JPH09251235A

JPH09251235A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09251235A
Application number: JP8059863A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Ota; 清高太田; Hisafumi Shoji; 尚史庄司; So Kai; 創甲斐; Nobuhito Yokogawa; 信人横川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤の劣化度合いを検出する検出値に応
じた現像剤を交換し、現像剤の無駄な交換の防止及び現
像剤の長期にわたる特性を維持することを目的とする。【構成】現像剤の劣化度合いが計測されると、計測
値Ａとあらかじめ設定された設定値Ａ０との比較を行
い、この結果現像剤が劣化したと判断したときは計測値
とあらかじめ設定された設定値との比較結果から現像剤
の交換量（回収量と供給量）を決定し、それに従って制
御された現像剤の交換動作すなわちシャッタ４３が決定
された回収量を回収するよう開放時間が制御され、回収
終了後に現像剤供給ローラ３８が回収量と同量の供給量
を供給するようにローラ回転時間が制御する動作が実施
される。なお、この時設定値を感光体の劣化状況、露光
条件、帯電条件等を基に可変に変更したり、計測値を可
変に補正することで、補給量または補給時間をかえるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

【０００２】本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミ
リ等の電子写真作像装置で二成分現像剤を用いる現像装
置における現像剤補給・回収装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電
子写真作像装置で二成分現像剤を用いる現像装置におい
て、少なくともトナーとキャリアから成る現像剤は劣化
するので、ある一定期間ごとに現像器内の現像剤の全部
もしくは一部を交換する必要が生じる。この現像剤の交
換即ち現像剤の供給と回収は通常サービスマンによって
行われるが、自動で行うことを目的とした技術も多く見
られる。現像剤交換を自動で行うときの方法として、特
開平４ー２９２７１では、印刷枚数が設定の枚数に達し
たならば、または現像機の稼動時間が一定の時間に達し
たならば、現像機内の使用済み現像剤の一部を所定量排
出する手段と、排出量とほぼ同量の新品現像剤を現像機
に供給する手段とを備えた現像剤給排装置が開示されて
いる。また、特開平６ー２７８０９では、現像装置の回
転機構の回転時間を測定・積算し、一定積算時間経過ご
とに新しいキャリアもしくは現像剤を一定量補給するこ
とが開示されている。

【０００４】しかし、この方法では装置の使用状況や使
用環境による現像剤の劣化程度の差に関係なく、一定使
用時間毎又は所定枚数毎に一定量の現像剤交換を繰り返
すため、長い期間における不使用状態の現像剤の劣化に
よる画像品質の低下もしくはまだ使用できる現像剤を交
換してしまうことによる無駄の発生の可能性がある。こ
のように、現像剤の交換時期までの現像剤劣化による画
像品質の低下や現像剤交換による急激な画像品質の変化
が発生し、画像調整が困難となり、あまり好ましいもの
ではない。

【０００５】このため、装置の使用状況や使用環境によ
る現像剤の劣化程度の差を検知する方法が提案されてい
る。すなわち、現像剤交換を自動で行うときは何らかの
方法で現像剤の使用時間をカウントするか、現像剤の劣
化の度合いを検出し、あらかじめ設定されたカウントも
しくは劣化度合いに達したときに現像剤の交換（回収、
供給）を実施するものである。

【０００６】このような方法で現像剤の劣化の度合いを
検出し現像剤交換を実施する方法として、特開昭５３ー
４９４３９では現像剤と接触する導電性ローラへのトナ
ー付着量により現像剤劣化検知をし、この信号により現
像器内の劣化現像剤の排出及び新たな現像剤の供給を自
動的に行う方法が開示され、特開平４ー８０７７７では
現像剤中を流れる電流値に基づいて劣化度を測定する手
段を備え、劣化度があらかじめ定められた基準値を超え
たとき、現像器から現像剤を微量抜き、抜いた現像剤中
のキャリアの量と等量の未使用のキャリアを現像器に投
入する技術が開示されている。

