(57)【要約】      （修正有）【課題】１成分現像剤を用いる現像装置において、現像室での現像剤の帯電量の改善を図り出力画像の劣化を防止する。【解決手段】現像室Ａを内部に形成するハウジング５１と、現像剤収容室Ｂを内部に形成し、一成分からなる現像剤を収容する現像剤収容部５５と、撹拌室Ｃを内部に形成し、前記撹拌室Ｃに撹拌手段５８を備える撹拌部５７と、前記現像剤収容室Ｂから前記撹拌室Ｃに現像剤を補給する第１搬送路５０１と、前記撹拌室Ｃから前記現像室Ａの上方に現像剤を供給する第２搬送路５０２と、前記現像室Ａに配置され、現像剤を担持する現像剤担持体５２と、現像剤供給部材５３と、規制部材５４と、前記現像剤供給部材５３よりも上方から前記撹拌室Ｃへ現像剤を回収する第３搬送路５０３とを備え、前記第１、第２、第３搬送路５０１、５０２、５０３を駆動して現像剤の搬送を行うとともに、撹拌手段５８を動作させて撹拌室Ｃの現像剤の撹拌を行う。【選択図】図２
2009244441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像室を内部に形成するハウジングと、
現像剤収容室を内部に形成し、一成分からなる現像剤を収容する現像剤収容部と、
撹拌室を内部に形成し、前記撹拌室に撹拌手段を備える撹拌部と、
前記現像剤収容室から前記撹拌室に現像剤を補給する第１搬送路と、
前記撹拌室から前記現像室の上方に現像剤を供給する第２搬送路と、
前記現像室に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像室に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体表面の現像剤を規制する規制部材と、
前記現像剤供給部材よりも上方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第３搬送路とを備え、
前記第１、第２、第３搬送路を駆動して現像剤の搬送を行うとともに、撹拌手段を動作させて撹拌室の現像剤の撹拌を行うことを特徴とする
現像装置。
【請求項２】
前記第１搬送路は、前記撹拌室の現像剤残量に基づいて駆動される
請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記第１搬送路は、印刷デューティ、印刷ドットなどの印刷濃度情報に基づいて駆動される
請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記第３搬送路の前記現像室での開口は、前記現像剤担持体から離れた箇所に設けられる
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記第３搬送路は、所定期間の間、閾値以上の印刷濃度情報が継続しない場合、駆動される
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像室の下方から前記撹拌室に現像剤を回収する第４搬送路を備える
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項７】
前記第３搬送路は、駆動タイミング、駆動時間、駆動速度の少なくともいずれか一つを可変とする
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項８】
前記第４搬送路の駆動タイミング、駆動時間、駆動速度は、前記現像室内の劣化現像剤の発生を示す劣化指数に応じて決定される
請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の現像装置を備えることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項１０】
現像剤収容室を内部に形成し、一成分からなる現像剤を収容する現像剤収容部と、
撹拌室を内部に形成し、前記撹拌室に撹拌手段を備える撹拌部と、
前記現像剤収容室から前記撹拌室に現像剤を補給する第１搬送路と、
前記撹拌室から現像室に現像剤を供給する第２搬送路、もしくは、前記第２搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第１開口と、
前記現像室に配置され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材よりも上方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第３搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第２開口と、
前記現像室の下方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第４搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第３開口とを備えることを特徴とする
現像剤カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜像担持体上の静電潜像を一成分現像剤で現像する現像装置と、それを備える画像形成装置と、それに用いられる現像剤カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
潜像担持体の表面に画像データに基づく静電潜像を露光形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られており、この画像形成装置では静電潜像を現像装置により現像剤にて現像して潜像担持体表面の現像剤像を、記録用紙など記録媒体に転写して画像形成する。
【０００３】
このような画像形成装置として各種のものが知られているが、例えば、特許文献１の図２や、特許文献２の図１にみられるように各色現像装置を縦方向に並べて潜像担持体の静電潜像を現像する縦型タイプのものや、現像装置を横方向に並べて潜像担持体の静電潜像を行うタンデム型タイプのものがよく知られている。
【０００４】
このような画像形成装置に用いられる現像剤としては、キャリアとトナーからなる２成分現像剤、及びキャリアを必要としないでトナーのみからなる１成分現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。２成分現像剤はトナーのみが消費されることでトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持する必要があり、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。
【０００５】
一方、一成分現像剤は、装置が小型であるなどの利点を有しており、低温低湿や高温高湿といった悪環境での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流となっている。
【０００６】
特に、非磁性体の１成分現像剤を用いる非磁性１成分現像方式は、トナー（現像剤）が磁気力を持たないため、現像剤担持体に補給ローラなどを圧接して現像剤担持体上にトナーを供給して静電気的に保持させ、規制部材により薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点がある。また、現像剤担持体にマグネットを用いないため、装置の軽量化、低コスト化が可能となり、近年、小型フルカラープリンタなどで実用化されている。
【０００７】
