JP5961464B2 - 画像形成装置および現像剤補給排出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置および現像剤補給排出プログラムに関する。

従来から、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置および該現像装置を用いて画像を形成する画像形成装置が広く知られている。画像形成の際には、トナーは記録用紙に定着して消費されるが、キャリアはほとんどが消費されずに現像装置内に残る。したがって、現像装置にトナーのみを補給してキャリアを繰り返し使用すると、キャリアが摩耗劣化し、その結果、形成される画像の画質が劣化してしまう。

このような問題を解決するための装置として、特許文献１，２には、劣化したキャリアを新しいキャリアに交換可能な現像装置が記載されている。特許文献１，２に記載の現像装置は、トナーと新しいキャリアとからなる２成分現像剤を貯留する補給装置と接続され、この補給装置から少量ずつ２成分現像剤を補給しつつ、トナーと劣化したキャリアとからなる２成分現像剤を少量ずつ排出している。また、特許文献１，２に記載の現像装置は、補給装置からの２成分現像剤の補給時に排出される２成分現像剤の量が不所望に多くなるのを防ぐための機構を、それぞれ備えている。この機構により、特許文献１，２に記載の現像装置は、補給される２成分現像剤の量に比べて排出される２成分現像剤の量が多くなるのを防いでいる。

具体的には、特許文献１に記載の現像装置は、２成分現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を像担持体（感光体）に供給するための現像ローラと、現像槽内の２成分現像剤を現像ローラへと搬送するための、回転軸部材および螺旋羽根からなるオーガスクリューとを備えており、劣化したキャリアを排出するための排出口が現像槽に形成される。オーガスクリューは、回転軸部材の軸線方向において、排出口に臨む部分を含む広い範囲において、螺旋羽根が設けられない部分が形成される。これによって、特許文献１に記載の現像装置は、補給装置からの新たな２成分現像剤の補給によって嵩が増した現像槽内の２成分現像剤が、排出口付近で螺旋羽根によって飛散し、２成分現像剤の排出量が不所望に多くなってしまうのを防いでいる。

また、特許文献２に記載の現像装置は、２成分現像剤を貯留する現像槽と、現像剤を像担持体（感光体）に供給するための現像ローラと、現像槽内の２成分現像剤を現像ローラへと搬送するための、回転軸部材および螺旋羽根からなるオーガスクリューとを備えており、劣化したキャリアを排出するための排出口が、現像槽の、オーガスクリューによる搬送方向下流側部分に形成される。これによって、特許文献２に記載の現像装置は、補給装置からの新たな２成分現像剤の補給時に、現像槽において搬送される２成分現像剤が滞留し易い部分である、現像槽の搬送方向下流側部分で、劣化したキャリアを排出することができ、排出口付近で螺旋羽根によって２成分現像剤が飛散し、２成分現像剤の排出量が不所望に多くなってしまうのを防いでいる。

特開２００９−５８６４９号公報 特開２００９−６３９９１号公報

現像槽内の２成分現像剤中のトナー濃度は、通常、一定値を下回らないように制御される。具体的には、現像槽内には、トナー濃度を検知するセンサが設けられ、該センサによって現像槽内のトナー濃度が監視される。該センサによってトナー濃度が一定値まで下がったことが検知されると、上記補給装置から、トナーとキャリアとが、現像槽内へ補給される。特許文献１，２に記載の現像装置のような、現像槽に排出口が形成された現像装置では、２成分現像剤の補給時以外であっても、オーガスクリューによる攪拌搬送によって、不可避的に、排出口からのトナーやキャリアの排出が生じるけれども、上記のように、センサおよび補給装置によって、トナー濃度が一定値を下回らないように制御することができる。

ただし、画像形成装置が低カバレッジ画像を多量に印刷する場合、補給装置からのトナーおよびキャリアの補給は行われない。なぜならば、低カバレッジ画像は、記録用紙１枚あたりのトナー消費量が少なく、トナー濃度が下がり難いからである。また、上記のように、排出口からは不可避的にキャリアが排出されるので、画像形成装置が低カバレッジ画像を多量に印刷する場合、トナー消費量が少ないのと相まって、トナー濃度がより下がり難くなっている。そのため、画像形成装置が低カバレッジ画像を多量に印刷する場合、補給装置からのトナーおよびキャリアの補給が行われないまま印刷が継続され、排出口から徐々にキャリアが排出されていき、その結果、現像槽内の２成分現像剤量が徐々に少なくなり、良好な画像を形成できなくなってしまう。

特許文献１，２に記載の現像装置は、補給装置からの２成分現像剤の補給時に、現像槽内の２成分現像剤が排出口から不所望に排出されないように構成されてはいるものの、オーガスクリューによって排出口から不可避的にキャリアが排出されることに対して、何ら対策が講じられていない。したがって、特許文献１，２に記載の現像装置を備える画像形成装置が低カバレッジ画像を多量に印刷する場合、現像槽内の２成分現像剤量が徐々に少なくなり、良好な画像を形成できなくなってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、現像槽内の現像剤の補給および排出を行うことができ、かつ、現像槽内の現像剤の不所望な流出を抑えることができる画像形成装置および現像剤補給排出プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
トナーを含む現像剤を表面に静電潜像が形成された像担持体に供給することで該静電潜像をトナーによって現像する現像装置であって、現像剤面が予め定められる高さを超えたときに一部の現像剤を外へ排出するための排出口が形成された、現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置と、
内部空間が、前記排出口を介して前記現像槽の内部空間と連通する排出現像剤貯留槽と、
前記排出現像剤貯留槽内に設けられ、前記排出口を介して該排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を前記排出口から遠ざけるように搬送する排出現像剤搬送部と、
前記現像槽に補給するための現像剤を貯留する補給現像剤貯留槽と、
前記補給現像剤貯留槽に貯留される現像剤を前記現像槽へ向けて搬送して該現像槽に補給させる補給現像剤搬送部と、を備え、
前記排出現像剤搬送部は、
前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達するまでは、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるようには搬送せず、
前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達すると、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるように搬送することを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、前記所定量は、前記排出現像剤貯留槽の前記排出口の下端よりも下方における容量に対応した値であることを特徴とする。

また本発明は、前記排出現像剤貯留槽は、前記排出口に接続され、下方へ延びる第１筒部と、該第１筒部の下端部に接続され、該第１筒部とは異なる方向に延びる第２筒部と、を含み、
前記所定量は、前記第１筒部の前記排出口の下端よりも下方における容量の値以上、かつ、前記第１筒部の前記排出口の下端よりも下方における容量と前記第２筒部の容量とを加算した値以下であることを特徴とする。

また本発明は、トナーを含む現像剤を表面に静電潜像が形成された像担持体に供給することで該静電潜像をトナーによって現像する現像装置であって、現像剤面が予め定められる高さを超えたときに一部の現像剤を外へ排出するための排出口が形成された、現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置と、内部空間が、前記排出口を介して前記現像槽の内部空間と連通する排出現像剤貯留槽と、前記排出現像剤貯留槽内に設けられ、前記排出口を介して該排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を前記排出口から遠ざけるように搬送する排出現像剤搬送部と、前記現像槽に補給するための現像剤を貯留する補給現像剤貯留槽と、前記補給現像剤貯留槽に貯留される現像剤を前記現像槽へ向けて搬送して該現像槽に補給させる補給現像剤搬送部と、を備える電子写真方式の画像形成装置における、前記排出現像剤搬送部および前記補給現像剤搬送部の動作を制御する現像剤補給排出プログラムであって、
前記排出現像剤搬送部を、
前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達するまでは、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるようには搬送せず、
前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達すると、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるように搬送するように制御することを特徴とする現像剤補給排出プログラムである。

