(57)【要約】【課題】２成分現像剤にて現像する現像器に少量ずつ、正確な計量のもとに確実にキャリアの補給ができるキャリア補給装置を提供すること。【解決手段】キャリアを収納するキャリア収納部と、キャリア収納部に収納されたキャリアを磁力によって保持するキャリア保持手段と、キャリア保持手段によりキャリア収納部に保持されたキャリアの所定量をキャリア収納部の外に送り出すキャリア送出手段と、を有する。【選択図】図２
2012002980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の現像器にキャリアを補給するキャリア補給装置であって、
キャリアを収納するキャリア収納部と、
前記キャリア収納部に収納されたキャリアを磁力によって保持するキャリア保持手段と、
前記キャリア保持手段により前記キャリア収納部に保持されたキャリアの所定量を前記キャリア収納部の外に送り出すキャリア送出手段と、
を有することを特徴とするキャリア補給装置。
【請求項２】
前記キャリア収納部は、キャリアを落下方向に導く第１搬送経路部と、前記第１搬送経路部に接続され、前記第１搬送経路部に導かれたキャリアを前記第１搬送経路部とは異なる方向に導く第２搬送経路部とを有し、
前記キャリア保持手段は前記第２搬送経路部内のキャリアを保持し、
前記キャリア送出手段は、前記キャリア保持手段により前記第２搬送経路部内に保持されたキャリアを前記キャリア収納部の外に送り出すことを特徴とする請求項１に記載のキャリア補給装置。
【請求項３】
前記キャリア送出手段は、前記第２搬送経路部の内面に沿って第１位置と第２位置との間を移動可能に配されたキャリア送出部材と、前記キャリア送出部材を前記第１位置あるいは前記第２位置に移動させる駆動部とを有し、
前記駆動部は、前記キャリア保持手段により前記第２搬送経路部内に保持されたキャリアを、前記キャリア送出部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させることにより前記キャリア収納部の外に送り出すことを特徴とする請求項２に記載のキャリア補給装置。
【請求項４】
前記キャリア送出部材は、前記第１位置にあるときは前記第１搬送経路部から前記第２搬送経路部へのキャリアの移動を妨げず、前記第２位置にあるときは前記第１搬送経路部から前記第２搬送経路部へのキャリアの移動を妨げることを特徴とする請求項３に記載のキャリア補給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャリア補給装置と、
トナーと前記キャリア補給装置により補給されたキャリアとを混合、攪拌する攪拌槽と、
を備えることを特徴とする現像器。
【請求項６】
請求項５に記載の現像器を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
トナーとキャリアからなる現像剤を使用する画像形成装置におけるキャリア補給に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像器により静電潜像を現像してトナー像となした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写する。
【０００３】
このような電子写真方式による画像形成装置における感光体上の静電潜像の現像には、現像性に優れていることから、トナーと、磁性体を基体にして形成されているキャリアとから成る現像剤（２成分現像剤）を用いる現像方式（２成分現像方式）が多く用いられている。
【０００４】
２成分現像方式では、現像剤は現像器に付随する攪拌槽にて撹拌される。撹拌により現像剤中のトナーはキャリアとの摩擦帯電により電荷を付与され、キャリアの外面に静電的に付着する。表面にトナーが付着されたキャリアは、現像器における磁気ロールを内包する現像スリーブに磁気的に吸引付着されて、感光体との対向部分である現像領域へと搬送される。そして、現像領域にて現像剤中のトナーはキャリアから離れて感光体における静電潜像部分に移行し、静電潜像が可視像であるトナー画像に変換、すなわち現像される。現像領域を通過後に現像スリーブに残っているトナー及びキャリアは攪拌槽に戻される。そして、攪拌槽内に存在する現像剤とともに攪拌されて再び現像に供される。
【０００５】
２成分現像方式においては、攪拌槽内のトナーは現像動作を繰り返すことによって消費されて減少するので、減少したトナーの補充がなされる。
【０００６】
一方、キャリアは現像動作の繰り返しにより減少することなく、反復使用される。しかし、反復使用により繰り返し撹拌されることにより、表面にトナーが粘着したり、表面の樹脂コート層が剥がれたりして劣化する。劣化したキャリアは、トナーを帯電させる帯電性能が低下し、トナーが感光体の非画像部分に付着する「かぶり」等の画質欠陥を誘発したり、現像領域における現像電界下で電荷注入により帯電極性が反転されて感光体にキャリアが付着するなどの不具合を誘発したりする。したがって、攪拌槽内の現像剤から劣化したキャリアを除去、あるいは、劣化したキャリアの比率の増大を抑制することが必要となる。
【０００７】
攪拌槽内の劣化したキャリアの比率の増大を抑制する技術として、現像によって消費された量に対応する量のトナーを攪拌槽内に補充するとともに、トナーの補充量に対応する量の新しいキャリアを攪拌槽内に補充し、さらに攪拌槽内からトナーの補充量に対応する量の現像剤を攪拌槽内から排出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
現像器へのキャリアの補給は、現像器に接続されたキャリア補給装置によりなされる。
【０００９】
キャリア補給装置は、キャリアを収納するキャリア収納部を有し、キャリア収納部に収納したキャリアを直接、あるいは搬送経路部を介して被補給部（例えば攪拌槽）に補給する。
【００１０】
キャリアの補給は、所定のタイミングで行うとともに補給する量を制御する必要がある。キャリアを所定のタイミングで所定の量補給するために、キャリア補給装置は、キャリア収納部から被補給部（例えば攪拌槽）に至るキャリア搬送経路内に、シャッタ機構を備えている。
【００１１】
通常、シャッタ機構はキャリア搬送経路を開放あるいは閉鎖する状態に変更可能な遮蔽手段と、遮蔽手段を、キャリア搬送経路を開放あるいは閉鎖する状態に駆動する駆動手段を備えている。そして、駆動手段により、遮蔽手段がキャリア搬送経路を開放する状態に駆動されたときは、キャリアがキャリア搬送経路を流動することが許容され、キャリア補給がなされる。また遮蔽手段がキャリア搬送経路を閉鎖する状態に駆動されたときはキャリアがキャリア搬送経路を流動することが阻止され、キャリア補給は行われない。そして、補給されるキャリアの量は、遮蔽手段がキャリア搬送経路を開放している時間を制御することによりなされる。開放している時間が長いときはキャリアの補給量は多くなり、短いときはキャリアの補給量は少なくなる。
【００１２】
特許文献１に開示されている技術においても、駆動手段であるソレノイドの動作を制御することにより、シャッタを開放するタイミング及び開放している時間が制御され、キャリアを補給するタイミング及び補給するキャリアの量の制御がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−６３０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の技術においては、前述のように、キャリア補給装置によるキャリアの補給のタイミング及び補給するキャリアの量を、キャリア搬送経路に配した遮蔽手段と、遮蔽手段を駆動する駆動手段からなるシャッタ機構の動作を制御することにより実施している。
【００１５】
しかし、このようなシャッタ機構は、遮蔽手段に異物、例えばキャリアが挟み込まれることがあり、遮蔽手段が閉鎖する状態に駆動されても、キャリア搬送経路の完全な閉鎖がなされず、キャリアが流出する危険を内在している。
