JP2002365911A

JP2002365911A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002365911A
Application number: JP2001176889A
Authority: JP
Inventors: Takeo Tsukamoto; 武雄塚本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成速度が高速であっても、画像濃度ム
ラを抑制して画像品質の保持しつつ、現像剤の劣化を抑
制し、かつ、画像形成装置全体の動作を安定させること
である。【解決手段】画像データに基づいて単位時間当たりの
画素数をカウントし、その画素数から画像面積の変化の
速度（面積変化速度）を算出することで、単位時間当た
りのトナー消費量（トナー消費速度）を算出する。そし
て、現像ローラ軸方向両端に対応する画像濃度差（画像
濃度ムラ）が０．１〜０．２の範囲内となるように、乾
式二成分現像剤を現像ローラに接触させながら、その軸
方向に沿って搬送する第１搬送スクリューの回転数ω
を、そのトナー消費速度に基づいて決定する。第１搬送
スクリューの回転数は、画像面積率が小さいときには少
なくするので、現像剤に生じる無用な摩擦を低減し、現
像剤の発熱や劣化を最小限に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置並びにこれに利用さ
れる現像装置に係り、詳しくは、トナーを含む現像剤を
担持する表面が移動する現像剤担持体と、現像剤担持体
の表面移動方向に直交する方向であって、現像剤担持体
表面に平行な方向（以下、「現像剤搬送方向」とい
う。）に、現像剤を搬送する現像剤搬送手段とを備え、
その現像剤搬送手段により搬送されている現像剤を、直
接的又は間接的に、現像剤搬送方向について一括して、
現像剤担持体上に順次供給する現像装置及びこの現像装
置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置としては、粒子状のト
ナーと粒子状の磁性キャリアとで構成される乾式二成分
現像剤を使用した乾式二成分現像方式を利用して、感光
体（潜像担持体）上に形成された潜像を現像するものが
知られている。このような現像装置を用いた画像形成装
置では、パドルやスクリュー（現像剤搬送手段）等によ
り、現像装置内に収容された現像剤を現像ローラ（現像
剤担持体）に接触する領域で、現像ローラの軸方向（現
像剤搬送方向）に沿って攪拌しながら搬送する。このよ
うな構成をもつ現像装置において、パドルやスクリュー
等により搬送されている現像剤中のトナー量は、現像ロ
ーラの軸方向上流側に位置するときに多く、その現像剤
が下流側に向かって移動するに従い少なくなる。これ
は、搬送中の現像剤が、現像により消費された分のトナ
ーを、表面移動する現像ローラ上の現像剤に順次受け渡
しながら、下流側に移動していくためである。

【０００３】ここで、上記現像装置を備えた画像形成装
置により形成される画像の画像面積率が高ければ高いほ
ど、また、現像ローラの表面移動速度に対してパドルや
スクリュー等による現像剤搬送速度が遅ければ遅いほ
ど、現像ローラ軸方向最下流側に到達するまでに受け渡
されるトナー量が増大することになる。このため、画像
形成装置により形成される画像中、現像剤搬送方向上流
側に対応する部分では画像濃度が高く、現像剤搬送方向
下流側に対応する部分では画像濃度が低いという画像濃
度ムラが発生することがある。ここでいう画像濃度ムラ
とは、現像ローラ軸方向すなわち現像剤搬送方向におけ
る画像濃度ムラをいい、以下、単に画像濃度ムラとい
う。

【０００４】従来の画像形成装置では、画像面積率が高
い画像に対して画像濃度ムラが許容範囲内に収まる程度
に小さくなるように、パドルやスクリュー等の駆動速度
を決定していた。これによれば、トナー消費量の少ない
低画像面積率の画像はもとより、トナー消費量が多い高
画像面積率の画像に対しても、現像剤搬送方向に移動す
る現像剤中のトナーが、現像ローラ上の現像剤に十分な
トナーを受け渡すのに必要な量をその現像剤中に保持さ
れたまま、現像ローラの軸方向最下流側まで達すること
ができる。よって、画像形成速度が高速であっても、画
像面積率に関係なく、画像濃度ムラを許容範囲内に収め
る程度に小さくすることができ、高品質な画像を安定し
て形成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
画像形成装置では、高速な画像形成速度に対応するため
にパドルやスクリュー等が高速駆動するので、現像剤の
摩擦量が増加し、摩擦熱やストレスにより現像剤が劣化
するという問題が生じることがある。また、このように
現像剤の摩擦量が増加して現像剤が加熱されると、現像
装置のみならず、画像形成装置を構成する他の構成部品
の温度上昇をも招き、画像形成装置全体の安定動作に支
障をきたす可能性もあるという問題も生じる。このよう
な問題は、画像品質の低下を招くことになる。尚、これ
らの問題は、乾式二成分現像方式を採用した画像形成装
置に限らず、湿式現像方式を採用した画像形成装置にお
いても生じ得る問題である。

【０００６】本発明は、以上の問題に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、画像形成速度が高速
であっても、画像濃度ムラを抑制して画像品質の保持し
つつ、現像剤の劣化を抑制し、かつ、画像形成装置全体
の動作を安定させることが可能な現像装置及び画像形成
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナーを含む現像剤を担持する
表面が無端移動する現像剤担持体と、上記現像剤担持体
の表面移動方向に直交する方向であって、該現像剤担持
体表面に平行な現像剤搬送方向に、現像剤を搬送する現
像剤搬送手段とを備え、上記現像剤搬送手段により搬送
されている現像剤を、上記現像剤搬送方向に所定幅にわ
たって上記現像剤担持体に対向させて直接的に、又は、
該現像剤搬送方向に所定幅にわたって該現像剤担持体に
対向する中間部材を介して間接的に、該現像剤担持体上
に供給する現像装置において、現像時に消費されると見
込まれるトナー予定消費量に応じ、所定の条件に従っ
て、上記現像剤搬送方向に沿って移動しつつ上記現像剤
担持体上に供給されるトナーの移動速度を調節するトナ
ー移動速度調節手段を有することを特徴とするものであ
る。

【０００８】この現像装置においては、現像剤搬送手段
により、現像剤担持体の表面移動方向に直交する方向で
あって、その現像剤担持体表面に平行な現像剤搬送方向
に搬送されている現像剤を、現像剤搬送方向に所定幅に
わたって現像剤担持体に対向させて直接的に、又は、現
像剤搬送方向に所定幅にわたって現像剤担持体に対向す
る中間部材を介して間接的に、その現像剤担持体上に供
給する。このようにして供給された現像剤は、現像剤担
持体の表面移動に伴って潜像担持体との対向領域まで移
動し、その潜像担持体上の潜像を、トナーにより現像す
る。そして、現像を終えた部分の現像剤担持体上には、
搬送中の現像剤から再び現像剤が供給されることにな
る。搬送中の現像剤を直接的に現像剤担持体上に供給す
る構成としては、例えば、現像剤担持体が現像ローラで
ある場合、その現像ローラの軸方向に沿って、現像ロー
ラ表面に接触させながら、又は、現像ローラ表面に離間
した状態で対向させながら、現像剤を搬送するものが挙
げられる。また、搬送中の現像剤を間接的に現像剤担持
体上に供給する構成としては、例えば、現像剤担持体が
現像ローラである場合、その現像ローラの軸方向に対し
て平行な方向に現像剤を搬送し、その搬送中の現像剤
を、現像ローラ表面に現像剤を供給するための中間部材
に一度担持させてから、現像ローラに供給するものが挙
げられる。前者は、主に、乾式二成分現像方式を採用す
る現像装置に利用され、後者は、主に、湿式現像方式を
採用する現像装置に利用される。

