JP2015114506A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】余剰現像剤の排出動作時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】この画像形成装置１は、現像装置２と制御部７０とを備える。現像装置２は、回転数Ｈと該回転数Ｈよりも低速度の回転数Ｌとで回転可能であって回転速度に応じて現像装置２の外部に排出する現像剤量を変化させる撹拌部材４２を含む。制御部７０は、撹拌部材４２を回転数Ｌで回転駆動させた後、撹拌部材４２を所定時間だけ回転数Ｈで回転駆動させる。所定時間は、撹拌部材４２を回転数Ｌで回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなる。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置は、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。現像装置の一つとして、２成分現像剤を用いる２成分現像方式が採用されている。この種の現像装置は現像容器内にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーが配設されるとともに、現像容器内の現像剤を撹拌、搬送しながら現像ローラーへと供給する撹拌部材が配設されている。

この現像装置では、現像動作によってトナーは消費されていく一方、キャリアは消費されずに現像容器内に残る。従って、現像容器内でトナーとともに撹拌されるキャリアは撹拌頻度が多くなるにつれて劣化し、その結果トナーに対するキャリアの帯電付与性能が徐々に低下してしまう。そこで、現像容器内にキャリアを含む現像剤を補給するとともに、余剰となった現像剤を排出することで、帯電性能の低下を抑制するようにした現像装置が提案されている。

例えば、特許文献１の現像装置では、現像容器内で現像剤を撹拌、搬送する撹拌部材が設けられ、また、搬送方向の下流側に現像剤排出口が設けられ、さらに、撹拌部材と現像剤排出口との間には、撹拌部材の螺旋羽根とは逆向きで螺旋状に形成される規制部材が設けられている。この構成において、現像剤が現像容器内に補給されると、撹拌部材の回転により現像剤が撹拌されながら搬送方向の下流側まで搬送される。規制部材が撹拌部材と同方向に回転すると、撹拌部材による現像剤搬送方向に対して逆方向の搬送力が現像剤に付与される。この逆方向の搬送力によって、搬送方向下流側では現像剤が塞き止められて嵩高となることから、余剰の現像剤が規制部材を乗り越えて現像剤排出口に移動し現像容器から排出される。

上述した特許文献１の現像装置では、撹拌部材が一定の速度で回転しているとき、現像剤排出口から常に一定量の現像剤が排出され、現像容器内の現像剤量は安定している。しかし、現像装置には撹拌部材の回転速度が切り替わるものがあり、撹拌部材の回転速度が切り替わると、その回転速度に応じて現像剤排出口から排出される現像剤量が変動する。

例えば、厚み等の用紙の種類や高グロス印刷等の印刷モードなどによって、画像形成速度が切り替えられる。また、所定の仕様を備える一種類の現像装置が複数種の画像形成装置で共用されるとき、例えばＡ４サイズの記録媒体の印刷速度が画像形成装置の機種によって異なり、機種毎の印刷速度に応じて異なる画像形成速度に設定する必要がある。このように画像形成速度が切り替えられると、これにともなって撹拌部材の回転速度は切り替えられ、撹拌部材の回転速度に応じて現像剤排出口から排出される現像剤量が変動する。

撹拌部材の回転速度が速い場合、排出される現像剤量が増加し、現像容器内の現像剤量が減少する。一方、撹拌部材の回転速度が遅い場合、排出される現像剤量が減少し、現像容器内の現像剤量が増加する。現像容器内で現像剤が所定の範囲より減少すると、現像ローラー等の現像剤担持体に供給する現像剤量が低下することによる画像抜けが発生し、また、現像ローラーに供給する現像剤のムラによる不均一な画像が生成される。一方、現像容器内で現像剤が所定の範囲より増加すると、現像ローラーに供給される現像剤が多くなり過ぎて、現像ローラーから現像剤が分離し難くなり、現像ローラー上における現像剤のトナー濃度が低下することで、画像濃度が低下するという不都合があった。

そこで、例えば特許文献２には、撹拌部材が低速で回転駆動する場合に、所定の印刷枚数毎に撹拌部材を高速で回転駆動させ、現像剤を強制的に排出させる画像形成装置が提案されている。この画像形成装置では、トータルの印刷枚数が０枚のときから印刷枚数のカウントを開始し、所定の印刷枚数毎に現像剤が強制的に排出される。

特開２００１−２６５０９８号公報（段落［００２０］〜［００２４］、［００２８］、第４図） 特開２０１３−０３７２５７号公報

しかしながら、上記特許文献２のように、劣化したキャリアを強制的に排出させるために、撹拌部材を定期的に高速で回転駆動させると、トナーが徐々に劣化する。トナーが劣化して現像特性が変化した場合、現像特性を補正するためにキャリブレーションを実行する必要がある。また、キャリブレーションによる補正では対処できないほどトナーが劣化している場合には、ベタ画像等を現像してトナーを強制的に消費し、現像装置内のトナーを入れ替える必要がある。また、劣化したキャリアを強制的に排出させるために、撹拌部材を定期的に高速で回転駆動させると、その分、消費電力が増加する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、余剰現像剤の排出動作時間を短縮することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、トナーとキャリアとを含む現像剤が補給され余剰の現像剤を外部に排出する現像装置と、現像装置を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、現像装置は、現像剤が表面に担持される現像剤担持体と、第１の速度と該第１の速度よりも低速度の第２の速度とで回転可能であって、現像装置内で撹拌及び搬送した現像剤を現像剤担持体に供給するとともに、回転速度に応じて現像装置の外部に排出する現像剤量を変化させる撹拌部材と、余剰の現像剤を現像装置の外部に排出するための現像剤排出部と、を含み、制御部は、撹拌部材を第２の速度で回転駆動させた後、撹拌部材の回転速度を第２の速度から第１の速度に切り替え、撹拌部材を所定時間だけ第１の速度で回転駆動させ、所定時間は、撹拌部材を第２の速度で回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなる。

なお、本明細書および特許請求の範囲において、後述する「第１の時間」とは、タイマー等の計時部で測定される時間だけでなく、「現像装置へ補給される現像剤が所定量に達するまでの時間」や、「印刷枚数が所定枚数に達するまでの時間」や、「撹拌部材が所定数だけ回転するまでの時間」等を含む概念である。

