(57)【要約】      （修正有）【課題】特別な構成を加えることなく現像剤の抵抗を正確に検出できることで現像剤寿命の割り出しを正確に行える構成を備えた現像装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体の移動方向における潜像担持体との対峙位置下流側で潜像担持体との間に一定の間隔を持たせて配置されている回転可能なスリーブおよびスリーブ内に備えられている磁石の磁力により潜像担持体上に付着したキャリアを吸引可能な剤吸引部材を備えた現像装置であって、現像剤担持体にはバイアス電源ＧＢに接続され、剤吸引部材には電流計が接続され、現像剤の抵抗値検出のためにバイアス電源ＧＢからの電圧が剤吸引部材に向け印加されるとき、現像剤担持体側の磁石と剤吸引部材側の磁石とが互いに逆極性となる関係に決められ、現像剤担持体上に穂立ちされた現像剤に流れる電流を剤吸引部材側の電流計２０２で測定する。【選択図】図６
2014235419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向してトナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体、該現像剤担持体の移動方向における前記潜像担持体との対峙位置上流に配置された現像剤の層厚規定部材、該現像剤担持体の移動方向における前記潜像担持体との対峙位置下流側で該潜像担持体との間に一定の間隔を持たせて配置されている回転可能なスリーブおよび該スリーブ内に備えられている磁石の磁力により前記潜像担持体上に付着したキャリアを吸引可能な剤吸引部材を備えた現像装置であって、
前記現像剤担持体にはバイアス電源に接続され、前記剤吸引部材には電流計が接続され、前記現像剤の抵抗値検出のために前記バイアス電源からの電圧が前記剤吸引部材に向け印加されるとき、前記現像剤担持体側の磁極と前記剤吸引部材側の磁極とが互いに逆極性となる関係に決められ、該現像剤担持体上に穂立ちされた現像剤に流れる電流を前記剤吸引部材側の電流計で測定することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記剤吸引部材に備えられて磁極を有する磁石は、前記スリーブとは独立して回転可能であり、前記現像剤担持体側の磁極に対して逆極性の磁極が対向しないときに前記潜像担持体側に該磁石を対向させて、該潜像担持体上に付着している現像剤を吸引可能であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記スリーブは、前記磁極が前記潜像担持体側に対向するときに、前記現像剤担持体との対向位置で同じ方向に移動することにより、前記潜像担持体側から吸引された現像剤を回収することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記剤吸引部材には、前記現像剤担持体上から現像剤に含まれているキャリアを回収するキャリア回収部材が用いられることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤の抵抗値検出が前記潜像担持体上の潜像に対して前記現像剤担持体から供給される現像剤により可視像処理が行われる印刷工程を除く時期に行われることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤の抵抗値は、現像剤の寿命を判断するために用いられる基準値と対比された結果が基準値以下である場合に現像剤の寿命が来たことを判断するために用いられることを特徴とする請求項１または５記載の現像装置。
【請求項７】
前記基準値は、荒くてイレギュラーな異常画像が発生する前の段階に相当する印刷枚数で得られる抵抗値が用いられることを特徴とする請求項６記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の現像装置を備えたプロセスカートリッジを用い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、現像装置、これを備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、二成分系現像剤の回収機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【０００３】
現像に用いられる現像剤には磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分系現像剤の他にトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤が知られている。
二成分系現像剤は、トナーとキャリアとを含み、攪拌混合時に生起される摩擦帯電作用により帯電されたトナーが感光体上の静電潜像に静電吸着される。
【０００４】
ところで、現像剤は、使用時間が長くなると、トナーの外添剤の剥落や埋没、キャリアコート膜が削れてしまうこと、さらにはトナー外添剤がキャリア表面へ付着してしまうスペントが発生することがある。キャリアに対するトナーのスペントが発生した場合やキャリアコート膜が削れられてしまうと、帯電不足や外添剤の埋没による流動性、帯電性の低下により現像剤の能力から劣化する。