【００１６】
また、補給するキャリアの量を、シャッタを開放している時間の長さにより制御しているが、シャッタを開放している時間が同じであっても、キャリア搬送経路を通過するキャリアの速度が変動すると補給されるキャリアの量は変動する。キャリアが流動する速度は、キャリア貯蔵容器内のキャリア収納量の変動や、キャリア搬送経路への異物の付着により変動する。したがってキャリア排出口を開放している時間を制御することによりキャリアの補給量を制御する方式では、補給量の正確な制御は困難である。
【００１７】
ところで、特許文献１に開示されている技術においては、一連の画像形成が終了した時点でその間になされたトナーの補給量に見合う量の現像剤を現像槽から排出するとともに、キャリアを補給する。このような方式におけるキャリアの補給は、一連の画像形成が終了するまではなされず、一連の画像形成が終了したときになされる。したがって、大量のトナーの消費を伴う画像形成がなされたときは、大量のトナーの消費を伴う画像形成が終了したときに大量のキャリアの補給がなされるので、現像槽内の現像剤の量の変動幅が大きくなる。画像品質の観点からは現像槽内の現像剤の量の変動幅は小さいことが望ましく、キャリアの補給は少量ずつ補給することが望ましい。キャリアを少量ずつ正確に補給するにはシャッタを開放している長さによりキャリアの補給量を制御する方式は適さない。
【００１８】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、少量ずつ、正確な計量のもとに確実にキャリアの補給ができるキャリア補給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題は以下の手段により解決される。
【００２０】
１．画像形成装置の現像器にキャリアを補給するキャリア補給装置であって、
キャリアを収納するキャリア収納部と、
前記キャリア収納部に収納されたキャリアを磁力によって保持するキャリア保持手段と、
前記キャリア保持手段により前記キャリア収納部に保持されたキャリアの所定量を前記キャリア収納部の外に送り出すキャリア送出手段と、
を有することを特徴とするキャリア補給装置。
【００２１】
２．前記キャリア収納部は、キャリアを落下方向に導く第１搬送経路部と、前記第１搬送経路部に接続され、前記第１搬送経路部に導かれたキャリアを前記第１搬送経路部とは異なる方向に導く第２搬送経路部とを有し、
前記キャリア保持手段は前記第２搬送経路部内のキャリアを保持し、
前記キャリア送出手段は、前記キャリア保持手段により前記第２搬送経路部内に保持されたキャリアを前記キャリア収納部の外に送り出すことを特徴とする前記１に記載のキャリア補給装置。
【００２２】
３．前記キャリア送出手段は、前記第２搬送経路部の内面に沿って第１位置と第２位置との間を移動可能に配されたキャリア送出部材と、前記キャリア送出部材を前記第１位置あるいは前記第２位置に移動させる駆動部とを有し、
前記駆動部は、前記キャリア保持手段により前記第２搬送経路部内に保持されたキャリアを、前記キャリア送出部材を前記第１位置から前記第２位置に移動させることにより前記キャリア収納部の外に送り出すことを特徴とする前記２に記載のキャリア補給装置。
【００２３】
４．前記キャリア送出部材は、前記第１位置にあるときは前記第１搬送経路部から前記第２搬送経路部へのキャリアの移動を妨げず、前記第２位置にあるときは前記第１搬送経路部から前記第２搬送経路部へのキャリアの移動を妨げることを特徴とする前記３に記載のキャリア補給装置。
【００２４】
５．前記１〜４のいずれか１項に記載のキャリア補給装置と、
トナーと前記キャリア補給装置により補給されたキャリアとを混合、攪拌する攪拌槽と、
を備えることを特徴とする現像器。
【００２５】
６．前記５に記載の現像器を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、少量ずつ、正確な計量のもとに確実にキャリアの補給ができるキャリア補給装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態であるキャリア補給装置５３０を組み込んだ画像形成装置１０を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態であるキャリア補給装置５３０を組み込んだ現像器５００の構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
【図３】現像剤収容室５１２から、現像剤を一定量ずつ排出する機構を説明する図である。
【図４】キャリア補給装置５３０を説明する図である。
【図５】キャリア補給装置５３０が行うキャリア補給動作を説明する図である。
【図６】キャリア保持手段とキャリア送出手段とを、ともに電磁石で構成したキャリア補給装置の１例であるキャリア補給装置５３０Ｍの概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態の一例である画像形成装置を説明する。なお、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態であるキャリア補給装置５３０を組み込んだ画像形成装置１０を説明する図である。
【００３０】
画像形成装置１０は電子写真方式により記録紙に画像、あるいは文字をプリントして排出する画像形成装置である。
【００３１】
画像形成装置１０は、原稿読み取り部１００、画像処理部２００（非図示）、画像書き込み部３００、画像形成部４００、転写部４５０、現像器５００、定着部６００、給紙搬送部７００、操作表示部８００、及び、制御部９００を備えている。
【００３２】
操作表示部８００からは、画像形成装置１０を動作させるための条件、たとえば、画像形成を行う記録紙の枚数、サイズ等を、ジョブ情報として入力することができる。また、操作表示部８００にはスタートボタンが配され、スタートボタンをＯＮすることにより、入力されたジョブ情報に基づいて画像形成装置１０の画像形成を開始させることができる。
【００３３】
制御部９００は画像形成装置１０の各部の動作を制御する。また、操作表示部８００から入力されたジョブ情報を踏まえて、画像形成装置１０が実行する画像形成動作を制御する。
【００３４】
画像形成装置１０の上部には、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは矢印方向に搬送され、原稿読み取り部１００の光学系により原稿の画像が読みとられ、画像情報が取得される。
【００３５】
取得された画像情報は、画像処理部２００にて必要な画像処理がなされ、画像書き込み部３００に送付される。
【００３６】
画像書き込み部３００は、半導体レーザにて画像情報に基づく出力光を画像形成部４００の感光体ドラム４１０に照射する。
【００３７】
画像形成部４００は感光体ドラム４１０、イレーサランプ４２０、帯電器４３０、クリーナ４６０、を有する。
【００３８】
非図示の駆動手段により図示矢印方向に回転される感光体ドラム４１０は、イレーサランプ４２０に照射されて除電がなされた後、帯電器４３０により電荷を付与され、画像書き込み部３００により画像情報に基づく出力光を照射される。画像書き込み部３００による出力光の照射により、感光体ドラム４１０の周面に画像情報に基づく静電潜像が形成される。感光体ドラム４１０は感光体として機能する。
【００３９】
感光体ドラム４１０に形成された静電潜像は現像器５００により現像され、感光体ドラム４１０にトナー像が形成される。現像器５００の構成、動作は後述する。
【００４０】
感光体ドラム４１０に形成されたトナー像は、転写部４５０にて、給紙搬送部７００により搬送された記録紙Ｓに転写され、定着部６００を経て転写されたトナー像が定着される。そして、トナー像が定着された記録紙Ｓは画像形成装置１０の外部に排出される。
【００４１】
