JP2014071178A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリア槽の磨耗を抑制すると共に、キャリアのコート層を傷つけることなくキャリア槽内のキャリアをならすことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、キャリアホッパー７３と、キャリア排出部７５と、キャリア供給部７４と、磁力発生回転部材７８と、回転部材駆動部とを備える。キャリアホッパー７３は、現像部に供給するキャリアＣを収納する。キャリアホッパー７３には、収納しているキャリアＣが排出される排出口７３４が形成されている。キャリア排出部７５は、キャリアホッパー７３に収納されているキャリアＣを排出口７３４から排出する。キャリア供給部７４は、キャリアホッパー７３にキャリアＣを供給する。磁力発生回転部材７８は、キャリアホッパー７３の周囲に配置され、磁力を発生する。回転部材駆動部は、磁力発生回転部材７８から発生してキャリアホッパー７３内に作用する磁力を可変する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。

従来から、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。このような２成分現像剤を用いる画像形成装置は、隔壁されたトナー槽とキャリア槽を備えている。そして、トナーの消費量に応じてキャリアの補給量を決定し、決定した補給量のキャリアをトナー搬送路に供給する。これにより、キャリアは、トナー搬送路内のトナーに合流して、現像装置へ搬送される。

２成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置では、キャリア槽内に貯留されたキャリアが片寄ってしまう場合がある。この場合は、キャリア槽からトナー搬送路に補給するキャリアの量を計量する計量部に、一定量のキャリアが到達しないことがある。また、キャリア槽内のキャリアの量を検知するキャリア検知部が、キャリアの量を誤検知することがある。そのため、キャリア槽内のキャリアを攪拌する（ならす）ことが求められる。

特許文献３には、廃トナーボックス内のトナーの蓄積量を検知する画像形成装置が開示されている。廃トナーボックスは、トナーの蓄積量の検知に供する一対の光透過窓が設けられたトナー容器と、トナー容器内のトナーを往復移動させるトナーならし部材と、を備えている。トナーならし部材としては、スクリューが適用されている。この特許文献３に開示された画像形成装置では、トナー容器内のトナーをならすことにより、トナーの蓄積量の誤検知を防いでいる。

特許文献４には、トナー容器に収容されるトナーを攪拌シートで攪拌し、攪拌シートの位置によりトナーの残量を検知する画像形成装置が開示されている。この特許文献４に開示された画像形成装置では、トナー容器に収容されるトナーを攪拌シートで攪拌することにより、トナー容器内で飛散しているトナーの影響を受けることなく、トナーの残量を検出することが期待される。

また、特許文献５には、廃トナーを蓄積する廃トナーボックスと、廃トナーボックスに衝撃を与える衝撃付与手段と、前回衝撃付与が行われた後の経過時間が所定時間に達すると、衝撃付与手段を作動させる制御手段と、を備えた画像形成装置が開示されている。この特許文献５に開示された画像形成装置では、廃トナーボックスに衝撃を与えることにより、廃トナーボックス内の廃トナーの山を崩して、廃トナーボックス内の廃トナーの残量を正確に検出することが期待される。

特開２００５−２５０３４７号公報 特開平１０−６３０７４号公報 特開２００６−９８７４３号公報 特開２００９−１０９６７５号公報 特開２００１−１１７４５８号公報

しかしながら、特許文献３及び特許文献４に開示されたスクリューや攪拌シートを用いてキャリア槽内のキャリアを攪拌すると、スクリューや攪拌シートがキャリアのコート層を傷つけるという問題が生じる。また、スクリューや攪拌シートの回転軸とキャリア槽との間にキャリアが入り込んで、回転軸が磨耗したり、キャリアとの摩擦によってスクリューや攪拌シートが磨耗したりするという問題が生じる。
したがって、特許文献３及び特許文献４に開示されたスクリューや攪拌シートによって、キャリア槽内のキャリアを攪拌することは好ましくなかった。

また、特許文献５に開示された衝撃付与手段を用いてキャリア槽に衝撃を与えると、キャリア槽からトナー搬送路に補給するキャリアを計量する計量部に振動が伝わり、補給するキャリアの定量性が確保できないという問題が生じる。また、振動によってキャリア槽本体と計量部などの部品同士が衝突して磨耗し、キャリア槽の耐久性が落ちる可能性がある。
したがって、特許文献５に開示された衝撃付与手段によって、キャリア槽内のキャリアをならすことは好ましくなかった。

本発明の目的は、上記従来技術における実情を考慮し、キャリア槽の磨耗を抑制すると共に、キャリアのコート層を傷つけることなくキャリア槽内のキャリアをならす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。

上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、現像部と、トナー収納部と、キャリアホッパーと、キャリア排出部と、キャリア供給部と、磁力発生部と、磁力可変部とを備える。
現像部は、感光体に形成された静電潜像を、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤により現像する。
トナー収納部は、現像部に供給するトナーを収納し、キャリアホッパーは、現像部に供給するキャリアを収納する。キャリアホッパーには、収納しているキャリアが排出される排出口が形成されている。
キャリア排出部は、キャリアホッパーに収納されているキャリアを排出口から排出する。
キャリア供給部は、キャリアホッパーにキャリアを供給する。
磁力発生部は、キャリアホッパーの周囲に配置され、磁力を発生する。
磁力可変部は、磁力発生部から発生してキャリアホッパー内に作用する磁力を可変する。

本発明の画像形成装置では、磁力発生部から発生してキャリアホッパー内のキャリアに作用する磁力の大きさを磁力可変部によって可変することにより、磁力によって非接触でキャリアホッパー内のキャリアを引き寄せて移動させることができる。その結果、キャリアのコート層を傷つけることなくキャリアを均すことができる。

また、キャリアホッパーを振動させずにキャリアを均すことができる。したがって、キャリアホッパーとキャリア排出部などの部品同士が衝突せず、キャリアホッパーやキャリア排出部などの部品の磨耗を抑制することができる。その結果、キャリアホッパーやキャリア排出部などの部品の耐久性の低下を防止することができる。

本発明の画像形成装置によれば、キャリアホッパーの磨耗を抑制すると共に、キャリアのコート層を傷つけることなくキャリアホッパー内のキャリアをならすことができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の現像部、トナー収納部及びキャリア補給ユニットを示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットの断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットの振分部を下方から見た斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットの振分部の底面図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア供給処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットにおける磁力発生部の動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットにおける磁力発生部の動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置のキャリア補給ユニットにおける磁力発生部の動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態にかかる画像形成装置について、図１〜図１０を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態に係る画像形成装置
２．第２の実施形態に係る画像形成装置
３．変形例

１．第１の実施形態に係る画像形成装置
［画像形成装置の構成例］
まず、第１の実施形態に係る画像形成装置の構成例について、図１を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。この画像形成装置１は、原稿搬送部１０と、用紙収納部２０と、画像読取部３０と、画像形成部４０と、中間転写ベルト５０と、２次転写部６０と、定着部８０と、制御基板９０とを有する。