本発明によれば、制御部は、撹拌部材の回転速度を第２の速度から第１の速度に切り替え、撹拌部材を所定時間だけ第１の速度で回転駆動させ、所定時間は、撹拌部材を第２の速度で回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなる。これにより、撹拌部材を低速（第２の速度）で回転駆動させた時間が長い場合、撹拌部材を高速（第１の速度）で回転駆動させる時間（余剰現像剤の排出動作時間）を短縮することができるので、トナーが劣化するのを抑制することができる。このため、現像特性が変化するのを抑制することができるので、現像特性を補正するためのキャリブレーションを実行する頻度を抑えることができる。また、劣化したトナーを強制的に消費して現像装置内のトナーを入れ替える頻度も抑えることができる。また、撹拌部材を高速（第１の速度）で回転駆動させる時間（余剰現像剤の排出動作時間）を短縮することによって、消費電力を低減することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置の構造を示した側面断面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置の下部の構造を示した平面断面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の撹拌部材の回転数と現像容器内の現像剤量との関係を示した図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像剤総補給量と現像容器内の現像剤量との関係を示した図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像剤総補給量と現像容器内の現像剤量との関係を示した図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の撹拌部材を第１の速度で回転させた際の、回転駆動時間と現像剤排出量との関係を示した図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の撹拌部材の駆動制御経路を示したブロック図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像剤排出動作を説明するためのフローチャートである。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態による画像形成装置１の構造について説明する。本実施形態の画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転自在である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンタの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電部１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電部１３ａ〜１３ｄは、感光体回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄの表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電部１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。

無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で回転方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を介して感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。

２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を介して駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙（記録媒体）Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙Ｐを供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から繰り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から繰り出された用紙Ｐを２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、トナー像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙Ｐを用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。

給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面表側）に引き出すことにより用紙Ｐの補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー対３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に繰り出される。

第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー対３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー対３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、バイアス電位が印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。

定着部１８は、ヒーターにより加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、未定着トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、定着部１８によってトナー像が定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙Ｐの裏面にも２次転写ローラー３４によってトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー対１９により用紙排出部３７に排出される。

次に、図２を参照して、現像装置２ａの詳細構造について説明する。以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であるので、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略する。

図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、磁気ローラー２１と、規制ブレード２４と、撹拌部材４２、現像容器２２等により構成されている。

現像容器２２は、樹脂によって現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送路２２ｃと第２搬送路２２ｄとに仕切られている。第１搬送路２２ｃ及び第２搬送路２２ｄには、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部材４２、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体１１に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。

現像ローラー２０は、感光体１１に対向し、一定の間隔を隔てて感光体１１の右方に配設される。また、現像ローラー２０は、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。磁気ローラー２１は、一定の間隔を隔てて現像ローラー２０に対向し、現像ローラー２０の右斜め下方に配設される。また、磁気ローラー２１は、現像ローラー２０に接近した対向位置において、現像ローラー２０にトナーを供給する。規制ブレード２４は磁気ローラー２１の左斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。撹拌部材４２は磁気ローラー２１の略下方に配設される。

撹拌部材４２は、第１撹拌部材４３と第２撹拌部材４４との２本で構成される。第２撹拌部材４４が磁気ローラー２１の下方で、第２搬送路２２ｄ内に設けられ、第１撹拌部材４３が第２撹拌部材４４の右方に隣接して、第１搬送路２２ｃ内に設けられる。

第１及び第２の撹拌部材４３、４４は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１搬送路２２ｃと第２搬送路２２ｄとを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第１撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤は、仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２搬送路２２ｄ内に搬送され、第１搬送路２２ｃ内と第２搬送路２２ｄ内とを循環する。そして、第２撹拌部材４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。

磁気ローラー２１は、ローラー軸２１ａと磁極部材Ｍ及び非磁性材からなる回転スリーブ２１ｂを備え、第２撹拌部材４４により供給された現像剤を担持し、担持した現像剤からトナーのみを現像ローラー２０に供給するものである。磁極部材Ｍは、断面扇形に形成された外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、ローラー軸２１ａに接着等により固着される。ローラー軸２１ａは、回転スリーブ２１ｂ内で回転不能に固定されており、磁極部材Ｍは、回転スリーブ２１ｂとの間に所定の間隔を隔てて現像容器２２に回転不能に支持される。回転スリーブ２１ｂは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により矢印方向（時計回り方向）に回転し、また直流電圧５６ａに交流電圧５６ｂを重畳したバイアス５６を印加される。回転スリーブ２１ｂの表面において、帯電した現像剤は磁極部材Ｍの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、磁気ブラシは規制ブレード２４によって所定の高さに調節される。

回転スリーブ２１ｂの回転にともなって、磁気ブラシは、回転スリーブ２１ｂの表面に担持されて搬送され、現像ローラー２０に設けた磁極部材２０ｂにて磁気ブラシが立ち上がり現像ローラー２０に接触すると、磁気ブラシのトナーのみが、回転スリーブ２１ｂに印加されたバイアス５６に応じて、現像ローラー２０に供給される。

現像ローラー２０は、固定軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。

固定軸２０ａは現像容器２２に回転不能に支持される。この固定軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが回転自在に保持され、さらに、磁石よりなる磁極部材２０ｂが磁気ローラー２１と対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を隔てて、接着等により固着される。現像スリーブ２０ｃは、図示しないモーターと歯車からなる駆動機構により、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転させられる。また、現像スリーブ２０ｃには、直流電圧５７ａに交流電圧５７ｂを重畳した現像バイアス５７が印加される。

現像バイアス５７が現像スリーブ２０ｃに印加されると、現像バイアス電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｃの表面に担持されたトナーが現像領域Ｄにおいて感光体１１に向けて飛翔する。飛翔したトナーは矢印Ａ方向（反時計回り方向）に回転する感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。

次に、図３を用いて撹拌部について詳しく説明する。

現像容器２２には、前述のように、第１搬送路２２ｃと、第２搬送路２２ｄと、仕切り部２２ｂと、上流側連通部２２ｅ、及び下流側連通部２２ｆが形成され、その他に、現像剤補給口２２ｇと、現像剤排出口２２ｈと、上流側壁部２２ｉ、及び下流側壁部２２ｊが形成されている。

仕切り部２２ｂは、現像容器２２の長手方向に延びて第１搬送路２２ｃと第２搬送路２２ｄを並列させるように仕切っている。仕切り部２２ｂの長手方向の両端部分には、上流側連通部２２ｅと下流側連通部２２ｆが設けられており、現像剤は、第１搬送路２２ｃと、上流側連通部２２ｅと、第２搬送路２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆ内を循環することが可能である。

