JP6766743B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、第１搬送室と、第１搬送室の上方に配置される第２搬送室と、を有する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。このような現像装置として、現像剤を収容する現像容器と、現像剤を攪拌搬送する第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材から供給される現像剤を担持する現像ローラー（現像剤担持体）と、を備える現像装置が知られている。第１攪拌搬送部材は、現像剤を現像ローラーの軸方向の一方側に搬送し、第２攪拌搬送部材は、現像剤を他方側（一方側とは反対側）に搬送しながら現像ローラーに供給する。

ところで、近年、画像形成装置の小型化の要求が高まっており、特にカラー機においては現像装置を複数配置するので現像装置の小型化が要求されている。そこで、第１攪拌搬送部材が内部に配置される第１搬送室と、第１搬送室の上方に配置されるとともに第２攪拌搬送部材が内部に配置される第２搬送室と、を備えた現像装置が知られている。この現像装置では、第１搬送室と第２搬送室とを上下に配置することによって、現像装置を水平方向に小型化することが可能である。このため、現像装置の配置スペースを削減することが可能であるので、画像形成装置を小型化することが可能である。

上記の現像装置では、第１搬送室から第２搬送室へ重力に逆らって現像剤を搬送する箇所が存在する。そのため、耐久印字や環境変動等の要因により現像剤の流動性が変化すると、現像剤の循環バランスが変動し易く、現像装置内での現像剤の偏りが発生し易い。このような状態で現像剤の少ない部分に新たなトナーが補給されると、補給トナー濃度が局所的に高い部分が発生する。補給トナーはキャリアと十分に混合されておらず帯電量が低いため、補給トナー濃度が高い部分が現像に用いられるとカブリ画像や画像濃度ムラが発生する。

そこで、現像装置内の現像剤と補給トナーとを十分に混合する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、現像室の現像剤搬送方向下流側から攪拌室の現像剤搬送方向上流側へ現像剤が落下することにより現像室から攪拌室へ現像剤が受け渡される連絡路を有し、攪拌室の上方の現像剤補給口から補給された補給現像剤が攪拌室内における連絡路が合流する領域上に落下する現像装置が開示されている。

また、特許文献２には、現像装置内の循環バランスを維持するために、現像剤担持体と搬送部材を通常よりも低速で駆動する低速モードを実行した後、搬送部材の駆動速度を高速化した状態で所定時間だけ空駆動する空駆動モードを実行する現像装置が開示されている。

特開２００６−４７８８４号公報 特開２０１３−２３８８３６号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、連絡路から攪拌室に合流する現像剤量が少ない場合は、連絡路が合流する領域上に落下した補給トナーが攪拌室内の現像剤と十分に攪拌されないという問題点があった。また、特許文献２の方法では、低速モードの実行後における現像剤の循環バランスの変動は抑制されるものの、耐久印字や環境変動等の要因によって現像剤の流動性が変動した場合には現像剤の循環バランスの変動を抑制できないという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、現像装置内の現像剤の循環バランスが変動した場合でも補給トナーを搬送室内の現像剤と十分に攪拌することが可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像装置と、トナー収容容器と、トナー補給装置と、現像駆動装置と、現像剤量検知センサーと、制御部と、を備えた画像形成装置である。現像装置は、現像容器と、第１攪拌搬送部材と、第２攪拌搬送部材と、現像剤担持体と、を備える。現像容器は、第１搬送室と、第１搬送室の上方に配置される第２搬送室と、第１搬送室および第２搬送室の第１方向の下流側端部同士を連通する第１連通部と、第１搬送室および第２搬送室の前記第２方向の下流側端部同士を連通する第２連通部と、第１搬送室の第２方向の下流側端部に設けられ、現像容器内にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する。第１攪拌搬送部材は、第１搬送室内に回転可能に支持され、第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する。第２攪拌搬送部材は、第２搬送室内に回転可能に支持され、第２搬送室内の現像剤を第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する。現像剤担持体は、現像容器に回転可能に支持され第２搬送室内の現像剤を表面に担持する。トナー収容容器は、現像装置に補給するトナーを収容する。トナー補給装置は、トナー収容容器から現像装置にトナーを補給する。現像駆動装置は、第１攪拌搬送部材および第２攪拌搬送部材を駆動する。制御部は、トナー補給装置および現像駆動装置の駆動を制御する。現像剤量検知センサーは、第２搬送室から第２連通部を通過して第１搬送室のトナー補給口近傍に落下する現像剤量を検知する。制御部は、現像剤量検知センサーの検知結果に基づいてトナー補給装置または現像駆動装置の駆動を制御することにより、トナー補給口の近傍における現像剤の単位体積当たりの補給トナー濃度を略一定に維持する。

