JP2010107656A - 現像装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度を正確に測定し、適切な量のトナーを補給することができる現像装置、及び、当該現像装置を備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達してから、第１の所定時間Ｔ_１が経過すると、駆動モータ制御部１１１は、現像ローラ駆動モータＭ_０の回転速度を一定に保ちながら、第２攪拌部材駆動モータＭ_２の回転速度を第２の所定時間Ｔ_２の間、減速する。その後、前記所定時間Ｔ_２が経過すると、駆動モータ制御部１１１は、減速していた第２攪拌部材駆動モータＭ_２（及び第１攪拌部材駆動モータＭ_１）の回転速度を増速し、定常運転の回転速度に戻す。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤により画像形成を行う画像形成装置に係り、特に、トナー濃度を正確に測定できる画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機やプリンタなどの画像形成装置として、電子写真方式の画像形成装置が多く使用されている。
電子写真方式の画像形成装置は、感光体（トナー像担持体）の表面に静電潜像を形成し、現像装置から供給されたトナーによって前記静電潜像を現像し、現像されたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させる。

近年、カラー化や高画質化を図る目的で、トナーの帯電安定性に優れる二成分現像剤が現像剤として使用されている。二成分現像剤は、トナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌することによって、トナーとキャリアとが摩擦し、当該摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。
また、画像形成装置の高速化及び小型化が要求されており、二成分現像剤の帯電を迅速且つ充分に行い、二成分現像剤の搬送も迅速に行う必要がある。

そこで、画像形成装置において、補給されたトナーを二成分現像剤中に即時に分散させて適切な帯電量を付与するために、二成分現像剤が循環搬送される経路を形成する２つの二成分現像剤搬送路と、当該二成分現像剤搬送路において二成分現像剤を撹拌しながら搬送する２つの二成分現像剤攪拌部材とを備える循環方式の現像装置が搭載されるようになっている（特許文献１参照）。
特開平１０−６３０８１号公報

上記のように二成分現像剤を用い現像する場合、トナーが消費されると二成分現像剤中のトナー濃度が減少し、画像濃度が低下するため、消費された分のトナーを補給することによってトナー濃度を一定に保つように制御している。

トナー濃度制御方法として、例えば、トナー濃度に応じて変化する二成分現像剤の透磁率を透磁率センサ（トナー濃度センサ）で測定し、その値が一定になるようにトナー補給を行う方法がある。

上記循環方式の現像装置においては、現像装置を小型化できるメリットがある反面、大量にトナーが消費された場合、補給されたトナーが感光体ドラム（現像領域）に達するまでの時間が長くなるので攪拌部材を高速で回転しなければならない。

このように、攪拌部材を高速で回転させると、現像装置内壁と攪拌部材との隙間で二成分現像剤が緩い凝集状態を形成し滞留しやすくなり、流動性が不安定になる（流動性低下）。

特に、透磁率センサのセンサ面における二成分現像剤の流動性が不安定になると、正確なトナー濃度の測定ができなくなるため、適切な量のトナーを補給することができず、高画質の印刷画像を形成することができなくなる。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、トナー濃度を正確に測定し、適切な量のトナーを補給することができる現像装置、及び、当該現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

第１の技術手段は、現像槽内にトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、当該二成分現像剤を静電潜像が形成された感光体へ供給する現像装置において、前記現像槽内は、仕切り壁によって区画されて、当該仕切り壁の両端において連通した第１及び第２搬送路が形成され、当該第１及び第２搬送路の内部に、互いに搬送方向が逆方向であって、前記第１搬送路の上流側から供給されたトナー及び前記第１及び第２搬送路内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送する第１及び第２攪拌部材を設けると共に、前記第２搬送路内に、当該第２搬送路内の二成分現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像槽内の二成分現像剤のトナー濃度を測定する透磁率センサとを設け、画像形成の開始に伴い、前記第１攪拌部材、前記第２攪拌部材、及び、前記現像ローラの回転を開始し、当該第１攪拌部材、当該第２攪拌部材、及び、当該現像ローラの各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達してから、第１の所定時間が経過すると、当該第２攪拌部材の回転速度を第２の所定時間減速し、その後、当該第２攪拌部材の回転速度を定常運転の回転速度に増速することを特徴とする現像装置である。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記第２攪拌部材の回転速度の減速にあわせ、前記第１搬送速度の回転速度も同速減速することを特徴とするものである。

