JP6493150B2

JP6493150B2 - 画像形成装置、画像形成方法

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Publication number: JP6493150B2
Application number: JP2015208041A
Authority: JP
Inventors: 賢一玉置
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: US20170115607A1; US9846389B2; JP2017078837A

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

電子写真方式で画像を形成可能なプリンターなどの画像形成装置は、現像部を備える。前記現像部は、感光体ドラムのような像担持体上に形成された静電潜像を現像する。例えば、前記現像部は、現像剤が循環して搬送される循環搬送路、前記循環搬送路において前記現像剤を搬送する搬送部材、及び前記循環搬送路の上側の壁面に設けられた開口部を有する。前記現像部の前記開口部には、前記現像部の内部に前記現像剤を補給する現像剤補給部が接続される。

ここで、前記循環搬送路における前記開口部の下方に前記現像剤の滞留部を形成させて、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給量を前記現像部における前記現像剤の消費量に追従させることが可能な画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。この画像形成装置では、高印字率の印刷が連続して実行される場合に、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給量が前記現像部における前記現像剤の消費量に追いつかず、前記現像部における前記現像剤の保有量が低下することがある。この場合、前記像担持体に供給される前記現像剤の量が不足して、前記画像形成装置で形成される画像に白抜けと呼ばれる不具合が発生することがある。これに対し、高印字率の印刷が連続して実行される場合に、印刷処理の実行を中断する一方で前記搬送部材を用いて前記循環搬送路内の前記現像剤を循環させて、前記現像剤補給部から前記現像部への前記現像剤の補給を継続する現像剤補給モードを実行可能な画像形成装置が知られている。

特開２００５−３４６１１６号公報

ところで、前記現像剤補給モードにおいて、前記現像剤補給部から前記開口部を経由して補給された前記現像剤は、消費されることなく前記循環搬送路内を循環する。そのため、前記現像剤補給モードでは、前記印刷処理の実行時より多量の前記現像剤が前記滞留部の上流側に搬入される。これにより、前記滞留部における圧力が上昇して、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給が妨げられる。即ち、前記現像剤補給モードでは、一定の時間が経過すると、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給量が低下する。そのため、前記現像剤補給モードにおいて、前記現像部への前記現像剤の補給に掛かる時間が長期化する。

本発明の目的は、現像剤補給モードにおける現像剤の補給時間を短縮可能な画像形成装置、及び画像形成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、現像部と、現像剤補給部と、第１回転制御部と、第２回転制御部とを備える。前記現像部は、現像剤が循環して搬送される循環搬送路、前記循環搬送路内の前記現像剤を予め定められた方向に搬送する搬送部材、前記循環搬送路の上側に形成されて外部から補給される前記現像剤を前記循環搬送路に案内する開口部、及び前記搬送部材に設けられて前記現像剤の搬送能力を低減させる低減部を有し、前記循環搬送路を搬送される前記現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する。前記現像剤補給部は、前記開口部に接続されて前記現像部に前記現像剤を補給する。前記第１回転制御部は、画像データに基づいて画像を形成する印刷処理が実行される場合に、前記搬送部材を予め定められた第１速度で回転させる。前記第２回転制御部は、前記印刷処理で連続して印刷される予め定められた基準ページ数の印刷物において１ページ当たりの平均印字率が予め定められた閾値を超える場合に、前記印刷処理の実行を中断させて前記搬送部材を前記第１速度より遅い予め定められた第２速度で回転させる。

本発明の他の局面に係る画像形成方法は、現像剤が循環して搬送される循環搬送路、前記循環搬送路内の前記現像剤を予め定められた方向に搬送する搬送部材、前記循環搬送路の上側に形成されて外部から補給される前記現像剤を前記循環搬送路に案内する開口部、及び前記搬送部材に設けられて前記現像剤の搬送能力を低減させる低減部を有し、前記循環搬送路を搬送される前記現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、前記開口部に接続されて前記現像部に前記現像剤を補給する現像剤補給部と、を備える画像形成装置で実行され、第１ステップ及び第２ステップを含む。前記第１ステップでは、画像データに基づいて画像を形成する印刷処理が実行される場合に、前記搬送部材が予め定められた第１速度で回転される。前記第２ステップでは、前記印刷処理で連続して印刷される予め定められた基準ページ数の印刷物において１ページ当たりの平均印字率が予め定められた閾値を超える場合に、前記印刷処理の実行が中断されて前記搬送部材が前記第１速度より遅い予め定められた第２速度で回転される。

本発明によれば、現像剤補給モードにおける現像剤の補給時間を短縮す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現像部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部の一部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の現像剤補給部の構成を示す図である。図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行される回転制御処理の一例を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を用いた実験結果を示す図である。図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を用いた実験結果を示す図である。

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し、本発明の理解に供する。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１０の概略構成］
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１０の概略構成について説明する。ここで、図１は画像形成装置１０の構成を示す断面模式図である。

画像形成装置１０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共に、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、本発明は、プリンター装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。

