JP2009244552A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置内に滞留した現像剤の異常増加を検出して現像装置の故障発生を未然に防止することのできる現像装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像槽内現像剤を搬送・攪拌する攪拌部材と、現像剤担持体と、を備える現像装置であって、現像剤補給タンクと、トナー濃度検出センサと、現像剤量推定センサと、トリクル式の排出機構と、現像剤量推定センサによって推定された現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作を制御する制御手段と、を備えてなる。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。本発明は、特に、新規現像剤を少しずつ供給するとともに劣化現像剤を少しずつ排出するというトリクル方式の現像装置、及び当該現像装置を用いた画像形成装置に関する。

現像装置が異常であるか否かを検出するために、例えば、現像剤のトナー濃度を磁気式のトナー濃度センサで測定し、トナー濃度センサの出力波形から異常を検出することが行われている。

特許文献１には、トナー濃度センサの波形信号が現像槽内のスクリューの回転に合わせて周期的に変化することを利用して、信号変化の周期が所定時間以上になるとスクリューの回転が何らかの原因で遅くなり、何らかの異常が現像装置で発生していると判断することが開示されている。

また、特許文献２には、トナー濃度センサから出力された出力波形の最大値と最小値とに着目し、両者の差分が小さくなるとスクリューの回転が遅くなり、何らかの異常が現像装置で発生していると判断することが開示されている。

ところで、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像方式として、現像剤の主成分としてトナーを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナー及びキャリアを用いる二成分現像方式と、が知られている。

トナー及びキャリアを用いた二成分現像方式は、トナーとキャリアとを摩擦接触させることによって両者を所定の極性に荷電させるため、一成分現像剤を用いた一成分現像方式よりも、トナーの受けるストレスが少ないという特徴を有している。キャリアの表面積はトナーよりも大きいことから、トナーがキャリア表面に付着することによってキャリアが汚れることも少ない。しかしながら、長期間の使用により、キャリア表面に付着した汚れ（スペント）が増加し、そのためにトナーを帯電する能力が次第に低下する。その結果、かぶりやトナー飛散の問題が発生する。二成分現像装置の長寿命化を図るために、現像装置に収容するキャリアの量を増やすことも考えられるが、これは現像装置の大型化を招くために望ましくない。

二成分現像剤に係る上記問題を解消するため、特許文献３には、新規の現像剤を少しずつ現像装置内に補給するとともに、帯電性能の劣化した現像剤を少しずつ現像装置から排出することによって、劣化キャリアの増加を抑制するといういわゆるトリクル方式の現像装置が開示されている。この現像装置は、現像剤の嵩変動を利用して、余剰となった劣化現像剤を排出して現像装置内の現像剤の嵩レベルを大略一定に保つ構成である。このトリクル方式の現像装置によれば、現像装置内の劣化キャリアが少しずつ新規キャリアに置換され、現像装置内のキャリアの帯電性能を大略一定に保つことが可能となる。
特開平０６−６７５２６号公報 特開２００４−２０６０４１号公報 特開昭５９−１００４７１号公報

トリクル方式の現像装置では、現像装置内の現像剤を排出しながら現像剤を補給することを行っていることから、現像装置内に存在する現像剤の量が変動して、現像装置内に存在する現像剤の量が常に一定にはなっていない。したがって、トリクル方式の現像装置は、同じトナー濃度であっても、現像装置内に存在する現像剤量の違いにより、トナー濃度の検出誤差を生じてしまうという問題を有している。

したがって、現像装置内での現像剤の量が多いか少ないかによりトナー濃度の検出誤差が生じるという問題を有するトリクル方式の現像装置に対して、トナー濃度センサから出力された信号の変化に着目した上記特許文献１又は２の技術を適用することは、現像装置における異常検出に対する有効な手段にはなり難い。

現像装置において発生した排出異常を放置しておくと、現像槽内に現像剤が次第に蓄積されて、許容量を超えた現像剤が現像槽から溢出してしまい、最悪の場合、現像装置や感光体が破損してしまう可能性もある。

したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置内に滞留した現像剤の異常増加を検出して現像装置の故障発生を未然に防止することのできる現像装置及び画像形成装置を提供することである。

課題を解決するための手段および作用・効果

前記技術的課題を解決するために、本発明によれば、
トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
前記現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
前記現像槽内に存在する現像槽内現像剤の量を推定する現像剤量推定センサと、
前記現像槽に設けられ、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
現像剤量推定センサによって推定された現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする現像装置が提供される。

上記現像装置によれば、トナー濃度検出センサから出力された出力値に基づいて、真のトナー濃度に近似した、いわば近似トナー濃度が算出される。トナー濃度検出センサによって得られた近似トナー濃度と現像剤量推定センサから出力された値とに基づいて、現像槽内に存在する現像剤の量が推定される。

推定された現像剤量に基づいて、現像剤の量が予め定められた量よりも多いか少ないかが判断され、現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、排出機構に異常がある恐れがあるために、現像槽内現像剤が現像槽外に強制的に排出される。したがって、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置での故障発生を未然に防止することができる。