第３の技術手段は、第１又は第２の技術手段において、前記透磁率センサは、前記第２搬送部材の鉛直方向下方の現像槽底面に配設され、前記第２攪拌部材の回転軸の垂直方向に設けられた攪拌板の先端は、前記透磁率センサのセンサ面に近接することを特徴とするものである。

第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかに技術手段の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明により、透磁率センサのセンサ面において、二成分現像剤が緩い凝集状態を形成し流動性が不安定になっても、当該二成分現像剤を押し流すことができ、透磁率センサのセンサ面における二成分現像剤の凝集が解消され、流動性が安定化する。
その結果、トナー濃度を高精度に測定し、トナー濃度制御を安定化することができるので、カブリのない高画質な印刷画像を得ることができる。

まず、本発明に係わる現像装置を備える画像形成装置について説明する。
図１は、画像形成装置１００の内部構成を示す模式図で、画像形成装置１００は、図示しない情報処理装置などが出力した印刷ジョブ（画像データ）などに応じて、所定のシート（印刷用紙）に対して多色又は単色の画像を形成するものである。

１は、画像形成装置１００の下部に設けられた露光ユニットで、ＬＤが出射したレーザ光により、帯電された感光体ドラム２を光走査することで、入力された画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム２上に形成する。

３は、感光体ドラム２の近傍に設けられた現像装置で、感光体ドラム２上に形成された静電潜像をブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーにより顕像化する。

４は、感光体ドラム２の近傍に設けられたクリーナユニットで、現像・画像転写後における感光体ドラム２上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
５は、感光体ドラム２の近傍に設けられた帯電器で、感光体ドラム２の表面を所定の電位に均一に帯電させる。
６は、現像装置３に補給するトナーを収納するためのトナー補給装置である。

なお、画像形成装置１００において扱われる画像データは、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、感光体ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、現像装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、クリーナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、トナー補給装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。そして、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、４つの画像ステーションが構成されている。

７は、感光体ドラム２の上方に配設されている中間転写ベルトユニットで、後述の中間転写ベルト７０、中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ７４（７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ）、及び、中間転写ベルトクリーニングユニット７５から構成される。中間転写ベルト駆動ローラ７１、中間転写ベルト従動ローラ７２、中間転写ベルトテンション機構７３、中間転写ローラ７４は、中間転写ベルト７０を張架し、矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。

中間転写ベルト７０は、感光体ドラム２に接触するように設けられ、感光体ドラム２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト７０に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト７０上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。

感光体ドラム２から中間転写ベルト７０へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７０の裏側に接触している中間転写ローラ７４によって行われる。中間転写ローラ７４は、中間転写ベルトユニット７の中間転写ベルトテンション機構７３の中間転写ローラ取付部に回転可能に支持されており、感光体ドラム２のトナー像を、中間転写ベルト７０上に転写するための転写バイアスを与えるものである。

このようにして、形成されたトナー像は、用紙と中間転写ベルト７０の接触位置に配設される、転写ローラ９によって用紙上に転写される。

また、感光体ドラム２との接触により中間転写ベルト７０に付着したトナー、もしくは、転写ローラ９によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト７０上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるので、中間転写ベルトクリーニングユニット７５によって除去・回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット７５には、中間転写ベルト７０に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位の中間転写ベルト７０は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ７２で支持されている。

８は、用紙搬送路によって搬送されるシートをいったん保持するレジストローラで、感光体ドラム２上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ９に搬送する機能を有している。

１０は、定着ユニットで、加圧ローラ１０ａと共にシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有するヒートローラ１０ｂ等を備えており、加圧ローラ１０ａ及びヒートローラ１０ｂは、シートを挟んで回転する。