図１に示すように、画像形成装置１０は、ＡＤＦ（自動原稿搬送装置）１、画像読取部２、画像形成部３、給紙部４、操作表示部６、及び制御部７を備える。

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。ＡＤＦ１では、前記原稿セット部にセットされた原稿Ｐが複数の前記搬送ローラーにより画像読取部２による画像読取位置を経由して前記排紙部まで搬送される。

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を備える。画像読取部２では、前記原稿台に載置された原稿Ｐ、又はＡＤＦ１により搬送される原稿Ｐから画像データが読み取られる。具体的に、画像読取部２では、前記光源から原稿Ｐに照射されて反射した光が複数の前記ミラー、及び前記光学レンズを経由して前記ＣＣＤに入力されることで、原稿Ｐの画像データが読み取られる。

操作表示部６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。

制御部７は、不図示のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの制御機器を備える。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵ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部である。前記ＲＡＭは揮発性の記憶部であり、前記ＥＥＰＲＯＭは不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭ及び前記ＥＥＰＲＯＭは、前記ＣＰＵ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。制御部７では、前記ＣＰＵにより前記ＲＯＭ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１０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く、画像形成装置１０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は、画像読取部２で読み取られた画像データに基づいて、電子写真方式で画像を形成する印刷処理を実行することが可能である。また、画像形成部３は、外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて前記印刷処理を実行することも可能である。図１に示すように、画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電装置３２、光走査装置（ＬＳＵ）３３、現像部５、現像剤補給部３４、転写ローラー３５、クリーニング装置３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及び排紙トレイ３９を備える。

給紙部４は、画像形成部３において画像が形成されるシートＳを給送する。図１に示すように、給紙部４は、シートＳを収容する給紙カセット４１を備える。給紙部４では、給紙カセット４１に収容されたシートＳが一枚ずつ取り出されて、画像形成部３による画像形成位置まで給送される。

画像形成部３では、給紙部４から供給されるシートＳに以下の手順で画像が形成されて、画像形成後のシートＳが排紙トレイ３９に排出される。なお、シートＳは、紙、コート紙、ハガキ、封筒、及びＯＨＰシートなどのシート材料である。

まず、帯電装置３２によって感光体ドラム３１の表面が所定の電位に一様に帯電される。次に、光走査装置３３により感光体ドラム３１の表面に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の表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は現像部５によってトナー像として現像（可視像化）される。なお、現像部５には、画像形成部３に着脱可能な現像剤補給部３４から現像剤が補給される。ここに、感光体ドラム３１が、本発明における像担持体の一例である。

続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は転写ローラー３５によってシートＳに転写される。その後、シートＳに転写されたトナー像は、シートＳが定着ローラー３７及び加圧ローラー３８の間を通過する際に定着ローラー３７で加熱されて溶融定着する。なお、感光体ドラム３１の表面に残存したトナーはクリーニング装置３６で除去される。

［現像部５及び現像剤補給部３４の構成］
次に、図３〜図５を参照しつつ、現像部５及び現像剤補給部３４について詳細に説明する。ここで、図３は現像部５の構成を示す断面模式図である。また、図４は現像部５の第１搬送部材５２、及び第２搬送部材５３を示す平面模式図である。また、図５は現像剤補給部３４の構成を示す断面模式図である。

現像部５は、現像剤に含まれるトナーを用いて感光体ドラム３１の静電潜像を現像する。例えば、前記現像剤は、磁性トナーを主成分とする１成分現像剤である。なお、前記現像剤は、非磁性トナーを主成分とする１成分現像剤であってもよい。

図３及び図４に示すように、現像部５は、ハウジング５１、第１搬送部材５２、第２搬送部材５３、現像ローラー５４、及び規制部材５５を備える。

ハウジング５１は、現像部５の各構成部材を収容すると共に、前記現像剤を収容する。ハウジング５１は、画像形成装置１０の左右方向（図３における紙面奥行方向）に沿って長尺状である。図３及び図４に示すように、ハウジング５１の内部は、仕切壁５１Ａによって第１搬送路５１Ｂ及び第２搬送路５１Ｃに区分されている。仕切壁５１Ａは、ハウジング５１の長手方向に沿って長尺状に設けられている。仕切壁５１Ａの長手方向における両端部には、第１搬送路５１Ｂ及び第２搬送路５１Ｃを連通させる連通路５１Ｆ〜５１Ｇが設けられている。

図３に示すように、ハウジング５１の第１搬送路５１Ｂにおける上側の壁面には、開口部５１Ｄが設けられている。開口部５１Ｄは、現像剤補給部３４から補給される前記現像剤を第１搬送路５１Ｂに案内する貫通孔である。ハウジング５１の第２搬送路５１Ｃにおける後端部には、開口部５１Ｅが設けられている。画像形成装置１０において、現像部５は、開口部５１Ｅが感光体ドラム３１に対向する位置に配置される。

