JP4909146B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電像を現像して可視画像を形成する現像装置を備えた、複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた複写機などの画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させて可視像化する。このような現像に使用される従来技術にかかる現像装置では、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いるものが知られており、その一例を図１０に示す。図１０は従来技術に係る現像装置の模式的断面図である。

この図１０のように、二成分現像剤を用いる現像装置１０１においては、二成分現像剤を攪拌しながら搬送する第一の搬送スクリュー１０５と第二の搬送スクリュー１０６とを水平方向に２本配置しているものが多い。第一の搬送スクリューは現像剤担持体１０８（以下、現像スリーブと記述）に現像剤を供給し、現像領域を通過した後の現像剤を回収するために用いられる。また、第二の搬送スクリュー１０６は、現像スリーブ１０８から回収された現像剤と新しく補給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。

一方、近年の画像形成装置においては、省スペースを達成するために装置本体の小型化の要求が強くなっており、特にフルカラーの画像形成放置においては、現像装置を複数配置するために小型化の要望が強い。そこで、図１１に示した構成の縦攪拌型の現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１１に示す現像装置１１１は、図１０に示した現像装置とは異なり、二成分現像剤を攪拌・混合するための搬送部材であるところの搬送スクリューが、重力方向における上下に配置されていることが特徴である。第一の搬送スクリュー１１５は、現像容器上側の現像室１１３内の現像剤を搬送して現像スリーブに供給するために用いられる。また第二の搬送スクリュー１１６は、現像容器下側の攪拌室１１４内の現像剤を搬送しつつ、現像スリーブ１１８から回収された現像剤と新しく補給された現像剤とを混合攪拌するために用いられる。

このように縦攪拌型の現像装置は、現像室と攪拌室が垂直方向に配置されているため、水平方向の占有スペースが小さくて済むという利点がある。よって、例えば複数の現像装置を水平方向に並列配置するタンデム方式のカラー画像形成装置でも小型化を図ることが可能となる。

ところで、上記のように二成分現像剤を用いた現像方式は、キャリアとトナーの摩擦帯電によりトナーに電荷を付与し、電荷が付与されたトナーを静電像に対して静電的に付着させることによって画像を形成する方法である。このような二成分現像方式において、高耐久、高安定を満足した画像を提供していくためには、安定したトナー帯電量（以下「トリボ」と称す。）を付与していくことが重要であり、そのためにはキャリアの帯電付与能力が耐久前後で安定していることが必要である。

しかし、実際には、トナーは随時現像動作により消費されていくのに対し、キャリアは消費されずに現像装置内に残っていく。従って、耐久（即ち、長時間使用）していくとキャリアは長時間トナーとともに攪拌され、表面がトナーの外添剤やトナーの付着により汚染されることとなる。その結果、キャリアのトリボ付与能力が下がってくるため、トリボが低下し、飛散かぶり等の画像劣化が生じてしまう。

そこで、現像装置への現像剤の補給を行うことにより帯電性能の劣化を抑制出来るようにした装置が提案されている。それは、補給装置による新しい現像剤又はキャリアの補給よって過剰になった現像装置内の現像剤を、現像装置の壁面に設けられた現像剤排出口より排出させて回収するという構成である。（例えば、特許文献２参照）。

このような装置では、新しい現像剤又はキャリアの補給と、現像剤の排出とが逐次繰り返されることによって、現像装置内の劣化現像剤は、新たに供給されるトナー及びキャリアに置換されていくようになっている。これにより現像装置内の現像剤の現像特性が一定に維持され、現像剤の帯電特性を維持して、画質の低下を押さえることが可能となる。その結果、サービスマン等に現像剤交換頻度の延長或いは無交換化が図られる。
特開平５−３３３６９１号 特公平２‐２１５９１号

