(57)【要約】【課題】一つの現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続し、現像装置本体内のトナー濃度、キャリア濃度、トナー使用量の変化に応じて適宜トナーとキャリアを混合したプレミックストナーを供給することにより、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止し、現像剤交換作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑える。【解決手段】現像剤を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像とする現像装置本体１８Ａと、一つの現像装置本体に対して補給用現像剤を補給する少なくとも二つの現像剤補給装置４０Ａ、４０Ｂと、を備えている。【選択図】図２
2015180904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像とする現像装置本体と、一つの前記現像装置本体に対して補給用現像剤を補給する少なくとも二つの現像剤補給装置と、を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記補給用現像剤は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤であり、前記各現像剤補給装置から供給される前記二成分現像剤中のキャリアの含有率を異ならせたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
一方の前記現像剤補給装置が補給する前記補給用現像剤はトナーであり、他方の前記現像剤補給装置が補給する前記補給用現像剤はキャリアであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像装置本体に補給される前記補給用現像剤の重量に対するキャリア重量の比率が３〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、
少なくとも二つの前記現像剤補給装置を前記像担持体上の静電潜像の画像面積率の違いに応じて使い分けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置の設置環境の温度、及び湿度を検出する温湿度検出手段が設置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、
少なくとも二つの前記現像剤補給装置を、前記温湿度検出手段が検出した前記現像装置の設置環境の温湿度の違いに応じて使い分けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤補給装置を使い分ける温湿度の閾値が、温度２７℃、相対湿度８０％であることを特徴とする請求項７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、電子写真法、静電記録法において静電潜像をトナーによって可視化する画像形成プロセスにおいて使用する現像装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二成分現像剤を用いる電子写真式の画像形成装置では、現像作業を長く行うと、キャリア表層のコート層の磨耗（膜削れ）が起こり、ソリッド画像部で白抜け（キャリア付着）が発生することがある。又は、キャリアのコート層にトナー樹脂、ワックスなどの定着助剤や添加剤が付着してトナーを帯電させる能力が徐々に低下し、地肌部汚れやトナー飛散などを引き起こすことがある。近年、電力消費を抑えるため、低温で用紙に定着させるトナーが使われることがあるが、定着装置に近い位置に配置される現像装置は自ずと温度が高くなり、溶融したトナーやワックス成分がキャリアに付着しやすくなる。
このように劣化した現像剤は、例えば、定期的にサービスマンがユーザーを訪問することによって交換されている。その際、現像剤を含めた現像ユニット、又はこの現像ユニットを含めた作像ユニットといった単位で現像剤の交換が行われている。
【０００３】
特許文献１、及び特許文献２では、現像装置内の現像剤の劣化を抑制して現像剤交換回数を減少させることを目的として、予めキャリアとトナーをトナー補給装置内で混合し、このトナー補給装置から現像装置に供給すると共に、現像装置内にある劣化したキャリアを排出することが行われている。このようにすることによって、現像装置内の現像剤量を一定にしつつ、現像装置内の現像剤中のキャリアの入替えを行うことができる。
【０００４】
予めキャリアとトナーとを補給装置内で混合する方式をプレミックストナー方式という。
このプレミックストナー方式を用いると、キャリアの劣化速度が抑制されるので、現像剤交換時期の間隔が長くなる。
この方式では、画像形成装置の構成がやや複雑になるものの、画像形成装置の大幅な大型化とはならず、現像剤の交換頻度が低下して現像剤交換作業による作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることができる。
【０００５】