【０００９】このような構成をもつ現像装置において、
画像形成速度が高速な場合、画像濃度ムラを許容範囲内
となるように小さく収めるためには、上述のように、現
像剤搬送方向に移動する現像剤中のトナーの移動速度を
高速にする必要がある。しかし、従来の現像装置では、
画像面積率が高い画像を基準としてトナー移動速度を高
速な状態で一定にしていた。この場合、画像面積率が低
い画像に対しては、もっと遅いトナー移動速度でも画像
濃度ムラを十分に小さくできるにも関わらず、トナー移
動速度が高速のままである。従って、従来では、画像面
積率が低い画像について現像を行うときには、不必要に
トナー移動速度が高速であると言える。

【００１０】そこで、本請求項に係る現像装置において
は、現像時に消費されると見込まれるトナー予定消費量
に応じ、所定の条件に従って、現像剤搬送方向に沿って
移動しつつ現像剤担持体上に供給されるトナーの移動速
度を調節するトナー移動速度調節手段を備えている。こ
れによれば、トナー予定消費量に応じてトナー移動速度
を調節できるため、画像面積率が高い画像に対応する現
像時には、トナー移動速度を高めて、画像濃度ムラを許
容範囲内に抑えることが可能となる。一方、画像面積率
が低い画像に対応する現像時には、トナー移動速度を、
画像濃度ムラが許容範囲内に抑まる程度に小さくするの
に必要な速度まで落として現像動作を行うことが可能と
なる。このように、画像面積率が低い画像に対するトナ
ー移動速度を落とすことで、経時的に見て、画像濃度ム
ラを従来と同程度に小さく抑えたまま、従来よりも、搬
送時における現像剤の摩擦量を低下させることができ
る。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の現像
装置において、上記トナー移動速度調節手段は、上記現
像剤搬送手段により搬送される現像剤の搬送速度を調節
する現像剤搬送速度調節手段であることを特徴とするも
のである。

【００１２】この現像装置においては、現像剤搬送手段
により搬送される現像剤搬送速度を調節することによ
り、現像剤搬送方向に沿って移動するトナーの移動速度
を調節する。トナーは現像剤と一緒に搬送されるので、
現像剤の搬送速度を調節することで、その現像剤に含ま
れるトナーの移動速度を調節することができる。このよ
うなトナー移動速度調節手段によれば、現像剤中に含ま
れるトナーの移動速度を比較的容易に調節することがで
きる。

【００１３】また、請求項３の発明は、請求項２の現像
装置において、上記現像剤搬送手段は、上記現像剤搬送
方向に対して平行に配置される回転軸を回転させること
で、該回転軸に沿って現像剤を搬送する現像剤搬送装置
であり、上記現像剤搬送速度調節手段は、上記回転軸の
駆動制御を行う駆動制御手段であることを特徴とするも
のである。

【００１４】この現像装置においては、現像剤搬送手段
として、現像剤搬送方向に対して平行に配置される回転
軸を回転させることで、その回転軸に沿って現像剤を搬
送するものを利用する。このような現像剤搬送手段であ
れば、回転軸の回転数を制御することで、容易かつ確実
に、現像剤の搬送速度を調節することができる。このよ
うな現像剤搬送手段としては、例えば、回転軸の周りに
螺旋状に形成されたフィン又は回転軸の周りに螺旋状に
断続的に配列されたフィンを備えたスクリュー形状の搬
送装置が挙げられる。この搬送装置の場合、簡易な構成
で、現像剤の搬送を行うことができるとともに、現像剤
の攪拌効果も得られ、現像剤中のトナー濃度の均一化に
も資することになり、有効である。

【００１５】また、請求項４の発明は、請求項１、２又
は３の現像装置において、上記所定の条件は、上記現像
剤担持体の表面移動方向に平行であって該現像剤担持体
表面に直交し、かつ、上記現像剤搬送方向最上流側に位
置する仮想面を、上記現像剤搬送方向に沿って移動しつ
つ該現像剤担持体上に供給されるトナーが通過する単位
時間当たりのトナー通過量が、単位時間当たりに消費さ
れると見込まれるトナー予定消費量の４倍以上となるこ
とであることを特徴とするものである。

【００１６】この現像装置においては、後述する実験結
果により、いかなる画像面積率をもつ画像に対して現像
を行う場合であっても、現像剤担持体両端に対応する画
像部分の画像濃度差を、十分高画質と言える０．３以下
に抑えることができる。よって、例えば、画像全体にお
ける所望の画像濃度が１．４となるように設定した場合
には、現像剤搬送方向における画像濃度ムラを、少なく
とも約２０％よりも小さく抑えることができる。

【００１７】尚、本現像装置では、トナー移動速度の調
節の条件として、現像剤搬送方向最上流側に位置する仮
想面を通過するトナー通過量を用いているが、現像剤搬
送方向最下流側、その他の場所に位置する仮想面を設定
し、これを通過するトナー通過量を用いることも可能で
ある。しかし、現像剤搬送方向最上流側に位置する現像
剤が、現像装置内において最もトナー濃度が安定してい
る。このため、本現像装置のように、その部分のトナー
通過量を基準にトナー移動速度の調節を行うことで、適
切な調節が可能となる。

【００１８】また、請求項５の発明は、請求項４の現像
装置において、上記所定の条件は、上記現像剤担持体の
表面移動方向に平行であって該現像剤担持体表面に直交
し、かつ、上記現像剤搬送方向最上流側に位置する仮想
面を、上記現像剤搬送方向に沿って移動しつつ該現像剤
担持体上に供給されるトナーが通過する単位時間当たり
のトナー通過量が、単位時間当たりに消費されると見込
まれるトナー予定消費量の５倍以上となることであるこ
とを特徴とするものである。

【００１９】この現像装置においては、後述する実験結
果により、いかなる画像面積率をもつ画像に対して現像
を行う場合であっても、現像剤担持体両端に対応する画
像部分の画像濃度差を、０．２以下に抑えることができ
る。よって、例えば、画像全体における所望の画像濃度
が１．４となるように設定した場合には、現像剤搬送方
向における画像濃度ムラを、少なくとも約１５％よりも
小さく抑えることができる。

【００２０】また、請求項６の発明は、請求項４又は５
の現像装置において、上記所定の条件は、上記現像剤担
持体の表面移動方向に平行であって該現像剤担持体表面
に直交し、かつ、上記現像剤搬送方向最上流側に位置す
る仮想面を、上記現像剤搬送方向に沿って移動しつつ該
現像剤担持体上に供給されるトナーが通過する単位時間
当たりのトナー通過量が、単位時間当たりに消費される
と見込まれるトナー予定消費量の２０倍以下となること
であることを特徴とするものである。

【００２１】理想的には、現像剤担持体両端に対応する
画像部分の画像濃度差をゼロにすることで、最高品質の
画質を得ることができるが、実際には、ゼロに近づける
ことはできるもののゼロにすることはできない。本現像
装置においては、後述する実験結果により、いかなる画
像面積率をもつ画像に対して現像を行う場合であって
も、現像剤担持体両端に対応する画像部分の画像濃度差
を、最大で０．０５に抑えることができる。よって、例
えば、画像全体における所望の画像濃度が１．４となる
ように設定した場合には、現像剤搬送方向における画像
濃度ムラを、最大約４％に抑えることができる。

【００２２】また、請求項７の発明は、請求項６の現像
装置において、上記所定の条件は、上記現像剤担持体の
表面移動方向に平行であって該現像剤担持体表面に直交
し、かつ、上記現像剤搬送方向最上流側に位置する仮想
面を、上記現像剤搬送方向に沿って移動しつつ該現像剤
担持体上に供給されるトナーが通過する単位時間当たり
のトナー通過量が、単位時間当たりに消費されると見込
まれるトナー予定消費量の１０倍以下となることである
ことを特徴とするものである。

【００２３】上述した請求項６の現像装置のように、現
像剤担持体両端に対応する画像部分の画像濃度差を最大
で０．０５に抑えるほどの画質を求めるのは、ごく稀で
ある。本現像装置においては、一般的な使用状況におい
て高画質の要望に応えることができる範囲内、すなわ
ち、現像剤担持体両端に対応する画像部分の画像濃度差
を最大で０．１に抑えることができる。よって、例え
ば、画像全体における所望の画像濃度が１．４となるよ
うに設定した場合には、現像剤搬送方向における画像濃
度ムラを、最大約７％に抑えることができる。