原稿搬送部１０は、原稿Ｇをセットする原稿給紙台１１と、複数のローラ１２と、搬送ドラム１３と、搬送ガイド１４と、原稿排出ローラ１５と、原稿排出トレイ１６とを有している。原稿給紙台１１にセットされた原稿Ｇは、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３によって、画像読取部３０の読取位置に１枚ずつ搬送される。搬送ガイド１４及び原稿排出ローラ１５は、複数のローラ１２及び搬送ドラム１３により搬送された原稿Ｇを原稿排出トレイ１６に排出する。

画像読取部３０は、原稿搬送部１０により搬送された原稿Ｇ又は原稿台３１に載置された原稿の画像を読み取って、画像データを生成する。具体的には、原稿Ｇの画像がランプＬによって照射される。原稿Ｇからの反射光は、第１ミラーユニット３２、第２ミラーユニット３３、レンズユニット３４の順に導かれて、撮像素子３５の受光面に結像する。撮像素子３５は、入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換されることにより画像データとして作成される。

また、画像読取部３０は、画像読取制御部３６を有している。画像読取制御部３６は、Ａ／Ｄ変換によって作成された画像データに、シェーディング補正やディザ処理、圧縮等の処理を施して、制御基板９０のＲＡＭ１０３（図７参照）に格納する。なお、画像データは、画像読取部３０から出力されるデータに限定されず、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータや他の画像形成装置などの外部装置から受信したものであってもよい。

用紙収納部２０は、装置本体の下部に配置されており、用紙Ｓのサイズや種類に応じて複数設けられている。この用紙Ｓは、給紙部２１により給紙されて搬送部２３に送られ、搬送部２３によって転写位置を有する２次転写部６０に搬送される。また、用紙収納部２０の近傍には、手差部２２が設けられている。この手差部２２からは、用紙収納部２０に収納されていないサイズの用紙やタグを有するタグ紙、ＯＨＰ（Overhead projector）シート等の特殊紙が転写位置へ送られる。

画像読取部３０と用紙収納部２０との間には、画像形成部４０と中間転写ベルト５０が配置されている。画像形成部４０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像を形成するために、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、イエローのトナー像を形成し、第２の画像形成ユニット４０Ｍは、マゼンダのトナー像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃは、シアンのトナー像を形成し、第４の画像形成ユニット４０Ｋは、ブラックのトナー像を形成する。これら４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第１の画像形成ユニット４０Ｙの構成について説明する。

第１の画像形成ユニット４０Ｙは、ドラム状の感光体４１と、感光体４１の周囲に配置された帯電部４２と、露光部４３と、現像部４４と、クリーニング部４５を有している。感光体４１は、不図示の駆動モータによって回転する。帯電部４２は、感光体４１に電荷を与え感光体４１の表面を一様に帯電する。露光部４３は、原稿Ｇから読み取られた画像データ又は外部装置から送信された画像データに基づいて、感光体４１の表面に対して露光操作を行うことにより感光体４１上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて、感光体４１上に形成された静電潜像を現像する。この現像部４４は、感光体４１に形成された静電潜像にイエローのトナーを付着させる。これにより、感光体４１の表面は、イエローのトナー画像が形成される。

なお、第２の画像形成ユニット４０Ｍの現像部４４は、感光体４１にマゼンタのトナーを付着させ、感光体４１の表面にマゼンタのトナー画像を形成する。また、第３の画像形成ユニット４０Ｃの現像部４４は、感光体４１にシアンのトナーを付着させ、感光体４１の表面にシアンのトナー画像を形成する。そして、第４の画像形成ユニット４０Ｋの現像部４４は、感光体４１にブラックのトナーを付着させ、感光体４１の表面にブラックのトナー画像を形成する。

感光体４１上に形成されたトナー画像は、中間転写体の一例を示す中間転写ベルト５０に転写される。クリーニング部４５は、トナー画像を中間転写ベルト５０に転写後に感光体４１の表面に残留しているトナーを除去する。

中間転写ベルト５０は、無端状に形成されており、複数のローラに掛け渡されている。この中間転写ベルト５０は、不図示の駆動モータで感光体４１の回転（移動）方向とは逆方向に回転駆動する。

中間転写ベルト５０における各画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの感光体４１と対向する位置には、１次転写部５１が設けられている。この１次転写部５１は、中間転写ベルト５０にトナーと反対の極性の電圧を印加させることで、感光体４１上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト５０に転写する。

そして、中間転写ベルト５０が回転駆動することで、中間転写ベルト５０の表面には、４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋで形成されたトナー画像が順次転写される。これにより、中間転写ベルト５０上には、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックのトナー像が重なり合いカラーのトナー画像が形成される。

また、中間転写ベルト５０には、ベルトクリーニング装置５３が対向している。このベルトクリーニング装置５３は、用紙Ｓへのトナー画像の転写を終えた中間転写ベルト５０の表面を清掃する。

中間転写ベルト５０の近傍で、かつ搬送部２３の用紙搬送方向下流には、２次転写部６０が配置されている。この２次転写部６０は、搬送部２３によって送られてきた用紙Ｓを中間転写ベルト５０に接触させて、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する。

２次転写部６０は、２次転写ローラ６１を有している。２次転写ローラ６１は、対向ローラ５２に圧接されている。そして、２次転写ローラ６１と中間転写ベルト５０が接触する部分は、２次転写ニップ部６２となる。この２次転写ニップ部６２は、中間転写ベルト５０の外周面上に形成されたトナー画像を用紙Ｓに転写する転写位置である。

２次転写部６０における用紙Ｓの排出側には、定着部８０が設けられている。この定着部８０は、用紙Ｓを加圧及び加熱して、転写されたトナー像を用紙Ｓに定着させる。定着部８０は、例えば、一対の定着部材である定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２で構成されている。定着上ローラ８１及び定着下ローラ８２は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２との圧接部が、用紙Ｓを加圧及び加熱する定着ニップ部である。

定着上ローラ８１の内部には、加熱部が設けられている。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラ８１の外周部が温められる。そして、定着上ローラ８１の外周部の熱が用紙Ｓへ伝達されることにより、用紙Ｓ上のトナー画像が熱定着される。

用紙Ｓは、２次転写部６０によりトナー画像が転写された面（定着対象面）が定着上ローラ８１と向き合うように搬送され、定着ニップ部を通過する。したがって、定着ニップ部を通過する用紙Ｓには、定着上ローラ８１と定着下ローラ８２とによる加圧と、定着上ローラ８１のローラ部の熱による加熱が行われる。

定着部８０の用紙搬送方向下流には、切換ゲート２４が配置されている。切換ゲート２４は、定着部８０を通過した用紙Ｓの搬送路を切り換える。すなわち、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を上方に向けて排紙するフェースアップ排紙を行う場合に、用紙Ｓを直進させる。これにより、用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。また、切換ゲート２４は、片面画像形成における画像形成面を下方に向けて排紙するフェースダウン排紙及び両面画像形成を行う場合に、用紙Ｓを下方に案内する。