【０００７】しかしながら、新たな検知部材を必要と
し、設置スペースを必要とする。さらにはこの部材によ
るコストアップとなる。また、これらは劣化検出の精度
によって左右され、一定量交換を長期間繰り返すことに
より、現像剤の劣化度合いにバラツキが生じ、現像剤の
特性維持および画像品質の維持という本来の目的を達成
できない。もちろん、その逆にまだ使用できる現像剤を
交換してしまうことによる無駄の発生することもある。
これらを防止するためには、劣化度合いの検出精度を改
善するためにより高価で複雑な構成の検出器を必要とす
るか、または検出器の不備を補うための複雑な制御が必
要となる。

【０００８】他方、特開平５ー３０３２７１には、廃ト
ナー及び劣化現像剤を回収する一つの回収容器に対し
て、劣化現像剤を回収・搬送しても容器からあふれ出な
いか否かを判定する手段を有し、現像剤の回収を制御す
る技術が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
鑑みてなされたものであり、現像剤の劣化度合いを検出
する検出値に応じた現像剤を交換し、現像剤の無駄な交
換の防止及び現像剤の長期にわたる特性を維持すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、現像器に対して現像剤を補給する手段
と、現像器内の現像剤を回収する手段とを有する現像装
置において、現像器内の現像剤の劣化度合いを計測する
計測手段とを備え、計測手段の計測値に応じて現像器内
からの現像剤の回収量ないしは時間又は現像器への現像
剤の補給量ないしは時間を決定したものである。

【００１１】また、該現像器内の現像剤が所定時間に達
した時に、測定手段の測定を行ってもよく、現像器内の
現像剤が第１の所定時間に達した時に、測定手段の測定
を行い、該計測手段の計測値に応じて現像器内からの現
像剤の回収量又は現像器への現像剤の補給量を必要とし
ないと決定した場合、第１の所定時間を第２の所定時間
と変更してもよい。

【００１２】さらに、決定された現像器内からの現像剤
の回収量又は現像器への現像剤の補給量を積算し、現像
剤補給容器又は現像剤回収容器の交換時期を決定すると
よい。尚、所定時間は、所定枚数の印刷時間または現像
器の稼働時間とすることが好ましく、現像器内の現像剤
の劣化度合いを計測する計測手段はトナー濃度検出手段
であればよく、このトナー濃度検出手段は、現像器内の
トナー濃度を検出手段と現像器外のトナー濃度を検出す
る検出手段であると更によい。

【００１３】

【作用】現像器に対して現像剤を補給する手段と、現像
器内の現像剤を回収する手段とを有する現像装置におい
て、現像器内の現像剤の劣化度合いを計測する計測手段
とを備え、計測手段の計測値に応じて現像器内からの現
像剤の回収量ないしは時間又は現像器への現像剤の補給
量ないしは時間を決定することにより、現像剤の劣化度
合いにより現像剤の交換量を可変とでき、現像器内の現
像剤の特性維持及びそれによる画像品質の維持と現像剤
の無駄な交換を防ぐことが可能になる。

【００１４】また、該現像器内の現像剤が所定時間に達
した時に、測定手段の測定を行うことで、環境変動、使
用状況等による現像剤の劣化度合いの検出のバラツキが
発生したとき、すぐに現像剤の交換を実施してしまうと
いう現像剤の無駄な交換を防ぐことが可能になる。

【００１５】そして、現像器内の現像剤が第１の所定時
間に達した時に、測定手段の測定を行い、該計測手段の
計測値に応じて該現像器内からの現像剤の回収量又は現
像器への現像剤の補給量を必要としないと決定した場
合、第１の所定時間を第２の所定時間と変更すること
で、現像剤の交換時期を遅らせることが可能になる。

【００１６】さらに、決定された現像器内からの現像剤
の回収量又は現像器への現像剤の補給量を積算し、現像
剤補給容器又は現像剤回収容器の交換時期を決定するこ
とで、現像剤補給容器及び回収容器に新たな検出器を設
けることなく、それらの交換を決定、制御することが可
能になる。