そこで、現像剤は劣化度合いに応じて交換される対象であるが、交換時の特に、キャリアを回収する場合がある。
【０００５】
キャリアの回収には、感光体にトナーと共に若干量付着することがあるキャリアを対象とする構成が知られている(例えば、特許文献１)。
特許文献１には、感光体に対向する現像ローラの回転方向において感光体との対向位置下流側に回収部材としてのキャッチローラが設けられている。キャッチローラは、回転可能なスリーブとスリーブ内部で回転可能なマグネットローラとで構成されている。
この構成では、感光体に付着しているキャリアがキャッチローラに対向すると、マグネットローラからの磁力とスリーブに印加されるバイアスによってキャリアが吸引される。
【０００６】
一方、現像剤の交換時に劣化したキャリアを回収するには、現像剤の劣化度合いを現像剤の寿命として判断することが必要となる。
現像剤の寿命を判断する方法には、次の方法が提案されている。
現像ローラに対向して現像層厚を規定するために用いられるドクターブレードを通して流れる電流を検出する方法である(例えば、特許文献２，３)。この場合には現像ローラに印加されたバイアスが現像ローラ上に形成されている現像層を通してドクターブレードに流れる電流が検出対象となる。
この構成において現像剤の寿命を判断するには、ドクターブレードに流れる電流値からオームの法則に従って求められる抵抗値を基準抵抗値と比較し、基準抵抗値を超えた場合を現像剤の寿命が来たことを判断する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ドクターブレードとこれが対向する現像ローラとの間を移動する現像剤に流れる電流を検出する方法では、ドクターブレードに向け移動してくる現像剤の量が一定していないことにより次の問題が生じる。
つまり、ドクターブレードは、現像ローラ上を移動してきた現像剤の層厚を規定する部材である。このため、現像ローラ上を移動してくる現像剤はドクターブレードを通過した後、一定の層厚とされる。
【０００８】
しかし、ドクターブレードにめがけて移動してくる現像剤の量は一定しておらず、しかも、ドクターブレードの位置で規定される層厚に見合う量以外の現像剤は滞留した状態となる。このため、滞留した現像剤の量は一定していないことから、ドクターブレードに対して流れる電流のルートが変化し、ドクターブレードに流れた電流がドクターブレード近傍に滞留している現像剤への漏洩損失を差し引いた値が得られてしまうことがある。この結果、ドクターブレードに流れる電流を確認することだけでは正確に現像剤の抵抗値が得られているとはいえない。
【０００９】
このようなドクターブレード近傍での現像剤の振る舞いに対してドクターブレードに流れる電流に誤差があることを考慮していないのが現状である。
そこで、現像剤の振る舞いを考慮してドクターブレードで得られる電流値に対して誤差分を含める処理を行うことも考えられる。しかし、誤差分の決め方には現像剤の挙動(集約する現像剤の量が現像剤の消費状況や環境条件によって異なる)全てを管理する必要があることから膨大なデータが必要となることがあり実用的ではない。
【００１０】
本発明の目的は、従来の現像剤寿命判断のために用いられる構成に含まれる問題に鑑み、特別な構成を加えることなく現像剤の抵抗を正確に検出できることで現像剤寿命の割り出しを正確に行える構成を備えた現像装置および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】
【００１１】
この目的を達成するため、本発明は、潜像担持体に対向してトナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体、該現像剤担持体の移動方向における前記潜像担持体との対峙位置上流に配置された現像剤の層厚規定部材、該現像剤担持体の移動方向における前記潜像担持体との対峙位置下流側で前記潜像担持体との間に一定の間隔を持たせて配置されている回転可能なスリーブおよび該スリーブ内に備えられている磁石の磁力により該潜像担持体上に付着したキャリアを吸引可能な剤吸引部材を備えた現像装置であって、前記現像剤担持体はバイアス電源に接続され、前記剤吸引部材には電流計が接続され、前記現像剤の抵抗値検出のために前記バイアス電源からの電圧が前記剤吸引部材に向け印加されるとき、前記現像剤担持体側の磁石と前記剤吸引部材側の磁石とが互いに逆極性となる関係に決められ、該現像剤担持体上に穂立ちされた現像剤に流れる電流を前記剤吸引部材側の電流計で測定することを特徴とする現像装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、層厚規定部材の位置ではなく、その位置を通過した位置で穂立ち状態を維持されている現像剤を対象として現像剤に流れる電流を測定しているので、現像時と同じ一定量の状態を維持している現像剤の電流計測が可能となる。これにより、現像剤寿命判断のための特別な構成を付加することなく正確な現像剤の寿命判断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の構成を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジの構成を説明するための断面図である。