フェースダウン排紙を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転して上方に搬送する。これにより、表裏が反転されて画像形成面が下方に向いた用紙Ｓは、一対の排紙ローラ２５によって排紙される。
両面画像形成を行う場合は、切換ゲート２４によって用紙Ｓを下方に案内した後に、用紙反転搬送部２６によって表裏を反転し、再給紙路２７により再び転写位置へ送られる。

一対の排紙ローラ２５の下流側には、用紙Ｓを折ったり、用紙Ｓに対してステープル処理等を行ったりする後処理装置を配置してもよい。

［トナー収納部］
次に、トナー収納部について、図２を参照して説明する。
図２は、画像形成装置１における現像部、トナー収納部及びキャリア補給ユニットを示す説明図である。

図２に示す４つの画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４には、各色のトナーと、キャリアが収容されている。現像部４４は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容するハウジングと、感光体４１にトナーを付着させる現像ロールと、現像剤循環搬送機構とを有している。

現像剤循環搬送機構は、２成分現像剤を撹拌しながら現像ロールへ搬送すると共に、２成分現像剤をハウジング内で循環させる。２成分現像剤がハウジング内を循環する間に、トナーは画像形成動作に伴い随時消費され、新しいトナーが補給される。また、ハウジング内の２成分現像剤は、トリクル機構により徐々に新しいものと入れ替えられる。これにより、劣化したキャリアが排出され、排出された量のキャリアが新しく補給される。

画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４に補給するトナーは、トナー収納部７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋに収納されている。トナー収納部７１Ｙには、イエローのトナーが収納され、トナー収納部７１Ｍには、マゼンダのトナーが収納されている。また、トナー収納部７１Ｃには、シアンのトナーが収納され、トナー収納部７１Ｋには、ブラックのトナーが収納されている。

トナー収納部７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋに収納された各色のトナーは、管状に形成されたトナー搬送路７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋ内を搬送され、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４に補給される。トナー搬送路７２Ｙの一端は、トナー収納部７１Ｙに接続され、トナー搬送路７２Ｙの他端は、第１の画像形成ユニット４０Ｙの現像部４４に接続されている。

これと同様に、トナー搬送路７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋの一端は、トナー収納部７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋに接続され、トナー搬送路７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋの他端は、画像形成ユニット４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４に接続されている。トナー収納部７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋから画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４へのトナーの搬送は、例えば、スクリューポンプの吸引力を用いて行うことができる。

［キャリア補給ユニット］
次に、キャリア補給ユニットについて、図２〜図５を参照して説明する。
図３は、第１の実施形態に係るキャリア補給ユニットの断面図である。図４は、第１の実施形態に係るキャリア補給ユニットの振分部を下方から見た斜視図である。図５は、第１の実施形態に係るキャリア補給ユニットの振分部の底面図である。

図２に示すように、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４には、キャリア補給ユニット７０からキャリアが補給される。このキャリア補給ユニット７０は、キャリアホッパー７３と、キャリア供給部７４と、キャリア排出部７５（図３参照）と、振分部７６と、キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋと、磁力発生回転部材７８とを有している。

キャリアホッパー７３は、上下方向に並んでいる画像形成ユニットのうちの最も上に位置する画像形成ユニット４０Ｙの上方に配置されている。このキャリアホッパー７３には、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４に補給するキャリアＣ（図３参照）が収納されている。

キャリアＣは、粒径２０〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂等の芯材に、アミノ系樹脂、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、シリコン樹脂等で表面を被覆したものが用いられる。したがって、キャリアＣは、磁力に引き寄せられる。

図３に示すように、キャリアホッパー７３は、中空の箱状に形成されており、下方に向かうにつれて窄まっている。このキャリアホッパー７３は、底部７３１と、底部７３１に連続する側壁部７３２と、底部７３１に対向する蓋部７３３とを有している。
キャリアホッパー７３の材料としては、非磁性材料であることが好ましく、例えば、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂を採用することができる。

底部７３１は、中央部に向かうにつれて細くなるように傾斜されたテーパ状に形成されている。これにより、キャリアホッパー７３内に収納されたキャリアＣは、底部７３１の内面に案内されて底部７３１の中央部に案内される。

底部７３１の中央部には、排出口７３４が形成されている。排出口７３４は、下方から見た平面形状が略長方形の略角筒状に形成されており、底部７３１を開口している。キャリアホッパー７３内に収納されたキャリアＣは、底部７３１に案内されて排出口７３４に集められ、排出口７３４からキャリアホッパー７３の外部へ排出される。

排出口７３４における長辺側の２つの側部７３４ａ，７３４ｂは、外側に膨らむ円弧状に形成されている。これら側部７３４ａ，７３４ｂの内面には、キャリア排出部７５の後述する磁気片７５４，７５５が取り付けられる。

また、底部７３１には、キャリア検知部７９が取り付けられている。キャリア検知部７９は、底部７３１の側壁部７３２側の端部を貫通しており、キャリアホッパー７３内に配置されるピエゾ素子を有している。このキャリア検知部７９は、ピエゾ素子上のキャリアＣの有無を検知する。また、キャリア検知部７９におけるピエゾ素子の近傍には、キャリア供給部７４の後述する搬送管７４２の他端部が配置される。

側壁部７３２は、底部７３１の外縁に連続しており、上方に延びている。蓋部７３３は、側壁部７３２の底部７３１と反対側の先端部に接合しており、キャリアホッパー７３の上部を密閉している。この蓋部７３３には、キャリアホッパー７３の内側に円弧状に凹む凹面７３３ａが形成されている。蓋部７３３の凹面７３３ａには、磁力発生回転部材７８の一部が対向する。

また、側壁部７３２と蓋部７３３には、キャリア供給部７４の後述する搬送管７４２を貫通させるための切り欠きが形成されている。側壁部７３２の切り欠きの近傍には、底部７３１を貫通するキャリア検知部７９のピエゾ素子が配置されている。

キャリア供給部７４（図２参照）は、キャリアホッパー７３に供給するキャリアを収容したキャリアボトル７４１と、このキャリアボトル７４１に接続される搬送管７４２（図３参照）とを有している。キャリアボトル７４１は、画像形成装置１の装置本体及び搬送管７４２に対して着脱可能に構成されている。

キャリアボトル７４１は、画像形成装置１の装置本体に装着されると、キャリアホッパー７３の上方に配置され、搬送管７４２の一端部に接続される。これにより、キャリアボトル７４１の内部と搬送管７４２の内部が連通する。そして、キャリアボトル７４１内のキャリアは、自重により移動して搬送管７４２内に入り込む。