現像器５００について、以下説明する。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態であるキャリア補給装置５３０を組み込んだ現像器５００の構成、及び、現像動作を説明する模式図である。
【００４３】
図示される５１０は現像器筐体である。現像器筐体５１０は、トナーと、磁性体を基体として構成されているキャリアと、が混合された現像剤（２成分現像剤）を収容するとともに攪拌槽として機能する現像剤収容室５１１、５１２を構成する。現像剤収容室５１１、５１２は隔壁５１３を介して隣接している。
【００４４】
現像器筐体５１０には、現像剤搬送体として機能する現像スリーブ５５１、現像スリーブ５５１に内包され複数の磁極を有する磁界発生手段であるマグネットロール５５２、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤を攪拌する一対の撹拌スクリュー５６１、５６２が配置されている。また、５９１はトナー濃度検知センサであり、現像剤収容室５１１内の現像剤のトナー濃度を検知する。
【００４５】
図示される５２０は新鮮なトナーＴを貯留するとともに貯留したトナーＴを現像器筐体５１０に補給するトナー補給手段として機能するトナー補給装置、５３０は新鮮なキャリアＣを貯留するとともに貯留したキャリアＣを現像器筐体５１０に補給するキャリア補給手段として機能するキャリア補給装置である。
【００４６】
撹拌スクリュー５６１、５６２は、回転軸と、その外周面に形成されたスパイラル羽根を備える。撹拌スクリュー５６１、５６２のスパイラル羽根の形状（ピッチ、半径）は、いずれも同一であり、撹拌スクリュー５６１、５６２は、矢印Ｒ１、Ｒ２で示す方向に、図示しない駆動機構により、あらかじめ定めた一定の回転速度で回転駆動される。
【００４７】
現像剤収容室５１１に収容されている現像剤は撹拌スクリュー５６１の回転により、撹拌スクリュー５６１の軸方向に搬送され、現像剤収容室５１１の端部位置から現像剤収容室５１２へ流入される。また、また現像剤収容室５１２に収容されている現像剤は撹拌スクリュー５６２の回転により、撹拌スクリュー５６２の軸方向に搬送され、現像剤収容室５１２の端部位置から現像剤収容室５１１へ流入される。現像剤収容室５１１、５１２に収納されている現像剤は、現像剤収容室５１１と現像剤収容室５１２との間を循環する過程で撹拌され、現像剤を構成するトナーとキャリアは混合されるとともに、摩擦帯電される。
【００４８】
本実施形態の画像形成装置の現像剤として使用されるトナーは負帯電特性を有し、キャリアは正帯電特性を有するように、トナーを構成する樹脂粒子、及びキャリアの表面をコートする樹脂の材質が選定されており、攪拌により摩擦されることにより、トナーはマイナスに、キャリアはプラスに帯電される。そして、マイナスに帯電したトナーは、プラスに帯電したキャリアの周囲に付着する。
【００４９】
現像スリーブ５５１は、例えばステンレス材を用いた非磁性の円筒状の部材であり、感光体ドラム４１０の周面に対し、所定の間隙を保って、非図示の回転駆動手段により感光体ドラム４１０の回転方向（矢印Ｒ４方向）に対し、互いに対向する位置において逆方向に回転（矢印Ｒ３方向）するように構成される。
【００５０】
マグネットロール５５２は、現像スリーブ５５１の内側に、現像スリーブ５５１と同心に固定されている。マグネットロール５５２には、複数個の磁極が交互に配されており、現像スリーブ５５１の周面に磁力を作用させる。
【００５１】
撹拌スクリュー５６２により、現像剤収容室５１２を撹拌スクリュー５６２の軸方向に搬送される現像剤、すなわちトナーが付着されたキャリアは、マグネットロール５５２の磁力により現像スリーブ５５１の周面に付着する。
【００５２】
回転する現像スリーブ５５１は、周面に付着した現像剤（トナーを付着したキャリア）を感光体ドラム４１０との対向位置（現像領域）に搬送する。
【００５３】
感光体ドラム４１０の表面は帯電器４３０によりマイナス極性に均一に帯電されたのち、画像書き込み部３００により画像情報に基づく出力光ＬＢを照射（書き込み）されて静電潜像が形成される。
【００５４】
現像スリーブ５５１には、非図示のバイアス電源により現像バイアス電圧が印加されている。感光体ドラム４１０の回転により、静電潜像形成部分が現像スリーブ５５１と対向する位置（現像領域）に到達すると、現像領域に現像スリーブ５５１により搬送されてきた現像剤（トナーを付着したキャリア）のうちのトナー（マイナス帯電されている）がキャリアから離れて感光体ドラム４１０に移行する。このとき、キャリアは、マグネットロール５５２の磁力により現像スリーブ５５１に吸引されており、感光体ドラム４１０には移行しない。
【００５５】
感光体ドラム４１０へ移行するトナーの量は、感光体ドラム４１０の表面電位、すなわち、感光体ドラム４１０に形成されている静電潜像に対応し、感光体ドラム４１０上の静電潜像が可視画像であるトナー像に現像される。
【００５６】
現像領域にて現像スリーブ５５１に残った現像剤（感光体ドラム４１０に移行されなかったトナーを付着したキャリア）は、現像スリーブ５５１の回転により、現像領域を通過すると、マグネットロール５５２の磁極の作用により現像スリーブ５５１より離脱し現像剤収容室５１２に戻る。そして、撹拌スクリュー５６２、５６１により、現像剤収容室５１１、５１２内に収容されている現像剤と攪拌、混合され、新たな現像に供される。
【００５７】
このように、現像動作により、トナーは消費され現像剤収容室５１１、５１２内のトナーの量は減少する。一方、キャリアは現像により消費されない。
【００５８】
したがって、現像動作を繰り返すことにより、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤（トナーとキャリアの混合体）中のトナーの比率（トナー濃度）が低下するとともに、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤の量が減少する。また、反復使用されるキャリアは、繰り返し攪拌されることにより劣化する。このような現像剤中のトナー濃度の低下と現像剤の量の減少、及び、キャリアの劣化は適切な現像がなされなくなる原因となる。
【００５９】
現像器５００は、現像動作を繰り返すことによる現像剤収容室５１１、５１２内のトナー濃度の低下を、新たなトナーを補給することにより所定の範囲内に抑制するように構成されている。
【００６０】
トナー濃度検知センサ５９１は現像剤収容室５１１内の現像剤におけるトナー濃度を検知する。そして、現像剤収容室５１２内のトナー濃度が、あらかじめ定めた所定のトナー濃度より低下したことが検知されたときトナーが現像剤収容室５１２に供給される。
【００６１】
トナー補給装置５２０は、トナーを貯留するトナー貯留部５２１、トナー貯留部５２１に貯留されたトナーが落下し移動する方向を導くトナー導入路５２２、トナー貯留部５２１とトナー導入路５２２との接続部にシャッタ５２３を有する。
【００６２】
シャッタ５２３は開いたときにはトナー貯留部５２１に貯留されたトナーがトナー導入路５２２に落下移動することを妨げず、閉じたときにはトナー貯留部５２１に貯留されたトナーがトナー導入路５２２に落下移動することが制止される。
【００６３】
トナー導入路５２２の末端部５２２Ｈは現像剤収容室５１２の上部に開口しており、トナー貯留部５２１からトナー導入路５２２に導入されたトナーは末端部５２２Ｈから現像剤収容室５１２に落下、供給される。トナー補給装置５２０から現像剤収容室５１２に供給されるトナーの量の制御は、シャッタ５２３を開いている時間を制御することによりなされる。シャッタ５２３は非図示のソレノイドにより開閉駆動される。ソレノイドの駆動の制御は制御部９００によりなされる。
【００６４】
