画像形成装置
【課題】現像容器が傾斜することによって現像剤の排出量の変動を抑制し、現像剤溢れの発生を抑える現像装置を提供する。
【解決手段】現像装置は、現像剤を収容する現像容器４１と、現像容器４１内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材４２，４３，４８ｂと、を有し、現像容器４１は、外に排出する現像剤排出口４８ａを有する画像形成装置において、現像容器４１の傾きを検知する傾斜角度検知センサ６００と、現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、傾斜角度検知センサ６００により、現像剤排出口４８ａが下になる方向に傾いていると判断した場合には、ホッパーから現像剤を補給し、傾斜角度検知センサ６００により、現像剤排出口４８ａが上になる方向に傾いていると判断した場合には、スクリュー４２、４３、４８ｂの回転速度を上げることを特徴とする。
【解決手段】現像装置は、現像剤を収容する現像容器４１と、現像容器４１内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材４２，４３，４８ｂと、を有し、現像容器４１は、外に排出する現像剤排出口４８ａを有する画像形成装置において、現像容器４１の傾きを検知する傾斜角度検知センサ６００と、現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、傾斜角度検知センサ６００により、現像剤排出口４８ａが下になる方向に傾いていると判断した場合には、ホッパーから現像剤を補給し、傾斜角度検知センサ６００により、現像剤排出口４８ａが上になる方向に傾いていると判断した場合には、スクリュー４２、４３、４８ｂの回転速度を上げることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、現像装置への現像剤の補給を行うことにより帯電性能の劣化を抑制出来るようにした装置が提案されている。この種の装置として、特許文献１のようなＡＣＲ構成が提案されている。この構成では、現像装置内に新しい現像剤の補給装置を設け、この補給装置による新しい現像剤の補給よって過剰になった現像装置内の現像剤を、現像装置の壁面に設けられた現像剤排出口よりオーバーフローして排出させて回収する。
【０００３】
このような装置では、新しい現像剤の補給と、現像剤の排出とが逐次繰り返されることによって、現像装置内の劣化現像剤は、新たに供給されるトナー及びキャリアに置換される。これにより現像装置内の現像剤の現像特性、帯電特性を維持して、画質の低下を抑制できる。また、現像剤の交換頻度を少なくすることができる。
【０００４】
また、二成分現像剤を用いたＡＣＲ構成の現像装置において、現像容器が傾斜して現像剤が過剰に排出されて現像剤が所定の量よりも少なくなると、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良が発生する。一方、現像容器が傾斜して現像剤が排出されにくくなり、現像剤が所定の量よりも多くなると、スクリューロック、現像剤溢れが発生する。このような現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量が変動することを防止するために、特許文献２、３のような構成が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、排出口近傍の溜まり部内の現像剤搬送部材の単位時間辺りの搬送量を他の部分より小さくしている。これにより、現像容器が傾いていても現像剤が過剰に排出されることを防止している。
【０００６】
特許文献３では、並設された複数の短冊状の電極を設け、キャリアを選択的に搬送する進行波電界を発生して、キャリアを排出口へと搬送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１００４７１号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２７０１号公報
【特許文献３】特開２００７−３２２９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２では、現像容器とスクリューのクリアランス部から流入する現像剤を規制できず、現像剤の過剰な排出を抑えることができないことがあった。また、現像剤が所定の量よりも多くなることによるスクリューロック、現像剤溢れを抑制できない。
【０００９】
特許文献３では、進行波電界を発生させるための追加部材によるコストアップ、装置の大型化という課題がある。
【００１０】
そこで本発明は、装置が大型化することなく、低コストで、現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量の変動を抑制し、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良や、スクリューロックの発生を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、トナーとキャリアとを備える現像剤を用いて前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、を有し、前記現像手段は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材と、を有し、前記現像容器は、前記現像容器内の現像剤を前記現像容器外に排出する現像剤排出口を有する画像形成装置において、前記現像容器の傾きを検知する傾斜検知手段と、前記現像手段による現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、補給容器から現像剤を補給し、前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が上になる方向に傾いていると判断した場合には、前記攪拌搬送部材の回転速度を上げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置が大型化することなく、低コストで、現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量の変動を抑制し、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良や、スクリューロック、現像剤溢れの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図２】（ａ）本実施形態に係る現像装置の長手方向における断面図である。（ｂ）本実施形態に係る現像装置の短手方向における断面図である。
【図３】（ａ）現像室よりも攪拌室が相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。（ｂ）現像剤排出口側の開口部が他の開口部相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。
【図４】（ａ）現像装置が図３（ｂ）のように傾いた際の傾斜検知手段によって検知された傾斜角度と、無補給で現像装置を駆動させた時の現像装置内の現像剤量の推移を示す図である。（ｂ）現像剤が減少する方向の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤量の推移を示す図である。
【図５】（ａ）現像剤が減少する方向の傾斜角度と必要トナー消費量の関係を示す図である。（ｂ）本実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図である。
【図６】本実施形態におけるトナー吐き出し制御のフローチャートである。
【図７】（ａ）現像室よりも攪拌室が相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。（ｂ）現像剤排出口側の開口部が他の開口部相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。
【図８】（ａ）現像装置が図７（ｂ）のように傾いた際の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤の排出量の推移を示す図である。（ｂ）は本実施形態における現像剤が増加する方向の傾斜角度と搬送スクリューの必要回転速度の関係を示す図である。