本発明によれば、補給現像剤搬送部によって現像剤が現像槽に補給されたとき、一部の現像剤は、現像槽の排出口を介して、排出現像剤貯留槽へ排出される。よって、新しい現像剤を補給するとともに、劣化した現像剤を排出することができる。また、補給現像剤搬送部によって現像槽に補給された現像剤の量が所定量に達するまで、排出現像剤搬送部は、排出現像剤貯留槽内の現像剤が排出口から遠ざかるようには搬送せず、所定量に達すると、排出現像剤搬送部は、排出現像剤貯留槽内の現像剤が排出口から遠ざかるように搬送する。したがって、排出現像剤貯留槽へ排出された現像剤は、補給現像剤搬送部によって現像槽に補給された現像剤の量が所定量に達するまで、排出口近傍に堆積することになり、排出口から排出される現像剤の量は排出現像剤貯留槽に貯留可能な量を超えることがなくなる。その結果、現像剤が排出口から不所望に排出されることが抑制され、現像槽内部の現像剤が少なくなることを防止できる。

また本発明によれば、所定量が、前記排出現像剤貯留槽の前記排出口の下端よりも下方における容量に対応した値であるので、排出現像剤搬送部によって排出現像剤貯留槽内の現像剤が排出口から遠ざかるように搬送された後に、該所定量分の現像剤が排出口を介して排出現像剤貯留槽内へ排出されたとしても、現像槽内部の現像剤が極端に少なくなることを防止できる。

また本発明によれば、所定量が、第１筒部の排出口の下端よりも下方における容量の値以上であるので、排出現像剤搬送部によって第１筒部内の現像剤が排出口から遠ざかるように搬送された後に、該所定量分の現像剤が排出口を介して第１筒部内へ排出されたとしても、現像槽内部の現像剤が極端に少なくなることを防止できるとともに、所定量が、第１筒部の排出口の下端よりも下方における容量と第２筒部の容量とを加算した値以下であるので、現像槽への現像剤の補給量が多量になり過ぎず、現像剤が溢れ出ることがない。

また本発明によれば、前記現像装置と、前記排出現像剤貯留槽と、前記補給現像剤貯留槽と、排出現像剤貯留槽内の現像剤を排出口から遠ざけるように搬送する排出現像剤搬送部と、補給現像剤貯留槽内の現像剤を現像槽へ向けて搬送して該現像槽に補給させる補給現像剤搬送部と、を備える電子写真方式の画像形成装置を、前記画像形成装置として機能させることができる。

画像形成装置１００の構成を示す模式図である。 現像剤カートリッジ３００の構成を示す模式図である。 図２に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩを切断面線とする現像剤カートリッジ３００の断面図である。 現像装置２００の構成を示す模式図である。 図４に示す線Ｖ−Ｖを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図５に示す線ＶＩ−ＶＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図７で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。 トナー濃度制御部によって第１制御が行われる場合のフローチャートである。 トナー濃度制御部によって第２制御が行われる場合のフローチャートである。 変形例の現像装置２００の排出口２０１ｄ付近の様子を示す図である。 図１１に示す線ＸＩＩ−ＸＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。 図１２で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。

はじめに、本発明に係る画像形成装置１００の全体的な構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す模式図である。画像形成装置１００は、複写機能、プリンタ機能、およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体上にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。画像形成装置１００は、コピアモード（複写モード）、プリンタモード、およびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録媒体、メモリ装置を用いた外部機器などからの印刷ジョブの受信に応じて、図示しない制御ユニット部によって、印刷モードが選択される。

画像形成装置１００は、トナー像形成部２０と、転写部３０と、定着部４０と、記録媒体供給部５０と、排出部６０と、図示しない制御ユニット部とを含む。トナー像形成部２０は、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙと、帯電部２２ｂ，２２ｃ，２２ｍ，２２ｙと、露光ユニット２３と、現像装置２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙと、クリーニングユニット２５ｂ，２５ｃ，２５ｍ，２５ｙと、現像剤カートリッジ３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙと、現像剤供給パイプ２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙとを含む。転写部３０は、中間転写ベルト３１と、駆動ローラ３２と、従動ローラ３３と、中間転写ローラ３４ｂ，３４ｃ，３４ｍ，３４ｙと、転写ベルトクリーニングユニット３５と、転写ローラ３６とを含む。

感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２００、クリーニングユニット２５、現像剤カートリッジ３００、現像剤供給パイプ２５０、および中間転写ローラ３４は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）、およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。本明細書中において、各色に応じて４つずつ設けられる各部材を区別する場合は、各部材を表す数字の末尾に各色を表すアルファベットを付して参照符号とし、各部材を総称する場合は、各部材を表す数字のみを参照符号とする。

感光体ドラム２１は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に支持され、図示しない導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などを挙げることができる。光導電層は、光を照射されることで導電性を示す材料によって形成される。感光体ドラム２１としては、たとえば、アルミニウムで形成された円筒状部材（導電性基体）と、この円筒状部材の外周面上に形成される、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）、または有機光半導体（ＯＰＣ）からなる薄膜（光導電層）とを含むものを用いることができる。

帯電部２２、現像装置２００、およびクリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１の回転方向回りに、この順序で配置され、帯電部２２は、現像装置２００およびクリーニングユニット２５よりも鉛直方向下方に配置される。

帯電部２２は、感光体ドラム２１表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部２２は、感光体ドラム２１に臨む位置に、感光体ドラム２１の長手方向に沿って設置される。接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面に接するように設置される。非接触帯電方式の場合、帯電部２２は、感光体ドラム２１表面から離隔するように設置される。

帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などとともに、感光体ドラム２１の周囲に設置される。帯電部２２は、現像装置２００、クリーニングユニット２５などよりも、感光体ドラム２１に近い位置に設置されることが好ましい。これによって、感光体ドラム２１の帯電不良の発生を確実に防止することができる。

帯電部２２としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを使用できる。ブラシ型帯電装置およびローラ型帯電装置は、接触帯電方式の帯電装置である。ブラシ型帯電装置には、帯電ブラシを用いるもの、磁気ブラシを用いるものなどがある。コロナ放電装置およびイオン発生装置は、非接触帯電方式の帯電装置である。コロナ放電装置には、ワイヤ状の放電電極を用いるもの、鋸歯状の放電電極を用いるもの、針状の放電電極を用いるものなどがある。

露光ユニット２３は、露光ユニット２３から出射される光が、帯電部２２と現像装置２００との間を通過して感光体ドラム２１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット２３は、帯電状態にある感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙ表面に、各色の画像情報に対応するレーザ光をそれぞれ照射することによって、感光体ドラム２１ｂ，２１ｃ，２１ｍ，２１ｙそれぞれの表面に、各色の画像情報に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット２３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を使用できる。露光ユニット２３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。

現像装置２００は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム２１上にトナー像を形成する装置である。現像装置２００の鉛直方向上部には、筒状部材である現像剤供給パイプ２５０が接続される。現像装置２００の詳細については後述する。

現像剤カートリッジ３００は、現像装置２００よりも鉛直方向上方に配され、未使用のトナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を貯蔵する。現像剤カートリッジ３００の鉛直方向下部には現像剤供給パイプ２５０が接続される。現像剤カートリッジ３００は、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へ２成分現像剤を供給する。現像剤カートリッジ３００の詳細については後述する。

クリーニングユニット２５は、感光体ドラム２１から中間転写ベルト３１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム２１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム２１の表面を清浄化する部材である。クリーニングユニット２５としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。

トナー像形成部２０によれば、帯電部２２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム２１の表面に、露光ユニット２３から画像情報に応じたレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム２１上の静電潜像に現像装置２００からトナーが供給されることでトナー像が形成される。このトナー像は後述する中間転写ベルト３１に転写される。トナー像が中間転写ベルト３１に転写された後に、感光体ドラム２１表面に残留するトナーは、クリーニングユニット２５によって除去される。

中間転写ベルト３１は、感光体ドラム２１の鉛直方向上方に配置される無端ベルト状部材である。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２と従動ローラ３３とによって張架されてループ状の経路を形成し、矢符Ａ４方向に移動する。

