JP6743587B2

JP6743587B2 - 現像装置および画像形成装置

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Publication number: JP6743587B2
Application number: JP2016168016A
Authority: JP
Inventors: 翔太桜井; 俊一高谷; 憩岡村; 田中　秀明; 秀明田中; 一輝石塚; 圭湯浅
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: US10139755B2; CN107797415A; JP2018036373A; US20180059578A1

Description

本発明は、現像装置および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機、ファクシミリ等）は、帯電した感光体ドラム（像担持体）に対して、画像データに基づくレーザー光を照射（露光）することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像が形成された感光体ドラムへ現像装置よりトナーを供給することにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。さらに、このトナー像を直接または間接的に用紙に転写させた後、定着ニップで加熱、加圧して定着させることにより用紙にトナー像を形成する。

現像装置には、現像装置内の現像剤を撹拌するための撹拌部材を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１Ａは、従来例における現像装置を簡易的に示す断面図である。図１Ｂは、従来例における現像装置の軸方向に対するトナー濃度を示す図である。図１Ｃは、従来例における現像装置の軸方向に対するトナーの帯電量を示す図である。

図１Ａに示すように、現像装置４１２は、現像スリーブ４１２Ａと、現像部４１２Ｂとを有している。現像部４１２Ｂには、現像部４１２Ｂ内の現像剤を撹拌する第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄを有している。

第１撹拌部材４１２Ｃおよび第２撹拌部材４１２Ｄは、仕切り部４１２Ｅで仕切られた領域にそれぞれ配置されており、回転することにより現像剤を現像スリーブ４１２Ａの軸方向に搬送する。その結果、現像剤が矢印Ｘの方向に現像部４１２Ｂ内を移動し、現像部４１２Ｂ内で撹拌される。

このように現像剤が現像部４１２Ｂ内を軸方向に移動すると、現像部４１２Ｂ内のトナーが消費されて新たに補給されたような場合、軸方向に応じてトナーの濃度が変動する。例えば、第１撹拌部材４１２Ｃに対応する位置で新しいトナーが補給された場合、図１Ｂに示すように、第２撹拌部材４１２Ｄに対応する位置では、現像剤の移動方向の上流側から新しいトナーが混ざっていくため、現像剤の移動方向の下流側に向かうにつれトナーの濃度が小さくなる。これに対し、図１Ｃに示すように、トナーの帯電量は、トナーの濃度が小さいほど、キャリアーと混合して帯電しやすくなるので、移動方向の下流側に向かうにつれ大きくなる。

そのため、例えば、Ｂ１サイズ等の軸方向に長い用紙に対応するために現像装置を大サイズ化した場合、トナーの濃度およびトナーの帯電量の軸方向における変動量が、大サイズ化する分だけ大きくなってしまうという問題があった。

このような問題を解決するため、現像部４１２Ｂを現像スリーブ４１２Ａの軸方向に複数並べる構成が考えられる。例えば、現像装置４１２を従来の２倍のサイズにする場合、従来の現像部４１２Ｂを２つ並べる構成となる。そうすると、現像装置４１２を大サイズ化しても、トナーの軸方向への移動量が従来のサイズの構成と変わらないため、トナーの濃度およびトナーの帯電量の軸方向における変動量を従来のサイズの構成と同程度に抑えることができる。

特開２００２−６６３１号公報

ところで、軸方向に長い用紙においては画像形成を行った後、後処理機により断裁されるような用途に用いられる場合がある。このような用途のうち、例えば軸方向における一方側半分にカバレッジの大きい画像形成を行い、軸方向における他方側半分にカバレッジの小さい画像形成を行うような画像形成処理を行う場合が起こり得る。

この場合、軸方向における一方側に対応する現像部４１２Ｂにおいては、トナーが大量に消費されて、軸方向における他方側に対応する現像部４１２Ｂにおいては、トナーがさほど消費されない。そのため、一方側の現像部４１２Ｂにおいて、他方側の現像部４１２Ｂよりもトナーの入れ替わりが起きやすくなり、現像剤に含まれるキャリアーの使用履歴が進行してキャリアーの劣化が早まってしまう。その結果、２つの現像部４１２Ｂ内におけるキャリアーの劣化状態、つまり、現像剤の劣化状態に差が生じやすくなってしまう。

