JP2022122591A - 画像形成装置、トナー供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー濃度を目標値に安定化させることが可能な画像形成装置、及びトナー供給方法を提供すること。【解決手段】画像形成装置は、外添剤が添加されたトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する筐体４１と、筐体４１内の前記現像剤の密度を検出するセンサー４６と、センサー４６によって検出される前記現像剤の密度及び閾値に基づいて、トナーコンテナから筐体４１への前記トナーの供給を制御する供給制御部と、センサー４６によって検出される前記現像剤の密度に基づいて前記閾値を設定する設定処理部と、前記設定処理部によって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に、現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ前記外添剤を移転させる移転処理を実行する移転処理部と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置、及びトナー供給方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置を備える。前記現像装置には、トナー及びキャリアを含む現像剤が収容される。また、前記現像装置には、前記現像剤の透磁率を検出するセンサーが設けられる。

この種の画像形成装置では、前記センサーによって検出される透磁率が予め設定された閾値を超える場合に、トナーコンテナから前記現像装置へ前記トナーが供給される。これにより、前記現像装置内の前記現像剤のトナー濃度が前記閾値に対応する目標値に安定化される。例えば、前記閾値は、未使用状態の前記現像装置内の前記現像剤の透磁率に基づいて設定される。この場合、前記目標値は、未使用状態の前記現像装置内の前記現像剤のトナー濃度である。

また、所定濃度の画像の形成後に、画像形成時よりも交流成分のピーク間電圧が高い現像バイアス電圧を現像ローラーに印可するとともに前記感光体ドラムを回転させることにより、前記トナーに添加された外添剤を前記感光体ドラムに移転させる画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１９－６６５４７号公報

ところで、未使用状態の前記現像装置の使用開始直後においては、当該装置内の前記トナーにおける前記外添剤の付着量が大幅に減少する。前記トナーにおける前記外添剤の付着量が減少すると、前記トナーの帯電性が変化して、前記トナー及び前記キャリアの摩擦帯電による両者の帯電量が変化する。前記キャリアの帯電量が変化すると、前記キャリア間に働く静電気力が変化し、前記キャリアの密度が変化する。つまり、前記トナーにおける前記外添剤の付着量が大幅に減少すると、その分前記現像剤の透磁率が変化する。

ここで、前記閾値が未使用状態の前記現像装置内の前記現像剤の透磁率に基づいて設定される場合には、当該装置の使用開始直後における前記外添剤の付着量の大幅な減少により、前記目標値と前記センサーによって検出される透磁率が前記閾値である場合の実際のトナー濃度との間にずれが生じる。これにより、前記現像装置内の前記現像剤のトナー濃度を前記目標値に安定化させることができなくなる。

本発明の目的は、トナー濃度を目標値に安定化させることが可能な画像形成装置、及びトナー供給方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、現像剤収容部と、センサーと、搬送部と、供給制御部と、設定処理部と、移転処理部とを備える。前記現像剤収容部は、外添剤が添加されたトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する。前記センサーは、前記現像剤収容部内の前記現像剤の密度を検出する。前記搬送部は、静電潜像が形成される像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容部内の前記トナーを前記像担持体との間の対向領域に搬送する。前記供給制御部は、前記センサーによって検出される前記現像剤の密度及び予め設定された閾値に基づいて、前記トナーを収容するトナー収容部から前記現像剤収容部への前記トナーの供給を制御する。前記設定処理部は、前記センサーによって検出される前記現像剤の密度に基づいて前記閾値を設定する。前記移転処理部は、前記設定処理部によって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に前記搬送部から前記像担持体へ前記外添剤を移転させる移転処理を実行する。

本発明の他の局面に係るトナー供給方法は、外添剤が添加されたトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の密度を検出するセンサーと、静電潜像が形成される像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容部内の前記トナーを前記像担持体との間の対向領域に搬送する搬送部と、を備える画像形成装置で実行され、以下の供給制御ステップと、設定ステップと、移転ステップとを含む。前記供給制御ステップでは、前記センサーによって検出される前記現像剤の密度及び予め設定された閾値に基づいて、前記トナーを収容するトナー収容部から前記現像剤収容部への前記トナーの供給が制御される。前記設定ステップでは、前記センサーによって検出される前記現像剤の密度に基づいて前記閾値が設定される。前記移転ステップでは、前記設定ステップによって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に前記搬送部から前記像担持体へ前記外添剤を移転させる移転処理が実行される。

本発明によれば、トナー濃度を目標値に安定化させることが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のシステム構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の現像装置の構成を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される閾値設定処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

