JPH1048932A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トリックル方式の現像装置において、現像装
置を大型化することなく、現像装置内の劣化したキャリ
アを効率よく新規なキャリアと交換すると共に、常に画
像濃度の安定した画像を形成することのできる現像装置
を提供する。 【解決手段】 キャリアとトナーとからなる二成分現像
剤を収容する現像剤槽と、この現像剤槽内に新規現像剤
を補給する補給手段と、現像剤槽内から現像剤を排出す
る排出手段と、現像操作で消費されたトナー消費量に基
づいて補給すべき新規現像剤の補給量と、この新規現像
剤の補給量に基づいて排出すべき現像剤の排出量とを決
定すると共に、補給手段と排出手段とを制御する制御手
段と、上記排出手段から排出させる現像剤量を測定する
排出現像剤量測定手段とを備え、上記排出現像剤量測定
手段で測定される排出現像剤量が上記制御手段で定めら
れた現像剤の排出量に到達するまで上記排出手段から現
像剤を排出させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、詳細には、トナーとキャリアとの二成分からなる現
像剤を用いる二成分型現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、トナーとキャリアとからなる二成
分現像剤を用い、静電潜像担持体表面に形成された静電
潜像の可視化、すなわち現像を行なう現像装置が多用さ
れている。このような現像装置において、トナーは現像
操作によって消費されていく一方、キャリアは消費され
ずに現像装置内に残る。従って、現像装置内でトナーと
共に攪拌されるキャリアは攪拌回数が多くなるにつれ
て、トナーとの摩擦や衝撃によりトナーの一部がキャリ
ア表面に付着して汚染する等の現像剤の劣化の現象が起
こり、現像剤の帯電性能が徐々に低下する。このため、
カブリ等の画質欠陥を生じて、画像品質を著しく低下さ
せる原因となっている。

【０００３】このような現像剤の劣化による画質低下を
防止するためには、一定期間ごとに現像装置内のキャリ
アを新しいものと交換して同じキャリアが長期間に亘っ
て現像装置内に滞留するのを防止する必要がある。しか
るに、現像装置内ではキャリアとトナーが混ざった状態
で収容されており、現像装置内のキャリアを交換する際
には、飛散しやすいトナーが漏れ出て画像形成装置周辺
を汚す虞れがあるため、熟練した技術者でないと交換が
難しく、また、この交換作業を一々人手に頼っていたの
では保守管理に手間が掛かり過ぎる。そこで、この交換
作業の手間を省くため、自動的に現像剤の交換が行なわ
れる機構を備えたトリックル方式の現像装置が開発さ
れ、現在広く普及している（特公平第２−２１５９１号
公報）。

【０００４】このトリックル方式の現像装置では、現像
装置の外部から現像剤を補給する補給装置が取り付けら
れており、補給されるトナーとキャリアとの比率（以
下、「トナー／キャリアと比」という）が所定の範囲に
なるようにして現像装置内に補給する。この現像剤は現
像装置の駆動時に現像ロールの駆動と同期して補給装置
が作動して自動的に現像剤が現像装置内に補給される機
構となっている。

【０００５】ところで、現像装置の現像剤槽内の現像剤
の量は画質に大きく影響する。即ち、現像剤槽内に保持
される現像剤量が変動すると現像装置内の現像スリーブ
周面に担持される現像剤の量が変動し、この現像スリー
ブ周面上に担持された現像剤で現像されて静電潜像担持
体上に形成される未定着トナー像の濃度が変動するた
め、最終的に得られる画像の濃度も変動して画質が低下
する。従って画像濃度の変動による画質低下を防止する
ためには、常に一定の量の現像剤が現像剤槽内に保持さ
れることが必要となる。

【０００６】そのため、上記トリックル方式の現像装置
では、現像剤槽の一部に古い現像剤を現像装置の外へ排
出するための排出口を設け、そこから自動的に現像剤を
排出させる機構となっている。例えば、特公平第２−２
１５９１号公報には、図４に示すように、キャリアボッ
クス６とトナーボックス８に収容された新しいキャリア
とトナーとをそれぞれキャリアディスペンスロール７と
トナーディスペンスロール９により現像スリーブ３の回
転に同期して現像装置ハウジング２内に補給する一方
で、現像剤槽の一部に現像剤溢出口１１を設け、ここか
ら余剰の現像剤が溢れ出る機構となっている。