【図９】本実施形態における厚紙などを通紙する際に生産性が低下した時の現像剤が増加する方向の傾斜角度と搬送スクリューの必要回転速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢＫを有している。
【００１５】
画像形成部ＰＹ〜ＰＢＫにおいて、感光体ドラム（像担持体）１Ｙ〜１ＢＫは、帯電器２Ｙ〜２Ｂｋにより帯電され、露光装置３により画像情報に応じたレーザー光を照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫに形成された静電潜像は、現像装置（現像手段）４Ｙ〜４ＢＫにより各色のトナーを用いてトナー像として現像される。
【００１６】
現像されたトナー像は、１次転写部材５２Ｙ〜５２Ｂｋにより中間転写ベルト５１に重ねて１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫに残った転写残トナーは、クリーニング装置７Ｙ〜７ＢＫにより除去される。クリーニングされた感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫは、除電装置８Ｙ〜８ＢＫにより除電されて次の画像形成に備える。
【００１７】
一方、カセット９に収容されたシートＳは、ピックアップローラ、搬送ローラ、レジストローラにより、２次転写ローラ５３と中間転写ベルト５１とのニップ部（２次転写部）に搬送され、トナー像を２次転写される。トナー像を２次転写されたシートＳは、定着装置６によって加熱、加圧されてトナー像を定着され、排出トレイ１０へ排出される。２次転写後に中間転写ベルト５１に残留したトナー等の付着物は、中間転写ベルトクリーナ５４によって除去される。
【００１８】
（現像装置４）
図２（ａ）は本実施形態に係る現像装置４の長手方向における断面図である。図２（ｂ）は本実施形態に係る現像装置４の短手方向における断面図である。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、現像装置４は、現像容器４１を有し、現像容器内に、現像スリーブ（現像剤担持手段）４４、規制ブレード４６を有している。現像容器４１の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ４４が感光体ドラム１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
【００２０】
現像容器４１の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂに水平に区画されている。トナーとキャリアを含む２成分現像剤は、現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。
【００２１】
現像室４１ａの底部には、第１の搬送スクリュー（第１の攪拌搬送部材）４２が現像スリーブ４４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。第１の搬送スクリュー４２は、図２（ｂ）中の反時計回り方向（矢印方向）に回転して現像室４１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。
【００２２】
攪拌室４１ｂの底部には、第２の搬送スクリュー（第２の攪拌搬送部材）４３が第１の搬送スクリュー４２とほぼ平行に配置されている。第２の搬送スクリュー４３は、第１の搬送スクリュー４２と反対方向（図２（ｂ）中の時計回り）に回転して攪拌室４１ｂ内の現像剤を第１の搬送スクリュー４２と反対方向に搬送する。このように、スクリュー４２、４３の回転による搬送によって、現像剤が隔壁４１ｃの両端部の開口部（連通部）４１ｄ、４１ｅを通じて現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で循環される。
【００２３】
また、ホッパー（補給容器）２０Ｙ〜２０ＢＫ（図１参照）から攪拌室４１ｂに設けられた補給口に、トナーとキャリアが混合された補給現像剤を供給している。一方、攪拌室４１ｂに設けられた現像剤排出口４８ａから現像容器外へ余剰現像剤が排出されている。排出された余剰現像剤は、余剰現像剤格納室４８内の現像剤搬送部材４８ｂによって、回収ボックス（不図示）に搬送される。
【００２４】
本実施形態では、現像スリーブ４４の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は８０ｍｍ、現像スリーブ４４と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。これにより、現像領域に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。
【００２５】
現像スリーブ４４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４５が非回転状態で設置されている。マグネットローラ４５は、磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。
【００２６】
現像スリーブ４４は、現像時に図２（ｂ）中の時計方向に回転し、規制ブレード４６による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持する。そして、現像剤を感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。
【００２７】
（傾斜角度検知センサ６００）
図２（ｂ）に示すように、現像装置４は、傾斜角度検知センサ（傾斜検知手段）６００を有している。センサ６００は、現像装置４（現像容器４１）の傾斜角度を検知する。センサ６００としては、特定の軸方向の水平に対する傾斜角度を検知したり、３６０°全方向において水平に対する傾斜角度を検知して、検知した傾斜角度に係る電気信号を出力する種々の方式、形態のセンサを用いることができる。本実施形態では、センサ６００として、ＪＥＷＥＬＬ社製ＬＣＦ２０００の傾き検知センサを用いた。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、センサ６００は、現像装置４のＣＰＵ８１に接続されている。そして、センサ６００は、画像形成装置１００の電源オンの間は常に稼動している。これによって、現像装置４の傾斜角度を常時検知している。
【００２９】
（トナー消費量算出手段）
図５（ｂ）に示すように、画像形成装置１００は、リーダー部２０１、トナー消費量算出手段（画像信号処理回路２０２、ビデオカウンタ２０３）を有している。トナー消費量算出手段は、以下の動作により、現像装置４による現像に用いられるトナーの消費量を算出する。
【００３０】
被複写原稿Ｄは、リーダー部２０１よって投影される。リーダー部２０１は、原稿像を多数の画素部に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を出力する。リーダー部２０１からの出力は、画像信号処理回路２０２に伝達される。
【００３１】
画像信号処理回路２０２は、画素ごとに、その画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号を形成する。このとき、画像信号処理回路２０２の出力信号のレベルが画素ごとにカウントされ、ビデオカウンタ２０３で積算される。画素毎の出力信号のレベルが積算されたビデオカウント値Ｖは、原稿Ｄの画像を１枚形成するために現像装置４で消費されるトナー量に対応している。また、ビデオカウント値Ｖは、画像形成領域の全面に最大濃度レベルの画像を形成した場合のトナー消費量（既知）に対する、実際の画像形成におけるトナー消費量の比率（％）、即ち、画像比率（％）に対応する。
【００３２】
ビデオカウント値Ｖは、１枚の画像形成を行うごとに積算されてビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）が計算される。そして、この積算信号、即ち、ビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）は、制御手段としてのＣＰＵ８１に入力されると共に、記憶手段としてのＲＡＭ５５に記憶される。ビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫごとに求められ、ＲＡＭ５５に記憶される。画像形成部ＰＹ〜ＰＫに関するビデオカウント積算値を、それぞれＶ１（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）とする。このビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）は、上記画像比率を、１枚の画像形成を行うごとに積算した値（画像比率積算値：％）に対応する。
