画像形成装置
【課題】 縦攪拌型であってかつトリクル方式の現像装置を用いた画像形成装置において、剤面検知用の圧電センサ等を設けずとも、現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 駆動手段の駆動速度を制御し、トナーパターンを形成する所定領域に対応する現像室の領域に搬送される二成分現像剤量が画像形成時に比べて少なくなるようにして、トナーパターンを形成し、検知手段によりトナーパターンのトナー量を検知して、トナーパターンの検知結果に基づいて現像容器内の二成分現像剤を排出させる。
【解決手段】 駆動手段の駆動速度を制御し、トナーパターンを形成する所定領域に対応する現像室の領域に搬送される二成分現像剤量が画像形成時に比べて少なくなるようにして、トナーパターンを形成し、検知手段によりトナーパターンのトナー量を検知して、トナーパターンの検知結果に基づいて現像容器内の二成分現像剤を排出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって静電潜像を現像する現像装置、特に、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を使用する現像装置を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特にフルカラーの画像形成装置においては、現像装置を複数配置するために小型化の要望が強い。そこで、所謂縦攪拌型の現像装置等が知られている。
【０００３】
縦攪拌型の現像装置では、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤（以下、現像剤）を攪拌・搬送するための搬送スクリューが上下に隔てられた現像室、攪拌室に配置されていることが特徴である。一方の搬送スクリューは、攪拌室内の現像剤を搬送しつつ、現像剤担持体としての現像スリーブから回収した現像剤と攪拌室内における搬送する現像剤とを攪拌するために用いられる。また他方の搬送スクリューは、現像容器上側の現像室内の現像剤を搬送して現像スリーブに供給するために用いられる。このように縦攪拌型の現像装置は、現像室と攪拌室が垂直方向に配置されているため、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点があることから、例えば複数の現像装置を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。また、現像剤担持体で現像に用いられた現像剤をいったん攪拌室にて回収し、現像剤の攪拌を行うことができるためトナーの帯電量を十分にするという点からも望ましい。
【０００４】
さらに装置の小型化や高速化のために現像装置内で現像剤をより少量で高速回転させるのに伴って、現像剤に対するストレスが増大してきている。これらの結果、トナー成分の固着（スペント）などによるキャリアの劣化が早まってきている。そこで、トナーとは別に、キャリアを単独あるいはトナーと混合した状態で現像容器内に補給するトリクル現像方式が採用されるようになってきた。このトリクル現像方式では、新たにキャリアやキャリアを含む現像剤を補給する一方、現像容器内の現像剤が排出されることで、現像容器内の現像剤の入れ替えが行われる。これにより、現像容器内に存在する劣化したキャリアが占める割合を少なくして、劣化キャリアによる画質低下を抑えることができる。
【０００５】
上記のような縦攪拌型の現像装置における剤循環経路は、現像室と攪拌室を隔てる隔壁の長手方向両端部に設けられた連通部を通って、攪拌室から現像室へ受け渡される。この受け渡される現像剤のすべてが現像室の下流端に到達するわけではなく、途中で現像剤担持体に供給されて現像域を通過して、攪拌室に回収される成分が存在する。
【０００６】
この現像剤担持体への現像剤の受け渡しは、現像剤担持体の長手方向ほぼ全域にわたってなされる。このため、現像室内において搬送スクリューにより搬送される現像剤の量は、現像剤搬送方向上流側から下流側にいくに従い徐々に減少する傾向がある。一方、攪拌室において搬送スクリューにより搬送される現像剤の量は、搬送方向上流側から下流側にいくに従い徐々に増加する傾向がある。つまり、一般的に縦攪拌型の現像装置では搬送スクリューの現像剤搬送方向で剤面高さが傾いてしまう。
【０００７】
そこで、圧電センサを現像容器内に設けるといった方法により、現像容器内の剤面高さを検知し、その検知結果に基づいて剤面の片寄りを適正にする構成が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９２５１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、圧電センサを現像容器内に設けて、現像容器内の剤面高さを検知する方法では、圧電センサの配置や検知精度に影響されてしまう。即ち、現像容器内における現像剤の分布の影響を受けやすく、また圧電センサ表面に現像剤が付着してしまうことで誤検知する恐れがある。
【００１０】
また、縦攪拌型でかつトリクル方式の現像装置では、現像容器内の剤面の傾きに加えて現像剤量も変動する。そのため、現像剤量が少なくなりすぎると、現像容器内の剤面の傾きと合わさって現像室の現像剤搬送方向下流での現像剤の不足による現像剤担持体表面に担持される現像剤の載り量が均一にならない、つまり現像剤コート不良が起こる恐れがある。また、現像容器内の現像剤量が多くなりすぎると、現像容器と現像剤担持体との隙間から剤が溢れだす剤溢れや、搬送手段のロック（停止）が起こる恐れがある。
【００１１】
そこで、本願発明では現像容器内に剤面検知用の圧電センサ等を設けずとも、現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良であったり、現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は以下の画像形成装置にて解決される。
【００１３】
即ち、静電潜像を形成する像担持体と、現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を現像容器外に排出する排出口と、を備え、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する現像装置と、前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて前記排出口から排出される現像剤量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良であったり、現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施例１に係る現像装置の長手方向に垂直な断面図である。
【図３】実施例１に係る現像装置の長手方向の断面図である。
【図４】実施例１に係る駆動部の駆動速度とコート不良が発生する現像剤量との関係を示す図である。
【図５】実施例１に係る制御回路のブロック図である。
【図６】実施例１に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【図７】実施例２に係る駆動部の駆動速度とコート不良が発生する現像剤量との関係を示す図である。
【図８】実施例２に係る制御回路のブロック図である。
【図９】実施例２に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【図１０】実施例３に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施例１］
図１に、本発明が適用できる画像形成装置の一実施形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略構成図を示す。
【００１７】
本実施形態にて、画像形成装置は、４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を備え、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としての矢印方向（反時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備え、その周囲には、帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム１の図上方に配置した露光手段としてのレーザービームスキャナ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、クリーニング手段１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）などからなる画像形成手段を有する。
【００１８】
各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは同様の構成であり、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに配置された感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ等についても同様の構成である。従って、以下、説明においては、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを「感光体ドラム１」と総称する。同様に、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに配置された帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザービームスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、クリーニング手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄのような画像形成手段も又、各画像形成部においてそれぞれ同じ構成のものなので、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザービームスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、クリーニング手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、それぞれ、帯電器２、レーザービームスキャナ３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング手段１９と総称して、以下説明する。本実施例では、複数の色のトナーを用いて画像を形成するフルカラー画像形成装置を用いて説明するが、モノクロの画像形成装置であっても本発明は適用可能である。
【００１９】
上記構成の画像形成装置における画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム１は、上記のレーザービームスキャナ３により露光が行われる。レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵しており、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。これにより、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって現像され、トナー像とされる。上記工程を各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ毎に行うことによって、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。更に、画像形成部Ｐの下方位置には、中間転写体である中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は無端ベルトであり、ローラ５１、５２、５３に懸架され、矢印方向に移動可能とされる。各色トナー像は、その後中間転写ベルト５へと転写され、さらに中間転写ベルト上から記録材へとこれらのトナー像が転写される。その後、定着装置１６によって記録材へと転写されたトナー像が定着され、定着画像となる。
【００２０】
ここで、感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６によって中間転写ベルト５に転写される。これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。さらに、各色トナー像の形成タイミングを合わせるために中間転写ベルト５の上部には色ずれを検知する色ずれ検知センサであるレジ検センサ６０が設けられ、検出用に形成されたトナー像（以下、トナーパターン）をその読取位置に搬送された際に順次検出する。その検出タイミングから、各色トナーパターンの中心位置検出タイミングを算出し、この中心位置検出タイミングを用いて中間転写ベルト上に形成される各色トナー像を正しく重ねることが出来る。また、感光体ドラム１上に転写されずに残った転写残トナーはクリーニング手段１９に回収される。
【００２１】
この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給紙カセットから取り出され、給紙ローラ１３、給紙ガイドを経由して進行した紙などの転写材Ｓに、二次転写手段としての二次転写ローラ１０の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段１８に回収される。
【００２２】
一方、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１６に送られ、画像の定着が行われ、排紙トレー１７に排出される。
【００２３】
尚、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、現像装置４の構成と動作について説明する。図２及び図３は本実施形態に係る現像装置４の断面図であり、所謂、縦攪拌型の現像装置となっている。縦攪拌型の現像装置とは、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と現像スリーブから現像剤を回収し攪拌する攪拌室とが鉛直方向上下に設けられた現像装置のことを言う。現像室と攪拌室が垂直方向に配置されているため、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点があることから、例えば複数の現像装置を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。また、現像剤担持体で現像に用いられた現像剤をいったん攪拌室にて回収し、現像剤の攪拌を行うことができるためトナーの帯電量を十分にするという点からも望ましい。
【００２５】
本実施形態に係る現像装置４は、現像容器２２を備え、現像容器２２内に現像剤としてトナーとキャリアを含む二成分現像剤（以下、現像剤）が収容されている。また、現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材２９とを有している。
