特許 7501004 画像形成装置および制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】画像形成装置および制御方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20240611BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 366

G03G15/08 310

G03G15/00 303

G03G15/08 321B

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2020039819

(22)【出願日】2020-03-09

(65)【公開番号】P2021140105

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河田 真典

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２３７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３３６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－９１９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トナーを含む現像剤を収容する収容室と、
前記収容室の現像剤を攪拌する攪拌手段と、
前記収容室の所定箇所における前記トナーの濃度を検出する検出手段と、
前記トナーを前記収容室に補給する補給手段と、
前記補給手段にトナーを補給させ、かつ前記攪拌手段に攪拌を行わせる制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記補給手段によって所定量の前記トナーが供給され、かつ前記攪拌手段によって第１の攪拌が行われた場合に、前記濃度が予め定められた値以上にならないときには、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させる制御を実行する、画像形成装置。

【請求項2】

前記制御手段は、
前記画像形成装置における画像形成動作をさらに制御し、
前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させるときには、前記画像形成動作を停止させる、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させるときには、前記補給手段による前記トナーの補給を停止させる、請求項１または２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記攪拌手段による第２の攪拌によって、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記第２の攪拌が実行されているときに、前記収容室から前記トナーを強制的に排出させる制御を実行する、請求項４に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記第２の攪拌は、第１の攪拌速度での攪拌と、第２の攪拌速度での攪拌とを含む、請求項４または５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記収容室を振動させる振動手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記振動手段に前記収容室を振動させることによって、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させる、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記収容室を振動させる振動手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記振動手段に前記収容室を振動させることと、前記攪拌手段による第２の攪拌とによって、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させる、請求項４から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記制御手段は、前記検出手段によって検出された濃度、前記画像形成装置の周囲の環境を示す環境情報、および前記画像形成装置の稼働実績を示す稼働情報のいずれか１つに基づいて、前記第２の攪拌の攪拌時間の長さを決定する、請求項４から６、８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

【請求項10】

前記環境情報は、温度と湿度との情報を含み、
前記制御手段は、前記温度が第１の温度であり、かつ前記湿度が第１の湿度である場合には、前記温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度であり、かつ前記湿度が前記第１の湿度よりも低い第２の湿度である場合よりも、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項11】

前記環境情報は、温度と湿度との情報を含み、
前記制御手段は、前記温度が第１の温度であり、かつ前記湿度が第１の湿度である場合には、前記温度が前記第１の温度よりも高い第２の温度であり、かつ前記湿度が前記第１の湿度よりも高い第２の湿度である場合よりも、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項12】

前記環境情報は、温度の情報を含み、
前記制御手段は、前記温度が第１の基準温度以上、または前記温度が前記第１の基準温度未満の第２の基準温度以下になると、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項13】

前記環境情報は、湿度の情報を含み、
前記制御手段は、前記湿度が第１の基準湿度以上、または前記湿度が前記第１の基準湿度未満の第２の基準湿度以下になると、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項14】

前記稼働情報は、前記画像形成装置の印字枚数の情報を含み、
前記制御手段は、前記印字枚数が多くなるほど、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項15】

前記稼働情報は、前記画像形成装置の駆動時間の情報を含み、
前記制御手段は、前記駆動時間が長くなるほど、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９または１４に記載の画像形成装置。

【請求項16】

前記制御手段は、前記検出手段で検出された前記濃度と、前記予め定められた値との差分が大きいほど、前記第２の攪拌の攪拌時間を長くする、請求項９に記載の画像形成装置。

【請求項17】

トナーを含む現像剤を収容する収容室を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記収容室の現像剤を攪拌するステップと、
前記収容室の所定箇所における前記トナーの濃度を検出するステップと、
前記トナーを前記収容室に補給するステップと、
所定量の前記トナーが供給され、かつ前記攪拌が行われた場合に、前記濃度が予め定められた値以上にならないことを条件に、前記収容室の現像剤を前記収容室内で流動させるステップとを備える、制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像形成装置および画像形成装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１および特許文献２に示すように、トナーとキャリアとを含む現像剤（二成分現像剤）を用いて像担持体に画像を形成する、電子写真方式の画像形成装置が知られている。

【0003】

上記の現像剤は、現像器の現像槽に収容されている。現像剤は、現像槽内で攪拌かつ搬送（循環）される。現像槽内のセンサーによって、現像剤中のトナーの濃度（以下、「トナー濃度」とも称する）が測定される。トナー濃度が適正値になるように、トナーホッパーから現像槽内にトナーが補給される。上記センサーとしては、典型的には、透磁率センサーが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１５４００１号公報

【文献】特開平０９－３０５０１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、画像形成装置の省スペース化および低コスト化が進んでいる。このため、画像形成装置内の現像器を構成する部品も、小型化および低コスト化が求められている。

【0006】

現像器の部品の小型化等が進められると、現像器の現像槽内の短い区間（循環路）において、少ない現像剤を攪拌および循環させる必要がある。さらに低い印字率、低湿な動作環境、または連続印字枚数の増加に伴う帯電量の上昇によって、キャリアとトナーとの静電的な吸着力が増す。その結果、現像槽に新たに補給されたトナー（以下、「新規トナー」とも称する）が、補給前から現像槽内に存在していた現像剤に取り込まれにくくなる。

【0007】

また、現像槽内のトナー濃度は、典型的には、検出部としての透磁率センサーによって計測される。透磁率センサーの測定精度を高めるためには、透磁率センサーの検知域の搬送力を落として現像剤をある程度パッキングする（固める）必要がある。このため、透磁率センサーによってトナーの濃度が検知される領域（以下、「検知域」とも称する）では、他の場所に比べて現像剤の単位時間当たりの動きを少なくしている。その結果、検知域付近で現像剤の一部が滞留してしまい、滞留している現像剤に新規トナーが混ざりにくくなる。

【0008】

それゆえ、透磁率センサー付近のトナー濃度が、現像槽内の他の場所のトナー濃度よりも低くなる現象が発生する。また、上記のように透磁率センサー付近の現像剤にはトナーが取り込まれにくいため、現像槽内に新規トナーの補給が行われても透磁率センサー付近のトナー濃度は、かわらず低い値を示す。

【0009】

このような現象により、様々な不具合が発生する。たとえば、透磁率センサーによって測定されるトナー濃度が適正値になるように、トナーの補給量が繰り返される。その結果、トナーの過補給となってしまう。これにより、現像器中のトナー濃度が高くなり、かぶり、粉煙などの問題が発生する。

【0010】

特許文献１に開示された現像器は、透磁率センサーの検知面をシートによって清掃することにより、現像剤の滞留を抑制する。しかしながら、当該構成では、シートがハウジングに物理的に接触すると現像剤が擦られてスペント（キャリアへのトナー成分付着）が発生し、トナー帯電不良となる可能性がある。このため、画像品質が劣化することもあり得る。

【0011】

特許文献２に開示された現像器は、現像槽の内壁面よりも攪拌部材の外周に近接する位置に透磁率センサーの検知面を設けることによって、透磁率センサー付近の現像剤滞留を抑制しようとしている。しかしながら、当該構成では、攪拌部材と検出面との間の距離（クリアランス）が狭いため、現像剤が擦られてスペントが発生しやすい。このため、特許文献１と同様に、画像品質が劣化することもあり得る。

【0012】

本開示は、トナーを収容する収容室（現像槽）内のトナーの濃度を検出する検出部（センサー）付近のトナー濃度が収容室内の他の場所のトナー濃度よりも低くなる現象が発生した場合に、当該現象を解消可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本開示のある局面に従うと、画像形成装置は、トナーを含む現像剤を収容する収容室と、収容室の現像剤を攪拌する攪拌手段と、収容室の所定箇所におけるトナーの濃度を検出する検出手段と、トナーを収容室に補給する補給手段と、補給手段にトナーを補給させ、かつ攪拌手段に攪拌を行わせる制御手段とを備える。制御手段は、補給手段によって所定量のトナーが供給され、かつ攪拌手段によって第１の攪拌が行われた場合に、濃度が予め定められた値以上にならないときには、収容室の現像剤を収容室内で流動させる制御を実行する。