【図３】現像装置の要部外観および内部構造を説明するための図である。
【図４】図３に示した現像装置内での現像剤の移動状態を説明するための図である。
【図５】図３に示した現像装置内での現像剤循環状態を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る現像装置の要部構成に関する原理を説明するための模式図である。
【図７】図６に示した要部構成の一機能を説明するための模式図である。
【図８】図６に示した構成を対象として測定した現像剤抵抗値とドクターブレードを対象として計測した現像剤抵抗値を示す線図である。
【図９】図６に示した要部構成を用いた現像剤の寿命判断のための抵抗値を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に示す実施例を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施形態に係る現像装置を説明する前に、現像装置が用いられる画像形成装置について図１を用いて説明する。
図１に示されている画像形成装置は、装置本体１００の筐体内に複数の色の画像形成部が転写部材として用いられる中間転写ベルト８の展張面に沿って複数並置されたタンデム方式のフルカラープリンタである。
【００１５】
図１において、画像形成装置本体１００には、中間転写ユニット１０１における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。
これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋと、感光体ドラム１の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋ、図示しないクリーニング手段等で構成されている。
【００１６】
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上で、作像プロセスとして、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程が順次行われ、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に所望のトナー像が形成される。
帯電工程では、感光体ドラム１が、図示しない駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される。
露光工程では、感光体ドラム１の表面が、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達すると、この位置での露光走査されることにより静電潜像を上記表面に形成される。
【００１７】
現像工程では、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの表面が、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｂｋとの対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される。
転写工程は、中間転写ベルト８に対して順次画像を重ねて転写する１次転写工程と、重畳された画像を記録媒体としての転写紙Ｐに一括転写する２次転写工程とが実行される。
１次転写工程では、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの表面が、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達すると、この位置で感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。
【００１８】
２次転写工程では、後述するように、２次転写手段としての２次転写ローラ１９により中間転写ベルト８上の重畳画像が転写紙Ｐに対して一括転写される。
１次転写後に実行されるクリーニング工程では、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの表面が、クリーニング手段との対向位置に達すると、この位置で感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に残存した未転写トナーが回収される。クリーニング後、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。このような工程を経て、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１９】
上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの感光体ドラム１上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００２０】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８０を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００２１】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に担持されているカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体としての転写紙Ｐ上に転写される。このような手順を経て一連の転写プロセスが終了する。