［画像形成装置１００の構成］
まず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１００の構成を示す断面図である。

なお、説明の便宜上、画像形成装置１００が使用可能な設置状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向Ｄ１と定義する。また、図１に示される画像形成装置１００の紙面左側の面を正面（前面）として前後方向Ｄ２を定義する。また、前記設置状態の画像形成装置１００の正面を基準として左右方向Ｄ３を定義する。

画像形成装置１００は、原稿から画像データを読み取るスキャン機能、及び画像データに基づいて画像を形成するプリント機能とともに、ファクシミリ機能、及びコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。なお、画像形成装置１００は、プリント装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などであってもよい。

図１及び図２に示されるように、画像形成装置１００は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部５、第１記憶部６、及び制御部７を備える。

ＡＤＦ１は、前記スキャン機能による読取対象の原稿を搬送する。例えば、ＡＤＦ１は、原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備える。

画像読取部２は、前記スキャン機能を実現する。例えば、画像読取部２は、原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備える。

画像形成部３は、前記プリント機能を実現する。具体的に、画像形成部３は、電子写真方式で、給紙部４から供給されるシートにカラー又はモノクロの画像を形成する。

給紙部４は、画像形成部３にシートを供給する。給紙部４は、給紙カセット、手差しトレイ、シート搬送路、及び複数の搬送ローラーを備える。

操作表示部５は、画像形成装置１００のユーザーインターフェイスである。操作表示部５は、制御部７からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザーの操作に応じて制御部７に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。

第１記憶部６は、不揮発性の記憶装置である。例えば、第１記憶部６は、フラッシュメモリー及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性メモリー、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。

制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御する。図２に示されるように、制御部７は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、及びＲＡＭ１３を備える。ＣＰＵ１１は、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。ＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１に各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶装置である。ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶装置である。制御部７では、ＣＰＵ１１によりＲＯＭ１２に予め記憶された各種の制御プログラムが実行される。これにより、画像形成装置１００が制御部７により統括的に制御される。

なお、制御部７は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部７は、画像形成装置１００を統括的に制御するメイン制御部とは別に設けられた制御部であってもよい。

［画像形成部３の構成］
次に、図１～図３を参照しつつ、画像形成部３の構成について説明する。ここで、図３は画像形成ユニット２４の構成を示す断面図である。なお、図３では、帯電ローラー３２と第１電圧印可部３７との間の通電路、及び現像ローラー４４と第２電圧印可部３８との間の通電路が一点鎖線によって示されている。

図１に示されるように、画像形成部３は、複数の画像形成ユニット２１～２４、光走査装置２５、中間転写ベルト２６、二次転写ローラー２７、定着装置２８、及び排紙トレイ２９を備える。また、図２に示されるように、画像形成部３は、第１駆動部３０を備える。

画像形成ユニット２１はＹ（イエロー）、画像形成ユニット２２はＣ（シアン）、画像形成ユニット２３はＭ（マゼンタ）、画像形成ユニット２４はＫ（ブラック）に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット２１～２４は、図１に示されるように、画像形成装置１００の前後方向Ｄ２に沿って、画像形成装置１００の前方側からイエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの順に併設される。

図３に示されるように、画像形成ユニット２４は、感光体ドラム３１、帯電ローラー３２、現像装置３３、一次転写ローラー３４、及びドラム清掃部３５を備える。また、画像形成ユニット２１～２３各々は、画像形成ユニット２４と同様の構成を備える。

感光体ドラム３１は、表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム３１は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ４に回転する。感光体ドラム３１は、本発明の像担持体の一例である。

帯電ローラー３２は、予め設定された帯電電圧の印可を受けて、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。例えば、帯電ローラー３２は、感光体ドラム３１の表面を正極性に帯電させる。帯電ローラー３２によって帯電された感光体ドラム３１の表面には、光走査装置２５から射出される画像データに基づく光が照射される。これにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

現像装置３３は、トナー及びキャリアを含む現像剤を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成される静電潜像を現像する。これにより、感光体ドラム３１の表面にトナー像が形成される。現像装置３３は、画像形成装置１００の筐体に着脱可能に設けられる。

一次転写ローラー３４は、現像装置３３により感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト２６に転写する。

ドラム清掃部３５は、一次転写ローラー３４によるトナー像の転写後の感光体ドラム３１の表面に残存する前記トナーを除去する。

画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応するトナーコンテナ３６（図１参照）を備える。また、画像形成部３は、画像形成ユニット２１～２４各々に対応する第１電圧印可部３７（図２及び図３参照）、第２電圧印可部３８（図２及び図３参照）、及び第２駆動部３９（図２参照）を備える。