【００２６】
本実施形態にて、現像容器２２の内部には、鉛直方向（重力方向）に対して略中央部が図２における紙面に垂直方向に延在する隔壁２７によって現像室２３と攪拌室２４に鉛直方向上下に区画されている。更に、現像剤は現像室２３及び攪拌室２４に共に収容されている。ここで、現像室２３が鉛直方向上部に設けられているが、鉛直方向下部に設けても良い。
【００２７】
また、図３に示すように、現像室２３及び攪拌室２４には、現像剤搬送手段として、第一及び第二の搬送部材である第一及び第二の搬送スクリュー２５、２６がそれぞれ配置されている。第一の搬送スクリュー２５は、現像室２３に現像スリーブ２８の軸方向（長手方向）に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第二の搬送スクリュー２６は、攪拌室２４内に第二の搬送スクリュー２６とほぼ平行に配置され、攪拌室２４内の現像剤を軸線方向に沿って第一の搬送スクリュー２６と反対方向に搬送する。このように、第一及び第二の搬送スクリュー２５、２６の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の開口部（即ち、連通部）１１、１２を通じて現像室２３と攪拌室２４との間で循環される。
【００２８】
なお、第一の搬送スクリュー２５は外径Φ２０ｍｍ、軸径６ｍｍ、ピッチ２５ｍｍの形状で回転速度は６５０ｒｐｍに設定している。また、第二の搬送スクリュー２６についても同様に外径Φ２０ｍｍ、軸径６ｍｍ、ピッチ２５ｍｍの形状で回転速度は６５０ｒｐｍに設定している。
【００２９】
本実施形態においては、現像容器２２の感光体ドラム１に対向した位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光体ドラム方向に一部露出するように回転可能に設けられている。
【００３０】
ここで、現像スリーブ２８と感光体ドラム１とを近接配置することによって、現像域に搬送した現像剤を磁気ブラシの状態で感光体ドラム１と接触させて現像を行う、所謂接触現像方式を用いている。ただし、この方式に限定されず非接触現像方式としても良い。なお、この現像スリーブ２８はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２８ｍが非回転状態に固定されている。このマグネットローラ２８ｍは、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ２と、更に、穂切り部材２９に対向して配置された磁極Ｓ１、磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ１、現像室２３及び攪拌室２４にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ２及びＮ３を有している。また、画像形成時における現像スリーブ２８の回転数は５５０ｒｐｍに設定されている。
【００３１】
現像スリーブ２８は、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転し、穂切り部材である規制ブレード２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤を担持して、これを感光体ドラム１と対向した現像域に搬送し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする。
【００３２】
規制ブレード２９は、現像スリーブ２８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材２９ａと、鉄材のような磁性部材２９ｂで構成され、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この穂切り部材２９の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアが磁気ブラシの状態で通過して現像域へと送られる。
【００３３】
また、現像容器２２には排出口４０が設けられている。そして、この排出口４０から現像容器内に収容されているトナーとキャリアを含む現像剤が溢れるようにして現像容器外へと排出され、回収容器４１へと回収される。このようにして、主に劣化したキャリアを排出口４０から排出し新しいキャリアを補給することで現像容器内の現像剤を入れ替えている。そのため、現像容器内の劣化した現像剤が占める割合を少なくして、劣化キャリアによる画像低下を抑制している。また、本実施例では、排出口４０は現像室２３の中心位置よりも搬送方向下流側であって、ホッパーから現像剤が補給される位置よりも上流側に位置している。この位置とすることで、補給されたばかりの現像剤がすぐに排出口４０から排出されないようにしている。ただし、この位置に限定されず攪拌室２４に排出口４０を設ける等しても良い。
【００３４】
本実施形態における現像剤の補給方法についても、図２及び図３を用いて説明する。
現像装置４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用の補給現像剤を収容するホッパー３１が着脱可能に取り付けられている。トナー補給手段を構成するこのホッパー３１は、下部にスクリュー状の搬送部材３２を備え、搬送部材３２の一端が現像装置４の前端部に設けられた現像剤補給口３０の位置まで延びている。
【００３５】
画像形成によって消費された分のトナーは、搬送部材３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー３１から現像剤補給口３０を通過して、現像容器２２に補給される。このようにしてホッパー３１から現像装置４に補給現像剤が補給される。
【００３６】
補給現像剤量は、搬送部材である搬送部材３２の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しない補給量制御手段によって制御する。本実施例では、消費したトナーの量だけ補給している。ここで、トナー消費量の測定方法については、トナー像のトナー付着量を光学的に検知するものや、出力画像の画像信号から求まるビデオカウント値によって推測する方法等が知られているが、いずれかの方法を選択しても良い。また、キャリアのみ補給しても良いが、少なくともキャリアを含む補給現像剤を補給することとする。
【００３７】
図５は、本実施例に係る制御回路のブロック図である。画像形成装置１００は動作を統括的に制御する制御手段１１０を有する。制御手段１１０は、トナーパターン発生部８１、メモリ手段７４、メモリ手段７４に記憶されたプログラム、データに従って画像形成装置１００をシーケンス動作させるＣＰＵ７１を有する。ＣＰＵ７１には、レジ検センサ６０の出力が接続され、ＣＰＵ７１は、レジ検センサ６０の出力の変化を検知することができる。又、ＣＰＵ７１は、現像容器２２に設けられた現像スリーブと第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する駆動手段である駆動部７２（駆動モータ）を制御して、現像スリーブ２８や第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を制御する。
【００３８】
ここで、現像容器内において、現像剤が劣化して現像剤面の傾きが大きくなる、又は、現像容器内の現像剤量が変動して現像剤量が少なくなると、現像室２３の現像剤搬送方向下流で現像剤が少なくなる。更に、現像室２３の現像剤搬送方向下流で現像剤がある所定の量よりも少なくなると、その現像室２３の現像剤搬送方向下流において現像スリーブ２８に現像剤を供給することができなくなり、現像スリーブ上の現像剤搬送方向下流と対向する領域でコート不良を引き起こす。現像スリーブ上でコート不良が起きると出力される画像においても濃度ムラや一部が抜けてしまう白抜け等の画像不良が起こる。そのため、画像形成時において現像スリーブへと現像剤を供給する現像室２３の現像剤搬送方向下流の現像剤が所定の量よりも少なくなることを抑制したい。
【００３９】
ここで、本実施例では感光ドラムの所定領域に検知用のトナーパターンを形成して、画像不良の発生を検知している。尚、出力画像のトナー濃度を検知するために形成する所謂トナーパッチとは少し目的が異なる。
【００４０】
この検知用のトナーパターンの形成方法としては、トナーパターン発生部８１からの信号により所定のパターンを形成するようにレーザービームスキャナ３を制御して感光ドラム上にトナーパターンの静電潜像を形成し、現像装置により現像する。その感光ドラム上に形成された検知用のトナーパターンは、中間転写ベルト５に転写され、レジ検センサ６０でそのトナーパターンの付着量（以下、トナーパターン濃度）を検知することが出来る。しかし、現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域Ａで現像剤が不足している場合、領域Ａにおいて現像スリーブへの現像剤の供給が不十分となり、感光体ドラムや中間転写ベルト上にトナーパターンが形成出来ず、レジ検センサ６０でトナーパターン濃度を検知することができなくなる。ここで、領域Ａはトナーパターンを形成する感光体ドラムの所定領域へと現像剤を供給する領域であり、この領域Ａで供給した現像剤がトナーパターンの形成に用いられる。また、所定領域は現像剤の供給が不足し易い現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域と対応する領域であることが望ましい。
【００４１】
このときに、色ずれ検知手段であるレジ検センサをトナーパターンのトナー量の検知手段としても用いているため、色ずれ検知とトナーパターンのトナー量検知を共に行うことが可能で、ダウンタイムの発生を抑制することが出来る。本実施例において、レジ検センサ６０は、発光素子として発光体であるランプやＬＥＤ等の光源と、受光素子としてレジストレーション補正用のトナーパターンを受光するフォトダイオードと、光源に照射されたレジストレーション補正用のトナーパターンの像をフォトダイオードに結像するための光学系とから構成される。
【００４２】
本実施例において、レジ検センサ６０は、図１に示すように、複数の感光ドラム１のうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光ドラム１ｄと、その付近の一次転写面の一端を構成している駆動ローラ５１との間に位置し、中間転写ベルト５上の感光ドラム１ｄより下流の位置において、中間転写ベルト５上に、トナーパターン発生部８１の信号によって形成されたレジストレーション補正用のトナーパターンを読み取るようになっている。
【００４３】
つまり、レジ検センサ６０で検出したトナーパターンの量によって、現像スリーブ上のコート不良についても検知することが出来る。尚、本実施例ではトナーパターンからの反射光量を検知することによって、トナーパターンのトナー量を検知しているが、トナーパターンからの反射光の反射位置を検知することでトナー量を検知する等しても良い。また、トナーパターンのトナー量の検知としては、トナーが付着しているかどうか判定する場合も含む。
【００４４】
図３の領域Ａは、本実施例におけるトナーパターンの形成位置について示した図である。図３に示すようにトナーパターンの形成位置としては、現像室の現像剤搬送方向下流側であるＡの領域と現像スリーブを挟んで向かい合う、即ち現像室の現像剤搬送方向下流側であるＡの領域と対応する感光体ドラムの所定領域に形成されている。ただし、この位置に限定されず、現像室の中心よりも現像剤搬送方向下流側に位置する領域と現像スリーブを挟んで向かい合う感光体ドラム１の所定領域に形成すれば良い。
【００４５】
以下に、本発明者らが実験を行って求めた、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度とコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量との関係を示す。本発明者らが行った実験では、まず現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を画像形成時の駆動速度よりも遅くして、現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域（図３の領域Ａ）から現像剤を供給される感光体ドラムの領域にトナーパターンとして３ｃｍ×１ｃｍの黒色のベタ画像である黒ベタの帯状のトナーパターンを形成した。ただし、マゼンタやイエロー等でトナーパターンを形成しても良い。
【００４６】
ここで、画像形成時の駆動部７２の駆動速度は前述した通り、現像スリーブ２８で５５０ｒｐｍ、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６で６５０ｒｐｍである。この画像形成時の駆動部の駆動速度を１（画像形成時比率１）とした時に、０．９（４９５ｒｐｍ、５８５ｒｐｍ）、０．８（４４０ｒｐｍ、５２０ｒｐｍ）、０．７（３８５ｒｐｍ、４５５ｒｐｍ）と駆動速度を下げた状態でトナーパターンを形成した。その時のトナーパターンのトナー量（以下、トナーパターン濃度と呼ぶ）を中間転写ベルト５上でレジ検センサ６０を用いて検知した。この検知結果に基づき、トナーパターン濃度が所定の閾値を超えておらずコート不良が発生したとした時の、現像容器内の現像剤量を現像容器内から取り出して測定した。
【００４７】
ここで、コート不良が発生したとする値としては、十分に現像剤が供給されているときのトナーパターン濃度に比べて０．３以下になった場合としている。また、実験で用いる現像剤量として、２３０ｇから５ｇ毎に増やしていき、コート不良が発生しなくなった時の現像剤量を、コート不良発生剤量と決定している。
【００４８】
実験では、現像剤の補給や排出は行わず、また現像容器内の現像剤に占めるトナーの重量比率である、所謂Ｔ／Ｄ比として１０％の現像剤を用いている。また、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動している駆動手段は同一の駆動部７２である。そのため、駆動部７２の駆動速度をＣＰＵ７１によって切り替え制御することにより、画像形成時比率が等しくなるように現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を切り替えることができる。
【００４９】
図４は、上記実験により得られた結果であり、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の画像形成時比率と現像スリーブ上でのコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量との関係を示した図である。
【００５０】
コート不良発生剤量とは、現像室から現像スリーブ２８に現像剤を供給できなくなり現像スリーブ上でコート不良が発生する現像容器内の現像剤量とする。つまり、コート不良発生剤量以下の現像剤量では、現像スリーブ上でコート不良が発生することを意味する。また、図４では、横軸を現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の画像形成時比率とし、縦軸を現像スリーブ上でのコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量としている。
