(57)【要約】【課題】プリント動作によって消費されるトナー量に応じた適切なキャリア比率の２成分現像剤を使用することを可能にする。【解決手段】現像装置は、感光体上に形成された静電潜像を、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する間に、交換可能になった補給ボトルから現像剤を補給しつつ、少なくともキャリアの一部を廃棄する。補給ボトルの交換時期が検出されると、その交換時期までの所定期間において実行されたプリント動作のトナー消費量の傾向を判定し、その判定結果に基づいて、補給ボトルから補給される現像剤として適切なキャリア比率に関する情報を生成して、表示パネル部に表示する。【選択図】図５
2012048112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された静電潜像を、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する間に、交換可能になった補給容器から現像剤を補給しつつ、少なくともキャリアの一部を排出する現像装置を備えた画像形成装置であって、
前記補給容器の交換時期を検出する交換時期検出手段と、
前記交換時期検出手段によって検出される交換時期までの所定期間内に実行されたプリント動作におけるトナー消費量の傾向を判定する判定手段と、
当該判定手段の判定結果に基づいて、補給容器から補給される現像剤として適切なキャリア比率に関する情報を生成する現像剤情報生成手段と、
当該現像剤情報生成手段によって生成された情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、１回のプリント動作毎に印字率を算出し、前記所定期間に実行された全てのプリント動作を、予め設定された印字率の範囲に基づいて分類し、それぞれの印字率の範囲に分類されたプリント動作の回数に基づいて、実行されたプリント動作のトナー消費量の傾向として印字率の傾向を判定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】
前記現像剤情報生成手段は、前記判定手段によって高トナー消費量の傾向と判定される場合には、低キャリア比率の情報を生成し、前記判定手段によって低トナー消費量の傾向と判定される場合には、高キャリア比率の情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置は、それぞれが異なるキャリア比率に設定された現像剤が収容された複数種類の補給容器が選択的に着脱可能になっ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。
【請求項５】
前記現像剤情報生成手段は、前記判定手段によって判定されたトナー消費量の傾向に適した補給容器の種類に関する情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置は、装着された補給容器における現像剤のキャリア比率に関する情報を取得する取得手段を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記取得手段にて取得された現像剤のキャリア比率に関する情報が、前記現像剤情報生成手段によって生成された補給容器の種類に関する情報とは異なる場合に警告を発する警告手段をさらに有することを特徴とする請求項６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の現像装置には、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、現像装置に対するトナーの供給、トナーに対する電荷付与、トナーの回収等において、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、流動性改質材として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、トナー表面に無機微粒子が埋め込まれる等によってトナーの劣化が促進されるおそれ等がある。
【０００３】
特に、画像形成装置の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。このために、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場合には、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り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成分現像剤を用いる方式に対して、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撹拌および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するようになっている。２成分現像剤は、磁性ローラの外周面上に、一様な高さの磁気ブラシを形成し、感光体上の静電潜像をトナーによって現像する。
【０００６】
静電潜像を現像した後の磁性ローラ上の現像剤は、現像装置内に循環されて、磁性ローラとは反発する磁界、スクレーパ等によって、磁性ローラから分離される。分離された現像剤は、再度、静電潜像の現像に使用される。
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成分現像剤を用いる方式よりも小さくなる。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。
【０００７】
しかしながら、２成分現像剤では、現像装置内において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という問題がある。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。
【０００８】
キャリアの電荷付与能力が低下すると、従来、サービスマンによって現像装置内の現像剤を交換するようになっている。しかし、ユーザは、現像剤の交換が必要なことを、サービスマンに連絡する必要があり、ユーザにとっては煩わしいものになっている。
また、トナー成分がキャリアに移行するキャリアスペントを抑制するために、例えば、キャリア表面に、低表面エネルギーのシリコーン樹脂、フッ素化樹脂、ポリエチレン樹脂等をコーティング処理することが行われている。これにより、キャリアの寿命を長くすることができ、現像剤の交換頻度を低減することができる。しかし、このような構成としても、キャリアの寿命を現像装置自体の寿命と同程度にまで長くすることは困難であり、現像装置が寿命に達するまでには数回にわたって現像剤を交換する必要がある。