駆動ローラ３２は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。駆動ローラ３２は、その回転によって、中間転写ベルト３１を矢符Ａ４方向へ移動させる。従動ローラ３３は、駆動ローラ３２の回転に従動して回転可能に設けられ、中間転写ベルト３１が弛まないように、中間転写ベルト３１に一定の張力を発生させる。

中間転写ローラ３４は、中間転写ベルト３１を介して感光体ドラム２１に圧接し、かつ図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。中間転写ローラ３４としては、たとえば、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）ローラの表面に、導電性の弾性部材が形成されたものを用いることができる。中間転写ローラ３４は、転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム２１表面のトナー像を中間転写ベルト３１に転写する機能を有する。

転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１を介して駆動ローラ３２に圧接し、図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。転写ローラ３６と駆動ローラ３２との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト３１に担持されて搬送されるトナー像は、後述する記録媒体供給部５０から送給される記録媒体に転写される。

転写ベルトクリーニングユニット３５は、中間転写ベルト３１を介して従動ローラ３３に対向し、中間転写ベルト３１のトナー像担持面に接触するように設けられる。転写ベルトクリーニングユニット３５は、記録媒体へのトナー像の転写後に、中間転写ベルト３１表面のトナーを除去し回収するために設けられる。記録媒体へのトナー像の転写後に中間転写ベルト３１にトナーが付着したまま残っていると、中間転写ベルト３１の移動によって、残留トナーが転写ローラ３６に付着するおそれがある。転写ローラ３６にトナーが付着すると、該トナーは、次に転写する記録媒体の裏面を汚染してしまう。

転写部３０によれば、中間転写ベルト３１が感光体ドラム２１に接しながら移動するとき、中間転写ローラ３４に、感光体ドラム２１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト３１上へ転写される。感光体ドラム２１ｙ、感光体ドラム２１ｍ、感光体ドラム２１ｃ、感光体ドラム２１ｂでそれぞれ形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト３１上に、この順番で順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は、中間転写ベルト３１の移動によって転写ニップ部に搬送され、転写ニップ部において、記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着部４０に搬送される。

記録媒体供給部５０は、給紙ボックス５１と、ピックアップローラ５２ａ，５２ｂと、搬送ローラ５３ａ，５３ｂと、レジストローラ５４と、給紙トレイ５５とを含む。給紙ボックス５１は、画像形成装置１００の鉛直方向下部に設けられ、画像形成装置１００内部において記録媒体を貯留する容器状部材である。給紙トレイ５５は、画像形成装置１００外壁面に設けられ、画像形成装置１００外部において記録媒体を貯留するトレイ状部材である。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。

ピックアップローラ５２ａは、給紙ボックス５１に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ１に送給する部材である。搬送ローラ５３ａは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ１において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。ピックアップローラ５２ｂは、給紙トレイ５５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ａ２に送給する部材である。搬送ローラ５３ｂは互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、用紙搬送路Ａ２において記録媒体をレジストローラ５４に向けて搬送する。

レジストローラ５４は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材であり、搬送ローラ５３ａ，５３ｂから送給される記録媒体を、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。

記録媒体供給部５０によれば、中間転写ベルト３１に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、給紙ボックス５１または給紙トレイ５５から記録媒体が転写ニップ部に送給され、この記録媒体にトナー像が転写される。

定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備える。加熱ローラ４１は、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラ４２は、加熱ローラ４１に圧接するローラである。加熱ローラ４１は、加圧ローラ４２とともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、後述する排出部６０に搬送される。

排出部６０は、搬送ローラ６１と、排出ローラ６２と、排出トレイ６３とを含む。搬送ローラ６１は、定着部４０よりも鉛直方向上方において、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。搬送ローラ６１は、画像が定着した記録媒体を排出ローラ６２に向けて搬送する。

排出ローラ６２は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ状部材である。排出ローラ６２は、片面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出ローラ６２は、両面印刷の場合、片面の印刷が完了した記録媒体を、用紙搬送路Ａ３を介してレジストローラ５４へ搬送し、両面の印刷が完了した記録媒体を排出トレイ６３に排出する。排出トレイ６３は、画像形成装置１００の鉛直方向上面に設けられ、画像が定着した記録媒体を貯留する。

画像形成装置１００は、図示しない制御ユニット部を含む。制御ユニット部は、たとえば、画像形成装置１００の内部空間における鉛直方向上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。記憶部には、画像形成装置１００の鉛直方向上面に配置される図示しない操作パネルを介した各種設定値、画像形成装置１００内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、記憶部には、各種処理を実行するプログラムが書き込まれる。各種処理とは、たとえば、記録媒体判定処理、付着量制御処理、定着条件制御処理などである。

また、記憶部には、本発明に係る現像剤補給排出プログラムが記憶されており、制御部は、この現像剤補給排出プログラムに基づいてトナー濃度制御部として機能し、現像剤カートリッジ３００の後述する現像剤排出容器３０４に設けられる後述する現像剤排出部材３０３を制御して、新しいトナーを含む２成分現像剤を現像装置２００へ補給させ、該現像装置２００の後述する廃現像剤搬送容器２１０に設けられる後述する廃現像剤搬送部材２１１を制御して、該廃現像剤搬送容器２１０から古い２成分現像剤を排出させる。

記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置１００に電気的に接続可能な電気、電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビジョン受像機器、ビデオレコーダ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）レコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-Definition Digital Versatile Disc）レコーダ、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。

演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種処理のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて画像形成装置１００に設けられる各装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。

制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御ユニット部は、この処理回路とともに主電源を含み、電源は制御ユニット部だけでなく、画像形成装置１００に設けられる各装置にも電力を供給する。

図２は、現像剤カートリッジ３００の構成を示す模式図である。図３は、図２に示す線ＩＩＩ−ＩＩＩを切断面線とする現像剤カートリッジ３００の断面図である。現像剤カートリッジ３００は、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００へ２成分現像剤を供給する装置である。現像剤カートリッジ３００は、現像剤収容容器３０１と、現像剤汲み上げ部材３０２と、本発明に係る「補給現像剤搬送部」である現像剤排出部材３０３と、本発明に係る「補給現像剤貯留槽」である現像剤排出容器３０４とを含む。

現像剤収容容器３０１は、略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、該内部空間において、現像剤汲み上げ部材３０２を回転自在に支持し、未使用のトナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を収容する。なお、現像剤収容容器３０１内の２成分現像剤における、キャリアに対するトナーの混合率（トナー濃度）は、現像装置２００内の２成分現像剤と比較して、高く設定されている。

現像剤排出容器３０４は、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って設けられる略半円柱状の内部空間を有する容器状部材であり、該内部空間において、現像剤排出部材３０３を回転自在に支持する。現像剤収容容器３０１の内部空間と現像剤排出容器３０４の内部空間とは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って形成される連通口３０５を介して連通する。

現像剤排出容器３０４は、その鉛直方向下部に、排出口３０６が形成される。現像剤排出容器３０４には、排出口３０６において、現像剤供給パイプ２５０が接続される。

現像剤汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａと、基体３０２ｂと、摺動部３０２ｃとを含む。回転軸３０２ａは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って延びる円柱状の部材である。基体３０２ｂは、現像剤収容容器３０１の長手方向に沿って延びる板状の部材であり、その幅方向および厚さ方向の中央部において、回転軸３０２ａに取り付けられる。摺動部３０２ｃは、基体３０２ｂの幅方向両端部に取り付けられる可撓性を有する部材であり、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される。現像剤汲み上げ部材３０２は、回転軸３０２ａがその軸線回りに回転するのに伴って基体３０２ｂが回転運動し、これによって基体３０２ｂの幅方向両端部に設けられる摺動部３０２ｃが現像剤収容容器３０１の内壁面を摺擦することで、現像剤収容容器３０１内の２成分現像剤を、現像剤排出容器３０４へ汲み上げる。