【００２２】
装置本体１００の下部に配設された給紙部２６には転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。
給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、中間転写ベルト８に担持されている画像が一括転写され、中間転写ベルト８上の画像が色毎の重畳画像である場合には所望のカラー画像が転写される。
【００２３】
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着部２０へ搬送され、ここで、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。図１において、符号３２は読み取り部を示している。
【００２４】
各色の画像形成を行う作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋには、図２に示す構成を備えたプロセスカートリッジ１０２が用いられている。
プロセスカートリッジ１０２は、装置本体１００に対して着脱可能なユニットで構成されており、内部には、画像形成処理に用いられる感光体（便宜上、符号１で示す）が配置されている。
【００２５】
感光体１の周囲には、図示矢印方向に沿って画像形成処理工程を実行するための帯電装置７、書き込み装置（便宜上、書き込み光を符号Ｌで示す）、現像装置５、クリーニング装置１０が配置されている。なお現像装置５に関しては、図３以降の図において詳細を説明する。
帯電装置７は、感光体に近接して回転可能な帯電ローラが用いられている。
クリーニング装置１０には、転写後の感光体１から残留トナーを掻き取るクリーニングブレード１０Ａおよび感光体１の摩擦係数低減のための潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置１０Ｂが設けられている。なお、図２において符号７Ａは、帯電ローラのクリーニングを行うクリーニングローラを示している。
【００２６】
図２において、現像装置５は、次の部材を備えている。
現像剤を収容可能な空間を有する現像槽５０の内部に配置された現像スリーブ５Ａ、上下に配置されて現像槽５０に設けられた仕切り部５０Ａにより隔絶された空間内に配置されている第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２。そして、現像スリーブ５Ａの移動方向における感光体ドラム１との対峙位置上流側の下周面に対向して配置された層厚規定部材であるドクターブレード５３をそれぞれ備えている。
【００２７】
さらに加えて、現像スリーブ５Ａの回転方向において感光体ドラム１との対峙位置下流には、キャリア回収装置２００が配置されている。
キャリア回収装置２００は、回転可能な磁石２００Ａが内蔵されているスリーブ２００Ｂおよびスリーブ２００Ｂの周面に先端を接触させてキャリアを掻き取り可能なスクレーパー２０１を備えている。キャリア回収装置は、本実施例に示す現像装置が持つ特徴の一つであるので、後で詳しく説明する。
【００２８】
図３は、現像装置５の内部を露出した状態（図３(Ａ))、および内部構造(図３(Ｂ))をそれぞれ示している。本実施例の現像装置５は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分系現像剤を用いることを前提としている。
図３において現像スリーブ５Ａは、図３（Ｂ）に示すように、周方向に沿って複数の磁極Ｐ１〜Ｐ５を設けたマグネットローラ５Ａ１の外周囲において回転可能に設けられたスリーブを備えている。
【００２９】
マグネットローラ５Ａ１に設けられた各磁極は、符号Ｎ，Ｓで示す磁極の配置系列に応じた磁力線を生成するようになっており、磁力線に沿って形成された磁気ブラシ中のキャリアがスリーブの回転に伴いスリーブ周面上を転動するようになっている。
なお、図３（Ｂ）においてマグネットローラ５Ａ１の磁極間に示された放物線状の線は磁極Ｐ１〜Ｐ５のそれぞれの磁力がピークとなる位置を示している。
【００３０】
一方、現像槽５０には、図３（Ｂ）に示すように、仕切り部５０Ａによって上下に隔絶された空間が備えられている。仕切り部５０Ａを境にして上部の空間ＳＲは、現像剤回収側空間として設けられ、下部の空間ＳＦは現像剤供給側空間として設けられている。なお、図３（Ｂ）に用いられている符号ＮＲは、トナー濃度センサを示している。
【００３１】
各空間には第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２が配置されている。
第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２は、軸線方向を平行させたスクリューオーガが用いられ、回転と共に軸方向に現像剤を攪拌しながら搬送するために備えられている。