上記目的を達成するためのトナー濃度検出センサ及び現像剤量推定センサとして様々なセンサが利用可能である。光学式センサは、現像剤の充填状態に影響を受けることなく、高精度にトナー濃度を検出することができるので、トナー濃度検出センサとして好適である。逆に、磁気式センサは、現像剤の充填状態に影響を受けやすいので、現像剤の量を推定するためのセンサとして好適である。したがって、トナー濃度検出センサは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する中間転写ベルトの近傍に設置されて中間転写ベルトの上に形成されたトナーパターンからトナー濃度を検出する光学式センサであり、前記現像剤量推定センサは、現像槽に設置される磁気式センサである。

強制排出動作を実行することにより、現像槽内現像剤の量が当然に少なくなるはずであるが、強制排出動作を実行したにもかかわらず現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いときには、排出機構が何らかの原因で故障しているものと考えられる。そこで、制御手段は、強制排出動作を行ったあと、現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、画像形成動作を禁止する。

上述した現像装置は、周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体と、トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える画像形成装置に組み込んで使用される。

以下に、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置１及び現像装置３４では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。

図１乃至９を参照しながら、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１及び当該装置に使用される現像装置３４について説明する。

〔画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置１の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置１は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、後述するように、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電装置２６、露光装置２８、現像装置３４、転写装置３６、およびクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。

帯電装置２６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）も使用できる。感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８は、帯電された感光体１２の外周面に向けて、画像光３０を出射する。露光装置２８を通過した感光体１２の外周面には、画像光３０が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分とからなる静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像装置３４は、後述する現像槽内現像剤３を用いて静電潜像を可視像化する。現像装置３４の詳細は後に説明する。転写装置３６は、感光体１２の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどの用紙３８に転写する。図１に示した実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして図示されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）も使用できる。クリーニング装置４０は、転写装置３６で用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写トナーを感光体１２の外周面から回収する。実施形態では、クリーニング装置４０は板状のブレードとして図示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。

このような構成を備えた画像形成装置１が画像形成を行うとき、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて例えば反時計周り方向に回転する。このとき、帯電装置２６を通過する感光体１２の外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体１２の外周部分は、露光装置２８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像装置３４のところまで搬送され、現像装置３４によって可視像化される。可視像化されたトナー像は、感光体１２の回転と共に転写装置３６のところまで搬送され、転写装置３６により用紙３８に転写される。トナー像が転写された用紙３８は定着装置２０のところまで搬送され、用紙３８にトナー像が固定される。転写装置３６を通過した感光体１２の外周部分はクリーニング装置４０のところまで搬送され、用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存するトナーが感光体１２から掻き取られる。

次に、図４を参照しながら、タンデム方式のプリントエンジンを内蔵した画像形成装置１について説明する。

画像形成装置１には、Ｙ（イエロー），Ｍ（マジェンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色の作像ユニット２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがタンデム形式で一列に配置されている。各作像ユニット２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、感光体１２と、感光体１２の表面を均一に帯電させる帯電装置２６と、各色の画像データに応じて感光体１２の表面を露光することにより静電潜像を形成する露光装置２８と、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像装置３４と、中間転写ベルト４６を挟んで各感光体１２に対向する位置に配置された転写装置３６、感光体１２の表面に残留するトナーを回収してクリーニングするクリーニング装置４０などを備えている。

なお、本明細書および図面において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する部材について、それぞれの符号の末尾にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号をそれぞれ付すことがある。

中間転写ベルト４６は、各感光体１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上部に沿うように、左側ローラ５５と右側ローラ５７との間に張りわたされ、左側ローラ５５の回転によって図４の矢印方向に走行する。各転写ローラ３６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、各感光体１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して中間転写ベルト４６を圧接させる圧接位置と、各感光体１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから中間転写ベルト４６を離隔（離間または退避ともいう）させる離隔位置との間で、移動可能となっている。中間転写ベルト４６が感光体１２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに圧接することによって、感光体１２上のトナー像が中間転写ベルト４６に一次転写される。

中間転写ベルト４６に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ５６によって、給紙カセット５２から給紙された転写材である記録紙に二次転写される。記録紙は、その後、定着装置２０の定着ローラ２２によって定着され、排紙トレイに排出される。二次転写ローラ５６は、不図示の接離駆動装置（接離機構）によって、中間転写ベルト４６に対して圧接位置又は離隔位置に切り換えられる。

右側ローラ５７の近傍には、中間転写ベルト４６上に形成されたトナーパターン５３のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサである光学式のＩＤＣ（画像濃度制御）センサ７８が設けられている。図５に示すように、ＩＤＣセンサ７８は、例えばフォトダイオードなどの受光部を有しており、中間転写ベルト４６の表面上に形成されたトナーパターン５３に対して検出光が照射され、反射して戻ってきた検出光の光量を検知することによりトナーパターン５３のトナー濃度を検出する。

光学式のＩＤＣ（画像濃度制御）センサ７８は、本願発明では後述する異常判定制御を実行する際にトナー濃度を正確に検出するために用いられる。通常の画像形成時に現像槽６６内のトナー濃度を高応答性且つ低コストで検出するためには、例えば、コイルのインダクタンスの変化から、現像槽内現像剤３に含まれる磁性キャリアの透磁率変化を検出して透磁率変化に対応した値を出力する磁気式のトナー濃度センサが用いられる。したがって、図１乃至３に示した現像剤量推定センサ６５は、通常の画像形成動作を行う際には、トナー濃度を検出するためのセンサとして用いられる。

