガイド部材４６が振動することにより搬送面４６ａ上の現像剤は、空気と混合されて嵩が増加し及び凝集がほぐれることにより、流動性が向上する。流動性が向上することにより、搬送面４６ａで流れ難くなっていた現像剤は、再び搬送面４６ａの傾斜に沿って循環搬送されるようにになる。
【００５２】
［現像剤の供給、及び循環］
現像装置４の上部には、現像ローラ４１、供給ローラ４５、ガイド部材４６、現像剤量規制部材５１及び上蓋部材５２とにより囲まれた広い現像剤整流空間Ｗが形成されている。
【００５３】
ガイド部材４６の一方の端部と供給ローラ４５の外周面とが対向する部分には第１間隙Ｇ１が形成され、ガイド部材４６の他方の端部と現像ローラ４１の外周面とが対向する部分には第２間隙Ｇ２が形成されている。
【００５４】
第１攪拌部材４３の回転により掻き上げられた現像剤は、磁極を内蔵する供給ローラ４５の回転によって搬送され、ガイド部材４６の搬送面４６ａ上を移動して、回転する現像ローラ４１上によって搬送され、現像剤量規制部材５１により現像剤高さが規制されて、像担持体１に対向する現像領域に搬送される。
【００５５】
現像剤整流空間Ｗには大量の現像剤を収容する事が可能であるから、ベタ画像（高印字率画像あるいは高カバレッジ画像ともいう）を連続して大量に高速で現像処理する場合でも、現像ローラへの現像剤の供給不足による現像濃度不良が防止されて画像濃度の均一性が向上するから、安定して高画質の画像が得られる。
【００５６】
図３に基づいて現像剤の循環搬送について説明する。
【００５７】
（１）  現像剤攪拌室４０２の上流側において、現像剤供給室４０１から還流される現像剤と、トナー補給手段４７から補給される新規トナーとが搬入され、第２攪拌部材４４により攪拌、混合され、矢印ｆ１で示す現像剤移動方向に搬送される。
【００５８】
（２）  混合された現像剤は、現像剤攪拌室４０２の下流側の第１開口部４０４を通過して、矢印ｆ２で示すように搬送され、現像剤供給室４０１の上流側に導入される。現像剤供給室４０１内において、現像剤は第１攪拌部材４３により現像剤移動方向に搬送されつつ、矢印ｆ３で示すように搬送される。
【００５９】
（３）  第１攪拌部材４３は回転軸方向に現像剤を搬送しつつ、矢印ｆ４に示すように現像剤を供給ローラ４５に放出する。
【００６０】
（４）  供給ローラ４５上に担持された現像剤は、ガイド部材４６の傾斜面上に堆積される。
【００６１】
（５）  ガイド部材４６上に堆積された現像剤は、回転する現像スリーブ４１Ａに担持されて、現像剤量規制部材５１によって現像剤層厚が規制されて通過し、矢印ｆ５で示すように搬送される。
【００６２】
（６）  現像スリーブ４１Ａに担持された現像剤は、像担持体１と対向する現像剤領域において現像処理される。現像処理後にトナー濃度が低下した現像剤は、剥取磁極Ｓ１により、現像ローラ４１から剥ぎ取られる。
【００６３】
（７）  剥ぎ取られた現像剤は、矢印ｆ６に示すように現像剤供給室４０１内に搬入される。
【００６４】
（８）  現像剤供給室４０１内に搬送された現像剤は、第１攪拌部材４３によって矢印ｆ７に示すように搬送され、第２開口部４０５を通過して、矢印ｆ８に示すように現像剤攪拌室４０２の上流側に導入される。
【００６５】
（９）  現像剤攪拌室４０２において、図示しないトナー濃度センサ４０６のトナー濃度検知信号によりトナー補給手段４７によるトナー補給が行われ、現像剤は矢印ｆ１に合流する。
【００６６】
現像剤は上述のような循環系で搬送されるが、一部の現像剤は現像剤供給室４０１と現像剤攪拌室４０２間を矢印ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ６、ｆ７、ｆ８で示すように循環する。
【００６７】
図４は、画像形成装置の制御ブロック図である。なお、同図では本実施形態の動作説明に必要な部分の周囲を中心に記載してあり、その他の画像形成システムとして既知の部分については省略してある。また以降の図においては説明の重複を避けるために、共通する部分は同一符号を付すことにより説明に代える。
【００６８】