【００１７】尚、所定時間は、所定枚数の印刷時間また
は現像器の稼働時間とすることで、現像能力にあわせた
容器の交換が可能となる。そして、現像器内の現像剤の
劣化度合いを計測する計測手段はトナー濃度検出手段と
することで、劣化度合いを計測する特別な検知部材を用
いることなく計測可能となり、このトナー濃度検出手段
は、現像器内のトナー濃度を検出手段と現像器外のトナ
ー濃度を検出する検出手段とすれば、より精度の優れた
検知が可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を基づいて具体
的に説明する。図１は、本発明を実施するための現像装
置を備えるレーザープリンタの内部機構の概略的全体構
成を示すである。プリンタ本体１０内には、そのほぼ中
央にドラム上の感光体１１が設けられている。感光体１
１の周りには、矢示する駆動方向の順に、帯電装置１
２、現像装置１３、転写装置１４、クリーニング装置１
５が配置される。帯電装置１２、現像装置１３、転写装
置１４、クリーニング装置１５が配置される。帯電装置
１２、現像装置１３、クリーニング装置１５の上方に
は、光書き込み装置１６が配置される。装置本体１０の
図で見て右側には、用紙Ｓを収納した給紙カセット１７
が着脱自在に取り付けられている。

【００１９】このレーザープリンタ１０を使用して用紙
Ｓに画像形成を行う場合には、給紙コロ１８を回転駆動
して給紙カセット１７内から用紙Ｓを矢印Ａ方向に送り
だし、レジストローラ対１９でタイミングを取って用紙
Ｓを感光体１１の下側へ搬送する。感光体１１は、矢示
する時計方向に回転駆動し、その際、帯電装置１２によ
って表面を一様に帯電され、その後、光書き込み装置１
６からレーザー光を照射され、静電潜像を形成する。こ
の潜像は、現像装置１３に対向する位置を通過する際に
トナーによって可視像化される。

【００２０】そして、前記可視像は、感光体１１の下側
に搬送された用紙Ｓの上面に転写装置１４によって転写
される。画像転写後に定着装置２０で定着された用紙Ｓ
は搬送路２１内を通して搬送され、排紙ローラ対２２で
排出され、排紙トレイ２３上にストックされる。他方、
画像転写後の感光体１１は、その表面の残留トナーをク
リーニング装置１５で除去される。

【００２１】図２は、レーザープリンタに備えられた現
像装置の詳細を示す図である。現像器３０の内部には、
現像スリーブ３６、搬送スクリュー４４、４５、汲み上
げパドル４６が配置されている。搬送スクリュー４４、
４５により循環搬送された現像剤は、汲み上げパドル４
６により現像スリーブ３６へと供給され、現像スリーブ
３６周面に形成される磁気ブラシにより感光体上１１上
の静電潜像へトナーのみが静電的に吸着して可視像化を
行う。

【００２２】このような現像処理を行うにあたり、最適
な帯電量を得られる状態で現像を行うべく、現像器３０
内で使用される現像剤４１中のトナーとキャリアとを、
用いられる現像剤によって設定される一定の比率に保つ
ように制御する。通常、その制御をトナー濃度制御と称
し、トナー濃度検知器３５により消費されたトナー量を
検知し、それに応じたフレッシュトナーを現像器内へと
供給する。ここで、トナーは、フレッシュトナーを供給
し補充すれば問題ないが、キャリアに関しては、トナー
のように消費されず繰り返し使用される。すると、摩擦
帯電を特性を強化すべくキャリア粒子表面に施された被
覆物が剥がれるなどしキャリアとして劣化する。すると
帯電能力の低下などにつながり画像の劣化にもつながる
ことになる。そこでキャリアの交換が必要となってく
る。

【００２３】現像器３０には、トナーとキャリアからな
る未使用現像剤３７を収容した収納容器３１が着脱自在
に取り付けて有る。この現像剤３７の供給は、収納容器
出口付近に設けられた現像剤供給ローラ３８が回転して
行われる。この現像剤供給ローラ３８の回転量（回転時
間）により供給量が制御される。