【００３３】
（現像剤が減少する方向に現像容器が傾いた場合）
ここで、現像容器４１内の現像剤が減少する方向（現像剤排出口４８ａが下になる方向）に現像容器４１が傾いた時の現像剤の流れについて説明する。図３（ａ）は現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。図３（ｂ）は開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に低くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている壁面側に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出されてしまう。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に低くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている側、即ち開口部４１ｄの方向に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出されてしまう。
【００３６】
よって、図３（ａ）、図３（ｂ）のように現像装置４が傾くと、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出され、現像装置内の現像剤が減少してしまう。そして、現像剤が減少しすぎてしまうと、長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生してしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態では、センサ６００により現像装置４の傾きを検知し、その検知結果に応じてホッパー２０Ｙ〜２０ＢＫから現像剤の補給を行っている。しかし、補給する現像剤のトナー濃度（トナーの含有率）は、現像容器４１内の現像剤（排出された現像剤）のトナー濃度よりも高い。例えば、現像容器４１内の現像剤のトナーとキャリアの比が１０：９０であり、補給される現像剤のトナーとキャリアの比が９０：１０となっている。なお、本発明はかかる比率に限定されるものではなく、ホッパー２０Ｙ〜２０ＢＫ内の現像剤中のキャリアの含有率がトナーの含有率よりも少なく設定されていればよい。
【００３８】
このため、単純に現像剤排出口４８ａから排出された分だけ現像剤を補給した場合には、現像容器４１内のトナー濃度が高くなる。これにより、かぶりやトナー飛散の悪化、長手濃度ムラなどの画像不良が発生する。したがって、現像容器４１内のトナー濃度を一定に保つために、所定のトナー量（必要トナー消費量）を消費する必要がある。
【００３９】
図４（ａ）は現像装置４が図３（ｂ）のように傾いた際のセンサ６００によって検知された傾斜角度と、無補給で現像装置４を駆動させた時の現像装置内の現像剤量の推移を示す図である。図４（ｂ）は現像剤が減少する方向の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤量の推移を示す図である。図５（ａ）は現像剤が減少する方向の傾斜角度と必要トナー消費量の関係を示す図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すような情報がテーブルデータとして、ＣＰＵ８１内に格納されている。ＣＰＵ８１は、センサ６００によって検知された傾斜角度に応じて、必要トナー消費量に達するようにトナーを消費させ、その消費量に応じて現像剤を補給するように画像形成装置１００を制御している。
【００４１】
これによって、現像装置内の現像剤量を長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生する量以下にならないようにしている。また、トナー濃度が高くなって、かぶりやトナー飛散の悪化、長手濃度ムラなどの画像不良が発生することも抑制できる。
【００４２】
出力物の画像比率（トナー消費量算出手段の算出結果）が検知された傾斜角度に応じて算出された値よりも大きい場合には、それ以上トナーを消費する必要はない。一方、出力物の画像比率が傾斜角度に応じて算出された値よりも小さい場合には、画像形成部ＰＹ〜ＰＫのそれぞれにおいて、画像形成動作時以外の所定のタイミングで、現像装置４から感光体ドラム１へ積極的にトナーを吐き出すトナー吐き出し動作を行う。
【００４３】
本実施形態では、現像装置４から吐き出されたトナーは、中間転写ベルト５１上に１次転写される。一方、２次転写ローラ５３には２次転写バイアスと逆極性の電圧（負極性）が印加されることで、中間転写ベルト５１上のトナーは２次転写ローラ５３側には２次転写されずに、２次転写部Ｎ２を通過する。その後、中間転写ベルト５１上の吐き出されたトナーは、中間転写ベルトクリーナ５４により回収される。
【００４４】
また、吐き出しトナー量は、トナー吐き出し動作において像担持体に形成するトナー像の濃度を上げる、或いはそのトナー像の形成時間を長くする（トナー像の面積を大きくする）ことなどによって、多くすることができる。
【００４５】
画像形成時以外の所定のタイミングは、前回転時、後回転時、或いは、紙間に設定されるか、それだけではトナー消費量が十分でない場合にはダウンタイムを設けてトナー吐き出し動作を行う。前回転時は、中間転写ベルト５１に転写して出力する画像を形成する画像形成動作の前に、感光体ドラム１を含む画像形成要素を駆動する準備動作の期間である。後回転時は、中間転写ベルト５１に転写して出力する画像を形成する画像形成動作の後に、感光体ドラム１を含む画像形成要素を駆動する準備動作の期間である。紙間は、複数の中間転写ベルト５１に対する連続した画像形成動作中における、連続する中間転写ベルト５１間に相当する期間である。
【００４６】
図６は本実施形態におけるトナー吐き出し制御のフローチャートである。図６に示すように、画像形成装置１００の動作が開始されると、前回のトナー吐き出しタイミングからの画像形成枚数がカウントされる（Ｓ１）。本実施形態では、画像形成枚数は、カウンタとして機能するＣＰＵ８１でカウントされる。そして、ＣＰＵ８１は、このカウント値が所定枚数ｎになった時に（Ｓ２）、以下のように、各ビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）に基づいて、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおいてトナー吐き出し動作を実行するか否かを判断する。
【００４７】
ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫ毎に記憶されたビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）と、画像形成枚数ｎとに基づいて、画像１枚当りに換算した平均画像比率（％）（トナー消費量算出手段の算出結果）を算出する。ここで、上述のように、ビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）は、所定枚数ｎの画像形成における画像比率積算値（％）に対応する。ここでは、便宜的に、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについての平均画像比率（％）を、それぞれＶ１（ｎ）／ｎ、Ｖ２（ｎ）／ｎ、Ｖ３（ｎ）／ｎ、Ｖ４（ｎ）／ｎとして表す。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫに関し、それぞれの平均画像比率Ｖ１（ｎ）／ｎ〜Ｖ４（ｎ）／ｎと、センサ６００の検知結果と、から算出された所定量の必要トナー吐出し量値α１、α２、α３、α４（％）とを比較する。そして、各平均画像比率Ｖ１（ｎ）／ｎ〜Ｖ４（ｎ）／ｎが、必要トナー吐出し量値α１〜α４（％）より小さいときに、トナー吐き出し動作を実行することを決定する（Ｓ３〜Ｓ６）。
【００４９】
トナー吐き出し動作を実行すると判断した際には、ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて、平均画像比率が、対応する必要トナー吐出し量値α１〜α４と同等になるように、現像装置４から感光体ドラム１に吐き出すトナー量を算出する（Ｓ７）。そして、ＣＰＵ８１は、算出された吐き出しトナー量に応じて、トナー吐き出し動作を実行させる（Ｓ８）。