このプレミックストナー方式を色毎に作像部（現像装置を含む）を装備するカラー複写機に採用する場合には、当然に全色の作像部に使用する現像剤にこの方式が採用されることとなる。このような画像形成装置において、現像剤交換作業によるダウンタイムの発生、及びランニングコストの増加を抑えるためには、現像剤交換時に一時に全色の現像剤の交換を行うことが好ましい。
しかし、従来のプレミックストナー方式を採用すると、色毎に現像剤の交換時期が相異するため、一時に現像剤の交換作業を行うことは好ましくなかった。
【０００６】
特許文献３では、印刷頻度が高いブラックのキャリア比率を増やして、寿命を均一させる内容が記載されており、劣化が早い現像機ではキャリア比率を増やすことが好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、一つの現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続し、適宜トナーとキャリアを混合したプレミックストナーを供給することにより、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止し、現像剤交換作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることができる現像装置を提供することを目的としている。
また、使用するトナー色の異なる複数の現像装置を用いる場合には、個々の現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続することにより、複数の現像装置本体に対する現像剤交換作業時間を短縮することも可能となる。
また、一つの現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続し、適宜トナーとキャリアを混合したプレミックストナーを供給するようにした場合において、画像形成装置が置かれている環境の温湿度によって現像剤補給装置を使い分けることにより、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止し、カラートナーを用いる現像剤を含めた複数の現像剤交換作業による作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明に係る現像装置は、現像剤を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像とする現像装置本体と、一つの前記現像装置本体に対して補給用現像剤を補給する少なくとも二つの現像剤補給装置と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一つの現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続し、適宜トナーとキャリアを混合したプレミックストナーを供給することにより、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止し、現像剤交換作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る現像剤補給装置を用いる現像装置を備えた画像形成装置の一例の全体構成図である。
【図２】（ａ）はプレミックストナー補給装置を現像装置本体に接続した状態を示す断面図であり、（ｂ）は二つのプレミックストナー補給装置を一つの現像装置本体に接続した状態を説明する概略図であり、（ｃ）は他の実施形態に係るプレミックストナー補給装置を備えた現像装置の構成例を示す概略図である。
【図３】現像装置本体の一部を省略した内部構成を示す斜視図である。
【図４】現像装置本体の一部を省略した内部構成を示す他の斜視図である。
【図５】現像装置本体の正面縦断面図である。
【図６】トナー濃度調整手順を示すフローチャートである。
【図７】出力物の画像面積率の違いに応じて、使用するプレミックストナー補給装置を使い分ける手法について説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る現像装置本体の構成例を示した正面縦断面図である。
【図９】温湿度情報にもとづいてプレミクストナー補給装置を使い分ける制御手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明の補給用現像装置を用いる現像装置を備えた画像形成装置の一例の全体構成図である。
画像形成装置１００は、現像方式としては乾式二成分現像方式が採用された４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機である。しかし、これは画像形成装置１００の代表例として挙げたものであり、乾式二成分現像方式であればその構成や方式などは限定されない。まず、画像形成動作について説明する。
【００１２】
コントロール部６０からのプリント開始命令が入力されると、潜像担持体としての感光体１、中間転写ベルト２、及び給紙搬送経路にある各ローラなどが回転し始め、下部の給紙トレイ３から記録紙の給紙が開始される。感光体１は、帯電チャージャ４によってその表面が一様な電位に帯電され、露光手段としての書込ユニット５から照射される書込光によってその表面が露光される。