【００２４】また、請求項８の発明は、請求項１、２、
３、４、５、６又は７の現像装置において、上記現像剤
は、粒子状のトナーと粒子状の磁性キャリアとで構成さ
れる乾式二成分現像剤であることを特徴とするものであ
る。

【００２５】この現像装置においては、乾式二成分現像
剤による乾式二成分現像方式を採用する現像装置として
適用することができ、現像剤の摩擦量を少なく抑え、現
像剤の劣化を抑制し、かつ、画像形成装置全体の動作を
安定させる可能となる。

【００２６】また、請求項９の発明は、請求項１、２、
３、４、５、６又は７の現像装置において、上記現像剤
は、粒子状のトナーと液体状のキャリア液とで構成され
る液体現像剤であることを特徴とするものである。

【００２７】この現像装置においては、液体現像剤によ
る湿式現像方式を採用する現像装置として適用すること
ができ、液体現像剤の摩擦量を少なく抑え、液体現像剤
の劣化を抑制し、かつ、画像形成装置全体の動作を安定
させる可能となる。

【００２８】また、請求項１０の発明は、画像情報に基
づいて形成される潜像を担持する潜像担持体と、上記潜
像担持体上の潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像
を行う現像装置とを備えた画像形成装置において、上記
現像装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、
８又は９の現像装置を用いることを特徴とするものであ
る。

【００２９】この画像形成装置においては、現像装置と
して、上述した請求項１、２、３、４、５、６、７、８
又は９の現像装置を用いるので、画像形成速度が高速で
あっても、画像濃度ムラを抑制して画像品質の保持しつ
つ、現像剤の劣化を抑制し、かつ、動作の安定化を図る
ことができる。特に、複数の現像剤を使用するために複
数の現像装置を備えたタンデム式等のカラー画像形成装
置においては、その効果が十分に発揮され、有益であ
る。これは、このようなタンデム式等の画像形成装置に
おいては、その画像形成工程では使用量が少ない又は使
用されない現像剤に関する現像装置であっても、その現
像装置を稼働させなければならず、現像剤搬送による現
像剤の摩擦量を増加させることになるからである。

【００３０】また、請求項１１の発明は、請求項１０の
画像形成装置において、上記画像情報に基づいて、該画
像情報に基づいて形成される潜像を現像するために消費
されると見込まれるトナー予定消費量を算出するトナー
予定消費量算出手段を有し、上記現像装置のトナー移動
速度調節手段は、上記トナー予定消費量算出手段により
算出されるトナー予定消費量を、現像時に消費されると
見込まれるトナー予定消費量として用いることを特徴と
するものである。

【００３１】この画像形成装置においては、これから画
像形成を行う画像の画像データ等の画像情報に基づい
て、トナー予定消費量算出手段により、その画像情報に
ついての現像に消費されると見込まれるトナー予定消費
量を算出する。そして、この算出したトナー予定消費量
を、現像装置のトナー移動速度調節手段が使用するトナ
ー予定消費量として用いる。この場合、実際に現像を開
始する前に、その現像で消費されると見込まれるトナー
予定消費量を得ることができる。よって、トナー予定消
費量に基づくトナー移動速度の調節動作についての自由
度が増し、より適切にトナー移動速度を調節することが
できる。特に、連続して画像形成を行う場合には、例え
ば、次回以降の現像により消費されると見込まれるトナ
ー予定消費量に基づいて、今回の現像時におけるトナー
移動速度を調節することも可能となる。

【００３２】また、請求項１２の発明は、請求項１０又
は１１の画像形成装置において、上記現像装置による現
像動作により、上記潜像担持体上に付着したトナー付着
量を検出するトナー付着量検出手段を有し、上記現像装
置のトナー移動速度調節手段は、上記トナー付着量検出
手段により検出されるトナー付着量を、現像時に消費さ
れると見込まれるトナー予定消費量として用いることを
特徴とするものである。

【００３３】この画像形成装置においては、現像装置に
よる現像動作により潜像担持体上に付着したトナー付着
量を、トナー付着量検出手段により検出し、その検出結
果を、現像装置のトナー移動速度調節手段が使用するト
ナー予定消費量として用いる。この場合、現像装置より
消費された実際のトナー量に応じて、トナー移動速度を
調節することができるので、現像動作に関連する作像条
件に依存せずに、トナー移動速度の調節を適切に行うこ
とができる。この作像条件は、一般的な電子写真プロセ
スを例に挙げれば、潜像担持体としての感光体の帯電条
件、書込露光条件、現像バイアス条件などである。尚、
本現像装置においては、実際に現像し終わった後のトナ
ー像部分のトナー付着量からフィードバックをかけてト
ナー移動速度を調節するため、そのフィードバック分の
タイムラグが生じる。しかし、本発明の解決課題は、現
像剤の摩擦量の低減とともに、現像剤搬送方向に移動中
の現像剤から現像剤担持体に消費されるトナーを十分に
確保して、画像濃度ムラを小さく抑えることにある。よ
って、このトナー移動速度の調節を厳格に行う必要がな
く、上述したタイムラグが生じても効果に影響はほとん
ど出ない。

【００３４】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕以下、本発明を、
画像形成装置である電子写真方式のカラー複写機（以
下、「複写機」という。）に適用した一実施形態（以
下、本実施形態を「実施形態１」という。）について説
明する。尚、本実施形態における複写機は、いわゆるタ
ンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を
用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。

【００３５】図２は、実施形態１に係る複写機における
画像形成部全体の概略構成図である。この複写機は、図
示しない画像読取部から画像情報である画像データを受
け取って画像形成処理を行う。この複写機には、図に示
すように、イエロー（以下、「Ｙ」と省略する。）、マ
ゼンタ（以下、「Ｍ」と省略する。）、シアン（以下、
「Ｃ」と省略する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と省
略する。）の各色用の４個の潜像担持体としての感光体
ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。こ
れら感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、回転可
能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写
ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿っ
て並んで配置されている。また、感光体ドラム１Ｙ，１
Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，
２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置１０Ｙ，１０
Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，
４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等
の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されてい
る。

【００３６】本実施形態に係る複写機でフルカラー画像
を形成する場合、まず、図２に示すように、感光体ドラ
ム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙ
で一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビー
ムＬ_Ｙを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形
成する。このＹ静電潜像は、現像装置１０Ｙにより、現
像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像
ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアス
が印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム
１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。

【００３７】このように現像されて形成されたＹトナー
像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１
Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送
される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５
の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス
電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって
発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹ
トナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベ
ルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー
像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上
のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。

【００３８】このように、中間転写ベルト５上に４色重
なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴
い、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送さ
れる。また、この２次転写位置には、図示しないレジス
トローラにより所定のタイミングで転写紙が搬送され
る。そして、この２次転写位置において、２次転写ロー
ラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧が印加さ
れ、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び
２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上の
トナー像が転写紙上に一括して２次転写される。その
後、トナー像が２次転写された転写紙は、定着ローラ対
８により定着処理がなされた後に装置外に排出される。

【００３９】次に、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，
１Ｂｋについて、それぞれ設けられる現像装置１０Ｙ，
１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの構成について説明する。
尚、各現像装置の構成は、すべて同じものである。図３
は、本実施形態における現像装置１０の概略構成を示す
現像ローラ軸方向に垂直な面についての断面図であり、
図４は、現像装置１０の概略構成を示す現像ローラ軸方
向側方（鉛直方向上方）から見たときの上面図である。
尚、図４においては、現像ローラ１１を波線により示し
ている。この現像装置１０は、感光体ドラム１と対向す
るように設置された現像剤担持体としての現像ローラ１
１を備えている。この現像ローラ１１は、多極の磁石が
内部に固定設置されたアルミ製のスリーブで構成されて
いる。また、この現像装置１０で使用する現像剤は、粒
子状のトナーと粒子状の磁性キャリアとで構成される乾
式二成分現像剤であり、現像装置１０の内部に形成され
る現像剤収容室内に収容されている。

