JP4655115B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。

従来、現像装置では、現像剤収容容器内へのトナーの補給を、現像剤収容容器内に設けたトナー濃度検出センサや、印刷された用紙での印字率情報から検出したトナー濃度に基づいて制御するようにしている。

現像剤収容容器内に補給する現像剤が、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤である場合（いわゆるトリクル方式である場合）、現像剤のトナー濃度にばらつきが発生しやすい。これは、トナーとキャリアでは素材は勿論のこと、物性（特に、比重）が大きく相違し、均一に分散されにくいからである。

このため、例えば、現像剤補給容器内の現像剤を攪拌して混合し、均一な状態で現像剤収容容器内に補給するようにした構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０１４７４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、温度や湿度等の環境条件の違いや、攪拌速度や攪拌時間等の攪拌条件の違いを考慮することなく、単に、現像剤補給容器内の現像剤を攪拌しているだけである。このため、必要以上に攪拌してキャリアの劣化を早めてしまったり、攪拌不足で所望のトナー濃度とすることができなかったりするという問題がある。

そこで、本発明は、必要最小限の攪拌であっても、所望のトナー濃度の現像剤を適切に補給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を課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
現像装置を、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容され、前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給容器と、
現像剤収容容器の上方部と現像剤補給容器の下方部とを接続する補給経路と、
前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
前記補給経路内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が上昇するに従って、前記攪拌手段を攪拌速度が小さくなるように駆動制御することにより、前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌させる制御手段と、
を備えた構成としたものである。

この構成により、現像剤収容容器内に補給する直前の現像剤のトナー濃度に基づいて、現像剤補給容器内の現像剤を攪拌するか否かを判断することができる。したがって、現像剤補給容器内でトナー濃度にばらつきが発生し、その影響が現像剤収容容器内に補給する現像剤に及びそうであれば、攪拌手段によって現像剤収容容器内の現像剤を攪拌し、トナー濃度を調整することができる。

前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも高い場合、攪拌手段を基準速度よりも小さな攪拌速度で駆動制御すればよい。

すなわち、トナー濃度が基準濃度よりも高い場合、トナーよりも比重の大きなキャリアが下方側に位置する割合が低いため、攪拌手段による攪拌速度をゆっくりとしたものとする。通常、現像剤補給容器では、補給位置である下方側にキャリアが集まりやすく、適切なトナー濃度の管理は、現像剤補給容器内の現像剤全体でのトナー濃度よりも、キャリアの割合が多い状態に設定している。したがって、攪拌手段による攪拌速度を、トナーとキャリアが攪拌されて混合されるよりも、キャリアが自重により下方側に集まりやすい範囲とする。これにより、現像剤補給容器の補給位置である下方側のトナー濃度を適正な範囲とすることが可能となる。

前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、攪拌手段を基準速度よりも大きな攪拌速度で駆動制御すればよい。

この構成により、補給位置である下方側に集まったキャリアを分散させてトナー濃度を適正な範囲に調整することができる。

前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度の高低に応じて、攪拌手段を駆動制御して攪拌速度を増減させるようにしてもよい。

この構成により、攪拌手段による攪拌速度を、検出されるトナー濃度の違いに応じてきめ細かく制御することが可能となり、現像剤収容容器内に補給するトナー濃度を常に適正な範囲内のものとすることができる。

前記攪拌手段を、一時的に磁化可能な磁化手段を備え、
前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段で攪拌手段を一時的に磁化させることにより、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉するのが好ましい。

また、前記現像剤補給容器を、一時的に磁化可能な磁化手段を備え、
前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段で現像剤補給容器を一時的に磁化させることにより、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉することも可能である。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
現像装置を、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容され、前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給容器と、
現像剤収容容器の上方部と現像剤補給容器の下方部とを接続する補給経路と、
前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
前記補給経路内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
前記現像剤補給容器又は前記攪拌手段を一時的に磁化する磁化手段と、
前記トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度に基づいて前記攪拌手段を駆動制御し、前記トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段により現像剤補給容器又は攪拌手段のうち、少なくともいずれか一方を一時的に磁化させて、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉させる制御手段と、を備えた構成としたものである。

前記磁化手段を備えた構成により、検出されるトナー濃度が基準濃度よりも低い場合、磁化手段によりキャリアを現像剤補給容器内に捕捉することができるので、現像剤収容容器内に補給される現像剤のトナー濃度を基準濃度へと回復させることができる。

