(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを含む現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する間に、キャリアとトナーとを含む現像剤を補給しつつ、余剰のキャリアをトナーとともに排出する現像装置と、
当該現像装置から排出されるキャリアの劣化に関する情報を生成する劣化情報生成手段と、
前記現像装置から排出されるキャリアをトナーとともに回収するように、当該現像装置に対して着脱可能であって、前記劣化情報生成手段にて生成された情報が記憶可能になった記録手段が設けられた現像剤回収容器と、
前記劣化情報生成手段にて生成された情報を前記記録手段に書き込む書き込み手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記劣化情報生成手段は、前記現像装置に現像剤回収容器が装着されてから、当該現像剤回収容器に所定量の現像剤が回収されるまでの間に実行されたプリント回数に基づいて前記情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、キャリアとトナーとがそれぞれ別に補給されるようになっており、
前記劣化情報生成手段は、前記劣化に関する情報を、前記現像装置に現像剤回収容器が装着されてから、当該現像剤回収容器が回収されるまでの間に実行されたプリント回数と、それぞれのプリントにおける印字率とに基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置が複数設けられており、
それぞれの現像装置には、それぞれ異なる色のトナーがキャリアとともに含まれた現像剤がそれぞれ用いられており、
それぞれの現像装置毎に、前記劣化情報生成手段、前記現像剤回収容器、前記書き込み手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体上の静電潜像を、２成分現像剤を用いて現像する現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に設けられた現像装置には、感光体ドラム上のトナー画像を、トナーのみによって構成される１成分現像剤を用いて形成する方式と、トナーと磁性のキャリアとを含む２成分現像剤を用いて形成する方式とがある。
１成分現像剤（トナー）を用いる方式では、現像装置へのトナー供給時、トナーへの電荷付与時、トナー回収時等において、スクリュー等の各種部材がトナーと接触することによりトナーに圧力等の負荷が加わる。トナーは、通常、熱可塑性樹脂に、流動性改質材としての無機微粒子がコーティング処理されており、圧力等の負荷が加わると、トナーの表面が熱的に変化するおそれ、あるいは、トナー表面に無機微粒子が埋め込まれる等によりトナーの劣化が促進されるおそれがある。
【０００３】
特に、画像形成装置による画像形成速度を高速化するためには、トナーも高速で供給する必要がある。この場合には、トナーと接触する各種部材が高速回転され、より大きな負荷がトナーに加わる。これにより、トナーの劣化がさらに促進され、形成されるトナー画像の品質が低下するおそれがある。このことから、１成分現像剤を用いる方式では、画像形成装置による画像形成速度を高速化することに限界がある。
【０００４】
また、形成されるトナー画像を高画質化するために、例えば、６μｍ以下の直径にまでトナーの小径化が進められている。しかし、トナーの小径化に伴って、多量の外添材が必要になり、また、流動性も悪くなる。このために、小径のトナーでは、負荷が加わると、凝集、外添材の埋め込み等が発生しやすくなる。
さらに、省電力化等のために、トナーの定着温度を低温化することも行われている。しかしながら、トナーの定着温度を低温化すると、トナーの熱的な耐性が低下することになる。このために、トナーに負荷が加わることによってトナー表面に熱が加わると、トナーの劣化が促進されることになる。
【０００５】
このような１成分現像剤に対して、２成分現像剤を用いる方式では、磁性を有するキャリア粒子とトナーとを現像装置内において混合することによりトナーを帯電させて、帯電状態のトナーをキャリアとともに、回転する磁性ローラによって搬送して、感光体上の静電潜像をトナーが現像する。静電潜像を現像した後の磁性ローラ上の現像剤は、現像装置内に運ばれて、磁性ローラから分離される。分離された現像剤は、再度、感光体上の静電潜像の現像に使用される。
【０００６】
このように、２成分現像剤を用いる方式では、トナーに対する帯電を、粒状のキャリアとの混合によって行うことから、トナーに加わる負荷は、各種部材が接触する１成分現像剤の場合よりも小さくなる。これにより、１成分現像剤よりもトナーの寿命が長くなり、また、高速での画像形成によっても、トナーが劣化することが抑制される。
しかしながら、２成分現像剤では、キャリアが長期間にわたって使用されると、トナーの成分が徐々にキャリアに移行するキャリアスペントが生じ、トナーに対するキャリアの仕事関数差が小さくなる。これにより、トナーを帯電させるためのキャリアの能力が低下し、磁性ローラ上を搬送される現像剤からのトナーの飛散、感光体における静電潜像以外にトナーが付着する地肌カブリ等が生じるおそれがある。
【０００７】
このような問題に対して、特許文献１には、劣化していない状態のキャリアをトナーとともに現像装置内に補給し、現像装置内の現像剤のレベルが一定値以上になると、現像剤を少量ずつ廃棄するトリクル方式の現像装置が開示されている。
トリクル方式の現像装置では、通常、現像剤補給ボトル等の補給容器が現像装置に装着されて、補給容器内の現像剤が現像装置内に補給されるようになっている。補給容器内の現像剤に含まれるトナーとキャリアとは、予め設定された一定の比率で混合されており、現像剤（トナーおよびキャリア）におけるキャリアの比率（以下、トリクルレートとする）は、通常、５〜３０％程度に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公平２−２１５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
トリクル方式の現像装置では、現像装置内のトナー濃度が低下すると、現像剤補給容器から、トナーとキャリアとの混合比（以下、トリクルレートとする）が一定になった現像剤が補給される。現像装置内の現像剤量が増加すると、現像装置内における余剰の現像剤が排出される。現像装置から排出された現像剤は、感光体等から除去されたトナーとともに廃棄される。これにより、現像装置内のキャリアは、新たに補給される劣化していないキャリアに置換されるために、現像装置内におけるキャリアの帯電特性を、ほぼ一定に保つことが可能になる。
【００１０】
しかしながら、現像装置から現像剤が排出される場合には、排出される現像剤に含まれるキャリアは、帯電特性が著しく低下しているものではなく、現像装置内に残留するキャリアと同程度の帯電特性を有している。現像装置内に残留するキャリアは、トナーの帯電等に支障なく使用されるものであり、従って、現像装置から排出される現像剤に含まれるキャリアも、トナーの帯電等に使用することが可能である。
【００１１】
同様に、現像装置から排出される現像剤に含まれるトナーも、現像装置内に残留するトナーと同様の劣化度であり、感光体上の静電潜像の現像に支障なく使用することができる。
このように、トリクル方式の現像装置では、画像を高画質に維持することができるものの、使用可能なキャリアおよびトナーが廃棄されることになり、経済性が損なわれるという問題がある。
【００１２】
しかしながら、現像装置から回収される現像剤には、使用可能なキャリアおよびトナーだけでなく、現像装置内において使用される期間が長く、劣化が進行したキャリアおよびトナーが含まれる場合もある。このようなキャリアおよびトナーが含まれる現像剤は再利用することはできない。このように、現像装置から回収された全ての現像剤を再利用することはできないために、現像装置から回収される現像剤を再利用することは容易でないという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、２成分現像剤を用いた現像装置から回収された現像剤のうち、再利用可能な現像剤を容易に識別することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いて感光体上に形成された静電潜像を現像する間に、キャリアとトナーとを含む現像剤を補給しつつ、余剰のキャリアをトナーとともに排出する現像装置と、当該現像装置から排出されるキャリアの劣化に関する情報を生成する劣化情報生成手段と、前記現像装置から排出されるキャリアをトナーとともに回収するように、当該現像装置に対して着脱可能であって、前記劣化情報生成手段にて生成された情報が記憶可能になった記録手段が設けられた現像剤回収容器と、前記劣化情報生成手段にて生成された情報を前記記録手段に書き込む書き込み手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の画像形成装置は、現像装置から排出されて現像剤回収容器に収容されたキャリアの劣化に関する情報が、現像剤回収容器に設けられた記憶手段に書き込まれるために、その記憶手段に記憶されたキャリアの劣化に関する情報に基づいて、現像剤回収容器に収容された現像剤が再利用できることが可能であるかを判別することができる。従って、現像剤回収容器に回収された再利用可能な現像剤を再利用することにより、キャリアおよびトナーが無駄に廃棄されることを抑制することができ、経済性を向上させることができる。