制御部９００は、現像剤収容室５１１内のトナー濃度が所定の値以下になったことがトナー濃度検知センサ５９１に検知されたとき、ソレノイドを動作させてシャッタ５２２を開かせる。シャッタ５２２が開くことによりトナー導入路５２２の入口は開放され、トナー貯留部５２１に貯留されているトナーＴは、トナー導入路５２２を経由して現像剤収容室５１１に流入する。すなわち、トナー補給装置５２０からトナーが供給される。
【００６５】
補給されたトナーは撹拌スクリュー５６１、５６２により現像剤収容室５１１、５１２内に収容されている現像剤と撹拌、混合されることにより、現像剤収容室５１１内の現像剤中のトナーの比率が高くなり、トナー濃度が上昇する。
【００６６】
そして、トナー濃度検知センサ５９１に検知される現像剤収容室５１１内の現像剤のトナー濃度が所定の値以上になると、制御部９００はソレノイドを動作させて、シャッタ５２３閉じ、トナー導入路５２２の入口を閉鎖させる。トナー導入路５２２の入口が閉鎖されることにより、トナー貯留部５２１からのトナーの供給を停止される。
【００６７】
このように、検知した現像剤収容室５１１内の現像剤中のトナー濃度を踏まえて現像剤収容室５１１にトナーを供給することにより、現像剤収容室５１１内の現像剤のトナー濃度を所定の範囲に保たれる。現像スリーブ５５１に供給される現像剤収容室５１２内の現像剤のトナー濃度も、撹拌スクリュー５６１、５６２の作用により現像剤収容室５１１内の現像剤のトナー濃度と同等の適切な範囲に保たれる。
【００６８】
また、制御部９００は、キャリア補給装置５３０の動作を制御して現像剤収容室５１１にキャリアを補給させる。キャリア補給装置５３０の動作については後述する。
【００６９】
前述したように、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤のうちのキャリアは、画像形成動作（現像動作）にて消費されず反復使用される。そして、反復使用されるキャリアは、繰り返し攪拌されることにより表面の樹脂コートが剥がれるなど、劣化する。
【００７０】
劣化したキャリアは、トナーを帯電させる帯電性能が低下し、トナーが感光体の非画像部分に付着する「かぶり」等の画質欠陥を誘発したり、感光体にキャリアが付着するなどの不具合を発生させたりする原因となる。
【００７１】
現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤における劣化したキャリアの比率の増大を抑制するために、現像器５００においては現像剤収容室５１２から、現像剤を一定量ずつ排出するとともに、現像剤収容室５１２から排出した現像剤に含まれるキャリアに見合う量の新鮮なキャリアを補給することが行われる。
【００７２】
キャリア補給装置５３０は、キャリアを収納するキャリア収納部５３１、キャリア収納部５３１に貯留されたキャリアを保持するキャリア保持部５３４、キャリア収納部５３１からキャリアを送り出すキャリア送出部５３５を有する。
【００７３】
キャリア保持部５３４はキャリア収納部５３１に貯留されたキャリアを磁力により保持するキャリア保持手段として機能する。また、キャリア送出部５３５は、キャリア収納部に保持されたキャリアの所定量をキャリア収納部の外に送り出すキャリア送出手段として機能する。
【００７４】
キャリア送出部５３５はキャリア収納部５３１に収納されたキャリアの所定量を、トナー導入路５２２に送り出す。トナー導入路５２２に送り出されたキャリアはトナー導入路５２２内を落下し、トナー導入路５２２に導入されたトナーは末端部５２２Ｈから現像剤収容室５１２に落下、供給される。このように、キャリア収納部５３１に新鮮なキャリアを収納しておき、現像剤収容室５１２から、劣化したキャリアが含まれる現像剤を一定量ずつ排出するとともに、新鮮なキャリアを一定量ずつ補給することにより、現像剤収容室５１１、５１２内の劣化したキャリアの比率の増大が抑制される。
【００７５】
図３は、現像剤収容室５１２から、現像剤を一定量ずつ排出する機構を説明する図である。図３は、図２示す現像器５００における現像剤収容室５１１、５１２及び撹拌スクリュー５６１、５６２を、トナー補給装置５２０側から見た図である。
【００７６】
現像剤収容室５１１、５１２内では、撹拌スクリュー５６１の回転により、図３において矢印Ａ１で示すように、現像剤が撹拌スクリュー５６１の一端（図３において左側）から他端（図３において右側）に向けて撹拌されつつ搬送される。現像剤収容室５１１、５１２内では、撹拌スクリュー５６２の回転により、図３において矢印Ａ２で示すように、現像剤が撹拌スクリュー５６２の一端（図３において右側）から他端（図３において左側）に向けて撹拌されつつ搬送される。
【００７７】
現像剤収容室５１１の撹拌スクリュー５６１の現像剤の搬送方向上流側（図３において左側）の天面部には、トナー補給装置５２０に接続するトナー導入路５２２の末端部５２２Ｈが開口しており、トナー補給装置５２０から補給されたトナー及びキャリア補給装置５３０から補給されたキャリアは、このトナー導入路５２２の末端部５２２Ｈを介して現像剤収容室５１１に補給される。
【００７８】
撹拌スクリュー５６１の現像剤搬送方向Ａ１の下流側の部分と、撹拌スクリュー５６２の現像剤搬送方向Ａ２の上流側の部分との間での現像剤の受け渡し（矢印Ｂ１）のために、現像剤収容室５１１、５１２間を仕切る隔壁５１３（隔壁５１３の図３において右側端部付近）を部分的に切り欠いて受け渡し部５１３Ａが形成されている。
【００７９】
また、撹拌スクリュー５６２の現像剤搬送方向Ａ２の下流側の部分と、撹拌スクリュー５６１の現像剤搬送方向Ａ１の上流側の部分との間での現像剤の受け渡し（矢印Ｂ２）のために、隔壁５１３（隔壁５１３の図３において左側端部付近）を部分的に切り欠いて受け渡し部５１３Ｂが形成されている。
【００８０】
この受け渡し部５１３Ａを通って、現像剤収容室５１１から現像剤収容室５１２へ、受け渡し部５１３Ｂを通って、現像剤収容室５１２から現像剤収容室５１１へ現像剤が流入する。
【００８１】
現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤は、図３の矢印Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２経路で現像剤収容室５１１と現像剤収容室５１２とを循環している。
【００８２】
現像剤収容室５１２には撹拌スクリュー５６２の現像剤の搬送方向下流側（図３において左側）に余剰の現像剤を排出するための現像剤排出機構部５７０が設けられている。現像剤排出機構部５７０は、撹拌スクリュー５６２の回転軸に設けられた、スパイラル羽根５６２Ｓ２と、現像剤収容室５１２に形成された現像剤排出口５７２とを備えている。スパイラル羽根５６２Ｓ２はスパイラル羽根５６２Ｓ１とは逆向きのリードを有して構成されており、撹拌スクリュー５６２の回転により、スパイラル羽根５６２Ｓ１がスパイラル羽根５６２Ｓ２に向かって搬送する現像剤を、スパイラル羽根５６２Ｓ２方向に押し戻すように作用する。
【００８３】
スパイラル羽根５６２Ｓ１とスパイラル羽根５６２Ｓ２との作用により現像剤排出口５７２を介して現像剤収容室５１２から現像剤が排出される。
【００８４】
現像剤収容室５１２の現像剤搬送方向Ａ２の下流側の現像剤には、スパイラル羽根５６２Ｓ１によるスパイラル羽根５６２Ｓ２に向かい現像剤排出口５７２から現像剤を排出させようとする排出力が作用するとともに、スパイラル羽根５６２Ｓ２による現像剤をスパイラル羽根５６２Ｓ１に向かって押し戻そうとする阻止力が作用する。そして、スパイラル羽根５６２Ｓ２による阻止力が排出力に抗して阻止しきれなかった分の現像剤がスパイラル羽根５６２Ｓ２を乗り越えて矢印Ｃ方向に移動され、現像剤排出口５７２から排出される。
【００８５】
撹拌スクリュー５６２はあらかじめ定めた一定の回転速度で回転駆動されるので、一定の回転速度で回転駆動されスパイラル羽根５６２Ｓ１とスパイラル羽根５６２Ｓ２との作用により現像剤収容室５１２から現像剤が時間あたり一定量ずつ排出される。そして、排出された現像剤は非図示の回収箱に回収される。
