(57)【要約】【課題】現像剤担持体の劣化による現像剤担持体を含むユニットの寿命に関する情報の報知をより精度よく行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、現像剤担持体１７と、供給部材２０と、トナー収納ユニット２４と、を有し、現像剤担持体１７を含む現像ユニット２３とトナー収納ユニット２４とを個別に交換可能な画像形成装置１００は、供給部材２０に流れる電流を検知する電流検知手段３４と、新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後の所定のタイミングにおける電流検知手段３４の検知結果に基づいて、現像ユニット２３の寿命に関する情報を報知するための処理を実行する制御手段１０１と、を有する構成とする。【選択図】図６
2020187192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
トナーを担持して前記像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体にトナーを供給する回転可能な供給部材と、
前記現像剤担持体に供給するトナーが収納されたトナー収納ユニットと、
を有し、前記現像剤担持体を含む現像ユニットと前記トナー収納ユニットとを個別に交換可能な画像形成装置であって、
前記供給部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、
新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後の所定のタイミングにおける前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前記現像ユニットの寿命に関する情報を報知するための処理を実行する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記現像剤担持体の使用量と相関する指標値に基づいて前記現像ユニットの寿命残量を更新して求める処理において、前記現像剤担持体の使用量の増加に対する前記現像ユニットの寿命残量の減少量に対応する値を、前記電流検知手段の検知結果に基づいて補正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】
前記制御手段は、前記現像ユニット及び前記トナー収納ユニットが共に新品の状態から新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後の前記所定のタイミングにおける前記電流検知手段の検知結果を基準とし、新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始されるごとに取得される前記所定のタイミングにおける前記電流検知手段の検知結果の前記基準からの変化量に基づいて、前記補正における補正量を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、一の新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後に取得された前記変化量と次の新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後に取得された前記変化量との差分が第１の値である場合よりも、前記差分が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合の方が、前記次の新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後の前記補正における補正量が大きくなるように、前記補正量を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記現像ユニットの寿命残量が所定値以下になった場合には、前記トナー収納ユニットの内部のトナーの量に基づいて、前記現像ユニットの寿命残量を求めることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ユニットの周囲の環境を検知する環境検知手段を有し、
前記制御手段は、前記電流検知手段により前記供給部材に流れる電流を検知した際の前記環境検知手段の検知結果と、前記環境検知手段の検知結果と前記電流検知手段の検知結果との関係に関する情報と、に基づいて、前記電流検知手段の検知結果を所定の環境における前記電流検知手段の検知結果に変換して用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記指標値は、前記現像剤担持体を用いて出力した画像の数に対応する値であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
現像ユニットの寿命期間は、前記トナー収納ユニットの寿命期間よりも長いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体と前記供給部材とは、前記現像剤担持体と前記供給部材との当接部において互いの表面が同方向に周速差を持って移動するようにそれぞれ回転することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記供給部材との間の電位差は５０Ｖ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記電流の検知時に、前記現像剤担持体と前記規制部材との間の電位差は画像形成動作時と略同一であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記現像剤担持体を前記像担持体に対して当接及び離間させる離接手段を有し、前記電流の検知時に、前記現像剤担持体は、前記離接手段によって前記像担持体から離間させられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記供給部材の電気抵抗は、１×１０８（Ω）以下であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
トナー像を担持する像担持体と、
トナーを担持して前記像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体にトナーを供給する回転可能な供給部材と、
前記現像剤担持体に供給するトナーが収納され、内部に収納されたトナーが所定量以下になった場合に新品のトナーを補充することが可能なトナー収納ユニットと、
を有し、前記現像ユニットを交換可能な画像形成装置であって、
前記供給部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記トナー収納ユニットの内部の新品のトナーの使用が開始された後の所定のタイミングにおける前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前記現像ユニットの寿命に関する情報を報知する処理を実行する制御手段と、
を有す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】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式（電子写真プロセス）を用いた画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」という。）を一様に帯電させ、帯電した感光体を選択的に露光することによって、感光体上に静電像を形成する。感光体上に形成した静電像は、現像装置により現像剤としてのトナーを用いてトナー像として現像（顕像化）する。そして、感光体上に形成したトナー像を、直接又は中間転写体を介して、記録用紙やプラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写したトナー像に熱や圧力を加えてトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
【０００３】
現像装置は、例えば、トナーを収納する現像容器と、現像容器の開口部から一部が現像容器の外部に露出するように配置された現像剤担持体と、現像剤担持体上のトナーの量を規制する規制部材と、現像剤担持体にトナーを供給する供給部材と、を有する。規制部材及び供給部材は、それぞれ現像剤担持体の表面に当接して配置される。また、現像方式としては、例えば、感光体と現像剤担持体（より詳細には現像剤担持体上のトナー層）とが接触した状態で現像を行う接触現像方式がある。接触現像方式は、トナーの飛び散りや飛散が少ないという利点を有する。
【０００４】
現像装置を用いた画像出力枚数（現像装置の使用量）の増加に伴って、現像装置内のトナーは規制部材や供給部材との摺擦を繰り返し受けて劣化する。トナーの劣化は、トナーからの外添剤の離脱などによって起る。これにより、トナーの流動性が低下し、現像剤担持体に対するトナーの付着力が強くなって、現像剤担持体の表面にトナー及びトナーに外添されている外添剤などが融着することによるフィルミングが発生することがある。そして、画像出力枚数が増加するにつれてフィルミングによる付着物が現像剤担持体の表面に蓄積していくことがある。
【０００５】
現像剤担持体の表面にフィルミングによる付着物が蓄積されると、現像剤担持体の表面粗さの低下や、現像剤担持体の電気抵抗値の上昇といった、現像剤担持体の劣化が生じる。そして、このフィルミングによる現像剤担持体の劣化が進むと、例えば、トナーに所望の電荷量を与えられないことによる「かぶり」やハーフトーンでの濃度ムラなどの画像不良が発生することがある。なお、「かぶり」とは、感光体上の非画像部にトナーが付着してしまう現象である。
【０００６】
そのため、現像剤担持体の走行距離などの現像剤担持体の使用量と相関する指標値に基づいて現像剤担持体を含むユニットの寿命を判断することが行われることがある。なお、現像剤担持体の使用量と相関する指標値は、現像剤担持体の走行距離、回転回数、回転時間、画像出力枚数などであってよいが、ここでは総称して単に「走行距離」と呼ぶことがある。
【０００７】
しかし、現像剤担持体の走行距離のみから寿命を判断する場合には、現像装置の使用条件（使用状況、使用環境）などによって、現像剤担持体の実際の劣化状態と、現像剤担持体を含むユニットの寿命到達が報知されるタイミングと、にズレが生じることがある。つまり、実際は継続して使用可能な状態の現像剤担持体を含むユニットを、走行距離のみから判断して寿命に到達したと報知してしまうことがある。
【０００８】
特許文献１では、現像剤担持体を含むユニットの寿命の判断の精度を向上させることを目的として、現像剤担持体の走行距離による現像剤担持体を含むユニットの寿命到達の報知に対して、現像装置内のトナーの量に応じた補正を加えることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１６−１６１６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