【００１３】
露光された後の電位パターンは静電潜像と呼ばれるが、この静電潜像を表面に担持した感光体１は、乾式二成分方式の現像装置１８からトナーが供給されることにより、担持している静電潜像が特定色に現像される。図１では感光体１が４色分あるので、本実施例では図の左からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）とし、可視像としてのトナー像が各感光体１の上に現像されることになる。感光体１の上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト２との接点において、感光体１に対向して設置された一次転写ローラ６に印加された転写バイアス及び一次転写ローラ６からの押圧力によって、中間転写ベルト２に転写される。この動作をタイミングを合わせながら４色分繰り返すことにより、中間転写ベルト２にフルカラートナー像が転写される。中間転写ベルト２に形成されたフルカラートナー像は、レジストローラ７でタイミングを合わせられてから搬送されてくる記録紙（記録媒体）に転写される。このとき、二次転写ローラ８によって印加される二次転写バイアス、及び二次転写ローラ８の押圧力によって転写が行われる。フルカラートナー像が転写された記録紙は、定着ユニット９を通過することにより、表面に担持しているトナー像が加熱定着される。
【００１４】
片面プリントであれば、記録紙はそのまま直線搬送されて排紙トレイ１０へ排出される。一方、両面プリントであれば搬送方向を下向きに変えられ、用紙反転部へ搬送されていく。用紙反転部へ到達した記録紙は、スイッチバックローラ１１で搬送方向が逆転され、紙の後端から用紙反転部を出て行く。この動作によって記録紙は、表裏面が反転される。表裏反転された記録紙は定着ユニット９の方向には戻らず、再給紙経路３０を通過して本来の給紙経路に合流する。
この後は表面プリントのときと同じようにトナー像が転写されて、定着ユニット９を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。
一次転写ローラ６を通過した感光体１はその表面に一次転写残トナーを担持しているため、感光体クリーニングユニット１２によって除去される。その後、ＱＬ（クエンチングランプ）１３によってその表面が一様に除電されて、次の画像のための帯電に備える。
【００１５】
また、二次転写部を通過した中間転写ベルト２に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらも中間転写ベルトクリーニングユニットによって二次転写残トナーが除去され、中間転写ベルト２は、次のトナー像の転写に備える。
以上の動作の繰り返しで、片面プリント又は両面プリントが行われる。
【００１６】
以下に、減容式トナー補給方式で、予めトナーとキャリアを一定濃度に分散させてある補給用現像剤（以下、単に「プレミックストナー」と記す。）の補給装置（以下、単に「プレミックストナー補給装置」と記す。）について説明する。
本発明において用いられるトナー、キャリアとしては、例えば特開２０１０−０８５９５８公報に開示されたものを用いるが、使用するトナー、キャリアの材質、構成に制限はない。
【００１７】
図２（ａ）はプレミックストナー補給装置（現像剤補給装置）を現像装置本体に接続した状態を示す断面図であり、（ｂ）は二つのプレミックストナー補給装置を一つの現像装置本体に接続した状態を説明する概略図である。
本発明に係る現像装置１８は、トナーとキャリアと含む二成分現像剤を用いて像担持体上の静電潜像をトナー像とする現像装置本体１８Ａと、一つの現像装置本体に対して補給用現像剤を補給する少なくとも二つの現像剤補給装置４０Ａ、４０Ｂと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
即ち、本発明に係る現像装置１８は、現像装置本体１８Ａと、現像装置本体１８Ａに対して補給用現像剤としてのプレミックストナー（トナーに対してキャリアを所定割合で混合させた二成分現像剤）を供給する少なくとも二つのプレミックストナー補給装置（現像剤補給装置）４０Ａ、４０Ｂと、を備えている。
プレミックストナー補給装置（現像剤補給装置）４０は、プレミックストナー（二成分現像剤）を貯留する現像剤の供給容器４１と、ノズル４３と、チューブ４４と、を概略備える。
【００１９】
現像装置本体１８Ａ側には、チューブ４４を介して供給容器４１から現像剤を吸引する吸引型紛体ポンプ１５と、吸引型粉体ポンプ１５により吸引されてきた現像剤を現像装置本体１８Ａ内に供給するサブホッパ１７と、が配置されている。
現像剤の供給容器４１は、材質が柔らかく、畳まれることにより収縮して容積が減っていくもの（減容式トナー補給方式）である。この供給容器４１には、予めトナーとキャリアを一定濃度に分散させてある補給用現像剤であるプレミックストナー４２が充填してある。この供給容器４１には最下部にノズル４３が接続されるトナー排出口が設置されていて、供給容器４１に充填されているプレミックストナー４２は自重で落ちて、この排出口に集まる。
【００２０】