中間転写ベルト４６上に形成されたトナーパターン５３におけるトナー濃度が低いときつまり中間転写ベルト４６上に載っているトナーが少ないときは、反射光が多く戻ってきてＩＤＣセンサ７８で受光される光量が多くなる。そして、トナーパターン５３におけるトナー濃度が高いときつまり中間転写ベルト４６上に形成されたトナーパターン５３にトナーが多く載っているときは、反射光がトナーによって遮られてＩＤＣセンサ７８によって受光される光量が低下する。このようにして、ＩＤＣセンサ７８は、中間転写ベルト４６上に形成されたトナーパターン５３のトナー濃度を検出する。ＩＤＣセンサ７８によって検出されたトナー濃度に基づいて、後述する異常判定制御を行う。

トリクル方式の現像装置３４を有する作像ユニット２４に対して、トナー濃度の検出がそれぞれ行われる。図５では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各トナーパターン５３（トナーパッチ）があって２つのＩＤＣセンサ７８が設けられているが、１つまたは２つ以上でもよい。また、トナーパターン５３の形成や検出は、通常の画像形成動作を中断したあとに実行される形態であってもよいし、通常の画像形成中に紙間等の非画像形成領域を利用して実行される形態であってもよい。後者の場合、通常の画像形成動作を中断することなくトナーパターン５３の形成や検出が実行されるので、画像形成装置１の使用者に不便さを感じさせることがなくなる。なお、トナー濃度検出センサとしてのＩＤＣセンサ７８の取り付け位置および取り付け方法についても、ここで述べた以外の種々の位置または方法を採用することができる。

〔現像装置〕
現像装置３４は、非磁性トナー（以下、単にトナーという。）及び磁性キャリア（以下、単にキャリアという。）を含む２成分現像剤と、種々の部材を収容する現像槽６６と、を備えている。現像槽６６は感光体１２に向けて開放された開口部を備えており、この開口部の近傍に形成された空間に現像ローラ４８が設けられている。現像剤担持体としての現像ローラ４８は、円筒状の部材であり、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の現像ギャップを介して、回転可能に枢支されている。

現像ローラ４８は、回転不能に固定された磁石体４８ａと、磁石体４８ａの周囲を回転可能に支持された円筒状のスリーブ４８ｂ（第一の回転円筒体）と、を有するいわゆるマグネットローラである。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの上方には、現像槽６６に固定され、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂの中心軸と平行に延在する規制板６２が、所定の規制ギャップを介して対向配置されている。現像ローラ４８の内側にある磁石体４８ａは、スリーブ４８ｂの回転方向に沿って、Ｎ１、Ｓ２、Ｎ３、Ｎ２、Ｓ１という５個の磁極を有する。これらの磁極のうち、主磁極Ｎ１は、感光体１２と対向するように配置されている。スリーブ４８ｂの上の現像剤を剥離させるための反発磁界を発生させる同極のＮ２及びＮ３は、現像槽６６の内部に対向配置されている。現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは、感光体１の回転方向と逆向きに（カウンター方向に）回転する。

図２は、現像装置３４を上から見た模式的断面図である。図２に示すように、現像ローラ４８の背後には、現像剤攪拌搬送室６７が形成されている。現像剤攪拌搬送室６７は、現像ローラ４８の近傍に形成された第二搬送路７０と現像ローラ４８から離れた第一搬送路６８と、第一搬送路６８及び第二搬送路７０を間仕切る隔壁７６と、を有する。第一搬送路６８の搬送方向の上流側の上方には、現像剤補給タンク８０が配設されていて、現像剤補給タンク８０が補給口８２を介して第一搬送路６８と連通している。現像剤補給タンク８０には、トナーを主成分としてキャリアを含有する補給用現像剤２が充填されている。補給用現像剤２のキャリア比は、好ましくは５乃至４０重量％であり、より好ましくは１０乃至３０重量％である。また、第二搬送路７０の搬送方向の下流側の下方には、現像剤回収タンク９０が配設されていて、現像剤回収タンク９０が回収口９２を介して第二搬送路７０と連通している。

現像剤補給タンク８０の底部には、制御部１００によって駆動制御される現像剤補給ローラが配置されている。補給用モータの回転駆動により現像剤補給ローラが回転することによって、その駆動時間に応じた量の新規の補給用現像剤２が、流下して現像槽６６の第一搬送路６８に供給される。

第一搬送路６８には、現像槽内現像剤３を攪拌しながら搬送する攪拌部材である第一スクリュー７２が回転可能に枢支されている。第二搬送路７０には、第一搬送路６８からの現像槽内現像剤３を攪拌しながら現像ローラ４８に搬送する第二スクリュー７４が回転可能に枢支されている。第一スクリュー７２及び第二スクリュー７４は、それぞれ、シャフトに所定のピッチで螺旋状の羽根が固定された通常のスパイラルスクリューである。この場合、第一搬送路６８と第二搬送路７０との両端部に位置する隔壁７６の上部が切り欠かれることによって連絡通路が形成されている。第一搬送路６８の搬送方向の下流側端部に到達した現像槽内現像剤３が連絡通路を介して第二搬送路７０へ送り込まれ、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部に到達した現像槽内現像剤３が連絡通路を介して第一搬送路６８に送り込まれる。その結果、図２の矢印方向にしたがって、現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室内を循環する。