Ａ２は制御部であり、ＣＰＵ、及びＲＡＭ、ＲＯＭを備えている。ＲＯＭでは画像形成装置Ａを制御するためのプログラムやデータを含む各種プログラムやデータを記憶している。ＲＡＭはＣＰＵによってワークエリアとして利用され、ＣＰＵが画像形成装置Ａの制御を実行する際に必要なプログラムやデータを記憶する。制御部の機能としては、「駆動モータ駆動量積算カウンタＡ２１０」、「トナー補給手段駆動量積算カウンタＡ２２０」、「ドット積算カウンタＡ２３０」を有している（以下、単に積算カウンタＡ２１０、Ａ２２０、Ａ２３０とも称す）。なお積算カウンタＡ２１０、Ａ２２０、Ａ２３０は各現像装置４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）に対応してそれぞれ設けられている。
【００６９】
「積算カウンタＡ２１０」では、現像駆動モータＭ４１の回転量（回転速度と時間の積）を逐次積算処理をしていく。これは現像剤に含まれるトナーの劣化度合いを判断する指標として、現像ローラの摺動距離（外周面移動量）が有効であり、現像ローラの摺動距離を求めるために現像駆動モータＭ４１の回転量を積算している。相対的には現像ローラの摺動距離が長い程トナーは劣化していく。
【００７０】
「積算カウンタＡ２２０」はトナー補給手段４７を駆動させる駆動源、例えばステッピングモータの駆動量（補給時間）を逐次積算処理し、「積算カウンタＡ２３０」は露光部３の露光ドット数を逐次積算処理する。これはトナーの使用量を判断するためである。トナーの使用量を判断することにより現像装置４に含まれるトナーの更新情報を得ることができる。相対的にトナーの使用量あるいはトナーの補給量が少なくなると、現像装置４にトナーが留まっている時間（期間）は長くなるので、古いトナーの存在する確率は増大する。つまり劣化しているトナーの割合が多くなる。逆に、トナーの使用量等が多い場合には、トナーは常に補給され更新されることになるので、同じ量だけ現像ローラを摺動させても現像剤に含まれるトナーの劣化度はそれほど悪化しないことになる。
【００７１】
操作表示部２は、液晶パネルで構成される表示部にタッチスクリーンを重ねて配置したタッチパネルを備えている。操作表示部２により各種操作画面や後述のサービスモードの実行指示を行うことができる。
【００７２】
［制御フロー］
図５は、本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。本制御フローは制御部Ａ２により実行される。まずステップＳ１１では、摺動距離Ｌを積算する。これは積算カウンタＡ２１０のカウンタ値に現像ローラの現像駆動モータＭ４１に対するギア比を乗ずることにより算出することができる。
【００７３】
ステップＳ１２は、トナー使用量Ｍの積算を行う。これは以下の、いずれかの方法により求めても良い。（１）トナー濃度センサ４７によりトナー濃度を所定値となるように制御している現像装置４に対するトナー補給量を、積算カウンタＡ２２０により求めることによりトナー使用量Ｍを求める。（２）ドット積算カウンタＡ２３０に対して単位ドット数あたりのトナー現像量ｇ／ｄｏｔを乗じることによりトナー使用量を求める。
【００７４】
ステップＳ１３では、摺動距離Ｌが所定値を経過したか否かを判断する。所定値を経過していな場合には（ステップＳ１３のＮｏ）、ステップＳ１１以降の積算を継続する。一方所定値を経過した場合には（ステップＳ１３のＹｅｓ）、次のステップＳ１４で、「トナーの撹拌履歴情報」としてトナー劣化度の判断を行う。
【００７５】
トナー劣化度は、現像装置４の内部に存在しているトナーがどの程度、現像装置４の内部で撹拌により劣化したか、より詳しくは現像ローラ上での摺動による劣化を受けたかにより判断する。判断の指標としては、本実施形態においては区間の摺動距離Ｌを区間のトナー使用量Ｍで除する（Ｌ／Ｍ）ことにより行う。
【００７６】
なお本実施形態においては、ステップＳ１３で、劣化度の判断タイミングを所定の摺動距離Ｌが経過する毎に行っていたが、これに限られず、一日に１回等の期間による判断あるいは、所定のコピー（プリント）数毎に判断するようにしてもよい。更に、劣化度の判断を行う度に初期化については後述で説明する（ステップＳ１６）がこれに限られず、複数のカウンタを設けておき、劣化度の移動平均によりトナー劣化を判断するようにしてもよい。また現像装置４の周囲環境（温度及び湿度）を装置内のセンサにより検知し、検知データにより劣化度の判断閾値を変更するようにしてもよい。傾向として高温で高湿度の方が現像剤の劣化がより促進されるからである。
【００７７】