本発明の第１の構成によれば、トナー補給口の近傍で補給トナーと合流する現像剤量が少ない場合でも、トナー補給口の近傍における現像剤の単位体積当たりの補給トナー濃度が一定に維持される。従って、補給トナー濃度が局所的に高くなることによるカブリ画像や画像濃度ムラの発生を効果的に抑制することができる。

本発明のカラープリンター１００の全体構成を示す概略断面図 本発明の第１実施形態に係るカラープリンター１００に搭載される現像装置３ａの構造を示す側面断面図 現像装置３ａの攪拌部の構造を示す縦断面図 第１実施形態のカラープリンター１００の制御経路を示すブロック図 第１実施形態のカラープリンター１００の駆動制御例を示すフローチャート 本発明の第２実施形態に係るカラープリンター１００の駆動制御例を示すフローチャート 現像剤量検知センサー５０が第２連通部２２ｆに配置された現像装置３ａの構造を示す側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のカラープリンター１００の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向下流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、カラープリンター１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、本発明の第１実施形態に係るカラープリンター１００に搭載される現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。図２に示すように、現像装置３ａは、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、攪拌搬送部材４２と、現像容器２２とを備えている。

現像容器２２は、現像装置３ａの外郭を構成し、仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとに区画されている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、キャリアおよびトナーからなる二成分現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材４２及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラム１ａに向けて露出させる開口２２ａが形成されている。

攪拌搬送部材４２は、第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）４３と第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）４４の２本で構成される。第１スパイラル４３は第２スパイラル４４の下方に配置され、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。第２スパイラル４４は第１搬送室２２ｃの上方に配置された第２搬送室２２ｄ内に設けられる。

第１及び第２スパイラル４３、４４は現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄとを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面に対して垂直方向）の両端部分には、連通部（後述する第１連通部２２ｅおよび第２連通部２２ｆ）が設けられており、第１スパイラル４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル４４に搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル４４から現像ローラー２０に現像剤が供給され、現像ローラー２０に磁気ブラシが形成される。

現像ローラー２０は、固定軸（図示せず）と円筒状に形成される現像スリーブ２０ａとを備える。固定軸には、現像スリーブ２０ａが回転可能に保持される。現像スリーブ２０ａの近傍には、現像スリーブ２０ａから所定の距離を隔てて配置され、現像スリーブ２０ａ表面の磁気ブラシを層厚規制する規制ブレード２１が設けられている。現像スリーブ２０ａは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転する。また、現像スリーブ２０ａには、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。

現像バイアスを印加された現像スリーブ２０ａが図２の時計回り方向に回転すると、現像バイアス電位と感光体ドラム１ａの露光部の電位との電位差により、現像スリーブ２０ａ表面に担持された磁気ブラシからトナーが感光体ドラム１ａに供給される。トナーは反時計回り方向に回転する感光体ドラム１ａ上の露光部に順次付着し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

第２搬送室２２ｄの側面には、第２搬送室２２ｄ内を搬送される現像剤量を検知する現像剤量検知センサー５０が配置されている。現像剤量検知センサー５０として、ここでは検知面に圧力が加わったことを電気信号として取り出す圧電センサーを用いている。第２搬送室２２ｄ内を搬送される現像剤のレベル（嵩）が高くなるほど現像剤量検知センサー５０の検知面に加わる現像剤の圧力も大きくなるため、現像剤量検知センサー５０から送信される検知信号に基づいて現像剤量を検知可能である。