【０００７】即ち、現像装置内の現像剤は現像剤槽内の
底部１０に貯蔵され、この現像剤は図中矢印の方向に回
転する攪拌手段５により攪拌されており、この攪拌手段
５との摩擦により現像剤槽内の底部１０の現像剤全体が
攪拌手段５の回転に伴って移動するため、図に示された
ように、現像剤の上面は右側部分が持ち上げられて高い
位置になり、左側部分が低い位置に維持される。そし
て、現像剤溢出口１１の高さは、許容範囲の上限の量の
現像剤を現像剤槽に入れたときにその上面が来る位置に
合わせて設定されているため、現像剤槽内の現像剤量が
上限値以下の場合には現像剤の右側上面の位置が現像剤
溢出口１１を越えることはない。そして、現像操作が行
なわれると、現像スリーブ３の回転と同時期にキャリア
ディスペンスロール７とトナーディスペンスロール９が
回転して現像装置内にキャリアとトナーが補給される。

【０００８】この補給された現像剤のうちトナーは現像
操作により直ちに消費されるため、補給された現像剤の
量から実際に現像操作で静電潜像の現像に用いられ、消
費されたトナーを引いた残りの現像剤が現像装置内の現
像剤量の増加分となって、この量だけ現像剤槽内の現像
剤量が増加する。現像剤槽内の現像剤量が増加すると現
像剤の上面の位置も上昇し、この現像剤が攪拌手段５の
回転により持ち上げられ、図中右上の現像剤上面の位置
も上昇するため、ついにはこの右上の現像剤上面の位置
が現像剤溢出口１１の高さを越え、この越えた現像剤が
余剰の現像剤として現像装置の外へ排出され、現像剤回
収タンクに回収される。このように、特公平第２−２１
５９１号公報の現像装置では、現像剤槽内の現像剤の図
中右側の高さを一定に保つことにより、現像剤槽内の現
像剤量を一定に保つような機構となっている。

【０００９】しかるに、現像剤上面の位置を一定に保つ
だけでは現像剤槽内の現像剤量を一定値に保つ制御の精
度は十分なものとは言えない。それは、上記の装置では
現像剤上面の位置を一定に保つことにより現像剤槽内の
現像剤量を一定に保つ機構となっているが、現像剤の体
積を検知している訳ではない。換言すれば、現像剤の量
が一定でも右上の上面位置は変動する可能性があり、反
対に現像剤の量が変動しても上面の位置は必ずしも変化
するとは限らないからである。特に、上記のように攪拌
手段で現像剤が攪拌され、上面で流動している状態で
は、上面の位置は変動する可能性が高く、この上面の位
置のみで現像剤量を検知しようとしても必然的に精度に
限界がある。

【００１０】特に、カラー画像を形成するカラー複写機
等では、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４
色のトナーを重ね合わせることによりカラー画像を形成
する構造になっており、赤、黄、青の三原色の各色につ
いてそれぞれ２００階調以上の微妙な色合いを正確に再
現できるという、高いカラー解像度が要求されるが、こ
のようなカラー画像の形成では、各色トナーの一色でも
濃度が変動すると形成されるカラー画像の色調が大きく
変動してしまうため、従来のような白黒画像の現像装置
とは比較にならない程正確な画像濃度の制御が求められ
る。そして、そのためには各色の現像装置内での現像剤
の量を一定に保つための制御は格段に高いものが必要と
なるため、上記のような低水準の現像剤量の制御ではカ
ラー画像の現像装置に対応できない。

【００１１】また、現像装置内に現像剤量を検知するセ
ンサー等を設けることが可能であれば、最も確実に現像
剤量を制御できるのであるが、現像装置内では現像剤が
攪拌されており、流動或いは激しく振動した状態である
ため、現像剤の上面の位置が安定せず、センサー等で現
像剤量を正確に図ることができないという問題がある。