【００８６】
現像剤収容室５１２から、現像剤（劣化したキャリアが含まれる）を一定量ずつ排出することにより、現像剤収容室５１１、５１２から劣化したキャリアを一定量ずつ排出することができる。そし新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１に一定量ずつ補給することにより現像剤収容室５１１、５１２内の劣化したキャリアの比率の増大を抑制でき、劣化したキャリアに起因する「かぶり」や、感光体にキャリアが付着する不具合の発生を防止できる。
【００８７】
図４は、キャリア補給装置５３０を説明する図である。図４（ａ）は、キャリア補給装置５３０の全体を示す図、図４（ｂ）はその一部分を示す図である。
【００８８】
図４（ａ）に示すように、キャリア補給装置５３０は、キャリアを収納するキャリア収納部５３１、キャリア収納部５３１に貯留されたキャリアを保持するキャリア保持部５３４、キャリア収納部５３１からキャリアを送り出すキャリア送出部５３５を有する。
【００８９】
キャリア収納部５３１はキャリアを貯留するキャリア貯留部５３１Ａ、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されたキャリアを導く第１搬送経路部５３１Ｂ１、第２搬送経路部５３１Ｂ２からなる。
【００９０】
第１搬送経路部５３１Ｂ１はキャリア貯留部５３１Ａの下方に配置され、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されたキャリアを落下方向に導く。
【００９１】
第１搬送経路部５３１Ｂ１に接続する第２搬送経路部５３１Ｂ２は、第１搬送経路部５３１Ｂ１内を落下するキャリアを、第１搬送経路部５３１Ｂ１が導く方向とは異なる方向、本実施の形態においては図示のように水平方向に導く。そして、第２搬送経路部５３１Ｂ２の端部はトナー補給装置５２０のトナー導入路５２２に接続され、トナー導入路５２２の内壁面に開口している。
【００９２】
第２搬送経路部５３１Ｂ２は一様な断面を有する管体であり、非磁性体である素材、例えば非磁性のＳＵＳあるいは樹脂にて形成される。第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面積をＳＣとする。
【００９３】
キャリア保持部５３４は、例えば、帯磁した酸化鉄あるいはクロム酸化鉄にて構成され、第２搬送経路部５３１Ｂ２の外周に沿って配置される。キャリア保持部５３４は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に磁界を形成する。
【００９４】
キャリア保持部５３４が形成した磁界により、第２搬送経路部５３１Ｂ２に導かれたキャリアはキャリア保持部５３４の磁極に向かって吸引されるとともに互いに吸引し合って磁界に沿ったキャリアの連鎖となる。キャリアの連鎖は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の磁界が形成されている範囲に複数形成され、複数のキャリアの連鎖が層状に重なったキャリアの壁ＣＷが形成される。
【００９５】
第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷにより、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアの流出が防止されるとともに、第１搬送経路部５３１Ｂ１から第２搬送経路部５３１Ｂ２への新たなキャリアの導入が阻止される。すなわち、キャリア収納部５３１に貯留されたキャリアがキャリア保持部５３４により保持される。この、キャリア保持部５３４が形成する磁界の強さ、及び磁界を形成する第２搬送経路部５３１Ｂ２の位置、範囲は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面形状、断面積ＳＣや、キャリアの磁気特性、例えば導磁率等、を勘案して適切に定めればよい。
【００９６】
キャリア送出部５３５は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に沿って移動可能に配されたキャリア送出部材５３６と、キャリア送出部材５３６を第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に沿って移動させる駆動部５３７とを有する。
【００９７】
キャリア送出部材５３６は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に沿って移動可能なキャリア送出シャフト５３６Ｓとキャリア送出シャフト５３６Ｓに固定されたカム板５３６Ｃとからなる。
【００９８】
カム板５３６Ｃは、キャリア送出シャフト５３６Ｓが第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径に沿って移動する方向に直交する方向にカム溝が形成された板状の部材であり、キャリア送出シャフト５３６Ｓの片側の端部に固定される。
【００９９】
キャリア送出シャフト５３６Ｓは第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径に挿入、かつ内径に沿って移動可能な形状、寸法に構成された棒状の部材で、非磁性体である素材、例えば非磁性のＳＵＳあるいは樹脂にて形成される。キャリア送出シャフト５３６Ｓにおけるカム板５３６Ｃを固定していない側の端部を、以下、先端部、と記すことにする。
【０１００】
そして、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径に挿入、かつ内径に沿って移動可能なキャリア送出シャフト５３６Ｓの断面形状は、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面形状とほぼ等しく、その断面積も第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面積ＳＣとほぼ等しく構成される。
【０１０１】
駆動部５３７は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動モータ５３７Ｍ、駆動モータ５３７Ｍの回転出力軸５３７Ｓに固定されたアーム５３８、アーム５３８の先端位置に固定されたピン５３９を有する。ピン５３９の外形寸法はカム板５３６Ｃに形成されたカム溝の溝幅寸法に等しい寸法に構成される。そして、ピン５３９は駆動モータ５３７Ｍの回転により駆動モータ５３７Ｍの回転出力軸５３７Ｓを回転中心にして図示矢印方向（反時計方向）に回転する。
【０１０２】
駆動部５３７は、ピン５３９をキャリア送出部材５３６におけるカム板５３６Ｃのカム溝に挿入して配置される。カム板５３６Ｃは、駆動モータ５３７Ｍの回転により駆動モータ５３７Ｍの回転出力軸５３７Ｓを回転中心にして回転するピン５３９の動きを図示左右方向の動きに変換し、ピン５３９が駆動モータ５３７Ｍの回転出力軸５３７Ｓを回転中心にして１回転する毎にキャリア送出部材５３６が図示左右方向に往復駆動される。図中５３７Ｇは、駆動部５３７により図示左右方向に移動されるキャリア送出部材５３６におけるキャリア送出シャフト５３６Ｓを第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径に挿入可能な方向、位置に案内するガイド部材である。
【０１０３】
駆動モータ５３７Ｍは制御部９００の制御のもとに動作し、駆動モータ５３７Ｍが停止されたときは、キャリア送出部材５３６の移動も停止される。
【０１０４】
ピン５３９が回転出力軸５３７Ｓを回転中心にした最右端位置にあるときがキャリア送出部材５３６の移動範囲の最右端位置であり、ピン５３９が回転出力軸５３７Ｓを回転中心にした最左端位置にあるときが移動範囲の最左端位置である。以下、キャリア送出部材５３６が移動範囲の最右端に移動された位置を第１位置、最左端に移動された位置を第２位置と記すことにする。