現像装置内のトナーの残量が少ない、つまり、現像装置が長期間にわたり使用され、現像装置内のトナーの劣化が進んでいる状態では、フィルミングが進行しやすい。そのため、上記従来例のように、現像剤担持体を含むユニットの寿命の判断に現像装置内のトナーの量に応じた補正を加えることは、現像剤担持体を含むユニットの寿命の判断の精度を向上するうえで一定の効果を有するものと考えられる。しかし、この方法では、実際のフィルミング状態やフィルミングに伴う特性変化を検知していない。そのため、現像装置の使用条件などによって、フィルミング状態に応じた寿命到達を報知すべきタイミングと、実際に寿命到達が報知されるタイミングと、にズレが生じることがある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、現像剤担持体の劣化による現像剤担持体を含むユニットの寿命に関する情報の報知をより精度よく行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する像担持体と、トナーを担持して前記像担持体との対向部に搬送する回転可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体にトナーを供給する回転可能な供給部材と、前記現像剤担持体に供給するトナーが収納されたトナー収納ユニットと、を有し、前記現像剤担持体を含む現像ユニットと前記トナー収納ユニットとを個別に交換可能な画像形成装置であって、前記供給部材に流れる電流を検知する電流検知手段と、新品の前記トナー収納ユニットの使用が開始された後の所定のタイミングにおける前記電流検知手段の検知結果に基づいて、前記現像ユニットの寿命に関する情報を報知するための処理を実行する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、現像剤担持体の劣化による現像剤担持体を含むユニットの寿命に関する情報の報知をより精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】プロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。
【図４】現像ローラ及び供給ローラに関する部分の模式的な回路図である。
【図５】電流検知動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図６】現像ユニットの寿命残量を求めるための補正係数を設定する処理のフローチャート図である。
【図７】現像ユニットの寿命到達を報知する動作を説明するためのフローチャート図である。
【図８】画像出力枚数と現像ローラ上のトナー層の表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図９】供給ローラに流れる電流と現像ローラ上のトナー層の表面電位との関係を示すグラフ図である。
【図１０】画像出力枚数と供給ローラに流れる電流との関係を示すグラフ図である。
【図１１】現像ユニットの寿命残量を求める方法を説明するためのグラフ図である。
【図１２】相対湿度と供給ローラに流れる電流との関係を説明するためのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適応される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施例に限定する主旨のものではない。
【００１６】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置１００の装置本体１００Ａに接続された画像読取装置、又は装置本体１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータなどのホスト機器から、装置本体１００Ａに入力される。
【００１７】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。なお、本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、総括的に説明する。
【００１８】
画像形成装置１００は、トナー像を担持する像担持体として、回転可能なドラム型（円筒形）の感光体である感光ドラム１を有する。４個の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、鉛直方向と交差する方向に並設されている。感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）としてのドラム駆動モータ６１（図３）によって図中矢印Ａ方向（時計回り方向）に回転駆動される。回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２によって、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に帯電処理される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（スキャナユニット）３によって走査露光され、感光ドラム１上に画像情報に応じた静電像（静電潜像）が形成される。露光装置３は、画像情報に応じて変調されたレーザー光を感光ドラム１上に照射する。本実施例では、露光装置３は、各感光ドラム１を露光する１つのユニットとして構成されている。感光ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置４によって現像剤としてのトナーが供給されて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像（現像剤像）が形成される。本実施例では、現像装置４は、現像剤として非磁性一成分現像剤であるトナー（非磁性トナー）を用いる。また、本実施例では、現像装置４は、後述する現像剤担持体としての現像ローラ１７（図２）を感光ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである（接触現像方式）。すなわち、本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した露光部（画像部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する。本実施例では、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。
【００１９】
４個の感光ドラム１に対向して、中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、４個の感光ドラム１に当接して回転可能なように設けられている。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（張架ローラ）としての駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、テンションローラ５３に掛け渡されて所定の張力で張架されている。中間転写ベルト５は、図示しない駆動手段（駆動源）としてのベルト駆動モータによって駆動ローラ５１が回転駆動されることで駆動力が伝達されて、図中矢印Ｂ方向（反時計回り方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対応して、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に向けて押圧され、中間転写ベルト５と感光ドラム１とが当接する一次転写部（一次転写ニップ部）Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ８の作用によって、回転している被転写体としての中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。一次転写工程時に、一次転写ローラ８には、印加手段としての一次転写電源（高圧電源）４２（図３）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の一次転写バイアス（一次転写電圧）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト５上に重ね合わされるようにして順次転写される。
【００２０】
中間転写ベルト５の外周面側において、二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に向けて押圧され、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部（二次転写ニップ部）Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト５上に形成されたトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とに挟持されて搬送されている被転写体としての記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。二次転写工程時に、二次転写ローラ９には、印加手段としての二次転写電源（高圧電源）４３（図３）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の二次転写バイアス（二次転写電圧）が印加される。記録材Ｐは、給送装置１２によって、中間転写ベルト５上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部Ｎ２に供給される。
【００２１】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置１０へと搬送される。定着装置１０は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐに熱及び圧力を加えることで、記録材Ｐ上にトナー像を定着（溶融、固着）させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、装置本体１００Ａの外部に排出（出力）される。
【００２２】
また、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６によって感光ドラム１上から除去されて回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１１によって中間転写ベルト５上から除去されて回収される。
【００２３】
なお、本実施例では、画像形成装置１００は、所望の１つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
【００２４】
また、本実施例では、各画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びドラムクリーニング装置６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体１００Ａに対して着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て略同一の形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００２５】
２．プロセスカートリッジ
次に、プロセスカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」ともいう。）７について更に説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のカートリッジ７の概略断面（主断面）図である。なお、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。
【００２６】
カートリッジ７は、感光ドラム１などを備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７などを備えた現像装置４と、が一体化されて構成されている。
【００２７】
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、駆動手段（駆動源）としてのドラム駆動モータ６１（図３）からの駆動力が伝達されることで、画像形成動作に応じて図中矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。本実施例では、感光ドラム１は、アルミニウム製のシリンダの外周面に、機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層をこの順番でコーティングした有機感光ドラムである。