【００１２】一方、特開平第６−３４８１３３号公報に
は、現像装置全体の重量を測定することにより、現像剤
槽内の現像剤量を検知する方法が開示されているが、現
像装置毎に重量測定装置を取り付けることにより現像剤
の量を制御するには現像装置周辺の機構が複雑化し、大
型化する。そして特にカラー型の現像装置では、上記４
色の各色について現像装置が必要となり、現像装置一つ
当たりのスペースを大きく取ることができないため、上
記公報に開示された現像装置のように従来より大きいス
ペースを必要としその機構が大幅に複雑化する現像装置
はカラー画像形成装置には採用できないという問題があ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願発明者ら
が鋭意研究した結果、現像操作で消費されたトナー消費
量に基づいて現像剤槽内に補給すべき新規現像剤の補給
量と、現像剤槽内から排出すべき現像剤の排出量を決定
し、制御手段で制御しながら新規現像剤を補給する一
方、排出手段を制御して、実際に排出された現像剤の量
を排出現像剤量測定手段で測定しながら排出させ、上記
排出現像剤量測定手段で測定される排出現像剤量が上記
制御手段で定められた現像剤の排出量に到達するまで現
像剤を確実に排出させることにより上記従来の問題を解
決できることを見出して本発明を完成した。

【００１４】従って、本発明の目的は、二成分型の現像
装置において、現像装置を大型化することなく、現像剤
槽内の劣化したキャリアを効率よく新規なキャリアと交
換すると共に、常に一定の量の現像剤を現像剤槽内に保
持することにより、常に画像濃度の安定した画像を形成
することのできる現像装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、キャリアとト
ナーとからなる二成分現像剤を収容する現像剤槽と、こ
の現像剤槽内に新規現像剤を補給する補給手段と、現像
剤槽内から現像剤を排出する排出手段と、現像操作で消
費されたトナー消費量に基づいて補給すべき新規現像剤
の補給量と、この新規現像剤の補給量に基づいて排出す
べき現像剤の排出量とを決定すると共に、補給手段と排
出手段とを制御する制御手段と、上記排出手段から排出
させる現像剤量を測定する排出現像剤量測定手段とを備
え、上記排出現像剤量測定手段で測定される排出現像剤
量が上記制御手段で定められた現像剤の排出量に到達す
るまで上記排出手段から現像剤を排出させるようにした
現像装置である。

【００１６】本発明に用いられる補給手段は、現像装置
の現像剤槽内に新規現像剤を補給する手段であり、一般
的には、トナーやキャリア等の現像剤を収容する容器
と、この容器内の現像剤を現像剤槽内に補給するディス
ペンサーと呼ばれる補給装置とからなる。この補給装置
は、一般的には螺旋状部材をステッピングモーターで回
転量を制御しながら駆動させる方式のものが用いられる
が、これに限定されるものではなく、所定量の現像剤を
正確に補給できるものであればよい。

【００１７】そして新規現像剤の補給の仕方としては、
トナーだけを補給する手段（以下「トナー補給手段」と
いう）とキャリアだけを補給する手段（以下「キャリア
補給手段」という）の二つの補給手段を備え、トナーと
キャリアとをそれぞれ別々に補給する方法や、トナーと
キャリアとを所定の比率で配合したものを現像剤として
補給する補給手段（以下「混合済現像剤補給手段」とい
う）の一つの補給手段を備え、この補給手段から現像剤
を補給する方法が考えられる。そして、この混合済現像
剤補給手段を用いる場合には、更にトナー補給手段を備
えていてもよい。

【００１８】本発明に用いられる排出手段は現像剤槽内
の一定量の劣化現像剤を正確かつ確実に現像装置の外へ
排出させるものである。そしてその構造は、現像剤槽内
の一定量の劣化現像剤を正確かつ確実に現像装置の外へ
排出することができ、排出完了後は確実に排出を停止で
きるものであれば良く、特に限定されないが、排出速度
を調節できることから排出能力を適宜可変にできるもの
が好ましい。

【００１９】この排出手段の例としては、例えば現像剤
槽の一部に設けた排出口と、この排出口に取り付けら
れ、排出口の開閉を制御するシャッターとからなり、こ
のシャッターの開く角度を調整することにより排出能力
を適宜可変にできる構造にしたものや、排出口に取り付
けられた螺旋状の回転部材をステッピングモーター等に
より駆動時間を制御しながら回転させることにより現像
剤槽内の現像剤を排出する構造のもの等が考えられる。