【００５０】
本実施形態では、トナー吐き出し動作においては、先ず、通常の画像形成動作と同様に帯電ローラ２によって感光体ドラム１を帯電させる。その後、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて、平均画像比率が必要トナー吐出し量値α１〜α４と同等となるように、露光装置３により感光体ドラム１上に静電像を形成する。そして、この静電像を現像装置４で現像することにより、現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐き出す。
【００５１】
ここで、本実施形態では、平均画像比率を算出するための所定枚数ｎは２００枚である。また、本実施形態では、必要トナー吐出し量値α１〜α４は、それぞれ画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおけるトナー吐き出し動作を実行するか否かを決定するための平均画像比率の閾値と同じである。
【００５２】
トナーを吐き出すことで現像装置４内のトナー濃度が低下するが、吐き出した量に相当するトナーが、トナーホッパー２０から補給される（Ｓ９）。上述のようなトナー吐き出し動作が終了すると、カウンタはリセット（Ｓ１０）され、通常の画像形成動作が行われる（Ｓ１１）。
【００５３】
なお、本実施形態における上述のトナー吐き出し動作は、紙間において行うものとした。しかし、トナー吐き出し動作は、非画像形成時に行なう構成であればよく、画像形成動作の前回転や後回転時、またはダウンタイムを設けて行っても構わない。また、このようなトナー吐き出し動作は、全ての画像形成部ＰＹ〜ＰＫで同時に行う必要は無く、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫで異なるタイミングで行っても構わない。
【００５４】
以上より、現像剤が減少する方向に現像装置４が傾いた場合において、長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生することを抑制できる。
【００５５】
なお、現像装置の構成に関して、本実施形態は、現像室４１ａと攪拌室４１ｂは水平に配置されるが、現像室４１ａと攪拌室４１ｂが上下に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。
【００５６】
（現像剤が増加する方向に現像容器が傾いた場合）
ここで、現像容器４１内の現像剤が減少する方向（現像剤排出口４８ａが上になる方向）に現像容器４１が傾いた時の現像剤の流れについて説明する。図７（ａ）は現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。図７（ｂ）は開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に高くなる方向に現像容器４１が傾くと、攪拌室４１ｂ内の現像剤は、現像剤排出口４８ａが配置されている壁面の反対側の隔壁４１ｃ側に偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなる。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に高くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている側の反対側、即ち開口部４１ｅの方向に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなる。
【００５９】
よって、図７（ａ）、図７（ｂ）のように現像装置４が傾くと、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなり、現像装置内の現像剤が増加してしまう。そして、現像剤が増加しすぎてしまうと、スクリューロックや剤溢れなどが発生してしまう。
【００６０】
そこで、本実施形態では、現像装置４の傾きを検知し、その検知結果に応じて、現像剤を減少させるためにスクリュー４２、４３の回転速度を変更している。すなわち、現像剤が増加する方向に傾斜している場合には、スクリュー４２、４３の回転速度を上げて、現像剤の現像剤排出口４８ａを通過する量（排出量）を増やして、現像容器４１内の現像剤を減らしている。
【００６１】
図８（ａ）は現像装置４が図７（ｂ）のように傾いた際の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤の排出量の推移を示す図である。図８（ｂ）は本実施形態における現像剤が増加する方向の傾斜角度とスクリュー４２、４３の必要回転速度の関係を示す図である。
【００６２】
図８（ｂ）に示すような情報がテーブルデータとして、ＣＰＵ８１内に格納されている。ＣＰＵ８１は、センサ６００によって検知された傾斜角度に応じて、現像装置内の現像剤の量がある一定以上にならないようにするため、スクリュー４２、４３の回転速度を必要回転速度に変更するように画像形成装置１００を制御している。これにより、スクリューロックや現像剤溢れの発生を抑制している。
【００６３】
本実施形態においては、傾斜角度が０°の時のスクリュー４２、４３の回転速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃとなっている。そして、現像剤が増加する方向に傾斜した場合に、傾斜角度に応じてスクリュー４２、４３の回転速度を増加させ、現像装置４内の現像剤の現像剤排出口４８ａを通過する量（排出量）を調整している。
【００６４】
図９は本実施形態における厚紙などを通紙する際に生産性が低下した時の現像剤が増加する方向の傾斜角度とスクリュー４２、４３の必要回転速度の関係を示す図である。本実施形態の画像形成装置１００においては、坪量が大きいシートＳや、光沢のあるコート紙と呼ばれるシートＳなどの通紙を行う際、定着性を確保するために、生産性を落としている。生産性を落とすということは、画像形成装置全体の速度を落とすことであり、現像装置４も全体的に速度を落とすこととなる。即ち、現像装置４内の現像スリーブ４４、スクリュー４２、４３の速度も低下する。
【００６５】
このような場合を想定した図９に示す、スクリュー４２、４３の必要回転速度と傾斜角度の関係を示す情報を、テーブルデータとして、ＣＰＵ８１に格納させておく。これにより、厚紙等を通紙する場合でも、スクリューロックや現像剤溢れの発生を抑制できる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｄ …被複写原稿
Ｐ …画像形成部
Ｓ …シート
１ …感光体ドラム（像担持体）
３ …露光装置
４ …現像装置（現像手段）
２０ …ホッパー（補給容器）
４１ …現像容器
４１ａ …現像室
４１ｂ …攪拌室
４１ｄ、４１ｅ …開口部
４２ …第１の搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
４３ …第２の搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
４４ …現像スリーブ
４５ …マグネットローラ
４６ …規制ブレード
４８ …余剰現像剤格納室
４８ａ …現像剤排出口
４８ｂ …現像剤搬送部材
５１ …中間転写ベルト
５５ …ＲＡＭ
８１ …ＣＰＵ
１００ …画像形成装置
２０１ …リーダー部
２０２ …画像信号処理回路（トナー消費量算出手段）
２０３ …ビデオカウンタ（トナー消費量算出手段）
６００ …傾斜角度検知センサ（傾斜検知手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置では、現像装置への現像剤の補給を行うことにより帯電性能の劣化を抑制出来るようにした装置が提案されている。この種の装置として、特許文献１のようなＡＣＲ構成が提案されている。この構成では、現像装置内に新しい現像剤の補給装置を設け、この補給装置による新しい現像剤の補給よって過剰になった現像装置内の現像剤を、現像装置の壁面に設けられた現像剤排出口よりオーバーフローして排出させて回収する。
【０００３】
このような装置では、新しい現像剤の補給と、現像剤の排出とが逐次繰り返されることによって、現像装置内の劣化現像剤は、新たに供給されるトナー及びキャリアに置換される。これにより現像装置内の現像剤の現像特性、帯電特性を維持して、画質の低下を抑制できる。また、現像剤の交換頻度を少なくすることができる。
【０００４】