ここで、画像形成ユニット２４に対応するトナーコンテナ３６、第１電圧印可部３７、第２電圧印可部３８、及び第２駆動部３９について説明する。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応する第１電圧印可部３７、第２電圧印可部３８、及び第２駆動部３９が示されている。

トナーコンテナ３６は、Ｋ（ブラック）の前記トナーを収容する。トナーコンテナ３６は、本発明のトナー収容部の一例である。トナーコンテナ３６は、容器本体、供給口部（不図示）、及び供給部材３６Ａ（図１参照）を備える。前記容器本体は、左右方向Ｄ３に長尺に形成されており、内部に前記トナーを収容する。前記供給口部は、前記容器本体における左端部に形成される。前記供給口部は、下方へ向けて開口している。前記供給口部は、鉛直方向に延びる不図示の供給路を介して、現像装置３３の開口部５７（図３参照）に通じている。

供給部材３６Ａは、トナーコンテナ３６から現像装置３３へ前記トナーを供給する。供給部材３６Ａは、トナーコンテナ３６内において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられ、回転数に応じた量の前記トナーを前記供給口部に搬送する。例えば、供給部材３６Ａは、トナーコンテナ３６内の前記トナーを左方向に搬送可能なスクリュー状の部材である。供給部材３６Ａは、第２駆動部３９から供給される回転駆動力を受けて回転する。供給部材３６Ａによって前記供給口部に搬送された前記トナーは、自重によって前記供給路内を移動し、開口部５７（図３参照）を経由して現像装置３３の内部に落下する。つまり、供給部材３６Ａは、回転数に応じた量の前記トナーを現像装置３３へ供給可能である。なお、供給部材３６Ａは、スクリュー状の部材に限られず、前記トナーを搬送可能な部材であればよい。

第１電圧印可部３７は、帯電ローラー３２に前記帯電電圧を印可する電源である。具体的に、第１電圧印可部３７は、制御部７によって設定された電圧値の直流成分を含む前記帯電電圧を出力する。例えば、前記帯電電圧は、正極性の直流成分を含む。前記帯電電圧は、画像形成部３を用いた画像形成処理の実行時に帯電ローラー３２に印可される。

第２電圧印可部３８は、現像装置３３の現像ローラー４４（図３参照）に予め定められた第１現像バイアス電圧を印可する電源である。具体的に、第２電圧印可部３８は、制御部７によって設定された電圧値の直流成分を含む前記第１現像バイアス電圧を出力する。例えば、前記第１現像バイアス電圧は、正極性の直流成分を含む。また、第２電圧印可部３８は、矩形波であって、制御部７によって設定された振幅値、デューティー比、及び周波数の交流成分を含む前記第１現像バイアス電圧を出力する。つまり、前記第１現像バイアス電圧は、直流成分及び交流成分を含む電圧である。前記第１現像バイアス電圧は、前記画像形成処理の実行時に現像ローラー４４に印可される。

第２駆動部３９は、供給部材３６Ａに回転駆動力を供給するモーターである。第２駆動部３９は、制御部７から出力される制御信号に応じて駆動される。

光走査装置２５は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面へ向けて、画像データに基づく光を射出する。

中間転写ベルト２６は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。中間転写ベルト２６は、駆動ローラー及び張架ローラーによって所定のテンションで張架される。中間転写ベルト２６は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて前記駆動ローラーが回転することで、図３に示される回転方向Ｄ５に回転する。

二次転写ローラー２７は、中間転写ベルト２６の表面に転写されたトナー像を給紙部４から供給されるシートに転写する。

定着装置２８は、二次転写ローラー２７によってシートに転写されたトナー像を当該シートに定着させる。

排紙トレイ２９には、定着装置２８によってトナー像が定着されたシートが排出される。

第１駆動部３０は、画像形成ユニット２１～２４各々の感光体ドラム３１及び現像装置３３、並びに中間転写ベルト２６などに回転駆動力を供給するモーターである。第１駆動部３０は、制御部７から出力される制御信号に応じて駆動される。

［現像装置３３の構成］
次に、図３及び図４を参照しつつ、画像形成ユニット２４の現像装置３３の構成について説明する。ここで、図４は図３におけるＩＶ－ＩＶ矢視断面図である。なお、画像形成ユニット２１～２３も、以下に述べる現像装置３３と同様の構成を備える。

図３及び図４に示されるように、現像装置３３は、筐体４１、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、規制部材４５、及びトナーセンサー４６を備える。また、現像装置３３は、図２に示される第２記憶部４７を備える。なお、図２には、画像形成ユニット２４に対応するトナーセンサー４６、及び第２記憶部４７が示されている。