第一スクリュー７２及び第二スクリュー７４は、シャフトに所定のピッチで螺旋状の羽根が固定されたスパイラルスクリューである。図２の右端部に示すように、第二スクリュー７４は、図中の右側に延在して、回収口９２の上まで延在している。第二スクリュー７４は、第二搬送路７０から第一搬送路６８に向かう連絡通路及び第一搬送路６８の下流側側端部に対応する位置において、スパイラルスクリューの螺旋の向きが他の部分とは逆向きに構成されている逆羽根部を有する。第二スクリュー７４の羽根のピッチは、搬送方向の下流側端部（図２の右端部）において他の部分に比べて小さくなっている。その結果、第二スクリュー７４が回転すると、第二スクリュー７４の搬送方向の下流側端部（右端部）での現像槽内現像剤３の高さが他の部分に比べて高くなる。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）において、現像槽内現像剤３の盛り上がりが形成される。

ここで、現像装置３４は、いわゆるトリクル方式を採用したものであるから、余剰の現像槽内現像剤３を流出させるための流出口７５を有している。すなわち、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に位置する側壁の上部が部分的に切り欠かれた切欠７５を設けることによって、流出口７５が形成されている。第二スクリュー７４によって搬送される現像剤は、通常の状態では逆羽根部によってせき止められることにより、図２の実線矢印のように、第二搬送路７０から第一搬送路６８へと搬送される。現像槽内における現像槽内現像剤３が増えて現像槽内の液面が上昇すると、逆羽根部のせき止め作用に抗して側壁の上部に設けられた流出口７５を現像槽内現像剤３が乗り越えて、隣接する回収室に溢出する。回収室に溢出した余剰の現像槽内現像剤３は、回収口９２まで搬送され、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収（廃棄）される。

図２に示すように、現像剤攪拌搬送室６７の底面には、現像剤攪拌搬送室６７内での現像剤の量を推定するための磁気式の現像剤量推定センサ６５が設けられている。磁気式の現像剤量推定センサ６５は、例えば、コイルのインダクタンスの変化から、現像槽内現像剤３に含まれる磁性キャリアの透磁率変化を検出して透磁率変化に対応した値を出力する。現像剤量推定センサ６５は、異常判定制御のときには現像剤の量を推定するセンサとして機能するが、通常の画像形成動作を行っているときには現像槽６６内のトナー濃度を検出するトナー濃度センサとして機能する。

現像剤量推定センサ６５は、現像槽内現像剤３が滞留しにくい場所（充填度合いが低くて疎になる場所）に設置することが好適であるが、通常の画像形成時にはトナー濃度検出センサとしても使用されるので、現像剤量推定センサ６５は、現像槽内現像剤３が滞留する場所（充填度合いが高くて密になる場所）に設置される。したがって、現像剤量推定センサ６５は、例えば、図２に示すように、第一搬送路６８の最下流位置であって第二搬送路７０に向けて屈曲する連絡通路よりも手前の領域、いわゆるベンド領域の周辺に設置される。

後述するように、光学式のトナー濃度検出センサ７８により正確に検出されたトナー濃度と、磁気式の現像剤量推定センサ６５からの出力値とに基づいて、制御部１００のＣＰＵ１０２により現像槽内現像剤３の量が推定される。

制御部１００のＣＰＵ１０２により、推定された現像槽内現像剤３の量が、予め定められた量より多いか少ないかが判断される。推定された現像槽内現像剤３の量が、予め定められた量より多いと判断されたとき、現像槽内現像剤３が後述する方法により現像槽６６の外に強制的に排出される。

現像装置３４において、画像形成動作により、循環している現像槽内現像剤３のトナー濃度が低下すると、トナーと少量のキャリアとを含有する補給用現像剤２が現像剤補給タンク８０から補給される。補給用現像剤２は、トナーとキャリアとが一体的な形態で、あるいはトナーとキャリアとが別々の形態で供給される。補給された新規の補給用現像剤２は、すでに存在する現像槽内現像剤３と混合・攪拌されながら、上記現像剤攪拌搬送室６７の第一搬送路６８及び第二搬送路７０に沿って搬送される。基本的には、トナーは感光体１２で消費されるのに対して、キャリアは現像装置３４内に蓄積されるが、印刷枚数の増加に伴ってキャリアの帯電性能は次第に低下する。補給用現像剤２にはトナーよりも嵩高いキャリアが少量含まれているので、補給用現像剤２の補給動作に伴って、現像装置３４内での現像槽内現像剤３の量が徐々に増加する。そして、嵩の増えた現像槽内現像剤３が現像剤攪拌搬送室６７を循環する。現像剤攪拌搬送室６７を循環しきれない余剰の現像槽内現像剤３は、逆羽根部を乗り越えて、第二搬送路７０の搬送方向の下流側端部（右端部）に設けられた流出口７５から流出して、回収口９２を介して現像剤回収タンク９０に回収される。