【０００９】
また、２成分系現像剤を用いる方式でも、１成分系現像剤を用いる方式と同様に、トナーの小径化に伴って多量の外添剤が使用されると、定着温度の低温化によってトナーの熱的な耐性が低下すること等から、キャリアを長寿命化することは、さらに困難になっており、現像剤の交換する頻度も増加する傾向にある。
このような問題に対して、特許文献１には、現像装置内において使用されているキャリアを少量ずつ廃棄しつつ、トナーとキャリアとを、それぞれ個別に少量ずつ現像装置内に補給することにより、現像装置内における劣化したキャリアを劣化していないキャリアと入れ替える構成が提案されている。このように、キャリアとトナーとをそれぞれ個別に補給することにより、現像装置内においてキャリアとトナーとを所望の混合比に維持することができる。しかしながら、キャリアとトナーとをそれぞれ個別に現像装置に補給する構成では、それぞれを補給するための構成、制御等が複雑になり、しかも装置全体が大きくなるという問題がある。
【００１０】
特許文献２および３には、複数のカラー現像器が回転軸を中心として回転するロータリー式現像装置において、カラー現像器が反転位置にまで回転した場合に、重力によって現像器内の現像剤を一定量ずつ廃棄する構成が開示されている。このような構成により、カラー現像器内のキャリアとトナーとを含む現像剤中のキャリアを、現像動作を中断することなく入れ替えることができる。
【００１１】
しかしながら、このような構成は、各カラー現像器が反転するロータリー式の現像装置において適用することができるものの、各カラー現像器が反転しない高速タイプのタンデム方式のカラー画像形成装置に対しては適用することができない。
特許文献４には、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、劣化していない状態のキャリアがトナーとともに現像装置内に補給されるとともに、現像装置内の現像剤のレベルが一定値以上になると、現像剤が少量ずつ廃棄されるようになっている。従って、現像装置内のキャリアは、一定のレベル以下に劣化することを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−４７７１１１号公報
【特許文献２】特開平１０−１６１４２０号公報
【特許文献３】特開２０００−２３１２５０号公報
【特許文献４】特開２０００−８１７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
トリクル方式の現像装置では、通常、現像装置に、現像剤が収容された補給ボトル等の補給容器が装着されて、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の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（重量％、以下、このキャリア比率をトリクルレートとする）は、通常、５〜３０％程度で一定に設定されている。従って、現像装置内には、常に、一定のトリクルレートになった現像剤が補給されることになる。
【００１４】
このような構成の現像装置では、べた画像等のように、トナー消費量が多い高印字率の現像動作（プリント動作）が続くと、消費されるトナー量が多くなるために、補給容器内の現像剤が頻繁に補給される。この場合、現像装置内では、現像剤が補給されることによって現像剤量が増加することにより、現像剤の一部が廃棄されることになる。
従って、補給容器から現像装置内に補給される現像剤は、比較的短時間で廃棄されることになる。廃棄される現像剤には、劣化していない状態のキャリアが多く含まれるために、劣化していないキャリアが無駄に廃棄されることによって、経済性が損なわれるおそれがある。
【００１５】
これに対して、文字画像等のように、トナー消費量が少ない低印字率の現像動作が続く場合には、消費されるトナー量が少なくなり、現像装置に対する現像剤の補給回数が減少し、補給される現像剤量も減少することになる。この場合には、廃棄される現像剤量が低下するために、補給されるキャリアは、現像装置内において、比較的長時間にわたって滞留することになり、トナーおよびキャリアのそれぞれの劣化が促進されることになる。
【００１６】
特に、キャリアは、トナースペント、減耗等によってキャリアの帯電能力が低下すると、トナー飛散の増加、トナー粒状性の低下、かぶり等による画像品質の低下等が生じるおそれがある。
画像形成装置を使用するユーザによっては、高印字率の画像のプリント枚数が多い場合と、低印字率の画像のプリント枚数が多い場合とがある。高印字率の画像のプリント枚数が多いユーザの場合には、劣化していない状態のキャリアが多量に廃棄されることになり、低印字率の画像のプリント枚数が多いユーザの場合には、現像装置内におけるキャリアの劣化が促進されることになる。
【００１７】
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、プリントされる頻度が多い画像のトナー消費量に対応した適切な比率のキャリアが含まれる現像剤を使用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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像を、キャリアとトナーとを含む現像剤を用いて現像する間に、交換可能になった補給容器から現像剤を補給しつつ、少なくともキャリアの一部を排出する現像装置を備えた画像形成装置であって、前記補給容器の交換時期を検出する交換時期検出手段と、前記交換時期検出手段によって検出される交換時期までの所定期間内に実行されたプリント動作におけるトナー消費量の傾向を判定する判定手段と、当該判定手段の判定結果に基づいて、補給容器から補給される現像剤として適切なキャリア比率に関する情報を生成する現像剤情報生成手段と、当該現像剤情報生成手段によって生成された情報を出力する出力手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の画像形成装置では、補給容器の交換時に、それまでの所定期間内に実行されたプリント動作のトナー消費量の傾向を判定し、判定されたトナー消費量の傾向に対して、補給容器から補給される現像剤の適切なキャリア比率に関する情報が生成されて出力されるために、その後に実行されるプリント動作に対応したキャリア比率の現像剤を使用することが可能になる。これにより、キャリアが無駄に消費されること、あるいは、キャリアの劣化による画質が低下することを抑制することができる。
【００２０】