しかしながら、１成分現像方式では未だ解決すべき課題が多いのが現状である。すなわち、２成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像室内において十分に撹拌、混合された後、現像剤担持体に供給され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電と搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。
【０００８】
これに比べ、１成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間の使用や高速化による帯電不良、搬送不良が起こりやすい。特に１成分現像方式は現像剤担持体上へトナーを供給した後、規制部材でトナーを薄層化させて現像を行うが、トナーと現像剤担持体または規制部材などの摩擦帯電手段との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた２成分現像方式より、低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。
【０００９】
そのトナー（現像剤）の劣化の原因としては、例えば、トナーに加えられる機械的ストレスによりトナーに外添された疎水性シリカなどが次第にトナーに埋め込まれたり遊離したりすることで発生するトナーの流動性の低下、トナーの破砕による小粒径トナーの増大による流動性の低下、流動性の低下したトナーが相互に凝集することによる凝集塊の発生
などであり、これらは、出力画像の劣化の原因となっている。
【００１０】
小粒径トナーは、その帯電量が過剰に大きくなり易く、さらに、潜像担持体への鏡像力が強く働くため、非画像部への付着（カブリや規制通過モレ）として観察される。また、小粒径トナーは飛散し易く、現像装置の開口部などから飛散して画像形成装置の内部汚染を引き起こす。
【００１１】
トナーの流動性が低下すると、現像装置内でのトナーの摩擦帯電が不充分となり、所望の帯電極性とは逆極性のトナーが生じる。この逆極性のトナーは、やはり、画像のカブリとして観察される。また、流動性の低下したトナーやそれらの凝集塊は、現像ローラと規制部材の接触部を円滑に通過することができないため、その帯電が不足して、画像のカブリを生じさせたりする。さらに、凝集塊は、現像ローラと規制部材の接触部における機械的力及び摩擦熱により、現像ローラあるいは規制部材の表面にトナーが融着（いわゆる、フィルミング）したり、凝集塊が極端に大きな場合には、そのまま接触部に詰まってしまう。その結果、フィルミング等が発生した接触部では、現像剤ローラ上にトナーの層が形成されず、そこに対応する画像は白いスジ（画像抜け）として観察される。
【００１２】
また、現像室のトナー消費にともなって新たにトナーが補給される際、前述するような劣化の進んだトナーが現像室に残っている中に、新たなトナーが補給されることになると、劣化の進んだトナーと新しいトナーが不均一に混在することになり、この不均一なトナーの混在は規制通過モレやカブリといった出力画像劣化の原因となっている。また、劣化の進んだトナーの帯電量低下のため、印刷濃度低下や現像リレキといった出力画像劣化の原因にもなっている。
【００１３】
特許文献３には、一成分現像剤を用いる現像装置により静電潜像を現像する画像形成装置において、上述するような劣化トナーによる出力画像の劣化を解消するため、現像装置の駆動時間をカウントし、現像装置の駆動時間が所定時間に達する毎に、現像剤消費手段に感光体の非画像領域において一成分現像剤を消費させる画像形成装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１０２１０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８６９８号公報
【特許文献３】特開２０００−１８１２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献３の発明によれば、現像装置の長時間の駆動で劣化した現像剤を強制的に消費することで出力画像の改善を図るものであるが、印刷の状況によって変化する帯電量の落ちた現像剤に適切に対応することはできない。本発明は、一成分現像剤を用いる現像装置における問題点を、特許文献３とは異なる手法によって解決するとともに、さらなる画像形成装置の出力画像の改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の現像装置は、現像室を内部に形成するハウジングと、現像剤収容室を内部に形成し、一成分からなる現像剤を収容する現像剤収容部と、撹拌室を内部に形成し、前記撹拌室に撹拌手段を備える撹拌部と、前記現像剤収容室から前記撹拌室に現像剤を補給する第１搬送路と、前記撹拌室から前記現像室の上方に現像剤を供給する第２搬送路と、前記現像室に配置され、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像室に配置され、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体表面の現像剤を規制する規制部材と、前記現像剤供給部材よりも上方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第３搬送路とを備え、前記第１、第２、
第３搬送路を駆動して現像剤の搬送を行うとともに、撹拌手段を動作させて撹拌室の現像剤の撹拌を行うことを特徴とする。
【００１６】
以上の構成によれば、現像室上部に停留する帯電量の落ちた現像剤を撹拌室に回収し、撹拌室にて帯電量を向上させた上で再び現像室に供給することができ、出力画像の向上を図ることが可能となる。
【００１７】
また、前記第１搬送路は、前記撹拌室の現像剤残量に基づいて駆動されるものであって、このような構成を採用することで、撹拌室の現像剤を適量に保つことが可能となる。
【００１８】
また、前記第１搬送路は、印刷デューティ、印刷ドットなどの印刷濃度情報に基づいて駆動されるものであって、このような構成を採用することで、現像室で消費される現像剤の量に見合った現像剤を撹拌室に補給することが可能となる。
【００１９】
前記第３搬送路の前記現像室での開口は、前記現像剤担持体から離れた箇所に設けられるものであって、このような構成を採用することで、現像室内で停留する現像剤を効率よく回収することが可能となる。
【００２０】
前記第３搬送路は、所定期間の間、閾値以上の印刷濃度情報が継続しない場合、駆動されるものであって、このような構成を採用することで、現像室上部に停留現像剤を適時に撹拌室に回収することが可能となる。
【００２１】
前記現像室の下方から前記撹拌室に現像剤を回収する第４搬送路を備えるものであって、このような構成を採用することで、印刷で劣化した現像剤を撹拌室に回収して再び現像室に供給することができ、現像室での現像剤の質を均一にすることが可能となる。
【００２２】
前記第３搬送路は、駆動タイミング、駆動時間、駆動速度の少なくともいずれか一つを可変とするものであって、このような構成を採用することで、現像室と撹拌室間の現像剤の循環を適切に行うことが可能となる。
【００２３】
前記第４搬送路の駆動タイミング、駆動時間、駆動速度は、前記現像室内の劣化現像剤の発生を示す劣化指数に応じて決定されるものであって、このような構成を採用することで劣化現像剤の発生に応じた回収が可能となる。
【００２４】