図５に示すように、現像剤補給部３４は、現像部５の開口部５１Ｄに接続される。現像剤補給部３４は、現像部５に補給される前記現像剤を収容する。現像剤補給部３４は、画像形成装置１０の左右方向に沿って長尺状であって、画像形成部３に対して着脱可能に構成されている。現像剤補給部３４が画像形成部３に装着された状態で、現像剤補給部３４から開口部５１Ｄに前記現像剤を補給可能になる。

現像剤補給部３４の内部には、搬送部材３４１が設けられている。搬送部材３４１は、現像剤補給部３４に収容されている前記現像剤を現像剤補給部３４から開口部５１Ｄに連続して供給する。搬送部材３４１は、現像剤補給部３４の長手方向の両端の壁面に回転可能に支持されている。例えば、搬送部材３４１は、回転軸に沿って形成された螺旋羽を有する搬送スクリューである。なお、図５では、搬送部材３４１は現像剤補給部３４に収容される前記現像剤の内部にあるため、破線で示されている。搬送部材３４１には、モーターなどの駆動部３Ａ（図２参照）から駆動力が供給される。これにより、搬送部材３４１が回転されて、前記螺旋羽により現像剤補給部３４に収容されている前記現像剤が搬送部材３４１の回転軸方向に搬送される。

現像剤補給部３４において、搬送部材３４１の回転軸の下方には開口部５１Ｄに通じる排出口３４Ａが形成されている。搬送部材３４１が回転駆動されると、現像剤補給部３４内の前記現像剤が排出口３４Ａから開口部５１Ｄに供給される。これにより、現像剤補給部３４内の前記現像剤が開口部５１Ｄに移動して、開口部５１Ｄからハウジング５１の第１搬送路５１Ｂに補給される。

第１搬送部材５２は、ハウジング５１の第１搬送路５１Ｂに回転可能に設けられる。例えば、図３及び図４に示すように、第１搬送部材５２は、回転軸５２Ａに沿って形成された螺旋羽５２Ｂを有する搬送スクリューである。第１搬送部材５２には、駆動部３Ａから駆動力が供給される。これにより、第１搬送部材５２が回転方向５２Ｃに回転されて、螺旋羽５２Ｂにより第１搬送路５１Ｂに収容されている前記現像剤が攪拌されつつ搬送方向５２Ｄに沿って搬送される。また、前記現像剤は、螺旋羽５２Ｂによる攪拌で摩擦帯電する。ここに、第１搬送部材５２が、本発明における搬送部材の一例である。また、搬送方向５２Ｄが、本発明における予め定められた方向の一例である。

第１搬送部材５２により搬送される前記現像剤は、第１搬送路５１Ｂの搬送方向５２Ｄにおける下流側に設けられた連通路５１Ｆを経由して第２搬送路５１Ｃに収容される。

第２搬送部材５３は、ハウジング５１の第２搬送路５１Ｃに回転可能に設けられる。例えば、図３及び図４に示すように、第２搬送部材５３は、回転軸５３Ａに沿って形成された螺旋羽５３Ｂを有する搬送スクリューである。第２搬送部材５３には、駆動部３Ａから駆動力が供給される。これにより、第２搬送部材５３が回転方向５３Ｃに回転されて、螺旋羽５３Ｂにより第２搬送路５１Ｃに収容されている前記現像剤が攪拌されつつ搬送方向５３Ｄに沿って搬送される。また、前記現像剤は、螺旋羽５３Ｂによる攪拌で摩擦帯電する。

第２搬送部材５３により搬送される前記現像剤の一部は、現像ローラー５４に供給される。現像部５は、第２搬送部材５３から現像ローラー５４に供給される前記現像剤を用いて、感光体ドラム３１上に形成された静電潜像を現像する。

また、第２搬送部材５３により搬送される前記現像剤の残部は、第２搬送路５１Ｃの搬送方向５３Ｄにおける下流側に設けられた連通路５１Ｇを経由して第１搬送路５１Ｂに収容される。即ち、現像部５では、第１搬送路５１Ｂ、連通路５１Ｆ、第２搬送路５１Ｃ、及び連通路５１Ｇにより、前記現像剤が循環搬送される循環搬送路が形成されている。そして、現像部５では、ハウジング５１に収容された前記現像剤が、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３により前記循環搬送路内を循環して搬送される。

ここで、画像形成装置１０では、図４に示すように、第１搬送部材５２に低減部５２Ｅが設けられている。低減部５２Ｅは、第１搬送部材５２による前記現像剤の搬送能力を低減させる。例えば、低減部５２Ｅでは、螺旋羽５２Ｂが切除されて、その外径が他の部分より小さく形成されている。これにより、第１搬送路５１Ｂにおいて低減部５２Ｅが設けられた領域では、前記現像剤の搬送量が低減されて、前記現像剤の滞留部Ｔ（図５参照）が形成される。なお、低減部５２Ｅにおいて、螺旋羽５２Ｂの回転軸５２Ａの軸方向における配置間隔が他の部分より短く設定されていてもよい。また、低減部５２Ｅにおいて、螺旋羽５２Ｂに切欠きが設けられていてもよい。また、低減部５２Ｅにおいて、回転軸５２Ａと平行なリブ部材が螺旋羽５２Ｂの周縁部に等間隔に配置されていてもよい。