なお、現像剤攪拌搬送室６７を構成する第一搬送路６８及び第二搬送路７０は、図１のように同じ高さに配置されたり、異なった高さに配置（不図示）されたりして、様々な構成をとることができる。

補給用現像剤２の補給量は、通常の画像形成時にはトナー濃度センサとして機能する現像剤量推定センサ６５によって検出された現像槽内現像剤３のトナー濃度と、画像形成時の画像情報（ドットカウンタ）と、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比と、に基づいて決定される。現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比は、現像装置３４内でのキャリアの劣化を抑制するとともに、コストアップを招かない程度に調整される。トナーの補給動作に伴って、キャリアが少しずつ供給される。

図３は、画像形成装置１の現像装置３４に係る制御ブロック図を示している。

制御手段としての制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６等から構成される。ＲＯＭ１０４内に格納されている各種処理プログラムやテーブルに従って、ＣＰＵ１０２は画像形成装置１での各種動作を集中的に制御する。ＲＯＭ１０４には、例えば、トナー濃度検出センサ７８から出力された出力電圧値に基づいて異常判定制御時の現像槽内現像剤３のトナー濃度に変換・算出するためのトナー濃度算出テーブル又は算出式や、トナー濃度検出センサ７８によって得られたトナー濃度と現像剤量推定センサ６５からの出力値とに基づいて現像槽内現像剤３の量を推定するための現像剤量推定用テーブル又は算出式や、推定された現像槽内現像剤３の量に基づいて現像槽内現像剤３の排出量を算出するための現像剤排出用テーブル又は算出式が格納されている。ＲＡＭ１０６は、制御部１００により実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成している。

ＣＰＵ１０２には、現像装置３４や現像剤補給タンク８０やカウンタ１０８が接続されている。現像装置３４を構成する攪拌部材７２，７４やトナー濃度検出センサ７８や現像剤量推定センサ６５や現像ローラ４８の動作が、制御部１００のＣＰＵ１０２によって制御される。制御部１００のＣＰＵ１０２は、攪拌部材７２，７４の回転数を制御する攪拌部材回転制御手段として用いられている。そして、トナー濃度検出センサ７８から出力された出力電圧値や、算出されたトナー濃度や、現像剤量推定センサ６５から出力された出力電圧値や、推定された現像槽内現像剤３の量や、画像形成時の画像情報や、現像剤補給タンク８０内での補給用現像剤２に対するキャリア比、現像槽内現像剤３の排出回数等は、ＲＡＭ１０６に一時的に記憶されている。

〔現像剤〕
２成分現像剤は、トナーと、トナーを帯電させるためのキャリアと、を含んでいる。本発明においては、画像形成装置１において従来から一般的に使用されている公知のトナーが使用可能である。トナーの粒径は、例えば約３乃至１５μｍである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナーや、荷電制御剤や離型剤を含有するトナーや、表面に添加剤を保持するトナーも使用可能である。

トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造される。

トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約８０乃至１６０℃の範囲であり、ガラス転移点が約５０乃至７５℃の範囲であることが好ましい。

着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂１００重量部に対して、２乃至２０重量部であることが好ましい。

荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。

離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１乃至１０重量部の割合で用いることが好ましい。

さらに、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー１００重量部に対して、０．１乃至５重量部の割合で添加することが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は、９乃至１００ｎｍであることが好ましい。

キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約１５乃至１００μｍであることが好ましい。

バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。

バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の硬化性樹脂が例示される。

バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０乃至９０重量％の量で添加することが適切である。

バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。

バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。

コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。

現像槽内現像剤３のトナー及びキャリアの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整される。現像槽内現像剤３のトナー比は、トナー及びキャリアの合計量に対して、好ましくは３乃至２０重量％であり、より好ましくは４乃至１５重量％である。また、現像剤補給タンク８０に充填されている補給用現像剤２は、トナー及び少量のキャリアを含有したものであり、補給用現像剤２のキャリア比は、好ましくは１乃至５０重量％であり、より好ましくは５乃至３０重量％である。

このように構成された現像装置３４の動作を説明する。

画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８のスリーブ４８ｂは矢印方向（反時計回り）に回転する。第一スクリュー７２の回転及び第二スクリュー７４の回転により、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３は、第一搬送路６８と第二搬送路７０とを循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアとが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。本発明に用いるトナー及びキャリアの帯電性は、このような組み合わせに限定されるものでない。キャリアの外形寸法は、トナーに比べて相当大きい。そのため、正極性に帯電したキャリアの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。

帯電された現像槽内現像剤３は、第二スクリュー７４によって第二搬送路７０に搬送される過程で現像ローラ４８に供給される。この現像剤は、現像ローラ４８内部の磁石体４８ａの磁力によってスリーブ４８ｂの表面側に保持され、スリーブ４８ｂと共に反時計周り方向に回転移動して、現像ローラ４８に対向して設けられた規制板６２で通過量を規制された後、感光体１２と対向する現像領域へと搬送される。そして、現像領域において、磁石体４８ａの主磁極Ｎ１の磁力によって穂立ち（磁気ブラシ）が形成される。現像領域では、感光体１２上の静電潜像と現像バイアスの印加された現像ローラ４８との間に形成された電界（直流に交流が重畳された電界）がトナーに与える力により、トナーが感光体１２上の静電潜像側へと移動して、この静電潜像が顕像へと現像される。現像領域でトナーを消費した現像剤は、現像槽６６に向けて搬送され、現像槽６６の第二搬送路７０に対向して設けられた磁石体４８ａのＮ３，Ｎ２の反発磁界によって現像ローラ４８上から剥離され、現像槽６６内へと回収される。回収された現像剤は、第二搬送路７０を搬送されている現像槽内現像剤３と混合される。