【0014】

好ましくは、制御手段は、画像形成装置における画像形成動作をさらに制御する。制御手段は、収容室の現像剤を収容室内で流動させるときには、画像形成動作を停止させる。

【0015】

好ましくは、制御手段は、収容室の現像剤を収容室内で流動させるときには、補給手段によるトナーの補給を停止させる。

【0016】

好ましくは、制御手段は、攪拌手段による第２の攪拌によって、収容室の現像剤を収容室内で流動させる。

【0017】

好ましくは、制御手段は、第２の攪拌が実行されているときに、収容室からトナーを強制的に排出させる制御を実行する。

【0018】

好ましくは、第２の攪拌は、第１の攪拌速度での攪拌と、第２の攪拌速度での攪拌とを含む。

【0019】

好ましくは、画像形成装置は、収容室を振動させる振動手段をさらに備える。制御手段は、振動手段に収容室を振動させることによって、収容室の現像剤を収容室内で流動させる。

【0020】

好ましくは、画像形成装置は、収容室を振動させる振動手段をさらに備える。制御手段は、振動手段に収容室を振動させることと、攪拌手段による第２の攪拌とによって、収容室の現像剤を収容室内で流動させる。

【0021】

好ましくは、制御手段は、検出手段によって検出された濃度、画像形成装置の周囲の環境を示す環境情報、および画像形成装置の稼働実績を示す稼働情報のいずれか１つに基づいて、第２の攪拌の攪拌時間の長さを決定する。

【0022】

好ましくは、環境情報は、温度の情報を含む。制御手段は、温度が第１の温度であり、かつ湿度が第１の湿度である場合には、温度が第１の温度よりも低い第２の温度であり、かつ湿度が第１の湿度よりも低い第２の湿度である場合よりも、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0023】

好ましくは、環境情報は、温度の情報を含む。制御手段は、温度が第１の温度であり、かつ湿度が第１の湿度である場合には、温度が第１の温度よりも高い第２の温度であり、かつ湿度が第１の湿度よりも高い第２の湿度である場合よりも、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0024】

好ましくは、環境情報は、温度の情報を含む。制御手段は、温度が第１の基準温度以上、または温度が第１の基準温度未満の第２の基準温度以下になると、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0025】

好ましくは、環境情報は、湿度の情報を含む。制御手段は、湿度が第１の基準湿度以上、または湿度が第１の基準湿度未満の第２の基準湿度以下になると、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0026】

好ましくは、稼働情報は、画像形成装置の印字枚数の情報を含む。制御手段は、印字枚数が多くなるほど、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0027】

好ましくは、稼働情報は、画像形成装置の駆動時間の情報を含む。制御手段は、駆動時間が長くなるほど、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0028】

好ましくは、制御手段は、検出手段で検出された濃度と、予め定められた値との差分が大きいほど、第２の攪拌の攪拌時間を長くする。

【0029】

本開示の他の局面に従うと、制御方法は、トナーを含む現像剤を収容する収容室を備えた画像形成装置で実行される。制御方法は、収容室の現像剤を攪拌するステップと、収容室の所定箇所におけるトナーの濃度を検出するステップと、トナーを収容室に補給するステップと、所定量のトナーが供給され、かつ攪拌が行われた場合に、濃度が予め定められた値以上にならないことを条件に、収容室の現像剤を収容室内で流動させるステップとを備える。

【発明の効果】

【0030】

本開示によれば、トナーを収容する収容室内のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出部付近のトナー濃度が収容室内の他の場所のトナー濃度よりも低くなる現象が発生した場合に、当該現象を解消可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】画像形成装置の全体構成の概要を表した図である。

【図2】現像部の典型的な構成を示す横断面図である。

【図3】図２のＰ－Ｐ線で切断した現像部の一部を分解して示す斜視図である。

【図4】図２のＱ－Ｑ線における矢視断面図である。

【図5】検知域付近の壁面に現像剤の一部がへばりついて滞留している状態を表した模式図である。

【図6】現像剤の２極化が発生したときの、透磁率センサーによって測定されたトナー濃度と、現像ローラー上のトナー濃度と、現像部内へのトナー補給量との関係を示す図である。

【図7】画像形成装置の制御部を説明するための模式図である。

【図8】画像形成装置の機能的構成を説明するための機能ブロック図である。

【図9】所定量のトナーを補給した後のトナー濃度の推移を表した図である。

【図10】画像形成装置において実行される処理の流れを説明するためのフロー図である。

【図11】温度と湿度と攪拌の追加時間との関係を示した図である。

【図12】印字枚数と、追加する攪拌時間との関係を表した図である。

【図13】トナー濃度の差分と、追加する攪拌時間との関係を表した図である。

【図14】振動発生装置を説明するための図である。

【図15】図１４の状態からカムがさらに回転した状態を表した図である。

【図16】画像形成装置１の制御部を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

実施の各形態における画像形成装置について、以下、図を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

【0033】

また、画像形成装置は、モノクロプリンター、カラープリンターであってもよいし、ＦＡＸであってもよいし、モノクロプリンター、カラープリンターおよびＦＡＸの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

【0034】

［実施の形態１］
＜Ａ．画像形成装置の全体構成＞
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１の全体構成の概要を表した図である。

【0035】

図１を参照して、画像形成装置１は、主として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の再現色に対応した作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、中間転写部３と、給送部４と、定着部５とを備える。

【0036】

画像形成装置１は、ネットワーク（たとえば、ＬＡＮ（Local Area Network））に接続され、外部の端末装置（図示せず）からプリントジョブの実行指示を受け付ける。画像形成装置１は、当該実行指示に基づいてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各トナー像を形成する。さらに、画像形成装置１は、形成された各トナー像を記録用のシートＳへ転写して、カラー画像を形成する。また、画像形成装置１は、ブラック（Ｋ）のトナー像のみのモノクロ画像の形成を選択的に実行することもできる。

【0037】

作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、この順に中間転写部３の中間転写ベルト１５の走行方向（矢印Ｂ方向）に沿って並置されている。

【0038】

作像部２Ｋは、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１０Ｋと、帯電部１１Ｋと、現像部１３Ｋと、クリーナー１４Ｋとを備える。作像部２Ｋは、感光体ドラム１０Ｋ上にＫ色のトナー像を作像する。作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、作像部２Ｋと基本的に同様の構成を有する。作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃと、帯電部１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと、現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃと、クリーナー１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃとを備える。作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ上にＹ，Ｍ，Ｃ色のトナー像を作像する。

【0039】

現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの具体的な構成については、後述する。
中間転写部３は、作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋよりも上に配置される中間転写ベルト１５を備える。中間転写部３は、さらに、駆動ローラー１６と、従動ローラー１７と、一次転写ローラー１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋと、二次転写ローラー１９と、クリーナー２０とを備える。

【0040】

中間転写ベルト１５は、駆動ローラー１６と、従動ローラー１７と、一次転写ローラー１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋとに張架されている。中間転写ベルト１５は、矢印Ｂ方向に周回駆動される。

【0041】

一次転写ローラー１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、各々に対応する感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに中間転写ベルト１５を介して対向配置されている。二次転写ローラー１９は、中間転写ベルト１５を介して駆動ローラー１６に対向配置されている。二次転写ローラー１９が中間転写ベルト１５に接する位置１９ａが、二次転写位置となる。

【0042】

露光部１２は、作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋよりも下に位置する。露光部１２は、主制御部５１からの駆動信号によって、各色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の画像形成のための光ビームＬを発光素子から発する。

【0043】

作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ毎に、帯電部１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋによって帯電された感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが露光部１２から発せられた光ビームＬにより露光走査される。これにより、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ上に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの現像剤（詳しくは、トナーとキャリアを含む二成分現像剤）によって現像され、その結果、対応する色のトナー像が感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ上に形成される。

【0044】

感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ上に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラー１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの静電作用によって中間転写ベルト１５に一次転写される。この際、各色の作像動作は、各色のトナー像が中間転写ベルト１５上の同じ位置に重ね合わせて転写されるようにタイミングをずらして実行される。なお、一次転写の際に、感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ上のトナー像のうち、中間転写ベルト１５に転写されずに感光体ドラム上に残った残留トナーは、クリーナー１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋによって除去される。