また、画像形成装置１０では、図４に示すように、開口部５１Ｄが低減部５２Ｅの上側に形成されている。例えば、開口部５１Ｄは、低減部５２Ｅにおける搬送方向５２Ｄの下流側の上側に形成されている。そのため、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給は、低減部５２Ｅにより開口部５１Ｄの下方に形成される前記現像剤の滞留部Ｔによって制限される。具体的に、画像形成装置１０では、前記印刷処理が実行されて前記循環搬送路で保有される前記現像剤が減少すると、滞留部Ｔによる開口部５１Ｄから搬入される前記現像剤を現像剤補給部３４に押し戻す圧力が弱まって、現像剤補給部３４から前記現像剤が補給される。一方、画像形成装置１０では、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給により前記循環搬送路で保有される前記現像剤が増加すると、滞留部Ｔによる開口部５１Ｄから搬入される前記現像剤を現像剤補給部３４に押し戻す圧力が強まって、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給が停止される。即ち、画像形成装置１０では、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量が、現像部５における前記現像剤の消費量に追従する。

現像ローラー５４は、ハウジング５１において回転可能に設けられる。図３に示すように、現像ローラー５４は、第２搬送路５１Ｃにおいて第２搬送部材５３よりも画像形成装置１０の後方側の位置で、第２搬送部材５３に対向して設けられる。現像ローラー５４は、周面５４Ｂの一部が開口部５１Ｅからハウジング５１の外部に露出している。ハウジング５１の外部に露出する周面５４Ｂの一部は、感光体ドラム３１と対向する。現像ローラー５４は、ハウジング５１に収容される前記現像剤を周面５４Ｂに保持する。

図３に示すように、現像ローラー５４は、現像スリーブ５４１及び磁石５４２を有する。現像スリーブ５４１は、円筒状であって、ハウジング５１において回転可能に設けられる。例えば、現像スリーブ５４１は、アルミニウム等の非磁性素材によって形成される。例えば、現像スリーブ５４１の周面は、前記現像剤の保持量及び摩擦量を調整するために粗面化処理が施される。

磁石５４２は、現像スリーブ５４１の内部において固定して設けられる。磁石５４２は、複数の磁極を有する。例えば、磁石５４２は、規制部材５５に対向する位置にピーク磁力を生じさせる規制極、及び感光体ドラム３１に対向する位置にピーク磁力を生じさせる現像極等を有する。

現像ローラー５４では、磁石５４２の磁極により、磁性を有する前記現像剤が周面５４Ｂに引き付けられる。一方、前記現像剤は、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３による攪拌で摩擦帯電しており、静電気力によって周面５４Ｂに付着する。そのため、第２搬送部材５３により搬送される前記現像剤の一部は、第２搬送部材５３と現像ローラー５４とが対向する供給位置Ｐ１（図３参照）において、周面５４Ｂに付着する。これにより、周面５４Ｂに前記現像剤が保持される。

現像ローラー５４には、駆動部３Ａから駆動力が供給される。これにより、現像ローラー５４が回転方向５４Ａへ回転されて、周面５４Ｂに保持された前記現像剤が供給位置Ｐ１から、感光体ドラム３１と対向する現像位置Ｐ２（図３参照）に搬送される。なお、磁性トナーに替えて磁性を有しない非磁性トナーからなる１成分現像剤が用いられる場合は、現像スリーブ５４１内に磁極を設ける必要はない。

規制部材５５は、現像ローラー５４の周面５４Ｂに対して隙間を隔てて設けられる。図３に示すように、規制部材５５は、供給位置Ｐ１よりも回転方向５４Ａにおける下流側であって、現像位置Ｐ２よりも回転方向５４Ａにおける上流側の位置に設けられる。規制部材５５は、ハウジング５１の長手方向に沿って長尺状に設けられる。例えば、規制部材５５はブレード状であって、磁性を有する金属等により形成される。現像ローラー５４の周面５４Ｂに保持された前記現像剤は、規制部材５５によりその層厚が規制される。これにより、現像ローラー５４の周面５４Ｂに均等な厚みの前記現像剤の薄層が形成される。なお、規制部材５５と現像ローラー５４の周面５４Ｂとの間の隙間は、規制部材５５により形成される前記現像剤の層厚に応じて任意に設定されるものであってよい。

