(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に収納される現像剤を前記現像装置から搬出する現像剤搬出手段と、
前記現像剤搬出手段の現像剤搬出経路上に配設され、前記現像剤搬出手段により搬出される現像剤を下方に落下させる現像剤排出口と、
前記現像剤排出口の下方に配設され、前記現像剤排出口から落下する現像剤を堆積する現像剤堆積台と、
前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態を検出する堆積状態検出手段と、
現像剤の堆積状態から現像剤の劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
を有することを特徴とする現像剤劣化状態検出装置。
【請求項２】
前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の安息角を計測することを特徴とする請求項１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【請求項３】
前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の質量を計測することを特徴とする請求項１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【請求項４】
前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の透磁率を計測することを特徴とする請求項１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の現像剤劣化状態検出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
画像形成条件を変更する画像形成条件変更手段と、
前記画像形成条件変更手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記画像形成条件変更手段の動作を制御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】
現像剤を供給する現像剤補給装置と、
前記現像剤補給装置の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記画像形成条件変更手段は、現像剤を前記現像装置に補給する現像剤補給装置であり、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記現像剤補給装置による現像剤の補給量を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成条件変更手段は、前記現像装置に付与される現像バイアス条件を変化させ、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記現像装置に付与される現像バイアス条件を変化させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか１項に記載の現像剤劣化状態検出装置を用いて前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態から劣化状態を検出することを特徴とする現像剤劣化状態検出方法。
【請求項１０】
請求項５から８のいずれか１項に記載の画像形成装置を用いて前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態から劣化状態を検出することを特徴とする現像剤劣化状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式に用いられる現像剤の劣化状態を検出する現像剤劣化状態検出装置、それを備えた画像形成装置、及びそれらの装置を用いた現像剤劣化状態検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の現像工程では、長期にわたり現像を繰り返すと、現像剤が劣化して現像剤の帯電能力が低下し、画像品質を低下させるという問題がある。現像剤には二成分現像剤と一成分現像剤とがあるが、二成分現像剤を用いる場合、通常の現像方式では、トナーは現像ごとに消費されて新しいトナーが補給されるため、絶えず新しく更新されるが、キャリアは継続して使用される。長期にわたり現像を繰り返すと、キャリア表面の樹脂コート層が現像剤中で磨耗剥離し、あるいはキャリア表面にトナー構成成分が付着凝集し、キャリアの帯電能力が低下してくる。このため、画像濃度の変動やベタ画像後端部の抜けなど様々な弊害が発生する。劣化したキャリアの問題を解消するには、現像剤をすべて入れ替えるなどをすればよいが、この作業は非常に手間がかかり問題であった。
【０００３】
また、一成分現像剤においても、現像装置に補給される現像剤が古いものから順序よく消費されれば良いが、現像装置内での現像剤の循環が円滑に行われずに滞留するとか、現像剤が長時間消費されないとかの理由により、現像剤が劣化する場合がある。また、環境条件によっても劣化が促進されることがある。
【０００４】
二成分現像剤を用いる場合の上記問題に対する対策として、トリクル現像方式がある。トリクル現像方式では、トナーの補給とともにキャリアも補給する一方、余剰の現像剤を排出して、現像装置内のキャリアを少しずつ入れ替えることにより帯電量を安定化させている。キャリアの補給は補給トナー中にキャリアを混合して行うか、あるいは、キャリアとトナーを別々に補給することができる。トリクル現像方式によれば、劣化した現像剤を自動的に交換できるため、手間が掛かるという問題は解消される。
【０００５】
然るに、トリクル現像方式においても、環境条件や画像形成する画像の印字率、或いは現像剤の耐久性等の要因により、現像剤が劣化して流動性が悪化するという問題がある。現像剤の流動性の悪化は、現像剤のトナー帯電性の変動や出力画像の濃度ムラに繋がる。
【０００６】
このような問題を解決する現像装置として、キャリアを含む現像剤の補給量と排出量、及び現像装置内の現像剤量を制御することで、現像剤のトナー帯電性の変動や画像濃度ムラを回避する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の画像形成装置では、現像剤のトナー帯電性を維持するために現像剤の流動性を制御し、現像剤の安息角が所定の範囲に入るように数値を規定し、調整している。現像剤の安息角は、現像剤の流動性が高い場合には値が小さく、流動性が低い場合には値が大きくなる。特許文献１の技術は、この現象を利用して現像剤の流動性を測定し制御すること等により現像剤の変動量を制御し、出力画像のかぶりや濃度ムラ等の発生を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２８３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１においては、現像剤の安息角（堆積状態）を測定する際には、現像装置内の現像剤を一旦取り出して測定器に投入する必要があり、その作業に多くの時間と労力を要するという問題がある。また、特許文献１の技術ではトリクル現像方式を前提としたものであり、一成分現像剤に適用することはできない。