【0045】

中間転写ベルト１５上に多重転写された各色のトナー像は、中間転写ベルト１５の周回走行により二次転写位置１９ａまで移動する。

【0046】

給送部４は、給紙カセット（図示せず）に収容された記録用のシートＳを繰り出しローラー２１で搬送路（破線）に繰り出す。給送部４は、停止中のタイミングローラー２２までシートＳを搬送する。

【0047】

タイミングローラー２２は、周回する中間転写ベルト１５上に多重転写された各色トナー像が二次転写位置１９ａに到達するタイミングに合わせて、回転を開始する。タイミングローラー２２は、シートＳを二次転写位置１９ａに搬送する。

【0048】

シートＳが二次転写位置１９ａを通過する際に、中間転写ベルト１５上に多重転写された各色のトナー像が二次転写ローラー１９の静電作用によってシートＳ上に二次転写される。これにより、シートＳ上にカラートナー像が形成される。なお、二次転写の際に、中間転写ベルト１５上のトナー像のうち、シートＳに転写されずに中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の周回走行によりクリーナー２０まで搬送される。残留トナーは、クリーナー２０により中間転写ベルト１５上から除去される。

【0049】

二次転写位置１９ａによってカラートナー像が二次転写されたシートＳは、定着部５に搬送される。定着部５は、加熱ローラー５ａと、加熱ローラー５ａに圧接して定着ニップを形成する加圧ローラー５ｂとを有する。定着部５は、二次転写ローラー１９により搬送されて来るシートＳが定着ニップを通過する際に、シートＳ上のカラートナー像（未定着画像）を加熱および加圧により熱定着する。定着部５を通過したシートＳは、排出ローラー２３によって機外に排出され、その後、排紙トレイ２４に収容される。

【0050】

上記においては、カラープリントの動作について説明したが、モノクロプリントでは、作像部２Ｋのみによるブラック色のトナー像の感光体ドラム１０Ｋへの作像の後、感光体ドラム１０Ｋから中間転写ベルト１５への一次転写と、シートＳへの二次転写と、シートＳへの定着とが、この順に実行される。すなわち、帯電、露光、現像、転写、および定着の各プロセスが実行される。

【0051】

現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの直上には、各現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに補充用のトナーを供給するトナーホッパー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが配置されている。

【0052】

トナーホッパー７Ｙは、後述するトナー濃度制御部９Ｙから指示されるイエロー（Ｙ）色のトナー補給量に応じて、補充用の新たなイエロー色のトナーを現像部１３Ｙに供給する。他のトナーホッパー７Ｍ，７Ｃ，７Ｋについても、トナーホッパー７Ｙと基本的に同様の構成を有する。トナーホッパー７Ｍ，７Ｃ，７Ｋは、それぞれ対応する現像部１３Ｍ、１３Ｃ，１３Ｋに補充用の新たなマゼンタ色，シアン色，ブラック色のトナーを供給する。

【0053】

現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋの近傍には、トナー濃度制御部９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋが配置されている。トナー濃度制御部９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、トナーホッパー７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋから各現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋに供給するトナー量を制御し、かつ各現像部１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにおけるトナー濃度を一定に制御する。なお、以下では、現像部１３Ｙと、トナー濃度制御部９Ｙを有する現像器制御部１２０Ｙ（図８，９参照）とを合わせて「現像器６Ｙ」とも称す。同様に、現像部１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋとトナー濃度制御部９Ｍ、９Ｃ、９Ｋとをそれぞれ合わせてマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色用の現像器６Ｍ，６Ｃ，６Ｂを構成する。なお、現像器は、現像装置とも称される。

【0054】

トナー濃度制御部９Ｙは、主制御部５１から入力される画像信号および現像部１３Ｙに設けられている透磁率センサー８Ｙの出力等に基づいて、現像部１３Ｙに補充するトナーの補給量を決定し、決定された補給量のトナーをトナーホッパー７Ｙから供給させる。なお、他のトナー濃度制御部９Ｍ，９Ｃ，９Ｋについても、トナー濃度制御部９Ｙと基本的に同様の構成を有する。トナー濃度制御部９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、対応する現像部１３Ｍ、１３Ｃ，１３Ｋに補充するトナーの補給量を制御する。

【0055】

以下、イエロー用の現像部１３Ｙの構成を説明する。なお、現像部１３Ｍ，１３Ｃ１３Ｋは、基本的に現像部１３Ｙと同じ構成であるため、説明を繰り返さない。

【0056】

＜Ｂ．現像部１３Ｙの構成＞
図２は、現像部１３Ｙの典型的な構成を示す横断面図である。

【0057】

図２を参照して、現像部１３Ｙは、主として、ハウジング３０と、現像ローラー３１と、供給スクリュー３２と、攪拌スクリュー３３と、規制部材３４とを備える。ハウジング３０と、現像ローラー３１と、供給スクリュー３２と、攪拌スクリュー３３と、規制部材３４との各々は、現像ローラー３１の軸方向（紙面垂直方向）に沿って長尺状になっている。なお、当該軸方向は、感光体ドラム１０Ｙの回転軸方向に平行である。以下、供給スクリュー３２の位置を基準に上下方向を規定する。

【0058】

ハウジング３０は、例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）などの樹脂製である。ハウジング３０の内部には、現像剤Ｄ（二成分現像剤）が収容されている。ハウジング３０は、隔壁（仕切り）３７を介して区画されている第１収容室３８と第２収容室３９とを有する。同図ではハウジング３０内の現像剤Ｄのうち第２収容室３９に存する一部を代表して示している。第１収容室３８と第２収容室３９とを合わせて、「現像槽」とも称する。

【0059】

第１収容室３８には、現像ローラー３１と、供給スクリュー３２とが収容される。第２収容室３９には、攪拌スクリュー３３が収容されている。

【0060】

現像ローラー３１の斜め下方に供給スクリュー３２が配置される。供給スクリュー３２の斜め下方に攪拌スクリュー３３が配置される。また、第１収容室３８と第２収容室３９とを仕切る隔壁３７が、鉛直方向に対して傾斜した姿勢で立設されている。隔壁３７を挟んで第１収容室３８の斜め下方に第２収容室３９が配置されている。

【0061】

現像ローラー３１は、円筒形の現像スリーブ３１ａと、マグネット体３１ｂとを備える。現像ローラー３１は、供給スクリュー３２の位置する側とは反対側の部分が第１収容室３８の、感光体ドラム１０Ｙに対向する位置に設けられた開口部から外に出ている。現像スリーブ３１ａの内部に、軸方向に沿って挿通される円柱状のマグネット体３１ｂが設けられている。

【0062】

マグネット体３１ｂは、複数の磁極（たとえば、Ｓ１、Ｎ１・・の形成された部分）が周方向に順に並ぶように設けられている。マグネット体３１ｂは、回転不可となるように軸方向の端部がハウジング３０に固定されている。各磁極は、軸方向に沿って延在されている。

【0063】

現像スリーブ３１ａは、ハウジング３０の開口部を介して感光体ドラム１０Ｙと対向する部分が開口部から露出した状態で矢印Ｅ方向に回転する。現像スリーブ３１ａは、静止しているマグネット体３１ｂ周りを、マグネット体３１ｂの磁力により表面に現像剤Ｄを保持（担持）しつつ回転する。

【0064】

供給スクリュー３２は、図の矢印Ｆ方向に回転することにより、第１収容室３８内の現像剤Ｄを軸方向に沿って搬送しつつ、当該搬送中に現像剤Ｄの一部を現像ローラー３１に供給する。

【0065】

攪拌スクリュー３３は、矢印Ｇ方向に回転することにより、第２収容室３９内の現像剤Ｄを供給スクリュー３２による搬送方向とは反対の方向に攪拌しつつ搬送する。

【0066】

規制部材３４は、規制部材３４の先端が現像ローラー３１の表面との間に所定の間隙を有するように配置される。規制部材３４は、感光体ドラム１０Ｙと現像ローラー３１とが対向する現像位置２９において、現像ローラー３１の表面上の現像剤量が適切な量になるように、上記間隙を通る現像剤Ｄの量を規制する。

【0067】

図３は、図２のＰ－Ｐ線で切断した現像部１３Ｙの一部を分解して示す斜視図である。
図３を参照して、以下では、供給スクリュー３２と攪拌スクリュー３３との並ぶ方向を「Ｘ軸方向」とする。現像ローラー３１の軸方向を「Ｚ軸方向」とする。Ｘ軸とＺ軸の双方に直交する方向を「Ｙ軸方向」とする。