ところで、画像形成装置１０では、高印字率の印刷が連続して実行される場合に、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量が現像部５における前記現像剤の消費量に追いつかず、現像部５における前記現像剤の保有量が低下することがある。この場合、感光体ドラム３１に供給される前記現像剤の量が不足して、画像形成装置１０で形成される画像に白抜けと呼ばれる不具合が発生することがある。これに対し、高印字率の印刷が連続して実行される場合に、前記印刷処理の実行を中断する一方で第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を用いて前記循環搬送路内の前記現像剤を循環させて、現像剤補給部３４から現像部５への前記現像剤の補給を継続する現像剤補給モードを実行可能な画像形成装置が知られている。

ここで、前記現像剤補給モードにおいて、現像剤補給部３４から開口部５１Ｄを経由して補給された前記現像剤は、消費されることなく前記循環搬送路内を循環する。そのため、前記現像剤補給モードでは、前記印刷処理の実行時より多量の前記現像剤が滞留部Ｔ（図５参照）の搬送方向５２Ｄにおける上流側に搬入される。これにより、滞留部Ｔにおける圧力が上昇して、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給が妨げられる。即ち、前記現像剤補給モードでは、一定の時間が経過すると、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量が低下する。これに対し、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０では、以下に説明するように、前記現像剤補給モードにおける現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量の低下を抑制して、前記現像剤補給モードにおける前記現像剤の補給時間を短縮することが可能である。

具体的に、制御部７の前記ＲＯＭには、制御部７の前記ＣＰＵに後述の回転制御処理（図６のフローチャート参照）を実行させるための回転制御プログラムが予め記憶されている。なお、前記回転制御プログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、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前記ＥＥＰＲＯＭ等にインストールされてもよい。

そして、制御部７は、図２に示すように、第１回転制御部７１、第２回転制御部７２、及び再開処理部７３を含む。具体的に、制御部７は、前記ＣＰＵを用いて前記ＲＯＭに記憶されている前記回転制御プログラムを実行する。これにより、制御部７は、第１回転制御部７１、第２回転制御部７２、及び再開処理部７３として機能する。

第１回転制御部７１は、画像形成部３により前記印刷処理が実行される場合に、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を予め定められた第１速度で回転させる。例えば、第１回転制御部７１は、駆動部３Ａに制御信号を送信して、駆動部３Ａに第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第１速度で回転させる。なお、前記第１速度は、画像形成装置１０の印刷速度に応じた適宜の値に設定される。

第２回転制御部７２は、予め定められたモード移行条件を充足する場合に、前記印刷処理の実行を中断させて、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第１速度より遅い予め定められた第２速度で回転させる。即ち、画像形成装置１０では、第２回転制御部７２により第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３が前記第２速度で回転されている状態が、前記現像剤補給モードである。

具体的に、前記モード移行条件は、前記印刷処理で連続して印刷される予め定められた基準ページ数の印刷物において１ページ当たりの平均印字率が予め定められた閾値を超える場合である。例えば、画像形成装置１０では、前記基準ページ数が２５０ページに設定されており、前記閾値が５０パーセントに設定されている。なお、前記基準ページ数及び前記閾値は、操作表示部６に対するユーザーの操作により任意に設定されてよい。

例えば、第２回転制御部７２は、前記印刷処理で１ページ分の印刷物が出力される毎に、画像データに基づいて１ページ分の印刷物の印字率を取得する。そして、第２回転制御部７２は、前記印刷処理で印刷される印刷物の累計ページ数が前記基準ページ数に到達した場合に、前記基準ページ数分の印刷物の１ページ当たりの平均印字率を算出する。また、第２回転制御部７２は、前記累計ページ数が前記基準ページ数を超えた後は、１ページ分の印刷物が出力される毎に、出力された印刷物から遡った前記基準ページ数分の印刷物の１ページ当たりの平均印字率を算出する。

なお、第２回転制御部７２は、前に実行された前記印刷処理における前記累計ページ数及び次に実行される前記印刷処理における前記累計ページ数の合計が前記基準ページ数に到達した場合に、前記基準ページ数分の印刷物の１ページ当たりの平均印字率を算出してもよい。

例えば、第２回転制御部７２は、前記モード移行条件を充足する場合に、制御部７からの光走査装置３３への画像データの入力を停止させると共に、不図示の電源による帯電装置３２及び転写ローラー３５への電圧の印加を停止させて、前記印刷処理の実行を中断させる。

そして、第２回転制御部７２は、駆動部３Ａに制御信号を送信して、駆動部３Ａに第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第２速度で回転させる。例えば、前記第２速度は、前記第１速度の半分の速度である。なお、第２回転制御部７２は、第２搬送部材５３の回転速度を減速せずに、第１搬送部材５２だけを前記第２速度で回転させてもよい。

再開処理部７３は、予め定められた補給時間の経過後に、前記印刷処理の実行を再開する。例えば、画像形成装置１０では、前記補給時間が３分に設定されている。なお、前記補給時間は、操作表示部６に対するユーザーの操作により任意に設定されてよい。

例えば、再開処理部７３は、前記補給時間の経過後に、制御部７からの光走査装置３３への画像データの入力を再開させると共に、不図示の電源による帯電装置３２及び転写ローラー３５への電圧の印加を再開させて、前記印刷処理の実行を再開させる。