また、本発明の現像剤カートリッジは、現像剤収容室を内部に形成し、一成分からなる現像剤を収容する現像剤収容部と、撹拌室を内部に形成し、前記撹拌室に撹拌手段を備える撹拌部と、前記現像剤収容室から前記撹拌室に現像剤を補給する第１搬送路と、前記撹拌室から現像室に現像剤を供給する第２搬送路、もしくは、前記第２搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第１開口と、前記現像室に配置され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材よりも上方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第３搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第２開口と、前記現像室の下方から前記撹拌室へ現像剤を回収する第４搬送路が接続される前記撹拌室に設けられた第３開口とを備えることを特徴とする。
【００２５】
このような構成によれば、現像室上部で発生する帯電量の落ちた現像剤と、現像室下方で発生する劣化した現像剤とを撹拌室に回収し、帯電量を向上させるとともに、質を均一にした上で再度現像室に供給することが可能となり、出力画像の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。この実施の形態では、現像装置が横方向に配置されるタンデム型の画像形成装置を例にとって説明するが、本発明においては、このタンデム型の画像形成装置に限られるものではなく、例えば、前述の特許文献１、２に記載されるような現像装置が縦方向に配置される画像形成装置にも適用可能である。図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施形態を示す図であり、図２は、図１のイエロー色を現像する現像ユニット５０を拡大した図である。
【００２７】
図１に示すように、画像形成装置は、４つの画像形成ステーション１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの各種報知を行う液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御ユニット１００を有している。
【００２８】
画像形成ステーション１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー（本発明でいう『現像剤』）で画像を形成する機能を有している。以下、各画像形成ステーション１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの構成は同様であるため、画像形成ステーション１５Ｙを代表し、各色を示す末尾のアルファベットを省略して説明する。
【００２９】
画像形成ステーション１５は、像担持体の一例としての感光体２０の回転方向に沿って、右下から、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像ユニット５０、一次転写部Ｂ１、感光体クリーニングユニット７５を有している。
【００３０】
感光体２０は、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては矢印で示すように時計回りに回転する。帯電ユニット３０は、感光体２０を帯電するための装置である。露光ユニット４０からは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０上に静電潜像を形成する。露光ユニット４０は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサなどの不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて変調されたレーザを帯電された感光体２０上に照射する。現像ユニット５０（本発明でいう『現像装置』）は、感光体２０上に形成された静電潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像し、感光体２０上にトナー像を形成する装置であり、この詳細は後述する。
【００３１】
一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、各感光体２０に形成されたトナー像を中間転写ベルト７０に転写するところである。４つの一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナー像が順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、各感光体２０と当接しながら回転駆動される。二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。感光体クリーニングユニット７５は、ローラやブレードなど感光体２０の表面に当接されたゴム製の感光体クリーニング部材を有し、一次転写部Ｂ１で中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーを感光体クリーニング部材により掻き落として除去するための装置である。
【００３２】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成
装置の制御ユニット１００に入力されると、この制御ユニット１００の制御により感光体２０、現像ユニット５０に備えられた現像ローラ（本発明の『現像剤担持体』の一例）、供給ローラ、及び、中間転写ベルト７０などが回転する。感光体２０は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３３】
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット３０によって、各色の画像情報に応じた静電潜像が該領域に形成される。感光体２０上に形成された静電潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、現像ユニット５０によって現像される。これにより、感光体２０上にトナー像が形成される。感光体２０上に形成されたトナー像は、感光体２０の回転にともなって一次転写部Ｂ１位置に至り、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加され中間転写ベルト７０に一次転写される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３４】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。この転写材は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。転写材に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱・加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９０ｃにより排紙される。
【００３５】
一方、感光体２０は、一次転写部Ｂ１位置を経過した後に、不図示の除電ユニットによって除電され、さらに、感光体クリーニングユニット７５において、感光体２０の表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の静電潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、感光体クリーニングユニット７５が備える残存トナー回収部に回収される。二次転写後の中間転写ベルト７０は、従動ローラ７１ｂ側に配置された中間転写ベルトクリーニング装置７２によってクリーニングされる。
【００３６】
次に、現像ユニット５０（本発明でいう『現像装置』）について図２を用いて説明する。図１の説明と同様、各色の現像ユニット５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋの構成は同様であるため、各色を示すアルファベットの添え字は省略して説明を行う。