トナー補給命令に従って、吸引型紛体ポンプ１５が駆動する。この吸引型紛体ポンプ１５の駆動によってノズル４３と吸引型紛体ポンプ１５を繋いでいるチューブ４４を通りプレミックストナー４２が吸引型粉体ポンプ１５に吸引される。この吸引型粉体ポンプ１５の下方には、サブホッパ１７が設置されており、サブホッパ１７の搬送スクリューにより現像装置本体１８内にトナーが供給される。なお、サブホッパ１７を設けずに、吸引型粉体ポンプ１５から直接トナーを現像装置本体１８Ａに供給する構成でもよい。現像装置本体１８Ａに必要量のプレミックストナー４２が供給されると吸引型粉体ポンプ１５の駆動が停止し、トナー補給が行われなくなる。
減容式トナー補給方式のメリットは、トナーカートリッジ内でのトナーの攪拌動作がないため、充填前に均一に混合されたプレミックストナー４２が、トナーとキャリアが均一分散したまま現像装置本体１８Ａに補給される点にある。
【００２１】
供給容器４１は、プレミックストナー４２が排出されるに連れて変形して縮んでゆく。
この減容式のトナー補給方式では、供給容器４１の上層部の空隙の空気を徐々に排出しながらプレミックストナー４２を排出する。
供給容器４１内の空隙率（空気の体積／容器内の体積）が０％であると、真空パックのようにプレミックストナー４２がパッキングされてしまうため、供給容器（トナーカートリッジ）内でトナーが全く動かなくなる。
【００２２】
これに対して、１２％以上の空隙率があるとトナーがなくなるまで安定してプレミックストナー４２を供給容器４１から排出することができる。
そこで、プレミックストナーが収容された供給容器４１の使用を開始する前の供給容器４１内の空隙率を、０％より大きく１２％より小さく設定するのが好ましい。
【００２３】
また、プレミックストナー４２中におけるキャリアの量（重量比＝混合率）は３ｗｔ％以上とすることが好ましい。キャリアの混合率が３ｗｔ％よりも小さいと、トナーの混合率が過大となり、供給容器内でプレミックストナー４２が出口近傍にラッシュしやすくなるからである。
また、添加したキャリアは、潤滑剤として働くので、キャリアの混合率が大きいと、ラッシュしたプレミックストナー４２がスムーズに流れ、より少ない空隙量でトナー供給が可能になる。
【００２４】
逆にキャリアの量が３０ｗｔ％を超えると現像剤全体の流動性が低下するため、安定的にプレミックストナー４２を供給することができなくなる。
このことから、プレミックストナー中のキャリアの量を３〜３０ｗｔ％とすることが好ましい。
【００２５】
以上のように供給容器内の空隙率、及びプレミックストナーのキャリアの量を適正値に設定することにより、供給容器４１の容積、外形を小さくしたとしても、安定的にトナー補給が可能となる。
【００２６】
本実施例に係る現像装置１８では、一つの現像装置本体１８Ａに対して二つのプレミックストナー補給装置４０Ａ、４０Ｂを接続して各プレミックストナー補給装置からの補給を可能としている。ここでは、各供給容器４１Ａ、４１Ｂ内のプレプレミックストナーについて異なるプレミックス率を設定した場合について記載する。
即ち、例えば一方のプレミックストナー補給装置４０Ａ側の供給容器４１Ａ内のキャリアのプレミックス率を３０ｗｔ％とし、他方のプレミックストナー補給装置４０Ｂ側の供給容器４１Ｂ内のキャリアのプレミックス率を１０ｗｔ％とする。出力物の画像面積率が所定値、例えば２０％より低い場合は、キャリア量の多いプレミックストナー補給装置Ａから補給するようにし、出力物の画像面積率が２０％以上である場合は、キャリア量の少ないプレミックストナー供給装Ｂから補給するようにする。
【００２７】
この構成により、トナーの補給頻度が低くキャリアの入れ代わりが少ない低い画像面積では、ギャリアのプレミックス率の高いトナーを補給し、トナーの補給頻度が高くキャリアの入れ代わりが多い高い画像面積ではプレミックス率の低いトナーを補給することにより効率的にキャリアの入れ替えをすることが出来る。
なお、図２（ｃ）に示したように、キャリアとトナーを別個の供給容器４１Ａ、４１Ｂに収容して、現像装置本体１８Ａへの供給経路（チューブ４４）の直前、或いは現像装置本体内で混合させることにより、混合率（プレミックス率）を調整、決定するようにしてもよい。
【００２８】
次に、図３乃至図５を用いてプレミックストナーが供給される現像装置本体について説明する。図３は現像装置本体の一部を省略した内部構成を示す斜視図であり、図４は現像装置本体の一部を省略した内部構成を示す他の斜視図であり、図５は現像装置本体の正面縦断面図である。
現像装置本体１８Ａでは、現像ローラ１９が図５中、時計回り方向に回転し、感光体１の表面の潜像にプレミックストナーを供給する。
【００２９】
また、現像ローラ１９にプレミックストナーを供給しながら紙面厚み方向にプレミックストナーを搬送するために供給スクリュー２０が設けられ、供給搬送路５１が形成されている。
供給スクリュー２０は、回転軸２０ａとこの回転軸に設けられた羽部２０ｂとを備えている。
【００３０】
現像ローラ１９の供給スクリュー２０との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ１９に供給されたプレミックストナーを現像に適した厚さに規制する現像ドクタを備えている。