【００２８】
また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ２が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の外周面（表面）に接触するように配置されている。本実施例では、帯電ローラ２は、導電性の芯金と、この芯金の周囲に導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）と、を有して構成され、ゴム層が感光ドラム１に加圧接触させられることで、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。帯電工程時に、帯電ローラ２の芯金には、印加手段としての帯電電源（高圧電源）４１（図３）から、所定の直流電圧である帯電バイアス（帯電電圧）が印加される。これにより、感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。露光装置３から画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、帯電処理された感光ドラム１上を露光する。感光ドラム１上の露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位の絶対値が低下する。これにより、感光ドラム１の表面の露光された部位には、所定の明部電位（Ｖｌ）が形成される。その結果、感光ドラム１上に、未露光部位（非露光部、非画像部）は所定の暗部電位（Ｖｄ）、露光部位（露光部、画像部）は明部電位（Ｖｌ）の静電潜像が形成される。本実施例では、画像形成時（静電像形成時）には、暗部電位Ｖｄ＝−４００Ｖ、明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖとした。
【００２９】
また、クリーニング枠体１４には、クリーニング部材としてのクリーニングブレード６ａが取り付けられている。クリーニングブレード６ａは、感光ドラム１の外周面（表面）に接触するように配置されている。クリーニングブレード６ａは、回転する感光ドラム１の表面から一次転写残トナーを掻き取る。クリーニングブレード６ａによって感光ドラム１の表面から除去された一次転写残トナーは、クリーニング枠体１４の内部に形成された回収トナー室６ｂに落下して収容される。回収トナー室６ｂを構成するクリーニング枠体１４と、クリーニングブレード６ａと、によって、ドラムクリーニング装置６が構成される。
【００３０】
現像装置４は、現像室１８ａと、現像剤収納部としてのトナー収納室１８ｂと、が内部に形成され、現像装置４の各種要素を支持する枠体としての現像枠体（現像容器）１８を有する。現像室１８ａには、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ１７と、現像ローラ１７にトナーを供給する供給部材としての供給ローラ２０と、現像ローラ１７上のトナーの量を規制する規制部材としての現像ブレード２１と、が配置されている。供給ローラ２０は、感光ドラム１と対向（接触）する現像部で現像に供されずに現像ローラ１７上に残留したトナーを、現像ローラ１７上から剥ぎ取る（掻き取る）機能も有する。トナー収納室１８ｂの内部には、トナーＴが収納されている。本実施例では、トナー収納室１８ｂは供給ローラ２０よりも重力方向下方に配置され、現像開口部１８ｃを介して現像室１８ａと連通されている。また、トナー収納室１８ｂの内部には、攪拌搬送部材２２が設けられている。攪拌搬送部材２２は、トナー収納室１８ｂの内部に収納されたトナーＴを攪拌すると共に、供給ローラ２０の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナーＴを搬送するためのものでもある。本実施例では、攪拌搬送部材は３０ｒｐｍで図中矢印Ｆ方向（時計回り方向）に回転駆動される。また、本実施例では、トナー収納室１８ｂには、初期状態（新品時）で１００ｇのトナーＴが収容されている。
【００３１】
現像ローラ１７は、感光ドラム１と接触して図中矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転する。つまり、現像ローラ１７と感光ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。現像ローラ１７は、導電性の芯金１７ａと、この芯金１７ａの周囲に半導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）１７ｂと、を有して構成される。また、本実施例では、現像ローラ１７は、概略、画像形成時（現像時）にのみ所定のタイミングで感光ドラム１に当接し、待機状態などでは感光ドラム１から離間されている。画像形成装置１００は、現像ローラ１７を感光ドラム１に対して当接及び離間させるための離接手段としての離接機構７１（図３）を有する。離接機構７１は、概略、回動軸線を中心として回動可能なように感光体ユニット１３に取り付けられている現像装置４を回動させることで、現像ローラ１７を感光ドラム１に対して当接及び離間させる。なお、現像ローラ１７は、感光ドラム１に対して所定間隔を開けて常に近接配置される構成とされていてもよい。
【００３２】
現像工程時に、現像ローラ１７の芯金１７ａには、印加手段としての現像電源３２から、所定の直流電圧である現像バイアス（現像電圧）が印加される。後述する現像ブレード２１との摺擦による摩擦帯電により負極性に帯電したトナーが、感光ドラム１に対向（接触）する現像部において、感光ドラム１上の明部電位と現像バイアスＶｄｒとの間の電位差によって、感光ドラム１上の明部電位部にのみ転移する。画像形成時の現像バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が暗部電位の絶対値よりも小さく、明部電位の絶対値よりも大きい電圧値に設定される。本実施例では、画像形成時には、現像バイアスＶｄｒ＝−３００Ｖとすることにより、明部電位と現像ローラ１７との間の電位差ΔＶ＝２００Ｖとした。ここで、感光ドラム１上の電位と現像ローラ１７との間の電位差は、感光ドラム１上の電位と現像バイアスとの間の電位差で代表される。
【００３３】
供給ローラ２０は、現像ローラ１７と接触して供給部（供給ニップ部）Ｎを形成し、現像ローラ１７に対して周速差を持って図中矢印Ｅ方向（時計周り方向）に回転する。つまり、供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、当接部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では上から下に向かう方向）に周速差を持って移動するようにそれぞれ回転する。供給ローラ２０は、導電性の芯金２０ａと、この芯金２０ａの外周に発泡体で形成された弾性層（発泡層）２０ｂと、を有して構成された弾性スポンジローラである。供給ローラ２０は、現像ローラ１７に対して所定の侵入量を持って接触させられている。ここで、本実施例では、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する侵入量は、図２に示すように供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量ΔＥのことを言う。供給ローラ２０は、現像ローラ１７へのトナーの供給を行う。また、供給ローラ２０は、現像部を通過した後に現像ローラ１７上に残留しているトナーの剥ぎ取りを行う。その際に、供給ローラ２０の芯金２０ａには、印加手段としての供給電源３３から、所定の直流電圧である供給バイアス（供給電圧）が印加される。これにより、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差を調整し、現像ローラ１７へのトナーの供給量を制御することができる。画像形成時の供給バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が現像バイアスの絶対値よりも大きい電圧に設定される。本実施例では、供給ローラ２０は、２００ｒｐｍの回転速度で回転し、現像ローラ１７は、１００ｒｐｍの回転速度で回転する。また、本実施例では、画像形成時には、供給バイアスＶｒｓ＝−４００Ｖとした。
【００３４】
現像ブレード２１は、本実施例では現像ローラ１７の下方に配置され、現像ローラ１７の回転方向に対してカウンター方向（自由端側の先端が現像ローラ１７の回転方向の上流側を向く方向）で現像ローラ１７の表面に当接している。現像ブレード２１は、供給ローラ２０によって現像ローラ１７上に供給されたトナーのコート量の規制及び摩擦帯電によるトナーへの電荷付与を行う。本実施例では、現像ブレード２１として、導電性の部材である厚さ０．１ｍｍの板バネ状のＳＵＳ製の薄板を用い、薄板のバネ弾性を利用して所定の当接圧力を生成した。また、本実施例では、現像ブレード２１は、現像ローラ１７（より詳細には現像ローラ１７上のトナー層）に面で当接させられている。本実施例では、現像ブレード２１の現像ローラ１７に対する当接圧は、中心設定で３０ｇｆ／ｃｍであるが、現像ブレード２１の単品や組立時のバラつきによって、２０〜４０ｇｆ／ｃｍの範囲で変化することがある。なお、現像ブレード２１は、本実施例のものに限定されず、例えばリン青銅やアルミニウムなどの金属薄板を用いてもよい。また、現像ブレード２１の表面にポリアミドエラストマーやウレタンゴムやウレタン樹脂などの薄膜を被覆したものを用いてもよい。トナーは、現像ブレード２１と現像ローラ１７（より詳細には現像ローラ１７上のトナー層）との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に、層厚が規制される。また、本実施例では、その際に、現像ブレード２１には、印加手段としての規制電源３１から、所定の直流電圧である規制バイアス（規制電圧）が印加される。これにより、現像ローラ１７上へのトナーコートの安定化が図られている。画像形成時の規制バイアスは、トナーの正規の帯電極性と同極性で、その絶対値が現像バイアスの絶対値よりも大きい電圧に設定される。本実施例では、画像形成時には、規制バイアスＶｂｌ＝−４００Ｖとした。なお、画像形成時の現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は、５００Ｖ以下であることが好ましい。この電位差が５００Ｖより大きい場合には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間で放電が生じ、現像ローラ１７上のトナー層やトナーの電荷量が不安定になる可能性がある。
【００３５】
現像ローラ１７、供給ローラ２０及び攪拌搬送部材２２は、駆動手段（駆動源）としての現像駆動モータ６２（図３）からの駆動力が伝達されることで、画像形成動作に応じてそれぞれ上述の方向に回転駆動される。
【００３６】
そして、本実施例では、現像装置４において、現像室１８ａ及び現像室１８ａに設けられた現像ローラ１７、供給ローラ２０及び現像ブレード２１は、一体的にカートリッジ化されて現像ユニット２３を形成している。また、現像装置４において、トナー収納室１８ｂ及びトナー収納室１８ｂに設けられた攪拌搬送部材２２は、一体的にカートリッジ化されてトナー収納ユニット２４を形成している。本実施例では、カートリッジ７において、感光体ユニット１３、現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４は、各々個別に交換可能なように構成されている。トナー収納ユニット２４が現像ユニット２３に装着されると、トナー収納ユニット２４に形成されたトナー収納室１８ｃと現像ユニット２３に形成された現像室１８ａとが現像開口部１８ｃを介して連通される。
【００３７】
３．現像ローラ及び供給ローラ