【００３７】
現像ユニット５０は、ハウジング５１と、現像ローラ５２（本発明の『現像剤担持体』の一例）と、供給ローラ５３（本発明の『現像剤供給部材』の一例）と、規制部材５４と、トナー収容部５５と、第１搬送路５０１と、第２搬送路５０２と、第３搬送路５０３とを備えている。また、トナー収容部５５と、第１搬送路５０１とをあわせたものを補給手段５６と呼ぶこととする。
【００３８】
ハウジング５１は、その内部に現像室Ａを形成するとともに、現像ローラ５２と、供給ローラ５３と、規制部材５４を収容する。現像室Ａは、第２搬送路５０２により上部から供給されるトナーを収容する室である。また、この現像室Ａには、図示していないが収容するトナー量を検出するセンサーが配置される。
【００３９】
現像ローラ５２は、トナーを担持し、該トナーによって感光体２０に担持された静電潜像をトナー像として可視化（現像）する。この現像ローラ５２は、金属ローラ、ゴムローラ、樹脂ローラを用いることができ、金属製の場合、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄などにより製造されている。また、現像ローラ５２は、ハウジング５１に支持されており、中心軸を中心に感光体２０の回転方向（図２において時計方向）とは逆の方向（図
２において反時計方向）に回転する。
【００４０】
供給ローラ５３は、現像室Ａに設けられ、当該現像室Ａに収容されたトナーを現像ローラ５２に供給する。この供給ローラ５３は、ポリウレタンフォームなどからなり、弾性変形された状態で現像ローラ５２に当接している。供給ローラ５３はハウジング５１に支持されており、中心軸を中心に現像ローラ５２の回転方向と逆の方向（図２において時計方向）に回転する。
【００４１】
規制部材５４は、現像ローラ５２に当接して現像ローラ５２に担持されたトナーに電荷を付与するとともに、担持されたトナーの層厚を規制する。この規制部材５４には、図示するブレードタイプの他にローラタイプを用いることができる。図示するブレードタイプのブレード部分には、シリコンゴムやウレタンゴムなどが用いられる。
【００４２】
トナー収容部５５は、その内部にトナーを収容するトナー収容室Ｂが形成されるとともに、撹拌室Ｃにトナーを搬送する第１搬送路５０１が接続されている。
【００４３】
第１搬送路５０１は、トナー収容室Ｂから撹拌室Ｃにトナーを搬送する部材であり、図示はしないが、その内部にスクリューコンベアやエアフローなどのトナーを搬送する駆動手段を備える。この駆動手段を後に説明する駆動方法で駆動制御してトナーの補給を行うことで、現像室Ａと撹拌室Ｃとの間で形成される循環路にトナーを補給することが可能となる。トナー収容室Ｂから撹拌室Ｃへのトナーの補給は、撹拌室Ｃで現像剤の質を均一に攪拌することが可能な一定量を補給する。
【００４４】
撹拌部５７は、その内部にトナーを収容し撹拌するための撹拌室Ｃが形成される。この撹拌室Ｃには、トナーを撹拌するための撹拌手段５８が備えられ、この撹拌手段５８を動作させることで、現像剤の質を均一にすることが可能となる。なお、この撹拌手段５８には、図２に図示するようなプロペラ形状のものに限ることなく、羽根形状、オーガ形状のものや、アジテータなど種々のものを用いることができる。また、その撹拌する位置や撹拌する方向も撹拌室Ｃの形状や、第１搬送路からのトナー補給位置、第２搬送路５０２へのトナー供給位置、第３搬送路５０３からのトナー回収位置などに応じて適宜決定できる。撹拌室Ｃには、破線で示したように、第２搬送路５０２が接続される第１開口５１２Ｙと、第３搬送路５０３が接続される第２開口５１３Ｙが設けられる。
【００４５】
第２搬送路５０２は、撹拌室Ｃから現像室Ａの上方にトナーを搬送する部材であり、第１搬送路５０２と同様、トナーを搬送する駆動手段をその内部に備える。この駆動手段を後に説明する駆動方法で駆動制御してトナーの循環を行うことで、現像室Ａにおけるトナーの改善を図ることが可能となる。
【００４６】
第３搬送路５０３は、現像室Ａに設けられる供給ローラ５３よりも上方に位置する第３搬送路５０３の開口から撹拌室Ｃにトナーを搬送する部材である。第１搬送路５０１と同様、トナーを搬送する駆動手段をその内部に備える。この駆動手段を後に説明するトナーの劣化度合いに応じて各種駆動方法にて駆動制御してトナーの循環を行うことで、現像室Ａにおけるトナーの改善を図ることが可能となる。
【００４７】
ここで、この現像室Ａに位置する第３搬送路５０３の開口の位置は、現像室Ａで発生する帯電量の落ちたトナーの分布との関係において適宜決めることができる。現像室Ａでは、現像室Ａの下方付近に位置する現像ローラ５２や供給ローラ５３の回転でトナーの撹拌が起こるため、トナーの上層、特に、現像ローラ５２から離れた箇所では撹拌が起こりにくくなり、その付近では現像剤の帯電量が落ちることとなる。したがって、現像室Ａに位置する第３搬送路５０３の開口を、現像室Ａに設けられる供給ローラ５３よりも上方に設
けることで帯電量の落ちたトナーの回収を行うことができ、さらには、現像ローラ５２から離れた箇所とすることで効率のよい回収が可能となる。
【００４８】
このように構成された現像ユニット５０において、感光体２０上の静電潜像を現像する際には以下の動作が実行される。すなわち、供給ローラ５３は、現像室Ａに収容されているトナーを現像ローラ５２に供給する。現像ローラ５２に供給されたトナーは、該現像ローラ５２の回転に伴い、規制部材５４によって電荷が付与されるとともに層厚が規制される。層厚が規制された現像ローラ５２上のトナーは、現像ローラ５２のさらなる回転によって、感光体２０に対向する現像位置に至り、該現像位置の交番電界下で感光体２０に形成された静電潜像の現像に供される。現像に供されなかった現像ローラ５２上のトナーは、該現像ローラ５２のさらなる回転によって現像室Ａに戻ることとなる。
【００４９】
次に、本発明の特徴であるトナーの循環について説明する。トナーは、撹拌室Ｃから第２搬送路５０２を介して現像室Ａに補給されるとともに、適宜タイミングで第３搬送路５０３により現像室Ａから撹拌室Ｃに現像剤を戻す経路を形成している。また、現像室Ａでは、印刷により感光体２０上の静電潜像の現像で消費されるトナーが発生することになり、現像室Ａと撹拌室Ｃにおける全体のトナー量はこの消費トナーの分だけ減少していくことになる。この消費トナーを補うためにトナー収容室Ｂから第１搬送路５０１を介して撹拌室Ｃにトナーが補給されることになる。
【００５０】
ここで、第２搬送路５０２と第３搬送路５０２とは互いに別に駆動することが可能である。第２搬送路５０２による供給の経路と、第３搬送路５０３による回収の経路を別に駆動することで、印刷の状況によって変化する帯電量の落ちたトナーに柔軟に対応することができ、また、現像室Ａのトナーの量を適切に保つことが可能となる。
【００５１】
撹拌室Ｃに設置された撹拌手段５８は、適宜タイミングにて撹拌室Ｃのトナーの撹拌を行う。具体的には、第１搬送路５０１により撹拌室Ｃにトナーが補給された場合、もしくは、第３搬送路５０３によるトナーが撹拌室Ｃに回収された場合において、第２搬送路５０２による現像室Ａにトナーを供給する前のタイミングであればよい。このようなタイミングで撹拌を行うことにより、現像室Ａに帯電量の向上したトナーを供給することが可能になる。
【００５２】
以上、図２を用いて、トナーユニット５０の説明を行ったが、第１搬送路５０１、第２搬送路５０２、第３搬送路５０３の駆動、並びに撹拌部を適切に動作させることにより、現像室Ａにおけるトナーの改善を実現できることとなる。
【００５３】