トナー劣化度が所定値よりも大きい場合（ステップＳ１４のＹｅｓ）には続くステップＳ１５でトナー排出モードを実行する。一方、所定値以下と判断した場合（ステップＳ１４のＮｏ）続くステップＳ１６で、区間の摺動距離Ｌ及びトナー使用量Ｍを初期化する。ここで所定値の劣化度としては、例えばＡ４判プリントを連続で行った際のプリント画像のトナーカバレッジ（印字率あるいは画像黒化率ともいう）が１．０％相当以下に相当する劣化度を所定の劣化度としている。トナーカバレッジ１．０％相当を下回った場合には劣化度は高いと判断される。次に、ステップＳ１５のトナー排出モードについて、図６に基づいて説明する。
【００７８】
図６は、ステップＳ１５のサブルーチンを説明する図である。ステップＳ１５１では、振動手段４８を駆動させる。劣化したトナーからなる現像剤は、その流動性は低下しているためガイド部材４６の搬送面４６ａで滞留していたが、振動手段４８を振動させることにより流動性が向上して、ガイド部材の傾斜面に沿って再び循環するようになる。
【００７９】
ステップＳ１５２では現像装置４のトナーを排出する。トナーの排出は、帯電した像担持体１に露光部３による露光を行うことにより潜像帯を作成し、潜像帯をトナー帯として現像することにより行う。トナー排出量としては、現像装置４の内部に含まれるトナーの総量に対して１５％〜６５％の範囲内で行う。そして排出したトナーは、クリーニング部５あるいはベルトクリーニング部８を経由して廃棄される。
【００８０】
ステップＳ１５３では、トナー補給手段４７から排出したトナー量に相当する量を補給する。補給に際してはトナー濃度センサ４０６によりトナー濃度が元の質量比（制御トナー濃度）になるようにトナー補給手段４７の駆動量を制御する。
【００８１】
ステップＳ１５４では、振動手段４８の駆動を停止して終了し、以降は図５の制御フローに戻る（Ｒｅｔｕｒｎ）。なお振動手段４８は、少なくともステップＳ１５２のトナー排出の前及びトナー排出時に振動させておけばよく、トナー補給時（ステップＳ１５３）は停止させるようにしてもよい。
【００８２】
このようにガイド部材４６を振動させる振動手段４８を有する現像装置とすることで、ガイド部材４６に滞留した現像剤を再び循環させることが可能となる。更に現像装置４の内部のトナーの撹拌履歴情報に基づき、振動手段４８を動作させるとともに現像装置４内のトナーを像担持体１に現像させるトナー排出モードを実行させることにより、現像装置４の内の劣化したトナーを排出することができ、ひいては、現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止する現像装置及び画像形成装置を得ることが可能となる。
【００８３】
［第２の実施形態］
図７、図８に基づき、第２の実施形態について説明する。図７は第２の実施形態に係るステップＳ１５のサブルーチンを説明する図であり、図８は、第２の実施形態におけるトナー排出モードにおけるタイミングチャートを示す図である。第２の実施形態は現像駆動モータＭ４１の回転速度を制御部Ａ２により可変制御することにより「振動手段」として機能させるものである。振動手段以外の構成および図５の制御フローは、前述の実施形態と共通するので説明は省略する。
【００８４】
図７のステップＳ１５１ｂでは、現像駆動モータＭ４１の回転速度をｖ１の高回転で回転させ及び／又は、断続で回転させる。以降の制御フローは図６と共通するので説明は省略する。ここで図８に基づいて、各機構の動作タイミングについて説明する。図８に示す例は高回転の回転速度ｖ１及び断続的に回転させた場合での動作を示したものである。
【００８５】
図８において、まず（ａ）感光体駆動に同期して（ｂ）帯電出力、（ｃ）現像バイアス出力、現像装置４の（ｅ）撹拌モータＭ４０、（ｆ）現像駆動モータＭ４１が動作開始する。このとき現像駆動モータＭ４１の回転速度ｖ１は（直近における）通常の画像形成時の回転速度ｖ０に対して高回転で回転させている。回転速度の比ｖ１／ｖ０としては、１．１〜１．５の範囲であり、効果及びトナー飛散の観点からより好ましくは１．２〜１．３とすることが望ましい。１．４以上とした場合には、回転する現像ローラ４１からのトナー飛散量が増加するからである。
【００８６】
同図に示すように時間ｔ１から時間ｔ３の間は、（ｆ）現像駆動モータＭ４１の回転は停止ｏｆｆと回転速度ｖ１での回転を交互に繰り返している。このようにすることによりガイド部材４６を振動させることができる。振動は、主にガイド部材４６の下部であって現像ローラ４１及び第１撹拌部材４３で囲まれる領域において、現像ローラ４６による現像剤の搬送による圧力が増加することにより、ガイド部材４６が突き上げられ、振動させられる。
【００８７】