また、再開処理部７３は、前記印刷処理の中断時における残りの印刷ページ数が予め定められた特定ページ数未満である場合に、前記補給時間を短縮させる。例えば、画像形成装置１０では、前記特定ページ数が１０ページに設定されている。なお、前記特定ページ数は、操作表示部６に対するユーザーの操作により任意に設定されてよい。

例えば、再開処理部７３は、前記印刷処理の中断時における残りの印刷ページ数が前記特定ページ数未満である場合に、前記補給時間を半分の時間に短縮させる。

なお、第２回転制御部７２は、再開処理部７３により前記補給時間が短縮された場合において、前記印刷処理の終了後に、短縮された時間の分だけ第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第２速度で回転させてもよい。

［回転制御処理］
以下、図６を参照しつつ、画像形成装置１０において制御部７により実行される回転制御処理の手順の一例と共に、本発明の画像形成方法について説明する。ここで、ステップＳ１、Ｓ２・・・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。なお、前記回転制御処理は、画像形成装置１０において前記印刷処理が実行される場合に、前記印刷処理と共に実行される。

＜ステップＳ１＞
まず、ステップＳ１において、制御部７は、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第１速度で回転させる。例えば、制御部７は、駆動部３Ａに制御信号を送信して、駆動部３Ａに第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第１速度で回転させる。ここに、ステップＳ１の処理が、本発明における第１ステップの一例であって、制御部７の第１回転制御部７１により実行される。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ２において、制御部７は、前記印刷処理が終了したか否かを判断する。

ここで、制御部７は、前記印刷処理が終了したと判断すると（Ｓ２のＹｅｓ側）、前記回転制御処理を終了する。また、前記印刷処理が終了していなければ（Ｓ２のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ３に移行させる。

＜ステップＳ３＞
ステップＳ３において、制御部７は、前記モード移行条件を充足したか否かを判断する。

例えば、制御部７は、前記印刷処理で１ページ分の印刷物が出力される毎に、画像データに基づいて１ページ分の印刷物の印字率を取得する。続いて、制御部７は、前記印刷処理で印刷される印刷物の累計ページ数が前記基準ページ数に到達した場合に、前記基準ページ数分の印刷物の１ページ当たりの平均印字率を算出する。また、制御部７は、前記累計ページ数が前記基準ページ数を超えた後は、１ページ分の印刷物が出力される毎に、出力された印刷物から遡った前記基準ページ数分の印刷物の１ページ当たりの平均印字率を算出する。そして、制御部７は、算出された平均印字率が前記閾値を超える場合に、前記モード移行条件を充足したと判断する。

ここで、制御部７は、前記モード移行条件を充足したと判断すると（Ｓ３のＹｅｓ側）、処理をステップＳ４に移行させる。また、前記モード移行条件を充足していなければ（Ｓ３のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ２に移行させて、前記印刷処理の終了又は前記モード移行条件の充足を待ち受ける。

＜ステップＳ４＞
ステップＳ４において、制御部７は、前記印刷処理の実行を中断させる。例えば、制御部７は、光走査装置３３への画像データの入力を停止させると共に、不図示の電源による帯電装置３２及び転写ローラー３５への電圧の印加を停止させて、前記印刷処理の実行を中断させる。

＜ステップＳ５＞
ステップＳ５において、制御部７は、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第２速度で回転させる。例えば、制御部７は、駆動部３Ａに制御信号を送信して、駆動部３Ａに第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第２速度で回転させる。ここに、ステップＳ３〜ステップＳ５の処理が、本発明における第２ステップの一例であって、制御部７の第２回転制御部７２により実行される。

第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３の回転速度が前記第２速度に低下されると、前記現像剤補給モードの実行中に開口部５１Ｄから補給された前記現像剤が滞留部Ｔ（図５参照）の搬送方向５２Ｄにおける上流側に到達するまでの時間が長くなる。これにより、前記現像剤補給モードにおいて滞留部Ｔにより現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給が制限されるタイミングが遅延される。従って、前記現像剤補給モードにおける現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量の低下が抑制される。

なお、滞留部Ｔの搬送方向５２Ｄにおける下流端では、第１搬送部材５２の低減部５２Ｅにより搬送される前記現像剤及び開口部５１Ｄから補給される前記現像剤の圧力により前記現像剤の溜りが崩されて、前記現像剤の溜りから崩れた前記現像剤が第１搬送部材５２により搬送される。ここで、第１搬送部材５２の回転速度が前記第１速度から前記第２速度に低下されると、第１搬送部材５２の低減部５２Ｅにおける搬送速度は低下する。しかしながら、低減部５２Ｅにおける前記現像剤の搬送量は、他の部分より少ない。そのため、第１搬送部材５２の回転速度が低下されても、低減部５２Ｅにおける前記現像剤の搬送能力はほとんど低下しない。従って、第１搬送部材５２の回転速度が低下されても、滞留部Ｔの搬送方向５２Ｄにおける下流端での前記現像剤の溜りの崩れ量（滞留部Ｔからの前記現像剤の搬出量）への影響は僅かであって、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量はほとんど低下しない。