しかしながら、特許文献２のような現像剤排出方式を、前記した縦攪拌型の現像装置に適用した画像形成装置においては、以下のような問題があった。

縦攪拌型の現像装置で現像剤の排出を行う場合、現像室における現像剤搬送方向下流側の容器壁面に現像剤の排出口を設けて、この排出口からオーバーフローした現像剤を排出・回収する構成が考えられる。これ以外の場所、例えば攪拌室に排出口を設けると補給したばかりの新しいキャリアをすぐに排出してしまう恐れがある。あるいは、現像室における現像剤搬送方向上流側に排出口を設ける構成も考えられる。しかしながらこの構成は、排出口の位置が現像剤を攪拌室から現像室へ汲み上げた直後となるため、現像室内における現像剤面の高さが安定せず、適切な剤排出を行うことができない恐れがある。

よって、現像剤の排出口を現像室における現像剤搬送方向下流側に設置した場合、この排出口の高さを剤面が超えると現像剤がオーバーフローして排出されるが、剤面が排出口を超えなければ現像剤は排出されることはない。

ところで、画像形成装置によっては、厚紙やＯＨＴに画像形成を行う場合、画像形成速度を通常の画像形成時よりも遅くする、例えば通常の二分の一や三分の一の速度に減速して画像形成する減速モードを有するものがある。このような減速モードでは、感光ドラムの回転速度が通常の二分の一や三分の一の速度に減速するのに合せて現像装置の駆動速度も同様に通常の二分の一や三分の一の速度に減速するのが一般的である。

縦攪拌型の現像装置で減速モードにより駆動速度を遅くすると、第一、第二搬送スクリューの回転数が通常時よりも遅くなるために、現像剤が搬送される速度が遅くなる。すると、第二搬送スクリューで搬送される現像剤の速度も低下する為、攪拌室から現像室へ上昇する現像剤の勢いも低下し、現像室への現像剤の汲み上げ量が少なくなってしまう。すると、現像室側の剤量が少なくなるために通常時よりも剤面高さが低くなることになる。すると、現像室下流側に設けられた現像剤排出口から現像剤が排出されにくくなるため、減速モードが続くと、現像装置内の現像剤量が次第に増加し、特に攪拌室の汲み上げ部に現像剤が滞留することとなる。

このような状態が続くと、汲み上げ部での剤圧が高まり、現像スリーブの下部から現像剤が漏れたり、搬送スクリューにかかるトルクが増大してロックしてしまうなどの不具合が生じる恐れがあった。

このような事態を避けるために、減速モードの時の現像室の剤面高さに合せて現像剤の排出口の高さを低めに設定することも考えられる。しかし、そうした場合、今度は通常の画像形成モードの時に現像剤を過剰に排出してしまうために現像装置内の現像剤量が少なくなり過ぎてしまう。そして、トナー補給した際のトナー濃度変動が大きくなったり、剤劣化が促進されやすくなるという不具合が生じる恐れがある。

そこで本発明は、攪拌室の上に現像室が配置され、現像剤が排出される排出口が現像室に設けられた構成を有し、異なる速度で画像形成が可能な画像形成装置において、画像形成時の速度によらず、安定した現像剤の排出を行うことを目的とするものである。

上記の目的は、以下のような発明からなる画像形成装置によって達成される。

第１の発明は、静電像が形成される像担持体と、第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、前記第２モード時において前記画像形成動作が連続して実行された際の画像形成枚数を計測する計測手段と、前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

第２の発明は、静電像が形成される像担持体と、第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、前記第２モード時における前記駆動手段の駆動時間を計測する計測手段と、前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

第３の発明は、静電像が形成される像担持体と、第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、現像剤補給部材を駆動することで、前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、前記第２モード時における前記現像剤補給部材の駆動時間を計測する計測手段と、前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、攪拌室の上に現像室が配置され、現像剤が排出される排出口が現像室に設けられた構成を有し、異なる速度で画像形成が可能な画像形成装置において、画像形成時の速度によらず、安定した現像剤の排出を行うことができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を、図面に則して更に詳しく説明する。

（実施例１）
図１に、本発明が適用できる画像形成装置の一実施形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略構成図を示す。