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、現像剤の堆積状態を現像装置から取り出すことなく検出し、その堆積状態から現像剤の流動性及び劣化状態を検出できる現像剤劣化状態検出手段、画像形成装置、及び現像剤劣化状態検出方法を提供することにある。また、この現像剤劣化状態検出手段を用いて現像剤の劣化状態を的確に検出することにより、画像形成装置の画像形成条件を制御して現像剤の劣化を抑制し、継続的に安定した画像を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１１】
１．現像装置に収納される現像剤を前記現像装置から搬出する現像剤搬出手段と、
前記現像剤搬出手段の現像剤搬出経路上に配設され、前記現像剤搬出手段により搬出される現像剤を下方に落下させる現像剤排出口と、
前記現像剤排出口の下方に配設され、前記現像剤排出口から落下する現像剤を堆積する現像剤堆積台と、
前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態を検出する堆積状態検出手段と、
現像剤の堆積状態から現像剤の劣化状態を検出する劣化状態検出手段と、
を有することを特徴とする現像剤劣化状態検出装置。
【００１２】
２．前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の安息角を計測することを特徴とする前記１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【００１３】
３．前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の質量を計測することを特徴とする前記１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【００１４】
４．前記堆積状態検出手段は、前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の透磁率を計測することを特徴とする前記１に記載の現像剤劣化状態検出装置。
【００１５】
５．前記１から４のいずれか１項に記載の現像剤劣化状態検出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
６．画像形成条件を変更する画像形成条件変更手段と、
前記画像形成条件変更手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記画像形成条件変更手段の動作を制御することを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
【００１７】
７．現像剤を供給する現像剤補給装置と、
前記現像剤補給装置の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記画像形成条件変更手段は、現像剤を前記現像装置に補給する現像剤補給装置であり、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記現像剤補給装置による現像剤の補給量を制御することを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。
【００１８】
８．前記画像形成条件変更手段は、前記現像装置に付与される現像バイアス条件を変化させ、
前記制御手段は、前記劣化状態検出手段による検出結果に応じて、前記現像装置に付与される現像バイアス条件を変化させることを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。
【００１９】
９．前記１から４のいずれか１項に記載の現像剤劣化状態検出装置を用いて前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態から劣化状態を検出することを特徴とする現像剤劣化状態検出方法。
【００２０】
１０．前記５から８のいずれか１項に記載の画像形成装置を用いて前記現像剤堆積台に堆積される現像剤の堆積状態から劣化状態を検出することを特徴とする現像剤劣化状態検出方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡単な構成で現像剤の流動性の検出を短時間で容易に行うことができ、現像剤の流動性から劣化状態を把握することができる。また、その検出結果に基づき、現像剤補給量の補正や画像形成条件の補正を行うことにより、現像剤の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る現像剤劣化状態検出装置を備えた画像形成装置の実施形態についての構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の実施形態の構成及び動作について説明するための拡大断面図である。
【図３】本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第１の実施形態の構成を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第２の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。
【図５】本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第３の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。
【図６】本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第４の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の動作を制御する制御手段１００の制御について説明するためのブロック図である。
【図８】表４における安息角θとプリント枚数の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に実施の形態に基づいて本発明を説明するが、本発明は本実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置を備えた画像形成装置の実施形態についての構成図である。本実施形態における画像形成装置は、画像形成装置本体Ａ及び原稿読み取り部Ｂから成る。