この場合、検出されるトナー濃度の高低に応じて、磁化手段により発生させる磁力を増減させるようにすれば、現像剤収容容器内に捕捉するトナー濃度を、より一層適正な範囲内に調整することが可能となる。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
現像装置を、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤補給容器と、
前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
現像剤収容容器と現像剤補給容器とを接続し、現像剤収容容器に現像剤を補給する補給経路と、
前記補給経路の途中に接続され、現像剤補給容器から現像剤収容容器に向かう現像剤を一時的に貯留するホッパーと、
前記ホッパー内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が、予め設定した基準範囲内である場合、ホッパーから現像剤収容容器への現像剤の補給を許可し、基準範囲外である場合、拒否すると共に、攪拌手段を駆動制御してトナー濃度を調整した後、ホッパーに供給させる制御手段と、を備えた構成としたものである。

この構成によれば、ホッパーに貯留した現像剤のトナー濃度を検出することにより、補給経路を通過中の現像剤を検出する場合に比べて正確な値を得ることができる。そして、検出されたトナー濃度に基づいて、ホッパー内の現像剤をそのまま現像剤収容容器内に補給したり、あるいは、攪拌手段を駆動制御して現像剤補給容器からホッパーに現像剤を補給することにより、ホッパー内の現像剤のトナー濃度を調整したりすることができる。したがって、現像剤収容容器には、トナー濃度を適正な範囲内に調整された現像剤を補給することが可能となる。

前記ホッパーは、さらに、一時的に貯留された現像剤を攪拌する第２の攪拌手段を備えれば、より一層、トナー濃度を適正な範囲内に調整された現像剤を補給することが可能となる点で好ましい。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、画像形成装置を、前記いずれかの現像装置を備えた構成としたものである。

本発明によれば、補給経路で現像剤のトナー濃度を検出し、検出されるトナー濃度に基づいて現像剤補給容器内の攪拌手段を駆動制御するようにしたので、現像剤収容容器内に補給する現像剤のトナー濃度を所望の範囲内に調整することができ、良好な画像形成処理を行うことが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。但し、以下の説明では、構成要素の種類、組合せ、形状、相対配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の技術的範囲をそれのみに限定するものではない。また、適宜、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「左」、「一端」、「他端」等）を用いるが、それらの用語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も、本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

（構成）
図１は、２成分現像剤を用いた電子写真方式のうち、特に、トナーのみではなく現像剤を補給するようにした、いわゆるトリクル方式の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、大略、画像形成ユニット１、転写ユニット２、露光ユニット３、給紙ユニット４、クリーニングユニット５、制御ユニット６（図６参照）、等を備える。

画像形成ユニット１は、転写ユニット２の中間転写ベルト２９に沿って４箇所に配置され、それぞれ左側よりイエロー(Ｙ)、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト２９の表面にカラー画像を形成する。各画像形成ユニット１は、図２に示すように、感光体ドラム７の周囲に、帯電装置８、現像装置９、クリーニング装置１０、等を備える。

帯電装置８は、感光体ドラム７の表面に所定の表面電位を形成する。この表面電位は、露光ユニット３によって露光されることにより静電潜像となる。

現像装置９は、図２及び図３に示すように、現像剤収容容器１１内に、攪拌スクリュー１２、供給スクリュー１３、及び、現像ローラ１４をそれぞれ収容したものである。

現像剤収容容器１１は、図３に示すように、一端側から他端側へと延びる長尺な箱形状で、内部は仕切壁１５によって長手方向に沿って第１収容部１６と第２収容部１７とに２分割されている。但し、第１収容部１６と第２収容部１７の両端側は連通部１８ａ、１８ｂによってそれぞれ連通され、収容された現像剤は攪拌されながら循環移動するようになっている。

第１収容部１６の一端側には現像剤補給口１９が形成され、後述するように、対応する現像剤補給容器２３から現像剤が補給される。ここでは、現像剤には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が使用されている。但し、現像剤にはさらに外添剤等を含めるようにしても構わない。なお、予め現像剤収容容器１１に収容する現像剤のトナー濃度は７％、現像剤補給容器２３から補給する現像剤のトナー濃度は８０％（キャリア濃度は２０％、通常１０〜２０％）としている。