また、二成分現像剤を用いたＡＣＲ構成の現像装置において、現像容器が傾斜して現像剤が過剰に排出されて現像剤が所定の量よりも少なくなると、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良が発生する。一方、現像容器が傾斜して現像剤が排出されにくくなり、現像剤が所定の量よりも多くなると、スクリューロック、現像剤溢れが発生する。このような現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量が変動することを防止するために、特許文献２、３のような構成が提案されている。
【０００５】
特許文献２では、排出口近傍の溜まり部内の現像剤搬送部材の単位時間辺りの搬送量を他の部分より小さくしている。これにより、現像容器が傾いていても現像剤が過剰に排出されることを防止している。
【０００６】
特許文献３では、並設された複数の短冊状の電極を設け、キャリアを選択的に搬送する進行波電界を発生して、キャリアを排出口へと搬送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１００４７１号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２７０１号公報
【特許文献３】特開２００７−３２２９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２では、現像容器とスクリューのクリアランス部から流入する現像剤を規制できず、現像剤の過剰な排出を抑えることができないことがあった。また、現像剤が所定の量よりも多くなることによるスクリューロック、現像剤溢れを抑制できない。
【０００９】
特許文献３では、進行波電界を発生させるための追加部材によるコストアップ、装置の大型化という課題がある。
【００１０】
そこで本発明は、装置が大型化することなく、低コストで、現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量の変動を抑制し、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良や、スクリューロックの発生を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、トナーとキャリアとを備える現像剤を用いて前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、を有し、前記現像手段は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材と、を有し、前記現像容器は、前記現像容器内の現像剤を前記現像容器外に排出する現像剤排出口を有する画像形成装置において、前記現像容器の傾きを検知する傾斜検知手段と、前記現像手段による現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、補給容器から現像剤を補給し、前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が上になる方向に傾いていると判断した場合には、前記攪拌搬送部材の回転速度を上げることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、装置が大型化することなく、低コストで、現像容器が傾斜することによって現像容器内の現像剤の排出量の変動を抑制し、長手濃度ムラやスクリューピッチムラ等の画像不良や、スクリューロック、現像剤溢れの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の画像形成装置の構成図である。
【図２】（ａ）本実施形態に係る現像装置の長手方向における断面図である。（ｂ）本実施形態に係る現像装置の短手方向における断面図である。
【図３】（ａ）現像室よりも攪拌室が相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。（ｂ）現像剤排出口側の開口部が他の開口部相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。
【図４】（ａ）現像装置が図３（ｂ）のように傾いた際の傾斜検知手段によって検知された傾斜角度と、無補給で現像装置を駆動させた時の現像装置内の現像剤量の推移を示す図である。（ｂ）現像剤が減少する方向の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤量の推移を示す図である。
【図５】（ａ）現像剤が減少する方向の傾斜角度と必要トナー消費量の関係を示す図である。（ｂ）本実施形態に係る画像形成装置の制御部のブロック図である。
【図６】本実施形態におけるトナー吐き出し制御のフローチャートである。
【図７】（ａ）現像室よりも攪拌室が相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。（ｂ）現像剤排出口側の開口部が他の開口部相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置の断面図である。
【図８】（ａ）現像装置が図７（ｂ）のように傾いた際の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤の排出量の推移を示す図である。（ｂ）は本実施形態における現像剤が増加する方向の傾斜角度と搬送スクリューの必要回転速度の関係を示す図である。
【図９】本実施形態における厚紙などを通紙する際に生産性が低下した時の現像剤が増加する方向の傾斜角度と搬送スクリューの必要回転速度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢＫを有している。
【００１５】
画像形成部ＰＹ〜ＰＢＫにおいて、感光体ドラム（像担持体）１Ｙ〜１ＢＫは、帯電器２Ｙ〜２Ｂｋにより帯電され、露光装置３により画像情報に応じたレーザー光を照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫに形成された静電潜像は、現像装置（現像手段）４Ｙ〜４ＢＫにより各色のトナーを用いてトナー像として現像される。
【００１６】
現像されたトナー像は、１次転写部材５２Ｙ〜５２Ｂｋにより中間転写ベルト５１に重ねて１次転写される。１次転写後に感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫに残った転写残トナーは、クリーニング装置７Ｙ〜７ＢＫにより除去される。クリーニングされた感光体ドラム１Ｙ〜１ＢＫは、除電装置８Ｙ〜８ＢＫにより除電されて次の画像形成に備える。
【００１７】
一方、カセット９に収容されたシートＳは、ピックアップローラ、搬送ローラ、レジストローラにより、２次転写ローラ５３と中間転写ベルト５１とのニップ部（２次転写部）に搬送され、トナー像を２次転写される。トナー像を２次転写されたシートＳは、定着装置６によって加熱、加圧されてトナー像を定着され、排出トレイ１０へ排出される。２次転写後に中間転写ベルト５１に残留したトナー等の付着物は、中間転写ベルトクリーナ５４によって除去される。
【００１８】
（現像装置４）
図２（ａ）は本実施形態に係る現像装置４の長手方向における断面図である。図２（ｂ）は本実施形態に係る現像装置４の短手方向における断面図である。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、現像装置４は、現像容器４１を有し、現像容器内に、現像スリーブ（現像剤担持手段）４４、規制ブレード４６を有している。現像容器４１の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ４４が感光体ドラム１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
【００２０】
現像容器４１の内部は、その略中央部が紙面に垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室４１ａと攪拌室４１ｂに水平に区画されている。トナーとキャリアを含む２成分現像剤は、現像室４１ａ及び攪拌室４１ｂに収容されている。
【００２１】
現像室４１ａの底部には、第１の搬送スクリュー（第１の攪拌搬送部材）４２が現像スリーブ４４の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。第１の搬送スクリュー４２は、図２（ｂ）中の反時計回り方向（矢印方向）に回転して現像室４１ａ内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。