本実施形態にて、画像形成装置は、４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を備える。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としての矢印方向（反時計方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備える。感光体ドラム１の周囲には、以下のものが配置される。感光体ドラム１の表面を帯電する帯電手段であるところの帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）。感光体ドラム１の上方に配置され、露光することで静電像を形成する露光手段としてのレーザービームスキャナ３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）。感光体ドラム１に形成された静電像を、現像剤で現像する現像手段としての現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）。感光体ドラム１の現像剤を、中間転写体５に転写するための１次転写手段であるところの１次転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）。感光体ドラム１上の転写残となった現像剤を清掃するためのクリーニング手段１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）。以上の像担持体、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段などから、画像形成手段が構成される。

各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは同様の構成とされ、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに配置された感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは同じ構成とされる。従って、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを「感光体ドラム１」と総称する。同様に、各画像形成部に配置された各帯電器、各レーザービームスキャナ、各現像装置、各転写ローラ、各クリーニング手段も又、各画像形成部においてそれぞれ同じ構成のものなので以下のように示す。すなわち、それぞれ、帯電器２、レーザービームスキャナ３、現像装置４、転写ローラ６、クリーニング手段１９と総称する。

次に、上記構成の画像形成装置で、第１モードであるとのころの通常モードにおける画像形成シーケンス（画像形成動作）について説明する。

先ず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。通常モードでは感光体ドラム１は、矢示の時計方向に２８６ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（感光体ドラムの周速度）で回転する。

上記一様に帯電された感光体ドラム１は、次に、上記のレーザービームスキャナ３により、画像信号により変調されたレーザー光により走査露光が行われる。レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵しており、この半導体レーザーは、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。

これによって、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面電位が画像部において変化して、感光体ドラム１上に静電像が形成される。この静電像は、現像装置４によって反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。

本実施形態では、現像装置４は、トナーとキャリアを混合した現像剤を使用する二成分現像方式を用いる。

又、上記工程を各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ毎に行うことによって、感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。

本実施形態では、各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの下方位置には、中間転写体であるところの中間転写ベルト５が配置される。中間転写ベルト５は、ローラ５１、５２、５３に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。

上記感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）によって一旦、中間転写ベルト５に転写される。これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光体ドラム１上に転写されずに残ったトナーはクリーニング手段１９に回収される。

この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給紙カセット１２から取り出され、給紙ローラ１３、給紙ガイド１１を経由して進行した紙などの転写材Ｓに、二次転写手段としての二次転写ローラ１０の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング手段１８に回収される。

一方、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着器（熱ローラ定着器）１６に送られ、画像の定着が行われ、排紙トレー１７に排出される。

尚、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。

次に、図２及び図３を参照して、現像装置４の動作を説明する。図２及び図３は本実施形態に係る現像装置４の断面図であり、所謂、縦攪拌型の現像装置となっている。

本実施形態に係る現像装置４は、現像容器２２を備え、現像容器２２内に現像剤としてトナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容されている。また、現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂の高さを規制する規制部材（穂切り部材）２９を有している。

本実施形態にて、現像容器２２の内部は、現像スリーブ回転軸方向に沿って延在する隔壁２７によって、第１室（現像室）２３と第２室（攪拌室）２４に上下に区画されており、現像剤は、現像室２３及び攪拌室２４に収容されている。

第１室内（現像室２３内）には、第１搬送部材としての第１の搬送スクリュー２５が配置されている。そして、第２室内（攪拌室２４内）には、第２搬送部材としての第２の搬送スクリュー２６が配置されている。第一の搬送スクリュー２５は、現像室２３の底部に現像スリーブ２８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室２３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第二の搬送スクリュー２６は、攪拌室２４内の底部に第一の搬送スクリュー２５とほぼ平行に配置され、攪拌室２４内の現像剤を第一の搬送スクリュー２５と反対方向に搬送する。第１スクリュー２５と第２スクリュー２６は、駆動手段としてのモータ６０とギア列で駆動連結し、モータ６０からの駆動力を受ける構成となっている。そして、モータ６０は駆動速度が変更可能となっており、モータ６０の駆動速度を変更することで、第１スクリュー２５と第２スクリュー２６の駆動速度を変更することができる。なお、現像スリーブ２８についても、駆動手段６０からの駆動力を受けて回転駆動するように構成しても良い。