現像剤排出部材３０３は、現像剤排出容器３０４内の２成分現像剤を攪拌しながら排出口３０６に向けて搬送する部材である。現像剤排出部材３０３は、円柱状部材である排出回転軸３０３ａと、この排出回転軸３０３ａを螺旋状に取り巻いて設けられる部材である排出羽根３０３ｂとを含む、オーガスクリュー状部材である。排出羽根３０３ｂの外径Ｌ_４は、たとえば１５ｍｍ〜２０ｍｍである。現像剤排出部材３０３は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、排出回転軸３０３ａの軸線まわりに、２０ｒｐｍ〜３０ｒｐｍで回転する。現像剤排出部材３０３の回転速度、回転回数、および回転のタイミングは、画像形成装置１００の制御部（トナー濃度制御部）によって制御される。

現像剤カートリッジ３００によれば、現像剤収容容器３０１内の未使用の２成分現像剤が、現像剤汲み上げ部材３０２によって現像剤排出容器３０４に汲み上げられる。そして、現像剤排出容器３０４に汲み上げられた２成分現像剤は、現像剤排出部材３０３が回転することで、該現像剤排出部材３０３の排出羽根３０３ｂによって、排出口３０６に搬送される。排出口３０６に搬送された２成分現像剤は、この排出口３０６から現像剤排出容器３０４外へ排出され、現像剤供給パイプ２５０を介して、現像装置２００に供給される。

なお、画像形成装置１００では、現像剤カートリッジ３００からトナーおよびキャリアが現像装置２００に同時に補給されるように構成されているが、現像剤カートリッジ３００の代わりにトナーカートリッジおよびキャリアカートリッジを設け、トナーおよびキャリアが現像装置２００にそれぞれ個別に補給されるように構成されてもよい。

図４は、現像装置２００の構成を示す模式図である。図５は、図４に示す線Ｖ−Ｖを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図６は、図５に示す線ＶＩ−ＶＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図７は、図６に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図８は、図７で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。

現像装置２００は、感光体ドラム２１の表面にトナーを供給することで、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像を現像する装置である。現像装置２００は、現像槽２０１と、第１搬送部材２０２と、第２搬送部材２０３と、現像ローラ２０４と、現像槽カバー２０５と、ドクターブレード２０６と、隔壁２０７と、トナー濃度検知センサ２０８と、本発明に係る「排出現像剤貯留槽」である廃現像剤搬送容器２１０と、本発明に係る「排出現像剤搬送部」である廃現像剤搬送部材２１１と、廃現像剤回収容器２１２とを含む。

現像槽２０１は、側壁部２０１ａ，２０１ｂと底壁部２０１ｃとによって内部空間が形成される部材であり、該内部空間にトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を貯留する。側壁部２０１ａ，２０１ｂと底壁部２０１ｃとは一体成形されていてもよいし、別部材であってもよい。現像槽２０１は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの樹脂材料から形成される。

現像槽２０１には、その鉛直方向上方に現像槽カバー２０５が設けられ、内部空間に、第１搬送部材２０２、第２搬送部材２０３、現像ローラ２０４、ドクターブレード２０６、および隔壁２０７が設けられる。また、現像槽２０１の鉛直方向下部（底部）には、トナー濃度検知センサ２０８が設けられる。

現像槽２０１は、感光体ドラム２１と現像ローラ２０４との間に開口部が設けられる。現像ローラ２０４は、マグネットローラを含み、現像槽２０１内の２成分現像剤を表面に担持して、担持した２成分現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム２１へ供給する。現像ローラ２０４には、図示しない電源が接続され、現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ２０４に担持されたトナーは、感光体ドラム２１近傍において、現像バイアス電圧による静電気力によって、感光体ドラム２１へ移動する。

ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の軸線方向に延びる矩形板状部材であり、その幅方向の一端が現像槽２０１に固定され、かつ他端が現像ローラ２０４の表面に対して間隔を空けて設けられる。ドクターブレード２０６と現像ローラ２０４との間隔（ドクターギャップ）は、たとえば０．４ｍｍ〜２．０ｍｍである。ドクターブレード２０６は、現像ローラ２０４の表面に対して間隔を空けて設けられることで、現像ローラ２０４に担持される２成分現像剤の量を所定量に規制する。ドクターブレード２０６の材料としては、ステンレス鋼、アルミニウム、合成樹脂などが挙げられる。

隔壁２０７は、現像槽２０１の幅方向略中央部において、現像槽２０１の長手方向に沿って延びる形状の部材である。隔壁２０７は、現像槽２０１の底壁部２０１ｃと現像槽カバー２０５との間にわたって設けられ、かつ、長手方向両端部が現像槽２０１の側壁部２０１ａ，２０１ｂから離間するように設けられる。隔壁２０７によって、現像槽２０１の内部空間は、第１搬送路Ｐと、第２搬送路Ｑと、第１連通路Ｒと、第２連通路Ｓとに区分されている。

第２搬送路Ｑは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、現像ローラ２０４に臨む空間である。第１搬送路Ｐは、隔壁２０７の長手方向に沿って延びる略半円柱状の空間であって、隔壁２０７を挟んで第２搬送路Ｑに対向する空間である。第１連通路Ｒは、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。第２連通路Ｓは、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側において、第１搬送路Ｐと第２搬送路Ｑとを連通する空間である。

現像槽２０１の底壁部２０１ｃには、現像槽２０１の底部を下方とし、現像槽２０１の天井部を上方とする第１方向Ｚ（上下方向）において２成分現像剤面が所定の高さを超えたときに一部の２成分現像剤を現像槽２０１の外へ排出するための排出口２０１ｄが形成される。現像装置２００において、排出口２０１ｄは、第１搬送路Ｐの、第１連通路Ｒに連なる部分に臨んで形成される。また、現像装置２００において、第１方向Ｚは鉛直方向である。

第１方向Ｚにおける排出口２０１ｄの長さＬ_６は、たとえば、４ｍｍ〜８ｍｍである。また、後述する第２方向Ｘ１における排出口２０１ｄの長さＬ_７は、たとえば、１０ｍｍ〜１５ｍｍである。また、後述する第３方向Ｙにおける排出口２０１ｄの長さＬ_８は、たとえば、１０ｍｍ〜１５ｍｍである。

現像槽カバー２０５は、現像槽２０１の天井部であり、現像槽２０１の鉛直方向上方に着脱自在に設けられ、供給口部２０５ａを有する。現像槽カバー２０５には、供給口部２０５ａにおいて、現像剤供給パイプ２５０が接続される。供給口部２０５ａは、現像槽２０１に２成分現像剤を供給するための開口が形成される開口部であり、現像剤カートリッジ３００に収容されている２成分現像剤は、現像剤供給パイプ２５０および該開口を経て、現像槽２０１内に供給される。

供給口部２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に設けられる。より詳細には、供給口部２０５ａに形成される開口が、第１搬送路Ｐに臨み、かつ、隔壁２０７の長手方向において第２連通路Ｓと同じ位置となるように設けられる。

第１搬送部材２０２は、第１搬送路Ｐ内に設けられる。第１搬送部材２０２は、隔壁２０７の長手方向他端部２０７ｂ側から長手方向一端部２０７ａ側へ向けて、現像槽２０１内の２成分現像剤を搬送する。以下では、第１搬送部材２０２による２成分現像剤の搬送方向を、第２方向Ｘ１と称する。第２方向Ｘ１は、第１方向Ｚに垂直に交差する方向であり、第２連通路Ｓから第１連通路Ｒへ向かう方向でもある。なお、第１方向Ｚと第２方向Ｘ１とに垂直な方向を、「第３方向Ｙ」と称する。