現像剤補給口２２ｇは、現像容器２２の上部に設けられた現像剤コンテナ（図略）から新たなトナー及び磁性キャリアを現像容器２２内に補給するための開口であり、第１搬送路２２ｃの上流側（図３の左側、２点鎖線で示す）に配置される。

現像剤排出口２２ｈは、現像剤補給口２２ｇからの現像剤の補給によって、第１及び第２搬送路２２ｃ、２２ｄ内で余剰となった現像剤を排出するためのものであり、第２搬送路２２ｄの下流側の側面部に設けられる開口である。

第１搬送路２２ｃ内には第１撹拌部材４３が配設され、第２搬送路２２ｄ内には第２撹拌部材４４が配設されている。

第１撹拌部材４３は、回転軸４３ｂと、回転軸４３ｂに一体に設けられ、回転軸４３ｂの軸方向に一定のピッチで螺旋状に形成される第１螺旋羽根４３ａとを有する。また、第１螺旋羽根４３ａは、第１搬送路２２ｃの長手方向の両端部側まで延び、上流側及び下流側連通部２２ｅ、２２ｆにも対向して設けられている。回転軸４３ｂは現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊに回転可能に軸支されている。

第２撹拌部材４４は、回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂに一体に設けられ、回転軸４４ｂの軸方向に第１螺旋羽根４３ａと同じピッチで第１螺旋羽根４３ａとは逆方向の羽根で螺旋状に形成される第２螺旋羽根４４ａとを有する。また、第２螺旋羽根４４ａは、磁気ローラー２１の軸方向長さ以上の長さを有し、上流側連通部２２ｅ及び下流側連通部２２ｆに対向して設けられている。回転軸４４ｂは、回転軸４３ｂと平行に配置され、現像容器２２の上流側壁部２２ｉと下流側壁部２２ｊとに回転可能に軸支されている。

また、回転軸４４ｂには、第２螺旋羽根４４ａとともに、排出する現像剤量を規制する逆螺旋羽根５２及び排出羽根５３が一体に配設されている。

逆螺旋羽根５２は、現像剤排出口２２ｈに対向し、現像剤排出口２２ｈと第２螺旋羽根４４ａとの間に配置されるとともに、逆螺旋羽根５２の外縁は、下流側壁部２２ｊにおける第２搬送路２２ｄの内周面と所定の間隔を隔てて配設される。また、逆螺旋羽根５２は、第２螺旋羽根４４ａの外縁と略同じ外周長さで第２螺旋羽根４４ａに対して逆方向を向く（逆位相の）羽根で螺旋状に形成され、且つ、第２螺旋羽根４４ａよりピッチが小さい２〜３巻きの羽根で形成されている。従って、回転軸４４ｂが回転すると、逆螺旋羽根５２によって、第２螺旋羽根４４ａによる現像剤搬送方向とは逆方向の搬送力が現像剤に付与され、現像剤が塞き止められる。塞き止められた現像剤は、下流側連通部２２ｆに搬送され、または、現像容器２２内の余剰の現像剤として逆螺旋羽根５２の外縁を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出されることになる。

回転軸４４ｂは現像剤排出口２２ｈから更に現像剤排出部２２ｌ内まで延び、現像剤排出部２２ｌ内の回転軸４４ｂには排出羽根５３が設けられている。排出羽根５３は、第２螺旋羽根４４ａと同じ位相方向の螺旋状の羽根からなるが、第２螺旋羽根４４ａよりピッチが小さく、また羽根の外縁サイズが小さくなっている。回転軸４４ｂが回転すると、排出羽根５３も回転し、現像剤排出口２２ｈから現像剤排出部２２ｌ内に収容された余剰現像剤は、現像剤排出部２２ｌ内を左方に搬送され現像容器２２外に排出される。

上流側壁部２２ｉ及び下流側壁部２２ｊの外面には、歯車６１〜６４が配設されている。歯車６１、６２は回転軸４３ｂに固着され、歯車６４は回転軸４４ｂに固着され、また歯車６３は、上流側壁部２２ｉに回転可能に保持されて、歯車６２、６４に噛合している。歯車６１は、図示しない歯車列を介して撹拌モーター６５によって回転駆動される。

撹拌モーター６５は、さらに現像ローラー２０（図２参照）と、磁気ローラー２１と、感光体１１の夫々所定の歯車列に接続されている。画像形成時に撹拌モーター６５が回転駆動すると、感光体１１、現像ローラー２０、磁気ローラー２１とともに第１及び第２撹拌部材４３、４４が回転する。また、撹拌モーター６５は、印刷する用紙の種類や印刷モード、或いは印刷速度に応じて回転速度が切り替えられる。

撹拌モーター６５の回転駆動によって、歯車６１が回転すると、回転軸４３ｂとともに第１螺旋羽根４３ａが回転し、第１螺旋羽根４３ａは第１搬送路２２ｃ内の現像剤を矢印Ｑ方向に搬送する。さらに、歯車６２〜６４の歯車列によって、回転軸４４ｂとともに第２螺旋羽根４４ａが回転すると、第２螺旋羽根４４ａは第２搬送路２２ｄ内の現像剤を矢印Ｒ方向に搬送し、現像剤は、第１搬送路２２ｃから上流側連通部２２ｅ、第２搬送路２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆと循環しながら撹拌される。そして、撹拌された現像剤が磁気ローラー２１に供給される。

次に、現像容器２２への現像剤の補給及び排出について説明する。なお、現像装置２内の現像剤は、キャリアに対して１０％程度のトナーを含有しており、キャリアの周りにトナーが付着した状態である。その一方、補給現像剤（現像剤補給口２２ｇから補給される現像剤）は、約３％のキャリアを含有しており、トナー中にキャリアが点在している状態である。

現像によってトナーが消費されると、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤が図示しないコンテナから現像剤補給口２２ｇを介して現像容器２２内に補給される。現像剤は印刷する画像の印字率や用紙サイズに応じて補給される。尚、現像剤補給量（現像装置２に補給される現像剤量）の制御については後述する。