搬送管７４２は、キャリアホッパー７３を貫通しており、キャリアホッパー７３の底部７３１に沿って延びている。この搬送管７４２の一端部は、キャリアボトル７４１に接続され、搬送管７４２の他端部は、キャリアホッパー７３内に配置されている。搬送管７４２の内部には、搬送スクリュー（不図示）が設けられている。この搬送スクリューが回転することにより、キャリアが搬送管７４２から排出され、キャリアホッパー７３に供給される。

図３に示すように、キャリア排出部７５は、キャリアホッパー７３の排出口７３４に設けられている。キャリア排出部７５は、ローラ７５１と、磁気部材７５２から構成されている。ローラ７５１の一部は、排出口７３４内に挿入されており、振分部７６に回転可能に軸支されている。このローラ７５１は、後述するローラ回転駆動部９１（図６参照）によって回転される。

ローラ７５１は、少なくとも外周面７５１ａを形成する部分を酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライト等の磁性部材によって形成することが好ましい。これにより、磁気部材７５２との間に生じる磁界の磁束密度を高くすることができ、磁気部材７５２との間でキャリアを磁気的に保持するための磁気力を大きくすることができる。

ローラ７５１の外周面７５１ａの一部は、排出口７３４における２つの側部７３４ａ，７３４ｂの内面に所定の間隙をあけて対向している。そして、２つの側部７３４ａ，７３４ｂの内面に沿う円と、ローラ７５１の外周面７５１ａに沿う円は、同心円となっている。つまり、２つの側部７３４ａ，７３４ｂにおける内面の曲率半径の中心は、ローラ７５１の回転中心Ｐに一致している。

磁気部材７５２は、排出口７３４における側部７３４ａの内面に貼り付けられた第１磁気片７５４と、側部７３４ｂの内面に貼り付けられた第２磁気片７５５から構成されている。第１磁気片７５４及び第２磁気片７５５は、ローラ７５１の回転中心から上下方向に延びる線を境にして、左右両側に配置されている。

第１磁気片７５４及び第２磁気片７５５は、可撓性を有するシート状に形成されており、対向するローラ７５１の外周面７５１ａに沿って湾曲する曲面７５４ａ及び曲面７５５ａを有している。

第１磁気片７５４とローラ７５１との間の間隙と、第２磁気片７５５とローラ７５１との間の間隙には、キャリアホッパー７３に収納されたキャリアＣが介在される。第１磁気片７５４とローラ７５１との間に介在されたキャリアＣは、第１磁気片７５４及びローラ７５１により生じる磁界の磁力により、第１磁気片７５４側又はローラ７５１側に引き寄せられ、磁気的に保持される。

また、第２磁気片７５５とローラ７５１との間に介在されたキャリアＣは、第２磁気片７５５及びローラ７５１により生じる磁界の磁力により、第２磁気片７５５側又はローラ７５１側に引き寄せられ、磁気的に保持される。これにより、磁気片７５４，７５５と静止したローラ７５１との間からキャリアＣが漏れないようになっている。

ローラ７５１は、回転方向Ｒ１に回転する。ローラ７５１が回転方向Ｒ１に回転すると、ローラ７５１における第１磁気片７５４に対向していた部分が、排出口７３４の外部へ露出される。

このとき、第１磁気片７５４とローラ７５１との間に磁気的に保持されたキャリアＣは、ローラ７５１に引きずられて、第１磁気片７５４とローラ７５１により生じる磁界の磁気力が小さい位置（排出口７３４の外部）へ移動する。これにより、ローラ７５１に引きずられたキャリアＣに対する磁気的な保持力が弱くなり、キャリアＣが自重により落下する。その結果、排出口７３４における第１磁気片７５４とローラ７５１との間からキャリアＣが排出される。

振分部７６は、キャリアホッパー７３の下方に配置されており、振分部７６には、キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋが接続されている。この振分部７６は、キャリアホッパー７３の排出口７３４から排出されたキャリアＣを、キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋのいずれかに振り分ける。

振分部７６は、外装部７６１と、接続部７６２と、ロート部材７６３を備えている。外装部７６１は、キャリアホッパー７３に接合されており、キャリアホッパー７３の排出口７３４とキャリア排出部７５を覆う略筒状に形成されている。

接続部７６２は、外装部７６１の下部に接合されている。この接続部７６２は、有底筒状に形成されており、本体筒７６５と、この本体筒７６５の軸方向の一端に設けられた底部７６６とを有している。本体筒７６５は、円筒状に形成されており、外装部７６１の軸方向の一端部（下部）に嵌合されている。

底部７６６は、円形の板状に形成されている、この底部７６６の中心部には、貫通孔７６６ａが形成されている。この貫通孔７６６ａには、ロート部材７６３を回転させるロート回転駆動部９２（図６参照）の回転軸（不図示）が貫通する。

また、底部７６６には、下方（外部）に突出する５つの接続口７６６ｂが設けられている。図５に示すように、接続口７６６ｂは、底部７６６を貫通する貫通孔と、この貫通孔の周囲を覆う接続筒から構成されている。接続口７６６ｂの突出部は、円筒状に形成されており、底部７６６の下面から略垂直に突出している。

図４に示すように、５つの接続口７６６ｂは、貫通孔７６６ａの中心部を中心に描かれる円の周方向に沿って等しい間隔をあけて配置されている。これら５つの接続口７６６ｂのうちの４つの接続口７６６ｂには、キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋの一端が接続されている。そして、５つの接続口７６６ｂのうちの１つの接続口７６６ｂには、不図示の封止部材が取り付けられている。つまり、底部７６６を貫通する貫通孔が封止されている。

ロート部材７６３は、略円柱状に形成されており、接続部７６２における本体筒７６５の内周面に回転可能に嵌合されている（図３参照）。ロート部材７６３には、キャリアＣを底部７６６の接続口７６６ｂに導くガイド部７６８が設けられている。このガイド部７６８は、ロート部材７６３の上面から下面にかけて斜めに傾斜した円錐状の切り欠きを設けることにより形成されている。

ガイド部７６８の下端７６８ａは、ロート部材７６３の下面における中心部からずれた位置に開口している。このガイド部７６８の下端７６８ａは、ロート部材７６３が回転することにより、接続部７６２の５つの接続口７６６ｂのいずれか１つに対向する。

また、ロート部材７６３の下面には、軸接続部７６９が設けられている。この軸接続部７６９には、ロート部材７６３を回転させるロート回転駆動部９２（図６参照）の回転軸が接続される。

ロート回転駆動部９２は、後述する制御部１００により駆動を制御され、ロート部材７６３を回転させる。これにより、ロート部材７６３におけるガイド部７６８の下端７６８ａが、１つの接続口７６６ｂに対向する。

キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋは、弾性を有するフレキシブルチューブにより形成されている。キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋの一端部は、振分部７６の接続口７６６ｂに接続されており、他端部は、トナー搬送路７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋの中途部に形成された補給口（不図示）に接続されている。これらキャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋは、落下するキャリアＣをトナー搬送路７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋの補給口へ案内する。

キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋの上下方向に対する傾斜角度は、キャリアが転動可能（落下可能）な角度に設定されている。キャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋの傾斜角度としては、例えば、上下方向に対して２０度以下が好ましい。

図３に示すように、磁力発生回転部材７８は、本発明に係る磁力発生部の第１の具体例であり、回転体７８１と、回転体７８１の一部に設けられた磁石７８２と有している。回転体７８１は、略円柱状に形成されており、外周面７８１ａを有している。回転体７８１の外周面７８１ａの一部は、キャリアホッパー７３の凹面７３３ａに適当な間隙をあけて対向している。

磁石７８２は、回転体７８１の内部に配置されており、磁力を発生する。この磁石７８２は、回転体７８１の軸方向から見た側面形状が略扇型に形成されており、外曲面７８２ａと、内曲面７８２ｂとを有している。外曲面７８２ａは、回転体７８１の外周面７８１ａ側に配置され、内曲面７８２ｂは、回転体７８１の中心部側に配置されている。

磁力発生回転部材７８は、回転部材駆動部９３（図６参照）によって回転方向Ｒ２に回転される。この回転部材駆動部９３は、本発明に係る磁力可変部の第１の具体例を示すものであり、モータ（不図示）と、回転体７８１に接続される回転軸部９３ａと、モータの回転軸の回転を回転軸部９３ａに伝達する動力伝達部（不図示）とを有している。

磁力発生回転部材７８が回転方向Ｒ２に回転すると、磁石７８２とキャリアホッパー７３内のキャリアＣとの距離が可変される。その結果、キャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力の大きさが可変される。

［画像形成装置の各部のハードウェア構成］
次に、画像形成装置１の各部のハードウェア構成について、図６を参照して説明する。
図６は、画像形成装置１の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。

図６に示すように、画像形成装置１は、制御部１００を備えている。この制御部１００は、上述の制御基板９０（図１参照）上に構成されている。

制御部１００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０３とを有している。なお、ＲＯＭ１０２としては、例えば、通常電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭを用いる。

ＣＰＵ１０１は、装置全体を制御する。このＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４、操作表示部１０５、通信部１０８にそれぞれシステムバス１０７を介して接続されている。また、ＣＰＵ１０１は、温度計９７、湿度計９８、キャリア検知部７９にシステムバス１０７を介して接続されている。さらに、ＣＰＵ１０１は、画像読取部３０、画像処理部１０６、画像形成部４０、給紙部２１、定着部８０、ローラ回転駆動部９１、ロート回転駆動部９２、回転部材駆動部９３、搬送スクリュー駆動部９４にシステムバス１０７を介して接続されている。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部３０で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする。操作表示部１０５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）又は有機ＥＬＤ（Electro Luminescence Display）等のディスプレイからなるタッチパネルである。この操作表示部１０５は、ユーザに対する指示メニューや取得した画像データに関する情報等を表示する。さらに、操作表示部１０５は、複数のキーを備え、ユーザのキー操作による各種の指示、文字、数字などのデータの入力を受け付けて、入力信号を制御部１００に出力する。

通信部１０８は、外部の情報処理装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１２０から送信されるジョブ情報を、通信回線を介して受け取る。そして、受け取ったジョブ情報を、システムバス１０７を介して制御部１００に送る。ジョブ情報には、形成する画像の画像データと、その画像データに対応付けられた使用する用紙の種類及び枚数などの情報が含まれている。

なお、本実施形態では、外部装置としてパーソナルコンピュータを適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、外部装置としては、例えばファクシミリ装置等その他各種の装置を適用することができる。

温度計９７及び湿度計９８は、例えば、画像形成装置１の側面部に配設されている。温度計９７は、画像形成装置１の外部の温度を検出し、その検出結果を制御部１００に送信する。湿度計９８は、画像形成装置１の外部の相対湿度を検出し、その検出結果を制御部１００に送信する。
なお、相対湿度とは、ある気温で空気中に含まれる水蒸気の量（重量絶対湿度）を、その温度の飽和水蒸気量（重量絶対湿度）で割ったものである。

キャリア検知部７９は、キャリアホッパー７３内のキャリアＣがピエゾ素子上に有るか否かを検知し、その検出結果を制御部１００に送信する。
キャリアＣがキャリア検知部７９のピエゾ素子上に有るとき、制御部１００は、キャリアホッパー７３内に収納されているキャリアＣの量が予め定めた所定値以上であると判別し、キャリアホッパー７３へのキャリアＣの供給を行わないことを決定する。
一方、キャリアＣがキャリア検知部７９のピエゾ素子上に無いとき、制御部１００は、キャリアホッパー７３内に収納されているキャリアＣの量が予め定めた所定値未満であると判別し、キャリアホッパー７３へのキャリアＣの供給を行うことを決定する。

画像読取部３０は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。例えば、カラー原稿を読み取る場合は、一画素当たりＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。画像読取部３０によって生成された画像データや、画像形成装置１に接続された外部装置の一例を示すＰＣ１２０から送信される画像データは、画像処理部１０６に送られ、画像処理される。画像処理部１０６は、受信した画像データに対してアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮等の処理を行う。

例えば、画像形成装置１でカラー画像を形成する場合、画像読取部３０等によって生成されたＲ・Ｇ・Ｂの画像データを画像処理部１０６における色変換ＬＵＴ（Look up Table）に入力する。そして、画像処理部１０６は、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正、濃度補正ＬＵＴを参照した網点などのスクリーン処理、あるいは細線を強調するためのエッジ処理などを行う。

画像形成部４０は、制御部１００により駆動制御され、用紙Ｓ上にトナー画像を形成する。定着部８０は、制御部１００により駆動制御され、用紙Ｓを加圧及び加熱して、トナー画像を用紙Ｓに定着させる。

ローラ回転駆動部９１は、制御部１００により駆動制御され、キャリア排出部７５（図３参照）のローラ７５１を所定の回転速度で回転させる。これにより、キャリアホッパー７３の排出口７３４からキャリアＣが排出される。

制御部１００は、画像を形成する用紙Ｓの枚数、現像部４４の稼動時間、画像形成装置１の設置場所の温度や相対湿度などの環境条件に応じて、現像部４４へのキャリアＣの排出量（補給量）を決定する。そして、決定した排出量に応じてローラ７５１を回転させる期間（時間）を決定する。なお、キャリアＣの排出量（補給量）は、常に一定であってもよい。この場合は、ローラ７５１を回転させる期間（時間）も常に一定になる。

ロート回転駆動部９２は、制御部１００により駆動制御され、キャリアＣを補給する現像部４４に応じて振分部７６（図３参照）のロート部材７６３を回転させる。例えば、第１の画像形成ユニット４０Ｙの現像部４４にキャリアを補給する場合に、制御部１００は、振分部７６のロート部材７６３を回転させて、キャリアガイド部材７７Ｙが接続された接続口７６６ｂにガイド部７６８の下端を対向させる。