【００５１】
次に本発明の特徴である、現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の制御について図６に示すフローチャートを用いて以下で説明する。
【００５２】
本発明の目的は、現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良の発生を抑制することである。また、現像容器内の現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックについても抑制することである。
【００５３】
現像容器内の現像剤量が少なくなると、現像室２３の現像剤の搬送方向下流側で現像剤が少なくなり、現像スリーブ２８に現像剤を供給できないために現像スリーブ上のコート不良を引き起こす恐れがある。一方で、現像剤量が多くなりすぎると、主に攪拌室２４から現像室２３に現像剤を汲み上げる連通部１１における現像剤の溢れや、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６がロックする（停止する）といった問題が起こる恐れがある。
【００５４】
そのため、これらの問題を解決するために、現像容器内の現像剤量の変動を抑えて、現像剤量を所定範囲に収める必要がある。以下、現像容器内の現像剤量を所定範囲に収めるための、本発明における現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の制御について詳しく説明する。
【００５５】
縦攪拌型の現像装置において、現像スリーブと第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を遅くすると、現像剤が搬送される速度が遅くなる。すると、第二の搬送スクリューで搬送される現像剤の速度も低下する為、攪拌室２４から現像室２３へ汲みあげられる現像剤の勢いも低下し、現像室２３への現像剤の汲み上げ量が少なくなってしまう。すると、現像室側の剤量が少なくなって現像剤搬送方向下流側で剤面高さが低くなることになり、現像スリーブに現像剤を供給できずにコート不良が発生する。
【００５６】
このため、縦攪拌型の現像装置では図４に示すように駆動速度を遅くすることで、コート不良が発生する現像容器内の現像剤量というものが多くなってゆく。つまり、現像スリーブと第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど、コート不良を抑制するにはより多くの現像剤量が必要となる。そのため、これを利用して現像容器内の現像剤量を推測することができる。
【００５７】
本実施例で用いる現像装置では、画像形成時における現像容器内の現像剤量が２４０ｇ以下になると、現像室の現像剤搬送方向下流において、現像剤を供給できないために現像スリーブのコート不良を引き起こす。一方、現像剤量が３３０ｇより多くなると汲み上げ部の現像スリーブと現像容器の隙間から現像剤が溢れたり、第一、第二のスクリューがロックするといった問題が起こる。そのため、本実施例の現像装置では、余裕を見るため、現像容器内の現像剤量を２６０〜２９０ｇの範囲内に収めるようにしている。
【００５８】
以下、現像容器内の現像剤量の変動を抑える制御について詳しく説明する。ＣＰＵ７１は画像形成終了後の後回転時に、第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の搬送速度から１０％遅くした９０％の駆動速度になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０１）。トリクル方式において補給される現像剤のキャリアとトナーの混合比が決まっていれば（例えば、本実施例ではトナー：キャリア、９：１）、トナーの消費量からキャリアの補給量が決まる。ここで本実施例ではキャリアが２０ｇ補給された直後の後回転で、図６に示すトナーパターン濃度の検知を始めることとしている。
【００５９】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリュー２５、２６と現像スリーブ２８の駆動速度を画像形成時の９０％（画像形成時比率０．９）として、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ１０２）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていなければ、図４から現像容器内の現像剤量は２７０ｇ以下であることがわかる。画像形成時において現像容器内の現像剤量が２４０ｇ以下になると現像スリーブ２８への現像剤の供給が出来なくなり、コート不良が発生する。そのため、画像形成時にコート不良が発生する現像剤量まであまり余裕がないので、現像剤をなるべく排出させないように現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６の駆動を停止する（Ｓ１０３）。
【００６０】
ここで、Ｓ１０２ではレジ検センサ６０の出力するトナーパターン濃度が所定の閾値を下回った場合に、コート不良と判定している。ここで、閾値としては十分に現像剤が供給されているときのトナーパターン濃度に比べて０．３以下になった場合としてあるが、それに限定されず適当な値とすれば良い。
【００６１】
一方、レジ検センサ６０の検知により、トナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、Ｓ１０４へと移り、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブ２８の駆動速度が画像形成時の８０％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０４）。
【００６２】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブ２８の駆動速度が画像形成時の８０％になった後、現像室における現像剤の搬送方向下流側に相当する領域にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いて、トナーパターン濃度を検知する（Ｓ１０５）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、強制排出モード１へと移る（Ｓ１０６）。つまり、ここでは図４から現像容器内の現像剤量が２７０ｇ〜３００ｇであることがわかる。そのため、現像容器内の現像剤量を少しだけ減らすために、強制排出モード１へと移り、現像剤量を１０ｇ程度吐き出すこととする。
【００６３】
その強制排出モード１の吐き出し方法について説明する。現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を、画像形成時の駆動速度の１２０％（画像形成時比率１．２）の速度へと切り替えた上で、駆動時間として５秒空回転させてから駆動部７２の駆動を停止する。
【００６４】
また、トナーパターンを形成しない通常の後回転時であれば、画像形成時と同じ駆動速度で５秒程度空回転させてから、駆動部７２の駆動を停止する。
【００６５】
第一、第二搬送スクリューの回転数を上げると、現像剤が搬送される速度が速くなる。すると、第二搬送スクリューで搬送される現像剤の速度が上がるため、現像室への現像剤の汲み上げ量が多くなり、現像室の搬送方向下流側に配置された排出口４０近傍での剤面が高くなるため現像剤の排出量が増える。Ｓ１０５においてトナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の７０％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０７）。
【００６６】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の７０％になった後、同様にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いて、トナーパターン濃度を測定する（Ｓ１０８）。このときのトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、現像容器内の現像剤量が３００〜３３０ｇであることがわかる。そのため、現像剤量を考慮して強制排出モード２にうつる。強制排出モード２は、より多く排出する必要があるため後回転時に、駆動速度を１２０％で駆動時間として１５秒空回転をいれた上で駆動部７２の駆動を停止する（Ｓ１０９）。
【００６７】
Ｓ１０８においてトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていれば、現像剤量は３３０ｇ以上と推測されるので、ＣＰＵ７１は駆動部７２の駆動速度が画像形成時の１２０％になるように駆動手段を制御した上で、２０秒空回転を行い（Ｓ１１０）、その後Ｓ１０１に戻る。ここで駆動速度を１２０％にした時の現像剤の排出量は２ｇ／ｓ程度なので現像剤量が３３０ｇ以上あれば２０秒空回転させた時の現像剤排出量は４０ｇ現像剤量を減らすことが出来る。尚、本実施例では複数の駆動速度でトナーパターンを形成しているが、１つの駆動速度でトナーパターンの形成を行っても良い。
【００６８】
また、例えば記録材として厚紙が用いられるときに、プリントスピードを通常の画像形成時の半分にするモード（１／２速モード）が知られている。このような１／２速モードにおいては、１／２速モードにおける画像形成時の第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度を画像形成時の駆動速度とする。それに対して駆動部の駆動速度を９５％、９０％に制御してトナーパターンを形成する。
【００６９】
以上説明してきた通り、本発明の特徴としては、ＣＰＵにより駆動部の駆動速度を画像形成時と異ならせて、画像形成時に比べてトナーパターンを形成する所定領域へと供給する現像剤量が少ない状態でトナーパターンを形成する。さらに、検知手段であるレジ検センサによりこのトナーパターンのトナー量を検知して、このトナーパターンの検知結果に基づいて現像容器内の現像剤量を制御することである。このような構成とすることにより、現像容器内の現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良の発生を抑制することができる。また、現像剤が多すぎるときの、剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる。
【００７０】
尚、本実施例では、光学式の検知手段を用いてトナーパターンからの反射光量を検知してその検知結果に基づいて、コート不良検知をしているが、超音波センサを用いてトナーパターンのトナー高さを検知して、その検知結果に基づいてコート不良検知としても良い。
【００７１】
また、検知用のトナーパターンとしては、出力される画像のトナー濃度を検知するパッチや、ブレードに潤滑剤としてトナーを供給する所謂、黒帯を兼ねるものであっても良い。
【００７２】
また、転写材として厚紙を用いるときに画像形成速度を通常の半分にする２分の１速モードがあるが、この場合には２分の１速モードからさらに搬送スクリューの駆動速度を遅くしてトナーパターンの形成を行うこととする。
【００７３】
また、検知開始タイミングは後回転時としているが、スタンバイからプリントを行うまでの準備期間である前回転時や、プリントジョブ実行時に割り込ませて検知開始をする構成としても良い。
【００７４】
また、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６で駆動速度を切り替えているが、現像スリーブ２８と第二の搬送スクリュー２６のみや、現像スリーブ２８と第一の搬送スクリュー２５のみの駆動速度を切り替えるとしても良い。
【００７５】
また、本実施例では中間転写体上でトナーパターンの検知を行っているが、これに限定されず感光ドラム上や記録紙上でトナーパターンの検知を行っても良い。
【００７６】
［実施例２］
本実施例における画像形成装置、及び現像装置の構成は実施例１とほぼ同様であるためこれらの説明については省略する。本実施例では駆動手段が現像スリーブ２８を駆動する第一駆動部７２ａと、第一、及び第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する第二駆動部７２ｂがそれぞれ独立した別個の駆動部であることを特徴としている。そのため、本実施例のトナーパターン形成時の駆動速度として、現像スリーブ２８の駆動速度Ｖｓは変えず、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度Ｖｈのみを切り替えて制御している。つまり、本実施例では現像スリーブ２８の駆動速度Ｖｓと第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度Ｖｈとの駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを、トナーパターンの形成時に画像形成時の駆動速度比と変えている。このように本実施例では、トナーパターンの形成時に駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを画像形成時よりも大きくした状態で行う。駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを画像形成時よりも大きくすることで、トナーパターンを形成する領域と現像スリーブを挟んで向かい合う現像室の領域の現像剤を少なくした状態でトナーパターンを形成し、のコート不良がより発生し易いようにしている。
【００７７】
ここで、本実施例における制御回路のブロック図を図８に示す。実施例１とほとんど同じ構成であるため、重複する部分の説明については省く。本実施例の制御回路では、現像スリーブ２８を駆動する第一駆動部７２ａと、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する第二駆動部７２ｂとに別れている。そのため、実施例１とは違って、現像スリーブ２８と、第一、第二搬送スクリュー２５，２６とをそれぞれ別に制御することができる制御回路としている。
【００７８】
図７では、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度の画像形成時比率とコート不良が発生する現像容器内の現像剤量との関係を図示している。この実験方法としては実施例１に示した方法とほぼ同じであるが、本実施例の場合には、現像スリーブの駆動速度は切り替えずに同じ駆動速度のまま、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を切り替えてトナーパターンを形成している。そのときの、コート不良が発生する現像容器内の現像剤量を測定してある。
【００７９】