後述する図３に示すように、現像剤量検知センサー５０は第２搬送室２２ｄ内の現像剤搬送方向（図３の矢印Ａ２方向）に対し第２連通部２２ｆの上流側直近に配置されている。なお、圧電センサーに代えて、現像剤の透磁率を検出し、検出結果に相当する電圧値を出力する透磁率センサーを現像剤量検知センサー５０として用いることもできる。

第１搬送室２２ｃの底面にはトナー濃度検知センサー５１が配置されている。トナー濃度検知センサー５１は、現像容器２２内を搬送される現像剤のキャリアに対するトナーの割合（Ｔ／Ｃ）を検知するものであり、例えば、現像容器２０内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。後述する図３に示すように、トナー濃度検知センサー５１は第１搬送室２２ｃ内の現像剤搬送方向（図３の矢印Ａ１方向）に対し第１連通部２２ｅの上流側直近に配置されている。

図３は、現像装置３ａの攪拌部の構造を示す縦断面図（図２のＹＹ′矢視断面図）である。図３に示すように、現像容器２２には、仕切り部２２ｂと、第１搬送室２２ｃと、第２搬送室２２ｄと、第１連通部２２ｅと、第２連通部２２ｆとが形成されている。

第１連通部２２ｅおよび第２連通部２２ｆは、仕切り部２２ｂの長手方向の一方側および他方側（Ａ１方向側およびＡ２方向側）にそれぞれ形成されている。第１連通部２２ｅは、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄのＡ１方向（第１方向）の端部同士を連通している。第２連通部２２ｆは、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄのＡ２方向（第２方向）の端部同士を連通している。なお、第２連通部２２ｆは、第２スパイラル４４に搬送された現像剤が滞留しない十分な大きさに形成されている。そして現像剤は、第１搬送室２２ｃ、第１連通部２２ｅ、第２搬送室２２ｄ、及び第２連通部２２ｆを通過して現像容器２２内を循環する。

第１搬送室２２ｃ内に配設される第１スパイラル４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａとを有する。回転軸４３ｂは現像容器２２に回転可能に軸支されている。第１螺旋羽根４３ａは、図２の反時計回り方向に回転することによって、第１搬送室２２ｃ内の現像剤を攪拌しながらＡ１方向（現像ローラー２０の軸方向の一方側）に搬送する。

また、第１搬送室２２ｃのＡ２方向の端面には、現像容器２２内にトナーを補給するトナー補給口２３が設けられている。トナー補給口２３には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）に繋がるトナー補給経路２４が接続されている。回転軸４３ｂは、トナー補給口２３を通過し、トナー補給経路２４内まで延在している。回転軸４３ｂのトナー補給経路２４内に配置された部分には、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される補給羽根４３ｃが一体で形成されている。補給羽根４３ｃは、第１螺旋羽根４３ａと同方向を向く（同位相の）螺旋状の羽根によって形成されているとともに、第１螺旋羽根４３ａと比べて小さいピッチおよび小さい直径に形成されている。

第２搬送室２２ｄ内に配設される第２スパイラル４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、第１螺旋羽根４３ａと同方向を向く（同位相の）羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根４４ａとを有する。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２に回転可能に軸支されている。第２螺旋羽根４４ａは、図２の時計回り方向に回転することによって、第２搬送室２２ｄ内の現像剤をＡ２方向（Ａ１方向とは反対方向）に攪拌搬送しながら現像ローラー２０（図２参照）に現像剤を供給する。

第１搬送室２２ｃ内の現像剤は、第１スパイラル４３によりＡ１方向に攪拌搬送され、第１搬送室２２ｃの一方側（第１連通部２２ｅ側）に徐々に堆積していく。第１搬送室２２ｃの一方側では、現像剤は後続の現像剤に押され、第１連通部２２ｅを介して第２搬送室２２ｄに押し上げられる。