【００２４】次に現像剤の回収である。現像器３０の下
方には、使用済み現像剤４２を回収する回収容器３２が
着脱自在に設けられている。この回収容器３２の容積は
収納容器３１の容積よりも大きいことが好ましいが、回
収容器３２と収納容器３１とをほぼ同一の容積とするこ
とによって、回収容器３２と収納容器３１の交換時期を
合わせることができる。

【００２５】使用済み現像剤の回収は、現像器下部に配
置された開閉自在のシャッタ４３が開くことにより行わ
れ、前記シャッタ４３の開放時間を制御することによっ
て現像剤回収量を制御することができる。図示はしてい
ないが現像剤供給と同様の現像剤回収ローラという構成
でのローラ回転による回収方式、もしくは現像器３０内
の現像剤４１の液面が、ある位置を越えるとあふれるよ
うなオーバーフロー方式をとっても良い。この場合は、
現像剤の供給が先になる。

【００２６】図３は、本発明の１つの実施例を示すフロ
ー図である。図１に示す装置においてプリント動作を繰
り返すと、現像器３０内の現像剤４１は感光体１１上の
静電潜像を可視像化するために現像器内を循環する。そ
のプリント動作にともない劣化度合いの計測を実施す
る。

【００２７】すなわち、この現像剤の劣化度合いの計測
に関しては現像剤中のトナーとキャリアの混合比をトナ
ー濃度検知器３５により計測している。また、ある一定
条件で作られた感光体上の静電潜像を現像した後の感光
体上のトナー付着量を図２の反射型トナー付着量検出器
３４で計測（異なる条件で作られた複数の静電潜像の現
像後の感光体上のトナー付着量を検出し、その比較結果
で劣化度合いを求める方法も含む）してもよい。さらに
トナー濃度検知器３５による現像剤中のトナーとキャリ
アの混合比の計測結果及び反射型トナー付着量検出器３
４による感光体上の静電潜像を現像した後の感光体上の
トナー付着量の計測結果から現像剤の劣化度合いを計測
してもよい。さらには詳細は示さないが現像剤中を流れ
る電流値の変化を計測してもよく、現像剤の流動性を計
測してもよい。

【００２８】現像剤の劣化度合いが計測されると、計測
値Ａとあらかじめ設定された設定値Ａ０との比較を行
い、この結果現像剤が劣化したと判断したときは計測値
とあらかじめ設定された設定値との比較結果から現像剤
の交換量（回収量と供給量）を決定し、それに従って制
御された現像剤の交換動作すなわち図２のシャッタ４３
が決定された回収量を回収するよう開放時間が制御さ
れ、回収終了後に現像剤供給ローラ３８が回収量と同量
の供給量を供給するようにローラ回転時間が制御する動
作が実施される。

【００２９】なお、この時設定値を感光体の劣化状況、
露光条件、帯電条件等を基に可変に変更したり、計測値
を可変に補正することで、補給量または補給時間をかえ
ることができる。

【００３０】また、現像剤の劣化度合いの計測値とあら
かじめ設定された設定値との比較において、現像剤がま
だ劣化していないと判断したときは通常のプリント動作
に戻り、再び現像剤の劣化度合いの計測を行う。この動
作を現像剤が劣化したと判断し、現像剤の交換量を決定
し、交換動作に入るまで繰り返される。

【００３１】さらに、この現像剤の交換を制御するＣＰ
Ｕにおいて、現像剤の供給または回収毎の供給または回
収量もしくは供給または回収時間等を積算することによ
って、収納容器３１内の現像剤３７の減少または回収用
器３２内の現像剤の増加を把握することができるので、
積算値がはじめにセットされた供給又は回収量を越えた
と判断したときは収納容器３１または収納容器３１もし
くは収納容器３１と回収容器３２の両方の交換時期を決
定し、交換を指示するよう制御する。

【００３２】図４は、本発明の他の実施例を示すフロー
図である。図１に示す装置においてプリント動作を繰り
返すと、現像器３０内の現像剤４１は感光体１１上の静
電潜像を可視像化するために、現像器内を循環する。そ
してあらかじめ現像剤の構成、現像剤量等により検討、
決定された寿命をもとに設定された現像剤の使用時間に
達するまでプリント動作を繰り返す。この現像剤の使用
時間をカウント計測する方法として、所定の使用時間を
カウントする方法や印刷枚数の印刷時間をカウントする
方法、現像器の稼働時間をカウントする方法等があり、
その他の方法でも良い。