【００２０】本発明の制御手段は、現像剤の補給量と排
出量とを決定すると共に、補給手段と排出手段とを制御
する手段であり、具体的にはＣＰＵと呼ばれる中央演算
処理装置からなる。そして、現像剤の補給量と排出量と
を決定する方法としては、基本的にはキャリアの劣化の
程度に基づいて交換すべきキャリアの量（以下「交換キ
ャリア量」という）を割り出す。そして、この量のキャ
リアを交換するために補給と排出とが必要な現像剤量で
あって、現像剤の補給と排出の結果として現像剤槽内の
キャリアの量が変化しないような値として、補給すべき
新規現像剤の量と、排出すべき現像剤の量とを決定する
のである。

【００２１】このとき、現像剤の排出量は、現像剤槽内
に補給されたトナーとキャリアの量から消費されたトナ
ー量を引いた量となる。そして、画素密度の高いとき
は、補給されるトナー量が多く、かつ、補給されるキャ
リア量もそれに伴い多いので、新規キャリアと劣化キャ
リアの交換が行なわれる。

【００２２】しかし、現像される画像の密度が小さいと
き、トナー補給量が殆ど無く、かつ、補給される新規キ
ャリア量が殆ど無い。そこで、現像剤槽内で劣化の進ん
だ現像剤が排出されない状態が続き、画像欠陥が起こ
る。そのため、この場合には、後述するように、現像剤
の排出を先に行い、その後に新規現像剤を補給する。

【００２３】トナー消費量をモニタリングする具体的な
方法としては、原稿を読み取った画像信号から静電潜像
担持体上に形成される静電潜像の画素数を検知し、これ
を一組の原稿について行なう現像工程であって連続的に
行なう一連の工程（以下、「ワンジョブ」という）毎に
積算し、この潜像を現像するのに消費されるトナーの量
を計算により求め、これをトナー消費量とする方法や、
トナーディスペンサーの駆動時間により添加されたトナ
ーをモニタリングする方法、トナーカートリッジ内のト
ナー残量をモニタリングする方法、或いは、トナーカー
トリッジの交換回数をモニタリングする方法等が考えら
れるが、トナー消費量を最も正確に検知できる点で上記
画素数に基づいて求める方法が最も好ましい。

【００２４】交換現像剤量は、補給されたトナー（これ
は、トナー消費量により決定される）と一緒に補給され
たキャリア量により決定される。

【００２５】即ち、コピーを取るとトナーが消費される
ので、トナーを補給する。このとき、少量のキャリアも
一緒に補給する。すると、現像剤槽内には余分なキャリ
アが補給されるので、余分な現像剤を回収する。ここ
で、画素密度が多いときは、トナーとキャリアの補給
と、劣化した現像剤の回収が逐次行なわれるので、現像
剤槽内のキャリアはあるレベルで劣化が抑制されるけれ
ども、画素密度が小さいときは、補給されるトナー量が
少ないので、一緒に補給されるキャリアも少なく、その
ため、劣化キャリアが新規キャリアと交換されず、そこ
で現像器内のキャリアは劣化が進む。

【００２６】そこで、画素密度が小さいときは、まず、
現像剤槽内の現像剤を回収し、新規トナーとキャリアと
を補給する。しかし、このときは、回収された現像剤に
含まれるトナーよりも新規トナーの方が過剰に補給され
るので、現像剤槽内のトナー／キャリア比が崩れ、トナ
ー量の方が多くなってしまう場合がある。これを防ぐた
め過剰トナー消費用のパッチを形成して現像すること
で、過剰のトナーを排出し、現像剤槽内のトナー／キャ
リア比を適正な範囲に保つ。

【００２７】また、本発明の制御手段は現像剤槽から排
出すべき現像剤の量を決定する。そしてその排出量を決
定する方法としては、上記補給量と同様に、トナー消費
量から求めた交換キャリア量に基づいて決定される。即
ち、交換キャリア量が求まると、現像剤槽内のトナー／
キャリア比から、この量のキャリアに対して配合されて
いるトナーの量が求められるため、両者の和として交換
すべき現像剤量が求められ、決定されるのである。

【００２８】また、本発明の制御手段は、現像剤の補給
手段と排出手段とを制御する。即ち、補給手段の制御と
しては、補給手段の作動開始時期と停止時期とを制御
し、上記決定した補給量の現像剤を現像剤槽内に確実か
つ正確に補給するように制御する。具体的な作動時期と
しては、例えば、ワンジョブが終了した時点で補給手段
の作動を開始させる場合が挙げられる。