【０１０５】
次にキャリア補給装置５３０のキャリア補給動作を説明する。
【０１０６】
図５は、キャリア補給装置５３０が行うキャリア補給動作を説明する図である。図５（ａ）は、キャリア送出部材５３６が第１位置に移動された状態であり、キャリア補給装置５３０がキャリア補給を行わずに待機状態にあるときを示す図である。制御部９００は、キャリア補給装置５３０が待機状態にあるときは、駆動モータ５３７Ｍの回転を停止させキャリア送出部材５３６を第１位置に保つ。
【０１０７】
キャリア送出部材５３６が第１位置にあるときは、キャリア送出シャフト５３６Ｓは第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部位から退避しており、第１搬送経路部から第２搬送経路部へのキャリアの移動を妨げない。したがって、キャリア送出部材５３６が第１位置にあるときは、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されているキャリアＣの第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２への流入がなされる。
【０１０８】
第２搬送経路部５３１Ｂ２に流入したキャリアは、キャリア保持部５３４の磁界により第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷにより、第２搬送経路部５３１Ｂ２内にてキャリアの壁ＣＷを通過しての流出が防止される。
【０１０９】
このように、本実施の形態においては、キャリア補給装置５３０が待機状態にあるときはキャリア送出部材５３６が第１位置に移動された状態で停止しており、キャリア補給装置５３０におけるキャリアはキャリア貯留部５３１Ａから第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２のキャリア保持部５３４による磁界形成部位までは移動するが、磁界により形成されたキャリアの壁ＣＷを通過して流出することはない。したがって、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアは、第２搬送経路部５３１Ｂ２が接続するトナー補給装置５２０のトナー導入路５２２に流出することはなく、すなわち、キャリア補給装置５３０からのキャリアの補給はなされない。
【０１１０】
キャリア送出部材５３６は、駆動部５３７の駆動モータ５３７Ｍの回転により移動される。図５（ｂ）は、制御部９００の制御により駆動モータ５３７Ｍが回転し、キャリア送出部材５３６が第１位置から移動された状態の図である。図５（ｂ）に示されるキャリア送出部材５３６のキャリア送出シャフト５３６Ｓは、ガイド部材５３７Ｇに案内されて、その先端部を、第２搬送経路部５３１Ｂ２に挿入した位置まで移動されている。移動されたキャリア送出シャフト５３６Ｓは、第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部位にて第１搬送経路部５３１Ｂ１を塞いでいる。したがって、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されているキャリアＣの、第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２への流入が、キャリア送出シャフト５３６Ｓにより阻止される。そして、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷにより、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアの流出が防止されていたキャリアは、移動されたキャリア送出シャフト５３６Ｓに押圧され、その１部がキャリアの壁ＣＷ（磁界形成部位）を通過して第２搬送経路部５３１Ｂ２の図示左方に移動される。
【０１１１】
図５（ｃ）は、制御部９００の制御により駆動モータ５３７Ｍがさらに回転し、キャリア送出部材５３６が第２位置に移動された状態の図である。図５（ｃ）に示されるキャリア送出部材５３６のキャリア送出シャフト５３６Ｓは、その先端部が第２搬送経路部５３１Ｂ２を通過し、トナー導入路５２２の内壁面の開口から突き出している。
【０１１２】
その先端部が第２搬送経路部５３１Ｂ２におけるトナー導入路５２２の内壁面の開口から突き出すまで移動されたキャリア送出シャフト５３６Ｓにより、図５（ａ）に示された第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアは全てトナー導入路５２２に押し出されトナー導入路５２２を介して現像器５００における現像剤収容室５１１に流入、すなわち、キャリア補給装置５３０からキャリアが補給される。また、キャリア送出部材５３６が第２位置に移動された状態では、キャリア送出シャフト５３６Ｓは、第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部位にて第１搬送経路部５３１Ｂ１を塞いでおり、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されているキャリアＣの、第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２への流入が、キャリア送出シャフト５３６Ｓにより阻止される。
【０１１３】
送出部材５３６を第２位置に移動させると制御部９００はさらに駆動モータ５３７Ｍを回転させ、キャリア送出部材５３６を図５（ａ）に示す第１位置に移動される。
【０１１４】
キャリア送出部材５３６が第１位置にあるときは、キャリア送出シャフト５３６Ｓは第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部位から退避しており、キャリア貯留部５３１Ａに貯留されているキャリアＣの第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２への流入がなされる。
【０１１５】
第２搬送経路部５３１Ｂ２に流入したキャリアは、キャリア保持部５３４が形成した磁界によりキャリアの壁ＣＷが形成され、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアの流出が防止されるとともに、第１搬送経路部５３１Ｂ１から第２搬送経路部５３１Ｂ２への新たなキャリアの導入が阻止される。
【０１１６】
前述したように、キャリア補給装置５３０がキャリア補給を行わずに待機状態にあるときは、キャリア送出部材５３６は第１位置に移動されている。そして、制御部９００はキャリア補給を行うタイミングになったとき、駆動モータ５３７Ｍを動作させてアーム５３８を一回転させ、キャリア送出部材５３６を第１位置から第２位置に移動させた後、再び第１位置に戻す往復動作を行わせる。
【０１１７】
キャリア送出部材５３６の往復動作１回によりなされるキャリアの補給量は、図５（ａ）に示される第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷの位置から第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部までの距離ＸＣに第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面積ＳＣを乗じた値となる。
【０１１８】
制御部９００は、適切なタイミングで駆動モータ５３７Ｍを動作させてアーム５３８を一回転させ、一定量のキャリアを現像器５００に補給する。
【０１１９】