筐体４１は、図３に示されるように、第１搬送部材４２、第２搬送部材４３、現像ローラー４４、及び規制部材４５を収容する。また、筐体４１は、前記トナー及び前記キャリアを含む前記現像剤を収容する。筐体４１は、本発明の現像剤収容部の一例である。具体的に、筐体４１は、側壁及び底面５１によって形成される内部空間において前記現像剤を収容する。現像装置３３は、筐体４１に収容される前記現像剤を用いて、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像を現像する。

例えば、前記トナーは非磁性体である。また、前記トナーには、外添剤が添加されている。前記外添剤には、前記トナーの帯電性を低下させるための導電性粒子が含まれる。例えば、前記導電性粒子は、酸化チタンである。なお、前記外添剤には、シリカ微粒子、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びチタン酸ストロンチウムなどの微粒子が含まれていてもよい。

また、前記キャリアは磁性体である。例えば、前記キャリアは、シリコン樹脂によって表面がコーティングされている。

図３及び図４に示されるように、筐体４１は、前記現像剤が搬送される第１搬送路５２及び第２搬送路５３を有する。具体的に、筐体４１の底面５１には、左右方向Ｄ３に延在する隔壁５４（図４参照）が設けられている。筐体４１の側壁、底面５１、及び隔壁５４により、左右方向Ｄ３に延在する第１搬送路５２及び第２搬送路５３が形成される。

第１搬送部材４２は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に設けられる。第１搬送部材４２は、第１搬送路５２に収容された前記現像剤を、図４に示される搬送方向Ｄ６に搬送する。また、第１搬送部材４２は、前記現像剤を撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、前記トナーは、前記キャリアとの摩擦帯電により正極性に帯電する。例えば、第１搬送部材４２は、第１搬送路５２において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第１搬送部材４２は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて回転する。なお、第１搬送部材４２は、スクリュー状の部材に限られず、前記現像剤を撹拌及び搬送可能な部材であればよい。

第２搬送部材４３は、筐体４１において回転可能に設けられる。図４に示されるように、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に設けられる。第２搬送部材４３は、第２搬送路５３に収容された前記現像剤を、図４に示される搬送方向Ｄ７に搬送する。また、第２搬送部材４３は、前記現像剤を撹拌して、前記トナー及び前記キャリアを摩擦帯電させる。例えば、第２搬送部材４３は、第２搬送路５３において左右方向Ｄ３に沿った回転軸を中心に回転可能に設けられたスクリュー状の部材である。第２搬送部材４３は、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて回転する。なお、第２搬送部材４３は、スクリュー状の部材に限られず、前記現像剤を撹拌及び搬送可能な部材であればよい。

第１搬送路５２における搬送方向Ｄ６の下流側の端部には、第２搬送路５３へ通じる第１通路５５が設けられている。第１通路５５は、隔壁５４の右端部に形成される。また、第２搬送路５３における搬送方向Ｄ７の下流側の端部には、第１搬送路５２へ通じる第２通路５６が設けられている。第２通路５６は、隔壁５４の左端部に形成される。つまり、筐体４１の内部には、第１搬送路５２、第１通路５５、第２搬送路５３、及び第２通路５６により、前記現像剤が循環する循環搬送路が形成されている。

現像ローラー４４は、感光体ドラム３１に形成される静電潜像を現像する。図３に示されるように、現像ローラー４４は、第２搬送部材４３及び感光体ドラム３１に対向して設けられる。現像ローラー４４は、筐体４１により回転可能に支持されており、第１駆動部３０から供給される回転駆動力を受けて、図３に示される回転方向Ｄ８に回転する。現像ローラー４４は、第２搬送路５３から前記現像剤を汲み上げる。現像ローラー４４によって汲み上げられた前記現像剤に含まれる前記トナー及び前記キャリアは、現像ローラー４４の内部に設けられた磁極の磁力により、現像ローラー４４の外周面において磁気ブラシを形成する。現像ローラー４４は、外周面に形成された前記磁気ブラシを感光体ドラム３１との間の対向領域Ｒ１（図３参照）に搬送する。現像ローラー４４は、本発明の搬送部の一例である。対向領域Ｒ１に搬送された前記磁気ブラシに含まれる前記トナーは、現像ローラー４４に印可される前記第１現像バイアス電圧により、感光体ドラム３１における光走査装置２５によって露光された露光領域に移転する。これにより、感光体ドラム３１に形成された静電潜像が現像される。