また、制御部１００は、キャリアＣをいずれの現像部４４にも補給しない場合に、振分部７６のロート部材７６３を回転させて、封止部材が取り付けられた接続口７６６ｂにガイド部７６８の下端を対向させる。これにより、キャリアＣが排出口７３４から落ちてしまっても、そのキャリアを現像部４４に補給してしまうことが無く、キャリアＣの補給量の制御を精度よく行うことができる。

キャリアＣを補給するタイミング及びキャリアＣの補給量は、例えば、画像を形成した用紙の枚数、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの可動時間、トナーの消費量等に基づいて決定される。また、キャリアＣの補給のタイミング及びキャリアＣの補給量は、使用者が操作表示部１０５を用いて指示してもよい。

回転部材駆動部９３は、制御部１００により駆動制御され、磁力発生回転部材７８（図３参照）を回転させる。これにより、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが、磁力発生回転部材７８の磁石７８２から発生する磁力によって、磁力発生回転部材７８に引き寄せられて上方に移動する。その後、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３から離れることにより、磁力発生回転部材７８に引き寄せられていたキャリアＣが落下する。その結果、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが均される。

搬送スクリュー駆動部９４は、制御部１００により駆動制御され、搬送管７４２（図３参照）内に設けた搬送スクリューを回転させる。これにより、キャリアボトル７４１（図２参照）内のキャリアＣが、搬送管７４２を通ってキャリアホッパー７３に供給される。本実施形態では、搬送スクリューを回転させる期間（時間）を一定にして、キャリアホッパー７３へのキャリアＣの排出量（供給量）を一定にしている。

［キャリア供給処理］
次に、キャリアボトル供給部からキャリアホッパー７３へキャリアＣを供給するキャリア供給処理について、図７を参照して説明する。
図７は、キャリア供給処理の例を示すフローチャートである。

はじめに、制御部１００のＣＰＵ１０１は、現像部４４に対するキャリアＣの補給量が予め定められた規定値以上になったか否かを判別する（ステップＳ１）。現像部４４に対するキャリアＣの補給量が規定値以上になっていない（ＮＯ）と判別したとき、ＣＰＵ１０１は、キャリア供給処理を終了する。

ステップＳ１の処理において現像部４４に対するキャリアＣの補給量が規定値以上になった（ＹＥＳ）と判別したとき、ＣＰＵ１０１は、回転部材駆動部９３の駆動を制御して、磁力発生回転部材７８を回転方向Ｒ２に回転させる（ステップＳ２）。

これにより、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが、磁力発生回転部材７８の磁石７８２に引き寄せられて上方に移動する。その後、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３から離れることにより、磁力発生回転部材７８に引き寄せられていたキャリアＣが落下する。その結果、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが均される。

また、ステップＳ１の処理において現像部４４に対するキャリアＣの補給量が規定値以上になったと判別したとき、ＣＰＵ１０１は、キャリア補給量加算データをクリアする。キャリア補給量加算データは、キャリアホッパー７３から排出したキャリアＣの総量の値を示すデータである。ＣＰＵ１０１は、キャリア補給量加算データが示す値と予め定められた規定値とを比較して、現像部４４に対するキャリアＣの補給量が予め定められた規定値以上になったか否かを判別する。

ステップＳ２の処理が終了すると、ＣＰＵ１０１は、キャリアホッパー７３内のキャリアＣの量が予め定めた所定値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３）。キャリアホッパー７３内のキャリアＣの量が所定値以上である（ＹＥＳ）と判別したとき、ＣＰＵ１０１は、キャリア供給処理を終了する。

ステップＳ３の処理においてキャリアホッパー７３内のキャリアＣの量が所定値以上ではない（ＮＯ）と判別したとき、ＣＰＵ１０１は、搬送管７４２の内部に設けた搬送スクリューを回転駆動させて、キャリアボトル７４１からキャリアホッパー７３へキャリアＣを供給させる（ステップＳ４）。
ステップＳ４の処理が終了すると、ＣＰＵ１０１は、処理をステップＳ２に移す。

［磁力発生回転部材の動作］
次に、磁力発生回転部材７８の動作について、図８及び図９を参照して説明する。
図８Ａは、磁力発生回転部材７８の待機状態を示す説明図である。図８Ｂは、図８Ａに示す状態から磁力発生回転部材７８を回転方向Ｒ２に回転させた状態の説明図である。図９Ｃは、図８Ｂに示す状態から磁力発生回転部材７８を回転方向Ｒ２に回転させた状態の説明図である。図９Ｄは、図９Ｃに示す状態から磁力発生回転部材７８を回転方向Ｒ２に回転させた状態の説明図である。

図８Ａに示すように、待機状態の磁力発生回転部材７８における磁石７８２は、キャリアホッパー７３の凹面７３３ａから離れている。この場合は、キャリアホッパー７３内のキャリアＣは、磁力発生回転部材７８の磁石７８２から発生する磁力の影響を受けず、磁力発生回転部材７８に引き寄せられない。

図８Ａに示す状態からＣＰＵ１０１が回転部材駆動部９３の駆動を制御して、磁力発生回転部材７８を回転方向Ｒ２に回転させると、図８Ｂに示すように、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３の凹面７３３ａに対向する。

これにより、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３内のキャリアＣに近づき、磁石７８２から発生してキャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力の大きさが、図８Ａに示す状態よりも大きくなる。その結果、キャリアホッパー７３内の搬送管７４２側にあるキャリアＣは、磁力発生回転部材７８の磁石７８２に引き寄せられて上方に移動する。

図８Ｂに示す状態から磁力発生回転部材７８が回転方向Ｒ２に回転すると、図９Ｃに示すように、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３の凹面７３３ａに沿って移動する。そして、磁力発生回転部材７８の磁石７８２は、キャリアホッパー７３の略中央部に対向する。

これにより、キャリアホッパー７３内の搬送管７４２側で磁力発生回転部材７８の磁石７８２に引き寄せられたキャリアＣは、キャリアホッパー７３の略中央部に移動する。つまり、キャリアホッパー７３内の搬送管７４２側に溜まっていたキャリアＣが、キャリアホッパー７３の略中央部に移動する。

図９Ｃに示す状態から磁力発生回転部材７８が回転方向Ｒ２に回転すると、図９Ｄに示すように、磁力発生回転部材７８の磁石７８２がキャリアホッパー７３の凹面７３３ａから離れる。その後、磁力発生回転部材７８は、図８Ａに示す待機状態に戻る。

これにより、磁石７８２から発生してキャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力の大きさが、図９Ｃに示す状態よりも小さくなる。したがって、磁力発生回転部材７８の磁石７８２に引き寄せられていたキャリアＣが落下する。その結果、キャリアホッパー７３内のキャリアＣを均すことができ、キャリアホッパー７３内のキャリアＣの増減をキャリア検知部７９によって正確に検知することができる。