前述したように現像器５００は現像剤排出機構部５７０を有し、現像剤収容室５１２から、劣化したキャリアが含まれる現像剤を時間あたり一定量ずつ排出する。現像剤収容室５１２内の現像剤におけるキャリアとトナーの比率はトナー濃度を管理することによりほぼ一定比率に保たれており、現像剤収容室５１２から排出される現像剤に含まれるキャリアの量は、現像剤排出機構部５７０の動作時間と、現像剤収容室５１２内の現像剤におけるキャリアとトナーの比率とから、あらかじめ知ることができる。そして、あらかじめ設定しておいた、現像剤排出機構部５７０により現像剤収容室５１２から排出される現像剤に含まれるキャリアの量が、キャリア補給装置５３０が行う１回のキャリア補給量に合致するタイミング毎に、制御部９００はキャリア補給装置５３０を動作させてキャリア補給装置５３０に収納した新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１内に補給する。
【０１２０】
このような、現像剤収容室５１２から、劣化したキャリアが含まれる現像剤を一定量ずつ排出しつつ、キャリア補給装置５３０にて新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１内に補給することにより、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤に含まれる劣化したキャリアの増加を抑制することができる。
【０１２１】
前述したように、キャリア送出部材５３６の往復動作１回によりなされるキャリアの補給量は、図５（ａ）に示される第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷの位置から第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部までの距離ＸＣに第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面積ＳＣを乗じた値となる。距離ＸＣと断面積ＳＣは設計条件により決定される値であり、距離ＸＣと断面積ＳＣを適切に選定することにより現像器５００が動作する条件に合わせてキャリア送出部材５３６の往復動作１回に補給されるキャリアの量を決定することができる。また、距離ＸＣと断面積ＳＣは設計条件により決定される値であり、それぞれの積であるキャリア送出部材５３６の往復動作１回に補給されるキャリアの量を変動させる要因が少なく、キャリア送出部材５３６の往復動作（以下、キャリア補給動作、とも記す）１回に補給するキャリアの量の変動（バラツキ）は少なくなる。
【０１２２】
このように、キャリア補給装置５３０は、距離ＸＣと断面積ＳＣの値を設定することにより、キャリア補給動作１回あたりになされるキャリアの補給量を設定できる。そして、キャリア補給動作１回あたりのキャリア補給量のバラツキは小さい。
【０１２３】
ところで、画像品質の観点からは現像槽内の現像剤の量の変動幅は小さいことが望ましい。キャリア補給動作１回あたりのキャリアの補給量が多い場合は、キャリアの補給の直前と直後とで現像槽内の現像剤の量が大きく変動し、画像品質の観点から好ましくない。したがって、キャリア補給動作１回あたりのキャリアの補給量を少なくし、キャリアの補給の直前と直後とで現像槽内の現像剤の量の変動幅を小さくすることが望まれている。しかし、キャリア補給動作１回あたりのキャリア補給量のバラツキが大きいと、少量ずつなされるキャリアの補給量を管理することが困難になる。
【０１２４】
本発明のキャリア補給装置５３０は、キャリア補給動作１回あたりのトナー補給量のバラツキが小さいので、特にキャリア補給動作１回あたりの補給量が少ないキャリア補給を行う場合に有効である。
【０１２５】
すなわち、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷの位置から第１搬送経路部５３１Ｂ１と第２搬送経路部５３１Ｂ２との接続部までの距離ＸＣと第２搬送経路部５３１Ｂ２の内径の断面積ＳＣにより決定される補給動作１回あたりのキャリアの補給量を、キャリアの補給の直前と直後とで現像槽内の現像剤の量の変動幅が画像品質に影響しない範囲に設定しておく。
【０１２６】
そして、現像剤収容室５１２から排出される現像剤に含まれるキャリアの量が、先に設定したキャリアの補給の直前と直後とで現像槽内の現像剤の量の変動幅が画像品質に影響しない範囲のキャリア補給量になった都度、制御部９００はキャリア補給装置５３０を動作させてキャリア補給装置５３０に収納した新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１内に補給する。
【０１２７】
現像剤収容室５１２から排出される現像剤に含まれるキャリアの量は、現像剤排出機構部５７０の動作時間と、現像剤収容室５１２内の現像剤におけるキャリアとトナーの比率とから、あらかじめ知ることができる。そして、現像剤排出機構部５７０により現像剤収容室５１２から排出される現像剤に含まれるキャリアの量が、キャリア補給装置５３０が行う１回のキャリア補給量に合致するタイミング毎に、制御部９００はキャリア補給装置５３０を動作させてキャリア補給装置５３０に収納した新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１内に補給する。
【０１２８】
このように、キャリア補給装置５３０は、キャリア補給動作１回あたりのキャリア補給量が少ない場合でも、現像剤収容室５１２から、劣化したキャリアが含まれる現像剤を一定量ずつ排出しつつ、キャリア補給装置５３０にて新鮮なキャリアを現像剤収容室５１１内に補給することにより、現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤に含まれる劣化したキャリアの増加を抑制するとともに、キャリアの補給の直前と直後とで現像剤収容室５１１、５１２内の現像剤の量の変動幅が画像品質に影響しない範囲に抑制することができる。
【０１２９】
なお、キャリア補給装置５３０においてはキャリア送出部５３５におけるキャリア送出部材５３６が第１位置にある時をキャリア補給装置５３０の待機位置としていた。このように構成することによりキャリア補給装置５３０がキャリア補給動作を開始してからキャリア補給がなされるまでの時間を短くすることができる。なお、キャリア送出部材５３６が図５（ｃ）に示す第２位置にある時をキャリア補給装置５３０の待機位置としてもよい。
【０１３０】
この場合は、キャリア補給装置５３０がキャリア補給を行うときは、先ず第２位置にあるキャリア送出部材５３６を図５（ａ）に示す第１位置に移動させる。キャリア送出部材５３６が第１位置に移動されるとキャリア貯留部５３１Ａに貯留されているキャリアＣの、第１搬送経路部５３１Ｂ１を経由して第２搬送経路部５３１Ｂ２への流入がなされる。第２搬送経路部５３１Ｂ２に流入したキャリアは、キャリア保持部５３４の磁界により第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に形成されたキャリアの壁ＣＷにより、第２搬送経路部５３１Ｂ２内にてキャリアの壁ＣＷを通過しての流出が防止される。
【０１３１】
次いで、キャリア送出部材５３６を図５（ａ）に示す第２位置に移動させ、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリアは全てトナー導入路５２２に押し出し、キャリア補給装置５３０からのキャリア補給がなされる。キャリア送出部材５３６は次のキャリア補給を行うタイミングになるまで第２位置で待機する。
【０１３２】
このように構成することにより、静止位置にあるキャリア送出部材５３６が第２搬送経路部５３１Ｂ２を塞いでいるので、キャリア補給装置５３０からトナー導入路５２２を介して補給されるトナーが第２搬送経路部５３１Ｂ２に侵入して、第２搬送経路部５３１Ｂ２の内壁に付着することや、キャリア補給装置５３０に強い振動や衝撃が加えられたときのキャリアの漏れ出しを防止することができる。
【０１３３】