【００２９】一方、補給手段の作動停止時期としては、
補給手段が上記決定した補給量の現像剤の補給を完了し
た時点とする。そして、この補給量は補給手段の駆動時
間或いは補給装置を駆動するモーターの回転量から計算
できるため、上記決定した補給量を補給するのに必要な
駆動時間、或いはモーターの回転量だけ駆動或いは回転
するように制御手段から補給手段に送信される信号とし
て送られ、この信号に基づいて補給手段の作動停止時期
が制御される。更に、補給装置の補給速度が可変のもの
の場合には、制御手段によりこの補給速度を制御させる
ことも可能である。

【００３０】更に本発明の制御手段は、排出手段を制御
する。具体的には、上記排出手段の作動開始時期と停止
時期とを制御し、上記決定した排出量の現像剤を現像剤
槽から確実かつ正確に排出するように制御する。ここで
排出手段の作動開始時期としては、例えば、上記補給が
完了した後に排出手段を作動させ、現像剤槽内の現像剤
の排出を開始させる場合が挙げられる。

【００３１】一方、排出手段の作動停止時期としては、
上記決定した排出量の現像剤が現像剤槽から現像装置の
外に排出し終わった時点で排出手段の作動を停止させ、
現像剤の排出を停止させる。

【００３２】また、排出手段の排出速度が可変の場合に
は排出手段の排出速度を制御することも可能である。例
えば、排出手段が現像装置の排出口を開閉するシャッタ
ーの場合には、このシャッターの開く量を調整したり、
螺旋状部材をステッピングモーターで回転させる場合に
は、このステッピングモーターの回転速度を調整するこ
とにより排出速度を制御することができる。

【００３３】そして、この現像剤槽から排出された現像
剤量を確認し、確実かつ正確に上記決定された排出量の
現像剤を排出させるため、実際に排出された現像剤の量
を測定してその結果を制御手段に送る現像剤排出量測定
装置を用いる。

【００３４】本発明の排出現像剤量測定手段は、現像装
置の外へ排出された現像剤の量を測定する手段である。
具体的な排出現像剤量測定手段としては、排出された現
像剤の量を正確かつ確実に測定できる手段であればよ
く、特に限定されないが、例としては、現像装置の外側
に設けられ、排出手段から排出された現像剤を回収する
回収容器と、この回収容器の重量を図ることにより、排
出された現像剤の重量を測定する測定装置とからなるも
の等が挙げられる。

【００３５】この排出現像剤量測定手段は上記制御手段
と接続しており、制御手段はこの排出現像剤量測定手段
により測定した現像剤の排出量の結果から実際に排出さ
れた現像剤の量を認識する。そして、この排出された現
像剤の量と上記決定した排出量とを比較することにより
上記排出手段の作動を停止させるか否かを判断する。即
ち、現像剤の排出量が上記決定した排出量に満たない場
合にはそのまま排出手段を作動させ、更に現像剤槽内の
現像剤を排出させる。そして更に排出させた結果、現像
剤の排出量が上記決定した排出量に到達した場合には、
制御手段は直ちに排出手段に対して作動を停止するよう
信号を発して現像剤の排出を停止させる。このようにし
て排出現像剤量測定手段で測定される排出現像剤量が上
記制御手段で定められた現像剤の排出量に到達するまで
上記排出手段から現像剤を排出させるのである。

【００３６】なお、排出手段の制御の仕方としては、上
記の様に排出現像剤量測定手段で測定される排出現像剤
量が所定の量に到達するまで排出手段を作動させ続ける
場合の他、排出手段が現像剤を排出させる排出速度と上
記決定した排出量とから予め排出手段の作動時間を割り
出し、この時間だけ排出手段を作動させた後に停止さ
せ、この時点での排出量を排出現像剤量測定手段で測定
し、上記決定した排出量に未だ満たない場合には再度排
出手段を再び作動させ、所定量の現像剤の排出が確認さ
れた時点で排出手段の作動を停止させるという制御も可
能である。