上記各現像剤搬送部材のうちで、仕切り部５０Ａを境にした上部の現像剤回収側空間ＳＲに位置する現像剤搬送部材５１が現像剤回収部材として用いられ部材である。また、下部の現像剤供給側空間ＳＦに位置する現像剤搬送部材５２は、現像剤供給部材として用いられる。
【００３２】
現像槽５０に設けられている仕切り部５０Ａは、図４に示すように、現像剤搬送部材５１，５２による現像剤搬送方向両側が欠如されて各空間同士を連通する連通部５０Ｂ、５０Ｃが設けられている。
このような構成において、現像剤は、図４において矢印Ｆ，Ｆ’，Ｒ，Ｒ’で示すように、各現像剤搬送部材５１，５２の軸線方向に移動すると共に、連通部５０Ｂ，５０Ｃを経由して隣り合う空間内を移動することで一方向に循環するようになっている。
【００３３】
なお、図４（Ａ）は、現像スリーブ５Ａを除いて各現像剤搬送部材５１，５２を表示した図であり、図４（Ｂ）は、現像スリーブ５Ａが配置されている状態で現像スリーブ５Ａ上での現像剤の移動状態を矢印で示した図である。
【００３４】
本実施例において使用される現像剤は、例えば、ポリエステル樹脂を主成分とするトナ（粒径＝５．２μｍ）と磁性微粒子からなるキャリア（３５μｍ）とを６ｗｔ％に均一混合した二成分系現像剤が現像槽５０内に収容されて用いられている。
【００３５】
現像槽５０内では、現像剤回収側空間ＳＲおよび現像剤供給側空間ＳＦにおいて現像剤が現像剤搬送部材５１，５２により攪拌されながら軸方向に搬送されることによりトナーの摩擦帯電が行われながら上述したような一方向に循環される。
【００３６】
図４において連通部５０Ｂ，５０Ｃと対面する第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２には、空間内での移動を行うスクリューオーガのスクリュー羽根の向きとは逆方向の関係を有するスクリュー羽根が設けられている。これにより、各空間内での現像剤の流動を可能にしている。
【００３７】
第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２により攪拌搬送される現像剤は、その移動方向において堆積状態が変化する。
図５は、各現像剤搬送部材５１，５２における搬送方向上流側から下流側に至る現像剤の堆積状態を示す図である。
同図において、現像剤回収側空間ＳＲに位置する第１の現像剤搬送部材５１が相当する現像剤回収部材では、現像スリーブ５Ａから回収されるトナーが存在することが原因して搬送方向上流側から下流側に掛けて現像剤の堆積量は増加する。
【００３８】
一方、現像剤供給側空間ＳＦに位置する第２の現像剤搬送部材５２が相当する現像剤供給部材では、現像スリーブ５Ａに受け渡されることが原因して搬送方向上流側から下流側に掛けて現像剤の堆積量が減少する。
【００３９】
本実施例では、詳細を説明しないが、現像剤搬送部材、特に、第２の現像剤搬送部材が相当する現像剤供給部材において現像スリーブ５Ａに対する現像剤の供給量が搬送方向下流側にて不足するのを防止する搬送能力が設定されている。
【００４０】
仕切り部５０Ａにより隔絶された空間ＳＲ，ＳＦ内に配置されている第１，第２の現像剤搬送部材５１，５２により一方向循環される現像剤は、図３に示した磁力線に従って移動する。つまり、第２の現像剤搬送部材５２の軸方向に搬送される過程で現像スリーブ５Ａ内のマグネットローラ５Ａ１の磁極Ｐ４，Ｐ５により形成される磁力線によって、矢印で示すように現像スリーブ５Ａ側へと汲み上げられて現像スリーブ５Ａ周面に担持される。
【００４１】
現像スリーブ５Ａに担持された現像剤は、現像スリーブ５Ａの回転に伴いドクターブレード５３により所定の層厚に規定される。層厚を規定された現像剤は、感光体１に向け移動し、感光体１と対向する磁極Ｐ１により形成される磁力線に沿って感光体１と接触し感光体１に形成されている静電潜像を可視像処理する。
【００４２】
可視像処理を終えた現像剤は、マグネットローラ５Ａ１の搬送磁極Ｐ２，Ｐ３によって現像スリーブ５Ａの回転と共に移動する。移動課程において現像剤は、磁極Ｐ３と磁極Ｐ４とで形成される反発磁極によって現像スリーブ５Ａ周面から除去されて矢印で示すように現像剤回収側空間ＳＲに向け飛翔する。
【００４３】
現像剤回収側空間ＳＲ内に飛翔した現像剤は、第１の現像剤搬送部材５１によって攪拌搬送され、仕切り部５０Ａの連通部（図４中、符号５０Ｂで示す領域）に到達すると現像剤供給側空間ＳＦに向け移動する。また、現像剤供給側空間ＳＦの現像剤は、第２の現像剤か搬送部材５２により攪拌混合されながら仕切り部５０Ａの連通部（図４中、符号５０Ｃで示す領域）に達すると現像剤回収側空間ＳＲに向け移動する。
【００４４】
以上のような構成の現像装置を対象として本実施例の特徴について説明する。
本実施例に示す現像装置の特徴は、既存部材を用いて現像剤の寿命を判断できる構成を備えていることにある。
現像剤の寿命判断のためには現像剤を流れる電流から割り出す抵抗値が用いられる。
このため、本実施例では、図６に示すように、現像時と同じ現像剤の穂立ちが得られる位置である、現像スリーブ５Ａの移動方向において感光体ドラム１との対峙位置下流側に位置して感光体ドラム１からキャリアを吸引可能なキャリア回収部材２００が用いられる。
【００４５】