【0068】

図３に示すように、ハウジング３０に設けられている第１収容室３８と第２収容室３９とは、軸方向（Ｚ軸方向）に沿って長尺で筒状に形成されている。第１収容室３８と第２収容室３９とは、隔壁３７により仕切られている。第１収容室３８と第２収容室３９とは、隔壁３７の軸方向一方端側に設けられた連通孔３７ａと、他方端側に設けられた連通孔３７ｂとをそれぞれ介して、相互に連通する構成になっている。

【0069】

供給スクリュー３２は、回転軸（軸体）３２ａと、回転軸３２ａの外周面に沿って螺旋状に設けられてなるスクリュー羽根３２ｂとを有する。

【0070】

回転軸３２ａは、軸方向両端部が第１収容室３８の軸方向両側壁に軸受部材（不図示）などを介して回転自在に支持される。回転軸３２ａは、左端側の軸部分３２ｚが側壁の外に延出されている。回転軸３２ａは、回転軸３２ａの軸部分３２ｚにギア（不図示）が取着されている。回転軸３２ａは、ギアからの回転駆動力により矢印Ｆ方向に回転駆動される。

【0071】

回転軸３２ａの外周面に設けられたスクリュー羽根３２ｂは、回転軸３２ａの回転により第１収容室３８内の現像剤Ｄに搬送方向（矢印Ｔ１方向）の搬送力を付与する。

【0072】

スクリュー羽根３３ｂは、回転軸３３ａの外周面に設けられている。スクリュー羽根３３ｂは、回転軸３３ａの回転により第２収容室３９内の現像剤Ｄに搬送方向（矢印Ｔ１とは逆方向の矢印Ｔ２方向）の搬送力を付与する。

【0073】

供給スクリュー３２と攪拌スクリュー３３とは、たとえば鉄、アルミ等の金属またはＡＢＳなどの樹脂からなる。供給スクリュー３２と攪拌スクリュー３３とは、たとえば、回転軸の径が５ｍｍ、スクリュー羽根の外径が１２ｍｍ、ピッチが２５ｍｍになっている。

【0074】

なお、第１収容室３８と第２収容室３９との各々では、現像剤Ｄの嵩高さ（液面高さ）が供給スクリュー３２の回転軸３２ａ、攪拌スクリュー３３の３３ａよりも少し上になる位置になっている。また、図３において第２収容室３９の右端に示す破線３９ａは、トナーホッパー７Ｙから新たに供給される補充用のＹ色トナーを受け入れる受入口を示している。

【0075】

次に、現像剤の流れ（流動）を説明する。
現像ローラー３１と、供給スクリュー３２と、攪拌スクリュー３３との各々が、回転駆動することにより、ハウジング３０内の現像剤Ｄが図３に示す矢印の方向に搬送される。

【0076】

具体的には、第１収容室３８内の現像剤Ｄは、供給スクリュー３２により矢印Ｔ１方向（同図の右方向）に搬送される。現像剤Ｄが、現像剤搬送方向下流側の端部まで搬送されると、重力の作用により、隔壁３７の連通孔３７ｂを介して、第１収容室３８よりも斜め下方に位置する第２収容室３９に落下する。これにより、第１収容室３８内の現像剤Ｄが隔壁３７の連通孔３７ｂを通じて矢印Ｔ３方向に第２収容室３９に搬送される。

【0077】

第２収容室３９に搬送された現像剤Ｄは、攪拌スクリュー３３により矢印Ｔ２方向（同図の左方向）に攪拌されつつ搬送される。なお、第２収容室３９において現像剤搬送方向上流側の端部には、受入口３９ａを介してトナーホッパー７Ｙから新たな補充用のＹ色のトナーが供給される。このため、第２収容室３９内に既に存していた現像剤Ｄと、新たに供給された新規トナー（補充されたトナー）とは、混合されつつ、攪拌スクリュー３３により攪拌搬送される。

【0078】

第２収容室３９を搬送中の現像剤Ｄが現像剤搬送方向の下流端であるハウジング３０の側壁３０ｚまで搬送されると、現像剤Ｄは、第１収容室３８に搬送される。詳しくは、現像剤Ｄは、隔壁３７の連通孔３７ａを通じて矢印Ｔ４方向に搬送される。より詳しくは、現像剤Ｄは、第２収容室３９の下流端部分３９ｚに溜まりつつ、重力に逆らって、第２収容室３９よりも斜め上方に位置する第１収容室３８に搬送される。

【0079】

第２収容室３９から連通孔３７ａを通じて第１収容室３８に搬送された現像剤Ｄは、供給スクリュー３２によって、矢印Ｔ１方向に搬送される。

【0080】

このように、第１収容室３８における現像剤搬送方向の下流側と、第２収容室３９における現像剤搬送方向の上流側とが、連通孔３７ｂで連通している。さらに、第２収容室３９における現像剤搬送方向の下流側と、第１収容室３８における現像剤搬送方向の上流側とが、連通孔３７ａで連通している。それゆえ、供給スクリュー３２により現像剤Ｄが搬送される第１搬送路９８と、攪拌スクリュー３３により現像剤Ｄが搬送される第２搬送路９９とが、連通孔３７ａ、３７ｂ（第１、第２連通路）を介して連通する。これにより、ハウジング３０内に現像剤Ｄの循環路（現像剤Ｄが矢印Ｔ１、Ｔ３、Ｔ２、Ｔ４の順に搬送される経路）が形成される。現像剤Ｄは、当該循環路を循環搬送される。

【0081】

循環路上において第１収容室３８内を供給スクリュー３２により現像剤Ｄが搬送される際に、現像剤Ｄの一部が、供給スクリュー３２に隣接配置されている現像ローラー３１に供給される。現像ローラー３１に供給された現像剤Ｄは、感光体ドラム１０Ｙ上の静電潜像をトナーで顕像化するのに用いられる。

【0082】

＜Ｃ．現像剤の２極化＞
図４は、図２のＱ－Ｑ線における矢視断面図である。

【0083】

図４を参照して、ハウジング３０内の第２収容室３９には、現像剤Ｄを攪拌搬送させる攪拌スクリュー３３が収容されている。攪拌スクリュー３３は、上述したように、回転軸３３ａと、回転軸３３ａの外周面に沿って螺旋状に設けられてなるスクリュー羽根３３ｂとを有する。

【0084】

回転軸３３ａは、軸方向両端部が第２収容室３９の軸方向両側壁に軸受部材（図示せず）などを介して回転自在に支持されている。回転軸３３ａは、左端側の軸部分３３ｚが側壁の外に延出されている。回転軸３３ａは、軸部分３３ｚにギア（不図示）が取着され、かつ、当該ギアからの回転駆動力により回転駆動される。

【0085】

回転軸３３ａの外周面に設けられたスクリュー羽根３３ｂは、回転軸３３ａの回転により第２収容室３９内の現像剤に搬送方向（矢印Ｔ２Ａ、Ｔ２Ｂ方向）の搬送力を付与する。第２収容室３９の底部には、透磁率センサー８Ｙが備えられている。透磁率センサー８Ｙは、検知域８１内の現像剤Ｄの透磁率を計測する。

【0086】

攪拌スクリュー３３は、透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近においてスクリュー羽根３３ｂがない構成になっている。透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近において現像剤Ｄに付与される搬送力（矢印Ｔ２Ｂ付近での搬送力）は、スクリュー羽根３３ｂの存在する箇所において、現像剤Ｄに付与される搬送力（矢印Ｔ２Ａ付近での搬送力）よりも小さくなっている。このように透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近で搬送力を落とすことにより、透磁率センサー８Ｙの測定精度を向上させている。

【0087】

画像形成装置１では、現像部１３Ｙ内の現像剤Ｄの循環路（経路）で現像剤Ｄを攪拌させる必要がある。画像形成装置１を小型化するほど、現像剤Ｄの循環路が短くなる。この欠点を補うために、攪拌スクリュー３３の回転量を大きくすると、摩擦帯電により、現像剤Ｄの帯電量が高くなってしまう。また、低湿環境や低印字率で連続印字枚数が増加する等の条件により、現像剤Ｄの帯電量がさらに大きくなる。