ここで、トナーパターン形成時の第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど、コート不良が検知される現像容器内の現像剤量は多くなっている。これは、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど現像剤の搬送力が小さく、連通部１１における汲み上げ性が低くなるためである。さらに、現像スリーブの駆動速度に対する第一の搬送スクリューの駆動速度の相対的な速度比が下がるため、現像室で搬送される現像剤量に比べて、現像スリーブが現像室から攪拌室に搬送する現像剤量が相対的に多くなるためである。そのため、現像室における剤面、特に現像剤搬送方向下流側における剤面が低くなり、現像容器内の現像剤量が多くともコート不良が発生し易くなっている。
【００８０】
以下で、現像容器内の現像剤量の変動を抑える制御について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。本実施例においては、トナーパターン形成時の現像スリーブ２８の駆動速度は画像形成時の駆動速度と同じであり、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を切り替えて遅くしている。
【００８１】
ＣＰＵ７１は画像形成終了後、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ２０１）。ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ２０２）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、図７から現像容器内の現像剤量が２６０ｇ以下であることがわかり、画像形成時に現像スリーブ２８でコート不良が発生する現像剤量まであまり余裕がない。そのため、現像剤をなるべく排出させないように現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６の駆動を停止する（Ｓ２０３）。
【００８２】
Ｓ２０２においてトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を画像形成時の９０％になるように第二駆動部７２ｂを制御する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９０％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ２０５）。ここでコート不良が発生していれば現像剤量が、２６０ｇ〜２８０ｇであることがわかる。そのため、現像容器内の現像剤量を考慮して、強制排出モード１にうつる。
【００８３】
強制排出モード１における吐き出し方法としては、現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６との駆動速度比を変える事で行う。ここで、第一の搬送スクリュー及び第二の搬送スクリューが搬送する現像剤量が、現像スリーブ２８が搬送する現像剤量よりも相対的に十分大きければ、現像室内の剤面の傾きは小さくなり、排出口４０近傍における剤面が高くなる。そこで、現像スリーブの駆動速度を下げることで、強制的に現像剤を排出することとする。強制排出モード１では現像スリーブの駆動速度を画像形成時の５０％とした上で、５秒空回転をさせる（Ｓ２０６）。空回転させた時の現像剤の吐出し量は２ｇ／ｓなので、５秒空回転させることで１０ｇ排出することが出来る。また、このように現像スリーブ２８の回転速度を遅くして現像剤の排出を行うことは、現像剤劣化を抑制できることから、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を速めて現像剤の排出を行うよりも望ましい。
【００８４】
Ｓ２０４においてトナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の８５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ２０７）。
【００８５】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の８５％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ２０８）。ここでトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ現像剤量が、２８０〜３００ｇであることがわかる。現像剤量を考慮し、強制排出モード２に移る（Ｓ２０９）。強制排出モード２では、強制排出モード１よりも現像剤を多く排出する必要があるため、現像スリーブの駆動速度を画像形成時の５０％とした上で１０秒空回転をさせる（Ｓ２０９）。一方、トナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、現像剤量は３００ｇ以上あるので、強制排出モード３に移る。強制排出モード３として、現像スリーブの駆動を止めて、第一、第二の搬送スクリューのみを１０秒駆動し、現像剤の吐き出しを行った後（Ｓ２１０）、Ｓ２０１に戻る。ここで現像スリーブの駆動を止めて第一、第二の搬送スクリューのみを駆動したときの現像剤の吐出し量は４ｇ／ｓなので現像剤量が３００ｇ以上あれば１０秒吐き出しても２６０ｇ程度までしか現像剤量が減らないず、適正な現像剤量に収めることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施例のような構成とすることにより、現像容器内の現像剤量を検知し現像剤の排出量の制御を行うことで、現像容器内の現像剤量を最適化して所定範囲にすることが望める。また実施例１のように現像スリーブ２８を画像形成時よりも高速で駆動させる必要がないので、現像剤の劣化をより抑制することができる。
【００８７】
尚、本実施例ではトナーパターン形成時に現像スリーブ２８の駆動速度は変えずに、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度のみを切り替えているが、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度は変えずに、現像スリーブ２８の駆動速度のみを変えるとしても良い。その場合には、現像スリーブ２８の駆動速度を速める構成とする。これにより、現像容器内の現像剤の傾きを大きくした状態で、トナーパターンの形成が可能となる。
【００８８】
また、後回転時に現像剤量検知を開始しているが、これに限定されず画像形成中に現像剤量検知を開始しても良い。その場合には、紙間であったり、画像形成領域外の非画像形成領域にトナーパターンを形成することとする。
【００８９】
［実施例３］
本実施例における画像形成装置、及び現像装置の構成、検知動作は実施例２とほぼ同様であるのでこれらの説明については省略する。本実施例における特徴としては、補給剤収容部を２つ設けてキャリアとトナーとを別々に収容して、それぞれ別個に補給する構成としている。更に、強制排出モードは行わずに、補給モードを行うことを特徴としている。また、画像形成中に検知開始をすることとし、トナーパターンは画像形成時に非画像形成領域に形成することを特徴としている。前回のトナーパターン形成時から補給するキャリア量が３０ｇに達した時点で検知をスタートする。
【００９０】
図１０に示すように、ＣＰＵは補給するキャリア量が３０ｇに達した画像形成時、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が通常の画像形成時の９７％になるように第二駆動部７２ｂを制御する。（Ｓ３０１）画像形成中であっても、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９７％になった後に、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ３０２）。ここで、トナーパターンを形成する感光体ドラム１の領域は、現像室の現像剤搬送方向下流側と現像スリーブ２８を挟んで向かい合う領域であってかつ画像形成領域外（非画像形成領域）であることが望ましい。というのも、この構成であれば画像形成と同時にトナーパターンも形成できるため、余計なダウンタイムを発生させることなく、コート不良検知を行うことが出来るためである。
【００９１】
このとき（Ｓ３０２）、トナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、図７から現像剤量は２５０ｇ程度以下であることがわかる。画像形成時において現像スリーブ上にコート不良が発生する現像剤量は２４０ｇであるため現像剤量の下限のラチチュードが少ないので、本実施例においては、ＣＰＵ７１が図示しない補給量制御手段に信号を出してスクリュー状の搬送部材３２を制御させ、強制補給モードとしてキャリアを１５ｇ補給して、画像形成動作を続ける。（Ｓ３０３）一方、Ｓ３０１においてコート不良が発生していなかった場合、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ３０４）。
【００９２】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になった後、現像室における現像剤の搬送方向下流側にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ３０５）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ現像剤量が、２５０ｇ程度〜２６０ｇであることがわかる。ＣＰＵ７１は図示しない補給量制御手段に信号を出して、強制補給モードとしてキャリアを５ｇ補給させつつ、画像形成動作を続ける（Ｓ３０６）。一方、Ｓ３０５において所定の濃度が出ていればキャリアの補給を停止して、画像形成動作を続ける（Ｓ３０７）。
【００９３】
尚、本実施例は実施例１や実施例２と組み合わせて、現像剤量が過剰なときは強制排出モードを行っても良い。
【００９４】
また、キャリアとトナーとを別々に収容して、それぞれ別個に補給する構成としているが、キャリアとトナーとを別々に収容した上で、互いに混合して補給する構成としても良い。また、キャリアとトナーを始めから混合してある補給容器から現像剤の補給を行っても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
２２ 現像容器
２３ 現像室
２４ 攪拌室
２５ 第一の搬送スクリュー
２６ 第二の搬送スクリュー
２８ 現像スリーブ（現像剤担持手段）
３０ 現像剤補給口
３１ トナーホッパー（補給手段）
３２ 搬送部材
４０ 排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって静電潜像を現像する現像装置、特に、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤を使用する現像装置を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特にフルカラーの画像形成装置においては、現像装置を複数配置するために小型化の要望が強い。そこで、所謂縦攪拌型の現像装置等が知られている。
【０００３】
縦攪拌型の現像装置では、トナー及びキャリアを含む二成分現像剤（以下、現像剤）を攪拌・搬送するための搬送スクリューが上下に隔てられた現像室、攪拌室に配置されていることが特徴である。一方の搬送スクリューは、攪拌室内の現像剤を搬送しつつ、現像剤担持体としての現像スリーブから回収した現像剤と攪拌室内における搬送する現像剤とを攪拌するために用いられる。また他方の搬送スクリューは、現像容器上側の現像室内の現像剤を搬送して現像スリーブに供給するために用いられる。このように縦攪拌型の現像装置は、現像室と攪拌室が垂直方向に配置されているため、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点があることから、例えば複数の現像装置を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。また、現像剤担持体で現像に用いられた現像剤をいったん攪拌室にて回収し、現像剤の攪拌を行うことができるためトナーの帯電量を十分にするという点からも望ましい。
【０００４】
さらに装置の小型化や高速化のために現像装置内で現像剤をより少量で高速回転させるのに伴って、現像剤に対するストレスが増大してきている。これらの結果、トナー成分の固着（スペント）などによるキャリアの劣化が早まってきている。そこで、トナーとは別に、キャリアを単独あるいはトナーと混合した状態で現像容器内に補給するトリクル現像方式が採用されるようになってきた。このトリクル現像方式では、新たにキャリアやキャリアを含む現像剤を補給する一方、現像容器内の現像剤が排出されることで、現像容器内の現像剤の入れ替えが行われる。これにより、現像容器内に存在する劣化したキャリアが占める割合を少なくして、劣化キャリアによる画質低下を抑えることができる。
【０００５】
上記のような縦攪拌型の現像装置における剤循環経路は、現像室と攪拌室を隔てる隔壁の長手方向両端部に設けられた連通部を通って、攪拌室から現像室へ受け渡される。この受け渡される現像剤のすべてが現像室の下流端に到達するわけではなく、途中で現像剤担持体に供給されて現像域を通過して、攪拌室に回収される成分が存在する。
【０００６】
この現像剤担持体への現像剤の受け渡しは、現像剤担持体の長手方向ほぼ全域にわたってなされる。このため、現像室内において搬送スクリューにより搬送される現像剤の量は、現像剤搬送方向上流側から下流側にいくに従い徐々に減少する傾向がある。一方、攪拌室において搬送スクリューにより搬送される現像剤の量は、搬送方向上流側から下流側にいくに従い徐々に増加する傾向がある。つまり、一般的に縦攪拌型の現像装置では搬送スクリューの現像剤搬送方向で剤面高さが傾いてしまう。
【０００７】
そこで、圧電センサを現像容器内に設けるといった方法により、現像容器内の剤面高さを検知し、その検知結果に基づいて剤面の片寄りを適正にする構成が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９２５１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、圧電センサを現像容器内に設けて、現像容器内の剤面高さを検知する方法では、圧電センサの配置や検知精度に影響されてしまう。即ち、現像容器内における現像剤の分布の影響を受けやすく、また圧電センサ表面に現像剤が付着してしまうことで誤検知する恐れがある。
【００１０】
また、縦攪拌型でかつトリクル方式の現像装置では、現像容器内の剤面の傾きに加えて現像剤量も変動する。そのため、現像剤量が少なくなりすぎると、現像容器内の剤面の傾きと合わさって現像室の現像剤搬送方向下流での現像剤の不足による現像剤担持体表面に担持される現像剤の載り量が均一にならない、つまり現像剤コート不良が起こる恐れがある。また、現像容器内の現像剤量が多くなりすぎると、現像容器と現像剤担持体との隙間から剤が溢れだす剤溢れや、搬送手段のロック（停止）が起こる恐れがある。