規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面に形成された前記磁気ブラシの層厚を規制する。図３に示されるように、規制部材４５は、第２搬送部材４３と現像ローラー４４との間の対向領域よりも回転方向Ｄ８の下流側であって、現像ローラー４４と感光体ドラム３１との間の対向領域Ｒ１よりも回転方向Ｄ８の上流側に設けられる。規制部材４５は、現像ローラー４４の外周面との間に所定のギャップが形成されるように、現像ローラー４４の外周面に対向して設けられる。

図３に示されるように、筐体４１の上面部には、開口部５７が形成されている。開口部５７は、第１搬送路５２の底部における左端部の位置である供給位置Ｐ１（図４参照）へ向けて開口する。開口部５７は、前記供給路を介して、トナーコンテナ３６の前記供給口部に通じている。トナーコンテナ３６から供給される前記トナーは、第１搬送路５２の供給位置Ｐ１に搬入される。

トナーセンサー４６は、第１搬送路５２における供給位置Ｐ１（図４参照）よりも搬送方向Ｄ６の下流側の検出位置Ｐ２（図４参照）における前記現像剤の密度を検出する。トナーセンサー４６は、本発明のセンサーの一例である。具体的に、トナーセンサー４６は、検出位置Ｐ２における透磁率を検出する透磁率センサーである。例えば、トナーセンサー４６は、図３に示されるように、筐体４１の底面部に設けられる。トナーセンサー４６は、検出位置Ｐ２における透磁率に応じた電圧を出力する。例えば、トナーセンサー４６によって出力される電圧は、検出位置Ｐ２における透磁率が高いほど高くなる。なお、トナーセンサー４６は、透磁率センサーに限られず、検出位置Ｐ２における前記トナー又は前記キャリアの密度を検出可能な任意のセンサーであってよい。

第２記憶部４７は、不揮発性の記憶装置である。第２記憶部４７には、現像装置３３の識別情報、現像装置３３の製造年月日、及び現像装置３３の使用回数（現像装置３３を用いた前記画像形成処理の実行回数）のような、現像装置３３に関する現像装置情報が格納される。前記現像装置情報は、画像形成装置１００又は現像装置３３の製造時に第２記憶部４７に格納される。第２記憶部４７は、現像装置３３の筐体４１の外面部に取り付けられたＩＣタグ（不図示）に設けられる。

ここで、画像形成部３には、前記ＩＣタグの第２記憶部４７に対して読み書き可能なリーダライタ（不図示）が設けられている。制御部７は、前記リーダライタを用いて、第２記憶部４７にアクセス可能である。

［制御部７の構成］
次に、図２を参照しつつ、制御部７の構成について説明する。

図２に示されるように、制御部７は、供給制御部６１、設定処理部６２、除去処理部６３、及び移転処理部６４を含む。

具体的に、制御部７のＲＯＭ１２には、制御部７のＣＰＵ１１を上述の各部として機能させるためのトナー供給制御プログラムが予め格納されている。そして、制御部７のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納された前記トナー供給制御プログラムを実行することにより、供給制御部６１、設定処理部６２、除去処理部６３、及び移転処理部６４として機能する。

なお、前記トナー供給制御プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリーなどのコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されており、前記記録媒体から読み取られて第１記憶部６などの記憶装置に格納されてもよい。また、供給制御部６１、設定処理部６２、除去処理部６３、及び移転処理部６４は、集積回路（ＡＳＩＣ）などの電子回路で構成されたものであってもよい。

なお、以下では、画像形成ユニット２１～２４のうち、画像形成ユニット２４に含まれる各部、及び画像形成ユニット２４に対応して設けられる各部を例に挙げて説明を行う。以下の説明は、画像形成ユニット２１～２３各々についても同様に当てはまる。

供給制御部６１は、トナーセンサー４６によって検出される前記現像剤の密度、及び予め設定された閾値に基づいて、トナーコンテナ３６から筐体４１への前記トナーの供給を制御する。

具体的に、供給制御部６１は、トナーセンサー４６によって検出される透磁率が前記閾値を超える場合に、トナーコンテナ３６から筐体４１へ前記トナーを供給する。一方、供給制御部６１は、トナーセンサー４６によって検出される透磁率が前記閾値以下である場合には、トナーコンテナ３６から筐体４１へ前記トナーを供給しない。これにより、筐体４１内の前記現像剤のトナー濃度が、前記閾値に対応する濃度に安定化される。なお、供給制御部６１は、第２駆動部３９を駆動することで、トナーコンテナ３６から筐体４１へ前記トナーを供給可能である。