次に、第１搬送路５０１によるトナーの補給処理、並びに、第２搬送路５０２によるトナーの供給処理、並びに第３搬送路５０３によるトナーの回収処理について説明する。制御ユニット１００は、温度や湿度などトナーの劣化に影響を及ぼす環境情報、環境情報に基づき設定される値、印刷濃度情報や現像ローラの駆動時間など印刷の状況で変化する劣化トナー発生の指標となる印刷情報を記憶する記憶部と、後で説明する現像室Ａで発生する劣化トナーの発生を示す劣化指数を算出する劣化指数算出部と、記憶部に記憶された各種情報と劣化指数算出部の算出結果からトナーの循環と攪拌の制御を判断する判断部と、判断部からの制御信号により第１搬送路５０１、第２搬送路５０２、第３搬送路５０３、第４搬送路５０４、攪拌手段５８、供給ローラ５３や現像ローラ５２を駆動する駆動制御部とを有している。
【００５４】
図３は、第１搬送路５０１を駆動することによるトナーの補給処理の一形態を示すフローである。トナーの補給は、撹拌室のトナー量に基づき補給されることとなるが、そのトナー量の検出には、圧電素子や光透過型の光学センサーを利用する形態などが考えられる
。また、これらの形態に限るものではなく、撹拌室Ｃのトナー量を検出できるセンサーであればその種類を問うものではない。
【００５５】
まず、ステップＳ１１では、上述する各種センサーを用いて撹拌室Ｃのトナー量を検出する。次に、検出したトナー量が一定量以下であるか否かの判断が行われる（ステップＳ１２）。撹拌室Ｃにトナーが一定量あれば、ステップＳ１１に戻り、センサーによる撹拌室Ｃのトナー量検出を繰り返すこととなる。一方、第２搬送路５０２によりトナーが現像室Ａに供給され、撹拌室Ｃのトナー量が減少した場合には、ステップＳ１２において一定量以下になったことが判断され、ステップＳ１３以降の第１搬送路５０１によるトナー補給が開始されることとなる。
【００５６】
ステップＳ１３では、第１搬送路５０１を駆動してトナー収容室Ｂから撹拌室Ｃにトナーの補給を開始する。ステップ１４では、前述と同様、撹拌室Ｃのトナー量の検出が行われることとなるが、ここでは、トナー量が一定量に達したか否かの判断が行われることになる（ステップＳ１５）。一定量に達していなければ引き続きトナーの補給が行われ、一定量に達した場合には、第１搬送路５０１の駆動を停止して撹拌室Ｃへのトナーの補給を中止することとなる（ステップＳ１６）。
【００５７】
なお、図３には記載していないが、撹拌室Ｃのトナーの減少度合いに応じて第１搬送路５０１の駆動速度を可変し、撹拌室Ｃのトナー量の不足に早急に対応できる構成としてもよい。例えば、撹拌室Ｃのトナー量が急激に減った場合には、第１搬送路５０１を通常よりも速い速度で駆動することで撹拌室Ｃのトナー減少度合いに応じた補給が可能となる。以上説明した第１搬送路５０１による補給処理により、撹拌室Ｃには一定量のトナーを確保することができる。
【００５８】
次に、別の形態によるトナーの補給処理について図４を用いて説明する。この形態によれば、印刷の状況に応じた第１搬送路５０１によるトナー補給を行うことで、撹拌室Ｃのトナー残量を検出するセンサーやその処理を必要とせず、簡易な構成で撹拌室Ｃへのトナーの補給を実現できる。
【００５９】
まず、ステップＳ７１では、印刷量の初期化を行う。次にステップＳ７２では、印刷に関する印刷情報を検出することで、初期化してからの印刷量を算出する。この印刷情報としては、印刷に関する各種情報を用いることができるが、望ましくは、印刷デューティや、印刷ドットなどの印刷濃度に関する情報がよい。これらの情報は、印刷することで感光体２０上へ移動する消費トナーの量を直接示す情報であるため、このような印刷濃度に関する情報を採用することで、現像室Ａと撹拌室Ｃとの間の循環経路で減少したトナー量の分だけトナーの補給を行うことが可能となる。
【００６０】
次に、第２搬送路５０２を駆動することによる現像室Ａへのトナーの供給処理であるが、この処理は、現像室Ａに設置される各種センサーで現像室Ａのトナー量を検出することで実現できる。その処理は、図３に記載する第１搬送路５０１を駆動して行うトナー収容室Ｂから撹拌室Ｃへの補給処理とほぼ同じ処理となるため、ここではその説明を省略する。
【００６１】
次に、第３搬送路５０３を駆動することによる現像室Ａの上部から撹拌室Ｃへのトナー回収処理について図５のフローにて説明を行う。
【００６２】
現像室Ａにてトナーの帯電量が落ちる理由には、時間の経過、並びに、不十分な撹拌が挙げられる。これらの理由に基づき、帯電量の落ちたトナーの回収を効率よく行えるようにしたのが図５のフローにて記載する回収処理となっている。この回収処理によれば、印
刷がなされた状況においても、撹拌が不十分で帯電量の落ちたトナーを効率よく回収することができる。
【００６３】
まず、ステップＳ２１では、各種数値が初期化される。これらの数値には、後述する印刷濃度情報の閾値、高濃度印刷の継続時間、低濃度印刷が行われる期間の数値などがある。
【００６４】
次にステップＳ２２では、画像形成装置（現像ユニット５０周辺であることが好ましい）に設置された各種のセンサーにより環境情報が検出される。この環境情報には、温度や湿度などトナーの劣化に影響を及ぼす各種の情報が採用されることになるが、精密な制御のため温度、湿度の両方を採用してもかまわないし、簡易的にはどちらか一方だけであってもよい。また、トナーの状態に影響を及ぼす情報であればこれらに限ることもない。
【００６５】
ステップＳ２３では、検出した環境情報に基づいて、ステップＳ２１で初期化した各種数値を設定することになる。なお、これら環境情報に基づく各種数値の設定は省略してもよい。その場合、環境情報に基づいた綿密な制御はできないものの処理の簡略化が可能となる。
【００６６】
次に、ステップＳ２４にてカウント値のカウントを開始する。このカウント値は、高濃度の印刷がなされなかった期間に相当することとなる。ステップＳ２５で、印刷濃度に関する情報が閾値以上であるか否かを判断する。この印刷濃度に関する情報には、図に記載するような印刷デューティや、印刷ドットなどが用いられる。印刷濃度が閾値以上であった場合には、ステップＳ２９に進み、印刷濃度が所定時間以上継続するか否かを監視する。この監視において継続したことを検知すれば、印刷においてある程度のトナーが現像ローラ５２から感光体２０へ移動して消費された状況と判断したことになる。このような状況においては、現像室Ａのトナーの上層部においても、ある程度撹拌が行われている状況となっているため、この場合は、第３搬送路５０３による回収を行うことなく、ステップＳ２８に進んでカウント値を初期化した上で、ステップＳ２４に戻ることとなる。一方、閾値以上の印刷濃度が所定時間以上、継続しなかった場合には、ステップＳ２６に戻ることとなる。印刷濃度が閾値よりも小さかった場合や閾値以上の印刷濃度が所定時間継続しなかった場合、ステップＳ２６にて、カウント値が所定値になったか否かが判断される。ここで、所定値に達していなければ、ステップＳ２５に進みカウント値のカウントを進めながら印刷濃度の監視を行う。一方、カウント値が所定値に達した場合には、帯電量の落ちたトナーが貯まってきたと判断することとなり、ステップＳ２７で第３搬送路５０３を所定時間駆動して，駆動終了後ステップＳ２８に進みカウント値を初期化してステップＳ２４に戻ることとなる。以上、図５で説明した回収処理によって現像室Ａの上部での帯電量の落ちたトナーを効率よく撹拌室Ｃに回収することができることとなる。
【００６７】