【００４０】現像装置１０内の現像剤収容室は、図４に
示すように、現像ローラ１１の軸方向に平行に設けられ
る仕切り板１２により２つの現像剤収容部に仕切られて
いる。これら現像剤収容部は、現像剤収容室における現
像ローラ軸方向の両端部分で連通している。現像ローラ
１１に隣接する第１現像剤収容部に収容される現像剤
は、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュー１３に
より攪拌されながら現像ローラ１１の軸方向に沿って搬
送される。この第１搬送スクリュー１３により搬送され
た現像剤は、現像ローラ１１から離間している第２現像
剤収容部に入り込み、第２搬送スクリュー１４により搬
送されることで、現像剤収容室内を循環する。

【００４１】これら搬送スクリュー１３，１４は、現像
剤搬送装置であって、現像剤搬送方向に対して平行に配
置される回転軸１２ａ，１３ａと、この回転軸１２ａ，
１３ａの周りに螺旋状に形成されたフィン１２ｂ，１３
ｂとから構成されている。各回転軸１２ａ，１３ａは、
図示しない駆動制御手段としての駆動モータに接続され
ており、それぞれの回転動作が制御されている。各回転
軸１２ａ，１３ａが回転すると、現像剤は、フィン１２
ｂ，１３ｂの間を移動しながら、それぞれ、図４中矢印
Ａ及び矢印Ｂの方向に搬送される。

【００４２】第１搬送スクリュー１３により搬送される
現像剤において、キャリア粒子の一部は、トナー粒子を
静電吸着させた状態で、現像剤搬送方向Ａの上流側から
下流側に向かって移動する間に、現像ローラ１１の内部
磁石による磁気作用を受けて、現像ローラ１１上に汲み
上げられる。このようにして汲み上げられた現像剤は、
現像ローラ１１上に付着し、現像ローラの回転に伴って
搬送される。そして、現像剤規制部材としてのドクター
ブレード１５により層厚が規制された後、感光体ドラム
１との対向領域である現像位置まで搬送される。現像ロ
ーラ１１は、図示しないバイアス印加手段が接続されて
おり、現像位置において現像電界を形成し、現像ローラ
１１上に付着した現像剤中のトナーを感光体ドラム上の
静電潜像部分に静電吸着させることで現像を行う。

【００４３】現像位置で現像を終えた現像剤は、現像ロ
ーラ１１の回転に伴って搬送され、再び第１現像剤収容
部内に戻される。尚、本実施形態では、画像読取部から
図示しない制御部に送られてくる画像データから得られ
る画素数データや、現像装置内に設けられる図示しない
トナー濃度検出センサによる検出結果に基づいて、図示
しないトナー補給手段からのトナー補給量を調節し、現
像装置１０内の現像剤中のトナー濃度を一定に維持でき
るようになっている。トナー補給手段から補給されるト
ナーは、図４中符号Ｃに示すトナー補給位置から現像装
置１０内に補給される。これにより、補給されたトナー
は、第２搬送スクリュー１４により図中矢印Ｂの方向に
搬送される間に十分に攪拌された後に、第１現像剤収容
部内に入り込むので、十分に帯電された状態で現像ロー
ラ１１に供給されることになる。

【００４４】以下、上記複写機を用いて本発明者が行っ
た実験について説明する。本実験では、第１現像剤収容
部内における現像剤搬送方向Ａの最上流側部分に、第１
搬送スクリュー１３の回転軸１３ａに対して垂直な仮想
面Ｄを設定する。この仮想面Ｄは、第１現像剤収容部を
第１搬送スクリュー１３の回転軸１３ａに対して垂直に
切断したときの断面と同一である。そして、第１搬送ス
クリュー１３の回転数ωを変化させたときに、その仮想
面Ｄを通過する単位時間当たりの現像剤量（以下、「現
像剤搬送速度」という。）を測定した。図５は、その測
定結果をに示すグラフである。尚、この現像剤搬送速度
は、単位時間当たりに仮想面Ｄを通過する現像剤の重量
に基づき測定したものである。

【００４５】図５に示すように、第１搬送スクリュー１
３の回転数［ｒｐｍ］を上げれば上げるほど、現像剤搬
送速度［ｇ／ｓ］も上昇し、これらの間は、ほぼ比例関
係にある。この比例係数（図５におけるグラフの傾き）
は、第１搬送スクリュー１３におけるフィン１３ｂの外
径やピッチ又はフィン１３ｂの形状、あるいは、第１搬
送スクリュー１３中に充填される現像剤の量などにより
決定される。また、図６は、図５に示すグラフの縦軸
を、現像剤搬送速度から、仮想面Ｄを単位時間当たりに
通過するトナー量（以下、「トナー移動速度」とい
う。）Ｕ₂に置き換えたグラフである。この置き換えで
は、現像剤中のトナー濃度を５ｗｔ％であるとして行っ
たものである。

【００４６】次に、本実施形態における複写機において
一の画像形成を行ったときに消費されるトナーの消費速
度Ｕ₁［ｇ／ｓ］と、トナー移動速度Ｕ₂との関係につい
て説明する。図７は、現像ローラ１１の両端部分に対応
する画像部分の画像濃度差（以下、単に「画像濃度差」
という。）ΔＩＤが所定値となるように第１搬送スクリ
ュー１３の回転数ωを調節したときのトナー移動速度Ｕ
₂とトナー消費速度Ｕ₁との関係を示すグラフである。図
示のグラフは、画像濃度の標準値を１．４とし、０．
３、０．２、０．１及び０．０５の４つの画像濃度差Δ
ＩＤについて行った実験結果を示すものである。この実
験では、画像形成対象の画像の画像面積率や画像形成速
度（以下、「プリント速度」という。）を変更して得た
９通りのトナー消費速度Ｕ₁について、それぞれ上記４
つの画像濃度差ΔＩＤとなるように第１搬送スクリュー
１３の回転数ωを調節し、そのときの回転数ωからトナ
ー移動速度Ｕ₂を得ている。尚、各トナー消費速度Ｕ₁に
対応するトナー移動速度Ｕ₂は、同一のプリント速度で
同一の画像面積率をもつ画像を連続プリントして定常状
態になったときの値である。

【００４７】図７に示すグラフから、画像形成時に消費
されるトナーの消費速度Ｕ₁と、現像装置１０内におけ
る第１現像剤収容部内を現像ローラ１１の軸方向に沿っ
て移動するトナーの移動速度Ｕ₂との比（Ｕ₂／Ｕ₁）を
一定に保てば、画像濃度差ΔＩＤを所定値とすることが
できることが分かる。すなわち、トナー消費速度Ｕ₁と
トナー移動速度Ｕ₂との比（Ｕ₂／Ｕ₁）を決めること
で、プリント速度や画像面積率に関係なく、所望の画像
濃度差ΔＩＤを得ることができる。

【００４８】ここで、画像濃度差ΔＩＤは、比（Ｕ₂／
Ｕ₁）が大きければ大きいほど小さくすることができ
る。しかし、この比（Ｕ₂／Ｕ₁）をいくら大きくして
も、実際には、画像濃度差ΔＩＤをゼロに近づけること
はできるもののゼロにすることはできない。また、画像
濃度差ΔＩＤはゼロに近いほど画質が向上することにな
るが、この場合、比（Ｕ₂／Ｕ₁）を限りなく大きくする
必要があり、そのためには、トナーの移動速度Ｕ₂を限
りなく大きくしなければならない。しかし、トナー移動
速度Ｕ₂を大きくするにも、現像剤の劣化の問題や機構
上の問題から限度があり、比（Ｕ₂／Ｕ₁）は、実用性を
考慮して、適当な上限が決定されることになる。