【００１１】
そこで、本願発明では現像容器内に剤面検知用の圧電センサ等を設けずとも、現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良であったり、現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は以下の画像形成装置にて解決される。
【００１３】
即ち、静電潜像を形成する像担持体と、現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を現像容器外に排出する排出口と、を備え、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する現像装置と、前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて前記排出口から排出される現像剤量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良であったり、現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施例１に係る現像装置の長手方向に垂直な断面図である。
【図３】実施例１に係る現像装置の長手方向の断面図である。
【図４】実施例１に係る駆動部の駆動速度とコート不良が発生する現像剤量との関係を示す図である。
【図５】実施例１に係る制御回路のブロック図である。
【図６】実施例１に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【図７】実施例２に係る駆動部の駆動速度とコート不良が発生する現像剤量との関係を示す図である。
【図８】実施例２に係る制御回路のブロック図である。
【図９】実施例２に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【図１０】実施例３に係る第一、第二搬送スクリューの駆動速度の制御を示したフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［実施例１］
図１に、本発明が適用できる画像形成装置の一実施形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略構成図を示す。
【００１７】
本実施形態にて、画像形成装置は、４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を備え、各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としての矢印方向（反時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備え、その周囲には、帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム１の図上方に配置した露光手段としてのレーザービームスキャナ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、クリーニング手段１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）などからなる画像形成手段を有する。
【００１８】
各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは同様の構成であり、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに配置された感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ等についても同様の構成である。従って、以下、説明においては、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを「感光体ドラム１」と総称する。同様に、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに配置された帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザービームスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、クリーニング手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄのような画像形成手段も又、各画像形成部においてそれぞれ同じ構成のものなので、帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、レーザービームスキャナ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、クリーニング手段１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、それぞれ、帯電器２、レーザービームスキャナ３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング手段１９と総称して、以下説明する。本実施例では、複数の色のトナーを用いて画像を形成するフルカラー画像形成装置を用いて説明するが、モノクロの画像形成装置であっても本発明は適用可能である。
【００１９】
上記構成の画像形成装置における画像形成動作について説明する。まず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム１は、上記のレーザービームスキャナ３により露光が行われる。レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵しており、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。これにより、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって現像され、トナー像とされる。上記工程を各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ毎に行うことによって、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。更に、画像形成部Ｐの下方位置には、中間転写体である中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は無端ベルトであり、ローラ５１、５２、５３に懸架され、矢印方向に移動可能とされる。各色トナー像は、その後中間転写ベルト５へと転写され、さらに中間転写ベルト上から記録材へとこれらのトナー像が転写される。その後、定着装置１６によって記録材へと転写されたトナー像が定着され、定着画像となる。
【００２０】
ここで、感光体ドラム１上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６によって中間転写ベルト５に転写される。これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。さらに、各色トナー像の形成タイミングを合わせるために中間転写ベルト５の上部には色ずれを検知する色ずれ検知センサであるレジ検センサ６０が設けられ、検出用に形成されたトナー像（以下、トナーパターン）をその読取位置に搬送された際に順次検出する。その検出タイミングから、各色トナーパターンの中心位置検出タイミングを算出し、この中心位置検出タイミングを用いて中間転写ベルト上に形成される各色トナー像を正しく重ねることが出来る。また、感光体ドラム１上に転写されずに残った転写残トナーはクリーニング手段１９に回収される。
【００２１】
この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給紙カセットから取り出され、給紙ローラ１３、給紙ガイドを経由して進行した紙などの転写材Ｓに、二次転写手段としての二次転写ローラ１０の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段１８に回収される。
【００２２】
一方、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置１６に送られ、画像の定着が行われ、排紙トレー１７に排出される。
【００２３】
尚、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００２４】
次に、図２及び図３を参照して、現像装置４の構成と動作について説明する。図２及び図３は本実施形態に係る現像装置４の断面図であり、所謂、縦攪拌型の現像装置となっている。縦攪拌型の現像装置とは、現像スリーブに現像剤を供給する現像室と現像スリーブから現像剤を回収し攪拌する攪拌室とが鉛直方向上下に設けられた現像装置のことを言う。現像室と攪拌室が垂直方向に配置されているため、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点があることから、例えば複数の現像装置を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。また、現像剤担持体で現像に用いられた現像剤をいったん攪拌室にて回収し、現像剤の攪拌を行うことができるためトナーの帯電量を十分にするという点からも望ましい。
【００２５】
本実施形態に係る現像装置４は、現像容器２２を備え、現像容器２２内に現像剤としてトナーとキャリアを含む二成分現像剤（以下、現像剤）が収容されている。また、現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材２９とを有している。
【００２６】
本実施形態にて、現像容器２２の内部には、鉛直方向（重力方向）に対して略中央部が図２における紙面に垂直方向に延在する隔壁２７によって現像室２３と攪拌室２４に鉛直方向上下に区画されている。更に、現像剤は現像室２３及び攪拌室２４に共に収容されている。ここで、現像室２３が鉛直方向上部に設けられているが、鉛直方向下部に設けても良い。
【００２７】
また、図３に示すように、現像室２３及び攪拌室２４には、現像剤搬送手段として、第一及び第二の搬送部材である第一及び第二の搬送スクリュー２５、２６がそれぞれ配置されている。第一の搬送スクリュー２５は、現像室２３に現像スリーブ２８の軸方向（長手方向）に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第二の搬送スクリュー２６は、攪拌室２４内に第二の搬送スクリュー２６とほぼ平行に配置され、攪拌室２４内の現像剤を軸線方向に沿って第一の搬送スクリュー２６と反対方向に搬送する。このように、第一及び第二の搬送スクリュー２５、２６の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の開口部（即ち、連通部）１１、１２を通じて現像室２３と攪拌室２４との間で循環される。
【００２８】
なお、第一の搬送スクリュー２５は外径Φ２０ｍｍ、軸径６ｍｍ、ピッチ２５ｍｍの形状で回転速度は６５０ｒｐｍに設定している。また、第二の搬送スクリュー２６についても同様に外径Φ２０ｍｍ、軸径６ｍｍ、ピッチ２５ｍｍの形状で回転速度は６５０ｒｐｍに設定している。
【００２９】
本実施形態においては、現像容器２２の感光体ドラム１に対向した位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光体ドラム方向に一部露出するように回転可能に設けられている。
【００３０】
ここで、現像スリーブ２８と感光体ドラム１とを近接配置することによって、現像域に搬送した現像剤を磁気ブラシの状態で感光体ドラム１と接触させて現像を行う、所謂接触現像方式を用いている。ただし、この方式に限定されず非接触現像方式としても良い。なお、この現像スリーブ２８はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２８ｍが非回転状態に固定されている。このマグネットローラ２８ｍは、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ２と、更に、穂切り部材２９に対向して配置された磁極Ｓ１、磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ１、現像室２３及び攪拌室２４にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ２及びＮ３を有している。また、画像形成時における現像スリーブ２８の回転数は５５０ｒｐｍに設定されている。
【００３１】
現像スリーブ２８は、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転し、穂切り部材である規制ブレード２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された現像剤を担持して、これを感光体ドラム１と対向した現像域に搬送し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像してトナー像とする。
【００３２】
規制ブレード２９は、現像スリーブ２８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材２９ａと、鉄材のような磁性部材２９ｂで構成され、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この穂切り部材２９の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアが磁気ブラシの状態で通過して現像域へと送られる。
【００３３】
また、現像容器２２には排出口４０が設けられている。そして、この排出口４０から現像容器内に収容されているトナーとキャリアを含む現像剤が溢れるようにして現像容器外へと排出され、回収容器４１へと回収される。このようにして、主に劣化したキャリアを排出口４０から排出し新しいキャリアを補給することで現像容器内の現像剤を入れ替えている。そのため、現像容器内の劣化した現像剤が占める割合を少なくして、劣化キャリアによる画像低下を抑制している。また、本実施例では、排出口４０は現像室２３の中心位置よりも搬送方向下流側であって、ホッパーから現像剤が補給される位置よりも上流側に位置している。この位置とすることで、補給されたばかりの現像剤がすぐに排出口４０から排出されないようにしている。ただし、この位置に限定されず攪拌室２４に排出口４０を設ける等しても良い。
【００３４】
本実施形態における現像剤の補給方法についても、図２及び図３を用いて説明する。
現像装置４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用の補給現像剤を収容するホッパー３１が着脱可能に取り付けられている。トナー補給手段を構成するこのホッパー３１は、下部にスクリュー状の搬送部材３２を備え、搬送部材３２の一端が現像装置４の前端部に設けられた現像剤補給口３０の位置まで延びている。
