JP2010113030A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーが大量に消費されたときには補給されたトナーを早く現像装置に搬送させることができるとともに、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリのない画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００は、回転することにより現像剤を所定方向へ搬送する第１搬送部材１１２と、回転することにより現像剤を前記所定方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材１１３とを備える現像装置と、現像装置におけるトナー消費量に応じた量のトナーを現像装置に補給するトナー補給装置と、トナー消費量、または、トナー補給装置から現像装置に補給されるトナー補給量、に対応する特徴量に基づいて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を制御する搬送部材駆動モータ制御部１２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を利用して静電潜像を可視画像化する画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラム（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって感光体ドラムに対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、現像によって感光体ドラムに形成されたトナー像を用紙等のシートに転写して、定着装置によってシートにトナー像を定着させるようになっている。

近年、フルカラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤がよく使用されている。

この二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによりトナーとキャリアとが摩擦し、この摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。

現像装置において、帯電したトナーは、例えば、現像ローラの表面に供給されて、静電的吸引力によって感光体ドラムに形成された静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム上に静電潜像に基づいたトナー像が形成される。

さらに、最近では、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、二成分現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、二成分現像剤の搬送も迅速に行う必要が生じている。

そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを二成分現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、循環方式の現像装置が採用されている。循環方式の現像装置は、二成分現像剤が循環搬送される経路である二成分現像剤搬送路と、二成分現像剤搬送路にて二成分現像剤を撹拌しながら搬送する二成分現像剤搬送部材とを備えている。

例えば、特許文献１には、現像剤に過大な力を作用させずに、補給トナ−を現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与することが可能であり、且つ現像剤収容部における現像剤のトナー濃度を均一化する能力の高い現像装置が記載されている。すなわち、トナ−とキャリアとを混合した二成分現像剤を収容する現像剤収容部に、現像剤が循環移送される現像剤搬送路が設けられており、現像剤搬送路内には送りねじ状の翼体を有する現像剤搬送部材が設けられ、また、翼体間にメッシュ状のスクリーン部材が取付けられている。現像剤搬送部材が回転することによって、現像剤が搬送されるとともに、メッシュ状のスクリーン部材を複数回通過し、現像剤の攪拌が行なわれるとともに、トナーとキャリアとの摩擦によって適切な帯電が行なわれる。
特開平１０−６３０８１号公報（１９９８年３月６日公開）

しかしながら、上述した循環方式の現像装置においては、低印字率の画像を多数枚連続して印字すると、新トナーの補給がないまま二成分現像剤が長時間循環搬送され続けることになる。この場合、トナーの外添剤がトナー中に埋没することによって二成分現像剤の流動性が極端に低下し、画像濃度低下が発生する問題（以下、デベモコ現象と呼ぶこともある）があった。この問題は、柔らかいバインダー樹脂を使用するカラートナーにおいて、特に顕著に発生する。

一方、大量にトナーが消費された場合には、トナーを早く現像領域に搬送させる必要がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、トナーが大量に消費されたときには補給されたトナーを早く現像装置に搬送させることができるとともに、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合には、画像濃度低下やカブリのない画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、上記の課題を解決するために、トナーとキャリアとを含む現像剤を搬送するための第１および第２搬送路が形成された現像槽と、第１搬送路に設けられ、回転することにより前記現像剤を所定方向へ搬送する第１搬送部材と、第２搬送路に設けられ、回転することにより前記現像剤を前記所定方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材と、第２搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体へ供給する現像剤担持部材とを備え、前記現像槽が、第１および第２搬送路を連通する第１連通路と、第１連通路よりも前記逆方向側に形成されており第１および第２搬送路を連通する第２連通路とを有している現像装置と、前記現像装置におけるトナー消費量に応じた量のトナーを前記現像装置に補給するトナー補給装置と、前記トナー消費量、または、前記トナー補給装置から前記現像装置に補給されるトナー補給量、に対応する特徴量に基づいて、前記第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を制御する搬送部材回転制御部とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、現像装置におけるトナー消費量、または、現像装置に補給されるトナー補給量、に対応する特徴量に基づいて、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を制御することができる。ここで、トナー補給装置は、トナー消費量に応じた量のトナーを現像装置に補給する。すなわち、トナー補給量は、トナー消費量に応じて変るものである。そのため、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を、トナー補給量に最適な速度に変更することができる。その結果、トナーが大量に消費されたときには補給されたトナーを早く現像装置に搬送させることができるとともに、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリのない画像形成装置を提供することができる。

例えば、特徴量が大きくなるにつれ回転速度を速くするように制御することができる。つまり、特徴量が相対的に大きい場合（つまり、トナー補給量が相対的に多い場合）には、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を相対的に速くし、特徴量が相対的に小さい場合（つまり、トナー補給量が相対的に少ない場合）には、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を相対的に遅くすることができる。これにより、トナーが大量に消費され、多くのトナーを補給する場合には、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度が速くなるので、補給されたトナーを早く現像装置に搬送させることができる。一方、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷するような、トナー補給が少量（もしくはゼロ）のまま長時間トナーが搬送される場合には、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度が遅くなるので、トナーの流動性の低下を防止でき、その結果、画像濃度低下やカブリを抑制することができる。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記トナー補給装置は、トナー排出口が形成されているトナー収容容器と、トナー収容容器内に配置され、且つトナーをトナー排出口までに搬送させるスクリューオーガであるトナー排出部材とを備え、前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、前記トナー排出部材の回転数を用いることが好ましい。

上記の構成によれば、トナー補給装置は、スクリューオーガであるトナー排出部材を回転させるだけで、トナーを排出することができる。また、トナー補給装置からのトナー補給量は、トナー排出部材の回転数に比例するものである。そのため、トナー排出部材の回転数は、トナー補給量に対応する特徴量の一つであり、搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、前記トナー排出部材の回転数を用いる。そして、トナー排出部材の回転数を用いることで、トナー補給装置から補給されたタイミングで、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を最適な値に変更することができる。また、トナー排出部材の回転数はトナー補給量と比例関係にあるため、トナー消費量とトナー補給量とが正確に等しくならないようなプロセス制御においても、第１搬送部材および第２搬送部材を、トナー補給量に最適な回転速度で回転させることができる。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記現像装置は、前記現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部材を備えており、前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、所定閾値から前記トナー濃度検知部材により測定されたトナー濃度値を減算した値を用いることが好ましい。

上記の構成によれば、搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、所定閾値からトナー濃度検知部材により測定されたトナー濃度値を減算した値を用いる。ここで、所定閾値からトナー濃度検知部材により測定されたトナー濃度値を減算した値は、現像装置におけるトナー消費量に対応している。そして、トナー補給装置がトナー消費量に応じた量のトナーを現像装置に補給するため、所定閾値からトナー濃度検知部材により測定されたトナー濃度値を減算した値は、トナー補給量を間接的に対応するものである。そのため、トナー補給量に最適な回転速度で、第１搬送部材および第２搬送部材を回転させることができる。そして、当該特徴量を用いることで、トナー補給量を検出するための部品を設ける必要がない。