このように、第一及び第二の搬送スクリュー２５、２６の回転による搬送によって、現像剤が、隔壁２７の両端部に設けられた第１連通部１１と第２連通部１２とを通じて、現像室２３と攪拌室２４との間で循環される。つまり、第１の搬送スクリュー２５は、第１連通部１１から第２連通部１２に向けて現像剤を搬送する。そして、第２の搬送スクリュー２５は、第２連通部１２から第２連通部１１に向けて現像剤を搬送する。

なお、第一、第二の搬送スクリュー２５、２６の直径は１８ｍｍ、ピッチは２０ｍｍになっており、通常モードではそれぞれ３９０ｒｐｍの回転数（回転速度）で回転している。

本実施形態においては、現像容器２２の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光体ドラム方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ２８は、第１室２３の近傍に設けられ、第１室２３内の現像剤が供給される。

ここで、現像スリーブ２８の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は４０ｍｍ、又、この現像スリーブ２８と感光体ドラム１との最近接領域を約４００μｍの距離としている。こうすることによって、現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行えるように設定されている。なお、この現像スリーブ２８はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２８ｍが非回転状態で設置されている。このマグネットローラ２８ｍは、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ２と、更に、穂切り部材２９に対向して配置された磁極Ｓ１を有している。更に、前記磁極Ｓ１、Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ２、現像室２３及び撹拌室２４にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ１及びＮ３を有している。また、現像スリーブの通常モード時における回転数は、２５０ｒｐｍに設定されている。

而して、現像スリーブ２８は、現像時に図示矢印方向（反時計方向）に回転し、前記穂切り部材２９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持する。そして、担持した現像剤を感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送し、感光体ドラム１上に形成された静電像に現像剤を供給して現像を行う。

前記規制ブレード２９は、現像スリーブ２８の回転軸線に沿って延在したアルミニウムなどで形成された非磁性部材２９ａと、鉄材のような磁性部材２９ｂで構成され、感光体ドラム１よりも現像スリーブ回転方向上流側に配設されている。そして、この規制ブレード２９の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード２９の現像スリーブ２８の表面との間隙を調整することによって、現像スリーブ２８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード２９によって、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ^２に規制している。なお、規制ブレード２９と現像スリーブ２８は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは４００〜７００μｍに設定される。本実施形態では６００μｍに設定した。

次に、本実施形態における現像剤の補給方法について図２及び図３を用いて説明する。

現像装置４の上部には、トナーとキャリアを混合した補給用現像剤である補給用二成分現像剤を収容するホッパー３１が配置される。補給手段を構成するこのホッパー３１は、下部に現像剤補給部材であるところのスクリュー状の搬送部材３２を備える。搬送部材３２の一端が現像装置４の前端部に設けられた現像剤補給口３０の位置まで延びている。

画像形成動作によって消費された分のトナーは、搬送部材３２の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー３１から現像剤補給口３０を通過して、現像容器内に補給される。このようにしてホッパー３１から現像装置１に補給現像剤が補給される。

補給現像剤の補給量は、補給スクリュー３２の回転数によっておおよそ定められるが、この回転数は制御手段７０によって制御される。補給スクリュー３２の回転数又は回転時間を計測する計測手段８０としては、以下のものを用いる事ができる。例えば、回転数については、ロータリーエンコーダ等を用いることができる。あるいは、補給スクリュー３２の回転時間を計測する場合には、例えば、補給スクリュー３２を駆動するモータの駆動時間を計測する手段等を用いれば良い。トナー補給量制御の方法としては、二成分現像剤のトナー濃度を光学的或いは磁気的に検知するものや、感光体ドラム１上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法などを用いる事ができる。このようにして検出されたトナー濃度の情報に応じて、補給制御を行えば良い。勿論、これら以外の方法も適宜用いることができる。