【００３５】
画像形成によって消費された分のトナーは、搬送部材３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー３１から現像剤補給口３０を通過して、現像容器２２に補給される。このようにしてホッパー３１から現像装置４に補給現像剤が補給される。
【００３６】
補給現像剤量は、搬送部材である搬送部材３２の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は図示しない補給量制御手段によって制御する。本実施例では、消費したトナーの量だけ補給している。ここで、トナー消費量の測定方法については、トナー像のトナー付着量を光学的に検知するものや、出力画像の画像信号から求まるビデオカウント値によって推測する方法等が知られているが、いずれかの方法を選択しても良い。また、キャリアのみ補給しても良いが、少なくともキャリアを含む補給現像剤を補給することとする。
【００３７】
図５は、本実施例に係る制御回路のブロック図である。画像形成装置１００は動作を統括的に制御する制御手段１１０を有する。制御手段１１０は、トナーパターン発生部８１、メモリ手段７４、メモリ手段７４に記憶されたプログラム、データに従って画像形成装置１００をシーケンス動作させるＣＰＵ７１を有する。ＣＰＵ７１には、レジ検センサ６０の出力が接続され、ＣＰＵ７１は、レジ検センサ６０の出力の変化を検知することができる。又、ＣＰＵ７１は、現像容器２２に設けられた現像スリーブと第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する駆動手段である駆動部７２（駆動モータ）を制御して、現像スリーブ２８や第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を制御する。
【００３８】
ここで、現像容器内において、現像剤が劣化して現像剤面の傾きが大きくなる、又は、現像容器内の現像剤量が変動して現像剤量が少なくなると、現像室２３の現像剤搬送方向下流で現像剤が少なくなる。更に、現像室２３の現像剤搬送方向下流で現像剤がある所定の量よりも少なくなると、その現像室２３の現像剤搬送方向下流において現像スリーブ２８に現像剤を供給することができなくなり、現像スリーブ上の現像剤搬送方向下流と対向する領域でコート不良を引き起こす。現像スリーブ上でコート不良が起きると出力される画像においても濃度ムラや一部が抜けてしまう白抜け等の画像不良が起こる。そのため、画像形成時において現像スリーブへと現像剤を供給する現像室２３の現像剤搬送方向下流の現像剤が所定の量よりも少なくなることを抑制したい。
【００３９】
ここで、本実施例では感光ドラムの所定領域に検知用のトナーパターンを形成して、画像不良の発生を検知している。尚、出力画像のトナー濃度を検知するために形成する所謂トナーパッチとは少し目的が異なる。
【００４０】
この検知用のトナーパターンの形成方法としては、トナーパターン発生部８１からの信号により所定のパターンを形成するようにレーザービームスキャナ３を制御して感光ドラム上にトナーパターンの静電潜像を形成し、現像装置により現像する。その感光ドラム上に形成された検知用のトナーパターンは、中間転写ベルト５に転写され、レジ検センサ６０でそのトナーパターンの付着量（以下、トナーパターン濃度）を検知することが出来る。しかし、現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域Ａで現像剤が不足している場合、領域Ａにおいて現像スリーブへの現像剤の供給が不十分となり、感光体ドラムや中間転写ベルト上にトナーパターンが形成出来ず、レジ検センサ６０でトナーパターン濃度を検知することができなくなる。ここで、領域Ａはトナーパターンを形成する感光体ドラムの所定領域へと現像剤を供給する領域であり、この領域Ａで供給した現像剤がトナーパターンの形成に用いられる。また、所定領域は現像剤の供給が不足し易い現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域と対応する領域であることが望ましい。
【００４１】
このときに、色ずれ検知手段であるレジ検センサをトナーパターンのトナー量の検知手段としても用いているため、色ずれ検知とトナーパターンのトナー量検知を共に行うことが可能で、ダウンタイムの発生を抑制することが出来る。本実施例において、レジ検センサ６０は、発光素子として発光体であるランプやＬＥＤ等の光源と、受光素子としてレジストレーション補正用のトナーパターンを受光するフォトダイオードと、光源に照射されたレジストレーション補正用のトナーパターンの像をフォトダイオードに結像するための光学系とから構成される。
【００４２】
本実施例において、レジ検センサ６０は、図１に示すように、複数の感光ドラム１のうち、ベルト進行方向において最下流に位置する感光ドラム１ｄと、その付近の一次転写面の一端を構成している駆動ローラ５１との間に位置し、中間転写ベルト５上の感光ドラム１ｄより下流の位置において、中間転写ベルト５上に、トナーパターン発生部８１の信号によって形成されたレジストレーション補正用のトナーパターンを読み取るようになっている。
【００４３】
つまり、レジ検センサ６０で検出したトナーパターンの量によって、現像スリーブ上のコート不良についても検知することが出来る。尚、本実施例ではトナーパターンからの反射光量を検知することによって、トナーパターンのトナー量を検知しているが、トナーパターンからの反射光の反射位置を検知することでトナー量を検知する等しても良い。また、トナーパターンのトナー量の検知としては、トナーが付着しているかどうか判定する場合も含む。
【００４４】
図３の領域Ａは、本実施例におけるトナーパターンの形成位置について示した図である。図３に示すようにトナーパターンの形成位置としては、現像室の現像剤搬送方向下流側であるＡの領域と現像スリーブを挟んで向かい合う、即ち現像室の現像剤搬送方向下流側であるＡの領域と対応する感光体ドラムの所定領域に形成されている。ただし、この位置に限定されず、現像室の中心よりも現像剤搬送方向下流側に位置する領域と現像スリーブを挟んで向かい合う感光体ドラム１の所定領域に形成すれば良い。
【００４５】
以下に、本発明者らが実験を行って求めた、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度とコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量との関係を示す。本発明者らが行った実験では、まず現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を画像形成時の駆動速度よりも遅くして、現像室における現像剤の搬送方向下流側の領域（図３の領域Ａ）から現像剤を供給される感光体ドラムの領域にトナーパターンとして３ｃｍ×１ｃｍの黒色のベタ画像である黒ベタの帯状のトナーパターンを形成した。ただし、マゼンタやイエロー等でトナーパターンを形成しても良い。
【００４６】
ここで、画像形成時の駆動部７２の駆動速度は前述した通り、現像スリーブ２８で５５０ｒｐｍ、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６で６５０ｒｐｍである。この画像形成時の駆動部の駆動速度を１（画像形成時比率１）とした時に、０．９（４９５ｒｐｍ、５８５ｒｐｍ）、０．８（４４０ｒｐｍ、５２０ｒｐｍ）、０．７（３８５ｒｐｍ、４５５ｒｐｍ）と駆動速度を下げた状態でトナーパターンを形成した。その時のトナーパターンのトナー量（以下、トナーパターン濃度と呼ぶ）を中間転写ベルト５上でレジ検センサ６０を用いて検知した。この検知結果に基づき、トナーパターン濃度が所定の閾値を超えておらずコート不良が発生したとした時の、現像容器内の現像剤量を現像容器内から取り出して測定した。
【００４７】
ここで、コート不良が発生したとする値としては、十分に現像剤が供給されているときのトナーパターン濃度に比べて０．３以下になった場合としている。また、実験で用いる現像剤量として、２３０ｇから５ｇ毎に増やしていき、コート不良が発生しなくなった時の現像剤量を、コート不良発生剤量と決定している。
【００４８】
実験では、現像剤の補給や排出は行わず、また現像容器内の現像剤に占めるトナーの重量比率である、所謂Ｔ／Ｄ比として１０％の現像剤を用いている。また、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動している駆動手段は同一の駆動部７２である。そのため、駆動部７２の駆動速度をＣＰＵ７１によって切り替え制御することにより、画像形成時比率が等しくなるように現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を切り替えることができる。
【００４９】
図４は、上記実験により得られた結果であり、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の画像形成時比率と現像スリーブ上でのコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量との関係を示した図である。
【００５０】
コート不良発生剤量とは、現像室から現像スリーブ２８に現像剤を供給できなくなり現像スリーブ上でコート不良が発生する現像容器内の現像剤量とする。つまり、コート不良発生剤量以下の現像剤量では、現像スリーブ上でコート不良が発生することを意味する。また、図４では、横軸を現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の画像形成時比率とし、縦軸を現像スリーブ上でのコート不良が発生する時の現像容器内の現像剤量としている。
【００５１】
次に本発明の特徴である、現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の制御について図６に示すフローチャートを用いて以下で説明する。
【００５２】
本発明の目的は、現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良の発生を抑制することである。また、現像容器内の現像剤量が多すぎるときの剤溢れや搬送手段のロックについても抑制することである。
【００５３】
現像容器内の現像剤量が少なくなると、現像室２３の現像剤の搬送方向下流側で現像剤が少なくなり、現像スリーブ２８に現像剤を供給できないために現像スリーブ上のコート不良を引き起こす恐れがある。一方で、現像剤量が多くなりすぎると、主に攪拌室２４から現像室２３に現像剤を汲み上げる連通部１１における現像剤の溢れや、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６がロックする（停止する）といった問題が起こる恐れがある。
【００５４】
そのため、これらの問題を解決するために、現像容器内の現像剤量の変動を抑えて、現像剤量を所定範囲に収める必要がある。以下、現像容器内の現像剤量を所定範囲に収めるための、本発明における現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度の制御について詳しく説明する。
【００５５】
縦攪拌型の現像装置において、現像スリーブと第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を遅くすると、現像剤が搬送される速度が遅くなる。すると、第二の搬送スクリューで搬送される現像剤の速度も低下する為、攪拌室２４から現像室２３へ汲みあげられる現像剤の勢いも低下し、現像室２３への現像剤の汲み上げ量が少なくなってしまう。すると、現像室側の剤量が少なくなって現像剤搬送方向下流側で剤面高さが低くなることになり、現像スリーブに現像剤を供給できずにコート不良が発生する。
【００５６】
このため、縦攪拌型の現像装置では図４に示すように駆動速度を遅くすることで、コート不良が発生する現像容器内の現像剤量というものが多くなってゆく。つまり、現像スリーブと第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど、コート不良を抑制するにはより多くの現像剤量が必要となる。そのため、これを利用して現像容器内の現像剤量を推測することができる。
【００５７】
本実施例で用いる現像装置では、画像形成時における現像容器内の現像剤量が２４０ｇ以下になると、現像室の現像剤搬送方向下流において、現像剤を供給できないために現像スリーブのコート不良を引き起こす。一方、現像剤量が３３０ｇより多くなると汲み上げ部の現像スリーブと現像容器の隙間から現像剤が溢れたり、第一、第二のスクリューがロックするといった問題が起こる。そのため、本実施例の現像装置では、余裕を見るため、現像容器内の現像剤量を２６０〜２９０ｇの範囲内に収めるようにしている。
【００５８】
以下、現像容器内の現像剤量の変動を抑える制御について詳しく説明する。ＣＰＵ７１は画像形成終了後の後回転時に、第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の搬送速度から１０％遅くした９０％の駆動速度になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０１）。トリクル方式において補給される現像剤のキャリアとトナーの混合比が決まっていれば（例えば、本実施例ではトナー：キャリア、９：１）、トナーの消費量からキャリアの補給量が決まる。ここで本実施例ではキャリアが２０ｇ補給された直後の後回転で、図６に示すトナーパターン濃度の検知を始めることとしている。
【００５９】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリュー２５、２６と現像スリーブ２８の駆動速度を画像形成時の９０％（画像形成時比率０．９）として、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ１０２）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていなければ、図４から現像容器内の現像剤量は２７０ｇ以下であることがわかる。画像形成時において現像容器内の現像剤量が２４０ｇ以下になると現像スリーブ２８への現像剤の供給が出来なくなり、コート不良が発生する。そのため、画像形成時にコート不良が発生する現像剤量まであまり余裕がないので、現像剤をなるべく排出させないように現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６の駆動を停止する（Ｓ１０３）。
【００６０】
ここで、Ｓ１０２ではレジ検センサ６０の出力するトナーパターン濃度が所定の閾値を下回った場合に、コート不良と判定している。ここで、閾値としては十分に現像剤が供給されているときのトナーパターン濃度に比べて０．３以下になった場合としてあるが、それに限定されず適当な値とすれば良い。
【００６１】