【００１６】
好ましくは、前記劣化情報生成手段は、前記現像装置に現像剤回収容器が装着されてから、当該現像剤回収容器に所定量の現像剤が回収されるまでの間に実行されたプリント回数に基づいて前記情報を算出することを特徴とする。
好ましくは、前記現像装置は、キャリアとトナーとがそれぞれ別に補給されるようになっており、前記劣化情報生成手段は、前記劣化に関する情報を、前記現像装置に現像剤回収容器が装着されてから、当該現像剤回収容器が回収されるまでの間に実行されたプリント回数と、それぞれのプリントにおける印字率とに基づいて算出することを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、前記現像装置が複数設けられており、それぞれの現像装置には、それぞれ異なる色のトナーがキャリアとともに含まれた現像剤がそれぞれ用いられており、それぞれの現像装置毎に、前記劣化情報生成手段、前記現像剤回収容器、前記書き込み手段がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタの主要部の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すカラーデジタルプリンタの画像形成ユニットに設けられた現像装置の拡大図である。
【図３】その現像装置の平断面を示す模式図である。
【図４】その現像装置における主要部の縦断面の拡大図である。
【図５】カラーデジタルプリンタの制御系における主要部の構成を示すブロック図である。
【図６】カラーデジタルプリンタのＣＰＵによって実行される現像剤情報表示制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】プリント回数および印字率と、キャリアの劣化度との関係の一例を示す表である。
【図８】プリント回数とキャリアの劣化度との関係の一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［プリンタの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例であるタンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、カラープリンタとする）の主要部の構成を示す模式図である。このカラープリンタは、外部の端末装置等から入力される画像データに基づいて、電子写真方式によりカラートナー画像を形成して記録シート上に転写する画像プロセス部１０と、画像プロセス部１０において記録シート上に転写されたトナー画像を記録シート上に定着する定着部３３とを備えている。
【００２０】
画像プロセス部１０には、周回移動域が垂直方向に沿って長くなった中間転写ベルト１８が配置されている。中間転写ベルト１８は、駆動ローラ１７ａおよび従動ローラ１７ｂに巻き掛けられて、矢印Ｘで示す方向に周回移動する。
中間転写ベルト１８の側方には、中間転写ベルト１８の周回移動方向に沿って、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが、上から順番に設けられている。
【００２１】
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、矢印Ｚで示す方向にそれぞれ回転される感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが設けられており、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの表面に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。
画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、トナー画像を形成するためのトナーの色のみがそれぞれ異なっていること以外は概略同様の構成になっていることから、画像形成ユニット１０Ｙの構成のみを主として説明して、他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの構成の説明は省略する。
【００２２】
画像形成ユニット１０Ｙに設けられた感光体ドラム１１Ｙの下方には、感光体ドラム１１Ｙに対向して帯電器１２Ｙが配置されている。感光体ドラム１１Ｙは、帯電器１２Ｙによって表面が一様に帯電され、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面に、画像形成ユニット１０Ｙの下方に設けられた露光走査装置１３Ｙからレーザ光Ｌが照射される。露光走査装置１３Ｙは、画像データに対応して変調されたレーザ光Ｌを感光体ドラム１１Ｙの表面に照射して、帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面に、画像データに対応した静電潜像を形成する。
【００２３】
感光体ドラム１１Ｙの表面における静電潜像に対して、感光体ドラム１１Ｙの回転方向下流側には、が感光体ドラム１１に対向して配置されている。現像装置２０Ｙは、Ｙ色の非磁性トナー（以下、単に「トナー」という）と、磁性キャリア（以下、単に「キャリア」という）とを含む２成分現像剤を用いて、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をＹ色のトナーによって現像する。これにより、感光体ドラム１１Ｙの表面に、Ｙ色のトナー画像が形成される。現像装置２０Ｙの具体的な構成については後述する。
【００２４】
中間転写ベルト１８の周回移動域の内側には、中間転写ベルト１８を挟んで感光体ドラム１１Ｙに対向する１次転写ローラ１５Ｙが配置されており、感光体ドラム１１Ｙ上に形成されたトナー画像は、転写バイアス電圧が印加された１次転写ローラ１５Ｙによって形成される電界の作用により、感光体ドラム１１Ｙから中間転写ベルト１８上に１次転写される。
【００２５】
なお、フルカラー画像を形成する場合には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成されたそれぞれのトナー画像が中間転写ベルト１８上の同じ領域に多重転写されるように、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれの画像形成動作タイミングがずらされる。
モノクロ画像を形成する場合には、選択された１つの画像形成ユニット（例えばＫトナー用の画像形成ユニット１０Ｋ）のみが駆動されることによって、その画像形成ユニットに設けられた感光体ドラム上にトナー画像が形成されて、中間転写ベルト１８における所定領域上に転写される。
【００２６】
感光体ドラム１１Ｙにおける１次転写ローラ１５Ｙの対向位置に対して回転方向下流側には、クリーニング部１６Ｙが設けられている。クリーニング部１６Ｙは、感光体ドラム１１Ｙの表面に残留するトナーを、回転型ブラシによって除去する。
クリーニング部１６Ｙにおいて除去されたトナー（廃トナー）は、水平状態に配置された廃トナー搬送路１４Ｙを介して、垂直状態に配置された廃トナー回収搬送路３５に搬送されて、廃トナー回収搬送路３５の下端部に装着された廃トナー収容容器３６内に排出される。
【００２７】
トナー画像が形成された中間転写ベルト１８の搬送方向下流側の端部（下側の端部）は、駆動ローラ１７ａに巻き掛けられており、駆動ローラ１７ａに巻き掛けられた中間転写ベルト１８の外周面に対向して、２次転写ローラ１９が配置されている。２次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１８に当接しており、両者の間に転写ニップＴＮが形成されている。
【００２８】
中間転写ベルト１８の下方には、転写ニップＴＮを通って水平方向に沿って記録シートの搬送経路３１が設けられており、この搬送経路３１に沿って記録シートＳが搬送される。記録シートＳは、中間転写ベルト１８の周回移動に同期して転写ニップＴＮへ搬送される。