補給された現像剤は、第１搬送路２２ｃから上流側連通部２２ｅ、第２搬送路２２ｄ、及び下流側連通部２２ｆと循環搬送しながら撹拌されるが、現像容器２２内の余剰の現像剤は逆螺旋羽根５２を乗り越えて現像剤排出口２２ｈに排出される。これによって、現像容器２２には適量の現像剤が常に収容され、第２撹拌部材４４による磁気ローラー２１への供給ムラが発生することなく、安定して均一に磁気ローラー２１へ供給することが可能となる。

近年、所定の仕様を備える現像装置２が種々の画像形成装置に汎用的に用いられるようになってきている。例えば、高速機に用いていた現像装置２を低速機にも用いる場合、低速機では高速機に比べて印刷速度が遅いために、画像形成速度を遅くしなくてはならず、これにともなって第１及び第２撹拌部材４３、４４の回転速度が遅くなる。

第１及び第２撹拌部材４３、４４の回転速度、特に現像剤排出口２２ｈ側に配置された第２撹拌部材４４の回転速度が切り替えられると、現像剤排出口２２ｈから排出される現像剤量が図４に示すように変動する。なお、図４は、第２撹拌部材４４の回転数に対する現像容器２２内の現像剤量の変動を示すグラフであり、横軸に第２撹拌部材４４の回転数（単位：ｒｐｍ）をとり、縦軸に現像容器２２内の現像剤量（単位：ｇ）をとっている。

図４に示すように、第２撹拌部材４４の回転数が小さい場合、第２撹拌部材４４の回転数が大きい場合に比べて、現像剤排出口２２ｈから排出される現像剤量が減少し、これにともなって現像容器２２内の現像剤量が増加する。

現像容器２２内の現像剤が、例えば現像剤量Ｇａから現像剤量Ｇｂの範囲にあると、所定の仕様を備える現像装置２では良好な画像が得られる。しかし、現像容器２２内の現像剤が現像剤量Ｇａを下回ると、磁気ローラー２１に供給する現像剤量が減少することによる画像抜けが発生し、また、磁気ローラー２１に供給する現像剤のムラによる不均一な画像が生成される。一方、現像容器２２内の現像剤が現像剤量Ｇｂを上回ると、磁気ローラー２１に供給される現像剤量が多くなり過ぎて、磁気ローラー２１から現像剤が分離し難くなり、その結果、画像濃度が低下する。現像装置２を高速機の画像形成装置１に用いる場合には、現像容器２２内の現像剤が現像剤量Ｇａから現像剤量Ｇｂの範囲にある。しかし、現像装置２を低速機の画像形成装置１に用いる場合には、第２撹拌部材４４の回転数が小さくなるので、現像容器２２内の現像剤が現像剤量Ｇｂを超え、画像不良が発生することがある。

具体的には、現像装置２を高速機の画像形成装置１に用いると、高速機の印刷速度に対応する第２撹拌部材４４の回転速度は、図４に示す第１の速度である回転数Ｈに設定される。現像によってトナーが消費されると現像剤が補給され、現像容器２２内に余剰の現像剤があっても第２撹拌部材４４を回転数Ｈで回転させると現像剤が現像容器２２から排出され、現像容器２２内の現像剤は現像剤量ＧＨに安定する。現像剤量ＧＨは現像剤量Ｇａから現像剤量Ｇｂの範囲（適正範囲）にあり、高速機の画像形成装置１では良好な画像が得られる。

一方、上記の現像装置２を低速機の画像形成装置１に用いた場合、低速機の印刷速度に対応する第２撹拌部材４４の回転速度は、第２の速度である回転数Ｌに設定される。回転数Ｌは回転数Ｈよりも低速度である。現像によってトナーが消費されると、現像剤が補給され現像容器２２内に余剰の現像剤は、回転数Ｌで回転する第２撹拌部材４４によって現像容器２２から排出され、現像容器２２内の現像剤は現像剤量ＧＬに安定する。現像剤量ＧＬは良好な画像が得られる適正範囲の上限現像剤量（上限値）Ｇｂを超えており、現像容器２２内には多量の現像剤が残存し、画像濃度の低下等の画像不良が発生することなる。

そこで、現像装置２を低速機に用いる場合、図５に示すように現像容器２２内の現像剤量を制御する。図５および図６は、現像剤総補給量に応じて現像容器２２内の現像剤量を制御することで、現像容器２２内の現像剤量が変動することを示すグラフであり、参考例Ｘと実施例Ｙとを示している。グラフの横軸は現像剤総補給量（単位：ｇ）であり、グラフの縦軸は現像容器２２内の現像剤量（単位：ｇ）である。

図５に示す参考例Ｘでは、低速機の印刷速度に対応させるために、第２撹拌部材４４の回転速度が回転数Ｌ（例えば約２５０ｒｐｍ）に設定され、また現像容器２２には適正範囲の下限現像剤量（下限値）Ｇａ（ここでは約３２０ｇ）以上、上限現像剤量（上限値）Ｇｂ（ここでは約４５０ｇ）以下に収まる現像剤量ＧＳ（ここでは約３５０ｇ）が、現像装置２の初期状態（新品の現像装置２）において収容されている。この現像剤量ＧＳは、現像装置２内の現像剤量の適正範囲の中央値Ｇｃ（＝（Ｇａ＋Ｇｂ）／２）よりも少なく下限値Ｇａ以上の値であり、新品の現像装置２内の現像剤量はＧＳになっている。画像形成が開始され、現像にともなってトナーが消費されると、印刷した用紙Ｐの印字率および用紙サイズに基づいて現像容器２２に現像剤が補給されるとともに、現像剤排出口２２ｈから排出される。第２撹拌部材４４の回転速度が回転数Ｌに設定されているために、補給される現像剤量に対して、排出される現像剤量が少なく、印刷枚数が増加するにしたがって、現像容器２２内の現像剤量が徐々に増え、所定の枚数に至るまで回転駆動し続けると現像容器２２内では現像剤量ＧＬ（ここでは約４７０ｇ）で安定する。この現像剤量ＧＬは適正範囲の上限値Ｇｂを超えているので、所定の枚数以上の印刷では画像濃度の低下等の画像不良が発生する。