一方、第２収容部１７の一端側には現像剤排出口２０が形成され、適宜、現像剤を排出することにより劣化したキャリアが長期間に亘って現像剤収容容器１１内に残留しないようにしている。

攪拌スクリュー１２は、回転軸１２ａの周囲に螺旋状の羽根１２ｂを備えた構成で、第１収容部１６に配置されている。攪拌スクリュー１２は、回転駆動することにより、一端側から他端側へと現像剤を搬送しながら撹拌する。

供給スクリュー１３は、前記攪拌スクリュー１２と同様に、回転軸１３ａの周囲に螺旋状の羽根１３ｂを備えた構成で、第２収容部１７に配置されている。供給スクリュー１３は、回転駆動することにより、現像剤を連通部１８ｂ側から連通部１８ａ側へと移送すると共に、現像ローラ１４へと供給する。

現像ローラ１４は、図２に示すように、円筒状のスリーブ２１内に複数の永久磁石２２を収容したものである（ここでは、５つの永久磁石Ｓ２，Ｎ２，Ｓ１，Ｎ１，Ｓ３を、この順で時計回り方向に配置している。）。スリーブ２１は、図示しないスリーブ駆動手段によって図中矢印方向に回転するように構成されている。

現像装置９の上方には、図４及び図５に示すように、トナーとキャリアからなる補給用２成分現像剤（以下、単に現像剤と記載する。）を補給する現像剤補給容器２３が着脱可能となっている。現像剤補給容器２３内に収容された現像剤は、攪拌部材２４によって、適宜、攪拌される。攪拌部材２４は、回転軸２４ａの周囲に所定間隔で平板状のパドル２４ｂを複数箇所で一体化したものである。現像剤補給容器２３の下面と現像剤収容容器１１の上面とは補給経路を構成する補給管２５によって接続されている。現像剤補給容器２３の補給口はシャッター２６によって開閉可能となっている。シャッター２６の開閉位置により、現像剤補給容器２３から現像剤収容容器１１内に現像剤を補給するのか否か、すなわち補給の許否が決定される。

補給管２５の途中には、現像剤検出手段である透磁率センサ２７が配置されている。現像剤の透磁率は、トナー濃度に依存し、トナー濃度が高いほど低くなり、トナー濃度が低いほど高くなる。そこで、透磁率センサ２７で、検出領域内に位置する現像剤の透磁率の違いを周波数として出力させ、図８のグラフに従ってトナー濃度を演算する。また、補給管２５の内部には、図示しない回転コイル（線材をコイル状に巻回し、その巻回部分を補給管２５の内周面に沿わせて配置し、回転駆動可能としたもの）等が収容され、適宜、回転することにより現像剤の目詰まりが防止されている。

なお、現像剤収容容器１１では、後述するように、補給信号に基づいて、所定時間の間、シャッター２６が開放され、回転コイルが回転され、現像剤収容容器１１内には現像剤補給容器２３から所定量の現像剤が補給される。

クリーニング装置１０は、図２に示すように、感光体ドラム７の表面への転写後、この表面に残留するトナーをクリーニングする。

転写ユニット２は、一対の支持ローラ２８に中間転写ベルト２９を架け渡し、図示しない駆動手段により支持ローラ２８を駆動させ、中間転写ベルト２９を矢印方向に循環移動させるようにしたもので、１次転写部３０、及び、２次転写部３１を備える。

露光ユニット３は、前記感光体ドラム７に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナで読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。

給紙ユニット４は、カセット３２に収容した記録媒体３３を、順次、搬送ローラ３４を介して２次転写部３１へと搬送する。２次転写部３１に搬送された記録媒体３３には、トナー像が転写され、定着ユニット３５で転写させたトナー像が定着された後、排出トレイ３６へと搬出される。

クリーニングユニット５は、中間転写ベルト２９に接離可能で、接近することにより中間転写ベルト２９に残留するトナーを回収することができるようになっている。

制御ユニット６は、透磁率センサ２７から入力される検出電圧に基づいて、後述するようにして、現像剤の補給処理を実行する。

（動作）
次に、前記構成からなる画像形成装置の動作について説明する。

画像形成時には、画像を読み取って得られたカラープリントデータ、又はパーソナルコンピュータ等から出力された画像データは、所定の信号処理が施された後、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｂｋ)の各色の画像信号として、各画像形成ユニット１に送信される。