【0088】

現像剤Ｄの帯電量が大きくなると、現像剤Ｄの流動性が低下する。また、第２収容室３９に新たに補給された新規トナーが、補給前から第２収容室３９に存在していた現像剤Ｄに取り込まれにくくなる。

【0089】

透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近において現像剤Ｄの搬送力が落とされていること、および、現像剤Ｄの帯電量が大きくなって流動性が低下することにより、透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近の壁面に現像剤Ｄの一部がへばりついて滞留することが生じ易くなる。

【0090】

図５は、検知域８１付近の壁面に現像剤Ｄの一部がへばりついて滞留している状態を表した模式図である。

【0091】

図５を参照して、現像剤Ｄの一部の滞留が生じると、透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近に滞留して攪拌搬送されない現像剤８２と、通常通り攪拌搬送される現像剤８３とに現像剤Ｄが分離した状態になってしまう。このような状態で、透磁率センサー８Ｙによってトナー濃度が低いと検出されると、トナーホッパー７Ｙからトナーが第２収容室３９に補給される。

【0092】

補給されたばかりの新規トナーは帯電量が低く流動性が高いという性質があるため、新規トナーは、滞留している現像剤８２には取り込まれ難い。それゆえ、検知域８１付近は、現像剤８２のトナー濃度が低いままとなる。

【0093】

現像剤８３のトナー濃度が実際には目標値まで上昇していても、第２収容室３９へのトナー補給が継続されてしまう。その結果、現像剤８３のトナー濃度が目標値よりも高くなり、トナー過補給という状況が起こる。

【0094】

以下では、透磁率センサー８Ｙの検知域８１付近に一部の現像剤８２が滞留し、検知域８１付近のトナー濃度と、検知域８１付近以外のトナー濃度とが異なる状況に陥ってしまうことを、説明の便宜上、「現像剤の２極化」とも称する。なお、現像剤の２極化は、現像部１３Ｙと同様に、現像部１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋでも起こり得る。

【0095】

図６は、現像剤の２極化が発生したときの、透磁率センサー８Ｙによって測定されたトナー濃度（現像剤８２のトナー濃度に相当）と、現像ローラー３１上のトナー濃度（現像剤８３のトナー濃度に相当）と、現像部１３Ｙ内へのトナー補給量との関係を示す図である。

【0096】

図６を参照して、時刻ｔｄより後に、トナー補給量が上昇しても、透磁率センサー８Ｙによって測定されたトナー濃度（透磁率センサー測定値）は、目標トナー濃度よりも低いままである。現像ローラー３１上のトナー濃度が目標トナー濃度を超えて上昇し続けるトナー過補給に陥っている。

【0097】

＜Ｄ．機能的構成＞
図７は、画像形成装置１の制御部を説明するための模式図である。

【0098】

図７を参照して、画像形成装置１の各部を動作させる制御部１００（コントローラー）は、主制御部５１と、イエロー用の現像器制御部１２０Ｙと、マゼンタ用の現像器制御部１２０Ｍと、シアン用の現像器制御部１２０Ｃと、ブラック用の現像器制御部１２０Ｂとを含む。主制御部５１は、現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂ以外の部材の動作を制御する。主制御部５１が、複数の制御部によって構成されてもよい。

【0099】

主制御部５１は、典型的には、ＣＰＵ等のプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。主制御部５１は、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現されてもよい。また、現像器制御部１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂの各々も、ＣＰＵ等のプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。現像器制御部１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｂの各々は、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現されてもよい。

【0100】

なお、図７では、制御部１００が複数の制御部によって構成された例を示したが、これに限定されない。１つの制御部（たとえば１つの制御基板）が画像形成装置１の全体を制御する構成としてもよい。

【0101】

図８は、画像形成装置１の機能的構成を説明するための機能ブロック図である。
図８を参照して、画像形成装置１は、主制御部５１と、現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂと、温度センサー１８２と、湿度センサー１８４と、トナー補給部１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋとを備える。なお、温度センサー１８２と湿度センサー１８４とを利用する制御方法については、後述する。

【0102】

現像器６Ｙは、現像器制御部１２０Ｙと、第２収容室３９とを備える。現像器制御部１２０Ｙは、トナー濃度制御部９Ｙと、判定部１２２とを含む。トナー濃度制御部９Ｙは、補給量算出部１２１を有する。第２収容室３９は、トナー濃度検出部１４０と、攪拌部１５０とを含む。

【0103】

現像器制御部１２０Ｙは、現像器６Ｙの動作を制御する。トナー濃度制御部９Ｙは、現像器６Ｙ内のトナー濃度を制御する。判定部１２２は、２極化が発生しているか否かを判断する。補給量算出部１２１は、トナーホッパー７Ｙから第２収容室３９に補給するトナー量を算出する。

【0104】

トナー濃度検出部１４０は、透磁率センサー８Ｙに相当する。すなわち、トナー濃度検出部１４０は、検知域８１内のトナー濃度を検出する。

【0105】

攪拌部１５０は、第２収容室３９内の現像剤を攪拌する。攪拌部１５０は、現像剤を攪拌することにより、キャリアとトナーとを混ぜる。攪拌部１５０は、攪拌スクリュー３３に相当する。

【0106】

トナー補給部１３０Ｙは、第２収容室３９にトナーを供給する。詳しくは、トナー補給部１３０Ｙは、現像器制御部１２０Ｙからの指示基づき、トナーを補給する。ある局面において、トナー補給部１３０Ｙは、トナー濃度制御部９Ｙからの指示基づき、補給量算出部１２１で算出された量のトナーを補給する。トナー補給部１３０Ｙは、トナーホッパー７Ｙに相当する。

【0107】

以下では、２極化が発生していることを検知する方法と、発生した２極化を解消する方法を説明する。以下においても、イエロー用の現像器６Ｙを例に挙げて説明することにより、他の現像器６Ｍ，６Ｃ，６Ｋについての重複する説明を繰り返さない。

【0108】

（２極化の検知方法）
判定部１２２は、現像部１３Ｙのトナー濃度を目標トナー濃度（以下、「目標値Ｊ」と称する）まで上昇させるために十分な量（以下、「所定量」とも称する）をトナーホッパー７Ｙから第２収容室３９に補給したにもかかわらず、所定時間Ｔａ経過しても、透磁率センサー８Ｙに基づくトナー濃度が目標値Ｊまで上昇しない場合に、現像剤の２極化が発生していると判断する。以下、２極化の検知方法について、詳しく説明する。

【0109】

トナー濃度制御部９Ｙは、上記所定量のトナーを補給するようにトナー補給部１３０Ｙに指示する。トナー濃度制御部９Ｙは、たとえば、当該所定量のトナーとして、現像部１３Ｙ内の現像剤重量の０．５％の量のトナーを補給するように、トナー補給部１３０Ｙに指示する。補給量算出部１２１は、現像部１３Ｙ内の現像剤重量を算出する。補給量算出部１２１は、たとえば、現像部１３Ｙの底面から現像剤の液面までの高さを光学センサーなどで検出することで得られる現像剤の体積に基づき、現像剤重量を算出する。

【0110】

トナー濃度制御部９Ｙは、トナー補給部１３０Ｙから補給された補給量に基づいて、当該補給量に基づくトナー濃度の目標値Ｊを算出する。トナー濃度制御部９Ｙは、現在の現像部１３Ｙの現像剤重量および透磁率センサー８Ｙの測定結果に基づいて算出されたトナー濃度に基づき、現像剤重量の０．５％の量のトナーを補給した後のトナー濃度を算出する。トナー濃度制御部９Ｙは、算出されたトナー濃度を目標値Ｊとする。

【0111】

判定部１２２は、上記所定量のトナーを補給した後所定時間Ｔａ以内に透磁率センサー８Ｙの測定結果に基づくトナー濃度が目標値Ｊまで上昇したか否かを判定する。判定部１２２は、たとえば、現像部１３Ｙの現像剤の循環路（図３の矢印Ｔ１，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ４の順に搬送される経路）を２周する程度の時間（ここでは、たとえば２０秒）以内に、透磁率センサー８Ｙに基づくトナー濃度が目標値Ｊまで上昇したか否かを判定する。