【００３３】そして設定された現像剤の使用時間Ｃ０に
測定値Ｃが達したときに現像剤の劣化度合いを計測す
る。すなわち、この現像剤の劣化度合いの計測に関して
は現像剤中のトナーとキャリアの混合比をトナー濃度検
知器３５により計測する方法、ある一定条件で作られた
感光体上の静電潜像を現像した後の感光体上のトナー付
着量を図２の反射型トナー付着量検出器３４で計測する
方法（異なる条件で作られた複数の静電潜像の現像後の
感光体上のトナー付着量を検出し、その比較結果で劣化
度合いを求める方法も含む）等がある。

【００３４】さらにトナー濃度検知器３５による現像剤
中のトナーとキャリアの混合比の計測結果及び反射型ト
ナー付着量検出器３４による感光体上の静電潜像を現像
した後の感光体上のトナー付着量の計測結果から現像剤
の劣化度合いを計測する方法も有効である。さらには詳
細は示さないが現像剤中を流れる電流値の変化を計測す
る方法、現像剤の流動性を計測する方法等の他の方法で
も現像剤の劣化度合いを計測することができる。

【００３５】現像剤の劣化度合いが計測されると、計測
値Ａとあらかじめ設定された設定値Ａ０との比較を行
い、この結果現像剤が劣化したと判断したときは計測値
とあらかじめ設定された設定値との比較結果から現像剤
の交換量（回収量と供給量）を決定し、それに従って制
御された現像剤の交換動作、すなわち図２のシャッタ４
３が決定された回収量を回収するよう開放時間が制御さ
れ、回収終了後に現像剤供給ローラ３８が回収量と同量
の供給量を供給するようにローラ回転時間が制御する動
作が実施される。

【００３６】また、現像剤の劣化度合いの計測値とあら
かじめ設定された設定値との比較において、現像剤がま
だ劣化していないと判断したときは通常のプリント動作
に戻り、再び現像剤の劣化度合いの計測を行う。この動
作を現像剤が劣化したと判断し、現像剤の交換量を決定
し、交換動作に入るまで繰り返される。

【００３７】図５は、本発明の更に他の実施例を示すフ
ロー図である。図１に示す装置においてプリント動作を
繰り返すと、現像器３０内の現像剤４１は感光体１１上
の静電潜像を可視像化するために、現像器内を循環す
る。そしてあらかじめ現像剤の構成、現像剤量等により
検討、決定された寿命をもとに設定された現像剤の使用
時間に達するまでプリント動作を繰り返す。この現像剤
の使用時間をカウント計測する方法として、所定の使用
時間をカウントする方法や印刷枚数の印刷時間をカウン
トする方法、現像器の稼働時間をカウントする方法等が
あり、その他の方法でも良い。

【００３８】そして設定された現像剤の使用時間Ｃ０に
計測値Ｃが達したときに現像剤の劣化度合いを計測す
る。すなわち、この現像剤の劣化度合いの計測に関して
は現像剤中のトナーとキャリアの混合比をトナー濃度検
知器３５により計測する方法、ある一定条件で作られた
感光体上の静電潜像を現像した後の感光体上のトナー付
着量を図２の反射型トナー付着量検出器３４で計測する
方法（異なる条件で作られた複数の静電潜像の現像後の
感光体上のトナー付着量を検出し、その比較結果で劣化
度合いを求める方法も含む）等がある。

【００３９】さらにトナー濃度検知器３５による現像剤
中のトナーとキャリアの混合比の計測結果及び反射型ト
ナー付着量検出器３４による感光体上の静電潜像を現像
した後の感光体上のトナー付着量の計測結果から現像剤
の劣化度合いを計測する方法も有効である。さらには詳
細は示さないが現像剤中を流れる電流値の変化を計測す
る方法、現像剤の流動性を計測する方法等の他の方法で
も現像剤の劣化度合いを計測することができる。