転写ニップＴＮへ搬送される記録シートＳは、周回移動される中間転写ベルト１８の外周面（搬送面）に密着した状態で転写ニップＴＮを通過する。中間転写ベルト１８上に転写されたトナー画像は、記録シートＳが転写ニップＴＮを通過する間に、転写バイアス電圧が印加された２次転写ローラ１９によって形成される電界の作用により、記録シートＳに２次転写される。
【００２９】
転写ニップＴＮにおいてトナー画像が２次転写された記録シートＳは、転写ニップＴＮに対して記録シートＳの搬送方向下流側に配置された定着装置３３へ搬送される。
定着装置３３は、ヒータランプ３３ａが内蔵された加熱ローラ３３ｂと、加熱ローラ３３ｂに圧接された加圧ローラ３３ｃとを有しており、加熱ローラ３３ｂと加圧ローラ３３ｃとの間に定着ニップＦＮが形成されている。ヒータランプ３３ａは、加熱ローラ３３ｂの軸心部に沿って配置されており、加熱ローラ３３ｂを加熱する。
【００３０】
トナー画像が転写された記録シートＳは、定着ニップＦＮを通過する間に、記録シートＳ上のトナー画像が、ヒータランプ３３ａにて加熱された加熱ローラ３３ｂによって加熱されるとともに、加熱ローラ３３ｂおよび加圧ローラ３３ｃによって加圧されることにより、記録シートＳに定着される。
転写ニップＴＮに対して中間転写ベルト１８の周回移動方向の下流側には、中間転写ベルト１８上に残留するトナー（廃トナー）等を除去するベルトクリーニング装置３７が設けられている。ベルトクリーニング装置３７は、例えば一対の回転型ブラシによって、中間転写ベルト１８上に残留するトナー等を掻き落す。ベルトクリーニング装置３７において中間転写ベルト１８から掻き落とされた廃トナーは、水平状態に設けられた廃トナー搬送路３７を介して、廃トナー回収搬送路３５へと搬送されて、廃トナー回収搬送路３５を通って、廃トナー収容容器３６内に排出される。
【００３１】
なお、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、感光体ドラム１１Ｙを帯電ローラ１３Ｙによって帯電する構成であったが、このような構成に代えて、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、コロナ放電式帯電装置、感光体ドラム１１Ｙの表面に接触しない近接帯電部材等を用いてもよい。また、感光体ドラム１１Ｙ上のトナー像を記録シートに転写ローラ１６Ｙによって転写する構成に代えて、ワイヤ放電式転写装置等を使用してもよい。
【００３２】
さらに、クリーニング部１２Ｙは、回転型ブラシを使用する構成に代えて、固定型ブラシ、板状のブレード等を使用してもよい。他の画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいても同様である。また、ベルトクリーニング装置３７も、回転型ブラシを用いる構成に限らず、固定型ブラシ、板状のブレード等を用いる構成としてもよい。
［現像装置の構成］
図２は、画像形成ユニット１０Ｙに設けられた現像装置２０Ｙの拡大図であり、図２に基づいて現像装置２０Ｙの構成を説明する。なお、他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに設けられた現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋも、画像形成ユニット１０Ｙの現像装置２０Ｙと同様の構成になっているために、それらの構成の説明については省略する。
【００３３】
現像装置２０Ｙには、トナーと、キャリアとを含む２成分現像剤が収容されるハウジング２１内に、それぞれが、感光体ドラム１１Ｙにほぼ平行に配置された現像ローラ２７、供給スクリュー２５および撹拌スクリュー２４が設けられている。現像ローラ２７は、感光体ドラム１１Ｙに近接して配置されており、現像ローラ２７に対して感光体ドラム１１Ｙとは反対側に、供給スクリュー２５および撹拌スクリュー２４が、順番に配置されている。
【００３４】
現像装置２０Ｙは、画像形成ユニット１０Ｙに対して着脱可能になっており、現像装置２０Ｙが寿命に達すると、新たな現像装置２０Ｙと交換されるようになっている。新たな現像装置２０Ｙのハウジング２１内には、劣化していないキャリアおよびトナーを含む２成分現像剤が収容されている。
供給スクリュー２５の上方には、ハウジング２１内に現像剤を補給するホッパー２２が設けられている。ホッパー２２の上部には、キャリアとトナーとを含む２成分現像剤が収容された円筒形状の補給ボトル４１が水平状態で装着されるようになっている。補給ボトル４１は、ホッパー２２に対して着脱可能になっている。
【００３５】
補給ボトル４１は、一方の端部（先端部）が先細り形状に形成されており、その先端に開口部が設けられている。補給ボトル４１は、先端部がホッパー２２の上部に装着されて、他方の端部（底部）がボトルホルダー２８に係合されることにより、水平状態に保持される。
ボトルホルダー２８は、ボトル回転用モータ４３によって回転されるようになっており、ボトルホルダー２８の回転によって、水平状態になった補給ボトル４１が回転される。補給ボトル４１の周面には、螺旋溝が形成されており、補給ボトル４１の回転によって、内部の現像剤が開口部に向って搬送されてホッパー２２内に供給される。
【００３６】
ホッパー２２には、ホッパー２２内の現像剤のレベルを検出するレベルセンサー２２ａが設けられている。レベルセンサー２２ａは、ホッパー２２内の現像剤が所定レベル以下に低下することによって所定の信号を出力する。ボトル回転用モータ４３は、レベルセンサー２２ａがホッパー２２内の現像剤が所定レベル以下になったことを検出することによって、予め設定された所定時間にわたって回転駆動される。これにより、補給ボトル４１内の現像剤がホッパー２２内に所定量だけ供給される。
【００３７】
ホッパー２２の下端部には、ホッパー２２内のトナーを、現像装置２０のハウジング２１内に供給する補給用スクリュー２２ｃが撹拌スクリュー２４に平行に設けられている。補給用スクリュー２２ｃは、補給用モータ４４により回転されて、撹拌スクリュー２４の一方の端部の上方に設けられた補給口２１ｐ（図３参照）にまで現像剤を搬送する。補給口２１ｐへ搬送された現像剤は、補給口２１ｐを通って、ハウジング２１内における撹拌スクリュー２４の一方の端部に補給される。
【００３８】
ハウジング２１内における撹拌スクリュー２４の一方の端部に補給された現像剤は、撹拌スクリュー２４の他方の端部から、撹拌スクリュー２４と平行になった供給スクリュー２５へと搬送されて、供給スクリュー２５によって撹拌スクリュー２４の搬送方向とは反対方向に搬送される。
ハウジング２１の底面には、供給スクリュー２５における現像剤の搬送方向下流側の端部に対向して、現像剤を排出するための排出口２１ｍ（図２参照）が設けられている。ハウジング２１の下方には、排出口２１ｍから排出される現像剤を回収する現像剤回収容器４２が装着されるようになっている。
【００３９】
現像剤回収容器４２は、例えば、円筒形状に構成されており、上端部に、現像剤が投入される投入口が設けられている。現像剤回収容器４２は、容器載置台４６上に載置された状態で、ハウジング２１の底面に設けられた排出口２１ｍに投入口が嵌合されることにより、現像装置２０のハウジング２１に装着される。現像剤回収容器４２には、回収される現像剤の履歴を記録する記録手段としてＩＣチップ４２ａが取り付けられている。
【００４０】
容器載置台４６には、載置される現像剤回収容器４２の重量を検出する重量センサー４７が設けられている。
また、容器載置台４６の近傍には、容器載置台４６上に載置された現像剤回収容器４２に取り付けられたＩＣチップ４２ａに対して、現像剤回収容器４２に回収された現像剤の履歴に関する情報を書き込むＩＣチップライター４５が設けられている。
【００４１】
なお、他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにも、同様に、それぞれの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに装着された現像剤回収容器４２のＩＣチップ４２ａに対して、回収された現像剤の履歴を書き込むＩＣチップライターがそれぞれ設けられている。
図３は、現像装置２０Ｙの循環搬送路を上方から見た場合の模式的な断面図である。図２および図３に示すように、ハウジング２１の内部は、撹拌スクリュー２４が収容された混合室２１ａと、現像ローラ２７および供給スクリュー２５が収容された現像室２１ｂとに、隔壁２１ｃによって分割されている。隔壁２１ｃは、撹拌スクリュー２４および供給スクリュー２５に沿って垂直状態（図２参照）に配置されている。