好ましくは、前記判定手段は、１回のプリント動作毎に印字率を算出し、前記所定期間に実行された全てのプリント動作を、予め設定された印字率の範囲に基づいて分類し、それぞれの印字率の範囲に分類されたプリント動作の回数に基づいて、実行されたプリント動作のトナー消費量の傾向として印字率の傾向を判定することを特徴とする。
好ましくは、前記現像剤情報生成手段は、前記判定手段によって高トナー消費量の傾向と判定される場合には、低キャリア比率の情報を生成し、前記判定手段によって低トナー消費量の傾向と判定される場合には、高キャリア比率の情報を生成することを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記現像装置は、それぞれが異なるキャリア比率に設定された現像剤が収容された複数種類の補給容器が選択的に着脱可能になっていることを特徴とする。
好ましくは、前記現像剤情報生成手段は、前記判定手段によって判定されたトナー消費量の傾向に適した補給容器の種類に関する情報を生成することを特徴とする。
好ましくは、前記現像装置は、装着された補給容器における現像剤のキャリア比率に関する情報を取得する取得手段を有することを特徴とする。
【００２２】
好ましくは、前記取得手段にて取得された現像剤のキャリア比率に関する情報が、前記現像剤情報生成手段によって生成された補給容器の種類に関する情報とは異なる場合に警告を発する警告手段をさらに有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置であるモノクロプリンタの構成を示す模式図である。
【図２】そのモノクロプリンタの画像プロセス部に設けられた現像装置の平断面を示す模式図である。
【図３】その現像装置における主要部の縦断面図である。
【図４】モノクロプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】モノクロプリンタの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６】トリクルレートが低くなった現像剤を使用することにより、廃棄されるキャリア量を低減できることを示すグラフである。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、プリント動作の全体における傾向が低印字率の場合に、高トリクルレート（３０％）の現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けることによる効果を概念的に示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［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モノクロプリンタの概略構成を示す模式図である。このプリンタは、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記録シート上にトナー画像を形成する画像プロセス部１０と、記録シートを画像プロセス部１０に供給する給紙部３１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。
【００２５】
画像プロセス部１０には、図１に矢印Ｘで示す方向に回転可能に配置された感光体ドラム１１が設けられており、感光体ドラム１１の上方には、給紙部３１から供給される記録シートが搬送される搬送経路３４が水平方向に沿って設けられている。給紙部３１内の記録シートは、タイミングローラ３２によって、所定のタイミングで搬送経路３４を搬送されて、感光体ドラム１１に供給される。
【００２６】
搬送経路３４に対向する感光体ドラム１１の上部表面に対して回転方向下流側には、クリーニング部１２および帯電ローラ１３が感光体ドラム１１の回転方向に沿って順番に配置されている。クリーニング部１２は、板状のブレード１２ａによって感光体ドラム１１の表面をクリーニングする。帯電ローラ１３は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電する。
【００２７】
帯電ローラ１３に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側の表面位置には、感光体ドラム１１の下方に配置された露光走査装置１４からレーザビームＬが照射されるようになっている。露光走査装置１４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１１の表面に照射して、帯電された感光体ドラム１１の表面に、画像データに対応した静電潜像を形成する。
【００２８】
露光走査装置１４からのレーザ光Ｌの照射位置に対して感光体ドラム１１の回転方向下流側には、現像装置２０が感光体ドラム１１に対向して配置されている。現像装置２０は、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トナーによって現像する。現像装置２０の具体的な構成については後述する。
【００２９】
感光体ドラム１１の上方には、記録シートの搬送経路３４を挟んで対向して転写ローラ１６が配置されている。転写ローラ１６は、感光体ドラム１１の表面に接しており、感光体ドラム１１の表面と転写ローラ１６との間に、転写ニップＴＮが形成されている。転写ニップＴＮには、感光体ドラム１１のトナー画像が搬送されるタイミングに同期して、記録シートが搬送される。
【００３０】
感光体ドラム１１上のトナー画像は、転写ローラ１６によって形成される電界の静電力により、転写ニップＴＮを通過する記録シートＳに転写される。
転写ニップＴＮを通過した記録シートは、定着部３３へ搬送される。定着部３３には、相互に圧接された加熱ローラ３３ａと加圧ローラ３３ｂとが設けられており、加熱ローラ３３ａと加圧ローラ３３ｂとの間に定着ニップＦＮが形成されている。加熱ローラ３３ａの軸心部にはヒータランプ３３ｃが配置されており、ヒータランプ３３ｃによって加熱ローラ３３ａが加熱されるようになっている。
【００３１】
転写ニップＴＮを通過して定着部３３に搬送される記録シートのトナー画像は、記録シートが定着ニップＦＮを通過する間に、加熱および加圧されて記録シート上に定着される。定着部３３においてトナー画像が定着された記録シートは、排紙トレイ（図示せず）上に排出される。
感光体ドラム１１上のトナー画像を形成するトナーは、転写ローラ１６からの静電力では完全に記録シート上に転写されず、一部が感光体ドラム１１上に残留する場合があるが、この残留トナーは、クリーニング部１２においてブレード１２ａによって除去される。
【００３２】