キャリア回収部材２００は、周方向に複数の磁極（図６中、符号Ｎ，Ｓで示す磁極）を備えた回転可能な磁石２００Ａが内蔵されたスリーブ２００Ｂを備えている。磁石２００Ａは、スリーブ２００Ｂとは独立して回転することができる部材である。
キャリア回収部材２００は、磁石２００Ａに有する磁極と現像剤担持体である現像スリーブ５Ａ側の磁極との対向関係において、互いに逆極性となる状態および各磁極が対向しない状態を選択される部材である。
磁極の対向状態に応じて現像剤の穂立ちを形成する場合と穂立ちを形成しない場合とが選択可能である。
本実施例では、現像剤の寿命判断に用いられる抵抗値を測定するために現像スリーブ５Ａとの間で穂立ちを形成する時に、図７（Ａ）に示すように、現像スリーブ５Ａ側の磁極Ｓに対して逆極性（符号Ｎで示す）となるように位置決めされる。
【００４６】
一方、現像スリーブ５Ａとの間で現像剤の穂立ちが形成されないときは、図７（Ｂ）に示すように、現像スリーブ５Ａと対向して穂立ちを形成する磁石２００Ａ内の磁極（図中有、符号Ｎで示す磁極）が感光体ドラム１側に対向する位置に向けて回転される。
このとき、スリーブ２００Ｂを現像スリーブ５Ａとの対向位置で同じ方向に移動させることにより、感光体ドラム１上に残留付着しているキャリアが磁気的に吸引されてキャリア回収部材２００側に回収され、スリーブ２００Ｂの回転に順じて移動する。
キャリア回収部材２００側に回収されたキャリアは、図７（Ｂ）に示すように、回転するスリーブ２００Ｂに先端を接触させて設けられているスクレーパー２０１によって掻き取られる。
【００４７】
ここで、キャリア回収部材２００を現像剤の寿命判断のための部材とする理由を説明すると次の通りである。
図８は、現像剤に流れる電流から割り出した抵抗値を、現像スリーブに対する異なる位置で測定した結果を示す線図である。
図中、菱形でポイントを示す線は、キャリア回収部材２００と現像スリーブ５Ａとが対向する位置での測定結果であり、四角でポイントを示す線は、穂立ち形成が可能な箇所の一つである、ドクターブレード５３が現像スリーブ５Ａに対向する位置での結果である。
【００４８】
図８に示す結果は、次の条件による。
画像形成装置：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００（株式会社リコー製）
現像剤      ：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００用ブラック現像剤
（初期剤でのトナー濃度：６ｗｔ％）
現像スリーブ５Ａに対する現像剤抵抗値測定部材として用いられるドクターブレード５３、キャリア回収部材２００のスリーブとの対向間隔は、共に０．８ｍｍに決められている。
【００４９】
図８において、キャリア回収部材２００と現像スリーブ５Ａとの対向位置で得られる測定結果の方が、ドクターブレード５３と現像スリーブ５Ａとの対向位置で得られる測定結果の方よりも安定している。換言すれば、ドクターブレード５３と現像スリーブ５Ａとの対向位置での測定結果は、変動が大きい。
【００５０】
ドクターブレード５３と現像スリーブ５Ａとの対向位置で現像剤に電流を流して現像剤の抵抗値を測定することも可能であるが、この位置では、現像剤の挙動が安定しない。つまり、ドクターブレード５３の周辺には、規定された量を超過する現像剤が滞留しているために、ドクターブレード５３と現像スリーブ５Ａとの間の現像剤量が一定していない。
【００５１】
これに対し、キャリア回収部材２００と現像スリーブ５Ａとが対向する位置では、ドクターブレード５３により一定量に規定された現像剤が流れ込むため、双方の磁極により穂立ちされたキャリアは一定量のみとなる。
このような現像剤、特に、これに含まれるキャリアの挙動の違いによって抵抗値の測定結果が大きく異なる。
【００５２】
本実施例では、上述した理由に基づき、キャリア回収部材２００と現像スリーブ５Ａとの対向位置で現像剤に含まれるキャリアを穂立ちさせ、穂立ちしたキャリアに電流を流す構成が用いられる。
図６において、現像剤担持体である現像スリーブ５Ａは、現像用のバイアス電源ＧＢに接続され、剤吸引部材であるキャリア回収部材２００のスリーブ２００Ｂには、スイッチング素子Ｓを介して電流計２０２が接続されている。
これにより、現像バイアス電源ＧＢから流れる電流は穂立ちされたキャリアに流れ、キャリアと接触しているキャリア回収部材２００のスリーブ２００Ｂから電流計１０２に流れる。
【００５３】
スイッチング素子Ｓは、印刷工程を除く時期に現像剤の抵抗値を測定する際には接続され、抵抗値を測定しないときには切断されてキャリア回収部材２００を電気的にフロート状態とする。
印刷工程を除く時期が現像剤の抵抗値測定時期として選択される理由は、印刷工程時に行うと、キャリア回収部材２００の磁石２００Ａによって現像スリーブ５Ａ上を移動する現像剤が吸引されてしまうことにある。つまり、現像スリーブ５Ａ上を移動する現像剤の一部がキャリア回収部材２００側に吸引されて穂立ちすると、穂立ちした現像剤によって現像剤の移動が阻害される虞があるのを避けるためである。
【００５４】