次に、本実施例における現像ローラ１７について更に説明する。本実施例では、現像ローラ１７は、導電性支持体１７ａと、この導電性支持体１７ａの周囲に導電剤が配合された半導電性のゴムで形成された弾性層（ゴム層）１７ｂと、を有して構成される。本実施例では、導電性支持体１７ａとしての外径６ｍｍの芯金電極の周囲に、ゴム層１７ｂとしての導電剤が配合された半導電性のシリコーンゴム層が設けられている。本実施例では、更に、上記シリコーンゴム層の表層には、厚さが２０μｍ程度のアクリル・ウレタン系ゴム層がコーティングされており、現像ローラ１７の全体の外径は１２ｍｍである。また、本実施例では、現像ローラ１７の電気抵抗は１×１０６（Ω）である。
【００３８】
ここで、現像ローラ１７の電気抵抗の測定方法を説明する。現像ローラ１７を、直径３０ｍｍのアルミスリーブに対し、当接荷重９．８Ｎで当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、現像ローラ１７を６０ｒｐｍでアルミスリーブに対して従動回転させる。次に、現像ローラ１７に、−５０Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、現像ローラ１７の電気抵抗を算出する。
【００３９】
なお、現像ローラ１７の体積抵抗が１×１０９（Ω）よりも大きいと、現像ローラ１７の表面での現像バイアスの電圧値が下がり、現像領域の直流電界が減少することで現像効率が低下して、画像濃度が低下する可能性がある。したがって、現像ローラ１７の電気抵抗は１×１０９（Ω）以下であることが好ましい。
【００４０】
また、現像ローラ１７の表面形状としては、その表面粗度を制御することが高画質及び高耐久性を両立するために好ましい。現像ローラ１７の表面粗度として、例えばＲａ（μｍ）「ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１」を３．０以下となるように設定することが、安定したトナー搬送量が得られる点で好ましい。現像ローラ１７の表面粗度Ｒａ（μｍ）が３．０を超えると、現像ローラ１７上のトナー搬送量が増大し、現像ブレード２１との摩擦によるトナーへの帯電付与が不十分になり、白地部への「かぶり」が発生する可能性がある。
【００４１】
次に、本実施例における供給ローラ２０について更に説明する。本実施例では、供給ローラ２０は、導電性支持体２０ａと、この導電性支持体２０ａの周囲に発泡体で形成された弾性層（発泡層）２０ｂと、を有して構成される。本実施例では、導電性支持体２０ａとしての外径５ｍｍの芯金電極の周囲に、発泡層２０ｂとしての気泡同士がつながっている連続気泡体（連泡）で構成された発泡ウレタン層が設けられている。表層のウレタンを連続気泡体とすることで、供給ローラ２０の内部にトナーが比較的多量に進入可能となる。また、本実施例では、供給ローラ２０の電気抵抗は１×１０７（Ω）である。
【００４２】
ここで、供給ローラ２０の電気抵抗の測定方法を説明する。供給ローラ２０を、直径３０ｍｍのアルミスリーブに対し、侵入量が１．５ｍｍとなるように当接させる。このアルミスリーブを回転させることにより、供給ローラ２０を３０ｒｐｍでアルミスリーブに対して従動回転させる。次に、供給ローラ２０に、−５０Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、供給ローラ２０の電気抵抗を算出する。
【００４３】
なお、供給ローラ２０の電気抵抗は１×１０８（Ω）以下であることが好ましい。供給ローラ２０の電気抵抗が１×１０８（Ω）よりも大きいと、後述する供給ローラ２０に流れる電流の検知精度が低下する可能性がある。ここで、供給ローラ２０の電気抵抗は、機械的な特性の確保や製造上の理由などから、通常、１×１０３（Ω）以上である。
【００４４】
また、本実施例では、供給ローラ２０の表面のセル径を５０μｍ〜１０００μｍとした。ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいう。つまり、まず任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。そして、上記平均径は、この最大セル径の１／２以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から同様に換算した個々のセル径の平均値のことを指す。
【００４５】
また、本実施例では、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する侵入量（供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量ΔＥ）は１．０ｍｍに設定した。
【００４６】
４．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。画像形成装置１００は、制御手段としての制御部（コントローラ）１０１を有する。制御部１０１は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１１１、記憶手段であるＲＯＭ（書き換え可能なＲＯＭを含む）１１２、ＲＡＭ１１３などのメモリ、周辺機器との情報の入出力を行う入出力Ｉ／Ｆ１１４などを有している。ＲＡＭ１１３には、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭ１１２には制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。
【００４７】
制御部１０１は、画像形成装置１００の各部の動作を統括的に制御する。制御部１０１には、画像形成装置１００における各制御対象が、入出力Ｉ／Ｆ１１４を介して接続されている。例えば、制御部１０１には、帯電電源４１、規制電源３１、現像電源３２、供給電源３３、一次転写電源４２、二次転写電源４３などの各種高圧電源が接続されている。また、制御部１０１には、ドラム駆動モータ６１、現像駆動モータ６２、露光装置３のポリゴンスキャナの駆動モータ（図示せず）、ベルト駆動モータ（図示せず）などの各種モータ（動力源）が接続されている。また、制御部１０１には、現像ローラ１７の感光ドラム１に対する当接及び離間を切り替える離接機構７１が接続されている。また、制御部１０１には、感光ドラム１に照射されるレーザー光の光量を指示する信号を露光装置３へ伝達する露光制御部７２が接続されている。また、制御部１０１には、画像形成装置１００に設けられた操作部（オペレーションパネル）８０が接続されている。操作部８０は、制御部１０１の制御により情報を表示する表示手段としての表示部と、ユーザーやサービス担当者などの操作者が画像形成動作の各種設定などの情報を制御部１０１に入力するための入力手段としての入力部（キーなど）と、を有する。また、制御部１０１には、供給ローラ２０に流れる電流を検知して、その検知結果に関する情報（信号）を制御部１０１に伝達する電流検知手段としての電流検知部（電流計）３４が接続されている。また、画像形成装置１００は、装置本体１００Ａの内部又は外部の少なくとも一方の温度又は湿度の少なくとも一方を検知する環境検知手段を有する。本実施例では、制御部１０１には、環境検知手段として、装置本体１００Ａの内部、より詳細には現像ユニット２３の周囲の環境の相対湿度を検知することが可能な環境センサ７３が接続されている。環境センサ７３は、現像ユニット２３の周囲の相対湿度の検知結果に関する情報（信号）を制御部１０１に伝達する。本実施例では、後述するように、この環境センサ７３による現像ユニット２３の周囲の湿度の検知結果は、電流検知部３４で検知された電流を制御部１０１で補正するために用いられる。また、制御部１０１には、カートリッジ７が装置本体１００Ａに装着された状態で、カートリッジ７に設けられた記憶手段としてのメモリタグ９０が接続される。メモリタグ９０は、収納ユニット２４、現像ユニット２３、及び感光体ユニット１３のうちの少なくとも１つに設けることができ、これら各ユニットにそれぞれ設けられていてもよい。制御部１０１は、メモリタグ９０に対する情報の読み書きを行うことができる。これら例示のものを含め、画像形成装置１００の各制御対象は、制御部１０１からの制御信号に基づき動作する。
【００４８】
５．供給ローラに流れる電流の測定方法
次に、供給ローラ２０に流れる電流の測定方法について説明する。
【００４９】
図２に示すように、本実施例では、供給ローラ２０には電流検知部（電流計）３４が直列に接続されている。電流検知部３４によって供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差を所定値以下とすることが好ましい。具体的には、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差が所定値以下となるような電圧を現像ローラ１７、供給ローラ２０、又はこれらの両方に印加した状態で実行する。あるいは、該電流の検知を、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態で実行する。典型的には、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０とを略同電位とする。具体的には、該電流の検知を、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態（すなわち、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方がアースに接続された状態）で実行する。あるいは、現像ローラ１７と供給ローラ１０とが略同電位となるような電圧を、現像ローラ１７、供給ローラ２０、又はこれらの両方に印加した状態で実行してもよい。
【００５０】
図４は、現像ローラ１７と供給ローラ２０とに関わる部分の模式的な回路図である。現像ローラ１７と供給ローラ２０とが回転していない状態では（図４の上図）、トナー層が絶縁体として働き、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に電位差を設けても電流は流れない。一方、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが回転し、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間で電荷を持ったトナーが動くと、トナーが電流源として働き、電流が流れる（図４の下図）。この電流値を検知することで、後述するように現像ローラ１７上にコートされたトナー層の表面電位を推定することで、現像ローラ１７の劣化状態（劣化度）を推定することができる。しかし、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差が大きいと、現像ローラ１７の電気抵抗値と供給ローラ２０の電気抵抗値とにより、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間で流れる電流が影響を受けてしまう。つまり、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に所定値より大きい電位差を設けてしまうと、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の電気抵抗値により電流の検知結果がばらついてしまう。そのため、後述するように現像ローラ１７の劣化状態の違いによって電流値が変化したのか、現像ローラ１７や供給ローラ２０の電気抵抗値の変動によって電流値が変化したのかがわからなくなりやすい。したがって、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差をできる限り小さくした方がよい。本発明者の検討によれば、この供給ローラ２０に流れる電流を検知する際の現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差は、５０Ｖ以下であることが好ましく、略０Ｖ（同電位）であることがより好ましい。ここで、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差は、現像バイアスと供給バイアスとの間の電位差で代表される。