プリンタには、画像プロセス部１０を含むプリンタの全体を制御するための制御部５１が設けられている。制御部５１は、外部の端末等から入力された画像データに基づいて、露光走査装置１４から照射されるレーザ光を変調する。また、制御部５１は、操作パネル５２に設けられたパネル表示部５２ａを制御するようになっている。操作パネル５２には、パネル表示部５２ａの周囲に、警告灯５２ｂおよび５２ｃ、スピーカー５２ｄ等が設けられている。
【００３３】
なお、画像プロセス部１０において、感光体ドラム１１を帯電ローラ１３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１１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１１上のトナー像を記録シートに転写ローラ１６によって転写する構成に代えて、ワイヤ放電式転写装置、あるいは、中間転写ベルト等の中間転写体を配置して２段階以上の転写を行う方式等でもよい。さらに、クリーニング部１２は、板状のブレード１２ａを使用する構成に代えて、回転型ブラシ、固定型ブラシ等を使用してもよい。
【００３４】
［現像装置の構成］
現像装置２０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１１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１１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１１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。
【００３５】
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が含む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。
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。
【００３６】
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。
補給ボトル４１には、トナーとキャリアと混合比率が予め設定された所定のトリクルレート（現像剤中のキャリアの重量％比）になった現像剤が収容されている。ホッパー２２には、例えば、トリクルレートが５％（高印字率用）、１５％（標準）、３０％（低印字率用）の現像剤がそれぞれ収容された３種類の補給ボトル４１が、それぞれ着脱可能になっている。
【００３７】
それぞれの補給ボトル４１には、収容された現像剤におけるトリクルレートの情報等が記憶されたＩＣチップ４１ａが設けられている。また、ボトルホルダー２８には、補給ボトル４１に取り付けられたＩＣチップ４１ａに記憶された情報を読み取るＩＣチップリーダー２８ａが設けられている。
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回転駆動されて、補給ボトル４１内の現像剤がホッパー２２内に供給される。
【００３８】
ホッパー２２の下端部には、ホッパー２２内の現像剤を、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２参照）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。
【００３９】
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２３が、ハウジング２１に対して着脱可能に設けられている。
【００４０】
図２は、現像装置２０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１および図２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１参照）に配置されている。
【００４１】
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２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２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。
【００４２】
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。
【００４３】
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２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。第１開口部２１ｄに対向する撹拌スクリュー２４の端部には、螺旋羽根２４ｂとは螺旋の向きが逆向きとなった逆巻き螺旋羽根２４ｃがシャフト２４ａに設けられている。
【００４４】
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２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からの現像剤がハウジング２１内に供給する補給口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の下側に現像剤回収容器２３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、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１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３は、逆巻き螺旋羽根２５ｃの周辺部の縦断面図である。図３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３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２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３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２３内に排出（廃棄）される。
【００５５】
［現像剤の構成］
現像装置２０において使用される２成分系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。