その後、現像剤は、第２スパイラル４４によりＡ２方向に攪拌搬送されながら現像ローラー２０に供給される。現像に用いられなかった現像ローラー２０上の現像剤は、現像ローラー２０から落下して第２搬送室２２ｄに回収される。そして、第２スパイラル４４により第２搬送室２２ｄの他方側（第２連通部２２ｆ側）まで搬送され、第２連通部２２ｆを介して第１搬送室２２ｃに落下する。

この現像装置３ａでは、第２搬送室２２ｄは、第１搬送室２２ｃの上方に配置される。すなわち、第１搬送室２２ｃおよび第２搬送室２２ｄは上下に配置される。これにより、現像装置３ａを水平方向に小型化することができるので、カラープリンター１００を小型化することができる。なお、カラー機であるカラープリンター１００では、４つの現像装置３ａ〜３ｄを水平方向に配置するので、現像装置３ａ〜３ｄを小型化することは特に効果的である。

図４は、第１実施形態のカラープリンター１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、カラープリンター１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、カラープリンター１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

トナー補給モーター６０は、トナーコンテナ４ａ〜４ｄ内に貯留されるトナーを現像装置３ａ〜３ｄに所定の速度で補給する。本実施形態においては、トナー濃度検知センサー５１により現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を後述する制御部８０に出力するよう構成されており、制御部８０によってトナー濃度センサー５１の出力値から現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー濃度が決定される。制御部８０は、決定されたトナー濃度に応じてトナー補給モーター６０に制御信号を送信し、トナーコンテナ４ａ〜４ｄからトナー補給口２３（図３参照）を介して各現像装置３ａ〜３ｄに所定量のトナーが補給される。

現像駆動モーター７０はギヤ列（図示せず）を介して現像装置３ａ〜３ｄ内の第１スパイラル４３及び第２スパイラル４４に連結されており、制御部８０からの制御信号に基づいて第１スパイラル４３及び第２スパイラル４４を所定の速度で回転駆動する。なお、ギヤ列を介して現像駆動モーター７０を現像ローラー２０にも連結しておくことで、現像ローラー２０の駆動源と兼用することもできる。

制御部８０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部、カラープリンター１００内の各装置に制御信号を送信したり、操作部（図示せず）や外部機器からの入力信号を受信したりするＩ／Ｆ（インターフェイス）を少なくとも備えている。

図５は、第１実施形態のカラープリンター１００の駆動制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図４を参照しながら、図５のステップに沿って現像装置３ａ〜３ｄへのトナー補給制御手順について説明する。

パソコン等の上位機器から印字命令が入力されると、制御部８０から現像駆動モーター７０に制御信号が送信され、現像装置３ａ〜３ｄ内の第１スパイラル４３および第２スパイラル４４の回転駆動が開始される。制御部８０は、現像剤量検知センサー５０から送信される検知信号に基づいて現像剤量を検知する（ステップＳ１）。現像剤量検知センサー５０は第２連通部２２ｆの上流側直近に配置されているため、第２攪拌室２２ｄから第２連通部２２ｆを通過して第１攪拌室２２ｃへ落下する現像剤量を検知する。

次に、制御部８０は現像剤量検知センサー５０の出力レベルに応じて現像装置３ａ〜３ｄへのトナー補給速度を変更する。具体的には、現像剤量検知センサー５０の検知信号の出力レベルに基づいてトナー補給速度を決定する際に用いられるトナー補給速度補正テーブルを制御部８０内のＲＯＭ（またはＲＡＭ）に記憶させておき、現像剤量検知センサー５０の検知信号の出力レベルとトナー補給速度補正テーブルとを用いてトナー補給速度を決定する。トナー補給速度補正テーブルの一例を表１に示す。