さらに、本発明の画像形成装置において、印刷対象の画像データから印字ドット数を求めるピクセルカウント部を備え、前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、前記ピクセルカウント部によって求められた印字ドット数を用いることが好ましい。

上記の構成によれば、搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、印字ドット数を用いる。ここで、印字ドット数は、トナーが付着される画素数を意味しており、現像装置におけるトナー消費量に対応している。そして、トナー補給装置がトナー消費量に応じた量のトナーを現像装置に補給するため、印字ドット数は、トナー補給量を間接的に対応するものである。そのため、トナー補給量に最適な回転速度で、第１搬送部材および第２搬送部材を回転させることができる。そして、当該特徴量を用いることで、トナー補給量を検出するための部品を設ける必要がない。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記キャリアは磁性キャリアであり、前記現像槽は、前記第１搬送路において、前記トナー補給装置が補給されたトナーを受け入れるためのトナー補給口を有しており、前記現像装置は、前記第１搬送路において前記トナー補給口よりも前記所定方向側に、前記磁性キャリアからなる磁気ブラシを第１搬送路に形成するための電磁石を備えており、前記トナー補給装置によりトナーが補給されるタイミングで前記電磁石に電流を流す電磁石制御部を備えることが好ましい。

上記の構成によれば、補給されたトナーが、磁気ブラシに捕捉され、残存していた現像剤と十分に混合される。また、磁気ブラシは、トナー補給が行われるタイミングで形成され、トナー補給が行われないときには形成されない。そのため、現像剤が磁気ブラシにより不必要にストレスを受けることがない。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記第１搬送部材および前記第２搬送部材がスクリューオーガであることが好ましい。

上記の構成によれば、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を速くしても、現像剤を比較的小さいストレスで搬送することができ、現像剤の磨耗や劣化がおこりにくくなる。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記搬送部材回転制御部は、前記第１および第２搬送部材の最大回転速度と最小回転速度数との比が１．５以上３以下となるように、前記第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を制御することが好ましい。

上記の構成によれば、最大回転数と最小回転数の比を１．５以上にすることで、現像剤の磨耗や劣化をより効果的に抑えつつ、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリをより効果的に抑えることができる。また、最大回転数と最小回転数の比を３以下にすることで、トナーの帯電量変化を小さくすることができ、画像濃度ムラの発生をより効果的に防止することができる。

本発明によれば、第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を、トナー補給量に最適な速度に変更することができる。その結果、トナーが大量に消費されたときには補給されたトナーを早く現像装置に搬送させることができるとともに、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリのない画像形成装置を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について、詳細に説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず、本発明に係る画像形成装置について説明する。

図３は、本発明に係る画像形成装置１００の実施形態の全体構成を示す説明図である。

画像形成装置１００は、通信ネットワーク等を介して外部から送信された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、所定のシート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を可視画像として形成するものである。本実施の形態の画像形成装置１００は、図３に示すように、表面に潜像が形成される像担持体に相当する感光体ドラム３ａ〜３ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を帯電させる帯電装置（帯電ローラ）５ａ〜５ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に静電潜像を形成する露光ユニット（露光装置）１、感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２ａ〜２ｄ、現像装置２ａ〜２ｄにトナーを補給するトナー補給装置２２ａ〜２２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面のトナー像を記録媒体に転写する中間転写ベルトユニット（転写装置）８、トナー像を記録媒体に定着させる定着ユニット（定着装置）１２、トナーを除去・回収するクリーナユニット４ａ〜４ｄ、用紙搬送路Ｓ，Ｓ１、給紙カセット１０、手差し給紙トレイ２０、排紙トレイ１５等を備えている。なお、画像形成装置１００の上方にスキャナ等を備えてもよい。

本実施の形態の画像形成装置１００において扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて可視画像の形成を行う、各色を用いたカラー画像に応じたものである。したがって、現像装置２ａ〜２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄ、帯電ローラ５ａ〜５ｄ、クリーナユニット４ａ〜４ｄは、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。言い換えると、現像装置と感光体ドラムと帯電器とクリーナユニットとを１つずつ含む画像形成ステーション（画像形成部）が４つ設けられることになる。４つの画像形成ステーションは、中間転写ベルト７の移動方向（図３中の矢印Ｂを参照）に沿って、４色の順に一列に配列されている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応している。

感光体ドラム３ａ〜３ｄは、略円筒形状の像担持体であり、図示しないの駆動手段と制御手段により所定方向に回転するように制御されている。感光体ドラム３ａ〜３ｄは、基材上に光導電層が形成されて構成されている。例えば、アルミニウム等で製作された金属ドラムを基材として、その外周面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層が薄膜状に形成されている。なお、感光体ドラム３ａ〜３ｄの構成は、上述の構成に特に限定されない。

帯電ローラ５ａ〜５ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。本実施の形態では、図３に示すように、帯電装置として接触型のローラ型のものを使用しているが、帯電ローラ５ａ〜５ｄに代えて、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などが使用されることもある。

露光ユニット１は、感光体ドラム３ａ〜３ｄの下方に配置され、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、レーザスキャニングユニット以外に、発光素子をアレイ状に並べたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）やＬＥＤ書込みヘッドを露光ユニット１とすることもできる。露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３ａ〜３ｄを入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された静電潜像をトナーにより顕像化する（現像する）ものである。現像装置２ａ〜２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム３ａ〜３ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。現像装置２ａ〜２ｄの上部には、トナー移送機構１０２ａ〜１０２ｄ、トナー補給装置２２ａ〜２２ｄがそれぞれ対応して配置されている。

トナー補給装置２２ａ〜２２ｄは、現像装置２ａ〜２ｄの上側に配置され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵するためのものである（詳細は後述する）。

中間転写ベルトユニット８は、感光体ドラム３ａ〜３ｄの上方に配設され、中間転写ローラ６ａ〜６ｄ、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、及び中間転写ベルトクリーニングユニット９、転写ローラ１１を備えている。中間転写ローラ６、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３は、中間転写ベルト７を張架し、図３の矢印Ｂ方向に中間転写ベルト７を回転駆動させるものである。

中間転写ローラ６は、中間転写ベルトユニット８の中間転写ベルトテンション機構７３における中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されている。中間転写ローラ６には、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト７上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されている。これによって、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト７の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト７の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

中間転写ローラ６は、直径が例えば８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとして形成され、表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われて構成される。この導電性の弾性材により、中間転写ローラ６は中間転写ベルト７に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施の形態では、転写電極としてローラ形状のもの（中間転写ローラ６）を使用しているが、これ以外にブラシなども用いることが可能である。

中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するように設けられている。中間転写ベルト７上には、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色成分のトナー像が順次重ねて転写されることにより、カラーのトナー像（多色トナー像）が形成される。中間転写ベルト７は、厚さが例えば１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３ａ〜３ｄから中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７の裏側に接触している中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

上述のように各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の静電潜像は色成分に応じたトナーにより顕像化されてそれぞれトナー像となり、これらトナー像は中間転写ベルト７上に重ねて合わされ積層される。このように、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト７との接触位置（転写部）に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって用紙上に転写される。この場合、中間転写ベルト７と転写ローラ１１とは所定ニップで互いに圧接されるとともに、転写ローラ１１にはトナー像を用紙に転写させるための電圧が印加される。この電圧は、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧である。