次に、図６〜図１０を用いて本発明における別の実施形態の説明を行う。本実施形態では、既に説明した実施形態に更に第４搬送路５０４が新たに加わった構成となっている。この第４搬送路５０４を用いることで、現像室Ａ下方で発生する劣化トナーを撹拌室Ｃに回収し、撹拌室Ｃで撹拌した上で現像室Ａに供給することが可能となり、現像室Ａにおけるトナーを均一な質にすることができる。図６において図２と特に異なるのは、第４搬送路５０４の構成、処理であるため、ここでは、特にその点に注視して説明を行うこととする。
【００６８】
第４搬送路５０４は、現像室Ａの略下方に位置する第４搬送路５０４の開口から撹拌室Ｃにトナーを搬送する部材である。第１〜第３搬送路と同様、トナーを搬送する駆動手段をその内部に備える。この駆動手段を後に説明するトナーの劣化度合いに応じて各種駆動方法にて駆動制御してトナーの循環を行うことで、現像室Ａにおけるトナーの質の均一を
実現することが可能となる。また、第４搬送路５０４の追加に伴い、撹拌室Ｃには、第４搬送路５０４が接続される第３開口５１４Ｙが設けられることとなる。
【００６９】
ここで、この現像室Ａに位置する第４搬送路５０４の開口部の位置は、現像室Ａ内で発生する劣化トナーの分布との関係において適宜決めることができる。図６に示すように、規制部材５４が現像ローラ５２の下側で当接する下規制の場合には、現像ローラ５２と供給ローラ５３との間の機械的ストレスや、現像ローラ５２と規制部材５４との間の機械的ストレスで発生する現像室Ａの下方付近の劣化トナーを効率よく回収するため現像室Ａの下方とすることが望ましい。規制部材５４の略下方とすれば更に効率のよい劣化トナーの回収を行うことができる。しかしながら、これは下規制を採用したことによる一例であり、第４搬送路５０４の開口の位置は、現像室Ａ内の劣化トナーの分布によって決めることができるものであって、例えば、現像ローラ５２の上部に規制部材５４を当接させる上規制の場合には、その位置は劣化トナーの分布との関係において適宜に決定できる。
【００７０】
次に、本実施形態の特徴であるトナーの循環について説明する。トナーは、撹拌室Ｃから第２搬送路５０２を介して現像室Ａに補給され、現像室Ａから第４搬送路５０４を介して撹拌室Ｃに戻る循環経路を形成する。
【００７１】
ここで、第２搬送路５０２と第４搬送路５０４とは互いに別に駆動することが可能である。第２搬送路５０２による供給の経路と、第４搬送路５０４による回収の経路を別に駆動することで、印刷の状況によって変化する消費トナーの量や劣化トナーの量と質に柔軟に対応することができ、現像室Ａのトナーの量と質を適切に保つことが可能となる。
【００７２】
撹拌室Ｃに設置された撹拌手段５８は、第４搬送路５０４によるトナーが補給されるこの実施形態においても、例えば、第２搬送路５０２による現像室Ａにトナーを供給する前の適宜タイミングで撹拌動作を行うこととなる。このようなタイミングで撹拌を行うことにより、現像室Ａに均一な質のトナーを供給することが可能になる。
【００７３】
次に、本発明において、トナー交換を行うための構成、並びに、処理について説明しておく。トナー交換を行う際は、トナーのみ交換することは、トナーの粉体という性質上、その取り扱いが困難であり、通常、トナーを収容する容器をカートリッジ化とすることで容易にトナー交換できるようになっている。図６の現像ユニット５０においても、現像ユニット５０自身を交換することでトナー交換を行う以外に、トナーを収容する一部位をカートリッジ化することによりトナー交換できるように構成できる。構成例としては、（１）トナー収容部５５のみをカートリッジ化する。（２）トナー収容部５５と第１搬送路５０１とで構成される補給手段５６をカートリッジ化する。（３）補給手段５６と撹拌部５７をカートリッジ化する。（４）補給手段５６と撹拌部５７と第２搬送路５０２をカートリッジ化する。という４つの構成例の実現が予想できる。このように現像ユニット５０の一部位をカートリッジ化することで、本発明の現像ユニット５０におけるトナー交換を容易に行うことが可能となる。
【００７４】
次に、トナー交換を行う際の処理について説明を行う。トナー交換を行った場合、特に上述する（３）（４）のようにカートリッジ化を行った場合は、撹拌室Ｃは空の状態、もしくは、新しいトナーが収容された状態となっている。これら状態で印刷を開始すると、新しいトナーが第２搬送路５０２を介して現像室Ａに直接供給されることとなり、現像室Ａでトナーの質の不均一が生じることになる。この不具合を解消するため、カートリッジ交換が行われた際は、カートリッジ交換の時点、もしくは、印刷開始前の適宜タイミングにて次の処理を行うこととなる。
まず、第４搬送路５０４を駆動して現像室Ａのトナーを撹拌室Ｃへ回収する。次に、撹拌室Ｃに新しいトナーが無い状態では、第１搬送路５０１を駆動して撹拌室に新しいトナ
ーを補給した上で、撹拌手段５８を動作させ、古いトナーと新しいトナーの撹拌を行い印刷に備えることとする。このように構成することで、撹拌室Ｃから現像室Ａに供給されるトナーは均一な質となり、新しいトナーが現像室Ａに直接供給されることを防ぐことが可能となる。
【００７５】
次に、第４搬送路５０４を駆動することによるトナー回収処理について、図７から図１０を用いて説明を行う。図７はトナー回収処理の各種タイムチャートを示した図であり、図８から図１０は、各種のトナー回収処理のフローを示した図となっている。
【００７６】
現像室Ａからの第４搬送路５０４によるトナー回収は、基本的には後で説明する現像室Ａで発生する劣化トナーの発生を示す劣化指数に応じて行われることとなる。第４搬送路５０４の駆動には、劣化トナーの発生に応じた様々な回収手法が考えられるが、ここでは、図７のタイムチャートに示したように、第４搬送路５０４の（ａ）駆動タイミングを可変とする場合、（ｂ）駆動時間を可変とする場合、（ｃ）駆動速度を可変とする場合とに分けて説明することとする。これら（ａ）（ｂ）（ｃ）の３つの場合分けは説明を容易にするために行われるものであり、実際には、これら３つの駆動を適宜に組み合わせて行ってもよい。
【００７７】
まず、駆動タイミングを可変とする場合について図７（ａ）に記載するタイムチャートと、図８に示すフローを用いて説明を行う。現像室Ａを含む新品の現像ユニット５０または撹拌部５７を含むカートリッジが画像形成装置に装着されると、まず設定値の初期化が行われる（ステップＳ３１）。この設定値は後で説明する劣化指数の閾値となる数値である。次にステップＳ３２では、画像形成装置（現像ユニット５０周辺であることが好ましい）に設置された各種のセンサーにより環境情報が検出される。この環境情報には、温度や湿度などトナーの劣化に影響を及ぼす各種の情報が採用されることになるが、精密な制御のため温度、湿度の両方を採用してもかまわないし、簡易的にはどちらか一方だけであってもよい。また、トナーの劣化に影響を及ぼす情報であればこれらに限ることもない。
【００７８】
ステップＳ３３では、検出した環境情報に基づいて設定値を設定することになる。例えば、高温多湿のようなトナーの劣化の度合いが大きい状況下では小さい設定値を、また、トナーの劣化度合いが少ない状況下では大きい設定値を設定することとなる。なお、いずれの回収のフローにおいてもこれら環境情報に基づく設定は省略することが可能である。その場合、環境情報に基づいた綿密な制御はできないものの処理の簡略化が可能となる。
【００７９】
ステップＳ３４からステップ３６３では、劣化指数を算出することとなる。この劣化指数は、現像室Ａにおける劣化現像剤の指標となる数値であり、種々の印刷情報によって算出することができる。例えば、図８のフロー例では、印刷の濃度を示す情報の一つである印刷デューティを用いて算出することができる。これ以外に、印刷ドットや現像ローラの駆動時間など、印刷の状況で変化する劣化現像剤発生の指標となる情報であればよく、また、複数の情報を適宜に組み合わせて用いてもかまわない。
【００８０】