一方、実施例Ｙでは、低速機の印刷速度に対応させるために、第２撹拌部材４４の回転速度が回転数Ｌ（例えば約２５０ｒｐｍ）に設定され、また現像容器２２には、参考例Ｘと同様、現像剤量ＧＳ（約３５０ｇ）が収容されている。画像形成が開始され、現像にともなってトナーが消費されると、印刷した用紙Ｐの印字率および用紙サイズに基づいて現像容器２２に現像剤が補給される。第２撹拌部材４４の回転速度が回転数Ｌに設定されているために、補給される現像剤量に対して、排出される現像剤量が少なく、印刷枚数が増加するにしたがって、現像容器２２内の現像剤量が徐々に増える。そこで、第２撹拌部材４４が回転数Ｌの回転速度で回転駆動を開始し、現像剤総補給量が所定量に到達した場合（または、現像容器２２内の現像剤量が所定量に到達した場合）に、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈ（約４５０ｒｐｍ）に切り替え、現像容器２２内の現像剤量が現像剤量ＧＨに低下するまでの所定時間だけ第２撹拌部材４４を回転数Ｈで回転駆動させる。この制御を繰り返すことによって、現像容器２２内の現像剤量は適正範囲の中央値Ｇｃ以上、上限値Ｇｂ以下の範囲で推移し、参考例Ｘのような現像剤の増加にともなう画像不良を防ぐことができる。

現像容器２２内の現像剤量を適正範囲の中央値Ｇｃ以上、上限値Ｇｂの範囲で推移させるために、現像装置２および画像形成装置１は以下のように構成される。

第２撹拌部材４４を回転数Ｈの回転速度で回転駆動させた際に現像装置２の外部への排出が開始される現像装置２内の現像剤量は、ＧＨである。この現像剤量ＧＨは、適正範囲の中央値Ｇｃ以上、上限値Ｇｂ未満である。言い換えると、第２撹拌部材４４を回転数Ｈの回転速度で回転駆動させたとしても、現像装置２内の現像剤量がＧＨ（ここでは約４２０ｇ）に到達するまで、現像剤は排出されない。現像装置２内の現像剤の増加量は、おおよそキャリアの増加量と同じであるので、現像剤補給口２２ｇから補給される現像剤中のキャリア濃度を３％とすると、現像剤総補給量が約２３３３ｇ（≒（４２０ｇ−３５０ｇ）／０．０３）に到達するとき（または、その前）に、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈに切り替えて余剰の現像剤を強制的に排出する現像剤排出動作を行えばよい。本実施形態では、現像剤総補給量が２３３０ｇに到達後、現像剤排出動作を開始する。なお、用紙サイズをＡ４、印字率を約５％とすると、現像剤総補給量が２３３０ｇに到達するのは、印字枚数が１２万枚に到達した辺りである。このとき、現像装置２内の現像剤量は、適正範囲の中央値Ｇｃ以上、上限値Ｇｂ以下である。

その後、現像剤総補給量が３０ｇ増加する毎（第１の時間経過毎）に、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈに切り替え、現像容器２２内の現像剤量が現像剤量ＧＨに低下するまでの所定時間だけ第２撹拌部材４４を回転数Ｈで回転駆動させる。現像剤総補給量が３０ｇ増加すると、現像容器２２内の現像剤量は約０．９ｇ（≒３０ｇ×０．０３）増加する。ここで、図７に示すように、現像容器２２内の現像剤量が４２１ｇの場合には、第２撹拌部材４４を回転数Ｈの回転速度で回転させると、６０秒間に０．９ｇ以上の現像剤を排出することが可能である。これにより、現像容器２２内の現像剤量は、約４２０ｇ以上約４２１ｇ以下の範囲で推移する。なお、用紙サイズをＡ４、印字率を５％とすると、現像剤総補給量が３０ｇ増加するには、１５００枚程度印刷する必要がある。

ただし、現像剤総補給量が３０ｇ増加したのが連続印字中の場合には、印字終了後に現像剤排出動作を行う。そして、連続印字時間が長い場合は、その間に補給される現像剤量が増加するので、現像容器２２内の現像剤量も増加する。このため、第２撹拌部材４４を回転数Ｈで約６０秒間回転駆動させただけでは、現像容器２２内の現像剤量はＧＨまで低下しないので、現像容器２２内の現像剤量を適正範囲に維持できなくなる場合がある。

そこで、余剰現像剤を排出させる現像装置では、通常、現像剤総補給量が所定量（例えば、３０ｇ）増加する毎に第２撹拌部材４４の回転数Ｈでの回転駆動時間を所定時間（例えば、約６０秒間）増加させる。具体的には、現像剤総補給量が６０ｇ（所定量の２倍）増加すると、第２撹拌部材４４を回転数Ｈで約１２０秒間（約６０秒間の２倍）回転駆動させ、現像剤総補給量が９０ｇ（所定量の３倍）増加すると、第２撹拌部材４４を回転数Ｈで約１８０秒間（約６０秒間の３倍）回転駆動させる。これにより、連続印字時間が長くなった場合であっても、現像容器２２内の現像剤量を適正範囲に維持することができる。

ここで、本発明者が鋭意検討した結果、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈに切り替えた場合、現像剤排出特性に以下の特徴点があることが判明した。具体的には、図７に示すように、第２撹拌部材４４を所定時間（約６０秒間）回転数Ｈの回転速度で回転駆動させた場合、余剰現像剤は、約６０秒間のうちの最初の約２０秒間（第２の時間）では現像装置２の外部に排出されず、約６０秒間のうちの残りの約４０秒間（第３の時間）で現像装置２の外部に排出されることが判明した。なお、最初の２０秒間（第２の時間）で余剰現像剤が排出されないのは、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈに切り替えてから現像剤が現像剤排出口２２ｈに排出され始めるまでに時間がかかるためである。

そして、上述した余剰現像剤を排出させる通常の現像装置のように、現像剤総補給量が所定量（例えば、３０ｇ）増加する毎に第２撹拌部材４４の回転数Ｈでの回転駆動時間を所定時間（例えば、約６０秒間）増加させる場合には、現像剤総補給量が６０ｇ以上（所定量の２倍以上）増加すると、現像剤が排出されない時間（第２の時間）が２回以上含まれることになる。このため、その分、現像剤排出動作時間が長くなり、トナーが劣化しやすくなる、ということが判明した。