キャリアーが劣化すると、トナーの帯電性が低下するため、トナー飛散が発生するという問題が生じやすくなる。それに加え、一方側の現像部４１２Ｂと、他方側の現像部４１２Ｂとのそれぞれにおいて現像剤の劣化状態が異なると、２つの現像部４１２Ｂでトナーの帯電性が異なり、用紙に形成される画像において濃度ムラが発生するという問題が生じる。

本発明の目的は、複数の現像部を用いる構成において、複数の現像部で現像剤の劣化状態に差が生じることに起因した画像不良を抑制することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。

本発明に係る現像装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を収容し、前記現像剤担持体の軸方向に並ぶ複数の現像部と、
前記複数の現像部のうち隣り合う２つの現像部の境界に配置され、前記２つの現像部を連通させる連通部と、
前記２つの現像部におけるそれぞれの前記現像剤の劣化状態を均一化するように前記連通部を介して前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる場合、前記２つの現像部のそれぞれの現像剤の移動速度を異ならせる制御を行う。

本発明に係る画像形成装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を収容し、前記現像剤担持体の軸方向に並ぶ複数の現像部と、
前記複数の現像部のうち隣り合う２つの現像部の境界に配置され、前記２つの現像部を連通させる連通部と、
前記２つの現像部におけるそれぞれの前記現像剤の劣化状態を均一化するように前記連通部を介して前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる場合、前記２つの現像部のそれぞれの現像剤の移動速度を異ならせる制御を行う。

本発明によれば、複数の現像部で現像剤の劣化状態に差が生じることを抑制することができるので、複数の現像部で現像剤の劣化状態に差が生じることに起因した画像不良を抑制することができる。

従来例における現像装置を簡易的に示す断面図である。従来例における現像装置の軸方向に対するトナー濃度を示す図である。従来例における現像装置の軸方向に対するトナーの帯電量を示す図である。本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。本実施の形態に係る画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。現像装置を上から見た図である。現像装置を簡易的に示す斜視図である。現像装置の軸方向に対するトナー濃度を示す図である。現像装置の軸方向に対するトナーの帯電量を示す図である。軸方向における一方側と他方側とでカバレッジ差の大きいトナー像が形成された用紙を示す図である。連通部を介して現像剤が移動しない場合における印刷枚数に対するトナーの帯電量を示す図である。連通部を介して現像剤が移動する場合における印刷枚数に対するトナーの帯電量を示す図である。画像形成装置の動作例の一例を示すフローチャートである。変形例に係る画像形成装置の動作例の一例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成を概略的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図２、３に示す画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１００を備える。

制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３等を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１００は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１００は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１および操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１００から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況、画像形成装置１の内部の情報等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１００に出力する。

画像処理部３０は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１００の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示および説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、またはＫを添えて示すこととする。図２では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置２００、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、およびドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体（アルミ素管）の周面に、アンダーコート層（ＵＣＬ：Under Coat Layer）、電荷発生層（ＣＧＬ：Charge Generation Layer）、電荷輸送層（ＣＴＬ：Charge Transport Layer）を順次積層した負帯電型の有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo-conductor）である。

帯電装置４１４は、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。感光体ドラム４１３の電荷発生層で正電荷が発生し、電荷輸送層の表面まで輸送されることにより、感光体ドラム４１３の表面電荷（負電荷）が中和される。感光体ドラム４１３の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置２００は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。現像装置２００は、現像剤に含まれるトナーを感光体ドラム４１３に供給することによって感光体ドラム４１３の表面にトナー像を形成する。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に摺接されるドラムクリーニングブレード等を有し、一次転写後に感光体ドラム４１３の表面に残存する転写残トナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４およびベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも一つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。駆動ローラーが回転することにより、中間転写ベルト４２１はＡ方向に一定速度で走行する。中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、制御部１００からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり、一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、バックアップローラー４２３Ｂに二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの表面側、つまり、中間転写ベルト４２１と当接する側にトナーと同極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面であるトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面である定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを狭持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、および搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。

搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対等を有する。給紙トレイユニット５１ａ〜５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。このとき、レジストローラー対５３ａが配設されたレジストローラー部により、給紙された用紙Ｓの傾きが補正されるとともに搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部４０において、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

次に、現像装置２００の詳細について説明する。図４は、現像装置２００を上から見た図である。図５は、現像装置２００を簡易的に示す斜視図である。

図４および図５に示すように、現像装置２００は、Ｂ１サイズ等の軸方向に長い用紙に対応可能なようにサイズとなっており、現像スリーブ２１０と、現像剤筐体２２０とを有している。現像スリーブ２１０は、現像剤を担持する現像剤担持体であり、軸方向の長さが長い用紙に対応した長さとなっている。