【００２５】
図示の画像形成装置本体Ａは、感光体ドラム１、帯電手段２、像露光手段（画像書込手段）３、現像装置４、転写手段５、除電手段６、分離爪７、クリーニング手段８等から成る画像形成部、定着手段、及び用紙搬送系等、からなる。
【００２６】
用紙搬送系は、給紙カセット１０、第１給紙手段１１、第２給紙手段１２、搬送手段１３、排紙手段１４、及び手差し給紙手段１５から成る第１搬送部と、用紙Ｐを循環再給紙する循環再給紙部とから構成されている。
【００２７】
給紙カセット１０及び第１給紙手段１１は、複数の給紙手段（図示の３段）により形成され、複数種のサイズの用紙Ｐを収容して給紙する。用紙サイズは、操作部２１による手動設定、又は用紙サイズ検知手段による自動用紙サイズ設定によって入力される。
【００２８】
後に説明する原稿読み取り部Ｂで読み取られた原稿の画像データはイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。イメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、像露光手段３に画像信号を送る。
【００２９】
像露光手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部の感光体ドラム１に照射され、潜像を形成する。画像形成部においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われる。給紙カセット１０、手差し給紙手段１５から給送された用紙Ｐは転写手段５により画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、定着手段９により定着され、排紙手段１４から排出される。
【００３０】
或いは搬送路切換手段１６により循環再給紙部に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｐは反転搬送ローラ１７により反転された後に再び画像形成部において両面画像処理された後、定着手段９によって定着処理され、排紙手段１４により排出される。
【００３１】
本実施形態における現像装置４は、２成分現像剤を用いるトリクル現像方式によるものであり、本発明の現像剤劣化状態検出装置は現像装置４の近傍に配設され、現像装置４から排出される現像剤を受けて現像剤の劣化状態を検出する。
【００３２】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置を備えた画像形成装置本体Ａの実施形態における詳細な構成については後述の画像形成装置本体Ａの一実施形態及び他の実施形態の項で説明する。
【００３３】
制御手段１００は、画像形成装置本体Ａの内部に配設され、画像形成装置本体Ａと原稿読み取り部Ｂとの信号の授受や、画像形成装置本体Ａ各部の動作の制御を行う。
【００３４】
なお、本実施の形態における画像形成装置本体Ａの説明においては、モノクロ画像の形成について説明したが、カラー画像を形成する場合も本発明は適用可能である。
【００３５】
図２は、本発明に係る現像装置の実施形態の構成及び動作について説明するための拡大断面図である。本実施形態における現像装置４は、所謂トリクル現像方式の構成を有するものであり、トナーＴをトナー補給装置６０から、キャリアＣをキャリア補給装置７０から供給し、劣化した現像剤を下方に配設した現像剤搬出用ハウジング４１Ｂから排出している。
【００３６】
現像装置４は、感光体ドラム１の周面に対し所定の間隙を保つ位置に配設され、現像領域において感光体ドラム１の周面の移動方向と逆方向に周面が移動する現像ローラ４２を備えている。符号の４０は２成分現像剤を収容する現像剤収容部としての現像装置ハウジングであり、４２は、内部に固定の磁極を有するマグネットロールを有し、その外側に回転するスリーブを有する現像剤搬送体としての現像ローラである。また、４３は現像ローラ４２上の現像剤層厚を所定量に規制する磁性材から成る層厚規制手段としての層厚規制部材、４５は搬送供給ローラ、４６、４７は一対の撹拌スクリュー、である。
【００３７】
現像ローラ４２のスリーブは、例えばステンレス材を用いた外形８ｍｍ〜６０ｍｍの非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１の周面に対し、現像ローラ４２の両端に設けられた不図示の突当コロにより所定の間隙を保って配設される。現像ローラ４２は感光体ドラム１と同一の回転方向（図２に矢示する反時計方向）に回転されるため、対向する互いの外周表面は逆方向に移動する。現像ローラ４２に内包される図示しないマグネットロールは、複数個の磁極Ｎ、Ｓを交互に配し、現像ローラ４２の図示しないスリーブと同心位置に固定されており、非磁性のスリーブの周面に磁力を作用させている。
【００３８】
層厚規制手段である層厚規制部材４３は、例えば棒状或いは板状の磁性ステンレス材よりなり、マグネットロールの所定の磁極と対向し、現像ローラ４２のスリーブと所定の間隙で配置され、スリーブ周面上の２成分現像剤の層厚を規制する。搬送供給ローラ４５は、現像ローラ４２から剥離された現像剤を撹拌スクリュー４６に搬送すると共に、撹拌スクリュー４６により撹拌された現像剤を層厚規制部材４３へと供給する。搬送供給ローラ４５には現像剤を搬送するための羽根部が形成されている。
【００３９】
本発明に係る現像剤補給装置は、トナー補給装置６０及びキャリア補給装置７０からなり、現像装置４に対して現像剤（トナーＴ及びキャリアＣ）を補給する。トナーＴは、図示しないトナー濃度検知センサによって現像装置ハウジング４０内のトナー濃度が所定のトナー濃度より低下したと検知されるときにトナー補給装置６０からトナーＴの供給が行われる。一方、キャリアＣについてはコピー枚数の積算量などに基づいてキャリア補給装置７０から新しいキャリアＣの補給が適時行われる。
【００４０】
トナー補給装置６０及びキャリア補給装置７０により補給されるトナーＴ及びキャリアＣは、撹拌スクリュー４７の上部の天板４１Ａに開口するトナー補給口Ｈ（Ｔ）及びキャリア補給口Ｈ（Ｃ）から現像装置ハウジング４０内に供給される。現像装置ハウジング４０内に供給されたトナーＴ及びキャリアＣは、互いに相反する方向に等速で回転する撹拌スクリュー４６、４７により現像装置ハウジング４０内に収容されている現像剤と撹拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となる。この現像剤は回転する搬送供給ローラ４５により層厚規制部材４３に搬送され、層厚規制部材４３により所定の層厚とされ、安定した現像剤層が現像ローラ４２の外周面上に形成される。この現像剤層により感光体ドラム１上の潜像が現像され、現像を終えた現像剤は現像ローラ４２内部のマグネットロールの磁極の反撥磁界の作用により剥ぎ取られ、搬送供給ローラ４５によって再度撹拌スクリュー４６へと搬送される。
【００４１】