＜ステップＳ６＞
ステップＳ６において、制御部７は、前記印刷処理の中断時における残りの印刷ページ数が前記特定ページ数未満であるか否かを判断する。

ここで、制御部７は、前記印刷処理の中断時における残りの印刷ページ数が前記特定ページ数未満であると判断すると（Ｓ６のＹｅｓ側）、処理をステップＳ７に移行させる。また、前記特定ページ数未満でなければ（Ｓ６のＮｏ側）、制御部７は、処理をステップＳ８に移行させる。

＜ステップＳ７＞
ステップＳ７において、制御部７は、前記補給時間を短縮させる。例えば、制御部７は、前記補給時間を半分の時間に短縮させる。

＜ステップＳ８＞
ステップＳ８において、制御部７は、ステップＳ４における前記印刷処理の中断時から前記補給時間が経過したか否かを判断する。なお、制御部７は、ステップＳ７で前記補給時間が短縮された場合は、ステップＳ４における前記印刷処理の中断時からステップＳ７で短縮された前記補給時間が経過したか否かを判断する。

ここで、制御部７は、前記補給時間が経過したと判断すると（Ｓ８のＹｅｓ側）、処理をステップＳ９に移行させる。また、前記補給時間が経過していなければ（Ｓ８のＮｏ側）、制御部７は、ステップＳ８で前記補給時間の経過を待ち受ける。

＜ステップＳ９＞
ステップＳ９において、制御部７は、ステップＳ４で中断された前記印刷処理の実行を再開させる。例えば、制御部７は、光走査装置３３への画像データの入力を再開させると共に、不図示の電源による帯電装置３２及び転写ローラー３５への電圧の印加を再開させて、前記印刷処理の実行を再開させる。ここで、ステップＳ６〜ステップＳ９の処理は、制御部７の再開処理部７３により実行される。

なお、制御部７は、ステップＳ７で前記補給時間が短縮された後にステップＳ２で前記印刷処理が終了したと判断された場合に、短縮された時間の分だけ第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３を前記第２速度で回転させてもよい。

［実施例］
前述の実施形態に係る画像形成装置１０において、前記現像剤補給モードにおける現像部５の前記現像剤の保有量の推移を調査する実験を行った。実験結果を図７に示す。また、前記実験において前記現像剤補給モードの開始時から３分が経過した時点での現像部５の各部における前記現像剤の分布を図８に示す。

なお、前記実験は、画像形成装置１０に印字率５０パーセントの印刷を２５０枚連続して行わせた後に、画像形成装置１０を前記現像剤補給モードに移行させて、前記現像剤補給モード中の現像部５の前記現像剤の保有量を測定する方法により行った。また、前記実験では、前記第１速度を２３．４ｒｐｍとし、前記第２速度を前記第１速度の半分の１１．７ｒｐｍとした。また、前記実験時における画像形成装置１０の仕様は以下の通りである。
ドラム線速：１８３．５３ｍｍ／ｓｅｃ
印字速度：３５ｐｐｍ（ページ／分）
第１搬送部材５２の回転軸５２Ａの径：１０．０ｍｍ
第１搬送部材５２の螺旋羽５２Ｂの配置間隔：２０．０ｍｍ
第１搬送部材５２の螺旋羽５２Ｂの径：２２．５ｍｍ
低減部５２Ｅ：回転軸５２Ａの軸方向に２．５周分の螺旋羽５２Ｂをカットして形成されている
第２搬送部材５３の回転軸５３Ａの径：１０．０ｍｍ
第２搬送部材５３の螺旋羽５３Ｂの配置間隔：２０．０ｍｍ
第２搬送部材５３の螺旋羽５３Ｂの径：２２．５ｍｍ
開口部５１Ｄ：２１．０ｍｍ×８．０ｍｍ

［比較例］
画像形成装置１０において、前記第２速度を前記第１速度と同一の速度に設定して、以上と同様の実験を行った。実験結果を図７に示す。また、前記実験において前記現像剤補給モードの開始時から３分が経過した時点での現像部５の各部における前記現像剤の分布を図８に示す。なお、実験方法は実施例と同様である。

図７に示す実験結果によれば、比較例における画像形成装置１０では、前記現像剤補給モードの開始時から２分が経過した後に現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量が低下している。一方、実施例における画像形成装置１０では、前記現像剤補給モードの開始時から２分が経過した後も現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量が低下せず、３分が経過した後に前記現像剤の補給量が低下している。これは、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３の回転速度が低下されたことで、滞留部Ｔにより現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給が制限されるタイミングが遅延されて、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量の低下が抑制された結果によるものと推測される。