次に、本実施形態における現像剤の排出方法について、図２及び図３を用いて説明する。

現像装置４の現像室における現像剤搬送方向下流側の壁面には、現像剤排出手段を構成する現像剤排出口４０が設けられており、この現像剤排出口４０より劣化現像剤が矢印にしたがって排出される。現像剤の補給工程により現像装置４内の現像剤が増加すると、増加量に応じて、現像剤はこの現像剤排出口４０より溢れ出るように排出される。排出された現像剤は搬送部材である回収スクリュー４１により図示しない回収現像剤貯蔵庫まで搬送される。

なお、現像剤排出口４０の位置は現像剤補給口３０の位置より現像剤搬送方向上流側に形成されている。これは、前述したように、補給された新しい現像剤がすぐに排出されないようにするためと、剤面高さの安定した場所で排出するためである。現像剤排出口４０の位置や大きさは画像形成装置によって適宜、適切に決定される。

本実施例における装置では、少なくとも２つの画像形成モードを有している。１つは、普通紙などに画像形成を行う第１モード（通常モード）であり、感光ドラムの周速が第１速度（２８６ｍｍ／ｓｅｃ）となるように表面を移動させながら画像形成動作を行う。もう１つは、厚紙及びＯＨＰシートに画像形成を行う第２モード（減速モード）であり、感光ドラムの周速が第１速度よりも遅い第２速度（プロセススピード１４３ｍｍ／ｓｅｃ）において画像形成が行われる。

画像形成モード実行手段７０ａは、前述した複数の画像形成モードのうちいずれかを、選択的に実行可能となっている。

減速モードでは感光ドラム１の他に、中間転写ベルト５や定着器１６などの速度を通常モードの２分の１に減速するため、普通紙よりも転写性や定着性に劣る転写媒体に対しても十分な転写、定着を行うことができる。

その際、現像装置４についても同時に現像装置の駆動速度を通常モードの２分の１に減速する。駆動速度を減速することで、現像スリーブの回転数は１２５ｒｐｍ、第一、第二の搬送スクリューの回転数はそれぞれ１９５ｒｐｍと、通常モードの半分の速度で回転することになる。すると、前述したように、第二の搬送スクリュー２６で搬送される現像剤の移動速度が遅くなり、汲み上げ部（第１連通部）１１において現像剤が汲み上がりにくくなる。そのため、減速モードが暫く続くと、次第に現像室２３の剤面が低下し、逆に攪拌室２４の剤面が上昇することになる。通常モード時の剤面の様子を図５に、減速モード時の剤面の様子を図６に示す。

図６からも明らかなように、減速モード時は現像剤の排出口４０近傍の剤面も下がるため、補給される現像剤により現像装置内の現像剤量が増えてもなかなか現像剤の排出がされないこととなる。そのため、長く減速モードが続くと、現像剤量が過剰に増加してしまい、増加した現像剤は図７に示すように、特に攪拌室２４の現像剤搬送方向下流側に蓄積することとなる。このような状態になると、攪拌室下流側の剤圧が高まるため、現像スリーブ２８下部と容器２２との隙間から現像剤が外部に漏れ出したり、また第二の搬送スクリュー２６にかかるトルクが増大してロックしてしまうなどの不具合が生じる恐れがある。

そこで、本実施例では減速モードにおいて、画像形成動作が連続して実行された際の画像形成枚数を計測する計測手段８０を設けている。そして、計測手段の計測結果に応じて、通常モードと同じ速度で第１及び第２搬送スクリューを所定時間駆動して排出動作を促す、搬送部材駆動モード（排出モード）を実行する。この排出モードは、搬送部材駆動モード実行手段７０ｂによって行われる。

排出モードの実行方法について、図８を用いて以下で詳しく述べる。

画像形成動作がスタートし、画像形成モードが減速モードであることを検知すると、連続画像形成枚数Ｎを計測する計測手段８０のカウントがスタートする。その際、画像形成する転写媒体がスモールサイズの場合は１カウントアップし、ラージサイズの場合は２カウントアップする。減速モードの連続実行枚数Ｎが、基準値（５０カウント）に達すると、減速モードによる画像形成動作を一時中断して、排出モードに移行する。