上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１１もしくは中間転写ベルト駆動ローラ７１の何れか一方は金属等の硬質材料から形成され、他方は弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）から形成される。

中間転写ベルト７と感光体ドラム３との接触により中間転写ベルト７に付着したトナー、及び中間転写ベルト７から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに中間転写ベルト７上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット９によって除去され回収される。

クリーナユニット４は、現像及び画像転写工程後に感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面に残留しているトナーを潤滑剤などによって除去・回収するものである。

中間転写ベルトクリーニングユニット９には、中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレード（クリーニング部材）が備えられている。中間転写ベルト７におけるクリーニングブレードに接触している部分は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２にて支持されている。

給紙カセット１０は、画像形成に使用するシート（例えば記録用紙）を蓄積しておくためのものであり、画像形成部及び露光ユニット１の下側に設けられている。一方、画像形成装置１００の上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートをフェイスダウンで載置するためのものである。

給紙カセット１０または手差し給紙トレイ２０から給紙された用紙が転写ローラ１１と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、転写ローラ１１にトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧が印加される。このように、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト７上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト７の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト７との接触位置に移動し、この位置に配置されている転写ローラ１１によって、中間転写ベルト７の外周面から用紙上にトナー像が転写される。

また、画像形成装置１００には、給紙トレイ１０のシート及び手差しトレイ２０のシートを転写部や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に案内するためのシート搬送路Ｓが設けられている。なお、転写部は中間転写ベルト駆動ローラ７１と転写ローラ１１との間に位置する。

シート搬送路Ｓには、ピックアップローラ１６ａ，１６ｂ、レジストローラ１４、転写部、定着ユニット１２、搬送ローラ２５ａ〜２５ｈ等が配置されている。

ピックアップローラ１６ａは、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１６ｂは、手差しトレイ２０の近傍に備えられ、手差しトレイ２０からシートを１枚ずつシート搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、シート搬送路Ｓに沿って設けられている。

定着ユニット１２は、ヒートローラ８１及び加圧ローラ８２等を備え、これらヒートローラ８１及び加圧ローラ８２はシートを挟んで回転する。ヒートローラ８１は、所定の定着温度となるように制御部（図示せず）によって制御される。この制御部は温度検出器（図示せず）からの検出信号に基づいてヒートローラ８１の温度を制御する。

ヒートローラ８１は、加圧ローラ８２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写されている各色トナー像を溶融、混合、圧接させ、シートに対して熱定着させる。なお、多色トナー像（各色トナー像）が定着されたシートは、複数の搬送ローラ２５によってシート搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態（多色トナー像を下側に向けた状態）にて、排紙トレイ１５上に排出される。

レジストローラ１４は、給紙カセット１０若しくは少数枚の印字を行う場合等に使用される手差し給紙トレイ２０から給紙され、シート搬送路Ｓ１を搬送されているそのシートを一旦保持し、または用紙搬送路Ｓを経由して搬送された用紙を中間転写ベルト７の回転に同期したタイミングで転写ローラ１１と中間転写ベルト７との間に導く。このため、レジストローラ１４は、感光体ドラムや中間転写ベルト７の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト７の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ１４に当接させた状態で用紙搬送路Ｓ内における移動を停止する。この後、レジストローラ１４は、転写ローラ１１と中間転写ベルト７とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト７上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

ここで、シート搬送路Ｓは、片面印字の場合に、給紙カセット１０または手差し給紙トレイ２０からの用紙シートを排紙トレイ１５に搬送するまでの経路であり、シート搬送路Ｓ１は、両面印字の場合に、片面印字された用紙の裏面を印字するために経由する経路である。

詳しく言えば、片面印字の場合は、給紙トレイ１０から搬送されるシートは、シート搬送路Ｓ中の搬送ローラ２５ａによってレジストローラ１４まで搬送され、レジストローラ１４によりシートの先端と中間転写ベルト７上の積層されたトナー像の先端とが整合するタイミングで転写部（転写ローラ１１と中間転写ベルト７との接触位置）に搬送される。転写部ではシート上にトナー像が転写され、このトナー像は定着ユニット１２にてシート上に定着される。その後、シートは、搬送ローラ２５ｂを経て排紙ローラ２５ｃから排紙トレイ１５上に排出される。

また、手差しトレイ２０から搬送されるシートは、複数の搬送ローラ２５（２５ｆ，２５ｅ，２５ｄ）によってレジストローラ１４まで搬送される。それ以降のシート搬送動作は、上述した給紙トレイ１０から供給されるシートと同様の経過を経て排紙トレイ１５に排出される。

一方、両面印字の場合は、上記のようにして片面印字が終了し定着ユニット１２を通過したシートは、後端が排紙ローラ２５ｃにてチャックされる。次に、シートは、排紙ローラ２５ｃが逆回転することによって搬送ローラ２５ｇ，２５ｈに導かれ、再びレジストローラ１４を経て裏面印字が行われた後に、排紙トレイ１５に排出される。

（トナー補給装置の構造）
以下、図３〜５を参照しながら、本発明の実施形態に係るトナー補給装置２２ａ〜２２ｄ（以下では符号２２で示す）の構造について説明する。

トナー補給装置２２は、現像装置２ａ〜２ｄ（図３を参照、以下では符号２で示す）の上側に配置され、未使用トナー（粉体状のトナー）を貯蔵するためのものである。

図４は、図３に示すトナー補給装置２２の構成を示す断面図である。図４に示すように、トナー補給装置２２は、トナー収容容器１２１、トナー収容容器１２１の中に配置されているトナー排出部材１２２およびトナー攪拌部材１２５を含む。

トナー収容容器１２１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の、トナーを収容するための容器部材であって、中に配置されているトナー攪拌部材１２５、トナー排出部材１２２を回転自在に支持している。トナー収容容器１２１において、トナー排出部材１２２の下部にはトナー排出口１２３が形成されており、トナー攪拌部材１２５が配置されているトナー収容容器１２１の内部とトナー排出部材１２２との間にはトナー排出部材隔壁１２４が設けられている。

トナー排出部材隔壁１２４は、トナー攪拌部材１２５によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材１２２の周辺に適量に保持できるようにする。

トナー排出口１２３は、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、トナー移送機構１０２ａ〜１０２ｄ（図３を参照、以下では符号１０２で示す）の上部を臨む位置に配置される。トナー排出部材１２２の周辺に集まったトナーをより早くトナー排出口１２３までに搬送するためには、トナー排出口１２３をトナー排出部材１２２の中心部下方に形成することが好ましい。

図５は、図４に示すトナー排出部材１２２の周辺を拡大したＣ−Ｃ’矢視断面図である。トナー排出部材１２２は、回転されることで、トナー収容容器１２１内のトナーをトナー排出口１２３から排出し、トナー移送機構１０２を介して現像装置２に供給するものである。