【００４９】図８は、図７に示すグラフに、本実施形態
における現像装置１０と同様の現像装置を備えた４種の
カラー画像形成装置におけるトナー消費速度Ｕ₁とトナ
ー移動速度Ｕ₂との重ねて示したグラフである。これら
４種のカラー画像形成装置は、すでに製品化されて市場
に出回っているものである。いずれのカラー画像形成装
置においても、画像形成対象の画像の画像面積率やプリ
ント速度を変更してトナー消費速度Ｕ₁を変化させたと
しても、トナー移動速度Ｕ₂は一定となっている。これ
は、これら４種のカラー画像形成装置では、画像面積率
が異なる画像を形成するときでも、第１搬送スクリュー
１３の回転数ωが一定であることを意味している。

【００５０】一般に、高画質として認められる画像濃度
差ΔＩＤの範囲は、およそ０．１〜０．２の範囲内とさ
れている。これは、画像濃度差ΔＩＤがこの範囲よりも
小さくなっても、これによる画像濃度ムラの違いを、ユ
ーザーの目で判断することは難しいためである。よっ
て、上述した４種のカラー画像形成装置においても、ト
ナー消費速度Ｕ₁が最大値となる最大画像面積率をもつ
画像（全面ベタ画像）をプリントするときの画像濃度差
ΔＩＤが、およそ０．１〜０．２の範囲内に収まるよう
に設計されている。以上のように、高画質として認めら
れる画像濃度差ΔＩＤの範囲は、一般に０．１〜０．２
の範囲内と言えるため、図９に示すグラフにおいて斜線
部分の領域は、実用的に見て、画像濃度差ΔＩＤを低く
抑えすぎであり、オーバースペックであると言える。

【００５１】上述した４種のカラー画像形成装置におい
て、図９に示す斜線部分に含まれるトナー消費速度Ｕ₁
となる画像すなわち画像面積率が比較的小さい画像をプ
リントする場合には、画像濃度差ΔＩＤがユーザーから
見て区別できない程に十分低いにも関わらず、必要以上
に第１搬送スクリュー１３の回転数ωが高いと言える。
よって、画像面積率が小さい画像をプリントするときに
は、第１搬送スクリュー１３の回転数ωを落としても、
画像濃度差ΔＩＤを十分な範囲内に十分に維持すること
ができる。

【００５２】以上の実験結果から、画像濃度差ΔＩＤを
０．１〜０．２の範囲内に収めるためには、トナー移動
速度Ｕ₂が、トナー消費速度Ｕ₁に対して下記数１の関係
を満たす必要があると言える。よって、画像濃度差ΔＩ
Ｄを０．１〜０．２の範囲内に収めるためには、その画
像形成に消費されるトナーの消費速度Ｕ₁に応じて下記
数１を満たすトナー移動速度Ｕ₂となるように、第１搬
送スクリュー１３の回転数ωを調節すればよい。そし
て、このようにトナー消費速度Ｕ₁に応じて第１搬送ス
クリュー１３の回転数ωを調節することで、上述した４
種のカラー画像形成装置と同様の画質を維持しつつ、現
像剤の摩擦量を低下させることができ、現像剤の劣化を
抑制し、現像剤の加熱による不安定な動作を回避するこ
とができる。

【００５３】

【数１】５×Ｕ₁ ≦ Ｕ₂ ≦ １０×Ｕ₁

【００５４】また、上述では、高品質を求めて画像濃度
差ΔＩＤの範囲を０．１〜０．２の範囲内に設定してい
るが、個人ユーザー等にとっては、一般に、画像濃度差
ΔＩＤが０．３以下であれば、十分に実用性のある画質
を維持することができる。このときのトナー移動速度Ｕ
₂は、トナー消費速度Ｕ₁に対して下記数２の関係を満た
せばよい。この場合、十分に実用性のある画質を提供し
つつ、現像剤の劣化を更に抑制し、より安定した動作を
確保することができる。

【００５５】

【数２】Ｕ₂ ≧ ４×Ｕ₁

【００５６】また、本複写機を使用するユーザーの中に
は、極めて高品質な画質を求める特殊なユーザーもい
る。この場合、画像濃度差ΔＩＤの範囲を０．０５以下
の範囲内に設定することで、このような特殊なユーザー
も含めてほとんどのユーザーの要望に応える画質を提供
することができる。このときのトナー移動速度Ｕ₂は、
トナー消費速度Ｕ₁に対して下記数３の関係を満たせば
よい。この場合、ほとんどのユーザーの要望に応えるこ
とができる非常に高い画質を提供しつつ、現像剤の劣化
を抑制し、安定動作を確保することができる。

【００５７】

【数３】Ｕ₂ ≦ ２０×Ｕ₁

【００５８】〔制御例１〕次に、本実施形態における第
１搬送スクリュー１３の駆動制御の一例（以下、「制御
例１」という。）について説明する。図１は、第１搬送
スクリュー１３の回転軸１３ａを回転駆動させる駆動モ
ータの駆動制御を行う制御部による駆動制御の流れを示
すフローチャートである。尚、本実施形態の現像装置１
０は、トナー移動速度Ｕ₂と第１搬送スクリュー１３の
回転数ωとの間が図６のグラフに示すような関係を有す
るものである。よって、トナー移動速度Ｕ₂［ｇ／ｓ］
と第１搬送スクリュー１３の回転数ω［ｒｐｍ］との関
係は、下記数４に示すような数式で表すことができる。
また、トナー移動速度Ｕ₂と第１搬送スクリュー１３の
回転数ωとの間には比例関係があるため、トナー移動速
度Ｕ₂（ω）とωの関係が線形近似でき、記号ａを定数
して、下記数５に示す数式として表すことができる。

【００５９】

【数４】Ｕ₂ ＝Ｕ₂（ω）

【数５】Ｕ₂（ω）＝ａ×ω

【００６０】まず、ある画像をプリントする場合、図示
しない制御部は、まず、光書込装置の光書込動作を制御
するために、画像読取部から画像データを受け取る（Ｓ
１）。本制御例では、この画像データに基づいて単位時
間Δｔ当たりの画素数をカウントし（Ｓ２）、その画素
数から、感光体ドラム１に形成される単位時間当たりの
静電潜像面積（以下、「面積変化速度」という。）を潜
像形成順序に従って順次算出する（Ｓ３）。この面積変
化速度は、時間をｔとするとＺ（ｔ）［ｃｍ²／ｓ］で
表すことができる。ここで、本実施形態の複写機におけ
る作像仕様である画像濃度ＩＤは１．４とされているの
で、感光体ドラム１上の単位面積当たりに付着するトナ
ー付着量Ｗ［ｇ／ｃｍ²］が予め与えられている。よっ
て、上記画像データに基づく画像形成時に、消費される
と見込まれる単位時間当たりのトナー予定消費量、すな
わち、トナー消費速度Ｕ₁（ｔ）は、下記の数６に示す
ように、上記面積変化速度Ｚ（ｔ）とトナー付着量Ｗと
から求めることができる（Ｓ４）。

【００６１】

【数６】Ｕ₁（ｔ）＝Ｚ（ｔ）×Ｗ

【００６２】よって、いかなる画像面積率の画像に対し
ても、画像濃度差ΔＩＤが０．１〜０．２の範囲内とな
るための条件は、上記数１及び上記数６から、下記数７
の関係を満たす必要があると言える。

【００６３】

【数７】５×Ｕ₁（ｔ） ≦ ａ×ω ≦ １０×Ｕ₁（ｔ）

【００６４】制御部は、経時的に変化する面積変化速度
Ｚ（ｔ）に応じて、第１搬送スクリュー１３の回転数ω
が下記数８の範囲内となる第１搬送スクリュー１３の回
転数ωを順次決定する（Ｓ５）。そして、感光体ドラム
１上の静電潜像の現像タイミングに従って、第１搬送ス
クリュー１３の回転数が決定した回転数ωになるよう
に、第１搬送スクリュー１３の回転制御を行う（Ｓ
６）。この回転制御は、一連の現像工程が終了するまで
繰り返される（Ｓ７）。