なお、図８に示す例においては、現像駆動モータＭ４１を停止及び高速回転ｖ１させる例について説明したが、停止させずに高速回転のみを実行するようにしてもよい。更に停止ではなくｖ０よりも低速、例えば半分程度の速度ｖ２で回転させるようにして、回転速度をｖ１とｖ２で周期的に変化させることによりガイド部材４６を振動させるようにしてもよい。
【００８８】
時間ｔ１からガイド部材４６を振動させた後に、時間ｔ２からｔ３間では露光部３により露光を行うことにより、トナーの排出を行う（図７のステップＳ１５２に相当）。
【００８９】
時間ｔ４以降は、トナー濃度を回復させる工程である（ステップＳ１５３に相当）。このときは現像駆動モータＭ４１の回転速度は通常の回転速度ｖ０で回転させている。
【００９０】
トナー濃度センサ４０６の検知によりトナー濃度が所定の制御トナー濃度まで回復したと判断した場合は、トナー補給手段４７によるトナー補給を停止し、所定の時間、現像装置４の内部の現像剤の撹拌を行った後に時間ｔ５で各出力を停止させてから、トナー排出モードを終了する。
【００９１】
なお、図２、図８等に示した実施形態においては、現像ローラ４１は現像駆動モータＭ４１により、供給ローラ４５、第１撹拌部材４３、第２撹拌部材４４は撹拌モータＭ４０により、それぞれ回転する例について説明したが、これに限られず、同一の駆動モータにより回転するようにしてもよい。
【００９２】
このように現像駆動モータＭ４１により現像ローラを回転速度可変又は断続的に回転させるの少なくともいずれか一方を行うことにより振動手段として機能させることにより、専用の振動手段を設けずに済み、コストダウンが図れるとともに、現像ローラ上の現像剤搬送不良を防止する現像装置及び画像形成装置を得ることが可能となる。
【００９３】
［第３の実施形態］
図９に基づき、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、操作表示部２からのユーザによる入力指示により振動手段を動作させるものである。
【００９４】
図９は、操作表示部２（入力手段）の詳細画面である。同図において実行開始釦２０２を押し下げることにより、トナー排出工程の実行を開始する。振動手段としては実施形態で説明した振動手段４８あるいは第２の実施形態で説明した振動手段を用いる。トナー排出モードとしては図６又は、図７、図８で説明したものと同一であるので説明を省略する。
【００９５】
このようにユーザの指示によるトナー排出工程を動作させることにより、現像剤搬送不良による不具合が発生した場合に、任意のタイミングでトナー排出を行うことが可能となる。搬送不良が発生した場合であっても、その不具合を改善させることが可能となる。
【実施例】
【００９６】
次に、本願発明の実施例について説明する。実施例においては図１乃至図５及び図７、図８に示した第２の実施形態に係る画像形成装置及び現像装置を用いた。なお、以下に示す実施例においては、トナー排出モードにおいて図８に示す現像駆動モータＭ４１の断続的な回転（時間ｔ１〜ｔ３）は行っておらず、高速回転ｖ１のみを実行している。その他の詳細な条件は以下のとおりである。
【００９７】
［実験条件］
・感光体１：線速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、表面電位−６００（未露光部）、−１２０Ｖ（露光部）
・現像ローラ４１回転速度ｖ０（通常時）：線速度５４０ｍｍ／ｓｅｃ
・供給ローラ４５回転速度：線速度１７０ｍｍ／ｓｅｃ
・第１撹拌部材４３回転速度：回転数４２０ｒｐｍ
・第２撹拌部材４４回転速度：回転数４２０ｒｐｍ
・現像バイアスＥ出力：ＤＣ−４５０Ｖ、ＡＣ１．０ｋＶｐ−ｐ、周波数４．０〜５．０ｋＨｚ
・制御トナー濃度（通常時）：６．５質量％
・実験環境：高温高湿環境（３０℃８０％ＲＨ）又は常温常湿環境（２５℃５０％ＲＨ）
・カバレッジ（印字率）：Ａ４判記録紙に連続プリント（画像形成）した場合においてＡ４判の全画像領域に露光した場合をカバレッジ率１００％とし、それに対する露光比率。
【００９８】
［実験結果］
［比較例］
【００９９】
【表１】
2009047868.tif 000003
【０１００】
【表２】
2009047868.tif 000004
【０１０１】
評価方法と評価レベル：評価は現像ローラ４１上に搬送（担持）された現像剤の軸方向の均一性について目視評価した。評価レベルは以下のとおり（以下、表３以降も同一評価基準である）。
◎：均一性良好
○：現像剤の搬送ムラが軽微に発生、許容レベル