このような画像形成によって現像槽内現像剤３の中からトナーが消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像槽６６へ補給されることが好ましい。そのために、現像装置３４は、通常の画像形成時には、現像剤攪拌搬送室６７に存する現像槽内現像剤３に対するトナーの比を測定するためにトナー濃度センサとして機能する現像剤量推定センサ６５を備えている。また、第一搬送路６８の上方には現像剤補給タンク８０が設けてある。

また、現像槽内現像剤３の強制排出動作として、例えば、第二スクリュー７４の回転速度を通常の画像形成時よりも速くすることにより現像剤溜まり部７９に導かれる現像槽内現像剤３の排出量を多くすること、あるいは、現像槽６６内のトナーを現像ローラ４８に付着させることにより現像槽６６内のトナーを強制的に消費させることがある。このように画像形成装置１に付随する構成要素を利用することにより、現像剤やトナーを強制的に排出するための排出機構を別途に設けることを要しないので、コストアップになることはない。

次に、本発明の一実施形態に係る現像装置３４の動作を、図５乃至９を参照しながら説明する。

図６は、トナー濃度検出センサ７８の出力電圧値と算出されたトナー濃度との関係を示すグラフである。図７は、各トナー濃度における、現像剤量推定センサ６５の出力電圧値と、推定された現像槽内現像剤３の量との関係を示すグラフである。図８は、トナー濃度が６重量％であるときの、現像剤量推定センサ６５の出力電圧値と、推定された現像槽内現像剤３の量との関係を示すグラフである。図９は、図示しない全体制御（メインルーチン）のうちの異常判定制御のサブルーチンに関するフローチャートである。

図５に示すように、異常判定制御時において、各色毎にトナーパターン５３が中間転写ベルト４６の上に形成され、光学式のトナー濃度検出センサ７８によりトナーパターン５３の反射光の光量が検出される。検出された反射光の光量がトナー濃度検出センサ７８により出力電圧に変換され、出力電圧値がＲＡＭ１０６に記憶される。トナー濃度検出センサ７８からの出力電圧値は、図６に示すように、ＲOＭ１０４に記憶されたトナー濃度算出テーブル又は算出式に基づいて、現像槽内現像剤３のトナー濃度に変換・算出される。例えば、トナー濃度検出センサ７８の出力電圧値が０．７Vであるとき、トナー濃度は６重量％である。

図７に示すように、現像槽６６の底部に設けられた磁気式の現像剤推定センサ６５により現像槽内現像剤３の量が推定される。すなわち、現像剤推定センサ６５により出力電圧に変換され、出力電圧値がＲＡＭ１０６に記憶される。トナー濃度検出センサ７８からの出力電圧値は、ＲOＭ１０４に記憶された現像剤量推定テーブル又は算出式に基づいて、トナー濃度検出センサ７８によって算出されたトナー濃度毎に現像槽内現像剤３の推定量に変換・算出される。図７は、一例として、トナー濃度Tｃがそれぞれ５、６、７、８、９重量％である場合のセンサの出力値と現像槽内現像剤３の推定量との関係を示している。

図８は、一例として、トナー濃度Tｃが６重量％である場合を示している。図８において、例えば、現像剤量推定センサ６５の出力電圧値が２．２Vであるとき、現像槽内現像剤３の量は約２３０ｇと推定される。図８において、例えば、推定された現像槽内現像剤３の量が２８０ｇを超えると、現像装置３４の排出機構が異常である可能性が高いと判断される。

現像装置３４内に存在する現像剤の量が多いと推定された場合、排出機構に異常がある恐れがあるので、現像槽内現像剤３を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作が行われる。

現像槽内現像剤３の排出量の調整は、第二スクリュー７４を高速回転する動作時間を調整することによって行われる。必要とされる排出量に対応した第二スクリュー７４の高速回転の動作時間が実験的に予め求められている。ＣＰＵ１０２により、具体的な排出量が決定されると、排出量に対応した第二スクリュー７４の高速回転の動作時間が決定される。強制排出のための高速回転動作は、一度に実行したり、複数回に分割して実行することができる。表１に示した実施例では、高速回転動作を複数回に分割して実行する場合を示しており、一回当たりの高速回転の動作時間を１５秒として、１乃至５回という規定回数で高速回転動作を繰り返す場合である。最大繰り返し回数と記載されているように、規定回数の排出動作を必ず実行しなければならないというものではなく、現像槽内現像剤３が所定のレベルに戻っていることが確認されたならば、それ以降の高速回転動作を中止するということを意味している。例えば、最大繰り返し回数が５回とするとき、現像槽内現像剤３の排出のために高速回転動作を３回繰り返したあとに現像槽内現像剤３の量をチェックして、現像槽内現像剤３が所定のレベルに戻っていることが判明したら、４回目以降の高速回転動作を中止するということを意味している。このように構成することにより、異常判定制御のサブルーチンを早期に終了させることが可能になる。