排出モードに移行すると、現像装置の駆動速度を通常モードと同じ速度（搬送スクリュー回転数：３９０ｒｐｍ）に上げた状態で、所定時間（例えば６秒間）駆動を実行することで現像室の剤面を高くし、現像剤の排出を促す。排出モードが終了した後、駆動速度を減速モードの速度に戻して減速モードによる画像形成動作を再開して継続する。一度、排出モードが実行されると、上記したカウント値Ｎは０にリセットされてから再度カウントを開始する。

また、カウント値Ｎがスモールサイズ換算で５０枚に達する前に通常モードが実行された場合もカウント値Ｎを０にリセットする。

現像装置の駆動速度切り替えのシーケンスは、図９のタイミングチャートに示すようなものとなる。

排出モードにおいて実行される搬送スクリューの回転時間は、上記した時間に限定されるものではなく、使用する現像装置の構成や駆動速度などによって適宜、最適な時間が設定される。

なお、排出モード時の搬送スクリューの駆動速度としては、減速モード時の駆動速度よりも速い駆動速度にすれば本発明の効果を享受できる為、必ずしも、通常モード時の駆動速度と同じでなくても良い。

また、上記実施例では、減速モード時における連続画像形成時の画像形成枚数を計測手段８０がカウントした値に基づいて排出モードを実行しているが、これに限られるものではない。すなわち、減速モード時における搬送スクリューの回転時間（駆動手段６０の駆動時間）を計測手段８０がカウントし、この回転時間の計測結果が基準値（基準時間）に達した場合に、排出モードを実行するようにしても良い。

このように、減速モードが、所定枚数又は所定時間連続して続いた場合に、現像室の剤面高さを上げて現像剤の排出を促す排出モードを実行することにより、現像剤が過度に現像装置内、特に攪拌室下流側に溜まってしまうことを防止することができる。

（実施例２）
本実施例２については、画像形成装置や現像装置の構成、及び減速モードが連続して続いた場合に、減速モード時よりも速い駆動速度で現像装置を駆動する排出モードを設けることは実施例１と同様である。但し、排出モードに移行するトリガとして、現像装置内に現像剤を補給するための現像剤補給部材３２の駆動時間（回転時間）を用いている点が、先の実施例とは異なる。

画像形成動作がスタートし、画像形成モードが減速モードであることを検知すると、減速モードが連続して実行されているときにトナーを補給するための搬送部材３２が駆動（回転）した駆動時間の計測（積算時間の計測）を、計測手段８０が開始する。

搬送部材３２が回転した駆動時間の積算値Ｔが基準値（３．６ｓｅｃ）に達すると、減速モードによる画像形成動作を一時中断して、排出モードに移行する。この排出モードは、搬送部材駆動モード実行手段７０ｂによって行われる。

排出モードに移行すると、現像装置の駆動速度を通常モードと同じ速度（搬送スクリュー回転数：３９０ｒｐｍ）に上げた状態で、所定時間（６秒間）駆動を実行することで、現像室の剤面を高くし、現像剤の排出を行う。その後、駆動速度を減速モードの速度に戻して減速モードによる画像形成動作を再開し、継続する。一度、排出モードが実行されると、上記した積算値Ｔは０にリセットされてから再度カウントを開始する。また、積算値Ｔが３．６ｓｅｃに達する前に通常モードが実行された場合も積算値Ｔを０にリセットする。

実施例１のように画像形成枚数に基づいて排出モードに移行するタイミングを制御した場合、以下のような問題がある。それは、減速モードにおいて画像比率の高い画像ばかりプリントされると、補給される現像剤量が多いため、減速モードに切り替わってから比較的短時間で現像装置内の現像剤量が増加してしまうということである。このような場合は早めに排出モードに切り替えて、現像剤の排出を行う必要がある。