１１は、露光ユニット１の下側に設けられ、画像形成に使用するシートを蓄積する給紙トレイである。
Ｓは、略垂直形状の用紙搬送路で、用紙搬送路Ｓの近傍には、レジストローラ８、転写ローラ９、加圧ローラ１０ａ、ヒートローラ１０ｂ、ピックアップローラ（１２−１、１２−２）、搬送ローラ（１３−１〜１３−８）等が設けられている。なお、１４は、画像形成装置１００の上部に設けられ、印字済みのシートをフェイスダウンで載置する排紙トレイである。

ピックアップローラ１２−１は、給紙トレイ１１の端部に備えられ、給紙トレイ１１から、シートを１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。ピックアップローラ１２−２は、手差しトレイ１５から、シートを１枚毎に用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
搬送ローラ１３は、シートの搬送を促進・補助するための小型ローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。

なお、多色トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ１３−２、１３−３によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１３上に排出されるようになっている。

（現像装置の構成）
次に、画像形成装置１００に備えられている現像装置３の詳細について説明する。
図２は、本実施形態に係る現像装置３の断面図である。
現像装置３は、感光体ドラム２と対向するように配置された現像ローラ３１によって感光体ドラム２の表面に二成分現像剤（トナー）を供給して、感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像を顕像化（現像）する装置である。

現像ローラ３１は、図示しないモータ等の駆動手段によって軸心回りに回転駆動するマグネットローラであり、現像槽３２の二成分現像剤を表面に汲み上げて担持し、表面に担持している二成分現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２に供給するものである。

現像ローラ３１は、感光体ドラム２に対向し、感光体ドラム２に対して間隙を有して離隔するように設けられる。現像ローラ３１で搬送される二成分現像剤は最近接部分で感光体ドラム２と接触する。この接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ３１に接続される図示しない電源から現像ローラ３１に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ３１表面の二成分現像剤に含まれるトナーが感光体ドラム２表面の静電潜像へ供給される。

現像槽３２は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を収容する。なお、前記キャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。

３３は、現像ローラ３１に担持されるトナー層の厚さを規制するドクターブレードである。ドクターブレード３３は、現像ローラ３１の軸線方向に平行に延びる板状部材であり、現像ローラ３１の鉛直方向下方において、その短手方向の一端が現像槽３２によって支持され、かつ他端が現像ローラ３１表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。ドクターブレード３３の材料としては、ステンレス鋼が使用できるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。

３４は、現像槽３２の上側に取り付けられた、現像槽カバーであり、取り外し可能である。
３４ａは、現像槽カバー３４に形成されたトナー補給用の孔（トナー補給口）である。
３５は、図１に示したトナー補給装置６と現像槽３２とを連結する、トナー補給用パイプで、当該トナー補給パイプの一端口が前記トナー補給口３４ａに接続している。

トナー補給装置６に収容されているトナーは、当該補給装置６内のトナー補給機構（図示しない）によって、トナー補給用パイプ３５を介して現像槽３２に補給される。なお、現像槽３２へのトナーの補給方法は、従来から提案されている様々な手法を採用することができるので、その詳細な説明は省略する。

３６は、第１攪拌部材、３７は、第２攪拌部材で、現像槽３２において二成分現像剤を撹拌及び搬送するための螺旋状の搬送羽根からなるスクリューオーガである。

第１及び第２攪拌部材（３６、３７）は、互いの周面同士が仕切り壁（仕切り板）３８を介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。

３９は、二成分現像剤のトナー濃度を測定（検知）する透磁率センサで、例えば、第２攪拌部材３７の鉛直（垂直）方向下方の現像槽３２底面に配設され、センサ面が現像槽３２の内部に露出するように設けられる。

図３は、図２に示した現像装置３の（Ａ−Ａ´）矢指断面図、図４は、同（Ｂ−Ｂ´）矢指断面図である。
第１攪拌部材３６は、図３に示されるＸ方向に二成分現像剤を搬送し、第２攪拌部材３７は、Ｘ方向とは逆のＹ方向に二成分現像剤を搬送する。

第１攪拌部材３６の回転軸３６ａの垂直方向に、二成分現像剤を攪拌する攪拌板（搬送羽根）３６ｂが設けられている。
第２攪拌部材３７の回転軸３７ａの垂直方向にも、攪拌板３７ｂが設けられ、当該攪拌板３７ｂの先端は、透磁率センサ３９のセンサ面に近接している。