感光体ドラム１上の静電潜像は、現像領域において現像ローラ４２上に搭載される現像剤の層に接触し、直流（ＤＣ）バイアスに交流（ＡＣ）バイアスを重畳する現像バイアス電圧が印加されて反転現像される。
【００４２】
本実施の形態における現像バイアス電圧は、周波数可変の交流バイアス電源ＡＣ１と直流バイアス電源Ｅ１とからなる現像バイアス変更手段ＢＨにより現像ローラ４２のスリーブに印加される。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、現像バイアス条件の変更を交流バイアス電源ＡＣ１の周波数を変化させて行う構成としているが、交流バイアス電源ＡＣ１又は直流バイアス電源Ｅ１の電圧を変化させる構成としても良い。
【００４４】
トナー補給装置６０から補給されるトナーＴは現像によって消費されるトナーＴと近似した量であるが、キャリア補給装置７０から補給されるキャリアＣについては消費されないので、キャリアＣの補給によって現像装置ハウジング４０内の現像剤の量は増量する。
【００４５】
撹拌スクリュー４７の通常時の現像剤搬送方向上流側の下方には、現像剤を排出する開口部４０ｂが形成されている。キャリア補給装置７０からのキャリアＣの補給により、現像装置ハウジング４０内の現像剤が増量し界面レベルが上昇すると、界面レベルを検知する図示しない界面レベル検知手段により現像剤が増量状態にあることが検知される。現像剤の増量が検知されると、制御手段１００は、撹拌スクリュー４６、４７を通常現像時とは逆方向に回転させるよう、図示しない駆動モータに対し回転方向を切り換えるように制御する。この制御により撹拌スクリュー４７は通常時の現像剤搬送方向とは逆方向に現像剤を送り込むように回転し、現像剤は開口部４０ｂから現像剤劣化状態検出装置４１０の現像剤搬出用ハウジング４１Ｂ内に落下される。
【００４６】
図３は、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第１の実施形態の構成を説明するための概略断面図である。図３（ａ）は現像剤劣化状態検出装置４１０と現像装置４との連結の構成を説明するための図であり、図２に示す現像装置４のＹＹ断面を示す断面図でもある。図３（ｂ）は現像剤劣化状態検出装置４１０の全体構成を説明するための図であり、図３（ａ）のＸＸ断面を示す断面図でもある。
【００４７】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第１の実施形態は、現像剤搬出用ハウジング４１Ｂ、搬出用スクリュー４９、現像剤排出部材５０、現像剤堆積台５１、排出現像剤収納容器５２、及び堆積状態検出手段としてのレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２を有する。
【００４８】
現像装置４の外側に位置する撹拌スクリュー４７の現像剤搬送方向上流側に向けて、撹拌スクリュー４７は外方に突出した形状をしており、撹拌スクリュー４７の突出した部分は現像装置ハウジング４０の一部をなす筒状カバー４０ａによって包囲されている。筒状カバー４０ａの下部には、現像剤を下方に落下させるための開口部４０ｂが設けられている。
【００４９】
本発明に係る現像剤搬出手段は、前述の開口部４０ｂの下方に配設される現像剤搬出用ハウジング４１Ｂ、及び現像剤搬出用ハウジング４１Ｂに内蔵される搬出用スクリュー４９等、からなる。現像剤搬出用ハウジング４１Ｂは、現像装置４に対して筒状カバー４０ａの開口部４０ｂ近傍の位置で連結されており、筒状カバー部４１Ｂａを有している。筒状カバー部４１Ｂａは、現像剤を現像装置４から水平方向に搬出する搬出用スクリュー４９の外周を包囲している。筒状カバー部４１Ｂａにおける、搬出用スクリュー４９の現像剤搬出方向の下流側の下部には、搬出用スクリュー４９の現像剤搬出方向に沿って長手方向に開口する開口部４１Ｂｂが形成されている。搬出用スクリュー４９は、図示しない駆動モータに連結されて回転し、開口部４０ｂから受けた現像剤を、筒状カバー部４１Ｂａ内を現像剤搬出方向へと搬送し、開口部４１Ｂｂから下方へ落下させる。
【００５０】
本発明に係る現像剤排出口としての現像剤排出部材５０は、上下に開口部を有する部材であり、上側の開口部（上）が広く下側の開口部（下）５０ａが狭い漏斗状に形成されており、前記開口部４１Ｂｂの下方に位置する搬出経路上に配設される。現像剤排出部材５０の上側の開口部（上）は、筒状カバー部４１Ｂａの開口部４１Ｂｂから落下する現像剤が現像剤排出部材５０から外にこぼれないように、開口部４１Ｂｂの寸法より大きめに形成されている。
【００５１】
本実施形態における現像剤堆積台５１は現像剤排出部材５０の直下に現像剤載置面を上にして水平に配設される。現像剤堆積台５１の中心と現像剤排出部材５０の開口部（下）５０ａの中心とは同一の鉛直線上に位置する。本実施の形態においては、現像剤堆積台５１は直径略２０ｍｍの円板状部材からなる。現像剤堆積台５１の円板状部材の外周の厚み方向の中心位置には直径方向に延びる左右一対の回転軸５１ａが固設され、現像剤堆積台５１を現像剤劣化状態検出装置４１０に対して回転自在に保持している。現像剤堆積台５１には、現像剤堆積台５１上に現像剤Ｇを堆積するときに、現像剤堆積台５１が水平になる位置で停止するように、図示しないストッパ部材が設けられている。回転軸５１ａは図示しない歯車を介して回転軸５１ａを駆動回転させる図示しない駆動モータが連結されている。現像剤堆積台５１が回転自在に保持されることにより、水平に保たれる状態における現像剤Ｇの現像剤堆積台５１上への堆積と、直角又はそれ以上に回転される状態における堆積された現像剤Ｇの下方への放出と、を可能にしている。現像剤堆積台５１の下方には、現像剤堆積状態の検出を終えた現像剤Ｇを収納する排出現像剤収納容器５２が配設されている。
【００５２】
第１の実施形態における堆積状態検出手段としてのレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２は、現像剤堆積台５１の上方に位置する現像剤排出部材５０の開口部（下）５０ａの近傍に配設される。レーザ距離計ＬＭ２は、照射されるレーザ光Ｌ２の位置が現像剤堆積台５１の外周から所定の距離だけ内側となるように、レーザ距離計ＬＭ１は、照射されるレーザ光Ｌ１の位置がレーザ距離計ＬＭ２より更に所定の距離だけ内側となるように、それぞれ配設される。レーザ距離計ＬＭ１とレーザ距離計ＬＭ２とにより測定される２つの距離データは、電気信号として制御手段１００に送られる。制御手段１００に内蔵されるメモリには、予め前述の２つの距離データの差から安息角θを算出する算出式がプログラムとして格納されており、距離データの電気信号の入力により安息角θが算出される。
【００５３】
次に第１の実施形態において、現像剤Ｇが現像装置４内より搬出されてから現像剤堆積台５１上に堆積されるまでの動作、及び装置各部の動作について説明する。
【００５４】