ステップＳ３４では、印刷を行っている状況下での印刷情報として印刷デューティを検出する。ステップＳ３５では、検出した印刷デューティに応じて、例えばステップＳ３６１からステップＳ３６３の３つの場合に分岐する。この分岐を更に多くすることで更に精緻に第４搬送路５０４を制御することも可能となる。
【００８１】
ステップＳ３５で検出した印刷デューティが小さい場合、すなわち、印刷の濃度が薄いため、現像ローラ５２から感光体２０へ移動する消費トナー量が少ない場合は、結果的に現像ローラ５２から現像室Ａに戻されるトナー量は多くなる。このトナーは現像室Ａで劣化トナーとなる可能性が大きいため、結果的には印刷デューティが小さい場合は劣化トナ
ーの量が多く発生することになる。この場合、ステップＳ３６１に進みカウント値の幅を大きく、或いは、カウント値を早くカウントして設定値に達する時間を短くして駆動タイミングが早くなるようにする。このカウント値は、劣化トナーの発生に関係する値といえるから、本発明においてこれを劣化指数と称することとする。
【００８２】
次に、ステップＳ３５にて検出した印刷デューティが大きい場合、すなわち、印刷の濃度が濃いため、現像ローラ５２から感光体２０へ移動して消費されるトナー量は多くなり、現像ローラ５２から現像室Ａに戻されるトナー量は少なくなる。したがって、印刷デューティが大きい場合には劣化トナーの量は少なくなることが想定されるから、この場合には、ステップＳ３６３１に進みウント値の幅を小さく、或いは、カウント値を遅くカウントすることで設定値への到達時間を長くして駆動タイミングが遅くなるようにする。
【００８３】
ステップＳ３４にて検出した印刷デューティが両者の中間となる場合には、ステップＳ３６２に進み、カウント値の幅、あるいは、カウント値する速度を前述の中間として劣化指数をカウントすることとなる。
【００８４】
ステップＳ３７では、カウントされた劣化指数がステップＳ３３で設定した設定値を超えたか否かの判断を行う。劣化指数が設定値を超えていない場合には、再びステップ３４に戻って引き続き劣化指数をカウントすることになる。一方、劣化指数が設定値を超えた場合には劣化トナーが貯まっていると判断し、第４搬送路５０４を所定時間駆動して劣化トナーの回収を行う（ステップＳ３８）。第４搬送路５０４の駆動が終了した後は、ステップＳ３９で劣化指数を初期化し、再びステップＳ３４に戻って劣化指数のカウントを開始することになる。
【００８５】
なお、図８のフローでは劣化トナーの回収後、ステップ３４に戻って劣化指数をカウントすることとしたが、最初のステップＳ３１に戻って、再度、環境情報を検出して設定値を設定し直してもよい。このように設定値を設定し直すことで環境の変化に応じた精密な制御が可能となる。
【００８６】
以上述べた第４搬送路５０４の駆動タイミングを可変とした場合の動作を時系列で示した例を図７（ａ）に示す。この図中、実線で示す期間ｔ１は第４搬送路５０４の駆動期間であり、その駆動時間、搬送速度は等しいものとしている。そして、各期間ｔ１の先頭（上向きの矢印で示されるタイミング）にて第４搬送路５０４の駆動が開始されることとなる。一方、点線で示す区間ａ、ｂ、ｃは、第４搬送路５０４の休止期間を示すものであり、これらの期間は環境情報や劣化指数でその時間長が変化することとなる。図示する時間軸内において環境情報が一定であるとすれば、一番短い区間ａは劣化トナーが比較的多く発生した区間であり、一番長い区間ｃは劣化トナーの発生量は比較的に少ない区間となることが読み取れる。
【００８７】
以上、第４搬送路５０４の駆動タイミングを環境情報、劣化指数で可変することで現像室Ａの劣化トナーの発生に応じた回収が可能となり、第１搬送路５０１のトナー補給、第２搬送路５０２のトナー供給、第３搬送路５０３のトナー回収、攪拌部５７のトナー攪拌と組み合わされることで円滑なトナーの循環と攪拌、すなわち、現像室Ａのトナーの量と均一な質を確保することが可能になる。
【００８８】
次に、第４搬送路５０４の駆動時間を可変とする場合について図７（ｂ）に記載するタイムチャートと、図９に示すフローを用いて説明を行う。
【００８９】
この第４搬送路５０４の駆動時間を可変させて駆動する場合、現像室Ａを含む新品の現像ユニット５０または撹拌部５７を含むカートリッジが画像形成装置に装着されると、ま
ず設定時間Ｔの初期化が行われる（ステップＳ４１）。この設定時間Ｔは後で説明する劣化指数の監視期間となる時間である。ステップＳ４２では、画像形成装置（現像ユニット５０周辺であることが好ましい）に設置された各種のセンサーにより環境情報が検出される。この環境情報には、温度や湿度などトナーの劣化に影響を及ぼす各種の情報が採用されることになるが、精密な制御のため温度、湿度の両方を採用してもかまわないし、簡易的にはどちらか一方だけであってもよい。また、トナーの劣化に影響を及ぼす情報であればこれらに限ることもない。次に、環境情報に応じて所定の設定値としての設定時間Ｔを設定することとなる（ステップＳ４３）。この設定時間Ｔは、後で説明する劣化指数を監視する期間となるものであるが、例えば、高温多湿などのトナーの劣化が大きい環境では、この設定時間Ｔを短くすることで監視する期間を短くする。
【００９０】
ステップＳ４４では、時間ｔを初期化してそのカウントを開始する。カウントする時間ｔが設定時間Ｔに達する（ステップＳ４６）まで、印刷情報を検出することで劣化指数を算出することになる（ステップＳ４５）。この破線で囲まれる劣化指数の算出は、図８の破線で囲まれた劣化指数の算出とほぼ同様に行われることになる。時間ｔが設定時間Ｔに達した、すなわち、監視期間が終了したと判断した（ステップＳ４６）場合は、ステップＳ４７で、設定時間Ｔの間に印刷が行われたか否かの判断を行い、印刷があったならば、ステップＳ４８に進み、ステップＳ４５で算出した劣化指数に応じて、ステップＳ４９１からステップＳ４９３において第４搬送路５０４の駆動が行われることとなる。
【００９１】
設定時間Ｔ期間内の劣化指数が大きい場合は、劣化トナーの発生量が多いと判断し、第４搬送路５０４を長い時間駆動する（ステップＳ４９１）。また、設定時間Ｔ期間内の劣化指数が小さい場合は、劣化トナーの量が少ないと判断して第４搬送路５０４を短い時間駆動する（ステップＳ４９３）。そして、印刷デューティが両者の中間であった場合には、第４搬送路５０４を両者の間の時間駆動することになる（ステップＳ４９２）。そして、第４搬送路５０４の駆動が終了した後は、ステップＳ５０にて劣化指数を初期化して、ステップＳ４４に戻り劣化指数の算出を行うこととなる。
【００９２】
一方、ステップＳ４７にて印刷が行われなかったと判断した場合には、第４搬送路５０４を駆動することなくステップＳ４４に戻り劣化指数の算出を行う。なお、この駆動時間を可変とする場合においても、駆動タイミングを可変する場合と同様、ステップＳ４１に戻って再度、環境情報を検出し設定時間Ｔを設定し直すこととしてもよい。
【００９３】
以上述べた第４搬送路５０４の駆動時間を可変とした場合の動作を時系列で示した一例を図７（ｂ）に示す。この図中、破線の期間は、設定時間Ｔ、すなわち、劣化指数を監視する期間を示している。この設定時間Ｔの期間において、印刷がなかった場合にはｔ３＝０で示すように第４搬送路５０４を駆動することなく再び設定時間Ｔの期間に入ることとなる。一方、設定時間Ｔの期間において劣化指数が大きい場合には、劣化トナーが多く発生した期間と判断し比較的長いｔ２の期間だけ第４搬送路５０４を駆動する。そして、劣化指数が比較的小さい場合には、劣化トナーが少なく発生した期間と判断し、比較的短いｔ５の期間だけ第４搬送路５０４を駆動することとなる。
【００９４】