第１搬送部材２０２は、第１回転軸部材２０２ａと、第１螺旋羽根２０２ｂと、第１ギア２０２ｃとを含むオーガスクリュー状部材である。第１回転軸部材２０２ａは、直径４ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材であり、第２方向Ｘ１下流端において、第１ギア２０２ｃと接続される。第１回転軸部材２０２ａは、現像槽２０１の側壁部２０１ａに固定される図示しない軸受および現像槽２０１の側壁部２０１ｂに固定される図示しない軸受によって、軸線まわりに回転自在に支持される。第１回転軸部材２０２ａの側面には、この側面を螺旋状に取り巻く形状の部材である第１螺旋羽根２０２ｂが設けられる。

第１回転軸部材２０２ａ、第１螺旋羽根２０２ｂ、および第１ギア２０２ｃは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成される。また、第１回転軸部材２０２ａは、ＳＵＳやＳＵＭなどの金属材料から形成されてもよい。第１回転軸部材２０２ａおよび第１螺旋羽根２０２ｂは、同一の材料から一体成形されることが好ましい。

このような第１搬送部材２０２は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、第１ギア２０２ｃを介して、第１回転軸部材２０２ａの軸線まわりに、１５０ｒｐｍ〜６００ｒｐｍで回転する。このとき、第１螺旋羽根２０２ｂが第１回転軸部材２０２ａの軸線を中心として回転運動する。具体的には、第１螺旋羽根２０２ｂの第１方向Ｚ最上部に位置する部分が、隔壁２０７から遠ざかり、現像槽２０１の底壁部２０１ｃに近づく回転方向Ｇ_１に回転運動する。このような回転運動の結果、第１搬送路Ｐに貯留される２成分現像剤は、第２方向Ｘ１下流側に搬送される。上述したように、現像槽カバー２０５の供給口部２０５ａは、第１搬送路Ｐの鉛直方向上方において第２連通路Ｓの近傍に形成されるので、現像剤カートリッジ３００内の未使用の２成分現像剤は、まず、第１搬送路Ｐに供給され、その後、第１搬送部材２０２によって、第１搬送路Ｐの第２方向Ｘ１下流側に搬送されることになる。

第１螺旋羽根２０２ｂは、第２方向Ｘ１において排出口２０１ｄに臨まない位置に設けられる大径螺旋羽根２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃと、排出口２０１ｄに臨む位置に設けられ、大径螺旋羽根２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃよりも外径が小さい小径螺旋羽根２０２ｂｄとを含む。小径螺旋羽根２０２ｂｄよりも第２方向Ｘ１下流側に大径螺旋羽根２０２ｂｃが設けられ、第２方向Ｘ１上流側に大径螺旋羽根２０２ｂｂが設けられ、さらにその上流側に大径螺旋羽根２０２ｂａが設けられる。大径螺旋羽根２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃの外径Ｌ_１は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍであり、小径螺旋羽根２０２ｂｄの外径Ｌ_２は、たとえば７ｍｍ〜１２ｍｍである。

大径螺旋羽根２０２ｂｂは、多重螺旋構造となっている。ここで、多重螺旋構造とは、第１回転軸部材２０２ａの軸線方向において同じ位置、かつ第１回転軸部材２０２ａの周方向において異なる位置で、複数の螺旋羽根が、第１回転軸部材２０２ａの側面を取り巻いている構造を指す。現像装置２００において、大径螺旋羽根２０２ｂｂは、２つの螺旋羽根を含む２重螺旋構造であるが、３重以上の螺旋構造であることがより好ましい。また、大径螺旋羽根２０２ｂｂの第２方向Ｘ１における長さは、第２方向Ｘ１における排出口２０１ｄの長さＬ_７よりも大きいことが好ましい。

第２搬送部材２０３は、第２搬送路Ｑ内に設けられる。第２搬送部材２０３は、隔壁２０７の長手方向一端部２０７ａ側から長手方向他端部２０７ｂ側へ向けて、現像槽２０１内の２成分現像剤を搬送する。以下では、第２搬送部材２０３による２成分現像剤の搬送方向を、方向Ｘ２と称する。

第２搬送部材２０３は、第２回転軸部材２０３ａと、第２螺旋羽根２０３ｂと、第２ギア２０３ｃとを含むオーガスクリュー状部材である。第２回転軸部材２０３ａは、直径４ｍｍ〜１０ｍｍの円柱状部材であり、方向Ｘ２上流端において、第２ギア２０３ｃと接続される。第２回転軸部材２０３ａは、現像槽２０１の側壁部２０１ａに固定される図示しない軸受および現像槽２０１の側壁部２０１ｂに固定される図示しない軸受によって、軸線まわりに回転自在に支持される。

第２回転軸部材２０３ａの側面には、この側面を螺旋状に取り巻く形状の部材である第２螺旋羽根２０３ｂが設けられる。第２螺旋羽根２０３ｂの外径Ｌ_３は、たとえば２０ｍｍ〜３０ｍｍである。

第２回転軸部材２０３ａ、第２螺旋羽根２０３ｂ、および第２ギア２０３ｃは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成される。また、第２回転軸部材２０３ａは、ＳＵＳやＳＵＭなどの金属材料から形成されてもよい。第２回転軸部材２０３ａおよび第２螺旋羽根２０３ｂは、同一の材料から一体成形されることが好ましい。

このような第２搬送部材２０３は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、第２ギア２０３ｃを介して、第２回転軸部材２０３ａの軸線まわりに、１５０ｒｐｍ〜６００ｒｐｍで回転する。このとき、第２螺旋羽根２０３ｂが第２回転軸部材２０３ａの軸線を中心として回転運動する。具体的には、第２螺旋羽根２０３ｂの第１方向Ｚ最上部に位置する部分が、隔壁２０７から遠ざかり、現像槽２０１の底壁部２０１ｃに近づく回転方向Ｇ_２に回転運動する。このような回転運動の結果、第２搬送路Ｑに貯留される２成分現像剤は、方向Ｘ２下流側に搬送される。

トナー濃度検知センサ２０８は、現像槽２０１の底部において、第２搬送部材２０３の鉛直方向下方に装着され、センサ面が第２搬送路Ｑに露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ２０８は、図示しないトナー濃度制御部に電気的に接続される。

トナー濃度制御部は、画像形成装置１００の制御部の一部であり、トナー濃度検知センサ２０８が検知するトナー濃度検知結果に応じて、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内にトナーを含む２成分現像剤を供給する制御を行う。より具体的には、トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度検知結果が所定の目標値よりも低いか否かを判断し、低いと判断した場合に、現像剤排出部材３０３を回転させる回転駆動源に制御信号を送り、現像剤排出部材３０３を回転させ、現像槽２０１内に２成分現像剤を供給させる。また、トナー濃度制御部は、後述する、現像装置２００の廃現像剤搬送部材２１１を回転させる回転駆動源に制御信号を送り、廃現像剤搬送部材２１１を回転させる。トナー濃度制御部による現像剤排出部材３０３および廃現像剤搬送部材２１１の動作の制御については、後に詳述する。

トナー濃度検知センサ２０８には、図示しない電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ２０８を駆動させるための駆動電圧、およびトナー濃度検知結果をトナー濃度制御部に出力するための制御電圧を、トナー濃度検知センサ２０８に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ２０８への電圧の印加は、画像形成装置１００の制御部によって制御される。

トナー濃度検知センサ２０８としては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどを使用できる。これらのトナー濃度検知センサの中でも、透磁率検知センサを使用することが好ましい。透磁率検知センサとしては、たとえば、ＴＳ−Ｌ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ａ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）、ＴＳ−Ｋ（商品名、ＴＤＫ株式会社製）などが挙げられる。

廃現像剤搬送容器２１０は、排出口２０１ｄから排出されたトナーやキャリアを収容し、廃現像剤回収容器２１２へ導くための容器であり、内部に廃現像剤搬送部材２１１を備える。廃現像剤搬送容器２１０は、略Ｌ字状に折れ曲がった筒状部材であり、第１筒部２１０ａと、該第１筒部２１０ａに連なる第２筒部２１０ｂとを含む。