現像槽３２には、第１及び第２攪拌部材（３６、３７）との間に仕切り壁３８が配設される。
仕切り壁３８は、第１及び第２攪拌部材（３６、３７）の各軸方向（各回転軸方向）に平行に延設されている。
現像槽３２の内部は、仕切り壁３８によって区画され、仕切り壁３８の両端において連通した第１及び第２搬送路（Ｐ、Ｑ）が形成され、第１及び第２搬送路（Ｐ、Ｑ）の内部に、互いに搬送方向が逆方向の第１攪拌部材３６及び第２攪拌部材３７が設けられている。

また、仕切り壁３８は、第１及び第２攪拌部材（３６、３７）の各軸方向の両端部において、現像槽３２の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽３２には、第１及び第２攪拌部材（３６、３７）の各軸方向の両端部付近において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する連通路が形成されている。
以下の説明では、図３に示されるように、Ｘ方向側に形成されている連通路を第１連通路ａ、Ｙ方向側に形成されている連通路を第２連通路ｂと称する。

Ｍ_１は、第１攪拌部材３６を回転駆動するモータで、当該モータの回転軸と第１攪拌部材３６の回転軸３６ａは連結している。
同じく、Ｍ_２は、第２攪拌部材３７を回転駆動するモータで、当該モータの回転軸と第２攪拌部材３７の回転軸３７ａは連結している。

第１及び第２攪拌部材（３６、３７）は、前記モータによって回転駆動し、第１搬送路Ｐの上流側から供給されたトナー及び第１及び第２搬送路（Ｐ、Ｑ）内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送する。
二成分現像剤は、第１搬送路Ｐにおいて、第１攪拌部材３６によって撹拌されながらＸ方向へ搬送され、第１連通路ａに到達する。第１連通路ａに到達した二成分現像剤は、第１連通路ａを通過して第２搬送路Ｑへ搬送される。

第２搬送路Ｑに搬送された二成分現像剤は、第２攪拌部材３７によって撹拌されながらＹ方向へ搬送され、第２連通路ｂに到達する。そして、第２連通路ｂに到達した二成分現像剤は、第２連通路ｂを通過して第１搬送路Ｐへ搬送される。

即ち、第１攪拌部材３６と第２攪拌部材３７とは、互いに逆方向に二成分現像剤を撹拌しながら搬送している。
このようにして、二成分現像剤は、現像槽３２において、第１搬送路Ｐと第１連通路ａと第２搬送路Ｑと第２連通路ｂとをこの順序で、循環移動する。

そして、二成分現像剤は、第２搬送路Ｑにおいて搬送されている間に、現像ローラ３１の回転によって、現像ローラ３１の表面に担持されて汲み上げられ、汲み上げられた二成分現像剤中のトナーが感光体ドラム２に供給され、順次消費されていく。

また、消費されたトナーを補うべく、補給用のトナーがトナー補給装置６からトナー補給用パイプ３５を介して第１搬送路Ｐへ補給される。なお、トナー補給口３４ａは、第１搬送路Ｐ内の領域であり且つ第２連通路ｂよりもＸ方向側の位置に形成されているので、第１搬送路Ｐにおいて、第２連通路ｂの下流側にトナーが補給されることになる。

次に、現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の回転駆動制御について、図５に示す本発明に係わる画像形成装置１００の機能ブロック図、図６及び図７に示す現像槽３２内における二成分現像剤の状態を示す模式図を用いて説明する。

図５（Ａ）の１０１は、ネットワークＩ／Ｆで、ネットワークＮに対するインターフェイス機能を提供し、当該ネットワークＮに接続しているＰＣ（図示しない）等とデータ送受信を実行する。
１０２は、画像形成装置１００を操作するための操作パネルで、タッチパネル、テンキー等から構成されている。

１０３は、画像形成機能を備えた画像形成部で、感光体ドラム２、現像装置３（透磁率センサ３９等）、中間転写ベルトユニット７、定着ユニット１０等を有する。
更に、現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の回転駆動制御を行う駆動制御装置１１０を有する。なお、透磁率センサ３９、駆動制御装置１１０については後述する。