【００２２】
攪拌室４１ｂの底部には、第２の搬送スクリュー（第２の攪拌搬送部材）４３が第１の搬送スクリュー４２とほぼ平行に配置されている。第２の搬送スクリュー４３は、第１の搬送スクリュー４２と反対方向（図２（ｂ）中の時計回り）に回転して攪拌室４１ｂ内の現像剤を第１の搬送スクリュー４２と反対方向に搬送する。このように、スクリュー４２、４３の回転による搬送によって、現像剤が隔壁４１ｃの両端部の開口部（連通部）４１ｄ、４１ｅを通じて現像室４１ａと攪拌室４１ｂとの間で循環される。
【００２３】
また、ホッパー（補給容器）２０Ｙ〜２０ＢＫ（図１参照）から攪拌室４１ｂに設けられた補給口に、トナーとキャリアが混合された補給現像剤を供給している。一方、攪拌室４１ｂに設けられた現像剤排出口４８ａから現像容器外へ余剰現像剤が排出されている。排出された余剰現像剤は、余剰現像剤格納室４８内の現像剤搬送部材４８ｂによって、回収ボックス（不図示）に搬送される。
【００２４】
本実施形態では、現像スリーブ４４の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は８０ｍｍ、現像スリーブ４４と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。これにより、現像領域に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行なえるように設定されている。
【００２５】
現像スリーブ４４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４５が非回転状態で設置されている。マグネットローラ４５は、磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。
【００２６】
現像スリーブ４４は、現像時に図２（ｂ）中の時計方向に回転し、規制ブレード４６による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持する。そして、現像剤を感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。
【００２７】
（傾斜角度検知センサ６００）
図２（ｂ）に示すように、現像装置４は、傾斜角度検知センサ（傾斜検知手段）６００を有している。センサ６００は、現像装置４（現像容器４１）の傾斜角度を検知する。センサ６００としては、特定の軸方向の水平に対する傾斜角度を検知したり、３６０°全方向において水平に対する傾斜角度を検知して、検知した傾斜角度に係る電気信号を出力する種々の方式、形態のセンサを用いることができる。本実施形態では、センサ６００として、ＪＥＷＥＬＬ社製ＬＣＦ２０００の傾き検知センサを用いた。
【００２８】
図５（ｂ）に示すように、センサ６００は、現像装置４のＣＰＵ８１に接続されている。そして、センサ６００は、画像形成装置１００の電源オンの間は常に稼動している。これによって、現像装置４の傾斜角度を常時検知している。
【００２９】
（トナー消費量算出手段）
図５（ｂ）に示すように、画像形成装置１００は、リーダー部２０１、トナー消費量算出手段（画像信号処理回路２０２、ビデオカウンタ２０３）を有している。トナー消費量算出手段は、以下の動作により、現像装置４による現像に用いられるトナーの消費量を算出する。
【００３０】
被複写原稿Ｄは、リーダー部２０１よって投影される。リーダー部２０１は、原稿像を多数の画素部に分解し、各画素の濃度に対応した光電変換信号を出力する。リーダー部２０１からの出力は、画像信号処理回路２０２に伝達される。
【００３１】
画像信号処理回路２０２は、画素ごとに、その画素の濃度に対応した出力レベルを有する画素画像信号を形成する。このとき、画像信号処理回路２０２の出力信号のレベルが画素ごとにカウントされ、ビデオカウンタ２０３で積算される。画素毎の出力信号のレベルが積算されたビデオカウント値Ｖは、原稿Ｄの画像を１枚形成するために現像装置４で消費されるトナー量に対応している。また、ビデオカウント値Ｖは、画像形成領域の全面に最大濃度レベルの画像を形成した場合のトナー消費量（既知）に対する、実際の画像形成におけるトナー消費量の比率（％）、即ち、画像比率（％）に対応する。
【００３２】
ビデオカウント値Ｖは、１枚の画像形成を行うごとに積算されてビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）が計算される。そして、この積算信号、即ち、ビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）は、制御手段としてのＣＰＵ８１に入力されると共に、記憶手段としてのＲＡＭ５５に記憶される。ビデオカウント積算値Ｖ（ｎ）は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫごとに求められ、ＲＡＭ５５に記憶される。画像形成部ＰＹ〜ＰＫに関するビデオカウント積算値を、それぞれＶ１（ｎ）、Ｖ２（ｎ）、Ｖ３（ｎ）、Ｖ４（ｎ）とする。このビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）は、上記画像比率を、１枚の画像形成を行うごとに積算した値（画像比率積算値：％）に対応する。
【００３３】
（現像剤が減少する方向に現像容器が傾いた場合）
ここで、現像容器４１内の現像剤が減少する方向（現像剤排出口４８ａが下になる方向）に現像容器４１が傾いた時の現像剤の流れについて説明する。図３（ａ）は現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。図３（ｂ）は開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に低くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に低くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている壁面側に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出されてしまう。
【００３５】
図３（ｂ）に示すように、開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に低くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている側、即ち開口部４１ｄの方向に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出されてしまう。
【００３６】
よって、図３（ａ）、図３（ｂ）のように現像装置４が傾くと、現像剤が現像剤排出口４８ａから多く排出され、現像装置内の現像剤が減少してしまう。そして、現像剤が減少しすぎてしまうと、長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生してしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態では、センサ６００により現像装置４の傾きを検知し、その検知結果に応じてホッパー２０Ｙ〜２０ＢＫから現像剤の補給を行っている。しかし、補給する現像剤のトナー濃度（トナーの含有率）は、現像容器４１内の現像剤（排出された現像剤）のトナー濃度よりも高い。例えば、現像容器４１内の現像剤のトナーとキャリアの比が１０：９０であり、補給される現像剤のトナーとキャリアの比が９０：１０となっている。なお、本発明はかかる比率に限定されるものではなく、ホッパー２０Ｙ〜２０ＢＫ内の現像剤中のキャリアの含有率がトナーの含有率よりも少なく設定されていればよい。
【００３８】
このため、単純に現像剤排出口４８ａから排出された分だけ現像剤を補給した場合には、現像容器４１内のトナー濃度が高くなる。これにより、かぶりやトナー飛散の悪化、長手濃度ムラなどの画像不良が発生する。したがって、現像容器４１内のトナー濃度を一定に保つために、所定のトナー量（必要トナー消費量）を消費する必要がある。
【００３９】
図４（ａ）は現像装置４が図３（ｂ）のように傾いた際のセンサ６００によって検知された傾斜角度と、無補給で現像装置４を駆動させた時の現像装置内の現像剤量の推移を示す図である。図４（ｂ）は現像剤が減少する方向の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤量の推移を示す図である。図５（ａ）は現像剤が減少する方向の傾斜角度と必要トナー消費量の関係を示す図である。