図５に示すように、トナー排出部材１２２は、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂ、ならびに、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂと一体に回転するトナー排出部材回転軸１２２ｃを含むスクリューオーガで構成され、トナー排出部材回転軸１２２ｃはトナー排出部材駆動モータ１２９によって回転駆動されるようになっている。ここで、第１トナー搬送羽根１２２ａおよび第２トナー搬送羽根１２２ｂは、その羽根が互いに反対方向に巻回され、トナー排出部材駆動モータ１２９によりトナー排出部材回転軸１２２ｃの回転を制御することで、トナーをトナー排出部材１２２の軸方向両端からトナー排出口１２３側に向けて搬送することができる。

トナー排出部材１２２の構造は、トナー排出口１２３の形成位置により決められる。例えば、トナー排出口１２３をトナー排出部材１２２の中心部下方あるいはその付近に形成した場合は、図５のように、トナー排出部材１２２として、トナー排出口１２３を境として反対方向に巻回された羽根を有するスクリューオーガを採用する方が好ましい。また、トナーー排出口１２３をトナー排出部材１２２の両端部の何れかの下方に形成した場合は、同じ方向に巻回された羽根を有するスクリューオーガを採用する方が好ましい。

なお、スクリューオーガであるトナー排出部材１２２は、例えばスポンジローラに比べ、単位時間当りのトナー排出量が多い。そのため、短時間で多くのトナーを排出することができる。

また、トナー排出口１２３からのトナー排出量は、トナー排出部材１２２の回転数に応じて変化する。すなわち、トナー排出部材１２２を３回転させたときのトナー排出量は、トナー排出部材１２２を１回転させたときのトナー排出量の約３倍の量である。そのため、トナー排出部材１２２の回転数が制御されることにより、トナー排出量を制御することができる。

トナー攪拌部材１２５は、トナー攪拌部材回転軸１２５ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１２１内に収容されるトナーを攪拌しながら、トナー収容容器１２１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材１２２へ搬送する板状の部材で、先端にトナー汲み上げ部材１２５ｂを備える。トナー汲み上げ部材１２５ｂは、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートからなり、トナー攪拌部材１２５の両端に取付けられる。

図４において、トナー攪拌部材１２５が矢印方向Ｒに回転することで、トナーを撹拌し且つトナー排出部材１２２の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げ部材１２５ｂは、その可撓性によって、トナー収容容器１２１の内壁１２１ａを摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材１２２に供給する。そして、トナー排出部材１２２が、供給されたトナーを、自身の回転によってトナー排出口１２３へ導く。

また、トナー補給装置２２は、図５に示すように、トナー排出部材１２２の回転数を検知するトナー排出部材回転数検知部１１８を備えている。具体的には、トナー排出部材１２２のトナー排出部材回転軸１２２ｃの上に、光を反射する反射部と光を反射しない非反射部とが交互に設けられ、トナー排出部材回転数検知部１１８は、当該軸上に光を照射し、その反射光を検知することで、トナー排出部材１２２の回転数を検知する。

トナー排出部材回転数検知部１１８は、所定のタイミングで回転数検知を開始し、回転が停止されるまでの間の回転数をカウントして出力する。

なお、トナー排出部材回転数検知部１１８は、トナー排出部材駆動モータ１２９を駆動するための信号データに基づいて、トナー排出部材１２２の回転数を検知してもよい。

（現像装置の構造）
次に、図６〜８を参照しながら、本発明の実施形態に係る現像装置２の構造に対して詳細に説明する。

図６は現像装置２の構成を示す断面図であり、図７は図２のＡ−Ａ’矢視断面図である。

現像装置２は、図６および７に示すように、現像槽１１１（図３の１１１ａ〜１１１ｄ）、現像槽１１１に内置されている第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３、現像ローラ１１４、トナー補給口１１５ａが形成された現像槽カバー１１５、ドクターブレード１１６、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間に設けられた仕切り板（仕切り壁）１１７、および、トナー濃度検知センサ１１０を備えている。

現像槽１１１は、トナー補給装置２２から受けたトナーと、キャリア（本実施形態では、磁性を有する磁性キャリア）とを含む二成分現像剤を収容する槽であって、中に配置されている第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３を回転自在に支持している。現像槽１１１は、その内部において二成分現像剤を循環搬送するものであり、図６に示されるように、現像ローラ１１４の軸方向に平行な仕切り板１１７により、２つの搬送路Ｐ・Ｑが形成されている。そして、搬送路Ｐに第１搬送部材１１２が設置され、搬送路Ｑに第２搬送部材１１３が設置されている。

現像槽カバー１１５は、現像槽１１１の上方を覆うカバーであり、第１搬送部材１１２が設置された搬送路Ｐの一方の端部に近い位置の上面において、トナーを受け入れるためのトナー補給口１１５ａが形成されている。

第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３は、トナー補給口１１５ａから受け入れたトナーを、現像槽１１１の中で循環搬送するための部材である。

図７に示すように、第１搬送部材１１２は、螺旋状の第１搬送羽根１１２ａおよび第１搬送羽根１１２ａと一体に回転する第１回転軸１１２ｂからなるスクリューオーガにより構成されている。第１回転軸１１２ｂの一端と接続した第１搬送部材駆動モータ１１９ａにより第１回転軸１１２ｂの回転を制御することで、二成分現像剤を第１回転軸１１２ｂの一端部から他端部へと撹拌しながら搬送することができる。

第２搬送部材１１３は、螺旋状の第２搬送羽根１１３ａおよび第２搬送羽根１１３ａと一体に回転する第２回転軸１１３ｂからなるスクリューオーガにより構成されている。第２回転軸１１３ｂの一端と接続した第２搬送部材駆動モータ１１９ｂにより第２回転軸１１３ｂの回転を制御することで、二成分現像剤を第２回転軸１１３ｂ一端部から他端部へと撹拌しながら搬送することができる。

本実施形態において、第１搬送羽根１１２ａと第２搬送羽根１１３ａは同じ形状に巻回され、それぞれ第１搬送部材駆動モータ１１９ａ及び第２搬送部材駆動モータ１１９ｂによって第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの回転方向を逆向きに制御することで、トナーを所定の方向に搬送することができる。つまり、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送する。

もちろん、第１搬送羽根１１２ａと第２搬送羽根１１３ａとを、それぞれ反対方向に巻回したとしても、第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの回転方向を同じ向きに制御することで、上記と同じ効果が得られる。

ここで、説明を理解しやすくするために、図７において、現像槽１１１において、第１搬送部材１１２が配設されている側の、第１回転軸１１２ｂの軸方向とほぼ平行に形成された壁を現像槽壁１１１ａとし、第２搬送部材１１３が配設されている側の、第２回転軸１１３ｃの軸方向とほぼ平行に形成された壁、すなわち現像槽壁１１１ａと対向している壁を現像槽壁１１１ｂとする。また、第１搬送部材駆動モータ１１９ａおよび第２搬送部材駆動モータ１１９ｂに近く形成された壁、すなわち第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂの軸方向とほぼ垂直に形成された壁を現像槽壁１１１ｃとし、現像槽壁１１１ｃの反対側に形成されて現像槽壁１１１ｃと対向している壁を現像槽壁１１１ｄとする。