また、キャリア保持手段とキャリア送出手段とを、ともに電磁石で構成し、電磁石により磁界を形成、あるいは消滅させることにより、キャリア収納部に保持されたキャリアの所定量を前記キャリア収納部の外に送り出すように構成してもよい。
【０１３４】
図６は、キャリア保持手段とキャリア送出手段とを、ともに電磁石で構成したキャリア補給装置の１例であるキャリア補給装置５３０Ｍの概念図である。図６（ａ）はキャリア補給装置５３０Ｍが待機状態にあるときの図、図６（ｂ）はキャリア補給を開始する前の準備状態、図６（ｃ）は一定量のキャリアを送り出したときの図である。
【０１３５】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようにキャリア補給装置５３０Ｍは、キャリアを収納するキャリア収納部５３１Ｍ、キャリア収納部５３１Ｍに貯留されたキャリアを保持するキャリア保持部５３４Ｍ、キャリア収納部５３１Ｍからキャリアを送り出すキャリア送出部５３５Ｍを有する。
【０１３６】
キャリア収納部５３１Ｍは、キャリア貯留部５３１ＭＡと、キャリア貯留部５３１ＭＡに貯留されたキャリアを導く搬送経路部５３１ＭＢからなる。搬送経路部５３１ＭＢはキャリア貯留部５３１ＭＡの下方に配置され、キャリア貯留部５３１ＭＡに貯留されたキャリアを落下方向に導き非図示の現像剤収容室５１２に供給する。搬送経路部５３１ＭＢは一様な断面を有する管体であり、非磁性体である素材、例えば非磁性のＳＵＳあるいは樹脂にて形成される。搬送経路部５３１ＭＢ２の内径の断面積をＳＣとする。
【０１３７】
キャリア保持部５３４Ｍは電磁石にて構成され、磁極は第２搬送経路部５３１Ｂ２の外周を挟んで配置される。キャリア保持部５３４Ｍは、通電されたとき第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に磁界を形成する。
【０１３８】
キャリア保持部５３４Ｍの図示上方に配されたキャリア送出部５３５Ｍも電磁石にて構成されており、磁極は搬送経路部５３１ＭＢの外周を挟んで配置される。キャリア保持部５３４Ｍは、通電されたとき第２搬送経路部５３１Ｂ２の内面に磁界を形成する。これら、キャリア保持部５３４Ｍとキャリア送出部５３５Ｍの通電は制御部９００により制御される。
【０１３９】
キャリア保持部５３４Ｍが通電されると、形成した磁界により、搬送経路部５３１ＭＢに導かれたキャリアはキャリア保持部５３４Ｍの磁極に吸引されるとともに互いに吸引し合って磁界に沿ったキャリアの連鎖となる。キャリアの連鎖は、第２搬送経路部５３１Ｂ２内のキャリア保持部５３４Ｍによる磁界が形成されている範囲に複数形成され、複数のキャリアの連鎖が層状に重なったキャリアの壁ＣＷ１（図６（ａ）に示す）が形成される。
【０１４０】
キャリア送出部５３５Ｍが通電されると、形成した磁界により、搬送経路部５３１ＭＢに導かれたキャリアはキャリア送出部５３５Ｍの磁極に吸引されるとともに互いに吸引し合って磁界に沿ったキャリアの連鎖となる。キャリアの連鎖は、搬送経路部５３１ＭＢ内のキャリア送出部５３５Ｍによる磁界が形成されている範囲に複数形成され、複数のキャリアの連鎖が層状に重なったキャリアの壁ＣＷ２（図６（ｂ）、（ｃ）に示す）が形成される。
【０１４１】
図６（ａ）はキャリア補給装置５３０Ｍが待機状態にあるときの図である。キャリア補給装置５３０Ｍが待機状態にあるときは、キャリア保持部５３４Ｍは通電されキャリア送出部５３５Ｍは通電されない。したがって、キャリア収納部５３１Ｍに貯留されたキャリアは、搬送経路部５３１ＭＢに導入されるが、キャリア保持部５３４Ｍの磁界によりキャリア保持部５３４Ｍの磁極に吸引されるとともに互いに吸引し合って磁界に沿ったキャリアの連鎖となり、複数のキャリアの連鎖が層状に重なったキャリアの壁ＣＷ１が形成される。このキャリアの壁ＣＷ１によりキャリア収納部５３１Ｍ内のキャリアＣはキャリア収納部５３１Ｍから外部に流出することなく保持される。
【０１４２】
図６（ｂ）は、キャリア補給装置５３０Ｍがキャリア補給を開始する前の準備状態にあるときの図である。キャリア補給装置５３０Ｍが準備状態にあるときは、キャリア保持部５３４Ｍに加えキャリア送出部５３５Ｍも通電される。搬送経路部５３１ＭＢ内のキャリアはキャリア送出部５３５Ｍの磁界によりキャリア送出部５３５Ｍの磁極に吸引されるとともに互いに吸引し合って磁界に沿ったキャリアの連鎖となり、複数のキャリアの連鎖が層状に重なったキャリアの壁ＣＷ２が形成される。このキャリアの壁ＣＷ２によりキャリア貯留部５３１ＭＡ内のキャリアＣの搬送経路部５３１ＭＢへの移動が禁止される。また、キャリアの壁ＣＷ２、ＣＷ１に挟まれた搬送経路部５３１ＭＢ内のキャリアは、キャリア収納部５３１Ｍから外部に流出しない。
【０１４３】
キャリア収納部５３１Ｍからのキャリアの補給は、図６（ｂ）の状態から、キャリア保持部５３４Ｍの通電が断たれ、磁界の消滅によりキャリアの壁ＣＷ１が消滅したときになされる。
【０１４４】
図６（ｃ）は、キャリア保持部５３４Ｍの通電が断たれ、搬送経路部５３１ＭＢにおけるキャリアの壁ＣＷ２の下方のキャリアが搬送経路部５３１ＭＢから落下し、非図示の現像剤収容室５１２に補給される。補給されるキャリアの量は、図６（ｂ）に示すキャリアの壁ＣＷ２の下端位置からキャリアの壁ＣＷ１の下端位置までの距離ＸＣに搬送経路部５３１ＭＢの内径の断面積ＳＣを乗じた値となる。
【０１４５】
キャリア補給を行うとキャリア保持部５３４Ｍへの通電がなされ、続いてキャリア送出部５３５Ｍの通電が断たれ、図６（ａ）に示す待機状態に戻る。
【０１４６】
キャリア保持部５３４Ｍ及びキャリア送出部５３５Ｍへの通電あるいは通電の遮断は、制御部９００の制御によりなされる。制御部９００は、適切なタイミングでキャリア保持部５３４Ｍ及びキャリア送出部５３５Ｍの通電を制御し、所定の量のトナー補給を行わせる。
【０１４７】
キャリア補給装置５３０Ｍは、キャリア補給装置５３０キャリアの壁ＣＷ２の下端位置からキャリアの壁ＣＷ１の下端位置までの距離ＸＣと搬送経路部５３１ＭＢの内径の断面積ＳＣの値を設定することにより、キャリア補給動作１回あたりになされるキャリアの補給量を設定できる。そして、前述のキャリア補給装置５３０と同様に、キャリア補給動作１回あたりのキャリア補給量のバラツキが小さく、特にキャリア補給動作１回あたりの補給量が少ないキャリア補給を行う場合に有効である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０  画像形成装置
１００  原稿読み取り部
２００  画像処理部
３００  画像書き込み部
４００  画像形成部
４１０  感光体ドラム
４５０  転写部
５００  現像器
５１０  現像器筐体
５１１、５１２  現像剤収容室
５２０  トナー補給装置
５２１  トナー貯留部
５２２  トナー導入路
５２３  シャッタ
５３０  キャリア補給装置
５３１  キャリア収納部
５３１Ａ  キャリア貯留部
５３１Ｂ  搬送経路部
５３１Ｂ１  第１搬送経路部
５３１Ｂ２  第２搬送経路部
５３４  キャリア保持部
５３５  キャリア送出部
５３６  キャリア送出部材
５３６Ｃ  カム板
５３６Ｓ  キャリア送出シャフト
５３７  駆動部
５３７Ｇ  ガイド部材
５３７Ｍ  駆動モータ
５３７Ｓ  回転出力軸
５３８  アーム
５３９  ピン
５５１  現像スリーブ
５５２  マグネットロール
５６１、５６２  撹拌スクリュー
５７０  現像剤排出機構部
５９１  トナー濃度検知センサ
６００  定着部
７００  給紙搬送部
８００  操作表示部
９００  制御部
Ｃ  キャリア
Ｓ  記録紙
Ｔ  トナー
ＣＷ  キャリアの壁
ＤＦ  自動原稿送り装置
【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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