一方、レジ検センサ６０の検知により、トナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、Ｓ１０４へと移り、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブ２８の駆動速度が画像形成時の８０％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０４）。
【００６２】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブ２８の駆動速度が画像形成時の８０％になった後、現像室における現像剤の搬送方向下流側に相当する領域にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いて、トナーパターン濃度を検知する（Ｓ１０５）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、強制排出モード１へと移る（Ｓ１０６）。つまり、ここでは図４から現像容器内の現像剤量が２７０ｇ〜３００ｇであることがわかる。そのため、現像容器内の現像剤量を少しだけ減らすために、強制排出モード１へと移り、現像剤量を１０ｇ程度吐き出すこととする。
【００６３】
その強制排出モード１の吐き出し方法について説明する。現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を、画像形成時の駆動速度の１２０％（画像形成時比率１．２）の速度へと切り替えた上で、駆動時間として５秒空回転させてから駆動部７２の駆動を停止する。
【００６４】
また、トナーパターンを形成しない通常の後回転時であれば、画像形成時と同じ駆動速度で５秒程度空回転させてから、駆動部７２の駆動を停止する。
【００６５】
第一、第二搬送スクリューの回転数を上げると、現像剤が搬送される速度が速くなる。すると、第二搬送スクリューで搬送される現像剤の速度が上がるため、現像室への現像剤の汲み上げ量が多くなり、現像室の搬送方向下流側に配置された排出口４０近傍での剤面が高くなるため現像剤の排出量が増える。Ｓ１０５においてトナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の７０％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ１０７）。
【００６６】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度が画像形成時の７０％になった後、同様にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いて、トナーパターン濃度を測定する（Ｓ１０８）。このときのトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、現像容器内の現像剤量が３００〜３３０ｇであることがわかる。そのため、現像剤量を考慮して強制排出モード２にうつる。強制排出モード２は、より多く排出する必要があるため後回転時に、駆動速度を１２０％で駆動時間として１５秒空回転をいれた上で駆動部７２の駆動を停止する（Ｓ１０９）。
【００６７】
Ｓ１０８においてトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていれば、現像剤量は３３０ｇ以上と推測されるので、ＣＰＵ７１は駆動部７２の駆動速度が画像形成時の１２０％になるように駆動手段を制御した上で、２０秒空回転を行い（Ｓ１１０）、その後Ｓ１０１に戻る。ここで駆動速度を１２０％にした時の現像剤の排出量は２ｇ／ｓ程度なので現像剤量が３３０ｇ以上あれば２０秒空回転させた時の現像剤排出量は４０ｇ現像剤量を減らすことが出来る。尚、本実施例では複数の駆動速度でトナーパターンを形成しているが、１つの駆動速度でトナーパターンの形成を行っても良い。
【００６８】
また、例えば記録材として厚紙が用いられるときに、プリントスピードを通常の画像形成時の半分にするモード（１／２速モード）が知られている。このような１／２速モードにおいては、１／２速モードにおける画像形成時の第一、第二の搬送スクリューと現像スリーブの駆動速度を画像形成時の駆動速度とする。それに対して駆動部の駆動速度を９５％、９０％に制御してトナーパターンを形成する。
【００６９】
以上説明してきた通り、本発明の特徴としては、ＣＰＵにより駆動部の駆動速度を画像形成時と異ならせて、画像形成時に比べてトナーパターンを形成する所定領域へと供給する現像剤量が少ない状態でトナーパターンを形成する。さらに、検知手段であるレジ検センサによりこのトナーパターンのトナー量を検知して、このトナーパターンの検知結果に基づいて現像容器内の現像剤量を制御することである。このような構成とすることにより、現像容器内の現像剤の不足による現像剤担持体表面のコート不良の発生を抑制することができる。また、現像剤が多すぎるときの、剤溢れや搬送手段のロックを抑制することができる。
【００７０】
尚、本実施例では、光学式の検知手段を用いてトナーパターンからの反射光量を検知してその検知結果に基づいて、コート不良検知をしているが、超音波センサを用いてトナーパターンのトナー高さを検知して、その検知結果に基づいてコート不良検知としても良い。
【００７１】
また、検知用のトナーパターンとしては、出力される画像のトナー濃度を検知するパッチや、ブレードに潤滑剤としてトナーを供給する所謂、黒帯を兼ねるものであっても良い。
【００７２】
また、転写材として厚紙を用いるときに画像形成速度を通常の半分にする２分の１速モードがあるが、この場合には２分の１速モードからさらに搬送スクリューの駆動速度を遅くしてトナーパターンの形成を行うこととする。
【００７３】
また、検知開始タイミングは後回転時としているが、スタンバイからプリントを行うまでの準備期間である前回転時や、プリントジョブ実行時に割り込ませて検知開始をする構成としても良い。
【００７４】
また、現像スリーブ２８、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６で駆動速度を切り替えているが、現像スリーブ２８と第二の搬送スクリュー２６のみや、現像スリーブ２８と第一の搬送スクリュー２５のみの駆動速度を切り替えるとしても良い。
【００７５】
また、本実施例では中間転写体上でトナーパターンの検知を行っているが、これに限定されず感光ドラム上や記録紙上でトナーパターンの検知を行っても良い。
【００７６】
［実施例２］
本実施例における画像形成装置、及び現像装置の構成は実施例１とほぼ同様であるためこれらの説明については省略する。本実施例では駆動手段が現像スリーブ２８を駆動する第一駆動部７２ａと、第一、及び第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する第二駆動部７２ｂがそれぞれ独立した別個の駆動部であることを特徴としている。そのため、本実施例のトナーパターン形成時の駆動速度として、現像スリーブ２８の駆動速度Ｖｓは変えず、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度Ｖｈのみを切り替えて制御している。つまり、本実施例では現像スリーブ２８の駆動速度Ｖｓと第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度Ｖｈとの駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを、トナーパターンの形成時に画像形成時の駆動速度比と変えている。このように本実施例では、トナーパターンの形成時に駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを画像形成時よりも大きくした状態で行う。駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを画像形成時よりも大きくすることで、トナーパターンを形成する領域と現像スリーブを挟んで向かい合う現像室の領域の現像剤を少なくした状態でトナーパターンを形成し、のコート不良がより発生し易いようにしている。
【００７７】
ここで、本実施例における制御回路のブロック図を図８に示す。実施例１とほとんど同じ構成であるため、重複する部分の説明については省く。本実施例の制御回路では、現像スリーブ２８を駆動する第一駆動部７２ａと、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６を駆動する第二駆動部７２ｂとに別れている。そのため、実施例１とは違って、現像スリーブ２８と、第一、第二搬送スクリュー２５，２６とをそれぞれ別に制御することができる制御回路としている。
【００７８】
図７では、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度の画像形成時比率とコート不良が発生する現像容器内の現像剤量との関係を図示している。この実験方法としては実施例１に示した方法とほぼ同じであるが、本実施例の場合には、現像スリーブの駆動速度は切り替えずに同じ駆動速度のまま、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を切り替えてトナーパターンを形成している。そのときの、コート不良が発生する現像容器内の現像剤量を測定してある。
【００７９】
ここで、トナーパターン形成時の第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど、コート不良が検知される現像容器内の現像剤量は多くなっている。これは、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が遅ければ遅いほど現像剤の搬送力が小さく、連通部１１における汲み上げ性が低くなるためである。さらに、現像スリーブの駆動速度に対する第一の搬送スクリューの駆動速度の相対的な速度比が下がるため、現像室で搬送される現像剤量に比べて、現像スリーブが現像室から攪拌室に搬送する現像剤量が相対的に多くなるためである。そのため、現像室における剤面、特に現像剤搬送方向下流側における剤面が低くなり、現像容器内の現像剤量が多くともコート不良が発生し易くなっている。
【００８０】
以下で、現像容器内の現像剤量の変動を抑える制御について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。本実施例においては、トナーパターン形成時の現像スリーブ２８の駆動速度は画像形成時の駆動速度と同じであり、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を切り替えて遅くしている。
【００８１】
ＣＰＵ７１は画像形成終了後、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ２０１）。ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ２０２）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、図７から現像容器内の現像剤量が２６０ｇ以下であることがわかり、画像形成時に現像スリーブ２８でコート不良が発生する現像剤量まであまり余裕がない。そのため、現像剤をなるべく排出させないように現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６の駆動を停止する（Ｓ２０３）。
【００８２】
Ｓ２０２においてトナーパターン濃度が所定の閾値を超えていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度を画像形成時の９０％になるように第二駆動部７２ｂを制御する（Ｓ２０４）。ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９０％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ２０５）。ここでコート不良が発生していれば現像剤量が、２６０ｇ〜２８０ｇであることがわかる。そのため、現像容器内の現像剤量を考慮して、強制排出モード１にうつる。
【００８３】
強制排出モード１における吐き出し方法としては、現像スリーブ２８と第一、第二の搬送スクリュー２５，２６との駆動速度比を変える事で行う。ここで、第一の搬送スクリュー及び第二の搬送スクリューが搬送する現像剤量が、現像スリーブ２８が搬送する現像剤量よりも相対的に十分大きければ、現像室内の剤面の傾きは小さくなり、排出口４０近傍における剤面が高くなる。そこで、現像スリーブの駆動速度を下げることで、強制的に現像剤を排出することとする。強制排出モード１では現像スリーブの駆動速度を画像形成時の５０％とした上で、５秒空回転をさせる（Ｓ２０６）。空回転させた時の現像剤の吐出し量は２ｇ／ｓなので、５秒空回転させることで１０ｇ排出することが出来る。また、このように現像スリーブ２８の回転速度を遅くして現像剤の排出を行うことは、現像剤劣化を抑制できることから、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度を速めて現像剤の排出を行うよりも望ましい。
【００８４】
Ｓ２０４においてトナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の８５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ２０７）。
【００８５】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の８５％になった後、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を検知する（Ｓ２０８）。ここでトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ現像剤量が、２８０〜３００ｇであることがわかる。現像剤量を考慮し、強制排出モード２に移る（Ｓ２０９）。強制排出モード２では、強制排出モード１よりも現像剤を多く排出する必要があるため、現像スリーブの駆動速度を画像形成時の５０％とした上で１０秒空回転をさせる（Ｓ２０９）。一方、トナーパターン濃度が所定の値が出ていれば、現像剤量は３００ｇ以上あるので、強制排出モード３に移る。強制排出モード３として、現像スリーブの駆動を止めて、第一、第二の搬送スクリューのみを１０秒駆動し、現像剤の吐き出しを行った後（Ｓ２１０）、Ｓ２０１に戻る。ここで現像スリーブの駆動を止めて第一、第二の搬送スクリューのみを駆動したときの現像剤の吐出し量は４ｇ／ｓなので現像剤量が３００ｇ以上あれば１０秒吐き出しても２６０ｇ程度までしか現像剤量が減らないず、適正な現像剤量に収めることができる。
【００８６】
以上説明したように、本実施例のような構成とすることにより、現像容器内の現像剤量を検知し現像剤の排出量の制御を行うことで、現像容器内の現像剤量を最適化して所定範囲にすることが望める。また実施例１のように現像スリーブ２８を画像形成時よりも高速で駆動させる必要がないので、現像剤の劣化をより抑制することができる。
【００８７】