図７のように、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３との間には、両者の各軸（第１回転軸１１２ｂおよび第２回転軸１１３ｂ）方向に延設され、且つ、両端がそれぞれ現像槽壁１１１ｃおよび現像槽壁１１１ｄと所定の間隔に離れた一つの仕切り板１１７が配置されている。したがって、現像槽１１１の内部では、現像槽壁１１１ｃ側に形成され且つ現像槽壁１１１ｃ側と仕切り板１１７との隙間からなる第１連通路ａと、現像槽壁１１１ｄ側に形成され且つ現像槽壁１１１ｄ側と仕切り板１１７との隙間からなる第２連通路ｂとが形成される。なお、第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３は、互いの周面同士が、両者の間に配設されている仕切り板１１７を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列される。

また、現像槽１１１において二成分現像剤を搬送する際、二成分現像剤は、第１搬送部材１１２と第２搬送部材１１３とにより撹拌・搬送されるが、以下、理解しやすくするために、第１搬送部材１１２により第２連通路ｂから第１連通路ａへ搬送する方向を矢印Ｘで示し、矢印Ｘの向きと反対であり、第２搬送部材１１３により第１連通路ａから第２連通路ｂへ搬送する方向を矢印Ｙで示して説明する。

現像槽１１１内の二成分現像剤の搬送経路をより詳しく言えば、以下のとおりである。

すなわち、トナー補給口１１５ａから受け取ったトナーは、第１搬送部材１１２によって現像槽１１１内のキャリアと混合・撹拌されて二成分現像剤となる。二成分現像剤は、矢印Ｘの方向に沿って搬送路Ｐを経由し第１連通路ａに到達し、第１連通路ａを通過し矢印Ｙの方向に沿って搬送路Ｑで撹拌・搬送される。そして、二成分現像剤は、第２連通路ｂに到達し、第２連通路ｂを通過して再度搬送路Ｐで搬送される。

したがって、現像槽１１１には、二成分現像剤を、搬送路Ｐと第１連通路ａと搬送路Ｑと第２連通路ｂとを、搬送路Ｐ→第１連通路ａ→搬送路Ｑ→第２連通路ｂ→搬送路Ｐ…、という順序にて循環搬送する経路が形成される。

また、現像ローラ１１４は、現像槽１１１内に配置され、図示しない駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽１１１内の二成分現像剤を感光体ドラム３へと搬送するためのものである。また、現像ローラ１１４は、感光体ドラム３に対向し、感光体ドラム３に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ１１４で搬送される二成分現像剤は最近接部分で感光体ドラム３と接触し、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像を現像（顕像化）する。現像ローラ１１４と感光体ドラム３との接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ１１４に接続される図示しない電源から現像ローラ１１４に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１１４表面の二成分現像剤から感光体ドラム３表面の静電潜像へトナーが供給される。

そして、二成分現像剤は、搬送路Ｑを経由して搬送されている間に、現像ローラ１１４の回転にてその表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム３へと移動して、順次消費されていく。

ドクターブレード１１６は、現像ローラ１１４の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ１１４の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽１１１によって支持され、かつ他端が現像ローラ１１４表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクターブレード１１６の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。

トナー濃度検知センサ１１０は、トナー補給口１１５ａに対応する搬送路Ｐの位置をトナーの循環搬送経路の始めにした時、その搬送経路の最終端に装着される。すなわち、図７に示されるように、トナー補給口１１５ａを搬送路Ｐの第２連通路ｂ側の端部に形成している場合は、トナー濃度検知センサ１１０は、第２搬送部材１１３の中心部より第２連通路ｂ側の第２搬送部材１１３の鉛直方向下方の現像槽１１１底面に装着される。

これは、二成分現像剤の循環搬送経路において、最終端側のトナー濃度が一番低くなるため、この位置にトナー濃度検知センサを配置することで、それぞれの循環経路においてトナー濃度が低下していることを即座に検知することができるからである。

また、トナー濃度検知センサ１１０は、そのセンサ面が現像槽１１１の内部に露出するように設けられている。

トナー濃度検知センサ１１０は、所定時間（例えば０．５〜１秒）ごとに、検出したトナーの循環搬送経路のトナー濃度測定値を出力する。

なお、トナー濃度検知センサ１１０には一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

透磁率検知センサには図示しない電源が接続される。電源は、透磁率検知センサを駆動させるための駆動電圧およびトナー濃度の検知結果を制御手段に出力するための制御電圧を透磁率検知センサに印加する。電源による透磁率検知センサへの電圧の印加は、制御手段によって制御される。透磁率検知センサは、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する型式のセンサであり、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式の透磁率検知センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）社製）などが挙げられる。

なお、上記実施形態においては、現像装置２に形成されたトナー排出部材回転数検知部１１８によりトナー排出部材１２２の回転数を検出することを説明したが、トナー排出部材回転数検知部１１８をトナー補給装置２２に形成してもよい。あるいは、トナー排出部材１２２にセンサなどの検知装置を装着して、トナー排出部材１２２の回転数を直接検出することもできる。

また、図６および図７に示されるように、現像槽１１１の壁のうち、搬送路Ｐを形成している現像槽の側壁１１１ａにおける現像槽１１１の外側の面に、搬送路Ｐに磁場を形成するための電磁石１３０が取り付けられている。電磁石１３０は、トナー補給口１１５ａよりもＸ方向側に配置されて、搬送路Ｐに磁場を形成することによって、キャリアからなる穂立ち状の磁気ブラシ１３０’を搬送路Ｐに形成するためのものである。

本実施形態において、磁気ブラシ１３０’は、搬送路Ｐにおいてトナー補給口１１５ａよりもＸ方向側の現像槽１１１の内側の面に形成され、磁気ブラシ１３０’の形成位置はトナー補給口１１５ａに近いほど好ましい。磁気ブラシ１３０’の形成位置がトナー補給口１１５ａに近いほど、トナー補給口１１５ａから補給されたトナーを補給後すぐに現像剤と混合させることができるからである。

新補給された未使用のトナーは、トナー補給口１１５ａから搬送路Ｐに入り、第１搬送部材１１２によって搬送路Ｐ内の現像剤と十分に撹拌しながら搬送されるのが好ましい。磁気ブラシ１３０’は、搬送路Ｐにおいて現像剤およびトナー塊の流動性を抑制する機能を有する。具体的に説明すると、現像剤とトナー塊の界面において現像剤およびトナー塊は磁気ブラシ１３０’に一時的に堰き止められる。そして、トナー塊のトナーは現像剤と混ざるまで磁気ブラシ１３０’に捕捉される。これにより、補給されたトナーが塊のまま搬送路Ｐを搬送してしまうという事態を抑制することができ、補給されたトナーと現像剤とを充分に混合することができ、この混合によってトナーを充分に帯電でき、充分に帯電したトナーを現像ローラ１１４に供給できる。それゆえ、画像カブリやトナー飛散といった問題を低減できる。

このため、補給されたトナーと従前より存在する現像剤とを十分に混ぜるためには、搬送路Ｐに磁場を形成するための電磁石１３０が取り付けることが好ましい。

なお、側壁１１１ａのうち、現像剤の上面に接触している部分に磁気ブラシ１３０’を形成するためには、上記実施形態のように側壁１１１ａの外側壁面に電磁石１３０を取り付けるか、仕切り部材１１３の壁面に磁石を取り付けることが好ましい。