各画像形成ユニット１では、それぞれの感光体ドラム７上に画像信号で変調されたレーザ光を投射して画像潜像を形成する。そして、現像装置９から感光体ドラム７にトナーを供給する。

現像装置９では、攪拌スクリュー１２及び供給スクリュー１３を回転駆動することにより、現像剤収容容器１１内に収容された現像剤を攪拌しながら循環させる。そして、供給スクリュー１３から現像ローラ１４にトナーを供給し、規制部材２５によって掻き落として一定量とした後、感光体ドラム７へと搬送する。

これにより、各感光体ドラム７上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像は、１次転写部３０で、移動する中間転写ベルト２９上に順次重ね合わせて１次転写される。このようにして中間転写ベルト２９上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト２９の移動に従って２次転写部３１へと移動する。

また、給紙ユニット４から記録媒体３３が供給される。供給された記録媒体３３は、搬送ローラ３４によって２次転写部３１と中間転写ベルト２９の間へと搬送され、中間転写ベルト２９に形成されたトナー画像が転写される。トナー画像を転写された記録媒体３３は、さらに定着ユニット３５へと搬送され、そこで、転写されたトナー画像が定着された後、排出トレイ３６へと排出される。

ところで、前記現像装置９では、感光体ドラム７にトナーを供給することにより、収容された現像剤のトナー濃度が低下し、又、長期に亘る使用によりキャリアが劣化するので、適宜、現像剤の排出及び補給を行う。

現像剤の補給処理では、図７のフローチャートに示すように、まず、補給信号の入力があるか否かを判断する（ステップＳ１）。補給信号は、従来公知の方法により、現像剤収容容器１１に現像剤の補給が必要か否かにより出力されるか否かが決定されている。

補給信号の入力があれば（ステップＳ１：ＹＥＳ）、第１タイマーに補給時間をセットする（ステップＳ２）。この場合、補給時間は、算出されたトナー濃度の違い等に応じて従来公知の方法により決定する。そして、第１タイマーによるカウントをスタートする（ステップＳ３）。また、攪拌部材２４の回転を開始し、シャッター２６を開放し、補給管２５内のコイルの回転を開始する（ステップＳ４）。この場合、現像剤補給容器２３内の攪拌部材２４は、基準速度で回転させ、補給口側のトナー濃度が許容範囲内に維持されるようにする（後述するように、図９の攪拌速度テーブルでは、攪拌速度の変更割合が±０％となる）。

続いて、透磁率センサ２７での検出信号に基づいて、図８のグラフに従って補給管２５内の現像剤のトナー濃度を算出し、算出されたトナー濃度が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ここでは、トナー濃度の許容範囲を７７．５〜８２．５％（７７．５％以上、８２．５％未満）としている。トナー濃度が許容範囲内であると判断されれば、第１タイマーがカウントアップするのを待って（ステップＳ６）、攪拌部材２４の回転を停止し、シャッター２６を閉鎖し、補給管２５内のコイルの回転を停止し（ステップＳ７）、補給処理を終了する。このように、攪拌部材２４及びコイルの回転は、第１タイマーによるカウントを実施している間だけ行われるので、キャリアの劣化が必要最小限に抑えられる。

一方、算出されたトナー濃度が許容範囲外であると判断されれば、シャッター２６を閉鎖し（ステップＳ８）、第１タイマーのカウントを一旦停止する（ステップＳ９）。そして、算出されたトナー濃度に基づいて、図９の攪拌速度テーブルに従って攪拌速度変更割合を決定する（ステップＳ９）。ここでは、補給する現像剤のトナー濃度が変更可能と考えられる６０〜１００％の範囲を、２．５％単位で分割し、攪拌速度の変更割合を設定している。トナー濃度が７７．５〜８２．５％となる許容範囲内であれば、攪拌速度の変更割合を±０％とし、攪拌部材２４を予め設定した基準速度で回転駆動する。基準速度は、攪拌部材２４をこの基準速度で回転させると、自重で下方側に集まってくるキャリアの量と、攪拌羽根によって上方に掻き上げられるキャリアの量とがほぼ等しくなるような値に設定されている。そして、許容範囲から２．５％離れる毎に、基準速度に対して１０％ずつ増減させるようにしている。但し、図９の攪拌速度テーブルは一例であり、このものに限定されるものではない。例えば、トナー濃度が変更する範囲の分割割合や、攪拌速度の変更割合等は、現像剤補給容器２３に収容する現像剤の量等の種々の条件に応じて自由に設定することができる。