また、減速モードにおいて、画像比率の低い画像ばかりプリントされると、補給される現像剤量が少ないため、減速モードに切り替わってからは暫く現像装置内の現像剤量が過剰になることはない。しかし、そのようなときでも枚数に応じて排出モードに切り替えると、現像剤量が大して増えていないのに画像形成動作を中断することになるため、不必要なダウンタイムが発生してしまうことになる。

そこで、本実施例のように、減速モードが連続して実行されているときの現像剤補給部材３２の駆動時間に基づいて排出モードを実行する制御を行うことで、補給された現像剤量に応じた現像剤排出動作を行うことが可能となる。

以上、本発明につき、上述のような実施例を挙げて説明を行ってきたが、本発明は、上述の実施例の構成に限定されるものではない。

本発明に係る画像形成装置の概略構成説明図である。 本発明に係る現像装置の横断面図である。 本発明に係る現像装置の縦断面図である。 本発明に係る構成のブロック図である。 通常モードにおける剤面高さの概略説明図である。 減速モードにおける剤面高さの概略説明図である。 減速モードが連続して実行された場合における剤面高さの概略説明図である。 本発明に係る制御の概略説明図である。 本発明の制御のタイミングチャートを表した図である。 従来の現像装置の概略説明図である。 縦攪拌型現像装置の概略説明図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
２２ 現像容器
２３ 現像室（第１室）
２４ 撹拌室（第２室）
２５、２６ 搬送スクリュー（搬送部材）
２８ 現像スリーブ（現像剤担持体）
３０ 現像剤補給口
３１ トナーホッパー（補給手段）
３２ 現像剤補給部材
４０ 現像剤排出口（排出手段）

Claims (5)

1. 静電像が形成される像担持体と、
   第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、
   前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、
   前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、
   前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、
   前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、
   前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、
   少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、
   前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、
   前記第２モード時において前記画像形成動作が連続して実行された際の画像形成枚数を計測する計測手段と、
   前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 静電像が形成される像担持体と、
   第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、
   前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、
   前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、
   前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、
   前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、
   前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、
   少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、
   前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、
   前記第２モード時における前記駆動手段の駆動時間を計測する計測手段と、
   前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 静電像が形成される像担持体と、
   第１室と、該第１室の下方に配置された第２室と、前記第１室と前記第２室との両端に設けられた第１連通部及び第２連通部と、を備え、トナーとキャリアを含む現像剤を収容する現像容器と、
   前記第１室の近傍に設けられ、前記現像剤を担持して前記静電像を現像する現像剤担持体と、
   前記第１室内に設けられ、前記第１連通部から前記第２連通部に向けて現像剤を搬送する第１搬送部材と、
   前記第２室内に設けられ、前記第２連通部から前記第１連通部に向けて現像剤を搬送する第２搬送部材と、
   現像剤補給部材を駆動することで、前記現像容器内に補給用現像剤を補給する補給手段と、
   前記第１室に設けられ、前記現像容器内の現像剤を排出するための排出口と、
   少なくとも、前記像担持体の表面を第１速度で移動させながら画像形成動作を行う第１モードと、前記像担持体の表面を前記第１速度よりも遅い第２速度で移動させながら画像形成動作を行う第２モードと、を有し、選択的に実行可能な画像形成モード実行手段と、
   前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を駆動する際の駆動速度が変更可能な駆動手段と、
   前記第２モード時における前記現像剤補給部材の駆動時間を計測する計測手段と、
   前記第２モード時の前記駆動手段の駆動速度を前記第１モード時よりも遅くし、前記第２モードにおける前記計測手段の計測結果が基準値に達した場合、前記第２モードを中断し、前記駆動手段の駆動速度を前記第２モード時よりも速い駆動速度に変更して前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードを実行する、搬送部材駆動モード実行手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードが行われた場合、前記計測手段は、前記計測結果をリセットすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１搬送部材と前記第２搬送部材を所定時間駆動するモードが終了した場合、前記画像形成モード実行手段は、中断していた前記第２モードを再開することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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