【００６５】

【数８】５×Ｕ₁（ｔ）／ａ ≦ ω ≦ １０×Ｕ₁（ｔ）／ａ

【００６６】ここで、連続してプリントを行う場合、感
光体ドラム１上の静電潜像と静電潜像との間では面積変
化速度Ｚ（ｔ）がほとんどゼロになるため、現像時と非
現像時との切り換わり時において、第１搬送スクリュー
１３の回転数ωが急激に変化することになる。すなわ
ち、連続プリントを行う場合には、第１搬送スクリュー
１３が急に止まったり又は急に高速で回転したりする動
作を繰り返すことになる。この場合、第１搬送スクリュ
ー１３の回転軸１３ａを回転駆動させる駆動モータに過
大な負荷がかかることになる。また、連続してプリント
を行う場合に限らず、一の画像中に画像面積率の変動が
激しい場合も同様である。そこで、第１搬送スクリュー
１３の回転数ωが急激に変化せず、回転数ωの経時的変
化が滑らかになるような駆動制御が望まれる。

【００６７】〔制御例２〕第１搬送スクリュー１３の回
転数ωの経時的変化を滑らかにする手段の一例として、
一画像分の現像時間（実際に現像を行っている時間と次
の画像を現像するまでの非現像時間との和）Ｔを単位時
間Δｔとする方法（以下、「制御例２」という。）につ
いて説明する。尚、ここでは、第１搬送スクリュー１３
の回転数ωが上記数８に示す不等式を満たす中間値、す
なわち、下記の数９の等式を満たす回転数ωを決定し
て、第１搬送スクリュー１３の回転制御を行う。

【００６８】

【数９】ω ＝７．５×Ｕ₁（ｔ）／ａ

【００６９】制御部は、一画像分の現像時間Ｔ中の画像
データの画素数をカウントし、その画素数に基づき、面
積変化速度Ｚ’（ｔ）を求める。このときの面積変化速
度Ｚ’（ｔ）は、一画像を現像する間に経時的に変化す
る面積変化速度Ｚ（ｔ）を平均化したものであって、一
画像を現像するのに消費される全トナー量を示すことに
なる。そして、制御部が、この面積変化速度Ｚ’（ｔ）
に基づいて第１搬送スクリュー１３の回転制御を行うこ
とで、第１搬送スクリュー１３の回転数ωは、その現像
中には変動せず、次の画像の現像開始時に切り換わると
きにのみ変動する。しかも、この切り換わりにおける変
動量は、現像時と非現像時との間でも切り換える場合よ
りも少ないものとなるため、第１搬送スクリュー１３の
滑らかな駆動制御を実現できる。

【００７０】図１０は、上記制御例１の場合と本制御例
２の場合とを比較した第１搬送スクリュー１３の駆動制
御結果を示すグラフである。図示のグラフは、複数の異
なる画像を連続プリントしたときのものであり、前者を
実線で示し、後者を破線で示している。また、第１搬送
スクリュー１３の回転数ωを経時的に変化させない従来
装置の一例も参考として記載している。このグラフは、
縦軸に第１搬送スクリュー１３の回転数ω並びに面積変
化速度Ｚ（ｔ）をとり、横軸に時間ｔをとっている。上
記制御例１の場合には、実線で示すように、現像時ｔ_a
と非現像時ｔ_bとが切り替わるときにも、上記数８の条
件を満たすように第１搬送スクリュー１３の回転数ωを
変更する。この場合、図示のように、第１搬送スクリュ
ー１３の回転数ωが急激に変化し、第１搬送スクリュー
１３の駆動モータに過大な負荷がかかることになる。一
方、本制御例２の場合には、破線で示すように、現像時
ｔ_aと非現像時ｔ_bとが切り替わるときには、第１搬送ス
クリュー１３の回転数ωを変更せず、面積変化速度Ｚ
（ｔ）が切り替わったとき、すなわち、現像対象の画像
の画像面積率が変化したときにのみ、その回転数ωを変
更する。よって、本制御例２によれば、制御例１に比べ
て、第１搬送スクリュー１３の回転数ωの切換回数が少
なくなるとともに、その変動量を小さくすることができ
る。

【００７１】〔制御例３〕第１搬送スクリュー１３の回
転数ωの経時的変化を滑らかにする手段の他の例（以
下、「制御例３」という。）について説明する。上記制
御例２では、一画像について消費されると見込まれるト
ナー予定消費量を、非現像時を含めて平均化しているに
も関わらず、それでも画像面積率が低いの画像の次に画
像面積率が高い画像を連続してプリントする場合又はそ
の逆の場合には、第１搬送スクリュー１３の回転数ωの
変動量は大きいものとなる。この場合、第１搬送スクリ
ュー１３の駆動モータに大きな負荷をかけることにな
る。そこで、本制御例３において、制御部は、次に現像
対象となる画像の画像データを参照して、第１搬送スク
リュー１３の回転数ωの経時的変化を滑らかにする。

【００７２】図１１は、本制御例３を実行する制御部に
よる制御の流れを示すフローチャートである。制御部
は、画像データを受け取ったら（Ｓ１１）、今回の現像
に係る画像の現像時間Ｔ₁中の画像データの画素数と、
その次の現像に係る画像の現像時間Ｔ₂中の画像データ
の画素数をカウントし（Ｓ１２）、これら画素数に基づ
き、それぞれ面積変化速度Ｚ'₁（ｔ）及び面積変化速度
Ｚ'₂（ｔ）を求める（Ｓ１３）。その後、上記数６に従
い、トナー付着量Ｗを用いて、これら面積変化速度Ｚ'₁
（ｔ）及び面積変化速度Ｚ'₂（ｔ）に対するトナー消費
速度Ｕ'₁（ｔ）及びトナー消費速度Ｕ''₁（ｔ）を求め
（Ｓ１４）、上記数９に従って、それぞれについての回
転数ω₁及び回転数ω₂を算出する（Ｓ１５）。それか
ら、制御部は、今回の現像において、第１搬送スクリュ
ー１３の回転数を、下記の数１０に示す変化率ρで変化
させながら回転制御を行う（Ｓ１６）。

【００７３】

【数１０】ρ ＝（ω₂−ω₁）／Ｔ

【００７４】ここで、変化率ρが正になるときは、第１
搬送スクリュー１３の回転数を増加させながら回転制御
を行うことを意味し、変化率ρが負になるときは、第１
搬送スクリュー１３の回転数を減少させながら回転制御
を行うことを意味する。これにより、連続プリント中に
おける画像面積率が異なる画像部分の切換時における回
転数ωの変動量を、その切換直前の画像についての現像
時間Ｔの間で吸収することができる。よって、第１搬送
スクリュー１３のより滑らかな駆動制御を実現できる。

【００７５】以上、本実施形態によれば、第１搬送スク
リュー１３の回転数ωを経時的に変化させない従来装置
と同様の画質を維持しつつ、従来装置よりも、現像剤の
発熱や劣化を最小限に抑えることができる。特に、複写
機で実際にプリントする場合、画像面積率が１００％の
全面ベタ画像をプリントするのは稀なケースであり、画
像面積率が５〜２０％程度の画像をプリントするのが一
般的である。このため、図１０又は図１２のグラフに示
すように、従来装置に比べて、第１搬送スクリュー１３
の回転数ωを大きく低下させることができ、現像剤の発
熱や劣化を効果的に抑制できる。また、本実施形態のよ
うなタンデム式の複写機においては、全ての現像装置１
０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋで全色とも全ベタ画像
の現像を行うことはまずあり得ないので、その効果を最
大限に発揮することができる。