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、正帯電性トナー用の荷電制御材としては、例えば、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。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、一般に、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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２０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すればよく、トナー比はトナーとキャリアの合計量に対して３〜３０重量％、好ましくは４〜２０重量％が適している。
【００６７】
［制御系の構成］
図４は、プリンタの制御系の構成を示すブロック図である。制御部５１は、ＣＰＵ５１ａ、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部５１ｂ、ＲＡＭ５１ｃ、ＲＯＭ５１ｄなどを有する。
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。
【００６８】
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、画像プロセス部１０、給紙部３１、定着部３３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。
【００６９】
ＣＰＵ５１ａは、現像装置２０においては、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、ＣＰＵ５１ａは、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。
【００７０】
また、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、所定の警告を発するように、操作パネル５２に設けられた表示パネル部５２ａ、警告灯５２ｂ、スピーカー５２ｄ等を制御する。
【００７１】
さらに、ＣＰＵ５１ａは、補給ボトル４１の交換時に、新たに装着された補給ボトル４１に取り付けられたＩＣチップ４１ａに記憶された情報を、ＩＣチップリーダー２８ａによって取得して、読み取られた情報に基づいて、操作パネル５２に設けられた表示パネル部５２ａ、警告灯５２ｂ、スピーカー５２ｄ等を制御するようになっている。
また、本実施の形態において、ＣＰＵ５１ａは、補給ボトル４１の交換時に、それまでの所定期間におけるプリント履歴から印字率を算出して、算出された印字率に基づいて、主として実行されるプリント動作に対するトリクルレートの適正値を求めて、求められたトリクルレートの適正値を、操作パネル５２の表示パネル部５２ａに表示する現像剤情報表示制御を実行する。
【００７２】
このために、ＣＰＵ５１ａは、外部のクライアント端末等からプリントジョブが入力されると、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、算出された印字率に基づいて、それぞれのプリント動作が、高印字率、標準印字率、低印字率のいずれであるかを判定する。判定された各プリント動作の印字率に関する情報は、ＲＡＭ５１ｃに記憶する。
【００７３】
［現像剤情報表示制御］
図５は、ＣＰＵ５１ａ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。現像剤情報表示制御が指示されると、ＣＰＵ５１ａは、プリンタが初期状態であることを示すイニシャルフラグＦがセット状態（Ｆ＝１）であるかを確認する（図５のステップＳ１１参照、以下同様）。イニシャルフラグＦは、プリンタが初期状態において、補給ボトル４１がホッパー２２に装着されていることによりセット状態（Ｆ＝１）になる。その後、補給ボトル４１が取り外されることによって、リセット状態（Ｆ＝０）とされる。
【００７４】
イニシャルフラグＦがリセット状態（Ｆ＝０）の場合（ステップＳ１１において「ＮＯ」）の処理（ステップＳ１２〜Ｓ１５）については後述する。
プリンタが初期状態である場合、イニシャルフラグＦがセット状態（Ｆ＝１）であることから（ステップＳ１１において「ＹＥＳ」）、ステップＳ１６に進んで、ホッパー２２に設けられたレベルセンサー２２ａの出力に基づいて、ホッパー２２に装着された補給ボトル４１がエンプティ（空）状態になっているかを判定する。
【００７５】
プリンタが初期状態の場合、補給ボトル４１がエンプティでないために（ステップＳ１６において「ＮＯ」）、ステップＳ１７に進む。ＣＰＵ５１ａは、プリントジョブの指示が与えられる毎に、画像形成部１０、給紙部３１、定着部３３のそれぞれを制御して、通常のプリント動作を実行することになる。
ステップＳ１７では、ＣＰＵ５１ａは、プリントジョブが指示されると、プリントジョブに含まれる画像データ、用紙サイズ、プリント枚数のデータ等のプリント履歴を、順次、ＲＡＭ５１ｃに記憶する。
【００７６】
なお、通常のプリント動作が実行される場合には、磁気センサー２９によって検出された現像装置２０における混合室２１ａ内のトナー濃度に基づいて、補給用モータ４４が回転される。これにより、補給用スクリュー２２ｃが回転されて、ホッパー２２内の現像剤がハウジング２１内に補給される。
また、現像装置２０内の現像剤量が増加すると、トリクル排出機構によって、キャリアの一部が、トナーとともに、排出口２１ｍを通って、現像剤回収容器２３に排出（廃棄）される。
【００７７】
このような通常のプリント動作が実行されることによって、補給ボトル４１内の現像剤が消費される。その後、ホッパー２２内の現像剤レベルが低下したことが、レベルセンサー２２ａによって検出され、さらに、ボトル回転用モータ４３が回転されても、レベルセンサー２２ａによって検出される現像剤のレベルが増加しない状態になると、ＣＰＵ５１ａは、補給ボトル４１内の現像剤がなくなり、補給ボトル４１を交換するべきときであると判定する（ステップＳ１６において「ＹＥＳ」）。
【００７８】
このような状態になると、ＣＰＵ５１ａは、ステップＳ１８に進んで、この時点までの予め設定された所定の期間におけるプリント履歴をＲＡＭ５１ｃから取得する。この場合のプリント履歴が取得される所定の期間としては、例えば、ホッパー２２に装着された補給ボトル４１の現像剤が消費される期間、あるいは、現像剤がなくなる直前における所定回数のプリントが実行される期間等である。なお、本実施形態では、ホッパー２２に装着された１本の補給ボトル４１の現像剤が消費される期間のプリント履歴を取得するものとする。
【００７９】
次に、取得されたプリント履歴に基づいて、１回のプリント動作における印字率を算出して、算出された印字率毎に、高印字率、標準印字率、低印字率のいずれかに分類する（ステップＳ１９）。１回のプリント動作における印字率の算出は、記録シートのサイズとドット数とに基づいて、単位面積当たりのドット数によって算出される。