攪拌速度が決定されれば、決定された攪拌速度で攪拌部材２４を回転駆動する（ステップＳ１１）。許容範囲から下方側に外れる場合、例えば、検出されるトナー濃度が７５％である場合、攪拌速度を基準速度に対して１０％速くする。これにより、現像剤補給容器２３内の現像剤は、通常よりも高速で攪拌され、下方側の補給口近傍に必要以上に集まったキャリアを上方へと移動させることができ、トナー濃度は許容範囲内となるように調整される。また、検出されるトナー濃度が８５％である場合、攪拌速度を基準速度に対して２０％遅くする。これにより、下方側の補給口近傍のキャリアが上方に移動するというよりも、むしろキャリアが集まりやすくなり、逆に、早期にトナー濃度が許容範囲内となるように調整される。

そして、第２タイマーのカウントを開始し（ステップＳ１２）、第２タイマーがカウントアップすれば（ステップＳ１３）、シャッター２６を開放する（ステップＳ１４）。その後、第１タイマーのカウントを一旦停止した時間から再開し（ステップＳ１５）、ステップＳ６に戻って第１タイマーがカウントアップすれば、前記同様、ステップＳ７に移行する。

このように、前記実施形態によれば、現像剤収容容器１１内に補給する直前の現像剤のトナー濃度に基づいて、現像剤補給容器２３内の攪拌部材２４を駆動制御している。すなわち、攪拌速度を、トナー濃度が許容範囲の最低値より低ければ低いほど大きくし、許容範囲の最大値よりも高ければ高いほど小さくしている。これにより、適正なトナー濃度を確実に得ることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

図１０は、補給経路の途中にホッパー３７を設け、現像剤補給容器２３から現像剤収容容器１１に補給される現像剤を一時的に貯留するように構成したものである。

ホッパー３７内には、現像剤補給容器２３内に設けたものと同様な構成の攪拌部材３８が設けられている。但し、この攪拌部材３８は、ホッパー３７内の現像剤を、トナーとキャリアが全体に亘ってほぼ均一な割合となるように攪拌する。また、ホッパー３７の下方開口はシャッター３９によって開閉されるようになっている。さらに、前記透磁率センサ２７はホッパー３７に設け、ホッパー３７内で攪拌された現像剤のトナー濃度に基づいて、攪拌部材３８の攪拌速度を駆動制御する。なお、その他の構成は、前記実施形態に記載のものとほぼ同じである。

図１０に示す構成のものでも、現像剤の補給処理は、基本的に前記実施形態に記載のものと同様であるが、ホッパー３７に設けたシャッター３９の開閉動作を行っている点で相違する。

すなわち、図１１のフローチャートに示すように、補給信号の入力に基づいて（ステップＳ２１）、第１タイマーの時間をセットし（ステップＳ２２）、スタートさせる（ステップＳ２３）。そして、攪拌部材２４を回転させ、シャッター２６を開放することにより、回転コイルを回転させながら、ホッパー３７内へと現像剤を供給する。ホッパー３７内では、例えば、容積の約半分を満たす現像剤を貯留した状態で、攪拌部材３８を回転させ、供給された現像剤を攪拌する（ステップＳ２４）。続いて、透磁率センサ２７によってホッパー３７内のトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。許容範囲内であれば、シャッター３９を開放し（ステップＳ２６）、ホッパー３７内の現像剤をそのまま現像剤収容容器１１へと補給する。その後、第１タイマーがカウントアップすれば（ステップＳ２７）、攪拌部材２４、３８、回転コイルを停止し、シャッター２６、３９を閉鎖する（ステップＳ２８）。

一方、許容範囲内でなければ、第１タイマーを一旦停止し（ステップＳ２９）、現像剤補給容器２３内の攪拌部材２４の攪拌速度変更割合を決定する（ステップＳ３０）。そして、決定された攪拌速度で攪拌部材２４を回転させる（ステップＳ３１）。但し、現像剤補給容器２３の補給口近傍のトナー濃度は許容範囲内ではなく、ホッパー３７内でのトナー濃度が許容範囲よりも高い場合には低く、低い場合には高くする。そして、このように許容範囲から外れたトナー濃度の現像剤をホッパー３７内に供給することにより、ホッパー３７内でのトナー濃度が許容範囲となるように調整する。この場合、ホッパー３７への現像剤の供給量は、既に収容されている現像剤（容量の半分）に対して半分程度とし、攪拌部材３８の攪拌がスムーズに行えるようにしておくのが好ましい。