現像剤筐体２２０は、それぞれに現像剤を収容した、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂを有している。第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂは、本発明の「複数の現像部」に対応する。

第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内の現像剤は、現像スリーブ２１０に供給される。第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂは、同じ構成となっており、軸方向の中央に対して対称になるように軸方向に並んで配置されている。

また、隣り合う第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂの間には、連通部２３０が設けられており、連通部２３０を介して第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂは連通している。

第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれは、第１撹拌部材２２２と、第２撹拌部材２２３と、トナー濃度検出部２２４と、トナー補給部２２５とを有している。

第１撹拌部材２２２は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおける、第２撹拌部材２２３よりも現像スリーブ２１０から離れた部分に設けられている。第１撹拌部材２２２は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおいて、現像スリーブ２１０の軸方向における中央部に対応する部分から端部に対応する部分に向けて現像剤を移動させる。言い換えると、第１撹拌部材２２２は、軸方向における連通部２３０とは反対側に向けて現像剤を移動させる。

第２撹拌部材２２３は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおける、現像スリーブ２１０に対向する部分に設けられている。第２撹拌部材２２３は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおいて、現像スリーブ２１０の軸方向における端部に対応する部分から中央部に対応する部分に向けて現像剤を移動させる。言い換えると、第２撹拌部材２２３は、軸方向における連通部２３０側に向けて現像剤を移動させる。

また、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれにおいて、第１撹拌部材２２２の第１領域と第２撹拌部材２２３の第２領域とが、仕切り部２２６により仕切られている。仕切り部２２６に仕切られることで、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおける第１領域と第２領域は、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の端部に対応する部分でつながっている。このため、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３が回転することで、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内を現像剤が矢印Ｘ１，Ｘ２の方向に移動して、ひいては第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内の現像剤が撹拌される。

トナー濃度検出部２２４は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのトナーの濃度を検出する。トナー補給部２２５は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれにトナーを補給する。制御部１００は、トナー濃度検出部２２４により検出された検出結果に基づいてトナー補給部２２５におけるトナーの補給量を制御する。

第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内のトナーが消費されて新たにトナーが補給されたような場合、現像剤が第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内を軸方向に移動するので、軸方向に応じてトナーの濃度が変動する。例えば、トナー補給部２２５によりトナーが補給された場合、図６Ａに示すように、第２撹拌部材２２３に対応する位置では、現像剤の移動方向の上流側から新たなトナーが混ざり合うため、移動方向の下流側に向かうにつれトナーの濃度が小さくなる。これに対し、図６Ｂに示すように、トナーの帯電量は、トナーの濃度が小さいほど、キャリアーと混合して帯電しやすくなるので、移動方向の下流側に向かうにつれ大きくなる。

ところで、例えば、図１Ａに示すような従来例において、Ｂ１サイズ等の軸方向に長い用紙に対応するために現像スリーブ２１０の長さ相当に現像部を構成した場合、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、現像部を軸方向に長くする分だけ、トナーの濃度およびトナーの帯電量の軸方向における変動量が大きくなってしまう。しかし、本実施の形態では、サイズを変える前の従来例と同程度の長さである第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂを軸方向に並んで配置するので、トナーの濃度およびトナーの帯電量の軸方向における変動量を、サイズを変える前の従来例と比較して同程度の変動量とすることができる。

また、軸方向に長い用紙においては画像形成を行った後、後処理機により断裁されるような用途に用いられる場合がある。このような用途においては、例えば軸方向における一方側半分にカバレッジの大きい画像形成を行い、軸方向における他方側半分にカバレッジの小さい画像形成を行うような画像形成処理を行う場合が起こり得る。一例として、図７に示すように、第１現像部２２１Ａに対応する部分においては、小カバレッジ（例えば、５％）の画像形成を行い、第２現像部２２１Ｂに対応する部分においては、大カバレッジ（例えば、１００％）の画像形成を行うような場合を例示する。

図７の場合、第２現像部２２１Ｂにおいては、トナーがたくさん消費されて、第１現像部２２１Ａにおいては、トナーがさほど消費されない。第２現像部２２１Ｂには、消費された分だけ新たなトナーが補給され、トナーの入れ替わりが頻繁に行われるのに対し、第１現像部２２１Ａには、さほどトナーが消費されないので、トナーの入れ替わりが頻繁に行われない。