この場合、例えば、それぞれのプリントにおける印字率が５〜１５％の範囲を「標準印字率」と判定し、１５％よりも大きい場合には「高印字率」、５％よりも小さい場合には「低印字率」と判定する。
【００８０】
このようにして、各プリント画像のそれぞれが、高印字率、標準印字率、低印字率のいずれかに分類されると、プリント動作の全体の回数（全プリント枚数）に対して、高印字率、標準印字率、低印字率のそれぞれに分類されたプリント動作の回数（プリント枚数）の割合を算出し、取得されたプリント履歴の期間の全体におけるプリント動作の印字率の傾向について判定する（ステップＳ２０）。
【００８１】
プリント動作の印字率の傾向は、例えば、全プリント回数に対する「高印字率」のプリント回数の割合が、「標準印字率」および「低印字率」のプリント回数の割合よりも大きく、しかも、４０％以上になっている場合には、「高印字率傾向」と判定し、「低印字率」のプリント回数の割合が、「標準印字率」および「高印字率」のプリント回数の割合よりも大きく、しかも、４０％以上になっている場合には、「低印字率傾向」と判定する。そして、それら以外の場合には、「標準印字率傾向」と判定する。従って、「高印字率」および「低印字率」のプリント回数の割合が、それぞれ４０％の場合には、「標準印字率傾向」と判定される。
【００８２】
次いで、ステップＳ２１に進んで、判定されたプリント動作全体における印字率の傾向が「高印字率傾向」であるかを確認する。「高印字率傾向」の場合（ステップＳ２１において「ＹＥＳ」）には、低トリクルレートの補給ボトル４１が適切であることを、操作パネル５２に設けられた表示パネル部５２ａに表示する（ステップＳ２２）。その後、ステップＳ２６に進む。
【００８３】
プリント動作の印字率の傾向が、「高印字率傾向」である場合には、１回のプリント動作毎に消費されるトナー量が多いために頻繁に現像剤が補給される。これにより、現像装置２０におけるハウジング２１内の現像剤は、キャリアの劣化が進行していない比較的短時間で、現像剤回収容器２３に排出されることになる。
しかしながら、現像装置２０のハウジング２１に補給される現像剤を、キャリアの割合が低い低トリクルレートの現像剤とすると、ハウジング２１内において滞留するキャリア量が低減されるために、ハウジング２１内における個々のキャリアの滞留時間が比較的長くなる。これにより、個々のキャリアが撹拌および混合に供せられる時間が比較的長くなる。従って、個々のキャリアは劣化が進行していない状態で現像剤回収容器２３に排出されるキャリアの割合を低減することができる。
【００８４】
このことから、所定期間におけるプリント動作の印字率の傾向が「高印字率傾向」である場合には、劣化していないキャリアが現像剤回収容器２３に排出される割合を低減するために、低トリクルレートの現像剤が好適であることを、表示パネル部５２ａに表示する。
ステップＳ２１において、判定されたプリント動作の印字率の傾向が「高印字率傾向」でない場合（ステップＳ２１において「ＮＯ」）には、ステップＳ２３に進んで、判定されたプリント動作の印字率の傾向が「低印字率傾向」であるかを確認する。「低印字率傾向」の場合（ステップＳ２３において「ＹＥＳ」）には、高トリクルレートの補給ボトル４１が適切であることを、操作パネル５２に設けられた表示パネル部５２ａに表示する（ステップＳ２４）。その後、ステップＳ２６に進む。
【００８５】
プリント動作の印字率の傾向が「低印字率傾向」である場合には、消費されるトナー量が少なくなり、補給される現像剤量は減少する。これにより、現像装置２０におけるハウジング２１内のキャリアは、比較的長時間にわたってハウジング２１内に滞留することになり、キャリアの劣化が促進されることになる。
しかしながら、現像装置２０のハウジング２１に補給される現像剤を、キャリアの割合が高い高トリクルレートの現像剤とすると、ハウジング２１内における全キャリア量が増加するために、キャリアの排出が促進され、ハウジング２１内におけるキャリアの滞留時間が短くなる。これにより、個々のキャリアが撹拌および混合に供せられる時間が比較的短くなり、個々のキャリアの劣化が進行することを抑制できる。
【００８６】
このことから、所定期間におけるプリント動作の印字率の傾向が「低印字率傾向」である場合には、ハウジング２１内でのキャリアの劣化の進行を抑制するために、高トリクルレートの現像剤が好適であることを、表示パネル部５２ａに表示する。
ステップＳ２３において、所定期間におけるプリント動作全体の印字率の傾向が「低印字率傾向」でない場合（ステップＳ２３において「ＮＯ」）には、「標準印字率傾向」と判定して、標準トリクルレートの補給ボトル４１が適切であることを、操作パネル５２に設けられた表示パネル部５２ａに表示する（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ２６に進む。
【００８７】
ステップＳ２６では、イニシャルフラグＦがセット状態（Ｆ＝１）になっているかを判定する。イニシャルフラグＦがセット状態（Ｆ＝１）になっている場合には（ステップＳ２６において「ＹＥＳ」）、ステップＳ２７に進んで、イニシャルフラグＦをリセット状態（Ｆ＝０）として、ステップＳ２８に進み、現像剤情報表示制御を終了するかを確認する。
【００８８】
ステップＳ２６において、イニシャルフラグＦがセット状態（Ｆ＝１）になっていない場合には、直接、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、現像剤情報表示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、現像剤情報表示制御を終了する必要があるかを確認する。
ステップＳ２８において、現像剤情報表示制御を終了する必要がない場合には（ステップＳ２８において「ＮＯ」）、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ２８において、現像剤情報表示制御を終了する必要がある場合（ステップＳ２８において「ＹＥＳ」）には、現像剤情報表示制御を終了する。
【００８９】
イニシャルフラグＦは、ステップＳ２７においてリセット状態（Ｆ＝０）とされると、ステップＳ１１において「ＮＯ」と判定されてステップＳ１２に進み、補給ボトル４１が交換されるまで待機状態になる。
操作パネル５２の表示パネル部５２ａに、補給される現像剤のトリクルレートに関する情報が表示されると、ユーザは、通常、表示パネル部５２ａの表示に基づいて、低トリクルレート（５％）、標準トリクルレート（１５％）、高トリクルレート（３０％）のいずれかの現像剤が収容された補給ボトル４１をホッパー２２に装着することになる。