現像剤Ｇの現像剤劣化状態検出装置４１０への搬出は、定期的、又は現像剤の劣化が検知されたときに行われるもので、制御手段１００からの指令により現像装置４の撹拌スクリュー４７が逆回転されて搬出が開始される。
【００５５】
図３において、現像装置ハウジング４０内の現像剤Ｇは、撹拌スクリュー４７の逆回転により、筒状カバー４０ａの開口部４０ｂから現像剤劣化状態検出装置４１０の現像剤搬出用ハウジング４１Ｂ内に落下される。現像剤搬出用ハウジング４１Ｂ内に落下された現像剤Ｇは、搬出用スクリュー４９により筒状カバー部４１Ｂａ内を開口部４１Ｂｂに向けて搬送され、開口部４１Ｂｂから現像剤排出部材５０を介して下方の現像剤堆積台５１上に落下されて堆積する。現像剤堆積台５１上に堆積された現像剤Ｇは、レーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２により堆積する現像剤Ｇの斜面までの距離が測定され、安息角θが算出される。その後、現像剤堆積台５１が回転軸５１ａを中心に回転され、現像剤堆積台５１上の現像剤Ｇは下方の排出現像剤収納容器５２へと落下されて収納される。
【００５６】
上記の一連の動作によって現像装置４内の現像剤の排出が行われ、界面レベル検知手段により現像剤Ｇが標準レベルまで減量したことが検知されると、制御手段１００は撹拌スクリュー４６、４７の逆転動作を停止させ、その後正転に復帰させる。
【００５７】
第１の実施形態においては、現像剤堆積台５１上における現像剤Ｇの堆積の高さは、常にレーザ距離計ＬＭ２により測定される地点よりレーザ距離計ＬＭ１により測定される地点の方が、現像剤堆積台５１の中央位置に近いため、高い位置となる。また、本実施形態における測定が正しく行われるためには、レーザ距離計ＬＭ２により測定される地点において現像剤が堆積されていることが前提となる。なぜならば、現像剤Ｇの堆積量が少なく、レーザ距離計ＬＭ２により測定される地点において現像剤の堆積が認められなければ、レーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２により堆積する現像剤の斜面までの距離の差の比較ができないためである。より好ましい状態としては、堆積する現像剤Ｇが現像剤堆積台５１から溢れて下方の排出現像剤収納容器５２へ落下する状態である。この状態であれば、現像剤堆積台５１上に堆積される現像剤Ｇの山の斜面は安定した一定の位置に形成される。
【００５８】
なお、本実施の形態においては、現像剤Ｇは、現像装置４の撹拌スクリュー４７の逆回転により、筒状カバー部４１Ｂａの開口部４０ｂから現像剤劣化状態検出装置４１０内に搬送される構成としたが、撹拌スクリュー４７を逆回転させない構成としても良い。撹拌スクリュー４７を逆回転させない構成としては、例えば、開口部４０ｂを撹拌スクリュー４６の下流側に設け、開口部４０ｂに開閉可能なシャッター部材を配設し、必要に応じてシャッター部材を開閉させるという構成である。この構成におけるシャッター部材の開閉は、現像剤Ｇの現像剤補給装置からの補給量や、現像剤Ｇの堆積状態等の情報に基づいて制御される。
【００５９】
また、上記構成の現像装置４の開口部４０ｂにシャッター部材を設けずに、少量の現像剤Ｇを常時、又は定期的に開口部４０ｂから落下させる構成としても良い。このとき、キャリアＣのキャリア補給装置７０からの補給は、現像剤Ｇの排出量に応じた量だけ補給するものとする。
【００６０】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第１の実施形態によれば、現像装置４から排出される現像剤Ｇの現像剤堆積台５１上での堆積から安息角θを容易に、かつ正確に測定することができ、安息角θから劣化状態を検出して対策に繋げることができる。安息角θと劣化状態との関係については後述の実験結果の説明において触れる。
【００６１】
図４は、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第２の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。第２の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第２の実施形態の構成が第１の実施形態の構成と異なる点は、現像剤Ｇの堆積状態検出手段の違いである。即ち、堆積状態検出手段は、第１の実施形態ではレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２であるのに対し、第２の実施形態では質量センサＷＭである点である。即ち、第２の実施形態では、現像剤堆積台５１上に堆積される現像剤Ｇの質量を算出することにより、現像剤堆積台５１上の体積と安息角θが算出でき、現像剤Ｇの流動性及び劣化状態が検出できる。
【００６２】
図４において、符号のＷＭは、現像剤堆積台５１上に堆積された現像剤Ｇの質量を計測する堆積状態検出手段としての質量センサである。現像剤堆積台５１の面積は一定であるので、現像剤Ｇが現像剤堆積台５１の外周の縁部まで堆積されるとき、現像剤の容積及び質量は安息角θの大きさに応じて変化する。従って、現像剤の質量を測定することにより安息角θが算出され、現像剤Ｇの流動性及び劣化状態を検出することができる。
【００６３】
第２の実施形態においては、現像剤Ｇが現像剤堆積台５１の外周の縁部まで堆積されることが必要条件であり、より望ましい状態は、堆積する現像剤Ｇが現像剤堆積台５１から溢れて下方の排出現像剤収納容器５２へ落下する状態である。
【００６４】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第２の実施形態によれば、簡単な構成でありながら、安息角θを容易に、かつ正確に測定することができ、安息角θから劣化状態を推定して対策に繋げることができる。
【００６５】
図５は、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第３の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。第３の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第３の実施形態の構成が第１の実施形態の構成と異なる点は、現像剤Ｇの堆積状態検出手段の違いである。即ち、堆積状態検出手段は、第１の実施形態ではレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２であるのに対し、第３の実施形態では透磁率センサＭＭ１、ＭＭ２である点である。即ち、第３の実施形態では、現像剤堆積台５１上に堆積される現像剤Ｇの透磁率を異なる２箇所で検出することにより、２箇所での現像剤Ｇの堆積高さを割り出して安息角θを算出し、現像剤Ｇの流動性及び劣化状態を検出する。
【００６６】