その結果、第２現像部２２１Ｂにおいて、第１現像部２２１Ａよりもキャリアーの使用履歴が進行してキャリアーの劣化が早まってしまうので、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内におけるキャリアーの劣化状態に差が生じやすくなってしまう。

キャリアーが劣化すると、トナーの帯電性が低下するため、トナー飛散が発生するという問題が生じる。それに加え、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれにおいてキャリアーの劣化状態、つまり、現像剤の劣化状態に差が生じると、用紙に形成される画像において濃度ムラが発生するという問題が生じる。

そこで、本実施の形態では、制御部１００は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内の現像剤の劣化状態を均一化するように連通部２３０を介して第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとの間で現像剤を移動させる制御を行う。これにより、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ間で現像剤の劣化状態に差が生じることに起因した画像不良を抑制することができる。以下、連通部２３０および制御部１００による制御について述べる。

図４および図５に示すように、連通部２３０は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおける第２撹拌部材２２３に対応する位置に位置している。連通部２３０が第２撹拌部材２２３に対応する位置に位置することにより、第２撹拌部材２２３により、現像スリーブ２１０の軸方向における中央部に向けて移動する現像剤を、その移動方向に沿ったまま連通部２３０に流れ込ませることができる。

連通部２３０は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの上端部に対応する位置に位置している。連通部２３０が第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの上下方向の全体に亘って形成されていると、連通部２３０に現像剤が大量に流れ込み、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおける現像剤の移動（図５における矢印Ｘ１，Ｘ２）を阻害する可能性がある。

本実施の形態では、連通部２３０が第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの上端部に対応する位置に位置するので、連通部２３０を介して移動してきた現像剤と、現像部内に止まった現像剤とを、連通部２３０の下方の位置で第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内のそれぞれにおいて現像剤を撹拌することができる。そのため、大量の現像剤が連通部２３０に流れ込むことを抑制しつつ、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内のそれぞれにおける現像剤の移動を阻害することを抑制することができる。

連通部２３０は、現像スリーブ２１０に現像剤を供給可能な位置に位置している。連通部２３０内に位置する現像剤を現像スリーブ２１０に供給できないと、現像スリーブ２１０の連通部２３０対応する箇所に画像が形成されないこととなる。しかし、本実施の形態では、連通部２３０の部分でも現像スリーブ２１０に現像剤を供給できるので、現像スリーブ２１０の連通部２３０に対応する箇所にも画像を形成することができる。

また、本実施の形態では、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれに第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３が設けられており、制御部１００の制御の下、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのそれぞれにおいて、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３が独立で回転する。

制御部１００は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂのうち、一方側の現像部の現像剤を他方側の現像部に移動させる際、一方側の現像部の第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を、他方側の現像部の第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数よりも大きくする制御を行う。

具体的には、制御部１００は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応するトナー像のカバレッジの差に基づいて、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を制御する。

トナー像のカバレッジの差は、画像形成条件において設定された第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応するトナー像のカバレッジから算出される。制御部１００は、トナー像のカバレッジ差が１０％以上である場合、所定枚数（例えば、１０００枚）毎に、トナー像のカバレッジが小さい方の現像部における第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を大きくする。

このようにすることで、トナー像のカバレッジが小さい、つまり、トナーの入れ替わりが頻繁に起こらない方の現像部から、トナーの入れ替わりが頻繁に起こってキャリアーの劣化の割合が大きい方の現像部に現像剤を移動させることができる。その結果、第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとにおける現像剤の劣化状態の差が大きくなることを抑制することができる。

具体的には、図７に示す用紙Ｓを印刷すると、第２現像部２２１Ｂに対応する部分におけるトナー消費量が多いため、第２現像部２２１Ｂにおけるキャリアーが劣化してトナーの帯電性が低下していく。図８に示すように、連通部２３０を介して現像剤が移動しない場合、第２現像部２２１Ｂにおけるトナーの帯電量（破線Ｌ２参照）の低下が第１現像部２２１Ａにおけるトナーの帯電量（破線Ｌ１参照）の低下よりも印刷枚数が増えるにつれ、顕著に大きくなる。そして、印刷枚数が３００００枚以上に達した場合、第１現像部２２１Ａにおけるトナーの帯電量が４５μＣ／ｇであるのに対し、第２現像部２２１Ｂにおけるトナーの帯電量が３０μＣ／ｇとなり、トナーの帯電量の差分が１５μＣ／ｇとなってしまう。