また、電磁石１３０を、図６（ｂ）に示すように、現像槽カバー１１５の表面（現像槽１１１の外側の面）に取り付けることもできる。これにより、現像装置２では、現像槽カバー１１５の裏面（現像槽１１１の内側の面）から搬送路Ｐの現像剤の上面（現像剤と空間との界面）に至るように磁気ブラシ１３０’が形成されるようになっている。これにより、現像槽１１１の現像剤の交換時において、現像槽カバー１１５を取り外して現像剤を抜き取る際に、現像槽カバー１１５に付着するキャリアを容易に取り除くことができる。それゆえ、現像槽１１１の側壁１１１ａあるいは仕切り板１１３に磁石を設ける場合に比べて、現像剤の交換作業性が著しく向上する。

また、電磁石１３０は、後述するトナー補給制御部により、トナー補給が行われるタイミングで電流が流される。これにより、トナー補給時以外では磁気ブラシの形成が行われることがなく、二成分現像剤のストレスを抑えることができる。

（トナー排出部材および搬送部材の回転制御）
以下、図１，２を参照して、トナー補給装置２２のトナー排出部材１２２、ならびに、現像装置２の第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３、の回転の制御について説明する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１００において、トナー補給装置２２のトナー排出部材１２２の回転、および現像装置２２の第１搬送部材１１２，第２搬送部材１１３の回転を制御する構成を示すブロック図である。

図１に示されるように、画像形成装置１００は、トナー補給制御部１２８および搬送部材駆動モータ制御部１２０を備えている。

トナー補給制御部１２８は、トナー濃度検知センサ１１０から受信したトナー濃度測定値に基づいて、トナー補給装置２２からのトナーの供給およびトナー補給量の制御を行うためのものである。すなわち、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度検知センサ１１０から、所定時間（例えば０．５〜１秒）毎にトナー濃度測定値を取得して、その値と予め決められたトナー濃度設定値との比較を行う。トナー濃度測定値がトナー濃度設定値より低いとの比較結果があれば、トナー補給装置２２から現像槽１１１内部にトナーを供給するように、トナー排出部材１２２の回転軸１２２ｂを駆動回転させるトナー排出部材駆動モータ１２９に制御信号を送り、トナー排出部材１２２を回転駆動させる。

この時、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度検知センサ１１０から受信したトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との比較結果によって、トナー補給量を決め、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を制御することで、トナー補給装置２２から現像装置２へ供給するトナー量を調整することができる。

例えば、トナー濃度検知センサ１１０から受信したトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差が大きい場合は、大量のトナー補給量が必要になり、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を大きく設定することで、大量のトナーを補給する。なお、設定された回転数だけ回転するのに要する時間が上記所定時間（例えば０．５〜１秒）内に収まるように、回転速度が設定されている。つまり、所定時間内に補給されるトナー補給量を多くする。

逆に、トナー濃度検知センサ１１０から受信したトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差が小さい場合は、少量のトナー補給量が必要になり、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を小さく設定することで、少量のトナーを補給する。この場合にも、設定された回転数だけ回転するのに要する時間が上記所定時間（例えば０．５〜１秒）内に収まるように、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転速度が設定されている。つまり、所定時間内に補給されるトナー補給量を少なくしている。

なお、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差と、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数との対応関係を示す関係式またはテーブルを記憶しており、当該関係式またはテーブルに基づいて、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を設定する。すなわち、当該関係式またはテーブルは、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差が大きくなるにつれトナー排出部材駆動モータ１２９の回転数も大きくなるような対応関係を示すように予め定められている。

そして、トナー補給制御部１２８は、設定した回転数だけ回転させると、トナー排出部材駆動モータ１２９に駆動停止信号を発信して、トナー排出部材駆動モータ１２９およびトナー排出部材１２２の回転を停止させる。

また、トナー補給制御部１２８は、トナー排出部材駆動モータ１２９を制御してトナー排出部材１２２を回転させるタイミングで電磁石１３０に電流を流し、搬送路Ｐのトナー補給口１１５ａの下流側に磁気ブラシ１３０’を形成させる。そして、トナー補給制御部１２８は、トナー排出部材１２２の回転駆動を停止するタイミング、または、当該停止から一定時間経過したタイミングで、電磁石１３０への電流印加を停止する。これにより、トナーが補給されるときだけ磁気ブラシ１３０’が形成され、補給されたトナーが塊になることを防止できるとともに、トナー補給時以外が磁気ブラシ１３０’を形成しないため、二成分現像剤へのストレスを抑えることができる。

搬送部材駆動モータ制御部１２０は、トナー補給装置２２のトナー排出部材回転数検知部１１８から出力されたトナー排出部材１２２の回転数に基づいて、第１搬送部材駆動モータ１１９ａ（第１搬送部材１１２）および第２搬送部材駆動モータ１１９ｂ（第２搬送部材１１３）の回転速度を制御するためのものである。

なお、トナー排出部材回転数検知部１１８による検知周期として、トナー濃度検知センサ１１０によるトナー濃度の測定周期と同じ周期である所定時間を採用して、例えば０．５〜１秒ごとに、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を検出して搬送部材駆動モータ制御部１２０に送ることができる。この場合、トナー排出部材回転数検知部１１８は、トナー濃度検知センサ１１０の検知開始時より、トナー排出部材駆動モータ１２９が回転開始するまでの遅延時間ほど遅いタイミングを回転数の検知開始時とする。そして、トナー排出部材回転数検知部１１８は、当該検知開始時から回転が停止されるまでの間の回転数をカウントして出力する。

あるいは、トナー濃度検知センサ１１０の検知値に基づいたトナー補給制御部１２８の比較結果によりトナー排出部材駆動モータ１２９が回転される場合のみに、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を検出して搬送部材駆動モータ制御部１２０に送ることもできる。

そして、搬送部材駆動モード制御部１２０は、トナー排出部材１２２の回転数と第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度との対応関係を示す関係式またはテーブルを記憶しており、当該関係式またはテーブルに基づいて、トナー排出部材回転数検知部１１８により検出された回転数に対応する回転速度を決定する。ここで、当該関係式またはテーブルで示される対応関係では、トナー排出部材１２２の回転数と、当該回転数に対応するトナー補給量のトナーが補給されるときに適した搬送部材１１２・１１３の回転速度とが対応付けられおり、トナー排出部材１２２の回転数が大きくなるにつれ、搬送部材１１２・１１３の回転速度も大きくなるように設定されている。そして、搬送部材駆動モード制御部１２０は、決定した回転速度で第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３を駆動させる。

次に、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転駆動処理の流れについて説明する。図２は、第一搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転駆動処理の流れを示すフローチャートである。

まず、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度検知センサ１１０により検出したトナー濃度測定値を所定時間ごとに取得し、トナー濃度設定値とトナー濃度測定値との比較結果によって、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数を設定し、設定した回転数だけトナー排出部材１２２を回転させる。