【００４０】現像剤の劣化度合いが計測されると、計測
値Ａとあらかじめ設定された設定値Ａ０との比較を行
い、この結果現像剤が劣化したと判断したときは計測値
とあらかじめ設定された設定値との比較結果から現像剤
の交換量（回収量と供給量）を決定し、それに従って制
御された現像剤の交換動作、すなわち、図２のシャッタ
４３が決定された回収量を回収するよう開放時間が制御
され、回収終了後に現像剤供給ローラ３８が回収量と同
量の供給量を供給するようにローラ回転時間が制御する
動作が実施される。

【００４１】そして現像剤の劣化度合いの計測値Ａとあ
らかじめ設定された設定値Ａ０との比較において、現像
剤がまだ劣化していないと判断したときは、次に現像剤
の劣化度合いを計測する時期をあらたに設定する。すな
わち、あらかじめ現像剤の構成、現像剤量等により検
討、決定された寿命をもとに設定された現像剤の使用時
間の設定をＣ０からＣ２に変更し、その後プリント動作
により設定し変更した後の使用時間Ｃ３に達したら、再
び現像剤の劣化度合いの計測を行う。この設定変更後の
使用時間Ｃ２はあらかじめ決められている値である。

【００４２】すなわち一回目の現像剤使用時間Ｃ０を第
一の設定値とすると設定変更後の使用時間は第二の設定
値Ｃ２ということである。そして、この動作が現像剤が
劣化したと判断し、現像剤の交換量を決定し、交換動作
に入るまで繰り返される。

【００４３】

【発明の効果】本発明による現像装置は、現像剤の劣化
度合いを検出する検出値に応じた現像剤を交換し、現像
剤の無駄な交換の防止及び現像剤の長期にわたる特性を
維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明を実施するための現像装置を
備えるレーザープリンタの内部機構の概略的全体構成を
示すである。

【図２】図２は、レーザープリンタに備えられた現像装
置の詳細を示す図である。

【図３】図３は、本発明の１つの実施例を示すフロー図
である。

【図４】図４は、本発明の他の実施例を示すフロー図で
ある。

【図５】図５は、本発明の更に他の実施例を示すフロー
図である。

【符号の説明】

３０現像器３１収納容器３２回収容器３４トナー付
着量検知器３５トナー濃度検知器３７未使用現
像剤３８現像剤供給ローラ４１現像剤４２使用済み現像剤４３シャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横川信人東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像器に対して現像剤を補給する手段
と、該現像器内の現像剤を回収する手段とを有する現像
装置において、該現像器内の現像剤の劣化度合いを計測
する計測手段とを備え、該計測手段の計測値に応じて該
現像器内からの現像剤の回収量ないしは時間又は現像器
への現像剤の補給量ないしは時間を決定することを特徴
とする現像装置。
【請求項２】請求項１記載の現像装置において、該現
像器内の現像剤が所定時間に達した時に、測定手段の測
定を行うことを特徴とする現像装置。
【請求項３】請求項２記載の現像装置において、該現
像器内の現像剤が第１の所定時間に達した時に、測定手
段の測定を行い、該計測手段の計測値に応じて該現像器
内からの現像剤の回収量又は現像器への現像剤の補給量
を必要としないと決定した場合、第１の所定時間を第２
の所定時間と変更することを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１記載の現像装置において、決定
された現像器内からの現像剤の回収量又は現像器への現
像剤の補給量を積算し、現像剤補給容器又は現像剤回収
容器の交換時期を決定することを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項２記載の現像装置において、所定
時間は、所定枚数の印刷時間または現像器の稼働時間で
あることを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項１記載の現像装置において、現像
器内の現像剤の劣化度合いを計測する計測手段はトナー
濃度検出手段であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】請求項７記載の現像装置において、トナ
ー濃度検出手段は、現像器内のトナー濃度を検出手段と
現像器外のトナー濃度を検出する検出手段とからなるこ
とを特徴とする現像装置。