表１では、現像剤量検知センサー５０の出力値をＬｅｖｅｌ１〜６にランク分けし、Ｌｅｖｅｌ１〜６に対応するトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹ（比率）が記憶されている。ここでは出力値が２．５Ｖ以上３Ｖ未満のときＬｅｖｅｌ５（基準値）とし、そのときのトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦのＤＵＴＹを５：５としている。そして、現像剤量検知センサー５０の出力レベルが低下するにつれてトナー補給モーター６０のＯＮ時間の比率が小さくなるように（即ち、トナー補給速度が遅くなるように）ＤＵＴＹを変更する。

図５に戻って、制御部８０は現像剤量検知センサー５０の出力レベルがＬｅｖｅｌ５（基準値）またはＬｅｖｅｌ６であるか否かを判断する（ステップＳ２）。出力レベルがＬｅｖｅｌ５またはＬｅｖｅｌ６であるときは（ステップＳ２でＹｅｓ）、制御部８０はトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹを５：５に維持して（ステップＳ３）ステップＳ１に戻り、現像剤量の検知を継続する。

出力レベルがＬｅｖｅｌ５またはＬｅｖｅｌ６でないときは（ステップＳ２でＮｏ）、次に出力レベルがＬｅｖｅｌ４であるか否かを判断する（ステップＳ４）。出力レベルがＬｅｖｅｌ４であるときは（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部８０はトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹを４：６に変更する（ステップＳ５）。その後、ステップＳ１に戻り現像剤量の検知を継続する。

同様に、制御部８０は現像剤量検知センサー５０の出力レベルがＬｅｖｅｌ３、Ｌｅｖｅｌ２、Ｌｅｖｅｌ１、であるか否かを判断する（ステップＳ６、８、１０）。そして、制御部８０はＬｅｖｅｌ３であるときはトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹを３：７に変更し（ステップＳ７）、Ｌｅｖｅｌ２であるときはトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹを２：８に変更し（ステップＳ９）、Ｌｅｖｅｌ１であるときはトナー補給モーター６０のＯＮ／ＯＦＦ時間のＤＵＴＹを１：９に変更する（ステップＳ１１）。その後、何れの場合もステップＳ１に戻り現像剤量の検知を継続する。

上記の制御によれば、第２攪拌室２２ｄから第１攪拌室２２ｃのトナー補給口２３の近傍に落下する現像剤量が少ないときはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから現像装置３ａ〜３ｄへのトナー補給速度を小さくすることができる。その結果、補給トナーと合流する現像剤量が少ない場合でも、現像剤に対する補給トナーの割合（単位体積当たりの補給トナー濃度）が一定に維持される。従って、補給トナー濃度が局所的に高くなることによるカブリ画像や画像濃度ムラの発生を効果的に抑制することができる。

なお、現像装置３ａ〜３ｄへのトナー補給量はトナー濃度検知センサー５１の検知信号に基づいて決定されるため、現像剤量検知センサー５０の出力レベルとは無関係である。例えば、現像剤量検知センサー５０の出力レベルが小さい（トナー補給モーター６０のＯＮ時間の比率が小さい）場合であって、トナー濃度検知センサー５１の検知信号に基づいて決定されたトナー補給量が多い場合は、トナー補給モーター６０の駆動時間を長くすることで現像装置３ａ〜３ｄへ所定量のトナーを補給する。

図６は、本発明の第２実施形態に係るカラープリンター１００の駆動制御例を示すフローチャートである。現像装置３ａ〜３ｄの構成やカラープリンター１００の制御経路は第１実施形態と同様であるが、本実施形態では、現像駆動モーター７０によって現像装置３ａ〜３ｄの第１スパイラル４３、第２スパイラル４４の回転速度（単位時間当たりの回転数）をそれぞれ独立して変更可能となっている。必要に応じて図１〜図４を参照しながら、図６のステップに沿って現像装置３ａの制御手順について説明する。