現像ローラ１９の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した現像剤を供給スクリュー２０と同方向に搬送する回収スクリュー２１を備えている。
【００３１】
供給スクリュー２０を備えた供給搬送路５１は現像ローラ１９の横方向に、回収スクリュー２１を備えた回収搬送路５２は現像ローラ１９の下方に並設されている。
供給搬送路５１の下方には、回収搬送路５２に並列して、攪拌搬送路５３が設けられている。
【００３２】
攪拌搬送路５３には、供給スクリュー２０とは逆方向に回転して現像剤を搬送する攪拌スクリュー２２が設けられている。
供給搬送路５１と攪拌搬送路５３とは、現像装置本体１８Ａの断面円弧状の仕切り壁２３１によって仕切られている。
仕切り壁２３１の長手方向両端部には開口部が形成され、供給搬送路５１と攪拌搬送路５３とが連通している。なお、供給搬送路５１と回収搬送路５２とも同じく仕切り壁２３１によって仕切られているが、この部分の仕切り壁２３１には開口部が形成されていない。
【００３３】
また、回収搬送路５２と攪拌搬送路５３との２つの搬送路は仕切り壁２３２によって仕切られている。仕切り壁２３２の長手方向の一端には開口部が形成されており、回収搬送路５２と攪拌搬送路５３とが連通している。
供給スクリュー２０、回収スクリュー２１及び攪拌スクリュー２２は樹脂製、又は金属製のスクリューからなっており、各スクリューの径は、例えば全てφ２２ｍｍとされる。
【００３４】
また、スクリューピッチは、例えば供給スクリュー２０が５０ｍｍの２条巻き、回収スクリュー２１及び攪拌スクリュー２２が２５ｍｍの１条巻きとされる。
現像装置本体１８Ａの作動時のスクリューの回転数は全て約６００ｒｐｍに設定されている。
【００３５】
ステンレス製の現像ドクタによって現像ローラ１９上に薄層化された現像剤は、感光体１との対向部である現像領域まで搬送され現像が行われる。
現像ローラ１９の表面はＶ溝にされ又はサンドブラスト処理されており、例えば、φ２５ｍｍのアルミニウム素管又はステンレス素管からなり、現像ドクタ及び感光体１とのギャップは０．３ｍｍ程度とされる。
【００３６】
現像ドクタは、剛性且つ磁性を有する材料から形成され、例えば、鉄やステンレスなどの金属材料が用いられる。又は、フェライトやマグネタイトなどの磁性粒子を配合した樹脂材料が用いられる。
現像後の現像剤は、回収搬送路５２にて回収及び搬送され、非画像領域部に設けられた仕切り壁２３２の開口部から攪拌搬送路５３へ移送される。
【００３７】
なお、攪拌搬送路５３における現像剤搬送方向上流側の仕切り壁２３１の開口部付近には、図３に示した現像剤補給口３１が形成され、この現像剤補給口３１から攪拌搬送路５３に現像剤が補給される。
【００３８】
次に、現像装置内の現像剤の入れ替えについて説明する。
プレミックストナー補給装置４０（４０Ａ、４０Ｂ）から供給されてきた補給用現像剤（プレミックストナー）は、現像剤補給口３１から現像装置本体１８Ａに供給される。
【００３９】
供給搬送路５１の上部には、供給搬送路内の現像剤が所定の嵩を超えた場合に現像剤の一部を現像装置本体１８Ａの外部に排出するために現像剤排出口３２が設けられている。現像剤排出口３２は、供給搬送路５１と排出搬送路５４とを仕切る仕切り壁２３３に形成されている。
この現像剤排出口３２から排出されてきた現像剤（トナー、及びキャリア）は、排出搬送スクリュー２４を備えた排出搬送路５４に送られ、この排出搬送路５４を介して現像装置本体１８Ａの外部に排出される。
排出搬送路５４は、供給搬送路５１の搬送方向下流側において仕切り壁２３３を挟んで供給搬送路５１と隣り合うように設けられている。
【００４０】
現像剤排出口３２は供給搬送路５１と排出搬送路５４とを連通するように仕切り壁２３３に設けられた開口である。
現像装置内の現像剤は一定の嵩量を越えると、越えた分が現像剤排出口３２を乗り越えて絶えず排出搬送路５４内に移動することにより外部へ排出される。プレミックストナー補給装置４０からトナーとキャリアからなるプレミックストナーが現像装置本体に供給されても作像によって消費されるのはトナーのみである。このため、プレミックストナーを頻繁に補給すると、現像装置本体内で現像剤が溢れて廃棄現像剤が増えることとなる。
一定量の現像剤が排出された時に、排出後の現像装置内のトナー量、或いはトナー濃度が夫々の検知手段によって検知されることにより、排出量と同量のプレミックストナーが現像装置本体内に補給されるように制御が行われる。
【００４１】
常に一定量の廃棄現像剤が排出される一方で、現像剤補給口３１から同量の新しいプレミックストナーが供給されることにより、新しいプレミックストナーの補給量と、現像剤排出口から排出される現像剤の排出量とが同一量となる。
そして、このような現像剤の排出によってキャリアの一部（特に古いキャリア）が常時自動交換されることからキャリアの劣化が抑制され、長期間に渡り現像剤の交換を行わなくても安定した現像剤の機能が得られる。
【００４２】
図６はトナー濃度調整手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１では、現像装置本体１８Ａ内のトナーとキャリアの混合比Ｔｃであるトナー濃度を図示しないトナー濃度検出装置によって検出する。