【００４０】
図５（ａ）に示すような情報がテーブルデータとして、ＣＰＵ８１内に格納されている。ＣＰＵ８１は、センサ６００によって検知された傾斜角度に応じて、必要トナー消費量に達するようにトナーを消費させ、その消費量に応じて現像剤を補給するように画像形成装置１００を制御している。
【００４１】
これによって、現像装置内の現像剤量を長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生する量以下にならないようにしている。また、トナー濃度が高くなって、かぶりやトナー飛散の悪化、長手濃度ムラなどの画像不良が発生することも抑制できる。
【００４２】
出力物の画像比率（トナー消費量算出手段の算出結果）が検知された傾斜角度に応じて算出された値よりも大きい場合には、それ以上トナーを消費する必要はない。一方、出力物の画像比率が傾斜角度に応じて算出された値よりも小さい場合には、画像形成部ＰＹ〜ＰＫのそれぞれにおいて、画像形成動作時以外の所定のタイミングで、現像装置４から感光体ドラム１へ積極的にトナーを吐き出すトナー吐き出し動作を行う。
【００４３】
本実施形態では、現像装置４から吐き出されたトナーは、中間転写ベルト５１上に１次転写される。一方、２次転写ローラ５３には２次転写バイアスと逆極性の電圧（負極性）が印加されることで、中間転写ベルト５１上のトナーは２次転写ローラ５３側には２次転写されずに、２次転写部Ｎ２を通過する。その後、中間転写ベルト５１上の吐き出されたトナーは、中間転写ベルトクリーナ５４により回収される。
【００４４】
また、吐き出しトナー量は、トナー吐き出し動作において像担持体に形成するトナー像の濃度を上げる、或いはそのトナー像の形成時間を長くする（トナー像の面積を大きくする）ことなどによって、多くすることができる。
【００４５】
画像形成時以外の所定のタイミングは、前回転時、後回転時、或いは、紙間に設定されるか、それだけではトナー消費量が十分でない場合にはダウンタイムを設けてトナー吐き出し動作を行う。前回転時は、中間転写ベルト５１に転写して出力する画像を形成する画像形成動作の前に、感光体ドラム１を含む画像形成要素を駆動する準備動作の期間である。後回転時は、中間転写ベルト５１に転写して出力する画像を形成する画像形成動作の後に、感光体ドラム１を含む画像形成要素を駆動する準備動作の期間である。紙間は、複数の中間転写ベルト５１に対する連続した画像形成動作中における、連続する中間転写ベルト５１間に相当する期間である。
【００４６】
図６は本実施形態におけるトナー吐き出し制御のフローチャートである。図６に示すように、画像形成装置１００の動作が開始されると、前回のトナー吐き出しタイミングからの画像形成枚数がカウントされる（Ｓ１）。本実施形態では、画像形成枚数は、カウンタとして機能するＣＰＵ８１でカウントされる。そして、ＣＰＵ８１は、このカウント値が所定枚数ｎになった時に（Ｓ２）、以下のように、各ビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）に基づいて、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおいてトナー吐き出し動作を実行するか否かを判断する。
【００４７】
ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫ毎に記憶されたビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）と、画像形成枚数ｎとに基づいて、画像１枚当りに換算した平均画像比率（％）（トナー消費量算出手段の算出結果）を算出する。ここで、上述のように、ビデオカウント積算値Ｖ１（ｎ）〜Ｖ４（ｎ）は、所定枚数ｎの画像形成における画像比率積算値（％）に対応する。ここでは、便宜的に、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについての平均画像比率（％）を、それぞれＶ１（ｎ）／ｎ、Ｖ２（ｎ）／ｎ、Ｖ３（ｎ）／ｎ、Ｖ４（ｎ）／ｎとして表す。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫに関し、それぞれの平均画像比率Ｖ１（ｎ）／ｎ〜Ｖ４（ｎ）／ｎと、センサ６００の検知結果と、から算出された所定量の必要トナー吐出し量値α１、α２、α３、α４（％）とを比較する。そして、各平均画像比率Ｖ１（ｎ）／ｎ〜Ｖ４（ｎ）／ｎが、必要トナー吐出し量値α１〜α４（％）より小さいときに、トナー吐き出し動作を実行することを決定する（Ｓ３〜Ｓ６）。
【００４９】
トナー吐き出し動作を実行すると判断した際には、ＣＰＵ８１は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて、平均画像比率が、対応する必要トナー吐出し量値α１〜α４と同等になるように、現像装置４から感光体ドラム１に吐き出すトナー量を算出する（Ｓ７）。そして、ＣＰＵ８１は、算出された吐き出しトナー量に応じて、トナー吐き出し動作を実行させる（Ｓ８）。
【００５０】
本実施形態では、トナー吐き出し動作においては、先ず、通常の画像形成動作と同様に帯電ローラ２によって感光体ドラム１を帯電させる。その後、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫについて、平均画像比率が必要トナー吐出し量値α１〜α４と同等となるように、露光装置３により感光体ドラム１上に静電像を形成する。そして、この静電像を現像装置４で現像することにより、現像装置４から感光体ドラム１上にトナーを吐き出す。
【００５１】
ここで、本実施形態では、平均画像比率を算出するための所定枚数ｎは２００枚である。また、本実施形態では、必要トナー吐出し量値α１〜α４は、それぞれ画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおけるトナー吐き出し動作を実行するか否かを決定するための平均画像比率の閾値と同じである。
【００５２】
トナーを吐き出すことで現像装置４内のトナー濃度が低下するが、吐き出した量に相当するトナーが、トナーホッパー２０から補給される（Ｓ９）。上述のようなトナー吐き出し動作が終了すると、カウンタはリセット（Ｓ１０）され、通常の画像形成動作が行われる（Ｓ１１）。
【００５３】
なお、本実施形態における上述のトナー吐き出し動作は、紙間において行うものとした。しかし、トナー吐き出し動作は、非画像形成時に行なう構成であればよく、画像形成動作の前回転や後回転時、またはダウンタイムを設けて行っても構わない。また、このようなトナー吐き出し動作は、全ての画像形成部ＰＹ〜ＰＫで同時に行う必要は無く、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫで異なるタイミングで行っても構わない。
【００５４】
以上より、現像剤が減少する方向に現像装置４が傾いた場合において、長手濃度ムラやスクリューピッチムラなどの画像不良が発生することを抑制できる。
【００５５】
なお、現像装置の構成に関して、本実施形態は、現像室４１ａと攪拌室４１ｂは水平に配置されるが、現像室４１ａと攪拌室４１ｂが上下に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。
【００５６】
（現像剤が増加する方向に現像容器が傾いた場合）
ここで、現像容器４１内の現像剤が減少する方向（現像剤排出口４８ａが上になる方向）に現像容器４１が傾いた時の現像剤の流れについて説明する。図７（ａ）は現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。図７（ｂ）は開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に高くなる方向に傾いた状態における現像装置４の断面図である。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、現像室４１ａよりも攪拌室４１ｂが相対的に高くなる方向に現像容器４１が傾くと、攪拌室４１ｂ内の現像剤は、現像剤排出口４８ａが配置されている壁面の反対側の隔壁４１ｃ側に偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなる。
【００５８】