【００９０】
補給ボトル４１がホッパー２２に装着されることが、例えばＩＣチップリーダー２８ａによって検出されると（ステップＳ１２において「ＹＥＳ」）、装着された補給ボトル４１が、表示パネル部５２ａに表示されたトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１が装着されたかを判定する（ステップＳ３１）。この判定は、装着された補給ボトル４１のＩＣチップの情報をＩＣチップリーダー２８ａによって読み取り、装着された補給ボトル４１のトリクルレートが、表示パネル部５２ａに表示されたトリクルレートに一致しているかに基づいて行われる。
【００９１】
装着された補給ボトル４１の現像剤のトリクルレートと、表示パネル部５２ａに表示されたトリクルレートが一致しない場合には、装着された補給ボトル４１が適切でないとして（ステップＳ３１において「ＮＯ」）、警告を発する（ステップＳ３２）。この場合は、ステップＳ１２に戻り、適切なトリクルレートの補給ボトル４１がホッパー２２に装着されるまで警告が発せられることになる。
【００９２】
この場合の警告としては、例えば、操作パネル５２に設けられた警告灯５２ｂを点灯することによって行われる。また、操作パネル５２の表示パネル部５２ａに装着された補給ボトル４１が適切でない旨の表示をしてもよく、あるいは、スピーカー５２ｄによる警告音の発生を行ってもよい。さらに、これらを組み合わせるようにしてもよい。
なお、ステップＳ３２における警告は、所定時間が経過した後に停止させるようにしてもよい。また、ステップＳ３２において警告が発せられた後にステップＳ１２に戻ることなく、現像剤情報表示制御を終了するようにしもよい。
【００９３】
さらに、ステップＳ３２において、警告を発する構成に代えて、プリント動作を禁止する構成としてもよい。
ホッパー２２に装着された補給ボトル４１が、表示パネル部５２ａに表示されたトリクルレートに一致した適切な状態になっている場合には（ステップＳ３１において「ＹＥＳ」）、ステップＳ３３に進んで、警告が発せられているかを確認する。そして警告が発せられている場合（ステップＳ３３において「ＹＥＳ」）には警告を終了させて（ステップＳ３４）、ステップＳ１５に進み、警告が発せられていない場合（ステップＳ３３において「ＮＯ」）には、直接、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、表示パネル部５２ａに表示されたトリクルレートに関する情報をクリアする。
【００９４】
その後は、装着された補給ボトル４１がエンプティになるまで、ＣＰＵ５１ａは、プリントジョブの指示が与えられ毎に、画像形成部１０、給紙部３１、定着部３３のそれぞれを制御して、通常のプリント動作を実行することになり、また、プリントジョブ毎の画像データ、用紙サイズ、プリント枚数のデータ等のプリント履歴を、順次、ＲＡＭ５１ｃに記憶することになる（ステップＳ１７）。そして、装着された補給ボトル４１がエンプティになると、ステップＳ１８以降の処理が実行される。
【００９５】
このように、プリント履歴に基づいて判定される所定期間内のプリント動作の印字率の傾向が高印字率傾向の場合に、低トリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１がホッパー２２に装着されてプリント動作が実行されると、廃棄される現像剤量に含まれるキャリアの量を低減することができる。
図６は、トリクルレートが低くなった現像剤を使用することにより、廃棄されるキャリア量を低減できることを示すグラフである。このグラフでは、トリクルレートが２０％、１５％、１０％、５％の現像剤を用いて、８０％の印字率でプリント動作を連続して実行した場合に、現像剤回収容器２３に排出（廃棄）される現像剤に含まれたキャリア量（廃棄キャリア量）の割合を、トリクルレートが２０％の現像剤における廃棄キャリア量を１としてそれぞれ示している。
【００９６】
図６のグラフから明らかなように、８０％の高印字率でプリント動作を実行する場合には、トリクルレート低い現像剤ほど、廃棄キャリア量が低減している。従って、所定期間内におけるプリント動作が高印字率傾向の場合に、２０％よりも低いトリクルレートの現像剤を使用することにより、廃棄されるキャリア量を低減することができ、経済性を向上させることができる。
【００９７】
また、所定期間内におけるプリント動作が低印字率傾向の場合に、高トリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１がホッパー２２に装着されてプリント動作が実行されると、プリント画像の画質の低下およびトナー飛散を抑制することができる。
図７（ａ）は、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、高トリクルレート（３０％）の現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けることにより、プリント画像におけるかぶりの発生を防止できることを概念的に示したグラフであり、この場合には、図７（ａ）に実線で示すように、高トリクルレート（３０％）の現像剤で低印字率のプリント動作を連続して実行する場合には、プリント画像にかぶりが発生することはない。
【００９８】
これに対して、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、低（５％）または標準（１５％）のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けると、３本目の補給ボトルに交換した後には、図７（ａ）に破線で示すように、プリント画像にかぶりが発生するようになる。なお、図７（ａ）における一点鎖線は、破線で示す範囲の平均値である。
【００９９】
図７（ｂ）は、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、高トリクルレート（３０％）の現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けることにより、プリント画像におけるドットの粒状性が低下することを防止できることを概念的に示したグラフであり、この場合には、図７（ｂ）に実線で示すように、プリント画像には、ドットの粒状性が低下することはない。
【０１００】
これに対して、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、低（５％）または標準（１５％）のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けると、３本目の補給ボトルに交換した後には、図７（ｂ）に破線で示すように、プリント画像におけるドットの粒状性が低下する。なお、図７（ｂ）における一点鎖線は、破線で示す範囲の平均値である。