ところで、未使用状態の現像装置３３の使用開始直後においては、現像装置３３内の前記トナーにおける前記外添剤の付着量が大幅に減少する。前記トナーにおける前記外添剤の付着量が減少すると、前記トナーの帯電性が変化して、前記トナー及び前記キャリアの摩擦帯電による両者の帯電量が変化する。前記キャリアの帯電量が変化すると、前記キャリア間に働く静電気力が変化し、前記キャリアの密度が変化する。つまり、前記トナーにおける前記外添剤の付着量が大幅に減少すると、その分前記現像剤の透磁率が変化する。

ここで、前記閾値が未使用状態の現像装置３３内の前記現像剤の透磁率に基づいて設定される場合には、その現像装置３３の使用開始直後に生じる前記トナーにおける前記外添剤の付着量の大幅な減少により、以下の不具合が発生する。即ち、前記閾値設定時のトナー濃度と、前記画像形成処理の実行中にトナーセンサー４６によって検出される透磁率が前記閾値である場合の実際のトナー濃度との間にずれが生じる。これにより、現像装置３３内の前記現像剤のトナー濃度を、未使用状態の現像装置３３内の前記現像剤のトナー濃度である目標値に安定化させることができなくなる。

これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００では、以下に説明するように、現像装置３３内の前記現像剤のトナー濃度を前記目標値に安定化させることが可能である。

設定処理部６２は、トナーセンサー４６によって検出される前記現像剤の密度に基づいて、前記閾値を設定する。

具体的に、設定処理部６２は、前記閾値が未設定である場合に、前記閾値を設定する。

例えば、第２記憶部４７に格納される前記現像装置情報には、前記閾値が未設定である旨を示す第１特定情報が含まれている。前記第１特定情報は、本発明の特定情報の一例である。また、第２記憶部４７は、本発明の記憶部の一例である。

設定処理部６２は、第２記憶部４７に前記第１特定情報が格納されている場合に、前記閾値が未設定であると判定する。これにより、現像装置３３が交換された場合に、自動で前記閾値の設定処理を実行させることが可能である。

例えば、設定処理部６２は、移転処理部６４による処理が実行された後に、トナーセンサー４６を用いて現像装置３３内の前記現像剤の透磁率を検出する。そして、設定処理部６２は、検出された透磁率を、前記閾値として設定する。なお、設定処理部６２は、検出された透磁率を所定の係数で乗算した値を、前記閾値として設定してもよい。

除去処理部６３は、設定処理部６２によって前記閾値が設定された場合に、第２記憶部４７から前記第１特定情報を除去する。

例えば、除去処理部６３は、前記閾値が設定済である旨を示す第２特定情報を、前記第１特定情報に替えて第２記憶部４７に格納する。なお、除去処理部６３は、第２記憶部４７に前記第２特定情報を格納することなく、第２記憶部４７から前記第１特定情報を消去してもよい。

なお、設定処理部６２は、前記閾値が予め定められた初期設定値である場合に、前記閾値が未設定であると判定してもよい。この場合、現像装置３３は、画像形成装置１００の筐体に対して着脱不能に設けられていてもよい。また、画像形成装置１００は、第２記憶部４７、及び除去処理部６３を備えていなくてもよい。

また、設定処理部６２は、操作表示部５における予め定められた特定操作に応じて、前記閾値を設定してもよい。これにより、現像装置３３が交換された場合、及び現像装置３３内の前記現像剤の入れ替え作業が行われた場合に、手動で前記閾値の設定処理を実行させることが可能である。

移転処理部６４は、設定処理部６２によって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に、現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ前記外添剤を移転させる移転処理を実行する。

具体的に、前記移転処理は、現像ローラー４４により対向領域Ｒ１（図３参照）に搬送された前記トナーから感光体ドラム３１へ前記外添剤を移転させる処理である。換言すると、前記移転処理は、前記トナーを現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ移転させずに、当該トナーに付着した前記外添剤だけを現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ移転させる処理である。

具体的に、前記移転処理では、感光体ドラム３１及び現像装置３３が前記画像形成処理の実行時よりも高速で駆動される。また、前記移転処理では、第１電圧印可部３７による帯電ローラー３２への前記帯電電圧の印可が実行されない。また、前記移転処理では、第２電圧印可部３８により、現像ローラー４４に前記第１現像バイアス電圧とは異なる第２現像バイアス電圧が印可される。具体的に、前記第２現像バイアス電圧は、負極性であって予め定められた電圧値の直流成分を含む電圧である。また、前記第２現像バイアス電圧は、前記第１現像バイアス電圧と同じ交流成分を含む電圧である。前記移転処理では、感光体ドラム３１及び現像装置３３の駆動、並びに第１電圧印可部３７による電圧印可が、予め定められた特定時間の間、継続して実行される。