１０４は、各種制御情報などを記憶するメモリ、１０５は、ＰＣ等が送信した電子データを記録するためのＨＤＤである。
１０６は、各機能ブロックを制御する制御部で、中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって構成される制御回路である。

透磁率センサ３９について詳細に説明する。
透磁率センサ３９は、トナー濃度の測定結果を出力電圧値として出力する型式のセンサである。透磁率検知センサ３９には、図示しない電源が接続され、当該電源は、当該センサ３９を駆動するための駆動電圧及び測定結果を制御部１０６に出力するための制御電圧を印加する。電源による透磁率センサ３９への電圧印加は、制御部１０６によって制御され、基本的に、出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧が印加される。

このような型式の透磁率センサは市販されており、たとえば、ＴＳ−Ｌ、ＴＳ−Ａ、ＴＳ−Ｋ（いずれも商品名、ＴＤＫ（株）製）などがある。
透磁率センサとしては、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサ等を使用することができ、これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
なお、前記測定結果を受信した制御部１０６は、トナー補給装置６に、当該測定結果に基づくトナー量を補給するように指示する。

次に、駆動制御装置１１０について詳細に説明する。
図５（Ｂ）は、駆動制御装置１１０の機能ブロック図で、駆動制御装置１１０は、駆動モータ制御部１１１を備え、当該制御部１１１は、現像ローラ３１を駆動する現像ローラ駆動モータＭ_０、第１攪拌部材３６を駆動する第１攪拌部材駆動モータＭ_１、第２攪拌部材３７を駆動する第２攪拌部材駆動モータＭ_２の回転駆動を制御する。

まず、ユーザによるプリント開始の指示やプロセスコントロール用のトナーパッチ作成等の画像形成開始の指示を受け付けると、画像形成の開始に伴い、制御部１０６は、駆動制御装置１１０の駆動モータ制御部１１１に、上記の各モータ（Ｍ_０、Ｍ_１、Ｍ_２）の駆動開始信号を送出する。

休止中の画像形成装置においては、図６の符号Ｃに示すように、透磁率検知センサ３９のセンサ面において、二成分現像剤Ｄが緩い凝集状態を形成し、流動性が不安定になっていることがある。

前記駆動開始信号を受信した駆動モータ制御部１１１は、現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の回転を開始し、各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達するまで、現像ローラ駆動モータＭ_０、第１攪拌部材駆動モータＭ_１、第２攪拌部材駆動モータＭ_２を回転駆動する。

しかし、前述のように、二成分現像剤Ｄが緩い凝集状態を形成している場合、前記回転駆動により、透磁率検知センサ３９のセンサ面において、前記凝集状態が更に強くなり、流動性がより不安定になる。また、二成分現像剤Ｄが緩い凝集状態を形成していなくても、前記回転駆動により、凝集状態を形成するようになる。

そこで、現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達してから、第１の所定時間Ｔ_１が経過すると、駆動モータ制御部１１１は、現像ローラ駆動モータＭ_０の回転速度を一定に保ちながら、第２攪拌部材駆動モータＭ_２の回転速度を第２の所定時間Ｔ_２の間、減速する。この減速にあわせ、第１攪拌部材駆動モータＭ_１の回転速度を同速減速することが好ましい。

すると、現像ローラ３１の回転速度は一定であるが、第２攪拌部材３７の回転速度は減速されているので、当該現像ローラ３１へ供給される二成分現像剤が少なくなり、第２搬送路Ｑ内に、図７の符号Ｓに示すようなスペース（空間）が形成される。
また、現像ローラ３１において感光体ドラム２に供給されずに付着している二成分現像剤が現像ローラ３１からこぼれ落ちる。前記こぼれ落ちた二成分現像剤は、第２攪拌部材３７の回転速度が減速しているので、矢印Ａ方向への搬送が滞り、その結果、図７の符号Ｈに示すように、第２攪拌部材３７の上部に堆積する。