【００５１】
なお、図４の下図において、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態は、現像ローラ１７が電池Ｖｄｒを介さずにアースに接続され、供給ローラ２０が電池Ｖｒｓを介さずに電流検知部３４を介してアースに接続された状態に対応する。また、現像ローラ１７又は供給ローラ２０の少なくとも一方に電圧を印加する場合には、その印加電圧と現像ローラ１７及び供給ローラ２０の電気抵抗とに応じて流れる電流に、トナーの移動による電流が重畳された電流が、電流検知部３４によって検知される。また、現像電源３２や供給電源３３の回路構成などによって、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の両方に電圧を印加しない状態でも、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に電位差が形成される場合が考えられる。その場合、例えば現像ローラ１７と供給ローラ２０とが略同電位となるように現像ローラ１７や供給ローラ２０に電圧を印加してもよいし、その電位差が５０Ｖ以下であれば電圧を印加しない状態でもよい。
【００５２】
また、電流検知部３４によって供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を画像形成時と略同一の電位差とすることが好ましい。具体的には、該電流の検知を、現像ブレード２１と供給ローラ２０との間の電位差が画像形成時と略同一となるような電圧を現像ブレード２１に印加した状態で実行することが好ましい。これは、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差によって現像ローラ１７にコートされるトナーの電荷量が変化するためである。本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流を検知する際には、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差を画像形成時と略同一の１００Ｖとするために、規制バイアスＶｂｌ＝−１００Ｖとした。なお、画像形成時と同様、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は５００Ｖ以下であることが好ましい。これは、前述のように、電位差を大きくし過ぎると現像ブレード２１と現像ローラ１７との間で放電が生じるためである。ここで、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差は、規制バイアスと現像バイアスとの間の電位差で代表される。
【００５３】
なお、電位や電位差について略同一とは、完全に同一である場合の他、許容される誤差範囲程度（例えば±５％程度）に異なっている場合も含まれる。
【００５４】
次に、図５を参照して、本実施例における供給ローラ２０に流れる電流を検知する電流検知動作のシーケンスについて説明する。図５は、画像形成動作時及び電流検知動作時の各部の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。本実施例では、電流検知動作は、非画像形成時として画像形成動作後に行われる。まず、制御部１０１は、画像形成動作の開始指示が入力されると、画像形成動作を行うために、帯電ローラ２への帯電バイアスの印加、及び感光ドラム１の駆動を略同時に開始させる（ｔ１）。その後、制御部１０１は、現像ブレード２１への規制バイアスの印加、現像ローラ１７への現像バイアスの印加、供給ローラ２０への供給バイアスの印加、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動を略同時に開始させる（ｔ２）。その後、制御部１０１は、感光ドラム１、現像ローラ１７の周速が所定の周速（プロセススピード）まで立ち上がったタイミングで、感光ドラム１に現像ローラ１７を当接させ、画像形成動作を開始する（ｔ３）。
【００５５】
制御部１０１は、画像形成動作が終了すると、現像ローラ１７を感光ドラム１から離間させる（ｔ４）。その後、制御部１０１は、現像ローラ１７への現像バイアスの印加、供給ローラ２０への供給バイアスの印加、帯電ローラ２への帯電バイアスの印加、及び感光ドラム１の駆動を略同時に停止させる（ｔ５）。ここで、制御部１０１は、ｔ５において、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動を継続したまま、現像ブレード２１と現像ローラ１７との間の電位差が画像形成時と略同一（略１００Ｖ）となるように現像ブレード２１に印加する規制バイアスの調整も行う。ここでは、規制バイアスを−４００Ｖから−１００Ｖに変更する。そして、制御部１０１は、その状態で、電流検知部３４による供給ローラ２０に流れる電流の検知結果を取得する（ｔ５〜ｔ６）。なお、供給ローラ２０に流れる電流の検知結果は、所定の期間に検知された電流の平均値で代表することができる。その後、制御部１０１は、電流検知部３４による供給ローラ２０に流れる電流の検知が終了すると、現像ローラ１７及び供給ローラ２０の駆動を停止させる（ｔ６）。その後、制御部１０１は、現像ブレード２１への規制バイアスの印加を停止させる（ｔ７）。
【００５６】
なお、本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流を検知する動作を、画像形成動作が終了した後に、画像形成装置の動作が停止（待機状態になる）前に実行したが、これに限定されるものではない。例えば、画像形成動作の開始指示が入力された後に、画像形成動作を開始する前に実行したり、画像形成動作中の記録材Ｐと記録材Ｐとの間に対応する期間（いわゆる紙間）で実行したりしてもよい。また、画像形成装置の電源投入後の準備動作時や、画像形成装置がスリープ状態から復帰した後の準備動作時などに実行してもよい。また、本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流の検知精度の向上のために、該電流の検知時には現像バイアス及び供給バイアスの設定を画像形成動作時とは異なる設定とした。ただし、画像形成動作時の設定において所望の精度で該電流を検知できる場合などには、画像形成動作時に該電流の検知を行ってもよい。その場合、現像ローラ１７は感光ドラム１に当接させられていてよい。
【００５７】
６．現像ユニットの寿命の報知
＜現像ユニットの寿命の報知の概要＞
本実施例では、制御部１０１は、供給ローラ２０に流れる電流の検知結果に基づいて、現像ローラ１７を含むユニットである現像ユニット２３の寿命に関する情報を報知するタイミングを補正する処理を実行する。つまり、本実施例では、現像ローラ１７の劣化状態を示す指標としての供給ローラ２０に流れる電流を検知し、その検知結果に基づいて現像ユニット２３の寿命に関する情報を報知するタイミングを補正する。これにより、本実施例では、現像ローラ１７の実際の劣化状態を反映したより適切なタイミングで、現像ユニット２３の寿命に関する情報（典型的には寿命到達）を報知することができる。
【００５８】
＜補正係数設定動作＞
図６は、本実施例における現像ユニット２３の寿命残量を求めるための補正係数を設定する補正係数設定動作の手順の概略を示すフローチャート図である。
【００５９】
制御部１０１は、カートリッジ７の装置本体１００Ａに対する挿抜が行われたことが検知されると、補正係数設定動作の制御を開始させる（Ｓ１０１）。なお、カートリッジ７の挿抜が行われたことは、例えば、カートリッジ挿抜検知手段として機能する、カートリッジ７の挿抜を行うための装置本体１００Ａの扉の開閉をセンサ（図示せず）の検知結果（信号）に基づいて制御部１０１によって判断される。
【００６０】
次に、制御部１０１は、トナー収納ユニット２４が新品であるか否かを判断する（Ｓ１０２）。なお、収納ユニット２４が新品であることは、例えば、カートリッジ７に設けられたメモリタグ９０（図３）内の情報に基づいて判断することができる。この場合、新品であることを示す所定の情報がメモリタグ９０に記憶されていること、新品ではないことを示す所定の情報がメモリタグ９０に記憶されていないことのいずれによっても、新品であることを判断することができる。また、操作部８０や画像形成装置１００と通信可能に接続された外部機器から操作者によって入力された、収納ユニット２４が新品であることを示す情報（収納ユニット２４を交換した旨の情報など）に基づいて判断するようにしてもよい。
【００６１】
次に、制御部１０１は、Ｓ１０２でトナー収納ユニット２４が新品であると判断した場合は、現像ユニット２３が新品であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３で現像ユニット２３が新品であると判断される場合は、トナー収納ユニット２４及び現像ユニット２３が共に新品である場合である。なお、現像ユニット２３が新品であるか否かは、上記トナー収納ユニット２４が新品であるか否かを判断する場合と同様の方法で判断することができる。
【００６２】
次に、制御部１０１は、Ｓ１０３で現像ユニット２３（すなわち、現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４）が新品であると判断した場合は、次のような処理を行う。つまり、新品の現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４の使用を開始した後、現像ローラ１７の走行距離が所定の走行距離に達した後に（Ｓ１０４）、供給ローラ２０に流れる電流を検知する電流検知動作を実行させる（Ｓ１０５）。このとき、制御部１０１は、現像電源３２、供給電源３３を制御し、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の電位差を電流検知用電位差とする。本実施例では、現像電源３２、供給電源３３から現像ローラ１７、供給ローラ２０へのバイアスの印加をそれぞれＯＦＦ（すなわち、現像ローラ１７及び供給ローラ２０をそれぞれアースに接続）して、現像ローラ１７と供給ローラ２０とを略同電位とする。つまり、本実施例では上記電流検知用電位差は略０Ｖである。また、制御部１０１は、電流の検知結果の補正のために、電流検知動作時の環境センサ７３による現像ユニット２３の周囲の湿度の検知結果を取得する（Ｓ１０６）。
【００６３】
ここで、制御部１０１は、画像形成動作における現像ローラ１７の走行距離を所定のサイズに記録材Ｐに対する画像出力枚数（ここでは、単に「画像出力枚数」ともいう。）に換算して求め、ＲＯＭ１１２（又はメモリタグ９０）に逐次記憶させている。本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流を検知するタイミングは、新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後合計で５０枚の画像が出力された後に設定されている。複数の記録材Ｐに連続して画像を形成する画像形成動作の途中で画像出力枚数の合計が５０枚に到達した場合は、その画像形成動作を中断して電流検知動作を行うことができる。あるいは、その画像形成動作における残りの画像出力枚数などに応じて（例えば残りの画像出力枚数が比較的少ない場合など）、その画像形成動作が終了した後に電流検知動作を行ってもよい。この供給ローラ２０に流れる電流を検知するタイミングは、画像出力枚数が５０枚に達した後に相当するタイミングに限定されるものではない。新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後の、現像ローラ１７に新たに担持されるトナーの帯電量が十分に安定した後で、新品のトナーの劣化が無視できる程度に小さい使用初期のタイミングであれば適宜設定することができる。例えば、本実施例のように、トナー収納ユニット２４の寿命設定が画像出力枚数で５０００枚であれば、画像出力枚数２５枚〜１００枚、好ましくは５０枚程度が目安となる。すなわち、トナー収納ユニット２４の寿命設定（画像出力枚数など）の０．５％〜２％程度、好ましくは１％程度分だけ新品のトナー収容ユニット２４からトナーを消費したタイミングなどが目安となる。なお、現像ローラ１７の使用量と相関する指標値は、走行距離（画像出力枚数）に限定されるものではなく、現像ローラ１７の回転回数、回転時間などであってもよい。