【0112】

トナー濃度検出部１４０による検出結果（トナー濃度）が、上記所定時間Ｔａ以内に目標値Ｊまで上昇した場合、判定部１２２は、現像剤の２極化が発生していないと判定する。トナー濃度検出部１４０による検出結果が、上記所定時間Ｔａ以内に目標値Ｊまで上昇しない場合、判定部１２２は、現像剤の２極化が発生していると判定する。このように、画像形成装置１では、現像剤の２極化を判定することができる。

【0113】

図９は、ある局面において、所定量のトナーを補給した後のトナー濃度の推移を表した図である。

【0114】

図９を参照して、現像部１３Ｙの現像剤の循環路を２周する程度の時間（２０秒）を経過しても、トナー濃度検出部１４０による検出結果が、目標値を超えていない。したがって、このような場合には、判定部１２２は、現像剤の２極化が発生していると判定する。

【0115】

（２極化の解消方法）
次に、２極化が発生した場合において、当該２極化を解消する処理について説明する。

【0116】

（１）現像器制御部１２０Ｙは、トナー補給部１３０Ｙによって所定量のトナーが第２収容室３９に供給され、かつ攪拌部１５０によって攪拌（以下、「攪拌＃１」とも称する）が所定時間Ｔａ（たとえば２０秒）行われた場合に、トナー濃度が目標値Ｊ（予め定められた値）以上にならないときには、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させる制御を実行する。すなわち、現像器制御部１２０Ｙは、現像剤の２極化が発生したと判定された場合に、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させる制御を実行する。

【0117】

このような処理により、透磁率センサー８Ｙ（トナー濃度検出部１４０）付近の現像剤８２（図５参照）を流動させることができる。したがって、透磁率センサー８Ｙ（トナー濃度検出部１４０）付近のトナー濃度が第２収容室３９内の他の場所のトナー濃度よりも低くなる現象（２極化）が発生した場合に、当該現象を解消することが可能となる。

【0118】

（２）主制御部５１は、画像形成装置における画像形成動作を制御する。さらに、主制御部５１は、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させるときには、画像形成動作を停止させる。

【0119】

また、現像器制御部１２０Ｙは、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させるときには、トナー補給部１３０Ｙによるトナーの補給を停止させる。これによれば、トナーのさらなる過補給を防止できる。

【0120】

本例では、現像器制御部１２０Ｙは、攪拌部１５０によるさらなる攪拌（以下、「攪拌＃２」とも称する）によって、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させる。実験を行ったところ、２極化が発生していると判定された後に、所定時間Ｔｂ（たとえば９０秒間）にわたり、トナーの補給を停止した状態でさらに攪拌＃２を行うことによって、２極化を解消することができた。

【0121】

なお、トナーの補給を停止しているが、数百ｍｇのトナーがトナーホッパーから自然落下することもある。このような場合であっても、２極化を解消することができた。

【0122】

（３）現像器制御部１２０Ｙは、上記のさらなる攪拌＃２が実行されているときに、第２収容室３９からトナーを強制的に排出させる制御を実行することが好ましい。

【0123】

この理由は、以下のとおりである。現像剤が２極化している状態では、第２収容室３９（および第１収容室３８）内のトナー濃度が高めに推移している。よって、強制的にトナーの消費を行うことにより、現像槽内のトナー濃度を下げることができる。このように、ハウジング３０内のトナー濃度を滞留している現像剤８２（図５）のトナー濃度に近づけつつ、攪拌制御を実施することができる。その結果、２極化を解消する実施時間を短縮できる。実験を行ったところ、トナー濃度１％分強制消費することより、強制消費しないときに比べて攪拌時間を２０秒短縮することができた。

【0124】

なお、現像器制御部１２０Ｙは、パッチ画像を形成することによりトナーを内部で消費することにより、強制的にトナーを消費する。なお、強制トナー消費の場合には、プリントアウトは行われない。

【0125】

（４）さらなる攪拌＃２では、攪拌速度を変化させることが好ましい。具体的には、現像器制御部１２０Ｙは、攪拌スクリュー３３および供給スクリュー３２の回転速度を変化させてもよい。たとえば、現像器制御部１２０Ｙは、第１の攪拌速度での攪拌を行った後に、第１の攪拌速度よりも早い（あるいは遅い）第２の攪拌速度での攪拌を行うように、攪拌スクリュー３３および供給スクリュー３２の動作を制御してもよい。あるいは、第１の攪拌速度での攪拌と第２の攪拌速度での攪拌とが交互に繰り返されるように、攪拌スクリュー３３および供給スクリュー３２の動作を制御してもよい。

【0126】

このような処理を行うことにより、現像剤の滞留がほぐされやすくなる。その結果、攪拌速度を変化させない構成に比べて、攪拌時間を短縮することができる。実験を行ったところ、通常の攪拌速度と通常の攪拌速度の半分の速度で交互に１０秒ごとに攪拌することにより、攪拌速度を変化させない場合に比べて攪拌時間を２０秒短縮することができた。

【0127】

＜Ｅ．制御構造＞
図１０は、画像形成装置１において実行される処理の流れを説明するためのフロー図である。なお、ここでも、イエロー用の現像器６Ｙに着目して説明する。

【0128】

図１０を参照して、ステップＳ２において、現像器制御部１２０Ｙは、トナーホッパー７Ｙからトナーを所定量だけ第２収容室に補給する。ステップＳ４において、現像器制御部１２０Ｙは、攪拌スクリュー３３を回転させることにより、第２収容室３９内の現像剤Ｄを所定時間Ｔａ（たとえば２０秒）だけ攪拌する。すなわち、ステップＳ４では、上述した攪拌＃１が行われる。

【0129】

ステップＳ６において、現像器制御部１２０Ｙは、透磁率センサー８Ｙ（トナー濃度検出部１４０）によって検出されるトナー濃度が目標値Ｊを越えたか否かを判断する。目標値Ｊを越えたと判断された場合（ステップＳ６においてＹＥＳ）、現像器制御部１２０Ｙは、一連の処理を終了する。

【0130】

目標値Ｊを越えていないと判断された場合（ステップＳ６においてＮＯ）、現像器制御部１２０Ｙは、ステップＳ８において、画像形成処理を実行中であるか否かを判断する。現像器制御部１２０Ｙは、主制御部５１からの指示に基づき動作するため、画像形成処理を実行中か否かを判断できる。

【0131】

画像形成処理を実行中であると判断された場合（ステップＳ８においてＹＥＳ）、ステップＳ１０において、主制御部５１は、画像形成処理を停止する。その後、主制御部５１は、処理をステップＳ１２に進める。画像形成処理を実行中でないと判断された場合（ステップＳ８においてＮＯ）、ステップＳ１２において、主制御部５１は、トナー補給を禁止するモードに移行する。

【0132】

ステップＳ１４において、現像器制御部１２０Ｙは、攪拌スクリュー３３を回転させることにより、第２収容室３９内の現像剤Ｄを所定時間Ｔｂ（たとえば９０秒）だけ攪拌することにより、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させる。すなわち、ステップＳ１４では、上述した攪拌＃２が行われる。

【0133】

所定時間Ｔｂの攪拌が終了した後、ステップＳ１６において、主制御部５１は、トナー補給を禁止するモードを解除し、トナー補給を許可するモードに、動作モードを遷移させる。

【0134】

＜Ｆ．変形例＞
以下では、２極化を解消するための攪拌＃２の攪拌時間を変化させる構成について説明する。ここでも、イエロー用の現像器６Ｙを例に挙げて説明する。

【0135】

（ｆ１．第１の変形例）
現像器６Ｙの現像器制御部１２０Ｙは、トナー濃度検出部１４０によって検出されたトナー濃度、画像形成装置１の周囲の環境を示す環境情報、および画像形成装置１の稼働実績を示す稼働情報（耐久情報）の少なくとも１つに基づいて、攪拌＃２の攪拌時間の長さを決定する。

【0136】

環境情報としては、たとえば、温度の情報と湿度の情報とが挙げられる。稼働情報としては、印字枚数の情報と、駆動時間の情報（稼働時間の情報）とが挙げられる。なお、駆動時間は、現像器６Ｙの駆動時間としてもよい。