【００４２】
撹拌スクリュー２４は、シャフト２４ａのほぼ全域にわたって、一定のピッチの螺旋羽根２４ｂが設けられたスパイラルスクリューである。また、供給スクリュー２５は、シャフト２５ａにおける隔壁２１ｃに沿った領域に、一定のピッチの第１螺旋羽根２５ｂが設けられたスパイラルスクリューである。
撹拌スクリュー２４は、螺旋羽根２４ｂによって、混合室２１ａ内の現像剤が、図３に矢印Ａで示す方向に搬送されるように、所定方向に回転される。また、供給スクリュー２５は、第１螺旋羽根２５ｂによって、現像室２１ｂ内の現像剤が、図３に矢印Ｂで示す方向に搬送されるように、撹拌スクリュー２４の回転方向とは逆方向に回転される。
【００４３】
なお、混合室２１ａの底部には、混合室２１ａ内を搬送される現像剤のトナー濃度を検出するための磁気センサー２９が設けられている。この磁気センサー２９によって検出される混合室２１ａ内のトナー濃度に基づいて、ホッパー２２の下部に設けられた補給用スクリュー２２ｃが、予め設定された所定時間にわたって回転されて、ホッパー２２内の現像剤が混合室２１ａ内へ供給される。従って、混合室２１ａ内のトナー濃度が低下すると、トナーとともに、所定のトリクル比のキャリアが混合室２１ａ内に補給されることになる。
【００４４】
ハウジング２１の内部には、撹拌スクリュー２４による現像剤の搬送方向下流側において、現像剤を、図３に矢印Ｆで示すように、混合室２１ａから現像室２１ｂへと流動させる第１開口部２１ｄが設けられている。撹拌スクリュー２４のシャフト２４ａにおける現像剤の搬送方向下流側の端部は、第１開口部２１ｄに対向している。
また、ハウジング２１の内部には、供給スクリュー２５による現像剤の搬送方向下流側部分において、現像室２１ｂから混合室２１ａへと流動させる第２開口部２１ｅが、隔壁２１ｃに隣接して設けられている。供給スクリュー２５によって現像室２１ｂ内を搬送される現像剤の一部は、図３に矢印Ｅで示すように、第２開口部２１ｅを通って混合室２１ａへ搬送される。
【００４５】
混合室２１ａ内に配置された撹拌スクリュー２４のシャフト２４ａおよび螺旋羽根２４ｂは、第２開口部２１ｅよりもさらに現像剤搬送方向の上流側に向って延びており、シャフト２４ａおよび螺旋羽根２４ｂにおける現像剤搬送方向の上流側端部は、混合室２１ａにおける現像剤搬送方向上流側に向って突出した現像剤流入部２１ｆ内に位置している。現像剤流入部２１ｆは、螺旋羽根２４ｂの端部を収容する円筒状になっており、現像剤流入部２１ｆの上部に、ホッパー２２からハウジング２１内に現像剤を供給する補給口２１ｐが設けられている。
【００４６】
現像室２１ｂ内に配置された供給スクリュー２５のシャフト２５ａは、第２開口部２１ｅよりもさらに現像剤搬送方向の下流側に向って延びており、シャフト２５ａにおける現像剤搬送方向の下流側端部は、撹拌室２１ｂにおける現像剤搬送方向の下流側に向って突出した現像剤排出部２１ｇ内に位置している。現像剤排出部２１ｇは、供給スクリュー２５のシャフト２５ａとは同軸状態の円筒形状に構成されている。
【００４７】
供給スクリュー２５のシャフト２５ａには、第２開口部２１ｅに対向する部分に、第１螺旋羽根２５ｂとは螺旋の向きが逆向きになった逆巻き螺旋羽根２５ｃが設けられている。逆巻き螺旋羽根２５ｃは、第１螺旋羽根２５ｂの螺旋ピッチよりも小さな螺旋ピッチになっている。
現像剤排出部２１ｇ内に位置する供給スクリュー２５のシャフト２５ａには、第１螺旋羽根２５ｂと螺旋の向きが同じであって、第１螺旋羽根２５ｂよりも小さな螺旋ピッチの第２螺旋羽根２５ｄが設けられている。
【００４８】
供給スクリュー２５のシャフト２５ａには、逆巻き螺旋羽根２５ｃと第２螺旋羽根２５ｄとの間に、シャフト２５ａに対して直交状態になった円板状の仕切り板２５ｅがシャフト２５ａに対して同軸状態で設けられている。
現像剤排出部２１ｇの底面には、現像剤排出口２１ｍが設けられており、この現像剤排出口２１ｍに現像剤回収容器４２が装着されるようになっている。
【００４９】
供給スクリュー２５の逆巻き螺旋羽根２５ｃと仕切り板２５ｅと第２螺旋羽根２５ｄと現像剤排出部２１ｇとは、ハウジング２１内の現像剤量が多くなると余剰の現像剤を現像剤排出口２１ｍから排出するトリクル排出機構を構成している。
現像室２１ｂ内に設けられた現像ローラ２７は、供給スクリュー２５と感光体ドラム１１との間に、感光体ドラム１１の外周面とは所定の現像ギャップが形成された状態で配置されている（図１参照）。この現像ローラ２７は、ハウジング２１に回転可能に支持された円筒状の現像スリーブ２７ａと、その内部に、ハウジング２１に対して回転しないように固定された円柱状の磁石体２７ｂとを有するマグネットローラである。
【００５０】
現像スリーブ２７ａは、感光体ドラム１１との対向位置においてそれぞれの表面位置が逆方向（カウンター方向）になるように、回転駆動される。
現像スリーブ２７ａの内部に設けられた磁石体２７ｂは、図２に示すように、感光体ドラム１１に近接する位置に、第１Ｎ極（Ｎ１）が設けられており、この第１Ｎ極（Ｎ１）に対して現像スリーブ２７ａの回転方向の上流側（回転方向とは反対側）に、第１Ｓ極（Ｓ１）と、第２Ｎ極（Ｎ２）と、第３Ｎ極（Ｎ３）と、第２Ｓ極（Ｓ２）とが、順番に配置されている。感光体ドラム１１に近接する第１Ｎ極（Ｎ１）は、キャリアを現像スリーブ２７ａに引き付けるようになっている。
【００５１】
現像スリーブ２７ａの上方には、現像スリーブ２７ａに沿って平行に延びる帯板状の規制板２１ｎが、現像スリーブ２７ａの外周面とは所定の規制ギャップを形成した状態で配置されている。規制板２１ｎは、現像スリーブ２７ａによって所定量の現像剤が搬送されるように、現像スリーブ２７ａの外周面に付着する現像剤の層の厚みを規制する。
混合室２１ａ内の現像剤は、撹拌スクリュー２４の螺旋羽根２４ｂによって、第１開口部２１ｄにまで搬送される間に、トナーとキャリアとが撹拌および混合される。これによりトナーが帯電される。トナーが帯電状態になった現像剤は、第１開口部２１ｄを通って、現像室２１ｂ内に供給され、供給スクリュー２５の第１螺旋羽根２５ｂによって、現像ローラ２７に沿って搬送される。現像剤は、現像ローラ２７に沿って搬送される間に、現像スリーブ２７ａの外周面に供給される。
【００５２】
現像スリーブ２７ａの外周面に供給された現像剤は、現像スリーブ２７ａの外周面において磁気ブラシを形成し、磁気ブラシによって、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー現像する。静電潜像に付着しないトナーは、キャリアとともに現像室２１ｂ内に戻される。
現像スリーブ２７ａの外周面に供給されることなく、現像室２１ｂ内を搬送される現像剤、あるいは、感光体ドラム１１に付着することなく現像室２１ｂ内に戻される現像剤は、供給スクリュー２５の第１螺旋羽根２５ｂによって、逆巻き螺旋羽根２５ｃへと搬送される。
【００５３】
図４は、逆巻き螺旋羽根２５ｃの周辺部の縦断面の拡大図である。図４に示すように、逆巻き螺旋羽根２５ｃは、第１螺旋羽根２５ｂによって搬送される現像剤に対して、第１螺旋羽根２５ｂによる搬送方向とは反対方向（図４に矢印Ｄで示す方向）への搬送力を加える。
これにより、第１螺旋羽根２５ｂによって搬送される現像剤は、逆巻き螺旋羽根２５ｃおよび仕切り板２５ｅによって堰き止められた状態になる。この場合、仕切り板２５ｅをオーバーフローしない現像剤は、図４に矢印Ｅで示すように、第２開口部２１ｅ内を通って混合室２１ａに搬送される。
【００５４】
しかしながら、現像剤補給ボトル４１から現像剤が補給されることにより、現像室２１ｂ内の現像剤量が増加すると、図４に矢印Ｃで示すように、現像剤の一部が仕切り板２５ｅをオーバーフローして、現像剤排出部２１ｇ内に流入する。現像剤排出部２１ｇ内に流入した現像剤は、第２螺旋羽根２５ｄによって、現像剤排出口２１ｍにまで搬送されて、現像剤排出口２１ｍを通って現像剤回収容器４２内に排出される。
【００５５】
現像剤回収容器４２は、現像装置２０Ｙから排出された現像剤が満杯になったことが、容器載置台４６に設けられた重量センサー４７によって検出されると、現像剤回収容器４２を交換すべきことを、例えば、操作パネルに設けられた表示パネル部５２（図５参照）において表示するようになっている。これにより、ユーザは、現像剤が満杯になった現像剤回収容器４２を、新たな空（エンプティ）の現像剤回収容器４２と取り換えることになる。
【００５６】