図５において、符号のＭＭ１、ＭＭ２は、現像剤堆積台５１上に堆積される現像剤Ｇの透磁率を算出する堆積状態検出手段としての透磁率センサであり、２つの透磁率センサＭＭ１、ＭＭ２は、共に現像剤堆積台５１の下面に配設される。２つの透磁率センサＭＭ１、ＭＭ２の配設位置は、透磁率センサＭＭ２の位置が現像剤堆積台５１の外周から所定の距離だけ内側となるように、透磁率センサＭＭ１の位置が透磁率センサＭＭ２より更に所定の距離だけ内側となるように、それぞれ配設される。２つの透磁率センサＭＭ１、ＭＭ２により測定される２つの透磁率のデータは、電気信号として制御手段１００に送られる。制御手段１００に内蔵される図示しないメモリには、前述の２つの透磁率データの差から現像剤Ｇの堆積高さを割り出し、更に安息角θを算出する算出式がプログラムとして格納されており、透磁率データの電気信号の入力により安息角θが算出される。
【００６７】
第３の実施形態においては、第１の実施形態と同様に、透磁率センサＭＭ２により測定される地点において現像剤の堆積があることが前提であり、望ましくは、現像剤Ｇが現像剤堆積台５１から溢れて下方へ落下する状態にあることである。
【００６８】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第３の実施形態によれば、簡単な構成でありながら、安息角θを容易に測定することができ、安息角θから劣化状態を推定して対策に繋げることができる。
【００６９】
図６は、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第４の実施形態の構成について説明するための概略構成図である。第４の実施形態の構成は、第１の実施形態の構成に類似しており、同一の機能を有する部材には同一の符番を付しているため説明は省略し、異なる構成についてのみ説明する。第４の実施形態の構成が第１の実施形態の構成と異なる点は、現像剤Ｇの堆積状態検出手段の違いである。即ち、堆積状態検出手段は、第１の実施形態ではレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２であるのに対し、第４の実施形態では、堆積現像剤当接板ＴＢと堆積角度検出エンコーダＥＣからなる点である。即ち、堆積現像剤当接板ＴＢは、堆積された現像剤Ｇの斜面に直接当接してその傾きの角度を検出し、堆積角度検出エンコーダＥＣは、堆積現像剤当接板ＴＢの傾き角（安息角θ）を検出するという構成である。
【００７０】
本発明に係る堆積状態検出手段は、堆積現像剤当接板ＴＢと堆積角度検出エンコーダＥＣとからなる。
【００７１】
図６において、堆積現像剤当接板ＴＢは、支持アームＳＡに一体的に保持されている。支持アームＳＡは、Ｖ型に形成され、一方の端部は堆積現像剤当接板ＴＢの現像剤当接面の背面に固設され、他方の端部近傍に取り付けられた軸ＳＡｊは、現像剤堆積台５１の側面の切欠部に取り付けられた図示しない軸受部材に嵌合する。即ち、軸受部材と軸ＳＡｊとの嵌合により、支持アームＳＡは、現像剤堆積台５１に対して回転自在に保持される構成である。また、軸ＳＡｊには堆積角度検出エンコーダＥＣが連結されており、支持アームＳＡに一体的に保持される堆積現像剤当接板ＴＢの傾き角を検出することができるように構成されている。
【００７２】
即ち、第４の実施形態では、現像剤堆積台５１に堆積される現像剤Ｇの斜面に堆積現像剤当接板ＴＢを直接当接させ、その角度を堆積角度検出エンコーダＥＣで検出して現像剤Ｇの堆積の傾き角（安息角θ）を検出し、現像剤Ｇの流動性及び劣化状態を検出する。
【００７３】
第４の実施形態においては、第２の実施形態と同様に、現像剤Ｇが現像剤堆積台５１の外周の縁部まで堆積されることが必要条件であり、より望ましい状態は、堆積する現像剤Ｇが現像剤堆積台５１から溢れて下方の排出現像剤収納容器５２へ落下する状態である。
【００７４】
本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第４の実施形態によれば、簡単な構成でありながら、安息角θを容易に、かつ正確に測定することができ、劣化状態を推定して対策に繋げることができる。
【００７５】
なお、第１〜第４の実施の形態では、トナー補給装置６０とキャリア補給装置７０とがそれぞれトナーＴとキャリアＣとを供給する構成としたが、１つの現像剤補給装置に所定のトナー比率の２成分現像剤を装填し、その現像剤を一定量供給する構成としても良い。また、２成分現像剤を一定量供給するのではなく、任意の量の２成分現像剤を供給し、界面レベル検知手段により所定量の２成分現像剤が供給されたことが検知されたとき、供給を停止する構成とすることも可能である。
【００７６】
数万枚のプリントが画像形成された後、等において、現像装置４内の２成分現像剤を交換等の目的をもって全面的に排出したいときは、ユーザは現像剤排出モードの選択・設定を行い、制御手段１００を介して現像剤を排出させる。制御手段１００は内蔵されたメモリから現像剤排出プログラムを呼び出して現像装置４内に収納された２成分現像剤を排出させる。本実施例においては、制御手段１００は撹拌スクリュー４６、４７を駆動する搬送駆動モータに逆転動作を行わせ、併せて搬出用スクリュー４９の回転を開始する。撹拌スクリュー４７の逆転によって現像装置ハウジング４０内の現像剤Ｇは開口部４０ｂから落下し、搬出用スクリュー４９によって搬送され、更に現像剤排出部材５０から落下し、現像剤堆積台５１上に堆積した後、排出現像剤収納容器５２内に収納される。
【００７７】
以上説明した現像装置の実施形態に対する制御はモノクロプリンタによるものであり、カラープリンタにあっては複数色の現像装置の各々に対して独立に制御が行われる。
【００７８】
また、本実施の形態における現像装置４は、２成分現像剤を用いる場合の構成について説明したが、本発明は１成分現像剤を用いる構成の現像装置にも適用が可能である。
【００７９】
以上、これまでは、本発明の現像剤劣化状態検出装置について述べたが、本発明は、本実施形態の現像剤劣化状態検出装置を用いて行う、現像剤の劣化状態を検出する現像剤劣化状態検出方法としても適用できる。
【００８０】
更にこれまでは、本発明の現像剤劣化状態検出装置について述べたが、以下、現像剤の劣化状態が検出されたときの本発明に係る画像形成条件変更手段を備えた画像形成装置本体Ａについて、図７のブロック図を基に説明する。
【００８１】
本発明の堆積状態検出手段により安息角θが検出され、現像剤の劣化状態が検出されたときの画対策手段を備えた画像形成装置本体Ａとして、現像剤補給装置６０、７０を制御する第１の実施形態と、現像バイアス変更手段ＢＨを制御する第２の実施形態とがある。
【００８２】
図７は、本発明に係る画像形成装置本体Ａの第１及び第２の実施形態の動作を制御する制御手段１００の制御について説明するためのブロック図である。
【００８３】
図７において、制御手段１００は、現像剤劣化状態検出装置４１０の第１〜第４の実施形態における堆積状態検出手段の検出結果に応じて、本発明に係る劣化状態検出手段に基づいて現像剤の劣化状態を判断する。