【0137】

以下では、温度および湿度の情報を利用する構成と、印字枚数の情報を利用すると、駆動時間の情報を利用する構成とについて説明する。

【0138】

（温度情報および湿度情報の利用）
高温および高湿の状態であれば、攪拌＃２の攪拌時間を長くするほうが好ましい。低温および低湿状態においても、攪拌＃２の攪拌時間を長くするほうが好ましい。以下、このように、温度および／または湿度に基づき攪拌時間を変更する構成について説明する。

【0139】

図１１は、温度と湿度と攪拌の追加時間との関係を示した図である。
図１１を参照して、攪拌時間は、温度および湿度の組み合わせが、３つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のいずれかに属するかで決定される。領域Ｒ１と領域Ｒ２とは隣接している。領域Ｒ２と領域Ｒ３とは隣接している。領域Ｒ１と領域Ｒ３とは隣接していない。

【0140】

領域Ｒ１と領域Ｒ２とは、湿度Ｖ１と温度Ｋ１とを結ぶ線（本例では曲線）で区分される。Ｖ１はたとえば２０％であり、Ｋ１はたとえば１０度である。また、領域Ｒ２と領域Ｒ３とは、湿度Ｖ２と温度Ｋ２とを結ぶ線（本例では曲線）で区分される。Ｖ２はたとえば８０％であり、Ｋ２はたとえば３０度である。領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の順に、概ね、湿度および温度が高くなっている。なお、上記各線として、単調減少の曲線を例に挙げたが、これに限定されるものではない。上記各線は、１つの直線（線分）あるいは複数の直線で構成されてもよい。

【0141】

温度は、画像形成装置１に備えられた温度センサー１８２によって測定される。測定結果は、現像器制御部１２０Ｙに通知される。湿度は、画像形成装置１に備えられた湿度センサー１８４によって測定される。測定結果は、現像器制御部１２０Ｙに通知される。

【0142】

領域Ｒ２においては、攪拌時間の追加を行わない。本例では、現像器制御部１２０Ｙは、攪拌＃２として、所定時間Ｔｂ（９０秒）の攪拌を行う。

【0143】

領域Ｒ１においては、現像器制御部１２０Ｙは、所定時間Ｔｂ（デフォルトの攪拌時間）に対して攪拌時間を追加する。本例では、現像器制御部１２０Ｙは、９０秒に３０秒を追加して、攪拌時間を１２０秒とする。

【0144】

領域Ｒ１のように低温および低湿の状態では、トナーの帯電量が上昇する。それゆえ、現像剤Ｄの流動性が低下する。したがって、領域Ｒ１においては、攪拌＃２の攪拌時間を延ばすことが好ましい。

【0145】

領域Ｒ３においても、領域Ｒ１と同様に、現像器制御部１２０Ｙは、所定時間Ｔｂに対して攪拌時間を追加する。本例では、領域Ｒ１と同様に、現像器制御部１２０Ｙは、９０秒に３０秒を追加して、攪拌時間を１２０秒とする。

【0146】

領域Ｒ３のように高温および高湿の状態では、現像剤Ｄが水分を含みやすくなり、現像剤Ｄの流動性が低下する。このため、領域Ｒ２のように通常の温度および通常の湿度の場合に比べ、現像剤の２極化の解消に時間がかかる。したがって、領域Ｒ３においても、攪拌＃２の攪拌時間を延ばすことが好ましい。

【0147】

たとえば、領域Ｒ２内に含まれる特定の点Ｇ１（（温度，湿度）＝（Ｋｇ１，Ｖｇ１））と、領域Ｒ２内に含まれる特定の点Ｇ２（Ｋｇ２，Ｖｇ２）と、領域Ｒ３内に含まれる特定の点Ｇ３（Ｋｇ３，Ｖｇ３）とに着目すると、以下のことが言える。なお、特定の点Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の一例として、グラフの原点を通過する直線Ｗ上の点を挙げている。温度に関する関係式“Ｋｇ１＜Ｋｇ２＜Ｋｇ３”と、湿度に関する関係式“Ｖｇ１＜Ｖｇ２＜Ｖｇ３”とが成立している。

【0148】

現像器制御部１２０Ｙは、温度が温度Ｋｇ３であり、かつ湿度が湿度Ｖｇ３である場合には、温度が温度Ｋｇ３よりも低い温度Ｋｇ２であり、かつ湿度が湿度Ｖｇ３よりも低い湿度Ｖｇ２である場合よりも、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。

【0149】

現像器制御部１２０Ｙは、温度が温度Ｋｇ１であり、かつ湿度が湿度Ｖｇ１である場合には、温度が温度Ｋｇ１よりも高い温度Ｋｇ２であり、かつ湿度が湿度Ｖｇ１よりも高い湿度Ｖｇ２である場合よりも、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。

【0150】

ところで、上記においては、現像器制御部１２０Ｙは、温度と湿度との組み合わせに基づいて、追加で攪拌を行うか否かを決定した。しかしながら、これに限定されるものではない。現像器制御部１２０Ｙは、温度および湿度のうち温度のみに基づいて、追加で攪拌を行うか否かを決定してもよい。同様に、現像器制御部１２０Ｙは、温度および湿度のうち湿度のみに基づいて、追加で攪拌を行うか否かを決定してもよい。

【0151】

すなわち、温度に関し、現像器制御部１２０Ｙは、温度センサー１８２によって測定された温度が温度Ｋ２以上、または温度が温度Ｋ２未満の温度Ｋ１以下になると、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。また、湿度に関し、現像器制御部１２０Ｙは、湿度が湿度Ｖ２以上、または湿度が湿度Ｖ２未満の湿度Ｖ１以下になると、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。

【0152】

（印字枚数の利用）
印字枚数が多くなると、現像剤Ｄの流動性が低下する。このため、印字枚数が多くなると、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。

【0153】

図１２は、印字枚数と、追加する攪拌時間との関係を表した図である。
図１２を参照して、現像器制御部１２０Ｙは、印字枚数がたとえば１万枚を超えると、攪拌時間を長くする。詳しくは、現像器制御部１２０Ｙは、印字枚数が増加すると、追加する攪拌時間を長くする。より詳しくは、現像器制御部１２０Ｙは、所定時間Ｔｂに対して、印字枚数によって定まる時間を追加して、攪拌＃２の攪拌時間とする。

【0154】

実験を行ったところ、このような処理によって、現像剤Ｄの２極化を確実に解消することができた。

【0155】

（駆動時間の利用）
画像形成装置１の駆動時間が長くなると、現像剤Ｄの流動性が低下する。このため、駆動時間が多くなると、攪拌＃２の攪拌時間を長くする。詳しくは、現像器制御部１２０Ｙは、画像形成装置１の駆動時間が増加すると、追加する攪拌時間を長くする。実験を行ったところ、このような処理によって、現像剤Ｄの２極化を確実に解消することができた。

【0156】

なお、現像器６Ｙの駆動時間が増加すると、追加する攪拌時間を長くするように、現像器制御部１２０Ｙを構成してもよい。

【0157】

（ｆ２．第２の変形例）
目標値Ｊと、トナー濃度検出部１４０（透磁率センサー８Ｙ）で検出されたトナー濃度との差分が大きい場合には、滞留している現像剤の範囲が広い可能性がある。このため、現像器制御部１２０Ｙは、トナー濃度検出部１４０（透磁率センサー８Ｙ）で検出されたトナー濃度と、目標値Ｊとの差分が大きいほど、さらなる攪拌＃２の攪拌時間を長くすることが好ましい。

【0158】

以下の例では、差分をパーセントとして表した場合について説明する。具体的には、差分を目標値Ｊで割り、その商を１００倍したときの値を差分として扱う。

【0159】

図１３は、トナー濃度の差分（％）と、追加する攪拌時間との関係を表した図である。
図１３を参照して、現像器制御部１２０Ｙは、差分が０．５％を超えると、攪拌時間を長くする。詳しくは、現像器制御部１２０Ｙは、差分が増加すると、追加する攪拌時間を長くする。より詳しくは、現像器制御部１２０Ｙは、所定時間Ｔｂに対して、差分によって定まる時間を追加して、攪拌＃２の攪拌時間とする。