その後、前記所定時間Ｔ_２が経過すると、駆動モータ制御部１１１は、減速していた第２攪拌部材駆動モータＭ_２（及び第１攪拌部材駆動モータＭ_１）の回転速度を増速し、定常運転の回転速度に戻す。

上記のように、第２攪拌部材駆動モータＭ_２（及び第１攪拌部材駆動モータＭ_１）の回転速度を増速すると、図７の符号Ｈに示す堆積していた二成分現像剤Ｄが、第２攪拌部材３７の回転に伴い（矢印Ａ参照）、透磁率検知センサ３９のセンサ面に向けて一気に搬送される。

その結果、透磁率検知センサ３９のセンサ面において緩い凝集状態を形成し流動性が不安定になっていた二成分現像剤（図６、図７参照）がスペースＳへ押し流され、透磁率検知センサ３９のセンサ面における二成分現像剤の流動性が回復する。

なお、第１の所定時間Ｔ_１は、任意に設定できるが、本実施形態においては５秒に設定する。
これは、第１の所定時間Ｔ_１が短かすぎると、二成分現像剤が十分に解されていない場合があり、現像剤に過度のストレスを与える可能性があるからである。

逆に長すぎると、二成分現像剤を押し流す前に画像形成動作が終了してしまい、透磁率検知センサ３９のセンサ面における二成分現像剤の凝集状態がより強固になったまま、残存し続けてしまうという問題が生じるからである。

第２の所定時間Ｔ_２は、任意に設定できるが、本実施形態においては１秒に設定する。第２の所定時間Ｔ_２が短かすぎると、第２攪拌部材３７の上部に二成分現像剤が十分に堆積されないので、流動性が低下した二成分現像剤を押し流す力が弱くなる。
逆に長くしても、現像ローラ３１から戻ってきた現像剤が、ある一定の量を超えて第２攪拌部材３７上部に堆積することがないので、画像形成動作を再開するまでの待ち時間が長くなるだけで、ユーザに不便を与える。

第２攪拌部材３７の減速時の回転速度としては、定常運転の回転速度の３０％以上７０％以下が好ましい。３０％未満では、通常の回転速度に戻る時間が長くなり、７０％を超えると二成分現像剤が十分に堆積されなくなるからである。

前述したように、第２攪拌部材３７の回転速度が減速しても、現像ローラ３１の回転速度は一定なので、無用なキャリア付着やトナー飛散を抑えることができる。
第２攪拌部材３７の回転速度を減速すると共に、第１攪拌部材３６の回転速度も同速減速するので、二成分現像剤が現像槽３２の一端に偏ることを防止できる。
第２攪拌部材３７の回転軸３７ａの垂直方向に、二成分現像剤を攪拌する攪拌板３７ｂが設けられているので、第２搬送部材３７の回転方向に向けて、二成分現像剤の搬送能力を高めることができ、第２搬送部材の上部に堆積した二成分現像剤によって透磁率センサ３９のセンサ面において凝集している二成分現像剤を押し流すことができる（凝集状態の解消）。

攪拌板３７ｂの先端は、透磁率センサ３９のセンサ面に近接しているので、二成分現像剤の凝集状態を速やかに解消できる。

次に、前述した各モータの回転制御を実行する処理を図８のフロー図を用いて説明する。
例えば、ユーザが画像形成の開始を画像形成装置１００に指示すると（ステップＳ１）、画像形成の開始に伴い、駆動モータ制御部１１１は、現像ローラ３１、第１攪拌部材３６、第２攪拌部材３７の回転を開始し、各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達するまで、現像ローラ駆動モータＭ_０、第１攪拌部材駆動モータＭ_１、第２攪拌部材駆動モータＭ_２を回転駆動する（ステップＳ２）。

前記各々の回転速度度が各々の定常運転の回転速度に到達してから第１の所定時間Ｔ_１が経過すると（ステップＳ３／ＹＥＳ）、駆動モータ制御部１１１は、現像ローラ駆動モータＭ_０の回転速度を一定に保ちながら、第２攪拌部材駆動モータＭ_２（及び第１攪拌部材駆動モータＭ_１）の回転速度を第２の所定時間Ｔ_２の間減速する（ステップＳ４）。