ステップＳ２では、トナー濃度検出装置により検出された混合比Ｔｃが目標とする混合比に比して高いか否かを判定し、低い場合にはステップＳ３においてトナーを補給し、ステップＳ１に戻ってトナー濃度検出作業を実施する。
【００４３】
ステップＳ２において混合比Ｔｃが目標値よりも高い場合には、ステップＳ４に進んで中間ベルト、又は感光体上のトナー付着量が適正な付着量になっているか判定し、Ｎｏの場合にはステップＳ５においてトナー付着量を最適値に修正するために目標とする混合比の値を変更し、ステップＳ２における判定を実施する。
ステップＳ４においてＹＥＳの場合にはトナー濃度調整作業を終了する（ステップＳ６）。
【００４４】
次に、上記のように各供給容器４１Ａ、４１Ｂ内のプレプレミックストナーについて異なるキャリアのプレミックス率を設定した場合に、出力物の画像面積率の違いに応じて、使用するプレミックストナー補給装置４０Ａ、４０Ｂ（供給容器４１Ａ、４１Ｂ）を使い分ける実施形態について図７のフローチャートに基づいて説明する。
ステップＳ１では、コントロール部６０に入力された画像情報（量）に基づいて画像面積率を算出する。
【００４５】
ステップＳ１２では、所定の作像回数における画像面積率が所定値（２０％）以上であるか否かを判定し、画像面積率が２０％以上である場合にはステップＳ１３に進んでキャリア量の少ない補給装置４０Ｂから現像装置本体１８Ａに対してプレミックストナーを補給する。
ステップＳ１２において画像面積率が２０％以下である場合にはステップＳ１４に進んでキャリア量の多い補給装置４０Ａから現像装置本体１８Ａに対してプレミックストナーを補給する。
【００４６】
即ち、形成される画像面積が小さくトナー消費量が少ない条件においては、トナーの補給頻度が低くトナーの入れ替わりが少ないため、プレミックス率の高いプレミックストナー補給装置４０Ａから補給を行う。形成される画像面積が大きくトナー消費量が多い条件においては、トナーの補給頻度が高くトナーの入れ替わりが多いため、プレミックス率の小さいプレミックストナー補給装置４０Ｂから補給を行う。
【００４７】
プレミックストナー供給に際してのトナーの消費量を判断するためのトナー消費量指標値としては、所定の作像回数における画像面積率を用いること有効である。即ち、コントロール部（制御手段）６０は、露光部（光走査装置）５においてレーザ光を射出するのに用いる画像情報に基づいて所定の作像回数毎の画像面積率を算出するとともに、算出した画像面積率をメモリに記憶する。コントロール部６０は、画像面積率算出手段として機能するとともに、コントロール部６０、或いはメモリは、画像面積率記憶手段として機能する。算出された画像面積率が規定値に達した段階で使用するプレミックストナー補給装置を切り替える。
【００４８】
基本的には図６のフローチャートに示したように現像装置本体内におけるトナーとキャリアの混合比であるトナー濃度を検出し、このトナー濃度を目標値と比較して必要に応じて補給してゆく。このように現像装置本体内の現在のトナー濃度を見ながらプレミックストナーを補給する作業とは別個に、トナー消費量の多寡、例えば所定の作像回数において出力される画像面積の大きさに基づいて何れのプレミックストナー供給容器から供給するかの判断を実施する。
【００４９】
以上のように構成した本発明の現像装置１８、或いは画像形成装置１００によれば、一つの現像装置本体１８Ａに対して少なくとも二つのプレミックストナー補給装置からキャリア量の異なるプレミックストナーを選択的に供給できるようにしたので、現像動作と並行しながら（現像動作中に）適切な量のプレミックストナー補給を適宜行うことができる。このため、現像剤の寿命が延び、トナー量、キャリア量のバラツキによる異常画像やトナー飛散を防止することができる。また、カラートナー等を使用する複数の現像装置本体を用いる作像部においては、現像剤交換作業による作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることができる。
【００５０】
また、キャリア量を異ならせた少なくとも二つのプレミックストナー補給装置からの供給の切替えを、トナーの消費量の多寡、例えば所定の作像回数における画像面積率の多寡に応じて実施するように構成した場合には、現像剤交換作業によるダウンタイムの発生、及びランニングコストの増加を十分に抑えることができる。
なお、一方の現像剤補給装置４０が補給する補給用現像剤をトナーとし、他方の現像剤補給装置４０が補給する補給用現像剤をキャリアとし、現像装置本体の手前において混合させることにより、混合率（プレミックス率）を決定するようにしてもよい。
【００５１】
現像剤の供給容器４１は、図２に示すように、ノズル４３が接続されていて交換可能になっているため、供給容器４１を交換しながら使用して、現像装置本体１８Ａ内の現像剤の寿命到来に至るまで、プレミックストナーの補給を継続することができる。
特に、使用するトナー色の異なる複数の現像装置を用いる場合には、個々の現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続することにより、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止する他に、複数の現像装置本体に対する現像剤交換作業時間を短縮し、ランニングコストを低下させることも可能となる。