そして、トナー排出部材回転数検知部１１８は、トナー排出部材１２２が回転を開始してから、トナー排出部材１２２の回転が停止されるまでの、当該トナー排出部材１２２の回転数Ｃをカウントし、その回転数Ｃを搬送部材駆動モータ制御部１２０に送る（Ｓ１）。

次に、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、トナー排出部材回転数検知部１１８から入力された回転数Ｃに基づいて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度Ｐを決定する。例えば、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、下記式（１）により、回転速度Ｐを算出する（Ｓ２）。

Ｐ＝Ｒ（１+αＣ） ……（１）
ここで、Ｒは、トナー補給装置２２からのトナー補給量がゼロである時の、第１搬送部材駆動モータ１１９ａと第２搬送部材駆動モータ１１９ｂとの基準回転速度であり、現像槽１１１内のトナーが所望の電荷に帯電可能な最小回転速度が基準回転速度として予め設定されている。

また、係数αはゼロより大きい実数である。上述したように、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差と、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数との対応関係を示す関係式またはテーブルを記憶している。そのため、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数が取り得る値は、上記関係式またはテーブルから範囲が決定される。一方、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を速くしすぎると、二成分現像剤の温度が上昇し、劣化し易くなる。また、現像剤の搬送が速すぎて、攪拌不足のためトナーが十分帯電しないまま現像領域に運ばれ、下地カブリやトナー飛散などの問題が発生することが考えられる。これらの観点から、二成分現像剤の劣化や磨耗、下地カブリやトナー飛散などを防止するために、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度の上限が予め決定される。そして、トナー排出部材駆動モータ１２９の回転数が取り得る最大値をＣ_２とするとき、Ｐ_２＝Ｒ（１＋αＣ_２） で示される回転速度が当該上限以下になるように、係数αが予め設定されている。

例えば、トナー排出部材回転数検知部１１８により検出された回転数が高い場合、即ち、所定時間内のトナー補給量が多い場合には、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、第１搬送部材駆動モータ１１９ａと第２搬送部材駆動モータ１１９ｂとの回転速度を基準回転速度Ｒより速い回転速度に設定する。

あるいは、トナー排出部材回転数検知部１１８により検出された回転数が低い場合、即ち、所定時間内のトナー補給量が少ない場合、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、第１搬送部材駆動モータ１１９ａと第２搬送部材駆動モータ１１９ｂとの回転速度を、基準回転速度Ｒよりは高いが、トナー補給量が多い場合と比べ低い値に設定する。

そして、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、第１搬送部材駆動モータ１１９ａおよび第２搬送部材駆動モータ１１９ｂを介して、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度が算出された回転速度Ｐになるように両者を回転駆動させる（Ｓ３）。

上記の構成によれば、トナー補給量に応じて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を変化させることができる。具体的には、高印字率の画像を印刷し、大量のトナーが消費され、大量のトナーを補給する場合には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３が高速で回転されるため、補給されたトナーをより早く現像領域まで搬送することができる。その結果、トナー不足による画像形成不良を防止することができる。また、低印字率の画像を複数枚印刷し、トナー補給がされない場合には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３が低速で回転されるため、トナーの消費量が少なく、トナーが長時間循環搬送されたとしても、二成分現像剤の流動性の低下を防止でき、画像濃度低下を抑制できる。

なお、本実施形態において、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の最高回転速度Ｐ_２と、基準回転速度（トナー補給量がゼロの場合の回転速度、即ち最小回転速度）Ｒとの比Ｐ_２／Ｒを、１．５以上３以下に制御することが好ましい。

最大回転数と最小回転数の比を１．５以上にすることで、二成分現像剤の磨耗や劣化をより効果的に抑えつつ、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリをより効果的に抑えることができる。また、最大回転数と最小回転数の比を３以下にすることで、トナーの帯電量変化を小さくすることができ、画像濃度ムラの発生をより効果的に防止することができる。

（変形例１）
上記実施形態においては、トナー濃度検知センサ１１０によるトナー循環搬送経路のトナー濃度値によりトナー排出部材１２２の回転数を制御して、トナー補給量を調整し、トナー排出部材回転数検知部１１８によりトナー排出部材の回転数（トナー補給量）を検出することで搬送部材１１２・１１３の回転速度を調整すると説明した。しかしながら、搬送部材１１２・１１３の回転速度の調整はこれに限定されない。

例えば、図９に示すように、トナー排出部材回転数検知部１１８により検出されたトナー排出部材１２２の回転数ではなく、トナー濃度検知センサ１１０により検出されたトナー濃度測定値に基づいて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を制御することもできる。

すなわち、トナー濃度検知センサ１１０によって検出したトナー濃度測定値をトナー補給制御部１２８に送るとともに、搬送部材駆動モータ制御部１２０にも送る。そして、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、検出されたトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との比較結果によって、第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３の回転速度を制御する。

上述したように、トナー補給制御部１２８は、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差（ただし、トナー濃度測定値＜トナー濃度設定値 を満たす）とトナー排出部材駆動モータ１２９の回転数との対応関係を示す関係式またはテーブルに基づいて、トナー排出部材１２２の回転数を設定する。そして、トナー排出部材１２２の回転数は、トナー補給量に比例するものである。そのため、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差は、トナー補給量に対応するパラメータの一つと言える。

そこで、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差と、搬送部材１１２・１１３の回転速度との対応関係を示す関係式またはテーブルを記憶しておき、当該関係式またはテーブルに基づいて、トナー濃度検知センサ１１０によって検出したトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差に対応する回転速度を決定する。当該関係式またはテーブルで示される対応関係では、トナー濃度測定値と、当該トナー濃度測定値に対応するトナー補給量のトナーが補給されるときに適した搬送部材１１２・１１３の回転速度とが対応付けられおり、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差（ただし、トナー濃度測定値＜トナー濃度設定値 を満たす）が大きくなるにつれ、搬送部材１１２・１１３の回転速度も大きくなるように設定されている。そして、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、決定した回転速度で搬送部材１１２・１１３が回転するように、第１搬送部材駆動モータ１１９ａおよび第２搬送部材駆動モータ１１９ｂを制御する。

具体的には、トナー濃度検知センサ１１０によって検出したトナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差が大きい場合は、大量のトナーが補給されるため、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３を基準回転速度Ｒよりも速く回転させる。

逆に、トナー濃度測定値とトナー濃度設定値との差が小さい場合は、少量のトナーだけが補給されるので、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３を基準回転速度Ｒよりすこし速く回転させればよい。

ただし、トナー濃度測定値がトナー濃度設定値以上である場合には、トナー補給が行われないため、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３を基準回転速度Ｒで回転させる。

このような変形例によっても、トナー補給量に応じて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を変化させることができる。つまり、高印字率の画像を印刷し、大量のトナーが消費され、大量のトナーを補給する場合には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３が高速で回転されるため、トナー不足による画像形成不良を防止することができる。また、低印字率の画像を複数枚印刷し、トナー補給がされない場合には、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３が低速で回転されるため、二成分現像剤の流動性の低下を防止でき、画像濃度低下を抑制できる。

