JPH09269644A

JPH09269644A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09269644A
Application number: JP8078026A
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: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

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】設定された現像剤の所定値である使用時間
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。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の現像器下部に配置
したシャッタ４３が開き、決定された回収量を回収用器
３２に現像器内の現像剤を回収するよう開放時間が制御
され、回収終了後にシャッタ４３を閉じ現像剤供給ロー
ラ３８が回転を開始し、回収量と同量の未使用現像剤の
供給量を現像器に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、現像剤の補給が終了すると現像剤
の交換動作が完了する。

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や特開平４ー２９２７０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
現像剤又は一部の所定の現像剤量を排出する手段と、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。

【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、一定の
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時間もしく
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、これらは新たな検知部材を
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】

【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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、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、現像器内の現像剤が所定値に達した
時に、計測手段の計測値に応じて現像器内からの現像剤
の回収又は現像器への現像剤の補給を行うものである。

【００１０】また、現像器内の現像剤が第１の所定値に
達した時に、測定手段の測定を行い、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又は現像器への現
像剤の補給を必要としないと決定した場合、第１の所定
値を第２の所定値へと変更してもよい。なお、第２の所
定値は、計測手段の計測値に応じて決定するか、第１の
所定値より小さいことが好ましい。

【００１１】なお、所定値は、所定の印刷枚数または現
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する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れば更によい。

【００１２】

【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、現像器内の現像剤が所定値に達した時に、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又
は現像器への現像剤の補給を行うことで、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り、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。

【００１３】そして、現像器内の現像剤が第１の所定値
に達した時に、測定手段の測定を行い、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又は現像器へ
の現像剤の補給を必要としないと決定した場合、第１の
所定値を第２の所定値と変更することで、現像剤の交換
時期を遅らせることが可能になる。

【００１４】なお、第２の所定値は、計測手段の計測値
に応じて決定するので、より適切に現像剤の交換時期を
遅らせることが可能になる。また、第２の所定値は、第
１の所定値より小さいくすれば、第２の所定値による測
定は既に第１の測定値で使用された現像剤であり、劣化
も発生しているので、より適切に現像剤の交換時期を遅
らせることが可能になる。また、所定値を所定の印刷枚
数または現像器の稼働時間とすれば、現像能力にあわせ
た交換が可能となる。

【００１５】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。

【００１６】

【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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。この収納容器３１内には現像器内の
現像剤量と同量の現像剤３７が収納されている。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。

【００２２】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の容積よりも大きくともよいが、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。

【００２３】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。前記シャッタ
４３の開放時間を現像器内の現像剤全量または一部を回
収するのに十分な時間をとることにより、現像器内の現
像剤の回収が終了する。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
よる回収方式や現像器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。

【００２４】図３は、本発明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すなわ
ち所定値に達するまでプリント動作を繰り返す。この現
像剤の使用時間すなわち所定値をカウント計測するもの
として、印刷枚数の印刷時間や現像器の稼働時間や特定
装置（例えば感光体や帯電器やクリーニング装置）の使
用時間があり、他にも搬送スクリューの搬送時間や紙搬
送系の搬送時間があり、他にも印刷枚数、電源の入力回
数等がある。

【００２５】そして設定された現像剤の所定値である使
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。

【００２６】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。

【００２７】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の現像器下部
に配置したシャッタ４３が開き、決定された回収量を回
収用器３２に現像器内の現像剤を回収するよう開放時間
が制御され、回収終了後にシャッタ４３を閉じ現像剤供
給ローラ３８が回転を開始し、回収量と同量の未使用現
像剤の供給量を現像器に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、現像剤の補給が終了すると
現像剤の交換動作が完了する。

【００２８】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。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い、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。

【００２９】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。

【００３０】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。そして設定された
現像剤の第１の所定値である使用時間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。

【００３１】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の現像器下部
に配置したシャッタ４３が開き、決定された回収量を回
収用器３２に現像器内の現像剤を回収するよう開放時間
が制御され、回収終了後にシャッタ４３を閉じ現像剤供
給ローラ３８が回転を開始し、回収量と同量の未使用現
像剤の供給量を現像器に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、現像剤の補給が終了すると
現像剤の交換動作が完了する。

【００３２】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第２の所定値Ｃ２である時期を
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第１の所定値Ｃ０か
ら第２の所定値Ｃ２に変更し、その後プリント動作等に
より変更した後の所定値Ｃ２に使用時間Ｃ３が達した
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。

【００３３】ここで第２の設定値を第１の設定値より小
さく決めておく。第２の所定値を第１の所定値より小さ
いくすれば、第２の所定値による測定は既に第１の測定
値で使用された現像剤であり、劣化も発生しているので
測定までの不必要な時間を省ける。

【００３４】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。そして設定
された現像剤の第１の所定値である使用時間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。

【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の現像器下部
に配置したシャッタ４３が開き、決定された回収量を回
収用器３２に現像器内の現像剤を回収するよう開放時間
が制御され、回収終了後にシャッタ４３を閉じ現像剤供
給ローラ３８が回転を開始し、回収量と同量の未使用現
像剤の供給量を現像器に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、この現像剤の補給が終了す
ると現像剤の交換動作が完了する。

【００３６】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、現像剤の劣化度合いの計
測値Ａ０とあらかじめ設定された設定値Ａとの比較の結
果から、次に現像剤の劣化度合いを計測する時期ＣＮ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Ｃ０の設定のしなおしを行い、そ
の後プリント動作等により変更した後の所定値ＣＮに使
用時間Ｃ４が達したら、再び現像剤の劣化度合いの計測
を行う。この設定しなおし後の使用時間ＣＮは現像剤の
劣化度合いの計測値Ａとあらかじめ設定された設定値Ａ
０との差が大きいときは、これに準じて大きくし、差が
小さいときは、これに準じて小さくするよう制御されて
いる。このように現像剤が劣化したと判断するまで、劣
化度合いの計測、設定値との比較、使用時間の再設定・
再々設定等を繰り返す。

【００３７】

【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、該現像器内の現像剤が所定値に
達した時に、該計測手段の計測値に応じて該現像器内か
らの現像剤の回収又は現像器への現像剤の補給を行うこ
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
像器内の現像剤が第１の所定値に達した時に、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又は現像器への現像剤の補給を必要
としないと決定した場合、第１の所定値を第２の所定値
へと変更する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、第２
の所定値は、計測手段の計測値に応じて決定することを
特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項２記載の現像装置において、第２
の所定値は、第１の所定値より小さいことを特徴とする
現像装置。
【請求項５】請求項１記載の現像装置において、所定
値は、所定の印刷枚数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６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する検
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。