そこで、本実施形態では、現像剤総補給量が３０ｇのＮ倍（ここでは、Ｎは２以上の整数）以上である場合（第２撹拌部材４４を回転数Ｌの回転速度で回転駆動させた時間が第１の時間のＮ倍以上である場合）、現像剤排出動作を行う所定時間（第２撹拌部材４４を回転数Ｈの回転速度で回転駆動させる時間）は、第２の時間（最初の約２０秒間）と第３の時間（約４０秒間）のＮ倍との合計時間に設定される。すなわち、現像剤排出動作を行う所定時間は、第２撹拌部材４４を回転数Ｌの回転速度で回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなる。これにより、現像剤排出動作時間を短縮することができる。

なお、現像装置２が新品に交換されると、現像剤総補給量の算出値がリセットされる。

次に、画像形成装置１の制御について説明する。

図８に示すような制御経路で第２撹拌部材４４の駆動時間を制御する。制御部７０は、印刷する画像の印字率に応じて現像装置２に補給する現像剤量を制御するとともに、現像装置２内の現像剤量を適切な範囲に制御し、画像形成を行う。制御部７０の周辺には、撹拌モーター６５を駆動させる駆動回路７８と、現像剤を補給するためのコンテナモーター９２を駆動させるコンテナ駆動回路９１と、印刷する画像データを外部から入力する画像入力部６７と、印刷枚数や用紙サイズ等の設定と、印刷の指示とを行うことができる操作パネル６８とが設けられる。画像形成装置１は、出荷時に現像剤量ＧＳ（図５参照）の現像剤を現像装置２内に収容している。第２撹拌部材４４の回転速度は、第１の速度である回転数Ｈと第２の速度である回転数Ｌとに切り替え可能であり、回転数Ｌは回転数Ｈよりも低速度である。第２撹拌部材４４の回転速度は、低速機向けの印刷速度に対応させて画像形成時には回転数Ｌに設定され、余剰の現像剤を強制的に排出するときには回転数Ｈに設定される。

制御部７０は、マイクロコンピューター、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶素子、制御上の各種時間を計時するための計時部等で構成され、記憶素子に設定されたプログラム及びデータに従って、また画像入力部６７及び操作パネル６８から入力される情報に基づき、駆動回路７８及びコンテナ駆動回路９１を制御する。また、制御部７０は、印字率算出部７２と、補給量算出部７３と、総補給量算出部７４と、駆動制御部７５と、第１参照テーブル８１および第２参照テーブル８２の各機能ブロックとを備え、さらに画像形成モードと、現像装置２内の現像剤を強制的に排出する強制排出モードとを切り替え可能である。

第１参照テーブル８１には、例えばＡ４サイズの用紙Ｐの所定の印字率に対するトナー消費量と、補給現像剤のトナーに対するキャリアの比率のデータが保管されている。第２参照テーブル８２には、強制排出モードに切り替えるべき現像剤総補給量データが保管されている。例えば本実施形態では、強制排出モードに切り替えるべき現像剤総補給量として、２３３０ｇと、それ以上は３０ｇ増加する毎、すなわち２３６０ｇ、２３９０ｇ、２４２０ｇ・・・が保管されている。

印字率算出部７２は、操作パネル６８から印刷の指示があると、画像入力部６７から送られる画像データに基づいて、画像形成する用紙全体に対する文字等の印字するデータの割合（印字率）を算出する。

補給量算出部７３は印字率に応じた現像装置２への現像剤補給量（現像装置２に補給される現像剤量）を算出する。具体的には、補給量算出部７３は、印字率算出部７２から送られる印字率と、操作パネル６８から入力される印刷する用紙サイズと、第１参照テーブル８１に格納されている所定の印字率に対するトナー消費量、及び補給現像剤のトナーに対するキャリアの比率に基づいて、用紙Ｐ毎に対応させて補給する現像剤量を算出する。次に、補給量算出部７３は、算出した現像剤補給量となるようにコンテナ駆動回路９１に回転駆動信号を送る。この回転駆動信号に基づいてコンテナモーター９２が所定の数だけ回転することで、所定量の現像剤が現像装置２に補給される。また、補給量算出部７３は、算出した現像剤補給量を総補給量算出部７４に送る。

総補給量算出部７４は、現像装置２に補給された現像剤の総補給量を算出する。そして、総補給量算出部７４は、その算出結果が第２参照テーブル８２に保管された現像剤総補給量に到達する毎に、画像形成モードから強制排出モードに切り替えるための切り替え信号を駆動制御部７５に送る。

駆動制御部７５は、撹拌モーター６５を駆動させる駆動回路７８を制御するものであり、駆動回路７８に低速駆動可能信号と高速駆動信号との何れかを出力する。画像形成モードでは低速駆動可能信号が出力され、強制排出モードでは高速駆動信号が出力される。低速駆動可能信号が駆動制御部７５から出力されると、駆動回路７８は撹拌モーター６５を低速で駆動可能とし、その結果、第２撹拌部材４４は回転数Ｌで回転可能な状態となる。一方、高速駆動信号が駆動制御部７５から出力されると、駆動回路７８は撹拌モーター６５を強制的に高速駆動させ、その結果、第２撹拌部材４４は回転数Ｈで回転する。画像形成装置１の出荷時には駆動制御部７５から駆動回路７８に低速駆動可能信号が出力されるように設定され、強制排出モードに切り替えられて高速駆動信号が入力されない限り、撹拌モーター６５が低速で駆動可能な画像形成モードに保持されている。画像形成モードにおいて、操作パネル６８から駆動制御部７５に印刷を指示する信号が入力されると、駆動回路７８が撹拌モーター６５を低速で駆動させる。撹拌モーター６５の駆動によって、第２撹拌部材４４が回転数Ｌで回転し、また、現像ローラー２０や感光体１１が回転駆動し、画像形成が実行される。

総補給量算出部７４から切り替え信号が出力されると、強制排出モードの実行が可能となる。強制排出モードにおいて、駆動制御部７５は、低速駆動可能信号を高速駆動信号に切り替え、駆動回路７８に高速駆動信号を所定時間（本実施形態では、約２０秒間＋約４０秒間×Ｎ）だけ送る。駆動回路７８は、画像形成装置１の出荷時から撹拌モーター６５が低速で駆動可能な状態にあったが、この高速駆動信号に基づいて、撹拌モーター６５を強制的に高速回転させ、第２撹拌部材４４を回転数Ｈで所定時間だけ回転させる。第２撹拌部材４４が回転数Ｈで所定時間だけ回転駆動させられることで、現像装置２内の現像剤が現像剤排出部２２ｌに徐々に排出され、所定時間経過後に現像装置２内の現像剤が現像剤量ＧＨになっている。尚、強制排出モードは、現像装置２による画像形成の終了後や画像形成装置１のスリープモード等の画像形成を行っていないとき（非画像形成時）に実行されるので、画像形成の妨げになることがない。すなわち、現像剤総補給量が所定量に到達したとしても、連続印刷動作中であれば強制排出モードに切り替わらず、その連続印刷動作が終了した時点で強制排出モードに切り替わる。