尚、本実施例ではトナーパターン形成時に現像スリーブ２８の駆動速度は変えずに、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度のみを切り替えているが、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の駆動速度は変えずに、現像スリーブ２８の駆動速度のみを変えるとしても良い。その場合には、現像スリーブ２８の駆動速度を速める構成とする。これにより、現像容器内の現像剤の傾きを大きくした状態で、トナーパターンの形成が可能となる。
【００８８】
また、後回転時に現像剤量検知を開始しているが、これに限定されず画像形成中に現像剤量検知を開始しても良い。その場合には、紙間であったり、画像形成領域外の非画像形成領域にトナーパターンを形成することとする。
【００８９】
［実施例３］
本実施例における画像形成装置、及び現像装置の構成、検知動作は実施例２とほぼ同様であるのでこれらの説明については省略する。本実施例における特徴としては、補給剤収容部を２つ設けてキャリアとトナーとを別々に収容して、それぞれ別個に補給する構成としている。更に、強制排出モードは行わずに、補給モードを行うことを特徴としている。また、画像形成中に検知開始をすることとし、トナーパターンは画像形成時に非画像形成領域に形成することを特徴としている。前回のトナーパターン形成時から補給するキャリア量が３０ｇに達した時点で検知をスタートする。
【００９０】
図１０に示すように、ＣＰＵは補給するキャリア量が３０ｇに達した画像形成時、第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が通常の画像形成時の９７％になるように第二駆動部７２ｂを制御する。（Ｓ３０１）画像形成中であっても、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９７％になった後に、トナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ３０２）。ここで、トナーパターンを形成する感光体ドラム１の領域は、現像室の現像剤搬送方向下流側と現像スリーブ２８を挟んで向かい合う領域であってかつ画像形成領域外（非画像形成領域）であることが望ましい。というのも、この構成であれば画像形成と同時にトナーパターンも形成できるため、余計なダウンタイムを発生させることなく、コート不良検知を行うことが出来るためである。
【００９１】
このとき（Ｓ３０２）、トナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ、図７から現像剤量は２５０ｇ程度以下であることがわかる。画像形成時において現像スリーブ上にコート不良が発生する現像剤量は２４０ｇであるため現像剤量の下限のラチチュードが少ないので、本実施例においては、ＣＰＵ７１が図示しない補給量制御手段に信号を出してスクリュー状の搬送部材３２を制御させ、強制補給モードとしてキャリアを１５ｇ補給して、画像形成動作を続ける。（Ｓ３０３）一方、Ｓ３０１においてコート不良が発生していなかった場合、ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になるように駆動部７２を制御する（Ｓ３０４）。
【００９２】
ＣＰＵ７１は第一、第二の搬送スクリューの駆動速度が画像形成時の９５％になった後、現像室における現像剤の搬送方向下流側にトナーパターンを形成し、レジ検センサ６０を用いてトナーパターン濃度を測定する（Ｓ３０５）。このときトナーパターン濃度が所定の閾値に達していなければ現像剤量が、２５０ｇ程度〜２６０ｇであることがわかる。ＣＰＵ７１は図示しない補給量制御手段に信号を出して、強制補給モードとしてキャリアを５ｇ補給させつつ、画像形成動作を続ける（Ｓ３０６）。一方、Ｓ３０５において所定の濃度が出ていればキャリアの補給を停止して、画像形成動作を続ける（Ｓ３０７）。
【００９３】
尚、本実施例は実施例１や実施例２と組み合わせて、現像剤量が過剰なときは強制排出モードを行っても良い。
【００９４】
また、キャリアとトナーとを別々に収容して、それぞれ別個に補給する構成としているが、キャリアとトナーとを別々に収容した上で、互いに混合して補給する構成としても良い。また、キャリアとトナーを始めから混合してある補給容器から現像剤の補給を行っても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
２２ 現像容器
２３ 現像室
２４ 攪拌室
２５ 第一の搬送スクリュー
２６ 第二の搬送スクリュー
２８ 現像スリーブ（現像剤担持手段）
３０ 現像剤補給口
３１ トナーホッパー（補給手段）
３２ 搬送部材
４０ 排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を形成する像担持体と、
現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を現像容器外に排出する排出口と、を備え、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する現像装置と、
前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて前記排出口から排出される現像剤量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像を形成する像担持体と、
現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を排出する排出口と、少なくともキャリアを含む補給現像剤を前記現像容器に補給する補給口と、を備える現像装置と、
前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有し、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて補給する補給現像剤量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段により前記現像剤担持体の駆動速度Ｖｓと前記搬送手段の駆動速度Ｖｈの駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを、画像形成時よりも大きくした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記現像剤担持体の駆動速度を画像形成時の速度とし、前記搬送手段の駆動速度を画像形成時よりも遅くした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動手段は前記現像剤担持体と前記搬送手段を共に駆動する同一の駆動部であり、
前記制御手段により前記駆動部の駆動速度を画像形成時よりも遅くした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、前記現像室に設けられた第一の搬送部材と、前記攪拌室に設けられた第二の搬送部材から成り、前記駆動部は、前記現像剤担持体と前記第一の搬送部材と前記第二の搬送部材とを駆動す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】
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を複数の速度へと切り替えることができ、該複数の速度で前記トナーパターンを形成し、複数の該トナーパターンの検知結果に基づいて前記現像容器内の現像剤量を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記トナーパターンのトナー量が所定の閾値を超えないときは、所定の閾値を超えるときに比べて、前記現像容器内の現像剤量を増やすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記トナーパターンのトナー量が所定の閾値を超えないときは、前記現像容器内の現像剤の排出を止める制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段により前記駆動手段の駆動速度と駆動時間を制御することで、現像剤の排出量を制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記所定領域は、前記像担持体の非画像形成領域であって、前記現像室の現像剤搬送方向下流側に対応する領域であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検知手段は光学式の検知手段であり、反射光量或いは反射位置から前記トナーパターンのトナー量を検知することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
複数の色のトナーを用いて画像を形成する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記検知手段は前記トナーパターンから色ずれを検知する色ずれ検知センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
通常の画像形成時と異なる画像形成速度を用いるときに、
前記制御手段は、該異なる画像形成速度のときの前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量に比べて少なくなるようにして、前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像を形成する像担持体と、
現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を現像容器外に排出する排出口と、を備え、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する現像装置と、
前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて前記排出口から排出される現像剤量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
静電潜像を形成する像担持体と、
現像剤を担持し静電潜像をトナー像とする現像剤担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像室と前記現像剤担持体から現像剤を回収し攪拌する攪拌室とに隔てられる現像容器と、前記現像容器に設けられ前記現像室と前記攪拌室とで現像剤を循環させ搬送する搬送手段と、前記現像容器に設けられ現像剤を排出する排出口と、少なくともキャリアを含む補給現像剤を前記現像容器に補給する補給口と、を備える現像装置と、
前記現像剤担持体と前記搬送手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動速度を制御する制御手段と、前記トナーパターンのトナー量を検知する検知手段と、を有し、検知用のトナーパターンを前記像担持体の所定領域に形成する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量が画像形成時に比べて前記トナーパターンの形成時に少なくなるように前記駆動手段の駆動速度を制御し、前記検知手段による該トナーパターンの検知結果に基づいて補給する補給現像剤量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段により前記現像剤担持体の駆動速度Ｖｓと前記搬送手段の駆動速度Ｖｈの駆動速度比Ｖｓ／Ｖｈを、画像形成時よりも大きくした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記現像剤担持体の駆動速度を画像形成時の速度とし、前記搬送手段の駆動速度を画像形成時よりも遅くした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動手段は前記現像剤担持体と前記搬送手段を共に駆動する同一の駆動部であり、
前記制御手段により前記駆動部の駆動速度を画像形成時よりも遅くした状態で前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記搬送手段は、前記現像室に設けられた第一の搬送部材と、前記攪拌室に設けられた第二の搬送部材から成り、前記駆動部は、前記現像剤担持体と前記第一の搬送部材と前記第二の搬送部材とを駆動す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】
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動速度を複数の速度へと切り替えることができ、該複数の速度で前記トナーパターンを形成し、複数の該トナーパターンの検知結果に基づいて前記現像容器内の現像剤量を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記トナーパターンのトナー量が所定の閾値を超えないときは、所定の閾値を超えるときに比べて、前記現像容器内の現像剤量を増やすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記トナーパターンのトナー量が所定の閾値を超えないときは、前記現像容器内の現像剤の排出を止める制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段により前記駆動手段の駆動速度と駆動時間を制御することで、現像剤の排出量を制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記所定領域は、前記像担持体の非画像形成領域であって、前記現像室の現像剤搬送方向下流側に対応する領域であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記検知手段は光学式の検知手段であり、反射光量或いは反射位置から前記トナーパターンのトナー量を検知することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
複数の色のトナーを用いて画像を形成する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記検知手段は前記トナーパターンから色ずれを検知する色ずれ検知センサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
通常の画像形成時と異なる画像形成速度を用いるときに、
前記制御手段は、該異なる画像形成速度のときの前記所定領域に対応する前記現像室の領域に搬送される現像剤量に比べて少なくなるようにして、前記トナーパターンを形成することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９４３５１（Ｐ２０１２−１９４３５１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８０７３（Ｐ２０１１−５８０７３）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]