その後、透磁率センサ２７によって、再度ホッパー３７内のトナー濃度を検出し、検出したトナー濃度が許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ３２）。そして、許容範囲内となれば、第１タイマーをステップＳ２９で停止した時間から再スタートさせ（ステップＳ３３）、前記ステップＳ２６に戻って同様の処理を実行する。

なお、ホッパー３７への現像剤の供給量は、既にホッパー３７内に貯留されている現像剤の容量及びトナー濃度と、新たに追加する現像剤のトナー濃度とから、ホッパー３７内の現像剤全体としてのトナー濃度が許容範囲内となるようにすればよい。また、現像剤補給容器２３の補給口近傍のトナー濃度を、別途、透磁率センサ２７を設けて検出しておけば、より一層、ホッパー３７内でのトナー濃度を正確に調整することができる。

また、図１１のフローチャートでは、ステップＳ２９〜Ｓ３１で、現像剤収容容器１１のシャッター２６を開放したままとしたが、一旦閉鎖して補給口近傍のトナー濃度が所望の値になると予測される時間が経過するまで待機した後、シャッター２６を開放してホッパー３７に現像剤を補給するようにしてもよい。

このように、現像剤収容容器１１内に補給する現像剤を、一旦、ホッパー３７で貯留して攪拌するようにしているので、トナー濃度を均一な状態とすることができる。したがって、現像剤収容容器１１内に所望のトナー濃度に調整した現像剤を補給することができ、良好な画像形成処理を行うことが可能となる。

前記現像剤補給容器２３又は前記攪拌部材２４（両方でも可）には磁化手段を設けるようにしてもよい。

磁化手段としては、現像剤収容容器１１の外周面や、攪拌部材２４の回転軸にコイル（図示せず）を巻回し、このコイルに通電することにより、現像剤収容容器１１や攪拌部材２４を磁化可能な電磁石として機能させるようにした構成が使用できる。また、永久磁石２２を遮磁材料で覆い、磁化させる場合にのみ、現像剤収容容器１１や攪拌部材２４に接触させるように構成することも可能である。また、磁化させる部位は、補給口近傍であれば十分であり、キャリアに対して直接的又は間接的に磁力を作用させて吸引でき、補給口からの排出を抑制又は阻止可能であればよい。

前記構成によれば、現像剤収容容器１１に補給されるキャリアの量を制御することにより、トナー濃度を調整することができる。また、攪拌部材２４、３８を使用する場合のようにキャリアを必要以上に攪拌することがないので、その劣化を抑えることができる。

なお、コイルを使用する場合、検出されるトナー濃度に応じて通電量を変化させるようにするのが好ましい。例えば、トナー濃度が高い場合には通電量を減少させてキャリアが現像剤補給容器２３内から排出されるようにし、トナー濃度が低い場合には通電量を増大させてキャリアが現像剤補給容器２３内に留まるようにすればよい。

これによれば、検出されるトナー濃度の違いに応じてキャリアの捕捉量を調整することができるので、きめ細かくトナー濃度を調整することが可能となる。

また、磁化手段を備えた構成でも、現像剤補給容器２３内に攪拌部材２４を設けるのが好ましいが、現像剤補給容器２３にコイルを巻回する場合であれば、設けなくても十分にその効果を発揮させることができる。すなわち、現像剤収容容器１１内に補給する現像剤のトナー濃度を適切に調整することが可能である。