【００７６】〔実施形態２〕次に、本発明を、上記実施
形態１と同様の複写機に適用した他の実施形態（以下、
本実施形態を「実施形態２」という。）について説明す
る。尚、本実施形態における複写機の画像形成動作は、
中間転写ベルトを用いずに感光体ドラム１上のトナー像
を直接転写紙に転写する点以外は、上記実施形態１の場
合とほぼ同様であるので、以下、その特徴部分について
説明する。尚、上記実施形態１の制御部では、画像読取
部からの画像データに基づいてトナー予定消費量を算出
することで第１搬送スクリューの回転数ωを調節した
が、本実施形態では、実際に消費されるトナー消費量を
検出し、その測定結果に基づいて第１搬送スクリュー１
３の回転数ωを調節する。

【００７７】図１３は、実施形態２に係る複写機におけ
る画像形成部全体の概略構成図である。この複写機にお
ける各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りに
は、トナー付着量検出手段としてのトナー付着量検出セ
ンサ２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋが設けられてい
る。これらトナー付着量検出センサ２０Ｙ，２０Ｍ，２
０Ｃ，２０Ｂｋは、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１
Ｂｋの表面移動方向において、それぞれ対応する現像装
置１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの下流側に配置さ
れている。そして、各現像位置で現像された直後のトナ
ー量を検出する。尚、各トナー付着量検出センサ２０
Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋの構成及び動作は同じで
ある。

【００７８】図１４は、トナー付着量検出センサ２０の
概略構成を示す斜視図である。このトナー付着量検出セ
ンサ２０は、ＬＥＤ２１と受光素子２２を１組として、
各組をアレイ状に配列して構成されている。そして、ト
ナー付着量検出センサ２０は、ＬＥＤ２１と受光素子２
２の露出面が感光体ドラム１に対向するように、かつ、
そのアレイ状の配列の方向が現像ローラ１１の軸方向に
平行となるように、現像位置の直下流側に設置される。
このトナー付着量検出センサ２０は、ＬＥＤ２１からの
光を照射し、感光体ドラム１の表面で反射した反射光
を、対応する受光素子２２で受光する。そして、受光素
子２２で受光した光量の変化により、感光体ドラム１上
に付着しているトナー量を検出する。ここで、ＬＥＤ２
１から照射する光量は、感光体ドラム１上に形成された
トナー像を乱さない程度、具体的には感光体ドラム１上
の静電潜像のポテンシャルを大きく低下させない程度に
設定するのが望ましい。また、ＬＥＤ２１から照射する
光の波長として、感光体ドラム１に対して感度が低い領
域を適用するようにしてもよい。

【００７９】トナー付着量検出センサ２０の検出信号
は、制御部に送られ、第１搬送スクリュー１３の駆動制
御に利用される。具体的には、その検出信号から、各受
光素子２２で受光した単位時間当たりの光量から単位時
間当たりのトナー消費量すなわちトナー消費速度Ｕ
₁（ｔ）を求めることができるので、そのトナー消費速
度Ｕ₁（ｔ）に基づいて上記実施形態１と同様の制御を
行うことができる。尚、この場合、制御部による第１搬
送スクリュー１３の駆動制御には、時間的な遅れが生じ
るので、この時間的遅れを考慮した駆動制御を行うのが
望ましい。具体的には、例えば、実際に現像が開始され
るときには既に所定の回転数で第１搬送スクリュー１３
を駆動しておき、現像開始後にトナー付着量検出センサ
２０からの検出信号に基づいて順次駆動制御を行うよう
にする。

【００８０】尚、実施形態２では、トナー付着量検出セ
ンサ２０からの検出信号に基づいて第１搬送スクリュー
１３の回転数ωを調節しているが、上記実施形態１にお
ける調節方法と併用することも可能である。例えば、上
記実施形態１のように、画像データに基づいて第１搬送
スクリュー１３の回転数ωを決定した後、本実施形態２
のように実際に付着したトナー量を検出して、画像デー
タから算出したトナー予定消費量と実際のトナー消費量
との誤差を修正する。このように実施形態１と実施形態
２の調節方法を併用すれば、更に信頼性の高い駆動制御
を実現することが可能である。

【００８１】また、上記実施形態１及び２では、乾式二
成分現像方式を採用した複写機を例に挙げて説明した
が、本発明は、粒子状のトナーと液体状のキャリア液と
で構成される液体現像剤を用いた湿式現像方式を採用す
る複写機についても適用することができる。このときの
液体現像剤としては、例えば、無色の液体からなるキャ
リア液中に、トナー重量濃度が５〜２０ｗｔ％となるよ
うに、着色剤や樹脂などで構成されるトナー粒子を分散
したものが使用できる。この液体現像剤で現像を行う現
像装置の一例を、図１５に示す。

【００８２】図示の現像装置３０は、上記実施形態１及
び２における現像装置と同様の第１搬送スクリュー３３
と第２搬送スクリュー３４を備えている。この現像装置
３０では、液体現像剤は、現像ローラ３１の軸方向に沿
って第１搬送スクリュー３３により搬送されている間に
中間部材としてのアニロックスローラ３６上に汲み上げ
られる。このアニロックスローラ３６は、多数の細い溝
が刻印されたローラ表面を有し、現像ローラ３１に対し
てカウンタ方向に回転駆動している。このアニロックス
ローラ３６としては、例えば、金属ローラの表面にスパ
イラル状に１００〜２００［ｌｉｎｅ／ｉｎｃｈ］の細
い溝を刻印したものを利用することができ、また、現像
ローラ３１としては、金属軸心の周りに導電性の弾性層
を形成したものを利用することができる。アニロックス
ローラ３６の表面をメータリングブレード３５によって
規制することで、現像ローラ３１供給する供給量を常に
一定に保つことができる。このアニロックスローラ３６
上に担持された液体現像剤は、その刻印部に進入し、メ
ータリングブレード３５によって掻き取られた後、現像
ローラ３１上に均一な現像剤薄層となって担持される。
このような湿式現像方式を採用した複写機においても、
上記実施形態１及び２と同様に、第１搬送スクリュー３
３を駆動制御すれば、高画質を維持しつつ、現像剤の摩
擦量を抑えることができる。

【００８３】

【発明の効果】請求項１乃至１２の発明によれば、画像
形成速度が高速であっても、画像濃度ムラを抑制して画
像品質の保持しつつ、現像剤の摩擦量を低下させること
ができるので、現像剤の劣化を抑制し、かつ、画像形成
装置全体の動作を安定させることが可能となるという優
れた効果がある。

【００８４】特に、請求項２及び３の発明によれば、現
像剤中に含まれるトナーの移動速度を比較的容易に調節
することができるので、比較的簡単な構成で現像剤摩擦
量の低減を図ることができるという優れた効果がある。

【００８５】また、請求項３の発明によれば、容易かつ
確実に、現像剤の搬送速度を調節することができるとい
う優れた効果がある。

【００８６】また、請求項４の発明によれば、画質を十
分高画質と言える範囲内で維持しつつ、最大限に現像剤
の摩擦量を抑えることができるという優れた効果があ
る。

【００８７】また、請求項５の発明によれば、高画質の
要望に十分に応えることができる範囲内で画質を維持し
つつ、現像剤の摩擦量を抑えることができるという優れ
た効果がある。

【００８８】また、請求項６の発明によれば、現像剤の
摩擦量を抑えつつ、高画質の要望に応えることができる
という優れた効果がある。

【００８９】また、請求項７の発明によれば、一般的な
使用状況における高画質の要望に応えつつ、現像剤の摩
擦量を抑えることができるという優れた効果がある。

【００９０】また、請求項８の発明によれば、乾式二成
分現像方式を採用する画像形成装置に適用することがで
きるという優れた効果がある。

【００９１】また、請求項９の発明によれば、湿式現像
方式を採用する画像形成装置に適用することができると
いう優れた効果がある。

【００９２】また、請求項１１の発明によれば、トナー
予定消費量に基づくトナー移動速度の調節動作について
の自由度が増し、より適切にトナー移動速度を調節する
ことができるという優れた効果がある。