ここで、前記移転処理において、感光体ドラム３１及び現像装置３３を前記画像形成処理の実行時よりも高速で駆動することにより、単位時間当たりの前記外添剤の移転量を多くすることが可能である。なお、前記移転処理において、感光体ドラム３１が前記画像形成処理の実行時と同じ速度で駆動され、現像装置３３が前記画像形成処理の実行時よりも高速で駆動されてもよい。また、前記移転処理において、感光体ドラム３１及び現像装置３３の両方が、前記画像形成処理の実行時と同じ速度で駆動されてもよい。

また、前記移転処理において、第１電圧印可部３７による帯電ローラー３２への前記帯電電圧の印可を実行しないことにより、前記移転処理の実行により消費される電力を低減可能である。なお、前記移転処理において、第１電圧印可部３７による帯電ローラー３２への前記帯電電圧の印可が実行されてもよい。この場合、前記第２現像バイアス電圧に含まれる直流成分は、前記キャリアの感光体ドラム３１への移転を防止可能な範囲で任意に設定されればよい。また、前記移転処理において、第２電圧印可部３８により、現像ローラー４４に前記第１現像バイアス電圧が印可されてもよい。

なお、前記第２現像バイアス電圧に含まれる交流成分は、振幅値、デューティー比、及び周波数のいずれか一つ又は複数が前記第１現像バイアス電圧に含まれる交流成分よりも高くてもよい。これにより、単位時間当たりの前記外添剤の移転量を多くすることが可能である。

また、前記移転処理は、前記トナー及び前記外添剤の両方を、現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ移転させる処理であってもよい。この場合、設定処理部６２は、トナーセンサー４６によって検出される前記現像剤の密度、及び前記移転処理によって消費される前記トナーの量に基づいて、前記閾値を設定してもよい。

［閾値設定処理］
以下、図５を参照しつつ、画像形成装置１００において制御部７により実行される閾値設定処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップＳ１１、Ｓ１２・・・は、制御部７により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。例えば、前記閾値設定処理は、画像形成装置１００の電源が投入された場合、及び現像装置３３の交換時に開閉される画像形成装置１００の外装カバー（不図示）が閉じられた場合に実行される。また、前記閾値設定処理は、前記画像形成処理の実行指示が入力された場合に実行されてもよい。

＜ステップＳ１１＞
まず、ステップＳ１１において、制御部７は、前記閾値が未設定であるか否かを判定する。ここで、ステップＳ１１の処理は、制御部７の設定処理部６２により実行される。

例えば、制御部７は、第２記憶部４７に前記特定情報が格納されている場合に、前記閾値が未設定であると判定する。

ここで、制御部７は、前記閾値が未設定であると判定すると（Ｓ１１のＹｅｓ側）、処理をステップＳ１２に移行させる。また、前記閾値が設定済であれば（Ｓ１１のＮｏ側）、制御部７は、前記閾値設定処理を終了させる。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、制御部７は、前記移転処理を実行する。ここで、ステップＳ１２の処理は、本発明の移転ステップの一例であって、制御部７の移転処理部６４により実行される。

例えば、前記移転処理では、感光体ドラム３１及び現像装置３３が前記画像形成処理の実行時よりも高速で駆動される。また、前記移転処理では、第２電圧印可部３８により、現像ローラー４４に前記第２現像バイアス電圧が印可される。また、前記移転処理では、感光体ドラム３１及び現像装置３３の駆動、並びに第１電圧印可部３７による電圧印可が、前記特定時間の間、継続して実行される。

＜ステップＳ１３＞
ステップＳ１３において、制御部７は、トナーセンサー４６によって検出される前記現像剤の密度に基づいて、前記閾値を設定する。ここで、ステップＳ１３の処理は、本発明の設定ステップの一例であって、制御部７の設定処理部６２により実行される。

例えば、制御部７は、トナーセンサー４６を用いて現像装置３３内の前記現像剤の透磁率を検出する。そして、制御部７は、検出された透磁率を、前記閾値として設定する。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、制御部７は、第２記憶部４７から前記第１特定情報を除去する。ここで、ステップＳ１４の処理は、制御部７の除去処理部６３により実行される。