【０１０１】
図７（ｃ）は、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、高トリクルレート（３０％）の現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けることにより、現像装置２０の周囲にトナー飛散が生じることを防止できることを概念的に示したグラフであり、この場合には、図７（ｃ）に実線で示すように、トナー飛散が生じることはない。
【０１０２】
これに対して、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、低（５％）または標準（１５％）のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けると、３本目の補給ボトルに交換した後には、図７（ｃ）に破線で示すように、トナー飛散が生じるようになる。なお、図７（ｃ）における一点鎖線は、破線で示す範囲の平均値である。
【０１０３】
図７（ｄ）は、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、高トリクルレート（３０％）の現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けることにより、プリント画像における細線再現性の低下を防止できることを概念的に示したグラフであり、この場合には、図７（ｄ）に実線で示すように、プリント画像において細線再現性が低下することはない。
【０１０４】
これに対して、印字率が３％の低印字率のプリント動作を連続して実行する場合に、低（５％）または標準（１５％）のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトルを使用し続けると、３本目の補給ボトルに交換した後には、図７（ｄ）に破線で示すように、プリント画像における細線再現性が低下する。なお、図７（ｄ）における一点鎖線は、破線で示す範囲の平均値である。
【０１０５】
以上のように、プリント動作の印字率の傾向が低印字率傾向の場合に、高トリクルレートの現像剤を使用することによって、プリント画像の画質の低下、トナー飛散を抑制することができる。
なお、上記の説明における「印字率」、「トリクルレート」等の数値は、一例を示すものであり、それらの数値に限定されるものではない。
【０１０６】
［変形例］
上記の実施形態では、印字率に基づいて、所定期間におけるプリント動作の全体の傾向を判定する構成であったが、トナー濃度等によって得られる単位面積当たりのトナー消費量に基づいて、所定期間におけるプリント動作の全体の傾向を判定するようにしてもよい。
【０１０７】
また、上記の実施形態では、補給ボトル４１に、収容された現像剤のキャリア比率であるトリクルレートに関する情報が記憶されたＩＣチップ４１ａを設ける構成であったが、このような構成に限らない。
例えば、収容された現像剤のキャリア比率に対応して、補給ボトル４１の形状を異ならせて、現像装置２０のホッパー２２に、装着された補給ボトル４１の形状を検出する検出手段を設けて、装着された補給ボトル４１が、判定されたトリクルレートの現像剤が収容されていない場合に、警告を発する構成としてもよい。
【０１０８】
さらには、所定のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１が適切であると判定された場合には、当該トリクルレートの現像剤が収容された補給ボルト４１のみをホッパー２２に装着可能とし、他のトリクルレートの現像剤が収容された補給ボルト４１をホッパー２２に対して装着できないようにする構成としてもよい。
例えば、収容された現像剤が、低トリクルレート（５％）、標準トリクルレート（１５％）、高トリクルレート（３０％）のそれぞれの補給ボルト４１に対して異なる位置に、それぞれ異なる形状の突起部を設けるとともに、各突起部がそれぞれ挿入できる凹部をホッパー２２に設ける。また、各凹部に対して、突起部が挿入されない状態と、突起部が挿入される状態とに変位する遮蔽板をそれぞれ設けるとともに、各遮蔽板を変位させる変位手段をそれぞれ設ける構成とする。
【０１０９】
この場合、適切なトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１の突起部に対応した凹部以外のそれぞれの凹部に、対応する補給ボトル４１の突起部がそれぞれ挿入されないように、各凹部に設けられた遮蔽板をそれぞれ変位させる。これにより、適切なトリクルレートの現像剤が収容された補給ボトル４１以外の種類の補給ボトル４１は、ホッパー２２に装着することができなくなる。
【０１１０】
また、本発明に係る画像形成装置は、モノクロ画像を形成するプリンタに限らす、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。カラー画像を形成する画像形成装置の場合には、各カラーの現像装置毎に、トナー消費量に関する情報に基づいて、所定期間でのプリント動作全体におけるトナー消費量の傾向について判定されることになる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、トナーとキャリアを有する２成分現像剤を用いた現像装置を有する画像形成装置において、補給される現像剤を、プリント動作に対応したキャリア比とすることができる技術として有用である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０        画像プロセス部
１１      感光体ドラム
２０      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
２１ｎ    規制板
２２      ホッパー
２２ａ    レベルセンサー
２２ｃ    補給用スクリュー
２３      現像剤回収容器
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
２８ａ    ＩＣチップリーダー
４１      補給ボトル
４１ａ    ＩＣチップ
４３      ボトル回転用モータ
５１      制御部
５２      操作パネル
５２ａ    表示パネル部
【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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