なお、他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに設けられたそれぞれの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても、それぞれの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋから排出された現像剤が現像剤回収容器４２に回収されて、それぞれの現像剤回収容器４２が満杯になったことが、容器載置台４６に設けられた重量センサー４７によって検出されると、現像剤回収容器４２を交換すべきことを、表示パネル部５２において表示される。
【００５７】
［現像剤の構成］
各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに設けられた現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいて使用される２成分現像剤のトナーおよびキャリアは、特に限定されるものではなく、一般的に使用されている公知のトナーおよびキャリアを使用することができる。
【００５８】
トナーは、通常、バインダー樹脂中に着色剤を混合し、また、必要に応じて荷電制御剤、離型剤等を混合して所定の粒径に造粒した後に、外添剤をコーティング処理することによって製造される。トナーは、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の一般的な公知の方法で製造することができる。トナーの粒径としては、特に限定されるものではないが、３〜１５μｍ程度が好ましい。
【００５９】
トナーに使用されるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を使用することができる。特に、これらの樹脂単体もしくは複合体により、軟化温度が８０〜１６０℃の範囲、ガラス転移点が５０〜７５℃の範囲とすることが好ましい。
【００６０】
また、着色剤としては、一般に使用される公知のものを使用することができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシニアンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤は、通常、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６１】
また、上記の荷電制御材としても、公知のものを使用することができる。例えば、正帯電性トナー用の荷電制御材としては、ニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂などがある。また、負帯電性トナー用荷電制御材としては、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属を含有したアゾ系染料、サリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物等がある。荷電制御材は、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６２】
また、上記の離型材としても、一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を、単独で、あるいは、２種類以上組み合わせて使用することができる。離型材としては、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００６３】
また、トナーに外添する粒子としては、一般に使用されている公知のものを使用することができる。流動性の改善を目的としては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の流動化剤を使用することができ、特に、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイル等で撥水化した流動化剤が好適である。このような流動化剤は、通常、上記のトナー１００重量部に対して、０．１〜５重量部の割合で添加して用いられる。外添剤の平均一次粒径は１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００６４】
キャリアも、特に限定されず、一般的に使用されている公知のバインダー型キャリア、コート型キャリア等を使用することができる。キャリア粒径としては、特に限定されるものではないが、１５〜１００μｍが好ましい。
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子を固着させたり、表面コーティング層を設けたりすることもできる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電微粒子、表面コーティング層の種類によって制御することができる。
【００６５】
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が例示される。
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネラレルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネラレルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄、合金等の粒子を用いることができる。その形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に、高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマクネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類および含有量を適宜選択することにより、所望の磁性を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は、磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが好ましい。
【００６６】
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、これらの樹脂を表面にコートして硬化させてコート層を形成することにより、帯電付与能力を向上させることができる。
バインダー型キャリア表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一に混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的および熱的な衝撃力を与え、微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むようにして固定することにより行われる。
【００６７】
この場合、微粒子は磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部を磁性樹脂キャリア表面から突き出すようにして固定される。帯電性微粒子としては、有機あるいは無機の絶縁性材料が用いられる。具体的には、有機系の絶縁性材料として、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれら架橋物等の有機絶縁性微粒子を用いることができ、帯電レベルおよび極性については、素材、重合触媒、表面処理等により、希望するレベルの帯電及び極性を得ることができる。また、無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負帯電性の無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正帯電特性の無機微粒子等が用いられる。
【００６８】
一方、コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子に樹脂コートがなされてなるキャリアであり、コート型キャリアにおいてもバインダー型キャリア同様、キャリア表面に正または負の帯電性の帯電性微粒子を固着させることもできる。コート型キャリアの極性等の帯電性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子により制御することができ、バインダー型キャリアと同様の材料を用いることができる。特に、コート樹脂はバインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００６９】
逆極性粒子、トナーおよびキャリアの組み合わせによるトナーおよび逆極性粒子の帯電極性は、それぞれを混合撹拌して現像剤とした後に現像剤からトナーまたは逆極性粒子を分離するための電界の方向から容易に知ることができる。