図７（ｂ）に示すように、開口部４１ｅよりも開口部４１ｄが相対的に高くなる方向に現像容器４１が傾くと、現像剤排出口４８ａが配置されている側の反対側、即ち開口部４１ｅの方向に現像剤が偏る。このため、現像容器４１が傾いていない場合に比べて、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなる。
【００５９】
よって、図７（ａ）、図７（ｂ）のように現像装置４が傾くと、現像剤排出口４８ａから排出される現像剤が少なくなり、現像装置内の現像剤が増加してしまう。そして、現像剤が増加しすぎてしまうと、スクリューロックや剤溢れなどが発生してしまう。
【００６０】
そこで、本実施形態では、現像装置４の傾きを検知し、その検知結果に応じて、現像剤を減少させるためにスクリュー４２、４３の回転速度を変更している。すなわち、現像剤が増加する方向に傾斜している場合には、スクリュー４２、４３の回転速度を上げて、現像剤の現像剤排出口４８ａを通過する量（排出量）を増やして、現像容器４１内の現像剤を減らしている。
【００６１】
図８（ａ）は現像装置４が図７（ｂ）のように傾いた際の傾斜角度に対する各画像比率での現像装置内から排出される現像剤の排出量の推移を示す図である。図８（ｂ）は本実施形態における現像剤が増加する方向の傾斜角度とスクリュー４２、４３の必要回転速度の関係を示す図である。
【００６２】
図８（ｂ）に示すような情報がテーブルデータとして、ＣＰＵ８１内に格納されている。ＣＰＵ８１は、センサ６００によって検知された傾斜角度に応じて、現像装置内の現像剤の量がある一定以上にならないようにするため、スクリュー４２、４３の回転速度を必要回転速度に変更するように画像形成装置１００を制御している。これにより、スクリューロックや現像剤溢れの発生を抑制している。
【００６３】
本実施形態においては、傾斜角度が０°の時のスクリュー４２、４３の回転速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃとなっている。そして、現像剤が増加する方向に傾斜した場合に、傾斜角度に応じてスクリュー４２、４３の回転速度を増加させ、現像装置４内の現像剤の現像剤排出口４８ａを通過する量（排出量）を調整している。
【００６４】
図９は本実施形態における厚紙などを通紙する際に生産性が低下した時の現像剤が増加する方向の傾斜角度とスクリュー４２、４３の必要回転速度の関係を示す図である。本実施形態の画像形成装置１００においては、坪量が大きいシートＳや、光沢のあるコート紙と呼ばれるシートＳなどの通紙を行う際、定着性を確保するために、生産性を落としている。生産性を落とすということは、画像形成装置全体の速度を落とすことであり、現像装置４も全体的に速度を落とすこととなる。即ち、現像装置４内の現像スリーブ４４、スクリュー４２、４３の速度も低下する。
【００６５】
このような場合を想定した図９に示す、スクリュー４２、４３の必要回転速度と傾斜角度の関係を示す情報を、テーブルデータとして、ＣＰＵ８１に格納させておく。これにより、厚紙等を通紙する場合でも、スクリューロックや現像剤溢れの発生を抑制できる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｄ …被複写原稿
Ｐ …画像形成部
Ｓ …シート
１ …感光体ドラム（像担持体）
３ …露光装置
４ …現像装置（現像手段）
２０ …ホッパー（補給容器）
４１ …現像容器
４１ａ …現像室
４１ｂ …攪拌室
４１ｄ、４１ｅ …開口部
４２ …第１の搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
４３ …第２の搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
４４ …現像スリーブ
４５ …マグネットローラ
４６ …規制ブレード
４８ …余剰現像剤格納室
４８ａ …現像剤排出口
４８ｂ …現像剤搬送部材
５１ …中間転写ベルト
５５ …ＲＡＭ
８１ …ＣＰＵ
１００ …画像形成装置
２０１ …リーダー部
２０２ …画像信号処理回路（トナー消費量算出手段）
２０３ …ビデオカウンタ（トナー消費量算出手段）
６００ …傾斜角度検知センサ（傾斜検知手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を用いて前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、を有し、
前記現像手段は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材と、を有し、
前記現像容器は、前記現像容器内の現像剤を前記現像容器外に排出する現像剤排出口を有する画像形成装置において、
前記現像容器の傾きを検知する傾斜検知手段と、
前記現像手段による現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、補給容器から現像剤を補給し、
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が上になる方向に傾いていると判断した場合には、前記攪拌搬送部材の回転速度を上げることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、前記傾斜検知手段の検知結果と、前記トナー消費量算出手段の算出結果とに基づいて、非画像形成時に所定量のトナーを消費し、前記補給容器から消費したトナーに合わせて現像剤を補給して前記現像容器内の現像剤の量を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補給容器内の現像剤中のキャリアの含有率はトナーの含有率よりも少なく設定されてい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１】
静電潜像を担持する像担持体と、
トナーとキャリアとを備える現像剤を用いて前記像担持体に担持された静電潜像を現像する現像手段と、を有し、
前記現像手段は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器内の現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材と、を有し、
前記現像容器は、前記現像容器内の現像剤を前記現像容器外に排出する現像剤排出口を有する画像形成装置において、
前記現像容器の傾きを検知する傾斜検知手段と、
前記現像手段による現像に用いられるトナーの消費量を算出するトナー消費量算出手段と、を有し、
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、補給容器から現像剤を補給し、
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が上になる方向に傾いていると判断した場合には、前記攪拌搬送部材の回転速度を上げることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記傾斜検知手段により、前記現像剤排出口が下になる方向に傾いていると判断した場合には、前記傾斜検知手段の検知結果と、前記トナー消費量算出手段の算出結果とに基づいて、非画像形成時に所定量のトナーを消費し、前記補給容器から消費したトナーに合わせて現像剤を補給して前記現像容器内の現像剤の量を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記補給容器内の現像剤中のキャリアの含有率はトナーの含有率よりも少なく設定されてい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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２００１４（Ｐ２０１３−２００１４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２０８２（Ｐ２０１１−１５２０８２）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【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２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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