本実施例では、現像剤の抵抗値測定時に印加される電圧が１００Ｖ〜１０００Ｖの範囲で複数選択されて用いられる。この選択範囲において、低電圧の場合には抵抗がオーバーレンジする虞があり、高電圧であると絶縁破壊の虞があることを考慮して、現像バイアスとほぼ同等の５００Ｖ〜８００Ｖが用いられる。これにより、現像バイアスと異なる電圧を印加する場合の回路への負担などを生じないようにできる。
【００５５】
本実施例では、電流計１０２に流れた電流に基づき現像剤の抵抗値を割り出すが、その割り出した抵抗値を現像剤の寿命を規定する基準抵抗値と対比し、基準抵抗値よりも低下した場合に現像剤の寿命を決定する。
【００５６】
基準値は、次の条件で決められている。
図９は、印刷枚数を抵抗値の変化との関係を説明するための線図である。
同図において、菱形でポイントを示す線は、新しい現像剤を対象とした抵抗値を示し、四角でポイントを示す線は、寿命に達した現像剤を対象とした抵抗値を示し、三角でポイントを示す線は、５０００００枚の印刷終了時での現像剤の抵抗値を示している。
この測定結果を得るための条件は次の通りである。
画像形成装置：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００（株式会社リコー製）
現像剤      ：ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００用ブラック現像剤
（初期剤でのトナー濃度：６ｗｔ％）
印刷枚数    ：７０００００枚
現像スリーブ５Ａに対する現像剤抵抗値測定部材として用いられるドクターブレード５３、キャリア回収部材２００のスリーブとの対向間隔は、共に０．８ｍｍに決められている。
【００５７】
現像剤の抵抗値が低下するに従い、キャリア付着による荒くてイレギュラーな異常画像が発生しやすくなる。このため、異常画像が発生する前に現像剤の寿命が来たことを判断することが必要となる。
本実施例では、上記条件に挙げた画像形成装置に用いられる現像剤によって７０００００枚の印刷を行ったところ、印加電圧７５０Ｖで１×１０６Ωまで低下することが判明した。このときに得られる画像はベタ画像において極めて荒くてイレギュラーな異常画像であった。
【００５８】
このような評価を基に、本実施例では、荒くてイレギュラーな異常画像が得られないまでも、抵抗値が印加電圧７５０Ｖに対して３．５×１０６Ωまで低下する結果が得られた５０００００枚印刷終了時での抵抗値を基準として寿命判断を行うようになっている。
この場合の寿命判断は、基準抵抗値よりも測定抵抗値が低くなるのを検知して行われる。寿命判断が行われた場合には、寿命が来たことをサービスマンやユーザーに対して警告する。これにより、異常画像の発生やキャリアの付着による感光体ドラムの感光層へのダメージが発生する前に現像剤を交換することができる。
【００５９】
本実施例では、現像剤の抵抗値検出のために現像バイアス電源ＧＢからの電圧がキャリア回収部材２００に向け印加されるときには、現像スリーブ５Ａ側の磁石（Ｓ）とキャリア回収部材２００側の磁石２００Ａとが互いに逆極性となる関係に位置決めされる。
現像バイアス電源ＧＢからの電流は、各磁石同士の磁極が互いに逆極性であることにより穂立ちを形成しているキャリアを流れて電流計２０２により測定される。
電流計２０２での計測結果が基準抵抗値以下である場合には、現像剤の寿命が来たことあるいは寿命が尽きる時期に近いことを警報することになる。
【００６０】
以上の実施例においては、感光体ドラム１上に付着しているキャリアを回収するために用いられるキャリア回収部材２００を現像剤の寿命判断のための部材として用いることで単一部材に多機能を付加することができる。これにより、構造の追加などを要することなく既存部材によって現像剤の寿命判断が可能となる。
しかも寿命判断に際しては、既存部材のうちでも現像時と同じ状態の穂立ちが得られる位置を対象としたキャリア回収部材２００を用いるので、現像剤の剤量が一定化しやすくされて現像剤を流れる電流の漏洩損失などを防止することができる。この結果、寿命判断に用いる抵抗測定において誤差の発生を少なくすることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施例において現像剤の寿命判断を行う時期としては、前述した印刷工程を除く時期に相当する、画像形成装置の起動直後のイニシャライズ時、あるいは、印刷工程終了時で画像形成装置が稼働を停止される前の時期を選択することが可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１  感光体ドラム
５  現像装置
５Ａ  現像スリーブ
５３  ドクターブレード
１００  画像形成装置本体
２００  キャリア回収部材
２００Ａ  磁石
２００Ｂ  スリーブ
２０１  スクレーパー
２０２  電流計
ＧＢ  現像バイアス電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６３】
【特許文献１】特開２０００−２２７７２０号公報
【特許文献２】特開平０４−１０６５７２号公報
【特許文献３】特開平０５−１８８７４７号公報
【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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