そして、キャリアホッパー７３内のキャリアＣの増減を正確に検知することにより、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが不足しないようにすることができる。したがって、キャリア排出部７５よって排出（補給）するキャリアＣの量を安定させることができる。その結果、現像部４４内に収容されている２成分現像剤の品質を維持することができ、感光体４１に形成するトナー画像の画質を安定させることができる。

本実施形態では、磁力発生回転部材７８を複数周回転させて、キャリアＣの引き寄せ及び落下動作を複数回行う。これにより、キャリア検知部７９付近に溜まったキャリアＣを確実に移動させることができる。

本実施形態の画像形成装置１では、回転部材駆動部９３によって磁力発生回転部材７８を回転させることにより、磁力発生回転部材７８の磁石７８２から発生してキャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力の大きさを可変する。

これにより、キャリアホッパー７３内のキャリアＣを、磁力によって非接触で引き寄せて移動させることができる。したがって、キャリアホッパー７３内のキャリアＣを均す場合に、キャリアＣに対する機械的なストレスを低減することができ、キャリアＣのコート層を傷つけることが無い。

また、本実施形態の画像形成装置１では、キャリアホッパー７３を振動させずにキャリアＣを均すことができる。したがって、キャリアホッパー７３とキャリア排出部７５などの部品同士が衝突せず、キャリアホッパー７３やキャリア排出部７５などの部品の磨耗を抑制することができる。その結果、キャリアホッパー７３やキャリア排出部７５などの部品の耐久性の低下を防止或いは抑制することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、キャリアホッパー７３に凹面７３３ａを設けて、回転体７８１の一部に設けた磁石７８２を凹面７３３ａに沿って移動させる。これにより、磁石７８２とキャリアホッパー７３内のキャリアＣとの間の距離を短くすることができ、磁石７８２から発生してキャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力を大きくすることができる。その結果、より多くのキャリアＣを引き寄せることができ、キャリアＣを確実に均すことができる。
また、本実施形態の画像形成装置１では、磁石７８２が半永久的に磁力を発生させるため、キャリアＣを引き寄せるための力を半永久的に保つことができる。

２．第２の実施形態に係る画像形成装置
［画像形成装置の構成例］
次に、第２の実施形態に係る画像形成装置の構成について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０Ａは、磁力発生回転部材７８の待機状態を示す説明図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す状態から磁力発生部に磁力を発生させた状態を示す説明図である。図１０Ｃは、図１０Ｂに示す状態から磁力発生部による磁力の発生を停止した状態の説明図である。図１１は、画像形成装置１の各部のハードウェア構成を示すブロック図である。

第２の実施形態に係る画像形成装置２０１（図１１参照）は、第１の実施形態に係る画像形成装置１（図１参照）と同様の構成を有している。画像形成装置２０１が画像形成装置１と異なる点は、キャリア補給ユニット２７０（図１０参照）である。したがって、ここでは、画像形成装置２０１のキャリア補給ユニット２７０について説明する。

画像形成装置２０１は、画像形成ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの各現像部４４（図２参照）にキャリアＣを補給するキャリア補給ユニット２７０を備えている。そして、キャリア補給ユニット２７０は、キャリアホッパー２７３と、キャリア供給部７４と、キャリア排出部７５と、電磁石２７８と、振分部７６及びキャリアガイド部材７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋ（図３参照）を有している。

キャリアホッパー２７３は、第１の実施形態に係るキャリアホッパー７３と同様の構成を有しており、底部７３１と、底部７３１に連続する側壁部７３２と、底部７３１に対向する蓋部７３５とを有している。蓋部７３５は、略平板状に形成されており、側壁部７３２の底部７３１と反対側の先端部に接合している。

電磁石２７８は、キャリアホッパー２７３の上方に配置されており、キャリアホッパー２７３の蓋部７３５における略中央部に取り付けられている。この電磁石２７８は、本発明に係る磁力発生部の第２の具体例を示すものであり、磁性材料からなる芯部と、この芯部に巻回されたコイルから構成されている。

電磁石２７８におけるコイルの端部は、電流供給部２９３（図１１参照）に接続されている。電流供給部２９３は、本発明に係る磁力可変部の第２の具体例を示すものである。図１１に示すように、電流供給部２９３は、制御部１００のＣＰＵ１０１にシステムバス１０７を介して接続されている。

電流供給部２９３は、制御部１００により駆動制御され、電磁石２７８のコイルに電流を流す。これにより、電磁石２７８の芯部に磁力が発生し、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが、電磁石２７８に引き寄せられて上方に移動する。その後、電流供給部２９３は、制御部１００により駆動制御され、電磁石２７８のコイルに電流を流すことを停止する。これにより、電磁石２７８に引き寄せられていたキャリアＣが落下して、キャリアホッパー７３内のキャリアＣが均される。

［キャリア供給処理］
画像形成装置２０１におけるキャリア供給処理は、画像形成装置１におけるキャリア供給処理（図７参照）と同様である。画像形成装置２０１におけるキャリア供給処理が、画像形成装置１におけるキャリア供給処理（図７参照）と異なる点は、ステップＳ１である。画像形成装置２０１におけるキャリア供給処理のステップＳ１は、電流供給部２９３によって電磁石２７８のコイルに電流を流し、その後、コイルに電流を流すことを停止する。

［電磁石の動作］
次に、電磁石２７８の動作について、図１０を参照して説明する。
図１０Ａに示すように、通常、電磁石２７８のコイルには電流が流れていため、電磁石２７８の芯部から磁力が発生していない。したがって、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣは、電磁石２７８に引き寄せられない。

キャリアホッパー２７３内のキャリアＣを均す場合に、ＣＰＵ１０１は、電流供給部２９３の駆動を制御して、電磁石２７８のコイルに電流を流す。これにより、電磁石２７８の芯部から磁力が発生する。その結果、図１０Ｂに示すように、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣが電磁石２７８に引き寄せられて上方に移動し、引き寄せられたキャリアＣがキャリアホッパー２７３内の中央部に集められる。

その後、ＣＰＵ１０１は、電流供給部２９３の駆動を制御して、電磁石２７８のコイルに電流を流すことを停止する。これにより、電磁石２７８の芯部から発生していた磁力が無くなり、図１０Ｃに示すように、電磁石２７８に引き寄せられていたキャリアＣが落下する。その結果、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣを均すことができ、キャリアホッパー７３内のキャリアＣの増減をキャリア検知部７９によって正確に検知することができる。

これにより、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣが不足しないようにすることができるため、キャリア排出部７５よって排出（補給）するキャリアＣの量を安定させることができる。その結果、現像部４４内に収容されている２成分現像剤の品質を維持することができ、感光体４１に形成するトナー画像の画質を安定させることができる。

本実施形態では、電磁石２７８のコイルに対する電流の供給を複数回行って、キャリアＣの引き寄せ動作及びキャリアＣの落下動作を複数回行う。これにより、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣを満遍なく均すことができる。