このような現像槽内現像剤３の強制排出動作は、様々な形態で実施可能である。通常の画像形成動作を実行している最中に、画像形成動作を行うタイミングを少し長めにし、その長くなったタイミングの間に強制排出動作を実行するようにしてもよい。あるいは、強制排出モードを別途設けて、通常の画像形成動作を行っていないときに強制排出モードに移行して強制排出動作を実行するようにしてもよい。

図９を参照しながら、本願発明の特徴部分である異常判定制御方法について説明する。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１０２により、異常判定制御の要求があるか否かが判断される。異常判定制御の要求がある場合、次のステップＳ１０４に進む。異常判定制御の要求が無い場合、ステップＳ１２２に進んで、通常の画像形成動作が行われる。

ステップＳ１０４において、トナー濃度検出センサ７８から出力された出力電圧値が測定される。そして、ステップＳ１０６において、ステップＳ１０４で得られた出力電圧値に基づいて、現像槽６６内での現像槽内現像剤３のトナー濃度が算出される。

ステップＳ１０８において、現像剤量推定センサ６５から出力された出力電圧値が測定される。ステップＳ１１０において、ステップＳ１０６で算出されたトナー濃度と、ステップＳ１０８で得られた出力電圧値とに基づいて、現像槽６６内での現像槽内現像剤３の量が推定される。

ステップＳ１２０において、推定された現像槽内現像剤３の量が所定量より多いか少ないかが判断される。推定された現像槽内現像剤３の量が所定量より少ない場合、ステップＳ１２２に進んで、通常の画像形成動作が行われる。

推定された現像槽内現像剤３の量が所定量より多い場合、ステップＳ１３０に進んで、強制排出動作が既に実行されているか否かが判断される。ステップＳ１３０において、強制排出動作が未実施であるならば、ステップＳ１３２において強制排出の実行条件（動作時間や最大繰り返し回数）が設定される。そして、ステップＳ１３４において、強制排出動作が実施される。強制排出動作が終了すると、ステップＳ１０８に戻って、現像剤量推定センサ６５による出力電圧値の測定が行われ、現像槽内現像剤３の量が推定される。

ステップＳ１３０において、強制排出動作が既に実施されているならば、ステップＳ１４０において、現像槽内現像剤３の強制排出動作が規定回数行われているか否かが判断される。強制排出動作が規定回数行われていないならば、ステップＳ１３４の強制排出動作が実施される。ステップＳ１４０において、強制排出動作が規定回数行われていると判断された場合、強制排出動作を行ったにもかかわらず依然として現像槽内現像剤３の量が多いことから、現像装置３４の排出機構において何らかの異常が発生したと判断して、通常の画像形成動作を行っているならば画像形成動作を中止させ、画像形成装置１を停止状態にさせる。また、画像形成動作の中止の際に、画像形成装置１の表示部上に現像装置３４が異常であることを警告する内容の警告メッセージを表示させたり、現像装置３４の異常を知らせる警告ランプを点滅させたりすることもできる。

上記実施形態によれば、推定された現像槽内現像剤３の量に基づいて、現像槽内現像剤３の量が予め定められた量よりも多いか少ないかが判断され、現像槽内現像剤３の量が予め定められた量よりも多いとき、排出機構に異常がある恐れがあるために、現像槽内現像剤３が現像槽６６の外に強制的に排出される。したがって、二成分現像剤を用いたトリクル方式の現像装置３４での故障発生を未然に防止することができる。

なお、上記実施形態においては、具体的な数値を用いながら説明したが、当該数値によって本願発明が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び均等物によって画定される範囲を逸脱しない範囲で本願発明を様々に変形させることができる。

上記実施形態においては、トナー濃度検出センサ７８として光学式のＩＤＣセンサを用いるとともに、現像剤量推定センサ６５として磁気式のセンサを用いているが、使用可能なセンサは、これらの組合せに限定されるものではない。トナー濃度検出センサ７８及び現像剤量推定センサ６５の両方ともが磁気式のセンサであってもよい。異常判定制御の際に使用されるトナー濃度検出センサ７８は、通常の画像形成動作の際に使用される磁気式のトナー濃度検出センサと兼用することができる。現像剤量推定センサ６５は、現像槽内現像剤３が滞留しにくい場所すなわち、現像槽内現像剤３の充填度合いが低い疎な場所に設置されるが、例えば、第一搬送路６８の大略中間に位置する中間領域に設置される。