【００３７】また、補給手段と排出手段の制御の順序と
しては、新規現像剤の補給を先に行なった後に余剰の現
像剤を排出しても良く、反対に、現像剤の排出を先に行
なった後に新規現像剤を補給しても良いが、劣化したキ
ャリアを効率よく排出できる点では先に交換すべき劣化
キャリアを含む現像剤を排出した後に、新規現像剤を補
給する方が好ましい。その場合には、交換キャリア量を
含む現像剤量を現像剤槽内の現像剤のトナー／キャリア
比から求めてこれを排出量として決定し、この量の現像
剤が排出されるまで排出現像剤量測定手段でモニタリン
グしながら排出手段を作動させる。そして排出が完了し
た後に、交換キャリア量と同量の新規キャリアを含む新
規現像剤の補給量を求め、新規現像剤として補給する。
そして、混合済現像剤を用いて新規トナーが過剰に補給
された場合には、過剰トナー消費用のパッチを現像する
ことにより現像剤槽内のトナー／キャリア比の調整を行
なう。

【００３８】以上のように、トナー消費量を指標として
キャリアの劣化の程度をモニタリングし、これに基づい
て交換すべきキャリア量を決定し、このキャリア量に相
当する現像剤を補給して排出させることとしたため、劣
化キャリアの交換が効率的に行なえるという利点が得ら
れる。

【００３９】また、上記交換すべきキャリア量に基づい
て現像剤の補給量と排出量とを決定し、実際に排出され
た現像剤量を測定しながら現像剤の補給と排出とを行な
うようにしたため、補給量と排出量とを正確に把握でき
る結果、現像剤槽内の現像剤の量を正確に一定値に維持
できる。その結果、高い品質の画像、特に色調の変動が
起こり易いカラー型画像形成装置においても長期に亘り
安定して高い画質の画像を形成できる現像装置を提供で
きる。

【００４０】

【発明の実施の形態】

（第一の実施形態）以下、本発明の第一の実施形態であ
る現像装置に基づいて本発明を説明する。図１は本実施
形態の現像装置の概略構成図であり、図２は本実施形態
の現像装置を用いた電子写真方式のフルカラー画像形成
装置を示す概略構成図であり、図３は本実施形態の現像
装置を用いて現像操作を行なう場合の流れ図である。

【００４１】本実施形態の現像装置は、キャリアとトナ
ーとからなる二成分現像剤を収容する現像剤槽１と、こ
の現像剤槽１内に新規現像剤を補給するトナーカートリ
ッジとトナーディスペンサー２ａ、及びキャリアカート
リッジとキャリアディスペンサー２ｂ（補給手段）と、
現像剤槽１内から現像剤を排出する開口部１３と開口部
１３を開閉するシャッター３（排出手段）と、現像操作
で消費されたトナー消費量に基づいて補給すべき新規現
像剤の補給量と、この新規現像剤の補給量に基づいて排
出すべき現像剤の排出量とを決定すると共に、補給手段
と排出手段とを制御するＣＰＵ〔中央演算処理装置〕４
（制御手段）と、上記開口部１３とそのシャッター３か
ら排出させる現像剤量を測定する現像剤回収容器５と重
量測定装置６（排出現像剤量測定手段）とを備え、上記
重量測定装置６で測定される排出現像剤量が上記ＣＰＵ
４で定められた現像剤の排出量に到達するまで上記上記
開口部１３とそのシャッター３から現像剤を排出させる
ようにした現像装置である。

【００４２】以下、図１の現像装置について図３の流れ
図に沿って説明する。まず、本実施形態の現像装置を取
り付けた画像形成装置の電源を投入すると、画像濃度の
測定が行なわれ、現像装置の現像剤槽に十分な現像剤が
収容されているか否かの確認が行なわれる。即ち、電源
を投入すると、ＣＰＵ４から感光体ドラム１２上に画像
濃度測定用のパッチを形成させる信号が送信され、この
信号に基づいて、例えば感光体ドラム１２上に５０％の
濃度の画像に対応する静電潜像が形成される。次いで感
光体ドラム１２が回転して現像装置の現像スリーブ１４
との現像領域Ａに至ると、現像スリーブ１４から感光体
ドラム１２上の静電潜像に対してトナーが供給され、こ
のトナーが付着することにより感光体ドラム１２上の静
電潜像、即ち画像濃度測定用のパッチが現像される。