（変形例２）
別の変形例として、画像の印字ドット数（印字ピクセル数）に基づいて、第１搬送部材１１２および第２搬送部材１１３の回転速度を設定してもよい。印字ドット数は、トナーが付着される画素の数のことであり、消費されるトナー量に対応する。消費されたトナー量だけ補給する必要があるため、印字ドット数は、補給すべきトナー補給量にも対応している。すなわち、印字ドット数は、トナー補給量に対応するパラメータの一つであるといえる。

本変形例に係る画像形成装置は、印刷対象の画像データから印字ドット数を求めるピクセルカウント部を備えている。

そして、本変形例の画像形成装置では、トナー補給制御部１２８は、ピクセルカウント部によって求められた印字ドット数に基づいて、トナー排出部材１２２の回転数を決定してもよい。印字１ドット当りのトナー量を印字ドット数に乗じることでトナー消費量は容易に求めることができる。そのため、印字ドット数から補給すべきトナー補給量を容易に求めることができる。この場合、トナー補給制御部１２８は、印字ドット数とトナー排出部材１２２の回転数との対応関係を示す関係式またはテーブルを予め記憶しており、当該関係式またはテーブルに基づいて、回転数を設定することができる。当該関係式またはテーブルで示される対応関係では、印字ドット数と、当該印字ドット数に印字１ドット当りのトナー量を乗じたトナー量だけ補給する場合のトナー排出部材１２２の回転数とが対応付けられている。

さらに、本変形例の画像形成装置では、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、ピクセルカウント部によって求められた印字ドット数に基づいて、第１搬送部材１１２及び第２搬送部材１１３の回転速度を制御する。具体的には、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、印字ドット数と、搬送部材１１２・１１３の回転速度との対応関係を示す関係式またはテーブルを記憶しておき、当該関係式またはテーブルに基づいて、印字ドット数に対応する回転速度を決定する。当該関係式またはテーブルで示される対応関係では、印字ドット数と、当該印字ドット数に印字１ドット当りのトナー量を乗じたトナー量が補給されるときに適した搬送部材１１２・１１３の回転速度とが対応付けられおり、印字ドット数が大きくなるにつれ、搬送部材１１２・１１３の回転速度も大きくなるように設定されている。
そして、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、決定した回転速度で搬送部材１１２・１１３が回転するように、第１搬送部材駆動モータ１１９ａおよび第２搬送部材駆動モータ１１９ｂを制御する。

また、毎回トナーが補給された後は、ピクセルカウント部のカウント値をクリアして、次回をカウントを始まるように設定することが好ましい。

なお、ピクセルカウント部によりカウントされた印字ドット数に基づいてトナー排出部材１２２の回転数（つまりトナー補給量）を制御することが可能であり、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、トナー排出部材１２２の回転数に応じて第１搬送部材１１２およびｂ第２搬送部材１１３の回転速度を制御してもよい。

また、本変形例に係る画像形成装置は、ピクセルカウント部によりカウントされた印字ドット数に応じてトナー消費量あるいはトナー補給量を算出する算出部を備えていてもよい。そして、トナー補給制御部１２８は、その算出結果によりトナー排出部材１２２の回転数を制御してもよい。また、搬送部材駆動モータ制御部１２０は、算出部による算出結果に基づいて、搬送部材１１２・１１３の回転速度を制御してもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、二成分現像剤の磨耗や劣化を抑えつつ、トナー消費量の少ない画像を多数枚連続して印刷した場合においても、画像濃度低下やカブリのない高品質の画像を形成できるので、複合機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に適用できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナー補給装置のトナー排出部材の回転、および現像装置の搬送部材回転の制御方法の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の搬送部材の回転の制御方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の断面図である。 本発明の実施形態に係るトナー補給装置の要部構成を示す断面図である。 図４のＣ−Ｃ’矢視断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るトナー補給装置の要部構成を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係るトナー補給装置の要部構成を示す断面図である。 図６（ａ）のＡ−Ａ’矢視断面図である。 図６（ａ）のＢ−Ｂ’矢視断面図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナー補給装置のトナー排出部材の回転、および現像装置の搬送部材回転の制御方法の他の一例を示す説明図である。

符号の説明

２ 現像装置
２２ トナー補給装置
１１０ トナー濃度検知センサ（トナー濃度検知部材）
１１１ 現像槽
１１２ 第１搬送部材
１１３ 第２搬送部材
１１５ 現像槽カバー
１１５ａ トナー補給口
１１７ 仕切り板
１１８ トナー排出部材回転数検知部
１１９ａ，１１９ｂ 搬送部材駆動モータ
１２０ 搬送部材駆動モータ制御部（搬送部材回転制御部）
１２２ トナー排出部材
１２３ トナー排出口
１２４ トナー排出部材隔壁
１２５ トナー攪拌部材
１２８ トナー補給制御部
１２９ トナー排出部材回転数検知部

Claims (7)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤を搬送するための第１および第２搬送路が形成された現像槽と、第１搬送路に設けられ、回転することにより前記現像剤を所定方向へ搬送する第１搬送部材と、第２搬送路に設けられ、回転することにより前記現像剤を前記所定方向とは逆方向へ搬送する第２搬送部材と、第２搬送路の現像剤を担持してその現像剤に含まれるトナーを感光体へ供給する現像剤担持部材とを備え、前記現像槽が、第１および第２搬送路を連通する第１連通路と、第１連通路よりも前記逆方向側に形成されており第１および第２搬送路を連通する第２連通路とを有している現像装置と、
   前記現像装置におけるトナー消費量に応じた量のトナーを前記現像装置に補給するトナー補給装置と、
   前記トナー消費量、または、前記トナー補給装置から前記現像装置に補給されるトナー補給量、に対応する特徴量に基づいて、前記第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を制御する搬送部材回転制御部とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー補給装置は、トナー排出口が形成されているトナー収容容器と、トナー収容容器内に配置され、且つトナーをトナー排出口までに搬送させるスクリューオーガであるトナー排出部材とを備え、
   前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、前記トナー排出部材の回転数を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像装置は、前記現像槽内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知部材を備えており、
   前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、所定閾値から前記トナー濃度検知部材により測定されたトナー濃度値を減算した値を用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 印刷対象の画像データから印字ドット数を求めるピクセルカウント部を備え、
   前記搬送部材回転制御部は、前記特徴量として、前記ピクセルカウント部によって求められた印字ドット数を用いることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記キャリアは磁性キャリアであり、
   前記現像槽は、前記第１搬送路において、前記トナー補給装置が補給されたトナーを受け入れるためのトナー補給口を有しており、
   前記現像装置は、前記第１搬送路において前記トナー補給口よりも前記所定方向側に、前記磁性キャリアからなる磁気ブラシを第１搬送路に形成するための電磁石を備えており、
   前記トナー補給装置によりトナーが補給されるタイミングで前記電磁石に電流を流す電磁石制御部を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１搬送部材および前記第２搬送部材がスクリューオーガであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送部材回転制御部は、前記第１および第２搬送部材の最大回転速度と最小回転速度との比が１．５以上３以下となるように、前記第１搬送部材および第２搬送部材の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の画像形成装置。

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