例えば、制御部７は、前記第２特定情報を、前記第１特定情報に替えて第２記憶部４７に格納する。

画像形成装置１００では、前記画像形成処理の実行中に、制御部７により、トナーコンテナ３６から現像装置３３への前記トナーの供給を制御するトナー供給制御処理が実行される。具体的に、前記トナー供給制御処理では、トナーセンサー４６によって検出される前記現像剤の密度、及び前記閾値設定処理によって設定された前記閾値に基づいて、トナーコンテナ３６から筐体４１への前記トナーの供給が制御される。ここで、前記画像形成処理の実行中に前記トナー供給制御処理を実行することは、本発明の供給制御ステップの一例である。前記トナー供給制御処理は、制御部７の供給制御部６１により実行される。

このように、画像形成装置１００では、前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に、現像ローラー４４から感光体ドラム３１へ前記外添剤を移転させる前記移転処理が実行される。これにより、前記閾値の設定前に、現像装置３３内の前記トナーにおける前記外添剤の付着量を予め低減させておくことが可能である。そのため、未使用の現像装置３３内の前記現像剤に基づいて前記閾値を設定する場合に、前記目標値とトナーセンサー４６によって検出される透磁率が前記閾値である場合の実際のトナー濃度との間にずれが生じることを抑制可能である。従って、現像装置３３内の前記現像剤のトナー濃度を前記目標値に安定化させることが可能である。

１ ＡＤＦ
２ 画像読取部
３ 画像形成部
４ 給紙部
５ 操作表示部
６ 第１記憶部
７ 制御部
２４ 画像形成ユニット
３０ 第１駆動部
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電ローラー
３３ 現像装置
３６ トナーコンテナ
３６Ａ 供給部材
３７ 第１電圧印可部
３８ 第２電圧印可部
３９ 第２駆動部
４１ 筐体
４２ 第１搬送部材
４３ 第２搬送部材
４４ 現像ローラー
４５ 規制部材
４６ トナーセンサー
４７ 第２記憶部
６１ 供給制御部
６２ 設定処理部
６３ 除去処理部
６４ 移転処理部
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 外添剤が添加されたトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部内の前記現像剤の密度を検出するセンサーと、
   静電潜像が形成される像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容部内の前記トナーを前記像担持体との間の対向領域に搬送する搬送部と、
   前記センサーによって検出される前記現像剤の密度及び予め設定された閾値に基づいて、前記トナーを収容するトナー収容部から前記現像剤収容部への前記トナーの供給を制御する供給制御部と、
   前記センサーによって検出される前記現像剤の密度に基づいて前記閾値を設定する設定処理部と、
   前記設定処理部によって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に前記搬送部から前記像担持体へ前記外添剤を移転させる移転処理を実行する移転処理部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記移転処理は、前記搬送部により前記対向領域に搬送された前記トナーから前記像担持体へ前記外添剤を移転させる処理である、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記設定処理部は、前記閾値が未設定である場合に前記閾値を設定する、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤収容部、前記搬送部、及び前記閾値が未設定である旨を示す特定情報が格納される記憶部を有し、前記画像形成装置に着脱可能に設けられる現像装置を備え、
   前記設定処理部は、前記記憶部に前記特定情報が格納されている場合に前記閾値が未設定であると判定し、
   前記画像形成装置は、前記設定処理部によって前記閾値が設定された場合に前記記憶部から前記特定情報を除去する除去処理部を備える、
   請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記設定処理部は、予め定められた特定操作に応じて前記閾値を設定する、
   請求項１～４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記トナーは、非磁性体であって、
   前記キャリアは、磁性体であって、
   前記センサーは、前記現像剤収容部内の透磁率を検出し、
   前記供給制御部は、前記センサーによって検出される透磁率が前記閾値を超える場合に、前記トナー収容部から前記現像剤収容部へ前記トナーを供給する、
   請求項１～５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記外添剤は、導電性粒子を含む、
   請求項１～６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 外添剤が添加されたトナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部内の前記現像剤の密度を検出するセンサーと、静電潜像が形成される像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容部内の前記トナーを前記像担持体との間の対向領域に搬送する搬送部と、を備える画像形成装置で実行されるトナー供給方法であって、
   前記センサーによって検出される前記現像剤の密度及び予め設定された閾値に基づいて、前記トナーを収容するトナー収容部から前記現像剤収容部への前記トナーの供給を制御する供給制御ステップと、
   前記センサーによって検出される前記現像剤の密度に基づいて前記閾値を設定する設定ステップと、
   前記設定ステップによって前記閾値が設定される場合に、当該閾値の設定前に前記搬送部から前記像担持体へ前記外添剤を移転させる移転処理を実行する移転ステップと、
   を含むトナー供給方法。

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