【００４３】そしてこの現像されたパッチは感光体ドラ
ム１２が更に矢印の方向に回転して、図示しない濃度検
知用のセンサーの位置に至り、このセンサーにより現像
されたパッチの濃度が測定される。そして、このとき、
パッチの濃度が目標値である５０％の濃度に対して許容
範囲内の濃度であれば、現像剤槽内には所定のトナーが
収容されていると判断されるが、５０％の濃度に対する
許容範囲を外れて低下している場合には、現像剤槽内の
トナー量が不十分と判断されて、図３の→→のル
ープによりトナーが補給される。即ち、トナーディスペ
ンサー２ａが作動することにより図示しないトナーカー
トリッジ内のトナーが現像剤槽内に補給され、前記と同
様のパッチ形成、画像濃度確認操作により画像濃度が所
定値になるまでトナーの補給が繰り返される。

【００４４】こうしてトナー濃度の確認が行なわれ、所
定のトナー濃度を維持していることが確認されると、実
際の現像操作に入る。実際の現像操作では、最初にで
原稿枚数の確認が行なわれ、例えば原稿を１０枚現像す
る度に上記と同じ方法により画像濃度の確認が行なわれ
る。即ち、図３の→→→→→→のループ
により原稿１０枚現像する度に感光体ドラム１２上にパ
ッチを形成し、その現像後の濃度を確認し、所定のトナ
ーが現像剤槽内に維持されるように制御される。

【００４５】このように１０枚毎に画像濃度を確認しつ
つ原稿の現像が進み、残りの原稿枚数が１０枚未満にな
ったときに次のの段階に入る。即ち、原稿が残り１０
枚未満になったとの信号を給紙装置から受けると、ＣＰ
Ｕ４は残りの原稿の現像をで指示し、実際の現像操作
を終了する。尚、上記の現像操作では原稿を原稿読み取
り装置で読み取った後、これをデジタル信号に変換した
画像信号としてその後の装置、例えば、感光体ドラム１
２への画像書き込み装置等に送られるが、この画像信号
から画素数を計算することができ、本実施形態の現像装
置では、この画像信号から計算した画素数をＣＰＵ４に
記憶させておく。

【００４６】次に、最後の原稿の現像が終了すると、
の段階に進み、上記記憶させておいた画素数からトナー
消費量をＣＰＵ４が計算する。次いで、の段階でこの
トナー消費量から現像剤槽から排出すべき現像剤の排出
量を計算して決定する。ここで、この現像剤の排出量は
上記トナー消費量からキャリアの劣化の程度を判断し、
交換すべきキャリア量を割り出す。このトナー消費量と
交換すべきキャリア量との関係については、別途実験に
よりその関係を予め求めておき、トナー消費量から交換
すべきキャリア量が計算できるプログラムとしてＲＯＭ
（呼出専用記憶装置）に記憶させたものをＣＰＵ４の中
に持たせてあり、このプログラムにより演算処理を行な
って交換すべきキャリア量を求める。

【００４７】こうしてトナー消費量から交換すべきキャ
リア量が求まると、このキャリア量から排出すべき現像
剤量が計算され決定される。即ち、現像剤槽内の現像剤
のトナー／キャリア比は一定の範囲内に保たれているた
め、交換すべきキャリア量即ち排出すべきキャリア量が
求まると、この量のキャリアを含む現像剤の量が求ま
り、これが排出すべき現像剤の量となる。

【００４８】次に、の段階でＣＰＵは現像装置の開口
部１３に取り付けたシャッター３の駆動装置に信号を発
し、シャッター３を開けさせる。シャッター３が開く
と、現像剤槽内の現像剤は攪拌装置１１により攪拌さ
れ、空間中に飛散しやすい状態になっているため、この
シャッター３が開くと、開口部１３から現像剤が現像装
置の外へ流れ出し、現像剤の排出が開始する。

【００４９】開口部１３から排出された現像剤は、この
開口部１３の外側を覆う通路７を経て回収容器５へ導か
れ、この回収容器５内に回収される。この回収容器５に
は重量測定装置６が取り付けられており、排出操作が行
なわれている間、この重量測定装置６が測定した重量を
ＣＰＵ４に絶えず送り続ける。ＣＰＵ４は重量測定装置
６から送られた測定結果に基づいて排出操作開始から実
際に回収容器５に排出された現像剤の量を割り出す。即
ち、排出操作開始前の重量測定装置６の測定結果をＣＰ
Ｕ４は記憶しており、排出操作開始後に重量測定装置６
から送られる測定結果から前記排出操作開始前の測定結
果の値の差を求め、これを実際に回収容器に排出された
現像剤の量として認識する。そしてこの認識した値が上
記決定した現像剤量に満たない場合には、引き続きシャ
ッター３を開け続け、更に現像剤を排出させる。そし
て、ＣＰＵ４が認識した排出現像剤量が上記決定した現
像剤量に到達するまで現像剤を排出させ、上記決定した
量の現像剤を排出させる。