×：現像剤の搬送ムラが発生、ＮＧレベル
比較例について説明する。表１、表２は比較例として、振動手段を不使用及びトナー排出モードを行わずに、平均カバレッジ１％、３％、５％でＡ４判サイズ記録紙に連続プリントを行った際の評価結果である。表１は実験を高温高湿環境下（３０℃８０％ＲＨ）、表２は常温常湿環境下（２５℃５０％ＲＨ）でそれぞれ行ったものであり、それ以外の条件は共通する。
【０１０２】
表１、表２に示すとおり、平均カバレッジ１％でプリントを続けていくと、現像装置４内の現像剤の流動性が低下して循環が悪くなり、現像ローラ４１上の現像剤の搬送不良が発生することが分かる。平均カバレッジが低いほどレベルが悪い。また表１と表２の評価結果により高温高湿環境下の方が、常温常湿環境下に比べてレベルが悪い結果となっていることがわかる。
実施例１
【０１０３】
【表３】
2009047868.tif 000005
【０１０４】
表３は、実験環境として高温高湿環境下、平均カバレッジ１％、２５Ｋプリント実施し、現像スリーブ４１Ａ上でＮＧレベルの現像剤の搬送ムラが発生した状況下で、トナー排出モード実行した直後の現像剤の搬送ムラレベルを示すものである。
【０１０５】
表３では、振動手段として現像駆動モータＭ４１の回転速度ｖ１を、通常回転速度ｖ０に対しての回転数比ｖ１／ｖ０が１．００〜１．３０の範囲で変更した場合における評価結果である。なお前述のとおり現像駆動モータＭ４１は、断続回転ではなく連続回転させている。またトナー排出量として現像装置４内のトナー濃度が１．０質量％相当分下がるように、露光部３によるトナー帯幅を制御した。
【０１０６】
表３に示すように、比較例に対して実施例では搬送ムラレベルは良好な結果をしめしている。また実施例においては回転数比が高いほど改善効果が見られていることが分かる。回転数比としては１．１０以上、好ましくは１．２０以上とすることが望ましい。
実施例２
【０１０７】
【表４】
2009047868.tif 000006
【０１０８】
【表５】
2009047868.tif 000007
【０１０９】
表４、表５は、所定間隔として１０Ｋプリント毎に、所定の劣化度として平均カバレッジ３％以下と判断した場合にトナー排出モードを実行させるよう制御した場合における平均カバレッジ１％、３％、５％でＡ４判記録紙に連続プリントを行った際の評価結果である。トナー排出モードとしては、回転数比ｖ１／ｖ０を１．１０、トナー排出量として１．５質量％相当分のトナーを排出させた。
【０１１０】
表４、表５に示すように実施例においては、現像ローラ上の現像剤搬送不良を長期に渡って防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】実施形態に係る現像装置を示す断面図である。
【図３】現像装置４における現像剤の循環を示す上面模式図である。
【図４】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の制御フローを示す図である。
【図６】ステップＳ１５のサブルーチンを説明する図である。
【図７】第２の実施形態に係るステップＳ１５のサブルーチンを説明する図である。
【図８】第２の実施形態におけるトナー排出モードにおけるタイミングチャートを示す図である。
【図９】第３の実施形態における操作表示部２の詳細画面である。
【図１０】従来の現像装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１  像担持体（感光体）
２  帯電極
３  露光部
４  現像装置
４５  供給ローラ
４６  ガイド部材
４７  トナー補給手段
４８  振動手段
４１  現像ローラ
Ｍ４１  現像駆動モータ
Ｍ４０  撹拌モータ
４０６  トナー濃度センサ
５  クリーニング部
６  中間転写体
９  二次転写部
【図１】
2009047868.tif 000008
【図２】
2009047868.tif 000009
【図３】
2009047868.tif 000010
【図４】
2009047868.tif 000011
【図５】
2009047868.tif 000012
【図６】
2009047868.tif 000013
【図７】
2009047868.tif 000014
【図８】
2009047868.tif 000015
【図９】
2009047868.tif 000016
【図１０】
2009047868.tif 000017