【００８４】
ここでいう劣化状態検出手段とは、堆積状態検出手段の検出結果に応じて制御手段１００により現像剤の劣化状態を判断する手段であり、具体的には、堆積した現像剤の安息角θと現像剤の劣化状態を対比させてメモリに格納したプログラムである。このプログラムは、実験により、堆積した現像剤の安息角θと現像剤の劣化状態とを対比させて関連づけておき、現像剤の劣化状態を安息角θによって判断する手段としてプログラム化し、制御手段１００に内蔵されるメモリに予め格納したものである。
【００８５】
制御手段１００は堆積状態検出手段の検出結果に応じて劣化状態検出手段により劣化状態を判断し、現像剤補給装置６０、７０、又は現像バイアス変更手段ＢＨの動作を制御する。ここでの堆積状態検出手段とは、前述した、第１の実施形態ではレーザ距離計ＬＭ１、ＬＭ２、第２の実施形態では質量センサＷＭ、第３の実施形態では透磁率センサＭＭ１、ＭＭ２、第４の実施形態では堆積現像剤当接板ＴＢ、堆積角度検出エンコーダＥＣを指す。
【００８６】
本発明に係る現像剤の劣化に対応させた画像形成装置本体Ａの第１の実施形態では、現像剤補給装置６０、７０の動作を制御し、画像形成装置本体Ａの第２の実施形態では、現像バイアス変更手段ＢＨの動作を制御する。
【００８７】
（画像形成装置本体Ａの一実施形態）
本発明に係る画像形成装置本体Ａの一つの実施形態は、現像剤劣化状態検出装置４１０の第１〜第４の実施形態における堆積状態検出手段の検出結果から、劣化状態検出手段の判断により画像形成条件変更手段としての現像剤補給装置６０、７０の動作を制御する。具体的には、例えば現像剤補給装置の１つとしてのキャリア補給装置７０は、図２で説明したように、コピー枚数の積算量などに基づいて現像装置４内にキャリアＣを補給する。実際の現像剤補給量の制御は、使用する現像剤のトナー濃度及び安息角θの値に応じて行われるが、その実施例の数値については、後述の実施例１の項で説明する。
【００８８】
本発明に係る画像形成装置本体Ａの第１の実施形態によれば、現像剤の劣化状態に応じて現像剤の入れ替え量を制御するため、現像剤を常に正常な状態に保つことができる。
【００８９】
（画像形成装置本体Ａの他の実施形態）
本発明に係る画像形成装置本体Ａの他の実施形態は、現像剤劣化状態検出装置４１０の第１〜第４の実施形態における堆積状態検出手段の検出結果から、劣化状態検出手段の判断により画像形成条件変更手段としての現像バイアス変更手段ＢＨの動作を制御する。具体的には、現像バイアス変更手段ＢＨの１つとしての周波数可変の交流バイアス電源ＡＣ１は、図２で説明したように、周波数が可変に構成されている。実際の交流バイアス電源ＡＣ１の周波数の制御は、使用する現像剤のトナー濃度及び安息角θの値に応じて行われるが、その実施例の数値については、後述の実施例２の項で説明する。
【００９０】
本発明に係る画像形成装置本体Ａの第２の実施形態によれば、現像剤が劣化状態に近づいた場合でも、画像形成条件変更手段としての現像バイアス変更手段ＢＨを制御することにより、安定した画像形成を行うことができる。
【００９１】
以上、これまでは、本発明の現像剤劣化状態検出装置を備えた画像形成装置について述べたが、本発明は、本実施形態の画像形成装置を用いて行う、現像剤の劣化状態を検出する現像剤劣化状態検出方法としても適用できる。
【実施例】
【００９２】
本発明者らは、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第１〜第４の実施形態を画像形成装置本体Ａに装着して出力画像への影響を調べる実験を行った。以下、実施例１、２及び比較例びついての実験の内容と結果について説明する。
【００９３】
（共通条件）
実験に対する共通条件は下記の通りである。
【００９４】
１．環境条件：温度３０℃、湿度８０％ＲＨ
２．感光体ドラム１直径：６０ｍｍ
３．現像ローラ４２直径（スリーブ外径）：２５ｍｍ
４．現像ローラ４２周速：７２０ｍｍ／ｓ（現像領域において、現像ローラ４２のスリーブ表面と感光体ドラム１表面とは逆方向に移動）
５．現像ローラ４２と感光体ドラム１との間隙：０．３ｍｍ
６．現像ローラ４２表面における現像剤搬送量：２２０ｇ／ｍ２
７．画像形成装置：モノクロ用画像形成装置（プリント枚数：８０枚／ｍｉｎ、プロセス速度：４００ｍｍ／ｓ、図１参照）
８．トナー平均粒径：６．５μｍ
９．キャリア平均粒径：３３μｍ
１０．トナー濃度：７質量％
１１．現像装置４内の現像剤量：６００ｇ
１２．印字率に応じたキャリア補給量の制御（表１参照）
現像剤劣化対策としてのキャリア補給量を増加させるという補正は、種々に出力される画像の印字率ｉにより大きな影響を受けるものであり、本発明の画像形成条件の制御とは直接関係がない。従って、表１に記載する印字率ｉに応じたキャリア補給量の制御は、印字率ｉによる現像剤劣化の因子を取り除くため、実施例、比較例ともに共通する前提条件として扱うものとする。
【００９５】
【表１】
0005516427.tif 000002
【００９６】
表１は、実験の前提条件となる準備作業であり、出力する画像の印字率ｉに応じて基準となる基準キャリア補給量αを変化させ、印字率ｉによるキャリア劣化の変動を少なくするために、実施例１、２、及び比較例１の全てに対して一律に適用した項目である。印字率ｉは、１０００枚プリント毎の平均印字率を表す。印字率ｉに応じて基準キャリア補給量αを増加させる理由は、印字率ｉが高くなるとキャリアの劣化速度が早くなることが実験により判明しており、キャリアの劣化速度を抑制するために印字率ｉに応じてキャリアの入れ替え量を増加させているためである。
【００９７】
（個別条件）
実験に対する個別の条件は下記の通りである。
【００９８】
（実施例１）
１．現像剤劣化状態検出装置４１０：第１の実施形態（図３参照）
２．現像剤排出部材５０の開口部（下）の開口径：５〜１０ｍｍ
３．現像剤堆積台５１：直径２０ｍｍの円板（非磁性部材）
４．安息角θに応じたキャリア補給量の補正（表２参照）
５．４項目のキャリア補給量の補正の制御を織り込んだ画像形成装置本体Ａ
実施例１においては、表２に示すように、トナー濃度別に安息角θの範囲を第１段階から第４段階までの４段階に分類し、それぞれの安息角θに応じてキャリアＣを一定量追加する補正を行っている。この補正は、安息角θの値が大きいということは、現像剤の劣化が進行した状態にあると判断し、キャリアＣの入れ替え量を増加させるためである。
【００９９】
【表２】
0005516427.tif 000003
【０１００】
表２において、符号のβは、キャリア補正量を表す。キャリア補正量βは、安息角θの範囲が第１段階にあるときは、現像剤Ｇの流動性が高く、キャリアＣの劣化速度は遅いため、表１の基準キャリア補給量αの値を減じても良い。そこで、安息角θの範囲の第１段階においては、キャリア補正量βを−０．５ｇとし、基準キャリア補給量αの値から０．５ｇを減じている。
【０１０１】