【００６４】
次に、制御部１０１は、ＲＯＭ１１２に記憶されている、相対湿度と電流値との関係を示す情報に基づいて、Ｓ１０５で取得した電流値を相対湿度が５０％の場合の電流値に変換する（Ｓ１０７）。その後、制御部１０１は、その変換後の電流値を初期電流値（初期値）としてＲＯＭ１１２に記憶させる（Ｓ１０８）。そして、制御部１０１は、補正係数設定動作の処理を終了させる（Ｓ１１４）。なお、本実施例では、Ｓ１０７（及び後述するＳ１１２）で用いる相対湿度と電流値との関係を示す情報は、予め設定されてテーブルデータとしてＲＯＭ１１２に記憶されている。このＳ１０７（及び後述するＳ１１２）における電流値の変換については、後述して更に詳しく説明する。
【００６５】
また、制御部１０１は、Ｓ１０３で現像ユニット２３が新品ではないと判断した場合にも、それぞれＳ１０４〜Ｓ１０７と同様の処理であるＳ１０９〜Ｓ１１２の処理を行う。これにより、制御部１０１は、相対湿度が５０％の場合の電流値に換算した供給ローラ２０に流れる電流の検知結果を取得する。なお、Ｓ１０３で現像ユニット２３が新品ではないと判断される場合とは、現像ユニット２３が新品ではないが、トナー収納ユニット２４が新品である場合（つまり、現像装置４においてトナー収納ユニット２４のみが交換された場合）である。その後、制御部１０１は、Ｓ１０８で記憶された初期電流値と、Ｓ１１２で取得した電流値と、の差分（初期値からの変化量）に基づいて、現像ユニット２３の寿命残量を求めるための補正係数の設定を行い、設定した補正係数をＲＯＭ１１２に記憶させる。そして、制御部１０１は、補正係数設定動作の処理を終了させる（Ｓ１１４）。なお、現像ユニット２３の寿命残量を求める方法及び補正係数の設定については、後述して更に詳しく説明する。
【００６６】
また、制御部１０１は、Ｓ１０２でトナー収納ユニット２４が新品ではないと判断した場合は、以降の処理を行わずに補正係数設定動作の処理を終了させる（Ｓ１１４）。
【００６７】
＜現像ユニットの寿命の報知の動作手順＞
図７は、現像ユニット２３の寿命を報知する動作の手順の概略を示すフローチャート図である。制御部１０１は、画像形成動作の開始指示が入力されると（Ｓ２０１）、画像形成動作を実行させる（Ｓ２０２）。制御部１０１は、画像形成動作における現像ローラ１７の走行距離を所定のサイズの記録材Ｐに対する画像出力枚数に換算して求める（Ｓ２０３）。また、制御部１０１は、ＲＯＭ１１２に記憶されている、補正係数の情報と、現像ローラ１７の単位走行距離当たりの現像ユニット２３の寿命残量の減少量（寿命残量減少率）の情報と、を読み込む（Ｓ２０４）。詳しくは後述するように、本実施例では寿命残量減少率は、１００％／２００００枚に設定されている。次に、制御部１０１は、Ｓ２０３で求めた現像ローラ１７の走行距離と、Ｓ２０４で読み込んだ補正係数及び寿命残量減少率と、に基づいて、Ｓ２０３で求めた現像ローラ１７の走行距離に対応する現像ユニット２３の寿命残量の減少量を求める（Ｓ２０５）。つまり、Ｓ２０３で求めた現像ローラ１７の走行距離と、寿命残量減少率と、補正係数と、を掛け合わせて、補正後の寿命残量の減少量を求める。次に、制御部１０１は、これまでに求められてＲＯＭ１１２に記憶されている現像ユニット２３の寿命残量からＳ２０５で求めた寿命残量の減少量を減算して最新の現像ユニット２３の寿命残量を求め、ＲＯＭ１１２に更新して記憶させる（Ｓ２０６）。次に、制御部１０１は、Ｓ２０６で求めた最新の現像ユニット２３の寿命残量が、寿命到達に対応する所定値（閾値）である０％に達したか否かを判断する（Ｓ２０７）。
【００６８】
そして、制御部１０１は、Ｓ２０７で現像ユニット２３の寿命残量が０％に達した（すなわち、現像ユニット２３が寿命に到達した）と判断した場合は、現像ユニット２３が寿命に到達したことを操作部８０に表示させる（Ｓ２０８）。その後、制御部１０１は、画像形成動作後の所定の動作を実行させた後に画像形成装置１００の動作を終了させる。また、制御部１０１は、Ｓ２０７で現像ユニット２３の寿命残量が０％に達していないと判断した場合は、画像形成動作の開始指示において指定された全ての画像の出力が終了したか否かを判断する（Ｓ２０９）。その後、制御部１０１は、全ての画像の出力が終了していない場合はＳ２０２に処理を戻し、全ての画像の出力が終了した場合は画像形成動作後の所定の動作を実行させた後に画像形成装置の動作を終了させる。
【００６９】
ここで、本実施例では、画像形成装置１００は、現像ユニット２３の寿命残量を求めるのとは別に、トナー収納室１８ｂ内のトナーの残量を検知して、トナー収納ユニット２４の寿命残量も求めるように構成されている。トナーの残量を検知する残量検知手段としては、光学検知式、静電容量検知式、画像情報に基づく方式（ビデオカウント方式）などの公知の任意の方式のものを用いることができる。本実施例では、制御部１０１は、残量検知手段の検知結果に基づいて、新品時を寿命残量１００％、交換が望まれる程度までトナーが減少した状態を寿命残量０％として、トナー収納ユニット２４の寿命残量を逐次求めてＲＯＭ１１２に更新して記憶させる。そして、制御部１０１は、トナー収納ユニット２４の寿命残量が寿命到達に対応する所定値（閾値）である０％に達した場合に、トナー収納ユニット２４が寿命に到達したことを操作部８０に表示させる。
【００７０】
なお、ユニット（現像ユニット２３、トナー収納ユニット２４）の寿命に関する情報の報知は、画像形成装置１００に設けられた操作部８０における表示によって行うことに限定されるものではない。例えば、画像形成装置１００に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器の表示部で表示を行ってもよい。この場合、制御部１０１は、寿命に関する情報を報知するための情報（信号）を外部機器に送信する。また、寿命に関する情報としては、寿命に達したことを示す情報や、ユニットの交換を促す情報を報知することができる。また、報知は、表示による報知に限定されず、上記表示内容と同様の内容のメッセージや警報などの音声による報知、ランプの点灯や点滅などの光による報知などの任意の方法による報知であってよい。また、寿命残量に対して複数の閾値を設定し、例えば寿命残量が第１の閾値以下（第１の閾値より小さい第２の閾値より大きい）になった場合に、交換用のユニットの準備を促すための情報を報知することができる。そして、寿命残量が第２の閾値以下（例えば０％）になった場合に、ユニットの交換を促すための情報を報知することができる。寿命残量を逐次に自動的に又は操作者の指示に応じて表示するようにしてもよい。
【００７１】
また、本実施例ではトナー収納室１８ｂはトナー収納ユニット２４として現像ユニット２３に対して着脱可能（交換可能）とされている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、トナー収納室１８ｂの内部に収納されたトナーが所定量以下になった場合（典型的には実質的に無くなった場合）にそのトナー収納室１８ｂに新品のトナーを補充するようになっていてもよい。すなわち、トナー収納室１８ｂ自体は交換されず、その中のトナーが新品に交換される構成とされていてもよい。この場合、新品のトナーを補充した後のトナー収納室１８ｂの内部のトナーの大部分、例えば９０％（重量基準）以上が新品のトナーである場合に、トナー収納室１８ｂの内部のトナーを新品に交換したものとみなすことができる。
【００７２】
また、ユニットが寿命に達した場合は、その旨を報知することに加えて、ユニットの交換などの処置がとられるまで画像形成動作を禁止するようにしてもよい。
【００７３】
また、上記ＲＯＭ１１２に記憶されるものとした補正係数、寿命残量などの情報は、カートリッジ７に設けられたメモリタグ９０に記憶されてもよい。
【００７４】
＜現像ユニットの寿命残量の補正の原理＞
図８は、画像出力枚数５０００枚ごとにトナー収納ユニット２４を交換し、交換後５０枚の画像を出力した時（トナーが新品に近い状態）の現像ローラ１７上にコートされたトナー層の表面電位（ここでは、単に「トナー層の表面電位」ともいう。）を繰り返し測定した結果の一例を示すグラフ図である。つまり、図８は、トナー収納ユニット２４が交換され、新品に近い状態のトナーがコートされた現像ローラ１７上のトナー層の表面電位の推移を示す。このとき、５０００枚の出力でトナー収納ユニット２４の交換が必要な程度までトナー収納室１８ｂ内のトナーが減少する画像比率で画像形成動作を行った。なお、現像ローラ１７上にコートされたトナー層の表面電位（換言すれば、トナーがコートされた現像ローラ１７の表面電位）は、当業者には周知の種々の測定器（電位計）を用いて測定することができる。
【００７５】
図８から、現像ユニット２３（現像ローラ１７）の使用量が増加するにつれて、トナー層の表面電位がプラス方向に変化することがわかる。これは、画像形成動作により現像ローラ１７の劣化が進むことで、現像ローラ１７上にコートされたネガ帯電性のトナーの単位面積当たりの電荷量（Ｑ／Ｓ）が減少することに起因する。
【００７６】
図９は、供給ローラ２０と現像ローラ１７とをそれぞれアース（接地電位）に繋いで略同電位とした状態で回転させて測定した、供給ローラ２０に流れる電流とトナー層の表面電位との関係の一例を示すグラフ図である。トナー層の表面電位がプラス方向に変化すると、供給ローラ２０に流れる電流がプラス方向に変化することが分かる。つまり、マイナスのトナー層の表面電位の絶対値が大きくなると、供給ローラ２０に流れるマイナスの電流の絶対値が大きくなる。なお、ここでは、マイナスの荷電粒子としてのトナーが現像ローラ１７から供給ローラ２０側に移動することで供給ローラ２０に流れる電流を負極性の電流として表す。これは、次のような理由によるものである。つまり、トナー層の表面電位がプラス方向に変化する、すなわち、現像ローラ１７にコートされたマイナスのトナーの電荷量が小さくなると、供給ローラ２０によって現像ローラ１７から剥ぎ取られたマイナスのトナーの持つ電荷量が小さくなる。それに起因して、供給ローラ２０によって現像ローラ１７からトナーが剥ぎ取られることで生じるマイナスの電流の絶対値が小さくなるためである。
【００７７】
したがって、トナー収納ユニット２４の交換後のトナーが新品に近い状態（トナーの劣化が供給ローラ２０に流れる電流に与える影響が比較的小さい状態）で、供給ローラ２０に流れる電流を検知する。これにより、現像ローラ１７の劣化に起因してトナーに対する帯電付与能力が低下したことにより単位面積当たりの電荷量が減少した状態を、供給ローラ２０に流れる電流から知ることができる。このように、現像ローラ１７の劣化状態であるトナーに対する帯電付与能力の低下を測定により知ることができ、現像ユニット２３の寿命をより適切に判断することが可能となる。本実施例では、記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度の許容レベルを５％とした。また、トナー収納ユニット２４の交換後のトナーが新品に近い状態において供給ローラ２０に流れる電流が初期値（前述の初期電流値）から０．８１μＡ変化した場合に、現像ユニット２３の寿命到達が報知されるように、寿命報知のタイミングを設定した。これは、予め行われた検討により供給ローラ２０に流れる電流の初期値からの変化量が０．８１μＡを超えた場合に、記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度が５％を超えたことによる。