第１筒部２１０ａは、一端部が排出口２０１ｄに臨み、該一端部から第１方向Ｚ下方に延びる。第１筒部２１０ａの内部空間は、排出口２０１ｄを介して現像槽２０１の内部空間と連通する。第２筒部２１０ｂは、一端部が第１筒部２１０ａの他端部に連なり、該一端部から第２方向Ｘ１に延びる。第２筒部２１０ｂ内には、該第２筒部２１０ｂの底部に沿って、廃現像剤搬送部材２１１が設けられる。第２筒部２１０ｂの内部空間は、該第２筒部２１０ｂの底部に形成される第２排出口２１０ｂａを介して廃現像剤回収容器２１２の内部空間と連通する。

廃現像剤搬送部材２１１は、円柱状の回転軸部材と該回転軸部材を螺旋状に取り巻く螺旋羽根とを含むオーガスクリュー状部材である。この螺旋羽根の外径Ｌ_５は、たとえば８ｍｍ〜１０ｍｍである。廃現像剤搬送部材２１１は、画像形成装置１００が備える図示しないモータなどの回転駆動源によって、回転軸部材の軸線まわりに、５０ｒｐｍ〜６０ｒｐｍで回転する。廃現像剤搬送部材２１１は、排出口２０１ｄから排出され、廃現像剤搬送容器２１０に収容されたトナーやキャリアを、第２排出口２１０ｂａに向けて搬送し、第２排出口２１０ｂａから排出させる。廃現像剤搬送部材２１１の回転速度、回転回数、および回転のタイミングは、画像形成装置１００の制御部（トナー濃度制御部）によって制御される。

廃現像剤回収容器２１２は、第２排出口２１０ｂａから排出されたトナーやキャリアを収容するための容器であり、上部に形成される受入口２１２ａを介して、廃現像剤搬送容器２１０と連通する。廃現像剤回収容器２１２は、廃現像剤搬送容器２１０に対して着脱可能に構成される。廃現像剤回収容器２１２は、内部に図示しないセンサを有し、廃現像剤回収容器２１２内がトナーやキャリアで満杯になると、このセンサが感知し、その結果、画像形成装置１００は、ユーザに対して、廃現像剤回収容器２１２内が満杯になったことを報知する。これによって、ユーザは、廃現像剤回収容器２１２内が満杯になったときに、廃現像剤回収容器２１２を交換することができる。

以上のように構成される現像装置２００によれば、現像槽２０１内において、２成分現像剤は、第１搬送路Ｐ、第１連通路Ｒ、第２搬送路Ｑ、第２連通路Ｓ、という順序で循環搬送される。循環搬送される２成分現像剤のうちの一部は、第２搬送路Ｑにおいて、現像ローラ２０４の表面に担持され、担持された２成分現像剤中のトナーは、感光体ドラム２１へと移動して順次消費される。所定量のトナーが消費されたことをトナー濃度検知センサ２０８が検知すると、未使用のトナーおよびキャリアが現像剤カートリッジ３００から第１搬送路Ｐ内へ供給される。供給されたトナーおよびキャリアは、第１搬送路Ｐ内で搬送されながら、既に貯留されていた２成分現像剤中に拡散する。これによって、現像槽２０１に貯留される２成分現像剤のトナー濃度が上昇するとともに、現像槽２０１に貯留される２成分現像剤の嵩が増す。２成分現像剤の嵩が増すことによって、余剰の２成分現像剤が排出口２０１ｄから排出されることになり、その結果、未使用のトナーおよびキャリアの代わりに、劣化したトナーやキャリアを現像槽２０１から排出することができる。

なお、既に現像槽２０１に貯留されていた２成分現像剤の流動性が低下している場合、現像槽２０１に新たな２成分現像剤が供給されて２成分現像剤の嵩が増したときに、第１搬送部材２０２の第１螺旋羽根２０２ｂによる攪拌搬送によって、２成分現像剤面が波打つことがある。２成分現像剤面が波打つと、現像槽２０１の排出口２０１ｄから排出される２成分現像剤量がばらつき、２成分現像剤の供給量と比較して、はるかに多量またははるかに少量の２成分現像剤が、排出口２０１ｄから排出されることになってしまう。しかしながら、現像装置２００では、排出口２０１ｄよりも第２方向Ｘ１上流側に多重螺旋構造の大径螺旋羽根２０２ｂｂが設けられるので、２成分現像剤面が波打っている場合に、波のピッチを狭くすることができ、排出口２０１ｄから排出される２成分現像剤量のばらつきを抑えることができる。

また、現像装置２００では、第１搬送部材２０２において排出口２０１ｄに臨む位置に小径螺旋羽根２０２ｂｄが設けられ、排出口２０１ｄに臨まない位置に大径螺旋羽根２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃが設けられる。小径螺旋羽根２０２ｂｄおよび大径螺旋羽根２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃは、回転の際の摩擦によって２成分現像剤を第１方向Ｚ上下に変位させ、２成分現像剤面を波打たせるが、外径Ｌ_２が比較的小さい小径螺旋羽根２０２ｂｄは、２成分現像剤面からの距離が比較的遠く、２成分現像剤面の波打ちを比較的生じさせ難い。したがって、小径螺旋羽根２０２ｂｄは、２成分現像剤面の波打ちを抑えつつ、２成分現像剤を第２方向Ｘ１に搬送することができ、２成分現像剤の滞留を抑えることができる。

また現像装置２００では、排出口２０１ｄが、第１搬送部材２０２が設けられる第１搬送路Ｐの、第２方向Ｘ１下流側において第１連通路Ｒと連なる部分に臨んで形成される。この部分は、第１搬送部材２０２によって搬送される２成分現像剤が滞留し易い部分であり、このような２成分現像剤が滞留し易い部分に臨んで排出口２０１ｄが形成されることで、２成分現像剤面の波打ちを抑えた状態で２成分現像剤を排出口２０１ｄから排出させ易くすることができる。

上述したように、現像装置２００は、現像槽２０１の排出口２０１ｄから廃現像剤搬送容器２１０へ排出された２成分現像剤を、廃現像剤搬送部材２１１によって該廃現像剤搬送容器２１０の第２排出口２１０ｂａへ向けて搬送し、第２排出口２１０ｂａから排出させることができる。廃現像剤搬送部材２１１が回転せず、２成分現像剤を搬送しない場合、廃現像剤搬送容器２１０において排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下方に２成分現像剤が堆積し、そのまま廃現像剤搬送部材２１１が回転しない状態が続くと、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａ内にさらに２成分現像剤が堆積していき、排出口２０１ｄから廃現像剤搬送容器２１０への２成分現像剤の排出を行うことができなくなる。廃現像剤搬送部材２１１の回転のタイミングは、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３による、現像槽２０１への２成分現像剤の補給のタイミングに基づいて、トナー濃度制御部によって決定される。

現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３は、現像槽２０１内の２成分現像剤中のトナー濃度が目標値よりも低いときに、トナー濃度制御部によって、第１の所定量の２成分現像剤を現像槽２０１へ補給するための第１の所定回数だけ回転するように制御（第１制御）されるか、または、第１の所定量よりも少ない第２の所定量の２成分現像剤を現像槽２０１へ補給するための第２の所定回数だけ回転するように制御（第２制御）される。ここで、第１の所定量は、廃現像剤搬送容器２１０の、現像槽２０１の排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方における容量に対応した値であり、より詳細には、第１筒部２１０ａの、現像槽２０１の排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方における容量の値以上、かつ、第１筒部２１０ａの、現像槽２０１の排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方における容量と、第２筒部２１０ｂの容量の、第１筒部２１０ａと接続されている部分から第２排出口２１０ｂａが形成されている部分までの容量とを加算した値以下である。また、第２の所定量は、第１の所定量よりも小さな値であり、第１筒部２１０ａの、現像槽２０１の排出口２０１ｄの第１方向Ｚ下端よりも第１方向Ｚ下方における容量の値未満である。