強制排出モードにおいて駆動回路７８が所定時間だけ撹拌モーター６５を高速回転させた後、画像形成モードに切り替えられ、駆動制御部７５は駆動回路７８に低速駆動可能信号を出力する。第２撹拌部材４４は回転数Ｌで回転可能な状態にあり、操作パネル６８から印刷の指示があると、駆動回路７８が撹拌モーター６５を低速で駆動させ、撹拌モーター６５の回転駆動によって現像装置２や感光体１１が駆動し、画像形成が実行される。そして、画像形成にともなって現像剤が補給され、現像剤総補給量が３０ｇ以上増加すると、強制排出モードにおいて撹拌モーター６５を強制的に所定時間だけ高速回転させることで、第２撹拌部材４４は所定時間だけ回転数Ｈで回転する。この強制排出モードでは、画像形成モードの駆動時間（第２撹拌部材４４を回転数Ｌで回転駆動させた時間）が長くなると、現像剤排出動作時間（所定時間）が長く設定される。これにより、現像装置２内の現像剤が適正範囲の中央値Ｇｃ以上、上限値Ｇｂ以下に収まり、一種類の現像装置２が高速機や低速機等の複数種の画像形成装置１で共用されても、常に良好な画像が得られる。

次に、図９を参照して、本実施形態の画像形成装置１の現像剤排出動作について詳細に説明する。

ユーザーにより操作パネル６８に印字命令が入力されると、画像形成モードにおいて画像形成が実行され、現像剤が現像装置２に補給される。そして、ステップＳ１において、総補給量算出部７４により、現像装置２に補給された現像剤の総補給量Ｍが算出される。なお、総補給量算出部７４により算出される現像剤総補給量Ｍは、新品の現像装置２が装着されてからの現像剤の総補給量であってもよいが、以下のフローを簡略化するために本実施形態では、前回の強制排出モードが終了してからの現像剤の総補給量を用いる。いずれの総補給量を用いても、実質的には同じである。

ステップＳ２において、制御部７０により、画像形成動作が終了したか否かが判断される。制御部７０により、画像形成動作が終了していないと判断された場合、ステップＳ１に戻る。制御部７０により、画像形成動作が終了したと判断された場合、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量（ここでは、３０ｇ）以上であるか否かが判断される。制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量未満であると判断された場合、ステップＳ１に戻る。制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量以上であると判断された場合、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、現像剤の総補給量Ｍから３０ｇが減じられる。そして、ステップＳ５において、カウンター値Ｎがカウントアップされる（カウンター値Ｎに１が加算される）。

ステップＳ６において、制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量（ここでは、３０ｇ）以上であるか否かが判断される。制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量以上であると判断された場合、ステップＳ４に戻る。制御部７０により、現像剤の総補給量Ｍが所定量未満であると判断された場合、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、強制排出モードに切り替わり、第２撹拌部材４４が回転数Ｈの回転速度で所定時間（約２０秒間（第２の時間）＋約４０秒間（第３の時間）×Ｎ）だけ回転駆動される。これにより、現像装置２内の現像剤が現像剤量ＧＨに低下する。

そして、ステップＳ８において、画像形成モードに切り替わり、カウンター値Ｎがリセットされて０になり、処理が終了される。

なお、ステップＳ４において総補給量Ｍ（現像剤補給量）から３０ｇ（所定値）が減算された後の値は、次回第２撹拌部材４４が回転数Ｌの回転速度で回転駆動された際の総補給量Ｍに加算されることになる。

本実施形態では、上記のように、制御部７０は、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｌから回転数Ｈに切り替え、第２撹拌部材４４を所定時間だけ回転数Ｈで回転駆動させ、所定時間は、第２撹拌部材４４を回転数Ｌで回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなる。これにより、第２撹拌部材４４を低速（回転数Ｌ）で回転駆動させた時間が長い場合、第２撹拌部材４４を高速（回転数Ｈ）で回転駆動させる時間（余剰現像剤の排出動作時間）を短縮することができるので、トナーが劣化するのを抑制することができる。このため、現像特性が変化するのを抑制することができるので、現像特性を補正するためのキャリブレーションを実行する頻度を抑えることができる。また、劣化したトナーを強制的に消費して現像装置２内のトナーを入れ替える頻度も抑えることができる。また、第２撹拌部材４４を高速（回転数Ｈ）で回転駆動させる時間（余剰現像剤の排出動作時間）を短縮することによって、消費電力を低減することができる。

また、上記のように、制御部７０は、第２撹拌部材４４を回転数Ｌで第１の時間（現像剤総補給量が３０ｇ増加するのにかかる時間）以上回転駆動させた場合に、回転数Ｌで回転駆動させた時間に対応する所定時間だけ、第２撹拌部材４４を回転数Ｈで回転駆動させる。これにより、例えば連続印字枚数（第２撹拌部材４４を回転数Ｌで回転駆動させた時間）が少ない場合（第１の時間よりも短い場合）には、余剰現像剤の排出動作を実行しないので、排出動作の総回数および総時間を減少させることができる。

また、上記のように、現像剤総補給量が３０ｇのＮ倍以上である場合、現像剤排出動作を行う所定時間は、第２の時間（最初の約２０秒間）と第３の時間（約４０秒間）のＮ倍との合計時間に設定される。これにより、第２の時間の「Ｎ−１」倍の時間だけ余剰現像剤の排出動作時間を短縮することができる。なお、第２の時間は、余剰現像剤が現像装置２の外部に排出されない時間なので、第２の時間が複数回含まれていると、余剰現像剤の排出動作時間が必要以上に長くなる。

また、上記のように、ステップＳ４において総補給量Ｍ（現像剤補給量）から３０ｇ（所定値）が減算された後の値は、次回第２撹拌部材４４が回転数Ｌの回転速度で回転駆動された際の総補給量Ｍに加算される。これにより、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｈへ切り替える際の現像装置２内の現像剤量を、精度良く制御することができる。