さらに、現像槽６６内における現像槽内現像剤３の量に応じて単位面積当たりの圧力も変化することから、現像剤量推定センサ６５として、薄ゲージ式、半導体ストレインゲージ式、圧電式あるいは光ファイバー式等の圧力センサを用いることもできる。したがって、圧力センサを現像剤量推定センサ６５として現像槽６６の第一搬送路６８の底面部分に設置する形態であってもよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１に示した画像形成装置の現像装置を上から見た模式的断面図である。 図２に示した画像形成装置の現像装置に係るブロック図である。 タンデム方式のプリントエンジンを内蔵した画像形成装置の概略構成を示す図である。 図４に示した画像形成装置の中間転写ベルト上に形成されたトナーパターンを示す図である。 トナー濃度検出センサの出力電圧値と算出されたトナー濃度との関係を示すグラフである。 各トナー濃度における、現像剤量推定センサの出力電圧値と、推定された現像槽内現像剤の量との関係を示すグラフである。 トナー濃度が６重量％であるときの、現像剤量推定センサの出力電圧値と、推定された現像槽内現像剤の量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る異常判定制御に関するサブルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１：画像形成装置
２：補給用現像剤
３：現像槽内現像剤
１２：感光体
２０：定着装置
２２：定着ローラ
２４：作像ユニット
２６：帯電装置
２８：露光装置
３０：画像光
３４：現像装置
３６：転写装置
３８：用紙
４０：クリーニング装置
４６：中間転写ベルト
４８：現像ローラ（現像剤担持体）
４８ａ：磁石体
４８ｂ：スリーブ
５２：給紙カセット
５３：トナーパターン
５５：左側ローラ
５６：搬送状態切替手段
５７：右側ローラ
６２：規制板
６５：現像剤量推定センサ
６６：現像槽
６７：現像剤攪拌搬送室
６８：第一搬送路
７０：第二搬送路
７２：第一スクリュー（攪拌部材）
７４：第二スクリュー（攪拌部材）
７５：切欠（流出口）
７６：隔壁
７８：ＩＤＣセンサ（トナー濃度検出センサ）
８０：現像剤補給タンク
８２：補給口
９０：現像剤回収タンク
９２：回収口
１００：制御部
１０２：中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１０４：読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
１０６：読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）
１０８：カウンタ

Claims (10)

1. トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える現像装置であって、
   トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
   前記現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
   前記検出されたトナー濃度に基づいて、現像槽内に存在する現像槽内現像剤の量を推定する現像剤量推定センサと、
   前記現像槽に設けられ、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
   現像剤量推定センサによって推定された現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする現像装置。
2. 前記トナー濃度検出センサは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する中間転写ベルトの近傍に設置されて中間転写ベルトの上に形成されたトナーパターンからトナー濃度を検出する光学式センサであり、前記現像剤量推定センサは、現像槽に設置される磁気式センサであることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記制御手段は、強制排出動作を行ったあと、現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、画像形成動作を禁止することを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
4. 周面に静電潜像を担持する回転可能な静電潜像担持体と、トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、を備える画像形成装置であって、
   トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、
   前記現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、
   前記検出されたトナー濃度に基づいて、現像槽内に存在する現像槽内現像剤の量を推定する現像剤量推定センサと、
   前記現像槽に設けられ、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、
   現像剤量推定センサによって推定された現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作を制御する制御手段と、を備えてなることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記トナー濃度検出センサは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する中間転写ベルトの近傍に設置されて中間転写ベルトの上に形成されたトナーパターンからトナー濃度を検出する光学式センサであり、前記現像剤量推定センサは、現像槽に設置される磁気式センサであることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、強制排出動作を行ったあと、現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、画像形成動作を禁止することを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
7. トナー及びキャリアを含む現像槽内現像剤を現像槽内で搬送しながら攪拌する攪拌部材と、該攪拌部材に隣接配置され攪拌された現像槽内現像剤を静電潜像担持体へ供給する現像剤担持体と、トナー及びキャリアを現像槽へ補給する現像剤補給タンクと、前記現像槽内のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサと、前記検出されたトナー濃度に基づいて、現像槽内に存在する現像槽内現像剤の量を推定する現像剤量推定センサと、現像槽に設けられ、現像槽内の現像槽内現像剤の量が所定量を上回ったときに、上回った現像槽内現像剤を現像槽外に排出する排出機構と、現像剤量推定センサによって推定された現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出動作を制御する制御手段と、を備える現像装置に適用される現像方法であって、
   トナー濃度検出センサによりトナー濃度を算出するトナー濃度算出工程と、
   現像剤量推定センサにより現像槽内現像剤の量を推定する現像剤量推定工程と、
   推定された現像剤量が予め定められた量よりも多いとき、排出すべき現像槽内現像剤の量を決定する排出量決定工程と、
   排出量決定工程により決定された量の現像槽内現像剤を現像槽外に強制的に排出する強制排出工程と、
   を備えることを特徴とする現像方法。
8. 前記トナー濃度検出センサは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する中間転写ベルトの近傍に設置されて中間転写ベルトの上に形成されたトナーパターンからトナー濃度を検出する光学式センサであり、前記現像剤量推定センサは、現像槽に設置される磁気式センサであることを特徴とする、請求項７に記載の現像方法。
9. 前記トナー濃度検出センサは、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する中間転写ベルトの近傍に設置されて中間転写ベルトの上に形成されたトナーパターンからトナー濃度を検出する光学式センサであり、前記現像剤量推定センサは、現像槽に設置される磁気式センサであることを特徴とする、請求項７に記載の現像方法。
10. 前記制御手段は、強制排出動作を行ったあと、現像槽内現像剤の量が予め定められた量よりも多いとき、画像形成動作を禁止することを特徴とする、請求項７に記載の現像方法。

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