以上、第４搬送路５０４の駆動時間を環境情報、劣化指数で可変することで現像室Ａの劣化トナーの発生に応じた回収が可能となり、第１搬送路５０１の補給、第２搬送路５０２の供給、第３搬送路５０３のトナー回収、攪拌部５７のトナー攪拌と組み合わされることで円滑なトナーの循環と攪拌、すなわち、現像室Ａのトナーの量と均一な質を確保することが可能となる。
【００９５】
最後に、第４搬送路５０４の駆動速度を可変とする場合について図７（ｃ）に記載するタイムチャートと、図１０に示すフローを用いて説明を行う。
【００９６】
この第４搬送路５０４の駆動速度を可変させて駆動する場合、現像室Ａを含む新品の現像ユニット５０または撹拌部５７を含むカートリッジが画像形成装置に装着されると、まず設定係数の初期化が行われる（ステップＳ６１）。この設定係数は後で説明する第４搬送路５０４の駆動速度を調整する係数となるものである。ステップＳ６２では、画像形成装置（現像ユニット５０周辺であることが好ましい）に設置された各種のセンサーにより環境情報が検出される。この環境情報には、温度や湿度などトナーの劣化に影響を及ぼす各種の情報が採用されることになるが、精密な制御のため温度、湿度の両方を採用してもかまわないし、簡易的にはどちらか一方だけであってもよい。また、トナーの劣化に影響を及ぼす情報であればこれらに限ることもない。次に環境情報に応じて所定の設定値としての設定係数を設定することとなる（ステップＳ６３）。この設定係数は、後で説明する第４搬送路５０４の駆動速度を調整する係数となるものであるが、例えば、高温多湿などのトナーの劣化が大きい環境では、この設定係数を大きくすることで第４搬送路５０４の駆動速度を早くする。
【００９７】
ステップＳ６４では、印刷中か否かの判定を行う。印刷中でない場合は、ステップＳ６９に進んで、第４搬送路５０４の駆動速度をゼロ、すなわち、第４搬送路５０４の駆動を行わずにステップＳ６４に戻ることとなる。一方、ステップＳ６４にて印刷中であると判断した場合は、ステップＳ６５に進み印刷情報を検出することで劣化指数の算出を行うことになる。この破線で囲まれたステップＳ６５での劣化指数の算出は、図８の破線で囲まれた劣化指数の算出と同様に行われることとなる。次に、ステップＳ６６では、算出した劣化指数に応じてステップＳ６７１からステップＳ６７３に分岐することとなる。劣化指数が大きい場合は、比較的大きい速度Ｖ大を設定し（Ｓ６７１）、この速度Ｖ大にステップＳ６３で設定した設定係数を乗算して第４搬送路５０４の駆動速度を決定しその駆動を行う（Ｓ６８１）。劣化指数が小さい場合は、比較的小さい速度Ｖ小を設定し（Ｓ６７３）、この速度Ｖ小にステップＳ６３で設定した設定係数を乗算して駆動速度を決定し第４搬送路５０４の駆動を行う（Ｓ６８３）。また、劣化指数が両者の中間である場合には、速度Ｖ中を設定し（Ｓ６７２）、それに設定係数を乗算して駆動速度を決定し第４搬送路５０４の駆動を行うことになる（Ｓ６８２）。このステップＳ６４からステップ６９を行うことで、劣化指数に応じた第４搬送路５０４の駆動を行うことができる。
【００９８】
なお、この駆動速度を可変する場合、適宜なタイミングにてステップＳ６１からステップＳ６３の環境情報による設定係数を設定し直すことで環境の変化に応じた精密な制御が可能になる。
【００９９】
以上述べた第４搬送路５０４の駆動速度を可変とした場合の動作を時系列で示した例を図７（ｃ）に示す。この図中、破線で示す期間は、印刷が行われていないため第４搬送路５０４の駆動を行わない（ｖ＝０）期間である。一方、期間ｄ、ｅ、ｆは、劣化指数に応じた第４搬送路５０４の駆動が行われる期間を示すが、特に、区間ｄでは、印刷状況で変化する劣化指数に追従して第４搬送路５０４の駆動速度がｖ１、ｖ２、ｖ３と変化する様子を示す。
【０１００】
以上、第４搬送路５０４の駆動速度を環境情報、劣化指数で可変することで現像室Ａの劣化トナーの発生に応じた回収が可能となり、第１搬送路５０１の補給、第２搬送路５０２の供給、第３搬送路５０３のトナー回収、攪拌部５７のトナー攪拌と組み合わされることで円滑なトナーの循環と攪拌、すなわち、現像室Ａのトナーの均一な質を確保することが可能となる。
【０１０１】
なお、この例では、第４搬送路５０４の駆動速度は劣化指数に応じて設定される速度に設定係数を乗算して決定されることとしたが、例えば、設定係数を１に固定することが可
能である。その場合、設定係数に基づいた綿密な制御はできないものの処理の簡略化が可能となる。また、第４搬送路５０４の速度は劣化指数の変化に追従することとしたが、例えば、駆動時間を可変とした場合のように、設定時間内における劣化指数を監視することで第４搬送路５０４の駆動速度を決定するようにしてもよい。
【０１０２】
以上、第４搬送路５０４の駆動タイミング、駆動時間、駆動速度についてそれぞれの説明を行ったが、これらは説明を容易にするためのものであって、これら駆動タイミング、駆動時間、駆動速度を適宜組み合わせて第４搬送路５０４の駆動を行ってもよい。
【０１０３】
以上、本発明によれば、現像室Ａ上部に停留する帯電量の落ちた現像剤を、第３搬送路５０３を介して撹拌室に回収し、撹拌室Ｃにて帯電量を向上させた上で再び現像室Ａに供給することができ、出力画像の向上を図ることが可能となる。
【０１０４】
さらに、第４搬送路５０４を設けることで、現像室Ａと撹拌室Ｃとの間でトナーを循環させ、トナー収容室Ｂから撹拌室Ｃにトナーを補給するとともに、撹拌室Ｃでトナーを撹拌する構成を採用することで、均一な質のトナーを現像に供することができ、出力画像の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の現像装置を適用する画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の現像装置の断面を示す概略図。
【図３】補給処理のフローを示す図。
【図４】別の形態の補給処理のフローを示す図。
【図５】第３搬送路による回収処理のフローを示す図。
【図６】本発明の別実施形態における現像装置の断面を示す概略図。
【図７】第４搬送路による回収処理の各種タイムチャートを示す図。
【図８】駆動タイミング可変時のフローを示す図。
【図９】駆動時間可変時のフローを示す図。
【図１０】駆動速度可変時のフローを示す図。
【符号の説明】
【０１０６】
１５…画像形成ステーション、２０…感光体、３０…帯電ユニット、４０…露光ユニット、５０…現像ユニット、５１…ハウジング、５２…現像ローラ、５３…供給ローラ、５４…規制部材、５５…トナー収容部、５６…補給手段、５７…撹拌部、５８…撹拌手段、５０１…第１搬送路、５０２…第２搬送路、５０３…第３搬送路、５０４…第４搬送路、７０…中間転写ベルト、７１ａ…ベルト駆動ローラ、７１ｂ…従動ローラ、７２…中間転写ベルトクリーニングユニット、７５…感光体クリーニングユニット、８０…二次転写ユニット、９０…定着ユニット、９０ａ…定着ローラ、９０ｂ…加圧ローラ、９２…給紙トレイ、９５…表示ユニット、１００…制御ユニット、Ａ…現像室、Ｂ…トナー収容室、Ｃ…撹拌室、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４…一次転写部
【図１】
2009244441.tif 000003
【図２】
2009244441.tif 000004
【図３】
2009244441.tif 000005
【図４】
2009244441.tif 000006
【図５】
2009244441.tif 000007
【図６】
2009244441.tif 000008
【図７】
2009244441.tif 000009
【図８】
2009244441.tif 000010
【図９】
2009244441.tif 000011
【図１０】
2009244441.tif 000012