【0160】

実験を行ったところ、このような処理によって、現像剤Ｄの２極化を確実に解消することができた。

【0161】

［実施の形態２］
実施の形態１では、発生した２極化を解消するために、攪拌部１５０によるさらなる攪拌＃２によって、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させた。本実施の形態では、攪拌＃２の代わりに、第２収容室３９を含む現像部１３Ｙを振動させることにより、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させる構成について説明する。

【0162】

なお、以下では、実施の形態１と異なる点を説明し、実施の形態１と同じ点については、説明を繰り返さない。また、本例においても、主として、イエロー用の現像器６Ｙに着目して説明する。

【0163】

図１４は、振動発生装置１９０Ｙを説明するための図である。
図１４を参照して、振動発生装置１９０Ｙは、現像部１３Ｙの端部付近に設けられている。振動発生装置１９０Ｙは、位置決め部材１９１と、カム部材１９２と、付勢部材であるバネ部材１９３とを備える。

【0164】

位置決め部材１９１は、現像部１３ＹのＺ軸の正方向への移動を規制する。現像部１３Ｙの端部が位置決め部材に当接すると、現像部１３ＹのＺ軸の正方向への移動が停止する。

【0165】

バネ部材１９３は、バネと、当該バネの一端を固定する台座部分とを有する。台座部分は、固定されている。バネ部材１９３は、現像部１３Ｙに対して、位置決め部材１９１およびカム部材１９２とは反対側に設けられている。

【0166】

バネは、現像部１３ＹをＺ軸の正方向に付勢している。詳しくは、バネは、現像部１３Ｙの端部をＺ軸の正方向に付勢している。

【0167】

カム部材１９２は、中心軸Ｎを中心に回転する。現像器６Ｙによる制御よって、カム部材１９２は回転する。カムが図１４の状態にあるときには、バネが圧縮されるとともに、現像部１３Ｙの端部（図の右側端部）は位置決め部材１９１から離れた状態となる。

【0168】

図１５は、図１４の状態からカムがさらに回転した状態を表した図である。詳しくは、図１５は、図１４の状態からカム部材１９２が角度θ（０度＜θ＜９０度）だけ回転した状態を表した図である。図１５を参照して、カム部材１９２が図１４の状態から回転すると、バネの復元力によって、現像部１３ＹがＺ軸の正方向に移動する。

【0169】

以降、カム部材１９２が回転をし続けると、現像器６Ｙは、Ｚ軸の正方向と負方向との移動を繰り返す。

【0170】

このように、振動発生装置１９０Ｙによって、第２収容室３９を含む現像部１３Ｙを振動させることにより、第２収容室３９の現像剤を第２収容室３９内で流動させることが可能となる。その結果、発生した現像剤の２極化を解消することが可能となる。

【0171】

図１６は、本実施の形態に係る画像形成装置１の制御部を説明するための模式図である。

【0172】

図１６を参照して、画像形成装置１の各部を動作させる制御部１００Ａ（コントローラー）は、主制御部５１と、イエロー用の現像器制御部１２０Ｙと、マゼンタ用の現像器制御部１２０Ｍと、シアン用の現像器制御部１２０Ｃと、ブラック用の現像器制御部１２０Ｂと、イエロー用の振動制御部１７０Ｙと、マゼンタ用の振動制御部１７０Ｍと、シアン用の振動制御部１７０Ｃと、ブラック用の振動制御部１７０Ｂとを含む。

【0173】

制御部１００Ａは、振動制御部１７０Ｙ，１７０Ｍ，１７０Ｃ，１７０Ｂを含む点において、これら含まない実施の形態１の制御部１００とは異なる。

【0174】

振動制御部１７０Ｙは、イエロー用の振動発生装置１９０Ｙの動作を制御する。詳しくは、振動制御部１７０Ｙは、カム部材１９２の回転を制御する。なお、同様に、振動制御部１７０Ｍ，１７０Ｃ，１７０Ｂは、それぞれ、各色用の振動発生装置１９０Ｃ，１９０Ｍ，１９０Ｂの動作を制御する。

【0175】

振動制御部１７０Ｙ，１７０Ｍ，１７０Ｃ，１７０Ｂの各々も、ＣＰＵ等のプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。振動制御部１７０Ｙ，１７０Ｍ，１７０Ｃ，１７０Ｂの各々は、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現されてもよい。なお、図１６では、制御部１００が複数の制御部によって構成された例を示したが、これに限定されない。１つの制御部（たとえば１つの制御基板）が画像形成装置１の全体を制御する構成としてもよい。

【0176】

また、振動制御部１７０Ｙは、カム部材１９２の回転速度を変化させてもよい。このような処理により、現像器６Ｙの移動速度（振動周期）を変化させることができる。他の振動制御部１７０Ｍ，１７０Ｃ，１７０Ｂについても同様である。

【0177】

また、画像形成装置１は、発生した２極化を解消するために、実施の形態１の攪拌＃２と、本実施の形態の振動動作との両方を行ってもよい。画像形成装置１は、攪拌＃２と振動動作とを行うことにより、一方の処理の場合に比べて、２極化を早期に解消することが可能となる。

【0178】

実施の形態１の攪拌＃２と、本実施の形態の振動動作との両方を同時に行ってもよいし、交互に行ってもよい。タイミングおよび順序は、特に限定されるものではない。たとえば、画像形成装置１は、実施の形態１の攪拌＃２を実施しても２極化が解消されない場合、振動動作を実行してもよい。

【0179】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0180】

１ 画像形成装置、２Ｃ，２Ｋ，２Ｍ，２Ｙ 作像部、３ 中間転写部、４ 給送部、５ 定着部、５ａ 加熱ローラー、５ｂ 加圧ローラー、６Ｂ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ 現像器、７Ｃ，７Ｋ，７Ｍ，７Ｙ トナーホッパー、８Ｙ 透磁率センサー、９Ｃ，９Ｋ，９Ｍ，９Ｙ トナー濃度制御部、１０Ｃ，１０Ｋ，１０Ｍ，１０Ｙ 感光体ドラム、１１Ｃ，１１Ｋ，１１Ｍ，１１Ｙ 帯電部、１２ 露光部、１３Ｃ１３Ｋ，１３Ｃ，１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｙ 現像部、１４Ｃ，１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｙ，２０ クリーナー、１５ 中間転写ベルト、１６ 駆動ローラー、１７ 従動ローラー、１８Ｃ，１８Ｋ，１８Ｍ，１８Ｙ 一次転写ローラー、１９ 二次転写ローラー、１９ａ 二次転写位置、２１ 繰り出しローラー、２２ タイミングローラー、２３ 排出ローラー、２４ 排紙トレイ、２９ 現像位置、３０ ハウジング、３０ｚ 側壁、３１ 現像ローラー、３１ａ 現像スリーブ、３１ｂ マグネット体、３２ 供給スクリュー、３２ａ，３３ａ 回転軸、３２ｂ，３３ｂ スクリュー羽根、３２ｚ，３３ｚ 軸部分、３３ 攪拌スクリュー、３４ 規制部材、３７ 隔壁、３７ａ，３７ｂ 連通孔、３８ 第１収容室、３９ 第２収容室、３９ａ 受入口、３９ｚ 下流端部分、５１ 主制御部、８１ 検知域、８２，８３，Ｄ 現像剤、９８ 第１搬送路、９９ 第２搬送路、１００，１００Ａ 制御部、１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｍ，１２０Ｙ 現像器制御部、１２１ 補給量算出部、１２２ 判定部、１３０Ｃ，１３０Ｋ，１３０Ｍ，１３０Ｙ トナー補給部、１４０ トナー濃度検出部、１５０ 攪拌部、１７０Ｂ，１７０Ｃ，１７０Ｍ，１７０Ｙ 振動制御部、１８２ 温度センサー、１８４ 湿度センサー、１９０Ｂ，１９０Ｃ，１９０Ｍ，１９０Ｙ 振動発生装置、１９１ 位置決め部材、１９２ カム部材、１９３ バネ部材、Ｗ 直線、Ｌ 光ビーム、Ｎ 中心軸、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域、Ｓ シート、Ｔ１，Ｔ２Ｂ，Ｔ２，Ｔ２Ａ，Ｔ３，Ｔ４ 矢印。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】