また、上記のように、第１の時間は、現像剤補給量に基づいて決定される。これにより、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｈへ切り替える際の現像装置２内の現像剤量を、精度良く制御することができる。

また、上記のように、現像剤補給量は、用紙Ｐに印刷される画像の印字率に基づいて決定される。これにより、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｈへ切り替える際の現像装置２内の現像剤量を、より精度良く制御することができる。

また、上記のように、強制排出モードは、非画像形成時に実行される。これにより、画像形成に影響を及ぼさずに、現像装置２内の現像剤を排出することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラー複写機、モノクロプリンター、ファクシミリ等の、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤の補給を行うとともに余剰現像剤を排出する現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

また、上記実施形態では、撹拌部材と現像ローラーとの間に磁気ローラーが設けられた現像装置を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、磁気ローラーが設けられていない現像装置を用いてもよい。

また、上記実施形態では、現像装置２を低速機に用いる場合に、余剰の現像剤を強制的に排出させる例について示したが、本発明はこれに限らず、現像装置２を印刷速度を切り替え可能な高速機に用いる場合に、余剰の現像剤を強制的に排出させてもよい。具体的には、高速機であっても厚み等の用紙の種類や高グロス印刷等の印刷モードなどによって、第２撹拌部材４４の回転速度が回転数Ｌに切り替えられることがある。この場合、現像装置２を低速機に用いる場合と同様、現像容器２２内の現像剤量が徐々に増加するので、第２撹拌部材４４の回転速度を回転数Ｈに切り替えて余剰の現像剤を強制的に排出させてもよい。

また、印字率に応じて、強制排出モードに切り替えるべき現像剤総補給量を調整してもよい。印字率の低い画像を印刷し続けると、トナーの入れ替わりが少ないためにトナーが劣化し流動性が低下する場合があり、現像剤の排出速度が低下したり、現像剤の安定量が多くなったりする場合がある。この場合、強制排出モードを繰り返すことによって現像剤の流動性を元に戻すことができるので、強制排出モードに切り替える現像剤総補給量を低く設定して（第１の時間を短く設定して）、強制排出モードに切り替えるタイミングを早めればよい。

また、上記実施形態では、排出する現像剤量を規制する逆螺旋羽根５２が第２撹拌部材４４と一体に設けられ、第２螺旋羽根４４ａと現像剤排出口２２ｈとの間に配置される構成を示したが、本発明はこれに限らず、排出する現像剤量を規制する規制部材は、第２撹拌部材４４と別設してもよく、また、現像剤排出口２２ｈに対向して固設され所定量の現像剤が乗り越えるように構成した平板でもよい。

また、上記実施形態では、第２撹拌部材４４を回転数Ｌの回転速度で回転駆動させた時間が第１の時間のＮ倍以上である場合、現像剤排出動作を行う所定時間を、第２の時間（最初の約２０秒間）と第３の時間（約４０秒間）のＮ倍との合計時間に設定した例について示したが、本発明はこれに限らず、第２の時間と第３の時間のＮ倍との合計時間よりも短く設定してもよい。余剰現像剤が増加するにしたがって、第３の時間における単位時間当たりの現像剤排出量が増加する傾向にあるので、所定時間を第２の時間と第３の時間のＮ倍との合計時間よりも短く設定しても、現像装置２内の現像剤を現像剤量ＧＨに低下させることが可能である。

また、上記実施形態では、Ｎが２以上の整数である例について示したが、Ｎは１よりも大きければ、整数でなくてもよい。

１ 画像形成装置
２、２ａ〜２ｄ 現像装置
２０ 現像ローラー（現像剤担持体）
２２ｌ 現像剤排出部
７０ 制御部
４２ 撹拌部材
Ｐ 用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. トナーとキャリアとを含む現像剤が補給され余剰の現像剤を外部に排出する現像装置と、前記現像装置を制御する制御部と、を備えた画像形成装置であって、
   前記現像装置は、
   前記現像剤が表面に担持される現像剤担持体と、
   第１の速度と該第１の速度よりも低速度の第２の速度とで回転可能であって、前記現像装置内で撹拌及び搬送した現像剤を前記現像剤担持体に供給するとともに、回転速度に応じて前記現像装置の外部に排出する現像剤量を変化させる撹拌部材と、
   前記余剰の現像剤を前記現像装置の外部に排出するための現像剤排出部と、
   を含み、
   前記制御部は、前記撹拌部材を前記第２の速度で回転駆動させた後、前記撹拌部材の回転速度を前記第２の速度から前記第１の速度に切り替え、前記撹拌部材を所定時間だけ前記第１の速度で回転駆動させ、
   前記所定時間は、前記撹拌部材を前記第２の速度で回転駆動させた時間が長いほど、現像剤補給量当たりの時間が短くなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記撹拌部材を前記第２の速度で第１の時間以上回転駆動させた場合に、前記第２の速度で回転駆動させた時間に対応する前記所定時間だけ、前記撹拌部材を前記第１の速度で回転駆動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記撹拌部材を前記第１の時間に対応する前記所定時間だけ前記第１の速度で回転駆動させた場合に、前記余剰の現像剤が前記現像装置の外部に排出されない最初の時間を第２の時間とし、前記余剰の現像剤が前記現像装置の外部に排出される前記所定時間のうちの残りの時間を第３の時間とすると、
   前記撹拌部材を前記第２の速度で回転駆動させた時間が前記第１の時間のＮ倍（ただし、Ｎ＞１）以上である場合、前記撹拌部材を前記第１の速度で回転駆動させる前記所定時間は、前記第２の時間と前記第３の時間のＮ倍との合計以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定時間は、前記現像剤補給量に基づいて決定され、
   前記所定時間を決定する際に前記現像剤補給量から所定値が減算され、
   前記現像剤補給量から前記所定値が減算された後の値は、次回前記撹拌部材を前記第２の速度で回転駆動させた際の前記現像剤補給量に加算されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の時間は、前記現像剤補給量に基づいて決定されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤補給量は、記録媒体に印刷される画像の印字率に基づいて決定されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記撹拌部材を前記第２の速度で回転駆動させる画像形成モードと、前記撹拌部材を前記第１の速度で回転駆動させて前記現像装置内の現像剤を強制的に排出する強制排出モードと、に切り替え可能であり、
   前記強制排出モードは、非画像形成時に実行されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。