現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのそれぞれのハウジング２１内においては、トナーとキャリアとの混合比は、所望のトナー帯電量が得られるように調整され、トナーとキャリアの合計量に対するトナー比は、３〜３０重量％、好ましくは４〜２０重量％が適している。
【００７０】
［制御系の構成］
図５は、カラープリンタの制御系の構成を示すブロック図である。カラープリンタの全体は、制御部５１によって制御される。制御部５１は、ＣＰＵ５１ａ、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部５１ｂ、ＲＡＭ５１ｃ、ＲＯＭ５１ｄ等を有する。
通信Ｉ／Ｆ部５１ｂは、外部のクライアント端末とＬＡＮを接続するためのＬＡＮカード、ＬＡＮボード等であり、ＬＡＮを介してクライアント端末から送信されるプリントジョブのデータを受信してＣＰＵ５１ａへ送る。
【００７１】
ＲＡＭ５１ｃは、揮発性メモリであって、ＣＰＵ５１ａにおけるプログラム実行時のワークエリアとなる。
ＲＯＭ５１ｄには、プリンタにおける各部の動作を制御するためのプログラムなどが格納されている。
ＣＰＵ５１ａは、取得した画像データに基づき、ＲＯＭ５１ｄから必要なプログラムを読み出して、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、定着部３３等の動作を統一的に制御し、画像形成動作を円滑に実行させる。
【００７２】
特に、ＣＰＵ５１ａは、画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいて、磁気センサー２９によって検出される混合室２１ａ内のトナー濃度に基づいて、補給用モータ４４を回転して、ホッパー２２内の現像剤を混合室２１ａ内に供給する。また、レベルセンサー２２ａによって検出されるホッパー２２内の現像剤量に基づいて、補給用モータ４４を回転して、補給ボトル４１内の現像剤をホッパー２２内に補給する。
【００７３】
さらに、ＣＰＵ５１ａは、レベルセンサー２２ａの検出結果に基づいてボトル回転用モータ４３を所定時間にわたって回転しても、レベルセンサー２２ａによって検出されるホッパー２２内の現像剤のレベルが増加しない場合には、補給ボトル４１内の現像剤がなくなったものとして、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおける補給ボトル４１を交換するための警告を発するように、操作パネルに設けられた表示パネル部５２を制御する。
【００７４】
さらに、ＣＰＵ５１ａは、各画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいて、重量センサー４７によって容器載置台４６に空の現像剤回収容器４２が載置されたことが検出されると、現像剤回収容器４２内に回収される現像剤が満杯になるまで、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおける現像回数としてのプリント回数ＮをＲＡＭ５１ｃに記憶し、現像剤回収容器４２内に回収された現像剤が満杯になると、ＲＡＭ５１ｃに記憶されたそれぞれの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおけるプリント枚数Ｎに基づいて、現像剤におけるキャリアの劣化度を演算して、現像剤回収容器４２に取り付けられたＩＣチップ４２ａに、演算されたキャリアの劣化度を、ＩＣチップライター３９によって書き込む。
【００７５】
この場合、例えば、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのそれぞれのハウジング２１内における現像剤の容量をＭｃとする。また、現像剤回収容器４２には、ハウジング２１内に収容された現像剤の容量Ｍｃに等しい量の現像剤を回収することができるものとする。
さらには、ハウジング２１内に補給される現像剤の１回当たりの平均量（平均補給量）をｍｃ（ｇ）とする。この平均補給量ｍｃは、ほぼ一定になっており、予め求められている。
【００７６】
また、１回に補給される現像剤量と同じ量の現像剤が現像剤回収容器４２に排出されるものとする。なお、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアは、その後は劣化せず、一定の劣化度を維持する。
現像剤回収容器４２がハウジング２１に装着された後の最初の補給動作によって現像剤回収容器４２には、ｍｃ（ｇ）の現像剤が排出される。この間に実行されたプリント回数（プリント枚数）をｎ１とすると、排出された現像剤の劣化度Ｐ１は、現像装置２０Ｙのハウジング２１内に収容された全ての現像剤のキャリアが、ｎ１回のプリント回数に使用されることによって劣化していることから、次の（１）式によって表わされる。但し、ｎ０は、現像剤回収容器４２がハウジング２１に装着された時点でのハウジング２１内に収容された現像剤の劣化度（プリント回数）であり、現像装置が新しく交換された場合には、その時点の現像装置内の現像剤は劣化していない状態になっている（ｎ０＝０）。
【００７７】
Ｐ１＝ｎ０＋ｎ１      ・・・（１）
現像剤の補給動作は、現像装置２０内のトナー濃度が低下した場合に実行される。この場合、プリントされる画像が高印字率であれば、１回のプリント当たりに消費されるトナー量が多くなるために、比較的少ないプリント回数で現像剤が補給される。従って、この場合にはキャリアの劣化はあまり進行しない。反対に、プリントされる画像が低印字率であれば、１回のプリント当たりに消費されるトナー量が少なくなるために、比較的多いプリント回数で現像剤が補給される。従って、この場合にはキャリアの劣化が進行することになる。
【００７８】
１回目の補給動作によって現像剤回収容器４２にｍｃ（ｇ）の量の現像剤が排出されると、現像装置２０Ｙのハウジング２１内に当初から収容された現像剤の割合は、（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃになり、この現像剤に含まれるキャリアは、次に現像剤が補給されるまで、プリント動作が行われる毎に劣化する。最初の補給動作から、次（２回目）の補給動作までの間に実行されたプリント回数ｎ２とすると、２回目の補給動作が実行されるまでの間に、（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃの割合の現像剤に含まれるキャリアは、１回目の劣化度Ｎ１（＝ｎ０＋ｎ１）から、さらにプリント回数ｎ２だけ劣化が促進した劣化度（＝ｎ０＋ｎ１＋ｎ２）になる。
【００７９】
しかし、残りのｍｃ／Ｍｃの割合の現像剤に含まれるキャリアは、１回目の補給動作によって新たに補給されたものであるために、１回目の補給動作から２回目の補給動作までに実行されたプリント動作によってのみ劣化する。従って、ｍｃ／Ｍｃの割合の現像剤に含まれるキャリアの劣化度は、１回目の補給動作から２回目の補給動作までに実行されたプリント回数ｎ２になる。その結果、２回目の補給動作によって現像剤回収容器４２に排出されるｍｃ（ｇ）の現像剤に含まれるキャリアの劣化度Ｐ２は、次の（２）式によって表わされる。
【００８０】
Ｐ２＝｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝×（ｎ０＋ｎ１＋ｎ２）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×ｎ２
・・・（２）
２回目の補給動作によって現像剤回収容器４２にｍｃ（ｇ）の現像剤が排出されると、ハウジング２１内に当初から収容された現像剤の割合は、｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝２になる。この割合の現像剤に含まれるキャリアは、次に現像剤が補給されるまで、プリント動作が行われる毎に劣化することになる。従って、２回目の補給動作から３回目の補給動作の間に実行されたプリント回数をｎ３とすると、｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝２の割合の現像剤の劣化度は、ｎ０＋ｎ１＋ｎ２＋ｎ３になる。これに対して、１回目の補給動作によって補給されたｍｃ／Ｍｃの割合の現像剤は、（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃの割合で排出され、その現像剤に含まれるキャリアの劣化度は（ｎ１＋ｎ２）になる。また、２回目の補給動作によって補給されたｍｃ／Ｍｃの割合の現像剤に含まれるキャリアの劣化度は、ｎ３になる。
【００８１】
従って、３回目の補給動作によって現像剤回収容器４２に排出されるｍｃ（ｇ）の現像剤の劣化度Ｐ３は、次の（３）式によって表わされる。