図９は、トナー濃度制御部によって第１制御が行われる場合のフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、現像装置２００の現像直後に行われる。ステップＳ１では、トナー濃度検知センサ２０８によって現像槽２０１内のトナー濃度が測定され、該トナー濃度の測定結果が、トナー濃度制御部に入力される。

ステップＳ２では、トナー濃度制御部は、予め定められるトナー濃度の目標値と、ステップＳ１で入力されたトナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度の測定結果とを比較する。測定結果が目標値未満である場合はステップＳ３へ進み、測定結果が目標値以上である場合には、処理を終了する。

ステップＳ３では、トナー濃度制御部は、第１制御として、上記第１の所定量に対応する回転数である上記第１の所定回数だけ、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３を回転させるように制御する。これによって、現像剤カートリッジ３００から現像槽２０１へ、上記第１の所定量の２成分現像剤が補給される。

ステップＳ４では、トナー濃度制御部は、廃現像剤搬送容器２１０内の廃現像剤搬送部材２１１を第３の所定回数だけ回転させ、廃現像剤搬送容器２１０内の２成分現像剤を現像槽２０１の排出口２０１ｄから遠ざけ、処理を終了する。第３の所定回数は、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａ内および第１筒部２１０ａの第１方向Ｚ下方に堆積した２成分現像剤を、第１筒部２１０ａ内および第１筒部２１０ａの第１方向Ｚ下方から移動させる回転数であり、より詳細には、廃現像剤搬送容器２１０内の、上記第１の所定量の現像剤を排出させる回転数であり、上記第１の所定回数に対応する値である。たとえば、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３の排出羽根３０３ｂのピッチに対して、廃現像剤搬送部材２１１の螺旋羽根のピッチが１／２である場合、廃現像剤搬送部材２１１の１回転あたりの搬送量は現像剤排出部材３０３の１回転あたりの搬送量の１／２になるので、この場合は、現像剤排出部材３０３の回転数である上記第１の所定回数を、廃現像剤搬送部材２１１の回転数である上記第３の所定回数の２倍にする。

このようなトナー濃度制御部による第１制御によれば、現像槽２０１内のトナー濃度が下がると、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３が回転することによって、該現像剤カートリッジ３００から現像槽２０１内へ、第１の所定量の２成分現像剤が補給され、このように第１の所定量の２成分現像剤の補給が行われたときにのみ、廃現像剤搬送部材２１１が回転する。この廃現像剤搬送部材２１１の回転数は、第１の所定量に対応する第３の所定回数である。したがって、補給された量以上の２成分現像剤は、廃現像剤搬送容器２１０から廃現像剤回収容器２１２へは排出されないことになる。また、現像槽２０１内のトナー濃度が下がらなければ、２成分現像剤の補給は行われず、その結果、廃現像剤搬送部材２１１は回転しない。よって、第１搬送部材２０２の攪拌搬送による飛散などで廃現像剤搬送容器２１０へ排出された２成分現像剤は、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａ内に堆積することになり、現像槽２０１の排出口２０１ｄから排出される２成分現像剤の量は第１筒部２１０ａの容量を超え難くなる。よって、低カバレッジ画像を多量に印刷するときであっても、２成分現像剤が排出口２０１ｄから不所望に排出されることが抑制され、現像槽２０１内の２成分現像剤が極端に少なくなることを防止できる。

図１０は、トナー濃度制御部によって第２制御が行われる場合のフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、現像装置２００の現像直後に行われる。ステップＴ１では、トナー濃度検知センサ２０８によって現像槽２０１内のトナー濃度が測定され、該トナー濃度の測定結果が、トナー濃度制御部に入力される。

ステップＴ２では、トナー濃度制御部は、予め定められるトナー濃度の目標値と、ステップＴ１で入力されたトナー濃度検知センサ２０８によるトナー濃度の測定結果とを比較する。測定結果が目標値未満である場合はステップＴ３へ進み、測定結果が目標値以上である場合には、処理を終了する。

ステップＴ３では、トナー濃度制御部は、第２制御として、上記第２の所定量に対応する回転数である上記第２の所定回数だけ、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３を回転させるように制御する。第２の所定回数は、現像剤排出部材３０３の回転によって、現像槽２０１内のトナー濃度がわずかに上昇するような回転数であり、たとえば、１〜１０である。ステップＴ３によって、現像剤カートリッジ３００から現像槽２０１へ、上記第２の所定量の２成分現像剤が補給される。

ステップＴ４では、トナー濃度制御部は、現像剤排出部材３０３の累積回転数Ｐ_１に、上記第２の所定回数を加算する。なお、累積回転数Ｐ_１の初期値は０である。ステップＴ５では、トナー濃度制御部は、累積回転数Ｐ_１と上記第１の所定回数とを比較する。累積回転数Ｐ_１が第１の所定回数以上である場合はステップＴ６へ進み、累積回転数Ｐ_１が第１の所定回数未満である場合はステップＴ１へ戻る。

ステップＴ６では、トナー濃度制御部は、廃現像剤搬送容器２１０内の廃現像剤搬送部材２１１を上記第３の所定回数だけ回転させ、廃現像剤搬送容器２１０内の２成分現像剤を現像槽２０１の排出口２０１ｄから遠ざけるとともに、累積回転数Ｐ_１を０にリセットし、ステップＴ１へ戻る。

このようなトナー濃度制御部による第２制御によれば、現像槽２０１内のトナー濃度が下がると、現像剤カートリッジ３００の現像剤排出部材３０３が回転することによって、該現像剤カートリッジ３００から現像槽２０１内へ、第２の所定量の２成分現像剤が補給される。現像剤排出部材３０３の累積回転数Ｐ_１が上記第１の所定回数を超え、第１の所定量以上の２成分現像剤の補給が行われたときにのみ、廃現像剤搬送部材２１１が回転する。この廃現像剤搬送部材２１１の回転数は、第１の所定量に対応する第３の所定回数である。したがって、補給された量以上の２成分現像剤は、廃現像剤搬送容器２１０から廃現像剤回収容器２１２へは排出されないことになる。また、現像槽２０１内のトナー濃度が下がらなければ、２成分現像剤の補給は行われず、その結果、廃現像剤搬送部材２１１は回転しない。よって、第１搬送部材２０２の攪拌搬送による飛散などで廃現像剤搬送容器２１０へ排出された２成分現像剤は、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａ内に堆積することになり、現像槽２０１の排出口２０１ｄから排出される２成分現像剤の量は第１筒部２１０ａの容量を超え難くなる。よって、低カバレッジ画像を多量に印刷するときであっても、２成分現像剤が排出口２０１ｄから不所望に排出されることが抑制され、現像槽２０１内の２成分現像剤が極端に少なくなることを防止できる。また、第２制御によれば、このような処理が、トナー濃度が目標値以上になるまで繰り返されるので、確実に、トナー濃度を目標値以上にすることができる。

次に、画像形成装置１００の変形例について説明する。変形例では、廃現像剤搬送容器２１０および廃現像剤回収容器２１２の構成以外は、上述した形態と同様である。図１１は、変形例の現像装置２００の排出口２０１ｄ付近の様子を示す図である。図１２は、図１１に示す線ＸＩＩ−ＸＩＩを切断面線とする現像装置２００の断面図である。図１３は、図１２で示す断面に対して垂直な方向に見たときの現像装置２００の外観図である。図１１は図６に対応し、図１２は図７に対応し、図１３は図８に対応する。以下の説明は、すべて変形例についてのものである。