【００５２】
［第２の実施形態］
次に、図８は本発明の第２の実施形態に係る現像装置本体の構成例を示した正面縦断面図であり、図９は温湿度情報にもとづいてプレミクストナー補給装置を使い分ける制御手順を説明するフローチャートである。なお、図１乃至図４を併せて参照し、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態に係る現像装置１８は、現像装置（画像形成装置）の設置環境の温湿度を検出する温湿度検出手段（温度センサ、湿度センサ）７０が設置されている構成が特徴的である。
図８において、温湿度検出手段７０を現像装置本体内に配置している理由は、現像剤の状況を直近位置においてより正確に検出するためである。
温度センサとしては、接触式、非接触式の何れを採用してもよいが、現像装置本体、その他の現像装置の任意の箇所の温度を測定できる手段であればよい。
湿度センサとしては、例えば空気の温度と水蒸気圧とを測定することによって湿度を算出する手段を用いる。
温湿度検出手段７０からの検出信号は、コントロール部６０に出力され、コントロール部ではこの温湿度情報に基づいてプレミックス率の異なる補給用現像剤を収容したプレミクストナー補給装置４０（４０Ａ、４０Ｂ）のうちの何れかを選択して駆動し、補給動作を実施させる。
複数のプレミクストナー補給装置４０（４０Ａ、４０Ｂ）を、検出された温湿度の違いに応じて使い分ける際の温湿度の閾値の一例としては、例えば温度２７℃、相対湿度８０％を挙げることができる。
【００５３】
本実施形態においても、例えば一方のプレミックストナー補給装置４０Ａ側の供給容器４１Ａ内のキャリアのプレミックス率を３０ｗｔ％とし、他方のプレミックストナー補給装置４０Ｂ側の供給容器４１Ｂ内のキャリアのプレミックス率を１０ｗｔ％とする。
温湿度検出手段７０が検出した温度が２７℃以上であり、相対湿度が８０％以上である場合には熱や湿度による現像剤の劣化が早くなり、現像剤の入れ替わりを頻繁に実施（入れ替え量を増大）する必要がある。このため、この場合には、プレミックストナー補給装置４０Ａからプレミックス率の高い補給用現像剤を現像装置本体に補給する（図９、Ｓ２１、Ｓ２２  Ｙｅｓ、Ｓ２４）。
一方、温湿度検出手段７０が検出した温度が２７℃よりも低く、相対湿度が８０％よりも低い場合には現像剤の劣化が緩やかなため、現像剤の入れ替え頻繁を低下（入れ替え量を低下）させる必要がある。従って、この場合にはプレミックストナー補給装置４０Ｂからプレミックス率の低い補給用現像剤を現像装置本体に補給する（Ｓ２２  Ｎｏ、Ｓ２４）。
【００５４】
［本発明の構成、作用、効果のまとめ］
第１の本発明に係る現像装置１８は、トナーとキャリアと含む二成分現像剤を用いて像担持体１上の静電潜像をトナー像とする現像装置本体１８Ａと、一つの現像装置本体に対して補給用現像剤を補給する少なくとも二つの現像剤補給装置４０と、を備えていることを特徴とする。
現像装置本体による現像動作中に、現像剤補給装置から所定のトナーとキャリアの混合比に調整された補給用現像剤を現像装置本体に補給するようにしたので、格別の補給作業が不要となり、現像剤交換作業によるダウンタイムの発生、及びランニングコストの増加を抑えることが可能となった。
複数の現像装置を備えたカラー画像形成装置においては、使用するトナー色が異なる現像装置本体毎に現像剤の交換時期が異なってくる。このため、全現像装置本体について同時に交換作業を実施することができないために、現像剤交換作業が現像装置本体毎に別個となり、ダウンタイムが発生し、ランニングコストがアップすることがあった。これに対して本発明によれば、個々の現像装置本体の稼働中に現像剤が補給されるため、格別の交換作業タイムが不要となる。
【００５５】
第２の本発明に係る現像装置では、補給用現像剤４２は、トナーとキャリアと含む二成分現像剤であり、各現像剤補給装置４０から供給される二成分現像剤中のキャリアの含有率を異ならせたことを特徴とする。
キャリア量を異ならせた少なくとも二つのプレミックストナー補給装置を用い、各補給装置からの供給の切替えを、トナーの消費量の多寡に応じて実施するように構成した場合には、適切な現像剤補給タイミング、適正なキャリアの補給量を実現することができる。
第３の本発明に係る現像装置では、一方の現像剤補給装置が補給する前記補給用現像剤はトナーであり、他方の前記現像剤補給装置が補給する前記補給用現像剤はキャリアであることを特徴とする。
トナーとキャリアを夫々個別に収容した二つのプレミックストナー補給装置を用い、各補給装置から供給されるトナーとキャリアの量を調整しながら適正な混合比に混合したプレミックストナーを現像装置本体に供給するようにし、更にトナーの消費量の多寡に応じて混合比を調整するように構成した場合には、適切な現像剤補給タイミング、適正なキャリアの補給量を常に実現することができる。
【００５６】
第４の本発明に係る現像装置では、現像装置本体に補給される補給用現像剤の重量に対するキャリア重量の比率が３〜３０ｗｔ％であることを特徴とする。