【００５０】こうして現像剤の排出が完了すると、次
に、丸付き数字10の段階で現像剤槽内に新規現像剤を補
給する補給量が計算され、決定される。この新規現像剤
の補給量は基本的には上記交換キャリア量に基づいて定
められ、この交換キャリア量と等しい量の新しいキャリ
アを含む量の現像剤を補給量として決定する。その一方
で、この新規現像剤の総量は前記排出した現像剤と等し
い量でなければならないため、補給される新しいトナー
の量を調節することにより現像剤の補給量が前記排出さ
れた現像剤の量と一致するように調節する。即ち、現像
剤槽内の現像剤のトナー／キャリア比には一定の許容範
囲があるため、この範囲内で補給するトナーの量を調節
する。

【００５１】次いで丸付き数字11の段階で補給装置に制
御装置から信号が送られ、上記決定された補給量の新規
現像剤が現像剤槽内に補給される。この補給量は制御装
置から補給装置に送られる信号の中で駆動時間が指示さ
れており、この指示に基づいて上記決定された補給量の
新規現像剤が確実かつ正確に補給される。

【００５２】以上の操作により、劣化したキャリアは効
率良く交換でき、更に、排出された現像剤量と補給され
た新規現像剤の補給量とを一致させることにより、現像
剤槽内の現像剤の量を常に正確に一定の値にすることが
できる。

【００５３】（第二の実施形態）本実施形態の現像装置
では、トナーとキャリアとを一定の比率で予め混合した
現像剤として一本のカートリッジ内に収容し、一台の補
給装置により現像剤槽内に補給するようにしたことと、
トナー消費量を現像装置の作像回数をモニタリングする
ことにより求めたこと以外は、第一の実施形態と同じ構
造の現像装置を用いた。本実施形態の現像装置では、現
像装置に取り付けるトートリッジと補給装置とがそれぞ
れ一つで済むため、現像装置の構造を簡略化でき、また
カートリッジが少ない分現像装置のスペースを小さくで
きるという利点がある。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、トリックル方式の現像
装置において、現像装置を大型化することなく、現像剤
槽内の劣化したキャリアを効率よく新規なキャリアと交
換すると共に、常に一定の量の現像剤を現像剤槽内に保
持することにより、常に画像濃度の安定した画像を形成
することのできる現像装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施形態の現像装置の概略断
面図

【図２】 本発明の第一の実施形態の現像装置を組み込
んだフルカラー画像形成装置の概略断面図

【図３】 本発明の第一の実施形態の現像装置の現像操
作のフローチャート

【図４】 従来のトリックル方式現像装置の概略断面図

【符号の説明】

１…現像剤槽、２ａ…トナーディスペンサー（補給手
段）、３…シャッター（排出手段）、４…ＣＰＵ（制御
手段）、５…現像剤回収容器（排出現像剤量測定手
段）、６…重量測定装置（排出現像剤量測定手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 啓 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 長束 育太郎 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリアとトナーとからなる二成分現像
   剤を収容する現像剤槽と、この現像剤槽内に新規現像剤
   を補給する補給手段と、現像剤槽内から現像剤を排出す
   る排出手段と、現像操作で消費されたトナー消費量に基
   づいて補給すべき新規現像剤の補給量と、この新規現像
   剤の補給量に基づいて排出すべき現像剤の排出量とを決
   定すると共に、補給手段と排出手段とを制御する制御手
   段と、上記排出手段から排出させる現像剤量を測定する
   排出現像剤量測定手段とを備え、上記排出現像剤量測定
   手段で測定される排出現像剤量が上記制御手段で定めら
   れた現像剤の排出量に到達するまで上記排出手段から現
   像剤を排出させるようにしたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 排出現像剤量測定手段は排出された現像
   剤の重量を測定することにより排出現像剤量を測定する
   手段である請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 トナー消費量は原稿読み取り時の画素数
   を積算して求められる請求項１又は２に記載の現像装
   置。