【００９３】また、請求項１２の発明によれば、現像動
作に関連する作像条件に依存せずに、トナー移動速度の
調節を適切に行うことができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る複写機における制御例１の第
１搬送スクリューの駆動制御の流れを示すフローチャー
ト。

【図２】同複写機における画像形成部全体の概略構成
図。

【図３】同複写機の現像装置の概略構成を示す現像ロー
ラ軸方向に垂直な面についての断面図。

【図４】同現像装置の概略構成を示す現像ローラ軸方向
側方（鉛直方向上方）から見たときの上面図。

【図５】同現像装置における第１搬送スクリューの回転
数を変化させた際に、現像材が仮想面Ｄを通過するとき
の現像剤搬送速度の測定結果を示すグラフ。

【図６】図５に示すグラフの縦軸を、現像剤搬送速度か
らトナー移動速度Ｕ₂に置き換えたグラフ。

【図７】画像濃度差ΔＩＤが所定値となるように第１搬
送スクリューの回転数を調節したときのトナー移動速度
Ｕ₂とトナー消費速度Ｕ₁との関係を示すグラフ。

【図８】図７に示すグラフに、同現像装置と同様の現像
装置を備えた４種のカラー画像形成装置におけるトナー
消費速度Ｕ₁とトナー移動速度Ｕ₂との重ねて示したグラ
フ。

【図９】図８に示すグラフにおいて、実用的に見てオー
バースペックである部分（斜線部分）を示すグラフ。

【図１０】制御例１の場合と、制御例２の場合とを比較
した第１搬送スクリューの駆動制御結果を示すグラフ。

【図１１】制御例３を実行する制御部による制御の流れ
を示すフローチャート。

【図１２】制御例１の場合と、制御例３の場合とを比較
した第１搬送スクリューの駆動制御結果を示すグラフ。

【図１３】実施形態２に係る複写機における画像形成部
全体の概略構成図。

【図１４】同複写機に設けられるトナー付着量検出セン
サの概略構成を示す斜視図。

【図１５】液体現像剤で現像を行う現像装置の一例を示
す概略構成図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電器３除電ランプ４クリーニング装置１０，３０現像装置１１，３１現像ローラ１２，３２仕切り板１３，３３第１搬送スクリュー１４，３４第２搬送スクリュー１５，３５ドクターブレードＴ現像時間ｔ_a 現像時ｔ_a 非現像時

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/10 １１４Ｆターム(参考） 2H027 DA10 DB01 DE02 DE07 EA06 EC03 EC06 EC11 EC14 ED10 EE03 EF09 EF11 2H074 AA03 BB20 BB31 BB50 CC02 CC12 CC22 CC32 CC61 2H077 AB02 AB14 AB15 AB18 AC02 AD06 AD13 BA02 DA03 DA04 DA05 DA47 DA62 DB02 EA03 GA03 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを含む現像剤を担持する表面が無端
移動する現像剤担持体と、上記現像剤担持体の表面移動
方向に直交する方向であって、該現像剤担持体表面に平
行な現像剤搬送方向に、現像剤を搬送する現像剤搬送手
段とを備え、上記現像剤搬送手段により搬送されている
現像剤を、上記現像剤搬送方向に所定幅にわたって上記
現像剤担持体に対向させて直接的に、又は、該現像剤搬
送方向に所定幅にわたって該現像剤担持体に対向する中
間部材を介して間接的に、該現像剤担持体上に供給する
現像装置において、現像時に消費されると見込まれるト
ナー予定消費量に応じ、所定の条件に従って、上記現像
剤搬送方向に沿って移動しつつ上記現像剤担持体上に供
給されるトナーの移動速度を調節するトナー移動速度調
節手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１の現像装置において、上記トナー
移動速度調節手段は、上記現像剤搬送手段により搬送さ
れる現像剤の搬送速度を調節する現像剤搬送速度調節手
段であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】請求項２の現像装置において、上記現像剤
搬送手段は、上記現像剤搬送方向に対して平行に配置さ
れる回転軸を回転させることで、該回転軸に沿って現像
剤を搬送する現像剤搬送装置であり、上記現像剤搬送速
度調節手段は、上記回転軸の駆動制御を行う駆動制御手
段であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１、２又は３の現像装置において、
上記所定の条件は、上記現像剤担持体の表面移動方向に
平行であって該現像剤担持体表面に直交し、かつ、上記
現像剤搬送方向最上流側に位置する仮想面を、上記現像
剤搬送方向に沿って移動しつつ該現像剤担持体上に供給
されるトナーが通過する単位時間当たりのトナー通過量
が、単位時間当たりに消費されると見込まれるトナー予
定消費量の４倍以上となることであることを特徴とする
現像装置。
【請求項５】請求項４の現像装置において、上記所定の
条件は、上記現像剤担持体の表面移動方向に平行であっ
て該現像剤担持体表面に直交し、かつ、上記現像剤搬送
方向最上流側に位置する仮想面を、上記現像剤搬送方向
に沿って移動しつつ該現像剤担持体上に供給されるトナ
ーが通過する単位時間当たりのトナー通過量が、単位時
間当たりに消費されると見込まれるトナー予定消費量の
５倍以上となることであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項４又は５の現像装置において、上記
所定の条件は、上記現像剤担持体の表面移動方向に平行
であって該現像剤担持体表面に直交し、かつ、上記現像
剤搬送方向最上流側に位置する仮想面を、上記現像剤搬
送方向に沿って移動しつつ該現像剤担持体上に供給され
るトナーが通過する単位時間当たりのトナー通過量が、
単位時間当たりに消費されると見込まれるトナー予定消
費量の２０倍以下となることであることを特徴とする現
像装置。
【請求項７】請求項６の現像装置において、上記所定の
条件は、上記現像剤担持体の表面移動方向に平行であっ
て該現像剤担持体表面に直交し、かつ、上記現像剤搬送
方向最上流側に位置する仮想面を、上記現像剤搬送方向
に沿って移動しつつ該現像剤担持体上に供給されるトナ
ーが通過する単位時間当たりのトナー通過量が、単位時
間当たりに消費されると見込まれるトナー予定消費量の
１０倍以下となることであることを特徴とする現像装
置。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６又は７の現
像装置において、上記現像剤は、粒子状のトナーと粒子
状の磁性キャリアとで構成される乾式二成分現像剤であ
ることを特徴とする現像装置。
【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６又は７の現
像装置において、上記現像剤は、粒子状のトナーと液体
状のキャリア液とで構成される液体現像剤であることを
特徴とする現像装置。
【請求項１０】画像情報に基づいて形成される潜像を担
持する潜像担持体と、上記潜像担持体上の潜像に現像剤
中のトナーを付着させて現像を行う現像装置とを備えた
画像形成装置において、上記現像装置として、請求項
１、２、３、４、５、６、７、８又は９の現像装置を用
いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】請求項１０の画像形成装置において、上
記画像情報に基づいて、該画像情報に基づいて形成され
る潜像を現像するために消費されると見込まれるトナー
予定消費量を算出するトナー予定消費量算出手段を有
し、上記現像装置のトナー移動速度調節手段は、上記ト
ナー予定消費量算出手段により算出されるトナー予定消
費量を、現像時に消費されると見込まれるトナー予定消
費量として用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項１０又は１１の画像形成装置にお
いて、上記現像装置による現像動作により、上記潜像担
持体上に付着したトナー付着量を検出するトナー付着量
検出手段を有し、上記現像装置のトナー移動速度調節手
段は、上記トナー付着量検出手段により検出されるトナ
ー付着量を、現像時に消費されると見込まれるトナー予
定消費量として用いることを特徴とする画像形成装置。