同様に、安息角θの範囲が第２段階にあるときは、現像剤Ｇの流動性は適正な状態であり、キャリアＣの劣化速度は正常であるため、表１の基準キャリア補給量αの値はそのままの値で良い。そこで、安息角θの範囲の第２段階においては、キャリア補正量βを０ｇとし、基準キャリア補給量αの値を補正していない。
【０１０２】
同様に、安息角θの範囲が第３段階にあるときは、現像剤Ｇの流動性が若干低く、キャリアＣの劣化速度も若干早いため、キャリア補正量βを＋０．５ｇとし、基準キャリア補給量αの値を０．５ｇだけ増加させている。更に、安息角θの範囲が第４段階にあるときは、現像剤Ｇの流動性が低く、キャリアＣの劣化速度も早いため、基準キャリア補給量αの値を１．０ｇだけ増加させている。
【０１０３】
（実施例２）
１．現像剤劣化状態検出装置４１０、現像剤排出部材５０の開口部（下）、及び現像剤堆積台５１の仕様については、実施例１の１〜３項に記載の条件と同一であるため、説明は省略する。
【０１０４】
２．安息角θに応じた現像バイアス周波数の補正（表３参照）
３．２項目の現像バイアス周波数の補正の制御を織り込んだ画像形成装置本体Ａ
実施例２が実施例１と異なる点は、安息角θに応じたキャリア補給量に対する補正の方法である。実施例１においては、安息角θに応じた基準キャリア補給量αに対する補正を、キャリア補正量βにより補正しているが、実施例２においては、表３に示す現像バイアス周波数を現像バイアス変更手段ＢＨにより変化させることで画像形成条件の補正を行っている。即ち、実施例２における現像バイアス変更手段ＢＨは周波数可変の交流バイアス電源ＡＣ１と直流バイアス電源Ｅ１とにより構成されており、交流バイアス電源ＡＣ１の周波数を変化させることにより、画像形成条件を変化させている。
【０１０５】
【表３】
0005516427.tif 000004
【０１０６】
表３においては、表２と同様にトナー濃度別に安息角θの範囲を第１段階から第４段階までの４段階に分類し、それぞれの安息角θに応じて交流バイアス電源ＡＣ１の周波数を変化させる補正を行っている。即ち、安息角θの範囲の第１段階においては周波数を５ｋＨｚとし、第２段階においては６ｋＨｚ、第３段階においては７ｋＨｚ、第４段階においては８ｋＨｚに設定している。
【０１０７】
（比較例）
１．現像剤劣化状態検出装置４１０、現像剤排出部材５０の開口部（下）、及び現像剤堆積台５１の仕様については、実施例１の１〜３項に記載の条件と同一であるため、説明は省略する。
【０１０８】
２．画像形成装置本体Ａとしては、実施例１のキャリア補正量βによる補正（表２）や、実施例２の交流バイアス周波数による補正（表３）を行わず、印字率ｉに応じたキャリア補給量の制御（表１）のみを行っている。
【０１０９】
表４に実施例１、２、及び比較例を用いて安息角θの測定及び画質の評価を行った実験の結果を示す。
【０１１０】
【表４】
0005516427.tif 000005
【０１１１】
表４において、評価項目の欄の画質は、１万プリント毎に出力画像の印字率ｉを５％、１０％、２０％、３５％、５０％と変化させて画像を出力し、５万プリント毎にベタ黒やハーフトーンの社内標準チャートにより画像ムラを評価したものである。画質の評価を示す記号は、社内判定規格に基づいて行った評価結果を表したもので、合格レベルを○、不合格レベルを×、良品限界レベルを△で表した。
【０１１２】
表４に示す結果から、比較例１では安息角θが３７°〜３９°に画質の良品限界があり、プリント枚数が略２０万プリントで発生し、３０万プリントでは安息角θが４１°となって画質も不合格となった。一方、実施例２では、プリント枚数が略２０万プリントで安息角θが３７°に達するが、画質は合格レベルで、３０万プリントに達したとき（安息角θは４０°）に初めて画質が良品限界となった。実施例１では、３０万プリントを行っても安息角θは３３°程度であり、画質も良好であった。
【０１１３】
これらの結果から本発明者らは、現像剤は安息角θが略３７°を超える値となるときに劣化した状態となっている危険性があること、及び、本発明の構成により安息角θの値を制御し、現像剤の流動性を良くすることで現像剤の劣化を抑制できることを確認した。また、実施例１、２と比較例１との結果から、劣化した現像剤であっても、本発明の画像形成条件変更手段としての現像バイアス条件や現像剤補給量の制御により、画質を良好に保つことができることを確認した。
【０１１４】
更に、本発明者らは、本発明に係る現像剤劣化状態検出装置４１０の第２〜第４の実施形態についても同様な実験を行ったが、第１の実施形態とほぼ同様の結果を得た。第２〜第４の実験結果については、第１の実施形態の実験結果と類似しているため記載は省略する。
【０１１５】
図８は、表４における安息角θとプリント枚数の関係をグラフにしたものである。表４において、横軸はプリント枚数、縦軸は安息角を表す。符号のａは実施例１（実線）、ｂは実施例２（破線）、ｃは比較例１（一点鎖線）のグラフを示す。
【０１１６】
図８と表４とを対比させることにより、出力画像の画質の良品限界は、プリント枚数が２０万枚〜３０万枚の実施例２又は比較例１の線上の近傍にあることが判る。
【符号の説明】
【０１１７】
１  感光体ドラム
４  現像装置
４０  現像装置ハウジング
４０ａ  筒状カバー
４０ｂ  開口部
４１Ａ  天板
４１Ｂ  現像剤搬出用ハウジング（現像剤搬出手段）
４１Ｂａ  筒状カバー部
４１Ｂｂ  開口部
４２  現像ローラ（現像剤搬送体）
４６、４７  撹拌スクリュー
４９  搬出用スクリュー（現像剤搬出手段）
５０  現像剤排出部材
５０ａ  開口部（下）
５１  現像剤堆積台
５１ａ  回転軸
５２  排出現像剤収納容器
６０  トナー補給装置（現像剤補給装置）
７０  キャリア補給装置（現像剤補給装置）
１００  制御手段
４１０  現像剤劣化状態検出装置
Ａ  画像形成装置本体
ＡＣ１  交流バイアス電源
ＢＨ  現像バイアス変更手段
Ｃ  キャリア
Ｅ１  直流バイアス電源
ＥＣ  堆積角度検出エンコーダ（堆積状態検出手段）
Ｇ  現像剤
Ｈ（Ｃ）  キャリア補給口
Ｈ（Ｔ）  トナー補給口
ｉ  印字率
ＬＭ１、ＬＭ２  レーザ距離計（堆積状態検出手段）
ＭＭ１、ＭＭ２  透磁率センサ（堆積状態検出手段）
Ｐ  用紙
ＳＡ  支持アーム
Ｔ  トナー
ＴＢ  堆積現像剤当接板（堆積状態検出手段）
ＷＭ  質量センサ
α  基準キャリア補給量
β  キャリア補正量
θ  安息角
【図１】
0005516427.tif 000006
【図２】
0005516427.tif 000007
【図３】
0005516427.tif 000008
【図４】
0005516427.tif 000009
【図５】
0005516427.tif 000010
【図６】
0005516427.tif 000011
【図７】
0005516427.tif 000012
【図８】
0005516427.tif 000013