それに対し、連通部２３０を介して現像剤が移動すると、図９に示すように、連通部２３０を介して第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとの間の現像剤が適度に混ざり合うので、トナーの帯電量の差分が、印刷枚数が増えても比較的小さくなる。そして、印刷枚数が３００００以上になっても、第１現像部２２１Ａにおけるトナーの帯電量（破線Ｌ１参照）が４０μＣ／ｇであるのに対し、第２現像部２２１Ｂにおけるトナーの帯電量（破線Ｌ２参照）が３８μＣ／ｇとなり、トナーの帯電量の差分が２μＣ／ｇ程度に抑えられている。すなわち、本実施の形態では、第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとにおける現像剤の劣化状態の差が大きくなることを抑制することができる。

次に、画像形成装置１の動作例について説明する。図１０は、画像形成装置１の動作例の一例を示すフローチャートである。図１０における処理は、印刷ジョブ中において適宜実行される。

図１０に示すように、制御部１００は、印刷ジョブにおける画像形成情報を取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、制御部１００は、印刷ジョブにおける画像形成情報から第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応するトナー像のカバレッジ差を算出する。

次に、制御部１００は、カバレッジ差が１０％以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０２）。判定の結果、カバレッジ差が１０％未満である場合（ステップＳ１０２、ＮＯ）、印刷ジョブにおける印刷枚数を印刷後、本制御は終了する。

一方、カバレッジ差が１０％以上である場合（ステップＳ１０２、ＹＥＳ）、制御部１００は、所定枚数毎にトナー像のカバレッジが小さい方の現像部における撹拌部材（第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３）の回転数を大きくする制御を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの現像剤の劣化状態に差が生じることを抑制することができるので、現像装置２００全体として現像剤を安定した状態に維持することができる。そのため、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの現像剤の劣化状態に差が生じることに起因した画像不良が生じることを抑制することができる。

また、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を、第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとで差をつけることによって、連通部２３０を介して、現像剤を隣の現像部に移動させる。そのため、比較的簡易な制御により現像剤を隣の現像部に移動させることができる。

また、連通部２３０が第２撹拌部材２２３に対応する位置に位置するので、第２撹拌部材２２３の撹拌動作による現像剤の移動方向に沿ったまま現像剤を連通部２３０に流れ込ませやすくすることができる。

また、連通部２３０が第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの側壁の上端部に対応する位置に位置するので、大量の現像剤が連通部２３０に流れ込むことを抑制しつつ、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内のそれぞれにおける現像剤の移動を阻害することを抑制することができる。

また、連通部２３０が現像スリーブ２１０に現像剤を供給可能な位置に位置するので、現像スリーブ２１０における連通部２３０に対応する位置にも現像剤を供給することができる。

次に、変形例について説明する。
上記実施の形態では、トナー像のカバレッジ差に応じて第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を制御していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応する現像剤の劣化状態の差に基づいて、第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を制御しても良い。

具体的には、制御部１００は、トナー濃度検出部２２４により検出された検出結果に基づいて第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂの間における現像剤の劣化状態の差に応じて第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を制御する。トナー濃度検出部２２４は、本発明の「劣化状態検出部」に対応する。

現像剤の劣化状態の差は、例えば、トナーの帯電量の差分である。トナーの帯電量は、トナー濃度検出部２２４により検出されたトナー濃度から換算することにより算出される。なお、現像剤の劣化状態の差は、トナーの濃度であっても良い。

制御部１００は、トナーの帯電量の差分が例えば、５μＣ／ｇ以上である場合、所定枚数（例えば、１０００枚）毎に、トナーの帯電量が大きい方の現像部における第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３の回転数を大きくする。このようにすることで、トナーの帯電量が大きい、つまり、キャリアーの劣化の割合が小さい方の現像部から、キャリアーの劣化の割合が大きい方の現像部に現像剤を移動させることができる。その結果、第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとにおける現像剤の劣化状態の差が大きくなることを抑制することができる。

次に、変形例に係る画像形成装置１の動作例について説明する。図１１は、変形例に係る画像形成装置１の動作例の一例を示すフローチャートである。図１１における処理は、印刷ジョブ中において適宜実行される。

図１１に示すように、制御部１００は、１００枚毎に第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂにおけるトナーの帯電量を測定する（ステップＳ２０１）。具体的には、制御部１００は、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応するトナー濃度検出部２２４により検出された、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内のトナー濃度からトナーの帯電量を算出する。