Ｐ３＝｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝２×（ｎ０＋ｎ１＋ｎ２＋ｎ３）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝×（ｎ２＋ｎ３）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×ｎ３    ・・・（３）
同様に、４回目の補給動作によって現像剤回収容器４２に排出されるｍｃ（ｇ）の現像剤に含まれるキャリアの劣化度Ｐ４は、３回目の補給動作と４回目の補給動作との間に実行されたプリント回数ｎ４に基づいて、次の（４）式によって表わされる。
【００８２】
Ｐ４＝｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝３×（ｎ０＋ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝２×（ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×｛（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ｝×（ｎ３＋ｎ４）＋（ｍｃ／Ｍｃ）×ｎ４    ・・・（４）
以後、同様の動作が繰り返される。このことから、第ｋ回目（但し、ｋは２以上の正の整数）の補給動作によって現像剤回収容器４２に排出されるｍｃ（ｇ）の現像剤に含まれるキャリアの劣化度Ｐｋは、次の（５）式によって表わされる。但し、（Ｍｃ−ｍｃ）／Ｍｃ＝Ａ、ｍｃ／Ｍｃ＝Ｂとする。
【数１】
0005494374.tif 000002
現像剤回収容器４２がハウジング２１に装着される際に、当初からハウジング２１内に収容されたＭｃ（ｇ）の全ての現像剤は、（Ｍｃ／ｍｃ）回の排出動作（補給動作）によって現像剤回収容器４２に排出されることになる。このことから、ハウジング２１内に当初から収容されたＭｃ（ｇ）の現像剤の全てが排出されるまでに実行された全てのプリント動作の回数をＮ回とすると、１回当たりの補給動作によって実行されるプリント回数は、平均すると、Ｎ／（Ｍｃ／ｍｃ）＝Ｎ×Ｂ回になる。このことから、補給動作の間に実行されるプリント回数ｎ１、ｎ２、…、ｎｋをこの平均プリント回数Ｎ×Ｂに等しいものとすると、（５）式は、次の（６）式に書き換えることができる。
【数２】
0005494374.tif 000003
ハウジング２１内に当初から収容されたＭｃ（ｇ）の現像剤の全てが現像剤回収容器４２に排出されて、現像剤回収容器４２が満杯になると、現像剤回収容器４２に排出された現像剤の劣化度は、補給動作毎に排出される現像剤に含まれるキャリアの劣化度の平均になる。このことから、現像剤回収容器４２における排出された現像剤に含まれるキャリアの劣化度Ｐｏは、次の（７）式によって表わされる。但し、Ｍｃ／ｍｃ＝ｄ（ｄは正の整数）とする。
【数３】
0005494374.tif 000004
なお、（６）式において、ハウジング２１内に収容される現像剤量Ｍｃ（ｇ）は、画像形成装置に特有の値であり、予め求められること、また、現像剤回収容器４２において回収される現像剤量ｍｃ（ｇ）についても、予め求めることができることから、現像剤回収容器４２が現像装置２０Ｙに装着されてから、現像剤回収容器４２が回収された現像剤で満杯になるまでの間におけるプリント動作の回数Ｎをカウントすることによって、（６）式および（７）式に基づいて、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度Ｐｏを演算することができる。
【００８３】
また、上記において、現像剤回収容器４２における回収現像剤量を、ハウジング２１内に収容された現像剤量Ｍｃに等しいものとして説明してきたが、これに限るものではなく、現像剤回収容器４２における回収量が異なる場合には、その回収量をＭｋｃとして、Ｍｃを「Ｍｋｃ」に置き換えて上記（１）式〜（７）式を展開することにより、回収現像剤の劣化度を演算することができる。
【００８４】
［現像剤情報書き込み制御］
図６は、ＣＰＵ５１ａによって実行される現像剤情報書き込み制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、ＣＰＵ５１ａは、それぞれの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ毎に現像剤情報書き込み制御を実行するが、それぞれの現像剤情報書き込み制御は同様であるので、現像装置２０Ｙにおける現像剤情報書き込み制御について説明し、他の現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおける現像剤情報書き込み制御ついての説明は省略する。
【００８５】
なお、カラープリンタは、全ての現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋのハウジング２１内に、劣化していないキャリアおよびトナーを含む２成分現像剤が収容された状態で、かつ、現像装置２０Ｙに補給ボトル４１および現像剤回収容器４２が装着された状態で、プリント動作が開始されるものとする。ＣＰＵ５１ａは、プリント動作が実行される毎に、プリント回数をカウントする。
【００８６】
プリント回数をカウントするカウンタは、現像装置２０Ｙが交換されると、リセット状態とされる。なお、現像装置２０Ｙの交換時には、現像剤回収容器４２も交換されて、空の現像剤回収容器４２が装着されるものとする。
現像剤情報書き込み制御において、ＣＰＵ５１ａは、現像装置２０Ｙに装着された現像剤回収容器４２が満杯になるまで待機状態になる（図６のステップＳ１１参照）。現像剤回収容器４２が満杯になったことが、容器載置台４６に設けられた重量センサー４７によって検出されると（ステップＳ１１において「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ５１ａは、その時点で、プリント回数を読み込み、読み込まれたプリント回数に基づいて、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度を演算する（ステップＳ１２）。この場合のキャリアの劣化度は、前述した式（６）および式（７）に基づいて演算される。
【００８７】
キャリアの劣化度が演算されると、ＩＣチップライター４５を駆動して、演算された劣化度を、現像剤回収容器４２に取り付けられたＩＣチップ４２ａに書き込む（ステップＳ１３）。現像剤回収容器４２が交換されるまで待機状態になる（ステップＳ１４）。
その後、満杯になった現像剤回収容器４２が取り除かれて、新たに空の現像剤回収容器４２が容器載置台４６に載置されて現像装置２０Ｙのハウジング２１に装着されたことが、重量センサー４７の出力に基づいて検出されると（ステップＳ１４において「ＹＥＳ」）、その時点におけるプリント回数Ｎを記憶する（ステップＳ１５）。このプリント回数Ｎに基づいて、回収されたキャリアの劣化度が演算される。
【００８８】
次いで、現像剤情報書き込み制御を終了することを確認して（ステップＳ１６において「ＮＯ」）、ステップＳ１１に戻る。現像剤情報書き込み制御は、現像剤情報書き込み制御を強制終了するためのスイッチ等の操作、ＣＰＵ５１ａからの指示等により、終了される（ステップＳ１６において「ＹＥＳ」）。
回収された現像剤が満杯になった現像剤回収容器４２は、サービスマンによって回収される。回収された現像剤回収容器４２に収容された現像剤は、現像剤回収容器４２に取り付けられたＩＣチップ４２ａから、現像剤に含まれるキャリアの劣化度を読み出して、再利用可能であるかを判定する。例えば、キャリアの劣化度としてのプリント回数が３０００００回（３００ｋ回）未満の場合には、再利用可能であるとして、再利用に供する（数値は適当に記載していますので、適宜修正してください）。キャリアの劣化度としてのプリント回数が３０００００回（３００ｋ回）以上の場合には、再利用できないものとして廃棄する。再利用可能な現像剤は、新たな現像器２０Ｙのハウジング２１に収容されること、あるいは、新たな補給ボトル４１に充填されることによって再利用される。また、現像剤回収容器４２が補給ボトルとして使用可能であれば、補給ボトルとして再利用される。
【００８９】
なお、このように、個々の現像剤回収容器４２にそれぞれ収容された現像剤を再利用する構成に限らず、回収された複数の現像剤回収容器４２のそれぞれに収容された現像剤に含まれるキャリアの劣化度が異なる場合に、いくつかの現像剤回収容器４２に収容された現像剤を混合することによって、キャリアの劣化度を平均化して、所定の劣化度として再利用することも可能である。
【００９０】