制御部８０から現像駆動モーター７０に制御信号が送信され、現像装置３ａ〜３ｄ内の第１スパイラル４３および第２スパイラル４４の回転駆動が開始される。制御部８０は、第２スパイラル４４の単位時間当たりの回転数をＲｎ（初期値はＲ０）として回転を開始する（ステップＳ１）。また、制御部８０は、現像剤量検知センサー５０から送信される検知信号に基づいて現像剤量を検知する（ステップＳ２）。

次に、制御部８０は現像剤量検知センサー５０の出力レベル（表１に示したＬｅｖｅｌ１〜６）に基づいて第２スパイラル４４の単位時間当たりの回転数（以下、単に回転数という）を変更する。具体的には、先ず現像剤量検知センサー５０の出力レベルがＬｅｖｅｌ５（基準値）であるか否かを判断する（ステップＳ３）。出力レベルがＬｅｖｅｌ５であるときは（ステップＳ３でＹｅｓ）、第２スパイラル４４の回転数をＲ０に維持してステップＳ１に戻る。

出力レベルがＬｅｖｅｌ５でないときは（ステップＳ３でＮｏ）、次に出力レベルがＬｅｖｅｌ４以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。出力レベルがＬｅｖｅｌ４以下であるときは（ステップＳ４でＹｅｓ）、制御部８０は第２スパイラル４４の回転数をＲｎ＋１＝Ｒｎ×１．１に変更する（ステップＳ５）。

出力レベルがＬｅｖｅｌ４以下でないときは（ステップＳ４でＮｏ）、出力レベルがＬｅｖｅｌ６であるため、制御部８０は第２スパイラル４４の回転数をＲｎ＋１＝Ｒｎ×０．９に変更する（ステップＳ６）。その後、Ｒｎ＋１をＲｎに置き換えて（ステップＳ７）ステップＳ１に戻り、出力レベルがＬｅｖｅｌ５となるまで現像剤量の検知および第２スパイラル４４の回転数の変更を繰り返す。

上記の制御によれば、第２攪拌室２２ｄから第１攪拌室２２ｃのトナー補給口２３の近傍に落下する現像剤量が少ないときは第２スパイラル４４の回転数（回転速度）を大きくすることにより、第１攪拌室２２ｃから第１連通部２２ｅを通過して第２攪拌室２２ｄへ搬送される現像剤量を増加させる。一方、第２攪拌室２２ｄから第１攪拌室２２ｃのトナー補給口２３の近傍に落下する現像剤量が多いときは第２スパイラル４４の回転数（回転速度）を小さくすることにより、第１攪拌室２２ｃから第１連通部２２ｅを通過して第２攪拌室２２ｄへ搬送される現像剤量を減少させる。

これにより、第２攪拌室２２ｄから第２連通部２２ｆを通過して第１攪拌室２２ｃのトナー補給口２３の近傍に落下する現像剤量が安定化するため、第１実施形態と同様に、現像剤に対する補給トナーの割合（単位体積当たりの補給トナー濃度）が一定に維持される。従って、補給トナー濃度が局所的に高くなることによるカブリ画像や画像濃度ムラの発生を効果的に抑制することができる。また、現像容器２２内の現像剤の循環バランスも調整されるため、第２攪拌室２２ｄから現像ローラー２０への現像剤の供給も安定化する。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、攪拌搬送部材から現像ローラーに現像剤を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。攪拌搬送部材と現像ローラーとの間に磁気ローラー等の現像剤担持体をさらに設け、攪拌搬送部材から磁気ローラー等に現像剤を供給した後に、磁気ローラー等から現像ローラーに現像剤を供給してもよい。また、本実施形態では第２搬送室２２ｄが第１搬送室２２ｃの垂直上方に配置された現像装置３ａ〜３ｄを例に挙げて説明したが、第２搬送室２２ｄと第１搬送室２２ｃとが水平方向にずれた位置に配置された現像装置であってもよい。

また、上記実施形態では、現像剤量検知センサー５０を第２搬送室２２ｄ内の現像剤搬送方向（矢印Ａ２方向）に対し第２連通部２２ｆの上流側直近に配置した例について示したが、例えば、図７に示すように現像剤量検知センサー５０を第２連通部２２ｆの側面に配置してもよい。