次に、制御部１００は、トナーの帯電量の差分が５μＣ／ｇ以上であるか否かについて判定する（ステップＳ２０２）。判定の結果、トナーの帯電量の差分が５μＣ／ｇ未満である場合（ステップＳ２０２、ＮＯ）、印刷ジョブにおける印刷枚数を印刷後、本制御は終了する。なお、ステップＳ２０２の後の印刷ジョブにおいても、ステップＳ２０１およびステップＳ２０２の処理は、随時行われるように制御しても良い。

一方、トナーの帯電量の差分が５μＣ／ｇ以上である場合（ステップＳ２０２、ＹＥＳ）、制御部１００は、所定枚数毎にトナー像のトナーの帯電量が大きい方の現像部における撹拌部材（第１撹拌部材２２２および第２撹拌部材２２３）の回転数を大きくする（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の後、本制御は終了する。

なお、上記変形例では、第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂ内にトナー濃度検出部２２４がそれぞれ設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば中間転写ベルト４２１に付着したトナー像からトナー濃度を検出可能なトナー濃度検出部を設けても良い。この場合、中間転写ベルト４２１における第１現像部２２１Ａおよび第２現像部２２１Ｂに対応する位置に当該トナー濃度検出部が設けられた構成とすることができる。

なお、上記実施の形態では、第１現像部２２１Ａと第２現像部２２１Ｂとの２つの現像部が軸方向に並んだ構成であったが、本発明はこれに限定されず、例えば、３つの現像部が軸方向に並ぶ構成であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、画像形成装置を含む複数のユニットで構成される画像形成システムに適用できる。複数のユニットには、例えば後処理装置、ネットワーク接続された制御装置等の外部装置が含まれる。

１画像形成装置
１００制御部
２００現像装置
２１０現像スリーブ
２２０現像剤筐体
２２１Ａ第１現像部
２２１Ｂ第２現像部
２２２第１撹拌部材
２２３第２撹拌部材
２２４トナー濃度検出部
２３０連通部

Claims

現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を収容し、前記現像剤担持体の軸方向に並ぶ複数の現像部と、
前記複数の現像部のうち隣り合う２つの現像部の境界に配置され、前記２つの現像部を連通させる連通部と、
前記２つの現像部におけるそれぞれの前記現像剤の劣化状態を均一化するように前記連通部を介して前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる場合、前記２つの現像部のそれぞれの現像剤の移動速度を異ならせる制御を行う、
現像装置。
前記複数の現像部は、それぞれの現像部に収容される現像剤を撹拌する回転可能な撹拌部材をそれぞれ有し、
前記制御部は、前記２つの現像部のうち、一方側の現像部の現像剤を他方側の現像部に移動させる際、前記一方側の現像部の前記撹拌部材の回転数を、前記他方側の現像部の前記撹拌部材の回転数よりも大きくする、
請求項１に記載の現像装置。
前記制御部は、前記２つの現像部に対応するトナー像のカバレッジの差に応じて前記撹拌部材の回転数を制御する、
請求項２に記載の現像装置。
前記２つの現像部における現像剤の劣化状態を検出する劣化状態検出部を備え、
前記制御部は、前記２つの現像部の間における前記現像剤の劣化状態の差に応じて前記撹拌部材の回転数を制御する、
請求項２に記載の現像装置。
前記劣化状態検出部は、前記複数の現像部に対応して複数設けられている、
請求項４に記載の現像装置。
前記撹拌部材は、
前記軸方向における前記連通部とは反対側に前記現像剤を移動させる第１撹拌部材と、
前記軸方向における前記連通部側に前記現像剤を移動させる第２撹拌部材と、を有し、
前記連通部は、前記第２撹拌部材に対応する位置に位置する、
請求項２〜５の何れか１項に記載の現像装置。
前記連通部は、前記軸方向における前記現像部の側壁の、上下方向における一部に形成されている、
請求項１〜６の何れか１項に記載の現像装置。
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される前記現像剤を収容し、前記現像剤担持体の軸方向に並ぶ複数の現像部と、
前記複数の現像部のうち隣り合う２つの現像部の境界に配置され、前記２つの現像部を連通させる連通部と、
前記２つの現像部におけるそれぞれの前記現像剤の劣化状態を均一化するように前記連通部を介して前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記２つの現像部間で前記現像剤を移動させる場合、前記２つの現像部のそれぞれの現像剤の移動速度を異ならせる制御を行う、
画像形成装置。