なお、電磁石２７８のコイルに対する電流の供給を複数回行う場合は、電磁石２７８のコイルに流す電流の値を徐々に小さくしてもよい。これにより、キャリアホッパー内で舞うキャリアＣの量を抑制することができ、キャリア検知部７９のピエゾ素子上にキャリアＣが積もらないようにすることができる。

本実施形態の画像形成装置２０１では、電流供給部２９３によって電磁石２７８のコイルに電流を流す及び電流を流すことを停止することにより、キャリアホッパー７３内のキャリアＣに作用する磁力の大きさを可変する。

したがって、第１の実施形態に係る画像形成装置１と同様の効果を得ることができる。すなわち、キャリアホッパー２７３内のキャリアＣを均す場合に、キャリアＣに対する機械的なストレスを低減することができ、キャリアＣのコート層を傷つけることが無い。また、キャリアホッパー２７３やキャリア排出部７５などの部品の耐久性の低下を防止或いは抑制することができる。

３．変形例
以上、本発明の実施形態に係る画像形成装置について、その作用効果も含めて説明した。しかしながら、本発明は、上述の第１及び第２の実施形態に係る画像形成装置に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上述の第１及び第２の実施形態では、現像部４４に対するキャリアＣの補給量が規定値以上になったときに、キャリアホッパー７３内のキャリアＣを均す動作を行うようにした。しかし、本発明に係るキャリアホッパー７３内のキャリアＣの均し動作は、現像部４４に対してキャリアＣを補給した後に毎回行ってもよい。

また、上述の第１及び第２の実施形態では、ローラ７５１と、磁気部材７５２からキャリア排出部７５を構成した。しかし、本発明に係るキャリア排出部としては、キャリアホッパーの排出口からキャリアを排出する構成であればよい。本発明に係るキャリア排出部としては、例えば、周面にキャリアを受け入れる計量凹部が形成されているローラ部材を用いる構成や、キャリアホッパーの排出口を開閉するシャッタ部材を用いる構成としてもよい。

また、上述の第１の実施形態では、回転部材駆動部９３によって磁力発生回転部材７８をキャリアホッパー７３に対して回転させる構成とした。しかし、本発明に係る磁力可変部としては、磁力発生部を直線移動させて、キャリアホッパーと磁力発生部の磁石との距離を可変させるものであってもよい。

１，２０１…画像形成装置、 １０…原稿搬送部、 ２０…用紙収納部、 ３０…画像読取部、 ４０…画像形成部、 ４１…感光体、 ４２…帯電部、 ４３…露光部、 ４４…現像部、 ４５…クリーニング部、 ５０…中間転写ベルト、 ５１…１次転写部、 ６０…２次転写部、 ６１…２次転写ローラ、 ６２…２次転写ニップ部、 ７０，２７０…キャリア補給ユニット、 ７１Ｙ，７１Ｍ，７１Ｃ，７１Ｋ…トナー収納部、 ７２Ｙ，７２Ｍ，７２Ｃ，７２Ｋ…トナー搬送路、 ７３，２７３…キャリアホッパー、 ７４…キャリア供給部、 ７５…キャリア排出部、 ７６…振分部、 ７７Ｙ，７７Ｍ，７７Ｃ，７７Ｋ…キャリアガイド部材、 ７８…磁力発生回転部材（磁力発生部）、 ７９…キャリア検知部、 ８０…定着部、 ９１…ローラ回転駆動部、 ９２…ロート回転駆動部、 ９３…回転部材駆動部（磁力可変部）、 ９４…搬送スクリュー駆動部、 １００…制御部、 ２７８…電磁石（磁力発生部）、 ２９３…電流供給部（磁力可変部）、 ７３１…底部、 ７３２…側壁部、 ７３３，７３５…蓋部、 ７３３ａ…凹面、 ７３４…排出口、 ７４１…キャリアボトル、 ７４２…搬送管、 ７５１…ローラ、 ７５２…磁気部材、 ７８１…回転体、 ７８１ａ…外周面、 ７８２…磁石

Claims (9)

1. トナーとキャリアとを含む２成分現像剤により感光体に形成された静電潜像を現像する現像部と、
   前記現像部に供給するトナーを収納するトナー収納部と、
   前記現像部に供給するキャリアを収納すると共に、収納しているキャリアが排出される排出口が形成されたキャリアホッパーと、
   前記キャリアホッパーに収納されているキャリアを前記排出口から排出するキャリア排出部と、
   前記キャリアホッパーにキャリアを供給するキャリア供給部と、
   前記キャリアホッパーの周囲に配置され、磁力を発生する磁力発生部と、
   前記磁力発生部から発生して前記キャリアホッパー内のキャリアに作用する磁力の大きさを可変する磁力可変部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記キャリアホッパー内のキャリアの量を検知するキャリア検知部と、
   前記磁力可変部の駆動を制御して前記キャリアホッパー内のキャリアに作用する磁力を可変させた後に、前記キャリア検知部の検知結果を取得し、前記検知結果に基づいて前記キャリア供給部から前記キャリアホッパーへキャリアを供給させる制御を行う制御部と、
   を備える請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記キャリア排出部からキャリアを排出する動作を、前記キャリアホッパー内のキャリアに作用する磁力を可変させる動作よりも優先させる制御を行う
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記キャリア排出部からキャリアを排出した後に、前記磁力可変部の駆動を制御して、前記キャリアホッパー内のキャリアに作用する磁力を可変させる
   請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記キャリア検知部は、前記キャリアホッパー内に配置されるピエゾ素子を有し、前記ピエゾ素子上のキャリアの有無を検知し、
   前記制御部は、前記ピエゾ素子上にキャリアが無いことが検知されると、前記キャリア供給部から前記キャリアホッパーへキャリアを供給させる制御を行う
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記磁力発生部は、回転体と、前記回転体の一部に設けられた磁石とを有し、回転することにより前記磁石と前記キャリアホッパー内のキャリアとの距離が可変するように配置された磁力発生回転部材であり、
   前記磁力可変部は、前記磁力発生回転部材を回転させる回転部材駆動部である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記磁力発生回転部材は、略円柱状に形成されており、
   前記キャリアホッパーの前記磁力発生回転部材に対向する面は、前記磁力発生回転部材の外周面に沿った円弧状に形成されている
   請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記磁力発生部は、電磁石を用いて形成され、
   前記磁力可変部は、前記電磁石に電流を流す電流供給部である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記キャリア排出部は、
   前記キャリアホッパーの前記排出口に少なくとも一部が挿入されたローラと、
   前記キャリアホッパーの前記排出口に設けられ、前記ローラの外周面に間隙をあけて対向する磁気部材と、
   前記ローラを回転させて、前記ローラと前記磁気部との間に磁気的に保持されるキャリアを剥離し、前記排出口から排出させるローラ回転駆動部と、
   を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。