また、図８によれば、第１搬送部材５２の低減部５２Ｅ以外の部分及び第２搬送部材５３において、実施例における画像形成装置１０の方が比較例における画像形成装置１０よりも前記現像剤の保有量が多くなっている。これも、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３の回転速度が低下されたことで、滞留部Ｔにより現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給が制限されるタイミングが遅延されて、現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量の低下が抑制された結果によるものと推測される。

このように、画像形成装置１０では、前記印刷処理において前記モード移行条件を充足する場合に、前記印刷処理の実行が中断されて、第１搬送部材５２及び第２搬送部材５３が前記印刷処理の実行時における前記第１速度より遅い前記第２速度で回転される。これにより、前記現像剤補給モードにおける現像剤補給部３４からの前記現像剤の補給量の低下が抑制されて、前記現像剤補給モードにおける前記現像剤の補給時間が短縮される。

１ＡＤＦ
２画像読取部
３画像形成部
４給紙部
５現像部
６操作表示部
７制御部
１０画像形成装置
５１ハウジング
５２第１搬送部材
５２Ｅ低減部
５３第２搬送部材
５４現像ローラー
５５規制部材
７１第１回転制御部
７２第２回転制御部
７３再開処理部

Claims

現像剤が循環して搬送される循環搬送路、前記循環搬送路内の前記現像剤を予め定められた方向に搬送する搬送部材、前記循環搬送路の上側に形成されて外部から補給される前記現像剤を前記循環搬送路に案内する開口部、及び前記搬送部材に設けられて前記現像剤の搬送能力を低減させる低減部を有し、前記循環搬送路を搬送される前記現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、
前記開口部に接続されて前記現像部に前記現像剤を補給する現像剤補給部と、
画像データに基づいて画像を形成する印刷処理が実行される場合に、前記搬送部材を予め定められた第１速度で回転させる第１回転制御部と、
前記印刷処理で連続して印刷される予め定められた基準ページ数の印刷物において１ページ当たりの平均印字率が予め定められた閾値を超える場合に、前記印刷処理の実行を中断させて前記搬送部材を前記第１速度より遅い予め定められた第２速度で回転させる第２回転制御部と、
を備え、
前記現像剤補給部は、前記第２回転制御部によって前記印刷処理が中断された場合に前記現像部への前記現像剤の補給を継続し、
前記開口部は、前記低減部の上側に形成されており、
前記低減部は、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給量が前記現像部における前記現像剤の消費量に追従するように前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給を制限可能な前記現像剤の滞留部を形成し、
前記搬送部材は、前記循環搬送路において回転可能に設けられ、回転軸に沿って形成された螺旋羽を有する搬送スクリューであって、
前記低減部は、前記螺旋羽の外径が他の部分より小さい画像形成装置。
前記開口部は、前記低減部における前記方向の下流側の上側に形成されている請求項１に記載の画像形成装置。
予め定められた補給時間の経過後に前記印刷処理の実行を再開する再開処理部を更に備える請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記再開処理部は、前記印刷処理の中断時における残りの印刷ページ数が予め定められた特定ページ数未満である場合に、前記補給時間を短縮させる請求項３に記載の画像形成装置。
前記循環搬送路は、第１搬送路及び第２搬送路を含み、
前記搬送部材は、前記第１搬送路において前記現像剤を前記方向に搬送させ、
前記開口部は、前記第１搬送路の上側に形成されており、
前記現像部は、前記第２搬送路を搬送される前記現像剤を用いて前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
現像剤が循環して搬送される循環搬送路、前記循環搬送路内の前記現像剤を予め定められた方向に搬送する搬送部材、前記循環搬送路の上側に形成されて外部から補給される前記現像剤を前記循環搬送路に案内する開口部、及び前記搬送部材に設けられて前記現像剤の搬送能力を低減させる低減部を有し、前記循環搬送路を搬送される前記現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像部と、前記開口部に接続されて前記現像部に前記現像剤を補給する現像剤補給部と、を備える画像形成装置で実行される画像形成方法であって、
画像データに基づいて画像を形成する印刷処理が実行される場合に、前記搬送部材を予め定められた第１速度で回転させる第１ステップと、
前記印刷処理で連続して印刷される予め定められた基準ページ数の印刷物において１ページ当たりの平均印字率が予め定められた閾値を超える場合に、前記印刷処理の実行を中断させて前記搬送部材を前記第１速度より遅い予め定められた第２速度で回転させる第２ステップと、
を含み、
前記現像剤補給部は、前記第２ステップによって前記印刷処理が中断された場合に前記現像部への前記現像剤の補給を継続し、
前記開口部は、前記低減部の上側に形成されており、
前記低減部は、前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給量が前記現像部における前記現像剤の消費量に追従するように前記現像剤補給部からの前記現像剤の補給を制限可能な前記現像剤の滞留部を形成し、
前記搬送部材は、前記循環搬送路において回転可能に設けられ、回転軸に沿って形成された螺旋羽を有する搬送スクリューであって、
前記低減部は、前記螺旋羽の外径が他の部分より小さい画像形成方法。