さらには、キャリアの劣化度が所定値以下になった現像剤は、廃棄せずに、キャリアの劣化度が小さい（劣化していない）現像剤に対して少量ずつ分散させて混合することによって再利用することも可能である。
このように、現像装置２０Ｙから排出された現像剤を現像剤回収容器４２に回収して、回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度が、現像剤回収容器４２に設けられたＩＣチップに記憶されているために、ＩＣチップに記憶された現像剤に含まれるキャリアの劣化度に基づいて、現像剤を再利用することができる。従って、現像剤が無駄に廃棄されることを防止することができ、経済性を向上させることができる。
【００９１】
また、他の各画像形成ユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおけるそれぞれの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに現像剤回収容器４２が取り付けられて、それぞれの現像剤回収容器４２に取り付けられたＩＣチップ４２ａに、回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度について記憶されることから、それぞれの現像装置２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋから回収される現像剤についても、再利用することが可能である。
【００９２】
［変形例］
なお、上記の実施形態では、キャリアおよびトナーが収容された補給ボトル４１から現像装置のハウジングへキャリアおよびトナーを補給する構成であったが、このような構成に限らず、例えば、キャリアおよびトナーのそれぞれが収容された各補給ボトルから、キャリアおよびトナーをそれぞれ個別に補給する構成であってもよい。この場合には、現像装置のハウジング内へは、トナーに対する所定のキャリア比率（重量％、以下、このキャリア比率をトリクルレートとする）になるようにキャリアおよびトナーが補給される。
【００９３】
この場合には、プリント画像の印字率によってトナーの消費量が異なるために、補給されるキャリア量も異なる。このことから、現像剤回収容器４２に回収されるキャリアの劣化度を、プリント回数ではなく、印字率に基づいて演算するようにしてもよい。図７は、現像装置のハウジング内に収容される現像剤量が６００ｇ、現像剤回収容器４２に回収される現像剤量が３００ｇ、トリクルレートが１５％の場合に、印字率（ＣＷ）が、２．５％、５％、７.５％、１０％のそれぞれの場合に、ハウジング内に補給されるキャリアの量に基づいて、ハウジング内におけるキャリアの劣化度と現像剤回収容器４２に回収されるキャリアの劣化度とを、それぞれ示している。
【００９４】
印字率が２．５％の場合、キャリアの補給量は、プリント回数１０００回（１ｋ回）当たり１．５ｇであり、６００ｇの収容量のハウジング内に収容されたキャリアは、４００ｋ回のプリント回数でハウジングから排出されることになる。従って、３００ｇの収容量の現像剤回収容器４２では、２００ｋ回のプリント回数で現像剤が満杯になる。
同様に、印字率が５％の場合には、キャリアの補給量は、３ｇ／ｋ回であり、現像装置のハウジング内におけるキャリアは、２００ｋ回のプリント回数でハウジングから排出され、現像剤回収容器４２は、１００ｋ回のプリント回数で現像剤が満杯になる。
【００９５】
また、印字率が７.５％の場合には、キャリアの補給量は、４．５ｇ／ｋ回であり、現像装置のハウジング内におけるキャリアは、１５０ｋ回のプリント回数でハウジングから排出され、現像剤回収容器４２は、７５ｋ回のプリント回数で現像剤が満杯になる。さらには、印字率が１０％の場合には、キャリアの補給量は、６ｇ／ｋ回であり、現像装置のハウジング内におけるキャリアは、１００ｋ回のプリント回数でハウジングから排出され、現像剤回収容器４２は、５０ｋ回のプリント回数で現像剤が満杯になる。
【００９６】
このように、キャリアとトナーとを別々に補給する構成では、プリント画像の印字率が異なると、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度が異なることから、印字率を考慮してキャリアの劣化度を演算することが好ましい。
この場合、具体的には、プリントジョブに含まれる１回のプリント動作毎に、画像データに基づいて印字率を算出し、算出された印字率が、２．５％、５％、７.５％、１０％のいずれに最も近いかに基づいて、２．５％、５％、７.５％、１０％のいずれかに分類する。そして、現像剤回収容器４２が満杯になった時点で、２．５％、５％、７.５％、１０％の印字率に分類されたプリント回数を、それぞれ、８：４：３：２の重み付けをして平均化する。平均化されたプリント回数が、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度になる。
【００９７】
なお、トリクルレートが異なれば、印字率に対するキャリアの補給量および平均キャリア履歴が異なることから、所定のトリクルレート毎に、図７に示すように、印字率に応じたキャリアの補給量および平均キャリア履歴を求めておけば、回収された現像剤の劣化度を求めることができる。
また、キャリアの補給量は、パッチ等による画像データに基づいて、劣化度が所定レベル以下になるように調整するようにしてもよい。
【００９８】
また、キャリアとトナーとを別々に補給する場合、キャリアとトナーとが混合された現像剤を補給する場合のいずれにおいても、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度は、現像剤回収容器４２に現像剤を回収する間に実行されたプリント回数に基づいて簡易的に算出するようにしてもよい。
例えば、図８に示すように、現像剤回収容器４２に現像剤を回収する間に実行されたプリント回数Ｎの２倍の回数を、キャリアの劣化度とし、その劣化度に基づいてキャリアを再利用するかを判定する。
【００９９】
図８においては、プリント回数Ｎが２００ｋ回の場合には、現像剤回収容器４２に回収された現像剤に含まれるキャリアの劣化度を４００ｋ回とする。この場合のキャリアの劣化度（４００ｋ回）が、閾値３５０ｋ回を超えているために、回収された現像剤は廃棄処分とする。同様に、プリント回数が１００ｋ回の場合にはキャリアの劣化度を２００ｋ回、７５ｋ回の場合にはキャリアの劣化度を１５０ｋ回、５０ｋ回の場合にはキャリアの劣化度を１００ｋ回とする。そして、キャリアの劣化度が３５０ｋ回未満の場合には、回収した現像剤を再利用可能であるとして、再利用に供する。この場合、回収された現像剤におけるキャリアの劣化度が高精度に判定されないことから、高画質のプリントを要求されない画像形成装置に対して再利用することが好ましい。
【０１００】
なお、本発明に係る現像装置を有する画像形成装置は、タンデム型カラーデジタルプリンタに限るものではなく、モノクロ画像を形成するプリンタであってもよく、しかも、プリンタに限らず、カラーまたはモノクロの画像を形成できる複写機、ＦＡＸ、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、感光体ドラムの外周面に形成された静電潜像を２成分現像剤によって現像する現像装置において、現像剤を再利用する技術として有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ      画像プロセス部
１１      感光体ドラム
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ      現像装置
２１      ハウジング
２１ａ    混合室
２１ｂ    現像室
２１ｃ    隔壁
２１ｄ    第１開口部
２１ｅ    第２開口部
２１ｆ    現像剤流入部
２１ｇ    現像剤排出部
２１ｍ    排出口
２２      ホッパー
２２ａ    レベルセンサー
２２ｃ    補給用スクリュー
２４      撹拌スクリュー
２４ａ    シャフト
２４ｂ    螺旋羽根
２５      供給スクリュー
２５ａ    シャフト
２５ｂ    第１螺旋羽根
２５ｃ      逆巻き螺旋羽根
２５ｄ    第２螺旋羽根
２５ｅ    仕切り板
２７      現像ローラ
２７ａ    現像スリーブ
２７ｂ    磁石体
２８      ボトルホルダー
４１      補給ボトル
４２      現像剤回収容器
４２ａ    ＩＣチップ
４３      ボトル回転用モータ
５１      制御部
５１ａ    ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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