【００７８】
ここで、本実施例のように現像ローラ１７と供給ローラ２０とが当接部において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する構成を「同方向剥ぎ取り構成」とする。これに対して、現像ローラ１７と供給ローラ２０とが当接部において互いの表面が逆方向に移動するようにそれぞれ回転する構成を「逆方向剥ぎ取り構成」とする。「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」と比較して、供給ローラ２０による現像ローラ１７からのトナーの剥ぎ取り能力が低い。そのため、「同方向剥ぎ取り構成」では、供給ローラ２０によって剥ぎ取られずに現像ローラ１７上に残留したトナーが現像ブレード２１との接触部を繰り返し通過しやすい。そして、現像ローラ１７上の同じトナーが現像ブレード２１との接触部を繰り返し通過することで、現像ローラ１７の劣化状態に応じた帯電付与能力ごとに、現像ローラ１７上のトナー層の表面電位に差が生じやすい。これに対し、「逆方向剥ぎ取り構成」では、「同方向剥ぎ取り構成」と比較して供給ローラ２０によるトナーの剥ぎ取り能力が高く、典型的には現像ローラ１７上のトナーは供給ローラ２０との接触部を１回通過する際にほぼ全て剥ぎ取られる。そのため、「逆方向剥ぎ取り構成」では、現像ローラ１７の劣化状態の違いに拘わらず、現像ローラ１７上のトナー層の表面電位は略一定になりやすい。このように、「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」と比較して、現像ローラ１７の劣化状態とトナー層の表面電位との相関性が高くなり、現像ローラ１７の劣化状態と供給ローラ２０に流れる電流との相関性が高くなる傾向がある。つまり、「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」よりも、現像ユニット２３の使用開始から寿命に至るまでの間の、トナーが新品に近い状態での測定される供給ローラ２０に流れる電流の変化が大きい。そのため、「同方向剥ぎ取り構成」は、「逆方向剥ぎ取り構成」よりも、この電流の検知結果に基づいて現像ローラ１７の劣化度を推定するのに適した構成と言える。
【００７９】
なお、記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度は、所定の記録材（紙）Ｐに所定の画像（ベタ白など）を形成して白地部の反射濃度を測定した結果と、同一種類の記録材Ｐの反射濃度を測定した結果との差（濃度差（％））で表すことができる。
【００８０】
ここで、供給ローラ２０の現像ローラ１７に対する周速差は、１２０〜２３０％の範囲に設定することが好ましい。この周速差が１２０％よりも小さい場合には、供給ローラ２０により現像ローラ１７から剥ぎ取られるトナーの量が少なくなり、現像ローラ１７の劣化状態による供給ローラ２０に流れる電流の変化が小さくなる。その結果、該電流の検知結果に基づく現像ユニット２３の寿命の判断精度が低下する可能性がある。逆に、この周速差が２３０％よりも大きい場合には、供給ローラ２０により現像ローラ１７上のトナーがほぼ全て剥ぎ取られることがある。そのため、現像ローラ１７の劣化状態による供給ローラ２０に流れる電流の変化が小さくなる。その結果、やはり該電流の検知結果に基づく現像ユニット２３の寿命の判断精度が低下する可能性がある。
【００８１】
＜寿命残量の補正＞
図１０は、画像出力枚数５０００枚ごとにトナー収納ユニット２４を交換し、交換後５０枚の画像を出力した時（トナーが新品に近い状態）の供給ローラ２０に流れる電流を繰り返し測定した結果の一例を示すグラフ図である。つまり、図１０は、トナー収納ユニット２４の交換後のトナーが新品に近い状態における供給ローラ２０に流れる電流の推移を示す。図１０から、現像ユニット２３（現像ローラ１７）の使用量が増加するにつれて、供給ローラ２０に流れる電流がプラス方向に変化することがわかる。これは、現像ローラ１７の劣化に起因してトナーに対する帯電付与能力が低下したことにより単位面積当たりの電荷量が減少することを表している。
【００８２】
図１１は、現像ユニット２３（現像ローラ１７）の使用量の増加に対する現像ユニット２３（現像ローラ１７）の寿命残量の推移の一例を示すグラフ図である。図１１中の破線は、現像ローラ１７の走行距離（画像出力枚数）のみから予測した現像ユニット２３の寿命残量の推移である。また、表１は、図１１中の破線で示される推移における現像ローラ１７の走行距離（画像出力枚数）と現像ユニット２３の寿命残量との関係を示す。表１に示すように、現像ローラ１７の走行距離に応じて寿命残量が１００％から０％へ変化する。
【００８３】
【表１】
2020187192.tif 000003
【００８４】
本実施例の構成では、現像ローラ１７の走行距離のみから現像ユニット２３の寿命報知を行う場合、画像出力枚数２００００枚で寿命到達の報知を行う。つまり、画像出力枚数２００００枚で現像ユニット２３の寿命残量０％になるものとして、画像出力枚数に応じて現像ローラ１７の劣化状態を予測する。したがって、表１に示すように、画像出力枚数２００００枚で供給ローラ２０に流れる電流の初期値からの変化量が０．８１μＡになるものとして現像ユニット２３の寿命残量を予測していることになる。しかし、このような予測を行うのは、様々な使用条件を考慮し、比較的厳しい使用条件においても、寿命残量が０％に達する前に画像不良（例えば「かぶり」の濃度が５％を超える）などの問題が生じないように設定するためである。つまり、使用条件によっては、このような予測によって寿命到達が報知されたタイミング以降も画像不良などの問題が生じることなく現像ユニット２３を使用できることがある。
【００８５】
そこで、本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流の検知結果に基づいて、現像ユニット２３の実際の劣化状態を把握する。そして、現像ローラ１７の走行距離のみから予測される寿命以上に現像ユニット２３を使用することが可能であれば、寿命到達を報知するタイミングを遅らせて適正化するように、現像ユニット２３の寿命残量を補正する。
【００８６】
図１１中の実線は、供給ローラ２０に流れる電流の実測結果に基づいて換算した実際の現像ユニット２３の寿命残量の推移である。また、表２は、図１１中の実線で示される推移における、現像ローラ１７の走行距離（画像出力枚数）と現像ユニット２３の寿命残量と供給ローラ２０に流れる電流の初期値からの変化量との関係を示す。
【００８７】
【表２】
2020187192.tif 000004
【００８８】
表２中のａ列は、トナー収納ユニット２４の交換後のトナーが新品に近い状態で実際に測定した供給ローラ２０に流れる電流である。表２中のｂ列は、上記電流の初期値からの変化量である。現像ユニット２３の寿命残量は、上記実測した電流の上記初期値からの変化量が０μＡの場合を１００％とし、０．８１μＡの場合を０％とした。表２中のｃ列は、現像ユニット２３の寿命残量（％）である。
【００８９】
本実施例では、走行距離から予測される寿命残量（図１１中の破線）と、上記実際の現像ローラ１７の劣化状態に応じた寿命残量（図１１中の実線）と、の差分に基づいて、寿命残量の進みに補正を加える。これにより、現像ユニット２３の寿命到達を報知するタイミングを適正化する。図１１中の矢印線は、この補正後の現像ユニット２３の寿命残量の推移である。この補正方法について表３を用いて更に詳しく説明する。
【００９０】
【表３】
2020187192.tif 000005
【００９１】
表３中のｂ列は、表２におけるｂ列と同じであり、上述の実測した電流の初期値からの変化量である。表３中のｄ列は、このｂ列の値をトナー収納ユニット２４の交換ごとの電流の変化量に直した値である。表３中のｅ列は、図１１中の破線で示すように現像ローラ１７の走行距離から現像ユニット２３の寿命残量を予測する場合における現像ユニット２３の交換ごとの電流の変化量の予測値である。つまり、表３中のｄ列は実際の現像ローラ１７の劣化による電流の変化量であるのに対して、表３中のｅ列は現像ローラ１７の走行距離から予測していた現像ローラ１７の劣化による電流の変化量である。表３に示す例の場合、実際の現像ローラ１７の劣化による電流の変化量（ｄ列）の方が、予測していた電流の変化量（ｅ列）よりも小さいことがわかる。
【００９２】
表３中のｆ列は、現像ユニット２３の寿命残量の進みを、上記ｄ列の変化量とｅ列の変化量との間のズレ量に応じて補正するための補正係数である。画像出力枚数０枚から次にトナー収納ユニット２４が交換されるまでは、補正係数を１として、現像ローラ１７の走行距離に応じて現像ユニット２３の寿命残量を求める。つまり、この間の現像ローラ１７の走行距離は画像出力枚数で５０００枚、電流の変化量は０．２０μＡ、トナー収納ユニット２４の交換のタイミングにおける現像ユニット２３の寿命残量は７５％となる（表１参照）。そして、画像出力枚数５０００枚で最初にトナー収納ユニット２４が交換された以降は、ｄ列÷ｅ列の計算によってｆ列の補正係数を求める。この補正係数を設定する補正係数決定動作は、図６を参照して説明したとおりである。そして、次にトナー収納ユニット２４が交換されるまでは、上記計算によって求めた補正係数を用いて補正した現像ローラ１７の走行距離に応じて現像ユニット２３の寿命残量を求める。この補正係数を用いて現像ユニット２３の寿命残量を求め、現像ユニット２３の寿命到達を報知する動作は、図７を参照して説明したとおりである。
【００９３】
表３に示す例を用いてより具体的に説明する。まず、現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４が共に新品である時の供給ローラ２０に流れる電流を基準（電流初期値）とする。そして、トナー収納ユニット２４の交換を行った画像出力枚数５０００枚の時点での電流の初期からの変化量は、予測では０．２０μＡであるのに対して、実際は０．１７μＡある。つまり、この時点までに現像ローラ１７の劣化は、予測に対して８４％しか実際には進んでいない。このことから、次のトナー収納ユニット２４の交換後の供給ローラ２０に流れる電流を測定するタイミングまでの現像ユニット２３の寿命残量の進みを８４％に遅らせる。この補正を、トナー収納ユニット２４を交換するごとに繰り返す。つまり、トナー劣化による影響が最小限の状態で測定した供給ローラ２０に流れる電流に基づいて、現像ユニット２３の寿命残量の進みを補正し、現像ユニット２３の寿命到達を報知するタイミングを適正に近づける補正をすることが可能となる。
【００９４】
＜相対湿度による補正＞
図１２は、現像ユニット２３の周囲の相対湿度と、供給ローラ２０に流れる電流の初期値からの変化量と、の関係を、現像ローラ１７の劣化状態の異なる現像ユニット２３を用いて測定した結果を示すグラフ図である。図１２における電流の初期値からの変化量は、現像ローラ１７の劣化が無い場合における２３℃／５０％ＲＨでの供給ローラ２０に流れる電流を基準とした変化量である。測定環境（温度、相対湿度）は、２３℃／１０％ＲＨ、２３℃／５０％ＲＨ、２３℃／８０％ＲＨの３種類である。図１２から、相対湿度が高くなるにつれて、供給ローラ２０に流れる電流がプラス方向に変化することがわかる。これは、トナーの近傍の相対湿度が高い場合、トナーが持てるマイナスの電荷が小さくなり、現像ローラ１７にコートされたネガ帯電性であるトナーの単位面積当たりの電荷量（Ｑ／Ｓ）が小さくなることに起因する。
【００９５】
ここで、相対湿度を変化させながら供給ローラ２０に流れる電流を測定する実験を繰り返し行うことで、現像ローラ１７の劣化状態の違いによる、相対湿度と供給ローラ２０に流れる電流との関係を示すテーブルを作成することが可能である。表４は、そのようにして作成したテーブルの一例を示す。