図１１に示すように、変形例では、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａの内部空間の、現像槽２０１の排出口２０１ｄと連通する部分は、湾曲しており、第１空間２１０ａａと第２空間２１０ａｂとを形成している。第１空間２１０ａａと第２空間２１０ａｂとに隣接する第１筒部２１０ａの第１壁部２１０ａｃは、傾斜面２１０ａｄを形成している。具体的には、第１壁部２１０ａｃの傾斜面２１０ａｄは、第３方向Ｙ右方へ進むにつれて第１方向Ｚ上方に進むように傾斜しており、第１方向Ｚ上端部２１０ａｅにおいて、第１空間２１０ａａと第２空間２１０ａｂとが連通している。トナー濃度制御部が廃現像剤搬送部材２１１を回転させないとき、第２空間２１０ａｂに２成分現像剤が堆積し、第１壁部２１０ａｃの第１方向Ｚ上端部２１０ａｅまで２成分現像剤が到達した状態になると、現像槽２０１内の２成分現像剤が飛散し、排出口２０１ｄから第２空間２１０ａｂへ流出しても、該２成分現像剤は第１空間２１０ａａ側へ崩れ落ち、崩れ落ちた２成分現像剤は第１壁部２１０ａｃの傾斜面２１０ａｄを滑り落ちて、排出口２０１ｄを介して現像槽２０１内に戻ることになる。したがって、変形例では、２成分現像剤の不所望な流出をより抑えることができる。なお、２成分現像剤が、現像槽２０１の、排出口２０１ｄに臨む端部２０１ｅに堆積しないように、該端部２０１ｅは、第１壁部２１０ａｃの傾斜面２１０ａｄと同じ方向に傾斜していることが好ましい。

また、図１１に示すように、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａには、第１壁部２１０ａｃに臨み、該第１壁部２１０ａｃとともに第１空間２１０ａａを規定する第２壁部２１０ａｆが設けられる。第２壁部２１０ａｆの、第１壁部２１０ａｃに臨む面は、第１壁部２１０ａｃの傾斜面２１０ａｄと同じ方向に傾斜しており、第２壁部２１０ａｆの第１方向Ｚ下端部２１０ａｇは、第１壁部２１０ａｃの第１方向Ｚ上端部２１０ａｅよりも、第１方向Ｚにおいて下方に設けられる。このような第２壁部２１０ａｆを設けることにより、現像槽２０１内で飛散した２成分現像剤を、排出口２０１ｄから第２空間２１０ａｂへ流出し難くすることができる。

また、図１１に示すように、廃現像剤搬送容器２１０の第１筒部２１０ａには、第２空間２１０ａｂに臨み、傾斜面２１０ａｈを形成する第３壁部２１０ａｉが設けられる。第３壁部２１０ａｉの傾斜面２１０ａｈは、第３方向Ｙ左方に進むにつれて第１方向Ｚ上方に進むように傾斜している。したがって、第２空間２１０ａｂにおいて第１壁部２１０ａｃの第１方向Ｚ上端部２１０ａｅよりも第１方向Ｚ上方に２成分現像剤が堆積した場合、該２成分現像剤は第１空間２１０ａａに向かって傾斜して堆積することになる。よって、第２空間２１０ａｂにおいて第１壁部２１０ａｃの第１方向Ｚ上端部２１０ａｅよりも第１方向Ｚ上方に堆積した２成分現像剤は、第１空間２１０ａａ側へ崩れ落ち易くなっており、これにより、現像槽２０１内で飛散した２成分現像剤が排出口２０１ｄから第２空間２１０ａｂへ流出しても、流出した２成分現像剤を、排出口２０１ｄを介して現像槽２０１内に戻り易くすることができる。

図１２および図１３に示すように、変形例では、廃現像剤搬送容器２１０の第２筒部２１０ｂの底部は、第２方向Ｘ１へ進むにつれて第１方向Ｚ上方に傾斜している。これにより、トナー濃度制御部が廃現像剤搬送部材２１１を回転させないとき、第１筒部２１０ａ内に２成分現像剤を堆積し易くすることができる。なお、この第２筒部２１０ｂに合わせて、廃現像剤回収容器２１２も傾斜して設けられている。

以上のような変形例において、図９および図１０のフローチャートで示したような、トナー濃度制御部による第１制御または第２制御を行うことで、現像槽２０１内の２成分現像剤が飛散したときに、２成分現像剤の不所望な流出をより抑えることができる。

２０ トナー像形成部
３０ 転写部
４０ 定着部
５０ 記録媒体供給部
６０ 排出部
１００ 画像形成装置
２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｍ，２００ｙ 現像装置
２０１ 現像槽
２０１ｄ 排出口
２０２ 第１搬送部材
２０２ａ 第１回転軸部材
２０２ｂ 第１螺旋羽根
２０２ｂａ，２０２ｂｂ，２０２ｂｃ 大径螺旋羽根
２０２ｂｄ 小径螺旋羽根
２０４ 現像ローラ
２０５ 現像槽カバー
２０７ 隔壁
２１０ 廃現像剤搬送容器
２１１ 廃現像剤搬送部材
２１２ 廃現像剤回収容器
２５０，２５０ｂ，２５０ｃ，２５０ｍ，２５０ｙ 現像剤供給パイプ
３００，３００ｂ，３００ｃ，３００ｍ，３００ｙ 現像剤カートリッジ
３０１ 現像剤収容容器
３０３ 現像剤排出部材

Claims (4)

1. 電子写真方式の画像形成装置において、
   トナーを含む現像剤を表面に静電潜像が形成された像担持体に供給することで該静電潜像をトナーによって現像する現像装置であって、現像剤面が予め定められる高さを超えたときに一部の現像剤を外へ排出するための排出口が形成された、現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置と、
   内部空間が、前記排出口を介して前記現像槽の内部空間と連通する排出現像剤貯留槽と、
   前記排出現像剤貯留槽内に設けられ、前記排出口を介して該排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を前記排出口から遠ざけるように搬送する排出現像剤搬送部と、
   前記現像槽に補給するための現像剤を貯留する補給現像剤貯留槽と、
   前記補給現像剤貯留槽に貯留される現像剤を前記現像槽へ向けて搬送して該現像槽に補給させる補給現像剤搬送部と、を備え、
   前記排出現像剤搬送部は、
   前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達するまでは、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるようには搬送せず、
   前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達すると、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるように搬送することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記所定量は、前記排出現像剤貯留槽の前記排出口の下端よりも下方における容量に対応した値であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記排出現像剤貯留槽は、前記排出口に接続され、下方へ延びる第１筒部と、該第１筒部の下端部に接続され、該第１筒部とは異なる方向に延びる第２筒部と、を含み、
   前記所定量は、前記第１筒部の前記排出口の下端よりも下方における容量の値以上、かつ、前記第１筒部の前記排出口の下端よりも下方における容量と前記第２筒部の容量とを加算した値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. トナーを含む現像剤を表面に静電潜像が形成された像担持体に供給することで該静電潜像をトナーによって現像する現像装置であって、現像剤面が予め定められる高さを超えたときに一部の現像剤を外へ排出するための排出口が形成された、現像剤を貯留する現像槽を備える現像装置と、内部空間が、前記排出口を介して前記現像槽の内部空間と連通する排出現像剤貯留槽と、前記排出現像剤貯留槽内に設けられ、前記排出口を介して該排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を前記排出口から遠ざけるように搬送する排出現像剤搬送部と、前記現像槽に補給するための現像剤を貯留する補給現像剤貯留槽と、前記補給現像剤貯留槽に貯留される現像剤を前記現像槽へ向けて搬送して該現像槽に補給させる補給現像剤搬送部と、を備える電子写真方式の画像形成装置における、前記排出現像剤搬送部および前記補給現像剤搬送部の動作を制御する現像剤補給排出プログラムであって、
   前記排出現像剤搬送部を、
   前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達するまでは、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるようには搬送せず、
   前記補給現像剤搬送部によって前記現像槽へ補給された現像剤量が所定量に達すると、前記排出口を介して前記排出現像剤貯留槽内へ排出されてきた現像剤を該排出口から遠ざけるように搬送するように制御することを特徴とする現像剤補給排出プログラム。

Images