プレミックストナー４２中におけるキャリアの量が３ｗｔ％よりも少ないと、トナーの混合率が過大となり、供給容器内でプレミックストナー４２が出口近傍にラッシュしやすくなる。逆にキャリアの量が３０ｗｔ％を超えると現像剤全体の流動性が低下するため、安定的にプレミックストナー４２を供給することができなくなる。
従って、プレミックストナー中のキャリアの量は３〜３０ｗｔ％の範囲が好ましい。
第５の本発明に係る画像形成装置は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の現像装置を備え、少なくとも二つの現像剤補給装置を像担持体上の静電潜像の画像面積率の違いに応じて使い分けることを特徴とする。
キャリア量の含有比率を異ならせた少なくとも二つのプレミックストナー補給装置からの供給の切替えを、トナーの消費量の多寡、例えば所定の作像回数における画像面積率の多寡に応じて実施するように構成した場合には、現像剤交換作業によるダウンタイムの発生、及びランニングコストの増加を十分に抑えることができる。
なお、一方の現像剤補給装置から補給されるトナーに対して他方の現像剤補給装置から補給されるキャリアを混合してから現像装置本体に供給する現像装置を採用した場合も同様である。
【００５７】
第６の本発明に係る現像装置は、現像装置の設置環境の温度、及び湿度を検出する温湿度検出手段７０が設置されていることを特徴とする。
現像剤は周辺環境の温度、湿度の高低、変化により劣化の進行の度合いが変化する。一般に温湿度が高くなると劣化が促進される。そこで、現像剤の直近位置の温湿度を検出することにより、使用するプレミクストナー補給装置を選択する判断基準とすることが有効である。即ち、トナーとキャリアのプレミクス率の異なるプレミクストナー補給装置を用意し、設置環境の変化に応じて最適なプレミクス率を備えたプレミクストナー補給装置を選択し、この補給装置からの補給を実施することが可能となる。このため、現像剤の寿命を延ばし、異常画像やトナー飛散を防止し、現像剤交換作業時間を短縮し、ランニングコストの増加を抑えることができる。
特に、使用するトナー色の異なる複数の現像装置を用いる場合には、個々の現像装置本体に対して複数の現像剤補給装置を接続することにより、複数の現像装置本体に対する現像剤交換作業時間を短縮することも可能となる。
【００５８】
第７の本発明に係る画像形成装置は、請求項６に記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、少なくとも二つの現像剤補給装置４０Ａ，４０Ｂを、温湿度検出手段７０が検出した現像装置（画像形成装置）の設置環境の温湿度の違い（変化）に応じて使い分けることを特徴とする。
検出された温度が所定値以上であり、相対湿度が所定値以上である場合には熱や湿度による現像剤の劣化が早くなる。このため、現像剤の入れ替わりを頻繁に実施（入れ替え量を増大）する必要がある。このため、プレミックス率の高いプレミックストナー補給装置４０Ａから補給動作を行う。
一方、検出された温度が所定値よりも低く、相対湿度が所定値よりも低い場合には現像剤の劣化が緩やかなため、現像剤の入れ替え頻繁を低下（入れ替え量を低下）させることができる。従って、プレミックス率の低いプレミックストナー補給装置４０Ｂから補給動作を行う。
第８の本発明に係る画像形成装置は、現像剤補給装置を使い分ける温湿度の閾値が、温度２７℃、相対湿度８０％であることを特徴とする。
この閾値は一例に過ぎないが、現状で使用されている現像剤に適した値である。
【符号の説明】
【００５９】
１…感光体（像担持体）、２…中間転写ベルト、３…給紙トレイ、４…帯電チャージャ、６…一次転写ローラ、８…二次転写ローラ、７…レジストローラ、９…定着ユニット、１０…排紙トレイ、１１…スイッチバックローラ、１２…感光体クリーニングユニット、１５…吸引型紛体ポンプ、１７…サブホッパ、１８…現像装置、１８Ａ…現像装置本体、１９…現像ローラ、２０…供給スクリュー、２０ａ…回転軸、２０ｂ…羽部、２１…回収スクリュー、２２…攪拌スクリュー、２３…現像装置本体、２４…排出搬送スクリュー、３０…再給紙経路、３１…現像剤補給口、３２…現像剤排出口、２３１…壁、２３２…壁、２３３…壁、４０、４０Ａ、４０Ｂ…プレミックストナー補給装置（現像剤補給装置）、４１…供給容器、４１Ａ、４１Ｂ…供給容器、４２…プレミックストナー（補給用現像剤）、４３…ノズル、４４…チューブ、５１…供給搬送路、５２…回収搬送路、５３…攪拌搬送路、５４…排出搬送路、６０…コントロール部、７０…温湿度検出手段、１００…画像形成装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００４−０２９３０６公報
【特許文献２】特開２００７−１３３０５７公報
【特許文献３】特開２０１０−０８５９５８公報
【図１】
2015180904.tif 000003
【図２】
2015180904.tif 000004
【図３】
2015180904.tif 000005
【図４】
2015180904.tif 000006
【図５】
2015180904.tif 000007
【図６】
2015180904.tif 000008
【図７】
2015180904.tif 000009
【図８】
2015180904.tif 000010
【図９】
2015180904.tif 000011