【００９６】
【表４】
2020187192.tif 000006
【００９７】
本実施例では、供給ローラ２０に流れる電流の測定時の相対湿度が５０％からずれていた場合には、表４に示すようなテーブルデータを参照して、相対湿度が５０％のときの電流への換算を行った（図６）。
【００９８】
＜比較例＞
次に、本実施例の効果を示す後述する実験において本実施例の比較対象として用いた比較例について説明する。この比較例は、現像ユニット２３の寿命残量を現像ローラ１７の走行距離のみから求めるものである。現像ローラ１７の劣化の点で比較的厳しい使用条件（使用環境）である低温低湿環境（１５℃／１０％ＲＨ）において、記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度が５％を超えた画像出力枚数である、画像出力枚数２００００枚に到達した時点を寿命到達とした。この比較例の画像形成装置１００のその他の構成及び動作は、本実施例のものと実質的に同じである。
【００９９】
＜実験＞
本実施例の効果を検証するため、比較例の画像形成装置１００と本実施例の画像形成装置１００とを用いて、温湿度の異なる環境下において評価を行った。現像ユニット２３の寿命到達が報知された時の記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度は、低温低湿環境（１５℃／１０％ＲＨ）で評価した。結果を表５に示す。
【０１００】
【表５】
2020187192.tif 000007
【０１０１】
比較例では、実際の現像ローラ１７の劣化状態を知り得ないため、現像ユニット２３の寿命到達が報知されるタイミング（画像出力枚数）は、環境によって変わることはない。しかし、比較例では、現像ユニット２３の寿命到達が報知された時の記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度は、環境により比較的大きく異なっている。これに対して、本実施例では、実際の現像ローラ１７の劣化状態に応じて現像ユニット２３の寿命残量の進みを補正しているため、現像ユニット２３の寿命到達が報知されるタイミング（画像出力枚数）は、環境によって変わる。また、本実施例では、現像ユニット２３の寿命到達が報知された時の記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度は、環境によらずほぼ一定である。
【０１０２】
比較例では、寿命到達を報知するタイミングは、現像ローラ１７の劣化の点で比較的厳しい使用条件（使用環境）である低温低湿環境（１５℃／１０％ＲＨ）における「かぶり」の濃度が５％を超える現像ローラ１７の劣化状態に基づいて設定されている。そのため、低温低湿環境では、比較例と本実施例とで現像ユニット２３の寿命到達が報知されるタイミング（画像出力枚数）は実質的に同じであった。しかし、常温常湿環境（２３℃／５０％ＲＨ）では、現像ユニット２３の寿命到達が報知されるタイミングは、本実施例では比較例よりも画像出力枚数で７０００枚後になった。そして、本実施例では、その現像ユニット２３の寿命到達が報知された時の記録材Ｐ上での「かぶり」の濃度も許容値である５％を超えていない。これは、供給ローラ２０に流れる電流に基づいて推測可能な現像ローラ１７の劣化状態を実際に測定することで、実際の現像ローラ１７の劣化状態に則した現像ユニット２３の寿命到達の報知を行っていることによる。
【０１０３】
このように、比較例では、使用条件によってトナーの劣化速度が変わった場合に、実際に画像不良が生じるタイミングと現像ユニット２３の寿命到達が報知されるタイミングとにズレが生じてしまうことがある。つまり、比較例では、画像不良が生じずに現像ユニット２３を引き続き使用可能なタイミングで、現像ユニット２３の寿命到達を報知してしまうことがある。これに対し、本実施例では、現像ローラ１７の劣化状態に相関のある供給ローラ２０に流れる電流を測定して現像ユニット２３の寿命残量の進みを補正するため、実際の現像ローラ１７の劣化状態に則した現像ユニット２３の寿命到達の報知を行うことができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施例の画像形成装置１００は、現像剤担持体１７を含む現像ユニット２３とトナー収納ユニット２４とを個別に交換可能である。そして、本実施例では、制御手段１０１は、新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後の所定のタイミングにおける電流検知手段３４の検知結果に基づいて、現像ユニット２３の寿命に関する情報を報知するための処理を実行する。特に、本実施例では、制御手段１０１は、現像剤担持体１７の使用量と相関する指標値に基づいて現像ユニット２３の寿命残量を更新して求める処理において、現像剤担持体１７の使用量の増加に対する現像ユニット２３の寿命残量の減少量に対応する値（残寿命減少量）を、電流検知手段３４の検知結果に基づいて補正する。また、本実施例では、制御手段１０１は、現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４が共に新品の状態から新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後の所定のタイミングにおける電流検知手段３４の検知結果を基準とし、新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始されるごとに取得される所定のタイミングにおける電流検知手段３４の検知結果の基準からの変化量に基づいて、補正における補正量（補正係数により決まる残寿命減少量の補正幅）を設定する。本実施例では、制御手段１０１は、一の新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後に取得された上記変化量と次の新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後に取得された上記変化量との差分が第１の値である場合よりも、上記差分が第１の値よりも小さい第２の値である場合の方が、上記次の新品のトナー収納ユニット２４の使用が開始された後の補正における補正量が大きくなるように、補正量を設定する。本実施例では、上記指標値は、現像剤担持体１７を用いて出力した画像の数に対応する値である。また、本実施例では、現像ユニット２３の寿命期間は、トナー収納ユニット２４の寿命期間よりも長い。
【０１０５】
本実施例によれば、フィルミングによる現像ローラ１７の劣化による現像ローラ１７を含むユニット（現像ユニット２３）の寿命に関する情報の報知をより精度よく行うことができる。
【０１０６】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
【０１０７】
本実施例では、実施例１と同様の方法によって現像ユニット２３の寿命残量を求める。加えて、本実施例では、現像ユニット２３の寿命残量が所定の寿命残量以下になった場合に、次のようにして現像ユニット２３の寿命残量を補正する。つまり、トナー収納ユニット２４のトナー残量に応じて、現像ユニット２３とトナー収納ユニット２４とが略同時に寿命に到達するように、現像ユニット２３の寿命残量を補正する。これにより、トナー収納ユニット２４のトナーが残っている状態で現像ユニット２３が寿命に到達することを抑制することができる。ここで、現像ユニット２３とトナー収納ユニット２４とが略同時に寿命に到達するとは、現像ユニット２３とトナー収納ユニット２４とを同時に交換できるように、これら各ユニットの寿命到達を実質的に同時に報知できるようにすることをいう。
【０１０８】
本実施例では、実施例１で説明した現像ユニット２３の補正後の寿命残量が２５％以下になった後にトナー収納ユニット２４の交換が行われた後の寿命残量を、トナー収納ユニット２４のトナー残量に応じたトナー収納ユニット２４の寿命残量とリンクさせる。つまり、例えば表６に示すように、現像ユニット２３の寿命残量が２４％でトナー収納ユニット２４の交換が行われたものとする。この場合、その交換の直後では、トナー収納ユニット２４のトナー残量が１００％で、現像ユニット２３の寿命残量が２４％である。この場合、表６に示すように、トナー収納ユニット２４の寿命残量１００％から０％までの範囲を、現像ユニット２３の寿命残量２４％から０％までの範囲に割り当てる。その結果、その後トナー収納ユニット２４の寿命残量が１００％から０％へと変化する間に、現像ユニット２３の寿命残量が２４％から０％へと変化する。したがって、現像ユニット２３の寿命到達とトナー収納ユニット２４の寿命到達とを同時に報知することが可能となる。これにより、トナー収納ユニット２４にトナーが残っている状態（寿命到達が報知されていない状態）で、現像ユニット２３の寿命到達が報知されることを抑制することができる。つまり、現像ユニット２３及びトナー収納ユニット２４の交換を一度に行うことができ、ユニット交換に要する作業の無駄を低減することが可能となる。
【０１０９】
【表６】
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【０１１０】
このように、本実施例では、制御手段１０１は、現像ユニット２３の寿命残量が所定値以下になった場合には、トナー収納ユニット２４の内部のトナーの量に基づいて、現像ユニット２３の寿命残量を求める。
【０１１１】
なお、本実施例では、トナー収納ユニット２４及び現像ユニット２３の各想定出力可能枚数に基づいて、現像ユニット２３の寿命残量が２５％以下でこれら各ユニットの寿命残量をリンクさせるように現像ユニット２３の寿命残量の算出方法を切り替えた。しかし、現像ユニット２３の寿命残量を求める方法を実施例１の方法から本実施例の方法に切り替えるタイミングは、上記に限定されるものではなく、トナー収納ユニット２４及び現像ユニット２３の仕様に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、トナー収納ユニット２４の想定出力可能枚数が本実施例の半分のトナー収納ユニット２４では、上記切り替えのタイミングを、次のようにすることが好ましい。つまり、現像ユニット２３の寿命残量が２５％以下ではなく１２％以下になった後に、トナー収納ユニット２４の交換が行われた後とすることが好ましい。
【０１１２】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【０１１３】
上述の実施例では、カラー画像形成装置を例示したが、本発明はモノクロ画像形成装置に適用してもよい。また、上述の実施例では中間転写方式を採用した画像形成装置を例示したが、記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ね合わるようにして転写する直接転写方式を採用した画像形成装置に本発明を適用してもよい。
【０１１４】
また、上述の実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、複写機、ファクシミリ装置、又はプリンタ、複写機、ファクシミリ装置などのうち複数の機能を有する複合機などの他の画像形成装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１      感光ドラム
４      現像装置
７      プロセスカートリッジ
１７    現像ローラ
２０    供給ローラ
２３    現像ユニット
２４    トナー収納ユニット
３４    電流検知部
７３    環境センサ
１００  画像形成装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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