また、磁化手段を備えた構成でも、補給管２５の途中にホッパー３７を設けるのが好ましいが、このホッパー３７は必ずしも必要なものではない。

本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 図１の現像装置を示す概略断面図である。 図２の現像剤収容容器を示す概略断面図である。 図１の現像剤補給容器から現像剤収容容器への現像剤の補給経路を示す概略図である。 図４の現像剤補給容器を示す概略断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置のブロック図である。 本実施形態に係る現像剤の補給処理を示すフローチャートである。 図４に示す透磁率センサに於ける出力値とトナー濃度との関係を示すグラフである。 図６に示す制御ユニットでの現像剤の補給処理で、攪拌速度変更割合を演算する際に使用するトナー濃度との関係を示す攪拌速度テーブルである。 他の実施形態に係る現像剤補給容器から現像剤収容容器への現像剤の補給経路を示す概略図である。 他の実施形態に係る現像剤の補給処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１…画像形成ユニット
２…転写ユニット
３…露光ユニット
４…給紙ユニット
５…クリーニングユニット
６…制御ユニット（制御手段）
７…感光体ドラム
８…帯電装置
９…現像装置
１０…クリーニング装置
１１…現像剤収容容器
１２…攪拌スクリュー
１２ａ…回転軸
１２ｂ…羽根
１３…供給スクリュー
１３ａ…回転軸
１３ｂ…羽根
１４…現像ローラ
１５…仕切壁
１６…第１収容部
１７…第２収容部
１８ａ、１８ｂ…連通部
１９…現像剤補給口
２０…現像剤排出口
２１…スリーブ
２２…永久磁石
２３…現像剤補給容器
２４…攪拌部材（攪拌手段）
２４ａ…回転軸
２４ｂ…パドル
２５…補給管（補給経路）
２６…シャッター
２７…透磁率センサ（トナー濃度検出手段）
２８…支持ローラ
２９…中間転写ベルト
３０…１次転写部
３１…２次転写部
３２…カセット
３３…記録媒体
３４…搬送ローラ
３５…定着ユニット
３６…排出トレイ
３７…ホッパー
３８…攪拌部材（第２の攪拌手段）
３９…シャッター

Claims (10)

1. トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
   トナーとキャリアを含む現像剤が収容され、前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給容器と、
   現像剤収容容器の上方部と現像剤補給容器の下方部とを接続する補給経路と、
   前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
   前記補給経路内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   前記トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が上昇するに従って、前記攪拌手段を攪拌速度が小さくなるように駆動制御することにより、前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも高い場合、攪拌手段を基準速度よりも小さな攪拌速度で駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、攪拌手段を基準速度よりも大きな攪拌速度で駆動制御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. 前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度の高低に応じて、攪拌手段を駆動制御して攪拌速度を増減させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記攪拌手段を、一時的に磁化可能な磁化手段を備え、
   前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段で攪拌手段を一時的に磁化させることにより、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記現像剤補給容器を、一時的に磁化可能な磁化手段を備え、
   前記制御手段は、トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段で現像剤補給容器を一時的に磁化させることにより、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
7. トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
   トナーとキャリアを含む現像剤が収容され、前記現像剤収容容器に現像剤を補給するための現像剤補給容器と、
   現像剤収容容器の上方部と現像剤補給容器の下方部とを接続する補給経路と、
   前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
   前記補給経路内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   前記現像剤補給容器又は前記攪拌手段を一時的に磁化する磁化手段と、
   前記トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度に基づいて前記攪拌手段を駆動制御し、前記トナー濃度検出手段によって検出されるトナー濃度が、予め設定した基準濃度よりも低い場合、前記磁化手段により現像剤補給容器又は攪拌手段のうち、少なくともいずれか一方を一時的に磁化させて、現像剤補給容器内のキャリアを捕捉させる制御手段と、を備えたことを特徴とする現像装置。
8. トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤収容容器と、
   トナーとキャリアを含む現像剤が収容される現像剤補給容器と、
   前記現像剤補給容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
   現像剤収容容器と現像剤補給容器とを接続し、現像剤収容容器に現像剤を補給する補給経路と、
   前記補給経路の途中に接続され、現像剤補給容器から現像剤収容容器に向かう現像剤を一時的に貯留するホッパーと、
   前記ホッパー内の現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   トナー濃度検出手段で検出されるトナー濃度が、予め設定した基準範囲内である場合、ホッパーから現像剤収容容器への現像剤の補給を許可し、基準範囲外である場合、拒否すると共に、攪拌手段を駆動制御してトナー濃度を調整した後、ホッパーに供給させる制御手段と、を備えたことを特徴とする現像装置。
9. 前記ホッパーは、さらに、一時的に貯留された現像剤を攪拌する第２の攪拌手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
10. 前記請求項１から９のいずれか１項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。

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