前記第２の所定時間Ｔ_２が経過すると（ステップＳ５／ＹＥＳ）、駆動モータ制御部１１１は、減速していた第２攪拌部材駆動モータＭ_２等の回転速度を増速し、定常運転の状態に戻す（ステップＳ６）。
その後、画像形成が終了するまで画像形成の実行を継続する（ステップＳ７）。

このようにすることで、トナー濃度制御を安定化することができるので、カブリのない高画質な印刷画像を得ることができる。

本発明に係る画像形成装置の内部構成を示す模式図である。 現像装置の断面図である。 現像装置の（Ａ−Ａ´）矢指断面図である 現像装置の（Ｂ−Ｂ´）矢指断面図である。 本発明に係わる画像形成装置の機能ブロック図である。 現像槽内における二成分現像剤の状態を示す第１の模式図である。 現像槽内における二成分現像剤の状態を示す第２の模式図である。 各モータの回転制御を実行する処理を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１００…画像形成装置、１…露光ユニット、２…感光体ドラム、３…現像装置、３１…現像ローラ、３２…現像槽、３３…ドクターブレード、３４…現像槽カバー、３４ａ…トナー補給口、３５…透磁率センサ、３６…第１攪拌部材、３６ａ…回転軸、３６ｂ…攪拌板、３７…第２攪拌部材、３７ａ…回転軸、３７ｂ…攪拌板、３８…仕切り壁、３９…トナー補給用パイプ、Ｐ…第１搬送路、Ｑ…第２搬送路、ａ…第１連通路、ｂ…第２連通路、４…クリーナユニット、５…帯電器、６…トナー補給装置、７…中間転写ベルトユニット、７０…中間転写ベルト、７１…中間転写ベルト駆動ローラ、７２…中間転写ベルト従動ローラ、７３…中間転写ベルトテンション機構、７４…中間転写ローラ、７５…中間転写ベルトクリーニングユニット、８…レジストローラ、９…転写ローラ、１０…定着ユニット、１０ａ…加圧ローラ、１０ｂ…ヒートローラ、１１…給紙トレイ、１２…ピックアップローラ、１３…搬送ローラ、１４…排紙トレイ、１５…手差しトレイ、１０１…ネットワークＩ／Ｆ、１０２…操作パネル、１０３…画像形成部、１０４…メモリ、１０５…ＨＤＤ、１０６…制御部、１１０…駆動制御装置、１１１…駆動モータ制御部、Ｍ_０…現像ローラ駆動モータ、Ｍ_１…第１攪拌部材駆動モータ、Ｍ_２…第２攪拌部材駆動モータ。

Claims (4)

1. 現像槽内にトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収納し、当該二成分現像剤を静電潜像が形成された感光体へ供給する現像装置において、
   前記現像槽内は、仕切り壁によって区画されて、当該仕切り壁の両端において連通した第１及び第２搬送路が形成され、当該第１及び第２搬送路の内部に、互いに搬送方向が逆方向であって、前記第１搬送路の上流側から供給されたトナー及び前記第１及び第２搬送路内の二成分現像剤を撹拌しながら循環搬送する第１及び第２攪拌部材を設けると共に、前記第２搬送路内に、当該第２搬送路内の二成分現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像槽内の二成分現像剤のトナー濃度を測定する透磁率センサとを設け、
   画像形成の開始に伴い、前記第１攪拌部材、前記第２攪拌部材、及び、前記現像ローラの回転を開始し、当該第１攪拌部材、当該第２攪拌部材、及び、当該現像ローラの各々の回転速度が各々の定常運転の回転速度に到達してから、第１の所定時間が経過すると、当該第２攪拌部材の回転速度を第２の所定時間減速し、その後、当該第２攪拌部材の回転速度を定常運転の回転速度に増速することを特徴とする現像装置。
2. 前記第２攪拌部材の回転速度の減速にあわせ、前記第１搬送速度の回転速度も同速減速することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記透磁率センサは、前記第２搬送部材の鉛直方向下方の現像槽底面に配設され、
   前記第２攪拌部材の回転軸の垂直方向に設けられた攪拌板の先端は、前記透磁率センサのセンサ面に近接することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images