また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンター１００に限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラー複写機、ファクシミリ等の、第１搬送室と第１搬送室の上方に配置される第２搬送室とを含む現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、第１搬送室と、第１搬送室の上方に配置される第２搬送室と、を有する現像装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤の循環バランスが変動した場合でも補給トナー濃度が局所的に高い部分を生じることがなく、カブリ画像や画像濃度ムラの発生を抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

３ａ〜３ｄ 現像装置
２０ 現像ローラー（現像剤担持体）
２２ 現像容器
２２ｂ 仕切り部
２２ｃ 第１搬送室
２２ｄ 第２搬送室
２２ｅ 第１連通部
２２ｆ 第２連通部
２３ トナー補給口
４３ 第１スパイラル（第１攪拌搬送部材）
４４ 第２スパイラル（第２攪拌搬送部材）
５０ 現像剤量検知センサー
５１ トナー濃度検知センサー
６０ トナー補給モーター（トナー補給装置）
７０ 現像駆動モーター（現像駆動装置）
８０ 制御部
１００ カラープリンター（画像形成装置）

Claims (7)

1. 第１搬送室と、前記第１搬送室の上方に配置される第２搬送室と、前記第１搬送室および前記第２搬送室の前記第１方向の下流側端部同士を連通する第１連通部と、前記第１搬送室および前記第２搬送室の前記第２方向の下流側端部同士を連通する第２連通部と、前記第１搬送室の前記第２方向の下流側端部に設けられ、前記現像容器内にトナーを補給するトナー補給口と、を有し、キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記第１搬送室内に回転可能に支持され、前記第１搬送室内の現像剤を第１方向に攪拌搬送する第１攪拌搬送部材と、
   前記第２搬送室内に回転可能に支持され、前記第２搬送室内の現像剤を前記第１方向と逆方向である第２方向に攪拌搬送する第２攪拌搬送部材と、
   前記現像容器に回転可能に支持され前記第２搬送室内の現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、を備えた現像装置と、
   該現像装置に補給するトナーを収容するトナー収容容器と、
   該トナー収容容器から前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、
   前記第１攪拌搬送部材および前記第２攪拌搬送部材を駆動する現像駆動装置と、
   前記トナー補給装置および前記現像駆動装置の駆動を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記第２搬送室から前記第２連通部を通過して前記第１搬送室の前記トナー補給口近傍に落下する現像剤量を検知する現像剤量検知センサーを備え、
   前記制御部は、前記現像剤量検知センサーの検知結果に基づいて前記トナー補給装置または前記現像駆動装置の駆動を制御することにより、前記トナー補給口の近傍において現像剤に合流する補給トナーの割合である単位体積当たりの補給トナー濃度を略一定に維持することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記現像剤量検知センサーにより検知された現像剤量が基準値よりも少なくなるにつれて前記トナー補給装置によるトナー補給速度を段階的に低下させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記現像剤量検知センサーにより検知された現像剤量が基準値よりも多い場合は前記トナー補給装置によるトナー補給速度を一定に維持することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像駆動装置は、前記第１攪拌搬送部材および前記第２攪拌搬送部材の回転速度をそれぞれ独立して変更可能であり、
   前記制御部は、前記現像剤量検知センサーにより検知された現像剤量が基準値よりも少なくなるにつれて前記現像駆動装置による前記第２攪拌搬送部材の回転速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記現像剤量検知センサーにより検知された現像剤量が基準値よりも多い場合は前記現像駆動装置による前記第２攪拌搬送部材の回転速度を低下させることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記現像剤量検知センサーにより検知される現像剤量が基準値となるまで前記現像剤量検知センサーによる現像剤量の検知および前記第２攪拌搬送部材の回転速度の変更を繰り返すことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤量検知センサーは、前記第２方向に対し前記第２連通部の上流側直近における前記第２搬送室の側面、若しくは前記第２連通部の側面に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。

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